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JP4616668B2 - Hybrid optical amplifier - Google Patents
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JP4616668B2 - Hybrid optical amplifier - Google Patents

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Description

本発明は、光ファイバ通信システムに用いられる、光ファイバ増幅器に関するものである。   The present invention relates to an optical fiber amplifier used in an optical fiber communication system.

近年の高度情報化から、大容量の情報を高速に伝送できる通信システムが望まれており、高速で大容量な通信網を構築する伝送媒体として光ファイバを用いた光ファイバ通信システムが注目されている。このようなシステムでは、信号光を用いて情報を伝達するため、ネットワークの大規模化、長距離化を実現するために、信号光の減衰などに対する様々な工夫がなされている。   Recently, a communication system capable of transmitting a large amount of information at high speed has been demanded from the advancement of information technology. An optical fiber communication system using an optical fiber as a transmission medium for constructing a high-speed and large-capacity communication network has attracted attention. Yes. In such a system, since information is transmitted using signal light, various measures are taken for attenuation of the signal light in order to realize a large-scale network and a long distance.

このような工夫の一例として、上記光ファイバ通信システムでは、適当な伝送距離ごとに光ファイバ増幅器を挿入することで、光ファイバ中を伝送して減衰した光信号を増幅することにより長距離伝送を可能としている。誘導放出を利用した光ファイバ増幅器は、増幅帯域内で波長の異なる複数の信号光を同時一括増幅できることから、これらを用いた波長多重(WDM:Wavelength division multiplexing)光伝送方式が利用されている。また、WDM光伝送方式をベースとしたフォトニックネットワークも盛んに研究されている。   As an example of such a device, in the optical fiber communication system, an optical fiber amplifier is inserted at every appropriate transmission distance, thereby amplifying an optical signal transmitted through the optical fiber and attenuating the long distance transmission. It is possible. Since an optical fiber amplifier using stimulated emission can simultaneously amplify a plurality of signal lights having different wavelengths within an amplification band, a wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system using them is used. In addition, photonic networks based on the WDM optical transmission system have been actively studied.

一般に光増幅器をWDM伝送に適用する場合、波長の異なる複数の信号が、ほぼ均一なパワーで増幅され出力されるよう、光増幅器の利得スペクトルは平坦であることが望ましい。光増幅器の利得スペクトルの逆特性を有する利得等化器を併用し、平坦な利得スペクトルを実現するのが一般的である。   In general, when an optical amplifier is applied to WDM transmission, it is desirable that the gain spectrum of the optical amplifier is flat so that a plurality of signals having different wavelengths are amplified and output with substantially uniform power. In general, a flat gain spectrum is realized by using a gain equalizer having an inverse characteristic of the gain spectrum of an optical amplifier.

しかしながら、光増幅器では一般に信号入力状態が変化すると、利得スペクトルが変化してしまう。ある入力信号パワー条件で利得平坦を実現しても、光ファイバのスパン損失が経時変化したり、WDMチャネル数が変化することで、増幅器への入力パワーが変化することがある。この変化により、チャネル間のチャネル間出力のばらついたWDM信号が出力されることになる。この結果、出力パワーの高いチャネルは、後続の光ファイバ伝送路中で発生する非線形光学効果で劣化する。一方、出力パワーの低いチャネルは、次段の光増幅器において光信号雑音比を劣化させる原因となる。これらの必要以上の信号劣化を抑えるために、光増幅器は入力パワー変動に対し利得スペクトルを一定に保つ必要がある。   However, generally in an optical amplifier, the gain spectrum changes when the signal input state changes. Even if gain flattening is realized under a certain input signal power condition, the input power to the amplifier may change due to the span loss of the optical fiber changing with time or the number of WDM channels. Due to this change, WDM signals with interchannel output variations between channels are output. As a result, the channel with high output power is degraded by the nonlinear optical effect generated in the subsequent optical fiber transmission line. On the other hand, a channel with low output power causes the optical signal-to-noise ratio to deteriorate in the optical amplifier at the next stage. In order to suppress these unnecessary signal degradations, the optical amplifier needs to keep the gain spectrum constant with respect to the input power fluctuation.

利得スペクトルを一定制御する方法として、光増幅器においては利得一定制御(AGC:Automatic Gain Control)する方法が広く用いられている(非特許文献1参照)。例えば、エルビウム添加ファイバ増幅器(EDFA:Erbium-doped fiber amplifier)について考えると、EDFAの利得スペクトルは、EDFA中のエルビウムのイオン密度をNtot、このうち増幅始準位状態のエルビウムイオン密度をN、増幅終準位状態のエルビウムイオン密度をNとすると(Ntot=N+N)、次の式で表される。 As a method for constant control of the gain spectrum, a method of performing constant gain control (AGC) is widely used in optical amplifiers (see Non-Patent Document 1). For example, when considering an erbium-doped fiber amplifier (EDFA), the gain spectrum of the EDFA is that the erbium ion density in the EDFA is N tot , of which the erbium ion density in the amplified initial state is N 2. Assuming that the erbium ion density in the amplified final state is N 1 (N tot = N 2 + N 1 ), it is expressed by the following equation.

Figure 0004616668
Figure 0004616668

ここで、Lはエルビウム添加ファイバ(EDF)の長さ、g(λ)は単位長さあたりの完全反転分布状態での利得、α(λ)は単位長さあたりの吸収を表している。g,α,Lは励起光パワーや入力信号のパワーに依存せず一定である。Nのみが励起光パワーと信号光入力パワーに依存する値であり、式(1)から分かるように、Nの値によってEDFAの利得スペクトルG(λ)は一意に決定する。Nは、励起光パワーなどを変化させることで、一定となるように制御することが可能であり、これによりAGC制御すれば、利得スペクトルを一定に制御することができる。ファイバラマン増幅器、光ファイバパラメトリック増幅器、半導体増幅器などについても、EDFAと同様、AGC制御により、光スペクトルを一定に制御することが可能である。 Here, L is the length of the erbium-doped fiber (EDF), g * (λ) is the gain in the completely inverted distribution state per unit length, and α (λ) is the absorption per unit length. g, α, and L are constant regardless of the pumping light power or the input signal power. Only N 2 is a value that depends on the pumping light power and the signal light input power. As can be seen from Equation (1), the gain spectrum G (λ) of the EDFA is uniquely determined by the value of N 2 . N 2 can be controlled to be constant by changing the pumping light power and the like, and if this is AGC controlled, the gain spectrum can be controlled to be constant. For fiber Raman amplifiers, optical fiber parametric amplifiers, semiconductor amplifiers, and the like, the optical spectrum can be controlled to be constant by AGC control as in the case of EDFA.

通常、光増幅器でAGC制御する際には、増幅器の信号の総入力と総出力をモニタし、それを用いて利得=(信号の総出力/信号の総入力)を計算する。その上で、それが一定となるように、増幅器の励起手段にフィードバック制御するのが一般的である。これにより光増幅器の入力信号パワーについて信号波長やチャネル数が変化しても、利得スペクトルを一定に制御できる。   Normally, when AGC control is performed by an optical amplifier, the total input and total output of the signal of the amplifier are monitored, and gain = (total output of signal / total input of signal) is calculated using the monitor. In addition, feedback control is generally performed on the excitation means of the amplifier so that it is constant. As a result, the gain spectrum can be controlled to be constant even if the signal wavelength or the number of channels changes with respect to the input signal power of the optical amplifier.

さて、光増幅器としては、複数の光増幅器を直列接続するハイブリッド光増幅器がある。具体的にこれまで報告されたハイブリッド光増幅器の例としては、ファイバラマンアンプ(FRA:Fiber Raman amplifier)とEDFA(非特許文献2参照)、FRAとツリウム添加光ファイバアンプ(TDFA:Thulium doped fiber amplifier)(非特許文献3参照)、TDFAとEDFA(非特許文献4参照)、FRAと光パラメトリック増幅器(OPA:Optical fiber parametric amplifier)(非特許文献5参照) などの光増幅ユニットを組み合わせたハイブリッド光増幅器などが報告されているが、このほかにも半導体増幅器(SOA:Semi-conductor optical amplifier) 、FRA、TDFA、EDFA、OPAなどを含めた任意の2組以上の光増幅ユニットの組合せが考えられる。   As an optical amplifier, there is a hybrid optical amplifier in which a plurality of optical amplifiers are connected in series. Specifically, examples of hybrid optical amplifiers reported so far include a fiber Raman amplifier (FRA) and an EDFA (see Non-Patent Document 2), an FRA and a thulium doped fiber amplifier (TDFA). ) (See Non-Patent Document 3), TDFA and EDFA (See Non-Patent Document 4), FRA and optical fiber parametric amplifier (OPA: Optical fiber parametric amplifier) (see Non-Patent Document 5) Although amplifiers have been reported, other combinations of two or more optical amplification units including a semiconductor amplifier (SOA), FRA, TDFA, EDFA, OPA, etc. are conceivable. .

これらのハイブリッド光増幅器において、利得制御を困難としているのは、構成する光増幅ユニットそれぞれが利得等化されていないという点である。図1には、TDFA光増幅ユニットとEDFA光増幅ユニットの直列接続によるハイブリッド光増幅の利得スペクトルの例を示す。これら増幅ユニットを直列接続することで、TDFAで大きな利得が得られる。1460−1490nm、EDFAで大きな利得が得られる1520−1560nmに加えて、その中間領域である1490−1520nmにおいてもTDFAとEDFAの相互の利得を掛け合わせることで、比較的高い利得が得られることが分かる。光増幅器はこの中間領域も含めて全体を利得等化する必要があり、各光増幅ユニットでの利得等化は行わないのが妥当である。   In these hybrid optical amplifiers, the gain control is difficult because each of the constituting optical amplification units is not equalized in gain. FIG. 1 shows an example of a gain spectrum of hybrid optical amplification in which a TDFA optical amplification unit and an EDFA optical amplification unit are connected in series. By connecting these amplification units in series, a large gain can be obtained with TDFA. In addition to 1520-1560 nm, which provides a large gain with 1460-1490 nm and EDFA, a relatively high gain can also be obtained by multiplying the mutual gains of TDFA and EDFA at 1490-1520 nm, which is the intermediate region. I understand. The optical amplifier needs to perform gain equalization as a whole including this intermediate region, and it is appropriate not to perform gain equalization in each optical amplification unit.

Emmanuel Desurvier著、“ERBIUM−DOPED FIBER AMPLIFIERS Principles and Applications” Wiley-Interscience PublicationEmmanuel Desurvier, “ERBIUM-DOPED FIBER AMPLIFIERS Principles and Applications” Wiley-Interscience Publication H. Masuda, “Review of wideband hybrid amplifiers”, Proc. OFC2000, Paper TuA1, 2000H. Masuda, “Review of wideband hybrid amplifiers”, Proc. OFC2000, Paper TuA1, 2000 H. Masuda, S. Aozawa and M. Shimizu, “Ultra-wide-band hybrid amplifier consisting of two dispersion-compensating fibers for Raman amplification and thulium-doped fiber” Electron Letter. Vol. 38 No.11 pp. 500-502, 2002H. Masuda, S. Aozawa and M. Shimizu, “Ultra-wide-band hybrid amplifier consisting of two dispersion-compensating fibers for Raman amplification and thulium-doped fiber” Electron Letter. Vol. 38 No.11 pp. 500-502 , 2002 T.Sakmoto,et al, “High-gain hybrid amplifier consisting of cascaded fluoride-based TDFA and silica-based EDFA in 1458-1540 nm wavelength region” ,ELECTRONIC LETTERS 3rd 37,No.7,2003T. Sakmoto, et al, “High-gain hybrid amplifier consisting of cascaded fluoride-based TDFA and silica-based EDFA in 1458-1540 nm wavelength region”, ELECTRONIC LETTERS 3rd 37, No. 7, 2003 Min-Chem Ho et, al, “200-nm-bandwidth fiber optical amplifier combining parametric and Raman gain”J. Lightwave Technol, Vol. 19, No.7, pp977-981, 2001Min-Chem Ho et, al, “200-nm-bandwidth fiber optical amplifier combining parametric and Raman gain” J. Lightwave Technol, Vol. 19, No.7, pp977-981, 2001 M.Fukui et al, “1580nm band all-optical ADM node prototype equipped with fast automatic level control” in Proc. 24tg European conference on optical communication(ECOC'98), pp 571-572, 1998M. Fukui et al, “1580nm band all-optical ADM node prototype equipped with fast automatic level control” in Proc. 24tg European conference on optical communication (ECOC'98), pp 571-572, 1998 J.F.Massicott et al, “1480nm pumped crbium-doped fiber amplifier with automatic gain control” Electronics Letters, Vol.30, No.12 pp 962-964, 1994J.F.Massicott et al, “1480nm pumped crbium-doped fiber amplifier with automatic gain control” Electronics Letters, Vol.30, No.12 pp 962-964, 1994

しかしながら、全く利得スペクトルの異なる2つ以上の光増幅ユニットを直列接続した場合、それらユニットの利得は、お互い独立であり、かつ入力信号パワーや入力信号波長、入力信号チャネル数、励起光パワーの変動に対して、利得スペクトルが別々の挙動をふるまう。   However, when two or more optical amplification units having completely different gain spectra are connected in series, the gains of these units are independent from each other, and fluctuations in input signal power, input signal wavelength, number of input signal channels, and pump light power On the other hand, the gain spectrum behaves differently.

そこで、全体の利得スペクトルを一定制御するためには、個々の光増幅器ユニット(アンプ)の利得スペクトルが一定、すなわち、利得スペクトルが上記変動によって変化しないようにしなくてはならない。広く一般に用いられている、光増幅器の入力パワーと出力パワーをモニタして全体の利得の誤差信号を算出し、該誤差信号により全体の利得を一定にするような制御方法をハイブリッド光増幅器に適用する場合、全体の利得は一定としても、個々の光増幅ユニットの利得配分がずれてしまい、利得スペクトルが一定とならない可能性がある。   Therefore, in order to constantly control the entire gain spectrum, the gain spectrum of each optical amplifier unit (amplifier) must be constant, that is, the gain spectrum must not be changed by the above fluctuation. A widely used control method that monitors the input power and output power of an optical amplifier to calculate an error signal of the overall gain, and makes the overall gain constant based on the error signal is applied to the hybrid optical amplifier. In this case, even if the overall gain is constant, there is a possibility that the gain distribution of the individual optical amplification units is shifted and the gain spectrum is not constant.

また、光増幅器の増幅媒体の励起手段の変化(励起パワーの変化等)に対する個々の利得スペクトルの変化は、光増幅ユニット毎にばらばらである。このため、全体の利得の誤差信号一つを用いて、各光増幅ユニットの励起手段にフィードバックする方法では、上記ばらばらのスペクトル変化を一つの誤差信号で対応しなければならず、各励起手段を動かす動かし方が複雑となってしまう。   Further, changes in individual gain spectra with respect to changes in pumping means (changes in pumping power, etc.) of the amplification medium of the optical amplifier vary from one optical amplification unit to another. For this reason, in the method of feeding back to the excitation means of each optical amplifying unit using one error signal of the entire gain, it is necessary to deal with the above-mentioned disparate spectral changes with one error signal, and How to move it becomes complicated.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、利得スペクトルが異なり、かつそれぞれが必ずしも平坦ではない2種類以上の光増幅ユニットを直列接続するハイブリッド光増幅器の利得スペクトルを精度良く制御することが可能なハイブリッド光増幅器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a hybrid optical amplifier in which two or more types of optical amplification units having different gain spectra and not necessarily flat are connected in series. An object of the present invention is to provide a hybrid optical amplifier capable of controlling a gain spectrum with high accuracy.

請求項記載の発明は、入力された光を増幅する光増幅用媒体および該光増幅用媒体を励起する励起手段を有する光増幅ユニットをn(n≧2)ユニット備え、該nユニットの光増幅ユニットの光増幅用媒体は合計で2種類以上であり、かつ前記nユニットの光増幅ユニットはそれぞれ直列の接続されたハイブリッド光増幅器において、前記nユニットの光増幅ユニットのうち(n−)ユニット(n>m≧1)の光増幅ユニットの利得スペクトルを個々に一定となるように制御し、かつ該制御を行わない残りのm個の光増幅ユニットに対して前記ハイブリッド光増幅器の全体の利得スペクトルが一定となるように制御する利得制御手段を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 includes n (n ≧ 2) units of an optical amplification unit having an optical amplification medium that amplifies input light and an excitation unit that excites the optical amplification medium. There are two or more types of optical amplification media in the amplification unit in total, and the n optical amplification units are hybrid optical amplifiers connected in series, respectively (n− m ) among the n optical amplification units. The gain spectrum of the optical amplification unit of the unit (n> m ≧ 1) is controlled to be constant individually, and the whole of the hybrid optical amplifier is controlled with respect to the remaining m optical amplification units not performing the control. Gain control means for controlling the gain spectrum to be constant is provided.

