JPH09185092A - Optical fiber amplifier - Google Patents

Optical fiber amplifier

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JPH09185092A
JPH09185092A JP7342925A JP34292595A JPH09185092A JP H09185092 A JPH09185092 A JP H09185092A JP 7342925 A JP7342925 A JP 7342925A JP 34292595 A JP34292595 A JP 34292595A JP H09185092 A JPH09185092 A JP H09185092A
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JP
Japan
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signal
optical
output
filter
optical signal
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JP7342925A
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Inventor
Yukihiro Ozeki
幸宏 尾関
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To stably control the output signal level of the optical fiber amplifier. SOLUTION: An input optical signal λs and excitation light λp are inputted to an optical amplification fiber 12 through an wavelength multiplexer(WDM) coupler 11 and the signal is amplified. A filter 13 removes components other than the neighborhood of signal wavelength from an optical signal S12 outputted from the fiber 12. The optical signal 512 made incident upon a photodiode (PD) 14a is converted into an electric signal and the electric signal is amplified by a wide band amplifier 14b. The amplitude of an output signal S14 from the amplifier 14b is detected by a peak detection circuit 15. A difference S16 between the detection value S15 of the circuit 15 and reference voltage S17 is inversely amplified by an operational amplifier 18. An output signal S18 from the amplifier 18 is inputted to a laser diode(LD) 19 and the light emission quantity of the LD 19 is controlled so that the detection value S15 becomes the same level as the reference voltage S17. Consequently the amplitude of the output signal S14 from the amplifier 14b is fixed.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば長距離デー
タ伝送等に用いられる光ファイバ増幅器に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber amplifier used for, for example, long distance data transmission.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、従来の光ファイバ増幅器の一例
を示す構成図である。この光ファイバ増幅器は、図示し
ない送信部からの入力光信号λsと励起光λpとを合波
する波長多重器(Wavelength Division Multiplexing、
以下、WDMカプラという)1を有している。WDMカ
プラ1の出力側は、光増幅ファイバ2を介して2分岐光
カプラ3の入力側に接続されている。光増幅ファイバ2
は、例えばエルビウムドープ光ファイバ等の光増幅器用
ファイバで構成され、該ファイバ中を入力光信号λsと
励起光λpの両方が伝搬することにより該励起光λpの
エネルギーが該入力光信号λsに移り、該入力光信号λ
sを増幅する機能を有している。2分岐光カプラ3の第
1のポート(出力側)3aは、信号光波長のみを通過す
るフィルタ4を介して光受信器5中のホトダイオード
(以下、PDという)5aに接続され、該PD5aの出
力側が光受信器5中の広帯域増幅器5bに接続されてい
る。広帯域増幅器5bの出力側は、図示しない例えば多
重化装置等に接続されている。
2. Description of the Related Art FIG. 2 is a block diagram showing an example of a conventional optical fiber amplifier. This optical fiber amplifier is a wavelength division multiplexer (Wavelength Division Multiplexing) that multiplexes an input optical signal λs from a transmitter (not shown) and pumping light λp.
Hereinafter, it will be referred to as a WDM coupler) 1. The output side of the WDM coupler 1 is connected to the input side of the two-branch optical coupler 3 via the optical amplification fiber 2. Optical amplification fiber 2
Is an optical amplifier fiber such as an erbium-doped optical fiber, and the energy of the pump light λp is transferred to the input light signal λs by propagating both the input light signal λs and the pump light λp in the fiber. , The input optical signal λ
It has a function of amplifying s. The first port (output side) 3a of the two-branch optical coupler 3 is connected to a photodiode (hereinafter referred to as PD) 5a in the optical receiver 5 via a filter 4 that passes only the signal light wavelength, and the PD 5a The output side is connected to the wide band amplifier 5b in the optical receiver 5. The output side of the wide band amplifier 5b is connected to, for example, a multiplexer (not shown).

