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JP2000332334A - Optical fiber amplifier - Google Patents
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JP2000332334A - Optical fiber amplifier - Google Patents

Optical fiber amplifier

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JP2000332334A
JP2000332334A JP14372499A JP14372499A JP2000332334A JP 2000332334 A JP2000332334 A JP 2000332334A JP 14372499 A JP14372499 A JP 14372499A JP 14372499 A JP14372499 A JP 14372499A JP 2000332334 A JP2000332334 A JP 2000332334A
Authority
JP
Japan
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wavelength
optical
optical fiber
light source
light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP14372499A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Naomasa Shimojo
直政 下條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP14372499A priority Critical patent/JP2000332334A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、励起光源を冗長化構成とする光フ
ァイバ増幅器において、励起光源の発振波長の跳躍およ
び電力の変動を抑制することにより、増幅特性の変動の
少ない光ファイバ増幅器を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、複数の励起光源2において互
いに異なる波長で発振させるために、各励起光源2の各
々に反射波長帯域の中心波長が互いに異なる複数の第1
光フィルタ3を接続する。そして、励起光源2に他の励
起光源2からの光が入射しないようにするために、各第
1光フィルタ3に、接続される第1光フィルタ3の中心
波長の光を透過するとともに中心波長を除く光を遮断す
る複数の第2光フィルタ4を接続する。各第2光フィル
タ4からの光を光合波器5で合波後の光は、電力変動の
少ない光となって、希土類元素添加光ファイバ1に入射
するので、増幅特性の変動の少ない光ファイバ増幅器を
実現することができる。
(57) Abstract: An object of the present invention is to provide an optical fiber amplifier in which a pump light source has a redundant configuration, by suppressing a jump in the oscillation wavelength of the pump light source and a change in power, thereby reducing the fluctuation of the amplification characteristic. It is an object to provide a fiber amplifier. SOLUTION: In order to oscillate at different wavelengths in a plurality of excitation light sources, the present invention provides a plurality of first excitation light sources 2 having a plurality of first wavelengths whose center wavelengths of reflection wavelength bands are different from each other.
The optical filter 3 is connected. Then, in order to prevent light from another excitation light source 2 from being incident on the excitation light source 2, light having the central wavelength of the first optical filter 3 connected to each of the first optical filters 3 is transmitted and the central wavelength Are connected, and a plurality of second optical filters 4 that block light other than the above are connected. The light obtained by multiplexing the light from each of the second optical filters 4 with the optical multiplexer 5 becomes light with small power fluctuation and enters the rare-earth element-doped optical fiber 1, so that the optical fiber with little fluctuation in amplification characteristics An amplifier can be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、励起光源を冗長化
構成とする光ファイバ増幅器において、励起光源から射
出される光の電力を安定化することにより、増幅特性の
変動を少なくした光ファイバ増幅器に関する。将来のマ
ルチメディアネットワークの構築を目指し、超長距離で
かつ大容量の光通信装置が要求されている。この大容量
化を実現する方式として、波長分割多重(Wavelength-d
ivision Multiplexing、以下、「WDM」と略記す
る。)方式が、光ファイバの広帯域・大容量性を有効利
用できるなどの有利な点から研究開発が進められてい
る。特に、大洋を横断する海底ケーブルなどの超長距離
光伝送システムでは、WDM光信号が超長距離光伝送を
行う間に減衰してしまうことからWDM光信号を増幅し
て中継する必要がある。このような光ファイバ増幅器と
して、従来の3R(Reshaping、Retiming、Regeneratin
g)機能を持つ中継器と比較して、伝送速度の非依存
性、中継器の簡素化可能、WDM光信号をそのまま増幅
可能などの有利な点を有することから、光ファイバ増幅
器の研究・開発が盛んである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber amplifier in which a pump light source has a redundant configuration, wherein the power of light emitted from the pump light source is stabilized to reduce fluctuations in amplification characteristics. About. With the aim of constructing a multimedia network in the future, an ultra-long distance and large-capacity optical communication device is required. Wavelength division multiplexing (Wavelength-d
ivision Multiplexing, hereinafter abbreviated as “WDM”. Research and development are proceeding from the point of advantage that the method can effectively utilize the broadband and large capacity of the optical fiber. In particular, in an ultra-long-distance optical transmission system such as a submarine cable that crosses the ocean, it is necessary to amplify and relay the WDM optical signal because the WDM optical signal is attenuated during ultra-long-distance optical transmission. As such an optical fiber amplifier, a conventional 3R (Reshaping, Retiming, Regeneratin)
g) Research and development of optical fiber amplifiers as compared to repeaters with functions, because of their advantages such as transmission speed independence, simplification of repeaters, and the ability to amplify WDM optical signals as they are Is thriving.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、励起光源を冗長化構成とする光フ
ァイバ増幅器として、図11に示す光ファイバ増幅器が
知られている。図11は、従来の励起光源を冗長化構成
とする光ファイバ増幅器の構成を示す図である。まず、
図11において破線で示したFBG112-1、112-2
がない構成の光ファイバ増幅器について説明する。な
お、FBGは、ファイバーグレーティングフィルタ(Fi
Ber Grating filter)の略記であり、以下、同様に略記
する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical fiber amplifier shown in FIG. 11 has been known as an optical fiber amplifier having a redundant excitation light source. FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier having a conventional pump light source having a redundant configuration. First,
FBGs 112-1 and 112-2 shown by broken lines in FIG.
An optical fiber amplifier having no configuration will be described. Note that FBG is a fiber grating filter (Fi
Ber Grating filter), and will be similarly abbreviated below.

【0003】図11において、波長1480nm帯域の
レーザ光を発振するレーザダイオード(Laser Diode 、
以下、「LD」と略記する。)110-1から射出される
レーザ光は、同じ波長1480nm帯域のレーザ光を発
振するLD110-2から射出されるレーザ光とともにカ
プラ115に入射する。これらLD110-1、110-2
は、後述するエルビウム添加光ファイバ(Erbium doped
fiber、以下、「EDF」と略記する。)を励起するた
め、冗長化構成とした励起光源である。なお、LDのこ
とを注入型半導体レーザとも呼ぶ。
In FIG. 11, a laser diode (Laser Diode, which oscillates a laser beam having a wavelength of 1480 nm) is used.
Hereinafter, it is abbreviated as “LD”. The laser light emitted from 110-1 enters the coupler 115 together with the laser light emitted from the LD 110-2 which oscillates the laser light in the same wavelength band of 1480 nm. These LDs 110-1 and 110-2
Is an erbium doped optical fiber described later.
Fiber, hereinafter abbreviated as “EDF”. ) Is a pumping light source having a redundant configuration for pumping. Note that the LD is also called an injection type semiconductor laser.

【0004】カプラ115は、これらのレーザ光を合波
して、さらに、合波したレーザ光を2つに分岐し、励起
光として射出する。射出された一方の励起光は、上り光
信号とカプラ116-1で合波され、EDF117-1に入
射する。EDF117-1は、LD110-1およびLD1
10-2からの励起光を吸収することによりEDF117
-1内の電子が励起され反転分布を形成する。この反転分
布を形成した状態で上り光信号が入射するとこの光信号
に誘導されて誘導放射が起こり、光信号が増幅される。
[0004] The coupler 115 multiplexes these laser beams, further branches the multiplexed laser beam into two, and emits them as excitation light. One of the emitted pump lights is multiplexed with the upstream optical signal by the coupler 116-1 and enters the EDF 117-1. EDF117-1 is composed of LD110-1 and LD1.
By absorbing the excitation light from 10-2, the EDF 117
The electrons in -1 are excited to form population inversion. When an upward optical signal is incident in a state where the population inversion is formed, the optical signal is guided by the optical signal to generate stimulated emission, and the optical signal is amplified.

【0005】増幅された上り光信号は、一方向にのみ光
を透過するアイソレータ(Isolator、以下、「ISO」
と略記する。)118-1に入射し、ISO118-1から
射出される。一方、カプラ115から射出された他方の
励起光は、上述と同様に、カプラ116-2で下り光信号
と合波された後にEDF117-2に入射して、増幅され
た下り光信号は、ISO118-2を介して射出される。
[0005] An amplified upstream optical signal is an isolator (hereinafter referred to as "ISO") that transmits light in only one direction.
Abbreviated. ) And is emitted from ISO 118-1. On the other hand, the other pump light emitted from the coupler 115 is combined with the downstream optical signal by the coupler 116-2 and then enters the EDF 117-2 in the same manner as described above. Injected through -2.

【0006】このような構成の光ファイバ増幅器では、
EDF117-1、117-2を励起する励起光源は、LD
110-1およびLD110-2の2つ存在するので、一方
の励起光源、例えば、LD110-1が故障により発振を
停止した場合でも、他方の励起光源LD110-2からの
励起光により光信号を増幅することができる利点があ
る。
In an optical fiber amplifier having such a configuration,
The excitation light source for exciting EDF 117-1, 117-2 is LD
Since there are two of the pump light source 110-1 and the LD 110-2, even if one of the pump light sources, for example, the LD 110-1, stops oscillating due to a failure, the optical signal is amplified by the pump light from the other pump light source LD 110-2. There are advantages that can be.

【0007】ところで、LD110-1、110-2として
使用される半導体レーザでは、モードホッピング(mode
hopping)などの現象により、モード間に分配される電
力が時間的に変動する。モードホッピングとは、半導体
レーザの発振波長がある共振モードから他の共振モード
に跳躍する現象である。図12は、半導体レーザのモー
ドホッピングの様子を示す図である。図12の横軸は、
nm単位で表示した波長であり、縦軸は、電力である。
図12の各曲線は、ある1つの半導体レーザについてス
ペクトルを計測した結果であり、計測時間を変えたもの
である。
In the semiconductor lasers used as the LDs 110-1 and 110-2, mode hopping (mode
Due to phenomena such as hopping, power distributed between modes fluctuates with time. Mode hopping is a phenomenon in which the oscillation wavelength of a semiconductor laser jumps from one resonance mode to another resonance mode. FIG. 12 is a diagram illustrating the mode hopping of the semiconductor laser. The horizontal axis in FIG.
The wavelength is expressed in units of nm, and the vertical axis is power.
Each curve in FIG. 12 is a result of measuring a spectrum of a certain semiconductor laser, and is obtained by changing a measurement time.

【0008】図12に示すように半導体レーザは、多モ
ード発振し、しかも、測定時間ごとに発振モードの数お
よび各発振波長の発振電力が異なる。このように半導体
レーザでは、モードホッピングなどの現象を起こすた
め、EDFにおける1480nm帯域の吸収波長帯域内
に入る励起光の電力が時間的に変動することになる。こ
のため、前述の従来の光ファイバ増幅器では、利得特性
や雑音指数などの増幅特性が変動してしまう。
As shown in FIG. 12, the semiconductor laser oscillates in multiple modes, and the number of oscillation modes and the oscillation power at each oscillation wavelength differ for each measurement time. As described above, in the semiconductor laser, since a phenomenon such as mode hopping occurs, the power of the pump light entering the absorption wavelength band of the 1480 nm band in the EDF varies with time. For this reason, in the above-described conventional optical fiber amplifier, amplification characteristics such as gain characteristics and noise figure change.

