JPH09214035A - 波長多重光増幅器の評価測定装置および方法 - Google Patents
波長多重光増幅器の評価測定装置および方法Info
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- JPH09214035A JPH09214035A JP8021517A JP2151796A JPH09214035A JP H09214035 A JPH09214035 A JP H09214035A JP 8021517 A JP8021517 A JP 8021517A JP 2151796 A JP2151796 A JP 2151796A JP H09214035 A JPH09214035 A JP H09214035A
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- H04B10/073—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an out-of-service signal
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光増幅器の製造検査、納入検査、経年劣化の
検査に際して測定者によって差を生じることなく、光増
幅器の特性を簡便かつ高い精度で測定することができる
とともに、多数の光増幅器を連続的に測定することがで
きる光増幅器評価測定装置および方法を提供する。 【解決手段】 各々波長の異なる複数の光源に対して強
度変調を与え、各光源が発する光信号を合成して被測定
光増幅器の入力に与え、被測定光増幅器から出力される
光信号を光／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁
別電力検出手段によって電気信号から各々異なる周波数
毎の光変調電力ならびに各周波数から十分離間した帯域
における雑音電力を検出し、被測定光増幅器の利得、な
らびに雑音指数を導出する際の、各光源が有する相対強
度雑音による影響を排除する。
検査に際して測定者によって差を生じることなく、光増
幅器の特性を簡便かつ高い精度で測定することができる
とともに、多数の光増幅器を連続的に測定することがで
きる光増幅器評価測定装置および方法を提供する。 【解決手段】 各々波長の異なる複数の光源に対して強
度変調を与え、各光源が発する光信号を合成して被測定
光増幅器の入力に与え、被測定光増幅器から出力される
光信号を光／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁
別電力検出手段によって電気信号から各々異なる周波数
毎の光変調電力ならびに各周波数から十分離間した帯域
における雑音電力を検出し、被測定光増幅器の利得、な
らびに雑音指数を導出する際の、各光源が有する相対強
度雑音による影響を排除する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、複数の異なる波
長を有する多重信号光を光増幅器で増幅する際におけ
る、各波長毎の利得ならびに雑音指数などの基本特性を
測定する波長多重光増幅器の評価装置および方法に関す
る。
長を有する多重信号光を光増幅器で増幅する際におけ
る、各波長毎の利得ならびに雑音指数などの基本特性を
測定する波長多重光増幅器の評価装置および方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】現在研究が進められている代表的な光増
幅器の一例として、半導体レーザ励振器のレーザ光出射
端面に、特殊な無反射コーティングを施すことによって
レーザ発振を抑制した半導体光増幅器がある。また他の
一例として、エルビウムやプラセオジウム等の希土類元
素を添加した希土類元素添加ファイバを使用した光ファ
イバ増幅器も挙げられる。
幅器の一例として、半導体レーザ励振器のレーザ光出射
端面に、特殊な無反射コーティングを施すことによって
レーザ発振を抑制した半導体光増幅器がある。また他の
一例として、エルビウムやプラセオジウム等の希土類元
素を添加した希土類元素添加ファイバを使用した光ファ
イバ増幅器も挙げられる。
【０００３】後者の光ファイバ増幅器は、希土類元素添
加光ファイバに励起光を入力することにより、希土類元
素の異なるエネルギー準位間に反転分布を形成する。こ
の結果、励起状態の準位間エネルギーに等しい信号光が
入射されると、誘導放出によって信号光の光増幅作用が
実現される。このとき希土類元素添加光ファイバから
は、増幅された信号光に加え、広帯域な自然放出光（AS
E:Amplified Spontaneous Emission）が出力される。
加光ファイバに励起光を入力することにより、希土類元
素の異なるエネルギー準位間に反転分布を形成する。こ
の結果、励起状態の準位間エネルギーに等しい信号光が
入射されると、誘導放出によって信号光の光増幅作用が
実現される。このとき希土類元素添加光ファイバから
は、増幅された信号光に加え、広帯域な自然放出光（AS
E:Amplified Spontaneous Emission）が出力される。
【０００４】上述した光増幅器の出力における信号光の
平均光子数〈Ｎo〉は、
平均光子数〈Ｎo〉は、
【数１】 となり、また分散Σo 2は、
【数２】 となる。ここで、Ｇは光増幅器の利得、〈Ｎi〉は平均入
力光子数、ｎspは反転分布パラメーター、Δνは自然放
出光の光周波数帯域幅を示している。
力光子数、ｎspは反転分布パラメーター、Δνは自然放
出光の光周波数帯域幅を示している。
【０００５】また、mtは自然放出光横モード数を示して
おり、光ファイバ増幅器のような偏波無依存光増幅器の
場合、mt＝２、半導体光増幅器の場合、mt＝１である。
おり、光ファイバ増幅器のような偏波無依存光増幅器の
場合、mt＝２、半導体光増幅器の場合、mt＝１である。
【０００６】上述（１）式の第１項は増幅された信号光
を表し、同第２項は自然放出光光を表している。また、
（２）式の第１項は増幅された信号光のショット雑音を
表し、同第２項は自然放出光のショット雑音、さらに第
３項は信号光と自然放出光とによるビート雑音を表し、
第４項は自然放出光間ビート雑音を表している。
を表し、同第２項は自然放出光光を表している。また、
（２）式の第１項は増幅された信号光のショット雑音を
表し、同第２項は自然放出光のショット雑音、さらに第
３項は信号光と自然放出光とによるビート雑音を表し、
第４項は自然放出光間ビート雑音を表している。
【０００７】光増幅器の雑音指数Ｆは、光増幅器の入出
力間のＳ／Ｎの比で定義されるため、
力間のＳ／Ｎの比で定義されるため、
【数３】 および
【数４】 で与えられる。ここで、ｅは電子の電荷、Ｂeは光/電気
変換器の等価雑音帯域幅、〈Ｎsig〉は平均信号光子
数、またΣ2は分散である。
変換器の等価雑音帯域幅、〈Ｎsig〉は平均信号光子
数、またΣ2は分散である。
【０００８】（３）式に示される（Ｓ／Ｎ）inは、
（１）式および（２）式において、Ｇに１を代入したも
のを（４）式へ代入することで得られる。一方（Ｓ／
Ｎ）outは、（４）式に（１）式および（２）式を代入す
ることで得られる。
（１）式および（２）式において、Ｇに１を代入したも
のを（４）式へ代入することで得られる。一方（Ｓ／
Ｎ）outは、（４）式に（１）式および（２）式を代入す
ることで得られる。
【０００９】光増幅器の雑音指数Ｆは、上述の（Ｓ／
Ｎ）inおよび（Ｓ／Ｎ）outを（３）式に代入すること
により、
Ｎ）inおよび（Ｓ／Ｎ）outを（３）式に代入すること
により、
【数５】 で与えられる。
【００１０】ここで、反転分布パラメーターｎspならび
に平均入力光子数〈Ｎi〉は、
に平均入力光子数〈Ｎi〉は、
【数６】 および
【数７】 で表記することができる。
【００１１】（６）式において、ＰASEは全自然放出光光
電力、ｈはプランク定数、νは信号光の周波数またＰin
は入力信号光電力である。ここで光ファイバ増幅器を想
定し、上述のmtを２とすると（５）式は、
電力、ｈはプランク定数、νは信号光の周波数またＰin
は入力信号光電力である。ここで光ファイバ増幅器を想
定し、上述のmtを２とすると（５）式は、
【数８】 と表すことができる。ここで、ＰASESは信号光周波数に
おける自然放出光電力、またΔνSはＰASES測定時の受
光器光周波数帯域幅である。
おける自然放出光電力、またΔνSはＰASES測定時の受
光器光周波数帯域幅である。
【００１２】図１２（ａ）は、従来技術による単波長光
あるいは波長多重光での光増幅器の雑音指数評価を行う
ための構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、従来では通常、光源１０１-1、１０１-2…１０１-n
が出力する各信号光を、光合波器１０２によって合成し
た後に被測定光増幅器１０３に供給する。この被測定光
増幅器１０３によって増幅された信号光を、光スペクト
ラムアナライザ１０４によって測定する。
あるいは波長多重光での光増幅器の雑音指数評価を行う
ための構成を示すブロック図である。同図に示すよう
に、従来では通常、光源１０１-1、１０１-2…１０１-n
が出力する各信号光を、光合波器１０２によって合成し
た後に被測定光増幅器１０３に供給する。この被測定光
増幅器１０３によって増幅された信号光を、光スペクト
ラムアナライザ１０４によって測定する。
【００１３】図１２（ａ）に示す構成において、光源１
０１-1、１０１-2…１０１-nは、各々波長λ-1、λ-2・
・・λ-nの信号光を出力する。図１２（ｂ）、図１２
（ｃ）の各々は、このときに被測定光増幅器１０３に入
力される合成信号光の光スペクトル、あるいは被測定光
増幅器１０３から出力される信号光のスペクトルを示し
ている。
０１-1、１０１-2…１０１-nは、各々波長λ-1、λ-2・
・・λ-nの信号光を出力する。図１２（ｂ）、図１２
（ｃ）の各々は、このときに被測定光増幅器１０３に入
力される合成信号光の光スペクトル、あるいは被測定光
増幅器１０３から出力される信号光のスペクトルを示し
ている。
【００１４】図１２（ｃ）に示したように、被測定光増
幅器１０３から出力される自然放出光は非常に複雑な分
布であるため、信号光ショット雑音と、信号光とＡＳＥ
とによるビート雑音とから、雑音指数Ｆを求める。この
