JPH09281532A - 光増幅器及び方法並びに光増幅器を有する光伝送システム - Google Patents
光増幅器及び方法並びに光増幅器を有する光伝送システムInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】波長多重伝送方式において個々の波長の信号光
出力を、独立に制御可能で低コストでシステム系列を増
大でき、また、双方向光伝送方式において互いに逆方向
に進行する信号光を独立に制御可能な光増幅装置を提供
する。 【解決手段】一つあるいは複数の伝送信号光入力ポート
２から導入された信号光は偏波識別合成手段３から偏波
保持光増幅媒体４へ導入される。この光増幅媒体４は選
択的に励起手段６によって励起され、増幅された光信号
は偏波分離手段７によって識別し、分離された後、分岐
手段１８によって一部が分岐される。分岐され検出手段
９により検出された光は、予め定められた値に制御され
るように励起手段６によって制御されていて、大部分の
光は、一つあるいは複数の出力ポート１１から並列伝送
ファイバへ導出される。
出力を、独立に制御可能で低コストでシステム系列を増
大でき、また、双方向光伝送方式において互いに逆方向
に進行する信号光を独立に制御可能な光増幅装置を提供
する。 【解決手段】一つあるいは複数の伝送信号光入力ポート
２から導入された信号光は偏波識別合成手段３から偏波
保持光増幅媒体４へ導入される。この光増幅媒体４は選
択的に励起手段６によって励起され、増幅された光信号
は偏波分離手段７によって識別し、分離された後、分岐
手段１８によって一部が分岐される。分岐され検出手段
９により検出された光は、予め定められた値に制御され
るように励起手段６によって制御されていて、大部分の
光は、一つあるいは複数の出力ポート１１から並列伝送
ファイバへ導出される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システム及
び長距離光伝送システムにおいて使用される光増幅器及
び方法並びに光増幅器を有する光伝送システムに関する
ものである。
び長距離光伝送システムにおいて使用される光増幅器及
び方法並びに光増幅器を有する光伝送システムに関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの低コスト化要求にとも
ない、一本の光伝送ファイバーに二種以上の相異なる波
長の信号光を多重して伝送する波長多重光伝送方式が検
討されている。そして、このような波長多重光伝送にお
ける増幅器には、増幅波長帯域が広く、かつ低雑音での
増幅が可能な光増幅器が適しているとされている。しか
し、光増幅器を構成する希土類添加光ファイバや半導体
光増幅器には、利得の波長依存性があり増幅後の各波長
の光出力又は利得に波長間偏差が生ずる。この波長間偏
差は特に光増幅器による多段中継によって積算され、中
継後の光パワーの波長間偏差が拡大する。結果として、
多重された波長のうち、最も低いパワーを有する波長の
Ｓ／Ｎ比劣化によって、全システムの最大中継伝送距離
が制限される。従って、各波長間の光出力偏差のない光
増幅器を提供することが重要となっている。
ない、一本の光伝送ファイバーに二種以上の相異なる波
長の信号光を多重して伝送する波長多重光伝送方式が検
討されている。そして、このような波長多重光伝送にお
ける増幅器には、増幅波長帯域が広く、かつ低雑音での
増幅が可能な光増幅器が適しているとされている。しか
し、光増幅器を構成する希土類添加光ファイバや半導体
光増幅器には、利得の波長依存性があり増幅後の各波長
の光出力又は利得に波長間偏差が生ずる。この波長間偏
差は特に光増幅器による多段中継によって積算され、中
継後の光パワーの波長間偏差が拡大する。結果として、
多重された波長のうち、最も低いパワーを有する波長の
Ｓ／Ｎ比劣化によって、全システムの最大中継伝送距離
が制限される。従って、各波長間の光出力偏差のない光
増幅器を提供することが重要となっている。
【０００３】これに対する従来の方式として、電子情報
通信学会信学技法ＯＣＳ９４−６６，ＯＰＥ９４−８８
（１９９４−１１）「ファイバ増幅率制御を用いた光フ
ァイバ増幅器の多波長一括増幅特性平坦化」において図
１０に示す方式が検討されている。図中３３はエルビウ
ム添加光ファイバ、３４、３５は光アイソレータ、３６
は光合波器、３７は励起光源、３８は光減衰器であり、
光減衰器３８の出力を分岐する光カップラ３９と分岐し
た光を検出する光検出器４０とによって構成されてい
る。この構成では、入力波長１５４８ｎｍ、１５５１ｎ
ｍ、１５５４ｎｍ、１５５７ｎｍに対するパワーの偏差
を０ｄＢとし、ファイバゲインコントローラ（ＡＦＧ
Ｃ）によってファイバゲインを１２ｄＢ一定に制御する
ことにより、各波長間偏差を最小にしている。また、光
減衰器３８によるオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）
によって、ファイバゲインを１２ｄＢ一定に保ちつつ光
損失を調整し、中継器増幅率を変えてもファイバゲイン
スペクトルは変化しないようにしている。
通信学会信学技法ＯＣＳ９４−６６，ＯＰＥ９４−８８
（１９９４−１１）「ファイバ増幅率制御を用いた光フ
ァイバ増幅器の多波長一括増幅特性平坦化」において図
１０に示す方式が検討されている。図中３３はエルビウ
ム添加光ファイバ、３４、３５は光アイソレータ、３６
は光合波器、３７は励起光源、３８は光減衰器であり、
光減衰器３８の出力を分岐する光カップラ３９と分岐し
た光を検出する光検出器４０とによって構成されてい
る。この構成では、入力波長１５４８ｎｍ、１５５１ｎ
ｍ、１５５４ｎｍ、１５５７ｎｍに対するパワーの偏差
を０ｄＢとし、ファイバゲインコントローラ（ＡＦＧ
Ｃ）によってファイバゲインを１２ｄＢ一定に制御する
ことにより、各波長間偏差を最小にしている。また、光
減衰器３８によるオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）
によって、ファイバゲインを１２ｄＢ一定に保ちつつ光
損失を調整し、中継器増幅率を変えてもファイバゲイン
スペクトルは変化しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】実システムにおいて
は、中継局舎の立地条件等により、中継伝送距離を必ず
しも一定にすることができない。波長多重伝送を行った
場合、伝送中のファイバにおける非線型光学効果などに
より、個々の波長によって受ける光損失が異なり、伝送
距離によっては光増幅器入力において入力パワーの偏差
が生じる可能性がある。
は、中継局舎の立地条件等により、中継伝送距離を必ず
しも一定にすることができない。波長多重伝送を行った
場合、伝送中のファイバにおける非線型光学効果などに
より、個々の波長によって受ける光損失が異なり、伝送
距離によっては光増幅器入力において入力パワーの偏差
が生じる可能性がある。
【０００５】前記従来方式では、多重された信号光が励
起光源によって一律に増幅されるため、四つの波長の信
号光に入力パワーの偏差が生じた場合、各波長間の出力
レベルに偏差が生じ、補正が不可能となる。この波長間
偏差は上述したように、特に光増幅器による多段中継に
よって積算され、中継後の光パワーの波長間偏差が更に
拡大する。結果として、多重された波長のうち、最も低
いパワーを有する波長のＳ／Ｎ比劣化によって全システ
ムの最大中継伝送距離が制限され、中継伝送距離を短距
離化させる。
起光源によって一律に増幅されるため、四つの波長の信
号光に入力パワーの偏差が生じた場合、各波長間の出力
レベルに偏差が生じ、補正が不可能となる。この波長間
偏差は上述したように、特に光増幅器による多段中継に
よって積算され、中継後の光パワーの波長間偏差が更に
拡大する。結果として、多重された波長のうち、最も低
いパワーを有する波長のＳ／Ｎ比劣化によって全システ
ムの最大中継伝送距離が制限され、中継伝送距離を短距
離化させる。
【０００６】また、四つの波長の信号光の内、いずれか
の波長の信号光にパワーの変動が生じた場合、変動して
いる波長の信号光のみを抑圧することは不可能である。
そればかりでなく、前記従来方式におけるオートパワー
コントローラ（ＡＰＣ）あるいはファイバゲインコント
ローラ（ＡＦＧＣ）による制御を行った場合、四波長の
信号光全体の一定制御は可能であるが、単一の波長で生
じた変動が、他の波長に分散し変動する可能性がある。
の波長の信号光にパワーの変動が生じた場合、変動して
いる波長の信号光のみを抑圧することは不可能である。
そればかりでなく、前記従来方式におけるオートパワー
コントローラ（ＡＰＣ）あるいはファイバゲインコント
ローラ（ＡＦＧＣ）による制御を行った場合、四波長の
信号光全体の一定制御は可能であるが、単一の波長で生
じた変動が、他の波長に分散し変動する可能性がある。
【０００７】一方、実際の伝送システムでは、システム
全体の信頼性を向上させるためや、伝送容量を増加させ
るために、予備伝送系を設けたり、伝送系を並列にする
ことが一般に行われている。
全体の信頼性を向上させるためや、伝送容量を増加させ
るために、予備伝送系を設けたり、伝送系を並列にする
ことが一般に行われている。
【０００８】前記従来の方式は、単一の伝送システムに
ついてのみ検討されたものであり、伝送系をn並列化し
た場合には、光増幅器にはn倍のコストが必要となり、
結果として実システムでのシステムコストを増大させ
る。
ついてのみ検討されたものであり、伝送系をn並列化し
た場合には、光増幅器にはn倍のコストが必要となり、
結果として実システムでのシステムコストを増大させ
る。
【０００９】本発明の第１の目的は、複数の信号光を識
別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅器を提供
することにある。
別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅器を提供
することにある。
【００１０】本発明の第２の目的は、複数の伝送路を伝
搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御する
ことで、システム系列を増大した場合にシステムコスト
の低減が可能な光増幅器を提供することにある。
搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御する
ことで、システム系列を増大した場合にシステムコスト
の低減が可能な光増幅器を提供することにある。
【００１１】本発明の第３の目的は、偏波保持光増幅媒
体を利用した簡易で高効率な光増幅器を提供することに
ある。
体を利用した簡易で高効率な光増幅器を提供することに
ある。
【００１２】本発明の第４の目的は、複数の信号光を識
別可能な状態で互いに独立に制御した後、信号光を分離
して複数の伝送路に出力し、システム系列の増減に対応
可能な光増幅器を提供することにある。
別可能な状態で互いに独立に制御した後、信号光を分離
して複数の伝送路に出力し、システム系列の増減に対応
可能な光増幅器を提供することにある。
【００１３】本発明の第５の目的は、各々の信号光の時
間的な変動に独立に対応可能な光増幅器を提供すること
にある。
間的な変動に独立に対応可能な光増幅器を提供すること
にある。
【００１４】本発明の第６の目的は、各々の信号光の時
間的な変動に独立に対応可能で、かつ信号光を偏波保持
状態で伝送路に出力し、システム系列削減可能な光増幅
器を提供することにある。
間的な変動に独立に対応可能で、かつ信号光を偏波保持
状態で伝送路に出力し、システム系列削減可能な光増幅
器を提供することにある。
【００１５】本発明の第７の目的は、光増幅媒体の特性
を利用した低コスト化された光増幅器を提供することに
ある。
を利用した低コスト化された光増幅器を提供することに
ある。
【００１６】本発明の第８の目的は、波長多重された信
号光の利得に生じる波長依存性を考慮し、単一の波長の
信号光出力を独立に制御可能な光増幅器を提供すること
にある。
号光の利得に生じる波長依存性を考慮し、単一の波長の
信号光出力を独立に制御可能な光増幅器を提供すること
にある。
【００１７】本発明の第９の目的は、単一の光増幅器で
複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御し、
システムコストを低減しかつ中継伝送距離を延長させる
光伝送システムを提供することにある。
複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御し、
システムコストを低減しかつ中継伝送距離を延長させる
光伝送システムを提供することにある。
【００１８】本発明の第１０の目的は、双方向伝送され
る複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御す
ることで、システムコストの低減が可能な光増幅器を提
供することにある。
る複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御す
ることで、システムコストの低減が可能な光増幅器を提
供することにある。
【００１９】本発明の第１１の目的は、複数の伝送路を
伝搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可
能な光増幅方法を提供することにある。
伝搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可
能な光増幅方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成す
るために、光増幅器は、第１の偏波モード状態にある第
１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の
偏波モード状態にある第２の信号光とを与える入力部を
設け、当該入力部から与えられた前記第１、第２の信号
光を受けて、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独
立に制御可能とするように、それぞれの偏波モード状態
を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏
波保持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記
第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該
第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態
を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波
保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を
受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
るために、光増幅器は、第１の偏波モード状態にある第
１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の
偏波モード状態にある第２の信号光とを与える入力部を
設け、当該入力部から与えられた前記第１、第２の信号
光を受けて、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独
立に制御可能とするように、それぞれの偏波モード状態
を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏
波保持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記
第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該
第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態
を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波
保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を
受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２１】前記第２の目的を達成するために、光増幅
器は、少なくとも２つの伝送路と接続され、当該伝送路
からの分離された信号光を少なくとも第１の偏波モード
状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と
異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光にそれ
ぞれ偏波識別する偏波識別部と、偏波識別可能な当該第
１、第２の信号光をそれぞれの偏波状態を保持したまま
合成する合成部とを備える入力部と、当該合成部より合
成された前記第１、第２の信号光を受け、当該合成され
た第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保
持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保
持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記第
１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第
１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を
持つ少なくとも第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の
信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
器は、少なくとも２つの伝送路と接続され、当該伝送路
からの分離された信号光を少なくとも第１の偏波モード
状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と
異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光にそれ
ぞれ偏波識別する偏波識別部と、偏波識別可能な当該第
１、第２の信号光をそれぞれの偏波状態を保持したまま
合成する合成部とを備える入力部と、当該合成部より合
成された前記第１、第２の信号光を受け、当該合成され
た第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保
持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保
持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記第
１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第
１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を
持つ少なくとも第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の
信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２２】前記第３の目的を達成するために、偏波識
別部は、確実に識別化できるよう、第１、第２の信号光
の偏波面が互いに直交するよう決定付けるための当該第
１、第２の信号光のそれぞれの一つに対応する第１、第
２の偏光子を含む。
別部は、確実に識別化できるよう、第１、第２の信号光
の偏波面が互いに直交するよう決定付けるための当該第
１、第２の信号光のそれぞれの一つに対応する第１、第
２の偏光子を含む。
【００２３】前記第４の目的を達成するために、出力部
は、偏波保持光増幅部にて増幅された第１、第２の信号
光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離
部より分離された前記第１、第２の信号光を受け、伝送
路へ出力する出力ポートとを含む。
は、偏波保持光増幅部にて増幅された第１、第２の信号
光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離
部より分離された前記第１、第２の信号光を受け、伝送
路へ出力する出力ポートとを含む。
【００２４】前記第５の目的を達成するために、出力部
は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の
信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波
分離部からの分離された前記第１、第２の信号光をそれ
ぞれ透過すると共にその一部を分岐する分岐部と、当該
分岐部にてそれぞれ分岐した第１、第２の信号光パワー
を検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受
け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記第１、第２
の信号光の前記出力部への出力レベルがそれぞれ所定値
に維持されるように制御する制御部とを含む。
は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の
信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波
分離部からの分離された前記第１、第２の信号光をそれ
ぞれ透過すると共にその一部を分岐する分岐部と、当該
分岐部にてそれぞれ分岐した第１、第２の信号光パワー
を検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受
け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記第１、第２
の信号光の前記出力部への出力レベルがそれぞれ所定値
に維持されるように制御する制御部とを含む。
【００２５】前記第６の目的を達成するために、出力部
は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の
信号光を透過すると共にその一部を偏波保持したまま分
岐する分岐部と、当該分岐部にて分岐した第１、第２の
信号光を分離する偏波分離部と、当該偏波分離部にてそ
れぞれ分離した第１、第２の信号光のパワーを検出する
光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第
１、第２の励起光を制御し、前記出力部の出力レベルが
所定値に維持されるように制御する制御部とを含む。
は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の
信号光を透過すると共にその一部を偏波保持したまま分
岐する分岐部と、当該分岐部にて分岐した第１、第２の
信号光を分離する偏波分離部と、当該偏波分離部にてそ
れぞれ分離した第１、第２の信号光のパワーを検出する
光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第
１、第２の励起光を制御し、前記出力部の出力レベルが
所定値に維持されるように制御する制御部とを含む。
【００２６】前記第７の目的を達成するために、励起部
から偏波保持希土類添加光ファイバに出力される第１、
第２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互
いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応す
るよう配分されている。なお、ＥＤＦ（エルビウム添加
ファイバ）の場合、切換え周波数は、１０ｋＨｚ以上で
あることが望ましい。
から偏波保持希土類添加光ファイバに出力される第１、
第２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互
いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応す
るよう配分されている。なお、ＥＤＦ（エルビウム添加
ファイバ）の場合、切換え周波数は、１０ｋＨｚ以上で
あることが望ましい。
【００２７】前記第８の目的を達成するために、光増幅
器は、波長多重化された信号光を２分する光カプラと、
当該光カプラからの２分された信号光の一方を受け、第
１の波長の信号光を透過する第１のフィルタと、前記光
カプラからの２分された信号光の他方を受け、前記第１
の波長と異なる第２の波長の信号光を透過する第２のフ
ィルタと、前記第１のフィルタを透過した前記第１の波
長の信号光を受け、第１の偏波モード状態にある第１の
信号光に偏波識別する第１の偏光子と、前記第２のフィ
ルタを透過した前記第２の波長の信号光を受け、前記第
１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にあ
る第２の信号光に偏波識別する第２の偏光子と、当該第
１、第２の偏光子からの前記第１、第２の信号光を、そ
れぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部と、当
該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、当
該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モー
ドを保持して伝送する第１の偏波保持ファイバと、当該
第１の偏波保持光ファイバからの前記第１、第２の信号
光を受け、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増
幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部
と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信
号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信
号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第
２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部よ
り増幅された前記第１、第２の信号光を受け、当該第
１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持し
て伝送する第２の偏波保持ファイバと、当該第２の偏波
保持光ファイバからの前記第１、第２の信号光を受け、
伝送路に出力する出力部とを備えた。
器は、波長多重化された信号光を２分する光カプラと、
当該光カプラからの２分された信号光の一方を受け、第
１の波長の信号光を透過する第１のフィルタと、前記光
カプラからの２分された信号光の他方を受け、前記第１
の波長と異なる第２の波長の信号光を透過する第２のフ
ィルタと、前記第１のフィルタを透過した前記第１の波
長の信号光を受け、第１の偏波モード状態にある第１の
信号光に偏波識別する第１の偏光子と、前記第２のフィ
ルタを透過した前記第２の波長の信号光を受け、前記第
１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にあ
る第２の信号光に偏波識別する第２の偏光子と、当該第
１、第２の偏光子からの前記第１、第２の信号光を、そ
れぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部と、当
該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、当
該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モー
ドを保持して伝送する第１の偏波保持ファイバと、当該
第１の偏波保持光ファイバからの前記第１、第２の信号
光を受け、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増
幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部
と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信
