JP3786584B2 - 波長多重用光増幅器の特性測定方法および特性測定システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に利用される波長多重用光増幅器の特性を高い精度で効率良く測定するための方法およびその方法を適用した特性測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重（ＷＤＭ）信号光を増幅するＷＤＭ用光増幅器において、その特性を測定、評価するためには、各信号光波長における信号光レベルと雑音光レベルとを正確に測定することが必要である。具体的には、例えば光増幅器の特性を表す一般的な指標である利得および雑音指数等を得るためには、各信号光波長に対応した入力信号光レベル、出力信号光レベルおよび雑音光（自然放出光）レベルをそれぞれ取得しなければならない。各波長の入力信号光レベルおよび出力信号光レベルの測定は比較的容易であるが、自然放出光レベルの測定については、光増幅器から出力される光には増幅された信号光と自然放出光が混在しているため、各波長に対応した自然放出光レベルを独立に測定することが難しい。
【０００３】
光増幅器の自然放出光レベルを測定するための従来技術としては、例えば、パルス法、プローブ法、補間法などの測定方法が知られている。パルス法は、例えば特開平８−２４８４５４号公報等に記載されているように、光増幅媒体の原子寿命またはキャリア寿命よりも十分に短い周期で信号光を変調し、信号光無入力時の出力光レベルを測定する方法である。また、プローブ法は、測定波長帯域内のすべての波長の信号光よりも少ない波長数の信号光を用いて、すべての波長の信号光を入力した時の光増幅器の飽和状態を擬似的に作り出し、そのスペクトルを自然放出光スペクトルとする方法である。さらに、補間法は、光増幅器の出力光スペクトルから補間により自然放出光スペクトルを推測する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の特性測定方法は、測定値の正確性、測定スピード、測定系の簡易性などの点について次のような問題点があった。すなわち、パルス法の問題点としては、測定系が複雑であることが挙げられる。例えば図１５に示すように、パルス法では、入力光パワー、出力光パワーおよび自然放出光パワーを測定する際の光の経路がそれぞれ異なるような複雑な測定系が必要になる。また、各光経路における損失の違いを補償する必要があるため、測定作業の手間が増えてしまうという欠点もある。さらに、変調器の損失が大きいため、測定器に到達する光のパワーが小さくなってしまい受光器での信号光対雑音光の比（光ＳＮ比）が劣化するという問題点もある。
【０００５】
また、プローブ法の問題点としては、測定時間が長くなってしまうことが挙げられる。例えば図１６に示すように、プローブ法では、光増幅器の反転分布状態を保ちながら、微弱なプローブ光の波長を測定したい波長グリッドに合わせた後に、信号光のレベルを測定するという一連の作業を繰り返すことになるため、ＷＤＭ信号光の波長数に比例して測定時間が長くなってしまう。
【０００６】
さらに、補間法の問題点としては、測定値の再現性、正確性に欠けることが挙げられる。例えば図１７に示すように、補間法では、測定したい波長における自然放出光レベルが実測されるのではなく推測により求められるため、測定者によって、または、補間に用いる近似曲線の選び方によって推測値にばらつきが生じ、再現性が悪くなってしまう可能性がある。また、推測される自然放出光レベルは、例えば図１８に示すように、光スペクトラムアナライザの性能（特に、分解能、ダイナミックレンジ）にも依存するため、測定精度を上げようとすると測定器の性能に対する要求が厳しくなる。
【０００７】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、光増幅器の特性を簡易な構成の測定系により高速かつ正確に測定できるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法および特性測定システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法の１つの態様は、波長の異なる複数の信号光が合波されたＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、まず、測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を、隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、少なくとも２つ以上のグループに分け、各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、各々の信号光のパワーを調整する。そして、グループごとに信号光を合波したＷＤＭ信号光を光増幅器に順番に入力して、光増幅器からの出力光のスペクトルをグループごとにそれぞれ測定し、それらのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断するものである。
【００１０】
このような特性測定方法によれば、光増幅器で増幅されるＷＤＭ信号光を複数のグループに分けて測定を行うようにしたことで、測定波長帯域内のすべての信号光波長について、光増幅器から出力される光に含まれる出力信号光および自然放出光の各パワーをそれぞれ実測することができるようになる。
また、上記の特性測定方法については、光増幅器に入力されるＷＤＭ信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断するようにしてもよい。測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用いれば、例えば、光増幅器の利得および雑音指数等を計算することが可能である。
【００１１】
さらに、上記の特性測定方法は、各グループについて、測定波長帯域内の信号光パワーの分布が波長方向に対して略均等になるようにするのが望ましい。このようにすることで、各グループに対応した測定時の光増幅器における自然放出光の発生状態が一定になるため、自然放出光パワーをより正確に測定することが可能になる。
【００１２】
本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法の別の態様は、波長の異なる複数の信号光が合波されたＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、まず、ＷＤＭ信号光を入力した光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出し、その取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとをそれぞれ測定する。そして、予め求めておいた後方放射自然放出光の波長に対する依存性と前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係に基づいて、測定した後方放射自然放出光のスペクトルの補正を行い、測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、補正した後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、そのフィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断するものである。
【００１３】
このような特性測定方法によれば、実際に測定した後方放射自然放出光のスペクトルについて、予め求めておいた後方放射自然放出光の波長依存性と前方放射自然放出光の波長依存性との間の関係に基づいた補正が行われ、その補正された後方放射自然放出光のスペクトルにフィッティング処理を施して利用することにより、後方放射自然放出光の波長特性および前方放射自然放出光の波長特性についての相違を補償した上で、光増幅器からの出力光に含まれる前方放射自然放出光のスペクトルが高い精度で推測されるため、各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを正確に判断できるようになる。
上記の特性測定方法について、光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、具体的には、測定波長帯域内の各信号光波長を除いた波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うようにしてもよく、または、測定波長帯域外の波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うようにしても構わない。
【００１５】
本発明によるＷＤＭ用光増幅器の特性測定システムは、上述したような本発明による特性測定方法の各態様を適用したものである。このような特性測定システムでは、簡略な構成で損失の小さい測定系により光増幅器の特性を正確に測定することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法について、第１の基本原理を説明するための図である。また、図２は、第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−１）の構成を示す図である。さらに、図３は、第１の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【００１７】
本特性測定システムの構成は、図２に示すように、波長の異なる信号光を発生する複数（ここではＮ台とする）の可変波長光源１０1〜１０Nと、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光を合波して出力する合波器１１と、入力される信号光のスペクトルを測定する光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）１２と、合波器１１からの信号光を、特性測定の対象となる光増幅器（ＤＵＴ）１に入力し、光増幅器１からの出力光を光スペクトラムアナライザ１２に送るか、光増幅器１を介さずに光スペクトラムアナライザ１２に直接送るかの切り替えを行う光スイッチ１３1，１３2と、各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態および各光スイッチ１３1，１３2の動作を制御する制御部１４と、を有する。
【００１８】
光増幅器１は、例えば、希土類元素等を添加した光ファイバを増幅媒体として用いる光ファイバ増幅器、ラマン増幅効果を利用したラマン増幅器および半導体光増幅器等の周知のＷＤＭ用光増幅器とすることができる。この光増幅器１は、入力されるＷＤＭ信号光に含まれる各波長の信号光を所要のレベルまで一括して増幅可能であり、また、信号光の増幅の際に自然放出光に伴う雑音成分を発生するものとする。
【００１９】
各可変波長光源１０1〜１０Nは、例えば、光増幅器１に入力するＷＤＭ信号光のすべての波長の信号光を複数（ここではＸ個とする）のグループに分けた場合に、各々の光源に対してＸ個の波長の信号光を発生する役割がそれぞれ割り当てられる。上記のグループ分けは、測定波長帯域内の波長グリッド上で隣り合う信号光が同一のグループに属さないようにして行われる。ここでは、具体例として、ＷＤＭ信号光のすべての波長の信号光（チャネル光）について波長の短い順に１，２，…のチャネル番号を付し、各波長の信号光をチャネル番号が奇数のクループと偶数のグループとに分けた場合（Ｘ＝２）を考えることにする。この場合、可変波長光源１０1はチャネル番号１，２の各信号光を発生し、可変波長光源１０2はチャネル番号３，４の各信号光を発生し、以降同様にして、可変波長光源１０Nはチャネル番号２Ｎ−１，２Ｎの各信号光を発生するものとする。
【００２０】
制御部１４は、後述する測定手順に従って、各可変波長光源１０1〜１０Nの波長および出力光パワーをそれぞれ制御すると共に、各光スイッチ１３1，１３2を連動させて光路の切り替えを制御する。この制御部１４によって駆動状態が制御された各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光は、合波器１１で合波された後、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎの測定時には、光スイッチ１３1，１３2を接続する光路を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られ、光増幅器１から出力される光のパワー（出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅ）の測定時には、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を接続する光路を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。
【００２１】
上記のような構成を有する特性測定システムでは、図３のフローチャートに示すように、光増幅器１の特性測定が開始されると、ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）において、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光の波長およびパワーが制御部１４によって制御される。ここでは、例えば図１に示すように、最初に奇数のチャネル番号１，３，５，…の信号光が可変波長光源１０1，１０2，１０3，…からそれぞれ出力されるように各光源の波長が制御される。また、各信号光のパワーは、光増幅器１について本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワー（基準値）に対して、グループ分けした奇数のチャネル番号の信号光のトータルパワーが略等しくなるように制御される。このような各信号光パワーの制御は、光増幅器に入力される信号光のトータルパワーが等しいとき、波長に対する利得および自然放出光の依存性が変化しないという原理に基づいて行われるものである。具体的には、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように設定することが可能である。
【００２２】
各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態の制御が完了すると、ステップ２において、各光スイッチ１３1，１３2の動作が制御部１４によって制御される。ここでは、まず、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎを測定するために、光スイッチ１３1，１３2間を直接接続する光路が選択され、ステップ３に進む。ステップ３では、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力され合波器１１で合波された後に光スイッチ１３1，１３2を通過した奇数のチャネル番号の信号光スペクトルが、光スペクトラムアナライザ１２によって測定される。これにより、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎが奇数のチャネル番号に該当する波長についてそれぞれ取得される。
