JPH07500949A - 光伝送システムにおける歪みを補償する方法及び装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 光伝送システムにおける歪みを補償する方法及び装置本発明は、一般的には光伝 送システムにおける歪みを補償する方法及び装置、特にレーザ及び光増幅器の相 互作用により発生する光信号における歪みを補償する方法及び装置に関する。

関連技術 光信号伝送システムにおけるレーザや変調器のような光源の非線形特性に対して 、補償するためのいろいろな技術が用いられている。このような一つの技術は、 前置歪み線形化（Ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ　１ｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ） と呼ばれる。前置歪み線形化は、光源において生じる歪みに糸幅が等しく、逆相 の出方信号を与える非線形装置を用いている。例えば、ＡＭビデオ伝送システム において、直接変調された分布フィードバック（ＤＦＢ）レーザ及びマツハーツ エンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ　）の外部変調器の前置歪み線形化の使用 が、Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｂ、　ＣｈｉｌｄｓとＶｉｎｃｅｎｔ　Ａ、　Ｏ’Ｂｙｒ ｅｎｅニヨッテ光ファイバ通信会議（ＯＰＴＴＣＡＬ　ＦＩＢＥＲＣＯＭＭＵＮ ＩＣＡＴＩＯＮ　Ｃ０ＮＦＥＲＥＮＣ８）、　１９９０Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｄ ｉｇｅｓｔ　５ｅｒｉｅｓ、　Ｖｏｌ、　ｌ、　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　Ｅｄｉ ｔｉｏｎ、　１９９０年！月に報告された。ＤＦＢレーザに対して、必要な前置 歪み回路は合成２次歪み（ｃｓｏ）のみを生成した。これは電界効果トランジス タ（ＦＥＴ）の２乗法トランスファ機能を用いて達成された。マツハーツエンダ ー変調器は合成トリプルビート（ＣＴＢ）　、即ち無視し得る２次の歪みのある ３次歪みを生成した前置歪み回路を必要とした。これはエクスポーネンシャルの トランスファ機能を有するショットキーダイオ−１・を平衡配置することにより 実行された。

Ｃｈｉｌｃｌｓ他により報告された上述の前置歪み線形回路及び技術はＡＭ光伝 送システムのＤＦＢレーザと変調器に歪みを補償するために用いられた。しかし ながら、知られている限りでは、この技術は、レーザとそれに結合された光増幅 器との相互作用の結果として発生した、光増幅器の出力における光信号のゲイン 歪みを補償するために用いられたものではない。また従来公知の補償回路は、一 般に伸長型のゲイン補償を与えることに限られている。

伸長型のゲイン補償は、レーザの出力信号の糸幅を増す、即ち伸長することによ って波長の関数として光増幅器のゲインの減少を補償するものである。しかしな がら、レーザとそれに結合された光増幅器の相互作用により発生する歪みは、レ ーザの波長に依存して、拡張型か圧縮型のゲイン歪みを有しており、それにより 圧縮型か伸長型のゲイン補償をそれぞれ必要とするとか知られている。従来は、 自動的に及び／又は安く両方の型の補償を提供する装置及び方法がなかった。

〔発明の概要〕

前述のことから、本発明の基本的目的は、レーザとそこに光学的に結合された光 学的増幅器の干渉の結果生じるゲイン歪みを補償するだめの、伸長型又は圧縮型 のゲイン補償を行う方法と装置を提供することである。

」一連の目的のために、電気的補償回路と光学的補償回路の両方が供給される。

電気的補償回路は、一般的には変調信号源とレーザの変調信号入力の間に結合さ れている。光学的補償回路は、一般的にはレーザと光学的増幅器の間に結合され ている。どちらの回路も！ｊえられた光学的（ｇ号伝達システムに使うことがで きる。

電気的補償回路は、直接／線形信号路と前置歪み／非線形信号路を備える。線形 信号路には、非線形信号路の信号遅れを補償するだめの遅延回路か設けられてい る。非線形信号路には、電界効果トランジスター（ＦＥＴ）と第１、第２巻き線 をイｉ−する変圧器が設けられていて、該第１、第２巻き線にはそれぞれ２つの 端子がある。第１巻き線はＦ　Ｅ　Ｔに結合され、Ｆ″ＥＴのゲートは電力分割 器により線形信号路に結合されている。第２巻き線は電力結合器により線形信号 路に結合されている。電力分割器と電力結合器は直接信号路の巾で遅延回路の反 対側に配置されている。