雑音指数Ｆの導出式は、
幅器１０３から出力される自然放出光は非常に複雑な分
布であるため、信号光ショット雑音と、信号光とＡＳＥ
とによるビート雑音とから、雑音指数Ｆを求める。この
雑音指数Ｆの導出式は、
【数９】 と表される。この被測定光増幅器１０３の利得Ｇにあっ
ては、被測定光増幅器１０３から出力される増幅された
信号光電力をＰoutとすると、
ては、被測定光増幅器１０３から出力される増幅された
信号光電力をＰoutとすると、
【数１０】 と表される。
【００１５】波長多重において光増幅器の評価測定を行
うには、光増幅器に入力される波長多重信号光の各波長
成分毎に、上述の（９）式ならびに（１０）式中の各パ
ラメータを測定し、演算することによって可能となる。
うには、光増幅器に入力される波長多重信号光の各波長
成分毎に、上述の（９）式ならびに（１０）式中の各パ
ラメータを測定し、演算することによって可能となる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来技術においては、波長多重信号光の各波長毎の信号
光ショット雑音と、信号光と自然放出光とによるビート
雑音とから、近似で光増幅器の雑音指数Ｆを求めてい
る。このため、実際に光増幅器が使用される波長多重光
通信装置の環境における評価ができないという問題が生
じる。
従来技術においては、波長多重信号光の各波長毎の信号
光ショット雑音と、信号光と自然放出光とによるビート
雑音とから、近似で光増幅器の雑音指数Ｆを求めてい
る。このため、実際に光増幅器が使用される波長多重光
通信装置の環境における評価ができないという問題が生
じる。
【００１７】また図１３（ａ）に示すように、光増幅器
へ入力される波長多重信号光の各波長毎の光強度
Ｐin-n、ならびに図１３（ｂ）に示すように、光増幅器
から出力される波長多重信号光の各波長毎の光強度Ｐ
out-nは、光スペクトラムアナライザで簡便に観測するこ
とが可能である。
へ入力される波長多重信号光の各波長毎の光強度
Ｐin-n、ならびに図１３（ｂ）に示すように、光増幅器
から出力される波長多重信号光の各波長毎の光強度Ｐ
out-nは、光スペクトラムアナライザで簡便に観測するこ
とが可能である。
【００１８】しかしながら各波長毎のＡＳＥ光強度Ｐ
ASES-nにあっては、図１３（ｂ）に示すように光増幅器
から出力される自然放出光ＡＳＥに、増幅された波長多
重信号光が重畳されて観測されるため、その強度を直接
求めることは不可能である。
ASES-nにあっては、図１３（ｂ）に示すように光増幅器
から出力される自然放出光ＡＳＥに、増幅された波長多
重信号光が重畳されて観測されるため、その強度を直接
求めることは不可能である。
【００１９】したがって、ＰASES-nは図１４に示すよう
に、増幅された信号光の前後の自然放出光ＡＳＥのスペ
クトラムから外挿を行い、推定によって求めなければな
らない。
に、増幅された信号光の前後の自然放出光ＡＳＥのスペ
クトラムから外挿を行い、推定によって求めなければな
らない。
【００２０】また、場合によって光偏波制御器と偏光子
とを用いて、ＰASES-n測定時の信号光を抑圧することで
外挿の精度を向上させたり、光スペクトラムアナライザ
の迷光による影響を低減させたりすることもあるが、こ
の方式によっても真値を求めることは非常に困難であ
る。
とを用いて、ＰASES-n測定時の信号光を抑圧することで
外挿の精度を向上させたり、光スペクトラムアナライザ
の迷光による影響を低減させたりすることもあるが、こ
の方式によっても真値を求めることは非常に困難であ
る。
【００２１】さらに図１５に示すように、波長多重信号
光の各波長間隔が非常に狭い場合や、光スペクトラムア
ナライザの測定分解能以下の場合には、光スペクトラム
アナライザの迷光の影響を受ける。このため、ＰASES-n
の測定誤差はより大きくなるという問題がある。
光の各波長間隔が非常に狭い場合や、光スペクトラムア
ナライザの測定分解能以下の場合には、光スペクトラム
アナライザの迷光の影響を受ける。このため、ＰASES-n
の測定誤差はより大きくなるという問題がある。
【００２２】本発明はこのような背景の基になされたも
ので、光増幅器の製造検査、納入検査、経年劣化の検査
に際して測定者によって差を生じることなく、光増幅器
の特性を簡便かつ高い精度で測定することができるとと
もに、多数の光増幅器を連続的に測定することができる
波長多重光増幅器の評価測定装置および方法を提供する
ことを目的とする。
ので、光増幅器の製造検査、納入検査、経年劣化の検査
に際して測定者によって差を生じることなく、光増幅器
の特性を簡便かつ高い精度で測定することができるとと
もに、多数の光増幅器を連続的に測定することができる
波長多重光増幅器の評価測定装置および方法を提供する
ことを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、各々異なる
波長の光信号を発生する複数の光源と、前記複数の光源
に各々異なる周波数で強度変調を与える複数の発振手段
と、前記複数の光源の各々が発生する各光信号を合成し
て被測定光増幅器に多重光信号を供給する光合波手段
と、前記被測定光増幅器が出力する光信号を電気信号に
変換する光／電気変換手段と、前記電気信号が有する電
力の周波数スペクトルを検出する周波数弁別電力検出手
段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記被測定光増
幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に
速い周期の周波数で強度変調された光信号を発生し、前
記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調を
与える周波数毎の光変調電力ならびに前記各周波数から
十分離間した帯域における雑音電力を検出することを特
徴とする。
ために、請求項１に記載の発明にあっては、各々異なる
波長の光信号を発生する複数の光源と、前記複数の光源
に各々異なる周波数で強度変調を与える複数の発振手段
と、前記複数の光源の各々が発生する各光信号を合成し
て被測定光増幅器に多重光信号を供給する光合波手段
と、前記被測定光増幅器が出力する光信号を電気信号に
変換する光／電気変換手段と、前記電気信号が有する電
力の周波数スペクトルを検出する周波数弁別電力検出手
段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記被測定光増
幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に
速い周期の周波数で強度変調された光信号を発生し、前
記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調を
与える周波数毎の光変調電力ならびに前記各周波数から
十分離間した帯域における雑音電力を検出することを特
徴とする。
【００２４】また、請求項２に記載の発明にあっては、
各々異なる波長の光信号を発生する複数の光源と、前記
複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える複数
の発振手段と、前記複数の光源の各々が発生する各光信
号を合成して被測定増幅器に多重光信号を供給する光合
波手段と、前記被測定光増幅器が出力する光信号を各々
異なる波長の複数の光信号に分割する光分波手段と、前
記分波された各々の光信号を電気信号に変換する複数の
光／電気変換手段と、前記各電気信号が有する電力の周
波数スペクトルを検出する複数の周波数弁別電力検出手
段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記被測定光増
幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に
速い周期の周波数で強度変調された光信号を発生し、前
記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調を
与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調電力
ならびに前記各周波数から十分離間した帯域における雑
音電力を検出することを特徴とする。
各々異なる波長の光信号を発生する複数の光源と、前記
複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える複数
の発振手段と、前記複数の光源の各々が発生する各光信
号を合成して被測定増幅器に多重光信号を供給する光合
波手段と、前記被測定光増幅器が出力する光信号を各々
異なる波長の複数の光信号に分割する光分波手段と、前
記分波された各々の光信号を電気信号に変換する複数の
光／電気変換手段と、前記各電気信号が有する電力の周
波数スペクトルを検出する複数の周波数弁別電力検出手
段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記被測定光増
幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に
速い周期の周波数で強度変調された光信号を発生し、前
記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調を
与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調電力
ならびに前記各周波数から十分離間した帯域における雑
音電力を検出することを特徴とする。
【００２５】また、請求項３に記載の発明にあっては、
各々異なる波長の光信号を発生する複数の光源と、前記
複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える複数
の発振手段と、前記複数の光源の各々が発生する各光信
号を各々任意の偏光方向に制御する偏光制御手段と、前
記偏波が制御された各光信号を合成して被測定増幅器に
多重光信号を供給する光合波手段と、前記被測定光増幅
器が出力する光信号から所定の偏光方向の光信号を抽出
する偏光子と、前記偏光子によって抽出された光信号を
電気信号に変換する光／電気変換手段と、前記電気信号
が有する電力の周波数スペクトルを検出する周波数弁別
