JPH02273976A - 光増幅器 - Google Patents
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- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、希土類元素ドープ光ファイバを用いた光増幅
器に関するものである。
器に関するものである。
（従来の技術）
第２図は従来のこの種の光増幅器の一例を示すもので、
図中、１は入射光路、２は光分岐器、３は希土類元素ド
ープ光ファイバ（以下、単に光ファイバと称す。）、４
は励起光発生用の半導体レーザ、５は半導体レーザ４の
駆動回路、６は半導体レーザ４の後部へき開面光検出用
の受光素子、７は出射光路である。
図中、１は入射光路、２は光分岐器、３は希土類元素ド
ープ光ファイバ（以下、単に光ファイバと称す。）、４
は励起光発生用の半導体レーザ、５は半導体レーザ４の
駆動回路、６は半導体レーザ４の後部へき開面光検出用
の受光素子、７は出射光路である。
前記装置において、入射光路１を矢印Ａ方向に進んでき
た光信号は駆動回路５によって駆動された半導体レーザ
４より発生する励起光とともに光分岐器２を介して光フ
ァイバ３に注入され、ここで該励起光の先パワーに応じ
て光増幅され出射光路７より出力される。
た光信号は駆動回路５によって駆動された半導体レーザ
４より発生する励起光とともに光分岐器２を介して光フ
ァイバ３に注入され、ここで該励起光の先パワーに応じ
て光増幅され出射光路７より出力される。
前記半導体レーザ４より発生する励起光の光パワーは温
度変化や経時変化によって変動するが、該光パワーが変
動すると増幅度（利得）が変動することになり、ディジ
タル光通信に適用されている場合には符号誤りを発生さ
せ、また、光計測器に適用されている場合には計測誤り
を発生させることになる。
度変化や経時変化によって変動するが、該光パワーが変
動すると増幅度（利得）が変動することになり、ディジ
タル光通信に適用されている場合には符号誤りを発生さ
せ、また、光計測器に適用されている場合には計測誤り
を発生させることになる。
そこで、前記装置では半導体レーザ４の後部へき開面よ
り放出される光のパワーを受光素子６１；より検出し、
これを駆動回路５にフィードバックして受光素子６の出
力が一定となるように半導体レーザ４への駆動電流を制
御し、その励起光の光パワーを一定に保持するようにな
していた。
り放出される光のパワーを受光素子６１；より検出し、
これを駆動回路５にフィードバックして受光素子６の出
力が一定となるように半導体レーザ４への駆動電流を制
御し、その励起光の光パワーを一定に保持するようにな
していた。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記装置では他の光部品、即ち光分岐器
２や光ファイバ３の温度変化や経時変化による特性の変
化に基づく増幅度の変動を補償することができなかった
。また、半導体レーザ４の前方より放出される光のパワ
ーと後方より放出される光のパワーとは完全に１＝１に
対応せず、高信頼光通信システムや高精度光計測器等に
おいて要求される±０．１ｄＢ以下の安定な増幅度を長
期にわたって得ることは極めて困難であるという問題点
があった。
２や光ファイバ３の温度変化や経時変化による特性の変
化に基づく増幅度の変動を補償することができなかった
。また、半導体レーザ４の前方より放出される光のパワ
ーと後方より放出される光のパワーとは完全に１＝１に
対応せず、高信頼光通信システムや高精度光計測器等に
おいて要求される±０．１ｄＢ以下の安定な増幅度を長
期にわたって得ることは極めて困難であるという問題点
があった。
本発明は前記問題点を除去し、増幅度を長期にわたって
安定して制御し得る光増幅器を提供することを目的とす
る。
安定して制御し得る光増幅器を提供することを目的とす
る。
（問題点を解決するための手段）
本発明では前記目的を達成するため、希土類元素ドープ
光ファイバに励起光供給手段より励起光を供給して光信
号を増幅する光増幅器において、増幅前の光信号をモニ
タする第１のモニタ手段と、増幅後の光信号をモニタす
る第２のモニタ手段と、第１及び第２のモニタ手段にて
検出された光信号の光パワーの比に基づいて励起光供給
手段より供給される励起光の光パワーを制御する励起光
制御手段とを設けた光増幅器と、該光増幅器において第
１のモニタ手段は光信号の入射光路との接続点近傍又は
該接続点に取付けられた光分岐器、の分岐ポートに配置
した受光素子で構成し、また、第２のモニタ手段は光信
号の出射光路との接続点近傍又は該接続点に取付けられ
た光分岐器の分岐ポートに配置した受光素子で構成した
光増幅器と、該光増幅器にお゛いて受光素子の入射窓に
励起光除去用のフィルタを設けた光増幅器とを提案する
。
光ファイバに励起光供給手段より励起光を供給して光信
号を増幅する光増幅器において、増幅前の光信号をモニ
