JPH06196786A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH06196786A JPH06196786A JP4318708A JP31870892A JPH06196786A JP H06196786 A JPH06196786 A JP H06196786A JP 4318708 A JP4318708 A JP 4318708A JP 31870892 A JP31870892 A JP 31870892A JP H06196786 A JPH06196786 A JP H06196786A
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- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H—ELECTRICITY
- 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
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光増幅器から放出される信号光帯域内及び帯
域外の自然放出光を低減し、低雑音な光増幅器を得る。 【構成】 入力信号光２０１は、光増幅部１００におい
て増幅され、その出力光２０２は自然放出光除去部１０
１に入射される。自然放出光除去部１０１では、偏光分
離素子５により、信号光と同一の偏光状態の光のみが偏
光分離素子５を通過し、出力信号２０３を得る。光増幅
部１００から出力される信号光の偏光状態はある一偏波
状態であるが、自然放出光はランダムな偏光状態である
ため、偏光分離素子５では、信号光の偏光状態と一致す
る偏光成分の自然放出光のみを通過させ、信号光の偏光
状態と直交する成分を遮断している。これによって、信
号帯域内、外の自然放出光を半減でき、低雑音な光増幅
器を得ている。
域外の自然放出光を低減し、低雑音な光増幅器を得る。 【構成】 入力信号光２０１は、光増幅部１００におい
て増幅され、その出力光２０２は自然放出光除去部１０
１に入射される。自然放出光除去部１０１では、偏光分
離素子５により、信号光と同一の偏光状態の光のみが偏
光分離素子５を通過し、出力信号２０３を得る。光増幅
部１００から出力される信号光の偏光状態はある一偏波
状態であるが、自然放出光はランダムな偏光状態である
ため、偏光分離素子５では、信号光の偏光状態と一致す
る偏光成分の自然放出光のみを通過させ、信号光の偏光
状態と直交する成分を遮断している。これによって、信
号帯域内、外の自然放出光を半減でき、低雑音な光増幅
器を得ている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
光増幅器の低雑音化に関する。
光増幅器の低雑音化に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光増幅器の低雑音化は、光増幅器
から生じる自然放出光を低減することを目的として行わ
れている。
から生じる自然放出光を低減することを目的として行わ
れている。
【０００３】例えば、文献「１９９１年６月、アイ・イ
ー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ、第３巻、第６号、５５１〜５５３頁、（ＩＥＥＥ
ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴ
ＥＲＳ，ＶＯＬ．３，ＮＯ．６，ＰＰ．５５１−５５
３，ＪＵＮＥ，１９９１）には、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器において、いくつかある励起波長の中から０．９８
μｍ帯を選んで励起することにより、Ｅｒ原子の反転分
布ｎs p を理想的な１とし、低雑音化を実現した技術が
記載されている。
ー・イー・イー・フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ、第３巻、第６号、５５１〜５５３頁、（ＩＥＥＥ
ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴ
ＥＲＳ，ＶＯＬ．３，ＮＯ．６，ＰＰ．５５１−５５
３，ＪＵＮＥ，１９９１）には、Ｅｒ添加光ファイバ増
幅器において、いくつかある励起波長の中から０．９８
μｍ帯を選んで励起することにより、Ｅｒ原子の反転分
布ｎs p を理想的な１とし、低雑音化を実現した技術が
記載されている。
【０００４】また、文献「１９９１年５月、電子情報通
信学会論文誌Ｂ−Ｉ、第Ｊ７５−Ｂ−Ｉ、第５号、２８
８−２９７頁」には、光増幅器の出力端に、信号光波長
近傍の波長帯を通過させ、その他の波長を遮断する帯域
通過光フィルタを備える手段を用いて、低雑音化を実現
した技術が記載されている。
信学会論文誌Ｂ−Ｉ、第Ｊ７５−Ｂ−Ｉ、第５号、２８
８−２９７頁」には、光増幅器の出力端に、信号光波長
近傍の波長帯を通過させ、その他の波長を遮断する帯域
通過光フィルタを備える手段を用いて、低雑音化を実現
した技術が記載されている。
【０００５】また、自然放出光による雑音の低減を図っ
た例として、特開平１−２９８７８５号公報、特開平３
−１２７８８６号公報があり、特開平１−１５２８１９
号公報ではその手段としてフィルタが用いられている。
た例として、特開平１−２９８７８５号公報、特開平３
−１２７８８６号公報があり、特開平１−１５２８１９
号公報ではその手段としてフィルタが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の光増幅器
の低雑音化では、光フィルタを用いて、光増幅器から出
