JPH09214433A - 光増幅器 - Google Patents
光増幅器Info
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- JPH09214433A JPH09214433A JP8018680A JP1868096A JPH09214433A JP H09214433 A JPH09214433 A JP H09214433A JP 8018680 A JP8018680 A JP 8018680A JP 1868096 A JP1868096 A JP 1868096A JP H09214433 A JPH09214433 A JP H09214433A
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- optical
- light power
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/293—Signal power control
- H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
- H04B10/296—Transient power control, e.g. due to channel add/drop or rapid fluctuations in the input power
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- Signal Processing (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光増幅器に関し、外部の光源から新たに光を
挿入することなく、出力光パワーを一定に保ちつつ、か
つＷＤＭ伝送用の信号利得の波長依存性が少ない光増幅
器を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の増幅帯域を有し励起光により入力
信号光を増幅して出力する光増幅媒体を有する光増幅器
において、該光増幅器の出力の信号光パワーを一定値に
保つように該励起光を制御する励起光パワー制御手段
と、該入力信号光のパワーを検出する入力信号光パワー
検出手段と、該光増幅媒体を利用して該所定の増幅帯域
内に波長をもつ光を発振させる発振手段と、該発振手段
の発振光パワーを検出する発振光パワー検出手段と、該
入力信号光パワー検出手段及び該発振光パワー検出手段
の検出結果より、該光増幅媒体への入力光パワーを一定
にするように該発振光パワーを制御する発振光パワー制
御手段とを設けて構成する。
挿入することなく、出力光パワーを一定に保ちつつ、か
つＷＤＭ伝送用の信号利得の波長依存性が少ない光増幅
器を提供することを目的とする。 【解決手段】 所定の増幅帯域を有し励起光により入力
信号光を増幅して出力する光増幅媒体を有する光増幅器
において、該光増幅器の出力の信号光パワーを一定値に
保つように該励起光を制御する励起光パワー制御手段
と、該入力信号光のパワーを検出する入力信号光パワー
検出手段と、該光増幅媒体を利用して該所定の増幅帯域
内に波長をもつ光を発振させる発振手段と、該発振手段
の発振光パワーを検出する発振光パワー検出手段と、該
入力信号光パワー検出手段及び該発振光パワー検出手段
の検出結果より、該光増幅媒体への入力光パワーを一定
にするように該発振光パワーを制御する発振光パワー制
御手段とを設けて構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長多重伝送方式
における複数の信号光の一括増幅に適した光増幅器に関
するものである。
における複数の信号光の一括増幅に適した光増幅器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】将来のマルチメディアネットワークを構
築するため、さらなる大容量の光通信システムが要求さ
れている。これまでに超大容量化を実現する多重化方式
として、時分割多重（Time-Division Multiplexing: Ｔ
ＤＭ）方式、光領域での時分割多重（Optical Time-Div
ision Multiplexing: ＯＴＤＭ）方式、波長多重（Wave
length-Division Multiplexing: ＷＤＭ）方式等に関す
る研究が盛んに行われている。このうち、ＷＤＭ伝送方
式は、エルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ) の広い利得帯域を活用し、光レベルでのクロスコ
ネクトや分岐／挿入、あるいは異種サービスの多重化を
行う柔軟な光波ネットワークの実現手段として期待され
ている。
築するため、さらなる大容量の光通信システムが要求さ
れている。これまでに超大容量化を実現する多重化方式
として、時分割多重（Time-Division Multiplexing: Ｔ
ＤＭ）方式、光領域での時分割多重（Optical Time-Div
ision Multiplexing: ＯＴＤＭ）方式、波長多重（Wave
length-Division Multiplexing: ＷＤＭ）方式等に関す
る研究が盛んに行われている。このうち、ＷＤＭ伝送方
式は、エルビウム（Ｅｒ）添加光ファイバ増幅器（ＥＤ
ＦＡ) の広い利得帯域を活用し、光レベルでのクロスコ
ネクトや分岐／挿入、あるいは異種サービスの多重化を
行う柔軟な光波ネットワークの実現手段として期待され
ている。
【０００３】また、ＷＤＭ方式は、現在世界的に最も普
及している既設の１．３μｍ帯零分散シングルモードフ
ァイバ（ＳＭＦ）ネットワークを用いて超大容量伝送を
行う場合に、他の方式と比較して有利と考えられる。こ
れは、各光キャリア当たりの伝送速度が低いため（例え
ば10Ｇｂ／ｓ）、波長分散許容値や光ファイバの非線形
効果で制限される光入力パワーの許容値を比較的大きく
設定することができるからである。
及している既設の１．３μｍ帯零分散シングルモードフ
ァイバ（ＳＭＦ）ネットワークを用いて超大容量伝送を
行う場合に、他の方式と比較して有利と考えられる。こ
れは、各光キャリア当たりの伝送速度が低いため（例え
ば10Ｇｂ／ｓ）、波長分散許容値や光ファイバの非線形
効果で制限される光入力パワーの許容値を比較的大きく
設定することができるからである。
【０００４】ＷＤＭ伝送方式実現のためには、広帯域に
わたり一定の増幅利得を持つ光増幅器（ＥＤＦＡ）が必
要である。ＥＤＦＡは1530ｎｍ〜1560ｎｍ程度にわたり
増幅帯域（利得帯域）を有するが、その利得は波長に対
して必ずしも一定ではない。図７に典型的なＥＤＦＡの
自然放出光（Amplified Spontaneous Emission: ＡＳ
Ｅ）スペクトラムを示す。ＡＳＥスペクトラムは光増幅
器の小信号の利得特性をほぼ反映している。図から分か
るように、1530ｎｍ（＝1.53μｍ）近辺に利得のピーク
があり、波長に対し平坦な特性ではない。
わたり一定の増幅利得を持つ光増幅器（ＥＤＦＡ）が必
要である。ＥＤＦＡは1530ｎｍ〜1560ｎｍ程度にわたり
増幅帯域（利得帯域）を有するが、その利得は波長に対
して必ずしも一定ではない。図７に典型的なＥＤＦＡの
自然放出光（Amplified Spontaneous Emission: ＡＳ
Ｅ）スペクトラムを示す。ＡＳＥスペクトラムは光増幅
器の小信号の利得特性をほぼ反映している。図から分か
るように、1530ｎｍ（＝1.53μｍ）近辺に利得のピーク
があり、波長に対し平坦な特性ではない。
【０００５】ＥＤＦＡの利得の波長依存性を低減させる
方法として、一般にアルミニウム（Ａｌ）とＥｒを共に
添加する方法が知られている（C. G. Atkins et al., E
lectron Lett., Vol. pp910-911 (1989)）。また、ＥＤ
ＦＡの動作点を最適化する方法（M. Suyama et al., OA
A '93, MB5-1 (1993))や、光フィルタを使用して利得特
性を平坦化させる方法（H. Toba et al., IEEE Photon.
Technol. Lett., Vol. 5, No.2, p248 (1993)) が提案
されている。
方法として、一般にアルミニウム（Ａｌ）とＥｒを共に
添加する方法が知られている（C. G. Atkins et al., E
lectron Lett., Vol. pp910-911 (1989)）。また、ＥＤ
ＦＡの動作点を最適化する方法（M. Suyama et al., OA
A '93, MB5-1 (1993))や、光フィルタを使用して利得特
性を平坦化させる方法（H. Toba et al., IEEE Photon.
