JP5884654B2 - 光増幅器及び光増幅器制御方法 - Google Patents

光増幅器及び光増幅器制御方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5884654B2
JP5884654B2 JP2012133230A JP2012133230A JP5884654B2 JP 5884654 B2 JP5884654 B2 JP 5884654B2 JP 2012133230 A JP2012133230 A JP 2012133230A JP 2012133230 A JP2012133230 A JP 2012133230A JP 5884654 B2 JP5884654 B2 JP 5884654B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
wavelength
unit
excitation light
fluctuation amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012133230A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013257436A (ja
Inventor
鈴木 裕一
裕一 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2012133230A priority Critical patent/JP5884654B2/ja
Priority to US13/870,305 priority patent/US8902492B2/en
Publication of JP2013257436A publication Critical patent/JP2013257436A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5884654B2 publication Critical patent/JP5884654B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293Signal power control
    • H04B10/294Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2941Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • H01S3/06754Fibre amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094096Multi-wavelength pumping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10023Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1301Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers
    • H01S3/13013Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/1305Feedback control systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1312Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/13Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
    • H01S3/131Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1317Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06804Stabilisation of laser output parameters by monitoring an external parameter, e.g. temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29Repeaters
    • H04B10/291Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/2912Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
    • H04B10/2916Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing using Raman or Brillouin amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H01S3/09415Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode the pumping beam being parallel to the lasing mode of the pumped medium, e.g. end-pumping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10069Memorized or pre-programmed characteristics, e.g. look-up table [LUT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1022Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation by controlling the optical pumping
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14External cavity lasers
    • H01S5/141External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/10Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/14External cavity lasers
    • H01S5/146External cavity lasers using a fiber as external cavity

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Lasers (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

本発明は、光増幅器及び光増幅器制御方法に関する。
従来、励起光を利用して信号光を増幅するラマン増幅器と呼ばれる光増幅器が知られている。ラマン増幅器では、励起光の中心波長から約100nm長波長側に離れた波長に対して利得が発生する誘導ラマン散乱という現象を発現させて、励起光の中心波長から約100nm長波長側に離れた波長を含む波長帯域の信号光を増幅する。このような誘導ラマン散乱による信号光の増幅は「ラマン増幅」と呼ばれる。
図18は、ラマン増幅について説明するための図である。図18において、横軸は波長であり、縦軸はパワーである。図18に示すように、ラマン増幅では、励起光の中心波長から約100nm長波長側に離れた波長を含む波長帯域の信号光が増幅される。なお、ラマン増幅において発現する誘導ラマン散乱の雑音成分であるASS(Amplified Stimulated Raman Scattering)は、比較的に小さい。
