JPH10335722A - 光増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低消費電力であって、温度変化に伴う利得特
性の変化が小さい光増幅器を提供する。 【解決手段】 ＥＤＦ２１、ＷＤＭカプラ４１、光アイ
ソレータ４３、可変光減衰器６１、ＥＤＦ２２、ＥＤＦ
２３、ＷＤＭカプラ５１および信号光出力分岐カプラ５
３がこの順に縦続配置されている。ＥＤＦ２１〜２３の
温度はサーミスタ３１および制御回路７１により検出さ
れ、その温度に応じた制御信号が制御回路７１から出力
され、可変光減衰器６１の透過特性は制御信号により制
御される。光増幅器の利得は、ＥＤＦ２１〜２３におけ
る利得と可変光減衰器６１における透過ロスとを総合し
たものとなり、温度変化に基づく総合利得の変化が緩和
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＷＤＭ方式の光伝
送システムにおいて多波長の信号光を一括増幅する光増
幅器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信の大容量高速化に伴い、波長分割
多重（ＷＤＭ : Wavelength DivisionMultiplex）伝送
方式に関する研究・開発がなされている。このＷＤＭ伝
送方式において、最も重要な光素子の１つが、多波長の
信号光を一括増幅する光増幅器である。この光増幅器の
１つとして、従来より、Ｅｒ（エルビウム）元素が添加
された増幅性光ファイバ（ＥＤＦ: Er-Doped Fiber）を
用いた光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ: Er-Doped Fiber A
mplifier）が用いられている。

【０００３】この光増幅器は、光伝送システムにおいて
各中継器それぞれに設けられるものであるから、その利
得特性（利得偏差、利得傾き）が悪いと、多波長信号光
のうち或る波長の信号光は充分な強度で受信局に到達し
ても、他の波長の信号光は強度が弱くなることがあり、
その強度が弱い波長の信号光の受信に誤りが生じること
がある。したがって、光増幅器は、信号光波長帯域にお
いて良好な利得特性を有するよう設計・製造される。

【０００４】しかし、光増幅器の利得特性は温度によっ
ても変化することから、或温度において良好な利得特性
となるよう光増幅器が設計・製造されたものであって
も、使用時の温度が変化すると、その利得特性が悪くな
る。このような問題を解消すべく、光増幅器の利得特性
の維持を図る技術が幾つか知られている。

【０００５】例えば、特開平４−１１７９４号公報に開
示されている技術によれば、ペルチエ素子等の温度制御
デバイスを用いて、光増幅器を構成する増幅性光ファイ
バ等の温度を一定に制御することにより、光増幅器の利
得特性の維持を図っている。また、特開平５−８２８７
３号公報に開示されている技術によれば、光増幅器を構
成する増幅性光ファイバを短くすることにより、温度変
化に対する利得特性の変化を小さくしている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例それぞれは以下のような問題点がある。すなわち、
特開平４−１１７９４号公報に記載されている技術で
は、ペルチエ素子等の温度制御デバイスを用いることか
ら、消費電力が大きいという問題点がある。試算によれ
ば、ペルチエ素子１個当たりの消費電力は５Ｗ程度増加
することになり、これに伴い生ずる発熱を放出するに
は、光増幅器を納める筐体を大きくする必要がある。

【０００７】また、特開平５−８２８７３号公報に記載
されている技術では、利得の絶対値の変化は小さくなる
ものの、利得の波長特性は変化するので、利得偏差が小
さいことが要求されるＷＤＭ伝送や、利得傾きが小さい
ことが要求される光アナログ伝送では、伝送特性が悪く
なる。

【０００８】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、低消費電力であって、温度変化に伴う
利得特性の変化が小さい光増幅器を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光増幅器
は、(1) 励起光が供給されているときに入射した信号光
を増幅して出力する光導波路と、(2) 光導波路と実質的
に縦続接続され、信号光を所定の透過特性で透過させる
透過素子と、(3) 励起光を出力し光導波路に供給する励
起手段と、(4) 光導波路またはその近傍の温度を検出す
る温度検出手段と、(5) 温度検出手段により検出された
温度に基づいて透過素子の透過特性を制御する制御手段
と、を備えることを特徴とする。

