(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを与える入力部と、
当該入力部から与えられた前記第１、第２の信号光を受け、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、
前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項２】
少なくとも２つの伝送路と接続され、当該伝送路からの分離された信号光を少なくとも第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光にそれぞれ偏波識別する偏波識別部と、偏波識別可能な当該第１、第２の信号光をそれぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部とを備える入力部と、
当該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、
前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ少なくとも第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け伝送路に出力する出力部とを備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項３】
前記偏波識別部は、前記第１、第２の信号光の偏波面が互いに直交するよう決定付けることにより識別化できるよう、当該第１、第２の信号光のそれぞれの一つに対応する第１、第２の偏光子を含む、請求項２記載の光増幅器。
【請求項４】
前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離部より分離された前記第１、第２の信号光を受け、伝送路へ出力する出力ポートとを含む請求項１又は２記載の光増幅器。
【請求項５】
前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離部からの分離された前記第１、第２の信号光をそれぞれ透過すると共にその一部を分岐する分岐部と、当該分岐部にてそれぞれ分岐した第１、第２の信号光パワーを検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記第１、第２の信号光の前記出力部への出力レベルがそれぞれ所定値に維持されるように制御する制御部とを含む請求項１又は２記載の光増幅器。
【請求項６】
前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を透過すると共にその一部を偏波保持したまま分岐する分岐部と、当該分岐部にて分岐した第１、第２の信号光を分離する偏波分離部と、当該偏波分離部にてそれぞれ分離した第１、第２の信号光のパワーを検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記出力部の出力レベルが所定値に維持されるように制御する制御部とを含む請求項１又は２記載の光増幅器。
【請求項７】
前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希土類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる請求項１又は２記載の光増幅器。
【請求項８】
前記励起部から出力される前記第１、第２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応するよう配分されていることを特徴とする請求項７記載の光増幅器。
【請求項９】
前記切換えの周波数は１０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項８記載の光増幅器。
【請求項１０】
波長多重化された信号光を２分する光カプラと、
当該光カプラからの２分された信号光の一方を受け、第１の波長の信号光を透過する第１のフィルタと、
前記光カプラからの２分された信号光の他方を受け、前記第１の波長と異なる第２の波長の信号光を透過する第２のフィルタと、
前記第１のフィルタを透過した前記第１の波長の信号光を受け、第１の偏波モード状態にある第１の信号光に偏波識別する第１の偏光子と、
前記第２のフィルタを透過した前記第２の波長の信号光を受け、前記第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する第２の偏光子と、
当該第１、第２の偏光子からの前記第１、第２の信号光を、それぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部と、
当該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、
前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け伝送路に出力する出力部とを備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項１１】
前記合成部は、前記偏波識別化された第１、第２の信号光を合成する光合波器または光サーキュレータを含む、請求項２又は１０記載の光増幅器。
【請求項１２】
前記第１、第２の偏光子はそれぞれ第１、第２の信号光の偏波面が互いに直交するように決定付けることを特徴とする請求項１０記載の光増幅器。
【請求項１３】
前記出力部は、前記偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を透過すると共にその一部を偏波保持したまま分岐する分岐部と、当該分岐部にて分岐した第１、第２の信号光を分離する偏波分離部と、当該偏波分離部にてそれぞれ分離した第１、第２の信号光のパワーを検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記出力部の出力レベルが所定値に維持されるように制御する制御部とを含む請求項１１記載の光増幅器。
【請求項１４】
前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希土類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる請求項１０記載の光増幅器。
【請求項１５】
前記励起部から出力される前記第１、第２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応するよう配分されていることを特徴とする請求項１４記載の光増幅器。
【請求項１６】
前記スイッチの周波数は１０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項１５記載の光増幅器。
【請求項１７】
同一進行方向に複数の信号光が伝搬する伝送路と、当該伝送路に挿入された光増幅部からなる光伝送システムであって、
