JPH10229237A - 光増幅装置並びに光増幅器利得制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自然放出光の影響を受けずに信号光の出力制
御を行えるようにし、また信号光と自然放出光を高精度
に測定して雑音指数を正確に算出する。 【解決手段】 信号光を増幅して増幅光信号を出力する
光増幅器において、増幅信号光の一部を分岐し分岐光の
うちの特定波長の成分を波長可変フィルタによって抽出
した後に透過中心波長を掃引する。掃引された光を受光
器で電気信号に変換しこれを微分してピーク検出し、一
方電気信号から増幅光信号の背景光のレベルを検出し自
然放出光レベルを検出し、演算処理部においてピークレ
ベルと自然放出光レベルのレベル差により信号光レベル
を検出する。このレベル差に基づいて上記光増幅器を制
御する。また、ピーク検出により信号光が検出されない
ときは、光増幅器を停止させる。自然放出光レベルから
雑音指数を算出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理に用いられる光増幅器に関し、特に増幅された信号光
のレベルを高精度に一定に保つことのできる光増幅器に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、光信号を直接増幅する光増幅装置
として、コア内部に希土類元素をドープした光ファイバ
を増幅媒体として使用する光ファイバ増幅器や半導体内
部での誘導放出現象を利用した半導体増幅器が知られて
いる。

【０００３】これらの光増幅装置を光伝送の装置などに
使用する場合、システムの伝送レベルを一定に維持し伝
送特性を安定化させる為には、光増幅装置の信号光出力
を一定に維持する必要がある。この為、現在一般に使用
されている光ファイバ増幅器では、図６に示すように、
光増幅部１０の出力部に光分岐器２０を挿入し、光出力
の一部を分岐して受光器５０で受光し、受光器５０の受
光レベルが一定となるように励起光源１３の励起光出力
を制御して、光増幅部１０の光出力が一定となるように
している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、光増幅装置で
は、増幅された信号光を出力すると共に、光増幅媒体内
で発生する自然放出光も出力する。この自然放出光が出
力光全体に占める割合は入力光レベルによって変化す
る。

【０００５】このため、従来の光ファイバ増幅器のよう
に、単に増幅された出力光をそのまま受光器により受光
して制御するという方法では、自然放出光の影響によ
り、出力信号光のレベルを高精度に測定することができ
ない。したがって、受光器の受光レベルが一定となるよ
うに光増幅部を正確に帰還制御したとしても、信号光出
力レベルを一定に維持することは困難である。この自然
放出光の影響を回避する手段として、光分岐器と受光器
との間に光フィルタを挿入する手段が考えられるが、信
号光と同一波長の自然放出光成分を除去できない為、光
フィルタを用いたとしても自然放出光を完全に除去する
ことはできない。

【０００６】また、光増幅部に入力される信号光が存在
しない場合でも、光増幅部から自然放出光が出力される
ため、受光器の受光レベルから信号光の存在有無を検出
することができない。このため、光増幅部の入力部に更
に光分岐器を挿入し、信号光入力状態を監視する必要が
あり、光増幅装置を構成する光部品の点数が多くなると
いう問題点も有している。

【０００７】本発明の光増幅装置の目的は、自然放出光
に依らず信号光の出力一定制御を精度良く行えるように
することにある。また、信号光と自然放出光を精度よく
測定することにより雑音指数を正確に算出することがで
きる光増幅装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光増幅装置は、
上記課題を解決するために、信号光を増幅して増幅光信
号を出力する光増幅器において、増幅信号光の一部を分
岐して分岐増幅光信号を出力する光分岐器と、光分岐器
によって分岐された光の特定波長の成分を透過する波長
可変フィルタと、波長可変フィルタの透過中心波長を特
定波長の範囲で掃引して透過光を出力する掃引器と、透
過光を受光して電気信号に変換する受光器とを備えてい
る。さらに、電気信号を微分して微分信号を出力する微
分処理部と、電気信号のピークレベルを検出するピーク
検出手段と、その電気信号から増幅光信号の背景光のレ
ベルを検出して自然放出光レベルを出力する第１の背景
光検出器とをそれぞれ備えている。そして、第１の演算
処理部において、第１のピークレベルと第１の自然放出
光レベルのレベル差により信号光レベルを検出し、第１
の制御回路が第１の微分信号と第１のレベル差に基づい
て上記光増幅器を制御することを特徴とする。

【０００９】また、本発明の光増幅装置は、さらに微分
処理部によって出力される微分信号の時間微分最大値か
ら信号光の存在の有無を判定する信号光判定部と、レベ
ル差により前記増幅光信号のレベルを監視する監視部を
備えている。

