(57)【要約】【課題】  小型化された分散補償器で、かつ低出力励起光でも高増幅率が得られる分散補償器を提供することである。【解決手段】  入力端１０から入力された信号光は、波長選択性光カプラ４０で励起光と結合されＤＣＦ１００に入射する。信号光は、ＤＣＦ１００の伝搬過程で励起光により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、反射部３０で反射されて進行方向を変えられ、励起光は反射部３０で吸収される。さらに、信号光は、ＤＣＦ１００へ再入射してＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。信号光は、ＤＣＦ１００の伝搬過程で励起光により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。さらに、信号光は、波長選択性光カプラ４０を通過し、光サーキュレータ５０を介して出力端２０から出力される。【選択図】        図１
2006064852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
信号光が入力される入力部と、
光戻部と、
前記入力部から受けた信号光を励起光によって増幅し、その増幅した信号光に所定の波長分散を与えて前記光戻部へ放射するとともに、前記光戻部によって戻された信号光を前記励起光によって増幅し、その増幅した信号光に前記所定の波長分散を与えて前記入力部へ放射する分散補償ファイバとを備える、分散補償器。
【請求項２】
前記励起光を前記分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段をさらに備え、
前記光戻部は、前記分散補償ファイバから放射される前記信号光および前記励起光を含む光の中から前記信号光のみを反射する反射部からなる、請求項１に記載の分散補償器。
【請求項３】
前記光戻部は、
前記分散補償ファイバから放射された信号光のみを反射する反射部と、
前記励起光を前記分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段とを含み、
前記入力部は、前記分散補償ファイバから放射される前記信号光および前記励起光を含む光の中から前記信号光を抽出する信号光抽出手段を含む、請求項１に記載の分散補償器。
【請求項４】
前記励起光を前記分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段をさらに備え、
前記光戻部は、前記分散補償ファイバから放射される前記信号光および前記励起光を含む光の中から抽出した前記信号光を循環させて前記分散補償ファイバへ放射するループ型の光フィルタからなる、請求項１に記載の分散補償器。
【請求項５】
前記光戻部は、１または２以上のファイバブラッググレーティングからなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散補償器。
【請求項６】
前記光戻部は、チャープ型ファイバブラッググレーティングからなる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の分散補償器。
【請求項７】
前記光戻部は、外部からの指令に応じて前記チャープ型ファイバブラッググレーティングを伸縮させることにより、伸縮量に応じた波長分散を反射する信号光に与える可変分散補償手段を含む、請求項６に記載の分散補償器。
【請求項８】
前記分散補償ファイバは、ラマン増幅媒質または希土類添加増幅媒質からなる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の分散補償器。
【請求項９】
前記分散補償ファイバは、フォトニック結晶構造をもつ、請求項１〜８のいずれか１項に記載の分散補償器。
【請求項１０】
前記入力部は、前記分散補償ファイバから放射される前記信号光を前記信号光の入力経路とは異なる経路で出力する信号光出力手段を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光伝送技術における分散補償器に関し、特に光直接増幅が可能な分散補償器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の情報通信技術の急速な発展に伴い、同一の光ファイバ内を異なる波長をもつ複数の信号光で多重化して伝送量を増大させる波長多重伝送（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing；以下、ＷＤＭと称す）システムが実現されている。
【０００３】
ＷＤＭシステムでは、主としてＣバンドと呼ばれる１５５０ｎｍ帯の波長をもつ信号光が用いられる。石英ガラス系光ファイバにおいて１５５０ｎｍ帯での光損失が最小であること、および１５５０ｎｍ帯の信号光を光直接増幅できることから、複雑かつ高価な中継器を用いずに長距離伝送を実現できるためである。
【０００４】