タする第１のモニタ手段と、増幅後の光信号をモニタす
る第２のモニタ手段と、第１及び第２のモニタ手段にて
検出された光信号の光パワーの比に基づいて励起光供給
手段より供給される励起光の光パワーを制御する励起光
制御手段とを設けた光増幅器と、該光増幅器において第
１のモニタ手段は光信号の入射光路との接続点近傍又は
該接続点に取付けられた光分岐器、の分岐ポートに配置
した受光素子で構成し、また、第２のモニタ手段は光信
号の出射光路との接続点近傍又は該接続点に取付けられ
た光分岐器の分岐ポートに配置した受光素子で構成した
光増幅器と、該光増幅器にお゛いて受光素子の入射窓に
励起光除去用のフィルタを設けた光増幅器とを提案する
。
（作 用）
本発明によれば、増幅前の光信号が第１のモニタ手段に
てモニタされ、また、増幅後の光信号が第２のモニタ手
段にてモニタされるが、その際の両者の光パワーの比、
即ち入力端から出力端までのトータルの増幅度に基づい
て励起、光制御手段により励起光供給手段より供給され
る励起光の光パワーが制御される。
てモニタされ、また、増幅後の光信号が第２のモニタ手
段にてモニタされるが、その際の両者の光パワーの比、
即ち入力端から出力端までのトータルの増幅度に基づい
て励起、光制御手段により励起光供給手段より供給され
る励起光の光パワーが制御される。
また、本発明によれば、光信号の入射光路あるいは出射
光路との接続点における散乱光が受光素子で受光される
ことにより、又はこれらの接続点に取付けられた光分岐
器の分岐ポートから放出される光が受光素子で受光され
ることによりモニタされる。
光路との接続点における散乱光が受光素子で受光される
ことにより、又はこれらの接続点に取付けられた光分岐
器の分岐ポートから放出される光が受光素子で受光され
ることによりモニタされる。
また、本発明によれば、散乱光又は放出光中の励起光成
分が除去された光のみが受光素子で受光される。
分が除去された光のみが受光素子で受光される。
（実施例）
第１図は本発明の光増幅器の一実施例を示すもので、図
中、従来例と同一構成部分は同一符号をもって表わす。
中、従来例と同一構成部分は同一符号をもって表わす。
即ち、１は入射光路、２は光分岐器、３は希土類元素ド
ープ光ファイバ（以下、単に光ファイバと称す。）、４
は半導体レーザ、５は駆動回路、６，８．９は受光素子
、７は出射光路、１０は演算回路、１１は加算器である
。
ープ光ファイバ（以下、単に光ファイバと称す。）、４
は半導体レーザ、５は駆動回路、６，８．９は受光素子
、７は出射光路、１０は演算回路、１１は加算器である
。
入射光路１及び出射光路７は、例えば通常の光ファイバ
であり、該入射光路１は同じく光ファイバで構成された
光分岐器２の入力ポートに接続されている。該光分岐器
の出力ポートは希土類元素、例えばエルビウム（Ｅｒ”
）がドープされた光ファイバ３の一端に接続され、また
、光ファイバ３の他端は出射光路７に接続されている。
であり、該入射光路１は同じく光ファイバで構成された
光分岐器２の入力ポートに接続されている。該光分岐器
の出力ポートは希土類元素、例えばエルビウム（Ｅｒ”
）がドープされた光ファイバ３の一端に接続され、また
、光ファイバ３の他端は出射光路７に接続されている。
半導体レーザ４は光分岐器２の分岐ポートの端部に配置
され、駆動回路５によって駆動されて励起光を直流的に
間断なく供給する如くな７ている。
され、駆動回路５によって駆動されて励起光を直流的に
間断なく供給する如くな７ている。
また、受光素子６は半導体レーザ４の後部へき開面に配
置され、その発生光の光パワーを検出して加算器１１へ
送出する。
置され、その発生光の光パワーを検出して加算器１１へ
送出する。
受光素子８は入射光路１と光分岐器２との接続点ａの近
傍に配置され、また、受光素子９は光ファイバ３と出射
光路７との接続点すの近傍に配置され、それぞれ該接続
点ａ及びｂで生じる散乱光の光パワーを検出して演算回
路１０へ送出する。
傍に配置され、また、受光素子９は光ファイバ３と出射
光路７との接続点すの近傍に配置され、それぞれ該接続
点ａ及びｂで生じる散乱光の光パワーを検出して演算回
路１０へ送出する。
演算回路１０は前記２つの散乱光の光パワーの比を連続
的に計算し、これを加算器１１へ送出する。また、加算
器１１は前記光パワーの比と受光素子６の出力とを加算
し、これを駆動回路５にフィードバックする如くなって
いる。
的に計算し、これを加算器１１へ送出する。また、加算
器１１は前記光パワーの比と受光素子６の出力とを加算
し、これを駆動回路５にフィードバックする如くなって
いる。
前記構成によれば、入射光路１を矢印Ａ方向に進んでき
た光信号は半導体レーザ４より発生する励起光とともに
光分岐器２を介して光ファイバ３に注入される。ここで
、励起光の波長が１６４８μｍであり、また、光信号の
波長が１．５３〜１．５５μｍであると、励起されたエ
ネルギー準位から光信号によって安定な準位に落ちる際
