JPH0697554A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents

光ファイバ増幅器

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JPH0697554A
JPH0697554A JP4270782A JP27078292A JPH0697554A JP H0697554 A JPH0697554 A JP H0697554A JP 4270782 A JP4270782 A JP 4270782A JP 27078292 A JP27078292 A JP 27078292A JP H0697554 A JPH0697554 A JP H0697554A
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optical
signal
light
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JP4270782A
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Shigeto Nishi
成人 西
Masatoshi Saruwatari
正俊 猿渡
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
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    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
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Abstract

(57)【要約】 【目的】従来は使用されなかった逆方向(信号光に対し
て)に伝搬しつつ増幅される自然放出光パワーを監視す
ることで,入出力信号の損失無しに光増幅器の利得、雑
音特性を簡易に制御・監視する光ファイバ増幅器を提供
することにある。 【構成】自然放出光のうち、信号光と逆方向に伝搬しつ
つ増幅される自然放出光を光サーキュレータで取り出
し、その光パワーを監視することにより光ファイバ増幅
器を制御するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ増幅器の動作
状態の監視制御に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の光ファイバ増幅器の基本構成を図
6に示す。図6で、1は入力端子、、2−1,2−2は
監視用光パワースプリッタ、3は励起光/信号光合波
器、4−1,4−2は光アイソレータ、5は希土類添加
ファイバ、6は光バンドパスフィルタ、7−1,7−2
はフォトダイオード、8は励起光源、9は光出力端子、
10は励起光源ドライバ、11は制御回路、12−1,
12−2は低雑音増幅器である。光入力端子1に入力さ
れた光信号は入力電力モニタのため監視用光パワースプ
リッタ2−1で一部分岐され、励起光/信号光合波器3
で励起光と混合され、発振防止用の光アイソレータ4−
1を介して入射された希土類添加ファイバ5で増幅され
つつ伝搬し、もう一つの発振防止用光アイソレータ4−
2と残留励起光と自然放出雑音を遮断する光バンドパス
フィルタ6を通り、出力電力モニタのため監視用光パワ
ースプリッタ2−2で電力の一部が分岐されて光出力端
子9より出力される。励起光源8は制御回路11により
制御される励起光源ドライバ10により駆動される。制
御回路11は入出力段で分岐された光信号の一部をフォ
トダイオード7−1,7−2により電気信号に変換し、
低雑音増幅器12−1,12−2で増幅してモニタした
入出力光レベル情報を受け、利得或いは光出力が一定に
なるように励起電力を制御する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このようにして、光フ
ァイバ増幅器の動作点を制御するのであるが、信号電
力の一部を監視のために犠牲にしなければならない。特
に利得一定制御の場合には、入出力信号が小さいとき
入力側モニタ回路が極めて低雑音である必要がある。
入出力信号の比較を行う回路が必要となる。また、特に
出力一定制御の場合は、雑音の監視ができない。雑
音特性を良好に保つために必要最小の励起光電力を自動
制御できないため、必要以上の励起光電力を使わねばな
らない。等の問題があった。
【0004】本発明の目的は、従来は使用されなかった
逆方向(信号光に対して)に伝搬しつつ増幅される自然
放出光パワーを監視することで,入出力信号の損失無し
に光増幅器の利得、雑音特性を簡易に制御・監視する光
ファイバ増幅器を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、自然放出光の
うち、信号光と逆方向に伝搬しつつ増幅される自然放出
光を光サーキュレータで取り出し、その光パワーを監視
することにより光ファイバ増幅器を制御することを主要
な特徴とするもので、従来の技術とは入出力段でモニタ
用の光分岐が不要であり、雑音の監視も含めて簡易に光
増幅器の監視/制御が行える点が異なる。
【0006】
【実施例】図1は本発明の実施例を示す図であって、利
得一定制御動作を行うための構成を示している。13は
光サーキュレータであり、他の参照数字は図6と同じで
ある。光入力端子1に入力された光信号は、励起光/信
号光合波器3で励起光と混合され、発振防止効果もある
光サーキュレータ13を介して入射された希土類添加フ
ァイバ5で増幅されつつ伝搬し、後段の発振防止用光ア
イソレータ4と残留励起光及び信号光と同方向に伝搬し
つつ増幅される自然放出光雑音を遮断する光バンドパス
フィルタ6を通り、光出力端子9より出力される。励起
光源8は制御回路11により制御される励起光源ドライ
バ10により駆動される。信号増幅方向とは逆方向に伝
搬しつつ増幅される自然放出光雑音を光サーキュレータ
13により取り出し、フォトダイオード7により電気信
号に変換してモニタする。このモニタ結果を用いて、例
えばモニタされた自然放出雑音が一定になるように励起
電力を制御すれば利得一定の動作が可能となる。
【0007】図2は図1の構成のエルビウム添加ファイ
バ光増幅器による利得一定動作実験の結果である。信号
