JPH11266206A - 利得等化機能を備えた光増幅装置 - Google Patents
利得等化機能を備えた光増幅装置Info
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- JPH11266206A JPH11266206A JP10067199A JP6719998A JPH11266206A JP H11266206 A JPH11266206 A JP H11266206A JP 10067199 A JP10067199 A JP 10067199A JP 6719998 A JP6719998 A JP 6719998A JP H11266206 A JPH11266206 A JP H11266206A
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- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
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- H01S3/06—Construction or shape of active medium
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- H01S3/067—Fibre lasers
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに異なる波長を有する複数の信号光を含
む波長多重化信号光の光増幅において、増幅された各信
号光に生じる光出力差を低減させる。 【解決手段】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
が波長多重された波長多重化信号光が入力されこの波長
多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信号光を含
む増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器と、増幅信号
光が入力され増幅された複数の信号光を光増幅してそれ
ぞれの光出力レベルを等化して等化増幅信号光を出力す
る利得等化器とを備えている。そして、利得等化器は半
導体光増幅器を含みこの半導体光増幅器の複数の信号光
の各信号光に対する利得が光ファイバ増幅器の複数の信
号光の各信号光に対する利得と重畳したときに各信号光
の間の利得差がなくなるように設定されている。なお、
利得等化器は、光ファイバ増幅器の前段に配置しても、
また２つの光ファイバ増幅器の間に配置してもよい。
む波長多重化信号光の光増幅において、増幅された各信
号光に生じる光出力差を低減させる。 【解決手段】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
が波長多重された波長多重化信号光が入力されこの波長
多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信号光を含
む増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器と、増幅信号
光が入力され増幅された複数の信号光を光増幅してそれ
ぞれの光出力レベルを等化して等化増幅信号光を出力す
る利得等化器とを備えている。そして、利得等化器は半
導体光増幅器を含みこの半導体光増幅器の複数の信号光
の各信号光に対する利得が光ファイバ増幅器の複数の信
号光の各信号光に対する利得と重畳したときに各信号光
の間の利得差がなくなるように設定されている。なお、
利得等化器は、光ファイバ増幅器の前段に配置しても、
また２つの光ファイバ増幅器の間に配置してもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の利得等化機能を備え
た光増幅装置は、入力された信号光を直接光増幅する光
増幅器を含んだ光増幅装置に関し、特に互いに異なる複
数の波長の信号光が波長多重された波長多重化信号を光
増幅する光増幅装置に関する。
た光増幅装置は、入力された信号光を直接光増幅する光
増幅器を含んだ光増幅装置に関し、特に互いに異なる複
数の波長の信号光が波長多重された波長多重化信号を光
増幅する光増幅装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】中長距離光ファイバ通信システムでは、
伝送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光
増幅器が用いられる。光増幅器には、希土類添加光ファ
イバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光ファイバ
増幅器が広く用いられている。なお、光ファイバ増幅器
の増幅媒体には希土類添加光ファイバが用いられるが、
その添加物にエルビウムが用いられた光ファイバ増幅器
（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉ
ｆｉｅｒ）が広く知られている。
伝送路ファイバ内で減衰した信号光を増幅するための光
増幅器が用いられる。光増幅器には、希土類添加光ファ
イバを増幅媒体として信号光を直接増幅する光ファイバ
増幅器が広く用いられている。なお、光ファイバ増幅器
の増幅媒体には希土類添加光ファイバが用いられるが、
その添加物にエルビウムが用いられた光ファイバ増幅器
（Ｅｒｂｉｕｍ Ｄｏｐｅｄ Ｆｉｂｅｒ Ａｍｐｌｉ
ｆｉｅｒ）が広く知られている。
【０００３】一方、光伝送路の増設なく伝送容量を拡大
する方式として、互いに異なる波長を有する複数の信号
光を波長多重して光伝送する波長多重伝送方式が広く知
られている。この波長多重光伝送方式においても、上述
した光ファイバ増幅器を適用することができる。
する方式として、互いに異なる波長を有する複数の信号
光を波長多重して光伝送する波長多重伝送方式が広く知
られている。この波長多重光伝送方式においても、上述
した光ファイバ増幅器を適用することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、波長多
重信号光に対して光ファイバ増幅器により一括して光増
幅を行おうとすると、エルビウム添加ファイバの利得の
波長特性に起因する各信号光に対する利得のばらつき、
