JP3368915B2 - Optical amplifier - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光伝送方式や光信号処
理において必要とされる光ファイバ増幅器の構成法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for constructing an optical fiber amplifier required in an optical transmission system and optical signal processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】０.９８μｍ帯励起のエルビウムドープ
光ファイバ（以下ＥＤＦと記す）は低雑音で、しかも小
さな励起電力で高利得が得られることが知られている
が、最適波長から励起波長が変化すると急激に利得が低
下するので、励起光源に対して数ｎｍ程度の波長精度が
要求されていた。2. Description of the Related Art It is known that an erbium-doped optical fiber (hereinafter referred to as EDF) pumped at 0.98 μm band has low noise and high gain can be obtained with small pumping power. Since the gain decreases sharply when changed, a wavelength accuracy of about several nm has been required for the pumping light source.
【０００３】このため、励起用半導体ＬＤの発振波長が
ＥＤＦの最適励起波長と一致するようにＥＤＦ光増幅器
を組み立てる時点においてＬＤの動作温度を調整し、そ
の後は温度制御回路によりＬＤの動作温度が初期状態を
保つような制御が行なわれていた。Therefore, the operating temperature of the LD is adjusted at the time of assembling the EDF optical amplifier so that the oscillation wavelength of the pumping semiconductor LD coincides with the optimum pumping wavelength of the EDF, and thereafter the operating temperature of the LD is controlled by the temperature control circuit. Control was performed to keep the initial state.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
制御系では、励起光波長を直接モニタしていないので、
長期間の波長安定性は必ずしも保証されていなかった。
このため、長期の使用にともない利得が低下する恐れが
あった。また、利得一定制御回路が付加されている増幅
器では最適励起波長から外れた所で初期の利得を確保す
るような制御がなされるので励起光電力が急増し、励起
ＬＤの寿命を短くする等の問題があった。As described above, in the conventional control system, the pumping light wavelength is not directly monitored.
Long-term wavelength stability was not always guaranteed.
For this reason, there is a fear that the gain may decrease with long-term use. Further, in an amplifier to which a constant gain control circuit is added, control is performed so as to secure an initial gain at a position deviating from the optimum pump wavelength, so that pump light power sharply increases and the life of the pump LD is shortened. There was a problem.
【０００５】本発明は、これらの問題点を解決するた
め、励起光源の波長を希土類添加ファイバの最適励起波
長に制御する回路を提供することにある。In order to solve these problems, the present invention provides a circuit for controlling the wavelength of the pumping light source to the optimum pumping wavelength of the rare earth-doped fiber.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】図１は本発明の基本構成
を表わすブロック図である。希土類添加ファイバ光増幅
器の利得をモニタする回路、希土類添加ファイバに入射
される励起光電力と出力された励起光電力の検出回路、
励起光の損失の演算回路および、励起光損失、信号利得
および励起光波長を関係づけたテーブル、励起光波長の
制御回路、モニタした信号利得ならびに励起光の損失か
ら励起光波長を逆算する演算回路より構成され、励起光
波長が最適励起波長からずれている場合、励起光の波長
を最適励起波長を目標に制御している。FIG. 1 is a block diagram showing the basic configuration of the present invention. A circuit for monitoring the gain of a rare earth-doped fiber optical amplifier, a pumping light power incident on the rare earth-doped fiber and a detection circuit for the output pumping light power,
Pumping light loss arithmetic circuit, table relating pumping light loss, signal gain and pumping light wavelength, pumping light wavelength control circuit, arithmetic circuit for calculating pumping light wavelength backward from monitored signal gain and pumping light loss When the pumping light wavelength is deviated from the optimum pumping wavelength, the wavelength of the pumping light is controlled with the optimum pumping wavelength as a target.
【０００７】図２は本発明の第２の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした信号利得から最適励起光の損失を逆算する演
算回路より構成され、励起光損失が最適損失からずれて
いる場合、最適励起損失を目標に励起光波長を制御して
いる。FIG. 2 is a block diagram showing a second configuration of the present invention. Circuit for monitoring the gain of rare-earth-doped fiber optical amplifier, pumping light power incident on rare-earth-doped fiber and output pumping light power detection circuit, pumping light loss arithmetic circuit, and pumping light loss at the optimum pumping wavelength Table relating signal gain, pump light wavelength control circuit,
When the pumping light loss deviates from the optimum loss, the pumping light wavelength is controlled with the optimum pumping loss as a target.
【０００８】図３は本発明の第３の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした励起光損失から最適信号利得を逆算する演算
回路より構成され、信号利得が最適利得からずれている
場合、最適利得を目標に励起光波長を制御している。FIG. 3 is a block diagram showing a third configuration of the present invention. Circuit for monitoring the gain of rare-earth-doped fiber optical amplifier, pumping light power incident on rare-earth-doped fiber and output pumping light power detection circuit, pumping light loss arithmetic circuit, and pumping light loss at the optimum pumping wavelength Table relating signal gain, pump light wavelength control circuit,
When the signal gain deviates from the optimum gain, the pumping light wavelength is controlled with a target of the optimum gain.
【０００９】図４は本発明の第４の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器の利得をモニ
タする回路、希土類添加ファイバに入射される励起光電
力と出力された励起光電力の検出回路、励起光の損失の
演算回路および、最適励起波長における励起光損失と信
号利得を関係づけたテーブル、励起光波長の制御回路、
モニタした信号利得から最適励起光の損失を逆算する演
算回路、出力信号電力の安定化回路より構成され、励起
光損失が最適損失からずれている場合、最適励起損失を
目標に励起光波長を制御している。FIG. 4 is a block diagram showing a fourth configuration of the present invention. Circuit for monitoring the gain of rare-earth-doped fiber optical amplifier, pumping light power incident on rare-earth-doped fiber and output pumping light power detection circuit, pumping light loss arithmetic circuit, and pumping light loss at the optimum pumping wavelength Table relating signal gain, pump light wavelength control circuit,
Consists of an arithmetic circuit that calculates the optimum pumping light loss from the monitored signal gain and a stabilization circuit for the output signal power.If the pumping light loss deviates from the optimum loss, the pumping light wavelength is controlled with the target of the optimum pumping loss. is doing.
【００１０】図５は本発明の第５の構成を表わすブロッ
ク図である。入射信号モニタ、励起光損失モニタを設け
ており、入力信号電力が時間的に安定している時に、励
起光の損失が最大となるように励起光の波長を制御して
いる。図６は本発明の第６の構成を表わすブロック図で
ある。利得をモニタする回路、希土類添加ファイバに入
射される励起光電力と出力された励起光電力の検出回
路、励起光の損失の演算回路を有し、利得一定制御が行
なわれ、励起光の損失が最大となるように励起光波長を
制御している。FIG. 5 is a block diagram showing a fifth configuration of the present invention. An incident signal monitor and a pumping light loss monitor are provided, and the wavelength of the pumping light is controlled so that the loss of the pumping light becomes maximum when the input signal power is temporally stable. FIG. 6 is a block diagram showing a sixth configuration of the present invention. It has a gain monitoring circuit, a pumping light power input to the rare-earth doped fiber and a pumping light power output detection circuit, and a pumping light loss calculation circuit. The wavelength of the excitation light is controlled so that it becomes maximum.