【００１０】この光増幅器に入力した信号光は、光導波
路および透過素子を経て出力される。このとき、光導波
路は、励起手段により励起光が供給されて信号光を増幅
し、透過素子は、制御手段により制御された透過特性で
信号光を透過させる。また、この透過素子の透過特性
は、温度検出手段により検出された光導波路またはその
近傍の温度に基づいて制御される。したがって、この光
増幅器は、透過素子における透過ロスと光導波路におけ
る利得とを総合した利得を有するものとなり、温度変化
に基づく総合利得の変化が緩和される。

【００１１】また、光導波路は光ファイバであることを
特徴とする。この場合には、光ファイバ線路との接続損
が少ない。また、光導波路は、光増幅作用を奏する物質
としてＥｒ元素が添加されていることを特徴とする。こ
の場合には、光通信において最も多用されている波長
１．５５μｍ帯の信号光が増幅される。

【００１２】また、透過素子は、光導波路の前段または
途中に設けられ、透過ロスの波長依存性が一様であって
透過ロスの大きさが可変である透過特性を有する可変光
減衰器であることを特徴とする。この場合には、温度が
変化すると、光導波路に入力する全信号光の強度が変化
し、その結果、光導波路における反転分布が改善され、
光増幅器の利得特性も改善される。

【００１３】また、透過素子は、共振器長が可変であ
り、その共振器長に応じた透過特性を有するファブリペ
ロ共振器であることを特徴とする。この場合には、温度
の変化に伴う光導波路における利得の変化は、ファブリ
ペロ共振器における透過特性の変化により打ち消され、
その結果、光増幅器の利得特性が改善される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。尚、図面の説明におい
て同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省
略する。また、本発明は、光増幅器の１つである光ファ
イバ増幅器について説明する。

【００１５】（第１の実施形態）先ず、第１の実施形態
について説明する。図１は、第１の実施形態に係る光フ
ァイバ増幅器の構成図である。

【００１６】この光ファイバ増幅器では、アルミ製ボビ
ン１１，１２および１３それぞれに巻かれたＥＤＦ２
１，２２および２３それぞれがこの順に実質的に縦続接
続されている。アルミ製ボビン１１，１２および１３そ
れぞれは、順に重ねられ密着してネジ止めされている。

【００１７】ＥＤＦ２１は、所定波長の励起光が供給さ
れているときに、その入力端に入力した信号光（波長
１．５５μｍ帯）を増幅し、その増幅された信号光を出
力端に出力する。ＥＤＦ２１の出力端にはＷＤＭカプラ
４１が接続されている。このＷＤＭカプラ４１は、励起
用光源（例えば、半導体レーザ光源）４２から出力され
光ファイバ８１を経て到達した励起光を入力して、その
励起光をＥＤＦ２１に供給するとともに、ＥＤＦ２１か
ら出力された信号光を光アイソレータ４３に向けて出力
する。光アイソレータ４３は、ＷＤＭカプラ４１から出
力され光ファイバ８２を経て到達した光を可変光減衰器
６１の方向に通過させるが、その逆の方向には光を遮断
するものである。また、可変光減衰器６１は、可変の透
過特性を有するものであり、光アイソレータ４３から出
力され光ファイバ８３を経て到達した信号光を、その透
過特性に応じた透過ロスを与えて透過させる。そして、
この可変光減衰器６１の出力端は、ＥＤＦ２２の入力端
に接続されている。

【００１８】ＥＤＦ２２およびＥＤＦ２３それぞれは、
互いに縦続接続されている。これらは、所定波長の励起
光が供給されているときに、ＥＤＦ２２の入力端に入力
した信号光を増幅し、その増幅された信号光をＥＤＦ２
３の出力端に出力する。ＥＤＦ２３の出力端にはＷＤＭ
カプラ５１が接続されている。このＷＤＭカプラ５１
は、励起用光源（例えば、半導体レーザ光源）５２から
出力され光ファイバ９１を経て到達した励起光を入力し
て、その励起光をＥＤＦ２３および２２それぞれに供給
するとともに、ＥＤＦ２３から出力された信号光を信号
光出力分岐カプラ５３に向けて出力する。信号光出力分
岐カプラ５３は、ＷＤＭカプラ５１から出力され光ファ
イバ９２を経て到達した信号光を入力し、その一部を分
岐してフィードバック回路５４に向けて出力するととも
に、残部を光ファイバ増幅器の出力信号光として光ファ
イバ９３を経て出力する。

