JPH11220197A - 利得制御機能付光増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 入力信号電力あるいは入力信号波長数によら
ず一定の利得を有する利得制御機能付光増幅装置を得
る。 【解決手段】 希土類元素または遷移金属等のレーザー
活性物質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する
光増幅器と、前記光増幅器に入力される複数の信号光の
波長の平均値に近似した波長の光を発生する補償光源
と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と前記補償
光源の出力光を結合して前記光増幅器へ入力する結合手
段と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と前記補
償光源の出力光の電力の総和が一定となるよう前記補償
光源を制御する手段で構成した

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素または
遷移金属等のレーザー活性物質を添加した光ファイバを
用いた光増幅器、特にその光出力電力が光入力電力に依
らず一定となるような利得制御機能を有する光増幅器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ増幅器は、従来の３Ｒ(Resha
ping, Retiming, Regenerating)機能を有する光中継器
と比較して、伝送速度に依存しない、中継器の簡素化が
可能、波長多重による大容量化が可能などの望ましい特
徴を有しており、光通信システムの柔軟性を高めるキー
コンポーネントとして期待されている。特に波長多重技
術を用いた光ネットワークにおいては、波長数の増減に
よらず一定の利得、雑音指数を持つ光ファイバ増幅器が
必須となる。

【０００３】従来のこの種の利得制御機能付光増幅装置
としては、例えば Electronics Letters, January 31,
1991, vol.27, no.3, pp.193-195 に示されたものがあ
り、第８図は上記文献に示された従来の利得制御機能付
光増幅装置の構成を示す図である。第８図において１は
希土類元素または遷移金属等のレーザー活性物質を添加
した光ファイバ（以下ドープファイバと略す）、２は励
起光源、３は信号光と励起光を低損失で結合する波長多
重結合器（以下WDMカプラと略す）、４は光アイソレー
タ、５は信号光入力端子、６は信号光出力端子、７a、
７bは光カプラ、８は光検出器、９は励起光源制御回
路、１０はプローブ光源、１１は変調器である。

【０００４】動作について説明する。信号光入力端子５
から入力される光信号は光カプラ７a、光アイソレータ
４、WDMカプラ３を介してドープファイバ１に入力され
る。ドープファイバ１には励起光源２からの励起光がWD
Mカプラ３を介して入力され、励起光のエネルギーを信
号光エネルギーに変換することで信号光の増幅を行う。
増幅された信号光は光カプラ７bを介して信号光出力端
子６から出力される。ドープファイバ１の信号利得は大
きいほど信号利得は大きくなる。波長多重光通信システ
ムの場合を考えると、ドープファイバ１の利得は波長数
が多いほど利得が小さくなる。このような光ファイバ増
幅器の特性は、例えば送信側の光増幅器の現用・予備切
替による送信電力変動や、必要な伝送容量に合わせて波
長数を時間的に制御するようなネットワークにおいて
は、利得が時間的に変化することになり、望ましくな
い。

【０００５】図８に示す従来例では、以下のような制御
を行うことにより上記のような問題を解決している。プ
ローブ光源１０は信号光入力端子５から入力される信号
光と異なる波長を有し、変調器１１で特定の周波数 f0
及び変調度で変調される。プローブ光源１０の出力光は
光信号は光カプラ７a、光アイソレータ４、WDMカプラ３
を介してドープファイバ１に入力され、ドープファイバ
１で増幅された後光カプラ７bを介して光検出器８で光
電気変換される。励起光源制御回路９は光検出器８から
出力される周波数 f0 の信号電力が一定となるよう励起
光源２の光出力を制御する。これによりドープファイバ
１のプローブ光源１０の波長における信号利得は一定と
なる。ドープファイバ１は、一般にホモジーニアスな特
性、即ちある波長で利得が一定であれば他の周波数にお
いても利得は一定であると言う特性を有する。従ってド
ープファイバ１の信号利得は信号光入力端子５から入力
される信号光の波長においても一定となり、波長数に依
存しない安定な増幅特性が実現できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の利得制御機能付
光増幅装置は上記の通りドープファイバ１の利得をモニ
タするためにプローブ光源１０が必要である。また、励
起光源２の光電力を制御するため、最大で１アンペア程
度の電流を制御する大規模な励起光源制御回路９が必要
であった。また、励起光源を制御する場合、その出力電
力に依存して波長が変動し、ドープファイバ１の励起効
率が変化して利得が不安定になる可能性もある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる利得
制御機能付光増幅装置は、希土類元素または遷移金属等
のレーザー活性物質を添加した光ファイバを増幅媒体と
して有する光増幅器と、前記光増幅器に入力される複数
の信号光の波長の平均値に近似した波長の光を発生する
補償光源と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と
前記補償光源の出力光を結合して前記光増幅器へ入力す
る結合手段と、前記光増幅器に入力される複数の信号光
と前記補償光源の出力光の電力の総和が一定となるよう
前記補償光源を制御する補償光源制御手段とを有するも
のである。