【００１１】図７は本発明の第７の構成を表わすブロッ
ク図である。図６の構成を基本とし、出力信号電力を適
当な時定数で積分しその時間平均が一定となるように制
御目標利得に帰還をかけるようにしている。図８は本発
明の第８の構成を表わすブロック図である。希土類添加
ファイバ光増幅器への入力信号電力が時間的に安定して
いる時に、同一の励起光電力にたいして利得が最大とな
るように励起光の波長を制御するようにしている。FIG. 7 is a block diagram showing a seventh configuration of the present invention. Based on the configuration of FIG. 6, the output signal power is integrated with an appropriate time constant and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant. FIG. 8 is a block diagram showing the eighth structure of the present invention. When the input signal power to the rare earth-doped fiber optical amplifier is stable in time, the wavelength of the pumping light is controlled so that the gain becomes maximum for the same pumping light power.
【００１２】図９は本発明の第９の構成を表わすブロッ
ク図である。希土類添加ファイバ光増幅器は利得一定制
御が行なわれており、入力信号電力あるいは出力信号電
力が時間的に安定している時に、同一の利得に対して励
起光電力が最小となるように励起光の波長を制御するよ
うにしている。図１０は本発明の第１０の構成を表わす
ブロック図である。最適励起光波長における利得（最適
利得）、入射信号電力（または出力信号電力）および励
起光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるい
は演算部を有し、入射信号電力、信号の利得ならびに励
起光電力の測定系を設けている。テーブルを参照し、信
号電力と励起電力から逆算される最適利得よりも利得が
小さい場合、最適利得を目標に励起光波長を制御してい
る。FIG. 9 is a block diagram showing a ninth configuration of the present invention. The rare earth-doped fiber optical amplifier is controlled to have a constant gain, and when the input signal power or the output signal power is stable with time, the pumping light power is minimized for the same gain. The wavelength is controlled. FIG. 10 is a block diagram showing the tenth structure of the present invention. It has a table or an arithmetic unit that relates the gain (optimal gain) at the optimum pumping light wavelength, the incident signal power (or output signal power), and the pumping light power (optimal pumping power). A power measurement system is provided. When the gain is smaller than the optimum gain that is calculated back from the signal power and the pump power by referring to the table, the pump light wavelength is controlled with the optimum gain as a target.
【００１３】図１１は本発明の第１１の構成を表わすブ
ロック図である。最適励起光波長における利得（最適利
得）、入射信号電力（または出力信号電力）および励起
光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは
演算部を有し、入射信号電力と出力信号電力、信号利得
の演算回路ならびに励起光電力の測定系を設けて、利得
一定となるように励起光レベルが制御されている。この
とき、テーブルを参照し信号電力と利得から逆算される
最適励起光電力よりも励起光電力が大きい場合、最適励
起光電力を目標に励起光波長を制御している。FIG. 11 is a block diagram showing the eleventh structure of the present invention. It has a table or an arithmetic unit that correlates the gain at the optimum pumping light wavelength (optimal gain), the incident signal power (or output signal power), and the pumping light power (optimal pumping power). An arithmetic circuit and a pumping light power measuring system are provided to control the pumping light level so that the gain is constant. At this time, when the pumping light power is larger than the optimum pumping light power that is calculated back from the signal power and gain by referring to the table, the pumping light wavelength is controlled with the optimum pumping light power as the target.
【００１４】[0014]
【作用】本発明の効果を以下に説明する。希土類添加フ
ァイバを通過する励起光の損失αは、希土類添加ファイ
バ増幅器の利得をＧとすると、信号利得、信号波長およ
び励起波長の関数として
α＝Ｆ（信号利得、信号波長、励起波長） （１）
表わされる。さらに、具体的には、
α＝exp〔(Log G + αsL)ηp(σp a+σp e)／
｛ηs(σs a+σs e)｝ -ρηpσp aL〕 （２）
G：信号利得
ρ：エルビウム添加密度
σs a：信号波長における吸収断面積
σs e：信号波長における誘導放出断面積
σp a：励起波長における吸収断面積
σp e：励起波長における誘導放出断面積
ηs：信号波長のオーバーラップファクタ
ηp：励起波長のオーバーラップファクタ
αs：非励起時の微小信号レベルに対するＥＤＦの損失
で表わされる。ここで、σp a、σp e、ηpは励起波長の
関数となっている。 一般的に信号光波長は一定である
ので、損失αは利得Ｇと励起波長λpの関数となる。従
って、損失αと利得Ｇをモニタすることにより、式１あ
るいは２を逆算することにより、その時の励起波長を知
ることが出来る。また、利得、励起波長、損失の関係を
テーブルの形で記憶しておくことにより、励起波長を知
ることも出来る。従って、最適励起光波長を目標に励起
光波長を制御することができる。The effects of the present invention will be described below. The loss α of the pumping light passing through the rare earth-doped fiber is α = F (signal gain, signal wavelength, pumping wavelength) as a function of the signal gain, the signal wavelength and the pumping wavelength, where G is the gain of the rare earth-doped fiber amplifier. ) Represented. Furthermore, specifically, α = exp [(Log G + α s L) η p (σ p a + σ p e ) / {η s (σ s a + σ s e )} -ρ η p σ p a L] (2) G: signal gain [rho: the erbium doped density sigma s a: absorption cross section at the signal wavelength sigma s e: induction in the signal wavelength emission cross section sigma p a: the absorption cross section at the excitation wavelength sigma p e: excitation Stimulated emission cross section at wavelength η s : Signal wavelength overlap factor η p : Excitation wavelength overlap factor α s : EDF loss with respect to minute signal level during non-excitation. Here, σ p a , σ p e , and η p are functions of the excitation wavelength. Since the signal light wavelength is generally constant, the loss α is a function of the gain G and the pump wavelength λ p . Therefore, by monitoring the loss α and the gain G, the pump wavelength at that time can be known by back-calculating the equation 1 or 2. Further, the pumping wavelength can be known by storing the relationship among the gain, the pumping wavelength, and the loss in the form of a table. Therefore, the pumping light wavelength can be controlled with the optimum pumping light wavelength as a target.
【００１５】ある利得Ｇに対して、損失αを最大とする
励起波長が最大の励起効率を与える最適波長である（即
ち、励起光が希土類元素に最も効率的に吸収され、希土
類元素を励起状態にする）。従って、利得が一定値に制
御されている場合には、損失αが最大となるように励起
光波長を制御することにより、励起波長を最適波長に固
定することができる。一方、利得Ｇが一定値に制御され
ていない場合には、最適励起光波長において利得と損失
（最適損失）を関係づけるテーブルあるいは計算式によ
り、測定された損失が最適損失よりも小さい場合、最適
損失を目標に励起光波長を制御することにより励起波長
を最適波長に固定することができる。For a given gain G, the pumping wavelength that maximizes the loss α is the optimum wavelength that gives the maximum pumping efficiency (that is, the pumping light is most efficiently absorbed by the rare earth element, and the rare earth element is in the excited state). To). Therefore, when the gain is controlled to a constant value, the pumping wavelength can be fixed to the optimum wavelength by controlling the pumping light wavelength so that the loss α becomes maximum. On the other hand, when the gain G is not controlled to a constant value, when the measured loss is smaller than the optimum loss according to the table or the formula that relates the gain and the loss (optimal loss) at the optimum pumping light wavelength, The pumping wavelength can be fixed to the optimum wavelength by controlling the pumping light wavelength with the loss as a target.
