JPH05142596A - Method and device for measuring noise figure - Google Patents
Method and device for measuring noise figureInfo
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- JPH05142596A JPH05142596A JP30916591A JP30916591A JPH05142596A JP H05142596 A JPH05142596 A JP H05142596A JP 30916591 A JP30916591 A JP 30916591A JP 30916591 A JP30916591 A JP 30916591A JP H05142596 A JPH05142596 A JP H05142596A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、Ｅｒ等の希土類元素を
添加した光ファイバ増幅器の雑音指数の測定方法とその
測定装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of measuring a noise figure of an optical fiber amplifier doped with a rare earth element such as Er and a measuring apparatus therefor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１および図２は、光ファイバ増幅器の
雑音指数の従来型の測定方法を示す。図１は光学的測定
方法を示したもので、図２は電気的測定方法を示したも
のである。1 and 2 show a conventional method for measuring the noise figure of an optical fiber amplifier. FIG. 1 shows an optical measuring method, and FIG. 2 shows an electric measuring method.
【０００３】図１（ａ）に示したように光学的測定方法
の場合、市販の信号光源からの信号光を光ファイバ増幅
器で増幅し、その出力光を光スペクトラムアナライザで
測定する。この結果、光源の波長λ＝ｃ／ν、光ファイ
バ増幅器の利得Ｇ、特定分解能Δνでの雑音光パワＰ
ASE 等が測定される。これらの値から雑音指数（ＮＦ）
が以下の式で与えられる。In the case of the optical measuring method as shown in FIG. 1A, signal light from a commercially available signal light source is amplified by an optical fiber amplifier, and its output light is measured by an optical spectrum analyzer. As a result, the wavelength of the light source λ = c / ν, the gain G of the optical fiber amplifier, and the noise light power P at the specific resolution Δν
ASE etc. are measured. Noise figure (NF) from these values
Is given by the following formula.
【０００４】[0004]
【数１】 [Equation 1]
【０００５】なお図１（ｂ）は、光ファイバ増幅器の出
力光の波長依存性を光スペクトラムアナライザで測定し
た結果を示すグラフである。上記の雑音光パワＰ
ASE は、グラフ中の斜線部分を求めることによって行
う。FIG. 1B is a graph showing the result of measuring the wavelength dependence of the output light of the optical fiber amplifier with an optical spectrum analyzer. The above noise light power P
ASE is performed by finding the shaded area in the graph.
【０００６】図２の電気的測定方法の場合、光ファイバ
増幅器の出力光を受光器で検出し、これを電気アンプで
増幅してスペクトラムアナライザで測定する。ＮＦ値は
以下の式で与えられる。In the case of the electrical measurement method of FIG. 2, the output light of the optical fiber amplifier is detected by the light receiver, amplified by the electric amplifier and measured by the spectrum analyzer. The NF value is given by the following formula.
【０００７】[0007]
【数２】 [Equation 2]
【０００８】以上説明した雑音指数の測定方法は、例え
ば「応用物理、第５９巻、第９号、１１８５〜１１８７
頁、『Ｅｒドープ光ファイバによる光増幅とその応
用』、中沢」、「C.R.GILES et al., “Noise Performa
nce of Erbium-Doped Fiber Amplifier ・・・”, IEEE
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.1, p.367, NOVEM
BER 1989」等に記載されている。The method of measuring the noise figure described above is described, for example, in "Applied Physics, Vol. 59, No. 9, 1185-1187.
Page, "Optical amplification by Er-doped optical fiber and its application", Nakazawa, "CRGILES et al.," Noise Performa
nce of Erbium-Doped Fiber Amplifier ・ ・ ・ ”, IEEE
PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL.1, p.367, NOVEM
BER 1989 ”and the like.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかし、光学的測定方
法では、光ファイバ増幅器に入力される信号光パワが大
きくなると、雑音光であるＡＳＥ（amplified spontane
ous emission）が抑圧されて減少する。ここでＡＳＥと
は、希土類元素を添加した光ファイバ内で発生した自然
放出光が光ファイバの長手方向で増幅されて出力される
雑音光のことをいう。この結果、光スペクトラムアナラ
イザで測定された波長依存性のグラフ上のノイズ・フロ
アがＡＳＥによるものなのか、光源が発生する信号光の
裾部分に起因するものかが判然としなくなる。通常は信
号光の裾部分も含めて雑音光パワとして測定してしまっ
ているので、ＮＦ値が大きめ（悪い方）に計算されてし
まっていた。However, in the optical measurement method, when the signal light power input to the optical fiber amplifier becomes large, the noise light ASE (amplified spontane) is generated.