ラマン増幅器を用いて所望の波長帯域の信号光を適切に増幅するためには、信号光をラマン増幅するための励起光の中心波長の変動を抑えることが望ましい。これに対して、励起光を発する光源に対して励起光の中心波長を固定する波長固定器(FBG:Fiber Bragg Grating)を配置したラマン増幅器が知られている。FBGを配置したラマン増幅器では、励起光を利用してラマン増幅された信号光の利得を所定の波長帯域を対象として等化する利得等化器(GEQ:Gain Equalizer)がラマン増幅器の出力側に設置されることが多い。
しかしながら、FBGによって固定される励起光の中心波長は、FBGの温度等を含む周囲環境の温度(以下「環境温度」という)が変化した場合に、変動する。これは、FBGに含まれる光ファイバの屈折率が温度依存性を有するためである。FBGによって固定される励起光の中心波長が変動すると、励起光を利用してラマン増幅された信号光の利得が変動してしまうので、GEQによる利得の等化が困難となり、結果として、波長に対する利得偏差の平坦性が維持できなくなる事態が発生する。
このような事態を回避するための技術として、励起光の中心波長を変動させるFBGの温度を調整する技術が提案されている。この技術では、ラマン増幅器の後段に配置されたエルビウム添加ファイバ(EDF)とFBGとを同一の筐体に収容し、EDFの温度変化を利用してFBGの温度を調整する。これにより、環境温度が変化した場合であっても、FBGによって固定される励起光の中心波長の変動を抑えることができ、波長に対する利得偏差の平坦性を維持することが可能となる。
特開2004−103599号公報
しかしながら、上述した従来技術では、環境温度が変化した場合に、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができない恐れがあるという問題があった。
具体的には、従来技術では、EDFの温度変化を利用してFBGの温度を調整しているものの、FBGの温度を調整する際に、ラマン増幅器の出力側に設置されたGEQの温度を考慮していない。GEQによる利得等化の対象となる波長帯域の中心波長は、環境温度の変化に応じて変動する。このため、環境温度が変化した場合に、FBGによって固定される励起光の中心波長と、GEQによる利得等化の対象となる波長帯域の中心波長とがずれてしまう。その結果、従来技術では、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができない恐れがあった。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、環境温度が変化した場合でも、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができる光増幅器及び光増幅器制御方法を提供することを目的とする。
本願の開示する光増幅器は、一つの態様において、温度調整部と、温度測定部と、変動量取得部と、制御部とを備える。温度調整部は、信号光をラマン増幅するための励起光の中心波長を固定する波長固定部に設置され、前記励起光の中心波長を変動させる該波長固定部の温度を調整する。温度測定部は、前記波長固定部の温度と、前記励起光を利用してラマン増幅された前記信号光の利得を所定の波長帯域を対象として等化する利得等化部の温度とを測定する。変動量取得部は、前記温度測定部によって測定された前記波長固定部の温度に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、前記波長固定部の温度と該温度に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた第一の記憶部から取得する。また、変動量取得部は、測定された前記利得等化部の温度に対応する前記波長帯域の中心波長の変動量を、前記利得等化部の温度と該温度に対する前記波長帯域の中心波長の変動量とを対応付けた第二の記憶部から取得する。制御部は、前記変動量取得部によって取得された二つの変動量の差分に対応する前記波長固定部の温度を前記第一の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される前記波長固定部の温度を制御する。
本願の開示する光増幅器の一つの態様によれば、環境温度が変化した場合でも、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができるという効果を奏する。
図1は、一般的なラマン増幅器の構成例を示す図である。 図2は、一般的なラマン増幅器の利得波長特性の一例を示す図である。 図3は、FBGの温度が変化した場合のラマン増幅器の波長に対する利得偏差の変動を示す図である。 図4は、ラマン増幅器が多段で連結された場合の利得偏差の累積値を示す図である。 図5は、GEQの温度が変化した場合のラマン増幅器の波長に対する利得偏差の変動を示す図である。 図6は、実施例1に係るラマン増幅器の構成例を示す図である。 図7は、第一変動量記憶部によって記憶される情報の一例を示す図である。 図8は、FBG各々の温度と、該温度に対する励起光の中心波長とを測定した結果を示す図である。 図9は、第二変動量記憶部によって記憶される情報の一例を示す図である。 図10は、温度調整部の構成例を示す図である。 図11は、実施例1に係るラマン増幅器の処理手順を示すフローチャートである。 図12は、実施例1に係るラマン増幅器の適用例を説明するための図である。 図13は、実施例2に係るラマン増幅器の構成例を示す図である。 図14は、第三変動量記憶部によって記憶される情報の一例を示す図である。 図15は、LD各々の駆動電流の電流値と、該電流値に対する励起光の中心波長と測定した結果を示す図である。 図16は、実施例2に係るラマン増幅器の処理手順を示すフローチャートである。 図17は、実施例2の変形例を示す図である。 図18は、ラマン増幅について説明するための図である。
以下に、本願の開示する光増幅器及び光増幅器制御方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により開示技術が限定されるものではない。
本実施例に係るラマン増幅器の構成を説明する前に、その前提となる一般的なラマン増幅器の構成を説明する。図1は、一般的なラマン増幅器の構成例を示す図である。なお、図1では、伝送路である光ファイバ自体を増幅媒体として信号光を増幅する分布型のラマン増幅器を例に挙げる。
図1に示すラマン増幅器100aは、LD(Laser Diode)101a〜101dと、光源駆動部102と、FBG(Fiber Bragg Grating)103a〜103dと、偏波合波器(PBC:Polarization Beam Combiner)104a,104bとを有する。また、ラマン増幅器100aは、励起光合波器105と、信号光/励起光合波器106と、利得等化器(GEQ:Gain Equalizer)107とを有する。
LD101a〜101dは、伝送路10を伝搬するWDM(Wavelength Division Multiplexing)信号光をラマン増幅するための励起光を出力する光源である。光源駆動部102は、LD101a〜101dを駆動するための駆動電流をLD101a〜101dに供給する。
FBG103a〜103dは、LD101a〜101dから出力される励起光のうち所定の波長の光を透過することにより、励起光の中心波長を固定する。FBG103a〜103dは、励起光を発するLD101a〜101dごとに配置される。FBG103a,103bは、中心波長を固定した励起光をPBC104aに出力し、FBG103c,103dは、中心波長を固定した励起光をPBC104bに出力する。FBG103a〜103dは、波長固定部の一例である。
PBC104aは、FBG103a,103bから互いに異なる偏波状態で出力される励起光を合波し、得られた励起光を励起光合波器105に出力する。PBC104bは、FBG103c,103dから互いに異なる偏波状態で出力される励起光を合波し、合波した励起光を励起光合波器105に出力する。
励起光合波器105は、PBC104aから出力される励起光と、PBC104bから出力される励起光を合波し、得られた励起光を信号光/励起光合波器106に出力する。
信号光/励起光合波器106は、励起光合波器105から出力される励起光を伝送路10に供給して、伝送路10を伝搬するWDM信号光に励起光を合波する。これにより、励起光の中心波長から約100nm長波長側に離れた波長を含む波長帯域のWDM信号光がラマン増幅される。
