(57)【要約】多重モードコリメータ、多重モードファイバ光増幅器および検出器を含む多重モードファイバレシーバである。コリメータは、着信信号を受信し、該信号を増幅器に提供する。増幅器は、複数の増幅段階、リミッタ、同調可能狭帯域フィルタおよびマイクロコントローラを含む。増幅段階は、それぞれ利得素子およびノイズフィルタを含む。リミッタは、増幅信号を受信し、該信号のエネルギーを制限する。その後、光信号は、調整可能通過帯域を含む狭帯域フィルタを横断し、所望の信号を検出器に提供する。マイクロコントローラは、着信および出力信号のエネルギーを測定し、特定用途のダイナミックレンジ内の信号を生成するために、リミッタ、増幅段階および／または狭帯域フィルタを制御する。本発明の多重モードファイバ光増幅器および／またはレシーバは、好ましくは光通信装置内で利用される。
2009503894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号増幅装置であって、
光信号発信源から光信号を受信し、かつ該装置を通る信号経路を形成する多重モードファイバと、
該信号経路に沿って該光信号の強度を測定する少なくとも１つの信号センサと、
該ファイバから該光信号を受信し、該光信号を増幅およびフィルタリングする多重モード増幅装置と、
該増幅装置に連結され、該増幅光信号を受信し、減衰させるリミッタと、
該リミッタに連結され、該減衰信号をフィルタリングし、所望の帯域内の生じた増幅信号を提供する帯域フィルタと、
該光信号の増幅を制御するために、少なくとも該測定信号強度に従って、該リミッタ、該増幅装置、および該帯域フィルタの少なくとも１つに対し制御信号を生成するマイクロコントローラと
を備える、光信号増幅装置。
【請求項２】
前記増幅装置は複数の増幅段階を含み、各段階は、
その段階によって受信された光信号を増幅する利得素子と、
該利得素子に連結され、該利得素子によって増幅された該光信号からノイズをフィルタリングするノイズフィルタと
を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記利得素子は添加ファイバ増幅器を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記増幅装置は、前記添加ファイバ増幅器の利得を制御するために、前記マイクロコントローラからの制御信号に従って、前記添加ファイバ増幅器内で添加ファイバを刺激するエネルギーを提供するエネルギー源をさらに含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記多重モードファイバは５０ミクロン以下の横断面寸法を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記多重モードファイバに連結し、前記信号発信源として機能を果たし、平行光信号を多重モードファイバに提供する多重モードコリメータをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記多重モードファイバを経由して前記帯域フィルタに連結し、前記生じた増幅信号を検出する光検出器をさらに含み、前記リミッタは、該増幅光信号を該光検出器の飽和レベル以下のレベルに減衰する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記帯域フィルタは、前記マイクロコントローラからの前記制御信号に従って調整可能であり、特定の帯域内で光信号を通過させる、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記装置は、光通信システムの光通信装置内に配置され、前記多重モードファイバは、別の光通信装置から送信された光信号の形態で前記光信号を受信する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
光信号増幅方法であって、
（ａ）信号経路を形成する多重モードファイバ上の光信号発信源から光信号を受信するステップと、
（ｂ）該信号経路に沿って該光信号の強度を測定するステップと、
（ｃ）多重モード様式で該光信号を増幅し、該増幅された光信号からノイズをフィルタリングするステップと、
