JPH08288573A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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- JPH08288573A JPH08288573A JP7090893A JP9089395A JPH08288573A JP H08288573 A JPH08288573 A JP H08288573A JP 7090893 A JP7090893 A JP 7090893A JP 9089395 A JP9089395 A JP 9089395A JP H08288573 A JPH08288573 A JP H08288573A
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 不要な自然放出光を有効に除去する光ファイ
バ増幅器を提供する。 【構成】 半導体レーザ１２，１４からの双方向励起光
によりＥｒ添加型増幅媒体６に信号光の増幅作用をもた
せ、増幅された光を光分岐カプラ１６及びファイバグレ
ーティング２４を通して出力させる。光分岐カプラ１６
は、ファイバグレーティング２４の選択反射波長と等し
い波長の反射光を分岐して光電変換素子２０へ導き、帰
還制御回路２２が光電変換素子２０の出力に基づいてペ
ルチェ素子２６の温度を制御し、ペルチェ素子２６の温
度が熱伝導率の良好なケース２４を介してファイバグレ
ーティング２４に伝えられる。そして、光電変換素子２
０の出力信号値の増減変化の傾向が所定閾値範囲内とな
るようにファイバグレーティング２４の温度を調節して
その伸縮長を制御することにより、その選択反射波長を
不要な自然放出光のピーク波長と一致させて、自然放出
光がファイバグレーティング２４を通過するのを抑制す
る。
バ増幅器を提供する。 【構成】 半導体レーザ１２，１４からの双方向励起光
によりＥｒ添加型増幅媒体６に信号光の増幅作用をもた
せ、増幅された光を光分岐カプラ１６及びファイバグレ
ーティング２４を通して出力させる。光分岐カプラ１６
は、ファイバグレーティング２４の選択反射波長と等し
い波長の反射光を分岐して光電変換素子２０へ導き、帰
還制御回路２２が光電変換素子２０の出力に基づいてペ
ルチェ素子２６の温度を制御し、ペルチェ素子２６の温
度が熱伝導率の良好なケース２４を介してファイバグレ
ーティング２４に伝えられる。そして、光電変換素子２
０の出力信号値の増減変化の傾向が所定閾値範囲内とな
るようにファイバグレーティング２４の温度を調節して
その伸縮長を制御することにより、その選択反射波長を
不要な自然放出光のピーク波長と一致させて、自然放出
光がファイバグレーティング２４を通過するのを抑制す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、コア部分に活性化イオ
ンとしての希土類元素を添加した光ファイバを増幅媒体
とし、所定波長の励起光により増幅作用を発揮させる光
ファイバ増幅器に関する。
ンとしての希土類元素を添加した光ファイバを増幅媒体
とし、所定波長の励起光により増幅作用を発揮させる光
ファイバ増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、９８０ｎｍ帯レーザ又は１４８０
ｎｍ帯レーザを励起光に用い、誘導放出により１５５０
ｎｍ帯の信号光を増幅する希土類元素添加型の光ファイ
バ増幅器が知られており、長距離光通信用の光ファイバ
伝送路中に適宜の間隔（スパン）を置いて配置すること
により、信号光の減衰を補償するための中継増幅器等に
適用する技術が開発されるに至っている。例えば、文献
“Gain-filtering stability in ultralong-distance l
inks, J.P.Blondal,in Conference on Optical Fiber C
ommunication/International Conference on Integrate
d Optics and Optical Fiber Communication,1993 Tech
nical Digest Series,p.38-p.39 ”に開示されている。
この文献によれば、Ｅｒ元素を添加した増幅媒体に１４
８０ｎｍ帯レーザを励起光源に適用して、１５５０ｎｍ
帯の信号光を増幅する。
ｎｍ帯レーザを励起光に用い、誘導放出により１５５０
ｎｍ帯の信号光を増幅する希土類元素添加型の光ファイ
バ増幅器が知られており、長距離光通信用の光ファイバ
伝送路中に適宜の間隔（スパン）を置いて配置すること
により、信号光の減衰を補償するための中継増幅器等に
適用する技術が開発されるに至っている。例えば、文献
“Gain-filtering stability in ultralong-distance l
inks, J.P.Blondal,in Conference on Optical Fiber C
ommunication/International Conference on Integrate
d Optics and Optical Fiber Communication,1993 Tech
nical Digest Series,p.38-p.39 ”に開示されている。
この文献によれば、Ｅｒ元素を添加した増幅媒体に１４
８０ｎｍ帯レーザを励起光源に適用して、１５５０ｎｍ
帯の信号光を増幅する。
【０００３】また、光ファイバ増幅器にあっては、信号
光の伝送帯域の両側、例えば図８に示す如く、約１５３
０ｎｍの波長近傍と約１５６０ｎｍの波長近傍とにおい
て自然放出光（ＡＳＥ）成分が急上昇する現象（自己フ
ィルタリング現象）を生じることが知られており、かか
る自己フィルタリング現象の発生に起因する雑音成分を
抑制する技術については、文献“10-channel×10- Ｇbi
t/s optical FDM transmission over a 500-km dispers
ion-shifted fiber employing unequal channel spacin
g and amplifier-gain equalization,Kazuhiro Oda,in
Conference onOptic al Fiber Communication/Internat
ional Conference on Integrated Optics and Optical
Fiber Communication,1995 Technical Digest Series,
p.27-p.29 ”に開示されている。
光の伝送帯域の両側、例えば図８に示す如く、約１５３
０ｎｍの波長近傍と約１５６０ｎｍの波長近傍とにおい
て自然放出光（ＡＳＥ）成分が急上昇する現象（自己フ
ィルタリング現象）を生じることが知られており、かか
る自己フィルタリング現象の発生に起因する雑音成分を
抑制する技術については、文献“10-channel×10- Ｇbi
t/s optical FDM transmission over a 500-km dispers
ion-shifted fiber employing unequal channel spacin
g and amplifier-gain equalization,Kazuhiro Oda,in
Conference onOptic al Fiber Communication/Internat
ional Conference on Integrated Optics and Optical
Fiber Communication,1995 Technical Digest Series,
p.27-p.29 ”に開示されている。
【０００４】後者の文献について更に詳述すれば、５０
０ｋｍの光ファイバ伝送路中に４０ｋｍ毎のスパンで光
ファイバ増幅器をカスケード接続することにより信号光
の減衰を補償することとし、各段の光ファイバ増幅器
は、Ｅｒ元素添加増幅媒体の出力端に続く光ファイバの
コア中に、不要なＡＳＥ成分の通過を阻止するためのフ
ァイバグレーティング（ＦＧ）が設けられている。
０ｋｍの光ファイバ伝送路中に４０ｋｍ毎のスパンで光
ファイバ増幅器をカスケード接続することにより信号光
の減衰を補償することとし、各段の光ファイバ増幅器
は、Ｅｒ元素添加増幅媒体の出力端に続く光ファイバの
