(57)【要約】【課題】利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を、信号光の波長が変更になった場合にも対応できる光ファイバ増幅器を得る。【解決手段】励起光を増幅用ファイバ６の信号光出力側から入射すると共に、増幅用ファイバ６から信号光入力側への出力光ｌ１を分岐し、その分岐光ｌ２の光レベルが一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに供給するようにしたので、増幅用ファイバ６から信号光入力側への出力光ｌ１には、信号光は殆ど含まれておらず、自然放出光および励起光の光レベルから利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を行うことができ、利得の波長特性の制御において信号光の波長を意識することなく、信号光の波長が変更になった場合にも対応でき、拡張性に優れた光ファイバ増幅器を実現することができる。【選択図】        図１
2005032966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各波長調整情報に応じた波長の励起光を各々発生する複数の励起光発生手段と、
上記複数の励起光発生手段から発生される励起光を合成する励起光合成手段と、
入力される信号光を励起光に応じて増幅して出力する増幅用ファイバと、
上記増幅用ファイバの信号光の出力側に設けられ、上記励起光合成手段により合成された励起光をその増幅用ファイバに入射する合波手段と、
上記増幅用ファイバの信号光の入力側に設けられ、その増幅用ファイバから信号光の入力側への光を分岐する光分岐手段と、
上記光分岐手段により分岐された光の光レベルを検出する光レベル検出手段と、
上記光レベル検出手段により検出される光レベルが一定になるような各波長調整情報を上記複数の励起光発生手段に各々供給する波長制御手段とを備えた光ファイバ増幅器。
【請求項２】
各波長調整情報に応じた波長の励起光を各々発生する複数の励起光発生手段と、
上記複数の励起光発生手段から発生される励起光を合成する励起光合成手段と、
入力される信号光を励起光に応じて増幅して出力する増幅用ファイバと、
上記励起光合成手段により合成された励起光を上記増幅用ファイバに入射する合波手段と、
上記複数の励起光発生手段の故障を監視し、故障情報を発生する監視手段と、
上記複数の励起光発生手段の故障の組合せに対して、その他の正常な励起光発生手段がどのような波長の励起光を発生すれば、上記増幅用ファイバにおける信号光の利得の波長特性が故障前に近似するかが予め記憶され、上記監視手段からの故障情報に応じてそれら正常な励起光発生手段に各波長調整情報を各々供給する波長制御手段とを備えた光ファイバ増幅器。
【請求項３】
複数の励起光発生手段は、
励起光を各々発生する複数の励起レーザと、
上記各励起レーザに対応して設けられ、対応する励起レーザから発生された励起光の波長を安定化させるファイバグレーティングと、
上記各ファイバグレーティングに対応して設けられ、対応するファイバグレーティングから発生される励起光の波長を波長調整情報に応じて調整する波長調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項４】
複数の励起光発生手段は、
励起光を各々発生する複数の励起レーザと、
上記各励起レーザに対応して設けられ、対応する励起レーザから発生される励起光の波長を波長調整情報に応じて調整する波長調整手段とを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項５】
光レベル検出手段は、
上記光分岐手段により分岐された光のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域の一部を切り出す波長選別手段と、
上記波長選別手段により切り出された波長帯域の光レベルを検出する受光手段とを備えた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６】
増幅用ファイバには、エルビウム添加ファイバを使用し、
波長選別手段は、
１．５３μｍ近傍の波長帯域を切り出すことを特徴とする請求項５記載の光ファイバ増幅器。
【請求項７】
光レベル検出手段は、
上記光分岐手段により分岐された光のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域を複数の波長帯域に切り出す波長選別手段と、
上記波長選別手段により切り出された各波長帯域に対応して設けられ、対応する波長帯域の光レベルを検出する受光手段とを備えた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８】
波長選別手段は、
アレイ導波路回折格子であることを特徴とする請求項７記載の光ファイバ増幅器。
【請求項９】
複数の励起光発生手段は、
励起光を各々発生する複数の励起レーザと、
上記各励起レーザに対応して設けられ、各々安定波長の異なる複数のファイバグレーティングと、
上記各励起レーザに対応して設けられ、波長調整情報に応じて上記複数のファイバグレーティングのうち、対応する励起レーザから発生された励起光の波長を安定化させるファイバグレーティングを選択するファイバグレーティング選択手段とを備えた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１０】
