JPH06310791A - Ｎｆモニタ付き光増幅器 - Google Patents
Ｎｆモニタ付き光増幅器Info
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- JPH06310791A JPH06310791A JP5099419A JP9941993A JPH06310791A JP H06310791 A JPH06310791 A JP H06310791A JP 5099419 A JP5099419 A JP 5099419A JP 9941993 A JP9941993 A JP 9941993A JP H06310791 A JPH06310791 A JP H06310791A
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- optical
- port
- signal light
- amplifier
- optical amplifier
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 インサービスで雑音指数（ＮＦ）を測定でき
る、ＮＦモニタ付き光増幅器を得る。 【構成】 ３つ以上のポ−トを有する光サーキュレータ
を備えた光増幅器において、前記光サーキュレータの第
１のポートを信号光の入力ポートとし、光サーキュレー
タの第１のポートの出力ポートとなる第２のポートと光
アイソレータの入力ポートとの間に、光増幅素子（Ｅｒ
添加光ファイバあるいは半導体光増幅素子）を接続し、
光アイソレータの出力ポートを増幅された信号光の出力
ポートとし、光サーキュレータの第２のポートの出力ポ
ートとなる第３のポートに雑音指数をモニタする受光素
子を接続する。
る、ＮＦモニタ付き光増幅器を得る。 【構成】 ３つ以上のポ−トを有する光サーキュレータ
を備えた光増幅器において、前記光サーキュレータの第
１のポートを信号光の入力ポートとし、光サーキュレー
タの第１のポートの出力ポートとなる第２のポートと光
アイソレータの入力ポートとの間に、光増幅素子（Ｅｒ
添加光ファイバあるいは半導体光増幅素子）を接続し、
光アイソレータの出力ポートを増幅された信号光の出力
ポートとし、光サーキュレータの第２のポートの出力ポ
ートとなる第３のポートに雑音指数をモニタする受光素
子を接続する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ中を伝搬す
る光信号を増幅する光増幅器に関する。
る光信号を増幅する光増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、コアに希土類元素を添加した
光ファイバを信号光より短い波長の光によって励起する
と光増幅特性が得られることが知られている。希土類添
加光ファイバとして、Ｅｒ添加光ファイバ（Er-doped F
iber=ＥＤＦ）を用いれば、波長１．５μｍ帯の信号光
を増幅することができる。Ｅｒ添加光ファイバは、波長
１．４８μｍや０．９８μｍのレーザ光によって励起で
きる。その励起方法には、信号光と同じ方向に励起光を
伝搬させる前方励起方法、信号光と逆方向に励起光を伝
搬させる後方励起方法がある。
光ファイバを信号光より短い波長の光によって励起する
と光増幅特性が得られることが知られている。希土類添
加光ファイバとして、Ｅｒ添加光ファイバ（Er-doped F
iber=ＥＤＦ）を用いれば、波長１．５μｍ帯の信号光
を増幅することができる。Ｅｒ添加光ファイバは、波長
１．４８μｍや０．９８μｍのレーザ光によって励起で
きる。その励起方法には、信号光と同じ方向に励起光を
伝搬させる前方励起方法、信号光と逆方向に励起光を伝
搬させる後方励起方法がある。
【０００３】また、電流注入によって励起された半導体
光増幅素子（半導体レーザ等）も光増幅特性を持つこと
が知られている。
光増幅素子（半導体レーザ等）も光増幅特性を持つこと
が知られている。
【０００４】両者とも、反転分布状態の媒質でおこる誘
導放出を原理としている。本来、光増幅素子（光増幅媒
体）であるＥｒ添加光ファイバや半導体レーザは、双方
向に光を増幅できる。また、これら光増幅素子は、入力
の有無に関わらず雑音光である自然放出光（Amplified
Spontaneous Emission Power=ＡＳＥ、以下、ＡＳＥと
称する）を発生する。このため、光増幅素子の前後にあ
る光部品がＡＳＥや増幅後の信号光を反射すると、光増
幅素子が発振し、安定な光増幅が行なえないことにな
る。
導放出を原理としている。本来、光増幅素子（光増幅媒
体）であるＥｒ添加光ファイバや半導体レーザは、双方
向に光を増幅できる。また、これら光増幅素子は、入力
の有無に関わらず雑音光である自然放出光（Amplified
Spontaneous Emission Power=ＡＳＥ、以下、ＡＳＥと
称する）を発生する。このため、光増幅素子の前後にあ
る光部品がＡＳＥや増幅後の信号光を反射すると、光増
幅素子が発振し、安定な光増幅が行なえないことにな
る。
【０００５】Ｅｒ添加光ファイバを用いた光ファイバ増
幅器、半導体光増幅素子を用いた半導体光増幅器を図１
５、図１６及び図１７に示す。
幅器、半導体光増幅素子を用いた半導体光増幅器を図１
５、図１６及び図１７に示す。
【０００６】図１５はＥｒ添加光ファイバを用いた前方
励起の光ファイバ増幅器、図１６はＥｒ添加光ファイバ
を用いた後方励起の光ファイバ増幅器及び図１７であ
る。
励起の光ファイバ増幅器、図１６はＥｒ添加光ファイバ
を用いた後方励起の光ファイバ増幅器及び図１７であ
る。
【０００７】図５乃至図１７において、１は光増幅素子
であるＥｒ添加光ファイバ、２は光半導体光増幅素子、
３及び４は光アイソレータ、５は励起光をＥｒ添加光フ
ァイバに導く光合分波器（Wavelength Division Multip
lexer=ＷＤＭ）、６は光フィルタ（Optical Bandpass F
ilter=ＢＰＦ）、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−
ト、９は増幅された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光
の入力ポ−ト、１１は励起電流の入力端子である。
であるＥｒ添加光ファイバ、２は光半導体光増幅素子、
３及び４は光アイソレータ、５は励起光をＥｒ添加光フ
ァイバに導く光合分波器（Wavelength Division Multip
lexer=ＷＤＭ）、６は光フィルタ（Optical Bandpass F
ilter=ＢＰＦ）、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−
ト、９は増幅された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光
の入力ポ−ト、１１は励起電流の入力端子である。
【０００８】図１５乃至図１７において、光増幅素子
（Ｅｒ添加光ファイバ１あるいは半導体光増幅素子２）
の前後にある光部品の反射による光増幅素子の発振を防
止し、安定な光増幅を行なうため、光増幅素子を光アイ
ソレータ３，４で狭んだ構成となっている。理想的に
は、光増幅素子のみを光アイソレータ３，４で狭むこと
が望ましいが、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の場合、励起
光をＥｒ添加光ファイバに導く光合分波器５が必要とな
る。
（Ｅｒ添加光ファイバ１あるいは半導体光増幅素子２）
の前後にある光部品の反射による光増幅素子の発振を防
止し、安定な光増幅を行なうため、光増幅素子を光アイ
ソレータ３，４で狭んだ構成となっている。理想的に
は、光増幅素子のみを光アイソレータ３，４で狭むこと
が望ましいが、Ｅｒ添加光ファイバ増幅器の場合、励起
光をＥｒ添加光ファイバに導く光合分波器５が必要とな
る。
【０００９】しかしながら、十分に反射の小さい光合分
波器５であれば、光アイソレータ３，４間に設置しても
問題はない。光増幅素子は、入力の有無に関わらずＡＳ
Ｅを発生するので、光増幅器の出力は、増幅後の信号光
とＡＳＥの和となる。図１５乃至図１７の構成では、出
力ポート９の直前に光フィルタ６を設置し、ＡＳＥを除
去している。光増幅器の出力のうち、増幅後の信号光が
ＡＳＥに比べて十分大きい場合には、光フィルタ６は省
略できる。
波器５であれば、光アイソレータ３，４間に設置しても
問題はない。光増幅素子は、入力の有無に関わらずＡＳ
Ｅを発生するので、光増幅器の出力は、増幅後の信号光
とＡＳＥの和となる。図１５乃至図１７の構成では、出
力ポート９の直前に光フィルタ６を設置し、ＡＳＥを除
去している。光増幅器の出力のうち、増幅後の信号光が
ＡＳＥに比べて十分大きい場合には、光フィルタ６は省
略できる。
【００１０】図１５乃至図１７に図示する光増幅器を商
用システムの中で用いるとき、故障した光増幅器及び劣
化した光増幅器を評定するため、光増幅器の性能をイン
サービスでモニタすることが必要となる。光増幅器の性
能を表す指数として雑音指数（ＮＦ：単位はｄＢ）があ
り、ＮＦモニタを内蔵したＮＦモニタ付き光増幅器が望
まれていた。
用システムの中で用いるとき、故障した光増幅器及び劣
化した光増幅器を評定するため、光増幅器の性能をイン
サービスでモニタすることが必要となる。光増幅器の性
能を表す指数として雑音指数（ＮＦ：単位はｄＢ）があ
り、ＮＦモニタを内蔵したＮＦモニタ付き光増幅器が望
