JPH06334238A - Method and apparatus for monitoring noise factor of optical amplifier - Google Patents

Method and apparatus for monitoring noise factor of optical amplifier

Info

Publication number
JPH06334238A
JPH06334238A JP11601993A JP11601993A JPH06334238A JP H06334238 A JPH06334238 A JP H06334238A JP 11601993 A JP11601993 A JP 11601993A JP 11601993 A JP11601993 A JP 11601993A JP H06334238 A JPH06334238 A JP H06334238A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
amplification medium
noise
slit
signal light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11601993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3346488B2 (en
Inventor
Koji Masuda
浩次 増田
Kazuo Aida
一夫 相田
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP11601993A priority Critical patent/JP3346488B2/en
Publication of JPH06334238A publication Critical patent/JPH06334238A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3346488B2 publication Critical patent/JP3346488B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To realize high resolution and high response by detecting the light discharged from an optical waveguide of amplifying medium to the outside and passed through a slit and then determining a noise factor F from a value PSE thus detected. CONSTITUTION:A slit 2 having a width wide for the signal light input end of an amplifying medium 1 but narrow for the signal light output end thereof is provided in the vicinity of the amplifying medium 1. The light emitted spontaneously from the amplifying medium 1 is weighted and the light passed through the slit 2 is detected and then a noise factor F is operated according to a formula; F=2RN2eff/[(1+R)N2eff-1], where R=Oemi/Oabs, N2effidenticalPSE/PSEO, Oemi represents an inductive emission cross-sectional area at the wavelength of signal light, Oabs represents an absorptive cross-sectional area at the wavelength of signal light, N2eff represents an effective occupancy at higher level, PSE represents a measurement of spontaneously emitted light, PSEO represents a saturable value of the spontaneously emitted light at the time of N2eff=1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ伝送システム
に利用する。特に、光ファイバ伝送システム内で使用さ
れる光増幅器の雑音指数の監視に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used in optical fiber transmission systems. In particular, it relates to monitoring the noise figure of optical amplifiers used in optical fiber transmission systems.

【0002】[0002]

【従来の技術】図11は光増幅器の雑音指数を監視する
従来の雑音指数監視装置を示すブロック構成図である。
2. Description of the Related Art FIG. 11 is a block diagram showing a conventional noise figure monitoring apparatus for monitoring the noise figure of an optical amplifier.

【0003】この従来例装置は、光増幅器利得を検出す
る利得検出部21と、増幅媒質20から出力された増幅
された自然放出光(ASE光)を取り出すための分波器
22、偏波コントローラ23、検光子24および光バン
ドパスフィルタ25と、光検出器26とにより構成され
る。分波器22は増幅媒質20の出力光を分岐し、その
偏波を偏波コントローラ23で調整することにより、分
岐光に含まれる信号光成分が検光子24で除去される。
測定された利得Gと出力ASE光パワーPASEとから、
この光増幅器の雑音指数Fが次式により求められる。
This conventional example device has a gain detector 21 for detecting an optical amplifier gain, a demultiplexer 22 for extracting amplified spontaneous emission light (ASE light) output from the amplification medium 20, and a polarization controller. 23, an analyzer 24, an optical bandpass filter 25, and a photodetector 26. The demultiplexer 22 splits the output light of the amplification medium 20, and the polarization controller 23 adjusts the polarization, so that the signal light component included in the split light is removed by the analyzer 24.
From the measured gain G and output ASE optical power P ASE ,
The noise figure F of this optical amplifier is calculated by the following equation.

【0004】[0004]

【数1】 ここで、νは信号光の周波数、hはプランク定数、Δν
は出力ASE光パワーを切り出す光バンドパスフィルタ
25の周波数幅である。
[Equation 1] Where ν is the frequency of the signal light, h is Planck's constant, and Δν
Is the frequency width of the optical bandpass filter 25 for cutting out the output ASE optical power.

