JPH08114528A - 光増幅器雑音指数測定方法および装置 - Google Patents
光増幅器雑音指数測定方法および装置Info
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- JPH08114528A JPH08114528A JP6249838A JP24983894A JPH08114528A JP H08114528 A JPH08114528 A JP H08114528A JP 6249838 A JP6249838 A JP 6249838A JP 24983894 A JP24983894 A JP 24983894A JP H08114528 A JPH08114528 A JP H08114528A
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
- H04B10/0731—Testing or characterisation of optical devices, e.g. amplifiers
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- 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
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 被測定光増幅器に入力信号を供給する光ファ
イバを含めた被測定系トータルの位相調整を容易・高速
・高精度に行うことが可能な光増幅器雑音指数測定方法
および装置を提供する。 【構成】 希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位
の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスＢによ
って連続したレーザ光を変調して生成された光パルス信
号Ｃを被測定光増幅器４に入力し、該被測定光増幅器４
の出力信号Ｄを前記第１のパルスＢに同期し、かつ、１
のパルスＢに対して順次位相差が増大する第２のパルス
Ｇによって順次変調して得られる光信号Ｈの最大光電力
（ＰAMP＋ＰASE）と最小光電力ＰASEとに基づいて、被
測定光増幅器４の雑音指数を測定する。
イバを含めた被測定系トータルの位相調整を容易・高速
・高精度に行うことが可能な光増幅器雑音指数測定方法
および装置を提供する。 【構成】 希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位
の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスＢによ
って連続したレーザ光を変調して生成された光パルス信
号Ｃを被測定光増幅器４に入力し、該被測定光増幅器４
の出力信号Ｄを前記第１のパルスＢに同期し、かつ、１
のパルスＢに対して順次位相差が増大する第２のパルス
Ｇによって順次変調して得られる光信号Ｈの最大光電力
（ＰAMP＋ＰASE）と最小光電力ＰASEとに基づいて、被
測定光増幅器４の雑音指数を測定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光増幅器の雑音指数
の測定に係わり、特に位相差調整が容易・高速・高精度
に行える光増幅器雑音指数測定方法および装置に関す
る。
の測定に係わり、特に位相差調整が容易・高速・高精度
に行える光増幅器雑音指数測定方法および装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、光増幅器には、エルビウ
ム（元素記号Ｅｒ）等の希土類元素を添加した光ファイ
バを用いた光増幅器と半導体光増幅素子を用いた光増幅
器とがある。また、これらの光増幅器の性能を決定付け
るパラメータに雑音指数があり、この光増幅器の雑音指
数（ＮＦ）を測定する雑音指数測定方法およびその装置
がそれぞれ開発されている（特願平６−１７５９３
号）。
ム（元素記号Ｅｒ）等の希土類元素を添加した光ファイ
バを用いた光増幅器と半導体光増幅素子を用いた光増幅
器とがある。また、これらの光増幅器の性能を決定付け
るパラメータに雑音指数があり、この光増幅器の雑音指
数（ＮＦ）を測定する雑音指数測定方法およびその装置
がそれぞれ開発されている（特願平６−１７５９３
号）。
【０００３】上述するＥｒ添加光ファイバを用いた光増
幅器の場合、光増幅素子であるＥｒ添加光ファイバに励
起レーザ光を入力すると、基底準位から高いエネルギ状
態の上位準位に原子が励起される。そして、この上位準
位にある原子が基底準位に遷移するときに発光を生じ
る。この発光過程には、入力された励起レーザ光に誘導
されて遷移する誘導放出過程と入力光に依存せずに無入
力時においても一定の割合で遷移する自然放出（Sponte
neous Emission：ＳＥ）過程とがあり、前者の誘導放出
過程が光増幅過程である。この誘導放出過程による遷移
は高速に行われるが、自然放出過程による原子の遷移速
度は、誘導放出過程に比べて遅く、自然放出寿命（原子
の寿命）は、Ｅｒ添加光ファイバにおいて数ｍｓ〜数１
０ｍｓである。この自然放出過程によって生じる自然放
出光（ＳＥ光）は、Ｅｒ添加光ファイバ内で増幅され
て、増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）として出力され
る。
幅器の場合、光増幅素子であるＥｒ添加光ファイバに励
起レーザ光を入力すると、基底準位から高いエネルギ状
態の上位準位に原子が励起される。そして、この上位準
位にある原子が基底準位に遷移するときに発光を生じ
る。この発光過程には、入力された励起レーザ光に誘導
されて遷移する誘導放出過程と入力光に依存せずに無入
力時においても一定の割合で遷移する自然放出（Sponte