【００１０】さらに、本発明の光増幅装置は、信号光判
定部による信号光有無の判定結果に基づいて、信号光が
ない場合には、上記光増幅器の動作を停止させる機能を
備えていることを特徴とする。また、本発明の光増幅装
置は上記特徴に加え、さらに、信号光レベルが一定とな
るように、光増幅器の出力を制御する光増幅制御機能を
備えている。

【００１１】また、本発明の光増幅装置は、光増幅器の
入力側にも電気信号を微分して微分信号を出力する微分
処理部と、この電気信号の第２のピークレベルを検出す
るピーク検出器と、電気信号から信号光の背景光レベル
を検出して第２の自然放出光レベルを検出する背景光検
出部とを備え、第２のピークレベルと第２の自然放出光
レベルのレベル差を出力する第２の演算処理部を備えて
いる。そして、制御回路は、光増幅器へ入力される信号
光の信号光レベルと増幅信号光のレベルとの比から光増
幅器の利得を算出し、この利得が一定となるように光増
幅器を制御することを特徴とする。さらに、本発明の光
増幅装置は、上記利得と、第１の自然放出光レベルから
雑音指数を算出する雑音指数算出手段を備えている。

【００１２】また、微分処理部における入力信号光の有
無の判定結果に基づいて、入力信号光がない場合には光
増幅器を停止させる光増幅停止機能、あるいは、入力信
号光または増幅信号光がない場合に光増幅器を停止させ
る光増幅停止機能、さらには入力信号光があって増幅信
号光がない場合に光増幅器を停止させる光増幅停止機能
を備えていることを特徴とする。

【００１３】また、上記波長可変フィルタは、誘電体多
層膜を用いた干渉膜フィルタ又は、ファブリペロー干渉
計を用いた光フィルタ又は導波路又はファイバグレーテ
ィングで構成されていることを特徴とする。

【００１４】ここで、光増幅装置の光増幅器が、希土類
元素を添加した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ
増幅器、又は半導体の誘導放出現象を利用する半導体光
増幅器であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の光増幅装置の基本構成に
ついて、図１を参照して説明する。

【００１６】光増幅部１０で増幅された出力信号光は、
光分岐器２０を介して光伝送路に出力される。光分岐器
２０で分岐された出力信号光は波長可変フィルタ３０を
介して受光器５０へ導かれ、受光器５０の出力は並列に
接続されたピーク検出部６０、背景光検出部７０、微分
処理部８０に入力される。演算処理部９０はピーク処理
部６０出力と背景光検出部７０出力との差から出力信号
光レベルを算出し、微分処理部８０は受光器５０出力の
時間微分の最大値から信号光有無を判定する。制御回路
１００は、演算処理部９０出力に基づいて、光増幅部１
０の出力信号光が一定となるように励起光源１３の出力
を制御する。また、制御回路１００は、信号光の有無を
反映した微分処理部８０の出力に基づいて、励起光源１
３の出力を停止して光増幅部１０の動作を停止する。

【００１７】本発明の光増幅装置の動作を図２を参照し
て、詳細に説明する。

【００１８】図２（ａ）は、本発明の光増幅装置の光増
幅部１０に入力される信号光のスペクトラムである。こ
のとき、光増幅部１０からは、増幅された信号光Ｐｓと
光増幅部内で発生する自然放出光Ｐａｓｅとが加算され
た、信号光パワーＰｔ（＝Ｐｓ＋Ｐａｓｅ）が出力され
る（図２（ｂ））。

【００１９】光増幅部１０の出力光を光分岐器２０で分
岐して波長可変フィルタ３０に導き、掃引器４０により
波長可変フィルタ３０の透過中心波長を掃引すると、受
光器５０からは、図２（ｂ）のような波長に対する光パ
ワーの変化が、図２（ｃ）に示されるような出力電流の
時間変化となって現れる。

【００２０】つまり、波長可変フィルタ３０の透過中心
波長が信号光波長と一致した時には、急峻なピークが現
れる。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が信
号光波長と一致しない時には、自然放出光のみが受光器
５０に入射され受光器５０出力波形の背景レベルとなっ
て現れる。

【００２１】微分処理部８０は受光器５０出力波形を微
分する。受光器５０出力の微分波形出力は、図２（ｄ）
に示されるように、信号光ピーク付近で極大値となる。
したがって、微分波形が特定値を越えたかどうかを判定
することにより、信号光の有無を判定することができ
る。判定結果は、微分処理部８０から制御回路１００に
送出される。

【００２２】ピーク検出部６０では、受光器５０出力パ
ワーのピークレベルＰｔが測定される（図２（ｅ））。

【００２３】背景光処理部７０では、図２（ｅ）に示さ
れるように、微分処理部８０での極大値検出から特定時
間経過後の受光器５０出力レベルを測定する。このレベ
ルは、信号光を含まない、信号光波長近傍の背景光すな
わち自然放出光のレベルＰａｓｅに相当する。このピー
クレベルと背景光レベルが演算処理部９０に導かれ、Ｐ
ｔとＰａｓｅから信号光Ｐｓが算出され制御回路１００
に入力される。

