JPH07147565A - ポンプパワーと入力パワーを監視する装置を有する光ファイバ増幅器 - Google Patents

ポンプパワーと入力パワーを監視する装置を有する光ファイバ増幅器

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JPH07147565A JP6148040A JP14804094A JPH07147565A JP H07147565 A JPH07147565 A JP H07147565A JP 6148040 A JP6148040 A JP 6148040A JP 14804094 A JP14804094 A JP 14804094A JP H07147565 A JPH07147565 A JP H07147565A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、複雑でコストのかかる回路を使用
せずに低レベルの入力パワーでも監視できる光ファイバ
増幅器を提供することを目的とする。 【構成】 ドープされた光ファイバとポンプ光源とを備
えている増幅部分1 と、４個のポートA1, A2, A3, A4を
有するカプラー2 を具備し、光信号の波長領域において
光を受けるために、光ファイバ増幅器中で光信号とは反
対の方向に伝播する光の一部を出力するカプラー2 のポ
ートA3に接続されている光／電気変換器が設けられてい
ることを特徴とする。光信号が出力されるカプラー2 の
ポートA4にさらに別の光／電気変換器を接続することも
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ増幅器に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】４個のポートを有するカプラーを具備し
ている、光信号を増幅する光ファイバ増幅器に記載され
ている光ファイバ増幅器は、文献（例えば、Electrisch
es Nachrichtenwesen,1992年第４期版、37乃至44ペー
ジ、Auge J.,による“Fortschritte im Bereich der op
tischen Verstarkung ”）から知られている。そこには
２つのポンプ光源と、２つのポンプ光カプラーと、エル
ビウムイオンでドープ処理された光導波体部分とを有す
る光ファイバ増幅器が示されている。
【０００３】光ファイバ伝送システムにおいて、光ファ
イバ増幅器は光導波体中を伝播する光信号を増幅するの
に役立つ。
【０００４】光導波体中に含まれているエルビウムイオ
ンは、ポンプ光を通して、エネルギー基底状態から励起
状態へ上昇され、自然発光もしくは誘発発光を通して、
励起状態から基底状態へ戻る。誘発発光は光導波体中の
ドープ処理された部分を通って伝わる光信号によって行
われる。もし光信号がドープされた光導波体を通って伝
播されなかったら、基底状態への推移は自然になり、基
底状態と励起状態の間のエネルギー差は、ドープされた
光導波体に沿って伝播する放射線に変換される。
【０００５】光導波体中の放射線の伝播中に、自然放射
は増幅される。増幅された自然発光（ＡＳＥ）から生じ
る放射線はドープされた光導波体の２つの端部において
現れる。この放射線は以下“ＡＳＥ”と呼ばれる。エル
ビウムでドープ処理された光ファイバ増幅器の場合、こ
のＡＳＥの波長は約1550ｎｍの範囲にある。したがっ
て、これは光信号の波長の範囲にある。
【０００６】そのような伝送システムにおいて、伝送そ
のものを保護し、また、必要な伝送の品質を確実にする
ために、伝送リンクと光ファイバ増幅器の操作状態に関
する情報を手に入れることは重要である。
【０００７】これには入力パワーが光ファイバ増幅器に
現れるか否か、また、後者の出力はどの位高いのかに関
する情報が含まれている。
【０００８】もし入力パワーが現れなかったら、これ
は、例えばファイバの損傷等の証拠となる。この場合、
伝送リンクは“眼に安全”なものでなくてはならず、例
えば、意図的であろうがなかろうが損傷した光導波体を
調べる人の眼に危険でないものでなくてはならない。こ
れを保証するために、システムあるいはその個々の部分
はファイバが損傷した際に停止されなければならない。
【０００９】上記の文献から、増幅器の利得を調整する
ために光ファイバ増幅器の入力パワーと出力パワーを監
視することは知られている。入力パワーと出力パワーの