neous Emission：ＳＥ）過程とがあり、前者の誘導放出
過程が光増幅過程である。この誘導放出過程による遷移
は高速に行われるが、自然放出過程による原子の遷移速
度は、誘導放出過程に比べて遅く、自然放出寿命（原子
の寿命）は、Ｅｒ添加光ファイバにおいて数ｍｓ〜数１
０ｍｓである。この自然放出過程によって生じる自然放
出光（ＳＥ光）は、Ｅｒ添加光ファイバ内で増幅され
て、増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）として出力され
る。
【０００４】ところで、光増幅器の雑音指数（ＮＦ）を
測定する場合、上記自然放出寿命よりも十分に短い周期
のパルス状レーザ光を被測定光増幅器に入力し、該被測
定光増幅器の出力光のうち、入力されたレーザ光が存在
しない時間領域から増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）
の電力ＰASEを測定し、またレーザ光が存在する時間領
域において増幅されたレーザ光の電力ＰAMPに電力ＰASE
が加えられた電力（ＰAMP＋ＰASE）を測定する。そし
て、これらの測定された値を次式に代入することによっ
て雑音指数（ＮＦ）を求める。 ＮＦ＝（ＰASE／ｈ・ν・Ａ・Ｂ0）＋１／Ａ （１ ） ここで、ｈはプランク定数、νは被測定光増幅器に
入力される入力レーザ光の光周波数、Ａは被測定光増幅
器の利得、またＢ0はＡＳＥ光の電力ＰASEを計測する計
測器の透過帯域幅である。また、上記被測定光増幅器の
利得Ａは、次式で近似される。 Ａ≒（ＰAMP−ＰASE）／ＰIN （２） ただし、ＰINは被測定光増幅器に入力される入力レーザ
光の電力である。
測定する場合、上記自然放出寿命よりも十分に短い周期
のパルス状レーザ光を被測定光増幅器に入力し、該被測
定光増幅器の出力光のうち、入力されたレーザ光が存在
しない時間領域から増幅された自然放出光（ＡＳＥ光）
の電力ＰASEを測定し、またレーザ光が存在する時間領
域において増幅されたレーザ光の電力ＰAMPに電力ＰASE
が加えられた電力（ＰAMP＋ＰASE）を測定する。そし
て、これらの測定された値を次式に代入することによっ
て雑音指数（ＮＦ）を求める。 ＮＦ＝（ＰASE／ｈ・ν・Ａ・Ｂ0）＋１／Ａ （１ ） ここで、ｈはプランク定数、νは被測定光増幅器に
入力される入力レーザ光の光周波数、Ａは被測定光増幅
器の利得、またＢ0はＡＳＥ光の電力ＰASEを計測する計
測器の透過帯域幅である。また、上記被測定光増幅器の
利得Ａは、次式で近似される。 Ａ≒（ＰAMP−ＰASE）／ＰIN （２） ただし、ＰINは被測定光増幅器に入力される入力レーザ
光の電力である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、 上述した
雑音指数測定装置において、被測定光増幅器に入力され
るパルス状レーザ光は、内部の希土類添加光ファイバに
よって遅延されて出力される。また、この遅延時間は、
希土類添加光ファイバの長さに依存している。個々の被
測定光増幅器は、この希土類添加光ファイバの長さが違
うため、結局、この遅延時間は、個々の被測定光増幅器
によって違った値となる。さらに、雑音指数測定装置と
被測定光増幅器を接続する光ファイバによっても遅延が
生じる。したがって、この雑音指数の測定においては、
これらによる遅延時間を予め測定し、パルス状レーザ光
のスイッチング位相に対して、被測定光増幅器の出力光
のレーザ光のない時間領域とレーザ光のある時間領域と
を分離して取り出すパルスの位相を調整しなければなら
ない。
雑音指数測定装置において、被測定光増幅器に入力され
るパルス状レーザ光は、内部の希土類添加光ファイバに
よって遅延されて出力される。また、この遅延時間は、
希土類添加光ファイバの長さに依存している。個々の被
測定光増幅器は、この希土類添加光ファイバの長さが違
うため、結局、この遅延時間は、個々の被測定光増幅器
によって違った値となる。さらに、雑音指数測定装置と
被測定光増幅器を接続する光ファイバによっても遅延が
生じる。したがって、この雑音指数の測定においては、
これらによる遅延時間を予め測定し、パルス状レーザ光
のスイッチング位相に対して、被測定光増幅器の出力光
のレーザ光のない時間領域とレーザ光のある時間領域と
を分離して取り出すパルスの位相を調整しなければなら
ない。
【０００６】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであり、被測定光増幅器内の希土類添加光ファイバ
および被測定光増幅器に光信号を入力／出力する光ファ
イバによる被測定光増幅器の出力信号の遅延に容易に対
応し、正確に雑音指数を測定することが可能な光増幅器
雑音指数測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
ものであり、被測定光増幅器内の希土類添加光ファイバ
および被測定光増幅器に光信号を入力／出力する光ファ
イバによる被測定光増幅器の出力信号の遅延に容易に対
応し、正確に雑音指数を測定することが可能な光増幅器
雑音指数測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の光増幅器
雑音指数測定方法は、上述した目的を達成するために、
希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子寿命
よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続した
レーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定光増
幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記第１
のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順次位
相差が増大する第２のパルスによって順次変調して得ら
れる光信号の最大電力と最小電力とに基づいて前記被測
定光増幅器の雑音指数を測定することを特徴とする。
雑音指数測定方法は、上述した目的を達成するために、
希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子寿命
よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続した
レーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定光増
幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記第１
のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順次位
相差が増大する第２のパルスによって順次変調して得ら
れる光信号の最大電力と最小電力とに基づいて前記被測
定光増幅器の雑音指数を測定することを特徴とする。
【０００８】請求項２記載の光増幅器雑音指数測定方法
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子
寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続
したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定
光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記
第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順
次位相差が増大する第２のパルスによって順次変調して
得られる光信号の最大電力と最小電力とを検出し、該第
２のパルスのうち最大電力を与えるパルスのパルス幅を
所定時間短くし、かつ、該所定時間内遅延させた第３の
パルスによって検出された第１の電力と、最小電力を与
えるパルスのパルス幅を所定時間短くし、かつ、該所定
時間内遅延させた第４のパルスによって検出された第２
の電力とに基づいて前記被測定光増幅器の雑音指数を測
定することを特徴とする。
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギー準位の原子
寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスによって連続
したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を被測定
光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力信号を前記
第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルスに対して順
次位相差が増大する第２のパルスによって順次変調して
得られる光信号の最大電力と最小電力とを検出し、該第
２のパルスのうち最大電力を与えるパルスのパルス幅を
所定時間短くし、かつ、該所定時間内遅延させた第３の
パルスによって検出された第１の電力と、最小電力を与
えるパルスのパルス幅を所定時間短くし、かつ、該所定
時間内遅延させた第４のパルスによって検出された第２
の電力とに基づいて前記被測定光増幅器の雑音指数を測
定することを特徴とする。
【０００９】請求項３記載の光増幅器雑音指数測定装置
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルス、および該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルスを順
次出力するパルス発生手段と、前記第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
前記被測定光増幅器に出力する光パルス発生手段と、該
被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスによっ
て変調する変調手段と、該変調手段が出力する信号の光
電力を検出する電力検出手段と、順次検出される前記光
電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパルスの
出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値とに
基づいて雑音指数を算出する制御手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルス、および該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルスを順
次出力するパルス発生手段と、前記第１のパルスによっ
て連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信号を
前記被測定光増幅器に出力する光パルス発生手段と、該
被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスによっ
て変調する変調手段と、該変調手段が出力する信号の光
電力を検出する電力検出手段と、順次検出される前記光
電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第２のパルスの
出力を制御すると共に、該光電力の最大値と最小値とに
基づいて雑音指数を算出する制御手段とを具備してなる
ことを特徴とする。
【００１０】請求項４記載の光増幅器雑音指数測定装置