【００１６】上記のように、損失αは利得Ｇ及び励起波
長の関数となっているが、利得Ｇは入射信号電力の関数
ともなっている。利得一定制御が行なわれていない場合
には入射信号レベルの変化にともない利得Ｇが変動し、
その結果、損失αが変化する。従って、入力信号電力が
時間的に安定している時に、励起光の損失が最大となる
ように励起光の波長を制御し、入力信号電力に時間的変
動がある時は、励起光波長制御動作を停止し停止前の制
御値を保持することで、励起光波長を最適波長に固定す
ることができる。As described above, the loss α is a function of the gain G and the pump wavelength, but the gain G is also a function of the incident signal power. When the constant gain control is not performed, the gain G changes with a change in the incident signal level,
As a result, the loss α changes. Therefore, when the input signal power is stable over time, the pumping light wavelength is controlled so that the loss of the pumping light is maximized, and when the input signal power varies with time, the pumping light wavelength control operation is performed. It is possible to fix the excitation light wavelength to the optimum wavelength by stopping the control and holding the control value before the stop.
【００１７】一方、希土類添加ファイバ光増幅器の利得
Ｇは励起光電力Ｐp、励起光波長λp、入射信号電力Ｐ
sin（あるいは出力信号電力Ｐsout）、信号光波長λsの
関数として表わすことができる。最適励起波長において
は、同一の励起光電力に対して最大の利得を与える。入
射信号電力が変わってもこの性質は同じであるが、利得
は変化する。そこで、入力信号電力が時間的に安定して
いる時に、同一の励起光電力にたいして利得が最大とな
るように励起光波長を制御し、入力信号電力に時間的変
動がある時は、励起光波長制御の動作を停止し停止前の
制御値を保持することにより励起光波長を最適波長に固
定することができる。On the other hand, the gain G of the rare earth-doped fiber optical amplifier is as follows: pumping light power P p , pumping light wavelength λ p , incident signal power P
It can be expressed as a function of sin (or output signal power P sout ) and signal light wavelength λ s . At the optimum pumping wavelength, maximum gain is given to the same pumping light power. This property is the same even if the incident signal power is changed, but the gain is changed. Therefore, when the input signal power is temporally stable, the pumping light wavelength is controlled so that the gain is maximized for the same pumping light power, and when there is a temporal fluctuation in the input signal power, the pumping light wavelength By stopping the control operation and holding the control value before the stop, the pumping light wavelength can be fixed to the optimum wavelength.
【００１８】一方、最適励起波長においては、同一の利
得に対しては最小の励起光電力を与える。入射信号電力
が変わってもこの性質は同じであるが、同一の利得を与
える励起光電力は変化する。そこで、入力信号電力ある
いは出力信号電力が時間的に安定している時に、同一の
利得に対して励起光電力が最小となるように励起光波長
を制御し、入力信号電力に時間的変動がある時は、励起
光波長制御の動作を停止し停止前の制御値を保持するこ
とで励起光波長を最適波長に固定することができる。On the other hand, at the optimum pumping wavelength, the minimum pumping light power is given for the same gain. This property is the same even when the incident signal power changes, but the pumping light power that gives the same gain changes. Therefore, when the input signal power or the output signal power is temporally stable, the pumping light wavelength is controlled so that the pumping light power is minimized for the same gain, and the input signal power varies with time. At this time, the pumping light wavelength can be fixed to the optimum wavelength by stopping the pumping light wavelength control operation and holding the control value before the stop.
【００１９】また、最適励起光波長における利得Ｇと励
起光電力Ｐp、入射信号電力Ｐsin（あるいは出力信号電
力Ｐsout）の関係をテーブル形式あるいは関数系として
記憶しておけば、モニタした利得と入射信号電力Ｐsin
（あるいは出力信号電力Ｐsou t）から最適励起光電力Ｐ
pを知ることが出来る。従って、現在の励起光電力が最
適励起電力よりも大きい場合、最適励起電力を目標に励
起光波長を制御することにより励起光波長を最適波長に
固定することができる。If the relationship between the gain G at the optimum pumping light wavelength, the pumping light power P p , and the incident signal power P sin (or the output signal power P sout ) is stored in a table format or a functional system, the monitored gain is obtained. And incident signal power P sin
(Or output signal power P sou t) from the optimal excitation light power P
You can know p . Therefore, when the current pumping light power is higher than the optimum pumping power, the pumping light wavelength can be fixed to the optimum wavelength by controlling the pumping light wavelength with the optimum pumping power as a target.
【００２０】次に、本発明の作用を各図面について説明
する。図１の希土類添加ファイバ光増幅器においては、
励起光損失、信号利得および励起光波長を関係づけたテ
ーブルあるいは演算部を有する構成としている。このた
め、モニタした信号利得ならびに励起光の損失から励起
光波長を逆算することが可能となる。従って、励起光波
長が最適励起波長からずれている場合、励起光の波長を
最適励起波長を目標に制御しているので励起光波長を最
適波長に固定することができる。Next, the operation of the present invention will be described with reference to the drawings. In the rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG.
It is configured to have a table or a calculation unit that associates the pumping light loss, the signal gain, and the pumping light wavelength. Therefore, the pumping light wavelength can be calculated back from the monitored signal gain and the pumping light loss. Therefore, when the pumping light wavelength deviates from the optimum pumping wavelength, the pumping light wavelength can be fixed to the optimum wavelength because the pumping light wavelength is controlled with the optimum pumping wavelength as the target.
【００２１】図２の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、最適励起光波長における励起光損失と信号利得を
関係づけたテーブルあるいは演算部を有する構成として
いる。このため、モニタした信号利得から最適励起光損
失を逆算することが出来る。モニタした損失が最適損失
よりも小さい場合、最適損失を目標に励起光波長を制御
し、励起光波長を最適波長に固定することができる。な
お、本構成に必要とされるテーブルは最適励起光波長に
関するデータだけを収容すればよいので、図１の構成に
必要なテーブルよりも小さく実現が容易である。The rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 2 has a table or an arithmetic unit in which the pumping light loss at the optimum pumping light wavelength is associated with the signal gain. Therefore, the optimum pumping light loss can be calculated back from the monitored signal gain. When the monitored loss is smaller than the optimum loss, the pumping light wavelength can be controlled with the optimum loss as a target, and the pumping light wavelength can be fixed to the optimum wavelength. It should be noted that the table required for this configuration need only accommodate the data relating to the optimum pumping light wavelength, and is therefore smaller than the table required for the configuration of FIG. 1 and easy to implement.
【００２２】図３の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、モニタした励起光損失から最適信号利得を逆算
し、モニタした利得が最適利得よりも小さい場合、最適
利得を目標に励起光波長を制御し、励起光波長を最適波
長に固定している。図４の希土類添加ファイバ光増幅器
においては、図２の構成を基本とし、さらに出力信号モ
ニタ回路の出力をもとに励起光電力に帰還をかけて出力
信号電力を安定化させている。この結果、励起光波長の
制御により出力信号電力が変動することを防止してい
る。In the rare earth-doped fiber optical amplifier of FIG. 3, the optimum signal gain is calculated back from the monitored pumping light loss. If the monitored gain is smaller than the optimum gain, the pumping light wavelength is controlled with the optimum gain as a target, The excitation light wavelength is fixed at the optimum wavelength. The rare earth-doped fiber optical amplifier of FIG. 4 is based on the configuration of FIG. 2 and further stabilizes the output signal power by feeding back the pumping light power based on the output of the output signal monitor circuit. As a result, the output signal power is prevented from changing due to the control of the pumping light wavelength.
【００２３】図５の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては、入力信号電力が時間的に安定している時に、励起
光の損失が最大となるように励起光の波長を制御するよ
うにしている。このため、テーブルが不用で構成が簡単
となる利点がある。ただし、入力信号電力に時間的変動
がある時は制御を停止する必要があるので、波長制御回
路の動作条件に制限が加えられる。In the rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 5, when the input signal power is temporally stable, the wavelength of the pumping light is controlled so that the loss of the pumping light becomes maximum. Therefore, there is an advantage that the table is unnecessary and the configuration is simple. However, since it is necessary to stop the control when the input signal power varies with time, there are restrictions on the operating conditions of the wavelength control circuit.
