(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線偏光の信号光を生成する生成手段と、
該生成手段により生成された前記直線偏光の信号光の偏光方向を９０度回転させる偏光方向回転手段と、
前記生成手段により生成された前記直線偏光の信号光により被測定物である電気−光変換を用いた光増幅素子の電極に誘起される光電流を測定し、かつ前記生成手段により生成され前記偏光方向回転手段により９０度回転された直線偏光の信号光により前記光増幅素子の電極に誘起される光電流を測定する光電流測定手段と
を有することを特徴とする光増幅素子評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光増幅素子評価装置において、
前記光増幅素子に電流を注入する電流源と、
該電流源から電流を注入された前記光増幅素子に対して、前記生成手段により生成された前記直線偏光の信号光を入射したときの該光増幅素子から出力する光信号の強度を測定し、かつ前記生成手段により生成され前記偏光方向回転手段により９０度回転された直線偏光の信号光入射したときの該光増幅素子から出力された光信号の強度を測定する光出力測定手段と、
前記光電流測定手段の測定値を基に前記光増幅素子の結合効率の偏波依存性の値を算出する第１の演算手段と、
前記光出力測定手段の測定値を基に前記光増幅素子の素子単体での増幅率の偏波依存性の値を算出し、該算出した素子単体での増幅率の偏波依存性の値から前記第１の演算手段で算出した前記結合効率の偏波依存性の値を差し引くことで、前記光増幅素子の素子単独での結合効率を含まない偏波依存性を求める第２の演算手段と
を有することを特徴とする光増幅素子評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光増幅素子の特性を評価するのに使用する光増幅素子評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の光増幅素子評価装置の構成例である。図中、２０２は電流源、２０３は光アッテネータ、２０４は光受信器、２０５は電気ケーブル、２０６と２０７は光ファイバである。また、２１１は被測定物である電気−光変換を用いた光増幅素子、２１２は信号光源、２１３は光ファイバである。
【０００３】
この従来の光増幅素子評価装置の動作について説明する。信号光は信号光源２１２で生成され、信号光源２１２から光ファイバ２１３により光アッテネータ２０３に導かれ、光アッテネータ２０３でその入力光の強度が調整された後、入力用光ファイバ２０６を通って光増幅素子２１１の入力端へ導かれる。光増幅素子２１１に電流が注入されていない状態では増幅されずに出力用光ファイバ２０７を通って光受信器２０４に受信され、ここで光増幅素子２１１で増幅されないときの光入力値が測定される。続いて、電流源２０２を電気ケーブル２０５により光増幅素子２１１に接続し、電流源２０２から光増幅素子２１１に電流を注入すると、入力用光ファイバ２０６から光増幅素子２１１に入射した信号光は、光増幅素子２１１において増幅され、この増幅された信号光は出力用光ファイバ２０７を経て光受信器２０４に到達し、ここで光増幅素子２１１で増幅されたときの光入力値が測定される。
【０００４】
光アッテネータ２０３からの光出力をＰｉｎ、光増幅素子２１１で増幅された光受信器２０４の光入力をＰｏｕｔ  とすると、光増幅素子２１１のファイバ間利得Ｇは、次式（１）で求められる。
【０００５】
【数１】
Ｇ＝１０Ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ  −Ｐｉｎ）                  …（１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような従来の光増幅素子評価装置においては、光受信器で測定される項目は光増幅素子の入力端における光の結合効率と光増幅素子の増幅率との合計であり、この結合効率と増幅率の切り分けが困難であった。そのため、従来装置では、光増幅素子の素子単独での増幅率を正確に評価することも、また素子単独での偏波依存性を明らかにすることも困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、光増幅素子の特性評価を光結合系の構成に拘わらず正確かつ容易に行うことが可能な光増幅素子評価装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、直線偏光の信号光を生成する生成手段と、該生成手段により生成された前記直線偏光の信号光の偏光方向を９０度回転させる偏光方向回転手段と、前記生成手段により生成された前記直線偏光の信号光により被測定物である電気−光変換を用いた光増幅素子の電極に誘起される光電流を測定し、かつ前記生成手段により生成され前記偏光方向回転手段により９０度回転された直線偏光の信号光により前記光増幅素子の電極に誘起される光電流を測定する光電流測定手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記光増幅素子に電流を注入する電流源と、該電流源から電流を注入された前記光増幅素子に対して、前記生成手段により生成された前記直線偏光の信号光を入射したときの該光増幅素子から出力する光信号の強度を測定し、かつ前記生成手段により生成され前記偏光方向回転手段により９０度回転された直線偏光の信号光入射したときの該光増幅素子から出力された光信号の強度を測定する光出力測定手段と、前記光電流測定手段の測定値を基に前記光増幅素子の結合効率の偏波依存性の値を算出する第１の演算手段と、前記光出力測定手段の測定値を基に前記光増幅素子の素子単体での増幅率の偏波依存性の値を算出し、該算出した素子単体での増幅率の偏波依存性の値から前記第１の演算手段で算出した前記結合効率の偏波依存性の値を差し引くことで、前記光増幅素子の素子単独での結合効率を含まない偏波依存性を求める第２の演算手段とを有することを特徴とすることができる。
