JPH08148745A - 光ファイバ増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバ増幅器が無歪、あるいは見かけ上
無歪で動作する点に、光ファイバ増幅器への入力光パワ
ーを設定し、光ファイバ増幅装置内で歪の累積が起こら
ない光ファイバ増幅装置を提供する。 【構成】 光ファイバ増幅器１０７の入力および出力に
おける歪レベルを、それぞれ第１の歪レベル検出部２０
１および第２の歪レベル検出部２１０で検出し、両歪レ
ベルが常に一致するように、光ファイバ増幅器への入力
光パワーを光レベル調整部２０４で調整する。このよう
にして、ゲインチルトを有する光ファイバ増幅器１０７
を用いながらも、入力光パワーを無歪動作点、あるいは
疑似無歪動作点に制御することにより、内部で歪の累積
が起こらない光ファイバ増幅装置を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、映像信号等の光信号を
増幅する光ファイバ増幅装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光信号を光のまま増幅することの
できる希土類添加光ファイバ増幅器の実用化により、長
距離伝送あるいは多分配を実現するアナログ光伝送シス
テムの開発が盛んに行われている。例えば、光ファイバ
増幅器を４段接続し、１×８光分岐器で分岐した場合、
約４０００分配が可能である。

【０００３】アナログ光伝送を行うためには、その光伝
送路に低歪な伝送特性が要求される。しかしながら、従
来一般的に用いられてきた直接強度変調方式では、光強
度変調信号は同時に周波数変調（波長チャーピング）受
ける。また、光ファイバ増幅器には、一般に利得の波長
依存性があるため、前記のような直接強度変調信号が光
ファイバ増幅器を通過すると、二次の相互変調歪が発生
し、光信号波形を大きく歪ませる。

【０００４】また、文献（IEEE Photon.Technol.Lett.,
vol.5,no.4,pp414-416,1993）等では、光ファイバ増幅
器で生じる波形歪とレーザで発生する波形歪は、その位
相関係が逆相となる場合キャンセルする条件があること
が示されている。しかし、複数個の光ファイバ増幅器が
縦続接続された場合には、光ファイバ増幅器で発生する
２次歪が累積されてレーザ自身で発生する歪よりも支配
的となり、システム性能を制限する。従って、複数個の
光ファイバ増幅器を縦続接続する場合においては、各光
ファイバ増幅器を無歪とするなどして、縦続接続しても
歪が累積しないような構成とすることが望ましい。

【０００５】前述のように、光ファイバ増幅器で発生す
る２次歪は波長チャーピングとゲインチルト（光波長に
対する利得の傾き、図６参照）の相互作用によるもので
ある。従って入力光波長を、ゲインチルトがゼロになる
波長に一致させれば、光ファイバ増幅器は無歪となる。
また、このゲインチルト特性は、光ファイバ増幅器に入
力する光パワーによって変化する（図６参照）。従って
所定の波長において光ファイバ増幅器を無歪状態にする
入力光パワーが存在する。以下でその様子を説明する。

【０００６】図４は、１段の光ファイバ増幅器につい
て、入力光パワーに対する光ファイバ通過後の２次歪
（ＣＳＯ_LD+AMP）の変化を表したものである。ただし、
図中の破線は入力光信号の歪レベル（ＣＳＯ_LD）を示し
ている。図中に示した点Ａでは、光ファイバ増幅器にお
いて発生する歪（ＣＳＯ_AMP）とＣＳＯ_LDが逆位相で、
かつ絶対量はＣＳＯ_AMPのほうが大きい状態にある。従
って、その絶対量の差に当たる量の歪量がＣＳＯ_LD+AMP
として現れている。同様に点Ｂでは、ＣＳＯ_LDとＣＳＯ
_AMPが逆相であるが、ＣＳＯ_AMPの絶対量がＣＳＯ_LDの絶
対量のちょうど２倍になるため、ＣＳＯ_LD+AMPとＣＳＯ
_LDの大きさが見かけ上等しくなっている（以後、疑似無
歪動作点と呼ぶ）。点Ｃでは、ＣＳＯ_AMPとＣＳＯ_LDの
位相が逆で、かつ絶対量が等しいため、最も相殺効果が
大きく、ＣＳＯ_LD+AMPは最小値を取る。点ＤはＣＳＯ
_AMPがゼロになる点であり、ＣＳＯ_LDの絶対量とＣＳＯ
_LD+AMP絶対量は等しくなる（以後、無歪動作点と呼
ぶ）。つまりこの点Ｄに光ファイバ増幅器の入力光パワ
ーを設定すれば、光ファイバ増幅器を無歪動作させるこ
とができる。点Ｅでは、ＣＳＯ_AMPとＣＳＯ_LDが同位相
であり、ＣＳＯ_LDとＣＳＯ_AMPの絶対量の合計がＣＳＯ
_LD+AMPとなっている。

