JPH05235442A - 光増幅器 - Google Patents

光増幅器

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JPH05235442A
JPH05235442A JP3184692A JP3184692A JPH05235442A JP H05235442 A JPH05235442 A JP H05235442A JP 3184692 A JP3184692 A JP 3184692A JP 3184692 A JP3184692 A JP 3184692A JP H05235442 A JPH05235442 A JP H05235442A
Authority
JP
Japan
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polarization
light
optical
signal
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP3184692A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiro Shimizu
克宏 清水
Takashi Mizuochi
隆司 水落
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Priority to DE69231259T priority patent/DE69231259T2/de
Priority to EP92118891A priority patent/EP0541061B1/en
Priority to DE69231919T priority patent/DE69231919T2/de
Priority to EP95120727A priority patent/EP0712217A3/en
Priority to EP96118886A priority patent/EP0768766B1/en
Priority to DE69228393T priority patent/DE69228393T2/de
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Priority to US08/111,378 priority patent/US5455704A/en
Publication of JPH05235442A publication Critical patent/JPH05235442A/ja
Priority to US08/193,721 priority patent/US5367587A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然放出光雑音によるSN比劣化が小さく、
縦列に接続した際の飽和レベルの低下の少ない光増幅器
を提供する。 【構成】 光信号を励起光源2より励起された希土類ド
ープ光ファイバ1によって増幅し、出力光に含まれる自
然放出光の光信号の偏波面と直交する成分を偏波制限器
6によって除去する。 【効果】 雑音指数が小さく、また、縦列に接続した際
の飽和レベルの低下の小さい光増幅器が構成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば光通信システ
ムに用いられる光増幅器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光増幅方式としては図7に示すよ
うなものがあった。これは、「島田禎晉、Erドープフ
ァイバー光増幅器が光通信に与えるインパクト、Opl
us、No.113、pp75−82、1989」に示
されたものである。図7はファイバ形光増幅器であり、
図において1は希土類ドープ光ファイバ、2は励起光
源、3は合分波器、4は励起光源駆動回路,5は信号の
伝送路となる光ファイバである。
【0003】次に動作について説明する。希土類ドープ
光ファイバ1は例えば希土類元素であるエルビウムを長
さ数m〜数十m程度のシングルモード光ファイバにドー
プしたものである。希土類ドープ光ファイバ1には合分
波器3が接続されている。合分波器としては光カップラ
ーを使用することができる。励起光源2は例えば波長1.
48μmの半導体レーザで、励起光源駆動回路4によって
駆動される。励起光源2から出力される数mW〜数十m
Wの励起光を合分波器3を通じて希土類ドープ光ファイ
バ1に入力すると、希土類ドープ光ファイバ1は反転分
布状態となり、光ファイバ5から入力された、波長1.53
μmもしくは1.55μmの信号光が誘導放出作用によって
増幅される。希土類ドープ光ファイバ1、励起光源2、
合分波器3、励起光源駆動回路4によって、光増幅手段
を構成している。
【0004】このような、誘導放出作用を用いた光増幅
器では、光増幅作用とともに自然放出光が発生する。そ
して、この自然放出光による雑音が発生し、この雑音が
信号のSN比を劣化させる。自然放出光による雑音とし
ては、自然放出光によるショット雑音、信号光と自然放
出光の間のビート雑音、自然放出光間のビート雑音など
が知られている。図6は光増幅器の雑音指数を示したも