【０００８】第２の発明に係わる利得制御機能付光増幅
装置は、希土類元素または遷移金属等のレーザー活性物
質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する光増幅
器と、前記光増幅器の増幅帯域内の波長の光を発生する
補償光源と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と
前記補償光源の出力光を結合して前記光増幅器へ入力す
る結合手段と、前記光増幅器に入力される前記補償光源
の光電力と前記光増幅器から出力される前記補償光源の
光電力の比が一定となるよう前記補償光源を制御する補
償光源制御手段とを有するものである。

【０００９】第３の発明に係わる利得制御機能付光増幅
装置は、希土類元素または遷移金属等のレーザー活性物
質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する光増幅
器と、前記光増幅器の増幅帯域内の波長の光を発生する
補償光源と、前記光増幅器の出力部へ前記補償光源の出
力光を結合して前記光増幅器へ入力される複数の信号光
と逆方向に伝搬させる結合手段と、前記光増幅器に入力
される前記補償光源の光電力と前記光増幅器の入力部か
ら出力される前記補償光源の光電力の比が一定となるよ
う前記補償光源を制御する補償光源制御手段とを有する
ものである。

【００１０】第４の発明に係わる利得制御機能付光増幅
装置の前記補償光源制御手段は、前記光増幅器から出力
される前記補償光波長の電力を選択して出力する光フィ
ルタと、前記光フィルタから出力される光出力電力を検
出する検出器と、前記補償光源の出力をモニタするモニ
タ回路と、前記検出器の出力と前記モニタ回路の出力の
比を出力する割り算回路と、前記割り算回路の出力が所
定の値より小さい時前記補償光源の出力を増加させ、前
記割り算回路の出力が所定の値より大きい時前記補償光
源の出力を減少させる比較器とを有するものである。

【００１１】第５の発明に係わる利得制御機能付光増幅
装置の前記補償光源制御手段は、前記補償光源の出力光
を変調する変調器と、前記補償光源の出力光をモニタす
るモニタ回路と、前記モニタ回路出力から前記補償光源
の出力光の直流光成分と前記変調器で変調される成分を
検出し、その変調度が一定となるよう前記変調器の出力
を制御する変調度安定化回路と、前記光増幅器から出力
される前記補償光波長の電力の一部を分岐する光カプラ
と、前記光カプラから出力される光に含まれる前記変調
器で変調される成分を検出する出力電力を検出する検出
器と、前記モニタ回路の出力の変調光成分と前記検出器
の出力の変調光成分の比が一定値以下である時前記補償
光源の出力を増加させ、前記モニタ回路の出力の変調光
成分と前記検出器の出力の変調光成分の比が一定値以下
である時前記補償光源の出力を増加させる補償光源制御
とを有するものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．本実施の形態は、
光増幅器に入力される複数の信号光と補償光源の出力光
の電力の総和が一定となるよう補償光源を制御するもの
である。図１は本実施の形態による利得制御機能付光増
幅装置の構成を示す図であり、１はドープファイバ、２
は励起光源、５は信号光入力端子、６は信号光出力端
子、７ａ，７ｂは光カプラ、１２は励起光源駆動回路、
１３は補償光源、１４は補償光制御回路、１５は光検出
器、１６は電流電圧変換回路、１７は比較器である。図
２はレーザ媒質として最も良く用いられるエルビウムイ
オンを添加したドープファイバの利得係数と吸収係数を
示す図であり、図において５０は吸収係数、５１は利得
係数である。図３は図１による利得制御機能付光増幅装
置の利得波長特性を示す図であり、５２、５３、５４は
励起光電力がそれぞれ８１ｍＷ、３１ｍＷ、１４ｍＷの
時の特性である。

