JP3588390B2 - 光増幅装置の入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置 - Google Patents
光増幅装置の入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置 Download PDFInfo
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Description
【０００２】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば光通信システム等において用いられる光増幅装置の入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、光通信システムの研究開発が精力的に進められているが、特に、エルビウム（Ｅｒ）ドープファイバを用いて、ブースターアンプ，リピーター，プリアンプ等の光増幅装置を開発することは重要である。
また、上述のエルビウムドープファイバを用いた光増幅装置においては、入力する光信号をモニタすることにより、このモニタされた光信号に基づいて、装置の出力信号としての増幅信号を安定的に出力することが行なわれている。
【０００４】
図３７は一般的な光モニタ機能付き光増幅装置を示す図であり、この図３７において、２０１は光カプラであり、この光カプラ２０１は、入力光の一部を分岐するものであり、分岐された一部の入力光は、フォトダイオード（ＰＤ）２０６に入力されるようになっている。
また、フォトダイオード２０６は、光カプラ２０１からの一部の入力光を入力され、電気信号に変換するものであり、この電気信号は制御回路２０９に入力されるようになっている。
【０００５】
さらに、２０２は合波器であり、この合波器２０２は、レーザダイオード（ＬＤ）２０７からの励起光と光カプラ２０１からの入力とを合波してエルビウムドープファイバ２０３に出力するものである。
また、エルビウムドープファイバ２０３は、合波器２０２からの入力光について、レーザダイオード２０７からの励起光に基づいて増幅処理を施すものである。
【０００６】
さらに、２０４はエルビウムドープファイバ２０３からの増幅信号に含まれる励起光成分を阻止するための励起光阻止フィルタであり、２０５は励起光阻止フィルタ２０４からの信号の一部分岐してフォトダイオード２０８に出力する光カプラである。
また、制御回路２０９は、フォトダイオード２０６及び２０８からの入力信号光及び増幅後の信号光についてのレベルを示す電気信号に基づいて、例えばレーザダイオード２０７に対する励起電力を設定することにより、発光される励起光を設定して、エルビウムドープファイバ２０３の増幅率を制御できるようになっている。
【０００７】
このような構成により、図３７に示す一般的な光モニタ機能付き光増幅装置では、例えば−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度の入力光が、光カプラ２０１及び合波器２０２を介してエルビウムドープファイバ２０３に入力され、エルビウムドープファイバ２０３では、レーザダイオード２０７からの励起光に基づいて増幅される。
【０００８】
また、エルビウムドープファイバ２０３で増幅された信号に含まれる励起光成分については、励起光阻止フィルタ２０４において阻止され、光カプラ２０５を介して出力光として出力される。
さらに、制御回路２０９では、フォトダイオード２０６からの入力信号光についての電気信号と、フォトダイオード２０８からの出力信号光についての電気信号とを入力され、これらの電気信号を増幅してモニタすることにより、レーザダイオード２０７に対する励起電力を設定して、このレーザダイオード２０７にて発光される励起光によりエルビウムドープファイバ２０３の増幅率を制御することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の一般的な光モニタ機能付き光増幅装置では、入力される信号光は−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度であるが、この−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度の入力信号光について光カプラ２０１にて分岐し、フォトダイオード２０６において電気信号に光電変換すると、光パワーは−３５ｄＢｍ〜−６０ｄＢｍ程度になるため、モニタすることが困難になるという課題がある。
【００１０】
また、モニタの回路雑音を低減するためには帯域を小さくする必要があるため、入力モニタの応答が遅くなり、例えば光サージを誘発する様な光波形の信号が入力された場合、例えば入力信号光を遮断する等の制御を行なうことができない。結果として、光増幅装置内で光サージが発生するので、光増幅装置の出力側に接続されているシステム内のフォトダイオード等の光部品が損傷する場合があるという課題がある。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、光サージを誘発するような光波形の信号の入力の際にフィードフォワード制御を行なって、光増幅装置から光サージが出力されるのを阻止して光部品を保全するとともに、モニタし易いレベルまで信号光を増幅した後に入力信号光強度を推定することができる入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
図１は第１の発明の原理ブロック図であり、この図１に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する光増幅部１と、光増幅部１に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部２と、光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられて、光増幅部１の出力信号光強度をモニタする光モニタ３とをそなえている。これにより、光モニタ３の出力に基づいて入力信号光の強度を推定する。
【００１３】
また、図２は第２の発明の原理ブロック図であり、この図２に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、前述の図１に示すものと同様の機能を有する光増幅部１と利得一定動作部２とをそなえているほか、第１光モニタ３−１と第２光モニタ３−２とをそなえている。
ここで、第１光モニタ３−１は、光増幅部１の入力側に分岐部４−１を介して設けられ、入力信号光の強度をモニタするものである。
【００１４】
また、第２光モニタ３−２は、光増幅部１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、光増幅部１の出力信号光強度をモニタするものである。これにより、図２に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、入力信号光の強度が入力強度範囲内である場合は第２光モニタ３−２の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、入力信号光の強度が入力強度範囲外である場合は第１光モニタ３−１により入力信号光の強度をモニタする。
さらに、図３は第３の発明の原理ブロック図であり、この図３において、１−１は励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する第１光増幅部であり、１−２は第１光増幅部１−１の後段側に分岐部４−２を介して設けられる第２光増幅部である。
【００１５】
また、２は第１光増幅部１−１に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部であり、３ａは第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられ、第１光増幅部１−１の出力信号光強度をモニタする光モニタである。
さらに、３ｂは他の光モニタであり、この他の光モニタ３ｂは第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２の出力信号光をモニタするものである。
【００１６】
また、５は出力一定制御部であり、この出力一定制御部５は、他の光モニタ３ｂの出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。これにより、図３に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、光モニタ３ａの出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、他の光モニタ３ｂの出力に基づいて第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
さらに、図４は第４の発明の原理ブロック図であり、この図４に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、前述の図３に示すものと同様の機能を有する第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２及び利得一定動作部２をそなえている。
【００１７】
ここで、３−１は第１光モニタであり、この第１光モニタ３−１は、第１光増幅部１−１の入力側に分岐部４−１を介して設けられて、入力信号光の強度をモニタするものである。
また、３−２は第２光モニタであり、この第２光モニタ３−２は、第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、第１光増幅部１−１の出力信号光強度をモニタするものである。
【００１８】
さらに、３−３は第３光モニタであり、この第３光モニタ３−３は、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２の出力信号光強度をモニタするものである。
また、５は出力一定制御部であり、この出力一定制御部５は、第３光モニタ３−３の出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。これにより、図４に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、入力信号光の強度が入力光強度範囲内である場合は第２光モニタ３−２の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、入力信号光の強度が入力光強度範囲外である場合は第１光モニタ３−１により入力信号光の強度をモニタし、第３光モニタ３−３の出力に基づいて第２光増幅部１−２の出力を一定に制御することができる。
【００１９】
さらに、図５は第５の発明の原理ブロック図であり、この図５において、１ａは励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有しタンデム接続された複数の光増幅部であり、１ｂは複数の光増幅部１ａの後段に配置された第２の光増幅部である。２は複数の光増幅部１ａを励起強度一定動作させる利得一定動作部である。
また、３は光モニタであり、この光モニタ３は、複数の光増幅部１ａの出力側に、分岐部４を介して設けられて、光増幅部１ａの出力信号光強度をモニタするものである。
【００２０】
さらに、７は制御部であり、この制御部７は、光モニタ３の出力に基づき、光モニタでモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御するものである。これにより、図５に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、光モニタ３の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、光モニタ３の出力に基づいて第２の光増幅部の動作を制御する。
また、図６は本発明に関連する第１関連発明の原理ブロック図であり、この図６に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、光増幅部１，光モニタ３，励起電力一定動作部８，記憶部１０及び入力光モニタ部１１をそなえている。
【００２１】
ここで、光増幅部１は、入力された光信号を増幅するものであり、励起電力一定動作部２は、光増幅部１に励起電力一定動作をさせるものである。
また、光モニタ３は、励起電力一定動作部２によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられ、光増幅部１からの光出力をモニタするものである。
【００２２】
さらに、記憶部１０は、光増幅部１への入力と光モニタ３からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光モニタ３の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
また、図７は本発明に関連する第２関連発明の原理ブロック図であり、この図７に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図６にて示したものと同様の機能を有する光増幅部１及び励起電力一定動作部８をそなえているほか、第１光モニタ３−１，第２光モニタ３−２，記憶部１０及び入力光モニタ部９をそなえている。
【００２３】
ここで、第１光モニタ３−１は、光増幅部１の入力側に設けられて、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタするものであり、第２光モニタ３−２は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、光増幅部１からの光出力をモニタするものである。
【００２４】
また、記憶部１０は、光増幅部１への入力と第２光モニタ３−２からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
さらに、図８は本発明に関連する第３関連発明の原理ブロック図であり、この図８において、１−１は第１光増幅部であり、１−２は第１光増幅部１−１の後段側に分岐部４−２を介して設けられた第２光増幅部であり、これら第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２は、ともに、入力された光信号を増幅するものである。
【００２５】
また、この図８に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、上述の第１，第２光増幅部１−１，１−２のほか、励起電力一定動作部８，２つの光モニタ３ａ，３ｂ，入力光モニタ部９及び記憶部１０をそなえている。
ここで、励起電力一定動作部８は、第１光増幅部１−１に励起電力一定動作をさせるものであり、光モニタ３ａは、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられ、第１光増幅部１−１からの光出力をモニタするものである。
【００２６】
また、記憶部１０は、第１光増幅部１への入力と光モニタ３ａからの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光モニタ３ａの出力と記憶部１０で記憶されている関係とから第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
さらに、他の光モニタ３ｂは、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２への光出力値をモニタするものであり、出力一定制御部５は、他の光モニタ３ａの出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。
【００２７】
また、図９は本発明に関連する第４関連発明の原理ブロック図であり、この図９に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図８に示すものと同様の機能を有する第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２及び励起電力一定制御部８をそなえているほか、第１〜第３光モニタ３−１〜３−３，出力一定制御部６，入力光モニタ部９及び記憶部１０をそなえている。
【００２８】
ここで、第１光モニタ３−１は、第１光増幅部１−１の入力側に分岐部４−１を介して設けられて、第１光増幅部１−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
また、第２光モニタ３−２は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、第１光増幅部１−１からの光出力をモニタするものである。
【００２９】
さらに、記憶部１０は、第１光増幅部１−１への入力と第２光モニタ３−２からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、第１光増幅部１−１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
【００３０】
また、第３光モニタ３−３は、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２への光出力値をモニタするものであり、出力一定制御部５は、第３光モニタ３−３の出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。
【００３１】
さらに、図１０は本発明に関連する第５関連発明の原理ブロック図であり、この図１０において、１はタンデム接続された複数の光増幅部であり、８は光増幅部１のうち初段を含む一部の光増幅部１ａに励起電力一定動作をさせるものである。
また、３は光モニタであり、この光モニタ３は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられ、光増幅部１ａからの光出力をモニタするものである。
【００３２】
さらに、１０は記憶部であり、この記憶部１０は、励起電力一定動作せしめられている光増幅部１ａへの入力と光モニタ３からの出力との関係を記憶するものである。
また、９は入力光モニタ部であり、この入力光モニタ部９は、光モニタ３の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
【００３３】
さらに、１１は制御部であり、この制御部１１は、入力光モニタ部９の出力に基づき、入力光モニタ部９でモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御するものである。
【００３９】
また、図６に示す関連発明では、励起電力一定動作部８において光増幅部１を励起電力一定動作させることにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４０】
さらに、図７に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において光増幅部１を励起電力一定動作させることにより、光増幅部１の入力側に設けられた第１光モニタ３−１か又は入力光モニタ部９のいずれかにより、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
即ち、第１光モニタ３−１では、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタする。
【００４１】
また、第２光モニタ３−２において、光増幅部１からの光出力をモニタする。これにより、入力光モニタ部９では、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４２】
さらに、図８に示す光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において第１光増幅部１−１を励起電力一定動作させることにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３ａの出力と、記憶部１０で記憶されている第１光増幅部１−１への入力及び光モニタ３ａからの出力の関係とから、第１光増幅部１−１への光入力値をモニタすることができる。
【００４３】
また、出力一定制御部５では、他の光モニタ３ｂにてモニタされた第２光増幅部１−２への光出力値に基づいて、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
さらに、図９に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において第１光増幅部１−１を励起電力一定動作させることにより、第１光増幅部１−１の入力側に設けられた第１光モニタ３−１か又は入力光モニタ部９のいずれかにより、第１光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４４】
即ち、第１光モニタ３−１では、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタする。
また、第２光モニタ３−２において、光増幅部１からの光出力をモニタする。これにより、入力光モニタ部９では、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合には、第２光モニタ３−２の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び第２光モニタ３−２からの出力の関係とから光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４５】
さらに、出力一定制御部５では、第３光モニタ３−３にてモニタされた第２光増幅部１−２への光出力値に基づいて、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
また、図１０に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８により、タンデム接続された複数の光増幅部１のうち初段を含む一部の光増幅部１ａに励起電力一定動作させることで、光モニタ３では、励起電力一定動作せしめられている光増幅部１ａからの光出力をモニタする。
【００４６】
これにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
また、制御部７では、入力光モニタ部９の出力に基づき、入力光モニタ部９で光入力値がモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御する。
【００４７】
【実施例】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施例について説明する。
（ａ）第１実施例の説明
図１１は本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、図１２は本装置を機能的に示す機能ブロック図である。
【００４８】
ここで、上述の光モニタ機能とは、ある範囲の光が例えば電圧値に１：１に対応して検出される機能、あるいは光がある値より大きいか小さいかを比較する機能を意味する。
この図１１又は図１２において、１２は入力光の一部を分岐する光カプラ（分岐部，ＣＰＬ）であり、この光カプラ１２において分岐された入力光は、光フィルタ２３及び入力信号の反射を抑止するため光アイソレータ（ＩＳＯ）１３に入力されるようになっている。
【００４９】
また、２６は励起部（利得一定動作部）であり、この励起部２６は、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであり、レーザダイオード（ＬＤ１）２７，バックパワーモニタ回路２８及びＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路２９をそなえている。
【００５０】
即ち、レーザダイオード２７から供給される励起光のための励起電力を一定にするとともに、希土類ドープファイバ１５−１のファイバ長を調整することにより、例えば図１３に示すように、入力光のレベルが小さい時に、入力信号に対する出力信号の利得を一定とすることができる。
即ち、図１３は励起電力を一定の値（ＰＰ，０ ）とした場合における、入力信号に対する利得の、希土類ドープファイバ１５−１のファイバ長の依存性を示す図であるが、この図１３に示すように、励起電力一定制御においても、利得を一定とすることができる入力信号のレベル範囲（図１３の符号３７，３８参照）を設定することができる。
【００５１】
なお、この場合においては、利得を一定とすることができる入力信号のレベル範囲を高くするためにはファイバ長を短くすればよく、一定に制御することができる利得を高くするためには、一定にする励起電力を高くすればよい。
ところで、１４は光アイソレータ１３からの入力信号光と励起部２６からの励起光とを合波（多重化）して希土類ドープファイバ１５−１に出力する光多重化器（ＷＤＭ，Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）である。
【００５２】
また、希土類ドープファイバ（光増幅部）１５−１は、励起部２６からの励起光に基づいて、入力信号光を利得一定動作で増幅するものであり、例えば１．５５μｍ程度の波長帯で動作するエルビウムドープファイバを適用することができる。
さらに、１６は希土類ドープファイバ１５−１からの信号光についての反射を抑止する光アイソレータであり、１７は希土類ドープファイバ１５−１からの増幅信号に含まれる励起光成分、場合によっては希土類ドープファイバ１５−１から発生する雑音光であるＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）をも阻止するための励起光阻止フィルタであり、１８は光フィルタ１７からの信号光の一部を分岐する光カプラ（分岐部）である。
【００５３】
