WO1997040559A1 - Filtre optique, son procede de fabrication et amplificateur optique equipe d'un tel filtre - Google Patents

Filtre optique, son procede de fabrication et amplificateur optique equipe d'un tel filtre Download PDF

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WO1997040559A1
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optical
wavelength
light
input
power
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PCT/JP1997/001431
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Masaru Fukushima
Haruki Ogoshi
Hijiri Nimura
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Furukawa Denki Kogyo Kabushiki Kaisha
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/29—Repeaters
    • H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
    • H04B10/293—Signal power control
    • H04B10/294—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation
    • H04B10/2941—Signal power control in a multiwavelength system, e.g. gain equalisation using an equalising unit, e.g. a filter
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10007—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers
    • H01S3/10023—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating in optical amplifiers by functional association of additional optical elements, e.g. filters, gratings, reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2301/00—Functional characteristics
    • H01S2301/06—Gain non-linearity, distortion; Compensation thereof

Definitions

  • the present invention relates to an optical filter, a method of manufacturing the same, and an optical amplifier having the optical filter.
  • the present invention relates to a method of manufacturing an optical filter provided in an optical amplifier using an erbium-doped optical fiber excited by an excitation light source, an optical filter manufactured by the method, and an optical amplifier including the optical filter.
  • an optical amplifier when an optical amplifier is applied to an optical communication system based on the wavelength division multiplexing method, it is important to collectively amplify signal light having a plurality of wavelengths by an optical amplifier.
  • an optical amplifier using an erbium-doped optical fiber EDFA
  • EDFA erbium-doped optical fiber
  • the signal-to-noise ratio will differ between each channel of the wavelength-division multiplexed signal.
  • multiple EDFAs are cascaded between optical fibers for transmitting optical signals.
  • the signal band-noise ratio of the signal of the channel with a small gain is excessively deteriorated compared to the signal band-noise ratio of the other channels.
  • Gain difference between wavelength multiplexed signal channels having different wavelengths f Limits the transmission distance in this wavelength multiplexed optical transmission system.
  • EDFAs have a gain in the wavelength range of 1525 nm to 1565 nm in the range of about 40 nm. It is known that in an EDFA supplied with sufficient pump power, the gain near the wavelength of 1530 nm is about 6 dB to 12 dB larger than the gain near 1550 nm. Also, 1540nn! The gain of ⁇ 1560 nm is not flat, but has a certain amount of wavelength-dependent gain slope / ripple.
  • an optical filter may be inserted into this optical amplifier to flatten the gain of the optical amplifier.
  • ThD 5-1 Reference 1 describes a method of setting a loss spectrum of an optical filter inserted into an optical amplifier (EDFA) using an erbium-doped optical fiber. According to Document 1, the loss spectrum of the optical filter is set so that ASE (Amplified Spontanous Emission) when input signal light is not incident on the EDFA is flattened. I have.
  • the gain spectrum of an EDFA depends not only on the wavelength of the input signal, but also on the power of the input signal light and the pumping power of the pumping light source.
  • the effects of the input signal light power and the length of the erbium-doped optical fiber on the wavelength-division multiplexing amplification characteristics of an optical amplifier equipped with an erbium-doped optical fiber pumped in Fig. 12 are shown in Figs. 12 and 13. The result was obtained.
  • the optical amplifier shown in Fig. 12 has an erbium-doped optical fiber length of 5 m
  • the optical amplifier shown in Fig. 13 has an erbium-doped optical fiber length of 7 m.
  • signal light with four wavelengths of 1533 nm, 1539.5 nm, 1549 nm, and 1557 nm was input, and the relationship between input optical power and output optical power was measured.
  • the input signal light power was varied in the range of 16 dBm to 30 dBm with each signal light, and the output signal light power for each input signal light power was measured by an optical spectrum analyzer.
  • the output signal power to the input signal power depends on the wavelength of the input signal light, regardless of whether the length of the erbium-doped fiber in the optical amplifier is 5 m or 7 m.
  • the output signal power depends not only on the input signal power, but also on the gain of the optical amplifier, which depends on the wavelength of the signal light. ⁇ ⁇ ⁇ That is, the gain difference also depends on the input signal light power.
  • the gain spectrum of EDF A differs between the case where the input signal light is not incident on the EDFA and the case where the input signal light is actually incident on the EDFA as described in Reference 1. Therefore, when input signal light enters the EDFA, for example, it is necessary to increase the power of the pump light source. Therefore, in Reference 1, in addition to inserting the optical filter into the EDFA, power correction of the excitation light source is also performed. However, there is a problem that the correction amount cannot be estimated in advance.
  • the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical filter used in an optical amplifier capable of realizing a wavelength multiplexing type optical transmission system capable of long-distance transmission, and An object of the present invention is to provide an optical filter manufactured by the method and an optical amplifier having the optical filter.
  • a method of manufacturing an optical filter according to the present invention is a method of manufacturing an optical filter used for an optical amplifier for wavelength division multiplexing communication having an erbium-doped optical fiber excited by an excitation light source.
  • the determination by variable adjustment of the attenuation is repeated in the same manner to obtain the attenuation corresponding to each wavelength of the specified band in the wavelength division multiplexing communication band, and the loss spectrum of the optical filter is reduced.
  • This Is configured as characterized in that to produce each wavelength of specified band by setting the loss scan Bae spectrum such that attenuation loss scan Bae spectrum having a one-to-one correspondence.
  • an optical filter of the present invention is characterized by being manufactured by the manufacturing method.
  • a first invention of an optical amplifier is an optical amplifier for wavelength division multiplexing communication using an erbium-doped optical fiber excited by an excitation light source, wherein the optical filter having the above-described configuration is provided in an optical path passing through the erbium-doped optical fiber. It is configured to be inserted.
  • a second invention of the optical amplifier is an optical amplifier for wavelength division multiplexing communication using an erbium-doped optical fiber pumped by an excitation light source, wherein a single mode optical fiber is connected to the erbium-doped optical fiber, The optical filter of the optical filter having the above configuration is inserted into the single mode optical fiber.
  • the input signal light power of the optical amplifier, the output power of the pump light source, and the output signal light power are set to the powers at the time of communication use, respectively.
  • the total power of a plurality of test input lights including one and one of the wavelengths in the communication band set to be equal to the total power of communication input signals of multiple wavelengths when performing wavelength division multiplexing communication. Since the signal light is input to the amplifier, the gain spectrum of the optical amplifier at this time is almost the same as when communication is used. Therefore, of the test input light, the output from the optical amplifier of the wavelength input light in the communication band c
  • the power is the output power of the wavelength input light in this communication band when using communication, and this output power is within a predetermined range within the maximum and minimum ranges of the simulated input optical output power output from the optical amplifier.
  • the attenuation corresponding to the wavelength of the wavelength input light in the communication band in actual communication use is obtained.
  • the loss spectrum of the optical filter is reduced to Since the optical filter is manufactured so as to have a loss spectrum with an attenuation amount corresponding to each wavelength on a one-to-one basis, the loss spectrum of the optical filter is necessary for actual communication use.
  • An optical filter is manufactured with the loss spectrum set, and by inserting this optical filter into an optical amplifier, the wavelength dependence of the gain of the optical amplifier is suppressed.
