JP2003092449A - 光ファイバ増幅器 - Google Patents
光ファイバ増幅器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】簡単な構成でしかも安価で信頼性が高く、利得
傾斜や温度変化による利得の平坦性の劣化を抑制した光
ファイバ増幅器を提供する。 【解決手段】２つのＥＤＦＡの段間に、入射光パワーに
よって吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損失
媒体を備えた利得傾斜補償器３が接続されている。この
利得傾斜補償器３は、光アイソレータ４、ＴＤＦ５、Ｗ
ＤＭカプラ６、吸収損失制御光源７とから構成されてい
る。これらの光部品は、光ファイバ１を用いて例えば融
着接続されている。この利得傾斜補償器３により、増幅
光の利得が使用波長帯域において平坦となるように利得
の傾斜を補償することができる。
傾斜や温度変化による利得の平坦性の劣化を抑制した光
ファイバ増幅器を提供する。 【解決手段】２つのＥＤＦＡの段間に、入射光パワーに
よって吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損失
媒体を備えた利得傾斜補償器３が接続されている。この
利得傾斜補償器３は、光アイソレータ４、ＴＤＦ５、Ｗ
ＤＭカプラ６、吸収損失制御光源７とから構成されてい
る。これらの光部品は、光ファイバ１を用いて例えば融
着接続されている。この利得傾斜補償器３により、増幅
光の利得が使用波長帯域において平坦となるように利得
の傾斜を補償することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は励起光を用いて信号
光の増幅を行う光ファイバ増幅器に関し、特に、動作状
態や温度の変化による利得平坦性の劣化を同時に抑制す
ることを可能とした光ファイバ増幅器に関する。
光の増幅を行う光ファイバ増幅器に関し、特に、動作状
態や温度の変化による利得平坦性の劣化を同時に抑制す
ることを可能とした光ファイバ増幅器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバのコア内にエルビウム、
プラセオジウム等の希土類元素を添加した光ファイバ増
幅器が実用化されている。特にエルビウム添加光ファイ
バ増幅器（以下「ＥＤＦＡ」と略記する）は波長1．55
μm帯において高利得、高飽和出力を有することから、
基幹伝送系、加入者系等のさまざまな商用システムに適
用されている。その中でも信号光を数波以上用いたＷＤ
Ｍ伝送への利用が注目されており、ＷＤＭ伝送の高機能
化を目指して一層の増幅特性の向上がすすめられてい
る。このＷＤＭ伝送の高機能化を実現するためには、利
得帯域の拡大、高出力化と同時に利得の平坦化が重要に
なる。この利得平坦性は、ＥＤＦＡの動作状態や温度が
変化しても同程度に維持されるのが望ましい。しかしな
がら実際には動作状態が変化するとＥＤＦＡの持つ利得
傾斜によって利得波長特性が変化し、利得平坦性が劣化
する。
プラセオジウム等の希土類元素を添加した光ファイバ増
幅器が実用化されている。特にエルビウム添加光ファイ
バ増幅器（以下「ＥＤＦＡ」と略記する）は波長1．55
μm帯において高利得、高飽和出力を有することから、
基幹伝送系、加入者系等のさまざまな商用システムに適
用されている。その中でも信号光を数波以上用いたＷＤ
Ｍ伝送への利用が注目されており、ＷＤＭ伝送の高機能
化を目指して一層の増幅特性の向上がすすめられてい
る。このＷＤＭ伝送の高機能化を実現するためには、利
得帯域の拡大、高出力化と同時に利得の平坦化が重要に
なる。この利得平坦性は、ＥＤＦＡの動作状態や温度が
変化しても同程度に維持されるのが望ましい。しかしな
がら実際には動作状態が変化するとＥＤＦＡの持つ利得
傾斜によって利得波長特性が変化し、利得平坦性が劣化
する。
【０００３】図７はＥＤＦＡの波長1570nm〜1610nmにお
ける利得傾斜を表している。ここでは利得傾斜を、波長
1590ｎｍにおける利得変化量に対する、ある波長におけ
る利得変化量の比として定義しており、利得変化量と
は、入力信号光パワーを変化させた時の、増幅された信
号光の利得に生じる変化量のことである。図８に、ＥＤ
ＦＡの励起光のパワーを一定にし、入力信号光パワーを
変化させた時の、増幅された信号光の利得変化量を示
す。図８において、入力信号光は波長多重された均等８
波入力光である。但し、利得平坦度の劣化の度合いを見
るために、1590nmでの利得変化量がゼロになるようにオ
フセットをかけている。図８から、入力信号光パワーが
８ｄＢ変化すると、利得平坦度は４．５ｄＢ劣化するこ
とがわかる。
