JPH0895098A - Variable gain light amplifier and optical communication system - Google Patents

Variable gain light amplifier and optical communication system

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JPH0895098A
JPH0895098A JP6256265A JP25626594A JPH0895098A JP H0895098 A JPH0895098 A JP H0895098A JP 6256265 A JP6256265 A JP 6256265A JP 25626594 A JP25626594 A JP 25626594A JP H0895098 A JPH0895098 A JP H0895098A
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JP
Japan
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light
polarization
gain
optical
optical amplifier
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JP6256265A
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Japanese (ja)
Inventor
Michiyo Nishimura
三千代 西村
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a variable gain light amplifier which can change gain without causing deterioration of characteristic and deal with various systems. CONSTITUTION: A light amplifier in which the polarized wave of input light or output light is controlled so as to make variable gain possible is constituted by the use of a polarized wave element such as polarizer 3. The variable gain light amplifier is provided with a light amplifying part 1 giving gain to an input light from the outside, and a polarized wave control means 7 controlling the polarized state of a light. By controlling an input light 5 prescribed in a specified polarized wave state by the polarizer 3 using the polarized wave control means 7, effective amplification factor of the whole light amplifier is changed without changing the gain of the light amplifying part 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、実効的な増幅率を変化
させられる光増幅装置およびそれを用いた光通信システ
ムに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifying device capable of changing an effective amplification factor and an optical communication system using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、光信号を光のまま増幅する光
増幅器は、光ファイバ通信において重要な技術となって
いる。光増幅器の利得性能は、増幅器の構成により制限
され、主に飽和出力で決定されるが、実際に使用される
のは飽和出力より小さい利得であり、利得を一定に保つ
ようなコントロールがなされる。その為に、例えば、光
ファイバ増幅器であれば、励起光の強度が変えられる
し、半導体光増幅器であれば、増幅器に与えるバイアス
電流が変えられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical amplifier that amplifies an optical signal as light has been an important technique in optical fiber communication. The gain performance of the optical amplifier is limited by the configuration of the amplifier and is mainly determined by the saturated output, but the gain actually used is smaller than the saturated output, and control is performed to keep the gain constant. . Therefore, for example, in the case of an optical fiber amplifier, the intensity of pumping light can be changed, and in the case of a semiconductor optical amplifier, the bias current given to the amplifier can be changed.

【0003】しかし、増幅器の用途によっては、利得は
任意に変えられることが望まれる。その場合、最も単純
には、前述の利得のコントロール部を制御すればよい。
しかしながら、前述の調整は、利得の大きさ自体をかえ
るだけでなく、増幅時の諸特性を変えてしまうという場
合がある。例えば、半導体光増幅器では、バイアス電流
を下げることは利得の低下につながると共に、飽和出力
の低下、更に雑音特性の劣化を起こし好ましくない。
However, it is desired that the gain be arbitrarily changed depending on the application of the amplifier. In that case, the simplest is to control the gain control unit.
However, the above-mentioned adjustment may change not only the magnitude of the gain itself but also various characteristics during amplification. For example, in a semiconductor optical amplifier, lowering the bias current leads to lowering of gain, lowering of saturated output, and deterioration of noise characteristics, which is not preferable.

【0004】従って、次に考えられるのは、増幅器の利
得は最大に設定したままで、前段、後段にNDフィルタ
などのアッテネータを用いる方法である。この場合、増
幅の諸特性は変わらないため、通信システムの設計の上
で非常に有用である。しかし、NDフィルタを用いる時
は、NDフィルタからの反射による戻り光の影響に注意
しなければならない。特に吸収型のフィルタでは注意が
必要である。戻り光が存在すると、通信系が不安定にな
り誤り率の低下を引き起こしてしまう。
Therefore, the next conceivable method is to use an attenuator such as an ND filter in the front and rear stages while keeping the gain of the amplifier set to the maximum. In this case, various characteristics of amplification do not change, which is very useful in designing a communication system. However, when using the ND filter, attention must be paid to the influence of the return light due to the reflection from the ND filter. Special attention should be paid to absorption filters. The presence of the returning light makes the communication system unstable and causes a reduction in the error rate.

【0005】また、利得をコントロールしたい理由の1
つとしては、1つ1つの信号の利得は僅かでよいが、一
括して幾つもの信号を増幅したいという要望が考えられ
る。また、或る特定の信号のみを増幅し、その他の信号
は無理に増幅する必要はないことも考えられる。また、
光増幅器には、飽和出力が存在するため、幾つもの信号
をむやみに増幅することはできないが、信号光が多数の
時は1つ1つの利得をおさえ、逆に信号光が一種のみの
場合は大きな利得を与え、1つの光増幅器を最大限有効
に活用することも考えられる。
Also, one of the reasons for wanting to control the gain
For one thing, the gain of each signal may be small, but there is a desire to amplify several signals at once. It is also possible that only a specific signal is amplified and other signals need not be forcibly amplified. Also,
Since an optical amplifier has a saturated output, it is impossible to amplify a number of signals unnecessarily, but when the number of signal lights is large, each gain is suppressed individually, and conversely when there is only one kind of signal light. It is also conceivable to give a large gain and make the most effective use of one optical amplifier.