動作において、変調信号は線形信号路と非線形信号路に分かれる。非線形信号路 では、変調信号はＦＥＴの２次トランスファ機能により歪まされ、変圧器の第１ 巻き線に送られる。変圧器の第２巻き線の２つの端子のうち、電力結合器により 線形信号路に結合された一つは、レーザの波長により、第２巻き線からの歪み変 調信号か、レーザと光学的増幅器の干渉から生じる光学的信号のゲイン歪みと糸 幅が等しく逆相になるように選ばれる。例えば、レーザの波長が、補償せずに光 学的増幅器の出力に伸長型ゲイン歪みが生じると、即ち、ゲインが波長とともに 増加するゲイン歪みのとき、第２巻き線の第１端子は線形信号路に結合されて、 線形パスの変調信号に圧縮型前置歪みを加える。他方、伸長型前置歪みが必要な とき、第２巻き線の第２端子が線形信号路に結合される。変調された即ち前置歪 シを与えられた信号は、それから電力結合器の出方に送られて、そこに結合され たレーザに使用される。

使用中の第２巻き線の端子の切り換えを容易にするため、本発明の他の実施例で は伸長型又は圧縮型の前置歪みを選択的に与えるための切り換え回路が設けられ ている。

本発明の光学的補償回路が使われている光学的増幅器は、エルビウムをドープし Ｉこファイバー増幅器（ＥＤＦＡ）を備え、そのゲイン曲線はレーザの波長の関 数として変化する。その−１−、ゲイン曲線の傾きは、ポンプレーザの関数とし て変化する。

本発明による光学的補償回路は、Ｅ　Ｄ　Ｆ　Ａにに用いられる所定の量と長さ を有する同じエルビウムが添加された繊維を備えている。この繊維は、吸収繊維 とよばれ、ＥＤＦＡの増幅繊維と区別されている。この繊維の長さは、吸収プロ フィールがレーザの波長の関数になるように設定され、この吸収プロフィールは ＥＤＦＡの平均ゲインのプロフィールの変化に対して大きさが同じで且つ相が反 対となり、さらに、レーザとＥＤＦＡとの間に挿入される。

この吸収繊維のプロフィールは、印加された信号の強さ、ポンプ強度、及び単一 のポンプ増幅器の波長の関数として変化する傾向を有する。このように、この吸 収繊維のプロフィールは、これらの変数の大きさにより変化するため、吸収繊Ｉ ｆＩとＥＤＦＡとの間にフィルターを設け、吸収繊維がらのポンプ光をブロック している。

実際１：は、好適な所定のメータの長さの吸収繊維が、先ず、補償されていない レーザとＥＤＦＡのゲインプロフィールをそのレーザの波長の関数として測定し 、その後、デシベル（ｄ　Ｂ）でのＥＤＦＡのゲインの平均変化の指数及びデシ ベル（ｄＢ）での所定の作動波長におζブるエルビウム吸収繊維の吸収係数を計 算することにより、設定される。例えば、平均ゲイン変化即ち平均値がらのＥＤ ＦＡゲインの変化が、所定の公称作動波長で３デシベルであり且つエルビウム吸 収繊維の吸収係数が所定の公称作動波長で５ｄＢ／メータの場合、好適な吸収繊 維の長さは、０．６メータである。

本発明の光学的補償回路によれば、必要な伸長型及び圧縮型の両者のゲイン補償 を自動的に行うことができ、一方、電気的補償回路において、リニア信号パスに 接続された２次巻線の端子が、製造中若しくはスイッチの使用により波長の関数 として切り換えられることが必要となる。