【0009】そこで、特開平09−097940号公報
に記載の発明では、図11において破線で示したFBG
112-1をLD110-1とカプラ115との間に、およ
びFBG112-2をLD110-2とカプラ115との間
に挿入することにより解決しようとした。これらFBG
112-1、112-2は、LD110-1、110-2の発振
波長を固定すべき所定波長に反射波長帯域の中心波長を
持つFBGである。
Therefore, in the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-097940, the FBG indicated by a broken line in FIG.
An attempt was made to solve this problem by inserting 112-1 between the LD 110-1 and the coupler 115 and inserting the FBG 112-2 between the LD 110-2 and the coupler 115. These FBGs
Reference numerals 112-1 and 112-2 denote FBGs having a center wavelength of a reflection wavelength band at a predetermined wavelength at which the oscillation wavelength of the LDs 110-1 and 110-2 is to be fixed.

【0010】なお、破線で示したFBG112-1、11
2-2以外の構成は、前述と同様であるので、その説明を
省略する。このように構成することにより、FBG11
2-1によって反射した波長のレーザ光によりLD110
-1の発振波長が所定波長に固定され、そして、FBG1
12-2によって反射した波長のレーザ光によりLD11
0-2の発振波長が所定波長に固定されるので、励起光の
電力が時間的に変動することを抑制することができる。
ここで、図11に示す従来例では、FBG112-1およ
びFBG112-2の反射波長帯域の中心波長が共に同じ
なので、LD110-1とLD110-2とは、同じ波長に
固定される。
Note that FBGs 112-1 and 11 shown by broken lines
Configurations other than 2-2 are the same as those described above, and a description thereof will be omitted. With this configuration, the FBG11
The LD 110 is reflected by the laser beam having the wavelength
The oscillation wavelength of -1 is fixed to a predetermined wavelength, and FBG1
The laser beam having the wavelength reflected by the laser beam 12-2
Since the oscillation wavelength 0-2 is fixed to the predetermined wavelength, it is possible to suppress the power of the pump light from fluctuating with time.
Here, in the conventional example shown in FIG. 11, since the center wavelengths of the reflection wavelength bands of the FBG 112-1 and the FBG 112-2 are the same, the LD 110-1 and the LD 110-2 are fixed to the same wavelength.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のFB
G112-1によってLD110-1を、そして、FBG1
12-2によってLD110-2の発振波長を固定する方法
でも、図11における各光部品の接合部における反射な
どからLD110-2のレーザ光がLD110-1に影響を
与え、そして、LD110-1のレーザ光がLD110-2
に影響を与えるため、各LD110-1、110-2におけ
るレーザ光の電力が変動するという問題がある。
However, the above-mentioned FB
LD110-1 by G112-1 and FBG1
Also in the method of fixing the oscillation wavelength of the LD 110-2 by 12-2, the laser light of the LD 110-2 affects the LD 110-1 due to reflection at the joint of each optical component in FIG. Laser light is LD110-2
Therefore, there is a problem that the power of the laser light in each of the LDs 110-1 and 110-2 fluctuates.

【0012】特に、大洋を横断する海底ケーブルなどの
超長距離光伝送システムでは、数十段、数百段にも及ぶ
中継器が必要となるため、中継器1台当たりのマージン
が少なくなり、励起光源の電力変動は、中継器に使用さ
れる光ファイバ増幅器の増幅特性の変動となるため、顕
著な問題となる。また、EDFにおけるもう一つの励起
波長帯域である980nm帯域では、吸収波長帯域が1
480nm帯域の吸収波長帯域より狭いため、励起光の
電力変動による吸収波長帯域内に入る電力変動は、14
80nm帯域の場合よりも大きくなるという問題があ
る。
In particular, in an ultra-long-distance optical transmission system such as a submarine cable that crosses the ocean, repeaters of several tens or hundreds of stages are required, so that the margin per repeater decreases. Fluctuations in the power of the pumping light source cause significant fluctuations in the amplification characteristics of the optical fiber amplifier used in the repeater, which is a significant problem. In the 980 nm band, which is another excitation wavelength band in the EDF, the absorption wavelength band is one.
Since the wavelength is narrower than the absorption wavelength band of the 480 nm band, the power fluctuation within the absorption wavelength band due to the power fluctuation of the pump light is 14
There is a problem that it becomes larger than in the case of the 80 nm band.

【0013】さらに、励起光源の駆動電流や温度の制御
を行うと半導体レーザのスペクトルの重心波長が変動
し、その結果、EDFの吸収波長帯域内に入る励起光の
電力が時間的に変動するという問題がある。ここで、重
心波長λc とは、
Further, when the drive current and temperature of the pump light source are controlled, the center-of-gravity wavelength of the spectrum of the semiconductor laser fluctuates. As a result, the power of the pump light entering the absorption wavelength band of the EDF fluctuates over time. There's a problem. Here, the center-of-gravity wavelength λc is

【数1】 によって示される波長をいう。なお、λj は、j番目の
波長、Pj は、j番目の波長における光電力、Nは、サ
ンプル数である。
(Equation 1) Refers to the wavelength indicated by Here, λj is the j-th wavelength, Pj is the optical power at the j-th wavelength, and N is the number of samples.

【0014】そこで、請求項1ないし請求項7に記載の
発明では、励起光源の発振波長の跳躍および電力の変動
を抑制することにより、増幅特性の変動の少ない光ファ
イバ増幅器を提供することを目的とする。
In view of the above, it is an object of the present invention to provide an optical fiber amplifier having a small variation in amplification characteristics by suppressing a jump of an oscillation wavelength of a pump light source and a variation in power. And

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】以下、図面に基づいて本
発明の原理を説明する。
Hereinafter, the principle of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0016】図1は、請求項1に記載の発明の原理構成
を示す図である。図2は、請求項2ないし請求項7に記
載の発明の原理構成を示す図である。なお、破線で示し
た制御手段18は、請求項5に記載の発明の特徴構成を
示し、破線で示した変調手段19は、請求項6および請
求項7に記載の発明の特徴構成を示している。
FIG. 1 is a diagram showing the principle configuration of the first aspect of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the principle configuration of the invention described in claims 2 to 7. The control means 18 indicated by a broken line indicates the characteristic configuration of the invention described in claim 5, and the modulation means 19 indicated by the broken line indicates the characteristic configuration of the invention described in claim 6 and claim 7. I have.

【0017】(請求項1および請求項2)図1におい
て、請求項1に記載の発明では、希土類元素を添加した
光ファイバ1と、この光ファイバ1を励起するための複
数の励起光源2-1〜2-nと、この各励起光源2-1〜2-n
のそれぞれに接続され、反射波長帯域の中心波長が互い
に異なる複数の第1光フィルタ3-1〜3-nと、この各第
1光フィルタ3-1〜3-nに接続され、接続される第1光
フィルタ3-1〜3-nの前記中心波長の光を透過するとと
もに該中心波長の光を除く光を遮断する複数の第2光フ
ィルタ4-1〜4-nと、この各第2光フィルタ4-1〜4-n
から射出された各光を合波した光を前記光ファイバ1に
入射させる光合波器5とで構成する。
(Claim 1 and Claim 2) In FIG. 1, according to the invention described in claim 1, an optical fiber 1 doped with a rare earth element and a plurality of excitation light sources 2- 1-2-n and the respective excitation light sources 2-1 through 2-n
And a plurality of first optical filters 3-1 to 3-n having different center wavelengths in the reflection wavelength band, and connected to and connected to the respective first optical filters 3-1 to 3-n. A plurality of second optical filters 4-1 to 4-n for transmitting the light of the central wavelength of the first optical filters 3-1 to 3-n and blocking light other than the light of the central wavelength; Two-light filter 4-1 to 4-n
And an optical multiplexer 5 for multiplexing each light emitted from the optical fiber into the optical fiber 1.

【0018】図2において、請求項2に記載の発明で
は、希土類元素を添加した光ファイバ10と、この光フ
ァイバ10を励起するための第1励起光源11および第
2励起光源12と、第1励起光源11から射出された光
が入射され、所定の第1波長に反射波長帯域の中心波長
を設定した第1光フィルタ13と、第2励起光源12か
ら射出された光が入射され、第1波長とは異なる所定の
第2波長であってこの第2波長に反射波長帯域の中心波
長を設定した第2光フィルタ14と、第1光フィルタ1
3から射出された光が入射され、第1波長の光を透過す
るとともに第2波長の光を遮断する第3光フィルタ15
と、第2光フィルタ14から出力された光が入射され、
第2波長の光を透過するとともに第1波長の光を遮断す
る第4光フィルタ16と、第3光フィルタ15から射出
された光と第4光フィルタ16から射出された光とを合
波した光を光ファイバ10に入射させる光合波器17と
で構成する。
In FIG. 2, according to the second aspect of the invention, an optical fiber 10 doped with a rare earth element, a first excitation light source 11 and a second excitation light source 12 for exciting the optical fiber 10, The light emitted from the excitation light source 11 is incident, the first optical filter 13 in which the center wavelength of the reflection wavelength band is set to a predetermined first wavelength, and the light emitted from the second excitation light source 12 are incident, and the first A second optical filter 14 having a predetermined second wavelength different from the wavelength and having the center wavelength of the reflection wavelength band set to the second wavelength;
The third light filter 15 which receives the light emitted from the third light 3, transmits the first wavelength light, and blocks the second wavelength light.
And the light output from the second optical filter 14 is incident,
A fourth optical filter 16 that transmits light of the second wavelength and blocks light of the first wavelength, and multiplexes light emitted from the third optical filter 15 and light emitted from the fourth optical filter 16. An optical multiplexer 17 for causing light to enter the optical fiber 10.

【0019】このような構成の光ファイバ増幅器の作用
について、実験結果に基づいて説明する。図3は、2励
起光源間の波長差と電力変動量別発生頻度との関係を調
べる実験装置の構成を示す図である。
The operation of the optical fiber amplifier having such a configuration will be described based on experimental results. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of an experimental apparatus for examining the relationship between the wavelength difference between two pumping light sources and the frequency of occurrence by power fluctuation.

【0020】図3において、所定の波長帯域でレーザ光
を発振する励起光源である第1LD30から射出された
レーザ光は、反射波長帯域の中心波長が波長λ1 に設定
された第1FBG32に入射する。第1FBG32は、
この第1FBG32で反射されるレーザ光によって第1
LD30の発振波長を波長λ1 に固定する作用を果た
す。
In FIG. 3, a laser beam emitted from a first LD 30, which is an excitation light source that oscillates a laser beam in a predetermined wavelength band, enters a first FBG 32 whose central wavelength of a reflection wavelength band is set to a wavelength λ1. The first FBG 32 is
The laser beam reflected by the first FBG 32 causes the first
It functions to fix the oscillation wavelength of the LD 30 to the wavelength λ1.