前記複数の信号光を送信する送信部と、
当該送信部からの前記複数の信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する偏波識別部と、
当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、
当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、
前記偏波保持光増幅部で増幅された前記第１、第２の信号光を受信する受信部とを備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項１８】
前記送信部は、それぞれ異なる信号光を与える複数の送信装置を含む請求項１７記載の光伝送システム。
【請求項１９】
前記送信部は、それぞれ異なる複数の信号光を与える１つの送信装置を含む請求項１７記載の光伝送システム。
【請求項２０】
双方向伝送を行う伝送路に挿入された光増幅器であって、
第１の偏波モード状態にある第１の信号光と、当該第１の信号光と逆方向でかつ前記第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、
前記第１の信号光を伝送路から入力し、前記第２の信号光を伝送路へ出力する第１の入出力ポートと、
前記第２の信号光を伝送路から入力し、前記第１の信号光を伝送路へ出力する第２の入出力ポートと、
前記第１の入出力ポートからの第１の信号光を前記第１の偏波モード状態に偏波識別する第１の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第２の信号光が前記第１の偏波識別部を迂回し、前記第１の入出力ポートに導く第１の迂回部とをそれぞれ備えた第１の偏波識別合成部と、
前記第２の入出力ポートからの第２の信号光を前記第２の偏波モード状態に偏波識別する第２の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第１の信号光が前記第２の偏波識別部を迂回し、前記第２の入出力ポートに導く第２の迂回部とをそれぞれ備えた第２の偏波識別合成部と、
前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部とを備えたことを特徴とする光増幅器。
【請求項２１】
前記迂回部は第１、第２の信号光を分岐、挿入する光サーキュレータを含む、請求項２０記載の光増幅器。
【請求項２２】
前記偏波保持光増幅媒体は、偏波保持希土類添加光ファイバに偏波依存を持たせたものからなる請求項２０記載の光増幅器。
【請求項２３】
前記励起部から出力される前記第１、第２の励起光はそれぞれ時間的にスイッチされており、互いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応するよう配分されていることを特徴とする請求項２２記載の光増幅器。
【請求項２４】
前記スイッチの周波数は１０ｋＨｚ以上であることを特徴とする請求項２３記載の光増幅器。
【請求項２５】
互いに逆方向に信号光が伝搬する光伝送路と、当該光伝送路に挿入された光増幅部からなる光伝送システムであって、
前記互いに逆方向に伝搬する信号光を送受信する第１、第２の送受信部と、
当該第１、第２の送受信部からの前記互いに逆方向に伝搬する信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する第１、第２の偏波識別部と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、
当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部とを備えたことを特徴とする光伝送システム。
【請求項２６】
第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態を保持したまま合成するステップと、
前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を受け、前記第１、第２の信号光をそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅するステップと、
前記増幅された第１、第２の信号光を伝送するステップとからなり、前記第１、第２の信号光を、それぞれ独立して増幅可能としたことを特徴とする光増幅方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信システム及び長距離光伝送システムにおいて使用される光増幅器及び方法並びに光増幅器を有する光伝送システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システムの低コスト化要求にともない、一本の光伝送ファイバーに二種以上の相異なる波長の信号光を多重して伝送する波長多重光伝送方式が検討されている。そして、このような波長多重光伝送における増幅器には、増幅波長帯域が広く、かつ低雑音での増幅が可能な光増幅器が適しているとされている。しかし、光増幅器を構成する希土類添加光ファイバや半導体光増幅器には、利得の波長依存性があり増幅後の各波長の光出力又は利得に波長間偏差が生ずる。この波長間偏差は特に光増幅器による多段中継によって積算され、中継後の光パワーの波長間偏差が拡大する。結果として、多重された波長のうち、最も低いパワーを有する波長のＳ／Ｎ比劣化によって、全システムの最大中継伝送距離が制限される。従って、各波長間の光出力偏差のない光増幅器を提供することが重要となっている。
【０００３】
これに対する従来の方式として、電子情報通信学会信学技法ＯＣＳ９４−６６，ＯＰＥ９４−８８（１９９４−１１）「ファイバ増幅率制御を用いた光ファイバ増幅器の多波長一括増幅特性平坦化」において図１０に示す方式が検討されている。図中３３はエルビウム添加光ファイバ、３４、３５は光アイソレータ、３６は光合波器、３７は励起光源、３８は光減衰器であり、光減衰器３８の出力を分岐する光カップラ３９と分岐した光を検出する光検出器４０とによって構成されている。この構成では、入力波長１５４８ｎｍ、１５５１ｎｍ、１５５４ｎｍ、１５５７ｎｍに対するパワーの偏差を０ｄＢとし、ファイバゲインコントローラ（ＡＦＧＣ）によってファイバゲインを１２ｄＢ一定に制御することにより、各波長間偏差を最小にしている。また、光減衰器３８によるオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）によって、ファイバゲインを１２ｄＢ一定に保ちつつ光損失を調整し、中継器増幅率を変えてもファイバゲインスペクトルは変化しないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
実システムにおいては、中継局舎の立地条件等により、中継伝送距離を必ずしも一定にすることができない。波長多重伝送を行った場合、伝送中のファイバにおける非線型光学効果などにより、個々の波長によって受ける光損失が異なり、伝送距離によっては光増幅器入力において入力パワーの偏差が生じる可能性がある。
