JPH05343788A - 光ファイバ増幅器および光信号伝送システム - Google Patents

光ファイバ増幅器および光信号伝送システム

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JPH05343788A
JPH05343788A JP4207768A JP20776892A JPH05343788A JP H05343788 A JPH05343788 A JP H05343788A JP 4207768 A JP4207768 A JP 4207768A JP 20776892 A JP20776892 A JP 20776892A JP H05343788 A JPH05343788 A JP H05343788A
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optical fiber
fiber amplifier
pumping
light
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JP4207768A
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Masahiro Mitsuta
昌弘 光田
Toshihiro Fujita
俊弘 藤田
Jiyun Odani
順 雄谷
Masaru Fuse
優 布施
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、信号光波長と光ファイバ増幅器の
利得ピーク波長を一致させ、高性能な光ファイバ増幅器
及び光信号伝送システムを提供することを目的とする。 【構成】 励起光源として励起用帯半導体レーザモジュ
ールと、励起用半導体レーザからの励起光と1.55μm帯
信号光の合波を行う合波器と、Er-Alコドープ光ファイ
バと、アイソレータとを少なくとも有する光ファイバ増
幅器において、入力信号光波長、入力信号光量を測定し
て励起光源注入電流を制御する事で、利得ピーク波長と
信号光波長を一致させる光ファイバ増幅器及び光信号伝
送システム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、1.55μm帯信号光を光
直接増幅する光ファイバ増幅器及び光信号伝送システム
に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザを光源とし、光ファイバを
伝送路とするいわゆる光ファイバ通信システムは、各種
実用展開が図られ実用化に供せられている。ところが例
えば波長1.55μm帯のレーザに対しては光ファイバ自体
が0.2dB/km程度の伝搬損失があるため、伝送距離、分配
数には限界があった。ところが近年ではエルビウムを添
加した光ファイバを利得媒体として用いた光ファイバ増
幅器が実用化に近づきつつあり、従来の光通信システム
のアーキテクチャーが革命的に変わろうとしている。す
なわち、光増幅器を用いれば、光信号を光信号のまま増
幅できることにより、光ー電気変換、電気増幅、電気ー光
変換、といった複雑な中継器も不要となり、また光信号
を高出力化できることから光の分配数を多くとれるとい
った特徴がある。特に光加入者系あるいはファイバ・ト
ゥ・ザ・ホームと呼ばれるような各種情報をセンター局
から各家庭端末まで伝送するシステムにおいては性能面
及び価格面からの期待大なるものがある。最近ではその
中でも光ＣＡＴＶと呼ばれる多チャンネル映像信号を伝
送するサービスが注目されており、この光ファイバ増幅
器が各種検討されている。伝送方式としてはアナログ方
式あるいはディジタル方式がある。コスト面からすれば
アナログ方式の方が有利であり、まずはこの方式の導入
が検討されている。アナログ光伝送にはＡＭ方式とＦＭ
方式があるが、いずれの方式においても最終的にシステ
ム性能を決定するのは信号対雑音比（以後Ｃ／Ｎと記
す）および歪特性であり、特に歪特性が重要である。
【０００３】従来、光ファイバ増幅器は本質的に低歪で
あると考えられてきたが、実際には信号源半導体レーザ
を直接変調しアナログ信号伝送を行う際には歪特性の劣
化が生じる。これはこのErドープ光ファイバが利得の波
長に対する傾き（ゲインチルト）を有し、光源である半
導体レーザの波長チャーピングと結合するためである。
このErドープファイバのゲインチルト特性については、
例えばジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジ
ーVol.7、No.5（1989年）第835頁から第845頁（Journal
of Lightwave Technology ,vol.7,No.5,pp.835-845,198
9.）に報告されている。
【０００４】ゲインチルトそのものを減少させるものと
しては、例えばエレクトロン・レターズ25（1989年）第
910頁から第911頁（Electron.Lett.,vol.25,pp.910-91
1,1989.）に報告されているように、ErファイバにAlイ
オンをコドープする方法がある。特に、Alをコドープし
たErドープファイバで平坦な利得プロファイルが得ら
れ、歪特性の改善がなされることが、例えばアイ・イー
・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・レターズ
Vol.3, No.10（1991年）第945頁から第947頁（IEEE Ph
otonics Technology Letters,vol.3,No.10,pp.945-947,
1991.）に発表されている。
【０００５】また、信号光波長によってゲインチルトは
異なり、最も歪特性の劣化の少ない波長が存在する。こ
れは利得の波長特性が滑らかなピークを有するためであ
る。すなわち、歪特性を改善するには信号光波長をこの
ピーク波長付近に設定すればよいことが、例えば先述の
アイ・イー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー
・レターズ Vol.3, No.10（1991年）第945頁から第947
頁（IEEE Photonics Technology Letters,vol.3,No.10,
pp.945-947,1991.）に報告されている。
【０００６】一方、ゲインチルトの影響を除去し、アナ
ログ光伝送システムにおいて低歪化を図る方法としてＤ
ＦＢレーザにプリチャープをかける方法、及び外部変調
器を用いる方法が提案されている。前者は文献アイ・イ
ー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ Vol.3, No.9（1991年）第829頁から第831頁（IEEEPh
otonics Technology Letters,vol.3,No.9,pp.829-831,1
991.）に報告されている。前者はＤＦＢレーザの歪特性
に個体差があるためその都度調整が必要になること、後
者はシステムを複雑化し、所望のシステム性能を実現す
るのが難しい。従って、光ファイバ増幅器自体において
ゲインチルトによる歪の発生の影響を除去する事が、よ
り汎用的に価値あるものと考えられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来は、信号光の入力
光量、入力光波長、また励起光量により光ファイバ増幅
器のゲインチルト特性がどの様な振る舞いをするのかが
詳細には検討されていなかった。特に出力飽和状態にお
ける光ファイバ増幅器の性能について、歪特性に影響を
与えるゲインチルト特性の詳細な検討はなされていなか
った。
【０００８】本発明者らは、上述の現状に鑑み、入力信
号光波長に対して光ファイバ増幅器の利得ピーク波長を
制御し、一致させることを本発明において提案するもの
である。
【０００９】本発明の目的の１つは、光ファイバ増幅器
への信号光波長を検出し、励起光量を制御することによ
り利得ピーク波長を制御するものである。
【００１０】本発明の他の目的の１つは、光ファイバ増
幅器への信号光量を検出し、励起光量を制御することに
より利得ピーク波長を制御するものである。
【００１１】本発明の他の目的の１つは、光ファイバ増
幅器への信号光波長及び信号光量を同時に検出し、励起
光量を制御することにより利得ピーク波長を制御するも
のである。