【0005】数1に示した式については、P.R.Morkel a
nd R.I.Laming, Opt.Lett., Vol.14, pp.1062-1064, 19
89に詳しい。また、図11に示した構成および動作につ
いては、J.Aspell et al., OFC'92, ThA4, pp.189-161,
1992特願平4−282890に詳しい。
For the formula shown in the equation 1, PR Morkel a
nd RILaming, Opt.Lett., Vol.14, pp.1062-1064, 19
Details on 89. Further, regarding the configuration and operation shown in FIG. 11, J. Aspell et al., OFC'92, ThA4, pp.189-161,
For details, see 1992 Japanese Patent Application No. 4-228890.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の監視装
置は、(1) Fの分解能がおもにGおよびPASE の分解能
で制限され、これらの分解能が高々0.1dB程度であ
ることからFの分解能も高々0.1dB程度と低い、
(2) Fの監視応答時間がおもに信号偏波の検出および信
号光除去の動作速度で制限され、高々1秒程度と遅い、
(3) 構成要素が多く、装置が大がかりかつ高価となるな
どの課題があった。
However, in the conventional monitoring device, (1) the resolution of F is limited mainly by the resolutions of G and P ASE , and these resolutions are about 0.1 dB at most. The resolution is as low as 0.1 dB at most,
(2) The monitoring response time of F is mainly limited by the operation speed of signal polarization detection and signal light removal, and is slow at most about 1 second.
(3) There are problems that the number of components is large, the device is large and expensive.

【0007】本発明は、このような課題を解決し、高分
解能かつ高速応答が可能であり、しかも簡易かつ低廉な
構成の雑音指数監視方法および装置を提供することを目
的とする。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a noise figure monitoring method and apparatus which are capable of high resolution and high speed response and which are simple and inexpensive.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第一の観点によ
ると、光増幅器の増幅媒質から放出される自然放出光を
検出してその増幅媒質の雑音指数を監視する光増幅器の
雑音指数監視方法において、増幅媒質の近傍にその増幅
媒質の信号光入力端に対して幅が広く信号光出射端に対
して幅の狭いスリットを設け、増幅媒質の光導波路から
外部に放出されてスリットを通過した光を検出し、検出
された値PSEから雑音指数Fを次式により求めることを
特徴とする光増幅器の雑音指数監視方法が提供される。
According to a first aspect of the present invention, noise figure monitoring of an optical amplifier for detecting spontaneous emission light emitted from the amplifying medium of the optical amplifier and monitoring the noise figure of the amplifying medium. In the method, a slit having a wide width for the signal light input end of the amplification medium and a narrow width for the signal light output end is provided in the vicinity of the amplification medium, and the slit is emitted to the outside from the optical waveguide of the amplification medium and passes through the slit. There is provided a noise figure monitoring method for an optical amplifier, characterized in that the detected light is detected and the noise figure F is obtained from the detected value P SE by the following equation.

【0009】[0009]

【数2】 ここで、 R≡σemi /σabs2eff≡PSE/PSE0 σemi :信号光波長における誘導放出断面積 σabs :信号光波長における吸収断面積 N2eff:上位準位(エルビウム添加ファイバの場合であ
れば 413/2)の有効占有率 PSE :自然放出光の測定値 PSE0 :自然放出光の飽和値でありN2eff=1のときの
値 である。σemi 、σabs は媒質によって決まる基本的な
定数であり、PSE0 と共に、あらかじめ測定して求めて
おくことができる。
[Equation 2] Where R≡σ emi / σ abs N 2eff ≡P SE / P SE0 σ emi : stimulated emission cross section at the signal light wavelength σ abs : absorption cross section at the signal light wavelength N 2eff : upper level (of erbium-doped fiber) In this case, the effective occupation ratio of 4 I 13/2 ) P SE : Measured value of spontaneous emission light P SE0 : Saturation value of spontaneous emission light and the value when N 2eff = 1. [sigma] emi and [sigma] abs are basic constants determined by the medium, and can be obtained in advance by measurement together with PSE0 .

【0010】本発明の第二の観点は上述の方法を実施す
るための装置であり、増幅媒質の信号光入力端に対して
幅が広く信号光出射端に対して幅の狭いスリットと、増
幅媒質の光導波路から外部に放出されてスリットを通過
した光を検出する光検出器とを備えたことを特徴とす
る。
A second aspect of the present invention is an apparatus for carrying out the above-mentioned method, which comprises a slit having a wide width with respect to the signal light input end of the amplification medium and a narrow width with respect to the signal light output end, and an amplification device. And a photodetector for detecting the light emitted from the optical waveguide of the medium to the outside and passing through the slit.

【0011】スリットの幅が光導波路に対して異なるの
は測定に重みを付けるためのものであり、光導波方向に
対して先細りの形状であれば十分であるが、特に、増幅
媒質の信号光入力端からその光導波路に沿ってzの位置
における幅h(z) が実質的に次式にしたがうことがよ
い。
The difference in the width of the slit with respect to the optical waveguide is for weighting the measurement, and it is sufficient if the shape is tapered in the optical waveguide direction. It is preferable that the width h (z) at the position of z along the optical waveguide from the input end substantially conforms to the following equation.

