JPH07193542A - 光増幅装置と光増幅器設計方法と光ファイバ中継伝 送方式 - Google Patents
光増幅装置と光増幅器設計方法と光ファイバ中継伝 送方式Info
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- JPH07193542A JPH07193542A JP5330275A JP33027593A JPH07193542A JP H07193542 A JPH07193542 A JP H07193542A JP 5330275 A JP5330275 A JP 5330275A JP 33027593 A JP33027593 A JP 33027593A JP H07193542 A JPH07193542 A JP H07193542A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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-
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- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 入力信号の入力強度レベルに依らず所定の増
幅率波長依存性を保てる光増幅器の設計方法と光増幅器
を提供する。 【構成】 希土類添加光ファイバ１から発生する過剰雑
音光の強度レベルを検出する光検出部９と過剰雑音光の
強度レベルと所定の増幅率依存性が得られるように、あ
らかじめ設定された強度レベルとを比較し、強度レベル
が一致するように励起用発光量を可変制御する手段１０
とを有する。
幅率波長依存性を保てる光増幅器の設計方法と光増幅器
を提供する。 【構成】 希土類添加光ファイバ１から発生する過剰雑
音光の強度レベルを検出する光検出部９と過剰雑音光の
強度レベルと所定の増幅率依存性が得られるように、あ
らかじめ設定された強度レベルとを比較し、強度レベル
が一致するように励起用発光量を可変制御する手段１０
とを有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ増幅装置とそ
の装置を使った光伝送システム及び光ファイバ増幅器の
増幅率波長依存性の制御方法に関する。
の装置を使った光伝送システム及び光ファイバ増幅器の
増幅率波長依存性の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Er添加光ファイバを用いた光増幅器は、
高い飽和出力・増幅率やその偏波無依存性により光ブー
スタアンプや光中継器、光プリアンプなど多くの用途に
使用可能であり、光通信システムなどに対する自由度が
格段に広がった。Er添加光ファイバを用いた光増幅器の
光通信システムに対する適用例としては、例えば、オー
エフシー８９ポストデッドラインペーパーＰＤ１５
（Ｋ．Ｈａｈｉｍｏｔｏ，Ｋ．Ｉｗａｔｓｕｋｉ，Ａ．
Ｔａｋａｄａ，Ｍ．Ｎａｋａｚａｗａ，Ｍ．Ｓａｒｕｗ
ａｔａｒｉ，Ｋ．Ａｉｄａ，Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ ａ
ｎｄ Ｍ．Ｈｏｒｉｇｕｃｈｉ：Ａ ２１２ｋｍ ｍｏ
ｍ−ｒｅｐｅａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｔ １．８Ｇｂ／ｓ ｕｓｉｎ
ｇ ＬＤ ｐｕｍｐｅｄ Ｅｒ3 + −ｄｏｐｅｄ Ｆｉ
ｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ｉｎａｎ ＩＭ／ｄｉ
ｒｅｃｔｉｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｐｅａｔｅｒ ｓ
ｙｓｔｅｍ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ＯＦＣ’８
９，ＰＤ−１５（Ｊａｎ．１９８９）や、島田：Ｅｒ添
加ファイバ光増幅器が光通信システムに与えるインパク
ト、ＯｐｌｕｓＥ，１１３，ｐ．７５（Ａｐｒｉｌ １
９８９）や、アイトリプルイージャーナルオブライトウ
ェーブテクノロジー９巻２号１９８〜２０８頁（Ｋ．Ｎ
ａｋａｇａｗａ，Ｓ．Ｎｉｓｈｉ，Ｋ．Ａｉｄａ ａｎ
ｄ Ｅ．Ｙｏｎｅｄａ：Ｔｒｕｎｋ ａｎｄ ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ ｏｆ ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＩＥＥＥ Ｊ．ｌＩＧＨＴＷＡ
ＶＲ ｔＥＣＨＮＯＬ．，ｖＯＬ，．９，ｎＯ．２，ｐ
ｐ．１９８−２０８（ｆＥＢ．１９９１））などに詳し
い説明がある。
高い飽和出力・増幅率やその偏波無依存性により光ブー
スタアンプや光中継器、光プリアンプなど多くの用途に
使用可能であり、光通信システムなどに対する自由度が
格段に広がった。Er添加光ファイバを用いた光増幅器の
光通信システムに対する適用例としては、例えば、オー
エフシー８９ポストデッドラインペーパーＰＤ１５
（Ｋ．Ｈａｈｉｍｏｔｏ，Ｋ．Ｉｗａｔｓｕｋｉ，Ａ．
Ｔａｋａｄａ，Ｍ．Ｎａｋａｚａｗａ，Ｍ．Ｓａｒｕｗ
ａｔａｒｉ，Ｋ．Ａｉｄａ，Ｋ．Ｎａｋａｇａｗａ ａ
ｎｄ Ｍ．Ｈｏｒｉｇｕｃｈｉ：Ａ ２１２ｋｍ ｍｏ
ｍ−ｒｅｐｅａｔｅｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｔ １．８Ｇｂ／ｓ ｕｓｉｎ
ｇ ＬＤ ｐｕｍｐｅｄ Ｅｒ3 + −ｄｏｐｅｄ Ｆｉ
ｂｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ ｉｎａｎ ＩＭ／ｄｉ
ｒｅｃｔｉｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｅｐｅａｔｅｒ ｓ
ｙｓｔｅｍ，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ＯＦＣ’８
９，ＰＤ−１５（Ｊａｎ．１９８９）や、島田：Ｅｒ添
加ファイバ光増幅器が光通信システムに与えるインパク
ト、ＯｐｌｕｓＥ，１１３，ｐ．７５（Ａｐｒｉｌ １
９８９）や、アイトリプルイージャーナルオブライトウ
ェーブテクノロジー９巻２号１９８〜２０８頁（Ｋ．Ｎ
ａｋａｇａｗａ，Ｓ．Ｎｉｓｈｉ，Ｋ．Ａｉｄａ ａｎ
ｄ Ｅ．Ｙｏｎｅｄａ：Ｔｒｕｎｋ ａｎｄ ｄｉｓｔ
ｒｉｂｕｔｉｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｐｐｌｉｃａｔ
ｉｏｎ ｏｆ ｅｒｂｉｕｍ−ｄｏｐｅｄ ｆｉｂｅｒ
ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＩＥＥＥ Ｊ．ｌＩＧＨＴＷＡ
ＶＲ ｔＥＣＨＮＯＬ．，ｖＯＬ，．９，ｎＯ．２，ｐ
ｐ．１９８−２０８（ｆＥＢ．１９９１））などに詳し
い説明がある。
【０００３】また、 波長多重光信号伝送方法やファイ
バ型マッハツェンダゲイン補正器を用いる方法として
は、アイトリプルイーフォトニックテクロノジーレター
ズ５巻２号に報告がなされている。（Ｈ．Ｔｏｂａ，
Ｋ．Ｎａｋａｎｉｓｈｉ，Ｋ．Ｏｄａ，Ｋ．Ｉｎｏｕｅ
ａｎｄ Ｔ．Ｋｏｍｉｎａｔｏ；Ａ １００−Ｃｈａ
ｎｎｅｌ Ｏｐｔｉｃａｌ ＦＤＭ Ｓｉｘ−Ｓｔａｇ
ｅ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ Ａｍｐｌｉｆｉｌｅｒ ｓｙｓｔ
ｅｍ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｇａｉｎ
Ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ；ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｘ
ｓ Ｔｅｃｈ． Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．２，ｆ
ｅｂｒｕａｒｙ １９９３）。
バ型マッハツェンダゲイン補正器を用いる方法として
は、アイトリプルイーフォトニックテクロノジーレター
ズ５巻２号に報告がなされている。（Ｈ．Ｔｏｂａ，
Ｋ．Ｎａｋａｎｉｓｈｉ，Ｋ．Ｏｄａ，Ｋ．Ｉｎｏｕｅ
ａｎｄ Ｔ．Ｋｏｍｉｎａｔｏ；Ａ １００−Ｃｈａ
ｎｎｅｌ Ｏｐｔｉｃａｌ ＦＤＭ Ｓｉｘ−Ｓｔａｇ
ｅ Ｉｎ−Ｌｉｎｅ Ａｍｐｌｉｆｉｌｅｒ ｓｙｓｔ
ｅｍ Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｇａｉｎ
Ｅｑｕａｌｉｚｅｒｓ；ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｘ
ｓ Ｔｅｃｈ． Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．２，ｆ
ｅｂｒｕａｒｙ １９９３）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述のＥｒ添加光ファ
イバを用いた光増幅器の光通信システムでは、波長多重
通信システムへの適用を考えた場合には、Ｅｒ添加光フ
ァイバ増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、相対
的に増幅率の低い波長の光信号の劣化が激しい。その解
決方法としては、例えば光増幅器の利得帯域特性に基づ
いて各波長帯の利得に比例して各信号光の信号帯域を設
定する方法として、特開平３−８９６４４号公報提案さ
れている。
イバを用いた光増幅器の光通信システムでは、波長多重
通信システムへの適用を考えた場合には、Ｅｒ添加光フ
