(57)【要約】      （修正有）【課題】入力される信号光の断を容易に検出することができる光増幅器を提供する。【解決手段】光増幅器において、第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバ２と、ポンプ光を出力するポンプ光源６と、ドープファイバ及びポンプ光源に光学的に接続され、ポンプ光をドープファイバに導波させる光カップリング手段４と、ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段１０，１４と、ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器２２とを備える。【選択図】図１
2004312031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器とを備えた光増幅器。
【請求項２】
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定められた時間が経過した後に上記光出力パワー制御器を動作させるディレイ手段をさらに備えた請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバに上記信号光の入力があったことを検知する手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、
該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、
上記制御手段よりも小さなアイドリング電流を上記ポンプ光源に供給するアイドリング手段と、
上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知されたときに、まず上記アイドリング電流が上記ポンプ光源に供給され、その後に上記制御電流が上記ポンプ光源に供給されるように上記自動レベル制御手段及び上記アイドリング手段を制御するマスキング手段とを備えた光増幅器。
【請求項４】
上記信号光の入力レベルに応じて上記アイドリング電流を増減する手段をさらに備えた請求項３記載の光増幅器。
【請求項５】
上記マスキング手段は、上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知されてから予め定められた時間が経過した後に、上記アイドリング電流の供給を停止する請求項３記載の光増幅器。
【請求項６】
上記マスキング手段は、上記フォトディテクタの出力レベルが予め定められた値になったときに上記アイドリング電流の供給を停止する請求項３記載の光増幅器。
【請求項７】
上記ポンプ光源に供給される電流を検出してその値をモニタ電圧に換算して出力する手段と、自動電流制御（ＡＣＣ）基準電圧を発生する手段とをさらに備え、
上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上記ＡＣＣ基準電圧に一致するように設定される請求項３記載の光増幅器。
【請求項８】
上記ポンプ光の強度を検出してその値をモニタ電圧に換算して出力する手段と、自動パワー制御（ＡＰＣ）基準電圧を発生する手段とをさらに備え、
上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上記ＡＰＣ電圧に一致するように設定される請求項３記載の光増幅器。
【請求項９】
入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信号光生成手段と、
上記入力信号のマーク率を検出し、該マーク率が第１の値より高いとき又は第２の値よりも低いときにマーク率異常を示す信号を出力するマーク率検出手段と、
該マーク率検出手段の出力信号によって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光送信装置。
【請求項１０】
上記所定時間は光伝送路の途中に設けられる光増幅器の利得応答時間より長い請求項９記載の光送信装置。
【請求項１１】
上記マーク率検出手段は、
上記入力信号と該入力信号を１ビット遅延させた信号の排他的論理和をカウントし、該カウント値が所定の値になったとき又は所定時間が経過したときにカウントをリセットされるカウンタと、
該カウンタの出力をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換手段と、
該Ｄ／Ａ変換手段の出力を基準電圧と比較する比較手段とを含む請求項９記載の光送信装置。
【請求項１２】
上記シャットダウン手段は、
上記マーク率検出手段の出力信号に含まれるパルスの前縁を微分する微分回路と、
該微分回路の出力をトリガーとして動作するモノステイブルマルチバイブレータとを含む請求項９記載の光送信装置。
【請求項１３】
上記基準電圧は上記比較手段の出力によって変化する請求項１１記載の光送信装置。
【請求項１４】
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバへの上記信号光の入力が断になったことを検知する断検出手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、
該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、
上記断検出手段の出力信号によって上記ドープファイバの出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光増幅器。
【請求項１５】
上記シャットダウン手段は、上記ドープファイバの信号光伝搬方向上流側に設けられた光シャッタを含む請求項１４記載の光増幅器。
【請求項１６】
上記シャットダウン手段は、上記ドープファイバの信号光伝搬方向下流側に設けられた光シャッタを含む請求項１４記載の光増幅器。
【請求項１７】
入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信号光生成手段と、
上記入力信号が断になったことを検出する入力断検出手段と、
該入力断検出手段の出力信号によって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光送信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光増幅器及び光送信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＥＤＦ（エルビウムドープファイバ）をはじめとする希土類元素がドープされた光導波構造（本願明細書中「ドープファイバ」と称する）を用いた光増幅器が開発され、この光増幅器を含む光中継器を光伝送路中に多数挿入してなるシステムの構築が提案されている。この種の光増幅器を実用化する上では、ドープファイバの特性に合った制御手法を取り入れることが必須であり、種々の制御システムについての提案がなされている。例えば、ドープファイバに信号光及びポンプ光が注入されてからの誘導放出までの遅延時間の存在によって、この種の光増幅器においては光サージが発生しやすいという問題があり、光増幅器及び光送信機においてその対策が要望されている。
【０００３】
増幅すべき信号光の波長に適した希土類元素がドープされているドープファイバの第１端から第２端に向けて信号光を導波しておき、このドープファイバの第１端から第２端に向けて或いは第２端から第１端に向けて予め定められた波長を有するポンプ光を導波させると、ドープファイバ内で誘導放出が生じ、信号光が増幅される。ポンプ光の波長は信号光の波長及びドープ元素によって決定される。
【０００４】
ポンプ光を出力するポンプ光源としては、通常レーザダイオードが用いられる。増幅率はポンプ光の強度に依存するので、出力レベルが可変であるレーザダイオードをポンプ光源として用いることは、種々の制御システムを構築する上で有用である。
【０００５】
例えば、上述の誘導放出の原理に従う光増幅器を光通信システムに適用する場合、システム設計上から光増幅器の出力レベルを一定に維持することが要求される。このため、ドープファイバを用いた光増幅器においては、その出力レベルが一定になるように、自動レベル制御（ＡＬＣ）が適用されるのが通例である。
【０００６】
ＡＬＣを行うためには、ドープファイバから出力される光を二分岐する。第１の分岐光は光伝送路に送出され、第２の分岐光はフォトディテクタにより光電流に変換される。この光電流は電流／電圧変換された後、基準電圧と比較され、その差が０又は一定になるようにポンプ光源としてのレーザダイオードのバイアス電流が制御される。
【０００７】
ＡＬＣが行われている光増幅器において、信号光の入力が断になると、ＡＬＣの結果、ポンプ光が増大される。この状態で光信号の入力が復帰すると、ドープファイバにおいて誘導放出までに数ｍｓのディレイがあることに起因して、光増幅器からサージが出力されることになる。
【０００８】
光サージが受信機に到達すると、受信機が有する光／電気変換器（フォトディテクタ）に対して過大入力となり、構成部品が破壊される恐れがある。そこで、光中継器として使用される光増幅器、特に多断中継に適用される光増幅器においては、光信号が断になったことを検出できることが望ましい。
【０００９】
光増幅器が受信側におけるプリアンプとして使用されている場合、入力される信号光のパワーは極めて小さいので、入力される信号光を分岐してこの分岐光に基づいて光信号の断を検出しようとすると、フォトディテクタの検出限界が不足であることがある。
【００１０】
また、光増幅器に入力される信号光を分岐して信号光の断を検出しようとすると、ドープファイバに供給される信号光のパワーが小さくなる分、光増幅器のＮＦ（ノイズフィギュア）が劣化することになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
よって、本発明の目的は、光増幅器に入力される信号光の断を容易に検出することができるようにすることにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、光増幅器において信号光の断を検出することに起因するＮＦの劣化を防止することによる。
【００１３】
本発明のさらに他の目的は、ドープファイバの特性に起因する光サージの影響を排除することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明によると、第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器とを備えた光増幅器が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、光増幅器のＮＦが劣化することがない。また、この光増幅器が受信側におけるプリアンプとして用いられている場合等のように、入力される信号光のパワーが極めて小さい場合においても、信号光の増幅が行われた後にその検出をするようにしているので、信号光の入力の断を容易に検出することができる。さらに、ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、ポンプ光の強度を下げるようにしているので、信号光の入力が復帰したときに光サージが発生することが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施例を添付図面に沿って詳細に説明する。
【００１７】
図１は本発明が適用されるＥＤＦＡ（エルビウムドープファイバ増幅器）の第１実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、少なくともコアにエルビウム（Ｅｒ）がドープされたドープファイバ２を有している。
【００１８】
ドープファイバ２の第１端には増幅すべき信号光が供給され、第２端は合波器４のポート４Ａに光学的に接続されている。エルビウムがドープされているドープファイバ（ＥＤＦ；エルビウムドープファイバ）は、波長１．５５μｍ帯の信号光の増幅に適している。
【００１９】
合波器４のポート４Ｂにはポンプ光源としてのレーザダイオード６が光学的に接続されており、ＬＤ６からのポンプ光は、合波器４のポート４Ｂ及び４Ａをこの順に通ってドープファイバ２の第２端からドープファイバ２に供給される。
【００２０】
このように増幅すべき信号光及びポンプ光のドープファイバにおける進行方向が互いに逆向きのものは後方励起型と称される。信号光及びポンプ光の進行方向が同じである前方励起型の構成も採用可能である。
【００２１】
ＥＤＦを用いて波長１．５５μｍ帯の信号光を増幅しようとする場合、ポンプ光の波長としては、０．９８μｍや１．４１μｍが選択される。
【００２２】
ポンプ光がドープファイバ２内に導波されている状態でドープファイバ２に信号光が供給されると、ポンプ光によりドープファイバ２内のドープ元素（この例ではＥｒ）が励起されて誘導放出が生じ、その結果、信号光の増幅が行われる。
【００２３】
ドープファイバ２内で増幅された信号光は、合波器４のポート４Ａ及び４Ｃをこの順に通って光フィルタ手段８に供給される。光フィルタ手段８にはまた増幅された信号光と同じルートでドープファイバ２内で発生した自然放出光も入力される。
【００２４】
光フィルタ手段８は、ドープファイバ２から供給された光を増幅された信号光に相当する第１の光出力ＯＰ１と自然放出光に相当する第２の光出力ＯＰ２とに分離してこれらを別ポートから出力する。自然放出光に相当する第２の光出力ＯＰ２は、フォトディテクタ１０により光／電気変換される。
【００２５】
増幅された信号光に相当する第１の光出力ＯＰ１は、光分岐器１２により二分岐される。分岐された一方の光はこの光増幅器の出力として図示しない光伝送路に送出され、分岐された他方の光はフォトディテクタ１４により光／電気変換される。
【００２６】
フォトダイオード１０及び１４の出力は演算手段１６の入力ポートに供給される。演算手段１６は入力信号のレベル差を引算又は割算により演算してその結果を出力する。
【００２７】
今、自然放出光の強度レベルに対応してフォトディテクタ１０から演算手段１６に入力される信号レベルをＬＡとし、増幅された信号光に対応してフォトディテクタ１４から演算手段１６に入力される信号レベルをＬＢとし、演算手段１６における演算内容が引算であるとしたときの演算手段１６の出力レベルをＬＣとする。
【００２８】
演算手段１６の出力レベルＬＣとこの光増幅器の入力パワーとの関係を図２に示す。また、ドープファイバ２の出力光のスペクトルを図３に示す。
【００２９】
図３において縦軸は光強度（或いは電力密度）、横軸は波長λの逆数に比例する周波数ｆを示している。同図において、符号ＡＳＬは増幅された信号光の比較的狭帯域なスペクトルを示し、符号ＡＳＥは白色雑音に近い広帯域な自然放出光のスペクトルを示している。
【００３０】
図２において、縦軸は演算手段１６の出力レベルＬＣを示し、横軸は信号光の入力パワーを示す。同図の横軸の左側部分に対応して信号光の入力パワーが十分大きい場合には、演算手段１６の出力レベルＬＣは正の値である。信号光の入力パワーが減少するのに従って、演算手段１６の出力レベルＬＣは負の方向に向かって減少する。
【００３１】
