JPH07202306A - 波長多重伝送用光ファイバ増幅器 - Google Patents
波長多重伝送用光ファイバ増幅器Info
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- JPH07202306A JPH07202306A JP5351487A JP35148793A JPH07202306A JP H07202306 A JPH07202306 A JP H07202306A JP 5351487 A JP5351487 A JP 5351487A JP 35148793 A JP35148793 A JP 35148793A JP H07202306 A JPH07202306 A JP H07202306A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
- H01S3/06787—Bidirectional amplifier
-
- 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
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- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
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- Lasers (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 互いに異なる２つの波長λ1 とλ2 の信号光
を増幅する波長多重伝送用光ファイバ増幅器において、
増幅用光ファイバの利得の波長依存性によって生じる各
波長間の信号光の利得あるいは光出力をほぼ等しくなる
ようにする。 【構成】 増幅用光ファイバとこの光ファイバに励起光
を入射する励起光源からなる増幅器を２組備えた構成か
らなり、各増幅器の増幅用光ファイバが直列に接続され
ている。一般に、増幅用光ファイバが励起光の変化に対
する利得の変化の割合が各波長によって異なる。これを
利得の変化の波長依存性としたときに、波長依存性の異
なる２本の増幅用光ファイバを直列接続して、各増幅用
光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整することに
より、丁度各波長の信号光の総利得あるいは光出力がほ
ぼ等しくなるように設定することができる。
を増幅する波長多重伝送用光ファイバ増幅器において、
増幅用光ファイバの利得の波長依存性によって生じる各
波長間の信号光の利得あるいは光出力をほぼ等しくなる
ようにする。 【構成】 増幅用光ファイバとこの光ファイバに励起光
を入射する励起光源からなる増幅器を２組備えた構成か
らなり、各増幅器の増幅用光ファイバが直列に接続され
ている。一般に、増幅用光ファイバが励起光の変化に対
する利得の変化の割合が各波長によって異なる。これを
利得の変化の波長依存性としたときに、波長依存性の異
なる２本の増幅用光ファイバを直列接続して、各増幅用
光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整することに
より、丁度各波長の信号光の総利得あるいは光出力がほ
ぼ等しくなるように設定することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバ増幅器に関
し、特に波長多重伝送に用いるエルビウムドープ光ファ
イバ増幅器の構成に関する。
し、特に波長多重伝送に用いるエルビウムドープ光ファ
イバ増幅器の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】波長多重伝送は、光通信において複数の
波長の信号光を用いることにより伝送容量を拡大する方
式である。このような方式では、送信部において複数の
異なる波長の光を合波する光合波器および受信部におい
て各波長の信号光に分波する光分波器が必要であり、こ
の光合波器および光分波器において挿入損失が生じる。
そこで、この光合分波時の損失を補償するために光増幅
器が使用される。
波長の信号光を用いることにより伝送容量を拡大する方
式である。このような方式では、送信部において複数の
異なる波長の光を合波する光合波器および受信部におい
て各波長の信号光に分波する光分波器が必要であり、こ
の光合波器および光分波器において挿入損失が生じる。
そこで、この光合分波時の損失を補償するために光増幅
器が使用される。
【０００３】光増幅器には、半導体増幅器、ファイバラ
マン増幅器、ファイバブリルアン増幅器、希土類ドープ
ファイバ増幅器がある。特に、希土類ドープファイバ増