コア中に、不要なＡＳＥ成分の通過を阻止するためのフ
ァイバグレーティング（ＦＧ）が設けられている。
【０００５】ここで、ファイバグレーティング（ＦＧ）
とは、増幅媒体の出力端に続く上記光ファイバ伝送路の
コア中に、信号光の伝搬方向に沿って周期的に屈折率の
変化する部分を形成したものであり、その周期（ピッチ
間隔）に応じた反射波長特性を発揮する波長選択フィル
タである。即ち、光ファイバのコアの基本屈折率を
ｎ0 、屈折率変化の周期（ピッチ間隔）をΛとすると、
反射波長λ0 は、 λ0 ＝２・ｎ0 ・Λ …(1) で決まっている。
とは、増幅媒体の出力端に続く上記光ファイバ伝送路の
コア中に、信号光の伝搬方向に沿って周期的に屈折率の
変化する部分を形成したものであり、その周期（ピッチ
間隔）に応じた反射波長特性を発揮する波長選択フィル
タである。即ち、光ファイバのコアの基本屈折率を
ｎ0 、屈折率変化の周期（ピッチ間隔）をΛとすると、
反射波長λ0 は、 λ0 ＝２・ｎ0 ・Λ …(1) で決まっている。
【０００６】したがって、自己フィルタリング現象によ
るＡＳＥ成分の波長に合わせた反射波長λ0 のファイバ
グレーティング（ＦＧ）を設けることにより、信号光の
下流側への伝搬を許容するのに対して、ＡＳＥ成分の下
流側への伝搬を禁止することで、雑音成分の抑制等を実
現して伝送品質の向上を図るようにしている。
るＡＳＥ成分の波長に合わせた反射波長λ0 のファイバ
グレーティング（ＦＧ）を設けることにより、信号光の
下流側への伝搬を許容するのに対して、ＡＳＥ成分の下
流側への伝搬を禁止することで、雑音成分の抑制等を実
現して伝送品質の向上を図るようにしている。
【０００７】もし仮に、ファイバグレーティング（Ｆ
Ｇ）等の波長選択フィルタを備えない光ファイバ増幅器
を上記所定スパン毎に光ファイバ伝送路中に設けて信号
光の増幅を行うこととすると、図９（ａ）〜（ｄ）の実
験例にて示す如く、光ファイバ増幅器の段数が増えるの
に伴って、波長約１５３０ｎｍ近傍でのＡＳＥ成分が重
畳的に増加していくので、光ファイバ伝送路の下流側ほ
ど不要な雑音成分が急増するという問題を招来すること
となる。尚、図９は、所定波長の４チャネルの信号光Ｃ
Ｈ1 〜ＣＨ4 を伝送する場合を示し、更に同図（ａ）は
ファイバグレーティング（ＦＧ）を備えない光ファイバ
増幅器の１段目の出力特性、同図（ｂ）は３段目の光フ
ァイバ増幅器の出力特性、同図（ｃ）は５段目の光ファ
イバ増幅器の出力特性、同図（ｄ）は１０段目の光ファ
イバ増幅器の出力特性を示す。
Ｇ）等の波長選択フィルタを備えない光ファイバ増幅器
を上記所定スパン毎に光ファイバ伝送路中に設けて信号
光の増幅を行うこととすると、図９（ａ）〜（ｄ）の実
験例にて示す如く、光ファイバ増幅器の段数が増えるの
に伴って、波長約１５３０ｎｍ近傍でのＡＳＥ成分が重
畳的に増加していくので、光ファイバ伝送路の下流側ほ
ど不要な雑音成分が急増するという問題を招来すること
となる。尚、図９は、所定波長の４チャネルの信号光Ｃ
Ｈ1 〜ＣＨ4 を伝送する場合を示し、更に同図（ａ）は
ファイバグレーティング（ＦＧ）を備えない光ファイバ
増幅器の１段目の出力特性、同図（ｂ）は３段目の光フ
ァイバ増幅器の出力特性、同図（ｃ）は５段目の光ファ
イバ増幅器の出力特性、同図（ｄ）は１０段目の光ファ
イバ増幅器の出力特性を示す。
【０００８】この実験例からも明らかな如く、ファイバ
グレーティング（ＦＧ）を備えない光ファイバ増幅器を
多数段カスケードに接続すると、波長約１５３０ｎｍ近
傍でのＡＳＥ成分が重畳的に増加していくために、雑音
成分の大幅な増加をもたらし、光ファイバ伝送路の伝送
品質の低下を招くこととなる。
グレーティング（ＦＧ）を備えない光ファイバ増幅器を
多数段カスケードに接続すると、波長約１５３０ｎｍ近
傍でのＡＳＥ成分が重畳的に増加していくために、雑音
成分の大幅な増加をもたらし、光ファイバ伝送路の伝送
品質の低下を招くこととなる。
【０００９】一方、上記ファイバーグレーティング（Ｆ
Ｇ）を備えた光ファイバ増幅器を上記所定スパン毎に設
けて信号光を増幅することとすると、図１０（ａ）〜
（ｄ）の実験例にて示す如く、波長約１５３０ｎｍ近傍
での自己フィルタリング現象による不要なＡＳＥ成分の
伝送が抑制され、図９（ａ）〜（ｄ）の場合に較べて伝
送品質の向上を図ることができる。
Ｇ）を備えた光ファイバ増幅器を上記所定スパン毎に設
けて信号光を増幅することとすると、図１０（ａ）〜
（ｄ）の実験例にて示す如く、波長約１５３０ｎｍ近傍
での自己フィルタリング現象による不要なＡＳＥ成分の
伝送が抑制され、図９（ａ）〜（ｄ）の場合に較べて伝
送品質の向上を図ることができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バーグレーティング（ＦＧ）を備えた従来の光ファイバ
増幅器によっても、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した如
く、自己フィルタリング現象による波長約１５３０ｎｍ
近傍での不要なＡＳＥ成分の除去が十分に達成されたと
は言えない。
バーグレーティング（ＦＧ）を備えた従来の光ファイバ
増幅器によっても、図１０（ａ）〜（ｄ）に示した如
く、自己フィルタリング現象による波長約１５３０ｎｍ
近傍での不要なＡＳＥ成分の除去が十分に達成されたと
は言えない。
【００１１】更に、不要なＡＳＥ成分の増加に伴って、
本来伝送すべき信号光のパワー損失を招くという問題が
発生する。
本来伝送すべき信号光のパワー損失を招くという問題が
発生する。
【００１２】本発明は、このような課題に鑑みて成され
たものであり、自己フィルタリング現象による不要な雑
音成分の除去をより確実に行うことによって、伝送品質
の更なる向上を実現する光ファイバ増幅器を提供するこ
とを目的とする。
たものであり、自己フィルタリング現象による不要な雑
音成分の除去をより確実に行うことによって、伝送品質
の更なる向上を実現する光ファイバ増幅器を提供するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、コア部分に活性化イオンとしての希
土類元素を添加した光ファイバを増幅媒体とし、励起光
により増幅作用をもたせる光ファイバ増幅器において、
前記増幅媒体の出射端に設けられたファイバグレーティ
ングと、前記増幅媒体と前記ファイバグレーティングと
の間に設けられ、前記ファイバグレーティングに設定さ
れた選択反射波長と等しい波長の反射光を分岐して光電
変換素子へ伝搬する光分岐カプラと、前記光電変換素子
の出力信号値に基づいて前記増幅媒体から発生される不
要な自然放出光のピーク波長を判定し、前記ファイバグ
レーティングの選択反射波長を自然放出光の波長と等し
く帰還制御する制御手段とを具備する構成とした。
るために本発明は、コア部分に活性化イオンとしての希
土類元素を添加した光ファイバを増幅媒体とし、励起光
により増幅作用をもたせる光ファイバ増幅器において、
前記増幅媒体の出射端に設けられたファイバグレーティ
ングと、前記増幅媒体と前記ファイバグレーティングと
の間に設けられ、前記ファイバグレーティングに設定さ
れた選択反射波長と等しい波長の反射光を分岐して光電
変換素子へ伝搬する光分岐カプラと、前記光電変換素子
の出力信号値に基づいて前記増幅媒体から発生される不
要な自然放出光のピーク波長を判定し、前記ファイバグ
レーティングの選択反射波長を自然放出光の波長と等し
く帰還制御する制御手段とを具備する構成とした。
【００１４】また、前記制御手段は、前記光電変換素子
の出力信号値の増減変化の傾向を調べ、該増減変化が予
め決められた閾値範囲内となるように前記ファイバグレ
ーティングの選択反射波長を帰還制御する構成とした。
の出力信号値の増減変化の傾向を調べ、該増減変化が予
め決められた閾値範囲内となるように前記ファイバグレ
ーティングの選択反射波長を帰還制御する構成とした。
【００１５】また、前記制御手段は、前記ファイバグレ
ーティングの温度を調節する温度調節手段を備えると共
に、前記光電変換素子の出力信号値の増減変化の傾向が
予め決められた閾値範囲内となるように温度調節手段に
よる温度を調節して前記ファイバグレーティングの選択
反射波長を帰還制御する構成とした。
ーティングの温度を調節する温度調節手段を備えると共