【００１３】動作について説明する。図１において励起
光源駆動回路１２は、励起光源２が一定の光出力を出力
するよう温度変化、経時変化に応じて励起光源２のへの
電流を調整する。信号入力端子５から入力される複数の
波長の信号光は、光カプラ７a を介してその一部を補償
光源制御回路１４に入力される。補償光源制御回路１４
に入力された信号光は、光検出器１５で光電気変換され
た後電流電圧変換回路１６で光検出器１５に入力される
光電力に比例した電圧信号に変換される。

【００１４】比較器１７は、一定の参照電圧Vref と電
流電圧変換回路１６の出力電圧を比較し、電流電圧変換
回路１６の出力電圧が参照電圧Vref より小さい時、即
ち光検出器１５に入力される光電力が一定値より小さい
時補償光源１３の出力を増加させ、電流電圧変換回路１
６の出力電圧が参照電圧Vref より大きい時、即ち光検
出器１５に入力される光電力が一定値より大きい時補償
光源１３の出力を減少させ、ドープファイバ１へ入力さ
れる信号光と補償光の電力の和が一定となるよう制御す
る。

【００１５】これにより、ドープファイバ１の利得はほ
ぼ一定に保たれるが、補償光源１３の波長を信号入力端
子５から入力される複数の信号光の波長の平均値に設定
することにより、さらに利得の制御精度を改善できるこ
とを以下に示す。ドープファイバ１の利得を決めるの
は、ドープファイバ１中に発生する反転分布であり、ド
ープファイバ１の利得は反転分布に比例する。反転分布
は以下のスペクトル分解レート方程式で表される。

【００１６】

【数１】

【００１７】ただし、 n₂ ： レーザ上準位のイオン密度 n_t ： トータルイオン密度 h ： プランク定数 ζ ： 飽和パラメータ νi ： 信号光の周波数 (i=1〜n) αi ： 信号光波長の吸収係数 (i=1〜n) ｇi ： 信号光波長の利得係数 (i=1〜ｎ） νｃ ： 補償光波長の周波数 αc ： 補償光波長の吸収係数 ｇc ： 補償光波長の利得係数 νp ： 励起光波長の周波数 αp ： 励起光波長の吸収係数 ｇp ： 励起光波長の利得係数 Pi ： 信号光パワー Pp ： 励起光パワー ここで、レーザ媒質として例えばエルビウムを考える
と、増幅できる信号波長範囲は1530〜1560nm程度であ
り、信号の周波数は全て等しいと近似できるので、νi
＝νとすると、（１）式は（２）式で表せる。

【００１８】

【数２】

【００１９】さらにここでは、波長多重伝送を考えてい
るので、チャンネル当たりの入力光パワーはほぼ等しい
と考えられる。そこでPi＝Pとすると、（２）式は
（３）式で表せる。

【００２０】

【数３】

【００２１】（３）式から、チャネル当たりの入力光パ
ワーＰが変動した場合、式（４）、（５）式を満たす波
長の補償光の電力を（６）に従って制御すれば、反転分
布は変動しないことが分かる。

【００２２】

【数４】

【００２３】（６）式において、Ｐ₀は変動前のチャネ
ル当たりの入力光パワーであり、補償光電力Ｐcと各波
長の入力パワーの和が一定値Ｐ₀に保たれるべきことを
示している。以上のように、補償光から、チャネル当た
りの入力光パワーＰが変動した場合、式（４）、（５）
式を満たす波長の補償光の電力を（６）に従って制御す
れば、反転分布は変動しないことが分かる。ここで
（４）、（５）の各式を満たす波長は、図２によりほぼ
各信号波長の平均値であることが分かる。即ち、図２か
ら例えばレーザ媒質として最も良く用いられるエルビウ
ムイオンを添加したドープファイバでは、光通信システ
ムで最も良く用いられる波長帯域1540〜1560nmで利得係
数、吸収係数とも波長に対して線形に変化しており、
（４）、（５）の各式を満たす波長は以下の（７）式で
表せる。