  • the input signal light power of the optical amplifier, the output power of the pumping light source, and the output signal light power are respectively set to the power at the time of communication use, and the simulated input light of a plurality of wavelengths is set.
  • the total power of a plurality of test input lights including one and one input light of the wavelength of the communication band set equal to the total power of the communication input signals of a plurality of wavelengths when performing wavelength division multiplex communication.
  • the wavelength dependence of the gain of the optical amplifier can be flattened in accordance with the use conditions of the optical amplifier, such as the input signal light power in actual wavelength multiplex communication. Therefore, it is possible to manufacture an optical filter that can reliably solve the problem of the wavelength dependence of the gain of the optical amplifier that occurs during actual wavelength multiplexing communication.
  • the optical filter manufactured by this method can be an excellent optical filter that can surely solve the problem caused by the wavelength dependency of the gain of the optical amplifier that occurs at the time of WDM communication.
  • the optical amplifier provided is an excellent optical amplifier with almost no gain dependence on wavelength.By applying this optical amplifier to wavelength division multiplexing communication, it is possible to realize long-distance transmission by wavelength division multiplexing, and to achieve large capacity.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical filter loss spectrum setting device used in an embodiment of the optical filter manufacturing method according to the present invention
  • FIG. 2 is an optical filter shown in FIG.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing a specific example of the loss spectrum setting device of FIG. 3, and FIG. 3 is a graph showing a loss spectrum in a wavelength band of 1530 nm of the optical filter set by the loss spectrum setting device of the optical filter of FIG.
  • FIG. 4 is a graph showing a loss spectrum in the 1540 nm band of the optical filter set by using the optical filter loss spectrum setting device of FIG. 2, and
  • FIG. 5 is a graph showing the optical filter of FIG. FIG.
  • FIG. 6 is a graph showing the loss spectrum in the 1560 nm band of the optical filter set by using the loss spectrum setting device shown in FIG. 6, and FIG. 6 shows the optical filter having the loss spectrum shown in FIG. Hold the loss spectrum shown in the figure.
  • FIG. 7 is a graph showing a loss spectrum of the optical filter when the optical filter is formed by one optical filter.
  • FIG. 7 shows an optical filter manufactured by the method for manufacturing an optical filter of the present embodiment.
  • FIG. 8 is a configuration diagram showing an applied optical amplifier, and FIG. 8 is a graph showing a difference between an input optical power and an output optical power when a plurality of signal lights having different wavelengths are input to the optical amplifier of FIG. Fig.
  • Fig. 9 is a graph showing the difference in the maximum gain difference with respect to the input optical power of the optical amplifier when the signal lights of different wavelengths shown in Fig. 8 are input to the optical amplifier of Fig. 7.
  • Fig. 11 is a graph showing the difference between the input optical power and the output optical power when a plurality of signal lights having different wavelengths are input to the optical amplifier in a state where the optical filter 11 of the optical amplifier in Fig. 7 is omitted. Is a graph of maximum gain difference of a plurality of different wavelength signals light of FIG. 10 while omitting the optical filter 11 of the optical amplifier of Figure 7 to the input light power when the input to the optical amplifier, a
  • Fig. 12 is a graph showing the difference between the input optical power and the output optical power when signal light of a plurality of different wavelengths is input to an example of the conventional optical amplifier.
  • Fig. 13 shows another example of the conventional optical amplifier.
  • Fig. 14 is a graph showing the difference in output optical power with respect to the input power when a plurality of signal lights of different wavelengths are input in the example.
  • Fig. 14 shows the difference in the length of the erbium-doped optical fiber in the conventional optical amplifier.
  • 6 is a graph showing a difference in maximum gain difference depending on a signal light wavelength of an optical amplifier for different input light powers. ? BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 and 2 show an example of an optical filter loss spectrum setting apparatus used in an embodiment of the method for manufacturing an optical filter according to the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a device for setting a loss spectrum of an optical filter used in the present embodiment, and FIG. 2 specifically shows this device.
  • a plurality of light sources 1 are respectively connected to an input end side of an nxl force bra 3 (n is plural) via an optical attenuator 2, and an optical amplifier is connected to an output end side of an ⁇ ⁇ ⁇ coupler 3. 4 is connected.
  • the number of light sources 1 is four
  • the light source 1 is a light source for transmitting a plurality of trial input lights including simulated input lights of a plurality of wavelengths to be input to the optical amplifier 4 and one of the wavelengths in the communication band.
  • the light source Im is a light source that emits probe light as one input light (wavelength input light of the communication band) out of the wavelengths of the communication band, and is formed by a variable wavelength light source.
  • the light sources 1a excluding the light source lm are light sources that emit simulated input lights having different wavelengths from each other. In FIG. 2, three light sources 1a are provided.
  • the optical amplifier 4 includes an optical isolator 6, an erbium-doped optical fiber 5, a wavelength division multiplexing / demultiplexing device 9, and an excitation light source 8.
  • the optical amplifier 4 used in the present embodiment is shown in FIG. As described above, there are two systems including an erbium-doped optical fiber 5, a wavelength-multiplexed demultiplexer 9, and an excitation light source 8, and these circuits are connected in series.
  • the pumping light source 8 (8a.8b) is a light source that emits pumping light for pumping the erbium-doped optical fiber 5 (5a, 5b), and the optical amplifier 4 shown in FIGS.
  • the excitation light from the excitation light source 8 (8a, 8b) is made to enter the erbium-doped optical fiber 5 (5a, 5b) via the wavelength-multiplexed demultiplexer 9 (9a, 9b).
  • the EDFA is a back-pumped EDFA that amplifies signal light.
  • the pumping light source 8a on the front stage in Fig. 2 is a laser diode with a wavelength of 0.98 x / m pumping, and its pump power is driven by an optical output of 65 mW.
  • optical filter loss spectrum setting device used in the present embodiment is configured as described above.
  • the input signal light power of the optical amplifier 4 and the output power and output signal light power of the pump light source 8 are set to the powers used for communication, respectively. Also, the total power of a plurality of test input lights including a plurality of (three types in FIG. 2) simulated input lights emitted from the light source 1a and one probe light emitted from the light source 1m is calculated. Set to be equal to the total power of communication input signals of multiple wavelengths when performing wavelength multiplex communication.
  • the wavelength division multiplexing transmission EDF A used for wavelength division multiplexing optical communication has a known input signal light power, the power of the pump light source used for the EDF A, and the required output light signal light power.
  • the input signal light power of the optical amplifier 4, the output power of the pump light source 8, and the output signal light power are set to these known powers.
  • the total power of the test input light is set to be equal to the input signal light power of the EDFA, whereby the total power of the plurality of test input lights is set to the communication input signal of a plurality of wavelengths when performing wavelength division multiplex communication. Set equal to the total power of
  • each power of each test input light that is, the input power of each simulated input light
  • a plurality of test input lights are multiplexed by ⁇ Long multiplex and input to optical amplifier 4.
  • u , ( ⁇ ,) P ou, n ) [d Bm] and the maximum level P max [d Bm] and the minimum level P min [d Bm] of the simulated input optical output power are multiplexed by ⁇ Long multiplex and input to optical amplifier 4.