【００２４】図６の希土類添加ファイバ光増幅器におい
ては利得一定制御の下で、励起光の損失が最大となるよ
うに励起光の波長を制御している。このため、テーブル
が不用となり構成が簡単で、確実な波長制御が実現され
る。図７の希土類添加ファイバ光増幅器は図６の構成を
基本とし、出力信号電力を適当な時定数で積分しその時
間平均が一定となるように制御目標利得に帰還をかける
ようにしている。利得一定制御光増幅器を基本として出
力一定制御光増幅器に機能を拡大している。In the rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 6, the wavelength of the pumping light is controlled so that the loss of the pumping light is maximized under the constant gain control. For this reason, the table is unnecessary, the configuration is simple, and reliable wavelength control is realized. The rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 7 is based on the configuration shown in FIG. 6, and the output signal power is integrated with an appropriate time constant, and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant. The function is expanded to a constant output control optical amplifier based on a constant gain control optical amplifier.
【００２５】図８の希土類添加ファイバ光増幅器は入力
信号電力が時間的に安定している時に、同一の励起光電
力にたいして利得が最大となるように励起光の波長を制
御するようにしている。このため、テーブルが不用で構
成が簡単となる利点がある。ただし、入力信号電力に時
間的変動がある時は制御を停止する必要があるので、波
長制御回路の動作条件に制限が加えられる。The rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 8 controls the wavelength of the pumping light so that the gain becomes maximum for the same pumping light power when the input signal power is temporally stable. Therefore, there is an advantage that the table is unnecessary and the configuration is simple. However, since it is necessary to stop the control when the input signal power varies with time, there are restrictions on the operating conditions of the wavelength control circuit.
【００２６】図９の希土類添加ファイバ光増幅器は利得
一定制御が行なわれており、入力信号電力あるいは出力
信号電力が時間的に安定している時に、同一の利得に対
して励起光電力が最小となるように励起光の波長を制御
するようにしている。このため、テーブルが不用で構成
が簡単となる利点がある。ただし、入力信号電力に時間
的変動がある時は制御を停止する必要があるので、波長
制御回路の動作条件に制限が加えられる。The rare earth-doped fiber optical amplifier of FIG. 9 is controlled to have a constant gain, and when the input signal power or the output signal power is temporally stable, the pumping light power is the minimum for the same gain. The wavelength of the excitation light is controlled so that Therefore, there is an advantage that the table is unnecessary and the configuration is simple. However, since it is necessary to stop the control when the input signal power varies with time, there are restrictions on the operating conditions of the wavelength control circuit.
【００２７】図１０の希土類添加ファイバ光増幅器にお
いては、最適励起光波長における利得（最適利得）、入
射信号電力（または出力信号電力）および励起光電力
（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは演算部
を有している。さらに、入射信号電力または出力信号電
力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電力の測定
系を設けている。従って、テーブルを参照し、信号電力
と励起電力から逆算される最適利得よりも利得が小さい
場合、最適利得を目標に励起光波長を制御することによ
り励起波長を固定することが出来る。In the rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 10, a table or an arithmetic unit for relating the gain (optimal gain) at the optimum pumping light wavelength, the incident signal power (or output signal power) and the pumping light power (optimal pumping power). have. Further, a measurement system for measuring incident signal power, output signal power, or both, signal gain and pumping light power is provided. Therefore, when the gain is smaller than the optimum gain that is calculated back from the signal power and the pump power by referring to the table, the pump wavelength can be fixed by controlling the pump light wavelength with the optimum gain as a target.
【００２８】図１１の希土類添加ファイバ光増幅器にお
いては、最適励起光波長における利得（最適利得）、入
射信号電力（または出力信号電力）および励起光電力
（最適励起電力）を関係づけるテーブルあるいは演算部
を有している。さらに、入射信号電力または出力信号電
力あるいは両者、信号の利得ならびに励起光電力の測定
系を設けている。本構成例においては、利得一定となる
ように励起光レベルを制御する。このとき、テーブルを
参照し信号電力と利得から逆算される最適励起光電力よ
りも励起光電力が大きい場合、最適励起光電力を目標に
励起光波長を制御することにより励起波長を固定するこ
とが出来る。In the rare earth-doped fiber optical amplifier shown in FIG. 11, a table or an arithmetic unit for relating the gain (optimal gain) at the optimum pumping light wavelength, the incident signal power (or output signal power) and the pumping light power (optimal pumping power). have. Further, a measurement system for measuring incident signal power, output signal power, or both, signal gain and pumping light power is provided. In this configuration example, the pumping light level is controlled so that the gain is constant. At this time, when the pumping light power is higher than the optimum pumping light power that is calculated back from the signal power and gain by referring to the table, the pumping wavelength can be fixed by controlling the pumping light wavelength with the optimum pumping light power as the target. I can.
【００２９】[0029]
【実施例】図１２は請求項６、８、１８及び１９に基づ
く希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。ＥＤＦ
はコイル状に巻かれその側面に光検出器を設置してい
る。この結果、光検出器の光電流Ｉｐは
近似的に自然放出光電力をファイバ長にわたり積分した
値に比例した値となり、利得Ｇの情報を与える。EXAMPLE FIG. 12 shows a configuration example of a rare earth-doped fiber optical amplifier according to claims 6, 8, 18 and 19. EDF
Is wound in a coil and has a photodetector on its side. As a result, the photocurrent Ip of the photodetector is The value is approximately proportional to the value obtained by integrating the spontaneous emission light power over the fiber length, and gives information on the gain G.
【００３０】励起光の損失はＥＤＦへ入射された励起光
電力、及び出力された励起光電力をモニタしＣＰＵへ入
力して求めている。励起光源には半導体ＬＤを適用し駆
動電流に帰還をかけて励起光電力を制御し、動作温度を
変えて励起波長を制御する構成としている。外部から利
得設定値を入力し、この値を達成するように励起電力を
調整し利得を一定（ＡＧＣ制御）にする。ただし、励起
光波長が大幅にずれていると励起光電力には限界がある
のでＡＧＣ制御系が動作しない場合がある。この場合
は、励起光波長を最適励起波長に引き込むまでの間は利
得を低く設定しＡＧＣ動作を可能とし、その後、正規の
目標利得に設定し直す。The pumping light loss is obtained by monitoring the pumping light power incident on the EDF and the pumping light power output, and inputting it to the CPU. A semiconductor LD is applied to the excitation light source, the drive current is fed back to control the excitation light power, and the operating temperature is changed to control the excitation wavelength. The gain setting value is input from the outside, and the pumping power is adjusted to achieve this value and the gain is kept constant (AGC control). However, if the pumping light wavelength is significantly deviated, the pumping light power is limited, and the AGC control system may not operate. In this case, the gain is set low until the pumping light wavelength is pulled to the optimum pumping wavelength to enable the AGC operation, and then the normal target gain is set again.
【００３１】次に、ＡＧＣ動作が行なわれている状態
で、半導体ＬＤの動作温度を変化させて、励起光損失が
最大となるよう温度制御を行なう。この制御系において
は励起光波長を動かしてみないと、最適励起波長に対す
る位置関係が判らない。そこで、ディッサにより温度を
微小量変動させその時の損失αの応答から制御方向を判
定し、制御を行なう。この結果、励起光波長は最適励起
波長に固定され、さらに利得も一定値に制御される。Next, while the AGC operation is being performed, the operating temperature of the semiconductor LD is changed to control the temperature so that the pumping light loss is maximized. In this control system, the positional relationship with respect to the optimum pump wavelength cannot be known unless the pump light wavelength is moved. Therefore, the temperature is changed by a small amount by a dither, and the control direction is determined from the response of the loss α at that time, and the control is performed. As a result, the pumping light wavelength is fixed at the optimum pumping wavelength, and the gain is also controlled to a constant value.