力される自然放出光のうち、信号光帯域外の周波数成分
を除去しているため、励起光波長で決定される信号光の
帯域内の自然放出光を除去することは不可能である。
の低雑音化では、光フィルタを用いて、光増幅器から出
力される自然放出光のうち、信号光帯域外の周波数成分
を除去しているため、励起光波長で決定される信号光の
帯域内の自然放出光を除去することは不可能である。
【０００７】また、光増幅器の自然放出光により、光増
幅器の出力光には自然放出間ビート雑音Ｎ
A S E - A S E が加わるが、これは次式（１）の様に表
される。
幅器の出力光には自然放出間ビート雑音Ｎ
A S E - A S E が加わるが、これは次式（１）の様に表
される。
【０００８】 ＮA S E - A S E ＝ｍt ・（Ｇ−１）2 ・ｎs p 2 ・Δν ．．．（１） ただし、ｍt は横モード次数、Ｇは光増幅器の利得、ｎ
s p は増幅媒体の反転分布パラメータ、Δνは自然放出
光帯域幅である。ここで、光増幅器から出力される自然
放出光の偏光はランダムであるため、自然放出光の横モ
ード次数ｍt は等価的に２となる。そのため、横モード
次数倍だけ過剰なビート雑音が生じてしまうという課題
がある。
s p は増幅媒体の反転分布パラメータ、Δνは自然放出
光帯域幅である。ここで、光増幅器から出力される自然
放出光の偏光はランダムであるため、自然放出光の横モ
ード次数ｍt は等価的に２となる。そのため、横モード
次数倍だけ過剰なビート雑音が生じてしまうという課題
がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るため、第１の発明の光増幅器は、信号光を光のまま増
幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅された信号光と
同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素子とから構成
されることを特徴とする。
るため、第１の発明の光増幅器は、信号光を光のまま増
幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅された信号光と
同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素子とから構成
されることを特徴とする。
【００１０】また、第２の発明の光増幅器は、信号光を
光のまま増幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅され
た信号光と同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素子
と、前記偏光分離素子の通過可能な偏光状態を制御する
制御回路とから構成される光増幅器であり、前記偏光分
離素子に入射する信号光成分が前記偏光分離素子を通過
できるように、前記偏光分離素子を制御することを特徴
とする。
光のまま増幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅され
た信号光と同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素子
と、前記偏光分離素子の通過可能な偏光状態を制御する
制御回路とから構成される光増幅器であり、前記偏光分
離素子に入射する信号光成分が前記偏光分離素子を通過
できるように、前記偏光分離素子を制御することを特徴
とする。
【００１１】さらに、第３の発明の光増幅器は、信号光
を光のまま増幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅さ
れた信号光と同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素
子と、前記偏光分離素子に入射する信号光の偏光状態を
制御する偏光制御器と、前記偏光制御器を制御する制御
回路とからなり、前記偏光制御器は必ず前記偏光分離素
子より前に配置されるように構成される光増幅器であ
り、前記偏光分離素子へ入射する信号光が前記偏光分離
素子を通過するように前記偏光制御器を制御することを
特徴とする。
を光のまま増幅する光増幅器と、前記光増幅器で増幅さ
れた信号光と同じ偏光状態の光を通過させる偏光分離素
子と、前記偏光分離素子に入射する信号光の偏光状態を
制御する偏光制御器と、前記偏光制御器を制御する制御
回路とからなり、前記偏光制御器は必ず前記偏光分離素
子より前に配置されるように構成される光増幅器であ
り、前記偏光分離素子へ入射する信号光が前記偏光分離
素子を通過するように前記偏光制御器を制御することを
特徴とする。
【００１２】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【００１３】図１は、第１の発明の一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００１４】図１に示してある第１の発明の一実施例
は、光増幅部１００と自然放出除去部１０１から構成さ
れる。
は、光増幅部１００と自然放出除去部１０１から構成さ
れる。
【００１５】光増幅部１００は以下の様に構成されてい
る。光ファイバ１を伝送されて来た波長１．５５μｍの
入力信号光２０１は、ＷＤＭカプラ２に入射される。こ
のとき、入力信号光２０１は、ある一定の偏光状態を保
っている。入力信号光２０１は、ＷＤＭカプラ２で、Ｅ
ｒの吸収波長の一つある０．９８μｍ帯で発振する励起
光源３の出力光と合波され、Ｅｒ添加光ファイバ４に入
射される。信号光は、Ｅｒ添加光ファイバ４内で増幅さ
れ、光増幅部１００の出力２０２として、自然放出光除
去部１０１に入射される。
