JPH05133841A - 雑音指数の測定方法及び装置 - Google Patents
雑音指数の測定方法及び装置Info
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- JPH05133841A JPH05133841A JP3300511A JP30051191A JPH05133841A JP H05133841 A JPH05133841 A JP H05133841A JP 3300511 A JP3300511 A JP 3300511A JP 30051191 A JP30051191 A JP 30051191A JP H05133841 A JPH05133841 A JP H05133841A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 正確で再現性の高い雑音指数の測定装置。
【構成】 光ファイバ増幅器に入力すべき信号光のパワ
Ｐin（λ）をアナライザで検出し、中心波長λ0 付近で
内挿して信号光の裾の部分を形成するバックグラウンド
成分Ｐsin （λ）を求め。信号光を増幅した出力光のパ
ワＰout （λ）をアナライザで検出し、増幅利得Ｇを演
算する。Ｐsin （λ）とＧとに基づいて、このＰ
sin （λ）に起因する出力光のバックグラウンド起因成
分Ｐsout（λ）＝ＧＰsin （λ）を演算する。アナライ
ザで検出した出力光のパワＰout からＰsoutを差し引
き、、この差のスペクトラムを信号光の中心波長の部分
で内挿すれば、真の雑音光パワＰASE（斜線部分）のみ
を選択して測定することができる。
Ｐin（λ）をアナライザで検出し、中心波長λ0 付近で
内挿して信号光の裾の部分を形成するバックグラウンド
成分Ｐsin （λ）を求め。信号光を増幅した出力光のパ
ワＰout （λ）をアナライザで検出し、増幅利得Ｇを演
算する。Ｐsin （λ）とＧとに基づいて、このＰ
sin （λ）に起因する出力光のバックグラウンド起因成
分Ｐsout（λ）＝ＧＰsin （λ）を演算する。アナライ
ザで検出した出力光のパワＰout からＰsoutを差し引
き、、この差のスペクトラムを信号光の中心波長の部分
で内挿すれば、真の雑音光パワＰASE（斜線部分）のみ
を選択して測定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、Ｅｒ等の希土類元素を
添加した光ファイバ増幅器の雑音指数の測定方法とその
測定装置に関する。
添加した光ファイバ増幅器の雑音指数の測定方法とその
測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１および図２は、光ファイバ増幅器の
雑音指数の従来型の測定方法を示す。図１は光学的測定
方法を示したもので、図２は電気的測定方法を示したも
のである。
雑音指数の従来型の測定方法を示す。図１は光学的測定
方法を示したもので、図２は電気的測定方法を示したも
のである。
【０００３】図１（ａ）に示したように光学的測定方法
の場合、市販の信号光源からの信号光を光ファイバ増幅
器で増幅し、その出力光を光スペクトラムアナライザで
測定する。この結果、光源の波長λ＝ｃ／ν、光ファイ
バ増幅器の利得Ｇ、特定分解能Δνでの雑音光パワＰ
ASE 等が測定される。これらの値から雑音指数（ＮＦ）
が以下の式で与えられる。
の場合、市販の信号光源からの信号光を光ファイバ増幅
器で増幅し、その出力光を光スペクトラムアナライザで
測定する。この結果、光源の波長λ＝ｃ／ν、光ファイ
バ増幅器の利得Ｇ、特定分解能Δνでの雑音光パワＰ
ASE 等が測定される。これらの値から雑音指数（ＮＦ）
が以下の式で与えられる。
【０００４】
【数１】
【０００５】なお図１（ｂ）は、光ファイバ増幅器の出
力光の波長依存性を光スペクトラムアナライザで測定し
た結果を示すグラフである。上記の雑音光パワＰ
ASE は、グラフ中の斜線部分の面積を求めることによっ
て行う。
力光の波長依存性を光スペクトラムアナライザで測定し
た結果を示すグラフである。上記の雑音光パワＰ
ASE は、グラフ中の斜線部分の面積を求めることによっ
て行う。
【０００６】図２の電気的測定方法の場合、光ファイバ