複数の励起光発生手段は、
励起光を各々発生する複数の励起レーザから構成され、
監視手段は、
上記各励起レーザに供給されるレーザ駆動電流を検出し、それら検出されたレーザ駆動電流に応じて各励起光発生手段の故障を監視することを特徴とする請求項２記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１１】
波長調整手段は、
波長調整情報に応じてファイバグレーティングの温度を調整する温度制御素子であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１２】
波長調整手段は、
波長調整情報に応じて励起レーザの温度を調整する温度制御素子であることを特徴とする請求項４記載の光ファイバ増幅器。
【請求項１３】
波長調整手段は、
波長調整情報に応じてファイバグレーティングに応力を付加する応力付加手段であることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ増幅器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、波長多重伝送方式を用いた光通信装置に使用される光ファイバ増幅器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
波長多重伝送方式は、一本当りの光ファイバの伝送容量を、多重化する波長数倍することが可能となる長所があり、多く用いられている方式である。波長多重伝送方式に用いられる光ファイバ増幅器では、信号波長帯域内での伝送特性を効率的に確保するために、利得が波長に対して極力平坦であることが要求される。
従来のラマン増幅を用いた光ファイバ増幅器においては、ファイバグレーティング等により発振波長がそれぞれ安定化された複数種の波長の励起光を、増幅用光ファイバの信号光の入力側から入力し、信号光の光増幅用のエネルギーとして用いている。利得の波長特性制御としては、その増幅用光ファイバの信号光の出力側からモニタ用のために光の一部を取り出すと共に波長選別手段によりそのモニタ用光を信号光の波長毎に切り出し、波長毎に切り出された各モニタ用光のレベルが一定になるように、ファイバグレーティング等を通じて発生される励起光の各波長を制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−０７６４８２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光ファイバ増幅器は以上のように構成されているので、利得の波長特性を励起波長の波長成分依存性に応じて適切に制御するためには、利得の波長依存性を精度良くモニタすることが必要である。
特許文献１に示された従来の技術では、利得の波長依存性のモニタが増幅用ファイバの信号光の出力側においてなされている。この増幅用ファイバによる増幅後のモニタ用光には信号光と自然放出光とが混在しており、信号光のレベルが自然放出光のレベルに対して著しく大きいことから、波長選別手段においてモニタ用光を信号光の波長毎に切り出してモニタしなくてはならず、使用される信号光の波長が変更になった場合には対応できず、拡張性に欠ける課題があった。
また、特許文献１に示された従来の技術では、ラマン増幅を用いた光ファイバ増幅器に関する利得の波長特性制御に関して示されているが、ラマン増幅以外の光ファイバ増幅器、例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器に関しては、同一の制御方式では対応できない課題があった。
さらに、特許文献１に示された従来の技術では、利得の波長特性制御について、励起用光源が故障した場合には対応できない課題があった。
【０００５】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を、信号光の波長が変更になった場合にも対応でき、また、エルビウム添加ファイバ増幅器にも対応でき、さらに、励起用光源の故障にも対応できる光ファイバ増幅器を得ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る光ファイバ増幅器は、増幅用ファイバの信号光の出力側に設けられ、励起光合成手段により合成された励起光を増幅用ファイバに入射する合波手段と、増幅用ファイバの信号光の入力側に設けられ、増幅用ファイバから信号光の入力側への光を分岐する光分岐手段と、光分岐手段により分岐された光の光レベルを検出する光レベル検出手段と、光レベル検出手段により検出される光レベルが一定になるような各波長調整情報を複数の励起光発生手段に各々供給する波長制御手段とを備えたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、励起レーザ１ａ〜１ｎは、各々異なる波長の励起光を発生するものであり、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎは、各励起レーザ１ａ〜１ｎに対応して設けられ、対応する励起レーザ１ａ〜１ｎから発生された励起光の波長を安定化させるものである。波長調整手段３ａ〜３ｎは、各ファイバグレーティング２ａ〜２ｎに対応して設けられ、対応するファイバグレーティング２ａ〜２ｎから発生される励起光の波長を波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて調整するものである。なお、上記励起レーザ１ａ〜１ｎ、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎおよび波長調整手段３ａ〜３ｎにより、励起光発生手段を構成する。