ける利得傾斜を表している。ここでは利得傾斜を、波長
1590ｎｍにおける利得変化量に対する、ある波長におけ
る利得変化量の比として定義しており、利得変化量と
は、入力信号光パワーを変化させた時の、増幅された信
号光の利得に生じる変化量のことである。図８に、ＥＤ
ＦＡの励起光のパワーを一定にし、入力信号光パワーを
変化させた時の、増幅された信号光の利得変化量を示
す。図８において、入力信号光は波長多重された均等８
波入力光である。但し、利得平坦度の劣化の度合いを見
るために、1590nmでの利得変化量がゼロになるようにオ
フセットをかけている。図８から、入力信号光パワーが
８ｄＢ変化すると、利得平坦度は４．５ｄＢ劣化するこ
とがわかる。
【０００４】また、温度変化によってもＥＤＦＡの利得
波長特性が変化するので利得平坦度が劣化する。特にＬ
-band（波長1565〜1625nm）と呼ばれる領域では、ＥＤ
ＦＡの温度による利得変化が大きく問題となっている。
図９はＥＤＦＡの温度による利得傾斜をあらわしてい
る。ここでは、温度による利得傾斜は、Ｌ-bandにおけ
るトータル利得を一定に保ったまま、温度を変化させた
ときのある波長での利得の変化量として定義している。
図１０は、ＥＤＦＡの利得を一定に保ったまま温度を変
化させたときの、各波長における利得の変化量を示して
いる。図１０から、２５℃のときの利得波長特性を基準
とすると、温度が６５℃に変化したときには利得平坦度
が２．９ｄB劣化することが分かる。図１０より、ＥＤ
ＦＡの利得平坦度がある動作状態においてゼロの場合、
温度が１℃変化すると利得平坦度が０．０７ｄＢ変化す
ることになる。
波長特性が変化するので利得平坦度が劣化する。特にＬ
-band（波長1565〜1625nm）と呼ばれる領域では、ＥＤ
ＦＡの温度による利得変化が大きく問題となっている。
図９はＥＤＦＡの温度による利得傾斜をあらわしてい
る。ここでは、温度による利得傾斜は、Ｌ-bandにおけ
るトータル利得を一定に保ったまま、温度を変化させた
ときのある波長での利得の変化量として定義している。
図１０は、ＥＤＦＡの利得を一定に保ったまま温度を変
化させたときの、各波長における利得の変化量を示して
いる。図１０から、２５℃のときの利得波長特性を基準
とすると、温度が６５℃に変化したときには利得平坦度
が２．９ｄB劣化することが分かる。図１０より、ＥＤ
ＦＡの利得平坦度がある動作状態においてゼロの場合、
温度が１℃変化すると利得平坦度が０．０７ｄＢ変化す
ることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような利得傾斜に
よる利得平坦度劣化と温度変化による利得平坦度劣化と
を同時に抑制するため、これまでに可変アテネータを用
いた方法や、エルビウム添加光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）自体をヒーターにより温度制御する方
法などが提案されている。しかし、前者の方法では、制
御系が複雑で高価であり、可変アテネータのダイナミッ
クレンジが広くなると挿入損失が大きくなるために雑音
指数が劣化するという問題がある。一方、後者の方法で
は、ヒーターの温度を大きく変動させる必要があり、応
答速度が遅いという問題があった。本発明はこのような
問題点を解決するためになされたもので、Ｌ-bandにお
いてこれまで提案されてきた光ファイバ増幅器に比べ
て、簡単な構成でしかも安価で信頼性が高く、利得傾斜
や温度変化による利得の平坦性の劣化を抑制した光ファ
イバ増幅器を提供することを目的とする。
よる利得平坦度劣化と温度変化による利得平坦度劣化と
を同時に抑制するため、これまでに可変アテネータを用
いた方法や、エルビウム添加光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）自体をヒーターにより温度制御する方
法などが提案されている。しかし、前者の方法では、制
御系が複雑で高価であり、可変アテネータのダイナミッ
クレンジが広くなると挿入損失が大きくなるために雑音
指数が劣化するという問題がある。一方、後者の方法で
は、ヒーターの温度を大きく変動させる必要があり、応
答速度が遅いという問題があった。本発明はこのような
問題点を解決するためになされたもので、Ｌ-bandにお
いてこれまで提案されてきた光ファイバ増幅器に比べ
て、簡単な構成でしかも安価で信頼性が高く、利得傾斜
や温度変化による利得の平坦性の劣化を抑制した光ファ
イバ増幅器を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項１記載の発明は、１又は２段以上の希土類
添加光ファイバに励起光を入射して信号光の増幅を行う