【０００７】ただし、光源は発生する歪の位相状態によ
って２種類に分類することが出来る。すなわち、上記に
示した性質を示すタイプ（タイプＸ）と、タイプＸで発
生する歪と逆位相の歪を発生するタイプ（タイプＹ）で
ある。タイプＹでは、発生する歪の位相がタイプＸの逆
位相であるため、図４における点Ｂが無歪動作点、点Ｄ
が疑似無歪動作点となる。

【０００８】このような光ファイバ増幅器を用いた従来
の光ファイバ増幅装置について図５とともに説明する。
本従来例は３段の光ファイ増幅器を縦続接続し、各光分
岐器で８分岐している。各段において光信号は光減衰器
５０１〜５０３を透過し、光ファイバ増幅器２０７〜２
０９で増幅される。光ファイバ増幅器２０７〜２０９で
増幅された光信号は、１×８光分岐器２１３〜２１５で
それぞれ８分岐され、次段の光減衰器に入力される。た
だし、初段の光信号は光源１０１から供給され、最終段
の１×８光分岐器で分岐された光信号は光ファイバ増幅
装置の出力光信号として出力される。各光ファイバ増幅
器に入力する光パワーは、光減衰器により無歪動作点に
調整される。この際、従来の光ファイバ増幅装置では、
無歪動作点にあたる入力光パワーを予め特定しておき、
手動により光減衰器を調整する必要があった。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
無歪動作点を特定するには、高精度の測定が要求され
る。また、光源で発生する歪ＣＳＯ_LDが実際には数ｄＢ
以上の変動幅を持つこと、経時変化に起因する設定値か
らのずれが生じる可能性があることなどの理由により、
光ファイバ増幅器を常に無歪動作点で動作させることは
困難である。

【００１０】本発明は、上記従来の光ファイバ増幅装置
の問題点を改善し、光ファイバ増幅器に入力するパワー
を適切に設定し、歪の累積をさけることを目的としたも
のである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に請求項１に記載の光ファイバ増幅装置は、光ファイバ
増幅器と、前記光ファイバ増幅器への入力光信号におけ
る波形歪レベルを検出する第１の歪レベル検出部と、前
記光ファイバ増幅器からの出力光信号における波形歪レ
ベルを検出する第２の歪レベル検出部と、前記第１およ
び第２の歪レベル検出部によって検出された各歪レベル
が常に一致するように前記光ファイバ増幅器への入力光
パワーを調整する光レベル調整部を備える構成を有して
いる。

【００１２】又、請求項２に記載の光ファイバ増幅装置
は、請求項１における前記第１の歪レベル検出部に代え
て、光源の出力光信号における歪レベルを検出する第３
の歪レベル検出部を備え、前記光レベル調整部では、前
記第３および第２の歪レベル検出部によって検出された
各歪レベルが、常に一致するように光ファイバ増幅器へ
の入力光パワーを調整するようにした構成を有してい
る。

【００１３】又、請求項３に記載の光ファイバ増幅装置
は、請求項１における複数の前記光ファイバ増幅装置を
縦続接続して構成され、前記各光ファイバ増幅装置毎
に、当該光ファイバ増幅器への入力光信号における歪レ
ベルを前記第１の歪レベル検出部で検出し、当該光ファ
イバ増幅器からの出力光信号における歪レベルを前記第
２の歪レベル検出部で検出し、前記第１および第２の歪
レベル検出部によって検出された各歪レベルが、それぞ
れ常に一致するように当該光ファイバ増幅器への入力光
パワーを前記光レベル調整部で調整する構成を有してい
る。