Technol. Lett., Vol. 5, No.2, p248 (1993)) が提案
されている。
【０００６】ＥＤＦＡの帯域は、光入力パワーと励起光
のパワーの関係が異なると大きく変化する。図８は、出
力光パワーと光増幅器の利得の関係を示す図であり、図
９は入力光パワーと出力光パワーの関係を励起光パワー
をパラメータとして示す図である。非飽和領域は、ＥＤ
ＦＡにおいて反転分布状態となっているＥｒイオンの割
合が大きく、出力光パワーの変化によらず一定利得が得
られる状態に対応し、飽和領域は反転分布状態のＥｒイ
オンの割合が減少し、出力光パワーの増大に対して利得
が急激に低下している状態を示している。
のパワーの関係が異なると大きく変化する。図８は、出
力光パワーと光増幅器の利得の関係を示す図であり、図
９は入力光パワーと出力光パワーの関係を励起光パワー
をパラメータとして示す図である。非飽和領域は、ＥＤ
ＦＡにおいて反転分布状態となっているＥｒイオンの割
合が大きく、出力光パワーの変化によらず一定利得が得
られる状態に対応し、飽和領域は反転分布状態のＥｒイ
オンの割合が減少し、出力光パワーの増大に対して利得
が急激に低下している状態を示している。
【０００７】この２種類の状態を変えるためには、例え
ば励起光のパワーを変えればよい。入力パワーに対して
励起光のパワーが十分にある場合は、反転分布状態とな
っているＥｒイオンの割合が大きく非飽和状態となり、
一方、入力パワーに対して励起光のパワーが小さい場合
は、反転分布状態のＥｒイオンの割合が減少し飽和状態
となる。
ば励起光のパワーを変えればよい。入力パワーに対して
励起光のパワーが十分にある場合は、反転分布状態とな
っているＥｒイオンの割合が大きく非飽和状態となり、
一方、入力パワーに対して励起光のパワーが小さい場合
は、反転分布状態のＥｒイオンの割合が減少し飽和状態
となる。
【０００８】この２種類の状態におかれた光増幅器を複
数個縦属に接続したときのＡＳＥ帯域を測定した例を図
10に示す。同図から、接続される光増幅器の段数が増大
すると非飽和領域で動作している場合には帯域幅の減少
は少ないが、飽和領域で動作している場合は、３ｄＢ帯
域幅が急速に減少していることが分かる。
数個縦属に接続したときのＡＳＥ帯域を測定した例を図
10に示す。同図から、接続される光増幅器の段数が増大
すると非飽和領域で動作している場合には帯域幅の減少
は少ないが、飽和領域で動作している場合は、３ｄＢ帯
域幅が急速に減少していることが分かる。
【０００９】図11は、ＥＤＦＡの反転分布の割合（Ｎ２
／ＮＴ）をパラメータとした時の利得と波長の関係を示
す図である。パラメータＮ２／ＮＴは、反転分布状態に
あるＥｒイオンの全Ｅｒイオンに対する割合を示し、Ｎ
２／ＮＴ＝１の場合は、すべてのＥｒイオンが上位のエ
ネルギー準位に遷移して完全な反転分布が得られている
ことを示す。
／ＮＴ）をパラメータとした時の利得と波長の関係を示
す図である。パラメータＮ２／ＮＴは、反転分布状態に
あるＥｒイオンの全Ｅｒイオンに対する割合を示し、Ｎ
２／ＮＴ＝１の場合は、すべてのＥｒイオンが上位のエ
ネルギー準位に遷移して完全な反転分布が得られている
ことを示す。
【００１０】通常一定値の光出力パワー（Ｐo)が得られ
るように励起パワーを制御しているが（図９参照）、Ｅ
ＤＦＡへ入力する信号光のパワーは、使用条件や経時劣
化により変化する。この変化に追従して光出力パワーが
一定になるように制御を行うと、図11に示す反転分布の
状態が変化することになり、利得の波長依存性が大きく
変化してしまい、特性を劣化させることになる。
るように励起パワーを制御しているが（図９参照）、Ｅ
ＤＦＡへ入力する信号光のパワーは、使用条件や経時劣
化により変化する。この変化に追従して光出力パワーが
一定になるように制御を行うと、図11に示す反転分布の
状態が変化することになり、利得の波長依存性が大きく
変化してしまい、特性を劣化させることになる。
【００１１】したがって、例えば光フィルタを使用して
利得特性を平坦化させる方法においては、入力光パワー
に応じて光フィルタの特性を変化させる等の制御が可能
な可変光フィルタが必要となるが、このような光フィル
タは実現が困難であり、また実現できても現状技術では
極めて高価になるという問題があった。
利得特性を平坦化させる方法においては、入力光パワー
に応じて光フィルタの特性を変化させる等の制御が可能
な可変光フィルタが必要となるが、このような光フィル
タは実現が困難であり、また実現できても現状技術では
極めて高価になるという問題があった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ＷＤＭ伝送に必要な光
増幅器の条件を再度整理すると、 (1) 入力信号光パワーや波長多重数が変化しても増幅利
得の波長依存性が少ないこと (2) 各波長ごとの増幅された光パワーが一定の値に保た
れることが必要になる。図11において、Ｎ２／ＮＴの値
が0.7 の近傍で1540〜1560ｎｍの波長帯域に対して平坦
な利得特性が得られていることが分かる。
増幅器の条件を再度整理すると、 (1) 入力信号光パワーや波長多重数が変化しても増幅利
得の波長依存性が少ないこと (2) 各波長ごとの増幅された光パワーが一定の値に保た
れることが必要になる。図11において、Ｎ２／ＮＴの値
が0.7 の近傍で1540〜1560ｎｍの波長帯域に対して平坦
な利得特性が得られていることが分かる。
【００１３】したがって、常にＥＤＦＡの動作状態をこ
の反転分布状態に維持することができれば、平坦な利得
特性を得ることができる。このような動作を実現するた
めにはＥＤＦＡは利得一定になるように制御すればよ
い。即ち、入力光パワーの変化に応じて励起光パワーを
調節し、利得が一定になるようにすると、Ｎ２／ＮＴを
任意の一定値に保つことができる。このような実験例が
文献（電子情報通信学会技術研究報告、OCS 94-66 PP31
-36)に示されている。
の反転分布状態に維持することができれば、平坦な利得
特性を得ることができる。このような動作を実現するた
めにはＥＤＦＡは利得一定になるように制御すればよ
い。即ち、入力光パワーの変化に応じて励起光パワーを
調節し、利得が一定になるようにすると、Ｎ２／ＮＴを
任意の一定値に保つことができる。このような実験例が
文献（電子情報通信学会技術研究報告、OCS 94-66 PP31
-36)に示されている。
【００１４】しかし、利得を一定に保つために励起光の
パワーを制御すると、上記(1) は実現できるが、(2) を
実現するために励起光のパワーを調節することができな
くなる。この点を解決するために、前記文献（電子情報
通信学会技術研究報告、OCS94-66 PP31-36)では、光出
力を光減衰器を使用して制御することを提案している。
図12はこのような光増幅器の構成を示す。
パワーを制御すると、上記(1) は実現できるが、(2) を
実現するために励起光のパワーを調節することができな
くなる。この点を解決するために、前記文献（電子情報
通信学会技術研究報告、OCS94-66 PP31-36)では、光出
力を光減衰器を使用して制御することを提案している。
図12はこのような光増幅器の構成を示す。
【００１５】図12において、入力ポート１からの入力信
号光と励起ＬＤ４からの励起光がＷＤＭカプラ３で加え
合わされ、ＥＤＦ５に入力する。ＥＤＦ５で増幅された
信号光は、光アイソレータ６、光減衰器７及び光カプラ
８を介して出力ポート９から出力される。励起ＬＤ４の
