JPH11121849A - 光通信装置における光増幅器 - Google Patents

光通信装置における光増幅器

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JPH11121849A
JPH11121849A JP9285905A JP28590597A JPH11121849A JP H11121849 A JPH11121849 A JP H11121849A JP 9285905 A JP9285905 A JP 9285905A JP 28590597 A JP28590597 A JP 28590597A JP H11121849 A JPH11121849 A JP H11121849A
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light source
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light
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Chihiro Ooshima
千裕 大嶋
Susumu Kinoshita
進 木下
Terumi Chikama
輝美 近間
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】増幅媒体への励起光の供給量を変化させる機能
を有し、小型で、励起光源の発熱による影響が少ない光
増幅器を提供する。 【解決手段】励起光源から供給される励起光の出力レベ
ルを可変光減衰器１３を用いて変化させる。可変光減衰
器１３は、可変光減衰器駆動回路１４によって制御され
る。また、増幅媒体１１を含む部分から励起光源を含む
部分を分離して配置することにより、励起光源から発せ
られる熱の影響が増幅媒体１１に悪影響を与えることを
防ぐことが出来る。更に、励起光源を含む部分を別体と
して構成し、励起光源を必要に応じて追加接続可能なよ
うに構成することにより、光伝送システムのアップグレ
ード時に容易に対応することが出来る。複数の増幅媒体
１１を含む部分をパッケージ化することにより、光増幅
器を小型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置におけ
る光増幅器の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、波長分割多重伝送システム（ＷＤ
Ｍ伝送システム；Wavelength Division Mutiplexing ）
の導入により、例えば、送信端局では信号チャネル数の
増加に伴いポストアンプの使用台数が増えるなどし、光
送信装置にしめる光増幅器のスペースが増大しており、
光増幅器の小型化・集積化が望まれている。
【０００３】また、光増幅器では、励起光源にレーザダ
イオード（ＬＤ）を使用し、この励起ＬＤから発生する
熱を放熱するための部品が励起光源に付随し、光増幅器
内に配置されていた。これらは、光増幅器を構成する部
品の中では非常に大きく、光増幅器の小型化の障害にな
っていた。そこで、光増幅器から、励起光源を分離し、
励起光源とその駆動回路等、励起光源として使用するの
に必要な構成要素を１つにまとめて励起光源部とするこ
とが考えられた。
【０００４】図２３は、従来の励起光源部の構成を示す
図である。図２３に示されるように、励起光源部の形態
として３種類が考えられる（ただし、図２３（ａ）は励
起ＬＤを４つ接続した場合の図である）。このうち、図
２３（ｃ）はシエナ（ＣＩＥＮＡ）社のＷＤＭシステム
（カタログ、ＣＩＥＮＡＭｕｌｔｉＷａｖｅ Ｌｉｎｅ
Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｂｌｏｃｋ Ｄｉａｇｒａｍ
参照）が採用している。
【０００５】図２３（ａ）〜（ｃ）において、１は励起
光源を駆動するための回路、２、３、４、５、８は励起
光源、６は偏波合成素子（ＰＢＳ；Polarization Beam
Splitter）、７は波長多重（ＷＤＭ）カプラ、９は励起
光を分波するための分波器、１０は励起光を合波して分
波するための合分波器である。
【０００６】図２３（ａ）において、４つある励起光源
駆動回路１によって、それぞれ対応する励起光源２、
３、４、５が駆動され（例えば、電流が供給され）、励
起光源２、３、４、５はそれぞれ光を出力する。励起光
源２、３、４、５のそれぞれから出力される光は直線偏
光した状態で出力される。しかし、励起光源２、３の出
力波長はほぼ等しく設定可能であるが、偏波が異なって
しまう。そこで、このように、波長はほぼ等しいが偏波
の異なる光を偏波合成素子６により偏波合成して使用す
る。また、励起光源４、５は励起光源２、３と同様であ
るが、出力波長は励起光源２、３とは異なってしまって
いるとしている。これは、励起光源２、３と同じものを
励起光源４、５として使ったとしても製造時のばらつき
により波長が必ずしも一致しないことを示している。偏
波合成された励起光源２、３の励起光と励起光源４、５
の励起光は、ＷＤＭカプラ７により合波される。ＷＤＭ
カプラによって合波された光は、その先にある光増幅媒
体、例えば、エルビウム・ドープ・ファイバ（Erbium D
oped Fiber；ＥＤＦ）に送られて、光信号を増幅するた
めの励起光として使用される。ここで、ＷＤＭカプラと
は、波長多重された信号光と特定の波長を有する励起光
とを合波するので、特に、このように呼ぶが、実際に
は、通常の光カプラであればよい。
【０００７】この構成は、１つの励起光源では光増幅媒
体に十分な増幅作用を与えることができない場合に採用
される構成であり、複数の励起光源を設けることによっ
て、より大出力の励起光を得るようにしている。
【０００８】図２３（ｂ）の励起光源部は、１つの励起
光源駆動回路１、１つの励起光源８、及び励起光源８か
らの励起光を分波する分波器９とからなっている。この
構成は、励起光源が複数の光増幅媒体（不図示）に励起
光を供給するのに十分な出力を持っている場合に採用す
ることができる構成で、単一の波長及び単一の偏波を有
する１つの励起光源からの光を供給するので、不図示の
複数の光増幅媒体を同じ特性で作動させることができ
る。
【０００９】図２３（ｃ）の励起光源部は、複数の励起
光源駆動回路１、複数の励起光源８、及びこれらの励起
光源８からの励起光を一旦合波し、更に分波する合分波
器１０とからなっている。この構成は、複数の光増幅媒
体に１つの励起光源部で励起光を供給しようとしたもの
であるが、１つの励起光源８では全ての光増幅器から十
分な増幅作用が得られないため、励起光源８を複数設け
て、より大出力の励起光を得ようとしたものである。た
だし、上記したように、複数の励起光源８には、波長の
ばらつきがある。従って、それぞれの励起光源８をそれ
ぞれの光増幅媒体に対応させて使用すると、励起光源８
の波長の違いにより、それぞれの光増幅媒体の増幅作用
が異なってしまう。そこで、全ての励起光源８の光を一
旦合波して１つの光としてから、これを再び分波して同
じ特性の光をそれぞれの光増幅媒体に励起光として供給
するようにしたものである。
【００１０】なお、以下の説明では、励起光源部、光増
幅媒体、及びその他の制御回路等を全て含んだものを光
増幅器と呼ぶことにする。光増幅器では、利得一定制御
（ＡＧＣ；Auto Gain Control ）や出力レベル一定制御
（ＡＬＣ；Auto Level Control）などの制御で、励起光
の増幅媒体への供給量の制御を行う場合があるが、従
来、光増幅器では励起光源の駆動電流を変化させること
で、励起光源の出力光量を変化させて、増幅媒体への供
給量を変化させていた。
【００１１】ところで、波長多重伝送システム（ＷＤＭ
伝送システム）では、波長の異なる信号光を光増幅器に
より一括して増幅する。ＷＤＭ伝送システムでは、シス
テム運用開始後、多重数を増やして運用を行う場合（ア
ップグレードする場合）がある。多重数を増やして運用