【００２３】
次に、ステップ４では、ステップ１で設定したグループについて、入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの測定が完了したか否かが判定される。測定が完了していない場合には、ステップ２に戻って各光スイッチ１３1，１３2の切り替えが行われ、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を接続する光路が選択される。これにより、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力され合波器１１で合波された奇数のチャネル番号の信号光が、光スイッチ１３1を介して光増幅器１に入力され、光増幅器１から出力される信号光および自然放出光が、光スイッチ１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。そして、ステップ３に進み、光増幅器１からの出力光のスペクトルが光スペクトラムアナライザ１２によって測定される。これにより、図１の上段（１回目の掃引）に示すように、信号光の入力があった奇数のチャネル番号については出力信号光パワーＰｏｕｔが取得され、信号光の入力がなかった偶数のチャネル番号については自然放出光パワーＰａｓｅが取得される。
【００２４】
奇数のチャネル番号に対応する測定の完了がステップ４で判定されると、ステップ５に進み、すべてのグループに対応した測定が完了したか否かが判定される。偶数のチャネル番号に対応する測定が行われていない場合、ステップ１に戻って各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態が制御され、偶数のチャネル番号２，４，６，…の信号光が可変波長光源１０1，１０2，１０3，…からそれぞれ出力される。なお、偶数のチャネル番号の各信号光のパワーは、奇数のチャネル番号の場合と同様に、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して＋３ｄＢ（２倍）となるようにそれぞれ設定される。そして、前述したステップ２〜ステップ４の処理が同様にして実行され、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎが偶数のチャネル番号について取得されると共に、図１の下段（２回目の掃引）に示すように、信号光の入力があった偶数のチャネル番号に該当する波長についての出力信号光パワーＰｏｕｔと、信号光の入力がなかった奇数のチャネル番号に該当する波長についての自然放出光パワーＰａｓｅとが取得される。次の表１は、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定において１，２回目の掃引で取得される出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅとチャネル番号との対応関係をまとめたものである。
【００２５】
【表１】
【００２６】
上記のようにして、光増幅器１について取得した入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの各実測値は、例えば、光増幅器の特性を表す一般的な指標である利得および雑音指数等を計算するために利用することが可能である。具体的には、図４に示すような光増幅器を想定した場合、波長λの信号光に対する利得Ｇ（λ）および雑音指数ＮＦ（λ）は、次の数１に示す（１）式および（２）式を用いて計算することができる。
【００２７】
【数１】
【００２８】
ただし、ｈはボルツマン定数、νは信号光の周波数、Δνは自然放出光パワーＰａｓｅ測定時における測定器の周波数帯域幅である。
このように第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムによれば、光増幅器１で増幅されるＷＤＭ信号光をチャネル番号が奇数のグループと偶数のグループとに分けて測定を行うようにしたことで、すべてのチャネル番号について、入力信号光パワーＰｉｎおよび出力信号光パワーＰｏｕｔだけでなく自然放出光パワーＰａｓｅをも実測することが可能になる。また、本特性測定方法では、損失が非常に小さい測定系を構成できるため、測定機器のＳＮ特性に対する要求を低く抑えることができ、掃引スピードの高速化を図ることも可能である。さらに、本特性測定システムは、基本的には、ＷＤＭ用光源と光スペクトラムアナライザのみで入出力信号光パワーＰｉｎ，Ｐｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅを実測できるため、従来の各種測定系に比べて簡略な構成により正確な測定を行うことが可能である。
【００２９】
なお、上記のような第１の基本原理による特性測定方法は、測定機器の性能（特に分解能、ダイナミックレンジ）に測定値が強く依存するような既存の測定方法に対して、測定機器の性能の制限を緩和するような測定方法として応用することも容易である。例えば、従来の補間法では、図５（Ａ）に示すような波長が密に立てられたＷＤＭ信号光において、スペクトルの裾部分の自然放出光レベルを正確に測定して補間を行うことが要求される。しかし、測定機器の分解能、ダイナミックレンジが足りない場合には、図５（Ｂ）に示すようにスペクトルの裾部分のレベルが不正確になってしまうため、信号光波長における自然放出光レベルを補間により正確に求めることが難しい。一方、図５（Ｃ）に示すように、ＷＤＭ信号光を複数のグループに分けて光増幅器に入力すれば、スペクトルの裾部分の幅を広くすることができるため、測定機器の分解能、ダイナミックレンジの制限により不正確になる領域を回避して信号光波長における自然放出光レベルを補間により正確に求めることができる。
【００３０】
また、前述した第１の基本原理による特性測定方法についての説明では、ＷＤＭ信号光をチャネル番号が奇数および偶数の２つのグループに分ける一例を示したが、第１の基本原理による特性測定方法はこれに限らず、ＷＤＭ信号光を３つ以上のグループに分けるようにしてもよい。例えば、ＷＤＭ信号光を３つのグループに分け、チャネル番号が２つ置きに連続する信号光が各グループにそれぞれ含まれるようにした場合、具体的には、チャネル番号１，４，７，…の第１グループ、チャネル番号２，５，８，…の第２グループおよびチャネル番号３，６，９，…の第３グループに分けたとき、上述した図１に対応する出力光スペクトルは、図６に示すようになる。次の表２は、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定において１〜３回目の掃引で取得される出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅとチャネル番号との対応関係をまとめたものである。
【００３１】
【表２】
【００３２】
ただし、上記表２に示すように、各チャネル番号に対応した自然放出光パワーＰａｓｅについては２回測定されるため、一方の測定値を自然放出光パワーＰａｓｅとして採用するようにしてもよく、あるいは、２回の測定値の平均等を自然放出光パワーＰａｓｅとして採用するようにしても構わない。
上記のようにＷＤＭ信号光を３つのグループに分けることで、可変波長光源の個数は全チャネル数の１／３となり、グループ数を増やすことによって用意する可変波長光源の個数を削減することができる。これにより特性測定システムの構築コストの低減を図ることが可能になる。ただし、グループ数を増やすことでスペクトル測定の掃引回数が増えるため測定時間は多少長くなることになるので、ＷＤＭ信号光のグループ数は、用意できる可変波長光源の個数と許容される測定時間とに応じて適宜に設定すればよい。
【００３３】
なお、上記の説明ではＷＤＭ信号光を３つのグループに分ける場合を例示したが、グループ数を一般化してＸ個（Ｘ≧２）で表した場合には、チャネル番号がＸ−１個置きに連続する信号光が各グループにそれぞれ含まれることになる。
次に、第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−２）について説明する。
【００３４】
図７は、上記実施形態（１−２）にかかる特性測定システムの構成を示す図である。なお、上述した実施形態（１−１）の構成と同様の部分には同一の符号が付してあり、以下同様とする。
図７において、本特性測定システムの構成が上述の図２に示した実施形態（１−１）の構成と異なる部分は、可変波長光源１０1〜１０Nに代えて、固定波長光源１５1〜１５nおよび可変光減衰器（ＶＯＡ）１６1〜１６nをそれぞれ設けた部分である。上記以外の他の部分の構成は実施形態（１−１）の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００３５】
各固定波長光源１５1〜１５nは、それぞれ、光増幅器１に入力され得るＷＤＭ信号光のいずれか１つの波長に対応した固定波長の信号光を発生する。各固定波長光源１５1〜１５nで発生する信号光は、光増幅器１の特性測定に必要となる十分なパワーを保持して出力されるものとする。
各可変光減衰器１６1〜１６nは、対応する各固定波長光源１５1〜１５nから出力される信号光を可変の光減衰量に従って減衰して合波器１１に出力する。各可変光減衰器１６1〜１６nの光減衰量は、制御部１４からの制御信号に応じて制御される。
【００３６】
上記のような構成の特性測定システムでは、光増幅器１の特性測定が開始されると、すべての固定波長光源１５1〜１５nから所要のパワーの信号光が出力され、各可変光減衰器１６1〜１６nの光減衰量が制御部１４によってそれぞれ制御されることで、光増幅器１に入力するＷＤＭ信号光のグループ分けが行われる。ここでは、例えば実施形態（１−１）の場合と同様にチャネル番号が奇数のクループと偶数のクループとに分ける場合を考えると、奇数のクループに対応した測定を行う際には、奇数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６1，１６3，１６5，…の光減衰量は、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように制御される。また、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６2，１６4，１６6，…の光減衰量が最大に制御されて、偶数のチャネル番号の信号光が遮断される。一方、偶数のクループに対応した測定を行う際には、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６2，１６4，１６6，…の光減衰量は、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように制御される。また、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６1，１６3，１６5，…の光減衰量が最大に制御されて、奇数のチャネル番号の信号光が遮断される。
【００３７】
上記のようにしてグループ分けされたチャネル番号が奇数または偶数の各信号光は、合波器１１で合波された後、上述の図３に示した実施形態（１−１）の場合と同様の手順に従って、入力信号光パワーＰｉｎの測定の際には、光スイッチ１３1，１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの測定の際には、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。これにより、すべてのチャネル番号についての入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅを実測できるようになる。
【００３８】
このように固定波長光源１５1〜１５nを用いた実施形態（１−２）の特性測定システムによっても、実施形態（１−１）の場合と同様の効果を得ることが可能である。
なお、ここでは、可変光減衰器１６1〜１６nを用いて各固定波長光源１５1〜１５nから出力される信号光のパワーを制御し、ＷＤＭ信号光のグループ分けを行うようにしたが、本発明はこれに限らず、制御部１４からの出力信号に従って各固定波長光源１５1〜１５nの駆動状態を直接制御するようにしてもよい。また、ＷＤＭ信号光を奇数および偶数の２つのグループに分けるようにしたが、上述したようにＷＤＭ信号光を３つ以上のグループに分けるようにしてもよい。さらに、実施形態（１−２）においても、実施形態（１−１）の場合と同様にして、入力信号光パワーＰｉｎの測定を奇数および偶数のグループごとに行うようにしたが、入力信号光パワーＰｉｎの測定については、各固定波長光源１５1〜１５nから出力されるすべての信号光を各可変光減衰器１６1〜１６nで所要のレベルに調整して光スペクトルを一括して測定するようにしてもよい。このようにすれば測定時間をさらに短縮することが可能になる。
【００３９】
ここで、第１の基本原理による特性測定方法の精度をより高めるための応用例について説明する。
第１の基本原理による特性測定方法では、ＷＤＭ信号光を複数のグループに分ける際に、光増幅器の波長に対する利得および自然放出光の依存性が変化しないようにするため、光増幅器１について本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワーに対して、各グループに含まれる信号光のトータルパワーが略等しくなるようにした。光増幅器における自然放出光の発生状態をより正確に測定するためには、さらに、測定波長帯域内での信号光のパワーの分布を各々のグループについて均等にするのが望ましい。上述の図１に示したような状態では、奇数および偶数の各グループ内にレベルの揃った信号光が多数配置されるので、測定波長帯域内の光パワー分布は各グループについて比較的均等になる。しかし、例えば各グループについて測定波長帯域内に配置される信号光が少なくなった場合などには、一方のグループの光パワー分布が短波長側に偏り、他方のグループの光パワー分布が長波長側に偏る可能性がある。このような場合、自然放出光の発生状態が各グループで変化してしまうため、グループごとに測定した値に誤差が生じることになる。
【００４０】
そこで、例えば図８に示すように、光パワー分布の偏りを補償するための光を測定波長帯域の外側等に意図的に配置して、各グループの光パワー分布が略均等になるようにする。具体的には、光パワー分布が相対的に短波長側に偏っているグループに対しては、その偏りの度合いに応じたパワーの光を測定波長帯域の長波長側外方に配置し、光パワー分布が相対的に長波長側に偏っているグループに対しては、その偏りの度合いに応じたパワーの光を測定波長帯域の短波長側外方に配置するようにする。このとき、各グループについて、光パワー分布の補償用に配置した光を含んだすべての信号光のトータルパワーが、本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワーに略等しくなるように、測定波長帯域内に配置される各信号光のパワーが調整されるものとする。