に１．５μｍ近傍の発光を生じ、光増幅が行なわれる。
た光信号は半導体レーザ４より発生する励起光とともに
光分岐器２を介して光ファイバ３に注入される。ここで
、励起光の波長が１６４８μｍであり、また、光信号の
波長が１．５３〜１．５５μｍであると、励起されたエ
ネルギー準位から光信号によって安定な準位に落ちる際
に１．５μｍ近傍の発光を生じ、光増幅が行なわれる。
光フアイバ３中にて光増幅された光信号は出射光路７よ
り出力される。
り出力される。
この際、半導体レーザ４よりの励起光の光パワーの低下
や光分岐器２又は光ファイバ３の特性の劣化等によって
、増幅前の光信号の光パワーに対する増幅後の光信号の
光パワーの比、即ち装置全体の増幅度が低下すると、受
光素子８．９及び演算回路１０にて求められるそれぞれ
の散乱光の光パワーの比も低下する。前記光パワーの比
の低下は加算器１１を介して駆動回路５にフィードバッ
クされるが、駆動回路５は該加算器１１の出力が一定と
なるように半導体レーザ４への駆動電流を制御、即ち増
加させるため、増幅後の光信号の光パワーが増加し、こ
れによって、増幅度も回復、即ち一定に保持される。ま
た、増幅度が何らかの原因で増加した場合も前記と逆の
作用により一定に保持される。なお、受光素子６及びそ
の出力に基づく作用は従来例の場合と同様である。
や光分岐器２又は光ファイバ３の特性の劣化等によって
、増幅前の光信号の光パワーに対する増幅後の光信号の
光パワーの比、即ち装置全体の増幅度が低下すると、受
光素子８．９及び演算回路１０にて求められるそれぞれ
の散乱光の光パワーの比も低下する。前記光パワーの比
の低下は加算器１１を介して駆動回路５にフィードバッ
クされるが、駆動回路５は該加算器１１の出力が一定と
なるように半導体レーザ４への駆動電流を制御、即ち増
加させるため、増幅後の光信号の光パワーが増加し、こ
れによって、増幅度も回復、即ち一定に保持される。ま
た、増幅度が何らかの原因で増加した場合も前記と逆の
作用により一定に保持される。なお、受光素子６及びそ
の出力に基づく作用は従来例の場合と同様である。
このように前記実施例によれば、入射光路１と光分岐器
２との接続点ａにて生じる散乱光より増幅前の光信号に
比例する光パワーを検出し、また、光ファイバ３と出射
光路７との接続点すにて生じる散乱光より増幅後の光信
号に比例する光パワーを検出して、これらの比が一定と
なるように半導体レーザ４への駆動電流を制御したため
、半導体レーザ４よりの励起光の光パワーの変動はもと
より、光分岐器２や光ファイバ３の特性が変化しても装
置全体の増幅度を長期にわたって一定に保持することが
できる。
２との接続点ａにて生じる散乱光より増幅前の光信号に
比例する光パワーを検出し、また、光ファイバ３と出射
光路７との接続点すにて生じる散乱光より増幅後の光信
号に比例する光パワーを検出して、これらの比が一定と
なるように半導体レーザ４への駆動電流を制御したため
、半導体レーザ４よりの励起光の光パワーの変動はもと
より、光分岐器２や光ファイバ３の特性が変化しても装
置全体の増幅度を長期にわたって一定に保持することが
できる。
なお、前記実施例において、励起光は光分岐器２と光フ
ァイバ３との接続点あるいは光ファイバ３と出射光路７
との接続点等で反射、散乱を生じ、これが受光素子８又
は９へ雑音として影響を与える可能性があるが、被増幅
光信号は通常、交流的な信号であり、これに対して励起
光は直流的な信号であるから、受光素子８及び９の出力
端にコンデンサを挿入すれば良い。但し、光信号の散乱
光の光パワーが励起光の散乱光の光バフ−に比べて著し
く小さく、検出に支障をきたす場合は受光素子８及び９
の入射窓に干渉膜フィルタ等の励起光除去用のフィルタ
を取付ければ良い。また、散乱光の光パワーが微弱すぎ
る場合は受光素子近傍の光路（先ファイバ）に緩やかな
曲げを与えて光の放射を促すようになしても良い。
ァイバ３との接続点あるいは光ファイバ３と出射光路７
との接続点等で反射、散乱を生じ、これが受光素子８又
は９へ雑音として影響を与える可能性があるが、被増幅
光信号は通常、交流的な信号であり、これに対して励起
光は直流的な信号であるから、受光素子８及び９の出力
端にコンデンサを挿入すれば良い。但し、光信号の散乱
光の光パワーが励起光の散乱光の光バフ−に比べて著し
く小さく、検出に支障をきたす場合は受光素子８及び９
の入射窓に干渉膜フィルタ等の励起光除去用のフィルタ
を取付ければ良い。また、散乱光の光パワーが微弱すぎ
る場合は受光素子近傍の光路（先ファイバ）に緩やかな
曲げを与えて光の放射を促すようになしても良い。
第３図は本発明の光増幅器の他の実施例を示すもので、
ここでは光信号を光分岐器で分岐してその光パワーを検
出するようになしたものである。
ここでは光信号を光分岐器で分岐してその光パワーを検
出するようになしたものである。
即ち、図中、１２及び１３は光分岐器であり、該光分岐
器１２及び１３の各入力ポートはそれぞれ入射光路１及