【0012】 h(z) =h(0) exp{a〔1−(1+R)N2ch〕z} ここで、 a :増幅媒質の吸収係数 N2ch :上位準位の特性占有率(0<N2ch <1)であ
り、光増幅器の動作範囲に対して定まる定数 R≡σemi /σabs σemi :信号光波長における誘導放出断面積 σabs :信号光波長における吸収断面積 である。a、σemi およびσabs はあらかじめ求めてお
くことのできる定数であり、N2ch は光増幅器をどのよ
うな動作範囲で使用するかを決定すればそれに対して定
まる定数であるので、ひとつの光増幅器に対して上式は
変数がzだけの関数となる。
H (z) = h (0) exp {a [1- (1 + R) N 2ch ] z} where, a: absorption coefficient of amplification medium N 2ch : characteristic occupancy of upper level (0 <N 2ch <1), which is a constant determined for the operating range of the optical amplifier R≡σ emi / σ abs σ emi : stimulated emission cross section at the signal light wavelength σ abs : absorption cross section at the signal light wavelength. a, σ emi, and σ abs are constants that can be obtained in advance, and N 2ch is a constant that is determined by determining what operating range the optical amplifier is used in. For the amplifier, the above equation is a function of only the variable z.

【0013】[0013]

【作用】光増幅器の雑音指数は主に増幅媒質の反転分布
によって決定され、特に信号光入力端における反転分布
が大きく影響する。そこで、増幅媒質の光導波路から横
方向に放出される自然放出光(SE光)を信号光入力端
側に重みをつけて測定する。この測定により、励起状況
すなわち反転分布の状況がわかる。反転分布の状態がわ
かれば、その増幅媒質に特有の基本定数を用いて雑音指
数Fを求めることができる。
The noise figure of the optical amplifier is mainly determined by the population inversion of the amplification medium, and particularly the population inversion at the signal light input end has a great influence. Therefore, the spontaneous emission light (SE light) emitted in the lateral direction from the optical waveguide of the amplification medium is measured by weighting the signal light input end side. From this measurement, the state of excitation, that is, the state of population inversion can be known. When the state of population inversion is known, the noise figure F can be obtained using the basic constant peculiar to the amplification medium.

【0014】雑音指数を監視するためには、雑音指数F
の値を求めることが必ずしも必要ではなく、雑音指数F
に対応する測定値がわかれば十分な場合もある。すなわ
ち、スリットを通過した光を光検出器で検出し、その検
出値を監視すればよい。
To monitor the noise figure, the noise figure F
It is not always necessary to obtain the value of
In some cases it may be sufficient to know the measured value corresponding to. That is, the light passing through the slit may be detected by the photodetector, and the detected value may be monitored.

【0015】スリットとしては、増幅媒質から横方向に
放出される自然放出光を重み付けして通過させるものを
用いる。スリットは増幅媒質に沿って連続的である必要
はない。例えば、増幅媒質として希土類添加ファイバを
用いる場合に、これを巻いた状態で使用し、その近傍に
スリットを設けてもよい。その場合には、巻いた長さご
との位置で自然放出光を測定することになる。
As the slit, a slit is used that allows the spontaneous emission light emitted laterally from the amplification medium to pass therethrough. The slits need not be continuous along the amplification medium. For example, when a rare earth-doped fiber is used as the amplification medium, it may be used in a wound state and a slit may be provided in the vicinity thereof. In that case, the spontaneous emission light is measured at each position of each wound length.

【0016】[0016]

【実施例】図1は本発明の基本構成を示すブロック構成
図である。
1 is a block diagram showing the basic structure of the present invention.

【0017】この雑音監視装置は、増幅媒質1の信号光
入力端に対して幅が広く信号光出射端に対して幅の狭い
スリット2と、増幅媒質1の光導波路から外部に放出さ
れてスリット2を通過した光を検出する光検出器3とを
備える。監視対象となる増幅媒質1としては、エルビウ
ム添加光ファイバ(EDF)、プラセオジム添加ファイ
バ、ネオジム添加ファイバなどの希土類添加ファイバあ
るいはレーザダイオードのいずれでもよい。
This noise monitoring device is provided with a slit 2 having a wide width with respect to the signal light input end of the amplification medium 1 and a narrow width with respect to the signal light emission end, and a slit emitted from the optical waveguide of the amplification medium 1 to the outside. And a photodetector 3 that detects light that has passed through 2. The amplification medium 1 to be monitored may be a rare earth-doped fiber such as an erbium-doped optical fiber (EDF), a praseodymium-doped fiber, a neodymium-doped fiber, or a laser diode.

