JP2010199213A - Optical amplifier - Google Patents

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JP2010199213A
JP2010199213A JP2009040867A JP2009040867A JP2010199213A JP 2010199213 A JP2010199213 A JP 2010199213A JP 2009040867 A JP2009040867 A JP 2009040867A JP 2009040867 A JP2009040867 A JP 2009040867A JP 2010199213 A JP2010199213 A JP 2010199213A
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Tetsufumi Tsuzaki
哲文 津崎
Hideaki Yusa
英明 遊佐
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical amplifier which can realize rapid output control. <P>SOLUTION: This optical amplifier includes a first photoelectrically converting device 21 which inputs a branched light S<SB>m1</SB>, converts into a current, according to the intensity of the branched light S<SB>m1</SB>to generate a first optical detection signal S<SB>g1</SB>and outputs the first optical detection signal S<SB>g1</SB>; a first current-voltage converting circuit 25, which converts the first optical detection signal S<SB>g1</SB>between a current and a voltage to create a second optical detection signal S<SB>g2</SB>and outputs the second optical detection signal S<SB>g2</SB>; and a first ASE correcting part 31, which inputs the second optical detection signal S<SB>g2</SB>, carries out an analog correction based on a natural release amplified light generating in an optical fiber 6, creates a third optical detection signal S<SB>g3</SB>, and outputs the third optical detection signal S<SB>g3</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光増幅器に関する。   The present invention relates to an optical amplifier.

フォトニックネットワークを構成する上では、高速通信路から情報を抜き出したり、情報を通信路に乗せたりするためのＯＡＤＭ（Optical Add Drop Multiplexer）や光ファイバーにおいてデータ伝送のための光通信路を自由に設定するためのＯＸＣ（Optical cross-connect）の導入が不可欠である。また、ＯＡＤＭやＯＸＣをフォトニックネットワークに導入するには、伝送路やルーティングに使用される光部品等における光損失を補償する光増幅器が必須である。   When configuring a photonic network, you can freely set up an optical communication path for data transmission in OADM (Optical Add Drop Multiplexer) and optical fiber to extract information from a high-speed communication path and put information on the communication path Introducing OXC (Optical cross-connect) is essential. In addition, in order to introduce OADM and OXC into a photonic network, an optical amplifier that compensates for optical loss in an optical component used for a transmission path or routing is indispensable.

そこに適用される光増幅器は、信頼性の高い安定した光ネットワークを構築する為に、信号波数の変動があった場合に光増幅器の出力に発生する過渡応答特性であるオーバーシュートやアンダーシュートを抑えることが求められる。このようなオーバーシュートやアンダーシュートを抑えるためには、光増幅器の出力制御を高速に行う必要がある。   The optical amplifier applied there is an overshoot or undershoot that is a transient response characteristic that occurs at the output of the optical amplifier when the signal wave number fluctuates in order to construct a reliable and stable optical network. It is required to suppress. In order to suppress such overshoot and undershoot, output control of the optical amplifier needs to be performed at high speed.

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、高速な応答特性が実現可能な光増幅器を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an optical amplifier capable of realizing a high-speed response characteristic.

上述の課題を解決するため、本発明に係る光増幅器では、入力された入力信号光を光増幅媒体により光増幅して出力信号光を生成し、出力信号光を出力する光増幅器であって、入力信号光を入力して、入力信号光の強度に応じた電流に変換して第１光検出信号を生成し、第１光検出信号を出力する第１光電変換素子と、第１光検出信号に対して電流−電圧変換を行って第２光検出信号を生成し、第２光検出信号を出力する第１電流−電圧変換手段と、第２光検出信号を入力して光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第３光検出信号を生成し、第３光検出信号を出力する第１ＡＳＥ補正部と、出力信号光を入力して、出力信号光の強度に応じた電流に変換して第４光検出信号を生成し、第４光検出信号を出力する第２光電変換素子と、第４光検出信号に対して電流−電圧変換を行って第５光検出信号を生成し、第５光検出信号を出力する第２電流−電圧変換手段と、第５光検出信号を入力して光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第６光検出信号を生成し、第６光検出信号を出力する第２ＡＳＥ補正部と、入力信号光を光増幅するための励起光を光増幅媒体に出力する励起光源と、第３光検出信号及び第６光検出信号に基づいて励起光源より光増幅媒体に出力される励起光のパワーを調整する制御部と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, the optical amplifier according to the present invention is an optical amplifier that generates input signal light by optically amplifying input input signal light with an optical amplification medium, and outputs output signal light. A first photoelectric conversion element that receives input signal light, converts it into a current corresponding to the intensity of the input signal light, generates a first light detection signal, and outputs the first light detection signal; and a first light detection signal A first current-voltage conversion means for generating a second photodetection signal by performing current-voltage conversion on the output, and outputting the second photodetection signal; and the second photodetection signal is input to be generated in the optical amplification medium A first ASE correction unit that generates a third light detection signal by applying analog correction based on the spontaneous emission amplified light and outputs the third light detection signal, and the output signal light is input, according to the intensity of the output signal light A fourth photodetection signal is generated by converting the current into a current, and the fourth photodetection signal is output. A second photoelectric conversion element, second current-voltage conversion means for performing a current-voltage conversion on the fourth light detection signal to generate a fifth light detection signal, and outputting a fifth light detection signal; and a fifth light A second ASE correction unit that inputs a detection signal and applies analog correction based on spontaneous emission amplified light generated in the optical amplifying medium to generate a sixth light detection signal and outputs the sixth light detection signal; and input signal light An excitation light source that outputs excitation light for optical amplification to the optical amplification medium, and a control that adjusts the power of the excitation light output from the excitation light source to the optical amplification medium based on the third light detection signal and the sixth light detection signal And a section.