GEQ107は、信号光/励起光合波器106によってラマン増幅された信号光の利得を所定の波長帯域を対象として等化し、等化後の信号光を外部に出力する。GEQ107は、利得等化部の一例である。なお、以下では、GEQ107によって行われる利得の等化の対象となる波長帯域を、「等化波長帯域」と呼ぶ。
次に、図1に示したラマン増幅器100aの問題点を説明する。FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長は、FBG103a〜103dの温度等を含む環境温度が変化した場合に、変動する。FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長が変動すると、励起光を利用してラマン増幅されたWDM信号光の利得が変動してしまうので、GEQ107による利得の等化が困難となる。その結果、波長に対する利得偏差の平坦性が維持できなくなる恐れがある。
図2は、一般的なラマン増幅器の利得波長特性の一例を示す図である。図2において、横軸は波長[nm]であり、縦軸は利得[dB]である。また、Δλ1は、FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長の、環境温度に対する変動量を示す。図2に示すように、Δλ1は、環境温度が変化した場合に、変動する。FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長が変動することに伴って、ラマン増幅されるWDM信号光の利得が波長に対して変動する。このため、GEQ107による利得の等化が困難となる。
図3は、FBGの温度が変化した場合のラマン増幅器の波長に対する利得偏差の変動を示す図である。図3において、横軸は波長[nm]であり、縦軸は利得偏差[dB]である。また、Δλ1は、FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長の、環境温度に対する変動量を示す。図3の例では、GEQ107の等化波長帯域の中心波長が、環境温度の変化に関わらず固定値であるものとする。図3に示すように、FBG103a〜103dによって固定される励起光の中心波長が変動すると、励起光を利用してラマン増幅されたWDM信号光の利得が変動してしまうので、GEQ107による利得の等化が困難となる。結果として、ラマン増幅器100aでは、図3に示すように、波長に対する利得偏差が平坦ではなくなる。このような利得偏差は、ラマン増幅器100aが多段で連結された場合に、累積される。
図4は、一般的なラマン増幅器が多段で連結された場合の利得偏差の累積値を示す図である。図4の例では、ラマン増幅器100aが7段連結されたものとする。図4に示すように、波長に対する利得偏差は、ラマン増幅器100aが多段で連結されるほど、累積的に大きくなることが分かる。
このように、図1に示した従来のラマン増幅器100aでは、環境温度が変化した場合に、波長に対する利得偏差の平坦性が維持できなくなる事態が発生する。このような事態を回避するために、励起光の中心波長の温度依存性を利用して、励起光の中心波長を変動させるFBG103a〜103dの温度を調整することが考えられる。しかしながら、FBG103a〜103dの温度が最適値に調整された場合であっても、今度はGEQ107の等化波長帯域の中心波長が、環境温度の変化に応じて変動してしまう。このため、FBG103a〜103dによって固定された励起光の中心波長と、GEQ107による等化波長帯域の中心波長とがずれてしまう。結果として、従来のラマン増幅器100aでは、環境温度が変化した場合に、波長に対する利得偏差の平坦性を維持することができなくなる恐れがある。
図5は、GEQの温度が変化した場合のラマン増幅器の波長に対する利得偏差の変動を示す図である。図5において、横軸は波長[nm]であり、縦軸は利得偏差[dB]である。また、Δλ2は、GEQ107の等化波長帯域の中心波長の、環境温度に対する変動量を示す。図5の例では、FBG103a〜103dによって固定された励起光の中心波長が、環境温度の変化に関わらず固定値であるものとする。図5に示すように、GEQ107の等化波長帯域の中心波長が変動すると、FBG103a〜103dによって固定された励起光の中心波長と、GEQ107による等化波長帯域の中心波長とがずれてしまうので、GEQ107による利得の等化が困難となる。結果として、ラマン増幅器100aでは、図5に示すように、波長に対する利得偏差が平坦ではなくなる。つまり、従来のラマン増幅器100aでは、環境温度が変化した場合に、波長に対する利得偏差の平坦性を維持することができなくなる恐れがある。
そこで、本実施例のラマン増幅器では、FBGの温度調整制御に関する処理を工夫することにより、上記図2〜5に示した問題を回避する。
次に、本実施例に係るラマン増幅器の構成について説明する。図6は、実施例1に係るラマン増幅器の構成例を示す図である。なお、図6では、図1に示したラマン増幅器100aと同様に、分布型のラマン増幅器を例に挙げる。図6に示すように、実施例1に係るラマン増幅器100は、LD101a〜101dと、光源駆動部102と、FBG103a〜103dと、偏波合波器104a,104bとを有する。また、ラマン増幅器100は、励起光合波器105と、信号光/励起光合波器106と、GEQ107とを有する。また、ラマン増幅器100は、第一変動量記憶部108と、第二変動量記憶部109と、温度調整部110a〜110dと、温度測定部111と、変動量取得部112と、制御部113とを有する。
このうち、LD101a〜101d、光源駆動部102、FBG103a〜103d及び偏波合波器104a,104bは、図1に示したFBG103a〜103d及び偏波合波器104a,104bにそれぞれ対応する。また、励起光合波器105、信号光/励起光合波器106及びGEQ107は、図1に示した励起光合波器105、信号光/励起光合波器106及びGEQ107にそれぞれ対応する。
第一変動量記憶部108は、例えば、FBG103a〜103d各々の温度と、該温度に対する励起光の中心波長の変動量とを対応付けて記憶するメモリである。第一変動量記憶部108は、第一の記憶部の一例である。図7は、第一変動量記憶部108によって記憶される情報の一例を示す図である。例えば、図7に示すように、第一変動量記憶部108は、FBG温度[℃]と、中心波長変動量[nm]とを対応付けて記憶する。このうち、FBG温度は、LD101a〜LD101dの後段にそれぞれ配置されたFBG103a〜103d各々の温度である。中心波長変動量は、FBG103a〜103d各々によって固定される励起光の中心波長の変動量である。
例を挙げて説明すると、第一変動量記憶部108の4列目は、LD101aの後段に配置されたFBG103aの温度が「25℃」である場合に、FBG103aによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の4列目は、LD101bの後段に配置されたFBG103bの温度が「25℃」である場合に、FBG103bによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の4列目は、LD101cの後段に配置されたFBG103cの温度が「25℃」である場合に、FBG103cによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の4列目は、LD101dの後段に配置されたFBG103dの温度が「25℃」である場合に、FBG103dによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。