【0003】一方、2分岐光カプラ3の第2のポート3
bは、該第2のポート3bの出力信号S3bから光パワ
ーの値を検出するPD6の入力側に接続されている。P
D6の出力側は、減算器7の第1の入力端子に接続され
ている。又、減算器7の第2の入力端子には、基準電圧
源8が接続されている。減算器7は、PD6の出力信号
S6から基準電圧源8の出力信号である基準電圧S8を
減ずる機能を有している。減算器7の出力端子は、ドラ
イバ回路9の入力側に接続されている。ドライバ回路9
は、例えば演算増幅器(以下、オペアンプという)及び
電流増幅段等で構成されている。ドライバ回路9の出力
側は、レーザダイオード(Laser Diode 、以下、LDと
いう)10の入力側に接続されている。LD10は、ド
ライバ回路9の出力信号S9に基づいて前記励起光λp
を出力する機能を有している。この光ファイバ増幅器で
は、光増幅ファイバ2を光受信器5のプリアンプとして
用いることにより、該光増幅ファイバ2を用いない場合
に比べて該光受信器5の感度が10dB以上改善される
ので、例えば長距離電話等の回線における基幹系及び分
配系(即ち、加入者系)の伝送系の利得の増大に有効な
手段である。ドライバ回路9は、光増幅ファイバ2から
の光出力パワーが一定になるようにLD10に供給する
電流を制御している。
On the other hand, the second port 3 of the two-branch optical coupler 3
b is connected to the input side of the PD 6 which detects the value of the optical power from the output signal S3b of the second port 3b. P
The output side of D6 is connected to the first input terminal of the subtractor 7. A reference voltage source 8 is connected to the second input terminal of the subtractor 7. The subtractor 7 has a function of subtracting the reference voltage S8, which is the output signal of the reference voltage source 8, from the output signal S6 of the PD 6. The output terminal of the subtractor 7 is connected to the input side of the driver circuit 9. Driver circuit 9
Is composed of, for example, an operational amplifier (hereinafter referred to as an operational amplifier) and a current amplification stage. The output side of the driver circuit 9 is connected to the input side of a laser diode (hereinafter referred to as LD) 10. The LD 10 receives the pumping light λp based on the output signal S9 of the driver circuit 9.
Has the function of outputting. In this optical fiber amplifier, by using the optical amplification fiber 2 as a preamplifier of the optical receiver 5, the sensitivity of the optical receiver 5 is improved by 10 dB or more as compared with the case where the optical amplification fiber 2 is not used. It is an effective means for increasing the gain of the transmission system of the backbone system and the distribution system (that is, the subscriber system) in a line such as a long distance telephone. The driver circuit 9 controls the current supplied to the LD 10 so that the optical output power from the optical amplification fiber 2 becomes constant.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図2の
光ファイバ増幅器では、次のような課題があった。即
ち、図2の光ファイバ増幅器では、光増幅ファイバ2か
らの信号光成分と雑音光(Amplified Spontaneous Emis
sion、以下、ASE光という)成分との和パワーが検出
され、該和パワーに基づいて励起光λpの光量が制御さ
れるので、該光増幅ファイバ2からの光出力パワーは一
定になるが、出力光信号レベルは必ずしも一定とはなら
ない。図3は、図2中の光増幅ファイバ2からの信号光
及びASE光のパワー分布を示す図であり、縦軸にパワ
ー、及び横軸に波長がとられている。又、図4は、図2
中の光増幅ファイバ2からの信号光及びASE光のパワ
ーを示す模式図であり、縦軸にパワー、及び横軸に時間
がとられている。これらの図を参照しつつ、図2の光フ
ァイバ増幅器の問題点を説明する。入力光信号λsのパ
ワーが低下すると、ドライバ回路9によりLD10の発
光量が増加する。そのため、光増幅ファイバ2の利得が
増大するので、相対的にASE光の成分の信号光成分に
対する比率が高くなり、総パワーは一定でも、信号光の
パワーが低下し、光受信器5での安定した信号受信が困
難になるという問題があった。
However, the optical fiber amplifier of FIG. 2 has the following problems. That is, in the optical fiber amplifier of FIG. 2, the signal light component from the optical amplification fiber 2 and the noise light (Amplified Spontaneous Emis
sion (hereinafter referred to as ASE light) component, and the light amount of the pumping light λp is controlled based on the sum power, so that the optical output power from the optical amplification fiber 2 becomes constant. The output optical signal level is not always constant. FIG. 3 is a diagram showing the power distribution of the signal light and the ASE light from the optical amplification fiber 2 in FIG. 2, where the vertical axis represents power and the horizontal axis represents wavelength. In addition, FIG.
It is a schematic diagram which shows the power of the signal light and ASE light from the inside optical amplification fiber 2, and the power is taken on the vertical axis and the time is taken on the horizontal axis. The problems of the optical fiber amplifier of FIG. 2 will be described with reference to these drawings. When the power of the input optical signal λs decreases, the driver circuit 9 increases the light emission amount of the LD 10. Therefore, the gain of the optical amplifying fiber 2 increases, so that the ratio of the component of the ASE light to the signal light component becomes relatively high, and even if the total power is constant, the power of the signal light decreases and the optical receiver 5 There is a problem that stable signal reception becomes difficult.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1の発明は、前記課題
を解決するために、光ファイバ増幅器において、所定の
波長の光で構成された入力光信号を入力し、該入力光信
号を励起光により増幅する光増幅ファイバと、前記光増
幅ファイバに対して前記励起光を発生する励起光源と、
前記光増幅ファイバの出力光信号から前記所定の波長近
辺の成分を通過するフィルタと、前記フィルタの出力光
信号を電気信号に変換する光受信器と、前記光受信器か
ら出力された前記電気信号の振幅を検出するピーク検出
回路と、前記ピーク検出回路の検出値が所望のレベルに
なるように前記励起光源の発光量を制御する帰還回路と
を、備えている。この第1の発明によれば、以上のよう
に光ファイバ増幅器を構成したので、入力光信号が光増
幅ファイバに入力されると同時に励起光源から励起光が
入力され、該入力光信号が増幅される。光増幅ファイバ
の出力光信号はフィルタに入力し、所定の波長近辺の成
分が通過する。前記フィルタの出力光信号は、光受信器
で電気信号に変換される。次に、前記光受信器から出力
された前記電気信号の振幅がピーク検出回路で検出され
る。前記ピーク検出回路の検出値は、帰還回路で前記励
起光源の発光量を制御することにより、所望のレベルに
なるように制御される。そのため、光受信器で安定した
信号受信が行われる。
In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is to input an input optical signal composed of light of a predetermined wavelength in an optical fiber amplifier and excite the input optical signal. An optical amplification fiber that amplifies by light, and a pumping light source that generates the pumping light for the optical amplification fiber,
A filter that passes a component in the vicinity of the predetermined wavelength from the output optical signal of the optical amplification fiber, an optical receiver that converts the output optical signal of the filter into an electrical signal, and the electrical signal output from the optical receiver And a feedback circuit that controls the amount of light emitted from the excitation light source so that the detection value of the peak detection circuit reaches a desired level. According to the first aspect of the present invention, since the optical fiber amplifier is configured as described above, the input light signal is input to the optical amplification fiber, the pump light is input from the pump light source at the same time, and the input light signal is amplified. It The output optical signal of the optical amplification fiber is input to the filter, and the component near the predetermined wavelength passes through. The optical signal output from the filter is converted into an electrical signal by the optical receiver. Next, the amplitude of the electric signal output from the optical receiver is detected by a peak detection circuit. The detection value of the peak detection circuit is controlled to a desired level by controlling the amount of light emitted from the excitation light source with a feedback circuit. Therefore, stable signal reception is performed by the optical receiver.