請求項記載の発明は、請求項1に記載の発明において、m=1であることを特徴とする。 The invention described in claim 2 is the invention described in claim 1, characterized in that m = 1.

請求項記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットのうち少なくとも1つの光増幅ユニットの前記光増幅用媒体に対する励起光の入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出し、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出された、入力パワーに関連する入力電気信号および出力パワーに関連する出力電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する検出手段と、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された、入力電気信号と出力電気信号とにより、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に前記励起光の損失を計算し、該損失に関連する損失電気信号を前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する励起光損失算出手段と、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された損失電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出する抽出手段と、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出された誤差信号の各々に対して対応する光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段とを含むことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the gain control means may be configured to supply excitation light to the optical amplification medium of at least one of the n optical amplification units. An input power and an output power are detected for each of the at least one optical amplification unit, and an input electrical signal related to the input power and an output electrical signal related to the output power are detected for each of the at least one optical amplification unit. The excitation means for each of the at least one optical amplification unit by means of detection means for outputting for each of the at least one optical amplification unit and an input electrical signal and an output electrical signal output for each of the at least one optical amplification unit The optical loss is calculated, and a loss electric signal related to the loss is output for each of the at least one optical amplification unit. An error signal between the pumping light loss calculation means and the loss electric signal output for each of the at least one optical amplification unit and a target signal related to a preset target value is extracted for each of the at least one optical amplification unit. Extraction means and excitation control means for controlling the excitation means of the corresponding optical amplification unit for each of the error signals extracted for each of the at least one optical amplification unit so that the error signal becomes zero. It is characterized by including.

請求項記載の発明は、請求項1または2に記載の発明において、入力された、信号光と制御用チャネルとを合波する合波手段をさらに備え、前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの前記光増幅用媒体に対する前記制御用チャネルの入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出し、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出された、入力パワーに関連する入力電気信号および出力パワーに関連する出力電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する検出手段と、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された、入力電気信号と出力電気信号とにより、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に前記制御用チャネルの利得を計算し、該利得に関連する利得電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する利得算出手段と、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された利得電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出する抽出手段と、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出された誤差信号の各々に対して対応する光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段とを含むことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the optical system further includes a multiplexing unit that multiplexes the input signal light and the control channel, and the gain control unit includes the n units. Detecting an input power and an output power of the control channel with respect to the optical amplifying medium of at least one of the optical amplifying units for each of the at least one optical amplifying unit; Detecting means for outputting an input electrical signal related to input power and an output electrical signal related to output power detected for each of the at least one optical amplification unit, and output for each of the at least one optical amplification unit Further, the gain of the control channel for each of the at least one optical amplification unit is determined by the input electrical signal and the output electrical signal. Gain calculating means for calculating and outputting a gain electric signal related to the gain for each of the at least one optical amplification unit, a gain electric signal output for each of the at least one optical amplification unit, and a preset target value Extracting means for extracting an error signal with respect to the target signal for each of the at least one optical amplification unit, and an optical amplification unit corresponding to each of the error signals extracted for each of the at least one optical amplification unit Each of the excitation means included in each includes excitation control means for controlling the error signal to be zero.

請求項記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、前記利得制御手段は、前記ハイブリッド光増幅器に対する信号光の入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ検出し、該入力パワーに関連する入力電気信号および前記出力パワーに関連する出力電気信号を出力する検出手段と、前記入力電気信号と前記出力電気信号とにより、前記信号光の利得を計算し、該利得に関連する利得電気信号を出力する利得算出手段と、該利得電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を抽出する抽出手段と、前記nユニットの光増幅ユニットのうち少なくとも1つの光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段とを有する制御手段を含むことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the invention, the gain control means detects input power and output power of signal light to the hybrid optical amplifier, respectively, and inputs electric power related to the input power. A detection means for outputting a signal and an output electric signal related to the output power, a gain of the signal light is calculated by the input electric signal and the output electric signal, and a gain electric signal related to the gain is output. A gain calculating means; an extracting means for extracting an error signal between the gain electrical signal and a target signal related to a preset target value; and an excitation means included in at least one of the n optical amplifying units. Each of which includes control means having excitation control means for controlling the error signal to be zero.

請求項記載の発明は、請求項4または5に記載の発明において、前記利得算出手段は、前記検出手段にて実測したハイブリッド光増幅器の出力パワーから所定の定数を引き算したものに関連する電気信号と前記入力電気信号とにより前記利得を計算することを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth or fifth aspect, the gain calculating means is an electric related to a value obtained by subtracting a predetermined constant from the output power of the hybrid optical amplifier actually measured by the detecting means. The gain is calculated from a signal and the input electric signal.

請求項記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行うことを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the gain control means configures a laser cavity in at least one of the n optical amplification units, and the laser cavity Control that makes the gain spectrum of the at least one optical amplification unit constant is performed by causing laser oscillation.

請求項記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は希土類添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記希土類添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする。 The invention according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 7 , wherein the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n units of optical amplification units is a rare earth-doped optical fiber, The pumping means of the optical amplification unit pumps pumping light for the rare earth-doped optical fiber.

請求項記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はエルビウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、エルビウム添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the invention according to any one of claims 1 to 8 , wherein the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n units of optical amplification units is an erbium-doped optical fiber, The excitation means of the optical amplification unit excites excitation light for the erbium-doped optical fiber.

請求項10記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする。 The invention according to claim 10 is the invention according to any one of claims 1 to 8 , wherein the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber, The excitation means of the optical amplification unit excites excitation light for the thulium-doped optical fiber.

請求項11記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記光ファイバに対する励起光を励起し、該励起光により誘導ラマン散乱を発生させて光増幅を行うことを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, an optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is an optical fiber, and the optical amplification The excitation means of the unit excites excitation light for the optical fiber and generates stimulated Raman scattering by the excitation light to perform optical amplification.

請求項12記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記光ファイバに対する励起光を励起し、該励起光によりパラメトリック増幅を行うことを特徴とする。 According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, an optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is an optical fiber, and the optical amplification The excitation means of the unit excites excitation light for the optical fiber and performs parametric amplification with the excitation light.

請求項13記載の発明は、請求項1乃至のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は半導体アンプあり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記半導体アンプに対する励起光を励起するか、または前記半導体アンプに電流注入することを特徴とする。 The invention according to claim 13 is the invention according to any one of claims 1 to 7 , wherein the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a semiconductor amplifier, and the optical amplification unit The excitation means excites excitation light for the semiconductor amplifier or injects current into the semiconductor amplifier.

請求項14記載の発明は、請求項10に記載の発明において、前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光のうち、第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射することを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the tenth aspect of the present invention, the pumping means includes a first pumping light and a second pumping light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber. The first excitation light is incident at a wavelength of 1420 ± 100 nm or 1050 ± 70 nm, and the second excitation light is incident at 1200 nm ± 100 nm or 1650 ± 150 nm.

請求項15記載の発明は、請求項3乃至6のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように前記第1の励起光を制御し、前記誤差信号によらず前記第2の励起光を一定に制御することを特徴とする。 The invention according to claim 15 is the invention according to any one of claims 3 to 6 , wherein the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber, The pumping means of the optical amplification unit pumps the first pumping light and the second pumping light having different wavelengths from each other to the thulium-doped optical fiber, and the first pumping light is 1420 ± 100 nm or 1050. The second excitation light having a wavelength of ± 70 nm is incident as the second excitation light of 1200 nm ± 100 nm and 1650 ± 150 nm, and the excitation control means transmits the first excitation light so that the error signal becomes zero. controlled, and controlling the a constant to the second excitation light without depending on the error signal.

請求項16記載の発明は、請求項3乃至6のいずれかに記載の発明において、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように、前記第1の励起光および前記第2の励起光を制御することを特徴とする。
請求項17記載の発明は、請求項3乃至6のいずれかに記載の発明において、前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行い、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように前記第1の励起光を制御し、前記誤差信号によらず前記第2の励起光を一定に制御することを特徴とする。
請求項18記載の発明は、請求項3乃至6のいずれかに記載の発明において、前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行い、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように、前記第1の励起光および前記第2の励起光を制御することを特徴とする。
The invention according to claim 16 is the invention according to any one of claims 3 to 6 , wherein an optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n units of optical amplification units is a thulium-doped optical fiber, The pumping means of the optical amplification unit pumps the first pumping light and the second pumping light having different wavelengths from each other to the thulium-doped optical fiber, and the first pumping light is 1420 ± 100 nm or 1050. those wavelengths ± 70 nm, incident ones 1200nm ± 100nm, 1650 ± 150nm as the second excitation light, the excitation control means such that said error signal becomes zero, the first excitation light and controlling the contact and the second excitation light.
According to a seventeenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth aspects, the gain control means configures a laser cavity in at least one of the n optical amplification units, and the laser cavity By performing laser oscillation, the gain spectrum of the at least one optical amplification unit is controlled to be constant, and the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n unit optical amplification unit is a thulium-doped optical fiber. And the excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths from each other with respect to the thulium-doped optical fiber, and 1420 ± 100 nm as the first excitation light. Or having a wavelength of 1050 ± 70 nm as the second excitation light, 1200 nm ± 100 nm, Incident light of 50 ± 150 nm is incident, and the excitation control means controls the first excitation light so that the error signal becomes zero, and controls the second excitation light constant regardless of the error signal. It is characterized by doing.
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the third to sixth aspects, the gain control means configures a laser cavity in at least one of the n optical amplification units, and the laser cavity By performing laser oscillation, the gain spectrum of the at least one optical amplification unit is controlled to be constant, and the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n unit optical amplification unit is a thulium-doped optical fiber. And the excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths from each other with respect to the thulium-doped optical fiber, and 1420 ± 100 nm as the first excitation light. Or having a wavelength of 1050 ± 70 nm as the second excitation light, 1200 nm ± 100 nm, Enters those 50 ± 150 nm, the excitation controlling means, the error signal is such that the zero, and controlling said first pumping light and said second pumping light.

請求項1記載の発明は、請求項14乃至1のいずれかに記載の発明において、前記第2の励起光を信号光の進行方向と反対方向から前記増幅用媒体に入力することを特徴とする。 Invention of claim 1 9, wherein, in the invention described in any one of claims 14 to 1 8, characterized in that inputting the second pumping light to the traveling direction of the signal light in the opposite direction to the amplifying medium And

以上説明したように、本発明によれば、利得スペクトルが異なり、それらは利得等化されていない、2つ以上の光増幅ユニットを直列接続したハイブリッド光増幅器において、増幅器への入力信号のパワーや波長やチャネル数が変化した場合にも、比較的単純な構成やアルゴリズムで、良好に利得スペクトルを一定に制御することが可能となる。   As described above, according to the present invention, in the hybrid optical amplifier in which two or more optical amplifying units are connected in series, the gain spectra are different and they are not gain equalized. Even when the wavelength and the number of channels are changed, the gain spectrum can be controlled to be constant with a relatively simple configuration and algorithm.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
本発明の一実施形態は、ハイブリッド光増幅器を構成する、それぞれ直列に接続された複数の光増幅ユニットにおいて、すべての光増幅ユニットの利得スペクトルを個々に一定となるように制御することを特徴とする。全体の利得スペクトルを一定となるように制御するためには、ハイブリッド光増幅器を構成する、個々の光増幅ユニットの利得を一定にする必要がある。そのため、従来のように、増幅器全体の利得をモニタし、それが一定となるよう制御するのではなく、各光増幅ユニットの利得スペクトルが一定となるよう制御するのである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and repeated description thereof is omitted.
One embodiment of the present invention is characterized in that, in a plurality of optical amplification units connected in series, which constitute a hybrid optical amplifier, the gain spectra of all the optical amplification units are individually controlled to be constant. To do. In order to control the overall gain spectrum to be constant, it is necessary to make the gains of the individual optical amplification units constituting the hybrid optical amplifier constant. Therefore, the gain of the entire amplifier is not monitored and controlled so as to be constant as in the prior art, but is controlled so that the gain spectrum of each optical amplification unit is constant.

本明細書において、「全体の利得スペクトル」とは、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトルのことを指す。すなわち、ハイブリッド光増幅器を構成するそれぞれの光増幅ユニットの利得を足し合わせたスペクトルを指す。   In this specification, the “total gain spectrum” refers to the gain spectrum of the hybrid optical amplifier. That is, it indicates a spectrum obtained by adding the gains of the respective optical amplification units constituting the hybrid optical amplifier.

また、本明細書において、「光増幅器の利得スペクトルを個々に一定にする」とは、ハイブリッド光増幅器を構成する光増幅器(光増幅ユニット)それぞれの利得スペクトルを、光増幅器への入力信号のパワー、入力信号の波長やチャネル数の変化に依らず、一定にすることを指す。   Also, in this specification, “to make the gain spectrum of each optical amplifier constant individually” means that the gain spectrum of each optical amplifier (optical amplification unit) constituting the hybrid optical amplifier is the power of the input signal to the optical amplifier. It means to make it constant regardless of changes in the wavelength of the input signal and the number of channels.

このように、光増幅ユニットごとにフィードバック制御系が独立しているため、お互いが干渉しないと言う利点がある。ただし、上述の構成では、ハイブリッド光増幅器全体の利得については制御していない。   Thus, since the feedback control system is independent for each optical amplification unit, there is an advantage that they do not interfere with each other. However, in the above configuration, the gain of the entire hybrid optical amplifier is not controlled.

そこで、ハイブリッド増幅器の全体の利得を制御するようにしても良い。この制御により、各光増幅ユニット間に大きな光損失が生じた場合であっても、所望の全体利得を得ることができる。ここで、ハイブリッド光増幅器の全体の利得を制御しなければ、所望の全体の利得を得ることができない、というわけではない。すなわち、ハイブリッド光増幅器の全体の利得を制御しなくても、所望の全体利得を得ることができる。   Therefore, the overall gain of the hybrid amplifier may be controlled. By this control, a desired overall gain can be obtained even when a large optical loss occurs between the optical amplification units. Here, if the overall gain of the hybrid optical amplifier is not controlled, the desired overall gain cannot be obtained. That is, a desired overall gain can be obtained without controlling the overall gain of the hybrid optical amplifier.

本発明の一実施形態では、ハイブリッド光増幅器の全体の利得を制御するために、ハイブリッド光増幅器を構成する、それぞれ直列に接続されたn個(n≧2)の光増幅ユニットのうち、入力側から1番目〜(n−1)番目の光増幅ユニットを、利得スペクトルが個々で一定となるように制御した上で、全体の利得スペクトルが一定となるように残り1ユニットを制御するようにすればよい。全体の利得スペクトルを一定に制御するためには、個々の光増幅ユニットの利得スペクトルが一定となる必要がある。従来の、光増幅器の入出力パワーをモニタして、算出した利得を一定とする制御に加えて、(n−1)台分の光増幅ユニットを利得スペクトルが個々に一定となるよう制御する。   In one embodiment of the present invention, in order to control the overall gain of the hybrid optical amplifier, among the n (n ≧ 2) optical amplification units connected in series, which constitute the hybrid optical amplifier, the input side The first to (n−1) th optical amplifying units are controlled so that the gain spectrum is individually constant, and the remaining one unit is controlled so that the overall gain spectrum is constant. That's fine. In order to control the entire gain spectrum to be constant, the gain spectrum of each optical amplification unit needs to be constant. In addition to the conventional control for making the calculated gain constant by monitoring the input / output power of the optical amplifier, the (n-1) optical amplification units are controlled so that the gain spectrum becomes constant individually.

また、別の実施形態では、ハイブリッド光増幅器を構成する、それぞれ直列に接続されたn個の光増幅ユニットのうち、入力側から1番目〜(n−m)(n>m≧1)番目の光増幅ユニットを、利得スペクトルが個々で一定となるように制御した上で、全体の利得が一定となるように残りのmユニットを制御する。全体の利得スペクトルを一定に制御するためには、個々の光増幅ユニットの利得スペクトルが一定となる必要がある。従来の、光増幅器の入出力パワーをモニタして、算出した利得を一定とする制御に加えて、(n−m)台分の光増幅ユニットの利得スペクトルが個々に一定となるよう制御する。ただしこの方法が有効なのは、m台の同じ種類の光増幅ユニットが存在する場合である。   In another embodiment, among n optical amplification units that are connected in series and constitute a hybrid optical amplifier, the first to (nm) (n> m ≧ 1) th from the input side The optical amplification unit is controlled so that the gain spectrum is individually constant, and the remaining m units are controlled so that the overall gain is constant. In order to control the entire gain spectrum to be constant, the gain spectrum of each optical amplification unit needs to be constant. In addition to the conventional control of making the calculated gain constant by monitoring the input / output power of the optical amplifier, control is performed so that the gain spectrum of (n−m) optical amplification units becomes individually constant. However, this method is effective when there are m light amplification units of the same type.