幅器の１つであるエルビウムドープファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ）は、偏光依存性がなく、半導体レーザによる励
起が可能であることなどから広く用いられている。
マン増幅器、ファイバブリルアン増幅器、希土類ドープ
ファイバ増幅器がある。特に、希土類ドープファイバ増
幅器の１つであるエルビウムドープファイバ増幅器（Ｅ
ＤＦＡ）は、偏光依存性がなく、半導体レーザによる励
起が可能であることなどから広く用いられている。
【０００４】波長多重された複数の異なる波長の信号光
を増幅して伝送する光ファイバ増幅器としては、例えば
特開平３−８９６４４号公報に記載の光ファイバ増幅器
がある。これは、波長多重された各波長の増幅光をその
まま１本の増幅用光ファイバで一括して増幅するもので
ある。
を増幅して伝送する光ファイバ増幅器としては、例えば
特開平３−８９６４４号公報に記載の光ファイバ増幅器
がある。これは、波長多重された各波長の増幅光をその
まま１本の増幅用光ファイバで一括して増幅するもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の合波された信号
光を一括して増幅する方式では、図５に示されるように
光ファイバ増幅器の利得に波長依存性があるため、各波
長間で利得差が生じてしまう。この結果、光ファイバ増
幅器から出力される信号光に出力差が生じてしまい、光
出力が相対的に弱い信号光は受信側で十分分波できなく
なり、漏話特性が劣化するという問題がある。
光を一括して増幅する方式では、図５に示されるように
光ファイバ増幅器の利得に波長依存性があるため、各波
長間で利得差が生じてしまう。この結果、光ファイバ増
幅器から出力される信号光に出力差が生じてしまい、光
出力が相対的に弱い信号光は受信側で十分分波できなく
なり、漏話特性が劣化するという問題がある。
【０００６】本発明は、上述の欠点に鑑みて、各波長の
信号光ごとに利得の調整が可能であり、光ファイバ増幅
器からの各波長の信号光出力をほぼ等しくすることがで
きる波長多重伝送用光ファイバ増幅器を提供することに
ある。
信号光ごとに利得の調整が可能であり、光ファイバ増幅
器からの各波長の信号光出力をほぼ等しくすることがで
きる波長多重伝送用光ファイバ増幅器を提供することに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の欠点を除去するた
めに、本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器は、２
つの互いに異なる波長λ１の信号光とλ２の信号光が多
重化された入力信号光を増幅して第１の増幅光を送出す
る第１の増幅用光ファイバと、第１の増幅用光ファイバ
を励起する第１の励起光を出力する第１の励起光源と、
第１の励起光を前記第１の増幅用光ファイバに合波する
第１の光合波器と、第１の増幅用光ファイバの送出側に
直列に接続され、第１の増幅光を増幅して第２の増幅光
を送出する第２の増幅用光ファイバと、第２の増幅用光
ファイバを励起する第２の励起光を出力する第２の励起
光源と、第２の励起光を第２の増幅用光ファイバに合波
する第２の光合波器と、第２の増幅用光ファイバの送出
側に配置され、第２の増幅光の一部を分岐して分岐光を
送出する光分岐器と、分岐光を受光して電気信号に変換
する受光モジュールと、電気信号に応じて第１の励起光
源と第２の励起光源に制御信号を造出する制御回路とを
備えたことを特徴としている。
めに、本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器は、２
つの互いに異なる波長λ１の信号光とλ２の信号光が多
重化された入力信号光を増幅して第１の増幅光を送出す
る第１の増幅用光ファイバと、第１の増幅用光ファイバ
を励起する第１の励起光を出力する第１の励起光源と、
第１の励起光を前記第１の増幅用光ファイバに合波する
第１の光合波器と、第１の増幅用光ファイバの送出側に
直列に接続され、第１の増幅光を増幅して第２の増幅光
を送出する第２の増幅用光ファイバと、第２の増幅用光
ファイバを励起する第２の励起光を出力する第２の励起
光源と、第２の励起光を第２の増幅用光ファイバに合波
する第２の光合波器と、第２の増幅用光ファイバの送出
側に配置され、第２の増幅光の一部を分岐して分岐光を
送出する光分岐器と、分岐光を受光して電気信号に変換
する受光モジュールと、電気信号に応じて第１の励起光
源と第２の励起光源に制御信号を造出する制御回路とを
備えたことを特徴としている。
【０００８】本発明はまた、上記構成において、増幅用
光ファイバへの励起光の入力光強度を変化させたとき
の、波長λ１の信号光に対する利得の変化に対するλ２
の信号光の利得の変化の割合をαとしたときに、第１の
増幅用光ファイバの利得の変化の割合α１と、第２の増
幅用光ファイバの利得の変化の割合α２が異なることを