即ち、図２の横軸の概略中央部分に対応して信号光の入力レベルが比較的低くなると、演算手段１６の出力レベルＬＣは０又は負の値となり、図２の横軸の右側部分に対応して信号光の入力が断となると、演算手段１６の出力レベルＬＣは負の値となる。
【００３２】
尚、図２の縦軸における出力レベルの正負は光分岐器１２の分岐比等に応じて決定されるので、絶対的なものではなく相対的なものである。
【００３３】
以上のように、演算手段１６の出力レベルＬＣによって、信号光の入力の断や復帰を検出することができる。そのために、この実施例では、比較器１８及び参照電圧源２０が用いられている。演算手段１６の出力レベルは電圧信号として比較器１８の一方の入力ポートに供給され、参照電圧源２０からの参照電圧は他方の入力ポートに供給される。
【００３４】
比較器１８の出力はＬＤコントローラ２２に供給され、ＬＤコントローラ２２からの制御信号によってレーザダイオード６が駆動される。
【００３５】
比較器１８からＬＤコントローラ２２に供給される信号には、信号光の入力が断になったことを示す情報（入力断情報）及び信号光の入力が復帰したことを示す情報（復帰情報）が含まれる。ＬＤコントローラ２２は、入力断情報を受けると、ポンプ光の強度を下げるようにＬＤ６を制御する。
【００３６】
その理由の１つは、ポンプ光のパワーを完全に０にしてしまうと、ドープファイバ２における励起状態が解除され、信号光の入力が復帰したときにこれを上記構成によっては検知することができないからである。その理由の他の１つは、信号光の入力が断となってから復帰するまでの待機状態におけるポンプ光の強度を下げておくことによって、信号光の入力が復帰したときに光サージが発生することを防止するためである。
【００３７】
この第２の理由に基づき、待機状態におけるポンプ光の強度は、発生する恐れのある光サージのピークが受信機等におけるフォトディテクタの許容範囲内にあるようにその上限が設定される。また待機状態におけるポンプ光の強度の下限は、前述の第１の理由から、信号光の入力が復帰したことを比較器１８が検知し得るように設定される。
【００３８】
信号光の入力が復帰したことを示す復帰情報は、演算手段１６の出力レベルが参照電圧を上回ったときに得られる。復帰情報が比較器１８からＬＤコントローラ２２に入力されると、ＬＤコントローラ２２は、一旦低下するようにされたポンプ光の強度が元に戻るようにレーザダイオード６を制御する。
【００３９】
このような復帰動作は、光増幅器の出力側に光サージが発生したことをトリガーとして行わせることもできる。具体的には次の通りである。
【００４０】
図４は本発明が適用されるＥＤＦＡの第２実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図１の構成と対比して、サージ検出器２４をさらに備えている点で特徴づけられる。
【００４１】
サージ検出器２４には、フォトディテクタ１４の出力信号が供給される。従って、増幅された信号光に光サージが発生しているとき、サージ検出器２４はこれを検出することができる。
【００４２】
サージ検出器２４が光サージの発生を検知すると、復帰情報がサージ検出器２４からＬＤコントローラ２２に送られ、これによって、一旦強度を低下させられたポンプ光を元に戻すようにレーザダイオード６が制御される。
【００４３】
以下に示すいくつかの実施例は、光フィルタ手段８の具体的な構成例を説明するためのものである。
【００４４】
図５は本発明が適用されるＥＤＦＡの第３実施例を示すブロック図である。光フィルタ手段８は、ドープファイバ２から合波器４を介して供給された光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器２６と、第１の分岐光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタ２８と、第２の分岐光を受け自然放出光を通過させる光フィルタ３０とを含んでいる。
【００４５】
光フィルタ３０の出力光はフォトディテクタ１０に供給される。光フィルタ２８の出力光は光分岐器１２により二分岐される。
【００４６】
分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出され、分岐光の他方はフォトディテクタ１４に入力される。
【００４７】
全図を通して実質的に同一の部分には同一の符号が付されており、説明の重複を避けるために、同一の部分における動作及び効果については説明を省略する。
【００４８】
図６は本発明が適用されるＥＤＦＡの第４実施例を示すブロック図である。光フィルタ手段８は、ドープファイバ２から合波器４を介して供給された光を増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域の光と増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域の光とに分光する分光器３１と、第１の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタ２８とを含む。
【００４９】
光フィルタ２８を通過した増幅された信号光は、光分岐器１２により二分岐され、分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出される。分岐光の他方はフォトディテクタ１４に供給される。分光器３１から出力された第２の分岐光は、フォトディテクタ３０に供給される。
【００５０】
第１及び第２の波長領域の例を図３にそれぞれ符号３２及び３４で示す。この例では、増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域３２は高周波数側に設定され、増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域３４は低周波数側に設定される。これとは逆に、第１の波長領域３２′を低周波数側に設定し、第２の波長領域３４′を高周波数側に設定してもよい。
【００５１】
図７は本発明が適用されるＥＤＦＡの第５実施例を示すブロック図である。光フィルタ手段８は、ドープファイバ２から合波器４を介して供給された光を増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第１の成分とこの帯域外の第２の成分とに分ける光バンドパスフィルタ３６を含む。
【００５２】
第１の成分は、光分岐器１２により二分岐され、分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出され、分岐光の他方はフォトディテクタ１４に供給される。
【００５３】
光バンドパスフィルタ８から出力された第２の成分は、フォトディテクタ１０に供給される。
【００５４】
図３に第１の成分の帯域を符号３８で例示し、第２の成分の帯域を符号４０Ａ及び４０Ｂで示す。
【００５５】
図８は本発明が適用されるＥＤＦＡの第６実施例を示すブロック図である。光フィルタ手段８は、ドープファイバ２から合波器４を介して供給された光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器４２と、第１の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を通過させる光バンドパスフィルタ４４と、第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止しこの帯域外の光を通過させる光バンド阻止フィルタ４６とを含む。
【００５６】
光バンド阻止フィルタ４６の出力光はフォトディテクタ１０に供給される。光バンドパスフィルタ４４の出力光は、光分岐器１２により二分岐され、分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出され、分岐光の他方はフォトディテクタ１４に入力される。
【００５７】
演算手段１６は前述のような引算を行うために、演算増幅器４８を含む。フォトディテクタ１０の出力信号は、抵抗Ｒ１を介して演算増幅器４８の一方の入力ポートに入力され、フォトディテクタ１４の出力信号は、抵抗Ｒ２を介して他方の入力ポートに入力される。
【００５８】
また、フォトディテクタ１４は抵抗Ｒ３を介して接地される。演算増幅器４８の抵抗Ｒ１が接続される入力ポートは、抵抗Ｒ４を介して出力ポートに接続される。そして、演算増幅器４８の出力信号が比較器１８に供給される。
【００５９】
この実施例では、図４の実施例と同様に光サージの検出により復帰情報を得るようにしている。即ち、サージ検出器として比較器５０を用い、その一方の入力ポートにフォトディテクタ１４の出力信号を供給し、他方の入力ポートに参照電圧源からの参照電圧を供給している。比較器５０からの復帰情報を含む信号は、ＬＤコントローラ２２に供給される。
【００６０】
図９は本発明が適用されるＥＤＦＡの第７実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図８の構成に加えて、ポンプ光源についてのＡＰＣ（自動パワー制御）を行うための回路が付加されている点で特徴づけられる。フォトダイオード５４は、ポンプ光源としてのレーザダイオード６のバックワード光を受け、その強度に応じた電気信号を出力する。この信号はＡＰＣ用の比較器５６の入力ポートの１つに供給される。入力ポートの他の１つには、参照電圧源５８からの参照電圧が供給される。そして、比較器５６の出力信号はＬＤコントローラ２２に供給される。
【００６１】
図１０は本発明が適用されるＥＤＦＡの第８実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図９の光フィルタ手段８の構成をわずかに変形した光フィルタ手段を有しており、その他の部分については図７と同じである。
【００６２】
この実施例では、図９の光バンド阻止フィルタ４６の機能を具体的に得るために、増幅された信号光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタ６０と、増幅された信号光の波長よりも短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタ６２とが用いられている。
【００６３】
光ローパスフィルタ６０及び光ハイパスフィルタ６２には光分岐器４２からの光が供給され、それぞれの出力光は光カプラ６４で加え合わされてフォトディテクタ１０に供給される。
【００６４】
以上のように、本発明の第１乃至第８実施例によると、入力信号光のパワーが低い場合においても入力信号光の断及び復帰を容易に検出することができるようになる。また、光増幅器の入力側に入力断の検出用の分岐手段が必要でないので、光増幅器のＮＦが劣化する恐れがない。さらに、入力信号光の断に際してポンプ光の強度を下げるようにしているので、光サージの発生が防止される。
【００６５】
図１１は本発明が適用されるＥＤＦＡの第９実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、フォワード励起型のものである。
【００６６】
即ち、ドープファイバ２の信号光の伝搬方向上流側に光カップリング手段としての合波器６６を設け、レーザダイオード６からのポンプ光が合波器６６を介して信号光と同じ方向でドープファイバ２に入力するようにしている。
【００６７】
ドープファイバ２の出力光は光分岐器６８で二分岐される。分岐光の一方はフォトディテクタ７０により光／電気変換される。
【００６８】
光分岐器６８の分岐光の他方は光フィルタ７２に供給され、光フィルタ７２の出力光は光分岐器７４で二分岐される。光分岐器７４の分岐光の一方はフォトディテクタ７６により光／電気変換され、分岐光の他方は図示しない光伝送路に送出される。
【００６９】
光フィルタ７２としては、ドープファイバ２の出力光からＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission) 成分を除去するための例えば光バンドパスフィルタを使用可能である。
【００７０】
フォトディテクタ７０及び７６の出力信号は演算手段７８に供給され、演算手段７８の出力信号は比較器８０の一方の入力ポートに供給される。比較器８０の他方の入力ポートには参照電圧源８２からの参照電圧が供給される。
【００７１】
演算手段７８としては引算器或いは割算器を用いることができ、その特性については後述する。
【００７２】
比較器８０は信号光の入力が断になったこと或いは復帰したことを検知するためのものであり、その出力信号はディレイ回路８４を介してＬＤコントローラ２２に供給される。
【００７３】
フォトダイオード７６の出力信号は、ＡＬＣ用の比較器８６の一方の入力ポートに供給され、他方の入力ポートには参照電圧源８８からの参照電圧が供給される。比較器８６の出力信号はＬＤコントローラ２２に供給される。
【００７４】
ディレイ回路８４は、例えば瞬間的にこのＥＤＦＡへの入力パワーが変動した場合に起きる誤動作を防止するために保護時間を持たせるための回路である。
【００７５】
今、フォトダイオード７０から演算手段７８に供給される信号レベルをＡとし、フォトダイオード７６から演算手段７８に供給される信号レベルをＢとし、演算手段７８の出力レベルをＣとする。
【００７６】
この実施例においては、ＡＬＣが行われているので、光入力信号パワーがドープファイバ２の飽和利得領域にあれば、ポンピングパワーは非飽和利得領域と比べると低く、Ａの値は小さくなる。また、ＡＬＣが行われていることからＢの値は一定である。
【００７７】
光入力信号パワーが減少していくと、ＥＤＦＡの出力パワーも減少するが、ポンプ光の強度が高くなるように制御がなされて出力が一定に保たれる。
【００７８】
さらに入力パワーが減少すると、ポンピングパワーも増加するが、リミッタによる制限を受けるか或いはＡＰＣに移行する。そのときのＡの値は入力パワーが大きい場合と比べると大きな値となる。Ｂの値は、入力信号パワーの減少と共に小さくなる。
【００７９】
図１２に演算手段７８の入出力特性をこのＥＤＦＡの原因特性とともに示す。符号９０はこのＥＤＦＡの電位と光入力パワーとの関係を示しており、符号９２は演算手段７８の出力レベルと光入力パワーとの関係を示している。光入力パワーが大きい値から小さい値に変化し或いは光入力の断が発生した場合、Ｃの値は光入力パワーの減少に伴って増大する。従って、演算手段７８の出力レベルを参照電圧源８２からの参照電圧と比較することによって、断情報及び復帰情報を得ることができる。
【００８０】
尚、断情報及び復帰情報に基づくＬＤコントローラ２２の動作はこれまでの実施例と同様であるのでその説明を省略する。
【００８１】
この実施例では、入力パワーの変動に伴う誤動作を防止するために、比較器８０とＬＤコントローラ２２の間にディレイ回路８４が設けられている。
【００８２】
図１３はディレイ回路８４の構成例を示すブロック図である。入力信号は二分岐され、分岐信号の一方はインバータ９４を通ってタイマ９６に供給される。分岐信号の他方はそのままタイマ９８に供給される。
【００８３】
タイマ９６及び９８の出力信号はそれぞれインバータ１００及び１０２を通ってフリップフロップ１０４に供給される。そして、フリップフロップ１０４の出力がこのディレイ回路の出力となる。
