JPH11274623A - Optical amplifier - Google Patents

Optical amplifier

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JPH11274623A
JPH11274623A JP7046398A JP7046398A JPH11274623A JP H11274623 A JPH11274623 A JP H11274623A JP 7046398 A JP7046398 A JP 7046398A JP 7046398 A JP7046398 A JP 7046398A JP H11274623 A JPH11274623 A JP H11274623A
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optical
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demultiplexer
gain
optical fiber
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Masahiko Kobayashi
雅彦 小林
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical amplifier which can provide a stable gain, a small gain deviation between signal wavelengths and less leakage of internal oscillation light with a simple arrangement. SOLUTION: Signal light is demultiplexed by an optical wavelength demultiplexer/multiplexer 14 according to its wavelengths, demultiplexed light of the different wavelengths are gain equalized by optical attenuators 16, a demultiplexed output to which the signal light is not allocated, that is, the demultiplexed output of wavelengths outside of the wavelength band, is fed back to an amplification part which includes an optical demultiplexer 11, an exciting light source 12 and a rate-earth added optical fiber 13 for internal oscillation, thus stabling the gain. That is, a gain stabilization can be realized, a gain dependency on wavelength can be reduced, and it is prevented that the internal oscillation light externally leaks.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類添加光ファ
イバを用いた光増幅器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical amplifier using a rare earth-doped optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】希土類添加光ファイバを用いた光ファイ
バ増幅器は、高利得、高出力、低雑音等の優れた特性を
有するため、光通信システムの性能を大幅に向上させ
た。光ファイバ増幅器の原理は、添加した希土類イオン
の励起準位に相当する波長を有する励起光を光ファイバ
に入射すると、希土類イオンのエネルギー準位の反転分
布により誘導放出現象が生じることにより信号光が増幅
されるのである。
2. Description of the Related Art An optical fiber amplifier using a rare-earth-doped optical fiber has excellent characteristics such as high gain, high output, and low noise, so that the performance of an optical communication system has been greatly improved. The principle of the optical fiber amplifier is that when excitation light having a wavelength corresponding to the excitation level of the added rare earth ion is incident on the optical fiber, the stimulated emission phenomenon occurs due to the inverted distribution of the energy level of the rare earth ion, and the signal light is generated. It is amplified.

【0003】特にエルビウム(Er)を添加した光ファ
イバを用いた光ファイバ増幅器(EDFA)は、増幅波
長帯域が石英系光ファイバの最低損失波長帯域(1.5
5μm帯)と一致し、しかも効率が良く、高利得、低雑
音の増幅特性が容易に得られることから広く実用に供さ
れることとなった。
[0003] In particular, an optical fiber amplifier (EDFA) using an optical fiber doped with erbium (Er) has an amplification wavelength band of the lowest loss wavelength band (1.5 times) of a silica-based optical fiber.
(5 μm band), high efficiency, and high gain and low noise amplification characteristics can be easily obtained.

【0004】EDFA等の光ファイバ増幅器を用いる
と、波長多重化された光信号を一括して増幅することが
できるので、波長多重による大容量で柔軟な伝送システ
ムを経済的に構築することができる。
[0004] When an optical fiber amplifier such as an EDFA is used, a wavelength-multiplexed optical signal can be amplified collectively, so that a large-capacity and flexible transmission system using wavelength division multiplexing can be economically constructed. .

【0005】しかしながら、このような波長多重伝送シ
ステムにおいて、多重化されるチャネル数がダイナミッ
クに変動する場合、一波長当りの利得も変動を受けるこ
とになる。
However, in such a wavelength division multiplexing transmission system, when the number of multiplexed channels fluctuates dynamically, the gain per wavelength also fluctuates.

【0006】このような利得の変動を回避するために、
光ファイバ増幅器に入力される信号光強度と増幅された
出力信号光強度とをモニタし、この比が一定になるよう
に励起光強度を制御する方法が提案されている。
In order to avoid such gain fluctuation,
A method has been proposed in which the signal light intensity input to the optical fiber amplifier and the amplified output signal light intensity are monitored, and the pump light intensity is controlled so that the ratio becomes constant.

【0007】しかしこの方法では構成が複雑になる他
に、広い入力波長範囲にわたり利得を高精度に安定化さ
せるのが困難であり、入力信号光パワーの時間変動に対
する過渡的な応答特性に問題がある。
However, in this method, in addition to the complicated structure, it is difficult to stabilize the gain with high accuracy over a wide input wavelength range, and there is a problem in the transient response characteristic to the time variation of the input signal light power. is there.

【0008】そこで上記問題を解消する他の方法とし
て、光増幅器内で発振を生じさせ、この発振により利得
の安定化を図る方法を図4に示す。
Therefore, as another method for solving the above problem, FIG. 4 shows a method for generating oscillation in an optical amplifier and stabilizing the gain by the oscillation.