（ｄ）該増幅された光信号を受信し、減衰させるステップと、
（ｅ）該減衰信号をフィルタリングし、所望の帯域内で生じた増幅信号を提供するステップと、
（ｆ）少なくとも該測定信号強度に従って、該生じた増幅信号の利得を制御するために、該光信号の該増幅、該増幅光信号の該減衰、および該減衰信号の該フィルタリングを制御するステップと
を包含する、光信号増幅方法。
【請求項１１】
前記多重モード光信号の前記増幅は複数の増幅段階を含み、ステップ（ｃ）は各段階に、
（ｃ．１）その段階によって受信される多重モード光信号を増幅するステップと、
（ｃ．２）ステップ（ｃ．ｌ）で増幅された該光信号からノイズをフィルタリングするステップと
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
ステップ（ｃ．ｌ）は、
（ｃ．１．１）添加ファイバ増幅器を経由して、前記多重モード光信号を増幅するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
ステップ（ｃ．１．１）は、
（ｃ．１．１．１）前記添加ファイバ増幅器内で添加ファイバを刺激するエネルギーを提供するステップをさらに含み、
ステップ（ｆ）は、
（ｆ．ｌ）該添加ファイバ増幅器の利得を制御するために、前記測定信号強度に従って、該添加ファイバに提供されるエネルギーを制御するステップをさらに含む、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記多重モードファイバは５０ミクロン以下の横断面寸法を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
多重モードコリメータは、前記多重モードファイバに連結され、前記信号発信源としての機能を果たし、ステップ（ａ）は、
（ａ．ｌ）該多重モードコリメータから該多重モードファイバ上の平行光信号を受信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
光検出器は前記多重モードファイバに連結され、ステップ（ｄ）は、
（ｄ．１）前記増幅光信号を該光検出器の飽和レベル以下のレベルに減衰するステップをさらに含み、
前記方法は、
（ｇ）該検出器を経由して前記生じた増幅信号を検出するステップをさらに含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記所望の帯域は調整可能であり、ステップ（ｅ）は、
（ｅ．１）前記減衰信号のフィルタリングを制御し、特定の帯域内の光信号を通過させるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
前記光信号は、光通信システムの光通信装置内で増幅され、ステップ（ａ）は、
（ａ．ｌ）前記多重モードファイバ上の別の光通信装置から送信された光信号の形態で該光信号を受信するステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（１．技術分野）
本発明は、光通信システムに関する。特に、本発明は、動的利得調整を採用し、光検出器の飽和を防止する所望のレベルで低ノイズの増幅光信号を生成する多重モードファイバ光増幅器に関する。本発明の増幅器は、好ましくは光通信システムのための受信装置内で利用される。
【背景技術】
【０００２】
（２．関連技術の考察）
光通信システムは、光通信装置間の環境を経由して、光信号の形態で情報を送信する。送信される信号は、典型的には、大気および他の条件に遭遇する。光通信装置は、一般に、大型光学素子を採用し、受信した光信号を信号検出用の検出器に直接集中させる。しかしながら、一部の通信装置では、増幅器を利用し、受信した光信号を増幅し、弱信号の検出を可能にするようにしてもよい。
【０００３】
光通信システム内で光信号を増幅するための光増幅器は、一般に、単一モードファイバに基づいて実装されてきた。こうした増幅器は、ノイズを低減する傾向にある。基本的に、光ファイバは、典型的には円筒形であり、光学材料または被覆加工によって囲まれる中心部あるいはコアを含む。光または光信号は、コアを経由してファイバによって誘導される一方、被覆加工は、コア内の光を内部反射によって維持する。単一モードファイバは、小型のコアを有し、それによって単一光線の形態で光がコアを縦走することを可能にする。対照的に、多重モードファイバは、大型のコアを有し、複数の光線またはモードで光がコアを縦走することを可能にする。
