JPH08122208A - 光増幅器の雑音指数測定装置 - Google Patents
光増幅器の雑音指数測定装置Info
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- JPH08122208A JPH08122208A JP6258401A JP25840194A JPH08122208A JP H08122208 A JPH08122208 A JP H08122208A JP 6258401 A JP6258401 A JP 6258401A JP 25840194 A JP25840194 A JP 25840194A JP H08122208 A JPH08122208 A JP H08122208A
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/29—Repeaters
- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
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- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
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- H04B10/291—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form
- H04B10/2912—Repeaters in which processing or amplification is carried out without conversion of the main signal from optical form characterised by the medium used for amplification or processing
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 雑音指数の測定を容易に、かつ正確に行うこ
とが出来る光増幅器の雑音指数測定装置を提供する。 【構成】 光合波器２に入力された光パルスＰinが光周
回路１４を周回する度に、被測定光増幅器４に発生した
自然放出光は積算される。光分岐器３から出力された光
パルス列の光強度の振幅は、周回数の増加と共に減衰す
る。最終的に自然放出光の光強度は光パルス列の光強度
と等しくなり、光検出器７から出力されるパルス列は消
滅する。周回するパルス列の開始から消滅に至る過程に
おいて、パルス数測定手段８により、パルス数を測定す
る。そして、この値に基づき、被測定光増幅器４の利得
と、帯域通過光フィルタ５の帯域幅、光の振動数、及び
光パルスの強度とから、被測定光増幅器４の雑音指数が
算出される。
とが出来る光増幅器の雑音指数測定装置を提供する。 【構成】 光合波器２に入力された光パルスＰinが光周
回路１４を周回する度に、被測定光増幅器４に発生した
自然放出光は積算される。光分岐器３から出力された光
パルス列の光強度の振幅は、周回数の増加と共に減衰す
る。最終的に自然放出光の光強度は光パルス列の光強度
と等しくなり、光検出器７から出力されるパルス列は消
滅する。周回するパルス列の開始から消滅に至る過程に
おいて、パルス数測定手段８により、パルス数を測定す
る。そして、この値に基づき、被測定光増幅器４の利得
と、帯域通過光フィルタ５の帯域幅、光の振動数、及び
光パルスの強度とから、被測定光増幅器４の雑音指数が
算出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信、光情報処
理、および光計測等の分野において光増幅器として用い
られる光ファイバ増幅器に係り、その雑音指数を測定す
る雑音指数測定装置に関する。
理、および光計測等の分野において光増幅器として用い
られる光ファイバ増幅器に係り、その雑音指数を測定す
る雑音指数測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、光増幅器として、エルビウム
等の希土類元素を光ファイバ中にドープし、そのエネル
ギー準位間の誘導放出を利用したものが広く使用されて
いる。このような希土類添加光ファイバ増幅器（以下、
単に光増幅器）に発生する雑音の雑音指数を測定する方
法として、電気的測定法と光学的測定法とが知られてい
る。電気的測定法は、光増幅器に強度変調光を入力し
て、その出力を光検出器で受信し、電気スペクトラムア
ナライザにより雑音とキャリアとの比を求めることによ
って、雑音指数を測定する方法である。また、光学的測
定法は、光スペクトラムアナライザ等の分光器によっ
て、光増幅器の利得と、光増幅器において発生する自然
放出光の光強度を求めることにより、雑音指数を測定す
る方法である。
等の希土類元素を光ファイバ中にドープし、そのエネル
ギー準位間の誘導放出を利用したものが広く使用されて
いる。このような希土類添加光ファイバ増幅器（以下、
単に光増幅器）に発生する雑音の雑音指数を測定する方
法として、電気的測定法と光学的測定法とが知られてい
る。電気的測定法は、光増幅器に強度変調光を入力し
て、その出力を光検出器で受信し、電気スペクトラムア
ナライザにより雑音とキャリアとの比を求めることによ
って、雑音指数を測定する方法である。また、光学的測
定法は、光スペクトラムアナライザ等の分光器によっ