【0018】増幅媒質1に信号光を入力すると、この信
号光が増幅媒質1により増幅される。このとき、増幅媒
質1内でSE光が発生する。このSE光は、その一部が
増幅媒質1内を伝搬して信号光と共に増幅され、他は増
幅媒質1の光導波路から外部に放出される。従来は増幅
媒質1内を伝搬して増幅されたASE光を測定していた
が、本発明では、光導波路から外部に放出されたSE光
をスリット2を通して光検出器3で測定する。
When the signal light is input to the amplification medium 1, the signal light is amplified by the amplification medium 1. At this time, SE light is generated in the amplification medium 1. A part of this SE light propagates in the amplification medium 1 and is amplified together with the signal light, and the other is emitted from the optical waveguide of the amplification medium 1 to the outside. Conventionally, the ASE light propagated in the amplification medium 1 and amplified was measured, but in the present invention, the SE light emitted from the optical waveguide to the outside is measured by the photodetector 3 through the slit 2.

【0019】図2はスリットの形状の一例を示す図であ
り、増幅媒質中での軸方向距離zに対するスリット幅h
(z) をz=0における幅h(z) で規格化して示す。z=
0は増幅媒質の信号光入力端であり、z=Lは増幅媒質
の信号光出力端である。Lは増幅媒質の長さである。h
(z) は、z=0付近で大きく、z=L付近で小さく設定
する。特に、図2に示すように、 h(z) =h(0) exp{a〔1−(1+R)N2ch〕z} に設定することがよい。ここで、aは増幅媒質の吸収係
数、N2ch は増幅媒質の上位準位(EDFの場合には 4
13/2)の特性占有率(0<N2ch <1)であり、光増
幅器の動作範囲に対して定まる定数である。N2ch は光
増幅器の動作範囲を決定すれば定まる値である。
FIG. 2 is a view showing an example of the shape of the slit, and the slit width h with respect to the axial distance z in the amplification medium.
(z) is shown normalized by the width h (z) at z = 0. z =
0 is the signal light input end of the amplification medium, and z = L is the signal light output end of the amplification medium. L is the length of the amplification medium. h
(z) is set to be large near z = 0 and small near z = L. In particular, as shown in FIG. 2, it is preferable to set h (z) = h (0) exp {a [1- (1 + R) N 2ch ] z}. Here, a is the absorption coefficient of the amplification medium, and N 2ch is the upper level of the amplification medium ( 4 in the case of EDF).
I 13/2 ) characteristic occupancy (0 <N 2ch <1), which is a constant determined for the operating range of the optical amplifier. N 2ch is a value determined by determining the operating range of the optical amplifier.

【0020】図3は入力信号光パワーに対する雑音指数
の変化の理論計算例を示す。この図において、「真値」
については公知の理論計算により求め、「本発明」につ
いては上述の数2の式により求めたものである。この計
算結果から、数2により求めた雑音指数の近似値と真値
との差は十分に小さいことがわかる。また、本発明にお
ける雑音指数監視応答時間は主に光検出器の応答時間で
制限されるだけなので、1μs以下の応答時間が可能で
ある。
FIG. 3 shows an example of theoretical calculation of the change in noise figure with respect to the input signal light power. In this figure, "true value"
Is obtained by a known theoretical calculation, and the "present invention" is obtained by the above-mentioned equation (2). From this calculation result, it can be seen that the difference between the approximate value and the true value of the noise figure obtained by Equation 2 is sufficiently small. Further, since the noise figure monitoring response time in the present invention is mainly limited only by the response time of the photodetector, a response time of 1 μs or less is possible.

【0021】図4ないし図6は本発明の具体的な実施例
を示し、図4は全体構成、図5および図6は増幅媒質と
スリットおよび光検出器との位置関係を示す。ここで
は、エルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)の雑音
指数を監視する場合の例を説明する。
4 to 6 show a concrete embodiment of the present invention, FIG. 4 shows the overall structure, and FIGS. 5 and 6 show the positional relationship between the amplification medium and the slits and photodetectors. Here, an example of monitoring the noise figure of an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) will be described.