【0021】一方、所定の波長帯域でレーザ光を発振す
る励起光源である第2LD31から射出されたレーザ光
は、反射波長帯域の中心波長が波長λ2 に設定された第
2FBG33に入射する。第2FBG33は、この第2
FBG33で反射されるレーザ光によって第2LD31
の発振波長を波長λ2 に固定する作用を果たす。そし
て、これら第1FBG32から射出されたレーザ光およ
び第2FBG33から射出されたレーザ光は、2×2カ
プラ34で合波され、さらに、分岐される。2×2カプ
ラ34で分岐した一方のレーザ光は、ホトダイオード3
5に入射し、その電力が計測される。また、2×2カプ
ラ34で分岐した他方のレーザ光は、反射率を任意に調
節できる反射端面Rで終端される。
On the other hand, the laser light emitted from the second LD 31, which is an excitation light source for oscillating the laser light in a predetermined wavelength band, enters the second FBG 33 in which the center wavelength of the reflection wavelength band is set to the wavelength λ2. The second FBG 33 uses the second
The laser beam reflected by the FBG 33 causes the second LD 31
And has the function of fixing the oscillation wavelength of the light to the wavelength λ2. Then, the laser light emitted from the first FBG 32 and the laser light emitted from the second FBG 33 are multiplexed by the 2 × 2 coupler 34 and further branched. One of the laser beams branched by the 2 × 2 coupler 34 is a photodiode 3
5 and its power is measured. The other laser beam split by the 2 × 2 coupler 34 is terminated at the reflection end face R whose reflectivity can be adjusted arbitrarily.

【0022】このような実験装置において、実験装置の
温度、反射端面Rにおける反射率および振動条件を変え
て、2励起光源の発振波長間に波長差を設けた場合およ
び2励起光源の発振波長間に波長差を設けない場合につ
いて、2×2カプラ34から射出されるレーザ光の電力
変動量を計測する実験を行った。ここで、波長差を設け
た場合では、波長λ1 を978nmに、波長λ2 を98
0nmに設定した。波長差を設けない場合では、波長λ
1 および波長λ2 ともに980nmに設定した。また、
振動は、図3に示すように第1FBG32の前後におけ
る光ファイバおよび第2FBG33の前後における光フ
ァイバの4箇所において、個別に振動を与えた。なお、
光ファイバに振動を与えると光ファイバを伝送するレー
ザ光の偏波状態が変化することが知られている。
In such an experimental apparatus, when the temperature of the experimental apparatus, the reflectance at the reflection end face R, and the vibration conditions are changed to provide a wavelength difference between the oscillation wavelengths of the two excitation light sources, An experiment was conducted to measure the amount of power fluctuation of the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 34 when no wavelength difference was provided. Here, when the wavelength difference is provided, the wavelength λ1 is set to 978 nm and the wavelength λ2 is set to 98 nm.
It was set to 0 nm. When there is no wavelength difference, the wavelength λ
Both 1 and wavelength λ2 were set to 980 nm. Also,
As shown in FIG. 3, vibration was individually applied to four points of the optical fiber before and after the first FBG 32 and the optical fiber before and after the second FBG 33. In addition,
It is known that when vibration is applied to an optical fiber, the polarization state of laser light transmitted through the optical fiber changes.

【0023】ここで、実験装置の温度、反射端面におけ
る反射率および振動条件を変えたのは、光ファイバ増幅
器の使用環境を再現するためである。図4は、2励起光
源間の波長差と電力変動量別発生頻度との関係を示す図
であり、上述の実験の結果である。図4の横軸は、デシ
ベル(dB)単位で表示した電力変動量であり、縦軸
は、パーセント(%)単位で表示した頻度である。ま
た、網掛けの棒グラフは、2励起光源間に波長差を設け
た場合の結果であり、斜め線の棒グラフは、2励起光源
間に波長差を設けない場合の結果である。各棒グラフ
は、上述の実験条件を変えた場合において2×2カプラ
34から射出されるレーザ光の電力変動量を電力変動量
別に集計したヒストグラムである。
Here, the reason why the temperature of the experimental apparatus, the reflectance at the reflection end face, and the vibration conditions were changed is to reproduce the use environment of the optical fiber amplifier. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the wavelength difference between the two excitation light sources and the frequency of occurrence according to the amount of power fluctuation, and is the result of the above-described experiment. The horizontal axis in FIG. 4 is the power fluctuation amount displayed in decibels (dB), and the vertical axis is the frequency displayed in percentage (%). The hatched bar graph shows the result when a wavelength difference is provided between two excitation light sources, and the oblique line bar graph shows the result when no wavelength difference is provided between the two excitation light sources. Each bar graph is a histogram in which the power fluctuation amount of the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 34 is totaled for each power fluctuation amount when the above-described experimental conditions are changed.

【0024】図4から、2励起光源の発振波長間に波長
差を設けた場合の方が、電力変動量の小さい範囲の頻度
が多く、逆に、電力変動量の大きい範囲の頻度が少なく
なっていることが判る。したがって、この実験結果か
ら、2×2カプラ34から射出されるレーザ光の電力変
動量を小さくするためには、2励起光源の発振波長間に
波長差を設ければよい。このため、第1FBG32にお
ける反射波長帯域の中心波長λ1 と第2FBG33にお
ける反射波長帯域の中心波長λ2 とを異なる波長にすれ
ばよい。
FIG. 4 shows that when the wavelength difference is provided between the oscillation wavelengths of the two pumping light sources, the frequency of the range where the power fluctuation is small is higher, and conversely, the frequency of the range where the power fluctuation is large is lower. You can see that Therefore, from this experimental result, in order to reduce the power fluctuation amount of the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 34, a wavelength difference may be provided between the oscillation wavelengths of the two pump light sources. Therefore, the center wavelength λ1 of the reflection wavelength band in the first FBG 32 and the center wavelength λ2 of the reflection wavelength band in the second FBG 33 may be set to different wavelengths.

【0025】一方、第1LD30に与える第2LD31
の影響を防止するためには、第2LD31の波長λ2 の
レーザ光を遮断し、第1LD30の波長λ1 のレーザ光
を透過する光フィルタを第1LDとカプラ34との間に
設ければよい。また、第2LD31に与える第1LD3
0の影響を防止するためには、第1LD30の波長λ1
のレーザ光を遮断し、第2LD31の波長λ1 のレーザ
光を透過する光フィルタを第2LD31とカプラ34と
の間に設ければよい。
On the other hand, the second LD 31 given to the first LD 30
In order to prevent the influence of the above, an optical filter that blocks the laser light of the wavelength λ2 of the second LD 31 and transmits the laser light of the wavelength λ1 of the first LD 30 may be provided between the first LD and the coupler 34. Also, the first LD3 given to the second LD31
0, the wavelength λ1 of the first LD 30
An optical filter may be provided between the second LD 31 and the coupler 34 for blocking the laser light of the second LD 31 and transmitting the laser light of the wavelength λ 1 of the second LD 31.

【0026】よって、請求項1に記載の発明では、第1
光フィルタ13における反射波長帯域の中心波長と第2
光フィルタ14における反射波長帯域の中心波長とを異
なる波長としているので、光合波器17から射出される
レーザ光の電力変動を少なくすることができる。また、
第1光フィルタ13によって第1励起光源11の発振波
長を所定の波長λ1 に固定することができる。したがっ
て、波長λ1 を光ファイバの吸収波長帯域内の波長とす
れば、光ファイバの吸収波長帯域を外すことがない。同
様に、第2光フィルタ14によって第2励起光源12の
発振波長を所定の波長λ2 に固定することができる。し
たがって、波長λ2 を光ファイバの吸収波長帯域内の波
長とすれば、光ファイバの吸収波長帯域を外すことがな
い。
Therefore, according to the first aspect of the present invention, the first
The center wavelength of the reflection wavelength band in the optical filter 13 and the second wavelength
Since the center wavelength of the reflection wavelength band in the optical filter 14 is different from the center wavelength, power fluctuation of the laser light emitted from the optical multiplexer 17 can be reduced. Also,
The oscillation wavelength of the first excitation light source 11 can be fixed at a predetermined wavelength λ1 by the first optical filter 13. Therefore, if the wavelength .lambda.1 is set to a wavelength within the absorption wavelength band of the optical fiber, the absorption wavelength band of the optical fiber is not deviated. Similarly, the oscillation wavelength of the second excitation light source 12 can be fixed at the predetermined wavelength λ2 by the second optical filter 14. Therefore, if the wavelength .lambda.2 is set to a wavelength within the absorption wavelength band of the optical fiber, the absorption wavelength band of the optical fiber is not deviated.

【0027】さらに、第1励起光源11の発振波長λ1
のレーザ光を透過し、第2励起光源12の発振波長λ2
のレーザ光を遮断する第3光フィルタ15を第1励起光
源11と光合波器17との間に設けているので、第1励
起光源11に与える第2励起光源12の影響を抑制する
ことができる。したがって、第1励起光源11は、光フ
ァイバ10の吸収波長帯域を外すことがない。第2励起
光源12の発振波長λ2 のレーザ光を透過し、第1励起
光源11の発振波長λ1 のレーザ光を遮断する第4光フ
ィルタ16を第2励起光源12と光合波器17との間に
設けているので、第2励起光源12に与える第1励起光
源11の影響を抑制することができる。したがって、第
2励起光源12は、光ファイバの吸収波長帯域を外すこ
とがない。
Further, the oscillation wavelength λ 1 of the first pumping light source 11
And the oscillation wavelength λ2 of the second excitation light source 12
Since the third optical filter 15 that blocks the laser light is provided between the first excitation light source 11 and the optical multiplexer 17, it is possible to suppress the influence of the second excitation light source 12 on the first excitation light source 11. it can. Therefore, the first pumping light source 11 does not leave the absorption wavelength band of the optical fiber 10. A fourth optical filter 16 that transmits the laser light of the oscillation wavelength λ2 of the second excitation light source 12 and blocks the laser light of the oscillation wavelength λ1 of the first excitation light source 11 is provided between the second excitation light source 12 and the optical multiplexer 17. Therefore, the influence of the first excitation light source 11 on the second excitation light source 12 can be suppressed. Therefore, the second excitation light source 12 does not leave the absorption wavelength band of the optical fiber.

【0028】そして、一方の励起光源11、12が他方
の励起光源12、11に与える影響を抑制するために
は、この2励起光源11、12間の波長差は、広ければ
広い方がよい。一方、光ファイバ10の吸収波長帯域
は、光ファイバ増幅器の増幅特性から決定され、所望の
増幅特性を実現するためには、特定の吸収波長帯域とな
る。このため、各励起光源11、12の発振波長は、こ
の特定の吸収波長帯域内に存在しなければならないの
で、この特定の吸収波長帯域を超えて波長差を設けるこ
とはできない。
In order to suppress the influence of one pumping light source 11, 12 on the other pumping light source 12, 11, the wider the wavelength difference between the two pumping light sources 11, 12, the better. On the other hand, the absorption wavelength band of the optical fiber 10 is determined from the amplification characteristics of the optical fiber amplifier, and is a specific absorption wavelength band in order to realize desired amplification characteristics. For this reason, since the oscillation wavelength of each of the pump light sources 11 and 12 must exist within this specific absorption wavelength band, a wavelength difference cannot be provided beyond this specific absorption wavelength band.