する場合、光増幅器では信号光を増幅するのにより多く
の励起電力が必要で、励起光の光増幅媒体へ供給量を増
やす必要がある。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図２３（ｂ）、（ｃ）
に示した励起光源部では、出力される励起光の出力量は
分波器９、合分波器１０で分波された比率に固定されて
おり、励起光源８の各出力ポートの出力量を任意に変化
させることができない。
【００１３】光増幅器では、光増幅器の励起光源から発
生する熱を放熱するための部品が励起光源に付随し、光
増幅器内に配置されていた。これらは、光増幅器を構成
する部品の中では非常に大きく、光増幅器の小型化の妨
げとなっている。又、発熱体である励起光源としてのＬ
Ｄ、および、その駆動回路を光増幅器内部で密集させる
と過大な温度上昇を招き、特性及び信頼度を低下させる
要因となっている。
【００１４】ＷＤＭ伝送システムにおけるアップグレー
ド時に、これまでは、運用当初に光増幅器に搭載した励
起光源の許容最大出力までしか、励起光を出力させるこ
とができなかった。また、例えば、１６チャネル用のＷ
ＤＭ伝送システムにおいて、運用当初は４チャネルで運
用するとした場合、光増幅器には１６チャネルの増幅に
必要な励起光源が搭載されており、ＷＤＭ伝送システム
導入時の初期投資が大きくなる。
【００１５】光増幅器内に励起光源を内蔵するタイプの
光増幅器が設けられた光通信装置においては、光通信装
置内で発生する熱が放熱しにくく、ファンを設けるな
ど、装置を冷却する必要があり、消費電力が余分に必要
であった。
【００１６】従来、励起光源にＬＤを用い、出力された
スペクトル幅の狭い励起光が、増幅器を構成する光部品
あるいはファイバ接続点において反射して励起ＬＤに戻
り、励起ＬＤの動作を不安定にする結果、光増幅器の動
作が不安定であった。これを防止する上で従来は励起Ｌ
Ｄの出力端にアイソレータを内蔵していたが、これは光
部品をより多く必要とする構成である。
【００１７】従来、一般に用いられている光増幅器で
は、増幅媒体の増幅特性に波長依存性が存在し、また、
励起ＬＤには製造上、波長のばらつきが存在する。この
ため、光増幅器は、励起光の波長のばらつきに起因した
増幅特性のばらつきが存在している。
【００１８】励起光源部と光増幅媒体とをコネクタによ
り接続する光増幅器においては、コネクタの接続がはず
れた場合、警報を発する必要がある。また、外れたコネ
クタから励起光がもれることは、作業者にとって、非常
に危険である。
【００１９】本発明の課題は、増幅媒体への励起光の供
給量を変化させる機能を有し、小型で、励起光源の発熱
による影響が少ない光増幅器を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明の光増幅器の第１
の側面においては、励起光を入力して信号光を増幅する
光増幅器において、入射される励起光の出力レベルの減
衰量を変化させることによって、該光増幅器の増幅特性
を調整する可変光減衰器を備えることを特徴とする。
【００２１】本発明の光増幅器の内、増幅媒体を含む部
分を備える光増幅部は、複数個が１つのパッケージとし
て構成される。本発明の光通信装置は、励起光を発生す
る少なくとも１つの励起光源と、励起光源から発生した
励起光を分波あるいは合波する手段とを備えた励起光源
ユニットと、該励起光源ユニットから供給される励起光
を入力して信号光を増幅する光増幅部からなる光増幅器
を備える光通信装置において、前記励起光源ユニットが
光通信装置内で放熱条件のよい位置に配置されているこ
とを特徴とする。
【００２２】本発明の光増幅器の第２の側面において
は、励起光を発生する励起光源と、複数の励起光を合波
する合波手段とを備えた励起光源ユニットから供給され
る励起光を入力して信号光を増幅する光増幅器におい
て、前記励起光源ユニットは、前記合波手段によって合
波された励起光の偏光面を第１の回転角だけ回転させて
送出し、前記励起光源ユニットと前記光増幅器の他の素
子との接続部において反射され、該励起光源ユニットに
戻ってくる戻り光の偏光面を第２の回転角だけ回転させ
る偏光面回転手段を備え、前記励起光源に、その励起光
源が発生する励起光とは異なる波長の戻り光を入射させ
ることを特徴とする。
【００２３】本発明の光増幅器の第３の側面において
は、励起光を発生する複数の励起光源と、複数の励起光
を合波し、複数に分波する合分波手段を備えた励起光源
ユニットから供給される励起光を入力して信号光を増幅
する光増幅器において、前記励起光源ユニットは、前記
合分波手段から出力される励起光の偏光面を第１の回転
角だけ回転させて送出し、前記励起光源ユニットと前記
光増幅器の他の素子との接続部において反射され、該励
起光源ユニットに戻ってくる戻り光の偏光面を第２の回
転角だけ回転させる偏光面回転手段を備え、前記励起光
源に、その励起光源が発生する励起光とは異なる波長の
戻り光を入射させることを特徴とする。
【００２４】本発明の光増幅器の第４の側面において
は、励起光を発生する励起光源を備える励起光源ユニッ
トと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行う増幅媒体
を備える光増幅部がコネクタにより接続されている光増
幅器において、前記光増幅部は、前記励起光源ユニット
からの励起光の出力レベルを検出することによって、該
コネクタの接続の有無を検知する手段を有することを特
徴とする。
【００２５】本発明の光増幅器の第４の側面において
は、励起光を発生する励起光源を備える励起光源ユニッ
トと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行う増幅媒体
を備える光増幅部がコネクタにより、接続されている光
増幅器において、前記励起光源ユニットは、前記コネク
タ部分からの反射光を検出することにより、該コネクタ
の接続の有無を検知する手段を有することを特徴とす
る。
【００２６】本発明の光増幅器の第５の側面において
は、励起光を発生する励起光源を備える励起光源ユニッ
トと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行う光増幅部
がコネクタにより、接続されている光増幅部において、
該コネクタの接続の有無を検知する手段を有することを
特徴とする。
【００２７】本発明の光増幅ユニットは、別体の励起光
源ユニットからの励起光を入力して信号光を増幅する増
幅媒体を備え、前記励起光源ユニットとコネクタ接続さ
れて光増幅器を構成可能な光増幅ユニットにおいて、前
記増幅媒体に入力される前記励起光のレベルを調整可能
な可変光減衰器を備えることを特徴とする。
【００２８】本発明の励起光源ユニットは、別体の光増
幅ユニットへ出力する励起光を生成する励起光源を備
え、前記光増幅ユニットとコネクタ接続されて光増幅器
を構成可能な励起光源ユニットにおいて、前記光増幅ユ
ニットへ出力する前記励起光のレベルを調整可能な可変
光減衰器を備えることを特徴とする。
【００２９】本発明によれば、従来、一定もしくは光源
自体を制御することによって出力レベルが調整されてき
た励起光は、可変光減衰器によって容易にその出力レベ
ルが調整できるようになり、増幅媒体に適切な強度の励
起光を供給することが出来る。
【００３０】また、励起光源を光増幅部から切り離した
ので、光増幅部を複数個まとめてパッケージとすること
ができ、光増幅器の小型化が図れる。励起光源を光増幅
部と別体としたことにより、別個に放熱条件の良い場所
に配置することが出来、また、光増幅部に熱による影響
を与えることを抑制することができる。
【００３１】励起光源から出力される励起光を励起光源
ユニットから出力する前の段に励起光の偏光面を所定角
度回転させる手段を設けることにより、戻り光による励
起光源の動作不安定を解消することができる。
【００３２】また、本発明により、光増幅器を励起光源
を含む励起光源ユニットと増幅媒体を含む光増幅部とに