【0006】第2の発明では、第1の発明の光増幅ファ
イバと励起光源と、前記光増幅ファイバの出力光信号の
一部を分岐した光信号のパワーを同一レベルの2系統に
分岐する分岐手段と、所定の通過帯域幅を有し、前記分
岐手段の一方の出力光信号から前記入力光信号の波長近
辺の成分を通過する第1のフィルタと、前記第1のフィ
ルタとは異なる所定の通過帯域幅を有し、前記分岐手段
の他方の出力光信号から前記入力光信号の波長近辺の成
分を通過する第2のフィルタと、前記第1のフィルタの
出力光信号を電気信号に変換する第1の光電変換器と、
前記第2のフィルタの出力光信号を電気信号に変換する
第2の光電変換器と、前記第1の光電変換器の出力信号
から前記第2の光電変換器の出力信号を差し引く差分回
路と、前記差分回路の出力信号が所望のレベルになるよ
うに前記励起光源の発光量を制御する帰還回路と、前記
光増幅ファイバの出力光信号から前記所定の波長近辺の
成分を通過する第3のフィルタと、前記第3のフィルタ
の出力光信号を電気信号に変換する光受信器とを備えて
いる。
According to a second aspect of the invention, the optical amplifying fiber of the first aspect of the invention, a pumping light source, and a branch for branching the power of the optical signal obtained by branching a part of the optical signal output from the optical amplifying fiber into two systems of the same level. Means, a first filter having a predetermined pass band width, and passing a component near the wavelength of the input optical signal from one output optical signal of the branching means, and a predetermined filter different from the first filter. A second filter having a pass band width, which passes a component near the wavelength of the input optical signal from the other output optical signal of the branching unit, and the output optical signal of the first filter is converted into an electric signal. A first photoelectric converter,
A second photoelectric converter that converts the output optical signal of the second filter into an electrical signal; a difference circuit that subtracts the output signal of the second photoelectric converter from the output signal of the first photoelectric converter; A feedback circuit that controls the amount of light emitted from the pumping light source so that the output signal of the difference circuit has a desired level, and a third filter that passes a component near the predetermined wavelength from the output optical signal of the optical amplification fiber. And an optical receiver for converting the output optical signal of the third filter into an electrical signal.

【0007】更に、前記差分回路は、前記第1のフィル
タ及び前記第2のフィルタの各通過帯域幅が同一の場
合、前記第1の光電変換器の出力信号から前記第2の光
電変換器の出力信号を差し引くことによって前記光増幅
ファイバの出力光信号から前記入力光信号が増幅された
信号光パワーを抽出し、前記第1のフィルタ及び前記第
2のフィルタの各通過帯域幅が異なる場合、前記第1の
光電変換器の出力信号を前記各通過帯域幅の比率に基づ
いて同一の通過帯域幅に対応する値に補正し、補正され
た該第1の光電変換器の出力信号から前記第2の光電変
換器の出力信号を差し引くことにより前記信号光パワー
を抽出する構成にしている。この第2の発明によれば、
入力光信号が光増幅ファイバに入力されると同時に励起
光源から励起光が入力され、該入力光信号が増幅され
る。光増幅ファイバの出力光信号の一部が分岐された光
信号のパワーは、分岐手段で同一レベルの2系統に分岐
される。前記分岐手段の一方の出力光信号は第1のフィ
ルタに入力し、前記入力光信号の波長近辺の成分が通過
する。一方、前記分岐手段の他方の出力光信号は第2の
フィルタに入力し、前記入力光信号の波長近辺でかつ前
記第1のフィルタとは異なる成分が通過する。
Further, in the difference circuit, when the pass bandwidths of the first filter and the second filter are the same, the difference circuit converts the output signal of the first photoelectric converter from the output signal of the second photoelectric converter. When the signal light power obtained by amplifying the input optical signal is extracted from the output optical signal of the optical amplification fiber by subtracting the output signal, and the pass bandwidths of the first filter and the second filter are different, The output signal of the first photoelectric converter is corrected to a value corresponding to the same pass bandwidth based on the ratio of the respective pass bandwidths, and the corrected output signal of the first photoelectric converter is converted into the first signal from the corrected output signal of the first photoelectric converter. The signal light power is extracted by subtracting the output signal of the second photoelectric converter. According to this second invention,
At the same time that the input optical signal is input to the optical amplification fiber, the excitation light is input from the excitation light source, and the input optical signal is amplified. The power of the optical signal obtained by branching a part of the output optical signal of the optical amplification fiber is branched by the branching means into two systems of the same level. One output optical signal of the branching unit is input to the first filter, and a component near the wavelength of the input optical signal passes. On the other hand, the other output optical signal of the branching unit is input to the second filter, and a component near the wavelength of the input optical signal and different from the first filter passes.

【0008】更に、前記第1のフィルタの出力光信号は
第1の光電変換器で電気信号に変換され、前記第2のフ
ィルタの出力光信号が第2の光電変換器で電気信号に変
換される。そして、差分回路において、第1の光電変換
器の出力信号から第2の光電変換器の出力信号が差し引
かれ、前記入力光信号が増幅された信号光パワーが出力
される。但し、前記第2のフィルタ及び前記第3のフィ
ルタの各通過帯域幅が同一の場合、差分回路において、
前記第1の光電変換器の出力信号から前記第2の光電変
換器の出力信号を差し引くことにより前記光増幅ファイ
バの出力光信号から信号光パワーが抽出される。又、前
記第2のフィルタ及び前記第3のフィルタの各通過帯域
幅が異なる場合、差分回路において、前記第1の光電変
換器の出力信号又は前記第2の光電変換器の出力信号の
いずれか一方が前記各通過帯域幅の比率に基づいて同一
の通過帯域幅に対応する値に補正された後に前記第1の
光電変換器の出力信号から前記第2の光電変換器の出力
信号を差し引くことにより前記信号光パワーが抽出され
る。更に、前記差分回路の出力信号即ち信号光パワー
は、帰還回路で前記励起光源の発光量を制御することに
より、所望のレベルになるように制御される。そのた
め、光増幅ファイバの出力光信号は所望のレベルに制御
されて第1のフィルタに入力し、所定の波長近辺の成分
が通過する。そして、前記第1のフィルタの出力光信号
は光受信器に入力され、該光受信器で安定した信号受信
が行われる。従って、前記課題を解決できるのである。
Further, the output optical signal of the first filter is converted into an electric signal by the first photoelectric converter, and the output optical signal of the second filter is converted into an electric signal by the second photoelectric converter. It Then, the difference circuit subtracts the output signal of the second photoelectric converter from the output signal of the first photoelectric converter, and outputs the signal light power obtained by amplifying the input light signal. However, when the pass bandwidths of the second filter and the third filter are the same, in the difference circuit,
By subtracting the output signal of the second photoelectric converter from the output signal of the first photoelectric converter, signal light power is extracted from the output optical signal of the optical amplification fiber. When the passband widths of the second filter and the third filter are different, either the output signal of the first photoelectric converter or the output signal of the second photoelectric converter is used in the difference circuit. Subtracting the output signal of the second photoelectric converter from the output signal of the first photoelectric converter after one is corrected to a value corresponding to the same pass bandwidth based on the ratio of the respective pass bandwidths. Thus, the signal light power is extracted. Further, the output signal of the difference circuit, that is, the signal light power, is controlled to a desired level by controlling the amount of light emitted from the pumping light source by the feedback circuit. Therefore, the output optical signal of the optical amplifying fiber is controlled to a desired level and input to the first filter, and the component near the predetermined wavelength passes through. Then, the output optical signal of the first filter is input to the optical receiver, and the optical receiver stably receives the signal. Therefore, the above problem can be solved.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】第1の実施形態 図1は、本発明の第1の実施形態を示す光ファイバ増幅
器の構成図である。この光ファイバ増幅器は、図示しな
い送信部からの入力光信号λsと励起光λpとを合波す
るWDMカプラ11を有している。WDMカプラ11の
出力側は、光増幅ファイバ12の入力側に接続されてい
る。光増幅ファイバ12は、従来の図2中の光増幅ファ
イバ2と同様に、例えばエルビウムドープ光ファイバ等
の光増幅器用ファイバで構成され、該ファイバ中を入力
光信号λsと励起光λpの両方が伝搬することにより該
励起光λpのエネルギーが該入力光信号λsに移り、該
入力光信号λsを増幅する機能を有している。光増幅フ
ァイバ12の出力側は、信号光波長のみを透過するフィ
ルタ13を介して光受信器14中のPD14aに接続さ
れ、該PD14aの出力側が該光受信器14中の広帯域
増幅器14bに接続されている。広帯域増幅器14bの
出力側は、図示しない例えば多重化装置等に接続されて
いる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier showing a first embodiment of the present invention. This optical fiber amplifier has a WDM coupler 11 that multiplexes an input optical signal λs from a transmitter (not shown) and pumping light λp. The output side of the WDM coupler 11 is connected to the input side of the optical amplification fiber 12. The optical amplifying fiber 12 is composed of an optical amplifier fiber such as an erbium-doped optical fiber, similar to the conventional optical amplifying fiber 2 in FIG. 2, and both the input optical signal λs and the pumping light λp pass through the fiber. By propagating, the energy of the pumping light λp is transferred to the input optical signal λs, and has a function of amplifying the input optical signal λs. The output side of the optical amplification fiber 12 is connected to the PD 14a in the optical receiver 14 via the filter 13 that transmits only the signal light wavelength, and the output side of the PD 14a is connected to the wide band amplifier 14b in the optical receiver 14. ing. The output side of the wide band amplifier 14b is connected to, for example, a multiplexer (not shown).