【００８４】
このディレイ回路の入力ポートの電位を（１）とし、タイマ９６の入力ポートの電位を（２）とし、インバータ１００及び１０２の入力ポートの電位をそれぞれ（３）及び（４）とし、フリップフロップ１０４の２つの入力ポートの電位をそれぞれ（５）及び（６）とし、このディレイ回路の出力ポートの電位を（７）とする。
【００８５】
図１４は図１３に示されるディレイ回路の動作を示すタイムチャートである。（１）乃至（７）の電位が二値情報として示されている。
【００８６】
光入力が断になると（１）は「ロー」となり、光入力があるときには（１）は「ハイ」となる。ポンプ光を制御するためにＬＤコントローラ２２に供給される信号に対応する（７）は、入力が断のときに「ハイ」となり、入力があるときに「ロー」となる。
【００８７】
尚、図１３において、タイマ９６は入力が断のときの保護タイマであり、断であることを一定時間検出した後にその出力が「ハイ」となる。また、タイマ９８は入力が復帰した際の保護タイマであり、復帰を検出した後一定時間経ってから「ハイ」を出力する。
【００８８】
このようなディレイ回路を用いて入力が断になったこと等を判断することを一定時間遅らせることにより、瞬間的な入力の断や瞬間的な入力の復帰が起きたときにこれらに基づく誤動作を防止することができる。尚、このようなディレイ回路を実現するためのＩＣとしては、富士通株式会社製のＭＢ３７７１を用いることができる。このＩＣにおいては、外部接続するキャパシタの容量により任意に遅延時間を設定することができる。
【００８９】
図１５は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１０実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図１１の構成と対比して、光分岐器７４の出力側に光出力パワー制御器１０６を設けている点で特徴づけられる。
【００９０】
光出力パワー制御器１０６としては、光シャッタや光アッテネータを用いることができる。そして、ディレイ回路８４を介して出力される比較器８０の出力信号を光出力パワー制御器に供給し、断情報や復帰情報に基づいてこのＥＤＦＡの光出力をオン・オフするようにしている。
【００９１】
光出力パワー制御器１０６は、入力断情報に基づきこのＥＤＦＡの光出力を減衰或いは遮断し、復帰情報に基づきこれを戻すように動作する。
【００９２】
尚、光出力パワー制御器１０６を用いているこの実施例においても、入力断情報に基づきポンプ光の強度を下げるようにしてもよい。
【００９３】
このように、本発明の他の側面によると、第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器を備えた光増幅器が提供される。
【００９４】
従って、図１５により説明した光出力パワー制御器は他の実施例にも適用可能である。
【００９５】
図１６は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１１実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、ポンプ光源としてのレーザダイオード６のバックワード光を検出するフォトディテクタ１０８を用い、その出力信号を演算手段７８へ供給している点で特徴づけられる。
【００９６】
図１１のＥＤＦＡでは、フォトダイオード７０に入力する光は増幅された信号光、ＡＳＥ光及び残留ポンプ光である。これらの内、残留ポンプ光が大部分を占めているので、図１１のフォトディテクタ７０を省略して、直接ポンプ光の強度をフォトディテクタ１０８により検出し、これを演算手段７８に入力しているのである。
【００９７】
図１７は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１２実施例を示すブロック図である。この実施例では、図１６の第１１実施例と同様にポンプ光の強度が反映される信号を演算手段７８に入力するために、光カプラ１１０及びフォトダイオード１１２を用いている。
【００９８】
増幅すべき信号光とレーザダイオード６からのポンプ光とが光カプラ１１０に入力され、これらは加え合わされて光カプラ１１０の２つの出力ポートから出力される。一方の出力光はドープファイバ２に供給され、他方の出力光がフォトダイオード１１２によって光／電気変換される。
【００９９】
そして、フォトダイオード１１２及び７６の出力信号が演算手段７８に供給される。
【０１００】
図１８は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１３実施例を示すブロック図である。この実施例では、レーザダイオード６からのポンプ光を光分岐器１１４で二分岐し、分岐光の一方を合波器６６に供給し、分岐光の他方をフォトダイオード１１６により光／電気変換している。
【０１０１】
フォトダイオード１１６の出力信号は演算手段７８に供給される。
【０１０２】
この構成によっても、ポンプ光の強度が反映される信号を演算手段７８に入力することができるので、演算手段７８の出力により信号光の入力の断及び復帰を検出することができる。
【０１０３】
図１９は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１４実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、ポンプ光源となるレーザダイオード６についてＡＰＣ（自動パワー制御）を行っている点で特徴づけられる。レーザダイオード６のバックワード光はフォトディテクタ１１８により光／電気変換され、フォトディテクタ１１８の出力信号がＡＰＣ用の比較器１２０の一方の入力ポートに供給される。
【０１０４】
比較器１２０の他方の入力ポートには参照電圧源１２２からの参照電圧が供給される。そして、比較器１２０の出力信号をＬＤコントローラ２２に供給することによって、レーザダイオード６から出力されるポンプ光の強度が一定に保たれるような制御がなされている。
【０１０５】
ポンプ光の強度が一定であると、これによりこのＥＤＦＡの利得特性が決定され、ＥＤＦＡの出力パワーは入力パワーの変化に従って同じように変化する。
【０１０６】
そこで、増幅された信号光をモニタリングすることにより、入力信号光の状態、即ち入力信号光の断及び復帰を検出することができる。
【０１０７】
具体的には、光分岐器７４の分岐光の１つをフォトディテクタ７６により光／電気変換し、フォトディテクタ７６の出力信号を直接比較器８０に入力している。これにより、比較器８０の出力信号には入力断情報及び復帰情報が反映されることとなる。
【０１０８】
図２０は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１５実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図１９の第１４実施例におけるＡＰＣに換えてＡＣＣ（自動電流制御）が採用されている点で特徴づけられる。
【０１０９】
符号１２４はＬＤコントローラ２２に付随的に設けられた電流モニタを示し、この電流モニタ１２４は、ポンプ光源としてのレーザダイオード６の駆動電流をモニタリングする。
【０１１０】
電流モニタ１２４の出力信号は、比較器１２６の入力ポートの一方に供給され、入力ポートの他方には参照電圧源１２８からの参照電圧が供給される。
【０１１１】
そして、比較器１２６の出力信号をＬＤコントローラ２２に供給することによって、レーザダイオード６の駆動電流（バイアス電流）が一定に保たれるようになされている。
【０１１２】
レーザダイオード６についてＡＣＣが行われていると、ポンプ光の強度はほぼ一定に保たれるので、フォトディテクタ７６の出力信号は入力信号パワーに従って変化することになる。
【０１１３】
従って、この実施例においても、比較器８０の出力信号に入力断情報及び復帰情報を反映させることができる。
【０１１４】
次に説明する本発明の実施例は、光増幅器における光サージの発生の防止に関する。
【０１１５】
ＥＤＦＡを光通信システムに適用する場合、システム設計上から出力レベルを一定に保持することが要求される。このため、ＥＤＦＡにおいては、ＡＬＣが採用される。
【０１１６】
図２１はＡＬＣが適用されるＥＤＦＡの従来技術を示すブロック図である。入力側光コネクタ１３０を介して供給された信号光は、光カプラ１３２で二分岐され、分岐光の一方はフォトディテクタ１３４により光／電気変換される。
【０１１７】
分岐光の他方は光アイソレータ１３８を通ってドープファイバ１４０に供給される。ドープファイバ１４０には光カプラ１４２を介してレーザダイオード１４４からのポンプ光も供給される。
【０１１８】
ドープファイバ１４０内で増幅された信号光は、光カプラ１４２、光アイソレータ１４６及び光カプラ１４８をこの順に通って出力側光コネクタ１５０から図示しない光伝送路に送出される。
【０１１９】
増幅された信号光の一部は光カプラ１４８で分岐され、フォトディテクタ１５２により光／電気変換される。フォトディテクタ１５２の出力信号はＡＬＣ回路１５４により供給される。
【０１２０】
ＡＬＣ回路１５４は、増幅された信号光の強度が一定になるようにポンプ光の強度を制御する。ポンプ光の強度の制御は、例えばレーザダイオード１４４に供給する駆動電流によって行われる。
【０１２１】
レーザダイオード１４４にはＡＴＣ（自動温度制御）回路１５６が付随的に設けられており、レーザダイオード１４４の温度が一定に保たれるようになっている。
【０１２２】
モニタ回路１３６には、レーザダイオード１４４の温度や信号光の入力の有無等に関するデータが供給される。
【０１２３】
このようにＡＬＣが採用されるＥＤＦＡにおいては、電源投入（コールドスタート）に際してや信号光の入力が断状態から復帰したときに、光サージが発生しやすいという問題がある。
【０１２４】
図２２はＥＤＦＡの起動に際しての光出力レベルの過渡応答を示す図である。符号１５８はポンプ光の強度の経時変化を示し、符号１６０はＥＤＦＡの出力レベルの経時変化を示す。出力レベルは、ＡＬＣによって、符号１６２で示されるような設定レベルに安定化される。
【０１２５】
ＥＤＦＡにおいては、ドープファイバ内にポンプ光が注入されてから、信号光の増幅が開始されるまでに、符号１６４で示されるような例えば数ｍｓのディレイがあるので、過渡応答によって符号１６６で示されるような光サージが発生するものである。
【０１２６】
従来、このような光サージの発生を防止するためには、ＡＬＣの応答を遅くすることが行われていた。
【０１２７】
しかしながら、電源投入に際してや信号光の入力が断状態から復帰したときには、通常出力レベルに到達するまでの所要時間の短縮化という課題がある。
【０１２８】
よって、本発明のこの実施例の目的は、光サージを発生させることなく高速な起動が可能な光増幅器を提供することにある。
【０１２９】
本発明のこの実施例によると、第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、上記ドープファイバに上記信号光の入力があったことを検知する手段と、上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、上記制御手段よりも小さなアイドリング電流を上記ポンプ光源に供給するアイドリング手段と、上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知されたときに、まず上記アイドリング電流が上記ポンプ光源に供給され、その後に上記制御電流が上記ポンプ光源に供給されるように上記自動レベル制御手段及び上記アイドリング手段を制御するマスキング手段とを備えた光増幅器が提供される。
【０１３０】
以下、この実施例の詳細について図面を参照しながら説明する。
【０１３１】
図２３は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１６実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図２１の従来の構成と対比して、アイドリング電流発生回路１５８及びマスク回路１６０をさらに有している点で特徴づけられる。
【０１３２】
アイドリング電流発生回路１５８は、ＡＬＣ回路１５４からレーザダイオード１４４に供給される制御電流よりも小さな値を有しており、このＥＤＦＡの電源が投入され、或いは信号光の入力が断から復帰したときにはまずこのアイドリング電流によってレーザダイオード１４４が比較的小さなレベルで駆動される。
【０１３３】
このときの出力レベルの過渡応答を図２４に示す。
【０１３４】
この場合、アイドリング電流は比較的小さいので、光出力の立ち上がりに対してはドープファイバにおけるディレイが支配的となる。従って、図２１の従来構成のようにＡＬＣの応答を遅くする必要がないので、高速な起動が可能になる。
【０１３５】
アイドリング電流による起動が完了したのち、ポンプ光強度の制御はＡＬＣに切り替えられる。切り替え方法としては、レーザダイオードの駆動回路のコントロール電圧にアナログＯＲ形式でアイドリング電流に対する制御電圧とＡＬＣのための制御電圧とを入力して、それぞれの動作に際して一方の電圧をマスクする方法があげられる。
【０１３６】
そのために、この実施例では、図２３に示されるように、マスク回路１６０がＡＬＣ回路１５４及びアイドリング電流発生回路１５８に接続される。
【０１３７】
図２５及び図２６は図２３のマスク回路１６０周辺の具体例を示す回路図である。このＥＤＦＡの出力パワーを検知するためのフォトディテクタ（フォトダイオード）１５２のカソードは電源線に接続され、アノードは可変抵抗器ＲＶ１を介して設定される。フォトダイオード１５２のアノードは演算増幅器ＯＰ１のプラス側入力ポートに接続される。
【０１３８】
演算増幅器ＯＰ１のマイナス側入力ポートは出力ポートに接続され、この出力ポートは抵抗Ｒ１を介して演算増幅器ＯＰ２のマイナス側入力ポートに接続される。演算増幅器ＯＰ２のプラス側入力ポートは抵抗Ｒ２を介して基準電圧源ＳＶ１に接続される。基準電圧源ＳＶ１はＡＬＣにおけるレベルを決定するためのものである。
【０１３９】
演算増幅器ＯＰ２のマイナス側入力ポートと出力ポートとの間にはキャパシタＣ２及び抵抗Ｒ３が並列に接続される。演算増幅器ＯＰ２の出力ポートは抵抗Ｒ４を介して演算増幅器ＯＰ３のプラス側入力ポートに接続される。
【０１４０】
演算増幅器ＯＰ３の出力ポートはダイオードＤ１のアノードに接続され、ダイオードＤ１のカソードはＬＤドライバ１６２の入力ポートに接続される。
【０１４１】
ダイオードＤ１のカソードはまた抵抗Ｒ５を介して演算増幅器ＯＰ３のマイナス側入力ポートに接続される。ＬＤドライバ１６２の出力ポートはポンプ光源となるレーザダイオード１４４のアノードに接続されレーザダイオード１４４のカソードは接地される。
【０１４２】
演算増幅器ＯＰ４のプラス側入力ポートは抵抗Ｒ５を介して基準電圧源ＳＶ２に接続される。基準電圧源ＳＶ２はアイドリング電流の値を決定するためのものである。
【０１４３】