【００４１】
これにより、波長シフトした各グループについての光パワー分布およびトータルパワーが略均等になり、光増幅器における自然放出光の発生状態が一定になるため、自然放出光パワーＰａｓｅのより正確な測定が可能になる。
なお、ここでは、光パワー分布の偏りを補償するための光を測定波長帯域の外側に配置するようにしたが、補償用の光の配置はこれに限られるものではなく、例えば、測定波長帯域内であって測定波長グリッド上にない所要の位置に補償用の光を配置するようにしてもよい。また、補償用の光を別途配置するのに代えて、各グループ内の各々の信号光のパワーを個別に調整して、光パワー分布の偏りが打ち消されるようにすることも可能である。
【００４２】
次に、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法についての第２の基本原理を説明する。
図９は、第２の基本原理による特性測定方法を説明するための概念図である。また、図１０は、第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（２−１）の構成を示す図である。
【００４３】
第２の基本原理による特性測定方法は、図９に示すように、被測定対象となる周知の光増幅器１について、その信号光入力端から出射される自然放出光（以下、後方放射自然放出光とする）のスペクトルを利用して、光増幅器の信号光出力端から出射される自然放出光（以下、前方放射自然放出光とする）の信号光波長におけるパワーを測定するようにした方法である。
【００４４】
この特性測定方法を適用した特性測定システムの構成は、図１０に示すように、光増幅器（ＤＵＴ）１に入力される信号光Ｌｉｎとは逆方向に伝搬する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを取り出すための後方放射自然放出光取り出し部２１と、信号光のスペクトルを測定する光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）２２と、光スペクトラムアナライザ２２に入力される光の経路を切り替える光スイッチ２３1，２３2と、それらの光スイッチ２３1，２３2の動作を制御する制御部２４と、光スペクトラムアナライザ２２の測定結果を記憶する記憶部２５と、光スペクトラムアナライザ２２の測定結果および記憶部２５の記憶データを用いてフィッティング等の演算を行う演算部２６と、を有する。
【００４５】
後方放射自然放出光取り出し部２１は、入力信号光Ｌｉｎを通過させて光スイッチ２３1に送ると共に、光増幅器１の信号光入力端から光スイッチ２３1を介して送られてくる、伝搬方向が入力信号光Ｌｉｎと逆方向の後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを抽出して光スイッチ２３2に送る。なお、入力信号光Ｌｉｎは、測定波長帯域内のすべての波長の信号光を含むものとする。上記後方放射自然放出光取り出し部２１の具体的な構成としては、例えば図１１に示すような少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ等を利用することが可能である。ただし、本発明の後方放射自然放出光取り出し部２１の構成はこれに限られるものではない。
【００４６】
光スイッチ２３1は、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１を介さずに光スイッチ２３2に送る光路と、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に送る光路との切り替えを行う。また、光スイッチ２３2は、光スイッチ２３1から直接送られる入力信号光Ｌｉｎを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路と、光増幅器１からの出力光（出力信号光Ｌｏｕｔおよび前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅ）を光スペクトラムアナライザ２２に送る光路と、後方放射自然放出光取り出し部２１で取り出された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路との切り替えを行う。また、制御部２４は、後述する測定手順に従って、各光スイッチ２３1，２３2を連動させて光路の切り替えを制御する。
【００４７】
上記のような構成を有する特性測定システムでは、例えば図１２のフローチャートに示すように、光増幅器１の特性測定が開始されると、まずステップ２１において、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅについて、波長に対する光パワーの依存性（波長特性）の補償を行うか否かの判別が行われる。波長特性の補償を行う場合には、ステップ２２に進み、波長特性の補償を行わない場合には、ステップ２３に移る。
【００４８】
ステップ２２では、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との測定が行われる。具体的には、励起した光増幅器１に信号光を入力しない状態で、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルが光スペクトラムアナライザ２２で測定される。そして、測定された２つのスペクトルを演算部２６で比較することで、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性に対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性の関係が求められ、その結果が波長特性の補償用データとして記憶部２５に記憶される。
【００４９】
なお、ここで求められる自然放出光の波長特性に関するデータは、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの取り出し経路に存在する光部品の波長に対する損失特性をも含んだものとなる。また、上記のような波長特性の補償に関する処理は、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との間に有意な差異がなく、使用する光部品にも波長に対する損失の依存性がない場合、もしくは、要求される測定精度によっては省略することが可能である。この場合にはステップ２１からステップ２３に移ることになる。
【００５０】
ステップ２３では、光増幅器１への入力信号光Ｌｉｎのスペクトルが測定され、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーＰｉｎがそれぞれ取得される。この際、光スイッチ２３1では、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１を介さずに光スイッチ２３2に送る光路が選択され、光スイッチ２３2では、光スイッチ２３1からの入力信号光Ｌｉｎを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択される。
【００５１】
入力信号光パワーＰｉｎの測定が完了すると、ステップ２４に進み、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に与えて、光増幅器１からの出力光および後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルの測定が行われる。具体的には、光スイッチ２３1が切り替えられて入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に送る光路が選択される。そして、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定が行われるときには、光スイッチ２３2の切り替えにより、光増幅器１からの出力光を光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択され、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトル測定が行われるときには、後方放射自然放出光取り出し部２１で取り出された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択される。
【００５２】
光増幅器１からの出力光および後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルの測定が完了すると、ステップ２５に進み、ステップ２２の処理を行ったか否か、すなわち、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅ間の波長特性を補償するためのデータが得られているかが判定される。波長特性補償用のデータが取得されている場合には、ステップ２６に進み、取得されていない場合には、ステップ２７に移る。
【００５３】
ステップ２６では、記憶部２５に記憶された波長特性の補償用データを用いて、ステップ２４で測定された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルの補正が演算部２６において行われる。この補正処理により、光増幅器１からの出力光に含まれる前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との間の差異が補償される。
【００５４】
ステップ２７では、演算部２６において、ステップ２４で測定された光増幅器１からの出力光スペクトルと後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅスペクトルとのフィッティング処理が行われ、各信号光波長における出力信号光パワーＰｏｕｔおよび前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅがそれぞれ取得される。
ここで、上記フィッティング処理の具体的な方法について説明する。
【００５５】
図１３は、第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の一例を示す概念図である。
図１３に示す一例では、光増幅器１に入力されるＷＤＭ信号光として、波長数ｊ（ここでは各波長をλ1，λ2，…，λjとする）の信号光Ｘ1，Ｘ2，…，Ｘjが波長間隔２ａで多重されたものを想定した場合に、図の下段に示すような後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルと、図の上段に示すような光増幅器１からの出力光のスペクトルとについて、各信号光波長λ1，λ2，…，λj間の中心に位置する波長λ1＋ａ，λ2＋ａ，…，λj＋ａにおけるパワーレベルがそれぞれ求められる。そして、各波長λ1＋ａ，λ2＋ａ，…，λj＋ａに対応した２つのパワーレベル値の差に関する最大偏差が最小となるように、または、２つのパワーレベル値の差に関する偏差の平均値が最小となるように、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルが光増幅器１からの出力光のスペクトルに対してフィッティングされる。
【００５６】
図１４は、第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の他の一例を示す概念図である。
図１４に示す他の一例では、光増幅器１に入力されるＷＤＭ信号光の波長帯域外における自然放出光のパワーレベルを利用して、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルのフィッティング処理が行われる。すなわち、図の下段に示すような後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルと、図の上段に示すような光増幅器１からの出力光のスペクトルとについて、信号光の最短波長から短波長側に少し離れた領域と、最長波長から長波長側に少し離れた領域とにおけるパワーレベルがそれぞれ求められる。そして、各領域に対応した２つのパワーレベル値の差が最小となるように、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルが光増幅器１からの出力光のスペクトルに対してフィッティングされる。
【００５７】
このようにして、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのフィッティング処理が完了すると、次に、フィッティング処理された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルについて、各信号光波長におけるパワーレベルが読み取られることによって、各信号光波長に対応した前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅが取得される。また、各信号光波長に対応した出力信号光パワーＰｏｕｔについては、光増幅器１からの出力光のスペクトルを用いて求められる。
【００５８】
上記のようにして取得された各信号光波長における入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの各々の測定値は、上述した第１の基本原理による特性測定方法の場合と同様に、例えば、光増幅器の利得および雑音指数等を計算するためなどに利用することが可能である。
このように第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムによれば、実際に測定した後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルを利用して、光増幅器１からの出力光に含まれる前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅのスペクトルを推測し、各信号光波長における前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅを得るようにしたことで、従来の補間法等における測定の容易性、測定系の簡便性、測定スピードなどのメリットを保持したままで測定精度の向上を図ることが可能である。
【００５９】
なお、光増幅器の後方放射自然放出光を利用した測定技術としては、例えば、本出願人の先願である特開平８−２５５９４０号公報等に記載した技術が知られている。この周知技術では、後方放射自然放出光のスペクトル形状をフィッティングにより求める方法が開示されており、この方法を上述した第２の基本原理による特性測定方法における後方放射自然放出光のスペクトル測定に利用することも可能である。第２の基本原理による特性測定方法では、さらに、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対して後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングすることで、前方放射自然放出光のスペクトル形状だけでなく絶対値（パワーレベル）までを求めることができる。これにより、より高い精度の特性測定が実現可能になる。