【0006】これらの用途のための利得のコントロール
は、従来の光増幅器では繁雑になりかねない。
Gain control for these applications can be cumbersome with conventional optical amplifiers.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとしている課題】この様に、従来の
光増幅器では、可変利得の光増幅器を、特性の劣化を起
こすことなく構成するのは難しいという欠点があった。
また、多種多様なシステムへの対応ができないという欠
点があった。
As described above, the conventional optical amplifier has a drawback that it is difficult to construct a variable gain optical amplifier without degrading the characteristics.
In addition, there is a drawback that it cannot support a wide variety of systems.

【0008】よって、本発明の目的は、これらの欠点を
克服した可変利得光増幅装置およびこれを用いた光通信
システムを提供することにある。
Therefore, it is an object of the present invention to provide a variable gain optical amplifier and an optical communication system using the same, which overcome these drawbacks.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、入力も
しくは出力光の偏波の制御によりポラライザなどの偏波
素子を用いて可変利得の可能な光増幅装置を構成したも
のである。
According to the present invention, an optical amplifying device capable of variable gain is constructed by using a polarization element such as a polarizer by controlling the polarization of input or output light.

【0010】詳細には、本発明の可変利得光増幅装置
は、外部からの入力光に対し利得を与える光増幅部と光
の偏波状態を制御する偏波制御手段を備え、特定の偏波
状態に規定された入力光を該偏波制御手段を用いて制御
することで実効的な増幅率を変化させることを特徴とす
る。
More specifically, the variable gain optical amplifying apparatus of the present invention comprises an optical amplifying section for giving a gain to the input light from the outside and a polarization control means for controlling the polarization state of the light, and has a specific polarization. It is characterized in that the effective amplification factor is changed by controlling the input light defined in the state using the polarization control means.

【0011】具体的には、前記偏波制御手段が偏波保存
ファイバの回転手段を有し、該回転手段と偏光子との組
み合わせにより光を減衰する。また、前記偏波制御手段
が偏光子の回転手段を有し、これにより特定の偏波状態
に規定された光を減衰する。また、前記偏波制御手段が
波長板の回転手段を有し、これと偏光子との組み合わせ
により光を減衰する。また、前記光増幅部が利得の偏波
依存性を有した半導体光増幅器であり、前記偏波制御手
段により該半導体光増幅器への入力光の偏波成分比をか
えることにより利得を変化させる。
Specifically, the polarization control means has a rotation means for the polarization maintaining fiber, and the combination of the rotation means and the polarizer attenuates the light. Further, the polarization control means has a rotation means for the polarizer, and attenuates light defined in a specific polarization state. Further, the polarization control means has a wave plate rotation means, and a combination of this and a polarizer attenuates light. Further, the optical amplifier is a semiconductor optical amplifier having a gain polarization dependency, and the gain is changed by changing the polarization component ratio of the input light to the semiconductor optical amplifier by the polarization control means.

【0012】また、本発明の可変利得光増幅装置は、外
部からの入力光に対し利得を与える光増幅部と、該光増
幅部の前段、後段の少なくとも一方に配置され光の偏波
状態に応じて光強度を制御する偏波素子(ポラライザな
ど)と、該偏波素子に入力する光の偏波状態の該偏波素
子に対する相対的関係を制御する偏波制御手段を備える
ことで実効的な増幅率を変化させることを特徴とする。
Further, the variable gain optical amplifying apparatus of the present invention is provided with an optical amplifying section for giving a gain to the input light from the outside and at least one of a front stage and a rear stage of the optical amplifying section to change the polarization state of the light. Effectively by providing a polarization element (polarizer or the like) for controlling the light intensity in accordance with the polarization element and polarization control means for controlling the relative relationship of the polarization state of the light input to the polarization element to the polarization element. It is characterized by changing the amplification factor.

【0013】また、本発明の可変利得光増幅装置は、利
得の偏波依存性を有した半導体光増幅器と、該半導体光
増幅器への入力光の偏波成分比を変える偏波制御手段を
備え、これにより利得を変化させることを特徴とする。
Further, the variable gain optical amplifying apparatus of the present invention comprises a semiconductor optical amplifier having a polarization dependency of gain and a polarization control means for changing the polarization component ratio of the input light to the semiconductor optical amplifier. , Which is characterized by changing the gain.

