JPH11168431A - 光受信器 - Google Patents

光受信器

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JPH11168431A
JPH11168431A JP9345741A JP34574197A JPH11168431A JP H11168431 A JPH11168431 A JP H11168431A JP 9345741 A JP9345741 A JP 9345741A JP 34574197 A JP34574197 A JP 34574197A JP H11168431 A JPH11168431 A JP H11168431A
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JP
Japan
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optical
light
optical receiver
receiver according
level
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JP9345741A
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English (en)
Inventor
Tomonori Kimura
友紀 木村
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光受信器の高S/N化による光信号の伝送品
質向上を図ることを目的とする。 【解決手段】 光増幅器1を有する光受信器において、
過飽和吸収体を用いた光フィルタ4を有する構成とす
る。過飽和吸収体としては、所定の光強度レベル(しき
い値)までの入力光に対しては吸収体として働き、それ
以上の光強度レベルに対してはそれを透過させる透明体
として働く物質を用いる。その場合、所定の光強度レベ
ル(しきい値)が、光増幅器による光増幅後の光変調信
号の“Lo”レベルに対応する自然放出光レベルとなる
ように設定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光強度レベルに応
じて機能する光フィルタを用いた光受信器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、光増幅器を使用した光通信装置
は、伝送信号の1/0に従い半導体レーザをON/OF
Fさせるレーザ駆動回路と、その信号光を伝送する伝送
路、伝送路通過中に減衰した光信号を増幅する光増幅
器、および光信号を電気信号に変換する光検出器から構
成される。
【0003】しかし、光増幅器では増幅された光信号の
ほかにも自然放出光が出力されるため、これがS/N比
の低下や消光比の劣化を招く大きな原因となっている。
【0004】従来の技術では、図5に示すように、光増
幅器1と受光素子3との間に、信号光の波長付近のみを
通過させる光バンドパスフィルタ2を挿入し、自然放出
光を除去してS/N比をあげることが一般に行われてい
る。
【0005】また、光増幅器自体の構造を工夫すること
により、自然放出光による伝送品質を向上させることも
提案されている。
【0006】たとえば、特開平02−235031号公
報には、光増幅器として微分利得形アンプを用いること
により、進行波形光増幅器において発生していた自然放
出光に起因するS/N比、消光比の劣化を除去し、良好
な伝送品質を得られる技術が記載されている。
【0007】また、自然放出光の一部を制御し、監視情
報信号として積極的に利用することも提案されている。
【0008】たとえば、特開平08−008835号公
報には、光信号を増幅する光増幅部と、光増幅部内で発
生した自然放出光のうち主信号波長を含む一定波長成分
だけ透過させると共に、監視情報信号により透過波長を
変調して光伝送路に送出する波長可変形光バンドパスフ
ィルタを備えた光送信装置に関する技術が記載されてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、従来
の光バンドパスフィルタを用いた光通信装置では、光増
幅器で生ずる自然放出光に起因する消光比の劣化を完全
には除去できないことである。
【0010】その理由は、次のとおりである。図6に、