【０００４】
しかしながら、単一モード増幅器は、いくつかの不利点を被る。初めに、送信される光信号を光通信装置で受信する確率は、送信される信号を受信する光ファイバの直径および視角（一般に、開口数または受光角と言われる）に従って高まる。これらファイバの特徴は、特定用途に対し最大化され、増大した受信確率が達成されるであろう。単一モードファイバは、一般に、相対的に小直径および標準の開口数を有するため、単一モードファイバ経由で送信される信号の受信確率は制限される。さらに、単一モードファイバは、多重モードファイバと比較して複雑な接続が要求され、それによって増幅器またはシステムを複雑にする。
【０００５】
多重モードファイバは、より大きな直径を有し、受信確率を高めるが、この種のファイバによって提供される追加のモードは、所望の単一モード信号を支配し得るノイズ（増幅自然放出（ＡＳＥ）等）を生成する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、低ノイズ増幅信号を生成する多重モードファイバ光増幅器を経由して、光通信装置のレシーバ内で光信号を増幅することである。
【０００７】
本発明の別の目的は、多重モードファイバ光増幅器内で同調可能狭帯域フィルタを採用し、低ノイズ増幅光信号を提供することである。
【０００８】
また、本発明の別の目的は、多重モードファイバ光増幅器内でダイナミックリミッタを採用し、増幅信号が光通信装置の光検出器を飽和させることを防止することである。
【０００９】
さらに、本発明の別の目的は、多重モードファイバ光増幅器によって光信号の増幅を動的に制御し、光通信装置の光検出器による所望の検出範囲内で信号を生成することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的は、個別および／または組み合わせによって達成してもよく、本明細書に添付の請求項によって明示的に要求されない限り、２つ以上の目的の組み合わせを必要とすると本発明が解釈されることを意図していない。
【００１１】
本発明によれば、多重モードファイバレシーバは、多重モードコリメータ、多重モードファイバ光増幅器および検出器を含む。コリメータは、着信信号を受信し、該信号を増幅器に提供する。増幅器は、複数の増幅段階、リミッタ、同調可能狭帯域フィルタおよびマイクロコントローラを含む。増幅段階は、直列で配列され、それぞれ利得素子およびノイズフィルタを含み、ノイズフィルタは、増幅信号からノイズを除去する。コリメータ信号は、多重モードファイバによって、処理のために増幅段階に伝送される。増幅段階によって信号に適用される利得は、マイクロコントローラによって制御される。リミッタは、増幅段階から増幅信号を受信し、マイクロコントローラからの制御信号に従って、光信号のエネルギーを制限する。リミッタからの光信号は、狭帯域フィルタを横断し、所望の信号を検出器に提供する。狭帯域フィルタの通過帯域は、マイクロコントローラからの制御信号に従って調整される。マイクロコントローラは、着信および増幅器出力信号のエネルギーを測定し、適切な制御信号を提供し、多重モードファイバ光増幅器が特定用途のダイナミックレンジ内で信号を生成することを可能にする。本発明の多重モードファイバ光増幅器および／またはレシーバは、好ましくは光通信装置内で利用されるが、光信号を受信および／または増幅するためのいかなる用途に利用してもよい。
【００１２】
本発明は、いくつかの利点を提供する。特に、本発明の増幅器は、約５０ミクロンの最大寸法および他の多重モード構成部品（多重モードコリメータ等）を有する多重モードファイバと互換性がある。さらに、本発明は、同調可能狭帯域フィルタを採用し、信号ノイズレベルを低減することによって、低ノイズ増幅信号を生成する。また、本発明は、ダイナミックリミッタを経由して、検出器の飽和レベル以下の信号を生成することによって、光検出器の飽和を防止する。
【００１３】