ous emission) is suppressed and decreases. Here, ASE refers to noise light that is emitted after spontaneous emission light generated in an optical fiber doped with a rare earth element is amplified in the longitudinal direction of the optical fiber and output. As a result, it becomes unclear whether the noise floor on the graph of wavelength dependence measured by the optical spectrum analyzer is due to ASE or due to the skirt portion of the signal light generated by the light source. Since the noise light power is usually measured including the skirt portion of the signal light, the NF value is calculated to be large (bad).
【００１０】一方、電気的測定方法では、受光器、電気
アンプ等に低雑音のものを使用しなければならない。ま
た、光ファイバ増幅器を含む光学系に反射等が存在する
と、検出出力が不安定となり、ＮＦ値の測定が困難とな
る。On the other hand, in the electrical measurement method, a photoreceiver, an electric amplifier and the like having low noise must be used. Further, if reflection or the like exists in the optical system including the optical fiber amplifier, the detection output becomes unstable, and it becomes difficult to measure the NF value.
【００１１】そこで、本発明は、正確で再現性の高い雑
音指数の測定方法を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide an accurate and highly reproducible method for measuring a noise figure.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る雑音指数の測定方法は、（ａ）光ファ
イバ増幅器の利得を測定するための信号光をこの光ファ
イバ増幅器に入力するステップと、（ｂ）信号光源から
の信号光の入力に応じて光ファイバ増幅器が出力する出
力光のうち、増幅された信号光の偏光方向に直交する偏
光方向の成分を測定することによってＡＳＥのパワーを
決定するステップとを備えることとしている。In order to solve the above problems, the noise figure measuring method according to the present invention comprises: (a) inputting a signal light for measuring the gain of an optical fiber amplifier to the optical fiber amplifier. Step (b) of the output light output from the optical fiber amplifier in response to the input of the signal light from the signal light source, by measuring the component of the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the amplified signal light And a step of determining power.
【００１３】また、本発明に係る雑音指数の測定装置
は、（ａ）光ファイバ増幅器の利得を測定するための信
号光を発生する信号光源と、（ｂ）信号光源からの信号
光の入力に応じて光ファイバ増幅器が出力する出力光の
うち、増幅された信号光の偏光方向に直交する偏光方向
の成分の偏光光を選択する偏光手段と、（ｃ）偏光手段
が選択する偏光光を測定することによってＡＳＥのパワ
ーを決定する解析手段とを備えることとしている。The noise figure measuring apparatus according to the present invention has (a) a signal light source for generating a signal light for measuring the gain of an optical fiber amplifier, and (b) a signal light source for inputting the signal light. Accordingly, of the output light output from the optical fiber amplifier, the polarization means for selecting the polarization light of the component of the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the amplified signal light, and (c) the polarization light selected by the polarization means are measured. By doing so, an analyzing means for determining the power of the ASE is provided.
【００１４】[0014]
【作用】上記雑音指数の測定方法および測定装置によれ
ば、光ファイバ増幅器が出力する出力光のうち増幅され
た信号光の偏光方向に直交する偏光方向の成分のみが測
定される。この場合、光ファイバ増幅器内で信号光の偏
光状態はほとんど崩れていないと考えられるので、出力
光のうちの無偏光の成分、すなわちＡＳＥのみを選別し
て測定することができると考えられる。この測定結果を
利用すれば、信号光の裾部分を除去した状態でＡＳＥの
パワーを決定することができ、より正確なＮＦ値を与え
ることができる。According to the above-described noise figure measuring method and measuring apparatus, only the component in the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the amplified signal light in the output light output from the optical fiber amplifier is measured. In this case, since it is considered that the polarization state of the signal light is not substantially broken in the optical fiber amplifier, it is considered that only the non-polarized component of the output light, that is, ASE can be selected and measured. By using this measurement result, the ASE power can be determined with the skirt portion of the signal light removed, and a more accurate NF value can be given.