【００６０】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００６１】
（付記１） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を、隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、少なくとも２つ以上のグループに分け、該各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、各々の信号光のパワーを調整し、
前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力して、該光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとにそれぞれ測定し、
該グループごとのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６２】
（付記２） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光は、各々の波長に応じて順に付されたチャネル番号が、奇数に該当するグループと、偶数に該当するグループとに分けられることを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６３】
（付記３） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光は、複数Ｘ個のグループに分けられ、各々の波長に応じて順に付されたチャネル番号がＸ−１個置きに連続する信号光が前記各グループにそれぞれ含まれることを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６４】
（付記４） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６５】
（付記５） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を発生可能な光源部と、
隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、前記光源部で発生する複数の信号光を少なくとも２つ以上のグループに分け、かつ、前記各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、前記光源部で発生する各信号光のパワーを調整し、前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力する制御部と、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとに測定可能な測定部と、
該測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断する判断部と、を備えて構成されたことを特徴とする特性測定システム。
【００６６】
（付記６） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記制御部は、前記光増幅器への入力信号光および前記光増幅器からの出力光の一方を前記測定部に切り替えて送り、
前記判断部は、前記測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする特性測定システム。
【００６７】
（付記７） 付記６に記載の特性測定システムであって、
前記判断部は、測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用い、少なくとも前記光増幅器の利得および雑音指数を計算することを特徴とする特性測定システム。
【００６８】
（付記８） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記光源部は、発生する信号光の波長を調整することができる可変波長光源を含み、前記制御部は、前記可変波長光源の波長を制御することで複数の信号光のグループ分けを行うことを特徴とする特性測定システム。
【００６９】
（付記９） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記光源部は、波長が固定の信号光を発生する固定波長光源を含み、前記制御部は、前記固定波長光源で発生する信号光のパワーを調整することで複数の信号光のグループ分けを行うことを特徴とする特性測定システム。
【００７０】
（付記１０） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記制御部は、前記各グループについて、測定波長帯域内の信号光パワーの分布を波長方向に対して略均等にする制御を行うことを特徴とする特性測定システム。
【００７１】
（付記１１） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出し、
該取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとをそれぞれ測定し、
該測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、
該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７２】
（付記１２） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、測定波長帯域内の各信号光波長を除いた波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７３】
（付記１３） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、測定波長帯域外の波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７４】
（付記１４） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記後方放射自然放出光の波長に対する依存性と、前記前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係を予め求め、
該求めた関係に基づいて、前記後方放射自然放出光のスペクトルの測定結果を補正することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７５】
（付記１５） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７６】
（付記１６） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出す後方放射自然放出光取り出し部と、
該後方放射自然放出光取り出し部で取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとを測定可能な測定部と、
該測定部で測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断する演算部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定システム。
【００７７】
（付記１７） 付記１６に記載の特性測定システムであって、
前記光増幅器への入力信号光、前記光増幅器からの出力光および前記後方放射自然放出光取り出し部で取り出した後方放射自然放出光のいずれか１つを前記測定部に切り替えて送る制御部を備え、
前記演算部は、前記測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする特性測定システム。
【００７８】
（付記１８） 付記１７に記載の特性測定システムであって、
前記演算部は、測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用い、少なくとも前記光増幅器の利得および雑音指数を計算することを特徴とする特性測定システム。
【００７９】
（付記１９） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
前記複数の信号光のうちの１つの信号光である第１の波長の信号光を含まず、前記波長多重信号光のトータルパワーと略等しいトータルパワーの波長多重信号光を前記光増幅器に入力し、
該光増幅器の出力信号光のうち前記第１の波長に対応する信号光のパワーの測定を行うことにより、前記波長多重信号光入力時における前記光増幅器からの前記第１の波長に対応する自然放出光のパワーを検出する、
ことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００８０】
（付記２０） 光源部からの波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の出力信号の測定を行う測定器を備えた光増幅器の特性測定システムにおいて、
前記複数の信号光のうちの１つの信号光である第１の波長の信号光を含まず、前記波長多重信号光のトータルパワーと略等しいトータルパワーの波長多重信号光が前記光増幅器に入力されるように前記光源部を制御する制御部と、
前記光増幅器の出力信号光のうち前記第１の波長に対応する信号光のパワーを前記測定器により測定して、前記波長多重信号光入力時における前記光増幅器からの前記第１の波長に対応する自然放出光のパワーを検出する判断部と、
を有することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定システム。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法および特性測定システムによれば、ＷＤＭ用光増幅器の特性を実測値に基づいて正確に判断することができると共に、簡易な構成により高精度かつ高速の測定を行うことができる。これにより、柔軟性に富んだ測定系を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法について、第１の基本原理を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−１）の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の特性測定方法により計算される光増幅器の利得および雑音指数を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の基本原理による特性測定方法の応用例を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の基本原理による特性測定方法について、ＷＤＭ信号光を３つのグループに分けたときの一例を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−２）の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１の基本原理による特性測定方法について、精度をより高めるための応用例を説明する図である。
【図９】本発明の第２の基本原理による特性測定方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（２−１）の構成を示す図である。
【図１１】実施形態（２−１）の特性測定システムに用いられる後方放射自然放出光取り出し部の具体例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の一例を示す概念図である。
【図１４】本発明の第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の他の一例を示す概念図である。
【図１５】従来のパルス法における測定系の構成例を示す図である。
【図１６】従来のプローブ法の概要を説明するための図である。
【図１７】従来の補間法の概要を説明するための図である。
【図１８】従来の補間法における測定器の性能の影響を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光増幅器（ＤＵＴ）
１０1〜１０N 可変波長光源
１１ 合波器
１２，２２ 光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）
１３1，１３2，２３1，２３2， 光スイッチ
１４，２４ 制御部
１５1〜１５n 固定波長光源
１６1〜１６n 可変光減衰器（ＶＯＡ）
２１ 後方放射自然放出光取り出し部
２５ 記憶部
２６ 演算部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に利用される波長多重用光増幅器の特性を高い精度で効率良く測定するための方法およびその方法を適用した特性測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
波長の異なる複数の信号光を含んだ波長多重（ＷＤＭ）信号光を増幅するＷＤＭ用光増幅器において、その特性を測定、評価するためには、各信号光波長における信号光レベルと雑音光レベルとを正確に測定することが必要である。具体的には、例えば光増幅器の特性を表す一般的な指標である利得および雑音指数等を得るためには、各信号光波長に対応した入力信号光レベル、出力信号光レベルおよび雑音光（自然放出光）レベルをそれぞれ取得しなければならない。各波長の入力信号光レベルおよび出力信号光レベルの測定は比較的容易であるが、自然放出光レベルの測定については、光増幅器から出力される光には増幅された信号光と自然放出光が混在しているため、各波長に対応した自然放出光レベルを独立に測定することが難しい。
【０００３】
光増幅器の自然放出光レベルを測定するための従来技術としては、例えば、パルス法、プローブ法、補間法などの測定方法が知られている。パルス法は、例えば特開平８−２４８４５４号公報等に記載されているように、光増幅媒体の原子寿命またはキャリア寿命よりも十分に短い周期で信号光を変調し、信号光無入力時の出力光レベルを測定する方法である。また、プローブ法は、測定波長帯域内のすべての波長の信号光よりも少ない波長数の信号光を用いて、すべての波長の信号光を入力した時の光増幅器の飽和状態を擬似的に作り出し、そのスペクトルを自然放出光スペクトルとする方法である。さらに、補間法は、光増幅器の出力光スペクトルから補間により自然放出光スペクトルを推測する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の特性測定方法は、測定値の正確性、測定スピード、測定系の簡易性などの点について次のような問題点があった。すなわち、パルス法の問題点としては、測定系が複雑であることが挙げられる。例えば図１５に示すように、パルス法では、入力光パワー、出力光パワーおよび自然放出光パワーを測定する際の光の経路がそれぞれ異なるような複雑な測定系が必要になる。また、各光経路における損失の違いを補償する必要があるため、測定作業の手間が増えてしまうという欠点もある。さらに、変調器の損失が大きいため、測定器に到達する光のパワーが小さくなってしまい受光器での信号光対雑音光の比（光ＳＮ比）が劣化するという問題点もある。