のであり、点線で示したものが従来の光増幅器の雑音指
数を示しており、領域1において主たる雑音は自然放出
光間のビート雑音、領域2における主たる雑音は信号光
と自然放出光のビート雑音であることが知られている。
自然放出光には偏波依存性が無く、信号光の偏波面と平
行な成分と垂直な成分がある。
【0005】また、2つ以上の光増幅器をカスケード接
続して用いる場合には、自然放出光の蓄積が光増幅器の
信号利得の飽和レベルを引き下げることがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の光増幅器は上記
のように自然放出光に起因する雑音が信号のSN比を劣
化させてしまうという問題があった。また、従来の光増
幅器を2つ以上カスケード接続して用いると、自然放出
光の蓄積が光増幅器の信号利得の飽和レベルを引き下げ
るという問題があった。
【0007】この発明は上記の課題を解決するためにな
されたもので、第1の発明は、SN比の劣化が少なく、
カスケード接続による飽和レベルの低下の小さい光増幅
器を提供することを目的とする。また、第2の発明は、
SN比の劣化が少なく、カスケード接続による飽和レベ
ルの低下が小さく、さらに、出力光パワーが一定な光増
幅器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る光増幅器
は、光増幅手段の出力に偏波制限手段を接続したもので
ある。
【0009】また、請求項2に係る光増幅器は、光増幅
手段と偏波制限手段を縦列に接続し、偏波制限手段の出
力光を分波器で分波し、その一方の出力端に光検出器を
設け、この光検出器の出力に基づいて偏波制限手段を制
御する制御手段を備えたものである。
【0010】
【作用】請求項1に於ける光増幅器は、光増幅手段によ
る光信号を増幅後、偏波制限手段が、光信号の偏波状態
と直交する偏波状態の自然放出光を除去または低減す
る。
【0011】また、請求項2に於ける光増幅器は、光増
幅手段による光信号を増幅後、偏波制限手段が、たとえ
ば、光信号の偏波状態と平行または0〜45度傾斜した
偏波状態の光のみを透過する構造を備えるため、光信号
の偏波状態と直交する偏波状態の自然放出光を除去また
は低減する。また、分波手段により分波した出力光を光
検出手段で検出し、その検出した出力光パワーに基づい
て制御手段が、透過させる偏波面と信号光の偏波面のな
す角を制御するため、出力光パワーを一定にすることが
できる。
【0012】
【実施例】実施例1.図1はこの発明に関わる実施例を
示す構成図である。1は希土類ドープ光ファイバ、2は
励起光源、3は合分波器、4は励起光源駆動回路,5は
信号の伝送路となる光ファイバ,6は偏波制限器(偏波
制限手段ともいう)である。合波器3としては、光カッ
プラーを用いることができる。また、偏波制限器6とし
ては、ポラライザーを用いることができる。
【0013】次に動作について説明する。励起光源2よ
り出力された励起光が合分波器3によって、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ1に入力され、光ファイバ
5より入力される信号光が増幅される。偏波制限器6に
よって、増幅された信号光の偏波状態と等しい偏波状態
の光が透過するように制御され、信号光の偏波状態と直
交する自然放出光成分が除去されるため、信号光のSN
比の劣化を少なくすることができる。図6の実線で示し
た部分はこの発明の光増幅器の雑音指数を示す部分であ
り、全領域において雑音指数が低下していることがわか
る。特に、領域1に示す部分は、前述したように領域1
における主たる雑音が自然放出光間のビート雑音である
ことから、雑音指数が顕著に低下していることがわか
る。
【0014】実施例2.図2は他の実施例を示す構成図
である。1は希土類ドープ光ファイバ、2は励起光源、
3は信号光と励起光を合波する合波器、6は偏波制限手
段、9は出力光の一部を分波する分波器、7は分波され
た信号光パワーを測定する光検出器(あるいは、受光器
ともいう)、8は光検出器の出力を最大にするように偏
波制限手段6を制御する制御回路である。光検出器とし
てはフォトダイオード、アバランジェフォトダイオード
等を用いることができる。
【0015】次に動作について説明する。励起光源2よ
り出力された励起光が合分波器3によって、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ1に入力され、光ファイバ
5より入力される信号光が増幅される。増幅された光信
号の一部は分波器9によって分波され、光検出器7によ
ってそのパワーが測定される。制御回路8で光検出器7
の出力を最大にするように偏波制限手段6を制御する
と、信号光の偏波状態の変化に追随して偏波制限手段6
は増幅された信号光の偏波状態と等しい偏波状態の光を
透過することになる。このとき、信号光の偏波状態と直
交する自然放出光成分が除去されるため、信号光のSN
比の劣化を少なくすることができる。
【0016】実施例3.図3は他の実施例に係わる構成
図である。11は希土類をドープした偏波保持ファイ
バ、2は励起光源、3は信号光と励起光を合波する合波
器、6は偏波制限手段である。偏波制限手段6は、信号