まれていた。
【００１１】図１８乃至図２０を用いて、光増幅器の雑
音指数（ＮＦ）測定原理と従来方法による測定方法を説
明する。
音指数（ＮＦ）測定原理と従来方法による測定方法を説
明する。
【００１２】雑音指数（ＮＦ）を求める式は下記のよう
に表される。
に表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】但し、ＰASEは光増幅器から出力される信
号光波長のＡＳＥ電力、Ｂ0はＰASEを測定した測定器の
透過帯域幅、Ｇは光増幅器の利得、ｈはプランク定数、
νは信号光の光周波数である。
号光波長のＡＳＥ電力、Ｂ0はＰASEを測定した測定器の
透過帯域幅、Ｇは光増幅器の利得、ｈはプランク定数、
νは信号光の光周波数である。
【００１５】前記式（１）を用いて、雑音指数（ＮＦ）
を求める場合、光増幅器から出力される信号光波長のＡ
ＳＥ電力（ＰASE）を求める必要があるが、従来、光増
幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）
を求めることは困難であった。
を求める場合、光増幅器から出力される信号光波長のＡ
ＳＥ電力（ＰASE）を求める必要があるが、従来、光増
幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）
を求めることは困難であった。
【００１６】図１８は光増幅器の光増幅素子３０の中の
様子を示している。光増幅素子３０は、Ｅｒ添加光ファ
イバあるいは半導体光増幅素子から構成される。信号光
３１は入力ポート３４から入力され、光増幅素子中でし
だいに増幅されて出力ポート３５から出力される。光増
幅素子３０が発生するＡＳＥは、前方向及び後方向に伝
搬し、増幅されて入力及び出力ポートの双方へ向かう。
様子を示している。光増幅素子３０は、Ｅｒ添加光ファ
イバあるいは半導体光増幅素子から構成される。信号光
３１は入力ポート３４から入力され、光増幅素子中でし
だいに増幅されて出力ポート３５から出力される。光増
幅素子３０が発生するＡＳＥは、前方向及び後方向に伝
搬し、増幅されて入力及び出力ポートの双方へ向かう。
【００１７】従来の光アイソレータを２個用いた構成で
は、後方向ＡＳＥ３３は出力されない。光増幅素子の長
さ方向の反転分布状態が一様なら、前方向ＡＳＥ３２と
後方向ＡＳＥ３３とは同じである。
は、後方向ＡＳＥ３３は出力されない。光増幅素子の長
さ方向の反転分布状態が一様なら、前方向ＡＳＥ３２と
後方向ＡＳＥ３３とは同じである。
【００１８】また、ＡＳＥは信号光と異なり広い波長範
囲に広がっている。雑音指数（ＮＦ）を求めるのに必要
な光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（Ｐ
ASE）とは、出力ポート３５から出力される前方向ＡＳ
Ｅ３２のうち、信号光波長と同じ波長成分のみの電力で
ある。
囲に広がっている。雑音指数（ＮＦ）を求めるのに必要
な光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（Ｐ
ASE）とは、出力ポート３５から出力される前方向ＡＳ
Ｅ３２のうち、信号光波長と同じ波長成分のみの電力で
ある。
【００１９】光増幅素子３０は、増幅した信号光３１と
前方向ＡＳＥ３２の和を出力するので、増幅した信号光
３１と、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電
力（ＰASE）を分離して測定する必要があった。図１９
に従来方法による雑音指数（ＮＦ）測定方法の一例を示
す。信号光源４２からの信号光を、光増幅器４１で増幅
し、その出力を光スペクトラムアナライザ４３で測定す
る。図２０に測定例を示す。横軸は、波長であり、縦軸
は光電力である。中心のスペクトル４４が、増幅された
信号光（波長１．５５３μｍ）のスペクトルであり、全
波長範囲にわたって、ほぼ一定電力に観測されるスペク
トル４５が、光増幅器が発生した前方向ＡＳＥのスペク
トルである。
前方向ＡＳＥ３２の和を出力するので、増幅した信号光
３１と、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電
力（ＰASE）を分離して測定する必要があった。図１９
に従来方法による雑音指数（ＮＦ）測定方法の一例を示
す。信号光源４２からの信号光を、光増幅器４１で増幅
し、その出力を光スペクトラムアナライザ４３で測定す
る。図２０に測定例を示す。横軸は、波長であり、縦軸
は光電力である。中心のスペクトル４４が、増幅された
信号光（波長１．５５３μｍ）のスペクトルであり、全
波長範囲にわたって、ほぼ一定電力に観測されるスペク
トル４５が、光増幅器が発生した前方向ＡＳＥのスペク
トルである。
【００２０】従来は、無信号光入力時の光増幅器のスペ
クトルを観測し、これを図２０（ＮＦ測定系による光増
幅器の出力スペクトル例：信号光波長＝１．５５３μ
ｍ）のスペクトル図に重ねあわせ、信号光波長（波長
１．５５３μｍ）の光電力を推定し、光増幅器から出力
される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めてい
た。
クトルを観測し、これを図２０（ＮＦ測定系による光増
幅器の出力スペクトル例：信号光波長＝１．５５３μ
ｍ）のスペクトル図に重ねあわせ、信号光波長（波長
１．５５３μｍ）の光電力を推定し、光増幅器から出力
される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めてい
た。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
雑音指数（ＮＦ）測定方法では、簡便に光増幅器から出
力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めるこ
とができなかった。また、光スペクトラムアナライザを
用いた雑音指数（ＮＦ）測定方法は、アウトオブサービ
スの測定方法であり、インサービスで雑音指数（ＮＦ）
を測定できるＮＦモニタを内蔵したＮＦモニタ付き光増
幅器を実現することは困難であった。
雑音指数（ＮＦ）測定方法では、簡便に光増幅器から出
力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めるこ
とができなかった。また、光スペクトラムアナライザを
用いた雑音指数（ＮＦ）測定方法は、アウトオブサービ
スの測定方法であり、インサービスで雑音指数（ＮＦ）
を測定できるＮＦモニタを内蔵したＮＦモニタ付き光増
幅器を実現することは困難であった。
【００２２】本発明は、前記従来の雑音指数（ＮＦ）測
定方法及び従来の光増幅器の問題点を解消するためにな
されたものであって、本発明の目的は、簡便に光増幅器
から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求
めることが可能な技術を提供することにある。
定方法及び従来の光増幅器の問題点を解消するためにな
されたものであって、本発明の目的は、簡便に光増幅器
から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求
めることが可能な技術を提供することにある。
【００２３】本発明の他の目的は、インサービスで雑音
指数（ＮＦ）を測定することが可能な技術を提供するこ
とにある。
指数（ＮＦ）を測定することが可能な技術を提供するこ
とにある。
【００２４】本発明の他の目的は、ＮＦモニタ付き光増
幅器を実現することが可能な技術を提供することにあ
る。
幅器を実現することが可能な技術を提供することにあ
る。
【００２５】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明ら
かにする。
規な特徴は、本明細書の記載及び添付図面によって明ら
かにする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の（１）の手段の光増幅器は、３つ以上のポ
−トを有する光サーキュレータを備えた光増幅器におい
て、前記光サーキュレータの第１のポートを信号光の入
力ポートとし、該第１のポートの出力ポートとなる第２
のポートと光アイソレータの入力ポートとの間に、光増
幅素子を接続し、前記光アイソレータの出力ポートを増
幅された信号光の出力ポートとし、前記光サーキュレー
タの第２のポートの出力ポートとなる第３のポートに、
雑音指数（ＮＦ）をモニタする受光素子を接続したこと
を最も主要な特徴とする。
に、本発明の（１）の手段の光増幅器は、３つ以上のポ
−トを有する光サーキュレータを備えた光増幅器におい
て、前記光サーキュレータの第１のポートを信号光の入
力ポートとし、該第１のポートの出力ポートとなる第２
のポートと光アイソレータの入力ポートとの間に、光増
幅素子を接続し、前記光アイソレータの出力ポートを増
幅された信号光の出力ポートとし、前記光サーキュレー
タの第２のポートの出力ポートとなる第３のポートに、
雑音指数（ＮＦ）をモニタする受光素子を接続したこと
を最も主要な特徴とする。
【００２７】前記光増幅素子は、希土類添加光ファイバ
であり、信号光の入力ポートと、光サーキュレータの第
１のポートとの間に励起光と信号光とを結合する光合分
波器を有することを特徴とする。
であり、信号光の入力ポートと、光サーキュレータの第
１のポートとの間に励起光と信号光とを結合する光合分
波器を有することを特徴とする。
【００２８】本発明の（２）の手段の光増幅器は、３つ