る。光ファイバ１を伝送されて来た波長１．５５μｍの
入力信号光２０１は、ＷＤＭカプラ２に入射される。こ
のとき、入力信号光２０１は、ある一定の偏光状態を保
っている。入力信号光２０１は、ＷＤＭカプラ２で、Ｅ
ｒの吸収波長の一つある０．９８μｍ帯で発振する励起
光源３の出力光と合波され、Ｅｒ添加光ファイバ４に入
射される。信号光は、Ｅｒ添加光ファイバ４内で増幅さ
れ、光増幅部１００の出力２０２として、自然放出光除
去部１０１に入射される。
【００１６】自然放出光除去部１０１は以下の様に構成
されている。光増幅部１００の出力２０２は、偏光分離
素子５としての検光子に入射され、偏光分離素子５にお
いて、信号光と同一の偏光状態の光を通過させ、偏光分
離素子５の出力が出力信号２０３となる。
されている。光増幅部１００の出力２０２は、偏光分離
素子５としての検光子に入射され、偏光分離素子５にお
いて、信号光と同一の偏光状態の光を通過させ、偏光分
離素子５の出力が出力信号２０３となる。
【００１７】次に図１の光増幅器の動作について説明す
る。図４に、図１の各部における光スペクトルの様子を
示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入射
光２０１の光スペクトルを示してしる。この入力信号光
が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す様
に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００により
出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の偏
光はある一状態であり、自然放出光の偏光はランダム状
態であるため、偏光分離素子５では、信号光の偏光状態
と一致する偏光成分の自然放出光は通過するが、信号光
の偏光状態と直交する成分は遮断され、図４（Ｃ）の様
な光スペクトルを得る。このように、この偏光分離素子
５により、信号光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分
に低減でき、結果として、低雑音な光増幅器を得ること
ができる。
る。図４に、図１の各部における光スペクトルの様子を
示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入射
光２０１の光スペクトルを示してしる。この入力信号光
が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す様
に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００により
出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の偏
光はある一状態であり、自然放出光の偏光はランダム状
態であるため、偏光分離素子５では、信号光の偏光状態
と一致する偏光成分の自然放出光は通過するが、信号光
の偏光状態と直交する成分は遮断され、図４（Ｃ）の様
な光スペクトルを得る。このように、この偏光分離素子
５により、信号光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分
に低減でき、結果として、低雑音な光増幅器を得ること
ができる。
【００１８】一般に、光通信用の光送信器の送出光信号
は、半導体レーザの注入電流を変調することによって得
るか、半導体レーザの出力をＬｉＮｂＯ3 光変調器や半
導体光変調器などを用いて変調することによって得てい
る。この光送信器の出力信号光の偏光状態はある一定の
直線偏光状態を保持することが可能であり、偏光状態を
保持しても構わないため、本発明の光増幅器を用いるこ
とができる。実際、本発明の光増幅器を、光送信器の後
段に配置し、高出力信号を送出するブースタアンプとし
て動作させたところ、良好な特性を得ることができた。
は、半導体レーザの注入電流を変調することによって得
るか、半導体レーザの出力をＬｉＮｂＯ3 光変調器や半
導体光変調器などを用いて変調することによって得てい
る。この光送信器の出力信号光の偏光状態はある一定の
直線偏光状態を保持することが可能であり、偏光状態を
保持しても構わないため、本発明の光増幅器を用いるこ
とができる。実際、本発明の光増幅器を、光送信器の後
段に配置し、高出力信号を送出するブースタアンプとし
て動作させたところ、良好な特性を得ることができた。
【００１９】図２は、第２の発明の一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００２０】図２に示してある第２の発明の一実施例
は、光増幅部１００と自然放出光除去部１０１から構成
される。
は、光増幅部１００と自然放出光除去部１０１から構成
される。
【００２１】光増幅部１００は前述の第一の発明の一実
施例と同一である。ただし、入力信号光２０１の偏光状
態は任意のある一偏光状態となっている。
施例と同一である。ただし、入力信号光２０１の偏光状
態は任意のある一偏光状態となっている。
【００２２】自然法通除去部１０１は以下の様に構成さ
れている。光増幅部１００の出力光２０２は、偏光分離
素子５としての検光子に入射されるが、信号光の偏光状
態と同一の偏光状態の光を通過させる様に偏光分離素子
５が制御されている。偏光分離素子５の出力光は、出力
ポートを２つ有する分岐カプラ６により２分岐され、一
方は出力信号２０３となる。他方の出力は、光検出器８
に入射され、光検出器８により信号光の一部は電気信号
に変換され、偏光分離素子５に入射される信号光が偏光
分離素子５を通過可能になように偏光分離素子５を制御
する制御回路９に入力される。制御回路９の出力は、偏