【００２４】次に、本発明の光増幅装置の信号光モニタ
部分の構成についてさらに詳細に説明する。図３は、本
発明の第１の実施例の構成を示す図である。

【００２５】光増幅部１０からの信号光が光分岐器２０
で分岐され波長可変フィルタに導かれる。波長可変フィ
ルタ３０の透過波長は、掃引器４０により、一定速度Ｖ
（ｎｍ／ｓ）で特定波長範囲内を掃引される。波長可変
フィルタ３０を透過した光は受光器５０で検出され、受
光器５０の出力に接続された微分回路１３０に入力され
る。微分回路１３０は、受光器５０の出力を時間微分す
る。微分回路１３０出力は、ピーク検出回路１３１によ
ってそのピーク値が保持され、コンパレータ１３２に入
力される。

【００２６】コンパレータ１３２は、基準値Ｖｒｅｆと
ピーク検出回路１３１の出力Ｖｐｅａｋとを比較し、Ｖ
ｒｅｆ≦Ｖｐｅａｋとなった場合に論理値１に相当する
任意の電圧Ｖｏを出力し、それ以外の時は０に相当する
電圧を出力する。これにより、信号光の有無が判定され
る。サンプル・ホールド回路１３３は、掃引器４０から
の掃引終了信号をサンプル信号として、コンパレータ１
３２の出力を保持する。

【００２７】ピーク検出回路１３１は、掃引器４０から
の掃引終了信号によりリセットされる。また、サンプル
・ホールド回路１３３への掃引終了信号の入力後に、ピ
ーク検出回路１３１への掃引終了信号が入力されるよう
に、掃引器４０とピーク検出回路１３１の間には、遅延
回路１３４を挿入している。これにより、信号光の有無
の判定結果は、次の掃引期間終了までサンプル・ホール
ド回路１３３から出力され、つぎの掃引期間終了時点で
更新されることになる。

【００２８】背景光検出部７０では、コンパレータ１３
２出力をサンプル信号として、サンプル・ホールド回路
１２１により受光器５０からの出力を保持する。このと
き、コンパレータ１３２とサンプル・ホールド回路１２
１との間に挿入された遅延回路１２０での遅延時間を、
波長可変フィルタの透過中心波長が信号光波長を通過す
る時間ｔに設定することにより、受光器５０出力の背景
光レベルをサンプル・ホールド回路１２１で保持するこ
とができる。

【００２９】ピーク検出回路１１０は、受光器５０出力
のピーク値を検出して保持する。またピーク検出回路１
１０は、掃引器４０から掃引終了信号が出力された後、
遅延回路１１１の設定時間だけ遅れてリセットされる。

【００３０】差動増幅器１４０は、ピーク検出回路１１
０の出力Ｐｔからサンプル・ホールド回路１２１出力Ｐ
ａｓｅとを減算し、光分岐器２０を通過する純粋な信号
光Ｐｓに対応するレベルを出力する。サンプル・ホール
ド回路１４１は掃引器４０からの掃引終了信号をサンプ
ル信号として差動増幅器１４０の出力を保持する。この
出力が制御回路１００に入力され、そのレベルが一定と
なるように制御回路１００が増幅部１０の出力レベルを
制御する。

【００３１】制御回路１００では、差動増幅器１４２
が、サンプル・ホールド回路１４１の出力を基準電圧
（＋Ｖ）と比較する。差動増幅器１４２では、基準電圧
との誤差を励起光源１３に印加する注入電流に変換して
出力する。差動増幅器１４２の出力は、ゲート回路１５
０に入力される。ゲート回路１５０は、サンプル・ホー
ルド回路１３３の出力がその制御入力に印加されてい
る。制御入力が論理レベル“１”であれば、ゲート回路
１５０への入力をそのまま出力する。一方、制御入力が
論理レベル“０”であれば、電流出力を０とする。

【００３２】尚、電源電圧の変動等により、サンプル・
ホールド回路１２１の出力が掃引期間内で変動した場合
に制御回路１００による光増幅部１０の制御動作が異常
となることを防ぐためには、制御回路１００の制御の時
定数を掃引期間よりも充分長く設定する必要がある。そ
の場合は、本実施例では比例制御のみで構成している制
御回路１００に積分制御を実現する回路を導入すればよ
い。

【００３３】光増幅部１０は、増幅媒体であるＥｒ添加
光ファイバ１１、ＷＤＭカプラ１２、および励起光源１
３とを含んで構成されている。光分岐器２０は光ファイ
バ融着型分岐、波長可変フィルタ３０は誘電体フィルタ
をパルスステッピングモータで回転させるもの、掃引器
４０はステッピングモータを一定速度で回転させるモー
タ駆動回路、受光器５０は３元ＰＩＮホトダイオードを
使用している。