演算増幅器ＯＰ４の出力ポートはダイオードＤ２を介してＬＤドライバ１６２の入力ポートに接続される。ダイオードＤ２のカソードは抵抗Ｒ６を介して演算増幅器ＯＰ４のマイナス側入力ポートに接続される。ＬＤドライバ１６２の入力ポートは抵抗Ｒ７を介して接地される。
【０１４４】
このＥＤＦＡの光入力パワーを検出するためのフォトディテクタ（フォトダイオード）１３４のカソードは電源線に接続され、アノードは可変抵抗器ＲＶ２を介して接地される。フォトダイオード１３４のアノードは演算増幅器ＯＰ５のプラス側入力ポートに接続され、マイナス側入力ポートは出力ポートに接続される。
【０１４５】
演算増幅器ＯＰ５の出力ポートは抵抗Ｒ８を介して演算増幅器ＯＰ６のプラス側入力ポートに接続される。
【０１４６】
演算増幅器ＯＰ５のマイナス側出力ポートは抵抗Ｒ９を介して基準電圧源ＳＶ３に接続される。基準電圧源ＳＶ３は信号光の入力が断したことを検出するときの閾値を決定する。
【０１４７】
演算増幅器ＯＰ６のプラス側入力ポートは抵抗Ｒ１０を介して出力ポートに接続される。演算増幅器ＯＰ６の出力ポートは、また、３つのＡＮＤ素子Ｑ１，Ｑ２及びＱ３のそれぞれの一方の入力ポートに接続される。
【０１４８】
ＡＮＤ素子Ｑ１の他方の入力ポートは電源線に接続される。ＡＮＤ素子Ｑ１の出力ポートは並列接続される抵抗Ｒ１１及びキャパシタＣ１を介して接地される。
【０１４９】
抵抗Ｒ１１及びキャパシタＣ１は時定数回路を構成する。
【０１５０】
ＡＮＤ素子Ｑ１の出力ポートは抵抗Ｒ１２を介して演算増幅器ＯＰ７のプラス側入力ポートに接続される。演算増幅器ＯＰ７のマイナス側入力ポートは抵抗Ｒ１３を介して基準電圧源ＳＶ４に接続される。
【０１５１】
演算増幅器ＯＰ７のプラス側入力ポートは出力ポートに接続され、この出力ポートはＡＮＤ素子Ｑ２の他方の入力ポートに接続される。
【０１５２】
ＡＮＤ素子Ｑ１の出力ポートは抵抗Ｒ１５を介して演算増幅器ＯＰ８のプラス側入力ポートに接続され、このプラス側入力ポートは抵抗Ｒ１７を介して出力ポートに接続される。
【０１５３】
演算増幅器ＯＰ８のマイナス側入力ポートは抵抗Ｒ１６を介して可変電圧源ＳＶ５に接続される。
【０１５４】
基準電圧源ＳＶ４の電圧値をＶ1とし、基準電圧源ＳＶ５の電圧値をＶ2とすると、Ｖ1＜Ｖ2に設定される。
【０１５５】
演算増幅器ＯＰ８の出力ポートはインバータＩＮＶの入力ポートに接続され、インバータＩＮＶのＡＮＤ素子Ｑ３の他方の入力ポートに接続される。
【０１５６】
ＡＮＤ素子Ｑ２の出力ポートは基準電圧源ＳＶ１と抵抗Ｒ２の接続点に接続され、ＡＮＤ素子Ｑ３は基準電圧源ＳＶ２と抵抗Ｒ５の接続点に接続される。
【０１５７】
図２７にＬＤ電流とＬＤドライバ・コントロール電圧との例を示す。ＬＤ電流は、ポンプ光源としてのレーザダイオード１４４に流れる電流であり、ＬＤドライバ・コントロール電圧はＬＤドライバ１６２の入力ポートに供給される電圧信号である。
【０１５８】
ＬＤ電流の変化とＬＤドライバ・コントロール電圧の変化の関係は、図示されるように例えばリニアである。
【０１５９】
図２８は図２５及び図２６の実施例におけるアイドリングからＬＣへの切り替えを説明するためのタイムチャートである。この実施例では、抵抗Ｒ１１及びキャパシタＣ１によって定まる時定数に基づき、ドープファイバに信号光の入力があったと検知されてから予め定められた時間が経過した後に、アイドリング電流の供給が自動的に停止するようにされている。具体的には次の通りである。
【０１６０】
今、時刻Ｔ０において、光入力がある状態でＥＤＦＡの電源が投入されたとし、時刻Ｔ１において、電源が投入されている状態で一旦断になった光入力が復帰したものとする。
【０１６１】
時刻Ｔ０において、光入力があるか否かは、演算増幅器ＯＰ６（図２６参照）のプラス側入力ポートの入力レベルが基準電圧源ＳＶ３と比較されることによってなされ、光入力がある場合には、ＡＮＤ素子Ｑ２の一方の入力レベルが「ハイ」となる。
【０１６２】
演算増幅器ＯＰ６の出力レベルが「ハイ」になると、ＡＮＤ素子Ｑ１の出力レベルも「ハイ」となり、これと同時に抵抗Ｒ１１及びキャパシタＣ１からなる時定数回路がタイマとして起動される。
【０１６３】
このタイマの設定時間が経過するまでは、演算増幅器ＯＰ７の出力レベル（ＶＴ１）は「ロー」が維持され、ＡＮＤ素子Ｑ２の出力レベルも「ロー」である。
【０１６４】
従って、このときは演算増幅器ＯＰ２のプラス側入力ポートに供給されるＡＬＣ基準電圧が０となり、演算増幅器ＯＰ３からＬＤドライバ１６２に供給されるＡＬＣ制御電圧がマスキングされることとなる。
【０１６５】
一方、タイマの設定時間が経過するまでは、演算増幅器ＯＰ８の出力レベル（ＶＴ２）は「ロー」であるから、インバータＩＮＶの出力レベルは「ハイ」となり、ＡＮＤ素子Ｑ３の入力レベルは双方とも「ハイ」となっている。
【０１６６】
従って、このときは基準電圧源ＳＶ２から供給されるアイドリング電流制御電圧がＬＤドライバ１６２に供給されており、これによりＥＤＦＡの光出力が光サージを伴うことなしに立ち上がることとなる。
【０１６７】
基準電圧源ＳＶ４（図２６参照）の値Ｖ１の方が基準電圧源ＳＶ５の値Ｖ２よりも小さいので、基準電圧源ＳＶ４に基づくタイマ（第１のタイマ）の設定時間の方が基準電圧源ＳＶ５によるタイマ（第２のタイマ）の設定時間よりも短くなる。
【０１６８】
従って、まず最初に演算増幅器ＯＰ７の出力レベル（ＶＴ１）が立ち上がり、これに伴いＡＬＣ制御電圧のマスキングが解除される。
【０１６９】
その後に、演算増幅器ＯＰ８の出力レベル（ＶＴ２）が立ち上がり、これに伴ってアイドリング制御電圧がマスキングされることとなる。
【０１７０】
従って、出力レベルＶＴ２が立ち上がった後には、このＥＤＦＡの光出力が一定になるようにＡＬＣが行われるのである。
【０１７１】
このように、本実施例によると、光サージを発生させることなくＥＤＦＡの高速な起動が可能になる。
【０１７２】
尚、時刻Ｔ１以降の光入力の復帰に際してもマスキングの動作は前述のものと同様であるのでその説明を省略する。
【０１７３】
上述の説明では、演算増幅器ＯＰ８の出力レベル（ＶＴ２）が立ち上がるまでのアイドリング期間において、アイドリング電流制御電圧が一定であるとしたが、光入力レベルがある範囲内で変動したとしてもアイドリングに際しての光出力レベルを安定化させる目的で、フィードフォワード制御を行うこともできる。
【０１７４】
図２９はそのための出力安定化回路の回路図である。光入力レベルを検出するためのフォトダイオード１３４のカソードは電源線に接続され、アノードは抵抗Ｒ１７を介して接地される。
【０１７５】
フォトダイオード１３４のアノードは演算増幅器ＯＰ９のプラス側入力ポートに接続される。演算増幅器ＯＰ９のマイナス側入力ポートは出力ポートに接続される。
【０１７６】
演算増幅器ＯＰ９の出力ポートは抵抗Ｒ１８を介して演算増幅器ＯＰ１０のマイナス側入力ポートに接続される。
【０１７７】
演算増幅器ＯＰ１０のマイナス側入力ポートはまた、可変抵抗器ＲＶ３を介して出力ポートに接続される。
【０１７８】
演算増幅器ＯＰ１０のプラス側入力ポートは抵抗Ｒ１９を介して基準電圧源ＳＶ６に接続される。
【０１７９】
この出力安定化回路の出力、即ち演算増幅器ＯＰ１０の出力電圧は、図２５の基準電圧源ＳＶ２に換えてセッティングされる。
【０１８０】
図３０は図２９の出力安定化回路の動作を説明するための図である。縦軸はこの出力安定化回路によって供給されるアイドリング電流制御電圧を示し、横軸は光入力レベルのモニタ電圧を示す。
【０１８１】
符号１６４で示されるのは、光入力が断になっている領域であり、光入力のレベルがこの領域を超えると、符号１６６で示されるように、アイドリング電流制御電圧は光入力レベルが増大するのに従って減少する。これにより、アイドリングに際してのＥＤＦＡの光出力を安定化させることができる。
【０１８２】
また、上述の説明では、時定数回路によるタイマの設定時間に基づき、アイドリングからＡＬＣへの切り替えのタイミングを設定しているが、ＥＤＦＡの光出力レベルが予め定められた値を超えたことを検出して、アイドリングからＡＬＣへ切り替えてもよい。
【０１８３】
光出力レベル検出によるアイドリングからＡＬＣへの切り替えのタイミングチャートを図３１に示す。この場合には、ＡＬＣ制御電圧のマスキングを解除するための電圧信号ＶＴ１は不要である。
【０１８４】
この実施例では、ＥＤＦＡの光出力レベルが符号１６８で示される所定値を超えるまではＡＬＣ制御電圧がマスキングされており、所定値を超えることによってＡＬＣ制御電圧のマスキングを解除するようにしている。
【０１８５】
ＥＤＦＡの出力レベルが所定値を超えたか否かはフォトダイオード１５２の出力信号を用いて検出することができる。
【０１８６】
図３２は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１７実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、ポンプ光を出力するレーザダイオード１４４についてのＡＣＣ（自動電流制御）ループを有している。
【０１８７】
レーザダイオード１４４の駆動電流（バイアス電流）はＬＤ電流モニタ回路１７０により検出され、その検出信号はＡＣＣ回路１７２に供給される。ＡＣＣ回路１７２は、アイドリングに際してレーザダイオード１４４の駆動電流が一定になるように制御を行う。
【０１８８】
この実施例においても、ＥＤＦＡの光出力レベルを一定に保つためのＡＬＣ回路１５４が設けられており、ＡＣＣ回路１７２及びＡＬＣ回路１５４のうちマスク回路１７４によってマスキングされていない方の制御信号がアナログＯＲ回路１７６を介してレーザダイオード１４４のドライバに供給される。
【０１８９】
図３３及び図３４は図３２のマスク回路周辺の具体例を示す回路図である。ＬＤドライバ１６２′はＬＤ電流モニタ電圧を出力するための端子１７８を有している。
【０１９０】
ＬＤ電流モニタ電圧は演算増幅器ＯＰ１１のプラス側入力ポートに供給され、マイナス側入力ポートは出力ポートに接続される。
【０１９１】
演算増幅器ＯＰ１１の出力ポートは抵抗Ｒ２０を介して演算増幅器ＯＰ１２のマイナス側入力ポートに接続される。演算増幅器ＯＰ１２のマイナス側入力ポートと出力ポートとの間には、並列にキャパシタＣ３及び抵抗Ｒ２１が接続される。
【０１９２】
演算増幅器ＯＰ１２の出力ポートは抵抗Ｒ５を介して演算増幅器ＯＰ４のプラス側入力ポートに接続される。
【０１９３】
演算増幅器ＯＰ１２のプラス側入力ポートは抵抗Ｒ２２を介して基準電圧源ＳＶ７に接続される。
【０１９４】
基準電圧源ＳＶ７はＡＣＣのための基準電圧を発生させるためのものであり、基準電圧源ＳＶ７と抵抗Ｒ２２の接続点は図３４のＡＮＤ素子Ｑ３の出力ポートに接続される。
【０１９５】
ここで説明した部分以外の部分については図２５及び図２６の構成に準じている。
【０１９６】
本実施例においては、アイドリング電流はＡＣＣにより得られている点のみが図２５及び図２６の実施例と異なり、その他の動作については図２８のタイムチャートを参照して容易に理解することができるので、その説明を省略する。
【０１９７】
図３５は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１８実施例を示すブロック図である。この実施例では、ポンプ光源についてＡＰＣ（自動パワー制御）が行われており、このＡＰＣのループによってアイドリング電流の設定がなされる。
【０１９８】
そのために、レーザダイオード１４４のバックワード光を光／電気変換するフォトディテクタ（フォトダイオード）１７８が、図３２の第１７実施例におけるＬＤ電流モニタ回路１７０の代わりに設けられている。
【０１９９】
フォトダイオード１７８の出力信号はＡＰＣ回路１８０に供給される。ＡＰＣ回路１８０及びＡＬＣ回路１５４からの制御信号は、アナログＯＲ回路１７６を介してレーザダイオード１４４に送られる。
【０２００】
マスク回路１７４は、ＡＰＣ回路１８０及びＡＬＣ回路１５４を選択的にマスキングして、コールドスタート或いは光信号の入力の復帰に際してまずアイドリング電流がレーザダイオード１４４に供給され、その後にＡＬＣが行われるようにされている。
【０２０１】
図３６及び図３７は図３５のマスク回路周辺の具体例を示す回路図である。この実施例では、図３３の第１７実施例においてＬＤドライバ１６２′からのＬＤ電流モニタ電圧を用いることに換えて、ポンプ光源のバックワード光を受光するフォトダイオードの出力信号を演算増幅器ＯＰ１１のプラス側入力ポートに供給している。
【０２０２】
即ち、フォトダイオード１７８のカソードは電源線に接続され、アノードは可変抵抗器ＲＶ４を介して接地される。そして、フォトダイオード１７８と可変抵抗器ＲＶ４の接続点の電位変化が演算増幅器ＯＰ１１のプラス側入力ポートに供給される。
【０２０３】
このようにＡＰＣによってアイドリング電流を得るようにしても、前実施例と同じように光サージを発生させることなく高速な起動が可能な光増幅器の提供が可能になる。
【０２０４】
尚、第１７実施例及び第１８実施例においても、第１６実施例と同じように、図２９に示されるような出力安定化回路の採用も可能である。また、時定数設定によるアイドリングからＡＬＣへの切り替えに換えて、光出力レベル検出によるアイドリングからＡＬＣへの切り替えを行ってもよい。
【０２０５】
次に説明する本発明のこの実施例は、一般的に光送信装置に関し、さらに詳しくは、入力信号が「１」の連続（マーク率１）や「０」の連続（マーク率０）だった後通常の約１／２のマーク率に復帰するときに信号光を光増幅器の利得応答時間よりも遅らせて出力するようにした光送信装置に関する。
【０２０６】
光通信システムにおける中継器には、光信号を一旦電気信号に変換して波形再生をした後に光信号に再変換するものと、受けた光信号を光増幅器により直接増幅して中継するものとが実用化されている。前者は光通信システムの開発当初から使用されており、後者はここ数年の間に開発され、一部において実用化され始めた段階である。
【０２０７】
ＥＤＦＡを始めとする光増幅器の最大の特徴は、光通信システムの伝送速度が変わってもそのまま使用を継続することができるという柔軟性であろう。特に、光海底通信システムにおいては、一旦中継器を海底に設置した後は、その引き揚げには莫大な費用がかかるために、上記の柔軟性を持つ光増幅器は最適な中継器を提供する。もちろん、陸上においても光通信システムの使用変更に柔軟に対応できることは大きなメリットである。
【０２０８】
ＥＤＦＡにおいては、入力光を検出して、入力がないときにはポンプ光源の駆動電流を停止する回路が使用されている。図３８及び図３９は光信号断に伴うＥＤＦＡの挙動を示す図である。
【０２０９】
図３８に符号１８２で示されるように光信号が断になると、断検出回路は符号１８４で示されるように回路特有の遅延を有する断検出信号を出力する。これに応じて、ポンプ光源の電流は符号１８６で示されるように一旦増加した後に断になり、復帰時にはポンプ光源に特有な遅延時間の後に電流が所定の値に復帰する。
【０２１０】
そして、光出力は符号１８８で示されるようにポンプ光源の電流の増加に伴って一旦上昇する。
【０２１１】