電力検出手段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記
被測定光増幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命
より十分に速い周期の周波数で強度変調された光信号を
発生し、前記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記
強度変調を与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光
の変調電力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域
における雑音電力を検出することを特徴とする。
各々異なる波長の光信号を発生する複数の光源と、前記
複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える複数
の発振手段と、前記複数の光源の各々が発生する各光信
号を各々任意の偏光方向に制御する偏光制御手段と、前
記偏波が制御された各光信号を合成して被測定増幅器に
多重光信号を供給する光合波手段と、前記被測定光増幅
器が出力する光信号から所定の偏光方向の光信号を抽出
する偏光子と、前記偏光子によって抽出された光信号を
電気信号に変換する光／電気変換手段と、前記電気信号
が有する電力の周波数スペクトルを検出する周波数弁別
電力検出手段とを具備し、前記複数の光源の各々は前記
被測定光増幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命
より十分に速い周期の周波数で強度変調された光信号を
発生し、前記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記
強度変調を与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光
の変調電力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域
における雑音電力を検出することを特徴とする。
【００２６】また、請求項４に記載の発明にあっては、
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の波長多重光増
幅器の評価測定装置では、前記周波数弁別電力検出手段
による検出結果を演算する演算装置を具備することを特
徴とする。
請求項１ないし請求項３の何れかに記載の波長多重光増
幅器の評価測定装置では、前記周波数弁別電力検出手段
による検出結果を演算する演算装置を具備することを特
徴とする。
【００２７】また、請求項５に記載の発明にあっては、
請求項１ないし請求項４の何れかに記載の波長多重光増
幅器の評価測定装置では、前記被測定光増幅器が出力す
る光信号から、所定の波長帯域内の光信号を抽出して前
記光／電気変換手段に供給する光帯域通過フィルタを具
備することを特徴とする。
請求項１ないし請求項４の何れかに記載の波長多重光増
幅器の評価測定装置では、前記被測定光増幅器が出力す
る光信号から、所定の波長帯域内の光信号を抽出して前
記光／電気変換手段に供給する光帯域通過フィルタを具
備することを特徴とする。
【００２８】また、請求項６に記載の発明にあっては、
各々波長の異なる複数の光源に対して、被測定光増幅器
の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に速
く、且つ各々異なる周波数で強度変調を与え、前記各光
源が発する光信号を合成して被測定光増幅器の入力に与
え、被測定光増幅器から出力される光信号を１系統の光
／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力検出
手段によって前記電気信号から前記各々異なる周波数毎
の被測定光増幅器の入出力光の変調電力ならびに前記各
周波数から十分離間した帯域における雑音電力を検出
し、前記被測定光増幅器の利得、ならびに雑音指数を導
出する際の、前記各光源が有する相対強度雑音による影
響を排除することを特長とする。
各々波長の異なる複数の光源に対して、被測定光増幅器
の上準位の原子寿命またはキャリア寿命より十分に速
く、且つ各々異なる周波数で強度変調を与え、前記各光
源が発する光信号を合成して被測定光増幅器の入力に与
え、被測定光増幅器から出力される光信号を１系統の光
／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力検出
手段によって前記電気信号から前記各々異なる周波数毎
の被測定光増幅器の入出力光の変調電力ならびに前記各
周波数から十分離間した帯域における雑音電力を検出
し、前記被測定光増幅器の利得、ならびに雑音指数を導
出する際の、前記各光源が有する相対強度雑音による影
響を排除することを特長とする。
【００２９】また、請求項７に記載の発明にあっては、
請求項６に記載の波長多重光増幅器の評価測定方法で
は、前記複数の光源が発生する各光信号を対応する複数
の光変調器の何れかに供給し、前記複数の光変調器毎に
異なる周波数で強度変調を与えることを特長とする。
請求項６に記載の波長多重光増幅器の評価測定方法で
は、前記複数の光源が発生する各光信号を対応する複数
の光変調器の何れかに供給し、前記複数の光変調器毎に
異なる周波数で強度変調を与えることを特長とする。
【００３０】
【作用】各々波長の異なる複数の光源に対して強度変調
を与え、各光源が発する光信号を合成して被測定光増幅
器の入力に与え、被測定光増幅器から出力される光信号
を光／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力
検出手段によって電気信号から各々異なる周波数毎の被
測定光増幅器の入出力光の変調電力ならびに各周波数か
ら十分離間した帯域における雑音電力を検出し、被測定
光増幅器の利得、ならびに雑音指数を導出する際の、各
光源が有する相対強度雑音による影響を排除する。
を与え、各光源が発する光信号を合成して被測定光増幅
器の入力に与え、被測定光増幅器から出力される光信号
を光／電気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力
検出手段によって電気信号から各々異なる周波数毎の被
測定光増幅器の入出力光の変調電力ならびに各周波数か
ら十分離間した帯域における雑音電力を検出し、被測定
光増幅器の利得、ならびに雑音指数を導出する際の、各
光源が有する相対強度雑音による影響を排除する。
【００３１】
Ａ．第１の実施の形態 以下に図面を参照して、本発明の実施の形態について説
明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる波長
多重光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図で
ある。
明する。図１は本発明の第１の実施の形態にかかる波長
多重光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図で
ある。
【００３２】なお図１に示す構成は、エルビウムやプラ
セオジウムなどの希土類元素をコアに添加した光ファイ
バを、その光増幅器に供給する信号光と波長の異なる光
により励起し光増幅を行う光増幅器、あるいは半導体光
増幅器のように直接光増幅を行う光増幅器の波長多重特
性を測定するものである。
セオジウムなどの希土類元素をコアに添加した光ファイ
バを、その光増幅器に供給する信号光と波長の異なる光
により励起し光増幅を行う光増幅器、あるいは半導体光
増幅器のように直接光増幅を行う光増幅器の波長多重特
性を測定するものである。
【００３３】図１において１-1、１-2・・・１-nは、各
々異なる中心波長でシングルモード発振をする分布帰還
型ダイオードレーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）や可変波長レーザ
（ＴＬＳ）等の光源である。
々異なる中心波長でシングルモード発振をする分布帰還
型ダイオードレーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）や可変波長レーザ
（ＴＬＳ）等の光源である。
【００３４】この光源１-1、１-2・・・１-nには、各々
異なる変調周波数の正弦波を出力することで出力信号光
を正弦波強度変調するための変調信号発生器２-1、２-2
・・・２-nが接続されている。
異なる変調周波数の正弦波を出力することで出力信号光
を正弦波強度変調するための変調信号発生器２-1、２-2
・・・２-nが接続されている。
【００３５】光源１-1、１-2・・・１-nから出力される
各々波長の異なる信号光は、光合波器３によって合成さ
れ、被測定増幅器４の入力端子４-1に入力される。本実
施の形態の被測定光増幅器４は、希土類元素添加光ファ
イバ増幅器から構成されており、増幅媒体として添加さ
れている希土類元素の原子寿命τ2effは数１０μｍ〜数
１０ｍｓである。
各々波長の異なる信号光は、光合波器３によって合成さ
れ、被測定増幅器４の入力端子４-1に入力される。本実
施の形態の被測定光増幅器４は、希土類元素添加光ファ
イバ増幅器から構成されており、増幅媒体として添加さ
れている希土類元素の原子寿命τ2effは数１０μｍ〜数
１０ｍｓである。
【００３６】被測定増幅器４の出力端子４-2から出力さ
れる信号光は、光／電気変換器５に入力される。この
後、光／電気変換器５が出力する電気信号は、周波数弁
別電力検出器６に入力される。この周波数弁別電力検出
器６は、光／電気変換手段５が出する電気信号から、各
周波数成分の変調電力Ｐemodout-n、および全雑音電力Ｎ
totalを検出する。
れる信号光は、光／電気変換器５に入力される。この
後、光／電気変換器５が出力する電気信号は、周波数弁
別電力検出器６に入力される。この周波数弁別電力検出
器６は、光／電気変換手段５が出する電気信号から、各
周波数成分の変調電力Ｐemodout-n、および全雑音電力Ｎ
totalを検出する。
【００３７】図１に示す構成によれば、光源１-1、１-2
・・・１-nは、各々に接続されている変調信号発生器２
-1、２-2・・・２-nによって、各々異なる変調周波数ｆ
