JP4032804B2 - 光増幅器及びその出力制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ波長多重信号光伝送システムの伝送路に用いられる光増幅器及びその出力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを介して波長多重信号光を伝送する、光ファイバ多重信号光伝送システムにおいては、光送信端局と光受信端局間を光ファイバで接続し、光送信端局において、光増幅器を用いて信号光を所定の光利得で増幅したのち、光ファイバを介して光受信端局へ伝送することによって、光波長多重通信を行う。
一般に、このような場合の光増幅器としては、少なくとも２波長以上の、複数の９８０ｎｍ帯励起光源からの励起光と、伝送しようとする信号光とを光増幅器に加えることによって、所定の光利得で増幅された信号光を出力するようにしたものが用いられている。
【０００３】
以下、このような目的に用いられている従来の光増幅器の構成と、従来の光増幅器における利得傾斜利得依存性とを説明する。
図７は、光ファイバ多重信号光伝送システムにおける、従来の光増幅器の構成の一例を示したものである。
従来の光増幅器は、図７に示すように、エルビウムドープファイバ（以下、ＥＤＦと略す）１と、励起光源２と、励起ＬＤ制御部３と、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７とから概略構成されている。
【０００４】
ＥＤＦ１は、エルビウム（Ｅｒ）をドープしたシングルモードファイバからなり、信号光と励起光とを入力したとき、誘導放出作用によって信号光を増幅して出力する。励起光源２は、複数の励起レーザダイオード（ＬＤ）２１，…，２ｎを有し、複数の異なる波長の励起光を発生する。励起ＬＤ制御部３は、励起光源２の各励起ＬＤ２１，…，２ｎを駆動して、各励起光の出力を制御する。合波器４は、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光を合波する。波長合波器５は、ＥＤＦ１の入力端１ａ側から入力された信号光と、合波器４から入力された複数の励起光とを合波する。光アイソレータ６は、ＥＤＦ１から出力端１ｂ側へ向かう方向の光のみを通過させ、出力端１ｂ側からＥＤＦ１へ向かう方向の光を阻止する。利得等化器７は、ＥＤＦ１の光増幅作用の利得波長特性を平坦化する。
【０００５】
図７に示された従来の光増幅器においては、励起光源２から、合波器４と波長合波器５とを経て、常に一定の強度の励起光をＥＤＦ１に供給することによって、信号光に対して、特定の利得状態で、平坦特性又は所定の利得波長特性によって、増幅作用を行うように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光増幅器は、動作利得が変動すると、利得傾斜も変化するという特性を有していた。
そのため、このような光増幅器を用いた光通信システムでは、伝送路損失のばらつきや経時劣化、及び伝送路の修理等によって生じた損失増加等に基づく、光増幅器の動作利得の変化によって、利得傾斜特性の変動が生じるという問題があった。
【０００７】
図８は、従来の光増幅器における利得波長特性の利得依存性を説明するものであって、（ａ）はトータル利得が所定利得Ｇの場合を示し、信号光波長が変化しても、出力光パワーは一定である。（ｂ）はトータル利得が増加してＧ＋ΔＧになった場合を示し、利得傾斜は短波長側が大きくなる。（ｃ）はトータル利得が減少してＧ−ΔＧになった場合を示し、利得傾斜は長波長側が大きくなる。
【０００８】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、光増幅器の利得が変化した場合でも出力光の波長特性が一定になるように、利得波長特性を制御することが可能な光増幅器及びその出力制御方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は光増幅器に係り、エルビウムドープファイバ（以下、ＥＤＦと略す）の入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記ＥＤＦの入力側又は出力側に設けられた、上記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項１，３，５のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号光から選択的反射によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に反射する反射手段と、該反射された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項２，４，５のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号光から選択的透過によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に透過する透過手段と、該透過された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニタ光が、上記信号光の帯域の両外側にあることを特徴としている。
また、請求項９記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニタ光が、上記信号光の帯域の両端部にあることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長制御特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光の強度を等しくするものであることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光のレベル差を一定に保つものであることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側における、上記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１３記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側における、上記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側と入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側と入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１６記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側又は入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記ＥＤＦの入力側又は出力側において、上記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例である光増幅器の構成を示すブロック図、図２は、本実施例の光増幅器における、９８０ｎｍ帯励起光による利得傾斜の励起波長特性を示す図、図３は、本実施例の光増幅器における、利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【００２５】
この例の光増幅器は、図１に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ａと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ａ，８ｂと、反射手段９ａ，９ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、励起ＬＤ制御部２０とから概略構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂ、反射手段９ａ，９ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、モニタ光波長特性検出手段２１を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図７に示された従来例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００２６】
励起光源２Ａは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０から入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂは、それぞれＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐する。反射手段９ａは、光分岐器８ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段９ｂは、光分岐器８ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ反射手段９ａ，９ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０は、受光部１０ａ，１０ｂにおいて光／電気変換されて生じた、それぞれの検出信号のレベルに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ａにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００２７】