特徴としている。
光ファイバへの励起光の入力光強度を変化させたとき
の、波長λ１の信号光に対する利得の変化に対するλ２
の信号光の利得の変化の割合をαとしたときに、第１の
増幅用光ファイバの利得の変化の割合α１と、第２の増
幅用光ファイバの利得の変化の割合α２が異なることを
特徴としている。
【０００９】そして、第１の増幅用光ファイバの利得の
変化の割合α１と、第２の増幅用光ファイバの利得の変
化の割合α２は、第１の増幅用光ファイバと第２の光フ
ァイバによって増幅される信号光の利得よりも小さい範
囲の値で、波長λ１の信号光に対する利得と波長λ２の
信号光に対する利得が等しくなる利得の値を有すること
を特徴としている。
変化の割合α１と、第２の増幅用光ファイバの利得の変
化の割合α２は、第１の増幅用光ファイバと第２の光フ
ァイバによって増幅される信号光の利得よりも小さい範
囲の値で、波長λ１の信号光に対する利得と波長λ２の
信号光に対する利得が等しくなる利得の値を有すること
を特徴としている。
【００１０】さらに、上記構成において、波長λ１の信
号光に対する利得と波長λ２の信号光に対する利得が等
しくなるように、第１の励起光の光出力と第２の励起光
の光出力が設定されていることを特徴としている。
号光に対する利得と波長λ２の信号光に対する利得が等
しくなるように、第１の励起光の光出力と第２の励起光
の光出力が設定されていることを特徴としている。
【００１１】
【作用】本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器で
は、増幅用光ファイバとこの光ファイバに励起光を入射
する励起光源からなる増幅器を２組備えた構成からな
り、各増幅器の増幅用光ファイバが直列に接続されてい
ることを特徴としている。このような構成で、各増幅用
光ファイバで増幅される各波長の信号光に対する利得あ
るいは光出力を、励起光の光出力を調整して独立に設定
することにより、丁度各波長の信号光に対する２つの増
幅器を経たあとの利得がほぼ等しくなるように設定する
ことができる。
は、増幅用光ファイバとこの光ファイバに励起光を入射
する励起光源からなる増幅器を２組備えた構成からな
り、各増幅器の増幅用光ファイバが直列に接続されてい
ることを特徴としている。このような構成で、各増幅用
光ファイバで増幅される各波長の信号光に対する利得あ
るいは光出力を、励起光の光出力を調整して独立に設定
することにより、丁度各波長の信号光に対する２つの増
幅器を経たあとの利得がほぼ等しくなるように設定する
ことができる。
【００１２】互いに異なる波長λ１とλ２の２つの信号
光に対する増幅用光ファイバの利得の関係は、下式によ
り表される（例えば、Ｃ．Ｒａｎｄｙ Ｇｉｌｅｓ，Ｅ
ｍｍａｎｕｅｌ Ｄｅｓｕｒｖｉｒｅ，”Ｍｏｄｅｌｉ
ｎｇ Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐ
ｌｉｆｉｅｒｓ”，ＪＯＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷ
ＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＯＬ９，ＮＯ．２，
ＦＥＢＲＵＡＲＹ １９９１（文献１）） 。
光に対する増幅用光ファイバの利得の関係は、下式によ
り表される（例えば、Ｃ．Ｒａｎｄｙ Ｇｉｌｅｓ，Ｅ
ｍｍａｎｕｅｌ Ｄｅｓｕｒｖｉｒｅ，”Ｍｏｄｅｌｉ
ｎｇ Ｅｒｂｉｕｍ−Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐ
ｌｉｆｉｅｒｓ”，ＪＯＲＮＡＬ ＯＦ ＬＩＧＨＴＷ
ＡＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＶＯＬ９，ＮＯ．２，
ＦＥＢＲＵＡＲＹ １９９１（文献１）） 。
【００１３】 ここで、△Ｇｉは各波長に対する利得の変化量である。
【００１４】すなわち、文献１によれば、ある波長λ１
の光に対して、励起光を変化させたときの利得の変化
と、λ１と異なる波長の光に対して、励起光を同じよう
に変化させたときの利得の変化の割合は常に一定である
ことを示している。
の光に対して、励起光を変化させたときの利得の変化
と、λ１と異なる波長の光に対して、励起光を同じよう
に変化させたときの利得の変化の割合は常に一定である
ことを示している。
【００１５】励起光の変化に対する利得の変化が波長に
依存せず常に同じであれば、波長多重された信号光の増
幅も単一の増幅用光ファイバで、常に同じ利得で増幅で
きることになる。
依存せず常に同じであれば、波長多重された信号光の増
幅も単一の増幅用光ファイバで、常に同じ利得で増幅で
きることになる。
【００１６】しかしながら、一般には励起光の光出力の
変化に対する利得の変化は、波長により異なる。例え