【００１２】また、一方で本発明の他の目的の１つとし
て、本発明者らの詳細な検討の結果、入力光量の大きい
飽和領域で使用する高出力増幅器の場合に、利得ピーク
波長付近のゲインチルトの小さい波長領域が広範囲であ
ることを利用するものである。
【００１３】また、他の目的の１つとして、Er-Alコド
ープ光ファイバの利得の波長依存性と、構成光部品の損
失の波長特性を相殺させ、ゲインチルトを小さくするこ
とを利用するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は励起用光源として用いる励起用半導体レ
ーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路と、Alを
コドープしたErドープファイバと、前記励起用半導体レ
ーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合
波器と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ
増幅器において、入力信号光波長を検出し、前記励起用
半導体レーザ駆動制御回路に信号をフィードバックする
機能を有する装置を付加し、前記光ファイバ増幅器の利
得ピーク波長を前記信号光の波長に一致させるように前
記励起用光源への注入電流を制御することを特徴とす
る。
【００１５】また、本発明は励起用光源として用いる励
起用半導体レーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御
回路と、AlをコドープしたErドープファイバと、前記励
起用半導体レーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光
を合波する合波器と、光アイソレータを少なくとも有す
る光ファイバ増幅器において、入力信号光量を検出し、
前記励起用半導体レーザ駆動制御回路に信号をフィード
バックする機能を有する装置を付加し、前記光ファイバ
増幅器の利得ピーク波長を前記信号光の波長に一致させ
るように前記励起用光源への注入電流を制御することを
特徴とする。
【００１６】また、本発明は励起用光源として用いる励
起用半導体レーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御
回路と、AlをコドープしたErドープファイバと、前記励
起用半導体レーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光
を合波する合波器と、光アイソレータを少なくとも有す
る光ファイバ増幅器において、入力信号光波長を検出
し、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路に信号をフィ
ードバックする機能を有する装置と、入力信号光パワー
を検出し、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路に信号
をフィードバックする機能を有する装置を付加し、前記
光ファイバ増幅器の利得ピーク波長を前記入力信号光波
長に一致させるように前記励起用光源の注入電流を制御
することを特徴とする。
【００１７】また、本発明は信号光源として波長1.55μ
m帯ＤＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項１記
載の光ファイバ増幅器を有することを特徴とする。
【００１８】また、本発明は信号光源として波長1.55μ
m帯ＤＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項２記
載の光ファイバ増幅器を有することを特徴とする。
【００１９】また、本発明は信号光源として波長1.55μ
m帯ＤＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項３記
載の光ファイバ増幅器を有することを特徴とする。
【００２０】また、本発明は励起用光源として用いる1.
48μm帯励起用半導体レーザと、前記励起用半導体レー
ザ駆動制御装置と、AlをコドープしたErドープファイバ
と、前記1.48μm帯励起用半導体レーザからの励起光と
波長1.55μm帯信号光を合波する合波器と、光アイソレ
ータを少なくとも有する光ファイバ増幅器において、光
ファイバ増幅器への入力パワーをー10dBm以上、かつ前記
AlをコドープしたErドープファイバの濃度条長積CLと前
記入力信号光波長λが（数１）の関係を有することを特
徴とする。
【００２１】また、本発明はAlをコドープしたErドープ
ファイバの濃度条長積CLと入力信号光波長λが（数１）
の関係を有する波長で発振する信号光源としてのＤＦＢ
レーザと、少なくとも１段以上の請求項７記載の光ファ
イバ増幅器とを有することを特徴とする。
【００２２】また、本発明はAlをコドープしたErドープ
ファイバの濃度条長積CLと入力信号光波長λが、（数
１）の関係を有する波長で発振する信号光源としてのＤ
ＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項７記載の光
ファイバ増幅器と、少なくとも１段以上の請求項１記載
の光ファイバ増幅器とを有することを特徴とする。
【００２３】また、本発明はAlをコドープしたErドープ
ファイバの濃度条長積CLと入力信号光波長λが、（数
１）の関係を有する波長で発振する信号光源としてのＤ
ＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項７記載の光
ファイバ増幅器と、少なくとも１段以上の請求項２記載
の光ファイバ増幅器とを有することを特徴とする。
【００２４】また、本発明はAlをコドープしたErドープ
ファイバの濃度条長積CLと入力信号光波長λが、（数
１）の関係を有する波長で発振する信号光源としてのＤ
ＦＢレーザと、少なくとも１段以上の請求項７記載の光
ファイバ増幅器と、少なくとも１段以上の請求項３記載
の光ファイバ増幅器とを有することを特徴とする。
【００２５】また、本発明は励起用光源として用いる励
起用半導体レーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御
回路と、AlをコドープしたErドープファイバと、前記励
起用半導体レーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光
を合波する合波器と、光アイソレータを少なくとも有す
る光ファイバ増幅器において、光学素子を付加し、かつ
前記光学素子の損失の波長依存性L(λ)と、Er-Alコドー
プ光ファイバの利得の波長依存性G(λ)とが、波長1.54
μmから1.57μmの範囲で（数２）を満たすことを特徴と
する。
【００２６】また、本発明は励起用光源として用いる励
起用半導体レーザと、前記半導体レーザ駆動制御回路
と、AlをコドープしたErドープファイバと、前記励起用
半導体レーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合
波する合波器と、光アイソレータを少なくとも有する光
ファイバ増幅器において、前記光ファイバ増幅器を構成
する光学素子の損失の波長依存性L(λ)と、Er-Alコドー
プ光ファイバの利得の波長依存性G(λ)とが、波長1.54
μmから1.57μmの範囲で（数２）を満たすことを特徴と
する。
【００２７】
【作用】本発明では、いずれの場合にも、光ファイバ増
幅器の励起用光源の注入電流を制御し、利得ピーク波長
を信号光波長に一致させることで、ゲインチルトを小さ
くし歪の発生を抑える作用がある。
【００２８】
【実施例】以下では、本発明の実施例について詳細に説
明する。
【００２９】光ファイバ増幅器の利得特性およびその波
長依存性の測定系を図２に示す。光ファイバ増幅器９
は、次の構成となっている。1.48μm帯半導体レーザ７
からの励起光は、偏波合成器６において合波され、合波
器としてのＷＤＭフィルター４によって、Er-Alコドー
プ光ファイバ３に入射される。アイソレータ２、５は、
エルビウムドープファイバが、それ自身の高い利得によ
ってレーザ発振するのを防ぐために挿入されている。波
長可変の外部共振器型半導体レーザ１からの信号光は、
光ファイバ増幅器９で光増幅された後、光アッテネータ
１０を介して光スペクトラムアナライザ１１で光出力を
