(57)【要約】【課題】  簡素な構成により、分散補償量を可変させることができるようにする。【解決手段】  入力される光について高次モード光に変換しうる第１モード光変換部１３ａと、第１モード光変換部１３ａから出力される高次モード光に対して、当該高次モード光のモード状態に応じた分散補償を行ないうる分散補償部１２と、分散補償部１２で上記分散補償がなされた高次モード光について、もとのモード光に変換しうる第２モード光変換部１３ｂと、第１モード光変換部１３ａで変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、第２モード光変換部１３ｂにおいて分散補償部１２からの高次モード光をもとのモード光に変換するための制御を行ないうるモード制御部１５と、をそなえるように構成する。【選択図】        図１
2006145757.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される光について高次モード光に変換しうる第１モード光変換部と、
該第１モード光変換部から出力される高次モード光に対して、当該高次モード光のモード状態に応じた分散補償を行ないうる分散補償部と、
該分散補償部で上記分散補償がなされた高次モード光について、もとのモード光に変換しうる第２モード光変換部と、
該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、該第２モード光変換部において該分散補償部からの高次モード光をもとのモード光に変換するための制御を行ないうるモード制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、分散補償器。
【請求項２】
該モード制御部が、該第２モード光変換部から出力される光の分散量に応じて、該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変しうるように制御すべく構成されたことを特徴とする、請求項１記載の分散補償器。
【請求項３】
上記の第１および第２モード光変換部が、それぞれ該分散補償部に対する相対距離によって、入力光に対する出力光のモード状態を可変しうるアキシコンレンズにより構成されるとともに、
該モード制御部が、
該第１モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第１相対距離可変部と、
該第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第２相対距離可変部と、
該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、
該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を設定制御すべく、上記の第１および第２相対距離可変部を制御する相対距離設定制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の分散補償器。
【請求項４】
上記の第１および第２モード光変換部が、それぞれ入力信号光とともに入力される制御光の強度により、上記入力信号光に対する出力信号光についてのモード状態を可変しうる熱レンズにより構成されるとともに、
該モード制御部が、
上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズについてのモード状態を可変させるための制御光を発光する制御光光源と、
該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、
該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズの屈折率変化を設定制御すべく、該制御光光源を制御する制御光光源制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、請求項１又は２記載の分散補償器。
【請求項５】
該分散補償部が、マルチモードファイバにより構成されたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項記載の分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムにおいて、波長分散を補償する際に用いて好適の、分散補償器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年は情報化社会であり、大量かつ多様な情報を高速に伝送することができる光ファイバ通信システムは、我々の生活に欠かすことのできない重要なシステムとして位置づけられる。この光ファイバ通信システムは、光信号を発生する信号源、光信号を伝送するための光ファイバ伝送ライン、光信号を検出し復調する光受信器などから構成されるのが一般的である。
【０００３】
この光ファイバ通信システムにおいて、ある所定の波長範囲の光信号を用いて波長分散が正の光ファイバを伝送させる場合、長い波長成分の光信号は短い波長成分の光信号より伝搬速度が遅いため遅延が生じる。光信号波形はこの遅延により劣化する。特に、多数のチャネルを広い波長領域に渡って伝送させる場合には、このような伝搬速度差（分散）を精密に補償する分散補償 が必要となる。特に、ＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing）通信システムにおいては、上述のごとき波長分散の補償、分散スロープ補償が必要不可欠である。
【０００４】
従来、分散補償には、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensation Fiber）が用いられていたが、高価であるとともに、固定の補償量について補償するものにすぎなかった。
