JPH09197451A

JPH09197451A - 光増幅装置

Info

Publication number: JPH09197451A
Application number: JP624296A
Authority: JP
Inventors: Akira Fujisaki; 晃藤崎; Haruki Ogoshi; 春喜大越
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-01-18
Filing date: 1996-01-18
Publication date: 1997-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】入力光の立ち上がりの際に光増幅装置自体や
後続システムを損傷させることなく、また入力光を入射
せずに広帯域波長光源として使用することのできる光増
幅装置を提供する。【解決手段】励起光源５、合波器６、およびコア部に
希土類元素等の蛍光物質が混入されている光導波路４を
備え、励起光源５から光導波路４に供給される励起光に
より生ずる蛍光物質の誘導放出作用により、光導波路４
内を伝送する光信号を増幅する光増幅装置１において、
光導波路４に入力する光信号のレベルを検知する十分な
応答性を有する検知手段７を備え、励起動作が行われて
いる状態で、光導波路４に光信号が入力されていない状
態から光導波路４に光信号が入力されて光信号のレベル
が上昇した際に、検知手段７により光信号のレベルの上
昇を検知して、励起光源５を所定の時間停止して、光信
号のレベルの立ち上がり時に生じる高出力パルスを抑止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光の励起により光
増幅作用を示す光導波路を用い、光通信等における光信
号の線路損失、分配損失の補償あるいは受信感度の改善
等に利用される光増幅装置に関するもので、特に後続シ
ステムを破損させることなく入力光を入射していない状
態で広帯域波長光源として使用することのできる光増幅
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの中に希土類元素等の蛍光物
質を混入させて、これらのイオンの光励起時の光増幅作
用を利用したファイバ型光増幅装置が提案されている。
また、その幾つかは実用化されている。希土類元素を添
加した光ファイバを用いた光増幅装置として、従来はEr
を添加した石英系光ファイバやPrを添加したフッ化物系
光ファイバがある。これらの光ファイバを用いることに
より1550nm帯や1300nm帯の光を直接増幅することができ
る。上記の光ファイバを用いた光増幅装置は、光増幅を
行うための励起光源、光信号と励起光を合波するための
合波器および希土類元素等の蛍光物質が混入された光フ
ァイバから構成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】一般に光増幅装置は、
利得が高く応答速度も非常に速いため、超高速の伝送に
も適用できるが、入力信号の波形によって不具合を生じ
ることがある。例えば、ポストアンプとして用いる場
合、光増幅装置は入力信号が通常の状態では飽和領域で
動作するが、入力信号の立ち上がりが急峻な場合は、図
４に示すように光増幅装置の応答が速いために図３
（イ）の入力信号に応答して急峻に立ち上がる。しか
し、その立ち上がり部分では光増幅装置が飽和領域では
なく小信号領域であるため、図３（ロ）に示すように立
ち上がり部分で強烈な短パルス、例えば通常の増幅が２
０ｄＢ程度であるものが４０ｄＢ（０ｄＢｍ）程度と大
きくなり、光増幅装置の、例えば光アイソレータや後続
システムの光受光器等を破壊させたり、飽和状態にさせ
たりする等の問題を引き起こす。

【０００４】光増幅装置に高出力パルスを発生させてし
まうことは光増幅装置の励起動作が行われている時には
光入力を行わない、という運用上の操作規定により回避
することも可能であるが、実際には励起状態のまま誤っ
て光入力を行ってしまうという誤操作により高出力パル
スの発生を許してしまい、装置破損を起こしてしまうこ
とが少なくない。また、高出力パルスが空間に放出され
て、それが人体に照射されることは非常に危険な状態と
なる。

【０００５】かかる問題を回避するために、光増幅装置
の入力光レベルを監視する手段を備え、光入力が行われ
ている場合だけ、励起動作を動作させる光増幅装置の制
御方法が提案されている。しかし、この光入力が行われ
ている場合だけ光増幅装置の励起動作を行うものでは、
光増幅装置に入力光を入射せずに広帯域波長光源として
使用する場合には当然、励起光の動作が行われないので
使用することができない。