また、希土類ドープファイバ（光増幅部）１５−２は、励起部３４からの励起光に基づいて、入力信号光を増幅するものであり、この希土類ドープファイバ１５−２についても、例えば１．５５μｍ程度の波長帯で動作するエルビウムドープファイバを適用することができる。
さらに、励起部３４は希土類ドープファイバ１５−２に対して励起光を出力するものであり、１９は希土類ドープファイバ１５−２から入力される信号を光アイソレータ２０に出力する一方、励起部３４から入力される励起光を希土類ドープファイバ１５−２に出力する光多重化器である。
【００５４】
また、光アイソレータ２０は希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号光についての反射を抑止するものであり、２１は希土類ドープファイバ１５−２からの増幅信号に含まれる励起光成分を阻止する（場合によっては、希土類ドープファイバ１５−２から発生する雑音光であるＡＳＥも阻止する）ための励起光阻止フィルタであり、２２は光フィルタ２１からの信号光の一部を分岐する光カプラ（分岐部）である。
【００５５】
さらに、２３は光カプラ１２にて分岐された一部の入力光についてフィルタ処理を施す光フィルタであるが、入力光にＡＳＥが含まれていない場合はこの光フィルタ２３によるフィルタ処理は省略することができる。
また、２４は光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換して高レベル用モニタ信号を出力する高レベル用モニタ（第１光モニタ）であり、この高レベル用モニタ２４としては例えばフォトダイオードを用いることができる。
【００５６】
即ち、高レベル用モニタ２４は、光フィルタ２３からの信号を入力され、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするようになっている。
さらに、３０は光カプラ１８にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施す光フィルタであるが、分岐された信号光に含まれるＡＳＥが光フィルタ１７で十分に除かれている場合は、この光フィルタ３０によるフィルタ処理は省略することができる。
【００５７】
また、３３は低レベル用モニタ（第２光モニタ）であり、この低レベル用モニタ３３は、励起部２６によって利得一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）以下の場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするものであり、光電変換部３１及び割算回路３２をなえている。
【００５８】
ここで、光電変換部３１は、光フィルタ３０からの信号光を電気信号に変換する光電変換部であり、例えばフォトダイオードにより構成することができる。
また、割算回路３２は、光電変換部３１からの電気信号、即ち、希土類ドープファイバ１５−１にて増幅された信号光のレベルを示す真数表示の電気信号Ｐｏｍを入力され、この電気信号Ｐｏｍについて希土類ドープファイバ１５−１の増幅率による割算処理を行なうものである。これにより、割算結果としての電気信号で増幅前の入力信号光Ｐｉ のレベルを表すことができる。
【００５９】
即ち、この割算回路３２では、図１４（ａ）に示すように、一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の利得をＧ、希土類ドープファイバ１５−１の出力側の損失をη０ とし、光カプラ１２から希土類ドープファイバ１５−１に至る経路による損失をＬｉ とすると、以下に示す式（１）に示すような演算が行なわれるようになっている。
【００６０】
Ｐｉ ＝Ｐｏｍ／（ＧＬｉ η０ ） ・・・（１）
なお、上述の光電変換部３１からの増幅後の信号光レベルを示す電気信号が、ｄＢ（デシベル）表示の場合は、割算回路３２は引算回路により構成されるようになっている。
ところで、高レベル用モニタ２４におけるダイナミックレンジは、フォトダイオード自身のダイナミックレンジと、電気段の増幅器の回路雑音レベル及び飽和出力レベルとに依存するが、ダイナミックレンジとしては、通常、電気段の増幅器の回路雑音レベル及び飽和出力レベルよりもフォトダイオードのダイナミックレンジの方が大きい。
【００６１】
即ち、電気段の増幅器の回路雑音レベルが、最小受光モニタレベル、即ち、高レベル用モニタ２４にて検出することができる最小の信号レベルを制限している大きな要因である。
これに対し、低レベル用モニタ３３では、光増幅した後にモニタするので、回路雑音レベルの制限から解放され、最小受光モニタレベルが向上、即ち、より小さい受光レベルのモニタが可能となり、ダイナミックレンジも向上させることができるようになっている。
【００６２】
また、３５は光モニタであり、この光モニタ３５は、光カプラ２２を介して入力された希土類ドープファイバ１５−２からの信号光を、電気信号に変換するものであり、この光電変換部３５としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。
なお、図１２中においては、光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
【００６３】
上述の構成により、本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、以下に示すように動作する。
即ち、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６からの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
【００６４】
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
【００６５】
また、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させることで、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【００６６】
即ち、図１４（ｂ）に示すように、高レベル用モニタ２４では、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａよりも大きい場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、低レベル用モニタ３３では、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ以下の場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするのである。
【００６７】
なお、低レベル用モニタ３３を用いて光入力値をモニタする場合においては、割算回路３２において、希土類ドープファイバ１５−１から出力された信号光のレベルを示す電気信号Ｐｏｍに基づき、前述の式（１）に示すように希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光の信号レベル（光入力値）Ｐｉ を算出し、これにより、低レベル用モニタ３３では、入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタしている。
【００６８】
このように、本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【００６９】
なお、上述の本実施例においては、光カプラ１２と光電変換部２４との間に光フィルタ２３を設けているが、本発明によればこれに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
（ａ１）本発明の第１実施例の第１の変形例の説明
図１５は本発明の第１実施例の第１の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１５に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、励起部２６ａ（図１１，図１２においては符号２６）の構成が異なり、その他の構成については基本的に同様である。
【００７０】
即ち、励起部２６ａは、前述の図１１，図１２におけるものと同様に、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであるが、ＳＥ光モニタ３９，ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路４０及びレーザダイオード４１をそなえている。
【００７１】
即ち、ＳＥ光（Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；自然放出光） モニタ３９は、希土類ドープファイバ１５−１からの自然放出光に基づいて、信号の利得を測定するものであり、ＡＧＣ回路４０は、ＳＥ光モニタ３９からの利得に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１の利得が一定となるように、励起光を出力するレーザダイオード４１を制御するものである。
【００７２】
なお、この図１５に示す光モニタ機能付き光増幅装置においても、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１及び光モニタ３５の図示は省略されている。
上述の構成により、本発明の第１実施例にかかる第１の変形例においても、前述の第１実施例の場合と同様に、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６ａからの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
【００７３】
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
【００７４】
また、励起部２６ａにより、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させることで、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【００７５】
従って、励起部２６ａにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【００７６】
（ａ２）第１実施例の第２の変形例の説明
図１６は本発明の第１実施例の第２の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１６に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするために、低レベル用モニタ３３及び高レベル用モニタ２４を併用せずに、単に入力モニタ（光モニタ）４２のみを用いている点が異なり、それ以外の構成については、基本的に第１実施例と同様である。
【００７７】
即ち、前述の第１実施例における低レベル用モニタ３３と同様に、入力モニタ４２は、光フィルタ３０からの信号光について電気信号Ｐｏｍに変換する光電変換部３１と、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏｍに基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出し、これを入力モニタ信号として出力する割算回路３２とをそなえている。
【００７８】
なお、この図１６に示すものにおいては、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【００７９】
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ａ３）第１実施例の第３の変形例の説明
図１７は本発明の第１実施例の第３の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１７に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例に示すもの（図１６参照）に比して、励起部２６ａ（図１６においては符号２６）の構成が異なり、その他の構成については基本的に前述の第１実施例の第２の変形例と同様である。
【００８０】
ここで、励起部２６ａは、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであり、ＳＥ光モニタ３９，ＡＧＣ回路４０及びレーザダイオード４１をそなえている。
即ち、ＳＥ光（Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；自然放出光） モニタ３９は、希土類ドープファイバ１５−１からの自然放出光に基づいて、信号の利得を測定するものであり、ＡＧＣ回路４０は、ＳＥ光モニタ３９からの利得に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１の利得が一定となるように、励起光を出力するレーザダイオード４１を制御するものである。
【００８１】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６ａにより、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
従って、励起部２６ａにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
【００８２】
（ａ４）第１実施例の第４の変形例の説明
図１８は本発明の第１実施例の第４の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−２に対しての励起光を、励起部３４でなく希土類ドープファイバ１５−１用の励起部２６から供給するように構成されている点が異なり、それ以外については基本的に同様である。
【００８３】
即ち、希土類ドープファイバ１５−１と希土類ドープファイバ１５−２との間に光多重化器４３，４４をそなえることにより、希土類ドープファイバ１５−１からの光信号が光多重化器４３及び光多重化器４４を介して希土類ドープファイバ１５−２に対して伝送される第１のルートと、光多重化器４３，光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光多重化器１８，４４を介して希土類ドープファイバ１５−２に対して伝送される第２のルートとが設けられている。
【００８４】
これにより、励起部２６からの励起光は、光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力されるほか、希土類ドープファイバ１５−１から第１のルートを介して希土類ドープファイバ１５−２に対して入力されるようになっている。
なお、この図１８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、図１１にて示した光フィルタ２３，３０及び割算回路３２の図示は省略されている。
【００８５】
従って、本発明の第１実施例の第４の変形例によれば、希土類ドープファイバ１５−１，１５−２に対しての励起光供給源として、励起部２６を共用させることにより、光増幅装置の低コスト化，低消費電力化を容易にすることができる利点がある。
なお、上述の第４の変形例については、第１実施例におけるものに適用したが、これに限定されず、例えば上述の励起光供給源としての励起部２６を、前述の第１の変形例と同様の励起部２６ａを共用させて用いる等、第１の変形例〜第３の変形例にも同様に適用することができる。
【００８６】
（ａ５）第１実施例の第５の変形例の説明
図１９は本発明の第１実施例の第５の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１９に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１６参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそなえるとともに、ｎ段の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそれぞれ利得一定制御を行なう励起部２６−１〜２６−ｎをそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【００８７】
即ち、入力モニタ４２の割算回路３２において、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏｍについて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの合計利得で除算を行なうことにより、入力モニタ４２は、入力信号光の信号レベルＰｉ を算出し、算出された信号レベルＰｉ を用いて入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタするようになっている。
【００８８】
なお、全ての希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、運用中においては常時利得一定に動作するようになっている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【００８９】
従って、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
なお、上述の第５の変形例については、励起部２６−１〜２６−ｎについて、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【００９０】
（ａ６）第１実施例の第６の変形例の説明
図２０，図２１は本発明の第１実施例の第６の変形例を説明するための機能ブロック図であるが、この図２０，図２１に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第５の変形例におけるもの（図１９参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎ毎の出力信号光から入力信号光をモニタするために、光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，光電変換部３１−１〜３１−ｎ，割算回路３２−１〜３２−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎをそなえている点が異なり、それ以外の構成については基本的に同様である。
【００９１】
なお、各々の光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，光電変換部３１−１〜３１−ｎ，割算回路３２−１〜３２−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎは、それぞれ、前述の第２の変形例におけるもの（符号１８，３０，３１，３２，４２）と同様の機能を有するものである。
また、本変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、励起部２６−１〜２６−ｎにより、正常運用中は常に利得一定動作するようになっている。
【００９２】
これにより、入力モニタ４２−１〜４２−ｎの割算回路３２−１〜３２−ｎでは、それぞれ、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎからの出力信号光を入力され、それぞれの出力信号光について、希土類ドープファイバ１５−１から当該出力信号光を入力された希土類ドープファイバに至る合計利得で除算処理を行なう。
【００９３】
これにより、希土類ドープファイバ１５−１に対する入力信号光の光入力値Ｐｉ を算出して、この算出結果を入力信号光の光入力値としてモニタできるようになっている。
ところで、正常運用中は常時利得一定動作している希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎのうち、それぞれの出力信号光から入力信号光をモニタするための入力モニタ４２−１〜４２−ｎにおいて、例えば２つの入力モニタ４２−１，４２−ｎを併用して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするようになっている。
【００９４】
即ち、希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられた入力モニタ４２−１を、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合にモニタする高レベル用モニタとし、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた入力モニタ４２−ｎを、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも小さい場合にモニタする低レベル用モニタとすることができる。
【００９５】
これにより、励起部２６−１〜２６−ｎにおいて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを利得一定動作させることで、入力信号光のレベルに応じて高レベル用モニタとしての入力モニタ４２−１か又は低レベル用モニタとしての入力モニタ４２−ｎのいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができるようになっている。
【００９６】
また、図２１においては、励起部２６−１〜２６−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び割算回路３２−１〜３２−ｎについては図示を省略されている。
なお、図２０においては、光フィルタ３０−２〜３０−（ｎ−１）及び入力モニタ４２−２〜４２−（ｎ−１）については、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
【００９７】
このような構成により、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光は、光カプラ１８−１，光フィルタ３０−１を介して入力モニタ４２−１に入力される。
入力モニタ４２−１の光電変換部３１−１では希土類ドープファイバ１５−１からの信号光を電気信号Ｐｏ１に変換し、割算回路３２−１では、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏ１に基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出する。
【００９８】
ここで、割算回路３２−１からの入力信号光の信号レベルＰｉ について、予め設定された所定値との大小を判定し、入力信号光の信号レベルＰｉ が所定値よりも大きい場合に、割算回路３２−１で算出された信号レベルＰｉ を用いて入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタする。
さらに、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光は、光カプラ１８−ｎ，光フィルタ３０−ｎ，光電変換部３１−ｎを介して割算回路３２−ｎに入力され、割算回路３２−ｎでは、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光レベルＰｏｎに基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出する。
【００９９】
入力モニタ４２−ｎでは、割算回路３２−ｎからの入力信号光の信号レベルＰｉ を入力され、予め設定された所定値との大小を判定し、入力信号光の信号レベルＰｉ が所定値よりも小さい場合に、割算回路３２−ｎで算出された光入力値Ｐｉ を用いて入力信号光の光入力値Ｐｉ をモニタする。
従って、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタとしての入力モニタ４２−ｎにおいて希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタとしての入力モニタ４２−１を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを良好に行なうことができる利点がある。
【０１００】
なお、上述の本変形例においては、入力モニタ４２−１，４２−ｎの２つを併用することにより、入力信号光のモニタを行なっているが、本発明によればこれに限定されず、入力モニタ４２−１〜４２−ｎのうちの少なくとも２つ以上のモニタを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
この場合においては、併用する入力モニタについて、希土類ドープファイバ１５−１側の入力モニタ、即ち入力信号についての増幅率が小さい信号光を用いる入力モニタの側から、高レベルの入力信号光をモニタするように設定することができる。
【０１０１】
また、上述の本変形例においては、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを利得一定動作させて、入力モニタ４２−１，４２−ｎにおいて入力信号光の入力レベルＰｉ をモニタしているが、これに限定されず、初段から何段かの希土類ドープファイバのみ正常運用中は常に利得一定動作させておいて、利得一定動作せしめられている希土類ドープファイバに該当する入力モニタのうちの少なくとも２つを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
【０１０２】
なお、上述の第６の変形例については、励起部２６−１〜２６−ｎについて、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【０１０３】
（ａ７）第１実施例の第７の変形例の説明