すなわち利得の平坦度の劣化が問題となる。そこで、利
得平坦度を改善することを目的として、利得等化器が用
いられている。
重信号光に対して光ファイバ増幅器により一括して光増
幅を行おうとすると、エルビウム添加ファイバの利得の
波長特性に起因する各信号光に対する利得のばらつき、
すなわち利得の平坦度の劣化が問題となる。そこで、利
得平坦度を改善することを目的として、利得等化器が用
いられている。
【０００５】従来の利得等化器は、エルビウム添加ファ
イバの利得の波長特性を打ち消すような損失の波長特性
をもった光受動部品が用いられている。すなわち、ある
波長の信号光に対して別の波長の信号光の利得が低いた
めに利得の平坦度が確保できない場合には、前者の信号
光に対して損失がより大きい光受動部品を挿入、配置し
て全体の利得を調整しようとするものである。
イバの利得の波長特性を打ち消すような損失の波長特性
をもった光受動部品が用いられている。すなわち、ある
波長の信号光に対して別の波長の信号光の利得が低いた
めに利得の平坦度が確保できない場合には、前者の信号
光に対して損失がより大きい光受動部品を挿入、配置し
て全体の利得を調整しようとするものである。
【０００６】ところが、このような構成によって利得平
坦度を確保しようとすると、例えば、光増幅器が波長多
重される信号光間で５ｄＢの利得の波長特性を有してい
る場合には、少なくとも５ｄＢの損失を付加しなければ
利得差を完全に打ち消すことはできない。従って、等化
に要する損失が大きくなり、結局光増幅装置全体として
の光出力特性が得られず、また雑音劣化も大きくなって
しまうという問題がある。
坦度を確保しようとすると、例えば、光増幅器が波長多
重される信号光間で５ｄＢの利得の波長特性を有してい
る場合には、少なくとも５ｄＢの損失を付加しなければ
利得差を完全に打ち消すことはできない。従って、等化
に要する損失が大きくなり、結局光増幅装置全体として
の光出力特性が得られず、また雑音劣化も大きくなって
しまうという問題がある。
【０００７】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置
の目的は、互いに異なる波長を有する複数の信号光を一
括して光増幅した場合にでも、各信号光に対する利得差
を低減し、増幅された波長多重化信号光に含まれる各波
長の信号光間の光出力レベルを均一化することにある。
の目的は、互いに異なる波長を有する複数の信号光を一
括して光増幅した場合にでも、各信号光に対する利得差
を低減し、増幅された波長多重化信号光に含まれる各波
長の信号光間の光出力レベルを均一化することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の利得等化器は、
上記課題を解決するために、本発明の利得等化機能を備
えた光増幅装置は、互いに異なる波長を有する複数の信
号光が波長多重された波長多重化信号光が入力されこの
波長多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信号光
を含む増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器と、増幅
信号光が入力され増幅された複数の信号光を光増幅して
それぞれの光出力レベルを等化して等化増幅信号光を出
力する利得等化器とを備えている。そして、上記利得等
化器は、半導体光増幅器を含みこの半導体光増幅器の複
数の信号光の各信号光に対する利得が光ファイバ増幅器
の複数の信号光の各信号光に対する利得と重畳したとき
に各信号光の間の利得差がなくなるように設定されてい
ることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の利得等化機能を備
えた光増幅装置は、互いに異なる波長を有する複数の信
号光が波長多重された波長多重化信号光が入力されこの
波長多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信号光
を含む増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器と、増幅
信号光が入力され増幅された複数の信号光を光増幅して
それぞれの光出力レベルを等化して等化増幅信号光を出
力する利得等化器とを備えている。そして、上記利得等
化器は、半導体光増幅器を含みこの半導体光増幅器の複
数の信号光の各信号光に対する利得が光ファイバ増幅器
の複数の信号光の各信号光に対する利得と重畳したとき
に各信号光の間の利得差がなくなるように設定されてい
ることを特徴としている。
【０００９】また、本発明の利得等化機能を備えた光増
幅装置は、上記と同様の波長多重された波長多重化信号
光が入力されこの波長多重化信号光を光増幅して増幅さ
れた複数の信号光を含む等化増幅信号光を出力する利得
等化器と、等化増幅信号光が入力されこの等化増幅信号
光を光増幅して増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器
とを備えた利得等化機能を備えた光増幅装置であって、
上記利得等化器が、半導体光増幅器を含みこの半導体光
増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利得が光ファ
イバ増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利得と重
畳したときに各信号光の間の利得差がなくなるように設
定され、増幅信号光に含まれる増幅された複数の信号光
の各光出力レベルを等化することを特徴としている。
幅装置は、上記と同様の波長多重された波長多重化信号
光が入力されこの波長多重化信号光を光増幅して増幅さ
れた複数の信号光を含む等化増幅信号光を出力する利得
等化器と、等化増幅信号光が入力されこの等化増幅信号
光を光増幅して増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器
とを備えた利得等化機能を備えた光増幅装置であって、
上記利得等化器が、半導体光増幅器を含みこの半導体光
増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利得が光ファ
イバ増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利得と重
畳したときに各信号光の間の利得差がなくなるように設