一般的な光増幅器の出力光のスペクトルを示す。従来の
光通信装置では、光増幅器の出力光において、通信光の
エネルギーが狭いスペクトル幅の波長に集中しているの
に対し、自然放出光のエネルギーが広い波長にわたって
分布していることを利用して、光バンドパスフィルタを
通すことにより信号光だけを選択的に取り出そうとして
いる。光バンドパスフィルタを狭帯域化することにより
S/N比を向上させることができるが、信号光のLDの
波長の安定性やそのスペクトル線幅に大きく依存する。
これらの制約により、光バンドパスフィルタによるS/
N比向上には、限界がある。
【0011】また、従来技術である光増幅器として微分
利得形アンプを用いると、出力信号光の消光比は改善さ
れるが、光信号変調のローレベル時には自然放出光が出
力されるため、消光比をゼロにはできない。
【0012】第2の問題点は、従来の光バンドパスフィ
ルタを用いた光通信装置では、信号光源としてスペクト
ル幅の狭帯域化が必要であることである。
【0013】その理由は、伝送品質の向上のためには、
フィルタにより信号光の選択性を上げてS/N比を上げ
るべく、光バンドパスフィルタを狭帯域化する必要があ
るが、同時に信号光のスペクトル幅もそれに合わせて狭
くする必要があるからである。
【0014】よって、本発明は、光受信器の高S/N化
による光信号の伝送品質向上を図ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明では、光増幅器を有する光受信器において、
過飽和吸収体を用いた光フィルタを有する構成とした。
過飽和吸収体としては、所定の光強度レベル(しきい
値)までの入力光に対しては吸収体として働き、それ以
上の光強度レベルに対してはそれを透過させる透明体と
して働く物質を用いる。その場合、所定の光強度レベル
(しきい値)が、光増幅器による光増幅後の光変調信号
の“Lo”レベルに対応する自然放出光レベルとなるよ
うに設定することもできる。過飽和吸収体は、その光吸
収波長領域が自然放出光の発光領域を含み、かつ、光吸
収に関与する上準位の寿命が変調パルス幅よりも短いこ
とが好ましい。過飽和吸収体は、GaAs等の半導体に
て構成することもできる。過飽和吸収体は、透明なガラ
ス板等にGaAs等の半導体を蒸着し、その蒸着膜厚に
よってしきい値を調節する構成とすることもできる。過
飽和吸収体に、色素溶液を用いることもできる。色素溶
液を透明な容器に収納し、光が溶液内を通過する距離を
変えることにより、しきい値を調整する構成とすること
もできる。色素溶液を板状に噴出させ、その噴出してい
る色素溶液に対して光りを通すことで、光フィルタとし
て機能させることもできる。また、板状に噴出させる色
素溶液の厚さを変えることにより、しきい値を調整する
こともできる。さらに、色素溶液の濃度を変えることに
より、しきい値を調整することもできる。
【0016】本発明の光受信器では、光増幅器で生ずる
自然放出光による消光比の劣化を完全に除去するため
に、光フィルタとして過飽和吸収体を用いている。過飽
和吸収体とは、ある強度レベル(しきい値)までの入力
光に対しては吸収体としてはたらき、それ以上の光強度
レベルの光に対しては透明体としてふるまう物質であ
る。本発明では、過飽和吸収体のしきい値を、光増幅器
後の光変調信号の“Lo”レベル、すなわち自然放出光
レベルに設定する。これにより、光フィルタの過飽和吸
収体は、“Lo”レベルでは完全な光吸収体としてはた
らき、“Lo”レベルでの自然放出光を完全に除去する
ことが可能となり、消光比を完全にゼロにできる。
【0017】また、本発明の光受信器の光フィルタは、
自然放出光の除去特性に波長依存性を持たないため、信
号光源として特にスペクトル幅を狭帯域化する必要がな
くなる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。 (構成の説明)本実施の形態に係る光受信器は、図1に
示すように、光増幅器1、光フィルタ4、および受光素
子3から構成される。
【0019】光増幅器1としては、光ファイバアンプ等
が好適である。この光増幅器1の出力は、増幅された入
力信号光の他に、光増幅器1で発生する自然放出光が含
まれ、受信特性を劣化させるひとつの要因となってい
る。
【0020】光フィルタ4には、過飽和吸収体を用い
る。本発明に用いる過飽和吸収体の材料は、 (1)光吸収波長領域が自然放出光の発光領域を含むこ
