(57)【要約】【課題】入力信号光のパワーを検出する回路を使用せずに、入力信号光のパワーを高い精度で検出する。【解決手段】  光増幅器は、分岐部と、合波部と、光増幅部と、光アイソレータと、モニタ部と、励起光発生部と、励起光制御部とを備える。    励起光制御部は、モニタ部で測定した光増幅器の出力に基づいたパワーに応じて励起光発生部に対して出力が一定になる制御を行う。また、励起光制御部は、励起光発生部から出力される励起光のパワーが所定の閾値以上になると励起光のパワーを弱める制御を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素がドープされた光ファイバの励起作用により入力光を増幅し、出力光として出力する光増幅器において、
前記光ファイバに入力する励起光を出力する励起光源と、
前記出力光のパワーを測定するモニタ部と、
前記モニタ部により測定された前記出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを所定の値に近づける制御を行う制御部とを備え、
前記制御部は、前記励起光のパワーが所定の閾値以上のときに前記励起光のパワーを弱める制御を行うことを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
前記制御部は、前記励起光のパワーを、前記励起光源に供給する駆動電流を変化させることにより制御していることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。
【請求項３】
前記制御部は、前記励起光のパワーを小さくする制御を行うときに、前記励起光のパワーを所定の閾値よりも小さくするように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の光増幅器。
【請求項４】
前記制御部は、前記モニタ部で測定した前記出力光のパワーの測定値を、所定の増幅率で増幅する増幅部を有し、
前記増幅部は、前記励起光のパワーに応じて前記増幅率を変更することを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１つに記載の光増幅器。
【請求項５】
希土類元素がドープされた光ファイバの励起作用により入力光を増幅し、出力光として出力すると共に、前記光ファイバに入力する励起光を出力する励起光源と、前記出力光のパワーを測定するモニタ部とを備える光増幅器の励起光制御方法において、
前記モニタ部により測定された前記出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを所定の値に近づける制御を行い、
前記励起光のパワーが所定の閾値以上のときに前記励起光のパワーを小さくする制御を行う
ことを特徴とする光増幅器の励起光制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器、励起光制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光信号を光ファイバで長距離伝送するためには，途中で信号の減衰を補う光増幅器が必要となる。光信号を増幅する光増幅器としては、エルビウム等の希士類元素がドープされた光ファイバを使用したＥＤＦＡ（ＥｒｉｂｉｕｍＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｒｅ）、或いは、レーザ活性層におけるポンピング作用により入射された光信号を増幅する半導体レーザ増幅器等が知られている。
【０００３】
これらの光増幅器のうち、ＥＤＦＡは、光ファイバの損失が最小となる光の波長帯域（１．５５μｍ帯）を増幅でき、最も高い励起効率を得ることが可能であるため、使用される場面が多い。しかしながら、ＥＤＦＡは、十分な増幅を得るために所定長の光ファイバが必要であり、半導体レーザ増幅器と比べて形状が大きいという側面がある。
【０００４】
光増幅器は、光伝送装置や光中継装置等に搭載され、入力信号光を増幅する機能に加え、次のような増幅を制御する機能を有している。このような光増幅器は、例えば、出力される信号光のパワーを一定に保つために、出力信号光のパワーを検出する機能と共に、出力信号光のパワーに応じた増幅率を決定する機能を有している。また、入力信号光が加わるタイミングで増幅率が所定値よりも超えない（高くならない）ようにするため、入力信号光のパワーを検出する機能を有している。
【０００５】