励起光合成手段４は、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎから発生される各励起光を合成するものであり、合波手段５は、増幅用ファイバ６の信号光出力側に設けられ、励起光合成手段４により合成された励起光ｐ１を増幅用ファイバ６に入射するものであり、その増幅用ファイバ６は、入力される信号光を励起光ｐ１に応じて増幅して出力するものであり、光分岐手段７は、増幅用ファイバ６の信号光入力側に設けられ、増幅用ファイバ６から信号光入力側への出力光ｌ１を分岐するものである。
光レベル検出手段８は、光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２の光レベルを検出し、その光レベルに応じた光電力情報ｄ１を出力するものであり、波長制御手段９は、光レベル検出手段８により検出される光レベルに応じた光電力情報ｄ１が一定になるような各波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに各々出力するものである。
【０００８】
次に動作について説明する。
励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される各励起光の発振波長は、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎにより安定される。これは、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎの各反射中心波長が、励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される励起光の各設計波長に設定され、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎにより、励起光の反射および透過を繰り返すことにより、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎから出力される励起光の波長がその反射中心波長に固定にされるものである。
ファイバグレーティング２ａ〜２ｎから出力された各励起光は、励起光合成手段４により合成された後、合波手段５を経由し、増幅用ファイバ６に入射し、増幅用ファイバ６を励起する。励起光合成手段４には、例えば、ファイバ溶融型の光カプラ、偏波合成素子を用いた偏波合成モジュールまたは偏波合成用カプラ等を用いることができる。また、合波手段５には、例えば、ファイバ溶融型のＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ／Ｍｕｌｔｉｐｌｅｌｅｘｉｎｇ）カプラ、または、誘電体多層膜を用いたＷＤＭフィルタモジュール等を用いることができる。
信号光は、増幅用ファイバ６の入力側から入力し、増幅用ファイバ６において増幅され、出力される。この時、励起された増幅用ファイバ６から信号光入力側に出力光ｌ１が出力される。出力光ｌ１には、増幅用ファイバ６における自然放出光の他、増幅用ファイバ６を透過した励起光の一部も含まれる。
【０００９】
この出力光ｌ１から光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２は、光レベル検出手段８に入力される。光分岐手段７には、例えば、ファイバ溶融型の光カプラを用いることができる。また、光レベル検出手段８には、例えば、光バンドパスフィルタおよび光電気変換素子が用いられる。光レベル検出手段８は、入力された分岐光ｌ２の光レベルに応じた光電力情報ｄ１を出力する。光電力情報ｄ１が入力された波長制御手段９は、その光電力情報ｄ１が一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに各々出力し、波長調整手段３ａ〜３ｎは、対応するファイバグレーティング２ａ〜２ｎから発生される励起光の波長を波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて各々のファイバグレーティング２ａ〜２ｎの反射中心周波数を変化させることにより調整するものである。波長制御手段９は、例えば、電気回路により構成される。
周囲の温度変化等により、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎから発生される励起光の波長が変化した場合、増幅用ファイバ６から出力される出力光ｌ１のスペクトル形状が変化する。出力光ｌ１のスペクトル形状が変化した結果、光レベル検出手段８が出力する光電力情報ｄ１が変化し、波長制御手段９は、光電力情報ｄ１の変化分を補正するように、波長調整手段３ａ〜３ｎに対して波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを与えることにより、増幅用ファイバ６における利得の波長特性を安定化させる。