【0010】一方、広帯域増幅器14bの出力側は、ピ
ーク検出回路15の入力側に接続されている。ピーク検
出回路15は、広帯域増幅器14bの出力信号S14の
振幅のピーク値を検出して保持する機能を有している。
ピーク検出回路15の出力側は、減算器16の第1の入
力端子に接続されている。又、減算器16の第2の入力
端子には、基準電圧源17が接続されている。この基準
電圧源17には、広帯域増幅器14bの出力信号S14
の所望のレベルである基準電圧S17が設定されてい
る。減算器16は、ピーク検出回路15の出力信号S1
5から基準電圧源17の出力信号である基準電圧S17
を減ずる機能を有している。減算器17の出力端子は、
帰還回路であるオペアンプ18の入力側に接続されてい
る。オペアンプ18の出力側は、励起光源であるLD1
9の入力側に接続されている。オペアンプ18は減算器
17の出力信号S17を反転増幅し、LD19の発光量
を制御する機能を有している。LD19は、オペアンプ
18の出力信号S18に基づいて前記励起光λpを出力
する機能を有している。
On the other hand, the output side of the broadband amplifier 14b is connected to the input side of the peak detection circuit 15. The peak detection circuit 15 has a function of detecting and holding the peak value of the amplitude of the output signal S14 of the broadband amplifier 14b.
The output side of the peak detection circuit 15 is connected to the first input terminal of the subtractor 16. The reference voltage source 17 is connected to the second input terminal of the subtractor 16. The reference voltage source 17 has an output signal S14 of the wide band amplifier 14b.
The reference voltage S17, which is a desired level of, is set. The subtractor 16 outputs the output signal S1 of the peak detection circuit 15.
5 to the reference voltage S17 which is the output signal of the reference voltage source 17.
Has the function of reducing. The output terminal of the subtractor 17 is
It is connected to the input side of the operational amplifier 18, which is a feedback circuit. The output side of the operational amplifier 18 is LD1 which is a pumping light source.
9 is connected to the input side. The operational amplifier 18 has a function of inverting and amplifying the output signal S17 of the subtractor 17 and controlling the light emission amount of the LD 19. The LD 19 has a function of outputting the excitation light λp based on the output signal S18 of the operational amplifier 18.

【0011】次に、図1の動作を説明する。入力光信号
λsは、WDMカプラ11を介して光増幅ファイバ12
に入力する。この時、同時にLD19からの励起光λp
がWDMカプラ11を介して光増幅ファイバ12に入力
し、該光増幅ファイバ12中を入力光信号λsと励起光
λpの両方が伝搬することにより該励起光λpのエネル
ギーが該入力光信号λsに移り、該入力光信号λsが増
幅される。光増幅ファイバ12の出力光信号S12は、
フィルタ13で信号波長近辺以外の成分が除去され、更
にPD14aに入射されて光信号から電気信号に変換さ
れ、広帯域増幅器14bで増幅される。次に、広帯域増
幅器14bの出力信号S14の振幅がピーク検出回路1
5で検出される。この検出値S15と基準電圧S17と
の差分S16がオペアンプ18で反転増幅される。オペ
アンプ18の出力信号S18はLD19へ入力され、検
出値S15が基準電圧S17と同一のレベルになるよう
にLD19の発光量が制御される。このため、広帯域増
幅器14bの出力信号S14の振幅が一定になる。以上
のように、この第1の実施形態では、光受信器14の出
力信号S14の振幅がピーク検出回路15で検出され、
この検出値S15が基準電圧S17と同一のレベルにな
るようにオペアンプ18によりLD19の発光量が制御
される。そのため、光受信器14で安定した信号受信が
行われる。
Next, the operation of FIG. 1 will be described. The input optical signal λs passes through the WDM coupler 11 and the optical amplification fiber 12
To enter. At this time, the excitation light λp from the LD 19 is simultaneously emitted.
Input into the optical amplifying fiber 12 via the WDM coupler 11, and both the input optical signal λs and the pumping light λp propagate through the optical amplifying fiber 12 so that the energy of the pumping light λp becomes the input optical signal λs. Then, the input optical signal λs is amplified. The output optical signal S12 of the optical amplification fiber 12 is
Components other than those in the vicinity of the signal wavelength are removed by the filter 13, are further incident on the PD 14a, are converted from optical signals into electric signals, and are amplified by the broadband amplifier 14b. Next, the amplitude of the output signal S14 of the broadband amplifier 14b is the peak detection circuit 1
5 is detected. A difference S16 between the detected value S15 and the reference voltage S17 is inverted and amplified by the operational amplifier 18. The output signal S18 of the operational amplifier 18 is input to the LD 19, and the light emission amount of the LD 19 is controlled so that the detected value S15 becomes the same level as the reference voltage S17. Therefore, the amplitude of the output signal S14 of the broadband amplifier 14b becomes constant. As described above, in the first embodiment, the amplitude of the output signal S14 of the optical receiver 14 is detected by the peak detection circuit 15,
The light emission amount of the LD 19 is controlled by the operational amplifier 18 so that the detected value S15 becomes the same level as the reference voltage S17. Therefore, stable signal reception is performed by the optical receiver 14.