【0014】また、本発明の光通信システムは、1つの
入力信号が存在し、前記光増幅装置によって該入力信号
に対し、任意の利得を与えることを特徴とする。また、
複数の入力信号に対し、前記光増幅装置によって一括し
て利得を与えることを特徴とする。また、複数の入力信
号に対し、該入力信号を分合波する手段を有し、分波さ
れた信号に対し前記光増幅装置によって異なる利得を与
えることを特徴とする。また、前記光増幅装置と光検出
手段とを備え、該光検出手段の信号を該光増幅装置にお
ける偏波制御手段に帰還し、該光増幅装置の利得飽和を
防いでいることを特徴とする。
Further, the optical communication system of the present invention is characterized in that there is one input signal, and the optical amplification device gives an arbitrary gain to the input signal. Also,
It is characterized in that the optical amplifying device collectively gives a gain to a plurality of input signals. Further, it is characterized in that it has means for demultiplexing the input signals with respect to a plurality of input signals, and gives different gains to the demultiplexed signals depending on the optical amplifying device. Further, it is characterized in that the optical amplification device and the light detection device are provided, and the signal of the light detection device is fed back to the polarization control device in the optical amplification device to prevent gain saturation of the optical amplification device. .

【0015】[0015]

【第1実施例】図1に本発明の第1実施例の図を示す。
図1において、1は半導体光増幅器、2はレンズ、3は
ポラライザ、4は偏波保存ファイバ、5、6は夫々入力
光及び出力光、7は偏波コントローラ、8は半導体光増
幅器1に駆動電流を供給するドライバである。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, 1 is a semiconductor optical amplifier, 2 is a lens, 3 is a polarizer, 4 is a polarization maintaining fiber, 5 and 6 are input light and output light, 7 is a polarization controller, and 8 is a semiconductor optical amplifier 1. It is a driver that supplies current.

【0016】本実施例における可変利得光増幅装置の動
作原理を説明する。入力光5は、或る特定の直線偏光に
合わせ偏波保存ファイバ4を伝送される。その後、この
直線偏光は、偏波コントローラ7で調整されたポラライ
ザ3の透過軸との関係でその偏光方向とパワーが制御さ
れ、レンズ2により半導体光増幅器1の片側の端面より
光増幅器1に入力される。半導体光増幅器1は、半導体
レーザ構造の両端面に無反射コーティングを施したいわ
ゆる進行波型の光増幅器であって、一定のバイアス電流
に設定される。入力光は半導体光増幅器1を導波するう
ちに増幅され、もう一方の端面より出力される。出力光
6はレンズ2により再び偏波保存ファイバ4へと結合さ
れ伝送される。出力光6の偏波方向はポラライザ3の透
過軸の方向である。半導体光増幅器1は偏波依存性があ
るものでも、ないものでも良い。
The operation principle of the variable gain optical amplifier in this embodiment will be described. The input light 5 is transmitted through the polarization maintaining fiber 4 according to a certain linearly polarized light. Thereafter, the polarization direction and power of this linearly polarized light are controlled in relation to the transmission axis of the polarizer 3 adjusted by the polarization controller 7, and the lens 2 inputs it to the optical amplifier 1 from one end face of the semiconductor optical amplifier 1. To be done. The semiconductor optical amplifier 1 is a so-called traveling wave type optical amplifier in which both end surfaces of a semiconductor laser structure are coated with antireflection coating, and is set to a constant bias current. The input light is amplified while being guided through the semiconductor optical amplifier 1, and is output from the other end surface. The output light 6 is again coupled to the polarization maintaining fiber 4 by the lens 2 and transmitted. The polarization direction of the output light 6 is the direction of the transmission axis of the polarizer 3. The semiconductor optical amplifier 1 may or may not have polarization dependence.

【0017】この時、上記した様に、光は、半導体光増
幅器1に入力される前段でポラライザ3を使いコントロ
ーラ7で制御されて、半導体光増幅器1への入力光量が
調整される。即ち、偏波保存ファイバ4の偏光方向が、
ポラライザ3の透過方向と一致した時に最も大きい出力
となり、ポラライザ3の消光方向と一致した時に最も小
さい出力となり、ファイバ4からファイバ4への実効的
な利得が変えられる。
At this time, as described above, the light is input to the semiconductor optical amplifier 1 and is controlled by the controller 7 using the polarizer 3 in the preceding stage to adjust the amount of light input to the semiconductor optical amplifier 1. That is, the polarization direction of the polarization maintaining fiber 4 is
The maximum output is obtained when the transmission direction of the polarizer 3 is matched, and the minimum output is obtained when the transmission direction of the polarizer 3 is matched, and the effective gain from the fiber 4 to the fiber 4 is changed.

【0018】ポラライザ3は各種のものが考えられる。
しかし、吸収型のポラライザでは一般に透過光量自体の
減衰があり、NDフィルタと同様に戻り光の影響も考え
られる。プリズム型のポラライザでは、戻り光の影響が
回避でき有効である。ただし、プリズム型のポラライザ
の回転により光の軸方向が変化して半導体光増幅器への
光結合の効率が変わらない様な設計上の工夫が必要であ
る。
Various types of polarizers 3 can be considered.
However, in an absorption-type polarizer, the amount of transmitted light itself is generally attenuated, and like the ND filter, the influence of return light can be considered. The prism-type polarizer is effective because it can avoid the influence of returning light. However, it is necessary to devise the design so that the rotation of the prism type polarizer does not change the axial direction of the light and the efficiency of optical coupling to the semiconductor optical amplifier does not change.