【００３４】光増幅部１０には中心波長１５５０ｎｍ、
２０ｄＢ抑圧幅が１ｎｍの信号光が入力されている。波
長可変フィルタ６の透過中心波長の掃引範囲は１５５０
ｎｍを中心に±５ｎｍの範囲、透過中心波長に対する２
０ｄＢ抑圧帯域幅は１ｎｍである。掃引器４０による波
長可変フィルタ３０の透過中心波長の掃引速度は１０ｎ
ｍ／ｓである。

【００３５】したがって、この場合の１回の掃引に要す
る時間Ｔは、 Ｔ＝（掃引幅１０ｎｍ）÷（掃引速度１０ｎｍ／ｓ）＝
１ｓ である。また、波長可変フィルタ３０の透過中心波長が
信号光波長を通過する時間ΔＴは、 ΔＴ＝｛（信号光の２０ｄＢ抑圧幅１ｎｍ）＋（波長可
変フィルタの２０ｄＢ抑圧帯域幅１ｎｍ）｝÷（掃引速
度１０ｎｍ／ｓ）＝０．２ｓ である。上記の値から、制御回路１００の時定数を２
ｓ、遅延回路１３１の遅延時間を０．３ｓとする。

【００３６】本実施例では、光増幅部として光ファイバ
増幅器を例に説明したが、光半導体増幅器を光増幅部と
して使用することもできる。

【００３７】上述の波長可変フィルタ３０としては、誘
電体多層膜による干渉膜フィルタを利用したもの以外
に、ファブリペロー干渉計を用いた光フィルタを利用し
たもの、導波路を利用したもの、ファイバグレーティン
グを利用したもの等を用いることができる。

【００３８】掃引器４０は、波長可変フィルタ３０の透
過中心波長を掃引する機能を有するものであり、使用す
る波長可変フィルタの駆動機構に応じて種々の形態を採
り得ることは言うまでもない。例えば、空隙をキャビテ
ィとするファブリペローエタロンの空隙長さを圧電素子
で変化させるものにあっては印加電圧調整装置、導波路
やファイバグレーティングの温度を電子冷却器により変
化させて為る波長可変フィルタでは電子冷却器への通電
電流調整装置の形態を採り得る。

【００３９】次に、本発明の光増幅装置の第２の実施例
を図４を参照して説明する。

【００４０】本実施例は、図３に示した光増幅装置に、
さらに、光増幅部１０の入力部に挿入された光分岐器２
１と、光分岐器２１で分岐された光に含まれる特定波長
成分を透過する波長可変フィルタ３１と、波長可変フィ
ルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する掃引器４
１と、波長可変フィルタ３１の透過光を受光する受光器
５１と、受光器５１の出力を受けるピーク検出部６１、
背景光検出部７１、微分処理部８１と、ピーク検出部６
１で測定されたピーク光と、背景光検出部７１で測定さ
れた自然放出光とから入力信号光を算出する演算処理部
９１とが付加されている。

【００４１】光分岐器２１は、光増幅部１０の入力部に
挿入され、光増幅器への入力光を２分岐する。波長可変
フィルタ３１は、光分岐器２１で分岐された光に含まれ
る特定波長成分を透過する。掃引器４１は、波長可変フ
ィルタ３１の透過波長を特定波長領域で掃引する。受光
器５１は、波長可変フィルタ３１の透過光を受光し、電
気信号に変換する。ピーク検出部６１は、受光器５１の
出力を受け、受光器５１への光入力のピークレベルを測
定する。背景光検出部７１は光増幅器への光入力に含ま
れる自然放出光パワーを測定する。微分処理部８１は、
入力光に信号光が含まれているか否かを判別する。演算
処理部９１は、ピーク検出部６１で測定されたピーク光
パワーと、背景光検出部７１で測定された自然放出光パ
ワーとから入力信号光パワーＰｉｎを算出する。