以上のポートを有する前段及び後段の光サーキュレータ
を備えた光増幅器において、前記前段の光サーキュレー
タの第１のポートとを信号光の入力ポートとし、前段の
光サーキュレータの第１のポートの出力ポートとなる第
２のポートと後段の光サーキュレータの第１のポートと
の間に光増幅素子を接続し、後段の光サーキュレータの
第１のポートの出力ポートとなる第２のポートを増幅さ
れた信号光の出力ポートとし、前段の光サーキュレータ
の第２のポートの出力ポートとなる第３のポートに、雑
音指数をモニタする受光素子を接続したことを特徴とす
る。
以上のポートを有する前段及び後段の光サーキュレータ
を備えた光増幅器において、前記前段の光サーキュレー
タの第１のポートとを信号光の入力ポートとし、前段の
光サーキュレータの第１のポートの出力ポートとなる第
２のポートと後段の光サーキュレータの第１のポートと
の間に光増幅素子を接続し、後段の光サーキュレータの
第１のポートの出力ポートとなる第２のポートを増幅さ
れた信号光の出力ポートとし、前段の光サーキュレータ
の第２のポートの出力ポートとなる第３のポートに、雑
音指数をモニタする受光素子を接続したことを特徴とす
る。
【００２９】前記光増幅素子は希土類添加光ファイバで
あり、信号光の入力ポートと前段の光サーキュレータの
第１のポートとの間に励起光と信号光とを結合する合分
波器を有することを特徴とする。
あり、信号光の入力ポートと前段の光サーキュレータの
第１のポートとの間に励起光と信号光とを結合する合分
波器を有することを特徴とする。
【００３０】また、前記光増幅素子は、希土類添加光フ
ァイバであり、後段の光サーキュレータの第１のポート
を出力ポートする第３のポートに、励起光源を接続する
ことを特徴とする。
ァイバであり、後段の光サーキュレータの第１のポート
を出力ポートする第３のポートに、励起光源を接続する
ことを特徴とする。
【００３１】本発明の（３）の手段の光増幅器は、前段
の光アイソレータの入力ポートを信号光の入力ポートと
し、その出力ポートを前段の光合分波器の第１のポート
に接続し、前段の光合分波器の第２ポートと後段の光ア
イソレータの入力ポートとの間に希土類添加光ファイバ
を接続し、後段の光アイソレータの出力ポートを増幅さ
れた信号光の出力ポートとし、前段の光合分波器の第３
のポートに後段の光合分波器の第２のポートを接続し、
後段の光合分波器の第１のポートに励起光を接続し、後
段の光合分波器の第３のポートに、雑音指数をモニタす
るための受光素子を接続することを特徴とする。
の光アイソレータの入力ポートを信号光の入力ポートと
し、その出力ポートを前段の光合分波器の第１のポート
に接続し、前段の光合分波器の第２ポートと後段の光ア
イソレータの入力ポートとの間に希土類添加光ファイバ
を接続し、後段の光アイソレータの出力ポートを増幅さ
れた信号光の出力ポートとし、前段の光合分波器の第３
のポートに後段の光合分波器の第２のポートを接続し、
後段の光合分波器の第１のポートに励起光を接続し、後
段の光合分波器の第３のポートに、雑音指数をモニタす
るための受光素子を接続することを特徴とする。
【００３２】本発明の（４）の手段の光増幅器は、前段
の光アイソレータの入力ポートを信号光の入力ポートと
し、その出力ポ−トを光カプラの第１のポ−トに接続
し、光カプラの第２のポ−トと後段のアイソレータの入
力ポ−トとの間に光増幅素子を接続し、後段の光アイソ
レータの出力ポートを増幅された信号光の出力ポートと
し、光カプラの第３のポ−トに、雑音指数をモニタする
受光素子を接続することを特徴とする。
の光アイソレータの入力ポートを信号光の入力ポートと
し、その出力ポ−トを光カプラの第１のポ−トに接続
し、光カプラの第２のポ−トと後段のアイソレータの入
力ポ−トとの間に光増幅素子を接続し、後段の光アイソ
レータの出力ポートを増幅された信号光の出力ポートと
し、光カプラの第３のポ−トに、雑音指数をモニタする
受光素子を接続することを特徴とする。
【００３３】
【作用】前述の手段によれば、従来の光増幅器の構成を
多少変更するだけで、簡便に光増幅器から出力される信
号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めることができ、
更に、インサービスで雑音指数（ＮＦ）を測定できる。
これにより、ＮＦモニタ付き光増幅器を実現でき、本発
明の光増幅器を商用システムの中で用いれば、故障した
光増幅器及び劣化した光増幅器の評定を簡単に行なうこ
とができる。
多少変更するだけで、簡便に光増幅器から出力される信
号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）を求めることができ、
更に、インサービスで雑音指数（ＮＦ）を測定できる。
これにより、ＮＦモニタ付き光増幅器を実現でき、本発
明の光増幅器を商用システムの中で用いれば、故障した
光増幅器及び劣化した光増幅器の評定を簡単に行なうこ
とができる。
【００３４】すなわち、本発明では、インサービスのＮ
Ｆモニタ付き光増幅器を実現するために、光増幅素子
（希土類添加光ファイバあるいは半導体光増幅素子）が
発生する後方向ＡＳＥを利用する。図１８で説明したよ
うに、光増幅素子が発生するＡＳＥは、前方向及び後方
向に伝搬し、増幅されて入力及び出力ポートの双方へ向
かう。従来の光アイソレータを２個用いた構成では、後
方向ＡＳＥは出力されないが、もし、なんらかの手段
（光サーキュレータやカプラ等）で後方向ＡＳＥを取り
出せることができるならば、後方向ＡＳＥは信号光を含
まないので、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波
長成分の電力（ＰASE-BACK）を簡易に測定することがで
きる。
Ｆモニタ付き光増幅器を実現するために、光増幅素子
（希土類添加光ファイバあるいは半導体光増幅素子）が
発生する後方向ＡＳＥを利用する。図１８で説明したよ
うに、光増幅素子が発生するＡＳＥは、前方向及び後方
向に伝搬し、増幅されて入力及び出力ポートの双方へ向
かう。従来の光アイソレータを２個用いた構成では、後
方向ＡＳＥは出力されないが、もし、なんらかの手段
（光サーキュレータやカプラ等）で後方向ＡＳＥを取り
出せることができるならば、後方向ＡＳＥは信号光を含
まないので、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波
長成分の電力（ＰASE-BACK）を簡易に測定することがで
きる。
【００３５】光増幅素子の長さ方向の反転分布状態が一
様なら、前方向ＡＳＥと後方向ＡＳＥは同じとなる。よ
って、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分
の電力（ＰASE-BACK）を、光増幅器から出力される信号
光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）の代用とすることが可能
である。
様なら、前方向ＡＳＥと後方向ＡＳＥは同じとなる。よ
って、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分
の電力（ＰASE-BACK）を、光増幅器から出力される信号
光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）の代用とすることが可能
である。
【００３６】実際の光増幅器は、光増幅素子の長さ方向
の反転分布状態が一様でないため、後方向ＡＳＥの中
の、信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）
と、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力
（ＰASE）とはわずかに異なり、このため、後方向ＡＳ
Ｅの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）から求められた雑音指数（ＮＦ）と、光増幅
器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）か
ら求められた雑音指数（ＮＦ）とは多少異なることが予
想される。しかしながら、後方向ＡＳＥの中の、信号光
波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いた雑音
指数（ＮＦ）モニタ特性を従来方法で測定した雑音指数
（ＮＦ）特性と校正し、校正雑音指数（ＮＦ）をモニタ
結果とすれば問題は無い。
の反転分布状態が一様でないため、後方向ＡＳＥの中
の、信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）
と、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力
（ＰASE）とはわずかに異なり、このため、後方向ＡＳ
Ｅの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）から求められた雑音指数（ＮＦ）と、光増幅
器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）か
ら求められた雑音指数（ＮＦ）とは多少異なることが予
想される。しかしながら、後方向ＡＳＥの中の、信号光
波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いた雑音
指数（ＮＦ）モニタ特性を従来方法で測定した雑音指数
