JP3164870B2 - 光ファイバーアンプの利得制御装置 - Google Patents
光ファイバーアンプの利得制御装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、入力信号振幅の広いダ
イナミックレンジに渡って光ファイバーアンプの利得特
性に直線性を与えるとともに、光ファイバーアンプの利
得を所望値に設定できるようにしたもので、光信号の分
岐、分配、中継伝達を容易にするものであって、光伝
送、光交換、光信号処理などの光通信、光情報処理など
の幅広い分野に適用し得るものである。
イナミックレンジに渡って光ファイバーアンプの利得特
性に直線性を与えるとともに、光ファイバーアンプの利
得を所望値に設定できるようにしたもので、光信号の分
岐、分配、中継伝達を容易にするものであって、光伝
送、光交換、光信号処理などの光通信、光情報処理など
の幅広い分野に適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のＥｒ等の稀土類元素ドープ光ファ
イバーアンプの増幅特性は、稀土類元素の濃度、光ファ
イバー長、ポンピング光パワー、ポンピング方向などに
より決まるが、更に、その増幅利得（Ｇ）は、入力信号
レベルに大きく依存するという特徴がある。即ち、入力
信号レベルが微小な領域では、増幅利得（Ｇ）は大き
く、入力レベルに対しても直線的であるが、入力信号が
増大するにつれて、飽和出力点（主としてポンピング光
パワーに依存する）まで、Ｇは、漸減するという特性が
あった。
イバーアンプの増幅特性は、稀土類元素の濃度、光ファ
イバー長、ポンピング光パワー、ポンピング方向などに
より決まるが、更に、その増幅利得（Ｇ）は、入力信号
レベルに大きく依存するという特徴がある。即ち、入力
信号レベルが微小な領域では、増幅利得（Ｇ）は大き
く、入力レベルに対しても直線的であるが、入力信号が
増大するにつれて、飽和出力点（主としてポンピング光
パワーに依存する）まで、Ｇは、漸減するという特性が
あった。
【０００３】図６のグラフは、その一例であるが、ＤＣ
入力光パワーが、−２０〜５０ｄＢｍの領域で、Ｇ＝３
０ｄＢを得たい場合には、ポンピング光パワーを３０ｍ
Ｗ以上としなければならない。そうすると、必然的に小
信号領域では、Ｇ＞４０〜５０ｄＢとなってしまう。即
ち、小信号でＧが大きく、大信号でＧが小さくなること
は避けられない。従って，入力信号光パワーが定常的に
ほぼ一定であれば、通常の増幅器と同じ概念で光アンプ
を利用することができる。然し乍ら、入力光パワーが変
動する入力信号に対しては、光ファイバーアンプの入力
レベルに対するＧの非線形性を考慮して使用しなければ
ならないという難点があった。特に、波形歪みを伴った
デジタル光信号の伝送の場合には、この波形歪みを拡大
するような作用を与える。従って、従来、この入力レベ
ルに対するＧの非線形性を補償する種々の方法が提案さ
れてきた。
入力光パワーが、−２０〜５０ｄＢｍの領域で、Ｇ＝３
０ｄＢを得たい場合には、ポンピング光パワーを３０ｍ
Ｗ以上としなければならない。そうすると、必然的に小
信号領域では、Ｇ＞４０〜５０ｄＢとなってしまう。即
ち、小信号でＧが大きく、大信号でＧが小さくなること
は避けられない。従って，入力信号光パワーが定常的に
ほぼ一定であれば、通常の増幅器と同じ概念で光アンプ
を利用することができる。然し乍ら、入力光パワーが変
動する入力信号に対しては、光ファイバーアンプの入力
レベルに対するＧの非線形性を考慮して使用しなければ
ならないという難点があった。特に、波形歪みを伴った
デジタル光信号の伝送の場合には、この波形歪みを拡大
するような作用を与える。従って、従来、この入力レベ
ルに対するＧの非線形性を補償する種々の方法が提案さ
れてきた。
【０００４】図３の構成図は、入力信号１とアンプ信号
出力とを常に比較しておき、その差が一定になるように
ポンピングＬＤ（４）を駆動する従来の方法である。こ
のようにすれば、入力と出力との比、即ちＧは、一定に
制御されることになる。然し乍ら、この方法では、入力
の変化と出力の変化にほとんど時間差がないことが前提
