(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される順方向型光部品と、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ２  （ただし、λ１  ＜λ２  ）の第１の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有し波長λ２  から波長λ３  （ただし、λ２  ＜λ３  ）の第２の波長帯域の光を透過する伝送特性を有する第１のチャープグレーティングと、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ第２の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第２のチャープグレーティングとから成るものであって、第１の順方向型光部品の第２のポートに第１のチャープグレーティングが接続され、第１のチャープグレーティングの他方端に第２の順方向型光部品の第１のポートが接続され、第２の順方向型光部品の第２のポートに第２のチャープグレーティングが接続され、第１の順方向型光部品および第２の順方向型光部品のそれぞれの第３のポートには、前記第１のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングおよび前記第２のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングがそれぞれ順方向型光部品を介して多段に接続され、最終段の順方向型光部品のそれぞれの第３ポートからの光を結合して出力するように構成されたことを特徴とする波長分散補償器。
【請求項２】
第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される順方向型光部品と、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ２  （ただし、λ１  ＜λ２  ）の第１の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第１のチャープグレーティングと、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ２  から波長λ３  （ただし、λ２  ＜λ３  ）の第２の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有し第１の波長帯域の光を透過する伝送特性を有する第２のチャープグレーティングとから成るものであって、第１の順方向型光部品の第２のポートに第２のチャープグレーティングが接続され、第２のチャープグレーティングの他方端に第２の順方向型光部品の第１のポートが接続され、第２の順方向型光部品の第２のポートに第１のチャープグレーティングが接続され、第１の順方向型光部品および第２の順方向型光部品のそれぞれの第３のポートには、前記第２のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングおよび前記第１のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングがそれぞれ順方向型光部品を介して多段に接続され、最終段の順方向型光部品のそれぞれの第３ポートからの光を結合して出力するように構成されたことを特徴とする波長分散補償器。
【請求項３】
前記第１のチャープグレーティングと前記第２のチャープグレーティングの波長分散特性における傾きは、ほぼ同じになるように設定されている請求項１又は２記載の波長分散補償器。
【請求項４】
前記順方向型光部品は、光サーキュレータであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の波長分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバの波長分散を補償する波長分散補償器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図５に示すような波長分散特性を有する光ファイバの波長分散を補償するために、図６に示すような波長分散補償器が提案されていた。
【０００３】
図５は、代表的な光ファイバの波長分散特性を示す図であり、図６は、従来の波長分散補償器を示す図である。
【０００４】
図６に示すように、従来の波長分散補償器は、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される光サーキュレータ６、７、…１３と、図７に示された波長分散特性、すなわち、波長λ１  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ３  （ただし、λ１  ＜λ３  ）の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第１のチャープグレーティング１４、１５、１６、１７と、図８に示された波長分散特性、すなわち、波長λ３  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ３  の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第２のチャープグレーティング１８、１９、２０、２１とからなり、光サーキュレータ６の第２のポートに第１のチャープグレーティング１４が、光サーキュレータ７の第２のポートに第２のチャープグレーティング１８がそれぞれ接続され、光サーキュレータ６の第３のポートに光サーキュレータ７の第１のポートが接続され、以下、同様にして光サーキュレータ８、９、…１３を介して第１のチャープグレーティング１５、１６、１７および第２のチャープグレーティング１９、２０、２１が多段に接続されている。
【０００５】
なお、チャープグレーティングを多段に接続させるのは、十分な分散補償量を得るためであり、長尺のチャープグレーティングを製造するのは難しく、短尺のチャープグレーティングを複数個多段に接続させる必要があるからである。
【０００６】
図７は、従来の第１のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図であり、図８は、従来の第２のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図であり、図９は、従来の波長分散補償器の波長分散特性を示す図である。
【０００７】
上記従来の波長分散補償器によれば、これら第１のチャープグレーティングおよび第２のチャープグレーティングの波長分散特性が足し合わせられ、図９に示すような波長分散特性となり、光ファイバの零分散波長（波長λ２  ）を含む広帯域で波長分散を補償することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の波長分散補償器の構成であると、十分な分散補償量を得るために、直列接続される光サーキュレータの個数が著しく増加し、比較的損失の大きい光サーキュレータの損失が足し合わされ、波長分散補償器の光伝送損失量が著しく増加するという問題を生じていた。