ァイバ増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、相対
的に増幅率の低い波長の光信号の劣化が激しい。その解
決方法としては、例えば光増幅器の利得帯域特性に基づ
いて各波長帯の利得に比例して各信号光の信号帯域を設
定する方法として、特開平３−８９６４４号公報提案さ
れている。
【０００５】また、マッハツェンダゲイン等化器を用い
た例では、例えば段階増幅を行う場合において、累積す
るゲイン差を補償することが困難であったり、増幅率等
化器の製造コストガ高くなったり、ファイバ型マッハツ
ェンダゲイン等化器を用いる場合にはファイバの温度制
御により透過率の波長特性を制御するために、制御の応
答速度に問題があるなど、理想的な解決法はなかった。
また、アナログ光伝送においても、Ｅｒ添加光ファイバ
増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、複合２次歪
みが生じ、伝送信号の劣化を引き起こすことが報告され
る。この場合には信号光のは等と若干同調波長をずらし
た光バンドパスフィルタを用いた増幅率補正が菊島；Ｅ
ＤＦＡ利得チルト及びファイバ分散によるＳＣＭ伝送系
の品質劣化とその改善、１９２年電子情報通信学会，Ｂ
−７０５において提案されているが、この方法では信号
光が多波の場合には適用できない。
た例では、例えば段階増幅を行う場合において、累積す
るゲイン差を補償することが困難であったり、増幅率等
化器の製造コストガ高くなったり、ファイバ型マッハツ
ェンダゲイン等化器を用いる場合にはファイバの温度制
御により透過率の波長特性を制御するために、制御の応
答速度に問題があるなど、理想的な解決法はなかった。
また、アナログ光伝送においても、Ｅｒ添加光ファイバ
増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、複合２次歪
みが生じ、伝送信号の劣化を引き起こすことが報告され
る。この場合には信号光のは等と若干同調波長をずらし
た光バンドパスフィルタを用いた増幅率補正が菊島；Ｅ
ＤＦＡ利得チルト及びファイバ分散によるＳＣＭ伝送系
の品質劣化とその改善、１９２年電子情報通信学会，Ｂ
−７０５において提案されているが、この方法では信号
光が多波の場合には適用できない。
【０００６】従って、これらの問題点を解決するＥｒ添
加光ファイバ増幅器の増幅率補正技術が必要となってい
た。本発明の目的は、入力信号光の入力強度レベルが変
動した場合でも、所定の増幅率波長依存性を保ことがで
きる光増幅器設計方法及び光増幅器を提供することにあ
る。
加光ファイバ増幅器の増幅率補正技術が必要となってい
た。本発明の目的は、入力信号光の入力強度レベルが変
動した場合でも、所定の増幅率波長依存性を保ことがで
きる光増幅器設計方法及び光増幅器を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明における光増幅器
設計方法では所定の増幅率に対して、増幅用光ファイバ
の長さもしくは増幅活性元素濃度を最適に設定すること
によって、増幅率の波長依存性を最小にする。
設計方法では所定の増幅率に対して、増幅用光ファイバ
の長さもしくは増幅活性元素濃度を最適に設定すること
によって、増幅率の波長依存性を最小にする。
【０００８】さらに、その光増幅部における増幅率を検
出することは、増幅用光ファイバから発生する過剰雑音
光の強度レベルを検出する工程により行う。
出することは、増幅用光ファイバから発生する過剰雑音
光の強度レベルを検出する工程により行う。
【０００９】増幅率の波長依存性を制御する方法は、増
幅用光ファイバにおける増幅率を検出する工程と、所定
の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじめ設定さ
れた増幅率とを比較する工程と、比較した結果が一致す
るように励起用発光手段からの発光量を可変制御する工
程からなる。
幅用光ファイバにおける増幅率を検出する工程と、所定
の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじめ設定さ
れた増幅率とを比較する工程と、比較した結果が一致す
るように励起用発光手段からの発光量を可変制御する工
程からなる。
【００１０】このことを実現する光増幅装置は、励起用
発光手段で発した光により増幅用光ファイバを励起する
ことにより入力光を増幅する光増幅部と、増幅用光ファ
イバから発生する過剰雑音光の強度レベルを検出するレ
ベル検出手段と、検出された過剰雑音光の強度レベル
と、所定の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじ
め設定された強度レベルとを比較する比較手段と、比較
された２つの強度レベルが一致するように前記励起用発
光手段の発光量を可変制御する制御手段とを合わせ持つ
ことを特徴とする。
発光手段で発した光により増幅用光ファイバを励起する
ことにより入力光を増幅する光増幅部と、増幅用光ファ
イバから発生する過剰雑音光の強度レベルを検出するレ
ベル検出手段と、検出された過剰雑音光の強度レベル
と、所定の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじ
め設定された強度レベルとを比較する比較手段と、比較
された２つの強度レベルが一致するように前記励起用発
光手段の発光量を可変制御する制御手段とを合わせ持つ
ことを特徴とする。
【００１１】増幅率、出力光強度を可変調整可能な光増
幅装置は、励起用発光手段で発した光により増幅用光フ
ァイバを励起することにより入力光を増幅する光増幅部
と、その出力部に、増幅された信号光を任意の出力強度
レベルにまで可変減衰する、出力光強度調整手段をもつ
ことを特徴とする。
幅装置は、励起用発光手段で発した光により増幅用光フ
ァイバを励起することにより入力光を増幅する光増幅部
と、その出力部に、増幅された信号光を任意の出力強度
レベルにまで可変減衰する、出力光強度調整手段をもつ
ことを特徴とする。
【００１２】増幅率、出力光強度を可変調整可能な光増
幅装置の他の構成は、励起用発光手段で発した光により
増幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅す
る光増幅部と、入力部に、入力された信号光を可変減衰
することにより出力光の強度レベルを任意の出力強度レ
ベルにまで可変減衰する、出力光強度調整手段をもつこ
とを特徴とする。
幅装置の他の構成は、励起用発光手段で発した光により
増幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅す
る光増幅部と、入力部に、入力された信号光を可変減衰
することにより出力光の強度レベルを任意の出力強度レ
ベルにまで可変減衰する、出力光強度調整手段をもつこ
とを特徴とする。
【００１３】信号光の存在しない波長範囲の過剰雑音光
を減衰する本発明における光増幅装置は、励起用発光手
段で発した光により増幅用光ファイバを励起することに
より入力光を増幅する光増幅部と、入力部もしくは出力
部に、信号光の存在しない波長範囲の過剰雑音光を減衰
する帯域制限手段を持つことを特徴とする。
を減衰する本発明における光増幅装置は、励起用発光手
段で発した光により増幅用光ファイバを励起することに
より入力光を増幅する光増幅部と、入力部もしくは出力
部に、信号光の存在しない波長範囲の過剰雑音光を減衰
する帯域制限手段を持つことを特徴とする。
【００１４】さらに本発明の光ファイバ中継伝送方式
は、光増幅中継装置によって減衰した信号光強度を増幅
する光ファイバ中継伝送伝送システムにおいて、各光増
幅中継装置に、前記請求項３の光増幅器を有する前記光
増幅装置によって構成されることを特徴とする。
は、光増幅中継装置によって減衰した信号光強度を増幅
する光ファイバ中継伝送伝送システムにおいて、各光増
幅中継装置に、前記請求項３の光増幅器を有する前記光
増幅装置によって構成されることを特徴とする。
【００１５】また本発明によるもう一つの光ファイバ中
継伝送方式は、光増幅中継装置によって減衰した信号光
強度を増幅する光ファイバ中継伝送伝送システムにおい
て、各光増幅中継装置に、前記の光増幅器を有する前記
光増幅装置によって構成されることを特徴とする。
継伝送方式は、光増幅中継装置によって減衰した信号光
強度を増幅する光ファイバ中継伝送伝送システムにおい
て、各光増幅中継装置に、前記の光増幅器を有する前記
光増幅装置によって構成されることを特徴とする。
【００１６】
【作用】本発明は、励起用発光手段で発した光により増
幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅する
光増幅装置において、その増幅用光ファイバ中での増幅
作用を詳しく考察することでなされた。以下に１．５5
μｍ帯での光増幅に一般的に用いられるエルビゥム添加
光ファイバの場合において詳しく説明する。ここでの議
論は、同様な原理で動作する光増幅装置、例えば1.3 μ
ｍ帯で動作するネオジム添加光ファイバ増幅器やプラセ
オジミュウム添加光ファイバ増幅器等においても全く同
様に成り立つ。
幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅する
光増幅装置において、その増幅用光ファイバ中での増幅
作用を詳しく考察することでなされた。以下に１．５5
μｍ帯での光増幅に一般的に用いられるエルビゥム添加
光ファイバの場合において詳しく説明する。ここでの議
論は、同様な原理で動作する光増幅装置、例えば1.3 μ
ｍ帯で動作するネオジム添加光ファイバ増幅器やプラセ
オジミュウム添加光ファイバ増幅器等においても全く同
様に成り立つ。
【００１７】エルビゥム添加光ファイバにおける増幅率
波長依存性は、エルビゥムイオンのもつ増幅能波長依存