である。光ファイバーアンプのＥｒドープファイバー長
は、通常２０〜１００メートル（ｍ）であり、光ファイ
バーを伝搬するに要する時間は、１００〜５００ナノ秒
（ｎｓ）であるから、この伝搬時間が無視できる信号周
波数即ち約１ＭＨｚ以下の信号周波数には、Ｇ一定に制
御が可能かも知れないが、本来ギガヘルツ（ＧＨｚ）オ
ーダーの信号増幅に使用する光ファイバーアンプの利得
特性の制御には、利用できない。また、図３の構成で、
入力信号のみの変動の平均又は出力信号のみの変動の平
均に対して、Ｇをほぼ一定にする制御を行なうように制
御することができる。然し乍ら、いずれも光ファイバー
アンプの電源変動、温度変動等に対する利得特性の安定
化には、大いに効果があるが、Ｇの入力信号レベル変化
に対する直線性の保持には、効果がない。
出力とを常に比較しておき、その差が一定になるように
ポンピングＬＤ（４）を駆動する従来の方法である。こ
のようにすれば、入力と出力との比、即ちＧは、一定に
制御されることになる。然し乍ら、この方法では、入力
の変化と出力の変化にほとんど時間差がないことが前提
である。光ファイバーアンプのＥｒドープファイバー長
は、通常２０〜１００メートル（ｍ）であり、光ファイ
バーを伝搬するに要する時間は、１００〜５００ナノ秒
（ｎｓ）であるから、この伝搬時間が無視できる信号周
波数即ち約１ＭＨｚ以下の信号周波数には、Ｇ一定に制
御が可能かも知れないが、本来ギガヘルツ（ＧＨｚ）オ
ーダーの信号増幅に使用する光ファイバーアンプの利得
特性の制御には、利用できない。また、図３の構成で、
入力信号のみの変動の平均又は出力信号のみの変動の平
均に対して、Ｇをほぼ一定にする制御を行なうように制
御することができる。然し乍ら、いずれも光ファイバー
アンプの電源変動、温度変動等に対する利得特性の安定
化には、大いに効果があるが、Ｇの入力信号レベル変化
に対する直線性の保持には、効果がない。
【０００５】図４の構成図は、Ｅｒドープ光ファイバー
アンプの自然放出（ＡＳＥ）光の一部の波長を、光フィ
ルタ７’（光入力信号としては使用しない波長）で抽出
し、局部信号光１７として、光カップラー２で入力信号
光と合波し、光ファイバーアンプを通過させて、局部信
号光１７を出力側から入力側へ光フィードバックし、リ
ングレーザ発振をさせるようにした従来の方式を示す。
光アッテネータ（９）は、局部信号光１７の発振レベル
を適当な値に制御するものである。このようにすれば、
局部信号光１７の発振状態を維持するアンプ利得に光フ
ァイバーアンプ利得は、制御され、入力信号の小信号利
得は広いダイナミックレンジでほぼ一定に制御される。
ただ、入力信号が急激に変動した場合には、光ファイバ
ーアンプの利得が増減することになるが、その変化は、
Ｅｒ光ファイバーの長さを伝搬し、出力端に生じ、それ
からＡＳＥの変化としてフィードバックされることにな
り、その変化の収束は比較的にゆっくりであることが特
徴であるとともに欠点にもなる。
アンプの自然放出（ＡＳＥ）光の一部の波長を、光フィ
ルタ７’（光入力信号としては使用しない波長）で抽出
し、局部信号光１７として、光カップラー２で入力信号
光と合波し、光ファイバーアンプを通過させて、局部信
号光１７を出力側から入力側へ光フィードバックし、リ
ングレーザ発振をさせるようにした従来の方式を示す。
光アッテネータ（９）は、局部信号光１７の発振レベル
を適当な値に制御するものである。このようにすれば、
局部信号光１７の発振状態を維持するアンプ利得に光フ
ァイバーアンプ利得は、制御され、入力信号の小信号利
得は広いダイナミックレンジでほぼ一定に制御される。
ただ、入力信号が急激に変動した場合には、光ファイバ
ーアンプの利得が増減することになるが、その変化は、
Ｅｒ光ファイバーの長さを伝搬し、出力端に生じ、それ
からＡＳＥの変化としてフィードバックされることにな
り、その変化の収束は比較的にゆっくりであることが特
徴であるとともに欠点にもなる。
【０００６】図５の構成図は、光信号成分の損失を極力
抑制して、光ファイバーアンプの利得特性を直線的にし
ようと考慮された従来の方式である。この点で、Ｅｒド
ープファイバーからのＡＳＥ光の漏れ（１８）を数ケ所