【０００５】
また、プローブ法の問題点としては、測定時間が長くなってしまうことが挙げられる。例えば図１６に示すように、プローブ法では、光増幅器の反転分布状態を保ちながら、微弱なプローブ光の波長を測定したい波長グリッドに合わせた後に、信号光のレベルを測定するという一連の作業を繰り返すことになるため、ＷＤＭ信号光の波長数に比例して測定時間が長くなってしまう。
【０００６】
さらに、補間法の問題点としては、測定値の再現性、正確性に欠けることが挙げられる。例えば図１７に示すように、補間法では、測定したい波長における自然放出光レベルが実測されるのではなく推測により求められるため、測定者によって、または、補間に用いる近似曲線の選び方によって推測値にばらつきが生じ、再現性が悪くなってしまう可能性がある。また、推測される自然放出光レベルは、例えば図１８に示すように、光スペクトラムアナライザの性能（特に、分解能、ダイナミックレンジ）にも依存するため、測定精度を上げようとすると測定器の性能に対する要求が厳しくなる。
【０００７】
本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、光増幅器の特性を簡易な構成の測定系により高速かつ正確に測定できるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法および特性測定システムを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法の１つの態様は、波長の異なる複数の信号光が合波されたＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、まず、測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を、隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、少なくとも２つ以上のグループに分け、各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、各々の信号光のパワーを調整する。そして、グループごとに信号光を合波したＷＤＭ信号光を光増幅器に順番に入力して、光増幅器からの出力光のスペクトルをグループごとにそれぞれ測定し、それらのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断するものである。
【００１０】
このような特性測定方法によれば、光増幅器で増幅されるＷＤＭ信号光を複数のグループに分けて測定を行うようにしたことで、測定波長帯域内のすべての信号光波長について、光増幅器から出力される光に含まれる出力信号光および自然放出光の各パワーをそれぞれ実測することができるようになる。
また、上記の特性測定方法については、光増幅器に入力されるＷＤＭ信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断するようにしてもよい。測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用いれば、例えば、光増幅器の利得および雑音指数等を計算することが可能である。
【００１１】
さらに、上記の特性測定方法は、各グループについて、測定波長帯域内の信号光パワーの分布が波長方向に対して略均等になるようにするのが望ましい。このようにすることで、各グループに対応した測定時の光増幅器における自然放出光の発生状態が一定になるため、自然放出光パワーをより正確に測定することが可能になる。
【００１２】
本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法の別の態様は、波長の異なる複数の信号光が合波されたＷＤＭ信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、まず、ＷＤＭ信号光を入力した光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出し、その取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとをそれぞれ測定する。そして、予め求めておいた後方放射自然放出光の波長に対する依存性と前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係に基づいて、測定した後方放射自然放出光のスペクトルの補正を行い、測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、補正した後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、そのフィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断するものである。
【００１３】
このような特性測定方法によれば、実際に測定した後方放射自然放出光のスペクトルについて、予め求めておいた後方放射自然放出光の波長依存性と前方放射自然放出光の波長依存性との間の関係に基づいた補正が行われ、その補正された後方放射自然放出光のスペクトルにフィッティング処理を施して利用することにより、後方放射自然放出光の波長特性および前方放射自然放出光の波長特性についての相違を補償した上で、光増幅器からの出力光に含まれる前方放射自然放出光のスペクトルが高い精度で推測されるため、各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを正確に判断できるようになる。
上記の特性測定方法について、光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、具体的には、測定波長帯域内の各信号光波長を除いた波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うようにしてもよく、または、測定波長帯域外の波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うようにしても構わない。
【００１５】
本発明によるＷＤＭ用光増幅器の特性測定システムは、上述したような本発明による特性測定方法の各態様を適用したものである。このような特性測定システムでは、簡略な構成で損失の小さい測定系により光増幅器の特性を正確に測定することができるようになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法について、第１の基本原理を説明するための図である。また、図２は、第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−１）の構成を示す図である。さらに、図３は、第１の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【００１７】
本特性測定システムの構成は、図２に示すように、波長の異なる信号光を発生する複数（ここではＮ台とする）の可変波長光源１０1〜１０Nと、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光を合波して出力する合波器１１と、入力される信号光のスペクトルを測定する光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）１２と、合波器１１からの信号光を、特性測定の対象となる光増幅器（ＤＵＴ）１に入力し、光増幅器１からの出力光を光スペクトラムアナライザ１２に送るか、光増幅器１を介さずに光スペクトラムアナライザ１２に直接送るかの切り替えを行う光スイッチ１３1，１３2と、各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態および各光スイッチ１３1，１３2の動作を制御する制御部１４と、を有する。
【００１８】
光増幅器１は、例えば、希土類元素等を添加した光ファイバを増幅媒体として用いる光ファイバ増幅器、ラマン増幅効果を利用したラマン増幅器および半導体光増幅器等の周知のＷＤＭ用光増幅器とすることができる。この光増幅器１は、入力されるＷＤＭ信号光に含まれる各波長の信号光を所要のレベルまで一括して増幅可能であり、また、信号光の増幅の際に自然放出光に伴う雑音成分を発生するものとする。
【００１９】
各可変波長光源１０1〜１０Nは、例えば、光増幅器１に入力するＷＤＭ信号光のすべての波長の信号光を複数（ここではＸ個とする）のグループに分けた場合に、各々の光源に対してＸ個の波長の信号光を発生する役割がそれぞれ割り当てられる。上記のグループ分けは、測定波長帯域内の波長グリッド上で隣り合う信号光が同一のグループに属さないようにして行われる。ここでは、具体例として、ＷＤＭ信号光のすべての波長の信号光（チャネル光）について波長の短い順に１，２，…のチャネル番号を付し、各波長の信号光をチャネル番号が奇数のクループと偶数のグループとに分けた場合（Ｘ＝２）を考えることにする。この場合、可変波長光源１０1はチャネル番号１，２の各信号光を発生し、可変波長光源１０2はチャネル番号３，４の各信号光を発生し、以降同様にして、可変波長光源１０Nはチャネル番号２Ｎ−１，２Ｎの各信号光を発生するものとする。
【００２０】
制御部１４は、後述する測定手順に従って、各可変波長光源１０1〜１０Nの波長および出力光パワーをそれぞれ制御すると共に、各光スイッチ１３1，１３2を連動させて光路の切り替えを制御する。この制御部１４によって駆動状態が制御された各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光は、合波器１１で合波された後、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎの測定時には、光スイッチ１３1，１３2を接続する光路を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られ、光増幅器１から出力される光のパワー（出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅ）の測定時には、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を接続する光路を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。
【００２１】
上記のような構成を有する特性測定システムでは、図３のフローチャートに示すように、光増幅器１の特性測定が開始されると、ステップ１（図中Ｓ１で示し、以下同様とする）において、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力される信号光の波長およびパワーが制御部１４によって制御される。ここでは、例えば図１に示すように、最初に奇数のチャネル番号１，３，５，…の信号光が可変波長光源１０1，１０2，１０3，…からそれぞれ出力されるように各光源の波長が制御される。また、各信号光のパワーは、光増幅器１について本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワー（基準値）に対して、グループ分けした奇数のチャネル番号の信号光のトータルパワーが略等しくなるように制御される。このような各信号光パワーの制御は、光増幅器に入力される信号光のトータルパワーが等しいとき、波長に対する利得および自然放出光の依存性が変化しないという原理に基づいて行われるものである。具体的には、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように設定することが可能である。
【００２２】
各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態の制御が完了すると、ステップ２において、各光スイッチ１３1，１３2の動作が制御部１４によって制御される。ここでは、まず、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎを測定するために、光スイッチ１３1，１３2間を直接接続する光路が選択され、ステップ３に進む。ステップ３では、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力され合波器１１で合波された後に光スイッチ１３1，１３2を通過した奇数のチャネル番号の信号光スペクトルが、光スペクトラムアナライザ１２によって測定される。これにより、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎが奇数のチャネル番号に該当する波長についてそれぞれ取得される。
【００２３】
次に、ステップ４では、ステップ１で設定したグループについて、入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの測定が完了したか否かが判定される。測定が完了していない場合には、ステップ２に戻って各光スイッチ１３1，１３2の切り替えが行われ、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を接続する光路が選択される。これにより、各可変波長光源１０1〜１０Nから出力され合波器１１で合波された奇数のチャネル番号の信号光が、光スイッチ１３1を介して光増幅器１に入力され、光増幅器１から出力される信号光および自然放出光が、光スイッチ１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。そして、ステップ３に進み、光増幅器１からの出力光のスペクトルが光スペクトラムアナライザ１２によって測定される。これにより、図１の上段（１回目の掃引）に示すように、信号光の入力があった奇数のチャネル番号については出力信号光パワーＰｏｕｔが取得され、信号光の入力がなかった偶数のチャネル番号については自然放出光パワーＰａｓｅが取得される。
【００２４】
