JPH04165334A - 光ファイバ増幅器の励起光源切替方式 - Google Patents
光ファイバ増幅器の励起光源切替方式Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
-
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- H01S—DEVICES 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
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- H01S3/13013—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude in optical amplifiers by controlling the optical pumping
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
光ファイバ増幅器の希土類ドープファイバを励起するた
めの励起光源の現用、予備切替に関し、切替時の瞬断を
防止することを目的とし、光ファイバ増幅器の出力をモ
ニタし、光ファイバ増幅器出力を一定になる様に励起光
源のバイアス電流を制御するモニタ部と、 該モニタ部からの実力を監視し、光増幅器の利得が一定
になる様に、該励起光源の一方のバイアスを徐々に減少
させ、該他の励起光源のバイアスを徐々に増加させる制
御を行う制御手段を設け、構成とする。
めの励起光源の現用、予備切替に関し、切替時の瞬断を
防止することを目的とし、光ファイバ増幅器の出力をモ
ニタし、光ファイバ増幅器出力を一定になる様に励起光
源のバイアス電流を制御するモニタ部と、 該モニタ部からの実力を監視し、光増幅器の利得が一定
になる様に、該励起光源の一方のバイアスを徐々に減少
させ、該他の励起光源のバイアスを徐々に増加させる制
御を行う制御手段を設け、構成とする。
〔産業上の利用分野〕
光信号を光のまま増幅することが可能な光増幅器の需要
が近年高まってきている。
が近年高まってきている。
光増幅器で中継器を構成すると電気信号に変換すること
なく弱まった光信号を増幅できるため。
なく弱まった光信号を増幅できるため。
高速の電気回路が不要となることや非常に高帯域である
と言ったメリットがある。
と言ったメリットがある。
その中でも光ファイバに希土類元素をドープした光ファ
イバにより光増幅を行う光ファイバ増幅器は、光増幅器
の中で挿入損失が少なく、偏波に依存しないため有望で
ある。
イバにより光増幅を行う光ファイバ増幅器は、光増幅器
の中で挿入損失が少なく、偏波に依存しないため有望で
ある。
この光ファイバ増幅器には希土類元素を励起するため、
励起光源が必要不可欠であり、信転性の点から中継器で
は現用と予備用の２つが必要となる。
励起光源が必要不可欠であり、信転性の点から中継器で
は現用と予備用の２つが必要となる。
本発明は、光ファイバ増幅器を用いた中継器の励起光源
の現用から予備、予備から現用への切り替えに関するも
のである。
の現用から予備、予備から現用への切り替えに関するも
のである。
現用、予備の励起光源を有する光ファイバ増幅器を用い
た光中継器の構成として、現在第 図の様な構成のもの
が考えられる。
た光中継器の構成として、現在第 図の様な構成のもの
が考えられる。
第４図において、現用及び、予備の励起光源４を設け、
現用及び、予備の励起光源４の光をカプラ３により偏波
合成する。
現用及び、予備の励起光源４の光をカプラ３により偏波
合成する。
カプラ３により偏波合成された励起光と信号光を光合波
器１により合波する。
器１により合波する。
この光合波器１の出力を光ファイバ増幅器２にて増幅す
る。
る。
光ファイバ増幅器２で増幅された信号光をカプラ１０で
一部分岐しモニタ光として用いる。
一部分岐しモニタ光として用いる。
分岐された信号光を受光素子９で電気に変換する。
受光素子９からの電気信号を比較してカプラ１０で分岐
されたもう一方の信号光の大きさを一定にする様にＡＰ
Ｃ回路８で励起光源のバイアス電流を制御する。