【0029】図5は、単一モード発振している場合の第
1励起光源および第2励起光源の発振波長と光ファイバ
の吸収波長帯域との関係を示した図であり、上述の様子
を示した図である。これらのため、請求項1に記載の発
明では、光合波器17から射出されるレーザ光を安定化
することができるから、利得特性や雑音指数などの増幅
特性を安定化することができる。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the oscillation wavelength of the first pump light source and the second pump light source and the absorption wavelength band of the optical fiber when single mode oscillation is performed. FIG. For these reasons, according to the first aspect of the present invention, since the laser light emitted from the optical multiplexer 17 can be stabilized, the amplification characteristics such as the gain characteristic and the noise figure can be stabilized.

【0030】(請求項3)図2において、請求項3に記
載の発明では、請求項2に記載の光ファイバ増幅器にお
いて、第1励起光源11の重心波長は、第1光フィルタ
における反射波長帯域の中心波長である第1波長とほぼ
一致するとともに、第2励起光源12の重心波長は、第
2光フィルタにおける反射波長帯域の中心波長である第
2波長とほぼ一致することを特徴とする。
(Claim 3) In FIG. 2, according to the invention of claim 3, in the optical fiber amplifier of claim 2, the center wavelength of the first pumping light source 11 is a reflection wavelength band in the first optical filter. And the center wavelength of the second pumping light source 12 substantially coincides with the second wavelength which is the center wavelength of the reflection wavelength band in the second optical filter.

【0031】このような構成の光ファイバ増幅器の作用
について、実験結果に基づいて説明する。なお、実験装
置は、図3に示す実験装置であるので、その説明を省略
する。図6は、FBGにおける反射波長帯域の中心波長
と励起光源の重心波長との差に対するサイドモード抑圧
比の関係を示す図である。図6の横軸は、nm単位で表
示したFBGの中心波長と励起光源の重心波長との差で
あり、縦軸は、デシベル(dB)単位で表示したサイド
モード抑圧比である。
The operation of the optical fiber amplifier having such a configuration will be described based on experimental results. Note that the experimental device is the experimental device shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the side mode suppression ratio and the difference between the center wavelength of the reflection wavelength band in the FBG and the center-of-gravity wavelength of the pump light source. The horizontal axis in FIG. 6 is the difference between the center wavelength of the FBG and the center of gravity wavelength of the pump light source expressed in nm, and the vertical axis is the side mode suppression ratio expressed in decibels (dB).

【0032】図6に示すようにFBGの反射中心波長と
励起光源の重心波長との差に対するサイドモード抑圧比
の関係は、右下がりの直線であるので、FBGの反射中
心波長と励起光源の重心波長との差が小さい方が、サイ
ドモード抑圧比が大きくなる。サイドモード抑圧比が大
きいということは、励起光源が主に所定の発振波長で発
振していることを意味する。
As shown in FIG. 6, the relationship of the side mode suppression ratio with respect to the difference between the reflection center wavelength of the FBG and the center of gravity wavelength of the pump light source is a straight line descending to the right. The smaller the difference from the wavelength, the larger the side mode suppression ratio. A large side mode suppression ratio means that the pump light source mainly oscillates at a predetermined oscillation wavelength.

【0033】図7は、電力変動量とサイドモード抑圧比
との関係を示す図である。図7の横軸は、サイドモード
抑圧比であり、縦軸は、電力変動量である。両軸ともデ
シベル(dB)単位で表示されている。図7に示すよう
にサイドモード抑圧比に対する電力変動量の関係は、右
下がりの直線であるので、サイドモード抑圧比が大きい
方が、電力変動量は小さくなる。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the amount of power fluctuation and the side mode suppression ratio. The horizontal axis in FIG. 7 is the side mode suppression ratio, and the vertical axis is the power fluctuation amount. Both axes are displayed in decibels (dB). As shown in FIG. 7, since the relationship of the power fluctuation amount with respect to the side mode suppression ratio is a straight line descending to the right, the larger the side mode suppression ratio, the smaller the power fluctuation amount.

【0034】したがって、図6および図7から、FBG
の反射中心波長と励起光源の重心波長との差が小さい方
が、電力変動量は、小さくなる。よって、請求項3に記
載の発明では、第1励起光源11の重心波長は、第1光
フィルタ13の反射波長帯域の中心波長とほぼ一致さ
せ、第2励起光源12の重心波長は、第2光フィルタ1
4の反射波長帯域の中心波長とほぼ一致させているの
で、光合波器17から射出されるレーザ光の電力変動量
を小さくすることができる。
Therefore, from FIG. 6 and FIG.
The smaller the difference between the reflection center wavelength and the center wavelength of the excitation light source, the smaller the power fluctuation. Therefore, according to the third aspect of the present invention, the center wavelength of the first pump light source 11 is made substantially coincident with the center wavelength of the reflection wavelength band of the first optical filter 13, and the center wavelength of the second pump light source 12 is set to the second wavelength. Optical filter 1
Since the center wavelength of the reflection wavelength band 4 is substantially equal to that of the reflection wavelength band 4, the power fluctuation amount of the laser light emitted from the optical multiplexer 17 can be reduced.

【0035】このため、請求項3に記載の発明では、利
得特性や雑音指数などの増幅特性を安定化することがで
きる。(請求項4) 図2において、請求項4に記載の発明では、請求項2に
記載の光ファイバ増幅器において、第1光フィルタ13
ないし第4光フィルタ16は、ファイバーグレーティン
グフィルタであることを特徴とする。
Therefore, according to the third aspect of the invention, amplification characteristics such as gain characteristics and noise figure can be stabilized. (Claim 4) In FIG. 2, in the invention according to claim 4, in the optical fiber amplifier according to claim 2, the first optical filter 13
The fourth optical filter 16 is a fiber grating filter.

【0036】第1光フィルタ13ないし第4光フィルタ
16として、FBGを使用しているので、狭帯域の反射
波長特性を実現することができる。このため、第1光フ
ィルタ13ないし第4光フィルタ16は、各光フィルタ
に求められる所望の要求を高精度に満たすことができ
る。 (請求項5)図2において、請求項5に記載の発明で
は、請求項2に記載の光ファイバ増幅器において、第1
励起光源11の重心波長を第1光フィルタ13の反射帯
域内に制御するとともに第2励起光源12の重心波長を
第3光フィルタ15の反射帯域内に制御する制御手段1
8をさらに備えることを特徴とする。
Since FBGs are used as the first to fourth optical filters 13 to 16, it is possible to realize a narrow-band reflection wavelength characteristic. Therefore, the first optical filter 13 to the fourth optical filter 16 can satisfy desired requirements required for each optical filter with high accuracy. (Claim 5) In FIG. 2, according to the invention of claim 5, in the optical fiber amplifier of claim 2, the first
Control means 1 for controlling the center of gravity wavelength of the excitation light source 11 within the reflection band of the first optical filter 13 and controlling the center of gravity wavelength of the second excitation light source 12 within the reflection band of the third optical filter 15;
8 is further provided.

【0037】このように構成することにより、温度変動
などにより第1励起光源11および第2励起光源12の
重心波長がずれたとしても、制御手段18によってその
ずれを是正することができるので、光合波器17から射
出されるレーザ光の電力変動量を小さくすることができ
る。
With this configuration, even if the center-of-gravity wavelengths of the first pumping light source 11 and the second pumping light source 12 are shifted due to temperature fluctuations or the like, the shift can be corrected by the control means 18. The power fluctuation amount of the laser light emitted from the wave device 17 can be reduced.

【0038】このため、請求項5に記載の発明では、利
得特性や雑音指数などの増幅特性を安定化することがで
きる。 (請求項6および請求項7)図2において、請求項6に
記載の発明では、請求項2ないし請求項5のいずれか1
項に記載の光ファイバ増幅器において、第1励起光源1
1の駆動電流を変調するとともに第2励起光源12の駆
動電流を変調する変調手段19をさらに備えることを特
徴とする。
Therefore, according to the fifth aspect of the invention, it is possible to stabilize amplification characteristics such as a gain characteristic and a noise figure. (Claim 6 and Claim 7) In FIG. 2, according to the invention described in Claim 6, any one of Claims 2 to 5
In the optical fiber amplifier described in the paragraph, the first pump light source 1
A modulation means for modulating the first driving current and the driving current for the second excitation light source 12 is further provided.

【0039】図2において、請求項7に記載の発明で
は、請求項6に記載の光ファイバ増幅器において、変調
手段19は、光合波器17から出力される光の強度変動
が最小となるように、変調される第1励起光源11の駆
動電流の位相および変調される第2励起光源12の駆動
電流の位相を制御することを特徴とする。一般に、半導
体レーザの駆動電流に変調信号を重畳すると、重心波長
が安定することが知られている。
In FIG. 2, according to the invention described in claim 7, in the optical fiber amplifier described in claim 6, the modulation means 19 controls the intensity fluctuation of the light output from the optical multiplexer 17 to be minimum. The phase of the driving current of the first excitation light source 11 to be modulated and the phase of the driving current of the second excitation light source 12 to be modulated are controlled. In general, it is known that when a modulation signal is superimposed on a driving current of a semiconductor laser, a center-of-gravity wavelength is stabilized.

【0040】よって、このように構成することにより、
重心波長を安定化することができるので、光合波器17
から射出されるレーザ光の電力変動量を小さくすること
ができる。このため、請求項6および請求項7に記載の
発明では、利得特性や雑音指数などの増幅特性を安定化
することができる。
Therefore, with this configuration,
Since the center-of-gravity wavelength can be stabilized, the optical multiplexer 17 can be used.
Power fluctuation amount of the laser light emitted from the light source can be reduced. Therefore, according to the inventions described in claims 6 and 7, amplification characteristics such as a gain characteristic and a noise figure can be stabilized.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明にお
ける実施の形態について説明する。 (第1の実施形態の構成)第1の実施形態は、請求項1
ないし請求項5に記載の発明に対応する光ファイバ増幅
器の実施形態である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Structure of the First Embodiment)
FIG. 9 is an embodiment of an optical fiber amplifier corresponding to the invention described in claim 5.

【0042】図8は、第1の実施形態における光ファイ
バ増幅器の構成を示す図である。図8において、所定の
波長帯域で多モード発振する第1LD40から射出され
たレーザ光は、波長λ1 に反射波長帯域の中心波長を設
定された第1FBG42に入射する。この第1FBG4
2は、低反射率の光フィルタであり、第1LD40から
のレーザ光のほとんどを透過し、一部を反射する。この
反射したレーザ光は、第1LD40に戻り、第1LD4
0の発振波長を波長λ1 に固定する作用を果たす。すな
わち、第1FBG42がない場合には、第1LDは、多
モード発振するが、この第1FBG42によって単一モ
ード発振になる。
FIG. 8 is a diagram showing the configuration of the optical fiber amplifier according to the first embodiment. In FIG. 8, a laser beam emitted from the first LD 40 that oscillates in a multi-mode in a predetermined wavelength band enters a first FBG 42 in which the center wavelength of the reflection wavelength band is set to the wavelength λ1. This first FBG4
Reference numeral 2 denotes a low-reflectance optical filter that transmits most of the laser light from the first LD 40 and reflects part of the laser light. The reflected laser light returns to the first LD 40, and the first LD 4
It functions to fix the oscillation wavelength of 0 to the wavelength λ1. That is, when there is no first FBG 42, the first LD oscillates in multiple modes, but the first FBG 42 causes single mode oscillation.