このようなハイブリッド光増幅器全体の利得をモニタしてそれを用いて制御する場合、出力に増幅された自然放出光(ASE:Amplified spontaneous emission)が増幅された信号と共に出力され、制御誤差の原因となる場合がある。特にハイブリッド光増幅器においては増幅帯域が広い場合が多く、ASE光による制御誤差は、通常の光増幅器の場合よりさらに顕著である。利得が一定の場合に、ASE光パワーは定数となることが多いため、このASEパワー分を出力から引き算し、利得=(増幅器出力−ASEパワーに相当する定数)/増幅器入力、により計算すると、制御精度をさらに上昇させることができる。   When the gain of such a hybrid optical amplifier is monitored and controlled using it, amplified spontaneous emission (ASE) is output together with the amplified signal to cause a control error. There is a case. In particular, the hybrid optical amplifier often has a wide amplification band, and the control error due to the ASE light is more remarkable than in the case of a normal optical amplifier. When the gain is constant, the ASE optical power often becomes a constant. Therefore, when the ASE power is subtracted from the output and calculated by gain = (amplifier output-constant corresponding to the ASE power) / amplifier input, The control accuracy can be further increased.

また、ハイブリッド光増幅器の全体利得をモニタし、制御すると、ある程度の利得偏差は出るかも知れないが、内部損失増加に対して出力が落ちない制御を実現することができる。ただし、このとき、励起手段へのフィードバック制御のループが2重になっているため、さらに安定動作させるために、それぞれの制御時定数を大幅に変えることが望ましい。もしくは片方のループが動作しているときにはもう片方のループの制御を止める、などの工夫を行えば良い。   Further, when the overall gain of the hybrid optical amplifier is monitored and controlled, a certain amount of gain deviation may occur, but it is possible to realize a control in which the output does not decrease with an increase in internal loss. However, at this time, since the loop of the feedback control to the excitation means is doubled, it is desirable to change the respective control time constants greatly in order to further stabilize the operation. Or, when one of the loops is operating, it may be devised to stop the control of the other loop.

さて、本発明の一実施形態では、構成する一部もしくは全ての光増幅ユニットの利得を、ユニット毎に利得制御している。このとき、光増幅ユニットの利得スペクトルは、必ずしも利得等化されていなくても良い。すなわち、利得スペクトルを利得等化する制御を行う必要がない。   Now, in one embodiment of the present invention, the gain of some or all of the optical amplification units constituting the gain is controlled for each unit. At this time, the gain spectrum of the optical amplification unit does not necessarily have to be equalized. That is, there is no need to perform control for equalizing the gain spectrum.

しかしながら、従来のハイブリッド光増幅器では、各光増幅ユニットの利得スペクトルは利得等化されていなければならない。すなわち、入力パワーと出力パワーとをモニタして利得を計算し、それが一定となるように励起手段を制御する、従来のシングルユニットをハイブリッド光増幅器に適用するには各ユニットについて上述の利得等化を行わなければならない。さらに、上述のシングルユニットをハイブリッド光増幅器に適用すると、WDM信号のチャネル数変動や、信号波長変動が起こった場合に利得スペクトルを一定に制御するのは困難となる。   However, in the conventional hybrid optical amplifier, the gain spectrum of each optical amplification unit must be equalized. That is, the input power and the output power are monitored to calculate the gain, and the excitation means is controlled so that it is constant. In order to apply the conventional single unit to the hybrid optical amplifier, the above-described gain and the like for each unit Must be done. Furthermore, when the single unit described above is applied to a hybrid optical amplifier, it becomes difficult to control the gain spectrum to be constant when fluctuations in the number of channels of WDM signals or fluctuations in signal wavelength occur.

本発明の一実施形態では、各光増幅ユニット毎に利得スペクトルについて利得等化を必ずしも必要とせず、上記困難を解消し、利得スペクトルを精度良く制御することができる。   In one embodiment of the present invention, it is not always necessary to equalize the gain spectrum for each optical amplification unit, so that the above difficulty can be solved and the gain spectrum can be controlled with high accuracy.

本発明の一実施形態において、ハイブリッド光増幅器を構成する光増幅ユニット毎に利得スペクトルを制御する方法としては、(1)光増幅ユニットの増幅媒体中の励起光の損失を一定に制御する方法、(2)利得制御用チャネルを設置し、各光増幅ユニットでその利得制御用チャネルにおける利得をモニタし、それが一定となるように制御する方法、(3)光増幅ユニット内で増幅媒体を用いたレーザキャビティを作成し、レーザ発振を起こして利得を一定とする方法などを行えば良い。   In one embodiment of the present invention, as a method for controlling the gain spectrum for each optical amplification unit constituting the hybrid optical amplifier, (1) a method for controlling the loss of pumping light in the amplification medium of the optical amplification unit to be constant, (2) A method for setting a gain control channel, monitoring the gain in the gain control channel by each optical amplification unit, and controlling the gain so as to be constant, (3) Using an amplification medium in the optical amplification unit For example, a method may be used in which a laser cavity is formed and laser oscillation is caused to make the gain constant.

光増幅ユニットの光増幅媒体としては、エルビウム添加光ファイバ(EDF:Erbium-doped fiber)、ツリウム添加ファイバ(TDF:thulium-doped fiber)などの希土類添加光ファイバ、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用光ファイバ、半導体アンプ用増幅部などを用いることが出来る。   Optical amplification media for optical amplification units include erbium-doped fiber (EDF), thulium-doped fiber (TDF), and other rare-earth doped optical fibers, Raman amplification optical fibers, and optical parametric amplification. An optical fiber for semiconductor use, an amplifier for semiconductor amplifier, and the like can be used.

なお、光増幅ユニットにツリウム添加光ファイバを用いる場合、2種類の波長の異なる励起光を用いると制御精度が良くなる。この場合、第1の励起光として波長が1420±100nm、1050±70nm、などの励起光が、第2の励起光の波長として、1200nm±100nm、1650±150nmの励起光を用いることが可能である。第2の励起光は、パワーを一定として入力したり、その損失が一定となるように制御したりすることで制御精度が上昇する。さらに、第2の励起光は信号の進行方向と反対方向から入力すると、制御精度が上昇する。   When a thulium-doped optical fiber is used for the optical amplification unit, control accuracy is improved by using two types of pumping light having different wavelengths. In this case, it is possible to use excitation light having a wavelength of 1420 ± 100 nm, 1050 ± 70 nm, etc. as the first excitation light, and excitation light having 1200 nm ± 100 nm, 1650 ± 150 nm as the wavelength of the second excitation light. is there. The second pumping light is input with a constant power, or the control accuracy is increased by controlling the loss to be constant. Furthermore, when the second excitation light is input from the direction opposite to the signal traveling direction, the control accuracy increases.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々変更可能であることは言うまでもない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to the following Example, It cannot be overemphasized that it can change variously in the range which does not deviate from the summary.

(第1の実施例)
図2は、本発明の第1の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図2において、ハイブリッド光増幅器20は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット21−1〜21−nを備え、それらは、入力側(図2の左側)から光増幅ユニット21−1、21−2・・・21−nの順番で出力側(図2の右側)へと直列に、光ファイバ等の光導波手段を介して光学的に接続されている(単に、「光学的に接続する」とも呼ぶ)。
(First embodiment)
FIG. 2 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the first embodiment of the present invention.
2, the hybrid optical amplifier 20 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 21-1 to 21-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 2) to the optical amplification unit. 21-1, 21-2... 21 -n are optically connected in series to the output side (the right side in FIG. 2) via optical waveguide means such as an optical fiber (simply “ Also called “optically connected”).

光増幅ユニット21−1は、入力された光を増幅する手段としての増幅媒体22−1、分岐器23、24、増幅媒体への励起光をモニタする手段としての検出器25、増幅媒体21−1を励起する手段としての励起光源26−1、増幅媒体からの励起光出力パワーをモニタする手段としての検出器27、電気制御回路28を備えている。なお、分岐器23は、入力された光のうち励起光源26−1から発振された励起光のみを一方の出力端から出力し、残りの光を他方の出力端から出力する機能を有する。電気制御回路28は、誤差信号抽出手段29、記憶手段30、および損失計算手段31を備えている。   The optical amplification unit 21-1 includes an amplification medium 22-1, branching units 23 and 24 as means for amplifying input light, a detector 25 as means for monitoring excitation light to the amplification medium, and an amplification medium 21-. 1 includes an excitation light source 26-1 as means for exciting 1, a detector 27 as means for monitoring the output power of excitation light from the amplification medium, and an electric control circuit 28. Note that the branching unit 23 has a function of outputting only the pumping light oscillated from the pumping light source 26-1 from one output end of the input light and outputting the remaining light from the other output end. The electric control circuit 28 includes an error signal extraction unit 29, a storage unit 30, and a loss calculation unit 31.

なお、本実施例において、分岐器23は、入力された光のうち励起光源26−1から発振された励起光のみを所定の割合で一方の出力端から出力し、残りの光を他方の出力端から出力する機能を有するようにしても良い。このときは、励起光源26−1の励起光の波長をカットするフィルタを分岐器23と増幅媒体22−2との間に設ければよい。   In the present embodiment, the branching unit 23 outputs only the pumping light oscillated from the pumping light source 26-1 from the one output terminal among the input light, and outputs the remaining light to the other output. It may have a function of outputting from the end. In this case, a filter that cuts the wavelength of the excitation light of the excitation light source 26-1 may be provided between the branching device 23 and the amplification medium 22-2.

光増幅ユニット21−1では、増幅媒体22−1の入力側には、信号光を発生する光源(不図示)が光学的に接続されており、出力側には、分岐器23が光学的に接続されている。分岐器23の一方の出力端には、検出器27が光学的に接続されており、この一方の出力端から励起光源26−1からの励起光を出力する。また、分岐器23の他方の出力端には、光増幅ユニット21−1の後段のユニットである光増幅ユニット22−2の増幅媒体22−2が光学的に接続されている。また、分岐器24の入力端には励起光源26−1が光学的に接続されており、一方の出力端には検出器25が光学的に接続されている。この分岐器24は、他方の出力端から励起光源26−1から入射された励起光を増幅媒体22−1に適切に入射できるように配置されている。   In the optical amplification unit 21-1, a light source (not shown) that generates signal light is optically connected to the input side of the amplification medium 22-1, and a branching device 23 is optically connected to the output side. It is connected. A detector 27 is optically connected to one output end of the branching device 23, and the excitation light from the excitation light source 26-1 is output from this one output end. In addition, the other output terminal of the branching unit 23 is optically connected to the amplification medium 22-2 of the optical amplification unit 22-2 which is a subsequent stage unit of the optical amplification unit 21-1. An excitation light source 26-1 is optically connected to the input end of the branching device 24, and a detector 25 is optically connected to one output end. The branching device 24 is arranged so that the excitation light incident from the excitation light source 26-1 from the other output end can be appropriately incident on the amplification medium 22-1.

検出器25および検出器27の出力端には、励起光の損失を計算して出力する手段としての損失計算手段31が、導線等を介して電気的に接続されている(単に、「電気的に接続する」とも呼ぶ)。損失計算手段31は、計算された励起光の損失と予め設定された目標値との誤差を抽出し、該誤差信号を出力する誤差信号抽出手段29に電気的に接続されている。誤差信号抽出手段29は、予め設定された目標値に関連する目標値情報を記憶する記憶手段30に電気的に接続されている。なお、上記目標値は、所定の利得値に相当する励起光損失量となるように設定される。このような構成の電気制御回路28は、励起光源26−1に電気的に接続されている。   Loss calculation means 31 as means for calculating and outputting the loss of excitation light is electrically connected to the output ends of the detector 25 and the detector 27 via a conductor or the like (simply referred to as “electrical”). Also called "Connect to"). The loss calculation means 31 is electrically connected to an error signal extraction means 29 that extracts an error between the calculated loss of excitation light and a preset target value and outputs the error signal. The error signal extraction unit 29 is electrically connected to a storage unit 30 that stores target value information related to a preset target value. The target value is set so as to be a pumping light loss amount corresponding to a predetermined gain value. The electrical control circuit 28 having such a configuration is electrically connected to the excitation light source 26-1.

光増幅ユニット21−2〜21−nについても、上述した光増幅ユニット22と同様の構成要素を備えている。ただし、各ユニットの増幅媒体22−1〜22−nについては、全体で2種類以上の増幅媒体を用いるようにする。また、各光増幅ユニットの励起光源は、対応する増幅媒体に応じて選択される。また、各光増幅ユニットの分岐器23は、そのユニットの励起光源からの励起光を選択的に分岐するように設定される。   The optical amplification units 21-2 to 21-n are also provided with the same components as the optical amplification unit 22 described above. However, as for the amplification media 22-1 to 22-n of each unit, two or more types of amplification media are used as a whole. The excitation light source of each optical amplification unit is selected according to the corresponding amplification medium. Further, the branching unit 23 of each optical amplification unit is set so as to selectively branch the excitation light from the excitation light source of the unit.

本実施例では、上述の構成により、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネルなど)が変化しても、増幅器への励起光の損失を一定に制御することにより、利得スペクトルを制御することが可能である。電気制御回路は、上述の誤差に関連する誤差信号が零となるように増幅媒体22−1の励起光パワーを制御する。すなわち、励起光源26−1からの励起光パワーについて、励起光の損失が増加した場合は励起光パワーを上昇させ、励起光の損失が減少した場合には励起光パワーを下降させるように制御を行う。   In this embodiment, by the above-described configuration, even if the signal input state (total input power, input wavelength, input channel, etc.) to the optical amplifier changes, by controlling the loss of the pumping light to the amplifier to be constant, It is possible to control the gain spectrum. The electric control circuit controls the pumping light power of the amplification medium 22-1 so that the error signal related to the above error becomes zero. That is, with respect to the pumping light power from the pumping light source 26-1, the pumping light power is increased when the pumping light loss increases, and the pumping light power is decreased when the pumping light loss decreases. Do.

増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバ、光励起用半導体アンプなどが用いられる。励起光源には、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源を用いる。   As the amplification medium, rare earth doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, optical excitation semiconductor amplifiers, and the like are used. As the excitation light source, an excitation light source having a wavelength, line width, power and the like corresponding to each is used.

以下、本実施例に係るハイブリッド光増幅器の動作を説明する。
信号光が光増幅ユニット22−1に入力されると、励起光源26−1からの励起光は、分岐器24を介して増幅媒体22−1に入射する。よって、信号光は増幅媒体22−1に入射すると増幅され、励起光と共に出射される。このとき、励起光は、分岐手段24によって検出器25にも入射される。このようにして、増幅媒体22−1に入射される励起光のパワーはモニタされる。
The operation of the hybrid optical amplifier according to the present embodiment will be described below.
When the signal light is input to the optical amplification unit 22-1, the excitation light from the excitation light source 26-1 enters the amplification medium 22-1 through the branching device 24. Therefore, the signal light is amplified when entering the amplification medium 22-1, and is emitted together with the excitation light. At this time, the excitation light is also incident on the detector 25 by the branching means 24. In this way, the power of the excitation light incident on the amplification medium 22-1 is monitored.

また、増幅媒体22−1から出射された信号光と励起光とは、分岐器23に入射され、分岐器23により、励起光は検出器27に出射される。このようにして、増幅媒体22−1から出射された励起光のパワーはモニタされる。検出部25、27ではそれぞれ、モニタ結果を基にそれぞれの出力値に関連する電気信号を損失計算手段31に送る。   In addition, the signal light and the excitation light emitted from the amplification medium 22-1 are incident on the branching device 23, and the excitation light is emitted to the detector 27 by the branching device 23. In this way, the power of the excitation light emitted from the amplification medium 22-1 is monitored. Each of the detection units 25 and 27 sends an electric signal related to each output value to the loss calculation means 31 based on the monitor result.

損失計算手段31は、検出器25、27から出力された電気信号により、励起光の損失を計算し、該損失に関連する損失信号を誤差信号抽出手段29へと出力する。誤差信号抽出手段29は、記憶手段30に記憶された目標情報に関連する目標信号と、計算された励起光の損失信号とを比較して誤差信号を抽出し出力する。電気制御回路28は、出力された誤差信号が零となるように励起光源26−1を制御する。誤差信号=損失信号−目標信号と定義した場合、誤差信号が正の場合には励起光パワーを上昇させる方向に、誤差信号が負の場合には励起光パワーを下降させる方向に制御する。   The loss calculation means 31 calculates the loss of the pumping light based on the electrical signals output from the detectors 25 and 27 and outputs a loss signal related to the loss to the error signal extraction means 29. The error signal extraction unit 29 extracts the error signal by comparing the target signal related to the target information stored in the storage unit 30 with the calculated excitation light loss signal, and outputs the error signal. The electric control circuit 28 controls the excitation light source 26-1 so that the output error signal becomes zero. When error signal = loss signal−target signal is defined, control is performed to increase the pumping light power when the error signal is positive, and to decrease the pumping light power when the error signal is negative.

