JPH077213A - 光変調増幅器 - Google Patents

光変調増幅器

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JPH077213A JP5167336A JP16733693A JPH077213A JP H077213 A JPH077213 A JP H077213A JP 5167336 A JP5167336 A JP 5167336A JP 16733693 A JP16733693 A JP 16733693A JP H077213 A JPH077213 A JP H077213A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 励起レーザダイオードの励起光を変調するこ
とで光信号を変調増幅する光変調増幅器において、励起
光の出力レベルの変化にかかわらず変調度を常に一定に
保ち、伝送する光信号におけるＳ／Ｎの劣化を防止す
る。 【構成】 光増幅器１の光合波器１１に励起光を供給す
るための励起レーザダイオードＬＤに、レーザダイオー
ド駆動回路２１のバイアスと発振器２２の変調信号を重
畳して供給する。また、制御信号発生回路２４において
励起レーザダイオードＬＤからの励起光を検出してその
変調度を演算し、かつ制御信号を発生させ、この制御信
号に基づいて変調信号制御回路２３で変調信号の振幅を
制御することにより、励起光の出力レベルの変動にかか
わらず変調度を一定に保持させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光増幅器に関し、特に信
号光に変調信号を重畳する光変調増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の光変調増幅器は、図４に
示すように、変調される信号光Ｓ１と変調された励起光
ＳＰとを合波する光合波器１１と、エルビウム添加光フ
ァイバ１２とで光増幅器１が構成され、この光増幅器１
の前記光合波器１１に励起光ＳＰを供給する変調器２が
付設される。変調器２は励起光を発光する励起レーザダ
イオードＬＤと、この励起レーザダイオードＬＤにバイ
アス電流を供給するレーザダイオード駆動回路２１と、
このレーザダイオード駆動回路２１に変調信号を出力す
る発振器２２とで構成される。そして、発振器２２で発
生される変調信号に伴って励起レーザダイオードＬＤの
バイアス電流を変化させることによって励起レーザダイ
オードＬＤの出力を変調し、この変調された励起光ＳＰ
を光合波器１１に供給することで光増幅器１の利得を変
え、信号光Ｓ１に変調信号を重畳して信号光Ｓ２として
出力する。即ち、信号光Ｓ１の変調を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の光変
調増幅器は、発振器２２からの変調信号の出力レベルが
略一定に保たれるため、励起レーザダイオードＬＤから
出力される励起光ＳＰの出力レベルが変化すると、変調
度が一定とならず、変調度が大きくなった場合に変調信
号が雑音となり、主信号のＳ／Ｎが劣化し、また変調度
が小さくなった場合に重畳信号の検出が難しくなるとい
う問題がある。即ち、図3 （ａ）に示すように、ここ
で、励起光ＳＰ１の出力レベルを所定レベルＰ１とし、
この励起光に発振器からの変調信号ｆｍ（振幅Ｐ０）を
重畳した場合を見ると、励起光ＳＰ２が得られる。この
ときの変調度ｍ１はｍ１＝Ｐ０／Ｐ１となる。ところ
が、図３（ｂ）に示すように、変調信号ｆｍの振幅が一
定に保たれたまま、励起光ＳＰ１の励起光出力振幅が振
幅Ｐ２に変化された励起光ＳＰ１′となると変調された
励起光ＳＰ２′の変調度ｍ２はｍ２＝Ｐ０／Ｐ２とな
る。
【０００４】このように変調された励起光ＳＰ２′は励
起光の出力レベルＰ２に対して変調信号の振幅Ｐ０が大
きいため、変調信号ｆｍは励起光ＳＰ１′にとって大き
な雑音でなり、伝送する信号光Ｓ１の利得を大きく変化
させることになり、出力信号光Ｓ２のＳ／Ｎを劣化させ
てしまう。本発明の目的は、励起光の出力レベルの変化
に追従して変調信号の振幅を変化させることで、変調度
を常に一定に保ち、これにより伝送する信号光における
Ｓ／Ｎを高めることを可能にした光変調増幅器を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光変調増幅器
は、光増幅器に励起光を供給するための励起レーザダイ
オードに変調信号を重畳したバイアスを供給する変調器
に、バイアスに重畳する変調信号を発生する発振器と、
励起光を検出してその変調度を演算し、得られた変調度
から変調信号に対する制御信号を出力する制御信号発生
回路と、この制御信号に基づいて変調信号の振幅を制御
する変調信号制御回路とを備えた構成とする。この制御
信号発生回路は、励起光の出力レベルの変動にかかわら
ず変調度を一定に保つ制御信号を出力するように構成さ
れる。例えば、制御信号発生回路は、励起光の出力レベ
ルを検出する平均値検出回路と、励起光に重畳される変
調信号の振幅を検出する変調信号検出回路と、得られた