駆動電流は、自動ファイバ利得コントローラ（ＡＦＧ
Ｃ）10によって制御される。ＡＦＧＣ10は、ＥＤＦ５か
ら出力されるＡＳＥの光パワー等に基づき、ＥＤＦ５に
おける利得が一定になるように励起光のパワーを制御す
る。
号光と励起ＬＤ４からの励起光がＷＤＭカプラ３で加え
合わされ、ＥＤＦ５に入力する。ＥＤＦ５で増幅された
信号光は、光アイソレータ６、光減衰器７及び光カプラ
８を介して出力ポート９から出力される。励起ＬＤ４の
駆動電流は、自動ファイバ利得コントローラ（ＡＦＧ
Ｃ）10によって制御される。ＡＦＧＣ10は、ＥＤＦ５か
ら出力されるＡＳＥの光パワー等に基づき、ＥＤＦ５に
おける利得が一定になるように励起光のパワーを制御す
る。
【００１６】また、増幅された信号光の一部は光カプラ
８にて分岐され、この分岐光はフォトディテクタ11で電
気信号に変換され、自動パワーコントローラ（ＡＰＣ）
12でフォトディテクタ11の出力信号レベルが一定になる
ように、光減衰器７の減衰率を制御する。
８にて分岐され、この分岐光はフォトディテクタ11で電
気信号に変換され、自動パワーコントローラ（ＡＰＣ）
12でフォトディテクタ11の出力信号レベルが一定になる
ように、光減衰器７の減衰率を制御する。
【００１７】光減衰器を使用すれば、光増幅器の利得と
は無関係に光出力を調節できるため、所望の光出力より
十分高い光出力が得られるようにＥＤＦＡ５の組成や長
さ、励起ＬＤ４のパワーを設定し、利得一定制御を行っ
ている光増幅器の出力部に設置した光減衰器７を調整す
ることで、一定の光出力を得ることができる。即ち、上
記(1) 、(2) を同時に満足させることができる。
は無関係に光出力を調節できるため、所望の光出力より
十分高い光出力が得られるようにＥＤＦＡ５の組成や長
さ、励起ＬＤ４のパワーを設定し、利得一定制御を行っ
ている光増幅器の出力部に設置した光減衰器７を調整す
ることで、一定の光出力を得ることができる。即ち、上
記(1) 、(2) を同時に満足させることができる。
【００１８】しかし、図12のように光減衰器７を使用し
た構成とすると、光減衰器の使用による最大出力光パワ
ーの低下や、減衰率可変型の光減衰器を低コストで製造
するのが現状技術では困難であるという問題がある。
た構成とすると、光減衰器の使用による最大出力光パワ
ーの低下や、減衰率可変型の光減衰器を低コストで製造
するのが現状技術では困難であるという問題がある。
【００１９】また、図13に示すように、外部の光源（プ
ローブＬＤ）17から新たに光を挿入し、ＥＤＦ18に入力
する光のパワーを一定値になるように制御する方法が提
案されているが（特願平7-311212、尾中 他、「光増幅
器」）、この場合、光減衰器を使用しなくてすむ代わり
に新たに光源が必要となる。しかも、ＥＤＦＡの増幅帯
域内に発振波長を持ち、かつＷＤＭ信号とある程度離れ
た波長を持つ光源でなければならない。
ローブＬＤ）17から新たに光を挿入し、ＥＤＦ18に入力
する光のパワーを一定値になるように制御する方法が提
案されているが（特願平7-311212、尾中 他、「光増幅
器」）、この場合、光減衰器を使用しなくてすむ代わり
に新たに光源が必要となる。しかも、ＥＤＦＡの増幅帯
域内に発振波長を持ち、かつＷＤＭ信号とある程度離れ
た波長を持つ光源でなければならない。
【００２０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、外部の光源を用いて新たに光を挿入する
ことなく、出力光パワーを一定に保ちつつ、ＷＤＭ伝送
用の信号利得の波長依存性が少ない光増幅器を提供する
ことを目的とする。
されたもので、外部の光源を用いて新たに光を挿入する
ことなく、出力光パワーを一定に保ちつつ、ＷＤＭ伝送
用の信号利得の波長依存性が少ない光増幅器を提供する
ことを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記問題点は、以下の構
成によって解決される。 （請求項１） 所定の増幅帯域を有し励起光により入力
信号光を増幅して出力する光増幅媒体を有する光増幅器
において、該光増幅器の出力の信号光パワーを一定値に
保つように該励起光を制御する励起光パワー制御手段
と、該入力信号光のパワーを検出する入力信号光パワー
検出手段と、該光増幅媒体を利用して該所定の増幅帯域
内に波長をもつ光を発振させる発振手段と、該発振手段
の発振光パワーを検出する発振光パワー検出手段と、該
入力信号光パワー検出手段及び該発振光パワー検出手段
の検出結果より、該光増幅媒体への入力光パワーを一定
にするように該発振光パワーを制御する発振光パワー制
御手段とを設ける。
成によって解決される。 （請求項１） 所定の増幅帯域を有し励起光により入力
信号光を増幅して出力する光増幅媒体を有する光増幅器
において、該光増幅器の出力の信号光パワーを一定値に
保つように該励起光を制御する励起光パワー制御手段
と、該入力信号光のパワーを検出する入力信号光パワー
検出手段と、該光増幅媒体を利用して該所定の増幅帯域
内に波長をもつ光を発振させる発振手段と、該発振手段
の発振光パワーを検出する発振光パワー検出手段と、該
入力信号光パワー検出手段及び該発振光パワー検出手段
の検出結果より、該光増幅媒体への入力光パワーを一定
にするように該発振光パワーを制御する発振光パワー制
御手段とを設ける。
【００２２】入力信号光が増加あるいは減少した場合
に、出力信号光を一定にするために励起光パワーを制御
すると光増幅媒体における反転分布の割合が変化するた
め、増幅利得の波長特性が平坦でなくなる（図11参
照）。このため、発振光パワー制御手段により、入力信
号光の増加または減少分に対応する分だけ、該増幅帯域
で該入力信号光とは異なる波長の発振光パワーを減少ま
たは増加させて、光増幅媒体への入力光パワーを一定と
することにより、増幅利得の波長特性を一定にすること
ができる。
に、出力信号光を一定にするために励起光パワーを制御
すると光増幅媒体における反転分布の割合が変化するた
め、増幅利得の波長特性が平坦でなくなる（図11参
照）。このため、発振光パワー制御手段により、入力信
号光の増加または減少分に対応する分だけ、該増幅帯域
で該入力信号光とは異なる波長の発振光パワーを減少ま
たは増加させて、光増幅媒体への入力光パワーを一定と
することにより、増幅利得の波長特性を一定にすること
ができる。
【００２３】（請求項２） 前記発振手段として、前記
発振光を反射させる少なくとも２個の反射素子を前記光
増幅媒体を挟んで設置して構成する。２個の反射素子を
光増幅媒体を挟んで設置することにより干渉計を構成す
る。発振光の波長が増幅媒体の増幅帯域内にあれば、該
波長の光は該増幅媒体を通って２個の反射素子の間を行
き来することにより、増幅され、一定条件下で発振す
る。
発振光を反射させる少なくとも２個の反射素子を前記光
増幅媒体を挟んで設置して構成する。２個の反射素子を
光増幅媒体を挟んで設置することにより干渉計を構成す
る。発振光の波長が増幅媒体の増幅帯域内にあれば、該
波長の光は該増幅媒体を通って２個の反射素子の間を行
き来することにより、増幅され、一定条件下で発振す
る。
【００２４】（請求項３） 請求項２に記載の１つの反
射素子を反射率可変の素子とし、請求項１に記載の発振
光パワー制御手段により該反射率可変の素子の反射率を
制御することにより、発振光パワーの値を所定の値に制
御することができる。
射素子を反射率可変の素子とし、請求項１に記載の発振
