(57)【要約】【課題】入力光の光パワーの大きさによらずに、また、入力光の波長によらずに半導体光増幅器の信号光パワーを所定レベル制御する。【解決手段】半導体光増幅器１は、入力光の波長および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する。光カプラ２は、半導体光増幅器１の出力光を一部分岐し、検出部３に出力する。検出部３は、光カプラ２によって分岐された半導体光増幅器１の出力光の光パワーを検出する。制御回路４は、検出部３で検出された光パワーに基づいて、半導体光増幅器１の出力光パワーが、目標の信号光パワーに雑音光パワーを加えたパワーとなるように半導体光増幅器１の駆動電流を出力する。【選択図】図１
2010161263.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーを検出する検出部と、
前記光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力する制御回路と、
を有することを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
前記駆動電流と前記駆動電流に対応する前記雑音光パワーに目標の前記信号光パワーを加えたパワーに基づく目標出力光パワーとを対応付けて記憶したテーブルを有することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項３】
前記制御回路は、現在出力している前記駆動電流に対応する前記目標出力光パワーを前記テーブルから取得して前記光パワーと比較し、比較結果に基づいて前記駆動電流を出力することを特徴とする請求項２記載の光増幅器。
【請求項４】
前記テーブルを生成するテーブル生成部を有することを特徴とする請求項２記載の光増幅器。
【請求項５】
前記テーブル生成部は、前記半導体光増幅器に前記入力光を入力しない状態で前記駆動電流を変化させ、その変化に対応する前記雑音光パワーを測定することにより、前記テーブルを生成することを特徴とする請求項４記載の光増幅器。
【請求項６】
前記テーブル生成部は、当該光増幅器に電源が投入されて動作するときまたは定期的に前記テーブルを生成することを特徴とする請求項４記載の光増幅器。
【請求項７】
前記半導体光増幅器は、波長多重された信号光を増幅することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項８】
前記駆動電流と前記駆動電流に対応する前記雑音光パワーに基づく目標出力光パワーとを対応付けて記憶したテーブルを有することを特徴とする請求項１記載の光増幅器。
【請求項９】
入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器を制御する制御回路において、
前記半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力することを特徴とする制御回路。
【請求項１０】
光を増幅する光増幅器の制御方法において、
入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーを検出し、
前記光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力する、
ことを特徴とする光増幅器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光増幅器の所定の出力レベル制御を行う光増幅器、制御回路、および光増幅器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信ネットワークでは、光受信器の最小受信感度を改善するため、例えば、光受信器の前段に光プリアンプを挿入し、入力信号光を増幅する方法が用いられている。光プリアンプは、光受信系（例えば、光プリアンプ、光受信器を有する光受信装置全体）の入力ダイナミックレンジを拡大する目的で出力レベル制御（ＡＬＣ：Automatic Level Control）が適用され、後段の光受信器に所定の光パワーの信号光を出力するのが一般的である。
【０００３】
このような光受信系に用いられる光アンプとして、従来、エルビウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）が一般に使用されてきた。しかし、ＥＤＦＡは、折り曲げ半径に制約があり、小型化することが困難である。
【０００４】
