JP3552034B2

JP3552034B2 - 光増幅器

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Publication number: JP3552034B2
Application number: JP37056299A
Authority: JP
Inventors: 篤荻野; 春喜大越; 浩孝小野; 光師福徳; 博行中野; 淳也小坂
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.; Hitachi Ltd; Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1999-12-27
Filing date: 1999-12-27
Publication date: 2004-08-11
Anticipated expiration: 2019-12-27
Also published as: JP2001185788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主として光通信システムに利用される光増幅器に関するものであり、特に1.5nm帯の波長多重信号光を増幅するのに適した光増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバ通信システムにおいて希土類添加光ファイバ増幅器（以下、光増幅器と省略する）が急速に普及しつつあり、特に光増幅器の広い増幅帯域を利用し、増幅帯域内の複数の波長の信号光を多重化した波長多重信号光を用いて通信容量の増大化を図るDWDMシステムにおける光増幅器の利用が注目されている。最近では従来広く使われていた1530-1560nm帯のみならず、希土類添加光ファイバの利得を長波長側にシフトすることによって、1570-1600帯も利用されるようになってきている。これらの技術については、例えば、
（１）M．Yamada et al., "Broad-band and gain-flattened amplifier composed of a 1.55μm-band and a 1.58μm-band Er3+ - doped fiber amplifier in a parallel configuration" Electron. Lett., vol. 33, p710-711, 1997
（２）M. Fukushima et al., "Flat gain Erbium-doped fiber amplifier in 1570nm-1600nm region for dense WDM transmission systems" OFC'97, PD-3, 1997
（３）T. Sakamoto et al., "Properties of Gain-shifted EDFA (1580 nm-band EDFA) Cascades in WDM Transmission Systems" OAA'98、 TuB3, 1998
等の文献に紹介されている。
【０００３】
長波長側に波長をシフトした光増幅器を用いることによりDWDMシステムの利用帯域が倍増するばかりか、四光波混合の影響のためDWDMシステムへの適用が難しいとされていた分散シフトファイバをDWDMシステムへ適用することが可能となる等の利点も出てくる。
【０００４】
しかし、光増幅器は広い増幅帯域を有しているものの、その増幅特性には波長依存性、入力信号光強度依存性、温度依存性が存在する。このため波長多重信号光を一括増幅した場合、一つ一つの異なった信号光波長（以下、チャネルと呼ぶ）間の利得差が問題となる。DWDMシステムにおいて光増幅器を多段接続した場合、このチャネル間利得差が蓄積し、システム全体の伝送特性が制限されることになる。このような問題を解決するために、各種手段が開発されている。この手段として、増幅特性の波長依存性を無くすために光増幅器内部に補正フィルタを挿入して利得スペクトルを平坦にする方法、得られた平坦な利得スペクトルを保持するために入力強度に応じて出力強度を調整して利得を一定に保つ利得一定制御方法、温度依存性を無くすために希土類添加光ファイバ全体を温度制御して一定温度に保つ方法等がある。
【０００５】
特に利得帯域を長波長側にシフトした光増幅器は、従来の1530-1560nm帯の光増幅器と比較して希土類添加光ファイバの単位長さあたりの利得が小さい領域を使用するため、実用的な利得を得るためには長尺の希土類添加光ファイバを用いる必要がある。このため、単位長さあたりでは利得の温度依存性が小さい場合でも、全体としては大きな利得の温度依存性が生じてしまう。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このように利得を長波長側にシフトした光増幅器では利得の温度依存性が相対的に大きくなる。しかし、希土類添加光ファイバを温度制御する方法は消費電力が増加し、システムの物理的サイズが大きくなるといった課題があり、また、使用温度範囲の増大は更なる消費電力の増加を招くという課題がある。そのため、光増幅器の温度依存性を希土類添加光ファイバの温度制御を行わずに補償することが要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の第一の目的は、複数の希土類添加光ファイバを備えた多段構成の光増幅器において、利得スペクトルの温度依存性を補償することであり、使用温度によらず利得スペクトルが変化することなく動作する光増幅器を提供することである。また、第二の目的は、第一の目的に加えて、入力信号光強度や、段間光部品挿入損失量、出力信号光強度によらず、利得スペクトルが変化することなく動作する光増幅器を提供することである。