分けたことにより、これらを接続するコネクタを必要と
する。しかし、コネクタは、人が作業をしている間に外
れる可能性があり、外れた場合には、励起光の出力が大
きく、また、光ファイバによって集光されているので、
人体に照射されると危険である。そこで、本発明の光増
幅器では、コネクタが接続されているか否かを検出する
手段を設けて、そのような危険な状態が起こらないよう
にする。
【００３３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の原理説明図であ
る。ここでは、光増幅器の励起光源を除いた構成を示し
ている。以後、光増幅器の励起光源を除いた構成を光増
幅部と呼ぶことにする。
【００３４】１１は励起光を注入することにより、信号
光を増幅する増幅媒体である。１２は信号光と励起光を
合波する合波部である。１３は励起光の増幅媒体への供
給量を変化させるための可変光減衰器であり、１４は可
変光減衰器を駆動する可変光減衰器駆動回路である。
【００３５】本実施形態においては、信号光を合波器１
２に入力すると共に、可変光減衰器駆動回路１４によっ
て駆動される可変光減衰器１３によって出力が調整され
た励起光を合波器１２に入力し、合波して増幅媒体１１
に送る。増幅媒体１１は、例えば、エルビウム・ドープ
・ファイバ等である。この励起光によって増幅媒体１１
が励起され、誘導放出を行い、信号光を増幅するように
なる。
【００３６】図１の構成は光増幅部の構成であり、この
ように励起光の出力を可変光減衰器１３によって調整す
ることにより、信号光の光多重度が増えた場合にも、可
変減衰器１３を制御するのみで、十分な増幅作用を得る
ことができる。
【００３７】また、可変光減衰器１３を使って励起光の
出力パワーの制御を行うので、励起光源そのものを制御
する必要がなく、励起光源と光増幅部とを別体として構
成することができ、熱を発する励起光源を熱の影響を受
けやすい光増幅部から分離することで、安定した動作を
確保することができる。
【００３８】図２は、可変光減衰器の構成の一例を示す
図である。図２（ａ）は、可変光減衰器の全体の構成の
一例を示す図である。可変光減衰器は光ファイバ２５か
らの光をコリメートするレンズ２０と、入射した光を偏
光の違いによって光路を分岐する複屈折くさび２１と、
回転角を可変な可変ファラデー回転子２２と、偏光の違
いにより光の光路を変化させる複屈折くさび２３と、複
屈折くさび２３からの光を集光するレンズ２４とからな
っている。レンズ２４からの光は光ファイバ２６に入力
されるが、可変ファラデー回転子２２の回転角の違いに
より、光ファイバに１００％光を結合する場合と、一部
のみを結合する場合とがある。光が一部しか光ファイバ
に結合しない場合には、光ファイバ２６に入射する光の
強度が減衰し、１００％結合する場合は光の強度は最大
になる。
【００３９】このように、可変ファラデー回転子の回転
角を制御することにより、複屈折くさび２３での光の光
路の曲がり方が異なってくるので、光ファイバ２６に入
射する光の強度を制御することが出来る。
【００４０】図２（ｂ）は、可変ファラデー回転子の構
成例を示す図である。可変ファラデー回転子は、永久磁
石２７と電磁石２８及び磁気光学結晶２９とからなり、
更に電磁石２８に電流を供給する可変電流源３０を有す
る。磁気光学結晶２９に入射する光ビーム３１は、永久
磁石２７と電磁石２８によって磁気光学結晶２９内部に
生成される磁界によって、偏光面が回転される。磁気光
学結晶２９内部に生成される磁界の向きは、電磁石２８
が発生する磁界の大きさに依存して変化する。光ビーム
３１の偏光面の回転角は、光ビーム３１の進行方向に平
行な磁界の成分によって決定される。従って、磁気光学
結晶２９内部の磁界が大きさが同じで、向きを変えるこ
とにより、光ビーム３１が受ける偏光面の回転角を変化
させることが出来る。ここで、永久磁石２７は、磁気光
学結晶２９内部の磁界を飽和させるために使用される。
磁気光学結晶２９内部の磁界を飽和させることにより、
電磁石２８からどのような磁界が印加されても、内部の
磁界は同じ大きさを保つことが出来るので、その向きを
変えることにより、光ビーム３１の進行方向と平行な磁
界の成分が大きくなったり小さくなったりする。これに
より、光ビーム３１の偏光面の回転角が制御される。
【００４１】図３は本発明の光増幅器の第１の実施形態
を説明する図である。本構成の光増幅器は励起光源ユニ
ット４０と光増幅部４１とからなっている。励起光源ユ
ニット４０は、複数の励起光源４３から出力された励起
光を合波器４２によって合波し、光増幅部４１に送出し
ている。このように複数の励起光源４３を設けることに
より、大出力の励起光を光増幅部４１に送出することが
出来る。また、励起光源ユニット４０を励起光源が後か
ら追加できるように構成しておくことにより、後に更に
大出力の励起光源が必要になった場合にも対応すること
ができる。
【００４２】光増幅部４１は、入射する信号光を励起光
と合波するＷＤＭカプラ４４が設けられ、信号光と励起
光を光アイソレータ４５を介して増幅媒体４６に送出す
る。増幅媒体４６は励起光によって励起され、光信号を
増幅して光アイソレータ４７に送出する。増幅された信
号光は波長選択フィルタ４８で信号光のみが取出され、
光分波器４９に入力される。励起光を用いて増幅媒体４
６で信号光を増幅する場合、増幅するときに発生する光
が信号光の進行方向と逆方向にも伝搬するので、光アイ
ソレータ４５、４７を設けて光が逆流しないようにして
いるものである。
【００４３】光分波器４９では、大部分の信号光は直進
するが、一部の光信号が分岐され、フォトダイオード５
０によって、そのトータルの出力が検出される。検出さ
れた信号光の出力は監視回路５１に入力され、増幅され
た信号光が所定の出力になっているか否かが判断され
る。もし、所定の出力になっていない場合には、励起光
源ユニット４０からの励起光の出力を変化させるため
に、可変光減衰器駆動回路５２に信号が送信される。可
変光減衰器駆動回路５２は、この信号に基づいて可変光
減衰器５３を制御し、増幅媒体４６に送出される励起光
の出力を調整する。このように、フィードバックをかけ
ることにより、増幅された信号光の出力を一定に保つこ
とができる。監視回路５１の構成としては差動増幅器を
使ったものが可能である。
【００４４】また、本構成においては、励起光源４３を
励起光源ユニットとして光増幅部４１から分離している
ので、励起光源４３の発する熱等の影響を光増幅部４１
に与えることがない。更に、励起光源ユニット４０から
の励起光の出力レベルの調整を、従来とは異なって、可
変光減衰器５３によって変化させるようにしているの
で、信号光の光多重度が変化した場合にも可変減衰器５
３を制御することによって、必要な出力レベルの励起光
を容易に得ることができる。
【００４５】図４は本発明の光増幅器の第２の実施形態
の構成を説明する図である。なお、図４においては、図
３と同じ構成要素には同じ参照番号を付し、詳細な説明
は省略する。
【００４６】図４の構成は、励起光源６２が複数の増幅
媒体７０、４６に十分な励起光を供給することが出来る
場合の構成である。励起光源ユニット６０は、１つの励
起光源６２と、この励起光源６２から出力される励起光
を複数の増幅媒体７０、４６に送出するために励起光を
分岐する分波器６３とを備えている。光増幅部６１は、
複数の光増幅部（第１の光増幅部７４と第２の光増幅部
７５）からなっている。第２の光増幅部７５の構成は、
図３に説明したものと同様であるので、対応する参照番
号を付すのみで説明を省略する。
【００４７】第１の光増幅部７４は双方向励起と呼ばれ
る構成を取っており、増幅媒体７０の前後から励起光を
入力する構成となっている。励起光源ユニット６０から
の励起光は２つ第１の光増幅部７４に導かれており、双
方とも可変光減衰器駆動回路６５、６６により駆動され
る可変光減衰器６４、６７によって出力レベルが調整さ
れＷＤＭカプラ６８、７１により信号光に合波されてい