測定する。光アッテネータ１０は、出力光を光スペクト
ラムアナライザ１１に入射できるまで減衰するためのも
のである。
【００３０】実験で用いたEr-Alコドープファイバの効
率とＮＦ特性を、図３(a)、(b)、(c)、(d)に示す。用い
たEr-Alコドープファイバは全てEr濃度240ppm、Al濃度8
000ppmで、Er濃度とファイバ長を掛け合わせた値である
濃度条長積CLがそれぞれ8Kppm・m、10Kppm・m、12Kppm・
m、14Kppm・mのもので、ファイバ長で表すとそれぞれお
よそ31m、38m、46m、59mのものである。励起光量が85.7
mW、入力光量が+1.0dBmの時に、濃度条長積8Kppm・mのも
のは効率58.5%、ＮＦ4.3dBの特性を、濃度条長積10Kppm
・mのものは効率62.5%、ＮＦ5.8dBの特性を、濃度条長積
12Kppm・mのものは効率76.0%、ＮＦ5.7dBの特性を、濃度
条長積14Kppm・mのものは効率77.8%、ＮＦ6.9dBの特性を
有する。またこのEr-Alコドープファイバを用いた光フ
ァイバ増幅器の出力は同じ条件において、濃度条長積が
8Kppm・mのものは15.7dBm、10Kppm・mのものは16.0dBm、1
2Kppm・mのものは16.9dBm、14Kppm・mのものは17.3dBmあ
る。つまり、濃度条長積が長いほど出力は大きくなるが
ＮＦは悪くなる。従って、求められる性能により濃度条
長積を選択することで、高出力パワーアンプとして、ま
たは低雑音アンプとして使用できることが分かる。
【００３１】以下で、Er-Alコドープファイバを用いた
場合の利得の波長依存性と、利得の波長特性の濃度条長
積依存性を説明する。
【００３２】図４に励起光量128.53mW一定の条件下で入
力光量をー20.00dBmから+1.00dBmまで変化させたとき
の、波長範囲1.540μmから1.570μmでの濃度条長積8Kpp
m・mの光ファイバ増幅器のゲインチルト特性を示す。入
力光量が-30.00dBmから+1.00dBmまで増加するにつれ
て、波長1.550μm付近にピークを持つ曲線が平坦になっ
ていくことが分かる。本発明者らは、このゲインチルト
特性の入力光量依存性を実験的に極めて高精度に測定し
た。すなわち、図２に示した実験系において、波長可変
の外部共振器型半導体レーザ１からの出力光量を、波長
を変化させるごとに高精度に設定し直した。そのため、
測定された光ファイバ増幅器のゲインチルト特性は、従
来になく詳細なものである。
【００３３】上記の測定の結果得られたゲインチルト特
性の入力光量依存性の詳細なデータを図５(a)、(b)、
(c)、(d)に示す。図５(a)は図４のデータを利得ピーク
値に対して規格化したものであり、図５(b)、(c)、(d)
も同様に、それぞれ濃度条長積10Kppm・m、12Kppm・m、14
Kppm・mのもののゲインチルト特性をピーク値に対して規
格化したものである。これらの図より、次のような新し
い事実を本発明者らは発見した。まず、濃度条長積が8K
ppm・mのものについて説明を行う。図５(a)より明らかな
ように、光ファイバ増幅器への入力光量が小さく、例え
ばー30.00dBmの場合には、光ファイバ増幅器の利得ピー
ク波長は1.550μmにある。そしてこの状態から入力光量
を増加していくと、利得ピーク波長は長波長側に移動
し、入力光量が+1.00dBmと非常に大きい場合には1.557
μm付近にまで7nmも移動する。この利得ピーク波長の移
動は再現性も確認されており、つまりこの現象は温度等
の環境変化によるものではなく、入力光量の変化により
引き起こされるものであることが明らかになった。すな
わち、入力光量をー30.00dBmから+1.00dBmに変化させる
ことで、利得ピーク波長は1.557μmにまで7nmも移動す
ることを本発明者らの詳細な実験より見いだした。
【００３４】さらに、このような利得の波長依存性が濃
度条長積にどのように依存しているかを、図５(b)、
(c)、(d)に示す濃度条長積が10Kppm・m、12Kppm・m、14Kp
pm・mと異なる場合の詳細な測定結果をもとに説明を行
う。濃度条長積が10Kppm・mのものの場合、入力光量が-3
0.00dBmと非常に小さい条件では利得ピーク波長は1.550
μm付近にあるが、入力光量が増加するにつれ利得ピー
ク波長は長波長側に移動し、+1.00dBmと非常に大きい条
件下では1.558μm付近に位置するという結果を示してい
る。すなわち、入力光量が増加するにつれて利得ピーク
波長が長波長側に移動する傾向は濃度条長積が8Kppm・m
の場合と同様であるが、入力光量が同じ条件下では濃度
条長積が長い方が利得ピーク波長が長波長側にあるとい
う事実が判明した。これは、利得の波長特性を詳細かつ
正確に測定できる図２の実験系において、濃度条長積の
みが異なるという条件を設定して初めて得られる、全く
新しい事実である。さらに、濃度条長積が12Kppm・m、14
Kppm・mのものの場合にもこの新たに得られた事実は当て
はまる。12Kppm・mの場合には、入力光量が-30.00dBmの
条件下では利得ピーク波長は1.551μmにあるが、+1.00d
Bm入力時には1.559μmにまで8nm移動している。また、1
4Kppm・mの場合には、入力光量が-30.00dBmの条件下では
利得ピーク波長は1.552μmにあるが、+1.00dBm入力時に
は1.560μmにまで8nm移動している。
【００３５】図５(a)、(b)、(c)、(d)で示した特性は励
起用半導体レーザの励起光量を128.53mWとした場合であ
る。そこでさらに利得の波長特性の励起光量依存性を、
励起光量が61.66mW、92.05mW、128.53mWの条件下での詳
細な測定結果をもとに説明する。なお、濃度条長積が14
Kppm・mのものについては励起光量34.36mWの場合も測定
している。まず、濃度条長積が8Kppm・mの場合につい
て、図６(a)、(b)、(c)、(d)に励起光量を変えたときの
利得波長特性を示す。励起光量を61.66mWから128.53mW
に増加すると、一般には利得ピーク波長は短波長側に移
動する傾向が観測された。より詳細に理解するために、
図７(a)に以上の結果を励起光量に対する利得ピーク波
長として、入力光量を変数にして示す。これより明らか
なように、入力光量が-30.00dBmと小さい場合には利得
ピーク波長は1.550μm付近で一定になり、逆に+1.00dBm
と大きいときには1.557μm付近でほぼ一定になる。入力
光量がその間の範囲にある時は、例えば入力光量が-10.
00dBmの条件下では励起光量が128.53mWから61.66mWに変
化するとき利得ピーク波長は1.5515μmから1.5535μmま
で2nm移動する、このように、励起光量が小さいほど利
得ピーク波長が長波長側に移動する傾向があることが明
らかになった。
【００３６】ところで、励起光量一定の条件で比較する
と、入力光量が大きいほど利得ピーク波長は長波長側に
移動する傾向があることは判明している。よって、濃度
条長積が8Kppm・mの場合においては、励起光量が61.66mW
から128.53mWの範囲で、かつ入力光量が-30.00dBmから+
1.00dBmの範囲であれば、励起光量を制御することで利
得ピーク波長を1.550μmから1.557μmの範囲内で変えら
れることが明らかになった。さらに、このような利得ピ
ーク波長の濃度条長積依存性を、図７(b)、(c)、(d)に
示す濃度条長積が10Kppm・m、12Kppm・m、14Kppm・mと異な
る場合の詳細な測定結果をもとに説明を行う。これらの
図は、図７(a)と同様に、励起光量に対する利得ピーク
波長の変化を、入力光量を変数にして表示したものであ
る。まず、濃度条長積が12Kppm・mの場合には、入力光量
が-30.00dBmと非常に小さい場合には励起光量によらず
利得ピーク波長は1.551μmに、また励起光量が+1.00dBm
と非常に大きい場合には1.559μm付近で一定の値をと
る。だがその間の範囲では、例えば入力光量が-10.00dB
mの条件下では励起光量が128.53mWから61.66mWに変化す
るとき利得ピーク波長は1.5535μmから1.5555μmまで2n
m移動しているように、励起光量が小さいほど利得ピー
ク波長が長波長側に移動する傾向があることが明らかに
なった。すなわち、入力光量が-30.00dBmより大きく+1.