次に、図１乃至図３を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ａからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ａ，８ｂによって分岐される。
光分岐器８ａ，８ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器８ａ，８ｂの出力側に設けられた反射手段９ａ，９ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００２８】
反射手段９ａ，９ｂによって反射された２波長のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１０ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０に入力される。
励起ＬＤ制御部２０では、受光部１０ａ，１０ｂから入力されたそれぞれの検出信号のレベル差が一定になるように、励起光源２Ａにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００２９】
図２は、９８０ｎｍ帯励起光に対する、この例の光増幅器の利得傾斜−励起波長特性を示したものである。
この例の光増幅器では、９８０ｎｍ帯励起光が短波長になるほど、信号光の利得傾斜は長波長側の利得が大きくなり、励起光が長波長側では、信号光の利得傾斜は短波長側の利得が大きくなる特性を示す。
図２の例では、励起波長が短い（例えば、９７４ｎｍ）ときは、利得波長特性は長波長側で高くなり、励起波長が長い（例えば、９８０ｎｍ）ときは、利得波長特性は長波長側で低くなっている。
【００３０】
この例の光増幅器における、利得波長特性の制御の一例を示せば、以下のようになる。
いま、短波長側と長波長側のモニタ光の波長をそれぞれλ１，λ２とし、モニタ光のレベルをそれぞれＰ１，Ｐ２とする。さらに、励起光源としては、波長９７４ｎｍと９８０ｎｍのものをそれぞれ１個ずつ使用し、励起強度をそれぞれＰｐ１，Ｐｐ２とする。ここで、
Ｐｐ１＋Ｐｐ２＝一定のとき、Ｐ１＝Ｐ２
Ｐ１＞Ｐ２のとき、Ｐｐ１＞Ｐｐ２
Ｐ１＜Ｐ２のとき、Ｐｐ１＜Ｐｐ２
となる特性をもつ制御回路を適用した場合、
Ｐ１＞Ｐ２、すなわち短波長側でモニタ光の出力レベルが大きいときは、Ｐｐ１＞Ｐｐ２、すなわち、９７４ｎｍの励起光強度が大きくなり、図２のように、利得傾斜は長波長側で大きくなる。
また、Ｐ１＜Ｐ２、すなわち長波長側でモニタ光の出力レベルが大きいときは、Ｐｐ１＜Ｐｐ２、すなわち、９８０ｎｍの励起光強度が大きくなり、図２のように、利得傾斜は長波長側で小さくなる。
【００３１】
図３は、この例の光増幅器における、信号光出力波長特性の動作利得依存性を例示したものである。
図３（ａ）に示すように、光増幅器利得Ｇで信号光の出力波長特性が平坦であった場合、（ｂ）に示すように、光増幅器利得が増加してＧ＋ΔＧになったときも、（Ｃ）に示すように、光増幅器利得が減少してＧ−ΔＧになったときも、信号光の出力波長特性は平坦である。
【００３２】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段２１で反射手段を用いて検出し、検出されたレベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０によって、少なくとも２波長以上からなる複数個の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００３３】
◇第２実施例
図４は、この発明の第２実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図４に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｂと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ｃ，８ｄと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、透過手段１１ａ，１１ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ａとから概略構成されている。
光分岐器８ｃ，８ｄ、透過手段１１ａ，１１ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、モニタ光波長特性検出手段２２を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００３４】
励起光源２Ｂは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ａから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ｃは、ＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐し、さらに光分岐器８ｄは、光分岐器８ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１１ａは、光分岐器８ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１１ｂは、光分岐器８ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ透過手段１１ａ，１１ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０Ａは、受光部１０ａ，１０ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベルに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｂにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００３５】
次に、図４を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｂからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ｃによって分岐され、光分岐器８ｃによって分岐された光は、光分岐器８ｄによってさらに分岐される。
光分岐器８ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１１ａ，１１ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
【００３６】
透過手段１１ａ，１１ｂによって透過された２波長のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１０ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ａに入力される。
励起ＬＤ制御部２０Ａでは、受光部１０ａ，１０ｂから入力されたそれぞれの検出信号のレベル差が一定になるように、励起光源２Ｂにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００３７】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段２２で透過手段を用いて検出し、検出されたレベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ａによって、少なくとも２波長以上からなる複数の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００３８】
◇第３実施例
図５は、この発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図５に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｃと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ａ，８ｂと、反射手段９ａ，９ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、光分岐器１２ａ，１２ｂと、反射手段１３ａ，１３ｂと、受光部（ＰＤ）１４，１４ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ｂとから概略構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂ、反射手段９ａ，９ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、出力側モニタ光波長特性検出手段２１Ａを形成し、光分岐器１２ａ，１２ｂ、反射手段１３ａ，１３ｂ、受光部１４ａ，１４ｂは、入力側モニタ光波長特性検出手段２３を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００３９】