図３８の例は、光入力断が比較的長時間の場合であり、ポンプ光源の電流が一旦上昇した以降に光信号が復帰するので特に問題は生じないが、図３９に示されるように光入力断が比較的短時間である場合には、ポンプ光源の電流が上昇している間に光信号が復帰するので光出力に光サージが発生する。尚、図３９において符号１９０，１９２，１９４及び１９６で示されるチャートは、それぞれ図３８の符号１８２，１８４，１８６及び１８８で示されるチャートに対応している。
【０２１２】
ある光増幅器において光サージが発生すると、光中継システムに設置されているすべての光増幅器を介してこの現象が伝搬し、最悪の場合には光受信装置の受光回路を破損するという事故が発生する。
【０２１３】
従って、光増幅器を使用する光通信システムにおいては、上記の現象が発生しないような対策を行うことが肝要である。
【０２１４】
図４０は外部変調が適用される従来の光送信装置を示すブロック図である。符号２０１はレーザダイオード２０１ａ及びフォトダイオード２０１ｂからなるレーザモジュール、符号２０２はＡＰＣ回路、符号２０５はマッハツェンダ型光干渉器、符号２０６は光分岐器、符号２０７は光／電気変換回路、符号２０８は自動バイアス制御回路、符号２０９は駆動回路、符号２１０はキャパシタを示している。
【０２１５】
この装置においては、入力信号のマーク率が１又は０に近いときには、マッハツェンダ型光干渉器２０５には低周波信号が供給されることになるので、キャパシタ２０１により低域遮断される。従って、マッハツェンダ型光干渉器２０５からは光信号が出力されなくなる。しかし、正常に復帰してマーク率が約１／２の入力信号が入力されると、直ちに光信号が送出される。
【０２１６】
図４１は直接変調が適用される従来の光送信装置を示すブロック図である。符号２１１はレーザダイオード２１１ａ及びフォトダイオード２１１ｂよりなるレーザモジュール、符号２１２はパルス電流供給回路、符号２１３はバイアス電流供給回路、符号２０２はＡＰＣ回路、符号２０４はマーク率検出回路である。
【０２１７】
この装置においては、入力信号のマーク率が０に近いときには、レーザダイオード２１１ａにはバイアス電流だけが供給され、パルス電流は供給されないので、光出力は実効的に断になる。しかし、正常に復帰してマーク率が約１／２の入力信号が供給されると、直ちに光出力が供給される。
【０２１８】
即ち、従来の光送信装置においては、外部変調が適用される場合においても直接変調が適用される場合においても、マーク率が１又は０から約１／２に復帰したときに直ちに光出力が送出されるので、光伝送路に配備されている光増幅器において光サージが発生する恐れがあり、システムの信頼性を確保する上で問題がある。
【０２１９】
よって、本発明のこの実施例の目的は、一旦入力信号のマーク率が１又は０になったときに光増幅器において光サージを発生させることがない光送信装置を提供することにある。
【０２２０】
図４２は本発明の光送信装置の第１実施例を示すブロック図であり、この光送信装置には外部変調が適用されている。
【０２２１】
符号２０１はレーザダイオード２０１ａ及びフォトダイオード２０１ｂからなるレーザモジュール、符号２０２はＡＰＣ回路、符号２０３はシャットダウン回路、符号２０４はマーク率検出回路、符号２０５はマッハツェンダ型光干渉器、符号２０６は光分岐器、符号２０７は光／電気変換回路、符号２０８は自動バイアス制御回路、符号２０９は駆動回路、符号２１０はキャパシタである。
【０２２２】
図４３は本発明の光送信装置の第２実施例を示すブロック図である。この光送信装置には直接変調が適用される。
【０２２３】
符号２１１はレーザダイオード２１１ａ及びフォトダイオード２１１ｂからなるレーザモジュール、符号２１２はパルス電流供給回路、符号２１３はバイアス電流供給回路、符号２０２はＡＰＣ回路、符号２０３はシャットダウン回路、符号２０４はマーク率検出回路を示す。
【０２２４】
即ち、本発明の特徴は、マーク率検出回路の出力でＡＰＣ回路を介してレーザダイオードを停止するシャットダウン回路を設けることにある。
【０２２５】
本発明の原理は、図４２及び図４３の装置において共通であるから、図４２についてその作用を説明する。また、簡単のために、入力が断になった場合を例に説明する。
【０２２６】
入力信号が断になると、平均値検出回路であるマーク率検出回路２０４は断時間に対応して出力レベルを変化させる。即ち、断を検出したら平均値から「０」に変化し、復帰したら「０」から平均値に変化する。
【０２２７】
この信号をシャットダウン回路２０３が受けて立ち下がりを検出し、この検出信号によって所定時間のパルスを発生する。このパルスでＡＰＣ回路２０２を介してレーザダイオードの電流を停止すれば、光出力がその間停止される。
【０２２８】
そのパルスの継続時間を図３９に示される時間Ｔよりも長い時間ＴＳに設定しておけば、光増幅器において光サージが発生することはない。
【０２２９】
上においては、入力信号の断を例にしたので、入力信号のマーク率が０になる場合について説明した。マーク率検出回路２０４がマーク率１を検出する場合にも同様なレベル変化をさせれば、シャットダウン回路２０３は同様な動作をするので、やはりＴＳの間は光出力を停止することができる。
【０２３０】
図４４はマーク率検出回路の例を示すブロック図である。符号２４０はバッファゲート、符号２４１は１ビット遅延回路、符号２４２は排他的論理和回路、符号２４３はカウンタ、符号２４４はラッチ回路、符号２４５はデジタル・アナログ（Ｄ／Ａ）変換回路、符号２４６は第１の論理和回路、符号２４７は比較器である。
【０２３１】
尚、図４４にはマーク率が０近傍であることを検出しても、１近傍であることを検出しても、シャットダウン回路２０３にレベル変化を伝えるタイプのマーク率検出回路が例示されている。
【０２３２】
入力信号がマーク率約１／２であれば、バッファゲート２４０の出力と１ビット遅延回路２４１の出力は約１／２の確率で異なる論理レベルとなるので、排他的論理和回路２４２の出力も約１／２の確率で「１」になる。
【０２３３】
これをカウンタ２４３でカウントし、所定の出力ビットが「１」になったときにカウンタ出力をラッチ回路２４４でラッチしてＤ／Ａ変換回路２４５に供給すると共に、カウント値をリセットする。Ｄ／Ａ変換回路２４５のアナログ出力を所定の基準電圧と比較して、シャットダウン回路２０３へ「１」を出力する。
【０２３４】
一方、入力信号のマーク率が１又は０の場合、バッファゲート２４０の出力と１ビット遅延回路２４１の出力は同じ論理レベルであるから、カウンタ２４３のカウントは進まない。従って、所定時間経過してもＤ／Ａ変換回路２４５の出力は０ボルトである。この電圧と所定の基準電圧Ｖrefとを比較して、シャットダウン回路２０３へ「０」を出力する。
【０２３５】
説明の簡略化のためにマーク率が１又は０としたが、マーク率が１の近傍又は０の近傍でもカウントの進み方は遅いので、Ｄ／Ａ変換回路２４５の出力も低い電圧に止まり、回路全体の動作は上記と同様である。
【０２３６】
しかし、この場合には、カウンタ２４３の所定の出力ビットに「１」が立つのを待つと、マーク率が異常であるにもかかわらず、長時間の後には所定のビットに「１」が立ってあたかもマーク率が１／２であるかのような動作をするので、所定時間経過したらカウントを停止することが望ましい。この信号が図４４のカウント停止信号である。このカウント停止信号の周期は、例えば外部クロックを用いて、マーク率が１／２のときに所定ビットに「１」が立つのに要する時間と同じ時間に設定すればよい。
【０２３７】
また、上記では比較器２４７の基準電圧には一定の基準電圧Ｖrefが印加されることを想定して説明したが、この基準電圧を比較器２４７の出力電圧によって変化するようにすれば、比較特性にヒステリシスが生じて、入力信号断のときに往々にして起こるチャタリングを抑圧することができる。
【０２３８】
図４４に示されるマーク率検出回路においては、マーク率の変化に対するＤ／Ａ変換回路２４５の出力電圧は、マーク率が１／２のときに最大値となり、マーク率が１又は０のときに０ボルトになるので、ＡＰＣにマーク率検出電圧を必要としない外部変調が適用される光送信装置に適している。
【０２３９】
これとは逆に、マーク率検出回路の出力電圧をＡＰＣの基準電圧として用いる直接変調が適用される光送信装置においては、上記の特性はＡＰＣに適さないので、図４４のマーク率検出回路に換えて、入力信号の平均値を検出する公知のマーク率検出回路を用いるのがよい。
【０２４０】
図４５はシャットダウン回路の例を示すブロック図である。符号２３１は微分回路、符号２３２はモノステイブルマルチバイブレータ（モノ・マルチ）を示す。
【０２４１】
マーク率検出回路の比較器の出力の「１」から「０」への立ち下がりを微分回路２３１が微分して、モノステイブルマルチバイブレータ２３２に供給するトリガーパルスが生成される。このトリガーパルスによってモノステイブルマルチバイブレータ２３２は所定時間ＴＳのパルスを出力する。これをＡＰＣ回路２０２に供給して、ＴＳの間ＡＰＣの動作を遮断してレーザダイオードの駆動電流を停止させる。
【０２４２】
図４６は図４２、図４３の実施例におけるタイムチャートである。このタイムチャートにおいては、入力断の場合が想定されているが、マーク率が１になるときも同様である。
【０２４３】
入力信号が断になると、マーク率検出回路２０４が比較器２４７からマーク率検出信号を出力する。これをシャットダウン回路２０３の微分回路２３１が立ち下がりで微分して、立ち下がり微分信号を生成する。
【０２４４】
この立ち下がり微分信号でモノステイブルマルチバイブレータ２３２が所定時間「１」を出力する。これによって、入力信号が復帰しても光出力は停止されるので、光出力は入力信号の断に伴って停止され、モノステイブルマルチバイブレータ２３２が「０」に復帰したときに復帰する。
【０２４５】
従って、時間ＴＳを、入力信号が断になってからポンプ光源の電流が一旦上昇して低下するまでの時間Ｔよりも長く設定しておけば、光増幅器において光サージを発生することがない。
【０２４６】
以上述べた如く、本発明のこの実施例によると、入力信号のマーク率が１又は０になった後正常なマーク率１／２に復帰するときに光増幅器において光サージを発生させることがない光送信装置の提供が可能になるという効果が生じる。これにより、光通信システムの信頼度を高められる効果は大きなものがある。
【０２４７】
尚、図４６のタイムチャートにおいて、符号２５２は入力信号、符号２５４はマーク率検出信号、符号２５６は立ち下がり微分信号、符号２５８はモノステイブルマルチバイブレータの出力信号、符号２６０は光出力をそれぞれ示している。また、符号２６２としてポンプ光源の電流を参考までに示しておく。
【０２４８】
図３８及び図３９により提示された技術的課題は、光送信装置においてのみならず、光中継器における光増幅器においても解決することができる。即ち、本発明のこの実施例によると、第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、ポンプ光を出力するポンプ光源と、上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、上記ドープファイバへの上記信号光の入力が断になったことを検知する断検出手段と、上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、上記断検出手段の出力信号によって上記ドープファイバの出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光増幅器が提供される。
【０２４９】
望ましくは、シャットダウン手段は、ドープファイバの信号光伝搬方向上流側に設けられた光シャッタを含む。或いは、シャットダウン手段は、ドープファイバの信号光伝搬方向下流側に設けられた光シャッタを含む。
【０２５０】
図４７は本発明が適用されるＥＤＦＡの第１９実施例を示すブロック図である。入力側光コネクタ２６４に供給された信号光は、光シャッタ２６６を介して光分岐器２６８に入力される。光シャッタ２６６は図１５の実施例における光出力パワー制御器１０６に相当し、光減衰器であってもよい。
【０２５１】
光分岐器２６８の分岐光の一方は、フォトディテクタ２７０により光／電気変換され、分岐光の他方は光アイソレータ２７２を介してドープファイバ２７４に供給される。
【０２５２】
ドープファイバ２７４の信号光伝搬方向下流側には合波器２７６が設けられており、ポンプ光源としてのレーザダイオード２７８からのポンプ光は合波器２７６を介してドープファイバ２７４に供給される。
【０２５３】
ドープファイバ２７４内において増幅された信号光は、合波器２７６及び光アイソレータ２８０をこの順に通って光分岐器２８２に供給される。
【０２５４】
光分岐器２８２の分岐光の一方はフォトディテクタ２８４により光／電気変換され、分岐光の他方は出力側光コネクタ２８６を介して図示しない光伝送路に送出される。
【０２５５】
フォトディテクタ２８４の出力信号はＡＬＣ回路２８８に供給される。ＡＬＣ回路２８８は、フォトディテクタ２８４の出力レベルが一定になるようにレーザダイオード２７８に制御電流を供給する。
【０２５６】
フォトディテクタ２７０の出力信号は、ＡＬＣ回路２８８及びモノステイブルマルチバイブレータ２９０に供給される。モノステイブルマルチバイブレータ２９０は、フォトディテクタ２７０によって得られる入力断情報に基づきある定められた時間を設定するためのものであり、この一定時間の間光シャッタ２６６が閉になるように光シャッタ２６６の駆動回路２９２に制御信号を送る。
【０２５７】
図４８は図４７のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートであり、同ＥＤＦＡの各点における波形が示されている。Ｐ１は光シャッタ２６６の入力波形、Ｐ２は光シャッタ２６６の出力波形、Ｐ３はフォトディテクタ２７０の出力波形、Ｐ４はモノステイブルマルチバイブレータ２９０の出力波形、Ｐ５はＡＬＣ回路２８８の出力波形、Ｐ６はこのＥＤＦＡの出力波形を示している。
【０２５８】
符号２９４で示されるタイミングで信号光の入力が断になると、わずかに遅れて符号２９６で示されるようにフォトディテクタ２７０の出力レベルが低下する。
【０２５９】
これをトリガーとしてモノステイブルマルチバイブレータ２９０は駆動回路２９２に光シャッタ２６６を開状態から閉状態にする信号を供給し、この閉状態は一定時間Ｔの間継続される。
【０２６０】
光入力が低下したことにより、ＡＬＣ回路２８８の動作によって符号２９８で示されるようにレーザダイオード２７８の駆動電流が増加するが、このときには光シャッタ２６６は閉状態にあるので、このＥＤＦＡの光出力に光サージが発生することがない。
【０２６１】
図示された例では、符号３００で示されるタイミングで比較的早い時期に信号光の入力が復帰するが、光シャッタ２６６が閉状態にある場合には、わずかな時間光出力が消失することになる。しかし、光サージが発生して光受信装置における受光素子が破壊しシステムダウンするというデメリットを考慮すると、これを未然に防ぐという意味でこの実施例の効果は大きい。
【０２６２】
図４９は本発明が適用されるＥＤＦＡの第２０実施例を示すブロック図である。この実施例では、図４７の第１９実施例において入力側に光シャッタを設けていることに代えて、出力側に光シャッタを設けている。