【００１５】[0015]
【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しつ
つ簡単に説明する。Embodiments of the present invention will be briefly described below with reference to the drawings.
【００１６】図３は、本発明の実施例に係る雑音指数の
測定装置の構成を示した図である。信号光源２からの信
号光は、光ファイバを介して光ファイバ増幅器４に入力
される。この光ファイバ増幅器４は、希土類元素をドー
プした光ファイバ、励起光を発生するポンピング光源等
からなる。光ファイバ増幅器４で増幅された出力光は、
光ファイバを伝送する間に一対のレンズ６ａ、６ｂに挾
まれた偏光子８を通過し、最終的に光スペクトラムアナ
ライザ１０で検出される。この光スペクトラムアナライ
ザ１０では光ファイバ増幅器の出力光パワの波長依存性
等が測定される。上記の信号光源２と偏光子８とは、制
御装置１２によって制御される。つまり、制御装置１２
は、信号光の発生タイミング、波形等を調節し、また偏
光子８の回転位置を調節して出力光うちの特定方向の偏
光成分のみを選択的に通過させる。光スペクトラムアナ
ライザ１０で検出された光ファイバ増幅器４の出力光に
関するデータは、演算装置１４で処理される。つまり、
信号光の中心波長ν、光ファイバ増幅器の利得Ｇ、特定
分解能Δνでの雑音光パワＰASE等の諸データの解析に
基づいて、雑音指数、すなわちＮＦ値が算出される。FIG. 3 is a diagram showing the configuration of a noise figure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. The signal light from the signal light source 2 is input to the optical fiber amplifier 4 via the optical fiber. The optical fiber amplifier 4 is composed of an optical fiber doped with a rare earth element, a pumping light source for generating pumping light, and the like. The output light amplified by the optical fiber amplifier 4 is
During transmission through the optical fiber, the light passes through the polarizer 8 sandwiched between the pair of lenses 6a and 6b, and finally detected by the optical spectrum analyzer 10. The optical spectrum analyzer 10 measures the wavelength dependence of the output optical power of the optical fiber amplifier. The signal light source 2 and the polarizer 8 are controlled by the control device 12. That is, the control device 12
Adjusts the generation timing, waveform, etc. of the signal light and adjusts the rotation position of the polarizer 8 to selectively pass only the polarization component of the output light in a specific direction. The data regarding the output light of the optical fiber amplifier 4 detected by the optical spectrum analyzer 10 is processed by the arithmetic unit 14. That is,
The noise figure, that is, the NF value is calculated based on the analysis of various data such as the central wavelength ν of the signal light, the gain G of the optical fiber amplifier, and the noise light power P ASE at the specific resolution Δν.
【００１７】図３に示す雑音指数の測定装置の動作を簡
単に説明する。まず、光ファイバ増幅器４の増幅利得を
求める。光ファイバ増幅器４を図示のように配置した場
合とこの光ファイバ増幅器４を取り除いた場合とで、そ
れぞれ光スペクトラムアナライザ１０で検出される信号
光の出力が最大になるように偏光子８を回転させる。検
出された信号光のピーク値のパワの相違から増幅利得Ｇ
を算出できる。The operation of the noise figure measuring apparatus shown in FIG. 3 will be briefly described. First, the amplification gain of the optical fiber amplifier 4 is obtained. The polarizer 8 is rotated so that the output of the signal light detected by the optical spectrum analyzer 10 is maximized depending on whether the optical fiber amplifier 4 is arranged as shown in the drawing or the optical fiber amplifier 4 is removed. .. From the difference in the power of the detected peak value of the signal light, the amplification gain G
Can be calculated.