【０００８】
本発明では希土類添加光ファイバが複数接続された多段構成の光増幅器において、各増幅部の利得を希土類添加光ファイバの温度や入力信号光強度、段間光部品挿入損失、出力信号光強度に応じて適切に変化させることにより、常に一定した利得スペクトルで動作することを特徴とするものである。
【０００９】
更に本発明では、上記多段構成の光増幅器の段間に光可変減衰手段を挿入し、各増幅部の利得制御と合わせて当該光可変減衰手段も含めて適切に制御することにより、光増幅器を常に一定した利得スペクトルで動作することを特徴とするものである。
【００１０】
本発明のうち請求項１記載の光増幅器は、希土類添加光ファイバを用い、少なくとも一つ以上の波長の異なる光信号を増幅する光増幅器において、当該光増幅器の内部平均信号利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで動作するものである。
【００１１】
【００１２】
本発明のうち請求項２記載の光増幅器は、請求項１記載の光増幅器において、希土類添加光ファイバの添加希土類物質がエルビウム（Ｅｒ）としたものである。
【００１３】
本発明のうち請求項３記載の光増幅器は、請求項２記載の光増幅器において、増幅される信号光の波長を1560nm以上としたものである。
【００１４】
本発明のうち請求項４記載の光増幅器は、希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰器を有する光増幅器において、前段増幅部、後段増幅部の双方又は一方の内部平均信号利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで、かつ前記光増幅器全体の利得が一定で動作するものである。
【００１５】
【００１６】
本発明のうち請求項５記載の光増幅器は、請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて制御されるようにしたものである。
【００１７】
本発明のうち請求項６記載の光増幅器は、請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されるようにしたものである。
【００１８】
本発明のうち請求項７記載の光増幅器は、請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定となるように制御されるものである。
【００１９】
本発明のうち請求項８記載の光増幅器は、請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部又は後段増幅部の双方又は一方の利得を制御するものである。
【００２０】
本発明のうち請求項９記載の光増幅器は、希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰器を有する光増幅器において、少なくとも一つの前段増幅部の利得を一定に制御し、少なくとも一つの後段増幅部の内部平均信号利得を当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで、かつ前記光増幅器全体の利得が一定で動作するものである。

【００２１】
【００２２】
本発明のうち請求項１０記載の光増幅器は、請求項９記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて制御されるようにしたものである。
【００２３】
本発明のうち請求項１１記載の光増幅器は、請求項９記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されるようにしたものである。
【００２４】
本発明のうち請求項１２記載の光増幅器は、請求項９記載の光増幅器において、光減衰器を少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定となるように制御されるものである。
【００２５】
本発明のうち請求項１３記載の光増幅器は、請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部及び後段増幅部の双方又は一方の利得を制御するものである。
【００２６】
本発明のうち請求項１４記載の光増幅器は、請求項４乃至請求項１３のいずれかに記載の光増幅器において、希土類添加光ファイバにおける添加希土類物質をエルビウム（Ｅｒ）としたものである。
【００２７】
本発明のうち請求項１５記載の光増幅器は、請求項４乃至請求項１３のいずれかに記載の光増幅器において、増幅される信号光の波長を1560nm以上としたものである。