【０００６】本発明は上記の課題を解決し、入力光の立
ち上がりの際に光増幅装置自体や後続システムを損傷さ
せることなく、また入力光を入射せずに広帯域波長光源
として使用することのできる光増幅装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために以下のような手段を有している。

【０００８】本発明のうち請求項１の光増幅装置は、励
起光源、合波器、およびコア部に希土類元素等の蛍光物
質が混入されている光導波路を備え、前記励起光源から
前記光導波路に供給される励起光により生ずる前記蛍光
物質の誘導放出作用により、前記光導波路内を伝送する
光信号を増幅する光増幅装置において、前記光導波路に
入力する光信号のレベルを検知する十分な応答性を有す
る検知手段を備え、励起動作が行われている状態で、前
記光導波路に光信号が入力されていない状態から光導波
路に光信号が入力されて光信号のレベルが上昇した際
に、前記検知手段により光信号のレベルの上昇を検知し
て、前記励起光源を所定の時間停止して、光信号のレベ
ルの立ち上がり時に生じる高出力パルスを抑止すること
を特徴とする。

【０００９】本発明のうち請求項２の光増幅装置は、励
起動作が行われている状態で、光導波路に光信号が入力
されていない平均入力レベルが約-20dBm以下の光増幅動
作が飽和していないレベルから、出力が飽和する約-20d
Bm以上のレベルへ上昇した際に、励起光源を所定時間停
止して、光信号のレベルの立ち上がり時に生じる高出力
パルスを抑止することを特徴とする。

【００１０】本発明の光増幅装置は、励起動作が行われ
ている状態で、光信号が入力されていない状態から光導
波路に光信号が入力されて光信号のレベルが上昇した際
に、励起光源を所定の時間停止するので、光信号のレベ
ルの立ち上がり時に生じる高出力パルスが遮断される。
その結果、光増幅装置の、例えば光アイソレータや後続
システムの光受光器等を破壊させたり、飽和状態にさせ
たりすることがなくなる。入力光信号の立ち上がり時間
は、数１０ミリ秒オーダーの立ち上がりであり、入力光
信号のレベルの上昇を検知（１ミリ秒程度）してから励
起動作を停止（１ミリ秒程度）する時間に対しては大き
いので、十分高出力パルスの発生を遮断することが可能
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明を実施の形態により
詳細に説明する。図１は、本発明の光増幅装置１を示す
説明図である。光増幅装置１は、入力光モニター用の光
カプラ２、アイソレータ３Ａ、３Ｂ、希土類添加光ファ
イバ４、励起光源５および励起光合波用のＷＤＭカプラ
６を有している。本発明の光増幅装置１は、さらに入力
光モニター用のフォトダイオード７及び制御回路８を有
している。

【００１２】この光増幅装置１の動作について以下に説
明する。図１において実線は光ファイバによる接続、破
線は電気回路による接続を示している。光信号は矢印の
様に進行する。図１の左側から入射された光信号は、ア
イソレータ３Ａを通過し、希土類添加光ファイバ４を通
過して増幅され、励起用のＷＤＭカプラ６、さらに出力
側のアイソレータ３Ｂを通過して出力される。ここで、
入射された光信号は、入射側の入力光モニター用の光カ
プラ２により入力光信号レベルはモニターされている。

【００１３】入力光モニター用カプラ２としてはモニタ
ー用分岐光が主信号光の１％程度のものを用いることに
より、主信号光のレベルを低下させずにモニターするこ
とが可能である。入力光レベルは入力光モニター用のフ
ォトダイオード７で検知され制御回路８でレベル判定さ
れる。制御回路８の設定条件により励起光源５の駆動電
流を制御する構成をとっている。