（１９）で集光し、（１５’）で検出し、ＡＳＥ光の変
化が利得変化と連動していることから、ＡＳＥ光を一定
レベルにするようにポンピングダイオード（４）にフィ
ードバックをかけ、ポンピング出力光を利得の減少に見
合う分増大して、利得を一定に保持しようとしたもので
ある。従って、この方法では、稀土類元素ドープのファ
イバーの数ケ所からのＡＳＥ光の変化をとり、その平均
に対して、利得を一定にするように制御するものである
ため、その制御速度をＧＨｚオ−ダ−に高速化すること
は不可能である。
抑制して、光ファイバーアンプの利得特性を直線的にし
ようと考慮された従来の方式である。この点で、Ｅｒド
ープファイバーからのＡＳＥ光の漏れ（１８）を数ケ所
（１９）で集光し、（１５’）で検出し、ＡＳＥ光の変
化が利得変化と連動していることから、ＡＳＥ光を一定
レベルにするようにポンピングダイオード（４）にフィ
ードバックをかけ、ポンピング出力光を利得の減少に見
合う分増大して、利得を一定に保持しようとしたもので
ある。従って、この方法では、稀土類元素ドープのファ
イバーの数ケ所からのＡＳＥ光の変化をとり、その平均
に対して、利得を一定にするように制御するものである
ため、その制御速度をＧＨｚオ−ダ−に高速化すること
は不可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、ダ
ミー信号入力と入力信号とを合波して、光ファイバーア
ンプに加えれば、光ファイバーアンプの動作点はダミー
信号レベルを動作基準点として、このダミー信号に入力
信号レベルが相加したとして光ファイバーアンプとして
動作させ、ダミー信号レベルを設定することにより、光
ファイバーアンプのアンプ利得を設定することができ、
ダミー信号レベルまでの入力信号のダイナミックレンジ
に渡ってほぼ直線的な利得特性が実現することができる
光ファイバ−アンプの利得制御方法を提供することを目
的とする。
ミー信号入力と入力信号とを合波して、光ファイバーア
ンプに加えれば、光ファイバーアンプの動作点はダミー
信号レベルを動作基準点として、このダミー信号に入力
信号レベルが相加したとして光ファイバーアンプとして
動作させ、ダミー信号レベルを設定することにより、光
ファイバーアンプのアンプ利得を設定することができ、
ダミー信号レベルまでの入力信号のダイナミックレンジ
に渡ってほぼ直線的な利得特性が実現することができる
光ファイバ−アンプの利得制御方法を提供することを目
的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題を解決するためになされたもので、光ファイバー
アンプの利得制御装置において、光ファイバーアンプの
増幅帯域内に、入力信号波長として用いていない波長域
のダミー信号を、該光ファイバー入力端で、入力信号と
合波させて、光ファイバーアンプに入力させ、該ダミー
信号レベルを調節し、所定のポンプ光による光ファイバ
ーアンプの動作点を、該ダミー信号レベルを動作基準点
として、動作させることにより、所望のアンプ利得を
得、該光ファイバーアンプの光信号のレベル変化に対し
て、光ファイバーアンプの増幅利得特性が広いダイナミ
ックレンジに対して、平坦性を有することを特徴とする
光ファイバーアンプの利得制御装置を提供する。
な課題を解決するためになされたもので、光ファイバー
アンプの利得制御装置において、光ファイバーアンプの
増幅帯域内に、入力信号波長として用いていない波長域
のダミー信号を、該光ファイバー入力端で、入力信号と
合波させて、光ファイバーアンプに入力させ、該ダミー
信号レベルを調節し、所定のポンプ光による光ファイバ
ーアンプの動作点を、該ダミー信号レベルを動作基準点
として、動作させることにより、所望のアンプ利得を
得、該光ファイバーアンプの光信号のレベル変化に対し
て、光ファイバーアンプの増幅利得特性が広いダイナミ
ックレンジに対して、平坦性を有することを特徴とする
光ファイバーアンプの利得制御装置を提供する。
【０００９】更に、入力信号（ＡＣ光信号）とダミー信
号（ＤＣ光信号）とを合波して光ファイバーアンプの入
力信号とすることにより、光ファイバーアンプの利得特