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルスを出力し、か
つ、該第１のパルス対して順次位相差が増大する第２の
パルス、あるいは該第２のパルスに対してデューティ比
を小さくしたパルスを出力するパルス発生手段と、前記
第１のパルスによって連続したレーザ光を変調して生成
した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する光パ
ルス発生手段と、該被測定光増幅器の出力光信号を前記
第２のパルスあるいは該第２のパルスに対してデューテ
ィ比を小さくした前記パルスによって変調する変調手段
と、該変調手段が出力する信号の光電力を検出する電力
検出手段と、順次検出される前記光電力を記憶し、前記
第２のパルスのうち、該光電力が最大となるパルスに対
してデューティ比を小さくした第３のパルスと該光電力
が最小となるパルスに対してデューティ比を小さくした
第４のパルスの出力を前記パルス発生手段に指示すると
共に、前記第３のパルスを前記変調手段に供給した場合
に検出される第１の電力と前記第４のパルスを供給した
場合に検出される第２の電力とに基づいて雑音指数を算
出する制御手段とを具備してなることを特徴としてい
る。
は、希土類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿
命よりも十分に短い周期の第１のパルスを出力し、か
つ、該第１のパルス対して順次位相差が増大する第２の
パルス、あるいは該第２のパルスに対してデューティ比
を小さくしたパルスを出力するパルス発生手段と、前記
第１のパルスによって連続したレーザ光を変調して生成
した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する光パ
ルス発生手段と、該被測定光増幅器の出力光信号を前記
第２のパルスあるいは該第２のパルスに対してデューテ
ィ比を小さくした前記パルスによって変調する変調手段
と、該変調手段が出力する信号の光電力を検出する電力
検出手段と、順次検出される前記光電力を記憶し、前記
第２のパルスのうち、該光電力が最大となるパルスに対
してデューティ比を小さくした第３のパルスと該光電力
が最小となるパルスに対してデューティ比を小さくした
第４のパルスの出力を前記パルス発生手段に指示すると
共に、前記第３のパルスを前記変調手段に供給した場合
に検出される第１の電力と前記第４のパルスを供給した
場合に検出される第２の電力とに基づいて雑音指数を算
出する制御手段とを具備してなることを特徴としてい
る。
【００１１】
【作用】請求項１または３記載の光増幅器雑音指数測定
方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土類添
加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十分
に短い周期の第１のパルス、および該第１のパルス対し
て順次位相差が増大する第２のパルスを順次出力する。
光パルス発生手段は、第１のパルスによって連続したレ
ーザ光を変調した光パルス信号を被測定光増幅器に出力
する。変調手段は、被測定光増幅器の出力光信号を第２
のパルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段
の出力信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第
２のパルスの出力を制御すると共に、該光電力の最大値
と最小値とに基づいて雑音指数を算出する。
方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土類添
加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも十分
に短い周期の第１のパルス、および該第１のパルス対し
て順次位相差が増大する第２のパルスを順次出力する。
光パルス発生手段は、第１のパルスによって連続したレ
ーザ光を変調した光パルス信号を被測定光増幅器に出力
する。変調手段は、被測定光増幅器の出力光信号を第２
のパルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段
の出力信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、前記光パルス発生手段の第
２のパルスの出力を制御すると共に、該光電力の最大値
と最小値とに基づいて雑音指数を算出する。
【００１２】請求項２または４記載の光増幅器雑音指数
測定方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土
類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも
十分に短い周期の第１のパルスを出力し、かつ、該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルス、あ
るいは該第２のパルスに対してデューティ比を小さくし
たパルスを出力する。光パルス発生手段は、前記第１の
パルスによって連続したレーザ光を変調して生成した光
パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する。変調手段
は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルスあるい
は該第２のパルスに対してデューティ比を小さくしたパ
ルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段が出
力する信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、第２のパルスのうち、該光
