JPH06164021A

JPH06164021A - 光増幅器のモニタ方法

Info

Publication number: JPH06164021A
Application number: JP31068692A
Authority: JP
Inventors: Masuo Suyama; 益夫寿山
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-11-20
Filing date: 1992-11-20
Publication date: 1994-06-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は光増幅器の動作状態をモニタする光増
幅器のモニタ方法に関し、光増幅器において、Ｅｒドー
プファイバに吸収されずに透過してきた励起光をモニタ
することで、光増幅器の動作状態をモニタするモニタ方
法を実現することを目的とする。【構成】第１の波長の励起光により励起することで入力
した第２の波長の信号光を増幅する光増幅器１０と、第
１の波長の励起光を発生する励起光発生手段２０と、光
増幅器１０に吸収されずに通過してきた第２の波長の励
起光のパワーを測定する励起光パワー測定手段３０とを
備え、光増幅器１０で第１の波長の励起光で励起し、第
２の波長の信号光を増幅するとき、光増幅器１０に吸収
されずに通過してきた第１の波長の励起光のパワーを励
起光パワー測定手段３０を測定することで、光増幅器１
０、励起光発生手段２０をモニタするように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光増幅器の動作状態をモ
ニタする光増幅器のモニタ方法に関する。近年、光ファ
イバを使用する光通信システムが広い範囲で採用されて
いる。

【０００２】光通信システムにおいて使用される増幅器
は、これまでは、光信号を電気信号に変換してから増幅
後、再び光信号に戻すという機能であったが、最近、光
信号を直接増幅する光増幅器が使用されるようになって
きており、このような、光増幅器の開発が急速に進展し
てきている。

【０００３】光増幅器の特徴は、・小型、高信頼度、低価格であること。・伝送速度によらず動作可能であること。

【０００４】・多波長の光信号を一括して増幅できる。ことである。これらの特徴を活かして幹線系から加入者
系に至るまでの広い範囲で光増幅器が導入されようとし
ている。

【０００５】このような、光通信システムの導入に際し
ては、システムの高い安定度を維持するために、光増幅
器の動作状態をモニタすることが不可欠である。現在、
最も実用化に近いエルビウム（以下Ｅｒと称する）ドー
プファイバ光増幅器においては、励起光源が唯一の能動
素子であるので、この動作状態をモニタすることが必要
である。

【０００６】かかる、光増幅器のモニタを簡易に、且つ
確実に行うことのできる光増幅器のモニタ方法が要求さ
れている。

【０００７】

【従来の技術】図８は従来例を説明する図を示す。図中
の１１はＥｒドープファイバ、Ｆ１、Ｆ２は光ファイ
バ、Ｌ１〜Ｌ４はレンズ、４１、４２はアイソレータ、
６１は波長合波器、７１は光帯域濾波器である。

【０００８】また、２１Ａは励起光源、２１Ｂはレーザ
ダイオード、２１Ｃはホトダイオード、２２Ａはバック
パワーモニタ、２２Ｂは電流モニタである。図におい
て、信号光入力は光ファイバＦ１よりレンズＬ１をとお
して、アイソレータ４１に入力され、順方向の信号光は
そのまま通過し、レンズＬ２をとおしてＥｒドープファ
イバ１１に入力される。

【０００９】一方、励起光源２１Ａのレーザダイオード
２１Ｂで発生した励起光は波長合波器６１、レンズＬ３
をとおしてＥｒドープファイバ１１に注入され、信号光
を直接増幅する。

【００１０】増幅された信号光はレンズＬ３、波長合波
器６１、アイソレータ４２、光帯域濾波器７１、レンズ
Ｌ４をとおして、光ファイバＦ２に出力される。このと
き、励起光源２１Ａのモニタはレーザダイオード２１Ｂ
のバックパワーをホトダイオード２１Ｃで電気信号に変
換して取り出し、バックパワーモニタ２２Ａでその出力
を監視する。またはレーザダイオード２１Ｂを励起する
バイアス電流を電流モニタ２２Ｂで監視することによ
り、励起光源２１Ａの動作状態のモニタを行っている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来例において
は、Ｅｒドープファイバに信号光と励起光を入力するこ
とにより利得を得ているが、従来のバックパワーのモニ
タ、バイアス電流のモニタではＥｒドープファイバに注
入された励起光を直接的にモニタしていない。