また、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101aの後段に配置されたFBG103aの温度が「0℃」である場合に、FBG103aによって固定される励起光の中心波長の変動量が「−0.23nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101bの後段に配置されたFBG103bの温度が「0℃」である場合に、FBG103bによって固定される励起光の中心波長の変動量が「−0.23nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の3列目は、LD101cの後段に配置されたFBG103cの温度が「0℃」である場合に、FBG103cによって固定される励起光の中心波長の変動量が「−0.26nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の3列目は、LD101dの後段に配置されたFBG103dの温度が「0℃」である場合に、FBG103dによって固定される励起光の中心波長の変動量が「−0.24nm」であることを示す。
また、第一変動量記憶部108の5列目は、LD101aの後段に配置されたFBG103aの温度が「40℃」である場合に、FBG103aによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.14nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の5列目は、LD101bの後段に配置されたFBG103bの温度が「40℃」である場合に、FBG103bによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.17nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の5列目は、LD101cの後段に配置されたFBG103cの温度が「40℃」である場合に、FBG103cによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.12nm」であることを示す。第一変動量記憶部108の5列目は、LD101dの後段に配置されたFBG103dの温度が「40℃」である場合に、FBG103dによって固定される励起光の中心波長の変動量が「0.14nm」であることを示す。
ここで、第一変動量記憶部108に記憶される各情報の設定手法について説明する。図8は、FBG103a〜103d各々の温度と、該温度に対する励起光の中心波長とを測定した結果を示す図である。まず、図8に示すように、ラマン増幅器100の設計者は、ラマン増幅器100の製造時等に、FBG温度[℃]と、励起光の中心波長[nm]とを測定した結果を測定データとして作成する。FBG温度は、LD101a〜LD101dの後段にそれぞれ配置されたFBG103a〜103d各々の温度である。励起光の中心波長は、FBG103a〜103d各々によって固定される励起光の中心波長である。次いで、設計者は、例えばラマン増幅器100の利得波長特性が平坦となるFBGの最適温度「25℃」に対する励起光の中心波長を基準値として、他のFBG温度に対する励起光の中心波長と基準値との差分値を算出する。次いで、設計者は、算出した差分値を第一変動量記憶部108の中心波長変動量に設定する。
図6の説明に戻り、第二変動量記憶部109は、例えば、GEQ107の温度と、該温度に対する等化波長帯域の中心波長の変動量とを対応付けて記憶するメモリである。第二変動量記憶部109は、第二の記憶部の一例である。図9は、第二変動量記憶部109によって記憶される情報の一例を示す図である。例えば、図9に示すように、第二変動量記憶部109は、GEQ温度[℃]と、中心波長変動量[nm]とを対応付けて記憶する。このうち、GEQ温度は、GEQ107の温度である。中心波長変動量は、GEQ107における等化波長帯域の中心波長の変動量である。
例を挙げて説明すると、第二変動量記憶部109の4列目は、GEQ107の温度が「25℃」である場合に、等化波長帯域の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。また、第二変動量記憶部109の3列目は、GEQ107の温度が「0℃」である場合に、等化波長帯域の中心波長の変動量が「−0.11nm」であることを示す。また、第二変動量記憶部109の5列目は、GEQ107の温度が「40℃」である場合に、等化波長帯域の中心波長の変動量が「0.06nm」であることを示す。
ここで、第二変動量記憶部109に記憶される各情報の設定手法について説明する。まず、ラマン増幅器100の設計者は、ラマン増幅器100の製造時等に、GEQ107の温度と、等化波長帯域の中心波長とを測定した結果を測定データとして作成する。次いで、設計者は、例えばラマン増幅器100の利得波長特性が平坦となるGEQ107の最適温度「25℃」に対する等化波長帯域の中心波長を基準値として、他のGEQ107の温度に対する等化波長帯域の中心波長と基準値との差分値を算出する。次いで、設計者は、算出した差分値を第二変動量記憶部109の中心波長変動量に設定する。
温度調整部110a〜110dは、FBG103a〜103d各々に設置され、励起光の中心波長を変動させるFBG103a〜103d各々の温度をそれぞれ調整する。温度調整部110a〜110dによって調整されるFBG103a〜103d各々の温度は、例えば、制御部113によって制御される。すなわち、温度調整部110a〜110dは、制御部113による制御に基づいて、FBG103a〜103d各々の温度をそれぞれ調整する。
図10は、温度調整部110aの構成例を示す図である。温度調整部110b〜110dの構成についても温度調整部110aと同様である。図10に示すように、温度調整部110aは、基板上に実装された熱電クーラや熱電ヒータ等の温度制御デバイス121と、温度制御デバイス121に装着された金属等の温度拡散板122とを含み、温度拡散板122によりFBG103aを支持する。温度制御デバイス121は、制御部113に接続されており、制御部113による制御に基づいて、温度拡散板122を介してFBG103aを加熱又は冷却することによって、FBG103aの温度を調整する。温度拡散板122は、温度制御デバイス121とFBG103aとの間を伝搬する熱を均一に拡散する。
温度測定部111は、FBG103a〜103d各々の温度と、GEQ107の温度とを測定し、測定した温度を変動量取得部112に出力する。ここで、温度測定部111は、サーミスタ等の温度センサを用いることができる。
変動量取得部112は、温度測定部111によって測定されたFBG103a〜103d各々の温度に対応する励起光の中心波長の変動量を、第一変動量記憶部108から取得し、取得した励起光の中心波長の変動量を制御部113に出力する。また、変動量取得部112は、温度測定部111によって測定されたGEQ107の温度に対応する等化波長帯域の中心波長の変動量を、第二変動量記憶部109から取得し、取得した等化波長帯域の中心波長の変動量を制御部113に出力する。
例えば、変動量取得部112は、温度測定部111によって測定されたFBG103aの温度が「60℃」である場合に、LD101aからの励起光の中心波長の変動量「0.35nm」を第一変動量記憶部108から取得して制御部113に出力する。また、例えば、変動量取得部112は、温度測定部111によって測定されたGEQ107の温度が「40℃」である場合に、等化波長帯域の中心波長の変動量「0.06nm」を第二変動量記憶部109から取得して制御部113に出力する。なお、変動量取得部112は、CPU(Central Processing Unit)及び該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現される。或いは、FPGA(Field Programmable Gate Array)を用いて実現しても良い。
制御部113は、変動量取得部112によって取得された二つの変動量の差分に対応するFBG103a〜103d各々の温度を第一変動量記憶部108から取得する。制御部113は、第一変動量記憶部108から取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する。