  • the attenuation from the light source lm to the input terminal 14 of the optical amplifier 4 is determined, and this attenuation is determined as the attenuation corresponding to the wavelength of the probe light /! M.
  • variable adjustment of the amount of attenuation is repeated by, for example, changing the wavelength at regular intervals using a variable-wavelength light source of 1 m light source, and thereby repeatedly performing the designation within the wavelength multiplex communication band.
  • the attenuation corresponding to each wavelength of the band is determined one by one, and the loss spectrum of the optical filter is adjusted so that the loss spectrum of the attenuation corresponding to each wavelength of these designated bands is one to one.
  • an optical filter for gain correction around 1530 nm When manufacturing an optical filter for gain correction around 1530 nm, light with a wavelength of 1539.5 nm, a wavelength of 1549 nm, and a wavelength of 1557 mn is emitted from the light source 1a as simulated input light, and the probe light is emitted from the light source lm. Light was emitted at wavelengths of 0.528 nm to 1538.5 nm at intervals of 0.5 nm, and the simulated input light and the probe light were multiplexed and made incident on the optical amplifier 4. Also, when manufacturing an optical filter for gain correction with a wavelength around 1540 nm, light of 1533 nm. 1549 nm.
  • 1557 nm is used as simulated input light, and the wavelength is changed from 1538.5 nm to:
  • a filter for gain correction around 1560nm For ⁇ use light of wavelength 1533nm. 1541nm, 1549nm as simulated input light and 1556nn! As probe light. The wavelength was changed from 1 to 1561 nm, and these lights were input to the optical amplifier 4 as test input light to set the loss spectrum of the optical filter.
  • FIGS. 3 to 6 show the loss spectrum shapes of the optical filters manufactured using the specific optical filter loss spectrum setting device shown in FIG.
  • FIG. 3 shows the shape of the loss spectrum of an optical filter for gain correction in the 1530 nm wavelength band manufactured by setting the loss spectrum around the wavelength of 1530 nm.
  • FIG. 4 shows the loss spectrum shape of the gain correction optical filter in the 1540nm wavelength band manufactured by setting the loss spectrum around the wavelength of 1540nm.
  • Fig. 5 shows the loss spectrum around the 1560nm wavelength The loss spectrum shapes of the optical filters for correction in the 1560 nm wavelength band manufactured by setting are shown.
  • FIG. 6 shows a loss spectrum shape of the optical filter when the optical filter of FIG. 4 and the optical filter of FIG. 5 are formed by one optical filter.
  • the optical filters for gain correction in each wavelength band each have a loss that changes corresponding to each wavelength, and have the loss spectrum shape shown in FIG.
  • the loss peak is around the wavelength of 1531 nm, and the peak loss is about 9.5 dB.
  • the optical filter having the loss spectrum shape shown in FIG. 4 has a constant loss (1.7 dB) on the longer wavelength side than the wavelength of 1543 nm, and the optical filter having the loss spectrum shape shown in FIG.
  • the filter also has a constant loss of 1.7 dB on the shorter wavelength side than 1557.5 nm. Accordingly, in the optical filter having the optical filter having the loss spectrum shape shown in FIGS. 4 and 5 formed by one filter, as shown in FIG.
  • the optical filter has a wavelength in the range of 1543 nm to 1557.5 nm. It has a constant loss of dB, and has a spectrum shape in which the loss becomes zero on the longer wavelength side than the wavelength of 1562 nm, which is shorter than the wavelength of 1539 nm.
  • the optical filter may be manufactured with some margin in the torque.
  • the optical filter having the loss spectrum shown in FIG. 3 has a loss peak in the wavelength range of 1529 nm to 1534 nm, and has a loss peak value in the range of 6 dB to 12 dB.
  • the optical filter 11 shows an example of an optical amplifier provided with an optical filter 11 manufactured by the method of manufacturing an optical filter according to the above embodiment.
  • the optical amplifier 4 shown in FIG. 3 has almost the same configuration as the optical amplifier shown in FIG. 2, and the characteristic of the optical amplifier 4 shown in FIG. 7 is that the optical path passing through the erbium-doped optical fiber 5 That is, the optical filter 11 was inserted into the camera.
  • the optical filter 11 includes both the optical filter having the loss spectrum shape shown in FIG. 3 and the optical filter having the loss spectrum shape shown in FIG.
  • the optical filter has a loss amount corresponding to each wavelength in the 1530 nm band to the 1560 nm band.
  • FIG. 8 shows a result of obtaining a gain difference (output difference) of the optical amplifier 4 which differs depending on the wavelength with respect to the power of the signal input light.
  • the gain of the optical amplifier 4 varies depending on the wavelength of the signal input light.
  • the signal input light power is 126 dB
  • the maximum due to the wavelength is obtained. It can be seen that the gain difference is very small, less than 1 dB (about 0.93 dB). This is because the input power of each signal light input to the optical amplifier 4 is set to ⁇ 26 dBm when the optical filter is manufactured by the manufacturing method of the optical filter of the present embodiment, and the loss of the optical filter is reduced. This is because the spectrum was set and the optical filter 11 was manufactured.
  • the communication input of a plurality of wavelengths when the total power of a plurality of With the signal formed equal to the total power of the signal the attenuation corresponding to each wavelength of the designated band in the wavelength division multiplexing communication band is determined one-to-one, and the loss spectrum of the attenuation corresponding to each wavelength one-to-one is calculated.
  • the optical filter 11 By manufacturing the optical filter 11 by setting the loss spectrum of the optical filter 11 so that the optical filter 11 has a wavelength, the wavelength dependence of the gain of the optical amplifier 4 during wavelength multiplex communication is eliminated, and the gain is flattened. It was confirmed that.
  • FIGS. 10 and 11 show, for comparison, an optical amplifier formed by omitting the optical filter 11 of the optical amplifier 4 shown in FIG.
  • the measurement results of the signal output optical power with respect to the signal input optical power of No. 4 and the results of obtaining the maximum gain difference are shown.As is clear from these figures, when the optical filter 11 is not provided, When the signal input optical power is 26 dBm, the maximum gain difference is 6.17 dB, which indicates that the wavelength dependence of the gain of the optical amplifier 4 is very large.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various embodiments.
  • the type (number) of the simulated input light is not particularly limited, and may be any number.
  • the wavelength of the simulated input light is not particularly limited, and is appropriately set in accordance with the wavelength of the probe light.
  • the wavelength of the probe light is not necessarily 0.5 nm as in the above embodiment. It is not always set at intervals, but at any desired desired wavelength interval.
  • the light source lm for transmitting the probe light is a variable wavelength light source.
  • the light source lm is not necessarily a variable wavelength light source, and may be, for example, a DFB (distributed feedback) laser light source.
  • DFB distributed feedback
  • the power of each input signal input to the optical amplifier 4 is set to -26 dBm.
  • the power of the input signal light is not particularly limited, and the power during communication use is set so that the total power of the plurality of test input lights becomes equal to the total power of the plurality of communication input signals when performing wavelength division multiplexing communication. Is set in accordance with. Further, the output power and the output signal light power of the pumping light source 8 of the optical amplifier 4 are also set to the power for communication use.