【００１０】
以上のように、この実施の形態１によれば、励起光を増幅用ファイバ６の信号光出力側から増幅用ファイバ６に入射すると共に、増幅用ファイバ６から信号光入力側への出力光ｌ１を分岐し、その分岐光ｌ２の光レベルが一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに供給するようにしたので、増幅用ファイバ６から信号光入力側への出力光ｌ１には、信号光は殆ど含まれておらず、自然放出光の他、励起光の一部のみなので、それら自然放出光および励起光の光レベルから利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を行うことができ、利得の波長特性の制御において信号光の波長を意識することなく、信号光の波長が変更になった場合にも対応でき、拡張性に優れた光ファイバ増幅器を実現することができる。
また、励起レーザ１ａ〜１ｎ、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎおよび波長調整手段３ａ〜３ｎなる構成により、励起光の波長を安定化して増幅用ファイバ６に入射することができ、高性能な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００１１】
実施の形態２．
図２はこの発明の実施の形態２による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、波長選別手段１０は、光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域の一部を切り出すものであり、受光手段１１は、波長選別手段１０により切り出された波長帯域の光レベルを検出し、光電力情報ｄ１に変換して出力するものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００１２】
次に動作について説明する。
図３はこの発明の実施の形態２による波長選別手段において切り出される波長帯域を示す特性図である。
光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２は、波長選別手段１０により、信号光の波長帯域以外の波長帯域の一部が切り出され、その切り出された波長帯域の光レベルを受光手段１１により検出し、光電力情報ｄ１に変換して波長制御手段９に出力する。ここで、受光手段１１では、図３の斜線で示された波長帯域の光レベルを検出することになる。
波長制御手段９は、その光電力情報ｄ１が一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに各々出力し、増幅用ファイバ６における利得の波長特性が初期状態から変化させないような制御を行う。
【００１３】
以上のように、この実施の形態２によれば、波長選別手段１０により、分岐光ｌ２のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域の一部を切り出し、受光手段１１により、切り出された波長帯域の光レベルを検出するようにした。
図４はこの発明の実施の形態２による波長選別手段において変化量の大きい波長帯域を切り出した場合を示す特性図である。図では、励起光の波長の変化に対する変化量が、信号光の波長帯域では小さく、波長選別手段１０により切り出される波長帯域（モニタ用波長帯域でのレベル変化）では大きくなっている。
このように、波長選別手段１０により切り出す波長帯域を、励起光の波長の変化に対する変化量の大きい波長帯域に設定すれば制御精度を向上させることができ、高性能な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００１４】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による光ファイバ増幅器は、増幅用ファイバ６としてエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：Ｅｒｕｂｉｕｍ  Ｄｏｐｅｄ  Ｆｉｂｅｒ）を使用したエルビウム添加ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ：ＥＤＦ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）とし、波長選別手段１０として、１．５３μｍ近傍の波長帯域を切り出すようにしたものである。その他の構成については、図２と同等である。
【００１５】
次に動作について説明する。
ＥＤＦＡでは、信号光の波長帯域として１．５４μｍから１．５６μｍが使用される場合が多いが、特に光の波長帯域に含まれない１．５３μｍ帯においては、励起光の波長が変化すると、大きく光レベルが変化する特性がある。
このようなことから、１．５３μｍ近傍の波長帯域を、波長選別手段１０により切り出して、その光レベルを一定にすることにより、利得の波長特性が初期状態から変化させないような制御を行うのに適している。
【００１６】