一方、信号光は分岐器23にて後段の光増幅ユニット22−2へと入力される。光増幅ユニット22−2〜22−nでは上述の光増幅ユニット22−1と同様な動作が行われる。   On the other hand, the signal light is input to the subsequent optical amplification unit 22-2 by the branching device 23. In the optical amplification units 22-2 to 22-n, an operation similar to that of the optical amplification unit 22-1 described above is performed.

このようにして、ハイブリッド光増幅器20を構成する各光増幅ユニット21−1〜21−nのそれぞれの利得スペクトルを個々に一定にすることができる。   In this way, the gain spectrum of each of the optical amplification units 21-1 to 21-n constituting the hybrid optical amplifier 20 can be made constant individually.

(第2の実施例)
図3は、本発明の第2の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図3において、ハイブリッド光増幅器30は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット33−1〜33−nを備え、それらは、入力側(図3の左側)から光増幅ユニット33−1、33−2・・・33−nの順番で出力側(図3の右側)へと直列に、光学的に接続されている。
(Second embodiment)
FIG. 3 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 3, the hybrid optical amplifier 30 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 33-1 to 33-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 3) to the optical amplification unit. 33-1, 33-2... 33-n are optically connected in series to the output side (right side in FIG. 3).

光増幅ユニット33−1は、増幅媒体22−1、検出器25、励起光源26−1、検出器27、分岐器35、電気制御回路37を備えている。なお、分岐器35は、入力された光のうち、制御用チャネルのみを所定の割合で一方の出力端から出力し、残りの光を他方の出力端から出力する機能を有する。電気制御回路37は、誤差信号抽出手段38、記憶手段39、および利得計算手段40を備えている。   The optical amplification unit 33-1 includes an amplification medium 22-1, a detector 25, an excitation light source 26-1, a detector 27, a branching unit 35, and an electric control circuit 37. Note that the branching unit 35 has a function of outputting only the control channel of the input light from one output terminal at a predetermined ratio and outputting the remaining light from the other output terminal. The electrical control circuit 37 includes an error signal extraction unit 38, a storage unit 39, and a gain calculation unit 40.

光増幅ユニット33−1では、分岐器35の入力側には、WDMカプラ34が光学的に接続されており、WDMカプラ34の一方の入力端には、信号光を発生する光源(不図示)が光学的に接続され、他方の入力端には、制御用チャネル36が設けられている。分岐器35の一方の出力端には、検出器25が光学的に接続されており、この一方の出力端から制御用チャネルを出力する。また、分岐器35の他方の出力端には、増幅媒体22−1が光学的に接続されている。増幅媒体22−1の出力側には、分岐器35が光学的に接続されている。分岐器35の一方の出力端には、検出器27が光学的に接続されており、この一方の出力端から励起光源26−1からの制御用チャネルを出力する。また、分岐器35の他方の出力端には、光増幅ユニット33−1の後段のユニットである光増幅ユニット33−2の分岐器35が光学的に接続されている。励起光源26−1は、増幅媒体22−1に適切に励起光を入射できるように配置されている。   In the optical amplifying unit 33-1, a WDM coupler 34 is optically connected to the input side of the branching device 35. A light source (not shown) that generates signal light is connected to one input terminal of the WDM coupler 34. Are optically connected, and a control channel 36 is provided at the other input end. The detector 25 is optically connected to one output end of the branching device 35, and a control channel is output from this one output end. The amplification medium 22-1 is optically connected to the other output terminal of the branching device 35. A branching device 35 is optically connected to the output side of the amplification medium 22-1. A detector 27 is optically connected to one output end of the branching device 35, and a control channel from the excitation light source 26-1 is output from this one output end. In addition, the other output terminal of the branching unit 35 is optically connected to the branching unit 35 of the optical amplification unit 33-2 that is a subsequent stage unit of the optical amplification unit 33-1. The excitation light source 26-1 is arranged so that excitation light can be appropriately incident on the amplification medium 22-1.

検出器25および検出器27の出力端には、制御用チャネルの利得を計算して出力する手段としての利得計算手段40が電気的に接続されている。利得計算手段40は、計算された制御用チャネルの利得と予め設定された目標値との誤差を抽出し、該誤差信号を出力する誤差信号抽出手段38に電気的に接続されている。誤差信号抽出手段38は、予め設定された目標値に関連する目標値情報を記憶する記憶手段39に電気的に接続されている。なお、上記目標値は、所定の利得値となるように設定される。このような構成の電気制御回路37は、励起光源26−1に電気的に接続されている。   Gain output means 40 as means for calculating and outputting the gain of the control channel is electrically connected to the output ends of the detector 25 and the detector 27. The gain calculation means 40 is electrically connected to an error signal extraction means 38 that extracts an error between the calculated gain of the control channel and a preset target value and outputs the error signal. The error signal extraction unit 38 is electrically connected to a storage unit 39 that stores target value information related to a preset target value. The target value is set to be a predetermined gain value. The electrical control circuit 37 having such a configuration is electrically connected to the excitation light source 26-1.

光増幅ユニット33−2〜33−nについても、上述した光増幅ユニット33−1と同様の構成要素を備えている。ただし、各ユニットの増幅媒体33−1〜33−nについては、全体で2種類以上の増幅媒体を用いるようにする。また、各光増幅ユニットの励起光源は、対応する増幅媒体に応じて選択される。   The optical amplification units 33-2 to 33-n are also provided with the same components as the optical amplification unit 33-1 described above. However, as for the amplification media 33-1 to 33-n of each unit, two or more types of amplification media are used as a whole. The excitation light source of each optical amplification unit is selected according to the corresponding amplification medium.

本実施例では、上述の構成により、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネルなど)が変化しても、制御用チャネルの利得が一定となるように励起光源を制御することにより、利得スペクトルを制御することが可能である(非特許文献6参照)。電気制御回路37は、上述の誤差に関する誤差信号が零となるように増幅媒体22−1の励起光パワーを制御する。すなわち、励起光源26−1からの励起光パワーについて、制御用チャネルの利得が減少した場合は励起光パワーを上昇させ、減少した場合には励起光パワーを下降させるように制御を行う。   In this embodiment, with the above-described configuration, the pumping light source is controlled so that the gain of the control channel remains constant even if the signal input state (total input power, input wavelength, input channel, etc.) to the optical amplifier changes. By doing so, it is possible to control the gain spectrum (see Non-Patent Document 6). The electrical control circuit 37 controls the pumping light power of the amplification medium 22-1 so that the error signal related to the above error becomes zero. That is, the pumping light power from the pumping light source 26-1 is controlled such that the pumping light power is increased when the gain of the control channel is decreased, and the pumping light power is decreased when the gain is decreased.

増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバなどが用いられる。励起手段としては、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源が用いられる。増幅媒体として半導体光増幅器(半導体アンプ)も用いることができ、その場合励起手段としては、電流注入による励起および光励起などが可能である。   As the amplification medium, rare earth-doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, and the like are used. As the excitation means, excitation light sources having wavelengths, line widths, powers and the like corresponding to the respective excitation means are used. A semiconductor optical amplifier (semiconductor amplifier) can also be used as the amplifying medium. In this case, excitation by current injection, optical excitation, and the like are possible as the excitation means.

以下、本実施例に係るハイブリッド光増幅器の動作を説明する。
信号光がハイブリッド光増幅器32に入力されると、信号光および制御用チャネルはWDMカプラ34にて合波され、該合波光は分岐器35に入射する。このとき、励起光源26−1からの励起光は増幅媒体22−1に入射する。分岐器35では、合波光のうち制御用チャネルのみ所定の割合で検出器25へと一方の出力端から出射し、残りの光(信号光+制御用チャネル)は増幅媒体22−1へと入射する。このようにして、増幅媒体22−1に入射される制御用チャネルのパワーはモニタされる。
The operation of the hybrid optical amplifier according to the present embodiment will be described below.
When the signal light is input to the hybrid optical amplifier 32, the signal light and the control channel are combined by the WDM coupler 34, and the combined light enters the branching unit 35. At this time, the excitation light from the excitation light source 26-1 enters the amplification medium 22-1. In the splitter 35, only the control channel out of the combined light is emitted from the one output end to the detector 25 at a predetermined ratio, and the remaining light (signal light + control channel) is incident on the amplification medium 22-1. To do. In this way, the power of the control channel incident on the amplification medium 22-1 is monitored.

増幅媒体22−1に入射された合波光は、増幅媒体22−1にて増幅され、分岐器35に入射し、分岐器35により、制御用チャネルは検出器27に出射される。このようにして、増幅媒体22−1から出射された制御用チャネルのパワーはモニタされる。検出部25、27ではそれぞれ、モニタ結果を基にそれぞれの出力値に関連する電気信号を利得計算手段40に送る。   The combined light incident on the amplifying medium 22-1 is amplified by the amplifying medium 22-1, enters the branching device 35, and the control channel is emitted to the detector 27 by the branching device 35. In this way, the power of the control channel emitted from the amplification medium 22-1 is monitored. Each of the detection units 25 and 27 sends an electric signal related to each output value to the gain calculation means 40 based on the monitor result.

利得計算手段40は、検出器25、27から出力された電気信号により、制御用チャネルの利得を計算し、該利得に関連する利得信号を誤差信号抽出手段38へと出力する。誤差信号抽出手段38は、記憶手段39に記憶された目標情報に関連する目標信号と、計算された制御用チャネルの利得信号とを比較して誤差信号を抽出し出力する。電気制御回路28は、出力された誤差信号が零となるように励起光源26−1を制御する。誤差信号=利得信号−目標信号と定義した場合、誤差信号が正の場合には励起光パワーを上昇させる方向に、誤差信号が負の場合には励起光パワーを下降させる方向に制御する。   The gain calculation means 40 calculates the gain of the control channel based on the electrical signals output from the detectors 25 and 27 and outputs a gain signal related to the gain to the error signal extraction means 38. The error signal extraction unit 38 compares the target signal related to the target information stored in the storage unit 39 with the calculated gain signal of the control channel, and extracts and outputs an error signal. The electric control circuit 28 controls the excitation light source 26-1 so that the output error signal becomes zero. When error signal = gain signal−target signal is defined, control is performed to increase the pumping light power when the error signal is positive and to decrease the pumping light power when the error signal is negative.

一方、分岐器35にて分岐された、信号光および制御用チャネルは後段の光増幅ユニット33−2へと入力される。光増幅ユニット33−2〜33−nでは上述の光増幅ユニット33−1と同様な動作が行われる。   On the other hand, the signal light and the control channel branched by the branching unit 35 are input to the subsequent optical amplification unit 33-2. In the optical amplification units 33-2 to 33-n, an operation similar to that of the optical amplification unit 33-1 described above is performed.

このようにして、ハイブリッド光増幅器32を構成する各光増幅ユニット33−1〜33−nのそれぞれの利得スペクトルを個々に一定にすることができる。また、本実施例では、外部光源である信号光を発生する光源1つをn個の光増幅ユニットで共有することができる。   In this way, the gain spectrum of each of the optical amplification units 33-1 to 33-n constituting the hybrid optical amplifier 32 can be made constant individually. In this embodiment, one light source that generates signal light, which is an external light source, can be shared by n light amplification units.

(第3の実施例)
図4は、本発明の第3の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図4において、ハイブリッド光増幅器41は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット42−1〜42−nを備え、それらは、入力側(図4の左側)から光増幅ユニット42−1、42−2・・・42−nの順番で出力側(図4の右側)へと直列に、光学的に接続されている。
(Third embodiment)
FIG. 4 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the hybrid optical amplifier 41 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 42-1 to 42-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 4) to the optical amplification unit. 42-1, n are optically connected in series to the output side (the right side in FIG. 4) in the order of 42-1, 42-2,..., 42-n.

光増幅ユニット42−1では、増幅帯域の一部の帯域の光を分岐するWDMカプラ43の入力側には、信号光を発生する光源(不図示)が光学的に接続されている。WDMカプラ43の一方の出力端には、切り出した波長域を反射させるミラー45が配置されており、この一方の出力端から上記一部の帯域の光をミラー45へと出力する。WDMカプラ43の他方の出力端には、増幅媒体22−1が光学的に接続されている。このWDMカプラ43は、一方に出力端から入射された上記一部の帯域の光を他方の出力端から出力する機能を有する。   In the optical amplification unit 42-1, a light source (not shown) that generates signal light is optically connected to the input side of the WDM coupler 43 that branches light in a part of the amplification band. At one output end of the WDM coupler 43, a mirror 45 that reflects the cut-out wavelength band is disposed, and the light in the partial band is output from the one output end to the mirror 45. An amplification medium 22-1 is optically connected to the other output terminal of the WDM coupler 43. The WDM coupler 43 has a function of outputting the light of the partial band incident on one side from the output end from the other output end.

増幅媒体22−1の出力側には、増幅帯域の一部の帯域の光を分岐するWDMカプラ44が光学的に接続されている。WDMカプラ44の一方の出力端には、ミラー45が配置されており、この一方の出力端から上記一部の帯域の光をミラー45へと出力する。また、WDMカプラ44の他方の出力端には、光増幅ユニット42−1の後段のユニットである光増幅ユニット42−2のWDMカプラ43が光学的に接続されている。励起光源26−1は、増幅媒体22−1に適切に励起光を入射できるように配置されている。   A WDM coupler 44 that optically splits light in a part of the amplification band is optically connected to the output side of the amplification medium 22-1. A mirror 45 is disposed at one output end of the WDM coupler 44, and the light in the partial band is output from the one output end to the mirror 45. Further, the other output terminal of the WDM coupler 44 is optically connected to the WDM coupler 43 of the optical amplification unit 42-2 which is a subsequent stage unit of the optical amplification unit 42-1. The excitation light source 26-1 is arranged so that excitation light can be appropriately incident on the amplification medium 22-1.

光増幅ユニット42−2〜42−nについても、上述した光増幅ユニット42−1と同様の構成要素を備えている。ただし、各ユニットの増幅媒体42−1〜42−nについては、全体で2種類以上の増幅媒体を用いるようにする。また、各光増幅ユニットの励起光源は、対応する増幅媒体に応じて選択される。   The optical amplification units 42-2 to 42-n are also provided with the same components as those of the optical amplification unit 42-1 described above. However, as for the amplification media 42-1 to 42-n of each unit, two or more types of amplification media are used as a whole. The excitation light source of each optical amplification unit is selected according to the corresponding amplification medium.

このように、WDMカプラ43、44およびミラー45を増幅媒体21−1の両端に設置することで、WDMカプラ43、44が分波した波長におけるレーザキャビティが構成され、この波長でレーザ発振が起こる。このレーザ発振により増幅媒体21−1の利得が固定され、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネル数など)が変化しても、利得スペクトルを制御することが可能となる。   As described above, by installing the WDM couplers 43 and 44 and the mirror 45 at both ends of the amplification medium 21-1, a laser cavity at a wavelength demultiplexed by the WDM couplers 43 and 44 is formed, and laser oscillation occurs at this wavelength. . The gain of the amplification medium 21-1 is fixed by this laser oscillation, and the gain spectrum can be controlled even if the signal input state (total input power, input wavelength, number of input channels, etc.) to the optical amplifier changes. Become.

このようにして、ハイブリッド光増幅器41を構成する各光増幅ユニット42−1〜42−nのそれぞれの利得スペクトルを個々に一定にすることができる。   In this way, the gain spectrum of each of the optical amplification units 42-1 to 42-n constituting the hybrid optical amplifier 41 can be made constant individually.

本実施例では、レーザキャビティを構成する方法として、WDMカプラと反射ミラーを用いたが、これに限定されない。例えば、図12(a)に示すように、増幅媒体22の両端にWDMカプラ43、44を設置し、それらを接続することでリングレーザキャビティを作成する方法であっても良い。また、図12(b)に示すように、増幅媒体22の両端に狭波長帯域を反射するフィルタ60(ファイバブラッググレーティング等)を用いてレーザキャビティを構成するようにしても良い(非特許文献7参照)。   In this embodiment, a WDM coupler and a reflection mirror are used as a method for forming a laser cavity, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 12A, a method of creating a ring laser cavity by installing WDM couplers 43 and 44 at both ends of the amplification medium 22 and connecting them is also possible. Further, as shown in FIG. 12B, a laser cavity may be configured using a filter 60 (such as a fiber Bragg grating) that reflects a narrow wavelength band at both ends of the amplification medium 22 (Non-patent Document 7). reference).

増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバなどが用いられる。励起媒体としては、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源が用いられる。増幅媒体として半導体アンプも用いることが出来、その場合励起手段としては、電流注入による励起および光励起などが可能である。   As the amplification medium, rare earth-doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, and the like are used. As the excitation medium, excitation light sources having wavelengths, line widths, powers and the like corresponding to the respective excitation media are used. A semiconductor amplifier can also be used as the amplifying medium. In this case, excitation by current injection, optical excitation, or the like can be used as the excitation means.