【００２８】
【発明の実施形態】
（実施形態１）
図１は本発明の光増幅器の第一の構成例を示したものである。この光増幅器は入力コネクタ１、希土類添加光ファイバ２、入力側及び出力側の光カプラ３、４、入力側及び出力側の光モニタ（フォトダイオード）５、６、光アイソレータ７、８、励起光／信号光波長多重器９、１０、励起用レーザ１１、１２、利得制御回路１３、温度センサー１４、出力コネクタ１４より構成されている。尚、前記光カプラ３、４はビームスプリッタに代えることもできる。
【００２９】
図１において、入力コネクタ１から入力された信号光（波長多重信号光）は光カプラ３にてその一部分が分岐され光モニタ５によって光強度が測定される。一方、光カプラ３を通過して光アイソレータ７、励起光／信号光波長多重器９を通過した信号光は、利得制御回路１３によって制御された励起用レーザ１１で発生して励起光／信号光波長多重器９により合波される励起光によって励起状態になっている希土類添加光ファイバ２に入射され、そこで誘導放出による光増幅を受けて光アイソレータ８に入射される。同アイソレータ８を通過した信号光は出力側の光カプラ４にてその一部分が分岐され出力側光モニタ６によって光強度が測定される。また、出力コネクタ１４からは増幅された信号光が出射される。入力側及び出力側の光モニタ５、６によって測定された光強度は、制御信号に変換され、電気信号として利得制御回路１３に送られる。さらに温度センサ１４により希土類添加ファイバ２の温度若しくは当該光増幅器全体の環境温度が測定され、電気信号として利得制御回路１３に送られる。
【００３０】
（動作原理）
以下に図１の光増幅器の動作原理を説明する。ここで、図１の励起用レーザ１１、１２は1480nm帯の光源、希土類添加光ファイバ２はエルビウム（Ｅｒ）添加石英光ファイバであり、光増幅器がいわゆる1570-1600nm帯エルビウム（Ｅｒ）添加石英光ファイバ増幅器（EDFA）として構成されているものとする。
【００３１】
図２は光増幅器の利得偏差とEDFA内部平均信号利得との関係を示したものである。横軸のEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveは数式１で表され、縦軸の利得偏差ΔＧはΔＧ=Ｇ１-Ｇｎ（１、ｎは信号光のチャネル番号であり、１は最も短波長の光、ｎは最も長波長の光）で表される。前記ｎは例えば８つの波長の異なる信号光を多重する場合は８となる。
【数式１】

【００３２】
図２に示すグラフ上の各点は入力光強度Ｐ _i ⁱⁿ、出力光強度Ｐ _i ^out、減衰量ATTを様々に変化させた際のEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveと利得偏差ΔＧとの関係を示したものであり、−５、２５、５０、７０℃の各ＥＤＦ温度における結果を温度ごとに異なる記号で示してある。また、最小二乗法によって求められる回帰直線式と回帰直線を温度ごとに示してある。図２よりEDF温度が変化してもEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveを変化させれば利得偏差ΔＧを一定に保つことが可能であることがわかる。
【００３３】
図３は利得偏差ΔＧとEDFの温度特性との関係を示したものである。図３のグラフ中の点線はEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveごとに書き示した回帰直線であり、回帰直線（ａ）は内部平均信号利得Ｇ ^aveが33.5dBの場合、以下同様に回帰直線（ｂ）は35.5dBの場合、回帰直線（ｃ）は38.5dBの場合、回帰直線（ｄ）は41.7dBの場合を夫々示す。これらの回帰直線に見られるように、EDＦ温度に対する利得偏差ΔＧの変化はほぼ直線的である。すなわち、EDF温度の変化に対して利得偏差ΔＧを一定に保つと、EDF温度とEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveとの関係はほぼ直線的になる。入力光強度Ｐ _i ⁱⁿと出力光強度Ｐ _i ^out、利得偏差ΔＧを固定した場合、EDF温度の変化に対してＥＤＦＡ内部平均信号利得Ｇ ^aveを一定に保つためには、同EDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveの変化分を光可変減衰器によって相殺すれば良い。また、前記図２より同一のEDF温度に対してはＥＤＦＡ内部平均信号利得Ｇ ^aveを一定に保つことにより、利得偏差ΔＧを固定した動作が実現できる。よって、同一の光可変減衰器の減衰量ATTを、EDF温度の変化に対してはEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveを変化させて利得偏差ΔＧを一定に保つように、入力光強度Ｐ _i ⁱⁿと出力光強度Ｐ_i ^out、利得偏差ΔＧの変化に対してはEDFA内部平均信号利得Ｇ ^aveを一定に保つように制御することで常に利得偏差ΔＧを一定に保つ動作が実現できる。
【００３４】