に、前記光電変換素子の出力信号値の増減変化の傾向が
予め決められた閾値範囲内となるように温度調節手段に
よる温度を調節して前記ファイバグレーティングの選択
反射波長を帰還制御する構成とした。
【００１６】また、前記制御手段は、前記ファイバグレ
ーティングに掛かる負荷張力を調節するアクチュエータ
手段を備えると共に、前記光電変換素子の出力信号値の
増減変化の傾向が予め決められた閾値範囲内となるよう
にアクチュエータ手段による前記ファイバグレーティン
グへの負荷張力を調節して前記ファイバグレーティング
の選択反射波長を帰還制御する構成とした。
ーティングに掛かる負荷張力を調節するアクチュエータ
手段を備えると共に、前記光電変換素子の出力信号値の
増減変化の傾向が予め決められた閾値範囲内となるよう
にアクチュエータ手段による前記ファイバグレーティン
グへの負荷張力を調節して前記ファイバグレーティング
の選択反射波長を帰還制御する構成とした。
【００１７】
【作用】光電変換素子の出力信号値に基づいて自然放出
光のピーク波長を判定し、ファイバグレーティングの選
択反射波長をこのピーク波長と等しくするように帰還制
御することによって、不要な自然放出光がファイバグレ
ーティングを通過することを抑制する。
光のピーク波長を判定し、ファイバグレーティングの選
択反射波長をこのピーク波長と等しくするように帰還制
御することによって、不要な自然放出光がファイバグレ
ーティングを通過することを抑制する。
【００１８】また、かかる帰還制御において、ファイバ
グレーティングの選択反射波長を制御したときに得られ
る光電変換素子の出力信号値の増減傾向を調べ、この増
減傾向が予め決められた閾値範囲内に収まるようにファ
イバグレーティングの選択反射波長を帰還制御すること
により、ファイバグレーティングの選択反射波長を不要
な自然放出光のピーク波長と等しくし、不要な自然放出
光がファイバグレーティングを通過することを抑制す
る。
グレーティングの選択反射波長を制御したときに得られ
る光電変換素子の出力信号値の増減傾向を調べ、この増
減傾向が予め決められた閾値範囲内に収まるようにファ
イバグレーティングの選択反射波長を帰還制御すること
により、ファイバグレーティングの選択反射波長を不要
な自然放出光のピーク波長と等しくし、不要な自然放出
光がファイバグレーティングを通過することを抑制す
る。
【００１９】また、前記温度調節手段によりファイバグ
レーティングの温度を調節することにより、ファイバグ
レーティングを伸縮させて、その選択反射波長を不要な
自然放出光のピーク波長と等しくし、不要な自然放出光
がファイバグレーティングを通過することを抑制する。
レーティングの温度を調節することにより、ファイバグ
レーティングを伸縮させて、その選択反射波長を不要な
自然放出光のピーク波長と等しくし、不要な自然放出光
がファイバグレーティングを通過することを抑制する。
【００２０】また、前記アクチュエータ手段によりファ
イバグレーティングに掛かる負荷張力を制御すると、フ
ァイバグレーティングの長さをその負荷張力に応じて伸
縮調節することとなり、その選択反射波長を不要な自然
放出光のピーク波長と等しくして、不要な自然放出光が
ファイバグレーティングを通過することを抑制する。
イバグレーティングに掛かる負荷張力を制御すると、フ
ァイバグレーティングの長さをその負荷張力に応じて伸
縮調節することとなり、その選択反射波長を不要な自然
放出光のピーク波長と等しくして、不要な自然放出光が
ファイバグレーティングを通過することを抑制する。
【００２１】
【実施例】以下、本発明による光ファイバ増幅器の一実
施例を図面と共に説明する。
施例を図面と共に説明する。
【００２２】まず、実施例を説明する前に、当該光ファ
イバ増幅器の原理を図１に基づいて説明する。本願発明
者は、従来のファイバグレーティングを備えた光ファイ
バ増幅器では不要なＡＳＥ成分を十分に除去することが
できない原因を鋭意研究し、次の如き問題点を解明し
た。
イバ増幅器の原理を図１に基づいて説明する。本願発明
者は、従来のファイバグレーティングを備えた光ファイ
バ増幅器では不要なＡＳＥ成分を十分に除去することが
できない原因を鋭意研究し、次の如き問題点を解明し
た。
【００２３】図１は、コア部分にＥｒ元素を添加した１
０ｍの光ファイバを増幅媒体とし、９８０ｎｍ帯レーザ
を励起光として１５５０ｎｍ帯の信号光を増幅する光フ
ァイバ増幅器を、ファイバグレーティングを設けずに複
数段カスケード接続したときの、１段目と３段目と５段
目及び１０段目の各光ファイバ増幅器から出力される波
長１５３０ｎｍ近傍のＡＳＥ成分の出力パワーを実測し
た結果を示す。尚、特性曲線Ｓ1 が１段目の光ファイバ
増幅器の特性、Ｓ3 が３段目の光ファイバ増幅器の特
性、Ｓ5 が５段目の光ファイバ増幅器の特性、Ｓ10が１
０段目の光ファイバ増幅器の特性である。
０ｍの光ファイバを増幅媒体とし、９８０ｎｍ帯レーザ
を励起光として１５５０ｎｍ帯の信号光を増幅する光フ
ァイバ増幅器を、ファイバグレーティングを設けずに複
数段カスケード接続したときの、１段目と３段目と５段
目及び１０段目の各光ファイバ増幅器から出力される波
長１５３０ｎｍ近傍のＡＳＥ成分の出力パワーを実測し
た結果を示す。尚、特性曲線Ｓ1 が１段目の光ファイバ
増幅器の特性、Ｓ3 が３段目の光ファイバ増幅器の特
性、Ｓ5 が５段目の光ファイバ増幅器の特性、Ｓ10が１
０段目の光ファイバ増幅器の特性である。
【００２４】かかる特性曲線Ｓ1 ，Ｓ3 ，Ｓ5 ，Ｓ10を
綿密に解析すると、光ファイバ増幅器のカスケード接続
段数が増加するに従って、夫々のＡＳＥ成分が最大値
（最大パワー）となるときの波長（ピーク波長と呼ぶ）
λP1，λP3，λP5，λP10 が次第に長波長側へシフトし
ていくことが解明された。換言すれば、光ファイバ増幅
器を複数段カスケードに接続した場合には、単一の光フ
ァイバ増幅器のＡＳＥ成分のピーク波長λP1を基準にし
て単純にＡＳＥ成分の最大パワーが上昇していくのでは
なく、ＡＳＥ成分のピーク波長λP も次第に長波長側へ
シフトしていく。したがって、従来技術の如く、カスケ
ード接続される全ての光ファイバ増幅器に、単一且つ固
定化した反射波長λ0 に設定したファイバグレーティン
グ（ＦＧ）を設けたとしても、不要なＡＳＥ成分の上記
波長シフトに追従することができないために、このＡＳ
Ｅ成分を十分に除去することができないことが解明され
た。
綿密に解析すると、光ファイバ増幅器のカスケード接続
段数が増加するに従って、夫々のＡＳＥ成分が最大値
（最大パワー）となるときの波長（ピーク波長と呼ぶ）
λP1，λP3，λP5，λP10 が次第に長波長側へシフトし
ていくことが解明された。換言すれば、光ファイバ増幅
器を複数段カスケードに接続した場合には、単一の光フ
ァイバ増幅器のＡＳＥ成分のピーク波長λP1を基準にし
て単純にＡＳＥ成分の最大パワーが上昇していくのでは
なく、ＡＳＥ成分のピーク波長λP も次第に長波長側へ
シフトしていく。したがって、従来技術の如く、カスケ
ード接続される全ての光ファイバ増幅器に、単一且つ固
定化した反射波長λ0 に設定したファイバグレーティン
グ（ＦＧ）を設けたとしても、不要なＡＳＥ成分の上記
波長シフトに追従することができないために、このＡＳ
Ｅ成分を十分に除去することができないことが解明され
た。
【００２５】そこで、不要なＡＳＥ成分のピーク波長λ
P を逐次自動検出し、ファイバグレーティング（ＦＧ）
の中心反射波長λ0 をこのピーク波長λP と等しくする
ように自動制御することで、不要なＡＳＥ成分、特にピ
ーク波長λP におけるＡＳＥ成分を確実に除去して、伝
送品質の向上を図ることとした。尚、後述する具体的な
実施例では、上記ピーク波長λP を直接検出するのでは
なく、不要なＡＳＥ成分の最大パワーを逐次検出するこ
とによって、その最大パワーに対応するピーク波長λP
を知るようにした。
P を逐次自動検出し、ファイバグレーティング（ＦＧ）
の中心反射波長λ0 をこのピーク波長λP と等しくする
ように自動制御することで、不要なＡＳＥ成分、特にピ
ーク波長λP におけるＡＳＥ成分を確実に除去して、伝
送品質の向上を図ることとした。尚、後述する具体的な
実施例では、上記ピーク波長λP を直接検出するのでは
なく、不要なＡＳＥ成分の最大パワーを逐次検出するこ
とによって、その最大パワーに対応するピーク波長λP