【００１９】フィードバック回路５４は、信号光出力分
岐カプラ５３から出力され光ファイバ９４を経て到達し
た信号光を受光して、その光強度を検出し、その検出さ
れた光強度に基づいて、励起用光源５２から出力される
励起光の強度を制御する。すなわち、ＷＤＭカプラ５
１、信号光出力分岐カプラ５３、フィードバック回路５
４および励起用光源５２からなるフィードバックループ
は、光ファイバ増幅器から出力される信号光の強度を一
定に維持する。

【００２０】また、アルミ製ボビン１３の表面には、サ
ーミスタ３１が接着されている。サーミスタ３１は、そ
の抵抗値が温度に依存して変化するものである。このサ
ーミスタ３１の出力端子は、制御回路７１の入力端子に
接続されている。この制御回路７１は、サーミスタ３１
により測定された温度に基づいて、可変光減衰器６１の
透過特性を制御するものである。

【００２１】制御回路７１は、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４ならび
にオペアンプＡ１およびＡ２からなる。抵抗器Ｒ１およ
びサーミスタ３１は縦続接続されており、抵抗器Ｒ１の
他端には＋５Ｖの電圧が印加されており、サーミスタ３
１の他端には−５Ｖの電圧が印加されている。オペアン
プＡ１の＋入力端子は、抵抗器Ｒ１とサーミスタ３１と
の接続点に接続されており、また、その−入力端子は、
自己の出力端子と直接に接続されている。オペアンプＡ
２の−入力端子は、抵抗器Ｒ２を介してオペアンプＡ１
の出力端子に接続され、また、抵抗器Ｒ３を介して自己
の出力端子にも接続されている。オペアンプＡ２の＋入
力端子は、抵抗器Ｒ４を介して−２．７７Ｖの電圧が印
加されている。制御回路７１は、このオペアンプＡ２の
出力端子から出力された信号を、可変光減衰器６１の透
過特性を制御するための制御信号として出力する。

【００２２】以上のように構成される光ファイバ増幅器
は、以下のように作用する。励起用光源４２から出力さ
れた励起光がＷＤＭカプラ４１を経てＥＤＦ２１に供給
され、また、励起用光源５２から出力された励起光がＷ
ＤＭカプラ５１を経てＥＤＦ２３および２２それぞれに
供給される。また、ＥＤＦ２１〜２３の周辺温度の変化
に伴うサーミスタ３１の抵抗値の変化は、制御回路７１
により検出され、その温度変化に応じた制御信号が出力
される。

【００２３】このときに光ファイバ増幅器に信号光が入
力すると、その信号光は、先ずＥＤＦ２１により増幅さ
れて出力され、ＷＤＭカプラ４１および光アイソレータ
４３を順に経て、可変光減衰器６１に入力する。可変光
減衰器６１に入力した信号光は、制御回路７１から出力
された制御信号により制御された透過特性に基づいた所
定の透過ロスを受けた後、ＥＤＦ２２に入力する。さら
に、信号光は、ＥＤＦ２２および２３それぞれを伝搬す
る際に増幅され出力され、ＷＤＭカプラ５１を経て、信
号光出力分岐カプラ５３に入力する。

【００２４】信号光出力分岐カプラ５３に入力した信号
光は、その殆どが光ファイバ増幅器の出力として出力さ
れ、一部がフィードバック回路５４に入力して、その光
強度が検出される。励起用光源５２から出力される励起
光の強度は、このフィードバック回路５４により検出さ
れる信号光の強度が一定になるよう制御され、その励起
光は、ＷＤＭカプラ５１を介してＥＤＦ２３および２２
それぞれに供給される。すなわち、光ファイバ増幅器か
ら出力される信号光の強度は一定に維持される。

【００２５】このように、ＥＤＦ２１〜２３近傍の温度
は、サーミスタ３１の抵抗値の変化として制御回路７１
により検出され、可変光減衰器６１の透過ロスは、制御
回路７１から出力される制御信号により制御され、信号
光は、この可変光減衰器６１により所定の透過ロスを受
けるので、温度変化に因る光ファイバ増幅器の利得特性
の変化は抑制される。