（ＮＦ）特性と校正し、校正雑音指数（ＮＦ）をモニタ
結果とすれば問題は無い。
【００３７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
に説明する。なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【００３８】（実施例１）図１、図２、図３及び図４
は、本発明の光増幅器の実施例１の光増幅素子としてＥ
ｒ添加光ファイバを用いたＮＦモニタ付き光増幅器の構
成を示す模式構成図であり、図１は前方励起の光ファイ
バ増幅器、図２は後方励起の光ファイバ増幅器、図３，
図４は半導体光増幅器である。
は、本発明の光増幅器の実施例１の光増幅素子としてＥ
ｒ添加光ファイバを用いたＮＦモニタ付き光増幅器の構
成を示す模式構成図であり、図１は前方励起の光ファイ
バ増幅器、図２は後方励起の光ファイバ増幅器、図３，
図４は半導体光増幅器である。
【００３９】図１、図２及び図３において、１はＥｒ添
加光ファイバ、３は光アイソレータ、５は励起光をＥｒ
添加光ファイバに導く光合分波器、６は第１の光フィル
タ、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−ト、９は増幅
された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光の入力ポ−
ト、１２は雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光素
子、１３はＮＦモニタポート、１４は第２の光フィル
タ、１５は４個のポ−トを持つ光サーキュレータであ
る。
加光ファイバ、３は光アイソレータ、５は励起光をＥｒ
添加光ファイバに導く光合分波器、６は第１の光フィル
タ、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−ト、９は増幅
された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光の入力ポ−
ト、１２は雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光素
子、１３はＮＦモニタポート、１４は第２の光フィル
タ、１５は４個のポ−トを持つ光サーキュレータであ
る。
【００４０】図１において、光サーキュレータ１５の第
１のポ−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは
光合分波器５に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
１のポ−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは
光合分波器５に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
【００４１】図２において、光サーキュレータ１５の第
１のポ−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは
Ｅｒ添加光ファイバ１に、第３のポ−トは第２の光フィ
ルタ１４に接続され、使用しないポートは無反射処理
（図中では斜めの線で示した）を施してある。
１のポ−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは
Ｅｒ添加光ファイバ１に、第３のポ−トは第２の光フィ
ルタ１４に接続され、使用しないポートは無反射処理
（図中では斜めの線で示した）を施してある。
【００４２】図３において、光サーキュレータ１５の第
１のポ−トは光合分波器５に、第２のポートはＥｒ添加
光ファイバ１に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
１のポ−トは光合分波器５に、第２のポートはＥｒ添加
光ファイバ１に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
【００４３】図１及び図２に示した光増幅器の相違点
は、励起光の伝搬方向だけである。
は、励起光の伝搬方向だけである。
【００４４】図４は、光増幅素子として半導体光増幅素
子を用いたＮＦモニタ付き光増幅器の変形例である。
子を用いたＮＦモニタ付き光増幅器の変形例である。
【００４５】図４において、２は半導体光増幅素子、３
は光アイソレータ、６は第１の光フィルタ、８は信号光
の入力ポ−ト、９は増幅された信号光の出力ポ−ト、１
１は励起電流の入力端子、１２は雑音指数（ＮＦ）をモ
ニタするための受光素子、１３はＮＦモニタポート、１
４は第２の光フィルタ、１５は４個のポ−トを持つ光サ
ーキュレータであり、光サーキュレータ１５の第１のポ
−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは半導体
光増幅素子２に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
は光アイソレータ、６は第１の光フィルタ、８は信号光
の入力ポ−ト、９は増幅された信号光の出力ポ−ト、１
１は励起電流の入力端子、１２は雑音指数（ＮＦ）をモ
ニタするための受光素子、１３はＮＦモニタポート、１
４は第２の光フィルタ、１５は４個のポ−トを持つ光サ
ーキュレータであり、光サーキュレータ１５の第１のポ
−トは信号光の入力ポ−ト８に、第２のポートは半導体
光増幅素子２に、第３のポ−トは第２の光フィルタ１４
に接続され、使用しないポートは無反射処理（図中では
斜めの線で示した）を施してある。
【００４６】光サーキュレータは、周知の如く、第１の
ポ−トに入力された光は、第２のポ−トから出力され、
第２のポ−トに入力された光は第３のポ−トから出力さ
れる。
ポ−トに入力された光は、第２のポ−トから出力され、
第２のポ−トに入力された光は第３のポ−トから出力さ
れる。
【００４７】図１、図２、図４の原理は全て同じである
ので、図２のＮＦモニタ付き光増幅器の動作・作用を説
明する。図２のＮＦモニタ付き光増幅器は、従来の光フ
ァイバ増幅器（図１６を参照）の入力側光アイソレータ
を光サーキュレータに置き換え、光サーキュレータの第
３のポ−トに雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光
素子を接続してある。信号光は入力ポート８、光サーキ
ュレータ１５の第１のポ−トから第２のポ−ト、Ｅｒ添
加光ファイバ１、光アイソレータ３、光合分波器５、第
１の光フィルタ６を経て出力ポート９から出力される。
増幅された信号光が前方向ＡＳＥに比べて十分大きい場
合には、第１の光フィルタ６は省略可能である。Ｅｒ添
加光ファイバ１が発生した後方向ＡＳＥは、光サーキュ
レータ１５の第２のポ−トから第３のポ−ト、第２の光
フィルタ１４を経てＮＦモニタポート１３へ出力され
る。
ので、図２のＮＦモニタ付き光増幅器の動作・作用を説
明する。図２のＮＦモニタ付き光増幅器は、従来の光フ
ァイバ増幅器（図１６を参照）の入力側光アイソレータ
を光サーキュレータに置き換え、光サーキュレータの第
３のポ−トに雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光
素子を接続してある。信号光は入力ポート８、光サーキ
ュレータ１５の第１のポ−トから第２のポ−ト、Ｅｒ添
加光ファイバ１、光アイソレータ３、光合分波器５、第
１の光フィルタ６を経て出力ポート９から出力される。
増幅された信号光が前方向ＡＳＥに比べて十分大きい場
合には、第１の光フィルタ６は省略可能である。Ｅｒ添
加光ファイバ１が発生した後方向ＡＳＥは、光サーキュ
レータ１５の第２のポ−トから第３のポ−ト、第２の光
フィルタ１４を経てＮＦモニタポート１３へ出力され
る。
【００４８】図３に示すＮＦモニタ付き光増幅器の動作
を説明する。図３に示すＮＦモニタ付き光増幅器は、従
来の光ファイバ増幅器（図１５を参照）の入力側光アイ
ソレータを光サーキュレータに置き換え、光サーキュレ
ータの第３のポ−トに雑音指数（ＮＦ）をモニタする受
光素子を接続してある。信号光は入力ポート８、光合分
波器５、光サーキュレータ１５の第１のポ−トから第２
のポ−ト、Ｅｒ添加光ファイバ１、光アイソレータ３、
第１の光フィルタ６を経て出力ポート９から出力され
る。増幅された信号光が前方向ＡＳＥに比べて十分大き
い場合には、第１の光フィルタ６は省略可能である。図
３の光増幅器では、入力ポート８と光サーキュレータ１
５との間に光合分波器５を接続してある。このため、信
号光と励起光は、多重されてＥｒ添加ファイバに導かれ
る。
を説明する。図３に示すＮＦモニタ付き光増幅器は、従
来の光ファイバ増幅器（図１５を参照）の入力側光アイ
ソレータを光サーキュレータに置き換え、光サーキュレ
ータの第３のポ−トに雑音指数（ＮＦ）をモニタする受
光素子を接続してある。信号光は入力ポート８、光合分
波器５、光サーキュレータ１５の第１のポ−トから第２
のポ−ト、Ｅｒ添加光ファイバ１、光アイソレータ３、
第１の光フィルタ６を経て出力ポート９から出力され
る。増幅された信号光が前方向ＡＳＥに比べて十分大き
い場合には、第１の光フィルタ６は省略可能である。図
３の光増幅器では、入力ポート８と光サーキュレータ１
５との間に光合分波器５を接続してある。このため、信
号光と励起光は、多重されてＥｒ添加ファイバに導かれ
る。
【００４９】図１乃至図４のインサービスのＮＦモニタ
付き光増幅器では、光サーキュレータの入出力関係を利