【００２４】

【数５】

【００２５】図３に図１による利得制御機能付光増幅装
置の利得波長特性を示す。励起光電力としては８１ｍ
Ｗ、３１ｍＷ、１４ｍＷの３通りの場合について示して
有る。測定方法として、最も極端な場合として、４波の
信号電力が規定値の場合と、４波の信号が０の場合２通
りについて利得を測定している。補償光源１３の波長は
信号光のほぼセンターである1552nm としている。図か
ら分かるとおり、各波長における利得は４波の信号電力
が規定値の場合と、４波の信号が０の場合でほぼ同じ利
得であり、光入力レベルで利得が変動しないことが分か
る。

【００２６】実施の形態２．本実施の形態は、光増幅器
に入力される前記補償光源の光電力と前記光増幅器から
出力される前記補償光源の光電力の比が一定となるよう
前記補償光源を制御するものである。図４は本実施の形
態による利得制御機能付光増幅装置の構成を示す図であ
り、４b は光アイソレータ、１８は補償光源モニタホト
ダイオード、１４は補償光源制御回路、１９は割り算回
路、２０は補償光波長を抜き出して補償光源制御回路へ
入力する光フィルタである。他は実施の形態１と同じで
説明を省く。

【００２７】動作について説明する。励起光源駆動回路
１２は、励起光源２が一定の光出力を出力するよう温度
変化、経時変化に応じて励起光源２のへの電流を調整す
る。補償光源１３の出力は、光カプラ７a を介して信号
入力端子５から入力される複数の波長の信号光と結合さ
れ、光アイソレータ４a、WDMカプラ３を介してドープフ
ァイバ１に入力される。ドープファイバ１から出力され
る信号光は光フィルタ２０を通過して信号出力端子６か
ら出力され、増幅された補償光は光フィルタ２０により
補償光源制御回路１４に入力される。

【００２８】補償光源制御回路１４に入力された補償光
は光検出器１５で光電気変換された後電流電圧変換回路
１６で光検出器１５に入力される光電力に比例した電圧
信号に変換されて割り算回路１９に入力される。割り算
回路１９には補償光源モニタホトダイオード１８から出
力される、補償光源１３の出力電力に比例した電流が入
力され、電流電圧変換回路１６の出力との比が取られ
る。割り算回路１９の出力は比較器１７に入力され、一
定の参照電圧Vref より大きい時、即ちドープファイバ
１の補償光波長における利得が所定の値より大きい時補
償光源１３の出力を増加させ、逆の場合には補償光源１
３の出力を減少させる。

【００２９】この負帰還動作により、ドープファイバ１
の補償光波長における利得は信号光入力端子から入力さ
れる信号光電力よらず一定に保持される。従来例の項で
説明した通り、ドープファイバ１は一般にホモジーニア
スな特性、即ちある波長で利得が一定であれば他の周波
数においても利得は一定であると言う特性を有する。従
ってドープファイバ１の信号利得は信号光入力端子５か
ら入力される信号光の波長においても一定となり、波長
数、信号入力レベルに依存しない安定な増幅特性が実現
できる。本発明では、補償光１３の電力を制御している
ため、励起光源２を制御する場合と比較して小電力の回
路で良いこと、励起光源を制御する場合に問題となる励
起波長変動によるドープファイバ１の利得不安定性等の
問題が回避できる。

【００３０】実施の形態３．本実施の形態では、補償光
を信号光と逆方向に伝搬させることにより、実施の形態
２と同様の効果が得られるものである。図５は本実施の
形態による利得制御機能付光増幅装置の構成を示す図で
あり、４b は光アイソレータ、７a、７b は光カプラ、
１８は補償光源モニタホトダイオード、１４は補償光源
制御回路、１９は割り算回路、２０は補償光波長を抜き
出して補償光源制御回路へ入力する光フィルタである。