号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信
号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第
２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部よ
り増幅された前記第１、第２の信号光を受け、当該第
１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持し
て伝送する第２の偏波保持ファイバと、当該第２の偏波
保持光ファイバからの前記第１、第２の信号光を受け、
伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２８】前記第９の目的を達成するために、同一進
行方向に複数の信号光が伝搬する伝送路と、当該伝送路
に挿入された光増幅部からなる光伝送システムに、前記
複数の信号光を送信する送信部と、当該送信部からの前
記複数の信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信
号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モ
ード状態にある第２の信号光に偏波識別する偏波識別部
と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパ
ワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独
立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部と、前記偏波保持光増幅部で増幅された前
記第１、第２の信号光を受信する受信部とを備えた。
行方向に複数の信号光が伝搬する伝送路と、当該伝送路
に挿入された光増幅部からなる光伝送システムに、前記
複数の信号光を送信する送信部と、当該送信部からの前
記複数の信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信
号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モ
ード状態にある第２の信号光に偏波識別する偏波識別部
と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパ
ワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独
立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部と、前記偏波保持光増幅部で増幅された前
記第１、第２の信号光を受信する受信部とを備えた。
【００２９】あるいは、互いに逆方向に信号光が伝搬す
る光伝送路と、当該光伝送路に挿入された光増幅部から
なる光伝送システムに、前記互いに逆方向に伝搬する信
号光を送受信する第１、第２の送受信部と、当該第１、
第２の送受信部からの前記互いに逆方向に伝搬する信号
光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第
１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にあ
る第２の信号光に偏波識別する第１、第２の偏波識別部
と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパ
ワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独
立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部とを備えた。
る光伝送路と、当該光伝送路に挿入された光増幅部から
なる光伝送システムに、前記互いに逆方向に伝搬する信
号光を送受信する第１、第２の送受信部と、当該第１、
第２の送受信部からの前記互いに逆方向に伝搬する信号
光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第
１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にあ
る第２の信号光に偏波識別する第１、第２の偏波識別部
と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパ
ワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独
立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部とを備えた。
【００３０】前記第１０の目的を達成するために、双方
向伝送を行う光伝送路に挿入された光増幅器は、第１の
偏波モード状態にある第１の信号光と、当該第１の信号
光と逆方向でかつ前記第１の偏波モード状態と異なる第
２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれ
の偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光
増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記第１の信号光
を伝送路から入力し、前記第２の信号光を伝送路へ出力
する第１の入出力ポートと、前記第２の信号光を伝送路
から入力し、前記第１の信号光を伝送路へ出力する第２
の入出力ポートと、前記第１の入出力ポートからの第１
の信号光を前記第１の偏波モード状態に偏波識別する第
１の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された
前記第２の信号光が前記第１の偏波識別部を迂回し、前
記第１の入出力ポートに導く第１の迂回部とをそれぞれ
備えた第１の偏波識別合成部と、前記第２の入出力ポー
トからの第２の信号光を前記第２の偏波モード状態に偏
波識別する第２の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部に
て増幅された前記第１の信号光が前記第２の偏波識別部
を迂回し、前記第２の入出力ポートに導く第２の迂回部
とをそれぞれ備えた第２の偏波識別合成部と、前記偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部とを備えた。
向伝送を行う光伝送路に挿入された光増幅器は、第１の
偏波モード状態にある第１の信号光と、当該第１の信号
光と逆方向でかつ前記第１の偏波モード状態と異なる第
２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれ
の偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光
増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記第１の信号光
を伝送路から入力し、前記第２の信号光を伝送路へ出力
する第１の入出力ポートと、前記第２の信号光を伝送路
から入力し、前記第１の信号光を伝送路へ出力する第２
の入出力ポートと、前記第１の入出力ポートからの第１
の信号光を前記第１の偏波モード状態に偏波識別する第
１の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された
前記第２の信号光が前記第１の偏波識別部を迂回し、前
記第１の入出力ポートに導く第１の迂回部とをそれぞれ
備えた第１の偏波識別合成部と、前記第２の入出力ポー
トからの第２の信号光を前記第２の偏波モード状態に偏
波識別する第２の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部に
て増幅された前記第１の信号光が前記第２の偏波識別部
を迂回し、前記第２の入出力ポートに導く第２の迂回部
とをそれぞれ備えた第２の偏波識別合成部と、前記偏波
保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的
に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞ
れ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を
与える励起部とを備えた。
【００３１】前記第１１の目的を達成するために、光増
幅方法は、第１の偏波モード状態にある第１の信号光と
当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状
態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態
を保持したまま合成するステップと、前記第１、第２の
信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の
信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、
第２の励起光を受け、前記第１、第２の信号光をそれぞ
れの偏波モード状態を保持したまま増幅するステップ
と、前記増幅された第１、第２の信号光を伝送するステ
ップとした。
幅方法は、第１の偏波モード状態にある第１の信号光と
当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状
態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態
を保持したまま合成するステップと、前記第１、第２の
信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の
信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、
第２の励起光を受け、前記第１、第２の信号光をそれぞ
れの偏波モード状態を保持したまま増幅するステップ
と、前記増幅された第１、第２の信号光を伝送するステ
ップとした。
【００３２】
【発明の実施の形態】前記課題を解決するための実施の
形態の一例として、本発明による光増幅器の構成を図１
に示す。図１中、１は光増幅器、２は入力ポート、３は
偏波識別合成手段、４は偏波保持光増幅媒体、５は導入
手段、６は励起手段、７は偏波分離手段、８は分岐手
段、９は検出手段、１０は制御手段、１１は出力ポー
ト、４１は入力部、４２は出力部である。
形態の一例として、本発明による光増幅器の構成を図１
に示す。図１中、１は光増幅器、２は入力ポート、３は
偏波識別合成手段、４は偏波保持光増幅媒体、５は導入
手段、６は励起手段、７は偏波分離手段、８は分岐手
段、９は検出手段、１０は制御手段、１１は出力ポー
ト、４１は入力部、４２は出力部である。
【００３３】一つあるいは複数の並列伝送ファイバより
の伝送信号光は、一つあるいは複数の伝送信号光入力ポ
ート２より導入され、該入力ポート２よりの信号光は、
該信号光の偏波識別可能な状態にて一つあるいは二つ以
上のポートに合成する偏波識別合成手段３より、信号光
の偏波保持状態にて光増幅する偏波保持光増幅媒体４へ
導入される。該偏波保持光増幅媒体４は導入手段５を介
して前記信号光を選択的に励起する励起手段６によって
励起されており（前記信号光に対する励起光の導入方向
は図１に限定されない）、前記偏波保持光増幅媒体４よ
りの増幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識
別し、分離された後、分岐手段８によって一部が分岐さ
れる。分岐された光を検出する検出手段９によって検出
した光が、予め定められた値に制御されるよう励起手段
６を制御手段１０をもって制御しており、前記分岐手段
８よりの大部分の光は、一つあるいは複数の出力ポート
１１より、一つあるいは複数の並列伝送ファイバへ伝送
信号光として導出される構成となっている。
の伝送信号光は、一つあるいは複数の伝送信号光入力ポ
ート２より導入され、該入力ポート２よりの信号光は、
該信号光の偏波識別可能な状態にて一つあるいは二つ以
上のポートに合成する偏波識別合成手段３より、信号光
の偏波保持状態にて光増幅する偏波保持光増幅媒体４へ
導入される。該偏波保持光増幅媒体４は導入手段５を介
して前記信号光を選択的に励起する励起手段６によって
励起されており（前記信号光に対する励起光の導入方向
は図１に限定されない）、前記偏波保持光増幅媒体４よ
りの増幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識
別し、分離された後、分岐手段８によって一部が分岐さ
れる。分岐された光を検出する検出手段９によって検出
した光が、予め定められた値に制御されるよう励起手段
６を制御手段１０をもって制御しており、前記分岐手段
８よりの大部分の光は、一つあるいは複数の出力ポート
１１より、一つあるいは複数の並列伝送ファイバへ伝送
信号光として導出される構成となっている。
【００３４】上記構成によれば、前記偏波識別合成手段
３によって、異なる情報を有する個別の伝送信号を、偏
波識別化、あるいは偏波保持化可能とさせ、偏波保持光
増幅媒体４へ導入する。前記偏波保持光増幅媒体４は、
導入手段５を介し、励起手段６によって励起されるが偏
波保持状態にある信号光にそれぞれ対応するよう選択的
に光増幅する。また前記偏波保持光増幅媒体４よりの増
幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識別し、
分離されることにより、再び元の異なる情報を有する個
別の伝送信号に分離することが可能となる。分離した伝
送信号をそれぞれ分岐手段８により分岐し、分岐した光
を検出手段９により個々に検出し、制御装置１０により
前記励起手段６をフィードバック制御する。このような
構成にすることによって、波長多重化された異なる波
長、又は並列化された異なる信号光に対して、単一の光
増幅器によって独立に制御可能である。
３によって、異なる情報を有する個別の伝送信号を、偏
波識別化、あるいは偏波保持化可能とさせ、偏波保持光
増幅媒体４へ導入する。前記偏波保持光増幅媒体４は、
導入手段５を介し、励起手段６によって励起されるが偏
波保持状態にある信号光にそれぞれ対応するよう選択的