光分離素子５を駆動する駆動回路１０に入力され、駆動
回路１０により、偏光分離素子５が駆動されている。
れている。光増幅部１００の出力光２０２は、偏光分離
素子５としての検光子に入射されるが、信号光の偏光状
態と同一の偏光状態の光を通過させる様に偏光分離素子
５が制御されている。偏光分離素子５の出力光は、出力
ポートを２つ有する分岐カプラ６により２分岐され、一
方は出力信号２０３となる。他方の出力は、光検出器８
に入射され、光検出器８により信号光の一部は電気信号
に変換され、偏光分離素子５に入射される信号光が偏光
分離素子５を通過可能になように偏光分離素子５を制御
する制御回路９に入力される。制御回路９の出力は、偏
光分離素子５を駆動する駆動回路１０に入力され、駆動
回路１０により、偏光分離素子５が駆動されている。
【００２３】次に、図２の光増幅器の動作について説明
する。図４に、図２の各部における光スペクトルの様子
を示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入
射光２０１の光スペクトルを示している。この入力信号
光が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す
様に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００によ
り出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の
偏光は任意のある一偏光状態であり、自然放出光の偏光
はランダム状態である。偏光分離素子５の通過可能な偏
光状態を信号光の偏光状態に合わせることにより、信号
光の偏光状態と一致する偏光成分の自然放出光を通過さ
せ、信号光の偏光状態と直交する成分を遮断し、図４
（Ｃ）の様な光スペクトルを得る。偏光分離素子５とし
ての検光子の制御は、以下の様に行われている。検光子
の通過可能な偏光状態を信号光の偏光状態に合わせるた
めに、検光子の透過光量を最大にすれば良い。そこで、
光検出器８の出力電圧を最大に保持するように、制御回
路９において、最大値制御されている。制御回路９の出
力は、駆動回路１０を介して、検光子の軸を中心に検光
子を回転させ、検光子の透過光量を最大にしている。
する。図４に、図２の各部における光スペクトルの様子
を示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入
射光２０１の光スペクトルを示している。この入力信号
光が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す
様に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００によ
り出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の
偏光は任意のある一偏光状態であり、自然放出光の偏光
はランダム状態である。偏光分離素子５の通過可能な偏
光状態を信号光の偏光状態に合わせることにより、信号
光の偏光状態と一致する偏光成分の自然放出光を通過さ
せ、信号光の偏光状態と直交する成分を遮断し、図４
（Ｃ）の様な光スペクトルを得る。偏光分離素子５とし
ての検光子の制御は、以下の様に行われている。検光子
の通過可能な偏光状態を信号光の偏光状態に合わせるた
めに、検光子の透過光量を最大にすれば良い。そこで、
光検出器８の出力電圧を最大に保持するように、制御回
路９において、最大値制御されている。制御回路９の出
力は、駆動回路１０を介して、検光子の軸を中心に検光
子を回転させ、検光子の透過光量を最大にしている。
【００２４】このように、偏光分離素子５により、信号
光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分に低減でき、結
果として、低雑音な光増幅器を得ることができる。ま
た、本発明では、任意の偏光状態に対応可能となってい
る。ただし、信号光が直線偏光の場合は、検光子で信号
光の損失を受けずに良好な動作をするが、楕円あるいは
円偏光の場合、検光子により信号光の損失を受ける。特
に、円偏光の場合、信号光の損失を最も受け、自然放出
光が除去される分だけ信号光も損失を受けるが、光増幅
部１００のみの光増幅器の場合の雑音特性と同じになる
だけである。つまり如何になる入力信号光の偏光状態に
おいても、光増幅部１００のみの光増幅器に較べ、同等
以上の雑音特性を有する。実際、伝送路である光ファイ
バを伝送して来た信号光を本発明の光増幅器に入射した
ところ、信号光の偏光は外部の擾乱により変化していた
が、最悪の場合の円偏光になる状態は確率的に少なく、
時間平均でみると良好な特性を得ることができた。
光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分に低減でき、結
果として、低雑音な光増幅器を得ることができる。ま
た、本発明では、任意の偏光状態に対応可能となってい
る。ただし、信号光が直線偏光の場合は、検光子で信号
光の損失を受けずに良好な動作をするが、楕円あるいは
円偏光の場合、検光子により信号光の損失を受ける。特
に、円偏光の場合、信号光の損失を最も受け、自然放出
光が除去される分だけ信号光も損失を受けるが、光増幅
部１００のみの光増幅器の場合の雑音特性と同じになる
だけである。つまり如何になる入力信号光の偏光状態に
おいても、光増幅部１００のみの光増幅器に較べ、同等
以上の雑音特性を有する。実際、伝送路である光ファイ
バを伝送して来た信号光を本発明の光増幅器に入射した
ところ、信号光の偏光は外部の擾乱により変化していた
が、最悪の場合の円偏光になる状態は確率的に少なく、