【００２６】次に、本実施形態に係る光ファイバ増幅器
のより具体的な実施例と実験結果について説明する。

【００２７】ここで用いたＥＤＦ２１，２２および２３
それぞれは、各添加元素の濃度、１．５３μｍ吸収ピー
クおよび長さが次の表に記載した値のものである。

【００２８】

【表１】

【００２９】サーミスタ３１の抵抗値Ｒ（ｋΩ）は、温
度Ｔ（Ｋ）の関数として、

【００３０】

【数１】 なる式で表され、ここで、Ｒ0 は、１０ｋΩであり、Ｂ
は、３４００Ｋであり、Ｔ0 は、２９８Ｋであるものと
する。

【００３１】励起用光源４２は、波長０．９８μｍのレ
ーザ光を出力する半導体レーザ光源であり、ＥＤＦ２１
に供給される励起光の強度を４０ｍＷとする。また、励
起用光源５２は、波長１．４８μｍのレーザ光を出力す
る半導体レーザ光源である。

【００３２】可変光減衰器６１として、サンテック社製
ＯＶＡ−６１０を用いた。図２は、この場合の制御信号
の電圧値と透過ロス（挿入損失）との関係を示すグラフ
である。この図に示すように、透過ロスのｄＢ値は、制
御信号の電圧値に対して略線形関係にある。また、制御
信号の電圧値が−３Ｖ或いはこれより僅かに大きい値で
あるときに、透過ロスは小さい。したがって、ここで
は、この透過ロスが小さい範囲において可変光減衰器６
１を使用する。

【００３３】制御回路７１における抵抗器Ｒ１の抵抗値
は４ｋΩであり、抵抗器Ｒ２の抵抗値は２０ｋΩであ
り、抵抗器Ｒ３の抵抗値は１ｋΩであり、抵抗器Ｒ４の
抵抗値は２０ｋΩである。

【００３４】この光ファイバ増幅器に入力する信号光
は、波長１５４４ｎｍから１５５８ｎｍまでの２ｎｍ刻
みの８波ＷＤＭ信号であり、各波長それぞれの強度が−
２０ｄＢｍであり、全信号光強度が−１１ｄＢｍであ
る。

【００３５】以上のように構成される光ファイバ増幅器
では、制御回路７１から出力され可変光減衰器６１に入
力される制御信号の電圧値は、ＥＤＦ２１〜２３の各温
度に対して、図３に示す関係となる。したがって、ＥＤ
Ｆ２１〜２３の各温度に対する可変光減衰器６１におけ
る透過ロス（挿入損失）は、図２および図３から得られ
る。すなわち、例えば、ＥＤＦ２１〜２３の温度が２５
℃〜７５℃の範囲で変化するときには、制御回路７１か
ら出力される制御信号の電圧値は、略−３．０Ｖ〜−
２．８Ｖの範囲で変化し（図３）、可変光減衰器６１に
おける透過ロス（挿入損失）は、略１．３ｄＢ幅の範囲
で変化する（図２）。

【００３６】図４は、ＥＤＦ２１〜２３の温度が２５℃
および７５℃それぞれである場合における光ファイバ増
幅器の利得特性を示すグラフである。また、この図で
は、温度７５℃の場合の利得特性については、可変光減
衰器６１の非使用時および使用時それぞれの場合を示し
ている。

【００３７】この図から判るように、光ファイバ増幅器
から出力される全信号光の強度は、温度２５℃の場合
（白丸印）、可変光減衰器６１非使用時で温度７５℃の
場合（白三角印）、および、可変光減衰器６１使用時で
温度７５℃の場合（黒三角印）のそれぞれで互いに略一
致している。すなわち、可変光減衰器６１の使用の有無
に拘わらず、光ファイバ増幅器から出力される全信号光
の強度は、温度が変化しても一定に維持される。これ
は、励起用光源５２から出力されＥＤＦ２３および２２
それぞれに供給される励起光の強度が、フィードバック
回路５４等の作用により、温度２５℃のときに７０ｍＷ
であったものが、温度７５℃のときに７７ｍＷになるか
らである。