【０２６３】
即ち、光シャッタ３０２は光分岐器２８２と出力側光コネクタ２８６との間に設けられる。光シャッタ３０２は光減衰器であってもよい。
【０２６４】
光シャッタ３０２が駆動回路２９２によって駆動され、フォトディテクタ２７０の出力信号がモノステイブルマルチバイブレータ２９０を介して供給されている点は図４７の第１９実施例と同じである。
【０２６５】
図５０は図４９のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートである。Ｐ１１は光分岐器２６８の入力波形、Ｐ１２はフォトディテクタ２７０の出力波形、Ｐ１３はレーザダイオード２７８の駆動波形、Ｐ１４はモノステイブルマルチバイブレータ２９０の出力信号レベル、Ｐ１５は光シャッタ３０２の入力波形、Ｐ１６は光シャッタ３０２の出力波形である。
【０２６６】
この実施例では、光シャッタ３０２が出力側に設けられているので、光シャッタ３０２の入力波形には符号３０４で示されるように光サージが発生するが、これが光シャッタ３０２によって遮断されて、光シャッタ３０２の出力波形Ｐ１６には光サージが発生しない。
【０２６７】
図５１は本発明が適用されるＥＤＦＡの第２１実施例を示すブロック図である。このＥＤＦＡは、図４７の第１９実施例におけるモノステイブルマルチバイブレータ２９０に代えてラッチ回路３０６を有している。ラッチ回路３０６は、フォトディテクタ２７０の出力レベルが低下したときに光シャッタ２６６を開状態から閉状態にするように駆動回路２９２に制御信号を送る。また、ラッチ回路３０６にラッチ解除信号が入力されると、光シャッタ２６６が閉状態から開状態にラッチ回路３０６が駆動回路２９２に制御信号を送る。
【０２６８】
図５２は図５１のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートである。Ｐ２１は光シャッタ２６６の入力波形、Ｐ２２は光シャッタ２６６の出力波形、Ｐ２３はフォトディテクタ２７０の出力波形、Ｐ２４はラッチ回路３０６の出力信号レベル、Ｐ２５はレーザダイオード２７８の入力波形、Ｐ２６はこのＥＤＦＡの出力波形、Ｐ２７はラッチ回路３０６に供給されるラッチ解除信号の波形を示している。
【０２６９】
本実施例は、図４７の第１９実施例或いは図４９の第２０実施例において、モノステイブルマルチバイブレータによって一定時間の間光シャッタを閉じていることに換えて、光シャッタが閉じている期間をラッチ解除信号におけるラッチクリアパルス３０８によって決定しようとするものである。
【０２７０】
この実施例においては、ラッチ回路３０６において、信号入力の断状態が発生しておりＥＤＦＡを停止させている旨をオペレータ等に通知する機能を持たせてもよい。オペレータは外部からの操作によってラッチクリアパルスを入力することで、その時点で信号光入力の断状態が回復しているようであれば、通常の動作へ戻すことができる。
【０２７１】
尚、ラッチ回路が採用される図５１の第２１実施例においては、光シャッタはＥＤＦＡの入力側に設けられているが、光シャッタ２６６はＥＤＦＡの出力側に設けられていてもよい。
【０２７２】
図３８及び図３９により説明した技術的課題を解決するためになされた本発明の他の光送信装置は、入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信号光生成手段と、上記入力信号が断になったことを検出する入力断検出手段と、該入力断検出手段の出力信号によって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備える。その幾つかの実施例を以下に説明する。
【０２７３】
符号３１０は光源となるレーザダイオードを示している。レーザダイオード３１０はＬＤドライバ３１２によって駆動される。
【０２７４】
ＬＤドライバ３１２は、入力信号（データ）の入力ポート３１２Ａと、シャットダウン信号の入力ポート３１２Ｂと、レーザダイオード３１０に与えるバイアス電流の制御信号（電圧信号）ＶIBの入力ポート３１２Ｃと、レーザダイオード３１０に与えるパルス電流の制御信号（電圧信号）ＶIPの入力ポート３１２Ｄと、マーク率データの出力ポート３１２Ｅとを有している。
【０２７５】
入力ポート３１２Ｃ及び３１２Ｄ並びに出力ポート３１２ＥはＡＰＣ回路３１８に接続される。
【０２７６】
レーザダイオード３１０のフォワード光は図示しない光伝送路に送出され、レーザダイオード３１０のバックワード光はフォトダイオード（フォトディテクタ）３１４によって光／電気変換される。フォトダイオード３１４の出力信号は光出力検出回路３１６に供給される。
【０２７７】
光出力検出回路３１６の出力信号には、レーザダイオード３１０の出力光の強度が反映される。その出力信号の一部はＡＰＣ回路３１８に供給され、これに基づきＡＰＣ回路３１８はレーザダイオード３１０の出力レベルが一定になるようにＬＤドライバ３１２に制御信号を送る。
【０２７８】
光出力検出回路３１６の出力信号の他の一部はモノステイブルマルチバイブレータ３２４に供給される。モノステイブルマルチバイブレータ３２４の出力信号はＯＲ回路３２６の一方の入力ポートに供給される。
【０２７９】
ＯＲ回路３２６の他方の入力ポートには外部からのシャットダウン信号が供給される。
【０２８０】
ＬＤドライバ３１２の入力ポート３１２Ａに供給される入力信号の一部は分岐されて入力データ検出回路３２０に供給される。入力データ検出回路３２０の出力信号とＯＲ回路３２６の出力信号とがもう１つのＯＲ回路３２２の入力ポートに供給され、ＯＲ回路３２２の出力信号はＬＤドライバ３１２の入力ポート３１２Ｂに供給される。
【０２８１】
図５４は図５３の光送信装置の動作を示すフローチャートである。Ｐ３１はＬＤドライバ３１２の入力ポート３１２Ａに供給される入力信号の波形、Ｐ３２は入力データ検出回路３２０から出力される入力データ検出信号の波形、Ｐ３３はＬＤドライバ３１２の入力ポート３１２Ｂに供給されるシャットダウン信号の波形、Ｐ３４はレーザダイオード３１０の出力波形、Ｐ３５は光出力検出回路３１６からの光出力アラーム信号の波形、Ｐ３６はモノステイブルマルチバイブレータ３２４の出力波形である。
【０２８２】
Ｐ３１で示されるように入力信号が断になると、その間Ｐ３２で示されるように入力データ検出信号はハイレベルとなる。入力信号が断になったタイミングをＴＡとする。
【０２８３】
入力信号が断になるとフォトダイオード３１４の受光レベルが低下するので、これに伴ってＰ３５で示されるように光出力アラーム信号が発せられる。
【０２８４】
モノステイブルマルチバイブレータ３２４は、光出力アラーム信号を受けて、所定時間Ｔの間だけその出力信号をハイレベルにする。モノステイブルマルチバイブレータ３２４の１パルスが終了するタイミングをＴＢとする。
【０２８５】
モノステイブルマルチバイブレータ３２４の出力信号がハイレベルの間は、Ｐ３３で示されるようにシャットダウン信号がＬＤドライバ３１２に入力され、これによりＰ３４で示されるようにレーザダイオード３１０の出力が遮断される。
【０２８６】
このように本実施例においても光サージの発生が防止される。
【０２８７】
尚、ＯＲ回路３２６への外部からのシャットダウン信号の入力を可能にしているのは、緊急の場合におけるオペレータによるレーザダイオード３１０の出力の遮断を可能にするためである。
【０２８８】
入力信号が断になったことを検出する手段としては幾つかのものがある。図５３の実施例においては、ＬＤドライバ３１２への入力信号から直接断検出を行う手段と、レーザダイオード３１０のバックワード光の強度に基づいて断検出を行う手段とが併用されている。
【０２８９】
これらの他に、ＬＤドライバ３１２からＡＰＣ回路３１８に供給されるマーク率データを用いる手段も採用可能である。これについては後述する。
【０２９０】
入力断検出回路の具体例を図５５及び図５６により説明する。入力断検出回路は例えば図５３の入力データ検出回路３２０或いは光出力検出回路３１６に含まれる。
【０２９１】
入力ポート３２８と演算増幅器３４０のプラス側入力ポートとの間には抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２が直列接続される。抵抗Ｒ１０１及びＲ１０２の接続点はキャパシタＣ１０１を介して接地される。
【０２９２】
演算増幅器３４０のプラス側入力ポートは演算増幅器３４２のマイナス側入力ポートに接続される。
【０２９３】
プラス電源線＋Ｖとマイナス電源線−Ｖとの間には抵抗Ｒ１０３，Ｒ１０４及びＲ１０５がこの順に直列接続される。抵抗Ｒ１０３及びＲ１０４は演算増幅器のマイナス側入力ポートに接続され、抵抗Ｒ１０４及びＲ１０５の接続点は演算増幅器３４２のプラス側入力ポートに接続される。
【０２９４】
演算増幅器３４０の出力ポートと演算増幅器３４２の出力ポートはＯＲ回路３４４の２つの入力ポートにそれぞれ接続される。そして、ＯＲ回路３４４の出力ポートがこの入力断検出回路の出力ポート３４６に接続される。
【０２９５】
この回路は入力信号の平均値検出を行うためのものであり、入力信号の平均レベルが抵抗Ｒ１０３及びＲ１０４の接続点Ｐ４１の電位と抵抗Ｒ１０４及びＲ１０５の接続点Ｐ４２の電位との間の範囲から外れたときに入力信号が断になったことを示す信号が出力ポート３４６から出力される。
【０２９６】
図５６に示される入力断検出回路の例においては、入力ポート３２８と演算増幅器３４０のプラス側入力ポートとの間に抵抗Ｒ１０６及びダイオートＤ１０１がこの順に接続される。ダイオードＤ１０１の向きは、そのカソードが演算増幅器３４０に接続されるように設定される。
【０２９７】
ダイオードＤ１０１のカソードはキャパシタＣ１０２を介して接地される。他の部分は図５５の回路と同様であるのでその説明を省略する。
【０２９８】
この入力断検出回路は入力信号のピーク検出を行うためのものである。即ち、入力信号のピーク値が点Ｐ４１の電位と点Ｐ４２の電位の間の範囲から外れたときに入力信号が断になったことを示す信号が出力ポート３４６から出力されるのである。
【０２９９】
図５７は図５３に示されるＬＤドライバの具体例を示す回路図である。このＬＤドライバはトランジスタによる電流スイッチを組み合わせたものであり、通常の知識を有する者であれば、その構成及び動作を極めて容易に理解することができるので、図５３に示されるＬＤドライバ３１２の各入出力ポートを回路図中に記載することでその説明に代えることとする。尚、図５７に符号３４８で示されるのは、レーザダイオード３１０への電流出力ポートである。
【０３００】
図５８は本発明が適用される光送信装置の第４実施例を示すブロック図である。この実施例は図５３の実施例と対比して、ＬＤドライバ３１２の出力ポート３１２Ｅからのマーク率データをモノステイブルマルチバイブレータ３２４に供給している点で特徴づけられる。
【０３０１】
入力信号が断になると、マーク率は０となるので、このマーク率データの変化をモニタしておくことによって、入力信号が断になるタイミングＴＡ（図５４参照）を得ることができ、これによりモノステイブルマルチバイブレータ３２４を起動させることができる。
【０３０２】
図５９は本発明が適用される光送信装置の第５実施例を示すブロック図である。この実施例では、図５３の第３実施例においてＬＤドライバ３１２にＯＲ回路３２２からのシャットダウン信号を入力していることに換えて、ゲート回路３５０を用いている。即ちこの実施例ではＬＤドライバ３１２のシャットダウン入力ポートは使用されない。
【０３０３】
ゲート回路３５０はＡＰＣ回路３１８からＬＤドライバ３１２に供給されるＬＤ電流の制御信号ＶIB及びＶIPをシャットダウン信号に基づいて遮断するように機能する。
【０３０４】
これにより図５３の実施例と同じような効果が生じる。
【０３０５】
図６０は本発明が適用される光送信装置の第６実施例を示すブロック図である。この光送信装置には外部変調が適用される。
【０３０６】
即ち、外部変調に特有な光変調器１５２及びその駆動を制御するＯＭドライバ３６２が用いられる。
【０３０７】
光変調器３５２としては例えばマッハツェンダ型光変調器を用いることができる。光源としてのレーザダイオード３５０は一定強度の光を出力するように制御される。そのために、レーザダイオード３５０のバックワード光を光／電気変換するフォトダイオード（フォトディテクタ）３５６が設けられており、その出力信号はＬＤ出力検出回路３５８に供給される。そして、ＬＤ出力検出回路３５８の出力信号はＡＰＣ回路３６０に供給される。ＡＰＣ回路３６０は、レーザダイオード３５０の出力光の強度が一定になるようにレーザダイオード３５０にバイアス電流を供給する。
【０３０８】
レーザダイオード３５０のフォワード光は光変調器３５２により例えば強度変調され、その変調光は光分岐器３５４で二分岐される。分岐光の一方は図示しない光伝送路に送出され、分岐光の他方がフォトディテクタ３１４に供給される。
【０３０９】
ＯＭドライバ３６２は、入力信号（データ）の入力ポート３６２Ａと、シャットダウン信号の入力ポート３６２Ｂと、マーク率データの出力ポート３６２Ｃと、光変調器３５２の駆動信号の出力ポート３６２Ｄとを有している。
【０３１０】
このように、外部変調が適用される光送信装置においても、図５３の第３実施例に準じた構成を採用することによって、光サージの発生を未然に防止し得る光送信装置の提供が可能になる。
【０３１１】
尚、外部変調が適用される場合には、直接変調の場合に説明した入力断の検出手段の具体例の他にさらに別の具体例も採用可能である。即ち、一般に、光変調器の駆動回路（ＯＭドライバ）からの駆動信号は電圧信号であるから、この電圧信号を用いて直接入力断を検出することができるのである。
【０３１２】
また、外部変調が適用される場合においてＯＭドライバがシャットダウン入力ポートを有していない場合には、ＡＰＣ回路３６０とレーザダイオード３５０の間に図５９に示されるようなゲート回路を設け、これによってシャットダウンを行うようにしてもよい。
【０３１３】
以上幾つかの入力断検出手段の具体例について言及したが、これらは互いに組み合わせて採用してもよいし単独で採用してもよい。
【０３１４】
本発明は以下の付記を有する。
【０３１５】
（付記１）
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、上記ポンプ光の強度を下げるように上記ポンプ光源を制御する制御手段とを備えた光増幅器。
【０３１６】
（付記２）
上記検出手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光に相当する第１の光出力と自然放出光に相当する第２の光出力とに分離する光フィルタ手段と、
上記第１の光出力を光／電気変換する第１のフォトディテクタと、
上記第２の光出力を光／電気変換する第２のフォトディテクタと、
該第１及び第２のフォトディテクタの出力信号のレベル差を演算する演算手段とを含む付記１記載の光増幅器。
【０３１７】
（付記３）
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け、増幅された信号光を通過させる第１の光フィルタと、
上記第２の分岐光を受け、自然放出光を通過させる第２の光フィルタとを含み、