00dBmより小さい範囲では、励起光量が小さいほど利得
ピーク波長が長波長側に移動するという、濃度条長積8K
ppm・mの場合と同様の結果が得られた。濃度条長積が10K
ppm・m、14Kppm・mの場合にも、図７(b)、(d)に示される
ように励起光量の変化に対しておよそ同じ傾向となって
いる。励起光量の変化による利得ピーク波長の移動をこ
れほど詳細に測定することが可能となったのは、長さの
異なるファイバに接続し直すたびに生じるファイバ接続
時のスプライス損を抑え、Er-Alコドープファイバへの
入射励起光量を精度良く一定量に保てたからであり、そ
の結果得られた測定結果は全く新規なものである。すな
わち、利得ピーク波長が励起光量に依存し、さらに入力
光量と励起光量が同じ条件にある時にも濃度条長積によ
って異なってくるという事実は全く新しいものである。
【００３７】実際に光ファイバ増幅器を構成する場合に
制御可能な変数は、濃度条長積、入力光量、励起光量で
あり、利得ピーク波長の取り得る範囲はこれら変数によ
り決定される。この範囲を求めるために、励起光量に対
する利得ピーク波長の変化を表す図７(a)、(b)、(c)、
(d)のデータより、入力光量に対する利得ピーク波長の
変化を励起光量を変数にして図８(a)、(b)、(c)、(d)の
様に表示する。この図の斜線内が、ある入力光量に対し
て取り得る利得ピーク波長の範囲となる。例えば、濃度
条長積12Kppm・mの場合に利得ピーク波長を1.558μmに設
定するためには、本実験に用いた光ファイバ増幅器にお
いては、入力光量が-6.00dBmから+1.00dBmの範囲にあれ
ば良いことが分かる。よって、入力光量が既知の場合、
図８(a)、(b)、(c)、(d)で与えられる波長範囲であれば
利得ピーク波長を制御することが可能である。
【００３８】ところで、例えば図６(a)、(b)、(c)、(d)
より明らかなように入力光量が小さい場合には、利得ピ
ーク波長付近のゲインチルトの小さい領域が非常に狭
い。一方、波長多重伝送システムの様に複数の波長の信
号光を低歪で伝送する場合、あるいは励起光源用半導体
レーザの出力変動等を考慮すると、ゲインチルトの小さ
い波長領域はできる限り広いことが望ましい。そこで、
ゲインチルトが実用上十分小さいとみなせる範囲とし
て、利得がピーク波長における値より0.1dB、つまり約
2.3%低下する波長領域を0.1dB低下幅と規定する。図９
に、濃度条長積12Kppm・mの場合の入力光量に対する0.1d
B低下幅特性を示す。入力光量が-10dBmの場合には0.1dB
低下幅はおよそ10nmの広範囲に渡るが、さらに入力を増
加してもそれ以上の顕著な広がりは見られない。他の濃
度条長積においてもこれと同様の傾向が見られ、すなわ
ち入力光量が-10dBm以上の状態で光ファイバ増幅器を動
作させることは、より容易に歪を低減する上で効果が大
きいと考えられる。図１０に、入力光量が-10dBm以上の
場合の、濃度条長積に対する利得ピーク波長特性を示
す。この図より、濃度条長積一定の場合には、入力光量
が-10dBm以上の場合にも利得ピーク波長はおよそ5nmの
範囲に制御可能であり、よってこの図中の斜線の範囲は
同時に0.1dB低下幅の中に含まれているものである。
【００３９】以上のように本発明者らの詳細な実験によ
り発見された現象に基づいて、本発明の実施例を以下に
説明する。
【００４０】図１１に、本発明の第１実施例である、利
得ピーク波長を信号光波長に一致させる光ファイバ増幅
器を示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μ
m帯半導体レーザモジュール１０７と、励起光を合波す
る偏波合成器１０６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信
号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコド
ープ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５
と、励起用光源駆動制御回路１０８とから構成される。
ここでさらに本発明においては、入力信号光波長を検出
し励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィードバッ
クする装置１１４を付加する。励起用光源駆動制御回路
１０８に信号をフィードバックする装置１１４は図１１
に示されるように、分岐器１１０、波長分波器１１１、
ピーク波長検出器１１２、制御信号発生器１１３、より
構成される。本発明の光ファイバ増幅器への入力信号光
の一部分が分岐器１１０により分岐される。分岐された
信号光は波長分波器１１１により分波され、ピーク波長
検出器１１２によりピーク波長が検出される。ピーク波
長を検出した信号が制御信号発生器１１３により励起用
光源駆動制御回路１０８にフィードバックされる。ここ
で、分岐器１１０としてはファイバ型のカプラを用いれ
ばよく、例えば５０対１の分岐器で良い。また、波長分
波器１１１としてはコリメートレンズ、回折格子を用い
たリトロー配置のものを用いれば良い。ピーク波検出器
１１２としてはフォトダイオードアレー、あるいはライ
ンセンサを用いれば良い。
【００４１】図１２に、本発明の第２実施例である、利
得ピーク波長を信号光波長に一致させる光ファイバ増幅
器を示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μ
m帯半導体レーザモジュール１０７と、励起光を合波す
る偏波合成器１０６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信
号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコド
ープ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５
と、励起用光源駆動制御回路１０８とから構成される。
ここでさらに本発明においては、入力信号光量を検出し
励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィードバック
する装置１２３を付加する。励起用光源駆動制御回路１
０８に信号をフィードバックする装置１２３は図１２に
示されるように、分岐器１１０、光量測定器１２１、制
御信号発生器１２２、より構成される。本発明の光ファ
イバ増幅器への入力信号光の一部分が分岐器１１０によ
り分岐される。分岐された信号光は光量測定器１２１に
より光量が測定される。入力光量を検出した信号が制御
信号発生器１２２により励起用光源駆動制御回路１０８
にフィードバックされる。ここで、分岐器１１０として
はファイバ型のカプラを用いればよく、例えば５０対１
の分岐器でよい。また、光量測定器１２１としてはフォ
トダイオードを用いれば良い。
【００４２】図１に、本発明の第３実施例である、利得
ピーク波長を信号光波長に一致させる光ファイバ増幅器
を示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm
帯半導体レーザモジュール１０７と、励起光を合波する
偏波合成器１０６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号
光の合波を行うＷＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコドー
プ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５
と、励起用光源駆動制御回路１０８とから構成される。
ここでさらに本発明においては、入力信号光波長を検出
し励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィードバッ
クする装置１３６を付加する。励起用光源駆動制御回路
１０８に信号をフィードバックする装置１３６は図１に
示されるように、分岐器１１０、１３１、波長分波器１
３２、ピーク波長検出器１３３、光量測定器１３４、制
御信号発生器１３５より構成される。本発明の光ファイ
バ増幅器への入力信号光の一部分が分岐器１１０により
分岐される。分岐された信号光はさらに分岐器１３１で
分岐された後、一方は波長分波器１３２により分波さ