【００１２】また、入力パワーをモニタするにはビーム
スプリッタでパワーを分割して取り出すことになるの
で、雑音指数（Noise Figure 以下ＮＦと称する）の劣
化が生じる。

【００１３】本発明は光増幅器において、Ｅｒドープフ
ァイバに吸収されずに透過してきた励起光をモニタする
ことで、光増幅器の動作状態をモニタするモニタ方法を
実現しようとする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理を説
明するブロック図である。図中の１０は第１の波長の励
起光により励起することで入力した第２の波長の信号光
を増幅する光増幅器であり、２０は第２の波長の信号光
を励起する第１の波長の励起光を発生する励起光発生手
段であり、３０は光増幅器１０に吸収されずに通過して
きた第２の波長の励起光のパワーを測定する励起光パワ
ー測定手段であり、光増幅器１０で第１の波長の励起光
により励起し、第２の波長の信号光を増幅するとき、光
増幅器１０に吸収されずに通過してきた第１の波長の励
起光のパワーを励起光パワー測定手段３０を測定するこ
とで、光増幅器１０、励起光発生手段２０の動作状態を
モニタする。

【００１５】

【作用】光増幅器１０に第１の波長の励起光を注入し、
第２の波長の信号光を増幅するとき、第１の波長の励起
光は光増幅器１０に吸収され、第２の波長の信号光を増
幅する。

【００１６】そこで、光増幅器１０に吸収されずに通過
してきた第１の波長の励起光のパワーを励起光パワー測
定手段３０を測定することで、光増幅器１０に吸収され
た第１の波長の励起光のパワーを測定することが可能と
なり、光増幅器１０、励起光発生手段２０の動作状態を
モニタすることができる。

【００１７】

【実施例】図２は本発明の実施例を説明する図である。
図は信号光と励起光が逆方向に進行する後方励起の例で
ある。ここでは、信号光の波長は１．５５μｍ、励起光
の波長は１．４８μｍとする。

【００１８】図中の１１はＥｒドープファイバ、Ｆ１、
Ｆ２は光ファイバ、Ｌ１〜Ｌ４はレンズ、４１、４２は
アイソレータ、５１はビームスプリッタ、６１は波長合
波器、７１は光帯域濾波器である。

【００１９】また、２１は波長が１．４８μｍのレーザ
光を発生する励起レーザダイオード、３１は、例えば、
ｐｉｎホトダイオードにより構成される受光器である。
図において、信号光入力がＥｒドープファイバ１１に入
力され、励起レーザダイオード２１の発生する励起光に
より光増幅される動作は従来例と同じである。

【００２０】図３は本発明の実施例の動作を説明する図
である。（Ａ）は信号光の進行を示し、ファイバＦ１か
ら入力した信号光はレンズＬ１をとおしてビームスプリ
ッタ５１に入り、アイソレータ４１に入力される。アイ
ソレータ４１では順方向の光はそのまま通過するので、
信号光はアイソレータ４１を通過し、レンズＬ２をとお
してＥｒドープファイバ１１に入力される。

【００２１】（Ｂ）は逆方向の励起光の進行を示し、Ｅ
ｒドープファイバ１１に注入された励起光のうち吸収さ
れなかった励起光はレンズＬ２をとおしてアイソレータ
４１に入力される。

【００２２】アイソレータ４１では逆方向の光はある一
定の角度をもって拡がるので、これをビームスプリッタ
５１で取り出し、受光器３１に入力し、そのパワーをモ
ニタすることにより、Ｅｒドープファイバ１１の動作状
態を監視することができる。

【００２３】また、このとき受光器３１に１．５５μｍ
帯の自然放出光も入力されるので、１．５５μｍの波長
の光は反射して、１．４８μｍの波長の光を透過する光
フィルタをビームスプリッタ５１と受光器３１の間に設
けることにより、励起光のレベルが小さい場合でも正確
にモニタすることができる。

【００２４】図４は本発明のその他の実施例を説明する
図（１）である。図は信号光と励起光が同方向に進行す
る前方励起の例である。図４の前方励起と図２の後方励
起との構成の差は、レンズＬ１とアイソレータ４１の間
に波長合波器６１を設け、信号光と励起光を合波した
後、同じ方向からＥｒドープファイバ１１に入力するよ
うにしたことである。