て、光増幅器の利得と、光増幅器において発生する自然
放出光の光強度を求めることにより、雑音指数を測定す
る方法である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した雑
音指数の電気的測定法においては、光検出器等の雑音が
低くなければならず、また、光学系に反射が存在する
と、反射点間の光学距離によって決まるビート雑音が発
生し、正確な雑音指数を測定することができない、とい
った問題があった。一方、光学的測定法においては、光
増幅器へ入力される信号光が大きくなると、光スペクト
ラムアナライザにおいて自然放出光に迷光が重畳されて
観測されるために、正確な測定が行われないという問題
があった。更に、いずれの方法においても、電気スペク
トラムアナライザおよび光スペクトラムアナライザ等、
高価な測定装置を必要とするという問題があった。
音指数の電気的測定法においては、光検出器等の雑音が
低くなければならず、また、光学系に反射が存在する
と、反射点間の光学距離によって決まるビート雑音が発
生し、正確な雑音指数を測定することができない、とい
った問題があった。一方、光学的測定法においては、光
増幅器へ入力される信号光が大きくなると、光スペクト
ラムアナライザにおいて自然放出光に迷光が重畳されて
観測されるために、正確な測定が行われないという問題
があった。更に、いずれの方法においても、電気スペク
トラムアナライザおよび光スペクトラムアナライザ等、
高価な測定装置を必要とするという問題があった。
【０００４】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、雑音指数の測定を容易に、かつ正確に行うこ
とができる光増幅器の雑音指数測定装置を提供すること
を目的とする。
たもので、雑音指数の測定を容易に、かつ正確に行うこ
とができる光増幅器の雑音指数測定装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明によ
る光増幅器の雑音指数測定装置は、光合波器と、帯域通
過光フィルタと、光減衰器と、光分岐器とを有し、測定
対象たる光増幅器が介挿されることにより光信号の周回
路を形成する回路であり、前記光減衰器は、該周回路の
周回毎の光パルス強度が一定となるよう周回する光パル
スに減衰量を与える光周回路と、前記光周回路を光信号
が１周回する時間より短いパルス幅を有する光パルス
を、前記光合波器を介して前記光周回路に１個入力する
光パルス発生部と、前記光分岐器を介して前記光周回路
から出力される光パルスを電気信号のパルスに変換して
出力する光検出器と、前記光検出器が繰り返し出力する
パルスの数、またはパルス列の継続時間、または連続す
るパルスの振幅変化を測定する手段からなり、前記光検
出器が繰り返し出力するパルスの数または、パルス列の
継続時間とパルス周期あるいは、連続するパルスの振幅
変化に基づき、前記光増幅器の利得、前記帯域通過光フ
ィルタの帯域幅、光の振動数、および前記光パルスの光
強度とから、前記光増幅器の雑音指数を算出することを
特徴としている。
る光増幅器の雑音指数測定装置は、光合波器と、帯域通
過光フィルタと、光減衰器と、光分岐器とを有し、測定
対象たる光増幅器が介挿されることにより光信号の周回
路を形成する回路であり、前記光減衰器は、該周回路の
周回毎の光パルス強度が一定となるよう周回する光パル
スに減衰量を与える光周回路と、前記光周回路を光信号
が１周回する時間より短いパルス幅を有する光パルス
を、前記光合波器を介して前記光周回路に１個入力する
光パルス発生部と、前記光分岐器を介して前記光周回路
から出力される光パルスを電気信号のパルスに変換して
出力する光検出器と、前記光検出器が繰り返し出力する
パルスの数、またはパルス列の継続時間、または連続す
るパルスの振幅変化を測定する手段からなり、前記光検
出器が繰り返し出力するパルスの数または、パルス列の
継続時間とパルス周期あるいは、連続するパルスの振幅
変化に基づき、前記光増幅器の利得、前記帯域通過光フ
ィルタの帯域幅、光の振動数、および前記光パルスの光
強度とから、前記光増幅器の雑音指数を算出することを
特徴としている。
【０００６】請求項２に係る発明による光増幅器の雑音
指数測定装置は、請求項１に係る発明において、前記光
減衰器は、減衰量を制御可能な可変型光減衰器であるこ
とを特徴としている。
指数測定装置は、請求項１に係る発明において、前記光
減衰器は、減衰量を制御可能な可変型光減衰器であるこ
とを特徴としている。
【０００７】請求項３に係る発明による光増幅器の雑音
指数測定装置は、請求項１もしくは請求項２に係る発明
において、前記光パルス発生部は、出力する光パルスの
波長を制御可能な波長可変光源であり、前記帯域通過光
フィルタは、通過波長または通過帯域の中心波長が制御
可能な波長可変帯域フィルタであることを特徴としてい
る。
指数測定装置は、請求項１もしくは請求項２に係る発明
において、前記光パルス発生部は、出力する光パルスの
波長を制御可能な波長可変光源であり、前記帯域通過光
フィルタは、通過波長または通過帯域の中心波長が制御
可能な波長可変帯域フィルタであることを特徴としてい
る。
【０００８】請求項４に係る発明による光増幅器の雑音
指数測定装置は、請求項１、請求項２、もしくは請求項
３に係る発明において、前記光パルス発生部は、直流の
光信号を出力する光源と、該光信号を光パルスに変換す
る光スイッチとからなり、前記光周回路は、前記光パル