光の偏波面と希土類をドープした偏波保持ファイバの入
射偏波面が一致するように調整される。
【0017】次に動作について説明する。励起光源2よ
り出力された励起光が合分波器3によって、増幅媒体で
ある希土類ドープをドープした光ファイバ11に入力さ
れ、信号光が増幅される。偏波制限手段6によって、信
号光の偏波面と希土類をドープした偏波保持ファイバ1
1の入射偏波面が一致するように調整される。信号光の
偏波状態と直交する自然放出光成分は偏波保持ファイバ
11を透過しないため、信号光のSN比の劣化を少なく
することができる。
【0018】実施例4.図4は請求項2に係わる実施例
を示す構成図である。1は希土類ドープ光ファイバ、2
は励起光源、3は信号光と励起光を合波する合波器、6
は偏波制限器(偏波制限手段ともいう)、9は出力光の
一部を分波する分波器、7は分波された信号光パワーを
測定する光検出器、8は制御回路、10は出力パワー設
定器である。制御回路8では、出力パワー設定器10の
出力と光検出器7の出力に基づいて偏波制限手段6を制
御する。
【0019】次に動作について説明する。励起光源2よ
り出力された励起光が合分波器3によって、増幅媒体で
ある希土類ドープ光ファイバ1に入力され、光ファイバ
5より入力される信号光が増幅される。増幅された光信
号の一部は分波器9によって分波され、光検出器7によ
ってそのパワーが測定される。制御回路8は光検出器7
の出力と出力パワー設定器10の出力が等しくなるよう
に偏波制限手段6を制御する。このように、制御回路8
が、出力光パワーのレベル変動を抑制するように、信号
光が透過する偏波制限手段6の偏波状態を変化させるた
め、常に等しいパワーを出力することができる。このよ
うに偏波制限器6に制御範囲を設け、偏波制限器6を光
が透過する偏波面と信号光の偏波面のなす角が0〜45
度の範囲になるようすれば、信号光の偏波状態と直交す
る自然放出光成分が低減されるため、信号光のSN比の
劣化を少なくすることができる。
【0020】図5は、この偏波制限器6の動作を説明す
るための図であり、偏波制限器を領域Xで示す範囲内
(すなわち0度〜45度の範囲内)で動作させるように
する。矢印51は偏波制限器の光を透過する偏波面と信
号光の偏波面のなす角が0度の場合を示しており、この
場合は、信号光が透過し、この信号光と直交する(すな
わち矢印53方向の)自然放出光成分がカットされる。
矢印52の場合は、信号光が1/2透過するのに対し、
自然放出光成分のカットも1/2になる。したがって、
矢印51と52の間(すなわち、領域X内)で角度を変
化させれば、信号光の出力100%〜50%の間で変化
させることができるとともに、自然放出光の矢印53方
向の成分を100%〜50%の間でカットすることが可
能になり、SN比が改善されることになる。領域Yの場
合は、信号光が0%〜50%しか透過しないうえ、自然
放出光の矢印53方向の成分を50〜100%透過させ
てしまうので、SN比がかえって悪くなってしまう。し
たがって、偏波制限器が0〜45度の範囲内にあれば、
信号光の出力を調整できると同時に、SN比を改善する
ことができる。
【0021】実施例5.実施例1、2、3、4では偏波
制限器としてポラライザーを用いているが、ポラライザ
ーと偏波状態変更手段を組み合わせたものを用いること
もできる。偏波状態変更手段としては、λ/4板やλ/
2板を組み合わせた偏波制御装置や、ファラデー回転素
子を用い、所望の偏波状態を得ることができるようにし
たものなど、偏波状態を制御できるものであれば何を用
いてもかまわない。
【0022】実施例6.実施例1、2、4では光増幅手
段として希土類ドープ光ファイバを用いているが、増幅
手段としては半導体レーザ増幅器を用いることもでき
る。
【0023】また、本発明の光増幅器を2つ以上用いる
多中継伝送においては、自然放出光の信号光と直交する
偏波面の成分が除去または低減されるため、光増幅器の
飽和を抑制することができる。
【0024】
【発明の効果】以上の様に請求項1に記載の発明によれ
ば、信号光のSN比の劣化の少ない光増幅器が得られる
という効果がある。
【0025】また、請求項2に記載の発明によれば、信
号光のSN比の劣化が少なく、出力光パワーレベルが一
定な光増幅器が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図2】請求項1記載の発明に係る他の実施例を示す
図。
【図3】請求項1記載の発明に係る他の実施例を示す
図。
【図4】請求項2記載の発明に係る一実施例を示す図。
【図5】請求項2記載の発明に係る実施例の動作を説明
する図。
【図6】光増幅器の雑音指数を示す図。
【図7】従来のファイバ形光増幅器を示す図。
【符号の説明】
1 希土類ドープ光ファイバ 2 励起光源 3 信号光と励起光を合波する合波器 4 駆動回路 5 光ファイバ 6 偏波制限器(偏波制限手段) 7 光検出器/受光器 8 偏波制限器を制御する制御回路 9 出力光を分波する分波器 10 出力パワー設定器 11 希土類をドープした偏波保持ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01S 3/10 Z 8934−4M