例えば、制御部113は、LD101aからの励起光の中心波長の変動量「0.35nm」と、GEQ107の等化波長帯域の変動量「0.06nm」とを変動量取得部112から受け付ける。制御部113は、LD101aからの励起光の中心波長の変動量とGEQ107の等化波長帯域の変動量との差分「0.29nm」を算出する。制御部113は、二つの変動量の差分「0.29nm」に対応するFBG温度を第一変動量記憶部108から取得する。制御部113は、第一変動量記憶部108から取得した温度が最適温度「25℃」となるように、温度調整部110aによって調整されるFGB103aの温度を制御する。
なお、変動量取得部112によって取得された二つの変動量の差分に対応するFBG103a〜103d各々の温度が第一変動量記憶部108に存在しない場合には、制御部113は、以下の処理を行うことも可能である。すなわち、制御部113は、第一変動量記憶部108に記憶された各情報を基にして、FBG103a〜103d各々の温度と、該温度に対する励起光の中心波長の変動量との対応関係を示す補間関数を生成する。制御部113は、生成した補間関数に対して、変動量取得部112によって取得された二つの変動量の差分を適用することによって、FBG103a〜103d各々の温度を取得する。制御部113は、取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する。
次に、図11を用いて、実施例1に係るラマン増幅器100の処理手順について説明する。図11は、実施例1に係るラマン増幅器100の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図11に示す処理は、所定の周期で実行される。
図11に示すように、ラマン増幅器100は、FGB103a〜103d各々の温度を測定し(ステップS101)、GEQ107の温度を測定する(ステップS102)。
続いて、ラマン増幅器100は、測定されたFGB103a〜103d各々の温度に対応する励起光の中心波長の変動量を、第一変動量記憶部108から取得する(ステップS103)。ラマン増幅器100は、測定されたGEQ107の温度に対応する等化波長帯域の中心波長の変動量を、第二変動量記憶部109から取得する(ステップS104)。
続いて、ラマン増幅器100は、取得された二つの変動量の差分を算出し(ステップS105)、算出した差分に対応するFGB103a〜103d各々の温度を、第一変動量記憶部108から取得する(ステップS106)。そして、ラマン増幅器100は、第一変動量記憶部108から取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する(ステップS107)。
上述したように、ラマン増幅器100は、FBGの温度及びGEQの温度を測定し、測定したFBGの温度に対応する励起光の中心波長の変動量と、GEQの温度に対応する等化波長帯域の中心波長の変動量とを記憶部から取得する。そして、ラマン増幅器100は、取得した二つの変動量の差分に対応するFBGの温度を記憶部から取得し、取得した温度を用いてFBGの温度を制御する。このため、ラマン増幅器100は、環境温度が変化した場合でも、FBGによって固定される励起光の中心波長と、GEQによる利得等化の対象となる波長帯域の中心波長とのずれを回避することができる。この結果、ラマン増幅器100は、環境温度が変化した場合でも、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができる。
(適用例)
ここで、ラマン増幅器100の適用例を説明する。図12は、実施例1に係るラマン増幅器100の適用例を説明するための図である。図12に示す例では、ラマン増幅器100のFBG103a〜103dは、それぞれ異なる実装位置に設置され、各実装位置に関する温度勾配が発生している。例えば、FBG103aの温度と、FBG103bの温度とはほぼ同じ温度であるが、FBG103cの温度は、FBG103dの温度と比較して高い。このような状況の下で、ラマン増幅器100は、FBG103a〜103b各々の温度を個別に制御する。このため、ラマン増幅器100は、FBG103a〜103b間に温度勾配が発生した場合でも、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができる。
実施例1では、FBGの温度と該温度に対する励起光の中心波長の変動量と、GEQの温度と該温度に対する等化波長帯域の中心波長の変動量との差分を用いてFBGの温度を制御する場合を説明した。しかしながら、さらに、励起光の光源を駆動させる駆動電流の電流値と該電流値に対する励起光の中心波長の変動量を用いてFBGの温度を制御することとしても良い。そこで、実施例2では、励起光の光源を駆動させる駆動電流の電流値と該電流値に対する励起光の中心波長の変動量を用いてFBGの温度を制御する場合を説明する。
図13を用いて、実施例2に係るラマン増幅器の構成を説明する。図13は、実施例2に係るラマン増幅器の構成例を示す図である。なお、図13では、実施例1と同様に、分布型のラマン増幅器を例に挙げる。また、図13では、図6と同様の機能を有するブロックに同一の符号を付し、同様の処理についてはその説明を省略する。
図13に示すように、実施例2に係るラマン増幅器200の後段には、カプラ11、光チャネルモニタ(OCM:Optical Channel Monitor)12及び駆動電流制御回路13が配置される。カプラ11は、ラマン増幅器200から出力されるWDM信号光を分波し、分波した一方のWDM信号光をOCM12に出力する。OCM12は、WDM信号光のパワーを波長ごとに検出し、検出結果を駆動電流制御回路13に出力する。駆動電流制御回路13は、OCM12からの検出結果を基に、波長ごとのWDM信号光のパワーが均一となるように、LD101a〜101dを駆動するための駆動電流の電流値を決定し、決定した電流値をラマン増幅器200の光源駆動部102に出力する。
ラマン増幅器200は、LD101a〜101dと、光源駆動部102と、FBG103a〜103dと、偏波合波器104a,104bとを有する。また、ラマン増幅器200は、励起光合波器105と、信号光/励起光合波器106と、GEQ107とを有する。また、ラマン増幅器200は、第一変動量記憶部108と、第二変動量記憶部109と、温度調整部110a〜110dと、温度測定部111と、変動量取得部212と、制御部213とを有する。また、ラマン増幅器100は、第三変動量記憶部214と、電流値検出部215とを有する。
第三変動量記憶部214は、例えば、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値と、該電流値に対する励起光の中心波長の変動量とを対応付けて記憶するメモリである。第三変動量記憶部214は、第三の記憶部の一例である。図14は、第三変動量記憶部214によって記憶される情報の一例を示す図である。例えば、図14に示すように、第三変動量記憶部214は、LD電流値[mA]と、中心波長変動量[nm]とを対応付けて記憶する。このうち、LD電流値は、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値である。中心波長変動量は、LD101a〜101d各々から出力される励起光の中心波長の変動量である。
例を挙げて説明すると、第一変動量記憶部108の2列目は、LD101aの駆動電流の電流値が「500mA」である場合に、LD101aから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の2列目は、LD101bの駆動電流の電流値が「500mA」である場合に、LD101bから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の2列目は、LD101cの駆動電流の電流値が「500mA」である場合に、LD101cから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の2列目は、LD101dの駆動電流の電流値が「500mA」である場合に、LD101dから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.00nm」であることを示す。