【0009】図4は従来の光増幅器のブロック図であ
る。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional optical amplifier.

【0010】この光増幅器は、通常の光ファイバ増幅器
と同様、その基本部分は希土類添加光ファイバ1、励起
光源2、信号光と励起光とを合波する光合波器3、入出
力の光アイソレータ4,5からなっている。発振を生じ
させるために希土類添加光ファイバ1の両端に光ファイ
バグレーティングフィルタ6,7がそれぞれ接続されて
いる。
This optical amplifier is, like an ordinary optical fiber amplifier, basically composed of a rare-earth-doped optical fiber 1, an excitation light source 2, an optical multiplexer 3 for multiplexing signal light and excitation light, and an input / output optical isolator. It consists of four and five. Optical fiber grating filters 6 and 7 are connected to both ends of the rare-earth-doped optical fiber 1 in order to cause oscillation.

【0011】光ファイバグレーティングフィルタ6,7
は、ゲルマニウムを高濃度に含む光ファイバに、ホログ
ラフィックな手法により高出力の短波長レーザ光を照射
することにより光ファイバ中に回折格子を形成したもの
である。このような光ファイバグレーティングフィルタ
6,7によれば、回折格子の周期、格子数等を変えるこ
とにより所望の波長、帯域幅の光信号のみを反射させる
ことができ、しかも光ファイバ型であるので、従来の光
学部品で構成した場合に比べて接続等による損失が少な
いという利点がある。
Optical fiber grating filters 6, 7
Is a technique in which a diffraction grating is formed in an optical fiber containing a high concentration of germanium by irradiating a high-output short-wavelength laser beam by a holographic method. According to such optical fiber grating filters 6 and 7, it is possible to reflect only an optical signal having a desired wavelength and bandwidth by changing the period of the diffraction grating, the number of gratings, and the like. In addition, there is an advantage that the loss due to connection or the like is small as compared with the case where it is constituted by conventional optical components.

【0012】ところで、図4に示した光増幅器は、光フ
ァイバグレーティングフィルタ6,7で選択された波長
において発振が生じ、増幅部の利得が固定される。その
利得の大きさは、増幅部と反射部とからなる帰還グルー
プの利得が1になるように決定されるので、各光ファイ
バグレーティングフィルタ6,7の反射率により定ま
る。
In the optical amplifier shown in FIG. 4, oscillation occurs at the wavelength selected by the optical fiber grating filters 6 and 7, and the gain of the amplifier is fixed. The magnitude of the gain is determined so that the gain of the feedback group including the amplifying unit and the reflecting unit becomes 1, and thus is determined by the reflectance of each of the optical fiber grating filters 6 and 7.

【0013】このような内部発振を用いた方法によれ
ば、入力信号光パワーの変化によらず常に一定の利得を
保つことができ、入力信号光パワーの時間変化に対する
過渡的な応答性も安定している。しかも複雑な電気的制
御も不要である。
According to such a method using internal oscillation, a constant gain can be always maintained irrespective of the change in the input signal light power, and the transient response to the time change of the input signal light power is also stable. doing. Moreover, complicated electrical control is not required.

【0014】図5は光帰還の有無による利得の入力信号
光パワー依存性の特性の違いを示す図である。同図にお
いて横軸が入力信号光パワーを示し、縦軸が利得を示
す。
FIG. 5 is a diagram showing the difference in the dependence of the gain on the input signal light power depending on the presence or absence of optical feedback. In the figure, the horizontal axis indicates the input signal light power, and the vertical axis indicates the gain.

【0015】光帰還のない場合には、利得は入力信号光
パワーに依存して大きく変動するが、光帰還制御(発
振)を行うことにより、一定の利得に安定化される入力
信号パワー範囲が拡大される。また、制御の無い場合に
は入力信号光パワーに応じて利得の波長依存性も変化す
るが、帰還ループによる制御を行うことにより、利得が
安定化されている範囲においては利得の波長依存性も安
定化される。
In the case where there is no optical feedback, the gain greatly varies depending on the input signal light power. However, by performing the optical feedback control (oscillation), the input signal power range in which the gain is stabilized to a constant gain is obtained. It is enlarged. In addition, when there is no control, the wavelength dependence of the gain changes according to the input signal light power.However, by performing the control by the feedback loop, the wavelength dependence of the gain is reduced in a range where the gain is stabilized. Be stabilized.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光増幅器では内部発振光が信号光と共に外部に出力され
るという問題がある。内部発振により利得が安定化され
ている信号光パワー領域では、発振光は信号光に比べて
光パワーが大きいので、このような光が外部に放射され
ることは問題がある。
However, the conventional optical amplifier has a problem that the internal oscillation light is output to the outside together with the signal light. In the signal light power region where the gain is stabilized by the internal oscillation, the oscillating light has a higher optical power than the signal light, so that there is a problem that such light is emitted to the outside.