【０００５】
前記従来方式では、多重された信号光が励起光源によって一律に増幅されるため、四つの波長の信号光に入力パワーの偏差が生じた場合、各波長間の出力レベルに偏差が生じ、補正が不可能となる。この波長間偏差は上述したように、特に光増幅器による多段中継によって積算され、中継後の光パワーの波長間偏差が更に拡大する。結果として、多重された波長のうち、最も低いパワーを有する波長のＳ／Ｎ比劣化によって全システムの最大中継伝送距離が制限され、中継伝送距離を短距離化させる。
【０００６】
また、四つの波長の信号光の内、いずれかの波長の信号光にパワーの変動が生じた場合、変動している波長の信号光のみを抑圧することは不可能である。そればかりでなく、前記従来方式におけるオートパワーコントローラ（ＡＰＣ）あるいはファイバゲインコントローラ（ＡＦＧＣ）による制御を行った場合、四波長の信号光全体の一定制御は可能であるが、単一の波長で生じた変動が、他の波長に分散し変動する可能性がある。
【０００７】
一方、実際の伝送システムでは、システム全体の信頼性を向上させるためや、伝送容量を増加させるために、予備伝送系を設けたり、伝送系を並列にすることが一般に行われている。
【０００８】
前記従来の方式は、単一の伝送システムについてのみ検討されたものであり、伝送系をn並列化した場合には、光増幅器にはn倍のコストが必要となり、結果として実システムでのシステムコストを増大させる。
【０００９】
本発明の第１の目的は、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅器を提供することにある。
【００１０】
本発明の第２の目的は、複数の伝送路を伝搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、システム系列を増大した場合にシステムコストの低減が可能な光増幅器を提供することにある。
【００１１】
本発明の第３の目的は、偏波保持光増幅媒体を利用した簡易で高効率な光増幅器を提供することにある。
【００１２】
本発明の第４の目的は、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御した後、信号光を分離して複数の伝送路に出力し、システム系列の増減に対応可能な光増幅器を提供することにある。
【００１３】
本発明の第５の目的は、各々の信号光の時間的な変動に独立に対応可能な光増幅器を提供することにある。
【００１４】
本発明の第６の目的は、各々の信号光の時間的な変動に独立に対応可能で、かつ信号光を偏波保持状態で伝送路に出力し、システム系列削減可能な光増幅器を提供することにある。
【００１５】
本発明の第７の目的は、光増幅媒体の特性を利用した低コスト化された光増幅器を提供することにある。
【００１６】
本発明の第８の目的は、波長多重された信号光の利得に生じる波長依存性を考慮し、単一の波長の信号光出力を独立に制御可能な光増幅器を提供することにある。
【００１７】
本発明の第９の目的は、単一の光増幅器で複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御し、システムコストを低減しかつ中継伝送距離を延長させる光伝送システムを提供することにある。
【００１８】
本発明の第１０の目的は、双方向伝送される複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、システムコストの低減が可能な光増幅器を提供することにある。
【００１９】
本発明の第１１の目的は、複数の伝送路を伝搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅方法を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するために、光増幅器は、第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを与える入力部を設け、当該入力部から与えられた前記第１、第２の信号光を受けて、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能とするように、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２１】
前記第２の目的を達成するために、光増幅器は、少なくとも２つの伝送路と接続され、当該伝送路からの分離された信号光を少なくとも第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光にそれぞれ偏波識別する偏波識別部と、偏波識別可能な当該第１、第２の信号光をそれぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部とを備える入力部と、当該合成部より合成された前記第１、第２の信号光を受け、当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ少なくとも第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２２】
前記第３の目的を達成するために、偏波識別部は、確実に識別化できるよう、第１、第２の信号光の偏波面が互いに直交するよう決定付けるための当該第１、第２の信号光のそれぞれの一つに対応する第１、第２の偏光子を含む。
【００２３】
前記第４の目的を達成するために、出力部は、偏波保持光増幅部にて増幅された第１、第２の信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離部より分離された前記第１、第２の信号光を受け、伝送路へ出力する出力ポートとを含む。
【００２４】
前記第５の目的を達成するために、出力部は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を偏波識別し、分離する偏波分離部と、当該偏波分離部からの分離された前記第１、第２の信号光をそれぞれ透過すると共にその一部を分岐する分岐部と、当該分岐部にてそれぞれ分岐した第１、第２の信号光パワーを検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記第１、第２の信号光の前記出力部への出力レベルがそれぞれ所定値に維持されるように制御する制御部とを含む。
【００２５】
前記第６の目的を達成するために、出力部は、偏波保持光増幅部にて増幅された前記第１、第２の信号光を透過すると共にその一部を偏波保持したまま分岐する分岐部と、当該分岐部にて分岐した第１、第２の信号光を分離する偏波分離部と、当該偏波分離部にてそれぞれ分離した第１、第２の信号光のパワーを検出する光検出部と、当該光検出部の検出出力を受け、前記第１、第２の励起光を制御し、前記出力部の出力レベルが所定値に維持されるように制御する制御部とを含む。