増幅器の出力光を受光器で検出し、これを電気アンプで
増幅してスペクトラムアナライザで測定する。ＮＦ値は
以下の式で与えられる。
増幅器の出力光を受光器で検出し、これを電気アンプで
増幅してスペクトラムアナライザで測定する。ＮＦ値は
以下の式で与えられる。
【０００７】
【数２】
【０００８】以上説明した雑音指数の測定方法は、例え
ば「応用物理、第５９巻、第９号、１１８５〜１１８７
頁、『Ｅｒドープ光ファイバによる光増幅とその応
用』、中沢」、「C.R.GILES et al., “Noise Performa
nce of Erbium-Doped Fiber Amplifier ・・・”, IEEE
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.1, p.367, NOVEM
BER 1989」等に記載されている。
ば「応用物理、第５９巻、第９号、１１８５〜１１８７
頁、『Ｅｒドープ光ファイバによる光増幅とその応
用』、中沢」、「C.R.GILES et al., “Noise Performa
nce of Erbium-Doped Fiber Amplifier ・・・”, IEEE
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.1, p.367, NOVEM
BER 1989」等に記載されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光学的測定方
法では、光ファイバ増幅器に入力される信号光パワが大
きくなると、雑音光（ＡＳＥ；amplified spontaneous
emission）が抑圧されて減少する。この結果、光スペク
トラムアナライザで測定された波長依存性のグラフ上の
ノイズ・フロアがＡＳＥによるものなのか、光源が発生
する信号光の裾部分に起因するものかが判然としなくな
る。通常は信号光の裾部分も含めて雑音光パワとして測
定してしまっているので、ＮＦ値が大きめ（悪い方）に
計算されてしまっていた。
法では、光ファイバ増幅器に入力される信号光パワが大
きくなると、雑音光（ＡＳＥ；amplified spontaneous
emission）が抑圧されて減少する。この結果、光スペク
トラムアナライザで測定された波長依存性のグラフ上の
ノイズ・フロアがＡＳＥによるものなのか、光源が発生
する信号光の裾部分に起因するものかが判然としなくな
る。通常は信号光の裾部分も含めて雑音光パワとして測
定してしまっているので、ＮＦ値が大きめ（悪い方）に
計算されてしまっていた。
【００１０】一方、電気的測定方法では、受光器、電気
アンプ等に低雑音のものを使用しなければならない。ま
た、光ファイバ増幅器を含む光学系に反射等が存在する
と、検出出力が不安定となり、ＮＦ値の測定が困難とな
るといった問題もあった。
アンプ等に低雑音のものを使用しなければならない。ま
た、光ファイバ増幅器を含む光学系に反射等が存在する
と、検出出力が不安定となり、ＮＦ値の測定が困難とな
るといった問題もあった。
【００１１】そこで、本発明は、正確で再現性の高い雑
音指数の測定方法を提供することを目的とする。
音指数の測定方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る雑音指数の測定方法は、（ａ）光ファ
イバ増幅器の利得を測定するための信号光のスペクトラ
ムを測定して信号光の中心波長付近のバックグラウンド
成分を決定する第１ステップと、（ｂ）信号光の入力に
応じて光ファイバ増幅器が出力する出力光に基づいて信
号光の増幅利得を決定する第２ステップと、（ｃ）第１
及び第２ステップで得られたバックグラウンド成分と増
幅利得とに基づいて、このバックグラウンド成分に起因
する出力光のバックグラウンド起因成分を演算する第３
ステップと、（ｄ）信号光の入力に応じて光ファイバ増
幅器が出力する出力光のスペクトラムを測定して第３ス
テップで演算されたバックグラウンド起因成分との差を
求める第４ステップとを備えることとしている。
め、本発明に係る雑音指数の測定方法は、（ａ）光ファ
イバ増幅器の利得を測定するための信号光のスペクトラ
ムを測定して信号光の中心波長付近のバックグラウンド
成分を決定する第１ステップと、（ｂ）信号光の入力に