れ、ピーク波長検出器１３３によりピーク波長が検出さ
れる。ピーク波長を検出した信号が制御信号発生器１３
５により励起用光源駆動制御回路１０８にフィードバッ
クされる。他方でも、光量測定器１３４で入力光量が測
定される。入力光量を検出した信号は制御信号発生器１
３５により励起用光源駆動制御回路１０８にフィードバ
ックされる。ここで、分岐器１１０、１３１としてはフ
ァイバ型のカプラを用いれば良く、例えば５０対１の分
岐器でよい。また、波長分波器１３２としてはコリメー
トレンズ、回折格子を用いたリトロー配置のものを用い
れば良い。ピーク波長検出器１３３としてはフォトダイ
オードアレー、あるいはラインセンサを用いれば良い。
光量測定器１３４としてはフォトダイオードを用いれば
良い。
【００４３】図１３に、本発明の第４実施例である、Ｄ
ＦＢレーザ１０１と、少なくとも１段の利得ピーク波長
を信号光波長に一致させた光ファイバ増幅器とから構成
される光信号伝送システムを示す。光ファイバ増幅器１
０９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジュール１
０７と、励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μ
m帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィル
タ１０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイ
ソレータ１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１
０８とから構成される。ここでさらに本発明において
は、入力信号光波長を検出し励起用光源駆動制御回路１
０８に信号をフィードバックする装置１１４を付加す
る。励起用光源駆動制御回路１０９に信号をフィードバ
ックする装置１１４は図１３に示されるように、分岐器
１１０、波長分波器１１１、ピーク波長検出器１１２、
制御信号発生器１１３より構成される。本発明の光ファ
イバ増幅器への入力信号光の一部分が分岐器１１０によ
り分岐される。分岐された信号光は波長分波器１１１に
より分波され、ピーク波長検出器１１２、によりピーク
波長が検出される。ピーク波長を検出した信号が制御信
号発生器１１３により励起用光源駆動制御回路１０８に
フィードバックされる。ここで、分岐器１１０としては
ファイバ型のカプラを用いればよく、例えば５０対１の
分岐器でよい。また、波長分波器１１１としてはコリメ
ートレンズ、回折格子を用いたリトロー配置のものを用
いれば良い。ピーク波検出器１１２としてはフォトダイ
オードアレー、あるいはラインセンサを用いれば良い。
図１４に、本発明の第５実施例である、ＤＦＢレーザ１
０１と、少なくとも１段の利得ピーク波長を信号光波長
に一致させる光ファイバ増幅器とから構成された光信号
伝送システムを示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起
光用1.48μm帯半導体レーザモジュール１０７と、励起
光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μm帯励起光と
1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１０４
と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイソレータ
１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１０８とか
ら構成される。ここでさらに本発明においては、入力信
号光量を検出し励起用光源駆動制御回路１０８に信号を
フィードバックする装置１２３を付加する。励起用光源
駆動制御回路１０８に信号をフィードバックする装置１
２３は図１４に示されるように、分岐器１１０、光量測
定器１２１、制御信号発生器１２２、より構成される。
本発明の光ファイバ増幅器への入力信号光の一部分が分
岐器１１０により分岐される。分岐された信号光は光量
測定器１２１により光量が測定される。入力光量を検出
した信号が制御信号発生器１２２により励起用光源駆動
制御回路１０８にフィードバックされる。ここで、分岐
器１１０としてはファイバ型のカプラを用いればよく、
例えば５０対１の分岐器でよい。光量測定器１２１とし
てはフォトダイオードを用いれば良い。
【００４４】図１５に、本発明の第６実施例である、Ｄ
ＦＢレーザ１０１と、少なくとも１段の利得ピーク波長
を信号光波長に一致させる光ファイバ増幅器とから構成
される光信号伝送システムを示す。光ファイバ増幅器１
０９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジュール１
０７と、励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μ
m帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィル
タ１０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイ
ソレータ１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１
０８とから構成される。ここでさらに本発明において
は、入力信号光波長を検出し励起用光源駆動制御回路１
０８に信号をフィードバックする装置１３６を付加す
る。励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィードバ
ックする装置１３６は図１５に示されるように、分岐器
１１０、１３１、波長分波器１３２、ピーク波長検出器
１３３、光量測定器１３４、制御信号発生器１３５、よ
り構成される。本発明の光ファイバ増幅器への入力信号
光の一部分が分岐器１１０により分岐される。分岐され
た信号光はさらに分岐器１３１で分岐された後、一方は
波長分波器１３２により分波され、ピーク波長検出器１
３３によりピーク波長が検出される。ピーク波長を検出
した信号が制御信号発生器１３５により励起用光源駆動
制御回路１０８にフィードバックされる。他方でも、光
量測定器１３４で入力光量が測定される。入力光量を測
定した信号は制御信号発生器１３５により励起用光源駆
動制御回路１０８にフィードバックされる。、ここで、
分岐器１１０、１３１としてはファイバ型のカプラを用
いればよく、例えば５０対１の分岐器でよい。また、波
長分波器１３２としてはコリメートレンズ、回折格子を
用いたリトロー配置のものを用いれば良い。ピーク波長
検出器１３３としてはフォトダイオードアレー、あるい
はラインセンサを用いれば良い。光量測定計１３４とし
てはフォトダイオードを用いれば良い。
【００４５】図１６に、本発明の第７実施例である、ゲ
インチルトが平坦化している光ファイバ増幅器１０９を
示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯
半導体レーザモジュール１０７と、励起光を合波する偏
波合成器１０６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号光
の合波を行うＷＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコドープ
光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５と、
励起用光源駆動制御回路１０８とから構成される。入力
光量が-10dBm以上の場合には、実施例１の入力信号光波
長を検出し励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィ
ードバックする装置１１４のような装置を付加せずと
も、図１０に示す範囲に信号光波長を設定すればゲイン
チルト量を小さくすることができる。
【００４６】図１７に、本発明の第８実施例である、ゲ
インチルトが平坦化している光ファイバ増幅器１０９を
３段縦続接続したものと、利得ピーク波長に発振波長が
一致しているＤＦＢレーザ１０１を用いた光信号伝送シ
ステムを示す。光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.