電力が最大となるパルスに対してデューティ比を小さく
した第３のパルスと該光電力が最小となるパルスに対し
てデューティ比を小さくした第４のパルスの出力をパル
ス発生手段に指示すると共に、第３のパルスを変調手段
に供給した場合に検出される第１の電力と第４のパルス
を変調手段に供給した場合に検出される第２の電力とに
基づいて雑音指数を算出する。
測定方法および装置によれば、パルス発生手段は、希土
類添加光ファイバの上位エネルギ準位の原子寿命よりも
十分に短い周期の第１のパルスを出力し、かつ、該第１
のパルス対して順次位相差が増大する第２のパルス、あ
るいは該第２のパルスに対してデューティ比を小さくし
たパルスを出力する。光パルス発生手段は、前記第１の
パルスによって連続したレーザ光を変調して生成した光
パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する。変調手段
は、被測定光増幅器の出力光信号を第２のパルスあるい
は該第２のパルスに対してデューティ比を小さくしたパ
ルスによって変調する。電力検出手段は、変調手段が出
力する信号の光電力を検出する。制御手段は、順次検出
される前記光電力を記憶し、第２のパルスのうち、該光
電力が最大となるパルスに対してデューティ比を小さく
した第３のパルスと該光電力が最小となるパルスに対し
てデューティ比を小さくした第４のパルスの出力をパル
ス発生手段に指示すると共に、第３のパルスを変調手段
に供給した場合に検出される第１の電力と第４のパルス
を変調手段に供給した場合に検出される第２の電力とに
基づいて雑音指数を算出する。
【００１３】
【実施例】以下に、図１ないし図７を参照して、本発明
に係わる光増幅器雑音指数測定方法および装置の一実施
例について詳しく説明する。図１は、本実施例の光増幅
器雑音指数測定装置の構成を示す図であり、図２および
図３は、この雑音指数測定装置の各部波形を示す図であ
る。図１において、符号１は、１．５５μｍ帯のレーザ
光を連続的に発光する光源である。光スイッチ２は、制
御部３から供給されるパルスＢを用いて、レーザ光Ａを
周期１μｓ、デュティー比５０％の光パルス信号Ｃに変
換し、被測定光増幅器４に出力する。被測定光増幅器４
は、１．４８μｍ励起のＥｒ+3添加光ファイバを用いた
光増幅器であり、光パルス信号Ｃを増幅して光信号Ｄを
出力する。
に係わる光増幅器雑音指数測定方法および装置の一実施
例について詳しく説明する。図１は、本実施例の光増幅
器雑音指数測定装置の構成を示す図であり、図２および
図３は、この雑音指数測定装置の各部波形を示す図であ
る。図１において、符号１は、１．５５μｍ帯のレーザ
光を連続的に発光する光源である。光スイッチ２は、制
御部３から供給されるパルスＢを用いて、レーザ光Ａを
周期１μｓ、デュティー比５０％の光パルス信号Ｃに変
換し、被測定光増幅器４に出力する。被測定光増幅器４
は、１．４８μｍ励起のＥｒ+3添加光ファイバを用いた
光増幅器であり、光パルス信号Ｃを増幅して光信号Ｄを
出力する。
【００１４】ここで、図２に示すように、パルスＢの周
期は、Ｅｒ+3添加光ファイバの自然放出寿命（数ｍｓ〜
数１０ｍｓ程度）に対して十分に短い１μｓに設定され
ている。光パルス信号Ｃにおいて、時間領域Ｔ1は、レ
ーザ光が存在する時間領域であり、時間領域Ｔ2は、レ
ーザ光が存在しない時間領域である。光信号Ｄは、被測
定光増幅器４内のＥｒ+3添加光ファイバの長さ等に応じ
て時間Ｔaの遅れを生じて出力される。また、光信号Ｄ
は、時間領域Ｔ1では、増幅されたレーザ光とＡＳＥ光
が出力され、時間領域Ｔ2では、ＡＳＥ光のみが出力さ
れる。つまり、光信号Ｄの電力は、時間領域Ｔ1におい
ては、増幅されたレーザ光の電力ＰAMPとＡＳＥ光の電
力ＰASEとの和の電力（ＰAMP＋ＰASE）となり、時間領
域Ｔ2においては、ＡＳＥ光の電力ＰASEのみとなる。光
スイッチ５は、制御部３から出力されるパルスＧによっ
て光信号Ｄを変調し、信号Ｈとして出力する。Ｏ／Ｅ変
換部６は、入力される信号Ｈの電力Ｐ0を検出して制御
部３へ出力する。
期は、Ｅｒ+3添加光ファイバの自然放出寿命（数ｍｓ〜
数１０ｍｓ程度）に対して十分に短い１μｓに設定され
ている。光パルス信号Ｃにおいて、時間領域Ｔ1は、レ
ーザ光が存在する時間領域であり、時間領域Ｔ2は、レ
ーザ光が存在しない時間領域である。光信号Ｄは、被測
定光増幅器４内のＥｒ+3添加光ファイバの長さ等に応じ
て時間Ｔaの遅れを生じて出力される。また、光信号Ｄ
は、時間領域Ｔ1では、増幅されたレーザ光とＡＳＥ光
が出力され、時間領域Ｔ2では、ＡＳＥ光のみが出力さ
れる。つまり、光信号Ｄの電力は、時間領域Ｔ1におい
ては、増幅されたレーザ光の電力ＰAMPとＡＳＥ光の電
力ＰASEとの和の電力（ＰAMP＋ＰASE）となり、時間領
域Ｔ2においては、ＡＳＥ光の電力ＰASEのみとなる。光
スイッチ５は、制御部３から出力されるパルスＧによっ
て光信号Ｄを変調し、信号Ｈとして出力する。Ｏ／Ｅ変
換部６は、入力される信号Ｈの電力Ｐ0を検出して制御
部３へ出力する。
【００１５】次に、上述した雑音指数測定装置の動作を
説明する。測定開始スイッチが押されると、制御部３
は、まず、光源１をオンとし、次いで図２に示すパルス
Ｂを光スイッチ２へ出力する。このパルスＢは、以後、
連続的に光スイッチ２へ出力される。これにより、光ス
イッチ２から光パルス信号Ｃ（図２）が連続的に出力さ
れ、被測定光増幅器４から光信号Ｄが連続的に出力され
る。次に、制御部３は、図３に示すように、パルスＢを
15.625nsec遅延させたパルス信号Ｇ1を光スイッチ５へ
出力し、次いで、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモリ
に記憶させる。次に、制御部３は、パルス信号Ｇ1を15.