【0022】エルビウム添加ファイバ増幅器は、増幅媒
質としてエルビウム添加ファイバ10を備え、さらに、
入力側のアイソレータ11、ファイバカプラ12、励起
光源13、出力側のアイソレータ14および狭帯域光フ
ィルタ15を備える。この光増幅器には、上位の伝送路
から、波長1.552μmの信号光が入射する。線形中
継器を多段接続した場合には、信号光に加え、増幅され
た自然放出光(ASE光)が入射する。この信号光は、
アイソレータ11およびファイバカプラ12を通ってエ
ルビウム添加ファイバ10に入射する。エルビウム添加
ファイバ10にはまた、励起光源13からの励起光が、
ファイバカプラ12を介して入射する。励起光源13と
しては、例えば波長0.98μmの半導体レーザを用い
る。エルビウム添加ファイバ10の出力光は、アイソレ
ータ14および狭帯域光フィルタ15を通って出力され
る。狭帯域光フィルタ15は、自然放出光間のビート雑
音を除去するためのものである。
The erbium-doped fiber amplifier includes an erbium-doped fiber 10 as an amplification medium, and further,
An input side isolator 11, a fiber coupler 12, a pumping light source 13, an output side isolator 14 and a narrow band optical filter 15 are provided. Signal light having a wavelength of 1.552 μm enters the optical amplifier from the upper transmission line. When the linear repeaters are connected in multiple stages, amplified spontaneous emission light (ASE light) enters in addition to the signal light. This signal light is
The light enters the erbium-doped fiber 10 through the isolator 11 and the fiber coupler 12. The erbium-doped fiber 10 also receives the excitation light from the excitation light source 13.
The light enters through the fiber coupler 12. As the excitation light source 13, for example, a semiconductor laser having a wavelength of 0.98 μm is used. The output light of the erbium-doped fiber 10 is output through the isolator 14 and the narrow band optical filter 15. The narrow band optical filter 15 is for removing beat noise between spontaneous emission lights.

【0023】このエルビウム添加ファイバ増幅器の雑音
指数を監視するため、エルビウム添加ファイバ10の近
傍には、スリット2および光検出器3が設けられる。
To monitor the noise figure of this erbium-doped fiber amplifier, a slit 2 and a photodetector 3 are provided near the erbium-doped fiber 10.

【0024】この実施例では、6.3mの長さのエルビ
ウム添加ファイバ10を用い、これをコイル状に巻いて
図5に示すように黒い板16に8箇所で固定し、幅2.
2mmで並べた。この黒い板16は、他の部分からのS
E光を除去するためのものである。スリット2は、図6
に示すように、上述のh(z) の式にしたがう形状をも
つ。ただし、この場合にはエルビウム添加ファイバ10
をコイル状に巻いているので、zの値は飛び飛びの値で
あり、スリット2は各zの値に対するh(z) の値を繋い
だ形状とした。上述のh(z) の式のパラメータ値はa=
3.3dB/m、R=1.6である。光検出器3として
は、直径5mmの大受光面積InGaAsフォトダイオ
ードを用いた。
In this embodiment, an erbium-doped fiber 10 having a length of 6.3 m is used, which is wound into a coil and fixed to a black plate 16 at eight positions as shown in FIG.
It was arranged at 2 mm. This black plate 16 is S from other parts
It is for removing the E light. The slit 2 is shown in FIG.
As shown in, it has a shape according to the above-mentioned formula of h (z). However, in this case, the erbium-doped fiber 10
Since z is wound in a coil shape, the value of z is a discrete value, and the slit 2 has a shape in which the value of h (z) for each value of z is connected. The parameter value of the above equation of h (z) is a =
It is 3.3 dB / m and R = 1.6. As the photodetector 3, a large light receiving area InGaAs photodiode having a diameter of 5 mm was used.

【0025】図7はN2ch =0.75としたときの真値
と数1による近似値との計算結果を示す。この雑音指数
はエルビウム添加ファイバ(EDF)に対するものであ
り、エルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA)の動作
範囲に対する雑音指数はこれにEDFの前段にある光部
品の挿入損失を加える。図7に示したEDFAの動作範
囲における両者の差は最大で0.08dBと小さく、本
実施例がEDFAの広い動作範囲で十分に正確であるこ
とを示す。
FIG. 7 shows the calculation results of the true value and the approximate value by the equation 1 when N 2ch = 0.75. This noise figure is for an erbium-doped fiber (EDF), and the noise figure for the operating range of an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) adds to it the insertion loss of the optical components preceding the EDF. The difference between the two in the operating range of the EDFA shown in FIG. 7 is as small as 0.08 dB, which shows that the present embodiment is sufficiently accurate in a wide operating range of the EDFA.