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 以下の要素を有する光増幅器 (a)光信号を増幅する光増幅手段、 (b)前記光増幅手段に縦列に接続された偏波制限手
    段。
  2. 【請求項2】 以下の要素を有する光増幅器 (a)光信号を増幅する光増幅手段、 (b)前記光増幅手段に縦列に接続された偏波制限手
    段、 (c)前期偏波制限手段からの出力光の一部を分波する
    分波手段、 (d)前記分波手段の一方の出力端に接続された光検出
    手段、 (e)前記光検出手段の出力に基づいて前記偏波制限手
    段を制御する制御手段。
JP3184692A 1991-11-08 1992-02-19 光増幅器 Pending JPH05235442A (ja)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3184692A JPH05235442A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 光増幅器
DE69231919T DE69231919T2 (de) 1991-11-08 1992-11-04 Optisches Relaissystem mit Faserverstärkern
EP97101954A EP0778682B1 (en) 1991-11-08 1992-11-04 Optical fiber amplifier repeating system
DE69231259T DE69231259T2 (de) 1991-11-08 1992-11-04 Optisches Faserverstärkerrelaissystem
EP92118891A EP0541061B1 (en) 1991-11-08 1992-11-04 Optical-fiber light amplifier
DE69220648T DE69220648T2 (de) 1991-11-08 1992-11-04 Faseroptischer Verstärker
EP95120727A EP0712217A3 (en) 1991-11-08 1992-11-04 Fiber optic amplifier with polarization limiting means
EP96118886A EP0768766B1 (en) 1991-11-08 1992-11-04 Optical fiber amplifier repeating system
DE69228393T DE69228393T2 (de) 1991-11-08 1992-11-04 Faseroptischer Verstärker
EP94116464A EP0652613B1 (en) 1991-11-08 1992-11-04 Optical-fiber amplifier
US08/111,378 US5455704A (en) 1991-11-08 1993-08-24 Optical-fiber light amplifier
US08/193,721 US5367587A (en) 1991-11-08 1994-02-09 Optical amplifier

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JP3184692A JPH05235442A (ja) 1992-02-19 1992-02-19 光増幅器

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JP3184692A Pending JPH05235442A (ja) 1991-11-08 1992-02-19 光増幅器

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6160658A (en) * 1996-11-01 2000-12-12 Nec Corporation Optical amplifier for wavelength multiplexing optical transmission
JP2003031875A (ja) * 2001-07-13 2003-01-31 Fujikura Ltd 偏波保持型光ファイバ増幅器
JP2003069114A (ja) * 2001-08-27 2003-03-07 Fujikura Ltd 光増幅器

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