性、すなわち散乱断面積と、波長の異なる信号光間のモ
ード競合によって決定される。エルビゥムイオンの散乱
断面積の一例を図1 に示す。ここでσａは吸収散乱断面
積、σｅは放出散乱断面積を表す。、一般的に光通信に
用いられる1.55μｍの波長付近においてはその波長依存
性は長波長の方が小さく、右下がりの特性をもつ。ファ
イバが充分に短い場合は、増幅率波長依存性はこの散乱
断面積の波長特性に従い、右下がりである。一方ファイ
バ長が充分に長い場合は、信号光のうち光子当りの持つ
エネルギーの高い短波長の信号光から、光子当りの持つ
エネルギーの低い長波長の信号光へエネルギーの移動が
起きる。これは、やはり光子当りの持つエネルギーの高
い励起光のもつエネルギが信号光に移ることにより信号
光が増幅されることと本質的に同じ現象である。ファイ
バ長が長い場合にこのモード競合が発生し易い理由は、
励起光のエネルギが消費されその光強度が下がるために
励起光の信号光に対する影響が減ることと、増幅にとも
なって信号光の強度レベルが上がることである。
波長依存性は、エルビゥムイオンのもつ増幅能波長依存
性、すなわち散乱断面積と、波長の異なる信号光間のモ
ード競合によって決定される。エルビゥムイオンの散乱
断面積の一例を図1 に示す。ここでσａは吸収散乱断面
積、σｅは放出散乱断面積を表す。、一般的に光通信に
用いられる1.55μｍの波長付近においてはその波長依存
性は長波長の方が小さく、右下がりの特性をもつ。ファ
イバが充分に短い場合は、増幅率波長依存性はこの散乱
断面積の波長特性に従い、右下がりである。一方ファイ
バ長が充分に長い場合は、信号光のうち光子当りの持つ
エネルギーの高い短波長の信号光から、光子当りの持つ
エネルギーの低い長波長の信号光へエネルギーの移動が
起きる。これは、やはり光子当りの持つエネルギーの高
い励起光のもつエネルギが信号光に移ることにより信号
光が増幅されることと本質的に同じ現象である。ファイ
バ長が長い場合にこのモード競合が発生し易い理由は、
励起光のエネルギが消費されその光強度が下がるために
励起光の信号光に対する影響が減ることと、増幅にとも
なって信号光の強度レベルが上がることである。
【００１８】このことにより、エルビゥム添加光ファイ
バにおける増幅率波長依存性はファイバ長に依存するこ
とが判る。また、ここで説明したファイバ長を変えるこ
とは、本質的に増幅用ファイバにおける増幅活性種の原
子数を変えることと等価であるから、ファイバ中への増
幅活性種濃度を変えることでも、全く同じ現象が起き
る。
バにおける増幅率波長依存性はファイバ長に依存するこ
とが判る。また、ここで説明したファイバ長を変えるこ
とは、本質的に増幅用ファイバにおける増幅活性種の原
子数を変えることと等価であるから、ファイバ中への増
幅活性種濃度を変えることでも、全く同じ現象が起き
る。
【００１９】本発明では、まず光増幅器に求められる増
幅率を達成する時に所定の増幅率波長依存性が得られる
ように、増幅用光ファイバの長さを最適に設定する。ま
た、増幅用光ファイバへの増幅活性元素濃度を最適に設
定してもよい。つまり、信号光と励起光を増幅用光ファ
イバに導入し、所定の増幅率とその波長依存性が得られ
るように光ファイバ長を切り詰めるか、継ぎ足すことを
おこなう。また、ファイバ中での増幅過程をレート方程
式を用いたシミュレータを用いてシミュレートし、最適
なファイバ長を見つけだすことも行われる。このシミュ
レータにおいては、例えば、アイトリプルイージャーナ
ルオブライトウェーブテクノロジー７巻５号（Ｅｍｍａ
ｎｕｅｌ Ｄｅｓｕｒｖｉｅｒ 等がＩＥＥＥ、Ｊｏｕ
ｒｎａｌｏｆ ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ，Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．５，Ｍａｙ １９８９）に
記載されているように、信号光及び励起光に関する増幅
用ファイバ中での増幅方程式を、増幅活性種の状態を決
定するためのレート方程式の元で解くことが行われる。
この時、計算の元になる散乱吸収断面積や上順位寿命等
の定数は、増幅用光ファイバの吸収スペクトルや蛍光ス
ペクトルを測定することにより求められる。
幅率を達成する時に所定の増幅率波長依存性が得られる
ように、増幅用光ファイバの長さを最適に設定する。ま
た、増幅用光ファイバへの増幅活性元素濃度を最適に設
定してもよい。つまり、信号光と励起光を増幅用光ファ
イバに導入し、所定の増幅率とその波長依存性が得られ
るように光ファイバ長を切り詰めるか、継ぎ足すことを
おこなう。また、ファイバ中での増幅過程をレート方程
式を用いたシミュレータを用いてシミュレートし、最適
なファイバ長を見つけだすことも行われる。このシミュ
レータにおいては、例えば、アイトリプルイージャーナ
ルオブライトウェーブテクノロジー７巻５号（Ｅｍｍａ
ｎｕｅｌ Ｄｅｓｕｒｖｉｅｒ 等がＩＥＥＥ、Ｊｏｕ
ｒｎａｌｏｆ ｌｉｇｈｔ ｗａｖｅ ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ，Ｖｏｌ．７ Ｎｏ．５，Ｍａｙ １９８９）に
記載されているように、信号光及び励起光に関する増幅
用ファイバ中での増幅方程式を、増幅活性種の状態を決
定するためのレート方程式の元で解くことが行われる。
この時、計算の元になる散乱吸収断面積や上順位寿命等
の定数は、増幅用光ファイバの吸収スペクトルや蛍光ス
ペクトルを測定することにより求められる。
【００２０】長さもしくは増幅活性元素濃度を最適に設
定した増幅用ファイバを用いて信号光の増幅を行う際
に、増幅にともなって過剰雑音光が発生する。一般的
に、増幅に伴って発生する過剰雑音光強度と増幅率との
関係は光増幅器の動作条件によって異なることが知られ
ている。図４は増幅率と、過剰雑音係数（ノイズフィギ
ュア）の関係を示した一例であるが、増幅率によって過
剰雑音係数は一定ではない。本発明はこの関係をさらに
詳細に検討し、増幅率が一定の場合は、過剰雑音光強度
は入力信号光強度によって変化しないことを見いだした
ことによってなされた。
定した増幅用ファイバを用いて信号光の増幅を行う際
に、増幅にともなって過剰雑音光が発生する。一般的
に、増幅に伴って発生する過剰雑音光強度と増幅率との
関係は光増幅器の動作条件によって異なることが知られ
ている。図４は増幅率と、過剰雑音係数（ノイズフィギ
ュア）の関係を示した一例であるが、増幅率によって過
剰雑音係数は一定ではない。本発明はこの関係をさらに
詳細に検討し、増幅率が一定の場合は、過剰雑音光強度
は入力信号光強度によって変化しないことを見いだした
ことによってなされた。
【００２１】図５はこの事実を示すための一例で信号光
入力強度と過剰雑音指数の関係を示す図である。本発明
では、過剰雑音光の強度レベルを検出することで信号光
の増幅率を検出する。一定の増幅率の時には、過剰雑音
光の強度レベルは信号光強度によらず一定であることが
重要な点である。
入力強度と過剰雑音指数の関係を示す図である。本発明
では、過剰雑音光の強度レベルを検出することで信号光
の増幅率を検出する。一定の増幅率の時には、過剰雑音
光の強度レベルは信号光強度によらず一定であることが
重要な点である。
【００２２】さらに、本発明はファイバ長が一定の場合
において、その増幅率波長依存性は入力信号光強度によ
らず、増幅率によって決まることを見いだしたことによ
ってなされた。図２は入力信号光強度を換える古都によ
る増幅率の波長依存性を示す図で、励起先波長は０．９
８μｍ励起光強度は２８．５ｍＷで一定の場合である。
１チャネル当りの信号光強度は図中下から−１９、−２
１、−２３、−２５、−２７、−２９、−３１ｄＢｍで
ある。図３は励起光強度を変えることによる増幅率の波
長依存性を示す図で、入力信号光強度は１チャネル当り
−２１ｄＢｍで一定であり、０．９８μｍの励起光強度
は図中下から２８、３８、５０、７０、９０、１１０、
１３０ｍＷの場合である。これらの図では、全く異なる
方法で信号光の増幅率を変えたにもかかわらず、同じ増
幅率の場合には２つの波長依存性は同じである。増幅用
光ファイバにおいては、増幅率が一定の時には信号光強
度等によらず一定の増幅率波長依存性を示すことが重要
な点である。
において、その増幅率波長依存性は入力信号光強度によ
らず、増幅率によって決まることを見いだしたことによ
ってなされた。図２は入力信号光強度を換える古都によ
る増幅率の波長依存性を示す図で、励起先波長は０．９
８μｍ励起光強度は２８．５ｍＷで一定の場合である。
１チャネル当りの信号光強度は図中下から−１９、−２
１、−２３、−２５、−２７、−２９、−３１ｄＢｍで
ある。図３は励起光強度を変えることによる増幅率の波
長依存性を示す図で、入力信号光強度は１チャネル当り
−２１ｄＢｍで一定であり、０．９８μｍの励起光強度
は図中下から２８、３８、５０、７０、９０、１１０、
１３０ｍＷの場合である。これらの図では、全く異なる
方法で信号光の増幅率を変えたにもかかわらず、同じ増
幅率の場合には２つの波長依存性は同じである。増幅用
光ファイバにおいては、増幅率が一定の時には信号光強
度等によらず一定の増幅率波長依存性を示すことが重要
な点である。
【００２３】検出された過剰雑音光の強度レベルは、所
定の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじめ設定
された強度レベルと比較し、得られた結果が食い違う場
合は、過剰雑音光の強度レベルが、あらかじめ設定され
た強度レベルと一致するように励起光源の発光量を調整
する。
定の増幅率波長依存性が得られるようにあらかじめ設定
された強度レベルと比較し、得られた結果が食い違う場
合は、過剰雑音光の強度レベルが、あらかじめ設定され
た強度レベルと一致するように励起光源の発光量を調整
する。