【0019】また、本実施例では、ポラライザ3は半導
体光増幅器1の前段においたが、もちろん後段に置いて
出力光を制御してもかまわない。しかし、光増幅器1の
飽和出力を考えると、先に光増幅器1への入力光量を調
整する様に前段に置いた方が有利である。また、半導体
光増幅器1では可変利得のためにバイアス電流をコント
ロールしないのは、本発明の効果である特性劣化の防止
に役立っている。しかし、環境温度の変化に起因する光
増幅器1の利得変化の補償のために、オートゲインコン
トロールによるバイアス電流の制御は必要となる場合も
ある。
Further, in the present embodiment, the polarizer 3 is placed in the front stage of the semiconductor optical amplifier 1, but it is of course possible to place it in the rear stage to control the output light. However, considering the saturated output of the optical amplifier 1, it is advantageous to arrange the optical amplifier 1 in the preceding stage so as to adjust the amount of light input to the optical amplifier 1 first. In the semiconductor optical amplifier 1, the fact that the bias current is not controlled due to the variable gain helps prevent the characteristic deterioration which is the effect of the present invention. However, in order to compensate for the gain change of the optical amplifier 1 caused by the change of the ambient temperature, the control of the bias current by the automatic gain control may be necessary in some cases.

【0020】本実施例では、入力光の偏波状態は、すべ
て直線偏光としている。これは直線偏波を利用するの
が、最も効率よく可変利得を実現できるからである。入
力光が、楕円偏波であると、同様の効果は得られるもの
の可変範囲は狭くなる。また、完全な円偏波では全く効
果がなくなる。従って、入力光の偏波状態は、円偏波を
除く様に規定されていることが条件となる。
In this embodiment, the polarization state of the input light is all linearly polarized. This is because the use of linearly polarized waves can realize the variable gain most efficiently. When the input light is elliptically polarized light, the variable range is narrowed although the same effect can be obtained. In addition, completely circular polarization has no effect. Therefore, it is a condition that the polarization state of the input light is defined so as to exclude circular polarization.

【0021】一方、一般の伝送路ではシングルモードフ
ァイバを用いられることが多く、この場合、偏波状態は
時間的にゆらいでいると考えられる。従って、入力光の
偏波状態を規定し、同一に保っておくためには、この場
合、本光増幅器との接続に、偏波コイル等を用いた偏波
制御器(ポラライザ3の前に置かれる)が別に必要とな
る。もちろん、偏波保存ファイバを用いた伝送システム
であれば、接続の際に偏波状態が変わらないような構成
にすることで、対応できる。ただし、偏波状態を信号の
一部として利用する変調方式を用いる場合には注意が必
要である。
On the other hand, in a general transmission line, a single mode fiber is often used, and in this case, the polarization state is considered to fluctuate with time. Therefore, in order to define the polarization state of the input light and keep it in the same state, in this case, a polarization controller using a polarization coil or the like (in front of the polarizer 3) is connected to the optical amplifier. Will be required separately. Of course, a transmission system using a polarization-maintaining fiber can be dealt with by adopting a configuration in which the polarization state does not change during connection. However, caution is required when using a modulation method that uses the polarization state as a part of the signal.

【0022】なお、本実施例では、光増幅装置を中継器
と利用する構成を示したが、光増幅装置の用途として
は、受信器の前に置く前置増幅器としての使用も考えら
れる。その場合、半導体光増幅器1以降の構成部品は異
なってくる。また、本構成では、反射による戻り光の影
響を低減できる可能性を示したが、完全に反射をおさえ
る必要がある場合は、構成部品に無反射コーティングを
行うことも考える必要がある。
In this embodiment, the optical amplifier is used as a repeater, but the optical amplifier may be used as a preamplifier placed in front of the receiver. In that case, the components after the semiconductor optical amplifier 1 are different. In addition, although the present configuration has shown the possibility of reducing the influence of return light due to reflection, if it is necessary to completely suppress reflection, it is also necessary to consider applying antireflection coating to the components.

【0023】[0023]

【第2実施例】図2に第2実施例を示す。本実施例で
は、第1実施例でのポラライザ3の回転にかえて、入力
側の偏波保存ファイバ4を回転する構成になっている。
この場合、出力側のファイバ4も、入力側のファイバ4
の回転に合わせてコントローラ17により回転させられ
る。本実施例の可変利得光増幅装置の動作原理は実質的
に第1実施例と同じである。
[Second Embodiment] FIG. 2 shows a second embodiment. In this embodiment, the polarization maintaining fiber 4 on the input side is rotated instead of the rotation of the polarizer 3 in the first embodiment.
In this case, the output fiber 4 is also the input fiber 4
Is rotated by the controller 17 in accordance with the rotation of the. The operating principle of the variable gain optical amplifier of this embodiment is substantially the same as that of the first embodiment.