励起光源２Ｃは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ｂから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂは、それぞれＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐する。反射手段９ａは、光分岐器８ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段９ｂは、光分岐器８ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ反射手段９ａ，９ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
【００４０】
光分岐器１２ａ，１２ｂは、それぞれＥＤＦ１の入力側における光の一部を分岐する。反射手段１３ａは、光分岐器１２ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段１３ｂは、光分岐器１２ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１４ａ，１４ｂは、それぞれ反射手段１３ａ，１３ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０Ｂは、受光部１０ａと１４ａにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差と、受光部１０ｂと１４ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差とに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｃにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００４１】
次に、図５を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｃからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の入力側に設けられた光分岐器１２ａ，１２ｂによって分岐される。
光分岐器１２ａ，１２ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器１２ａ，１２ｂの出力側に設けられた反射手段１３ａ，１３ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００４２】
一方、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ａ，８ｂによって分岐される。
光分岐器８ａ，８ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器８ａ，８ｂの出力側に設けられた反射手段９ａ，９ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００４３】
反射手段９ａ，１３ａによって反射された短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１４ａに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｂに入力される。
また、反射手段９ｂ，１３ｂによって反射された長波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ｂ，１４ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｂに入力される。
【００４４】
励起ＬＤ制御部２０Ｂでは、受光部１０ａ，１４ａから入力された短波長側の検出信号のレベル差と、受光部１０ｂ，１４ｂから入力された長波長側の検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光源２Ｃにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００４５】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出手段２１Ａと入力側モニタ光波長特性検出手段２１とによって、それぞれ反射手段を用いて検出し、検出された両レベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ｂによって、少なくとも２波長以上からなる複数の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００４６】
◇第４実施例
図６は、この発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図６に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｄと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ｃ，８ｄと、透過手段１１ａ，１１ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、光分岐器１２ｃ，１２ｄと、透過手段１５ａ，１５ｂと、受光部（ＰＤ）１４ａ，１４ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ｃとから概略構成されている。
光分岐器８ｃ，８ｄ、透過手段１１ａ，１１ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、出力側モニタ光波長特性検出手段２２Ａを形成し、光分岐器１２ａ，１２ｂ、透過手段１５ａ，１５ｂ、受光部１４ａ，１４ｂは、入力側モニタ光波長特性検出手段２４を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００４７】
励起光源２Ｄは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ｃから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ｃは、ＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐し、さらに光分岐器８ｄは、光分岐器８ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１１ａは、光分岐器８ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１１ｂは、光分岐器８ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ透過手段１１ａ，１１ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
【００４８】
光分岐器１２ｃは、ＥＤＦ１の入力側における光の一部を分岐し、さらに光分岐器１２ｄは、光分岐器１２ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１５ａは、光分岐器１２ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１５ｂは、光分岐器１２ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。
励起ＬＤ制御部２０Ｃは、受光部１０ａと１４ａにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差と、受光部１０ｂと１４ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差とに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｄにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００４９】
次に、図６を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｄからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
【００５０】
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の入力側に設けられた光分岐器１２ｃによって分岐され、光分岐器１２ｃによって分岐された光は、光分岐器１２ｄによってさらに分岐される。
光分岐器１２ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１５ａ，１５ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
一方、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ｃによって分岐され、光分岐器８ｃによって分岐された光は、光分岐器８ｄによってさらに分岐される。
光分岐器８ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１１ａ，１１ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