なお、本実施例に係るレーザキャビティを構成する方法を、本発明の他の実施例と組み合わせることができる。すなわち、レーザキャビティを用いる方法と励起光の損失を用いる方法(例えば第1の実施例)との組み合わせ、レーザキャビティを用いる方法と制御用チャネルや信号光の利得を用いる方法(例えば第2の実施例や、第4の実施例)との組み合わせ、レーザキャビティを用いる方法と励起光の損失および信号光(または制御用チャネル)の利得を用いる方法(第5の実施例)との組み合わせなどいずれの組み合わせを用いることもできる。   It should be noted that the method of configuring the laser cavity according to this embodiment can be combined with other embodiments of the present invention. That is, a combination of a method using a laser cavity and a method using a loss of pumping light (for example, the first embodiment), a method using a laser cavity and a method using a gain for a control channel and signal light (for example, a second embodiment) Any combination of the method using the laser cavity and the method using the loss of the pumping light and the gain of the signal light (or control channel) (the fifth embodiment). Combinations can also be used.

(第4の実施例)
図5は、本発明の第4の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図5において、ハイブリッド光増幅器46は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット47−1〜47−nを備え、それらは、入力側(図5の左側)から光増幅ユニット47−1、47−2・・・47−nの順番で出力側(図5の右側)へと直列に、光学的に接続されている。本実施例において、光増幅ユニット47−1〜47−n−1は、図2に示した第1の実施例の光増幅ユニット21−1〜21−n−1と同様の構成である。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the fourth embodiment of the present invention.
In FIG. 5, the hybrid optical amplifier 46 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 47-1 to 47-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 5) to the optical amplification unit. 47-n, 47-2,... 47-n are optically connected in series to the output side (right side in FIG. 5). In this embodiment, the optical amplification units 47-1 to 47-n-1 have the same configuration as the optical amplification units 21-1 to 21-n-1 of the first embodiment shown in FIG.

光増幅ユニット47−n(n番目の光増幅ユニット)は、増幅媒体22−n、励起光源26−n、電気制御回路48を備えている。電気制御回路48は、誤差信号抽出手段38、記憶手段39、および利得計算手段40を備えている。   The optical amplification unit 47-n (nth optical amplification unit) includes an amplification medium 22-n, an excitation light source 26-n, and an electric control circuit 48. The electric control circuit 48 includes an error signal extraction unit 38, a storage unit 39, and a gain calculation unit 40.

図5において、分岐器49の一方の出力端には、検出器50が光学的に接続されており、この一方の出力端から入力された信号光を出力する。分岐器49の他方の出力端には、光増幅ユニット47−1の増幅媒体22−1が光学的に接続されている。光増幅ユニット47−1〜47−n−1は、図2に示すように接続されており、光増幅ユニット47−n−1の分岐器23の一方の出力端は、該ユニットの後段のユニットである光増幅ユニット47−nの増幅媒体22−nに光学的に接続されている。励起光源26−nは、増幅媒体22−nに適切に励起光を入射できるように配置されている。   In FIG. 5, a detector 50 is optically connected to one output end of the branching device 49, and the signal light input from this one output end is output. The amplification medium 22-1 of the optical amplification unit 47-1 is optically connected to the other output terminal of the branching device 49. The optical amplification units 47-1 to 47-n-1 are connected as shown in FIG. 2, and one output terminal of the branching unit 23 of the optical amplification unit 47-n-1 is a unit at the subsequent stage of the unit. Is optically connected to the amplification medium 22-n of the optical amplification unit 47-n. The excitation light source 26-n is arranged so that excitation light can be appropriately incident on the amplification medium 22-n.

増幅媒体22−nの出力端は、分岐器49が光学的に接続されており、分岐器49の一方の出力端には、検出器51が光学的に接続されており、この一方の出力端から励起光源26−nからの信号光を出力する。検出器50および検出器51の出力端には利得計算手段40が電気的に接続されている。このような構成にすることで、利得計算手段40には、ハイブリッド光増幅器46に入力した信号光のパワーに関する電気信号と、ハイブリッド光増幅器46から出力する信号光のパワーに関する信号とが送られる。   A branching device 49 is optically connected to the output end of the amplification medium 22-n, and a detector 51 is optically connected to one output end of the branching device 49. To output signal light from the excitation light source 26-n. The gain calculation means 40 is electrically connected to the output ends of the detector 50 and the detector 51. With this configuration, the gain calculation means 40 is sent with an electrical signal related to the power of the signal light input to the hybrid optical amplifier 46 and a signal related to the power of the signal light output from the hybrid optical amplifier 46.

本実施例では、このような構成により、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネル数など)が変化しても、光増幅器内の励起光の損失を一定に制御することにより、利得スペクトルを一定に制御することが可能である。励起光の損失が増加した場合は励起光パワーを上昇させ、励起光の損失が減少した場合には励起光パワーを下降させるように制御を行う。   In this embodiment, with such a configuration, even if the signal input state (total input power, input wavelength, number of input channels, etc.) to the optical amplifier changes, the loss of pumping light in the optical amplifier is controlled to be constant. Thus, the gain spectrum can be controlled to be constant. Control is performed such that when the loss of pumping light increases, the pumping light power is increased, and when the loss of pumping light decreases, the pumping light power is decreased.

加えて、検出器50、51により、ハイブリッド増幅器46全体の入力および出力をモニタし、それを用いて利得を計算し、目標の利得との誤差信号を抽出し、それを元に励起光源26−nを制御する電気制御回路48が備えられている。電気制御回路48は残りの1台の光増幅ユニット47−n中の励起光源26−nを、全体の利得が一定となるように制御する。これにより、ハイブリッド増幅器全体の利得を一定とすることが出来る。   In addition, the input and output of the entire hybrid amplifier 46 are monitored by the detectors 50 and 51, and the gain is calculated using the same, and an error signal with respect to the target gain is extracted. An electric control circuit 48 for controlling n is provided. The electric control circuit 48 controls the pumping light source 26-n in the remaining one optical amplification unit 47-n so that the overall gain becomes constant. Thereby, the gain of the whole hybrid amplifier can be made constant.

増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバ、光励起用半導体アンプなどが用いられる。励起光源には、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源を用いる。   As the amplification medium, rare earth doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, optical excitation semiconductor amplifiers, and the like are used. As the excitation light source, an excitation light source having a wavelength, line width, power and the like corresponding to each is used.

本実施例では、入力側からn−1台の光増幅ユニットを制御する方法として励起光の吸収を一定に制御する方法を用いたが、この他に第2の実施例に記した制御用チャネルを設ける方法や、第3の実施例に示した増幅器内でレーザ発振を起こす方法なども用いることが可能である。   In this embodiment, the method for controlling the absorption of pumping light to be constant is used as a method for controlling n-1 optical amplification units from the input side. In addition to this, the control channel described in the second embodiment is used. It is also possible to use a method for providing laser oscillation or a method for causing laser oscillation in the amplifier shown in the third embodiment.

このように、本実施例では、ハイブリッド光増幅器46を構成する各光増幅ユニット21−1〜21−n−1のそれぞれの利得スペクトルを個々に一定にすることができ、かつハイブリッド光増幅器全体の利得スペクトルを一定にすることができる。   As described above, in this embodiment, the gain spectrum of each of the optical amplification units 21-1 to 21-n-1 constituting the hybrid optical amplifier 46 can be individually made constant, and the entire hybrid optical amplifier The gain spectrum can be made constant.

なお、本実施例では、ハイブリッド光増幅器全体の利得を一定とする制御を行う光増幅ユニットを、直列接続の最終段に設けているが、これに限定されない。すなわち、上記制御を行う光増幅ユニット(本実施例では、光増幅ユニット47−n)の位置は、直列接続中のいずれであっても良い。   In this embodiment, the optical amplifying unit that controls the gain of the entire hybrid optical amplifier to be constant is provided at the final stage of the series connection, but the present invention is not limited to this. That is, the position of the optical amplifying unit (in this embodiment, the optical amplifying unit 47-n) that performs the above-described control may be any position in series connection.

(第5の実施例)
図6は、本発明の第5の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図6において、ハイブリッド光増幅器52は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット53−1〜53−nを備え、それらは、入力側(図6の左側)から光増幅ユニット53−1、53−2・・・53−i(1≦i<n)・・・53−nの順番で出力側(図6の右側)へと直列に、光学的に接続されている。本実施例において、光増幅ユニット53−i、53−n以外の光増幅ユニットは、図2に示した第1の実施例の光増幅ユニットと同様の構成である。
(Fifth embodiment)
FIG. 6 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the fifth embodiment of the present invention.
In FIG. 6, a hybrid optical amplifier 52 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 53-1 to 53-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 6) to the optical amplification unit. 53-1, 53-2... 53-i (1 ≦ i <n)... 53-n are optically connected in series to the output side (right side in FIG. 6). In this embodiment, the optical amplification units other than the optical amplification units 53-i and 53-n have the same configuration as the optical amplification unit of the first embodiment shown in FIG.

光増幅ユニット53−iは、増幅媒体22−iおよび励起光源26−iを備え、光増幅ユニット53−nは、増幅媒体22−nおよび励起光源26−nを備えている。電気制御回路54は、誤差信号抽出手段38、記憶手段39、および利得計算手段40を備えている。誤差信号抽出手段38は、励起光源26−iおよび励起光源26−nにそれぞれ電気的に接続されている。   The optical amplification unit 53-i includes an amplification medium 22-i and an excitation light source 26-i, and the optical amplification unit 53-n includes an amplification medium 22-n and an excitation light source 26-n. The electric control circuit 54 includes an error signal extraction unit 38, a storage unit 39, and a gain calculation unit 40. The error signal extraction means 38 is electrically connected to the excitation light source 26-i and the excitation light source 26-n, respectively.

図6において、分岐器49の一方の出力端には、検出器50が光学的に接続されており、この一方の出力端から入力された信号光を出力する。分岐器49の他方の出力端には、光増幅ユニット53−1の増幅媒体22−1が光学的に接続されている。光増幅ユニット53−1〜53−i−1は、図2に示すように接続されており、光増幅ユニット53−i−1の分岐器23の一方の出力端は、該ユニットの後段のユニットである光増幅ユニット53−iの増幅媒体22−iに光学的に接続されている。   In FIG. 6, a detector 50 is optically connected to one output terminal of the branching device 49, and the signal light input from this one output terminal is output. The other output terminal of the branching device 49 is optically connected to the amplification medium 22-1 of the optical amplification unit 53-1. The optical amplification units 53-1 to 53-i-1 are connected as shown in FIG. 2, and one output terminal of the branching unit 23 of the optical amplification unit 53-i-1 is a unit subsequent to the unit. Is optically connected to the amplification medium 22-i of the optical amplification unit 53-i.

また、増幅媒体22−iの出力側は、該ユニットの後段のユニットである光増幅ユニット53−i+1の増幅媒体22−i+1が光学的に接続されており、光増幅ユニットn−1まで上述と同様に接続されている。光増幅ユニット53−n−1の分岐器23の一方の出力端は、該ユニットの後段のユニットである光増幅ユニット53−nの増幅媒体22−nに光学的に接続されている。励起光源26−iおよび26−nはそれぞれ、増幅媒体22−iおよび22−nに適切に励起光を入射できるように配置されている。   The output side of the amplification medium 22-i is optically connected to the amplification medium 22-i + 1 of the optical amplification unit 53-i + 1, which is a subsequent unit of the unit. Similarly connected. One output terminal of the branching unit 23 of the optical amplification unit 53-n-1 is optically connected to the amplification medium 22-n of the optical amplification unit 53-n, which is a subsequent unit of the unit. The excitation light sources 26-i and 26-n are arranged so that the excitation light can be appropriately incident on the amplification media 22-i and 22-n, respectively.

検出器50および検出器51の出力端には利得計算手段40が電気的に接続されている。このような構成にすることで、利得計算手段40には、ハイブリッド光増幅器52に入力した信号光のパワーに関する電気信号と、ハイブリッド光増幅器52から出力する信号光のパワーに関する信号とが送られる。このようにして送られた電気信号から、第2の実施例で説明した方法により誤差信号を抽出する。電気制御回路54は、抽出された誤差信号に基づいて、励起光源26−iおよび励起光源26−nを全体の利得が一定になるように制御する。   The gain calculation means 40 is electrically connected to the output ends of the detector 50 and the detector 51. With such a configuration, the gain calculation means 40 is sent with an electrical signal related to the power of the signal light input to the hybrid optical amplifier 52 and a signal related to the power of the signal light output from the hybrid optical amplifier 52. An error signal is extracted from the electrical signal sent in this way by the method described in the second embodiment. Based on the extracted error signal, the electric control circuit 54 controls the excitation light source 26-i and the excitation light source 26-n so that the overall gain becomes constant.

このようにして本実施例では、光増幅ユニット53−iおよび光増幅ユニット53−nについては、全体の利得を一定にするように制御し、残りの光増幅ユニットは、個々の利得が一定になるように制御する。   In this way, in the present embodiment, the optical amplification unit 53-i and the optical amplification unit 53-n are controlled to make the overall gain constant, and the remaining optical amplification units have the individual gains made constant. Control to be.

なお、本実施例では、全体の利得を一定にするように制御する光増幅ユニットの数を2個としているが、その数に限定されず、m個(1≦m<n)であっても良い。このとき、m個の光増幅ユニットのそれぞれの励起光源と誤差信号抽出手段38とを電気的に接続すれば良い。すなわち、電気制御回路54は、m個の光増幅ユニット中の励起光源を、全体の利得が一定となるように制御することになる。また、m個の光増幅ユニットの配置についても特に限定されることはなく、直列接続中で所定のパターンで配置しても良いし、ランダムに配置しても良い。   In the present embodiment, the number of optical amplification units that are controlled so as to keep the overall gain constant is set to two. However, the number is not limited to that, and m (1 ≦ m <n) may be used. good. At this time, the pumping light source of each of the m optical amplification units and the error signal extraction means 38 may be electrically connected. That is, the electric control circuit 54 controls the pumping light sources in the m optical amplification units so that the overall gain is constant. In addition, the arrangement of the m optical amplification units is not particularly limited, and may be arranged in a predetermined pattern in a serial connection or may be arranged randomly.

本実施例では、このような構成により、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネル数など)が変化しても、光増幅器内の励起光の損失を一定に制御することにより、利得スペクトルを一定に制御することが可能である。励起光の損失が増加した場合は励起光パワーを上昇させ、励起光の損失が減少した場合には励起光パワーを下降させるように制御を行う。   In this embodiment, with such a configuration, even if the signal input state (total input power, input wavelength, number of input channels, etc.) to the optical amplifier changes, the loss of pumping light in the optical amplifier is controlled to be constant. Thus, the gain spectrum can be controlled to be constant. Control is performed such that when the loss of pumping light increases, the pumping light power is increased, and when the loss of pumping light decreases, the pumping light power is decreased.

加えて、検出器50、51により、ハイブリッド増幅器52全体の入力および出力をモニタし、それを用いて利得を計算し、目標の利得との誤差信号を抽出し、それを元に励起光源26−iおよび励起光源26−nを制御する電気制御回路54が備えられている。電気制御回路54は残りの2台の光増幅ユニット53−i、53−n中の励起光源26−i、26−nを、全体の利得が一定となるように制御する。これにより、ハイブリッド増幅器全体の利得を一定とすることが出来る。特にこの方法はm台の光増幅ユニットが、同じ光増幅体からなる場合に有効である。
以上のような方法で、ハイブリッド増幅器全体の利得を一定とすることが出来る。
In addition, the input and output of the entire hybrid amplifier 52 are monitored by the detectors 50 and 51, and the gain is calculated using the same, and an error signal with respect to the target gain is extracted. An electric control circuit 54 for controlling i and the excitation light source 26-n is provided. The electric control circuit 54 controls the excitation light sources 26-i and 26-n in the remaining two optical amplification units 53-i and 53-n so that the overall gain is constant. Thereby, the gain of the whole hybrid amplifier can be made constant. This method is particularly effective when m light amplification units are made of the same light amplification body.
With the above method, the gain of the entire hybrid amplifier can be made constant.

増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバ、光励起用半導体アンプなどが用いられる。励起光源には、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源を用いる。   As the amplification medium, rare earth doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, optical excitation semiconductor amplifiers, and the like are used. As the excitation light source, an excitation light source having a wavelength, line width, power and the like corresponding to each is used.

本実施例では、n−m台の光増幅ユニットを制御する方法として励起光の吸収を一定に制御する方法を用いたが、この他に第2の実施例にて説明した制御用チャネルを設ける方法や、第4の実施例にて説明した増幅器内でレーザ発振を起こす方法なども用いることが可能である。   In this embodiment, the method of controlling the absorption of pumping light to be constant is used as a method for controlling the nm light amplification units. In addition, the control channel described in the second embodiment is provided. It is also possible to use a method or a method of causing laser oscillation in the amplifier described in the fourth embodiment.