光ファイバ増幅器において、該希土類添加光ファイバの
後段又は少なくとも１つの段間に、入射光パワーによっ
て吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損失媒体
が挿入されていることを特徴とする光ファイバ増幅器で
ある。これにより、入力信号光のパワーの変化すなわち
利得の変化による波長依存性の変化を、入射光のパワー
に応じて吸収の波長依存性が変化する損失媒体で補償す
ることができ、広い入力ダイナミックレンジにおいて利
得の平坦性が変化せず、温度が変化しても利得の平坦性
が変化しない特性を得ることができる。
めに、請求項１記載の発明は、１又は２段以上の希土類
添加光ファイバに励起光を入射して信号光の増幅を行う
光ファイバ増幅器において、該希土類添加光ファイバの
後段又は少なくとも１つの段間に、入射光パワーによっ
て吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損失媒体
が挿入されていることを特徴とする光ファイバ増幅器で
ある。これにより、入力信号光のパワーの変化すなわち
利得の変化による波長依存性の変化を、入射光のパワー
に応じて吸収の波長依存性が変化する損失媒体で補償す
ることができ、広い入力ダイナミックレンジにおいて利
得の平坦性が変化せず、温度が変化しても利得の平坦性
が変化しない特性を得ることができる。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項1記載の光
ファイバ増幅器において、前記損失媒体は、前記希土類
添加光ファイバによる増幅光の利得の変化時に生じる利
得の波長特性変化を補償するものであることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項1又は２記載の光フ
ァイバ増幅器において、前記損失媒体は、前記希土類添
加光ファイバの温度変化時に生じる増幅光の利得の波長
特性変化を補償するものであることを特徴とする。
ファイバ増幅器において、前記損失媒体は、前記希土類
添加光ファイバによる増幅光の利得の変化時に生じる利
得の波長特性変化を補償するものであることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項1又は２記載の光フ
ァイバ増幅器において、前記損失媒体は、前記希土類添
加光ファイバの温度変化時に生じる増幅光の利得の波長
特性変化を補償するものであることを特徴とする。
【０００８】請求項４記載の発明は、請求項１、２又は
３に記載の光ファイバ増幅器において、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５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４に記載の光ファイバ増幅器において、前記損失媒
体はツリウム添加光ファイバであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５に
記載の光ファイバ増幅器において、前記損失媒体に吸収
損失制御光を入射することを特徴とする。請求項７記載
の発明は、請求項６記載の光ファイバ増幅器において、
信号光の波長が1565nm〜1625nmであり、かつ吸収損失制
御光の波長が1500nm〜1800nmであることを特徴とする。
３に記載の光ファイバ増幅器において、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５記載の発明は、請求項１、２、３
又は４に記載の光ファイバ増幅器において、前記損失媒
体はツリウム添加光ファイバであることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、請求項１、２、３、４又は５に
記載の光ファイバ増幅器において、前記損失媒体に吸収
損失制御光を入射することを特徴とする。請求項７記載
の発明は、請求項６記載の光ファイバ増幅器において、
信号光の波長が1565nm〜1625nmであり、かつ吸収損失制
御光の波長が1500nm〜1800nmであることを特徴とする。
【０００９】請求項８記載の発明は、請求項６又は７に
記載の光ファイバ増幅器において、前記ツリウム添加光
ファイバを透過する前記吸収損失制御光が、前記エルビ
ウム添加光ファイバに入射することを防止するための素
子が挿入されていることを特徴とする。請求項９記載の
発明は、請求項８に記載の光ファイバ増幅器において、
前記素子が光アイソレータであることを特徴とする。
記載の光ファイバ増幅器において、前記ツリウム添加光
ファイバを透過する前記吸収損失制御光が、前記エルビ
ウム添加光ファイバに入射することを防止するための素