性に広いダイナミックレンジで直線性を与える利得制御
において、ダミー信号のレベルを半固定で可変すること
により、光ファイバーアンプの利得を所望値に設定する
ものが好適である。
号（ＤＣ光信号）とを合波して光ファイバーアンプの入
力信号とすることにより、光ファイバーアンプの利得特
性に広いダイナミックレンジで直線性を与える利得制御
において、ダミー信号のレベルを半固定で可変すること
により、光ファイバーアンプの利得を所望値に設定する
ものが好適である。
【００１０】
【作用】本発明によると、稀土類元素、Ｅｒ等ドープ光
ファイバーアンプの入力信号波長として用いていない波
長域のダミー信号発生器を設け、ダミー信号入力と入力
信号とを合波して、光ファイバーアンプに加えれば、光
ファイバーアンプの動作点はダミー信号レベルを動作基
準点として、このダミー信号に入力信号レベルが相加し
たとして光ファイバーアンプとして動作させるものであ
る。このようにすれば、ダミー信号レベルを設定するこ
とにより、光ファイバーアンプのアンプ利得を設定する
ことができ、ダミー信号レベルまでの入力信号のダイナ
ミックレンジに渡ってほぼ直線的な利得特性が実現する
ことができる。また、このダミー信号を加えることは、
光ファイバーアンプの高速動作に何ら影響を与えないか
ら、ＧＨｚオーダの高速動作に何等の支障もない。
ファイバーアンプの入力信号波長として用いていない波
長域のダミー信号発生器を設け、ダミー信号入力と入力
信号とを合波して、光ファイバーアンプに加えれば、光
ファイバーアンプの動作点はダミー信号レベルを動作基
準点として、このダミー信号に入力信号レベルが相加し
たとして光ファイバーアンプとして動作させるものであ
る。このようにすれば、ダミー信号レベルを設定するこ
とにより、光ファイバーアンプのアンプ利得を設定する
ことができ、ダミー信号レベルまでの入力信号のダイナ
ミックレンジに渡ってほぼ直線的な利得特性が実現する
ことができる。また、このダミー信号を加えることは、
光ファイバーアンプの高速動作に何ら影響を与えないか
ら、ＧＨｚオーダの高速動作に何等の支障もない。
【００１１】また、従来の方法の光ファイバーアンプの
フィードバック法を併用することにより、光ファイバー
アンプの安定化にも何等の妨げにもならない。また、入
力信号（ＡＣ光信号）とダミー信号（ＤＣ光信号）とを
合波して光ファイバーアンプの入力信号とすることによ
り、光ファイバーアンプの利得特性に広いダイナミック
レンジで直線性を与える利得制御が得られる。また、ダ
ミー信号のレベルを半固定で可変することにより、光フ
ァイバーアンプの利得を所望値に設定することができ
る。
フィードバック法を併用することにより、光ファイバー
アンプの安定化にも何等の妨げにもならない。また、入
力信号（ＡＣ光信号）とダミー信号（ＤＣ光信号）とを
合波して光ファイバーアンプの入力信号とすることによ
り、光ファイバーアンプの利得特性に広いダイナミック
レンジで直線性を与える利得制御が得られる。また、ダ
ミー信号のレベルを半固定で可変することにより、光フ
ァイバーアンプの利得を所望値に設定することができ
る。
【００１２】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
【００１３】
【実施例】図１は、本発明による光ファイバーアンプの
利得制御方法の動作原理を示す回路構成図である。入力
信号１は、ダミー信号発生器（光ファイバーアンプの増
幅帯域内で入力信号として使用していない波長の信号発
生器）（１０）からのダミー信号１１と光カップラー２
で合波され、更に、ポンピングＬＤ（半導体レーザ）４
の出力光２１と（光カプラ−の一種で、異なる２つの波
長の光を合波、分波する）ＷＤＭカップラー３で合波さ
れて、Ｅｒドープファイバー５に接続される。Ｅｒドー
プファイバー５は、アイソレータ６、狭帯域光フィルタ
（信号光スペルトラム相当の通過域を持つフィルタ）７
に接続されている。信号光１は、Ｅｒドープファイバー
５を通過する際に、光増幅され、出力光８となる。ダミ
ー信号１１及びポンピング光２１は、光フィルタ７で遮
断され、出力にはならない。
利得制御方法の動作原理を示す回路構成図である。入力