されたもう一方の信号光の大きさを一定にする様にＡＰ
Ｃ回路８で励起光源のバイアス電流を制御する。
ＡＰＣ回路８からのバイアス電流をスイッチ６により現
用、予備の励起光源４に対し、切替え接続する。
用、予備の励起光源４に対し、切替え接続する。
制御回路７で励起光源のバイアス電流をモニタしてその
劣化を検出した場合か、端局より送られてくる信号によ
り、スイッチ６に対し、制御信号により励起光源の切り
替えの信号を出力する。
劣化を検出した場合か、端局より送られてくる信号によ
り、スイッチ６に対し、制御信号により励起光源の切り
替えの信号を出力する。
この切替え信号により、現用から予備、予備から現用の
切り替え時は、単純に現用から予備に切り替えると、切
替の瞬間に励起光が瞬断する可能性がある。
切り替え時は、単純に現用から予備に切り替えると、切
替の瞬間に励起光が瞬断する可能性がある。
中継器が動作している状態、つまり光信号が中継されて
いる状態において、励起光源が現用から予備、予備から
現用の切り替える時に、切替え時の瞬断により、光ファ
イバ増幅器の利得が変動すし主信号にも影響を及ぼす。
いる状態において、励起光源が現用から予備、予備から
現用の切り替える時に、切替え時の瞬断により、光ファ
イバ増幅器の利得が変動すし主信号にも影響を及ぼす。
本発明は、この様に励起光源の切り替え時に主信号が中
断されないようにし、又利得の変動を抑えることを目的
とする。
断されないようにし、又利得の変動を抑えることを目的
とする。
第１図は本発明の原理説明図である。図中１に於いて第
図と同一ブロックは同一番号で示す。
図と同一ブロックは同一番号で示す。
本発明は、現用励起光源から予備励起光源に切替えを行
う時に、光ファイバ増幅器の出力をモニタし、光ファイ
バ増幅器出力を一定になる様に励起光源のバイアス電流
を制御するモニタ部と、現用励起光源の出力を徐々に減
少させると共に、予備励起光源の光りを徐々に増加させ
る制御を行い、励起光源の出力は常に一定になる様に制
御しながら、現用励起光源から予備励起光源に切替える
制御手段をよって達成される。
う時に、光ファイバ増幅器の出力をモニタし、光ファイ
バ増幅器出力を一定になる様に励起光源のバイアス電流
を制御するモニタ部と、現用励起光源の出力を徐々に減
少させると共に、予備励起光源の光りを徐々に増加させ
る制御を行い、励起光源の出力は常に一定になる様に制
御しながら、現用励起光源から予備励起光源に切替える
制御手段をよって達成される。
（作用）
本発明の様に励起光を切替える時に、現用の励起光の出
力を徐々に減少させると共に、予備励起光源の光りを徐
々に増加させる制御を行うことで励起光源の光パワーは
、バイアス電流の遷移時間中でも一定となり、光ファイ
バ増幅器で増幅されている主信号が途切れることなく中
継されることになる。
力を徐々に減少させると共に、予備励起光源の光りを徐
々に増加させる制御を行うことで励起光源の光パワーは
、バイアス電流の遷移時間中でも一定となり、光ファイ
バ増幅器で増幅されている主信号が途切れることなく中
継されることになる。
第２図及び第３図を用いて、本発明の詳細な説明する。
励起光源を駆動するバイアスバイアスは光合波器で励起
光源と信号光を光ファイバ増幅器２へ入射する。
光源と信号光を光ファイバ増幅器２へ入射する。
３は現用、予備の励起光源４を偏波合成するものである
。
。
５はそれぞれ現用、予備の励起光源ドライブ回路であり
、この回路にはバイアス電流０からある値、ある値から
０まで変わる時間を決めるＲ（！：Ｃが構成されている
。
、この回路にはバイアス電流０からある値、ある値から
０まで変わる時間を決めるＲ（！：Ｃが構成されている
。
７は励起光源のバイアス電流をモニタしてその劣化を検
出し、また端局より送られてくる信号により励起光源の
切り替えの信号を出す回路であり、６は上記７からの信
号によりスイッチングする回路である。
出し、また端局より送られてくる信号により励起光源の
切り替えの信号を出す回路であり、６は上記７からの信
号によりスイッチングする回路である。
１０は２で増幅された信号光の一部を分岐する光カブラ
で、９がその分岐された信号光を電気に変換する受光素
子である。