と (2)光吸収に閑与する上準位の寿命が変調パルス幅よ
りも短いこと が必要となる。
【0021】これらを満足する過飽和吸収体の材料とし
ては、GaAs等の半導体およびレーザーのモードロッ
クやQスイッチ用の色素溶液等が好適である。
【0022】(動作の説明)エルビウムドープファイバ
アンプに代表される光ファイバアンプでは、誘導放射に
関与する上準位の寿命がサブミリ秒オーダーからミリ秒
オーダーと長いため、通常光通信で用いられているメガ
ヘルツ以上の変調速度では、入力光の平均パワーで定ま
るある飽和値で信号が増幅される。このとき、自然放出
光レベルは、入力変調信号の“Hi”、“Lo”レベル
のどちらかにかかわらず、ほとんどー定である。
【0023】光フィルタ4の過飽和吸収体のしきい値
は、自然放出光レベルに合致させる。今、光フィルタ4
に“Hi”、“Lo”の変調信号が入ってきたときを考
える。光変調信号の“Lo”レベル時では、光増幅器1
の出力はほぼ自然放出光レベルになるが、このとき光フ
ィルタ4の過飽和吸収体はしきい値以下のため、完全な
吸収体としてはたらき、自然放出光はすべて光フィルタ
4により吸収され、光フィルタ出力での光強度はゼロと
なる。
【0024】一方、“Hi”レベル時では、光増幅器1
の出力は自然放出光と増幅された信号光との和になる
(図2A参照)。このとき自然放出光レベルと等しい強
度分の光は光フィルタ4で吸収されるが、残りの光は光
フィルタ4を通過して出力される。この光フィルタ4か
らの出力光の強度は、ちょうど増幅された信号光レベル
に等しい(図2B参照)。
【0025】これにより、受光素子3に入る変調信号光
は、“Lo”レベルをゼロとすることができ、消光比ゼ
ロを実現できる。
【0026】また、この光フィルタ4での自然放出光の
除去には、信号光の波長特性は全く関係しないので、従
来の光フィルタのように信号源としてスペクトル幅の狭
い光源を用いる必要はない。このことも、本発明の光受
信器の持つ一つの大きな特徴である。
【0027】
【実施例】次に、過飽和吸収体の物質を実際の光フィル
タとして形成する例を、過飽和吸収体としてGaAs等
の半導体を用いるときと、レーザーのモードロックやQ
スイッチ用の色素溶液を用いるときとに分けて、以下に
示す。また同時に、過飽和吸収体のしきい値を、自然放
出光レベルに調節する必要があるが、この方法について
も述べる。
【0028】(1)過飽和吸収体としてGaAs等の半
導体を用いるとき 実際の光フィルタを形成する方法として、透明なガラス
板等に過飽和吸収体の半導体を蒸着することが考えられ
る。しきい値の調整は、蒸着膜厚を調節することにより
行える。
【0029】(2)過飽和吸収体として色素溶液を用い
るとき 実際の光フィルタの形成方法の一例として、図3のよう
に透明なガラス容器5に色素溶液6を入れる。しきい値
の調整は、図示のように透明ガラス容器5を傾けて光
(光増幅後の信号光)7が色素溶液6内を通過する距離
を変える、または色素溶液6の濃度を変えることにより
行える。
【0030】また、光フィルタ4の形成方法の他の例と
して、色素溶液6に圧力をかけ、図4のようにノズル8
で色素溶液6を板状の噴出溶液9として噴出させ、そこ
に光を通すことが考えられる。
【0031】その際のしきい値の調整方法としては、溶
液の濃度を変えること、ノズル8の口の大きさや形状を
変えること、色素溶液6の圧力を変化させて板状に吹き
出す溶液の厚みを変えることにより行える。
【0032】
【発明の効果】第1の効果は、光増幅器で変調信号光を
増幅後、光フィルタにより原理的には消光比をゼロにし
て受光素子に導くことができるようになる。その理由
は、光フィルタとして過飽和吸収体を用い、そのしきい
値を光増幅器の自然放出光レベルに設定することによ
り、光変調信号の“Lo”レベルの自然放出光を完全に
除去することができるからである。
【0033】第2の効果は、信号源としてスペクトル幅
の狭い光源を用いる必要がなくなることである。その理
由は、過飽和吸収体を用いた光フィルタの自然放出光の
除去特性には、波長依存性がないからである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る光受信器の構成を示
すブロック図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る光フィルタの入力/