1、ｆ2・・・ｆnで直接強度変調される。
・・・１-nは、各々に接続されている変調信号発生器２
-1、２-2・・・２-nによって、各々異なる変調周波数ｆ
1、ｆ2・・・ｆnで直接強度変調される。
【００３８】図２（ａ）および図２（ｂ）の各々は、被
測定光増幅器４の入力端子４-1における信号光電力の波
長スペクトルあるいは電力の周波数スペクトルを示す図
である。
測定光増幅器４の入力端子４-1における信号光電力の波
長スペクトルあるいは電力の周波数スペクトルを示す図
である。
【００３９】図２（ａ）に示すように光合波器３が出力
する信号光は、複数の光源１-1、１-2・・・１-nより出
力される各々波長λ1、λ2・・・λnのスペクトルを有
し、これらの波長の光電力は各々Ｐin-1、Ｐin-2・・・
Ｐin-nである。
する信号光は、複数の光源１-1、１-2・・・１-nより出
力される各々波長λ1、λ2・・・λnのスペクトルを有
し、これらの波長の光電力は各々Ｐin-1、Ｐin-2・・・
Ｐin-nである。
【００４０】また各光源１-1、１-2・・・１-nは、各々
変調信号発生器２-1、２-2・・・２-nによって、それぞ
れ変調周波数ｆ1、ｆ2・・・ｆnで直接強度変調されてい
る。このため、多重信号光の周波数スペクトルは図２
（ｂ）に示す通りとなり、各変調周波数毎の変調電力は
Ｐemodin_1〜Pemodin_nである。ここで、各波長と各変調
周波数は１対１で対応している。
変調信号発生器２-1、２-2・・・２-nによって、それぞ
れ変調周波数ｆ1、ｆ2・・・ｆnで直接強度変調されてい
る。このため、多重信号光の周波数スペクトルは図２
（ｂ）に示す通りとなり、各変調周波数毎の変調電力は
Ｐemodin_1〜Pemodin_nである。ここで、各波長と各変調
周波数は１対１で対応している。
【００４１】入力端子４-1に供給された多重信号光は、
被測定光増幅器４によって増幅されて出力端子４-2より
出力される。図３は、出力端子４-2における多重信号光
電力の波長スペクトルを示す図である。同図において、
増幅された多重信号光の各波長の光電力はＰout_1〜Ｐ
out_nである。
被測定光増幅器４によって増幅されて出力端子４-2より
出力される。図３は、出力端子４-2における多重信号光
電力の波長スペクトルを示す図である。同図において、
増幅された多重信号光の各波長の光電力はＰout_1〜Ｐ
out_nである。
【００４２】図３に示すように、被測定光増幅器４によ
って増幅されて出力される多重信号光には、増幅された
信号光のスペクトルに加え、被測定光増幅器４の増幅媒
体の自然放出によって放出且つ増幅される広帯域な自然
放出光（ＡＳＥ）が重畳される。
って増幅されて出力される多重信号光には、増幅された
信号光のスペクトルに加え、被測定光増幅器４の増幅媒
体の自然放出によって放出且つ増幅される広帯域な自然
放出光（ＡＳＥ）が重畳される。
【００４３】上述の通り、多重信号光は各波長毎に異な
る変調周波数で強度変調されているため、被測定光増幅
器４の増幅作用によって、入力された信号光の直流成分
だけではなく、変調による交流成分（即ち振幅）も増幅
される。
る変調周波数で強度変調されているため、被測定光増幅
器４の増幅作用によって、入力された信号光の直流成分
だけではなく、変調による交流成分（即ち振幅）も増幅
される。
【００４４】そこで本実施の形態では、被測定光増幅器
４が出力する多重信号光を光／電気変換器５によって電
気信号に変換し、この変換された電気信号電力の周波数
スペクトルを周波数弁別電力検出手段６によって検出す
る。図４は、このようにして検出された、増幅後の多重
信号光の交流成分、即ち変調電力Ｐemodout_1〜Ｐ
emodout_nの各々を示す図である。
４が出力する多重信号光を光／電気変換器５によって電
気信号に変換し、この変換された電気信号電力の周波数
スペクトルを周波数弁別電力検出手段６によって検出す
る。図４は、このようにして検出された、増幅後の多重
信号光の交流成分、即ち変調電力Ｐemodout_1〜Ｐ
emodout_nの各々を示す図である。
【００４５】被測定光増幅器４から出力される信号光
を、光／電気変換器５で受光する際に発生する雑音スペ
クトル密度〈ｉn 2〉は、
を、光／電気変換器５で受光する際に発生する雑音スペ
クトル密度〈ｉn 2〉は、
【数１１】 で求められる。
【００４６】ここでｅは電荷、ηは光／電気変換手段の
量子効率、ΔνSpは自然放出光ショット雑音の等価雑音
帯域幅、ΔνSp-Spは自然放出光間ビート雑音の等価雑音
帯域幅、またＲＩＮは光源が有する相対強度雑音であ
る。
量子効率、ΔνSpは自然放出光ショット雑音の等価雑音
帯域幅、ΔνSp-Spは自然放出光間ビート雑音の等価雑音
帯域幅、またＲＩＮは光源が有する相対強度雑音であ
る。
【００４７】上述の（１１）式における第１項は増幅さ
れた信号光のショット雑音、第２項は自然放出光ショッ
ト雑音、第３項は信号光と自然放出光とによるビート雑
音、さらに第４項は自然放出光間のビート雑音の各成分
である。
れた信号光のショット雑音、第２項は自然放出光ショッ
ト雑音、第３項は信号光と自然放出光とによるビート雑
音、さらに第４項は自然放出光間のビート雑音の各成分
である。
【００４８】しかし、（１１）式中の第５項で与えられ
る物理量は、本来は被測定光増幅器４から出力される雑
音ではなく、被測定光増幅器４に入力される信号光が有
する強度雑音（ＲＩＮ）である。即ち、被測定光増幅器
４で増幅された信号光を検出する際、あたかも被測定光
増幅器４から出力された雑音信号であるように検出され
てしまう。
る物理量は、本来は被測定光増幅器４から出力される雑
音ではなく、被測定光増幅器４に入力される信号光が有
する強度雑音（ＲＩＮ）である。即ち、被測定光増幅器
４で増幅された信号光を検出する際、あたかも被測定光
増幅器４から出力された雑音信号であるように検出され
てしまう。
【００４９】そこで、あらかじめ光源１-1、１-2・・・
１-nが有する強度雑音（ＲＩＮ）を求めておき、これを
被測定光増幅器４から出力される信号光の雑音スペクト
ル密度〈ｉn 2〉より差し引く。こうすることによって、
被測定光増幅器４によって発生する雑音成分を正確に検
出することが可能となる。
１-nが有する強度雑音（ＲＩＮ）を求めておき、これを
被測定光増幅器４から出力される信号光の雑音スペクト
ル密度〈ｉn 2〉より差し引く。こうすることによって、
被測定光増幅器４によって発生する雑音成分を正確に検
出することが可能となる。
【００５０】これら雑音スペクトル密度〈ｉn 2〉は、周
波数弁別電力検出器６によって、光／電気変換器５が出
力する雑音成分と周波数弁別電力検出器６自身が有する
背景雑音ＮBGとを含む、全雑音成分Ｎtotalとして検出
される。
波数弁別電力検出器６によって、光／電気変換器５が出
力する雑音成分と周波数弁別電力検出器６自身が有する
背景雑音ＮBGとを含む、全雑音成分Ｎtotalとして検出
される。
【００５１】被測定光増幅器４の雑音指数Ｆは、入力信
号光のショット雑音によるＳＮＲと被測定光増幅器４に
よって増幅された信号光のＳＮＲとの比で与えられ、
号光のショット雑音によるＳＮＲと被測定光増幅器４に
よって増幅された信号光のＳＮＲとの比で与えられ、
【数１２】
【数１３】
【数１４】 となる。ここで、Ｂeは光／電気変換器５の受信帯域幅
である。
である。
【００５２】したがって、（１４）式に（１２）式およ
び（１３）式を代入することにより、
び（１３）式を代入することにより、
【数１５】 となり、さらに入力信号光の光電流をＩph0としたと
き、
き、
【数１６】 であるから（１５）式は、
【数１７】 と表現することができる。
【００５３】また（１７）式中のＧは、被測定光増幅器
４の利得であり、被測定光増幅器４に入力される信号光
の変調電力をＰemodin、また被測定光増幅器４から出力
される信号光の変調電力をＰemodoutとすると、
４の利得であり、被測定光増幅器４に入力される信号光
の変調電力をＰemodin、また被測定光増幅器４から出力
される信号光の変調電力をＰemodoutとすると、
【数１８】 となる。このように、波長多重信号光に含まれる各波長
毎の利得を求めることができる。
毎の利得を求めることができる。
【００５４】雑音指数Ｆにあっては、各雑音成分が各波
長毎の変調周波数と異なり、且つ十分離れた周波数帯域
において検出し、上述の利得とともに（１７）式に基づ
いて求めることができる。
長毎の変調周波数と異なり、且つ十分離れた周波数帯域
において検出し、上述の利得とともに（１７）式に基づ
いて求めることができる。
【００５５】また、波長多重信号光での被測定光増幅器
４の雑音指数Ｆは、被測定光増幅器４に入力される波長
多重信号光に含まれる各波長毎の強度雑音（ＲＩＮ）を
ＲＩＮinput、被測定光増幅器４から出力される信号光の
強度雑音をＲＩＮoutputとすると、
４の雑音指数Ｆは、被測定光増幅器４に入力される波長
多重信号光に含まれる各波長毎の強度雑音（ＲＩＮ）を
ＲＩＮinput、被測定光増幅器４から出力される信号光の
強度雑音をＲＩＮoutputとすると、
【数１９】 として求めることができる。
【００５６】一方図５に示すように、被測定光増幅器４
の利得は入出力変調電気信号の電力差となる。したがっ
て、被測定光増幅器４の入力端子４-1に入力される多重
信号光の各波長成分の変調電力Ｐemodin-nと出力端子４
-2から出力される多重信号光の変調電力Ｐemodout-nと
をそれぞれ検出することで、(１８）式に基づいて求め
ることができる。
の利得は入出力変調電気信号の電力差となる。したがっ
て、被測定光増幅器４の入力端子４-1に入力される多重
信号光の各波長成分の変調電力Ｐemodin-nと出力端子４
-2から出力される多重信号光の変調電力Ｐemodout-nと
をそれぞれ検出することで、(１８）式に基づいて求め
ることができる。
【００５７】光／電気変換器５が信号光を受光する際に
生じる電気的雑音成分には、光／電気変換器５を流れる
信号光とＡＳＥとによる信号光ショット雑音、ＡＳＥシ
ョット雑音等がある。
生じる電気的雑音成分には、光／電気変換器５を流れる
信号光とＡＳＥとによる信号光ショット雑音、ＡＳＥシ
ョット雑音等がある。
【００５８】また、光／電気変換器５のミキシング作用
による各信号光スペクトルとＡＳＥとの光周波数差、あ