スのパルス幅を制御可能な光遅延線路を有することを特
徴としている。
指数測定装置は、請求項１、請求項２、もしくは請求項
３に係る発明において、前記光パルス発生部は、直流の
光信号を出力する光源と、該光信号を光パルスに変換す
る光スイッチとからなり、前記光周回路は、前記光パル
スのパルス幅を制御可能な光遅延線路を有することを特
徴としている。
【０００９】
【作用】上記構成によれば、光合波器を介して光周回路
に入射した光パルスは、光増幅器において増幅され、光
減衰器、帯域通過フィルタ、光合波器、および光分岐器
等の通過損失により減衰されて周回する。この時、光増
幅器において自然放出光が発生し、光パルスが周回する
度にこの自然放出光は積算される。それによって、光分
岐器から出力される光パルス間の光強度は、積算される
自然放出光により周回数の増加と共に増加し、最終的に
光パルスの光強度と等しくなる。従って、光検出器から
繰り返し出力されるパルスの数または、パルス列の継続
時間とパルス周期または、パルスの振幅変化を測定す
る。そして、この値に基づき、予め設定された、光増幅
器の利得、帯域通過フィルタの帯域幅、光の振動数、お
よび光パルスの光強度とから、光増幅器の雑音指数が算
出される。
に入射した光パルスは、光増幅器において増幅され、光
減衰器、帯域通過フィルタ、光合波器、および光分岐器
等の通過損失により減衰されて周回する。この時、光増
幅器において自然放出光が発生し、光パルスが周回する
度にこの自然放出光は積算される。それによって、光分
岐器から出力される光パルス間の光強度は、積算される
自然放出光により周回数の増加と共に増加し、最終的に
光パルスの光強度と等しくなる。従って、光検出器から
繰り返し出力されるパルスの数または、パルス列の継続
時間とパルス周期または、パルスの振幅変化を測定す
る。そして、この値に基づき、予め設定された、光増幅
器の利得、帯域通過フィルタの帯域幅、光の振動数、お
よび光パルスの光強度とから、光増幅器の雑音指数が算
出される。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の一実施例
について説明する。 §１．第１実施例 図１はこの発明の第１実施例による光増幅器の雑音指数
測定装置の構成を示すブロック図である。この図におい
て、１は単一波長光源であり、図２（ａ）に示すような
単一の光パルスＰinを光周回路１４へ入射する。光周回
路１４は、光合波器２、光分岐器３、被測定光増幅器
４、帯域通過光フィルタ５、および光減衰器６から構成
され、上記光パルスＰinを１周回あたり時間τで周回さ
せる。ここで、光パルスＰinのパルス幅ｔは、１周回に
かかる時間τよりも小さいものとする。
について説明する。 §１．第１実施例 図１はこの発明の第１実施例による光増幅器の雑音指数
測定装置の構成を示すブロック図である。この図におい
て、１は単一波長光源であり、図２（ａ）に示すような
単一の光パルスＰinを光周回路１４へ入射する。光周回
路１４は、光合波器２、光分岐器３、被測定光増幅器
４、帯域通過光フィルタ５、および光減衰器６から構成
され、上記光パルスＰinを１周回あたり時間τで周回さ
せる。ここで、光パルスＰinのパルス幅ｔは、１周回に
かかる時間τよりも小さいものとする。
【００１１】光合波器２は、光周回路１４を周回する光
信号と、単一波長光源１からの光パルスＰinとを合波し
て出力する。光分岐器３は、光周回路１４を周回する光
信号の一部を光検出器７へ出力する。被測定光増幅器４
は、光ファイバ増幅器であり、その構成については後述
する。帯域通過光フィルタ５は、光パルスＰinの波長を
含む一定幅の通過帯域を有し、入力される光信号のうち
その通過帯域内にあるものを通過させる。光減衰器６
は、光周回路１４を周回する光信号に一定の減衰を与え
る。この光減衰器６の減衰量は、光パルスが周回路１４
内を１周回することにより元の光パルス強度と等しくな
るように設定されている。また、光検出器７は、光分岐
器３から供給される光信号を、電気信号に変換する。８
はパルス数測定手段で、たとえば、パルスカウンタを用
い、この光検出器７の出力する電気信号のパルス数を測
定する。そして、パルス数測定手段８により求められた
パルス数に基づいて被測定光増幅器４の雑音指数が算出
される。
信号と、単一波長光源１からの光パルスＰinとを合波し
て出力する。光分岐器３は、光周回路１４を周回する光
信号の一部を光検出器７へ出力する。被測定光増幅器４
は、光ファイバ増幅器であり、その構成については後述
する。帯域通過光フィルタ５は、光パルスＰinの波長を
含む一定幅の通過帯域を有し、入力される光信号のうち
その通過帯域内にあるものを通過させる。光減衰器６
は、光周回路１４を周回する光信号に一定の減衰を与え
る。この光減衰器６の減衰量は、光パルスが周回路１４
内を１周回することにより元の光パルス強度と等しくな
るように設定されている。また、光検出器７は、光分岐
器３から供給される光信号を、電気信号に変換する。８
はパルス数測定手段で、たとえば、パルスカウンタを用
い、この光検出器７の出力する電気信号のパルス数を測
定する。そして、パルス数測定手段８により求められた
パルス数に基づいて被測定光増幅器４の雑音指数が算出
される。
【００１２】次に、図３に、被測定光増幅器４の構成を
示す。この図に示すように、被測定光増幅器４は、希土
類添加光ファイバ４ａ、光合波器４ｂ、および励起光源
４ｃとから構成される。そして、入力光信号λ0 は、光