光パワー制御手段により該反射率可変の素子の反射率を
制御することにより、発振光パワーの値を所定の値に制
御することができる。
【００２５】（請求項４） 請求項３に記載の反射率可
変の素子として、偏光子、ファラデー回転子、及び前記
発振光を100 ％反射する素子をこの順に並べ、ファラデ
ー回転子を通る偏波光の回転角を電磁石を用いて制御す
ることにより、偏光子に入射する光に対して、ファラデ
ー回転子を通って100 ％反射する素子で反射され再びフ
ァラデー回転子を通って偏光子から出射する光の偏光面
を０〜180 °変えることができる。この結果、全体とし
て反射率可変の素子とすることができる。
変の素子として、偏光子、ファラデー回転子、及び前記
発振光を100 ％反射する素子をこの順に並べ、ファラデ
ー回転子を通る偏波光の回転角を電磁石を用いて制御す
ることにより、偏光子に入射する光に対して、ファラデ
ー回転子を通って100 ％反射する素子で反射され再びフ
ァラデー回転子を通って偏光子から出射する光の偏光面
を０〜180 °変えることができる。この結果、全体とし
て反射率可変の素子とすることができる。
【００２６】（請求項５） 請求項３に記載の反射率可
変の素子の反射率として必要な値を、請求項１に記載の
入力信号光のパワーの値に対応して記憶させた記憶手段
を設け、前記入力信号光のパワーの値に応じて該記憶手
段に記憶させた値を用いて前記発振光のパワーを調節す
るように構成する。このようにすれば、入力信号光が変
動したばあいにも、容易に発振光パワーを調節すること
ができ、増幅利得の波長特性を平坦とするとともに、出
力光パワーを一定にすることができる。
変の素子の反射率として必要な値を、請求項１に記載の
入力信号光のパワーの値に対応して記憶させた記憶手段
を設け、前記入力信号光のパワーの値に応じて該記憶手
段に記憶させた値を用いて前記発振光のパワーを調節す
るように構成する。このようにすれば、入力信号光が変
動したばあいにも、容易に発振光パワーを調節すること
ができ、増幅利得の波長特性を平坦とするとともに、出
力光パワーを一定にすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明における光増幅器
の原理的構成図である。本発明では、同図に示すように
通常の光増幅器の構成に反射ミラー等よりなる干渉計を
付加した構成とすることにより、ＷＤＭ信号の帯域とは
別の波長の光を光増幅器で発振させて反転分布状態を可
変し、前述したＷＤＭ伝送に必要な光増幅器の条件、 (1) 利得の波長依存性が少ないこと (2) 出力光パワーが一定値に保たれること を同時に満足するようにしたものである。
の原理的構成図である。本発明では、同図に示すように
通常の光増幅器の構成に反射ミラー等よりなる干渉計を
付加した構成とすることにより、ＷＤＭ信号の帯域とは
別の波長の光を光増幅器で発振させて反転分布状態を可
変し、前述したＷＤＭ伝送に必要な光増幅器の条件、 (1) 利得の波長依存性が少ないこと (2) 出力光パワーが一定値に保たれること を同時に満足するようにしたものである。
【００２８】図において、この光増幅器の光出力の一部
を分岐して取り出し、出力信号光パワー検出手段32で電
気信号に変換して、取り出した光パワーを一定に保つよ
うに励起光源23の出力光パワーを制御する。これによ
り、光出力の一定制御（Automatic Level Control ; Ａ
ＬＣ）を行う。。なお、光増幅媒体（例えば、ＥＤＦ）
27の出力側には、干渉計により増幅された光パワーや光
増幅器から発生する雑音成分を除去して、本来一定に保
ちたい信号成分のみを選択的に透過する光フィルタ（例
えば光バンドパスフィルタ）31を挿入する。
を分岐して取り出し、出力信号光パワー検出手段32で電
気信号に変換して、取り出した光パワーを一定に保つよ
うに励起光源23の出力光パワーを制御する。これによ
り、光出力の一定制御（Automatic Level Control ; Ａ
ＬＣ）を行う。。なお、光増幅媒体（例えば、ＥＤＦ）
27の出力側には、干渉計により増幅された光パワーや光
増幅器から発生する雑音成分を除去して、本来一定に保
ちたい信号成分のみを選択的に透過する光フィルタ（例
えば光バンドパスフィルタ）31を挿入する。
【００２９】前述したようにＡＬＣ制御を行っているた
め、入力光パワーが変化しても励起光源23の出力光パワ
ーを調整して光出力を一定値にしている。（例えば図９
において、動作点が(a) から(b) 点に移動する）。この
ため、このままではＷＤＭ信号の場合は、各信号のトー
タルパワーが一定になるように制御されているだけであ
り、入力信号光パワーが変化すると、励起光源のパワー
の制御によりＮ２／ＮＴの値が変化するため、図11に示
すように利得の波長依存性が変化してしまう。
め、入力光パワーが変化しても励起光源23の出力光パワ
ーを調整して光出力を一定値にしている。（例えば図９
において、動作点が(a) から(b) 点に移動する）。この
ため、このままではＷＤＭ信号の場合は、各信号のトー
タルパワーが一定になるように制御されているだけであ
り、入力信号光パワーが変化すると、励起光源のパワー
の制御によりＮ２／ＮＴの値が変化するため、図11に示
すように利得の波長依存性が変化してしまう。
【００３０】このため、ＥＤＦ27を挟んで反射ミラー2
5、30等により干渉計を構成し、ＥＤＦＡにおいて発生
するＡＳＥ光（自然放出光）のうち、ＷＤＭ信号とは離
れたある一定の波長の光のみを選択的に発振させる。そ
うすることにより、非常に強いパワーをもった光が発振
し、ＷＤＭ信号の帯域と離しているためフィルタで容易
に取り除くことができる。また、その光パワーを制御す
ることにより、外部から新たに光を挿入することなく、
ＥＤＦ内の光パワーつまり入力光パワーを一定に保つこ
とができる。
5、30等により干渉計を構成し、ＥＤＦＡにおいて発生
するＡＳＥ光（自然放出光）のうち、ＷＤＭ信号とは離
れたある一定の波長の光のみを選択的に発振させる。そ
うすることにより、非常に強いパワーをもった光が発振
し、ＷＤＭ信号の帯域と離しているためフィルタで容易
に取り除くことができる。また、その光パワーを制御す
ることにより、外部から新たに光を挿入することなく、
ＥＤＦ内の光パワーつまり入力光パワーを一定に保つこ
とができる。
【００３１】これにより、図９において、(b) から(a)
点に動作点が戻るため励起光パワーが元の値になって、
Ｎ２／ＮＴの値が変化せず、増幅帯域における波長依存
性をなくすことができる。具体的には、干渉計の内部に
光パワーを制御できる素子を組み込み、意図的に発振さ
せる光パワーを調節することで、ＡＬＣ制御のための励
起光源のパワー調節に起因するＮ２／ＮＴの値の変化と
は独立に、Ｎ２／ＮＴの値を変えることが可能となる。
点に動作点が戻るため励起光パワーが元の値になって、
Ｎ２／ＮＴの値が変化せず、増幅帯域における波長依存
性をなくすことができる。具体的には、干渉計の内部に
光パワーを制御できる素子を組み込み、意図的に発振さ
せる光パワーを調節することで、ＡＬＣ制御のための励
起光源のパワー調節に起因するＮ２／ＮＴの値の変化と
は独立に、Ｎ２／ＮＴの値を変えることが可能となる。
【００３２】次に、干渉計の構成について説明する。図
１において、ある特定の波長λS のみを分岐することが
できる光カプラ24、28をＥＤＦ27を挟んで配置する。但
し、λS はＥＤＦ27の増幅帯域内にある波長であるが、
ＷＤＭ信号の波長よりも十分離れているものとする。
