JPWO2019172292A1 - 光ファイバ増幅器、光ファイバ増幅器の制御方法、及び伝送システム - Google Patents
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Abstract
Description
上記信号光を回収することなく上記励起光のうち上記光ファイバにて吸収されなかった励起光を回収し、
回収した、上記光ファイバを通過した後の残留励起光をモニタし、
モニタの結果に応じて上記励起光の状態を制御する。
次に、本発明の第1実施形態による光ファイバ増幅器、光ファイバ増幅器の制御方法、伝送システムについて、説明する。図2は、第1実施形態による光ファイバ増幅器の構成図である。
次に、第1の実施形態の光ファイバ増幅器の動作の例について説明する。入力光Lin1〜LinNは、光アイソレータ11を介してマルチコア光ファイバ21を通過する際に光合波器41から供給される励起光により光増幅され、光アイソレータ12を介して出力光Loutとして出力される。マルチコア光ファイバ21にて光増幅に用いられなかった励起光は、光分岐部42から残留励起光として回収され、励起光強度モニタ51にてモニタされる。さらに、モニタ値を基に光源駆動回路制御装置61は、光源駆動回路71を制御する。本実施形態によれば、信号光の損失を抑えた上で励起光の状態を制御することが可能である。
次に、第2実施形態による光ファイバ増幅器、光ファイバ増幅器の制御方法、伝送システムについて、説明する。図3は、第2実施形態による光ファイバ増幅器の構成図である。第2実施形態と同様な構成に対しては、同じ参照番号を付すことによりその詳細な説明を省略することとする。
次に、第2実施形態の光ファイバ増幅器の動作の例について説明する。
本実施形態では、信号光Lout1〜LoutNの一部を直接使用することなく、マルチコア光ファイバ21のクラッド内を伝播する残留励起光から各信号光Lout1〜LoutNの帯域をモニタすることが可能である。これにより、信号光Lout1〜LoutNの出力強度を低下させることなく、帯域のモニタが可能となる。また、マルチコア光ファイバ21のコアの数が増大した場合にも、モニタ等の部品点数を増やすことなく帯域のモニタが可能となる。これにより、マルチコア光ファイバ21のコアの数をNとした場合、部品点数の削減によりモニタ部のコストは1/Nとなる。このように、光増幅器の低コスト化の効果が得られる。
次に、第3実施形態による光ファイバ増幅器、光ファイバ増幅器の制御方法、伝送システムについて、説明する。図4は、第3実施形態による光ファイバ増幅器の構成図である。第1実施形態や第2実施形態の光ファイバ増幅器と同様な要素に対しては同じ参照番号を付すこととして、その詳細な説明は省略することとする。
次に、第3実施形態の光ファイバ増幅器の動作の例について説明する。第3実施形態においても第1実施形態や第2実施形態と同様、光合波器41は励起光源31からの励起光を光信号Lin1〜LinNに合成させる。また、光合波器43(431〜43N)はコア個別励起用励起光源32(321〜32N)からの励起光を光信号Lout1〜LoutNに合成させる。
本実施形態によれば第1実施形態や第2実施形態と同様に、信号光Lout1〜LoutNの一部を直接使用することなく、マルチコア光ファイバ21のクラッド内を伝播する残留励起光から各信号光Lout1〜LoutNの帯域をモニタすることが可能である。これにより、信号光Lout1〜LoutNの出力強度を低下させることなく、帯域のモニタが可能となる。また、マルチコア光ファイバ21のコアの数が増大した場合にも、モニタ等の部品点数を増やすことなく帯域のモニタが可能となる。
次に、第4実施形態による光ファイバ増幅器、光ファイバ増幅器の制御方法、伝送システムについて、説明する。図5は、第4実施形態による光ファイバ増幅器の構成図である。第1実施形態、第2実施形態や第3実施形態の光ファイバ増幅器と同様な要素に対しては同じ参照番号を付すこととして、その詳細な説明は省略することとする。
次に、第4実施形態の光ファイバ増幅器の動作の例について説明する。本実施形態においても第1実施形態や第2実施形態と同様に、光合波器41は励起光源31からの励起光を光信号Lin1〜LinNに合成させる。また、本実施形態においても光合波器43(431〜43N)は第2実施形態と同様に、コア個別励起用励起光源32(321〜32N)からの励起光を光信号Lout1〜LoutNに合成させる。
本実施形態によれば第1実施形態、第2実施形態や第3実施形態と同様に、信号光Lout1〜LoutNの一部を直接使用することなく、マルチコア光ファイバ21のクラッド内を伝播する残留励起光から各信号光Lout1〜LoutNの帯域をモニタすることが可能である。これにより、信号光Lout1〜LoutNの出力強度を低下させることなく、帯域のモニタが可能となる。また、マルチコア光ファイバ21のコアの数が増大した場合にも、モニタ等の部品点数を増やすことなく帯域のモニタが可能となる。
好ましい実施形態について説明したが、上述した実施形態では以下のような変形例とすることも考えられる。例えば、第2実施形態などでは、光合波器41が、励起光を信号光の伝播方向と同一になる前方励起の態様で光信号Lin1〜LinNに合成させる場合を示した。光合波器が、励起光を信号光の伝播方向と逆になる後方励起の態様で光信号Lin1〜LinNに合成させてもよい。図6は、第1実施形態の光ファイバ増幅器の変形例の要部を説明するブロック図である。図6の光ファイバ増幅器では、光分岐部42aが、光合波器41aよりも上流側に設けられる。光合波器41aは、励起光源31から出力された励起光を上流側に伝搬させるようにして、励起光を光信号Lin1〜LinNに合成させる。
さらに、実施形態の他の変形例について説明する。図7は、第6実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図であり、複数の励起光源31をその一部、あるいは全部、を柔軟に使用することで、励起光源の故障等に対する冗長性向上、光増幅器の低コスト化、低電力化を図るものである。第1実施形態などで示した構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