  • the output power of the probe light from the optical amplifier 4 is the maximum and the minimum of the simulated input optical output powers also from the optical amplifier 4.
  • the attenuation from the light source lm to the input terminal 14 of the optical amplifier 4 is variably adjusted so that (P mi ⁇ ⁇ P ou, m ) ⁇ P max ).
  • the attenuation corresponding to each wavelength was determined one-to-one.
  • a setting range smaller than this range was determined in advance.
  • the attenuation may be variably adjusted as described above so that the output power of the light from the optical amplifier 4 falls within this set range, and the attenuation may be obtained.
  • Set within the maximum and minimum of the power Set such that the output power emitted from the optical amplifier 4 of the probe light becomes the set value, may be determined variably adjusted to attenuation of the attenuation as above.
  • the optical filter 11 is applied between the erbium-doped optical fiber 5 of the optical amplifier 4 having the two pump light sources 8a and 8b, and the optical optics described in the method of manufacturing the optical filter is described.
  • the filter 11 may be inserted into a single-mode optical fiber connected to the erbium-added optical fiber 5.
  • the detailed configuration of the pump light source 8 and the like used in the optical amplifier 4 is not particularly limited and is appropriately set.
  • the optical filter 11 is configured to correspond to the optical amplifier 4 used in wavelength division multiplexing communication.
  • An optical filter is manufactured by setting a loss spectrum, and the manufactured optical filter 11 is applied to the optical amplifier 4, thereby solving the problem of the wavelength dependence of the optical amplifier 4 as in the above embodiment. Can be.
  • the optical filter according to the present invention and the optical amplifier including the optical filter are suitable for use in an optical communication system for performing wavelength division multiplexing optical communication.

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Description

明細書
光学フィルタおよびその製造方法およびその光学フィルタを備えた光増幅器 技術分野
本発明は、 励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバを用いた光 増幅器に設けられる光学フィルタの製造方法および、 その方法により製造された 光学フィルタおよびその光学フィルタを備えた光増幅器に関するものである。 技術背景
近年、 エルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅器 （E D F A : Erbium Doped Fiber Amplifier) の実現により、 波長 1.55 i/ m帯の光信号を 電気信号に変換せずに直接増幅することが可能となり、 それにより、 光通信の分 野において、 大容量、 長距離通信が実現化されつつある。 また、 その一方で、 光 通信における通信容量の拡大のために、 異なる波長を持つ光信号を 1本の光ファ ィバで伝送する波長多重 （WDM ： Wavelength Division Multiplex ) 方式に よる通信が行われており、 この波長多重方式を用いた光通信システムに前記エル ビゥム添加光ファイバを用いた光増幅器を適用することにより、 さらなる通信容 量の拡大および波長多重方式による長距離伝送の実現化が期待される。
ところで、 波長多重方式による光通信システムに光増幅器を適用する場合には 、 複数の波長を持つ信号光を光増幅器によって一括増幅することが重要となるが 、 エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器 （E D F A) は、 その利得が波長 依存性を有しており、 波長多重信号を E D F Aによって増幅すると、 波長多重信 号チャンネル間で利得差が生じる。 そのため、 波長多重方式の光通信システムに E D F Aを適用すると、 波長多重信号の各チャンネル間で信号帯雑音比が異なる ことになり、 特に、 光信号伝送用の光ファイバ間に E D F Aを複数従属接続して 形成した光通信システム （光伝送システム） においては、 利得の小さいチャンネ ルの信号の信号帯雑音比は他のチャンネルの信号帯雑音比に比べて過剰に劣化す ることになり、 このような異なる波長を持つ波長多重信号チャンネル間の利得差 f この波長多重方式の光伝送システムにおける伝送距離を制限することになる なお、 一般に、 E D F Aは波長 1525nm〜1565nm の約 40nm の範囲で利得 を有するが、 十分な励起パワーを供給された ED FAにおいては、 波長 1530nm 付近の利得が 1550nm付近の利得に比べて 6 d B〜12 d B程度大きいことが知 られている。 また、 1540nn！〜 1560nm の利得も平坦ではなく、 ある程度の波長 に依存した利得傾斜ゃリップルを有している。
そこで、 エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器の利得の波長依存性を解 消するために、 この光増幅器に光学フィルタを挿入し、 光増幅器の利得平坦化を 図ることが考えられ、 1995 Optical Amplifiers And Their Applications ThD 5 - 1 (文献 1 ) には、 エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器 （EDFA ) に挿入する光学フィルタの損失スペクトル設定方法が記載されている。 なお、 この文献 1によれば、 入力信号光を E D F Aに入射させない場合の A S E ( Amplified Spontanous Emission:増幅された自然放出光） が平坦化されるよう に光学フィルタの損失スぺクトルを設定している。
しかしながら、 E D FAの利得スペクトルは、 入力信号波長のみならず、 入力 信号光のパワーおよび励起光源による励起パワーにも依存するものであり、 例え ば、 本出願人が波長 0.98 m, 65 mWのパワーで励起したエルビウム添加光フ ァィバを備えた光増幅器において、 入力信号光パワーとエルビウム添加光ファィ バの長さが波長多重増幅特性に与える影響を調べたところ、 第 12図および第 13 図に示す結果が得られた。