【００２６】
前記第７の目的を達成するために、励起部から偏波保持希土類添加光ファイバに出力される第１、第２の励起光はそれぞれ時間的に切換えられており、互いに識別可能な前記第１、第２の信号光に独立に対応するよう配分されている。なお、ＥＤＦ（エルビウム添加ファイバ）の場合、切換え周波数は、１０ｋＨｚ以上であることが望ましい。
【００２７】
前記第８の目的を達成するために、光増幅器は、波長多重化された信号光を２分する光カプラと、当該光カプラからの２分された信号光の一方を受け、第１の波長の信号光を透過する第１のフィルタと、前記光カプラからの２分された信号光の他方を受け、前記第１の波長と異なる第２の波長の信号光を透過する第２のフィルタと、前記第１のフィルタを透過した前記第１の波長の信号光を受け、第１の偏波モード状態にある第１の信号光に偏波識別する第１の偏光子と、前記第２のフィルタを透過した前記第２の波長の信号光を受け、前記第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する第２の偏光子と、当該第１、第２の偏光子からの前記第１、第２の信号光を、それぞれの偏波状態を保持したまま合成する合成部と、当該合成部より合成された第１、第２の信号光を受け、当該合成された第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モードを保持して伝送する第１の偏波保持ファイバと、当該第１の偏波保持光ファイバからの前記第１、第２の信号光を受け、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部より増幅された前記第１、第２の信号光を受け、当該第１、第２の信号光のそれぞれの偏波モード状態を保持して伝送する第２の偏波保持ファイバと、当該第２の偏波保持光ファイバからの前記第１、第２の信号光を受け、伝送路に出力する出力部とを備えた。
【００２８】
前記第９の目的を達成するために、同一進行方向に複数の信号光が伝搬する伝送路と、当該伝送路に挿入された光増幅部からなる光伝送システムに、前記複数の信号光を送信する送信部と、当該送信部からの前記複数の信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する偏波識別部と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部と、前記偏波保持光増幅部で増幅された前記第１、第２の信号光を受信する受信部とを備えた。
【００２９】
あるいは、互いに逆方向に信号光が伝搬する光伝送路と、当該光伝送路に挿入された光増幅部からなる光伝送システムに、前記互いに逆方向に伝搬する信号光を送受信する第１、第２の送受信部と、当該第１、第２の送受信部からの前記互いに逆方向に伝搬する信号光を第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光に偏波識別する第１、第２の偏波識別部と、当該偏波識別部からの前記第１、第２の信号光のパワーを単一の偏波保持光増幅媒体で、それぞれ互いに独立した値で増幅制御する偏波保持光増幅部と、当該偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部とを備えた。
【００３０】
前記第１０の目的を達成するために、双方向伝送を行う光伝送路に挿入された光増幅器は、第１の偏波モード状態にある第１の信号光と、当該第１の信号光と逆方向でかつ前記第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅を行う偏波保持光増幅媒体を含む偏波保持光増幅部と、前記第１の信号光を伝送路から入力し、前記第２の信号光を伝送路へ出力する第１の入出力ポートと、前記第２の信号光を伝送路から入力し、前記第１の信号光を伝送路へ出力する第２の入出力ポートと、前記第１の入出力ポートからの第１の信号光を前記第１の偏波モード状態に偏波識別する第１の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第２の信号光が前記第１の偏波識別部を迂回し、前記第１の入出力ポートに導く第１の迂回部とをそれぞれ備えた第１の偏波識別合成部と、前記第２の入出力ポートからの第２の信号光を前記第２の偏波モード状態に偏波識別する第２の偏波識別部と前記偏波識別光増幅部にて増幅された前記第１の信号光が前記第２の偏波識別部を迂回し、前記第２の入出力ポートに導く第２の迂回部とをそれぞれ備えた第２の偏波識別合成部と、前記偏波保持光増幅部において前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を与える励起部とを備えた。
【００３１】
前記第１１の目的を達成するために、光増幅方法は、第１の偏波モード状態にある第１の信号光と当該第１の偏波モード状態と異なる第２の偏波モード状態にある第２の信号光とを、それぞれの偏波モード状態を保持したまま合成するステップと、前記第１、第２の信号光を選択的に増幅できるように、当該第１、第２の信号光にそれぞれ対応する偏波モード状態を持つ第１、第２の励起光を受け、前記第１、第２の信号光をそれぞれの偏波モード状態を保持したまま増幅するステップと、前記増幅された第１、第２の信号光を伝送するステップとした。
【００３２】
【発明の実施の形態】
前記課題を解決するための実施の形態の一例として、本発明による光増幅器の構成を図１に示す。図１中、１は光増幅器、２は入力ポート、３は偏波識別合成手段、４は偏波保持光増幅媒体、５は導入手段、６は励起手段、７は偏波分離手段、８は分岐手段、９は検出手段、１０は制御手段、１１は出力ポート、４１は入力部、４２は出力部である。
【００３３】
一つあるいは複数の並列伝送ファイバよりの伝送信号光は、一つあるいは複数の伝送信号光入力ポート２より導入され、該入力ポート２よりの信号光は、該信号光の偏波識別可能な状態にて一つあるいは二つ以上のポートに合成する偏波識別合成手段３より、信号光の偏波保持状態にて光増幅する偏波保持光増幅媒体４へ導入される。該偏波保持光増幅媒体４は導入手段５を介して前記信号光を選択的に励起する励起手段６によって励起されており（前記信号光に対する励起光の導入方向は図１に限定されない）、前記偏波保持光増幅媒体４よりの増幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識別し、分離された後、分岐手段８によって一部が分岐される。分岐された光を検出する検出手段９によって検出した光が、予め定められた値に制御されるよう励起手段６を制御手段１０をもって制御しており、前記分岐手段８よりの大部分の光は、一つあるいは複数の出力ポート１１より、一つあるいは複数の並列伝送ファイバへ伝送信号光として導出される構成となっている。
【００３４】