【００２４】さらに、出力光の強度レベルや増幅装置に
おける増幅率を可変可能にしたい場合には、光増幅装置
の入力部もしくは出力部に可変減衰器を設ける。
おける増幅率を可変可能にしたい場合には、光増幅装置
の入力部もしくは出力部に可変減衰器を設ける。
【００２５】さらに、この光増幅装置を用いた多段増幅
中継システムを構成する場合などのように、信号光の存
在しない波長範囲に過剰雑音光が存在することが望まし
くない場合は、適当な波長依存性を持った光フィルタを
多段中継システム内に配置することにより有効に除去可
能である。
中継システムを構成する場合などのように、信号光の存
在しない波長範囲に過剰雑音光が存在することが望まし
くない場合は、適当な波長依存性を持った光フィルタを
多段中継システム内に配置することにより有効に除去可
能である。
【００２６】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
る。
る。
【００２７】図６は請求項１に記載された、所定の増幅
率に対して増幅用光ファイバの長さもしくは増幅活性元
素濃度を最適に設計することによって増幅率の波長依存
性を最小とする方法について説明した図である。波長範
囲１．５３０μｍから１．５６０μｍの間に等間隔に１
６本の信号光を配置した場合についてまず説明する。こ
の時、所定の増幅率は全ての波長チャネルの平均増幅率
が２０ｄＢである。増幅用光ファイバにはエルビゥムを
活性元素として光ファイバのコア部に８００ｐｐｍ添加
したエルビゥム添加光ファイバを用い、励起用光源には
０．９８μｍ帯で発光する半導体レーザを用いた。作用
の項で既に述べたように、ファイバ長が１５ｍと比較的
短い場合には、増幅率の波長依存性は全体的に右肩下が
りの傾向にあり、増幅率の波長依存性は良好でない。ま
た、ファイバ長が３５ｍと比較的長い場合には、増幅率
の波長依存性は全体的に右肩上がりの傾向にあり、やは
り増幅率の波長依存性は良好でない。さらに、ファイバ
長が２８ｍと最適な長さに設計した場合には増幅率の波
長依存性はこれまで述べたいずれの長さの場合よりも平
坦である。ファイバ長２８ｍの時に最大増幅率と最小増
幅率の差が４ｄＢとなるのを最良に、ファイバ長が長過
ぎても短過ぎても増幅率の波長依存性が悪化することは
明らかであろう。さらに図７は、最適なファイバ長２８
ｍの場合に、入力信号光強度レベルを変化させたときの
増幅率の波長依存性を示す図である。ここで、励起用光
源からの励起光入力パワは、各信号光の平均増幅率が一
定になるように制御した。この図から明らかなように、
平均増幅率が一定であるときは、増幅率の波長依存性は
入力信号光のパワレベルに依存せず、常に一定のプロフ
ァイルを示す。
率に対して増幅用光ファイバの長さもしくは増幅活性元
素濃度を最適に設計することによって増幅率の波長依存
性を最小とする方法について説明した図である。波長範
囲１．５３０μｍから１．５６０μｍの間に等間隔に１
６本の信号光を配置した場合についてまず説明する。こ
の時、所定の増幅率は全ての波長チャネルの平均増幅率
が２０ｄＢである。増幅用光ファイバにはエルビゥムを
活性元素として光ファイバのコア部に８００ｐｐｍ添加
したエルビゥム添加光ファイバを用い、励起用光源には
０．９８μｍ帯で発光する半導体レーザを用いた。作用
の項で既に述べたように、ファイバ長が１５ｍと比較的
短い場合には、増幅率の波長依存性は全体的に右肩下が
りの傾向にあり、増幅率の波長依存性は良好でない。ま
た、ファイバ長が３５ｍと比較的長い場合には、増幅率
の波長依存性は全体的に右肩上がりの傾向にあり、やは
り増幅率の波長依存性は良好でない。さらに、ファイバ
長が２８ｍと最適な長さに設計した場合には増幅率の波
長依存性はこれまで述べたいずれの長さの場合よりも平
坦である。ファイバ長２８ｍの時に最大増幅率と最小増
幅率の差が４ｄＢとなるのを最良に、ファイバ長が長過
ぎても短過ぎても増幅率の波長依存性が悪化することは
明らかであろう。さらに図７は、最適なファイバ長２８
ｍの場合に、入力信号光強度レベルを変化させたときの
増幅率の波長依存性を示す図である。ここで、励起用光
源からの励起光入力パワは、各信号光の平均増幅率が一
定になるように制御した。この図から明らかなように、
平均増幅率が一定であるときは、増幅率の波長依存性は
入力信号光のパワレベルに依存せず、常に一定のプロフ
ァイルを示す。
【００２８】一方、図８は、ファイバ長２８ｍの場合
に、入力信号光レベルを一定に保った上で励起用光源か
らの励起光入力パワを調整して信号光増幅率を変化させ
たときの増幅率の波長依存性の変化を示す図である。１
チャネル当りの入力信号光レベルを−２０ｄＢｍに固定
し、励起光は３０ｍＷ、４０ｍＷ、５０ｍＷと変化させ
ることで平均増幅率を変えた。ここで明らかなように、
増幅率の波長依存性はファイバ長が一定の場合にも信号
光の平均増幅率によって変化する。従って、一定の波長
依存性を保つためには、平均増幅率を一定に保つことが
有効であることが判る。
に、入力信号光レベルを一定に保った上で励起用光源か
らの励起光入力パワを調整して信号光増幅率を変化させ
たときの増幅率の波長依存性の変化を示す図である。１
チャネル当りの入力信号光レベルを−２０ｄＢｍに固定
し、励起光は３０ｍＷ、４０ｍＷ、５０ｍＷと変化させ
ることで平均増幅率を変えた。ここで明らかなように、
増幅率の波長依存性はファイバ長が一定の場合にも信号
光の平均増幅率によって変化する。従って、一定の波長
依存性を保つためには、平均増幅率を一定に保つことが
有効であることが判る。
【００２９】次に、この様にファイバ長を最適に設定す
ることによって平坦化した増幅率の波長依存性が、入力
される信号光パワに依存しないことについて述べる。光
増幅装置を用いて波長の異なる複数の信号光を一括増幅
する場合には、全ての波長チャネルが常に同じ入力パワ
をもって入力するとは限らない。ある波長チャネルの信
号入力パワが変動した場合にも、他の波長チャネルはそ
れまでと同じ増幅率を保つ方が多波長を一括増幅する光
増幅器として望ましいことは明らかである。なぜなら
ば、ある波長チャネルの信号入力パワが変動した場合に
他の波長チャネルの増幅率が変動した場合には、その信
号入力パワの変動に伴って他の波長チャネルに強度変調
が生じる。この場合には、良好な信号伝達は望めない。
ることによって平坦化した増幅率の波長依存性が、入力
される信号光パワに依存しないことについて述べる。光
増幅装置を用いて波長の異なる複数の信号光を一括増幅
する場合には、全ての波長チャネルが常に同じ入力パワ
をもって入力するとは限らない。ある波長チャネルの信
号入力パワが変動した場合にも、他の波長チャネルはそ
れまでと同じ増幅率を保つ方が多波長を一括増幅する光
増幅器として望ましいことは明らかである。なぜなら
ば、ある波長チャネルの信号入力パワが変動した場合に
他の波長チャネルの増幅率が変動した場合には、その信
号入力パワの変動に伴って他の波長チャネルに強度変調
が生じる。この場合には、良好な信号伝達は望めない。
【００３０】本発明は、既に述べたように増幅用光ファ
イバを用いた光増幅装置の増幅率波長依存性は、ファイ
バ長と平均増幅率によって決定され、入力信号光強度に
依存しないことを初めて見いだしたことによってなされ
た。従って、平均増幅率を一定に制御することにより各
波長チャネルの入力信号光レベルに各チャネルの増幅率
が影響を受けない、安定な多波長一括光増幅装置を提供
できるものである。
イバを用いた光増幅装置の増幅率波長依存性は、ファイ
バ長と平均増幅率によって決定され、入力信号光強度に
依存しないことを初めて見いだしたことによってなされ
た。従って、平均増幅率を一定に制御することにより各
波長チャネルの入力信号光レベルに各チャネルの増幅率
が影響を受けない、安定な多波長一括光増幅装置を提供
できるものである。
【００３１】図９は請求項１に記載された、所定の増幅
率に対して増幅用光ファイバの長さもしくは増幅活性元
素濃度を最適に設計することによって増幅率の波長依存
性を最小とする方法についてのもう一つの実施例につい
て示した図である。図中にはファイバ長と最低チャネル
で２０ｄＢを確保するための励起光出力を示した。この
場合は波長範囲１．５４５ｍから１．５６０μｍの間に
等間隔に１６本の信号光を配置した。この時、所定の増
幅率は増幅率の最も低いチャネルにおいて、その増幅率
が２０ｄＢになるものとした。さらに所要の増幅率波長
依存性は、最低チャネルと最大チャネルの増幅率差が３
ｄＢ以内になることとした。増幅用光ファイバにはエル
ビゥムを活性元素として光ファイバのコア部に８００pp
m 添加したエルビゥム添加光ファイバを用い、励起用光
源にはもう一つの励起波長帯である１．４８μｍ帯で発
光する半導体レーザを用いた。この場合には、ファイバ
長が27m の場合に最も平坦な増幅率波長依存性が得られ
ているが、所要励起光出力が161mW と、工業製品として
一般に用いるには余りに大きな出力を必要とする。図１
０は各ファイバ長において最低増幅率を20dBに確保する
ための所要励起光出力を示した図であるが、ファイバ長
３９ｍの時に最も所要励起光出力が少なくてすむことが
判る。本発明によれば、ファイバ長を最適化することに
より増幅率波長依存性を最良に設定することが可能であ
るが、修正例として増幅率がある設定された基準（今の
場合は最低チャネルと最大チャネルの増幅率差が３ｄＢ
以内）を満たすうちで、例えば所要励起光出力が最も少
なくてすむような設計方法に修正することも可能であ
る。
率に対して増幅用光ファイバの長さもしくは増幅活性元
素濃度を最適に設計することによって増幅率の波長依存
性を最小とする方法についてのもう一つの実施例につい
て示した図である。図中にはファイバ長と最低チャネル
で２０ｄＢを確保するための励起光出力を示した。この