出力光の関係を示すもので、(A)は入力光を、(B)
は出力光を示す動作説明図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る光フィルタに過飽和
吸収色素である色素溶液を用いた例を示す斜視図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態に係る光フィルタに過飽和
吸収色素である色素溶液を用いた他の例を示す斜視図で
ある。
【図5】従来の光受信器の構成を示すブロック図であ
る。
【図6】一般的な光増幅器の出力光スペクトルを示す説
明図である。
【符合の説明】
1 光増幅器 2 光フィルタ(波長バンドパスフィルタ) 3 受光素子 4 光フィルタ(過飽和吸収体) 5 透明ガラス容器 6 色素溶液 7 光増幅後の信号光 8 ノズル 9 板状の噴出溶液

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光増幅器を有する光受信器において、過
    飽和吸収体を用いた光フィルタを有することを特徴とす
    る光受信器。
  2. 【請求項2】 前記過飽和吸収体は、所定の光強度レベ
    ル(しきい値)までの入力光に対しては吸収体として働
    き、それ以上の光強度レベルに対してはそれを透過させ
    る透明体として働く物質であることを特徴とする、請求
    項1記載の光受信器。
  3. 【請求項3】 前記所定の光強度レベル(しきい値)
    が、光増幅器による光増幅後の光変調信号の“Lo”レ
    ベルに対応する自然放出光レベルであることを特徴とす
    る、請求項1又は2記載の光受信器。
  4. 【請求項4】 前記過飽和吸収体は、その光吸収波長領
    域が自然放出光の発光領域を含み、かつ、光吸収に関与
    する上準位の寿命が変調パルス幅よりも短いことを特徴
    とする、請求項1〜3記載の光受信器。
  5. 【請求項5】 前記過飽和吸収体が、GaAs等の半導
    体からなることを特徴とする、請求項1〜4記載の光受
    信器。
  6. 【請求項6】 前記過飽和吸収体は、透明なガラス板等
    にGaAs等の半導体を蒸着し、その蒸着膜厚によって
    前記しきい値を調節する構成であることを特徴とする、
    請求項1〜5記載の光受信器。
  7. 【請求項7】 前記過飽和吸収体に、色素溶液を用いる
    ことを特徴とする、請求項1〜4記載の光受信器。
  8. 【請求項8】 前記色素溶液を透明な容器に収納し、光
    が溶液内を通過する距離を変えることによりしきい値を
    調整する構成としたことを特徴とする、請求項7記載の
    光受信器。
  9. 【請求項9】 前記色素溶液を板状に噴出させ、その噴
    出している色素溶液に対して光りを通すことを特徴とす
    る、請求項7記載の光受信器。
  10. 【請求項10】 前記板状に噴出させる色素溶液の厚さ
    を変えることによりしきい値を調整することを特徴とす
    る、請求項9記載の光受信器。
  11. 【請求項11】 前記色素溶液の濃度を変えることによ
    りしきい値を調整することを特徴とする、請求項8又は
    9記載の光受信器。
JP9345741A 1997-12-02 1997-12-02 光受信器 Pending JPH11168431A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001024412A1 (fr) * 1999-09-30 2001-04-05 Anritsu Corporation Dispositif a source lumineuse a longueur d'onde multiple fonctionnant avec un circuit a retard optique annulaire
US6674569B2 (en) * 2000-11-20 2004-01-06 Alcatel Optical power equalizer
JP2018205550A (ja) * 2017-06-06 2018-12-27 日本電信電話株式会社 光トリガーパルス発生器及びそれを用いたラベル処理器

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