JP2668399B2

JP2668399B2 - 光出力制御装置

Info

Publication number: JP2668399B2
Application number: JP63173923A
Authority: JP
Inventors: 茂樹渡辺; 輝美近間; 義人小野田; 崇男内藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1988-07-14
Filing date: 1988-07-14
Publication date: 1997-10-27
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JPH0224636A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕入力光を増幅して出力し、その出力光レベルを一定化
する光出力制御装置に関し、入力光レベルや偏光状態の変化によっても、出力光レ
ベルを一定化することを目的とし、入力光の偏光を制御する偏光制御器と、該偏光制御器
の偏光状態を制御する偏光制御部と、該偏光制御器の出
力光を増幅する光増幅器と、該光増幅器の利得を制御す
る利得制御部と、該光増幅器の出力光を検出する光検出
部と、該光検出部の検出信号を基に、前記偏光制御部に
よる前記偏光制御器の制御と、前記利得制御部による前
記光増幅器の利得制御とを切替える制御切替部とを備え
て構成した。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、入力光を増幅して出力し、その出力光レベ
ルを一定化する光出力制御装置に関するものである。

長距離光通信システムに於いては、所定距離毎に信号
を中継増幅する為の光中継器が設けられている。従来、
この光中継器に於いては、光信号を電気信号に変換した
後、整形，増幅し、予め設定された出力光レベルとなる
ように、自動制御される構成が一般的である。ところ
で、コヒーレント光通信等に於いては、光レベルで直接
信号増幅を行う光増幅器を中継器として用いることが考
えられている。この光増幅器を用いる場合の問題点の一
つとして、利得が入射光の偏光方向に依存することがあ
る。一方、光ファイバ等の光伝送路の条件によっては光
信号の偏光方向が変化する偏光揺らぎが生じ、それによ
り光増幅器は影響を受けることになる。従って、このよ
うな偏光揺らぎによる影響を受けないように構成するこ
とが要望されている。

〔従来の技術〕

第３図は従来例のブロック図であり、光増幅器31に、
光ファイバからなる光伝送路35を介して入力光Pinが加
えられ、この入力光Pinは光増幅器31により増幅され
て、光ファイバからなる光伝送路36に出力光Poutとして
送出される。この出力光Poutの一部が、ハーフミラー等
からなる光分岐部34により分岐されて、ホトダイオード
等からなる光検出部33に入力され、出力光Poutのレベル
検出が行われて、この出力光Poutのレベルが予め設定さ
れた値となるように、利得制御部32により光増幅器31の
利得が制御される。

光増幅器31は、既に各種の構成が知られており、例え
ば、双安定レーザダイオードと称される構成を用いるこ
とができる。これは、InP基板上にInGaAsP活性層を設
け、励起電極と制御電極との間に、光吸収領域を形成し
たものであり、入力光Pinを励起光とし、制御電極に加
える注入電流により出力光レベルを制御することができ
る。従って、利得制御部32により注入電流を制御するこ
とにより、光増幅器31の利得を制御することができる。
又光検出部33は、ホトダイオード等の受光素子と、その
出力信号を基準信号と比較する比較器等から構成され、
基準信号に対する差信号を利得制御部32に加えて、その
差信号が０となるように、光増幅器31の利得制御が行わ
れる制御ループが形成される。

〔発明が解決しようとする課題〕

光増幅器31は、入力光Pinの偏光方向により利得特性
が異なる場合が一般的である。例えば、第４図に示すよ
うに、光増幅器31に、TE偏光とTM偏光とが入力された時
に、TM偏光よりTE偏光に対する利得が大きくなるもので
ある。例えば、光増幅器31の注入電流と利得との関係
を、TE偏光とTM偏光とについて測定したところ、第５図
に示す結果が得られた。即ち、TM偏光よりTE偏光に対す
る利得が約５〜10dB程度大きくなるものである。

又長距離の光伝送路に於いては、光伝送路の各種の条
件により信号光の偏光方向が変化する偏光揺らぎが生じ
るものである。従って、前述の光増幅器31に対する入力
光Pinの偏光方向も変化することになる。その為、注入
電流を一定としても、入力光Pinに対する利得が変化す
ることになり、所定の出力光Poutレベルに制御すること
が容易でない欠点があった。

本発明は、入力光レベルや偏光状態の変化によって
も、出力光レベルを一定化することを目的とするもので
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の光出力制御装置は、光増幅器の入力光の偏光
制御を行うことにより、安定な出力光を得るものであ
り、第１図を参照して説明する。

入力光の偏光を制御する偏光制御器１と、この偏光制
御器１の偏光状態を制御する偏光制御部２と、この偏光
制御部１の出力光を増幅する光増幅器３と、この光増幅
器３の利得を制御する利得制御部４と、光増幅器３の出
力光を検出するホトダイオード等からなる光検出部５
と、この光検出部５の検出信号を基に、偏光制御部２に
よる偏光制御器１の制御と、利得制御部４による光増幅
器３の利得制御とを切替える制御切替部６とを備えて構
成したものである。

〔作用〕

制御切替部６は、光検出部５の検出信号を偏光制御部
２に加えた後、利得制御部４に加えるように切替制御す
るものであり、偏光制御部２により偏光制御器１を制御
して、光増幅器３の出力光レベルが最大となるようにし
た後、利得制御部４により光増幅器３の利得を制御し
て、出力光レベルが所定の値となるようにするものであ
り、入力光の偏光方向のみが変化した場合は、偏光制御
部２により偏光制御器１を制御するだけで、出力光レベ
ルを所定の値に維持することができる。従って、偏光揺
らぎ等による出力光レベルの変化を抑圧するように制御
することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説
明する。