図面の簡単な説明 本発明の−１，述のおよび他の目的、特徴および利点は、以下に述べる詳細な説 明および添付図面から明らかとなるだろう。

第１図は、光学的信号伝送システムの簡慴なブロック図であって、このシステム は、光学的増幅器に接続された１／−ザの変調信号入力に接続されているような 電気的補償回路を備える、 第２図は、電気的な補償を！ｊえるために従来使用されてきた電界効果トランジ スタ（ＦＥＴ）の使用を簡！、ｐ、１こ示す図、第３図は、第２図の回路におけ る出力電圧を変調入力電圧の関数として示す図、第４図は、典型的なレーザ光学 的信号伝送システムにおける光学的出力パワーをレーザ電流の関数として示す図 、 第５図は、光学的増幅器のゲインプロフィールを波長の関数として示す図、第６ 図は、第５図のう１′ン６−６内に示されたゲインプロフィールの拡大部分を示 す図、 第７図は、補償されていないレーザ変調信号を用いた場合の、レーザと光学的増 幅器の相互作用から生ずる補償型のゲイン歪みを、波長の関数として示す図、第 ８図は、第７図に表された歪み型を補償するためのレーザ変調信号の予歪み（ｐ ｒｅｄｉｓｔｏｒｊｉｏｎ）を波長の関数として示す図、第９図は、本発明によ る子歪み（ｐｒｅｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ）線型技術を用いた光学的伝送システム で生じる光学的信号出力を示す図、第１０ＡおよびＩＯＢ図は、本発明による電 気的伸長型のゲイン補償回路を示す図、 第１１図は、本発明による電気的補償型のゲイン補償回路を示す図、第１２図は 、第１０図の伸長型のゲイン補償回路における上な信号を示す図、第１３図は、 第１１図の補償型のゲイン補償回路における主な信号を示す図。

第１４図は、本発明による第１０図および第１１図の実施例で使用するスイッチ を示す図、 第１５図は、本発明による光学的補償回路を備えた光学的伝送システムのブロッ ク図、 第１６図は、本発明によるエルビウム添加繊維増幅器（Ｅ　Ｄ　Ｆ　Ａ）と光学 的補償回路のゲインおよび吸収プロフィールを重ね合わせて示した図、第１７図 は、典型的なエルビウム吸収繊維のゲインおよび吸収プロフィールを示す図、 第１８図は、第１９図の朱印１８−１８内の吸収曲線の拡大部分を示す図、第１ ９図は、波長における吸収の非線型な依存状態から生じた伸長型の歪みを示す図 、 第２０図は、Ｅ　Ｄ　Ｆ　Ａを備えたゲインブロック／光学的増幅器ブロックの ブロック図、 第２１図は、本発明に従って光学的フィルタを光学的補償とＥＤＦΔの間に接続 した本発明の他の実施例のブロック図。

〔発明の詳細な説明〕

図１には、光信号伝送システム１の部用なブロックダイヤグラムが示されている 。このシステム１にはレーザ２が設けられている。レーザ２の光出力には光増幅 器３が接続されている。代表的な光増幅器３はエルビウノ、をドープしたファイ バ増幅器で構成されている、６レーザ２の変調信号入力には電気補償回路４が接 続され、電気補償回路４は変調器（図示せず）から変調信号を受１プ取る入力信 ″ｒ５ライン５を有している。

第２図には、従来から知られている電気補償回路ＩＯが示されている。回路１０ には、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ｌ　Ｉが設けられ、電界効果トランジス タＩＩは電位Ｖｃｃの電圧源に接続されたソースＳ、抵抗Ｒを介しで接地されて いるｌ・レインＤ及び変調信号Ｖｉｎの信号源に接続されたゲートを有している 。予め歪ませた変調信号から成る回路ＩＯの出力が、トレインＤと抵抗Ｒの間の 節から得られ、Ｖｏｕｉで示されている。

図３を参照すると、図２のＦＥＴＩ！が曲線１５で表されるような非線形伝送関 数が示されている。非線形伝送関数は入力変調信号の正の部分の増大すなわち伸 長を生じる。上述したようにこの特徴は光信号源すなわちレーザ及び変調器にお ける圧縮型ゲイン歪みを補償するためにこれまで利用されてきたものである。

図４を参照すると、レーザと光増幅器の相互作用により、増幅器の出力における 光信号にパワー／ゲイン歪みが生じることが判明し、この歪みは、図４に示され るように、レーザの波長λがその変調から得られるレーザ電流の変化の関数とし てシフトする、周知の「チャープ（ｃｈｉｒｐ　）と称される現象から得られる ものと信じられている。例えば、波長λの変化の増大は、記号λ１、λ２及びλ 、により表される。