【００１４】又、請求項４に記載の光ファイバ増幅装置
は、請求項２における複数の前記光ファイバ増幅装置を
縦続接続して構成され、光源の出力光信号における歪レ
ベルを前記第３の歪レベル検出部で検出し、前記各光フ
ァイバ増幅装置毎に、当該光ファイバ増幅器からの出力
光信号における歪レベルを前記第２の歪レベル検出部で
検出し、前記第２の歪レベル検出部によって検出された
各歪レベルが、前記第３の歪レベル検出部によって検出
された歪レベルと常に一致するように当該光ファイバ増
幅器への入力光パワーを前記光レベル調整部で調整する
構成を有している。

【００１５】又、請求項５に記載の光ファイバ増幅装置
は、請求項１における複数の前記光ファイバ増幅装置を
縦続接続して構成され、前記第１および第２の歪レベル
検出部による歪レベルの検出を、各段において特定の光
ファイバ増幅器の入出力光信号についてのみ行い、前記
第１の歪レベル検出部で検出される歪レベルと、前記第
２の歪レベル検出部で検出される歪レベルが一致するよ
うに、同一段の光ファイバ増幅器の入力光パワーを、前
記光レベル調整部によって一斉に調整する構成を有して
いる。

【００１６】又、請求項６に記載の光ファイバ増幅装置
は、請求項２における複数の前記光ファイバ増幅装置を
縦続接続して構成され、前記第２の歪レベル検出部によ
る歪レベルの検出を、各段において特定の光ファイバ増
幅器の出力光信号についてのみ行い、前記第２の歪レベ
ル検出部で検出される歪レベルと、前記第３の歪レベル
検出部で検出される歪レベルが一致するように、同一段
の光ファイバ増幅器の入力パワーを前記光レベル調整部
によって、一斉に調整する構成を有している。

【００１７】又、請求項７に記載の光ファイバ増幅装置
は、前記第１または前記第３の歪レベル検出部を、光信
号を２分岐する第１の光分岐部と、前記第１の光分岐部
によって２分岐された光信号のうちの一方を入力し、入
力パワーの大小によらず常に所定のパワーの光信号を出
力する第１の光パワー調整部と、前記第１の光パワー調
整部より出力される光信号を電気信号に変換する第１の
光電気変換部と、前記第１の光電気変換部より出力され
る電気信号より、所定の周波数の歪成分のみを透過する
第１のフィルタとで構成し、前記第２の歪レベル検出部
を、前記光ファイバ増幅器より出力された光信号を２分
岐する第２の光分岐部と、前記第２の光分岐部によって
２分岐された光信号のうちの一方を入力し、前記第１の
光パワー調整部より出力する光信号のパワーと同値であ
る所定のパワーの光信号を出力する第２の光パワー調整
部と、前記第２の光パワー調整部より出力される光信号
を電気信号に変換する第２の光電気変換部と、前記第２
の光電気変換部より出力される電気信号より、所定の周
波数の歪成分のみを透過する第２のフィルタとで構成
し、前記光レベル調整部を、前記第１の光分岐部によっ
て２分岐された光信号のうち他方を入力し、その光信号
に対する減衰量が調整可能であり、出力光信号を前記光
ファイバ増幅器に入力する光減衰部と、前記第１のフィ
ルタから出力される歪成分と、前記２のフィルタから出
力される歪成分の大きさが一致するように前記光減衰部
を制御する制御部とで構成し、前記第２の光分岐部によ
って２分岐された光信号のうち他方をの出力光信号とす
る構成を有している。

【００１８】又、請求項８に記載の光ファイバ増幅装置
は、前記制御部が、前記第１の光減衰部の代わりに、光
源のバイアス電流を制御する構成を有している。

【００１９】又、請求項９に記載の光ファイバ増幅装置
は、前記光レベル調整部が、前記光ファイバ増幅器に入
力する光パワーの増加量（ΔＰ_in）と、それに対する前
記第２の歪レベル検出部から入力される歪成分の大きさ
の増加量（ΔＣＳＯ）とを検出し、ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの
符号を判定する機能を有し、前記ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符
号が負の時は入力光パワーを増加させて、正になれば請
求項１〜８のいずれかに記載の制御を行う機能、あるい
は前記ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が正の時は入力光パワー
減少させて、負になれば請求項１〜８のいずれかに記載
の制御を行う機能、のうちいずれか一方の機能を有する
構成を有している。