る。これら励起光は増幅媒体７０の前後から増幅媒体７
０に入力され、信号光を増幅する。光アイソレータ６
９、７２は、前述したように、信号光の進行方向とは逆
方向に伝搬する光を取り除くために設けられている。そ
して、光アイソレータ７２を通過した光は、波長選択光
フィルタによって信号光のみが抽出されて伝送路（不図
示）に送出される。
【００４８】第１の光増幅部７４では、第２の光増幅部
７５のように、増幅された信号光の出力を一定に保つた
めのフィードバックが行われていないが、もちろん、第
１の光増幅部７４においてもフィードバックのための構
成を設けることは可能である。この場合、やはり、フォ
トダイオードと監視回路が設けられ、波長選択光フィル
タ７３から出てきた信号光を分岐して出力レベルを検出
し、監視回路を介して可変光減衰器駆動回路６５、６６
に可変光減衰器６４、６７を制御する信号を出力させる
ようにすればよい。
【００４９】また、第１の光増幅部７４では、双方向励
起の方法が取られているが、これは、例えば、増幅媒体
７０が非常に長いエルビウム・ドープ・ファイバからな
っている場合に有効である。すなわち、このような場合
には、ＷＤＭカプラ６８から供給される励起光は増幅媒
体７０の全体には行き届かず、増幅媒体７０に入力され
てから増幅媒体７０の最後の方まで伝播する前に消費さ
れてしまう。そこで、ＷＤＭカプラ７１から励起光を増
幅媒体７０に反対側から入力することによって、励起光
が増幅媒体７０全体に行き渡るようにすることができ
る。この方法によれば、増幅媒体７０が非常に長いエル
ビウム・ドープ・ファイバで構成されている場合にも、
増幅媒体７０の全体を信号光の増幅に使用することが出
来るので、増幅媒体７０の増幅作用を無駄なく使用する
ことができ、効率的である。
【００５０】図５は本発明の光増幅器の第３の実施形態
の構成を説明する図である。図５においては、図４と同
じように光増幅部６１が第１の光増幅部７４と第２の光
増幅部７５とからなっており、図４と同じ構成要素には
同じ参照番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００５１】光増幅部６１の第１の光増幅部７４は、双
方向励起の方法を採用しており、増幅媒体７０の前方と
後方から励起光を入射する様に構成している。この方法
の利点は前述した通りである。第２の光増幅部７５は、
図３の構成と同様であって、励起光が１つ使用されてい
る。また、第２の光増幅部７５と同様に第１の光増幅部
７４においても可変光減衰器６４、６７の制御をフィー
ドバック機構を通じて行うようにすることも可能であ
る。
【００５２】図５の構成においては、前述の構成と同様
にして、励起光源を含む励起光源ユニット８０を光増幅
部６１と別に設けていると共に、光増幅部６１では、励
起光源ユニット８０から出力された励起光を可変光減衰
器６４、６７、５３によって、出力調整して増幅媒体７
０、４６に入力している。このような構成によれば、励
起光源８１の発する熱が光増幅部６１に悪影響を与え
て、動作を不安定にすることも無く、また、必要な励起
光の出力を可変光減衰器６４、６７、５３を制御するこ
とによってのみ得ることができる。また、予め設けられ
ている励起光源８１では得られないような高出力の励起
光が必要になった場合には、励起光源ユニット８０の合
分波器８２に新たに励起光源を追加できるように構成し
ておけば、励起光源ユニット８０に励起光源を追加する
作業をするだけで、必要な励起光出力を得ることができ
る。
【００５３】なお、図５の励起光源ユニット８０は、複
数の励起光源８１を設けることによって、１つの励起光
源だけでは得られない大出力の励起光を得られるように
している。すなわち、各励起光源８１から出力される光
は合分波器８２で一度合波されてから再び分波され、複
数の増幅媒体７０、４６に送信される。前述したよう
に、複数の励起光源８１からの光を合波し、再び分波し
て複数の増幅媒体に送るようにすることにより、すべて
の増幅媒体を同じような特性で作動させることができる
という効果がある。すなわち、１つの増幅媒体に１つの
励起光源を対応させた場合に生じる励起光源間の製造上
のばらつきによる作動特性のばらつきをなくすことがで
きる。
【００５４】図６は励起光源ユニットの第１の構成の説
明図である。図６は、励起光源９０を複数設け、１つの
励起光源では得られないような大出力の励起光を１つの
増幅媒体に送出するための構成である。なお、前述の構
成では、可変光減衰器９３と可変光減衰器駆動回路９２
は、光増幅部に設ける構成となっていたが、ここでは、
励起光源ユニットに設ける構成としている。この場合、
増幅媒体によって増幅される信号光の出力レベルを監視
し、励起光の出力レベルにフィードバックをかけるため
には光増幅部（不図示）から可変光減衰器駆動回路９２
に制御用の信号を入力する必要がある。ところで、前述
したように、本発明の各構成においては、励起光源を含
む励起光源ユニットを光増幅部と別体のユニットとして
構成するので、可変光減衰器駆動回路９２には電気的な
結線を行って、フィードバック制御用の信号を入力する
ようにする必要がある。以下、特にフィードバック制御
のための構成については触れないが、当業者によれば容
易に実現が可能であろう。
【００５５】図７は励起光源ユニットの第２の構成の説
明図である。図７においても、励起光源ユニットに可変
光減衰器９７と可変光減衰器駆動回路９６とが設けられ
ている。図７の構成は、励起光源９４が複数の増幅媒体
（不図示）に励起光を供給するのに十分な出力を有して
いる場合にとられる構成であり、分波器９５により励起
光源９４からの光を分岐している。可変光減衰器９７
は、それぞれ、分岐された励起光の出力を調節するよう
に設けられている。これは、それぞれの励起光が供給さ
れる増幅媒体の作用を個別に調整するための構成であ
る。図７では、これらの可変光減衰器９７は、１つの可
変光減衰器駆動回路９６によって、制御されるように構
成されているが、１つの可変光減衰器に１つの可変減衰
器駆動回路を設けるような構成としてもよい。また、前
述のように、励起光の出力制御にフィードバックを用い
る場合には、増幅された信号光の出力を検出し、可変減
衰器の減衰量を調整するための監視回路を設け、可変光
減衰器駆動回路９６と結線して、制御信号を可変光減衰
器駆動回路９６に入力することができるように構成す
る。
【００５６】図８は励起光源ユニットの第３の構成の説
明図である。図８においては、複数の励起光源９８から
の光を合分波器９９で一旦合波してから再び分波する構
成をとっている。これは、前述の通り、励起光源９８を
複数設けることによって必要な出力の励起光を得ると共
に、各増幅媒体に送られる光の波長がばらつかないよう
に、一旦全ての光を合波して１つの光としてから分岐し
ている。このようにすると、１つの光を分岐するので、
各増幅媒体に送られる励起光のばらつきをなくすことが
出来、増幅媒体の作用のばらつきをなくすことができ
る。また、図８においても、可変光減衰器１０１と可変
光減衰器駆動回路１００が励起光源ユニットに設けられ
ている。可変光減衰器１０１は、分岐された励起光毎に
出力を調節するように設けられており、可変光減衰器駆
動回路１００によって制御される。図７の説明でも述べ
たように、各可変光減衰器に対応して可変光減衰器駆動
回路を設けてもよく、励起光出力のフィードバック制御
を行う場合には、不図示の監視回路から可変光減衰器駆
動回路１００に制御信号が入力するように構成する。
【００５７】なお、図７、８では、分波器９５あるいは
合分波器９９で分岐された励起光をそれぞれの可変光減
衰器９７、１０１でパワー調整しているが、これは、実
質的に、分波器９５あるいは合分波器９９の分岐比を変
えることと同等の作用を有する。
【００５８】図９は励起光源ユニットの第４の構成の説
明図である。
【００５９】図９の構成は、複数の励起光源１１０から
の光を合波器１１１で合波し、１つの増幅媒体に励起光
として送出する構成であるが、合波器１１１に接続でき