を知るようにした。
【００２６】（実施例１）図２は、第１の実施例に係わ
る光ファイバ増幅器の構成を示す。即ち、コアにＥｒ元
素を添加した光ファイバから成る増幅媒体６の入力側に
は、一方向性アイソレータ２と第１の光合波用カプラ４
が順に設けられ、増幅媒体６の出射側には、第２の光合
波用カプラ８と一方向性アイソレータ１０が順に設けら
れている。
る光ファイバ増幅器の構成を示す。即ち、コアにＥｒ元
素を添加した光ファイバから成る増幅媒体６の入力側に
は、一方向性アイソレータ２と第１の光合波用カプラ４
が順に設けられ、増幅媒体６の出射側には、第２の光合
波用カプラ８と一方向性アイソレータ１０が順に設けら
れている。
【００２７】そして、第１の光合波用カプラ４が、一方
向性アイソレータ４を介して伝搬されてくる信号光と第
１の半導体レーザ１２から供給される波長９８０ｎｍの
前方励起光とを合波して増幅媒体６に供給し、第２の光
合波用カプラ８が、第２の半導体レーザ１４から供給さ
れる波長９８０ｎｍの後方励起光を増幅媒体６に供給す
ることにより、双方向励起型の光ファイバ増幅器を実現
している。
向性アイソレータ４を介して伝搬されてくる信号光と第
１の半導体レーザ１２から供給される波長９８０ｎｍの
前方励起光とを合波して増幅媒体６に供給し、第２の光
合波用カプラ８が、第２の半導体レーザ１４から供給さ
れる波長９８０ｎｍの後方励起光を増幅媒体６に供給す
ることにより、双方向励起型の光ファイバ増幅器を実現
している。
【００２８】更に、この光ファイバ増幅器には、一方向
性アイソレータ１０の出力端に続いて、光分岐用カプラ
１６とファイバグレーティング１８が順に設けられると
共に、光分岐用カプラ１６の分岐端には、フォトダイオ
ード等の光電変換素子２０が結合されている。尚、ファ
イバグレーティング１８は光ファイバのコア中に周期的
に屈折率の変化する部分を備えた波長選択性を有する波
長選択フィルタであり、前記式(1) で決まる選択反射波
長（中心波長）λ0 を有している。したがって、増幅媒
体６で発生する波長λ0 のＡＳＥ成分はファイバグレー
ティング１８で上流側へ反射され、更に光分岐用カプラ
１６を介して光電変換素子２０で受光されることによ
り、光電変換素子２０からはＡＳＥ成分のパワーに比例
した値の電気信号ＶＲが発生される。
性アイソレータ１０の出力端に続いて、光分岐用カプラ
１６とファイバグレーティング１８が順に設けられると
共に、光分岐用カプラ１６の分岐端には、フォトダイオ
ード等の光電変換素子２０が結合されている。尚、ファ
イバグレーティング１８は光ファイバのコア中に周期的
に屈折率の変化する部分を備えた波長選択性を有する波
長選択フィルタであり、前記式(1) で決まる選択反射波
長（中心波長）λ0 を有している。したがって、増幅媒
体６で発生する波長λ0 のＡＳＥ成分はファイバグレー
ティング１８で上流側へ反射され、更に光分岐用カプラ
１６を介して光電変換素子２０で受光されることによ
り、光電変換素子２０からはＡＳＥ成分のパワーに比例
した値の電気信号ＶＲが発生される。
【００２９】更に、ファイバグレーティング１８は熱伝
導性の良好な例えば銅製のケース２４内に収容されてお
り、ケース２４の外側壁には、帰還制御回路２２からの
供給電力に応じて温度調整されるペルチェ素子２６が固
着されている。尚、ペルチェ素子２６には、熱交換性を
良好にするためのヒートシンク部材２８が固着されてい
る。
導性の良好な例えば銅製のケース２４内に収容されてお
り、ケース２４の外側壁には、帰還制御回路２２からの
供給電力に応じて温度調整されるペルチェ素子２６が固
着されている。尚、ペルチェ素子２６には、熱交換性を
良好にするためのヒートシンク部材２８が固着されてい
る。
【００３０】帰還制御回路２２は、マイクロコンピュー
タシステム等の演算処理機能を備え、予め決められた帰
還制御周期τに同期して電気信号ＶＲの値を検知し、そ
の電気信号ＶＲが最大値となるようにファイバグレーテ
ィング１８の反射波長λ0 を調節すべく、ペルチェ素子
２６への供給電力を帰還制御する。
タシステム等の演算処理機能を備え、予め決められた帰
還制御周期τに同期して電気信号ＶＲの値を検知し、そ
の電気信号ＶＲが最大値となるようにファイバグレーテ
ィング１８の反射波長λ0 を調節すべく、ペルチェ素子
２６への供給電力を帰還制御する。
【００３１】更に、図３のフローチャート及び図４の原
理図に基づいて、この帰還制御を詳述する。まず、電気
信号ＶＲの値と、ペルチェ素子２６によって設定される
ファイバグレーティング１８の温度と、ファイバグレー
ティング１８の反射波長λ0、及び不要なＡＳＥ成分の
ピーク波長λP との相互関係を述べる。ペルチェ素子２
６が熱伝導性の良好なケース１８に固着されているの
で、ファイバグレーティング１８はペルチェ素子２６の
温度に応じた長さに圧縮又は伸長する結果、前記式(1)
中の屈折率変化の周期Λも長短調節されて、反射波長λ
0 が温度によって可変制御されることとなる。一方、こ
のように温度に応じて調節される反射波長λ0 が不要な
ＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致していれば、ＡＳＥ
成分の最大パワーを光電変換素子２０が受光することに
なるので、電気信号ＶＲも最大値となり、反射波長λ0
がＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致していなければ、
電気信号ＶＲは上記の最大パワー時よりも低レベルの値
となる。
理図に基づいて、この帰還制御を詳述する。まず、電気
信号ＶＲの値と、ペルチェ素子２６によって設定される
ファイバグレーティング１８の温度と、ファイバグレー
ティング１８の反射波長λ0、及び不要なＡＳＥ成分の
ピーク波長λP との相互関係を述べる。ペルチェ素子２
６が熱伝導性の良好なケース１８に固着されているの
で、ファイバグレーティング１８はペルチェ素子２６の
温度に応じた長さに圧縮又は伸長する結果、前記式(1)
中の屈折率変化の周期Λも長短調節されて、反射波長λ
0 が温度によって可変制御されることとなる。一方、こ
のように温度に応じて調節される反射波長λ0 が不要な
ＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致していれば、ＡＳＥ
成分の最大パワーを光電変換素子２０が受光することに
なるので、電気信号ＶＲも最大値となり、反射波長λ0
がＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致していなければ、
電気信号ＶＲは上記の最大パワー時よりも低レベルの値
となる。
【００３２】帰還制御回路２２は、かかる相互関係に着
目して構成されており、電気信号ＶＲの現時点での検出
値と過去の履歴値とを対比して、その差分値が予め決め
られた微小閾値ＶREF の範囲内に収まるように、ペルチ
ェ素子２６への供給電力を制御することによって、フィ
バグレーティング１８の温度を設定し、実質的に反射波
長λ0 をＡＳＥ成分のピーク波長λP に一致させ且つ維
持させる帰還制御を行う。
目して構成されており、電気信号ＶＲの現時点での検出
値と過去の履歴値とを対比して、その差分値が予め決め
られた微小閾値ＶREF の範囲内に収まるように、ペルチ
ェ素子２６への供給電力を制御することによって、フィ
バグレーティング１８の温度を設定し、実質的に反射波
長λ0 をＡＳＥ成分のピーク波長λP に一致させ且つ維
持させる帰還制御を行う。
【００３３】次に、図３のフローチャートに基づいて制
御動作を具体的に述べる。帰還制御を開始する前の初期
化時（ステップＳ2 ）において、所定電力Ｐをペルチェ
素子２６に供給してファイバグレーティング１８を予め
決められた温度に設定することにより、その反射波長λ
0 を不要なＡＳＥ成分の典型的なピーク波長λP0、例え
ば、１５３０ｎｍと等しくする。
御動作を具体的に述べる。帰還制御を開始する前の初期
化時（ステップＳ2 ）において、所定電力Ｐをペルチェ
素子２６に供給してファイバグレーティング１８を予め
決められた温度に設定することにより、その反射波長λ
0 を不要なＡＳＥ成分の典型的なピーク波長λP0、例え
ば、１５３０ｎｍと等しくする。
【００３４】次に、ステップＳ4 において帰還制御を開