以上のように、この実施の形態３によれば、増幅用ファイバ６には、ＥＤＦを使用し、波長選別手段１０を、１．５３μｍ近傍の波長帯域を切り出すようにしたので、ＥＤＦＡでは、信号光の波長として１．５４〜１．５６μｍが使用される場合が多いが、特に信号光の波長に含まれていない１．５３μｍの波長帯域においては、励起光の波長が変化すると大きく変化する特性があるため、制御精度を向上させることができ、高性能な光ファイバ増幅器を実現することができる。
なお、従来の技術で示したラマン増幅器では、利得が最大となる波長帯域を信号光の波長帯域として使用するので、この実施の形態３のような使い分けをして、高性能な光ファイバ増幅器を実現することは困難であるが、この実施の形態３によれば、利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を、ＥＤＦＡにも対応することができる。
【００１７】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、波長選別手段１２は、光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域を複数の波長帯域に切り出すものであり、受光手段１３ａ〜１３ｋは、波長選別手段１２により切り出された各波長帯域に対応して設けられ、対応する波長帯域の光レベルを検出し、各光電力情報ｄ１ａ〜ｄ１ｋに変換して出力するものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００１８】
次に動作について説明する。
図６はこの発明の実施の形態４による波長選別手段において切り出される複数の波長帯域を示す特性図である。
光分岐手段７により分岐された分岐光ｌ２は、波長選別手段１２により、信号光の波長帯域以外の波長帯域が複数の波長帯域に切り出され、その切り出された各波長帯域の光レベルを受光手段１３ａ〜１３ｋにより検出し、各光電力情報ｄ１ａ〜ｄ１ｋに変換して波長制御手段９に出力する。ここで、受光手段１３ａ〜１３ｋでは、図６の斜線で示された波長帯域の光レベルを検出することになる。
波長制御手段９は、その光電力情報ｄ１ａ〜ｄ１ｋが一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段３ａ〜３ｎに各々出力し、増幅用ファイバ６における利得の波長特性が初期状態から変化させないような制御を行う。
【００１９】
以上のように、この実施の形態４によれば、波長選別手段１２により、分岐光ｌ２のうち信号光の波長帯域以外の波長帯域を複数の波長帯域に切り出し、受光手段１３ａ〜１３ｋにより、切り出された各波長帯域の光レベルを検出するようにしたので、より詳細な波長帯域内における光レベル分布から、その光レベル分布が一定になるように制御することができ、制御精度を向上させることができ、高性能な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００２０】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による光ファイバ増幅器は、波長選別手段１２としてアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）を使用したものである。その他の構成については、図５と同等である。
【００２１】
次に動作について説明する。
波長選別手段１２としてアレイ導波路回折格子を用いることにより、上記実施の形態４と同様に増幅用ファイバ６における利得の波長特性を、より高精度に安定化させることが可能なだけでなく、少ない部品点数で実装に適した構造を実現することができる。
【００２２】
以上のように、この実施の形態５によれば、波長選別手段１２としてアレイ導波路回折格子を適用するようにしたので、少ない部品点数によって構成することができ、高精度で安価な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００２３】
実施の形態６．
図７はこの発明の実施の形態６による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、波長調整手段１４ａ〜１４ｎは、各励起レーザ１ａ〜１ｎに対応して設けられ、対応する励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される励起光の波長を波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて調整するものである。なお、上記励起レーザ１ａ〜１ｎおよび波長調整手段１４ａ〜１４ｎにより、励起光発生手段を構成する。
波長制御手段１５は、光レベル検出手段８により検出される光レベルに応じた光電力情報ｄ１が一定になるような各波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段１４ａ〜１４ｎに各々出力するものである。その他の構成については、図１と同等である。
【００２４】
次に動作について説明する。
励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される各励起光は、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎを通過することなく、励起光合成手段４により合成された後、合波手段５を経由し、増幅用ファイバ６に入射される。