合波器４ｂにより、励起光源４ｃからの励起光λ1 が希
土類添加光ファイバ４ａに入力され、希土類添加ファイ
バ４ａ内部で誘導放出が発生し、光合波器４ｂから出力
され、入力光信号が増幅される。以上のような構成にお
いて、上述したように、光パルスが周回路１４内を１周
回することにより元の光パルス強度と等しくなるよう、
光減衰器６が選択されている場合、単一波長光源１から
光合波器２に入力された光パルスＰinは、永遠に周回を
繰り返し、各光パルスの光強度が等しい光パルス列を無
限に形成するはずである。しかしながら、実際には、被
測定光増幅器４において自然放出光が発生するため、上
述したような光パルス列は形成されず、光パルス列のパ
ルス数は有限となる。以下、具体的に説明する。
示す。この図に示すように、被測定光増幅器４は、希土
類添加光ファイバ４ａ、光合波器４ｂ、および励起光源
４ｃとから構成される。そして、入力光信号λ0 は、光
合波器４ｂにより、励起光源４ｃからの励起光λ1 が希
土類添加光ファイバ４ａに入力され、希土類添加ファイ
バ４ａ内部で誘導放出が発生し、光合波器４ｂから出力
され、入力光信号が増幅される。以上のような構成にお
いて、上述したように、光パルスが周回路１４内を１周
回することにより元の光パルス強度と等しくなるよう、
光減衰器６が選択されている場合、単一波長光源１から
光合波器２に入力された光パルスＰinは、永遠に周回を
繰り返し、各光パルスの光強度が等しい光パルス列を無
限に形成するはずである。しかしながら、実際には、被
測定光増幅器４において自然放出光が発生するため、上
述したような光パルス列は形成されず、光パルス列のパ
ルス数は有限となる。以下、具体的に説明する。
【００１３】図２（ｂ）に、光分岐器３から出力される
光パルス列の波形を示す。ここで、単一波長光源１から
入力される光パルスＰinの光出力をＰp とし、光パルス
Ｐinが周回せず直接光分岐器３から出力される光パルス
を、光パルスＰout0とし、その光強度をＰ0とする。ま
た、光パルスＰin が１〜ｎ周回した後に光分器３から
出力される光パルスを、光パルスＰout1〜Ｐoutnとす
る。図２（ｂ）に示すように、光パルスＰinが１周回し
た際に被測定光増幅器４において発生する自然放出光
は、光パルスＰout1と光パルスＰout2との間で観測でき
る。この自然放出光の光強度をＰaseとすると、光パル
スＰinが２周回した際に発生する自然放出光の光強度は
２×Ｐaseとなる。従って、光パルスＰout2と光パルス
Ｐout3との間に、光強度が２×Ｐaseの自然放出光が出
力される。同様に、光パルスＰout3と光パルスＰout4と
の間には、光強度が３×Ｐaseの自然放出光が出力され
る。このように、自然放出光は周回数が増すにつれて積
算されるため、最終的に光パルスＰout0〜Ｐoutnの光強
度Ｐ0と等しくなる。
光パルス列の波形を示す。ここで、単一波長光源１から
入力される光パルスＰinの光出力をＰp とし、光パルス
Ｐinが周回せず直接光分岐器３から出力される光パルス
を、光パルスＰout0とし、その光強度をＰ0とする。ま
た、光パルスＰin が１〜ｎ周回した後に光分器３から
出力される光パルスを、光パルスＰout1〜Ｐoutnとす
る。図２（ｂ）に示すように、光パルスＰinが１周回し
た際に被測定光増幅器４において発生する自然放出光
は、光パルスＰout1と光パルスＰout2との間で観測でき
る。この自然放出光の光強度をＰaseとすると、光パル
スＰinが２周回した際に発生する自然放出光の光強度は
２×Ｐaseとなる。従って、光パルスＰout2と光パルス
Ｐout3との間に、光強度が２×Ｐaseの自然放出光が出
力される。同様に、光パルスＰout3と光パルスＰout4と
の間には、光強度が３×Ｐaseの自然放出光が出力され
る。このように、自然放出光は周回数が増すにつれて積
算されるため、最終的に光パルスＰout0〜Ｐoutnの光強
度Ｐ0と等しくなる。
【００１４】一般に、光ファイバ増幅器の自然放出光強
度Ｐaseと雑音指数ＮＦとの関係は、以下の式によって
表される。 Ｐase＝ｈ×ν×ＮＦ×（Ｇ−１）×Ｂ … ここで、ｈはプランク定数、νは光の振動数、Ｇは利
得、Ｂは帯域通過フィルタの帯域幅を示す。上述したよ
うに、光パルスが周回路１４内を１周回した後の強度が
元の光パルス強度と等しい場合、ｎ周回後の自然放出光
強度はｎ×Ｐaseとなる。従って、図２（ｂ）に示すよ
うに、ｎ周回後の自然放出光強度ｎ×Ｐaseが光パルス
強度Ｐ0と等しくなったと仮定すると、式より、雑音
指数ＮＦは以下の式によって表される。 ＮＦ＝Ｐ0／｛ｎ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルスカウンタ等によるパルス数測定手段８によって
求められる光パルスの数ｎとに基づき、式に従って雑
音指数ＮＦを算出する。
度Ｐaseと雑音指数ＮＦとの関係は、以下の式によって
表される。 Ｐase＝ｈ×ν×ＮＦ×（Ｇ−１）×Ｂ … ここで、ｈはプランク定数、νは光の振動数、Ｇは利
得、Ｂは帯域通過フィルタの帯域幅を示す。上述したよ
うに、光パルスが周回路１４内を１周回した後の強度が
元の光パルス強度と等しい場合、ｎ周回後の自然放出光
強度はｎ×Ｐaseとなる。従って、図２（ｂ）に示すよ
うに、ｎ周回後の自然放出光強度ｎ×Ｐaseが光パルス
強度Ｐ0と等しくなったと仮定すると、式より、雑音