始し、続いてステップＳ6 において、電気信号ＶＲの値
を検出し、更にステップＳ8 において、現在検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ）と１帰還制御周期前に検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）との差分ΔＶＲ1 （＝ＶＲ
（ｔ）−ＶＲ（ｔ−τ））と、１帰還制御周期前に検出
した電気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）と２帰還制御周期前に
検出した電気信号の値ＶＲ（ｔ−２τ）の差分ΔＶＲ2
（＝ＶＲ（ｔ−τ）−ＶＲ（ｔ−２τ））を算出する。
始し、続いてステップＳ6 において、電気信号ＶＲの値
を検出し、更にステップＳ8 において、現在検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ）と１帰還制御周期前に検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）との差分ΔＶＲ1 （＝ＶＲ
（ｔ）−ＶＲ（ｔ−τ））と、１帰還制御周期前に検出
した電気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）と２帰還制御周期前に
検出した電気信号の値ＶＲ（ｔ−２τ）の差分ΔＶＲ2
（＝ＶＲ（ｔ−τ）−ＶＲ（ｔ−２τ））を算出する。
【００３５】ステップＳ10においては、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比し、ΔＶＲ1 ＞ＶREF
及びΔＶＲ2 ＞ＶREF のときは、ステップＳ12へ移行し
て、ファイバグレーティング１８に設定されている反射
波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λP よりも短
波長側に存在していると判断する。そして、ステップＳ
14において、ペルチェ素子２８へ供給する電力Ｐを微小
電力ΔＰだけ増加して、ファイバグレーティング１８の
温度を上昇させることにより、その反射波長λ0 をΔλ
だけ長波長側へシフトさせ、再びステップＳ6 からの処
理を繰り返す。
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比し、ΔＶＲ1 ＞ＶREF
及びΔＶＲ2 ＞ＶREF のときは、ステップＳ12へ移行し
て、ファイバグレーティング１８に設定されている反射
波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λP よりも短
波長側に存在していると判断する。そして、ステップＳ
14において、ペルチェ素子２８へ供給する電力Ｐを微小
電力ΔＰだけ増加して、ファイバグレーティング１８の
温度を上昇させることにより、その反射波長λ0 をΔλ
だけ長波長側へシフトさせ、再びステップＳ6 からの処
理を繰り返す。
【００３６】一方、ステップＳ10において否定される場
合には、ステップＳ16へ処理が移行し、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比する。そして、ΔＶＲ
1 ＜ＶREF 及びΔＶＲ2 ＜ＶREF のときは、ステップＳ
18へ移行して、ファイバグレーティング１８に設定され
ている反射波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λ
P よりも長波長側に存在していると判断する。更に、ス
テップＳ20において、ペルチェ素子２８へ供給する電力
Ｐを微小電力ΔＰだけ減少して、ファイバグレーティン
グ１８の温度を下げることにより、その反射波長λ0 を
Δλだけ短波長側へシフトさせ、再びステップＳ6 から
の処理を繰り返す。
合には、ステップＳ16へ処理が移行し、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比する。そして、ΔＶＲ
1 ＜ＶREF 及びΔＶＲ2 ＜ＶREF のときは、ステップＳ
18へ移行して、ファイバグレーティング１８に設定され
ている反射波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λ
P よりも長波長側に存在していると判断する。更に、ス
テップＳ20において、ペルチェ素子２８へ供給する電力
Ｐを微小電力ΔＰだけ減少して、ファイバグレーティン
グ１８の温度を下げることにより、その反射波長λ0 を
Δλだけ短波長側へシフトさせ、再びステップＳ6 から
の処理を繰り返す。
【００３７】また、ステップＳ16で否定されるときは、
差分ΔＶＲ1 とΔＶＲ2 の少なくとも一方が微小閾値Ｖ
REF の範囲内に収まり、実質的に反射波長λ0 とＡＳＥ
成分のピーク波長λP と等しい状態にあるので、ペルチ
ェ素子２６への供給電力Ｐをそのままに維持して、再び
ステップＳ6 からの処理を繰り返す。
差分ΔＶＲ1 とΔＶＲ2 の少なくとも一方が微小閾値Ｖ
REF の範囲内に収まり、実質的に反射波長λ0 とＡＳＥ
成分のピーク波長λP と等しい状態にあるので、ペルチ
ェ素子２６への供給電力Ｐをそのままに維持して、再び
ステップＳ6 からの処理を繰り返す。
【００３８】かかる帰還制御を行うと、電気信号ＶＲの
最大値を求め得るようにファイバグレーティング１８の
反射波長λ0 を制御することとなり、ひいては反射波長
λ0をＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致させることが
できる。即ち、図４に示す如く、ステップＳ2 の初期化
時に設定されたファイバグレーティング１８の反射波長
λ0 又はλ0 ’がＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致せ
ず、λ0 ＜λP またはλ0 ’＞λP の状態にあったとし
ても、最終的にＡＳＥ成分の最大パワーに対応するピー
ク波長λP に一致させることができ、一致後は常に実質
的にλ0 ＝λPの状態を維持することができる。よっ
て、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳＥ
成分のピーク波長のシフトが生じても、そのピーク波長
のシフトに追従して最大パワーの伝搬を抑制することが
できるので、伝送品質の向上等を図ることができる。
最大値を求め得るようにファイバグレーティング１８の
反射波長λ0 を制御することとなり、ひいては反射波長
λ0をＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致させることが
できる。即ち、図４に示す如く、ステップＳ2 の初期化
時に設定されたファイバグレーティング１８の反射波長
λ0 又はλ0 ’がＡＳＥ成分のピーク波長λP と一致せ
ず、λ0 ＜λP またはλ0 ’＞λP の状態にあったとし
ても、最終的にＡＳＥ成分の最大パワーに対応するピー
ク波長λP に一致させることができ、一致後は常に実質
的にλ0 ＝λPの状態を維持することができる。よっ
て、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳＥ
成分のピーク波長のシフトが生じても、そのピーク波長
のシフトに追従して最大パワーの伝搬を抑制することが
できるので、伝送品質の向上等を図ることができる。
【００３９】また、増幅媒体６や半導体レーザ１２，１
４の経年変化等の何等かの動作状態の変化に起因してＡ
ＳＥ成分のピーク波長λP が変動しても、ファイバグレ
ーティング１８の反射波長λ0 をそのピーク波長λP に
追従させて一致させることができるので、同様に伝送品
質の維持等を図ることができる。
４の経年変化等の何等かの動作状態の変化に起因してＡ
ＳＥ成分のピーク波長λP が変動しても、ファイバグレ
ーティング１８の反射波長λ0 をそのピーク波長λP に
追従させて一致させることができるので、同様に伝送品
質の維持等を図ることができる。
【００４０】図５は、かかる帰還制御がなされるファイ
バグレーティングを備えた光ファイバ増幅器のＡＳＥ成
分の低減特性を実験により求めた特性図であり、計測条