【００２５】また、アイソレータ４２とレンズＬ４の間
の光帯域濾波器７１では信号光のみを通過させ、他の波
長の光は反射する。したがって、光帯域濾波器７１から
は励起光と１．５５μｍ帯の自然放出光が反射されるの
で、光フィルタ８１を設け、１．４８μｍの励起光のみ
を通過させ、受光器３１に入力し、そのパワーをモニタ
し、Ｅｒドープファイバ１１の動作状態を監視すること
ができる。

【００２６】図５は本発明のその他の実施例を説明する
図（２）である。図は前方励起と後方励起を同時に行う
構成であり、Ｅｒドープファイバ１１に注入する励起光
を発生する励起レーザダイオード２１、２２、信号光と
励起光を合波する波長合波器６１、６２、Ｅｒドープフ
ァイバ１１に吸収されずに通過してきた励起光パワーを
モニタする受光器３１から構成し、受光器３１の出力か
ら励起光パワーをモニタし動作状態を監視している。

【００２７】図６は本発明の実施例の受光器の出力特性
を説明する図である。（Ａ）は受光器の出力により入力
パワーのモニタを行うものである。光増幅は励起光がＥ
ｒドープファイバ１１に吸収されることにより利得を得
るものである。したがって、利得が一定であっても、入
力する信号光が強い場合と弱い場合では吸収される励起
光のパワーが異なってくる。

【００２８】すなわち、強い信号光を増幅する場合には
励起光が大きく吸収されて、透過してくるパワーは小さ
くなる。逆に、弱い信号光を増幅する場合には励起光の
吸収は小さくなり、透過してくるパワーは大きくなる。
この関係を応用することにより、励起光のパワーが一定
時の、透過してくる励起光パワーモニタ出力電圧を測定
することにより入力信号パワーをモニタすることができ
る。

【００２９】（Ｂ）はＥｒドープファイバ１１で出力レ
ベルが一定となるように制御（Automatic Level Contro
l 以下ＡＬＣと称する）を行う場合励起光のパワーを増
減して行う。この場合の透過してくる励起光のパワーと
入力パワーの関係は図に示すとおりである。（Ｂ）で
は、（Ａ）にくらべて傾きが大きくなっているのは、励
起光のパワーを減らすように制御するためである。

【００３０】なお、Ｅｒドープファイバ１１を飽和状態
で使用すれば、入力パワーの変動に対する出力パワーの
変動はある程度抑えられるのでこれにより、励起光のパ
ワー一定の場合でもＡＬＣが可能となる。

【００３１】図７は本発明のその他の実施例を説明する
図（３）である。図２の本発明の実施例では、例えば、
分岐比が１０：１程度のビームスプリッタ５１を使用し
ているが、ビームスプリッタ５１を挿入すると挿入損が
発生することは避けられず雑音指数ＮＦの劣化につなが
る。

【００３２】そこで、図７に示すように、後方励起の場
合には、ビームスプリッタ５１の代わりに、反射ミラー
９１を使用することにより、雑音指数ＮＦの劣化を防止
することができる。

【００３３】この反射ミラー９１は中心に信号光を通過
させる程度の小さな穴をあけたものであり、信号光はそ
のまま、反射ミラー９１の穴をとおしてアイソレータ４
１を通過するので挿入損は発生せず雑音指数の劣化もな
い。励起光のモニタは反射ミラー９１で反射した励起光
を受光器３１に入力してモニタする。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、光増幅器に吸収されず
に透過してきた励起光パワーをモニタすることにより、
光増幅器の動作状態をモニタすることができる。

【００３５】また、中心に信号光を通過させる穴をあけ
た反射ミラーを使用することにより、雑音指数の劣化を
生ずることなく光増幅器の動作状態をモニタすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を説明するブロック図