【0024】[0024]

【第3実施例】図3に第3実施例を示す。本実施例で
は、第1実施例の構成に更に波長板28を加えた構成で
あり、ポラライザ3、偏波保存ファイバ4は固定し、波
長板28をコントローラ27で回転する構成である。こ
の場合、出力側の波長板28も、入力側の波長板28の
回転に合わせてコントローラ27により回転させられ
る。波長板28としては、λ/2板、λ/4板、それら
の組み合わせなど、各種のものが考えられる。更に波長
板以外にも、ファラデー回転素子など他の偏波素子を用
いてもよい。
Third Embodiment FIG. 3 shows a third embodiment. In this embodiment, a wave plate 28 is added to the structure of the first embodiment, and the polarizer 3 and the polarization maintaining fiber 4 are fixed, and the wave plate 28 is rotated by the controller 27. In this case, the output side wave plate 28 is also rotated by the controller 27 in accordance with the rotation of the input side wave plate 28. As the wave plate 28, various types such as a λ / 2 plate, a λ / 4 plate, and a combination thereof can be considered. Further, other than the wave plate, another polarization element such as a Faraday rotation element may be used.

【0025】また、以上は全て個別の部品で構成した
が、半導体光増幅器1と同一基板に集積した集積型偏波
素子を活用してもよい。更に、レンズ2は光ファイバ4
からの光を半導体光増幅器1に結合するための部品であ
るが、レンズ以外にも偏波状態を保存したまま結合でき
るものであれば、それを用いてもかまわない。レンズの
種類も、セルフォックレンズなど別の部品でもよい。本
実施例の可変利得光増幅装置の動作原理も実質的に第1
実施例と同じである。
Although all of the above are composed of individual components, an integrated polarization element integrated with the semiconductor optical amplifier 1 on the same substrate may be used. Further, the lens 2 is an optical fiber 4
It is a component for coupling the light from the semiconductor optical amplifier 1 to the semiconductor optical amplifier 1, but any component other than the lens may be used as long as it can be coupled while maintaining the polarization state. The type of lens may be another component such as a Selfoc lens. The operating principle of the variable gain optical amplifier of the present embodiment is substantially the first.
Same as the embodiment.

【0026】[0026]

【第4実施例】図4に本発明の示す第4実施例を示す。
本実施例は、図2で示した第2実施例に更に工夫をした
例となっている。即ち、光増幅器として、利得の偏波依
存性を有したものを利用することにより、ポラライザを
なくすことが可能となっている。半導体光増幅器31の
場合、利得の偏光特性は主に活性層厚に依存し、TE光
とTM光とで伝搬時の光分布の違いから端面反射率およ
び光閉じ込め係数に偏波依存性を生じ、その結果、通
常、TM光に比べ6dB程TE光の利得が大きくなって
いる。従って、コントローラ37により偏波保存ファイ
バ4の偏波を半導体光増幅器31のTEモードと一致さ
せるようにすれば最大の利得が、逆にTMモードと一致
するようにすれば最小の利得が得られる。
[Fourth Embodiment] FIG. 4 shows a fourth embodiment of the present invention.
The present embodiment is an example in which the second embodiment shown in FIG. 2 is further devised. That is, it is possible to eliminate the polarizer by using an optical amplifier having a gain polarization dependency. In the case of the semiconductor optical amplifier 31, the polarization characteristic of the gain mainly depends on the active layer thickness, and the end face reflectance and the optical confinement coefficient have polarization dependency due to the difference in the light distribution during propagation between TE light and TM light. As a result, the gain of TE light is normally about 6 dB higher than that of TM light. Therefore, if the controller 37 causes the polarization of the polarization-maintaining fiber 4 to match the TE mode of the semiconductor optical amplifier 31, the maximum gain can be obtained, and conversely, the minimum gain can be obtained. .

【0027】図5には本実施例における利得特性のグラ
フを示した。本実施例における利得の可変範囲は、光増
幅器31の有する利得の偏光特性に依存しており、光増
幅器の最大利得と最小利得の間が調整範囲となる。従っ
て、使用される光増幅器31によってその性能が決定さ
れる。前述のように、通常の半導体光増幅器では、〜6
dBの調整が可能である。さらに、活性層に量子井戸構
造を用いた半導体光増幅器では、光学利得自体の偏光特
性により、TE光とTM光間の利得差は大きくなり、1
0dB程の可変範囲が可能となる。さらに可変範囲を大
きくするためには、活性層に面内圧縮や面内引っ張り応
力を加えた半導体層を有する、いわゆる歪超格子構造を
用いることも考えられる。
FIG. 5 shows a graph of the gain characteristic in this embodiment. The variable range of the gain in this embodiment depends on the polarization characteristic of the gain of the optical amplifier 31, and the adjustment range is between the maximum gain and the minimum gain of the optical amplifier. Therefore, its performance is determined by the optical amplifier 31 used. As mentioned above, in a typical semiconductor optical amplifier,
It is possible to adjust the dB. Further, in the semiconductor optical amplifier using the quantum well structure in the active layer, the gain difference between TE light and TM light becomes large due to the polarization characteristics of the optical gain itself.
A variable range of about 0 dB is possible. In order to further increase the variable range, it is possible to use a so-called strained superlattice structure having a semiconductor layer in which in-plane compression or in-plane tensile stress is applied to the active layer.