場合は波長範囲１．５４５ｍから１．５６０μｍの間に
等間隔に１６本の信号光を配置した。この時、所定の増
幅率は増幅率の最も低いチャネルにおいて、その増幅率
が２０ｄＢになるものとした。さらに所要の増幅率波長
依存性は、最低チャネルと最大チャネルの増幅率差が３
ｄＢ以内になることとした。増幅用光ファイバにはエル
ビゥムを活性元素として光ファイバのコア部に８００pp
m 添加したエルビゥム添加光ファイバを用い、励起用光
源にはもう一つの励起波長帯である１．４８μｍ帯で発
光する半導体レーザを用いた。この場合には、ファイバ
長が27m の場合に最も平坦な増幅率波長依存性が得られ
ているが、所要励起光出力が161mW と、工業製品として
一般に用いるには余りに大きな出力を必要とする。図１
０は各ファイバ長において最低増幅率を20dBに確保する
ための所要励起光出力を示した図であるが、ファイバ長
３９ｍの時に最も所要励起光出力が少なくてすむことが
判る。本発明によれば、ファイバ長を最適化することに
より増幅率波長依存性を最良に設定することが可能であ
るが、修正例として増幅率がある設定された基準（今の
場合は最低チャネルと最大チャネルの増幅率差が３ｄＢ
以内）を満たすうちで、例えば所要励起光出力が最も少
なくてすむような設計方法に修正することも可能であ
る。
【００３２】図１１は増幅用光ファイバから発生する過
剰雑音光の強度レベルを検出するレベル検出手段と、検
出された過剰雑音光の強度レベルと、所定の増幅率波長
依存性が得られるようにあらかじめ設定された強度レベ
ルとを比較する比較手段と、比較された２つの強度レベ
ルが一致するように前記励起用発光手段の発光量を可変
制御する制御手段とを合わせ持つことを特徴とする特許
請求の範囲第３項で示した光増幅装置を説明するための
図である。
剰雑音光の強度レベルを検出するレベル検出手段と、検
出された過剰雑音光の強度レベルと、所定の増幅率波長
依存性が得られるようにあらかじめ設定された強度レベ
ルとを比較する比較手段と、比較された２つの強度レベ
ルが一致するように前記励起用発光手段の発光量を可変
制御する制御手段とを合わせ持つことを特徴とする特許
請求の範囲第３項で示した光増幅装置を説明するための
図である。
【００３３】この図において、信号光入力ポート７から
入力した信号光は定分岐比カプラ２を通過してエルビゥ
ム添加光ファイバ１を通過する際に増幅される。1.48μ
ｍ帯半導体レーザからなる励起光源４から発生する増幅
用の励起光は、ＷＤＭカプラ３を通して、信号光とは反
対方向から入射される。増幅の際に発生する過剰雑音光
は定分岐比カプラ２によってその一部がＰＩＮ受光器か
らなる検出器９に導かれる。後方に発生する過剰雑音光
と励起光はその進行方向がと同じであるために、同時に
定分岐比カプラを通過する。そのために、検出器９の前
には励起光を遮断し、過剰雑音光を通過する特性を持っ
た光フィルタ６を設置した。また増幅時における発振や
雑音光の過剰な増大を防ぐためには増幅用光ファイバ１
の前後に光アイソレータ５を設置した。検出器９で検出
された雑音光の強度は強度レベル比較部及び励起光源制
御部１０に伝えられ、あらかじめ設定された強度レベル
になるように励起光源４が制御される。
入力した信号光は定分岐比カプラ２を通過してエルビゥ
ム添加光ファイバ１を通過する際に増幅される。1.48μ
ｍ帯半導体レーザからなる励起光源４から発生する増幅
用の励起光は、ＷＤＭカプラ３を通して、信号光とは反
対方向から入射される。増幅の際に発生する過剰雑音光
は定分岐比カプラ２によってその一部がＰＩＮ受光器か
らなる検出器９に導かれる。後方に発生する過剰雑音光
と励起光はその進行方向がと同じであるために、同時に
定分岐比カプラを通過する。そのために、検出器９の前
には励起光を遮断し、過剰雑音光を通過する特性を持っ
た光フィルタ６を設置した。また増幅時における発振や
雑音光の過剰な増大を防ぐためには増幅用光ファイバ１
の前後に光アイソレータ５を設置した。検出器９で検出
された雑音光の強度は強度レベル比較部及び励起光源制
御部１０に伝えられ、あらかじめ設定された強度レベル
になるように励起光源４が制御される。
【００３４】図１２はここで説明した光増幅器を用い
て、１．５４５μｍから１．５６０μｍまで等間隔に配
置した１６本の信号光の平均増幅率と過剰雑音光の光強
度レベルの関係を示した図である。黒丸は励起パワーを
変更して増幅率を変化させた結果、白丸は１チャネル当
りの信号入力レベルを変更した結果、黒角は入力する信
号光の数を変更した結果を示す。ここでは、増幅用光フ
ァイバにエルビゥムを活性元素として光ファイバのコア
部に８００ｐｐｍ添加したエルビゥム添加光ファイバを
用いた。また、この時のファイバ長は既に述べたように
所要励起光出力をできるだけ少なくするという観点から
３９ｍに設定した。増幅率は信号光の入力強度レベルを
変更することによっても、励起光の強度レベルを変更す
ることによっても、変動する。図１２においては、その
双方の手段及び、入力する信号光の数を変化することに
よって増幅率を変化させたが、いずれの場合においても
増幅率と過剰雑音光の光強度レベルの関係は一定の関係
にある。このことにより、請求項２に示した、増幅用光
ファイバから発生する過剰雑音光の強度レベルを検出す
る工程により増幅率を検出する増幅率検出方法は信号光
の入力レベルや信号光の数、励起光の強度によらない検
出方法であり、増幅率検出手段として有効であることが
明らかになった。
て、１．５４５μｍから１．５６０μｍまで等間隔に配
置した１６本の信号光の平均増幅率と過剰雑音光の光強
度レベルの関係を示した図である。黒丸は励起パワーを
変更して増幅率を変化させた結果、白丸は１チャネル当
りの信号入力レベルを変更した結果、黒角は入力する信
号光の数を変更した結果を示す。ここでは、増幅用光フ
ァイバにエルビゥムを活性元素として光ファイバのコア
部に８００ｐｐｍ添加したエルビゥム添加光ファイバを
用いた。また、この時のファイバ長は既に述べたように
所要励起光出力をできるだけ少なくするという観点から
３９ｍに設定した。増幅率は信号光の入力強度レベルを
変更することによっても、励起光の強度レベルを変更す
ることによっても、変動する。図１２においては、その
双方の手段及び、入力する信号光の数を変化することに
よって増幅率を変化させたが、いずれの場合においても
増幅率と過剰雑音光の光強度レベルの関係は一定の関係
にある。このことにより、請求項２に示した、増幅用光
ファイバから発生する過剰雑音光の強度レベルを検出す
る工程により増幅率を検出する増幅率検出方法は信号光
の入力レベルや信号光の数、励起光の強度によらない検
出方法であり、増幅率検出手段として有効であることが
明らかになった。
【００３５】図１３はここで説明した光増幅装置を用い
て、過剰雑音光のパワレベルを一定にすることによって
増幅率の波長依存性が入力する信号パワに依存しないこ
とを示す図である。ここでは、全信号光の入力レベルを
同時に変更することと、16本の信号光から任意の信号光
をoff にすることの双方で入力信号パワを変化させた。
請求項３に示す制御方法を用いて平均増幅率を一定に制
御することにより、増幅率の波長依存性がほとんど変化
しないことがこの図から明らかになった。
て、過剰雑音光のパワレベルを一定にすることによって
増幅率の波長依存性が入力する信号パワに依存しないこ
とを示す図である。ここでは、全信号光の入力レベルを
同時に変更することと、16本の信号光から任意の信号光
をoff にすることの双方で入力信号パワを変化させた。
請求項３に示す制御方法を用いて平均増幅率を一定に制
御することにより、増幅率の波長依存性がほとんど変化
しないことがこの図から明らかになった。
【００３６】ここでは、励起光を信号光と反対方向に導
入し、監視する過剰雑音光が信号光と反対方向に進む光
の場合について述べたが、原理から明らかなように本発
明は励起光の進行方向と監視する過剰雑音光の進行方向
にはよらない。例えば図１４は励起光を信号光と同じ方
向に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と反対方向に
進む光の場合の本発明の実施例を示す図である。入力信
号光は、定分岐比カプラ２及びＷＤＭカプラ３を通過し
て、増幅用光ファイバ１を通過する際に増幅される。こ
のように励起光の進行方向を変えた場合にも本制御方法
を用いて平均増幅率を一定に制御することにより、増幅
率の波長依存性は変化しない。またこの構成では励起光
は受光器９に入射されることがないので励起光遮断フィ
ルタは不要である。
入し、監視する過剰雑音光が信号光と反対方向に進む光
の場合について述べたが、原理から明らかなように本発
明は励起光の進行方向と監視する過剰雑音光の進行方向
にはよらない。例えば図１４は励起光を信号光と同じ方
向に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と反対方向に
進む光の場合の本発明の実施例を示す図である。入力信
号光は、定分岐比カプラ２及びＷＤＭカプラ３を通過し
て、増幅用光ファイバ１を通過する際に増幅される。こ
のように励起光の進行方向を変えた場合にも本制御方法
を用いて平均増幅率を一定に制御することにより、増幅
率の波長依存性は変化しない。またこの構成では励起光
は受光器９に入射されることがないので励起光遮断フィ
ルタは不要である。
【００３７】また、図１５は励起光を信号光と反対方向
に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と同じ方向に進
む光の場合の本発明の実施例を示す図である。この構成
では信号光と検出する雑音光の進行方向が同じであるた
めに、定分岐比カプラ２から受光器９の間に信号光を遮
断するフィルタ１１を設置する。