【００１０】
（作用）
本発明では、光電流を測定することにより信号光の光増幅素子への結合効率の評価が可能になり、偏光方向を変化させて結合効率を測定することにより結合効率の偏波依存性が切り分けられ、さらに増幅率の偏波依存性から結合効率の偏波依存性を差し引くことにより、光増幅素子単独での増幅率から偏波依存性までの光増幅素子の特性を評価を明らかにすることが可能になる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は本発明の一実施形態における光増幅素子評価装置の構成を示す。図１において、１０１は従来の評価装置の構成要素を示している。図中、１０２は電流源、１０３は光アッテネータ、１０４は光受信器、１０５は電気ケーブル、１０６は偏波保持ファイバである入力用光ファイバ、１０７は出力用光ファイバである。
【００１３】
１０８は入力した信号光を直線偏光の信号光に変換することができ、またその直線偏光の信号光を９０度回転させることのできる偏波コントローラーであって、例えば１／２波長板および１／４波長板の組み合わせ、または湾曲した光ファイバにより構成される。偏波コントローラー１０８のこのような構成は当業者にとって周知であるので、その詳細な説明は省略する。１０９は光増幅素子の電極に誘起される電流を観測する電流計、１１０は電気ケーブル１０５の接続先を電流源１０２と電流計１０９のいずれか一方に切り替えるスイッチである。
【００１４】
１１１は被測定物である電気−光変換を用いた光増幅素子、１１２は光アッテネータ１０３へ信号光を出力する信号光源、１１３は信号光源１１２と光アッテネータ１０３間を連結する光ファイバである。
【００１５】
図１において、実線枠１００の中の破線枠１０１で囲まれた構成部分が図２の実線枠２０１で示す従来構成と同様の構成部分であり、その実線枠１００の残りの部分、つまり、偏波コントローラ１０８、電流計１０９およびスイッチ１１０が本発明に係わる新規な構成部分である。
【００１６】
以上の構成による本実施形態の光増幅素子評価装置の動作について説明する。信号光は信号光源１１２から光ファイバ１１３を通じて光アッテネータ１０３に導かれ、光アッテネータ１０３で入力光強度が調整され、偏波コントローラー１０８により直線偏光に変換された後、入力用光ファイバ１０６を通って光増幅素子１１１の入力端へ導かれる。入力用光ファイバ１０６として偏波保持ファイバを用いれば、光増幅素子１１１へ入射する信号光も直線偏光（以下、この場合を偏波状態１と称する）となる。
【００１７】
光増幅素子１１１に信号光が入射すると、光増幅素子１１１には光起電力が生じ、光電流が流れる。この光電流を電気ケーブル１０５、および切替スイッチ１１０を経由して電流計１０９に導くことにより、その光電流が電流計１０９で測定される。
【００１８】
電流計１０９で測定される光電流は入射信号光の波長の関数となるが、例えば波長が１．５５μｍの場合は光電流は１．２５Ａ／Ｗ（アンペアー／ワット）となるため、光電流を測定すれば、結合効率を見積もることができる。上記の偏波状態１において、例えば０．１ｍＷ入射した際の光電流が０．０５ｍＡであれば偏波状態１における結合効率η１  は、次式（２）のように計算される。
【００１９】
【数２】
η１  ＝０．０５／（１．２５×  ０．１）＝０．４        …（２）
次に、偏波コントローラー１０８により偏波方向を９０度回転させた直線偏光（以下、この場合を偏波状態２と称する）の信号光を光増幅素子１１１に入射し、上記と同様にして光増幅素子１１１の光電流を電流計１０９で測定する。
【００２０】
電流計１０９で測定された光電流から偏波状態２における結合効率η２  を上記と同様にして演算で求めれば、結合効率の偏波依存性Δηが次式（３）により求められる。
【００２１】
【数３】
Δη＝１０Ｌｏｇ（η１  ／η２  ）              …（３）
次に、切替スイッチ１１０を電流源１０２側に切り替え、電流源１０２を電気ケーブル１０５を介して光増幅素子１１１に接続する。これにより、光増幅素子１１１に電流を注入すると、入力用光ファイバ１０６から入射した信号光は、光増幅素子１１１で増幅され、出力用光ファイバ１０７を経て光受信器１０４に到達し、その増幅された光の出力値が光受信器１０４で測定される。
【００２２】
この場合において、回転させていない偏波状態１の偏波コントローラー１０８からの光出力をＰｉｎ１ 、光受信器１０４の光入力をＰｏｕｔ１とすると、光増幅素子１１１のファイバ間増幅率Ｇ１  は、次式（４）で求められる。
【００２３】
【数４】
Ｇ１  ＝１０Ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ１／Ｐｉｎ１  ）          …（４）