(第6の実施例)
図7は、本発明の第6の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図7において、ハイブリッド光増幅器55は、2種類以上のn台(n≧2)の光増幅ユニット56−1〜56−nを備え、それらは、入力側(図7の左側)から光増幅ユニット56−1、56−2・・・56−nの順番で出力側(図7の右側)へと直列に、光学的に接続されている。本実施例において、光増幅ユニット56−1〜56−n−1は、図2に示した第1の実施例の光増幅ユニット21−1〜21−n−1と同様の構成である。
(Sixth embodiment)
FIG. 7 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the sixth embodiment of the present invention.
In FIG. 7, the hybrid optical amplifier 55 includes two or more types of n (n ≧ 2) optical amplification units 56-1 to 56-n, which are arranged from the input side (left side in FIG. 7) to the optical amplification unit. Optically connected in series to the output side (right side in FIG. 7) in the order of 56-1, 56-2... 56-n. In this embodiment, the optical amplification units 56-1 to 56-n-1 have the same configuration as the optical amplification units 21-1 to 21-n-1 of the first embodiment shown in FIG.

光増幅ユニット56−n(n番目の光増幅ユニット)は、増幅媒体22−n、励起光源26−n、電気制御回路58を備えている。電気制御回路58は、誤差信号抽出手段38、記憶手段39、利得計算手段40、および計算手段59を備えている。   The optical amplification unit 56-n (nth optical amplification unit) includes an amplification medium 22-n, an excitation light source 26-n, and an electric control circuit 58. The electric control circuit 58 includes an error signal extraction unit 38, a storage unit 39, a gain calculation unit 40, and a calculation unit 59.

図7において、検出器50の出力端には、利得計算手段40が電気的に接続されており、検出器51の出力端には、ハイブリッド光増幅器の出力パワーから定数を引き算する手段としての計算手段59に電気的に接続されている。上記定数は、ASEパワーに相当する値に設定する。計算手段59は、利得計算手段40に電気的に接続されている。   In FIG. 7, gain calculation means 40 is electrically connected to the output terminal of the detector 50, and calculation as means for subtracting a constant from the output power of the hybrid optical amplifier is connected to the output terminal of the detector 51. It is electrically connected to the means 59. The above constant is set to a value corresponding to the ASE power. The calculation means 59 is electrically connected to the gain calculation means 40.

計算手段59では、利得計算に先立って、検出器51にてモニタされたハイブリッド光増幅器55の出力パワー(出力モニタ値)から上記定数を引いた値に関連する電気信号(引き算信号とも呼ぶ)を生成し、該引き算信号を利得計算手段40に送る。利得計算手段40では、検出器50から出力されるハイブリッド光増幅器55への信号光の入力パワー(入力モニタ値)に関連する電気信号と、計算手段59から出力される引き算信号とにより、検出した信号光の光増幅ユニットにおける利得を計算して、該利得に関連する利得信号を誤差信号抽出手段へと送る。誤差信号抽出手段は、目標信号と利得信号とを比較して、誤差信号を抽出する。電気制御回路59は、この誤差信号を零となるように励起光源26−nを制御する。   Prior to the gain calculation, the calculation means 59 generates an electric signal (also referred to as a subtraction signal) related to a value obtained by subtracting the constant from the output power (output monitor value) of the hybrid optical amplifier 55 monitored by the detector 51. And the subtraction signal is sent to the gain calculation means 40. In the gain calculation means 40, the detection is performed by the electrical signal related to the input power (input monitor value) of the signal light to the hybrid optical amplifier 55 output from the detector 50 and the subtraction signal output from the calculation means 59. The gain of the signal light in the optical amplification unit is calculated, and a gain signal related to the gain is sent to the error signal extraction means. The error signal extraction means compares the target signal with the gain signal and extracts an error signal. The electric control circuit 59 controls the excitation light source 26-n so that the error signal becomes zero.

上述からわかるように、本実施例では、利得信号を得るために、計算手段59および利得計算手段40により、
利得=(出力モニタ値−定数)/入力モニタ値
の計算を行うことになる。
As can be seen from the above, in this embodiment, in order to obtain the gain signal, the calculation means 59 and the gain calculation means 40
Gain = (Output monitor value-Constant) / Input monitor value
Will be calculated.

本実施例では、このような構成により、光増幅器への信号入力状態(総入力パワー、入力波長、入力チャネル数など)が変化しても、光増幅器への励起光の損失を一定に制御することにより、出力側からのn−1個の光増幅ユニットの利得スペクトルを制御することが可能である。励起光の損失が増加した場合は励起光パワーを上昇させ、励起光の損失が減少した場合には励起光パワーを下降させるように制御を行う。   In this embodiment, with such a configuration, even if the signal input state (total input power, input wavelength, number of input channels, etc.) to the optical amplifier changes, the loss of pumping light to the optical amplifier is controlled to be constant. Thus, it is possible to control the gain spectrum of the (n−1) optical amplification units from the output side. Control is performed such that when the loss of pumping light increases, the pumping light power is increased, and when the loss of pumping light decreases, the pumping light power is decreased.

加えて、ハイブリッド増幅器全体の入力および出力をモニタする検出器を備え、モニタした入力と出力値から、
利得=(出力モニタ値−定数)/入力モニタ値
という式を用いて利得を計算し、目標の利得との誤差信号を抽出し、それを元に励起光源を制御する電気制御回路59を備えている。電気制御回路59は、残りの1台の光増幅ユニット(光増幅ユニット56−n)中の励起光源26−nを、全体の利得が一定となるように制御する。この定数は、出力に含まれるASEパワーに相当する値であり、これを用いると制御精度が高くなる。
In addition, a detector that monitors the input and output of the entire hybrid amplifier is provided. From the monitored input and output values,
There is provided an electric control circuit 59 for calculating a gain using an equation of gain = (output monitor value−constant) / input monitor value, extracting an error signal from the target gain, and controlling the excitation light source based on the error signal. Yes. The electric control circuit 59 controls the excitation light source 26-n in the remaining one optical amplification unit (optical amplification unit 56-n) so that the overall gain is constant. This constant is a value corresponding to the ASE power included in the output, and using this increases the control accuracy.

以上のような方法で、ハイブリッド増幅器全体の利得を一定とすることが出来る。
増幅媒体としては、希土類添加光ファイバ(EDF、TDF)、ラマン増幅用光ファイバ、光パラメトリック増幅用ファイバ、光励起用半導体アンプなどが用いられる。励起光源には、それぞれに対応した波長、線幅、パワーなどを有した励起光源を用いる。この方法では各光増幅ユニットの制御ループと全体利得の制御ループが2重になっている。そこで、全体の利得の制御が不安定になることを避けるために、2つのループの時定数を大幅にずらすなどの工夫を行えば良い。
With the above method, the gain of the entire hybrid amplifier can be made constant.
As the amplification medium, rare earth doped optical fibers (EDF, TDF), Raman amplification optical fibers, optical parametric amplification fibers, optical excitation semiconductor amplifiers, and the like are used. As the excitation light source, an excitation light source having a wavelength, line width, power and the like corresponding to each is used. In this method, the control loop of each optical amplification unit and the control loop of the overall gain are doubled. Therefore, in order to prevent the overall gain control from becoming unstable, it is sufficient to devise measures such as greatly shifting the time constants of the two loops.

本実施例では、n−1台の光増幅ユニットを制御する方法として励起光の吸収を一定に制御する方法を用いたが、この他に第2の実施例に記した制御用チャネルを設ける方法や、第3の実施例に示した増幅器内でレーザ発振を起こす方法なども用いることが可能である。   In the present embodiment, the method of controlling the absorption of pumping light to be constant is used as a method of controlling the n−1 optical amplification units, but in addition, a method of providing the control channel described in the second embodiment. It is also possible to use a method of causing laser oscillation in the amplifier shown in the third embodiment.

また、上記例では、単独で制御する光増幅ユニットの数をn−1としたが、これをn−m(1≦m<n)台とし、全体の利得モニタ値で制御する光増幅ユニットの台数をm台とする方法においても、利得=(出力モニタ値−定数)/入力モニタ値の式で利得を計算することは、制御精度を上昇させる上で有効である。   Further, in the above example, the number of the optical amplification units to be controlled independently is set to n−1. However, the number of the optical amplification units to be controlled by the overall gain monitor value is set to nm (1 ≦ m <n) units. Even in the method in which the number of units is m, it is effective to increase the control accuracy to calculate the gain by the equation of gain = (output monitor value−constant) / input monitor value.

(第7の実施例)
図8は、本発明の第7の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図8において、本実施例に係るハイブリッド増幅器は、ファイバラマン増幅ユニット(FRAユニット)8−16とエルビウム添加光ファイバ増幅ユニット(EDFAユニット)8−17とを備えており、それらを直列接続している。
(Seventh embodiment)
FIG. 8 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the seventh embodiment of the present invention.
In FIG. 8, the hybrid amplifier according to this embodiment includes a fiber Raman amplification unit (FRA unit) 8-16 and an erbium-doped optical fiber amplification unit (EDFA unit) 8-17, which are connected in series. Yes.

FRAユニット8−16は、励起光源として1480nmの高出力レーザダイオード(LD)8−8を用い、増幅媒体として高非線形光ファイバ(HNLF:Highly-Nonlinear Fiber)8−1を用いる。励起光は、HNLF8−1の信号光の進行方向とは反対方向から入力されている。励起光源8−8の出力側に分岐カプラ8−6を設置し、分岐光(励起光)をフォトダイオード8−7で検出することで、HNLF8−1への励起光の入力をモニタしている。HNLF8−1の(励起光の入力に対して)出力側には励起光と信号光とを分岐するWDMカプラ8−3を設置し、励起光を分岐してフォトダイオード8−4で検出することで、HNLF8−1からの励起光の出力をモニタする。   The FRA unit 8-16 uses a high-power laser diode (LD) 8-8 having a wavelength of 1480 nm as an excitation light source and a highly nonlinear fiber (HNLF) 8-1 as an amplification medium. The excitation light is input from a direction opposite to the traveling direction of the signal light of HNLF8-1. A branch coupler 8-6 is installed on the output side of the pump light source 8-8, and the branch light (pump light) is detected by the photodiode 8-7, thereby monitoring the input of the pump light to the HNLF 8-1. . A WDM coupler 8-3 for branching the pump light and the signal light is installed on the output side of the HNLF 8-1 (with respect to the pump light input), and the pump light is branched and detected by the photodiode 8-4. Thus, the output of the excitation light from the HNLF 8-1 is monitored.

電気制御回路8−19は、励起光のHNLF8−1への入力・出力のモニタ値から、励起光のHNLF8−1の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源8−8を制御する。これにより励起光のHNLF8−1中の損失を一定とすることが出来る。   The electrical control circuit 8-19 calculates the loss of the HNLF8-1 of the pumping light from the monitor value of the input / output of the pumping light to the HNLF8-1, compares them with a preset target value, and outputs an error signal. Extraction is performed, and the excitation light source 8-8 is controlled so that the error signal becomes zero. Thereby, the loss of the excitation light in the HNLF 8-1 can be made constant.

EDFAユニット8−17は、励起光源として980nmの高出力LD8−12を用い、増幅媒体としてエルビウム添加光ファイバ(EDF)8−9を用いる。980nmの高出力LD8−12の直近に分岐カプラ8−11を設置し、分岐光(励起光)をPD8−13へ導入することで、励起光のEDF8−9への入力をモニタしている。EDF8−9の(信号光に対する)出力側には励起光と信号光を分岐するWDMカプラ8−14を設置し、励起光を分岐してPD8−15に導入することでEDF8−9からの励起光の出力をモニタする。   The EDFA unit 8-17 uses a high output LD8-12 of 980 nm as an excitation light source, and uses an erbium-doped optical fiber (EDF) 8-9 as an amplification medium. A branch coupler 8-11 is installed in the immediate vicinity of the high output LD8-12 of 980 nm, and branch light (excitation light) is introduced into the PD 8-13, thereby monitoring the input of the excitation light to the EDF 8-9. A WDM coupler 8-14 for branching the pumping light and the signal light is installed on the output side (with respect to the signal light) of the EDF8-9, and the pumping light is branched and introduced into the PD8-15 to pump from the EDF8-9 Monitor the light output.

電気制御回路8−20は、励起光のEDF8−9への入力・出力のモニタ値から、励起光のEDF8−9中の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源8−12を制御する。これにより励起光のEDF8−9中の損失を一定とすることが出来る。   The electric control circuit 8-20 calculates the loss in the EDF 8-9 of the pumping light from the monitor value of the input / output of the pumping light to the EDF 8-9, compares them with a preset target value, and generates an error signal. And the excitation light source 8-12 is controlled so that the error signal becomes zero. Thereby, the loss of excitation light in the EDF 8-9 can be made constant.

以上のように制御すれば、ハイブリッド増幅器全体の利得スペクトルを、信号光の総入力パワー、入力波長、入力チャネル数などに関わらず一定と出来る。   By controlling as described above, the gain spectrum of the entire hybrid amplifier can be made constant regardless of the total input power of signal light, the input wavelength, the number of input channels, and the like.

(第8の実施例)
図9は、本発明の第8の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図9において、本実施例に係るハイブリッド増幅器は、ツリウム添加光ファイバ増幅ユニット(TDFAユニット)9−18とエルビウム添加光ファイバ増幅ユニット(EDFAユニット)9−20とを備えており、それらを直列に接続している。
(Eighth embodiment)
FIG. 9 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the eighth embodiment of the present invention.
9, the hybrid amplifier according to the present embodiment includes a thulium-doped optical fiber amplification unit (TDFA unit) 9-18 and an erbium-doped optical fiber amplification unit (EDFA unit) 9-20, which are connected in series. Connected.

TDFAユニット9−18は、励起光源として1390nmの高出力LD9−5と1215nmの高出力LD9−10を用い、増幅媒体としてツリウム添加光ファイバ(TDF)9−1を用いる。1390nm励起光を、信号光の進行方向と同一方向となるように入力し(前方励起)、1215nmの励起光を、信号光の進行方向と逆方向となるように入力した(後方励起)。TDF9−1は、ツリウム(Tm3+)をコアに6000ppm添加した物を用いる。1390nm励起光源9−5の出力側には分岐カプラ9−4を設置し、1390nm励起光源9−5からの励起光の分岐光をフォトダイオード9−6で検出することで、TDF9−1への励起光の入力をモニタしている。TDF9−1の(信号光の対する)出力端には、励起光と信号光を分岐するWDMカプラ9−7を設置し、これにより1390nm励起光を分岐する。分岐された1390nm励起光は、さらに1215nmの励起光と1390nmの励起光を分離するWDMカプラ9−8を通った後、フォトダイオード9−10で検出されている。 The TDFA unit 9-18 uses a high output LD 9-5 of 1390 nm and a high output LD 9-10 of 1215 nm as an excitation light source, and a thulium-doped optical fiber (TDF) 9-1 as an amplification medium. The 1390 nm excitation light was input so as to be in the same direction as the traveling direction of the signal light (forward excitation), and the 1215 nm excitation light was input so as to be opposite to the traveling direction of the signal light (backward excitation). As TDF9-1, a product obtained by adding 6000 ppm of thulium (Tm 3+ ) to the core is used. A branch coupler 9-4 is installed on the output side of the 1390 nm excitation light source 9-5, and the branched light of the excitation light from the 1390 nm excitation light source 9-5 is detected by the photodiode 9-6, whereby The pumping light input is monitored. A WDM coupler 9-7 for branching the pump light and the signal light is installed at the output end (to the signal light) of the TDF 9-1, and thereby the 1390 nm pump light is branched. The branched 1390 nm excitation light further passes through a WDM coupler 9-8 that separates 1215 nm excitation light and 1390 nm excitation light, and is then detected by a photodiode 9-10.

電気制御回路9−21は、1390nm励起光のTDF9−1への入力・出力のモニタ値から、1390nm励起光のTDF9−1中の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源9−5を制御する。これにより1390nm励起光のTDF9−1中の損失を一定とすることが出来る。1215nmの励起光はWDMカプラ9−8およびWDMカプラ9−7を通って、後方からTDF9−1に入力される。励起光パワーは、入力信号状態によらず一定とした。   The electrical control circuit 9-21 calculates the loss in the TDF9-1 of the 1390nm pump light from the monitor value of the input / output of the 1390nm pump light to the TDF9-1, and compares them with the preset target value. An error signal is extracted, and the excitation light source 9-5 is controlled so that the error signal becomes zero. Thereby, the loss in TDF9-1 of 1390 nm excitation light can be made constant. The 1215 nm excitation light passes through the WDM coupler 9-8 and the WDM coupler 9-7, and is input to the TDF 9-1 from the rear. The excitation light power was constant regardless of the input signal state.