に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と同じ方向に進
む光の場合の本発明の実施例を示す図である。この構成
では信号光と検出する雑音光の進行方向が同じであるた
めに、定分岐比カプラ２から受光器９の間に信号光を遮
断するフィルタ１１を設置する。
【００３８】また、図１６は励起光を信号光と同じ方向
に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と同じ方向に進
む光の場合の本発明の実施例を示す図である。これらの
実施例に示すように本発明における光増幅装置において
はその励起光や検出する過剰雑音光の方向は増幅率を検
出する機能において相違はなく、実際に増幅装置を制作
してその機能を測定した結果、いずれの構成においても
良好な動作が確認された。
に導入し、監視する過剰雑音光が信号光と同じ方向に進
む光の場合の本発明の実施例を示す図である。これらの
実施例に示すように本発明における光増幅装置において
はその励起光や検出する過剰雑音光の方向は増幅率を検
出する機能において相違はなく、実際に増幅装置を制作
してその機能を測定した結果、いずれの構成においても
良好な動作が確認された。
【００３９】ここでの説明は、エルビウムを活性元素と
して添加したエルビウム添加光ファイバを用いたが、動
作原理から明らかなように、本発明は活性元素がエルビ
ゥムの場合に限らない。例えば、ネオジニュウム、やプ
ラセオジニュウムを活性元素に用いた希土類添加増幅用
ファイバを用いることで１．３μｍ帯の信号光を増幅す
る増幅装置が構成できるが、本発明によりエルビゥムを
活性元素に用いた場合と全く同様にファイバ長もしくは
活性元素濃度を調整することで増幅率の波長依存性を任
意に設定することができる。さらに、増幅時に発生する
過剰雑音光を検出し、所定の増幅率波長依存性が得られ
るようにあらかじめ設定された強度レベルと検出された
過剰雑音光の強度レベルを比較し、両者が一致するよう
に励起用光源の発光量を調整することで増幅率波長依存
性を信号入力レベルによらず一定にすることが可能であ
る。また、増幅するべき信号光波長が１．３μｍ帯や
１．５μｍ帯と異なる波長帯にある場合にも、適当な希
土類元素を選択することによって増幅装置を構成可能で
あるが、その場合にも本発明は全く同様に適用されう
る。
して添加したエルビウム添加光ファイバを用いたが、動
作原理から明らかなように、本発明は活性元素がエルビ
ゥムの場合に限らない。例えば、ネオジニュウム、やプ
ラセオジニュウムを活性元素に用いた希土類添加増幅用
ファイバを用いることで１．３μｍ帯の信号光を増幅す
る増幅装置が構成できるが、本発明によりエルビゥムを
活性元素に用いた場合と全く同様にファイバ長もしくは
活性元素濃度を調整することで増幅率の波長依存性を任
意に設定することができる。さらに、増幅時に発生する
過剰雑音光を検出し、所定の増幅率波長依存性が得られ
るようにあらかじめ設定された強度レベルと検出された
過剰雑音光の強度レベルを比較し、両者が一致するよう
に励起用光源の発光量を調整することで増幅率波長依存
性を信号入力レベルによらず一定にすることが可能であ
る。また、増幅するべき信号光波長が１．３μｍ帯や
１．５μｍ帯と異なる波長帯にある場合にも、適当な希
土類元素を選択することによって増幅装置を構成可能で
あるが、その場合にも本発明は全く同様に適用されう
る。
【００４０】請求項４で示した光増幅装置は、入力光の
信号光強度レベルが変動しても一定の増幅率と増幅率波
長依存性を保つことのできる装置であるが、用途によっ
ては増幅率を、増幅率波長依存性を変化させる事無く任
意に調整することが望ましい。図17は増幅率波長依存性
を変化させる事無く各信号光の増幅率を可変制御する機
能を持った、請求項５に記載した増幅装置を説明するた
めの図である。図中で光増幅部１４は、請求項４の光増
幅装置と同じ構成であり（図１１参照）、既に説明した
ように励起光の入力方向と検出する過剰雑音光の進行方
向から４つの構成が考えられるが、それらの内のいずれ
かからなる。この光増幅部において増幅された信号光は
その後段に位置する可変光減衰器１２によって任意の出
力強度レベルにまで減衰される。
信号光強度レベルが変動しても一定の増幅率と増幅率波
長依存性を保つことのできる装置であるが、用途によっ
ては増幅率を、増幅率波長依存性を変化させる事無く任
意に調整することが望ましい。図17は増幅率波長依存性
を変化させる事無く各信号光の増幅率を可変制御する機
能を持った、請求項５に記載した増幅装置を説明するた
めの図である。図中で光増幅部１４は、請求項４の光増
幅装置と同じ構成であり（図１１参照）、既に説明した
ように励起光の入力方向と検出する過剰雑音光の進行方
向から４つの構成が考えられるが、それらの内のいずれ
かからなる。この光増幅部において増幅された信号光は
その後段に位置する可変光減衰器１２によって任意の出
力強度レベルにまで減衰される。
【００４１】光増幅部における増幅率波長依存性は常に
一定に制御されている。さらに光減衰器１２は、減衰率
の波長依存性がほとんどないものを容易に提供できる。
本発明を用いることで、増幅率の波長依存性を変化させ
る事無く、増幅率任意可変な光増幅装置が実際に構成で
きた。
一定に制御されている。さらに光減衰器１２は、減衰率
の波長依存性がほとんどないものを容易に提供できる。
本発明を用いることで、増幅率の波長依存性を変化させ
る事無く、増幅率任意可変な光増幅装置が実際に構成で
きた。
【００４２】ここで述べた光増幅装置は増幅率の波長依
存性を変化させる事無く、増幅率任意可変な光増幅装置
である。しかし、所要の増幅率が少ない場合には光増幅
部で過大に増幅した信号光を所定の出力光強度にまで減
衰させるために、所要の増幅率に対して過大な励起光強
度が必要になる。図１８はこの問題点を解決すべく、信
号光入力部７に入力された信号光を可変減衰する光減衰
器１２を設けることにより、出力光の強度レベルを任意
の出力強度レベルにまで可変減衰することを特徴とした
請求項６に示す光増幅装置を説明するための図である。
図中で光増幅部１４は、請求項４の光増幅装置と同じ構
成であり、既に説明したように励起光の入力方向と検出
する過剰雑音光の進行方向から４つの構成が考えられる
が、それらの内のいずれかからなる。信号光はまず入力
部７に設置された可変光減衰器１２によって任意の強度
レベルにまで減衰される。減衰された信号光は光増幅部
１４において、所定の波長依存性を示す増幅率で増幅さ
れた後出力される。光増幅部１４における増幅率は常に
一定に保たれているために、出力される信号光強度レベ
ルは入力部に設置された可変光減衰器に１２よって任意
に可変制御可能である。
存性を変化させる事無く、増幅率任意可変な光増幅装置
である。しかし、所要の増幅率が少ない場合には光増幅
部で過大に増幅した信号光を所定の出力光強度にまで減
衰させるために、所要の増幅率に対して過大な励起光強
度が必要になる。図１８はこの問題点を解決すべく、信
号光入力部７に入力された信号光を可変減衰する光減衰
器１２を設けることにより、出力光の強度レベルを任意
の出力強度レベルにまで可変減衰することを特徴とした
請求項６に示す光増幅装置を説明するための図である。
図中で光増幅部１４は、請求項４の光増幅装置と同じ構
成であり、既に説明したように励起光の入力方向と検出
する過剰雑音光の進行方向から４つの構成が考えられる
が、それらの内のいずれかからなる。信号光はまず入力
部７に設置された可変光減衰器１２によって任意の強度
レベルにまで減衰される。減衰された信号光は光増幅部
１４において、所定の波長依存性を示す増幅率で増幅さ
れた後出力される。光増幅部１４における増幅率は常に
一定に保たれているために、出力される信号光強度レベ
ルは入力部に設置された可変光減衰器に１２よって任意
に可変制御可能である。
【００４３】光増幅部における増幅率波長依存性は常に
一定に制御されている。さらに光減衰器１２は、減衰率
の波長依存性がほとんどないものを容易に提供できる。
本発明を用いることで、増幅率の波長依存性を変化させ
る事無く、増幅率任意可変な光増幅装置が実際に構成で
きた。
一定に制御されている。さらに光減衰器１２は、減衰率
の波長依存性がほとんどないものを容易に提供できる。
本発明を用いることで、増幅率の波長依存性を変化させ
る事無く、増幅率任意可変な光増幅装置が実際に構成で
きた。
【００４４】さらに本発明によれば、増幅率が少ないと
きには励起光強度レベルも少なくなり、より省エネルギ
な光増幅装置が構成できた。
きには励起光強度レベルも少なくなり、より省エネルギ
な光増幅装置が構成できた。
【００４５】図19は励起用発光手段で発した光により増
幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅する
光増幅装置において、入力部もしくは出力部に、信号光
の存在しない波長範囲の過剰雑音光を減衰する帯域制限
手段を持つことを特徴とする前記請求項７の光増幅器を
説明するための図である。図中で光増幅部１４は、請求
項４の光増幅装置と同じ構成であり、既に説明したよう
に励起光の入力方向と検出する過剰雑音光の進行方向か
ら４つの構成が考えられるが、それらの内のいずれかか
らなる。この光増幅部において信号光は増幅されるが、
その時この光増幅に伴い、増幅活性種の増幅可能な波長
範囲に渡り、過剰雑音光が発生する。発生した過剰雑音
光は光増幅部の後段に位置する帯域制限手段によって、
信号光の存在しない波長範囲が減衰される。また、この
ような光増幅装置を多段に接続して各増幅装置の間に通
信用光ファイバを設ける多段中継光伝送システムにおい
ては、この帯域制限手段１３は必ずしも増幅装置の出力
部８に設置する必要はなく、例えば増幅装置の入力部７
や通信用光ファイバの途中におくことも可能であること