で、９がその分岐された信号光を電気に変換する受光素
子である。
８はその電気信号を比較して１０で分岐されたもう一方
の信号光の大きさを一定にする様に励起光源のバイアス
電流を制御するＡＰＣ回路である。
の信号光の大きさを一定にする様に励起光源のバイアス
電流を制御するＡＰＣ回路である。
第２図の２つの励起光源の内のどちらかが発光して２に
入射され主信号が増幅されている状態で、発光している
励起光源の劣化を示す信号あるいは端局より励起レーザ
を切り替える命令が７に入力されるとスイッチ６が切り
替えられる。
入射され主信号が増幅されている状態で、発光している
励起光源の劣化を示す信号あるいは端局より励起レーザ
を切り替える命令が７に入力されるとスイッチ６が切り
替えられる。
今まで発光していた励起光源のドライブ回路はバイアス
電流を０にし、もう一方のドライブ回路はバイアス電流
をある値まで上げ、それぞれのバイアス電流の遷移時間
は回路内のＲＣの時定数により決定される。
電流を０にし、もう一方のドライブ回路はバイアス電流
をある値まで上げ、それぞれのバイアス電流の遷移時間
は回路内のＲＣの時定数により決定される。
本発明ではその時定数が等しくなる様にぞれぞれのＲ，
Ｃを決めると偏波合成された励起光源の光パワーはバイ
アス電流の遷移時間中でも一定となり、光ファイバ増幅
器で増幅されている主信号が途切れることなく中継され
ることになる。
Ｃを決めると偏波合成された励起光源の光パワーはバイ
アス電流の遷移時間中でも一定となり、光ファイバ増幅
器で増幅されている主信号が途切れることなく中継され
ることになる。
第３図は第２図の構成で励起光源が切り替えられた時の
現用、予備それぞれの光パワーの変化を表した図である
。
現用、予備それぞれの光パワーの変化を表した図である
。
１が時間ｔ０で発光している光源（以下現用光源とする
）の光パワーを示し、２が発光していない光源（以下予
備光源とする）の光パワーを示している。
）の光パワーを示し、２が発光していない光源（以下予
備光源とする）の光パワーを示している。
時間Ｌ１は第２図中４に励起レーザの切り替え信号が入
力され、５をスイッチングした時間とし、ｔｌで現用光
源のドライブ回路はバイアス電流をＯにする設定となり
回路中のＲＩ、 Ｃ＋によりＰｏ Ｘｅｘｐ （−ｔ／
Ｒ，Ｃ，）の関数で減少していき、予備レーザのドライ
ブ回路はバイアス電流を光パワーＰ０になる値に設定さ
れ回路中のＲ，、Ｃ２によりＰａ Ｘ （１ｅ ｘ ｐ
（ｔ／Ｒｚ Ｃｚ））の関数で増加する。ここで光フ
ァイバ増幅器入力端での励起光源の光パワーをＰｃｔ）
とすると、現用、予備の光源は偏波合成されているので
Ｐ （ｔ）は第３図の１と２の和で表せる。
力され、５をスイッチングした時間とし、ｔｌで現用光
源のドライブ回路はバイアス電流をＯにする設定となり
回路中のＲＩ、 Ｃ＋によりＰｏ Ｘｅｘｐ （−ｔ／
Ｒ，Ｃ，）の関数で減少していき、予備レーザのドライ
ブ回路はバイアス電流を光パワーＰ０になる値に設定さ
れ回路中のＲ，、Ｃ２によりＰａ Ｘ （１ｅ ｘ ｐ
（ｔ／Ｒｚ Ｃｚ））の関数で増加する。ここで光フ
ァイバ増幅器入力端での励起光源の光パワーをＰｃｔ）
とすると、現用、予備の光源は偏波合成されているので
Ｐ （ｔ）は第３図の１と２の和で表せる。
Ｐ（ｔ）＝Ｐｏ ＸｅＸＰ （−ｔ／Ｒ＋ ＣＩ）＋Ｐ
（、ｘ（１ｅｘｐ （ｔ／Ｒｘ Ｃｚ））■ ここでそれぞれのドライブ回路中のＲ＋ ＋ Ｃｒ ＋
Ｒｚ ＋０２を等しくすると（Ｒ＋＝Ｒｚ 、Ｃｌ＝
Ｃ２）上式はＰ（ｔ）＝Ｐ、となり１時間によらずＰ、
で一定となり光ファイバ増幅器の利得も変化せず信号光
に影響を与えないで励起レーザの切り替えが行なえる。
（、ｘ（１ｅｘｐ （ｔ／Ｒｘ Ｃｚ））■ ここでそれぞれのドライブ回路中のＲ＋ ＋ Ｃｒ ＋
Ｒｚ ＋０２を等しくすると（Ｒ＋＝Ｒｚ 、Ｃｌ＝
Ｃ２）上式はＰ（ｔ）＝Ｐ、となり１時間によらずＰ、
で一定となり光ファイバ増幅器の利得も変化せず信号光
に影響を与えないで励起レーザの切り替えが行なえる。
また、それぞれの回路中のＲ＋、ＣＩ＋Ｒ１＋ｃ２を完
全に一致させることは難しく、以下のように異なる。
全に一致させることは難しく、以下のように異なる。