本発明に係る光増幅器では、入力信号光に対応する第１光検出信号を電流−電圧変換して第２光検出信号を出力する第１電流−電圧変換手段と、第２光検出信号を入力して光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第３光検出信号を生成し、第３光検出信号を出力する第１ＡＳＥ補正部とを備える。また、出力信号光に対応する第４光検出信号を電流−電圧変換して第５光検出信号を出力する第２電流−電圧変換手段と、第５光検出信号を入力して光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第６光検出信号を生成し、第６光検出信号を出力する第２ＡＳＥ補正部とを備える。従って、デジタル制御による演算を行うことなく、光増幅がアナログ回路で実現でき、高速な応答特性が実現できる。   In the optical amplifier according to the present invention, first current-voltage conversion means for converting the first light detection signal corresponding to the input signal light into current-voltage and outputting the second light detection signal, and the second light detection signal are input. And a first ASE correction unit that generates a third light detection signal by applying analog correction based on spontaneous emission amplified light generated in the light amplification medium and outputs the third light detection signal. In addition, a second current-voltage converting means for converting the fourth light detection signal corresponding to the output signal light into a current-voltage signal and outputting a fifth light detection signal; A second ASE correction unit configured to generate a sixth light detection signal by applying analog correction based on the spontaneous emission amplified light to be generated, and to output the sixth light detection signal; Therefore, optical amplification can be realized by an analog circuit without performing calculation by digital control, and high-speed response characteristics can be realized.

また、第１電流−電圧変換手段から出力された第２光検出信号をモニタすると共に、モニタされた第２光検出信号に対してアナログ−デジタル変換を行って第１デジタル信号を生成し、第１デジタル信号を出力する第１モニタ部と、第２電流−電圧変換手段から出力された第５光検出信号をモニタすると共に、モニタされた第５光検出信号に対してアナログ−デジタル変換を行って第２デジタル信号を生成し、第２デジタル信号を出力する第２モニタ部と、を更に備えることが好適である。これにより、自己の状態監視をデジタル回路で実現することができる。   In addition, the second photodetection signal output from the first current-voltage conversion means is monitored, analog-digital conversion is performed on the monitored second photodetection signal, and a first digital signal is generated. A first monitor unit that outputs one digital signal and a fifth light detection signal output from the second current-voltage conversion means, and performs analog-digital conversion on the monitored fifth light detection signal And a second monitor unit that generates the second digital signal and outputs the second digital signal. As a result, self-status monitoring can be realized by a digital circuit.

また、第１電流−電圧変換手段に第１オフセット電圧を出力する第１オフセット発生部と、第２電流−電圧変換手段に第２オフセット電圧を出力する第２オフセット発生回路と、を更に備えることが好適である。これにより、電流電圧変換手段で生成される電圧信号を所定の電圧範囲に収めることができる。その結果、後段の第１及び第２のＡＳＥ補正部における処理を円滑化することができる。   A first offset generating unit that outputs a first offset voltage to the first current-voltage converting unit; and a second offset generating circuit that outputs a second offset voltage to the second current-voltage converting unit. Is preferred. As a result, the voltage signal generated by the current-voltage conversion means can be within a predetermined voltage range. As a result, the processing in the first and second ASE correction units in the subsequent stage can be facilitated.

本発明によれば、高速な出力制御が実現可能な光増幅器が提供される。   According to the present invention, an optical amplifier capable of realizing high-speed output control is provided.

本実施形態に係る光増幅器の構成を概略的に示すブロック図である。It is a block diagram which shows roughly the structure of the optical amplifier which concerns on this embodiment.

以下、添付図面を参照して本発明に係る光増幅器の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an optical amplifier according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

図１は、本実施形態に係る光増幅器１の構成を概略的に示すブロック図である。この光増幅器１は、光伝送路により入力コネクタを介して受ける信号光を、以下に示す構成により増幅し、出力コネクタを介して光伝送路へ提供する。   FIG. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of an optical amplifier 1 according to this embodiment. The optical amplifier 1 amplifies the signal light received through the input connector by the optical transmission path with the following configuration, and provides the amplified signal light to the optical transmission path through the output connector.

光増幅器１は、光分岐器３，７、光合波器５、光ファイバ（光増幅媒体）６、入力コネクタ１１、出力コネクタ１３、光電変換素子２１，４１、オフセット発生回路２３，４３、電流電圧変換回路２５，４５、モニタ回路２７，４７、ＡＳＥ補正量設定部２９，４９、ＡＳＥ補正部３１,５１、ＧＡＩＮ補正部５３、利得制御部６１、定電流制御回路６３及び励起光源６５を備える。   The optical amplifier 1 includes optical splitters 3 and 7, an optical multiplexer 5, an optical fiber (optical amplification medium) 6, an input connector 11, an output connector 13, photoelectric conversion elements 21 and 41, offset generation circuits 23 and 43, current voltage Conversion circuits 25 and 45, monitor circuits 27 and 47, ASE correction amount setting units 29 and 49, ASE correction units 31 and 51, GAIN correction unit 53, gain control unit 61, constant current control circuit 63, and excitation light source 65 are provided.