【0012】第2の実施形態 図5は、本発明の第2の実施形態を示す光ファイバ増幅
器の構成図であり、図1中の要素と共通の要素には共通
の符号が付されている。この光ファイバ増幅器は、図1
の光ファイバ増幅器と同様に、WDMカプラ11を有し
ている。WDMカプラ11の出力側は、光増幅ファイバ
12の入力側に接続されている。光増幅ファイバ12の
出力側は、2分岐光カプラ21の入力側に接続されてい
る。2分岐光カプラ21の第1のポート(出力側)21
aは、信号光波長のみを透過する第3のフィルタ13を
介して光受信器14中のPD14aに接続され、該PD
14aの出力側が光受信器14中の広帯域増幅器14b
に接続されている。広帯域増幅器14bの出力側は、図
示しない例えば多重化装置等に接続されている。
Second Embodiment FIG. 5 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier showing a second embodiment of the present invention. Elements common to those in FIG. 1 are designated by common reference numerals. . This optical fiber amplifier is shown in FIG.
The optical fiber amplifier has a WDM coupler 11. The output side of the WDM coupler 11 is connected to the input side of the optical amplification fiber 12. The output side of the optical amplification fiber 12 is connected to the input side of the two-branch optical coupler 21. First port (output side) 21 of two-branch optical coupler 21
a is connected to the PD 14a in the optical receiver 14 via the third filter 13 that transmits only the signal light wavelength.
The output side of 14a is a broadband amplifier 14b in the optical receiver 14.
It is connected to the. The output side of the wide band amplifier 14b is connected to, for example, a multiplexer (not shown).

【0013】一方、2分岐光カプラ21の第2のポート
21bは、分岐手段である3dBカプラ22の入力側に
接続されている。3dBカプラ22は、光増幅ファイバ
12の出力光信号S12の一部を2分岐光カプラ21で
分岐した光信号のパワーを同一レベルの2系統に分岐す
る機能を有している。3dBカプラ22の第1のポート
22a及び第2のポート22bは、信号光波長とその近
辺の中心波長の互いにオーバーラップをしない同一の帯
域幅の狭帯域光フィルタである第1のフィルタ23及び
第2のフィルタ24の各入力側にそれぞれ接続されてい
る。フィルタ23,24の各出力側は、フィルタ23,
24の各出力光S23,S24をそれぞれ受光して電気
信号に変換する光電変換器であるPD25,26の各入
力側にそれぞれ接続されている。PD25,26の各出
力側は、該PD25,26の各出力信号S25,S26
の差分値S27をとる差分回路27の入力側に接続され
ている。差分回路27の出力側は減算器16の第1の入
力端子に接続されている。又、減算器16の第2の入力
端子には、基準電圧源17Aが接続されている。この基
準電圧源17Aには、差分回路27の出力信号(即ち、
差分値S27)の所望のレベルである基準電圧S17A
が設定されている。以下、図1と同様の構成である。
On the other hand, the second port 21b of the two-branch optical coupler 21 is connected to the input side of the 3 dB coupler 22 which is a branching means. The 3 dB coupler 22 has a function of branching the power of the optical signal obtained by branching a part of the output optical signal S12 of the optical amplification fiber 12 by the two-branching optical coupler 21 into two systems of the same level. The first port 22a and the second port 22b of the 3 dB coupler 22 have a first filter 23 and a second port 22b, which are narrow band optical filters of the same bandwidth that do not overlap the signal light wavelength and the center wavelength in the vicinity thereof. The two filters 24 are connected to the respective input sides. Each output side of the filters 23 and 24 has a filter 23,
The output lights S23 and S24 of 24 are respectively connected to the respective input sides of PDs 25 and 26 which are photoelectric converters for receiving and converting the output lights S23 and S24 into electric signals. The output sides of the PDs 25 and 26 are connected to the output signals S25 and S26 of the PDs 25 and 26, respectively.
Is connected to the input side of the difference circuit 27 that takes the difference value S27 of. The output side of the difference circuit 27 is connected to the first input terminal of the subtractor 16. A reference voltage source 17A is connected to the second input terminal of the subtractor 16. The reference voltage source 17A has an output signal (that is,
Reference voltage S17A that is the desired level of the difference value S27)
Is set. Hereinafter, the configuration is the same as that of FIG.

【0014】図6は、図5中のフィルタ23,24の特
性及びASE光パワーaseの分布を示す図であり、縦
軸にパワー、及び横軸に波長がとられている。この図を
参照しつつ、図5の動作を説明する。光フィルタ23,
24の帯域幅が同じで中心波長が近い場合、光増幅ファ
イバ12の出力光信号S12のASE光の波長分布は信
号光に比べて広帯域であるので、光フィルタ23の出力
光S23に含まれる信号光パワーとASE光パワーの内
の後者は、フィルタ24の出力光S24のASE光パワ
ーとほぼ等しくなる。このため、差分回路27から出力
される両フィルタの出力パワーの差分値S27は、入力
光信号λsが増幅された信号光パワーとなる。更にオペ
アンプ18により、差分値S27が設定値S17Aにな
るようにLD19の発光量が制御される。そのため、図
1と同様に、広帯域増幅器14bの出力信号S14の振
幅が一定になる。以上のように、この第2の実施形態で
は、フィルタ23,24の出力パワーの差分値S27即
ち信号光パワーが差分回路27から出力され、この差分
値S27が基準電圧S17Aと同一のレベルになるよう
にオペアンプ18によりLD19の発光量が制御され
る。そのため、光受信器14で安定した信号受信が行わ
れる。
FIG. 6 is a diagram showing the characteristics of the filters 23 and 24 and the distribution of the ASE light power ase in FIG. 5, with the vertical axis representing power and the horizontal axis representing wavelength. The operation of FIG. 5 will be described with reference to this figure. Optical filter 23,
When the bandwidths of 24 are the same and the central wavelengths are close to each other, the wavelength distribution of the ASE light of the output optical signal S12 of the optical amplification fiber 12 is wider than that of the signal light. The latter of the optical power and the ASE optical power is almost equal to the ASE optical power of the output light S24 of the filter 24. Therefore, the difference value S27 of the output power of both filters output from the difference circuit 27 becomes the signal light power obtained by amplifying the input light signal λs. Further, the operational amplifier 18 controls the light emission amount of the LD 19 so that the difference value S27 becomes the set value S17A. Therefore, similarly to FIG. 1, the amplitude of the output signal S14 of the wide band amplifier 14b becomes constant. As described above, in the second embodiment, the difference value S27 of the output powers of the filters 23 and 24, that is, the signal light power is output from the difference circuit 27, and the difference value S27 becomes the same level as the reference voltage S17A. Thus, the amount of light emitted from the LD 19 is controlled by the operational amplifier 18. Therefore, stable signal reception is performed by the optical receiver 14.