ば、波長λ１＝１５５２ｎｍの光に対して、いま１３ｄ
Ｂの利得があるものとする。このとき、波長λ２＝１５
６２ｎｍの光に対しても、１３ｄＢの利得となるものと
仮定する。このような、ある特定の利得に対してのみ同
じ利得となることは有り得る。ところが、利得を増大さ
せるために励起光の光出力を増加させると、波長λ１に
対しては利得１６ｄＢとなるにもかかわらず、波長λ２
に対しては、利得が１８ｄＢとなってしまい、両者で一
致しない。
変化に対する利得の変化は、波長により異なる。例え
ば、波長λ１＝１５５２ｎｍの光に対して、いま１３ｄ
Ｂの利得があるものとする。このとき、波長λ２＝１５
６２ｎｍの光に対しても、１３ｄＢの利得となるものと
仮定する。このような、ある特定の利得に対してのみ同
じ利得となることは有り得る。ところが、利得を増大さ
せるために励起光の光出力を増加させると、波長λ１に
対しては利得１６ｄＢとなるにもかかわらず、波長λ２
に対しては、利得が１８ｄＢとなってしまい、両者で一
致しない。
【００１７】そこで、本発明は増幅用光ファイバを２本
の直列接続し、励起光の光出力を調整して、増幅用光波
長多重された２つの異なる波長の信号光に対して、ほぼ
等しい値でしかも任意の利得が設定可能なようにしてい
る。
の直列接続し、励起光の光出力を調整して、増幅用光波
長多重された２つの異なる波長の信号光に対して、ほぼ
等しい値でしかも任意の利得が設定可能なようにしてい
る。
【００１８】まず、（１）式より、 △Ｇ２＝α△Ｇ１ （α：定数） （２） と表される。直列に接続された前段と後段を添字ｆ、ｂ
で表すと、両増幅用光ファイバを直列に接続したとき
の、両増幅用光ファイバによる各波長の総利得は、
（３）、（４）式に示される。
で表すと、両増幅用光ファイバを直列に接続したとき
の、両増幅用光ファイバによる各波長の総利得は、
（３）、（４）式に示される。
【００１９】 △Ｇ１＝△Ｇ１ｆ＋△Ｇ１ｂ （３） △Ｇ２＝（αｆ△Ｇ１ｆ）＋（αｂ△Ｇ１ｂ） （４） すなわち、αｆ≠αｂの場合には、前段と後段の各増幅
用光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整すること
により利得の変化を独立に調整することができる。従っ
て、２本の増幅用光ファイバによる各波長の総利得Ｇ１
とＧ２をそれぞれ独立に設定することができる。これに
より、各波長の増幅器による利得を等しくすることもで
きるし、もともと各波長の信号光間で入力レベルに差が
ある場合には、増幅後の各波長の信号光の光出力を等し
くするように各波長の利得を設定することも可能であ
る。
用光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整すること
により利得の変化を独立に調整することができる。従っ
て、２本の増幅用光ファイバによる各波長の総利得Ｇ１
とＧ２をそれぞれ独立に設定することができる。これに
より、各波長の増幅器による利得を等しくすることもで
きるし、もともと各波長の信号光間で入力レベルに差が
ある場合には、増幅後の各波長の信号光の光出力を等し
くするように各波長の利得を設定することも可能であ
る。
【００２０】
【実施例】次に図面を参照して本発明の一実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００２１】図１は本発明の波長多重伝送用光ファイバ
増幅器の第１の実施例のブロック図を示す。第１の増幅
用光ファイバ１と第２の光ファイバ２は直列に接続され
ている。第１の増幅用光ファイバ１の入力側には第１の
光合波器５が配置され、第１の励起光源３からの励起光
が信号光に合波される。同様に、第１の増幅用光ファイ
バと第２の増幅用光ファイバ２の間には、第２の光合波
器が配置され、第２の励起光源４からの励起光が合波さ
れる。なお、光ファイバ増幅器の入力側と、第１の増幅
用光ファイバと第２の光分波器の間と、第２の増幅用光
ファイバの出力側にはそれぞれ戻り光による影響を避け
るため、それぞれアイソレータが配置されている。
増幅器の第１の実施例のブロック図を示す。第１の増幅
用光ファイバ１と第２の光ファイバ２は直列に接続され
ている。第１の増幅用光ファイバ１の入力側には第１の
光合波器５が配置され、第１の励起光源３からの励起光
が信号光に合波される。同様に、第１の増幅用光ファイ
バと第２の増幅用光ファイバ２の間には、第２の光合波
器が配置され、第２の励起光源４からの励起光が合波さ
れる。なお、光ファイバ増幅器の入力側と、第１の増幅
用光ファイバと第２の光分波器の間と、第２の増幅用光
ファイバの出力側にはそれぞれ戻り光による影響を避け
るため、それぞれアイソレータが配置されている。
【００２２】第２の増幅用光ファイバ２の出力側には、
光分岐器１０が配置され、増幅光の一部が分岐される。
分岐された増幅光は、光分波器１１によって各波長λ