信号１は、ダミー信号発生器（光ファイバーアンプの増
幅帯域内で入力信号として使用していない波長の信号発
生器）（１０）からのダミー信号１１と光カップラー２
で合波され、更に、ポンピングＬＤ（半導体レーザ）４
の出力光２１と（光カプラ−の一種で、異なる２つの波
長の光を合波、分波する）ＷＤＭカップラー３で合波さ
れて、Ｅｒドープファイバー５に接続される。Ｅｒドー
プファイバー５は、アイソレータ６、狭帯域光フィルタ
（信号光スペルトラム相当の通過域を持つフィルタ）７
に接続されている。信号光１は、Ｅｒドープファイバー
５を通過する際に、光増幅され、出力光８となる。ダミ
ー信号１１及びポンピング光２１は、光フィルタ７で遮
断され、出力にはならない。
【００１４】そして、図２は、本発明に用いるダミー信
号発生器（１０）（本発明の光ファイバ−アンプの利得
制御方法の他の例）として、別のＥｒドープ光ファイバ
ーアンプを用いたものである。ポンピング光２１は、光
カップラ２０でその一部を分岐され、ダミー信号発生器
のＥｒファイバー５’に供給される。ダミー信号発生器
は、ＷＤＭカップラー３’、Ｅｒドープファイバー
５’、狭帯域光フィルタ７’（信号波長として使用しな
い波長のフィルタ）、光カップラ１３で、リングレーザ
を構成し、信号波長として使用していない局部光を発生
する。そして、光アッテネータ９で適当なレベルに調節
されて、ダミー信号光は、光カップラー２でＥｒドープ
光ファイバーアンプの入力に結合される。即ち、Ｅｒの
ような稀土類元素ドープ光ファイバーアンプを特定波長
のリングレーザとして構成したものである。ポンピング
ＬＤ（半導体レーザ）４からの出力光２１は、光カップ
ラー２０で分離され、ＷＤＭカップラー３’を通過し、
Ｅｒドープファイバー５’を通過し、狭域光フィルタ
（ダミー信号のみを通過する）７’に接続され、分離器
１３に接続し、一部の光束１２が、カップラ−３’にフ
ィードバックされる。一方、分離器１３からのダミー信
号１１は、光カップラー２で入力信号１と合波される。
ファイバーアンプの増幅帯域内で入力信号として使用し
ていない波長にあるダミー信号１１には、フィルタは必
要ない。
号発生器（１０）（本発明の光ファイバ−アンプの利得
制御方法の他の例）として、別のＥｒドープ光ファイバ
ーアンプを用いたものである。ポンピング光２１は、光
カップラ２０でその一部を分岐され、ダミー信号発生器
のＥｒファイバー５’に供給される。ダミー信号発生器
は、ＷＤＭカップラー３’、Ｅｒドープファイバー
５’、狭帯域光フィルタ７’（信号波長として使用しな
い波長のフィルタ）、光カップラ１３で、リングレーザ
を構成し、信号波長として使用していない局部光を発生
する。そして、光アッテネータ９で適当なレベルに調節
されて、ダミー信号光は、光カップラー２でＥｒドープ
光ファイバーアンプの入力に結合される。即ち、Ｅｒの
ような稀土類元素ドープ光ファイバーアンプを特定波長
のリングレーザとして構成したものである。ポンピング
ＬＤ（半導体レーザ）４からの出力光２１は、光カップ
ラー２０で分離され、ＷＤＭカップラー３’を通過し、
Ｅｒドープファイバー５’を通過し、狭域光フィルタ
（ダミー信号のみを通過する）７’に接続され、分離器
１３に接続し、一部の光束１２が、カップラ−３’にフ
ィードバックされる。一方、分離器１３からのダミー信
号１１は、光カップラー２で入力信号１と合波される。
ファイバーアンプの増幅帯域内で入力信号として使用し
ていない波長にあるダミー信号１１には、フィルタは必
要ない。
【００１５】これに対して、図３の構成図は、Ｅｒドー
プ光ファイバーアンプ特性を向上するための従来の方法
を示し、入出力信号のパワーの差を検出して、ポンピン
グパワーを制御し、光ファイバーアンプの利得を一定に
制御しようとしたものであり、入力信号又は出力信号の
変化のみを検出して、利得制御を行なったものを示す。
そして、図４の構成図は、Ｅｒドープ光ファイバーアン
プの増幅帯域内の特定波長でリングレーザを構成し、光
フィードバックによりアンプ利得を制御しようとする従
来の利得制御方法を示すものである。また、図５の構成