そこで、近年、半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amplifier）が注目されている。ＳＯＡは、半導体レーザと同様の設備、行程で製造でき、小型、低消費電力、低コストを実現する光アンプとして開発が進められている。また、ＳＯＡは、他の半導体デバイスとのモノシリック集積や、他の光部品とのハイブリッド集積によるシステムの小型化が期待されている。
【０００５】
ＳＯＡのＡＬＣは、ＳＯＡの出力光パワーをモニタし、ＳＯＡの駆動電流をフィードバック制御することにより実現される。具体的には、ＳＯＡのＡＬＣは、ＳＯＡの出力光パワーが所定のレベルとなるようにＳＯＡの駆動電流をフィードバック制御することにより、ＳＯＡの出力光に含まれる信号光パワーを所定のレベルとなるように制御する。これにより、後段の光受信器には、所定のレベルの光パワーの信号光を出力することができる。
【０００６】
なお、従来、平均値検出によるフィードバック構成において、増幅された自然放出光（ＡＳＥ：Amplified Spontaneous Emission）を含む出力信号を検出して注入電流を制御しても、出力信号強度の降下を低減することが可能な信号光強度制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−４６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＳＯＡへの入力光パワーが小さくなると、ＳＯＡの出力光の信号光に対するＡＳＥの割合が増え、ＳＯＡの光出力パワーと信号光パワーとに差が生じ、出力光パワーを所定のレベルに制御しても信号光パワーを所定のレベルにすることができないという問題点があった。
【０００９】
また、ＳＯＡへの入力信号光の波長が異なると、ＳＯＡの出力光を占めるＡＳＥの割合が変わるため、出力光パワーの所定レベル制御に波長依存性が生じるという問題点があった。
【００１０】
図１３は、ＳＯＡの入力光パワーに対する出力光パワーと信号光パワーとのずれを示した図である。図１３の横軸はＳＯＡに入力される信号光の入力パワーを示し、縦軸はＳＯＡの出力光パワーと、出力光に含まれる信号光の信号光パワーとのずれを示している。また、図１３には、３種類の波長におけるＳＯＡの入力光パワーに対する出力光パワーと信号光パワーのずれを示している。
【００１１】
図１３に示すように、入力光パワーが小さくなるほど、ＳＯＡの出力光パワーと信号光パワーとのずれが大きくなっている。これは、入力光パワーが小さくなると、ＳＯＡの出力光の信号光に対するＡＳＥの割合が増えるためである。このため、ＳＯＡのＡＬＣは、ＳＯＡの出力光パワーを所定のレベルに制御しても、信号光パワーを所定レベル制御できなくなる。
【００１２】
また、図１３に示すように、長波長の方が短波長に比べ、出力光パワーと信号光パワーのずれが大きくなっている。これは、長波長の方が増幅されにくく、増幅率を上げるとＳＯＡの出力光の信号光に対するＡＳＥの割合が増えるためである。このため、ＳＯＡのＡＬＣは、出力光パワーの所定レベル制御に波長依存性が生じる。
【００１３】
本件はこのような点に鑑みてなされたものであり、入力光の光パワーの大きさによらずに、また、入力光の波長によらずに信号光パワーを所定レベル制御する光増幅器、制御回路、および光増幅器の制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために光増幅器が提供される。この光増幅器は、入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器と、前記半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーを検出する検出部と、前記光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力する制御回路と、を有する。
【発明の効果】
【００１５】
開示の光増幅器、制御回路、および光増幅器の制御方法では、入力光の光パワーの大きさによらずに、また、入力光の波長によらずに信号光の出力パワーを所定のレベルに制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】光増幅器を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。
【図３】図２の光パワー検出部の詳細を示した図である。
【図４】図２のＡＬＣ回路の詳細を示した図である。
【図５】入力光の信号光パワーが異なる場合のＳＯＡ出力光スペクトルを示した図である。
【図６】ＡＳＥパワーと駆動電流の関係を示した図である。
【図７】目標出力光パワーＴＢのデータ構成例を示した図である。
【図８】ＡＬＣ回路の動作例を説明する図である。
【図９】ＳＯＡの入力光パワーに対する信号光パワーの変化を示した図である。