１、λ２に分波され、受光モジュール１２、１３にそれ
ぞれ入射される。各受光モジュール１２、１３で各波長
の分岐された増幅光は電気信号に変換されて、制御回路
１４に送出される。
光分岐器１０が配置され、増幅光の一部が分岐される。
分岐された増幅光は、光分波器１１によって各波長λ
１、λ２に分波され、受光モジュール１２、１３にそれ
ぞれ入射される。各受光モジュール１２、１３で各波長
の分岐された増幅光は電気信号に変換されて、制御回路
１４に送出される。
【００２３】一方、第１の光合波器の前段には、光分岐
器１５が配置され、多重化された信号光の入力光の一部
が分岐される。分岐された入力光は、光分波器１６によ
り分波され、受光モジュール１７、１８によってそれぞ
れ電気信号に変換される。各波長の信号光の強度を示す
電気信号は、制御回路１４に送出される。
器１５が配置され、多重化された信号光の入力光の一部
が分岐される。分岐された入力光は、光分波器１６によ
り分波され、受光モジュール１７、１８によってそれぞ
れ電気信号に変換される。各波長の信号光の強度を示す
電気信号は、制御回路１４に送出される。
【００２４】制御回路１４では入力側と増幅後の各波長
の信号光の強度がそれぞれ比較されて総利得が算出さ
れ、所望の利得よりも大きいか小さいかが判別される。
制御回路１４において電気信号により各波長の光出力に
より、第１および第２の励起光源への注入電流が設定さ
れる。なお、図中、太線は光信号を、細線は電気信号、
および半導体レーザへの注入電流の流れをそれぞれ示し
ている。
の信号光の強度がそれぞれ比較されて総利得が算出さ
れ、所望の利得よりも大きいか小さいかが判別される。
制御回路１４において電気信号により各波長の光出力に
より、第１および第２の励起光源への注入電流が設定さ
れる。なお、図中、太線は光信号を、細線は電気信号、
および半導体レーザへの注入電流の流れをそれぞれ示し
ている。
【００２５】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。
する。
【００２６】図２は、本発明の波長多重伝送用光ファイ
バ増幅器の第２の実施例のブロック図を示す。第１の実
施例では、入力側に光分岐器１５を配置して各波長の信
号光の入力光の強度を検知して利得を算出し、この利得
が等しくなるように設定している。これに対して、第２
の実施例では、光ファイバ増幅器からの各波長の光信号
の光出力が等しくなるように設定している。この場合
は、光分岐器１５、光分波器１６、受光モジュール１
７、１８は不要であり、受光モジュール１２、１３から
の電気信号の強度が等しくなるように各励起光源への注
入電流を設定すればよい。
バ増幅器の第２の実施例のブロック図を示す。第１の実
施例では、入力側に光分岐器１５を配置して各波長の信
号光の入力光の強度を検知して利得を算出し、この利得
が等しくなるように設定している。これに対して、第２
の実施例では、光ファイバ増幅器からの各波長の光信号
の光出力が等しくなるように設定している。この場合
は、光分岐器１５、光分波器１６、受光モジュール１
７、１８は不要であり、受光モジュール１２、１３から
の電気信号の強度が等しくなるように各励起光源への注
入電流を設定すればよい。
【００２７】図３は、第３の実施例のブロック図を示し
ている。本実施例では、分岐された増幅光は、さらに各
波長の信号光に分波されることなく、受光モジュール１
２で電気信号に変換され、制御回路１４に送出される。
あらかじめ、各増幅用光ファイバの励起光の光出力に対
する各波長の利得が制御回路１４に内蔵されたＲＯＭ等
に記憶されており、信号光が各波長でほぼ等しいのであ
れば、光分岐器１０で分岐された分岐光の強度のみを検
知するだけよく、各増幅用光ファイバで増幅されるべき
利得、すなわち各励起光源への注入電流は一義に決定さ
れる。
ている。本実施例では、分岐された増幅光は、さらに各
波長の信号光に分波されることなく、受光モジュール１
２で電気信号に変換され、制御回路１４に送出される。
あらかじめ、各増幅用光ファイバの励起光の光出力に対
する各波長の利得が制御回路１４に内蔵されたＲＯＭ等
に記憶されており、信号光が各波長でほぼ等しいのであ
れば、光分岐器１０で分岐された分岐光の強度のみを検
知するだけよく、各増幅用光ファイバで増幅されるべき
利得、すなわち各励起光源への注入電流は一義に決定さ
れる。
【００２８】次に、本発明の第３の実施例をもとに、具
体的な実験結果について説明する。
体的な実験結果について説明する。
【００２９】本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器
は、波長１５５２ｎｍの信号光と１５６２ｎｍの信号光
を一括して増幅するように構成されている。励起光源に
は、第１、第２ともに波長９８０ｎｍの励起光を出力す
る光半導体レーザが用いられている。