び光ファイバ３に接続され、また、各出力ポートはそれ
ぞれ光分岐器２及び出射光路７に接続され、さらに各分
岐ポート１２ａ及び１３ａの端部にそれぞれ受光素子８
及び９が配置されている。前記光分岐器１２及び１３の
出力ポートと分岐ポートとの分岐比率は９９：ｌ程度で
良く、該光分岐器１２及び１３の挿入によって生じる光
信号の減衰は極めて小さくて済む。また、１４は受光素
子９の入射窓に取付けられた光学的な低周波フィルタで
あり、分岐ポート１３ａより出力される光信号中より励
起光成分を除去するためのものである。前記構成によれ
ば、分岐ポート１２ａ及び１３ａより出力される光信号
そのものの分岐光により増幅前後の光パワーの比が求め
られるため、増幅度をより正確に一定に保持することが
可能となる。なお、その他の構成、作用は第１図の実施
例と同様である。
器１２及び１３の各入力ポートはそれぞれ入射光路１及
び光ファイバ３に接続され、また、各出力ポートはそれ
ぞれ光分岐器２及び出射光路７に接続され、さらに各分
岐ポート１２ａ及び１３ａの端部にそれぞれ受光素子８
及び９が配置されている。前記光分岐器１２及び１３の
出力ポートと分岐ポートとの分岐比率は９９：ｌ程度で
良く、該光分岐器１２及び１３の挿入によって生じる光
信号の減衰は極めて小さくて済む。また、１４は受光素
子９の入射窓に取付けられた光学的な低周波フィルタで
あり、分岐ポート１３ａより出力される光信号中より励
起光成分を除去するためのものである。前記構成によれ
ば、分岐ポート１２ａ及び１３ａより出力される光信号
そのものの分岐光により増幅前後の光パワーの比が求め
られるため、増幅度をより正確に一定に保持することが
可能となる。なお、その他の構成、作用は第１図の実施
例と同様である。
また、前述した２つの実施例において、受光素子８の出
力を一定に固定すれば受光素子９の出力、即ち増幅後の
光信号の光パワーにのみ依存した制御を行なうことがで
き、該増幅後の光信号の振幅を常に一定に保持する光増
幅器を構成することが可能となる。
力を一定に固定すれば受光素子９の出力、即ち増幅後の
光信号の光パワーにのみ依存した制御を行なうことがで
き、該増幅後の光信号の振幅を常に一定に保持する光増
幅器を構成することが可能となる。
（発明の効果）
以上説明したように本発明によれば、増幅前後の光信号
をモニタしてその光パワーの比を求め、これに基づいて
励起光の光パワーを制御するようになしたため、励起光
の供給源はもとより他の光部品の特性変化等に拘らず、
装置全体の増幅度や出力光信号の振幅を長期にわたって
一定に維持することができ、高信頼光通信システムや高
精度光計測器等への応用が可能となる。
をモニタしてその光パワーの比を求め、これに基づいて
励起光の光パワーを制御するようになしたため、励起光
の供給源はもとより他の光部品の特性変化等に拘らず、
装置全体の増幅度や出力光信号の振幅を長期にわたって
一定に維持することができ、高信頼光通信システムや高
精度光計測器等への応用が可能となる。
また、本発明によれば、光路との接続点近傍又は接続点
に取付けられた光分岐器の分岐ポートに受光素子を配置
するようになしたため、光信号の光パワーを該光信号自
体にほとんど影響を与えることなく正確に検出すること
ができる。
に取付けられた光分岐器の分岐ポートに受光素子を配置
するようになしたため、光信号の光パワーを該光信号自
体にほとんど影響を与えることなく正確に検出すること
ができる。
また、本発明によれば、受光素子の入射窓に励起光除去
用のフィルタを設けたため、励起光の光パワーに影響さ
れることなく光信号の光パワーを正確に検出することが
できる。
用のフィルタを設けたため、励起光の光パワーに影響さ
れることなく光信号の光パワーを正確に検出することが
できる。
第１図は本発明の光増幅器の一実施例を示す構成図、第
２図は従来の光増幅器の一例を示す構成図、第３図は本
発明の光増幅器の他の実施例を示す構成図である。 １・・・入射光路、２，１２．１３・・・光分岐器、３
・・・希土類元素ドープ光ファイバ、４・・・半導体レ
ーザ、５・・・駆動回路、６，８．９・・・受光素子、
７・・・出射光路、１０・・・演算回路、１１・・・加
算器、１４・・・低周波フィルタ、ａ、ｂ・・・接続点
、１２ａ、１３ａ・・・分岐ポート。 特許出願人 日本電信電話株式会社
２図は従来の光増幅器の一例を示す構成図、第３図は本
発明の光増幅器の他の実施例を示す構成図である。 １・・・入射光路、２，１２．１３・・・光分岐器、３
・・・希土類元素ドープ光ファイバ、４・・・半導体レ
ーザ、５・・・駆動回路、６，８．９・・・受光素子、
７・・・出射光路、１０・・・演算回路、１１・・・加
算器、１４・・・低周波フィルタ、ａ、ｂ・・・接続点
、１２ａ、１３ａ・・・分岐ポート。 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (3)
- （１）希土類元素ドープ光ファイバに励起光供給手段よ