光分岐器３は、入力端子３ａ、第１出力端子３ｂ、及び第２出力端子３ｃを有している。入力端子３ａは、光ファイバ１０１ａを介して入力コネクタ１１と光学的に結合されている。光分岐器３は、入力信号光Ｓｉｎを入力端子３ａに入力して、信号光Ｓ０及び分岐光Ｓｍ１に分岐し、信号光Ｓ０及び分岐光Ｓｍ１をそれぞれ第１出力端子３ｂ及び第２出力端子３ｃから出力する。第１出力端子３ｂは、光ファイバ１０１ｂを介して光合波器５に光学的に結合されており、信号光Ｓ０を光合波器５へ提供する。第２出力端子３ｃは、光ファイバ１０１ｃを介して光電変換素子２１の入力端子に光学的に結合されており、分岐光Ｓｍ１を光電変換素子２１へ提供する。 The optical branching device 3 has an input terminal 3a, a first output terminal 3b, and a second output terminal 3c. The input terminal 3a is optically coupled to the input connector 11 via the optical fiber 101a. Optical splitter 3 inputs the input signal light S in the input terminal 3a, branches the signal light S 0 and the branched light S m1, the signal light S 0 and the first output terminal 3b of the branched light S m1, respectively, and Output from the second output terminal 3c. The first output terminal 3b is optically coupled to the optical multiplexer 5 through the optical fiber 101b, to provide a signal light S 0 to the optical multiplexer 5. The second output terminal 3c is optically coupled to the input terminal of the photoelectric conversion element 21 via the optical fiber 101c, and provides the branched light Sm1 to the photoelectric conversion element 21.

光電変換素子２１は、例えばフォトダイオードであり、光ファイバ１０１ｃを介して入力された分岐光Ｓｍ１の強度に応じた電流に変換して第１光検出信号Ｓｇ１を生成する。光電変換素子２１は、生成された第１光検出信号Ｓｇ１を電流電圧変換回路２５へ出力する。 The photoelectric conversion element 21 is, for example, a photodiode, and converts the current into a current corresponding to the intensity of the branched light Sm1 input via the optical fiber 101c to generate the first light detection signal Sg1 . The photoelectric conversion element 21 outputs the generated first light detection signal S g1 to the current-voltage conversion circuit 25.

オフセット発生回路２３は、電流電圧変換回路２５の入力オフセット電圧の絶対値よりも大きな値のオフセット電圧Ｖｏｆｆ１を生成し、生成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆ１を電流電圧変換回路２５へ出力する。 The offset generation circuit 23 generates an offset voltage V off1 having a value larger than the absolute value of the input offset voltage of the current-voltage conversion circuit 25, and outputs the generated offset voltage V off1 to the current-voltage conversion circuit 25.

電流電圧変換回路２５は、光電変換素子２１からの第１光検出信号Ｓｇ１とオフセット発生回路２３からのオフセット電圧Ｖｏｆｆ１とを入力し、オフセット電圧Ｖｏｆｆ１のレベルを基準にして第１光検出信号Ｓｇ１に対して電流−電圧変換を行って第２光検出信号Ｓｇ２を生成する。電流電圧変換回路２５は、生成された第２光検出信号Ｓｇ２をＡＳＥ補正部３１に出力する。 The current-voltage conversion circuit 25 inputs the first light detection signal S g1 from the photoelectric conversion element 21 and the offset voltage V off1 from the offset generation circuit 23, and detects the first light with reference to the level of the offset voltage V off1. generating a second light detection signal S g2 performs voltage conversion - current to the signal S g1. Current-voltage conversion circuit 25 outputs the second light detection signal S g2 generated in ASE correction unit 31.

モニタ回路２７は、電流電圧変換回路２５から出力された第２光検出信号Ｓｇ２をモニタすると共に、モニタされた第２光検出信号Ｓｇ２に対してアナログ−デジタル変換を行って第１デジタル信号を生成する。また、第１デジタル信号が所定値以下である場合にはデジタル信号ＩＮＬｍｏｎを、第１デジタル信号が所定値以上である場合にはデジタル信号ＩＮＨｍｏｎを上位システムへ出力する。 The monitor circuit 27 monitors the second photodetection signal Sg2 output from the current-voltage conversion circuit 25, and performs analog-digital conversion on the monitored second photodetection signal Sg2 to perform the first digital signal. Is generated. In addition, when the first digital signal is equal to or less than a predetermined value, the digital signal INL mon is output to the host system. When the first digital signal is equal to or greater than the predetermined value, the digital signal INH mon is output to the upper system.

ＡＳＥ補正量設定部２９は、電圧源、抵抗を含んでおり、光ファイバ６で発生する自然放出増幅光（ＡＳＥ光）に基づく予め設定された定数値ＰＡＳＥ１を決定する。ＡＳＥ補正量設定部２９は、その決定された定数値ＰＡＳＥ１をＡＳＥ補正部３１に出力する。 The ASE correction amount setting unit 29 includes a voltage source and a resistor, and determines a preset constant value P ASE1 based on spontaneous emission amplified light (ASE light) generated in the optical fiber 6. The ASE correction amount setting unit 29 outputs the determined constant value P ASE1 to the ASE correction unit 31.

ＡＳＥ補正部３１は、ＡＳＥ補正量設定部２９から入力された定数値ＰＡＳＥ１に基づいて、電流電圧変換回路２５から入力された第２光検出信号Ｓｇ２に対するアナログ補正を行って第３光検出信号Ｓｇ３を生成し、生成された第３光検出信号Ｓｇ３を利得制御部６１に出力する。 Based on the constant value P ASE1 input from the ASE correction amount setting unit 29, the ASE correction unit 31 performs analog correction on the second photodetection signal Sg2 input from the current-voltage conversion circuit 25 to detect the third light. The signal S g3 is generated, and the generated third photodetection signal S g3 is output to the gain control unit 61.