応じて光ファイバ増幅器が出力する出力光に基づいて信
号光の増幅利得を決定する第２ステップと、（ｃ）第１
及び第２ステップで得られたバックグラウンド成分と増
幅利得とに基づいて、このバックグラウンド成分に起因
する出力光のバックグラウンド起因成分を演算する第３
ステップと、（ｄ）信号光の入力に応じて光ファイバ増
幅器が出力する出力光のスペクトラムを測定して第３ス
テップで演算されたバックグラウンド起因成分との差を
求める第４ステップとを備えることとしている。
【００１３】また、本発明に係る雑音指数の測定装置
は、（ａ）光ファイバ増幅器の利得を測定するための信
号光を発生する信号光源と、（ｂ）信号光源の発生した
信号光のスペクトラムと信号光の入力に応じて光ファイ
バ増幅器が出力する出力光のスペクトラムとを測定する
スペクトラム測定手段と、（ｃ）スペクトラム測定手段
の測定した信号光のスペクトラムに基づいて信号光の中
心波長付近のバックグラウンド成分を決定し、スペクト
ラム測定手段の測定した出力光のスペクトラムに基づい
て信号光の増幅利得を決定し、得られたバックグラウン
ド成分と得られた増幅利得とに基づいてこのバックグラ
ウンド成分に起因する出力光のバックグラウンド起因成
分を演算し、スペクトラム測定手段の測定した出力光の
スペクトラムとバックグラウンド起因成分との差を求め
るスペクトラム解析演算手段とを備えることとしてい
る。
は、（ａ）光ファイバ増幅器の利得を測定するための信
号光を発生する信号光源と、（ｂ）信号光源の発生した
信号光のスペクトラムと信号光の入力に応じて光ファイ
バ増幅器が出力する出力光のスペクトラムとを測定する
スペクトラム測定手段と、（ｃ）スペクトラム測定手段
の測定した信号光のスペクトラムに基づいて信号光の中
心波長付近のバックグラウンド成分を決定し、スペクト
ラム測定手段の測定した出力光のスペクトラムに基づい
て信号光の増幅利得を決定し、得られたバックグラウン
ド成分と得られた増幅利得とに基づいてこのバックグラ
ウンド成分に起因する出力光のバックグラウンド起因成
分を演算し、スペクトラム測定手段の測定した出力光の
スペクトラムとバックグラウンド起因成分との差を求め
るスペクトラム解析演算手段とを備えることとしてい
る。
【００１４】
【作用】上記の雑音指数の測定方法および測定装置で
は、信号光と出力光のスペクトラムを測定して得られた
バックグラウンド成分と増幅利得に基づいて、このバッ
クグラウンド成分に起因する出力光のバックグラウンド
起因成分を演算し、このバックグラウンド起因成分と出
力光のスペクトラムとの差を求める。得られた差のスペ
クトラムは、バックグラウンド成分を除いた信号光を出
力光のＡＳＥの成分にのせたものとなっている。したが
って、この差のスペクトラムを信号光の中心波長の部分
で内挿すれば、ＡＳＥのスペクトラムのみを選択して測
定することができる。この測定結果を利用すれば、信号
光の裾部分を除去した状態でより正確にＡＳＥのパワー
を決定することができ、正確で再現性の良いＮＦ値を与
えることができる。
は、信号光と出力光のスペクトラムを測定して得られた
バックグラウンド成分と増幅利得に基づいて、このバッ
クグラウンド成分に起因する出力光のバックグラウンド
起因成分を演算し、このバックグラウンド起因成分と出
力光のスペクトラムとの差を求める。得られた差のスペ
クトラムは、バックグラウンド成分を除いた信号光を出
力光のＡＳＥの成分にのせたものとなっている。したが
って、この差のスペクトラムを信号光の中心波長の部分
で内挿すれば、ＡＳＥのスペクトラムのみを選択して測
定することができる。この測定結果を利用すれば、信号
光の裾部分を除去した状態でより正確にＡＳＥのパワー
を決定することができ、正確で再現性の良いＮＦ値を与
えることができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しつ
つ簡単に説明する。
つ簡単に説明する。
【００１６】図３は、本発明の実施例に係る雑音指数の
測定装置の構成を示した図である。信号光源２からの信
号光は、光ファイバを介して光ファイバ増幅器４に入力
される。この光ファイバ増幅器４は、希土類元素をドー
プした光ファイバ、励起光を発生するポンピング光源等
からなる。光ファイバ増幅器４で増幅された出力光は、