【0017】また、波長多重用途においては、増幅利得
が信号波長によらず一定であることが要求されるが、従
来技術においては、増幅媒体の利得の波長依存性により
信号波長間の利得偏差が生じる。このような利得偏差を
軽減するために増幅出力に利得等化用のフィルタを挿入
する方法等も検討されているが、利得偏差を十分に小さ
くするには複雑な等化フィルタの特性が要求される。
Further, in the wavelength multiplexing application, it is required that the amplification gain is constant irrespective of the signal wavelength. However, in the prior art, the gain deviation between the signal wavelengths depends on the wavelength dependence of the gain of the amplification medium. Occurs. In order to reduce such a gain deviation, a method of inserting a filter for gain equalization into the amplified output has been studied. However, in order to sufficiently reduce the gain deviation, complicated equalization filter characteristics are required. You.

【0018】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、利得が安定で信号波長間の利得偏差が小さく、内部
発振光の漏れが少なく、構成が簡単な光増幅器を提供す
ることにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide an optical amplifier which has a stable configuration, a small gain deviation between signal wavelengths, a small leakage of internal oscillation light, and a simple configuration. .

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、励起光により励起された希土類添加光ファ
イバの出力側に、希土類添加光ファイバの増幅波長帯域
内の異なる波長の信号光を合分波する光合分波器を接続
した光増幅器であって、光合分波器の出力ポートの一つ
を希土類添加光ファイバの入力側と光学的に結合する結
合手段を備えたものである。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a rare earth-doped optical fiber which is excited by pumping light and has a signal light having a different wavelength within an amplification wavelength band of the rare earth-doped optical fiber. An optical amplifier connected to an optical multiplexer / demultiplexer for multiplexing / demultiplexing the optical fiber, comprising coupling means for optically coupling one of the output ports of the optical multiplexer / demultiplexer to the input side of the rare-earth-doped optical fiber. .

【0020】本発明は、励起光により励起された希土類
添加光ファイバの出力側に、端子Aから端子B、端子B
から端子Cへの順方向特性を有する光サーキュレータの
端子Bを接続し、希土類添加光ファイバの入力側に希土
類添加光ファイバの増幅波長帯域内の複数の異なる波長
の信号光を合分波する光合分波器を接続した光増幅器で
あって、光合分波器の出力ポートの一つを光サーキュレ
ータの端子Aまたは端子Cに接続したものである。
According to the present invention, the terminal A is connected to the terminal B and the terminal B is connected to the output side of the rare-earth-doped optical fiber excited by the excitation light.
A terminal B of an optical circulator having a forward characteristic is connected to a terminal C and a signal C having a plurality of different wavelengths within the amplification wavelength band of the rare earth-doped optical fiber is coupled to the input side of the rare earth-doped optical fiber. An optical amplifier to which a demultiplexer is connected, wherein one of output ports of an optical multiplexer / demultiplexer is connected to a terminal A or a terminal C of an optical circulator.

【0021】本発明は、励起光により励起された希土類
添加光ファイバの出力側に、端子Aから端子B、端子B
から端子Cへの順方向特性を有する光サーキュレータの
端子Bを接続し、希土類添加光ファイバの入力側に希土
類添加光ファイバの増幅波長帯域内の複数の異なる波長
の信号光を合分波する光合分波器を接続した光増幅器で
あって、光合分波器の出力ポートの一つを光カプラを介
して光サーキュレータの端子Aに接続し、光合分波器の
他の出力ポートのうち少なくとも一つを光反射器に接続
したものである。
According to the present invention, the terminal A is connected to the terminal B and the terminal B is connected to the output side of the rare-earth-doped optical fiber excited by the excitation light.
A terminal B of an optical circulator having a forward characteristic is connected to a terminal C and a signal C having a plurality of different wavelengths within the amplification wavelength band of the rare earth-doped optical fiber is coupled to the input side of the rare earth-doped optical fiber. An optical amplifier to which a demultiplexer is connected, wherein one of the output ports of the optical multiplexer / demultiplexer is connected to a terminal A of the optical circulator via an optical coupler, and at least one of the other output ports of the optical multiplexer / demultiplexer is connected. Are connected to a light reflector.

【0022】上記構成に加え本発明の光増幅器は、光反
射器と光合分波器の出力ポートとの間に減衰量が可変の
光減衰器を設けてもよい。
In addition to the above configuration, the optical amplifier of the present invention may include an optical attenuator having a variable attenuation between the optical reflector and the output port of the optical multiplexer / demultiplexer.