なお、 第 12図に示すものは、 光増幅器のエルビウム添加光ファイバの長さを 5mとし、 第 13図に示すものはエルビウム添加光ファイバの長さを 7mとして 光増幅器をそれぞれ形成し、 いずれの光増幅器に対しても、 波長 1533nm, 1539.5nm. 1549nm. 1557nm の 4つの波長の信号光を入力して入力光パワー と出力光パワーの関係を測定した。 入力信号光パワーは、 各信号光つき— 16 d Bm〜一 30 d Bmの範囲で変化させ、 それぞれの入力信号光パワーに対する出 力信号光パワーを光スぺクトラムアナライザによって測定した。
これらの図から明らかなように、 光増幅器におけるエルピウム添加光フアイバ の長さが 5 mの場合にも 7 mの場合にも、 入力信号光の波長によつて入力信号光 パワーに対する出力信号光パワーが異なるだけではなく、 出力信号光パワーは入 力信号パワーに依存し、 信号光の波長によって異なる光増幅器の利得の割合、 す ΰ なわち、 利得差も入力信号光パワーによって異なることが分かる。
この違いをより明確にするために、 第 12図および第 13図の測定結果に基づ き、 エルビウム添加光ファイバの長さが 5mと 7 mの各光増幅器において、 入力 信号光パワーの違いによる光増幅器の最大利得差 （入力信号光の波長によって異 なる光増幅器の利得のばらつきの幅） を求めたところ、 第 14図に示す結果が得 られた。
この第 14図から明らかなように、 例えば波長多重方式の光通信に一般的に用 いられている一 26 d Bmの入力信号光パワーに対しては、 長さ 5mのエルピウ 厶添加光ファイバを有する光増幅器においては、 その最大利得差が約 6.5 d B 、 長さ 7mのエルビウム添加光ファイバを有する光増幅器においても、 その最大 利得差が 6 d Bより大きい値となることが分かる。 なお、 光増幅器の利得は、 こ のように、 入力信号光パワーおよびエルビウム添加光ファイバの長さに依存する 他に、 光増幅器に設けられる励起光源のパワー等にも依存することが知られてい る。
したがって、 文献 1に記載されているように入力信号光を ED F Aに入射させ ない場合と、 実際に入力信号光を E D F Aに入射させた場合とでは EDF Aの利 得スぺクトルが異なることになり、 入力信号光を ED F Aに入射させる際には、 例えば、 励起光源のパワーアップが必要となる。 そこで、 文献 1においては、 E DFAに前記光学フィルタを挿入することに加え、 励起光源のパワー補正も行つ ているが、 この補正量は予め見積もることができないという不具合がある。 本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、 その目的は、 長距離 伝送可能な波長多重方式の光伝送システムの実現化を可能とする光増幅器に用い られる光学フィルタの製造方法および、 その方法により製造された光学フィルタ およびその光学フィルタを備えた光増幅器を提供することにある。
発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明は次のような構成により課題を解決する手 段としている。 すなわち、 本発明の光学フィルタの製造方法は、 励起光源によつ て励起されるエルビウム添加光ファイバを備えた波長多重通信用の光増幅器に用 いられる光学フィルタの製造方法であつて、 光増幅器の入力信号光ノ、"ヮ一と励起 A
4 光源の出力パワーと出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定し 、 かつ、 複数の波長の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの 1つの入力光とを含 む複数の試験入力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の 通信入力信号のトータルパワーに等しく設定した状態で、 試験入力光のうちの通 信帯域の波長入力光の光増幅器から出た出力パワーが同じく光増幅器から出た模 擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内で予め定められる設定範囲内又 は設定値となるように光源から光増幅器入力端までの減衰量を可変調整して求め 、 この減衰量の可変調整による決定を同様に繰り返して波長多重通信帯域内の指 定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、 光学フィルタの損失スぺクト ルがこれら指定帯域の各波長に一対一に対応する減衰量の損失スぺクトルとなる ように損失スぺクトルを設定して製造することを特徴として構成されている。 また、 本発明の光学フィルタは、 前記製造方法により製造されたことを特徴と して構成されている。
さらに、 光増幅器の第 1の発明は、 励起光源によって励起されるエルビウム添 加光ファィバを用いた波長多重通信用の光増幅器において、 前記エルビウム添加 光ファイバを通る光通路に前記構成の光学フィルタが挿入されていることを特徴 として構成されている。
また、 光増幅器の第 2の発明は、 励起光源によって励起されるエルビウム添加 光ファイバを用いた波長多重通信用の光増幅器において、 前記エルビウム添加光 ファイバにはシングルモード光ファイバが接続されており、 該シングルモード光 ファィバに前記構成の光学フィルタの光学フィルタが挿入されていることを特徴 として構成されている。
上記構成の本発明において、 光増幅器の入力信号光パワーと励起光源の出力パ ヮ一と出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定し、 力、つ、 複数 の波長の模擬入力光と通信帯域の波長の内の 1つの入力光とを含む複数の試験入 力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号の トータルパワーに等しく設定した状態で、 光増幅器への信号光入力が行われるた めに、 このときの光増幅器の利得スぺク トルは通信使用時とほぼ同様になる。 そのため、 試験入力光のうちの通信帯域の波長入力光の光増幅器から出る出力 c
o パワーは、 この通信帯域の波長入力光の通信使用時における出力パワーとなり、 この出力パワーが光増幅器から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の 範囲内で予め定められる設定範囲内又は設定値となるように、 光源から光増幅器 入力端までの減衰量を可変調整して求めることにより、 実際の通信使用時におけ る前記通信帯域の波長入力光の波長に対応した減衰量が求められる。
そして、 以上のような減衰量の決定を繰り返して波長多重通信帯域内の指定帯 域の波長と一対一に対応した減衰量を求めることにより、 光学フィルタの損失ス ぺクトルが、 これら指定帯域の各波長に一対一に対応する減衰量の損失スぺクト ルを持つように設定されて光学フィルタが製造されるために、 光学フィルタの損 失スぺク トルは、 実際の通信使用時に必要な損失スぺク トルに設定されて光学フ イルクが製造され、 この光学フィルタを光増幅器に挿入することにより、 光増幅 器の利得の波長依存性が抑制される。
すなわち、 本発明によれば、 光増幅器の入力信号光パワーと励起光源の出力パ ヮ一と出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定し、 力つ、 複数 の波長の模擬入力光と通信帯域の波長の内の 1つの入力光とを含む複数の試験入 力光のト一タルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号の トータルパワーに等しく設定した状態で、 波長多重通信帯域内の指定帯域の各波 長と一対一に対応した減衰量を求め、 この減衰量の損失スぺク 卜ルとなるように 光学フィルタの損失スぺクトルを設定して製造するものであるから、 光増幅器の 利得の波長依存性を実際の波長多重通信時の入力信号光パワー等の光増幅器使用 条件に対応させて平坦化することが可能となる。 そのため、 実際の波長多重通信 時に生じる光増幅器の利得の波長依存性の問題を確実に解消できる光学フィルタ を製造することができる。
そして、 この方法により製造された光学フィルタは、 波長多重通信時に生じる 光増幅器の利得の波長依存性に起因する問題を確実に解消できる優れた光学フィ ルタとすることができるし、 この光学フィルタを備えた光増幅器は、 利得の波長 依存性が殆どない優れた光増幅器となり、 この光増幅器を波長多重通信に適用す ることにより、 波長多重方式による長距離伝送の実現化を可能とし、 大容量、 長 距離通信可能な非常に優れた光通信システムを構築可能な優れた光増幅器とする ^