近年、光伝送装置や光中継装置等の装置の小型化が進み、ＥＤＦＡタイプの光増幅器についても小型化が要求されてきている。このようなＥＤＦＡタイプの光増幅器において、入力信号光のパワーを検出する回路を搭載せず、入力信号光のパワーを出力信号光のパワーを検出する回路を用いて行う技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−８１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、入力信号光のパワーの検出を、出力信号光のパワーを測定する回路を用いて（出力信号光のパワーを監視して）行おうとした場合、出力信号光のパワーを一定にする光出力一定制御（ＡＬＣ：ＡｕｔｏｍａｔｉｃＬｅｖｅｌＣｏｎｔｒｏｌ）の影響により、入力信号光のパワーの検出が正しく行うことが出来ないという問題がある。特に、光出力一定制御が高速に行われるほど、正確な測定が困難になってしまう。
【０００８】
そこで本件は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、光出力一定制御が行われている場合でも、入力信号光のパワーを検出する回路を使用せずに、入力信号光のパワーを高い精度で検出することが可能な光増幅器、及び、光増幅器の励起光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】
【０００９】
本願明細書に記載の光増幅器は、希土類元素がドープされた光ファイバの励起作用により入力光を増幅し、出力光として出力する光増幅器において、前記光ファイバに入力する励起光を出力する励起光源と、前記出力光のパワーを測定するモニタ部と、前記モニタ部により測定された前記出力光のパワーに基づいて、前記出力光のパワーを所定の値に近づける制御を行う制御部とを備え、前記制御部は、前記励起光のパワーが所定の閾値以上のときに前記励起光のパワーを小さくする制御を行う。
【発明の効果】
【００１０】
光出力一定制御が行われている場合でも、入力信号光のパワーを検出する回路を使用せずに、入力信号光のパワーを高い精度で検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、光増幅器１００の構成図の一例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１における光増幅器２００の構成図の一例を示す図である。
【図３】図３は、励起光発生部２６０が励起光を発生してから励起光のパワーを弱めるまでの励起光制御部２７０の制御を示すフローチャートの一例を示す図である。
【図４】図４は、入力信号光と光増幅部２３０と分岐部２１０等における合計損失とモニタ部２５０での測定パワーの関係の一例を示す図である。
【図５】図５は、光増幅器２００の入力信号光のパワーと合計損失との関係からモニタ部２５０での測定可能範囲を示す図である。
【図６】図６は、タイムチャートを用いて各位置における信号状態の一例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態２における光増幅器３００の構成図の一例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態３における光増幅器４００構成図の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、光増幅器１００の一例を示す構成図である。光増幅器１００は、分岐部１１０ａ、１１０ｂと、合波部１２０と、光増幅部１３０と、光アイソレータ１４０と、モニタ部１５０ａ、１５０ｂと、励起光発生部１６０と、励起光制御部１７０とを備える。
【００１３】
図中のＩＮは信号光の入力部、ＯＵＴは信号光の出力部を示す。分岐部１１０ａは、入力部ＩＮから光増幅器１００に入力された信号光を、合波部１２０へ送出する信号光Ａとモニタ部１５０ａへ送出する信号光Ａ’とに分岐する。また、分岐部１１０ｂは、光アイソレータ１４０を通過した信号光を、出力部ＯＵＴへ送出する信号光Ｂとモニタ部１５０ｂへ送出する信号光Ｂ’とに分岐する。分岐部１１０ａ、１１０ｂとしては、例えば、分岐カプラが挙げられる。
【００１４】
合波部１２０は、励起光発生部１６０から出力した励起光と、分岐部１１０ａで分岐した一方の信号光Ａ（入力信号光）とを合波する。合波部１２０としては、例えば、光合波用の光カプラが挙げられる。
【００１５】
光増幅部１３０には、合波部１２０からの出力光が入力され、信号光Ａを増幅する。即ち、信号光Ａは、励起光発生部１６０から出力された励起光により増幅される。光増幅部１３０は、例えば、エルビウム等の希士類元素がドープされた光ファイバである。このとき、当該光ファイバは光導波路構造を有していていも良い。