【００２０】又、請求項１０に記載の光ファイバ増幅装
置は、前記光レベル調整部が、動作開始時に前記光ファ
イバ増幅器への入力光パワーを掃引し、前記第２の歪レ
ベル検出部で検出される歪レベルと、前記第１または第
３の歪レベル検出部で検出される歪レベルが一致する入
力光パワーを検出し、その内の所定条件の値に設定する
機能を有し、以後は請求項１〜８のいずれかに記載の制
御を行う構成を有している。

【００２１】又、請求項１１に記載の光ファイバ増幅装
置は、波形歪の入力光パワー依存性が光源の波長につい
て既知である前記光ファイバ増幅器を用いて構成し、前
記光ファイバ増幅器への入力光パワーを、前記光レベル
調整部を手動により調整することで、所定の値に設定し
た後に動作させる構成を有している。

【００２２】

【作用】本発明では各光ファイバ増幅器入力および出力
での歪レベルを比較検出し、両者が常に一致するように
光ファイバ増幅器へ入力光パワーを制御する。あるい
は、各光ファイバ増幅器出力での歪レベルを光源出力で
の歪レベルと比較し、両者が常に一致するように光ファ
イバ増幅器への入力光パワーを制御する。

【００２３】このようにして、光ファイバ増幅器の入力
光パワーを適正な値に制御することにより、内部におい
て歪が累積されない光ファイバ増幅装置を得ることがで
きる。

【００２４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２５】（実施例１）以下本発明の第１の実施例と
して光ファイバ増幅器を１段接続した場合について説明
する。図１は、本発明の第１の実施例を示す図であり、
１０１は光源、１０２は第１の光分岐部、１０３は第１
の光パワー調整部、１０４は第１の光電気変換部、１０
５は第１のフィルタ、１０６は光減衰部、１０７は光フ
ァイバ増幅器、１０８は第２の光分岐部、１０９は第２
の光パワー調整部、１１０は第２の光電気変換部、１１
１は第２のフィルタ、１１２は制御部、１１３は基準信
号、１１４は比較信号である。また、２０１は第１の歪
レベル検出部、２０４は光レベル調整部、２１０は第２
の歪レベル検出部である。

【００２６】ここで、第１の歪レベル検出部２０１は、
第１の光分岐部１０２、第１の光パワー調整部１０３、
第１の光電気変換部１０４、第１のフィルタ１０５より
構成され、第２の歪レベル検出部２１０は、第２の光分
岐部１０８、第２の光パワー調整部１０９、第２の光電
気変換部１１０、第２のフィルタ１１１より構成され、
光レベル調整部２０４は、光減衰部１０６、制御部１１
２より構成されている。

【００２７】このような構成において、光源１０１から
の光信号は、第１の光分岐部１０２で２分岐される。２
分岐された光信号の一方は、第１の光パワー調整部１０
３で所定の光パワーに調整された後、第１の光電気変換
部１０４で電気信号に変換される。さらに、第１のフィ
ルター１０５で所定の周波数の歪成分のみぬき出され、
基準信号１１３として、制御部１１２に入力される。

【００２８】第１の光分岐部で２分岐された光信号のう
ち他方は、光減衰部１０６を透過し、光ファイバ増幅器
１０７に入力される。光ファイバ増幅器１０７で増幅さ
れた光信号は、さらに第２の光分岐器１０８によって２
分岐される。

【００２９】第２の光分岐部１０８で２分岐された光信
号のうち一方は、第２の光パワー調整部１０９で所定の
パワーに調整された後、第２の光電気変換部１１０で電
気信号に変換される。さらに、第２のフィルター１１１
で所定の周波数の歪成分のみぬき出され、比較信号１１
４として制御部１１２に入力される。

【００３０】ここで、第１の光パワー調整部１０３によ
り調整され第１の光電気変換部１０４に入力される所定
の光パワーと、第２の光パワー調整部１０９で調整され
第２の光電気変換部１１０に入力される所定の光パワー
とを一致させることにより、キャリアレベルを一致さ
せ、歪レベルのみでの比較を可能としている。