上記構成によれば、前記偏波識別合成手段３によって、異なる情報を有する個別の伝送信号を、偏波識別化、あるいは偏波保持化可能とさせ、偏波保持光増幅媒体４へ導入する。前記偏波保持光増幅媒体４は、導入手段５を介し、励起手段６によって励起されるが偏波保持状態にある信号光にそれぞれ対応するよう選択的に光増幅する。また前記偏波保持光増幅媒体４よりの増幅された光信号は偏波分離手段７によって偏波識別し、分離されることにより、再び元の異なる情報を有する個別の伝送信号に分離することが可能となる。分離した伝送信号をそれぞれ分岐手段８により分岐し、分岐した光を検出手段９により個々に検出し、制御装置１０により前記励起手段６をフィードバック制御する。このような構成にすることによって、波長多重化された異なる波長、又は並列化された異なる信号光に対して、単一の光増幅器によって独立に制御可能である。
【００３５】
図２は本発明の第１の実施例を示したものである。図２中１は、本発明による光増幅器であって、二つの並列な伝送ファイバに接続される二つの入力ポート２ａ、２ｂ及び二つの出力ポート１１ａ、１１ｂを有している。二つの入力ポート２ａ、２ｂよりの信号光ａ及び信号光ｂは、それぞれ偏波識別合成手段３に導入される。導入されたそれぞれの信号光は、該偏波識別合成手段３内においてそれぞれの信号を互いに直交する偏光状態に決定付ける偏光子１２ａ及び１２ｂを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイバ１３ａ及び１３ｂを通して、偏波合成器１４の二つの入力ポートより入力される。入力された信号光は、それぞれの偏光状態を維持したまま合成され、前記偏波合成器１４の一つの出力ポートより偏波保持ファイバ１３によって導出される構成としている。前記偏波識別合成手段３に導入されたそれぞれの信号光を偏波によって識別化し、識別化された状態を保持したまま出力することを可能とするものである。
【００３６】
前記偏波識別合波手段３による作用を図３を用いて詳しく説明する。通常光伝送システムにおいて利用される単一モードの伝送ファイバには、偏波面が互いに直交するような二つのモードが存在する。これらのモードはファイバ伝送中にモード変換を起こし、偏波面は時間的に変化する。例えば前記入力ポート２ａ及び２ｂにおいて、それぞれの信号光の偏波は任意のモード状態ＤａｘとＤａｙ、及びＤｂｘとＤｂｙにあるとする。前記偏光子１２ａ又は１２ｂは、任意のモードにある信号光より、ある特定の偏波状態のみ、すなわち図３では偏光子１２ａはＤａｘのみを、偏光子１２ｂはＤｂｘのみを透過させる役割を果たし、偏光子１２ａあるいは偏光子１２ｂを透過した二つの信号光の偏波面は、互いに直交するよう決定付けられている。これらの信号光は偏波を保持したまま信号光を伝送することが可能な、偏波保持ファイバ１３ａ及び１３ｂを通過し、異なる偏波を有する二つの信号光を合成する偏波合成器１４によって二つの信号が、識別化された状態にて、かつ偏波面が互いに直交した状態にて合成される。ここで用いる偏波保持ファイバ１３は、互いに直交する二つの光を偏波保持したまま伝送させることが可能である。ここで偏波合成器１４のかわりに５０：５０偏波保持光カップラを用いてもよい。また、入力ポート２ａ及び２ｂには、あらかじめ互いに偏波が直交するような信号光を入力してもよい。その際、偏光子１２ａ又は１２ｂは必要ない。
【００３７】
前記偏波識別合成手段３よりの合成信号光は、互いに直行する偏波を維持した状態にて偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入される。同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の他端より、励起手段５としての半導体レーザ１６ａ及び１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互いに偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている信号光の偏波の方向と一致するよう導入されている。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入されるよう構成してもよい。
【００３８】
従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエルビウム添加光ファイバ内の異なる信号成分を独立に増幅調整することは不可能であった。これに対し本発明による前記偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レーザ１６ａよりの励起光は信号光ａの励起増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は信号光ｂの励起増幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させることが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光をまったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５をより有効に適用するためには、二つの独立な信号光の利得増幅率を減じる要因となりうる、ファイバの曲がりによる光の放射損失を抑えることが重要である。このため本実施例では偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の曲げ径を３００ｍｍ以上としている。
【００３９】
二つの信号光は、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ１３を通過して偏波分離手段７としての偏波分離器１７によって二つの信号光に分離される。分離されたそれぞれの信号光は分岐手段８としての光カップラ１８ａ及び１８ｂによってそれぞれ大部分は出力ポート１１ａ、１１ｂより出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９としての光受光器１９ａ及び１９ｂによってそれぞれの信号光パワーが検出される。検出された光のパワーが予め定められた状態に維持されるよう制御装置１０によってそれぞれ対応する半導体レーザ１６ａあるいは１６ｂの出力パワーを制御する構成となっている。例えば信号光ａに対応する光受光器１９ａによって検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ａの出力パワーを制御し、信号光ｂに対応する光受光器１９ｂによって検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する。
【００４０】
本実施例によれば、二つの信号光を一つの光増幅器１によって増幅することが可能となり、構成が簡略化可能となる。また本発明によれば、万が一半導体レーザ１６ａが劣化し信号光ａに対するシステムがダウンしても、半導体レーザ１６ｂによる信号光ｂの系列はまったく独立に動作可能である。逆の場合もまた同様に動作可能である。従って発明者は、例えば伝送システムにおいて信号光ａが伝送される系を主信号系、信号光ｂが伝送される系を予備信号系に設定することによって冗長動作が可能であり、更にシステムの信頼性を向上できると考える。一方、単一の伝送ファイバによって伝送される信号は波長が多重されていたり、複数の信号光が重畳されていても本発明の特性上の問題はなく、適用可能である。