図４は利得偏差ΔＧを一定に保つように、EDF温度に対してEDFA内部平均利得を変化させた場合の例であり、図４のグラフ中の点線（ａ）は利得偏差が-3.0dBの場合、以下同様に点線（ｂ）は-1.6dBの場合、点線（ｃ）は0.0dBの場合、点線（ｄ）は1.2dBの場合、点線（ｅ）は2.1dBの場合、点線（ｆ）は3.0dBの場合である。EDF温度上昇に対してEDFA内部平均利得を線形に減少させると利得偏差ΔＧは一定に保たれる。光増幅器の利得は励起用レーザの出力によって制御することが可能である。
【００３５】
図５は、図１の構成において励起レーザ１１、１２の出力を固定し、希土類添加光ファイバ２の温度を変化させた場合の利得スペクトルの変化を示しており、図５のグラフ中の実線（ａ）は希土類添加光ファイバ２の温度が−５℃の場合を示し、以下同様に実線（ｂ）は２５℃、実線（ｃ）は５０℃、実線（ｄ）は７０℃の場合を夫々示す。信号光の波長としては1570-1600nm間に等分に配置している。励起用レーザ１１、１２の出力が固定されている場合は希土類添加光ファイバ２の温度によって利得スペクトルが大きく変化していることがわかる。一方、図６は図１の希土類添加光ファイバ２の温度によって光増幅器の利得、すなわち励起用レーザ１１、１２の出力を変化させた場合の利得スペクトラム特性を示すものであり、図６のグラフ中の実線（ａ）〜（ｄ）は図５と同様に希土類添加光ファイバ２の温度が−５、２５、５０、７０℃の場合を夫々示す。図６より希土類光ファイバ２の温度が変化しても、利得スペクトルが一定に保たれていることがわかる。
【００３６】
図１の構成の光増幅器では、希土類添加光ファイバ２の温度変化に対して利得スペクトルを一定に保つことは可能であるが、光増幅部の利得自体が変化してしまう。実際の光通信システムへの適用を考慮すると光増幅器全体の利得或いは光出力パワーが一定に保たれることが望ましい。
【００３７】
図７は本発明の光増幅器の第２の構成例を示したものであり、前記図１の構成の問題を解決することが可能である。各光増幅部の構成は図１に図示した光増幅部２０と同様であるが、必要な利得に応じて励起用レーザ１１、１２の数は変わる。前段増幅部２２と後段増幅部２４との間に光可変アッテネータ２６が挿入されている。また、夫々の増幅部２２、２４への入力光信号、出力光信号は、図１に示した構成と同様に光カプラ３、４にてその一部分が分岐され、光モニタ５、６によって光強度が測定される。さらに、前段増幅部２２は利得制御回路１３₁により、後段増幅部２４は利得制御回路１３₂により、そして、光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ制御回路２８により夫々の温度の、例えば線形関数として制御される。ここで、例えば光可変アッテネータ２６の制御関数と後段増幅部２４の制御関数を、当該光増幅器全体の出力が一定となるように予め決めておけば、希土類添加光ファイバの温度が変化しても、利得スペクトル及び光出力を一定に保つことができる。尚、光ファイバ伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ３０を前段光増幅部２２、後段光増幅部２４の段間に挿入することも可能である。また、本構成の別の特徴は、高速な制御が可能なことである。将来のＤＷＤＭシステムでは動作状態のチャネルの停止、追加、迂回等が必要になる。一般にＥＤＦＡのように蛍光寿命の長い増幅器の場合、チャネルの増減を動作状態で安定的に行う為には励起光パワーをチャネル数の変動に応じてマイクロ秒オーダーの高速制御が必要であることが知られている。図７に示した本構成では、すべての制御回路がメモリやＣＰＵによる演算を必要としないアナログ回路で実現可能であり、結果として高速な制御を容易に実現できる。それに対して図１３に示すような従来構成では、チャネル数（入力光強度）とＥＤＦ温度をパラメータとした光可変アッテネータ設定値テーブルをメモリＡに蓄え、ＣＰＵ等で構成される光可変アッテネータ制御回路Ｂが当該メモリＡ上のテーブルを読みに行くというタスクが必要となり、高速制御が困難である。尚、図１３のＣは入力光コネクタ、Ｄは出力光コネクタ、Ｅは光カプラ、Ｆは前段増幅部、Ｇは後段増幅部、Ｈは光可変アッテネータ、Ｉは分散補償ファイバ、Ｊは励起光出力一定制御回路、Ｋは出力一定制御回路である。以下に示す本発明の実施例では前記のような高速制御が可能であることを特徴の一つとしている。
【００３８】
図８は本発明の光増幅器の第３の構成例を示したものである。図７と同様に前段増幅部２２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光モニタ５、６により構成される。ここで、前段増幅部２２は利得制御回路１３₁により当該希土類添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として制御され、後段増幅部２４も同様に、利得制御回路１３₂により当該希土類添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として制御される。さらに、光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ制御回路２８によって、出力コネクタ２からの光信号のレベルが一定になるように制御される。当該構成の光増幅器は、図７に示す構成と比較して、光可変アッテネータ２６の制御が単純となる利点がある。尚、光ファイバ伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ３０を前段増幅部２２、後段増幅部２４の段間に挿入することも可能である。