る励起光源を増減することができるように構成するもの
である。合波器１１１の構成の例としては、合波器１１
１に、光伝送システムの立上げ時に必要な励起光源の数
よりも多く、励起光源を接続することが出来る接続部と
合波のための光素子を組み込んでおき、初期投資の段階
では、最低限必要な数の励起光源を接続しておくように
する。そして、光伝送システムの光多重度を上げる必要
に迫られた時（アップグレード時）に、予め設けられて
いた接続部に新たに励起光源や別の励起光源ユニットか
らの出力を合波器１１１に入力するようにする。すなわ
ち、光伝送システムの光多重度があがると信号光のパワ
ーが上がるが、励起光のパワーが同じであると、増幅器
の利得が下がるので、励起光の出力を大きくするする必
要が生じる。そこで、上記のように、励起光源を更に付
け加えることができるような構成にしておく。このよう
にすると、初期投資の段階で、励起光源を必要以上に始
めから設けておく必要がなく、また、アップグレードに
より生じる、励起光の出力アップの要求にも容易に対応
することができる。
【００６０】図１０は励起光源ユニットの第５の構成の
説明図である。図１０は、複数の励起光源１１０からの
光を一旦合波し、再び分波して各増幅媒体に励起光とし
て送出する構成である。この場合にも、合分波器１１３
に新たに励起光源を接続することができるような接続部
と合分波のための光素子をあらかじめ設けておくことに
より、光伝送システムのアップグレードによりより大出
力の励起光が必要になった場合には、アップグレード用
の励起光源あるいは、別の励起光源ユニットからの光を
合分波器１１３に入力することが出来るようにしてお
く。
【００６１】図９あるいは図１０で示したように、合波
器１１１あるいは合分波器１１３に追加用の励起光源を
接続するための構成をあらかじめ設けておくことによ
り、光伝送システムの立上げ時には、最小限必要な数の
励起光源を設けておくだけで良く、アップグレードが行
われる場合には、励起光源を追加して、必要な出力の励
起光を得るようにすればよいので、光伝送システムの初
期投資を少なく抑えることが出来ると共に、アップグレ
ードも容易に行うことができる。
【００６２】図１１は励起光源ユニットの第６の構成の
説明図である。図１１においては、図９の構成に可変光
減衰器１１５と可変光減衰器駆動回路１１４を含めてい
る。図９の場合には、可変光減衰器１１５と可変光減衰
器駆動回路１１４は、不図示の光増幅部の方に設けられ
るが、図１１のように励起光源ユニットに設けることも
可能である。この構成は、図６の構成に対応し、合波器
１１１が励起光源を追加出来る構成となっている点が異
なっている。図６の説明において述べたように、合波器
１１１から出力される励起光の出力をフィードバック制
御する場合には、可変光減衰器駆動回路１１４に制御信
号を入力するための結線を行う必要がある。
【００６３】図１２は励起光源ユニットの第７の構成の
説明図である。図１２の構成は、図１０の構成に対応す
る構成であり、図１１のように合分波器１１３から出力
される各励起光に対して可変光減衰器１１６とこれらを
駆動する可変光減衰器駆動回路１１７が設けられてい
る。このような構成においては、励起光源ユニットが励
起光を供給する各増幅媒体への励起光の出力を個別に制
御することが出来、実質的に合分波器１１３の光の分岐
比を変えることと同じ作用となる。
【００６４】図１２の構成においては、複数の増幅媒体
に励起光を供給しているので、光伝送システムのアップ
グレード時に一部の伝送路に対してだけ光多重度が増や
され、且つ、励起光源ユニットが励起光を供給する全て
の増幅媒体への励起光の出力レベルを上げる必要がない
ような場合に適切に対応することができる。すなわち、
光伝送システムのアップグレードに伴い、励起光源１１
２あるいは別の励起光源ユニットからの励起光を合分波
器１１３に入力すると共に、それぞれの可変光減衰器１
１６の光減衰量を個別に設定する。つまり、励起光の出
力レベルを上げる必要のない増幅媒体へは、アップグレ
ード前の出力レベルの励起光を供給すると共に、励起光
の出力レベルを上げる必要のある増幅媒体へは、励起光
の出力レベルを高めて供給するようにする。このよう
に、図１２の構成によれば、光伝送システムにおけるア
ップグレードに対し、きめ細かな対応を行うことができ
る。
【００６５】なお、前述したように、図１２の構成にお
いては、各可変光減衰器１１６に対応して、複数の可変
光減衰器駆動回路を設けてもよい。更に、それぞれの励
起光の出力レベルをフィードバック制御する場合には、
不図示の監視回路から可変光減衰器駆動回路に制御信号
が入力されるように構成する。
【００６６】図１３は光増幅器の一概略構成を説明する
図である。図１３の構成は、励起光源ユニット１２０が
光増幅部から独立している光増幅器において、光増幅部
を一つのパッケージ１２１内に多数搭載するものであ
る。このように、光増幅部１２２−１〜１２２−ｎを一
つのパッケージとすることによって、複数の光伝送路に
設けられる光増幅器を一体化することができるので、光
通信装置内で余分に大きなスペースを取ってしまうこと
がない。また、励起光源ユニット１２０が光増幅部を複
数搭載するパッケージ１２１とは別体として設けている
ので、励起光源ユニット１２０の光通信装置内での配置
の仕方の自由度が大きくなる。そこで、発熱量が多く、
光増幅部の増幅媒体の作用に悪影響を与える可能性のあ
る励起光源ユニット１２０を光通信装置内において、装
置上部やファンの近く等の冷却効率の良い位置に配置す
るようにする。
【００６７】なお、前述したように特性が均一な光増幅
器を提供するために、励起光源ユニットに同種の光増幅
部を接続した構成とする。これらの接続された光増幅部
の増幅媒体には励起光源ユニットから同一波長あるいは
同一の波長成分を持つ励起光が入力されるため、増幅媒
体の励起光波長依存性の影響を受けず、光増幅器は励起
波長依存性に対して均一な特性を持つようにすることが
できる。
【００６８】図１４〜図１８において、図３と図４で説
明した光増幅部の様々な構成例を示す。図１４は、光増
幅部の第１の構成例を説明する図である。
【００６９】図１４において、１３１は増幅媒体（例え
ばＥＤＦ；Erbium Doped Fiber）、１３２は励起光と信
号光とを合波するＷＤＭカプラ、１３３は逆流光の発振
防止のためのアイソレータ、１３４は信号光波長域を取
出す波長選択光フィルタ、１３５は増幅媒体への励起光
の供給量を変化させる可変光減衰器、１３６は可変光減
衰器に駆動電流を送る可変光減衰器駆動回路、１３７は
励起光の出力レベル制御のために出力された信号光の一
部を分岐する光分波器、１３８は１３７で分岐した信号
光を電気信号に変換するフォトダイオード、１３９は変
換された電気信号を受け、必要な演算を行って可変光減
衰器駆動回路１３６に制御信号を送る制御回路である。
【００７０】図１４に示す光増幅部では出力光一定制御
（ＡＬＣ；Automatic Level Control ）をおこなってい
る光増幅部であり、図３で説明した構成と同じである。
光分波器１３７で分岐した信号光をフォトダイオード１
３８で電気信号に変換した後、制御回路１３９で所定の
設定値と比較し、その差分が零になるように可変光減衰
器１３５の駆動電流を可変光減衰器駆動回路１３６を介
して制御してやることで、ＡＬＣ制御を行う。
【００７１】このように、光増幅器を熱の影響を受けや
すい増幅媒体を含む光増幅部と励起光源を含む励起光源
ユニットに分割することで、増幅媒体の作用を安定させ
ることが出来ると共に、励起光源ユニットにおいては前
述したようなアップグレード時等における利便性を得る
ことが出来る。また、従来は、励起光の出力レベルの変
化を、励起光源に供給する電流を変化させることによっ
て行っていたものを、励起光源の出力を一定にしてお
き、可変光減衰器によって励起光の増幅媒体への供給パ
ワーレベルを変えるようにしたことにより、このような
光増幅部と励起光源ユニットというような別ユニット化
が可能になったものである。