図も、Ｅｒファイバーの自然放出（ＡＳＥ）光を検出し
て、ポンピングＬＤにフィードバックをかけ、ＡＳＥの
変化に応じて、ポンピングパワーを増減し、光ファイバ
ーアンプの利得を制御する従来の方法を示すものであ
る。
プ光ファイバーアンプ特性を向上するための従来の方法
を示し、入出力信号のパワーの差を検出して、ポンピン
グパワーを制御し、光ファイバーアンプの利得を一定に
制御しようとしたものであり、入力信号又は出力信号の
変化のみを検出して、利得制御を行なったものを示す。
そして、図４の構成図は、Ｅｒドープ光ファイバーアン
プの増幅帯域内の特定波長でリングレーザを構成し、光
フィードバックによりアンプ利得を制御しようとする従
来の利得制御方法を示すものである。また、図５の構成
図も、Ｅｒファイバーの自然放出（ＡＳＥ）光を検出し
て、ポンピングＬＤにフィードバックをかけ、ＡＳＥの
変化に応じて、ポンピングパワーを増減し、光ファイバ
ーアンプの利得を制御する従来の方法を示すものであ
る。
【００１６】以上のように構成された光ファイバーアン
プの入力信号レベルに対する増幅特性は、図６に示すよ
うである。ＤＣ入力光に対する利得Ｇは、Ｅｒ濃度、フ
ァイバー長、ポンプ光パワー等によって決まり、図示の
ような曲線になる。今、ポンプ光パワーレベルを３０ｍ
Ｗとして、ダミー信号光レベルを−２０ｄＢｍ（ＤＣ入
力光パワー）とすれば、光ファイバーアンプの利得は、
Ｇ＝３０ｄＢ（図６のＰ点）となる。ここで、入力信号
光−４０ｄＢｍを入力すれば、そのときの入力信号光の
利得は、図６で入力光パワー（−２０＋−４０ｄＢｍの
点での利得）になると考えて良い。もし、入力信号光
は、−２０ｄＢｍになったとすると、光ファイバーアン
プは、図６で入力光パワー−１７ｄＢｍ（Ｑ点）の点の
利得になったと同じで、Ｇ≒２７ｄＢである。更に、入
力信号光が、−１０ｄＢｍだとすれば、動作点は、入力
光パワー−９．６ｄＢｍ（Ｒ点）の点となり、Ｇ≒２１
ｄＢとなる。
プの入力信号レベルに対する増幅特性は、図６に示すよ
うである。ＤＣ入力光に対する利得Ｇは、Ｅｒ濃度、フ
ァイバー長、ポンプ光パワー等によって決まり、図示の
ような曲線になる。今、ポンプ光パワーレベルを３０ｍ
Ｗとして、ダミー信号光レベルを−２０ｄＢｍ（ＤＣ入
力光パワー）とすれば、光ファイバーアンプの利得は、
Ｇ＝３０ｄＢ（図６のＰ点）となる。ここで、入力信号
光−４０ｄＢｍを入力すれば、そのときの入力信号光の
利得は、図６で入力光パワー（−２０＋−４０ｄＢｍの
点での利得）になると考えて良い。もし、入力信号光
は、−２０ｄＢｍになったとすると、光ファイバーアン
プは、図６で入力光パワー−１７ｄＢｍ（Ｑ点）の点の
利得になったと同じで、Ｇ≒２７ｄＢである。更に、入
力信号光が、−１０ｄＢｍだとすれば、動作点は、入力
光パワー−９．６ｄＢｍ（Ｒ点）の点となり、Ｇ≒２１
ｄＢとなる。
【００１７】このように、本発明の光ファイバ−アンプ
の利得制御方法により、ダミー信号光と入力信号光を合
波して、光ファイバーアンプに入力する方法により、入
力信号光のみに対する利得特性を図示すると、図７のよ
うになる。即ち、本発明によると、入力信号レベルに対
する利得特性は、図７に示すように、広いダイナミック
レンジで直線的（平坦性）となる。また、ポンピングパ
ワーを決め、ダミー信号の出力レベルを光アッテネータ
９で調節すれば、所望のダイナミックレンジで直線性の
良い利得特性を有するＥｒドープ光ファイバーアンプが
得られる。ダミー信号発生器は、ＤＣ光でもＡＣ光で
も、いずれの光信号を発生させるものでも良く、ＬＤを
用いれば容易に実現することができる。
の利得制御方法により、ダミー信号光と入力信号光を合
波して、光ファイバーアンプに入力する方法により、入
力信号光のみに対する利得特性を図示すると、図７のよ
うになる。即ち、本発明によると、入力信号レベルに対
する利得特性は、図７に示すように、広いダイナミック
レンジで直線的（平坦性）となる。また、ポンピングパ
ワーを決め、ダミー信号の出力レベルを光アッテネータ
９で調節すれば、所望のダイナミックレンジで直線性の
良い利得特性を有するＥｒドープ光ファイバーアンプが
得られる。ダミー信号発生器は、ＤＣ光でもＡＣ光で