は明らかである。この例では長波長透過フィルタを用い
て帯域制限を行った。帯域制限手段としてはこの例で示
したものの他に、一定の波長範囲の光を透過する帯域フ
ィルタや短波長透過フィルタ等を用いることができる。
幅用光ファイバを励起することにより入力光を増幅する
光増幅装置において、入力部もしくは出力部に、信号光
の存在しない波長範囲の過剰雑音光を減衰する帯域制限
手段を持つことを特徴とする前記請求項７の光増幅器を
説明するための図である。図中で光増幅部１４は、請求
項４の光増幅装置と同じ構成であり、既に説明したよう
に励起光の入力方向と検出する過剰雑音光の進行方向か
ら４つの構成が考えられるが、それらの内のいずれかか
らなる。この光増幅部において信号光は増幅されるが、
その時この光増幅に伴い、増幅活性種の増幅可能な波長
範囲に渡り、過剰雑音光が発生する。発生した過剰雑音
光は光増幅部の後段に位置する帯域制限手段によって、
信号光の存在しない波長範囲が減衰される。また、この
ような光増幅装置を多段に接続して各増幅装置の間に通
信用光ファイバを設ける多段中継光伝送システムにおい
ては、この帯域制限手段１３は必ずしも増幅装置の出力
部８に設置する必要はなく、例えば増幅装置の入力部７
や通信用光ファイバの途中におくことも可能であること
は明らかである。この例では長波長透過フィルタを用い
て帯域制限を行った。帯域制限手段としてはこの例で示
したものの他に、一定の波長範囲の光を透過する帯域フ
ィルタや短波長透過フィルタ等を用いることができる。
【００４６】ここで用いた光増幅部における光増幅用フ
ァイバは、１．５４８μｍから１．５５７μｍまで等間
隔に配置した４本の信号光（３ｎｍ間隔）を波長平坦性
よく10dB増幅するように、エルビゥムを活性元素として
光ファイバのコア部に８００ppm 添加したエルビゥム添
加光ファイバを１０m 用いた。
ァイバは、１．５４８μｍから１．５５７μｍまで等間
隔に配置した４本の信号光（３ｎｍ間隔）を波長平坦性
よく10dB増幅するように、エルビゥムを活性元素として
光ファイバのコア部に８００ppm 添加したエルビゥム添
加光ファイバを１０m 用いた。
【００４７】この発明の効果を示すために、ここで説明
した光増幅装置を用いて波長の異なる４本の信号光を一
括中継伝送した。伝送系のブロック図を図２１に示す。
信号光は１．５４８μｍから１．５５７μｍまでのそれ
ぞれの波長で発光するレーザダイオード１５から発光す
る。それぞれの信号光は強度変調器１６によって強度変
調され、その後４対１カプラ１７によって合波され一本
の光ファイバに波長多重された信号光が作られる。信号
光は光増幅装置１９によって所定の強度レベルまで増幅
され、光ファイバ伝送路１８に導入される。それぞれの
光ファイバ伝送路は約４５ｋｍの長さで、信号光は通過
する際に１０ｄＢ減衰する。減衰した信号光は再度、光
増幅装置１９によって所定の強度レベルまで増幅され次
段光ファイバ伝送路に導入され、以下この過程を繰り返
すことにより４本の信号光の一括中継伝送を行った。図
２０はこの伝送システムを用いて４５段の光増幅装置を
通過した後の信号光強度と過剰雑音のスペクトルを示し
た図である。また、帯域制限手段を設けなかった同様な
システムでは１．５３μｍ付近に過大な過剰雑音光が現
れ、この雑音光が信号光より優先されて増幅されるため
に、信号光の伝送出力レベルが過剰雑音光よりも小さく
なり、良好な信号伝送が行えなかった。一方、帯域制限
を設けた場合には良好なＳ／Ｎ比が確保できている。こ
のことから、本発明の有効性は明らかであろう。
した光増幅装置を用いて波長の異なる４本の信号光を一
括中継伝送した。伝送系のブロック図を図２１に示す。
信号光は１．５４８μｍから１．５５７μｍまでのそれ
ぞれの波長で発光するレーザダイオード１５から発光す
る。それぞれの信号光は強度変調器１６によって強度変
調され、その後４対１カプラ１７によって合波され一本
の光ファイバに波長多重された信号光が作られる。信号
光は光増幅装置１９によって所定の強度レベルまで増幅
され、光ファイバ伝送路１８に導入される。それぞれの
光ファイバ伝送路は約４５ｋｍの長さで、信号光は通過
する際に１０ｄＢ減衰する。減衰した信号光は再度、光
増幅装置１９によって所定の強度レベルまで増幅され次
段光ファイバ伝送路に導入され、以下この過程を繰り返
すことにより４本の信号光の一括中継伝送を行った。図
２０はこの伝送システムを用いて４５段の光増幅装置を
通過した後の信号光強度と過剰雑音のスペクトルを示し
た図である。また、帯域制限手段を設けなかった同様な
システムでは１．５３μｍ付近に過大な過剰雑音光が現
れ、この雑音光が信号光より優先されて増幅されるため
に、信号光の伝送出力レベルが過剰雑音光よりも小さく
なり、良好な信号伝送が行えなかった。一方、帯域制限
を設けた場合には良好なＳ／Ｎ比が確保できている。こ
のことから、本発明の有効性は明らかであろう。
【００４８】この例では、各中継器間の伝送路ファイバ
における損失量が全て１０ｄＢである時の中継伝送につ
いて述べたが、多くの伝送路の場合、全ての損失量が同
じであることは稀である。例えば中継器を設置する場所
の制約や伝送路ファイバの経時変化によって各伝送路フ
ァイバにおける損失量は一般的に一定ではない。このよ
うな時には、特許請求の範囲５において説明した光増幅
装置をもちいることにより、増幅率の波長依存性が伝送
路ファイバの損失で変化しない光中継伝送システムを提
供することができる。このようなシステムにおいて光増
幅部における増幅率は常に一定である。また、光中継伝
送システムにおいては各中継器の出力光強度レベルは一
定であることが望ましいが、光増幅部の後に設けられた
光減衰部によって各中継器出力は一定に保たれる。本発
明を用いることで、中継器間損失に関係なく一定の増幅
率の波長依存性を持った中継器を用いた多波長一括多段
増幅中継が可能であることは明らかであり、実際にこの
ような伝送系を試作して伝送を行った結果伝送損失が各
中継間隔毎に異なる場合にも一定の増幅率波長依存性が
得られ、良好な伝送特性を示すことが確かめられた。
における損失量が全て１０ｄＢである時の中継伝送につ
いて述べたが、多くの伝送路の場合、全ての損失量が同
じであることは稀である。例えば中継器を設置する場所
の制約や伝送路ファイバの経時変化によって各伝送路フ
ァイバにおける損失量は一般的に一定ではない。このよ
うな時には、特許請求の範囲５において説明した光増幅
装置をもちいることにより、増幅率の波長依存性が伝送
路ファイバの損失で変化しない光中継伝送システムを提
供することができる。このようなシステムにおいて光増
幅部における増幅率は常に一定である。また、光中継伝
送システムにおいては各中継器の出力光強度レベルは一
定であることが望ましいが、光増幅部の後に設けられた
光減衰部によって各中継器出力は一定に保たれる。本発
明を用いることで、中継器間損失に関係なく一定の増幅
率の波長依存性を持った中継器を用いた多波長一括多段
増幅中継が可能であることは明らかであり、実際にこの
ような伝送系を試作して伝送を行った結果伝送損失が各
中継間隔毎に異なる場合にも一定の増幅率波長依存性が
得られ、良好な伝送特性を示すことが確かめられた。
【００４９】また、請求項６の光増幅装置を用いること
によっても、増幅率の波長依存性が伝送路ファイバの損
失で変化しない光中継伝送システムを提供することがで
きる。このシステムにおいて光増幅部における増幅率は
常に一定である。また、光増幅部の前に設けられた光減
衰部によって各中継器の光増幅部への入力は常に一定に
保たれる。本発明を用いることで、中継器間損失に関係
なく一定の増幅率の波長依存性を持った中継器を用いた
多波長一括多段増幅中継が可能である。実際にこのよう
な伝送系を試作して伝送を行った結果伝送損失が各中継
間隔毎に異なる場合にも一定の増幅率波長依存性が得ら
れ、良好な伝送特性を示すことが確かめられた。さらに
このような中継伝送方式では、各中継器の光増幅部への
入力光強度レベルは各中継間隔の損失によらず一定であ
るために、一定の中継器数を通過した信号光の光Ｓ／Ｎ
比は常に一定であった。
によっても、増幅率の波長依存性が伝送路ファイバの損
失で変化しない光中継伝送システムを提供することがで
きる。このシステムにおいて光増幅部における増幅率は
常に一定である。また、光増幅部の前に設けられた光減
衰部によって各中継器の光増幅部への入力は常に一定に
保たれる。本発明を用いることで、中継器間損失に関係
なく一定の増幅率の波長依存性を持った中継器を用いた
多波長一括多段増幅中継が可能である。実際にこのよう
な伝送系を試作して伝送を行った結果伝送損失が各中継
間隔毎に異なる場合にも一定の増幅率波長依存性が得ら
れ、良好な伝送特性を示すことが確かめられた。さらに
このような中継伝送方式では、各中継器の光増幅部への
入力光強度レベルは各中継間隔の損失によらず一定であ
るために、一定の中継器数を通過した信号光の光Ｓ／Ｎ
比は常に一定であった。
【００５０】これまで、多波長一括増幅の場合について
述べた。アナログ光伝送においても、Er添加光ファイバ
増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、複合2 次歪
みが生じ、伝送信号の劣化を引き起こすことが報告され
ている。この場合、複合２次歪みの原因は波長帯域幅の
広がった信号光が光増幅器によって増幅される際にその
波長依存性により歪みが引き起こされることである。従
って、このような場合には、波長帯域の広がった信号光
を、わずかに波長の異なった多くの信号光の結合された
ものと考えることができる。従って、本発明をなんら変
更する事無くアナログ光伝送の場合に適用することがで
きる。
述べた。アナログ光伝送においても、Er添加光ファイバ
増幅器の増幅率の信号光波長依存性により、複合2 次歪