【００３９】
図９は本発明の第４の構成例を示したものである。図７、図８に示す構成と同様に前段増幅部２２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光モニタ５、６により構成される。ここで、前段増幅部２２は利得制御回路１３₁により利得が一定に制御され、また、後段増幅部２４は利得制御回路１３₂により当該希土類添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として制御される。さらに、光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ制御回路２８により、出力コネクタ２からの光信号のレベルが一定になるように制御される。
【００４０】
図１０は本発明の第５の構成例を示したものである。図９に示す構成と同様に前段増幅部２２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、及び光モニタ５、６により構成される。ここで、前段増幅部２２は利得制御回路１３₁により利得が一定に制御され、また、後段増幅部２４は利得制御回路１３₂により当該希土類添加光ファイバの温度の、例えば線形関数として制御される。さらに、光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ制御回路２８により夫々の温度の、例えば線形関数として制御される。ここで、例えば光可変アッテネータ２６の制御関数と後段増幅部２４の制御関数を当該光増幅器全体の出力が一定となるように予め決めておけば、希土類添加光ファイバの温度が変化しても、利得スペクトル及び光出力を一定に保つことができる。当該構成は、図７、図８に示す構成と比較して、前段増幅部２２の制御が単純となる利点がある。尚、光ファイバ伝送路の波長分散を補償するための分散補償ファイバ３０を前段増幅部２２、後段増幅部２４の段間に挿入することも可能である。
【００４１】
図１１は、図９に示す構成の光増幅器の利得スペクトルの温度依存性の特性例を示すものである。温度の変化に対して利得スペクトルが一定に保たれ、かつ光増幅器全体の利得も一定に保たれていることがわかる。
【００４２】
図１２は本発明の第６の構成例を示したものである。図７、図８、図９、図１０に示した構成（前段増幅部２２、後段増幅部２４、光可変アッテネータ２６、光モニタ５、６）に、中間増幅部３５、光可変アッテネータ３７が付加されている。さらに信号モニタ５、６は光カプラ３、４で分岐された後にバンドパスフィルタ４０を介して特定のモニタ信号光（波長λm）をモニタしている。一般に入力信号光パワーによらずＡＳＥのレベルは一定であるため、トータルの入力信号光パワーが小さい場合はＡＳＥのレベルは一定であるため、トータルの入力信号光パワーが小さい場合はＡＳＥが無視できなくなる。ＡＳＥは増幅帯域全体に広がるブロードな雑音光であるため、バンドパスフィルタを介して特定の波長λｍをモニタすることによりトータルの入力信号光パワーが小さいときでも増幅された雑音光（ＡＳＥ）の影響を受けずに精度良くモニタ、制御が可能となる。
【００４３】
また、前段増幅部２２と中間増幅部３５の間にある光可変アッテネータ２６は光可変アッテネータ制御回路２８₁で、中間増幅部３５と後段増幅部２４の間にある光可変アッテネータ３７は光可変アッテネータ制御回路２８₂で夫々制御される。さらに前段増幅部２２は利得制御回路１３₁で、中間増幅部３５は利得制御回路１３₃で、後段増幅部２４は利得制御回路１３₂で夫々制御される。ここで前段増幅部２２は利得制御回路１３₁によって利得一定に制御され、光可変アッテネータ１を、光可変アッテネータ制御回路１によって入力コネクタへの入力信号光パワーが変化しても光可変アッテネータ２６からの出力信号光パワーが一定になるように制御すれば、中間増幅部３５への入力信号光パワーは一定となる。従って本構成をとれば、光増幅器への入力信号光パワーが変化しても、その変化は前段増幅部２２と光可変アッテネータ２６によって吸収され、中間増幅部３５より後段部分には一定レベルの信号が入射され、夫々前述してきた図７（本発明の第二の実施形態）、図８（本発明の第三の実施形態）、図９（本発明の第四の実施形態）、図１０（本発明の第五の実施形態）の構成により利得スペクトルの温度依存性を無くすことが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明の光増幅器には次のような効果がある。
１．請求項１〜４記載の光増幅器によれば、当該光増幅器を構成する希土類添加光ファイバの温度が変化しても利得スペクトルを一定に保つことが可能となる。２．請求項５〜１８記載の光増幅器によれば、当該光増幅器を構成する希土類添加光ファイバの温度および入力信号光パワーが変化しても利得スペクトルを一定に保つとともに、当該光増幅器の利得または信号光出力レベルを一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光増幅器の第一の実施形態を示した構成図。