光ファイバを伝送して光スペクトラムアナライザ６で検
出される。この光スペクトラムアナライザ６では光ファ
イバ増幅器４の出力光パワの波長依存性等が測定され
る。上記の信号光源２は、制御装置８によってその信号
光の発生タイミング、波形等を制御される。光スペクト
ラムアナライザ６で検出された光ファイバ増幅器４の出
力光に関するデータは、演算装置１０で処理される。つ
まり、信号光の中心波長λs 、光ファイバ増幅器の利得
Ｇ、特定分解能Δνでの雑音光パワＰASE 等の諸データ
の解析に基づいて、雑音指数、すなわちＮＦ値が算出さ
れる。
測定装置の構成を示した図である。信号光源２からの信
号光は、光ファイバを介して光ファイバ増幅器４に入力
される。この光ファイバ増幅器４は、希土類元素をドー
プした光ファイバ、励起光を発生するポンピング光源等
からなる。光ファイバ増幅器４で増幅された出力光は、
光ファイバを伝送して光スペクトラムアナライザ６で検
出される。この光スペクトラムアナライザ６では光ファ
イバ増幅器４の出力光パワの波長依存性等が測定され
る。上記の信号光源２は、制御装置８によってその信号
光の発生タイミング、波形等を制御される。光スペクト
ラムアナライザ６で検出された光ファイバ増幅器４の出
力光に関するデータは、演算装置１０で処理される。つ
まり、信号光の中心波長λs 、光ファイバ増幅器の利得
Ｇ、特定分解能Δνでの雑音光パワＰASE 等の諸データ
の解析に基づいて、雑音指数、すなわちＮＦ値が算出さ
れる。
【００１７】図４に基づいて図３の測定装置の動作を簡
単に説明する。
単に説明する。
【００１８】図４（ａ）は第１の演算手順を示す。光フ
ァイバ増幅器４を介在させないで、光ファイバ増幅器４
に入力すべき信号光のパワＰin（λ）のスペクトラムを
光スペクトラムアナライザ１０で検出する。信号光のス
ペクトラムをその中心波長λ s 付近で内挿して信号光の
裾の部分を形成するバックグラウンド成分Ｐsin （λ）
を求め、演算装置１０に記憶させる。
ァイバ増幅器４を介在させないで、光ファイバ増幅器４
に入力すべき信号光のパワＰin（λ）のスペクトラムを
光スペクトラムアナライザ１０で検出する。信号光のス
ペクトラムをその中心波長λ s 付近で内挿して信号光の
裾の部分を形成するバックグラウンド成分Ｐsin （λ）
を求め、演算装置１０に記憶させる。
【００１９】図４（ｂ）は第２の演算手順を示す。図３
のように光ファイバ増幅器４を介在させて、信号光源２
からの信号光を増幅した出力光のパワＰout （λ）のス
ペクトラムを光スペクトラムアナライザ１０で検出す
る。パワＰinのピーク値とパワＰout のピーク値の比較
から光ファイバ増幅器４の増幅利得Ｇを演算し、演算装
置１０に記憶させる。
のように光ファイバ増幅器４を介在させて、信号光源２
からの信号光を増幅した出力光のパワＰout （λ）のス
ペクトラムを光スペクトラムアナライザ１０で検出す
る。パワＰinのピーク値とパワＰout のピーク値の比較
から光ファイバ増幅器４の増幅利得Ｇを演算し、演算装
置１０に記憶させる。
【００２０】図４（ｃ）は第３の演算手順を示す。バッ
クグラウンド成分Ｐsin （λ）と増幅利得Ｇとに基づい
て、このバックグラウンド成分に起因する出力光のバッ
クグラウンド起因成分Ｐsout（λ）＝ＧＰsin （λ）を
演算し、演算装置１０に記憶させる。波長範囲が比較的
広い場合には第２の手段でＧの波長依存性Ｇ（λ）を測
定しておけばより正確である。
クグラウンド成分Ｐsin （λ）と増幅利得Ｇとに基づい
て、このバックグラウンド成分に起因する出力光のバッ
クグラウンド起因成分Ｐsout（λ）＝ＧＰsin （λ）を
演算し、演算装置１０に記憶させる。波長範囲が比較的
広い場合には第２の手段でＧの波長依存性Ｇ（λ）を測
定しておけばより正確である。
【００２１】図４（ｄ）は第４の演算手順を示す。光ス
ペクトラムアナライザ１０で検出した出力光のパワＰ
out のスペクトラムから第３の演算手順で記憶したバッ
クグラウンド起因成分Ｐsoutを差し引き、この差のスペ
クトラムを信号光の中心波長の部分で内挿すれば、真の
雑音光パワＰASE （斜線部分に対応）のみを選択して測
定することができる。
ペクトラムアナライザ１０で検出した出力光のパワＰ