光合波器５は、第１入力端子５ａ、第２入力端子５ｂ、及び出力端子５ｃを有している。第１入力端子５ａは、光ファイバ１０１ｂを介して光分岐器３の第１出力端子３ｂに光学的に結合されている。第２入力端子５ｂは、光ファイバ１０１ｄを介して励起光源６５に光学的に結合されている。光合波器５の出力端子５ｃは、光ファイバ６の一端に光学的に結合されている。そして、光合波器５は、第１入力端子５ａに入力された光分岐器３からの信号光Ｓ０と、第２入力端子５ｂに入力された励起光源６５の励起光Ｓｔとを合波し、出力端子５ｃより光ファイバ６の一端へ出力する。 The optical multiplexer 5 has a first input terminal 5a, a second input terminal 5b, and an output terminal 5c. The first input terminal 5a is optically coupled to the first output terminal 3b of the optical branching device 3 through the optical fiber 101b. The second input terminal 5b is optically coupled to the excitation light source 65 via the optical fiber 101d. The output terminal 5 c of the optical multiplexer 5 is optically coupled to one end of the optical fiber 6. Then, the optical multiplexer 5, the signal light S 0 from the optical splitter 3 which is input to the first input terminal 5a, and an excitation light S t of the pumping light source 65 is input to the second input terminal 5b multiplexer Then, the light is output from the output terminal 5c to one end of the optical fiber 6.

光ファイバ６は、その一端が光合波器５の出力端子５ｃに、他端が光分岐器７に、それぞれ光学的に結合されている。光ファイバ６は、信号光Ｓ０と励起光Ｓｔとの合波光をその一端に入力して信号光Ｓ０を増幅し、増幅された信号光Ｓａｍｐを他端より光分岐器７へ出力する。 One end of the optical fiber 6 is optically coupled to the output terminal 5 c of the optical multiplexer 5, and the other end is optically coupled to the optical splitter 7. Optical fiber 6, the signal light S 0 and the multiplexed light and the excitation light S t amplifies the signal light S 0 is input to one end, outputs the amplified signal light S # 038 to the optical splitter 7 from the other end To do.

ここで、光ファイバ６には、希土類元素であるＥｒ元素が添加されている。そして、Ｅｒ元素は励起光Ｓｔにより励起される。励起されたＥｒ元素に所定波長の信号光Ｓ０が照射されると、増幅された信号光Ｓａｍｐが生成される。この光ファイバ６は所定の長さを有しており、コイル状に巻かれている。 Here, an Er element which is a rare earth element is added to the optical fiber 6. Then, Er element is excited by the excitation light S t. When the signal light S 0 of a predetermined wavelength is irradiated to the excited Er element, the amplified signal light S # 038 is generated. The optical fiber 6 has a predetermined length and is wound in a coil shape.

励起光源６５は、例えば半導体レーザ（ＬＤ）であり、この光ファイバ６への励起光Ｓｔを出力する。 Excitation light source 65 is, for example, a semiconductor laser (LD), for outputting pumping light S t to the optical fiber 6.

光分岐器７は、入力端子７ａ、第１出力端子７ｂ及び第２出力端子７ｃを有している。第１出力端子７ｂは、光ファイバ１０１ｆを介して出力コネクタ１３と光学的に結合されている。光分岐器７は、信号光Ｓａｍｐを入力端子７ａに入力して、出力信号光Ｓｏｕｔ及び分岐光Ｓｍ２に分岐し、出力信号光Ｓｏｕｔ及び分岐光Ｓｍ２をそれぞれ第１出力端子７ｂ及び第２出力端子７ｃから出力する。第１出力端子７ｂは、光ファイバ１０１ｆを介して出力コネクタ１３に光学的に結合されており、出力信号光Ｓｏｕｔを出力コネクタ１３を介して光伝送路へ提供する。第２出力端子７ｃは、光ファイバ１０１ｅを介して光電変換素子４１の入力端子に光学的に結合されており、分岐光Ｓｍ１を光電変換素子４１へ提供する。 The optical branching device 7 has an input terminal 7a, a first output terminal 7b, and a second output terminal 7c. The first output terminal 7b is optically coupled to the output connector 13 via the optical fiber 101f. Optical splitter 7 receives the signal light S # 038 to the input terminal 7a, the output signal light S out and branched into branch light S m @ 2, the output signal light S out and the first output terminal 7b of the branched light S m @ 2, respectively And output from the second output terminal 7c. The first output terminal 7b is optically coupled to the output connector 13 via the optical fiber 101f, and provides the output signal light S out to the optical transmission line via the output connector 13. The second output terminal 7c is optically coupled to the input terminal of the photoelectric conversion element 41 via the optical fiber 101e, and provides the branched light Sm1 to the photoelectric conversion element 41.

光電変換素子４１は、例えばフォトダイオードであり、光ファイバ１０１ｅを通って入力された分岐光Ｓｍ２の強度に応じた電流に変換して第４光検出信号Ｓｇ４を生成する。光電変換素子４１は、生成された第４光検出信号Ｓｇ４を電流電圧変換回路４５へ出力する。 The photoelectric conversion element 41 is, for example, a photodiode, and converts the current into a current corresponding to the intensity of the branched light Sm2 input through the optical fiber 101e to generate the fourth light detection signal Sg4 . The photoelectric conversion element 41 outputs the generated fourth photodetection signal Sg4 to the current-voltage conversion circuit 45.

オフセット発生回路４３は、電流電圧変換回路４５の入力オフセット電圧の絶対値よりも大きな値のオフセット電圧Ｖｏｆｆ２を生成し、生成されたオフセット電圧Ｖｏｆｆ２を電流電圧変換回路４５へ出力する。 The offset generation circuit 43 generates an offset voltage V off2 having a value larger than the absolute value of the input offset voltage of the current-voltage conversion circuit 45, and outputs the generated offset voltage V off2 to the current-voltage conversion circuit 45.