定され、増幅信号光に含まれる増幅された複数の信号光
の各光出力レベルを等化することを特徴としている。
【００１０】さらに、本発明の利得等化機能を備えた光
増幅装置は、上記と同様の波長多重化信号光が入力され
この波長多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信
号光を含む第１の増幅信号光を出力する第１の光ファイ
バ増幅器と、増幅信号光が入力され増幅された複数の信
号光を光増幅してそれぞれの光出力レベルを等化して等
化増幅信号光を出力する利得等化器と、等化増幅信号光
が入力されこの等化増幅信号光を光増幅して増幅信号光
を出力する第２の光ファイバ増幅器とを備えている。そ
して、利得等化器が上記と同様、半導体光増幅器を含み
この半導体光増幅器の複数の信号光の各信号光に対する
利得が第１の光ファイバ増幅器の複数の信号光の各信号
光に対する利得と第２の光ファイバ増幅器の複数の信号
光の各信号光に対する利得の両方と重畳したときに各信
号光の間の利得差がなくなるように設定されていること
を特徴としている。
増幅装置は、上記と同様の波長多重化信号光が入力され
この波長多重化信号光を光増幅して増幅された複数の信
号光を含む第１の増幅信号光を出力する第１の光ファイ
バ増幅器と、増幅信号光が入力され増幅された複数の信
号光を光増幅してそれぞれの光出力レベルを等化して等
化増幅信号光を出力する利得等化器と、等化増幅信号光
が入力されこの等化増幅信号光を光増幅して増幅信号光
を出力する第２の光ファイバ増幅器とを備えている。そ
して、利得等化器が上記と同様、半導体光増幅器を含み
この半導体光増幅器の複数の信号光の各信号光に対する
利得が第１の光ファイバ増幅器の複数の信号光の各信号
光に対する利得と第２の光ファイバ増幅器の複数の信号
光の各信号光に対する利得の両方と重畳したときに各信
号光の間の利得差がなくなるように設定されていること
を特徴としている。
【００１１】ここで、本発明の利得等化機能を備えた光
増幅装置における上記光ファイバ増幅器は、入力された
光を増幅する増幅媒体となる希土類添加光ファイバと、
励起光を出力する励起光源と、励起光を希土類添加光フ
ァイバに入力する光合波器とを備えている。
増幅装置における上記光ファイバ増幅器は、入力された
光を増幅する増幅媒体となる希土類添加光ファイバと、
励起光を出力する励起光源と、励起光を希土類添加光フ
ァイバに入力する光合波器とを備えている。
【００１２】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置
は、光ファイバ増幅器によって波長多重化信号光を光増
幅した場合に、利得の波長特性に起因して生じる各波長
の信号光の間の光出力の差を、半導体光増幅器からなる
利得等化器を前段または後段に配置し、その利得を上記
光ファイバ増幅器の利得の波長特性と相殺するようにし
て光増幅装置全体の利得を各信号光に対して等化してい
る。
は、光ファイバ増幅器によって波長多重化信号光を光増
幅した場合に、利得の波長特性に起因して生じる各波長
の信号光の間の光出力の差を、半導体光増幅器からなる
利得等化器を前段または後段に配置し、その利得を上記
光ファイバ増幅器の利得の波長特性と相殺するようにし
て光増幅装置全体の利得を各信号光に対して等化してい
る。
【００１３】ここで、利得等化器として半導体光増幅器
が用いられているので、従来の光受動部品による損失の
波長特性を利用したものに比べて、光増幅装置全体の利
得が低下することなく所望の利得を確保しつつその各信
号光間の利得の差も低減させることができる。
が用いられているので、従来の光受動部品による損失の
波長特性を利用したものに比べて、光増幅装置全体の利
得が低下することなく所望の利得を確保しつつその各信
号光間の利得の差も低減させることができる。
【００１４】また、上記利得等化機能を備えた光増幅装
置であって、利得等化器が、半導体光増幅器を含み、こ
の半導体光増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利
得を光増幅装置から出力される複数の信号光の各信号光
の光出力が平坦化するように設定してもよい。
置であって、利得等化器が、半導体光増幅器を含み、こ
の半導体光増幅器の複数の信号光の各信号光に対する利
得を光増幅装置から出力される複数の信号光の各信号光
の光出力が平坦化するように設定してもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の利得等化器および
これを用いた利得等化機能を備えた光増幅装置につい
て、図面を参照して以下に詳細に説明する。
これを用いた利得等化機能を備えた光増幅装置につい
て、図面を参照して以下に詳細に説明する。
【００１６】図１は、本発明の利得等化機能を備えた光
増幅装置の第１の実施例の構成を示す図である。本実施
例では、第１および第２の２台の光ファイバ増幅器３
１，３２が用いられている。そして、両光ファイバ増幅
器３１，３２の間に利得等化器４１が配置されている。
光ファイバ増幅器３１，３２はそれぞれ増幅媒体として
エルビウム添加ファイバ１１，２１を備えており、さら
に励起光を出力する励起光源１２，２２もまたそれぞれ
備えている。励起光は、光合波器１３又は２３によって
入力される信号光に合波されそれぞれのエルビウム添加
ファイバに入射される。ここで、各光ファイバ増幅器
は、戻り光によって光ファイバ増幅器の動作が不安定に
なるのを防ぐため、それぞれ入力側および出力側の双方
に光アイソレータ１４，１５又は２４，２５が配置され
ている。
増幅装置の第１の実施例の構成を示す図である。本実施
例では、第１および第２の２台の光ファイバ増幅器３
１，３２が用いられている。そして、両光ファイバ増幅
器３１，３２の間に利得等化器４１が配置されている。
光ファイバ増幅器３１，３２はそれぞれ増幅媒体として
エルビウム添加ファイバ１１，２１を備えており、さら
に励起光を出力する励起光源１２，２２もまたそれぞれ
備えている。励起光は、光合波器１３又は２３によって
入力される信号光に合波されそれぞれのエルビウム添加
ファイバに入射される。ここで、各光ファイバ増幅器
は、戻り光によって光ファイバ増幅器の動作が不安定に
なるのを防ぐため、それぞれ入力側および出力側の双方
に光アイソレータ１４，１５又は２４，２５が配置され
ている。
【００１７】なお、本実施例では、信号光は１５５０ｎ