【００１６】
具体的には、増幅しようとする信号光の波長に対し、例えば、増幅しようとする信号光Ａの波長より１００ｎｍ短い波長の励起光を入力することにより、光ファイバ内のドープ元素が励起されて誘導放出が生じ、入力された信号光Ａが増幅される。
【００１７】
光アイソレータ１４０は、光増幅部１３０から出力された信号光の戻り光（後段のデバイス等により反射される戻り光）を遮断する。このように、所謂戻り光を遮断し、順方向（光増幅部１３０から出力ＯＵＴに向かう方向）の信号光のみを通過させることにより、レーザの損傷や、不安定化、干渉によるノイズ防止等を行う。
【００１８】
モニタ部１５０ａは、光増幅器１００の入力部ＩＮに入力された信号光のパワー（強度）を測定する。具体的には、分岐部１１０ａから出力された信号光Ａ’のパワーを測定し、測定された信号光Ａ’のパワーから入力部ＩＮに入力された信号光のパワーを求める。
【００１９】
モニタ部１５０ｂは、光増幅器１００の出力部ＯＵＴから出力される信号光の強度を測定する。具体的には、分岐部１１０ｂから出力された信号光Ｂ’の強度を測定し、測定された信号光Ｂ’の強度から出力部ＯＵＴから出力される信号光の強度を求める。なお、モニタ部１５０ａ、１５０ｂは、一例としてＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｉｏｒｄｅ）が挙げられる。
【００２０】
励起光発生部１６０は、求めた出力のパワーに応じたパワーレベルの励起光を出力する。励起光発生部１６０は、一例としてＬＤ（Ｌａｉｓｅｒ  Ｄｉｏｒｄｅ）が挙げられる。
【００２１】
励起光制御部１７０は、電流電圧変換部１７１ａ、１７１ｂと、信号比較部１７２ａ、１７２ｂとを有する。
【００２２】
電流電圧変換部１７１ａは、モニタ部１５０ａで測定した信号光Ａ’のパワーを示す値（電流値）を電圧値に変換する。入力された電流値が所定の値よりも小さい場合には、必要に応じて当該電流値の増幅を行う。電流電圧変換部１７１ａは、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を使用した回路でも良いし、電流−電圧変換用の電気回路で構成される。
【００２３】
電流電圧変換部１７１ｂは、モニタ部１５０ｂで測定した信号光Ｂ’の強度を示す値（電流値）を電圧値に変換する。入力された電流値が所定の値よりも小さい場合には、必要に応じて当該電流値の増幅を行う。電流電圧変換部１７１ｂは、例えば、ＣＰＵを使用した回路でも良いし、電流−電圧変換用の電気回路でもよい。
【００２４】
信号比較部１７２ａは、電流電圧変換部１７１ａで変換した電圧とそれぞれの基準電位（Ｒｅ１）とを比較した結果に基づいて、励起光発生部１６０に対して励起光の出力の有無についての信号を出力する。なお、信号比較部１７２ａは、一例として、回路素子の一種である比較器が挙げられる。
【００２５】
信号比較部１７２ｂは、電流電圧変換部１７１ｂで変換した電圧と基準電位（Ｒｅ２）とを比較した結果に基づいて、励起光発生部１６０から出力される励起光のパワーを制御するための信号を出力する。なお、励起光のパワーを制御するための信号は、例えば、バイアス電位を用いた方法が挙げられる。信号比較部１７２ｂは、一例として、回路素子の一種である比較器が挙げられる。
【００２６】
次に、光増幅器１００の動作について説明する。光増幅器１００は、信号光の入力があると、分岐部１１０ａで分岐された信号光Ａ’をモニタ部１５０ａで測定する。そして、測定結果に基づいて変換された電圧値が、所定の基準電位（Ｒｅ１）以上になった場合には、励起光制御部１７０が励起光発生部１６０から励起光を出力するように制御する。測定された電圧値が所定の基準電位（Ｒｅ１）以下にった場合は、励起光を出力しない（停止する）ように制御する。
【００２７】
励起光発生部１６０から出力された励起光は、分岐部１１０ａから分岐された信号光Ａと合波され、光増幅部１３０に入力される。
【００２８】
このように、光増幅部１３０に入力された信号光は、光増幅部１３０内で増幅される。
【００２９】
光増幅部１３０から出力された信号光は、光アイソレータ１４０を通過した後、分岐部１１０ｂで分岐される。そして、一方の信号光Ｂが出力部ＯＵＴから外部に出力され、他方の信号光Ｂ’がモニタ部１５０ｂに入力される。
【００３０】
モニタ部１５０ｂは、測定した信号光Ｂ’に関する情報を励起光制御部１７０に出力（通知）し、励起光制御部１７０は、モニタ部１５０ｂから通知された情報に基づいて励起光のパワーを制御する。
【００３１】
（実施の形態１）