電流電圧変換回路４５は、光電変換素子４１からの第４光検出信号Ｓｇ４とオフセット発生回路４３からのオフセット電圧Ｖｏｆｆ２とを入力し、オフセット電圧Ｖｏｆｆ２のレベルを基準にして第４光検出信号Ｓｇ４に対して電流−電圧変換を行って第５光検出信号Ｓｇ５を生成する。電流電圧変換回路４５は、生成された第５光検出信号Ｓｇ５をＡＳＥ補正部５１に出力する。 The current-voltage conversion circuit 45 inputs the fourth photodetection signal Sg4 from the photoelectric conversion element 41 and the offset voltage Voff2 from the offset generation circuit 43, and detects the fourth photodetection based on the level of the offset voltage Voff2. generating a fifth optical detection signal S g5 performs voltage conversion - current to the signal S g4. The current-voltage conversion circuit 45 outputs the generated fifth photodetection signal Sg5 to the ASE correction unit 51.

モニタ回路４７は、電流電圧変換回路４５から出力された第４光検出信号Ｓｇ４をモニタすると共に、モニタされた第４光検出信号Ｓｇ４に対してアナログ−デジタル変換を行って第２デジタル信号を生成する。また、第２デジタル信号が所定値以下である場合にはデジタル信号ＯＵＴＬｍｏｎを、第２デジタル信号が所定値以上である場合にはデジタル信号ＯＵＴＨｍｏｎを上位システムへ出力する。 The monitor circuit 47 monitors the fourth photodetection signal Sg4 output from the current-voltage conversion circuit 45, and performs analog-digital conversion on the monitored fourth photodetection signal Sg4 to provide a second digital signal. Is generated. Also, the digital signal OUTL mon when the second digital signal is less than a predetermined value, when the second digital signal is a predetermined value or more outputs digital signal OUTH mon to the host system.

ＡＳＥ補正量設定部４９は、電圧源、抵抗を含んでおり、光ファイバ６で発生する自然放出増幅光に基づく予め設定された定数値ＰＡＳＥ２を決定する。ＡＳＥ補正量設定部４９は、その決定された定数値ＰＡＳＥ２をＡＳＥ補正部５１に出力する。 The ASE correction amount setting unit 49 includes a voltage source and a resistor, and determines a preset constant value P ASE2 based on spontaneous emission amplified light generated in the optical fiber 6. ASE correction amount setting unit 49 outputs the determined constant values P ASE2 the ASE correction unit 51.

ＡＳＥ補正部５１は、ＡＳＥ補正量設定部４９から入力された定数値ＰＡＳＥ２に基づいて、電流電圧変換回路４５から入力された第５光検出信号Ｓｇ５に対するアナログ補正を行って第６光検出信号Ｓｇ６を生成し、生成された第６光検出信号Ｓｇ６をＧＡＩＮ補正部５３に出力する。 The ASE correction unit 51 based on the constant value P ASE2 inputted from the ASE correction amount setting unit 49, a sixth light detection performed analog correction for fifth light detection signal S g5 that is input from the current-voltage conversion circuit 45 The signal S g6 is generated, and the generated sixth light detection signal S g6 is output to the GAIN correction unit 53.

ＧＡＩＮ補正部５３は、第６光検出信号Ｓｇ６を入力して、外部からの利得補正値に基づいて第６光検出信号Ｓｇ6に対するアナログ補正を行って第７光検出信号Ｓｇ７を生成して、生成された第７光検出信号Ｓｇ７を利得制御部６１に出力する。 The GAIN correction unit 53 receives the sixth light detection signal Sg6 , performs analog correction on the sixth light detection signal Sg6 based on the gain correction value from the outside, and generates the seventh light detection signal Sg7. The generated seventh photodetection signal Sg7 is output to the gain control unit 61.

利得制御部６１は、ＡＳＥ補正部３１からの第３光検出信号Ｓｇ３とＧＡＩＮ補正部５３からの第７光検出信号Ｓｇ７とを入力して、第３光検出信号Ｓｇ３のパワーＰｉｎと第７光検出信号Ｓｇ７のパワーＰｏｕｔとで検出利得Ｇ０（＝Ｐｏｕｔ/Ｐｉｎ）を決定する。また、検出利得Ｇ０が予め設定された利得Ｇｓｅｔになるように定電流制御回路６３を制御する。 The gain control unit 61 receives the third photodetection signal Sg3 from the ASE correction unit 31 and the seventh photodetection signal Sg7 from the GAIN correction unit 53, and the power P in of the third photodetection signal Sg3. And the power P out of the seventh light detection signal S g7 determine the detection gain G 0 (= P out / P in ). Further, to control the constant current control circuit 63 so that the detection gain G 0 becomes a preset gain G The set.

励起光源６５は、例えばレーザダイオードであり、利得制御部６１の制御を受けて定電流制御回路６３により入力された電流に応じた光パワーの励起光Ｓｔを光合波器５の第２入力端子５ｂに出力する。 The pumping light source 65 is a laser diode, for example, and the pumping light St having optical power corresponding to the current input by the constant current control circuit 63 under the control of the gain controller 61 is supplied to the second input terminal of the optical multiplexer 5. Output to 5b.

以下、光増幅器１の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the optical amplifier 1 will be described.