【００１８】つぎに、雑音光パワＰASE を求める。信号
光を光ファイバ増幅器４に入力してその出力光を光スペ
クトラムアナライザ１０で検出する。光スペクトラムア
ナライザ１０で検出される信号光の出力が最少になるよ
うに偏光子８を回転させる。このとき光スペクトラムア
ナライザ１０で検出される出力光の波長依存性は、雑音
光の波長依存性を反映したものとなっている。Next, the noise light power P ASE is obtained. The signal light is input to the optical fiber amplifier 4 and its output light is detected by the optical spectrum analyzer 10. The polarizer 8 is rotated so that the output of the signal light detected by the optical spectrum analyzer 10 is minimized. At this time, the wavelength dependence of the output light detected by the optical spectrum analyzer 10 reflects the wavelength dependence of the noise light.
【００１９】具体的に説明すると、希土類元素をドープ
した光ファイバの長さは、例えば波長１．５５μｍ帯で
光増幅機能を持つＥｒドープ光ファイバで数ｍ〜１００
ｍ程度である。このため、光ファイバ増幅器内を伝搬す
る信号光は、伝搬後もほとんどその偏光状態が崩れてい
ない。したがって、偏光子８を回転させて信号光の出力
が最少になるようにすれば、ＡＳＥのみを選別して測定
することができる。ただし、偏光子８の通過によって検
出されたＡＳＥのパワは３ｄＢ（５０％）となっている
ので、本来の雑音光パワＰASE はこの測定値の２倍にな
っていることを予め考慮しなければならない。More specifically, the length of an optical fiber doped with a rare earth element is, for example, several m to 100 for an Er-doped optical fiber having an optical amplification function in the wavelength band of 1.55 μm.
It is about m. For this reason, the polarization state of the signal light propagating in the optical fiber amplifier is not broken even after the propagation. Therefore, if the polarizer 8 is rotated to minimize the output of the signal light, only the ASE can be selected and measured. However, since the power of ASE detected by the passage of the polarizer 8 is 3 dB (50%), it must be taken into consideration in advance that the original noise light power P ASE is twice this measured value. I have to.
【００２０】つぎに、得られたＰASE を用い数式１に基
づいてＮＦ値を計算する。実施例の測定によって得られ
たＰASE は信号光の裾部分を除去したものとなってお
り、より正確なＮＦ値を与えることができる。Next, using the obtained P ASE , the NF value is calculated based on the equation (1). The P ASE obtained by the measurement of the example is obtained by removing the skirt portion of the signal light, and a more accurate NF value can be given.
【００２１】図４は、信号光のパワとＮＦ値との関係を
示したグラフである。丸印は実施例の測定方法によりＮ
Ｆ値を算出した結果を示す。三角印は従来の光学的測定
方法を用いた場合を示し、四角印は従来の電気的測定方
法を用いた場合を示す。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power of signal light and the NF value. The circle indicates N according to the measuring method of the embodiment.
The result of having calculated F value is shown. Triangle marks indicate the case where the conventional optical measurement method is used, and square marks indicate the case where the conventional electrical measurement method is used.
【００２２】測定条件は、信号光を波長約１．５５４μ
ｍとし、Ｅｒドープ光ファイバの長さを約１０ｍとし、
励起光を波長約１．４８μｍでパワ約２３ｍＷとした。
グラフからは、信号光パワを増大させた場合にも電気的
測定方法に匹敵する測定精度を確保することができるこ
とがわかる。The measurement condition is that the signal light has a wavelength of about 1.554 μm.
m, the length of the Er-doped optical fiber is about 10 m,
The excitation light had a wavelength of about 1.48 μm and a power of about 23 mW.
From the graph, it can be seen that the measurement accuracy comparable to the electrical measurement method can be secured even when the signal light power is increased.
【００２３】本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。例えば、演算装置１４を組み込んだタイプの光ス
ペクトラムアナライザを使用することができる。また、
制御装置１２と演算装置１４とを組み合わせて測定を自
動化することもできる。The present invention is not limited to the above embodiment. For example, an optical spectrum analyzer of the type in which the arithmetic unit 14 is incorporated can be used. Also,
It is also possible to combine the control device 12 and the arithmetic device 14 to automate the measurement.