D ことができる。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明に係る光学フィルタの製造方法の一実施形態例に用いられる光 学フィルタの損失スぺクトル設定装置を示す構成図であり、 第 2図は第 1図に示 した光学フィルタの損失スぺクトル設定装置の具体例を示す構成図であり、 第 3 図は第 2図の光学フィルタの損失スぺクトル設定装置によって設定した光学フィ ルタの波長 1530nm帯の損失スペクトルを示すグラフであり、 第 4図は第 2図 の光学フィルタの損失スぺクトル設定装置を用いて設定した光学フィルタの 1540nm帯の損失スペクトルを示すグラフであり、 第 5図は第 2図の光学フィル タの損失スぺクトル設定装置を用いて設定した光学フィルタの 1560nm帯の損 失スぺクトルを示すグラフであり、 第 6図は第 4図の損失スぺクトルを持った光 学フィルタと第 5図の損失スぺクトルを持った光学フィルタとを 1つの光学フィ ルタにより形成したときの、 光学フィルタの損失スぺクトルを示すグラフであり 、 第 7図は本実施形態例の光学フィルタの製造方法により製造した光学フィルタ を適用した光増幅器を示す構成図であり、 第 8図は複数の異なる波長の信号光を 第 7図の光増幅器に入力したときの入力光パワーに対する出力光パワーの違いを 示すグラフであり、 第 9図は第 8図に示した複数の異なる波長の信号光を第 7図 の光増幅器に入力したときの光増幅器の入力光パワーに対する最大利得差の違い を求めたグラフであり、 第 10図は第 7図の光増幅器の光学フィルタ 11 を省略 した状態で複数の異なる波長の信号光を光増幅器に入力したときの入力光パワー に対する出力光パワーの違いを示すグラフであり、 第 11 図は第 7図の光増幅器 の光学フィルタ 11 を省略した状態で第 10図の複数の異なる波長の信号光を光 増幅器に入力したときの入力光パワーに対する最大利得差のグラフであり、 第
12図は従来の光増幅器の一例に複数の異なる波長の信号光を入力したときの入 力光パワーに対する出力光パワーの違いを示すグラフであり、 第 13図は従来の 光増幅時の別の例に複数の異なる波長の信号光を入力したときの入力パワーに対 する出力光パワーの違いを示すグラフであり、 第 14図は従来の光増幅器におい てエルビウム添加光ファイバの長さの違いによって異なる入力光パワーに対する 光増幅器の信号光波長に依存する最大利得差の違いを示すグラフである。 ? 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述するために、 本発明の実施の形態を図面に基づいて説 明する。 第 1図および第 2図には、 本発明に係る光学フィルタの製造方法の一実 施形態例において用いられる光学フィルタの損失スペク トル設定装置の一例が示 されている。 なお、 第 1図は、 本実施形態例において用いられる光学フィルタの 損失スぺク トルの設定装置を概略的に示してあり、 第 2図はこの装置を具体的に 示してある。
これらの図において、 複数の光源 1がそれぞれ、 光アツテネータ 2を介して n x l力ブラ 3 (nは複数） の入射端側に接続されており、 η χ ΐカプラ 3の出射 端側には光増幅器 4が接続されている。 なお、 第 2図において、 光源 1は 4個で あり、 n x lカプラ 3の nは、 n = 4である。 また、 光源 1は、 光増幅器 4に入 力する複数の波長の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの 1つの入力光とを含む 複数の試^入力光を発信するための光源である。 光源 1のうち、 光源 l mは通信 帯域の波長のうちの 1つの入力光 （通信帯域の波長入力光） としてのプローブ光 を発信する光源であり、 可変波長光源により形成されている。 また、 光源 1のう ち、 光源 l mを除く光源 1 aは互いに波長の異なる模擬入力光を発信する光源で あり、 第 2図においては 3つの光源 1 aが設けられている。
前記光増幅器 4は光アイソレータ 6、 エルビウム添加光ファイバ 5、 波長多重 合分波器 9、 励起光源 8を有しており、 本実施形態例で用いた光増幅器 4は、 第 2図に示されるように、 エルビウム添加光ファイバ 5、 波長多重合分波器 9、 励 起光源 8を有して構成される回路を 2系統有しており、 これらの回路が直列接続 されている。
励起光源 8 (8 a . 8 b) は、 エルビウム添加光ファイバ 5 (5 a, 5 b) を 励起する励起光を発信する光源であり、 第 1図、 第 2図に示す光増幅器 4は、 励 起光源 8 (8 a , 8 b) からの励起光を、 波長多重合分波器 9 ( 9 a . 9 b) を 介してエルビウム添加光ファイバ 5 (5 a, 5 b) に入射させることにより信号 光の増幅を行う後方励起型 ED F Aと成している。 第 2図における前段側の励起 光源 8 aは、 波長 0.98 x/m励起のレーザダイオードであり、 その励起パワーは 65 mWの光出力で駆動を行い、 一方、 後段の励起光源 8 bは、 波長 1.48 m励 Q 起のレーザダイオードであり、 loo mWの光出力となるように駆動される。 なお、 光増幅器 4には、 エルビウム添加光ファイバ 5 (5a, 5b) に光アイ ソレータ 6 (6a, 6 b, 6 c) が介設されており、 光増幅器 4に入力された信 号光の伝送方向がァイソレ一タ 6によって規制され、 光増幅器 4の入力端 14側 から出力端 15側に伝送されるようになっている。 また、 光増幅器 4の出力端 15 側には、 光増幅器 4の出力端 15から出力される各試験入力光の出力パワーを検 出する光スペクトラムアナライザ等の光受信装置 （図示せず） が接続されている 本実施形態例に用いられる光学フィルタの損失スペクトル設定装置は以上のよ うに構成されており、 次に、 この装置を用いた本実施形態例の光学フィルタの製 造方法について説明する。 まず、 光増幅器 4の入力信号光パワーと励起光源 8の 出力パワーと出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用時のパワーに設定する。 ま た、 光源 1 aから発信される複数 （第 2図では 3種類） の波長の模擬入力光と光 源 1 mから発信される 1つのプローブ光とを含む複数の試験入力光のトータルパ ヮーを、 波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワー に等しく設定する。
一般に、 波長多重方式の光通信に用いられる波長多重伝送用 EDF Aは、 その 入力信号光パワーと EDF Aに用いる励起光源のパワー、 および必要な出力光信 号光パワーが既知であり、 本実施形態例では、 光増幅器 4の入力信号光パワー、 励起光源 8の出力パワー、 出力信号光パワーをこの既知のパワーに設定する。 そ して、 試験入力光のトータルパワーを EDFAの前記入力信号光パワーと等しく 設定し、 それにより、 複数の試験入力光のトータルパワーを、 波長多重通信され るときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定する。
また、 一般に、 各試験入力光の各パワー、 すなわち、 各模擬入力光の入力パヮ
-Ρ ιη ( ¾ 1 ) . P ιη ( 2 ) P ,n ( 。） および、 プローブ光の 入力パワー Ρ ιη (λ m ) = P probe (λ m ) は互いに等しく設定されることが多 く、 本実施形態例では光ァッテネータ 2の調整によって各試験入力光の入力パヮ 一を— 26 dBmに設定している。
次に、 この状態で、 複数の各試験入力光を ηχ 1力ブラ 3によって合波して波 長多重し、 光増幅器 4に入力する。 そして、 光増幅器 4の出力端 15側に接続さ れている光受信装置によって、 光増幅器 4から出力される各模擬入力光出力パヮ 一 P。u, ( λ , ) P ou, n ) 〔d Bm〕 を求め、 この模擬入力光 出力パワーのうちの最大レベルのもの P max 〔d Bm〕 と最小レベルのもの P min 〔d Bm〕 を求める。
そして、 前記試験入力光のうちのプローブ光の光増幅器 4から出た出力パワー P。ut { λ m ) 〔d Bm〕 を、 前記模擬入力光の出力パワー 1の最大と最小の範 囲内となるように、 すなわち、 F min < P out ( λ m ) く P max となるように光 ァッテネータ 2 mを調整し、 このときのプローブ光入力レベルを求めて P ' probe U m ) 〔d Bm〕 とする。 そして、 光源 l mから発信したプローブ光の 、 光増幅器 4への始めの入力光パワー Ρ，η ( λ m ) = P prol)0 U m ) から、 前 記光アツテネータ 2 mによって調整した後のプローブ光入力レベル P' prob, ( λ m ) までの減衰量 L U m ) を、 L ( λ m ) = P probe m ) - P' prote