【０００９】
本発明の目的は、上記した問題を解決し、光ファイバの零分散波長を含む広帯域で波長分散を補償することができると共に、十分な分散補償量を低損失で実現する波長分散補償器を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の要旨は、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される順方向型光部品と、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ２  （ただし、λ１  ＜λ２  ）の第１の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有し波長λ２  から波長λ３  （ただし、λ２  ＜λ３  ）の第２の波長帯域の光を透過する伝送特性を有する第１のチャープグレーティングと、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ第２の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第２のチャープグレーティングとから成るものであって、第１の順方向型光部品の第２のポートに第１のチャープグレーティングが接続され、第１のチャープグレーティングの他方端に第２の順方向型光部品の第１のポートが接続され、第２の順方向型光部品の第２のポートに第２のチャープグレーティングが接続され、第１の順方向型光部品および第２の順方向型光部品のそれぞれの第３のポートには、前記第１のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングおよび前記第２のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングがそれぞれ順方向型光部品を介して多段に接続され、最終段の順方向型光部品のそれぞれの第３ポートからの光を結合して出力するように構成したことにある。
【００１１】
また、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される順方向型光部品と、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ２  （ただし、λ１  ＜λ２  ）の第１の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第１のチャープグレーティングと、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ２  から波長λ３  （ただし、λ２  ＜λ３  ）の第２の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有し第１の波長帯域の光を透過する伝送特性を有する第２のチャープグレーティングとから成るものであって、第１の順方向型光部品の第２のポートに第２のチャープグレーティングが接続され、第２のチャープグレーティングの他方端に第２の順方向型光部品の第１のポートが接続され、第２の順方向型光部品の第２のポートに第１のチャープグレーティングが接続され、第１の順方向型光部品および第２の順方向型光部品のそれぞれの第３のポートには、前記第２のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングおよび前記第１のチャープグレーティングと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティングがそれぞれ順方向型光部品を介して多段に接続され、最終段の順方向型光部品のそれぞれの第３ポートからの光を結合して出力するように構成してもよい。
【００１２】
前記第１のチャープグレーティングと前記第２のチャープグレーティングの波長分散特性における傾きは、ほぼ同じになるように設定されているのが好ましい。
【００１３】
また、上記順方向型光部品は光サーキュレータを用いてもよいが、これに限らず、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される機能を有するものであればよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明による実施の形態を、図１〜図４を用いて説明する。
【００１５】
図１は、本発明による波長分散補償器の実施の形態を示した図であり、図２は、本発明の第１のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図であり、図３は、本発明の第２のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図であり、図４は、本発明の波長分散補償器の波長分散特性を示す図である。
【００１６】
図１に示すように、本発明の一実施の形態における波長分散補償器は、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される順方向型光部品として光サーキュレータ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、図２にその波長分散特性が示されているように、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ１  から波長λ２  （ただし、λ１  ＜λ２  ）の第１の波長帯域において正の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第１のチャープグレーティング３ａおよびそれと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティング３ｂ、３ｃ、３ｄと、図３にその波長分散特性が示されているように、波長λ２  において分散値がゼロで、かつ波長λ２  から波長λ３  （ただし、λ２  ＜λ３  ）の第２の波長帯域において負の分散で負の傾きの波長分散特性を有する第２のチャープグレーティング４ａおよびそれと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティング４ｂ、４ｃ、４ｄと、光サーキュレータ１ｄと光サーキュレータ２ｄのそれぞれの第３ポートからの光を結合して出力するための光カプラ５から構成されている。
【００１７】
なお、上記第１のチャープグレーティング３ａと上記第２のチャープグレーティング４ａの波長分散特性における傾きは、ほぼ同じになるように設定されている。
【００１８】
また、上記第１のチャープグレーティング３ａは、第２の波長帯域の光を透過する伝送特性を有する。