も、いずれの光信号を発生させるものでも良く、ＬＤを
用いれば容易に実現することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ファイ
バーアンプの利得制御方法により、次のような顕著な技
術的効果が得られた。第１に、以上の説明したように、
光ファイバーアンプの利得を、入力信号レベルの広いダ
イナミックレンジに渡って、直線的な利得特性として動
作させることができる。第２に、従って、信号増幅に伴
う歪みの発生を抑圧することができるので、ＡＭーＦＤ
Ｍ変調信号の伝送、２乗余弦パルスの伝送に使用するこ
とができる。第３に、従って、光通信、光信号処理に適
用して、効果大なるものである。
バーアンプの利得制御方法により、次のような顕著な技
術的効果が得られた。第１に、以上の説明したように、
光ファイバーアンプの利得を、入力信号レベルの広いダ
イナミックレンジに渡って、直線的な利得特性として動
作させることができる。第２に、従って、信号増幅に伴
う歪みの発生を抑圧することができるので、ＡＭーＦＤ
Ｍ変調信号の伝送、２乗余弦パルスの伝送に使用するこ
とができる。第３に、従って、光通信、光信号処理に適
用して、効果大なるものである。
【図１】本発明の光ファイバーアンプの利得制御方法の
動作原理を示すＥｒドープ光ファイバーアンプの回路構
成図である。
動作原理を示すＥｒドープ光ファイバーアンプの回路構
成図である。
【図２】本発明によるダミー信号発生器の１例を示す説
明図である。
明図である。
【図３】Ｅｒドープ光ファイバーアンプの特性改善のた
めの従来の方法を示す説明図である。
めの従来の方法を示す説明図である。
【図４】Ｅｒドープ光ファイバーアンプの増幅帯域内の
特定波長でリングレーザを構成し、光フィードバックに
よりアンプ利得を制御する従来の方法を示す。
特定波長でリングレーザを構成し、光フィードバックに
よりアンプ利得を制御する従来の方法を示す。
【図５】Ｅｒドープ光ファイバーの自然放出光を検出し
てポンピングＬＤにフィードバックをかけ、ＡＳＥの変
化に応じてポンピングパワーを増減する従来の制御方法
を示す。
てポンピングＬＤにフィードバックをかけ、ＡＳＥの変
化に応じてポンピングパワーを増減する従来の制御方法
を示す。
【図６】本発明の動作原理を示すＥｒドープ光ファイバ
ーアンプの特性図である。
ーアンプの特性図である。
【図７】本発明により得られるＥｒドープ光ファイバー
アンプのＡＣ入力光パワーに対する利得特性を示す説明
図である。
アンプのＡＣ入力光パワーに対する利得特性を示す説明
図である。
１ 入力信号 ２ 光カップラー ３、３’ ＷＤＭカップラー ４ ポンプ用ＬＤ ５、５’ Ｅｒドープ光ファイバーアン
プ ６ アイソレータ ７、７’ 光フィルター ８ 出力信号 ９ 光アッテネータ １０ ダミー信号発生器 １１ ダミー信号出力 １２ リングレーザの発振信号 １３ 光カップラー（ダミー信号分
岐用） １４、１４’ 光カップラー（信号分岐用） １５、１５’ 光パワー検出器 １６ 差分検出器 １７ リングレーザ発振出力 １８ Ｅｒドープ光ファイバーの自
然放出光 １９ 自然放出光集光器 ２０ 光カップラー
プ ６ アイソレータ ７、７’ 光フィルター ８ 出力信号 ９ 光アッテネータ １０ ダミー信号発生器 １１ ダミー信号出力 １２ リングレーザの発振信号 １３ 光カップラー（ダミー信号分
岐用） １４、１４’ 光カップラー（信号分岐用） １５、１５’ 光パワー検出器 １６ 差分検出器 １７ リングレーザ発振出力 １８ Ｅｒドープ光ファイバーの自
然放出光 １９ 自然放出光集光器 ２０ 光カップラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/06 - 3/07 H01S 3/0941 H01S 3/10 - 3/139
Claims (2)
- 【請求項１】 光ファイバーアンプの利得制御装置に
おいて、 光ファイバーアンプの増幅帯域内に、入力信号波長とし
て用いていない波長域のダミー信号を、該光ファイバー
入力端で、入力信号と合波させて、光ファイバーアンプ