【００２４】[0024]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る雑音
指数の測定方法および測定装置によれば、光ファイバ増
幅器が出力する出力光のうち増幅された信号光の偏光方
向に直交する偏光方向の成分のみが測定される。この結
果、出力光のうちの無偏光の成分であるＡＳＥのみを選
別して測定することができるので、信号光の裾部分を除
去した状態でＡＳＥのパワーを決定することができ、よ
り正確なＮＦ値を簡易な光学的方法によって与えること
ができる。As described above, according to the noise figure measuring method and measuring apparatus of the present invention, the polarization direction orthogonal to the polarization direction of the amplified signal light in the output light output from the optical fiber amplifier. Only the component of is measured. As a result, only ASE, which is a non-polarized component of the output light, can be selected and measured, so that the ASE power can be determined in a state where the skirt portion of the signal light is removed, and more accurate The NF value can be given by a simple optical method.
【図１】光ファイバ増幅器の雑音指数の従来型の測定方
法の一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of a conventional method for measuring the noise figure of an optical fiber amplifier.
【図２】光ファイバ増幅器の雑音指数の従来型の測定方
法の別の例を示す図である。FIG. 2 shows another example of a conventional method for measuring the noise figure of an optical fiber amplifier.
【図３】実施例の雑音指数の測定装置の構成を示した図
である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a noise figure measuring apparatus according to an embodiment.
【図４】信号光のパワと測定ＮＦ値との関係を示したグ
ラフである。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the power of signal light and the measured NF value.
２…信号光源、４…光ファイバ増幅器、６…偏光手段、
１０、１４…解析手段2 ... Signal light source, 4 ... Optical fiber amplifier, 6 ... Polarizing means,
10, 14 ... Analytical means
Claims (2)
の信号光を該光ファイバ増幅器に入力するステップと、 前記信号光源からの信号光の入力に応じて前記光ファイ
バ増幅器が出力する出力光のうち、増幅された信号光の
偏光方向に直交する偏光方向の成分を測定することによ
ってＡＳＥのパワーを決定するステップと、 を備えることを特徴とする光ファイバ増幅器の雑音指数
の測定方法。1. A step of inputting a signal light for measuring a gain of an optical fiber amplifier to the optical fiber amplifier, and a step of outputting an output light output from the optical fiber amplifier in response to an input of the signal light from the signal light source. Among these, a step of determining the power of the ASE by measuring a component of a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the amplified signal light, and a method of measuring a noise figure of an optical fiber amplifier.
の信号光を発生する信号光源と、 前記信号光源からの信号光の入力に応じて前記光ファイ
バ増幅器が出力する出力光のうち、増幅された信号光の
偏光方向に直交する偏光方向の成分の偏光光を選択する
偏光手段と、 前記偏光手段が選択する偏光光を測定することによって
ＡＳＥのパワーを決定する解析手段と、 を備える光ファイバ増幅器の雑音指数の測定装置。2. A signal light source that generates a signal light for measuring the gain of an optical fiber amplifier, and an output light that is output from the optical fiber amplifier in response to the input of the signal light from the signal light source. An optical fiber having polarization means for selecting polarized light having a component of a polarization direction orthogonal to the polarization direction of the signal light, and analyzing means for determining the ASE power by measuring the polarized light selected by the polarization means. Amplifier noise figure measurement device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30916591A JPH05142596A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Method and device for measuring noise figure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30916591A JPH05142596A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Method and device for measuring noise figure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05142596A true JPH05142596A (en) | 1993-06-11 |
Family
ID=17989717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30916591A Pending JPH05142596A (en) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | Method and device for measuring noise figure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05142596A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05158087A (en) * | 1991-12-09 | 1993-06-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Method and device for measuring noise index |
| EP0667688A1 (en) * | 1994-02-14 | 1995-08-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | A noise measurement for optical amplifier and a system therefor |
| JP2008105096A (en) * | 2006-09-28 | 2008-05-08 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Laser beam machining method and apparatus |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30916591A patent/JPH05142596A/en active Pending
Cited By (4)
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| US5521751A (en) * | 1994-02-14 | 1996-05-28 | Nippon Telegraph & Telephone Corporation | Noise measurement for optical amplifier and a system therefor |
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