また、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101aの駆動電流の電流値が「1000mA」である場合に、LD101aから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.20nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101bの駆動電流の電流値が「1000mA」である場合に、LD101bから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.17nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101cの駆動電流の電流値が「1000mA」である場合に、LD101cから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.13nm」であることを示す。同様に、第一変動量記憶部108の3列目は、LD101dの駆動電流の電流値が「1000mA」である場合に、LD101dから出力される励起光の中心波長の変動量が「0.21nm」であることを示す。
ここで、第三変動量記憶部214に記憶される各情報の設定手法について説明する。図15は、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値と、該電流値に対する励起光の中心波長と測定した結果を示す図である。まず、図15に示すように、ラマン増幅器200の設計者は、ラマン増幅器200の製造時等に、LD電流値[mA]と、励起光の中心波長[nm]とを測定した結果を測定データとして作成する。LD電流値は、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値である。中心波長変動量は、LD101a〜101d各々から出力される励起光の中心波長である。次いで、設計者は、例えばラマン増幅器200の利得波長特性が平坦となるLDの最適電流値「500mA」に対する励起光の中心波長を基準値として、他のLD電流値に対する励起光の中心波長と基準値との差分値を算出する。次いで、設計者は、算出した差分値を第三変動量記憶部214の中心波長変動量に設定する。
図13の説明に戻り、電流値検出部215は、駆動電流制御回路13を監視し、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値を変動量取得部212に出力する。なお、電流値検出部215は、CPU及び該CPUにて解析実行されるプログラムにて実現される。或いは、FPGAを用いて実現しても良い。
変動量取得部212は、図6に示した変動量取得部112に対応する。変動量取得部212は、さらに、電流値検出部215によって検出されたLD101a〜101d各々の駆動電流の電流値に対応する励起光の中心波長の変動量を、第三変動量記憶部214から取得し、取得した励起光の中心波長の変動量を制御部213に出力する。
例えば、変動量取得部212は、電流値検出部215にて検出されたLD101aの駆動電流の電流値が「1000mA」である場合、LD101aからの励起光の中心波長の変動量「0.20nm」を第三変動量記憶部214から取得して制御部213に出力する。
制御部213は、図6に示した制御部113に対応する。制御部213は、さらに、変動量取得部212によって取得された変動量に対応するFBG103a〜103d各々の温度を第一変動量記憶部108から取得する。制御部213は、第一変動量記憶部108から取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する。
例えば、制御部213は、LD101aからの励起光の中心波長の変動量「0.20nm」を変動量取得部212から受け付ける。制御部213は、LD101aからの励起光の中心波長の変動量「0.20nm」に対応するFBG温度を第一変動量記憶部108から取得する。制御部213は、第一変動量記憶部108から取得した温度が最適温度「25℃」となるように、温度調整部110aによって調整されるFBG103aの温度を制御する。
なお、変動量取得部212によって取得された変動量に対応するFBG103a〜103d各々の温度が第一変動量記憶部108に存在しない場合には、制御部213は、以下の処理を行うことも可能である。すなわち、制御部213は、第一変動量記憶部108に記憶された各情報を基にして、FBG103a〜103d各々の温度と、該温度に対する励起光の中心波長の変動量との対応関係を示す補間関数を生成する。制御部213は、生成した補間関数に対して、変動量取得部212によって取得された変動量を適用することによって、FBG103a〜103d各々の温度を取得する。制御部213は、取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する。
次に、図16を用いて、実施例2に係るラマン増幅器200の処理手順について説明する。図16は、実施例2に係るラマン増幅器200の処理手順を示すフローチャートである。例えば、図16に示す処理は、所定の周期で実行される。また、図16に示す処理は、図11に示した処理と同時に実行されても良く、また、図11に示した処理とは独立して実行されても良い。
図16に示すように、ラマン増幅器200は、LD101a〜101d各々の駆動電流の電流値を検出する(ステップS201)。続いて、ラマン増幅器200は、検出されたLD101a〜101d各々の駆動電流の電流値に対応する励起光の中心波長の変動量を第三変動量記憶部214から取得する(ステップS202)。
続いて、ラマン増幅器200は、取得された励起光の中心波長の変動量に対応するFGB103a〜103d各々の温度を、第一変動量記憶部108から取得する(ステップS203)。そして、ラマン増幅器200は、第一変動量記憶部108から取得した温度に基づいて、温度調整部110a〜110dによって調整されるFGB103a〜103d各々の温度をそれぞれ制御する(ステップS204)。
上述したように、ラマン増幅器200は、LD各々の駆動電流の電流値を検出し、検出した電流値に対応する励起光の中心波長の変動量を記憶部から取得する。そして、ラマン増幅器200は、取得した変動量に対応するFBGの温度を記憶部から取得し、取得した温度を用いてFBGの温度を制御する。このため、ラマン増幅器200は、励起光を発するLDの駆動電流が変化した場合でも、FBGによって固定される励起光の中心波長の変動を抑制することができる。この結果、ラマン増幅器200は、励起光を発するLDの駆動電流が変化した場合でも、波長に対する利得偏差の平坦性を精度良く維持することができる。
なお、上記実施例2において、ラマン増幅器200の後段に他の光学部品を配置した場合でも、上記実施例2と同様の効果を得ることができる。例えば、図17に示すように、ラマン増幅器200の後段にエルビウム添加ファイバ光増幅器(EDFA:Erbium Doped Fiber Amplifier)14を配置しても良い。この構成によれば、EDFA14で発生する利得傾斜等も補償することができる。なお、図17は、実施例2の変形例を示す図である。
また、上記実施例1、2では、伝送路である光ファイバ自体を増幅媒体として信号光を増幅する分布型のラマン増幅器に対して、本願の開示する光増幅器を適用した場合を説明した。しかしながら、非線形屈折率の高い高非線形ファイバや分散補償ファイバなどを増幅媒体として信号光を増幅する集中型のラマン増幅器に対して、本願の開示する光増幅器を適用しても良い。
100、200 ラマン増幅器
101a〜101d LD
102 光源駆動部
103a〜103d 波長固定器(FBG)
104a,104b 偏波合波器
105 励起光合波器
106 信号光/励起光合波器
107 利得等化器(GEQ)
108 第一変動量記憶部
109 第二変動量記憶部
110a〜110d 温度調整部
111 温度測定部
112、212 変動量取得部
113、213 制御部
214 第三変動量記憶部
215 電流値検出部

Claims (5)

  1. 信号光をラマン増幅するための励起光の中心波長を固定する波長固定部に設置され、前記励起光の中心波長を変動させる該波長固定部の温度を調整する温度調整部と、