【0026】図8は本実施例による雑音指数の測定例を
示す。挿入図は一部を拡大したものである。この挿入図
に示したように、雑音指数の分解能は、雑音指数が3〜
4dBのときで約0.01dBである。従来技術による
分解能は高々0.1dBであるから、本実施例による分
解能が飛躍的に向上している。
FIG. 8 shows a measurement example of the noise figure according to this embodiment. The inset is a partial enlargement. As shown in this inset, the noise figure has a resolution of 3 ...
It is about 0.01 dB at 4 dB. Since the resolution according to the conventional technique is 0.1 dB at most, the resolution according to the present embodiment is dramatically improved.

【0027】図9は雑音指数の時間応答特性を示す。入
力励起光パワーは20mWである。図9(a)は入力信
号光パワーを示し、同(b)は入力信号光パワーの変動
によりもたらされた雑音指数の時間変動である。この測
定における時間分解能は50μsであった。従来技術の
時間分解能は高々1秒であるから、本実施例により時間
分解能が飛躍的に向上した。
FIG. 9 shows the time response characteristic of noise figure. The input pumping light power is 20 mW. FIG. 9A shows the input signal light power, and FIG. 9B shows the time fluctuation of the noise figure caused by the fluctuation of the input signal light power. The time resolution in this measurement was 50 μs. Since the time resolution of the prior art is at most 1 second, the time resolution is dramatically improved by this embodiment.

【0028】図4ないし図6に示したように、本実施例
の構成は、従来技術に比べ部品数が少なく、構成が簡単
かつ安価である。
As shown in FIGS. 4 to 6, the structure of this embodiment has a smaller number of parts than the prior art, and the structure is simple and inexpensive.

【0029】図10は図4に示した具体例を変形した構
成例を示す。この構成例は、ファイバカプラ12および
励起光源13がエルビウム添加ファイバ10の出力側に
配置され、励起光を信号光と同じ方向ではなく逆方向に
入力することが図4に示した構成と異なる。図4の励起
方法を前方向励起、図10の励起方法を後方向励起とい
う。後方向励起の場合には、前方向励起の場合と異なる
2ch 値を用いる。図4を参照して説明した構成部品と
同等のものを用いる場合には、同等の入力励起光パワー
および入力信号光パワーに対してN2ch =0.7とす
る。
FIG. 10 shows a modified example of the specific example shown in FIG. This configuration example is different from the configuration shown in FIG. 4 in that the fiber coupler 12 and the pumping light source 13 are arranged on the output side of the erbium-doped fiber 10 and pumping light is input in the opposite direction to the signal light instead of the same direction. The excitation method of FIG. 4 is called forward excitation, and the excitation method of FIG. 10 is called backward excitation. In the case of backward pumping, an N 2ch value different from that in the case of forward pumping is used. When the same components as those described with reference to FIG. 4 are used, N 2ch = 0.7 for the same input pumping light power and input signal light power.

【0030】以上の実施例では増幅媒質としてエルビウ
ム添加光ファイバを用いた例を説明したが、他の増幅媒
質に対しても本発明を同様に実施できる。増幅媒質とし
てレーザダイオードを用いる場合には空間的な大きさが
異なるが、原理的には相違はない。
In the above embodiments, an example in which an erbium-doped optical fiber is used as an amplification medium has been described, but the present invention can be similarly applied to other amplification media. When a laser diode is used as the amplification medium, the spatial size is different, but there is no difference in principle.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光増幅器
の雑音指数監視方法および装置は、高分解能かつ高速応
答が可能であり、しかも簡易で低廉な構成で光増幅器の
雑音指数を監視することができる。本発明は光中継器な
どに設けられる光増幅器の動作監視に利用して特に効果
がある。
As described above, the method and apparatus for monitoring the noise figure of the optical amplifier according to the present invention can monitor the noise figure of the optical amplifier with high resolution and high speed response, and with a simple and inexpensive structure. be able to. The present invention is particularly effective when used to monitor the operation of an optical amplifier provided in an optical repeater or the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の基本構成を示すブロック構成図。FIG. 1 is a block configuration diagram showing a basic configuration of the present invention.

【図2】スリットの形状の一例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of the shape of a slit.

【図3】入力信号光パワーに対する雑音指数の変化の理
論計算例を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing an example of theoretical calculation of changes in noise figure with respect to input signal light power.