光レベル検出手段８からの光電力情報ｄ１が入力された波長制御手段１５は、その光電力情報ｄ１が一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを波長調整手段１４ａ〜１４ｎに各々出力し、波長調整手段１４ａ〜１４ｎは、対応する励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される励起光の波長を波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて調整するものである。
このようにして、利得の波長特性が初期状態から変更されないような制御を行うことができる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態６によれば、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎを設けることなく、励起レーザ１ａ〜１ｎおよび波長調整手段１４ａ〜１４ｎにより、波長が調整された励起光を発生するように構成したので、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎを用いないことにより、少ない部品点数によって構成することができ、安価な光ファイバ増幅器を実現することができる。
なお、上記実施の形態２から上記実施の形態５に示した構成を、この実施の形態６の構成に適用するようにしても良い。
【００２６】
実施の形態７．
図８はこの発明の実施の形態７による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、ファイバグレーティング２ａ１〜２ａｍ，２ｂ１〜２ｂｍ，・・・，２ｎ１〜２ｎｍは、各励起レーザ１ａ〜１ｎに対応して設けられ、各々異なる安定波長の特性を有するものである。
波長切替手段（ファイバグレーティング選択手段）１６ａ〜１６ｎは、各励起レーザ１ａ〜１ｎに対応して設けられ、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて複数のファイバグレーティングのうち、対応する励起レーザから発生された励起光の波長を安定化させるファイバグレーティングを選択するものである。なお、上記励起レーザ１ａ〜１ｎ、ファイバグレーティング２ａ１〜２ａｍ，２ｂ１〜２ｂｍ，・・・，２ｎ１〜２ｎｍおよび波長切替手段１６ａ〜１６ｎにより、励起光発生手段を構成する。その他の構成については、図１と同等である。
【００２７】
次に動作について説明する。
励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される各励起光は、対応する波長切替手段１６ａ〜１６ｎに出力される。波長切替手段１６ａ〜１６ｎは、例えば、ロータリースイッチや光スイッチにより構成されるものであり、各波長切替手段には、各々異なる安定波長の特性、すなわち、各々異なる反射中心波長を有する複数のファイバグレーティングが並列に接続されている。
各波長切替手段１６ａ〜１６ｎでは、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて、接続される複数のファイバグレーティングのうちのいずれかのファイバグレーティングを選択して、励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される各励起光をその選択したファイバグレーティングの反射中心波長に応じて安定化して出力する。
各波長切替手段１６ａ〜１６ｎから出力された各励起光は、励起光合成手段４により合成された後、合波手段５を経由し、増幅用ファイバ６に入射される。
光レベル検出手段８からの光電力情報ｄ１が入力された波長制御手段９は、その光電力情報ｄ１が一定になるような波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを各波長切替手段１６ａ〜１６ｎに各々出力し、各波長切替手段１６ａ〜１６ｎは、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティングを選択して、励起レーザ１ａ〜１ｎから発生される各励起光をその選択したファイバグレーティングの反射中心波長に応じて安定化して出力する。
このようにして、利得の波長特性が初期状態から変更されないような制御を行うことができる。
【００２８】
以上のように、この実施の形態７によれば、ファイバグレーティング２ａ１〜２ａｍ，２ｂ１〜２ｂｍ，・・・，２ｎ１〜２ｎｍを切り替える波長切替手段１６ａ〜１６ｎにより、波長が調整された励起光を発生するように構成したので、ファイバグレーティングの温度や応力を付加しない手法により励起光の波長を調整することができることから、耐久性に優れた光ファイバ増幅器を実現することができる。
なお、上記実施の形態２から上記実施の形態５に示した構成を、この実施の形態７の構成に適用するようにしても良い。
【００２９】
実施の形態８．
図９はこの発明の実施の形態８による光ファイバ増幅器を示す構成図であり、図において、励起レーザ１ａ〜１ｎ、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎ、波長調整手段３ａ〜３ｎは、図１に示された構成と同等のものであり、励起レーザ１ａ〜１ｎ、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎおよび波長調整手段３ａ〜３ｎにより、励起光発生手段を構成するものである。