【００７２】図１５は、光増幅部の第２の構成例を説明
する図である。なお、図１５において、図１４と同じ構
成要素には同じ参照番号を付して詳細な説明は省略す
る。
【００７３】図１５において、１４０は励起光の出力レ
ベル制御のために入力信号光の一部を分岐する光分波
器、１４１は光分波器１４０で分岐した光信号を電気信
号に変換するフォトダイオード、１４２はフォトダイオ
ード１３８、１４１で変換された電気信号を受け、必要
な演算を行って可変光減衰器駆動回路１３６に制御信号
を送る制御回路である。
【００７４】図１５に示す光増幅部では信号光利得が一
定にする利得一定制御（ＡＧＣ；Automatic Gain Contr
ol）を行っている構成の例である。分波器１３７で分岐
した出力信号光をフォトダイオード１３８で電気信号に
変換し、光分波器１４０で分岐した入力信号光をフォト
ダイオード１４１で電気信号に変換した後、制御回路１
４２で出力信号光と入力信号光の比、すなわち利得を得
る。この利得を所定の設定値と比較し、その差分が零に
成るように可変光減衰器１３５の駆動電流を可変光減衰
器駆動回路１３６を介して制御してやることで、ＡＧＣ
制御を行う。
【００７５】ＷＤＭカプラ１３２、光アイソレータ１３
３、波長選択フィルタ１３４、及び増幅媒体１３１の作
用は前述した通りである。図１６は、光増幅部の第３の
構成例を説明する図である。
【００７６】なお、図１６において、図１４、１５と同
じ構成要素には同じ参照番号を付して詳細な説明を省略
する。１４３は制御のために励起光の一部を分岐する光
分波器、１４４は光分波器１４３で分岐した励起光を電
気信号に変換するフォトダイオード、１４５は変換され
た電気信号を受け、必要な演算を行って可変光減衰器駆
動回路１３６に制御信号を送る制御回路である。
【００７７】図１６に示す光増幅部では増幅媒体に供給
される励起光量を一定に制御する励起光一定制御（ＡＰ
Ｃ；Automatic Power Control ）を行っている構成例で
ある。光分波器１４３で分岐した励起光をフォトダイオ
ード１４４で電気信号に変換した後、制御回路１４５で
所定の設定値と比較し、その差分が零になるように可変
光減衰器１３５の駆動電流を可変光減衰器駆動回路１３
６を介して制御してやることで、ＡＰＣ制御を行う。
【００７８】出力一定の励起光はＷＤＭカプラ１３２で
入力信号光と合波され、増幅媒体１３１で信号光を増幅
する。増幅された信号光は波長選択光フィルタ１３４で
信号光だけ抽出され、光伝送路（不図示）へ送出されて
いく。光アイソレータ１３３は、前述の通り、逆流光の
発振が起こらないように設けられている。
【００７９】この構成においては、励起光のパワーが一
定なので、光伝送システムのアップグレード等により、
より大きな励起光パワーが必要になった場合には、制御
回路１４５の所定の設定値を適切な値に変更する必要が
ある。ただし、このような励起光のパワーを増加する必
要がない場合には、前述のＡＬＣ制御やＡＧＣ制御と同
等の機能を有する。
【００８０】図１７は、光増幅部の第４の構成例を説明
する図である。図１７に示す光増幅部では双方向励起光
増幅器を構成する場合の構成例である。可変光減衰器１
３５の駆動電流を可変光減衰器駆動回路１３６により変
化させ、励起光の増幅媒体への前方からの供給量、後方
からの供給量をそれぞれ独立に変化させることができ
る。図１７の場合、励起光源は前方からの励起光供給用
と後方からの励起光供給用のそれぞれに対し、別のもの
を用意することを前提としているが、別のものを使用す
る場合には、発振波長が高い精度で互いに等しい励起光
源を使用する必要がある。もし、励起光源の発振波長が
前方からの供給用と後方からの供給用とで異なる場合、
増幅媒体１３１では、信号光の増幅のされ方が一様でな
くなり、信号光の波形の劣化を生じる可能性がある。
【００８１】従って、前方から励起光を供給する励起光
源と後方から励起光を供給する励起光源とは同じである
ことが望ましいが、そのための構成が以下の図１８に示
される。
【００８２】なお、双方向励起の場合の各構成要素の作
用は、図４で説明した通りであるので、ここでは説明を
省略する。図１８は、光増幅部の第５の構成例を説明す
る図である。
【００８３】図１８において、図１４から図１７までと
同じ構成要素には同じ参照番号を付し、説明を省略す
る。同図で、１４６は励起光を分岐する光分波器であ
る。図１８に示す光増幅部では図１７と同じく、双方向
励起光増幅器の構成を適用した例である。図１７との違
いは、励起光源からの励起光が光分波器１４６で分岐さ
れた後、可変光減衰器１３５に入力される点である。ま
た、可変光減衰器１３５を図１８のように配置しない
で、光分波器１４６の前に配置し、光分波器１４６で分
岐される前に励起光量を変化させる構成も考えられる。
この場合、増幅媒体１３１への前方からの供給量と後方
からの供給量の比は光分波器１４６の分岐比により定め
られた比となる。
【００８４】図１９は光増幅器の励起光源ユニット部に
おいて、励起光源を安定動作させるための構成を示す図
である。一般に、光部品の接続部には、反射率の大小は
あるものの、少なからず伝播してくる光を反射して戻り
光を生じる。この戻り光が励起光源に入射すると励起光
源の動作が不安定になり、発振光の波長が揺らぐ等が起
こる。これは、励起光源としてレーザを用いている場合
には、レーザの構成として共振器構造が用いられている
ので、戻り光が入射すると共振器内の共振状態を攪乱す
るからである。
【００８５】そこで、２つの発振波長の異なる励起光源
を設ける。例えば、励起光源１５７の波長をλ1 、励起
光源１５８の波長をλ2 （λ1 ≠λ2 ）とし、励起光源
１５７、１５８の出力光は直線偏光で互いに直交するよ
うに構成する。偏波合成素子（ＰＢＳ；Polarization B
eam Splitter）１５９で、励起光源１５７、１５８の出
力光を偏波合成する。１６０はファラデー回転子で、回
転角を２２．５度に設定する。偏波合成後の励起光はフ
ァラデー回転子１６０で偏光面が２２．５度回転した
後、励起光源ユニットから出力される。この光が光増幅
器内の部品で反射して戻ってくる戻り光は再び、ファラ
デー回転子１６０で偏光面が２２．５度回転させられ、
もとの光（ＰＢＳの出力光）とは偏光面が４５度回転し
ている。このため、励起光源に戻る光のスペクトルはλ
1 とλ2 の両方の成分を持つ。
【００８６】このように、励起光源が発振する光の波長
と異なる成分を有する戻り光が入った場合には、励起光
源としてレーザの共振器内で共振状態を乱す作用を抑え
ることが出来る。従って、戻り光による励起光源の動作
不安定を取り除くことができる。
【００８７】すなわち、励起光源ユニットに反射して入
射する励起光の波長が均一とならないように、出力波長
が異なる励起光源（ＬＤ）の出力光を励起光に用いる。
これにより、励起光が光増幅器の光部品などに反射して
励起ＬＤへ戻る光はそのＬＤが出力した波長以外のスペ
クトル成分が含まれ、光増幅器の動作不安定は解消され
る。
【００８８】図２０は本発明の光増幅器の第４の実施形
態の構成を示す図である。図２０の構成においては、光
増幅部１７０に励起光をモニタできるように、励起光を
分岐する分波器１７４と、分岐された励起光を受光する
フォトダイオード１７５と、受光した励起光の出力レベ
ルをモニタする監視回路１７６を励起光入力モニタ１７
７として設けている。その他の光増幅部１７０の構成は
図３と同様なので、同じ参照番号を付して説明を省略す
る。本実施形態においては、この励起光入力モニタ１７
７により励起光の出力レベルをモニタし、励起光の出力
レベルが異常に低下した場合に不図示のブザーやランプ
等によるアラームを発生させる。
【００８９】また、励起光の光増幅部１７０への入力量
が低下した場合に監視回路から励起光源ユニット１７１
に電気信号を送り、励起光源ユニット１７１からの出力
をシャットダウンさせる。あるいは、励起光源ユニット
１７１内に出力量調節用の可変光減衰器がある場合は