図２２は本発明の第１実施例の第７の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２２に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１６参照）に比して、光カプラ２２，光フィルタ４５，光モニタ３５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１０４】
ここで、光カプラ２２は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された信号光の一部を分岐するものであり、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、光モニタ（他の光モニタ）３５は光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換するものである。
また、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１０５】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベル（光入力値）をモニタすることができる。
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−２の出力（即ち、光カプラ２２の出力：装置出力）を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
【０１０６】
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１０７】
なお、上述の第７の変形例においても、前述の第１実施例と同様の励起部２６を用いたが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）を用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
また、上述の第７の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
【０１０８】
（ａ８）第１実施例の第８の変形例の説明
図２３は本発明の第１実施例の第８の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２３に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、光フィルタ４５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１０９】
ここで、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、光フィルタ４５からの信号に基づき、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力である装置出力を一定に制御するものである。
なお、この図２３に示すものにおいては、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，及び光モニタ３５の図示は省略されている。
【０１１０】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、光入力値に応じて、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【０１１１】
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号のレベルに基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１１２】
なお、上述の第８の変形例においても、励起部２６について、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【０１１３】
なお、上述の本変形例においては、光カプラ１２と高レベル用モニタ２４との間に光フィルタ２３を設けているが、これに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
また、上述の第８の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
【０１１４】
（ｂ）第２実施例の説明
図２４は本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、図２５は本装置を示す機能ブロック図である。
ここで、この図２４又は図２５に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図１１，図１２にて示した第１実施例におけるものに比して、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させずに、励起電力一定動作するようになっている点が異なる。
【０１１５】
また、本実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の第１実施例におけるものと同様の機能を有する光カプラ１２，１８，２２，光アイソレータ１３，１６，１９，光多重化器１４，１９，光フィルタ２３，３０及び光モニタ３５をそなえている。
ここで、励起部２６は、前述の第１実施例の場合と同様に、レーザダイオード２７，バックパワーモニタ回路２８及びＡＰＣ回路２９をそなえているが、図１３に示すような、利得一定となる範囲にある入力信号に限定されずに、励起電力一定として励起光を出力するものである。
【０１１６】
また、第１光モニタ５０は、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号を出力するものであり、例えばフォトダイオード等により構成されている。
さらに、第２光モニタ５１は、励起部２６によって励起電力一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられて、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力をモニタするものであり、光フィルタ３０及び光電変換部３１をそなえている。
【０１１７】
また、記憶部４８は、励起電力一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１への入力と第２光モニタ５１からの関係を記憶するものである。
さらに、４７はＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ） であり、このＭＣＵ４７は、第１光モニタ５０及び第２光モニタ５１からの信号光を入力され、必要に応じて記憶部４８にアクセスすることにより、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするものである。
【０１１８】
具体的には、ＭＣＵ４７においては、第１光モニタ５０から入力された信号光が例えば所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を高レベル用モニタ信号とし、入出力部（Ｉ／Ｏ）４７ａを介してモニタする一方、所定値Ａ以下の場合は、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするようになっている。
【０１１９】
なお、図２５中においては、光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
上述の構成により、本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、以下に示すように動作する。
【０１２０】
即ち、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６からの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
【０１２１】
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
ところで、第１光モニタ５０では、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号を出力し、第２光モニタ５１では、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力を電気信号に変換することによりモニタする。
【０１２２】
また、ＭＣＵ４７においては、第１光モニタ５０から入力された光入力値が例えば所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を高レベル用モニタ信号として、入出力部（Ｉ／Ｏ）４７ａを介してモニタする一方、所定値Ａ以下の場合は、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、これをモニタする。
【０１２３】
このように、本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、所定値以下である場合は、ＭＣＵ４７において、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができるので、希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【０１２４】
なお、上述の本実施例においては、光カプラ１２と光電変換部２４との間に光フィルタ２３を設けているが、本発明によればこれに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
また、上述の本実施例においては、励起部２６において、希土類ドープファイバ１５−１に対する励起電力一定しているが、入力信号を、前述の図１３に示す利得一定範囲にあるもののみを入力すれば、利得一定動作させることもでき、結果的に、励起電力一定動作と利得一定動作とを混在させて制御することもできる。
【０１２５】
（ｂ１）第２実施例の第１の変形例の説明
図２６は本発明の第２実施例の第１の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２６に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２実施例におけるもの（図２４，図２５参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするために、第１光モニタ５０からの入力モニタ信号は用いずに、単に光モニタ５２のみを用いている点が異なり、それ以外の構成については、基本的に第１実施例と同様である。
【０１２６】
即ち、光モニタ５２は、前述の第２実施例における第２光モニタ５１と同様に、光フィルタ３０から出力された信号光について電気信号に変換してモニタするものであり、光フィルタ３０及び光電変換部３１をそなえている。
また、ＭＣＵ４７は、光モニタ５２からの光信号を入出力部４７ａで入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、この希土類ドープファイバ１５−１から出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するようになっている。
【０１２７】
なお、この図２６に示すものにおいては、前述の図２４に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１へ励起光を供給するための励起電力を一定に動作させることで、光モニタ５２及びＭＣＵ４７により、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルをモニタすることができる。
【０１２８】
従って、励起部２６により励起電力一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、光モニタ５２及びＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ｂ２）第２実施例の第２の変形例の説明
図２７は本発明の第２実施例の第２の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２７に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１の変形例におけるもの（図２６参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそなえるとともに、ｎ段の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそれぞれ利得一定制御を行なう励起部２６−１〜２６−ｎをそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１２９】
即ち、光モニタ５２は、入力信号光を希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて増幅された信号を光フィルタ３０を介して入力され、入力された信号光について電気信号に変換してモニタするものである。
また、ＭＣＵ４７の入出力部４７ａでは、光モニタ５２からの光信号を入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、希土類ドープファイバ１５−ｎから出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するようになっている。
【０１３０】
なお、全ての希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、運用中においては常時励起電力一定で動作するようになっている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎに対する励起電力を一定に動作させることで、ＭＣＵ４７においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【０１３１】
従って、励起部２６−１〜２６−ｎにより励起電力一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ｂ３）第２実施例の第３の変形例の説明
図２８は本発明の第２実施例の第３の変形例を説明するための機能ブロック図であるが、この図２８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１９参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎ毎の出力信号光あるいは希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの内から一部（例えば、希土類ドープファイバ１５−２，１５−ｎ）の出力信号光から入力信号光をモニタするために、光カプラ１８−１〜１８−ｎ（あるいは光カプラ１８−２，１８−ｎ），光フィルタ３０−１〜３０−ｎ（あるいは光フィルタ３０−２，３０−ｎ），光モニタ５２−１〜５２−ｎ（あるいは光モニタ５２−２，５２−ｎ），ＭＣＵ４７及び記憶部４８をそなえている点が異なり、それ以外の構成については基本的に同様である。
【０１３２】
なお、各々の光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，及び光モニタ５２−１〜５２−ｎは、それぞれ、前述の第２の変形例におけるもの（符号１８，３０，３１，３２，５２参照）と同様の機能を有するものである。
また、本変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、励起部２６−１〜２６−ｎにより、正常運用中は常に励起電力一定で動作するようになっている。
【０１３３】
また、記憶部４８は、励起電力一定という条件下においての、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎからの出力信号光に対する希土類ドープファイバ１５−１への光入力値の関係を記憶するものである。
ところで、正常運用中は常時利得一定動作している希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎのうち、それぞれの出力信号光から入力信号光をモニタするための光モニタ５２−１〜５２−ｎにおいて、例えば２つの入力モニタ５２−２，５２−ｎを併用して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするようになっている。従って、この場合は光カプラ１８−２，１８−ｎ，光フィルタ３０−２，３０−ｎ及び光モニタ５２−２，５２−ｎ以外の光カプラ，光フィルタ及び光モニタを省略することができる。
【０１３４】
即ち、ＭＣＵ４７は、希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた光モニタ５２−２からのモニタ信号と、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた光モニタ５２−ｎからのモニタ信号とを入力され、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合には、光モニタ５２−２からのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする一方、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値以下の場合には、光モニタ５２−ｎからのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタするようになっている。
【０１３５】
これにより、励起部２６−１〜２６−ｎにおいて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを励起電力一定動作させることで、ＭＣＵ４７では、入力信号光のレベルに応じて、光モニタ５２−２か又は光モニタ５２−ｎのいずれかのモニタ信号及び記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【０１３６】
また、図２１においては、励起部２６−１〜２６−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び割算回路３２−１〜３２−ｎについては図示を省略されている。
なお、図２０においては、光フィルタ３０−２〜３０−（ｎ−１）及び入力モニタ４２−２〜４２−（ｎ−１）については、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
【０１３７】
このような構成により、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１，１５−２にて励起電力一定で増幅されて、光カプラ１８−２，光フィルタ３０−２を介して光モニタ５２−２に入力され、光モニタ５２−２では、希土類ドープファイバ１５−２からの信号光を電気信号に変換して出力モニタ信号として出力される。
【０１３８】
さらに、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光は、光カプラ１８−ｎ及び光フィルタ３０−ｎを介して光モニタ５２−ｎに入力され、光モニタ５２−ｎでは、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光を電気信号に変換して出力モニタ信号として出力される。
ＭＣＵ４７では、希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた光モニタ５２−２からのモニタ信号と、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた光モニタ５２−ｎからのモニタ信号とを入出力部４７ａにて入力される。
【０１３９】
ここで、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合には、光モニタ５２−２からのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする一方、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値以下の場合には、光モニタ５２−ｎからのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする。
【０１４０】
従って、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを良好に行なうことができる利点がある。
【０１４１】
なお、上述の本変形例においては、入力モニタ５２−２，５２−ｎの２つを併用することにより、入力信号光のモニタを行なっているが、本発明によればこれに限定されず、入力モニタ５２−１〜５２−ｎのうちの少なくとも２つ以上の任意のモニタを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
この場合においては、ＭＣＵ４７では、併用するモニタを、希土類ドープファイバ１５−１側の入力モニタ、即ち入力信号についての増幅率が小さい信号光を入力される入力モニタの側から、順に高レベルの入力信号光をモニタするように設定することができる。
【０１４２】
また、上述の本変形例においては、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを励起電力一定で動作させて、入力モニタ５２−２，５２−ｎにおいて入力信号光の光入力値をモニタしているが、これに限定されず、初段から何段かの希土類ドープファイバのみを正常運用中は常に利得一定で動作させておいて、利得一定で動作せしめられている希土類ドープファイバに該当する入力モニタのうちの少なくとも２つを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。従って、結果的に利得一定動作と励起電力一定動作を混在させることも可能である。
【０１４３】
（ｂ４）第２実施例の第４の変形例の説明
図２９は本発明の第２実施例の第４の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２９に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１の変形例におけるもの（図２６参照）に比して、光カプラ２２，光フィルタ４５，光モニタ３５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１４４】
ここで、光カプラ２２は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された信号光の一部を分岐するものであり、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、光モニタ（他の光モニタ）３５は光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換するものである。
また、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１４５】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベル（光入力値）をモニタすることができる。
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
【０１４６】
従って、励起部２６により励起電力一定で動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１４７】
また、上述の第２実施例の第４の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
（ｂ５）第２実施例の第５の変形例の説明
図３０は本発明の第２実施例の第５の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図３０に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２実施例におけるもの（図２４，図２５参照）に比して、光フィルタ４５，出力一定制御回路４６及び光フィルタ３５をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１４８】
ここで、光フィルタ４５は希土類ドープファイバ１５−２からの信号を光カプラ２２にて分岐されて入力されて、入力された光信号にフィルタ処理を施すものであり、光フィルタ（第３光フィルタ）３５は、光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換してモニタするものである。
出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、光フィルタ３５からの信号光に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１４９】
なお、この図２９に示すものにおいても、前述の図２４に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９及び励起光阻止用フィルタ１７，２１の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により希土類ドープファイバ１５−１を励起電力一定で動作させている。
【０１５０】
また、第１光モニタ５０では、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号をＭＣＵ４７の入出力部４７ａに対して出力し、第２光モニタ５１では、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力を電気信号に変換し、出力モニタ信号として入出力部４７ａに対して出力する。