FDFAユニット9−20は、励起光源として980nmの高出力LD9−14を用い、増幅媒体としてエルビウム添加光ファイバ(EDF)9−11を用いる。980nmの高出力LD9−14の直近に分岐カプラ9−13を設置し、分岐光(励起光)をPD9−15へ導入することで、励起光のEDF9−11への入力をモニタしている。EDF9−11の出力側には、励起光と信号光を分岐するWDMカプラ9−16を設置し、励起光を分岐してPD9−17に導入することでEDF9−11からの励起光の出力をモニタする。   The FDFA unit 9-20 uses a 980 nm high-power LD 9-14 as an excitation light source and an erbium-doped optical fiber (EDF) 9-11 as an amplification medium. A branch coupler 9-13 is installed in the immediate vicinity of the high output LD 9-14 of 980 nm, and branch light (excitation light) is introduced into the PD 9-15, thereby monitoring the input of the excitation light to the EDF 9-11. On the output side of the EDF 9-11, a WDM coupler 9-16 that branches the pumping light and the signal light is installed, and the pumping light is branched and introduced into the PD 9-17, so that the output of the pumping light from the EDF 9-11 is obtained. Monitor.

電気制御回路9−22は、励起光のEDF9−11への入力・出力のモニタ値から、励起光のEDF9−11中の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源9−14を制御する。これにより励起光のEDF9−11中の損失を一定とすることが出来る。   The electrical control circuit 9-22 calculates the loss of the pumping light in the EDF 9-11 from the monitor value of the input / output of the pumping light to the EDF 9-11, compares them with a preset target value, and generates an error signal. And the excitation light source 9-14 is controlled so that the error signal becomes zero. As a result, the loss of the excitation light in the EDF 9-11 can be made constant.

以上のように制御すれば、ハイブリッド増幅器全体の利得スペクトルを、信号光の総入力パワー、入力波長、入力チャネル数などに関わらず一定と出来る。図10には、本増幅器の信号光の総入力パワーを変化させたときの利得スペクトルを示す。ダイナミックレンジ20dBの変動に対しても、利得スペクトルがほぼ一定の利得スペクトル制御が可能となった。   By controlling as described above, the gain spectrum of the entire hybrid amplifier can be made constant regardless of the total input power of signal light, the input wavelength, the number of input channels, and the like. FIG. 10 shows the gain spectrum when the total input power of the signal light of this amplifier is changed. The gain spectrum can be controlled with a substantially constant gain spectrum even when the dynamic range is 20 dB.

上記では、TDFAユニット9−18の励起光源として1390nmの高出力LDを用いたが、波長が1420±100nm、1050±70nm、などの励起光を利用することも可能である。EDFAユニット9−20の励起光源として980nmの高出力LDを用いた波長が、980nm±50nm、1480nm±80nmといった励起光を利用することも可能である。   In the above, a high output LD of 1390 nm is used as the excitation light source of the TDFA unit 9-18, but excitation light having a wavelength of 1420 ± 100 nm, 1050 ± 70 nm, or the like can also be used. It is also possible to use excitation light such as 980 nm ± 50 nm and 1480 nm ± 80 nm using a high-power LD of 980 nm as an excitation light source of the EDFA unit 9-20.

(第9の実施例)
図11は、本発明の第9の実施例に係る、ハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図11において、本実施例に係るハイブリッド増幅器は、ツリウム添加光ファイバ増幅ユニット(TDFAユニット)11−22とエルビウム添加光ファイバ増幅ユニット(EDFAユニット)11−23とを備えており、それらを直列接続している。
(Ninth embodiment)
FIG. 11 is an explanatory diagram of the gain spectrum control method of the hybrid optical amplifier according to the ninth embodiment of the present invention.
11, the hybrid amplifier according to the present embodiment includes a thulium-doped optical fiber amplification unit (TDFA unit) 11-22 and an erbium-doped optical fiber amplification unit (EDFA unit) 11-23, which are connected in series. is doing.

TDFAユニット11−22は、励起光源として1390nmの高出力LD11−6と1215nmの高出力LD11−12を用い、増幅媒体としてツリウム添加光ファイバ(TDF)11−1を用いる。1390nm励起光を、信号光の進行方向と同一方向となるように入力し(前方励起)、1215nmの励起光を、信号光の進行方向と逆方向となるように入力した(後方励起)。TDF11−1は、ツリウム(Tm3+)をコアに6000ppm添加した物を用いる。1390nmの励起光源の出力側には、分岐カプラ11−5を設置し、分岐光(1390nm励起光)をフォトダイオード11−7で検出することで、TDF11−1への1390nm励起光の入力をモニタしている。 The TDFA unit 11-22 uses a high-power LD 11-6 of 1390 nm and a high-power LD 11-12 of 1215 nm as an excitation light source, and a thulium-doped optical fiber (TDF) 11-1 as an amplification medium. The 1390 nm excitation light was input so as to be in the same direction as the traveling direction of the signal light (forward excitation), and the 1215 nm excitation light was input so as to be opposite to the traveling direction of the signal light (backward excitation). As TDF11-1, a material obtained by adding 6000 ppm of thulium (Tm 3+ ) to the core is used. A branch coupler 11-5 is installed on the output side of the 1390 nm excitation light source, and the branch light (1390 nm excitation light) is detected by the photodiode 11-7, thereby monitoring the input of the 1390 nm excitation light to the TDF 11-1. is doing.

1390nm励起光はさらに1215nm/1390nmの励起光を分離するWDMカプラ11−4、励起光・信号光合波用WDMカプラ11−3を通過して、TDF11−1に入力される。TDF11−1の(信号光に対する)出力端には、1215nm/1390nm励起光と信号光を分岐するWDMカプラ11−8を設置し、これにより1390nm励起光を分岐する。分岐された1390nm励起光は、さらに1215nm/1390nmWDMカプラ11−9を通った後、フォトダイオード11−10で検出されている。   The 1390 nm excitation light further passes through the WDM coupler 11-4 that separates the 1215 nm / 1390 nm excitation light and the excitation light / signal light multiplexing WDM coupler 11-3 and is input to the TDF 11-1. A WDM coupler 11-8 that branches the 1215 nm / 1390 nm pumping light and the signal light is installed at the output end (for the signal light) of the TDF 11-1, thereby branching the 1390 nm pumping light. The branched 1390 nm excitation light further passes through the 1215 nm / 1390 nm WDM coupler 11-9, and is then detected by the photodiode 11-10.

電気制御回路11−24は、1390nm励起光のTDF11−1への入力・出力のモニタ値から、励起光のTDF11−1中の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源11−6を制御する。これにより励起光のTDF11−1中の損失を一定とすることが出来る。   The electric control circuit 11-24 calculates the loss in the TDF 11-1 of the pumping light from the input / output monitor values of the 1390 nm pumping light to the TDF 11-1, and compares them with a preset target value to obtain an error. The excitation light source 11-6 is controlled so that the signal is extracted and the error signal becomes zero. As a result, the loss of the excitation light in the TDF 11-1 can be made constant.

一方、1215nm励起光源11−12の直近には、分岐カプラ11−11が設置してあり、分岐光(1215nm励起光)をフォトダイオード11−14に導入することで、その出力値をモニタしている。1215nm励起光はその後、1215nm/1390nmWDMカプラ11−9および励起光・信号光合波用WDMカプラ11−8を通って、後方からTDF11−1に入力される。   On the other hand, a branch coupler 11-11 is installed in the immediate vicinity of the 1215 nm excitation light source 11-12, and the output value is monitored by introducing the branched light (1215 nm excitation light) into the photodiode 11-14. Yes. Thereafter, the 1215 nm pump light passes through the 1215 nm / 1390 nm WDM coupler 11-9 and the pump light / signal light multiplexing WDM coupler 11-8 and is input to the TDF 11-1 from the rear.

TDF11−1からの出力光は、励起光・信号光合波用WDMカプラ11−3、1215nm/1390nmWDMカプラ11−4と通すことで分岐し、フォトダイオード11−13で検出する。電気制御回路11−24は、1215nm励起光についても損失が一定となるように1215nm励起光源11−12の入力パワーを制御する。   The output light from the TDF 11-1 is branched by passing through the WDM coupler 11-3 for pumping light / signal light multiplexing and the 1215 nm / 1390 nm WDM coupler 11-4, and is detected by the photodiode 11-13. The electric control circuit 11-24 controls the input power of the 1215 nm excitation light source 11-12 so that the loss is constant for the 1215 nm excitation light.

EDFAユニット11−23は、励起光源として980nmの高出力LD11−18を用い、増幅媒体としてエルビウム添加光ファイバ(EDF)11−15を用いる。980nmの高出力LDの直近に分岐カプラ11−17を設置し、分岐光(励起光)をPD11−19へ導入することで、励起光のEDF11−15への入力をモニタしている。EDF11−15の(信号光に対する)出力側には励起光と信号光を分岐するWDMカプラ11−20を設置し、励起光を分岐してPD11−21に導入することでEDF11−15からの励起光の出力をモニタする。   The EDFA unit 11-23 uses a high output LD11-18 of 980 nm as an excitation light source, and uses an erbium-doped optical fiber (EDF) 11-15 as an amplification medium. The branch coupler 11-17 is installed in the immediate vicinity of the high output LD of 980 nm, and the branch light (excitation light) is introduced into the PD 11-19, thereby monitoring the input of the excitation light to the EDF 11-15. A WDM coupler 11-20 for branching the pumping light and the signal light is installed on the output side (with respect to the signal light) of the EDF 11-15, and the pumping light is branched and introduced into the PD 11-21 to pump the EDF 11-15. Monitor the light output.

電気制御回路11−25は、励起光のEDF11−15への入力・出力のモニタ値から、励起光のEDF11−15中の損失を計算し、それらをあらかじめ設定した目標値と比較して誤差信号を抽出し、その誤差信号が零となるように、励起光源11−18を制御する。これにより、励起光のEDF11−15中の損失を一定とすることが出来る。   The electric control circuit 11-25 calculates the loss in the EDF 11-15 of the excitation light from the monitor value of the input / output of the excitation light to the EDF 11-15, compares them with a preset target value, and generates an error signal. And the excitation light source 11-18 is controlled so that the error signal becomes zero. Thereby, the loss in excitation light in EDF11-15 can be made constant.

以上のように制御すれば、ハイブリッド増幅器全体の利得スペクトルを、信号光の総入力パワー、入力波長、入力チャネル数などに関わらず一定と出来る。   By controlling as described above, the gain spectrum of the entire hybrid amplifier can be made constant regardless of the total input power of signal light, the input wavelength, the number of input channels, and the like.

上記では、TDFAユニット11−22の励起光源として1390nmの高出力LDを用いたが、波長が1120±100nm、1050±70nm、などの励起光を利用することも可能である。EDFAユニット11−23の励起光源として980nmの高出力LDを用いた波長が、980nm±50nm、1480nm±80nmといった励起光を利用することも可能である。   In the above, a high output LD of 1390 nm is used as the excitation light source of the TDFA unit 11-22, but excitation light having a wavelength of 1120 ± 100 nm, 1050 ± 70 nm, etc. can also be used. It is also possible to use excitation light such as 980 nm ± 50 nm and 1480 nm ± 80 nm using a high-power LD of 980 nm as the excitation light source of the EDFA unit 11-23.

(比較例)
図14は、本発明の比較例に係る、従来のハイブリッド光増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。
図14において、ハイブリッド光増幅器は、増幅媒体63−1と励起光源67−1とを有する光増幅ユニット61、増幅媒体63−2と励起光源67−2を有する増幅ユニット62、誤差信号抽出手段69、記憶手段70、利得計算手段を有する電気制御回路68、および検出器65、66を備えている。
(Comparative example)
FIG. 14 is an explanatory diagram of a gain spectrum control method of a conventional hybrid optical amplifier according to a comparative example of the present invention.
In FIG. 14, the hybrid optical amplifier includes an optical amplification unit 61 having an amplification medium 63-1 and an excitation light source 67-1, an amplification unit 62 having an amplification medium 63-2 and an excitation light source 67-2, and an error signal extraction means 69. , A storage means 70, an electric control circuit 68 having a gain calculation means, and detectors 65 and 66.

このような構成において、信号光が分岐器64に入射されると、信号光は検出器65と増幅媒体63−1とに分岐される。分岐された信号光の一方は、検出器65にてそのパワーをモニタされ、その入力パワーに関連する電気信号が利得計算手段71へと送られる。一方、分岐された信号光の他方は、増幅媒体63−1、63−2を介して分岐器64に入射され、分岐器64により検出器66へと入射される。検出器66は、分岐器64から入射された信号光(光増幅器の出力光)のパワーをモニタし、その出力パワーに関連する電気信号を利得計算手段71へと送る。   In such a configuration, when the signal light is incident on the branching device 64, the signal light is branched into the detector 65 and the amplification medium 63-1. One of the branched signal lights is monitored for its power by the detector 65, and an electric signal related to the input power is sent to the gain calculation means 71. On the other hand, the other of the branched signal light enters the branching device 64 via the amplification media 63-1 and 63-2, and enters the detector 66 by the branching device 64. The detector 66 monitors the power of the signal light (output light of the optical amplifier) incident from the branching unit 64 and sends an electric signal related to the output power to the gain calculation means 71.

電気制御回路68は、利得計算手段71に送られた入力パワーと出力パワーとを基に、信号光の利得を計算し、該利得から誤算信号を抽出する。この誤差信号に基づいて励起光源67−1および67−2を制御している。   The electric control circuit 68 calculates the gain of the signal light based on the input power and the output power sent to the gain calculation means 71, and extracts an erroneous calculation signal from the gain. Excitation light sources 67-1 and 67-2 are controlled based on this error signal.

比較例に係るハイブリッド光増幅器72では、光増幅ユニット61および62のうち、片方のユニットが故障した場合、故障してない方のユニットをハイブリッド光増幅器全体の出力パワーを基に制御しているので、出力光のパワーが適切な範囲を超えてしまう場合がある。   In the hybrid optical amplifier 72 according to the comparative example, when one of the optical amplification units 61 and 62 fails, the unit that does not fail is controlled based on the output power of the entire hybrid optical amplifier. The output light power may exceed an appropriate range.

図13(a)は、ハイブリッド光増幅器からの出力光の出力スペクトルである。図13(a)から分かるように、2台の光増幅ユニットが正常に動作している場合は、得られる出力スペクトルは、適切な範囲内にある。しかしながら、図13(c)に示すように、一方の光増幅ユニットが故障した場合、得られる出力スペクトルは適切な範囲を超えてしまう。
しかしながら、本発明の一実施形態に係るハイブリッド光増幅器を用いれば、光増幅ユニット個々に利得スペクトルが一定となるように制御しているので、図13(b)に示すように、出力スペクトルを、若干その強度を弱めることになるが、適切な出力範囲内に収めることができる。
FIG. 13A is an output spectrum of output light from the hybrid optical amplifier. As can be seen from FIG. 13A, when two optical amplification units are operating normally, the output spectrum obtained is within an appropriate range. However, as shown in FIG. 13C, when one of the optical amplification units fails, the obtained output spectrum exceeds an appropriate range.
However, if the hybrid optical amplifier according to one embodiment of the present invention is used, the gain spectrum is controlled to be constant for each optical amplification unit, so that the output spectrum is expressed as shown in FIG. Although its strength is slightly reduced, it can be within an appropriate output range.

このように、本発明の一実施形態に係るハイブリッド光増幅器では、該ハイブリッド光増幅器を構成する非会増幅ユニットの幾つかが故障などにより正常に作動しなくても、ハイブリッド光増幅器の出力スペクトルを適切な範囲内の収めることができる。   As described above, in the hybrid optical amplifier according to the embodiment of the present invention, the output spectrum of the hybrid optical amplifier is obtained even if some of the non-amplifying units constituting the hybrid optical amplifier do not operate normally due to a failure or the like. Can fit within the proper range.