【0023】上記構成に加え本発明の光増幅器の光合分
波器は、基板上に形成されたアレイ導波路格子を用いた
集積化光合分波器であってもよい。
In addition to the above configuration, the optical multiplexer / demultiplexer of the optical amplifier of the present invention may be an integrated optical multiplexer / demultiplexer using an arrayed waveguide grating formed on a substrate.

【0024】本発明によれば、光合分波器により信号光
を各波長ごとに分波し、分波した波長ごとに光減衰器に
より利得等化すると共に、信号光に割り当てられていな
い分波出力、すなわち信号波長帯域外の波長の分波出力
を増幅部に帰還することにより内部発振させることによ
り利得が安定化される。すなわち、利得の安定化と利得
の波長依存性の低減を図ると共に内部発振光が外部に漏
れるのを防止したものである。
According to the present invention, the signal light is demultiplexed for each wavelength by the optical multiplexer / demultiplexer, the gain is equalized by the optical attenuator for each demultiplexed wavelength, and the demultiplexer not allocated to the signal light is demultiplexed. The output, that is, the demultiplexed output of a wavelength outside the signal wavelength band, is fed back to the amplifying unit to internally oscillate, thereby stabilizing the gain. That is, it is intended to stabilize the gain and reduce the wavelength dependence of the gain and to prevent the internal oscillation light from leaking outside.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0026】図1は本発明の光増幅器の一実施の形態を
示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0027】この光増幅器は、端子Aから端子B、端子
Bから端子Cへの順方向特性を有する三端子の光サーキ
ュレータ10と、一方の入力ポート11aが光サーキュ
レータ10の端子Bに接続された光合波器11と、光合
波器11の他方の入力ポート11bに接続された励起光
源12と、入力側が光合波器11の出力ポート11cに
接続された希土類添加光ファイバ13と、入力ポートが
希土類添加光ファイバ13の出力側に接続された光合分
波器14と、光合分波器14の複数の出力ポートのうち
の一つと光サーキュレータ10の端子Cとの間に挿入さ
れた結合手段としての光減衰器15と、光合分波器14
の残りの出力ポートにそれぞれ接続された光減衰器16
(16−0〜16−N)とで構成されている。
In this optical amplifier, a three-terminal optical circulator 10 having forward characteristics from terminal A to terminal B and terminal B to terminal C, and one input port 11a is connected to terminal B of the optical circulator 10. An optical multiplexer 11; an excitation light source 12 connected to the other input port 11b of the optical multiplexer 11; a rare earth-doped optical fiber 13 whose input side is connected to an output port 11c of the optical multiplexer 11; An optical multiplexer / demultiplexer 14 connected to the output side of the additional optical fiber 13, and a coupling means inserted between one of the plurality of output ports of the optical multiplexer / demultiplexer 14 and the terminal C of the optical circulator 10. Optical attenuator 15 and optical multiplexer / demultiplexer 14
Optical attenuators 16 connected to the remaining output ports of
(16-0 to 16-N).

【0028】次にこの光増幅器の動作について説明す
る。なお、この光増幅器には波長λ0〜λN の信号光が
波長多重されて入力されるものとする。
Next, the operation of the optical amplifier will be described. It is assumed that signal light having wavelengths λ 0 to λ N is wavelength-multiplexed and input to this optical amplifier.

【0029】信号光入力は光サーキュレータ10の端子
Aから端子Bに至り、光合波器11により励起光源12
からの励起光と合波されて希土類添加光ファイバ13に
入射される。希土類添加光ファイバ13で増幅された信
号光は光合分波器14により波長の異なるチャネルごと
に分離され、増幅部(光合波器11、励起光源12及び
希土類添加光ファイバ13からなる)の利得の波長依存
性を補償する光減衰器16を経て出力される。
The signal light input goes from the terminal A to the terminal B of the optical circulator 10,
And multiplexed with the excitation light from the optical fiber 13 to enter the rare-earth-doped optical fiber 13. The signal light amplified by the rare-earth-doped optical fiber 13 is separated by an optical multiplexer / demultiplexer 14 for each of the channels having different wavelengths, and the gain of the amplification unit (including the optical multiplexer 11, the pumping light source 12, and the rare-earth-doped optical fiber 13) is improved. The light is output through an optical attenuator 16 that compensates for the wavelength dependency.