（図２０の場合は、設けられていない）、可変光減衰器
の減衰量を大きくし、励起光の出力量を零もしくは安全
レベルまで低下させる。
【００９０】このような制御は、監視回路１７６から励
起光源ユニット１７１に設けられている制御回路１７３
に制御信号を送り、制御回路１７３から、各励起光源４
３を駆動する励起光源駆動回路１７２に励起光の出力を
止めさせるか、可変光減衰器が設けられている場合に
は、可変光減衰器の減衰量を大きくすることによって行
う。
【００９１】このような制御は、光増幅部１７０と励起
光源ユニット１７１とを接続するコネクタ１７８が外れ
ている場合を検出するためである。励起光源ユニット１
７１から送出される励起光は非常にパワーが高く、しか
も光ファイバで集光されていることから、人が作業をし
ているときに、このコネクタ１７８が外れ、励起光が人
の皮膚や目に照射されると非常に危険である。そこで、
光増幅部１７０の励起光入力モニタ１７７で、励起光の
出力レベルを検出することによってコネクタ１７８が接
続されていることを監視し、励起光の出力レベルが所定
値以下となった場合には、コネクタ１７８が外れている
として、アラームを鳴らしたり、励起光をシャットダウ
ンするなどして、作業している人を危険にさらさないよ
うにする。
【００９２】図２１は光増幅部と励起光源ユニットとの
接続を監視するための別の実施形態の構成を説明する図
である。図２１の構成では、複数の励起光源１８３の光
を一旦、合分波器１８４で合波し、更に、分波して、複
数の励起光を送出する構成を示している。この励起光源
ユニット１８１もコネクタ１８０によって光増幅部に接
続される。この場合にも、コネクタ１８０が外れている
と、作業をする人に危険をもたらすので、コネクタ１８
０がちゃんと接続されているか否かのモニタを行う。
【００９３】すなわち、反射モニタ１８２を設け、励起
光源ユニット１８１の光増幅部と接続するコネクタ１８
０からの反射光を分波器１８５で分岐し、フォトダイオ
ード１９０で検出して、監視回路に検出結果を送出す
る。コネクタ１８０が外れていると、コネクタ１８０が
接続されている場合よりも反射光のパワーが大きくなる
ので、監視回路１８６は、反射光のパワーが所定値より
も大きくなった場合に、アラームを出す、もしくは、励
起光源ユニット１８１内に出力レベル調節用の可変光減
衰器がある場合は、可変光減衰器の減衰量を大きくし、
励起光の出力量を零もしくは安全光レベルまで低下させ
る。あるいは、監視回路１８６から励起光源の出力を止
める信号を制御回路１８７に送信し、励起光源駆動回路
１８８を介して、励起光源１８３の動作を止める処理を
行う。
【００９４】図２２は、励起光源ユニット内での励起光
源の接続の仕方について説明する図である。図２２
（ａ）のように励起光源駆動回路内で励起光源（ＬＤ；
レーザダイオード）を直列に接続することにより、回路
内のトランジスタが減り、独立に励起ＬＤを駆動するよ
りも低消費電力を実現することができる。
【００９５】例えば、図２２（ｂ）のように、トランジ
スタ２０１に励起ＬＤが１つ取り付けられている場合を
考えると、励起ＬＤの両端にかかる電圧をＶとし、流れ
る電流をＩとすると、トランジスタ２０１の消費電力
は、Ｐ＝（Ｖｃｃ−Ｖ）Ｉとなる。一方、図２２（ａ）
のように直列に励起ＬＤを接続した場合には、トランジ
スタ２００の消費電力は、Ｐ’＝（Ｖ’ｃｃ−４Ｖ）Ｉ
となる。ここで、Ｖｃｃ＝（１＋α）Ｖ、Ｖ’ｃｃ＝
（４＋α’）Ｖとし、αとα’はほぼ等しいとする。
【００９６】そこで、図２２（ｂ）の構成で４つの励起
ＬＤを駆動する場合と、図２２（ａ）の場合のトランジ
スタの消費電力を比較すると、４Ｐ−Ｐ’＝（４α−
α’）ＶＩとなり、４Ｐの方がＰ’よりも大きいことが
示される。このように、１つの励起ＬＤを１つのトラン
ジスタで駆動し、それを複数設けるよりも、１つのトラ
ンジスタで直列に接続された励起ＬＤを駆動するほうが
消費電力が少なくてすみ、トランジスタの数も減らすこ
とができるという効果がある。
【００９７】ただし励起ＬＤの接続方法は直列には限ら
れず、例えば、励起光源駆動回路内で励起ＬＤを並列に
接続すれば、励起ＬＤが故障して励起ＬＤの交換をする
場合、直列構成よりも励起ＬＤの交換が容易であり、冗
長性を有する。
【００９８】以上の実施形態は光ファイバ増幅器につい
てであるが、これらのほかに、増幅媒体に半導体を用い
た半導体光増幅器を用いることが可能である。
【００９９】
【発明の効果】光増幅器を励起光源が供給する励起光の
出力パワー調整を可変光減衰器を用いて行うようにした
ことにより、励起光源の出力パワーを変化させることが
容易にできる。
【０１００】光増幅器を励起光源を含む励起光源ユニッ
トと熱の影響を受けやすい光増幅部とに分けて、互いに
接続するようにしたことにより、光増幅部の増幅媒体に
励起光源が生じる熱の影響を受けなくすることが出来、
安定した増幅作用を得ることができる。
【０１０１】光伝送システムに信号光の多重度を増やす
ようなアップグレードを行うような場合にも、可変光減
衰器の減衰量を調節することにより対応することができ
る。また、励起光源ユニットに新たに励起光源を取り付
けられるように構成しておくことにより、光伝送システ
ムの立上げ時には、不要な励起光源を設けておかなくて
もよくなり、初期投資を削減することが出来る。
【０１０２】励起光源ユニットから複数の増幅媒体に励
起光を供給する場合に、各励起光毎に励起光のパワーを
調整することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】可変光減衰器の構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の光増幅器の第１の実施形態を説明する
図である。
【図４】本発明の光増幅器の第２の実施形態の構成を説
明する図である。
【図５】本発明の光増幅器の第３の実施形態の構成を説
明する図である。
【図６】励起光源ユニットの第１の構成の説明図であ
る。
【図７】励起光源ユニットの第２の構成の説明図であ
る。
【図８】励起光源ユニットの第３の構成の説明図であ
る。
【図９】励起光源ユニットの第４の構成の説明図であ
る。
【図１０】励起光源ユニットの第５の構成の説明図であ
る。
【図１１】励起光源ユニットの第６の構成の説明図であ
る。
【図１２】励起光源ユニットの第７の構成の説明図であ
る。
【図１３】光増幅器の一概略構成を説明する図である。
【図１４】光増幅部の第１の構成例を説明する図であ
る。
【図１５】光増幅部の第２の構成例を説明する図であ
る。
【図１６】光増幅部の第３の構成例を説明する図であ
る。
【図１７】光増幅部の第４の構成例を説明する図であ
る。
【図１８】光増幅部の第５の構成例を説明する図であ
る。
【図１９】光増幅器の励起光源ユニット部において、励
起光源を安定動作させるための構成を示す図である。
【図２０】本発明の光増幅器の第４の実施形態の構成を
示す図である。
【図２１】光増幅部と励起光源ユニットとの接続を監視
するための別の実施形態の構成を説明する図である。
【図２２】励起光源ユニット内での励起光源の接続の仕
方について説明する図である。
【図２３】従来の励起光源部の構成を示す図である。
【符号の説明】
１１、４６、１３１ 増幅媒体 １２、４２、９１、１１１ 合波器 １３ 可変光減衰器 １４ 可変光減衰器駆動回路 ４０、６０、８０、１２０、１７１、１８１ 励起
光源ユニット ４１、６１、１２２−１〜１２２−ｎ、１７０ 光
増幅部 ４３、６２、８１、９０、９４、９８、１１０、１５
７、１５８、１８３励起光源 ４４、６８、７１、１３２ ＷＤＭカプラ ４５、４７、６９、７２、１３３ 光アイソレータ ４８、７３、１３４ 波長選択フィルタ ４９、６３、９５、１３７、１４０、１４３、１４６、
１７４、１８５光分波器（分波器） ５０、１３８、１４１、１４４、１７５、１９０
フォトダイオード ５１、１７６、１８６ 監視回路 ５２、６５、６６、９２、９６、１００、１１４、１１