に光増幅する。また前記偏波保持光増幅媒体４よりの増
幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識別し、
分離されることにより、再び元の異なる情報を有する個
別の伝送信号に分離することが可能となる。分離した伝
送信号をそれぞれ分岐手段８により分岐し、分岐した光
を検出手段９により個々に検出し、制御装置１０により
前記励起手段６をフィードバック制御する。このような
構成にすることによって、波長多重化された異なる波
長、又は並列化された異なる信号光に対して、単一の光
増幅器によって独立に制御可能である。
【００３５】図２は本発明の第１の実施例を示したもの
である。図２中１は、本発明による光増幅器であって、
二つの並列な伝送ファイバに接続される二つの入力ポー
ト２ａ、２ｂ及び二つの出力ポート１１ａ、１１ｂを有
している。二つの入力ポート２ａ、２ｂよりの信号光ａ
及び信号光ｂは、それぞれ偏波識別合成手段３に導入さ
れる。導入されたそれぞれの信号光は、該偏波識別合成
手段３内においてそれぞれの信号を互いに直交する偏光
状態に決定付ける偏光子１２ａ及び１２ｂを通過し、偏
光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイ
バ１３ａ及び１３ｂを通して、偏波合成器１４の二つの
入力ポートより入力される。入力された信号光は、それ
ぞれの偏光状態を維持したまま合成され、前記偏波合成
器１４の一つの出力ポートより偏波保持ファイバ１３に
よって導出される構成としている。前記偏波識別合成手
段３に導入されたそれぞれの信号光を偏波によって識別
化し、識別化された状態を保持したまま出力することを
可能とするものである。
である。図２中１は、本発明による光増幅器であって、
二つの並列な伝送ファイバに接続される二つの入力ポー
ト２ａ、２ｂ及び二つの出力ポート１１ａ、１１ｂを有
している。二つの入力ポート２ａ、２ｂよりの信号光ａ
及び信号光ｂは、それぞれ偏波識別合成手段３に導入さ
れる。導入されたそれぞれの信号光は、該偏波識別合成
手段３内においてそれぞれの信号を互いに直交する偏光
状態に決定付ける偏光子１２ａ及び１２ｂを通過し、偏
光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイ
バ１３ａ及び１３ｂを通して、偏波合成器１４の二つの
入力ポートより入力される。入力された信号光は、それ
ぞれの偏光状態を維持したまま合成され、前記偏波合成
器１４の一つの出力ポートより偏波保持ファイバ１３に
よって導出される構成としている。前記偏波識別合成手
段３に導入されたそれぞれの信号光を偏波によって識別
化し、識別化された状態を保持したまま出力することを
可能とするものである。
【００３６】前記偏波識別合波手段３による作用を図３
を用いて詳しく説明する。通常光伝送システムにおいて
利用される単一モードの伝送ファイバには、偏波面が互
いに直交するような二つのモードが存在する。これらの
モードはファイバ伝送中にモード変換を起こし、偏波面
は時間的に変化する。例えば前記入力ポート２ａ及び２
ｂにおいて、それぞれの信号光の偏波は任意のモード状
態ＤａｘとＤａｙ、及びＤｂｘとＤｂｙにあるとする。
前記偏光子１２ａ又は１２ｂは、任意のモードにある信
号光より、ある特定の偏波状態のみ、すなわち図３では
偏光子１２ａはＤａｘのみを、偏光子１２ｂはＤｂｘの
みを透過させる役割を果たし、偏光子１２ａあるいは偏
光子１２ｂを透過した二つの信号光の偏波面は、互いに
直交するよう決定付けられている。これらの信号光は偏
波を保持したまま信号光を伝送することが可能な、偏波
保持ファイバ１３ａ及び１３ｂを通過し、異なる偏波を
有する二つの信号光を合成する偏波合成器１４によって
二つの信号が、識別化された状態にて、かつ偏波面が互
いに直交した状態にて合成される。ここで用いる偏波保
持ファイバ１３は、互いに直交する二つの光を偏波保持
したまま伝送させることが可能である。ここで偏波合成
器１４のかわりに５０：５０偏波保持光カップラを用い
てもよい。また、入力ポート２ａ及び２ｂには、あらか
じめ互いに偏波が直交するような信号光を入力してもよ
い。その際、偏光子１２ａ又は１２ｂは必要ない。
を用いて詳しく説明する。通常光伝送システムにおいて
利用される単一モードの伝送ファイバには、偏波面が互
いに直交するような二つのモードが存在する。これらの
モードはファイバ伝送中にモード変換を起こし、偏波面
は時間的に変化する。例えば前記入力ポート２ａ及び２
ｂにおいて、それぞれの信号光の偏波は任意のモード状
態ＤａｘとＤａｙ、及びＤｂｘとＤｂｙにあるとする。
前記偏光子１２ａ又は１２ｂは、任意のモードにある信
号光より、ある特定の偏波状態のみ、すなわち図３では
偏光子１２ａはＤａｘのみを、偏光子１２ｂはＤｂｘの
みを透過させる役割を果たし、偏光子１２ａあるいは偏
光子１２ｂを透過した二つの信号光の偏波面は、互いに
直交するよう決定付けられている。これらの信号光は偏
波を保持したまま信号光を伝送することが可能な、偏波
保持ファイバ１３ａ及び１３ｂを通過し、異なる偏波を
有する二つの信号光を合成する偏波合成器１４によって
二つの信号が、識別化された状態にて、かつ偏波面が互
いに直交した状態にて合成される。ここで用いる偏波保
持ファイバ１３は、互いに直交する二つの光を偏波保持
したまま伝送させることが可能である。ここで偏波合成
器１４のかわりに５０：５０偏波保持光カップラを用い
てもよい。また、入力ポート２ａ及び２ｂには、あらか
じめ互いに偏波が直交するような信号光を入力してもよ
い。その際、偏光子１２ａ又は１２ｂは必要ない。
【００３７】前記偏波識別合成手段３よりの合成信号光
は、互いに直行する偏波を維持した状態にて偏波保持光
増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ
１５に導入される。同時に偏波保持エルビウム添加光フ
ァイバ１５の他端より、励起手段５としての半導体レー
ザ１６ａ及び１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１
３ｃ、１３ｄ及び導入手段５としての偏波保持光合波器
によって互いに偏波が直交するよう、かつその偏波の向
きは偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入され
ている信号光の偏波の方向と一致するよう導入されてい
る。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は
１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入され
るよう構成してもよい。
は、互いに直行する偏波を維持した状態にて偏波保持光
増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ
１５に導入される。同時に偏波保持エルビウム添加光フ
ァイバ１５の他端より、励起手段５としての半導体レー
ザ１６ａ及び１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１
３ｃ、１３ｄ及び導入手段５としての偏波保持光合波器
によって互いに偏波が直交するよう、かつその偏波の向
きは偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入され
ている信号光の偏波の方向と一致するよう導入されてい
る。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は
１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入され
るよう構成してもよい。
【００３８】従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる信号成分を独立に増
幅調整することは不可能であった。これに対し本発明に
よる前記偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビ
ウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レーザ
１６ａよりの励起光は信号光ａの励起増幅にのみ関与
し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は信号光ｂの励起
増幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させる
ことが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウ
ム添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光を
まったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。
ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５
をより有効に適用するためには、二つの独立な信号光の
利得増幅率を減じる要因となりうる、ファイバの曲がり
による光の放射損失を抑えることが重要である。このた
め本実施例では偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５
の曲げ径を３００ｍｍ以上としている。
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる信号成分を独立に増
幅調整することは不可能であった。これに対し本発明に
よる前記偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビ
ウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レーザ
１６ａよりの励起光は信号光ａの励起増幅にのみ関与
し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は信号光ｂの励起
増幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させる
ことが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウ
ム添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光を
まったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。
ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５
をより有効に適用するためには、二つの独立な信号光の
利得増幅率を減じる要因となりうる、ファイバの曲がり
による光の放射損失を抑えることが重要である。このた
め本実施例では偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５
の曲げ径を３００ｍｍ以上としている。
【００３９】二つの信号光は、偏波保持エルビウム添加
光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ
１３を通過して偏波分離手段７としての偏波分離器１７
によって二つの信号光に分離される。分離されたそれぞ
れの信号光は分岐手段８としての光カップラ１８ａ及び
１８ｂによってそれぞれ大部分は出力ポート１１ａ、１
１ｂより出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９
としての光受光器１９ａ及び１９ｂによってそれぞれの
信号光パワーが検出される。検出された光のパワーが予
め定められた状態に維持されるよう制御装置１０によっ
てそれぞれ対応する半導体レーザ１６ａあるいは１６ｂ
の出力パワーを制御する構成となっている。例えば信号
光ａに対応する光受光器１９ａによって検出された光の
パワーに応じて半導体レーザ１６ａの出力パワーを制御
し、信号光ｂに対応する光受光器１９ｂによって検出さ
れた光のパワーに応じて半導体レーザ１６ｂの出力パワ
ーを制御する。
光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ
１３を通過して偏波分離手段７としての偏波分離器１７
によって二つの信号光に分離される。分離されたそれぞ
れの信号光は分岐手段８としての光カップラ１８ａ及び
１８ｂによってそれぞれ大部分は出力ポート１１ａ、１
１ｂより出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９
としての光受光器１９ａ及び１９ｂによってそれぞれの
信号光パワーが検出される。検出された光のパワーが予
め定められた状態に維持されるよう制御装置１０によっ
てそれぞれ対応する半導体レーザ１６ａあるいは１６ｂ
の出力パワーを制御する構成となっている。例えば信号
光ａに対応する光受光器１９ａによって検出された光の
パワーに応じて半導体レーザ１６ａの出力パワーを制御
し、信号光ｂに対応する光受光器１９ｂによって検出さ
れた光のパワーに応じて半導体レーザ１６ｂの出力パワ
ーを制御する。
【００４０】本実施例によれば、二つの信号光を一つの
光増幅器１によって増幅することが可能となり、構成が
簡略化可能となる。また本発明によれば、万が一半導体
レーザ１６ａが劣化し信号光ａに対するシステムがダウ
ンしても、半導体レーザ１６ｂによる信号光ｂの系列は
まったく独立に動作可能である。逆の場合もまた同様に
動作可能である。従って発明者は、例えば伝送システム
において信号光ａが伝送される系を主信号系、信号光ｂ
が伝送される系を予備信号系に設定することによって冗
長動作が可能であり、更にシステムの信頼性を向上でき
ると考える。一方、単一の伝送ファイバによって伝送さ
れる信号は波長が多重されていたり、複数の信号光が重
畳されていても本発明の特性上の問題はなく、適用可能
である。
光増幅器１によって増幅することが可能となり、構成が
簡略化可能となる。また本発明によれば、万が一半導体
レーザ１６ａが劣化し信号光ａに対するシステムがダウ
ンしても、半導体レーザ１６ｂによる信号光ｂの系列は