【図１０】４波のＷＤＭ信号の入力光パワーが異なる場合のＳＯＡ出力光スペクトルを示した図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る光増幅器のＡＬＣ回路の詳細を示した図である。
【図１２】ＴＢ生成部の動作を示したフローチャートである。
【図１３】ＳＯＡの入力光パワーに対する出力光パワーと信号光パワーとのずれを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、光増幅器を示した図である。図１に示すように光増幅器は、半導体光増幅器１、光カプラ２、検出部３、および制御回路４を有している。
半導体光増幅器１は、入力光の波長に応じて異なる雑音光パワーを発する。また、半導体光増幅器１は、駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する。雑音光パワーは、例えば、ＡＳＥパワーである。
【００１８】
光カプラ２は、半導体光増幅器１の出力光を一部分岐し、検出部３に出力する。
検出部３は、光カプラ２によって分岐された半導体光増幅器１の出力光の光パワーを検出する。
【００１９】
制御回路４は、検出部３で検出された光パワーに基づいて、半導体光増幅器１の出力光パワーが、目標の信号光パワーに雑音光パワーを加えたパワーとなるように半導体光増幅器１の駆動電流を出力する。
【００２０】
例えば、制御回路４は、半導体光増幅器１に入力される信号光が目標の信号光パワーとなって出力されるよう半導体光増幅器１に駆動電流を出力する。このとき、半導体光増幅器１の出力光パワーには駆動電流に応じた雑音光パワーも含まれる。そこで、制御回路４は、半導体光増幅器１の出力光パワーが、目標の信号光パワーに雑音光パワーを加えた出力光パワーとなるよう駆動電流を出力して、半導体光増幅器１から常時目標の信号光パワーが得られるようにする。
【００２１】
また、入力される信号光の波長によって、目標の信号光パワーを得るための半導体光増幅器１の増幅率が異なり、半導体光増幅器１に出力する駆動電流が異なる。例えば、入力される信号光が長波長ほど、駆動電流を大きくする必要がある。しかし、制御回路４は、半導体光増幅器１の出力光パワーが、目標の信号光パワーに雑音光パワーを加算した出力光パワーとなるよう駆動電流を出力して、半導体光増幅器１から常時目標の信号光パワーが得られるようにする。
【００２２】
このように、光増幅器は、検出部３の光パワーに基づいて、半導体光増幅器１の出力光パワーが、目標の信号光パワーに半導体光増幅器１の雑音光パワーを加えたパワーとなるように駆動電流を出力する。これにより、出力光パワーに含まれる雑音光パワーの割合に関係なく、信号光パワーを所定レベルに制御するので、入力光の光パワーの大きさによらずに、また、入力光の波長によらずに信号光パワーを所定レベルに制御することができる。
【００２３】
次に、第１の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図２は、第１の実施の形態に係る光増幅器のブロック図である。図２に示すように、光増幅器は、ＳＯＡ１１、光カプラ１２、光パワー検出部１３、ＡＬＣ回路１４、および目標出力光パワーＴＢ（ＴＢ：TaBle）１５を有している。光増幅器の後段には、図２に示していないが、例えば、光信号を終端する光受信器が接続される。光増幅器は、光ネットワークから入力される入力光を増幅して出力光を光受信器に出力する。このとき、光増幅器は、ＳＯＡ１１の出力光に含まれる信号光パワーを所定のレベルとなるように制御する。
【００２４】
ＳＯＡ１１は、入力される入力光を増幅する。ＳＯＡ１１は、ＡＬＣ回路１４から出力される駆動電流に応じて、入力光を増幅する。ＳＯＡ１１から出力される出力光には、信号光の他にＳＯＡ１１によるＡＳＥが含まれている。ＳＯＡ１１は、出力光パワーを所定レベルとしたときに、入力光の波長により利得量が異なるため入力光の波長および駆動電流に応じて異なるＡＳＥを発する。
【００２５】
光カプラ１２は、ＳＯＡ１１から出力される出力光の一部を分岐し、光パワー検出部１３に出力する。光カプラ１２は、例えば、強度比９：１で出力光を分岐し、出力光の９０％を後段の光受信器に出力し、出力光の１０％を光パワー検出部１３に出力する。
【００２６】
光パワー検出部１３は、光カプラ１２によって分岐された出力光の出力光パワーを検出する。光パワー検出部１３は、出力光の全波長帯域での出力光パワーを検出する。
ＡＬＣ回路１４は、ＳＯＡ１１に駆動電流を出力してＳＯＡ１１の増幅率を制御し、ＳＯＡ１１から出力される出力光の信号光パワーを所定レベルとなるように制御する。ＡＬＣ回路１４は、現在出力している駆動電流に対応する目標出力光パワーを目標出力光パワーＴＢ１５から取得し、取得した目標出力光パワーと、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーとを比較して、比較結果に基づいて新たな駆動電流をＳＯＡ１１に出力する。