子が挿入されていることを特徴とする。請求項９記載の
発明は、請求項８に記載の光ファイバ増幅器において、
前記素子が光アイソレータであることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図１に、本発明の光ファイバ増幅器の例の構成を示す。
この光ファイバ増幅器は、希土類添加光ファイバの段間
に、入射光パワーによって吸収量および吸収損失の波長
特性が変化する損失媒体が挿入された光ファイバ増幅器
である。図１中、符号１は光伝送路となる光ファイバで
あり、この光ファイバ１は、ＥＤＦＡに接続されてい
る。符号３は、２つのＥＤＦＡの段間に接続され、入射
光パワーによって吸収量および吸収損失の波長特性が変
化する損失媒体を備えた利得傾斜補償器である。
図１に、本発明の光ファイバ増幅器の例の構成を示す。
この光ファイバ増幅器は、希土類添加光ファイバの段間
に、入射光パワーによって吸収量および吸収損失の波長
特性が変化する損失媒体が挿入された光ファイバ増幅器
である。図１中、符号１は光伝送路となる光ファイバで
あり、この光ファイバ１は、ＥＤＦＡに接続されてい
る。符号３は、２つのＥＤＦＡの段間に接続され、入射
光パワーによって吸収量および吸収損失の波長特性が変
化する損失媒体を備えた利得傾斜補償器である。
【００１１】この利得傾斜補償器３は、光アイソレータ
４、ツリウム添加光ファイバ（以下「ＴＤＦ」と略記す
る）５、ＷＤＭカプラ６、吸収損失制御光源７とから構
成されている。これらの光部品は、光ファイバ１を用い
て例えば融着接続されている。光アイソレータ４はＴＤ
Ｆ５の一端に接続され、このＴＤＦ５の他端はＷＤＭカ
プラ６の一方の入力端に接続されている。ＷＤＭカプラ
６の他方の入力端には吸収損失制御光源７が接続されて
いる。符号８は、第１のＥＤＦＡ２ａおよび第２のＥＤ
ＦＡ２ｂの励起光源と吸収損失制御光源７を制御するた
めの制御回路である。
４、ツリウム添加光ファイバ（以下「ＴＤＦ」と略記す
る）５、ＷＤＭカプラ６、吸収損失制御光源７とから構
成されている。これらの光部品は、光ファイバ１を用い
て例えば融着接続されている。光アイソレータ４はＴＤ
Ｆ５の一端に接続され、このＴＤＦ５の他端はＷＤＭカ
プラ６の一方の入力端に接続されている。ＷＤＭカプラ
６の他方の入力端には吸収損失制御光源７が接続されて
いる。符号８は、第１のＥＤＦＡ２ａおよび第２のＥＤ
ＦＡ２ｂの励起光源と吸収損失制御光源７を制御するた
めの制御回路である。
【００１２】第１のＥＤＦＡ２ａ及び第２のＥＤＦＡ２
ｂの構成の一例を図２に示す。図２中、符号１は光ファ
イバであり、この光ファイバ１はＷＤＭカプラ９の一方
の入力端に接続されている。このＷＤＭカプラ９の他方
の入力端には励起光源１０が接続され、ＷＤＭカプラ９
の出力端にはエルビウム添加光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）１１が接続されている。この第１のＥ
ＤＦＡ２ａにおいては、光ファイバ１によって入力され
た信号光は、励起光源１０から送られた励起光と合波さ
れ、ＥＤＦ１１で増幅される。このようにして増幅され
た信号光は利得傾斜補償器３に入力される。利得傾斜補
償器３に入力された信号光は光アイソレータ４、ＴＤＦ
５、WDMカプラ９を通過して第２のＥＤＦＡ２ｂに入力
され、第２のＥＤＦＡ２ｂで再び増幅されて出力され
る。この時、吸収損失制御光源７から発せられた吸収損
失制御光はWDMカプラ６を介してＴＤＦ５に入力され、
第２のＥＤＦＡ２ｂから出力される信号光パワーが平坦
になるように、そのパワーが調整される。
ｂの構成の一例を図２に示す。図２中、符号１は光ファ
イバであり、この光ファイバ１はＷＤＭカプラ９の一方
の入力端に接続されている。このＷＤＭカプラ９の他方
の入力端には励起光源１０が接続され、ＷＤＭカプラ９
の出力端にはエルビウム添加光ファイバ（以下「ＥＤ
Ｆ」と略記する）１１が接続されている。この第１のＥ
ＤＦＡ２ａにおいては、光ファイバ１によって入力され
た信号光は、励起光源１０から送られた励起光と合波さ
れ、ＥＤＦ１１で増幅される。このようにして増幅され
た信号光は利得傾斜補償器３に入力される。利得傾斜補
償器３に入力された信号光は光アイソレータ４、ＴＤＦ
５、WDMカプラ９を通過して第２のＥＤＦＡ２ｂに入力
され、第２のＥＤＦＡ２ｂで再び増幅されて出力され
る。この時、吸収損失制御光源７から発せられた吸収損
失制御光はWDMカプラ６を介してＴＤＦ５に入力され、
第２のＥＤＦＡ２ｂから出力される信号光パワーが平坦
になるように、そのパワーが調整される。
【００１３】吸収損失制御光源７として、例えば波長が
1．55μmのＬＤが用いられる。吸収損失制御光源７の波