【００３１】第２の光分岐部１０８で２分岐された光信
号のうち他方は、出力光信号として光ファイバ増幅装置
より出力される。

【００３２】制御部１１２は、出力する制御信号の変化
に対する比較信号１１４の変化を検出する機能を有して
いる。つまり制御部１１２は、光ファイバ増幅器１０７
への入力光パワーＰ_inを変化させ、Ｐ_inの増加量（ΔＰ
_in、ただし増加する時を正、減少する時を負とする）に
対する光ファイバ増幅器１０７の出力光信号の歪レベル
の増加量（ΔＣＳＯ、ただし増加する時を正、減少する
時を負とする）を検出し、ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号を判
定する。このΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が負の時は、入力
光パワーを増加させる方向、すなわち光減衰部の減衰量
を小さくするような制御信号を、光減衰部１０６に与え
る。次に、ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が正の時は、比較信
号１１４を基準信号１１３と比較し、比較信号１１４≧
基準信号１１３のときは減衰量を大きくし、比較信号１
１４＜基準信号１１３のときは減衰量を小さくするよう
な制御信号を光減衰部１０６に与える。

【００３３】このような制御を行うことにより、光ファ
イバ増幅器への入力光パワーは、図４における領域α
（ΔＣＳＯ／ΔＰ_in＜０）にあるときは増大して領域β
（ΔＣＳＯ／ΔＰ_in≧０）に移動し、領域βにあるとき
は光ファイバ増幅器の入出力での歪レベルが一致する
点、すなわち図４における点Ｄに設定される。従って、
光源にタイプＸの光源を用いたとき、光ファイバ増幅器
で発生する２次歪をゼロにすることができる。

【００３４】また、光源にタイプＹの光源を用い、光フ
ァイバ増幅器で発生する２次歪をゼロにする点、すなわ
ち図４における点Ｂに制御するのもまったく同様の構成
によって可能である。ただし、この際、制御部１１２
は、Ｐ_inを変化させることによりΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符
号を検出し、その値が正の時は、入力光パワーを減少さ
せる方向、すなわち光減衰部１０６の減衰量を大きくす
るような制御信号を、光減衰部１０６に与える。また、
ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が負の時は、比較信号１１４を
基準信号１１３と比較し、比較信号１１４≧基準信号１
１３のときは減衰量を小さくし、比較信号１１４＜基準
信号１１３のときは減衰量を大きくするような制御信号
を光減衰部１０６に与える。

【００３５】本実施例では、第１の光減衰部１０６を制
御部１１２で制御する構成としたが、制御部１１２で光
源のバイアス電流を制御する構成としても良い。

【００３６】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
として光ファイバ増幅器を３段接続し、各光分岐器で８
分岐した場合について、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の第２の実施例を示す図であり、１０１
は光源、１１３は基準信号、１１４は比較信号、２０１
〜２０３は第１の歪レベル検出部、２０４〜２０６は光
レベル調整部、２０７〜２０９は光ファイバ増幅器、２
１０〜２１２は第２の歪レベル検出部、２１３〜２１５
は１×８光分岐器である。

【００３７】このような構成において、光源１０１の出
力光信号は第１の歪レベル検出部２０１に入力される。
第１の歪レベル検出部２０１〜２０３は入力光信号の一
部より歪レベルを検出し、基準信号１１３として各光レ
ベル調整部２０４〜２０６に入力すると同時に、出力光
信号を光レベル調整部２０４〜２０６に入力する。光レ
ベル調整部２０４〜２０６を透過した光信号は光ファイ
バ増幅器２０７〜２０９で増幅された後、第２の歪レベ
ル検出部２１０〜２１２に入力される。第２の歪レベル
検出部２１０〜２１２は入力光信号の一部より歪レベル
を検出し、比較信号１１４として各光レベル調整部２０
４〜２０６に入力すると同時に、出力光信号を出力す
る。第２の歪レベル検出部２１０〜２１２の出力光は１
×８光分岐器２１３〜２１５でそれぞれ８分岐さる。１
×８光分岐器２１３〜２１４で８分岐された光信号はそ
れぞれ次段の第１の歪レベル検出部２０２〜２０３に入
力され、１×８光分岐器２１５で８分岐された光信号
は、装置の出力光信号として光ファイバ増幅装置より出
力される。各光レベル調整部２０４〜２０６では基準信
号１１３と比較信号１１４が常に一致するように光ファ
イバ増幅器２０７〜２０９の入力光パワーを制御する。