ＭＣＵ４７では、光入力値に応じて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、所定値以下である場合は、ＭＣＵ４７において、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする。
【０１５１】
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号のレベルに基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
従って、励起部２６により励起電力一定で動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
【０１５２】
また、第１光モニタ５０及び第２光モニタ５１を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
なお、上述の本変形例においては、光カプラ１２と第１光モニタ５０との間に光フィルタ２３を設けているが、これに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
【０１５３】
また、上述の第２実施例の第５の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
（ｃ）第３実施例の説明
図３１は本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３１に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の第１実施例の第６の変形例におけるものと同様の機能を有する希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１），励起部２６−１〜２６−（ｎ−１），光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎをそなえている（図２１参照）。
【０１５４】
また、５３は上述の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）からの信号を光カプラ１８−（ｎ−１）を介して入力され、励起部５４からの励起光に基づいて、入力された光信号を増幅して後段の希土類ドープファイバ１５−ｎに対して出力するものである。
なお、希土類ドープファイバ１５−ｎは、希土類ドープファイバ５３からの信号光を入力され、正常運用時はこの信号光について、励起部２６−ｎからの励起光に基づいて光増幅を行なうものである。
【０１５５】
また、５５は制御部であり、この制御部５５は、入力モニタ４２−（ｎ−１）からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、入力モニタ４２−（ｎ−１）で出力信号がモニタされている希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作制御を、例えば励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なうものである。
【０１５６】
なお、図３１においては、光カプラ１８−１〜１８−（ｎ−２），１８−ｎ，及び入力モニタ４２−１〜４２−（ｎ−２），４２−ｎについては、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
上述の構成により、本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、正常運用時は、前述の第１実施例の第６の変形例の場合と同様に、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、それぞれの励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、利得一定で増幅される。また、希土類ドープファイバ５３も励起部５４により光増幅が行なわれる。
【０１５７】
希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力された信号光については、光カプラ１８−（ｎ−１）及び光フィルタ３０−（ｎ−１）を介して入力モニタ４２に入力されて、この入力された信号光と、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）の利得とに基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を算出してモニタする。
【０１５８】
また、制御部５５では、入力モニタ４２からの、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
即ち、入力モニタ４２からの入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に（希土類ドープファイバ５３で増幅されるされないにかかわらず、ファイバ長に応じて光遅延される）、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１５９】
具体的には、１００ｍ程度のファイバ長の希土類ドープファイバでは、０．５μｓ程度の光遅延が可能である。
このように、本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、制御部５５により、入力モニタ４２からの入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも、希土類ドープファイバ１５−ｎの増幅率を低減することにより、光部品を保全することができる利点がある。
【０１６０】
また、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２において希土類ドープファイバ１５−１の光入力値を高感度にモニタすることができる利点もある。
（ｃ１）第３実施例の第１の変形例の説明
図３３は本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３３に示すものは、前述の第３実施例におけるものに比して、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）を利得一定動作させずに、励起電力一定動作するようになっている点が異なる。
【０１６１】
なお、希土類ドープファイバ１８−１〜１８−ｎ，５３及び励起部５４は、前述の第３実施例と同様の機能を有しており、光モニタ５２−１〜５２−ｎは、前述の第２実施例の第３の変形例と同様の機能を有している。
ここで、４７はＭＣＵであり、このＭＣＵ４７は、光モニタ５２−１〜５２−ｎからの光信号を入出力部４７ａで入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するものである。
【０１６２】
また、ＭＣＵ４７は、入力モニタ５２−（ｎ−１）からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作制御を、例えば励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なう制御部としての機能を有している。
【０１６３】
なお、図３１においては、光カプラ１８−１〜１８−（ｎ−２），１８−ｎ，及び入力モニタ４２−１〜４２−（ｎ−２），４２−ｎについては、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
上述の構成により、本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、正常運用時は、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、それぞれの励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、励起電力一定で増幅される。
【０１６４】
希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力された信号光については、光カプラ１８−（ｎ−１）を介して光モニタ５２に入力されてモニタされる。
ＭＣＵ４７では、光モニタ５２からの出力モニタ信号を入力され、記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、その光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
【０１６５】
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１６６】
このように、本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、ＭＣＵ４７により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
【０１６７】
また、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７において希土類ドープファイバ１５−１の光入力値を高感度にモニタすることができる利点もある。
（ｃ２）第３実施例の第２の変形例の説明
図３４は本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３５に示すものは、前述の第３実施例の第１の変形例におけるものに比して、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）が、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、利得一定動作か又は励起一定のいずれかで動作されるようになっている点が異なり、それ以外の構成については同様である。
【０１６８】
即ち、入力信号を、前述の図１９に示す利得一定範囲にあるもののみを入力すれば、利得一定動作させることもでき、結果的に、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）では励起電力一定動作と利得一定動作とを混在させて光増幅を行なうことができるのである。
なお、この場合においては、希土類ドープファイバ１５−１は利得一定動作し、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）は励起電力一定動作するものとする。
【０１６９】
このような構成により、本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、ＭＣＵ４７では、光モニタ５２からの出力モニタ信号を入力され、記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、その光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
【０１７０】
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１７１】
このように、本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、ＭＣＵ４７により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるほか、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することができるので、前述の第３実施例の第１の変形例と同様の利点が得られる。
【０１７２】
（ｃ３）第３実施例の第３の変形例の説明
図３５は本発明の第３実施例の第３の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
ここで、この図３７に示すものにおいては、前述の第２実施例におけるもの（図２４参照）と同様の機能を有する光カプラ１２，光フィルタ２３及び第１光モニタ５０をそなえている。
【０１７３】
また、励起部１５−２により励起されて入力信号光を増幅する希土類ドープファイバ１５−１の入力側に、前述の第３実施例におけるものと同様の機能を有する希土類ドープファイバ５３及び励起部５４をそなえている。
さらに、第１光モニタ５０からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−１の動作制御を、励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なうものである。
【０１７４】
このような構成により、本変形例においては、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１に入力される入力信号光をモニタし、この入力モニタ信号に基づいて、例えば図３６のフローチャートに示すようなフィードフォワード制御が行なわれる。
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＢ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−１に対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−１の停止制御を行なう（ステップＢ２）。
【０１７５】
このように、本発明の第３実施例の第３の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、制御部５５により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−１の動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
【０１７６】
（ｄ）その他
なお、上述の各実施例では、入力信号光を増幅する光増幅媒体として、希土類ドープファイバを用いているが、本発明によればこれに限定されず、希土類ドープファイバ以外の光増幅媒体を用いてもよい。
さらに、光増幅媒体として、希土類ドープファイバ又は希土類ドープファイバ以外の光増幅媒体を用いた場合においては、当該光増幅媒体の励起手法として、励起光源としてのレーザダイオードを用いる手法のほかに、例えば電流注入等、他の励起手法を用いても何ら差し支えない。
【０１７７】
また、上述の本実施例においては、光信号を電気信号に変換する光電変換部としてフォトダイオードを用いているが、本発明によればこれに限定されず、他の光電変換を行なう手法を用いても何ら差し支えない。
【０１７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、光増幅部を励起強度一定動作させることにより、入力信号光強度を光モニタの出力に基づいて推定することができるので、光入力値を高感度にモニタすることができる利点がある。
【０１８１】
また、請求項３記載の本発明によれば、第１光モニタと第２光モニタとをそなえることにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
さらに、請求項４記載の本発明によれば、光入力値を高感度にモニタすることができる利点があるほか、第２光増幅部の出力を一定に制御することができるので、光カプラの出力である装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１８２】
また、請求項５記載の本発明によれば、第１光モニタと第２光モニタとをそなえるとともに、第２光増幅部の出力を一定に制御することができるので、装置出力を安定的に出力しながら、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
さらに、請求項６記載の本発明によれば、光モニタの出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、光モニタの出力に基づいて第２の光増幅部の動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
また、請求項７記載の本発明によれば、希土類ドープファイバを励起強度一定で励起する場合、希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の入力光に対する利得が略一定であることを利用し、光モニタの出力に基づいて希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の入力信号光の強度を推定することができるので、回路雑音レベルの制限から解放され、最小受光モニタレベルを向上させ、ダイナミックレンジを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の原理ブロック図である。
【図２】第２の発明の原理ブロック図である。
【図３】第３の発明の原理ブロック図である。
【図４】第４の発明の原理ブロック図である。
【図５】第５の発明の原理ブロック図である。
【図６】本発明に関連する第１関連発明の原理ブロック図である。
【図７】本発明に関連する第２関連発明の原理ブロック図である。
【図８】本発明に関連する第３関連発明の原理ブロック図である。
【図９】本発明に関連する第４関連発明の原理ブロック図である。
【図１０】本発明に関連する第５関連発明の原理ブロック図である。
【図１１】本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施例を示す機能ブロック図である。
【図１３】本発明の第１実施例を説明するための図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施例を説明するための図である。
【図１５】本発明の第１実施例の第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１６】本発明の第１実施例の第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１７】本発明の第１実施例の第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１８】本発明の第１実施例の第４の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１９】本発明の第１実施例の第５の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２０】本発明の第１実施例の第６の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第１実施例の第６の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２２】本発明の第１実施例の第７の変形例を説明するための図である。
【図２３】本発明の第１実施例の第８の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２４】本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第２実施例を示す機能ブロック図である。
【図２６】本発明の第２実施例の第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２７】本発明の第２実施例の第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２８】本発明の第２実施例の第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２９】本発明の第２実施例の第４の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３０】本発明の第２実施例の第５の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３１】本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第３実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３３】本発明の第３実施例における第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３４】本発明の第３実施例における第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３５】本発明の第３実施例における第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３６】本発明の第３実施例における第３の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３７】一般的な光モニタ機能付き光増幅器を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ 光増幅部
１−１ 第１光増幅部
１−２ 第２光増幅部
２ 利得一定動作部
３，３ａ，３ｂ 光モニタ
３−１ 第１光モニタ
３−２ 第２光モニタ
３−３ 第３光モニタ
４，４−１〜４−３ 分岐部
５ 出力一定制御部
６ 励起部
７ 制御部
８ 励起電力一定動作部
９ 入力光モニタ部
１０ 記憶部
１１ 制御部
１２ 光カプラ
１３ 光アイソレータ
１４ 光多重化器
１５−１〜１５−ｎ 希土類ドープファイバ（光ファイバ）
１６ 光アイソレータ
１７ 励起光阻止用フィルタ
１８，１８−１〜１８−ｎ 光カプラ
１９ 光多重化器
２０ 光アイソレータ
２１ 励起光阻止用フィルタ
２２ 光カプラ
２３ 光フィルタ
２４ 高レベル用モニタ（第１光モニタ）
２６，２６ａ，２６−１〜２６−ｎ 励起部（利得一定動作部）
２７ レーザダイオード
２８ バックパワーモニタ回路
２９ ＡＰＣ回路
３０，３０−１〜３０−ｎ 光フィルタ
３１，３１−１〜３１−ｎ 光電変換部（フォトダイオード）
３２，３２−１〜３２−ｎ 割算回路
３３ 低レベル用モニタ（第２光モニタ）
３４ 励起部
３５ 光モニタ（第３光モニタ）
３７，３８ 利得一定範囲
３９ ＳＥ光モニタ
４０ ＡＧＣ回路
４１ レーザダイオード
４２，４２−１〜４２−ｎ 入力モニタ
４３，４４ 光多重化器
４５ 光フィルタ
４６ 出力一定制御回路
４７ ＭＣＵ（入力光モニタ部，制御部）
４７ａ 入出力部
４８ 記憶部
５０ 第１光モニタ
５１ 第２光フィルタ
５２ 光モニタ
５３ 希土類ドープファイバ
５４ 励起部
５５ 制御部
２０１ 光カプラ
２０２ 合波器
２０３ エルビウムドープファイバ
２０４ 励起光阻止フィルタ
２０５ 光カプラ
２０６ フォトダイオード
２０７ レーザダイオード
２０８ フォトダイオード
２０９ 制御回路
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば光通信システム等において用いられる光増幅装置の入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、光通信システムの研究開発が精力的に進められているが、特に、エルビウム（Ｅｒ）ドープファイバを用いて、ブースターアンプ，リピーター，プリアンプ等の光増幅装置を開発することは重要である。
また、上述のエルビウムドープファイバを用いた光増幅装置においては、入力する光信号をモニタすることにより、このモニタされた光信号に基づいて、装置の出力信号としての増幅信号を安定的に出力することが行なわれている。
【０００４】
図３７は一般的な光モニタ機能付き光増幅装置を示す図であり、この図３７において、２０１は光カプラであり、この光カプラ２０１は、入力光の一部を分岐するものであり、分岐された一部の入力光は、フォトダイオード（ＰＤ）２０６に入力されるようになっている。
また、フォトダイオード２０６は、光カプラ２０１からの一部の入力光を入力され、電気信号に変換するものであり、この電気信号は制御回路２０９に入力されるようになっている。
【０００５】
さらに、２０２は合波器であり、この合波器２０２は、レーザダイオード（ＬＤ）２０７からの励起光と光カプラ２０１からの入力とを合波してエルビウムドープファイバ２０３に出力するものである。
また、エルビウムドープファイバ２０３は、合波器２０２からの入力光について、レーザダイオード２０７からの励起光に基づいて増幅処理を施すものである。
【０００６】
さらに、２０４はエルビウムドープファイバ２０３からの増幅信号に含まれる励起光成分を阻止するための励起光阻止フィルタであり、２０５は励起光阻止フィルタ２０４からの信号の一部分岐してフォトダイオード２０８に出力する光カプラである。
また、制御回路２０９は、フォトダイオード２０６及び２０８からの入力信号光及び増幅後の信号光についてのレベルを示す電気信号に基づいて、例えばレーザダイオード２０７に対する励起電力を設定することにより、発光される励起光を設定して、エルビウムドープファイバ２０３の増幅率を制御できるようになっている。
【０００７】
このような構成により、図３７に示す一般的な光モニタ機能付き光増幅装置では、例えば−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度の入力光が、光カプラ２０１及び合波器２０２を介してエルビウムドープファイバ２０３に入力され、エルビウムドープファイバ２０３では、レーザダイオード２０７からの励起光に基づいて増幅される。
【０００８】
また、エルビウムドープファイバ２０３で増幅された信号に含まれる励起光成分については、励起光阻止フィルタ２０４において阻止され、光カプラ２０５を介して出力光として出力される。