【0030】一方、光合分波器14の出力ポートのう
ち、信号波長帯域外の分波出力ポート(図では波長λ
N+1 の出力ポート)は光減衰器15を経て光サーキュレ
ータ10の端子Cに接続される。従って、増幅部で発生
した自然放出光のうち波長λN+1の近傍の光は光サーキ
ュレータ10の端子Bから端子Cに至り、光減衰器1
5、光合分波器14を経て再び増幅部に入力する帰還ル
ープを形成する。この帰還ループにより増幅部は波長近
傍で発振する。この発振により増幅部の利得は図4に示
した従来例と同様に信号光入力パワーによらず一定に保
たれる。
On the other hand, of the output ports of the optical multiplexer / demultiplexer 14, a demultiplexing output port outside the signal wavelength band (wavelength λ in the figure)
The (N + 1 output port) is connected to the terminal C of the optical circulator 10 via the optical attenuator 15. Therefore, of the spontaneous emission light generated in the amplifying unit, the light near the wavelength λ N + 1 reaches the terminal C from the terminal B of the optical circulator 10 and the light attenuator 1
5. Form a feedback loop for inputting the signal again to the amplifier through the optical multiplexer / demultiplexer 14. The amplifier oscillates near the wavelength by this feedback loop. Due to this oscillation, the gain of the amplifier is kept constant irrespective of the signal light input power as in the conventional example shown in FIG.

【0031】また、増幅部の利得は光減衰器15によ
り、帰還ループの損失を変えることにより調整可能であ
る。
The gain of the amplifying section can be adjusted by changing the loss of the feedback loop by the optical attenuator 15.

【0032】このような構成にすることにより、入力す
る信号光パワーによらず各チャネルが厳密に一定の利得
を得ることができ、また内部の発振光が外部に漏れるこ
ともない。
With such a configuration, each channel can obtain a strictly constant gain irrespective of the input signal light power, and the internal oscillation light does not leak to the outside.

【0033】図2は本発明の光増幅器の他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0034】図1に示した光増幅器が出力が分波された
信号光出力であるのに対し、この光増幅器は、光増幅器
の入出力ともに波長多重された信号光である点で相違す
る。
While the optical amplifier shown in FIG. 1 has a demultiplexed signal light output, this optical amplifier is different in that both the input and output of the optical amplifier are wavelength-multiplexed signal light.

【0035】この光増幅器は、入力ポート17aに信号
光が入力される光カプラ17と、光カプラ17の出力ポ
ート17cに端子Aが接続された三端子の光サーキュレ
ータ10と、一方の入力ポート11aが光サーキュレー
タ10の端子Bに接続された光合波器11と、光合波器
11の他方の入力ポート11bに接続された励起光源1
2と、入力側が光合波器11の出力ポート11cに接続
された希土類添加光ファイバ13と、入力ポートが希土
類添加光ファイバ13の出力側に接続された光合分波器
14と、光合分波器14の複数の出力ポートのうちの一
つと光カプラ17の入力ポート17bとの間に挿入され
た光減衰器15と、光合分波器14の残りの出力ポート
にそれぞれ接続された光減衰器16−0〜16−Nと、
各光減衰器16−0〜16−Nに接続された光反射器1
8(18−0〜18−N)とで構成されている。なお、
基本的な増幅部は図1に示した光増幅器と同様なため重
複する説明は省略する。
This optical amplifier comprises an optical coupler 17 into which signal light is input to an input port 17a, a three-terminal optical circulator 10 having a terminal A connected to an output port 17c of the optical coupler 17, and one input port 11a. Is an optical multiplexer 11 connected to a terminal B of the optical circulator 10, and an excitation light source 1 connected to the other input port 11b of the optical multiplexer 11.
2, an optical fiber 13 whose input side is connected to an output port 11c of the optical multiplexer 11, an optical multiplexer / demultiplexer 14 whose input port is connected to the output side of the optical fiber 13, and an optical multiplexer / demultiplexer. 14, an optical attenuator 15 inserted between one of the plurality of output ports and the input port 17b of the optical coupler 17, and an optical attenuator 16 connected to the remaining output ports of the optical multiplexer / demultiplexer 14. -0 to 16-N;
Light reflector 1 connected to each optical attenuator 16-0 to 16-N
8 (18-0 to 18-N). In addition,
The basic amplifying unit is the same as the optical amplifier shown in FIG.

【0036】光カプラ17の一方の入力ポート17aに
入力された、波長多重された信号光入力は光サーキュレ
ータ10の端子Aから端子Bに至り、増幅された後に光
合分波器14により各チャネルに分離され、各波長ごと
に光減衰器16を経て光反射器18により全反射され再
び同じ光路を経て光サーキュレータ10の端子Bから端
子Cに出力される。各光減衰器16は増幅された各チャ
ネルの光出力が等しくなるように調整されている。
The wavelength-multiplexed signal light input to one input port 17a of the optical coupler 17 reaches from the terminal A to the terminal B of the optical circulator 10 and is amplified by the optical multiplexer / demultiplexer 14 to each channel. The light is separated, totally reflected by the light reflector 18 via the optical attenuator 16 for each wavelength, and output again from the terminal B to the terminal C of the optical circulator 10 via the same optical path. Each optical attenuator 16 is adjusted so that the amplified optical output of each channel becomes equal.