ｍ帯であり、前段にある第１の光ファイバ増幅器３１で
は、エルビウム添加ファイバの前段に光合波器１３が配
置されており、前方から励起光を入射する前方励起方式
が採用されている。また、励起光には、波長９８０ｎｍ
帯が用いられており、低雑音で信号光を光増幅してい
る。一方、後段にある第２の光ファイバ増幅器３２で
は、エルビウム添加ファイバの後段に光合波器２３が配
置されており、後方から励起光を入射する後方励起方式
が採用されている。また、励起光には、波長１４８０ｎ
ｍ帯が用いられており、高効率で信号光を光増幅してい
る。
ｍ帯であり、前段にある第１の光ファイバ増幅器３１で
は、エルビウム添加ファイバの前段に光合波器１３が配
置されており、前方から励起光を入射する前方励起方式
が採用されている。また、励起光には、波長９８０ｎｍ
帯が用いられており、低雑音で信号光を光増幅してい
る。一方、後段にある第２の光ファイバ増幅器３２で
は、エルビウム添加ファイバの後段に光合波器２３が配
置されており、後方から励起光を入射する後方励起方式
が採用されている。また、励起光には、波長１４８０ｎ
ｍ帯が用いられており、高効率で信号光を光増幅してい
る。
【００１８】次に、本発明で用いられている利得等化器
について説明する。
について説明する。
【００１９】図２は、本発明の利得等化機能を備えた光
増幅装置に用いられている利得等化器の基本構成を示す
図である。ここでは、２個の半導体光増幅器８，９が用
いられている。なお、両半導体光増幅器８，９の間にも
戻り光によって半導体光増幅器の動作が不安定になるの
を防ぐため、光アイソレータ７が挿入、配置されてい
る。
増幅装置に用いられている利得等化器の基本構成を示す
図である。ここでは、２個の半導体光増幅器８，９が用
いられている。なお、両半導体光増幅器８，９の間にも
戻り光によって半導体光増幅器の動作が不安定になるの
を防ぐため、光アイソレータ７が挿入、配置されてい
る。
【００２０】半導体光増幅器は、光半導体素子のチップ
両端の端面反射率によって利得の波長依存性を変化させ
ることができる。従って、上述した２台の光ファイバ増
幅器３１，３２の両方の増幅器によって得られる各波長
の信号光に対する利得の差が相殺されるように波長依存
性を持たせればよい。
両端の端面反射率によって利得の波長依存性を変化させ
ることができる。従って、上述した２台の光ファイバ増
幅器３１，３２の両方の増幅器によって得られる各波長
の信号光に対する利得の差が相殺されるように波長依存
性を持たせればよい。
【００２１】具体的には、用いられる信号光の波長帯域
とかかる波長帯域での光ファイバ増幅器の波長特性を考
慮して、以下に示す半導体光増幅器の特性に基づいて、
活性層長、端面反射率等を決定すればよい。
とかかる波長帯域での光ファイバ増幅器の波長特性を考
慮して、以下に示す半導体光増幅器の特性に基づいて、
活性層長、端面反射率等を決定すればよい。
【００２２】いま、理想的な場合を想定し、残留反射率
を無視すると信号光が得る利得Ｇｓは、
を無視すると信号光が得る利得Ｇｓは、
【００２３】
【数１】 となる。ここで、Γは光閉じ込め係数、Ｌは活性層長、
αは吸収係数、ｇは利得係数をそれぞれ示している。実
際には端面の残留反射率の影響があるのでこれによる共
振効果を考慮すると、利得Ｇｃは以下のようになる。
αは吸収係数、ｇは利得係数をそれぞれ示している。実
際には端面の残留反射率の影響があるのでこれによる共
振効果を考慮すると、利得Ｇｃは以下のようになる。
【００２４】
【数２】 この時、Ｒ1 、Ｒ2 は端面反射率、φは入出力端での位
相差を示している。
相差を示している。
【００２５】次に、位相差が最大の時と最小の時で利得
の比をとると利得のリップルの深さｍが下式により求め
られる。
の比をとると利得のリップルの深さｍが下式により求め
られる。
【００２６】
【数３】 言い換えると、端面反射率Ｒ1 、Ｒ2 と（１）式で決定
される利得を適宜設定することによりリップルの深さを
決定することができる。
される利得を適宜設定することによりリップルの深さを
決定することができる。
【００２７】Ｒ1 ＝Ｒ2 ＝０．１％、Ｇｓが２５ｄＢに
なると、ｍは３ｄＢ近くに設定することも可能になる。
従って、光ファイバ増幅器で生じる利得の波長特性を、
半導体光増幅器の端面反射率を上記（１）〜（３）式に
より適宜設定して相反するようにリップルを生じさせる
ことにより相殺させ、光増幅装置全体として利得を等化
させることができるようになる。
なると、ｍは３ｄＢ近くに設定することも可能になる。
従って、光ファイバ増幅器で生じる利得の波長特性を、
半導体光増幅器の端面反射率を上記（１）〜（３）式に
より適宜設定して相反するようにリップルを生じさせる
ことにより相殺させ、光増幅装置全体として利得を等化
させることができるようになる。
【００２８】なお、本実施例では、２個の半導体光増幅
器を用いた場合について説明したが、１個でもまた逆に
３個以上であってもよいのはいうまでもない。
器を用いた場合について説明したが、１個でもまた逆に
３個以上であってもよいのはいうまでもない。
【００２９】次に、図１に示される本発明の利得等化機
能を備えた光増幅装置の第１の実施例における動作につ
いて、利得の波長特性と信号光の様子を参照しながらも
う少し詳しく説明する。
能を備えた光増幅装置の第１の実施例における動作につ
いて、利得の波長特性と信号光の様子を参照しながらも
う少し詳しく説明する。
【００３０】図３は、本発明の利得等化機能を備えた光
増幅装置の動作原理を説明するための光ファイバ増幅器
および利得等化器の各利得の波長特性を示した図であっ
て、（ａ）は第１の光ファイバ増幅装置の利得の波長特
性、（ｂ）は利得等化器の波長特性、（ｃ）は第２の光
ファイバ増幅器の利得の波長特性をそれぞれ示してい
る。また、図４は、本発明の利得等化機能を備えた光増
幅装置の動作原理を説明するための波長多重化された信
号光の光出力の状態を示す図であって、（ａ）は光増幅
装置への入力信号光、（ｂ）は第１の光ファイバ増幅器
により増幅されて出力された信号光、（ｃ）は利得等化
器により増幅され出力された信号光、（ｄ）は光増幅装
置全体により増幅され出力された信号光のそれぞれの光
出力を模式的に示している。
増幅装置の動作原理を説明するための光ファイバ増幅器
および利得等化器の各利得の波長特性を示した図であっ
て、（ａ）は第１の光ファイバ増幅装置の利得の波長特
性、（ｂ）は利得等化器の波長特性、（ｃ）は第２の光