図５及び図６を参照すると、光増幅器のゲインはこの波長のシフトに影響され、 関連の波長に依存することか示されている。ゲインのシフトは正又は負のいずれ かである。波長の関数としての光増幅器のゲインの負のシフトすなわちゲインの 傾きが図５及び図６に示され、λ１、λ、及びλ、はλａ、λｂで表される波長 範囲の間の３つの連続して増大する波長を示している。レーザの波長が光増幅器 のゲインの負の傾きを生じるようなものならば、得られた光信号は圧縮型ゲイン 歪みを有すると称される。他方、増幅器のゲインが波長の関数として増大するな らば、得られた光出力信号は伸長型ゲイン歪みを有すると称される。

図７を参照すると、未補償伝送関数を表し且つ波長λの関数としての圧縮型ゲイ ン歪みを表す実線の曲線２０が示されている。歪みの大きさは、実線２２で表さ れる非歪み光信号に対して破線の曲線２１により示されるλ及び波長λ２、λ。

及びλ、とともに増大する。

図８を参照する。一対の実線曲線３０．３Ｉ及び破線曲線３２．３３が示されて いる。曲線３０は、典型的な無補償光学信号伝送システムのゲイン伝送機能を表 している。破線３２は、補償された光学信号伝送システｌ、の伝送機能を表して いる。補償は伸長型のケイン補償である。無補償ケイン曲線３Ｉに関係する破線 曲線３３によって示される様なゲインの強度は、点λ１．λ２．λ、で示される 様に波長の増加に従って増大する。

図９を参照する。破線曲線４０、破線曲線４１及び実線曲線４２が示されている 。破線曲線４０は、図７に示される様にレーザ及び光学アンプの相互作用による 一次圧縮型のゲイン歪を表している。破線曲線４１は、図８に示される様に本発 明に従う伸長型の補償を表している。曲線４２は、本発明に従う歪補償回路の効 果を表している。アンプのゲインは、元のベースバンド人力信号に関して線形に される。

図１０Ａ及びＩＯＢを参照する。５０で一般的に示される本発明に従う電気的補 償回路が設けられている。回路５０において、Ｉ７で示される直接／線形信号径 路、Ｎで示される前置歪／非線形信号径路、パワー分割器５１及びパワー結合器 ５２か設けられている。パワー分割器５Ｉの第１の出力と、線形信号径路り内の パワー結合器５２の第１の入力との間に、遅延回路５３が接続されている。パワ ー分割器５１の第２の出力と、非線形信号径路Ｎ内のパワー結合器５２の第２の 入力との間に、電界効果トランジスタ５４及び変成器５５が接続されている。ト ランジスタ５４のゲートはパワー分割器５１の第２の出力に接続されている。ト ランジスタ５４の第１の基板電極は、変成器５５の一次巻線５６を介して電源電 位ＶＣＣに接続されている。トランジスタ５４の第２の基板電極はグランド接続 されている。変成器５５の二次巻線５７の第１の端子５８は、パワー結合器５２ の第２の入力に接続されており、変成器５５の二次巻線５７の第２の端子５９は グランドに接続されている。パワー分割器５１への入力５１ａは回路５０を変調 信号源に接続するために設けられている。パワー分割器５２の出力５２ａは回路 ５０をレーザの変調信号入力端子に接続するために設けられている。

作動において、変調信号Ｓ１はパワー分割器５Ｉの入力端子５１ａに加えられ、 線形信号径路り及び非線形信号径路Ｎに分けられる。非線形径路Ｎにおいて、変 調信号は、電界効果トランジスタ５４によって非線形的に歪まされ、変成器５５ の一次巻線に送られる。変成器５５の二次巻線５７の端子５８に現れる信号Ｓ。

は次に結合器５２によって線形信号径路りで変調信号Ｓ、と組み合わされる。遅 延回路５３は、非線形信号径路Ｎ内の信号遅延を補償する。線形及び非線形信号 径路り及びＮ内の信号Ｓ１及びＳ、を結合して、図１２に示されるパワー結合器 ５２の出力端子５２ａで前置歪変調信号Ｓ、を発生する。

結合器５２に接続される変成器５５の二次巻線５７の端子５８を使用して、補償 回路５０は伸長型のゲイン補償を達成して、圧縮型のゲイン歪を補償する。伸長 型のゲイン歪を補償するために、必要とされることは、図１１に示される二次巻 線５７の端子を切り換えることだけである。