１／Ｒ，ＣＩ ＝１／Ｒ，Ｃ，十Δａ −■ここで。
１／Ｒ，ＣＩ ＝Ａ、１／Ｒ２Ｃ，＝Ａ十Δａとおくと
、Ｐ（ｔ）は以下のようになる。
、Ｐ（ｔ）は以下のようになる。
Ｐ（ｔ） ＝Ｐ、 Ｘ （１（ｅｘｐ （−Ａｔ）−
ｅｘｐ（−（Ａ＋Δａ）ｔ））） ＝Ｐ（ｌ Ｘ （１−ｅｘｐ（−Ａｔ） Ｘ （１−ｅ
ｘｐ（−Δａ ｔ） ） ） ＝＝ｐ、ｘ （１−ｅｘｐ （−Ａｔ）Ｘ（１−１＋Δ
ａｔ−１／２ Ｘ（Δａ ｔ） ” 十−−−−−−−
） ）上式において、Δａ ｔ＜１の範囲では以下のよ
うに近似できる。
ｅｘｐ（−（Ａ＋Δａ）ｔ））） ＝Ｐ（ｌ Ｘ （１−ｅｘｐ（−Ａｔ） Ｘ （１−ｅ
ｘｐ（−Δａ ｔ） ） ） ＝＝ｐ、ｘ （１−ｅｘｐ （−Ａｔ）Ｘ（１−１＋Δ
ａｔ−１／２ Ｘ（Δａ ｔ） ” 十−−−−−−−
） ）上式において、Δａ ｔ＜１の範囲では以下のよ
うに近似できる。
！：ｉＰｏ ｘ （１−ｅｘｐ （−Ａｔ）Ｘ（１−１
／２ＸΔａｔ）ｘΔａｔ） ＃Ｐｏ ｘ （１−ΔａｔＸｅＸＰ （−Ａｔ））・−
−−−一−■ ■式で変動（−Δａ ｔｘｅｘｐ （−Ａｔ））が最小
になるには、ｔ＝１／Ａでその時のＰ（ｔ）は以下のよ
うになる。
／２ＸΔａｔ）ｘΔａｔ） ＃Ｐｏ ｘ （１−ΔａｔＸｅＸＰ （−Ａｔ））・−
−−−一−■ ■式で変動（−Δａ ｔｘｅｘｐ （−Ａｔ））が最小
になるには、ｔ＝１／Ａでその時のＰ（ｔ）は以下のよ
うになる。
Ｐ（１／Ａ） ＝Ｐ、 Ｘ （１−Δａ ／ＡＸ ｅ
ｘ ｐ （−１））−＝−■ よって、■のようにＲ，Ｃがわずかに異なる時の光パワ
ーの変動は０式中の 一Δａ ／ＡＸ ｅ ｘ ｐ （−１））で表され、変
動をある値の範囲内に抑えるためのＲ，Ｃの精度を決め
ることができる。
ｘ ｐ （−１））−＝−■ よって、■のようにＲ，Ｃがわずかに異なる時の光パワ
ーの変動は０式中の 一Δａ ／ＡＸ ｅ ｘ ｐ （−１））で表され、変
動をある値の範囲内に抑えるためのＲ，Ｃの精度を決め
ることができる。
また１時定数を決めるＲ、Ｃを用いる光ファイバ増幅器
の緩和時間Ｔより充分小さくしてやると（式■）、光フ
ァイバ増幅器に入射される励起光源の光パワーが変動し
ても増幅器の利得は変化しない。これより、切り替え時
に入射端の励起光源の光パワーが変動しても光ファイバ
増幅器出力の信号光パワーを一定にすることが出来る。
の緩和時間Ｔより充分小さくしてやると（式■）、光フ
ァイバ増幅器に入射される励起光源の光パワーが変動し
ても増幅器の利得は変化しない。これより、切り替え時
に入射端の励起光源の光パワーが変動しても光ファイバ
増幅器出力の信号光パワーを一定にすることが出来る。
ＲＸＣ（Ｔ −−−−−−・−■
〔発明の効果〕
以上説明したように１本発明によれば光ファイバ増幅器
を用いた光中継器において励起光源の現用及び予備のド
ライブ回路を独立に構成し、電気回路上のスイッチによ
り切り替えを行いそれぞれの回路上のＲ，Ｃの時定数で
バイアス電流の遷移時間を等しく決めると中継器の動作
中に主信号の変動を抑えて現用、予備の切り替えが行な
える。
を用いた光中継器において励起光源の現用及び予備のド
ライブ回路を独立に構成し、電気回路上のスイッチによ
り切り替えを行いそれぞれの回路上のＲ，Ｃの時定数で
バイアス電流の遷移時間を等しく決めると中継器の動作
中に主信号の変動を抑えて現用、予備の切り替えが行な
える。
第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の詳細な
説明する図、第３図は励起光源の特性を示す図、第４図
は従来の技術の技術を示す図である。 １：光合波器 ２：光ファイバ増幅器３：偏波合
成器 ４：励起レーザ ５：レーザドライブ回路 ６：スイッチ ７：制御回路 ８：ＡＰＣ回路 ９：受光素子 １０： 光カプラ 窄θ口のＦｊ、ゴ牙口 ′！４１日 営虻セ１腹互、ブｇ 光パワー Ｍ已え云ｆ）＠打乞言、ｇ図 賃′Ｓ口
説明する図、第３図は励起光源の特性を示す図、第４図
は従来の技術の技術を示す図である。 １：光合波器 ２：光ファイバ増幅器３：偏波合
成器 ４：励起レーザ ５：レーザドライブ回路 ６：スイッチ ７：制御回路 ８：ＡＰＣ回路 ９：受光素子 １０： 光カプラ 窄θ口のＦｊ、ゴ牙口 ′！４１日 営虻セ１腹互、ブｇ 光パワー Ｍ已え云ｆ）＠打乞言、ｇ図 賃′Ｓ口