【図4】本発明の具体的な実施例を示す全体的な構成
図。
FIG. 4 is an overall configuration diagram showing a specific embodiment of the present invention.

【図5】増幅媒質とスリットおよび光検出器との位置関
係を示す図であり、スリットおよび光検出器を横方向か
ら見た図。
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between an amplification medium, a slit, and a photodetector, which is a diagram of the slit and the photodetector viewed from a lateral direction.

【図6】増幅媒質とスリットおよび光検出器との位置関
係を示す図であり、光検出器側から見た図。
FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between an amplification medium, a slit, and a photodetector, as viewed from the photodetector side.

【図7】N2ch =0.75としたときの真値と本発明に
よる近似値との計算結果を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing calculation results of true values and approximate values according to the present invention when N 2ch = 0.75.

【図8】雑音指数の測定例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a measurement example of a noise figure.

【図9】雑音指数の時間応答特性を示す図であり、
(a)は入力信号光パワー、(b)は入力信号光パワー
の変動によりもたらされた雑音指数の時間変動を示す。
FIG. 9 is a diagram showing a time response characteristic of noise figure,
(A) shows the input signal light power, and (b) shows the time fluctuation of the noise figure caused by the fluctuation of the input signal light power.

【図10】図4に示した具体例を変形した構成例を示す
図。
10 is a diagram showing a configuration example in which the specific example shown in FIG. 4 is modified.

【図11】光増幅器の雑音指数を監視する従来の雑音指
数監視装置を示すブロック構成図。
FIG. 11 is a block configuration diagram showing a conventional noise figure monitoring device for monitoring the noise figure of an optical amplifier.

【符号の説明】 1、20 増幅媒質 2 スリット 3 光検出器 10 エルビウム添加ファイバ 11、14 アイソレータ 12 ファイバカプラ 13 励起光源 15 狭帯域光フィルタ 21 利得検出部 22 分波器 23 偏波コントローラ 24 検光子 25 光バンドパスフィルタ 26 光検出器[Description of Reference Signs] 1, 20 Amplifying medium 2 Slit 3 Photodetector 10 Erbium-doped fiber 11, 14 Isolator 12 Fiber coupler 13 Excitation light source 15 Narrowband optical filter 21 Gain detector 22 Demultiplexer 23 Polarization controller 24 Analyzer 25 Optical bandpass filter 26 Photodetector