【0043】また、第1LD40の重心波長は、第1F
BG42における反射波長帯域の中心波長λ1 になるよ
うに設計される。第1FBG42を透過したレーザ光
は、第3FBG44に入射する。この第3FBG44
は、高反射率の光フィルタであり、その反射波長帯域の
中心波長は、後述する第2FBG43における反射波長
帯域の中心波長である波長λ2 に設定される。そして、
波長λ1 は、第3FBG44の反射波長帯域外に設定さ
れる。したがって、この第3FBG44は、波長λ1 の
レーザ光を透過し、波長λ2 のレーザ光を遮断する。
The center-of-gravity wavelength of the first LD 40 is the first F
The BG 42 is designed to have a center wavelength .lambda.1 of the reflection wavelength band. The laser beam transmitted through the first FBG 42 enters the third FBG 44. This third FBG44
Is an optical filter having a high reflectance, and the center wavelength of the reflection wavelength band is set to a wavelength λ2 which is the center wavelength of the reflection wavelength band in the second FBG 43 described later. And
The wavelength λ1 is set outside the reflection wavelength band of the third FBG 44. Therefore, the third FBG 44 transmits the laser beam having the wavelength λ1 and blocks the laser beam having the wavelength λ2.

【0044】一方、所定の波長帯域で多モード発振する
第2LD41から射出されたレーザ光は、波長λ2 に反
射波長帯域の中心波長を設定した第2FBG43に入射
する。この第2FBG43は、低反射率の光フィルタで
あり、第2LD41からのレーザ光のほとんどを透過
し、一部を反射する。この反射したレーザ光は、第2L
D41に戻り、前述した第1FBG42の作用と同様の
作用により、第2LD41の発振波長を波長λ2 に固定
する。
On the other hand, the laser light emitted from the second LD 41 that oscillates in a multi-mode in a predetermined wavelength band enters the second FBG 43 in which the center wavelength of the reflection wavelength band is set to the wavelength λ2. The second FBG 43 is a low-reflectance optical filter that transmits most of the laser light from the second LD 41 and reflects part of the laser light. The reflected laser light is the second L
Returning to D41, the oscillation wavelength of the second LD 41 is fixed to the wavelength λ2 by the same operation as the operation of the first FBG 42 described above.

【0045】また、第2LD41の重心波長は、第2F
BG43における反射波長帯域の中心波長λ2 になるよ
うに設計される。波長λ2 は、波長λ1 と異なる波長に
設定され、これら波長λ1 および波長λ2 は、後述する
EDFの吸収波長帯域内に設定される。また、波長λ1
と波長λ2 との波長差は、第1の実施形態における光フ
ァイバ増幅器に要求される利得特性や雑音指数などの増
幅特性によって決定される。
The wavelength of the center of gravity of the second LD 41 is the second F
The BG 43 is designed to have a center wavelength .lambda.2 of the reflection wavelength band. The wavelength λ2 is set to a wavelength different from the wavelength λ1, and these wavelengths λ1 and λ2 are set within an absorption wavelength band of an EDF described later. Also, the wavelength λ1
The wavelength difference between the wavelength .lambda.2 and the wavelength .lambda.2 is determined by amplification characteristics such as gain characteristics and noise figure required for the optical fiber amplifier in the first embodiment.

【0046】また、第1LD40および第2LD41
は、制御用CPU59によって、その温度および駆動電
流が制御される。制御用CPU59は、第1LD40お
よび第2LD41のそれぞれについて、温度と重心波長
との関係、駆動電流と重心波長との関係および経時劣化
と重心波長との関係を格納するメモリ58を参照して、
後述の処理を行う。
The first LD 40 and the second LD 41
The temperature and the drive current are controlled by the control CPU 59. The control CPU 59 refers to the memory 58 that stores the relationship between the temperature and the center-of-gravity wavelength, the relationship between the drive current and the center-of-gravity wavelength, and the relationship between the aging degradation and the center-of-gravity wavelength for each of the first LD 40 and the second LD 41.
The processing described below is performed.

【0047】第2FBG43を透過したレーザ光は、第
4FBG45に入射する。この第4FBG45は、高反
射率の光フィルタであり、その反射波長帯域の中心波長
は、第1FBG42における反射波長帯域の中心波長で
ある波長λ1 に設定される。そして、波長λ2 は、第4
FBG45の反射波長帯域外に設定される。したがっ
て、この第4FBG45は、波長λ2 のレーザ光を透過
し、波長λ1 のレーザ光を遮断する。
The laser beam transmitted through the second FBG 43 enters the fourth FBG 45. The fourth FBG 45 is an optical filter having a high reflectance, and the center wavelength of the reflection wavelength band is set to the wavelength λ1 which is the center wavelength of the reflection wavelength band in the first FBG 42. The wavelength λ2 is the fourth
It is set outside the reflection wavelength band of the FBG 45. Therefore, the fourth FBG 45 transmits the laser beam having the wavelength λ2 and blocks the laser beam having the wavelength λ1.

【0048】第3FBG44から射出されたレーザ光お
よび第4FBG45から射出されたレーザ光は、2×2
カプラ46に入射する。この2×2カプラ46は、これ
らレーザ光を合波した後に、合波したレーザ光を2つに
分岐して射出する。分岐した一方のレーザ光は、2×1
カプラ50の一方のポートに入射する。そして、この2
×1カプラ50で、その他方のポートから入射した入力
光と合波され射出される。
The laser light emitted from the third FBG 44 and the laser light emitted from the fourth FBG 45 are 2 × 2
The light enters the coupler 46. The 2 × 2 coupler 46 combines these laser lights, and then branches the combined laser light into two and emits them. One of the branched laser lights is 2 × 1
The light enters one port of the coupler 50. And this 2
In the × 1 coupler 50, the light is multiplexed with the input light incident from the other port and emitted.

【0049】2×1カプラ50で合波されたレーザ光
は、光を増幅するEDF51に入射する。このEDF5
1において、合波されたレーザ光のうちの第1LD40
および第2LD41からのレーザ光は、EDF51内の
電子を励起し、反転分布を形成する。この反転分布を形
成した状態で入力光も入射するので、合波されたレーザ
光のうちのこの入力光によって誘導されて誘導放射が起
こり、入力光が増幅される。
The laser light multiplexed by the 2 × 1 coupler 50 enters the EDF 51 for amplifying the light. This EDF5
1, the first LD 40 of the combined laser light
The laser light from the second LD 41 excites electrons in the EDF 51 to form a population inversion. Since the input light also enters in a state where the population inversion is formed, the input light of the multiplexed laser light is guided by the input light to generate stimulated radiation, and the input light is amplified.

【0050】EDF51から射出されたレーザ光は、光
を一方向にのみ透過するISO52を介して出力光とし
て射出される。一方、2×2カプラ46で分岐した他方
のレーザ光は、上述と同様に、2×1カプラ55で入力
光と合波され、EFD56を励起し、入力光を増幅す
る。FDF56から射出されたレーザ光は、ISO57
を介して出力光として射出される。
The laser light emitted from the EDF 51 is emitted as output light via the ISO 52 that transmits light only in one direction. On the other hand, the other laser light branched by the 2 × 2 coupler 46 is multiplexed with the input light by the 2 × 1 coupler 55 as described above, and excites the EFD 56 to amplify the input light. The laser light emitted from the FDF 56 is
And is emitted as output light through

【0051】(本発明と第1の実施形態との対応関係)
以下、本発明と第1の実施形態との対応関係について説
明する。請求項1に記載の発明と第1の実施形態との対
応関係については、光ファイバはEDF51に対応し、
複数の励起光源は第1LD40、第2LD41に対応す
る。そして、複数の第1光フィルタは第1FBG42、
第2FBG43に対応し、複数の第2光フィルタは第3
FBG44、第4FBG45に対応し、光合波器はカプ
ラ46に対応する。
(Correspondence between the present invention and the first embodiment)
Hereinafter, the correspondence between the present invention and the first embodiment will be described. Regarding the correspondence between the invention described in claim 1 and the first embodiment, the optical fiber corresponds to the EDF 51,
The plurality of excitation light sources correspond to the first LD 40 and the second LD 41. The plurality of first optical filters are the first FBG 42,
In correspondence with the second FBG 43, the plurality of second optical filters are the third optical filters.
The optical multiplexer corresponds to the coupler 46, and corresponds to the FBG 44 and the fourth FBG 45.

【0052】請求項2ないし請求項4に記載の発明と第
1の実施形態との対応関係については、光ファイバはE
DF51に対応し、第1励起光源は第1LD40に対応
し、第2励起光源は第2LD41に対応する。そして、
第1光フィルタは第1FBG42に対応し、第2光フィ
ルタは第2FBG43に対応する。さらに、第3光フィ
ルタは第3FBG44に対応し、第4光フィルタは第4
FBG45に対応し、光合波器はカプラ46に対応す
る。
Regarding the correspondence between the invention described in claims 2 to 4 and the first embodiment, the optical fiber is
The first excitation light source corresponds to the first LD 40, and the second excitation light source corresponds to the second LD 41. And
The first optical filter corresponds to the first FBG 42, and the second optical filter corresponds to the second FBG 43. Further, the third optical filter corresponds to the third FBG 44, and the fourth optical filter corresponds to the fourth FBG44.
The optical multiplexer corresponds to the FBG 45 and the optical multiplexer corresponds to the coupler 46.

【0053】請求項5に記載の発明と第1の実施形態と
の対応関係は、制御手段はメモリ58および制御用CP
U59に対応する。 (第1の実施形態の作用効果)図9は、LDの重心波長
とFBGの反射波長帯域の中心波長との関係を示す図で
ある。(a)は、重心波長と中心波長とが一致している
場合、(b)は、重心波長が中心波長より短い場合、
(c)は、重心波長が中心波長より長い場合をそれぞれ
示している。(a)、(b)、(c)の各々において、
上の曲線は、多モード発振している場合のLDのスペク
トルであり、下の曲線は、FBGの反射波長特性であ
る。そして、(d)は、FBGによってLDが多モード
発振から単一モード発振になった場合を示している。な
お、図9において、LDの重心波長とFBGの反射波長
帯域の中心波長との関係は、第1LD40と第2LD4
1とについて同様なので、両者を区別して図示していな
い。
The correspondence between the invention described in claim 5 and the first embodiment is that the control means includes a memory 58 and a control CP.
Corresponds to U59. FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the center-of-gravity wavelength of the LD and the center wavelength of the reflection wavelength band of the FBG. (A) is when the center wavelength matches the center wavelength, (b) is when the center wavelength is shorter than the center wavelength,
(C) shows the case where the center-of-gravity wavelength is longer than the center wavelength. In each of (a), (b) and (c),
The upper curve is the LD spectrum when multi-mode oscillation occurs, and the lower curve is the reflection wavelength characteristic of the FBG. (D) shows a case where the LD changes from multi-mode oscillation to single-mode oscillation by the FBG. Note that in FIG. 9, the relationship between the center-of-gravity wavelength of the LD and the center wavelength of the reflection wavelength band of the FBG is the first LD 40 and the second LD 4.
1 is similar to that of FIG.