まったく独立に動作可能である。逆の場合もまた同様に
動作可能である。従って発明者は、例えば伝送システム
において信号光ａが伝送される系を主信号系、信号光ｂ
が伝送される系を予備信号系に設定することによって冗
長動作が可能であり、更にシステムの信頼性を向上でき
ると考える。一方、単一の伝送ファイバによって伝送さ
れる信号は波長が多重されていたり、複数の信号光が重
畳されていても本発明の特性上の問題はなく、適用可能
である。
【００４１】本実施例では伝送ファイバの並列数は二つ
であったが、本構成を並列に増やすことによって更に並
列数の多い信号光にも適用可能である。また偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５あるいは偏波保持ファイバ
１３の偏波保持数を拡張し、偏波保持可能な偏波数を増
やすことにより、より簡単な構成で並列伝送システムに
対応可能な光増幅器を提供できる。
であったが、本構成を並列に増やすことによって更に並
列数の多い信号光にも適用可能である。また偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５あるいは偏波保持ファイバ
１３の偏波保持数を拡張し、偏波保持可能な偏波数を増
やすことにより、より簡単な構成で並列伝送システムに
対応可能な光増幅器を提供できる。
【００４２】図４は本発明の第２の実施例を示したもの
であって、伝送ファイバ内の信号光はλ１＝１５５０ｎ
ｍおよびλ２＝１５５２ｎｍの二つの波長が多重されて
いるものである。図４中１は第１の実施例による光増幅
器であって、一つの伝送ファイバに接続される一つの入
力ポート２及び一つの出力ポート１１を有している。入
力ポート２よりの多重信号光は偏波識別合成手段３に導
入される。本実施例では偏波識別合成手段３内におい
て、５０：５０光カップラ２０により信号光は二分さ
れ、二分された光は１５５０±１ｎｍに通過波長帯域を
有する光フィルタ２１ａによって１５５０ｎｍの信号光
のみが、１５５２±１ｎｍに通過波長帯域を有する光フ
ィルタ２１ｂによって１５５２ｎｍの信号光のみが、透
過される。透過されたそれぞれの信号は、互いに直交す
る偏光状態に決定付ける偏光子１２ａ又は１２ｂを通過
し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持
ファイバ１３ａ、１３ｂを通して、偏波合成器１４の二
つの入力ポートより入力される。入力された信号光は、
それぞれの偏光状態を維持したまま合成され一つの出力
ポートより偏波保持ファイバ１３によって導出される構
成としている。ここで５０：５０光カップラ２０、光フ
ィルタ２１ａ及び２１ｂの部分は、１５５０ｎｍの信号
光と１５５２ｎｍの信号光を分波する光分波器を用いれ
ばより構成が簡単となる。また、入力ポート２には互い
に偏波が直交するような光をあらかじめ入力してもよ
い。
であって、伝送ファイバ内の信号光はλ１＝１５５０ｎ
ｍおよびλ２＝１５５２ｎｍの二つの波長が多重されて
いるものである。図４中１は第１の実施例による光増幅
器であって、一つの伝送ファイバに接続される一つの入
力ポート２及び一つの出力ポート１１を有している。入
力ポート２よりの多重信号光は偏波識別合成手段３に導
入される。本実施例では偏波識別合成手段３内におい
て、５０：５０光カップラ２０により信号光は二分さ
れ、二分された光は１５５０±１ｎｍに通過波長帯域を
有する光フィルタ２１ａによって１５５０ｎｍの信号光
のみが、１５５２±１ｎｍに通過波長帯域を有する光フ
ィルタ２１ｂによって１５５２ｎｍの信号光のみが、透
過される。透過されたそれぞれの信号は、互いに直交す
る偏光状態に決定付ける偏光子１２ａ又は１２ｂを通過
し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持
ファイバ１３ａ、１３ｂを通して、偏波合成器１４の二
つの入力ポートより入力される。入力された信号光は、
それぞれの偏光状態を維持したまま合成され一つの出力
ポートより偏波保持ファイバ１３によって導出される構
成としている。ここで５０：５０光カップラ２０、光フ
ィルタ２１ａ及び２１ｂの部分は、１５５０ｎｍの信号
光と１５５２ｎｍの信号光を分波する光分波器を用いれ
ばより構成が簡単となる。また、入力ポート２には互い
に偏波が直交するような光をあらかじめ入力してもよ
い。
【００４３】前記偏波識別合成手段３よりの光は、互い
に直交する偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４と
しての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入さ
れる。同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の
他端より、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び
１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ
及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互い
に偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持
エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの
波長の信号光の偏波の向きと一致するよう導入されてい
る。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は
１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入され
るよう構成してもよい。
に直交する偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４と
しての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入さ
れる。同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の
他端より、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び
１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ
及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互い
に偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持
エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの
波長の信号光の偏波の向きと一致するよう導入されてい
る。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は
１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入され
るよう構成してもよい。
【００４４】従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる波長の信号成分を独
立に増幅調整することは不可能であった。これに対し本
発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レ
ーザ１６ａよりの励起光は１５５０ｎｍの信号光の励起
増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は
１５５２ｎｍの信号光の励起増幅にのみ関与するため、
互いに独立に増幅作用させることが可能となる。すなわ
ち、単一の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５にお
いて、二つの独立な波長を有する信号光をまったく独立
に利得増幅率調節することが可能となる。ここで本発明
の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５をより有効に
適用するために、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１
５の曲げ径を３００ｍｍ以上としている点は第１の実施
例と同様である。
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる波長の信号成分を独
立に増幅調整することは不可能であった。これに対し本
発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レ
ーザ１６ａよりの励起光は１５５０ｎｍの信号光の励起
増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は
１５５２ｎｍの信号光の励起増幅にのみ関与するため、
互いに独立に増幅作用させることが可能となる。すなわ
ち、単一の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５にお
いて、二つの独立な波長を有する信号光をまったく独立
に利得増幅率調節することが可能となる。ここで本発明
の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５をより有効に
適用するために、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１
５の曲げ径を３００ｍｍ以上としている点は第１の実施
例と同様である。
【００４５】二つの信号光は、偏波保持エルビウム添加
光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ
１３を通過して分岐手段８としての５：９５偏波保持光
カップラ２２によって大部分は光増幅器の出力ポート１
１より出力されるが、一部は分岐され、偏波分離手段７
としての偏波分離器１７によって二つの異なる偏波を有
する信号光に分離される。分離されたそれぞれの信号光
は、光検出手段９としての光受光器１９ａ又は１９ｂに
よってそれぞれの信号光が検出される。検出された光の
レベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置
１０によってそれぞれの半導体レーザ１６ａあるいは１
６ｂの出力パワーを制御する構成となっている。例えば
１５５０ｎｍの信号光に対応する光受光器１９ａによっ
て検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ａの
出力パワーを制御し、１５５２ｎｍの信号光に対応する
光受光器１９ｂによって検出された光のパワーに応じて
半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する。
光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ
１３を通過して分岐手段８としての５：９５偏波保持光
カップラ２２によって大部分は光増幅器の出力ポート１
１より出力されるが、一部は分岐され、偏波分離手段７
としての偏波分離器１７によって二つの異なる偏波を有
する信号光に分離される。分離されたそれぞれの信号光
は、光検出手段９としての光受光器１９ａ又は１９ｂに
よってそれぞれの信号光が検出される。検出された光の
レベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置
１０によってそれぞれの半導体レーザ１６ａあるいは１
６ｂの出力パワーを制御する構成となっている。例えば
１５５０ｎｍの信号光に対応する光受光器１９ａによっ
て検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ａの
出力パワーを制御し、１５５２ｎｍの信号光に対応する
光受光器１９ｂによって検出された光のパワーに応じて
半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する。
【００４６】本実施例によれば、簡単な構成で波長多重
された信号を独立に制御することが可能となり、かつシ
ステム全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
された信号を独立に制御することが可能となり、かつシ
ステム全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
【００４７】本実施例では波長の多重数は二つであった
が、光カップラ２０の分岐数を増やし、偏波保持エルビ
ウム添加光ファイバ１５を並列に増やし、出力ポート１
１前段において合成することによって更に多重数の多い
信号光にも適用可能である。また、光フィルタ２１ａ又
は２１ｂは、透過する波長の多重数を増やし、多重され
た信号光をまとめて識別化することにより波長多重数を
増やしてもよい。また偏波保持エルビウム添加光ファイ
バ１５あるいは偏波保持ファイバ１３の保持数を拡張
し、偏波保持可能な偏波数を増やすことにより、より簡
単な構成で多波長多重システムに対応可能な光増幅器を
提供できる。そのようにすれば、第１の実施例による並
列伝送システムと、第３の実施による波長多重システム
を合成し単一の伝送ファイバにて実現することも可能で
あり、更にシステム構成を簡略化可能であり、かつシス
テムコストを削減可能である。
が、光カップラ２０の分岐数を増やし、偏波保持エルビ
ウム添加光ファイバ１５を並列に増やし、出力ポート１
１前段において合成することによって更に多重数の多い
信号光にも適用可能である。また、光フィルタ２１ａ又
は２１ｂは、透過する波長の多重数を増やし、多重され
た信号光をまとめて識別化することにより波長多重数を
増やしてもよい。また偏波保持エルビウム添加光ファイ
バ１５あるいは偏波保持ファイバ１３の保持数を拡張
し、偏波保持可能な偏波数を増やすことにより、より簡
単な構成で多波長多重システムに対応可能な光増幅器を
提供できる。そのようにすれば、第１の実施例による並
列伝送システムと、第３の実施による波長多重システム
を合成し単一の伝送ファイバにて実現することも可能で