    前記波長固定部の温度と、前記励起光を利用してラマン増幅された前記信号光の利得を所定の波長帯域を対象として等化する利得等化部の温度とを測定する温度測定部と、
    前記温度測定部によって測定された前記波長固定部の温度に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、前記波長固定部の温度と該温度に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた第一の記憶部から取得し、測定された前記利得等化部の温度に対応する前記波長帯域の中心波長の変動量を、前記利得等化部の温度と該温度に対する前記波長帯域の中心波長の変動量とを対応付けた第二の記憶部から取得する変動量取得部と、
    前記変動量取得部によって取得された二つの変動量の差分に対応する前記波長固定部の温度を前記第一の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される前記波長固定部の温度を制御する制御部と
    を備えたことを特徴とする光増幅器。
  2. 前記波長固定部は、前記励起光を発する光源ごとに複数配置されるとともに、前記温度調整部は、各前記波長固定部に設置されて各前記波長固定部の温度をそれぞれ調整し、
    前記温度測定部は、各前記波長固定部の温度と、前記利得等化部の温度とを測定し、
    前記変動量取得部は、前記温度測定部によって測定された各前記波長固定部の温度に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、各前記波長固定部の温度と該温度に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた前記第一の記憶部から取得し、測定された前記利得等化部の温度に対応する前記波長帯域の中心波長の変動量を、前記第二の記憶部から取得し、
    前記制御部は、前記変動量取得部によって取得された二つの変動量の差分に対応する各前記波長固定部の温度を前記第一の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される各前記波長固定部の温度をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1に記載の光増幅器。
  3. 前記励起光を発する光源を駆動させるための駆動電流の電流値を検出する電流値検出部をさらに備え、
    前記変動量取得部は、前記電流値検出部によって検出された前記駆動電流の電流値に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、前記駆動電流の電流値と該電流値に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた第三の記憶部から取得し、
    前記制御部は、前記変動量取得部によって取得された変動量に対応する前記波長固定部の温度を前記第一の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される前記波長固定部の温度を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の光増幅器。
  4. 前記波長固定部は、前記励起光を発する光源ごとに複数配置されるとともに、前記温度調整部は、各前記波長固定部に設置されて各前記波長固定部の温度をそれぞれ調整し、
    前記電流値検出部は、前記光源ごとに前記駆動電流の電流値を検出し、
    前記変動量取得部は、前記電流値検出部によって検出された前記光源ごとの前記駆動電流の電流値に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、前記光源ごとの前記駆動電流の電流値と該電流値に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた第三の記憶部から取得し、
    前記制御部は、前記変動量取得部によって取得された変動量に対応する各前記波長固定部の温度を前記第三の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される各前記波長固定部の温度を制御することを特徴とする請求項3に記載の光増幅器。
  5. 信号光をラマン増幅するための励起光の中心波長を固定する波長固定部に設置され、前記励起光の中心波長を変動させる該波長固定部の温度を調整する温度調整部を備えた光増幅器により実行される光増幅器制御方法であって、
    前記波長固定部の温度と、前記励起光を利用してラマン増幅された前記信号光の利得を所定の波長帯域を対象として等化する利得等化部の温度とを測定し、
    測定された前記波長固定部の温度に対応する前記励起光の中心波長の変動量を、前記波長固定部の温度と該温度に対する前記励起光の中心波長の変動量とを対応付けた第一の記憶部から取得し、測定された前記利得等化部の温度に対応する前記波長帯域の中心波長の変動量を、前記利得等化部の温度と該温度に対する前記波長帯域の中心波長の変動量とを対応付けた第二の記憶部から取得し、
    取得された二つの変動量の差分に対応する前記波長固定部の温度を前記第一の記憶部から取得し、取得した温度に基づいて、前記温度調整部によって調整される前記波長固定部の温度を制御する
    ことを特徴とする光増幅器制御方法。
JP2012133230A 2012-06-12 2012-06-12 光増幅器及び光増幅器制御方法 Expired - Fee Related JP5884654B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012133230A JP5884654B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 光増幅器及び光増幅器制御方法
US13/870,305 US8902492B2 (en) 2012-06-12 2013-04-25 Optical amplifier and optical amplifier control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012133230A JP5884654B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 光増幅器及び光増幅器制御方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013257436A JP2013257436A (ja) 2013-12-26
JP5884654B2 true JP5884654B2 (ja) 2016-03-15

Family

ID=49715098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012133230A Expired - Fee Related JP5884654B2 (ja) 2012-06-12 2012-06-12 光増幅器及び光増幅器制御方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US8902492B2 (ja)
JP (1) JP5884654B2 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10523334B1 (en) * 2018-12-07 2019-12-31 Fujitsu Limited Controlling gain modulation in optical communication networks

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2786739B2 (ja) 1990-10-30 1998-08-13 株式会社東芝 過励磁検出継電装置
US5541766A (en) * 1994-11-30 1996-07-30 At&T Corp. Gain control for optically amplified systems
