JPH0465175A - 光増幅器の励起光源駆動方式 - Google Patents

光増幅器の励起光源駆動方式

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、希土類元素をドープした希土類ドープ光ファ
イバとこれを励起する励起光源から構成される光増幅器
の励起光源駆動方式に関するものである。
（従来の技術） 希土類元素をドープした希土類ドープ光ファイバとこれ
を励起する励起光源から構成される光増幅器は、利得が
偏光に依存しないこと、結合損失が小さい等の利点があ
る。
光増幅器の従来の励起光源駆動方式として、第５図の駆
動方式かある（１９９０電子情報通信学会春期全国大会
予稿集、分冊４．１９９０年、堀口正治他、１．４８μ
ｍ帯ＬＤ励起希土類トープ光ファイバ増幅器モジュール
の検討、ｐｐ、３９８）。
図において、１は信号光と励起光を合波する光合波器、
２はＥｒ等の希土類元素をドープした希土類ドープ光フ
ァイバ　３ａ、３ｂは励起光源を発振させる駆動回路、
４ａ、４ｂは希土類ドープ光ファイバ２にドープされた
希土類元素を励起する現用および予備の励起光源、５は
偏光面の異なる２台の励起光源４ａと４ｂの出力を合波
する偏光合波器を示す。
従来では、２台の励起光源のうち、１台の励起光源を現
用励起光源として駆動し、他の１台を予備励起光源とし
てバックアップ用にしている。現用励起光源４ａ（４ｂ
）を１０ｍＷから５０ｍＷ程度の高出力状態で常時動作
させ、希土類ドープ光ファイバ２にドープされた希土類
元素を励起させ、光合波器１によって合波された信号光
を増幅する。この方式はホットスタンドバイあるいはコ
ールドスタンドバイの予備励起光源４ｂ（４ａ）を用い
ることによって励起光源を冗長構成とし、光増幅器の信
頼性を高めている。
（発明か解決しようとする問題点） しかし、励起光源４ａ（４ｂ）の寿命は光出力に直接関
係し、従来の駆動方式は１台の現用励起光源を高出力で
駆動するため励起光源の寿命（動作時間）か低下すると
いう問題点かある。第６図は、励起光源４の出力パワー
をパラメータとする動作時間と累積障害率との関係図で
ある。図のように、励起光源のパワーを３０ｍＷから５
０ｍＷに上げた場合、同一の動作時間に対して５０ｍＷ
出力の方か累積障害率か大幅に大きくなっている（ＪＯ
ＵＲＮＡＬ　ＯＦ　ＬＩＲＧＨＴＷＡＶＥ　ＴＥＣＨＮ
ＯＬＯＧＹ、　ＶＯＬ、　ＬＴ−５、Ｎ０９９、ＳＥＰ
ＴＥＭＢＥＲ１９８７、ＩＥＥ）　　。例えば、希土類
ドープ光ファイバを用いた光増幅器を光海底ケーブルシ
ステムへ適用する場合には約２５年間の寿命か要求され
るか、従来のように現用励起光源４ａ（４ｂ）を常に高
出力で動作させた場合に光増幅器の寿命か短くなり、信
頼制御の面で問題点があった。
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するために
なされたもので、励起用光源を長寿命化させて信頼性の
高い光増幅器を実現することかてきる光増幅器の駆動方
式を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） この目的を達成するために、本発明による光増幅器の励
起光源駆動方式は、希土類元素をドープした希土類ドー
プ光ファイバと該希土類ドープ光ファイバを励起する励
起光源から構成される光増幅器の該励起光源を駆動する
励起光源駆動方式において、 常時動作している複数の前記励起光源と、該複数の励起
光源の出力を電力合成する合成手段と、 前記希土類ドープ光ファイバの出力における出力信号電
力または該合成手段により合成された前記励起光源の合
成電力を検出し、予め定めた基準電力と比較して前記励
起光源の出力電力を制御する比較・制御手段と を備え、該出力信号電力または直配励起光源の合成電力
か予め定めたレベルとなるように該比較・制御手段によ
り、前記励起光源の出力を制御するように構成されてい
る。
（作　用） 以上のように構成することにより、１台の励起用光源を
用いる場合に比へて、１台当たりの出力を半減させるこ
とか可能となり、励起用光源の長寿命化か図れる。それ
と同時に並列冗長系を構成することにより光増幅器の信