は、波長１５５２ｎｍの信号光と１５６２ｎｍの信号光
を一括して増幅するように構成されている。励起光源に
は、第１、第２ともに波長９８０ｎｍの励起光を出力す
る光半導体レーザが用いられている。
【００３０】前段に用られる第１の増幅用光ファイバ１
は利得帯域が狭く、１５６２ｎｍは利得の平坦域の外に
ある。１５５２ｎｍでの利得と１５６２ｎｍでの利得
は、図４に示されるように、利得１３ｄＢでは一致する
が、１５５２ｎｍでの利得が３ｄＢ変化すると１５６２
ｎｍでの利得は５ｄＢ変化する。これに対し、後段に用
られる第２の増幅用光ファイバ２は利得帯域が広く、１
５５２ｎｍでの利得と１５６２ｎｍでの利得は常にほぼ
等しい。
は利得帯域が狭く、１５６２ｎｍは利得の平坦域の外に
ある。１５５２ｎｍでの利得と１５６２ｎｍでの利得
は、図４に示されるように、利得１３ｄＢでは一致する
が、１５５２ｎｍでの利得が３ｄＢ変化すると１５６２
ｎｍでの利得は５ｄＢ変化する。これに対し、後段に用
られる第２の増幅用光ファイバ２は利得帯域が広く、１
５５２ｎｍでの利得と１５６２ｎｍでの利得は常にほぼ
等しい。
【００３１】ここで、入力側の光部品（第１の光アイソ
レータ７と第１の光合波器５）の損失、第１の増幅用光
ファイバと第２の増幅用光ファイバの間に配置される光
部品（第２の光アイソレータ８と第２の光合波器６）の
損失、出力側の光部品（第３の光アイソレータ９）の損
失は、それぞれ１．５ｄＢ、１．５ｄＢ、１．０ｄＢで
ある。
レータ７と第１の光合波器５）の損失、第１の増幅用光
ファイバと第２の増幅用光ファイバの間に配置される光
部品（第２の光アイソレータ８と第２の光合波器６）の
損失、出力側の光部品（第３の光アイソレータ９）の損
失は、それぞれ１．５ｄＢ、１．５ｄＢ、１．０ｄＢで
ある。
【００３２】本光ファイバ増幅器に入射される波長１５
５２ｎｍと波長１５６２ｎｍの各信号光の光出力レベル
が−２０ｄＢｍであるとする。これらの信号光が入射さ
れると、入力側の光部品の損失により前段の第１の増幅
用光ファイバには、各−２１．５ｄＢｍの信号光が入射
され、１３ｄＢづつ増幅されて各−８．５ｄＢｍとなる
（図中の動作点Ａ）。さらに段間損失により後段のＥＤ
Ｆには各−１０ｄＢｍの信号光が入射され、１１ｄＢづ
つ増幅されて各＋１ｄＢｍとなり（動作点Ｂ）、出力側
損失により各０ｄＢｍの信号光が出射される。
５２ｎｍと波長１５６２ｎｍの各信号光の光出力レベル
が−２０ｄＢｍであるとする。これらの信号光が入射さ
れると、入力側の光部品の損失により前段の第１の増幅
用光ファイバには、各−２１．５ｄＢｍの信号光が入射
され、１３ｄＢづつ増幅されて各−８．５ｄＢｍとなる
（図中の動作点Ａ）。さらに段間損失により後段のＥＤ
Ｆには各−１０ｄＢｍの信号光が入射され、１１ｄＢづ
つ増幅されて各＋１ｄＢｍとなり（動作点Ｂ）、出力側
損失により各０ｄＢｍの信号光が出射される。
【００３３】上述の実施例においては、各波長の信号光
の入射時の光出力レベルが等しい場合について述べた
が、異なる場合、例えば波長１５６２ｎｍの信号光のみ
が−２２ｄＢｍで入射されるものとする。この時、前段
の第１の増幅用光ファイバ１には波長１５５２ｎｍの信
号光を１６ｄＢ、波長１５６２ｎｍの信号光を１８ｄＢ
増幅し、各−５．５ｄＢｍとなる（動作点Ａ’）。さら
に段間損失により後段の第２の増幅用光ファイバ２には
各−７ｄＢｍの信号光が入射され、８ｄＢづつ増幅され
て各＋１ｄＢｍとなり（動作点Ｂ’）、出力側損失によ
り各０ｄＢｍの信号光が出射される。
の入射時の光出力レベルが等しい場合について述べた
が、異なる場合、例えば波長１５６２ｎｍの信号光のみ
が−２２ｄＢｍで入射されるものとする。この時、前段
の第１の増幅用光ファイバ１には波長１５５２ｎｍの信
号光を１６ｄＢ、波長１５６２ｎｍの信号光を１８ｄＢ
増幅し、各−５．５ｄＢｍとなる（動作点Ａ’）。さら
に段間損失により後段の第２の増幅用光ファイバ２には
各−７ｄＢｍの信号光が入射され、８ｄＢづつ増幅され
て各＋１ｄＢｍとなり（動作点Ｂ’）、出力側損失によ
り各０ｄＢｍの信号光が出射される。
【００３４】上述の実施例では、後段に用いられる第２
の増幅用光ファイバ２は、Ｇ１＝Ｇ２であるものが用い
られているが、本発明はこれに制限されるものではな
い。すなわち、前段と後段の各増幅用光ファイバが、励
起光の入力光強度が変化したときの、波長λ１の信号光
に対する利得の変化に対するλ２の信号光の利得の変化
の割合が互いに異なっていれば、各波長について独立し
て任意の利得が設定できる。
の増幅用光ファイバ２は、Ｇ１＝Ｇ２であるものが用い
られているが、本発明はこれに制限されるものではな
い。すなわち、前段と後段の各増幅用光ファイバが、励
起光の入力光強度が変化したときの、波長λ１の信号光
に対する利得の変化に対するλ２の信号光の利得の変化
の割合が互いに異なっていれば、各波長について独立し