【００４１】
本実施例では伝送ファイバの並列数は二つであったが、本構成を並列に増やすことによって更に並列数の多い信号光にも適用可能である。また偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５あるいは偏波保持ファイバ１３の偏波保持数を拡張し、偏波保持可能な偏波数を増やすことにより、より簡単な構成で並列伝送システムに対応可能な光増幅器を提供できる。
【００４２】
図４は本発明の第２の実施例を示したものであって、伝送ファイバ内の信号光はλ１＝１５５０ｎｍおよびλ２＝１５５２ｎｍの二つの波長が多重されているものである。図４中１は第１の実施例による光増幅器であって、一つの伝送ファイバに接続される一つの入力ポート２及び一つの出力ポート１１を有している。入力ポート２よりの多重信号光は偏波識別合成手段３に導入される。本実施例では偏波識別合成手段３内において、５０：５０光カップラ２０により信号光は二分され、二分された光は１５５０±１ｎｍに通過波長帯域を有する光フィルタ２１ａによって１５５０ｎｍの信号光のみが、１５５２±１ｎｍに通過波長帯域を有する光フィルタ２１ｂによって１５５２ｎｍの信号光のみが、透過される。透過されたそれぞれの信号は、互いに直交する偏光状態に決定付ける偏光子１２ａ又は１２ｂを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイバ１３ａ、１３ｂを通して、偏波合成器１４の二つの入力ポートより入力される。入力された信号光は、それぞれの偏光状態を維持したまま合成され一つの出力ポートより偏波保持ファイバ１３によって導出される構成としている。ここで５０：５０光カップラ２０、光フィルタ２１ａ及び２１ｂの部分は、１５５０ｎｍの信号光と１５５２ｎｍの信号光を分波する光分波器を用いればより構成が簡単となる。また、入力ポート２には互いに偏波が直交するような光をあらかじめ入力してもよい。
【００４３】
前記偏波識別合成手段３よりの光は、互いに直交する偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入される。同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の他端より、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互いに偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの波長の信号光の偏波の向きと一致するよう導入されている。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の前方あるいは双方向から導入されるよう構成してもよい。
【００４４】
従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエルビウム添加光ファイバ内の異なる波長の信号成分を独立に増幅調整することは不可能であった。これに対し本発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レーザ１６ａよりの励起光は１５５０ｎｍの信号光の励起増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光は１５５２ｎｍの信号光の励起増幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させることが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５において、二つの独立な波長を有する信号光をまったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５をより有効に適用するために、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の曲げ径を３００ｍｍ以上としている点は第１の実施例と同様である。
【００４５】
二つの信号光は、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５より導出された後、偏波保持光ファイバ１３を通過して分岐手段８としての５：９５偏波保持光カップラ２２によって大部分は光増幅器の出力ポート１１より出力されるが、一部は分岐され、偏波分離手段７としての偏波分離器１７によって二つの異なる偏波を有する信号光に分離される。分離されたそれぞれの信号光は、光検出手段９としての光受光器１９ａ又は１９ｂによってそれぞれの信号光が検出される。検出された光のレベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置１０によってそれぞれの半導体レーザ１６ａあるいは１６ｂの出力パワーを制御する構成となっている。例えば１５５０ｎｍの信号光に対応する光受光器１９ａによって検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ａの出力パワーを制御し、１５５２ｎｍの信号光に対応する光受光器１９ｂによって検出された光のパワーに応じて半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する。
【００４６】
本実施例によれば、簡単な構成で波長多重された信号を独立に制御することが可能となり、かつシステム全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
【００４７】
本実施例では波長の多重数は二つであったが、光カップラ２０の分岐数を増やし、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５を並列に増やし、出力ポート１１前段において合成することによって更に多重数の多い信号光にも適用可能である。また、光フィルタ２１ａ又は２１ｂは、透過する波長の多重数を増やし、多重された信号光をまとめて識別化することにより波長多重数を増やしてもよい。また偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５あるいは偏波保持ファイバ１３の保持数を拡張し、偏波保持可能な偏波数を増やすことにより、より簡単な構成で多波長多重システムに対応可能な光増幅器を提供できる。そのようにすれば、第１の実施例による並列伝送システムと、第３の実施による波長多重システムを合成し単一の伝送ファイバにて実現することも可能であり、更にシステム構成を簡略化可能であり、かつシステムコストを削減可能である。
【００４８】