次に、図２に実施の形態１における光増幅器２００の構成図の一例を示す。光増幅器２００は、分岐部２１０と、合波部２２０と、光増幅部２３０と、光アイソレータ２４０と、モニタ部２５０と、励起光発生部２６０と、励起光制御部２７０とを備える。
【００３２】
上記の中で、分岐部２１０と、合波部２２０と、光増幅部２３０、光アイソレータ２４０、モニタ部２５０、励起光発生部２６０については、図１の分岐部１１０ｂ、合波部１２０、光増幅部１３０、光アイソレータ１４０、モニタ部１５０ｂ、励起光発生部１６０と同様であるため、説明を省略する。  
【００３３】
励起光制御部２７０は、モニタ部２５０における測定結果と、その時の励起光のパワーに基づいて、励起光発生部２６０における励起光のオンオフ（発光／停止）制御、及び、励起光のパワー調整の制御を行う。
【００３４】
励起光制御部２７０は、電流電圧変換部２７１と、信号比較部２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃと、出力制御部２７３とを有する。なお、電流電圧変換部２７１は、図１の電流電圧変換部１７１ｂと同等のため説明は省略する
【００３５】
信号比較部２７２ａは、電流電圧変換部２７１からの出力（Ｖｓｉｇ）を受信し、受信した電圧信号Ｖｓｉｇに基づいて、出力制御部２７３に対して発光／停止を切り替える信号ＳＷ１ｓｉｇを出力する。例えば、電圧信号Ｖｓｉｇが所定の基準電位（Ｒｅｆ１）より大きい場合、信号比較部２７２ａは、出力制御部２７３に対して、“Ｈ”レベルの信号（励起光を発光させる制御信号）を出力する。
【００３６】
信号比較部２７２ｂは、電流電圧変換部２７１からの出力（Ｖｓｉｇ）を受信し、受信した電圧信号Ｖｓｉｇに基づいて、励起光発生部２６０から出力される励起光のパワーを制御する。例えば、信号比較部２７２ｂは、電圧信号Ｖｓｉｇが所定のパワー基準電位（Ｒｅｆ２）に近づくように、励起光発生部２６０に向けて制御信号ＶＣＯＮＴ（例えば、バイアス電位）を出力する。
【００３７】
信号比較部２７２ｃは、励起光発生部２６０から出力される励起光のパワーに応じて出力制御部２７３に信号ＳＷ２ｓｉｇを出力する。なお、信号比較部２７２ｃは、所定の基準電位（Ｒｅｆ３）を超えた場合に、励起光を停止させる信号を送る。例えば、励起光発生部２６０として励起レーザを使用する場合、励起レーザの背面から出力される背面光をモニタする。更に、当該背面光のパワー、或いは、背面光にパワーに基づいて求めた（レーザの前面から出力されている）励起光のパワーが  所定の基準電位（Ｒｅｆ３）を超えた場合には、励起光を止めるための“Ｈ”レベルの信号を出力制御部２７３に出力する。なお、信号比較部２７２ｃから励起光を停止させる“Ｈ”レベルの信号が出力されている場合、信号比較部２７２ａからの信号が“Ｈ”レベルの信号から“Ｌ”レベルの信号にかわるまで（例えば、基準電位（Ｒｅｆ１）と同等の基準電位（Ｒｅｆ４）を有し、基準電位（Ｒｅｆ４）を下回るまで）“Ｈ”レベルの信号を出力する。
【００３８】
出力制御部２７３は、信号比較部２７２ａから“Ｈ”レベルの信号が入力された場合、励起光発生部２６０に対して、励起光を発生（出力）させる制御を行う。また、出力制御部２７３は、信号比較部２７２ａから“Ｌ”レベルの信号が入力された場合、励起光発生部２６０に対して、励起光を停止させる制御を行う。なお、出力制御部２７３は、信号比較部２７２ａから“Ｌ”レベルの信号が入力された場合、励起光発生部２６０に対して、励起光を弱める（所定の値よりも小さくなるようにする）制御を行っても良い。
【００３９】
なお、励起光制御部２７０は、例えば、図示しない配線基板上に、電流電圧変換部２７１、信号比較部２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、出力制御部２７３を実現可能な１つ或いは複数の回路デバイスが設けられた基板モジュールである。当該回路デバイスは、例えば、それぞれ、電流−電圧変換用の電気回路、比較器、排他的論理和（ＸＯＲ）の論理回路を組み合わせることにより実現することが可能である。
【００４０】
図３は、励起光発生部２６０が励起光を発生してから励起光のパワーを弱めるまでの励起光制御部２７０の制御を示すフローチャートである。以下、図３のフローチャートを用いて、励起光制御部２７０の制御を説明する。
【００４１】
まず、励起光により増幅された出力信号光を求めるために、分岐部２１０で分岐された信号光Ｃ’のパワーをモニタ部２５０で測定（モニタ）する。この測定により、信号光Ｃ’のパワーを電流値のパラメータ（Ｉｓｉｇ）に変換する（ステップＳ１０）。