【００３１】動作について説明する。補償光源１３の出
力は、光カプラ７b を介してドープファイバ１の出力側
から入力される。ドープファイバ１は双方向の増幅特性
を有しており、逆方向の光についても順方向とほぼ同一
の利得が得られる。増幅された補償光はWDMカプラ３、
光カプラ７a 、光フィルタ２０を介して補償光源制御回
路１４に入力される。補償光源制御回路１４の動作は実
施の形態２と同様であり、その負帰還動作により、ドー
プファイバ１の補償光波長における利得は信号光入力端
子から入力される信号光電力よらず一定に保持される。
さらに、ドープファイバ１のホモジーニアスな特性か
ら、ドープファイバ１の信号利得は信号光入力端子５か
ら入力される信号光の波長においても一定となり、波長
数、信号入力レベルに依存しない安定な増幅特性が実現
できる。本発明では、補償光と信号光が互いに異なる方
向に伝搬するため、補償光を信号光のいずれかと等しく
設定できること、信号出力に補償光が出力されないため
補償光除去用の光フィルタが不要であるなどの利点を有
する。

【００３２】実施の形態４．本実施の形態では、補償光
を平均電力によらず一定の周波数 f0 、一定の変調度m
で変調することにより、補償光を抽出する光フィルタを
不要にしたものである。図６は本実施の形態による利得
制御機能付光増幅装置の構成を示す図であり、４a 、４
b は光アイソレータ、７a、７b は光カプラ、１８は補
償光源モニタホトダイオード、１４は補償光源制御回
路、２４は補償光源をその平均電力によらず一定の周波
数 f0 、一定の変調度m で変調する変調度安定化回路、
２１、２２は周波数 f0 の成分を抽出する電気フィル
タ、２３は割り算回路である。

【００３３】動作について説明する。補償光源１３の出
力は、補償光源モニタホトダイオード１８で光電気変換
された後変調度安定化回路２４に入力され、その平均電
力と変調電力の比をもとに、平均電力によらず一定の周
波数 f0 、一定の変調度m で変調される。周波数 f0は
ドープファイバ１の利得が変調されないよう、レーザ媒
質の光子寿命の逆数より充分大きな周波数に設定され
る。例えば、レーザ媒質として例えばエルビウムを考え
ると、光子寿命は１０ｍｓであり、周波数 f0は数１０
ＫＨｚ以上に設定すれば充分である。補償光源１３の出
力は光カプラ７a、WDMカプラ３を介してドープファイバ
１に入力され信号光入力端子５から入力される複数の信
号光と共に増幅される。増幅された補償光は信号光と共
に、光カプラ７b を介して補償光源制御回路１４に入力
される。補償光源制御回路１４に入力された信号光と補
償光は、光検出器１５で光電気変換された後電流電圧変
換回路１６で光検出器１５に入力される信号光と補償光
のトータルの光電力に比例した電圧信号に変換されて電
気フィルタ２１に入力される。

【００３４】電気フィルタ２１は補償光を変調する周波
数 f0の成分のみ、即ち補償光電力に比例した信号を抽
出し、割り算回路２３へ入力する。割り算回路２３には
補償光源モニタホトダイオード１８から出力される周波
数 f0の成分、即ち補償光源１３の出力電力に比例した
信号が入力され、電気フィルタ２１の出力との比が取ら
れる。割り算回路２３の出力は比較器１７に入力され、
一定の参照電圧Vrefより大きい時、即ちドープファイバ
１の補償光波長における利得が所定の値より大きい時補
償光源１３の出力を増加させ、逆の場合には補償光源１
３の出力を減少させる。

【００３５】この負帰還動作により、ドープファイバ１
の補償光波長における利得は信号光入力端子から入力さ
れる信号光電力よらず一定に保持される。ドープファイ
バ１のホモジーニアスな特性から、ドープファイバ１の
信号利得は信号光入力端子５から入力される信号光の波
長においても一定となり、波長数、信号入力レベルに依
存しない安定な増幅特性が実現できる。本発明では、補
償光抽出用の光フィルタが不要であるメリットをと有す
る。

