JPH11337750A - 可変利得平坦化器 - Google Patents

可変利得平坦化器

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JPH11337750A
JPH11337750A JP10145673A JP14567398A JPH11337750A JP H11337750 A JPH11337750 A JP H11337750A JP 10145673 A JP10145673 A JP 10145673A JP 14567398 A JP14567398 A JP 14567398A JP H11337750 A JPH11337750 A JP H11337750A
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JP
Japan
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fiber
grating
optical
optical fiber
gain flattener
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JP10145673A
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Tamahiko Nishiki
玲彦 西木
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エルビウム添加ファイバ等の光増幅器に使用
する利得平坦化器のフィルタ波長特性を可変として、光
信号の平坦化の精度を向上させる。 【解決手段】 光ファイバ101の複数箇所をグレーテ
ィング板103a〜103cで加圧して3種類の長周期
構造ファイバグレーティングを光学的に形成する利得平
坦化器において、このグレーティング板103a〜10
3cによる加圧力をピエゾ変換器104a〜104cで
個別に制御して各ファイバグレーティングの減衰率を調
整することにより、利得平坦化器全体としてのフィルタ
波長特性を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、波長の異なる光
信号の利得を平坦化する可変利得平坦化器に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来より、異なる波長を持つ多数の光信
号を同時に扱うことによって大容量の光伝送や波長ルー
ティングを実現する光通信技術が知られており、波長多
重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)光通信と称
されている。このような光通信技術においては、広帯域
の光信号波長に対して均一な増幅度を得ることができる
光増幅器(すなわち増幅波長特性が平坦な光増幅器)が
求められる。
【0003】光増幅器としては、従来、光ファイバ増幅
器が有望視されている。光ファイバ増幅器では、希土類
イオンを添加した光ファイバを光増幅媒体として使用す
る。この光ファイバに信号光と励起光とを入射し、光励
起された希土類イオンに信号光を作用させて誘導放出を
起こさせることにより、信号光を増幅することができ
る。
【0004】光ファイバ増幅器のうち、波長多重光通信
用のものとしては、例えばエルビウム添加ファイバ増幅
器(EDFA:Erbium-Doped Fiber Amplifier) が知られてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】エルビウム添加ファイ
バ増幅器は、増幅波長特性が平坦でなく、したがって広
帯域の光信号波長に対して均一な増幅度を得ることがで
きない。これに対して、この増幅波長特性を、光フィル
タを用いて平坦化する技術が、従来より知られている。
【0006】かかる平坦化技術を開示した文献として
は、以下のようなものがある。
【0007】(1)Poul F.Wysocki et al, “Options for
gain-flattened erbium-doped fiber amplifiers”,OF
C'97 Technical Digest,WF2 (2)Poul F.Wysocki et al, “Erbium-Doped Fiber Ampl
ifier Flattened Beyond 40 nm Using Long-Period Gra
ting ”,OFC'97 Technical Digest,PD2-1 (3)米国特許公報5,260,823 上記文献(1)には、エルビウム添加ファイバの増幅波
長特性と逆のフィルタ波長特性を有する光フィルタを利
得平坦化器として使用することにより平坦化を図る技術
が開示されている。この文献(1)では、利得平坦化器
を、3個のガウス分布光フィルタで構成している。
【0008】上記文献(2)には、利得平坦化器を構成
するガウス分布光フィルタとして、長周期構造のファイ
バグレーティング(LPG:Long Period Grating) を使用す
る技術が開示されている。
【0009】上記文献(3)には、局所的な歪みを与え
てLPGを形成した光ファイバを、利得平坦化器のガウ
ス分布光フィルタとして使用する技術が開示されてい
る。
【0010】しかしながら、これらの文献(1)〜
(3)に開示された利得平坦化器は、ガウス分布光フィ
ルタの波長特性が一定であり、エルビウム添加ファイバ
増幅器の増幅波長特性のばらつきに応じてガウス分布光
フィルタの波長特性を調整することができないという欠
点があった。
【0011】エルビウム添加ファイバ増幅器は、エルビ
ウム添加ファイバ(EDF:Erbium-Doped Fiber)の長さ依存
性、ポンプ光強度依存性および信号光強度依存性に起因
して、増幅波長特性がばらついてしまう。このため、利
得平坦化器の波長特性が一定であると、エルビウム添加
ファイバ増幅器が出力した光信号の平坦化が不十分とな