【0037】一方、光合分波器14の出力ポートのうち
信号波長帯域外の分波出力ポート(図では波長λN+1
出力ポート)は光減衰器15を経て光カプラ17により
入力信号と合波される。従って増幅部にて発生した自然
放出光のうち波長λN+1 の近傍の光は光合分波器14、
光減衰器15、光カプラ17、光サーキュレータ10を
経て再び増幅部に入力する帰還ループを形成する。この
帰還ループにより光増幅器は波長近傍で発振し、この発
振により増幅部の利得は図1に示した光増幅器と同様に
信号光入力パワーによらず一定に保たれる。また増幅部
の利得は光減衰器15によりループの損失を変えること
により調整可能である。
On the other hand, of the output ports of the optical multiplexer / demultiplexer 14, the demultiplexed output port outside the signal wavelength band (the output port of the wavelength λ N + 1 in the figure) passes through the optical attenuator 15 and is connected to the input signal by the optical coupler 17. Are multiplexed. Therefore, of the spontaneous emission light generated in the amplifying unit, light near the wavelength λ N + 1 is the optical multiplexer / demultiplexer 14,
A feedback loop is formed to be input again to the amplification unit via the optical attenuator 15, the optical coupler 17, and the optical circulator 10. Due to this feedback loop, the optical amplifier oscillates in the vicinity of the wavelength, and the oscillation keeps the gain of the amplifying unit constant irrespective of the signal light input power as in the optical amplifier shown in FIG. The gain of the amplifying section can be adjusted by changing the loss of the loop by the optical attenuator 15.

【0038】このような構成により、図1に示した光増
幅器と同様、入力する信号光パワーによらず各チャネル
が厳密に一定の利得を得ることができ、また内部の発振
光が外部に漏れることもない。しかも信号光は増幅媒体
を往復するので、増幅の効率が向上する。
With such a configuration, similarly to the optical amplifier shown in FIG. 1, each channel can obtain a strictly constant gain regardless of the input signal light power, and the internal oscillation light leaks to the outside. Not even. In addition, since the signal light reciprocates in the amplification medium, the amplification efficiency is improved.

【0039】図3は本発明の光増幅器の他の実施の形態
を示すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【0040】図2に示した光増幅器との相違点は、一部
の光反射器の替わりに信号光入出力ポートを設けた点で
ある。
The difference from the optical amplifier shown in FIG. 2 is that a signal light input / output port is provided instead of a part of the light reflector.

【0041】この光増幅器は、入力ポート17aに信号
光が入力される光カプラ17と、光カプラ17の出力ポ
ート17cに端子Aが接続された三端子の光サーキュレ
ータ10と、一方の入力ポート11aが光サーキュレー
タ10の端子Bに接続された光合波器11と、光合波器
11の他方の入力ポート11bに接続された励起光源1
2と、入力側が光合波器11の出力ポート11cに接続
された希土類添加光ファイバ13と、入力ポートが希土
類添加光ファイバ13の出力側に接続された光合分波器
14と、光合分波器14の複数の出力ポートのうちの一
つと光カプラ17の入力ポート17bとの間に挿入され
た光減衰器15と、光合分波器14の残りの出力ポート
にそれぞれ接続された光減衰器16−1〜16−Nと、
各光減衰器16−1〜16−Nに接続された光反射器1
8−1〜18−Nとで構成されている。
This optical amplifier comprises an optical coupler 17 into which signal light is input to an input port 17a, a three-terminal optical circulator 10 having a terminal A connected to an output port 17c of the optical coupler 17, and one input port 11a. Is an optical multiplexer 11 connected to a terminal B of the optical circulator 10, and an excitation light source 1 connected to the other input port 11b of the optical multiplexer 11.
2, an optical fiber 13 whose input side is connected to an output port 11c of the optical multiplexer 11, an optical multiplexer / demultiplexer 14 whose input port is connected to the output side of the optical fiber 13, and an optical multiplexer / demultiplexer. 14, an optical attenuator 15 inserted between one of the plurality of output ports and the input port 17b of the optical coupler 17, and an optical attenuator 16 connected to the remaining output ports of the optical multiplexer / demultiplexer 14. -1 to 16-N;
Optical reflector 1 connected to each optical attenuator 16-1 to 16-N
8-1 to 18-N.