ここで、光増幅素子１１１の素子単体の増幅率Ｇｃｈｉｐ１  は、次式（５）で求められる。
【００２４】
【数５】
Ｇｃｈｉｐ１  ＝Ｇ１  ＋２η１                                      …（５）
また、先ほどと同様に、偏波状態を切り替えて９０度回転させた偏波状態２における増幅率Ｇ２  を測定する。すなわち、偏波状態２の偏波コントローラー１０８からの光出力をＰｉｎ２ 、光受信器１０４の光入力をＰｏｕｔ２とすると、光増幅素子１１１のファイバ間増幅率Ｇ２  は、次式（６）で求められる。
【００２５】
【数６】
Ｇ２  ＝１０Ｌｏｇ（Ｐｏｕｔ２／Ｐｉｎ２  ）          …（６）
ここで、光増幅素子１１１の素子単体の増幅率Ｇｃｈｉｐ２  は、次式（７）で求められる。
【００２６】
【数７】
Ｇｃｈｉｐ２  ＝Ｇ２  ＋２η２                                      …（７）
従って、上式（５）と（７）から、光増幅素子１１１の素子単体の増幅率Ｇの偏波依存性ΔＧｃ  は、次式（８）で与えられる。
【００２７】
【数８】
0003561461.tif 000002
この偏波依存性ΔＧｃは、結合効率の偏波依存性Δη込みの数値であるが、次式（９）に示したように、このΔＧｃから上式（３）により得られた結合効率の偏波依存性Δηを差し引けば、光増幅素子の素子単体１１１での偏波依存性ΔＧが求められる。
【００２８】
【数９】
ΔＧ＝ΔＧｃ  −Δη                            …（９）
以上から分かるように、図２に示すような従来の光増幅素子評価装置の構成に、上記のような偏波コントローラを付加して、上述と同様にして増幅率の偏波依存性を測定したとしても、その増幅率の偏波依存性は、結合効率の偏波依存性Δη込みの数値ΔＧｃ  、すなわち、上式（８）で求めることしかできない。
【００２９】
これに対し、本発明によれば、結合効率ηの偏波依存性Δηが光増幅素子１１１の光電流により上式（３）の演算式を用いて測定できるため、光増幅素子の素子単体での偏波依存性ΔＧは、上式（９）の演算で容易に求めることができる。
【００３０】
なお、図１において、電流計１０９の出力値および光受信器１０４の出力値から本発明に係わる前記式（２）〜（９）の演算を実行する演算処理部は、図面の簡単化のため、図示を省略した。この演算処理部としては、必要な演算式をプログラミングできるパーソナルコンピュータのような一般的なコンピュータを用いることができる。また、同様に、必要な設定値を入力するキーボートや、演算の入力値や演算結果（評価値）等を出力するためのディスプレイやプリンタ等も、図面の簡単化のため、図示を省略した。
【００３１】
（他の実施形態）
上述した本発明の一実施形態では、信号光は偏波コントローラー１０８で直線偏光に変換されたが、信号光源１１２から直線偏光が出力され、光ファイバ１１３が偏波保持ファイバであれば、偏波コントローラー１０８の代わりに、直交する２つの偏波状態を切り替える偏波切替器（図示しない）、あるいは偏波回転器（図示しない）を用いても、上記実施形態と同様な効果が期待できる。その偏波切替器は、例えば、信号光の光路に１／２波長板を挿入／非挿入を切り替えることにより構成できる。偏波切替器のこのような構成は当業者にとって周知であるので、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
また、本発明の目的は、前述した実施の形態の機能を実現するソフトウエアのプログラムコードを記録した記録媒体（記憶媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し、実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。そのプログラムコードを記録し、またテーブル等の変数データを記録する記録媒体としては、例えばフロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどを用いことができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被測定物である光増幅素子の光電流を測定するようにしたので、信号光の光増幅素子への結合効率の評価が可能になり、光増幅素子の素子単独での増幅率の評価が可能となる。
【００３４】
さらに、本発明によれば、光増幅素子へ入射する信号光の偏光方向を変化させて結合効率を測定するようにしたので、結合効率の偏波依存性が切り分けられ、増幅率の偏波依存性から結合効率の偏波依存性を差し引くことにより、光増幅素子の素子単独での偏波依存性まで明らかにすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における光増幅素子評価装置の構成を示す配置構成図である。
【図２】従来の光増幅素子評価装置の構成を示す配置構成図である。
【符号の説明】
１０１  従来と同様な構成部分
１０２，２０２  電流源
１０３，２０３  光アッテネータ
１０４，２０４  光受信器
１０５，２０５  電気ケーブル
１０６，１０７，１１３，２０６，２０７，２１３  光ファイバ
１０８  偏波コントローラー
１０９  電流計
１１０  スイッチ
１１１，２１１  光増幅素子
１１２，２１２  信号光源
【図１】
0003561461.tif 000003
【図２】
0003561461.tif 000004