625nsec遅延させたパルス信号Ｇ2（図３）を光スイッチ
５へ出力し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモ
リに記憶させる。以下同様にして、制御部３は、15.625
nsecずつ遅延されたパルス信号Ｇ64（図３）までを順次
光スイッチ５へ出力し、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部の
メモリに順次記憶させる。
説明する。測定開始スイッチが押されると、制御部３
は、まず、光源１をオンとし、次いで図２に示すパルス
Ｂを光スイッチ２へ出力する。このパルスＢは、以後、
連続的に光スイッチ２へ出力される。これにより、光ス
イッチ２から光パルス信号Ｃ（図２）が連続的に出力さ
れ、被測定光増幅器４から光信号Ｄが連続的に出力され
る。次に、制御部３は、図３に示すように、パルスＢを
15.625nsec遅延させたパルス信号Ｇ1を光スイッチ５へ
出力し、次いで、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモリ
に記憶させる。次に、制御部３は、パルス信号Ｇ1を15.
625nsec遅延させたパルス信号Ｇ2（図３）を光スイッチ
５へ出力し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力を内部のメモ
リに記憶させる。以下同様にして、制御部３は、15.625
nsecずつ遅延されたパルス信号Ｇ64（図３）までを順次
光スイッチ５へ出力し、Ｏ／Ｅ変換部６の出力を内部の
メモリに順次記憶させる。
【００１６】ここで、15.625nsec×64=1μsecであり、
したがって、上記の処理により、パルスＢを１／６４周
期から最大１周期遅延させたパルス信号Ｇによって光ス
イッチ５をスイッチングし、その時の光スイッチ５の出
力電力Ｐ0を測定したことになる。図４は上述した６４
回の測定結果をグラフに表わしたものである。いま、電
力Ｐ0が最大になる時のパルス信号Ｇの遅延時間（パル
スＢからの遅延時間）をＴmax、最小となる時のパルス
信号Ｇの遅延時間をＴminとすると、図２（ニ）、
（ホ）に示すように、 Ｔmax≒Ｔａ Ｔmin≒Ｔａ＋Ｔ１ となる。以上の処理により、光信号Ｄの遅延時間Ｔａを
Ｔｍａｘとして求めることができる。
したがって、上記の処理により、パルスＢを１／６４周
期から最大１周期遅延させたパルス信号Ｇによって光ス
イッチ５をスイッチングし、その時の光スイッチ５の出
力電力Ｐ0を測定したことになる。図４は上述した６４
回の測定結果をグラフに表わしたものである。いま、電
力Ｐ0が最大になる時のパルス信号Ｇの遅延時間（パル
スＢからの遅延時間）をＴmax、最小となる時のパルス
信号Ｇの遅延時間をＴminとすると、図２（ニ）、
（ホ）に示すように、 Ｔmax≒Ｔａ Ｔmin≒Ｔａ＋Ｔ１ となる。以上の処理により、光信号Ｄの遅延時間Ｔａを
Ｔｍａｘとして求めることができる。
【００１７】次に、制御部３は、図５（ハ）に示すよう
に、周期が１μsec、パルス幅が(0.5-2Td)μsec、立ち
上がりがパルスＢの立ち上がりより（Ｔmax＋Td）μsec
遅れたパルス信号Ｓ1を形成して光スイッチ５へ出力
し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ1とする）を内部
のメモリに記憶させる。ここで、時間Tdはパルス信号Ｓ
1の周期１μsecよりはるかに短い時間であり、測定誤差
を考慮し、この時間Tdを設けている。次に制御部３は、
図４（ニ）に示すように、パルス信号Ｓ1を0.5μsec遅
延させたパルス信号Ｓ2を光スイッチ５へ出力し、次い
でＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ2とする）を内部のメモリ
に記憶させる。次に、上記電力値Ｐ1を前記（２）式の
ＰAMPに、電力値Ｐ2をＰASEに各々代入し、（１）式、
（２）式から雑音指数（ＮＦ）を算出する。なお、図５
における最大値および最小値を用いて雑音指数を算出す
ることも可能である。しかしながら、この場合、算出結
果に誤差が含まれる可能性がある。
に、周期が１μsec、パルス幅が(0.5-2Td)μsec、立ち
上がりがパルスＢの立ち上がりより（Ｔmax＋Td）μsec
遅れたパルス信号Ｓ1を形成して光スイッチ５へ出力
し、次いでＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ1とする）を内部
のメモリに記憶させる。ここで、時間Tdはパルス信号Ｓ
1の周期１μsecよりはるかに短い時間であり、測定誤差
を考慮し、この時間Tdを設けている。次に制御部３は、
図４（ニ）に示すように、パルス信号Ｓ1を0.5μsec遅
延させたパルス信号Ｓ2を光スイッチ５へ出力し、次い
でＯ／Ｅ変換部６の出力（Ｐ2とする）を内部のメモリ
に記憶させる。次に、上記電力値Ｐ1を前記（２）式の
ＰAMPに、電力値Ｐ2をＰASEに各々代入し、（１）式、
（２）式から雑音指数（ＮＦ）を算出する。なお、図５
における最大値および最小値を用いて雑音指数を算出す
ることも可能である。しかしながら、この場合、算出結
果に誤差が含まれる可能性がある。
【００１８】
【発明の効果】請求項１または３記載の光増幅器雑音測
定方法および装置によれば、被測定光増幅器内の希土類
添加光ファイバおよび被測定光増幅器に光信号を入力／
出力する光ファイバによる被測定光増幅器の出力信号の
遅延に容易に対応し、正確に雑音指数を測定することが
可能である。また、請求項２または４記載の光増幅器雑
音測定方法および装置によれば、測定時の誤差を考慮し
て、より正確に雑音指数を測定することが可能である。
定方法および装置によれば、被測定光増幅器内の希土類
添加光ファイバおよび被測定光増幅器に光信号を入力／
出力する光ファイバによる被測定光増幅器の出力信号の
遅延に容易に対応し、正確に雑音指数を測定することが
可能である。また、請求項２または４記載の光増幅器雑
音測定方法および装置によれば、測定時の誤差を考慮し
て、より正確に雑音指数を測定することが可能である。
【図１】本発明による光増幅器雑音指数測定装置の構成
図である。
図である。
【図２】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
て各部パルスのタイミングを示す第１の図である。
て各部パルスのタイミングを示す第１の図である。
【図３】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
て各部パルスのタイミングを示す第２の図である。
て各部パルスのタイミングを示す第２の図である。
【図４】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
てパルスＧのタイミングに対する検出電力の変化を示す
図である。
てパルスＧのタイミングに対する検出電力の変化を示す
図である。