U m ) の式によって求めることにより、 光源 l mから光増幅器 4の入力端 14 までの減衰量を求め、 この減衰量をプローブ光の波長/! m に対応した減衰量と して決定する。
以上のような減衰量の可変調整による決定を、 光源 1 mの可変波長光源によつ て、 例えば一定の間隔で波長を変え、 同様に繰り返して行い、 それにより、 波長 多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、 光学フィ ルタの損失スぺクトルがこれら指定帯域の各波長に一対一に対応する減衰量の損 失スぺクトルとなるように損失スぺクトルを設定し、 光学フィルタを製造する。 なお、 波長 1530nm 付近の利得補正用の光学フィルタを製造するときには、 模擬入力光として、 光源 1 aから波長 1539.5nm、 波長 1549nm、 波長 1557mn の光をそれぞれ発信し、 プローブ光としては、 光源 l mから波長 1528nm〜 1538.5nmまでの間で 0.5 nm間隔で波長を変えて光を発信し、 これらの模擬入 力光とプローブ光を多重して光増幅器 4に入射させた。 また、 波長 1540nm 付 近の利得補正用の光学フィルタを製造するときには、 模擬入力光として 1533nm . 1549nm. 1557nmの光を用い、 プローブ光として 1538.5nm〜： I546nmまで の間で波長を変えて行い、 1560nm近傍の利得補正用のフィルタを製造するとき ^ には、 模擬入力光として波長 1533nm. 1541nm, 1549nmの光を用い、 プロ一 ブ光として 1556nn！〜 1561nmまでの間で波長を変え、 これらの光を試験入力光 として光増幅器 4に入力して光学フィルタの損失スぺクトルの設定を行った。 第 3図〜第 6図には、 第 2図に示した具体的な光学フィルタの損失スぺクトル 設定装置を用いて製造した光学フィルタの損失スぺクトル形状が示されている。 なお、 第 3図には、 前記波長 1530nm 付近の損失スペク トルの設定を行って製 造した、 波長 1530nm帯の利得補正用の光学フィルタの損失スぺクトル形状が 示されいる。 また、 第 4図には、 波長 1540nm付近の損失スぺクトルを設定し て製造した、 波長 1540nm帯の利得補正用光学フィルタの損失スペクトル形状 力 第 5図には、 波長 1560nm 付近の損失スペク トルを設定して製造した、 波 長 1560nm帯の補正用の光学フィルタの損失スぺクトル形状がそれぞれ示され ている。 また、 第 6図には、 第 4図の光学フィルタと第 5図の光学フィルタとを 1つの光学フィルタで形成した場合の光学フィルタの損失スぺクトル形状が示さ れている。
これらの図に示されるように、 各波長帯の利得補正用の光学フィルタは、 それ ぞれ各波長に対応して変化する損失を有しており、 第 3図に示す損失スペク トル 形状を有する光学フィルタにおいては、 損失ピークが波長 1531nm 付近にあり 、 ピーク損失は約 9.5 d Bである。 また、 第 4図に示す損失スペク トル形状を 有する光学フィルタにおいては、 波長 1543nm よりも長波長側では一定の損失 (1.7 d B) を有し、 第 5図に示す損失スペク トル形状を有する光学フィルタに おいては 1557.5nm よりも短波長側ではやはり 1.7 d Bの一定の損失を有して いる。 したがって、 第 4図、 第 5図に示す損失スペク トル形状を有する光学フィ ルタを 1つのフィルタで形成した光学フィルタにおいては、 第 6図に示すように 、 波長 1543nmから波長 1557.5nmの範囲で 1.7 d Bの一定の損失を有し、 ま た、 波長 1539nmよりも短波長側の波長 1562nmよりも長波長側では損失が零 となるようなスぺク トル形状となった。
なお、 各光学フィルタの損失スぺクトルをこれらの図に示されるように設定し た後に、 実際に、 この損失スペク トルを有する光学フィルタを製造する際には、 光学フィルタの製造上のマ一ジンや E D FAの動作条件等を考慮して損失スぺク n
トルに多少の余裕を持たせて光学フィルタを製造してもよい。 そのようにすると 、 例えば第 3図に示す損失スペクトルを有する光学フィルタは、 波長 1529nm から波長 1534nmの範囲に損失ピークを持ち、 6 d B~12 d Bの範囲の損失ピ 一ク値を有するフィルタとなり、 第 6図に示す損失スぺクトルを有する光学フィ ルタは、 波長 1543nm± 3 nm ら波長 1558nm=t 3 nmの範囲で損失 3 ± 1.5 d Bを有し、 それ以外の波長領域で 1 d B以下の損失を有するフィルタとなる。 第 7図には上記実施形態例の光学フィルタの製造方法によつて製造した光学フ ィルタ 11 を設けて構成した光増幅器の一例が示されている。 同図に示す光増幅 器 4は、 第 2図に示した光増幅器とほぼ同様に構成されており、 第 7図に示す光 増幅器 4の特徴的ことは、 エルビウム添加光フアイバ 5を通る光通路に光学フィ ルタ 11 を挿入したことである。 この光学フィルタ 11 は、 第 3図に示した損失 スぺク卜ル形状を有する光学フィルタと第 6図に示した損失スぺクトル形状を有 する光学フ ィ ルタの両方からなり、 したがって、 波長 1530nm 帯〜波長 1560nm帯の各波長に対応した損失量を備えた光学フィルタと成している。 第 8図には、 この光増幅器 4の入射側に 4個の光源を設け、 各光源から信号光 として波長 1533nm, 1539.5nm. 1549nm. 1557nm の光を発信させてこれら の光を多重し、 かつ、 この入力信号光パワーを各信号光につき一 16 d Bm〜一 30 d Bmまで変化させたときの出力光パワーの測定結果が示されている。 また 、 第 9図には、 波長によって異なる光増幅器 4の利得差 （出力差） を信号入力光 のパワーに対して求めた結果が示されている。
これらの図に示されるように、 信号光の入力光パワーが変化すると、 光増幅器 4の利得は信号入力光の波長によって異なるが、 信号入力光パワーが一 26 d B のときには、 その波長による最大利得差が 1 d B未満 （約 0.93 d B) と非常に 小さいことが分かる。 このことは、 本実施形態例の光学フィルタの製造方法によ つて光学フィルタを製造する際に、 光増幅器 4に入力する各信号光の入力パワー を— 26 d Bmに設定して光学フィルタの損失スペク トルを設定し、 光学フィル タ 11を製造したことによるものである。
すなわち、 第 8図、 第 9図に示す結果から、 上記実施形態例のように、 複数の 試験入力光のトータルパワーを波長多重通信されるときの複数の波長の通信入力 信号のト一タルパワーに等しく形成した状態で、 波長多重通信帯域内の指定帯域 の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、 この各波長に一対一に対応する減衰 量の損失スペク トルを持つように光学フィルタ 11 の損失スペク トルを設定して 光学フィルタ 11 を製造することにより、 波長多重通信されるときの光増幅器 4 の利得の波長依存性を解消し、 利得平坦化が達成されることが確認された。
なお、 第 10図、 第 11 図には、 比較のために、 第 7図に示す光増幅器 4の光 学フィルタ 11 を省略した状態で形成した光増幅器を用いて、 上記と同様に、 光 増幅器 4の信号入力光パワーに対する信号出力光パワーの測定結果および、 最大 利得差を求めた結果が示されているが、 これらの図から明らかなように、 光学フ ィルタ 11を設けない場合には、 信号入力光パワーが一 26 d Bmのときの最大利 得差は 6.17 d Bとなり、 光増幅器 4の利得の波長依存性が非常に大きいことが 分かる。
なお、 本発明は上記実施形態例に限定されることはなく様々な実施の態様を採 り得る。 例えば、 上記実施形態例では、 光学フィルタの損失スペクトルの設定に 際し、 具体的には、 第 2図に示したように 3種類の模擬入力光と、 0.5 run間隔 で可変した 1つのプローブ光を用いて損失スぺクトルの設定を行ったが、 模擬入 力光の種類 （数） は特に限定されるものではなく、 複数であればよい。 また、 模 擬入力光の波長も特に限定されるものではなく、 プローブ光の波長に対応させて 適宜設定されるものであり、 プロ一ブ光の波長も必ずしも上記実施形態例のよう に 0.5 nm間隔で設定するとは限らず、 適宜の望まれる波長間隔で設定されるも のである。