あり、更にシステム構成を簡略化可能であり、かつシス
テムコストを削減可能である。
【００４８】一方、励起手段６及び制御装置１０の部分
は図５のように構成してもよい。図５中２３は方向性結
合器型光スイッチであり、発振器２４よりの電気的スイ
ッチにより方向性結合器型光スイッチ２３にかかる電圧
をスイッチさせ、半導体レーザ１６よりの励起光を偏光
子２５ａか、あるいは２５ｂかのどちらかに出力させる
ものである。前記偏光子２５ａあるいは２５ｂによって
励起光は、互いに偏波が直行するよう、かつその偏波の
向きは前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導
入されている二つの波長の信号光の偏波の向きと一致す
るよう決定付けられる。制御装置１０内部の前記発振器
２４は５０ｋＨｚ一定で動作しており、前記光検出器１
９ａあるいは１９ｂどちらかのモニタ電圧を切り替える
切り替えスイッチ２６を５０ｋＨｚの周波数でスイッチ
させるものである。切り替わったどちらかのモニタ電圧
を比較器２７に伝達し、基準値２８と比較する構成とし
ている。従って、図５のように構成すれば、一つの半導
体レーザーで、二つの相異なる波長の信号光を独立に制
御することが可能であり、半導体レーザーを駆動するた
めの消費電力を削減することができる。このように構成
したときの励起光の動作状態を図６を用いて説明する。
図６中２９は半導体レーザ１６の励起光パワーを模式的
に示したグラフ、３０は偏光子２５ａに導入される励起
光パワーを模式的に示したグラフ、３１は偏光子２５ｂ
に導入される励起光パワーを模式的に示したグラフであ
る。すなわち本構成は、前記光検出器１９ａあるいは１
９ｂどちらかのモニタ電圧が基準値２８と等しくなるよ
う励起光のパワーが５０ｋＨｚの周波数で切り替え動作
するものである。同一の周波数（５０ｋＨｚ）及び同一
時間にて図５における方向性結合器型光スイッチ２３を
切り替えるため、グラフ２９上の励起光パワーは、グラ
フ３０上にピークとして現れる時間帯はグラフ３１上で
はゼロである。逆に、グラフ３０上にゼロとして現れる
時間帯はグラフ３１上ではピークとなる。一般にエルビ
ウム添加光ファイバの、励起光による利得増幅の応答速
度は周波数に換算した場合、数ｋＨｚ程度である。図７
は、本実施例で用いたエルビウム添加光ファイバの、励
起光による利得増幅の応答を測定したグラフである。図
７によれば、１０ｋＨｚ以上で励起光を掃引しても信号
光の利得増幅に関与しない。すなわち、１０ｋＨｚ以上
のスイッチング速度はエルビウム添加光ファイバの利得
増幅の応答速度より十分早く、制御の安定性に悪影響を
及ぼさない為、本構成ではスイッチング速度を５０ｋＨ
ｚとした。また、図５では二つの波長の信号光の出力レ
ベルを同じに制御したため、基準値２８は５０ｋＨｚの
周波数で発振器２４がスイッチした場合でも変わらない
が、異なる出力パワーに制御したい場合には、基準値２
８が、５０ｋＨｚの周波数で変化するよう構成すれば良
い。
は図５のように構成してもよい。図５中２３は方向性結
合器型光スイッチであり、発振器２４よりの電気的スイ
ッチにより方向性結合器型光スイッチ２３にかかる電圧
をスイッチさせ、半導体レーザ１６よりの励起光を偏光
子２５ａか、あるいは２５ｂかのどちらかに出力させる
ものである。前記偏光子２５ａあるいは２５ｂによって
励起光は、互いに偏波が直行するよう、かつその偏波の
向きは前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導
入されている二つの波長の信号光の偏波の向きと一致す
るよう決定付けられる。制御装置１０内部の前記発振器
２４は５０ｋＨｚ一定で動作しており、前記光検出器１
９ａあるいは１９ｂどちらかのモニタ電圧を切り替える
切り替えスイッチ２６を５０ｋＨｚの周波数でスイッチ
させるものである。切り替わったどちらかのモニタ電圧
を比較器２７に伝達し、基準値２８と比較する構成とし
ている。従って、図５のように構成すれば、一つの半導
体レーザーで、二つの相異なる波長の信号光を独立に制
御することが可能であり、半導体レーザーを駆動するた
めの消費電力を削減することができる。このように構成
したときの励起光の動作状態を図６を用いて説明する。
図６中２９は半導体レーザ１６の励起光パワーを模式的
に示したグラフ、３０は偏光子２５ａに導入される励起
光パワーを模式的に示したグラフ、３１は偏光子２５ｂ
に導入される励起光パワーを模式的に示したグラフであ
る。すなわち本構成は、前記光検出器１９ａあるいは１
９ｂどちらかのモニタ電圧が基準値２８と等しくなるよ
う励起光のパワーが５０ｋＨｚの周波数で切り替え動作
するものである。同一の周波数（５０ｋＨｚ）及び同一
時間にて図５における方向性結合器型光スイッチ２３を
切り替えるため、グラフ２９上の励起光パワーは、グラ
フ３０上にピークとして現れる時間帯はグラフ３１上で
はゼロである。逆に、グラフ３０上にゼロとして現れる
時間帯はグラフ３１上ではピークとなる。一般にエルビ
ウム添加光ファイバの、励起光による利得増幅の応答速
度は周波数に換算した場合、数ｋＨｚ程度である。図７
は、本実施例で用いたエルビウム添加光ファイバの、励
起光による利得増幅の応答を測定したグラフである。図
７によれば、１０ｋＨｚ以上で励起光を掃引しても信号
光の利得増幅に関与しない。すなわち、１０ｋＨｚ以上
のスイッチング速度はエルビウム添加光ファイバの利得
増幅の応答速度より十分早く、制御の安定性に悪影響を
及ぼさない為、本構成ではスイッチング速度を５０ｋＨ
ｚとした。また、図５では二つの波長の信号光の出力レ
ベルを同じに制御したため、基準値２８は５０ｋＨｚの
周波数で発振器２４がスイッチした場合でも変わらない
が、異なる出力パワーに制御したい場合には、基準値２
８が、５０ｋＨｚの周波数で変化するよう構成すれば良
い。
【００４９】図８は本発明の第３の実施例を示したもの
である。伝送ファイバ内の信号光が、互いに逆方向に伝
送される双方向伝送において本発明の光増幅器を使用し
た場合の例である。信号光の波長は、λ＝１５５０ｎｍ
である。図８中１は第１の実施例による光増幅器であっ
て、一つの伝送ファイバに接続され、一つのポート２及
びポート１１は、互いに逆方向に伝送される入力用と出
力用を兼ねている。図中ポート２より左側から入力した
信号光は、偏波識別合成手段３ａに導入される。本実施
例では偏波識別合成手段３ａ内において、光サーキュレ
ータ３２ａを通過し、ある偏光状態に決定付ける偏光子
１２ａを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するとこ
ろの偏波保持ファイバ１３ａを通して、光サーキュレー
タ３２ｂを通過する。前記偏波識別合成手段３ａよりの
光は、ある偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４と
しての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に図中左
端より導入される。
である。伝送ファイバ内の信号光が、互いに逆方向に伝
送される双方向伝送において本発明の光増幅器を使用し
た場合の例である。信号光の波長は、λ＝１５５０ｎｍ
である。図８中１は第１の実施例による光増幅器であっ
て、一つの伝送ファイバに接続され、一つのポート２及
びポート１１は、互いに逆方向に伝送される入力用と出
力用を兼ねている。図中ポート２より左側から入力した
信号光は、偏波識別合成手段３ａに導入される。本実施
例では偏波識別合成手段３ａ内において、光サーキュレ
ータ３２ａを通過し、ある偏光状態に決定付ける偏光子
１２ａを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するとこ
ろの偏波保持ファイバ１３ａを通して、光サーキュレー
タ３２ｂを通過する。前記偏波識別合成手段３ａよりの
光は、ある偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４と
しての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に図中左
端より導入される。
【００５０】同様に、ポート１１より右側から入力した
信号光は、偏波識別合成手段３ｂに導入される。偏波識
別合成手段３ｂ内において、光サーキュレータ３２ｄを
通過し、前記偏光子１２ａによって決定付けられた偏光
状態と直交する偏光状態に決定付ける偏光子１２ｂを通
過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保
持ファイバ１３ｂを通して、光サーキュレータ３２ｃを
通過する。偏波識別合成手段３ｂよりの光は導入手段５
を通過して偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エル
ビウム添加光ファイバ１５に図中右端より導入される。
信号光は、偏波識別合成手段３ｂに導入される。偏波識
別合成手段３ｂ内において、光サーキュレータ３２ｄを
通過し、前記偏光子１２ａによって決定付けられた偏光
状態と直交する偏光状態に決定付ける偏光子１２ｂを通
過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保
持ファイバ１３ｂを通して、光サーキュレータ３２ｃを
通過する。偏波識別合成手段３ｂよりの光は導入手段５
を通過して偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エル
ビウム添加光ファイバ１５に図中右端より導入される。
【００５１】同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ
１５には、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び
１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ
及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互い
に偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持
エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの
逆方向に進む信号光の偏波の向きと一致するよう導入さ
れている。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振
波長は１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エル
ビウム添加光ファイバ１５の左端あるいは双方端から導
入されるよう構成してもよい。
１５には、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び
１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ
及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互い
に偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持
エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの
逆方向に進む信号光の偏波の向きと一致するよう導入さ
れている。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振
波長は１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エル
ビウム添加光ファイバ１５の左端あるいは双方端から導
入されるよう構成してもよい。
【００５２】従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる方向に進む信号成分
を独立に増幅調整することは不可能であった。これに対
し本発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保
持エルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導
体レーザ１６ａよりの励起光はポート２より入力される
信号光の励起増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよ
りの励起光はポート１１より入力される信号光の励起増
幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させるこ
とが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光をま
ったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。
に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエ
ルビウム添加光ファイバ内の異なる方向に進む信号成分
を独立に増幅調整することは不可能であった。これに対
し本発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保
持エルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導
体レーザ１６ａよりの励起光はポート２より入力される
信号光の励起増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよ
りの励起光はポート１１より入力される信号光の励起増
幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させるこ
とが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光をま
ったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。
【００５３】また従来の双方向伝送に用いられる光増幅
器においては、光増幅器の入出力光コネクタにおける反
射を抑圧するために光アイソレータが必要であった。ま