出力レベルと変調信号の振幅とで変調度を演算し、得ら
れた変調度を所定の値に制御するために必要とされる変
調信号の振幅を演算して制御信号として出力する演算回
路とで構成される。また、変調信号制御回路は、制御信
号発生回路からの制御信号に基づいて変調信号の振幅を
増減する可変増幅・減衰器で構成される。
【０００６】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明の一実施例のブロック図である。光変
調増幅器は光増幅器１と変調器２とで構成されており、
光増幅器１は、変調される信号光Ｓ１と変調された励起
光とを合波する光合波器１１と、エルビウム添加光ファ
イバ１２とで構成されて信号光Ｓ２を出力する点は従来
構成と同じである。一方、変調器２は励起光を発光する
励起レーザダイオードＬＤと、この励起レーザダイオー
ドＬＤにバイアス電流を供給するレーザダイオード駆動
回路２１と、このレーザダイオード駆動回路２１に変調
信号を出力する発振器２２とを備えるとともに、前記発
振器２２の振幅を制御して前記レーザダイオード駆動回
路２１に変調信号を供給する変調信号制御回路２３と、
この変調信号制御回路２３に制御信号を供給する制御信
号発生回路２４とを備える。
【０００７】この制御信号発生回路２４は、前記励起レ
ーザダイオードＬＤに付設されて励起レーザダイオード
ＬＤで発光される光を検出するモニタ用のフォトダイオ
ードＰＤの検出出力を受けて、励起レーザダイオードＬ
Ｄの発光レベルの平均値を検出する平均値検出回路２５
と、同じく励起レーザダイオードＬＤの発光レベルのう
ちの変調信号成分の振幅を検出する変調信号検出回路２
６と、これらの検出回路２５，２６の検出値に基づいて
そのときの変調度を演算し、得られた変調度に基づいて
変調信号の振幅を制御するための制御信号を前記変調信
号制御回路２３に出力する演算回路２７とで構成され
る。
【０００８】ここで、前記平均値検出回路２５は、例え
ば積分回路のような平滑回路として構成され、図２
（ａ）のような励起レーザダイオードＬＤの発光出力か
ら、図２（ｂ）のように、変調信号の交流成分を除去し
た励起光の出力レベルＰｘを検出する。また、前記変調
信号検出回路２６は、図外の直流遮断コンデンサにより
図２（ａ）の発光レベルから、図２（ｃ）のように交流
成分のみを取込み、この信号のピーク値、ボトム値を検
出することで変調信号の振幅Ｐｙを検出する。更に、演
算回路２７は、平均値検出回路２５から得られた直流成
分のレベル値Ｐｘと、変調信号の振幅値ＰｙからそのＰ
ｙ／Ｐｘの演算を行って変調度を演算する。そして、こ
の変調度を基準となる変調度と比較し、得られた比較結
果と、前記平均値検出回路２５から得られた発光レベル
ＰＸとで基準となる変調度を得るための変調信号の好ま
しい振幅値を演算し、その振幅値を制御信号として出力
する。一方、前記変調信号制御回路２３は、例えば可変
減衰器で構成され、制御信号発生回路２４から出力され
た変調信号の好ましい振幅値となるように発振器２２か
ら出力される変調信号の振幅を制御し、この制御した変
調信号をレーザダイオード駆動回路２１のバイアス電流
に重畳させる。
【０００９】したがって、この構成によれば、励起レー
ザダイオードＬＤにはレーザダイオード駆動回路２１に
おいて設定されたバイアス電流に、変調信号制御回路２
３により制御された振幅の変調信号が重畳されて供給さ
れ、発光される。この発光された励起光は光増幅器１の
光合波器１１に入力され、この励起光によって光増幅器
の利得が変化され、信号光の変調が行われる。即ち、光
増幅器１は伝送する光信号Ｓ１を励起レーザダイオード
ＬＤより発する励起光の強度に応じて増幅して信号Ｓ２
を出力する。
【００１０】ここで、図３（ａ）に示したように、励起
光ＳＰ１の出力レベルＰ１に振幅Ｐ０の変調信号ｆｍが
重畳された変調度ｍ１（ｍ１＝Ｐ０／Ｐ１）を基準と
し、これから図３（ｂ）に示したように、励起光の出力
レベルがＰ２に低下された場合を考える。このとき、変
調信号の振幅が一定の従来技術では変調度ｍ２（ｍ２＝
Ｐ０／Ｐ２）が増加してしまうことは前述の通りであ
る。このとき、本発明では、図３（ｂ）における励起光
の出力レベル（直流分）を平均値検出回路２５で検出
し、同時に変調信号の振幅（交流分）を変調信号検出回
路２６で検出する。そして、そのときの変調度ｍ２を演
算回路２７において演算する。そして、得られた変調度
ｍ２を基準となる変調度ｍ１と比較し、これから現在の
励起光の出力レベルに対して変調信号の好ましい振幅値
を演算し、更にこれを実現するために現在の変調信号の
振幅を減衰させるための値を演算する。
【００１１】演算された値は制御信号として変調信号制
御回路２３に入力され、ここで発振器２２からの変調信
号の振幅を目的とする振幅値にまで減衰させる。そし
て、この減衰させた変調信号をレーザダイオード駆動回
路２１のバイアス電流に重畳する。この結果、励起レー
ザダイオードからは、図３（ｃ）に示すように、励起光
の出力レベルに対応して振幅が低減された変調信号ｆ
ｍ′が重畳された励起光ＳＰ２″として出力される。こ
の励起光ＳＰ２″の変調度は、制御信号発生回路２４に