頼性を向上させることが可能となる。
（実施例１） 第１図は本発明の第１の実施例である光増幅器の励起光
源駆動方式のブロック図である。本発明による励起光源
駆動方式か従来例と異なるのは、２台の励起用光源１０
ａ、１０ｂを常時動作させ、その出力を偏光合波器１２
によって電力合成し、希土類をドープした希土類ドープ
光ファイバ２を励起する点である。本発明では２台の励
起用光源を常時動作させ、電力合成することにより予め
定めた出力レベルを得ると同時に並列冗長系を構成して
いることを特徴としている。
第１図において、駆動回路９ａ、９ｂでそれぞれ出力電
力か制御された２台の励起光源１０ａ。
１０ｂは、従来構成同様に希土類ドープ光ファイバ２の
希土類元素を励起する。希土類ドープ光フアイバ２内を
伝搬することにより増幅された出力信号のうち信号光の
一部は光分波器２０により分波されて、光検出器２１、
増幅器２２、低域通過ｐ波器２３、比較器２４及び予め
定めた基準電圧を発生する基準電圧発生器２５で構成さ
れる比較・制御部３０に入力する。２台の励起光源１０
　ａ。
１０ｂはそれぞれ駆動回路９ａ、９ｂによって駆動され
、それらの出力を偏光合波器１２によって電力合成し、
光合波器１によって信号光と合成された後、希土類ドー
プ光ファイバ２を励起して光増幅器する。光増幅された
信号光の一部を光分波器２０で取り出し、光検出器２１
、増幅器２２、低域通過ｐ波器２３を通して信号電力レ
ベルを検出し、比較器２４において基準電圧発生器２５
から出力される予め定められた電力レベルとの比較を行
なう。その際、基準電圧より低い場合には、駆動回路９
ａ、９ｂからの注入電流を大きくし、基準電圧より高い
場合は駆動回路９ａ、９ｂからの注入電流を小さくする
。これにより、励起光源の光出力を制御し、光分波器２
０の出力における光増幅された信号電力レベルを一定に
している。
励起光源の駆動電流をそれぞれ電流計１１ａ、１１ｂで
監視し、２台の励起光源のうち１台の励起光源駆動電流
か予め設定された電流値を越えた場合、またはほぼ零と
なった場合、その光源を系から切り放し、他の１台で希
土類ドープ光ファイバ２の励起を行なう。
従って、本発明は従来の励起光源１０の出力パワーを約
半分にすることができるため、第６図から明らかなよう
に同一の累積障害率に対して光増幅器の動作時間を約４
倍径度に改善することができる。
なお、上述の説明では光分波器２０て出力信号のうち光
信号を取り出したが、光信号の代わりに励起光を取り出
して比較・制御部３０て監視しても良い。
（実施例２） 第２図は本発明の第２の実施例である光増幅器の励起光
源駆動方式のブロック図である。この光増幅器か第１図
の実施例と異なるのは、２台の励起光源のうち、１台の
みを第１図と同じ機能を有する比較・制御部３０に接続
し、他の１台をその光源の光出力が一定となるように機
能する光源出力制御回路１３に接続している点である。
光源出力制御回路１３は励起光源１０ｂの後方モニタ光
の光パワーを監視し、これが一定となるように駆動電源
９ｂからの注入電流を制御する。さらに、励起光源１０
ａへの駆動電流を電流計１１でモニタし、励起光源駆動
電流が予め設定された電流値を越えた場合、またはほぼ
零となった場合、スイッチ１４ｂで励起光源１０ａを比
較・制御部３０から切り放し、同時にスイッチ１４ａで
他方の励起光源１．Ｏｂを光源出力制御回路１３から切
り放し、比較・制御部３０に接続する。
（実施例３） 第３図は本発明の第３の実施例である光増幅器の励起光
源駆動方式のブロック図である。この光増幅器か第１図
の実施例と異なるのは、２台の励起光源のうち、１台の
みを第１図と同じ機能を有する比較・制御部３０に接続
し、他の１台を定電流源１５に接続している点である。
励起光源１０ａへの駆動電流を電流計１１で監視し、励
起光源駆動電流か予め設定された電流値を越えた場合、
またはほぼ零となった場合、スイッチ１４でその励起光
源１０ａを比較・制御部３０から切り放し、他方の励起
光源１０ｂを比較・制御部３０に接続している。
（実施例４） 第４図は本発明の第４の実施例である光増幅器の励起光
源駆動方式のブロック図である。上述の実施例１〜３で
は、光増幅器の出力信号である増幅された光信号電力を
比較・制御部３０により監視して励起光源１０ａ、１０
ｂを制御するように構成したのに対し、この実施例４は
励起光源ｌＯａ、ｆｏｂの合成電力の一部を直接に比較
・制御部３０′で監視してして励起光源１０ａ、１０ｂ
を制御するように構成したものである。
図において、２６は分岐比が１（監視信号Ｍ）：９（光
合波器１側）または２，８等のように監視信号Ｍ側の分
岐比か小さい光分波器、３０′　は励起光源の合成電力
の一部である監視信号Ｍと基準電圧発生器２５からの基
準電圧とを比較器２４により比較して励起光源１０ａ、
１０ｂを制御する比較・制御部である。このように、実
施例４では励起光源１０ａ、１０ｂの合成出力の一部を
基準電圧発生器２５からの基準信号と直接比較して励起
光源１０ａ、１０ｂの合成出力を制御するように構成し
たものてあり、比較・制御部３０′　を簡単にすること
ができる。なお、図示しなかったか、実施例２及び３の
如く比較・制御部３０′を少なくとも一方に接続するよ
うに構成していもよい。
以上の実施例１〜４の説明では、説明を簡単化するため
に励起光源１０ａ、１０ｂが２台の場合を例に取ったか
、励起光源ｌＯを２台以上の複数配置して合波する構成
でも良い。
（発明の効果） 以上詳述したように本発明によれば、励起光源１台当た
りの光出力を低減して駆動することにより、長寿命化を
図ると同時に並列冗長系を構成して光増幅器の信頼性を
上げることか可能となる。
また、比較・制御部３０（３０’）を少なくとも一つの
励起光源１０に接続することにより、信号光の出力か一
定となるように制御することか出来る。
従って、希土類ドープ光ファイバ２の希土類元素を励起
する希土類ドープ光ファイバを用いた光増幅器を始め、
このような光増幅器を用いた光増幅中継伝送による光フ
アイバ通信に広く適用か可能であり、その効果か大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図から第４図は本発明による第１から第３の実施例
である光増幅器の励起光源駆動方式のブロック図、第５
図は従来の光増幅器の励起光源駆動方式のブロック図、
第６図は従来の光増幅器の出力パワーに対する動作時間
と累積障害率との関係図である。 １・・・光合波器、　　２・・・希土類ドープ光ファイ
バ３ａ、３ｂ、９ａ、９ｂ・・・駆動回路、４ａ、４ｂ
、１０ａ、１０ｂ−・・励起光源、５．１２・・・偏光
合波器、　　１１．ｌｌａ、ｌｌｂ・・・電流計、　　
１３・・・光源出力制御回路、１４ａ、１４ｂ・・・ス
イッチ、　　１５・・・定電流源、２０・・・光分波器
、　２１・・・光検出器、　２２・・・増幅器、　　２
３・・・低域通過ｐ波器、　　２４・・・比較器、２５
・・・基準電圧発生器、　２６・・・光分波器、３０．
３０’　・・・比較・制御部。 特許出願人　　国際電信電話株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）希土類元素をドープした希土類ドープ光ファイバ
    と該希土類ドープ光ファイバを励起する励起光源から構
    成される光増幅器の該励起光源を駆動する励起光源駆動
    方式において、 常時動作している複数の前記励起光源と、 該複数の励起光源の出力を電力合成する合成手段と、 前記希土類ドープ光ファイバの出力における出力信号電
    力または該合成手段により合成された前記励起光源の合
    成電力を検出し、予め定めた基準電力と比較して前記励
    起光源の出力電力を制御する比較・制御手段と を備え、該出力信号電力または前記励起光源の合成電力
    が予め定めたレベルとなるように該比較・制御手段によ
    り、前記励起光源の出力を制御するように構成されてい
    ることを特徴とする光増幅器の励起光源駆動方式。
  2. （２）前記比較・制御手段が前記複数の励起光源のうち
    少なくとも一つの前記励起光源に接続されていることを
    特徴とする請求項１記載の光増幅器の励起光源駆動方式
    。
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