用しているので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号
光の損失の増加は無い。
付き光増幅器では、光サーキュレータの入出力関係を利
用しているので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号
光の損失の増加は無い。
【００５０】図１乃至図４において、ＮＦモニタポート
から出力される光電力を測定すれば、後方向ＡＳＥの中
の信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）がわ
かり、後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の
電力（ＰASE-BACK）を、光増幅器から出力される信号光
波長のＡＳＥ電力（ＰASE）の代用とするので、式
（１）から、光増幅器の雑音指数（ＮＦ）をインサービ
スで求めることができる。
から出力される光電力を測定すれば、後方向ＡＳＥの中
の信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）がわ
かり、後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の
電力（ＰASE-BACK）を、光増幅器から出力される信号光
波長のＡＳＥ電力（ＰASE）の代用とするので、式
（１）から、光増幅器の雑音指数（ＮＦ）をインサービ
スで求めることができる。
【００５１】第２の光フィルタ１４は、数ｎｍの半値幅
を持つ光フィルタで十分である。第２の光フィルタ１４
の半値幅広くするか、または省略した場合、ＮＦモニタ
ポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信号光波長と
同じ波長成分の電力（ＰASE- BACK）を用いて得られたＮ
Ｆ特性は、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ
電力（ＰASE）から求められたＮＦ特性（従来方法によ
る測定値）との差が大きくなる可能性がある。
を持つ光フィルタで十分である。第２の光フィルタ１４
の半値幅広くするか、または省略した場合、ＮＦモニタ
ポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信号光波長と
同じ波長成分の電力（ＰASE- BACK）を用いて得られたＮ
Ｆ特性は、光増幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ
電力（ＰASE）から求められたＮＦ特性（従来方法によ
る測定値）との差が大きくなる可能性がある。
【００５２】しかし、光増幅器から出力される信号光波
長のＡＳＥ電力（ＰASE）から求められたＮＦ特性で、
ＮＦモニタポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信
号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて
得られたＮＦ特性を校正し校正ＮＦ特性をモニタ結果と
すれば、問題はない。
長のＡＳＥ電力（ＰASE）から求められたＮＦ特性で、
ＮＦモニタポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信
号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて
得られたＮＦ特性を校正し校正ＮＦ特性をモニタ結果と
すれば、問題はない。
【００５３】図２に示すＮＦモニタ付き光増幅器におい
て、Ｅｒ添加光ファイバ１の前後から出力される光スペ
クトルを図５（Ｅｒ添加光ファイバから前と後ろに出力
される光スペクトル例，入力光電力＝−１０ｄＢｍ）に
示す。前方向光スペクトルでは、増幅された信号光４６
と前方向ＡＳＥ４７が観測できる。後方向光スペクトル
では、後方向ＡＳＥ４８のみが観測できる。両スペクト
ルを比較すれば、光増幅器から出力される信号光波長の
ＡＳＥ電力（ＰASE）を測定するのに比べて、後方向Ａ
ＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を測定するほうが簡単なことがわかる。
て、Ｅｒ添加光ファイバ１の前後から出力される光スペ
クトルを図５（Ｅｒ添加光ファイバから前と後ろに出力
される光スペクトル例，入力光電力＝−１０ｄＢｍ）に
示す。前方向光スペクトルでは、増幅された信号光４６
と前方向ＡＳＥ４７が観測できる。後方向光スペクトル
では、後方向ＡＳＥ４８のみが観測できる。両スペクト
ルを比較すれば、光増幅器から出力される信号光波長の
ＡＳＥ電力（ＰASE）を測定するのに比べて、後方向Ａ
ＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を測定するほうが簡単なことがわかる。
【００５４】図２に示すＮＦモニタ付き光増幅器の特性
例を図６に示す。横軸は、光増幅器に入力する光電力、
縦軸は光増幅器の利得と雑音指数（ＮＦ）を表してい
る。４９は光増幅器の利得を、５０は従来方法で測定し
たＮＦ特性を、５１はＮＦモニタポート１３から出力さ
れる、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分
の電力（ＰASE-BACK）を用いて得られたＮＦ特性をそれ
ぞれ表しており、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同
じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて得られたＮＦ
特性５１が、従来方法で測定したＮＦ特性５０とほぼ変
わりないことが明らかである。
例を図６に示す。横軸は、光増幅器に入力する光電力、
縦軸は光増幅器の利得と雑音指数（ＮＦ）を表してい
る。４９は光増幅器の利得を、５０は従来方法で測定し
たＮＦ特性を、５１はＮＦモニタポート１３から出力さ
れる、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分
の電力（ＰASE-BACK）を用いて得られたＮＦ特性をそれ
ぞれ表しており、後方向ＡＳＥの中の、信号光波長と同
じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて得られたＮＦ
特性５１が、従来方法で測定したＮＦ特性５０とほぼ変
わりないことが明らかである。
【００５５】以上の説明からわかるように、本実施例１
によれば、光サーキュレータの入出力関係を利用してい
るので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失
の増加は無い。また、光増幅素子が発生する、後方向Ａ
ＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているの
で、インサービスでＮＦモニタ可能なＮＦモニタ付き光
増幅器簡単な構成で実現できる。
によれば、光サーキュレータの入出力関係を利用してい
るので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失
の増加は無い。また、光増幅素子が発生する、後方向Ａ
ＳＥの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているの
で、インサービスでＮＦモニタ可能なＮＦモニタ付き光
増幅器簡単な構成で実現できる。
【００５６】（実施例２）図７、図８及び図９は、本発
明の光増幅器の実施例２の構成を示す模式構成図であ
り、図７は前方励起の光ファイバ増幅器、図８は後方励
起の光ファイバ増幅器、図９は半導体光増幅器である。
図７、図８及び図９について、実施例１と異なる部分に
ついてのみ説明する。
明の光増幅器の実施例２の構成を示す模式構成図であ
り、図７は前方励起の光ファイバ増幅器、図８は後方励
起の光ファイバ増幅器、図９は半導体光増幅器である。
図７、図８及び図９について、実施例１と異なる部分に
ついてのみ説明する。
【００５７】図７に示す光増幅器は、図３の光増幅器の
光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に置き
換え、第２の光サーキュレータ１６の第１のポ−トをＥ
ｒ添加光ファイバ１に、第２のポ−トを第１の光フィル
タ６に接続している。
光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に置き
換え、第２の光サーキュレータ１６の第１のポ−トをＥ
ｒ添加光ファイバ１に、第２のポ−トを第１の光フィル
タ６に接続している。
【００５８】図７に示す光増幅器おいては、入力ポート
８と第１の光サーキュレータ１５との間に光合分波器５
接続してある。このため、信号光と励起光は、多重され
て、Ｅｒ添加光ファイバ１に導かれる。
８と第１の光サーキュレータ１５との間に光合分波器５
接続してある。このため、信号光と励起光は、多重され
て、Ｅｒ添加光ファイバ１に導かれる。
【００５９】図８に示す光増幅器は、図３に示す光増幅
器の光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に
置き換え、励起光をＥｒ添加光ファイバ１に導くため、
第２の光サーキュレータの、第１のポ−トを出力ポ−ト
とする第３のポ−トに励起光源を接続している。このた