【００４２】
次に、測定値（Ｉｓｉｇ）を電圧値のパラメータに変換し、変換された信号（Ｖｓｉｇ）に基づいて、当該信号（Ｖｓｉｇ）のレベルと基準電位（Ｒｅｆ２）とを比較する。なお、当該比較は信号比較部２７２ｂにより行われる（ステップＳ１１）。
【００４３】
上記モニタ信号（Ｖｓｉｇ）のレベルと、基準電位（Ｒｅｆ２）との差が所定値（伝送装置の仕様から算出される値）よりも小さい場合ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１０に移行する。
【００４４】
上記モニタ信号（Ｖｓｉｇ）のレベルと、基準電位（Ｒｅｆ２）との差が所定値以上の場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、信号（Ｖｓｉｇ）パワーが基準電位（Ｒｅｆ２）の値に近づくように、励起光のパワーを変更する。具体的には、信号比較部２７２ｂによりＶＣＯＮＴの信号を変更させることにより、励起光のパワーを変更する。（ステップＳ１２）。
【００４５】
次に、ステップＳ１２により励起光のパワーが変更された後、当該励起光のパワーが所定の値が超えているか否かを判断し、所定の値を超えている場合には、励起光のパワーを弱める。励起光のパワーを測定する方法としては、例えば、励起光発生部２６０内にある励起光源の駆動回路の電位を測定し、当該測定した結果を励起光のパワーに換算することにより測定を行う（ステップＳ１３）。
【００４６】
このように判断した結果、励起光のパワーが所定の値よりも小さい、即ち、励起光発生部２６０（内にある励起光源の駆動回路）が駆動されている電位が、基準電位（Ｒｅｆ３）より小さい場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、ステップＳ１０に移行する。
【００４７】
また、励起光のパワーが所定の値以上、即ち、励起光発生部２６０（内にある励起光源の駆動回路）が駆動されている電位が、基準電位（Ｒｅｆ３）以上の場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、信号比較器２７２ｃにより、励起光のパワーを弱める制御を行う。この時、例えば、信号比較部２７２ｃから出力制御部２７３に、励起光を停止するための信号を送信することにより、出力励起光を停止する制御を行うようにしても良い。
【００４８】
このように、信号比較部２７２ｃから出力制御部２７３に、励起光を停止するための信号が送信された場合、出力制御部２７３は、励起光発生部２６０に対して励起光のパワーを弱める（或いは、励起光を停止する）ように励起光発生部２６０を制御し（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００４９】
以上のような処理を行うことにより、（例えば、信号光が入力される前の状態など、）励起光のパワーが、信号光が入力されている状態における通常使用範囲を超えて、大きくなった場合に、励起光のパワーを弱めることが可能となる。即ち、次に信号光が入力された場合に、出力信号光の急激な増加による光増幅器２００の後段に設けられた部品の破損や劣化を防ぐことができる。
【００５０】
次に、モニタ部２５０における入力された信号光Ｃ’の測定について説明する。
【００５１】
励起光発生部２６０から励起光を出力していない状態で信号光が入力されると、光増幅部２３０の形態に応じて信号光のパワー損失の値が異なる。また、同様に、分岐部２１０でも分岐比に応じて所定のパワー損失の値が異なってくる。
【００５２】
光増幅部２３０におけるパワー損失は、例えば、増幅媒体がＥＤＦの場合、長さ１．５ｍ、４ｍ、１０ｍでそれぞれ約５ｄＢ、約１０ｄＢ、約１５ｄＢのパワー損失が発生してしまう。また、分岐部２１０のパワー損失は、例えば、９０：１０の分岐比（モニタ部に出力する比が１０）の場合、パワー損失が約１０ｄＢとなる。
【００５３】
なお、光増幅器２００を小型にしようとした場合、光増幅部２３０に用いる増幅媒体（例えば、エルビウムがドープされた光ファイバ：ＥＤＦ）を短くする必要があり、上記のパワー損失が小さくなる。
【００５４】
例えば、現在のＭＳＡ準拠（７０×９０×１５ｍｍ）の光増幅器と、利便性の高いプラカブル型（例えば、１８×７０×８．５ｍｍ）の光増幅器とでは、体積が１０倍程度異なり、小型化によって光増幅媒体自体も短くなる。なお、プラカブル型の光増幅器は、ＭＳＡ準拠の光増幅器に比べて小型であると共に着脱可能な構造であり、伝送装置への着脱を容易に行うことが出来る。
【００５５】