一方、励起手段６及び制御装置１０の部分は図５のように構成してもよい。図５中２３は方向性結合器型光スイッチであり、発振器２４よりの電気的スイッチにより方向性結合器型光スイッチ２３にかかる電圧をスイッチさせ、半導体レーザ１６よりの励起光を偏光子２５ａか、あるいは２５ｂかのどちらかに出力させるものである。前記偏光子２５ａあるいは２５ｂによって励起光は、互いに偏波が直行するよう、かつその偏波の向きは前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの波長の信号光の偏波の向きと一致するよう決定付けられる。制御装置１０内部の前記発振器２４は５０ｋＨｚ一定で動作しており、前記光検出器１９ａあるいは１９ｂどちらかのモニタ電圧を切り替える切り替えスイッチ２６を５０ｋＨｚの周波数でスイッチさせるものである。切り替わったどちらかのモニタ電圧を比較器２７に伝達し、基準値２８と比較する構成としている。従って、図５のように構成すれば、一つの半導体レーザーで、二つの相異なる波長の信号光を独立に制御することが可能であり、半導体レーザーを駆動するための消費電力を削減することができる。このように構成したときの励起光の動作状態を図６を用いて説明する。図６中２９は半導体レーザ１６の励起光パワーを模式的に示したグラフ、３０は偏光子２５ａに導入される励起光パワーを模式的に示したグラフ、３１は偏光子２５ｂに導入される励起光パワーを模式的に示したグラフである。すなわち本構成は、前記光検出器１９ａあるいは１９ｂどちらかのモニタ電圧が基準値２８と等しくなるよう励起光のパワーが５０ｋＨｚの周波数で切り替え動作するものである。同一の周波数（５０ｋＨｚ）及び同一時間にて図５における方向性結合器型光スイッチ２３を切り替えるため、グラフ２９上の励起光パワーは、グラフ３０上にピークとして現れる時間帯はグラフ３１上ではゼロである。逆に、グラフ３０上にゼロとして現れる時間帯はグラフ３１上ではピークとなる。一般にエルビウム添加光ファイバの、励起光による利得増幅の応答速度は周波数に換算した場合、数ｋＨｚ程度である。図７は、本実施例で用いたエルビウム添加光ファイバの、励起光による利得増幅の応答を測定したグラフである。図７によれば、１０ｋＨｚ以上で励起光を掃引しても信号光の利得増幅に関与しない。すなわち、１０ｋＨｚ以上のスイッチング速度はエルビウム添加光ファイバの利得増幅の応答速度より十分早く、制御の安定性に悪影響を及ぼさない為、本構成ではスイッチング速度を５０ｋＨｚとした。また、図５では二つの波長の信号光の出力レベルを同じに制御したため、基準値２８は５０ｋＨｚの周波数で発振器２４がスイッチした場合でも変わらないが、異なる出力パワーに制御したい場合には、基準値２８が、５０ｋＨｚの周波数で変化するよう構成すれば良い。
【００４９】
図８は本発明の第３の実施例を示したものである。伝送ファイバ内の信号光が、互いに逆方向に伝送される双方向伝送において本発明の光増幅器を使用した場合の例である。信号光の波長は、λ＝１５５０ｎｍである。図８中１は第１の実施例による光増幅器であって、一つの伝送ファイバに接続され、一つのポート２及びポート１１は、互いに逆方向に伝送される入力用と出力用を兼ねている。図中ポート２より左側から入力した信号光は、偏波識別合成手段３ａに導入される。本実施例では偏波識別合成手段３ａ内において、光サーキュレータ３２ａを通過し、ある偏光状態に決定付ける偏光子１２ａを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイバ１３ａを通して、光サーキュレータ３２ｂを通過する。前記偏波識別合成手段３ａよりの光は、ある偏波を維持したまま偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に図中左端より導入される。
【００５０】
同様に、ポート１１より右側から入力した信号光は、偏波識別合成手段３ｂに導入される。偏波識別合成手段３ｂ内において、光サーキュレータ３２ｄを通過し、前記偏光子１２ａによって決定付けられた偏光状態と直交する偏光状態に決定付ける偏光子１２ｂを通過し、偏光状態を維持したまま伝送するところの偏波保持ファイバ１３ｂを通して、光サーキュレータ３２ｃを通過する。偏波識別合成手段３ｂよりの光は導入手段５を通過して偏波保持光増幅媒体４としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に図中右端より導入される。
【００５１】
同時に偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５には、励起手段６としての半導体レーザ１６ａ及び１６ｂよりの励起光を偏波保持ファイバ１３ｃ、１３ｄ及び導入手段５としての偏波保持光合波器によって互いに偏波が直交するよう、かつその偏波の向きは偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５に導入されている二つの逆方向に進む信号光の偏波の向きと一致するよう導入されている。ここで半導体レーザ１６ａ及び１６ｂの発振波長は１．４８μｍであり、励起手段６は偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の左端あるいは双方端から導入されるよう構成してもよい。
【００５２】
従来のエルビウム添加光ファイバは、偏波に依存せず利得増幅率を得ることができるが、単一のエルビウム添加光ファイバ内の異なる方向に進む信号成分を独立に増幅調整することは不可能であった。これに対し本発明による前記偏波保持光増幅媒体としての偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５によれば、例えば半導体レーザ１６ａよりの励起光はポート２より入力される信号光の励起増幅にのみ関与し、半導体レーザ１６ｂよりの励起光はポート１１より入力される信号光の励起増幅にのみ関与するため、互いに独立に増幅作用させることが可能となる。すなわち、単一の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５において、二つの独立な信号光をまったく独立に利得増幅率調節することが可能となる。
【００５３】
また従来の双方向伝送に用いられる光増幅器においては、光増幅器の入出力光コネクタにおける反射を抑圧するために光アイソレータが必要であった。また、光アイソレータには単一方向の光を導入するため、互いに逆方向に進行する信号光を一度分波する必要があり、そのための一般的手法として両者の信号光の波長を変える方法を用いていた。これに対し本発明による前記偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、光コネクタによって反射した光は前記偏光子１２ａあるいは１２ｂによって遮断されるため抑圧が可能となる。また、前記偏波識別合成手段３ａあるいは３ｂによれば、互いに逆方向に進行する光を識別可能であり、信号光の波長は同じであってもよい。
【００５４】