今、仮にλS が1530ｎｍとすると、1530ｎｍの波長を選
択的に分岐または合波することができる光カプラ24、28
を用いる。
１において、ある特定の波長λS のみを分岐することが
できる光カプラ24、28をＥＤＦ27を挟んで配置する。但
し、λS はＥＤＦ27の増幅帯域内にある波長であるが、
ＷＤＭ信号の波長よりも十分離れているものとする。
今、仮にλS が1530ｎｍとすると、1530ｎｍの波長を選
択的に分岐または合波することができる光カプラ24、28
を用いる。
【００３３】光カプラ24によって分岐された1530ｎｍの
光は、その先に取り付けられたミラー25によって100 ％
反射し、再び光カプラ24によってＷＤＭ信号と合波さ
れ、ＥＤＦ27を通過する際に増幅され、今度は光カプラ
28によって分波される。分波された1530ｎｍの光は、反
射率γ（＜１）をもつ反射率可変ミラー30によってγ倍
の光が反射され、再び光カプラ28によって他の信号と合
波され、ＥＤＦ27を通過する際に増幅され、再度光カプ
ラ24へ戻る。1530ｎｍ100 ％反射ミラー25と反射率γの
ミラー30とによる反射を重ねていき、この系の損失より
も増幅が上回ったとき、1530ｎｍの光が発振する。
光は、その先に取り付けられたミラー25によって100 ％
反射し、再び光カプラ24によってＷＤＭ信号と合波さ
れ、ＥＤＦ27を通過する際に増幅され、今度は光カプラ
28によって分波される。分波された1530ｎｍの光は、反
射率γ（＜１）をもつ反射率可変ミラー30によってγ倍
の光が反射され、再び光カプラ28によって他の信号と合
波され、ＥＤＦ27を通過する際に増幅され、再度光カプ
ラ24へ戻る。1530ｎｍ100 ％反射ミラー25と反射率γの
ミラー30とによる反射を重ねていき、この系の損失より
も増幅が上回ったとき、1530ｎｍの光が発振する。
【００３４】その時の発振の様子を図２に示す。同図に
示すようなスペクトルの狭い光でなくても、発振させる
光の帯域がＷＤＭ信号帯域から十分離れていれば、容易
に光フィルタを用いて取り除くことができる。
示すようなスペクトルの狭い光でなくても、発振させる
光の帯域がＷＤＭ信号帯域から十分離れていれば、容易
に光フィルタを用いて取り除くことができる。
【００３５】次に、発振光のパワーの制御方法について
説明する。ＥＤＦにおけるＥｒの緩和時間が比較的長い
（≒数１０ｍｓ）という事実を利用して、この緩和時間
より短い時間で光を発振させたり、発振させなかったり
することで、時間平均としてパワーを制御するようにす
る。図３に発振光のパワーの制御の一例を示す。
説明する。ＥＤＦにおけるＥｒの緩和時間が比較的長い
（≒数１０ｍｓ）という事実を利用して、この緩和時間
より短い時間で光を発振させたり、発振させなかったり
することで、時間平均としてパワーを制御するようにす
る。図３に発振光のパワーの制御の一例を示す。
【００３６】図１の反射率可変ミラー30の反射率γを次
第に大きくしていくと、発振光は徐々に強くなるのでは
なく、あるところで突然発振する。このため、発振させ
るパワーを大きくしたい場合は、図３(A) に示すように
発振間隔を短くする。これにより、時間的にみた平均の
パワーを大きく、また一定に保つことができる。一方、
発振させるパワーを小さくしたい場合は、同図(B) に示
すように発振する間隔をより長くする。そうすること
で、時間平均的にパワーを小さく、また一定に保つこと
ができる。
第に大きくしていくと、発振光は徐々に強くなるのでは
なく、あるところで突然発振する。このため、発振させ
るパワーを大きくしたい場合は、図３(A) に示すように
発振間隔を短くする。これにより、時間的にみた平均の
パワーを大きく、また一定に保つことができる。一方、
発振させるパワーを小さくしたい場合は、同図(B) に示
すように発振する間隔をより長くする。そうすること
で、時間平均的にパワーを小さく、また一定に保つこと
ができる。
【００３７】このような発振光を利用して、入力信号光
パワーが弱い場合はより強い光を発振させ、入力信号光
パワーが強い場合は発振させる光を弱くして、ＥＤＦの
増幅帯域内にある光のトータル入力パワーを常に一定に
保持できるようにする。
パワーが弱い場合はより強い光を発振させ、入力信号光
パワーが強い場合は発振させる光を弱くして、ＥＤＦの
増幅帯域内にある光のトータル入力パワーを常に一定に
保持できるようにする。
【００３８】つまり、図１の入力信号光パワー検出手段
21で入力信号光の一部を分岐させてモニタしておき、入
力信号光パワーの強弱によってミラー30の反射率γの量
をＥＤＦ27の緩和時間よりも早く制御することで、ＥＤ
Ｆ27に入力する光のパワーを全体として常に一定に保つ
ことができる。また、こうすることにより、周囲の温度
変化による位相変化で発振光のパワーの揺らぎを補正す
ることが可能となる。
21で入力信号光の一部を分岐させてモニタしておき、入
力信号光パワーの強弱によってミラー30の反射率γの量
をＥＤＦ27の緩和時間よりも早く制御することで、ＥＤ
Ｆ27に入力する光のパワーを全体として常に一定に保つ
ことができる。また、こうすることにより、周囲の温度
変化による位相変化で発振光のパワーの揺らぎを補正す
ることが可能となる。
【００３９】また、発振する光パワーはモニタ光を発振
光パワー検出手段26で電気信号に変換後、発振光パワー
制御手段29の電子回路で制御を行うが、ＥＤＦＡの緩和
時間は比較的長いので電子回路で十分制御可能である。
これは、参考文献( 電子情報通信学会全国大会'92 春
c-318, pp 4-360) 、(G. A. Ball et al, IEEE J.Li
ghtwave., Vol.10, pp1338-1343 (1992))、(G. A. Ba
ll et al, Electron.Lett. Vol.29, No.18, pp 1623-16
25 (1993))により制御可能であることが報告されてい
る。
光パワー検出手段26で電気信号に変換後、発振光パワー
制御手段29の電子回路で制御を行うが、ＥＤＦＡの緩和
時間は比較的長いので電子回路で十分制御可能である。
これは、参考文献( 電子情報通信学会全国大会'92 春
c-318, pp 4-360) 、(G. A. Ball et al, IEEE J.Li
ghtwave., Vol.10, pp1338-1343 (1992))、(G. A. Ba
ll et al, Electron.Lett. Vol.29, No.18, pp 1623-16
25 (1993))により制御可能であることが報告されてい
る。
【００４０】しかしながら、ＥＤＦ27への入力パワーを
一定に保つだけではＮ２／ＮＴの値は0.7 になるとは限
らず、入力パワーをどのレベルで一定に保つかが重要と
なる。ある一定のレベルに入力パワーを保ち、常にＮ２
／ＮＴ＝0.7 に保たなければ、利得における波長依存性
をなくすことができない。
一定に保つだけではＮ２／ＮＴの値は0.7 になるとは限
らず、入力パワーをどのレベルで一定に保つかが重要と
なる。ある一定のレベルに入力パワーを保ち、常にＮ２
／ＮＴ＝0.7 に保たなければ、利得における波長依存性
をなくすことができない。
【００４１】これには、入力信号光パワーに応じて発振
光のパワーを補正する手段をきめ細かく操作すれば対処
可能であり、例えば光増幅器にマイクロプロセッサやメ
モリ等を用いた制御回路を搭載し、予めメモリに入力信
号光パワーの値に応じて最適な発振光のパワーの値を記