図１１を参照する。図１Ｏの回路５０と同等な圧縮型のゲイン補償回路５０ａが 設けられているが、二次巻線５７の端子５９は１．＜ワー結合器５２の第２の入 力接続され、二次巻線５７の端子５８がグランドに接続されている。この形態に おいて、二次巻線５７の端子５９の信号Ｓ、は、図１０の信号Ｓ、と（ま逆位相 であり、入力信号Ｓｌと結合される。この結合は、結合器５２の出力で前置歪変 調信号Ｓ、を発生する。結合器５２は、図１３に示される。＜ワー分割器５１の 入力端子５１ａに加えられる前置歪変調信号に関して非線形に減少される振幅を 有する。

図１４を参照すると、パワー結合器の第２出力への変成器５５の第２巻線の端子 ５８及び５９を選択的に切り替えるスイ・ツチング回路６０が図１Ｏ及び図１１ の実施例において、使用されている。

回路６０において、一対のワイパ６２．６３、該ワイノく６２と協働する一文１ の６２ａ、６２ｂとワイパ６３と協働する一対の接点６３ａ、６３ｂを有する２ 曲ワイパ６２．６３の位置は、レーザの波長λに対応する入力信号番＝応答して スイッチコントローラ６６によって制御される。

波長λにより、ワイパ６２は接点６２ａと６２ｂとの間で切り換わり、ワイノ（ ６３は、接点６３ａ及び６３１）との間で切り換わり、これによって、ｌ・要（ こ応じて伸長型ケイン補償あるいは圧縮型ゲイン補償のいずれかを与λ−る。最 も簡ＩＪｔな形態においては、スイッチコントローラ６６はワイ／々６２．６３ の位置を制御御するための簡単な２位置スイッチアクチュエータを備えている。

実際には、２位置スイッチアクチュエータを用い、光学的信号伝送システムの動 作が解析されて、伸長型ゲイン補償または圧縮型ゲイン補償のし）ずれ力く要求 されているかが決定され、ワイパ６２．６３がこれにしたがってセ・ソトされる 。

要求されているゲイン補償の形式が固定的であり、あるＬｓは予め設定されてＬ する場合であって変更がありそうにない場合には、図１４のスイッチ６０とコン トローラ６６は、ともに無（すことができ、変成器５５の第２巻線の適当な端子 が補償回路を製造する過程に応じてパワー結合器５２の第２人力に接続される。

図１５を参照すると、レーザ７１及びエルビウム含有ファイバ増巾器（ＥＤＦＡ ）７２を有する光学的信号槽１１器を備えた光学的伝送システム７０のブロック ダイヤグラムが示されている。レーザ７１の光学的信号出力とＥＤＦＡ７２の工 学的入力との間には、本発明に従うエルビウムがドープされた吸収ファイバを有 する光学的補償回路７３が結合されている。

図１６を参照すると、代表的なＥＤＦＡの波長λの関数としてのゲインプロフィ ールを表す実線とＥＤＦＡの出力を線型化するのに必要な光学的補償回路の吸収 プロフィールを表す破線曲線８１が示されている。

図１７を参照すると、光学的にボンピングされたエルビウムがドープされたファ イバ増巾器の曲線８５によってゲインプロフィールが示されている。そして、カ ーブ８６は、所定の長さの非光学的にボンピングされたエルビウムがドープされ たファイバの吸収プロフィールを示している。エルビウムがドープされたファイ バの吸収プロフィールはさらに後述するようにファイバの長さの関数であり、Ｅ ＤＦＡの伸長及び圧縮型のゲイン歪みの両方について補償するように選択するこ とができる。

図１８を参照すると、曲線１８のの一部を示す図１７の曲線１８の部分拡大が示 されている。この曲線１８は、３つの連続的な波長λｌ、λ２、λ３においてフ ァイバの吸収は波長が増大するのに応じて減少する波長λの関数として逆行吸収 プロフィールを表している。

図１９を参照すると、実線曲線８７と破線曲線８８が示されている。実線曲線８ ７は、光学的にボンピングされたエルビウムがドープされたファイバ増巾器につ いての非歪みゲインプロフィールを表している。破線曲線８８は、波長に関し非 線型依存による伸長型ゲイン歪みを表している。図１９に示すように、゛歪みの 大きさは、波長λＩ、λ２、λ３で示すように波長が増大するのに応じて歪みの 大きさが増大する。