48μm帯半導体レーザモジュール１０７と、２台の励起
用半導体レーザからの励起光を合波する偏波合成器１０
６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行う
ＷＤＭフィルタ１０４と、濃度条長積14Kppm・mのEr-Al
コドープ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１
０５と、励起用光源駆動制御回路１０８とから構成され
る。信号光源であるＤＦＢレーザ１０１は、1.556μm以
上で発振するものである。各光ファイバ増幅器の出力側
に光アッテネータ１６を接続し、３段縦続接続した場合
の各段のゲインチルト特性を図１８に示す。各段の光フ
ァイバ増幅器は出力17dBm以上の高出力状態にあり、次
段への入力光量は-10dBm以上の状態にある。光この時各
段の光ファイバ増幅器の利得ピーク波長はすべて1.559
μm以上となっている。つまり、高入力高出力動作状態
にある光ファイバ増幅器は、この波長に信号光波長を設
定すれば、利得ピーク波長の制御を行わなくてもよいこ
とが詳細な実験結果により分かる。なお、ここでは濃度
条長積14Kppm・mのEr-Alコドープ光ファイバ１０３を用
いて説明したが、他の長さの場合にも図１０により決定
される波長で発振する信号光源用ＤＦＢレーザ１０１を
用いることにより、同様に利得ピーク波長の制御を行わ
なくても良いことは明かである。
【００４７】図１９に、本発明の第９実施例である、ゲ
インチルトが平坦化している光ファイバ増幅器１０９
と、少なくとも１段の利得ピーク波長を信号光波長に一
致させる光ファイバ増幅器１０９を３段縦続接続したも
のと、利得ピーク波長に発振波長が一致しているＤＦＢ
レーザ１０１を用いた光信号伝送システムを示す。光フ
ァイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体レー
ザモジュール１０７と、２台の励起用半導体レーザから
の励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μm帯励
起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１
０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイソレ
ータ１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１０８
とから構成される。信号光源であるＤＦＢレーザ１０１
は、（数１）の波長で発振するものである。
【００４８】（数１）は以下の式で表わされる。 λ0 ＝ 7.5×10-10×CL ＋ 1.5485×10-6 [m] λ0-2.5×10-6 ≦ λ ≦ λ0+2.5×10-6 [m] 光ファイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体
レーザモジュール１０７と、励起光を合波する偏波合成
器１０６と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号光の合波
を行うＷＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコドープ光ファ
イバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５と、励起用
光源駆動制御回路１０８とから構成される。ここでさら
に本発明においては、入力信号光波長を検出し励起用光
源駆動制御回路１０８に信号をフィードバックする装置
１１４を付加する。励起用光源駆動制御回路１０９に信
号をフィードバックする装置１１４は図１３に示される
ように、分岐器１１０、波長分波器１１１、ピーク波長
検出器１１２、制御信号発生器１１３より構成される。
本発明の光ファイバ増幅器への入力信号光の一部分が分
岐器１１０により分岐される。分岐された信号光は波長
分波器１１１により分波され、ピーク波長検出器１１
２、によりピーク波長が検出される。ピーク波長を検出
した信号が制御信号発生器１１３により励起用光源駆動
制御回路１０８にフィードバックされる。ここで、分岐
器１１０としてはファイバ型のカプラを用いればよく、
例えば５０対１の分岐器でよい。また、波長分波器１１
１としてはコリメートレンズ、回折格子を用いたリトロ
ー配置のものを用いれば良い。ピーク波検出器１１２と
してはフォトダイオードアレー、あるいはラインセンサ
を用いれば良い。
【００４９】図２０に、本発明の第１０実施例である、
ゲインチルトが平坦化している光ファイバ増幅器１０９
と、少なくとも１段の利得ピーク波長を信号光波長に一
致させる光ファイバ増幅器１０９を３段縦続接続したも
のと、利得ピーク波長に発振波長が一致しているＤＦＢ
レーザ１０１を用いた光信号伝送システムを示す。光フ
ァイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体レー
ザモジュール１０７と、２台の励起用半導体レーザから
の励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μm帯励
起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１
０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイソレ
ータ１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１０８
とから構成される。信号光源であるＤＦＢレーザ１０１
は、（数１）の波長で発振するものである。光ファイバ
増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジ
ュール１０７と、励起光を合波する偏波合成器１０６
と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷ
ＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０
３と、アイソレータ１０２、１０５と、励起用光源駆動
制御回路１０８とから構成される。ここでさらに本発明
においては、入力信号光量を検出し励起用光源駆動制御
回路１０８に信号をフィードバックする装置１２３を付
加する。励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィー
ドバックする装置１２３は図１４に示されるように、分
岐器１１０、光量測定器１２１、制御信号発生器１２
２、より構成される。本発明の光ファイバ増幅器への入
力信号光の一部分が分岐器１１０により分岐される。分
岐された信号光は光量測定器１２１により光量が測定さ
れる。入力光量を検出した信号が制御信号発生器１２２
により励起用光源駆動制御回路１０８にフィードバック
される。ここで、分岐器１１０としてはファイバ型のカ
プラを用いればよく、例えば５０対１の分岐器でよい。
光量測定器１２１としてはフォトダイオードを用いれば
良い。
【００５０】図２１に、本発明の第１１実施例である、
ゲインチルトが平坦化している光ファイバ増幅器１０９
と、少なくとも１段の利得ピーク波長を信号光波長に一
致させる光ファイバ増幅器１０９を３段縦続接続したも
のと、利得ピーク波長に発振波長が一致しているＤＦＢ
レーザ１０１を用いた光信号伝送システムを示す。光フ
ァイバ増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体レー
ザモジュール１０７と、２台の励起用半導体レーザから
の励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μm帯励
起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィルタ１
０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０３と、アイソレ
ータ１０２、１０５と、励起用光源駆動制御回路１０８
とから構成される。信号光源であるＤＦＢレーザ１０１
は、（数１）の波長で発振するものである。光ファイバ
増幅器１０９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジ
ュール１０７と、励起光を合波する偏波合成器１０６
と、1.48μm帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷ
ＤＭフィルタ１０４と、Er-Alコドープ光ファイバ１０
３と、アイソレータ１０２、１０５と、励起用光源駆動
制御回路１０８とから構成される。ここでさらに本発明
においては、入力信号光波長を検出し励起用光源駆動制
御回路１０８に信号をフィードバックする装置１３６を