さらに、制御回路２０９では、フォトダイオード２０６からの入力信号光についての電気信号と、フォトダイオード２０８からの出力信号光についての電気信号とを入力され、これらの電気信号を増幅してモニタすることにより、レーザダイオード２０７に対する励起電力を設定して、このレーザダイオード２０７にて発光される励起光によりエルビウムドープファイバ２０３の増幅率を制御することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の一般的な光モニタ機能付き光増幅装置では、入力される信号光は−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度であるが、この−２０ｄＢｍ〜−４５ｄＢｍ程度の入力信号光について光カプラ２０１にて分岐し、フォトダイオード２０６において電気信号に光電変換すると、光パワーは−３５ｄＢｍ〜−６０ｄＢｍ程度になるため、モニタすることが困難になるという課題がある。
【００１０】
また、モニタの回路雑音を低減するためには帯域を小さくする必要があるため、入力モニタの応答が遅くなり、例えば光サージを誘発する様な光波形の信号が入力された場合、例えば入力信号光を遮断する等の制御を行なうことができない。結果として、光増幅装置内で光サージが発生するので、光増幅装置の出力側に接続されているシステム内のフォトダイオード等の光部品が損傷する場合があるという課題がある。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、光サージを誘発するような光波形の信号の入力の際にフィードフォワード制御を行なって、光増幅装置から光サージが出力されるのを阻止して光部品を保全するとともに、モニタし易いレベルまで信号光を増幅した後に入力信号光強度を推定することができる入力光強度推定方法及び入力光強度推定機能付き光増幅装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段および作用】
図１は第１の発明の原理ブロック図であり、この図１に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する光増幅部１と、光増幅部１に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部２と、光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられて、光増幅部１の出力信号光強度をモニタする光モニタ３とをそなえている。これにより、光モニタ３の出力に基づいて入力信号光の強度を推定する。
【００１３】
また、図２は第２の発明の原理ブロック図であり、この図２に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、前述の図１に示すものと同様の機能を有する光増幅部１と利得一定動作部２とをそなえているほか、第１光モニタ３−１と第２光モニタ３−２とをそなえている。
ここで、第１光モニタ３−１は、光増幅部１の入力側に分岐部４−１を介して設けられ、入力信号光の強度をモニタするものである。
【００１４】
また、第２光モニタ３−２は、光増幅部１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、光増幅部１の出力信号光強度をモニタするものである。これにより、図２に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、入力信号光の強度が入力強度範囲内である場合は第２光モニタ３−２の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、入力信号光の強度が入力強度範囲外である場合は第１光モニタ３−１により入力信号光の強度をモニタする。
さらに、図３は第３の発明の原理ブロック図であり、この図３において、１−１は励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する第１光増幅部であり、１−２は第１光増幅部１−１の後段側に分岐部４−２を介して設けられる第２光増幅部である。
【００１５】
また、２は第１光増幅部１−１に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部であり、３ａは第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられ、第１光増幅部１−１の出力信号光強度をモニタする光モニタである。
さらに、３ｂは他の光モニタであり、この他の光モニタ３ｂは第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２の出力信号光をモニタするものである。
【００１６】
また、５は出力一定制御部であり、この出力一定制御部５は、他の光モニタ３ｂの出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。これにより、図３に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、光モニタ３ａの出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、他の光モニタ３ｂの出力に基づいて第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
さらに、図４は第４の発明の原理ブロック図であり、この図４に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置は、前述の図３に示すものと同様の機能を有する第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２及び利得一定動作部２をそなえている。
【００１７】
ここで、３−１は第１光モニタであり、この第１光モニタ３−１は、第１光増幅部１−１の入力側に分岐部４−１を介して設けられて、入力信号光の強度をモニタするものである。
また、３−２は第２光モニタであり、この第２光モニタ３−２は、第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、第１光増幅部１−１の出力信号光強度をモニタするものである。
【００１８】
さらに、３−３は第３光モニタであり、この第３光モニタ３−３は、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２の出力信号光強度をモニタするものである。
また、５は出力一定制御部であり、この出力一定制御部５は、第３光モニタ３−３の出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。これにより、図４に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、入力信号光の強度が入力光強度範囲内である場合は第２光モニタ３−２の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、入力信号光の強度が入力光強度範囲外である場合は第１光モニタ３−１により入力信号光の強度をモニタし、第３光モニタ３−３の出力に基づいて第２光増幅部１−２の出力を一定に制御することができる。
【００１９】
さらに、図５は第５の発明の原理ブロック図であり、この図５において、１ａは励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有しタンデム接続された複数の光増幅部であり、１ｂは複数の光増幅部１ａの後段に配置された第２の光増幅部である。２は複数の光増幅部１ａを励起強度一定動作させる利得一定動作部である。
また、３は光モニタであり、この光モニタ３は、複数の光増幅部１ａの出力側に、分岐部４を介して設けられて、光増幅部１ａの出力信号光強度をモニタするものである。
【００２０】
さらに、７は制御部であり、この制御部７は、光モニタ３の出力に基づき、光モニタでモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御するものである。これにより、図５に示す入力光強度推定機能付き光増幅装置では、光モニタ３の出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、光モニタ３の出力に基づいて第２の光増幅部の動作を制御する。
また、図６は本発明に関連する第１関連発明の原理ブロック図であり、この図６に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、光増幅部１，光モニタ３，励起電力一定動作部８，記憶部１０及び入力光モニタ部１１をそなえている。
【００２１】
ここで、光増幅部１は、入力された光信号を増幅するものであり、励起電力一定動作部２は、光増幅部１に励起電力一定動作をさせるものである。
また、光モニタ３は、励起電力一定動作部２によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられ、光増幅部１からの光出力をモニタするものである。
【００２２】
さらに、記憶部１０は、光増幅部１への入力と光モニタ３からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光モニタ３の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
また、図７は本発明に関連する第２関連発明の原理ブロック図であり、この図７に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図６にて示したものと同様の機能を有する光増幅部１及び励起電力一定動作部８をそなえているほか、第１光モニタ３−１，第２光モニタ３−２，記憶部１０及び入力光モニタ部９をそなえている。
【００２３】
ここで、第１光モニタ３−１は、光増幅部１の入力側に設けられて、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタするものであり、第２光モニタ３−２は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、光増幅部１からの光出力をモニタするものである。
【００２４】
また、記憶部１０は、光増幅部１への入力と第２光モニタ３−２からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
さらに、図８は本発明に関連する第３関連発明の原理ブロック図であり、この図８において、１−１は第１光増幅部であり、１−２は第１光増幅部１−１の後段側に分岐部４−２を介して設けられた第２光増幅部であり、これら第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２は、ともに、入力された光信号を増幅するものである。
【００２５】
また、この図８に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、上述の第１，第２光増幅部１−１，１−２のほか、励起電力一定動作部８，２つの光モニタ３ａ，３ｂ，入力光モニタ部９及び記憶部１０をそなえている。
ここで、励起電力一定動作部８は、第１光増幅部１−１に励起電力一定動作をさせるものであり、光モニタ３ａは、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられ、第１光増幅部１−１からの光出力をモニタするものである。
【００２６】
また、記憶部１０は、第１光増幅部１への入力と光モニタ３ａからの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、光モニタ３ａの出力と記憶部１０で記憶されている関係とから第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
さらに、他の光モニタ３ｂは、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２への光出力値をモニタするものであり、出力一定制御部５は、他の光モニタ３ａの出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。
【００２７】
また、図９は本発明に関連する第４関連発明の原理ブロック図であり、この図９に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図８に示すものと同様の機能を有する第１光増幅部１−１，第２光増幅部１−２及び励起電力一定制御部８をそなえているほか、第１〜第３光モニタ３−１〜３−３，出力一定制御部６，入力光モニタ部９及び記憶部１０をそなえている。
【００２８】
ここで、第１光モニタ３−１は、第１光増幅部１−１の入力側に分岐部４−１を介して設けられて、第１光増幅部１−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
また、第２光モニタ３−２は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている第１光増幅部１−１の出力側に、分岐部４−２を介して設けられて、第１光増幅部１−１からの光出力をモニタするものである。
【００２９】
さらに、記憶部１０は、第１光増幅部１−１への入力と第２光モニタ３−２からの出力との関係を記憶するものであり、入力光モニタ部９は、第１光増幅部１−１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから第１光増幅部１−１への光入力値をモニタするものである。
【００３０】
また、第３光モニタ３−３は、第２光増幅部１−２の出力側に分岐部４−３を介して設けられ、第２光増幅部１−２への光出力値をモニタするものであり、出力一定制御部５は、第３光モニタ３−３の出力に基づいて、励起部６から第２光増幅部１−２に対して出力される励起光を制御することにより、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御するものである。
【００３１】
さらに、図１０は本発明に関連する第５関連発明の原理ブロック図であり、この図１０において、１はタンデム接続された複数の光増幅部であり、８は光増幅部１のうち初段を含む一部の光増幅部１ａに励起電力一定動作をさせるものである。
また、３は光モニタであり、この光モニタ３は、励起電力一定動作部８によって励起電力一定動作せしめられている光増幅部１の出力側に、分岐部４を介して設けられ、光増幅部１ａからの光出力をモニタするものである。
【００３２】
さらに、１０は記憶部であり、この記憶部１０は、励起電力一定動作せしめられている光増幅部１ａへの入力と光モニタ３からの出力との関係を記憶するものである。
また、９は入力光モニタ部であり、この入力光モニタ部９は、光モニタ３の出力と記憶部１０で記憶されている関係とから光増幅部１への光入力値をモニタするものである。
【００３３】
さらに、１１は制御部であり、この制御部１１は、入力光モニタ部９の出力に基づき、入力光モニタ部９でモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御するものである。
【００３９】
また、図６に示す関連発明では、励起電力一定動作部８において光増幅部１を励起電力一定動作させることにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４０】
さらに、図７に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において光増幅部１を励起電力一定動作させることにより、光増幅部１の入力側に設けられた第１光モニタ３−１か又は入力光モニタ部９のいずれかにより、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
即ち、第１光モニタ３−１では、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタする。
【００４１】
また、第２光モニタ３−２において、光増幅部１からの光出力をモニタする。これにより、入力光モニタ部９では、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合に、第２光モニタ３−２の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４２】
さらに、図８に示す光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において第１光増幅部１−１を励起電力一定動作させることにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３ａの出力と、記憶部１０で記憶されている第１光増幅部１−１への入力及び光モニタ３ａからの出力の関係とから、第１光増幅部１−１への光入力値をモニタすることができる。
【００４３】
また、出力一定制御部５では、他の光モニタ３ｂにてモニタされた第２光増幅部１−２への光出力値に基づいて、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
さらに、図９に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８において第１光増幅部１−１を励起電力一定動作させることにより、第１光増幅部１−１の入力側に設けられた第１光モニタ３−１か又は入力光モニタ部９のいずれかにより、第１光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４４】
即ち、第１光モニタ３−１では、光増幅部１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、光増幅部１への光入力をモニタする。
また、第２光モニタ３−２において、光増幅部１からの光出力をモニタする。これにより、入力光モニタ部９では、光増幅部１への光入力パワーが所定値以下の場合には、第２光モニタ３−２の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び第２光モニタ３−２からの出力の関係とから光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
【００４５】
さらに、出力一定制御部５では、第３光モニタ３−３にてモニタされた第２光増幅部１−２への光出力値に基づいて、第２光増幅部１−２の出力を一定に制御する。
また、図１０に示す関連発明の光モニタ機能付き光増幅装置では、励起電力一定動作部８により、タンデム接続された複数の光増幅部１のうち初段を含む一部の光増幅部１ａに励起電力一定動作させることで、光モニタ３では、励起電力一定動作せしめられている光増幅部１ａからの光出力をモニタする。
【００４６】
これにより、入力光モニタ部９では、光モニタ３の出力と、記憶部１０で記憶されている光増幅部１への入力及び光モニタ３からの出力の関係とから、光増幅部１への光入力値をモニタすることができる。
また、制御部７では、入力光モニタ部９の出力に基づき、入力光モニタ部９で光入力値がモニタされている光増幅部１ａよりも後段の光増幅部１ｂの動作を制御する。
【００４７】
【実施例】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施例について説明する。
（ａ）第１実施例の説明
図１１は本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、図１２は本装置を機能的に示す機能ブロック図である。
【００４８】
ここで、上述の光モニタ機能とは、ある範囲の光が例えば電圧値に１：１に対応して検出される機能、あるいは光がある値より大きいか小さいかを比較する機能を意味する。
この図１１又は図１２において、１２は入力光の一部を分岐する光カプラ（分岐部，ＣＰＬ）であり、この光カプラ１２において分岐された入力光は、光フィルタ２３及び入力信号の反射を抑止するため光アイソレータ（ＩＳＯ）１３に入力されるようになっている。
【００４９】
また、２６は励起部（利得一定動作部）であり、この励起部２６は、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであり、レーザダイオード（ＬＤ１）２７，バックパワーモニタ回路２８及びＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路２９をそなえている。
【００５０】
即ち、レーザダイオード２７から供給される励起光のための励起電力を一定にするとともに、希土類ドープファイバ１５−１のファイバ長を調整することにより、例えば図１３に示すように、入力光のレベルが小さい時に、入力信号に対する出力信号の利得を一定とすることができる。
即ち、図１３は励起電力を一定の値（ＰＰ，０ ）とした場合における、入力信号に対する利得の、希土類ドープファイバ１５−１のファイバ長の依存性を示す図であるが、この図１３に示すように、励起電力一定制御においても、利得を一定とすることができる入力信号のレベル範囲（図１３の符号３７，３８参照）を設定することができる。
【００５１】
なお、この場合においては、利得を一定とすることができる入力信号のレベル範囲を高くするためにはファイバ長を短くすればよく、一定に制御することができる利得を高くするためには、一定にする励起電力を高くすればよい。
ところで、１４は光アイソレータ１３からの入力信号光と励起部２６からの励起光とを合波（多重化）して希土類ドープファイバ１５−１に出力する光多重化器（ＷＤＭ，Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）である。
【００５２】
また、希土類ドープファイバ（光増幅部）１５−１は、励起部２６からの励起光に基づいて、入力信号光を利得一定動作で増幅するものであり、例えば１．５５μｍ程度の波長帯で動作するエルビウムドープファイバを適用することができる。
さらに、１６は希土類ドープファイバ１５−１からの信号光についての反射を抑止する光アイソレータであり、１７は希土類ドープファイバ１５−１からの増幅信号に含まれる励起光成分、場合によっては希土類ドープファイバ１５−１から発生する雑音光であるＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）をも阻止するための励起光阻止フィルタであり、１８は光フィルタ１７からの信号光の一部を分岐する光カプラ（分岐部）である。
【００５３】
また、希土類ドープファイバ（光増幅部）１５−２は、励起部３４からの励起光に基づいて、入力信号光を増幅するものであり、この希土類ドープファイバ１５−２についても、例えば１．５５μｍ程度の波長帯で動作するエルビウムドープファイバを適用することができる。
さらに、励起部３４は希土類ドープファイバ１５−２に対して励起光を出力するものであり、１９は希土類ドープファイバ１５−２から入力される信号を光アイソレータ２０に出力する一方、励起部３４から入力される励起光を希土類ドープファイバ１５−２に出力する光多重化器である。
【００５４】
また、光アイソレータ２０は希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号光についての反射を抑止するものであり、２１は希土類ドープファイバ１５−２からの増幅信号に含まれる励起光成分を阻止する（場合によっては、希土類ドープファイバ１５−２から発生する雑音光であるＡＳＥも阻止する）ための励起光阻止フィルタであり、２２は光フィルタ２１からの信号光の一部を分岐する光カプラ（分岐部）である。
【００５５】
さらに、２３は光カプラ１２にて分岐された一部の入力光についてフィルタ処理を施す光フィルタであるが、入力光にＡＳＥが含まれていない場合はこの光フィルタ２３によるフィルタ処理は省略することができる。
また、２４は光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換して高レベル用モニタ信号を出力する高レベル用モニタ（第１光モニタ）であり、この高レベル用モニタ２４としては例えばフォトダイオードを用いることができる。
【００５６】
即ち、高レベル用モニタ２４は、光フィルタ２３からの信号を入力され、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするようになっている。
さらに、３０は光カプラ１８にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施す光フィルタであるが、分岐された信号光に含まれるＡＳＥが光フィルタ１７で十分に除かれている場合は、この光フィルタ３０によるフィルタ処理は省略することができる。
【００５７】
また、３３は低レベル用モニタ（第２光モニタ）であり、この低レベル用モニタ３３は、励起部２６によって利得一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）以下の場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするものであり、光電変換部３１及び割算回路３２をなえている。
【００５８】
ここで、光電変換部３１は、光フィルタ３０からの信号光を電気信号に変換する光電変換部であり、例えばフォトダイオードにより構成することができる。
また、割算回路３２は、光電変換部３１からの電気信号、即ち、希土類ドープファイバ１５−１にて増幅された信号光のレベルを示す真数表示の電気信号Ｐｏｍを入力され、この電気信号Ｐｏｍについて希土類ドープファイバ１５−１の増幅率による割算処理を行なうものである。これにより、割算結果としての電気信号で増幅前の入力信号光Ｐｉ のレベルを表すことができる。
【００５９】
即ち、この割算回路３２では、図１４（ａ）に示すように、一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の利得をＧ、希土類ドープファイバ１５−１の出力側の損失をη０ とし、光カプラ１２から希土類ドープファイバ１５−１に至る経路による損失をＬｉ とすると、以下に示す式（１）に示すような演算が行なわれるようになっている。
【００６０】
Ｐｉ ＝Ｐｏｍ／（ＧＬｉ η０ ） ・・・（１）
なお、上述の光電変換部３１からの増幅後の信号光レベルを示す電気信号が、ｄＢ（デシベル）表示の場合は、割算回路３２は引算回路により構成されるようになっている。