図２０を参照すると、図１５の光学的信号伝送システムのレーザ７１とＥＤＦＡ ７２の詳細なダイヤグラムが示されている。図２０に示すように、レーザ７１は 、波長λＳを有する光学的出力信号を与える分配フィードパ・ソクレーサを有す る。ＥＤＦＡは、ポンプレーザ７４に結合されたエルビウムがドープされたファ イバ７３を備えている。ポンプレーザ７４は、光学ポート７５で増巾された光学 的出力信号を与えるレーザ７１からの光学的信号と相互作用を行なう波長λｐを 有する光学的信号を出力する。ＥＤＦＡのゲインプロフィールの傾斜はポンプレ ーザの大きさの関数として変化する。

本発明にしたがって、所定量すなわち長さのＥＤＦＡに使用される同じエルビウ ムが１・−プされたファイバのＥＤＦＡがゲインプロフィールの光学的補償を与 えるのに使用することができることが発見された。特に、このファイアくの長さ １ま（このファイバはＥＤＦＡの増ｒｊ＋ファイバからこれを区別するために吸 収ファイバとよばれる）、レーザの波長の関数として吸収プロフィールを与える ように選択される。このレーザは、ＥＤＦＡの平均ゲインプロフィールの変化に 対して同じ大きさでかつ逆位相であり、そして、このファイアくは、図１５に示 すよう（こレーザとＥＤＦＡとの間に挿入されている。

実際、吸収ファイバの好ましい長さくメータ）は、レーザの波長の関数として補 償されていないレーザ及びＥＤＦＡ装置のゲインプロフィールを先ず測定し、そ の後、ＥＤＦゲインのデシベル（ｄ　Ｂ）での平均変化率と所定の動作波長のデ シベル（ｄ　Ｂ）でのエルビウムが１・−プされた吸収ファイア１の吸収係数を 計算することによって決定される。たとえば、平均ゲイン変化すなわち平均イ直 力）らのＥＤＦゲインの変化が所定の公称動作波長において３ｄＢであり、その 波長でのエルビウムがトープされた吸収ファイア１の吸収係数が５ｄＢ／メータ である場合には、吸収ファイバの好ましい長さは０．６メータである。このよう （こ、３ｄＢの平均ゲイン変化を有するＥＤＦＡに対して必要な補償を与えるｔ こめ（こ、ＦＪｏ、６メータのエルビウムがトープされたファイアくがレーザ７ １とＥＤＦＡ７２との間に挿入される。

実際−Ｌでは、その吸収ファイバプロフィールは単一のポンプ増巾緊；（こお０ てトを加された信号の強さ及びポンプの強さの関数として変化することが半］明 してＬλる。

このように、これらの変化の大きさにより、図２１に示すよう（こ吸収ファイア く力１らのポンピング光をブロックするために吸収ファイバとＥＤＦＡとの間に フィルタを設けるのが必要となるかもしれない。この場合には、フィルタ７６は 、吸収ファイバ７３とＥＤＦＡ７２との間に挿入される。

本発明の光学的補償回路の利点は、ＥＤＦＡで必要とされるような伸長型及び圧 縮型補償の両方を自動的に与えることである。すなわち、上記したように計算さ れた長さを有するエルビウムがドープされたファイバの部分は、波長の関数とし て変化する吸収プロフィールを有し、この結果、任意の波長においてＥＤＦＡに よっして示される伸長型ゲイン歪みまたは圧縮型ゲイン歪みのいずれにたいして も大きさは等しくかつ逆位相となる。このように、本発明の光学的補償回路の利 点は、要求されている回路の変化に関わらず必要とされる伸長型及び圧縮型のゲ イン補償の両方を自動的に与えるということである。

本発明の好ましい実施例が上記のように説明されているが、本発明の精神及び範 囲から逸脱することなくさまざまな変更が可能であることを理解された。したが って、説明されている実施例は本発明の説明としてのみ考慮されるべきであり、 本発明の範囲を限定するために用いられるべきではなく、本発明の範囲は添付の クレームとその均等物を参照することによって決定されるべきものである。