長は、ＴＤＦ５の1.7μmの吸収帯で、信号光波長帯域以
外であればどの波長であってもよい。例えば、信号光の
波長が1565nm〜1625nmであるときに、吸収損失制御光の
波長は1500nm〜1565nmあるいは1625nm〜1800nmであるこ
とが好ましい。また、信号光波長帯域より短い波長でＴ
ＤＦを励起する場合には、ＴＤＦ５が信号光波長帯域に
自然放出光を発生する。この自然放出光が第１のＥＤＦ
Ａ２ａおよび第２のＥＤＦＡ２ｂに入射し、増幅される
と、第１のＥＤＦＡ２ａおよび第２のＥＤＦＡ２ｂの雑
音指数を劣化させる恐れがある。さらに、吸収損失制御
光の波長がＥＤＦＡの増幅帯域にある場合には、吸収損
失制御光源７から発せられてＴＤＦ５を透過してくる吸
収損失制御光が第１のＥＤＦＡ２ａに入射し、利得に影
響を及ぼし、雑音指数を大きく劣化させてしまう。従っ
て、ＴＤＦ５から自然放出光を発生させないために吸収
損失制御光の波長は信号波長帯域よりも長波長であるほ
うが好ましく、吸収損失制御光やＴＤＦ５からの自然放
出光が第１のＥＤＦＡ２ａに入射しないように、第１の
ＥＤＦＡ２ａとＴＤＦ５の段間に光アイソレータ４を挿
入することが好ましい。
1．55μmのＬＤが用いられる。吸収損失制御光源７の波
長は、ＴＤＦ５の1.7μmの吸収帯で、信号光波長帯域以
外であればどの波長であってもよい。例えば、信号光の
波長が1565nm〜1625nmであるときに、吸収損失制御光の
波長は1500nm〜1565nmあるいは1625nm〜1800nmであるこ
とが好ましい。また、信号光波長帯域より短い波長でＴ
ＤＦを励起する場合には、ＴＤＦ５が信号光波長帯域に
自然放出光を発生する。この自然放出光が第１のＥＤＦ
Ａ２ａおよび第２のＥＤＦＡ２ｂに入射し、増幅される
と、第１のＥＤＦＡ２ａおよび第２のＥＤＦＡ２ｂの雑
音指数を劣化させる恐れがある。さらに、吸収損失制御
光の波長がＥＤＦＡの増幅帯域にある場合には、吸収損
失制御光源７から発せられてＴＤＦ５を透過してくる吸
収損失制御光が第１のＥＤＦＡ２ａに入射し、利得に影
響を及ぼし、雑音指数を大きく劣化させてしまう。従っ
て、ＴＤＦ５から自然放出光を発生させないために吸収
損失制御光の波長は信号波長帯域よりも長波長であるほ
うが好ましく、吸収損失制御光やＴＤＦ５からの自然放
出光が第１のＥＤＦＡ２ａに入射しないように、第１の
ＥＤＦＡ２ａとＴＤＦ５の段間に光アイソレータ４を挿
入することが好ましい。
【００１４】このように、吸収損失制御光が第１のＥＤ
ＦＡ２ａに入射することを防止するために、ＴＤＦ５と
第１のＥＤＦＡ２ａとの間に挿入される素子は、光アイ
ソレータ４に限定されるものではなく、吸収損失制御光
をカットする機能を有するものであれば他のもの、例え
ば、ＷＤＭカプラ、光サーキュレータなどであってもよ
い。
ＦＡ２ａに入射することを防止するために、ＴＤＦ５と
第１のＥＤＦＡ２ａとの間に挿入される素子は、光アイ
ソレータ４に限定されるものではなく、吸収損失制御光
をカットする機能を有するものであれば他のもの、例え
ば、ＷＤＭカプラ、光サーキュレータなどであってもよ
い。
【００１５】図３に、利得傾斜補償器３に用いたＴＤＦ
５の損失傾斜および温度による損失傾斜を示す。図３か
らわかるように、この損失傾斜は、図７に示した、波長
１５７０ｎｍから１６１０ｎｍにおけるＥＤＦＡの利得
傾斜とは逆の傾きを持っている。また、この波長帯域に
おいて、温度による損失傾斜はほとんど無い。従って、
ＴＤＦ５の損失を調節することによって、ＥＤＦＡに生
じた利得波長特性の変化を打ち消すことができる。図４
は、図１に示した光ファイバ増幅器に波長多重された信
号光を入射し、入力信号光パワーを変化させて、図８に
示したＥＤＦＡの利得変化を補償した後の、各波長にお
ける利得変化量を示している。図４から、入力ダイナミ
ックレンジ８dBにおいて、利得平坦度の劣化は０．４dB
まで改善されていることがわかる。
５の損失傾斜および温度による損失傾斜を示す。図３か
らわかるように、この損失傾斜は、図７に示した、波長
１５７０ｎｍから１６１０ｎｍにおけるＥＤＦＡの利得
傾斜とは逆の傾きを持っている。また、この波長帯域に
おいて、温度による損失傾斜はほとんど無い。従って、
ＴＤＦ５の損失を調節することによって、ＥＤＦＡに生
じた利得波長特性の変化を打ち消すことができる。図４
は、図１に示した光ファイバ増幅器に波長多重された信
号光を入射し、入力信号光パワーを変化させて、図８に
示したＥＤＦＡの利得変化を補償した後の、各波長にお
ける利得変化量を示している。図４から、入力ダイナミ
ックレンジ８dBにおいて、利得平坦度の劣化は０．４dB
まで改善されていることがわかる。
【００１６】図５はトータル利得を一定に保ったまま温
