【線路主任技術者】過去問準拠 予想演習 問017 解説|思考ルート
エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)の動作特性、利得飽和、および運用上の留意点に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
※本問は、過去の出題傾向・頻出論点をAI分析して作成した「過去問準拠の予想演習問題」です。
予想演習 No.017
エルビウム添加光ファイバ増幅器(EDFA)の動作特性、利得飽和、および運用上の留意点に関する記述のうち、最も不適切なものはどれか。
選択肢
EDFAの得られる利得の一般的な目安は20dBから30dB程度であり、WDM等大容量・多波長一括増幅に極めて有効である。
EDFAへの入力光パワーが過大になると利得飽和を起こし、非線形歪みや波長間クロストークの原因となるため、入力レベルの適正管理が不可欠である。
EDFAの励起光パワーを大きくすることにより、飽和出力パワーを向上させることができ、高出力化を図ることが可能となる。
EDFAの励起光パワーを過度に大きくすればするほど、出力光パワーは無限に増大し続け、飽和現象が発生することは原理的に一切ない。
正解と解説(思考ルート)
【正解】 選択肢 4
■【設問の意図と背景】
EDFAの利得飽和メカニズムや励起光パワーと出力の関係という基本原則と、誤った特例的・極端な解釈の対比を通じて、実務的な動作限界の理解度を問う。
■【正解の根拠とメカニズム】
EDFAをはじめとする光増幅器には、励起状態にあるエルビウムイオンの数に限りがあるため、入力光や励起光の条件に応じて出力パワーには上限(飽和出力)が存在する。したがって、励起光をどれほど大きくしても、媒質の物理的特性やポンプ光の吸収限界により無限に出力が増大し続けることはなく、必ず飽和現象が生じる。
■【各選択肢の徹底検証】
・選択肢1:EDFAの一般的利得は20〜30dBであり、WDM一括増幅に用いられるという記述は正しい。
・選択肢2:過大入力による利得飽和や非線形歪み防止のためのレベル管理の重要性は実務上の急所であり正しい。
・選択肢3:励起光パワーの増大が飽和出力パワーの向上に寄与するというメカニズムは正しい。
・選択肢4:無限に増大し続け飽和しないという記述は、利得媒体の物理的限界を無視したものであり最も不適切である。
■【本番での即断ポイント】
光増幅器には必ず「利得飽和」や「出力の限界」が存在する。無限にパワーが増大するという記述を見つけたら、それが誤りの選択肢となる。
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