ファイバ増幅器の利得の波長特性をそれぞれ示してい
る。また、図４は、本発明の利得等化機能を備えた光増
幅装置の動作原理を説明するための波長多重化された信
号光の光出力の状態を示す図であって、（ａ）は光増幅
装置への入力信号光、（ｂ）は第１の光ファイバ増幅器
により増幅されて出力された信号光、（ｃ）は利得等化
器により増幅され出力された信号光、（ｄ）は光増幅装
置全体により増幅され出力された信号光のそれぞれの光
出力を模式的に示している。
【００３１】図３（ａ）に示されるように、各波長間の
光出力レベルにばらつきのない波長多重化信号光が入力
されると、まず第１の光ファイバ増幅器３１で一括して
光増幅される。ところが、図４（ａ）に示されるよう
に、一般的に光ファイバ増幅器は利得に波長依存性を有
しており、入力される信号光の波長によって利得が異な
り、従って同じ光出力レベルの信号光が入力されてもそ
の光出力レベルには、図３（ｂ）に示されるように、ば
らつきが生じてしまう。
光出力レベルにばらつきのない波長多重化信号光が入力
されると、まず第１の光ファイバ増幅器３１で一括して
光増幅される。ところが、図４（ａ）に示されるよう
に、一般的に光ファイバ増幅器は利得に波長依存性を有
しており、入力される信号光の波長によって利得が異な
り、従って同じ光出力レベルの信号光が入力されてもそ
の光出力レベルには、図３（ｂ）に示されるように、ば
らつきが生じてしまう。
【００３２】次に、この増幅された波長多重化信号光
は、さらに後段に配置されている利得等化器６によって
一括光増幅される。ここで、利得等化器６が有する利得
の波長特性は、図４（ｂ）に示されるように、図４
（ａ）および（ｃ）に示される光ファイバ増幅器とは逆
の特性、すなわち両者が重畳されると利得差が相殺さ
れ、平坦になるような特性を備えている。このような利
得の波長特性は、光ファイバ増幅器の波長特性をあらか
じめ測定しておき、これにあわせて上述したような方法
で半導体光増幅器のチップの前方および後方の端面の反
射率を変化させることにより所望の波長特性にすること
ができる。
は、さらに後段に配置されている利得等化器６によって
一括光増幅される。ここで、利得等化器６が有する利得
の波長特性は、図４（ｂ）に示されるように、図４
（ａ）および（ｃ）に示される光ファイバ増幅器とは逆
の特性、すなわち両者が重畳されると利得差が相殺さ
れ、平坦になるような特性を備えている。このような利
得の波長特性は、光ファイバ増幅器の波長特性をあらか
じめ測定しておき、これにあわせて上述したような方法
で半導体光増幅器のチップの前方および後方の端面の反
射率を変化させることにより所望の波長特性にすること
ができる。
【００３３】図３（ｃ）は、利得等化器６によりさらに
光増幅された波長多重化信号光に含まれる各信号光の光
出力レベルを示している。なお、ここで示されている各
信号光の光出力レベルにもばらつきがあるが、さらに後
段に配置された第２の光ファイバ増幅器３２によって一
括光増幅されるので、そのときに生じるばらつきを修正
するようにあらかじめ逆の波長特性をもつようにばらつ
きがもたされている。
光増幅された波長多重化信号光に含まれる各信号光の光
出力レベルを示している。なお、ここで示されている各
信号光の光出力レベルにもばらつきがあるが、さらに後
段に配置された第２の光ファイバ増幅器３２によって一
括光増幅されるので、そのときに生じるばらつきを修正
するようにあらかじめ逆の波長特性をもつようにばらつ
きがもたされている。
【００３４】図３（ｃ）は、第２の光ファイバ増幅器３
２の利得の波長特性を示す図であり、図４（ｃ）に示さ
れるばらつきを有する波長多重化信号光が第２のファイ
バ増幅器３２に入力され光増幅されて出力されると、図
４（ｄ）に示されるばらつきのない光出力レベルの平坦
度が維持された信号光が出力される。
２の利得の波長特性を示す図であり、図４（ｃ）に示さ
れるばらつきを有する波長多重化信号光が第２のファイ
バ増幅器３２に入力され光増幅されて出力されると、図
４（ｄ）に示されるばらつきのない光出力レベルの平坦
度が維持された信号光が出力される。
【００３５】次に、本発明の利得等化機能を備えた光増
幅装置の他の実施例について説明する。
幅装置の他の実施例について説明する。
【００３６】図５および図６は、いずれも本発明の利得
等化機能を備えた光増幅装置の他の実施例の構成を示し
た図である。図５に示される本発明の利得等化機能を備
えた光増幅装置の第２の実施例においては、図１に示さ
れる第１の実施例と異なり、後段の第２の光ファイバ増
幅器３２がなく、第１の光ファイバ増幅器３１と利得等
化器６のみで構成されている。本実施例の構成では、半
導体光増幅器の光出力特性がそのまま光増幅装置の光出
力特性となるため光出力特性には優れないが、第１の実
施例より簡易な構成である。
等化機能を備えた光増幅装置の他の実施例の構成を示し
た図である。図５に示される本発明の利得等化機能を備
えた光増幅装置の第２の実施例においては、図１に示さ
れる第１の実施例と異なり、後段の第２の光ファイバ増
幅器３２がなく、第１の光ファイバ増幅器３１と利得等
化器６のみで構成されている。本実施例の構成では、半
導体光増幅器の光出力特性がそのまま光増幅装置の光出
力特性となるため光出力特性には優れないが、第１の実
施例より簡易な構成である。
【００３７】一方、図６に示される本発明の利得等化機
能を備えた光増幅装置の第３の実施例においては、図５
に示される第２の実施例とは異なり、逆に前段の第１の
光ファイバ増幅器３１がなく、第２の光ファイバ増幅器
３２と利得等化器６のみで構成されている。本実施例の
構成では、半導体光増幅器の雑音特性が光増幅装置の雑
音特性に大きく影響するため雑音特性は第１の実施例等
に比べて劣るが、第１の実施例よりは簡便に構成するこ
とができる。
能を備えた光増幅装置の第３の実施例においては、図５
に示される第２の実施例とは異なり、逆に前段の第１の
光ファイバ増幅器３１がなく、第２の光ファイバ増幅器
３２と利得等化器６のみで構成されている。本実施例の
構成では、半導体光増幅器の雑音特性が光増幅装置の雑
音特性に大きく影響するため雑音特性は第１の実施例等
に比べて劣るが、第１の実施例よりは簡便に構成するこ
とができる。
【００３８】なお、以上はエルビウム添加ファイバを例
にとって説明したが、他の希土類元素が添加された光フ
ァイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器にも本発明が