【００１９】
光サーキュレータ１ａの第２のポートに第１のチャープグレーティング３ａが接続され、第１のチャープグレーティング３ａの他方端に光サーキュレータ２ａの第１のポートが接続され、光サーキュレータ２ａの第２のポートに第２のチャープグレーティング４ａが接続され、光サーキュレータ１ａおよび光サーキュレータ２ａのそれぞれの第３のポートには、前記第１のチャープグレーティング３ａと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティング３ｂ、３ｃ、３ｄおよび前記第２のチャープグレーティング４ａと同等の波長分散特性を有するチャープグレーティング４ｂ、４ｃ、４ｄがそれぞれ光サーキュレータ１ｂ、１ｃ、１ｄ、２ｂ、２ｃ、２ｄを介して多段に接続され、最終段の光サーキュレータ１ｄ、２ｄのそれぞれの第３ポートと光カプラ５が接続されている。
【００２０】
光サーキュレータ１ａの第１のポートに入力されてきた波長λ１  から波長λ３  の波長帯域を有する光は、第２のポートに出力される。第２のポートに出力された光の内、波長λ１  から波長λ２  の第１の波長帯域の光は、第１のチャープグレーティング３ａによって反射され第１のチャープグレーティング３ａの波長分散特性に応じて分散補償を受け、光サーキュレータ１ａの第３のポートに出力される。
【００２１】
光サーキュレータ１ａの第２のポートに出力された光の内、波長λ２  から波長λ３  の第２の波長帯域の光は、第１のチャープグレーティング３ａを通過し、光サーキュレータ２ａの第１のポートに入力され、その光は第２のポートから出力され、第２のチャープグレーティング４ａによって反射され第２のチャープグレーティング４ａの波長分散特性に応じて分散補償を受け、光サーキュレータ２ａの第３のポートに出力される。
【００２２】
光サーキュレータ１ａの第３のポートに出力された第１の波長帯域の光は、光サーキュレータ１ｂの第１のポートに入力され、第２のポートから出力され、チャープグレーティング３ｂによって反射されチャープグレーティング３ｂの波長分散特性に応じて分散補償を受け、第３のポートに出力される。以下、同様にして光サーキュレータ１ｂの第３のポートに出力された第１の波長帯域の光は、光サーキュレータ１ｃ、１ｄを介して、チャープグレーティング３ｃ、３ｄにより分散補償を受け、光サーキュレータ１ｄの第３のポートから出力され、光カプラ５に入力される。
【００２３】
光サーキュレータ２ａの第３のポートに出力された第２の波長帯域の光は、光サーキュレータ２ｂの第１のポートに入力され、第２のポートから出力され、チャープグレーティング４ｂによって反射されチャープグレーティング４ｂの波長分散特性に応じて分散補償を受け、第３のポートに出力される。以下、同様にして光サーキュレータ２ｂの第３のポートに出力された第２の波長帯域の光は、光サーキュレータ２ｃ、２ｄを介して、チャープグレーティング４ｃ、４ｄにより分散補償を受け、光サーキュレータ２ｄの第３のポートから出力され、光カプラ５に入力される。
【００２４】
光カプラ５から出力される光は、第１のチャープグレーティング３ａ、第２のチャープグレーティング４ａおよびチャープグレーティング３ｂ、３ｃ、３ｄ、４ｂ、４ｃ、４ｄの波長分散特性を全て足し合わされた図４に示す波長分散特性による分散補償を受ける。
【００２５】
このようにして、本発明による上記波長分散補償器によれば、光ファイバの零分散波長（波長λ２  ）を含む広帯域で波長分散を補償することができる。
【００２６】
また、第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光をそれぞれ別個に多段接続されたチャープグレーティングによって分散補償を行っているため、波長分散補償器全体における光伝送損失量を低減することができる。
【００２７】
第１の波長帯域の光と第２の波長帯域の光をそれぞれ４段のチャープグレーティングによって分散補償を行ったが、これに限らず、さらに多段化して分散補償量を増大することができる。
【００２８】
上記光カプラ５は、Ｙ分岐導波路、方向性結合器等を用いて構成できる。
【００２９】
上記構成において、順方向型光部品として光サーキュレータを用いたが、これに限らず、第１のポートに入力した光が第２のポートに出力され、第２のポートに入力した光が第３のポートに出力される機能を有するものであればよい。
【００３０】
上記波長分散補償器は、全ての光部品を基板型光導波路とし一枚の基板上に形成するのが望ましい。
【００３１】
なお、上記構成において、上記第１のチャープグレーティング３ａと第２のチャープグレーティング４ａの接続位置を交換して、第２のチャープグレーティング４ａが前段に、第１のチャープグレーティング３ａが後段にくるようにし、多段接続されるチャープグレーティング３ｂ、３ｃ、３ｄ、４ｂ、４ｃ、４ｄもそれに従って接続を替えてもよく、この場合において、第２のチャープグレーティング４ａは、第１の波長帯域の光を透過する伝送特性を有するように設定しておく必要がある。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の波長分散補償器によれば、光ファイバの零分散波長を含む広帯域で波長分散を補償することができると共に、十分な分散補償量を低損失で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による波長分散補償器の実施の形態を示した図である。
【図２】本発明の第１のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図である。
【図３】本発明の第２のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図である。
【図４】本発明の波長分散補償器の波長分散特性を示す図である。
【図５】代表的な光ファイバの波長分散特性を示す図である。
【図６】従来の波長分散補償器を示す図である。
【図７】従来の第１のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図である。
【図８】従来の第２のチャープグレーティングが有する波長分散特性を示す図である。
【図９】従来の波長分散補償器の波長分散特性を示す図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  光サーキュレータ
３ａ  第１のチャープグレーティング
４ａ  第２のチャープグレーティング
３ｂ，３ｃ，３ｄ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  チャープグレーティング
５  光カプラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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