【００３８】しかし、可変光減衰器６１非使用時の光フ
ァイバ増幅器の利得偏差（各信号光間における利得の最
大値と最小値との差）は、温度２５℃の場合には０．３
４ｄＢであるのに対して、温度７５℃の場合には１．３
６ｄＢとなる。すなわち、可変光減衰器６１非使用時に
は、温度が２５℃から７５℃に上昇することにより、光
ファイバ増幅器の利得特性は大きく劣化する。これに対
して、可変光減衰器６１使用時における温度７５℃の場
合の利得偏差は０．７９ｄＢである。すなわち、可変光
減衰器６１を使用することにより、温度変化に基づく光
ファイバ増幅器の利得特性の劣化は緩和されている。

【００３９】可変光減衰器６１の使用に依る光ファイバ
増幅器の利得特性の改善は、以下のように説明すること
ができる。すなわち、ＥＤＦ２１〜２３の温度が２５℃
から７５℃へ上昇するのに伴い、制御回路７１により制
御された可変光減衰器６１における透過ロスが１．３ｄ
Ｂ程度増加し、その後段に位置するＥＤＦ２２および２
３それぞれに入力する信号光の強度は小さくなる。そし
て、その結果、ＥＤＦ２２および２３における反転分布
が改善され、利得特性も改善される。

【００４０】なお、可変光減衰器６１により信号光が透
過ロスを受けるので、その透過ロス分を補うべくＥＤＦ
２２および２３における利得を大きくする必要があるこ
とから、励起用光源５２から出力されＥＤＦ２３および
２２それぞれに供給される励起光の強度は８５ｍＷに増
加する。

【００４１】次に、本実施形態に係る光ファイバ増幅器
の消費電力を、特開平４−１１７９４号公報に記載され
た従来技術の場合と比較する。従来技術では、励起用光
源４２の消費電力が高々０．２Ａであり、励起用光源５
２の消費電力が高々０．６Ａであり、ペルチエ素子１個
当たりの消費電流が約１Ａであり、その他の回路部分に
おける消費電流をも考慮すると、単一５Ｖ電源で駆動す
るとすれば、ペルチエ素子を使用することにより、光フ
ァイバ増幅器の消費電力は、１４．５Ｗから５Ｗ増加し
て１９．５Ｗとなる。これに対して、本実施形態に係る
光ファイバ増幅器では、制御回路７１で消費電流が高々
０．０５Ａ増加するに留まる。

【００４２】（第２の実施形態）次に、第２の実施形態
について説明する。図５は、第２の実施形態に係る光フ
ァイバ増幅器の構成図である。本実施形態に係る光ファ
イバ増幅器は、第１の実施形態の場合と比較して、可変
光減衰器６１に替えてファブリペロ共振器６２が設けら
れている点で異なり、また、制御回路７１に替えてファ
ブリペロ共振器６２の共振器長を制御する制御回路７２
が設けられている点で異なる。なお、図１中の符号と同
じ符号を付した他の構成要素は、第１の実施形態におけ
るものと同様のものである。

【００４３】図６は、ファブリペロ共振器６２の構成図
である。このファブリペロ共振器６２は、その筐体９１
の中に２つの光学結晶９２および９３それぞれがピエゾ
素子９４に固定されて構成されている。光学結晶９２お
よび９３は、互いに平行に配されていて共振器を構成し
ており、その共振器長は、制御回路７２から出力されピ
エゾ素子９４に印加される制御信号の電圧値に応じて変
化する。

【００４４】光アイソレータ４３から出力され光ファイ
バ８２を経てその出力端から出力された信号光は、レン
ズ９５、ファブリペロ共振器６２およびレンズ９６を順
に経て、ＥＤＦ２２の入射端に入力する。このとき、フ
ァブリペロ共振器６２における信号光の透過特性Ｔは、

【００４５】

【数２】 で表される。ここで、λは、信号光の波長であり、Ｒ
は、ファブリペロ共振器６２の電力反射率であり、θ
は、光学結晶９２への信号光の入射角であり、ｎは、光
学結晶９２と９３と間の空間にある媒質の屈折率であ
り、ｄは、ファブリペロ共振器６２の共振器長である。
これらのうち、電力反射率Ｒ，入射角θおよび屈折率ｎ
は固定値であり、したがって、透過特性Ｔは、信号光波
長λおよび共振器長ｄの関数である。