本発明の上述およびさらなる目的、特性および利点は、その特定の実施形態の後述の詳細な説明の考察から、特に、添付の図面を参照することによって明白となるだろう。ここで、種々の図における同じ参照番号は、同じ構成部品を示すために利用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明による多重モードファイバ光増幅器を有する光レシーバを採用した例示的光通信システムを、図１に示す。具体的には、光通信システム１０は、異なる場所にそれぞれ配置された複数の光トランシーバ２０を含む。光トランシーバは、好ましくはレーザ信号形態の光信号の送信および受信に基づいて、相互に通信する。例示的システムは、空対空または空対地用途のために利用してもよい。
【００１５】
トランシーバ２０は、それぞれ光信号を送信および受信し、受信／送信構造２２、光学装置２４、光送信器２６、位置検出および追跡装置２８および光レシーバ３０を含む。レシーバ３０は、本発明による多重モードファイバ光増幅器５０を含む。構造２２は、周辺環境と接合し、光信号を受信および送信する一方、光学装置２４は、トランシーバ構成部品（光送信器２６、位置装置２８および光レシーバ３０等）に連結され、構造２２との信号のやりとりを行う。一例として、構造２２は、従来の一般的開口望遠鏡によって実装されてもよい。
【００１６】
光送信器２６は、構造２２によって送信用の光信号を生成する一方、位置検出および追跡装置２８は、光学装置２４からの着信光信号および他の情報（ＧＰＳ位置等）を受信し、適切な設定を決定し、光トランシーバが別の光トランシーバ２０によって送信される光信号を追尾できるようにする。
【００１７】
光レシーバ３０は、光学装置２４からの着信光信号を受信し処理する。光レシーバは、多重モードファイバ光増幅器５０を含み、検出および／または処理用レシーバによって受信される光信号を増幅する。この増幅が、レシーバが弱光信号を検出および／または処理することを可能にし、レシーバに高感度を提供する。
【００１８】
本発明による多重モードファイバ光増幅器５０を含む光レシーバ３０を、図２に示す。具体的には、光レシーバ３０は、多重モードファイバコリメータ２１、多重モードファイバ光増幅器５０および検出器２３を含む。コリメータおよび検出器は、典型的には、従来の光構成部品によって実装され、好ましくは、５０ミクロンの多重モード光ファイバと互換性がある。ほんの一例として、コリメータ２１は、開口数０．１４を含み、毎秒３．１２５ギガビット（Ｇｂ／ｓ）のデータストリームを収容し得る。
【００１９】
コリメータ２１は、光学装置２４（図１）から着信光信号を受信する。コリメータは、平行ビームを生成し、多重モードファイバ５１を経由して、増幅器５０の従来のＳＭＡ型ファイバコネクタ６２に連結される。コネクタ６２は、増幅器５０を貫通する多重モードファイバ５３にさらに連結され、光信号を伝送する。ファイバ５１、５３は、典型的には、相互およびコリメータとの互換性のために横軸断面寸法５０ミクロンを含む。ほんの一例として、ファイバ５３は、開口数０．１３をさらに含む。ファイバ５１、５３の横軸断面寸法（５０ミクロン等）は、より大きな表面積を提供し、コリメータからの光信号の収集効率を高める（例えば、単一モードファイバの効率と比較して１００倍以上）。また、多重モードファイバは、上述のような単一モードファイバと比較して、複雑な接続配列が少ない。
【００２０】
増幅器５０は、増幅段階８０、９０、リミッタまたはスイッチ５２、同調可能狭帯域フィルタ５４およびマイクロコントローラ６０を含む。増幅段階８０は、ファイバ５３から平行光信号を受信し、増幅する。増幅段階は、多重モード利得素子または増幅器８２、およびノイズフィルタ８４を含む。利得素子８２は、好ましくは、多重モードエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）によって実装される。この種の増幅器は、一般に、エルビウムまたは光を増幅する原子構造を含む他の希土類元素を添加したファイバを含む。基本的に、エネルギーは、添加ファイバ内に注入され、希土類元素の原子を刺激し、特定の波長範囲（例えば、１３１０ナノメートルまたは１５５０ナノメートル）内の光の形態で蓄積エネルギーを解放する。