【００２７】
例えば、ＡＬＣ回路１４は、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーが、目標出力光パワーＴＢ１５から取得した目標出力光パワーより大きい場合、出力光パワーが小さくなるように駆動電流を小さくする。また、ＡＬＣ回路１４は、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーが、目標出力光パワーＴＢ１５から取得した目標出力光パワーより小さい場合、出力光パワーが大きくなるように駆動電流を大きくする。ＡＬＣ回路１４は、目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなるまで、前述の駆動電流の制御を行う。
【００２８】
目標出力光パワーＴＢ１５は、例えば、メモリなどの記憶装置である。目標出力光パワーＴＢ１５には、ＳＯＡ１１に出力する駆動電流と、その駆動電流により光パワー検出部１３から出力されるべき出力光パワーの目標出力光パワーとが対応付けて記憶されている。目標出力光パワーは、後述するが、ＳＯＡ１１の目標とする信号光パワーにＡＳＥパワーを加えたパワーに基づくものである。これにより、光増幅器は、入力光パワーの大きさによらず、また、入力光の波長によらずにＳＯＡ１１の出力光の信号光パワーを所定レベル制御できる。
【００２９】
図３は、図２の光パワー検出部の詳細を示した図である。図３に示すように、光パワー検出部１３は、フォトダイオード２１および積分器２２を有している。
フォトダイオード２１は、光カプラ１２で分岐された出力光の出力光パワーを検出する。フォトダイオード２１は、出力光の全波長帯域における出力光パワーを検出する。
【００３０】
積分器２２は、フォトダイオード２１から出力される出力光パワーを積分する。すなわち、積分器２２は、フォトダイオード２１から出力される出力光パワーの高帯域成分を除去する。
【００３１】
図４は、図２のＡＬＣ回路の詳細を示した図である。図４に示すように、ＡＬＣ回路１４は、ＳＯＡ駆動回路３１および比較器３２を有している。
ＳＯＡ駆動回路３１は、ＳＯＡ１１に出力している現在の駆動電流値（駆動電流情報）を目標出力光パワーＴＢ１５に出力する。目標出力光パワーＴＢ１５は、ＳＯＡ駆動回路３１から出力された駆動電流情報に対応する目標出力光パワーを比較器３２に出力する。
【００３２】
比較器３２は、目標出力光パワーＴＢ１５から出力された目標出力光パワーと、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーとを比較する。比較器３２は、目標出力光パワーと出力光パワーとの比較結果をＳＯＡ駆動回路３１に出力する。
【００３３】
ＳＯＡ駆動回路３１は、比較器３２の目標出力光パワーと出力光パワーとの比較結果に基づいて、駆動電流をＳＯＡ１１に出力する。例えば、ＳＯＡ駆動回路３１は、出力光パワーが目標出力光パワーより大きい場合、ＳＯＡ１１から出力される出力光パワーが小さくなるように駆動電流を小さくする。また、ＳＯＡ駆動回路３１は、出力光パワーが目標出力光パワーより小さい場合、出力光パワーが大きくなるように駆動電流を大きくする。
【００３４】
ＳＯＡ駆動回路３１は、比較器３２の比較結果に基づいた駆動電流をＳＯＡ１１に出力すると、その駆動電流の駆動電流情報を目標出力光パワーＴＢ１５に出力する。目標出力光パワーＴＢ１５は、ＳＯＡ駆動回路３１から出力された駆動電流情報に対応する目標出力光パワーを比較器３２に出力し、比較器３２は、目標出力光パワーＴＢ１５からの目標出力光パワーと、光パワー検出部１３からの出力光パワーとを比較する。ＳＯＡ駆動回路３１は、比較器３２の比較結果に基づいて、新たな駆動電流をＳＯＡ１１に出力する。
【００３５】
ＳＯＡ駆動回路３１と比較器３２は、目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなるまで上記の処理を繰り返す。これにより、ＳＯＡ１１の信号光パワーは所定レベルとなるように制御される。
【００３６】
なお、ＳＯＡ駆動回路３１は、目標出力光パワーと出力光パワーとの差が所定の範囲に収まれば、目標出力光パワーと出力光パワーとの差はないと判断するようにしてもよい。
図５は、入力光の信号光パワーが異なる場合のＳＯＡ出力光スペクトルを示した図である。図５の横軸は波長を示し、縦軸はパワーを示している。図５のＳＯＡ１１の出力光スペクトルは、ＳＯＡ１１の駆動電流が３００ｍＡの時の出力光スペクトルを示している。
【００３７】