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明に係る可変利得
平坦化器は、一端から入力した光信号を他端から出力す
る光ファイバと、この光ファイバの複数箇所に長周期構
造のファイバグレーティングを光学的に形成するグレー
ティング形成手段と、このグレーティング形成手段が形
成したファイバグレーティングの減衰率を、これらのフ
ァイバグレーティングごとに調整する減衰率調整手段と
を備える。
【0013】このような構成によれば、利得平坦化器の
フィルタ波長特性を可変とすることができ、したがっ
て、光信号の平坦化の精度を向上させることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分
の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解でき
る程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説
明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解さ
れたい。
【0015】図1は、この実施の形態に係る可変利得平
坦化器の構成を概念的に示す側面図である。
【0016】同図に示したように、光ファイバ101
は、マウント102によって支持されている。この光フ
ァイバ101は、エルビウム添加ファイバ(図示せず)
等の波長多重用光増幅器が出力した光信号を入力端から
導入し、利得変換後の光信号を出力端から出力する。
【0017】グレーティング形成手段としてのグレーテ
ィング板103a,103b,103cは、ピエゾ変換
器(PZT:Piezo Transducer)104a,104b,104
c(後述)を介して、マウント102の上部に保持固定
されている。これらのグレーティング板103a〜10
3cは、グレーティング形成部が光ファイバ101に当
接するように、配置されている。この実施の形態では、
各グレーティング板103a,103b,103cとし
ては、それぞれ、グレーティングピッチおよびグレーテ
ィング長が異なるものを使用する。
【0018】ピエゾ変換器104a〜104cは、マウ
ント102に保持固定され、グレーティング板103
a,103b,103cを支持している。
【0019】ピエゾ制御回路105a,105b,10
5cは、電圧信号によって、ピエゾ変換器104a〜1
04cがグレーティング板103a〜103cを加圧す
る圧力(すなわちグレーティング板103a〜103c
が光ファイバ101を加圧する圧力)を制御する。
【0020】光カプラ106は、光ファイバ101の出
力端側で、光信号を分岐する。
【0021】WDM(Wavelength Division Multiplexin
g)モニタ107は、光カプラ106から入力した光信号
を用いて波長と光強度との関係を示すデータを生成す
る。
【0022】コンピュータ108は、WDMモニタ10
7から入力したデータを用い、光信号の波長と光強度と
の関係が平坦化するように、電圧信号を制御する。
【0023】なお、光カプラ106、WDMモニタ10
7およびコンピュータ108により、この発明の平坦化
制御回路が構成されている。
【0024】次に、図1に示した利得平坦化器の動作原
理について、図2を用いて説明する。
【0025】図1に示したように、この実施の形態の利
得平坦化器では、3個のグレーティング板103a〜1
03cを用いて光ファイバ101を加圧することによ
り、周期的に加圧領域を形成する。光ファイバ101の
加圧領域では、この加圧力に応じて屈折率が変化する。
これにより、光ファイバ101に、3個の長周期構造フ
ァイバグレーティング(LPG:Long Period Grating) を形
成することができる。
【0026】上述したように、3個のグレーティング板
103a〜103cとしては、グレーティングピッチお
よびグレーティング長が異なるものが使用される。した
がって、光ファイバ101に形成される3個のファイバ
グレーティングのフィルタ波長特性も、それぞれ異な
る。
【0027】図2は、各ファイバグレーティングのフィ
ルタ波長特性を示すグラフであり、縦軸は利得[d
B]、横軸は波長[nm]を示している。
【0028】同図において、LPGaはグレーティング
板103aによって形成されたファイバグレーティング
を、LPGbはグレーティング板103bによって形成
されたファイバグレーティングを、LPGcはグレーテ
ィング板103cによって形成されたファイバグレーテ
ィングを、それぞれ示している。このように、LPGa
〜LPGcは、それぞれ、異なるフィルタ波長特性を示
している。そして、利得平坦化器全体としてのフィルタ
波長特性(図2に「LPGa+LPGb+LPGc」と
して示したフィルタ波長特性)は、LPGa〜LPGc
のフィルタ波長特性を合成することによって得られる。
すなわち、図1に示した利得平坦化器に入力された光信
号は、LPGa+LPGb+LPGcで示した合成フィ
ルタ波長特性に応じて減衰されて、出力端から出力され
る。
【0029】ここで、LPGaのフィルタ波長特性は、
光ファイバ101の加圧領域における屈折率に依存す
る。このため、グレーティング板103aが光ファイバ
101を加圧する力を変化させることにより、LPGa
のフィルタ波長特性を変化させることができる。同様
に、グレーティング板103bによる加圧力を変化させ
ることによりLPGbのフィルタ波長特性を変化させる
ことができ、グレーティング板103cによる加圧力を
変化させることによりLPGcのフィルタ波長特性を変
化させることができる。そして、グレーティング板10
3a〜103cによる加圧力をそれぞれ個別に制御する
ことにより、所望の合成フィルタ波長特性(LPGa+
LPGb+LPGc)を得ることが可能となる。したが
って、グレーティング板103a〜103cによる加圧
力を制御して、エルビウム添加ファイバの増幅波長特性
と全く逆のフィルタ波長特性が得られるようにすれば、
光信号を精度よく平坦化することができる。この実施の