【００４６】ファブリペロ共振器６２の共振器長ｄは、
制御回路７２から出力される制御信号により制御され、
また、この制御信号の電圧値は、サーミスタ３１により
検出されたＥＤＦ２１〜２３の温度に応じたものであ
る。したがって、共振器長ｄは、ＥＤＦ２１〜２３の温
度に応じて変化する。

【００４７】本実施形態では、電力反射率Ｒを０．０７
とし、入射角θを０度とし、屈折率ｎを１とした。ま
た、温度２５℃で共振器長ｄが４０．６７８μｍとな
り、温度７５℃で共振器長ｄが４０．７５７μｍとなる
よう、制御回路７２から出力されピエゾ素子９４に印加
される制御信号の電圧値を調整した。図７は、このファ
ブリペロ共振器６２の透過特性を示すグラフである。こ
の図に示すように、ファブリペロ共振器６２の透過ロス
は、信号光波長λに対して約３０ｎｍの周期で変化す
る。また、温度２５℃の場合には、信号光波長１５５０
ｎｍ付近で透過ロスがピークであったものが、温度７５
℃の場合には、信号光波長１５５３ｎｍ付近で透過ロス
がピークとなる。すなわち、温度７５℃の場合の透過ロ
スは、温度２５℃の場合の透過ロスを波長軸の正方向
（図において右方向）に約３ｎｍシフトしたものとな
る。

【００４８】図８は、ＥＤＦ２１〜２３の温度が２５℃
および７５℃それぞれである場合における光ファイバ増
幅器の利得特性を示すグラフである。この図から判るよ
うに、光ファイバ増幅器から出力される全信号光の強度
は、温度２５℃の場合（白丸印）および温度７５℃の場
合（白三角印）のそれぞれで互いに略一致している。す
なわち、光ファイバ増幅器から出力される全信号光の強
度は、温度が変化しても一定に維持される。なお、本実
施形態では、温度が変化しても、ファブリペロ共振器６
２における全信号光の透過ロスは変化しないので、励起
用光源５２から出力されＥＤＦ２３および２２それぞれ
に供給される励起光の強度は７７ｍＷのままである。ま
た、光ファイバ増幅器の利得偏差は、温度２５℃の場合
には０．２５ｄＢであるのに対して、温度７５℃の場合
には０．２７ｄＢとなり、温度変化に基づく光ファイバ
増幅器の利得特性の劣化は緩和されている。

【００４９】ファブリペロ共振器６２の使用に依る光フ
ァイバ増幅器の利得特性の改善は、以下のように説明す
ることができる。すなわち、ＥＤＦ２１〜２３の温度が
２５℃から７５℃へ上昇するのに伴い、制御回路７２に
より制御されたファブリペロ共振器６２における透過ロ
スがシフトする。この透過ロスのシフトは、ＥＤＦ２１
〜２３それぞれにおける利得特性の変化を打ち消すよう
に作用し、その結果、光ファイバ増幅器の利得特性が改
善される。

【００５０】なお、本実施形態に係る光ファイバ増幅器
でも、制御回路７２で消費電流が高々０．０５Ａ増加
し、また、ファブリペロ共振器６２中のピエゾ素子９４
で消費電流が高々０．００１Ａ増加するのに留まり、消
費電力の増加は極めて僅かである。

【００５１】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。上記実施形態の説明
では、光増幅器として、ＥＤＦを用いた光ファイバ増幅
器について説明したが、これに限られるものではない。
例えば、光増幅作用を有する物質としてＥｒ元素以外の
希土類元素（例えば、Ｎｄ（ネオジウム）元素、Ｐｒ
（プラセオジウム）元素、等）が添加された光ファイバ
を用いたものであってもよいし、光ファイバではなく平
面型光導波路を用いたものであってもよい。