に入力させ、該ダミー信号レベルを調節し、所定のポン
プ光による光ファイバーアンプの動作点を、該ダミー信
号レベルを動作基準点として、動作させることにより、
所望のアンプ利得を得、該光ファイバーアンプの光信号
のレベル変化に対して、光ファイバーアンプの増幅利得
特性が広いダイナミックレンジに対して、平坦性を有す
ることを特徴とする光ファイバーアンプの利得制御装
置。 - 【請求項２】 前記の入力信号とダミー信号とを合波
して光ファイバーアンプの入力信号とすることにより、
光ファイバーアンプの利得特性に広いダイナミックレン
ジで直線性を与える利得制御において、ダミー信号のレ
ベルを半固定で可変することにより、光ファイバーアン
プの利得を所望値に設定することを特徴とする請求項１
に記載の光ファイバーアンプの利得制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02533192A JP3164870B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 光ファイバーアンプの利得制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02533192A JP3164870B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 光ファイバーアンプの利得制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226747A JPH05226747A (ja) | 1993-09-03 |
| JP3164870B2 true JP3164870B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=12162957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02533192A Expired - Fee Related JP3164870B2 (ja) | 1992-02-12 | 1992-02-12 | 光ファイバーアンプの利得制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164870B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3821920B2 (ja) | 1996-09-17 | 2006-09-13 | 富士通株式会社 | 光通信システム |
| JP3042419B2 (ja) * | 1996-10-02 | 2000-05-15 | 日本電気株式会社 | 光直接増幅器とその制御方法 |
| JP4240551B2 (ja) * | 1997-03-19 | 2009-03-18 | 富士通株式会社 | 光増幅装置 |
| JPH11205227A (ja) * | 1998-01-14 | 1999-07-30 | Nec Corp | 光ファイバアンプサージ保護回路 |
| JP3859455B2 (ja) | 2001-03-07 | 2006-12-20 | レーザーフロントテクノロジーズ株式会社 | 半導体レーザ励起固体レーザ装置及び該装置の状態診断方法 |
| JP5064619B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2012-10-31 | 古河電気工業株式会社 | 光伝送装置 |
| JP5623706B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2014-11-12 | 株式会社メガオプト | レーザ光源 |
-
1992
- 1992-02-12 JP JP02533192A patent/JP3164870B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05226747A (ja) | 1993-09-03 |
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