り励起光を供給して光信号を増幅する光増幅器において
、 増幅前の光信号をモニタする第１のモニタ手段と、 増幅後の光信号をモニタする第２のモニタ手段と、 第１及び第２のモニタ手段にて検出された光信号の光パ
ワーの比に基づいて励起光供給手段より供給される励起
光の光パワーを制御する励起光制御手段と を設けたことを特徴とする光増幅器。 - （２）第１のモニタ手段は光信号の入射光路との接続点
近傍又は該接続点に取付けられた光分岐器の分岐ポート
に配置した受光素子で構成し、また、第２のモニタ手段
は光信号の出射光路との接続点近傍又は該接続点に取付
けられた光分岐器の分岐ポートに配置した受光素子で構
成したことを特徴とする請求項（１）記載の光増幅器。 - （３）受光素子の入射窓に励起光除去用のフィルタを設
けたことを特徴とする請求項（２）記載の光増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096695A JPH02273976A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 光増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1096695A JPH02273976A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 光増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02273976A true JPH02273976A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14171908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1096695A Pending JPH02273976A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 光増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02273976A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04251827A (ja) * | 1991-01-29 | 1992-09-08 | Nec Corp | 光増幅方式及び装置 |
| FR2674071A1 (fr) * | 1991-03-15 | 1992-09-18 | Mitsubishi Electric Corp | Amplificateur pour fibre optique et procede d'amplification. |
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| EP0734129A3 (en) * | 1995-03-20 | 1997-05-07 | Fujitsu Ltd | Optical amplification device for multiple wavelengths |
| FR2755771A1 (fr) * | 1996-11-13 | 1998-05-15 | France Telecom | Amplificateur a guide d'onde optique dope par des ions fluorescents, a gain regule par fluorescence transverse |
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| US7538937B2 (en) | 2002-03-14 | 2009-05-26 | Nippon Telegraph And Telephone | Optical amplifier |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP1096695A patent/JPH02273976A/ja active Pending
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| US7538937B2 (en) | 2002-03-14 | 2009-05-26 | Nippon Telegraph And Telephone | Optical amplifier |
| US7589888B2 (en) | 2002-03-14 | 2009-09-15 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical amplifier having a constant gain profile |
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