【００５１】
透過手段１１ａ，１５ａによって透過された短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１４ａに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｃに入力される。
透過手段１１ｂ，１５ｂによって透過された長波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ｂ，１４ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｃに入力される。
【００５２】
励起ＬＤ制御部２０Ｃでは、受光部１０ａ，１４ａから入力された短波長側の検出信号のレベル差と、受光部１０ｂ，１４ｂから入力された長波長側の検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光源２Ｄにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００５３】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出手段２２Ａと入力側モニタ光波長特性検出手段２４とによって、それぞれ透過手段を用いて検出し、検出された両レベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ｃによって、少なくとも２波長以上からなる複数個の励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、各実施例においては、モニタ光が信号光の帯域の両外側にあるものとしたが、これに限らず、信号光帯域の両端部の信号光をモニタ光として用いてもよい。
また、励起ＬＤ制御部の行う利得波長特性の制御方法が、光増幅器の信号光出力の波長特性を一定に保つものとしたが、この場合の信号光出力の波長特性の制御方法は、具体的には、短波長側の信号光レベルと長波長側の信号光レベルとが等しくなるものとしてもよく、又は、両信号光レベルが所定のレベル差になるものとしてもよい。
【００５５】
さらに、第３実施例と第４実施例においては、入力側と出力側のモニタ光波長特性検出手段が、ともに、反射手段又は透過手段によって、モニタ光を検出するものとしたが、このような組み合わせに限らず、入力側で反射手段によって、出力側で透過手段によってモニタ光を検出してもよく、又は逆に、入力側で透過手段によって、出力側で反射手段によってモニタ光を検出するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光増幅器及びその出力制御方法によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器からの信号光出力の波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例の光増幅器における、９８０ｎｍ帯励起光による利得傾斜の励起波長特性を示す図である。
【図３】同実施例の光増幅器における、利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の光増幅器の構成例を示す図である。
【図８】従来の光増幅器における利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【符号の説明】
１ エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 励起光源
４ 合波器
５ 波長合波器
６ 光アイソレータ
７ 利得等化器
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 光分岐器（光分岐手段）
９ａ，９ｂ 反射手段
１０ａ，１０ｂ 受光部（受光手段）
１１ａ，１１ｂ 透過手段
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 光分岐器（光分岐手段）
１３ａ，１３ｂ 反射手段
１４ａ，１４ｂ 受光部（受光手段）
１５ａ，１５ｂ 透過手段
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 励起ＬＤ制御部（励起光源制御手段）
２１，２１Ａ 出力側モニタ光波長特性検出手段
２２，２２Ａ 出力側モニタ光波長特性検出手段
２３ 入力側モニタ光波長特性検出手段
２４ 入力側モニタ光波長特性検出手段
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ波長多重信号光伝送システムの伝送路に用いられる光増幅器及びその出力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバを介して波長多重信号光を伝送する、光ファイバ多重信号光伝送システムにおいては、光送信端局と光受信端局間を光ファイバで接続し、光送信端局において、光増幅器を用いて信号光を所定の光利得で増幅したのち、光ファイバを介して光受信端局へ伝送することによって、光波長多重通信を行う。
一般に、このような場合の光増幅器としては、少なくとも２波長以上の、複数の９８０ｎｍ帯励起光源からの励起光と、伝送しようとする信号光とを光増幅器に加えることによって、所定の光利得で増幅された信号光を出力するようにしたものが用いられている。
【０００３】
以下、このような目的に用いられている従来の光増幅器の構成と、従来の光増幅器における利得傾斜利得依存性とを説明する。
図７は、光ファイバ多重信号光伝送システムにおける、従来の光増幅器の構成の一例を示したものである。
従来の光増幅器は、図７に示すように、エルビウムドープファイバ（以下、ＥＤＦと略す）１と、励起光源２と、励起ＬＤ制御部３と、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７とから概略構成されている。
【０００４】
ＥＤＦ１は、エルビウム（Ｅｒ）をドープしたシングルモードファイバからなり、信号光と励起光とを入力したとき、誘導放出作用によって信号光を増幅して出力する。励起光源２は、複数の励起レーザダイオード（ＬＤ）２１，…，２ｎを有し、複数の異なる波長の励起光を発生する。励起ＬＤ制御部３は、励起光源２の各励起ＬＤ２１，…，２ｎを駆動して、各励起光の出力を制御する。合波器４は、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光を合波する。波長合波器５は、ＥＤＦ１の入力端１ａ側から入力された信号光と、合波器４から入力された複数の励起光とを合波する。光アイソレータ６は、ＥＤＦ１から出力端１ｂ側へ向かう方向の光のみを通過させ、出力端１ｂ側からＥＤＦ１へ向かう方向の光を阻止する。利得等化器７は、ＥＤＦ１の光増幅作用の利得波長特性を平坦化する。
【０００５】
図７に示された従来の光増幅器においては、励起光源２から、合波器４と波長合波器５とを経て、常に一定の強度の励起光をＥＤＦ１に供給することによって、信号光に対して、特定の利得状態で、平坦特性又は所定の利得波長特性によって、増幅作用を行うように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の光増幅器は、動作利得が変動すると、利得傾斜も変化するという特性を有していた。
そのため、このような光増幅器を用いた光通信システムでは、伝送路損失のばらつきや経時劣化、及び伝送路の修理等によって生じた損失増加等に基づく、光増幅器の動作利得の変化によって、利得傾斜特性の変動が生じるという問題があった。
【０００７】
図８は、従来の光増幅器における利得波長特性の利得依存性を説明するものであって、（ａ）はトータル利得が所定利得Ｇの場合を示し、信号光波長が変化しても、出力光パワーは一定である。（ｂ）はトータル利得が増加してＧ＋ΔＧになった場合を示し、利得傾斜は短波長側が大きくなる。（ｃ）はトータル利得が減少してＧ−ΔＧになった場合を示し、利得傾斜は長波長側が大きくなる。
【０００８】
この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、光増幅器の利得が変化した場合でも出力光の波長特性が一定になるように、利得波長特性を制御することが可能な光増幅器及びその出力制御方法を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は光増幅器に係り、エルビウムドープファイバ（以下、ＥＤＦと略す）の入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１０】
また、請求項２記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項３記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は光増幅器に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記ＥＤＦの入力側又は出力側に設けられた、上記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備えたことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項６記載の発明は、請求項１，３，５のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号光から選択的反射によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に反射する反射手段と、該反射された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴としている。
【００１５】
また、請求項７記載の発明は、請求項２，４，５のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記信号光から選択的透過によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、上記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、上記分岐された光からモニタ光を選択的に透過する透過手段と、該透過された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項８記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニタ光が、上記信号光の帯域の両外側にあることを特徴としている。
また、請求項９記載の発明は、請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記モニタ光が、上記信号光の帯域の両端部にあることを特徴としている。
【００１７】
また、請求項１０記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長制御特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光の強度を等しくするものであることを特徴としている。
【００１８】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器に係り、上記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光のレベル差を一定に保つものであることを特徴としている。
【００１９】
また、請求項１２記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側における、上記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２０】
また、請求項１３記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側における、上記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記両検出信号のレベルに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１４記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側と入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１５記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側と入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２３】
また、請求項１６記載の発明は光増幅器の出力制御方法に係り、ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、上記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
上記ＥＤＦの出力側又は入力側において、上記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記ＥＤＦの入力側又は出力側において、上記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって上記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、上記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、上記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて上記励起光源における各励起光の強度を制御することによって上記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用いて具体的に行う。
◇第１実施例
図１は、この発明の第１実施例である光増幅器の構成を示すブロック図、図２は、本実施例の光増幅器における、９８０ｎｍ帯励起光による利得傾斜の励起波長特性を示す図、図３は、本実施例の光増幅器における、利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【００２５】
この例の光増幅器は、図１に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ａと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ａ，８ｂと、反射手段９ａ，９ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、励起ＬＤ制御部２０とから概略構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂ、反射手段９ａ，９ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、モニタ光波長特性検出手段２１を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図７に示された従来例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００２６】
励起光源２Ａは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０から入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂは、それぞれＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐する。反射手段９ａは、光分岐器８ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段９ｂは、光分岐器８ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ反射手段９ａ，９ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０は、受光部１０ａ，１０ｂにおいて光／電気変換されて生じた、それぞれの検出信号のレベルに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ａにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００２７】
次に、図１乃至図３を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ａからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ａ，８ｂによって分岐される。
光分岐器８ａ，８ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器８ａ，８ｂの出力側に設けられた反射手段９ａ，９ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００２８】
反射手段９ａ，９ｂによって反射された２波長のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１０ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０に入力される。
励起ＬＤ制御部２０では、受光部１０ａ，１０ｂから入力されたそれぞれの検出信号のレベル差が一定になるように、励起光源２Ａにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００２９】
図２は、９８０ｎｍ帯励起光に対する、この例の光増幅器の利得傾斜−励起波長特性を示したものである。
この例の光増幅器では、９８０ｎｍ帯励起光が短波長になるほど、信号光の利得傾斜は長波長側の利得が大きくなり、励起光が長波長側では、信号光の利得傾斜は短波長側の利得が大きくなる特性を示す。
図２の例では、励起波長が短い（例えば、９７４ｎｍ）ときは、利得波長特性は長波長側で高くなり、励起波長が長い（例えば、９８０ｎｍ）ときは、利得波長特性は長波長側で低くなっている。
【００３０】
この例の光増幅器における、利得波長特性の制御の一例を示せば、以下のようになる。
いま、短波長側と長波長側のモニタ光の波長をそれぞれλ１，λ２とし、モニタ光のレベルをそれぞれＰ１，Ｐ２とする。さらに、励起光源としては、波長９７４ｎｍと９８０ｎｍのものをそれぞれ１個ずつ使用し、励起強度をそれぞれＰｐ１，Ｐｐ２とする。ここで、