図５には、３種類の入力光の信号光パワーにおけるＳＯＡ１１の出力光スペクトルが示してある。３種類の入力光の信号光パワーは、全て波長が同じである。また、図５には、入力光がない場合のＳＯＡ１１の出力光スペクトルも示してある。図５の波形Ｗ１は、信号光のＳＯＡ１１の出力光スペクトルを示しており、波形Ｗ２は、ＳＯＡ１１のＡＳＥの出力光スペクトルを示している。
【００３８】
ＳＯＡ１１の光増幅として用いる領域は、信号劣化のない線形領域の部分である。そのため、駆動電流が一定であれば、入力光の信号光パワーの大きさや入力光の有無によらず、ＳＯＡ１１の出力光に含まれるＡＳＥパワーの大きさはほぼ一定である。
【００３９】
例えば、図５に示すように、ＳＯＡ１１の駆動電流が３００ｍＡで一定の場合、入力光の信号光パワーが異なっていても、ＳＯＡ１１のＡＳＥパワー（波形Ｗ２の面積）はほぼ一定である。ＳＯＡ１１に入力光が入力されない場合でも、ＳＯＡ１１の出力光のＡＳＥパワーはほぼ一定である。駆動電流が他の値であっても、駆動電流が一定であれば、ＳＯＡ１１の出力光のＡＳＥパワーは、入力光の信号光パワーの大きさに関わらずほぼ一定である。
【００４０】
図６は、ＡＳＥパワーと駆動電流の関係を示した図である。図６に示すように、ＳＯＡ１１から出力されるＡＳＥパワーは、入力光の信号光パワーの大きさによらず、駆動電流が一定であればほぼ一定となる。また、ＳＯＡ１１から出力されるＡＳＥパワーは、駆動電流の大きさによって異なる。
【００４１】
例えば、駆動電流がＩ１の場合、ＳＯＡ１１から出力されるＡＳＥパワーは、入力光パワーの大きさによらず、Ｐ１でほぼ一定となる。また、駆動電流がＩ２の場合、ＳＯＡ１１から出力されるＡＳＥパワーは、入力光パワーの大きさによらず、Ｐ２でほぼ一定となる。なお、図６のＡＳＥパワーＰ１〜Ｐｎは、全波長帯域におけるＡＳＥパワー（図５で言えば、波形Ｗ２の面積）を示している。
【００４２】
図７は、目標出力光パワーＴＢのデータ構成例を示した図である。図７に示すように、目標出力光パワーＴＢ１５は、駆動電流および目標出力光パワーの欄を有している。駆動電流の欄には、ＳＯＡ１１に入力される駆動電流が格納されている。目標出力光パワーの欄には、ＳＯＡ１１の目標とする出力光パワーが格納されている。
【００４３】
目標出力光パワーは、ＳＯＡ１１から出力される出力光の目標とする信号光パワーＳと、ＳＯＡ１１のＡＳＥパワーＰ１〜Ｐｎとを加算したものである。ＳＯＡ１１の出力光は、光カプラ１２によって分岐されてＡＬＣ回路１４に入力されるので、目標出力光パワーは、光カプラ１２の強度比が考慮される。例えば、上述したように、光カプラ１２の強度比が９：１の場合、目標出力光パワーは１／１０となる。
【００４４】
信号光パワーＳは、ＳＯＡ１１から出力される信号光の目標とするパワーであり、所定レベルである。従って、ＡＬＣ回路１４は、目標出力光パワーと光パワー検出部１３から出力される出力光パワーとの差がなくなるように制御することにより、ＳＯＡ１１の出力からは、所定レベルの信号光パワーＳが得られることになる。
【００４５】
図３で説明した光パワー検出部１３のフォトダイオード２１は、ＳＯＡ１１の出力光の全波長帯域における出力光パワーを検出して出力する。比較器３２は、光パワー検出部１３から出力される全波長帯域の出力光パワーと、目標出力光パワーとを比較する。従って、信号光パワーＳとＡＳＥパワーＰ１〜Ｐｎは、全波長帯域における値となっている。
【００４６】
信号光パワーＳは、光増幅器の後段に接続される受信器の入力レンジによって決められる。駆動電流に対するＡＳＥパワーＰ１〜Ｐｎは、例えば、予めＳＯＡ１１のＡＳＥ特性から得るか、または、後述するように光増幅器自身によっても測定することができる。
【００４７】
図８は、ＡＬＣ回路の動作例を説明する図である。図８に示すように、ＡＬＣ回路１４の比較器３２は、例えば、目標出力光パワーＴＢ１５から出力される目標出力光パワーから、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーを減算して、目標出力光パワーと出力光パワーとを比較する。そして、ＳＯＡ駆動回路３１は、目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなるように駆動電流を制御する。例えば、ＳＯＡ駆動回路３１は、図８に示すように、目標出力光パワーと出力光パワーとの差が‘０’となるように駆動電流を制御する。すなわち、ＳＯＡ駆動回路３１は、ＳＯＡ１１の出力光パワーが目標の信号光パワーＳにＡＳＥパワーを加えた出力光パワーとなるように駆動電流を出力する。
【００４８】