また、 上記実施形態例では、 プローブ光を発信する光源 l mは、 可変波長光源 としたが、 光源 l mは必ずしも可変波長光源とするとは限らず、 例えば D F B ( 分布帰還） レーザ光源としてもよく、 あるいは、 複数のプローブ光発信用光源 1 mを用意して各波長に対応した減衰量を求めるたびにプローブ光源を繫ぎ替える ことにより、 上記実施形態例で行つたような光学フィルタの損失スぺクトル設定 を行うようにしてもよい。
さらに、 上記実施形態例では、 光学フィルタの損失スぺクトルの設定の際に、 光増幅器 4に入力する各入力信号光パワーを— 26 d Bmに設定したが、 この入 力信号光パワーは特に限定されるものではなく、 複数の試験入力光のトータルパ ヮ一が波長多重通信されるときの複数の通信入力信号のト一タルパワーに等しく なるように、 通信使用時のパワーに応じて設定されるものである。 また、 光增幅 器 4の励起光源 8の出力パワーや出力信号光パワーもそれぞれ通信使用時のパヮ —に設定されるものである。
さらに、 上記実施形態例では、 光学フィルタの損失スぺクトルの設定に際し、 プローブ光の光増幅器 4から出た出力パワーが同じく光増幅器 4から出た模擬入 力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内 （P mi„ < P ou, m ) < P max ) となるように、 光源 l mから光増幅器 4の入力端 14 までの減衰量を可変 調整し、 波長多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求 めたが、 光増幅器 4から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内 で、 この範囲よりも小さい設定範囲を予め定め、 プローブ光の光増幅器 4から出 た出力パワーがこの設定範囲内となるように前記の如く減衰量を可変調整して減 衰量を求めてもよい。 また、 光増幅器 4から出た模擬入力光出力パワーのうちの 最大と最小のうちの範囲内で設定値を設定し、 プローブ光の光増幅器 4から出た 出力パワーがこの設定値となるように、 前記の如く減衰量を可変調整して減衰量 を求めてもよい。
さらに、 上記実施形態例では、 2つの励起光源 8 a, 8 bを有する光増幅器 4 のエルビウム添加光ファイバ 5間に光学フィルタ 11 を適用するものとし、 その 光学フィルタの製造方法について述べた力 光学フィルタ 11 を、 エルビウム添 加光フアイバ 5に接続されるシングルモ一ド光フアイバに挿入してもよい。 また 、 光増幅器 4に用いられる励起光源 8等の詳細な構成は特に限定されるものでは なく適宜設定されるものであり、 波長多重通信に用いられる光増幅器 4に対応さ せて光学フィルタ 11 の損失スペクトルを設定して光学フィルタを製造し、 その 製造された光学フィルタ 11 を光増幅器 4に適用させることにより、 上記実施形 態例のように光増幅器 4の波長依存性の問題を解消することができる。
産業上の利用可能性
以上のように、 本発明にかかる光学フィルタおよびその光学フィルタを備えた 光増幅器は、 波長多重光通信を行う光通信システムに用いるのに適している。

Claims

請求の範囲
1 . 励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバを備えた波長多重通 信用の光増幅器に用いられる光学フィルタの製造方法であって、 光増幅器の入力 信号光パワーと励起光源の出力パワーと出力信号光パワーとをそれぞれ通信使用 時のパワーに設定し、 かつ、 複数の波長の模擬入力光と通信帯域の波長のうちの
1つの入力光とを含む複数の試験入力光のトータルパワーを波長多重通信される ときの複数の波長の通信入力信号のトータルパワーに等しく設定した状態で、 試 験入力光のうちの通信帯域の波長入力光の光増幅器から出た出力パワーが同じく 光増幅器から出た模擬入力光出力パワーのうちの最大と最小の範囲内で予め定め られる設定範囲内又は設定値となるように光源から光増幅器入力端までの減衰量 を可変調整して求め、 この減衰量の可変調整による決定を同様に繰り返して波長 多重通信帯域内の指定帯域の各波長と一対一に対応した減衰量を求め、 光学フィ ルタの損失スぺクトルがこれら指定帯域の各波長に一対一に対応する減衰量の損 失スぺクトルとなるように損失スぺクトルを設定して製造することを特徴とする 光学フィルタの製造方法。
2. 請求の範囲第 1記載の製造方法により製造された光学フィルタ。
3. 励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバを用いた波長多重通 信用の光増幅器において、 前記エルビウム添加光ファイバを通る光通路に請求の 範囲第 2記載の光学フィルタが挿入されていることを特徴とする光増幅器。
4. 励起光源によって励起されるエルピウム添加光ファイバを用いた波長多重通 信用の光増幅器において、 前記エルビウム添加光ファイバにはシングルモード光 ファィバが接続されており、 該シングルモード光フアイバに請求の範囲第 2記載 の光フィルタが挿入されていることを特徴とする光増幅器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198570B1 (en) * 1996-04-05 2001-03-06 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical filter, manufacturing method thereof, and optical amplifier equipped with said optical filter

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000004061A (ja) * 1998-06-15 2000-01-07 Nec Corp 光利得等化装置
US6545799B1 (en) 1998-09-02 2003-04-08 Corning Incorporated Method and apparatus for optical system link control
JP5144561B2 (ja) * 2009-03-03 2013-02-13 日本電信電話株式会社 利得平坦化されたカスケード型光ファイバ増幅器、該増幅器の利得等化器を設計する装置、および、該増幅器の利得等化器を設計する方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04147114A (ja) * 1990-10-09 1992-05-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光レベル等化方法
JPH0675254A (ja) * 1992-08-26 1994-03-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フィルタ

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04147114A (ja) * 1990-10-09 1992-05-20 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光レベル等化方法
JPH0675254A (ja) * 1992-08-26 1994-03-18 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光フィルタ

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP0836254A4 *
TACHIBANA M., ET AL.: "ERBIUM-DOPED FIBER AMPLIFIER WITH FLATTENED GAIN SPECTRUM.", IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS., IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ., US, vol. 03., no. 02., 1 February 1991 (1991-02-01), US, pages 118 - 120., XP000203005, ISSN: 1041-1135, DOI: 10.1109/68.76860 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6198570B1 (en) * 1996-04-05 2001-03-06 The Furukawa Electric Co., Ltd. Optical filter, manufacturing method thereof, and optical amplifier equipped with said optical filter

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