指数ＮＦは以下の式によって表される。 ＮＦ＝Ｐ0／｛ｎ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルスカウンタ等によるパルス数測定手段８によって
求められる光パルスの数ｎとに基づき、式に従って雑
音指数ＮＦを算出する。
【００１５】§２．第２実施例 図４は、この発明の第２実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例におけるパルス数測
定手段８の代わりに、パルス列継続時間測定手段９が設
けられている。図２（ｂ）に示すように、パルス列継続
時間Ｔがパルス列継続時間測定手段９より測定された場
合、光パルスが光周回路１４を１周回する時間であるパ
ルス周期τとパルス列継続時間Ｔより、雑音指数ＮＦは
以下の式によって表される。 ＮＦ＝Ｐ0／｛（Ｔ／τ）×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルス列継続時間測定手段９より光パルスが光周回路
１４を１周回する時間であるパルス周期τとパルス列継
続時間Ｔに基づき、式に従って雑音指数ＮＦを算出す
る。
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例におけるパルス数測
定手段８の代わりに、パルス列継続時間測定手段９が設
けられている。図２（ｂ）に示すように、パルス列継続
時間Ｔがパルス列継続時間測定手段９より測定された場
合、光パルスが光周回路１４を１周回する時間であるパ
ルス周期τとパルス列継続時間Ｔより、雑音指数ＮＦは
以下の式によって表される。 ＮＦ＝Ｐ0／｛（Ｔ／τ）×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルス列継続時間測定手段９より光パルスが光周回路
１４を１周回する時間であるパルス周期τとパルス列継
続時間Ｔに基づき、式に従って雑音指数ＮＦを算出す
る。
【００１６】§３．第３実施例 図５は、この発明の第３実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例におけるパルス数測
定手段８あるいは、第２実施例におけるパルス列継続時
間測定手段９の代わりに、連続するパルスの振幅変化測
定手段１０が設けられている。図２（ｃ）に図２（ｂ）
と対応させて光分岐器３から出力される光パルス列の波
形を示す。図２（ｃ）に示すように、パルスの振幅変化
測定手段１０は、例えば、時間範囲ΔＴあるいは連続し
たパルスのパルス数ΔＮに対応するパルス振幅の変化Δ
Ｖを測定する。パルス振幅の変化ΔＶは言い換えると、
時間範囲ΔＴあるいは連続したパルスのパルス数ΔＮに
対応する自然放出光の増加量であるので、式より雑音
指数は以下の式によって表される。 ＮＦ＝ΔＶ／｛ΔＮ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … また、時間範囲ΔＴはパルス数ΔＮとパルス周期τの積
で表されるため以下の式によって表される。 ＮＦ＝ΔＶ×τ／｛ΔＴ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルスの振幅変化測定手段１０より測定された、時間
範囲ΔＴあるいは連続するパルス数ΔＮに対応するパル
ス振幅の変化ΔＶとに基づき、式あるいは式に従っ
て雑音指数ＮＦを算出する。
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例におけるパルス数測
定手段８あるいは、第２実施例におけるパルス列継続時
間測定手段９の代わりに、連続するパルスの振幅変化測
定手段１０が設けられている。図２（ｃ）に図２（ｂ）
と対応させて光分岐器３から出力される光パルス列の波
形を示す。図２（ｃ）に示すように、パルスの振幅変化
測定手段１０は、例えば、時間範囲ΔＴあるいは連続し
たパルスのパルス数ΔＮに対応するパルス振幅の変化Δ
Ｖを測定する。パルス振幅の変化ΔＶは言い換えると、
時間範囲ΔＴあるいは連続したパルスのパルス数ΔＮに
対応する自然放出光の増加量であるので、式より雑音
指数は以下の式によって表される。 ＮＦ＝ΔＶ／｛ΔＮ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … また、時間範囲ΔＴはパルス数ΔＮとパルス周期τの積
で表されるため以下の式によって表される。 ＮＦ＝ΔＶ×τ／｛ΔＴ×ｈ×ν×（Ｇ−１）×Ｂ｝ … 本実施例では、各既知の値である被測定光増幅器４の利
得Ｇ（もしくは、被測定光増幅器４を除く光周回路１４
の損失合計）、帯域通過光フィルタ５の帯域幅Ｂ、光の
振動数ν、光分岐器３から出力される光パルス強度Ｐ0
とパルスの振幅変化測定手段１０より測定された、時間
範囲ΔＴあるいは連続するパルス数ΔＮに対応するパル
ス振幅の変化ΔＶとに基づき、式あるいは式に従っ
て雑音指数ＮＦを算出する。
【００１７】§４．第４実施例 図６は、この発明の第４実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例における光減衰器６
の代わりに、可変型光減衰器１１が設けられている。図
３に示すように、希土類添加光ファイバ４ａにおける利
得は、光合波器４ｂに入力される励起光源４ｃの励起光
λ1 の光強度によって変えられ得る。第４実施例におい
ては、可変型光減衰器１１の光減衰量を調節することに
より、光周回路１５の損失を被測定光増幅器４の利得と
等しくすることができる。従って、利得を決定する被測