度を変化させ、図１０に示したＥＤＦＡの利得変化を補
償した後の利得変化量である。図５からわかるように、
２５℃から６５℃まで温度が変化したときの利得平坦度
の劣化量は０．５dBまで改善されている。図６は図１に
示した構成でＴＤＦを用いて利得傾斜を補償した場合
と、図１に示したＥＤＦＡの利得傾斜補償器のかわりに
可変アテネータを用いてＥＤＦＡ２の利得傾斜を補償し
た場合の、雑音指数と第２のＥＤＦＡ２ｂの励起光パワ
ーを示したものである。この雑音指数とは、信号利得と
自然放出光パワーとの比で表されるものであり、雑音指
数は可変アテネータ、ＴＤＦのどちらを用いても、信号
入力光パワーが大きくなるにつれて挿入損失を大きくす
る必要があるので劣化してしまう。しかしＴＤＦを用い
た場合は、挿入損失の傾きを変化させることができるの
で、雑音指数の劣化は少なくてすむ。信号入力パワーが
−６ｄＢｍのときには、可変アテネータを使用する場合
よりも雑音指数の劣化が１dB小さくなっている。
度を変化させ、図１０に示したＥＤＦＡの利得変化を補
償した後の利得変化量である。図５からわかるように、
２５℃から６５℃まで温度が変化したときの利得平坦度
の劣化量は０．５dBまで改善されている。図６は図１に
示した構成でＴＤＦを用いて利得傾斜を補償した場合
と、図１に示したＥＤＦＡの利得傾斜補償器のかわりに
可変アテネータを用いてＥＤＦＡ２の利得傾斜を補償し
た場合の、雑音指数と第２のＥＤＦＡ２ｂの励起光パワ
ーを示したものである。この雑音指数とは、信号利得と
自然放出光パワーとの比で表されるものであり、雑音指
数は可変アテネータ、ＴＤＦのどちらを用いても、信号
入力光パワーが大きくなるにつれて挿入損失を大きくす
る必要があるので劣化してしまう。しかしＴＤＦを用い
た場合は、挿入損失の傾きを変化させることができるの
で、雑音指数の劣化は少なくてすむ。信号入力パワーが
−６ｄＢｍのときには、可変アテネータを使用する場合
よりも雑音指数の劣化が１dB小さくなっている。
【００１７】また、第２のＥＤＦＡ２ｂの励起光パワー
は、可変アテネータを使用する場合には信号入力パワー
が変化してもほとんど変化が無い。ＴＤＦを使用する場
合、第２のＥＤＦＡ２ｂの励起光パワーは、信号入力光
パワーが大きくなるにつれて小さくなり、−6dBmのとき
には、可変アテネータを使用する場合に比べ0．7ｄB減
少させることができる。なお、図１においては、２つの
ＥＤＦＡの段間に利得傾斜補償器３を設けた場合を示し
ているが、１つのＥＤＦＡの後段に利得傾斜補償器３を
設けても、同様の効果を得ることができる。
は、可変アテネータを使用する場合には信号入力パワー
が変化してもほとんど変化が無い。ＴＤＦを使用する場
合、第２のＥＤＦＡ２ｂの励起光パワーは、信号入力光
パワーが大きくなるにつれて小さくなり、−6dBmのとき
には、可変アテネータを使用する場合に比べ0．7ｄB減
少させることができる。なお、図１においては、２つの
ＥＤＦＡの段間に利得傾斜補償器３を設けた場合を示し
ているが、１つのＥＤＦＡの後段に利得傾斜補償器３を
設けても、同様の効果を得ることができる。
【００１８】この例の光ファイバ増幅器によると、ＥＤ
ＦＡの後段又は段間に、入射光パワーによって吸収量お
よび吸収損失の波長特性が変化する損失媒体が挿入され
ていることにより、入力信号光のパワー変化時の利得の
変化による波長依存性の変化を、入射光のパワーに応じ
て吸収の波長依存性が変化する損失媒体で補償すること
ができ、広い入力ダイナミックレンジにおいて利得の平
坦性が変化せず、かつ温度が変化しても利得の平坦性が
変化しない光ファイバ増幅器を実現することができる。
また、雑音指数の劣化が少なく、エルビウム添加光ファ
イバの励起パワーを低くして信号光を増幅することが可
能な光ファイバ増幅器を実現することができる。さら
に、ツリウム添加光ファイバを透過する吸収損失制御光
が、エルビウム添加光ファイバに入射することを防止す
るための素子、例えば光アイソレータが挿入されている
ことにより、雑音指数の劣化が少ない光ファイバ増幅器
を実現することができる。
ＦＡの後段又は段間に、入射光パワーによって吸収量お
よび吸収損失の波長特性が変化する損失媒体が挿入され
ていることにより、入力信号光のパワー変化時の利得の
変化による波長依存性の変化を、入射光のパワーに応じ
て吸収の波長依存性が変化する損失媒体で補償すること
ができ、広い入力ダイナミックレンジにおいて利得の平
坦性が変化せず、かつ温度が変化しても利得の平坦性が
変化しない光ファイバ増幅器を実現することができる。
また、雑音指数の劣化が少なく、エルビウム添加光ファ
イバの励起パワーを低くして信号光を増幅することが可
能な光ファイバ増幅器を実現することができる。さら
に、ツリウム添加光ファイバを透過する吸収損失制御光