【図５】本発明による光増幅器雑音指数測定装置におい
てパルスＧのデューティ比を変えた場合の各部パルスの
タイミングを示す図である。
てパルスＧのデューティ比を変えた場合の各部パルスの
タイミングを示す図である。
１ 光源 ２ 光スイッチ ３ 制御部 ４ 被測定光増幅器 ５ 光スイッチ ６ Ｏ／Ｅ変換部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相田 一夫 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 佐藤 良明 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類添加光ファイバの上位エネルギー
準位の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスに
よって連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信
号を被測定光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力
信号を前記第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルス
に対して順次位相差が増大する第２のパルスによって順
次変調して得られる光信号の最大電力と最小電力とに基
づいて前記被測定光増幅器の雑音指数を測定する、 ことを特徴とする光増幅器雑音指数測定方法。 - 【請求項２】 希土類添加光ファイバの上位エネルギー
準位の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスに
よって連続したレーザ光を変調して生成した光パルス信
号を被測定光増幅器に入力し、該被測定光増幅器の出力
信号を前記第１のパルスに同期し、かつ該第１のパルス
に対して順次位相差が増大する第２のパルスによって順
次変調して得られる光信号の最大電力と最小電力とを検
出し、該第２のパルスのうち、最大電力を与えるパルス
に対してデューティ比を小さくした第３のパルスによっ
て検出された第１の電力と、最小電力を与えるパルスに
対してデューティ比を小さくした第４のパルスによって
検出された第２の電力とに基づいて前記被測定光増幅器
の雑音指数を測定する、 ことを特徴とする光増幅器雑音指数測定方法。 - 【請求項３】 希土類添加光ファイバの上位エネルギ準
位の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルス、お
よび該第１のパルス対して順次位相差が増大する第２の
パルスを順次出力するパルス発生手段と、 前記第１のパルスによって連続したレーザ光を変調して
生成した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する
光パルス発生手段と、 該被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスによ
って変調する変調手段と、 該変調手段が出力する信号の光電力を検出する電力検出
手段と、 順次検出される前記光電力を記憶し、前記光パルス発生
手段の第２のパルスの出力を制御すると共に、該光電力
の最大値と最小値とに基づいて雑音指数を算出する制御
手段と、 を具備してなる光増幅器雑音指数測定装置。 - 【請求項４】 希土類添加光ファイバの上位エネルギ準
位の原子寿命よりも十分に短い周期の第１のパルスを出
力し、かつ、該第１のパルス対して順次位相差が増大す
る第２のパルス、あるいは該第２のパルスに対してデュ
ーティ比を小さくしたパルスを出力するパルス発生手段
と、 前記第１のパルスによって連続したレーザ光を変調して
生成した光パルス信号を前記被測定光増幅器に出力する
光パルス発生手段と、 該被測定光増幅器の出力光信号を前記第２のパルスある
いは該第２のパルスに対してデューティ比を小さくした
前記パルスによって変調する変調手段と、 該変調手段が出力する信号の光電力を検出する電力検出
手段と、 順次検出される前記光電力を記憶し、前記第２のパルス
のうち、該光電力が最大となるパルスに対してデューテ
ィ比を小さくした第３のパルスと該光電力が最小となる
パルスに対してデューティ比を小さくした第４のパルス
の出力を前記パルス発生手段に指示すると共に、前記第
３のパルスを前記変調手段に供給した場合に検出される
第１の電力と前記第４のパルスを供給した場合に検出さ
れる第２の電力とに基づいて雑音指数を算出する制御手
段と、 を具備してなる光増幅器雑音指数測定装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983894A JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
| US08/542,737 US5561551A (en) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Method and apparatus for determining noise factor of optical amplifier |
| FR9512030A FR2725791B1 (fr) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Procede et appareil de determination de facteur de bruit d'amplificateur optique |
| DE19538224A DE19538224C2 (de) | 1994-10-14 | 1995-10-13 | Verfahren und Gerät zur Bestimmung der Rauschzahl eines optischen Verstärkers |
| GB9521142A GB2294153B (en) | 1994-10-14 | 1995-10-16 | Method and apparatus for determining noise factor of optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24983894A JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08114528A true JPH08114528A (ja) | 1996-05-07 |
| JP3531761B2 JP3531761B2 (ja) | 2004-05-31 |
Family
ID=17198941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24983894A Expired - Fee Related JP3531761B2 (ja) | 1994-10-14 | 1994-10-14 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5561551A (ja) |