解放されるエネルギーの波長範囲（例えば、１３１０ナノメートルまたは１５５０ナノメートル）内にあり、かつファイバに侵入する弱光信号は、ファイバの縦走中に解放されたエネルギーを吸収し、それによって増幅信号を生成する。ファイバ光増幅器５０は、励起レーザ７０を含み、添加ファイバを刺激するための適切なエネルギーを注入し、光信号を増幅する。励起レーザは、典型的には、ファイバ５３に連結され、利得素子８２の入力のための該ファイバに刺激エネルギーを注入する。ほんの一例として、励起レーザは、波長約９８０ナノメートルを含むレーザ信号を提供するレーザダイオードによって実装される。しかしながら、励起レーザは、添加ファイバと互換性のあるあらゆる好適な波長のレーザまたは他のエネルギー信号を提供するいかなる従来または他の装置によって実装されてもよい。励起レーザは、マイクロコントローラ６０によって制御され、添加ファイバの刺激および光信号に適用される利得を制御する。
【００２１】
多重モード利得素子８２からの増幅信号は、ノイズフィルタ８４に適用される。ノイズフィルタは、好ましくは固定増幅自然放出（ＡＳＥ）フィルタの形態をとる。増幅信号は、基本的に、所望の帯域および白色光の形態の外生信号を含む。ノイズフィルタ８４は、白色光を除去またはフィルタをかけ、低ノイズ増幅信号を提供する。
【００２２】
増幅段階８０（ノイズフィルタ８４等）からの増幅信号は、ファイバ５３を経由して増幅段階９０によって受信される。増幅段階９０は、上述の増幅段階８０に非常に類似しており、多重モード利得素子または増幅器９２、およびノイズフィルタ９４を含む。利得素子９２は、利得素子８２に非常に類似しており、好ましくは、上述のような多重モードエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）によって実装される。励起レーザ７０は、利得素子９２の入力のためのファイバ５３にさらに連結され、利得素子のための刺激エネルギーを該ファイバに注入する。励起レーザは、マイクロコントローラ６０によって制御され、利得素子９２の添加ファイバの刺激を制御し、上述のような光信号に利得が適用される。多重モード利得素子９２からの増幅信号は、ノイズフィルタ９４に適用される。ノイズフィルタは、ノイズフィルタ８４に非常に類似しており、好ましくは、上述のような固定増幅自然放出（ＡＳＥ）フィルタの形態をとる。ノイズフィルタ９４は、外生白色光を除去またはフィルタをかけ、上述のような低ノイズ増幅信号を提供する。増幅段階は、基本的に、レシーバ３０の感度を高める。ほんの一例として、レシーバ３０は、感度−４２ｄＢｍを含むように構成され得る。
【００２３】
リミッタ５２は、好ましくは、従来の可変光減衰器（ＶＯＡ）の形態をとり、ファイバ５３を経由して増幅段階９０（ノイズフィルタ９４等）から増幅光信号を受信する。リミッタは、光信号のエネルギーを制御し、マイクロコントローラ６０の制御信号に従って、検出器２３の飽和を防止する。ほんの一例として、リミッタは、７．５ｄＢｍ以上の信号を減衰させ、検出器の飽和を防止する。しかしながら、リミッタは、任意の所望の信号レベルの信号を減衰し得る。
【００２４】
狭帯域フィルタ５４は、いかなる従来または他の光帯域通過フィルタによって実装されてもよい。狭帯域フィルタは、ファイバ５３を経由してリミッタ５２から光信号を受信し、該信号にフィルタをかけ、所望の帯域または範囲内の光信号を提供する。これによって、ノイズがさらに低減され、送信される信号の追尾に関連するレシーバを支援する。フィルタ５４の通過帯域は、マイクロコントローラ６０によって調整可能であり、所望のダイナミックレンジで信号を提供する。ほんの一例として、フィルタは、光帯域を１ナノメートル範囲内に制限してもよい。
【００２５】