適用することができるのはいうまでもない。
にとって説明したが、他の希土類元素が添加された光フ
ァイバを増幅媒体とする光ファイバ増幅器にも本発明が
適用することができるのはいうまでもない。
【００３９】また、上記実施例では、光ファイバ増幅器
の利得の波長特性のみに起因して各波長の信号光の光出
力レベルに差が生じた場合を想定しているが、もともと
の各波長の信号光の光源の光出力に差がある場合や、光
伝送路の伝送損失の波長依存性によっても光出力に差が
生じている場合にも、本発明で用いられている利得等化
器の端面反射率を変更することにより、光出力の平坦化
を行うことができる。
の利得の波長特性のみに起因して各波長の信号光の光出
力レベルに差が生じた場合を想定しているが、もともと
の各波長の信号光の光源の光出力に差がある場合や、光
伝送路の伝送損失の波長依存性によっても光出力に差が
生じている場合にも、本発明で用いられている利得等化
器の端面反射率を変更することにより、光出力の平坦化
を行うことができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の利得等化
機能を備えた光増幅装置は、光ファイバ増幅器によって
波長多重化信号光を光増幅した場合に、利得の波長特性
に起因して生じる各波長の信号光の間の光出力の差を半
導体光増幅器からなる利得等化器を前段または後段に配
置し、その利得を上記光ファイバ増幅器の利得の波長特
性と相殺するようにして光増幅装置全体の利得を各信号
光に対して等化している。
機能を備えた光増幅装置は、光ファイバ増幅器によって
波長多重化信号光を光増幅した場合に、利得の波長特性
に起因して生じる各波長の信号光の間の光出力の差を半
導体光増幅器からなる利得等化器を前段または後段に配
置し、その利得を上記光ファイバ増幅器の利得の波長特
性と相殺するようにして光増幅装置全体の利得を各信号
光に対して等化している。
【００４１】利得等化器として半導体光増幅器が用いら
れているので、従来の光受動部品による損失の波長特性
を利用したものに比べて、光増幅装置全体の利得が低下
することなく所望の利得を確保しつつその各信号光間の
利得の差も低減させることができる。この結果、波長多
重化信号光を一括して光増幅した場合であっても、増幅
された各信号光の光出力を平坦化することができ、安定
した波長多重光伝送を行うことができるようになる。
れているので、従来の光受動部品による損失の波長特性
を利用したものに比べて、光増幅装置全体の利得が低下
することなく所望の利得を確保しつつその各信号光間の
利得の差も低減させることができる。この結果、波長多
重化信号光を一括して光増幅した場合であっても、増幅
された各信号光の光出力を平坦化することができ、安定
した波長多重光伝送を行うことができるようになる。
【図１】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置の第
１の実施例の構成を示す図である。
１の実施例の構成を示す図である。
【図２】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置に用
いられる利得等化器の一構成例を示す図である。
いられる利得等化器の一構成例を示す図である。
【図３】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置の動
作原理を説明するための光ファイバ増幅器および利得等
化器の各利得の波長特性を示した図であって、（ａ）は
第１の光ファイバ増幅装置の利得の波長特性、（ｂ）は
利得等化器の波長特性、（ｃ）は第２の光ファイバ増幅
器の利得の波長特性をそれぞれ示している。
作原理を説明するための光ファイバ増幅器および利得等
化器の各利得の波長特性を示した図であって、（ａ）は
第１の光ファイバ増幅装置の利得の波長特性、（ｂ）は
利得等化器の波長特性、（ｃ）は第２の光ファイバ増幅
器の利得の波長特性をそれぞれ示している。
【図４】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置の動
作原理を説明するための波長多重化された信号光の光出
力の状態を示す図であって、（ａ）は光増幅装置への入
力信号光、（ｂ）は第１の光ファイバ増幅器により増幅
されて出力された信号光、（ｃ）は利得等化器により増
幅され出力された信号光、（ｄ）は光増幅装置全体によ
り増幅され出力された信号光のそれぞれの光出力を模式
的に示している。
作原理を説明するための波長多重化された信号光の光出
力の状態を示す図であって、（ａ）は光増幅装置への入
力信号光、（ｂ）は第１の光ファイバ増幅器により増幅
されて出力された信号光、（ｃ）は利得等化器により増
幅され出力された信号光、（ｄ）は光増幅装置全体によ
り増幅され出力された信号光のそれぞれの光出力を模式
的に示している。
【図５】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置の第
２の実施例の構成を示す図である。
２の実施例の構成を示す図である。
【図６】本発明の利得等化機能を備えた光増幅装置の第
３の実施例の構成を示す図である。
３の実施例の構成を示す図である。
１１，２１ エルビウム添加ファイバ １２，２２ 励起光源 １３，２３ 光合波器 １４，１５，２４，２５ 光アイソレータ ６ 利得等化器 ７ 光アイソレータ ８，９ 半導体光増幅器 ３１，３２ 光ファイバ増幅器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/14 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ 10/06 10/04 Ｈ０４Ｊ 14/00 14/02
Claims (9)
- 【請求項１】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
が波長多重された波長多重化信号光が入力され、該波長
多重化信号光を光増幅して増幅された前記複数の信号光
を含む増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器と、 前記増幅信号光が入力され、増幅された前記複数の信号
光を光増幅してそれぞれの光出力レベルを等化して等化
増幅信号光を出力する利得等化器とを備えた利得等化機