時間平均でみると良好な特性を得ることができた。
【００２５】図３は、第３の発明の一実施例を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【００２６】図３に示してある第３の発明の一実施例
は、光増幅部１００と自然放出光除去部１０１から構成
されている。
は、光増幅部１００と自然放出光除去部１０１から構成
されている。
【００２７】光増幅部１００は前述の第１の発明の一実
施例と同一である。ただし、入力信号光２０１の偏光状
態は任意のある一偏光状態となっている。
施例と同一である。ただし、入力信号光２０１の偏光状
態は任意のある一偏光状態となっている。
【００２８】自然放出光除去部１０１は以下の様に構成
されている。光増幅部１００の出力光２０２は、後段の
偏光分離素子５としての検光子の通過可能な偏光状態に
信号光の偏光状態を調整する光ファイバスクイーザ型
（記載文献：「１９９１年１０月、アイ・イー・イー・
ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー、第
９巻、第１０号、１２１７〜１２２４頁、（ＩＥＥＥ
ＪＯＵＲＡＮＡＬ ＯＦＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨ
ＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．９，ＮＯ．１０，ＰＰ．１２１
７−１２２４，ＯＣＴＯＲＢＥＲ，１９９１））の偏光
制御器７に入射され、その出力は偏光分離素子５に入射
される。偏光分離素子５の出力光は、出力ポートを２つ
有する分岐カプラ６により２分岐され、一方は出力信号
２０３となる。他方の出力は、光検出器８に入射され、
光検出器８により信号光の一部は電気信号に変換され、
信号光の偏光状態を偏光分離素子５の通過可能な偏光に
なるように制御を行う制御回路５に入力される。制御回
路９の出力は、偏光制御７を駆動する駆動回路１０に入
力され、駆動回路１０により、偏光制御７が駆動され
る。
されている。光増幅部１００の出力光２０２は、後段の
偏光分離素子５としての検光子の通過可能な偏光状態に
信号光の偏光状態を調整する光ファイバスクイーザ型
（記載文献：「１９９１年１０月、アイ・イー・イー・
ジャーナル・オブ・ライトウェーブ・テクノロジー、第
９巻、第１０号、１２１７〜１２２４頁、（ＩＥＥＥ
ＪＯＵＲＡＮＡＬ ＯＦＬＩＧＨＴＷＡＶＥ ＴＥＣＨ
ＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．９，ＮＯ．１０，ＰＰ．１２１
７−１２２４，ＯＣＴＯＲＢＥＲ，１９９１））の偏光
制御器７に入射され、その出力は偏光分離素子５に入射
される。偏光分離素子５の出力光は、出力ポートを２つ
有する分岐カプラ６により２分岐され、一方は出力信号
２０３となる。他方の出力は、光検出器８に入射され、
光検出器８により信号光の一部は電気信号に変換され、
信号光の偏光状態を偏光分離素子５の通過可能な偏光に
なるように制御を行う制御回路５に入力される。制御回
路９の出力は、偏光制御７を駆動する駆動回路１０に入
力され、駆動回路１０により、偏光制御７が駆動され
る。
【００２９】次に図３の光増幅器の動作について説明す
る。図４に、図３の各部における光スペクトルの様子を
示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入射
光２０１の光スペクトルを示してしる。この入力信号光
が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す様
に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００により
出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の偏
光は任意のある一偏光状態であり、自然放出光の偏光は
ランダム状態である。偏光分離素子５の通過可能な偏光
状態に信号光の偏光状態を合わせることにより、信号光
の偏光状態と一致する偏光成分の自然放出光を通過さ
せ、信号光の偏光状態と直交する成分を遮断し、図４
（Ｃ）の様なスペクトルを得る。偏光制御器７の制御
は、以下の様に行われている。信号光の偏光を偏光分離
素子５としての検光子の通過可能な偏光状態を合わせる
ためには、検光子の透過光量を最大にすれば良い。そこ
で、光検出器８の出力電圧を最大に保持するように、制
御回路９において、最大値制御されている。制御回路９
の出力は、駆動回路１０を介して、偏光制御器７の光フ
ァイバスクイザーを駆動し、検光子の透過光量を最大に
している。
る。図４に、図３の各部における光スペクトルの様子を
示す。図４（Ａ）は、本発明の光増幅器に入力する入射
光２０１の光スペクトルを示してしる。この入力信号光
が光増幅部１００で増幅されると、図４（Ｂ）に示す様
に、増幅された信号光の近傍に、光増幅部１００により
出力される自然放出光が加わる。このとき、信号光の偏
光は任意のある一偏光状態であり、自然放出光の偏光は
ランダム状態である。偏光分離素子５の通過可能な偏光
状態に信号光の偏光状態を合わせることにより、信号光
の偏光状態と一致する偏光成分の自然放出光を通過さ
せ、信号光の偏光状態と直交する成分を遮断し、図４
（Ｃ）の様なスペクトルを得る。偏光制御器７の制御
は、以下の様に行われている。信号光の偏光を偏光分離
素子５としての検光子の通過可能な偏光状態を合わせる
ためには、検光子の透過光量を最大にすれば良い。そこ
で、光検出器８の出力電圧を最大に保持するように、制
御回路９において、最大値制御されている。制御回路９
の出力は、駆動回路１０を介して、偏光制御器７の光フ