【0028】また、光増幅器の利得の偏波依存性を利用
してポラライザをなくす本構成は前述の第3実施例に適
用し、変形することもできる。即ち、図3でポラライザ
3をなくすことができる。
Further, the present configuration in which the polarizer is eliminated by utilizing the polarization dependency of the gain of the optical amplifier can be applied to the above-mentioned third embodiment and modified. That is, the polarizer 3 can be eliminated in FIG.

【0029】本実施例の構成はポラライザをなくすこと
が可能となっているが、これには第1〜3実施例と比べ
戻り光の影響がより少なくなるという効果がある。即
ち、第1〜3実施例では、実効的な利得の変化のために
偏光を制御して信号光の減衰を行っているとみることが
でき、NDフィルタによる減衰より、反射を起こしにく
くなっている。しかし、これらは完全ではない。それに
比べ、本実施例では、信号光の減衰は全く用いていな
い。そのため、反射の影響がより少なくて済む。また、
本構成では、偏波の制御は半導体光増幅器31に入力さ
れる前に行われる必要があり。偏波の制御手段を増幅器
31の後段においたのでは可変利得の効果は望めない。
The configuration of the present embodiment can eliminate the polarizer, but this has the effect of reducing the influence of the returning light as compared with the first to third embodiments. That is, in the first to third embodiments, it can be considered that the polarization is controlled to attenuate the signal light in order to effectively change the gain, and the reflection is less likely to occur than the attenuation by the ND filter. There is. But these are not perfect. On the other hand, in this embodiment, no attenuation of signal light is used. Therefore, the influence of reflection can be reduced. Also,
In this configuration, polarization control needs to be performed before being input to the semiconductor optical amplifier 31. The effect of the variable gain cannot be expected if the polarization control means is provided after the amplifier 31.

【0030】[0030]

【第5実施例】図6に、本発明における光通信システム
の実施例を示す。(a)は、単一信号を増幅する場合で
ある。この場合、必要な利得を任意に変えることができ
る。(b)は波長多重信号を一括増幅する場合である。
入力される信号の数に合わせて利得を調整すれば信号光
の劣化を生じないように、全ての信号を増幅できる。例
えば、半導体光増幅器1の飽和出力がプラス3dBm
で、入力光レベルが−15dBmであれば、1波なら1
8dBの利得まで、また4波ならば12dBの利得まで
増幅できる。
[Fifth Embodiment] FIG. 6 shows an embodiment of an optical communication system according to the present invention. (A) is a case where a single signal is amplified. In this case, the required gain can be changed arbitrarily. (B) is a case where the wavelength multiplexed signals are collectively amplified.
If the gain is adjusted according to the number of input signals, all the signals can be amplified so that the signal light is not deteriorated. For example, the saturation output of the semiconductor optical amplifier 1 is plus 3 dBm.
Then, if the input light level is -15 dBm, 1 wave is 1
It can be amplified up to a gain of 8 dB, and up to a gain of 12 dB with four waves.

【0031】(c)は、波長多重信号を一括増幅する別
の実施例である。本実施例では、信号の種類(この場合
は波長)によって異なる利得を与えようとする場合であ
る。そのために構成はやや複雑である。半導体光増幅器
31は偏波依存性のあるものを用いる。まず、入力光5
は、分波合波器9によって波長別に分けられる。その
後、λ1は最大利得となるように波長板28で半導体光
増幅器31に対してTE光に調整され、一方λ2は最小
利得となるようにTM光に調整される。両者は、ミラー
10、偏光ビームスプリッタ11を使い再び合波され、
半導体光増幅器31に入力される。出力側には、入力側
と同様の構成がなされている。本システムは機能別に波
長割り当てを行うシステムに対して有効である。例え
ば、λ1は長距離伝送用信号、λ2は近距離伝送用制御
信号に用い、λ1のみ増幅度を上げるようにすれば、効
果的である。
(C) is another embodiment for collectively amplifying the wavelength division multiplexed signals. The present embodiment is a case where different gains are to be given depending on the type of signal (wavelength in this case). Therefore, the configuration is rather complicated. A semiconductor optical amplifier 31 having polarization dependency is used. First, input light 5
Are separated by wavelength by the demultiplexer-multiplexer 9. Then, λ1 is adjusted to TE light for the semiconductor optical amplifier 31 by the wave plate 28 so as to have maximum gain, while λ2 is adjusted to TM light so as to have minimum gain. Both are combined again by using the mirror 10 and the polarization beam splitter 11,
It is input to the semiconductor optical amplifier 31. The output side has the same configuration as the input side. This system is effective for systems that assign wavelengths by function. For example, it is effective to use λ1 for a long-distance transmission signal, λ2 for a short-distance transmission control signal, and increase the amplification degree only for λ1.

