[发明专利]多级光放大器及其控制方法

说明书

本申请是基于并要求2007年3月15日递交的日本专利申请No.2007-067347的优先权，将其全部结合在此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种多级光放大器及其控制方法。

背景技术

光纤通信是用于点对点(通过电话线将计算机与网络相连)传输或在城域网/接入网中的高速高容量通信的必要技术，并且已经开发了用于光纤通信的许多技术。

例如，近年来WDM(波分复用)和光放大器已经用于支持光纤通信。WDM是一种这样的技术：使光脉冲谱在频率轴上彼此正交并且传输所述光脉冲。该方法可以显著地增加传输容量，并且期待其可以改善频率的利用。在1990年实现的掺铒光纤放大器使得可以周期性地补偿光纤损耗，并且有助于传输距离的显著增加。通过组合两种技术(日本专利申请未审公开No.2003-174421和2006-166478)实现的光放大器包括使频带内的增益恒定的功能。

然而，由光放大器产生的自发辐射噪声在实现高速和高容量时引起问题。噪声因子是表示由于自发辐射噪声导致的信号退化程度的指标。

通常，因为光放大器执行总的功率控制，它检测全部光能量，使得难以使信号光与自发辐射噪声相区别。结果，甚至当将光放大器的增益控制为所需值时，也难以将信号光的增益控制为所需值。为此原因，需要考虑所产生的自发辐射噪声而增加增益。将自发辐射噪声校正量定义为用于校正由于自发辐射导致的信号退化的参数。可以通过向输出功率添加自发辐射噪声校正量来使得信号光恒定。

这里，总功率是包括噪声的光输出，并且信号光功率是没有噪声的光输出。

然而，在在执行恒定增益控制的多级光放大器中，其中使得每一级中的增益恒定并且输出单元校正自发辐射噪声，当波长个数较少并且输入功率较低时，第一级中的信号光增益变得非常小并且噪声因子恶化(降低SN比)，从而引起问题。

发明内容

考虑上述情况，已经实现了本发明。本发明的典型目的是提出一种包括高SN比的多级光放大器及其控制方法。

为了实现所述目的，本发明具有以下特征。

<多级放大器>

根据本发明的多级放大器是一种多级光放大器，使得可以获得恒定增益。在这种放大器中，第一级中的放大单元的增益比其他级中的放大单元的增益更大，从而防止了由于自发发射的光引起的信号分量减小导致的噪声量的增加。

根据本发明的多级放大器是一种多级光放大器，包括彼此串联以获得恒定增益的多个光放大单元。第一级中的光放大单元包括：掺杂稀土元素光纤放大回路；激励光源，向掺杂稀土元素光纤放大回路的输入端和输出端的至少一个输入激励光；光接收元件，与掺杂稀土元素光纤放大回路的输入和输出端相连；以及控制电路，使得来自所述两个光接收元件的输出信号之间的差别恒定，并且使得第一级中的光放大单元的增益比其他级中的光放大单元的增益更大，以防止由自发发射光引起的信号分量减小导致的噪声量增加。

另外，根据本发明的多级放大器是一种多级光放大器，包括彼此串联以获得恒定增益的多个光放大单元。每一个所述光放大单元包括：掺杂稀土元素光纤放大回路；激励光源，向掺杂稀土元素光纤放大回路的输入端和输出端的至少一个输入激励光；光接收元件，与掺杂稀土元素光纤放大回路的输入和输出端相连；以及控制电路，使得来自所述两个光接收元件的输出信号之间的差别恒定，并且使得第一级中的光放大单元的增益比其他级中的光放大单元的增益更大，以防止由自发发射光引起的信号分量减小导致的噪声量增加。

另外，根据本发明的多级放大器是一种多级光放大器，包括彼此串联以获得恒定增益的多个光放大单元。每一个所述光放大单元包括：掺杂稀土元素光纤放大单元；激励光源，向掺杂稀土元素光纤放大回路的输入端和输出端的至少一个输入激励光；光接收元件，与掺杂稀土元素光纤放大回路的输入和输出端相连；以及控制电路，使得来自所述两个光接收元件的输出信号之间的差别恒定。第一级中的光放大单元的控制电基于每一个光放大单元增益的初始值来改变信号输入功率和波长个数，当信号输出功率等于期望值时将所述增益设定为所述初始值，当所述信号输出功率小于所述期望值时增加所述增益，以及当所述信号输出功率大于期望值时降低增益，从而防止由自发发射光引起的信号分量减小导致的噪声量增加。

<控制多级放大器的方法>

根据本发明控制多级放大器的方法是一种控制多级光放大器以获得恒定增益的方法。所述方法包括增加第一级中的放大单元的增益以大于其他级中的放大单元的增益，从而防止由自发发射光引起的信号分量减小导致的噪声量增加。