おいて制御されたことにより、基準となる変調度ｍ１に
等しく制御されることになる。
【００１２】したがって、励起光の出力レベルが変化さ
れても、常に変調度を一定に保持することができ、主信
号のＳ／Ｎが劣化されることや、重畳信号の検出が難し
くなることを回避することができる。ここで、制御信号
発生回路２４を構成する平均値検出回路２５、変調信号
検出回路２６、演算回路２７は、前記した構成に限られ
ず種々の回路構成とすることが可能である。また、変調
信号制御回路２３を可変増幅・減衰器で構成し、励起光
の出力レベルの増減に対応して出力される制御信号発生
回路２４からの制御信号に応じて変調信号の振幅を増幅
し、或いは減衰させることが可能である。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、光増幅器
に供給される励起光を検出してその変調度を演算し、得
られた変調度から変調信号に対する制御信号を出力する
制御信号発生回路と、この制御信号に基づいて変調信号
の振幅を制御する変調信号制御回路とを備えることによ
り、励起光の出力レベルの変動に応じて変調信号の振幅
を制御して変調度を常に一定に保つことができ、これに
より、伝送される主信号のＳ／Ｎが劣化されることや、
重畳信号の検出が難しくなることを回避することができ
る効果がある。また、制御信号発生回路は、励起光の出
力レベルを平均値検出回路で検出し、励起光に重畳され
た変調信号の振幅を変調信号検出回路で検出し、演算回
路ではこれらの出力レベルと変調信号の振幅とで変調度
を演算し、得られた変調度を所定の値に制御するために
必要とされる変調信号の振幅を演算して制御信号として
出力することにより、変調信号制御回路は励起光の出力
レベルに応じて好ましい振幅の変調信号をバイアスに重
畳でき、変調度を一定に保持することが可能となる。更
に、変調信号制御回路は、制御信号発生回路からの制御
信号に基づいて変調信号の振幅を増減する可変増幅・減
衰器で構成することで、励起光の出力レベルの増減に対
応して変調度を一定に保持することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光変調増幅器の一実施例のブロック回
路図である。
【図２】制御信号発生回路における検出動作を説明する
ための信号波形図である。
【図３】励起光の出力レベル及び変調信号の振幅と変調
度との関係を示す信号波形図である。
【図４】従来の光変調増幅器の基本構成を示すブロック
回路図である。
【符号の説明】
ＬＤ 励起レーザダイオード ＰＤ フォトダイオード １ 光増幅器 ２ 変調器 １１ 光合波器 １２ エルビウム添加光ファイバ ２１ レーザダイオード駆動回路 ２２ 発振器 ２３ 変調信号制御回路 ２４ 制御信号発生回路 ２５ 平均値検出回路 ２６ 変調信号検出回路 ２７ 演算回路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 励起レーザダイオードで発光される励起
    光により信号光を変調増幅する光増幅器と、前記励起レ
    ーザダイオードに変調信号を重畳したバイアスを供給す
    る変調器とで構成される光変調増幅器において、前記変
    調器は、励起レーザダイオードにバイアスを供給するレ
    ーザダイオード駆動回路と、前記バイアスに重畳する変
    調信号を発生する発振器と、前記励起光を検出してその
    変調度を演算し、得られた変調度から前記変調信号に対
    する制御信号を出力する制御信号発生回路と、この制御
    信号に基づいて前記変調信号の振幅を制御する変調信号
    制御回路とを備えることを特徴とする光変調増幅器。
  2. 【請求項２】 制御信号発生回路は、励起光の出力レベ
    ルの変動にかかわらず変調度を一定に保つ制御信号を出
    力する請求項１の光変調増幅器。
  3. 【請求項３】 制御信号発生回路は、励起光の出力レベ
    ルを検出する平均値検出回路と、励起光に重畳される変
    調信号の振幅を検出する変調信号検出回路と、得られた
    出力レベルと変調信号の振幅とで変調度を演算し、得ら
    れた変調度を所定の値に制御するために必要とされる変
    調信号の振幅を演算して制御信号として出力する演算回
    路とで構成される請求項１または２の光変調増幅器。
  4. 【請求項４】 変調信号制御回路は、制御信号発生回路
    からの制御信号に基づいて変調信号の振幅を増減する可
    変増幅・減衰器である請求項１ないし３の光変調増幅
    器。
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DE69401537T DE69401537T2 (de) 1993-06-15 1994-06-14 Gerät zur optischen Modulation und Verstärkung mit hohem Signal/Rausch-Verhältnis
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