【００１４】本発明の場合、具体的には入力光レベルが
非常に小さいとき、つまり光増幅装置１の利得が十分飽
和しない約-20dBm以下の入力光信号レベルの状態で、さ
らに入力光レベルが上昇し出した場合に一度励起光源５
の駆動電流を遮断して、増幅動作を停止させ、立ち上が
り部分で発生する高出力パルス光の発生を抑止する。例
えば、光増幅装置１の入射側に光を入射するために、光
コネクタを接続することによる入力光信号の立ち上がり
時間は数10msec程度であるのに対して、入力光モニター
用のフォトダイオード７の入射光レベルの検出時間は約
1msec 、また励起光源５の遮断時間は約1msec で済むの
で十分高出力パルスの発生を遮断することが可能であ
る。

【００１５】また、たとえばエルビウムドープ光ファイ
バアンプ４の場合、Ｅｒイオンが反転分布した状態の上
準位の寿命は大きくて約10msec程度であり、励起動作が
完全に停止するのに要する時間は約12msec程度である。
ここで、例えば光コネクタ接続による入射光レベルの立
ち上がりは数10msec要するので、高出力パルスが発生す
る前に、一度光増幅装置１は停止し、その発生を抑止で
きる。その後再度励起動作を復帰すれば、すなわち入力
光レベルが十分最大に達している100msec 後に励起動作
を復帰すれば、光増幅装置１は図２に示すように定常状
態で増幅動作をはじめる。

【００１６】また、本光増幅装置１では、入力光レベル
が変動しない場合には励起動作を停止させないので、光
増幅装置１から発生させることができる自然放出光を光
源として利用することができる。図２において、（イ）
は入力光信号光波形、（ロ）は本光増幅装置１による制
御をかけた出力波形であり、高出力パルスの発生が抑止
されている。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の光増幅装置
によれば、励起動作が行われている状態で、光信号が入
力されていない状態から光導波路に光信号が入力されて
光信号のレベルが上昇した際に、励起光源を所定の時間
停止するので、光信号のレベルの立ち上がり時に生じる
高出力パルスが遮断される。その結果、光増幅装置の、
例えば光アイソレータや後続システムの光受光器等を破
壊させたり、飽和状態にさせたりすることがなくなる。
また、入力光レベルが変動しない場合には励起動作を停
止させないので、光増幅装置から発生させることができ
る自然放出光を光源として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅装置の実施の形態の一例を示す
説明図である。

【図２】図１の光増幅装置の入力光信号と出力光信号の
波形を示す説明図である。

【図３】従来の光増幅装置の入力光信号と出力光信号の
波形を示す説明図である。

【符号の説明】

１光増幅装置２入力光モニター用の光カプラ３Ａ、３Ｂアイソレータ４希土類添加光ファイバ５励起光源６励起光合波用のＷＤＭカプラ７入力光モニター用のフォトダイオード８制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】励起光源、合波器、およびコア部に希土
類元素等の蛍光物質が混入されている光導波路を備え、
前記励起光源から前記光導波路に供給される励起光によ
り生ずる前記蛍光物質の誘導放出作用により、前記光導
波路内を伝送する光信号を増幅する光増幅装置におい
て、前記光導波路に入力する光信号のレベルを検知する
十分な応答性を有する検知手段を備え、励起動作が行わ
れている状態で、前記光導波路に光信号が入力されてい
ない状態から光導波路に光信号が入力されて光信号のレ
ベルが上昇した際に、前記検知手段により光信号のレベ
ルの上昇を検知して、前記励起光源を所定の時間停止し
て、光信号のレベルの立ち上がり時に生じる高出力パル
スを抑止することを特徴とする光増幅装置。
【請求項２】励起動作が行われている状態で、光導波
路に光信号が入力されていない平均入力レベルが約-20d
Bm以下の光増幅動作が飽和していないレベルから、出力
が飽和する約-20dBm以上のレベルへ上昇した際に、励起
光源を所定時間停止して、光信号のレベルの立ち上がり
時に生じる高出力パルスを抑止することを特徴とする請
求項１に記載の光増幅装置。