【0054】このような第1の実施形態の作用効果およ
び制御用CPU59における処理について、図9を参照
しながら、以下に説明する。この光ファイバ増幅器を使
用している光通信システムが運用を開始すると、制御用
CPU59は、メモリ58に格納されているプログラム
をスタートさせる。制御用CPU59は、メモリ58を
参照して第1LD40の重心波長が第1FBG42にお
ける反射波長帯域の中心波長λ1 になるように、駆動電
流および温度を設定する信号を第1LD40に送信す
る。そして、制御用CPU59は、メモリ58を参照し
て第2LD41の重心波長が第2FBG43における反
射波長帯域の中心波長λ2 になるように、駆動電流およ
び温度を設定する信号を第1LD41に送信する。
The operation and effect of the first embodiment and the processing in the control CPU 59 will be described below with reference to FIG. When the optical communication system using the optical fiber amplifier starts operation, the control CPU 59 starts the program stored in the memory 58. The control CPU 59 transmits a signal for setting the drive current and the temperature to the first LD 40 so that the center-of-gravity wavelength of the first LD 40 becomes the center wavelength λ1 of the reflection wavelength band of the first FBG 42 with reference to the memory 58. Then, the control CPU 59 refers to the memory 58 and transmits a signal for setting the drive current and the temperature to the first LD 41 so that the center of gravity wavelength of the second LD 41 becomes the center wavelength λ2 of the reflection wavelength band in the second FBG 43.

【0055】これらの信号を受信した第1LD40およ
び第2LD41は、図9(a)に示すような多モード発
信を開始し、第1LD40は第1FBG42に、第2L
D41は第2FBG43に、それぞれレーザ光を射出す
る。第1FBG42は、入射したレーザ光に対して数パ
ーセントの波長λ1 のレーザ光を反射し、第1LD40
に戻す。この反射された波長λ1 のレーザ光によって第
1LD40は、図9(d)に示すように第1FBG42
における反射波長帯域の中心波長である波長λ1 で単一
モード発振になる。
The first LD 40 and the second LD 41 which have received these signals start multi-mode transmission as shown in FIG. 9A, and the first LD 40 transmits the signal to the first FBG 42 and the second L
D41 emits a laser beam to the second FBG43. The first FBG 42 reflects a laser beam having a wavelength λ1 of a few percent with respect to the incident laser beam, and
Return to By the reflected laser beam having the wavelength λ1, the first LD 40 causes the first FBG 42 as shown in FIG.
A single-mode oscillation occurs at the wavelength λ1, which is the center wavelength of the reflection wavelength band at.

【0056】また、第2FBG43は、入射したレーザ
光に対して数パーセントの波長λ2のレーザ光を反射
し、第2LD41に戻す。この反射された波長λ2 のレ
ーザ光によって第2LD41は、図9(d)に示すよう
に第2FBG43における反射波長帯域の中心波長であ
る波長λ2 で単一モード発振になる。
The second FBG 43 reflects a laser beam having a wavelength λ 2 which is several percent of the incident laser beam, and returns the laser beam to the second LD 41. Due to the reflected laser beam having the wavelength λ2, the second LD 41 oscillates in a single mode at the wavelength λ2 which is the center wavelength of the reflection wavelength band in the second FBG 43 as shown in FIG.

【0057】こうして単一モード発振を開始した第1L
D40のレーザ光は、第1FBG42および第3FBG
44を介して2×2カプラ46に入射する。また、単一
モード発振を開始した第2LD41のレーザ光は、第2
FBG43および第4FBG45を介して2×2カプラ
46に入射する。2×2カプラ46で合波されたレーザ
光は、2×1カプラ50を介してEDF51に入射し、
EDF51を励起することによって入力光を増幅する。
The first L which starts single mode oscillation in this way
The laser light of D40 includes the first FBG 42 and the third FBG
The light enters the 2 × 2 coupler 46 via 44. The laser light of the second LD 41 that has started single mode oscillation is
The light enters the 2 × 2 coupler 46 via the FBG 43 and the fourth FBG 45. The laser light multiplexed by the 2 × 2 coupler 46 enters the EDF 51 via the 2 × 1 coupler 50,
The input light is amplified by exciting the EDF 51.

【0058】制御用CPU59は、一定の時間ごとにメ
モリ58を参照して第1LD40および第2LD41の
温度または駆動電流を、あるいはそれらの温度および駆
動電流を調節する。これは、経時劣化、温度変動および
雑音などにより第1LD40と第2LD41の重心波長
が図9(b)、(c)に示すようにずれるため、このず
れを補正するためである。
The control CPU 59 adjusts the temperature or the drive current of the first LD 40 and the second LD 41 or the temperature and the drive current of the first LD 40 and the second LD 41 with reference to the memory 58 at regular intervals. This is to correct the shift because the center-of-gravity wavelengths of the first LD 40 and the second LD 41 shift as shown in FIGS. 9B and 9C due to deterioration with time, temperature fluctuation, noise, and the like.

【0059】なお、温度制御は、図8に不図示の第1L
D40および第2LD41に接触させたペルチェ素子で
行う。このような光ファイバ増幅器では、第1FBG4
2における反射波長帯域の中心波長λ1 と第2FBG4
3における反射波長帯域の中心波長λ2 とを異なる波長
としているので、2×2カプラ46から射出されるレー
ザ光の電力変動を少なくすることができる。
The temperature control is performed by a first L not shown in FIG.
This is performed using a Peltier device that is in contact with D40 and the second LD 41. In such an optical fiber amplifier, the first FBG4
2, the center wavelength .lambda.1 of the reflection wavelength band and the second FBG4
Since the center wavelength .lambda.2 of the reflection wavelength band in 3 is different from the wavelength, the power fluctuation of the laser light emitted from the 2.times.2 coupler 46 can be reduced.

【0060】また、第1FBG42によって第1LDの
発振波長をEDF51、56の吸収波長帯域内である波
長λ1 に固定することができる。同様に、第2FBG4
3によって第2LD41の発振波長をEDF51、56
の吸収波長帯域内である波長λ2 に固定することができ
る。したがって、EDF51、56の吸収波長帯域内に
2×2カプラ46から射出されるレーザ光を確実に維持
でき、EDF51、56に供給される電力変動を少なく
することができる。
Further, the oscillation wavelength of the first LD can be fixed to the wavelength λ 1 within the absorption wavelength band of the EDFs 51 and 56 by the first FBG 42. Similarly, the second FBG4
3, the oscillation wavelength of the second LD 41 is increased by the EDFs 51 and 56.
Can be fixed to the wavelength λ2 which is within the absorption wavelength band. Therefore, the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 46 can be reliably maintained within the absorption wavelength band of the EDFs 51 and 56, and the power fluctuation supplied to the EDFs 51 and 56 can be reduced.

【0061】そして、第1LD40の発振波長λ1 のレ
ーザ光を透過し、第2LD41の発振波長λ2 のレーザ
光を遮断する第3FBG44を第1LD40とカプラ4
6との間に設けている。このため、第2LD41から射
出された波長λ2 のレーザ光が2×2カプラ46、2×
1カプラ50、55、EDF51、56などの光部品に
おける各接合部で反射して第1LD40に入射すること
を抑制することができる。よって、第1LD40に与え
る第2LD41の影響を抑制することができる。したが
って、第1LD40の発振波長は、波長λ1 から外れる
ことがない。また、第2LD41の発振波長λ2 のレー
ザ光を透過し、第1LD40の発振波長λ1 のレーザ光
を遮断する第4FBG45を第2LD41とカプラ46
との間に設けている。このため、第1LD40から射出
された波長λ1 のレーザ光が2×2カプラ46、2×1
カプラ50、55、EDF51、56などの光部品にお
ける各接合部で反射して第2LD41に入射することを
抑制することができる。よって、第2LD41に与える
第1LD40の影響を抑制することができる。したがっ
て、第2LD41の発振波長は、波長λ2 から外れるこ
とがない。
The third FBG 44, which transmits the laser light of the oscillation wavelength λ1 of the first LD 40 and cuts off the laser light of the oscillation wavelength λ2 of the second LD 41, is connected to the first LD 40 and the coupler 4.
6 is provided. For this reason, the laser light of wavelength λ2 emitted from the second LD 41 is
It is possible to prevent the light from being reflected at each joint of the optical components such as the one coupler 50 and 55 and the EDFs 51 and 56 and entering the first LD 40. Therefore, the influence of the second LD 41 on the first LD 40 can be suppressed. Therefore, the oscillation wavelength of the first LD 40 does not deviate from the wavelength λ1. Further, a fourth FBG 45 that transmits the laser light of the oscillation wavelength λ2 of the second LD 41 and blocks the laser light of the oscillation wavelength λ1 of the first LD 40 is connected to the second LD 41 and the coupler 46.
And is provided between them. Therefore, the laser light of wavelength λ1 emitted from the first LD 40 is
It is possible to prevent the light from being reflected at each joint of the optical components such as the couplers 50 and 55 and the EDFs 51 and 56 and entering the second LD 41. Therefore, the influence of the first LD 40 on the second LD 41 can be suppressed. Therefore, the oscillation wavelength of the second LD 41 does not deviate from the wavelength λ2.

【0062】さらに、第1LD40の重心波長は、第1
FBG42における反射波長帯域の中心波長λ1 になる
ように設計される。このため、第1LD40の電力変動
を小さくすることができる。第2LD41の重心波長
は、第2FBG43における反射波長帯域の中心波長λ
2 になるように設計される。このため、第1LD40の
電力変動を小さくすることができる。
Further, the center-of-gravity wavelength of the first LD 40 is
The FBG 42 is designed to have a center wavelength .lambda.1 of the reflection wavelength band. Therefore, the power fluctuation of the first LD 40 can be reduced. The center wavelength of the second LD 41 is the center wavelength λ of the reflection wavelength band in the second FBG 43.
Designed to be 2. Therefore, the power fluctuation of the first LD 40 can be reduced.

【0063】また、光ファイバ増幅器の運用中における
温度変動や経年劣化などによって重心波長に変動が生じ
ても、第1LD40の重心波長は第1FBG42におけ
る反射波長帯域の中心波長λ1 に、そして、第2LD4
1の重心波長は第2FBG43における反射波長帯域の
中心波長λ2 になるように制御される。このため、第1
LD40および第2LD41の電力変動を小さくするこ
とができる。
Even if the center-of-gravity wavelength fluctuates due to temperature fluctuations and aging during operation of the optical fiber amplifier, the center-of-gravity wavelength of the first LD 40 is set to the center wavelength λ 1 of the reflection wavelength band in the first FBG 42 and to the second LD 4.
The center-of-gravity wavelength of 1 is controlled to be the center wavelength λ2 of the reflection wavelength band in the second FBG 43. Therefore, the first
Power fluctuations of the LD 40 and the second LD 41 can be reduced.