まず、入力信号光Ｓｉｎが入力コネクタ１１及び光ファイバ１０１ａを通って第１入力端子３aに入力されと、入力信号光Ｓｉｎは光分岐器３において信号光Ｓ０と分岐光Ｓｍ１とに分岐される。信号光Ｓ０及び分岐光Ｓｍ１はそれぞれ、第１出力端子３ｂ及び第２出力端子３ｃに出力される。第２出力端子３ｃに出力された分岐光Ｓｍ１は、光ファイバ１０１ｃを通って光電変換素子２１において検出され、光電変換素子２１により分岐光Ｓｍ１の強度に応じた電流の第１光検出信号Ｓｇ１に変換される。変換された第１光検出信号Ｓｇ１は、オフセット発生回路２３によるオフセット電圧Ｖｏｆｆ１と共に電流電圧変換回路２５へ出力される。 First, when the input signal light S in is input to the first input terminal 3a through the input connector 11 and the optical fiber 101a, the input signal light S in is converted into the signal light S 0 and the branched light S m1 in the optical branching unit 3. Branch off. Each signal light S 0 and the branched light S m1, is output to the first output terminal 3b and a second output terminal 3c. The branched light S m1 output to the second output terminal 3c is detected by the photoelectric conversion element 21 through the optical fiber 101c, and the first light detection signal having a current corresponding to the intensity of the branched light S m1 is detected by the photoelectric conversion element 21. Converted to Sg1 . The first light detection signal S g1 which converted is output to the current-voltage conversion circuit 25 together with the offset voltage V off1 by the offset generation circuit 23.

電流電圧変換回路２５において、第１光検出信号Ｓｇ１はオフセット発生回路２３からのオフセット電圧Ｖｏｆｆ１のレベルを基準にして電流−電圧変換が行われ、第２光検出信号Ｓｇ２となる。その第２光検出信号Ｓｇ２は、ＡＳＥ補正部３１に出力される。ＡＳＥ補正部３１に出力された第２光検出信号Ｓｇ２は、ＡＳＥ補正部３１においてＡＳＥ補正量設定部２９からの定数値ＰＡＳＥ１に基づくアナログ補正が加わり、第３光検出信号Ｓｇ３となる。この第３光検出信号Ｓｇ３は、利得制御部６１に出力される。 In the current-voltage conversion circuit 25, the first light detection signal S g1 is a current based on the level of the offset voltage V off1 from the offset generation circuit 23 - a voltage conversion is performed, a second light detection signal S g2. The second light detection signal Sg2 is output to the ASE correction unit 31. Second optical detection signal S g2 output to the ASE correction unit 31 adds the analog correction based on the constant value P ASE1 from ASE correction amount setting unit 29 in the ASE correction unit 31, a third light detection signal S g3 . The third photodetection signal Sg3 is output to the gain control unit 61.

一方、光分岐器３により分岐されて第１出力端子３ｂに入力された信号光Ｓ０は、励起光源６５からの励起光Ｓｔと共に光ファイバ６の一端に入力されて、光ファイバ６において増幅され、信号光Ｓａｍｐとなる。その増幅された信号光Ｓａｍｐは、光ファイバ６の他端より光分岐器７の入力端子７aへ出力される。信号光Ｓａｍｐは、光分岐器７において出力信号光Ｓｏｕｔと分岐光Ｓｍ２とに分岐される。分岐光Ｓｍ２は、光ファイバ１０１ｅを通って光電変換素子４１において検出され、光電変換素子４１により分岐光Ｓｍ２の強度に応じた電流の第４光検出信号Ｓｇ４に変換される。変換された第４光検出信号Ｓｇ４は、オフセット発生回路４３によるオフセット電圧Ｖｏｆｆ２と共に電流―電圧変換回路４５へ出力される。 On the other hand, the signal light S 0 which is input to the first output terminal 3b is branched by the optical splitter 3 is input to one end of the optical fiber 6 with excitation light S t from the excitation light source 65, amplified in the optical fiber 6 Thus, the signal light S amp is obtained. The amplified signal light S # 038 is output from the other end of the optical fiber 6 to the input terminal 7a of the optical splitter 7. The signal light S amp is branched into the output signal light S out and the branched light S m2 in the optical branching unit 7. Branched light S m @ 2 passes through the optical fiber 101e is detected in the photoelectric conversion element 41 is converted fourth the light detection signal S g4 current corresponding to the intensity of the branched light S m @ 2 by the photoelectric conversion element 41. The converted fourth light detection signal S g4 is output to the current-voltage conversion circuit 45 together with the offset voltage V off2 from the offset generation circuit 43.

第４光検出信号Ｓｇ４は、電流電圧変換回路４５においてオフセット発生回路４３からのオフセット電圧Ｖｏｆｆ２のレベルを基準にして電流−電圧変換が行われ、第５光検出信号Ｓｇ５となる。この第５光検出信号Ｓｇ５はＡＳＥ補正部５１に出力される。ＡＳＥ補正部５１に出力された第５光検出信号Ｓｇ５は、ＡＳＥ補正部５１においてＡＳＥ補正量設定部４９からの定数値ＰＡＳＥ２に基づくアナログ補正が加わり、第６光検出信号Ｓｇ６となる。この第６光検出信号Ｓｇ６は、ＧＡＩＮ補正部５３に出力される。 The fourth light detection signal Sg4 is subjected to current-voltage conversion in the current-voltage conversion circuit 45 with reference to the level of the offset voltage Voff2 from the offset generation circuit 43, and becomes the fifth light detection signal Sg5 . The fifth light detection signal Sg5 is output to the ASE correction unit 51. The fifth light detection signal S g5 output to the ASE correction unit 51 adds the analog correction based on the constant value P ASE2 from ASE correction amount setting unit 49 in the ASE correction unit 51, a sixth light detection signal S g6 . The sixth light detection signal Sg6 is output to the GAIN correction unit 53.

ＧＡＩＮ補正部５３に出力された第６光検出信号Ｓｇ６は、ＧＡＩＮ補正部５３において、外部からの利得補正値に基づくアナログ補正が加わり、第７光検出信号Ｓｇ７となり、この第７光検出信号Ｓｇ７は利得制御部６１に出力される。 The sixth light detection signal Sg6 output to the GAIN correction unit 53 is subjected to analog correction based on a gain correction value from the outside in the GAIN correction unit 53 to become a seventh light detection signal Sg7 . This seventh light detection signal The signal Sg7 is output to the gain control unit 61.