付加する。励起用光源駆動制御回路１０８に信号をフィ
ードバックする装置１３６は図１５に示されるように、
分岐器１１０、１３１、波長分波器１３２、ピーク波長
検出器１３３、光量測定器１３４、制御信号発生器１３
５、より構成される。本発明の光ファイバ増幅器への入
力信号光の一部分が分岐器１１０により分岐される。分
岐された信号光はさらに分岐器１３１で分岐された後、
一方は波長分波器１３２により分波され、ピーク波長検
出器１３３によりピーク波長が検出される。ピーク波長
を検出した信号が制御信号発生器１３５により励起用光
源駆動制御回路１０８にフィードバックされる。他方で
も、光量測定器１３４で入力光量が測定される。入力光
量を測定した信号は制御信号発生器１３５により励起用
光源駆動制御回路１０８にフィードバックされる。、こ
こで、分岐器１１０、１３１としてはファイバ型のカプ
ラを用いればよく、例えば５０対１の分岐器でよい。ま
た、波長分波器１３２としてはコリメートレンズ、回折
格子を用いたリトロー配置のものを用いれば良い。ピー
ク波長検出器１３３としてはフォトダイオードアレー、
あるいはラインセンサを用いれば良い。光量測定計１３
４としてはフォトダイオードを用いれば良い。
【００５１】図２２に、本発明の第１２実施例である、
Er-Alコドープ光ファイバのゲインチルト特性G(λ)を相
殺するような損失の波長特性L(λ)を有する光学素子を
含んだ光ファイバ増幅器を示す。光ファイバ増幅器１０
９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジュール１０
７と、励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μm
帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィル
タ１０４と、ゲインチルト特性G(λ)を有するEr-Alコド
ープ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０５
と、励起用光源駆動制御回路１０８と、損失L(λ)を有
する光学フィルタ１７から構成される。ここで、G(λ)
とL(λ)は（数３）を満たす関係にある。
【００５２】（数３）は以下の式で表わされる。
【００５３】
【数３】
【００５４】そのため、フィルタを入れた場合、より広
い波長範囲でゲインチルト特性を平坦にすることが可能
となる。
【００５５】図２３に、本発明の第１３実施例である、
Er-Alコドープ光ファイバのゲインチルト特性G0(λ)を
相殺するような損失の波長特性L0(λ)を有する光学素子
を含んだ光ファイバ増幅器を示す。光ファイバ増幅器１
０９は、励起光用1.48μm帯半導体レーザモジュール１
０７と、励起光を合波する偏波合成器１０６と、1.48μ
m帯励起光と1.56μm帯信号光の合波を行うＷＤＭフィル
タ２０４と、ゲインチルト特性G0(λ)を有するEr-Alコ
ドープ光ファイバ１０３と、アイソレータ１０２、１０
５と、励起用光源駆動制御回路１０８とで構成されてい
るとすると、ＷＤＭフィルタ２０４、アイソレータ１０
２、１０４等の合計の損失をL0(λ)とする。ここでG0
(λ)とL0(λ)は（数３）を満たす関係にある。そのた
め、フィルタを入れた場合、より広い波長範囲でゲイン
チルト特性が平坦になる。
【００５６】なお、本発明のいくつかの実施例において
は励起用半導体レーザとして波長1.48μm帯のものを用
いた実験事実に基づいて説明を行っているが、波長0.98
μm帯、及び波長0.82μm帯を含めていかなる波長帯のも
のでも含まれることは明かである。
【００５７】また、本実験では入力信号光量が-30.00dB
mから+1.00dBm、励起光量は34.36mWあるいは61.66mWか
ら128.53mW、濃度条長積は8Kppm・mから14Kppm・m、入力
信号波長範囲は1.540μmから1.570μmであるが、その他
の領域でも思想的に等しいものは含まれるものである。
また、励起方式としては後方励起を例として説明した
が、前方励起、両側励起も含まれる。なお、励起光源を
偏波合成する方法の構成で説明したが、偏波合成を行わ
ない場合も含まれるものである。
【００５８】
【発明の効果】以上説明してきたように、請求項１およ
び４の発明によれば、入力信号波長を測定し励起光量を
制御することで、光ファイバ増幅器の利得ピーク波長と
入力信号波長を実時間で一致させているので、歪特性の
良好な光ファイバ増幅器及び光信号伝送システムを実現
できる。請求項２および５の発明によれば、入力信号光
量を測定して励起光量を制御することで、光ファイバ増
幅器の利得ピーク波長と入力信号波長を実時間で一致さ
せているので、歪特性の良好な光ファイバ増幅器及び光
信号伝送システムを実現できる。請求項３および６の発
明によれば、入力信号波長と入力信号光量を測定して励
起光量を制御することで、光ファイバ増幅器の利得ピー
ク波長と信号光波長を実時間で一致させているので、歪
特性の良好な光ファイバ増幅器及び光信号伝送システム
を実現できる。請求項７および８の発明によれば、入力
光量が-10dBm以上の場合には、Er-Alコドープ光ファイ
バ濃度条長積より（数１）によって規定される波長に入
力信号波長を設定するだけでゲインチルトの小さい利得
ピーク波長付近で信号光を増幅するので、歪特性が良好
な光ファイバ増幅器及び光信号伝送システムを実現する
ことが出来る。請求項９の発明によれば、損失の波長特
性とEr-Alコドープ光ファイバのゲインチルトを相殺す
る素子を付加したので、信号光の波長に依存しないで歪
特性の良好な光ファイバ増幅器を実現することが出来
る。請求項１０の発明によれば、構成光部品の損失の波
長特性とEr-Alコドープ光ファイバのゲインチルトを相
殺することで、歪特性の良好な光ファイバ増幅器を実現
することが出来る。
【００５９】以上のように、本発明は従来にない実験デ
ータに基づき提案されるものであり、その効果は極めて
大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第３実施例を表す図である。
【図２】光ファイバ増幅器の利得特性およびその波長依
存性を測定する実験系である。
【図３】実験に用いた濃度条長積8Kppm・m、10Kppm・m、1
2Kppm・m、14Kppm・mのEr-Alコドープ光ファイバの効率と
ＮＦ特性である。
【図４】濃度条長積8Kppm・mの光ファイバ増幅器のゲイ
ンチルト特性である。
【図５】濃度条長積8Kppm・m、10Kppm・m、12Kppm・m、14K
ppm・mのファイバ増幅器のゲインチルト特性を最大値で
規格化し、拡大表示した図である。
【図６】濃度条長積8Kppm・mのファイバ増幅器につい
て、ゲインチルト特性の励起光量依存性を、一定の入力
光量の条件において測定した図である。
【図７】濃度条長積8Kppm・m、10Kppm・m、12Kppm・m、14K
ppm・mのものについて、励起光量に対する利得ピーク波
長を、入力光量を変数に表示した図である。
【図８】濃度条長積8Kppm・m、10Kppm・m、12Kppm・m、14K
ppm・mのものについて、入力光量に対する利得ピーク波
長を、励起光量を変数に表示した図である。
【図９】濃度条長積12Kppm・mのファイバ増幅器につい
て、入力光量に対する0.1dB低下幅を示した図
【図１０】入力光量が-10dBm以上のファイバ増幅器につ
いて、濃度条長積に対する利得ピーク波長を示した図
【図１１】第１実施例を表す図である。
【図１２】第２実施例を表す図である。
【図１３】第４実施例を表す図である。
【図１４】第５実施例を表す図である。
【図１５】第６実施例を表す図である。
【図１６】第７実施例を表す図である。
【図１７】第８実施例を表す図である。
【図１８】第８実施例における、ゲインチルト特性であ
る。
【図１９】第９実施例を表す図である。
【図２０】第１０実施例を表す図である。
【図２１】第１１実施例を表す図である。
【図２２】第１２実施例を表す図である。
【図２３】第１３実施例を表す図である。
【符号の説明】
１ 波長可変の外部共振器型半導体レーザ ２ アイソレータ ３ Er-Alコドープ光ファイバ ４ ＷＤＭフィルタ ５ アイソレータ ６ 偏波合成器 ７ 励起光用1.48μm帯半導体レーザ ８ 励起光源注入電流駆動制御装置 ９ 光ファイバ増幅器 １０ アッテネータ １１ 光スペクトラルアナライザ １２ 光出力測定系 １６ アッテネータ １７ 損失を有する光学フィルタ １０１ ＤＦＢレーザ １０２ アイソレータ １０３ Er-Alコドープ光ファイバ １０４ ＷＤＭフィルタ １０５ アイソレータ １０６ 偏波合成器 １０７ 励起光用1.48μm帯半導体レーザ １０８ 励起光源注入電流駆動制御装置 １０９ 光ファイバ増幅器 １１０ カプラ １１１ 波長分波器 １１２ ピーク波長測定器 １１３ 制御信号発生器 １１４ フィードバック制御装置 １２１ 光量測定器 １２２ 制御信号発生器 １２３ フィードバック制御装置 １３１ カプラ １３２ 波長分波器 １３３ ピーク波長測定器 １３４ 光量測定器 １３５ 制御信号発生器 １３６ フィードバック制御装置 ２０４ ＷＤＭフィルタ