【００３６】実施の形態５．本実施の形態では、補償光
を平均電力によらず一定の周波数 f0 、一定の変調度m
で変調することにより補償光を抽出する光フィルタを不
要にすると共に、補償光を信号光と逆方向に伝搬させる
ことにより、光増幅器の出力側で補償光を除去する必要
性を排除したものである。図７は本実施の形態による利
得制御機能付光増幅装置の構成を示す図であり、４a 、
４b は光アイソレータ、７a、７b は光カプラ、１８は
補償光源モニタホトダイオード、１４は補償光源制御回
路、２４は補償光源をその平均電力によらず一定の周波
数 f0 、一定の変調度m で変調する変調度安定化回路、
２１、２２は周波数 f0 の成分を抽出する電気フィル
タ、２３は割り算回路である。

【００３７】動作について説明する。補償光源１３の出
力は、補償光源モニタホトダイオード１８で光電気変換
された後変調度安定化回路２４に入力され、その平均電
力と変調電力の比をもとに、平均電力によらず一定の周
波数 f0 、一定の変調度m で変調される。周波数 f0に
ついては実施の形態４の説明で述べたように数１０ＫＨ
ｚ以上に設定される。補償光源１３の出力は光カプラ７
bを介してドープファイバ１に出力から入力される。ド
ープファイバ１は双方向の増幅特性を有しており、逆方
向の光についても順方向とほぼ同一の利得が得られる。
増幅された補償光はWDMカプラ３、光カプラ７a を介し
て補償光源制御回路１４に入力される。

【００３８】補償光源制御回路１４の動作は実施の形態
４と同様であり、その負帰還動作により、ドープファイ
バ１の補償光波長における利得は信号光入力端子から入
力される信号光電力よらず一定に保持される。さらに、
ドープファイバ１のホモジーニアスな特性から、ドープ
ファイバ１の信号利得は信号光入力端子５から入力され
る信号光の波長においても一定となり、波長数、信号入
力レベルに依存しない安定な増幅特性が実現できる。本
実施の形態では、補償光と信号光が互いに異なる方向に
伝搬するため、補償光を信号光のいずれかと等しく設定
できること、信号出力に補償光が出力されないため補償
光除去用の光フィルタが不要であるなどの利点を有す
る。

【００３９】

【発明の効果】第１の発明によれば、光増幅器に入力さ
れる複数の信号光と補償光源の出力光の電力の総和が一
定となるよう補償光源を制御するので、入力信号電力あ
るいは入力信号波長数によらず一定の利得を有する利得
制御機能付光増幅装置が得られる。

【００４０】第２の発明によれば、光増幅器に入力され
る前記補償光源の光電力と前記光増幅器から出力される
前記補償光源の光電力の比が一定となるよう前記補償光
源を制御するので、入力信号電力あるいは入力信号波長
数によらず一定の利得を有する利得制御機能付光増幅装
置が得られる。

【００４１】第３の発明によれば、光増幅器に入力され
る前記補償光源の光電力と前記光増幅器の入力部から出
力される前記補償光源の光電力の比が一定となるよう前
記補償光源を制御するので、入力信号電力あるいは入力
信号波長数によらず一定の利得を有する利得制御機能付
光増幅装置が得られる。

【００４２】第４の発明によれば、光増幅器から出力さ
れる補償光波長の電力を光フィルタで抽出し、光増幅器
に入力される補償光電力の比が一定となるよう補償光源
を制御するので、入力信号電力あるいは入力信号波長数
によらず一定の利得を有する利得制御機能付光増幅装置
が得られる。

【００４３】第５の発明によれば、補償光源を特定の周
波数 f0 、特定の変調度で変調し、光増幅器から出力さ
れる補償光電力の内周波数 f0 で変調される成分を抽出
し、光増幅器に入力される補償光電力の比が一定となる
よう補償光源を制御するので、入力信号電力あるいは入
力信号波長数によらず一定の利得を有する利得制御機能
付光増幅装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１による利得制御機能付光増幅装
置の構成図である。