out のスペクトラムから第３の演算手順で記憶したバッ
クグラウンド起因成分Ｐsoutを差し引き、この差のスペ
クトラムを信号光の中心波長の部分で内挿すれば、真の
雑音光パワＰASE （斜線部分に対応）のみを選択して測
定することができる。
【００２２】最後の演算手順では、雑音光パワＰASE 、
中心波長λs 、増幅利得Ｇ等に基づいて数式１から雑音
指数ＮＦを計算する。この雑音指数ＮＦは、信号光の裾
部分を除去した値で、より正確で再現性の良いものとな
っている。
中心波長λs 、増幅利得Ｇ等に基づいて数式１から雑音
指数ＮＦを計算する。この雑音指数ＮＦは、信号光の裾
部分を除去した値で、より正確で再現性の良いものとな
っている。
【００２３】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、演算装置１４を組み込んだタイプの光ス
ペクトラムアナライザを使用することができる。
ない。例えば、演算装置１４を組み込んだタイプの光ス
ペクトラムアナライザを使用することができる。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る雑音
指数の測定方法および測定装置によれば、バックグラウ
ンド起因成分と出力光のスペクトラムとの差を求めるこ
とによって得られた差のスペクトラムがバックグラウン
ド成分を除いた信号光を出力光のＡＳＥの成分にのせた
ものとなっている。したがって、差のスペクトラムを信
号光の中心波長の部分で内挿すれば、ＡＳＥのスペクト
ラムのみを選択して測定することができる。この測定結
果を利用すれば、信号光の裾部分を除去した状態でより
正確にＡＳＥのパワーを決定することができ、正確で再
現性の良いＮＦ値を与えることができる。
指数の測定方法および測定装置によれば、バックグラウ
ンド起因成分と出力光のスペクトラムとの差を求めるこ
とによって得られた差のスペクトラムがバックグラウン
ド成分を除いた信号光を出力光のＡＳＥの成分にのせた
ものとなっている。したがって、差のスペクトラムを信
号光の中心波長の部分で内挿すれば、ＡＳＥのスペクト
ラムのみを選択して測定することができる。この測定結
果を利用すれば、信号光の裾部分を除去した状態でより
正確にＡＳＥのパワーを決定することができ、正確で再
現性の良いＮＦ値を与えることができる。
【図１】光ファイバ増幅器の雑音指数の従来型の測定方
法の一例を示す図である。
法の一例を示す図である。
【図２】光ファイバ増幅器の雑音指数の従来型の測定方
法の別の例を示す図である。
法の別の例を示す図である。
【図３】実施例の雑音指数の測定装置の構成を示した図
である。
である。
【図４】図３の測定装置における処理手順を説明した図
である。
である。
２…信号光源、４…光ファイバ増幅器、６、１０…解析
手段
手段
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバ増幅器の利得を測定するため
の信号光のスペクトラムを測定して信号光の中心波長付
近のバックグラウンド成分を決定する第１ステップと、 信号光の入力に応じて前記光ファイバ増幅器が出力する
出力光に基づいて信号光の増幅利得を決定する第２ステ
ップと、 前記第１及び第２ステップで得られた前記バックグラウ
ンド成分と前記増幅利得とに基づいて、該バックグラウ
ンド成分に起因する出力光のバックグラウンド起因成分
を演算する第３ステップと、 信号光の入力に応じて前記光ファイバ増幅器が出力する
出力光のスペクトラムを測定して前記第３ステップで演
算された前記バックグラウンド起因成分との差のスペク
トラムを求める第４ステップと、 を備える光ファイバ増幅器の雑音指数の測定方法。 - 【請求項２】 光ファイバ増幅器の利得を測定するため
の信号光を発生する信号光源と、 前記信号光源の発生した信号光のスペクトラムと信号光
の入力に応じて前記光ファイバ増幅器が出力する出力光
のスペクトラムとを測定するスペクトラム測定手段と、 前記スペクトラム測定手段の測定した信号光のスペクト
ラムに基づいて信号光の中心波長付近のバックグラウン
ド成分を決定し、前記スペクトラム測定手段の測定した
出力光のスペクトラムに基づいて信号光の増幅利得を決
定し、前記バックグラウンド成分と前記増幅利得とに基