一部は、光ファイバ増幅器の一部を成しているカプラー
によって結合され、光ダイオードによって検出される。
アナログ信号を伝送中に、ＴＶ信号等の高レベルの信号
パワーが優勢になる。結合して取り出された信号パワー
は簡単な回路で検出できる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】例えば、デジタルの伝
送システム等の信号パワーが低レベルの場合には事態は
異なる。結合された信号パワーは対応して低レベルで、
この低レベルの信号パワーを検出するのに必要な回路の
量は増加する。
【００１１】本発明の目的は、複雑でコストのかかる回
路を使用せずに低レベルの入力パワーでさえも監視でき
る光ファイバ増幅器を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的は、光信号の波
長領域において光を受けるために、光ファイバ増幅器中
で光信号とは反対の方向に伝播する光の一部を出力する
カプラーのポートに接続されている光／電気変換器が設
けられていることを特徴とする光ファイバ増幅器によっ
て達成される。
【００１３】本発明の利点は、ファイバの損傷と取外さ
れた送信レーザとを明確に識別できることである。他の
利点は、入力が阻止状態であるなら、実際のポンプパワ
ーは監視することができることである。本発明は添付さ
れた図面を参照にしてより詳細に説明される。
【００１４】
【実施例】図１は本発明に関する範囲の光ファイバ増幅
器の基本構成図を示している。光導波体12のドープ処理
された部分とポンプ光源11を含んでいる光ファイバ増幅
器の増幅部分1 は図式的に示されており、より詳細な図
面はAuge Jの文献に含まれている。光アイソレータと電
源装置は図には示されていない。
【００１５】増幅される光信号は入力5 において光ファ
イバ増幅器に入り、出力8 において増幅された信号とし
て光ファイバ増幅器から出る。光信号の増幅と方向は光
ファイバ増幅器の入力と出力において異なった大きさの
矢印によって示されている。
【００１６】光ファイバ増幅器は、４個のポートA1乃至
A4を有するカプラー2 と、第１の光／電気変換器4 と、
第２の光／電気変換器9 を含む。そのようなカプラー
は、文献（例えば、Grau, G., の“Optische Nachricht
entechnik ”,zweite Auflage,Berlin , Heidelberg, N
ew York, Tokyo, Springer Verlag, 1986, のページ296
乃至302 ）に説明されている。
【００１７】増幅される光信号は光ファイバ増幅器の入
力5 を通ってカプラー2 のポートA1に供給される。カプ
ラー2 のポートA2は、光信号を増幅する増幅部分1 に接
続されている。増幅された光信号は、光増幅器の出力8
において利用することができ、それは増幅部分1 に接続
されている。増幅部分1 と出力8 の間にカプラーと光ア
イソレータが設けられているが、図には示されていな
い。第１の光／電気変換器4 はカプラー2 のポートA3に
接続されており、そこから信号とは反対の方向に伝播す
る光が放射される。第２の光／電気変換器9 はカプラー
2 のポートA4に接続されており、そこから光ファイバ増
幅器内で信号の方向に伝播する光の一部が放射される。
個々の素子は光導波体L を通って相互接続されている。
文章を平易なものにするために、可視光、不可視光の区
別なく、いかなる光放射物にも“光”という言葉が使用
される。
【００１８】図２に示されている光ファイバ増幅器の第
２の実施例は、第２の光／電気変換器9 がないという点
でのみ図１のものとは異なる。光／電気変換器4 および
9 の出力において現れる電気信号は、電子制御のために
光ファイバ増幅器内に設けられたマイクロプロセッサ中
で評価される。これは変換器4 および9 から出ている矢
印によって示されている。
【００１９】図３は光ファイバ増幅器の入力パワーにお
けるＡＳＥパワーＰASE の依存を示している。縦座標は
光信号とは反対の方向に伝播するＡＳＥパワーをμＷに
よって表わしており、横座標は光ファイバ増幅器の入力
パワーをμＷによって表わしている。図に示されている
ように、ＡＳＥパワーは入力パワーの増加に伴って減少
する。
【００２０】図に示されている各実施例において、ポー
トA3は光ファイバ増幅器内で光信号とは反対の方向に伝
播する光の一部を出力する。この光はＡＳＥであり、さ