た、光アイソレータには単一方向の光を導入するため、
互いに逆方向に進行する信号光を一度分波する必要があ
り、そのための一般的手法として両者の信号光の波長を
変える方法を用いていた。これに対し本発明による前記
偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、光コネク
タによって反射した光は前記偏光子１２ａあるいは１２
ｂによって遮断されるため抑圧が可能となる。また、前
記偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、互いに
逆方向に進行する光を識別可能であり、信号光の波長は
同じであってもよい。
器においては、光増幅器の入出力光コネクタにおける反
射を抑圧するために光アイソレータが必要であった。ま
た、光アイソレータには単一方向の光を導入するため、
互いに逆方向に進行する信号光を一度分波する必要があ
り、そのための一般的手法として両者の信号光の波長を
変える方法を用いていた。これに対し本発明による前記
偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、光コネク
タによって反射した光は前記偏光子１２ａあるいは１２
ｂによって遮断されるため抑圧が可能となる。また、前
記偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、互いに
逆方向に進行する光を識別可能であり、信号光の波長は
同じであってもよい。
【００５４】ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光
ファイバ１５をより有効に適用するために、偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５の曲げ径を３００ｍｍ以上
としている点は第１の実施例と同様である。
ファイバ１５をより有効に適用するために、偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５の曲げ径を３００ｍｍ以上
としている点は第１の実施例と同様である。
【００５５】前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１
５左端より入力した信号光は、前記偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５右端より導出された後、導入手段５
を通過して前記偏波識別合成手段３ｂに導入される。前
記偏波識別合成手段３ｂ内部において、光サーキュレー
タ３２ｃにより図中ポート１１よりの信号光が導入され
る入口とは異なる出口より導出され分岐手段８ａとして
の５：９５偏波保持光カップラ２２ａによって大部分は
光サキュレータ３２ｄを通過して光増幅器のポート１１
より出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９ａと
しての光受光器１９ａによって信号光が検出される。検
出された光のレベルが予め定められた状態に制御される
よう制御装置１０によって半導体レーザ１６ａの出力パ
ワーを制御する構成となっている。
５左端より入力した信号光は、前記偏波保持エルビウム
添加光ファイバ１５右端より導出された後、導入手段５
を通過して前記偏波識別合成手段３ｂに導入される。前
記偏波識別合成手段３ｂ内部において、光サーキュレー
タ３２ｃにより図中ポート１１よりの信号光が導入され
る入口とは異なる出口より導出され分岐手段８ａとして
の５：９５偏波保持光カップラ２２ａによって大部分は
光サキュレータ３２ｄを通過して光増幅器のポート１１
より出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９ａと
しての光受光器１９ａによって信号光が検出される。検
出された光のレベルが予め定められた状態に制御される
よう制御装置１０によって半導体レーザ１６ａの出力パ
ワーを制御する構成となっている。
【００５６】同様に、前記偏波保持エルビウム添加光フ
ァイバ１５右端より入力した信号光は、前記偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５左端より導出された後、前
記偏波識別合成手段３ａに導入される。前記偏波識別合
成手段３ａ内部において、光サーキュレータ３２ｂによ
り図中ポート２よりの信号光が導入される入口とは異な
る出口より導出され分岐手段８ｂとしての５：９５偏波
保持光カップラ２２ｂによって大部分は光サキュレータ
３２ａを通過して光増幅器のポート２より出力される
が、一部は分岐され、光検出手段９ｂとしての光受光器
１９ｂによって信号光が検出される。検出された光のレ
ベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置１
０によって半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する
構成となっている。
ァイバ１５右端より入力した信号光は、前記偏波保持エ
ルビウム添加光ファイバ１５左端より導出された後、前
記偏波識別合成手段３ａに導入される。前記偏波識別合
成手段３ａ内部において、光サーキュレータ３２ｂによ
り図中ポート２よりの信号光が導入される入口とは異な
る出口より導出され分岐手段８ｂとしての５：９５偏波
保持光カップラ２２ｂによって大部分は光サキュレータ
３２ａを通過して光増幅器のポート２より出力される
が、一部は分岐され、光検出手段９ｂとしての光受光器
１９ｂによって信号光が検出される。検出された光のレ
ベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置１
０によって半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する
構成となっている。
【００５７】ここでポート２及び１１には互いに偏波が
直交するような光をあらかじめ入力してもよい。
直交するような光をあらかじめ入力してもよい。
【００５８】本実施例によれば、簡単な構成で双方向に
進む信号を独立に制御することが可能となり、システム
全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
進む信号を独立に制御することが可能となり、システム
全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
【００５９】一方、励起手段６及び制御装置１０の部分
を図５のように構成してもよいことは第２の実施例と同
様である。
を図５のように構成してもよいことは第２の実施例と同
様である。
【００６０】上述したように、本発明は、拡張性が高
く、高安定性と高信頼性を低コストにて両立させる光伝
送システムにおいて広く適用可能である。光伝送システ
ムの一例として図９のようなものが考えられる。
く、高安定性と高信頼性を低コストにて両立させる光伝
送システムにおいて広く適用可能である。光伝送システ
ムの一例として図９のようなものが考えられる。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能
である光増幅器を提供することができる。さらに、信号
光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、シ
ステム系列を増大した場合にシステムコストの低減可能
な光増幅器を提供することができる。
複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能
である光増幅器を提供することができる。さらに、信号
光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、シ
ステム系列を増大した場合にシステムコストの低減可能
な光増幅器を提供することができる。
【００６２】また、偏波保持光増幅媒体を利用した簡易
で高効率な光増幅器を提供することができる。
で高効率な光増幅器を提供することができる。
【００６３】また、各々の信号光の時間的な変動に独立
に対応可能な光増幅器を提供することができる。
に対応可能な光増幅器を提供することができる。
【００６４】また、波長多重された信号光の利得に生じ
る波長依存性を考慮し、単一の波長の信号光出力を独立
に制御可能な光増幅器を提供することができる。
る波長依存性を考慮し、単一の波長の信号光出力を独立
に制御可能な光増幅器を提供することができる。
【００６５】また、単一の光増幅器で複数の信号光を識
別可能な状態で互いに独立制御し、システムコストを低
減しかつ中距離伝送距離を延長させる光伝送システムを
提供することができる。
別可能な状態で互いに独立制御し、システムコストを低
減しかつ中距離伝送距離を延長させる光伝送システムを
提供することができる。
【００６６】また、双方向伝送される複数の信号光を識
別可能な状態で互いに独立に制御することで、システム
コストの低減が可能な光増幅器を提供することができ
る。
別可能な状態で互いに独立に制御することで、システム
コストの低減が可能な光増幅器を提供することができ
る。
【００６７】また、複数の伝送路を伝搬する信号光を識
別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅方法を提
供することができる。
別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅方法を提
供することができる。
【図１】本発明の基本構成の一例を示す図
【図２】本発明の第一の実施例を示した図
【図３】本発明の第一の実施例における作用を説明する
図
図
【図４】本発明の第二の実施例を示した図
【図５】励起手段及び制御装置の他の例を示した図
【図６】励起光の動作状態を模式的にグラフ化した図
【図７】第二の実施例で用いたエルビウム添加光ファイ
バの、励起光による利得増幅の応答を測定したグラフ
バの、励起光による利得増幅の応答を測定したグラフ
【図８】本発明の第三の実施例を示した図
【図９】本発明の光伝送システムの一例
【図１０】従来の光増幅器を示した図
１…光増幅器、２…入力ポート、３、３ａ、３ｂ…偏波
識別合成手段、４…偏波保持光増幅媒体、５…導入手
段、６…励起源、７…偏波分離手段、８、８ａ、８ｂ…
分岐手段、９、９ａ、９ｂ…検出手段、１０…制御手
段、１１…出力ポート、１２ａ、１２ｂ、２５ａ、２５
ｂ…偏光子、１３…偏波保持ファイバ、１４…偏波合成
器、１５…偏波保持エルビウム添加光ファイバ、１６
ａ、１６ｂ…半導体レーザ、１７…偏波分離器、１８
ａ、１８ｂ、２０、３９…光カップラ、１９ａ、１９
ｂ、４０…光検出器、２１ａ、２１ｂ…光フィルタ、２
２、２２ａ、２２ｂ…偏波保持光カップラ、２３…方向
性結合器型光スイッチ、２４…発振器、２６…切り替え
スイッチ、２７…比較器、２８…基準値、２９…半導体
レーザ１６の励起光パワーを模式的に示したグラフ、３
０…偏光子２５ａに導入される励起光パワーを模式的に
示したグラフ、３１…偏光子２５ｂに導入される励起光
パワーを模式的に示したグラフ、３２ａ、３２ｂ、３２
ｃ、３２ｄ…光サーキュレータ、３３…エルビウム添加
光ファイバ、３４、３５…光アイソレータ、３６…光合
波器、３７…励起光源、３８…光減衰器、４１…入力
部、４２…出力部、４３…伝送路、４４…送信部、４５
…受信部、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…送信機、４７ａ、
４７ｂ、４７ｃ…受信機
識別合成手段、４…偏波保持光増幅媒体、５…導入手
段、６…励起源、７…偏波分離手段、８、８ａ、８ｂ…
分岐手段、９、９ａ、９ｂ…検出手段、１０…制御手
段、１１…出力ポート、１２ａ、１２ｂ、２５ａ、２５
ｂ…偏光子、１３…偏波保持ファイバ、１４…偏波合成
器、１５…偏波保持エルビウム添加光ファイバ、１６
ａ、１６ｂ…半導体レーザ、１７…偏波分離器、１８
ａ、１８ｂ、２０、３９…光カップラ、１９ａ、１９
ｂ、４０…光検出器、２１ａ、２１ｂ…光フィルタ、２
２、２２ａ、２２ｂ…偏波保持光カップラ、２３…方向
性結合器型光スイッチ、２４…発振器、２６…切り替え
スイッチ、２７…比較器、２８…基準値、２９…半導体
レーザ１６の励起光パワーを模式的に示したグラフ、３
０…偏光子２５ａに導入される励起光パワーを模式的に
示したグラフ、３１…偏光子２５ｂに導入される励起光
パワーを模式的に示したグラフ、３２ａ、３２ｂ、３２
ｃ、３２ｄ…光サーキュレータ、３３…エルビウム添加
光ファイバ、３４、３５…光アイソレータ、３６…光合
波器、３７…励起光源、３８…光減衰器、４１…入力
部、４２…出力部、４３…伝送路、４４…送信部、４５
…受信部、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…送信機、４７ａ、
４７ｂ、４７ｃ…受信機
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０４Ｊ 14/00 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 14/02
Claims (26)
- 【請求項１】第１の偏波モード状態にある第１の信号光
と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード
状態にある第２の信号光とを与える入力部と、 当該入力部から与えられた前記第１、第２の信号光を受
け、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行
う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、 前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の
励起光を与える励起部と、 前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の
信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えたこと
を特徴とする光増幅器。 - 【請求項２】少なくとも２つの伝送路と接続され、当該
伝送路からの分離された信号光を少なくとも第１の偏波
モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード
状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光
にそれぞれ偏波識別する偏波識別部と、偏波識別可能な
当該第１、第２の信号光をそれぞれの偏波状態を保持し
たまま合成する合成部とを備える入力部と、 当該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、
当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モ
ード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体
を含む偏波保持光増幅部と、 前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ少なくとも第
１、第２の励起光を与える励起部と、 前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の
信号光を受け伝送路に出力する出力部とを備えたことを
特徴とする光増幅器。 - 【請求項３】前記偏波識別部は、前記第１、第２の信号
光の偏波面が互いに直交するよう決定付けることにより
識別化できるよう、当該第１、第２の信号光のそれぞれ
の一つに対応する第１、第２の偏光子を含む、請求項２
記載の光増幅器。 - 【請求項４】前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて
増幅された前記第１、第２の信号光を偏波識別し、分離
する偏波分離部と、当該偏波分離部より分離された前記
第１、第２の信号光を受け、伝送路へ出力する出力ポー
トとを含む請求項１又は２記載の光増幅器。 - 【請求項５】前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて
増幅された前記第１、第２の信号光を偏波識別し、分離
する偏波分離部と、当該偏波分離部からの分離された前
記第１、第２の信号光をそれぞれ透過すると共にその一
部を分岐する分岐部と、当該分岐部にてそれぞれ分岐し
た第１、第２の信号光パワーを検出する光検出部と、当
該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光
を制御し、前記第１、第２の信号光の前記出力部への出
力レベルがそれぞれ所定値に維持されるように制御する
制御部とを含む請求項１又は２記載の光増幅器。 - 【請求項６】前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて
増幅された前記第１、第２の信号光を透過すると共にそ
の一部を偏波保持したまま分岐する分岐部と、当該分岐
部にて分岐した第１、第２の信号光を分離する偏波分離
部と、当該偏波分離部にてそれぞれ分離した第１、第２
の信号光のパワーを検出する光検出部と、当該光検出部
の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、
前記出力部の出力レベルが所定値に維持されるように制
御する制御部とを含む請求項１又は２記載の光増幅器。 - 【請求項７】前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希土
類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる請
求項１又は２記載の光増幅器。 - 【請求項８】前記励起部から出力される前記第１、第２
の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互いに
識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応するよ
う配分されていることを特徴とする請求項７記載の光増
幅器。 - 【請求項９】前記切換えの周波数は１０ｋＨｚ以上であ
ることを特徴とする請求項８記載の光増幅器。 - 【請求項１０】波長多重化された信号光を２分する光カ
プラと、 当該光カプラからの２分された信号光の一方を受け、第
１の波長の信号光を透過する第１のフィルタと、 前記光カプラからの２分された信号光の他方を受け、前
記第１の波長と異なる第２の波長の信号光を透過する第
２のフィルタと、 前記第１のフィルタを透過した前記第１の波長の信号光
を受け、第１の偏波モード状態にある第１の信号光に偏
波識別する第１の偏光子と、 前記第２のフィルタを透過した前記第２の波長の信号光
を受け、前記第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波
モード状態にある第２の信号光に偏波識別する第２の偏
光子と、 当該第１、第２の偏光子からの前記第１、第２の信号光
を、それぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部
と、 当該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、
当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モ
ード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体
を含む偏波保持光増幅部と、 前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の
励起光を与える励起部と、 前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の
信号光を受け伝送路に出力する出力部とを備えたことを
特徴とする光増幅器。 - 【請求項１１】前記合成部は、前記偏波識別化された第
１、第２の信号光を合成する光合波器または光サーキュ
レータを含む、請求項２又は１０記載の光増幅器。 - 【請求項１２】前記第１、第２の偏光子はそれぞれ第
１、第２の信号光の偏波面が互いに直交するように決定
付けることを特徴とする請求項１０記載の光増幅器。 - 【請求項１３】前記出力部は、前記偏波保持光増幅部に
て増幅された前記第１、第２の信号光を透過すると共に
その一部を偏波保持したまま分岐する分岐部と、当該分
岐部にて分岐した第１、第２の信号光を分離する偏波分
離部と、当該偏波分離部にてそれぞれ分離した第１、第
２の信号光のパワーを検出する光検出部と、当該光検出
部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御
し、前記出力部の出力レベルが所定値に維持されるよう
に制御する制御部とを含む請求項１１記載の光増幅器。 - 【請求項１４】前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希
土類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる
請求項１０記載の光増幅器。 - 【請求項１５】前記励起部から出力される前記第１、第
２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互い
に識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応する
よう配分されていることを特徴とする請求項１４記載の
光増幅器。 - 【請求項１６】前記スイッチの周波数は１０ｋＨｚ以上
であることを特徴とする請求項１５記載の光増幅器。 - 【請求項１７】同一進行方向に複数の信号光が伝搬する
伝送路と、当該伝送路に挿入された光増幅部からなる光
伝送システムであって、 前記複数の信号光を送信する送信部と、 当該送信部からの前記複数の信号光を第１の偏波モード
状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と
異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波
識別する偏波識別部と、 当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワー
を単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立し
た値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、 当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の
励起光を与える励起部と、 前記偏波保持光増幅部で増幅された前記第１、第２の信
号光を受信する受信部とを備えたことを特徴とする光伝
送システム。 - 【請求項１８】前記送信部は、それぞれ異なる信号光を
与える複数の送信装置を含む請求項１７記載の光伝送シ
ステム。 - 【請求項１９】前記送信部は、それぞれ異なる複数の信
号光を与える１つの送信装置を含む請求項１７記載の光
伝送システム。 - 【請求項２０】双方向伝送を行う伝送路に挿入された光
増幅器であって、 第１の偏波モード状態にある第１の信号光と、当該第１
の信号光と逆方向でかつ前記第１の偏波モード状態と異
なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、そ
れぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波
保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、 前記第１の信号光を伝送路から入力し、前記第２の信号
光を伝送路へ出力する第１の入出力ポートと、 前記第２の信号光を伝送路から入力し、前記第１の信号
光を伝送路へ出力する第２の入出力ポートと、 前記第１の入出力ポートからの第１の信号光を前記第１
の偏波モード状態に偏波識別する第１の偏波識別部と前
記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第２の信号光が
前記第１の偏波識別部を迂回し、前記第１の入出力ポー
トに導く第１の迂回部とをそれぞれ備えた第１の偏波識
別合成部と、 前記第２の入出力ポートからの第２の信号光を前記第２
の偏波モード状態に偏波識別する第２の偏波識別部と前
記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第１の信号光が
前記第２の偏波識別部を迂回し、前記第２の入出力ポー
トに導く第２の迂回部とをそれぞれ備えた第２の偏波識
別合成部と、 前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の
励起光を与える励起部とを備えたことを特徴とする光増
幅器。 - 【請求項２１】前記迂回部は第１、第２の信号光を分
岐、挿入する光サーキュレータを含む、請求項２０記載
の光増幅器。 - 【請求項２２】前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希
土類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる
請求項２０記載の光増幅器。 - 【請求項２３】前記励起部から出力される前記第１、第
２の励起光はそれぞれ時間的にスイッチされており、互
いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応す
るよう配分されていることを特徴とする請求項２２記載
の光増幅器。 - 【請求項２４】前記スイッチの周波数は１０ｋＨｚ以上
であることを特徴とする請求項２３記載の光増幅器。 - 【請求項２５】互いに逆方向に信号光が伝搬する光伝送
路と、当該光伝送路に挿入された光増幅部からなる光伝
送システムであって、 前記互いに逆方向に伝搬する信号光を送受信する第１、
第２の送受信部と、 当該第１、第２の送受信部からの前記互いに逆方向に伝
搬する信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信号
光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モー
ド状態にある第２の信号光に偏波識別する第１、第２の
偏波識別部と、 当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワー
を単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立し
た値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、 当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光
を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光
にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の
励起光を与える励起部とを備えたことを特徴とする光伝
送システム。 - 【請求項２６】第１の偏波モード状態にある第１の信号
光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モー
ド状態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード
状態を保持したまま合成するステップと、 前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、
当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード
状態を持つ第１、第２の励起光を受け、前記第１、第２
の信号光をそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増
幅するステップと、 前記増幅された第１、第２の信号光を伝送するステップ
とからなり、前記第１、第２の信号光を、それぞれ独立
して増幅可能としたことを特徴とする光増幅方法。
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