また、図８に示すように、シングルモードファイバ(ＳＭＦ：Single Mode Fiber）を伝搬する光について高次モード光にモード変換させてマルチモードファイバ(ＭＭＦ：Multi Mode Fiber）を伝搬させることにより分散補償を行なうという、小型な分散補償器が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
この図８に示す分散補償器１００においては、シングルモードファイバ１０１を伝搬してきた０次モード光を、内側面が全反射部材１０２ａで形成された円筒部材１０２を通過させることで干渉を発生せしめ、これにより０次モード光をマルチモード光に変換して、変換されたマルチモード光についてレンズ１０３を通じてマルチモードファイバ１０４を伝搬させるようになっている。即ち、このマルチモードファイバ１０４自身が持つ、マルチモード光のモード状態によって分散スロープ特性が異なるという性質を利用することにより、シングルモードファイバ１０１を伝搬する光についての波長分散を補償するようになっている。
【特許文献１】特表２００２−５０７７７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来のＤＣＦにおいては、その光ファイバ長で分散補償量を制御する構成であることから、一本のＤＣＦで補償可能な分散特性が固定的に定まってしまうので、分散量が時々刻々変化するような場合に、その変化に追従した分散補償を行なうことが困難であり、高速伝送に対応した分散補償が難しい。また、ＤＣＦによって光伝送路の分散補償を行なうためには、光伝送路として適用されている光ファイバ１本１本にあった長さの分散補償光ファイバをそれぞれの光伝送路に対応させて形成する必要があり、コストの面からも改善の余地がある。
【０００７】
上述の図８に示す分散補償器１００においても、ＤＣＦと同様に、円筒部材１０２の長さによって変換するマルチモード光のモード状態が決まるので、光伝送路として適用されている光ファイバ１本１本にあった補償量のものを設計する必要がある。このため、高速伝送に対応した分散補償が困難であり、コスト面からも改善の余地がある。
そこで、上記のような状況に対応するには、光伝送路の長さや伝送速度に応じて補償量を変化させることができるような、可変分散補償器を適用することが好ましい。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成により、分散補償量を可変させることができるようにした、分散補償器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このため、本発明の分散補償器は、入力される光について高次モード光に変換しうる第１モード光変換部と、該第１モード光変換部から出力される高次モード光に対して、当該高次モード光のモード状態に応じた分散補償を行ないうる分散補償部と、該分散補償部で上記分散補償がなされた高次モード光について、もとのモード光に変換しうる第２モード光変換部と、該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、該第２モード光変換部において該分散補償部からの高次モード光をもとのモード光に変換するための制御を行ないうるモード制御部と、をそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１０】
また、該モード制御部を、該第２モード光変換部から出力される光の分散量に応じて、該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変しうるように制御すべく構成されたことを特徴としている。
さらに、上記の第１および第２モード光変換部を、それぞれ該分散補償部に対する相対距離によって、入力光に対する出力光のモード状態を可変しうるアキシコンレンズにより構成するとともに、該モード制御部を、該第１モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第１相対距離可変部と、該第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第２相対距離可変部と、該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を設定制御すべく、上記の第１および第２相対距離可変部を制御する相対距離設定制御部と、をそなえて構成することとしてもよい。
【００１１】
また、上記の第１および第２モード光変換部を、それぞれ入力信号光とともに入力される制御光の強度により、上記入力信号光に対する出力信号光についてのモード状態を可変しうる熱レンズにより構成するとともに、該モード制御部を、上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズについてのモード状態を可変させるための制御光を発光する制御光光源と、該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズの屈折率変化を設定制御すべく、該制御光光源を制御する制御光光源制御部と、をそなえて構成することもできる。
【００１２】
この場合においては、好ましくは、分散補償部を、マルチモードファイバにより構成する。
【発明の効果】
【００１３】
このように、本発明によれば、モード制御部により、第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、第２モード光変換部において分散補償部からの高次モード光をもとのモード光に変換するための制御を行なうことで、高次モードへの変換効率を可変し、分散補償部での分散補償量を可変することができるので、簡素な構成により、分散補償量を可変させることができる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照することにより、本発明の実施の形態について説明する。
〔Ａ１〕第１実施形態の説明
図１は本発明の第１実施形態にかかる分散補償器を示す図である。この図１に示す分散補償器１０は、光通信システムにおける中継局や受信端局等に設けられて、伝送路ファイバを伝搬してきた波長多重光についての波長分散を補償することができるものである。
【００１５】
この図１に示す分散補償器１０は、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）１１ａ，１１ｂ，マルチモードファイバ（ＭＭＦ）１２，アキシコンレンズ１３ａ，１３ｂ，第１〜第４コリメートレンズ１４ａ〜１４ｄおよびモード制御部１５をそなえて構成されているが、光学的には、シングルモードファイバ１１ａ，コリメートレンズ１４ａ，アキシコンレンズ１３ａ，コリメートレンズ１４ｂ，マルチモードファイバ１２，コリメートレンズ１４ｃ，アキシコンレンズ１３ｂ，コリメートレンズ１４ｄおよびシングルモードファイバ１１ｂに続いて、モード制御部１５を構成する光分岐素子１５ａの順に、一方向に結合されている。
【００１６】
ここで、入力側のシングルモードファイバ１１ａに入力された入力光としての０次モード（基本モード）の光信号が、その出射端部から出射されると、第１コリメートレンズ１４ａで集光されて、アキシコンレンズ１３ａに入射されるようになっている。尚、第１コリメートレンズ１４ａは、上述の入力側シングルモードファイバ１１ａとアキシコンレンズ１３ａとの間の光路上に介装される。
【００１７】
アキシコンレンズ１３ａ，１３ｂは、図２に示すように、一方の面に平面部１３−１が、他方の面にはその中央部に頂点を有する円錐状面部１３−２が、それぞれ形成されてなるレンズであって、後述のマルチモードファイバ１２に対する相対距離によって、入力光に対する出力光のモード状態を可変しうるものである。
ここで、アキシコンレンズ１３ａは、平面部１３−１の中央部分にガウシアンビームが入射されると、出射面となる円錐状面部１３−２から出射する光は、ドーナツ状に像が広がり、アキシコンレンズ１３ｂは、ドーナツ状に像が広がっている光が、円錐状面部１３−２の頂点部で集光・入射されると、平面部１３−１からはガウシアンビームを出射することができるようになっている。
【００１８】
また、例えば図２に示すように、平面部１３−１の中央部分にガウシアンビームが入射された場合に、円錐状面部１３−２から出射される光は、位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３によって光強度分布Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が変化、即ち出射光についてのモード次数が変化するようになっている。図１においては、後述のモード制御部１５によりアキシコンレンズ１３ａの、出射側に設けられた第２コリメートレンズ１４ｂとの距離Ｌ（図２参照）が可変制御されているので、第２コリメートレンズ１４ｂからは、第１コリメートレンズ１４ａに入射される０次モード光についてのモード次数が可変制御されたマルチモード光を出射することができるようになっている。
【００１９】
したがって、上述のアキシコンレンズ１３ａにより、入力される光について高次モードに変換しうる第１モード光変換部が構成される。尚、第２コリメートレンズ１４ｂは、上述のアキシコンレンズ１３ａとマルチモードファイバ１２との間の光路上に介装される。
マルチモードファイバ１２は、第２コリメートレンズ１４ｂからのマルチモード光を伝搬させて、第３コリメートレンズ１４ｃに出射させるものであるが、このマルチモードファイバ１２は、例えば図３に示すように、伝搬する光のモード次数が高くなるに従って、分散スロープ特性が大きくなるように変化する特性を有している。
【００２０】
すなわち、アキシコンレンズ１３ａと第２コリメートレンズ１４ｂとの距離が可変制御されることにより、マルチモードファイバ１２に入射される光のモード次数が可変制御されているので、マルチモードファイバ１２においては、入射される光について、可変制御されたモード次数に従った分散スロープ特性で、分散補償を行なうことができるようになっている。
【００２１】
したがって、上述のマルチモードファイバ１２は、第２，第３コリメートレンズ１４ｂと協働することにより、アキシコンレンズ１３ａから入射される高次モード光に対して、当該高次モード光のモード状態に応じた分散スロープ特性により分散補償を行ないうる分散補償部として動作する。
また、第３コリメートレンズ１４ｃは、マルチモードファイバ１２とアキシコンレンズ１３ｂとの間の光路上に介装されて、マルチモードファイバ１２から出射されたマルチモード光について、アキシコンレンズ１３ｂにおける円錐状面部１３−２の頂点部に向けて集光させるものである。更に、アキシコンレンズ１３ｂは、上述のアキシコンレンズ１３ａの可逆素子として機能すべくモード制御部１５で第３コリメートレンズ１４ｃとの距離が可変制御され、第３コリメートレンズ１４ｃからのマルチモード光を円錐状面部１３−２の頂点部で入射されて、０次モード光として平面部１３−１から出射するものである。
【００２２】
したがって、上述のアキシコンレンズ１３ｂにより、マルチモードファイバ１２で分散補償がなされ第３コリメートレンズ１４ｃを通じて入射された高次モード光について、もとのモード光（この場合においては０次モード光）に変換しうる第２モード光変換部が構成される。
また、第４コリメートレンズ１４ｄは、アキシコンレンズ１３ｂと出力側シングルモードファイバ１３ｂとの間の光路上に介装されて、アキシコンレンズ１３ｂの平面部１３−１から出射された０次モード光について集光して、後段のシングルモード１１ｂに出射させるものである。このようにして、マルチモードファイバ１２で分散補償がなされた０次モード光は、出力側シングルモードファイバ１１ｂを通じて出力光として出力される。
【００２３】
また、モード制御部１５は、アキシコンレンズ１３ａおよびコリメートレンズ１４ｂで変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、コリメートレンズ１４ｃおよびアキシコンレンズ１３ｂにおいてマルチモードファイバ１２からの高次モード光をもとの０次モード光に変換するための制御を行なうものである。特に、アキシコンレンズ１３ａで変換される高次モード光のモード状態については、アキシコンレンズ１３ｂから出力される光の分散量に応じて可変しうるように制御する。
【００２４】
ここで、モード制御部１５は、出力側シングルモードファイバ１１ｂからの分散補償がなされた０次モード光の一部をモニタ用に分岐させる光分岐素子１５ａと、光分岐素子１５で一部が分岐された０次モード光をモニタ用に受光する受光素子１５ｂと、をそなえるとともに、ピエゾ素子１５ｃ，１５ｄおよび相対距離設定制御部１５ｅをそなえて構成されている。尚、上述の光分岐素子１５ａおよび受光素子１５ｂにより、アキシコンレンズ１３ｂから出力された光についてモニタするモニタ部を構成する。
【００２５】
さらに、ピエゾ素子１５ｃ，１５ｄは、アキシコンレンズ１３ａ，１３ｂのそれぞれの光路上の前後位置について可変設定しうるものである。換言すれば、ピエゾ素子１５ｃは、アキシコンレンズ１３ａの、分散補償部をなす第２コリメートレンズ１４ｂに対する相対距離を可変設定しうる第１相対距離可変部として構成されるとともに、ピエゾ素子１５ｄは、アキシコンレンズ１３ｂの、分散補償部をなす第３コリメートレンズ１４ｃに対する相対距離を可変設定しうる第２相対距離可変部として構成される。
【００２６】
また、相対距離設定制御部１５ｅは、受光素子１５ｂにおけるモニタ結果に基づいて、それぞれ、アキシコンレンズ１３ａ，１３ｂの、分散補償部をなす第２，第３コリメートレンズ１４ｂ，１４ｃに対する相対距離を設定制御すべく、ピエゾ素子１５ｃ，１５ｄを制御するものである。
具体的には、相対距離設定制御部１５ｅは、受光素子１５ｂからの電気信号をもとに、出力光の分散量についてモニタし、モニタ結果に応じてピエゾ素子１５ｃを制御する。即ち、ピエゾ素子１５ｃを制御することにより、アキシコンレンズ１３ａのコリメートレンズ１４ｂと間の相対位置を可変させて、アキシコンレンズ１３ａで誘発されるマルチモード光のモード状態を設定する。これにより、マルチモードファイバ１２で最適な分散補償が実現するように、即ち出力光の波長分散が最小となるようにしているのである。
【００２７】
上述の図３においては、４種類のモード状態に応じたマルチモードファイバ１２の分散スロープ特性ＤＳ１〜ＤＳ４について図示しているが、本発明によれば、ピエゾ素子１５ｃにより、アキシコンレンズ１３ａの光路上の前後位置をステップ的でなく連続的に可変制御させることができるので、マルチモードファイバ１２の分散スロープ特性を、例えば図３に示す分散スロープ特性ＤＳ１の状態から、連続的に分散スロープ特性ＤＳ４の状態まで変化させることが可能である。
【００２８】
さらに、相対距離設定制御部１５ｅがピエゾ素子１５ｄを制御することで、上述のアキシコンレンズ１３ｂの光路上の前後位置について設定制御するようになっている。具体的には、アキシコンレンズ１３ｂおよびコリメートレンズ１４ｃ間の光路の距離が、マルチモード光を誘発させるために設定しているアキシコンレンズ１３ａおよびコリメートレンズ１４ｂ間の光路の距離に等しくなるようにしている。これにより、アキシコンレンズ１３ａで変換されたマルチモード光について容易に０次モード光に戻すことができるのである。
【００２９】
上述の構成により、本発明の第１実施形態にかかる分散補償器１０では、マルチモードファイバ１２の高次モードでの分散スロープが大きいことに着目して、アキシコンレンズ１３ａで高次モードを誘起させて、マルチモードファイバ１２を通過させて分散補償を行なう。このとき、モード制御部１５によるアキシコンレンズ１３ａの配置位置制御により、高次モードへの変換効率を可変し、分散補償量を可変させる。
【００３０】
このように、本発明の第１実施形態にかかる分散補償器１０によれば、モード制御部１５により、アキシコンレンズ１３ａの配置位置制御を行なって、高次モードへの変換効率を可変し、マルチモードファイバ１２での分散補償量を可変するという簡素な構成により、分散補償量を可変させることができる利点がある。
〔Ａ２〕第１実施形態の変形例の説明
図４は本発明の第１実施形態の変形例にかかる分散補償器１０Ａを示す図である。この図１に示す分散補償器１０Ａは、マルチモードファイバ１２Ａの一端部に全反射ミラー１７を形成することにより、入射光路とは反対方向の反射光路を通じて波長分散が補償された出力光を出力するようになっている点が異なっている。
【００３１】
このため、この図４に示す分散補償器１０Ａは、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）１１をそなえるとともに、全反射ミラー１７が一端部に形成されたマルチモードファイバ（ＭＭＦ）１２Ａ，可逆部材として構成されたアキシコンレンズ１３，コリメートレンズ１４ｅ，１４ｆ，光サーキュレータ１６およびモード制御部１８をそなえて構成されている。
【００３２】
そして、この図４に示す分散補償器１０Ａは、全反射ミラー１７を反射面として、上述のシングルモードファイバ１１，コリメートレンズ１４ｅ，アキシコンレンズ１３，コリメートレンズ１４ｆおよびマルチモードファイバ１２Ａが、光学的に双方向に結合されている。
ここで、光サーキュレータ１６は、入力ポート１９−１からの波長分散を補償すべき入力光は、シングルモードファイバ１１側に出射するとともに、シングルモードファイバ１１側からの光は、後述のモード制御部１８を構成する光分岐素子１５ａを通じて、出力ポート１９−２から出力光として出力するようになっている。
【００３３】
また、シングルモードファイバ１１は、図１に示す分散補償器１０における入力用および出力用のシングルモードファイバ１１ａ，１１ｂとして機能を併せ持ち、コリメートレンズ１４ｅは、分散補償器１０におけるコリメートレンズ１４ａ，１４ｄとしての機能を併せ持つ。
さらに、アキシコンレンズ１３は、図１に示す分散補償器１０におけるアキシコンレンズ１３ａ，１３ｂとしての機能を併せ持ち、コリメートレンズ１４ｆは、図１に示す分散補償器１０におけるコリメートレンズ１４ｂ，１４ｃとしての機能を併せ持つ。即ち、コリメートレンズ１４ｅからの０次モード光の入力光については、マルチモード光に変換して、コリメートレンズ１４ｆを通じてマルモードファイバ１２Ａに出力する一方、コリメートレンズ１４ｆからのマルチモード光は、もとの０次モード光に変換して、コリメートレンズ１４ｅを通じてシングルモードファイバ１１に出力するようになっている。
【００３４】
モード制御部１８は、前述の図１に示すもの（符号１５参照）とほぼ同様の機能をそなえているが、単一のピエゾ素子１８ｃが、図１に示すピエゾ素子１５ｃ，１５ｄとしての機能を併せ持っている点が、図１のモード制御部１５と異なる。尚、図４中、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
相対距離設定制御部１８ｄは、受光素子１５ｂからのモニタ結果としての出力光の波長分散の状態に基づいて、最適に波長分散を補償できるように、ピエゾ素子１８ｃを制御するものである。即ち、アキシコンレンズ１３とコリメートレンズ１４ｆとの距離をピエゾ素子１８ｃで設定することにより、アキシコンレンズ１３で変換されるマルチモード光のモード次数を設定する。尚、このピエゾ素子１８ｃを制御することで、反射光がもとの０次モード光に変換されるように設定されることになる。
【００３５】
上述の構成により、図４に示す分散補償器１０Ａでは、光サーキュレータ１６からの入力光としての０次モード光については、シングルモードファイバ１１およびコリメートレンズ１４ｅを通じてアキシコンレンズ１３でマルチモード光に変換されて、コリメートレンズ１４ｆを通じてマルチモードファイバ１２Ａに入射される。このとき、モード制御部１８では、光サーキュレータ１６からの出力光から波長分散の補償度合いをモニタし、ピエゾ素子１８ｃを制御することにより、最適に波長分散を補償できるようにアキシコンレンズ１３のマルチモードファイバ１２Ａに対する距離を設定する。
【００３６】
マルチモードファイバ１２Ａは、コリメートレンズ１４ｆから入射されたマルチモード光について、当該マルチモード光の入射側とは反対側の一端部に形成された全反射ミラー１７で反射して、入射光路とは逆方向の反射光路を辿ってコリメートレンズ１４ｆに出射される。このとき、前述のマルチモードファイバ１２と同様に、アキシコンレンズ１３で変換されたマルチモード光のモード状態によって定まる分散スロープ特性で分散補償がなされている。
【００３７】
そして、全反射ミラー１７で反射してマルチモードファイバ１２Ａから出射された（波長分散が補償された）マルチモード光は、コリメートレンズ１４ｆを通じてアキシコンレンズ１３の円錐状面部１３−２に入射される。アキシコンレンズ１３は、可逆部材として構成されているので、波長分散が補償された０次モード光として出射され、コリメートレンズ１４ｅ，シングルモードファイバ１１および光サーキュレータ１６を通じて出力光として出力される。
【００３８】
このように、本発明の第１実施形態の変形例にかかる分散補償器１０Ａによれば、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、全反射ミラー１７をマルチモードファイバ１２Ａの一端部に形成することで、第１実施形態における分散補償器１０（図１参照）に比して、コリメートレンズ，アキシコンレンズ又はピエゾ素子等の部品点数を削減し、光路として確保すべきスペースを大幅に削減し、分散補償器としてのパッケージのコンパクト化を測ることができる利点もある。
【００３９】
〔Ｂ１〕第２実施形態の説明
図５は本発明の第２実施形態にかかる分散補償器２０を示す図であるが、この図５に示す分散補償器２０は、前述の第１実施形態におけるもの（図１の符号１０参照）に比して、第１および第２モード光変換部としてのアキシコンレンズ１３ａ，１３ｂが設けられた位置に、第１および第２モード光変換部として熱レンズ２３ａ，２３ｂが配置されるとともに、熱レンズ２３ａ，２３ｂを制御するための熱レンズ制御部２５をそなえている点が異なっており、これ以外の構成については基本的に第１実施形態における分散補償器１０と同様である。尚、図５，図６中において、図１と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００４０】
ここで、熱レンズ２３ａ，２３ｂは、制御光となる特定波長（例えば波長６３０ｎｍ程度）のレーザ光を吸収する色素をポリマー中に分散させた薄膜（熱レンズ形成層）を有してなる光伝搬部材であって、制御光が入力されていない状態においては、信号光はそのまま直進するが、制御光としてのレーザ光をこの薄膜に当てると、光熱変換によって薄膜分子周辺の屈折率が変化して、信号光に対しては凹レンズを通過したような屈折率変化を生じさせるものである。
【００４１】
制御光の光強度が強くなるに従って、高熱変換の効果が大きくなるので、屈折率の変化がより大きくなるようになっている。図６（Ａ）〜図６（Ｃ）はいずれも、熱レンズ２３ａの信号光ビーム太さに着目して、制御光の強度変化に従って熱レンズ２３ａの屈折率変化が大きくなることを説明する図である。
すなわち、図６（Ａ）に示すように、制御光が入力されていない状態においては、熱レンズ２３ａに入力される信号光Ｓ１（０次モードの光）はそのまま直進して出射されるので、コリメートレンズ１４ｂから出射される信号光の強度分布は例えばＭ１のようになる。
【００４２】
また、図６（Ｂ）に示すように、光強度が比較的弱い制御光Ｃ１を信号光Ｓ２とともに熱レンズ２３ａの入射面に入射させると、光が集中したスポット領域で、屈折率が同心円状に低下し、熱レンズ２３ａは凹レンズのような屈折率変化を比較的小さく生じさせるので、信号光Ｓ２は制御光Ｃ１とともにビーム太さが広げられて出射される。このときのコリメートレンズ１４ｂから出射される信号光の強度分布は例えばＭ２のようになる。
【００４３】
さらに、図６（Ｃ）に示すように、光強度が比較的強い制御光Ｃ２を信号光Ｓ３とともに熱レンズ２３ａの入射面に入射させると、熱レンズ２３ａは凹レンズのような屈折率変化を比較的大きく生じさせるので、信号光Ｓ３は制御光Ｃ２とともにビーム太さがより広げられて出射される。このときのコリメートレンズ１４ｂから出射される信号光の強度分布は例えばＭ３のようになり、ドーナツ状のビーム形状となる。
【００４４】
したがって、熱レンズ２３ａ，２３ｂにおいては、光の強度を変化させることにより、コリメートレンズ１４ｂから出射される信号光の強度分布がＭ１，Ｍ２，Ｍ３のように変化するので、入力光に対する出力光についてのモード次数を変化させることができるということができる。換言すれば、上述の熱レンズ２３ａにより、入力される光について高次モード光に変換しうる第１モード光変換部を構成する。
【００４５】
なお、熱レンズ２３ｂにおいては、マルチモードファイバ１２を通じて、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）中における出力側のビーム形状のマルチモード光が入力されるとともに、それぞれの制御光の光強度に従って、もとの０次モードの信号光に変換することができる。従って、上述の熱レンズ２３ｂは、マルチモードファイバ１２で分散補償がなされた高次モード光について、もとのモード光に変換しうる第２モード光変換部を構成する。
【００４６】
また、モード制御部２５は、熱レンズ２３ａで変換される高次モード光のモード状態を可変制御するとともに、熱レンズ２３ｂにおいてマルチモードファイバ１２からの高次モード光をもとの０次モード光に変換するために、入力信号光とともに供給する制御光強度について可変制御しうるものである。このモード制御部２５は、前述の第１実施形態におけるモード制御部１５と同様の光分岐素子１５ａと、受光素子１５ｂと、をそなえるとともに、制御光光源制御部２５ｃ，制御光光源２５ｄおよび制御光合波素子２５ｅをそなえて構成されている。尚、上述の光分岐素子１５ａおよび受光素子１５ｂにより、熱レンズ２３ｂから出力された光についてモニタするモニタ部を構成する。
【００４７】
制御光光源２５ｄは、後述の制御光光源制御部２５ｃによる制御に基づく光強度で、信号光で使用する波長以外の波長帯（例えば６３０ｎｍ帯）の制御光を出力しうるものであって、制御光光源２５ｄで出力された制御光は、シングルモードファイバ１１ａの入力側前段に設けられている制御光合波素子２５ｅに出力され、この制御光合波素子２５ｅで、入力信号光と合波されるようになっている。
【００４８】
制御光光源制御部２５ｃは、受光素子１５ｂにおけるモニタ結果に基づいて、熱レンズ２３ａ，２３ｂに対して供給すべき制御光強度を設定制御すべく、制御光光源２５ｄを制御するものである。
具体的には、制御光光源制御部２５ｃは、受光素子１５ｂからの電気信号をもとに、出力光の分散量についてモニタし、モニタ結果に応じて制御光光源２５ｄにおける制御光強度を決定する。即ち、決定された制御光強度で制御光を熱レンズ２３ａ，２３ｂに供給することにより、熱レンズ２３ａで出力されるマルチモード光のモード状態を設定する。これにより、波長分散の補償度をモニタした結果に基づいて、高次モードへの変換効率を可変し、分散補償量を可変させる。
【００４９】
換言すれば、モード制御部２５では、前述の図１におけるアキシコンレンズ１３ａと同様に、マルチモードファイバ１２で最適な分散補償が実現するように、即ち出力光の波長分散が最小となるように制御しているのである。
なお、制御光合波素子２５ｅで合波された制御光については、熱レンズ２３ａに供給されるとともに、熱レンズ２３ｂにも供給されるようになっている。即ち、この制御光を受けた熱レンズ２３ｂにおいては、その制御光強度に従って、マルチモードファイバ１２からの分散補償後のマルチモード光をコリメートレンズ１４ｃを通じて入力されて、このマルチモード光についてもとの０次モード光に変換して出力するようになっている。これにより、熱レンズ２３ａで変換されたマルチモード光について容易に０次モード光に戻すことができるのである。
【００５０】
なお、シングルモードファイバ１１ｂから出力される光のうちで、制御光成分等の信号光成分以外の成分については、適宜光フィルタ等を用いて除去することができる。
上述の構成により、本発明の第２実施形態にかかる分散補償器２０においても、第１実施形態にかかる分散補償器１０と同様、マルチモードファイバ１２の高次モードでの分散スロープが大きいことに着目する。分散補償器２０においては、熱レンズ２３ａで高次モードを誘起させて、マルチモードファイバ１２を通過させて分散補償を行なう。このとき、モード制御部２５による制御光強度の制御により、高次モードへの変換効率を可変し、分散補償量を可変させる。
【００５１】
このように、本発明の第２実施形態にかかる分散補償器２０によれば、モード制御部２５により、熱レンズ２３ａ，２３ｂの屈折率制御を行なって、高次モードへの変換効率を可変し、マルチモードファイバ１２での分散補償量を可変するという簡素な構成により、分散補償量を可変させることができる利点がある。
〔Ｂ２〕第２実施形態の変形例の説明
図７は本発明の第２実施形態の変形例にかかる分散補償器２０Ａを示す図である。この図７に示す分散補償器２０Ａは、前述の図５に示す熱レンズを用いた分散補償器２０についての、図４に示す分散補償器１０Ａに倣った反射型構成をそなえている。
【００５２】
すなわち、マルチモードファイバ１２Ａの一端部に全反射ミラー１７を形成することにより、入射光路とは反対方向の反射光路を通じて波長分散が補償された出力光を出力するようになっている点が異なっている。このため、この図７に示す分散補償器２０Ａは、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）１１をそなえるとともに、全反射ミラー１７が一端部に形成されたマルチモードファイバ（ＭＭＦ）１２Ａ，可逆部材として構成された熱レンズ２３，コリメートレンズ１４ｅ，１４ｆ，光サーキュレータ１６およびモード制御部２８をそなえて構成されている。尚、図７中において、図４と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５３】
ここで、熱レンズ２３は、図５に示す分散補償器２０における熱レンズ２３ａ，２３ｂとしての機能を併せ持つ。即ち、後述するモード制御部２８からの制御光に基づいて、コリメートレンズ１４ｅからの０次モード光の入力光についてはマルチモード光に変換しコリメートレンズ１４ｆを通じてマルモードファイバ１２Ａに出力する一方、コリメートレンズ１４ｆからのマルチモード光についてはもとの０次モード光に変換しコリメートレンズ１４ｅを通じてシングルモードファイバ１１に出力するようになっている。
【００５４】
モード制御部２８は、前述の図５に示すもの（符号２５参照）とほぼ同様の機能をそなえており、光サーキュレータ１６から出力される信号光の一部をモニタ用に分岐する光分岐素子１５ａとともに、受光素子１５ｂ，制御光光源制御部２５ｃおよび制御光光源２５ｄをそなえ、かつ、光サーキュレータ１６とシングルモードファイバ１１との間に介装された制御光合波素子２５ｅをそなえて構成されている。尚、図７中において、図５と同一の符号は、ほぼ同様の部分を示している。
【００５５】
なお、光サーキュレータ１６から出力される光のうちで、制御光成分等の信号光成分以外の成分については、適宜光フィルタ等を用いて除去することができる。
上述の構成により、図７に示す分散補償器２０Ａでは、光サーキュレータ１６からの入力光としての０次モード光については、シングルモードファイバ１１およびコリメートレンズ１４ｅを通じて熱レンズ２３でマルチモード光に変換されて、コリメートレンズ１４ｆを通じてマルチモードファイバ１２Ａに入射される。このとき、モード制御部２８では、光サーキュレータ１６からの出力光から波長分散の補償度合いをモニタし、最適に波長分散を補償できるように調整された強度の制御光を熱レンズ２３に供給する。
【００５６】
マルチモードファイバ１２Ａは、コリメートレンズ１４ｆから入射されたマルチモード光について、当該マルチモード光の入射側とは反対側の一端部に形成された全反射ミラー１７で反射して、入射光路とは逆方向の反射光路を辿ってコリメートレンズ１４ｆに出射される。このとき、熱レンズ２３で変換されたマルチモード光のモード状態によって定まる分散スロープ特性で分散補償がなされている。
【００５７】
そして、全反射ミラー１７で反射してマルチモードファイバ１２Ａから出射された（波長分散が補償された）マルチモード光は、コリメートレンズ１４ｆを通じて熱レンズ２３に入射される。熱レンズ２３は、可逆部材として構成されているので、波長分散が補償されたマルチモード光を０次モード光に変換して出射することができる。熱レンズ２３から出射された分散補償後の０次モード光は、コリメートレンズ１４ｅ，シングルモードファイバ１１および光サーキュレータ１６を通じて出力光として出力される。
【００５８】
このように、本発明の第２実施形態の変形例にかかる分散補償器２０Ａによれば、前述の第１実施形態の場合と同様の利点があるほか、全反射ミラー１７をマルチモードファイバ１２Ａの一端部に形成することで、第２実施形態における分散補償器２０（図５参照）に比して、コリメートレンズや熱レンズ等の部品点数を削減し、光路として確保すべきスペースを大幅に削減し、分散補償器としてのパッケージのコンパクト化を測ることができる利点もある。
【００５９】
〔Ｃ〕その他
上述した実施形態による態様のほか、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して本発明について実施することは可能である。
また、上述した各実施形態により、本発明のデバイスを製造することは可能である。
〔Ｄ〕付記
（付記１）  入力される光について高次モード光に変換しうる第１モード光変換部と、
該第１モード光変換部から出力される高次モード光に対して、当該高次モード光のモード状態に応じた分散補償を行ないうる分散補償部と、
該分散補償部で上記分散補償がなされた高次モード光について、もとのモード光に変換しうる第２モード光変換部と、
該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変制御しうるとともに、該第２モード光変換部において該分散補償部からの高次モード光をもとのモード光に変換するための制御を行ないうるモード制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、分散補償器。
【００６０】
（付記２）  該モード制御部が、該第２モード光変換部から出力される光の分散量に応じて、該第１モード光変換部で変換される高次モード光のモード状態を可変しうるように制御すべく構成されたことを特徴とする、付記１記載の分散補償器。
（付記３）  該第１モード光変換部が、入力側シングルモードファイバから出力される基本モード光について高次モード光に変換可能に構成されるとともに、
該第２モード光変換部が、該分散補償部で上記分散補償がなされた高次モード光について、基本モード光に変換して、出力側シングルモードファイバへ出力可能に構成されたことを特徴とする、付記１又は２記載の分散補償器。
【００６１】
（付記４）  上記入力側シングルモードファイバと該第１モード光変換部との間に介装された第１コリメートレンズと、
該第１モード光変換部と該分散補償部との間に介装された第２コリメートレンズと、
該分散補償部と該第２モード光変換部との間に介装された第３コリメートレンズと、
該第２モード光変換部と上記出力側シングルモードファイバとの間に介装された第４コリメートレンズと、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記３記載の分散補償器。
【００６２】
（付記５）  上記の第１および第２モード光変換部が、それぞれ該分散補償部に対する相対距離によって、入力光に対する出力光のモード状態を可変しうるアキシコンレンズにより構成されるとともに、
該モード制御部が、
該第１モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第１相対距離可変部と、
該第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を可変設定しうる第２相対距離可変部と、
該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、
該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としてのアキシコンレンズの、該分散補償部に対する相対距離を設定制御すべく、上記の第１および第２相対距離可変部を制御する相対距離設定制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項記載の分散補償器。
【００６３】
（付記６）  上記の第１および第２モード光変換部が、それぞれ入力信号光とともに入力される制御光の強度により、上記入力信号光に対する出力信号光についてのモード状態を可変しうる熱レンズにより構成されるとともに、
該モード制御部が、
上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズについてのモード状態を可変させるための制御光を発光する制御光光源と、
該第２モード光変換部から出力された光についてモニタするモニタ部と、
該モニタ部におけるモニタ結果に基づいて、上記の第１および第２モード光変換部としての熱レンズの屈折率変化を設定制御すべく、該制御光光源を制御する制御光光源制御部と、
をそなえて構成されたことを特徴とする、付記１〜４のいずれか１項記載の分散補償器。
【００６４】
（付記７）  該分散補償部が、マルチモードファイバにより構成されたことを特徴とする、付記１〜６のいずれか１項記載の分散補償器。
（付記８）  該マルチモードファイバが、該第１モード光変換部からの上記高次モード光を一端部から入力されるとともに、上記一端部とは反対側の他端部から上記分散補償が行なわれた光を出力すべく構成され、
かつ、該第１モード光変換部，該マルチモードファイバおよび該第２モード光変換部が、上記の順序で一方向に配置されていることを特徴とする、付記７記載の分散補償器。
【００６５】
（付記９）  該マルチモードファイバが、該第１モード光変換部からの上記高次モード光が入力される一端部とは反対側の他端部には、当該マルチモードファイバを伝搬する光を反射する反射部材が形成されて、上記高次モード光が入力される一端部から、上記分散補償が行なわれた光を出力すべく構成され、
かつ、上記の第１および第２モード光変換部が、可逆部材として共用されたことを特徴とする、付記７記載の分散補償器。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる分散補償器を示す図である。
【図２】第１実施形態におけるアキシコンレンズによる作用を説明するための図である。
【図３】第１実施形態におけるマルチモードファイバによるモード状態に応じた分散スロープ特性について示す図である。
【図４】第１実施形態の変形例にかかる分散補償器を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる分散補償器を示す図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）はいずれも、第２実施形態における熱レンズによる作用を説明するための図である。
【図７】第２実施形態の変形例にかかる分散補償器を示す図である。
【図８】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
１０，１０Ａ，２０，２０Ａ，１００    分散補償器
１１，１１ａ，１１ｂ，１０１    シングルモードファイバ
１２，１２Ａ，１０４    マルチモードファイバ（分散補償部）
１３，１３ａ，１３ｂ    アキシコンレンズ（第１，第２モード光変換部）
１３−１    平面部
１３−２    円錐状面部
１４ａ〜１４ｆ    コリメートレンズ（第１〜第４コリメートレンズ）
２３，２３ａ，２３ｂ    熱レンズ（第１，第２モード光変換部）
１５，１８，２５，２８    モード制御部
１５ａ    光分岐素子（モニタ部）
１５ｂ    受光素子（モニタ部）
１５ｃ，１５ｄ，１８ｃ    ピエゾ素子（第１，第２相対距離可変部）
１５ｅ，１８ｄ    相対距離設定制御部
１６    光サーキュレータ
１７    全反射ミラー
１９−１    入力ポート
１９−２    出力ポート
１０２    円筒部材
１０２ａ    全反射部材
１０３    レンズ
【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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