るいはＡＳＥ自身の光周波数差から生ずる信号光と自然
放出光とによるビート雑音、および自然放出光間ビート
雑音等も存在する。これらの雑音成分が、周波数弁別電
力検出器６で全雑音電力Ｎtotalとして検出される。
による各信号光スペクトルとＡＳＥとの光周波数差、あ
るいはＡＳＥ自身の光周波数差から生ずる信号光と自然
放出光とによるビート雑音、および自然放出光間ビート
雑音等も存在する。これらの雑音成分が、周波数弁別電
力検出器６で全雑音電力Ｎtotalとして検出される。
【００５９】被測定光増幅器４に入力される多重信号光
の雑音電力は、ショット雑音で定義されるため、入力さ
れる多重信号光を直接光／電力変換器５で受光する際に
流れる光電流値から求める。
の雑音電力は、ショット雑音で定義されるため、入力さ
れる多重信号光を直接光／電力変換器５で受光する際に
流れる光電流値から求める。
【００６０】ここで、各々波長が異なる光源１-1、１-2
・・・１-n自身が有する強度雑音（ＲＩＮ）が、被測定
光増幅器４によって増幅される。このため、多重信号光
を光／電気変換器５で受光する際に発生する雑音成分
に、この強度雑音が含まれてしまい、被測定光増幅器４
に起因する雑音電力は、本来の値よりも大きく検出され
てしまう。
・・・１-n自身が有する強度雑音（ＲＩＮ）が、被測定
光増幅器４によって増幅される。このため、多重信号光
を光／電気変換器５で受光する際に発生する雑音成分
に、この強度雑音が含まれてしまい、被測定光増幅器４
に起因する雑音電力は、本来の値よりも大きく検出され
てしまう。
【００６１】本実施の形態では、前述の利得と雑音電力
とを各々検出するとともに、光源１-1、１-2・・・１-n
が有する強度雑音（ＲＩＮ）を検出し、各波長毎に（１
７）に基づいて、波長多重信号の各波長毎の雑音指数
（ＮＦ）を求めることができる。
とを各々検出するとともに、光源１-1、１-2・・・１-n
が有する強度雑音（ＲＩＮ）を検出し、各波長毎に（１
７）に基づいて、波長多重信号の各波長毎の雑音指数
（ＮＦ）を求めることができる。
【００６２】なお本実施の形態においては、図１に示す
ように光源１-1、１-2・・・１-nを各々直接変調信号発
生器２-1、２-2・・・２-nによって変調する構成を示し
た。しかしこの他に、例えば図６に示すように、光源１
-1、１-2・・・１-nが出力する信号光を各々光変調器７
-1、７-2・・・７-nに供給し、ここで変調信号発生器２
-1、２-2・・・２-nによって変調する構成であってもよ
い。
ように光源１-1、１-2・・・１-nを各々直接変調信号発
生器２-1、２-2・・・２-nによって変調する構成を示し
た。しかしこの他に、例えば図６に示すように、光源１
-1、１-2・・・１-nが出力する信号光を各々光変調器７
-1、７-2・・・７-nに供給し、ここで変調信号発生器２
-1、２-2・・・２-nによって変調する構成であってもよ
い。
【００６３】Ｂ．第２の実施の形態 図７は、本発明の第２実施の形態にかかる波長多重光増
幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。な
お図７において、図１の各部と対応する部分には同一の
符号を付し、その説明は省略する。
幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。な
お図７において、図１の各部と対応する部分には同一の
符号を付し、その説明は省略する。
【００６４】図７に示す構成において、波長多重信号光
供給装置８は、図１における光源１ -1、１-2・・・
１-n、変調信号発生器２-1、２-2・・・２-n、および光
合波器３をまとめて簡略化したものである。この波長多
重信号光供給装置８から出力される多重信号光は、被測
定光増幅器４の入力端子４-1に供給される。
供給装置８は、図１における光源１ -1、１-2・・・
１-n、変調信号発生器２-1、２-2・・・２-n、および光
合波器３をまとめて簡略化したものである。この波長多
重信号光供給装置８から出力される多重信号光は、被測
定光増幅器４の入力端子４-1に供給される。
【００６５】被測定光増幅器４の出力端子４-2から出力
される多重信号光は光ＢＰＦ(ＢandＰass Ｆilter：帯
域通過フィルタ）９に供給される。この光ＢＰＦ９は通
過帯域が狭帯域であるとともに、その通過中心波長が多
重信号光のある一つの波長と一致する。この光ＢＰＦ９
を通過した信号光は光／電気変換器５に入射する。
される多重信号光は光ＢＰＦ(ＢandＰass Ｆilter：帯
域通過フィルタ）９に供給される。この光ＢＰＦ９は通
過帯域が狭帯域であるとともに、その通過中心波長が多
重信号光のある一つの波長と一致する。この光ＢＰＦ９
を通過した信号光は光／電気変換器５に入射する。
【００６６】図８（ａ）は、光ＢＰＦ９を通過した多重
信号光の波長スペクトルを示す図である。同図に示すよ
うに光ＢＰＦ９を通過した多重信号光は、ある特定の波
長を中心とした通過帯域内に帯域が制限されたスペクト
ルに変換される。
信号光の波長スペクトルを示す図である。同図に示すよ
うに光ＢＰＦ９を通過した多重信号光は、ある特定の波
長を中心とした通過帯域内に帯域が制限されたスペクト
ルに変換される。
【００６７】これにより、光／電気変換器５に入射す
る、多重信号光の通過中心波長外の信号光電力が低下す
るとともに、自然放出光（ＡＳＥ）の帯域が狭帯域とな
るために自然放出光電力も低下する。
る、多重信号光の通過中心波長外の信号光電力が低下す
るとともに、自然放出光（ＡＳＥ）の帯域が狭帯域とな
るために自然放出光電力も低下する。
【００６８】図８（ｂ）は、周波数弁別電力検出器６の
出力信号の周波数スペクトラムを示す図である。このよ
うに本実施の形態によれば、通過中心波長外の信号光の
変調電気パワーＰemodin-nは低下する、この結果、自然
放出光間ビート雑音や通過中心波長外の多重信号光波
長、ならびに自然放出光との信号光と自然放出光とによ
るビート雑音が低下した全雑音電力が検出される。
出力信号の周波数スペクトラムを示す図である。このよ
うに本実施の形態によれば、通過中心波長外の信号光の
変調電気パワーＰemodin-nは低下する、この結果、自然
放出光間ビート雑音や通過中心波長外の多重信号光波
長、ならびに自然放出光との信号光と自然放出光とによ
るビート雑音が低下した全雑音電力が検出される。
【００６９】通常、波長多重光伝送装置では、多重化し
た信号光の波長と同数の受光器を設け、各受光器の入力
段には各々の波長の信号光を通過させる光ＢＰＦを挿入
する。これによって、他の波長信号光および自然放出光
による影響を低減し、一つの受光器で一つの波長の信号
光のみの受光を行っている。
た信号光の波長と同数の受光器を設け、各受光器の入力
段には各々の波長の信号光を通過させる光ＢＰＦを挿入
する。これによって、他の波長信号光および自然放出光
による影響を低減し、一つの受光器で一つの波長の信号
光のみの受光を行っている。
【００７０】本実施の形態においては、実際の波長多重
光伝送装置の構成に近い形の構成によって、各波長毎の
パラメータを検出し、（１７）式に基づいて波長多重信
号光における各波長毎の利得特性、および雑音指数特性
を測定することができる。
光伝送装置の構成に近い形の構成によって、各波長毎の
パラメータを検出し、（１７）式に基づいて波長多重信
号光における各波長毎の利得特性、および雑音指数特性
を測定することができる。
【００７１】また、光源が可変波長光源（ＴＬＳ）、そ
して狭帯域光ＢＰＦがその通過中心波長を任意に設定で
きる狭帯域可変光ＢＰＦ（ＯＴＦ）等である形態であっ
ても良い。
して狭帯域光ＢＰＦがその通過中心波長を任意に設定で
きる狭帯域可変光ＢＰＦ（ＯＴＦ）等である形態であっ
ても良い。
【００７２】こうすることによって、被測定光増幅器４
に入力される光信号のある特定の波長が任意に設定され
るとき、光／電気変換器５の入力段に設けられた狭帯域
光ＢＰＦ９の通過中心波長が前記特定波長に自動的に同
調する機能を付加することにより、波長多重信号光にお
ける被測定光増幅器４の利得特性、および雑音指数特性
の波長依存性を測定することもできる。
に入力される光信号のある特定の波長が任意に設定され
るとき、光／電気変換器５の入力段に設けられた狭帯域
光ＢＰＦ９の通過中心波長が前記特定波長に自動的に同
調する機能を付加することにより、波長多重信号光にお
ける被測定光増幅器４の利得特性、および雑音指数特性
の波長依存性を測定することもできる。
【００７３】Ｃ．第３の実施の形態 図９は、この発明の第３実施の形態にかかる波長多重光
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
同図において、図１あるいは図７の各部と対応する部分
には同一の符号を付し、その説明は省略する。
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
同図において、図１あるいは図７の各部と対応する部分
には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００７４】図９に示す構成において、波長多重信号光
供給装置８から供給される多重信号光は被測定光増幅器
４の入力側端子４-1に入力され、被測定光増幅器４によ
って増幅される。
供給装置８から供給される多重信号光は被測定光増幅器
４の入力側端子４-1に入力され、被測定光増幅器４によ
って増幅される。
【００７５】被測定光増幅器４で増幅され出力端子４-2
から出力された多重信号光は、光分波器１０によって各
々の分波され、各々対応する光／電気変換器５-1、５-2
・・・５-nに入力される。
から出力された多重信号光は、光分波器１０によって各
々の分波され、各々対応する光／電気変換器５-1、５-2
・・・５-nに入力される。
【００７６】これら光信号から電気信号に変換された多
重信号光の波長毎のパラメータを、各々対応する周波数
弁別電力検出手段６-1、６-2・・・６-nに供給し、ここ
で各信号光電力の周波数スペクトルを検出する。
重信号光の波長毎のパラメータを、各々対応する周波数
弁別電力検出手段６-1、６-2・・・６-nに供給し、ここ
で各信号光電力の周波数スペクトルを検出する。
【００７７】また本実施の形態では、図１０に示すよう
に、光分波器１０によって分波された信号光を、各々異