Ｐｐ１＋Ｐｐ２＝一定のとき、Ｐ１＝Ｐ２
Ｐ１＞Ｐ２のとき、Ｐｐ１＞Ｐｐ２
Ｐ１＜Ｐ２のとき、Ｐｐ１＜Ｐｐ２
となる特性をもつ制御回路を適用した場合、
Ｐ１＞Ｐ２、すなわち短波長側でモニタ光の出力レベルが大きいときは、Ｐｐ１＞Ｐｐ２、すなわち、９７４ｎｍの励起光強度が大きくなり、図２のように、利得傾斜は長波長側で大きくなる。
また、Ｐ１＜Ｐ２、すなわち長波長側でモニタ光の出力レベルが大きいときは、Ｐｐ１＜Ｐｐ２、すなわち、９８０ｎｍの励起光強度が大きくなり、図２のように、利得傾斜は長波長側で小さくなる。
【００３１】
図３は、この例の光増幅器における、信号光出力波長特性の動作利得依存性を例示したものである。
図３（ａ）に示すように、光増幅器利得Ｇで信号光の出力波長特性が平坦であった場合、（ｂ）に示すように、光増幅器利得が増加してＧ＋ΔＧになったときも、（Ｃ）に示すように、光増幅器利得が減少してＧ−ΔＧになったときも、信号光の出力波長特性は平坦である。
【００３２】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段２１で反射手段を用いて検出し、検出されたレベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０によって、少なくとも２波長以上からなる複数個の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００３３】
◇第２実施例
図４は、この発明の第２実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図４に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｂと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ｃ，８ｄと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、透過手段１１ａ，１１ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ａとから概略構成されている。
光分岐器８ｃ，８ｄ、透過手段１１ａ，１１ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、モニタ光波長特性検出手段２２を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００３４】
励起光源２Ｂは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ａから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ｃは、ＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐し、さらに光分岐器８ｄは、光分岐器８ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１１ａは、光分岐器８ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１１ｂは、光分岐器８ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ透過手段１１ａ，１１ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０Ａは、受光部１０ａ，１０ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベルに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｂにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００３５】
次に、図４を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｂからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ｃによって分岐され、光分岐器８ｃによって分岐された光は、光分岐器８ｄによってさらに分岐される。
光分岐器８ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１１ａ，１１ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
【００３６】
透過手段１１ａ，１１ｂによって透過された２波長のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１０ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ａに入力される。
励起ＬＤ制御部２０Ａでは、受光部１０ａ，１０ｂから入力されたそれぞれの検出信号のレベル差が一定になるように、励起光源２Ｂにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００３７】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器から出力されるモニタ光のレベル差をモニタ光波長特性検出手段２２で透過手段を用いて検出し、検出されたレベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ａによって、少なくとも２波長以上からなる複数の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００３８】
◇第３実施例
図５は、この発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図５に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｃと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ａ，８ｂと、反射手段９ａ，９ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、光分岐器１２ａ，１２ｂと、反射手段１３ａ，１３ｂと、受光部（ＰＤ）１４，１４ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ｂとから概略構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂ、反射手段９ａ，９ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、出力側モニタ光波長特性検出手段２１Ａを形成し、光分岐器１２ａ，１２ｂ、反射手段１３ａ，１３ｂ、受光部１４ａ，１４ｂは、入力側モニタ光波長特性検出手段２３を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００３９】
励起光源２Ｃは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ｂから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ａ，８ｂは、それぞれＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐する。反射手段９ａは、光分岐器８ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段９ｂは、光分岐器８ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ反射手段９ａ，９ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
【００４０】
光分岐器１２ａ，１２ｂは、それぞれＥＤＦ１の入力側における光の一部を分岐する。反射手段１３ａは、光分岐器１２ａで分岐された光に含まれる、短波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。反射手段１３ｂは、光分岐器１２ｂで分岐された光に含まれる、長波長側のモニタ光のみを選択的に反射する。受光部１４ａ，１４ｂは、それぞれ反射手段１３ａ，１３ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
励起ＬＤ制御部２０Ｂは、受光部１０ａと１４ａにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差と、受光部１０ｂと１４ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差とに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｃにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００４１】
次に、図５を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｃからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の入力側に設けられた光分岐器１２ａ，１２ｂによって分岐される。