ァイバスクイザーを駆動し、検光子の透過光量を最大に
している。
【００３０】このように、偏光分離素子５により、信号
光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分に低減でき、結
果として、低雑音な光増幅器を得ることができる。ま
た、本発明では、偏光制御器７により任意の偏光を任意
の直線偏光にすることができるため、優れた雑音特性を
保持した状態において、任意の偏光状態に対応可能とな
っている。実際、伝送路である光ファイバを伝送して来
た信号光を本発明の光増幅器に入射したところ、信号光
の偏光は外部の擾乱により変化していたが、如何なる偏
光状態において、良好な特性を得ることができた。
光帯域内、帯域外の自然放出光を約半分に低減でき、結
果として、低雑音な光増幅器を得ることができる。ま
た、本発明では、偏光制御器７により任意の偏光を任意
の直線偏光にすることができるため、優れた雑音特性を
保持した状態において、任意の偏光状態に対応可能とな
っている。実際、伝送路である光ファイバを伝送して来
た信号光を本発明の光増幅器に入射したところ、信号光
の偏光は外部の擾乱により変化していたが、如何なる偏
光状態において、良好な特性を得ることができた。
【００３１】この他、第１、第２、及び第３の発明の実
施例は、上述した以外にも以下の様な変形例がある。
施例は、上述した以外にも以下の様な変形例がある。
【００３２】光増幅部１００としては、希士類添加光フ
ァイバ増幅器に限らず、半導体光増幅器でも、ラマン増
幅器でも良い。
ァイバ増幅器に限らず、半導体光増幅器でも、ラマン増
幅器でも良い。
【００３３】光増幅部１００の増幅媒体としては、Ｅｒ
添加光ファイバ４以外の他の希士類添加光ファイバでも
良い。ただし、他の希士類添加光ファイバの増幅帯域内
の信号光波長を用いるという制限を受ける。例えば、Ｐ
ｒ添加光ファイバの場合、信号光波長は１．３μｍ帯で
ある。また、Ｅｒ添加光ファイバの励起波長も０．９８
μｍに限らず，１．４８μｍでも、その他の励起可能な
波長でも良い。他の希士類添加光ファイバを用いた場合
でも、励起可能な波長で有れば良い。また、励起方式と
して、本実施例では前方励起を採用したが、その他後方
励起、或は両方励起を採用しても構わない。
添加光ファイバ４以外の他の希士類添加光ファイバでも
良い。ただし、他の希士類添加光ファイバの増幅帯域内
の信号光波長を用いるという制限を受ける。例えば、Ｐ
ｒ添加光ファイバの場合、信号光波長は１．３μｍ帯で
ある。また、Ｅｒ添加光ファイバの励起波長も０．９８
μｍに限らず，１．４８μｍでも、その他の励起可能な
波長でも良い。他の希士類添加光ファイバを用いた場合
でも、励起可能な波長で有れば良い。また、励起方式と
して、本実施例では前方励起を採用したが、その他後方
励起、或は両方励起を採用しても構わない。
【００３４】偏光分離素子５としては、検光子に限ら
ず、偏光ビームスプリッタでも良く、偏光分離素子機能
を備えていればその他のものでも差し支えない。
ず、偏光ビームスプリッタでも良く、偏光分離素子機能
を備えていればその他のものでも差し支えない。
【００３５】偏光制御器７としては、光ファイバスクイ
ーザ型のものに限らず、波長板を用いたものでも良く、
その機能さえ満たせばその他のものでも構わない。
ーザ型のものに限らず、波長板を用いたものでも良く、
その機能さえ満たせばその他のものでも構わない。
【００３６】信号帯域外の自然放出光をさらに除去する
手段として、帯域通過光フィルタをＥｒ添加光ファイバ
４の後段に用いても良く、その帯域幅は信号光の帯域幅
以上であれば、１ｎｍでも、３ｎｍでも、それ以下の
０．５ｎｍでも良い。
手段として、帯域通過光フィルタをＥｒ添加光ファイバ
４の後段に用いても良く、その帯域幅は信号光の帯域幅
以上であれば、１ｎｍでも、３ｎｍでも、それ以下の
０．５ｎｍでも良い。
【００３７】第３の発明の実施例では、偏光制御器７を
偏光分離素子５の直前に配置したが、この他に偏光制御
器７の配置可能な場所として、ＷＤＭカプラ２の直前で
も良く、光増幅部１００の内部でも良く、偏光制御器７
が偏光分離素子５より前に配置されていれば構わない。
偏光分離素子５の直前に配置したが、この他に偏光制御
器７の配置可能な場所として、ＷＤＭカプラ２の直前で
も良く、光増幅部１００の内部でも良く、偏光制御器７
が偏光分離素子５より前に配置されていれば構わない。
【００３８】光増幅部１００の動作を安定するために、
Ｅｒ添加光ファイバ４の前段、後段の少なくともどちら
か一方に、偏光無依存型アイソレータを用いることがで
きる。第１の発明の実施例で用いる光アイソレータは、
必ずしも偏光無依存型である必要はない。特に、Ｅｒ添
加光ファイバ４の後段に光アイソレータを用いる場合、
偏光分離素子５の代わりに、偏光依存型の光アイソレー
タを用いることもできる。
Ｅｒ添加光ファイバ４の前段、後段の少なくともどちら
か一方に、偏光無依存型アイソレータを用いることがで
きる。第１の発明の実施例で用いる光アイソレータは、
必ずしも偏光無依存型である必要はない。特に、Ｅｒ添
加光ファイバ４の後段に光アイソレータを用いる場合、
偏光分離素子５の代わりに、偏光依存型の光アイソレー
タを用いることもできる。
【００３９】また、第２、第３の発明の実施例におい
て、偏光分離素子５の後段に光アイソレータを用いる場
合は、偏光分離素子５を通過した光が光アイソレータを
通過するようにしていれば偏光依存型でも構わない。
て、偏光分離素子５の後段に光アイソレータを用いる場
合は、偏光分離素子５を通過した光が光アイソレータを
通過するようにしていれば偏光依存型でも構わない。
【００４０】さらに、第３の発明の実施例において、偏