JP2663904B2 (ja) 1995-03-24 1997-10-15 日本電気株式会社 伝達関数評価装置
JP4295368B2 (ja) 1998-04-07 2009-07-15 株式会社ケンウッド 電磁界解析方法
KR100328291B1 (ko) * 1998-07-14 2002-08-08 노베라 옵틱스 인코포레이티드 능동제어된파장별이득을갖는광증폭기및변화가능한출력스펙트럼을갖는광섬유광원
JP3585758B2 (ja) * 1999-01-18 2004-11-04 富士通株式会社 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム
JP2000341213A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Fujitsu Ltd 温度補償機能を有する利得調整器および光増幅器
JP2000346891A (ja) 1999-06-07 2000-12-15 Toshiba Corp 電磁界解析方法
JP3449316B2 (ja) * 1999-10-04 2003-09-22 日本電気株式会社 光ファイバ増幅装置
JP2001257402A (ja) * 2000-03-08 2001-09-21 Nec Corp 光増幅媒体コンポーネントとこれを備えた光ファイバ増幅器
WO2002017010A1 (fr) * 2000-08-25 2002-02-28 Fujitsu Limited Systeme de communication optique, procede permettant de fournir de la lumiere d'excitation, et amplificateur raman distribue
JP2002076482A (ja) * 2000-08-31 2002-03-15 Fujitsu Ltd 光増幅器,光増幅方法及び光増幅システム
US20020171913A1 (en) * 2000-11-16 2002-11-21 Lightbit Corporation Method and apparatus for acheiving
US20020154387A1 (en) * 2001-04-20 2002-10-24 Kenji Mori Gain equalizer, collimator with gain equalizer and method of manufacturing gain equalizer
US6882776B2 (en) * 2001-11-06 2005-04-19 Intel Corporation Method and apparatus of a semiconductor-based gain equalization device for optical amplifiers
US7233712B2 (en) * 2002-04-22 2007-06-19 Sanmina-Sci Corporation Temperature-controlled flexible optical circuit for use in an erbium-doped fiber amplifier and method for fabricating the flexible optical circuit
JP4094352B2 (ja) * 2002-06-24 2008-06-04 富士通株式会社 光増幅器
US7336415B2 (en) * 2002-07-10 2008-02-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical amplification module, optical amplification apparatus, and optical communications system
JP4194815B2 (ja) 2002-09-04 2008-12-10 株式会社フジクラ 光増幅器
US20040196882A1 (en) * 2003-04-01 2004-10-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Optical amplifier
JP5617550B2 (ja) * 2010-11-12 2014-11-05 富士通株式会社 光伝送装置、光伝送システム及び光伝送方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8902492B2 (en) 2014-12-02
JP2013257436A (ja) 2013-12-26
US20130329277A1 (en) 2013-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3903650B2 (ja) 光増幅器および光増幅器制御方法
JP2000164955A (ja) 希土類ド―プ導波路光増幅器および光通信システム
JP2012156285A (ja) 光増幅装置
JP3966005B2 (ja) ラマン増幅方法、ラマン増幅用励起ユニットおよび波長多重光通信システム
US6621623B1 (en) Optical fiber amplifying device stabilized for temperature and signal level
JP3585758B2 (ja) 利得等化のための方法並びに該方法の実施に使用する装置及びシステム
JP4635402B2 (ja) 光増幅器及び光増幅方法
JP5884654B2 (ja) 光増幅器及び光増幅器制御方法
JP6879364B2 (ja) 光増幅器及び光増幅器の制御方法
US6525870B1 (en) Method and system for controlling Raman gain flatness sensitivity to pump laser wavelength variation
US6424457B1 (en) Optical amplifiers and methods for manufacturing optical amplifiers
US6859306B2 (en) Method, apparatus and system for reducing gain ripple in a raman-amplified WDM system
US20020131159A1 (en) Dynamic spectral filters with internal control
WO2017085822A1 (ja) 光増幅装置
JPWO2004040719A1 (ja) 光増幅器の制御装置及び制御方法
KR20040005698A (ko) 광 증폭 모듈, 광 증폭기 및 광 통신 시스템
US20040196882A1 (en) Optical amplifier
JP6020640B2 (ja) 光増幅装置
JP2015200728A (ja) 光分岐器、光増幅装置及び光増幅方法
JP2002267848A (ja) 可変光減衰器、光モジュール、光増幅器及び光通信システム
JP5142024B2 (ja) 光増幅装置
JP5298973B2 (ja) 光増幅器、光増幅器の制御方法及びプログラム
JP2010008568A (ja) 光出力制御装置
JP2004103599A (ja) 光増幅器、光増幅器の利得平坦度の温度依存性の補償方法、光伝送路
JP3965975B2 (ja) 光増幅器および光通信システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20151130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160112

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5884654

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees