(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された光信号波の波長分散を補償して出力する波長分散補償器において、
第１乃至第３のポートを持ち、第１のポートに入力された光信号波を第２のポートから出力し、第２のポートに入力された光信号波を第３のポートから出力する光サーキュレータと、
光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、予め決められた反射帯域と平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、
波長分散補償手段とを有し、
上記波長分散補償手段は、
それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第２及び第３のＦＢＧと、
上記光サーキュレータの第２のポートに接続された第４のポート、第５のポート、第６のポート、第７のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、
上記第２のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続する第１の伝送路と、
上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、
上記第２のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第５のポートまでの光学距離と上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
上記光サーキュレータの第１のポート及び第２のポートを通して３ｄＢ光カプラの第４のポートから入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートを通して上記第１のＦＢＧに入力し、この入力された光信号波を上記第１のＦＢＧにおいて反射して波長分散補償し、反射された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第４のポート及び上記光サーキュレータの第２のポートを通して上記光サーキュレータの第３のポートから出力するように構成した
ことを特徴とする波長分散補償器。
【請求項２】
入力された光信号波の波長分散を補償して出力する波長分散補償器において、
第１乃至第３のポートを持ち、第１のポートに入力された光信号波を第２のポートから出力し、第２のポートに入力された光信号波を第３のポートから出力する光サーキュレータと、
光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、予め決められた反射帯域と平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、
第１乃至第Ｎ（Ｎ＝２，３，４，…）の波長分散補償手段と
を有し、
上記第１乃至第Ｎの各波長分散補償手段は、
それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第２及び第３のＦＢＧと、
上記光サーキュレータの第２のポートに接続された第４のポート、第５のポート、第６のポート、第７のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、
上記第２のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続する第１の伝送路と、
上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、
上記第２のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第５のポートまでの光学距離と上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
上記第１乃至第Ｎの各波長分散補償手段を、３ｄＢ光カプラの第４のポートから入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートから出力し、かつ、３ｄＢ光カプラの第７のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第４のポートから出力するように構成し、
第１の波長分散補償手段の第４のポートと上記光サーキュレータの第２のポートとを接続し、
第Ｋ（Ｋ＝１，２，…，（Ｎ−１））の波長分散補償手段の第７のポートと、第（Ｋ＋１）の波長分散補償手段の第４のポートとを接続し、
第Ｎの波長分散補償手段の第７のポートと、上記第１のＦＢＧのポートとを接続した
ことを特徴とする波長分散補償器。
【請求項３】
入力された光信号波の波長分散を補償して出力する波長分散補償器において、
第１乃至第Ｍ（Ｍ＝１，２，３，…）の波長分散補償手段と、
予め決められた帯域の光信号波を透過させると共に、予め決められた帯域の光信号波を反射させる反射透過型波長分散補償手段とを有し、
（ａ）  上記反射透過型波長分散補償手段は、
第１及び第２のポートを持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、
第３及び第４のポートを持ち、かつ、上記第１のＦＢＧと同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第２のＦＢＧと、
第５のポート、第６のポート、第７のポート、第８のポート、及び結合部を持つ第１の３ｄＢ光カプラと、
上記第１のＦＢＧの第１のポートと上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第３の伝送路と、
上記第２のＦＢＧの第３のポートと上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートとを接続する第４の伝送路と、
第９のポート、第１０のポート、第１１のポート、及び結合部を持つ第２の３ｄＢ光カプラと、
上記第１のＦＢＧの第２のポートと上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートとを接続する第５の伝送路と、
上記第２のＦＢＧの第４のポートと上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートとを接続する第６の伝送路とを有し、
上記第１のＦＢＧの第１のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離と上記第２のＦＢＧの第３のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第３の伝送路のコア及び上記第４の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
上記第１のＦＢＧの第２のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートまでの光学距離と上記第２のＦＢＧの第４のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第５の伝送路のコア及び上記第６の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
（ｂ）  上記反射透過型波長分散補償手段を、
上記第１の３ｄＢ光カプラの第５のポートから入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポート及び上記第３の伝送路、並びに、第７のポート及び上記第４の伝送路を通して上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波のうちの反射帯域内のものを上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれにおいて反射すると共に、入力された光信号波のうちの透過帯域内のものを上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれにおいて透過させ、
反射された光信号波を上記第３の伝送路を経由して上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートから及び上記第４の伝送路を経由して上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを上記第１の３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を上記第１の３ｄＢ光カプラの第８のポートから出力し、
上記第１のＦＢＧを透過した光信号波を上記第５の伝送路を経由して上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートから及び上記第２のＦＢＧを透過した光信号波を上記第６の伝送路を経由して上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを結合部で結合して第１１のポートから出力するように構成し、
（ｃ）  上記第１乃至第Ｍの各波長分散補償手段は、
それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第３及び第４のＦＢＧと、
第１２のポート、上記第３のＦＢＧのポートに接続された第１３のポート、上記第４のＦＢＧのポートに接続された第１４のポート、第１５のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、
上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第１３のポートとを接続する第１の伝送路と、
上記第４のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第１４のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、
上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第１３のポートまでの光学距離と上記第４のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第１４のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
（ｄ）  上記第１乃至第Ｍの各波長分散補償手段を、３ｄＢ光カプラの第１２のポートから入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第１３のポート及び上記第１の伝送路、並びに、及び第１４のポート及び上記第２の伝送路を通して第３及び第４のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を上記第３及び第４のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して３ｄＢ光カプラの第１３のポートから及び上記第２の伝送路を経由して第１４のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第１５のポートから出力するように構成し、
（ｅ）  第Ｌ（Ｌは、１，２，…，（Ｍ−１）のいずれか一つである。）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１５のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第１の３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続し、
（ｆ）  第（Ｌ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１２のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第１の３ｄＢ光カプラの第８のポートとを接続した
ことを特徴とする波長分散補償器。
【請求項４】
第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段を有し、
上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段は、
光信号波を入力する第１６のポートと光信号波を入出力する第１７のポートを持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第５のＦＢＧと、
光信号波を入出力する第１８のポートを持ち、かつ、上記第５のＦＢＧと同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第６のＦＢＧと、
第Ｍの波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１５のポートに接続された第１９のポート、第２０のポート、第２１のポート、第２２のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、
上記第５のＦＢＧの第１７のポートと上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２０のポートとを接続する第７の伝送路と、
上記第６のＦＢＧの第１８のポートと上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２１のポートとを接続する第８の伝送路とを有し、
上記第５のＦＢＧの第１７のポートから上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２０のポートの光学距離と上記第６のＦＢＧの第１８のポートから上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２１のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第７の伝送路のコア及び上記第８の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の第５のＦＢＧの第１６のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第２の３ｄＢ光カプラの第１１のポートとを接続し、
上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の第５のＦＢＧの第１６のポートに入力された光信号波を３ｄＢ光カプラの第２２のポートから出力すると共に、上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１９のポートに入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第２０のポート及び上記第７の伝送路、並びに、第２１のポート及び上記第８の伝送路を通して上記第５及び第６のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を上記第５及び第６のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第７の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第２０のポートから及び上記第８の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第２１のポートから上記３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を上記３ｄＢ光カプラの第２２のポートから出力するように構成した
ことを特徴とする請求項３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、光信号波の波長分散量を補償する波長分散補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信においては光ケーブルを伝送路としているが、伝送距離が長くなるほど光信号波の波長分散量が大きくなり、このため光信号波パルスの歪が大きくなり、正確なデータ転送ができない場合がある。このような不具合を回避するために伝送路である光ファイバとは逆の分散特性を持つ分散補償ファイバが用いられているが、挿入損失が大きく、部品容量が大きく、かつ、コストが高いという問題があった。
【０００３】
そのため、光ファイバに周期的な屈折率変化を施したファイバブラッググレーティング（以下「ＦＢＧ」と記す。）を用いて波長分散を補償しようとする提案が、例えば、電子情報通信学会論文誌、Ｃ−１、Ｖｏ１．Ｊ８０−Ｃ−Ｉ、Ｎｏ．１、ｐｐ．３２−４０、１９９７年１月「ファイバグレーティングのスペクトルフィルタリングへの応用」、小向他に記載されている。
【０００４】
また、ＦＢＧの製作には、光ファイバのコアに周期的な屈折率変化を持たせる位相マスク法（例えば、米国特許第５，３６７，５８８号に記載されている。）が用いられており、反射波長λｂは、グレーティング部のコアの実効屈折率ｎｅｆｆとグレーティング周期Λとを用いて、
λｂ＝２・ｎｅｆｆ・Λ                    （式１）
で表わすことができる。
【０００５】
また、波長分散量を補償するには、グレーティング長Ｌが
Ｌ＝（Ｄ・Ｖｇ・△λ）／２              （式２）
を満足すれば良い。ここで、ＤはＦＢＧの逆分散量、Ｖｇは群速度、△λは補償帯域である。
【０００６】
例えば、１．３［μｍ］零分散ファイバ中に波長１．５５［μｍ］の光信号波を伝搬させた場合、１７〜１９［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］の分散が発生する。従って、伝搬距離が１００［ｋｍ］の場合には、１７〜１９［ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ］×１００［ｋｍ］＝１７００〜１９００［ｐｓ／ｎｍ］の分散量となる。１［ｎｍ］毎に８波長分割された光信号波が１００［ｋｍ］伝送された場合、８波の分散をすべて零にするためには、補償帯域が８［ｎｍ］であるＦＢＧが必要となり上記式２より、約２［ｍ］長のグレーティング領域が必要となる。ＦＢＧには、グレーティング周期Λが長い方から光信号波が入力され、長波長成分（長距離伝送によって短波長成分よりも遅れている）を、短波長成分より早く反射させることにより、長波長成分と短波長成分との時間差を無くしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＢＧ製作のための位相マスク法に用いられるマスクの長さは最大で１００［ｍｍ］程度であるため、光信号波が１００［ｋｍ］伝送された場合に必要となる２［ｍ］程度の長尺のグレーティング領域を作製することは技術的又はコストの面から困難であった。また、長尺なグレーティング領域を作ろうとするほど、左右のぶれなどが生じないようにするため、厳しいステージ移動精度が要求され、光ファイバの曲がりや捩れによってレーザ光をファイバコア（直径約９［μｍ］の微小な領域）に確実に書き込むことが困難となり、屈折率変化が長さ方向に不均一になりやすかった。この場合、ブラッグ波長に長さ方向の分布が発生し、ファブリーペロー共鳴や不要なチャーピングが出現し、反射率低下、抑圧比低下、フラットトップにおけるリップル出現などフィルタ特性が低下するという問題があった。言い換えれば、長尺なＦＢＧを分散補償ファイバとし用いた場合には、データ波形に歪みが生じ、伝送の誤りが多くなり、波長多重伝送用のフィルタとして用いた場合には、チャンネル間のクロストークが発生しやすくなり特性が劣化するという問題があった。
【０００８】
また、光サーキュレータは高価であるため、波長分散補償器に用いられる光サーキュレータの数を少なくして、製品コストの低減を図りたいという要求もあった。
【０００９】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光信号波の波長分散を補償することができると共に、製品コストの低い波長分散補償器を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
また、請求項１の波長分散補償器は、第１乃至第３のポートを持ち、第１のポートに入力された光信号波を第２のポートから出力し、第２のポートに入力された光信号波を第３のポートから出力する光サーキュレータと、光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、予め決められた反射帯域と平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、波長分散補償手段とを有し、上記波長分散補償手段は、それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第２及び第３のＦＢＧと、上記光サーキュレータの第２のポートに接続された第４のポート、第５のポート、第６のポート、第７のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、上記第２のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続する第１の伝送路と、上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、上記第２のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第５のポートまでの光学距離と上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、上記光サーキュレータの第１のポート及び第２のポートを通して３ｄＢ光カプラの第４のポートから入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートを通して上記第１のＦＢＧに入力し、この入力された光信号波を上記第１のＦＢＧにおいて反射して波長分散補償し、反射された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第４のポート及び上記光サーキュレータの第２のポートを通して上記光サーキュレータの第３のポートから出力するように構成したことを特徴としている。
【００１３】
また、請求項２の波長分散補償器は、第１乃至第３のポートを持ち、第１のポートに入力された光信号波を第２のポートから出力し、第２のポートに入力された光信号波を第３のポートから出力する光サーキュレータと、光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、予め決められた反射帯域と平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、第１乃至第Ｎ（Ｎ＝２，３，４，…）の波長分散補償手段とを有し、上記第１乃至第Ｎの各波長分散補償手段は、
それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第２及び第３のＦＢＧと、上記光サーキュレータの第２のポートに接続された第４のポート、第５のポート、第６のポート、第７のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、上記第２のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続する第１の伝送路と、上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、上記第２のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第５のポートまでの光学距離と上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、上記第１乃至第Ｎの各波長分散補償手段を、３ｄＢ光カプラの第４のポートから入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第７のポートから出力し、かつ、３ｄＢ光カプラの第７のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第５のポート及び上記第１の伝送路、並びに、第６のポート及び上記第２の伝送路を通して第２及び第３のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第２及び第３のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第５のポートから及び上記第２の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第６のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第４のポートから出力するように構成し、第１の波長分散補償手段の第４のポートと上記光サーキュレータの第２のポートとを接続し、第Ｋ（Ｋ＝１，２，…，（Ｎ−１））の波長分散補償手段の第７のポートと、第（Ｋ＋１）の波長分散補償手段の第４のポートとを接続し、第Ｎの波長分散補償手段の第７のポートと、上記第１のＦＢＧのポートとを接続したことを特徴としている。
【００１４】
また、請求項３の波長分散補償器は、第１乃至第Ｍ（Ｍ＝１，２，３，…）の波長分散補償手段と、予め決められた帯域の光信号波を透過させると共に、予め決められた帯域の光信号波を反射させる反射透過型波長分散補償手段とを有し、
（ａ）  上記反射透過型波長分散補償手段は、第１及び第２のポートを持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第１のＦＢＧと、第３及び第４のポートを持ち、かつ、上記第１のＦＢＧと同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第２のＦＢＧと、第５のポート、第６のポート、第７のポート、第８のポート、及び結合部を持つ第１の３ｄＢ光カプラと、上記第１のＦＢＧの第１のポートと上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートとを接続する第３の伝送路と、上記第２のＦＢＧの第３のポートと上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートとを接続する第４の伝送路と、第９のポート、第１０のポート、第１１のポート、及び結合部を持つ第２の３ｄＢ光カプラと、上記第１のＦＢＧの第２のポートと上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートとを接続する第５の伝送路と、上記第２のＦＢＧの第４のポートと上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートとを接続する第６の伝送路とを有し、上記第１のＦＢＧの第１のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートまでの光学距離と上記第２のＦＢＧの第３のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第３の伝送路のコア及び上記第４の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、上記第１のＦＢＧの第２のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートまでの光学距離と上記第２のＦＢＧの第４のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第５の伝送路のコア及び上記第６の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
（ｂ）  上記反射透過型波長分散補償手段を、
上記第１の３ｄＢ光カプラの第５のポートから入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポート及び上記第３の伝送路、並びに、第７のポート及び上記第４の伝送路を通して上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波のうちの反射帯域内のものを上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれにおいて反射すると共に、入力された光信号波のうちの透過帯域内のものを上記第１及び第２のＦＢＧのそれぞれにおいて透過させ、反射された光信号波を上記第３の伝送路を経由して上記第１の３ｄＢ光カプラの第６のポートから及び上記第４の伝送路を経由して上記第１の３ｄＢ光カプラの第７のポートから上記第１の３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを上記第１の３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を上記第１の３ｄＢ光カプラの第８のポートから出力し、上記第１のＦＢＧを透過した光信号波を上記第５の伝送路を経由して上記第２の３ｄＢ光カプラの第９のポートから及び上記第２のＦＢＧを透過した光信号波を上記第６の伝送路を経由して上記第２の３ｄＢ光カプラの第１０のポートから上記第２の３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを結合部で結合して第１１のポートから出力するように構成し、
（ｃ）  上記第１乃至第Ｍの各波長分散補償手段は、それぞれが光信号波を入出力するポートを持ち、かつ、それぞれが互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ第３及び第４のＦＢＧと、第１２のポート、上記第３のＦＢＧのポートに接続された第１３のポート、上記第４のＦＢＧのポートに接続された第１４のポート、第１５のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、上記第３のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第１３のポートとを接続する第１の伝送路と、上記第４のＦＢＧのポートと上記３ｄＢ光カプラの第１４のポートとを接続する第２の伝送路とを有し、上記第３のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第１３のポートまでの光学距離と上記第４のＦＢＧのポートから上記３ｄＢ光カプラの第１４のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第１の伝送路のコア及び上記第２の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、
（ｄ）  上記第１乃至第Ｍの各波長分散補償手段を、３ｄＢ光カプラの第１２のポートから入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第１３のポート及び上記第１の伝送路、並びに、及び第１４のポート及び上記第２の伝送路を通して第３及び第４のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を上記第３及び第４のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第１の伝送路を経由して３ｄＢ光カプラの第１３のポートから及び上記第２の伝送路を経由して第１４のポートから３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラの第１５のポートから出力するように構成し、
（ｅ）  第Ｌ（Ｌは、１，２，…，（Ｍ−１）のいずれか一つである。）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１５のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第１の３ｄＢ光カプラの第５のポートとを接続し、
（ｆ）  第（Ｌ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１２のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第１の３ｄＢ光カプラの第８のポートとを接続したことを特徴としている。
【００１５】
また、請求項４の波長分散補償器は、第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段を有し、上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段は、光信号波を入力する第１６のポートと光信号波を入出力する第１７のポートを持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第５のＦＢＧと、光信号波を入出力する第１８のポートを持ち、かつ、上記第５のＦＢＧと同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ第６のＦＢＧと、第Ｍの波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１５のポートに接続された第１９のポート、第２０のポート、第２１のポート、第２２のポート、及び結合部を持つ３ｄＢ光カプラと、上記第５のＦＢＧの第１７のポートと上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２０のポートとを接続する第７の伝送路と、上記第６のＦＢＧの第１８のポートと上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２１のポートとを接続する第８の伝送路とを有し、上記第５のＦＢＧの第１７のポートから上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２０のポートの光学距離と上記第６のＦＢＧの第１８のポートから上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第２１のポートまでの光学距離とを等しくするように、上記第７の伝送路のコア及び上記第８の伝送路のコアの少なくとも一方にトリミングが施され、上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の第５のＦＢＧの第１６のポートと上記反射透過型波長分散補償手段の第２の３ｄＢ光カプラの第１１のポートとを接続し、上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の第５のＦＢＧの第１６のポートに入力された光信号波を３ｄＢ光カプラの第２２のポートから出力すると共に、上記第（Ｍ＋１）の波長分散補償手段の３ｄＢ光カプラの第１９のポートに入力された光信号波のパワーを結合部で分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第２０のポート及び上記第７の伝送路、並びに、第２１のポート及び上記第８の伝送路を通して上記第５及び第６のＦＢＧのそれぞれに入力し、この入力された光信号波を上記第５及び第６のＦＢＧのそれぞれにおいて反射して波長分散補償し、この反射された光信号波を上記第７の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第２０のポートから及び上記第８の伝送路を経由して上記３ｄＢ光カプラの第２１のポートから上記３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を上記３ｄＢ光カプラの第２２のポートから出力するように構成したことを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
第１の実施の形態
図１は、本発明の第１の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図であり、図２は、第１の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。また、図３は、図１のファイバブラッググレーティング（以下「ＦＢＧ」と記す。）の構造を示す概略図である。
【００１８】
図１に示されるように、第１の実施の形態による波長分散補償器は、第１乃至第Ｎ（Ｎ＝２，３，４，…）の波長分散補償部Ａ１〜ＡＮを有する。図１及び図２に示されるように、第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ａ１〜ＡＮは、波長分散補償機能を持つ第１及び第２のＦＢＧ１，２と、４個のポートを持つ３ｄＢ光カプラ３と、入力された光信号波を反射させずに収束させる光反射防止終端器４，５とを有する。また、図２に示されるように、第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ａ１〜ＡＮは、３ｄＢ光カプラ３の結合部３ａから第１のＦＢＧ１までの伝送路と３ｄＢ光カプラ３の結合部３ａから第２のＦＢＧ２までの伝送路の光学距離を等しくするためのトリミング６，７を有する。トリミング６，７は、光学距離が短い方のファイバにＵＶ照射をして、ファイバのコアの屈折率を増加させることにより光学距離を伸ばす。
【００１９】
第１及び第２のＦＢＧ１，２のそれぞれは、光信号波を入出力するポート１ａ，２ａを持ち、かつ、互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ。図３に示されるように、第１及び第２のＦＢＧ１，２は、感光性ファイバのコア８に位相マスク法を用いて、選択的にグレーティング８ａを形成したファイバであり、上記式１を用いてグレーティング周期Λを決定することによって所望の波長の光信号波を反射させることができる。また、反射帯域を広げ、かつ、波長分散量を補償するためには、図３に示されるようなチャープグレーティング（グレーティング周期Λが大から小へ連続的、段階的に変化するように形成したグレーティング）とすればよく、光信号波が入力されるポート１ａ，２ａをグレーティング周期Λの長い側（グレーティング長の広い側）に設ける。このように構成することにより、光信号波の長波長成分９ａ（長距離を伝送してきた光信号波では、長波長成分９ａが短波長成分９ｂより遅れる）を短波長成分９ｂより早く反射させることにより、長波長成分９ａと短波長成分９ｂとの時間差を無くして、分散を補償することができる。
【００２０】
３ｄＢ光カプラ３は、第１のポートＰ１、第１のＦＢＧ１のポート１ａに接続された第２のポートＰ２、第２のＦＢＧ２のポート２ａに接続された第３のポートＰ３、第４のポートＰ４、及び結合部３ａを有する。
【００２１】
第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ａ１〜ＡＮにおいては、３ｄＢ光カプラ３の第１のポートＰ１から入力された光信号波（中心波長λ１，λ２，λ３，λ４，…，λｎ−１，λｎ）のパワーを結合部３ａで等分配し、この分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラ３の第２のポートＰ２及び第３のポートＰ３を通して第１及び第２のＦＢＧ１，２のそれぞれに入力する。この入力された光信号波のうちの反射帯域内の光信号波は、第１及び第２のＦＢＧ１，２のそれぞれにおいて反射されて波長分散補償され、反射帯域外の光信号波は第１及び第２のＦＢＧ１，２のそれぞれを透過して光反射防止終端器４，５で収束する。反射された光信号波は、３ｄＢ光カプラ３の第２のポートＰ２及び第３のポートＰ３から３ｄＢ光カプラ３に入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラ３の結合部３ａで結合し、この結合された光信号波は３ｄＢ光カプラ３の第４のポートＰ４から出力される。
【００２２】
尚、同一の波長分散補償部（即ち、波長分散補償部Ａ１〜ＡＮのそれぞれ）の中の１対のＦＢＧ（即ち、第１及び第２のＦＢＧ１，２）の特性は同じであるが、波長分散補償部Ａ１〜ＡＮ同士（例えば、波長分散補償部Ａ１のＦＢＧ１，２と波長分散補償部ＡＮのＦＢＧ１，２）が、同じ特性のＦＢＧである必要はない。第１乃至第Ｎの波長分散補償部Ａ１〜ＡＮを経由した後の波長分散量の補償値は、光信号波が通過した波長分散補償部Ａ１〜ＡＮにおける波長分散量の補償値の総和であるので、要求される波長分散量の補償値に応じて各波長分散補償部Ａ１〜ＡＮの第１及び第２のＦＢＧ１，２の波長分散量の補償値を設定すればよい。また、波長分散補償部Ａ１〜ＡＮの数（即ち、Ｎの値）は、要求される波長分散量の補償値及び製作可能なＦＢＧの長さに応じて決定すればよく（上記説明においてはＮを２以上として説明したが）、１個又は複数個のいずれとすることもできる。
【００２３】
また、図１に示されるように、第１の実施の形態においては、第Ｋ（Ｋ＝１，２，…，（Ｎ−１））の波長分散補償部ＡＫの第４のポートＰ４と、第（Ｋ＋１）の波長分散補償部ＡＫ＋１の第１のポートＰ１とを接続している。このような構成とすることにより、端子５０に入力された光信号波の波長分散量（例えば、図１中の波形６０）は、第１乃至第Ｎの波長分散補償部Ａ１〜ＡＮを通過するごとに少しずつ補償され（例えば、図１中の波形６１）、端子５１から波長分散量が補償された光信号波が出力される（例えば、図１中の波形６２）。
【００２４】
以上説明したように、第１の実施の形態の波長分散補償器によれば、複数の波長分散部Ａ１〜ＡＮを用いることにより、製作の困難な長尺なＦＢＧを用いる必要がなくなり、このため、屈折率変化が長さ方向に均一で、再現性が良好になるようにＦＢＧを作製でき、よって、反射率向上、抑圧比向上、フラットトップにおけるリップル低減などフィルタ特性の向上を図ることができる。また、高価な光サーキュレータを用いないこと、及び、製造歩留りの良好な短尺なＦＢＧは量産に適していることから、製品コストの低減を図ることができる。
【００２５】
第２の実施の形態
図４は、本発明の第２の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図であり、図５は、第２の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。
【００２６】
図４に示されるように、第２の実施の形態による波長分散補償器は、３つのポートを持つ光サーキュレータ１０と、波長分散補償機能を持つ第１のＦＢＧ１１と、第１乃至第Ｎ（Ｎ＝２，３，４，…）の波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮとを有する。光サーキュレータ１０は、第１乃至第３のポートＰ１，Ｐ２，Ｐ３を持ち、第１のポートＰ１に入力された光信号波を第２のポートＰ２から出力し、第２のポートＰ２に入力された光信号波を第３のポートＰ３から出力する。第１のＦＢＧ１１は、光信号波を入出力するポート１１ａを持ち、かつ、予め決められた反射帯域と平均分散値を持つ。
【００２７】
図４及び図５に示されるように、第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮは、波長分散補償機能を持つ第２及び第３のＦＢＧ１２，１３と、４個のポートを持つ３ｄＢ光カプラ１４と、入力された光信号波を反射させずに収束させる光反射防止終端器１５，１６とを有する。また、図５に示されるように、第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮは、３ｄＢ光カプラ１４の結合部１４ａから第２のＦＢＧ１２までの伝送路と３ｄＢ光カプラ１４から第３のＦＢＧ１３までの伝送路の光学距離を等しくするためのトリミング１８，１９を有する。トリミング１８，１９は、光学距離が短い方のファイバにＵＶ照射をして、ファイバのコアの屈折率を増加させることにより光学距離を伸ばす。また、図４及び図５に示されるように、第１のＦＢＧ１１の、他方のポートには、入力された光信号波を反射させずに収束させる光反射防止終端器１７が備えられている。
【００２８】
第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれは、光信号波を入出力するポート１２ａ，１３ａを持ち、かつ、互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ。また、第２及び第３のＦＢＧ１２，１３は、図３に示されるＦＢＧ１，２と同じチャープグレーティング構造を持つ。
【００２９】
３ｄＢ光カプラ１４は、第４のポートＰ４、第２のＦＢＧ１２のポート１２ａに接続された第５のポートＰ５、第３のＦＢＧ１３のポート１３ａに接続された第６のポートＰ６、第７のポートＰ７、及び結合部１４ａを有する。
【００３０】
第１乃至第Ｎの各波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮにおいては、３ｄＢ光カプラ１４の第４のポートＰ４から入力された光信号波（中心波長λ１，λ２，λ３，λ４，…，λｎ−１，λｎ）のパワーを結合部１４ａで等分配し、この等分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラ１４の第５のポートＰ５及び第６のポートＰ６を通して第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれに入力する。この入力された光信号波のうち反射帯域内の光信号波は、第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれにおいて反射して波長分散補償され、反射帯域外の光信号波は第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれを透過して光反射防止終端器１５，１６で収束する。反射された光信号波は、３ｄＢ光カプラ１４の第５のポートＰ５及び第６のポートＰ６から３ｄＢ光カプラ１４に入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラ１４の結合部１４ａで結合し、この結合された光信号波は３ｄＢ光カプラ１４の第７のポートＰ７から出力される。逆に、３ｄＢ光カプラ１４の第７のポートＰ７から入力された光信号波（中心波長λ１，λ２，λ３，λ４，…，  λｎ−１，λｎ）のパワーは結合部１４ａで等分配され、この等分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラ１４の第５のポートＰ５及び第６のポートＰ６を通して第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれに入力する。この入力された光信号波のうちの反射帯域内の光信号波は、第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれにおいて反射されて波長分散補償され、反射帯域外の光信号波は第２及び第３のＦＢＧ１２，１３のそれぞれを透過して光反射防止終端器１５，１６で収束する。反射された光信号波は、３ｄＢ光カプラ１４の第５のポートＰ５及び第６のポートＰ６から３ｄＢ光カプラ１４に入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラ１４の結合部１４ａで結合し、この結合された光信号波は３ｄＢ光カプラ１４の第４のポートＰ４から出力され。
【００３１】
また、図４に示されるように、第１の波長分散補償部Ｂ１の第４のポートＰ４は光サーキュレータ１０の第２のポートＰ２に接続されている。また、第Ｋ（Ｋ＝１，２，…，（Ｎ−１））の波長分散補償部ＢＫの第７のポートＰ７は、第（Ｋ＋１）の波長分散補償部ＢＫ＋１の第４のポートＰ４に接続されている。さらに、第Ｎの波長分散補償部ＢＮの第７のポートＰ７は、第１のＦＢＧ１１のポート１１ａに接続されている。
【００３２】
尚、同一の波長分散補償部（即ち、波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮのそれぞれ）の中の１対のＦＢＧ（即ち、第２及び第３のＦＢＧ１２，１３）の特性は同じであるが、波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮ同士（例えば、波長分散補償部Ｂ１のＦＢＧ１２，１３と波長分散補償部ＢＮのＦＢＧ１２，１３）が、同じ特性のＦＢＧである必要はない。第１乃至第Ｎの波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮを通過した後の波長分散量の補償値は、光信号波が通過した各波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮにおける波長分散量の補償値の総和（２回通過した場合には、波長分散量の補償値の２倍の値を加算する）であるので、要求される波長分散量の補償値に応じて各波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮの第２及び第３のＦＢＧ１２，１３の波長分散量の補償値、及び第１のＦＮＢＧ１１の波長分散量の補償値を設定すればよい。また、波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮの数（即ち、Ｎの値）は、要求される波長分散量の補償値及び製作可能なＦＢＧの長さに応じて決定すればよく（上記説明においてはＮを２以上として説明したが）、１個又は複数個のいずれとすることもできる。
【００３３】
図４に示されるように、第２の実施の形態においては、光信号波（中心波長λ１，λ２，λ３，λ４，…，λｎ−１，λｎ）は、光サーキュレータ１０の第１のポートＰ１に入力され、第２のポートＰ２から出力される。次に、第１の波長分散補償部Ｂ１の３ｄＢ光カプラ１４の第４のポートＰ４に入力され、３ｄＢ光カプラ１４の結合部１４ａで光信号波が同じパワーで二つに分けられ、第５のポートＰ５及び第６のポートＰ６から光信号波が同じパワーで第２及び第３のＦＢＧ１２，１３ヘ送られる。この第２及び第３のＦＢＧ１２，１３は、反射帯域内の光信号波を反射し、反射帯域外の光信号波を透過させ、反射した光信号波は、光信号波の短波長成分と長波長成分の伝播時間差を縮める。反射した光信号波のパワーは、３ｄＢ光カプラ１４の結合部１４ａで結合して、第７のポートＰ７から出射される。また、図４に示されるように、第２の実施の形態においては、第Ｋの波長分散補償部ＢＫの第７のポートＰ７と、第（Ｋ＋１）の波長分散補償部ＢＫ＋１の第４のポートＰ４とを接続している。従って、このような伝播時間差を縮める工程が第２乃至第Ｎの波長分散補償部Ｂ２〜ＢＮにおいてもなされ、第１のＦＢＧ１１に入力する。光信号波は、第１のＦＢＧ１１で反射して波長分散量を補償し、第Ｎの波長分散補償部ＢＮの第７のポートから入力され、逆の経路をたどって、第（Ｎ−１）乃至第１の波長分散補償部ＢＮ−１〜Ｂ１の順に進み、光サーキュレータ１０の第２のポートＰ２に入力し、第３のポートＰ３から出力する。このような構成とすることにより、光サーキュレータ１０の第１のポートＰ１に入力された光信号波の波長分散量（例えば、図４中の波形７０）は、第１乃至第Ｎの波長分散補償部Ｂ１〜ＢＮを通過するごとに少しずつ補償され（例えば、図４中の波形７１）、加えて、第１のＦＢＧ１１で反射され第Ｎ乃至第１の波長分散補償部ＢＮ〜Ｂ１を通過するごとに少しずつ補償され光サーキュレータ１０の第３のポートＰ３から波長分散量が補償された光信号波が出力される（例えば、図４中の波形７２）。
【００３４】
以上説明したように、第２の実施の形態の波長分散補償器によれば、複数の波長分散部Ｂ１〜ＢＮを用いることにより、製作の困難な長尺のＦＢＧを用いる必要がなくなり、このため、屈折率変化が長さ方向に均一で、再現性が良好になるようにＦＢＧを作製でき、よって、反射率向上、抑圧比向上、フラットトップにおけるリップル低減などフィルタ特性の向上を図ることができる。また、高価な光サーキュレータを１個しか用いていないこと、製造歩留りの良好な短尺なＦＢＧは量産に適していること、第２及び第３のＦＢＧ１２，１３を往復の２回通過させ（２倍の分散補償の効果を持たせる）ＦＢＧの部品点数を約半分に減らすことができることから、製品コストが低減を図ることができる。
【００３５】
第３の実施の形態
図６は、本発明の第３の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図であり、図７は、第３の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。また、図８は、図６のＦＢＧの構造を示す概略図である。
【００３６】
図６に示されるように、第３の実施の形態による波長分散補償器は、第１乃至第Ｍ（Ｍ＝１，２，３，…）の波長分散補償部Ｃ１〜ＣＭと、特定の波長帯域の光信号波を透過させる波長分散補償部Ｄ１と、第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１とを有する。
【００３７】
図６に示されるように、第１乃至第Ｍの各波長分散補償部Ｃ１〜ＣＭは、波長分散補償機能を持つ第３及び第４のＦＢＧ２３，２４と、４個のポートを持つ３ｄＢ光カプラ２７と、入力された光信号波を反射させずに収束させる光反射防止終端器３１，３２とを有する。また、第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１は、波長分散補償機能を持つ第５及び第６のＦＢＧ２５，２６と、４個のポートを持つ３ｄＢ光カプラ３０と、入力された光信号波を反射させずに収束させる光反射防止終端器３２とを有する。また、図２の場合と同様に、第１乃至第Ｍの各波長分散補償部Ｃ１〜ＣＭ及び第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１は、伝送路の光学距離を等しくするためのトリミングを有する。
【００３８】
また、図７に示されるように、波長分散補償部Ｄ１は、３ｄＢ光カプラ２８の結合部２８ａから第１のＦＢＧ２１までの伝送路と３ｄＢ光カプラ２８の結合部２８ａから第２のＦＢＧ２２までの伝送路の光学距離を等しくするために、トリミング２８ｂ，２８ｃを有し、かつ、３ｄＢ光カプラ２９の結合部２９ａから第１のＦＢＧ２１までの伝送路と３ｄＢ光カプラ２９の結合部２９ａから第２のＦＢＧ２２までの伝送路の光学距離を等しくするために、トリミング２９ｂ，２９ｃを有する。
【００３９】
第３及び第４のＦＢＧ２３，２４のそれぞれは、光信号波を入出力するポート２３ａ，２４ａを持ち、かつ、互いに同じ反射帯域と同じ平均分散値を持つ。第３及び第４のＦＢＧ２３，２４のそれぞれは、図３のものと同様の構造を持つ。
【００４０】
３ｄＢ光カプラ２７は、第１２のポートＰ１２、第３のＦＢＧ２３のポート２３ａに接続された第１３のポートＰ１３、第４のＦＢＧ２４のポート２４ａに接続された第１４のポートＰ１４、第１５のポートＰ１５、及び結合部２７ａを有する。
【００４１】
第１乃至第Ｍの各波長分散補償部Ｃ１〜ＣＭにおいては、３ｄＢ光カプラ２７の第１２のポートＰ１２から入力された光信号波（中心波長λ１，λ２，λ３，λ４，…，λｎ−１，λｎ又は中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）のパワーを結合部２７ａで等分配し、この等分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラ２７の第１３のポートＰ１３及び第１４のポートＰ１４を通して第３及び第４のＦＢＧ２３，２４のそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第３及び第４のＦＢＧ２３，２４のそれぞれにおいて反射して波長分散補償する。この反射された光信号波を３ｄＢ光カプラ２７の第１３のポートＰ１３及び第１４のポートＰ１４から３ｄＢ光カプラ２７に入力し、この入力された光信号波のパワーを３ｄＢ光カプラ２７の結合部２７ａで結合し、この結合された光信号波を３ｄＢ光カプラ２７の第１５のポートＰ１５から出力する。
【００４２】
また、波長分散補償部Ｄ１は、第１のＦＢＧ２１と、第２のＦＢＧ２２と、第１の３ｄＢ光カプラ２８と、第２の３ｄＢ光カプラ２９とを有する。第１のＦＢＧ２１は、第１及び第２のポートＰ１，Ｐ２を持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ。第２のＦＢＧ２２は、第３及び第４のポートＰ３，Ｐ４を持ち、かつ、第１のＦＢＧ２１と同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ。第１の３ｄＢ光カプラ２８は、第５のポートＰ５、第１のＦＢＧ２１の第１のポートＰ１に接続された第６のポートＰ６、第２のＦＢＧ２２の第３のポートＰ３に接続された第７のポートＰ７、第８のポートＰ８、及び結合部２８ａを持つ。第２の３ｄＢ光カプラ２９は、第１のＦＢＧ２１の第２のポートＰ２に接続された第９のポートＰ９、第２のＦＢＧ２２の第４のポートＰ４に接続された第１０のポートＰ１０、第１１のポートＰ１１、及び結合部２９ａを持つ。
【００４３】