第２図は本発明の実施例のブロック図であり、11は偏
光制御部、12は偏光制御部、13は光増幅器、14は利得制
御部、15はホトダイオード、16は増幅器、17は比較部、
18は基準値設定部、19は抵抗、20は制御切替部、21は切
替スイッチ、22は制御回路、23は入力光伝送路、24は出
力光伝送路、25は光分岐部、＋Ｖは電源電圧、26はλ/4
板である。

偏光制御器11は、例えば、ファラディ素子により構成
することができる。このファラディ素子は、磁場を加え
ることにより、その磁場と平行に伝搬する直線偏光の偏
光面を回転させることができるものであり、偏光制御部
12によりその磁場の強さを制御して、光増幅器13へ入力
される光の偏光面を制御することになる。又λ/4板26を
設けて、このλ/4板26に対する入射偏光面を制御するこ
とにより、光増幅器13に円偏光を入力することができ
る。

又光増幅器13は、前述の従来例と同様な、例えば、双
安定レーザダイオード等の構成を用いることができる。
又光分岐部25で分岐した出力光の一部を入力するホトダ
イオード15と、その出力信号を増幅する一定利得の増幅
器16と、基準値設定部18で設定した基準値と比較する比
較部17とにより、第１図に於ける光検出部５を構成し、
又制御切替部20は、切替スイッチ21とそれを制御する制
御回路22とから構成され、制御回路22はタイマ等によ
り、所定時間毎に切替スイッチ21の切替動作を行わせる
か、或いは、比較部17からの差信号を判断して、出力光
レベルの変化が生じた場合のみ偏光制御部12から利得制
御部14への制御切替えを行わせる構成とすることができ
る。

又基準値設定部18は、ツェナーダイオード等により形
成した基準電圧を、可変抵抗等により所望の設定値とし
て比較部17に加える構成を有するものである。

入力光伝送路23を介して加えられた入力光の偏光面が
変化して、光増幅器13の出力光レベルが低下した時、比
較部17からの差信号が制御切替部20の切替スイッチ21を
介して偏光制御部12に加えられる。偏光制御部12は、出
力光レベルが低下したことを示す差信号が加えられたこ
とにより、偏光制御器11を構成するファラディ素子の磁
場を制御して、光増幅器13への入力光の偏光面を、出力
光レベルが大きくなるように制御する。即ち、光増幅器
13への入力光をTE偏光となるように調整した後に、入力
光の偏光揺らぎにより出力光レベルが低下した場合、偏
光制御器11により偏光面を回転させて、元のTE偏光とな
るように制御するものである。

そして、この偏光制御器11の制御が終了した後、或い
は所定の時間後に、制御切替部20の制御回路22により切
替スイッチ21は利得制御部14に切替えられる。それによ
って、比較部17からの差信号が利得制御部14に加えられ
る。前述の偏光制御器11により光増幅器13への入力光の
偏光面が制御されて、出力光レベルが元に戻った時は、
比較部17からの差信号は０となるから、利得制御部14
は、光増幅器13の利得を前の状態のままとすることにな
る。

又光増幅器13の利得も変化している場合に於いては、
偏光制御器11の制御によっても、出力光レベルが所定の
値に戻らないので、制御切替部20により利得制御部14に
制御が切替えられた時に、比較部17からの差信号に応じ
て利得制御部14は光増幅器13の注入電流等によりその利
得を制御して、出力光レベルを所定の値に戻すことにな
る。

偏光制御により、第５図に示すように、光増幅器13の
利得を５〜10dB程度制御できるので、先ず、偏光制御を
行って出力光レベルを最大等の所定の値とした後、光増
幅器13の利得を注入電流等により制御するもので、偏光
揺らぎが大きい場合でも、容易に出力光レベルを一定化
することができる。

又点線で示すλ/4板26を設けて、光増幅器13へ円偏光
を入力することができるもので、入力光伝送路23により
偏光揺らぎが生じた場合、ファラディ素子による偏光面
の回転を制御することにより、光増幅器13へは常に円偏
光として入力することができる。このように円偏光とし
た場合、TE偏光については3dB低下することになるが、
光増幅器13への入力光パワーを一定化することができる
から、出力光パワーを一定化することができ、それによ
って、出力光パワーの安定制御を容易にすることができ
る。

本発明は、前述の実施例のみに限定されるものではな
く、種々付加変更することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理説明図、第２図は本発明の実施例
のブロック図、第３図は従来例のブロック図、第４図は
偏光依存性の説明図、第５図は利得特性曲線図である。１は偏光制御器、２は偏光制御部、３は光増幅器、４は
利得制御部、５は光検出部、６は制御切替部である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者内藤崇男神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入力光の偏光を制御する偏光制御器（１）
と、該偏光制御器（１）の偏光状態を制御する偏光制御部
（２）と、該偏光制御器（１）の出力光を増幅する光増幅器（３）
と、該光増幅器（３）の利得を制御する利得制御部（４）
と、該光増幅器（３）の出力光を検出する光検出部（５）
と、該光検出部（５）の検出信号を基に、前記偏光制御部
（２）による前記偏光制御器（１）の制御と、前記利得
制御部（４）による前記光増幅器（３）の利得制御とを
切替える制御切替部（６）とを備えたことを特徴とする光出力制御装置。