【0042】光合分波器14の波長λK が出力される分
波ポートに、光反射器の替わりに接続された光減衰器1
6−Kに三端子の光サーキュレータ19を介して光送信
器Txと光受信器Rxとが接続されている。このような
構成により、光増幅器に入力される信号光のうち波長λ
K の成分のみが分岐・受信されるとともに新たに同一波
長の別信号を挿入することができる。
The optical attenuator 1 connected to the demultiplexing port of the optical multiplexer / demultiplexer 14 for outputting the wavelength λ K instead of the optical reflector.
The optical transmitter Tx and the optical receiver Rx are connected to 6-K via an optical circulator 19 having three terminals. With such a configuration, the wavelength λ of the signal light input to the optical amplifier is
Only the K component is dropped and received, and another signal of the same wavelength can be newly inserted.

【0043】光合分波器14の波長λN が出力される分
波ポートに、光反射器の替わりに接続された光減衰器1
6−Nに、光反射器18−Nと切り替え自在な1×2光
スイッチ20及び三端子の光サーキュレータ21を介し
て光送信器Txと光受信器Rxとが接続されている。こ
のような構成により、光スイッチの切り替え動作により
該当するチャネルの動作を入力信号の中継・増幅或いは
上記のような分岐・挿入のいずれかに選択可能となる。
このようなスイッチ可能な波長チャネルの分岐・挿入機
能は今後の高機能で柔軟な波長多重ネットワークの実現
に当たって必要なものである。
An optical attenuator 1 connected to the demultiplexing port of the optical multiplexer / demultiplexer 14 for outputting the wavelength λ N instead of the optical reflector.
6-N, an optical transmitter Tx and an optical receiver Rx are connected via a 1 × 2 optical switch 20 and a three-terminal optical circulator 21 which can be switched with the optical reflector 18-N. With such a configuration, the operation of the corresponding channel can be selected from the relay / amplification of the input signal and the above-described drop / add by the switching operation of the optical switch.
Such a switchable wavelength channel dropping / adding function is necessary for realizing a highly functional and flexible wavelength multiplexing network in the future.

【0044】以上において本発明によれば、 (1) 光ファイバ増幅器に帰還ループを設けて発振させる
ことにより、増幅部の利得安定化が図られ、入力信号光
パワーの変動によらず一定の利得を有する光増幅器が得
られる。
As described above, according to the present invention, (1) by providing a feedback loop in an optical fiber amplifier and oscillating, the gain of the amplifying section can be stabilized, and a constant gain can be obtained regardless of the fluctuation of the input signal light power. Is obtained.

【0045】(2) 信号光の分波器の空きポート(信号帯
域外の出力ポート)を利用して、このポートを介して増
幅信号光を増幅部に巡回帰還させるループを形成するこ
とにより、自動的に内部発振光を信号帯域外に設定する
と共に、発振光の外部への漏れを防ぐことができる。
(2) By using a free port (output port outside the signal band) of the signal light duplexer and forming a loop for cyclically feeding back the amplified signal light to the amplification unit via this port, The internal oscillation light can be automatically set outside the signal band, and the oscillation light can be prevented from leaking to the outside.

【0046】(3) 光分波器の各分波出力を個別に光減衰
器により調整することにより、増幅部の利得の波長依存
性を厳密に補償することができる。
(3) The wavelength dependence of the gain of the amplifier can be strictly compensated by individually adjusting the demultiplexed outputs of the optical demultiplexer by the optical attenuator.

【0047】(4) 増幅・分波した信号光を反射させて再
び増幅媒体を通過させる増幅構成とすることにより、増
幅効率を向上させることができる。
(4) The amplification efficiency can be improved by adopting an amplification configuration in which the amplified and demultiplexed signal light is reflected and passed again through the amplification medium.

【0048】(5) 特定の波長の信号光のみ選択的に分岐
・挿入する機能や、さらに分岐・挿入するチャネルを切
り替え可能とする機能等、高度な波長多重ネットワーク
の実現に必要な機能を簡単に実現できる。
(5) Functions required for realizing an advanced wavelength division multiplexing network, such as a function of selectively dropping / adding only signal light of a specific wavelength and a function of switching a channel to be dropped / added, are simplified. Can be realized.

【0049】(6) 部品点数が少なく構成が簡単なので、
小形化、低価格化が可能である。
(6) Since the number of parts is small and the configuration is simple,
Small size and low price are possible.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0051】信号波長帯域外の波長の分波出力を増幅部
に帰還することにより内部発振させることにより、入力
信号光パワーによらず利得が一定に保たれると共に信号
波長間の利得偏差を十分小さく抑え、かつ内部発振光の
漏れを抑えることができ、しかも構成が簡単な光増幅器
の提供を実現できる。
By returning the demultiplexed output of the wavelength outside the signal wavelength band to the amplifying unit and internally oscillating, the gain is kept constant regardless of the input signal light power and the gain deviation between the signal wavelengths is sufficiently reduced. It is possible to provide an optical amplifier which can be reduced in size, can suppress the leakage of the internal oscillation light, and has a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光増幅器の一実施の形態を示すブロッ
ク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an optical amplifier of the present invention.