て任意の利得が設定できる。
【００３５】なお、本実施例では、いずれも各増幅用光
ファイバの励起方法は前方励起としたが、後方励起、双
方向励起であっても構わない。
ファイバの励起方法は前方励起としたが、後方励起、双
方向励起であっても構わない。
【００３６】本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅は
励起光源を２台必要とするが、各波長毎に分けて増幅し
増幅後に合波する方式に比べ、各信号光を分波、合波す
るための光分波器、光合波器が不要であること、各励起
光源の光出力が小さくてすむことなどの特長がある。
励起光源を２台必要とするが、各波長毎に分けて増幅し
増幅後に合波する方式に比べ、各信号光を分波、合波す
るための光分波器、光合波器が不要であること、各励起
光源の光出力が小さくてすむことなどの特長がある。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長多重
伝送用光ファイバ増幅器では、増幅用光ファイバとこの
光ファイバに励起光を入射する励起光源からなる増幅器
を２組備えた構成からなり、各増幅器を構成する増幅用
光ファイバは利得の変化の波長依存性が互いに異なる。
このような増幅用光ファイバを直列接続して、各増幅用
光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整することに
より、丁度各波長の信号光の総利得あるいは光出力がほ
ぼ等しくなるように設定することができる。従って、波
長多重された信号光に対しても、任意の値で各波長の信
号光が同じ利得をもつように、あるいは各波長の光出力
を等しくするように増幅することができる。これによ
り、波長多重伝送に光増幅を適用しても受信レベルの差
が小さく、高品質な伝送が可能になる。
伝送用光ファイバ増幅器では、増幅用光ファイバとこの
光ファイバに励起光を入射する励起光源からなる増幅器
を２組備えた構成からなり、各増幅器を構成する増幅用
光ファイバは利得の変化の波長依存性が互いに異なる。
このような増幅用光ファイバを直列接続して、各増幅用
光ファイバへの励起光の光出力を個別に調整することに
より、丁度各波長の信号光の総利得あるいは光出力がほ
ぼ等しくなるように設定することができる。従って、波
長多重された信号光に対しても、任意の値で各波長の信
号光が同じ利得をもつように、あるいは各波長の光出力
を等しくするように増幅することができる。これによ
り、波長多重伝送に光増幅を適用しても受信レベルの差
が小さく、高品質な伝送が可能になる。
【図１】本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器の第
一の実施例のブロック図。
一の実施例のブロック図。
【図２】本発明の波長多重伝送用光ファイバ増幅器の第
二の実施例のブロック図。
二の実施例のブロック図。
【図３】第三の実施例のブロック図。
【図４】増幅用光ファイバの各波長に対する利得の関係
を示す図。
を示す図。
【図５】エルビウムドープ光ファイバの信号光の波長と
利得の関係を示す図。
利得の関係を示す図。
１ ・・・ 第１の増幅用光ファイバ ２ ・・・ 第２の増幅用光ファイバ ３ ・・・ 第１の励起光源 ４ ・・・ 第２の励起光源 ５ ・・・ 第１の光合波器 ６ ・・・ 第２の光合波器 ７ ・・・ 第１の光アイソレータ ８ ・・・ 第１の光アイソレータ ９ ・・・ 第１の光アイソレータ １０ ・・・ 光分岐器 １１ ・・・ 光分波器 １２ ・・・ 受光モジュール １３ ・・・ 受光モジュール １４ ・・・ 制御回路
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/094 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02 Ｈ０４Ｂ 10/17 10/16 // Ｇ０２Ｂ 27/28 Ａ 9372−5Ｋ Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｊ
Claims (8)
- 【請求項１】 ２つの互いに異なる波長λ１の信号光と
λ２の信号光が多重化された入力信号光を増幅して第１
の増幅光を送出する第１の増幅用光ファイバと、 前記第１の増幅用光ファイバを励起する第１の励起光を
出力する第１の励起光源と、 前記第１の励起光を前記第１の増幅用光ファイバに合波
する第１の光合波器と、 前記第１の増幅用光ファイバの送出側に直列に接続さ
れ、前記第１の増幅光を増幅して第２の増幅光を送出す
る第２の増幅用光ファイバと、 前記第２の増幅用光ファイバを励起する第２の励起光を
出力する第２の励起光源と、 前記第２の励起光を前記第２の増幅用光ファイバに合波
する第２の光合波器と、 前記第２の増幅用光ファイバの送出側に配置され、前記