光分離素子５の代わりに偏光依存型の光アイソレータを
用いても良い。なお、偏光制御器７を図３の実施例の他
にさらに前段に配置する場合、偏光制御器７の後段に配
置する光アイソレータは偏光依存型でも構わない。
光分離素子５の代わりに偏光依存型の光アイソレータを
用いても良い。なお、偏光制御器７を図３の実施例の他
にさらに前段に配置する場合、偏光制御器７の後段に配
置する光アイソレータは偏光依存型でも構わない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したよう様に、本発明による光
増幅器は、ランダムな偏光状態である自然放出光の一部
を偏光分離素子を用いて除去しているため、信号帯域内
及び信号帯域外共に存在する自然放出光を半減でき、低
雑音な光増幅器を得るという効果を有する。
増幅器は、ランダムな偏光状態である自然放出光の一部
を偏光分離素子を用いて除去しているため、信号帯域内
及び信号帯域外共に存在する自然放出光を半減でき、低
雑音な光増幅器を得るという効果を有する。
【００４２】また、第２、第３の発明では、任意の偏光
状態の入力信号光に対応できる。さらに、第３の発明で
は、偏光分離素子の通過可能な偏光状態を適切に設定す
ることにより、本発明の使用される光部品や、伝送路で
ある光ファイバの偏波分散を低減或は補償することが可
能となる。
状態の入力信号光に対応できる。さらに、第３の発明で
は、偏光分離素子の通過可能な偏光状態を適切に設定す
ることにより、本発明の使用される光部品や、伝送路で
ある光ファイバの偏波分散を低減或は補償することが可
能となる。
【図１】第１の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図２】第２の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図３】第３の発明の一実施例を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】本発明の実施例において、偏光分離素子による
自然放出光低減を示す図である。
自然放出光低減を示す図である。
１ 光ファイバ ２ ＷＤＭカプラ ３ 励起光源 ４ Ｅｒ添加光ファイバ ５ 偏光分離素子 ６ 分岐カプラ ７ 偏光制御器 ８ 光検出器 ９ 制御回路 １０ 駆動回路 １００ 光増幅部 １０１ 自然放出光除去部 ２０１ 入力信号光 ２０２ 光増幅部１００の出力光 ２０３ 自然放出光除去部１０１の出力光
Claims (3)
- 【請求項１】 信号光を光のまま増幅する光増幅器と、
前記光増幅器で増幅された信号光と同じ偏光状態の光を
通過させる偏光分離素子とから構成されることを特徴と
する光増幅器。 - 【請求項２】 信号光を光のまま増幅する光増幅器と、
前記光増幅器で増幅された信号光と同じ偏光状態の光を
通過させる偏光分離素子と、前記偏光分離素子の通過可
能な偏光状態を制御する制御回路とから構成される光増
幅器であり、前記偏光分離素子に入射する信号光成分が
前記偏光分離素子を通過できるように、前記偏光分離素
子を制御することを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】 信号光を光のまま増幅する光増幅器と、
前記光増幅器で増幅された信号光と同じ偏光状態の光を
通過させる偏光分離素子と、前記偏光分離素子に入射す
る信号光の偏光状態を制御する偏光制御器と、前記偏光
制御器を制御する制御回路とからなり、前記偏光制御器
は必ず前記偏光分離素子より前に配置されるように構成
される光増幅器であり、前記偏光分離素子へ入射する信
号光が前記偏光分離素子を通過するように前記偏光制御
器を制御することを特徴とする光増幅器。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318708A JP2536288B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 光増幅器 |
| US08/158,566 US5526174A (en) | 1992-11-27 | 1993-11-29 | Optical amplification system |
| DE69307994T DE69307994T2 (de) | 1992-11-27 | 1993-11-29 | Optisches Verstärkungssystem |
| EP93119203A EP0599352B1 (en) | 1992-11-27 | 1993-11-29 | Optical amplification system |
| CA002110191A CA2110191C (en) | 1992-11-27 | 1993-11-29 | Optical amplification system |
| AU52008/93A AU674545B2 (en) | 1992-11-27 | 1993-11-29 | Optical amplification system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4318708A JP2536288B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 光増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196786A true JPH06196786A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2536288B2 JP2536288B2 (ja) | 1996-09-18 |
Family