入力信号光の測定の説明に戻る。入力信号光の測定については、入力信号光がある場合は、入力信号光のパワーが−２０ｄＢｍ以上の値を示す。また、入力信号がなく雑音光のみが入力された場合は、入力信号光のパワーが−４０ｄＢｍ以下の値を示す。以下、このような前提で説明を行うが、これに限定するわけではない。また、モニタ部２５０で測定可能な範囲に制限があるため、モニタ部入力信号光Ｃ’のパワーが−４０ｄＢｍ以上の場合に測定可能であり、−４０ｄＢｍより小さい場合は測定不可である。このような前提で説明するがこれに限定するわけではない。
【００５６】
図４に、光増幅器２００への入力信号光のパワーと、光増幅部２３０及び分岐部２１０で発生するパワー損失の合計とモニタ部２５０に入力される信号光のパワーの関係の一覧を示す。図４に示す一覧は、入力パワーが０、−１０、−２０、−４０ｄＢｍであり、光増幅部２３０と分岐部２１０の損失の合計値が１０〜２５ｄＢ（５ｄＢ間隔）である場合における、モニタ部２５０（に入力される信号光Ｃ’）の測定パワーを示している。
【００５７】
図４から、入力を示す最低パワーが−２０ｄＢｍのときであって、入力信号光Ｃ’のパワーが−４０ｄＢ以上となる場合は、合計損失が２０以下となることがわかる。また、雑音光のみが入力された場合、即ち最大パワーが−４０ｄＢｍの場合には、モニタ部２５０が−４０ｄＢｍより小さい場合は測定不可であることから、モニタ部２５０では、入力信号光Ｃ’のパワーは、（合計損失の大小に関わらず）測定不可なのがわかる。
【００５８】
図５は、入力信号光のパワーを示す光入力レベル（横軸）と、合計損失（縦軸）とをパラメータとしたときの測定可能範囲を示す図である。なお、合計損失は、光増幅部２３０におけるパワー損失と分岐部２１０におけるパワー損失とを合計した損失である。
【００５９】
このように、入力信号光の測定可能範囲は、入力信号光のパワーが−４０ｄＢｍ以下の場合には、モニタ部２５０により入力信号光の信号パワーを検知することができず、したがって、励起光発生部２６０から励起光が出力されない。なお、合計損失については、光増幅部２３０におけるパワー損失と分岐部２１０におけるパワー損失とが大半を占めるが、その他にも、光アイソレータ２４０による合計損失が（僅かであるが）存在する。
【００６０】
図６に、タイムチャートの一例を示す。なお、出力制御部２７３として、非排他的論理和の論理回路を用いる。
【００６１】
図６のタイムチャートには、入力パワー（チャート（ａ））と、信号の出力パワー（チャート（ｂ））と、励起光のパワー推移（チャート（ｃ））と、信号比較部２７２ａの出力（チャート（ｄ））と、信号比較部２７２ｃの出力（チャート（ｅ））、出力制御部２７３の出力（チャート（ｆ））とを示す。
【００６２】
また、図６のタイムチャートとして示した「チャート（ｂ）」、「チャート（ｃ）」は、説明の便宜上、信号比較部２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃに入力される基準電位（Ｒｅｆ１〜４）を、励起光のパワーに換算し、基準電位（ＲＥＦ１〜ＲＥＦ４）として表示している。
【００６３】
なお、「チャート（ｄ）」、「チャート（ｅ）」、及び「チャート（ｆ）」は、他のチャートと異なり、“Ｈｉｇｈ”“Ｌｏｗ”のレベルを示している。なお、“Ｈｉｇｈ”、“Ｌｏｗ”の代わりに“１”、“０”を用いても良い。
【００６４】
上述したように、「チャート（ａ）」は入力信号光のパワーを示したものである。「チャート（ａ）」の信号が立ち上がるＡ０のタイミングで信号光が入力される。
【００６５】
「チャート（ｂ）」は出力信号光のパワーを示したものである。出力信号が所定の基準値（ＲＥＦ１）をこえるパワーになったタイミングがＡ１である。このＡ１のタイミングで、「チャート（ｄ）」に示される信号比較部２７２ａの出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に切り換わる。そして、「チャート（ｆ）」に示される出力制御部２７３の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉｇｈ”に切り換わり、その結果、「チャート（ｃ）」に示される励起光がオンされ（立ち上がる）、励起光発生部２６０から励起光が出力されはじめる。
【００６６】
励起光制御部２７０は、入力された信号光のパワーと励起光のパワーに基づいて、光増幅器２００の出力パワーが基準値（ＲＥＦ２）になるまで励起光のパワーを変動させる（Ａ２）。Ａ４の時点までは入力される信号光のパワーによるＡＬＣ制御が行われる。なお、Ａ３は、ＡＬＣ制御を行っている最中に入力信号光がなくなった（オフされた）時点を示しており、この時点から、ＡＬＣ制御且つ入力信号光オフの影響により、励起光のパワーがあがりはじめる。