【００５２】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
よれば、光増幅器に入力した信号光は、光導波路および
透過素子を経て出力されるが、このとき、光導波路は、
励起手段により励起光が供給されて信号光を増幅し、透
過素子は、制御手段により制御された透過特性で信号光
を透過させる。また、この透過素子の透過特性は、温度
検出手段により検出された光導波路またはその近傍の温
度に基づいて制御される。したがって、この光増幅器
は、透過素子における透過ロスと光導波路における利得
とを総合した利得を有するものとなり、温度変化に基づ
く総合利得の変化が緩和される。

【００５３】また、光導波路は光ファイバである場合に
は、光ファイバ線路との接続損が少ない。また、光導波
路は光増幅作用を奏する物質としてＥｒ元素が添加され
ている場合には、光通信において最も多用されている波
長１．５５μｍ帯の信号光が増幅される。

【００５４】また、透過素子は、光導波路の前段または
途中に設けられ、透過ロスの波長依存性が一様であって
透過ロスの大きさが可変である透過特性を有する可変光
減衰器である場合には、温度が変化すると、光導波路に
入力する全信号光の強度が変化し、その結果、光導波路
における反転分布が改善され、光増幅器の利得特性も改
善される。

【００５５】また、透過素子は、共振器長が可変であ
り、その共振器長に応じた透過特性を有するファブリペ
ロ共振器である場合には、温度の変化に伴う光導波路に
おける利得の変化は、ファブリペロ共振器における透過
特性の変化により打ち消され、その結果、光増幅器の利
得特性が改善される。

【００５６】以上のように、本発明によれば、温度が変
化したとしても、光増幅器の利得の変化を小さくするこ
とができる。また、消費電力の増加を抑えることがで
き、これに伴い、筐体サイズやコストをも抑えることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。

【図２】可変光減衰器６１における制御信号の電圧値と
透過ロス（挿入損失）との関係を示すグラフである。

【図３】ＥＤＦ２１〜２３の温度と制御回路７１から出
力される制御信号の電圧値との関係を示すグラフであ
る。

【図４】第１の実施形態において、ＥＤＦ２１〜２３の
温度が２５℃および７５℃それぞれである場合における
光ファイバ増幅器の利得特性を示すグラフである。

【図５】第２の実施形態に係る光ファイバ増幅器の構成
図である。

【図６】ファブリペロ共振器６２の構成図である。

【図７】ファブリペロ共振器６２の透過特性を示すグラ
フである。

【図８】第２の実施形態において、ＥＤＦ２１〜２３の
温度が２５℃および７５℃それぞれである場合における
光ファイバ増幅器の利得特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１１〜１３…アルミ製ボビン、２１〜２３…ＥＤＦ、３
１…サーミスタ、４１…ＷＤＭカプラ、４２…励起用光
源、４３…光アイソレータ、５１…ＷＤＭカプラ、５２
…励起用光源、５３…信号光出力分岐カプラ、５４…フ
ィードバック回路、６１…可変光減衰器、６２…ファブ
リペロ共振器、７１，７２…制御回路、Ａ１，Ａ２…オ
ペアンプ、Ｒ１〜Ｒ４…抵抗器。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 励起光が供給されているときに入射した
   信号光を増幅して出力する光導波路と、 前記光導波路と実質的に縦続接続され、前記信号光を所
   定の透過特性で透過させる透過素子と、 前記励起光を出力し前記光導波路に供給する励起手段
   と、 前記光導波路またはその近傍の温度を検出する温度検出
   手段と、 前記温度検出手段により検出された温度に基づいて前記
   透過素子の透過特性を制御する制御手段と、 を備えることを特徴とする光増幅器。
2. 【請求項２】 前記光導波路は光ファイバである、こと
   を特徴とする請求項１記載の光増幅器。
3. 【請求項３】 前記光導波路は、光増幅作用を奏する物
   質としてＥｒ元素が添加されている、ことを特徴とする
   請求項１記載の光増幅器。
4. 【請求項４】 前記透過素子は、前記光導波路の前段ま
   たは途中に設けられ、透過ロスの波長依存性が一様であ
   って透過ロスの大きさが可変である透過特性を有する可
   変光減衰器である、ことを特徴とする請求項１記載の光
   増幅器。
5. 【請求項５】 前記透過素子は、共振器長が可変であ
   り、その共振器長に応じた透過特性を有するファブリペ
   ロ共振器である、ことを特徴とする請求項１記載の光増
   幅器。