ここで本発明の偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５をより有効に適用するために、偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５の曲げ径を３００ｍｍ以上としている点は第１の実施例と同様である。
【００５５】
前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５左端より入力した信号光は、前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５右端より導出された後、導入手段５を通過して前記偏波識別合成手段３ｂに導入される。前記偏波識別合成手段３ｂ内部において、光サーキュレータ３２ｃにより図中ポート１１よりの信号光が導入される入口とは異なる出口より導出され分岐手段８ａとしての５：９５偏波保持光カップラ２２ａによって大部分は光サキュレータ３２ｄを通過して光増幅器のポート１１より出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９ａとしての光受光器１９ａによって信号光が検出される。検出された光のレベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置１０によって半導体レーザ１６ａの出力パワーを制御する構成となっている。
【００５６】
同様に、前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５右端より入力した信号光は、前記偏波保持エルビウム添加光ファイバ１５左端より導出された後、前記偏波識別合成手段３ａに導入される。前記偏波識別合成手段３ａ内部において、光サーキュレータ３２ｂにより図中ポート２よりの信号光が導入される入口とは異なる出口より導出され分岐手段８ｂとしての５：９５偏波保持光カップラ２２ｂによって大部分は光サキュレータ３２ａを通過して光増幅器のポート２より出力されるが、一部は分岐され、光検出手段９ｂとしての光受光器１９ｂによって信号光が検出される。検出された光のレベルが予め定められた状態に制御されるよう制御装置１０によって半導体レーザ１６ｂの出力パワーを制御する構成となっている。
【００５７】
ここでポート２及び１１には互いに偏波が直交するような光をあらかじめ入力してもよい。
【００５８】
本実施例によれば、簡単な構成で双方向に進む信号を独立に制御することが可能となり、システム全体の安定性が向上し、信頼性が向上する。
【００５９】
一方、励起手段６及び制御装置１０の部分を図５のように構成してもよいことは第２の実施例と同様である。
【００６０】
上述したように、本発明は、拡張性が高く、高安定性と高信頼性を低コストにて両立させる光伝送システムにおいて広く適用可能である。光伝送システムの一例として図９のようなものが考えられる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能である光増幅器を提供することができる。さらに、信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、システム系列を増大した場合にシステムコストの低減可能な光増幅器を提供することができる。
【００６２】
また、偏波保持光増幅媒体を利用した簡易で高効率な光増幅器を提供することができる。
【００６３】
また、各々の信号光の時間的な変動に独立に対応可能な光増幅器を提供することができる。
【００６４】
また、波長多重された信号光の利得に生じる波長依存性を考慮し、単一の波長の信号光出力を独立に制御可能な光増幅器を提供することができる。
【００６５】
また、単一の光増幅器で複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立制御し、システムコストを低減しかつ中距離伝送距離を延長させる光伝送システムを提供することができる。
【００６６】
また、双方向伝送される複数の信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御することで、システムコストの低減が可能な光増幅器を提供することができる。
【００６７】
また、複数の伝送路を伝搬する信号光を識別可能な状態で互いに独立に制御可能な光増幅方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の基本構成の一例を示す図
【図２】本発明の第一の実施例を示した図
【図３】本発明の第一の実施例における作用を説明する図
【図４】本発明の第二の実施例を示した図
【図５】励起手段及び制御装置の他の例を示した図
【図６】励起光の動作状態を模式的にグラフ化した図
【図７】第二の実施例で用いたエルビウム添加光ファイバの、励起光による利得増幅の応答を測定したグラフ
【図８】本発明の第三の実施例を示した図
【図９】本発明の光伝送システムの一例
【図１０】従来の光増幅器を示した図
【符号の説明】
１…光増幅器、２…入力ポート、３、３ａ、３ｂ…偏波識別合成手段、４…偏波保持光増幅媒体、５…導入手段、６…励起源、７…偏波分離手段、８、８ａ、８ｂ…分岐手段、９、９ａ、９ｂ…検出手段、１０…制御手段、１１…出力ポート、１２ａ、１２ｂ、２５ａ、２５ｂ…偏光子、１３…偏波保持ファイバ、１４…偏波合成器、１５…偏波保持エルビウム添加光ファイバ、１６ａ、１６ｂ…半導体レーザ、１７…偏波分離器、１８ａ、１８ｂ、２０、３９…光カップラ、１９ａ、１９ｂ、４０…光検出器、２１ａ、２１ｂ…光フィルタ、２２、２２ａ、２２ｂ…偏波保持光カップラ、２３…方向性結合器型光スイッチ、２４…発振器、２６…切り替えスイッチ、２７…比較器、２８…基準値、２９…半導体レーザ１６の励起光パワーを模式的に示したグラフ、３０…偏光子２５ａに導入される励起光パワーを模式的に示したグラフ、３１…偏光子２５ｂに導入される励起光パワーを模式的に示したグラフ、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ…光サーキュレータ、３３…エルビウム添加光ファイバ、３４、３５…光アイソレータ、３６…光合波器、３７…励起光源、３８…光減衰器、４１…入力部、４２…出力部、４３…伝送路、４４…送信部、４５…受信部、４６ａ、４６ｂ、４６ｃ…送信機、４７ａ、４７ｂ、４７ｃ…受信機
【図１】
0003822932.tif 000002
【図２】
0003822932.tif 000003
【図３】
0003822932.tif 000004
【図４】
0003822932.tif 000005
【図５】
0003822932.tif 000006
【図６】
0003822932.tif 000007
【図７】
0003822932.tif 000008
【図８】
0003822932.tif 000009
【図９】
0003822932.tif 000010
【図１０】
0003822932.tif 000011