【００４２】制御回路１０１では、演算処理部９０およ
び９１からそれぞれ出力される出力信号光レベルＰｏｕ
ｔおよび入力信号光レベルＰｉｎに対応した電気信号か
ら光増幅部１０の利得Ｇを算出する。制御回路１０１
は、利得Ｇを予め定められた一定値とするような励起光
源の注入電流を出力する。制御回路１０１は、微分処理
部８０，８１の出力から、入力光と出力光の両方につい
て、それぞれ信号光が含まれているか否かを検出する。
入力光に信号光が含まれ、出力光に信号光が含まれてい
ない場合には、光増幅部１０の動作が異常であると判断
し、注入電流の出力を遮断する。さらに、制御回路１０
１は、背景光検出部７０の出力Ｐａｓｅと利得Ｇから雑
音指数を算出して出力する。制御回路１０１の構成を図
５に示す。入力端子９８，９４からそれぞれ入力される
Ｐｉｎ、Ｐｏｕｔは、割算器１０２に入力される。割算
器１０２はＧ＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎを計算して出力する。
割算器１０２の出力は、差動増幅器１４２に入力され
る。差動増幅器１４２では、基準電圧＋Ｖと入力電圧と
の誤差を、励起光源１３に印加する注入電流に変換して
出力する。差動増幅器１４２の出力はゲート回路１５０
に入力される。ゲート回路１５０は、ＡＮＤ回路１０４
の出力がその制御入力に印加されている。制御入力が論
理レベル“１”であれば、ゲート回路１５０への入力を
そのまま出力する。一方、制御入力が論理レベル“０”
であれば、電流出力を０とする。ＡＮＤ回路１０４に
は、入力端子９３に印加される信号の反転と、入力端子
９２に印加される信号が入力されている。

【００４３】制御回路１０１の入力端子９５から入力さ
れる信号（Ｐａｓｅ）は、割算器１０２の出力（Ｇ）と
共に割算器１０３に入力される。割算器１０３では、Ｐ
ａｓｅ／Ｇを計算して出力する。光増幅器の雑音指数
（ＮＦ）は次の式で表されるため、割算器１０３の出力
を、利得１／（ｈ・ν・Δｆ）の増幅器１０５に入力す
ることで、ＮＦの値が得られる。ＮＦの値は、出力端子
９７から出力される。

【００４４】ＮＦ＝Ｐａｓｅ／（ｈ・ν・Δｆ・Ｇ） ここで、ｈはプランク定数、ν（＝ｃ／λ、ｃは光速）
は信号光周波数、Δｆ（＝ｃ・Δλ／λ² 、Δλは波長
可変フィルタ３０の半値幅）は波長可変フィルタ３０の
透過帯域幅の周波数換算値、Ｇ（＝Ｐｏｕｔ／Ｐｉｎ）
は光増幅部１０の利得である。

【００４５】

【発明の効果】本発明の光増幅装置によれば以下の効果
を得ることができる。すなわち、信号光波長における光
増幅部出力レベル、および信号光波長近傍の自然放出光
レベルを測定できるため、これら両者の差分をとって信
号光成分のみを検出することができる。これを元に光増
幅部の出力を制御することにより、高精度の出力一定制
御を行うことができる。

【００４６】また、波長可変フィルタを通過して受光器
に入力された光の一部を微分処理することで微分出力の
大きさから、信号光断検出ができる。さらに、光ファイ
バ伝送路に挿入されるのは光分岐器のみであるため、光
ファイバ伝送路内を伝搬する伝送信号光に対する損失が
少ない。光増幅部の出力光をモニタすることで、出力信
号光が存在しないときに、光増幅部動作を停止する機能
を有する光増幅装置を容易に実現することもできる。

【００４７】また、光増幅部の入力側および出力側にそ
れぞれ光分岐器を挿入して、それぞれの入力光および出
力光をモニタすることにより、次の機能を有する光増幅
装置を簡易に実現できる。すなわち、入力信号光が存在
しない場合に光増幅部動作を停止する機能、入力光に信
号光が含まれ、出力信号に信号光が含まれないことか
ら、光増幅部の動作異常を判定する機能、入力信号光と
出力信号光からの利得と信号光近傍の自然放出光レベル
から雑音指数を算出する機能を備えることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光増幅装置の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。

【図２】本発明の光増幅装置の動作を表す動作説明図で
あり、（ａ）は本発明の光増幅装置に入力される信号光
のスペクトラムの一例、（ｂ）は本発明の光増幅装置か
らの出力光スペクトラムの一例、（ｃ）は本発明の光増
幅装置を構成するピーク検出部での出力波形の一例、
（ｄ）は本発明の光増幅装置を構成する微分処理部での
動作の一例、（ｅ）は本発明の光増幅装置を構成する背
景光検出処理部での出力波形の一例をそれぞれ示してい
る。

【図３】本発明の光増幅装置の第１の実施例の構成を示
すブロック図である。

【図４】本発明の光増幅装置の第２の実施例の構成を示
すブロック図である。

【図５】本発明の光増幅装置の第２の実施例で用いる制
御回路１０１の構成を示すブロック図である。

【図６】従来の光増幅装置の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１０ 光増幅部 １１ Ｅｒ添加ファイバ １２ ＷＤＭカプラ １３ 励起光源 ２０，２１ 光分岐器 ３０，３１ 波長可変フィルタ ４０，４１ 掃引器 ５０，５１ 光受光器 ６０，６１ ピーク検出部 ７０，７１ 背景光検出部 ８０，８１ 微分処理部 ９０，９１ 演算処理部 ９２，９３，９４，９５，９８ 入力端子 ９６，９７ 出力端子 １００ 制御回路 １０２，１０３ 割算器 １０４ ＡＮＤ回路 １０５ 増幅器 １３０ 微分回路 １１０，１３１ ピーク検出回路 １１１，１２０，１３４ 遅延回路 １３２ コンパレータ １４０ 差動増幅器 １２１，１３３，１４１ サンプル・ホールド回路 １４２ 差動増幅器