め、励起光をＥｒ添加光ファイバ１に導く光合分波器を
必要としない。
器の光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に
置き換え、励起光をＥｒ添加光ファイバ１に導くため、
第２の光サーキュレータの、第１のポ−トを出力ポ−ト
とする第３のポ−トに励起光源を接続している。このた
め、励起光をＥｒ添加光ファイバ１に導く光合分波器を
必要としない。
【００６０】図９に示す光増幅器は、図４に示す光増幅
器の光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に
置き換え、第２の光サーキュレータ１６の第１のポ−ト
を半導体光増幅素子２に、第２のポ−トを第１の光フィ
ルタ６に接続している。
器の光アイソレータ３を第２の光サーキュレータ１６に
置き換え、第２の光サーキュレータ１６の第１のポ−ト
を半導体光増幅素子２に、第２のポ−トを第１の光フィ
ルタ６に接続している。
【００６１】以上の説明からわかるように、本実施例２
によれば、光サーキュレータの入出力関係を利用してい
るので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失
の増加は無い。また、光増幅素子が発生する後方向ＡＳ
Ｅの中の信号光波長と同じ波長成分の電力
（ＰASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めている
ので、インサービスでＮＦモニタが可能なＮＦモニタ付
き光増幅器を簡単な構成で実現できる。
によれば、光サーキュレータの入出力関係を利用してい
るので、ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失
の増加は無い。また、光増幅素子が発生する後方向ＡＳ
Ｅの中の信号光波長と同じ波長成分の電力
（ＰASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めている
ので、インサービスでＮＦモニタが可能なＮＦモニタ付
き光増幅器を簡単な構成で実現できる。
【００６２】（実施例３）図１０は本発明の光増幅器の
実施例３の構成を示す模式構成図である。
実施例３の構成を示す模式構成図である。
【００６３】図１０において、１はＥｒ添加光ファイ
バ、３及び４は光アイソレータ、６は第１の光フィル
タ、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−ト、９は増幅
された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光の入力ポ−
ト、１２は雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光素
子、１３はＮＦモニタポート、１４は第２の光フィル
タ、５及び１７は光合分波器である。
バ、３及び４は光アイソレータ、６は第１の光フィル
タ、７は励起光源、８は信号光の入力ポ−ト、９は増幅
された信号光の出力ポ−ト、１０は励起光の入力ポ−
ト、１２は雑音指数（ＮＦ）をモニタするための受光素
子、１３はＮＦモニタポート、１４は第２の光フィル
タ、５及び１７は光合分波器である。
【００６４】図１０において、信号光の入力ポ−ト８は
光アイソレータ４の入力ポ−トに接続され、光アイソレ
ータ４の出力ポ−トは光合分波器５の第１のポ−トに
接続され、光合分波器５の第２のポ−トはＥｒ添加光
ファイバ１の一方の端部に接続され、Ｅｒ添加光ファイ
バ１の他方の端部は光アイソレータ３の入力ポ−トに接
続され、光アイソレータ３の出力ポ−トは第１の光フィ
ルタ６を介して出力ポ−トに接続される。
光アイソレータ４の入力ポ−トに接続され、光アイソレ
ータ４の出力ポ−トは光合分波器５の第１のポ−トに
接続され、光合分波器５の第２のポ−トはＥｒ添加光
ファイバ１の一方の端部に接続され、Ｅｒ添加光ファイ
バ１の他方の端部は光アイソレータ３の入力ポ−トに接
続され、光アイソレータ３の出力ポ−トは第１の光フィ
ルタ６を介して出力ポ−トに接続される。
【００６５】また、光合分波器５の第３のポ−トは光
合分波器１７の第２のポ−トに接続され、光合分波器
１７の第１のポ−トは励起光源７に、光合分波器１７
の第３のポ−トは第２の光フィルタ１４を介して雑音
指数（ＮＦ）をモニタするための受光素子に接続されて
いる。
合分波器１７の第２のポ−トに接続され、光合分波器
１７の第１のポ−トは励起光源７に、光合分波器１７
の第３のポ−トは第２の光フィルタ１４を介して雑音
指数（ＮＦ）をモニタするための受光素子に接続されて
いる。
【００６６】光合分波器５の第２のポ−トから第３の
ポ−ト、第３のポ−トから第２のポ−ト、光合分
波器１７の第１のポ−トから第２のポ−ト、第２の
ポ−トから第１のポ−トは励起光にとって低損失で
ある。また、光合分波器５の第２のポ−トから第１の
ポ−ト、第１のポ−トから第２のポ−ト、光合分
波器１７の第２のポ−トから第３のポ−ト、第３の
ポ−トから第２のポ−トは信号光にとって低損失で
ある。このため、励起光は効率良く、Ｅｒ添加光ファイ
バ１に導かれる。Ｅｒ添加光ファイバ１が発生する後方
向ＡＳＥのほとんどは、光合分波器５の第２のポ−ト
から第１のポ−トに通過する。
ポ−ト、第３のポ−トから第２のポ−ト、光合分
波器１７の第１のポ−トから第２のポ−ト、第２の
ポ−トから第１のポ−トは励起光にとって低損失で
ある。また、光合分波器５の第２のポ−トから第１の
ポ−ト、第１のポ−トから第２のポ−ト、光合分
波器１７の第２のポ−トから第３のポ−ト、第３の
ポ−トから第２のポ−トは信号光にとって低損失で
ある。このため、励起光は効率良く、Ｅｒ添加光ファイ
バ１に導かれる。Ｅｒ添加光ファイバ１が発生する後方
向ＡＳＥのほとんどは、光合分波器５の第２のポ−ト
から第１のポ−トに通過する。
【００６７】しかし、光合分波器５の不完全性から、わ
ずかに光合分波器１７の第２のポ−トから第３のポ−
トへ漏れてくる。この光合分波器５の第３のポ−ト
へ漏れてきた後方向ＡＳＥを光合分波器１７を用いて、
効率良く、ＮＦモニタポートへ１３へ導いている。
ずかに光合分波器１７の第２のポ−トから第３のポ−
トへ漏れてくる。この光合分波器５の第３のポ−ト
へ漏れてきた後方向ＡＳＥを光合分波器１７を用いて、
効率良く、ＮＦモニタポートへ１３へ導いている。
【００６８】ここで、光合分波器５の不完全性を具体的
に説明するため、光合分波器５として一般的な光ファイ
バカプラ型合分波器を用いた例について説明する。一般
的な光ファイバカプラ型合分波器の第２のポ−トから
第３のポ−トへの通過損失は約２５ｄＢである。光フ
ァイバカプラ型合分波器を光合分波器５として、図１０
に示す光増幅器と図１に示す光増幅器に用いた場合、Ｎ
Ｆモニタポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信号
光と同じ波長の成分の電力（ＰASE-BACK）は、図１０の
光増幅器の方が約２５ｄＢ小さくなる。
に説明するため、光合分波器５として一般的な光ファイ
バカプラ型合分波器を用いた例について説明する。一般
的な光ファイバカプラ型合分波器の第２のポ−トから
第３のポ−トへの通過損失は約２５ｄＢである。光フ
ァイバカプラ型合分波器を光合分波器５として、図１０
に示す光増幅器と図１に示す光増幅器に用いた場合、Ｎ
Ｆモニタポートから出力される後方向ＡＳＥの中の信号
光と同じ波長の成分の電力（ＰASE-BACK）は、図１０の
光増幅器の方が約２５ｄＢ小さくなる。
【００６９】しかしながら、ＮＦモニタポートから出力
される後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の
電力（ＰASE-BACK）に、約２５ｄＢの補正を加えること
により、雑音指数（ＮＦ）を求めることができる。図１
０に示す光増幅器の利得が２０ｄＢ程度の場合、Ｅｒ添
加光ファイバ１が発生する後方向ＡＳＥは、−１５ｄＢ
ｍ程度であるので、ＮＦモニタポートから出力される後
方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）は、−４０ｄＢｍ程度となる。この程度の光
電力はＰＩＮ形ホトダイオ−ド（ＰＤ）を用いた受光素
子で十分に測定可能である。
される後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の
電力（ＰASE-BACK）に、約２５ｄＢの補正を加えること
により、雑音指数（ＮＦ）を求めることができる。図１
０に示す光増幅器の利得が２０ｄＢ程度の場合、Ｅｒ添
加光ファイバ１が発生する後方向ＡＳＥは、−１５ｄＢ
ｍ程度であるので、ＮＦモニタポートから出力される後
方向ＡＳＥの中の信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）は、−４０ｄＢｍ程度となる。この程度の光
電力はＰＩＮ形ホトダイオ−ド（ＰＤ）を用いた受光素
子で十分に測定可能である。
【００７０】以上の説明からわかるように、本実施例３
によれば、光合分波器の不完全性を利用しているので、
ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失の増加は
無い。また、光増幅素子が発生する、後方向ＡＳＥの中
の、信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を
用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているので、インサービ