みが生じ、伝送信号の劣化を引き起こすことが報告され
ている。この場合、複合２次歪みの原因は波長帯域幅の
広がった信号光が光増幅器によって増幅される際にその
波長依存性により歪みが引き起こされることである。従
って、このような場合には、波長帯域の広がった信号光
を、わずかに波長の異なった多くの信号光の結合された
ものと考えることができる。従って、本発明をなんら変
更する事無くアナログ光伝送の場合に適用することがで
きる。
【００５１】
【発明の効果】これらの発明による光増幅装置を用いる
ことにより、入力信号光の入力強度レベルが変動した場
合にも、一定の増幅率波長依存性を保つことができる。
また、所要増幅率を変化させることもまた可能である。
これらのことにより、多波長多重光ネットワークシステ
ムや、多波長多重中継伝送システム、歪みの少ないアナ
ログ光通信等多くの用途に本発明は適用可能であり、そ
の工業価値は大きい。
ことにより、入力信号光の入力強度レベルが変動した場
合にも、一定の増幅率波長依存性を保つことができる。
また、所要増幅率を変化させることもまた可能である。
これらのことにより、多波長多重光ネットワークシステ
ムや、多波長多重中継伝送システム、歪みの少ないアナ
ログ光通信等多くの用途に本発明は適用可能であり、そ
の工業価値は大きい。
【図１】エルビゥムイオンの散乱断面積の一例を示す
図。
図。
【図２】入力信号光強度を変えることによる増幅率の波
長依存性を説明するための図。
長依存性を説明するための図。
【図３】励起光光強度を変えることによる増幅率の波長
依存性を示す図。
依存性を示す図。
【図４】増幅率と過剰雑音係数の関係の一例を示す図。
【図５】信号光入力強度と過剰雑音指数の関係を示す
図。
図。
【図６】ファイバ長をパラメータとして増幅率の波長依
存性を示す図。
存性を示す図。
【図７】入力信号光レベルが変化したときの増幅率波長
依存性を示す図。ファイバ長は２８ｍに固定して、１チ
ャネル当りの入力信号光レベルを−２０ｄＢｍ，−２５
ｄＢｍ，−３０ｄＢｍに変化させて測定した。
依存性を示す図。ファイバ長は２８ｍに固定して、１チ
ャネル当りの入力信号光レベルを−２０ｄＢｍ，−２５
ｄＢｍ，−３０ｄＢｍに変化させて測定した。
【図８】励起光出力によって平均増幅率が変わったとき
に増幅率の波長依存性が変化することをを示す図。
に増幅率の波長依存性が変化することをを示す図。
【図９】ファイバ長をパラメータとして増幅率の波長依
存性を示した図。
存性を示した図。
【図１０】ファイバ長をパラメータとして最低チャネル
の増幅率を２０ｄＢにするために必要な励起光出力を示
した図。
の増幅率を２０ｄＢにするために必要な励起光出力を示
した図。
【図１１】請求項４の発明を説明するための図。
【図１２】過剰雑音光の強度と増幅率の関係を示す図。
【図１３】過剰雑音光の強度レベルを一定に制御した上
での、入力する信号光の全強度と最大増幅率、平均増幅
率、最低増幅率の関係を示す図。
での、入力する信号光の全強度と最大増幅率、平均増幅
率、最低増幅率の関係を示す図。
【図１４】請求項３の発明の別の実施例を説明するため
の図。
の図。
【図１５】請求項３の発明の別の実施例を説明するため
の図。
の図。
【図１６】請求項３の発明の別の実施例を説明するため
の図。
の図。
【図１７】請求項５の発明を説明するための図。
【図１８】請求項６の発明を説明するための図。
【図１９】請求項７の発明を説明するための図。
【図２０】本発明を用いて波長の異なる４本の信号光を
４５段中継伝送した後の信号光強度と過剰雑音光強度を
示すための図。
４５段中継伝送した後の信号光強度と過剰雑音光強度を
示すための図。
【図２１】波長の異なる４本の信号光を一括増幅中継伝
送するシステムのブロック図。
送するシステムのブロック図。
１ 希土類添加光ファイバ ２ 定分岐比カプラ ３ ＷＤＭカプラ ４ 励起光源 ５ 光アイソレータ ６ 励起光遮断フィルタ ７ 信号光入力部 ８ 信号光出力部 ９ 光検出部 １０ 強度レベル比較部及び励起光源制御部 １１ 信号光遮断フィルタ １２ 可変光減衰器 １３ 帯域制限フィルタ １４ 光増幅部 １５ レーザダイオード １６ 強度変調器 １７ ４対１カプラ １８ 光ファイバ伝送路 １９ 光増幅装置
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｓ 3/07 3/10 Ｚ 3/17 Ｈ０４Ｂ 10/02 10/18
Claims (9)
- 【請求項１】 所定の増幅率に対して、増幅用光ファイ
バの長さまたは増幅活性元素濃度を、増幅率の波長依存
性が最小となるように設定することを特徴とする光増幅
器設計方法。 - 【請求項２】 増幅用光ファイバから発生する過剰雑音
光の強度レベルを検出する工程により増幅率を検出する
ことを特徴とする増幅率検出方法。 - 【請求項３】 増幅用光ファイバにおける増幅率を検出
する工程と、所定の増幅率波長依存性が得られるように
あらかじめ設定された増幅率とを比較する工程と、比較
した結果が一致するように励起用発光手段からの発光量
を可変制御する工程からなることを特徴とする波長依存
性制御方法。 - 【請求項４】 励起用発光手段で発した光により増幅用
光ファイバを励起することにより入力光を増幅する光増
幅部と、増幅用光ファイバから発生する過剰雑音光の強
度レベルを検出するレベル検出手段と、検出された過剰
雑音光の強度レベルと、所定の増幅率波長依存性が得ら
れるようにあらかじめ設定された強度レベルとを比較す
る比較手段と、比較された２つの強度レベルが一致する
ように前記励起用発光手段の発光量を可変制御する制御
手段とを合わせ持つことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項５】 励起用発光手段で発した光により増幅用
光ファイバを励起することにより入力光を増幅する光増
幅部と、その出力部に、増幅された信号光を任意の出力
強度レベルにまで可変減衰する、出力光強度調整手段を
有することを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項６】 励起用発光手段で発した光により増幅用
光ファイバを励起することにより入力光を増幅する光増
幅部と、入力部に、入力された信号光を可変減衰するこ
とにより出力光の強度レベルを任意の出力強度レベルに
まで可変減衰する、出力光強度調整手段を有することを
特徴とする光増幅装置。 - 【請求項７】 励起用発光手段で発した光により増幅用
光ファイバを励起することにより入力光を増幅する光増
幅部と、入力部もしくは出力部に、信号光の存在しない
波長範囲の過剰雑音光を減衰する帯域制限手段を有する
ことを特徴とする光増幅装置。 - 【請求項８】 波長の異なる発光素子と、各発光素子に
接続された変調器と、光カプラと、光増幅装置とを有
し、減衰した信号光強度を増幅する光ファイバ中継伝送
伝送システムであり、各光増幅装置に、前記請求項４記
載の光増幅器を有する請求項５記載の光増幅装置によっ
て構成されることを特徴とする光ファイバ中継伝送方
式。 - 【請求項９】 波長の異なる発光素子と、各発光素子に
接続された変調器と、光カプラと、光増幅装置とを有
し、光増幅中継装置によって減衰した信号光強度を増幅
する光ファイバ中継伝送伝送システムであり、各光増幅
中継装置に、前記請求項４記載の光増幅器を有する請求
項６記載の光増幅装置によって構成されることを特徴と
する光ファイバ中継伝送方式
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP5330275A JP2778438B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光増幅装置と光増幅器設計方法と光中継伝送システム |
| US08/364,456 US5600481A (en) | 1993-12-27 | 1994-12-27 | Optical fiber amplifier and optical transmission system using the same |
| US08/746,778 US5808785A (en) | 1993-12-27 | 1996-11-15 | Optical fiber amplifier and optical transmission system using the same |
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|---|---|---|---|
| JP5330275A JP2778438B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光増幅装置と光増幅器設計方法と光中継伝送システム |
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| JPH07193542A true JPH07193542A (ja) | 1995-07-28 |
| JP2778438B2 JP2778438B2 (ja) | 1998-07-23 |
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ID=18230834
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|---|---|---|---|
| JP5330275A Expired - Fee Related JP2778438B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 光増幅装置と光増幅器設計方法と光中継伝送システム |
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