憶させておき、この値に基づいて入力信号光パワーに応
じたミラー30の反射率γの制御を行えばよい。
光のパワーを補正する手段をきめ細かく操作すれば対処
可能であり、例えば光増幅器にマイクロプロセッサやメ
モリ等を用いた制御回路を搭載し、予めメモリに入力信
号光パワーの値に応じて最適な発振光のパワーの値を記
憶させておき、この値に基づいて入力信号光パワーに応
じたミラー30の反射率γの制御を行えばよい。
【００４２】このような制御を行うことにより、どのよ
うな入力信号光パワーの変化に対してもＮ２／ＮＴの値
を常に0.7 に保つことができ、その結果、利得における
波長依存性をなくすことができる。
うな入力信号光パワーの変化に対してもＮ２／ＮＴの値
を常に0.7 に保つことができ、その結果、利得における
波長依存性をなくすことができる。
【００４３】また、ＷＤＭ信号の入力光パワーの値が想
定される変化の最大値と最小値のほぼ中間の時に、反射
率γも制御可能な範囲の中間程度になるように調整す
る。この状態で、光増幅器の光出力が所定のパワーとな
り、かつ利得の波長特性が平坦になるようにＥＤＦ27の
パラメータ（Ｅｒイオン濃度やＥＤＦの長さ等）や励起
光源のパワーを選んでおく。（もちろん、励起光源の最
大出力は入力信号光パワーが最小値となった場合にも所
定の光出力が得られるうに余力を残しておく必要があ
る。） また、入力信号光パワーもしくは波長多重数が増加した
場合は、励起光パワーが小さくてすむため、反転分布状
態となるＥｒの数が減少してＮ２／ＮＴの値が小さくな
って、短波長側の利得が減少する。そこで、入力信号光
パワーの増加に応じて発振させる光のパワーを減少させ
てやり、Ｎ２／ＮＴの値を0.7 になるように制御すれば
よい。
定される変化の最大値と最小値のほぼ中間の時に、反射
率γも制御可能な範囲の中間程度になるように調整す
る。この状態で、光増幅器の光出力が所定のパワーとな
り、かつ利得の波長特性が平坦になるようにＥＤＦ27の
パラメータ（Ｅｒイオン濃度やＥＤＦの長さ等）や励起
光源のパワーを選んでおく。（もちろん、励起光源の最
大出力は入力信号光パワーが最小値となった場合にも所
定の光出力が得られるうに余力を残しておく必要があ
る。） また、入力信号光パワーもしくは波長多重数が増加した
場合は、励起光パワーが小さくてすむため、反転分布状
態となるＥｒの数が減少してＮ２／ＮＴの値が小さくな
って、短波長側の利得が減少する。そこで、入力信号光
パワーの増加に応じて発振させる光のパワーを減少させ
てやり、Ｎ２／ＮＴの値を0.7 になるように制御すれば
よい。
【００４４】次に、反射率γを制御する方法について説
明する。反射率γの制御方法としては、干渉を利用す
る方法、偏光を利用する方法、などが考えられるが、
それぞれについて以下に具体的に説明する。
明する。反射率γの制御方法としては、干渉を利用す
る方法、偏光を利用する方法、などが考えられるが、
それぞれについて以下に具体的に説明する。
【００４５】「干渉を利用する方法」として、ＬＮ変
調器を使う方法がある。図４に示すように、ＬＮ変調器
34の一方から1530ｎｍ帯の光を入力し、ＬＮ変調器34を
通って他方に付けられた100 ％反射ミラーによって反射
を受ける。この際、ＬＮ変調器のバイアス電圧を変える
ことにより、ＬＮ変調器内で干渉させる位相を変化さ
せ、通過する光のパワーをα（＜１）倍に任意に制御す
ることができる。
調器を使う方法がある。図４に示すように、ＬＮ変調器
34の一方から1530ｎｍ帯の光を入力し、ＬＮ変調器34を
通って他方に付けられた100 ％反射ミラーによって反射
を受ける。この際、ＬＮ変調器のバイアス電圧を変える
ことにより、ＬＮ変調器内で干渉させる位相を変化さ
せ、通過する光のパワーをα（＜１）倍に任意に制御す
ることができる。
【００４６】但し、1530ｎｍ帯の光はミラーで完全反射
され、再びＬＮ変調器34を通過することで、α2 倍に減
衰される。つまり、ＬＮ変調器のバイアス電圧を変化さ
せることによって、反射率を０〜100 ％まで自在に制御
することができる。
され、再びＬＮ変調器34を通過することで、α2 倍に減
衰される。つまり、ＬＮ変調器のバイアス電圧を変化さ
せることによって、反射率を０〜100 ％まで自在に制御
することができる。
【００４７】なお、電気光学効果を用いたＬＮ変調器は
偏光依存性をもつが、ＬＮ変調器の前に偏光子を挿入す
ることで対処可能であり、発振させる光の偏光は問題な
い。次に、「偏光を利用する方法」として光アイソレ
ータを使う方法がある。光アイソレータは一対の入射端
と出射端を持ち、順方向の光は低損失で逆方向からの光
は高損失であるという非相反性により、光を決められた
方向にのみ通過させる素子である。図５にその構成例を
示す。
偏光依存性をもつが、ＬＮ変調器の前に偏光子を挿入す
ることで対処可能であり、発振させる光の偏光は問題な
い。次に、「偏光を利用する方法」として光アイソレ
ータを使う方法がある。光アイソレータは一対の入射端
と出射端を持ち、順方向の光は低損失で逆方向からの光
は高損失であるという非相反性により、光を決められた
方向にのみ通過させる素子である。図５にその構成例を
示す。
【００４８】図において、1530ｎｍ帯の光はまず偏光子
37により直線偏光とされ、ファラデー回転子38に入射さ
れる。そのとき、ファラデー回転子38では、偏光の回転
角を自由に制御できるようにしておく。ファラデー回転
子を通過した光は、100 ％反射ミラー39により反射し、
再びファラデー回転子38に入射する。そのとき反射によ
り偏光は変わらないため、光はファラデー回転子を２回
通過することにより２倍の回転を受ける。
37により直線偏光とされ、ファラデー回転子38に入射さ
れる。そのとき、ファラデー回転子38では、偏光の回転
角を自由に制御できるようにしておく。ファラデー回転
子を通過した光は、100 ％反射ミラー39により反射し、
再びファラデー回転子38に入射する。そのとき反射によ
り偏光は変わらないため、光はファラデー回転子を２回
通過することにより２倍の回転を受ける。
【００４９】そこで、例えばファラデー回転子38におけ
る回転角を45°に設定した場合には、光はファラデー回
転子を２回通過することで90°の回転を受け、偏光子を
通過できず、すべての光が遮断される。また、回転子を
通過後も偏光が回転しないように（１回の通過で180 度
の整数倍の回転をするように）ファラデー回転子を調節
すると、反射してファラデー回転子を２回通過してきた
光も偏光が回転しないため、偏光子に遮られることなく
通過する。
る回転角を45°に設定した場合には、光はファラデー回
転子を２回通過することで90°の回転を受け、偏光子を
通過できず、すべての光が遮断される。また、回転子を
通過後も偏光が回転しないように（１回の通過で180 度
の整数倍の回転をするように）ファラデー回転子を調節
すると、反射してファラデー回転子を２回通過してきた
光も偏光が回転しないため、偏光子に遮られることなく
通過する。
【００５０】つまり、ファラデー回転子における偏光の
回転角を調節することにより、０％〜100 ％の任意の反
射率をもつ素子を形成することが可能となる。ファラデ
ー回転子38において偏光の回転角を決めるのは、素子
長、磁束密度、及び素子の定数である。偏光の回転角を
自由に制御することができれば、上述した素子を構成す
ることができる。そこで、図５に示すようなファラデー
回転子38のまわりに電磁石40を取りつけ、電磁石に流す