光分岐器１２ａ，１２ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器１２ａ，１２ｂの出力側に設けられた反射手段１３ａ，１３ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００４２】
一方、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ａ，８ｂによって分岐される。
光分岐器８ａ，８ｂによって分岐されたそれぞれの光から、光分岐器８ａ，８ｂの出力側に設けられた反射手段９ａ，９ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に反射される。
【００４３】
反射手段９ａ，１３ａによって反射された短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１４ａに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｂに入力される。
また、反射手段９ｂ，１３ｂによって反射された長波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ｂ，１４ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｂに入力される。
【００４４】
励起ＬＤ制御部２０Ｂでは、受光部１０ａ，１４ａから入力された短波長側の検出信号のレベル差と、受光部１０ｂ，１４ｂから入力された長波長側の検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光源２Ｃにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００４５】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出手段２１Ａと入力側モニタ光波長特性検出手段２１とによって、それぞれ反射手段を用いて検出し、検出された両レベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ｂによって、少なくとも２波長以上からなる複数の励起光を発生する励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００４６】
◇第４実施例
図６は、この発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
この例の光増幅器は、図６に示すように、ＥＤＦ１と、励起光源２Ｄと、合波器４と、波長合波器５と、光アイソレータ６と、利得等化器７と、光分岐器８ｃ，８ｄと、透過手段１１ａ，１１ｂと、受光部（ＰＤ）１０ａ，１０ｂと、光分岐器１２ｃ，１２ｄと、透過手段１５ａ，１５ｂと、受光部（ＰＤ）１４ａ，１４ｂと、励起ＬＤ制御部２０Ｃとから概略構成されている。
光分岐器８ｃ，８ｄ、透過手段１１ａ，１１ｂ、受光部１０ａ，１０ｂは、出力側モニタ光波長特性検出手段２２Ａを形成し、光分岐器１２ａ，１２ｂ、透過手段１５ａ，１５ｂ、受光部１４ａ，１４ｂは、入力側モニタ光波長特性検出手段２４を形成している。
これらのうち、ＥＤＦ１，合波器４，波長合波器５，光アイソレータ６及び利得等化器７の構成と機能は図１に示された第１実施例の場合と同様なので、以下においてはこれらについての詳細な説明を省略する。
【００４７】
励起光源２Ｄは、複数の励起ＬＤ２１，…，２ｎを有し、少なくとも２波長以上の９８０ｎｍ帯の励起光を発生するが、各励起ＬＤ２１，…，２ｎが発生するそれぞれの励起光の出力は、励起ＬＤ制御部２０Ｃから入力される制御信号に応じて制御されるように構成されている。
光分岐器８ｃは、ＥＤＦ１から出力された光の一部を分岐し、さらに光分岐器８ｄは、光分岐器８ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１１ａは、光分岐器８ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１１ｂは、光分岐器８ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。受光部１０ａ，１０ｂは、それぞれ透過手段１１ａ，１１ｂからのモニタ光を電気信号に変換する。
【００４８】
光分岐器１２ｃは、ＥＤＦ１の入力側における光の一部を分岐し、さらに光分岐器１２ｄは、光分岐器１２ｃで分岐された光の一部を分岐する。透過手段１５ａは、光分岐器１２ｄで分岐された一方の光に含まれる、短波長側のモニタ光を選択的に透過させる。透過手段１５ｂは、光分岐器１２ｄで分岐された他方の光に含まれる、長波長側のモニタ光を選択的に透過させる。
励起ＬＤ制御部２０Ｃは、受光部１０ａと１４ａにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差と、受光部１０ｂと１４ｂにおいて、光／電気変換されて生じたそれぞれの検出信号のレベル差とに応じて制御信号を発生することによって、励起光源２Ｄにおける各励起ＬＤ２１，…，２ｎからの励起光の出力を制御する。
【００４９】
次に、図６を参照して、この例の光増幅器における、利得波長特性の制御動作を説明する。
光増幅器の入力である、波長多重信号光とその帯域の両外側に配置されたモニタ光はは、ＥＤＦ１の入力端１ａから入力される。また、励起光源２Ｄからの励起光は、波長合波器５からＥＤＦ１に加えられる。
ＥＤＦ１の増幅作用に基づいて増幅された信号光及びモニタ光は、光アイソレータ６及び利得等化器７を経て、出力端１ｂに出力される。
【００５０】
この際、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の入力側に設けられた光分岐器１２ｃによって分岐され、光分岐器１２ｃによって分岐された光は、光分岐器１２ｄによってさらに分岐される。
光分岐器１２ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１５ａ，１５ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
一方、信号光及びモニタ光の一部が、ＥＤＦ１の出力側に設けられた光分岐器８ｃによって分岐され、光分岐器８ｃによって分岐された光は、光分岐器８ｄによってさらに分岐される。
光分岐器８ｄによって分岐されたそれぞれの光から、透過手段１１ａ，１１ｂによって、それぞれ短波長側と長波長側のモニタ光のみが選択的に透過される。
【００５１】
透過手段１１ａ，１５ａによって透過された短波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ａ，１４ａに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｃに入力される。
透過手段１１ｂ，１５ｂによって透過された長波長側のモニタ光は、それぞれ受光部１０ｂ，１４ｂに入力されて光／電気変換され、変換結果のそれぞれの検出信号は励起ＬＤ制御部２０Ｃに入力される。
【００５２】
励起ＬＤ制御部２０Ｃでは、受光部１０ａ，１４ａから入力された短波長側の検出信号のレベル差と、受光部１０ｂ，１４ｂから入力された長波長側の検出信号のレベル差との差が一定になるように、励起光源２Ｄにおける、各励起ＬＤ２１，…，２ｎの強度比を調整して光増幅器の利得波長特性を制御するので、光増幅器の信号出力光の波長特性が、常に一定になるように制御が行われる。
【００５３】
このように、この例の光増幅器によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器の出力と入力における短波長側のモニタ光のレベル差と長波長側のモニタ光のレベル差を、出力側モニタ光波長特性検出手段２２Ａと入力側モニタ光波長特性検出手段２４とによって、それぞれ透過手段を用いて検出し、検出された両レベル差に応じて、励起ＬＤ制御部２０Ｃによって、少なくとも２波長以上からなる複数個の励起光源の励起光強度の比率を制御することによって、光増幅器の利得波長特性を制御するようにしたので、信号光出力の波長特性を常に一定に保持することができ、従って、光増幅器から出力される波長多重光の相対出力波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【００５４】
以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、各実施例においては、モニタ光が信号光の帯域の両外側にあるものとしたが、これに限らず、信号光帯域の両端部の信号光をモニタ光として用いてもよい。
また、励起ＬＤ制御部の行う利得波長特性の制御方法が、光増幅器の信号光出力の波長特性を一定に保つものとしたが、この場合の信号光出力の波長特性の制御方法は、具体的には、短波長側の信号光レベルと長波長側の信号光レベルとが等しくなるものとしてもよく、又は、両信号光レベルが所定のレベル差になるものとしてもよい。
【００５５】