光レベルが大きな領域で、逆方向の増幅された自然放出
光レベルが一定となるように励起電力を制御することに
より、ほぼ利得が一定な動作を実現できていることがわ
かる。利得媒質の希土類添加ファイバ5上の信号入力点
からの長手方向位置をZ、利得係数をg(z)、反転分
布係数をnSP(z)とすると、光サーキュレータ13か
ら出力される逆方向の増幅された自然放出光パワーP
ASE(-)は、光サーキュレータ13の損失および各接続点
の損失を無視すれば、
【0008】
【数1】 で与えられる。
【0009】今、反転分布係数nSP(z)、利得係数g
(z)の分布が図3(a)(b)のようになっていたと
すると(図ではL=50mを仮定)、信号利得Gs はG
s =G(L)で与えられるので、例えば小信号利得(こ
の場合はnSP=1でg(z)が一定の場合の利得)を大
信号動作時にも実現するためには、g(z)が小信号動
作時の値と一致し長さ方向に対して一定になるように励
起光電力を制御してやればよい。この場合、(1),
(2)式よりPASE(-)がnSPとgの関係であり信号レベ
ルの関数ではないことを利用し、PASE(-)が入力信号レ
ベルに対して一定(nSP=1の場合の値)となるように
励起光電力を制御してやれば、nSPとgも小信号時のそ
れとほぼ同じ、すなわちnSP(z),g(z)がzによ
らず一定となるため、結果として、信号利得も同じにな
る。上記は理想的な反転分布(nSP=1)を仮定した説
明である。理想的な反転分布を実現するのは難しいが、
実験結果の示す通り、実用上十分な精度で利得一定制御
が可能である。
【0010】信号光と同じ方向の増幅された自然放出光
をモニタすることも可能であるが、 信号光と増幅された自然放出光を完全に分離する分
波器が必要である。 任意の信号光波長に対応することが難しい。 等の理由により、簡易な回路でのモニタは困難である。
また、大信号時のnSP(z)とg(z)の劣化は信号光
の大きくなるエルビニウム添加ファイバの出力側で大き
くなるため、順方向の増幅された自然放出光をモニタす
るよりも逆方向の増幅された自然放出光をモニタする方
がより感度良くnSPとgの変動を感知することができ
る。この理由は以下に示す通りである。逆方向の増幅さ
れた自然放出光パワーPASE(-)は式(1)により与えら
れるが、順方向のそれは以下のようになる。
【0011】
【数2】
【0012】今、出力側でnSP(z)とg(z)が劣化
することによる増幅された自然放出光出力減少分で、順
方向の場合をΔPASE(+)、逆方向の場合をΔPASE(-)
すれば、図4を参照にしてΔPASE(+)は点zにおける自
然放出光発生の減少分(点々ハッチングの部分)にG
Z-L (z)(exp{右下がり斜線ハッチングの部分の
面積})を掛けて積分したものΔPASE(-)は点zにおけ
る自然放出光発生の減少分(点々ハッチングの部分)に
O-L (z)(exp{左下がり斜線ハッチングの部分
の面積})を掛けて積分したものとなる。
【0013】nSP(z)とg(z)の劣化により出力側
(z→L=50)で自然放出光発生の減少が増大するか
ら、GO-L (z)≫GZ-L (z)となり、
【数3】ΔPASE(-)≫ΔPASE(+) が導かれ、nSP(z)とg(z)の劣化の影響は逆方向
の増幅された自然放出光パワーの方に大きく現れること
が分かる
【0014】以上説明したように、本発明の方法によれ
ば、簡易な回路で信号系に影響を与えることなく光ファ
イバ増幅器のモニタを行うことが可能となった。
【0015】図5は本発明の別の実施例を示す図であっ
て、出力一定制御のための構成例である。14は光可変
減衰器、15は光可変減衰器ドライバ、16は光可変減
衰器ドライバ制御回路であり、他の参照数数字は他図と
同じである。光信号増幅系と逆方向の増幅された自然放
出光モニタ系は図1の実施例と同様である。但し、本実
施例では、出力段に出力を一定に保つ光出力モニタ回路
と可変光減衰系が付加してある。従来は光増幅器の出力
制御は励起電力を調整して利得を増減することで行って
きた。しかしながら、このような方法は高信号入力時に
光増幅器を利得飽和領域で動作させることになるため、
雑音特性が劣化する可能性があった。光増幅器の雑音特
性はnSPの値が小さい方が良好となる。例えば、図3の
SP=1の状態は理想的な反転分布であり、光増幅器に
よるS/N比の劣化が最も少なくなる。図3の大信号動
作時には出力側でnSPの値が大きくなり雑音特性が劣化
することになるが、雑音特性の劣化を抑えるためには、
励起光電力を大きくして出来るだけnSPの増大を抑える
ようにすればよい。しかしながら、出力レベルは一定に
ならず、またどこまで励起光電力を増大すれば良いかが
不明である。
【0016】そこで、図5の構成でPASE(-)の値が小信
号時のそれと一致するのに十分なだけ励起光電力を加え
てやり、同時に出力段の監視用パワースプリッタ2,フ
ォトダイオード7−2,低雑音増幅器12−1よりなる
出力レベル監視系で光出力レベルを監視し、これが一定
になるように光可変減衰器14を光可変減衰器ドライバ
15,光可変減衰器ドライバ制御回路16で制御するよ
うにすれば、必要最小励起光パワーで雑音特性の劣化を
最小限に抑えつつ、出力一定制御を行うことが可能とな
る。すなわち、PASE(-)の値を小信号時のそれと同じに
保つということは、nSP=1となることであり、上述の
ように増幅器後のS/N比の劣化度合いを表す雑音指数
を最小に出来るのである。上述は図1の実施例と同様、
理想的な反転分布(nSP=1)を仮定した説明である。
理想的な反転分布を実現するのは難しいため大信号時に
雑音特性の劣化を完全に抑圧することは難しい。しかし
ながら、本発明は簡易な方法で雑音監視を行いながら、
雑音特性が許容される領域で最小の励起光電力で光増幅
器を駆動し光出力一定制御を行いうる実用的な方法であ
る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による光増
幅器の構成を使用すれば、信号電力を犠牲にすることな
く簡易な構成で利得及び雑音の監視並びにその制御が可
能となるので、広い範囲の入力信号に対して特性が安定
で経済的な光増幅器を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図2】図1の構成のエルビウム添加ファイバ光増幅器
による利得一定動作実験の結果を示す特性図である。
【図3】利得係数gと反転分布係数nSPの分布例を示す
特性図である。
【図4】増幅された自然放出光の説明用特性図である。
【図5】本発明の別の実施例を示すブロック図である。
【図6】従来の光ファイバ増幅器の基本構成を示すブロ
ック図である。
【符号の説明】
1 光入力端子 2,2−1,2−2 監視用光パワースプリッタ 3 励起光/信号光合波器 4 光アイソレータ 5 希土類添加ファイバ 6 光バンドパスフィルタ 7 フォトダイオード 8 励起光源 9 光出力端子 10 励起光源ドライバ 11 制御回路 12,12−1,12−2 低雑音増幅器 13 光サーキュレータ 14 光可変減衰器 15 光可変減衰器ドライバ 16 光可変減衰器ドライバ制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類添加ファイバを光励起して信号光
    を増幅する光ファイバ増幅器において、当該希土類添加
    ファイバの前段に光サーキュレータを配置し、当該希土
    類添加ファイバ内で発生し当該信号光とは逆の方向に伝
    搬しながら増幅される自然放出光を当該光サーキュレー
    タの信号光入力端子とは別の端子から出力させて監視す
    るように構成されたことを特徴とする光ファイバ増幅
    器。
  2. 【請求項2】 前記光サーキュレータから出力される前
    記自然放出光を監視するとともに前記希土類添加ファイ
    バの光励起電力あるいは当該希土類添加ファイバの後段
    に配置した光可変減衰器の減衰量を制御するように構成
    されたことを特徴とする請求項1に記載の光ファイバ増
    幅器。
JP4270782A 1992-09-16 1992-09-16 光ファイバ増幅器 Pending JPH0697554A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0734105A2 (en) * 1995-03-20 1996-09-25 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
JPH08255940A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Fujitsu Ltd 光増幅器
FR2744307A1 (fr) * 1996-01-29 1997-08-01 Samsung Electronics Co Ltd Amplificateur a fibre optique
WO2001080381A1 (de) * 2000-04-13 2001-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur regelung eines verstärkend wirkenden mediums, insbesondere einer lichtleitfaser
US7756422B2 (en) 2006-03-16 2010-07-13 Fujitsu Limited Method for measuring optical characteristics and system thereof

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08255940A (ja) * 1995-03-17 1996-10-01 Fujitsu Ltd 光増幅器
EP0734105A2 (en) * 1995-03-20 1996-09-25 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
EP0734105A3 (en) * 1995-03-20 1998-04-15 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US6342965B1 (en) 1995-03-20 2002-01-29 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US6462862B2 (en) 1995-03-20 2002-10-08 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US6747788B2 (en) 1995-03-20 2004-06-08 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US6975447B2 (en) 1995-03-20 2005-12-13 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US7391562B2 (en) 1995-03-20 2008-06-24 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
US7466477B2 (en) 1995-03-20 2008-12-16 Fujitsu Limited Optical fiber amplifier and dispersion compensating fiber module for optical fiber amplifier
FR2744307A1 (fr) * 1996-01-29 1997-08-01 Samsung Electronics Co Ltd Amplificateur a fibre optique
WO2001080381A1 (de) * 2000-04-13 2001-10-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zur regelung eines verstärkend wirkenden mediums, insbesondere einer lichtleitfaser
US7756422B2 (en) 2006-03-16 2010-07-13 Fujitsu Limited Method for measuring optical characteristics and system thereof

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