ところで、高レベル用モニタ２４におけるダイナミックレンジは、フォトダイオード自身のダイナミックレンジと、電気段の増幅器の回路雑音レベル及び飽和出力レベルとに依存するが、ダイナミックレンジとしては、通常、電気段の増幅器の回路雑音レベル及び飽和出力レベルよりもフォトダイオードのダイナミックレンジの方が大きい。
【００６１】
即ち、電気段の増幅器の回路雑音レベルが、最小受光モニタレベル、即ち、高レベル用モニタ２４にて検出することができる最小の信号レベルを制限している大きな要因である。
これに対し、低レベル用モニタ３３では、光増幅した後にモニタするので、回路雑音レベルの制限から解放され、最小受光モニタレベルが向上、即ち、より小さい受光レベルのモニタが可能となり、ダイナミックレンジも向上させることができるようになっている。
【００６２】
また、３５は光モニタであり、この光モニタ３５は、光カプラ２２を介して入力された希土類ドープファイバ１５−２からの信号光を、電気信号に変換するものであり、この光電変換部３５としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。
なお、図１２中においては、光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
【００６３】
上述の構成により、本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、以下に示すように動作する。
即ち、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６からの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
【００６４】
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
【００６５】
また、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させることで、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【００６６】
即ち、図１４（ｂ）に示すように、高レベル用モニタ２４では、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａよりも大きい場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、低レベル用モニタ３３では、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値Ａ以下の場合に、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするのである。
【００６７】
なお、低レベル用モニタ３３を用いて光入力値をモニタする場合においては、割算回路３２において、希土類ドープファイバ１５−１から出力された信号光のレベルを示す電気信号Ｐｏｍに基づき、前述の式（１）に示すように希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光の信号レベル（光入力値）Ｐｉ を算出し、これにより、低レベル用モニタ３３では、入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタしている。
【００６８】
このように、本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【００６９】
なお、上述の本実施例においては、光カプラ１２と光電変換部２４との間に光フィルタ２３を設けているが、本発明によればこれに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
（ａ１）本発明の第１実施例の第１の変形例の説明
図１５は本発明の第１実施例の第１の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１５に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、励起部２６ａ（図１１，図１２においては符号２６）の構成が異なり、その他の構成については基本的に同様である。
【００７０】
即ち、励起部２６ａは、前述の図１１，図１２におけるものと同様に、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであるが、ＳＥ光モニタ３９，ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路４０及びレーザダイオード４１をそなえている。
【００７１】
即ち、ＳＥ光（Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；自然放出光） モニタ３９は、希土類ドープファイバ１５−１からの自然放出光に基づいて、信号の利得を測定するものであり、ＡＧＣ回路４０は、ＳＥ光モニタ３９からの利得に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１の利得が一定となるように、励起光を出力するレーザダイオード４１を制御するものである。
【００７２】
なお、この図１５に示す光モニタ機能付き光増幅装置においても、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１及び光モニタ３５の図示は省略されている。
上述の構成により、本発明の第１実施例にかかる第１の変形例においても、前述の第１実施例の場合と同様に、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６ａからの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
【００７３】
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
【００７４】
また、励起部２６ａにより、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させることで、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【００７５】
従って、励起部２６ａにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【００７６】
（ａ２）第１実施例の第２の変形例の説明
図１６は本発明の第１実施例の第２の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１６に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするために、低レベル用モニタ３３及び高レベル用モニタ２４を併用せずに、単に入力モニタ（光モニタ）４２のみを用いている点が異なり、それ以外の構成については、基本的に第１実施例と同様である。
【００７７】
即ち、前述の第１実施例における低レベル用モニタ３３と同様に、入力モニタ４２は、光フィルタ３０からの信号光について電気信号Ｐｏｍに変換する光電変換部３１と、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏｍに基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出し、これを入力モニタ信号として出力する割算回路３２とをそなえている。
【００７８】
なお、この図１６に示すものにおいては、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【００７９】
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ａ３）第１実施例の第３の変形例の説明
図１７は本発明の第１実施例の第３の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１７に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例に示すもの（図１６参照）に比して、励起部２６ａ（図１６においては符号２６）の構成が異なり、その他の構成については基本的に前述の第１実施例の第２の変形例と同様である。
【００８０】
ここで、励起部２６ａは、希土類ドープファイバ１５−１が利得一定動作をするように、この希土類ドープファイバ１５−１に対して励起光を出力するものであり、ＳＥ光モニタ３９，ＡＧＣ回路４０及びレーザダイオード４１をそなえている。
即ち、ＳＥ光（Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；自然放出光） モニタ３９は、希土類ドープファイバ１５−１からの自然放出光に基づいて、信号の利得を測定するものであり、ＡＧＣ回路４０は、ＳＥ光モニタ３９からの利得に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１の利得が一定となるように、励起光を出力するレーザダイオード４１を制御するものである。
【００８１】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６ａにより、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
従って、励起部２６ａにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
【００８２】
（ａ４）第１実施例の第４の変形例の説明
図１８は本発明の第１実施例の第４の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−２に対しての励起光を、励起部３４でなく希土類ドープファイバ１５−１用の励起部２６から供給するように構成されている点が異なり、それ以外については基本的に同様である。
【００８３】
即ち、希土類ドープファイバ１５−１と希土類ドープファイバ１５−２との間に光多重化器４３，４４をそなえることにより、希土類ドープファイバ１５−１からの光信号が光多重化器４３及び光多重化器４４を介して希土類ドープファイバ１５−２に対して伝送される第１のルートと、光多重化器４３，光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光多重化器１８，４４を介して希土類ドープファイバ１５−２に対して伝送される第２のルートとが設けられている。
【００８４】
これにより、励起部２６からの励起光は、光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力されるほか、希土類ドープファイバ１５−１から第１のルートを介して希土類ドープファイバ１５−２に対して入力されるようになっている。
なお、この図１８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、図１１にて示した光フィルタ２３，３０及び割算回路３２の図示は省略されている。
【００８５】
従って、本発明の第１実施例の第４の変形例によれば、希土類ドープファイバ１５−１，１５−２に対しての励起光供給源として、励起部２６を共用させることにより、光増幅装置の低コスト化，低消費電力化を容易にすることができる利点がある。
なお、上述の第４の変形例については、第１実施例におけるものに適用したが、これに限定されず、例えば上述の励起光供給源としての励起部２６を、前述の第１の変形例と同様の励起部２６ａを共用させて用いる等、第１の変形例〜第３の変形例にも同様に適用することができる。
【００８６】
（ａ５）第１実施例の第５の変形例の説明
図１９は本発明の第１実施例の第５の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図１９に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１６参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそなえるとともに、ｎ段の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそれぞれ利得一定制御を行なう励起部２６−１〜２６−ｎをそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【００８７】
即ち、入力モニタ４２の割算回路３２において、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏｍについて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの合計利得で除算を行なうことにより、入力モニタ４２は、入力信号光の信号レベルＰｉ を算出し、算出された信号レベルＰｉ を用いて入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタするようになっている。
【００８８】
なお、全ての希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、運用中においては常時利得一定に動作するようになっている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【００８９】
従って、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
なお、上述の第５の変形例については、励起部２６−１〜２６−ｎについて、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【００９０】
（ａ６）第１実施例の第６の変形例の説明
図２０，図２１は本発明の第１実施例の第６の変形例を説明するための機能ブロック図であるが、この図２０，図２１に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第５の変形例におけるもの（図１９参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎ毎の出力信号光から入力信号光をモニタするために、光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，光電変換部３１−１〜３１−ｎ，割算回路３２−１〜３２−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎをそなえている点が異なり、それ以外の構成については基本的に同様である。
【００９１】
なお、各々の光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，光電変換部３１−１〜３１−ｎ，割算回路３２−１〜３２−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎは、それぞれ、前述の第２の変形例におけるもの（符号１８，３０，３１，３２，４２）と同様の機能を有するものである。
また、本変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、励起部２６−１〜２６−ｎにより、正常運用中は常に利得一定動作するようになっている。
【００９２】
これにより、入力モニタ４２−１〜４２−ｎの割算回路３２−１〜３２−ｎでは、それぞれ、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎからの出力信号光を入力され、それぞれの出力信号光について、希土類ドープファイバ１５−１から当該出力信号光を入力された希土類ドープファイバに至る合計利得で除算処理を行なう。
【００９３】
これにより、希土類ドープファイバ１５−１に対する入力信号光の光入力値Ｐｉ を算出して、この算出結果を入力信号光の光入力値としてモニタできるようになっている。
ところで、正常運用中は常時利得一定動作している希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎのうち、それぞれの出力信号光から入力信号光をモニタするための入力モニタ４２−１〜４２−ｎにおいて、例えば２つの入力モニタ４２−１，４２−ｎを併用して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするようになっている。
【００９４】
即ち、希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられた入力モニタ４２−１を、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合にモニタする高レベル用モニタとし、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた入力モニタ４２−ｎを、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも小さい場合にモニタする低レベル用モニタとすることができる。
【００９５】
これにより、励起部２６−１〜２６−ｎにおいて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを利得一定動作させることで、入力信号光のレベルに応じて高レベル用モニタとしての入力モニタ４２−１か又は低レベル用モニタとしての入力モニタ４２−ｎのいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができるようになっている。
【００９６】
また、図２１においては、励起部２６−１〜２６−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び割算回路３２−１〜３２−ｎについては図示を省略されている。
なお、図２０においては、光フィルタ３０−２〜３０−（ｎ−１）及び入力モニタ４２−２〜４２−（ｎ−１）については、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
【００９７】
このような構成により、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光は、光カプラ１８−１，光フィルタ３０−１を介して入力モニタ４２−１に入力される。
入力モニタ４２−１の光電変換部３１−１では希土類ドープファイバ１５−１からの信号光を電気信号Ｐｏ１に変換し、割算回路３２−１では、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光レベルを示す電気信号Ｐｏ１に基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出する。
【００９８】
ここで、割算回路３２−１からの入力信号光の信号レベルＰｉ について、予め設定された所定値との大小を判定し、入力信号光の信号レベルＰｉ が所定値よりも大きい場合に、割算回路３２−１で算出された信号レベルＰｉ を用いて入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタする。
さらに、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光は、光カプラ１８−ｎ，光フィルタ３０−ｎ，光電変換部３１−ｎを介して割算回路３２−ｎに入力され、割算回路３２−ｎでは、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光レベルＰｏｎに基づき入力信号光の信号レベルＰｉ を算出する。
【００９９】
入力モニタ４２−ｎでは、割算回路３２−ｎからの入力信号光の信号レベルＰｉ を入力され、予め設定された所定値との大小を判定し、入力信号光の信号レベルＰｉ が所定値よりも小さい場合に、割算回路３２−ｎで算出された光入力値Ｐｉ を用いて入力信号光の光入力値Ｐｉ をモニタする。
従って、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタとしての入力モニタ４２−ｎにおいて希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタとしての入力モニタ４２−１を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを良好に行なうことができる利点がある。
【０１００】
なお、上述の本変形例においては、入力モニタ４２−１，４２−ｎの２つを併用することにより、入力信号光のモニタを行なっているが、本発明によればこれに限定されず、入力モニタ４２−１〜４２−ｎのうちの少なくとも２つ以上のモニタを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
この場合においては、併用する入力モニタについて、希土類ドープファイバ１５−１側の入力モニタ、即ち入力信号についての増幅率が小さい信号光を用いる入力モニタの側から、高レベルの入力信号光をモニタするように設定することができる。
【０１０１】
また、上述の本変形例においては、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを利得一定動作させて、入力モニタ４２−１，４２−ｎにおいて入力信号光の入力レベルＰｉ をモニタしているが、これに限定されず、初段から何段かの希土類ドープファイバのみ正常運用中は常に利得一定動作させておいて、利得一定動作せしめられている希土類ドープファイバに該当する入力モニタのうちの少なくとも２つを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
【０１０２】
なお、上述の第６の変形例については、励起部２６−１〜２６−ｎについて、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【０１０３】
（ａ７）第１実施例の第７の変形例の説明
図２２は本発明の第１実施例の第７の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２２に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１６参照）に比して、光カプラ２２，光フィルタ４５，光モニタ３５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１０４】
ここで、光カプラ２２は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された信号光の一部を分岐するものであり、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、光モニタ（他の光モニタ）３５は光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換するものである。
また、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１０５】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベル（光入力値）をモニタすることができる。
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−２の出力（即ち、光カプラ２２の出力：装置出力）を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
【０１０６】
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１０７】
なお、上述の第７の変形例においても、前述の第１実施例と同様の励起部２６を用いたが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）を用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
また、上述の第７の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
【０１０８】
（ａ８）第１実施例の第８の変形例の説明
図２３は本発明の第１実施例の第８の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２３に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１実施例におけるもの（図１１，図１２参照）に比して、光フィルタ４５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１０９】
ここで、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、光フィルタ４５からの信号に基づき、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力である装置出力を一定に制御するものである。
なお、この図２３に示すものにおいては、前述の図１１に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，及び光モニタ３５の図示は省略されている。
【０１１０】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、光入力値に応じて、希土類ドープファイバ１５−１の入力側に設けられた高レベル用モニタ２４か又は希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた低レベル用モニタ３３のいずれかで希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【０１１１】
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号のレベルに基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