【００３２】図１３は請求項６、７、８、１８及び１９
に基づく希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。
図１２を基本とし、出力信号電力を検出する手段を付与
し、出力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均
が一定となるように制御目標利得に帰還をかけている。
この結果、励起光波長は最適励起波長に固定され、さら
に出力信号電力も一定値に制御される。FIG. 13 shows claims 6, 7, 8, 18 and 19.
An example of the configuration of a rare earth-doped fiber optical amplifier based on is shown.
Based on FIG. 12, a means for detecting the output signal power is provided, the output signal power is integrated with an appropriate time constant, and feedback is applied to the control target gain so that the time average becomes constant.
As a result, the pumping light wavelength is fixed to the optimum pumping wavelength, and the output signal power is also controlled to a constant value.
【００３３】図１５に請求項１５、１６、１８及び１９
に基づく希土類添加ファイバ光増幅器の構成例を示す。
ＥＤＦはコイル状に巻かれその側面に光検出器を設置し
ている。この結果、光検出器の光電流Ｉｐは、図１３の
例と同様、近似的に自然放出光電力をファイバ長にわた
り積分した値に比例した値となり、利得Ｇの情報を与え
る。In FIG. 15, the claims 15, 16, 18 and 19 are shown.
An example of the configuration of a rare earth-doped fiber optical amplifier based on is shown.
The EDF is wound in a coil shape and a photodetector is installed on its side surface. As a result, the photocurrent Ip of the photodetector becomes a value that is approximately proportional to the value obtained by integrating the spontaneous emission light power over the fiber length, as in the example of FIG.
【００３４】ＥＤＦへ入射された励起光電力、及び出力
信号光電力をモニタしＣＰＵへ入力している。励起光源
には半導体ＬＤを適用し駆動電流に帰還をかけて励起光
電力を制御し、動作温度を変えて励起波長を制御する構
成としている。外部から利得設定値を入力し、この値を
達成するように励起電力を調整し利得を一定（ＡＧＣ制
御）にする。ただし、励起光波長が大幅にずれていると
励起光電力には限界があるのでＡＧＣ制御系が動作しな
い場合がある。この場合は、励起光波長を最適励起波長
に引き込むまでの間は利得を低く設定しＡＧＣ動作を可
能とし、その後、正規の目標利得に設定し直す。The pumping light power incident on the EDF and the output signal light power are monitored and input to the CPU. A semiconductor LD is applied to the excitation light source, the drive current is fed back to control the excitation light power, and the operating temperature is changed to control the excitation wavelength. The gain setting value is input from the outside, and the pumping power is adjusted to achieve this value and the gain is kept constant (AGC control). However, if the pumping light wavelength is significantly deviated, the pumping light power is limited, and the AGC control system may not operate. In this case, the gain is set low until the pumping light wavelength is pulled to the optimum pumping wavelength to enable the AGC operation, and then the normal target gain is set again.
【００３５】ＣＰＵにより、最適励起光波長において利
得（最適利得）、入射信号電力（または出力信号電力）
および励起光電力（最適励起電力）を関係づけるテーブ
ルあるいは関係式を参照して、利得に対して励起光電力
が最適励起電力よりも大きい場合、最適励起電力を目標
に半導体ＬＤの動作温度を変化させ励起光波長を制御す
る。この制御系においては励起光波長を動かしてみない
と、最適励起波長に対する位置関係が判らない。そこ
で、ディッサにより温度を微小量変動させその時の励起
光電力の応答から制御方向を判定し、制御を行なう。こ
の結果、励起光波長は最適励起波長に固定され、さらに
利得も一定値に制御される。Gain (optimal gain) and incident signal power (or output signal power) at the optimal pumping light wavelength by the CPU
If the pumping light power is larger than the optimum pumping power with respect to the gain, the operating temperature of the semiconductor LD is changed with reference to the table or the relational expression relating the pumping light power (the optimum pumping power). Then, the wavelength of the excitation light is controlled. In this control system, the positional relationship with respect to the optimum pump wavelength cannot be known unless the pump light wavelength is moved. Therefore, the temperature is changed by a small amount by the dither, and the control direction is determined from the response of the pumping light power at that time, and the control is performed. As a result, the pumping light wavelength is fixed at the optimum pumping wavelength, and the gain is also controlled to a constant value.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば励
起光波長を希土類添加ファイバの最適励起波長に固定さ
せることができ、高効率で低雑音な光増幅器を実現する
ことが出来る。本発明の請求項１においては、励起光損
失、信号利得および励起光波長を関係づけたテーブルあ
るいは計算式を利用し、最適励起光波長を目標に、励起
光波長を最適波長に固定することができる。As described above, according to the present invention, the pumping light wavelength can be fixed to the optimum pumping wavelength of the rare earth-doped fiber, and an optical amplifier with high efficiency and low noise can be realized. According to the first aspect of the present invention, it is possible to fix the pumping light wavelength to the optimum wavelength by using a table or a calculation formula in which the pumping light loss, the signal gain and the pumping light wavelength are related to each other. it can.
【００３７】本発明の請求項２においては、最適励起光
波長における励起光損失と信号利得を関係づけたテーブ
ルあるいは計算式を利用し、最適励起光損失を目標に励
起光波長を制御し、最適励起光波長に固定することがで
きる。本構成に要求されるテーブルは請求項１よりも小
さく実現が容易である。本発明の請求項３においては、
最適励起光波長における励起光損失と信号利得を関係づ
けたテーブルあるいは計算式を利用し、最適信号利得を
目標に励起光波長を制御し、最適波長に固定することが
できる。本構成に要求されるテーブルは請求項１よりも
小さく実現が容易である。[0037] In claim 2 of the present invention utilizes optimal excitation light <br/> table or calculation formula was related excitation light loss and signal gain at the wavelength, the pumping light wavelength with the goal of optimal excitation light loss It can be controlled and fixed at the optimum pumping light wavelength. The table required for this configuration is smaller than that of claim 1 and is easy to realize. In claim 3 of the present invention,
By using a table or a calculation formula in which the pumping light loss and the signal gain at the optimum pumping light wavelength are related to each other, the pumping light wavelength can be controlled with the target of the optimum signal gain and fixed to the optimum wavelength. The table required for this configuration is smaller than that of claim 1 and is easy to realize.
【００３８】本発明の請求項４においては、励起光電力
に帰還をかけて出力電力を安定化させているので、励起
光波長の制御により出力信号電力が変動することはな
い。本発明の請求項５においては、入力信号電力が時間
的に安定している時に、励起光の損失が最大となるよう
に励起光の波長を制御する。このため、制御のためのテ
ーブルが不用で構成が簡単となる。According to the fourth aspect of the present invention, the pumping light power is fed back to stabilize the output power, so that the output signal power does not fluctuate due to the control of the pumping light wavelength. According to the fifth aspect of the present invention, when the input signal power is temporally stable, the wavelength of the pumping light is controlled so that the loss of the pumping light becomes maximum. Therefore, a table for control is unnecessary and the configuration is simple.