６、１３６ 可変光減衰器駆動回路 ５３、６４、６７、９３、９７、１０１、１１５、１１
７、１３５ 可変光減衰器 ７４ 第１の光増幅部 ７５ 第２の光増幅部 ８２、９９、１１３、１８４ 合分波器 １１２ アップグレード用励起光源 １３９、１４２、１４５、１７３、１８７ 制御回
路 １５９ 偏波合成素子（ＰＢＳ） １６０ ファラデー回転子 １７２、１８８ 励起光源駆動回路 １７７ 励起光入力モニタ １７８、１８０ コネクタ １８２ 反射モニタ ２００、２０１ トランジスタ

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】励起光を入力して信号光を増幅する光増幅
    器において、入射される励起光の出力レベルの減衰量を
    変化させることによって、該光増幅器の増幅特性を調整
    する可変光減衰器を備えることを特徴とする光増幅器。
  2. 【請求項２】前記励起光が、複数の励起光源から発生し
    た励起光を合波する合波手段から供給されることを特徴
    とする請求項１に記載の光増幅器。
  3. 【請求項３】前記励起光が１つの励起光源から発生した
    励起光を複数に分波する分波手段から供給されることを
    特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  4. 【請求項４】前記励起光が複数の励起光源から発生した
    励起光を合波し、更に複数に分波する合分波手段から供
    給されることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
  5. 【請求項５】前記複数の励起光源と前記合波手段とが１
    つのユニットとして構成され、別の励起光源または別の
    該ユニットからの励起光を前記合波手段に追加接続でき
    ることを特徴とする請求項２に記載の光増幅器。
  6. 【請求項６】前記複数の励起光源と前記合分波手段とが
    １つのユニットとして構成され、別の励起光源または別
    の該ユニットからの励起光を前記合分波手段に追加接続
    できることを特徴とする請求項４に記載の光増幅器。
  7. 【請求項７】前記複数の励起光源と、前記合波手段と、
    前記可変光減衰器とが１つのユニットとして構成されて
    いることを特徴とする請求項２に記載の光増幅器。
  8. 【請求項８】前記１つの励起光源と、前記分波手段と、
    前記可変光減衰器とが１つのユニットとして構成されて
    いることを特徴とする請求項３に記載の光増幅器。
  9. 【請求項９】前記複数の励起光源と、前記合分波手段
    と、前記可変光減衰器とが１つのユニットとして構成さ
    れていることを特徴とする請求項４に記載の光増幅器。
  10. 【請求項１０】前記合波手段に、別の励起光源又は別の
    該ユニットからの励起光を追加接続できることを特徴と
    する請求項７に記載の光増幅器。
  11. 【請求項１１】前記合分波手段に、別の励起光源又は別
    の前記ユニットからの励起光を追加接続できることを特
    徴とする請求項９に記載の光増幅器。
  12. 【請求項１２】１つの励起光源から発生した励起光を複
    数に分波する分波手段、あるいは、複数の励起光源から
    の励起光を合波し、複数に分波する合分波手段から供給
    される励起光を入力して信号光を増幅する増幅媒体を備
    える光増幅部を複数台内蔵することを特徴とするパッケ
    ージ。
  13. 【請求項１３】励起光を発生する少なくとも１つの励起
    光源と、励起光源から発生した励起光を分波あるいは合
    波する手段とを備えた励起光源ユニットと、該励起光源
    ユニットから供給される励起光を入力して信号光を増幅
    する光増幅部とからなる光増幅器を備える光通信装置に
    おいて、 前記励起光源ユニットが光通信装置内で放熱条件のよい
    位置に配置されていることを特徴とする光通信装置。
  14. 【請求項１４】励起光を発生する励起光源と、複数の励
    起光を合波する合波手段とを備えた励起光源ユニットか
    ら供給される励起光を入力して信号光を増幅する光増幅
    器において、 前記励起光源ユニットは、 前記合波手段によって合波された励起光の偏光面を第１
    の回転角だけ回転させて送出し、前記励起光源ユニット
    と前記光増幅器の他の素子との接続部において反射さ
    れ、該励起光源ユニットに戻ってくる戻り光の偏光面を
    第２の回転角だけ回転させる偏光面回転手段を備え、 前記励起光源に、その励起光源が発生する励起光とは異
    なる波長の戻り光を入射させることを特徴とする光増幅
    器。
  15. 【請求項１５】励起光を発生する複数の励起光源と、複
    数の励起光を合波し、複数に分波する合分波手段を備え
    た励起光源ユニットから供給される励起光を入力して信
    号光を増幅する光増幅器において、 前記励起光源ユニットは、 前記合分波手段から出力される励起光の偏光面を第１の
    回転角だけ回転させて送出し、前記励起光源ユニットと
    前記光増幅器の他の素子との接続部において反射され、
    該励起光源ユニットに戻ってくる戻り光の偏光面を第２
    の回転角だけ回転させる偏光面回転手段を備え、 前記励起光源に、その励起光源が発生する励起光とは異
    なる波長の戻り光を入射させることを特徴とする光増幅
    器。
  16. 【請求項１６】励起光を発生する励起光源を備える励起
    光源ユニットと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行
    う増幅媒体を備える光増幅部がコネクタにより接続され
    ている光増幅器において、 前記光増幅部は、 前記励起光源ユニットからの励起光の出力レベルを検出
    することによって、該コネクタの接続の有無を検知する
    手段を有することを特徴とする光増幅器。
  17. 【請求項１７】励起光を発生する励起光源を備える励起
    光源ユニットと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行
    う増幅媒体を備える光増幅部がコネクタにより、接続さ
    れている光増幅器において、 前記励起光源ユニットは、 前記コネクタ部分からの反射光を検出することにより、
    該コネクタの接続の有無を検知する手段を有することを
    特徴とする光増幅器。
  18. 【請求項１８】励起光を発生する励起光源を備える励起
    光源ユニットと励起光の供給を受けて信号光の増幅を行
    う光増幅部がコネクタにより、接続されている光増幅部
    において、 該コネクタの接続の有無を検知する手段を有することを
    特徴とする光増幅器。
  19. 【請求項１９】前記コネクタの接続がはずれていると検
    知された場合には、励起光の出力レベルを安全なレベル
    に減衰するか、励起光の出力を停止することを特徴とす
    る請求項１６〜１８のいずれか１つに記載の光増幅器。
  20. 【請求項２０】別体の励起光源ユニットからの励起光を
    入力して信号光を増幅する増幅媒体を備え、前記励起光
    源ユニットとコネクタ接続されて光増幅器を構成可能な
    光増幅ユニットにおいて、 前記増幅媒体に入力される前記励起光のレベルを調整可
    能な可変光減衰器を備えることを特徴とする光増幅ユニ
    ット。
  21. 【請求項２１】別体の光増幅ユニットへ出力する励起光
    を生成する励起光源を備え、前記光増幅ユニットとコネ
    クタ接続されて光増幅器を構成可能な励起光源ユニット
    において、 前記光増幅ユニットへ出力する前記励起光のレベルを調
    整可能な可変光減衰器を備えることを特徴とする励起光
    源ユニット。
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