マイクロコントローラ６０は、いかなる従来または他のマイクロプロセッサ、コントローラまたは電気回路網によって実装されてもよい。マイクロコントローラは、増幅器５０を制御し、増幅された出力信号を最適化し、適切なレシーバ動作を確実にするための種々の安全性のためのモニタリングを実施する。特に、マイクロコントローラは、リミッタ５２、狭帯域フィルタ５４および励起レーザ７０に制御信号を提供し、光信号の利得を制御する。具体的には、入力フォトダイオード６６が、コネクタ６２および増幅段階８０（利得素子８２等）間のファイバ５３に沿って配置される。入力フォトダイオードは、任意の従来または他の光センサによって実装され、着信光信号の強度を測定し得る。同様に、出力フォトダイオード６８が、狭帯域フィルタ５４に続くファイバ５３に沿って配置される。出力フォトダイオードは、任意の従来または他の光センサによって実装され、増幅された光信号の強度を測定し得る。フォトダイオード６６、６８は、マイクロコントローラ６０に連結され、光信号の測定を提供する。マイクロコントローラは、信号測定および他の情報を処理し、所望のダイナミックレンジ内、好ましくは検出器２３の飽和レベル以下の信号を生成するために、リミッタ５２の減衰、狭帯域フィルタ５４の通過帯域および増幅段階８０、９０の利得（励起レーザ７０経由）を制御する。例えば、出力信号または利得（着信光信号によって割られた増幅出力信号等）が所望の範囲を越えるレベルに達する場合、マイクロコントローラは、増幅段階の利得を低下させ、リミッタ５２の減衰を増加させ、および／または狭帯域フィルタの通過帯域を調整し得る。出力信号または利得が所望の範囲以下のレベルに達する場合、マイクロコントローラは、増幅段階の利得を増加させ、リミッタ５２の減衰を低下させ、および／または狭帯域フィルタの通過帯域を調整し得る。マイクロコントローラは、好ましくは、信号測定を処理するための従来の技術を採用し、増幅器構成部品を制御するためのパラメータを決定する。マイクロコントローラおよびフォトダイオードは、基本的に、フィードバックループを形成し、可変利得を提供し、所望の光信号を生成する。
【００２６】
マイクロコントローラは、装置またはシステム条件をさらに監視し、該条件に対応する種々の作用を実行してもよい。具体的には、マイクロコントローラは、いかなる従来または他の好適なインターフェース（ＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２等）を経由して、光レシーバまたはトランシーバの処理システムあるいは他の装置（センサ等）に接合し、情報（温度、ＴＴＬ信号、アラーム等）を受信および／または提供してもよい。マイクロコントローラは、システム条件を決定するための情報を処理し、種々のシステム構成部品を制御してもよい。例えば、マイクロコントローラは、温度信号を受信し、システム（または、特定のシステム構成部品）を無効にし、および／または超過温度に反応してアラームを提供してもよい。さらに、マイクロコントローラは、温度制御装置（熱電または他の冷却／加熱装置等）に連結され、これらの装置を制御し、システムまたは装置のための所望の動作温度あるいは温度範囲を維持してもよい。
【００２７】
狭帯域フィルタ５４からの生じた信号は、多重モードファイバ５３に提供される。多重モードファイバは、増幅器５０の従来のＳＭＡ型コネクタ６４に連結される。検出器２３は、多重モードファイバ５７経由でコネクタ６４に連結され、光レシーバ３０による検出および／または処理のための増幅信号を受信する。ファイバ５７は、典型的には、ファイバ５３および検出器との互換性のため、横軸断面寸法５０ミクロンを含む。ファイバ５７の横軸断面寸法（５０ミクロン等）は、検出器の寸法に一致し、不完全な連結および漏損を最小限に抑えるかまたは防止し、それによって検出器によって受信される光信号を最大限にする。多重モードファイバは、上述のように、単一モードファイバと比較して、複雑な接続配列がより少ない。検出器は、好ましくは、２〜３ギガヘルツに近い範囲における帯域幅で動作し、多重モードファイバ５３、５７との相補的一致を提供する。一例として、検出器は、５０ミクロンファイバ（ファイバ５７等）に連結されたＰＩＮ型検出器によって実装され得る。
【００２８】