【００３９】本発明の請求項６においては、利得一定制
御の下で励起光の損失が最大となるように励起光の波長
を制御する。このため、制御のためのテーブルが不用で
構成が簡単となるとともに、入力信号が変動している場
合も波長制御が可能である。本発明の請求項７において
は請求項６を基本とし、出力信号電力を適当な時定数で
積分しその時間平均が一定となるように制御目標利得に
帰還をかけているので、励起光波長の制御により出力信
号電力が変動することはなく、信号のパターン効果等に
よる波形歪の防止される。In the sixth aspect of the present invention, the wavelength of the pumping light is controlled so that the loss of the pumping light is maximized under the constant gain control. For this reason, a table for control is unnecessary and the configuration is simple, and wavelength control is possible even when the input signal is fluctuating. According to claim 7 of the present invention, based on claim 6, the output signal power is integrated with an appropriate time constant, and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant. The output signal power does not fluctuate due to the control, and the waveform distortion due to the signal pattern effect or the like is prevented.
【００４０】本発明の請求項８においては請求項６、７
を基本とし、励起光源の出力を制御し利得安定化を図っ
ているので、構成が簡単である。本発明の請求項９にお
いては、入力信号電力が時間的に安定している時に、利
得を最大となるように励起光波長を制御している。この
ため、制御のためのテーブルが不用で構成が簡単とな
る。In the eighth aspect of the present invention, the sixth and seventh aspects are provided.
Based on the above, the output of the pumping light source is controlled to stabilize the gain, so that the configuration is simple. In claim 9 of the present invention, the pumping light wavelength is controlled so as to maximize the gain when the input signal power is temporally stable. Therefore, a table for control is unnecessary and the configuration is simple.
【００４１】本発明の請求項１０においては、利得一定
制御が行なわれている状態で、入力信号電力が時間的に
安定している時に、励起光電力が最小となるように励起
光波長を制御している。このため、制御のためのテーブ
ルが不用で構成が簡単となるとともに、利得変動もな
い。本発明の請求項１１においては、出力信号電力一定
制御が行なわれている状態で、入力信号電力が時間的に
安定している時に、励起光電力が最小となるように励起
光波長を制御している。このため、制御のためのテーブ
ルが不用で構成が簡単となるとともに、出力信号電力の
変動もない。[0041] In claim 10 of the present invention, in a state where the automatic gain control is performed, when the input signal power is stable over time, the pumping light wavelength as the excitation light power is minimized Have control. For this reason, a table for control is unnecessary, the configuration is simple, and there is no gain variation. In the eleventh aspect of the present invention, the pumping light wavelength is controlled so that the pumping light power is minimized when the input signal power is temporally stable while the output signal power constant control is being performed. ing. For this reason, a table for control is unnecessary, the configuration is simple, and the output signal power does not fluctuate.
【００４２】本発明の請求項１２においては、請求項１
０を基本とし、出力信号電力を適当な時定数で積分しそ
の時間平均が一定となるように制御目標利得に帰還をか
けているので、励起光波長の制御により出力信号電力が
変動することはなく、信号のパターン効果等による波形
歪が防止される。本発明の請求項１３においては、最適
励起光波長において信号利得、入力信号電力、および励
起光電力を関係づけたテーブルあるいは計算式を利用
し、最適励起光電力を目標に励起光波長を制御してい
る。このため、入力信号が変動している場合も波長制御
が可能である。According to claim 12 of the present invention, claim 1
0 is the basicThen outThe force signal power is integrated with an appropriate time constant.
Feedback to the control target gain so that the time average of
The output signal power is controlled by controlling the pumping light wavelength.
Waveforms that do not fluctuate, due to signal pattern effects, etc.
Distortion is prevented. In claim 13 of the present invention, the optimum
At the excitation light wavelengthSignal gain, input signal power, and excitation
Photovoltaic powerRelateWastableOr use calculation formula
And bestExcitation light powerTo control the wavelength of the pumping light
It Therefore, wavelength control is possible even when the input signal is fluctuating.
Is possible.
【００４３】本発明の請求項１４においては、最適励起
光波長における信号利得、出力信号電力、および励起光
電力を関係づけたテーブルあるいは計算式を利用し、最
適励起光電力を目標に励起光波長を制御している。この
ため、入力信号が変動している場合も波長制御が可能で
ある。[0043] In claim 14 of the present invention, the signal gain in the optimum excitation light wavelengths, the output signal power, and the excitation light
The pumping light wavelength is controlled with the target of the optimum pumping light power by using a table or a calculation formula in which the power is related. Therefore, wavelength control is possible even when the input signal is changing.
【００４４】本発明の請求項１５においては、請求項１
３、１４を基本とし、出力信号または利得が一定となる
ように制御している。この結果、励起光波長が最適励起
光波長に固定されると同時に、出力信号または利得も一
定値に制御される。 According to claim 15 of the present invention, claim 1
Based on 3 and 14, the output signal or gain is constant
Are controlled. As a result, the pumping light wavelength is optimally pumped
The output signal or gain is fixed at the same time as the optical wavelength is fixed.
Controlled to a fixed value.
【００４５】本発明の請求項１６においては請求項１５
を基本とし、利得制御の手段として励起光源の電力に帰
還をかけている。このため、装置構成が簡単となる。本
発明の請求項１７においては請求項１５を基本とし、出
力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均が一定
となるように制御目標利得に帰還をかけている。このた
め、入力信号が変動している場合も波長制御が可能であ
り、励起光波長の制御により出力信号電力が変動するこ
ともなく、信号のパターン効果等による波形歪も防止さ
れる。According to claim 16 of the present invention, claim 15
As a means for gain control, the power of the pumping light source is fed back. Therefore, the device configuration becomes simple. According to a seventeenth aspect of the present invention, based on the fifteenth aspect, the output signal power is integrated with an appropriate time constant and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant. Therefore, the wavelength control is possible even when the input signal changes, the output signal power does not change due to the control of the pumping light wavelength, and the waveform distortion due to the pattern effect of the signal is also prevented.
【００４６】本発明の請求項１８においては請求項１〜
４、６〜１７を基本とし、増幅器の利得検出手段として
希土類添加ファイバの側面から放出される自然放出光を
利用している。このため、信号光の有無によらず利得を
モニタすることができ確実な制御を可能としている。本
発明の請求項１９においては請求項１〜１８を基本と
し、励起光源として半導体レーザを適用し、動作温度を
変化させて励起光波長を制御している。このため、装置
構成が簡単となる。According to claim 18 of the present invention, claims 1 to
4 and 6 to 17, the spontaneous emission light emitted from the side surface of the rare earth-doped fiber is used as the gain detecting means of the amplifier. Therefore, the gain can be monitored regardless of the presence or absence of signal light, and reliable control is possible. A nineteenth aspect of the present invention is based on the first to eighteenth aspects, applies a semiconductor laser as an excitation light source, and changes the operating temperature to control the excitation light wavelength. Therefore, the device configuration becomes simple.
【図１】請求項１の対応図FIG. 1 is a correspondence diagram of claim 1.
【図２】請求項２の対応図FIG. 2 is a correspondence diagram of claim 2.
【図３】請求項３の対応図FIG. 3 is a correspondence diagram of claim 3.
【図４】請求項４の対応図FIG. 4 is a correspondence diagram of claim 4;
【図５】請求項５の対応図FIG. 5 is a correspondence diagram of claim 5.
【図６】請求項６の対応図FIG. 6 is a correspondence diagram of claim 6;
【図７】請求項７の対応図FIG. 7 is a correspondence diagram of claim 7.
【図８】請求項９の対応図FIG. 8 is a correspondence diagram of claim 9.
【図９】請求項１０の対応図FIG. 9 is a correspondence diagram of claim 10.
【図１０】請求項１３の対応図FIG. 10 is a correspondence diagram of claim 13.