励起光合成手段４、合波手段５、増幅用ファイバ６は、図１に示された構成と同等のものである。
監視手段１７は、励起レーザ１ａ〜１ｎの故障を監視し、それら監視結果に応じた故障情報ｄ３ａ〜ｄ３ｎを発生するものである。
波長制御手段１８は、励起レーザ１ａ〜１ｎの故障の組合せに対して、その他の正常な励起レーザのファイバグレーティングからどのような波長の励起光を発生すれば、増幅用ファイバ６における信号光の利得の波長特性が故障前に近似するかが予め記憶され、監視手段１７からの故障情報ｄ３ａ〜ｄ３ｎに応じて波長調整手段３ａ〜３ｎに波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを各々供給するものである。
【００３０】
次に動作について説明する。
励起レーザ１ａ〜１ｎにおける動作状態を、監視手段１７により監視する。
例えば、励起レーザ１ａ〜１ｎのうち、いくつかの励起レーザに故障が発生した場合、励起レーザの故障前と比較して、合波手段５により合波され、増幅用ファイバ６に入射される励起光ｐ１の波長成分が変化するため、増幅用ファイバ６における利得の波長特性が変化する。
そこで、各励起レーザ１ａ〜１ｎの故障時の利得の波長特性への影響を予め測定しておく、または、シミュレーション等により理論的に求めておく。そして、各励起レーザ１ａ〜１ｎのうちの様々な組合せの励起レーザの故障に対して、その他の正常な励起レーザのファイバグレーティングからどのような波長の励起光を発生すれば、増幅用ファイバ６における信号光の利得の波長特性が故障前に近似するか、正常な励起レーザに対応するファイバグレーティングの反射中心波長を求めておく。
波長制御手段１８では、励起レーザ１ａ〜１ｎの故障の組合せに対する各ファイバグレーティング２ａ〜２ｎの反射中心波長を予め記憶しておき、監視手段１７からの故障情報ｄ３ａ〜ｄ３ｎに応じて波長調整手段３ａ〜３ｎに各波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを各々供給し、波長調整手段３ａ〜３ｎでは、ファイバグレーティング２ａ〜２ｎの反射中心波長を波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて調整する。
【００３１】
以上のように、この実施の形態８によれば、励起レーザ１ａ〜１ｎの故障の組合せに対して、その他の正常な励起レーザおよびファイバグレーティングがどのような波長の励起光を発生すれば、増幅用ファイバ６における信号光の利得の波長特性が故障前に近似するかが予め記憶され、監視手段１７からの故障情報ｄ３ａ〜ｄ３ｎに応じて波長調整手段３ａ〜３ｎに波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎを各々供給する波長制御手段１８を設けたので、励起レーザ１ａ〜１ｎのうちのいずれかが故障しても、増幅用ファイバ６における信号光の利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を行うことができる光ファイバ増幅器を実現することができる。
なお、上記実施の形態６または上記実施の形態７に示した構成を、この実施の形態８の構成に適用するようにしても良い。
【００３２】
実施の形態９．
この発明の実施の形態９による光ファイバ増幅器は、監視手段１７を、各励起レーザ１ａ〜１ｎに供給されるレーザ駆動電流を検出し、それら検出されたレーザ駆動電流に応じて各励起レーザ１ａ〜１ｎの故障状態を検出するものである。その他の構成については、図９と同等である。
【００３３】
次に動作について説明する。
この実施の形態９では、監視手段１７により監視する個々の励起レーザ１ａ〜１ｎの特性として、励起レーザ１ａ〜１ｎに供給されるレーザ駆動電流を検出するものである。
レーザ駆動電流を監視しておくことにより、励起レーザ１ａ〜１ｎにおけるレーザ素子の発光停止や効率低下等の故障の多くが検出が可能となり、監視項目として十分であることから、監視手段１７の回路規模を最小限とすることが可能となる。
【００３４】
以上のように、この実施の形態９によれば、監視手段１７を、各励起レーザ１ａ〜１ｎに供給されるレーザ駆動電流を検出し、検出されたレーザ駆動電流に応じて各励起レーザ１ａ〜１ｎの故障を監視するようにしたので、レーザ駆動電流の検出により、励起レーザ１ａ〜１ｎの発光の停止や効率低下等、故障の多くが検出可能であり、監視項目として十分であることから、監視手段１７の回路規模を最小限とすることにより、安価な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００３５】
実施の形態１０．
この発明の実施の形態１０による光ファイバ増幅器は、上記実施の形態１に示した波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎの温度調整を行う温度調整素子を用いるものである。
【００３６】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１に示した波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎの温度調整を行う温度調整素子を用いる。温度調整素子として、例えば、駆動電流により冷却または加熱が可能なペルチェ素子が適用可能である。なお、上記実施の形態１の他、上記実施の形態２から上記実施の形態５に示した構成に、この実施の形態１０の構成を適用するようにしても良い。