電流を変えることにより磁界を変化させ、ファラデー回
転角を制御することが可能となる。
回転角を調節することにより、０％〜100 ％の任意の反
射率をもつ素子を形成することが可能となる。ファラデ
ー回転子38において偏光の回転角を決めるのは、素子
長、磁束密度、及び素子の定数である。偏光の回転角を
自由に制御することができれば、上述した素子を構成す
ることができる。そこで、図５に示すようなファラデー
回転子38のまわりに電磁石40を取りつけ、電磁石に流す
電流を変えることにより磁界を変化させ、ファラデー回
転角を制御することが可能となる。
【００５１】尚、上述した制御方法は、反射率を０％〜
100 ％の間で自由に制御する方法に関するものである
が、反射率可変ミラー（図１の30）の反射率γを０％
（完全透過）と100 ％（完全反射）との２つを可変する
機能のみを持った素子の場合でも、図３に示すように発
振間隔を制御することにより、発振光パワーを制御する
ことも可能である。
100 ％の間で自由に制御する方法に関するものである
が、反射率可変ミラー（図１の30）の反射率γを０％
（完全透過）と100 ％（完全反射）との２つを可変する
機能のみを持った素子の場合でも、図３に示すように発
振間隔を制御することにより、発振光パワーを制御する
ことも可能である。
【００５２】ところで、上記の操作を行っても光増幅器
の光出力はＡＬＣ制御により常に一定に保たれている。
但し、保たれている光出力はＷＤＭ信号の全パワーが一
定に保たれているのであり、波長多重数が変化すると当
然のことながら、各光信号個々のパワーは変化する。
の光出力はＡＬＣ制御により常に一定に保たれている。
但し、保たれている光出力はＷＤＭ信号の全パワーが一
定に保たれているのであり、波長多重数が変化すると当
然のことながら、各光信号個々のパワーは変化する。
【００５３】従って、波長多重数が変化しても各波長ご
との光出力のパワーを変化させないようにするために
は、光増幅器に現在の波長多重数を知らせる手段を用意
するか、光増幅器の内部に波長多重数を検出する手段が
必要となるが、これらについては、先願（特願平7-2147
33) において示された手段により可能である。
との光出力のパワーを変化させないようにするために
は、光増幅器に現在の波長多重数を知らせる手段を用意
するか、光増幅器の内部に波長多重数を検出する手段が
必要となるが、これらについては、先願（特願平7-2147
33) において示された手段により可能である。
【００５４】図６に、本発明を用いた光増幅器の実施例
を示す。同図は、励起光源としての励起ＬＤを２個（4
7、60) 使用する、いわゆる双方向励起の場合について
示している。また、同図の構成では、反射率可変ミラー
57を出射端側に設置しているが、100 ％反射ミラー52と
位置を交換し入射端側に設置しても、同様な光増幅器を
構成することができる。この結果、光可変減衰器や新た
な光源を用いることなく、ＥＤＦ55への光入力パワーを
一定値に制御することができ、光増幅器の利得の波長依
存性を少なくすることが可能となる。
を示す。同図は、励起光源としての励起ＬＤを２個（4
7、60) 使用する、いわゆる双方向励起の場合について
示している。また、同図の構成では、反射率可変ミラー
57を出射端側に設置しているが、100 ％反射ミラー52と
位置を交換し入射端側に設置しても、同様な光増幅器を
構成することができる。この結果、光可変減衰器や新た
な光源を用いることなく、ＥＤＦ55への光入力パワーを
一定値に制御することができ、光増幅器の利得の波長依
存性を少なくすることが可能となる。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、外
部から光を挿入することなく、波長多重伝送における利
得の波長依存性が少なく、かつ出力光パワーを一定に保
つ光増幅器を実現することが可能となる。
部から光を挿入することなく、波長多重伝送における利
得の波長依存性が少なく、かつ出力光パワーを一定に保
つ光増幅器を実現することが可能となる。
【図１】は本発明の光増幅器の原理的構成図、
【図２】は本発明における発振光の様子を示す図、
【図３】は本発明における発振光パワーの制御方法を説
明するための図、
明するための図、
【図４】は実施例における発振光パワー制御素子の構成
図（その１）、
図（その１）、
【図５】は実施例における発振光パワー制御素子の構成
図（その２）、
図（その２）、
【図６】は本発明の実施例の光増幅器の構成図、
【図７】は典型的なＡＳＥのスペクトラムを示す図、
【図８】は一例の利得と出力光パワーの関係を示す図、
【図９】は一例の入力光パワーと出力光パワーの関係を
示す図、
示す図、
【図１０】は一例のＡＳＥの３ｄＢ帯域幅と光増幅器段
数の関係を示す図、
数の関係を示す図、
【図１１】は一例のＥＤＦＡの反転分布の割合（Ｎ２／
ＮＴ）をパラメータとした時の利得と波長の関係を示す
図、
ＮＴ）をパラメータとした時の利得と波長の関係を示す
図、
【図１２】は第１の従来例の光増幅器の構成図、
【図１３】は第２の従来例の光増幅器の構成図である。
１は入力ポート、 ２は光アイソレータ、 ３はＷＤＭ
カプラ、 ４は励起ＬＤ、 ５はＥＤＦ、 ６は光アイ
ソレータ、 ７は光減衰器、 ８は光カプラ、９は出力
ポート、 10はＡＦＧＣ、 11はフォトディテクタ、
12はＡＰＣ、13は光アイソレータ、 14はＷＤＭカプ
ラ、 15は励起ＬＤ、 16は光カプラ、 17はプローブ
ＬＤ、 18はＥＤＦ、 19は光アイソレータ、 20は光
ＢＰＦ、 21は入力信号光パワー検出手段、 22はＷＤ
Ｍカプラ、 23は励起光源、24は光カプラ、 25は100
％反射ミラー、 26は発振光パワー検出手段、 27は光
増幅媒体（ＥＤＦ）、 28は光カプラ、 29は発振光パ
ワー制御手段、 30は反射率可変ミラー、 31は光ＢＰ
Ｆ、 32は出力信号光パワー検出手段、 33は励起光パ
ワー制御手段、 34はＬＮ変調器、 35は電圧制御回
路、 36は100 ％反射ミラー、 37は偏光子、 38はフ
ァラデー回転子、 39は100 ％反射ミラー、 40は電磁
石、 41は電流制御回路、 43は光カプラ、 44はフォ
トディテクタ、 45はアンプ、 46はＷＤＭＷカプラ、
47は励起ＬＤ、 48は駆動回路、49は光アイソレー
タ、 50は光カプラ、 51は光カプラ、 52は100 ％反
射ミラー、 53はフォトディテクタ、 54はアンプ、
55はEDF 、 56は光カプラ、57は反射率可変ミラー、
58は駆動回路、 59はＷＤＭカプラ、 60は励起ＬＤ、
61は駆動回路、 62は光アイソレータ、 63は光ＢＰ
Ｆ、 64は光カプラ、 65はフォトディテクタ、 66は
アンプ、 67はＡ／Ｄ Ｄ／Ａコンバータ、68はＣＰ
Ｕ、 69はＲＯＭ、 70はＲＡＭを示す。
カプラ、 ４は励起ＬＤ、 ５はＥＤＦ、 ６は光アイ
ソレータ、 ７は光減衰器、 ８は光カプラ、９は出力
ポート、 10はＡＦＧＣ、 11はフォトディテクタ、
12はＡＰＣ、13は光アイソレータ、 14はＷＤＭカプ
ラ、 15は励起ＬＤ、 16は光カプラ、 17はプローブ
ＬＤ、 18はＥＤＦ、 19は光アイソレータ、 20は光
ＢＰＦ、 21は入力信号光パワー検出手段、 22はＷＤ
Ｍカプラ、 23は励起光源、24は光カプラ、 25は100
％反射ミラー、 26は発振光パワー検出手段、 27は光
増幅媒体（ＥＤＦ）、 28は光カプラ、 29は発振光パ
ワー制御手段、 30は反射率可変ミラー、 31は光ＢＰ