が、エルビウム添加光ファイバに入射することを防止す
るための素子、例えば光アイソレータが挿入されている
ことにより、雑音指数の劣化が少ない光ファイバ増幅器
を実現することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
希土類添加光ファイバの後段又は段間に、入射光パワー
によって吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損
失媒体が挿入されていることにより、入力信号光のパワ
ー変化時の利得の変化による波長依存性の変化を、入射
光のパワーに応じて吸収の波長依存性が変化する損失媒
体で補償することができ、広い入力ダイナミックレンジ
において利得の平坦性が変化せず、かつ温度が変化して
も利得の平坦性が変化しない光ファイバ増幅器を実現す
ることができる。また、雑音指数の劣化が少なく、希土
類添加光ファイバの励起パワーも低くして信号光を増幅
することが可能な光ファイバ増幅器を実現することがで
きる。さらに、損失媒体を透過する吸収損失制御光が、
希土類添加光ファイバに入射することを防止するための
素子、例えば光アイソレータが挿入されていることによ
り、雑音指数の劣化が少ない光ファイバ増幅器を実現す
ることができる。
希土類添加光ファイバの後段又は段間に、入射光パワー
によって吸収量および吸収損失の波長特性が変化する損
失媒体が挿入されていることにより、入力信号光のパワ
ー変化時の利得の変化による波長依存性の変化を、入射
光のパワーに応じて吸収の波長依存性が変化する損失媒
体で補償することができ、広い入力ダイナミックレンジ
において利得の平坦性が変化せず、かつ温度が変化して
も利得の平坦性が変化しない光ファイバ増幅器を実現す
ることができる。また、雑音指数の劣化が少なく、希土
類添加光ファイバの励起パワーも低くして信号光を増幅
することが可能な光ファイバ増幅器を実現することがで
きる。さらに、損失媒体を透過する吸収損失制御光が、
希土類添加光ファイバに入射することを防止するための
素子、例えば光アイソレータが挿入されていることによ
り、雑音指数の劣化が少ない光ファイバ増幅器を実現す
ることができる。
【図１】本発明の光ファイバ増幅器の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】ＥＤＦＡの構成の一例を示す図である。
【図３】ツリウム添加光ファイバの損失傾斜および温度
による損失傾斜を示す図である。
による損失傾斜を示す図である。
【図４】本発明の光ファイバ増幅器における入力信号光
パワーの変化時のＥＤＦＡの利得波長特性を示した図で
ある。
パワーの変化時のＥＤＦＡの利得波長特性を示した図で
ある。
【図５】本発明の光ファイバ増幅器における温度変化時
のＥＤＦＡの利得波長特性を示した図である。
のＥＤＦＡの利得波長特性を示した図である。
【図６】利得傾斜補償時の雑音指数と２段目のＥＤＦＡ
の励起光パワーを示す図である。
の励起光パワーを示す図である。
【図７】ＥＤＦＡの利得傾斜を示した図である。
【図８】入力信号光パワー変化時のＥＤＦＡの利得波長
特性を示す図である。
特性を示す図である。
【図９】ＥＤＦＡの温度による利得傾斜を示す図であ
る。
る。
【図１０】温度変化時のＥＤＦＡの利得波長特性を示す
図である。
図である。
１…光ファイバ、２ａ、２ｂ…ＥＤＦＡ、３…利得傾斜
補償器、４…光アイソレータ、５…ＴＤＦ、６…ＷＤＭ
カプラ、７…吸収損失制御光源、８…制御回路
補償器、４…光アイソレータ、５…ＴＤＦ、６…ＷＤＭ
カプラ、７…吸収損失制御光源、８…制御回路
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H079 AA08 BA01 CA04 EA09 KA18
KA20
5F072 AB09 AK06 HH06 JJ05 KK11
KK30 MM01 YY17
Claims (9)
- 【請求項１】 １又は２段以上の希土類添加光ファイバ
に励起光を入射して信号光の増幅を行う光ファイバ増幅
器において、 該希土類添加光ファイバの後段又は少なくとも１つの段
間に、入射光パワーによって吸収量および吸収損失の波
長特性が変化する損失媒体が挿入されていることを特徴
とする光ファイバ増幅器。 - 【請求項２】 前記損失媒体は、前記希土類添加光ファ
イバによる増幅光の利得の変化時に生じる利得の波長特
性変化を補償するものであることを特徴とする請求項1
記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項３】 前記損失媒体は、前記希土類添加光ファ
イバの温度変化時に生じる増幅光の利得の波長特性変化