【0064】これらのため、第1の実施形態における光
ファイバ増幅器では、カプラ46から射出されるレーザ
光を安定化することができるから、利得特性や雑音指数
などの増幅特性を安定化することができる。次に、別の
実施形態について説明する。 (第2の実施形態の構成)第2の実施形態は、請求項1
ないし請求項7に記載の発明に対応する光ファイバ増幅
器の実施形態である。
For these reasons, in the optical fiber amplifier according to the first embodiment, the laser light emitted from the coupler 46 can be stabilized, so that the amplification characteristics such as the gain characteristic and the noise figure can be stabilized. it can. Next, another embodiment will be described. (Structure of the Second Embodiment)
An optical fiber amplifier according to an embodiment of the present invention.

【0065】図10は、第2の実施形態における光ファ
イバ増幅器の構成を示す図である。第2の実施形態にお
ける光ファイバ増幅器の特徴は、第1の実施形態におけ
る光増幅器に対して第1LD40および第2LD41の
それぞれの駆動電流に小振幅の変調信号を重畳した点で
ある。なお、第2の実施形態において、第1の実施形態
と同様の構成については、同一の参照番号を付与して図
10に示し、その説明を省略する。
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier according to the second embodiment. A feature of the optical fiber amplifier according to the second embodiment is that a small-amplitude modulation signal is superimposed on the drive current of each of the first LD 40 and the second LD 41 with respect to the optical amplifier according to the first embodiment. In the second embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, are shown in FIG. 10, and the description thereof is omitted.

【0066】図10において、第1LD40から射出さ
れたレーザ光は、第1FBG42に入射し、この第1F
BG42を透過したレーザ光は、第3FBG44に入射
する。一方、第2LD41から射出されたレーザ光は、
第2FBG43に入射し、この第2FBG43を透過し
たレーザ光は、第4FBG45に入射する。ここで、第
1LD40および第2LD41は、制御用CPU64に
よって、その温度および駆動電流が制御される。制御用
CPU64は、第1LD40および第2LD41のそれ
ぞれについて、温度と重心波長との関係および駆動電流
と重心波長との関係を格納するメモリ58を参照して、
その温度および駆動電流が制御するとともに、後述する
アナログ/ディジタル変換器(以下、「A/D」と略記
する。)63の出力に基づいて駆動電流の位相を制御す
る。
In FIG. 10, the laser light emitted from the first LD 40 enters the first FBG 42,
The laser beam transmitted through the BG 42 enters the third FBG 44. On the other hand, the laser light emitted from the second LD 41
The laser beam that has entered the second FBG 43 and transmitted through the second FBG 43 enters the fourth FBG 45. Here, the temperature and the drive current of the first LD 40 and the second LD 41 are controlled by the control CPU 64. The control CPU 64 refers to the memory 58 that stores the relationship between the temperature and the center-of-gravity wavelength and the relationship between the drive current and the center-of-gravity wavelength for each of the first LD 40 and the second LD 41.
The temperature and the drive current are controlled, and the phase of the drive current is controlled based on the output of an analog / digital converter (hereinafter abbreviated as “A / D”) 63 described later.

【0067】第3FBG44から射出されたレーザ光お
よび第4FBG45から射出されたレーザ光は、2×2
カプラ46に入射し、合波した後に分岐される。分岐し
た一方のレーザ光は、ビームスプリッタ60でごく一部
が分岐し、残余の大部分が2×1カプラ50に入射し、
入力光と合波された後にEDF51に入射する。EDF
51から射出されたレーザ光は、ISO52を介して出
力光として射出される。
The laser light emitted from the third FBG 44 and the laser light emitted from the fourth FBG 45 are 2 × 2
The light enters the coupler 46 and is branched after being multiplexed. One part of the branched laser light is branched by the beam splitter 60, and most of the remaining part enters the 2 × 1 coupler 50,
After being multiplexed with the input light, the light enters the EDF 51. EDF
The laser light emitted from 51 is emitted as output light via ISO52.

【0068】一方、2×2カプラ46で分岐した他方の
レーザ光は、2×1カプラ55で入力光と合波され、E
DF56を励起し、入力光を増幅する。FDF56から
射出されたレーザ光は、ISO57を介して出力光とし
て射出される。また、ビームスプリッタ60で分岐した
レーザ光は、入力光の電力に従った電流を出力するホト
ダイオード(PhotoDiode、以下、「PD」と略記す
る。)61に入射し、このPD61において光電変換さ
れる。PD61の出力は、所定の倍率で増幅する増幅器
62で増幅された後に、A/D63に入力される。
On the other hand, the other laser light branched by the 2 × 2 coupler 46 is multiplexed with the input light by the 2 × 1 coupler 55 and
The DF 56 is excited to amplify the input light. The laser light emitted from the FDF 56 is emitted as output light via the ISO 57. The laser light split by the beam splitter 60 is incident on a photodiode (PhotoDiode, hereinafter abbreviated as “PD”) 61 that outputs a current according to the power of the input light, and is photoelectrically converted by the PD 61. The output of the PD 61 is input to the A / D 63 after being amplified by the amplifier 62 that amplifies the output at a predetermined magnification.

【0069】制御用CPU64は、一定の時間間隔でA
/D63からの出力を取り込み、現在の2×2カプラ4
6から射出されるレーザ光における電力の計測値を得
る。制御用CPU64は、この計測値と予め与えられて
いる目標値との差を演算し、演算結果が許容値以内か否
かを判断する。制御用CPU64は、許容値以内の場合
には、現在の位相を維持する信号を変調器65に出力す
る。一方、制御用CPU64は、許容値以内でない場合
には、一定の範囲内において現在の位相から所定刻みで
位相を変化させることによって、最適な位相を探す。そ
して、制御用CPU64は、新たな位相とする信号を変
調器65に出力する。
The control CPU 64 sets A at regular time intervals.
/ D63, take in the current 2 × 2 coupler 4
A measurement value of the power in the laser light emitted from 6 is obtained. The control CPU 64 calculates a difference between the measured value and a predetermined target value, and determines whether the calculation result is within an allowable value. The control CPU 64 outputs a signal to maintain the current phase to the modulator 65 when the value is within the allowable value. On the other hand, when the value is not within the allowable value, the control CPU 64 changes the phase at a predetermined interval from the current phase within a certain range, thereby searching for an optimal phase. Then, the control CPU 64 outputs a signal having a new phase to the modulator 65.

【0070】(本発明と第2の実施形態との対応関係)
以下、本発明と第2の実施形態との対応関係について説
明する。請求項1ないし請求項4に記載の発明と第2の
実施形態との対応関係については、第1の実施形態の場
合と同様であるので、その説明を省略する。請求項5に
記載の発明と第2の実施形態との対応関係は、制御手段
はメモリ58および制御用CPU64に対応する。
(Correspondence between the present invention and the second embodiment)
Hereinafter, the correspondence between the present invention and the second embodiment will be described. The correspondence between the inventions described in claims 1 to 4 and the second embodiment is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted. In the correspondence between the invention described in claim 5 and the second embodiment, the control means corresponds to the memory 58 and the control CPU 64.

【0071】請求項6に記載の発明と第2の実施形態と
の対応関係は、変調手段は変調器65に対応する。請求
項7に記載の発明と第2の実施形態との対応関係は、変
調手段はビームスプリッタ60、PD61、増幅器6
2、A/D63、制御用CPU64および変調器65に
対応する。
The correspondence between the invention described in claim 6 and the second embodiment is that the modulation means corresponds to the modulator 65. The correspondence between the invention according to claim 7 and the second embodiment is that the modulating means includes a beam splitter 60, a PD 61, and an amplifier 6
2, an A / D 63, a control CPU 64, and a modulator 65.

【0072】(第2の実施形態の作用効果)このような
光ファイバ増幅器では、第1の実施形態の場合の作用効
果に加えて、第1LD40の駆動電流および第2LD4
1の駆動電流を変調しているので、第1LD40の重心
波長および第2LD41の重心波長を安定化することが
できる。このため、2×2カプラ46から射出されるレ
ーザ光の電力変動を小さくすることができる。
(Operation and Effect of Second Embodiment) In such an optical fiber amplifier, in addition to the operation and effect of the first embodiment, the driving current of the first LD 40 and the second LD 4
Since the first drive current is modulated, the center-of-gravity wavelength of the first LD 40 and the center-of-gravity wavelength of the second LD 41 can be stabilized. Therefore, power fluctuation of the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 46 can be reduced.

【0073】さらに、この電力変動を小さくするように
第1LD40の駆動電流の位相および第2LD41の駆
動電流の位相を制御しているので、2×2カプラ46か
ら射出されるレーザ光の電力変動をより小さくすること
ができる。これらのため、第2の実施形態における光フ
ァイバ増幅器では、2×2カプラ46から射出されるレ
ーザ光を安定化することができるから、利得特性や雑音
指数などの増幅特性を安定化することができる。
Further, since the phase of the drive current of the first LD 40 and the phase of the drive current of the second LD 41 are controlled so as to reduce the power fluctuation, the power fluctuation of the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 46 is controlled. Can be smaller. For these reasons, in the optical fiber amplifier according to the second embodiment, the laser light emitted from the 2 × 2 coupler 46 can be stabilized, so that the amplification characteristics such as the gain characteristic and the noise figure can be stabilized. it can.

【0074】なお、第2の実施形態においてビームスプ
リッタ60を2×2カプラ46と2×1カプラ50との
間に挿入したが、増幅すべき入力光の波長帯域と第1L
D40および第2LD41からの励起光の波長帯域とが
充分離れている場合には、ビームスプリッタ60をED
F51とISO52との間に挿入してもよい。この場合
には、第1LD40および第2LD41からの励起光の
うちのEDF51内において電子を励起しなかった漏れ
励起光をPD61は、受光することになる。そして、こ
の場合には、EDF51の後にビームスプリッタ60を
接続するので、EDF51の励起光率を下げることがな
い。
Although the beam splitter 60 is inserted between the 2 × 2 coupler 46 and the 2 × 1 coupler 50 in the second embodiment, the wavelength band of the input light to be amplified and the first L
When the wavelength band of the pumping light from the D40 and the second LD 41 is sufficiently separated, the beam splitter 60 is
It may be inserted between F51 and ISO52. In this case, the PD 61 receives the leakage excitation light that has not excited electrons in the EDF 51 among the excitation light from the first LD 40 and the second LD 41. In this case, since the beam splitter 60 is connected after the EDF 51, the excitation light rate of the EDF 51 does not decrease.

【0075】また、第1の実施形態および第2の実施形
態では、EDFを使用したがこれに限定されるものでは
ない。他の希土類をドープした光ファイバを使用しても
よい。例えば、1.3μm帯を増幅するネオジウム(元
素記号:Nd)、プラセオジウム(元素記号:Pr)な
どをドープした光ファイバを使用してもよい。
In the first and second embodiments, the EDF is used, but the present invention is not limited to this. Optical fibers doped with other rare earths may be used. For example, an optical fiber doped with neodymium (element symbol: Nd), praseodymium (element symbol: Pr), or the like that amplifies the 1.3 μm band may be used.