らに、例えば、ポンプ光が光信号とは反対の方向に注入
された場合、吸収されないポンプ光はポートA3から放射
される。この場合には、ポンプ光は光／電気変換器4に
先立って波長選択フィルタによって阻止されるのでＡＳ
Ｅのみ検出される。
【００２１】カプラー2 のポートA4は光ファイバ増幅器
内で光信号の方向に伝播する光の一部を出力する。ポー
トA4から放射されるこの光の一部は光／電気変換器9 に
よって検出される。冒頭でふれた光ファイバ増幅器は入
力パワーを監視するために使用される。
【００２２】検出された信号は次のようにして評価され
る。ＡＳＥは、光導波体中のドープ処理された部分がポ
ンピングされたときにのみ発生するため、入力パワーが
意図的に遮断されたときにポンプパワーは検査され得
る。もし入力パワーの遮断によって高レベルのＡＳＥパ
ワーが測定されたならば、これはポンプ光源が正確に機
能していることを意味する。図３は入力パワーがゼロの
場合に6500μＷのＡＳＥパワーが測定されたことを示
す。ＡＳＥパワーはポンプパワーの減少に伴って減少す
る。
【００２３】ＡＳＥパワーを測定することによって、入
力パワーに関するイエスかノーかの情報のみならず量に
ついての情報も提供される。ＡＳＥパワーが1000μＷで
あるとき、入力パワーはおおよそ100 μＷである。
【００２４】図３に示されているように、入力パワーが
低レベルのときにはＡＳＥパワーは高レベルである。こ
の高レベルのＡＳＥパワーは低レベルの入力パワーより
も容易に検出できる点で有利である。
【００２５】第１の実施例（図１参照）の特有の利点
は、ファイバの破断を探知できることである。
【００２６】入力5 の前にファイバが破断した場合、Ａ
ＳＥの一部（破断面が平面である場合はおおよそ4%のＡ
ＳＥ）が破断面において反射され、光／電気変換器9 は
誤って入力パワーを検出してしまう。しかしながら、も
し光／電気変換器4 が同時に高レベルのＡＳＥパワーを
検出したならば、これは、実際の入力パワーは非常に低
レベルもしくはゼロであることを意味する。光／電気変
換器4 および9 からの電気信号を評価することによっ
て、ファイバの破断を確実に探知できる。もし第１の光
／電気変換器9 と第２の光／電気変換器4 の両方がしき
い値より大きい電気信号を発生したならば、評価装置
（マイクロプロセッサ）はファイバの破断を示す信号を
発生する。
【００２７】この情報に基づき、伝送システム中で機能
が働き、例えば、ファイバが破断した場合、このシステ
ムは全体的または部分的に動作を停止させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】光ファイバ増幅器の第１の実施例。
【図２】光ファイバ増幅器の第２の実施例。
【図３】ポート３において検出された、入力パワーの関
数としてのＡＳＥパワーを示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユルゲン・オッターバッハ ドイツ連邦共和国、71229 レオンベルク、 アルントシュトラーセ 17／２

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ４個のポートを有するカプラーを具備し
    ている、光信号を増幅する光ファイバ増幅器において、 光信号の波長領域において光を受けるために、光ファイ
    バ増幅器中で光信号とは反対の方向に伝播する光の一部
    を出力するカプラーのポートに接続されている光／電気
    変換器が設けられていることを特徴とする光ファイバ増
    幅器。
  2. 【請求項２】 ４個のポートを有するカプラーと、光信
    号が出力されるカプラーのポートに接続されている第１
    の光／電気変換器を具備している、光信号を増幅する光
    ファイバ増幅器において、 光信号の波長領域において光を受けるために、光ファイ
    バ増幅器中で光信号とは反対の方向に伝播する光の一部
    を出力するカプラーのポートに接続されている第２の光
    ／電気変換器が設けられていることを特徴とする光ファ
    イバ増幅器。
  3. 【請求項３】 第１と第２の光／電気変換器からしきい
    値より大きい電気信号が生じた場合にファイバの破断を
    示す評価装置が設けられていることを特徴とする請求項
    ２記載の光ファイバ増幅器。
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