利得制御部６１において、第３光検出信号Ｓｇ３のパワーＰｉｎと第７光検出信号Ｓｇ７のパワーＰｏｕｔとで検出利得Ｇ０（Ｐｏｕｔ/Ｐｉｎ）が決定される。また、検出利得Ｇ０が予め設定された利得Ｇｓｅｔになるように、利得制御部６１により定電流制御回路６３が制御される。利得制御部６１の制御を受けて定電流制御回路６３により入力された電流に応じた光パワーの励起光Ｓｔが、光合波器５の第２入力端子５ｂに出力される。 In the gain control unit 61, the third detection by the power P in and the power P out of the seventh optical detection signal S g7 optical detection signal S g3 gain G 0 (P out / P in) is determined. Also, so as to detect the gain G 0 is preset gain G The set, constant current control circuit 63 is controlled by the gain control unit 61. Excitation light S t of the optical power corresponding to the current input by the constant current control circuit 63 under the control of the gain control section 61 is output to the second input terminal 5b of the optical multiplexer 5.

第２入力端子５ｂに入力された励起光Ｓｔが出力端子５ｃを通り光ファイバ６の一端に入力され、光ファイバ６に励起エネルギーが供給されると、光ファイバ６の光導波領域に添加されたＥｒは上位エネルギー準位へ励起される。励起されたＥｒ元素に所定波長の信号光Ｓ０が照射されると、増幅された信号光Ｓａｍｐが生成される。生成された信号光Ｓａｍｐは、光ファイバ１０１ｆ及び出力コネクタ１３を通って光伝送路に出力される。 Excitation light S t which is input to the second input terminal 5b is inputted to one end of the output terminal 5c as optical fiber 6, when the excitation energy to the optical fiber 6 is supplied, it is added to the optical waveguide region of the optical fiber 6 Er is excited to an upper energy level. When the excited Er element is irradiated with signal light S 0 having a predetermined wavelength, amplified signal light S amp is generated. The generated signal light S amp is output to the optical transmission line through the optical fiber 101 f and the output connector 13.

本実施形態に係る光増幅器１では、入力信号光Ｓｉｎの一分岐光である分岐光Ｓｍ１に対応する第１光検出信号Ｓｇ１を電流−電圧変換して第２光検出信号Ｓｇ２を出力する第１電流電圧変換回路２５と、第２光検出信号Ｓｇ２を入力して光ファイバ６で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第３光検出信号Ｓｇ３を生成し、第３光検出信号Ｓｇ３を出力する第１ＡＳＥ補正部３１とを備える。また、出力信号光Ｓｏｕｔの一分岐光である分岐光Ｓｍ２に対応する第４光検出信号Ｓｇ４を電流−電圧変換して第５光検出信号Ｓｇ５を出力する第２電流電圧変換回路４５と、第５光検出信号Ｓｇ５を入力して光ファイバ６で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第６光検出信号Ｓｇ６を生成し、第６光検出信号Ｓｇ６を出力する第２ＡＳＥ補正部５３とを備える。従って、本実施形態に係る光増幅器１によれば、デジタル制御による演算を行うことなく、光増幅がアナログ回路で実現でき、高速な出力制御が実現できる。 In the optical amplifier 1 according to the present embodiment, the current of the first light detection signal S g1 corresponding to the branch optical S m1 is an branched light input signal light S in - a second optical detection signal S g2 to voltage conversion The first current-voltage conversion circuit 25 to output and the second photodetection signal Sg2 are input, and the third photodetection signal Sg3 is generated by applying analog correction based on the spontaneous emission amplified light generated in the optical fiber 6, and a second 1ASE correcting unit 31 for outputting a third light detection signal S g3. Further, the fourth light detection signal S g4 corresponding to the branch optical S m @ 2 is one branched light output signal light S out current - voltage conversion to fifth light detection signal S g5 second current-voltage conversion circuit that outputs 45, in addition to analog correction based on the spontaneous emission amplified light to enter the fifth light detection signal S g5 generated in the optical fiber 6 to generate a sixth light detection signal S g6, the sixth light detection signal S g6 A second ASE correction unit 53 for outputting. Therefore, according to the optical amplifier 1 according to the present embodiment, optical amplification can be realized by an analog circuit without performing calculation by digital control, and high-speed output control can be realized.

また、第１及び第２電流電圧変換回路２５，４５から出力された第２及び第５の光検出信号Ｓｇ２，Ｓｇ５をモニタすると共に、モニタされた第２及び第５の光検出信号Ｓｇ２，Ｓｇ５に対してアナログ−デジタル変換を行って第１及び第２のデジタル信号を生成し、第１及び第２のデジタル信号を出力する第１及び第２モニタ回路２７，４７を備えている。これにより、上位システムとの通信及び自己の状態監視をデジタル回路で実現することができる。 In addition, the second and fifth light detection signals S g2 and S g5 output from the first and second current-voltage conversion circuits 25 and 45 are monitored, and the monitored second and fifth light detection signals S are monitored. g2, analog against S g5 - performing digital conversion to generate a first and a second digital signal, comprises first and second monitor circuits 27 and 47 outputs the first and second digital signal Yes. As a result, communication with the host system and self status monitoring can be realized by a digital circuit.