また、上記実施の形態６に示した波長調整手段１４ａ〜１４ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて励起レーザ１ａ〜１ｎの温度調整を行う温度調整素子を用いても良い。
【００３７】
以上のように、この実施の形態１０によれば、波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎの温度調整を行う温度調整素子を用いたり、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じて励起レーザ１ａ〜１ｎの温度調整を行う温度調整素子を用いるようにしたので、駆動電流に応じて冷却または加熱が可能なペルチェ素子等を用いれば、電気的な手段のみによって構成することができ、信頼性に優れた光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００３８】
実施の形態１１．
この発明の実施の形態１１による光ファイバ増幅器は、上記実施の形態１に示した波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎに応力を付加する応力付加手段を用いるものである。
【００３９】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１に示した波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎに応力を付加する応力付加手段を用いる。ファイバグレーティング２ａ〜２ｎに応力を付加すると、ファイバを構成する材料の屈折率が変化するため、反射中心波長が変化し、励起光の波長が変化する。応力付加手段として、例えば、印加電圧によって伸縮するピエゾ素子が適用可能である。
なお、上記実施の形態１の他、上記実施の形態２から上記実施の形態５に示した構成に、この実施の形態１１の構成を適用するようにしても良い。
【００４０】
以上のように、この実施の形態１１によれば、波長調整手段３ａ〜３ｎとして、波長調整情報ｄ２ａ〜ｄ２ｎに応じてファイバグレーティング２ａ〜２ｎに応力を付加する応力付加手段を用いるようにしたので、印加電圧によって伸縮するピエゾ素子等を用いれば、構成を単純にすることができ、安価な光ファイバ増幅器を実現することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、励起光を増幅用ファイバの信号光の出力側からその増幅用ファイバに入射すると共に、増幅用ファイバから信号光の入力側への光を分岐し、その分岐された光の光レベルが一定になるような各波長調整情報を複数の励起光発生手段に各々供給するように構成したので、増幅用ファイバから信号光の入力側への光には、信号光は含まれておらず、自然放出光の他、励起光の一部のみなので、それら自然放出光および励起光の光レベルから利得の波長特性を初期状態から変化させないような制御を行うことができ、利得の波長特性の制御において信号光の波長を意識することなく、信号光の波長が変更になった場合にも対応でき、拡張性に優れた光ファイバ増幅器を実現することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図３】この発明の実施の形態２による波長選別手段において切り出される波長帯域を示す特性図である。
【図４】この発明の実施の形態２による波長選別手段において変化量の大きい波長帯域を切り出した場合を示す特性図である。
【図５】この発明の実施の形態４による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態４による波長選別手段において切り出される複数の波長帯域を示す特性図である。
【図７】この発明の実施の形態６による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図８】この発明の実施の形態７による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【図９】この発明の実施の形態８による光ファイバ増幅器を示す構成図である。
【符号の説明】
１ａ〜１ｎ  励起レーザ（励起光発生手段）、２ａ〜２ｎ，２ａ１〜２ａｍ，２ｂ１〜２ｂｍ，・・・，２ｎ１〜２ｎｍ  ファイバグレーティング（励起光発生手段）、３ａ〜３ｎ，１４ａ〜１４ｎ  波長調整手段（励起光発生手段）、４励起光合成手段、５  合波手段、６  増幅用ファイバ、７  光分岐手段、８  光レベル検出手段、９，１５，１８  波長制御手段、１０，１２  波長選別手段、１１，１３ａ〜１３ｋ  受光手段、１６ａ〜１６ｎ  波長切替手段（ファイバグレーティング選択手段）、１７  監視手段、ｄ１，ｄ１ａ〜ｄ１ｋ  光電力情報、ｄ２ａ〜ｄ２ｎ  波長調整情報、ｌ１  出力光、ｌ２  分岐光、ｐ１  励起光。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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