図２を参照して、本発明の増幅器の動作を説明する。詳細には、ファイバ５３は、着信光信号を受信し、該信号を増幅段階８０に伝送する。着信光信号は、特定用途に応じて、種々の発信源によって提供されてもよい。ほんの一例として、光信号は、多重モードファイバ５１および上述のようなコネクタ６２を経由して多重モードファイバ５３に連結される、光レシーバ３０の多重モードコリメータ２１によって提供される。増幅段階８０は、着信光信号を増幅し、ノイズにフィルタをかけ、ここで増幅された信号は、増幅段階９０によって、さらに増幅され、ノイズフィルタをかけられる。増幅段階は、上述のようなマイクロコントローラ６０によって制御される。リミッタ５２は、増幅段階９０から増幅信号を受信し、上述のようなマイクロコントローラ６０の制御信号に従って、光信号を減衰する。狭帯域フィルタ５４は、減衰された信号を受信し、上述のようなマイクロコントローラ６０の制御信号に従って、所望の通過帯域内で光信号を提供する。マイクロコントローラは、上述のようなフォトダイオード６６、６８によって測定された入力および増幅光信号の強度に従って、増幅器構成部品を制御する。生じた増幅信号は、多重モードファイバ５３に提供され、特定用途に応じて種々の装置に供給されてもよい。ほんの一例として、生じた増幅信号は、多重モードファイバ５７および上述のようなコネクタ６４を経由して多重モードファイバ５３に連結される光レシーバ３０の検出器２３に提供される。
【００２９】
上述および図面に示される実施形態は、多くの多重モードファイバ光増幅器の実装および光信号増幅方法のうちのほんの一部であることは、理解されるであろう。
【００３０】
本発明の増幅器は、任意の好適な波長または周波数の種別の光信号（光、レーザ等）を増幅し得る。本発明の増幅器は、任意の好適な光装置（コリメータ、検出器、単一モード、多重モード等）から光信号を受信し、該光装置に増幅光信号を提供し得る。本発明の光レシーバは、任意の好適な波長または周波数の種別の光信号（光、レーザ等）を受信し得る。レシーバは、光信号（光トランシーバ、光通信システムまたは装置等）に対処する任意の好適な装置内で利用し得る。レシーバおよび増幅器は、任意の所望のデータ速度（ギガビット、メガビット等）の光信号に対処し得る。
【００３１】
コリメータは、任意の数の従来または他の光装置によって実装され、平行光信号（多重モード、単一モード等）を提供し得る。検出器は、任意の数の従来または他の検出装置によって実装され、光信号を検出し得る。
【００３２】
本発明の増幅器は、任意の方法で配列された任意の数の構成部品（増幅段階、利得素子、フィルタ、リミッタ等）を含み得る。リミッタは、任意の数であり得、任意の従来または他の光減衰装置（可変光減衰器等）によって実装され、任意の所望の量によって光信号を減衰し得る。リミッタは、固定または所定の減衰を有し得、あるいは該減衰は、調整可能または動的であり得る。狭帯域フィルタは、任意の数であり得、任意の従来または他の光フィルタによって実装され、任意の所望の通過帯域（任意の所望の波長または任意の所望の波長範囲内の光信号等）内の信号を提供し得る。狭帯域フィルタは、固定または所定通過帯域を有し得、あるいは該通過帯域は、調整可能または動的であり得る。
【００３３】
増幅器は、任意の方法（直列、並列、任意の数の光装置による分離等）によって配列される任意の数の増幅段階を含み得る。増幅段階は、任意の方法によって配列される任意の数の利得素子、フィルタまたは他の光装置を含み得る。利得素子は、任意の数であり得、任意の従来または他の光増幅器あるいは利得素子によって実装され、任意の所望の信号を提供するために、任意の所望の利得（増幅、減衰等）を適用し得る。利得素子は、固定または所定利得（または、減衰）を有し得、あるいは該利得（または、減衰）は、調整可能または動的であり得る。利得素子は、任意の所望の希土類元素（エルビウム等）を採用し、任意の数の所望のエネルギー源（励起または他の種別のレーザまたは光源等）によって刺激され、任意の所望の波長または周波数で、任意の種別のエネルギーを任意の数の利得素子に提供し得る。それぞれエネルギー源は、任意の数の利得素子に刺激エネルギーを提供し得る。ノイズフィルタは、任意の数であり得、任意の従来または他の光フィルタ（帯域通過、高域通過等）によって実装され、任意の種別のノイズ（ＡＳＥ等）または増幅信号からの他の外生信号を除去するための任意の所望の帯域を通過あるいは拒否し得る。ノイズフィルタは、特定の外生信号（固定または所定通過帯域等）のための固定または所定の構成を有し得、あるいはノイズフィルタは、調整可能または動的であり得る。
【００３４】