【0032】更に、図7に、別の光通信システムの実施
例を示す。本システムは、図6のシステムに通信コント
ロール機能を考えた構成であり、図6の(a)と(b)
の両システムを両立させることができる。即ち、信号光
の状態により増幅率を自動的にコントロールするように
なっている。例えば、光増幅器1から出力された光を分
岐器14を用いて分岐し光検出器12へとモニタ光を取
り出す。そして、そのパワーを検出し、常に半導体光増
幅器1の利得飽和を起こさないように通信コントローラ
13でポラライザ3を制御する。これにより、信号光が
1波の時は大きな利得が得られ、複数の時は、各信号光
の利得が抑えられる。
Further, FIG. 7 shows another embodiment of the optical communication system. This system has a configuration in which a communication control function is considered in the system of FIG. 6, and (a) and (b) of FIG.
Both systems can be compatible. That is, the amplification factor is automatically controlled according to the state of the signal light. For example, the light output from the optical amplifier 1 is branched using the branching device 14 and the monitor light is extracted to the photodetector 12. Then, the power is detected, and the communication controller 13 controls the polarizer 3 so that the gain saturation of the semiconductor optical amplifier 1 does not always occur. As a result, a large gain is obtained when the signal light is one wave, and the gain of each signal light is suppressed when the signal light is plural.

【0033】この様なシステムを組むことで、信号光の
数や通信形態に柔軟性を持たせたままで、光増幅器を最
大限に有効に用いて、かつ伝送信号の劣化を防止するこ
とができる。
By constructing such a system, it is possible to maximize the effective use of the optical amplifier and prevent the deterioration of the transmission signal while keeping the number of signal lights and the communication form flexible. .

【0034】以上の実施例で示すように、本発明による
光増幅装置は単一信号の可変利得を可能とするだけでな
く、波長多重信号の一括増幅や、更に信号光の数が変化
する場合など、色々なシステムに柔軟に対応できるとい
う利点がある。
As shown in the above embodiments, the optical amplifying device according to the present invention not only enables the variable gain of a single signal, but also collectively amplifies wavelength multiplexed signals and further changes the number of signal lights. For example, there is an advantage that it can flexibly support various systems.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏波素子を使って、可変利得のできる光増幅装置を構成
することができる。また、それにより戻り光の影響を受
けにくい構成とすることが可能であり、通信システムの
安定化が図られる。更に、本構成より、波長多重信号の
一括増幅など、各種のシステムに柔軟に対応できるとい
う効果がある。
As described above, according to the present invention,
An optical amplification device capable of variable gain can be configured by using the polarization element. In addition, it is possible to make the configuration less susceptible to the influence of the returning light, and to stabilize the communication system. Further, this configuration has an effect that it can flexibly cope with various systems such as batch amplification of wavelength-multiplexed signals.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図5】第4実施例における利得特性を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing gain characteristics in the fourth embodiment.

【図6】本発明の各種のシステム実施例を示す図。FIG. 6 is a diagram showing various system embodiments of the present invention.

【図7】本発明の他のシステム実施例を示す図。FIG. 7 is a diagram showing another system embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、31 半導体光増幅器 2 レンズ 3 ポラライザ 4 偏波保存ファイバ 7、17、27、37 コントローラ 8 ドライバ 9 分波合波器 10 ミラー 11 偏光ビームスプリッタ 12 光検出器 13 通信コントローラ 14 分岐器 28 波長板 1, 31 Semiconductor Optical Amplifier 2 Lens 3 Polarizer 4 Polarization Preserving Fiber 7, 17, 27, 37 Controller 8 Driver 9 Demultiplexer / Multiplexer 10 Mirror 11 Polarizing Beam Splitter 12 Photodetector 13 Communication Controller 14 Divider 28 Wave Plate

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成7年4月27日[Submission date] April 27, 1995

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 FIG.

【図2】 [Fig. 2]

【図3】 [Figure 3]

【図4】 [Figure 4]

【図5】 [Figure 5]

【図7】 [Figure 7]

【図6】 [Figure 6]

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 外部からの入力光に対し利得を与える光
増幅部と光の偏波状態を制御する偏波制御手段を備え、
特定の偏波状態に規定された入力光を該偏波制御手段を
用いて制御することで実効的な増幅率を変化させること
を特徴とする可変利得光増幅装置。
1. An optical amplifier unit for giving a gain to an input light from the outside, and a polarization control means for controlling a polarization state of the light,
A variable gain optical amplifying device characterized in that an effective amplification factor is changed by controlling input light defined in a specific polarization state by using the polarization control means.
【請求項2】 前記偏波制御手段が偏波保存ファイバの
回転手段を有し、該回転手段と偏光子との組み合わせに
より光を減衰することを特徴とする請求項1記載の可変
利得光増幅装置。
2. The variable gain optical amplifier according to claim 1, wherein the polarization control means has a rotation means of a polarization maintaining fiber, and the light is attenuated by a combination of the rotation means and a polarizer. apparatus.
【請求項3】 前記偏波制御手段が偏光子の回転手段を
有し、これにより特定の偏波状態に規定された光を減衰
することを特徴とする請求項1記載の可変利得光増幅装
置。
3. The variable gain optical amplifier according to claim 1, wherein the polarization control means has a rotation means for a polarizer, and attenuates light defined in a specific polarization state. .
【請求項4】 前記偏波制御手段が波長板の回転手段を
有し、偏光子との組み合わせにより光を減衰することを
特徴とする請求項1記載の可変利得光増幅装置。
4. The variable gain optical amplifier according to claim 1, wherein the polarization control means has a wave plate rotation means, and attenuates the light when combined with a polarizer.
【請求項5】 前記光増幅部が利得の偏波依存性を有し
た半導体光増幅器であり、前記偏波制御手段により該半
導体光増幅器への入力光の偏波成分比をかえることによ
り利得を変化させることを特徴とする請求項1記載の可
変利得光増幅装置。
5. The semiconductor optical amplifier in which the optical amplification section has a gain polarization dependency, and the gain is obtained by changing the polarization component ratio of the input light to the semiconductor optical amplifier by the polarization control means. The variable gain optical amplifier according to claim 1, wherein the variable gain optical amplifier is changed.
【請求項6】 外部からの入力光に対し利得を与える光
増幅部と、該光増幅部の前段、後段の少なくとも一方に
配置され光の偏波状態に応じて光強度を制御する偏波素
子と、該偏波素子に入力する光の偏波状態の該偏波素子
に対する相対的関係を制御する偏波制御手段を備えるこ
とで実効的な増幅率を変化させることを特徴とする可変
利得光増幅装置。
6. An optical amplifying section for giving a gain to an input light from the outside, and a polarization element arranged in at least one of a front stage and a rear stage of the optical amplifying section for controlling a light intensity according to a polarization state of light. And a polarization control means for controlling the relative relationship of the polarization state of the light input to the polarization element with respect to the polarization element, thereby changing the effective amplification factor. Amplification device.
【請求項7】 利得の偏波依存性を有した半導体光増幅
器と、該半導体光増幅器への入力光の偏波成分比を変え
る偏波制御手段を備え、これにより利得を変化させるこ
とを特徴とする可変利得光増幅装置。
7. A semiconductor optical amplifier having a polarization dependence of gain, and a polarization control means for changing a polarization component ratio of input light to the semiconductor optical amplifier, thereby changing the gain. Variable gain optical amplifier.
【請求項8】 1つの入力信号が存在し、請求項1、6
または7に記載の光増幅装置によって該入力信号に対
し、任意の利得を与えることを特徴とする光通信システ
ム。
8. An input signal is present and the input signal is present in any one of claims 1 to 6.
Alternatively, an optical communication system characterized by giving an arbitrary gain to the input signal by the optical amplifying device described in 7.
【請求項9】 複数の入力信号に対し、請求項1、6ま
たは7に記載の光増幅装置によって一括して利得を与え
ることを特徴とする光通信システム。
9. An optical communication system, wherein a gain is collectively applied to a plurality of input signals by the optical amplifying device according to claim 1, 6 or 7.
【請求項10】 複数の入力信号に対し、該入力信号を
分合波する手段を有し、分波された信号に対し請求項
1、6または7に記載の光増幅装置によって異なる利得
を与えることを特徴とする光通信システム。
10. A plurality of input signals are provided with means for demultiplexing the input signals, and the demultiplexed signals are provided with different gains according to the optical amplifying device according to claim 1, 6 or 7. An optical communication system characterized by the above.
【請求項11】 前記光増幅装置に入力された光と出力
された光が、同じ偏波状態を有することを特徴とする請
求項8、9または10に記載の光通信システム。
11. The optical communication system according to claim 8, wherein the light input to the optical amplification device and the light output from the optical amplification device have the same polarization state.
【請求項12】 請求項1、6または7に記載の光増幅
装置と光検出手段とを備え、該光検出手段の信号を該光
増幅装置における偏波制御手段に帰還し、該光増幅装置
の利得飽和を防いでいることを特徴とする光通信システ
ム。
12. The optical amplifying device according to claim 1, 6 or 7, and the photodetecting means, wherein the signal of the photodetecting means is fed back to the polarization control means in the optical amplifying device to obtain the optical amplifying device. The optical communication system is characterized by preventing the gain saturation of.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140718A (en) * 2004-11-11 2006-06-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Optical communications system

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