奇数のチャネル番号に対応する測定の完了がステップ４で判定されると、ステップ５に進み、すべてのグループに対応した測定が完了したか否かが判定される。偶数のチャネル番号に対応する測定が行われていない場合、ステップ１に戻って各可変波長光源１０1〜１０Nの駆動状態が制御され、偶数のチャネル番号２，４，６，…の信号光が可変波長光源１０1，１０2，１０3，…からそれぞれ出力される。なお、偶数のチャネル番号の各信号光のパワーは、奇数のチャネル番号の場合と同様に、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して＋３ｄＢ（２倍）となるようにそれぞれ設定される。そして、前述したステップ２〜ステップ４の処理が同様にして実行され、光増幅器１への入力信号光パワーＰｉｎが偶数のチャネル番号について取得されると共に、図１の下段（２回目の掃引）に示すように、信号光の入力があった偶数のチャネル番号に該当する波長についての出力信号光パワーＰｏｕｔと、信号光の入力がなかった奇数のチャネル番号に該当する波長についての自然放出光パワーＰａｓｅとが取得される。次の表１は、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定において１，２回目の掃引で取得される出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅとチャネル番号との対応関係をまとめたものである。
【００２５】
【表１】
上記のようにして、光増幅器１について取得した入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの各実測値は、例えば、光増幅器の特性を表す一般的な指標である利得および雑音指数等を計算するために利用することが可能である。具体的には、図４に示すような光増幅器を想定した場合、波長λの信号光に対する利得Ｇ（λ）および雑音指数ＮＦ（λ）は、次の数１に示す（１）式および（２）式を用いて計算することができる。
【００２７】
【数１】
ただし、ｈはボルツマン定数、νは信号光の周波数、Δνは自然放出光パワーＰａｓｅ測定時における測定器の周波数帯域幅である。
このように第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムによれば、光増幅器１で増幅されるＷＤＭ信号光をチャネル番号が奇数のグループと偶数のグループとに分けて測定を行うようにしたことで、すべてのチャネル番号について、入力信号光パワーＰｉｎおよび出力信号光パワーＰｏｕｔだけでなく自然放出光パワーＰａｓｅをも実測することが可能になる。また、本特性測定方法では、損失が非常に小さい測定系を構成できるため、測定機器のＳＮ特性に対する要求を低く抑えることができ、掃引スピードの高速化を図ることも可能である。さらに、本特性測定システムは、基本的には、ＷＤＭ用光源と光スペクトラムアナライザのみで入出力信号光パワーＰｉｎ，Ｐｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅを実測できるため、従来の各種測定系に比べて簡略な構成により正確な測定を行うことが可能である。
【００２９】
なお、上記のような第１の基本原理による特性測定方法は、測定機器の性能（特に分解能、ダイナミックレンジ）に測定値が強く依存するような既存の測定方法に対して、測定機器の性能の制限を緩和するような測定方法として応用することも容易である。例えば、従来の補間法では、図５（Ａ）に示すような波長が密に立てられたＷＤＭ信号光において、スペクトルの裾部分の自然放出光レベルを正確に測定して補間を行うことが要求される。しかし、測定機器の分解能、ダイナミックレンジが足りない場合には、図５（Ｂ）に示すようにスペクトルの裾部分のレベルが不正確になってしまうため、信号光波長における自然放出光レベルを補間により正確に求めることが難しい。一方、図５（Ｃ）に示すように、ＷＤＭ信号光を複数のグループに分けて光増幅器に入力すれば、スペクトルの裾部分の幅を広くすることができるため、測定機器の分解能、ダイナミックレンジの制限により不正確になる領域を回避して信号光波長における自然放出光レベルを補間により正確に求めることができる。
【００３０】
また、前述した第１の基本原理による特性測定方法についての説明では、ＷＤＭ信号光をチャネル番号が奇数および偶数の２つのグループに分ける一例を示したが、第１の基本原理による特性測定方法はこれに限らず、ＷＤＭ信号光を３つ以上のグループに分けるようにしてもよい。例えば、ＷＤＭ信号光を３つのグループに分け、チャネル番号が２つ置きに連続する信号光が各グループにそれぞれ含まれるようにした場合、具体的には、チャネル番号１，４，７，…の第１グループ、チャネル番号２，５，８，…の第２グループおよびチャネル番号３，６，９，…の第３グループに分けたとき、上述した図１に対応する出力光スペクトルは、図６に示すようになる。次の表２は、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定において１〜３回目の掃引で取得される出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅとチャネル番号との対応関係をまとめたものである。
【００３１】
【表２】
ただし、上記表２に示すように、各チャネル番号に対応した自然放出光パワーＰａｓｅについては２回測定されるため、一方の測定値を自然放出光パワーＰａｓｅとして採用するようにしてもよく、あるいは、２回の測定値の平均等を自然放出光パワーＰａｓｅとして採用するようにしても構わない。
上記のようにＷＤＭ信号光を３つのグループに分けることで、可変波長光源の個数は全チャネル数の１／３となり、グループ数を増やすことによって用意する可変波長光源の個数を削減することができる。これにより特性測定システムの構築コストの低減を図ることが可能になる。ただし、グループ数を増やすことでスペクトル測定の掃引回数が増えるため測定時間は多少長くなることになるので、ＷＤＭ信号光のグループ数は、用意できる可変波長光源の個数と許容される測定時間とに応じて適宜に設定すればよい。
【００３３】
なお、上記の説明ではＷＤＭ信号光を３つのグループに分ける場合を例示したが、グループ数を一般化してＸ個（Ｘ≧２）で表した場合には、チャネル番号がＸ−１個置きに連続する信号光が各グループにそれぞれ含まれることになる。
次に、第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−２）について説明する。
【００３４】
図７は、上記実施形態（１−２）にかかる特性測定システムの構成を示す図である。なお、上述した実施形態（１−１）の構成と同様の部分には同一の符号が付してあり、以下同様とする。
図７において、本特性測定システムの構成が上述の図２に示した実施形態（１−１）の構成と異なる部分は、可変波長光源１０1〜１０Nに代えて、固定波長光源１５1〜１５nおよび可変光減衰器（ＶＯＡ）１６1〜１６nをそれぞれ設けた部分である。上記以外の他の部分の構成は実施形態（１−１）の場合と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００３５】
各固定波長光源１５1〜１５nは、それぞれ、光増幅器１に入力され得るＷＤＭ信号光のいずれか１つの波長に対応した固定波長の信号光を発生する。各固定波長光源１５1〜１５nで発生する信号光は、光増幅器１の特性測定に必要となる十分なパワーを保持して出力されるものとする。
各可変光減衰器１６1〜１６nは、対応する各固定波長光源１５1〜１５nから出力される信号光を可変の光減衰量に従って減衰して合波器１１に出力する。各可変光減衰器１６1〜１６nの光減衰量は、制御部１４からの制御信号に応じて制御される。
【００３６】
上記のような構成の特性測定システムでは、光増幅器１の特性測定が開始されると、すべての固定波長光源１５1〜１５nから所要のパワーの信号光が出力され、各可変光減衰器１６1〜１６nの光減衰量が制御部１４によってそれぞれ制御されることで、光増幅器１に入力するＷＤＭ信号光のグループ分けが行われる。ここでは、例えば実施形態（１−１）の場合と同様にチャネル番号が奇数のクループと偶数のクループとに分ける場合を考えると、奇数のクループに対応した測定を行う際には、奇数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６1，１６3，１６5，…の光減衰量は、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように制御される。また、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６2，１６4，１６6，…の光減衰量が最大に制御されて、偶数のチャネル番号の信号光が遮断される。一方、偶数のクループに対応した測定を行う際には、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６2，１６4，１６6，…の光減衰量は、予め設定した本来測定すべき１チャネル当たりの信号光パワーに対して、奇数のチャネル番号の各信号光パワーがそれぞれ＋３ｄＢ（２倍）となるように制御される。また、偶数のチャネル番号に対応した可変光減衰器１６1，１６3，１６5，…の光減衰量が最大に制御されて、奇数のチャネル番号の信号光が遮断される。
【００３７】
上記のようにしてグループ分けされたチャネル番号が奇数または偶数の各信号光は、合波器１１で合波された後、上述の図３に示した実施形態（１−１）の場合と同様の手順に従って、入力信号光パワーＰｉｎの測定の際には、光スイッチ１３1，１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの測定の際には、光スイッチ１３1、光増幅器１および光スイッチ１３2を介して光スペクトラムアナライザ１２に送られる。これにより、すべてのチャネル番号についての入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅを実測できるようになる。
【００３８】
このように固定波長光源１５1〜１５nを用いた実施形態（１−２）の特性測定システムによっても、実施形態（１−１）の場合と同様の効果を得ることが可能である。
なお、ここでは、可変光減衰器１６1〜１６nを用いて各固定波長光源１５1〜１５nから出力される信号光のパワーを制御し、ＷＤＭ信号光のグループ分けを行うようにしたが、本発明はこれに限らず、制御部１４からの出力信号に従って各固定波長光源１５1〜１５nの駆動状態を直接制御するようにしてもよい。また、ＷＤＭ信号光を奇数および偶数の２つのグループに分けるようにしたが、上述したようにＷＤＭ信号光を３つ以上のグループに分けるようにしてもよい。さらに、実施形態（１−２）においても、実施形態（１−１）の場合と同様にして、入力信号光パワーＰｉｎの測定を奇数および偶数のグループごとに行うようにしたが、入力信号光パワーＰｉｎの測定については、各固定波長光源１５1〜１５nから出力されるすべての信号光を各可変光減衰器１６1〜１６nで所要のレベルに調整して光スペクトルを一括して測定するようにしてもよい。このようにすれば測定時間をさらに短縮することが可能になる。
【００３９】
ここで、第１の基本原理による特性測定方法の精度をより高めるための応用例について説明する。
第１の基本原理による特性測定方法では、ＷＤＭ信号光を複数のグループに分ける際に、光増幅器の波長に対する利得および自然放出光の依存性が変化しないようにするため、光増幅器１について本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワーに対して、各グループに含まれる信号光のトータルパワーが略等しくなるようにした。光増幅器における自然放出光の発生状態をより正確に測定するためには、さらに、測定波長帯域内での信号光のパワーの分布を各々のグループについて均等にするのが望ましい。上述の図１に示したような状態では、奇数および偶数の各グループ内にレベルの揃った信号光が多数配置されるので、測定波長帯域内の光パワー分布は各グループについて比較的均等になる。しかし、例えば各グループについて測定波長帯域内に配置される信号光が少なくなった場合などには、一方のグループの光パワー分布が短波長側に偏り、他方のグループの光パワー分布が長波長側に偏る可能性がある。このような場合、自然放出光の発生状態が各グループで変化してしまうため、グループごとに測定した値に誤差が生じることになる。
【００４０】
そこで、例えば図８に示すように、光パワー分布の偏りを補償するための光を測定波長帯域の外側等に意図的に配置して、各グループの光パワー分布が略均等になるようにする。具体的には、光パワー分布が相対的に短波長側に偏っているグループに対しては、その偏りの度合いに応じたパワーの光を測定波長帯域の長波長側外方に配置し、光パワー分布が相対的に長波長側に偏っているグループに対しては、その偏りの度合いに応じたパワーの光を測定波長帯域の短波長側外方に配置するようにする。このとき、各グループについて、光パワー分布の補償用に配置した光を含んだすべての信号光のトータルパワーが、本来測定すべき全波長の信号光のトータルパワーに略等しくなるように、測定波長帯域内に配置される各信号光のパワーが調整されるものとする。
【００４１】
これにより、波長シフトした各グループについての光パワー分布およびトータルパワーが略均等になり、光増幅器における自然放出光の発生状態が一定になるため、自然放出光パワーＰａｓｅのより正確な測定が可能になる。
なお、ここでは、光パワー分布の偏りを補償するための光を測定波長帯域の外側に配置するようにしたが、補償用の光の配置はこれに限られるものではなく、例えば、測定波長帯域内であって測定波長グリッド上にない所要の位置に補償用の光を配置するようにしてもよい。また、補償用の光を別途配置するのに代えて、各グループ内の各々の信号光のパワーを個別に調整して、光パワー分布の偏りが打ち消されるようにすることも可能である。
【００４２】
次に、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法についての第２の基本原理を説明する。
図９は、第２の基本原理による特性測定方法を説明するための概念図である。また、図１０は、第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（２−１）の構成を示す図である。
【００４３】
第２の基本原理による特性測定方法は、図９に示すように、被測定対象となる周知の光増幅器１について、その信号光入力端から出射される自然放出光（以下、後方放射自然放出光とする）のスペクトルを利用して、光増幅器の信号光出力端から出射される自然放出光（以下、前方放射自然放出光とする）の信号光波長におけるパワーを測定するようにした方法である。
【００４４】
この特性測定方法を適用した特性測定システムの構成は、図１０に示すように、光増幅器（ＤＵＴ）１に入力される信号光Ｌｉｎとは逆方向に伝搬する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを取り出すための後方放射自然放出光取り出し部２１と、信号光のスペクトルを測定する光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）２２と、光スペクトラムアナライザ２２に入力される光の経路を切り替える光スイッチ２３1，２３2と、それらの光スイッチ２３1，２３2の動作を制御する制御部２４と、光スペクトラムアナライザ２２の測定結果を記憶する記憶部２５と、光スペクトラムアナライザ２２の測定結果および記憶部２５の記憶データを用いてフィッティング等の演算を行う演算部２６と、を有する。