なる中心波長の複数の光ＢＰＦ９-1、９-2・・・９-nを
通過させる構成であってもよい。こうすることによっ
て、後段に接続されている光／電気変換器５-1、５-2、
５-nには、それぞれ異なる波長を中心に帯域制限された
多重信号光が供給されることになる。
に、光分波器１０によって分波された信号光を、各々異
なる中心波長の複数の光ＢＰＦ９-1、９-2・・・９-nを
通過させる構成であってもよい。こうすることによっ
て、後段に接続されている光／電気変換器５-1、５-2、
５-nには、それぞれ異なる波長を中心に帯域制限された
多重信号光が供給されることになる。
【００７８】多重信号光に含まれる各波長の信号光は、
各々異なる変調周波数で強度変調されている。そこで、
周波数弁別電力検出器６-1、６-2・・・６-nによる測定
周波数を、各光／電気変換器５-1、５-2・・・５-nに入
射される各々多重信号光に対応する周波数に設定し、そ
れぞれ独立に各パラメータを検出する。
各々異なる変調周波数で強度変調されている。そこで、
周波数弁別電力検出器６-1、６-2・・・６-nによる測定
周波数を、各光／電気変換器５-1、５-2・・・５-nに入
射される各々多重信号光に対応する周波数に設定し、そ
れぞれ独立に各パラメータを検出する。
【００７９】本実施の形態においては、実際の波長多重
光伝送装置に近い形の構成で、なお且つ一括して各波長
毎の各パラメータを検出し、（１７）式に基づいて演算
する。これにより、波長多重信号光における各波長毎の
利得特性、および雑音指数特性を測定することができ
る。
光伝送装置に近い形の構成で、なお且つ一括して各波長
毎の各パラメータを検出し、（１７）式に基づいて演算
する。これにより、波長多重信号光における各波長毎の
利得特性、および雑音指数特性を測定することができ
る。
【００８０】Ｄ．第４の実施の形態 図１１は、本発明の第４の実施の形態にかかる波長多重
光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、被測定光増幅器４は偏光依存性を持
っている。そこで本実施の形態は、被測定光増幅器４の
出力端子４-1から出力される出力光のうち、増幅された
測定光の偏波面に対応する各波長毎の波長多重の利得特
性および雑音指数特性を測定するものである。
光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図であ
る。同図において、被測定光増幅器４は偏光依存性を持
っている。そこで本実施の形態は、被測定光増幅器４の
出力端子４-1から出力される出力光のうち、増幅された
測定光の偏波面に対応する各波長毎の波長多重の利得特
性および雑音指数特性を測定するものである。
【００８１】一般的に、希土類元素添加光ファイバ増幅
器の増幅媒体である希土類元素添加光ファイバは、偏光
依存性のないシングルモード光ファイバのコア部分に希
土類元素が添加されて形成される。このため、この光フ
ァイバを励起したときに、光ファイバ中に生じる増幅現
象に偏光依存性はない。
器の増幅媒体である希土類元素添加光ファイバは、偏光
依存性のないシングルモード光ファイバのコア部分に希
土類元素が添加されて形成される。このため、この光フ
ァイバを励起したときに、光ファイバ中に生じる増幅現
象に偏光依存性はない。
【００８２】そこで、偏光依存性のない光アイソレータ
や光フィルタ等と、希土類元素添加光ファイバとを組み
合わせれば、偏光依存性のない光ファイバ増幅器を構成
することができる。
や光フィルタ等と、希土類元素添加光ファイバとを組み
合わせれば、偏光依存性のない光ファイバ増幅器を構成
することができる。
【００８３】現在、研究開発が進められている希土類元
素添加光ファイバ増幅器も、この一種である。またＰＡ
ＮＤＡ光ファイバのように、偏光依存性のある光ファイ
バのコア部分に希土類元素を添加した光ファイバを増幅
媒体として用いれば、増幅現象に偏光依存性のある光フ
ァイバ増幅器を構成することもできる。
素添加光ファイバ増幅器も、この一種である。またＰＡ
ＮＤＡ光ファイバのように、偏光依存性のある光ファイ
バのコア部分に希土類元素を添加した光ファイバを増幅
媒体として用いれば、増幅現象に偏光依存性のある光フ
ァイバ増幅器を構成することもできる。
【００８４】半導体による光増幅器を形成する場合、光
増幅を行う活性層の厚みと幅とを等しく制御することは
困難である。このため、形成された素子は偏光依存性を
持つものが多い。
増幅を行う活性層の厚みと幅とを等しく制御することは
困難である。このため、形成された素子は偏光依存性を
持つものが多い。
【００８５】これら偏光依存性のある光増幅器では、入
力する光の偏波面によって利得や出力光電力が異なる。
また、自然放出光の出力強度も出力偏波面によって異な
る。このため、偏光依存性のある光増幅器の波長多重時
の利得特性および雑音指数特性を測定する場合には、増
幅された多重信号光の偏波面に一致した状態で各パラメ
ータを検出することが必要になる。
力する光の偏波面によって利得や出力光電力が異なる。
また、自然放出光の出力強度も出力偏波面によって異な
る。このため、偏光依存性のある光増幅器の波長多重時
の利得特性および雑音指数特性を測定する場合には、増
幅された多重信号光の偏波面に一致した状態で各パラメ
ータを検出することが必要になる。
【００８６】図１１に示す構成において、各々波長の異
なる光源１-1、１-2・・・１-nは、各々異なる変調周波
数で強度変調されている。この光源１-1、１-2・・・１
-nから出力される信号光は、各々に対して独立に設けら
れた偏波制御器１１-1、１１-2・・・１１-nによって、
各波長の信号光毎に偏波面が制御される。
なる光源１-1、１-2・・・１-nは、各々異なる変調周波
数で強度変調されている。この光源１-1、１-2・・・１
-nから出力される信号光は、各々に対して独立に設けら
れた偏波制御器１１-1、１１-2・・・１１-nによって、
各波長の信号光毎に偏波面が制御される。
【００８７】これによって例えば、各々波長の異なる光
源１-1、１-2・・・１-nから出力される信号光の偏波面
を、全て同一となるように制御したり、あるいはある一
つの波長のみ異なる偏波面に制御することができる。
源１-1、１-2・・・１-nから出力される信号光の偏波面
を、全て同一となるように制御したり、あるいはある一
つの波長のみ異なる偏波面に制御することができる。
【００８８】偏波制御器１１-1、１１-2・・・１１-nか
ら出力された信号光は、光合波手段４によって合波され
た後、この多重信号光は被測定光増幅器４の入力側端子
４-1に入力される。
ら出力された信号光は、光合波手段４によって合波され
た後、この多重信号光は被測定光増幅器４の入力側端子
４-1に入力される。
【００８９】被測定光増幅器４によって増幅され、出力
端子４-2から出力される多重信号光には、多重化された
信号光の成分と、被測定光増幅器４が有する増幅媒体か
ら出力される自然放出光とが存在する。この信号光成分
は、各々偏波制御器１１-1、１１-2・・・１１-nで制御
された偏波面で出力されるが、自然放出光は不規則な偏
波面、若しくは各被測定光増幅器４に固有の偏波面で出
力される。
端子４-2から出力される多重信号光には、多重化された
信号光の成分と、被測定光増幅器４が有する増幅媒体か
ら出力される自然放出光とが存在する。この信号光成分
は、各々偏波制御器１１-1、１１-2・・・１１-nで制御
された偏波面で出力されるが、自然放出光は不規則な偏
波面、若しくは各被測定光増幅器４に固有の偏波面で出
力される。
【００９０】こうして被測定光増幅器４から出力された
多重信号光は、偏波制御器１２と偏光子１３とを介して
光／電気変換器５に入力される。即ちここで、多重信号
光の偏波面を偏光子１３に設定されている偏波面と同一
の偏光状態にすることにより、光／電気変換器５には偏
光制御された多重信号光が入力されることになる。
多重信号光は、偏波制御器１２と偏光子１３とを介して
光／電気変換器５に入力される。即ちここで、多重信号
光の偏波面を偏光子１３に設定されている偏波面と同一
の偏光状態にすることにより、光／電気変換器５には偏
光制御された多重信号光が入力されることになる。
【００９１】このとき偏波制御器１２は、偏光子１３の
出力が最大になるように制御する。ここで、最小値を求
めるように偏波制御器１２を調整することは困難である
が、最大値となるように調整することは容易である。こ
のようにして多重信号光の偏光を制御をすることによ
り、被測定光増幅器４の偏波依存性を検出することがで
きる。
出力が最大になるように制御する。ここで、最小値を求
めるように偏波制御器１２を調整することは困難である
が、最大値となるように調整することは容易である。こ
のようにして多重信号光の偏光を制御をすることによ
り、被測定光増幅器４の偏波依存性を検出することがで
きる。
【００９２】また、偏光子１３と光／電気変換器５との
間に、多重信号光が有するある波長と通過中心波長が一
致する光ＢＰＦ９を挿入することにより、実際の波長多
重光伝送装置に近い構成において、被測定光増幅器４の
評価測定を行うこともできる。
間に、多重信号光が有するある波長と通過中心波長が一
致する光ＢＰＦ９を挿入することにより、実際の波長多
重光伝送装置に近い構成において、被測定光増幅器４の
評価測定を行うこともできる。
【００９３】本実施の形態においては、入出力多重信号
光の偏光状態を制御するとともに、各パラメータを検出
することで被測定光増幅器４の偏波依存性を検出するこ
とができる。また同時に、波長多重における各波長毎の
利得特性、および雑音指数特性を測定することができ
る。
光の偏光状態を制御するとともに、各パラメータを検出
することで被測定光増幅器４の偏波依存性を検出するこ
とができる。また同時に、波長多重における各波長毎の
利得特性、および雑音指数特性を測定することができ
る。
【００９４】以上の各実施例においては、前述の各数式
を演算するためのプログラムがあらかじめ実装された演
算装置（図示省略）を上述の周波数弁別電力検出器６の
出力端子に接続しておくことで、利得ならびに雑音指数
を自動的にかつ連続的に演算するように構成することが
できる。
を演算するためのプログラムがあらかじめ実装された演
算装置（図示省略）を上述の周波数弁別電力検出器６の
出力端子に接続しておくことで、利得ならびに雑音指数