Claims (38)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力光信号を増幅して増幅光信号を出力
   する光増幅回路と、 前記増幅光信号が入力され、前記増幅光信号のうち前記
   入力光信号に対する増幅出力成分である信号光レベルを
   検出する光フィルタと、 該信号光レベルに基づいて前記光増幅回路の利得を制御
   する第１の制御回路とを備えていることを特徴とする光
   増幅装置。
2. 【請求項２】 前記光フィルタが、 前記増幅光信号が入力され、透過光波長が掃引され、第
   １のフィルタ出力信号を出力する第１の波長可変フィル
   タと、 該第１のフィルタ出力信号を用いて、前記増幅光信号の
   うち前記入力光信号に対する増幅出力成分である前記信
   号光レベルを検出する第１の信号光検出回路とを備えて
   いることを特徴とする請求項１記載の光増幅装置。
3. 【請求項３】 前記第１の信号光検出回路は、 前記第１のフィルタ出力信号の第１のピーク光レベルを
   検出する第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
   出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
   とする請求項２記載の光増幅装置。
4. 【請求項４】 請求項３記載の光増幅装置であって、前
   記光増幅装置は、さらに、 前記第１のフィルタ出力信号を微分して第１の微分信号
   を出力する第１の微分処理回路と、 前記第１の微分信号から前記入力光信号に対する増幅出
   力成分の有無を判定する信号光判定回路と、 前記第１のピーク光レベルと第１の背景光レベルの差に
   より前記信号光レベルを検出する第１の演算処理回路と
   を備えていることを特徴とする請求項３記載の光増幅装
   置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の光増幅装置であって、前
   記光増幅装置は、さらに、 前記信号光判定回路による信号光有無の判定結果に基づ
   いて、前記入力光信号に対する増幅出力成分がない場合
   には、光増幅回路の動作を停止させる光増幅停止回路を
   備えていることを特徴とする請求項４記載の光増幅装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかの請求
   項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装置
   は、さらに、 前記入力光信号に対する増幅出力成分のレベルが一定と
   なるように、光増幅回路の出力を制御する光増幅制御回
   路を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５
   のいずれかの請求項に記載された光増幅装置。
7. 【請求項７】 請求項３乃至請求項６のいずれかの請求
   項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装置
   は、さらに、 前記入力光信号が入力され、透過光波長が掃引され、第
   ２のフィルタ出力信号を出力する第２の波長可変フィル
   タと、 該第２のフィルタ出力信号を用いて、前記入力光信号レ
   ベルを検出する第２の信号光検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号を微分して第２の微分信号
   を出力する第２の微分処理回路と、 前記第２の微分信号から前記入力信号光の有無を判定す
   る入力信号光判定回路とを備えていることを特徴とする
   請求項３乃至請求項６のいずれかの請求項に記載された
   光増幅装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載の光増幅装置であって、 前記第２の信号光検出回路は、 前記第２のフィルタ出力信号のピーク光レベルを検出す
   る第２のピーク検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号から第２の背景光レベルを
   検出する第２の背景光検出回路とを備えていることを特
   徴とする請求項７記載の光増幅装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の光増幅装置であって、前
   記光増幅装置は、さらに、 前記入力光信号レベルと前記第２の背景光レベルの差を
   出力する第２の演算処理回路とを備えていることを特徴
   とする請求項８記載の光増幅装置。
10. 【請求項１０】 前記制御回路は、さらに、前記第２の
    信号光検出回路の出力が入力され、前記光増幅回路へ入
    力される信号光の信号光レベルと前記増幅信号光のレベ
    ルとの比から前記光増幅回路の利得を算出し、該利得が
    一定となるように前記光増幅回路を制御する光増幅制御
    回路を含んでいる請求項７乃至請求項９のいずれかの請
    求項に記載された光増幅装置。
11. 【請求項１１】 請求項７乃至請求項１０のいずれかに
    記載された光増幅装置であって、前記光増幅装置は、さ
    らに、 前記利得と、前記第１の背景光レベルから雑音指数を算
    出する雑音指数算出回路を備えていることを特徴とする
    請求項７乃至請求項１０のいずれかの請求項に記載され
    た光増幅装置。
12. 【請求項１２】 請求項７乃至請求項１１のいずれかの
    請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
    置は、さらに、 第２の微分処理回路における入力信号光の有無の判定結
    果に基づいて、入力信号光がない場合には、前記光増幅
    回路を停止させる光増幅停止回路を備えていることを特
    徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれかの請求項に
    記載された光増幅装置。