該第２の光フィルタの出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記第１の光フィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される付記２記載の光増幅器。
【０３１８】
（付記４）
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域の光と増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域の光とに分光する分光器と、
上記第１の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタとを含み、
上記分光器の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記光フィルタの出力光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される付記２記載の光増幅器。
【０３１９】
（付記５）
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第１の成分と該帯域外の第２の成分とに分ける光バンドパスフィルタを含み、
該第２の成分が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記第１の成分を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される付記２記載の光増幅器。
【０３２０】
（付記６）
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バンドパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バンド阻止手段とを含み、
該光バンド阻止手段の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記光バンドパスフィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される付記２記載の光増幅器。
【０３２１】
（付記７）
上記光バンド阻止手段は、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタと、
該光ローパスフィルタ及び該光ハイパスフィルタの出力光を加え合わせて出力する光カプラとからなる付記６記載の光増幅器。
【０３２２】
（付記８）
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器とを備えた光増幅器。
【０３２３】
（付記９）
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定められた時間が経過した後に上記光出力パワー制御器を動作させるディレイ手段をさらに備えた付記８に記載の光増幅器。
【０３２４】
（付記１０）
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバに上記信号光の入力があったことを検知する手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、
該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、
上記制御手段よりも小さなアイドリング電流を上記ポンプ光源に供給するアイドリング手段と、
上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知されたときに、まず上記アイドリング電流が上記ポンプ光源に供給され、その後に上記制御電流が上記ポンプ光源に供給されるように上記自動レベル制御手段及び上記アイドリング手段を制御するマスキング手段とを備えた光増幅器。
【０３２５】
（付記１１）
上記信号光の入力レベルに応じて上記アイドリング電流を増減する手段をさらに備えた付記１０記載の光増幅器。
【０３２６】
（付記１２）
上記マスキング手段は、上記ドープファイバに上記信号光の入力があったと検知されてから予め定められた時間が経過した後に、上記アイドリング電流の供給を停止する付記１０記載の光増幅器。
【０３２７】
（付記１３）
上記マスキング手段は、上記フォトディテクタの出力レベルが予め定められた値になったときに上記アイドリング電流の供給を停止する付記１０記載の光増幅器。
【０３２８】
（付記１４）
上記ポンプ光源に供給される電流を検出してその値をモニタ電圧に換算して出力する手段と、自動電流制御（ＡＣＣ）基準電圧を発生する手段とをさらに備え、
上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上記ＡＣＣ基準電圧に一致するように設定される付記１０記載の光増幅器。
【０３２９】
（付記１５）
上記ポンプ光の強度を検出してその値をモニタ電圧に換算して出力する手段と、自動パワー制御（ＡＰＣ）基準電圧を発生する手段とをさらに備え、
上記アイドリング電圧の大きさは、上記モニタ電圧が上記ＡＰＣ電圧に一致するように設定される付記１０記載の光増幅器。
【０３３０】
（付記１６）
入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信号光生成手段と、
上記入力信号のマーク率を検出し、該マーク率が第１の値より高いとき又は第２の値よりも低いときにマーク率異常を示す信号を出力するマーク率検出手段と、
該マーク率検出手段の出力信号によって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光送信装置。
【０３３１】
（付記１７）
上記所定時間は光伝送路の途中に設けられる光増幅器の利得応答時間より長い付記１６記載の光送信装置。
【０３３２】
（付記１８）
上記マーク率検出手段は、
上記入力信号と該入力信号を１ビット遅延させた信号の排他的論理和をカウントし、該カウント値が所定の値になったとき又は所定時間が経過したときにカウントをリセットされるカウンタと、
該カウンタの出力をデジタル／アナログ変換するＤ／Ａ変換手段と、
該Ｄ／Ａ変換手段の出力を基準電圧と比較する比較手段とを含む付記１６記載の光送信装置。
【０３３３】
（付記１９）
上記シャットダウン手段は、
上記マーク率検出手段の出力信号に含まれるパルスの前縁を微分する微分回路と、
該微分回路の出力をトリガーとして動作するモノステイブルマルチバイブレータとを含む付記１６記載の光送信装置。
【０３３４】
（付記２０）
上記基準電圧は上記比較手段の出力によって変化する付記１８記載の光送信装置。
【０３３５】
（付記２１）
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバへの上記信号光の入力が断になったことを検知する断検出手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力される光の強度を検知するフォトディテクタと、
該フォトディテクタの出力レベルが一定になるように上記ポンプ光源に制御電流を供給する自動レベル制御手段と、
上記断検出手段の出力信号によって上記ドープファイバの出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光増幅器。
【０３３６】
（付記２２）
上記シャットダウン手段は、上記ドープファイバの信号光伝搬方向上流側に設けられた光シャッタを含む付記２１記載の光増幅器。
【０３３７】
（付記２３）
上記シャットダウン手段は、上記ドープファイバの信号光伝搬方向下流側に設けられた光シャッタを含む付記２１記載の光増幅器。
【０３３８】
（付記２４）
入力信号に基づいて変調された信号光を生成する信号光生成手段と、
上記入力信号が断になったことを検出する入力断検出手段と、
該入力断検出手段の出力信号によって上記信号光生成手段の出力を所定時間遮断するシャットダウン手段とを備えた光送信装置。
【図面の簡単な説明】
【０３３９】
【図１】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１実施例を示すブロック図である。
【図２】図１の演算手段の特性を示す図である。
【図３】ＥＤＦの出力光のスペクトルを示す図である。
【図４】本発明が適用されるＥＤＦＡの第２実施例を示すブロック図である。
【図５】本発明が適用されるＥＤＦＡの第３実施例を示すブロック図である。
【図６】本発明が適用されるＥＤＦＡの第４実施例を示すブロック図である。
【図７】本発明が適用されるＥＤＦＡの第５実施例を示すブロック図である。
【図８】本発明が適用されるＥＤＦＡの第６実施例を示すブロック図である。
【図９】本発明が適用されるＥＤＦＡの第７実施例を示すブロック図である。
【図１０】本発明が適用されるＥＤＦＡの第８実施例を示すブロック図である。
【図１１】本発明が適用されるＥＤＦＡの第９実施例を示すブロック図である。
【図１２】図１１の演算手段の特性を示す図である。
【図１３】図１１のディレイ回路のブロック図である。
【図１４】図１３のディレイ回路の動作を示すタイムチャートである。
【図１５】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１０実施例を示すブロック図である。
【図１６】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１１実施例を示すブロック図である。
【図１７】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１２実施例を示すブロック図である。
【図１８】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１３実施例を示すブロック図である。
【図１９】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１４実施例を示すブロック図である。
【図２０】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１５実施例を示すブロック図である。
【図２１】ＥＤＦＡの従来技術を示すブロック図である。
【図２２】ＥＤＦＡ起動時の出力レベルの過渡応答を示す図である。
【図２３】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１６実施例を示すブロック図である。
【図２４】アイドリング電流による起動時における出力レベルの過渡応答を示す図である。
【図２５】図２３のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その１）である。
【図２６】図２３のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その２）である。
【図２７】ＬＤ電流とＬＤドライバコントローラ電圧の関係の例を示す図である。
【図２８】時定数設定によるアイドリングからＡＬＣへの切り替えへのタイムチャートである。
【図２９】出力安定化回路の回路図である。
【図３０】図２９の出力安定化回路の動作説明図である。
【図３１】光出力レベル検出によるアイドリングからＡＬＣへの切り替えへのタイミングチャートである。
【図３２】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１７実施例を示すブロック図である。
【図３３】図３２のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その１）である。
【図３４】図３２のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その２）である。
【図３５】ＥＤＦＡの第１８実施例を示すブロック図である。
【図３６】図３５のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その１）である。
【図３７】図３５のマスク回路周辺の具体例を示す回路図（その２）である。
【図３８】光ファイバ増幅器の挙動（光入力断が長時間の場合）のタイムチャートである。
【図３９】光ファイバ増幅器の挙動（光入力断が短時間の場合）のタイムチャートである。
【図４０】従来の外部変調方式の光送信装置のブロック図である。
【図４１】従来の直接変調方式の光送信装置のブロック図である。
【図４２】本発明が適用される光送信装置の第１実施例を示すブロック図である。
【図４３】本発明が適用される光送信装置の第２実施例を示すブロック図である。
【図４４】マーク率検出回路の例を示すブロック図である。
【図４５】シャットダウン回路の例を示すブロック図である。
【図４６】図４２，図４３の例におけるタイムチャートである。
【図４７】本発明が適用されるＥＤＦＡの第１９実施例を示すブロック図である。
【図４８】図４７のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートである。
【図４９】ＥＤＦＡの第２０実施例を示すブロック図である。
【図５０】図４９のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートである。
【図５１】本発明が適用されるＥＤＦＡの第２１実施例を示すブロック図である。
【図５２】図５１のＥＤＦＡの動作を示すタイムチャートである。
【図５３】本発明が適用される光送信装置の第３実施例を示すブロック図である。
【図５４】図５３の光送信装置の動作を示すタイムチャートである。
【図５５】入力断検出回路の具体例を示す回路図である。
【図５６】入力断検出回路の他の具体例を示す回路図である。
【図５７】ＬＤドライバの具体例を示す回路図である。
【図５８】本発明が適用される光送信装置の第４実施例を示すブロック図である。
【図５９】本発明が適用される光送信装置の第５実施例を示すブロック図である。
【図６０】本発明が適用される光送信装置の第６実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【０３４０】
２  ドープファイバ
４  合波器
６  レーザダイオード
８  光フィルタ手段
１０，１４  フォトディテクタ
１２  光分岐器
【図１】
2004312031.tif 000003
【図２】
2004312031.tif 000004
【図３】
2004312031.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004312031.tif 000009
【図８】
2004312031.tif 000010
【図９】
2004312031.tif 000011
【図１０】
2004312031.tif 000012
【図１１】
2004312031.tif 000013
【図１２】
2004312031.tif 000014
【図１３】
2004312031.tif 000015
【図１４】
2004312031.tif 000016