また、第１及び第２の電流電圧変換回路２５，４５にオフセット電圧Ｖｏｆｆ１及びＶｏｆｆ２を出力する第１及び第２のオフセット発生回路２３，４３を更に備えている。これにより、電流電圧変換回路２５，４５で生成される電圧信号である第２及び第５の光検出信号Ｓｇ２，Ｓｇ５を所定の電圧範囲に収めることができる。その結果、後段の第１及び第２のＡＳＥ補正部３１，５１における処理を円滑化することができる。 Moreover, further comprising a first and a second offset generation circuit 23 and 43 for outputting the offset voltage V off1 and V off2 the first and second current-voltage conversion circuit 25, 45. Accordingly, the second and fifth light detection signals S g2 and S g5 that are voltage signals generated by the current-voltage conversion circuits 25 and 45 can be within a predetermined voltage range. As a result, the processing in the first and second ASE correction units 31 and 51 in the subsequent stage can be facilitated.

本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においてでは、励起光源６５としてＬＤが用いられているが、固体レーザやガスレーザの発生装置であってもよい。また、Ｅｒが添加されている光ファイバ６がレーザ媒質として用いられているが、Ｙｂ等の他の希土類元素が添加されたものであってもよい。   The present invention is not limited to the embodiment described above. For example, in this embodiment, an LD is used as the excitation light source 65, but a solid laser or gas laser generator may be used. Further, although the optical fiber 6 to which Er is added is used as a laser medium, other optical elements such as Yb may be added.

１…光増幅器、２１，４１…光電変換素子、２５，４５…電流−電圧変換回路、２９，４９…ＡＳＥ補正部、６５…励起光源。

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical amplifier, 21, 41 ... Photoelectric conversion element, 25, 45 ... Current-voltage conversion circuit, 29, 49 ... ASE correction | amendment part, 65 ... Excitation light source.

Claims (3)

入力された入力信号光を光増幅媒体により光増幅して出力信号光を生成し、前記出力信号光を出力する光増幅器であって、
前記入力信号光を入力して、前記入力信号光の強度に応じた電流に変換して第１光検出信号を生成し、前記第１光検出信号を出力する第１光電変換素子と、
前記第１光検出信号に対して電流−電圧変換を行って第２光検出信号を生成し、前記第２光検出信号を出力する第１電流−電圧変換手段と、
前記第２光検出信号を入力して前記光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第３光検出信号を生成し、前記第３光検出信号を出力する第１ＡＳＥ補正部と、
前記出力信号光を入力して、前記出力信号光の強度に応じた電流に変換して第４光検出信号を生成し、前記第４光検出信号を出力する第２光電変換素子と、
前記第４光検出信号に対して電流−電圧変換を行って第５光検出信号を生成し、前記第５光検出信号を出力する第２電流−電圧変換手段と、
前記第５光検出信号を入力して前記光増幅媒体で発生する自然放出増幅光に基づくアナログ補正を加えて第６光検出信号を生成し、前記第６光検出信号を出力する第２ＡＳＥ補正部と、
前記入力信号光を光増幅するための励起光を前記光増幅媒体に出力する励起光源と、
前記第３光検出信号及び前記第６光検出信号に基づいて前記励起光源より前記光増幅媒体に出力される励起光のパワーを調整する制御部と、
を備えることを特徴とする光増幅器。 An optical amplifier that amplifies input signal light with an optical amplification medium to generate output signal light, and outputs the output signal light,
A first photoelectric conversion element that inputs the input signal light, converts it into a current corresponding to the intensity of the input signal light, generates a first light detection signal, and outputs the first light detection signal;
First current-voltage conversion means for performing current-voltage conversion on the first light detection signal to generate a second light detection signal, and outputting the second light detection signal;
A first ASE correction unit that receives the second light detection signal, applies analog correction based on spontaneous emission amplified light generated in the light amplification medium, generates a third light detection signal, and outputs the third light detection signal When,
A second photoelectric conversion element that inputs the output signal light, converts it into a current corresponding to the intensity of the output signal light, generates a fourth light detection signal, and outputs the fourth light detection signal;
Second current-voltage conversion means for performing a current-voltage conversion on the fourth light detection signal to generate a fifth light detection signal and outputting the fifth light detection signal;
A second ASE correction unit that receives the fifth light detection signal, applies analog correction based on spontaneous emission amplified light generated in the light amplification medium, generates a sixth light detection signal, and outputs the sixth light detection signal When,
An excitation light source that outputs excitation light for optical amplification of the input signal light to the optical amplification medium;
A controller that adjusts the power of pumping light output from the pumping light source to the optical amplification medium based on the third light detection signal and the sixth light detection signal;
An optical amplifier comprising: 前記第１電流−電圧変換手段から出力された前記第２光検出信号をモニタすると共に、モニタされた前記第２光検出信号に対してアナログ−デジタル変換を行って第１デジタル信号を生成し、前記第１デジタル信号を出力する第１モニタ部と、
前記第２電流−電圧変換手段から出力された前記第５光検出信号をモニタすると共に、モニタされた前記第５光検出信号に対してアナログ−デジタル変換を行って第２デジタル信号を生成し、前記第２デジタル信号を出力する第２モニタ部と、
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の光増幅器。 Monitoring the second photodetection signal output from the first current-voltage conversion means, and performing analog-digital conversion on the monitored second photodetection signal to generate a first digital signal; A first monitor unit for outputting the first digital signal;
Monitoring the fifth photodetection signal output from the second current-voltage conversion means and performing analog-digital conversion on the monitored fifth photodetection signal to generate a second digital signal; A second monitor unit for outputting the second digital signal;
The optical amplifier according to claim 1, further comprising: 第１電流−電圧変換手段に第１オフセット電圧を出力する第１オフセット発生部と、
第２電流−電圧変換手段に第２オフセット電圧を出力する第２オフセット発生部と、
を更に備える請求項１又は２に記載の光増幅器。
A first offset generator for outputting a first offset voltage to the first current-voltage conversion means;
A second offset generator for outputting a second offset voltage to the second current-voltage conversion means;
The optical amplifier according to claim 1, further comprising:
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