目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなると、ＳＯＡ１１からは、信号光パワーＳが出力されていることになる。すなわち、ＳＯＡ１１からは、所定レベルの信号光パワーＳが出力されていることになる。そして、入力光の入力光パワーが小さくなっても、目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなるように制御することにより、ＳＯＡ１１からは、所定レベルの信号光パワーＳが出力される。従って、入力光の入力光パワーが小さくなり、ＳＯＡの出力光の信号光に対すＡＳＥの割合が増えても、信号光パワーＳを所定レベル制御することができる。
【００４９】
また、入力光の信号光の波長によって、目標の信号光パワーＳを得るためのＳＯＡ１１の増幅率が異なり、ＳＯＡ１１に出力する駆動電流が異なる。例えば、入力光が長波長ほど、駆動電流を大きくする必要がある。しかし、ＳＯＡ駆動回路３１は、駆動電流に応じたＡＳＥパワーに信号光パワーＳを加算した出力光を出力するようＳＯＡ１１を制御するので、入力光の信号光の波長が異なっても、入力光の信号光の波長に依存せず、出力する信号光パワーを所定レベル制御することができる。
【００５０】
図９は、ＳＯＡの入力光パワーに対する信号光パワーの変化を示した図である。図９の横軸はＳＯＡに入力される信号光の入力パワーを示し、縦軸はＳＯＡの信号光パワーの変化を示している。また、図９には、３種類の波長におけるＳＯＡの入力光パワーに対する信号光パワーの変化を示している。
【００５１】
図９に示すように、入力光パワーが小さくなっても、ＳＯＡの信号光パワーの変化はほぼ所定レベルで一定である。また、波長によらず、ＳＯＡの信号光パワーの変化はほぼ所定レベルで一定である。
【００５２】
すなわち、目標出力光パワーと出力光パワーとの差がなくなるように制御することにより、入力光パワーが小さくても信号光パワーを所定レベルに制御できる。また、信号光の波長によらず、信号光パワーを所定レベル制御することができる。
【００５３】
光増幅器は、１波長の信号光だけでなく、例えば、複数の波長を含む波長分割多重（ＷＤＭ）の信号光においても、入力光の信号光パワーの大きさおよび波長によらず、信号光パワーを所定レベルに制御することができる。
【００５４】
ＷＤＭ信号の場合、図２の光増幅器は、１波長の場合に対し、目標出力光パワーＴＢ１５の目標とする信号光パワーの値が異なる。例えば、ｎ波のＷＤＭ信号の場合、目標出力光パワーＴＢ１５の信号光パワーは、例えば、１波長あたりの信号光の目標とする信号光パワーをＳとすると、ｎＳとなる。従って、図７の目標出力光パワーの欄は、ｎＳ＋Ｐ１，ｎＳ＋Ｐ１，…，ｎＳ＋Ｐｎとなる。
【００５５】
図１０は、４波のＷＤＭ信号の入力光パワーが異なる場合のＳＯＡ出力光スペクトルを示した図である。図１０の横軸は波長を示し、縦軸はパワーを示している。図１０のＳＯＡ１１の出力光スペクトルは、ＳＯＡ１１の駆動電流が３００ｍＡの時の出力光スペクトルを示している。
【００５６】
図１０には、４波ＷＤＭ信号の３種類の入力光パワーにおけるＳＯＡ１１の出力光スペクトルが示してある。また、図１０には、入力光がない場合のＳＯＡ１１の出力光スペクトルも示してある。図１０の波形Ｗ１１は、４波ＷＤＭ信号の信号光におけるＳＯＡ１１の出力光スペクトルを示しており、波形Ｗ１２は、ＳＯＡ１１のＡＳＥの出力光スペクトルを示している。
【００５７】
ＳＯＡ１１の光増幅として用いる領域は、信号劣化のない線形領域の部分である。そのため、駆動電流が一定であれば、４波ＷＤＭ信号の信号光パワーの大きさや入力光の有無によらず、ＳＯＡ１１の出力光に含まれるＡＳＥパワーの大きさはほぼ一定である。
【００５８】
例えば、図１０に示すように、ＳＯＡ１１の駆動電流が３００ｍＡで一定の場合、入力光の信号光パワーが異なっていても、ＳＯＡ１１の出力光のＡＳＥパワーはほぼ一定である。ＳＯＡ１１に入力光が入力されない場合でも、ＳＯＡ１１の出力光のＡＳＥパワーはほぼ一定である。もちろん、駆動電流が他の値であっても、駆動電流が一定であれば、ＳＯＡ１１の出力光のＡＳＥパワーは、入力光の信号光パワーの大きさに関わらずほぼ一定である。
【００５９】
従って、ＳＯＡ１１に入力される入力光がＷＤＭ信号の場合でも、入力光パワーが小さくても出力光パワーを所定レベルに制御できる。また、ＷＤＭ信号の波長（例えば、図１０に示す４波ＷＤＭ信号とは異なる波長の４波ＷＤＭ信号）によらず、出力する信号光パワーを所定レベルに制御することができる。
【００６０】
このように、光増幅器は、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーと、目標出力光パワーＴＢ１５に記憶される目標出力光パワーとに基づいてＳＯＡ１１に出力する駆動電流を制御する。目標出力光パワーは、信号光パワーにＡＳＥパワーを加えたパワーに基づくものであり、これにより、入力光の光パワーの大きさによらずに、また、入力光の波長によらずに信号光パワーを所定レベルに制御することができる。