を補償するものであることを特徴とする請求項１又は２
記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項４】 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１、２
又は３に記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項５】 前記損失媒体はツリウム添加光ファイバ
であることを特徴とする請求項１、２、３又は４に記載
の光ファイバ増幅器。 - 【請求項６】 前記損失媒体に吸収損失制御光を入射す
ることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５に記載
の光ファイバ増幅器。 - 【請求項７】 信号光の波長が1565nm〜1625nmであり、
かつ吸収損失制御光の波長が1500nm〜1800nmであること
を特徴とする請求項６記載の光ファイバ増幅器。 - 【請求項８】 前記ツリウム添加光ファイバを透過する
前記吸収損失制御光が、前記エルビウム添加光ファイバ
に入射することを防止するための素子が挿入されている
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の光ファイバ増
幅器。 - 【請求項９】 前記素子が光アイソレータであることを
特徴とする請求項８に記載の光ファイバ増幅器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282435A JP2003092449A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 光ファイバ増幅器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001282435A JP2003092449A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 光ファイバ増幅器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003092449A true JP2003092449A (ja) | 2003-03-28 |
Family
ID=19106083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001282435A Pending JP2003092449A (ja) | 2001-09-17 | 2001-09-17 | 光ファイバ増幅器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003092449A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044551A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-16 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅器 |
| JP2001244527A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Fujikura Ltd | 光ファイバ増幅器 |
-
2001
- 2001-09-17 JP JP2001282435A patent/JP2003092449A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001044551A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-16 | Mitsubishi Cable Ind Ltd | 光増幅器 |
| JP2001244527A (ja) * | 2000-02-25 | 2001-09-07 | Fujikura Ltd | 光ファイバ増幅器 |
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Legal Events
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| A621 | Written request for application examination |
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| A977 | Report on retrieval |
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