従って、励起部２６により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、低レベル用モニタ３３において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、高レベル用モニタ２４を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１１２】
なお、上述の第８の変形例においても、励起部２６について、前述の第１実施例におけるもの（符号２６参照）と同様のものを適用したが、本発明によればこれに限定されず、例えば前述の第１の変形例におけるもの（符号２６ａ）と同様のものを用いることもでき、このようにしても、上述したような利点が得られることはいうまでもない。
【０１１３】
なお、上述の本変形例においては、光カプラ１２と高レベル用モニタ２４との間に光フィルタ２３を設けているが、これに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
また、上述の第８の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
【０１１４】
（ｂ）第２実施例の説明
図２４は本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、図２５は本装置を示す機能ブロック図である。
ここで、この図２４又は図２５に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の図１１，図１２にて示した第１実施例におけるものに比して、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１を利得一定動作させずに、励起電力一定動作するようになっている点が異なる。
【０１１５】
また、本実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の第１実施例におけるものと同様の機能を有する光カプラ１２，１８，２２，光アイソレータ１３，１６，１９，光多重化器１４，１９，光フィルタ２３，３０及び光モニタ３５をそなえている。
ここで、励起部２６は、前述の第１実施例の場合と同様に、レーザダイオード２７，バックパワーモニタ回路２８及びＡＰＣ回路２９をそなえているが、図１３に示すような、利得一定となる範囲にある入力信号に限定されずに、励起電力一定として励起光を出力するものである。
【０１１６】
また、第１光モニタ５０は、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号を出力するものであり、例えばフォトダイオード等により構成されている。
さらに、第２光モニタ５１は、励起部２６によって励起電力一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１の出力側に設けられて、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力をモニタするものであり、光フィルタ３０及び光電変換部３１をそなえている。
【０１１７】
また、記憶部４８は、励起電力一定動作せしめられている希土類ドープファイバ１５−１への入力と第２光モニタ５１からの関係を記憶するものである。
さらに、４７はＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ） であり、このＭＣＵ４７は、第１光モニタ５０及び第２光モニタ５１からの信号光を入力され、必要に応じて記憶部４８にアクセスすることにより、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするものである。
【０１１８】
具体的には、ＭＣＵ４７においては、第１光モニタ５０から入力された信号光が例えば所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を高レベル用モニタ信号とし、入出力部（Ｉ／Ｏ）４７ａを介してモニタする一方、所定値Ａ以下の場合は、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタするようになっている。
【０１１９】
なお、図２５中においては、光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
上述の構成により、本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、以下に示すように動作する。
【０１２０】
即ち、入力信号光は、光カプラ１２，光アイソレータ１３及び光多重化器１４を介して希土類ドープファイバ１５−１に入力される。希土類ドープファイバ１５−１では、入力信号光について、励起部２６からの励起光に基づいて所定の増幅率により増幅する。
さらに、希土類ドープファイバ１５−１からの信号光については、光アイソレータ１６，励起光阻止用フィルタ１７及び光カプラ１８を介して希土類ドープファイバ１５−２に入力される。希土類ドープファイバ１５−２では、入力される信号光について、励起部３４からの励起光に基づいて増幅する。
【０１２１】
これにより、希土類ドープファイバ１５−２にて増幅された信号は、光多重化器１９，光アイソレータ２０，励起光阻止用フィルタ２１及び光カプラ２２を介して出力される。
ところで、第１光モニタ５０では、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号を出力し、第２光モニタ５１では、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力を電気信号に変換することによりモニタする。
【０１２２】
また、ＭＣＵ４７においては、第１光モニタ５０から入力された光入力値が例えば所定値Ａ（図１４（ｂ）参照）よりも大きい場合は、この希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を高レベル用モニタ信号として、入出力部（Ｉ／Ｏ）４７ａを介してモニタする一方、所定値Ａ以下の場合は、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、これをモニタする。
【０１２３】
このように、本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、所定値以下である場合は、ＭＣＵ４７において、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができるので、希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
【０１２４】
なお、上述の本実施例においては、光カプラ１２と光電変換部２４との間に光フィルタ２３を設けているが、本発明によればこれに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
また、上述の本実施例においては、励起部２６において、希土類ドープファイバ１５−１に対する励起電力一定しているが、入力信号を、前述の図１３に示す利得一定範囲にあるもののみを入力すれば、利得一定動作させることもでき、結果的に、励起電力一定動作と利得一定動作とを混在させて制御することもできる。
【０１２５】
（ｂ１）第２実施例の第１の変形例の説明
図２６は本発明の第２実施例の第１の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２６に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２実施例におけるもの（図２４，図２５参照）に比して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするために、第１光モニタ５０からの入力モニタ信号は用いずに、単に光モニタ５２のみを用いている点が異なり、それ以外の構成については、基本的に第１実施例と同様である。
【０１２６】
即ち、光モニタ５２は、前述の第２実施例における第２光モニタ５１と同様に、光フィルタ３０から出力された信号光について電気信号に変換してモニタするものであり、光フィルタ３０及び光電変換部３１をそなえている。
また、ＭＣＵ４７は、光モニタ５２からの光信号を入出力部４７ａで入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、この希土類ドープファイバ１５−１から出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するようになっている。
【０１２７】
なお、この図２６に示すものにおいては、前述の図２４に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９，励起光阻止用フィルタ１７，２１，光カプラ２２及び光モニタ３５の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１へ励起光を供給するための励起電力を一定に動作させることで、光モニタ５２及びＭＣＵ４７により、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルをモニタすることができる。
【０１２８】
従って、励起部２６により励起電力一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、光モニタ５２及びＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ｂ２）第２実施例の第２の変形例の説明
図２７は本発明の第２実施例の第２の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２７に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１の変形例におけるもの（図２６参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそなえるとともに、ｎ段の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎをそれぞれ利得一定制御を行なう励起部２６−１〜２６−ｎをそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１２９】
即ち、光モニタ５２は、入力信号光を希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて増幅された信号を光フィルタ３０を介して入力され、入力された信号光について電気信号に変換してモニタするものである。
また、ＭＣＵ４７の入出力部４７ａでは、光モニタ５２からの光信号を入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、希土類ドープファイバ１５−ｎから出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するようになっている。
【０１３０】
なお、全ての希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、運用中においては常時励起電力一定で動作するようになっている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎに対する励起電力を一定に動作させることで、ＭＣＵ４７においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベルＰｉ をモニタすることができる。
【０１３１】
従って、励起部２６−１〜２６−ｎにより励起電力一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
（ｂ３）第２実施例の第３の変形例の説明
図２８は本発明の第２実施例の第３の変形例を説明するための機能ブロック図であるが、この図２８に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２の変形例におけるもの（図１９参照）に比して、ｎ段にタンデム接続された複数の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎ毎の出力信号光あるいは希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎの内から一部（例えば、希土類ドープファイバ１５−２，１５−ｎ）の出力信号光から入力信号光をモニタするために、光カプラ１８−１〜１８−ｎ（あるいは光カプラ１８−２，１８−ｎ），光フィルタ３０−１〜３０−ｎ（あるいは光フィルタ３０−２，３０−ｎ），光モニタ５２−１〜５２−ｎ（あるいは光モニタ５２−２，５２−ｎ），ＭＣＵ４７及び記憶部４８をそなえている点が異なり、それ以外の構成については基本的に同様である。
【０１３２】
なお、各々の光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ，及び光モニタ５２−１〜５２−ｎは、それぞれ、前述の第２の変形例におけるもの（符号１８，３０，３１，３２，５２参照）と同様の機能を有するものである。
また、本変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎは、励起部２６−１〜２６−ｎにより、正常運用中は常に励起電力一定で動作するようになっている。
【０１３３】
また、記憶部４８は、励起電力一定という条件下においての、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎからの出力信号光に対する希土類ドープファイバ１５−１への光入力値の関係を記憶するものである。
ところで、正常運用中は常時利得一定動作している希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎのうち、それぞれの出力信号光から入力信号光をモニタするための光モニタ５２−１〜５２−ｎにおいて、例えば２つの入力モニタ５２−２，５２−ｎを併用して、希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光をモニタするようになっている。従って、この場合は光カプラ１８−２，１８−ｎ，光フィルタ３０−２，３０−ｎ及び光モニタ５２−２，５２−ｎ以外の光カプラ，光フィルタ及び光モニタを省略することができる。
【０１３４】
即ち、ＭＣＵ４７は、希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた光モニタ５２−２からのモニタ信号と、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた光モニタ５２−ｎからのモニタ信号とを入力され、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合には、光モニタ５２−２からのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする一方、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値以下の場合には、光モニタ５２−ｎからのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタするようになっている。
【０１３５】
これにより、励起部２６−１〜２６−ｎにおいて、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを励起電力一定動作させることで、ＭＣＵ４７では、入力信号光のレベルに応じて、光モニタ５２−２か又は光モニタ５２−ｎのいずれかのモニタ信号及び記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタすることができる。
【０１３６】
また、図２１においては、励起部２６−１〜２６−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び割算回路３２−１〜３２−ｎについては図示を省略されている。
なお、図２０においては、光フィルタ３０−２〜３０−（ｎ−１）及び入力モニタ４２−２〜４２−（ｎ−１）については、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
【０１３７】
このような構成により、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１，１５−２にて励起電力一定で増幅されて、光カプラ１８−２，光フィルタ３０−２を介して光モニタ５２−２に入力され、光モニタ５２−２では、希土類ドープファイバ１５−２からの信号光を電気信号に変換して出力モニタ信号として出力される。
【０１３８】
さらに、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光は、光カプラ１８−ｎ及び光フィルタ３０−ｎを介して光モニタ５２−ｎに入力され、光モニタ５２−ｎでは、希土類ドープファイバ１５−ｎからの信号光を電気信号に変換して出力モニタ信号として出力される。
ＭＣＵ４７では、希土類ドープファイバ１５−２の出力側に設けられた光モニタ５２−２からのモニタ信号と、希土類ドープファイバ１５−ｎの出力側に設けられた光モニタ５２−ｎからのモニタ信号とを入出力部４７ａにて入力される。
【０１３９】
ここで、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値よりも大きい場合には、光モニタ５２−２からのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする一方、入力信号光のレベル（光入力パワー）が予め設定された所定値以下の場合には、光モニタ５２−ｎからのモニタ信号に基づいて、記憶部４８を参照して得られた入力信号光をモニタする。
【０１４０】
従って、本変形例においても、励起部２６−１〜２６−ｎにより利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１−１〜１５−ｎにおいて、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７において希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができるほか、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを良好に行なうことができる利点がある。
【０１４１】
なお、上述の本変形例においては、入力モニタ５２−２，５２−ｎの２つを併用することにより、入力信号光のモニタを行なっているが、本発明によればこれに限定されず、入力モニタ５２−１〜５２−ｎのうちの少なくとも２つ以上の任意のモニタを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。
この場合においては、ＭＣＵ４７では、併用するモニタを、希土類ドープファイバ１５−１側の入力モニタ、即ち入力信号についての増幅率が小さい信号光を入力される入力モニタの側から、順に高レベルの入力信号光をモニタするように設定することができる。
【０１４２】
また、上述の本変形例においては、励起部２６−１〜２６−ｎにより、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−ｎを励起電力一定で動作させて、入力モニタ５２−２，５２−ｎにおいて入力信号光の光入力値をモニタしているが、これに限定されず、初段から何段かの希土類ドープファイバのみを正常運用中は常に利得一定で動作させておいて、利得一定で動作せしめられている希土類ドープファイバに該当する入力モニタのうちの少なくとも２つを併用しても、上述の場合と同様の利点が得られる。従って、結果的に利得一定動作と励起電力一定動作を混在させることも可能である。
【０１４３】
（ｂ４）第２実施例の第４の変形例の説明
図２９は本発明の第２実施例の第４の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図２９に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第１の変形例におけるもの（図２６参照）に比して、光カプラ２２，光フィルタ４５，光モニタ３５及び出力一定制御回路４６をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１４４】
ここで、光カプラ２２は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された信号光の一部を分岐するものであり、光フィルタ４５は光カプラ２２にて分岐された信号光についてフィルタ処理を施すものであり、光モニタ（他の光モニタ）３５は光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換するものである。
また、出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１４５】
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により、希土類ドープファイバ１５−１の利得を一定に動作させることで、入力モニタ４２においては、希土類ドープファイバ１５−１に入力する入力信号光の信号レベル（光入力値）をモニタすることができる。
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
【０１４６】
従って、励起部２６により励起電力一定で動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１４７】
また、上述の第２実施例の第４の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
（ｂ５）第２実施例の第５の変形例の説明
図３０は本発明の第２実施例の第５の変形例を説明するための機能ブロック図であり、この図３０に示す光モニタ機能付き光増幅装置においては、前述の第２実施例におけるもの（図２４，図２５参照）に比して、光フィルタ４５，出力一定制御回路４６及び光フィルタ３５をそなえている点が異なり、その他の構成については、基本的に同様である。
【０１４８】
ここで、光フィルタ４５は希土類ドープファイバ１５−２からの信号を光カプラ２２にて分岐されて入力されて、入力された光信号にフィルタ処理を施すものであり、光フィルタ（第３光フィルタ）３５は、光フィルタ４５からの信号光を電気信号に変換してモニタするものである。
出力一定制御回路（出力一定制御部）４６は、光フィルタ３５からの信号光に基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、光カプラ２２の出力を一定に制御するものである。
【０１４９】
なお、この図２９に示すものにおいても、前述の図２４に示す光アイソレータ１３，１６，２０，光多重化器１４，１９及び励起光阻止用フィルタ１７，２１の図示は省略されている。
このような構成により、本変形例においても、励起部２６により希土類ドープファイバ１５−１を励起電力一定で動作させている。
【０１５０】
また、第１光モニタ５０では、光フィルタ２３からの入力光を電気信号に変換してモニタ信号をＭＣＵ４７の入出力部４７ａに対して出力し、第２光モニタ５１では、希土類ドープファイバ１５−１からの光出力を電気信号に変換し、出力モニタ信号として入出力部４７ａに対して出力する。
ＭＣＵ４７では、光入力値に応じて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力パワーが所定値よりも大きい場合に、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、所定値以下である場合は、ＭＣＵ４７において、第２光モニタ５１の出力と記憶部４８で記憶されている関係とから希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする。
【０１５１】
また、出力一定制御回路４６では、希土類ドープファイバ１５−２から出力された光信号のレベルに基づいて、励起部３４に対して制御信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−２の出力を一定に制御し、これにより、装置出力を安定的に出力している。
従って、励起部２６により励起電力一定で動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７では希土類ドープファイバ１５−１の入力を高感度にモニタすることができる利点がある。
【０１５２】
また、第１光モニタ５０及び第２光モニタ５１を併用することにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点があるほか、出力一定制御回路４６による制御で、装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
なお、上述の本変形例においては、光カプラ１２と第１光モニタ５０との間に光フィルタ２３を設けているが、これに限定されず、この光フィルタ２３を省略してもよい。
【０１５３】
また、上述の第２実施例の第５の変形例においては、出力一定制御回路４６は励起部３４を制御しているが、これに限定されず、例えば特願平４−４４５４４号の光増幅器制御システムに記載されているように、出力一定制御回路４６は可変減衰器を制御しても良い。
（ｃ）第３実施例の説明
図３１は本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３１に示す光モニタ機能付き光増幅装置は、前述の第１実施例の第６の変形例におけるものと同様の機能を有する希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１），励起部２６−１〜２６−（ｎ−１），光カプラ１８−１〜１８−ｎ，光フィルタ３０−１〜３０−ｎ及び入力モニタ４２−１〜４２−ｎをそなえている（図２１参照）。