【図１５】
2004312031.tif 000017
【図１６】
2004312031.tif 000018
【図１７】
2004312031.tif 000019
【図１８】
2004312031.tif 000020
【図１９】
2004312031.tif 000021
【図２０】
2004312031.tif 000022
【図２１】
2004312031.tif 000023
【図２２】
2004312031.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2004312031.tif 000026
【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
2004312031.tif 000029
【図２８】
2004312031.tif 000030
【図２９】
2004312031.tif 000031
【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2004312031.tif 000034
【図３３】
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【図３４】
2004312031.tif 000036
【図３５】
2004312031.tif 000037
【図３６】
2004312031.tif 000038
【図３７】
2004312031.tif 000039
【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
2004312031.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月29日(2004.6.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端及び第２端を有し、該第１端から該第２端に向けて信号光を導波するようにされた希土類元素がドープされたドープファイバと、
ポンプ光を出力するポンプ光源と、
上記ドープファイバ及び上記ポンプ光源に光学的に接続され、上記ポンプ光を上記ドープファイバに導波させる光カップリング手段と、
上記ドープファイバの第２端から出力した光を受け、該光に増幅された信号光が含まれるか否かを検出する検出手段と、
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されたときに、増幅された信号光が出力されることを一時的に減衰又は遮断する光出力パワー制御器とを備えた光増幅器。
【請求項２】
上記ドープファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定められた時間が経過した後に上記光出力パワー制御器を動作させるディレイ手段をさらに備えた請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
上記検出手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光に相当する第１の光出力と自然放出光に相当する第２の光出力とに分離する光フィルタ手段と、
上記第１の光出力を光／電気変換する第１のフォトディテクタと、
上記第２の光出力を光／電気変換する第２のフォトディテクタと、
該第１及び第２のフォトディテクタの出力信号のレベル差を演算する演算手段とを含む請求項１記載の光増幅器。
【請求項４】
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け、増幅された信号光を通過させる第１の光フィルタと、
上記第２の分岐光を受け、自然放出光を通過させる第２の光フィルタとを含み、
該第２の光フィルタの出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記第１の光フィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項３記載の光増幅器。
【請求項５】
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域の光と増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域の光とに分光する分光器と、
上記第１の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタとを含み、
上記分光器の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記光フィルタの出力光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項３記載の光増幅器。
【請求項６】
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第１の成分と該帯域外の第２の成分とに分ける光バンドパスフィルタを含み、
該第２の成分が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記第１の成分を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項３記載の光増幅器。
【請求項７】
上記光フィルタ手段は、
上記ドープファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を通過させる光バンドパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バンド阻止手段とを含み、
該光バンド阻止手段の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記検出手段は、上記光バンドパスフィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項３記載の光増幅器。
【請求項８】
上記光バンド阻止手段は、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタと、
該光ローパスフィルタ及び該光ハイパスフィルタの出力光を加え合わせて出力する光カプラとからなる請求項７記載の光増幅器。
【請求項９】
第１端及び第２端を有し、該第１端より信号光を入力するようにされた希土類添加ファイバと、
前記希土類添加ファイバを励起する励起光を出力する励起光源と、
前記希土類添加ファイバの該第２端より出力される出力光から、信号光出力に相当する光の強度レベルおよび自然放出光に相当する光の強度レベルにそれぞれ対応する信号レベルをそれぞれ測定し、前記測定された信号レベルに基づき該第１端より入力される信号光が断になったことを検知し、
前記断が検知されたときは、前記信号光出力に相当する光の強度レベルが一時的に減衰又は遮断するように前記励起光の強度を制御することを特徴とする光増幅器。
【請求項１０】
上記希土類添加ファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定められた時間が経過した後に上記励起光の強度を制御する請求項９に記載の光増幅器。
【請求項１１】
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光に相当する第１の光出力と自然放出光に相当する第２の光出力とに分離する光フィルタ手段と、
上記第１の光出力を光／電気変換する第１のフォトディテクタと、
上記第２の光出力を光／電気変換する第２のフォトディテクタと、
該第１及び第２のフォトディテクタの出力信号のレベル差を演算する演算手段とを含む請求項９記載の光増幅器。
【請求項１２】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け、増幅された信号光を通過させる第１の光フィルタと、
上記第２の分岐光を受け、自然放出光を通過させる第２の光フィルタとを含み、
該第２の光フィルタの出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記第１の光フィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１１記載の光増幅器。
【請求項１３】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域の光と増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域の光とに分光する分光器と、
上記第１の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタとを含み、
上記分光器の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記光フィルタの出力光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１１記載の光増幅器。
【請求項１４】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第１の成分と該帯域外の第２の成分とに分ける光バンドパスフィルタを含み、
該第２の成分が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記第１の成分を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１１記載の光増幅器。
【請求項１５】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を通過させる光バンドパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バンド阻止手段とを含み、
該光バンド阻止手段の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記光バンドパスフィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１１記載の光増幅器。
【請求項１６】
上記光バンド阻止手段は、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタと、
該光ローパスフィルタ及び該光ハイパスフィルタの出力光を加え合わせて出力する光カプラとからなる請求項１５記載の光増幅器。
【請求項１７】
第１端及び第２端を有し、該第１端より信号光を入力するようにされた希土類添加ファイバと、
前記希土類添加ファイバを励起する励起光を出力する励起光源と、
前記希土類添加ファイバの該第２端より出力される出力光から、信号光出力に相当する光の強度レベルおよび自然放出光に相当する光の強度レベルにそれぞれ対応する信号レベルをそれぞれ測定し、前記測定された信号レベルに基づき該第１端より入力される信号光が断になったことを検知する断検出手段とを備え、
前記断検出手段が断検出に基づき、前記信号光出力に相当する光の強度レベルが一時的に減衰又は遮断するように前記励起光の強度を制御することを特徴とする光増幅器。
【請求項１８】
上記希土類添加ファイバから出力された光に増幅された信号光が含まれないと検出されてから予め定められた時間が経過した後に上記励起光の強度を制御する請求項１７に記載の光増幅器。
【請求項１９】
上記断検出手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光に相当する第１の光出力と自然放出光に相当する第２の光出力とに分離する光フィルタ手段と、
上記第１の光出力を光／電気変換する第１のフォトディテクタと、
上記第２の光出力を光／電気変換する第２のフォトディテクタと、
該第１及び第２のフォトディテクタの出力信号のレベル差を演算する演算手段とを含む請求項１７記載の光増幅器。
【請求項２０】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け、増幅された信号光を通過させる第１の光フィルタと、
上記第２の分岐光を受け、自然放出光を通過させる第２の光フィルタとを含み、
該第２の光フィルタの出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記断検出手段は、上記第１の光フィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１９記載の光増幅器。
【請求項２１】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む第１の波長領域の光と増幅された信号光の波長を含まない第２の波長領域の光とに分光する分光器と、
上記第１の波長領域の光を受け増幅された信号光を通過させる光フィルタとを含み、
上記分光器の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記断検出手段は、上記光フィルタの出力光を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１９記載の光増幅器。
【請求項２２】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の第１の成分と該帯域外の第２の成分とに分ける光バンドパスフィルタを含み、
該第２の成分が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記断検出手段は、上記第１の成分を第１及び第２の分岐光に分岐する光分岐器をさらに含み、
該第１の分岐光は光伝送路に送出され、該第２の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１９記載の光増幅器。
【請求項２３】
上記光フィルタ手段は、
上記希土類添加ファイバから出力された光を第１及び第２の分岐光に分岐する第１の光分岐器と、
上記第１の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を通過させる光バンドパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長を含む狭い帯域の光を阻止し該帯域外の光を通過させる光バンド阻止手段とを含み、
該光バンド阻止手段の出力光が上記第２のフォトディテクタに供給され、
上記断検出手段は、上記光バンドパスフィルタの出力光を第３及び第４の分岐光に分岐する第２の光分岐器をさらに含み、
該第３の分岐光は光伝送路に送出され、該第４の分岐光が上記第１のフォトディテクタに供給される請求項１９記載の光増幅器。
【請求項２４】
上記光バンド阻止手段は、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも長波長側の光を通過させる光ローパスフィルタと、
上記第２の分岐光を受け増幅された信号光の波長よりも短波長側の光を通過させる光ハイパスフィルタと、
該光ローパスフィルタ及び該光ハイパスフィルタの出力光を加え合わせて出力する光カプラとからなる請求項２３記載の光増幅器。