件は、 増幅媒体；Ａｌ−Ｇｅ共添加 Ｅｒイオン濃度９００ｐｐｍ 長さ１０ｍ 励起方法；２５ｍＷずつの双方向励起、 励起波長；９８０ｎｍ スパロン；２２ｄＢ 初段入力；−２１ｄＢｍ／ｃｈ 信号光波長；第１チャンネル（１５４３ｎｍ） 第２チャンネル（１５４８ｎｍ） 第３チャンネル（１５５２ｎｍ） 第４チャンネル（１５５８ｎｍ） とした。
バグレーティングを備えた光ファイバ増幅器のＡＳＥ成
分の低減特性を実験により求めた特性図であり、計測条
件は、 増幅媒体；Ａｌ−Ｇｅ共添加 Ｅｒイオン濃度９００ｐｐｍ 長さ１０ｍ 励起方法；２５ｍＷずつの双方向励起、 励起波長；９８０ｎｍ スパロン；２２ｄＢ 初段入力；−２１ｄＢｍ／ｃｈ 信号光波長；第１チャンネル（１５４３ｎｍ） 第２チャンネル（１５４８ｎｍ） 第３チャンネル（１５５２ｎｍ） 第４チャンネル（１５５８ｎｍ） とした。
【００４１】更に、図５（ａ）は、光ファイバ増幅器単
体でのＡＳＥ成分の低減特性を示し、１５３０ｎｍ帯で
のＡＳＥ成分が有効に低減されることを実験的に確認さ
れた。
体でのＡＳＥ成分の低減特性を示し、１５３０ｎｍ帯で
のＡＳＥ成分が有効に低減されることを実験的に確認さ
れた。
【００４２】また、図５（ｂ）は、かかる実施例の光フ
ァイバ増幅器を所定スパンを置いて３段カスケード接続
した場合の第３段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ
成分の低減特性、図５（ｃ）は、かかる実施例の光ファ
イバ増幅器を所定スパンを置いて５段カスケード接続し
た場合の第５段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ成
分の低減特性、図５（ｄ）は、かかる実施例の光ファイ
バ増幅器を所定スパンを置いて１０段カスケード接続し
た場合の第１０段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ
成分の低減特性を示し、これらの特性図から明らかな如
く、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳＥ
成分のピーク波長λP のシフトが生じても、ＡＳＥ成分
の除去、特にその最大パワーの成分を効果的に除去でき
ることが実験的に確認された。更に、不要なＡＳＥ成分
の除去を有効に行うことができる結果、本来伝送すべき
信号光のパワー損失を低減することができることも確認
された。
ァイバ増幅器を所定スパンを置いて３段カスケード接続
した場合の第３段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ
成分の低減特性、図５（ｃ）は、かかる実施例の光ファ
イバ増幅器を所定スパンを置いて５段カスケード接続し
た場合の第５段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ成
分の低減特性、図５（ｄ）は、かかる実施例の光ファイ
バ増幅器を所定スパンを置いて１０段カスケード接続し
た場合の第１０段目の光ファイバ増幅器におけるＡＳＥ
成分の低減特性を示し、これらの特性図から明らかな如
く、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳＥ
成分のピーク波長λP のシフトが生じても、ＡＳＥ成分
の除去、特にその最大パワーの成分を効果的に除去でき
ることが実験的に確認された。更に、不要なＡＳＥ成分
の除去を有効に行うことができる結果、本来伝送すべき
信号光のパワー損失を低減することができることも確認
された。
【００４３】（実施例２）次に、図６に基づいて第２の
実施例を説明する。尚、図２と同一又は相当する部分を
同一符号で示すものとする。第１の実施例との相違点を
説明すると、第１の実施例ではペルチェ素子２６の温度
を制御して、ファイバグレーティング１８の長さを可変
制御することによって、その反射波長λ0 をＡＳＥ成分
のピーク波長λP に一致させるものであるが、第２の実
施例は、ファイバグレーティング１８の両端に固着され
た第１のクランプ部材３０と第２のクランプ部材３２の
対向間隔Ｌを機械的に可変制御することによって、強制
的にファイバグレーティング１８に掛かる負荷張力を調
節し、ひいてはその負荷張力に応じてファイバグレーテ
ィング１８の長さを調節することによって、その屈折率
変化の周期Λを可変制御するものである。より具体的に
は、第１のクランプ部材３０の一端にステッピングモー
タ３４の本体部分を固定し、ステッピングモータ３４の
駆動軸３６の先端部分が第２のクランプ部材３２の一端
に形成されている雌ネジ部３８に螺合している。そし
て、帰還制御回路２２からステッピングモータ３４に供
給される電力に応じて、駆動軸３６と雌ネジ部３８との
螺合量を調節することにより、第１のクランプ部材３０
と第２のクランプ部材３２の対向間隔Ｌを可変制御して
ファイバグレーティング１８への負荷張力を調節し、ひ
いては前記式(1) に基づいて、ファイバグレーティング
１８の反射波長λ0 を可変制御するようになっている。
実施例を説明する。尚、図２と同一又は相当する部分を
同一符号で示すものとする。第１の実施例との相違点を
説明すると、第１の実施例ではペルチェ素子２６の温度
を制御して、ファイバグレーティング１８の長さを可変
制御することによって、その反射波長λ0 をＡＳＥ成分
のピーク波長λP に一致させるものであるが、第２の実
施例は、ファイバグレーティング１８の両端に固着され
た第１のクランプ部材３０と第２のクランプ部材３２の
対向間隔Ｌを機械的に可変制御することによって、強制
的にファイバグレーティング１８に掛かる負荷張力を調
節し、ひいてはその負荷張力に応じてファイバグレーテ
ィング１８の長さを調節することによって、その屈折率
変化の周期Λを可変制御するものである。より具体的に
は、第１のクランプ部材３０の一端にステッピングモー
タ３４の本体部分を固定し、ステッピングモータ３４の
駆動軸３６の先端部分が第２のクランプ部材３２の一端
に形成されている雌ネジ部３８に螺合している。そし
て、帰還制御回路２２からステッピングモータ３４に供
給される電力に応じて、駆動軸３６と雌ネジ部３８との
螺合量を調節することにより、第１のクランプ部材３０
と第２のクランプ部材３２の対向間隔Ｌを可変制御して
ファイバグレーティング１８への負荷張力を調節し、ひ
いては前記式(1) に基づいて、ファイバグレーティング
１８の反射波長λ0 を可変制御するようになっている。
【００４４】次に、図８のフローチャートに基づいて制
御動作を具体的に述べる。帰還制御を開始する前の初期
化時（ステップＳ32) において、電力をステッピングモ
ータ３４に供給し、第１，第２のクランプ部材３０，３
２を所定の対向間隔Ｌに設定することにより、ファイバ
グレーティング１８の反射波長λ0 を不要なＡＳＥ成分
の典型的なピーク波長λP0、例えば１５３０ｎｍと等し
くする。
御動作を具体的に述べる。帰還制御を開始する前の初期
化時（ステップＳ32) において、電力をステッピングモ
ータ３４に供給し、第１，第２のクランプ部材３０，３
２を所定の対向間隔Ｌに設定することにより、ファイバ
グレーティング１８の反射波長λ0 を不要なＡＳＥ成分
の典型的なピーク波長λP0、例えば１５３０ｎｍと等し
くする。
【００４５】次に、ステップＳ34において帰還制御を開
始し、続いてステップＳ36において、電気信号ＶＲの値
を検出し、更にステップＳ38において、現在検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ）と１帰還制御周期前に検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）との差分ΔＶＲ1 （＝ＶＲ
（ｔ）−ＶＲ（ｔ−τ））と、１帰還制御周期前に検出
した電気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）と２帰還制御周期前に
検出した電気信号の値ＶＲ（ｔ−２τ）の差分ΔＶＲ2
（＝ＶＲ（ｔ−τ）−ＶＲ（ｔ−２τ））を算出する。
始し、続いてステップＳ36において、電気信号ＶＲの値
を検出し、更にステップＳ38において、現在検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ）と１帰還制御周期前に検出した電