入力および出力フォトダイオードは、任意の数の従来または他の光センサによって実装され、光信号の強度を測定し得る。増幅器は、増幅器信号経路に沿ったまたは外部の任意の位置に配置される任意の数の種別の光センサを含み、任意の特徴（信号強度等）を測定し得る。
【００３５】
本発明の増幅器のマイクロコントローラは、任意の従来または他のマイクロプロセッサ、コントローラあるいは電気回路網によって実装され、本明細書に記載の機能を実行し得る。代わりに、任意の数のプロセッサまたは処理装置、あるいは電気回路網を本発明の増幅器内で採用し、ここでプロセッサ機能は、あらゆる方法によって、任意の数のハードウェアおよび／またはソフトウェアモジュール、プロセッサまたは他の処理装置、あるいは回路間に分散させ得る。マイクロコントローラは、任意の形態の任意の種別の制御信号を生成し、任意の数の増幅器構成部品（リミッタ、狭帯域フィルタ、利得素子／励起レーザ等）を制御し得る。マイクロコントローラは、任意の所望の情報（光信号強度、光レシーバまたは光トランシーバからの情報等）に基づいて増幅器構成部品を制御し、あらゆる所望の情報（アラーム、温度、測定、条件等）を転送するために、任意の好適なインターフェース（ＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２等）を経由して、任意の処理システムと接合し得る。マイクロコントローラは、任意の検知または他の装置（センサ、プロセッサ、電気回路網等）にさらに接続させ、任意の所望のシステム条件（温度、電源等）を監視し、該条件に応じた任意の好適な装置（加熱／冷却装置、電源装置、アラーム等）を制御し得る。例えば、マイクロコントローラは、アラームを表示し、電源を無効にし、または温度条件に応じて加熱／冷却装置を制御し得る。
【００３６】
本発明の増幅器のマイクロコントローラのためのソフトウェアは、任意の好適なコンピュータ言語で実装され得、コンピュータおよび／またはプログラミングにおける当業者によって、本明細書に含まれる機能的説明および図面に示される図に基づいて開発され得る。さらに、種々の機能を実施するソフトウェアの本明細書におけるいずれの言及も、一般に、ソフトウェア制御下で該機能を実施するプロセッサに当てはまる。上述のアルゴリズムは、本明細書に記載の機能を達成する任意の方法によって修正され得る。
【００３７】
光信号は、あらゆる種別、サイズまたは形状の任意の数の好適なキャリア（多重モードファイバ光学素子等）を経由して伝送され得る。キャリアは、任意の所望の特徴（開口数等）を含み得る。キャリアは、任意の所望のデータ速度（ギガビット、メガビット等）のために構成され得る。コネクタは、任意の数の従来または他の光コネクタ（ＳＭＡ等）によって実装され、増幅器あるいはレシーバ内または外部の任意の好適な位置に配置され得る。
【００３８】
本発明のレシーバおよび増幅器は、本明細書に記載の用途（光通信システム等）に限定されるものではなく、光信号の受信および／または増幅（または、減衰）を採用する任意の用途に利用し得る。
【００３９】
上述の説明から、本発明は、新規な多重モードファイバ光増幅器および光信号増幅方法を提供し、ここで多重モードファイバ光増幅器は動的利得調整を採用し、光検出器の飽和を防止する所望のレベルで低ノイズ増幅光信号を生成することは、理解されるであろう。
【００４０】
新しくかつ改善された多重モードファイバ光増幅器および光信号増幅方法の好ましい実施形態の記載から、本明細書に記載される教示に照らして、他の修正、変形および変更が当業者に示唆されるであろう。従って、そのような変形、修正および変更は、添付の請求項によって定義される本発明の範囲内であることは理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明による多重モードファイバ光増幅器を有する光レシーバを採用した、例示的光通信システムのブロック図である。
【図２】図２は、本発明による多重モードファイバ光増幅器を含む、図１のレシーバの概略ブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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