波長分散補償部Ｄ１においては、第１の３ｄＢ光カプラ２８の第５のポートＰ５から入力された光信号波のパワーを結合部２８ａで等分配し、この等分配された光信号波のそれぞれを第１の３ｄＢ光カプラ２８の第６のポートＰ６及び第７のポートＰ７を通して第１及び第２のＦＢＧ２１，２２のそれぞれに入力し、この入力された光信号波のうちの反射帯域内（例えば、中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）のものを第１及び第２のＦＢＧ２１，２２のそれぞれにおいて反射すると共に、入力された光信号波のうちの透過帯域内（例えば、中心波長λ３）のものを第１及び第２のＦＢＧ２１，２２のそれぞれにおいて透過させる。反射された光信号波（例えば、中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）を第１の３ｄＢ光カプラ２８の第６のポートＰ６及び第７のポートＰ７から第１の３ｄＢ光カプラ２８に入力し、この入力された光信号波のパワーを第１の３ｄＢ光カプラ２８の結合部２８ａで結合し、この結合された光信号波（例えば、中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）を第１の３ｄＢ光カプラ２８の第８のポートＰ８から出力する。第１及び第２のＦＢＧ２１，２２を透過した光信号波（例えば、中心波長λ３）は、第２の３ｄＢ光カプラ２９の第９のポートＰ９及び第１０のポートＰ１０から第２の３ｄＢ光カプラ２９に入力し、この入力された光信号波（例えば、中心波長λ３）のパワーを結合部２９ａで結合して第１１のポートＰ１１から出力する。信号波長λ３だけを透過させる第１及び第２のＦＢＧ２１，２２は、図８に示されるように、感光性ファイバのコア３８に位相マスク法を用いて、選択的にグレーティング３８ａを形成させるとき、反射帯域を広げ、かつ、波長分散量を補償するためにチャープグレーティングと呼ばれるようなΛが大から小へ連続的、段階的に変化するようしている。このとき、式１より、波長λ３信号波を反射する周期Λのグレーティングが無い部分３９を設けることで所望波長λ３の信号波を透過させることができる。
【００４４】
第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１は、第５のＦＢＧ２５と、第６のＦＢＧ２６と、３ｄＢ光カプラ３０とを有する。第５のＦＢＧ２５は、光信号波を入力する第１６のポートＰ１６と光信号波を入出力する第１７のポートＰ１７を持ち、かつ、予め決められた透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ。第６のＦＢＧ２６は、光信号波を入出力する第１８のポートＰ１８を持ち、かつ、第５のＦＢＧ２５と同じ透過帯域、反射帯域、及び平均分散値を持つ。３ｄＢ光カプラ３０は、波長分散補償部ＣＭの３ｄＢ光カプラ２７の第１５のポートＰ１５に接続された第１９のポートＰ１９、第５のＦＢＧ２５の第１７のポートＰ１７に接続された第２０のポートＰ２０、第６のＦＢＧ２６の第１８のポートＰ１８に接続された第２１のポートＰ２１、第２２のポートＰ２２、及び結合部３０ａを持つ。
【００４５】
第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１においては、第５のＦＢＧ２５の第１６のポートＰ１６と波長分散補償部Ｄ１の第２の３ｄＢ光カプラ２９の第１１のポートＰ１１とを接続し、第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１の第５のＦＢＧ２５の第１６のポートＰ１６に入力された光信号波（例えば、中心波長λ３）を３ｄＢ光カプラ３０の第２２のポートＰ２２から出力する。これと共に、第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１の３ｄＢ光カプラ３０の第１９のポートＰ１９に入力された光信号波（例えば、中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）のパワーを結合部３０ａで等分配し、この等分配された光信号波のそれぞれを３ｄＢ光カプラの第１７のポートＰ１７及び第１８のポートＰ１８を通して第５及び第６のＦＢＧ２５，２６のそれぞれに入力し、この入力された光信号波を第５及び第６のＦＢＧ２５，２６のそれぞれにおいて反射して波長分散補償する。この反射された光信号波を３ｄＢ光カプラの第２０のポートＰ２０及び第２１のポートＰ２１から３ｄＢ光カプラに入力し、この入力された光信号波を上記３ｄＢ光カプラの結合部で結合し、この結合された光信号波を上記３ｄＢ光カプラの第２２のポートＰ２２から出力する。
【００４６】
また、第Ｌ（Ｌは、１，２，…，（Ｍ−１）のいずれか一つである。）の波長分散補償部ＣＬ＋１の３ｄＢ光カプラの第１５のポートＰ１５と波長分散補償部Ｄ１の第１の３ｄＢ光カプラ２８の第５のポートＰ５とを接続し、第（Ｌ＋１）の波長分散補償部ＣＬ＋１の３ｄＢ光カプラ２８の第１２のポートＰ１２と波長分散補償部Ｄ１の第１の３ｄＢ光カプラ２８の第８のポートＰ８とを接続している。このような構成とすることにより、端子５２に入力された光信号波の波長分散量（例えば、図６中の波形８０（中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）、８０ａ（中心波長λ３））は、第１乃至第Ｌの波長分散補償部Ｂ１〜ＢＬを通過するごとに少しずつ補償され（例えば、図６中の波形８１（中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎ）、８１ａ（中心波長λ３））、波長分散補償部Ｄ１に入力される。、波長分散補償部Ｄ１において、中心波長λ３の光信号波のみが透過して第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１に入力され、端子５３から出力される（例えば、図６中の波形８２ａ）。波長分散補償部Ｄ１において、中心波長λ１，λ２，λ４，…，λｎ−１，λｎの光信号波は反射され第（Ｌ＋１）の波長分散補償部ＣＬ＋１から第Ｍの波長分散補償部ＣＭを経由して徐々に波長分散量を補償し、第（Ｍ＋１）の波長分散補償部ＣＭ＋１に入力され、端子５３から出力される（例えば、図６中の波形８２）。
【００４７】
以上説明したように、第３の実施の形態の波長分散補償器によれば、複数の波長分散補償部Ｃ１〜ＣＭ、Ｄ１、ＣＭ＋１を用いることにより、製作の困難な長尺のＦＢＧを用いる必要がなくなり、このため、屈折率変化が長さ方向に均一で、再現性が良好になるようにＦＢＧを作製でき、よって、反射率向上、抑圧比向上、フラットトップにおけるリップル低減などフィルタ特性の向上を図ることができる。また、高価な光サーキュレータを用いていないこと、製造歩留りの良好な短尺なＦＢＧは量産に適していることから、製品コストが低減を図ることができる。さらに、ある波長帯域についてのみ伝送路が短く波長分散量が小さい場合に、波長分散量の小さい波長帯域について異なる波長分散の補償量を適用できる。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至４の発明によれば、光信号波の波長分散を補償することができると共に、３ｄＢ光カプラと短尺な波長分散補償ＦＢＧとを用いることによって製作コストの低減を図ることができるという効果がある。
【００４９】
また、請求項１及び２の発明によれば、部品点数を低減させることができるという効果がある。
【００５０】
さらに、請求項３及び４の発明によれば、ある波長帯域についてのみ伝送路が短く波長分散量が小さい場合に、波長分散量の小さい波長帯域について異なる波長分散補償量を適用できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。
【図３】図１のＦＢＧの構造を示す概略図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態による波長分散補償器の構成を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態による波長分散補償器の原理説明図である。
【図８】図６のＦＢＧの構造を示す概略図である。
【符号の説明】
Ａ１〜ＡＮ、Ｂ１〜ＢＮ、Ｃ１〜ＣＭ、ＣＭ＋１、Ｄ１  波長分散補償部、  １，２，１１，１２，１３，２１，２２，２３，２４，２５，２６  ＦＢＧ、  ３，１４，２７，２８，２９，３０  ３ｄＢ光カプラ、  ３ａ，１４ａ，２７ａ，２８ａ，２９ａ，３０ａ  結合部、  ４，５，１５，１６，１７，３１，３２  光反射防止終端器、  ６，７，１８，１９  トリミング、  ８，３８  コア、  ８ａ，３８ａ  グレーティング、  １０  光サーキュレータ、  Ｐ１〜Ｐ２１  ポート。
【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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