| JP (1) | JP3531761B2 (ja) |
| DE (1) | DE19538224C2 (ja) |
| FR (1) | FR2725791B1 (ja) |
| GB (1) | GB2294153B (ja) |
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| US6507420B1 (en) * | 1998-07-03 | 2003-01-14 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Device and method for ascertaining noise power |
| US6999177B2 (en) | 2002-03-06 | 2006-02-14 | Fujitsu Limited | Method and apparatus for measuring multi-path interference noise in optical amplifier |
| KR101687118B1 (ko) * | 2015-10-12 | 2016-12-28 | 한국과학기술원 | 광섬유 지연 라인을 이용한 펨토초 레이저의 반복률 위상 잡음 측정 및 억제 방법 |
| KR101856882B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-05-11 | 한국과학기술원 | 펄스 레이저의 반복률 위상 잡음 측정 방법 및 장치 |
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| JP3531768B2 (ja) * | 1995-08-15 | 2004-05-31 | 安藤電気株式会社 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
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| AU3631900A (en) * | 1999-03-24 | 2000-10-09 | Silkroad, Inc. | Optically modulated laser beam transceiver system |
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| WO2012161083A1 (ja) * | 2011-05-24 | 2012-11-29 | 住友電気工業株式会社 | パルス光源 |
| FR2988979B1 (fr) | 2012-04-05 | 2014-03-28 | Emsens Antoine | Dispositif de distribution de piques a brochettes dits "drapeaux" |
| CN105403927A (zh) * | 2015-11-30 | 2016-03-16 | 上海电机学院 | 一种激光接收机设计方法 |
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| US5095281A (en) * | 1990-11-13 | 1992-03-10 | At&T Bell Laboratories | Method and apparatus for determining the absolute noise figure of optical amplifiers |
| JPH05211482A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Fujitsu Ltd | 光増幅中継器 |
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| US5471334A (en) * | 1992-10-21 | 1995-11-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier |
| JPH07131421A (ja) * | 1993-11-01 | 1995-05-19 | Hitachi Ltd | 光増幅装置と光伝送装置およびその制御方法と監視情報転送方法 |
| JP3203611B2 (ja) * | 1994-02-14 | 2001-08-27 | 日本電信電話株式会社 | 雑音指数測定方法および装置 |
-
1994
- 1994-10-14 JP JP24983894A patent/JP3531761B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-10-13 DE DE19538224A patent/DE19538224C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-13 US US08/542,737 patent/US5561551A/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-10-13 FR FR9512030A patent/FR2725791B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1995-10-16 GB GB9521142A patent/GB2294153B/en not_active Expired - Fee Related
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| KR101856882B1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-05-11 | 한국과학기술원 | 펄스 레이저의 반복률 위상 잡음 측정 방법 및 장치 |
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|---|---|
| DE19538224C2 (de) | 1998-04-09 |
| DE19538224A1 (de) | 1996-04-18 |
| GB2294153A (en) | 1996-04-17 |
| GB9521142D0 (en) | 1995-12-20 |
| FR2725791A1 (fr) | 1996-04-19 |
| GB2294153B (en) | 1997-01-22 |
| US5561551A (en) | 1996-10-01 |
| JP3531761B2 (ja) | 2004-05-31 |
| FR2725791B1 (fr) | 1998-12-24 |
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