【図１１】請求項１５の対応図FIG. 11 is a correspondence diagram of claim 15.
【図１２】第１の具体的実施例FIG. 12 is a first specific example.
【図１３】第２の具体的実施例FIG. 13 is a second specific example.
【図１４】第３の具体的実施例である。FIG. 14 is a third specific example.
１−−アイソレータ ２−−波長多重合波器 ３−−エルビウム添加ファイバ等の希土類添加ファイバ ４−−励起光モニタ ５−−自然放出光モニタ ６−−励起光源 ７−−駆動回路 ８−−ＣＰＵ ９−−出力信号モニタ １０−−入力信号モニタ １１−−基準利得 １２−−比較器 １３−−利得算定回路 １４−−温度制御素子ドライブ回路 １５−−ディッサ信号発生回路 １６−−温度制御素子 １７−−初期利得設定回路 1 --- isolator 2 --- Wavelength Multiplexing Wave 3 --- Rare earth doped fiber such as erbium doped fiber 4--Excitation light monitor 5--Spontaneous emission light monitor 6- Excitation light source 7 --- Drive circuit 8--CPU 9 --- Output signal monitor 10 --- Input signal monitor 11 --- Reference gain 12 --- Comparator 13 --- Gain calculation circuit 14 --- Temperature control element drive circuit 15 --- Dissa signal generator 16 --- Temperature control element 17 --- Initial gain setting circuit
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01S 3/00 - 3/10 G02F 1/35 H04B 10/00 - 10/28 Continuation of front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01S 3/00-3/10 G02F 1/35 H04B 10/00-10/28
Claims (19)
ァイバを励起する励起光源とを備えた光増幅器におい
て、前記光増幅器で得られる 信号利得、ならびに前記希土類
添加ファイバを通過する励起光の損失を測定する測定手
段と、 励起光の 損失、信号利得および励起光波長を関係づけた
テーブル、あるいは計算式によって、前記測定手段で求
めた信号利得と励起光の損失とから、前記励起光源が出
力する励起光波長を算出する制御手段とを備え、 算出された前記 励起光波長が、前記希土類添加ファイバ
を励起状態にするために前記希土類に最も効率的に吸収
される最適励起光波長と一致するように、前記制御手段
で前記励起光源を制御することを特徴とする光増幅器。1. A rare earth doped fiber and the rare earth doped fiber.
In the optical amplifier having a pump light source that pumps the Aiba, signal gain obtained by the optical amplifier, and a measurement hand <br/> stage to measure the loss of the excitation light that passes through the rare earth-doped fiber, the excitation light It is calculated by the measuring means using a table or a formula in which the loss, the signal gain and the pumping light wavelength are related.
The pump light source emits light based on the measured signal gain and the loss of the pump light.
And a control means for calculating a pumping light wavelength to be applied, wherein the calculated pumping light wavelength is the rare earth-doped fiber.
Most efficiently absorbed by the rare earths to bring
The control means so as to match the optimum excitation light wavelength.
An optical amplifier, characterized in that the pumping light source is controlled by the .
ァイバを励起する励起光源とを備えた光増幅器におい
て、 前記光増幅器で得られる信号利得、ならびに前記希土類
添加ファイバを通過する励起光の損失を測定する測定手
段と、 前記希土類添加ファイバを励起状態にするために前記希
土類に最も効率的に吸収される最適励起光波長における
励起光の損失と信号利得を関係づけたテーブル、あるい
は計算式によって、前記測定手段で求めた前記信号利得
から、励起光の波長が最適励起光波長だった場合に得ら
れるはずの最適励起光損失を算出する制御手段とを備
え、 前記測定手段で測定された励起光の損失と、前記最適励
起光損失とが一致するように、前記制御手段で前記励起
光源から出力される前記励起光の波長を制御することを
特徴とする光増幅器。2. An optical amplifier comprising a rare earth-doped fiber and a pumping light source for pumping the rare earth-doped fiber, wherein a signal gain obtained by the optical amplifier and a loss of pumping light passing through the rare earth-doped fiber are measured. Measurement means, a table relating the loss and signal gain of the pumping light at the optimum pumping light wavelength most efficiently absorbed by the rare earth to bring the rare earth-doped fiber into the pumped state, or by a calculation formula, the measurement From the signal gain obtained by the means, comprising a control means for calculating the optimum pumping light loss that should be obtained when the wavelength of the pumping light is the optimum pumping light wavelength, the loss of the pumping light measured by the measuring means And a wavelength of the pumping light output from the pumping light source is controlled by the control means so that the optimum pumping light loss matches. Optical amplifier to do.
ァイバを励起する励起光源とを備えた光増幅器におい
て、 前記光増幅器で得られる信号利得、ならびに前記希土類
添加ファイバを通過する励起光の損失を測定する測定手
段と、 前記希土類添加ファイバを励起状態にするために前記希
土類に最も効率的に吸収される最適励起光波長における
信号利得と励起光の損失を関係づけたテーブル、あるい
は計算式によって、前記測定手段で求めた励起光の損失
から、励起光の波長が最適励起光波長だった場合に得ら
れるはずの最適信号利得を算出する制御手段とを備え、 前記測定手段で測定された信号利得と、前記最適信号利
得とが一致するように、前記制御手段で前記励起光源か
ら出力される前記励起光の波長を制御することを特徴と
する光増幅器。3. An optical amplifier comprising a rare earth-doped fiber and a pumping light source for pumping the rare earth-doped fiber, wherein a signal gain obtained by the optical amplifier and a loss of pumping light passing through the rare earth-doped fiber are measured. Measurement means, a table relating the signal gain and the loss of the pumping light at the optimum pumping light wavelength most efficiently absorbed by the rare earth to bring the rare earth-doped fiber into the pumping state, or by a calculation formula, the measurement From the loss of the pumping light obtained by means, comprising a control means for calculating the optimum signal gain that should be obtained when the wavelength of the pumping light was the optimum pumping light wavelength, and the signal gain measured by the measuring means, The control means controls the pump light source so that the optimum signal gain matches .
An optical amplifier for controlling the wavelength of the pumping light output from the optical amplifier.
て、 出力 信号電力を検出する手段を付与し、励起光電力に帰
還をかけて出力信号電力を安定化させることを特徴とす
る光増幅器。 4. The optical amplifier according to claim 1.
The optical amplifier is characterized in that means for detecting the output signal power is provided and the pumping light power is fed back to stabilize the output signal power .
器において、入射信号電力ならびに希土類添加ファイバ
を通過する励起光の損失を測定する手段を有し、入力信
号電力が時間的に安定している時に、励起光の損失が最
大となるように励起光の波長を制御し、入力信号電力に
時間的変動がある時は、励起光波長制御動作を停止し停
止前の制御値を保持することを特徴とする光増幅器。5. A rare earth-doped fiber optical amplifier by optical pumping, comprising means for measuring incident signal power and loss of pumping light passing through the rare earth-doped fiber, and pumping when input signal power is stable with time. The wavelength of the pumping light is controlled to maximize the light loss, and when the input signal power fluctuates with time, the pumping light wavelength control operation is stopped and the control value before the stop is maintained. Optical amplifier.
類添加ファイバ光増幅器において、希土類添加ファイバ
を通過する励起光の損失を測定する手段を有し、励起光
の損失が最大となるように励起光の波長を制御すること
を特徴とする光増幅器。6. A rare earth-doped fiber optical amplifier by gain-stabilized optical pumping, comprising means for measuring the loss of pumping light passing through the rare-earth-doped fiber, and pumping light so that the loss of pumping light is maximized. An optical amplifier characterized by controlling the wavelength of light.