【００３８】本実施例では、光ファイバ増幅器を３段用
い、各１×８光分岐器で８分岐する実施例について述べ
たが、さらに多段に光ファイバ増幅器を接続し、光分岐
器でさらに多分岐する場合にもまったく同様の方法を用
いることが出来る。

【００３９】さらに本実施例では、各光ファイバ増幅器
の入力光パワーをそれぞれの入力出力光信号の歪成分を
比較することで個別に制御したが、図７に示すように各
段で１つの光ファイバ増幅器２０８ｈの入出力光信号の
歪成分をそれぞれ第１の歪レベル検出部２０２および第
２の歪レベル検出部２１１で検出し、光レベル調整部２
０５ｈで比較し、両歪レベルが一致するように、同一段
の全光ファイバ増幅器２０８の入力光パワーを一斉に調
整する構成としても良い。

【００４０】（実施例３）以下、本発明の第３の実施例
として光ファイバ増幅器を３段接続し、各光分岐器で８
分岐した場合について、図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の第３の実施例を示す図であり、１０１
は光源、１１３は基準信号、１１４は比較信号、２０４
〜２０６は光レベル調整部、２０７〜２０９は光ファイ
バ増幅器、２１０〜２１２は第２の歪レベル検出部、２
１３〜２１５は１×８光分岐器である。これらは第２の
実施例と同様に動作する。さらに、３０１は第３の歪レ
ベル検出部である。

【００４１】このような構成において、第３の歪レベル
検出部３０１は光源の出力光信号の一部より歪レベルを
検出し、基準信号１１３として各光レベル調整部２０４
〜２０６に入力すると同時に、出力光信号を光レベル調
整部２０４に入力する。１×８光分岐器２１３〜２１４
で８分岐された光信号は、それぞれ次段の光レベル調整
部２０５〜２０６に入力され、１×８光分岐器２１５で
８分岐された光信号は、装置の出力光信号として光ファ
イバ増幅装置より出力される。また、各光レベル調整部
２０４〜２０６では基準信号１１３と比較信号１１４が
常に一致するように光ファイバ増幅器２０７〜２０９の
入力光パワーを制御する。

【００４２】本実施例では、光ファイバ増幅器を３段用
い、各１×８光分岐器で８分岐する実施例について述べ
たが、さらに多段に光ファイバ増幅器を接続し、光分岐
器でさらに多分器する場合にもまったく同様の方法を用
いることが出来る。

【００４３】さらに本実施例では、各光ファイバ増幅器
の入力光パワーをそれぞれの入力出力光信号の歪成分を
比較することで個別に制御したが、図８に示すように各
段で１つの光ファイバ増幅器２０８ｈの出力光信号の歪
成分を第２の歪レベル検出部２１１で検出し、光レベル
調整部２０５ｈにおいて第３の歪レベル検出部３０１で
検出される光源の出力光信号における歪レベルと比較
し、両者が一致するように、同一段の全光ファイバ増幅
器２０８の入力光パワーを一斉に調整する構成としても
良い。

【００４４】

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明の光ファイバ増幅装置は、各光ファイバ増幅器に
入力する光パワーを自動的に適値に設定することによ
り、光ファイバ増幅装置内で歪の累積が起こらないよう
にすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光ファイバ増幅
装置のブロック図