13. 【請求項１３】 請求項７乃至請求項１２のいずれかの
    請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
    置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
    における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
    れぞれの判定結果に基づき、入力信号光または増幅信号
    光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増幅
    停止回路を備えていることを特徴とする請求項７乃至請
    求項１２のいずれかの請求項に記載された光増幅装置。
14. 【請求項１４】 請求項７乃至請求項１３のいずれかの
    請求項に記載された光増幅装置であって、前記光増幅装
    置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
    における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
    れぞれの判定結果に基づき、入力信号光があって増幅信
    号光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増
    幅停止回路を備えていることを特徴とする請求項７乃至
    請求項１３のいずれかの請求項に記載された光増幅装
    置。
15. 【請求項１５】 前記第１の波長可変フィルタが、誘電
    体多層膜を用いた干渉膜フィルタを含んでいることを特
    徴とする請求項２乃至請求項１４のいずれかの請求項に
    記載された光増幅装置。
16. 【請求項１６】 前記第１の波長可変フィルタが、ファ
    ブリペロー干渉計を含んでいることを特徴とする請求項
    ２乃至請求項１４のいずれかの請求項に記載された光増
    幅装置。
17. 【請求項１７】 前記第１の波長可変フィルタが、導波
    路を含んでいることを特徴とする請求項２乃至請求項１
    ４のいずれかの請求項に記載された光増幅装置。
18. 【請求項１８】 前記第１の波長可変フィルタが、ファ
    イバグレーティングを含んでいることを特徴とする請求
    項２乃至請求項１４のいずれかの請求項に記載された光
    増幅装置。
19. 【請求項１９】 前記光増幅回路が、希土類元素を添加
    した光ファイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器を含
    んでいることを特徴とする請求項２乃至請求項１８のい
    ずれかの請求項に記載された光増幅装置。
20. 【請求項２０】 前記光増幅回路が、半導体の誘導放出
    現象を利用する半導体光増幅器を含んでいることを特徴
    とする請求項２乃至請求項１８のいずれかの請求項に記
    載された光増幅装置。
21. 【請求項２１】 制御対象である光増幅器の出力である
    増幅光信号から、入力光信号に対する増幅出力成分であ
    る信号光レベルを検出する、信号光レベル検出工程と、 該信号光レベルに基づいて前記光増幅手段の利得を制御
    する、利得制御工程とを備えていることを特徴とする光
    増幅器利得制御方法。
22. 【請求項２２】 前記信号光レベル検出工程は、 前記増幅光信号を光波長に関しスペクトル分析する第１
    の分析工程と、 該第１の分析工程の結果得られる増幅信号光スペクトル
    から信号光レベルを検出する工程とを備えていることを
    特徴とする請求項２１記載の光増幅器利得制御方法。
23. 【請求項２３】 前記光増幅器利得制御方法は、さら
    に、 前記第１の分析工程の結果得られる信号から前記増幅出
    力成分の有無を判定し、前記増幅出力成分が無い場合は
    前記光増幅器をシャットダウンする工程を備えているこ
    とを特徴とする請求項２２記載の光増幅器利得制御方
    法。
24. 【請求項２４】 請求項２３記載の光増幅器利得制御方
    法であって、前記光増幅器利得制御方法は、さらに、 前記入力光信号のパワーを検出し、前記増幅出力成分の
    パワーを用いて前記光増幅器の利得を算出し、該利得が
    予め定められた一定値となるよう前記光増幅手段の利得
    を制御する工程を備えていることを特徴とする請求項２
    ３記載の光増幅器利得制御方法。
25. 【請求項２５】 請求項２４記載の光増幅器利得制御方
    法であって、前記光増幅器利得制御方法は、さらに、 前記入力光信号の有無を検出し、前記入力光信号が有
    り、前記増幅出力成分が無い場合には前記光増幅器をシ
    ャットダウンする工程を備えていることを特徴とする請
    求項２４記載の光増幅器利得制御方法。
26. 【請求項２６】 制御対象である光増幅器から出力され
    る増幅光信号が入力され、前記増幅光信号のうち前記入
    力光信号に対する増幅出力成分である信号光レベルを検
    出する光フィルタと、 該信号光レベルに基づいて前記光増幅手段の利得を制御
    する第１の制御回路とを備えていることを特徴とする光
    増幅器利得制御装置。
27. 【請求項２７】 前記光フィルタは、 前記増幅光信号が入力され、透過光波長が掃引され、第
    １のフィルタ出力信号を出力する第１の波長可変フィル
    タと、 該第１のフィルタ出力信号を用いて、前記増幅光信号の
    うち前記入力光信号に対する増幅出力成分である前記信
    号光レベルを検出する第１の信号光検出回路とを備えて
    いることを特徴とする請求項２６記載の光増幅器利得制
    御装置。
28. 【請求項２８】 前記第１の信号光検出回路は、 前記第１のフィルタ出力信号の第１のピーク光レベルを
    検出する第１のピーク検出回路と、 前記第１のフィルタ出力信号の第１の背景光レベルを検
    出する第１の背景光検出回路とを備えていることを特徴