能を備えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記光ファイバ増幅
器の前記複数の信号光の各信号光に対する利得と重畳し
たときに前記各信号光の間の利得差がなくなるように設
定されていることを特徴とする利得等化機能を備えた光
増幅装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載される利得等化機能を備
えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記利得等化機能を
備えた光増幅装置から出力される前記複数の信号光の各
信号光の光出力が平坦化するように設定されていること
を特徴とする利得等化機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項３】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
が波長多重された波長多重化信号光が入力され、該波長
多重化信号光を光増幅して増幅された前記複数の信号光
を含む等化増幅信号光を出力する利得等化器と、 前記等化増幅信号光が入力され、該等化増幅信号光を光
増幅して増幅信号光を出力する光ファイバ増幅器とを備
えた利得等化機能を備えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記光ファイバ増幅
器の前記複数の信号光の各信号光に対する利得と重畳し
たときに前記各信号光の間の利得差がなくなるように設
定され、 前記増幅信号光に含まれる増幅された前記複数の信号光
の各光出力レベルを等化することを特徴とする利得等化
機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載される利得等化機能を備
えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記利得等化機能を
備えた光増幅装置から出力される前記複数の信号光の各
信号光の光出力が平坦化するように設定されていること
を特徴とする利得等化機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項５】 互いに異なる波長を有する複数の信号光
が波長多重された波長多重化信号光が入力され、該波長
多重化信号光を光増幅して増幅された前記複数の信号光
を含む第１の増幅信号光を出力する第１の光ファイバ増
幅器と、 前記増幅信号光が入力され、増幅された前記複数の信号
光を光増幅してそれぞれの光出力レベルを等化して等化
増幅信号光を出力する利得等化器と、 前記等化増幅信号光が入力され、該等化増幅信号光を光
増幅して増幅信号光を出力する第２の光ファイバ増幅器
とを備えた利得等化機能を備えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記第１の光ファイ
バ増幅器の前記複数の信号光の各信号光に対する利得と
前記第２の光ファイバ増幅器の前記複数の信号光の各信
号光に対する利得の両方と重畳したときに前記各信号光
の間の利得差がなくなるように設定されていることを特
徴とする利得等化機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項６】 請求項５に記載される利得等化機能を備
えた光増幅装置であって、 前記利得等化器は、 半導体光増幅器を含み、該半導体光増幅器の前記複数の
信号光の各信号光に対する利得が、前記利得等化機能を
備えた光増幅装置から出力される前記複数の信号光の各
信号光の光出力が平坦化するように設定されていること
を特徴とする利得等化機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項７】 前記光ファイバ増幅器は、 入力された光を増幅する増幅媒体となる希土類添加光フ
ァイバと、 励起光を出力する励起光源と、 前記励起光を前記希土類添加光ファイバに入力する光合
波器とを備えていることを特徴とする請求項１から請求
項６までのいずれかの請求項に記載の利得等化機能を備
えた光増幅装置。 - 【請求項８】 前記希土類添加光ファイバは、エルビウ
ム添加光ファイバであることを特徴とする請求項７記載
の利得等化機能を備えた光増幅装置。 - 【請求項９】 前記利得等化器は、 第１の半導体光増幅器と、 第２の半導体光増幅器と、 前記第１の半導体光増幅器と第２の半導体光増幅器との
間に配置される光アイソレータとを備えていることを特
徴とする請求項１から請求項８までのいずれかの請求項
に記載の利得等化機能を備えた光増幅装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06719998A JP3607497B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 利得等化器と利得等化機能を備えた光増幅装置 |
| US09/265,556 US6144488A (en) | 1998-03-17 | 1999-03-09 | Optically amplifying device with gain equalizing function |
| IT1999MI000532A IT1311745B1 (it) | 1998-03-17 | 1999-03-16 | Dispositivo di amplificazione ottico con funzione di equalizzazione di guadagno |
| FR9903218A FR2776441A1 (fr) | 1998-03-17 | 1999-03-16 | Dispositif d'amplification optique avec fonction d'egalisation du gain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06719998A JP3607497B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 利得等化器と利得等化機能を備えた光増幅装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11266206A true JPH11266206A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3607497B2 JP3607497B2 (ja) | 2005-01-05 |