第１ＯＢ２図へ　− ＦＩＧ、　１６ ＦＩＣ，２１ ＦＩＧ、２０ 平成　年　月　日

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．変調信号入力端子を有するレーザと該レーザに光学的に結合された光学的増 巾器との相互作用から先ずる伸長型または圧縮型ゲイン歪を補償するための装置 において、 レーザ変調信号源に結合される入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子 を有するパワー分割器と、 第１の入力端子、第２の入力端子およびレーザの変調信号入力に結合するパワー 結合器と、 前記パワー分割器の前記第１の出力端子に結合される入力端子および前記パワー 結合器の前記第１の入力端子に結合される出力端子を有する遅延回路手段と、 ゲート電極および第１および第２の基体電極を有する電界効果トランジスタと、 第１および第２の端子をそれぞれ有する１次巻線および２次巻線を有する変成器 と、 前記電界効果トランジスタの前記ゲート電極を前記パワー分割器の前記第２の出 力端子に結合する手段と、 前記変成器の前記１次巻線の前記第１の端子を前記電界効果トランジスタの前記 第１の電極に結合し且つ前記変成器の前記１次巻線の前記第２の端子を電位源（ Ｖｃｃ）に結合する手段と、 前記伸長型ゲイン歪を補償するために前記変成器の前記２次巻線の前記端子のう ちの前記第１のものを前記パワー結合器の前記第２の入力端子に結合し、前記圧 縮型ゲイン歪を補償するために前記変成器の前記２次巻線の前記端子のうちの前 記第２のものを前記パワー結合器の前記第２の入力端子に結合する手段と、 前記パワー分割器の前記人力端子を前記レーザを変調する信号源に結合する手段 と、 前記パワー結合器の前記出力端子を前記レーザの前記変調信号入力端子の結合す る手段と、 を備えることを特徴とする装置。
2. ２．前記遅延回路手段は、前記電界効果トランジスタおよび前記変成器からなる 回路枝路を通して伝播される信号の伝播遅延に実質的に等しい遅延を与えるため の手段を備える請求の範囲第１項記載の装置。
3. ３．変調信号によって変調されているレーザと該レーザに光学的に結合された光 学的増巾器との相互作用から生ずる光学的信号における振巾および位相を有する 歪を補償するための装置において、 線形信号枝路および非線形信号枝路と、前記変調信号を前記線形信号枝路および 非線形信号枝路に加えるための手段と、 前記非線形信号枝路に加えられる前記変調信号に応答して、前記光学的信号にお ける前記歪の振巾に等しく位相が反対である出力信号を与える手段と、前記線形 信号枝路に加えられる前記変調信号と前記非線形信号枝路からの前記出力信号と を結合して補償された変調信号を与える手段と、を備えることを特徴とする装置 。
4. ４．前記直接信号枝路に加えられる前記変調信号を、前記前置歪信号枝路におけ る前記変調信号の遅延と等しい量だけ遅延させる手段を備える請求の範囲第３項 記載の装置。
5. ５．前記出力信号を与える手段は、変成器の１次巻線と直列に非線形装置を結合 させる手段と、前記変成器の２次巻線を前記結合手段に結合する手段とを備える 請求の範囲第３項記載の装置。
6. ６．レーザと該レーザに結合された光学的増巾器との相互作用から生ずる光学的 信号における歪を補償するための装置において、第１の信号枝路と第２の信号枝 路との間に変調信号を分割する手段と、修正変調信号を発生させるように、前記 第２の信号枝路における前記変調信号の振巾を、前記光学的信号における前記歪 の振巾に関連した所定の量だけ変化させる手段と、 前記レーザを変調するために使用されるときに前記光学的信号における前記歪を 補償する前置歪変調信号を与えるように、前記第２の信号枝路における前記修正 変調信号と前記第１の信号枝路における変調信号とを結合させる手段と、を備え ることを特徴とする装置。
7. ７．前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾を変化させる前記手段は、 前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾を非線形的に変化させる手段を 備える請求の範囲第６項記載の装置。
8. ８．前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾を非線形的に変化させる前 記手段は、前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾における第２のオー ダの歪を与える手段を備える請求の範囲第７項記載の装置。
9. ９．前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾における第２のオーダの歪 を与える前記手段は、電界効果トランジスタ手段を備える請求の範囲第８項記載 の装置。