    とする請求項２７記載の光増幅器利得制御装置。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の光増幅器利得制御装
    置であって、前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記第１のフィルタ出力信号を微分して第１の微分信号
    を出力する第１の微分処理回路と、 前記第１の微分信号から前記入力光信号に対する増幅出
    力成分の有無を判定する信号光判定回路と、 前記第１のピーク光レベルと第１の背景光レベルの差に
    より前記信号光レベルを検出する第１の演算処理回路と
    を備えていることを特徴とする請求項２８記載の光増幅
    器利得制御装置。
30. 【請求項３０】 請求項２９記載の光増幅器利得制御装
    置であって、前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記信号光判定回路による信号光有無の判定結果に基づ
    いて、前記入力光信号に対する増幅出力成分がない場合
    には、光増幅回路の動作を停止させる光増幅停止回路を
    備えていることを特徴とする請求項２９記載の光増幅器
    利得制御装置。
31. 【請求項３１】 請求項２７乃至請求項３０のいずれか
    の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、
    前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号に対する増幅出力成分のレベルが一定と
    なるように、光増幅回路の出力を制御する光増幅制御回
    路を備えていることを特徴とする請求項２７乃至請求項
    ３０のいずれかの請求項に記載された光増幅器利得制御
    装置。
32. 【請求項３２】 請求項２８乃至３１のいずれかの請求
    項に記載された光増幅器利得制御装置であって、前記光
    増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号が入力され、透過光波長が掃引され、第
    ２のフィルタ出力信号を出力する第２の波長可変フィル
    タと、 該第２のフィルタ出力信号を用いて、前記入力光信号レ
    ベルを検出する第２の信号光検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号を微分して第２の微分信号
    を出力する第２の微分処理回路と、 前記第２の微分信号から前記入力信号光の有無を判定す
    る入力信号光判定回路とを備えていることを特徴とする
    請求項２８乃至請求項３１のいずれかの請求項に記載さ
    れた光増幅器利得制御装置。
33. 【請求項３３】 請求項３２記載の光増幅器利得制御装
    置であって、 前記第２の信号光検出回路は、 前記第２のフィルタ出力信号のピーク光レベルを検出す
    る第２のピーク検出回路と、 前記第２のフィルタ出力信号から第２の背景光レベルを
    検出する第２の背景光検出回路とを備えていることを特
    徴とする請求項３２記載の光増幅器利得制御装置。
34. 【請求項３４】 請求項３３記載の光増幅器利得制御装
    置であって、前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記入力光信号レベルと前記第２の背景光レベルの差を
    出力する第２の演算処理回路とを備えていることを特徴
    とする請求項３３記載の光増幅器利得制御装置。
35. 【請求項３５】 前記制御回路は、さらに、前記信号光
    検出回路の出力が入力され、前記光増幅回路へ入力され
    る信号光の信号光レベルと前記増幅信号光のレベルとの
    比から前記光増幅回路の利得を算出し、該利得が一定と
    なるように前記光増幅回路を制御する光増幅制御回路を
    含んでいることを特徴とする請求項３２乃至請求項３４
    のいずれかに記載された光増幅器利得制御装置。
36. 【請求項３６】 請求項３２乃至請求項３５のいずれか
    の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、
    前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 第２の微分処理回路における入力信号光の有無の判定結
    果に基づいて、入力信号光がない場合には、前記光増幅
    回路を停止させる光増幅停止回路を備えていることを特
    徴とする請求項３２乃至請求項３５のいずれかの請求項
    に記載された光増幅器利得制御装置。
37. 【請求項３７】 請求項３２乃至請求項３６のいずれか
    の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、
    前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
    における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
    れぞれの判定結果に基づき、入力信号光または増幅信号
    光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増幅
    停止回路を備えていることを特徴とする請求項３２乃至
    請求項３６のいずれかの請求項に記載された光増幅器利
    得制御装置。
38. 【請求項３８】 請求項３２乃至請求項３７のいずれか
    の請求項に記載された光増幅器利得制御装置であって、
    前記光増幅器利得制御装置は、さらに、 前記第１の微分処理回路および前記第２の微分処理回路
    における入力信号光の有無および増幅信号光の有無のそ
    れぞれの判定結果に基づき、入力信号光があって増幅信
    号光がない場合には、前記光増幅回路を停止させる光増
    幅停止回路を備えていることを特徴とする請求項３２乃
    至請求項３７のいずれかの請求項に記載された光増幅器
    利得制御装置。