Ｆ、 32は出力信号光パワー検出手段、 33は励起光パ
ワー制御手段、 34はＬＮ変調器、 35は電圧制御回
路、 36は100 ％反射ミラー、 37は偏光子、 38はフ
ァラデー回転子、 39は100 ％反射ミラー、 40は電磁
石、 41は電流制御回路、 43は光カプラ、 44はフォ
トディテクタ、 45はアンプ、 46はＷＤＭＷカプラ、
47は励起ＬＤ、 48は駆動回路、49は光アイソレー
タ、 50は光カプラ、 51は光カプラ、 52は100 ％反
射ミラー、 53はフォトディテクタ、 54はアンプ、
55はEDF 、 56は光カプラ、57は反射率可変ミラー、
58は駆動回路、 59はＷＤＭカプラ、 60は励起ＬＤ、
61は駆動回路、 62は光アイソレータ、 63は光ＢＰ
Ｆ、 64は光カプラ、 65はフォトディテクタ、 66は
アンプ、 67はＡ／Ｄ Ｄ／Ａコンバータ、68はＣＰ
Ｕ、 69はＲＯＭ、 70はＲＡＭを示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｓ 3/07 Ｈ０１Ｓ 3/131 3/10 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 3/131 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02
Claims (5)
- 【請求項１】 所定の増幅帯域を有し励起光により入力
信号光を増幅して出力する光増幅媒体を有する光増幅器
において、 該光増幅器の出力の信号光パワーを一定値に保つように
該励起光を制御する励起光パワー制御手段と、 該入力信号光のパワーを検出する入力信号光パワー検出
手段と、 該光増幅媒体を利用して該所定の増幅帯域内に波長をも
つ光を発振させる発振手段と、 該発振手段の発振光パワーを検出する発振光パワー検出
手段と、 該入力信号光パワー検出手段及び該発振光パワー検出手
段の検出結果より、該光増幅媒体への入力光パワーを一
定にするように該発振光パワーを制御する発振光パワー
制御手段とを設けたことを特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】 前記発振手段は、前記発振光を反射させ
る少なくとも２個の反射素子を前記光増幅媒体を挟んで
設置して構成することを特徴とする請求項１に記載の光
増幅器。 - 【請求項３】 前記発振光パワー制御手段は、請求項２
に記載の１つの反射素子を反射率可変の素子とし、該反
射率可変の素子の反射率を制御することを特徴とする請
求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項４】 請求項３に記載の反射率可変の素子は、
偏光子、ファラデー回転子、及び前記発振光を100 ％反
射する素子をこの順に並べ、該ファラデー回転子を通る
偏波光の回転角を電磁石を用いて制御する構成としたこ
とを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。 - 【請求項５】 請求項３に記載の反射率可変の素子の反
射率として必要な値を、請求項１に記載の入力信号光の
パワーの値に対応して記憶させた記憶手段を設け、前記
入力信号光のパワーの値に応じて該記憶手段に記憶させ
た値を用いて前記発振光のパワーを調節することを特徴
とする請求項１に記載の光増幅器。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP01868096A JP3680402B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 光増幅器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01868096A JP3680402B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 光増幅器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09214433A true JPH09214433A (ja) | 1997-08-15 |
| JP3680402B2 JP3680402B2 (ja) | 2005-08-10 |
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ID=11978330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01868096A Expired - Fee Related JP3680402B2 (ja) | 1996-02-05 | 1996-02-05 | 光増幅器 |
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|---|---|
| JP (1) | JP3680402B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002064234A (ja) * | 2000-08-21 | 2002-02-28 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光ファイバ増幅器 |
| EP1049274A3 (en) * | 1999-04-28 | 2004-07-28 | Nec Corporation | Optical repeater for wavelength division multiplexed signal light |
| US7042634B2 (en) | 2002-03-14 | 2006-05-09 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical amplifier |
| JP2007513510A (ja) * | 2003-12-03 | 2007-05-24 | エム コミュニケーションズ ソシエタ ペル アチオニ | 波長分割多重光リングネットワーク |
| JP2010258884A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fujitsu Ltd | 光出力装置、光伝送システムおよびそれらの制御方法 |
-
1996
- 1996-02-05 JP JP01868096A patent/JP3680402B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US7589888B2 (en) | 2002-03-14 | 2009-09-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical amplifier having a constant gain profile |
| JP2007513510A (ja) * | 2003-12-03 | 2007-05-24 | エム コミュニケーションズ ソシエタ ペル アチオニ | 波長分割多重光リングネットワーク |
| JP2010258884A (ja) * | 2009-04-27 | 2010-11-11 | Fujitsu Ltd | 光出力装置、光伝送システムおよびそれらの制御方法 |
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