気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）との差分ΔＶＲ1 （＝ＶＲ
（ｔ）−ＶＲ（ｔ−τ））と、１帰還制御周期前に検出
した電気信号の値ＶＲ（ｔ−τ）と２帰還制御周期前に
検出した電気信号の値ＶＲ（ｔ−２τ）の差分ΔＶＲ2
（＝ＶＲ（ｔ−τ）−ＶＲ（ｔ−２τ））を算出する。
【００４６】ステップＳ40においては、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比し、ΔＶＲ1 ＞ＶREF
及びΔＶＲ2 ＞ＶREF のときは、ステップＳ42へ移行し
て、ファイバグレーティング１８に設定されている反射
波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λP よりも短
波長側に存在していると判断する。そして、ステップＳ
44において、ステッピングモータ３４に所定時間だけ電
力を供給することにより、第１，第２のクランプ部材３
０，３２の対向間隔を微小量ΔＬだけ拡げることによっ
て、ファイバグレーティング１８への負荷張力を増加
し、同時にファイバグレーティング１８も微小量ΔＬだ
け伸ばす。この結果、ファイバグレーティング１８の反
射波長λ0 をΔλだけ長波長側へシフトさせる。そし
て、再びステップＳ36からの処理を繰り返す。
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比し、ΔＶＲ1 ＞ＶREF
及びΔＶＲ2 ＞ＶREF のときは、ステップＳ42へ移行し
て、ファイバグレーティング１８に設定されている反射
波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長λP よりも短
波長側に存在していると判断する。そして、ステップＳ
44において、ステッピングモータ３４に所定時間だけ電
力を供給することにより、第１，第２のクランプ部材３
０，３２の対向間隔を微小量ΔＬだけ拡げることによっ
て、ファイバグレーティング１８への負荷張力を増加
し、同時にファイバグレーティング１８も微小量ΔＬだ
け伸ばす。この結果、ファイバグレーティング１８の反
射波長λ0 をΔλだけ長波長側へシフトさせる。そし
て、再びステップＳ36からの処理を繰り返す。
【００４７】一方、ステップＳ40において否定される場
合には、ステップＳ46へ処理が移行し、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比する。そして、ΔＶＲ
1 ＜ＶREF 、及びΔＶＲ2 ＜ＶREF のときは、ステップ
Ｓ48へ移行して、ファイバグレーティング１８に設定さ
れている反射波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長
λP よりも長波長側に存在していると判断する。更に、
ステップＳ50において、ステッピングモータ３４に所定
時間だけ逆極性の電力を供給することにより、第１，第
２のクランプ部材３０，３２の対向間隔を微小量ΔＬだ
け狭めることにより、ファイバグレーティング１８への
負荷張力を低減し、同時にファイバグレーティング１８
も微小量ΔＬだけ短くする。この結果、ファイバグレー
ティング１８の反射波長λ0 をΔλだけ短波長側へシフ
トさせる。そして、再びステップＳ6 からの処理を繰り
返す。
合には、ステップＳ46へ処理が移行し、差分ΔＶＲ1 と
ΔＶＲ2 を微小閾値ＶREF と対比する。そして、ΔＶＲ
1 ＜ＶREF 、及びΔＶＲ2 ＜ＶREF のときは、ステップ
Ｓ48へ移行して、ファイバグレーティング１８に設定さ
れている反射波長λ0 が実際のＡＳＥ成分のピーク波長
λP よりも長波長側に存在していると判断する。更に、
ステップＳ50において、ステッピングモータ３４に所定
時間だけ逆極性の電力を供給することにより、第１，第
２のクランプ部材３０，３２の対向間隔を微小量ΔＬだ
け狭めることにより、ファイバグレーティング１８への
負荷張力を低減し、同時にファイバグレーティング１８
も微小量ΔＬだけ短くする。この結果、ファイバグレー
ティング１８の反射波長λ0 をΔλだけ短波長側へシフ
トさせる。そして、再びステップＳ6 からの処理を繰り
返す。
【００４８】また、ステップＳ46で否定されるときは、
差分ΔＶＲ1 とΔＶＲ2 の少なくとも一方が微小閾値Ｖ
REF の範囲内に収まり、実質的に反射波長λ0 とＡＳＥ
成分のピーク波長λP と等しい状態にあるので、ステッ
ピングモータ３４を停止させたままにして、再びステッ
プＳ36からの処理を繰り返す。
差分ΔＶＲ1 とΔＶＲ2 の少なくとも一方が微小閾値Ｖ
REF の範囲内に収まり、実質的に反射波長λ0 とＡＳＥ
成分のピーク波長λP と等しい状態にあるので、ステッ
ピングモータ３４を停止させたままにして、再びステッ
プＳ36からの処理を繰り返す。
【００４９】この実施例によれば、ファイバグレーティ
ング１８の反射波長λ0 をＡＳＥ成分の最大パワーに対
応するピーク波長λP に一致させるように帰還制御する
ので、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳ
Ｅ成分のピーク波長のシフトが生じても、ＡＳＥ成分の
除去、特にその最大パワーの成分を効果的に除去できる
ことができる。また、増幅媒体６や半導体レーザ１２，
１４の経年変化等の何等かの動作状態の変化に起因して
ＡＳＥ成分のピーク波長λP が変動しても、ファイバグ
レーティング１８の反射波長λ0 をそのピーク波長λP
に追従させて一致させることができる。また、機械的駆
動手段によってファイバグレーティング１８に掛かる負
荷張力を可変制御するので迅速な帰還制御を行うことが
できる。
ング１８の反射波長λ0 をＡＳＥ成分の最大パワーに対
応するピーク波長λP に一致させるように帰還制御する
ので、図１に示した複数段のカスケード接続によるＡＳ
Ｅ成分のピーク波長のシフトが生じても、ＡＳＥ成分の
除去、特にその最大パワーの成分を効果的に除去できる
ことができる。また、増幅媒体６や半導体レーザ１２，
１４の経年変化等の何等かの動作状態の変化に起因して
ＡＳＥ成分のピーク波長λP が変動しても、ファイバグ
レーティング１８の反射波長λ0 をそのピーク波長λP
に追従させて一致させることができる。また、機械的駆
動手段によってファイバグレーティング１８に掛かる負
荷張力を可変制御するので迅速な帰還制御を行うことが
できる。
【００５０】また、実験的にも、図５（ａ）〜（ｄ）に
示したのと同様のＡＳＥ成分の低減特性が得られる。
示したのと同様のＡＳＥ成分の低減特性が得られる。
【００５１】尚、第２の実施例では、ファイバグレーテ
ィング１８の長さを可変制御するための駆動手段として
ステッピングモータ３４を用いたが、これに限定される
ものではなく、第１，第２のクランプ部材３０，３２の
対向間隔Ｌを可変制御する機能を備えた種々のアクチュ
エータ手段を適用することができる。
ィング１８の長さを可変制御するための駆動手段として
ステッピングモータ３４を用いたが、これに限定される
ものではなく、第１，第２のクランプ部材３０，３２の
対向間隔Ｌを可変制御する機能を備えた種々のアクチュ
エータ手段を適用することができる。
【００５２】また、第１，第２の実施例では、双方向励
起型の光ファイバ増幅器を説明したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、上記説明したファイバグレ
ーティングの反射波長を帰還制御する手段を備えた前方
励起型または後方励起型の光ファイバ増幅器にも適用す
ることができる。
起型の光ファイバ増幅器を説明したが、本発明は、これ
に限定されるものではなく、上記説明したファイバグレ
ーティングの反射波長を帰還制御する手段を備えた前方
励起型または後方励起型の光ファイバ増幅器にも適用す
ることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
不要な自然放出光のピーク波長を逐次検出し、ファイバ
グレーティングの選択反射波長をこのピーク波長と等し
くするように自動的に帰還制御するようにしたので、複
数段のカスケード接続を行って各段の光ファイバ増幅器
毎に自然放出光のピーク波長が相違したとしても、各光
ファイバ増幅器毎に各ファイバグレーティングの選択反