る手段を付与し、 前記出力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均
が一定となるように制御目標利得に帰還をかけることを
特徴とする光増幅器。7. The structure of claim 6 is provided with a means for detecting output signal power, and the output target signal power is integrated with an appropriate time constant and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant. An optical amplifier characterized in that.
として励起光源の出力を制御することを特徴とする光増
幅器。8. An optical amplifier according to claim 6, wherein the output of the pumping light source is controlled as a means for stabilizing the gain.
器において、入射信号電力、信号の利得ならびに励起光
電力を測定する手段を備え、入力信号電力が時間的に安
定している時に、同一の励起光電力にたいして利得が最
大となるように励起光波長を制御し、入力信号電力に時
間的変動がある時は、励起光波長制御の動作を停止し停
止前の制御値を保持することを特徴とする光増幅器。9. A rare-earth-doped fiber optical amplifier by optical pumping, comprising means for measuring incident signal power, signal gain and pumping light power, and the same pumping light power when the input signal power is temporally stable. The wavelength of the pumping light is controlled so that the gain is maximized, and when the input signal power fluctuates with time, the pumping light wavelength control operation is stopped and the control value before the stop is maintained. amplifier.
類添加ファイバ光増幅器において、入力信号電力、 信号の利得ならびに励起光電力を測定す
る手段を備え、入力信号電力 が時間的に安定している時に、同一の利得
に対して励起光電力が最小となるように励起光波長を制
御し、 入力信号電力に時間的変動がある時は、励起光波長制御
の動作を停止し停止前の制御値を保持することを特徴と
する光増幅器。10. A rare earth-doped fiber optical amplifier by constant gain controlled optical pumping, comprising means for measuring input signal power, signal gain and pumping light power, and when the input signal power is stable in time, The pumping light wavelength is controlled to minimize the pumping light power for the same gain, and when the input signal power fluctuates with time, the pumping light wavelength control operation is stopped and the control value before the stop is maintained. An optical amplifier characterized by:
よる希土類添加ファイバ光増幅器において、入力信号電力 、信号の利得ならびに励起光電力を測定す
る手段を備え、 入力信号電力が時間的に安定している時に、励起光電力
が最小となるように励起光波長を制御し、 入力信号電力に時間的変動がある時は、励起光波長制御
の動作を停止し停止前の制御値を保持することを特徴と
する光増幅器。11. A rare-earth-doped fiber optical amplifier by optical pumping with constant control of output signal power, comprising means for measuring input signal power , signal gain and pumping light power, and the input signal power is stable over time. In some cases, the pumping light wavelength is controlled to minimize the pumping light power, and when the input signal power fluctuates with time, the pumping light wavelength control operation is stopped and the control value before the stop is maintained. Optical amplifier.
電力を適当な時定数で積分しその時間平均が一定となる
ように制御目標利得に帰還をかけることを特徴とする光
増幅器。12. The optical amplifier according to claim 10, wherein the output signal power is integrated with an appropriate time constant and the control target gain is fed back so that the time average becomes constant.
ファイバを励起する励起光源とを備えた光増幅器におい
て、 入力信号電力、前記光増幅器で得られた信号利得、なら
びに励起光電力を測定する手段と、 前記希土類添加ファイバを励起状態にするために前記希
土類に最も効率的に吸収される最適励起光波長におけ
る、信号利得と入力信号電力と励起光電力とを関係づけ
たテーブル、あるいは計算式によって、前記測定手段で
求めた前記入力信号電力と信号利得とから、励起光の波
長が最適励起光波長だった場合に要したはずの最適励起
光電力を算出する制御手段とを備え、 前記測定手段で測定された励起光電力と、前記最適励起
光電力とが一致するように、前記制御手段で前記励起光
源から出力される前記励起光の波長を制御することを特
徴とする光増幅器。13. An optical amplifier comprising a rare earth-doped fiber and a pumping light source that pumps the rare earth-doped fiber, and means for measuring an input signal power, a signal gain obtained by the optical amplifier, and pumping light power. In the optimum pumping light wavelength most efficiently absorbed by the rare earth to bring the rare earth-doped fiber into a pumping state, a table relating the signal gain, the input signal power and the pumping light power, or a calculation formula, From the input signal power and the signal gain obtained by the measuring means, a control means for calculating the optimum pumping light power that should have been required when the wavelength of the pumping light was the optimum pumping light wavelength, and the measuring means. The control means controls the wavelength of the excitation light output from the excitation light source so that the excitation light power and the optimum excitation light power match. Characteristic optical amplifier.
ファイバを励起する励起光源とを備えた光増幅器におい
て、 出力信号電力、前記光増幅器で得られた信号利得、なら
びに励起光電力を測定する手段と、 前記希土類添加ファイバを励起状態にするために前記希
土類に最も効率的に吸収される最適励起光波長におけ
る、信号利得と出力信号電力と励起光電力とを関係づけ
たテーブル、あるいは計算式によって、前記測定手段で
求めた前記出力信号電力と信号利得とから、励起光の波
長が最適励起光波長だった場合に要したはずの最適励起
光電力を算出する制御手段とを備え、 前記測定手段で測定された励起光電力と、前記最適励起
光電力とが一致するように、前記制御手段で前記励起光
源から出力される前記励起光の波長を制御することを特
徴とする光増幅器。14. An optical amplifier comprising a rare earth-doped fiber and a pumping light source that pumps the rare earth-doped fiber, and means for measuring output signal power, signal gain obtained by the optical amplifier, and pumping light power. In the optimum pumping light wavelength most efficiently absorbed by the rare earth to bring the rare earth-doped fiber into a pumping state, a table relating the signal gain, the output signal power and the pumping light power, or a calculation formula, From the output signal power and the signal gain obtained by the measuring means, a control means for calculating the optimum pumping light power that should have been required when the wavelength of the pumping light was the optimum pumping light wavelength, and the measuring means. The control means controls the wavelength of the excitation light output from the excitation light source so that the excitation light power and the optimum excitation light power match. Characteristic optical amplifier.
れた、または利得が一定となるよう制御されたことを特
徴とする請求項１３、１４に記載の光増幅器。15. The optical amplifier according to claim 13 , wherein the output signal power is controlled to be constant or the gain is controlled to be constant.
利得が一定となるように制御された光増幅器であって、 前記 利得が一定値となるように励起光源の電力に帰還を
かけることを特徴とする光増幅器。16. The optical amplifier according to claim 15,
An optical amplifier controlled to have a constant gain , wherein the optical power of the pumping light source is fed back so that the gain has a constant value.
得が一定となるように制御された光増幅器であって、 前記 出力信号電力を適当な時定数で積分しその時間平均
が一定となるように制御目標利得に帰還をかけることを
特徴とする光増幅器。17. An optical amplifier according to claim 15,
Obtained a controlled optical amplifier to be constant, the light, characterized in that average the output signal power is integrated by a suitable time constant that time exerts a feedback control target gain to be constant amplifier.
器の利得検出手段として希土類添加ファイバの側面から
放出される自然放出光を利用することを特徴とする光増
幅器。18. An optical amplifier according to any one of claims 1 to 4 and 6 to 17, wherein spontaneous emission light emitted from the side surface of the rare earth-doped fiber is used as gain detection means of the amplifier.
光源として半導体レーザを適用し、動作温度を変化させ
て励起光波長を制御することを特徴とする光増幅器。19. An optical amplifier according to claim 1, wherein a semiconductor laser is applied as a pumping light source of the amplifier, and the operating temperature is changed to control the pumping light wavelength.
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1992
- 1992-04-10 JP JP9121892A patent/JP3368915B2/en not_active Expired - Lifetime
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