10. １０．前記第２の信号枝路における前記修正変調信号の位相を変化させる手段を 備える請求の範囲第６項記載の装置。
11. １１．前記第２の信号枝路における前記修正変調信号の位相を変化させる前記手 段は、前記修正変調信号の位相を前記光学的信号における前記歪の位相に関して １８０度だけ変化させる手段を備える請求の範囲第１０項記載の装置。
12. １２．前記修正変調信号の位格を前記光学的信号における前記歪の位相に関して １８０度だけ変化させる前記手段は、変成器手段を備える請求の範囲第１１項記 載の装置。
13. １３．前記修正変調信号を発生するように前記第２の信号枝路における前記修正 変調信号の振巾を前記光学的信号における前記歪の振巾に関して所定の量だけ変 化させる前記手段は、前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾における 第２のオーダの歪を与える手段を備え、さらに、前記変調信号の位相を前記光学 的信号における前記歪の位相に関して１８０度だけ変化させる手段を備える請求 の範囲第６項記載の装置。
14. １４．前記第２の信号枝路における前記変調信号の振巾における前記第２のオー ダの歪を与える前記手段および前記変調信号の位相を前記光学的信号における前 記歪の位相に関して１８０度だけ変化させる前記手段は、電界効果トランジスタ 手段および変成器手段を備える請求の範囲第１３項記載の装置。
15. １５．前記第１の信号枝路と前記第２の信号枝路との間に前記変調信号を分割す る前記手段は、パワー分割器を備える請求の範囲第６項記載の装置。
16. １６．前記第２の信号枝路における前記修正変調信号と前記第１の信号枝路にお ける前記変調信号とを結合させる前記手段は、パワー結合器を備える請求の範囲 第６項記載の装置。
17. １７．変調信号入力端子を有するレーザと該レーザに光学的に結合される光学的 増巾器との相互作用から生ずる伸長型ゲイン歪または圧縮型ゲイン歪を補償する ための装置を構成する方法において、 レーザ変調信号源に結合する入力端子、第１の出力端子および第２の出力端子を 有するパワー分割器を用意し、 第１の入力端子、第２の入力端子およびレーザの変調信号入力に結合する出力端 子を有するパワー結合器を用意し、前記パワー分割器の前記第１の出力端子に結 合される入力端子および前記パワー結合器の前記第１の入力端子に結合される出 力端子を有する遅延回路手段を用意し、 ゲート電極および第１および第２の基体電極を有する電界効果トランジスタを用 意し、 第１および第２の端子をそれぞれ有する１次巻線および２次巻線を有する変成器 を用意し、 前記電界効果トランジスタの前記ゲート電極を前記パワー分割器の前記第２の出 力端子に結合し、 前記変成器の前記１次巻線の前記第１の端子を前記電界効果トランジスタの前記 第１の電極に結合し、前記変成器の前記１次巻線の前記第２の端子を電位源（Ｖ ｃｃ）に結合し、 前記前記伸長型歪を補償するように前記変圧器の前記２次巻線の前記端子のうち の前記第１のものを前記パワー結合器の前記第２の入力端子に結合し、前記圧縮 型歪を補償するように前記変圧器の前記２次巻線の前記端子のうちの前記第２の ものを前記パワー分割器の前記第２の入力端子に結合し、前記パワー分割器の前 記入力端子を前記レーザを変調するための信号源に結合し、 前記パワー結合器の前記出力端子を前記レーザの前記変調信号入力端子に結合す る、 ことを特徴とする方法。
18. １８．前記遅延回路手段を用意する前記段階は、前記電界効果トランジスタおよ び前記変圧器からなる回路枝路を通して伝播される信号の伝播遅延に実質的に等 しい遅延を与える段階を含む請求の範囲第１７項記載の方法。
19. １９．レーザとエルビウムをドープされたファイバー光学的増巾器（ＥＤＦＡ） との相互作用から生ずる伸長型および圧縮型ゲイン歪の両者を補償するための装 置において、 前記ＥＤＦＡの平均ゲインプロフィールからの変動と大きさが等しく位相が反対 な波長の関数としての吸収プロフィールを有する所定の長さのエルビウムをドー プされたファイバ（吸収ファイバ）と、前記所定の長さのエルビウムをドープさ れた吸収ファイバを前記レーザの光学的出力と前記光学的増巾器の光学的入力と の間に結合する手段と、を備えることを特徴とする装置。
20. ２０．前記所定の長さのエルビウムをドープされたファイバは、前記ゲインの平 均帳票からのｄＢでのＥＤＦＡの平均変動を前記エルビウムをドープされた吸収 ファイバのｄＢ／ｍでの吸収係数によって除したものにほぼ等しいメートルでの 長さを有する請求の範囲第１９項記載の装置。
21. ２１．前記吸収ファイバと前記ＥＤＦＡとの間に結合された光学的フィルタを備 える請求の範囲第１９項記載の装置。