【００６７】
「チャート（ｃ）」に示される励起光のパワーが基準値（ＲＥＦ３）を超える（Ａ４）と、「チャート（ｅ）」に示される信号比較部２７２ｃから“Ｈｉｇｈ”が出力される。その結果、「チャート（ｆ）」に示される出力制御部２７３の出力が“Ｌｏｗ”に切り換わり励起光のパワーが徐々に弱くなる。
【００６８】
また、「チャート（ｂ）」に示される出力信号光のパワーが基準値（ＲＥＦ１）を下回ったときに、「チャート（ｄ）」に示される信号比較部２７２ａの出力を“Ｌｏｗ”に切り換える。なお、「チャート（ｅ）」に示される信号比較部２７２ｃの出力も、信号比較部２７２ａの“Ｌｏｗ”への切り替わりほぼ同時に“Ｌｏｗ”に換わるので、「チャート（ｆ）」に示される出力制御部２７３の出力は、“Ｌｏｗ”のままとなる。
【００６９】
以上のように、光出力一定制御が行われている場合でも、入力信号光の強度を検出する回路を使用せずに、入力信号光の強度を高い精度で検出することが可能となる。
【００７０】
また、励起光のパワーにより入力信号光の有無を判断することが可能になる。特に、ＡＬＣの制御速度等に関連する時定数に関係なく、上記の判断が可能となるというメリットがある。
【００７１】
また、信号光の入力がない場合に励起光の出力を低減することができるため、電力消費を抑えることが出来る。
【００７２】
以上のように実施の形態１では、光出力一定制御が行われている場合でも、入力信号光の強度を検出する回路を使用せずに、入力信号光の強度を高い精度で検出することが可能となる。
【００７３】
また、励起光のパワーに関する情報を用いて励起光の制御（オンオフ制御）を行っているため、出力側のみの測定で励起光の制御（オンオフ制御）が可能になり、光増幅器２００を小型化が実現可能になる。
【００７４】
（実施の形態２）
実施の形態１では、励起光のパワーに関する情報を用いることで、入力される信号光の有無に応じた励起光のパワーの調整方法を示した。
【００７５】
実施の形態２では、励起光の出力の有無により生じる測定までの経路損失を考慮して、測定箇所の実値に近い値で比較を行う方法について説明する。
【００７６】
図７に、実施の形態２における光増幅器３００の構成図の一例を示す。光増幅器３００は、分岐部３１０と、合波部３２０と、光増幅部３３０と、光アイソレータ３４０と、モニタ部３５０と、励起光発生部３６０と、励起光制御部３７０とを備える。なお、分岐部３１０、合波部３２０、光増幅部３３０、光アイソレータ３４０、モニタ部３５０、励起光発生部３６０は、図２の分岐部２１０、合波部２２０、光増幅部２３０、光アイソレータ２４０、モニタ部２５０、励起光発生部２６０と同等のため説明は、省略する。
【００７７】
励起光制御部３７０は、電流電圧変換部３７１と、信号比較部３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃと、出力制御部３７３と、電気段の増幅部３７４とを有する。なお、電流電圧変換部３７１、信号比較部３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃ、出力制御部３７３は、図２の電流電圧変換部２７１、信号比較部２７２ａ、２７２ｂ、２７２ｃ、出力制御部２７３と同等のため説明は省略する。
【００７８】
増幅部３７４は、モニタ部３５０で測定された信号光のパワーに基づいた信号（Ｖｓｉｇ）に対して、経路損失等によって生じた損失に伴う増幅を行い、増幅した信号（Ｖａｓｉｇ）を出力する。なお、増幅部３７４は、励起光の出力の有無によって異なり、損失が大きいほど利得が大きくなる。具体的には、励起光を出力していると損失が小さいので利得が小さくなる。但し、停止処理を行っている場合は、この限りではない。
【００７９】
増幅部３７４は、例えば、増幅回路の駆動電位を制御する可変式の増幅器と情報を記憶しているメモリ等の記憶媒体、比較器等を用いて実現することができる。
【００８０】
ここで、電気段の増幅器３７４の利得切り替えについて説明する。
【００８１】
励起光の出力を行う前後では、光増幅部３３０における差分（減衰と増幅分）が大きいためモニタ部３５０の測定結果においても差が生じる。
【００８２】
また、信号比較部３７２ａは、基準電位（Ｒｅｆ１）より大きいかどうかを見ているので切り替えの電位は、利得が小さくても（励起光が出力されている状態と同等）基準電位（Ｒｅｆ１）を超える入力信号光は、考慮しなくて良い。
【００８３】
また、利得が小さいと基準電位（Ｒｅｆ１）を超えることが出来ない入力信号光の最大値より上に利得切り替えの基準値を設けるようにする。