を自動的にかつ連続的に演算するように構成することが
できる。
【００９５】また、周波数弁別電力検出器６と上述の演
算装置との接続は、インターフェースを利用してリアル
タイムにすることができる。あるいは別の手段として、
周波数弁別電力検出器６の出力データをフロッピディス
ク等の記憶媒体に蓄積し、これを演算装置にあらためて
入力することにより周波数弁別電力検出器６と演算装置
との接続を行うこともできる。
算装置との接続は、インターフェースを利用してリアル
タイムにすることができる。あるいは別の手段として、
周波数弁別電力検出器６の出力データをフロッピディス
ク等の記憶媒体に蓄積し、これを演算装置にあらためて
入力することにより周波数弁別電力検出器６と演算装置
との接続を行うこともできる。
【００９６】このように、複数の異なる波長を有する波
長多重信号光を光増幅器に入力すると、各々異なる波長
毎に光増幅が行われる。このとき波長多重信号光に含ま
れる各波長毎に異なる周波数の強度変調を与えると、各
々異なる波長および変調周波数の信号光間で互いに影響
を及ぼすことなく、各々独立に増幅が行われる。本発明
はこの現象に着目し、波長多重時における各々異なる波
長毎の利得を測定できるようにしたものである。
長多重信号光を光増幅器に入力すると、各々異なる波長
毎に光増幅が行われる。このとき波長多重信号光に含ま
れる各波長毎に異なる周波数の強度変調を与えると、各
々異なる波長および変調周波数の信号光間で互いに影響
を及ぼすことなく、各々独立に増幅が行われる。本発明
はこの現象に着目し、波長多重時における各々異なる波
長毎の利得を測定できるようにしたものである。
【００９７】また、光増幅器から出力される波長多重信
号を光／電気変換器で受光する際に生ずる各波長毎の信
号光ショット雑音、自然放出光ショット雑音、各信号光
波長毎信号光−自然放出光間ビート雑音および自然放出
光間ビート雑音の各雑音成分は、周波数弁別電力検出器
で全雑音電力として検出される。
号を光／電気変換器で受光する際に生ずる各波長毎の信
号光ショット雑音、自然放出光ショット雑音、各信号光
波長毎信号光−自然放出光間ビート雑音および自然放出
光間ビート雑音の各雑音成分は、周波数弁別電力検出器
で全雑音電力として検出される。
【００９８】これは、実際の波長多重通信装置において
も必ず発生する雑音であり、雑音電力を低減させるため
に、光／電気変換器の入力端子側に検出したい信号光波
長の狭帯域光ＢＰＦを挿入することが多い。
も必ず発生する雑音であり、雑音電力を低減させるため
に、光／電気変換器の入力端子側に検出したい信号光波
長の狭帯域光ＢＰＦを挿入することが多い。
【００９９】本発明は光／電気変換器で受光する際に発
生する全雑音に基づいて雑音指数を求めるため、実際の
通信装置に近い形で測定でき、通信装置全体の雑音指数
Ｆとして求めることが可能である。
生する全雑音に基づいて雑音指数を求めるため、実際の
通信装置に近い形で測定でき、通信装置全体の雑音指数
Ｆとして求めることが可能である。
【０１００】被測定光増幅器の入力に、その増幅媒体の
信号消光時定数より十分に速い周波数で強度変調された
信号光を入力すると、信号光の直流成分ばかりではな
く、変調による交流成分つまり信号の振幅も増幅される
ことになる。この増幅作用は、複数の異なる波長を含む
信号光を同時に入力しても、各波長毎に作用する。
信号消光時定数より十分に速い周波数で強度変調された
信号光を入力すると、信号光の直流成分ばかりではな
く、変調による交流成分つまり信号の振幅も増幅される
ことになる。この増幅作用は、複数の異なる波長を含む
信号光を同時に入力しても、各波長毎に作用する。
【０１０１】このとき、各波長毎に各々異なる周波数で
変調しても、各変調周波数間で互いに影響を及ぼすこと
はない。そこで、各波長毎の利得を求めるには、これら
各波長毎の変調電気パワー差を求めることにより実現で
きる。
変調しても、各変調周波数間で互いに影響を及ぼすこと
はない。そこで、各波長毎の利得を求めるには、これら
各波長毎の変調電気パワー差を求めることにより実現で
きる。
【０１０２】上述の消光時定数は、光増幅器が希土類元
素を添加した光ファイバを利用するものであるときに
は、その上準位の原子寿命で定まり、光増幅器が半導体
素子を利用するものであるときには、そのキャリア寿命
により定まる。
素を添加した光ファイバを利用するものであるときに
は、その上準位の原子寿命で定まり、光増幅器が半導体
素子を利用するものであるときには、そのキャリア寿命
により定まる。
【０１０３】光増幅器からの出力光には、増幅された各
波長の多重信号光に加え、自然放出光が含まれる。増幅
媒体は外部からの励起により異なる準位間に反転分布を
形成するが、この反転分布状態において、異なる準位間
エネルギーに等しい信号光が入力されると、上準位に励
起された電子が誘導放出により基底準位へと遷移する。
波長の多重信号光に加え、自然放出光が含まれる。増幅
媒体は外部からの励起により異なる準位間に反転分布を
形成するが、この反転分布状態において、異なる準位間
エネルギーに等しい信号光が入力されると、上準位に励
起された電子が誘導放出により基底準位へと遷移する。
【０１０４】このとき入力信号光は、誘導放出による増
幅作用を受けることになる。しかし、反転分布状態にあ
る全ての電子が誘導放出によって基底状態に遷移するわ
けではなく、自発的に基底状態へ遷移する自然放出があ
り、この自然放出によって、増幅された信号光とは異な
るインコヒーレントな自然放出光を放出する。ここで、
自然放出光電力は一定ではなく、入力光強度に依存する
ため、入力光電力が高くなれば自然放出による自然放出
光は減少する。
幅作用を受けることになる。しかし、反転分布状態にあ
る全ての電子が誘導放出によって基底状態に遷移するわ
けではなく、自発的に基底状態へ遷移する自然放出があ
り、この自然放出によって、増幅された信号光とは異な
るインコヒーレントな自然放出光を放出する。ここで、
自然放出光電力は一定ではなく、入力光強度に依存する
ため、入力光電力が高くなれば自然放出による自然放出
光は減少する。
【０１０５】上述の光増幅器の出力光を、フォトダイオ
ード等の光／電気変換器で受光する際に、そのミキシン
グ作用によって広帯域なビートが発生する。このビート
は信号光の光周波数と自然放出光の光周波数の差による
ものと、自然放出光間の光周波数差によるものとの２種
類があり、前者は信号光−自然放出光間ビート雑音、後
者は自然放出光間ビート雑音である。また、小信号入力
時は後者が出力光のＳ／Ｎ劣化を支配し、大電力入力時
は前者が出力光のＳ／Ｎ劣化を支配する。
ード等の光／電気変換器で受光する際に、そのミキシン
グ作用によって広帯域なビートが発生する。このビート
は信号光の光周波数と自然放出光の光周波数の差による
ものと、自然放出光間の光周波数差によるものとの２種
類があり、前者は信号光−自然放出光間ビート雑音、後
者は自然放出光間ビート雑音である。また、小信号入力
時は後者が出力光のＳ／Ｎ劣化を支配し、大電力入力時
は前者が出力光のＳ／Ｎ劣化を支配する。
【０１０６】波長多重伝送においては、各波長毎に信号
光と自然放出光とによるビート雑音が発生するが、これ
ら各波長毎の信号光と自然放出光とによるビート雑音
は、それぞれ広帯域であり、各々区別することは不可能
である。
光と自然放出光とによるビート雑音が発生するが、これ
ら各波長毎の信号光と自然放出光とによるビート雑音
は、それぞれ広帯域であり、各々区別することは不可能
である。
【０１０７】実際の通信システムにおいては、一つの受
光器で一つの信号のみしか検出しないため、この信号を
搬送する信号光波長のみ狭帯域光通過手段で通過させ
る。これにより、その受光器で受光した際発生する信号
光と自然放出光とによるビート雑音は、上述狭帯域光Ｂ
ＰＦの中心波長と一致する波長の信号光と自然放出光間
のものとが支配的になる。これは同時に自然放出光間ビ
ート雑音をも減少させる。
光器で一つの信号のみしか検出しないため、この信号を
搬送する信号光波長のみ狭帯域光通過手段で通過させ
る。これにより、その受光器で受光した際発生する信号
光と自然放出光とによるビート雑音は、上述狭帯域光Ｂ
ＰＦの中心波長と一致する波長の信号光と自然放出光間
のものとが支配的になる。これは同時に自然放出光間ビ
ート雑音をも減少させる。
【０１０８】本発明においては、上述各波長毎の信号光
−自然放出光間ビート雑音、ならびに自然放出光間ビー
ト雑音を、信号光および自然放出光ショット雑音を含む
形の全強度雑音と、波長多重信号光に含まれる波長毎の
変調電気力を検出する。
−自然放出光間ビート雑音、ならびに自然放出光間ビー
ト雑音を、信号光および自然放出光ショット雑音を含む
形の全強度雑音と、波長多重信号光に含まれる波長毎の
変調電気力を検出する。
【０１０９】この検出結果を、（１７）式および（１
８）式に基づいて演算し、各波長毎の利得ならびに雑音
指数を、実際の通信装置に近い形の構成において、高精
度かつ簡便に求めることができる。
８）式に基づいて演算し、各波長毎の利得ならびに雑音
指数を、実際の通信装置に近い形の構成において、高精
度かつ簡便に求めることができる。
【０１１０】また、受光器の入力端子側に狭帯域光ＢＰ
Ｆを挿入することにより、実際の通信装置に近い形の構
成において、波長多重伝送の利得および雑音指数を、高
精度かつ簡便に求めることができる。
Ｆを挿入することにより、実際の通信装置に近い形の構
成において、波長多重伝送の利得および雑音指数を、高
精度かつ簡便に求めることができる。
【０１１１】また、周波数弁別電力検出器等の各検出手
段の制御や、各検出手段による検出結果からの演算を、
プログラムを入力したコンピュータで行うことで、波長
多重光増幅器の評価測定を高精度かつ簡便に、また自動
的に行うことができる。
段の制御や、各検出手段による検出結果からの演算を、
プログラムを入力したコンピュータで行うことで、波長
多重光増幅器の評価測定を高精度かつ簡便に、また自動
的に行うことができる。
【０１１２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各々波長の異なる複数の光源に対して強度変調を与え、
各光源が発する光信号を合成して被測定光増幅器の入力
に与え、被測定光増幅器から出力される光信号を光／電