ID=18102104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4318708A Expired - Lifetime JP2536288B2 (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | 光増幅器 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5526174A (ja) |
| EP (1) | EP0599352B1 (ja) |
| JP (1) | JP2536288B2 (ja) |
| AU (1) | AU674545B2 (ja) |
| CA (1) | CA2110191C (ja) |
| DE (1) | DE69307994T2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| 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 |
| KR100460204B1 (ko) * | 2002-06-25 | 2004-12-13 | 경북대학교 산학협력단 | 편광 분리기를 이용한 광섬유 증폭기의 잡음지수 향상 방법 |
| KR100475510B1 (ko) * | 2002-07-27 | 2005-03-10 | 경북대학교 산학협력단 | 편광 분리기와 거울을 이용한 이중 경로를 갖는 광섬유 증폭기의 이득 및 잡음지수 향상방법 |
| JP2018148083A (ja) * | 2017-03-07 | 2018-09-20 | Kddi株式会社 | 光増幅装置 |
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| DE10230091A1 (de) * | 2002-07-04 | 2004-01-29 | Siemens Ag | Verfahren zur Messung der Signal-Rauschabstände eines Wellenlängen-Multiplex(-WDM)-Signals |
| JP4359035B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2009-11-04 | 富士通株式会社 | 光中継器 |
| JP2008092123A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-04-17 | Fujitsu Ltd | １次偏波モード分散の補償方法および補償器、並びに、それを用いた光伝送システム |
| CN108808431B (zh) * | 2018-07-11 | 2020-09-22 | 电子科技大学 | 一种基于弱掺铒光纤的混合随机激光分布式放大方法 |
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| JPH03127886A (ja) * | 1989-10-13 | 1991-05-30 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅器 |
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-
1992
- 1992-11-27 JP JP4318708A patent/JP2536288B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-11-29 CA CA002110191A patent/CA2110191C/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-29 AU AU52008/93A patent/AU674545B2/en not_active Expired
- 1993-11-29 EP EP93119203A patent/EP0599352B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-29 US US08/158,566 patent/US5526174A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-11-29 DE DE69307994T patent/DE69307994T2/de not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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|---|---|
| EP0599352B1 (en) | 1997-02-05 |
| US5526174A (en) | 1996-06-11 |
| AU674545B2 (en) | 1997-01-02 |
| CA2110191C (en) | 1998-11-03 |
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| EP0599352A1 (en) | 1994-06-01 |
| DE69307994T2 (de) | 1997-05-22 |
| JP2536288B2 (ja) | 1996-09-18 |
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| AU5200893A (en) | 1994-06-09 |
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