Family
ID=13338009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06719998A Expired - Fee Related JP3607497B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | 利得等化器と利得等化機能を備えた光増幅装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6144488A (ja) |
| JP (1) | JP3607497B2 (ja) |
| FR (1) | FR2776441A1 (ja) |
| IT (1) | IT1311745B1 (ja) |
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| WO2007069734A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Nec Corporation | 外部共振器型波長可変レーザ |
| JP2009003148A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ用リール、光ファイバの実装方法、及び光モジュール |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6483637B2 (en) | 2001-03-30 | 2002-11-19 | Sycamore Networks, Inc. | System and method for per-band optical amplification |
| IL144434A0 (en) * | 2001-07-18 | 2002-05-23 | Xtellus Inc | Fiber optical gain equalizer |
| US6747774B2 (en) | 2001-07-19 | 2004-06-08 | Coadna Photonics, Inc. | Apparatus and method for controlling optical gain profiles |
| US6614572B2 (en) | 2001-07-19 | 2003-09-02 | Coadna Photonics, Inc. | Apparatus and method for controlling optical gain profiles in a temperature independent manner |
| JP4359035B2 (ja) * | 2002-11-21 | 2009-11-04 | 富士通株式会社 | 光中継器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2236426B (en) * | 1989-09-20 | 1994-01-26 | Stc Plc | Laser source |
| US5050949A (en) * | 1990-06-22 | 1991-09-24 | At&T Bell Laboratories | Multi-stage optical fiber amplifier |
| IT1267648B1 (it) * | 1994-12-15 | 1997-02-07 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Amplificatore ottico. |
| JPH0964819A (ja) * | 1995-08-23 | 1997-03-07 | Fujitsu Ltd | 光システム |
| US6058128A (en) * | 1996-03-25 | 2000-05-02 | Sdl, Inc. | Apparatus for providing a stabilized laser source |
| FR2764141B1 (fr) * | 1997-05-29 | 1999-07-23 | Alsthom Cge Alcatel | Systeme de transmission optique a compensation dynamique de la puissance transmise |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP06719998A patent/JP3607497B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-03-09 US US09/265,556 patent/US6144488A/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-03-16 IT IT1999MI000532A patent/IT1311745B1/it active
- 1999-03-16 FR FR9903218A patent/FR2776441A1/fr not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007069734A1 (ja) * | 2005-12-15 | 2007-06-21 | Nec Corporation | 外部共振器型波長可変レーザ |
| JP2009003148A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Fujitsu Ltd | 光ファイバ用リール、光ファイバの実装方法、及び光モジュール |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ITMI990532A1 (it) | 2000-09-16 |
| JP3607497B2 (ja) | 2005-01-05 |
| US6144488A (en) | 2000-11-07 |
| FR2776441A1 (fr) | 1999-09-24 |
| IT1311745B1 (it) | 2002-03-19 |
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