形態では、グレーティング板103a〜103cによる
加圧力の制御をピエゾ変換器を用いて行っている。
【0030】次に、図1に示した利得平坦化器の実際の
動作例について、図3を用いて説明する。
【0031】まず、コンピュータ108が、ピエゾ制御
回路105a〜105cを制御して、グレーティング板
103a〜103cが光ファイバ101を加圧する力を
所定の初期値に設定する。
【0032】次に、エルビウム添加ファイバ等の波長多
重用光増幅器が出力した光信号を、入力端から光ファイ
バ101内に導入する。この光信号は、LPGa〜LP
Gcによって順次減衰された後(図2参照)、光ファイ
バ101の出力端から出力される。
【0033】また、減衰後の光信号は、光カプラ106
によって分岐され、WDMモニタ107に送られる。そ
して、WDMモニタ107が、波長と光強度との関係を
示すデータを生成する。
【0034】上述したように、エルビウム添加ファイバ
の増幅波長特性はファイバの長さ、ポンプ光強度、信号
光強度等に依存して変化する。このため、この初期設定
の段階では、WDMモニタ107で分岐した光信号のレ
ベルが波長に対して完全に平坦とはならない場合があ
る。
【0035】図3(A)は、WDMモニタ107が生成
したデータの一例を概念的に示すグラフであり、縦軸は
モニタ光の強度、横軸はモニタ光の波長(ともに規格
値)を、それぞれ示している。
【0036】図3(A)は、短波長の光信号レベル(す
なわち光強度)と比較して、高波長の光信号レベルがΔ
Iだけ低い場合を示している。この場合には、例えば、
利得平坦化器の、高波長での減衰率を小さくすればよ
い。この実施の形態では、高波長領域における光信号の
減衰の大部分は、LPGc(すなわちグレーティング板
103cが光ファイバ101を加圧することにより形成
されたファイバグレーティング)の減衰によるものであ
る(図2参照)。したがって、高波長での減衰率を小さ
くするためには、グレーティング板103cが光ファイ
バ101を加圧する力を減少させることによりLPGc
の減衰率を低減させればよい。
【0037】この場合、コンピュータ108は、WDM
モニタ107から入力したデータ(図3(A)参照)に
基づいてピエゾ制御回路105cを制御し、ピエゾ変換
器104aがグレーティング板103cを押圧する力を
減少させる。これにより、グレーティング板103cが
光ファイバ101を加圧する力を減少させることができ
るので、図3(B)に示したような、光信号レベルの平
坦化を図ることができる。
【0038】このように、この実施の形態に係る利得平
坦化器によれば、3個のグレーティング板103a〜1
03cを用いて光ファイバ101に3種類の長周期構造
ファイバグレーティングを形成することとし、且つ、こ
れらの長周期構造ファイバグレーティングのフィルタ波
長特性をピエゾ変換器104a〜104cを用いて調整
することとしたので、光増幅器の増幅波長特性にばらつ
きがあっても常に高精度に光信号の平坦化を行うことが
できる。
【0039】なお、この実施の形態では光ファイバ10
1に3種類の長周期構造ファイバグレーティングを形成
したが、2種類或いは4種類以上であってもよいことは
もちろんである。また、減衰率を調整する手段としてピ
エゾ変換器以外のものを使用してもよいことも、もちろ
んである。
【0040】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、利得平坦化器のフィルタ波長特性を可変とする
ことができ、したがって、光信号の平坦化の精度を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る利得平坦化器の構成を概念的
に示す側面図である。
【図2】図1に示した利得平坦化器の特性を説明するた
めのグラフである。
【図3】図1に示した利得平坦化器の動作を説明するた
めのグラフである。
【符号の説明】
101:光ファイバ 102:マウント 103a,103b,103c:グレーティング板 104a,104b,104c:ピエゾ変換器 105a,105b,105c:ピエゾ制御回路 106:光カプラ 107:WDMモニタ 108:コンピュータ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一端から入力した光信号を他端から出力
    する光ファイバと、 この光ファイバの複数箇所に長周期構造のファイバグレ
    ーティングを光学的に形成するグレーティング形成手段
    と、 このグレーティング形成手段が形成した前記ファイバグ
    レーティングの減衰率を、これらのファイバグレーティ
    ングごとに調整する減衰率調整手段と、 を備えたことを特徴とする可変利得平坦化器。
  2. 【請求項2】 前記グレーティング形成手段が、前記光
    ファイバを周期的に加圧するグレーティング板を複数個
    有することを特徴とする請求項1に記載の可変利得平坦
    化器。
  3. 【請求項3】 前記減衰率調整手段が、前記光ファイバ
    への加圧力を調整するために前記グレーティング板ごと
    に設けられたピエゾ変換器と、これらのピエゾ変換器へ
    の印可電圧を制御するピエゾ制御回路とを有することを
    特徴とする請求項1または2に記載の可変利得平坦化
    器。
  4. 【請求項4】 前記減衰率調整手段が、前記ファイバグ
    レーティングを通過した前記光信号をモニタして、波長
    の異なる光信号の利得特性が平坦化されるように、前記
    ピエゾ制御回路の前記電圧を制御する平坦化制御回路を
    さらに有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
    に記載の可変利得平坦化器。
JP10145673A 1998-05-27 1998-05-27 可変利得平坦化器 Withdrawn JPH11337750A (ja)

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