さらに、第３実施例と第４実施例においては、入力側と出力側のモニタ光波長特性検出手段が、ともに、反射手段又は透過手段によって、モニタ光を検出するものとしたが、このような組み合わせに限らず、入力側で反射手段によって、出力側で透過手段によってモニタ光を検出してもよく、又は逆に、入力側で透過手段によって、出力側で反射手段によってモニタ光を検出するようにしてもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光増幅器及びその出力制御方法によれば、利得波長特性が励起光の波長に依存する、ＥＤＦを信号光増幅媒体とする光増幅器において、光増幅器からの信号光出力の波長特性が、光増幅器の動作利得変動によって変化しないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例の光増幅器における、９８０ｎｍ帯励起光による利得傾斜の励起波長特性を示す図である。
【図３】同実施例の光増幅器における、利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施例である光増幅器の構成を示すブロック図である。
【図７】従来の光増幅器の構成例を示す図である。
【図８】従来の光増幅器における利得波長特性の利得依存性を示す図である。
【符号の説明】
１ エルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 励起光源
４ 合波器
５ 波長合波器
６ 光アイソレータ
７ 利得等化器
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 光分岐器（光分岐手段）
９ａ，９ｂ 反射手段
１０ａ，１０ｂ 受光部（受光手段）
１１ａ，１１ｂ 透過手段
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 光分岐器（光分岐手段）
１３ａ，１３ｂ 反射手段
１４ａ，１４ｂ 受光部（受光手段）
１５ａ，１５ｂ 透過手段
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 励起ＬＤ制御部（励起光源制御手段）
２１，２１Ａ 出力側モニタ光波長特性検出手段
２２，２２Ａ 出力側モニタ光波長特性検出手段
２３ 入力側モニタ光波長特性検出手段
２４ 入力側モニタ光波長特性検出手段
Claims (16)
- エルビウムドープファイバ（以下、ＥＤＦと略す）の入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
前記ＥＤＦの出力側に設けられた、 前記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、前記両検出信号のレベルに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
前記ＥＤＦの出力側に設けられた、 前記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、前記両検出信号のレベルに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、 前記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、
前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、 前記ＥＤＦの出力側と入力側にそれぞれ設けられた、
前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器であって、
前記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた、 前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記ＥＤＦの入力側又は出力側に設けられた、
前記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生するモニタ光波長特性検出手段と、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つ励起光源制御手段とを備え、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯であることを特徴とする光増幅器。 - 前記信号光から選択的反射によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、前記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、前記分岐された光からモニタ光を選択的に反射する反射手段と、該反射された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴とする請求項１，３，５のいずれか一に記載の光増幅器。
- 前記信号光から選択的透過によって検出信号を発生するモニタ光波長検出手段が、前記ＥＤＦの出力側又は入力側に設けられた信号光を含む帯域の光を分岐するための光分岐手段と、前記分岐された光からモニタ光を選択的に透過する透過手段と、該透過された光を光／電気変換して検出信号を生成する受光手段とからなることを特徴とする請求項２，４，５のいずれか一に記載の光増幅器。
- 前記モニタ光が、前記信号光の帯域の両外側にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器。
- 前記モニタ光が、前記信号光の帯域の両端部にあることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の光増幅器。
- 前記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光の強度を等しくするものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器。
- 前記励起光源制御手段が行う信号光に対する利得波長特性の制御が、短波長側と長波長側の信号光のレベル差を一定に保つものであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載の光増幅器。
- ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器に
おいて、
前記ＥＤＦの出力側における、 前記ＥＤＦの出力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記両検出信号のレベルに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴とし、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯である光増幅器の出力制御方法。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
前記ＥＤＦの出力側における、 前記ＥＤＦの出力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記両検出信号のレベルに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴とし、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯である光増幅器の出力制御方法。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
前記ＥＤＦの出力側と入力側において、 前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴とし、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯である光増幅器の出力制御方法。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
前記ＥＤＦの出力側と入力側において、 前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴とし、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯である光増幅器の出力制御方法。 - ＥＤＦの入力端に、励起光源からの異なる波長の複数の光からなる励起光とともに任意の周波数帯域の信号光を加えることによって、前記ＥＤＦの出力端から、増幅された信号光を得るように構成されている光増幅器において、
前記ＥＤＦの出力側又は入力側において、 前記ＥＤＦの出力光又は入力光から選択的反射によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記ＥＤＦの入力側又は出力側において、
前記ＥＤＦの入力光又は出力光から選択的透過によって 前記信号光に付加された短波長側と長波長側のモニタ光のレベルに対応して検出信号を発生し、前記出力側と入力側の短波長側のモニタ光検出信号のレベル差と、前記出力側と入力側の長波長側のモニタ光検出信号のレベル差とに応じて前記励起光源における各励起光の強度を制御することによって前記信号光に対する利得波長特性を一定に保つことを特徴とし、前記励起光の波長は９８０ｎｍ帯である光増幅器の出力制御方法。
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