TDFAとEDFAとを直列接続したハイブリッド増幅器の利得スペクトルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the gain spectrum of the hybrid amplifier which connected TDFA and EDFA in series. 本発明の第1の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on 1st Example of this invention. 本発明の第2の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on 2nd Example of this invention. 本発明の第3の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 3rd Example of this invention. 本発明の第4の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 4th Example of this invention. 本発明の第5の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 5th Example of this invention. 本発明の第6の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 6th Example of this invention. 本発明の第7の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 7th Example of this invention. 本発明の第8の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 8th Example of this invention. 本発明の第8の実施例に係るハイブリッド光増幅器の利得スペクトルを示す図である。It is a figure which shows the gain spectrum of the hybrid optical amplifier which concerns on the 8th Example of this invention. 本発明の第9の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 9th Example of this invention. (a)および(b)は、本発明の第3の実施例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。(A) And (b) is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the 3rd Example of this invention. (a)〜(c)は、2つの光増幅ユニットを直列に接続したときのハイブリッド光増幅器の出力スペクトルを示す図である。(A)-(c) is a figure which shows the output spectrum of a hybrid optical amplifier when two optical amplification units are connected in series. 本発明の比較例に係るハイブリッド増幅器の利得スペクトル制御方式の説明図である。It is explanatory drawing of the gain spectrum control system of the hybrid amplifier which concerns on the comparative example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

8−1 高非線形ファイバ(HNLF)
8−2、9−2、11−2 光アイソレータ
8−3、8−5、8−10、8−14、9−3、9−7、9−12、9−16、11−3、11−8、11−16、11−20 励起光/信号光分岐WDMカプラ
8−4、8−15、9−9、9−17、11−21 励起光出力モニタPD
8−6、8−11、9−4、9−13、11−5、11−11、11−17 分岐カプラ
8−7、8−13、9−6、9−15、11−19 励起光入力モニタPD
8−8 1480nm励起光源
8−9、9−1、11−151 エルビウム添加ファイバ(EDF)
8−12、11−18、9−14 980nm励起光源
8−16 FRA光増幅ユニット
8−17、9−20、11−23 EDFA光増幅ユニット
8−19、8−20、9−21、9−22、11−24、11−25 電気制御回路
9−1、11−1 ツリウム添加光ファイバ(TDF)
9−5、11−6 1390nm励起光源
9−8、11−4 1215nm/1390nm合分波WDMカプラ
9−10、11−12 1215nm励起光源
9−18、11−22 TDFA光増幅ユニット
11−7 1390nm励起光入力モニタPD
11−9 1215nm/1390nm合分波WDMカプラ
11−10 1390nm励起光出力モニタPD
11−13 1215nm励起光出力モニタPD
11−14 1215nm励起光入力モニタPD
20、32、41、46、52、55、72 ハイブリッド光増幅器
21−1〜21−n、33−1〜33−n、42−1〜42−n、47−1〜47−n、53−1〜53−n、56−1〜56−n、61、62 光増幅ユニット
21、21−1〜21−n、63−1、63−2 増幅媒体
23、24、35、43、44、49 分岐器
25、27、50、51、65、66 検出器
26、26−1〜26−n、67−1、67−2 励起光源
28、37、48、54、58、68 電気制御回路
29、38、69 誤差信号抽出手段
30、39、70 記憶手段
31 損失計算手段
40、68 利得計算手段
45 ミラー
59 計算手段
60 狭帯域反射フィルタ
8-1 Highly nonlinear fiber (HNLF)
8-2, 9-2, 11-2 Optical isolators 8-3, 8-5, 8-10, 8-14, 9-3, 9-7, 9-12, 9-16, 11-3, 11 -8, 11-16, 11-20 Excitation light / signal light branching WDM coupler 8-4, 8-15, 9-9, 9-17, 11-21 Excitation light output monitor PD
8-6, 8-11, 9-4, 9-13, 11-5, 11-11, 11-17 Branch coupler 8-7, 8-13, 9-6, 9-15, 11-19 Excitation light Input monitor PD
8-8 1480 nm excitation light source 8-9, 9-1, 11-151 Erbium-doped fiber (EDF)
8-12, 11-18, 9-14 980 nm excitation light source 8-16 FRA light amplification unit 8-17, 9-20, 11-23 EDFA light amplification unit 8-19, 8-20, 9-21, 9- 22, 11-24, 11-25 Electric control circuit 9-1, 11-1 Thulium-doped optical fiber (TDF)
9-5, 11-6 1390 nm excitation light source 9-8, 11-4 1215 nm / 1390 nm multiplexing / demultiplexing WDM coupler 9-10, 11-12 1215 nm excitation light source 9-18, 11-22 TDFA light amplification unit 11-7 1390 nm Excitation light input monitor PD
11-9 1215 nm / 1390 nm multiplexing / demultiplexing WDM coupler 11-10 1390 nm excitation light output monitor PD
11-13 1215 nm excitation light output monitor PD
11-14 1215nm excitation light input monitor PD
20, 32, 41, 46, 52, 55, 72 Hybrid optical amplifiers 21-1 to 21-n, 33-1 to 33-n, 42-1 to 42-n, 47-1 to 47-n, 53- 1-53-n, 56-1 to 56-n, 61, 62 Optical amplification unit 21, 211-1 to 21-n, 63-1, 63-2 Amplification medium 23, 24, 35, 43, 44, 49 Branch device 25, 27, 50, 51, 65, 66 Detector 26, 26-1 to 26-n, 67-1, 67-2 Excitation light source 28, 37, 48, 54, 58, 68 Electrical control circuit 29, 38, 69 Error signal extraction means 30, 39, 70 Storage means 31 Loss calculation means 40, 68 Gain calculation means 45 Mirror 59 Calculation means 60 Narrow band reflection filter

Claims (19)

入力された光を増幅する光増幅用媒体および該光増幅用媒体を励起する励起手段を有する光増幅ユニットをn(n≧2)ユニット備え、該nユニットの光増幅ユニットの光増幅用媒体は合計で2種類以上であり、かつ前記nユニットの光増幅ユニットはそれぞれ直列に接続されたハイブリッド光増幅器において、
前記nユニットの光増幅ユニットのうち(n−m)ユニット(n>m≧1)の光増幅ユニットの利得スペクトルを個々に一定となるように制御し、かつ該制御を行わない残りのm個の光増幅ユニットに対して前記ハイブリッド光増幅器の全体の利得スペクトルが一定となるように制御する利得制御手段を備えることを特徴とするハイブリッド光増幅器。
An optical amplification unit having an optical amplification medium that amplifies input light and an optical amplification unit having excitation means for exciting the optical amplification medium is provided (n ≧ 2) units, and the optical amplification medium of the optical amplification unit of the n units is There are two or more types in total, and the n units of optical amplification units are respectively connected in series in a hybrid optical amplifier,
Of the n optical amplifying units, (n−m) units (n> m ≧ 1) are controlled such that the gain spectrum of each of the optical amplifying units is individually constant, and the remaining m not performing the control A hybrid optical amplifier comprising: gain control means for controlling the optical gain unit of the hybrid optical amplifier so that the overall gain spectrum of the hybrid optical amplifier is constant.
m=1であることを特徴とする請求項1に記載のハイブリッド光増幅器。   2. The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein m = 1. 前記利得制御手段は、
前記nユニットの光増幅ユニットのうち少なくとも1つの光増幅ユニットの前記光増幅用媒体に対する励起光の入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出し、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出された、入力パワーに関連する入力電気信号および出力パワーに関連する出力電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する検出手段と、
前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された、入力電気信号と出力電気信号とにより、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に前記励起光の損失を計算し、該損失に関連する損失電気信号を前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する励起光損失算出手段と、
該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された損失電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出する抽出手段と、
前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出された誤差信号の各々に対して対応する光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段と
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド光増幅器。
The gain control means includes
An input power and an output power of pumping light to the optical amplifying medium of at least one optical amplifying unit among the n optical amplifying units are detected for each of the at least one optical amplifying unit, and the at least one optical amplifying unit is detected. Detection means for outputting, for each of the at least one optical amplification unit, an input electric signal related to input power and an output electric signal related to output power detected for each unit;
The loss of the pumping light is calculated for each of the at least one optical amplification unit based on the input electric signal and the output electric signal output for each of the at least one optical amplification unit, and a loss electric signal related to the loss is calculated. Pumping light loss calculating means for outputting each at least one optical amplification unit;
Extraction means for extracting, for each of the at least one optical amplification unit, an error signal between the loss electric signal output for each of the at least one optical amplification unit and a target signal related to a preset target value;
Excitation control means for controlling each of the error signals extracted for each of the at least one optical amplification unit to have a corresponding error signal of zero. The hybrid optical amplifier according to claim 1 or 2.
入力された、信号光と制御用チャネルとを合波する合波手段をさらに備え、
前記利得制御手段は、
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの前記光増幅用媒体に対する前記制御用チャネルの入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出し、該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に検出された、入力パワーに関連する入力電気信号および出力パワーに関連する出力電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する検出手段と、
前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された、入力電気信号と出力電気信号とにより、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に前記制御用チャネルの利得を計算し、該利得に関連する利得電気信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力する利得算出手段と、
該少なくとも1つの光増幅ユニット毎に出力された利得電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を、前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出する抽出手段と、
前記少なくとも1つの光増幅ユニット毎に抽出された誤差信号の各々に対して対応する光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段と
を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド光増幅器。
It further comprises a multiplexing means for multiplexing the input signal light and the control channel,
The gain control means includes
The input power and output power of the control channel to the optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units are detected for each of the at least one optical amplification unit, and the at least one light Detection means for outputting, for each of the at least one optical amplification unit, an input electrical signal related to input power and an output electrical signal related to output power detected for each amplification unit;
A gain electrical signal related to the gain is calculated by calculating a gain of the control channel for each of the at least one optical amplification unit based on an input electrical signal and an output electrical signal output for each of the at least one optical amplification unit. A gain calculating means for outputting each at least one optical amplification unit;
Extraction means for extracting, for each of the at least one optical amplification unit, an error signal between the gain electrical signal output for each of the at least one optical amplification unit and a target signal related to a preset target value;
Excitation control means for controlling each of the error signals extracted for each of the at least one optical amplification unit to have a corresponding error signal of zero. The hybrid optical amplifier according to claim 1 or 2.
前記利得制御手段は、
前記ハイブリッド光増幅器に対する信号光の入力パワーおよび出力パワーをそれぞれ検出し、該入力パワーに関連する入力電気信号および前記出力パワーに関連する出力電気信号を出力する検出手段と、
前記入力電気信号と前記出力電気信号とにより、前記信号光の利得を計算し、該利得に関連する利得電気信号を出力する利得算出手段と、
該利得電気信号とあらかじめ設定した目標値に関連する目標信号との誤差信号を抽出する抽出手段と、
前記nユニットの光増幅ユニットのうち少なくとも1つの光増幅ユニットが有する励起手段をそれぞれ、誤差信号が零となるように制御する励起制御手段とを有する制御手段を含むことを特徴とする請求項1または2に記載のハイブリッド光増幅器。
The gain control means includes
Detection means for detecting input power and output power of signal light to the hybrid optical amplifier, respectively, and outputting an input electrical signal related to the input power and an output electrical signal related to the output power;
Gain calculating means for calculating a gain of the signal light based on the input electric signal and the output electric signal, and outputting a gain electric signal related to the gain;
Extraction means for extracting an error signal between the gain electrical signal and a target signal related to a preset target value;
2. A control means comprising: excitation control means for controlling the excitation means of at least one of the n optical amplification units of the n optical amplification units so that the error signal becomes zero, respectively. Or the hybrid optical amplifier of 2.
前記利得算出手段は、前記検出手段にて実測したハイブリッド光増幅器の出力パワーから所定の定数を引き算したものに関連する電気信号と前記入力電気信号とにより前記利得を計算することを特徴とする請求項4または5に記載のハイブリッド光増幅器。   The gain calculating means calculates the gain from an electric signal related to a value obtained by subtracting a predetermined constant from the output power of the hybrid optical amplifier actually measured by the detecting means and the input electric signal. Item 6. The hybrid optical amplifier according to Item 4 or 5. 前記利得制御手段は、
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行うことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The gain control means includes
A laser cavity is configured in at least one of the n optical amplification units, and a laser oscillation is generated in the laser cavity, thereby performing control to make a gain spectrum of the at least one optical amplification unit constant. The hybrid optical amplifier according to claim 1.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は希土類添加光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記希土類添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a rare earth-doped optical fiber,
8. The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein the pumping means of the optical amplification unit pumps pumping light for the rare earth-doped optical fiber.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はエルビウム添加光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、エルビウム添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is an erbium-doped optical fiber,
9. The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation means of the optical amplification unit excites excitation light for an erbium-doped optical fiber.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対する励起光を励起することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber,
9. The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein the pumping means of the optical amplification unit pumps pumping light for the thulium-doped optical fiber.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記光ファイバに対する励起光を励起し、該励起光により誘導ラマン散乱を発生させて光増幅を行うことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is an optical fiber,
8. The optical amplification unit according to claim 1, wherein the excitation unit of the optical amplification unit excites excitation light for the optical fiber and generates stimulated Raman scattering by the excitation light to perform optical amplification. Hybrid optical amplifier.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記光ファイバに対する励起光を励起し、該励起光によりパラメトリック増幅を行うことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is an optical fiber,
The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation unit of the optical amplification unit excites excitation light for the optical fiber and performs parametric amplification using the excitation light.
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体は半導体アンプあり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記半導体アンプに対する励起光を励起するか、または前記半導体アンプに電流注入することを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one of the n optical amplification units is a semiconductor amplifier,
The hybrid optical amplifier according to claim 1, wherein the excitation unit of the optical amplification unit excites excitation light for the semiconductor amplifier or injects current into the semiconductor amplifier.
前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光のうち、第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射することを特徴とする請求項10に記載のハイブリッド光増幅器。   The excitation means has a wavelength of 1420 ± 100 nm or 1050 ± 70 nm as the first excitation light among the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber. 11. The hybrid optical amplifier according to claim 10, wherein the second pumping light is incident at 1200 nm ± 100 nm and 1650 ± 150 nm. 前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、
前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように前記第1の励起光を制御し、前記誤差信号によらず前記第2の励起光を一定に制御することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber,
The excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber, and the first excitation light is 1420 ± 100 nm, or The light having a wavelength of 1050 ± 70 nm is incident as the second excitation light at 1200 nm ± 100 nm, 1650 ± 150 nm,
It said excitation control means according to claim wherein said error signal controls the so becomes zero the first excitation light, and controls the second excitation light without depending on the error signal to a constant The hybrid optical amplifier according to any one of 3 to 6 .
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、
前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように、前記第1の励起光および前記第2の励起光を制御することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。
The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber,
The excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber, and the first excitation light is 1420 ± 100 nm, or The light having a wavelength of 1050 ± 70 nm is incident as the second excitation light at 1200 nm ± 100 nm, 1650 ± 150 nm,
Said excitation control means, such that the error signal becomes zero, hybrid according to any one of claims 3 to 6, wherein the controller controls the first pumping light Contact and the second excitation light Optical amplifier.
前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行い、The gain control means is configured to configure a laser cavity in at least one of the n units of optical amplification units and cause laser oscillation in the laser cavity, thereby making a gain spectrum of the at least one optical amplification unit constant. And
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber,
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、The excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber, and the first excitation light is 1420 ± 100 nm, or The light having a wavelength of 1050 ± 70 nm is incident as the second excitation light at 1200 nm ± 100 nm, 1650 ± 150 nm,
前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように前記第1の励起光を制御し、前記誤差信号によらず前記第2の励起光を一定に制御することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。  4. The excitation control means controls the first excitation light so that the error signal becomes zero, and controls the second excitation light to be constant irrespective of the error signal. The hybrid optical amplifier according to any one of Items 1 to 6.
前記利得制御手段は、前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つにおいてレーザキャビティを構成し、該レーザキャビティにおいてレーザ発振を起こすことで、前記少なくとも1つの光増幅ユニットの利得スペクトルを一定にする制御を行い、The gain control means is configured to configure a laser cavity in at least one of the n units of optical amplification units and cause laser oscillation in the laser cavity, thereby making a gain spectrum of the at least one optical amplification unit constant. And
前記nユニットの光増幅ユニットの少なくとも1つの光増幅ユニットの光増幅用媒体はツリウム添加光ファイバであり、  The optical amplification medium of at least one optical amplification unit of the n optical amplification units is a thulium-doped optical fiber,
該光増幅ユニットの前記励起手段は、前記ツリウム添加光ファイバに対して、互いに波長の異なる第1の励起光および第2の励起光を励起し、前記第1の励起光として1420±100nm、もしくは1050±70nmの波長のものを、前記第2の励起光として1200nm±100nm、1650±150nmのものを入射し、The excitation means of the optical amplification unit excites the first excitation light and the second excitation light having different wavelengths with respect to the thulium-doped optical fiber, and the first excitation light is 1420 ± 100 nm, or The light having a wavelength of 1050 ± 70 nm is incident as the second excitation light at 1200 nm ± 100 nm, 1650 ± 150 nm,
前記励起制御手段は、前記誤差信号が零となるように、前記第1の励起光および前記第2の励起光を制御することを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。The hybrid light according to claim 3, wherein the excitation control unit controls the first excitation light and the second excitation light so that the error signal becomes zero. amplifier.
前記第2の励起光を信号光の進行方向と反対方向から前記増幅用媒体に入力することを特徴とする請求項14乃至1のいずれかに記載のハイブリッド光増幅器。 Hybrid optical amplifier according to any one of claims 14 to 1 8, characterized in that inputting the second pumping light from the direction opposite to the traveling direction of the signal light to the amplifying medium.
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