スでＮＦモニタ可能なＮＦモニタ付き光増幅器簡単な構
成で実現できる。
によれば、光合分波器の不完全性を利用しているので、
ＮＦモニタを内蔵することによる信号光の損失の増加は
無い。また、光増幅素子が発生する、後方向ＡＳＥの中
の、信号光波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を
用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているので、インサービ
スでＮＦモニタ可能なＮＦモニタ付き光増幅器簡単な構
成で実現できる。
【００７１】（実施例４）図１１乃至図１３は、本発明
の光増幅器の実施例４の構成を示す模式構成図であり、
図１１は前方励起の光ファイバ増幅器、図１２は後方励
起の光ファイバ増幅器、図１３は半導体光増幅器であ
る。
の光増幅器の実施例４の構成を示す模式構成図であり、
図１１は前方励起の光ファイバ増幅器、図１２は後方励
起の光ファイバ増幅器、図１３は半導体光増幅器であ
る。
【００７２】図１１乃至図１３に示す光増幅器は、図１
５乃至図１７に図示されている従来の光増幅器の入力側
光アイソレータ４と光増幅素子との間に、光電力を分岐
する光カプラ１８を接続したものであり、図１５乃至図
１７に図示されている従来の光増幅器と異なる部分につ
いてのみ説明する。
５乃至図１７に図示されている従来の光増幅器の入力側
光アイソレータ４と光増幅素子との間に、光電力を分岐
する光カプラ１８を接続したものであり、図１５乃至図
１７に図示されている従来の光増幅器と異なる部分につ
いてのみ説明する。
【００７３】図１１乃至図１３において、光カプラ１８
の第１のポ−トが入力側光アイソレータ４の出力ポ−ト
に、第２のポ−トが光増幅素子（Ｅｒ添加光ファイバ１
あるいは半導体光増幅素子２）に、第３のポ−トが第２
の光フィルタを介して雑音指数（ＮＦ）をモニタするた
めの受光素子１２に接続されている。
の第１のポ−トが入力側光アイソレータ４の出力ポ−ト
に、第２のポ−トが光増幅素子（Ｅｒ添加光ファイバ１
あるいは半導体光増幅素子２）に、第３のポ−トが第２
の光フィルタを介して雑音指数（ＮＦ）をモニタするた
めの受光素子１２に接続されている。
【００７４】図１１乃至図１３に示す光増幅器の原理は
前記実施例と全て同じであるので、図１２に示す光増幅
器を用いて、実施例１と異なる部分についてのみ、その
動作を説明する。
前記実施例と全て同じであるので、図１２に示す光増幅
器を用いて、実施例１と異なる部分についてのみ、その
動作を説明する。
【００７５】図１２に示す光増幅器では、信号光は入力
側光アイソレータ４、光カプラ１８の第１のポ−ト、
第２のポ−ト、Ｅｒ添加光ファイバ１、出力側光アイ
ソレータ３、第２の光フィルタ６を経て出力ポ−ト９か
ら出力される。光カプラ１８の第１のポ−トから第２
のポ−トは低損失であり、第２のポ−トから第３の
ポ−トは高損失である。このため、信号光は光カプラ
１８でほとんど損失を受けることがない。Ｅｒ添加光フ
ァイバ１が発生する後方向ＡＳＥの一部は、第２のポ−
トから第３のポ−トへ出力される。この後方向ＡＳ
ＥをＮＦモニタポート１３へ導いている。ＮＦモニタポ
ート１３から出力される、後方向ＡＳＥの中の、信号光
波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いること
で、雑音指数（ＮＦ）を求めることができる。
側光アイソレータ４、光カプラ１８の第１のポ−ト、
第２のポ−ト、Ｅｒ添加光ファイバ１、出力側光アイ
ソレータ３、第２の光フィルタ６を経て出力ポ−ト９か
ら出力される。光カプラ１８の第１のポ−トから第２
のポ−トは低損失であり、第２のポ−トから第３の
ポ−トは高損失である。このため、信号光は光カプラ
１８でほとんど損失を受けることがない。Ｅｒ添加光フ
ァイバ１が発生する後方向ＡＳＥの一部は、第２のポ−
トから第３のポ−トへ出力される。この後方向ＡＳ
ＥをＮＦモニタポート１３へ導いている。ＮＦモニタポ
ート１３から出力される、後方向ＡＳＥの中の、信号光
波長と同じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いること
で、雑音指数（ＮＦ）を求めることができる。
【００７６】以上の説明からわかるように、本実施例４
によれば、光カプラの分岐特性を利用しているので、Ｎ
Ｆモニタを内蔵することによる信号光の損失の増加は無
い。
によれば、光カプラの分岐特性を利用しているので、Ｎ
Ｆモニタを内蔵することによる信号光の損失の増加は無
い。
【００７７】また、光増幅素子が発生する、後方向ＡＳ
Ｅの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているの
で、インサービスでＮＦモニタが可能なＮＦモニタ付き
光増幅器を簡単な構成で実現できる。
Ｅの中の、信号光波長と同じ波長成分の電力（Ｐ
ASE-BACK）を用いて雑音指数（ＮＦ）を求めているの
で、インサービスでＮＦモニタが可能なＮＦモニタ付き
光増幅器を簡単な構成で実現できる。
【００７８】（実施例５）図１４は本発明の光増幅器の
実施例５の構成を示す模式構成図である。
実施例５の構成を示す模式構成図である。
【００７９】図１４に示す光増幅器は、前記実施例１乃
至４の光増幅器１９と従来構成の光増幅器２０を縦続に
二段に接続したものである。複数の光増幅器を縦続に接
続した構成の場合、全体の雑音指数（ＮＦ）は前段の光
増幅器の雑音指数（ＮＦ）によってほとんど決定され
る。このため、図１４に示す光増幅器において、前段の
光増幅器１９の雑音指数（ＮＦ）を実施例１乃至４に従
って求めることができれば、全体の増幅器の雑音指数
（ＮＦ）を求めることができる。
至４の光増幅器１９と従来構成の光増幅器２０を縦続に
二段に接続したものである。複数の光増幅器を縦続に接
続した構成の場合、全体の雑音指数（ＮＦ）は前段の光
増幅器の雑音指数（ＮＦ）によってほとんど決定され
る。このため、図１４に示す光増幅器において、前段の
光増幅器１９の雑音指数（ＮＦ）を実施例１乃至４に従
って求めることができれば、全体の増幅器の雑音指数
（ＮＦ）を求めることができる。
【００８０】本実施例５によれば、前段の光増幅器の光
増幅素子が発生する後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同
じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて雑音指数（Ｎ
Ｆ）を求めているので、インサービスでＮＦモニタ可能
な縦続接続構成の光増幅器を簡単な構成で実現できる。
増幅素子が発生する後方向ＡＳＥの中の信号光波長と同
じ波長成分の電力（ＰASE-BACK）を用いて雑音指数（Ｎ
Ｆ）を求めているので、インサービスでＮＦモニタ可能
な縦続接続構成の光増幅器を簡単な構成で実現できる。
【００８１】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、従来の光増幅器の構成を多少変更するだけで、光増
幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）
を簡単に求めることができ、更に、インサービスで雑音
指数（ＮＦ）を測定できる。これにより、ＮＦモニタ付
き光増幅器を実現することができる。
ば、従来の光増幅器の構成を多少変更するだけで、光増
幅器から出力される信号光波長のＡＳＥ電力（ＰASE）
を簡単に求めることができ、更に、インサービスで雑音
指数（ＮＦ）を測定できる。これにより、ＮＦモニタ付
き光増幅器を実現することができる。
【００８２】本発明の光増幅器を商用システムの中で用
いれば、故障した光増幅器及び劣化した光増幅器の評定
を簡単に行なうことができる。
いれば、故障した光増幅器及び劣化した光増幅器の評定
を簡単に行なうことができる。
【図１】 本発明の実施例１の前方励起の光ファイバ増
幅器の構成を示す模式構成図、
幅器の構成を示す模式構成図、
【図２】 本発明の実施例１の後方励起の光ファイバ増
幅器の構成を示す模式構成図、
幅器の構成を示す模式構成図、
【図３】 本発明の実施例１の半導体光増幅器の変形例
の構成を示す模式構成図、
の構成を示す模式構成図、
【図４】 本発明の実施例１の半導体光増幅器の構成を
示す模式構成図、
示す模式構成図、
【図５】 図２に示す光増幅器の光スペクトル図、
【図６】 図２に示す光増幅器の特性図、
【図７】 本発明の実施例２の前方励起の光ファイバ増
幅器の構成を示す模式構成図、
幅器の構成を示す模式構成図、
【図８】 本発明の実施例２の後方励起の光ファイバ増
幅器の構成を示す模式構成図、
幅器の構成を示す模式構成図、
【図９】 本発明の実施例２の半導体光増幅器の構成を
示す模式構成図、
示す模式構成図、
【図１０】 本発明の実施例３の光増幅器の構成を示す
模式構成図、
模式構成図、
【図１１】 本発明の実施例４の前方励起の光ファイバ
増幅器の構成を示す模式構成図、
増幅器の構成を示す模式構成図、
【図１２】 本発明の実施例４の後方励起の光ファイバ
増幅器の構成を示す模式構成図、
増幅器の構成を示す模式構成図、
【図１３】 本発明の実施例４の半導体光増幅器の構成
を示す図、
を示す図、
【図１４】 本発明の実施例５の光増幅器の構成を示す
図、
図、
【図１５】 従来例の光増幅器の構成を示す模式構成
図、
図、
【図１６】 従来例の光増幅器の構成を示す模式構成
図、