気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力検出手段
によって電気信号から各々異なる周波数毎の被測定光増
幅器の入出力光の変調電力ならびに各周波数から十分離
間した帯域における雑音電力を検出し、被測定光増幅器
の利得、ならびに雑音指数を導出する際の、各光源が有
する相対強度雑音による影響を排除するので、光増幅器
の製造検査、納入検査、経年劣化の検査に際して測定者
によって差を生じることなく、光増幅器の特性を簡便か
つ高い精度で測定することができるとともに、多数の光
増幅器を連続的に測定することができる光増幅器評価測
定装置および方法が実現可能であるという効果が得られ
る。
各々波長の異なる複数の光源に対して強度変調を与え、
各光源が発する光信号を合成して被測定光増幅器の入力
に与え、被測定光増幅器から出力される光信号を光／電
気変換手段で電気信号変換し、周波数弁別電力検出手段
によって電気信号から各々異なる周波数毎の被測定光増
幅器の入出力光の変調電力ならびに各周波数から十分離
間した帯域における雑音電力を検出し、被測定光増幅器
の利得、ならびに雑音指数を導出する際の、各光源が有
する相対強度雑音による影響を排除するので、光増幅器
の製造検査、納入検査、経年劣化の検査に際して測定者
によって差を生じることなく、光増幅器の特性を簡便か
つ高い精度で測定することができるとともに、多数の光
増幅器を連続的に測定することができる光増幅器評価測
定装置および方法が実現可能であるという効果が得られ
る。
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる波長多重光
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施の形態の被測定光増幅器４の入力端子４
-1における信号光電力の波長スペクトルあるいは電力の
周波数スペクトルを示す図である。
-1における信号光電力の波長スペクトルあるいは電力の
周波数スペクトルを示す図である。
【図３】同実施の形態の出力端子４-2における多重信号
光電力の波長スペクトルを示す図である。
光電力の波長スペクトルを示す図である。
【図４】同実施の形態の被測定光増幅器４から出力され
る波長多重信号光の電気スペクトルを示す図である。
る波長多重信号光の電気スペクトルを示す図である。
【図５】同実施の形態の被測定光増幅器４の入力および
出力波長多重信号光の電気スペクトルを一括して示す図
である。
出力波長多重信号光の電気スペクトルを一括して示す図
である。
【図６】同実施の形態にかかる波長多重光増幅器の評価
測定装置の他の構成例を示すブロック図である。
測定装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる波長多重光
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
【図８】同実施の形態において帯域が制限された出力波
長多重信号光の光スペクトルおよび電気スペクトルを示
す図である。
長多重信号光の光スペクトルおよび電気スペクトルを示
す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかる波長多重光
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】同実施の形態にかかる波長多重光増幅器の評
価測定装置の他の構成例を示すブロック図である。
価測定装置の他の構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態にかかる波長多重
光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図であ
る。
光増幅器の評価測定装置の構成を示すブロック図であ
る。
【図１２】従来の波長多重光増幅器の評価測定装置の構
成を示すブロック図ならびに被測定光増幅器１０３の入
出力スペクトルを示す図である。
成を示すブロック図ならびに被測定光増幅器１０３の入
出力スペクトルを示す図である。
【図１３】従来技術の評価測定時における被測定光増幅
器の入力スペクトルおよび出力スペクトルを示す詳細な
図である。
器の入力スペクトルおよび出力スペクトルを示す詳細な
図である。
【図１４】従来技術における自然放出光スペクトル外挿
の様子を示す図である。
の様子を示す図である。
【図１５】従来技術における光スペクトラムアナライザ
の迷光の影響を示す図である。
の迷光の影響を示す図である。
１-1、１-2・・・１-n 光源 ２-1、２-2・・・２-n 変調信号発生器 ３ 光合波器 ４ 被測定光増幅器 ５、５-1、５-2・・・５-n 光／電気変換器 ６、６-1、６-2・・・６-n 周波数弁別電力検出器 ７-1、７-2・・・７-n 光変調器 ８ 波長多重信号光供給装置 ９、９-1、９-2・・・９-n 光ＢＰＦ １０ 光分波器 １１-1、１１-2・・・１１-n、１２ 偏波制御器 １３ 偏光子
Claims (7)
- 【請求項１】 各々異なる波長の光信号を発生する複数
の光源と、 前記複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える
複数の発振手段と、 前記複数の光源の各々が発生する各光信号を合成して被
測定増幅器に多重光信号を供給する光合波手段と、 前記被測定光増幅器が出力する光信号を電気信号に変換
する光／電気変換手段と、 前記電気信号が有する電力の周波数スペクトルを検出す
る周波数弁別電力検出手段とを具備し、 前記複数の光源の各々は前記被測定光増幅器の上準位の
原子寿命またはキャリア寿命より十分に速い周期の周波
数で強度変調された光信号を発生し、 前記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調
を与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調電
力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域における
雑音電力を検出することを特徴とする波長多重光増幅器
の評価測定装置。 - 【請求項２】 各々異なる波長の光信号を発生する複数
の光源と、 前記複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える
複数の発振手段と、 前記複数の光源の各々が発生する各光信号を合成して被
測定増幅器に多重光信号を供給する光合波手段と、 前記被測定光増幅器が出力する光信号を各々異なる波長
の複数の光信号に分割する光分波手段と、 前記分波された各々の光信号を電気信号に変換する複数
の光／電気変換手段と、 前記各電気信号が有する電力の周波数スペクトルを検出
する複数の周波数弁別電力検出手段とを具備し、 前記複数の光源の各々は前記被測定光増幅器の上準位の
原子寿命またはキャリア寿命より十分に速い周期の周波
数で強度変調された光信号を発生し、 前記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調
を与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調電
力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域における
雑音電力を検出することを特徴とする波長多重光増幅器
の評価測定装置。 - 【請求項３】 各々異なる波長の光信号を発生する複数
の光源と、 前記複数の光源に各々異なる周波数で強度変調を与える
複数の発振手段と、 前記複数の光源の各々が発生する各光信号を各々任意の
偏光方向に制御する偏光制御手段と、 前記偏波が制御された各光信号を合成して被測定増幅器
に多重光信号を供給する光合波手段と、 前記被測定光増幅器が出力する光信号から所定の偏光方
向の光信号を抽出する偏光子と、 前記偏光子によって抽出された光信号を電気信号に変換
する光／電気変換手段と、 前記電気信号が有する電力の周波数スペクトルを検出す
る周波数弁別電力検出手段とを具備し、 前記複数の光源の各々は前記被測定光増幅器の上準位の
原子寿命またはキャリア寿命より十分に速い周期の周波
数で強度変調された光信号を発生し、 前記周波数弁別電力検出手段は前記光源に前記強度変調
を与える周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調電
力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域における
雑音電力を検出することを特徴とする波長多重光増幅器
の評価測定装置。 - 【請求項４】 前記周波数弁別電力検出手段による検出
結果を演算する演算装置を具備することを特徴とする請
求項１ないし請求項３の何れかに記載の波長多重光増幅
器の評価測定装置。 - 【請求項５】 前記被測定光増幅器が出力する光信号か
ら、所定の波長帯域内の光信号を抽出して前記光／電気
変換手段に供給する光帯域通過フィルタを具備すること
を特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の
波長多重光増幅器の評価測定装置。 - 【請求項６】 各々波長の異なる複数の光源に対して、
被測定光増幅器の上準位の原子寿命またはキャリア寿命
より十分に速く、且つ各々異なる周波数で強度変調を与
え、 前記各光源が発する光信号を合成して被測定光増幅器の
入力に与え、 被測定光増幅器から出力される光信号を１系統の光／電
気変換手段で電気信号変換し、 周波数弁別電力検出手段によって前記電気信号から前記
各々異なる周波数毎の被測定光増幅器の入出力光の変調
電力ならびに前記各周波数から十分離間した帯域におけ
る雑音電力を検出し、 前記被測定光増幅器の利得、ならびに雑音指数を導出す
る際の、前記各光源が有する相対強度雑音による影響を
排除することを特長とする波長多重光増幅器の評価測定
方法。 - 【請求項７】 前記複数の光源が発生する各光信号を対
応する複数の光変調器の何れかに供給し、 前記複数の光変調器毎に異なる周波数で強度変調を与え
ることを特長とする請求項６に記載の波長多重光増幅器
の評価測定方法。
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