Claims (4)
- （１）第１及び、第２の励起光源を有する光ファイバ増
幅器において、 光ファイバ増幅器の出力をモニタし、光ファイバ増幅器
出力を一定になる様に励起光源のバイアス電流を制御す
るモニタ部と、 該モニタ部からの実力を監視し、光増幅器の利得が一定
になる様に、該励起光源の一方のバイアスを徐々に減少
させ、該他の励起光源のバイアスを徐々に増加させる制
御を行う制御手段を設け、該制御手段により、励起光の
出力が減少した場合もしくは、外部からの切替え命令が
あった時、該第１及び第の励起光源の切替え制御を行う
ことを特徴とする光ファイバ増幅の励起光源切替方式。 - （２）請求項第１項の制御手段は、 該モニタ部からのバイアス電流を第１の励起光源から第
２の励起光源または第２から第１への切り替え行う電気
的スイッチと、 該励起光源とスイッチ間に、スイッチ切替え時の励起光
源のバイアス電流を０からある値へ上げる又はある値か
ら０へ下げる時間をＣＲ時定数により決定するレーザド
ライブ回路を該励起光源にぞれぞれ設け、 光ファイバ増幅器の入射端での励起光源の光パワーが切
り替え時も一定にすることを特徴とした光ファイバ増幅
器の励起光源切替方式。 - （３）請求項第２項のレーザドライブ回路は、第１と第
２の励起光源のしきい値及びバイアス電流対光パワーの
特性の違いを回路上で構成するＲＣ回路部の設定をそれ
ぞれ独立に決めることにより、光ファイバ増幅器の入射
端での励起光源の光パワーの変動を抑えることを特徴と
した光ファイバ増幅器の励起光源切替方式。 - （４）上記（１）の切り替え方法において、励起光源の
バイアス電流を０からある値へ上げる又はある値から０
へ下げる時間を使用する光ファイバ増幅器の緩和時間つ
まり反転分布が追従可能な時間より速くなるように回路
上のＲＣで決めることにより、光ファイバ増幅器の入射
端での励起光源光パワーの変動があっても、光ファイバ
増幅器の利得を一定とすることを特徴とした光ファイバ
増幅器の励起光源切替方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114260A JPH04165334A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 光ファイバ増幅器の励起光源切替方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2114260A JPH04165334A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 光ファイバ増幅器の励起光源切替方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04165334A true JPH04165334A (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=14633339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2114260A Pending JPH04165334A (ja) | 1990-04-26 | 1990-04-26 | 光ファイバ増幅器の励起光源切替方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04165334A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06302889A (ja) * | 1993-04-13 | 1994-10-28 | Nec Corp | 光ファイバアンプ装置 |
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-
1990
- 1990-04-26 JP JP2114260A patent/JPH04165334A/ja active Pending
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