づいて該バックグラウンド成分に起因する出力光のバッ
クグラウンド起因成分を演算し、前記スペクトラム測定
手段の測定した出力光のスペクトラムと前記バックグラ
ウンド起因成分との差のスペクトラムを求めるスペクト
ラム解析演算手段と、 を備える光ファイバ増幅器の雑音指数の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300511A JPH05133841A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 雑音指数の測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3300511A JPH05133841A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 雑音指数の測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05133841A true JPH05133841A (ja) | 1993-05-28 |
Family
ID=17885701
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3300511A Pending JPH05133841A (ja) | 1991-11-15 | 1991-11-15 | 雑音指数の測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05133841A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07120322A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Nec Corp | 光増幅器雑音指数測定装置 |
| EP0678988A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-25 | Hewlett-Packard GmbH | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
| GB2373854B (en) * | 2000-11-28 | 2005-04-06 | Ando Electric | Noise figure-measuring device and noise figure-measuring method |
-
1991
- 1991-11-15 JP JP3300511A patent/JPH05133841A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07120322A (ja) * | 1993-10-28 | 1995-05-12 | Nec Corp | 光増幅器雑音指数測定装置 |
| EP0678988A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-25 | Hewlett-Packard GmbH | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
| US5696707A (en) * | 1994-04-11 | 1997-12-09 | Hewlett-Packard Company | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
| GB2373854B (en) * | 2000-11-28 | 2005-04-06 | Ando Electric | Noise figure-measuring device and noise figure-measuring method |
| US6898001B2 (en) | 2000-11-28 | 2005-05-24 | Ando Electric Co., Ltd. | Noise figure-measuring device and noise figure-measuring method |
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