【００８４】
要するに、信号比較回路３７２ａにおける基準電位（Ｒｅｆ１）の値を利得が小さい場合でも超える所を閾値として用いる。
【００８５】
以上のように、実施の形態２では、測定箇所の実値に近い値で信号比較が可能になり、より高精度に励起光の制御が可能となる。
【００８６】
（実施の形態３）
実施の形態２では、信号（Ｖｓｉｇ）の値に応じて利得を変化させ、実値に近い値で信号比較して励起光を制御した。
【００８７】
実施の形態３では、励起光のオンオフ制御に基づいて利得を変化させる方法を説明する。
【００８８】
図８に、実施の形態３における光増幅器４００の構成図の一例を示す。光増幅器４００は、分岐部４１０と、合波部４２０と、光増幅部４３０と、光アイソレータ４４０と、モニタ部４５０と、励起光発生部４６０と、励起光制御部４７０とを備える。なお、分岐部４１０、合波部４２０、光増幅部４３０、光アイソレータ４４０、モニタ部４５０、励起光発生部４６０は、図７の分岐部３１０、合波部３２０、光増幅部３３０、光アイソレータ３４０、モニタ部３５０、励起光発生部３６０と同等のため説明は、省略する。
【００８９】
励起光制御部４７０は、電流電圧変換部４７１、信号比較部４７２ａ、４７２ｂ、４７２ｃ、出力制御部４７３、電気段の増幅部４７４を有する。なお、電流電圧変換部４７１、信号比較部４７２ａ、４７２ｂ、４７２ｃは、図７の電流電圧変換部３７１、信号比較部３７２ａ、３７２ｂ、３７２ｃと同等のため説明は省略する。
【００９０】
出力制御部４７３は、図７の出力制御部３７３の機能に加えて、増幅部４７４に対して利得制御の信号（Ｖｃｏｎｔ（例えば、“Ｈｉｇｈ”、“Ｌｏｗ”））を送る。
【００９１】
増幅部４７４は、出力制御部４７３からの信号（Ｖｃｏｎｔ）に基づいて利得を変更する。
【００９２】
なお、出力制御部４７３からの信号（Ｖｃｏｎｔ）は、励起光発生部４６０に対して励起光を出力するように制御を行うときに、利得を小さくする信号（Ｖｃｏｎｔ（例えば、“Ｈｉｇｈ”））を送る。また、励起光発生部４６０に対して励起光を弱める（停止する）ように制御を行うときは、利得を大きくする信号（Ｖｃｏｎｔ（例えば、“Ｌｏｗ”））を送る。
【００９３】
なお、信号は、例えば、“Ｈｉｇｈ”と“Ｌｏｗ”で送り、励起光発生部４６０に“Ｈｉｇｈ”を送るときに同様に“Ｈｉｇｈ”の信号を増幅部４７４に送ることで、励起光の出力の有無に応じて増幅部４７４の利得の制御が可能となる。
【００９４】
以上のように実施の形態３では、励起光の出力の有無に応じて出力制御部４７３から増幅部４７４を制御することで励起光の有無に応じた利得に変更することが可能となる。
【００９５】
以上説明したように、本発明において最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は発明を実施するための形態に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９６】
１００  光増幅器
１１０ａ  １１０ｂ  分岐部
１２０  合波部
１３０  光増幅部
１４０  光アイソレータ
１５０ａ  １５０ｂ  モニタ部
１６０  励起光発生部
１７０  励起光制御部
１７１ａ  １７１ｂ  電流電圧変換部
１７２ａ  １７２ｂ  信号比較部
２００  光増幅器
２１０  分岐部
２２０  合波部
２３０  光増幅部
２４０  光アイソレータ
２５０  モニタ部
２６０  励起光発生部
２７０  励起光制御部
２７１  電流電圧変換部
２７２ａ  ２７２ｂ  ２７２ｃ  信号比較部
２７３  出力制御部
３００  光増幅器
３１０  分岐部
３２０  合波部
３３０  光増幅部
３４０  光アイソレータ
３５０  モニタ部
３６０  励起光発生部
３７０  励起光制御部
３７１  電流電圧変換部
３７２ａ  ３７２ｂ  ３７２ｃ  信号比較部
３７３  出力制御部
３７４  増幅部
４００  光増幅器
４１０  分岐部
４２０  合波部
４３０  光増幅部
４４０  光アイソレータ
４５０  モニタ部
４６０  励起光発生部
４７０  励起光制御部
４７１  電流電圧変換部
４７２ａ  ４７２ｂ  ４７２ｃ  信号比較部
４７３  出力制御部
４７４  増幅部
【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】
2017108012.tif 000009
【図８】
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