【0015】尚、本発明は上記実施形態に限定されず、
種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば
次のようなものがある。 (a) 第2の実施形態において、光増幅ファイバ12
の前方から励起光λpをWDMカプラ11を介して注入
しているが、該光増幅ファイバ12の後方から入力光信
号λsとは逆方向に注入するようにしてもよい。この場
合、WDMカプラ11は光増幅ファイバ12と2分岐光
カプラ21の間に設置される。 (b) 第2の実施形態ではフィルタ23,24の各通
過帯域幅は、その比率がわかっていれば同一でなくても
よい。 即ち、フィルタ23,24の各通過帯域幅が異なる場
合、PD25の出力信号S25又は光電変換器26の出
力信号S26のいずれか一方を前記各通過帯域幅の比率
に基づいて同一の通過帯域幅に対応する値に補正した
後、PD23の出力信号S23から光電変換器24の出
力信号S24を差し引くことにより信号光パワーを抽出
するようにしてもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Various modifications are possible. For example, there are the following modifications. (A) In the second embodiment, the optical amplification fiber 12
Although the pumping light λp is injected from the front side of the optical amplifier via the WDM coupler 11, it may be injected from the rear side of the optical amplifying fiber 12 in the direction opposite to the input optical signal λs. In this case, the WDM coupler 11 is installed between the optical amplification fiber 12 and the two-branch optical coupler 21. (B) In the second embodiment, the passband widths of the filters 23 and 24 do not have to be the same as long as the ratio is known. That is, when the passband widths of the filters 23 and 24 are different, one of the output signal S25 of the PD 25 and the output signal S26 of the photoelectric converter 26 is set to the same passband width based on the ratio of the passband widths. The signal light power may be extracted by subtracting the output signal S24 of the photoelectric converter 24 from the output signal S23 of the PD 23 after correction to the corresponding value.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第1の発明
によれば、光受信器の出力信号の振幅がピーク検出回路
で検出され、この検出値が所望のレベルになるように帰
還回路により励起光源の発光量が制御されるようにした
ので、光受信器で安定した信号受信を行うことができ
る。第2の発明によれば、第1のフィルタと第2のフィ
ルタの出力パワーの差分値即ち入力光信号が増幅された
信号光パワーが差分回路から出力され、この差分値が所
望のレベルになるように帰還回路により励起光源の発光
量が制御されるようにしたので、光受信器で安定した信
号受信を行うことができる。
As described in detail above, according to the first aspect of the invention, the amplitude of the output signal of the optical receiver is detected by the peak detection circuit, and the feedback circuit is controlled so that the detected value becomes a desired level. Since the light emission amount of the excitation light source is controlled by this, stable signal reception can be performed by the optical receiver. According to the second invention, the difference value between the output powers of the first filter and the second filter, that is, the signal light power obtained by amplifying the input optical signal is output from the difference circuit, and the difference value becomes a desired level. Since the amount of light emitted from the excitation light source is controlled by the feedback circuit as described above, stable signal reception can be performed by the optical receiver.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を示す光ファイバ増幅
器の構成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier showing a first embodiment of the present invention.

【図2】従来の光ファイバ増幅器の一例を示す構成図で
ある。
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a conventional optical fiber amplifier.

【図3】信号光及びASE光のパワー分布を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing power distributions of signal light and ASE light.

【図4】信号光及びASE光のパワーを示す模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram showing powers of signal light and ASE light.

【図5】本発明の第2の実施形態を示す光ファイバ増幅
器の構成図である。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical fiber amplifier showing a second embodiment of the present invention.