定光増幅器４の励起光λ1 の強度を任意に選択すること
ができるため、雑音指数の励起光強度依存性、もしくは
利得依存性を測定することが可能となる。
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、第１実施例における光減衰器６
の代わりに、可変型光減衰器１１が設けられている。図
３に示すように、希土類添加光ファイバ４ａにおける利
得は、光合波器４ｂに入力される励起光源４ｃの励起光
λ1 の光強度によって変えられ得る。第４実施例におい
ては、可変型光減衰器１１の光減衰量を調節することに
より、光周回路１５の損失を被測定光増幅器４の利得と
等しくすることができる。従って、利得を決定する被測
定光増幅器４の励起光λ1 の強度を任意に選択すること
ができるため、雑音指数の励起光強度依存性、もしくは
利得依存性を測定することが可能となる。
【００１８】§５．第５実施例 図７は、この発明の第５実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、単一波長光源１の代わりに波長
可変光源１２が設けられると共に、帯域通過光フィルタ
５の代わりに波長可変型帯域通過光フィルタ１３が設け
られている。このような構成により、波長可変光源１２
から光周回路１６へ入力する光パルスの波長を変え、そ
れに対応して波長可変型帯域通過光フィルタ１３の帯域
幅を調節することができる。そのため、各波長における
被測定光増幅器４の雑音指数を測定することができ、雑
音指数の波長依存性の測定が可能となる。
数測定装置の構成を示すブロック図である。この図に示
す雑音指数測定装置は、単一波長光源１の代わりに波長
可変光源１２が設けられると共に、帯域通過光フィルタ
５の代わりに波長可変型帯域通過光フィルタ１３が設け
られている。このような構成により、波長可変光源１２
から光周回路１６へ入力する光パルスの波長を変え、そ
れに対応して波長可変型帯域通過光フィルタ１３の帯域
幅を調節することができる。そのため、各波長における
被測定光増幅器４の雑音指数を測定することができ、雑
音指数の波長依存性の測定が可能となる。
【００１９】§６．第６実施例 図８は、この発明の第６実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。第６実施例
では、上述した第１〜第５実施例による雑音指数測定装
置に、光スイッチ１８および光遅延線路１９が設けられ
ている。なお、図８においては、第１実施例による装置
が用いられている。この図において、単一波長光源１は
直流の光信号を出力し、光スイッチ１８はこの光信号を
光パルスに変換して、光合波器２に出力する。光周回路
１７内に設けられた光遅延線路１９は、光スイッチ１８
によって形成された光パルスの幅ｔが、光信号が光周回
路１７を１周回する時間τより短くなるように調節す
る。これにより、光パルスの幅ｔをより自由に選択する
ことが可能となり、高速に光パルスを発光する機能を単
一波長光源１に設ける必要がなくなる。
数測定装置の構成を示すブロック図である。第６実施例
では、上述した第１〜第５実施例による雑音指数測定装
置に、光スイッチ１８および光遅延線路１９が設けられ
ている。なお、図８においては、第１実施例による装置
が用いられている。この図において、単一波長光源１は
直流の光信号を出力し、光スイッチ１８はこの光信号を
光パルスに変換して、光合波器２に出力する。光周回路
１７内に設けられた光遅延線路１９は、光スイッチ１８
によって形成された光パルスの幅ｔが、光信号が光周回
路１７を１周回する時間τより短くなるように調節す
る。これにより、光パルスの幅ｔをより自由に選択する
ことが可能となり、高速に光パルスを発光する機能を単
一波長光源１に設ける必要がなくなる。
【００２０】なお、第１実施例から第６実施例におい
て、単一波長光源１として、例えば半導体分布帰還型レ
ーザ、半導体分布反射型レーザ、気体レーザ、固体レー
ザ、もしくは色素レーザ等を用いることができる。ま
た、光スイッチ１８としては、例えば、音響光学効果を
用いた光スイッチ、電気光学効果を用いた光スイッチ、
もしくは、半導体光スイッチ等を用いることができる。
て、単一波長光源１として、例えば半導体分布帰還型レ
ーザ、半導体分布反射型レーザ、気体レーザ、固体レー
ザ、もしくは色素レーザ等を用いることができる。ま
た、光スイッチ１８としては、例えば、音響光学効果を
用いた光スイッチ、電気光学効果を用いた光スイッチ、
もしくは、半導体光スイッチ等を用いることができる。
【００２１】また、第１実施例から第６実施例の光周回
路１４，１５，１６，１７を構成する部品の順序は、図
１および図４〜図８に示される順序には限定されない。
路１４，１５，１６，１７を構成する部品の順序は、図
１および図４〜図８に示される順序には限定されない。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または、
請求項２または請求項３記載の発明によれば、従来の測
定法のように、光学系における反射によりビート雑音の
影響を受けたり、入力光信号が大きい場合に迷光の影響
を受けたりすることがなく、正確に雑音指数を測定する
ことができる。また、低雑音の光検出器、電気スペクト
ラムアナライザもしくは光スペクトラムアナライザ等の
装置を必要としないため、構成を容易とすることができ
るという効果がある。また、請求項２記載の発明によれ
ば、光増幅器の利得を任意に変更することができるた