【図２】 ドープファイバの利得係数と吸収係数を示す
図である。

【図３】 実施の形態１による利得制御機能付光増幅装
置の利得波長特性を示す図である。

【図４】 実施の形態２による利得制御機能付光増幅装
置の構成図である。

【図５】 実施の形態３による利得制御機能付光増幅装
置の構成図である。

【図６】 実施の形態４による利得制御機能付光増幅装
置の構成図である。

【図７】 実施の形態５による利得制御機能付光増幅装
置の構成図である。

【図８】 従来の実施の形態における利得制御機能付光
増幅装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ ドープファイバ ２ 励起光源 ３ WDMカプラ ４a、４b 光アイソレータ ５ 信号入力端子 ６ 信号出力端子 ７a、７b 光カプラ １２ 励起光源駆動回路 １３ 補償光源 １４ 補償光源制御回路 １５ 光検出器 １６ 電流電圧変換回路 １７ 比較器 １８ 補償光源モニタホトダイオード １９ 割り算回路 ２０ 光フィルタ ２１、２２ 電気フィルタ ２４ 変調度安定化回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希土類元素または遷移金属等のレーザー
   活性物質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する
   光増幅器と、前記光増幅器に入力される複数の信号光の
   波長の平均値に近似した波長の光を発生する補償光源
   と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と前記補償
   光源の出力光を結合して前記光増幅器へ入力する結合手
   段と、前記光増幅器に入力される複数の信号光と前記補
   償光源の出力光の電力の総和が一定となるよう前記補償
   光源を制御する補償光源制御手段を有することを特徴と
   する利得制御機能付光増幅装置。
2. 【請求項２】 希土類元素または遷移金属等のレーザー
   活性物質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する
   光増幅器と、前記光増幅器の増幅帯域内の波長の光を発
   生する補償光源と、前記光増幅器に入力される複数の信
   号光と前記補償光源の出力光を結合して前記光増幅器へ
   入力する結合手段と、前記光増幅器に入力される前記補
   償光源の光電力と前記光増幅器から出力される前記補償
   光源の光電力の比が一定となるよう前記補償光源を制御
   する補償光源制御手段を有することを特徴とする利得制
   御機能付光増幅装置。
3. 【請求項３】 希土類元素または遷移金属等のレーザー
   活性物質を添加した光ファイバを増幅媒体として有する
   光増幅器と、前記光増幅器の増幅帯域内の波長の光を発
   生する補償光源と、前記光増幅器の出力部へ前記補償光
   源の出力光を結合して前記光増幅器へ入力される複数の
   信号光と逆方向に伝搬させる結合手段と、前記光増幅器
   に入力される前記補償光源の光電力と前記光増幅器の入
   力部から出力される前記補償光源の光電力の比が一定と
   なるよう前記補償光源を制御する補償光源制御手段を有
   することを特徴とする利得制御機能付光増幅装置。
4. 【請求項４】 前記補償光源制御手段は、前記光増幅器
   から出力される前記補償光波長の電力を選択して出力す
   る光フィルタと、前記光フィルタから出力される光出力
   電力を検出する検出器と、前記補償光源の出力をモニタ
   するモニタ回路と、前記検出器の出力と前記モニタ回路
   の出力の比を出力する割り算回路と、前記割り算回路の
   出力が所定の値より小さい時前記補償光源の出力を増加
   させ、前記割り算回路の出力が所定の値より大きい時前
   記補償光源の出力を減少させる比較器とを有することを
   特徴とする請求項２または請求項３に記載の利得制御機
   能付光増幅装置。
5. 【請求項５】 前記補償光源制御手段は、前記補償光源
   の出力光を変調する変調器と、前記補償光源の出力光を
   モニタするモニタ回路と、前記モニタ回路出力から前記
   補償光源の出力光の直流光成分と前記変調器で変調され
   る成分を検出し、その変調度が一定となるよう前記変調
   器の出力を制御する変調度安定化回路と、前記光増幅器
   から出力される前記補償光波長の電力の一部を分岐する
   光カプラと、前記光カプラから出力される光に含まれる
   前記変調器で変調される成分を検出する出力電力を検出
   する検出器と、前記モニタ回路の出力の変調光成分と前
   記検出器の出力の変調光成分の比が一定値以下である時
   前記補償光源の出力を増加させ、前記モニタ回路の出力
   の変調光成分と前記検出器の出力の変調光成分の比が一
   定値以下である時前記補償光源の出力を増加させる補償
   光源制御手段を有することを特徴とする請求項２または
   請求項３に記載の利得制御機能付光増幅装置。