図、
【図１７】 従来例の光増幅器の構成を示す模式構成
図、
図、
【図１８】 光増幅素子の中の様子を示す図、
【図１９】 従来の雑音指数（ＮＦ）の測定方法説明す
るための図、
るための図、
【図２０】 従来の雑音指数（ＮＦ）の測定方法による
光増幅器の光スペクトル図。
光増幅器の光スペクトル図。
１…Ｅｒ添加光ファイバ、２…半導体光増幅素子、３…
光アイソレータ、４…光アイソレータ、５…光合分波
器、６…第１の光フィルタ、７…励起光源、８…入力ポ
−ト、９…出力ポ−ト、１０…励起光の入力ポ−ト、１
１…励起電流入力端子、１２…受光素子、１３…ＮＦモ
ニタポート、１４…第２の光フィルタ、１５…光サ−キ
ュレ−タ、１６…光サ−キュレ−タ、１７…光合分波
器、１８…光カプラ、１９…本発明による光増幅器、２
０…従来構成の光増幅器、３０…光増幅素子、３１…信
号光、３２…前方向ＡＳＥ、３３…後方向ＡＳＥ、３４
…光増幅素子の入力ポ−ト、３５…光増幅素子の出力ポ
−ト、４１…光増幅器、４２…信号光源、４３…光スペ
クトラムアナライザ。
光アイソレータ、４…光アイソレータ、５…光合分波
器、６…第１の光フィルタ、７…励起光源、８…入力ポ
−ト、９…出力ポ−ト、１０…励起光の入力ポ−ト、１
１…励起電流入力端子、１２…受光素子、１３…ＮＦモ
ニタポート、１４…第２の光フィルタ、１５…光サ−キ
ュレ−タ、１６…光サ−キュレ−タ、１７…光合分波
器、１８…光カプラ、１９…本発明による光増幅器、２
０…従来構成の光増幅器、３０…光増幅素子、３１…信
号光、３２…前方向ＡＳＥ、３３…後方向ＡＳＥ、３４
…光増幅素子の入力ポ−ト、３５…光増幅素子の出力ポ
−ト、４１…光増幅器、４２…信号光源、４３…光スペ
クトラムアナライザ。
───────────────────────────────────────────────────── 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 // Ｇ０２Ｂ 27/28 Ａ 9120−2Ｋ (72)発明者 富沢 将人 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 ３つ以上のポ−トを有する光サーキュレ
ータを備えた光増幅器において、前記光サーキュレータ
の第１のポートを信号光の入力ポートとし、該第１のポ
ートの出力ポートとなる第２のポートと光アイソレータ
の入力ポートとの間に、光増幅素子を接続し、前記光ア
イソレータの出力ポートを増幅された信号光の出力ポー
トとし、前記光サーキュレータの第２のポートの出力ポ
ートとなる第３のポートに、雑音指数をモニタする受光
素子を接続したことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 請求項１又は２に記載の光増幅器におい
て、光増幅素子は希土類添加光ファイバであり、信号光
の入力ポートと、光サーキュレータの第１のポートとの
間に励起光と信号光とを結合する光合分波器を有するこ
とを特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】 ３つ以上のポートを有する前段及び後段
の光サーキュレータを備えた光増幅器において、前記前
段の光サーキュレータの第１のポートとを信号光の入力
ポートとし、前段の光サーキュレータの第１のポートの
出力ポートとなる第２のポートと後段の光サーキュレー
タの第１のポートとの間に光増幅素子を接続し、後段の
光サーキュレータの第１のポートの出力ポートとなる第
２のポートを増幅された信号光の出力ポートとし、前段
の光サーキュレータの第２のポートの出力ポートとなる
第３のポートに、雑音指数をモニタする受光素子を接続
したことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光増幅器において、光
増幅素子は希土類添加光ファイバであり、信号光の入力
ポートと前段の光サーキュレータの第１のポートとの間
に励起光と信号光とを結合する合分波器を有することを
特徴とする光増幅器。 - 【請求項５】 請求項３に記載の光増幅器において、光
増幅素子は希土類添加光ファイバであり、後段の光サー
キュレータの第１のポートを出力ポートする第３のポー
トに、励起光源を接続することを特徴とする光増幅器。 - 【請求項６】 前段の光アイソレータの入力ポートを信
号光の入力ポートとし、その出力ポートを前段の光合分
波器の第１のポートに接続し、前段の光合分波器の第２
ポートと後段の光アイソレータの入力ポートとの間に希
土類添加光ファイバを接続し、後段の光アイソレータの
出力ポートを増幅された信号光の出力ポートとし、前段
の光合分波器の第３のポートに後段の光合分波器の第２
のポートを接続し、後段の光合分波器の第１のポートに
励起光を接続し、後段の光合分波器の第３のポートに、
雑音指数をモニタする受光素子を接続することを特徴と
する光増幅器。 - 【請求項７】 前段の光アイソレータの入力ポートを信
号光の入力ポートとし、その出力ポ−トを光カプラの第
１のポ−トに接続し、光カプラの第２のポ−トと後段の
アイソレータの入力ポ−トとの間に光増幅素子を接続
し、後段の光アイソレータの出力ポートを増幅された信
号光の出力ポートとし、光カプラの第３のポ−トに、雑
音指数をモニタする受光素子を接続することを特徴とす
る光増幅器。 - 【請求項８】 請求項７に記載の光増幅器において、光
増幅素子は希土類添加光ファイバであり、信号光の入力
ポートと光アイソレータの入力ポートとの間に励起光と
信号光とを結合する光合分波器を有することを特徴とす
る光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099419A JPH06310791A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｆモニタ付き光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5099419A JPH06310791A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｆモニタ付き光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06310791A true JPH06310791A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14246956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5099419A Pending JPH06310791A (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | Ｎｆモニタ付き光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06310791A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6212000B1 (en) | 1998-01-14 | 2001-04-03 | Nec Corporation | Two-way optical amplifier module |
| US6472655B1 (en) | 1998-09-18 | 2002-10-29 | Nec Corporation | Remote amplifier for an optical transmission system and method of evaluating a faulty point |
| JP2007502085A (ja) * | 2003-05-06 | 2007-02-01 | 富士通株式会社 | 光パフォーマンス監視方法及びシステム |
| JP2009168854A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Fujitsu Ltd | 光アイソレータおよび半導体装置光学系 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP5099419A patent/JPH06310791A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6212000B1 (en) | 1998-01-14 | 2001-04-03 | Nec Corporation | Two-way optical amplifier module |
| US6472655B1 (en) | 1998-09-18 | 2002-10-29 | Nec Corporation | Remote amplifier for an optical transmission system and method of evaluating a faulty point |
| JP2007502085A (ja) * | 2003-05-06 | 2007-02-01 | 富士通株式会社 | 光パフォーマンス監視方法及びシステム |
| JP2009168854A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Fujitsu Ltd | 光アイソレータおよび半導体装置光学系 |
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