め、雑音指数の励起光強度依存性、もしくは利得依存性
を測定することができる。また、請求項３記載の発明に
よれば、光周回路に入射する光パルスの波長を変えるこ
とができるため、各波長における光増幅器の雑音指数を
測定することができる。更に、請求項４記載の発明によ
れば、光パルスの幅を自由に選択することができる。
請求項２または請求項３記載の発明によれば、従来の測
定法のように、光学系における反射によりビート雑音の
影響を受けたり、入力光信号が大きい場合に迷光の影響
を受けたりすることがなく、正確に雑音指数を測定する
ことができる。また、低雑音の光検出器、電気スペクト
ラムアナライザもしくは光スペクトラムアナライザ等の
装置を必要としないため、構成を容易とすることができ
るという効果がある。また、請求項２記載の発明によれ
ば、光増幅器の利得を任意に変更することができるた
め、雑音指数の励起光強度依存性、もしくは利得依存性
を測定することができる。また、請求項３記載の発明に
よれば、光周回路に入射する光パルスの波長を変えるこ
とができるため、各波長における光増幅器の雑音指数を
測定することができる。更に、請求項４記載の発明によ
れば、光パルスの幅を自由に選択することができる。
【図１】この発明の第１実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施例において（ａ）単一波長光源１より出
力される光パルスＰinを示す波形図、および（ｂ），
（ｃ）光分岐器３から出力される光信号を示す波形図で
ある。
力される光パルスＰinを示す波形図、および（ｂ），
（ｃ）光分岐器３から出力される光信号を示す波形図で
ある。
【図３】被測定光増幅器４の構成を示すブロック図であ
る。
る。
【図４】この発明の第２実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】この発明の第３実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の第４実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】この発明の第５実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
【図８】この発明の第６実施例による光増幅器の雑音指
数測定装置の構成を示すブロック図である。
数測定装置の構成を示すブロック図である。
１ 単一波長光源 ２ 光合波器 ３ 光分岐器 ４ 被測定光増幅器 ４ａ 希土類添加光ファイバ ４ｂ 光合波器 ４ｃ 励起光源 ５ 帯域通過光フィルタ ６ 光減衰器 ７ 光検出器 ８ パルス数測定手段 ９ パルス列継続時間測定手段 １０ パルス振幅変化測定手段 １１ 可変型光減衰器 １２ 波長可変光源 １３ 波長可変型帯域通過光フィルタ １４，１５，１６，１７ 光周回路 １８ 光スイッチ １９ 光遅延線路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 清司 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 光合波器と、帯域通過光フィルタと、光
減衰器と、光分岐器とを有し、測定対象たる光増幅器が
介挿されることにより光信号の周回路を形成する回路で
あり、前記光減衰器は、該周回路の周回毎の光パルス強
度が一定となるよう周回する光パルスに減衰量を与える
光周回路と、 前記光周回路を光信号が１周回する時間より短いパルス
幅を有する光パルスを、前記光合波器を介して前記光周
回路に１個入力する光パルス発生部と、 前記光分岐器を介して前記光周回路から出力される光パ
ルスを電気信号のパルスに変換して出力する光検出器
と、 前記光検出器が繰り返し出力するパルスの数、またはパ
ルス列の継続時間、または連続するパルスの振幅変化を
測定する手段からなり、 前記光検出器が繰り返し出力するパルスの数または、パ
ルス列の継続時間とパルス周期あるいは、連続するパル
スの振幅変化に基づき、前記光増幅器の利得、前記帯域
通過光フィルタの帯域幅、光の振動数、および前記光パ
ルスの光強度とから、前記光増幅器の雑音指数を算出す
ることを特徴とする光増幅器の雑音指数測定装置。 - 【請求項２】 前記光減衰器は、減衰量を制御可能な可
変型光減衰器であることを特徴とする請求項１記載の光
増幅器の雑音指数測定装置。 - 【請求項３】 前記光パルス発生部は、出力する光パル
スの波長を制御可能な波長可変光源であり、 前記帯域通過光フィルタは、通過波長または通過帯域の
中心波長の制御可能な波長可変型帯域通過光フィルタで
あることを特徴とする請求項１もしくは請求項２記載の
光増幅器の雑音指数測定装置。 - 【請求項４】 前記光パルス発生部は、直流の光信号を
出力する光源と、該光信号を光パルスに変換する光スイ
ッチとからなり、 前記光周回路は、前記光パルスのパルス幅を制御可能な
光遅延線路を有することを特徴とする請求項１、請求項
２、もしくは請求項３記載の光増幅器の雑音指数測定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258401A JPH08122208A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 光増幅器の雑音指数測定装置 |