フロントページの続き (72)発明者 布施 優 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】励起用光源として用いる励起用半導体レー
    ザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路と、Alをコ
    ドープしたErドープファイバと、前記励起用半導体レー
    ザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合波
    器と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ増
    幅器において、入力信号光波長を検出し、前記励起用半
    導体レーザ駆動制御回路に信号をフィードバックする機
    能を有する装置を付加し、前記光ファイバ増幅器の利得
    ピーク波長を前記信号光の波長に一致させるように前記
    励起用光源への注入電流を制御することを特徴とする光
    ファイバ増幅器。
  2. 【請求項２】励起用光源として用いる励起用半導体レー
    ザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路と、Alをコ
    ドープしたErドープファイバと、前記励起用半導体レー
    ザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合波
    器と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ増
    幅器において、入力信号光量を検出し、前記励起用半導
    体レーザ駆動制御回路に信号をフィードバックする機能
    を有する装置を付加し、前記光ファイバ増幅器の利得ピ
    ーク波長を前記信号光の波長に一致させるように前記励
    起用光源への注入電流を制御することを特徴とする光フ
    ァイバ増幅器。
  3. 【請求項３】励起用光源として用いる励起用半導体レー
    ザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路と、Alをコ
    ドープしたErドープファイバと、前記励起用半導体レー
    ザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合波
    器と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ増
    幅器において、入力信号光波長を検出し、前記励起用半
    導体レーザ駆動制御回路に信号をフィードバックする機
    能を有する装置と、入力信号光パワーを検出し、前記励
    起用半導体レーザ駆動制御回路に信号をフィードバック
    する機能を有する装置を付加し、前記光ファイバ増幅器
    の利得ピーク波長を前記入力信号光波長に一致させるよ
    うに前記励起用光源の注入電流を制御することを特徴と
    する光ファイバ増幅器。
  4. 【請求項４】信号光源として波長1.55μm帯ＤＦＢレー
    ザと、少なくとも１段以上の請求項１記載の光ファイバ
    増幅器を有することを特徴とする光信号伝送システム。
  5. 【請求項５】信号光源として波長1.55μm帯ＤＦＢレー
    ザと、少なくとも１段以上の請求項２記載の光ファイバ
    増幅器を有することを特徴とする光信号伝送システム。
  6. 【請求項６】信号光源として波長1.55μm帯ＤＦＢレー
    ザと、少なくとも１段以上の請求項３記載の光ファイバ
    増幅器を有することを特徴とする光信号伝送システム。
  7. 【請求項７】励起用光源として用いる1.48μm帯励起用
    半導体レーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御装置
    と、AlをコドープしたErドープファイバと、前記1.48μ
    m帯励起用半導体レーザからの励起光と波長1.55μm帯信
    号光を合波する合波器と、光アイソレータを少なくとも
    有する光ファイバ増幅器において、光ファイバ増幅器へ
    の入力パワーをー10dBm以上、かつ前記Alをコドープした
    Erドープファイバの濃度条長積CLと前記入力信号光波長
    λが、 【数１】 の関係を有することを特徴とする光ファイバ増幅器。
  8. 【請求項８】AlをコドープしたErドープファイバの濃度
    条長積CLと入力信号光波長λが、（数１）の関係を有す
    る波長で発振する信号光源としてのＤＦＢレーザと、少
    なくとも１段以上の請求項７記載の光ファイバ増幅器と
    を有することを特徴とする光信号伝送システム。
  9. 【請求項９】AlをコドープしたErドープファイバの濃度
    条長積CLと入力信号光波長λが、（数１）の関係を有す
    る波長で発振する信号光源としてのＤＦＢレーザと、少
    なくとも１段以上の請求項７記載の光ファイバ増幅器
    と、少なくとも１段以上の請求項１記載の光ファイバ増
    幅器とを有することを特徴とする光信号伝送システム。
  10. 【請求項１０】AlをコドープしたErドープファイバの濃
    度条長積CLと入力信号光波長λが、（数１）の関係を有
    する波長で発振する信号光源としてのＤＦＢレーザと、
    少なくとも１段以上の請求項７記載の光ファイバ増幅器
    と、少なくとも１段以上の請求項２記載の光ファイバ増
    幅器とを有することを特徴とする光信号伝送システム。
  11. 【請求項１１】AlをコドープしたErドープファイバの濃
    度条長積CLと入力信号光波長λが、（数１）の関係を有
    する波長で発振する信号光源としてのＤＦＢレーザと、
    少なくとも１段以上の請求項７記載の光ファイバ増幅器
    と、少なくとも１段以上の請求項３記載の光ファイバ増
    幅器とを有することを特徴とする光信号伝送システム。
  12. 【請求項１２】励起用光源として用いる励起用半導体レ
    ーザと、前記励起用半導体レーザ駆動制御回路と、Alを
    コドープしたErドープファイバと、前記励起用半導体レ
    ーザからの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合
    波器と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ
    増幅器において、光学素子を付加し、かつ前記光学素子
    の損失の波長依存性L(λ)と、Er-Alコドープ光ファイバ
    の利得の波長依存性G(λ)とが、波長1.54μmから1.57μ
    mの範囲で 【数２】 を満たすことを特徴とする光ファイバ増幅器。
  13. 【請求項１３】励起用光源として用いる励起用半導体レ
    ーザと、前記半導体レーザ駆動制御回路と、Alをコドー
    プしたErドープファイバと、前記励起用半導体レーザか
    らの励起光と波長1.55μm帯信号光を合波する合波器
    と、光アイソレータを少なくとも有する光ファイバ増幅
    器において、前記光ファイバ増幅器を構成する光学素子
    の損失の波長依存性L(λ)と、Er-Alコドープ光ファイバ
    の利得の波長依存性G(λ)とが、波長1.54μmから1.57μ
    mの範囲で（数２）を満たすことを特徴とする光ファイ
    バ増幅器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07212315A (ja) * 1994-01-18 1995-08-11 Fujitsu Ltd 光増幅器
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JP2004048020A (ja) * 1996-04-25 2004-02-12 Imra America Inc ストレッチされた超短パルスの増幅装置、光学増幅装置およびその運転方法
JP2006202854A (ja) * 2005-01-18 2006-08-03 Sumitomo Electric Ind Ltd 光増幅器および光ネットワークシステム
CN115225156A (zh) * 2022-07-20 2022-10-21 玏芯科技(广州)有限公司 用于光发射器的反馈电路和光发射器

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