【図２】図１の光増幅器の利得偏差と光増幅器内部平均信号利得との関係を示す図。
【図３】図１の光増幅器の利得偏差とエルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバの温度との関係を示す図。
【図４】図１の光増幅器の、各々の利得偏差における光増幅器内部平均信号利得とエルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバの温度との関係を示す図。
【図５】図１の光増幅器において、温度の関数の制御を行わず、温度が変化しても励起レーザの出力を一定として制御した場合の利得スペクトルの変化を示す図。
【図６】図１の光増幅器において、利得を温度の線形関数で制御した場合の利得スペクトルを示す図。
【図７】本発明の光増幅器の第二の実施形態を示す構成図。
【図８】本発明の光増幅器の第三の実施形態を示す構成図。
【図９】本発明の光増幅器の第四の実施形態を示す構成図。
【図１０】本発明の光増幅器の第五の実施形態を示す構成図。
【図１１】図９の光増幅器の利得スペクトルを示す図。
【図１２】本発明の光増幅器の第六の実施形態を示す構成図。
【図１３】従来の光増幅器の構成図。
【符号の説明】
１入力コネクタ
２出力コネクタ
３、４光カプラ
５、６光モニタ
７、８光アイソレータ
９、１０波長多重器
１１、１２励起レーザ
１３利得制御回路

Claims

希土類添加光ファイバを用い、少なくとも一つ以上の波長の異なる光信号を増幅する光増幅器において、当該光増幅器の内部平均信号利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで動作することを特徴とする光増幅器。
請求項１記載の光増幅器において、希土類添加光ファイバの添加希土類物質がエルビウム（Ｅｒ）であることを特徴とする光増幅器。
請求項２記載の光増幅器において、増幅される信号光の波長が１５６０ｎｍ以上であることを特徴とする光増幅器。
希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰器を有する光増幅器において、前段増幅部、後段増幅部の双方又は一方の内部平均信号利得が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで、かつ前記光増幅器全体の利得が一定で動作することを特徴とする光増幅器。
請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて制御されることを特徴とする光増幅器。
請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されることを特徴とする光増幅器。
請求項４記載の光増幅器において、光減衰器が少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定となるように制御されることを特徴とする光増幅器。
請求項４乃至請求項７のいずれかに記載の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部又は後段増幅部の双方又は一方の利得を制御することを特徴とする光増幅器。
希土類添加光ファイバを用いた少なくとも一つの前段増幅部と、少なくとも一つの後段増幅部と、それら前段増幅部と後段増幅部の中間に少なくとも一つの光減衰器を有する光増幅器において、少なくとも一つの前段増幅部の利得を一定に制御し、少なくとも一つの後段増幅部の内部平均信号利得を当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御され、前記光増幅器が当該温度にかかわらず利得偏差の一定した利得スペクトルで、かつ前記光増幅器全体の利得が一定で動作することを特徴とする光増幅器。
請求項９記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度に基づいて制御されることを特徴とする光増幅器。
請求項９記載の光増幅器において、光減衰器が当該光増幅器又は当該希土類添加光ファイバの温度若しくは環境温度の線形関数によって制御されることを特徴とする光増幅器。
請求項９記載の光増幅器において、光減衰器を少なくとも一つの後段増幅部の光信号出力レベルが一定となるように制御することを特徴とする光増幅器。
請求項９乃至請求項１２のいずれかに記載の光増幅器において、少なくとも一つの波長の光信号をモニタ信号とし、当該モニタ信号を用いて前段増幅部及び後段増幅部の双方又は一方の利得を制御することを特徴とする光増幅器。
請求項４乃至請求項１３のいずれかに記載の光増幅器において、希土類添加光ファイバにおける添加希土類物質がエルビウム（Ｅｒ）であることを特徴とする光増幅器。
請求項４乃至請求項１３のいずれかに記載の光増幅器において、増幅される信号光の波長が１５６０ｎｍ以上であることを特徴とする光増幅器。