【００６１】
なお、目標出力光パワーＴＢ１５は、目標とする信号光パワーとＡＳＥパワーとを加算したものを記憶するとしたがＡＳＥパワーのみを記憶するようにしてもよい。この場合、比較器３２は、目標出力光パワーＴＢ１５から出力されるＡＳＥパワーに目標とする信号光パワーを加算して光パワー検出部１３から出力される出力光パワーと比較する。
【００６２】
次に、第２の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。第２の実施の形態では、目標出力光パワーＴＢ１５の自動生成について説明する。
図１１は、第２の実施の形態に係る光増幅器のＡＬＣ回路の詳細を示した図である。光増幅器のその他の部分については、第１の実施の形態と同様である。
【００６３】
図１１に示すように、ＡＬＣ回路４０は、ＳＯＡ駆動回路３１、比較器３２、およびＴＢ生成部４１を有している。ＳＯＡ駆動回路３１および比較器３２は、図４で説明したものと同様であり、その説明を省略する。
【００６４】
ＴＢ生成部４１は、例えば、電源が投入されて光増幅器が動作するとき、目標出力光パワーＴＢ１５を生成する。また、ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ１１の経年によるＡＳＥパワーの変化などに対応するため、定期的に目標出力光パワーＴＢ１５を更新する。
【００６５】
目標出力光パワーＴＢ１５を生成する際、ＳＯＡ１１に入力される入力光を停止する必要がある。例えば、手動によって、光増幅器に入力光を入力しないようにし、または、ＳＯＡ１１の前段に入力光を遮断および通過させる素子を挿入し、その素子をＴＢ生成部４１によって制御するようにしてもよい。
【００６６】
ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ駆動回路３１の出力する駆動電流を変化させながら、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーを取得する。ＳＯＡ１１には、入力光が入力されていないので、光パワー検出部１３から出力される出力光パワーは、ＳＯＡ１１のＡＳＥパワーである。ＴＢ生成部４１は、各駆動電流におけるＡＳＥパワーに、目標とする信号光パワーを加算し、図７に示した目標出力光パワーＴＢ１５を生成する。
【００６７】
図１２は、ＴＢ生成部の動作を示したフローチャートである。ＴＢ生成部４１は、例えば、電源が投入されて光増幅器が動作するとき、以下のステップに基づき目標出力光パワーＴＢ１５を生成する。また、ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ１１の経年によるＡＳＥパワーの変化などに対応するため、以下のステップに基づき定期的に目標出力光パワーＴＢ１５を更新する。
【００６８】
ステップＳ１において、ＳＯＡ１１への入力光の入力を停止する。
ステップＳ２において、ＴＢ生成部４１は、駆動電流の初期値をＳＯＡ駆動回路３１に設定する。初期値は、例えば、駆動電流の最小値である。
【００６９】
ステップＳ３において、ＳＯＡ駆動回路３１は、ＴＢ生成部４１によって設定された駆動電流をＳＯＡ１１に出力する。
ステップＳ４において、ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ駆動回路３１に設定した駆動電流値を記憶装置に一時的に記憶する。
【００７０】
ステップＳ５において、ＴＢ生成部４１は、光パワー検出部１３から出力されるＳＯＡ１１のＡＳＥパワーを記憶装置に一時的に記憶する。
ステップＳ６において、ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ駆動回路３１に設定した駆動電流が最大駆動電流以下か否か判断する。ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ駆動回路３１に設定した駆動電流が最大駆動電流以下と判断した場合、ステップＳ７へ進む。ＴＢ生成部４１は、ＳＯＡ駆動回路３１に設定した駆動電流が最大駆動電流より大きいと判断した場合、ステップＳ８へ進む。
【００７１】
ステップＳ７において、ＴＢ生成部４１は、駆動電流値を一定量増加させ、ＳＯＡ駆動回路３１に設定する。なお、ステップＳ７の次は、ステップＳ３へ進む。ＳＯＡ駆動回路３１は、ＴＢ生成部４１によって設定された駆動電流をＳＯＡ１１に出力することになる。
【００７２】
ステップＳ８において、ＴＢ生成部４１は、一時的に記憶装置に記憶したＡＳＥパワーに、目標とする信号光パワーを加算し、目標出力光パワーを算出する。ＴＢ生成部４１は、記憶装置に記憶した駆動電流と、目標出力光パワーとを関連付けて、目標出力光パワーＴＢ１５に記憶する。