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光増幅器の増幅媒質から放出される自然
放出光を検出してその増幅媒質の雑音指数を監視する光
増幅器の雑音指数監視方法において、 上記増幅媒質の近傍に上記増幅媒質の信号光入力端に対
して幅が広く信号光出射端に対して幅の狭いスリットを
設け、 上記増幅媒質の光導波路から外部に放出されて上記スリ
ットを通過した光を検出し、 検出された値PSEから雑音指数Fを F=2RN2eff/〔(1+R)N2eff−1〕 R≡σemi /σabs2eff≡PSE/PSE0 σemi :信号光波長における誘導放出断面積 σabs :信号光波長における吸収断面積 N2eff:上位準位の有効占有率 PSE :自然放出光の測定値 PSE0 :自然放出光の飽和値でありN2eff=1のときの
値 により求めることを特徴とする光増幅器の雑音指数監視
方法。
1. A noise figure monitoring method for an optical amplifier for detecting spontaneous emission light emitted from an amplification medium of an optical amplifier to monitor the noise figure of the amplification medium, wherein a signal of the amplification medium is provided in the vicinity of the amplification medium. A slit having a wide width with respect to the light input end and a narrow width with respect to the signal light emission end is provided, and the light emitted from the optical waveguide of the amplification medium to the outside and passing through the slit is detected, and the detected value P The noise figure F from SE is F = 2RN 2eff / [(1 + R) N 2eff −1] R≡σ emi / σ abs N 2eff ≡P SE / P SE0 σ emi : Stimulated emission cross section at the signal light wavelength σ abs : Signal Absorption cross section at light wavelength N 2eff : Effective occupation ratio of upper level P SE : Measured value of spontaneous emission light P SE0 : Saturation value of spontaneous emission light, which is obtained by the value when N 2eff = 1 Noise figure monitoring method for optical amplifiers.
【請求項2】 光増幅器の増幅媒質から放出される自然
放出光を検出してその増幅媒質の雑音指数を監視する光
増幅器の雑音指数監視装置において、 上記増幅媒質の信号光入力端に対して幅が広く信号光出
射端に対して幅の狭いスリットと、 上記増幅媒質の光導波路から外部に放出されて上記スリ
ットを通過した光を検出する光検出器とを備えたことを
特徴とする光増幅器の雑音指数監視装置。
2. A noise figure monitoring device for an optical amplifier, which detects spontaneous emission light emitted from an amplification medium of an optical amplifier and monitors the noise figure of the amplification medium, wherein: A light characterized by comprising a slit having a wide width and a narrow width with respect to the signal light emitting end, and a photodetector for detecting the light emitted from the optical waveguide of the amplification medium to the outside and passing through the slit. Amplifier noise figure monitor.
【請求項3】 上記スリットは、上記増幅媒質の信号光
入力端からその光導波路に沿ってzの位置における幅h
(z) が、実質的に、 h(z) =h(0) exp {a〔1−(1+R)N2ch 〕z} a :増幅媒質の吸収係数 N2ch :増幅媒質の上位準位の特性占有率(0<N2ch
<1)であり、光増幅器の動作範囲に対して定まる定数 R≡σemi /σabs σemi :信号光波長における誘導放出断面積 σabs :信号光波長における吸収断面積 となるように形成された請求項2記載の光増幅器の雑音
指数監視装置。
3. The slit has a width h at a position z along the optical waveguide from the signal light input end of the amplification medium.
(z) is substantially h (z) = h (0) exp {a [1- (1 + R) N 2ch ] z} a: absorption coefficient of amplification medium N 2ch : characteristics of upper level of amplification medium Occupancy rate (0 <N 2ch
<1), which is a constant determined for the operating range of the optical amplifier R≡σ emi / σ abs σ emi : stimulated emission cross section at the signal light wavelength σ abs : absorption cross section at the signal light wavelength The noise figure monitoring device for an optical amplifier according to claim 2.
JP11601993A 1993-05-18 1993-05-18 Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier Expired - Fee Related JP3346488B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11601993A JP3346488B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11601993A JP3346488B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06334238A true JPH06334238A (en) 1994-12-02
JP3346488B2 JP3346488B2 (en) 2002-11-18

Family

ID=14676786

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11601993A Expired - Fee Related JP3346488B2 (en) 1993-05-18 1993-05-18 Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3346488B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167181A (en) * 1998-01-07 2000-12-26 Nec Corporation Optical fiber light amplifier
US8922876B2 (en) 2011-11-15 2014-12-30 Fujitsu Limited Optical amplifying device and optical transmission system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6167181A (en) * 1998-01-07 2000-12-26 Nec Corporation Optical fiber light amplifier
US8922876B2 (en) 2011-11-15 2014-12-30 Fujitsu Limited Optical amplifying device and optical transmission system

Also Published As

Publication number Publication date
JP3346488B2 (en) 2002-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5912760A (en) Light amplifier
US5633750A (en) Optical fiber amplifier
EP0564098B1 (en) Variable spectral width multiple pass optical noise source
KR20000008448A (en) Optical amplifier having active controlled wave profit and optical fiber source having changable output spectrum
JP3527627B2 (en) Optical fiber amplifier
EP0586103B1 (en) Measurement of a parameter of an optical amplifier
KR100277352B1 (en) 3-stage WDM-EDFA
US20020044343A1 (en) Control system for optical amplifiers and optical fiber devices
JPH0983054A (en) Optical amplifier
Okamura Automatic optical loss compensation with erbium-doped fiber amplifier
US5295015A (en) Optical amplifying apparatus
US5896221A (en) Optical amplifying system having multiple branching units and method therefor
JP3346488B2 (en) Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier
JP3065980B2 (en) Optical amplifier
US6483634B1 (en) Optical amplifier
JPH11251669A (en) Light amplifier and its gain control method
JPH06132905A (en) Noise index monitoring device for linear repeater
JP3283282B2 (en) Optical amplifier measuring system, optical amplifier noise characteristic measuring device, optical amplifier measuring method, and optical fiber amplifier noise characteristic measuring device
JP2005283372A (en) Apparatus for measuring temperature or strain by fbg using ase light source and raman amplification
Bertilsson et al. Noise figure of erbium doped fiber amplifiers in the saturated regime
JPH0697554A (en) Optical fiber amplifier
JP2517142B2 (en) Optical repeater monitoring method
JP2769186B2 (en) Optical receiving circuit
JP2743767B2 (en) Optical amplifier
JP3392284B2 (en) Evaluation method of optical amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees