JPH07142797A - 光増幅装置 - Google Patents

光増幅装置

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JPH07142797A
JPH07142797A JP5103023A JP10302393A JPH07142797A JP H07142797 A JPH07142797 A JP H07142797A JP 5103023 A JP5103023 A JP 5103023A JP 10302393 A JP10302393 A JP 10302393A JP H07142797 A JPH07142797 A JP H07142797A
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optical
optical signal
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noise light
amplifier
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Kenichi Yoneyama
賢一 米山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光増幅器への光信号の入力レベルが低下する
ことを防止し、S/N比の低下による雑音指数の悪化を
防ぐ。 【構成】 光信号入力端11から入力された光信号は、
合波器31で励起光と合波され、第1および第2の希土
類添加光ファイバ331 、332 を経て光信号出力端1
4から出力される。第1および第2の希土類添加光ファ
イバ331 、33 2 の間には、光分岐器21が配置され
ており、第2の希土類添加光ファイバ33 2 から入射さ
れる雑音光を分岐して雑音光出力端22から出力する。
光信号は光分岐器21を経ることなく第1の希土類添加
光ファイバ331 に入射するので、入力レベルの低下を
防止できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅装置に係わり、更
に詳細には光信号を光のままに直接増幅する光増幅装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】光信号を直接増幅する光増幅器は、光通
信の分野で幅広く研究されている。特に近年では、希土
類元素あるいはイオンを添加することで励起光の吸収を
行って光信号を増幅する希土類添加光ファイバ等につい
ての研究や開発が盛んである。光増幅器は光信号を光の
まま直接増幅することを最大の特徴としている。しかし
ながら、その原理上や構造上の理由から、光信号の増幅
過程で雑音光を発生させる。したがって、光増幅器を使
用した装置では、光増幅器の雑音光の量を測定し、光増
幅器の状態を監視するための手段が必要とされる場合が
ある。
【0003】ところで、光増幅器に使用される光信号の
光波長線幅は非常に狭いが、雑音光の光波長は比較的広
範囲に分布しているのが特徴である。そこで従来からこ
の特徴を活かして光増幅器の雑音光の量の測定が行われ
ている(特開平3−13081号公報、特開平4−18
1210号公報)。
【0004】図2は、雑音光の量の測定を行うことので
きる従来の光増幅装置を表わしたものである。光信号入
力端11から入力される光信号は、光増幅器12で増幅
され、光分岐器13を経て光信号出力端14から出力さ
れる。一方、光分岐器13から分岐された出力光は光フ
ィルタ15に入力されて雑音光だけが抽出され、雑音光
出力端16から出力される。この雑音光出力端16から
出力される雑音光の測定が行われた。
【0005】このような従来の光増幅装置では、光分岐
器13から分岐された出力光の中から雑音光のみを光フ
ィルタ15で抽出するようになっていた。このため、光
フィルタ15には、光信号の波長成分を充分に減衰させ
る特性と、雑音光の波長成分を効率良く透過させる特性
の双方が要求されることになった。したがって、雑音光
の量の検出を高精度に行うためには、光フィルタ15に
高度な技術が要求され、これが雑音光の量の検出を簡易
に行うことのできない原因となっていた。そこで本発明
者は、雑音光の量を簡易に検出することのできる光増幅
装置を先に提案した(特願平4−076278号)。
【0006】図3は、この提案における光増幅装置の構
成を表わしたものである。図2と同一部分には同一の符
号を付しており、これらの説明を適宜省略する。この提
案の装置では、光信号入力端11から入力された光信号
は光分岐器21にまず入力され、次に光増幅器12に入
力されて増幅され、光信号出力端14から出力される。
このとき、半導体レーザ光増幅器等の光増幅器12では
光信号の増幅に伴って雑音光が発生する。この雑音光
は、この光増幅器12の光信号入力端および光信号出力
端の双方に出射されることになる。この雑音光のうちの
光信号入力端に出射されたものは、光分岐器21に光信
号と逆の方向から入力されることになる。
【0007】光分岐器21は、光信号入力端11から入
力された光信号を透過して光増幅器12に出射すると共
に、この光信号と逆方向に入射される雑音光を分岐して
雑音光出力端22に出力するようになっている。このよ
うな光分岐器21は、フォトカプラや光サーキュレー
タ、光フィルタ等によって構成することができる。この
光分岐器21は、光増幅器12から入射する雑音光のみ
を分岐すればよいので、技術的にも容易であり、雑音光
の検出精度も高くなる。
【0008】なお、光増幅器12から実際に出射される
雑音光の量と光分岐器21から分岐して雑音光出力端2
2に出力される雑音光の量とは同じでない。そこで、光
増幅器12から実際に出射される雑音光の量をモニタす
る必要がある場合には、光分岐器21の入力端に光増幅
器12から出射される雑音光の量と、雑音光出力端22
に出射される雑音光の量とを予め光スペクトラムアナラ
イザ等の測定器で測定しておく。そして、両者の関係を
求めておくことによって、雑音光出力端22における雑
音光の量から光増幅器12の出射する雑音光の量を容易
に推測することができる。
【0009】図4は、先の提案における光増幅装置の他
の構成を表わしたものである。図3と同一部分には同一
の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。こ
の提案では、希土類添加光ファイバ増幅器へ応用する例
を示している。この図4に示した例では、光信号入力端
11から入力された光信号は合波器31に入射する。合
波器31はこの入射された光信号と、励起光源32で発
生された励起光とを合波する。ここで励起光源32は希
土類添加光ファイバ33を励起するための励起光を発生
している。
【0010】合波器31から出力される合波された光信
号は光分岐器21に入射する。光分岐器21は、励起光
が合波された光信号を透過して希土類添加光ファイバ3
3に出射する。希土類添加光ファイバ33は、光分岐器
21を介して入射された励起光を吸収して光信号を直接
増幅する。この増幅後の光信号は、光アイソレータ34
を介して光信号出力端14から出力光として出射され
る。このとき、希土類添加光ファイバ33では、光信号
の増幅に伴って雑音光を発生し、これがその光信号入力
端と光信号出力端の双方に出射される。
【0011】光分岐器21では、先の提案の光増幅装置
と同様に、希土類添加光ファイバ33の入力端から光信
号と逆方向に入射される雑音光を分岐して、雑音光出力
端22から外部に出力することになる。これにより、希
土類添加光ファイバ33を使用した光増幅装置において
も、雑音光の検出が容易に実現できることになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】ところが、先の提案の
光増幅装置では、図4に示した光分岐器21の光損失に
よって希土類添加光ファイバ33からなる光増幅器への
光信号の入力レベルが下がり、S/N(信号/雑音)比
が悪くなる。そして、この結果として光増幅装置の雑音
指数(Noise figure)が悪くなってしまうという問題が
あった。
【0013】そこで本発明の目的は、光増幅器への光信
号の入力レベルが低下することを防止し、S/N比の低
下による雑音指数の悪化を防ぐことのできる光増幅装置
を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明で
は、励起光を吸収し光信号を直接増幅する光増幅器と、
この光増幅器の光信号入力端と光信号出力端との間に設
けられ、光増幅器の内部で発生しかつ前記光信号入力端
の方向に伝搬する雑音光を分岐する光分岐手段とを光増
幅装置に具備させる。
【0015】すなわち請求項1記載の発明では、雑音光
を分岐する光分岐器を光増幅器の中間位置に挿入してい
るので、この光分岐器の後方に配置された光増幅器部分
から光信号入力端側に出射される雑音光が光分岐器で分
岐されて検出されることになる。したがって、図4に示
した構成と比べると入力側の光部品損失が光分岐器の分
だけ小さくなり、光増幅装置の雑音指数が良くなること
になる。
【0016】請求項2記載の発明では、希土類元素ある
いはイオンを添加することで励起光を吸収し光信号を直
接増幅する希土類添加光ファイバと、この希土類添加光
ファイバの光信号入力端と光信号出力端との間に設けら
れ、希土類添加光ファイバの内部で発生しかつ前記光信
号入力端の方向に伝搬する雑音光を分岐する光分岐手段
とを光増幅装置に具備させる。
【0017】すなわち請求項2記載の発明では、雑音光
を分岐する光分岐器を希土類元素あるいはイオンを添加
した希土類添加光ファイバの中間位置に挿入しているの
で、この光分岐器の後方に配置された希土類添加光ファ
イバ部分から光信号入力端側に出射される雑音光が光分
岐器で分岐されて検出されることになる。したがって、
前記したように光増幅装置の雑音指数が良くなることに
なる。
【0018】請求項3記載の発明では、希土類元素ある
いはイオンを添加することで励起光を吸収し光信号を直
接増幅する希土類添加光導波路と、この希土類添加光導
波路の光信号入力端と光信号出力端との間に設けられ、
希土類添加光導波路の内部で発生しかつ前記光信号入力
端の方向に伝搬する雑音光を分岐する光分岐手段とを光
増幅装置に具備させる。
【0019】すなわち請求項3記載の発明では、雑音光
を分岐する光分岐器を希土類元素あるいはイオンを添加
した希土類添加光導波路の中間位置に挿入しているの
で、この光分岐器の後方に配置された希土類添加光導波
路部分から光信号入力端側に出射される雑音光が光分岐
器で分岐されて検出されることになる。したがって、前
記したように光増幅装置の雑音指数が良くなることにな
る。
【0020】
【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【0021】図1は、本発明の一実施例における光増幅
装置の構成を表わしたものである。図4と同一部分には
同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略す
る。本実施例では、本発明をエルビウム等の希土類を添
加した希土類添加光ファイバ増幅器へ応用した場合を示
している。この図1に示した光増幅装置の基本的な動作
は、先の図4に示した光増幅装置と同様である。ただ
し、本実施例では光分岐器21を第1および第2の希土
類添加光ファイバ331 、332 の中間に配置している
ことが特徴となっている。
【0022】本実施例の光増幅装置では、このようにし
て光増幅装置のS/N比が悪くならないように工夫して
いる。すなわち、本実施例の光増幅装置では、光分岐器
21の光信号出力側に配置された第2の希土類添加光フ
ァイバ332 が発生する雑音光のみが光分岐器21に入
射して雑音光出力端22から外部に出力される。したが
って、先に説明したと同様に、第2の希土類添加光ファ
イバ332 の出力端から出射される第1および第2の希
土類添加光ファイバ331 、332 による雑音光の量
と、光分岐器21によって雑音光出力端22から出力さ
れる雑音光の量の相関関係を予め測定しておく必要があ
る。このような測定を行っておけば、光分岐器21から
雑音光出力端22に分岐出力される雑音光の量を基にし
て、この光増幅装置の光信号出力端14から出力される
雑音量を容易に推測することができる。
【0023】以上、希土類添加光ファイバを使用した光
増幅装置について説明したが、一般に励起光を吸収して
光信号を直接増幅する光増幅器を使用した光増幅装置に
本発明を適用することができることは当然である。
【0024】
【発明の効果】このように請求項1〜請求項3記載の発
明によれば、光信号の増幅時に発生して入力側に伝搬す
る雑音光を希土類添加光ファイバ等からなる光増幅器の
中間に配置された光分岐器の後方に位置する光増幅器か
ら得ることにした。したがって光増幅器への光信号の入
力レベルが光分岐器の光損失によって低下することを防
止することができ、光増幅装置の雑音指数が良くなり、
雑音光を容易にかつ精度良く検出することができるばか
りでなく、比較的簡単な構成で低雑音の光増幅装置を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における光増幅装置の概略構
成を表わしたブロック図である。
【図2】雑音光の量の測定を行うことのできる従来の光
増幅装置の概略構成を表わしたブロック図である。
【図3】先に提案した光増幅装置の構成の概略を表わし
たブロック図である。
【図4】先の提案における光増幅装置の他の構成を表わ
したブロック図である。
【符号の説明】
11 光信号入力端 14 光信号出力端 21 光分岐器 22 雑音光出力端 31 合波器 32 励起光源 331 第1の希土類添加光ファイバ 332 第2の希土類添加光ファイバ 34 光アイソレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/18

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 励起光を吸収し光信号を直接増幅する光
    増幅器と、 この光増幅器の光信号入力端と光信号出力端との間に設
    けられ、光増幅器の内部で発生しかつ前記光信号入力端
    の方向に伝搬する雑音光を分岐する光分岐手段とを具備
    することを特徴とする光増幅装置。
  2. 【請求項2】 希土類元素あるいはイオンを添加するこ
    とで励起光を吸収し光信号を直接増幅する希土類添加光
    ファイバと、 この希土類添加光ファイバの光信号入力端と光信号出力
    端との間に設けられ、希土類添加光ファイバの内部で発
    生しかつ前記光信号入力端の方向に伝搬する雑音光を分
    岐する光分岐手段とを具備することを特徴とする光増幅
    装置。
  3. 【請求項3】 希土類元素あるいはイオンを添加するこ
    とで励起光を吸収し光信号を直接増幅する希土類添加光
    導波路と、 この希土類添加光導波路の光信号入力端と光信号出力端
    との間に設けられ、希土類添加光導波路の内部で発生し
    かつ前記光信号入力端の方向に伝搬する雑音光を分岐す
    る光分岐手段とを具備することを特徴とする光増幅装
    置。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04309929A (ja) * 1991-04-08 1992-11-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 長波長光源
JPH057036A (ja) * 1991-06-27 1993-01-14 Mitsubishi Cable Ind Ltd 光フアイバ増幅器
JPH0545682A (ja) * 1991-08-14 1993-02-26 Fujitsu Ltd 光増幅器

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