【図6】図5中のフィルタ23,24の特性及びASE
光パワーaseの分布を示す図である。
6 is a characteristic and ASE of filters 23 and 24 in FIG.
It is a figure which shows the distribution of optical power ase.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

12 光増幅ファイバ 13,23,24 フィルタ 14 光受信器 15 ピーク検出回路 18 帰還回路 19 レーザダイオード
(励起光源) 22 3dBカプラ(分
岐手段) 25,26 ホトダイオード
(光電変換器) 27 差分回路 λs 入力光信号 λp 励起光
12 optical amplification fiber 13, 23, 24 filter 14 optical receiver 15 peak detection circuit 18 feedback circuit 19 laser diode (excitation light source) 22 3 dB coupler (branching means) 25, 26 photodiode (photoelectric converter) 27 differential circuit λs input light Signal λp Pump light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H04B 10/17 H04B 9/00 J 10/16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical display location H04B 10/17 H04B 9/00 J 10/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の波長の光で構成された入力光信号
を入力し、該入力光信号を励起光により増幅する光増幅
ファイバと、 前記光増幅ファイバに対して前記励起光を発生する励起
光源と、 前記光増幅ファイバの出力光信号から前記所定の波長近
辺の成分を通過するフィルタと、 前記フィルタの出力光信号を電気信号に変換する光受信
器と、 前記光受信器から出力された前記電気信号の振幅を検出
するピーク検出回路と、 前記ピーク検出回路の検出値が所望のレベルになるよう
に前記励起光源の発光量を制御する帰還回路とを、 備えたことを特徴とする光ファイバ増幅器。
1. An optical amplification fiber for inputting an input optical signal composed of light of a predetermined wavelength and amplifying the input optical signal by pumping light, and pumping for generating the pumping light to the optical amplification fiber. A light source, a filter that passes a component in the vicinity of the predetermined wavelength from the output optical signal of the optical amplification fiber, an optical receiver that converts the output optical signal of the filter into an electrical signal, and an output from the optical receiver A peak detection circuit that detects the amplitude of the electric signal, and a feedback circuit that controls the amount of light emitted from the excitation light source so that the detection value of the peak detection circuit is at a desired level. Fiber amplifier.
【請求項2】 請求項1記載の光増幅ファイバと励起光
源と、 前記光増幅ファイバの出力光信号の一部を分岐した光信
号のパワーを同一レベルの2系統に分岐する分岐手段
と、 所定の通過帯域幅を有し、前記分岐手段の一方の出力光
信号から前記入力光信号の波長近辺の成分を通過する第
1のフィルタと、 前記第1のフィルタとは異なる所定の通過帯域幅を有
し、前記分岐手段の他方の出力光信号から前記入力光信
号の波長近辺の成分を通過する第2のフィルタと、 前記第1のフィルタの出力光信号を電気信号に変換する
第1の光電変換器と、 前記第2のフィルタの出力光信号を電気信号に変換する
第2の光電変換器と、 前記第1の光電変換器の出力信号から前記第2の光電変
換器の出力信号を差し引く差分回路と、 前記差分回路の出力信号が所望のレベルになるように前
記励起光源の発光量を制御する帰還回路と、 前記光増幅ファイバの出力光信号から前記所定の波長近
辺の成分を通過する第3のフィルタと、 前記第3のフィルタの出力光信号を電気信号に変換する
光受信器とを備え、 前記差分回路は、 前記第1のフィルタ及び前記第2のフィルタの各通過帯
域幅が同一の場合、前記第1の光電変換器の出力信号か
ら前記第2の光電変換器の出力信号を差し引くことによ
って前記光増幅ファイバの出力光信号から前記入力光信
号が増幅された信号光パワーを抽出し、前記第1のフィ
ルタ及び前記第2のフィルタの各通過帯域幅が異なる場
合、前記第1の光電変換器の出力信号を前記各通過帯域
幅の比率に基づいて同一の通過帯域幅に対応する値に補
正し、補正された該第1の光電変換器の出力信号から前
記第2の光電変換器の出力信号を差し引くことにより前
記信号光パワーを抽出する構成にしたことを特徴とする
光ファイバ増幅器。
2. The optical amplification fiber and the pumping light source according to claim 1, branching means for branching the power of the optical signal obtained by branching a part of the output optical signal of the optical amplification fiber into two systems of the same level, A first filter having a pass band width of 1 and passing a component near the wavelength of the input optical signal from one output optical signal of the branching means, and a predetermined pass band width different from the first filter. A second filter having a second filter that passes a component near the wavelength of the input optical signal from the other output optical signal of the branching unit; and a first photoelectric converter that converts the output optical signal of the first filter into an electrical signal. A converter, a second photoelectric converter for converting an output optical signal of the second filter into an electric signal, and an output signal of the second photoelectric converter from an output signal of the first photoelectric converter Difference circuit and output of the difference circuit A feedback circuit that controls the amount of light emitted from the pumping light source so that the signal has a desired level, a third filter that passes a component near the predetermined wavelength from the output optical signal of the optical amplification fiber, and the third filter. An optical receiver for converting an output optical signal of the filter into an electric signal, wherein the difference circuit is configured such that when the pass bandwidths of the first filter and the second filter are the same, By subtracting the output signal of the second photoelectric converter from the output signal of the converter, the optical signal power obtained by amplifying the input optical signal is extracted from the output optical signal of the optical amplification fiber, and the first filter and When the passband widths of the second filter are different, the output signal of the first photoelectric converter is corrected to a value corresponding to the same passband width based on the ratio of the passband widths, and is corrected. That said first Optical fiber amplifier, characterized in that the arrangement for extracting the signal light power by the output signals of the photoelectric converters subtracting the output signal of the second photoelectric converter.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001144692A (en) * 1999-11-16 2001-05-25 Fujitsu Ltd Device and method for controlling wavelength multiplex optical amplifier
JP2010226587A (en) * 2009-03-25 2010-10-07 Nec Corp Optical signal detection device, and method for detecting optical signal

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