【０１５４】
また、５３は上述の希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）からの信号を光カプラ１８−（ｎ−１）を介して入力され、励起部５４からの励起光に基づいて、入力された光信号を増幅して後段の希土類ドープファイバ１５−ｎに対して出力するものである。
なお、希土類ドープファイバ１５−ｎは、希土類ドープファイバ５３からの信号光を入力され、正常運用時はこの信号光について、励起部２６−ｎからの励起光に基づいて光増幅を行なうものである。
【０１５５】
また、５５は制御部であり、この制御部５５は、入力モニタ４２−（ｎ−１）からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、入力モニタ４２−（ｎ−１）で出力信号がモニタされている希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作制御を、例えば励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なうものである。
【０１５６】
なお、図３１においては、光カプラ１８−１〜１８−（ｎ−２），１８−ｎ，及び入力モニタ４２−１〜４２−（ｎ−２），４２−ｎについては、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
上述の構成により、本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、正常運用時は、前述の第１実施例の第６の変形例の場合と同様に、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、それぞれの励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、利得一定で増幅される。また、希土類ドープファイバ５３も励起部５４により光増幅が行なわれる。
【０１５７】
希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力された信号光については、光カプラ１８−（ｎ−１）及び光フィルタ３０−（ｎ−１）を介して入力モニタ４２に入力されて、この入力された信号光と、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）の利得とに基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を算出してモニタする。
【０１５８】
また、制御部５５では、入力モニタ４２からの、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
即ち、入力モニタ４２からの入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に（希土類ドープファイバ５３で増幅されるされないにかかわらず、ファイバ長に応じて光遅延される）、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１５９】
具体的には、１００ｍ程度のファイバ長の希土類ドープファイバでは、０．５μｓ程度の光遅延が可能である。
このように、本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、制御部５５により、入力モニタ４２からの入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも、希土類ドープファイバ１５−ｎの増幅率を低減することにより、光部品を保全することができる利点がある。
【０１６０】
また、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、入力モニタ４２において希土類ドープファイバ１５−１の光入力値を高感度にモニタすることができる利点もある。
（ｃ１）第３実施例の第１の変形例の説明
図３３は本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３３に示すものは、前述の第３実施例におけるものに比して、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）を利得一定動作させずに、励起電力一定動作するようになっている点が異なる。
【０１６１】
なお、希土類ドープファイバ１８−１〜１８−ｎ，５３及び励起部５４は、前述の第３実施例と同様の機能を有しており、光モニタ５２−１〜５２−ｎは、前述の第２実施例の第３の変形例と同様の機能を有している。
ここで、４７はＭＣＵであり、このＭＣＵ４７は、光モニタ５２−１〜５２−ｎからの光信号を入出力部４７ａで入力され、記憶部４８に記憶されている希土類ドープファイバ１５−１への入力信号光と、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力される信号光との関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値を求め、入力モニタ信号として出力するものである。
【０１６２】
また、ＭＣＵ４７は、入力モニタ５２−（ｎ−１）からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）よりも後段の希土類ドープファイバ１５−ｎの動作制御を、例えば励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なう制御部としての機能を有している。
【０１６３】
なお、図３１においては、光カプラ１８−１〜１８−（ｎ−２），１８−ｎ，及び入力モニタ４２−１〜４２−（ｎ−２），４２−ｎについては、図示を省略しているが、実際に、これらを省略して実現することもできる。
上述の構成により、本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置は、正常運用時は、希土類ドープファイバ１５−１に入力された信号光は、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、それぞれの励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、励起電力一定で増幅される。
【０１６４】
希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）から出力された信号光については、光カプラ１８−（ｎ−１）を介して光モニタ５２に入力されてモニタされる。
ＭＣＵ４７では、光モニタ５２からの出力モニタ信号を入力され、記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、その光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
【０１６５】
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１６６】
このように、本発明の第３実施例の第１の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置によれば、ＭＣＵ４７により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
【０１６７】
また、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により利得一定動作せしめられた希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することにより、ＭＣＵ４７において希土類ドープファイバ１５−１の光入力値を高感度にモニタすることができる利点もある。
（ｃ２）第３実施例の第２の変形例の説明
図３４は本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図であり、この図３５に示すものは、前述の第３実施例の第１の変形例におけるものに比して、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）が、励起部２６−１〜２６−（ｎ−１）により、利得一定動作か又は励起一定のいずれかで動作されるようになっている点が異なり、それ以外の構成については同様である。
【０１６８】
即ち、入力信号を、前述の図１９に示す利得一定範囲にあるもののみを入力すれば、利得一定動作させることもでき、結果的に、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）では励起電力一定動作と利得一定動作とを混在させて光増幅を行なうことができるのである。
なお、この場合においては、希土類ドープファイバ１５−１は利得一定動作し、希土類ドープファイバ１５−（ｎ−１）は励起電力一定動作するものとする。
【０１６９】
このような構成により、本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、ＭＣＵ４７では、光モニタ５２からの出力モニタ信号を入力され、記憶部４８に記憶されている関係に基づいて、希土類ドープファイバ１５−１への光入力値をモニタする一方、その光入力値に基づいて、例えば図３２のフローチャートに示すようにフィードフォワード制御が行なわれる。
【０１７０】
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＡ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−ｎに対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−ｎの停止制御を行なう（ステップＡ２）。
【０１７１】
このように、本発明の第３実施例の第２の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、ＭＣＵ４７により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−ｎの動作を制御することができるほか、希土類ドープファイバ１５−１〜１５−（ｎ−１）において、モニタし易いレベルまで信号光を増幅することができるので、前述の第３実施例の第１の変形例と同様の利点が得られる。
【０１７２】
（ｃ３）第３実施例の第３の変形例の説明
図３５は本発明の第３実施例の第３の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
ここで、この図３７に示すものにおいては、前述の第２実施例におけるもの（図２４参照）と同様の機能を有する光カプラ１２，光フィルタ２３及び第１光モニタ５０をそなえている。
【０１７３】
また、励起部１５−２により励起されて入力信号光を増幅する希土類ドープファイバ１５−１の入力側に、前述の第３実施例におけるものと同様の機能を有する希土類ドープファイバ５３及び励起部５４をそなえている。
さらに、第１光モニタ５０からの出力に基づき、希土類ドープファイバ５３で光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−１の動作制御を、励起部２６−ｎに対して励起光ＯＮ／ＯＦＦ制御等により行なうものである。
【０１７４】
このような構成により、本変形例においては、第１光モニタ５０において、希土類ドープファイバ１５−１に入力される入力信号光をモニタし、この入力モニタ信号に基づいて、例えば図３６のフローチャートに示すようなフィードフォワード制御が行なわれる。
即ち、入力モニタ信号が、入力レベルが低下したり、入力信号光が光サージを誘発するようなもの等、異常入力波形を検出された場合は（ステップＢ１）、希土類ドープファイバ５３により信号光が光遅延されている間に、励起部２６−１に対して励起ＯＦＦ信号を出力することにより、希土類ドープファイバ１５−１の停止制御を行なう（ステップＢ２）。
【０１７５】
このように、本発明の第３実施例の第３の変形例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置においても、制御部５５により、入力モニタ信号に基づき、希土類ドープファイバ５３にて光信号が遅延されている間に、希土類ドープファイバ１５−１の動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
【０１７６】
（ｄ）その他
なお、上述の各実施例では、入力信号光を増幅する光増幅媒体として、希土類ドープファイバを用いているが、本発明によればこれに限定されず、希土類ドープファイバ以外の光増幅媒体を用いてもよい。
さらに、光増幅媒体として、希土類ドープファイバ又は希土類ドープファイバ以外の光増幅媒体を用いた場合においては、当該光増幅媒体の励起手法として、励起光源としてのレーザダイオードを用いる手法のほかに、例えば電流注入等、他の励起手法を用いても何ら差し支えない。
【０１７７】
また、上述の本実施例においては、光信号を電気信号に変換する光電変換部としてフォトダイオードを用いているが、本発明によればこれに限定されず、他の光電変換を行なう手法を用いても何ら差し支えない。
【０１７８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、光増幅部を励起強度一定動作させることにより、入力信号光強度を光モニタの出力に基づいて推定することができるので、光入力値を高感度にモニタすることができる利点がある。
【０１８１】
また、請求項３記載の本発明によれば、第１光モニタと第２光モニタとをそなえることにより、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
さらに、請求項４記載の本発明によれば、光入力値を高感度にモニタすることができる利点があるほか、第２光増幅部の出力を一定に制御することができるので、光カプラの出力である装置出力を安定的に出力することができる利点もある。
【０１８２】
また、請求項５記載の本発明によれば、第１光モニタと第２光モニタとをそなえるとともに、第２光増幅部の出力を一定に制御することができるので、装置出力を安定的に出力しながら、入力信号光についての広い入力レンジのモニタを行なうことができる利点がある。
さらに、請求項６記載の本発明によれば、光モニタの出力に基づいて入力信号光の強度を推定し、光モニタの出力に基づいて第２の光増幅部の動作を制御することができるので、例えば光サージを誘発するような異常の光波形の信号が入力する際にも光部品を保全することができる利点がある。
また、請求項７記載の本発明によれば、希土類ドープファイバを励起強度一定で励起する場合、希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の入力光に対する利得が略一定であることを利用し、光モニタの出力に基づいて希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の入力信号光の強度を推定することができるので、回路雑音レベルの制限から解放され、最小受光モニタレベルを向上させ、ダイナミックレンジを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の原理ブロック図である。
【図２】第２の発明の原理ブロック図である。
【図３】第３の発明の原理ブロック図である。
【図４】第４の発明の原理ブロック図である。
【図５】第５の発明の原理ブロック図である。
【図６】本発明に関連する第１関連発明の原理ブロック図である。
【図７】本発明に関連する第２関連発明の原理ブロック図である。
【図８】本発明に関連する第３関連発明の原理ブロック図である。
【図９】本発明に関連する第４関連発明の原理ブロック図である。
【図１０】本発明に関連する第５関連発明の原理ブロック図である。
【図１１】本発明の第１実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第１実施例を示す機能ブロック図である。
【図１３】本発明の第１実施例を説明するための図である。
【図１４】（ａ），（ｂ）は本発明の第１実施例を説明するための図である。
【図１５】本発明の第１実施例の第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１６】本発明の第１実施例の第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１７】本発明の第１実施例の第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１８】本発明の第１実施例の第４の変形例を示す機能ブロック図である。
【図１９】本発明の第１実施例の第５の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２０】本発明の第１実施例の第６の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第１実施例の第６の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２２】本発明の第１実施例の第７の変形例を説明するための図である。
【図２３】本発明の第１実施例の第８の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２４】本発明の第２実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図２５】本発明の第２実施例を示す機能ブロック図である。
【図２６】本発明の第２実施例の第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２７】本発明の第２実施例の第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２８】本発明の第２実施例の第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図２９】本発明の第２実施例の第４の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３０】本発明の第２実施例の第５の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３１】本発明の第３実施例にかかる光モニタ機能付き光増幅装置を示すブロック図である。
【図３２】本発明の第３実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３３】本発明の第３実施例における第１の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３４】本発明の第３実施例における第２の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３５】本発明の第３実施例における第３の変形例を示す機能ブロック図である。
【図３６】本発明の第３実施例における第３の変形例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３７】一般的な光モニタ機能付き光増幅器を示す図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ 光増幅部
１−１ 第１光増幅部
１−２ 第２光増幅部
２ 利得一定動作部
３，３ａ，３ｂ 光モニタ
３−１ 第１光モニタ
３−２ 第２光モニタ
３−３ 第３光モニタ
４，４−１〜４−３ 分岐部
５ 出力一定制御部
６ 励起部
７ 制御部
８ 励起電力一定動作部
９ 入力光モニタ部
１０ 記憶部
１１ 制御部
１２ 光カプラ
１３ 光アイソレータ
１４ 光多重化器
１５−１〜１５−ｎ 希土類ドープファイバ（光ファイバ）
１６ 光アイソレータ
１７ 励起光阻止用フィルタ
１８，１８−１〜１８−ｎ 光カプラ
１９ 光多重化器
２０ 光アイソレータ
２１ 励起光阻止用フィルタ
２２ 光カプラ
２３ 光フィルタ
２４ 高レベル用モニタ（第１光モニタ）
２６，２６ａ，２６−１〜２６−ｎ 励起部（利得一定動作部）
２７ レーザダイオード
２８ バックパワーモニタ回路
２９ ＡＰＣ回路
３０，３０−１〜３０−ｎ 光フィルタ
３１，３１−１〜３１−ｎ 光電変換部（フォトダイオード）
３２，３２−１〜３２−ｎ 割算回路
３３ 低レベル用モニタ（第２光モニタ）
３４ 励起部
３５ 光モニタ（第３光モニタ）
３７，３８ 利得一定範囲
３９ ＳＥ光モニタ
４０ ＡＧＣ回路
４１ レーザダイオード
４２，４２−１〜４２−ｎ 入力モニタ
４３，４４ 光多重化器
４５ 光フィルタ
４６ 出力一定制御回路
４７ ＭＣＵ（入力光モニタ部，制御部）
４７ａ 入出力部
４８ 記憶部
５０ 第１光モニタ
５１ 第２光フィルタ
５２ 光モニタ
５３ 希土類ドープファイバ
５４ 励起部
５５ 制御部
２０１ 光カプラ
２０２ 合波器
２０３ エルビウムドープファイバ
２０４ 励起光阻止フィルタ
２０５ 光カプラ
２０６ フォトダイオード
２０７ レーザダイオード
２０８ フォトダイオード
２０９ 制御回路
Claims (7)
- 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有する光増幅部の出力側に信号光強度をモニタする光モニタを設け、
該光増幅部を励起強度一定動作させることにより、入力信号光強度を該光モニタの出力に基づいて推定することを特徴とする、光増幅装置の入力光強度推定方法。 - 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する光増幅部と、
該光増幅部に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部と、
該光増幅部の出力側に設けられ該光増幅部の出力信号光強度をモニタする光モニタとをそなえ、
該光モニタの出力に基づいて該入力信号光の強度を推定することを特徴とする、入力光強度推定機能付き光増幅装置。 - 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する光増幅部と、
該光増幅部に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部と、
該光増幅部の入力側に設けられ該入力信号光の強度をモニタする第１光モニタと、
該光増幅部の出力側に設けられ該光増幅部の出力信号光強度をモニタする第２光モニタとをそなえ、
該入力信号光の強度が該入力強度範囲内である場合は該第２光モニタの出力に基づいて該入力信号光の強度を推定し、該入力信号光の強度が該入力強度範囲外である場合は該第１光モニタにより該入力信号光の強度をモニタすることを特徴とする、入力光強度推定機能付き光増幅装置。 - 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する第１光増幅部と、
該第１光増幅部の後段側に設けられる第２光増幅部と、
該第１光増幅部に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部と、
該第１光増幅部の出力側に設けられ該第１光増幅部の出力信号光強度をモニタする光モニタと、
該第２光増幅部の出力側に設けられて該第２光増幅部の出力信号光強度をモニタする他の光モニタとをそなえ、
該光モニタの出力に基づいて該入力信号光の強度を推定し、該他の光モニタの出力に基づいて該第２光増幅部の出力を一定に制御することを特徴とする、入力光強度推定機能付き光増幅装置。 - 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有し、入力信号光を増幅する第１光増幅部と、
該第１光増幅部の後段側に設けられる第２光増幅部と、
該第１光増幅部に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部と、
該第１光増幅部の入力側に設けられ該入力信号光の強度をモニタする第１光モニタと、
該第１光増幅部の出力側に設けられ該第１光増幅部の出力信号光強度をモニタする第２光モニタと、
該第２光増幅部の出力側に設けられ該第２光増幅部の出力信号光強度をモニタする第３光モニタとをそなえ、
該入力信号光の強度が該入力光強度範囲内である場合は該第２光モニタの出力に基づいて該入力信号光の強度を推定し、該入力信号光の強度が該入力光強度範囲外である場合は該第１光モニタにより該入力信号光の強度をモニタし、
該第３光モニタの出力に基づいて該第２光増幅部の出力を一定に制御することを特徴とする、入力光強度推定機能付き光増幅装置。 - 励起強度一定動作で入力光に対する利得が略一定である入力光強度範囲を有しタンデム接続された複数の光増幅部と、
該複数の光増幅部の後段に配置された第２の光増幅部と、
該複数の光増幅部を励起強度一定動作させる利得一定動作部と、
該複数の光増幅部の出力側に設けられ該光増幅部の出力信号光強度をモニタする光モニタを備え、
該光モニタの出力に基づいて該入力信号光の強度を推定し、該光モニタの出力に基づいて該第２の光増幅部の動作を制御することを特徴とする光増幅装置。 - 希土類ドープファイバを含み、該希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の入力光に対する利得が励起強度一定動作で略一定である、入力信号光を増幅する光増幅部と、
該光増幅部に励起強度一定動作をさせる利得一定動作部と、
該光増幅部の出力側に設けられ該光増幅部の出力信号光強度をモニタする光モニタとをそなえ、
該光モニタの出力に基づいて該希土類ドープファイバの長さにより定まる強度未満の該入力信号光の強度を推定することを特徴とする、入力光強度推定機能付き光増幅装置。
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