【図2】本発明の光増幅器の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図3】本発明の光増幅器の他の実施の形態を示すブロ
ック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the optical amplifier of the present invention.

【図4】従来の光増幅器のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a conventional optical amplifier.

【図5】光帰還の有無による利得の入力信号光パワー依
存性の特性の違いを示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a difference in characteristics of the dependence of gain on input signal light power depending on the presence or absence of optical feedback;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光サーキュレータ 11 光合波器 12 励起光源 13 希土類添加光ファイバ 14 光合分波器 15,16,16−0〜16−N 光減衰器 Reference Signs List 10 optical circulator 11 optical multiplexer 12 excitation light source 13 rare earth-doped optical fiber 14 optical multiplexer / demultiplexer 15, 16, 16-0 to 16-N optical attenuator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励起光により励起された希土類添加光フ
ァイバの出力側に、該希土類添加光ファイバの増幅波長
帯域内の異なる波長の信号光を合分波する光合分波器を
接続した光増幅器であって、該光合分波器の出力ポート
の一つを上記希土類添加光ファイバの入力側と光学的に
結合する結合手段を備えたことを特徴とする光増幅器。
An optical amplifier having an output side of a rare-earth-doped optical fiber pumped by pumping light connected to an optical multiplexer / demultiplexer for multiplexing / demultiplexing signal lights of different wavelengths within an amplification wavelength band of the rare-earth-doped optical fiber. An optical amplifier, further comprising coupling means for optically coupling one of the output ports of the optical multiplexer / demultiplexer with the input side of the rare-earth-doped optical fiber.
【請求項2】 励起光により励起された希土類添加光フ
ァイバの出力側に、端子Aから端子B、端子Bから端子
Cへの順方向特性を有する光サーキュレータの端子Bを
接続し、上記希土類添加光ファイバの入力側に上記希土
類添加光ファイバの増幅波長帯域内の複数の異なる波長
の信号光を合分波する光合分波器を接続した光増幅器で
あって、上記光合分波器の出力ポートの一つを上記光サ
ーキュレータの端子Aまたは端子Cに接続したことを特
徴とする光増幅器。
2. A rare earth-doped optical fiber excited by pumping light is connected to a terminal B of an optical circulator having a forward characteristic from a terminal A to a terminal B and from a terminal B to a terminal C to the output side of the rare earth-doped optical fiber. An optical amplifier in which an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes a plurality of different wavelengths of signal light within an amplification wavelength band of the rare-earth-doped optical fiber is connected to an input side of the optical fiber, and an output port of the optical multiplexer / demultiplexer. An optical amplifier characterized in that one of the above is connected to the terminal A or the terminal C of the optical circulator.
【請求項3】 励起光により励起された希土類添加光フ
ァイバの出力側に、端子Aから端子B、端子Bから端子
Cへの順方向特性を有する光サーキュレータの端子Bを
接続し、上記希土類添加光ファイバの入力側に上記希土
類添加光ファイバの増幅波長帯域内の複数の異なる波長
の信号光を合分波する光合分波器を接続した光増幅器で
あって、上記光合分波器の出力ポートの一つを光カプラ
を介して上記光サーキュレータの端子Aに接続し、上記
光合分波器の他の出力ポートのうち少なくとも一つを光
反射器に接続したことを特徴とする光増幅器。
3. The rare earth-doped optical fiber pumped by the pumping light is connected to a terminal B of an optical circulator having a forward characteristic from a terminal A to a terminal B and from a terminal B to a terminal C on the output side of the rare earth-doped optical fiber. An optical amplifier in which an optical multiplexer / demultiplexer that multiplexes / demultiplexes a plurality of different wavelengths of signal light within an amplification wavelength band of the rare-earth-doped optical fiber is connected to an input side of the optical fiber, and an output port of the optical multiplexer / demultiplexer. An optical amplifier connected to a terminal A of the optical circulator via an optical coupler, and at least one of the other output ports of the optical multiplexer / demultiplexer is connected to an optical reflector.
【請求項4】 上記光反射器と上記光合分波器の出力ポ
ートとの間に減衰量が可変の光減衰器を設けた請求項3
に記載の光増幅器。
4. An optical attenuator having a variable attenuation between said optical reflector and an output port of said optical multiplexer / demultiplexer.
An optical amplifier according to claim 1.
【請求項5】 上記光合分波器は、基板上に形成された
アレイ導波路格子を用いた集積化光合分波器である請求
項1から4のいずれかに記載の光増幅器。
5. The optical amplifier according to claim 1, wherein said optical multiplexer / demultiplexer is an integrated optical multiplexer / demultiplexer using an arrayed waveguide grating formed on a substrate.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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