【図２】本発明の第２の実施例における光ファイバ増幅
装置のブロック図

【図３】本発明の第３の実施例における光ファイバ増幅
装置のブロック図

【図４】光ファイバ増幅器の無歪動作点を説明する概念
図

【図５】従来例の光ファイバ増幅装置のブロック図

【図６】光ファイバ増幅器のゲインチルト特性を表す図

【図７】本発明の第２の実施例において、２段目の光フ
ァイバ増幅器の入力光パワーを一斉に調整する方法を説
明する図

【図８】本発明の第３の実施例において、２段目の光フ
ァイバ増幅器の入力光パワーを一斉に調整する方法を説
明する図

【符号の説明】

１０１ 光源 １０２ 第１の光分岐部 １０３ 第１の光パワー調整部 １０４ 第１の光電気変換部 １０５ 第１のフィルタ １０６ 光減衰部 １０７ 光ファイバ増幅器 １０８ 第２の光分岐部 １０９ 第２の光パワー調整部 １１０ 第２の光電気変換部 １１１ 第２のフィルタ １１２ 制御部 １１３ 基準信号 １１４ 比較信号 ２０１〜２０３ 第１の歪レベル検出部 ２０４〜２０６ 光レベル調整部 ２０７〜２０９ 光ファイバ増幅器 ２１０〜２１２ 第２の歪レベル検出部 ２１３〜２１５ １×８光分岐器 ３０１ 第３の歪レベル検出部 ５０２〜５０３ 光減衰器