| US08/547,664 US5574534A (en) | 1994-10-24 | 1995-10-24 | Apparatus for determining noise factor of optical amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6258401A JPH08122208A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 光増幅器の雑音指数測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122208A true JPH08122208A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17319729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6258401A Withdrawn JPH08122208A (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 光増幅器の雑音指数測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5574534A (ja) |
| JP (1) | JPH08122208A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678988B1 (en) * | 1994-04-11 | 1999-02-03 | Hewlett-Packard GmbH | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
| JP3462938B2 (ja) * | 1995-06-30 | 2003-11-05 | 安藤電気株式会社 | 波長多重時の雑音指数測定方法および測定装置 |
| JP3531768B2 (ja) * | 1995-08-15 | 2004-05-31 | 安藤電気株式会社 | 光増幅器雑音指数測定方法および装置 |
| US5655039A (en) * | 1995-12-22 | 1997-08-05 | Corning, Inc. | Nonlinear optical loop mirror device including dispersion decreasing fiber |
| US6016213A (en) * | 1996-07-08 | 2000-01-18 | Ditech Corporation | Method and apparatus for optical amplifier gain and noise figure measurement |
| KR100433296B1 (ko) * | 1997-08-13 | 2004-07-16 | 삼성전자주식회사 | 다채널용 광증폭기의 이득 측정장치 |
| CA2305144A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-04-29 | Alan F. Evans | Nonlinear optical loop mirror with adiabatic pulse compression |
| GB0012554D0 (en) * | 2000-05-24 | 2000-07-12 | Bae Systems Electronics Limite | Improvements in or relating to optical delay lines |
| DE10239304A1 (de) * | 2002-08-27 | 2004-03-11 | Siemens Ag | Verfahren zur Ermittlung des Gewinnspektrums eines Raman-Verstärkers in einem WDM-Übertragungssystem |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05211482A (ja) * | 1992-01-31 | 1993-08-20 | Fujitsu Ltd | 光増幅中継器 |
| US5471334A (en) * | 1992-10-21 | 1995-11-28 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Method and apparatus for monitoring noise figure of optical amplifier |
| JP3203611B2 (ja) * | 1994-02-14 | 2001-08-27 | 日本電信電話株式会社 | 雑音指数測定方法および装置 |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP6258401A patent/JPH08122208A/ja not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-10-24 US US08/547,664 patent/US5574534A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5574534A (en) | 1996-11-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020115 |