さらに、実施形態の他の変形例について説明する。図8は、第7実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図であり、励起光波長周辺に存在する自然放出光雑音成分を除去することで残留光の高感度検出を可能とするものである。第1実施形態などの実施形態で示した構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
さらに、実施形態の他の変形例について説明する。図9は、第8実施形態の光ファイバ増幅器の構成例を示すブロック図であり、光ファイバの吸収帯へと励起光波長を制御することで、増幅器モジュールの低消費電力動作を可能とするものである。第1実施形態で示した構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し説明を省略する。
以上、本発明の好ましい実施形態や実施形態の変形例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上述した実施形態では、光合波器41をエルビウムイオンの添加範囲内に設けて、光分岐部42はエルビウムイオンの添加範囲外に設けた場合で説明したが、本発明はこれに限られるものではない。光合波器41および光分岐部42のいずれか一方あるいは両方が、マルチコア光ファイバ21におけるエルビウムイオンの添加範囲外に設けられる構成であってもよい。また、上述した実施形態では主に、光合波器41が、励起光を信号光の伝播方向と同一になる前方励起の態様で光信号Linに合成させる場合を示したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば第5実施形態として説明した図6に示すように、光合波器41aが、励起光を信号光の伝播方向と逆になる後方励起の態様で光信号Linに合成させてもよい。すなわち、光分岐部42aが、光合波器41よりも上流側に設けられる。光合波器41aは、励起光源31から出力された励起光を上流側に伝搬させるようにして、励起光を光信号Linに合成させる。また、上述した実施形態では、マルチコア光ファイバ21内での信号光の伝播方向が同一方向である場合を示した。マルチコア光ファイバ21内を伝播する信号光の向きは上り、下りの逆方向であってもよい。本発明は、請求の範囲に記載した発明の範囲内で、種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲に含まれることはいうまでもない。
21 マルチコア光ファイバ
31 励起光源
321〜32N コア個別励起用励起光源
41 光合波器
42、42a 光分岐部
431〜43N 光合波器
44 コア伝播励起光分岐部
51 励起光強度モニタ
51a コア伝播励起光強度モニタ
51b 励起光強度モニタ
61 光源駆動回路制御装置
61a 光源駆動回路制御装置
61b 光合分波器駆動制御装置
61c ヒータ制御装置
62 最適比記憶装置
71 光源駆動回路
81 ファイババンドルファンアウト
82 ファイババンドルファンイン
91a、92a 光ファイバ
911〜91N シングルコアファイバ
921〜92N シングルコアファイバ
Claims (10)
- 励起光が供給されて光信号を増幅する光ファイバであって、クラッド内に複数本のコアを有する光ファイバと、前記励起光を出力する光源と、前記光源からの前記励起光を前記光ファイバの前記クラッドに供給して、前記励起光を前記光信号に合成させる合成手段と、前記光信号を回収することなく前記励起光のうち前記光ファイバにて吸収されなかった励起光を回収する回収手段と、前記回収手段が回収した、前記光ファイバを通過した後の残留励起光をモニタするモニタ手段と、前記励起光の状態を制御する制御手段と、を含む光ファイバ増幅器。
- 前記励起光を前記光ファイバの前記クラッドに供給することで、前記光ファイバの各コア内の光信号を一括して増幅する、請求項1に記載の光ファイバ増幅器。
- 前記光ファイバの応答時間よりも十分高い周波数で前記励起光を変調し、
前記残留励起光の変調周波数成分をモニタする、請求項1又は請求項2に記載の光ファイバ増幅器。 - 前記励起光の状態制御として、励起光の出力強度を制御する、請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。
- 前記励起光の状態制御として、励起光の波長を制御する、請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。
- 複数本の光ファイバを備え、
前記複数本の光ファイバ毎に合成手段を備え、
個々の合成手段毎に合成手段に対応する出力端を有する励起光分解手段を有し、
モニタ値に応じて1つ以上の光源からの出力を配分する、請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。 - 励起光を出力する第2の光源と、第2の合成手段を有し、
信号光を回収することなく前記励起光のうち光増幅器にて吸収されなかった励起光を回収する第2の回収手段を備える、請求項1から請求項6のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器。 - 光伝送路と、前記光伝送路に挿入された、請求項1から請求項7のうちのいずれか1項に記載の光ファイバ増幅器と、を含む伝送システム。
- 励起光が供給されて光信号を増幅する光ファイバであって、クラッド内に複数本のコアを有する光ファイバの前記クラッドに、光源からの励起光を供給して、前記励起光を前記光信号に合成させ、
前記光信号を回収することなく前記励起光のうち前記光ファイバにて吸収されなかった励起光を回収し、
回収した、前記光ファイバを通過した後の残留励起光をモニタし、
モニタの結果に応じて前記励起光の状態を制御する、光ファイバ増幅器の制御方法。 - 前記励起光を前記光ファイバの前記クラッドに供給することで、前記光ファイバの各コア内の光信号を一括して増幅する、請求項9に記載の光ファイバ増幅器の制御方法。
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