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強度変調された光信号を光ファイバ増幅
   器に入力し、これを増幅・出力する光増幅システムにお
   いて、 光ファイバ増幅器と、 前記光ファイバ増幅器への入力光信号における波形歪レ
   ベルを検出する第１の歪レベル検出部と、 前記光ファイバ増幅器からの出力光信号における波形歪
   レベルを検出する第２の歪レベル検出部と、 前記第１および第２の歪レベル検出部によって検出され
   た各歪レベルが常に一致するように前記光ファイバ増幅
   器への入力光パワーを調整する光レベル調整部とを、 備えることを特徴とする光ファイバ増幅装置。
2. 【請求項２】 前記第１の歪レベル検出部に代えて、光
   源の出力光信号における歪レベルを検出する第３の歪レ
   ベル検出部を備え、前記光レベル調整部では、前記第３
   および第２の歪レベル検出部によって検出された各歪レ
   ベルが、常に一致するように光ファイバ増幅器への入力
   光パワーを調整するようにしたことを特徴とする請求項
   １記載の光ファイバ増幅装置。
3. 【請求項３】 請求項１における複数の前記光ファイバ
   増幅装置を縦続接続して構成され、前記各光ファイバ増
   幅装置毎に、当該光ファイバ増幅器への入力光信号にお
   ける歪レベルを前記第１の歪レベル検出部で検出し、当
   該光ファイバ増幅器からの出力光信号における歪レベル
   を前記第２の歪レベル検出部で検出し、前記第１および
   第２の歪レベル検出部によって検出された各歪レベル
   が、それぞれ常に一致するように当該光ファイバ増幅器
   への入力光パワーを前記光レベル調整部で調整すること
   を特徴とする光ファイバ増幅装置。
4. 【請求項４】 請求項２における複数の前記光ファイバ
   増幅装置を縦続接続して構成され、光源の出力光信号に
   おける歪レベルを前記第３の歪レベル検出部で検出し、
   前記各光ファイバ増幅装置毎に、当該光ファイバ増幅器
   からの出力光信号における歪レベルを前記第２の歪レベ
   ル検出部で検出し、前記第２の歪レベル検出部によって
   検出された各歪レベルが、前記第３の歪レベル検出部に
   よって検出された歪レベルと常に一致するように当該光
   ファイバ増幅器への入力光パワーを前記光レベル調整部
   で調整することを特徴とする光ファイバ増幅装置。
5. 【請求項５】 請求項１における複数の前記光ファイバ
   増幅装置を縦続接続して構成され、前記第１および第２
   の歪レベル検出部による歪レベルの検出を、各段におい
   て特定の光ファイバ増幅器の入出力光信号についてのみ
   行い、前記第１の歪レベル検出部で検出される歪レベル
   と、前記第２の歪レベル検出部で検出される歪レベルが
   一致するように、同一段の光ファイバ増幅器の入力光パ
   ワーを、前記光レベル調整部によって一斉に調整するこ
   とを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ増幅装置。
6. 【請求項６】 請求項２における複数の前記光ファイバ
   増幅装置を縦続接続して構成され、前記第２の歪レベル
   検出部による歪レベルの検出を、各段において特定の光
   ファイバ増幅器の出力光信号についてのみ行い、前記第
   ２の歪レベル検出部で検出される歪レベルと、前記第３
   の歪レベル検出部で検出される歪レベルが一致するよう
   に、同一段の光ファイバ増幅器の入力パワーを前記光レ
   ベル調整部によって、一斉に調整することを特徴とする
   請求項４に記載の光ファイバ増幅装置。
7. 【請求項７】 前記第１または前記第３の歪レベル検出
   部を、 光信号を２分岐する第１の光分岐部と、 前記第１の光分岐部によって２分岐された光信号のうち
   の一方を入力し、入力パワーの大小によらず常に所定の
   パワーの光信号を出力する第１の光パワー調整部と、 前記第１の光パワー調整部より出力される光信号を電気
   信号に変換する第１の光電気変換部と、 前記第１の光電気変換部より出力される電気信号より、
   所定の周波数の歪成分のみを透過する第１のフィルタと
   で構成し、 前記第２の歪レベル検出部を、 前記光ファイバ増幅器より出力された光信号を２分岐す
   る第２の光分岐部と、 前記第２の光分岐部によって２分岐された光信号のうち
   の一方を入力し、前記第１の光パワー調整部より出力す
   る光信号のパワーと同値である所定のパワーの光信号を
   出力する第２の光パワー調整部と、 前記第２の光パワー調整部より出力される光信号を電気
   信号に変換する第２の光電気変換部と、 前記第２の光電気変換部より出力される電気信号より、
   所定の周波数の歪成分のみを透過する第２のフィルタと
   で構成し、 前記光レベル調整部を、 前記第１の光分岐部によって２分岐された光信号のうち
   他方を入力し、その光信号に対する減衰量が調整可能で
   あり、出力光信号を前記光ファイバ増幅器に入力する光
   減衰部と、 前記第１のフィルタから出力される歪成分と、前記２の
   フィルタから出力される歪成分の大きさが一致するよう
   に前記光減衰部を制御する制御部とで構成し、 前記第２の光分岐部によって２分岐された光信号のうち
   他方を装置の出力光信号とすることを特徴とする請求項
   １〜６のいずれかに記載の光ファイバ増幅装置。
8. 【請求項８】 前記制御部が、前記第１の光減衰部の代
   わりに、光源のバイアス電流を制御するようにしたこと
   を特徴とする請求項７に記載の光ファイバ増幅装置。
9. 【請求項９】 前記光レベル調整部が、前記光ファイバ
   増幅器に入力する光パワーの増加量（ΔＰ_in、ただし増
   加する時を正、減少する時を負とする）と、それに対す
   る前記第２の歪レベル検出部から入力される歪成分の大
   きさの増加量（ΔＣＳＯ、ただし増加する時を正、減少
   する時を負とする）とを検出し、ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符
   号を判定する機能を有し、 前記ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が負の時は入力光パワーを
   増加させて、正になれば請求項１〜８のいずれかに記載
   の制御を行う機能、 あるいは前記ΔＣＳＯ／ΔＰ_inの符号が正の時は入力光
   パワー減少させて、負になれば請求項１〜８のいずれか
   に記載の制御を行う機能、のうちいずれか一方の機能を
   有することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載
   の光ファイバ増幅装置。
10. 【請求項１０】 前記光レベル調整部が、動作開始時に
    前記光ファイバ増幅器への入力光パワーを掃引し、前記
    第２の歪レベル検出部で検出される歪レベルと、前記第
    １または第３の歪レベル検出部で検出される歪レベルが
    一致する入力光パワーを検出し、その内の所定条件の値
    に設定する機能を有し、以後は請求項１〜８のいずれか
    に記載の制御を行うことを特徴とする請求項１〜８のい
    ずれかに記載の光ファイバ増幅装置。
11. 【請求項１１】 波形歪の入力光パワー依存性が光源の
    波長について既知である前記光ファイバ増幅器を用いて
    構成し、前記光ファイバ増幅器への入力光パワーを、前
    記光レベル調整部を手動により調整することで、所定の
    値に設定した後に動作させることを特徴とする請求項１
    〜８のいずれかに記載の光ファイバ増幅装置。
12. 【請求項１２】 前記光ファイバ増幅器を、入力光パワ
    ー増加に対する出力光パワーの増加の飽和している領域
    で用いることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに
    記載の光ファイバ増幅装置。