射波長を各ピーク波長と等しくするように帰還制御する
結果、不要な自然放出光を有効に除去することができ、
光ファイバ伝送路の伝送品質の向上等を図ることができ
る。
不要な自然放出光のピーク波長を逐次検出し、ファイバ
グレーティングの選択反射波長をこのピーク波長と等し
くするように自動的に帰還制御するようにしたので、複
数段のカスケード接続を行って各段の光ファイバ増幅器
毎に自然放出光のピーク波長が相違したとしても、各光
ファイバ増幅器毎に各ファイバグレーティングの選択反
射波長を各ピーク波長と等しくするように帰還制御する
結果、不要な自然放出光を有効に除去することができ、
光ファイバ伝送路の伝送品質の向上等を図ることができ
る。
【００５４】更に、不要なＡＳＥ成分を抑制する結果、
本来伝送すべき信号光のパワー損失を低減することがで
きるので、対雑音特性等の良好な光ファイバ伝送システ
ムを実現するために極めて優れた効果を発揮する。
本来伝送すべき信号光のパワー損失を低減することがで
きるので、対雑音特性等の良好な光ファイバ伝送システ
ムを実現するために極めて優れた効果を発揮する。
【図１】本発明による光ファイバ増幅器の実施例の原理
を説明するための説明図である。
を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施例の構成を示す構成説明図である。
【図３】第１の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】第１の実施例の動作原理を更に説明するための
説明図である。
説明図である。
【図５】第１の実施例の特性を説明するための説明図で
ある。
ある。
【図６】第２の実施例の構成を示す構成説明図である。
【図７】第２の実施例の動作を説明するためのフローチ
ャートである。
ャートである。
【図８】従来技術の問題点を説明するための説明図であ
る。
る。
【図９】従来技術の問題点を更に説明するための説明図
である。
である。
【図１０】従来技術の問題点を更に説明するための説明
図である。
図である。
２，１０…アイソレータ、４，８…光合波用カプラ、６
…増幅媒体、１２，１４…半導体レーザ、１６…分岐用
カプラ、１８…ファイバグレーティング、２０…光電変
換素子、２２…帰還制御回路、２４…ケース、２６…ペ
ルチェ素子、３０，３２…クランプ部材、３４…ステッ
ピングモータ、３６…駆動軸、３８…雌ネジ部。
…増幅媒体、１２，１４…半導体レーザ、１６…分岐用
カプラ、１８…ファイバグレーティング、２０…光電変
換素子、２２…帰還制御回路、２４…ケース、２６…ペ
ルチェ素子、３０，３２…クランプ部材、３４…ステッ
ピングモータ、３６…駆動軸、３８…雌ネジ部。
Claims (4)
- 【請求項１】 コア部分に活性化イオンとしての希土類
元素を添加した光ファイバを増幅媒体とし、励起光によ
り増幅作用をもたせる光ファイバ増幅器において、 前記増幅媒体の出射端に設けられたファイバグレーティ
ングと、 前記増幅媒体と前記ファイバグレーティングとの間に設
けられ、前記ファイバグレーティングに設定された選択
反射波長と等しい波長の反射光を分岐して光電変換素子
へ伝搬する光分岐カプラと、 前記光電変換素子の出力信号値に基づいて前記増幅媒体
から発生される不要な自然放出光のピーク波長を判定
し、前記ファイバグレーティングの選択反射波長を自然
放出光の波長と等しくさせる帰還制御を行う制御手段
と、を具備することを特徴とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 前記制御手段は、前記光電変換素子の出
力信号値の増減変化の傾向を調べ、該増減変化が予め決
められた閾値範囲内となるように前記ファイバグレーテ
ィングの選択反射波長を帰還制御することを特徴とする
請求項１に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記制御手段は、前記ファイバグレーテ
ィングの温度を調節する温度調節手段を備えると共に、
前記光電変換素子の出力信号値の増減変化の傾向が予め
決められた閾値範囲内となるように温度調節手段による
温度を調節して前記ファイバグレーティングの選択反射
波長を帰還制御することを特徴とする請求項１に記載の
光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 前記制御手段は、前記ファイバグレーテ
ィングに掛かる負荷張力を調節するアクチュエータ手段
を備えると共に、前記光電変換素子の出力信号値の増減
変化の傾向が予め決められた閾値範囲内となるようにア
クチュエータ手段による前記ファイバグレーティングへ
の負荷張力を調節して前記ファイバグレーティングの選
択反射波長を帰還制御することを特徴とする請求項１に
記載の光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7090893A JPH08288573A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7090893A JPH08288573A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08288573A true JPH08288573A (ja) | 1996-11-01 |
Family
ID=14011092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7090893A Pending JPH08288573A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08288573A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134046A (en) * | 1997-10-17 | 2000-10-17 | Fujitsu Limited | Optical amplifying fiber and forming method for fiber grating |
| JP2001264710A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-09-26 | Alcatel | 光伝送システム |
| JP2011249531A (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置及び光増幅媒体 |
| RU2554337C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Узкополосный кольцевой волоконный лазер |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP7090893A patent/JPH08288573A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6134046A (en) * | 1997-10-17 | 2000-10-17 | Fujitsu Limited | Optical amplifying fiber and forming method for fiber grating |
| JP2001264710A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-09-26 | Alcatel | 光伝送システム |
| JP2011249531A (ja) * | 2010-05-26 | 2011-12-08 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置及び光増幅媒体 |
| RU2554337C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-06-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Узкополосный кольцевой волоконный лазер |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040601 |