【図２】本発明の実施例を説明する図

【図３】本発明の実施例の動作を説明する図

【図４】本発明のその他の実施例を説明する図（１）

【図５】本発明のその他の実施例を説明する図（２）

【図６】本発明の実施例の受光器の出力特性を説明す
る図

【図７】本発明のその他の実施例を説明する図（３）

【図８】従来例を説明する図

【符号の説明】

１０光増幅器１１Ｅｒドープファイバ２０励起光発生手段２１、２２励起レーザダイオード２１Ａ励起光源２１Ｂレーザダイオード２１Ｃホトダイオード２２Ａバックパワーモニタ２２Ｂ電流モニタ３０励起光パワー測定手段３１受光器４１、４２アイソレータ５１ビームスプリッタ６１、６２波長合波器７１光帯域濾波器８１光フィルタ９１反射ミラーＦ１、Ｆ２光ファイバＬ１〜Ｌ４レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光増幅器の出力をモニタする方法であっ
て、第１の波長の励起光により励起することで入力した第２
の波長の信号光を増幅する光増幅器（１０）と、第２の波長の信号光を励起する第１の波長の励起光を発
生する励起光発生手段（２０）と、前記光増幅器（１０）に吸収されずに通過してきた第１
の波長の励起光のパワーを測定する励起光パワー測定手
段（３０）とを備え、前記光増幅器（１０）で第１の波長の励起光により励起
し、第２の波長の信号光を増幅するとき、前記光増幅器
（１０）に吸収されずに通過してきた第１の波長の励起
光のパワーを前記励起光パワー測定手段（３０）を測定
することで、前記光増幅器（１０）、前記励起光発生手
段（２０）の動作状態をモニタすることを特徴とする光
増幅器のモニタ方法。
【請求項２】光増幅を行うエルビウムドープファイバ
（１１）と、信号光、励起光を分岐するビームスプリッタ（５１）
と、入力した順方向の透過光は通過させ、逆方向の透過光は
一定の角度でビーム径を広げることにより入力側ファイ
バへの逆方向透過光の結合を阻止するアイソレータ（４
１）と、励起用の励起光を発生する励起レーザダイオード（２
１）と、前記励起レーザダイオード（２１）の発生する励起用の
励起光と信号光とを合波する波長合波器（６１）と、前記波長合波器（６１）の出力を通過させるアイソレー
タ（４２）と、前記アイソレータ（４２）の出力の信号光の波長のみを
通過させる光帯域濾波器（７１）を備え励起光と信号光
の進行方向が逆となる後方励起光増幅システムにおい
て、前記エルビウムドープ光ファイバ（１１）に吸収されず
に通過してきた励起光のパワーを測定する受光器（３
１）を設け、前記光アイソレータ（４１）を逆方向に通過し、ビーム
の拡がった励起光を前記受光器（３１）で受光し、励起
光のパワーのモニタして光増幅器の動作状態をモニタす
ることを特徴とする光増幅器のモニタ方法。
【請求項３】励起用の光出力を発生する励起レーザダ
イオード（２１）と前記励起レーザダイオード（２１）
の励起用の光出力と信号光とを合波する波長合波器（６
１）と、入力信号光の光増幅を行うエルビウムドープファイバ
（１１）と、入力した信号光を前記エルビウムドープファイバ（１
１）に入力するアイソレータ（４１）と、前記エルビウムドープファイバ（１１）の出力を通過さ
せるアイソレータ（４２）と、前記アイソレータ（４２）の出力の信号光の波長のみを
通過させる光帯域濾波器（７１）と、前記光帯域濾波器（７１）で反射した出力の中の励起光
の波長のみを通過させる光フィルタ（８１）を備え励起
光と信号光の進行方向が同方向となる前方励起光増幅シ
ステムにおいて、前記エルビウムドープファイバ（１１）に吸収されずに
通過してきた励起光のパワーを測定する受光器（３１）
を設け、前記光帯域濾波器（７１）で反射した反射光を前記受光
器（３１）で受光し、励起光パワーのモニタして光増幅
器の動作状態をモニタすることを特徴とする光増幅器の
モニタ方法。
【請求項４】励起用の光出力を発生する２つの励起レ
ーザダイオード（２１、２２）と、前記２つの励起レーザダイオード（２１、２２）の発生
する励起用の励起光と信号光とを合波する２つの波長合
波器（６１、６２）と、信号光を励起光で光増幅を行うエルビウムドープファイ
バ（１１）とを備え励起光と信号光の進行方向が同方向
および逆方向となる双方向励起光増幅システムにおい
て、前記エルビウムドープファイバ（１１）に吸収されずに
通過してきた励起光のパワーを測定する受光器（３１）
を設け、前記エルビウムドープファイバ（１１）で吸収されずに
透過してきた励起光を前記受光器（３１）で受光し、励
起光パワーをモニタして光増幅器の動作状態をモニタす
ることを特徴とする光増幅器のモニタ方法。
【請求項５】請求項１および２記載のビームスプリッ
タ（５１）として、信号光のビームが通過する穴を中心
に明けた反射ミラー（９１）で構成し、前記反射ミラー（９１）で反射した励起光を前記受光器
（３１）で受光し、励起光パワーをモニタして光増幅器
の動作状態をモニタすることを特徴とする光増幅器のモ
ニタ方法。