【００７３】
なお、上記では、駆動電流を最小値から徐々に大きくしたが、最大値から徐々に小さくすることもできる。
このように、光増幅器は、電源投入時に目標出力光パワーＴＢ１５を生成するので、製造時の目標出力光パワーＴＢ１５の設定が容易となる。また、よりＳＯＡ１１のＡＳＥパワーに基づいた目標出力光パワーを目標出力光パワーＴＢ１５に設定することができる。
【００７４】
また、定期的に目標出力光パワーＴＢ１５を更新するので、ＳＯＡ１１の経年劣化によるＡＳＥパワーを考慮した目標出力光パワーを用いて信号光の所定レベル制御を行うことができる。
【００７５】
（付記１）  入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーを検出する検出部と、
前記光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力する制御回路と、
を有することを特徴とする光増幅器。
【００７６】
（付記２）  前記駆動電流と前記駆動電流に対応する前記雑音光パワーに目標の前記信号光パワーを加えたパワーに基づく目標出力光パワーとを対応付けて記憶したテーブルを有することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【００７７】
（付記３）  前記制御回路は、現在出力している前記駆動電流に対応する前記目標出力光パワーを前記テーブルから取得して前記光パワーと比較し、比較結果に基づいて前記駆動電流を出力することを特徴とする付記２記載の光増幅器。
【００７８】
（付記４）  前記テーブルを生成するテーブル生成部を有することを特徴とする付記２記載の光増幅器。
（付記５）  前記テーブル生成部は、前記半導体光増幅器に前記入力光を入力しない状態で前記駆動電流を変化させ、その変化に対応する前記雑音光パワーを測定することにより、前記テーブルを生成することを特徴とする付記４記載の光増幅器。
【００７９】
（付記６）  前記テーブル生成部は、当該光増幅器に電源が投入されて動作するときまたは定期的に前記テーブルを生成することを特徴とする付記４記載の光増幅器。
（付記７）  前記半導体光増幅器は、波長多重された信号光を増幅することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【００８０】
（付記８）  前記駆動電流と前記駆動電流に対応する前記雑音光パワーに基づく目標出力光パワーとを対応付けて記憶したテーブルを有することを特徴とする付記１記載の光増幅器。
【００８１】
（付記９）  入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器を制御する制御回路において、
前記半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力することを特徴とする制御回路。
【００８２】
（付記１０）  光を増幅する光増幅器の制御方法において、
入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器の出力光を分岐した光の光パワーを検出し、
前記光パワーに基づいて前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように前記駆動電流を出力する、
ことを特徴とする光増幅器の制御方法。
【００８３】
（付記１１）  入力光の波長による利得の変化および駆動電流に応じて異なる雑音光パワーを発する半導体光増幅器と、
前記半導体光増幅器の出力光パワーが目標の信号光パワーに現在の前記駆動電流に対応する前記雑音光パワーを加えたパワーとなるように新たな前記駆動電流を出力する制御回路と、
を有することを特徴とする光増幅器。
【符号の説明】
【００８４】
１  半導体光増幅器
２  光カプラ
３  検出部
４  制御回路
【図１】
2010161263.tif 000003
【図２】
2010161263.tif 000004
【図３】
2010161263.tif 000005
【図４】
2010161263.tif 000006
【図５】
2010161263.tif 000007
【図６】
2010161263.tif 000008
【図７】
2010161263.tif 000009
【図８】
2010161263.tif 000010
【図９】
2010161263.tif 000011
【図１０】
2010161263.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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