第２の増幅光の一部を分岐して分岐光を送出する光分岐
器と、 前記分岐光を受光して電気信号に変換する受光モジュー
ルと、 前記電気信号に応じて前記第１の励起光源と前記第２の
励起光源に制御信号を造出する制御回路とを備えたこと
を特徴とする波長多重伝送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 前記第１の増幅用光ファイバの入力側
に、前記信号光の伝送方向と同じ方向に向けて第１のア
イソレータが配置され、 前記第１の増幅用光ファイバの送出側に、前記信号光の
伝送方向と同じ方向に向けて第２のアイソレータが配置
され、 前記第２の増幅用光ファイバの送出側に、前記信号光の
伝送方向と同じ方向に向けて第３のアイソレータが配置
されたことを特徴とする「請求項１」記載の波長多重伝
送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記第１の光合波器が、前記第１の増幅
用光ファイバの入力側に配置され、 前記第２の光合波器が、前記第１の増幅用光ファイバと
前記第２の増幅用光ファイバの間に配置されていること
を特徴とする「請求項１」記載の波長多重伝送用光ファ
イバ増幅器。 - 【請求項４】 前記第１の光合波器が、前記第１の増幅
用光ファイバの送出側に配置され、 前記第２の光合波器が、前記第２の増幅用光ファイバの
送出側に配置されていることを特徴とする「請求項１」
記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項５】 増幅用光ファイバへの励起光の入力光強
度を変化させたときの、前記波長λ１の信号光に対する
利得の変化に対する前記λ２の信号光の利得の変化の割
合をαとしたときに、前記第１の増幅用光ファイバの利
得の変化の割合α１と、前記第２の増幅用光ファイバの
利得の変化の割合α２が異なることを特徴とする「請求
項１」記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項６】 前記波長λ１の信号光に対する利得と、
前記波長λ２の信号光に対する利得がほぼ等しくなるよ
うに、前記第１の励起光の光出力と前記第２の励起光の
光出力が設定されていることを特徴とする「請求項５」
記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 前記波長λ１の信号光の前記第２の増幅
用光ファイバからの光出力と、前記波長λ２の信号光の
前記第２の増幅用光ファイバからの光出力がほぼ等しく
なるように、前記第１の励起光の光出力と前記第２の励
起光の光出力が設定されていることを特徴とする「請求
項５」記載の波長多重伝送用光ファイバ増幅器。 - 【請求項８】 前記第１および第２の増幅用光ファイバ
がエルビウムドープ光ファイバであることを特徴とする
「請求項６」または「請求項７」記載の波長多重伝送用
光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5351487A JP2734969B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 波長多重伝送用光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5351487A JP2734969B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 波長多重伝送用光ファイバ増幅器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07202306A true JPH07202306A (ja) | 1995-08-04 |
| JP2734969B2 JP2734969B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=18417630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5351487A Expired - Lifetime JP2734969B2 (ja) | 1993-12-29 | 1993-12-29 | 波長多重伝送用光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2734969B2 (ja) |
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- 1993-12-29 JP JP5351487A patent/JP2734969B2/ja not_active Expired - Lifetime
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