【００４５】
後方放射自然放出光取り出し部２１は、入力信号光Ｌｉｎを通過させて光スイッチ２３1に送ると共に、光増幅器１の信号光入力端から光スイッチ２３1を介して送られてくる、伝搬方向が入力信号光Ｌｉｎと逆方向の後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを抽出して光スイッチ２３2に送る。なお、入力信号光Ｌｉｎは、測定波長帯域内のすべての波長の信号光を含むものとする。上記後方放射自然放出光取り出し部２１の具体的な構成としては、例えば図１１に示すような少なくとも３つのポートを有する光サーキュレータ等を利用することが可能である。ただし、本発明の後方放射自然放出光取り出し部２１の構成はこれに限られるものではない。
【００４６】
光スイッチ２３1は、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１を介さずに光スイッチ２３2に送る光路と、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に送る光路との切り替えを行う。また、光スイッチ２３2は、光スイッチ２３1から直接送られる入力信号光Ｌｉｎを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路と、光増幅器１からの出力光（出力信号光Ｌｏｕｔおよび前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅ）を光スペクトラムアナライザ２２に送る光路と、後方放射自然放出光取り出し部２１で取り出された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路との切り替えを行う。また、制御部２４は、後述する測定手順に従って、各光スイッチ２３1，２３2を連動させて光路の切り替えを制御する。
【００４７】
上記のような構成を有する特性測定システムでは、例えば図１２のフローチャートに示すように、光増幅器１の特性測定が開始されると、まずステップ２１において、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅについて、波長に対する光パワーの依存性（波長特性）の補償を行うか否かの判別が行われる。波長特性の補償を行う場合には、ステップ２２に進み、波長特性の補償を行わない場合には、ステップ２３に移る。
【００４８】
ステップ２２では、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との測定が行われる。具体的には、励起した光増幅器１に信号光を入力しない状態で、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルが光スペクトラムアナライザ２２で測定される。そして、測定された２つのスペクトルを演算部２６で比較することで、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性に対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性の関係が求められ、その結果が波長特性の補償用データとして記憶部２５に記憶される。
【００４９】
なお、ここで求められる自然放出光の波長特性に関するデータは、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの取り出し経路に存在する光部品の波長に対する損失特性をも含んだものとなる。また、上記のような波長特性の補償に関する処理は、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との間に有意な差異がなく、使用する光部品にも波長に対する損失の依存性がない場合、もしくは、要求される測定精度によっては省略することが可能である。この場合にはステップ２１からステップ２３に移ることになる。
【００５０】
ステップ２３では、光増幅器１への入力信号光Ｌｉｎのスペクトルが測定され、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーＰｉｎがそれぞれ取得される。この際、光スイッチ２３1では、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１を介さずに光スイッチ２３2に送る光路が選択され、光スイッチ２３2では、光スイッチ２３1からの入力信号光Ｌｉｎを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択される。
【００５１】
入力信号光パワーＰｉｎの測定が完了すると、ステップ２４に進み、入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に与えて、光増幅器１からの出力光および後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルの測定が行われる。具体的には、光スイッチ２３1が切り替えられて入力信号光Ｌｉｎを光増幅器１に送る光路が選択される。そして、光増幅器１からの出力光のスペクトル測定が行われるときには、光スイッチ２３2の切り替えにより、光増幅器１からの出力光を光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択され、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトル測定が行われるときには、後方放射自然放出光取り出し部２１で取り出された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅを光スペクトラムアナライザ２２に送る光路が選択される。
【００５２】
光増幅器１からの出力光および後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの各スペクトルの測定が完了すると、ステップ２５に進み、ステップ２２の処理を行ったか否か、すなわち、前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅおよび後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅ間の波長特性を補償するためのデータが得られているかが判定される。波長特性補償用のデータが取得されている場合には、ステップ２６に進み、取得されていない場合には、ステップ２７に移る。
【００５３】
ステップ２６では、記憶部２５に記憶された波長特性の補償用データを用いて、ステップ２４で測定された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルの補正が演算部２６において行われる。この補正処理により、光増幅器１からの出力光に含まれる前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅの波長特性と、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅの波長特性との間の差異が補償される。
【００５４】
ステップ２７では、演算部２６において、ステップ２４で測定された光増幅器１からの出力光スペクトルと後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅスペクトルとのフィッティング処理が行われ、各信号光波長における出力信号光パワーＰｏｕｔおよび前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅがそれぞれ取得される。
ここで、上記フィッティング処理の具体的な方法について説明する。
【００５５】
図１３は、第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の一例を示す概念図である。
図１３に示す一例では、光増幅器１に入力されるＷＤＭ信号光として、波長数ｊ（ここでは各波長をλ1，λ2，…，λjとする）の信号光Ｘ1，Ｘ2，…，Ｘjが波長間隔２ａで多重されたものを想定した場合に、図の下段に示すような後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルと、図の上段に示すような光増幅器１からの出力光のスペクトルとについて、各信号光波長λ1，λ2，…，λj間の中心に位置する波長λ1＋ａ，λ2＋ａ，…，λj＋ａにおけるパワーレベルがそれぞれ求められる。そして、各波長λ1＋ａ，λ2＋ａ，…，λj＋ａに対応した２つのパワーレベル値の差に関する最大偏差が最小となるように、または、２つのパワーレベル値の差に関する偏差の平均値が最小となるように、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルが光増幅器１からの出力光のスペクトルに対してフィッティングされる。
【００５６】
図１４は、第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の他の一例を示す概念図である。
図１４に示す他の一例では、光増幅器１に入力されるＷＤＭ信号光の波長帯域外における自然放出光のパワーレベルを利用して、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルのフィッティング処理が行われる。すなわち、図の下段に示すような後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルと、図の上段に示すような光増幅器１からの出力光のスペクトルとについて、信号光の最短波長から短波長側に少し離れた領域と、最長波長から長波長側に少し離れた領域とにおけるパワーレベルがそれぞれ求められる。そして、各領域に対応した２つのパワーレベル値の差が最小となるように、後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルが光増幅器１からの出力光のスペクトルに対してフィッティングされる。
【００５７】
このようにして、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのフィッティング処理が完了すると、次に、フィッティング処理された後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルについて、各信号光波長におけるパワーレベルが読み取られることによって、各信号光波長に対応した前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅが取得される。また、各信号光波長に対応した出力信号光パワーＰｏｕｔについては、光増幅器１からの出力光のスペクトルを用いて求められる。
【００５８】
上記のようにして取得された各信号光波長における入力信号光パワーＰｉｎ、出力信号光パワーＰｏｕｔおよび自然放出光パワーＰａｓｅの各々の測定値は、上述した第１の基本原理による特性測定方法の場合と同様に、例えば、光増幅器の利得および雑音指数等を計算するためなどに利用することが可能である。
このように第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムによれば、実際に測定した後方放射自然放出光Ｌｒａｓｅのスペクトルを利用して、光増幅器１からの出力光に含まれる前方放射自然放出光Ｌｆａｓｅのスペクトルを推測し、各信号光波長における前方放射自然放出光パワーＰｆａｓｅを得るようにしたことで、従来の補間法等における測定の容易性、測定系の簡便性、測定スピードなどのメリットを保持したままで測定精度の向上を図ることが可能である。
【００５９】
なお、光増幅器の後方放射自然放出光を利用した測定技術としては、例えば、本出願人の先願である特開平８−２５５９４０号公報等に記載した技術が知られている。この周知技術では、後方放射自然放出光のスペクトル形状をフィッティングにより求める方法が開示されており、この方法を上述した第２の基本原理による特性測定方法における後方放射自然放出光のスペクトル測定に利用することも可能である。第２の基本原理による特性測定方法では、さらに、光増幅器１からの出力光のスペクトルに対して後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングすることで、前方放射自然放出光のスペクトル形状だけでなく絶対値（パワーレベル）までを求めることができる。これにより、より高い精度の特性測定が実現可能になる。
【００６０】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００６１】
（付記１） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を、隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、少なくとも２つ以上のグループに分け、該各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、各々の信号光のパワーを調整し、
前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力して、該光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとにそれぞれ測定し、
該グループごとのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６２】
（付記２） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光は、各々の波長に応じて順に付されたチャネル番号が、奇数に該当するグループと、偶数に該当するグループとに分けられることを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６３】
（付記３） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光は、複数Ｘ個のグループに分けられ、各々の波長に応じて順に付されたチャネル番号がＸ−１個置きに連続する信号光が前記各グループにそれぞれ含まれることを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６４】
（付記４） 付記１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００６５】
（付記５） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を発生可能な光源部と、
隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、前記光源部で発生する複数の信号光を少なくとも２つ以上のグループに分け、かつ、前記各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、前記光源部で発生する各信号光のパワーを調整し、前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力する制御部と、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとに測定可能な測定部と、
該測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断する判断部と、を備えて構成されたことを特徴とする特性測定システム。
【００６６】
（付記６） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記制御部は、前記光増幅器への入力信号光および前記光増幅器からの出力光の一方を前記測定部に切り替えて送り、
前記判断部は、前記測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする特性測定システム。
【００６７】
（付記７） 付記６に記載の特性測定システムであって、
前記判断部は、測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用い、少なくとも前記光増幅器の利得および雑音指数を計算することを特徴とする特性測定システム。
【００６８】
（付記８） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記光源部は、発生する信号光の波長を調整することができる可変波長光源を含み、前記制御部は、前記可変波長光源の波長を制御することで複数の信号光のグループ分けを行うことを特徴とする特性測定システム。
【００６９】
（付記９） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記光源部は、波長が固定の信号光を発生する固定波長光源を含み、前記制御部は、前記固定波長光源で発生する信号光のパワーを調整することで複数の信号光のグループ分けを行うことを特徴とする特性測定システム。
【００７０】
（付記１０） 付記５に記載の特性測定システムであって、
前記制御部は、前記各グループについて、測定波長帯域内の信号光パワーの分布を波長方向に対して略均等にする制御を行うことを特徴とする特性測定システム。
【００７１】
（付記１１） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出し、
該取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとをそれぞれ測定し、
該測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、
該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７２】
（付記１２） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、測定波長帯域内の各信号光波長を除いた波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７３】
（付記１３） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルに対する後方放射自然放出光のスペクトルのフィッティングは、測定波長帯域外の波長領域におけるスペクトルデータを用いて行うことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７４】
（付記１４） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記後方放射自然放出光の波長に対する依存性と、前記前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係を予め求め、
該求めた関係に基づいて、前記後方放射自然放出光のスペクトルの測定結果を補正することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７５】
（付記１５） 付記１１に記載の特性測定方法であって、
前記光増幅器に入力される波長多重信号光のスペクトルを測定し、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００７６】
（付記１６） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出す後方放射自然放出光取り出し部と、
該後方放射自然放出光取り出し部で取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとを測定可能な測定部と、
該測定部で測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断する演算部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定システム。
【００７７】
（付記１７） 付記１６に記載の特性測定システムであって、
前記光増幅器への入力信号光、前記光増幅器からの出力光および前記後方放射自然放出光取り出し部で取り出した後方放射自然放出光のいずれか１つを前記測定部に切り替えて送る制御部を備え、
前記演算部は、前記測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする特性測定システム。
【００７８】
（付記１８） 付記１７に記載の特性測定システムであって、
前記演算部は、測定波長帯域内の各信号光波長についてそれぞれ判断した入力信号光パワー、出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを用い、少なくとも前記光増幅器の利得および雑音指数を計算することを特徴とする特性測定システム。
【００７９】
（付記１９） 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
前記複数の信号光のうちの１つの信号光である第１の波長の信号光を含まず、前記波長多重信号光のトータルパワーと略等しいトータルパワーの波長多重信号光を前記光増幅器に入力し、
該光増幅器の出力信号光のうち前記第１の波長に対応する信号光のパワーの測定を行うことにより、前記波長多重信号光入力時における前記光増幅器からの前記第１の波長に対応する自然放出光のパワーを検出する、
ことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。
【００８０】
（付記２０） 光源部からの波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の出力信号の測定を行う測定器を備えた光増幅器の特性測定システムにおいて、
前記複数の信号光のうちの１つの信号光である第１の波長の信号光を含まず、前記波長多重信号光のトータルパワーと略等しいトータルパワーの波長多重信号光が前記光増幅器に入力されるように前記光源部を制御する制御部と、
前記光増幅器の出力信号光のうち前記第１の波長に対応する信号光のパワーを前記測定器により測定して、前記波長多重信号光入力時における前記光増幅器からの前記第１の波長に対応する自然放出光のパワーを検出する判断部と、
を有することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定システム。
【００８１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法および特性測定システムによれば、ＷＤＭ用光増幅器の特性を実測値に基づいて正確に判断することができると共に、簡易な構成により高精度かつ高速の測定を行うことができる。これにより、柔軟性に富んだ測定系を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＷＤＭ用光増幅器の特性測定方法について、第１の基本原理を説明するための図である。
【図２】本発明の第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−１）の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の特性測定方法により計算される光増幅器の利得および雑音指数を説明するための図である。
【図５】本発明の第１の基本原理による特性測定方法の応用例を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の基本原理による特性測定方法について、ＷＤＭ信号光を３つのグループに分けたときの一例を説明するための図である。
【図７】本発明の第１の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（１−２）の構成を示す図である。
【図８】本発明の第１の基本原理による特性測定方法について、精度をより高めるための応用例を説明する図である。
【図９】本発明の第２の基本原理による特性測定方法を説明するための概念図である。
【図１０】本発明の第２の基本原理による特性測定方法を適用した特性測定システムの実施形態（２−１）の構成を示す図である。
【図１１】実施形態（２−１）の特性測定システムに用いられる後方放射自然放出光取り出し部の具体例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の基本原理による特性測定方法の手順を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の一例を示す概念図である。
【図１４】本発明の第２の基本原理による特性測定方法で行われるフィッティング処理の他の一例を示す概念図である。
【図１５】従来のパルス法における測定系の構成例を示す図である。
【図１６】従来のプローブ法の概要を説明するための図である。
【図１７】従来の補間法の概要を説明するための図である。
【図１８】従来の補間法における測定器の性能の影響を説明するための図である。
【符号の説明】
１ 光増幅器（ＤＵＴ）
１０1〜１０N 可変波長光源
１１ 合波器
１２，２２ 光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）
１３1，１３2，２３1，２３2， 光スイッチ
１４，２４ 制御部
１５1〜１５n 固定波長光源
１６1〜１６n 可変光減衰器（ＶＯＡ）
２１ 後方放射自然放出光取り出し部
２５ 記憶部
２６ 演算部
Claims (4)
- 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を、隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、少なくとも２つ以上のグループに分け、
該各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、各々の信号光のパワーを調整し、
前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力して、該光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとにそれぞれ測定し、
該グループごとのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。 - 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
測定波長帯域内の各信号光波長に対応した複数の信号光を発生可能な光源部と、
隣り合う波長の信号光が異なるグループに属するように、前記光源部で発生する複数の信号光を少なくとも２つ以上のグループに分け、かつ、前記各グループ内の信号光のトータルパワーが予め設定した基準値に略等しくなるように、前記光源部で発生する各信号光のパワーを調整し、前記グループごとに信号光を合波した波長多重信号光を前記光増幅器に順番に入力する制御部と、
前記光増幅器からの出力光のスペクトルを前記グループごとに測定可能な測定部と、
該測定部でのスペクトル測定結果に基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーおよび自然放出光パワーを判断する判断部と、を備えて構成されたことを特徴とする特性測定システム。 - 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性測定方法において、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出し、
該取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとをそれぞれ測定し、
予め求めておいた前記後方放射自然放出光の波長に対する依存性と前記前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係に基づいて、前記測定した後方放射自然放出光のスペクトルの補正を行い、前記測定した光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記補正した後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、
該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断することを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定方法。 - 波長の異なる複数の信号光が合波された波長多重信号光を増幅する光増幅器の特性を測定する特性測定システムにおいて、
前記波長多重信号光を入力した前記光増幅器で発生する自然放出光のうちの信号光入力端から出射される後方放射自然放出光を取り出す後方放射自然放出光取り出し部と、
該後方放射自然放出光取り出し部で取り出した後方放射自然放出光のスペクトルと、前記光増幅器の信号光出力端から出射される、出力信号光および前方放射自然放出光を含んだ出力光のスペクトルとを測定可能な測定部と、
予め求めておいた前記後方放射自然放出光の波長に対する依存性と前記前方放射自然放出光の波長に対する依存性との間の関係に基づいて、前記測定部で測定された後方放射自然放出光のスペクトルの補正を行い、前記測定部で測定された光増幅器からの出力光のスペクトルに対して、前記後方放射自然放出光のスペクトルをフィッティングし、該フィッティングした後方放射自然放出光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における前方放射自然放出光パワーを判断すると共に、前記光増幅器からの出力光のスペクトルに基づいて、測定波長帯域内の各信号光波長における出力信号光パワーを判断する演算部と、を備えて構成されたことを特徴とする波長多重用光増幅器の特性測定システム。
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