【0076】[0076]

【発明の効果】請求項1ないし請求項7に記載の発明で
は、励起光源を冗長化構成とする光ファイバ増幅器にお
いて、励起光源の発振波長を互いに異なる波長とすると
ともに、光フィルタによって他の励起光源からの光を遮
断しているので、希土類元素添加光フィルタに入射する
光の電力変動を小さくすることができる。このため、光
ファイバ増幅器の増幅特性の変動を少なくすることがで
きる。
According to the first to seventh aspects of the present invention, in the optical fiber amplifier in which the pumping light source has a redundant configuration, the pumping light source has different oscillation wavelengths from each other, and another pumping light source is provided by an optical filter. Since the light from the light source is blocked, power fluctuation of the light incident on the rare earth element-doped optical filter can be reduced. For this reason, fluctuations in the amplification characteristics of the optical fiber amplifier can be reduced.

【0077】さらに加えて、請求項3および請求項5に
記載の発明では、励起光源に接続する光フィルタにおけ
る反射波長帯域の中心波長に励起光源の重心波長をほぼ
一致するようにしているので、希土類元素添加光フィル
タに入射する光の電力変動をより小さくすることができ
る。このため、光ファイバ増幅器の増幅特性の変動をよ
り少なくすることができる。
In addition, in the third and fifth aspects of the present invention, the center wavelength of the pump light source is made to substantially coincide with the center wavelength of the reflection wavelength band in the optical filter connected to the pump light source. Power fluctuation of light incident on the rare earth element-doped optical filter can be further reduced. For this reason, fluctuations in the amplification characteristics of the optical fiber amplifier can be further reduced.

【0078】さらに加えて、請求項6および請求項7に
記載の発明では、励起光源の駆動電流に変調を加えてい
るので、希土類元素添加光フィルタに入射する光の電力
変動をより小さくすることができる。このため、光ファ
イバ増幅器の増幅特性の変動をより少なくすることがで
きる。
In addition, in the inventions according to the sixth and seventh aspects, since the drive current of the excitation light source is modulated, the power fluctuation of the light incident on the rare earth element-doped optical filter can be further reduced. Can be. For this reason, fluctuations in the amplification characteristics of the optical fiber amplifier can be further reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】請求項1に記載の発明の原理構成を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a principle configuration of the invention described in claim 1;

【図2】請求項2ないし請求項7に記載の発明の原理構
成を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a principle configuration of the invention described in claims 2 to 7;

【図3】2励起光源間の波長差と電力変動量別発生頻度
との関係を調べる実験装置の構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram of an experimental apparatus for examining a relationship between a wavelength difference between two pump light sources and an occurrence frequency for each power fluctuation amount.

【図4】2励起光源間の波長差と電力変動量別発生頻度
との関係を示す図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a wavelength difference between two excitation light sources and an occurrence frequency for each power fluctuation amount.

【図5】単一モード発振している場合の第1励起光源お
よび第2励起光源の発振波長と光ファイバの吸収波長帯
域との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the oscillation wavelengths of the first and second pump light sources and the absorption wavelength band of the optical fiber when single mode oscillation is performed.

【図6】FBGにおける反射波長帯域の中心波長と励起
光源の重心波長との差に対するサイドモード抑圧比の関
係を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a side mode suppression ratio and a difference between a center wavelength of a reflection wavelength band in the FBG and a center-of-gravity wavelength of an excitation light source.

【図7】電力変動量とサイドモード抑圧比との関係を示
す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a power fluctuation amount and a side mode suppression ratio.

【図8】第1の実施形態における光ファイバ増幅器の構
成を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an optical fiber amplifier according to the first embodiment.

【図9】LDの重心波長とFBGの反射波長帯域の中心
波長との関係を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing the relationship between the center-of-gravity wavelength of the LD and the center wavelength of the reflection wavelength band of the FBG.

【図10】第2の実施形態における光ファイバ増幅器の
構成を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an optical fiber amplifier according to a second embodiment.

【図11】従来の励起光源を冗長化構成とする光ファイ
バ増幅器の構成を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an optical fiber amplifier in which a conventional pump light source has a redundant configuration.

【図12】半導体レーザのモードホッピングの様子を示
す図である。
FIG. 12 is a diagram showing a mode hopping state of a semiconductor laser.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ 2 励起光源 3 第1光フィルタ 4 第2光フィルタ 5 光合波器 10 光ファイバ 11 第1励起光源 12 第2励起光源 13 第1光フィルタ 14 第2光フィルタ 15 第3光フィルタ 16 第4光フィルタ 17 光合波器 18 制御手段 19 変調手段 40 第1LD 41 第2LD 42 第1FBG 43 第2FBG 44 第3FBG 45 第4FBG 46 カプラ 51、56 EDF 58 メモリ 59 制御用CPU 64 制御用CPU 65 変調器 Reference Signs List 1 optical fiber 2 excitation light source 3 first optical filter 4 second optical filter 5 optical multiplexer 10 optical fiber 11 first excitation light source 12 second excitation light source 13 first optical filter 14 second optical filter 15 third optical filter 16th 4 optical filter 17 optical multiplexer 18 control means 19 modulation means 40 first LD 41 second LD 42 first FBG 43 second FBG 44 third FBG 45 fourth FBG 46 coupler 51, 56 EDF 58 memory 59 control CPU 64 control CPU 65 modulator

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希土類元素を添加した光ファイバと、 前記光ファイバを励起するための複数の励起光源と、 該各励起光源のそれぞれに接続され、反射波長帯域の中
心波長が互いに異なる複数の第1光フィルタと、 該各第1光フィルタに接続され、接続される第1光フィ
ルタの前記中心波長の光を透過するとともに該中心波長
を除く光を遮断する複数の第2光フィルタと、 該各第2光フィルタから射出された各光を合波した光を
前記光ファイバに入射させる光合波器とを備えた光ファ
イバ増幅器。
An optical fiber doped with a rare earth element; a plurality of excitation light sources for exciting the optical fiber; and a plurality of excitation light sources connected to the respective excitation light sources and having different center wavelengths of reflection wavelength bands. A first optical filter, a plurality of second optical filters connected to each of the first optical filters and transmitting light of the central wavelength of the connected first optical filter and blocking light other than the central wavelength; An optical fiber amplifier, comprising: an optical multiplexer that combines light emitted from each of the second optical filters into the optical fiber.
【請求項2】 希土類元素を添加した光ファイバと、 前記光ファイバを励起するための第1励起光源および第
2励起光源と、 前記第1励起光源から射出された光が入射され、所定の
第1波長に反射波長帯域の中心波長を設定した第1光フ
ィルタと、 前記第2励起光源から射出された光が入射され、前記第
1波長とは異なる所定の第2波長であって該第2波長に
反射波長帯域の中心波長を設定した第2光フィルタと、 前記第1光フィルタから射出された光が入射され、前記
第1波長の光を透過するとともに前記第2波長の光を遮
断する第3光フィルタと、 前記第2光フィルタから出力された光が入射され、前記
第2波長の光を透過するとともに前記第1波長の光を遮
断する第4光フィルタと、 前記第3光フィルタから射出された光と前記第4光フィ
ルタから射出された光とを合波した光を前記光ファイバ
に入射させる光合波器とを備えた光ファイバ増幅器。
2. An optical fiber doped with a rare earth element, a first excitation light source and a second excitation light source for exciting the optical fiber, and light emitted from the first excitation light source is incident on the optical fiber. A first optical filter in which a center wavelength of a reflection wavelength band is set to one wavelength, light emitted from the second excitation light source is incident, and a predetermined second wavelength different from the first wavelength and A second optical filter having a wavelength set to the center wavelength of a reflection wavelength band; and light emitted from the first optical filter is incident, transmits the first wavelength light, and blocks the second wavelength light. A third optical filter, a fourth optical filter that receives light output from the second optical filter, transmits the second wavelength light, and blocks the first wavelength light, and the third optical filter The light emitted from the fourth An optical fiber amplifier comprising: an optical multiplexer that causes light, which is obtained by multiplexing light emitted from an optical filter, to enter the optical fiber.
【請求項3】 請求項2に記載の光ファイバ増幅器にお
いて、 前記第1励起光源の重心波長は、前記第1光フィルタに
おける反射波長帯域の中心波長である前記第1波長にほ
ぼ一致するとともに、 前記第2励起光源の重心波長は、前記第2光フィルタに
おける反射波長帯域の中心波長である前記第2波長にほ
ぼ一致することを特徴とする光ファイバ増幅器。
3. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein a center-of-gravity wavelength of the first pumping light source substantially coincides with the first wavelength which is a center wavelength of a reflection wavelength band in the first optical filter. An optical fiber amplifier, wherein a center-of-gravity wavelength of the second pump light source substantially coincides with the second wavelength which is a center wavelength of a reflection wavelength band in the second optical filter.
【請求項4】 請求項2に記載の光ファイバ増幅器にお
いて、 前記第1光フィルタないし前記第4光フィルタは、ファ
イバーグレーティングフィルタであることを特徴とする
光ファイバ増幅器。
4. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein the first to fourth optical filters are fiber grating filters.
【請求項5】 請求項2に記載の光ファイバ増幅器にお
いて、 前記第1励起光源の重心波長を前記第1光フィルタの反
射波長帯域内に制御するとともに前記第2励起光源の重
心波長を前記第3光フィルタの反射波長帯域内に制御す
る制御手段をさらに備えることを特徴とする光ファイバ
増幅器。
5. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein a center-of-gravity wavelength of the first pumping light source is controlled within a reflection wavelength band of the first optical filter, and a center-of-gravity wavelength of the second pumping light source is set to the second center. An optical fiber amplifier, further comprising control means for controlling the wavelength within a reflection wavelength band of the three-optical filter.
【請求項6】 請求項2ないし請求項5のいずれか1項
に記載の光ファイバ増幅器において、 前記第1励起光源の駆動電流を変調するとともに前記第
2励起光源の駆動電流を変調する変調手段をさらに備え
ることを特徴とする光ファイバ増幅器。
6. The optical fiber amplifier according to claim 2, wherein a modulator modulates a drive current of the first pump light source and modulates a drive current of the second pump light source. An optical fiber amplifier, further comprising:
【請求項7】 請求項6に記載の光ファイバ増幅器にお
いて、 前記変調手段は、前記光合波器から出力される光の強度
変動が最小となるように、変調される前記第1励起光源
の駆動電流の位相および変調される前記第2励起光源の
駆動電流の位相を制御することを特徴とする光ファイバ
増幅器。
7. The optical fiber amplifier according to claim 6, wherein the modulating means drives the first pumping light source that is modulated so that the intensity fluctuation of the light output from the optical multiplexer is minimized. An optical fiber amplifier for controlling a phase of a current and a phase of a drive current of the second pump light source to be modulated.
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