一方、ＷＤＭシステムの伝送路に用いられる光ファイバには、経済的観点から、膨大に敷設されている既存の光ファイバを流用することが多い。しかし、これら既設の光ファイバの多くは、１３００ｎｍ帯を零分散とするシングルモードファイバ（ＳＭＦ：Single Mode Fiber；以下、ＳＭＦと称す）である。そのため、零分散となる１３００ｎｍ帯から離れた１５５０ｎｍ帯の信号光には大きな波長分散が生じる。
【０００５】
すなわち、１５５０ｎｍ帯の信号光では波長毎に伝搬速度が異なる。また、伝送距離が長くなるほど、波長間の伝搬時間差は拡大する。
【０００６】
ところで、デジタル変調される信号光の時間波形はパルス状であるため、信号光のスペクトルは広がりをもつ。すなわち、信号光は、複数の波長成分を含むことになる。
【０００７】
したがって、信号光に含まれる各波長間に伝搬時間差が生じると、信号光の時間波形はひずみを生じる。特に、伝送距離が長くなるほど各波長間の伝搬時間差が拡大するため、時間波形のひずみが大きくなり、最終的には伝送誤りとなる。
【０００８】
さらに、伝送速度、いわゆるビットレートを増大させるために信号光のパルス幅を短くすると、信号光のスペクトルはさらに広がり、信号光に含まれる波長成分の帯域幅は増加する。そのため、波長間の伝搬時間差がさらに拡大し、信号光の時間波形はより大きなひずみを生じる。
【０００９】
上述のように、ＳＭＦにおける波長分散は、長距離伝送および高速伝送の面で大きな問題となる。
【００１０】
そこで、ＳＭＦの波長分散と反対の符号の波長分散をもつ光ファイバを伝送路に挿入し、信号光に生じた波長分散を相殺する分散補償器が実現されている。この光ファイバは、分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Dispersion Compensation Fiber；以下、ＤＣＦと称す）と呼ばれる。
【００１１】
図１２は、基本的なＷＤＭシステムの概略構成図である。
【００１２】
図１２を参照して、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎの各信号光は、送信元の合波器４で結合され、ＳＭＦからなる伝送路６を伝搬する。伝送路６の一定区間毎にＤＣＦからなる分散補償器２が設けられる。分散補償器２は、信号光に所定の波長分散を与え、ＳＭＦを伝搬する過程で蓄積された波長分散を相殺する。その後、結合された信号光は、受信先の分波器８で各信号光に分離される。
【００１３】
図１３は、ＳＭＦおよびＤＣＦにおける波長と波長分散との関係を示す図である。
【００１４】
図１３を参照して、ＤＣＦは、信号光の波長帯である１５５０ｎｍ帯において、ＳＭＦの波長分散と符号が反対で、絶対値がほぼ等しい波長分散をもつ。よって、ＳＭＦとＤＣＦとを合成した波長分散は、１５５０ｎｍ帯においてほぼ零となる。
【００１５】
よって、信号光が伝送路を伝搬する過程で蓄積された波長間の伝搬時間差は、ＤＣＦで解消され、信号光の時間波形のひずみは小さくなる。
【００１６】
なお、図１３では、単位長あたりの波長分散の絶対値がＳＭＦとＤＣＦでほぼ等しい場合を示しており、この場合にはＳＭＦの長さとほぼ等しい長さのＤＣＦが必要である。したがって、単位長あたりの波長分散の絶対値がより大きなＤＣＦを用いる場合には、ＤＣＦの長さをＳＭＦの長さより短くできる。
【００１７】
しかし、一方では、ＤＣＦを伝送路に挿入すると光損失が増大するため、信号光が減衰し長距離伝送できないという問題が生じる。
【００１８】
そこで、励起光を信号光とともにＤＣＦへ入射させて、信号光を励起光により増幅する光直接増幅が考案されている。ＤＣＦにおいて信号光を光直接増幅することにより、ＤＣＦによる光損失を補償し、信号光を長距離伝送できる。
【００１９】
特許文献１には、励起光を信号光の伝搬するＤＣＦへ入射させて、ラマン増幅により信号光を光直接増幅する分散補償器が示されている。
【００２０】
図１４は、特許文献１に示されている従来の分散補償器の概略構成図である。
【００２１】
図１４を参照して、従来の分散補償器は、ＤＣＦ１００と、励起光源２００と、光カプラ１６０と、光アイソレータ１５０とからなる。
【００２２】
ＤＣＦ１００は、光直接増幅が可能な媒質からなる分散補償ファイバである。
【００２３】
励起光源２００は、ＤＣＦ１００で信号光を光直接増幅するための励起光を発生させる。
【００２４】
光カプラ１６０は、ＤＣＦ１００に対して励起光を入射させるための光結合器である。
【００２５】
光アイソレータ１５０は、入力された光を一方にのみ通過させる光部品である。
【００２６】
入力端１０から入力された信号光は、光アイソレータ１５０を通過して、ＤＣＦ１００に入射する。一方、励起光は、光カプラ１６０を介してＤＣＦ１００に入射する。信号光および励起光がＤＣＦ１００を伝搬する過程において、信号光は励起光により増幅される。さらに、増幅された信号光は、所定の波長分散が与えられる。その後、ＤＣＦ１００から放射された信号光は、光カプラ１６０を通過して出力端２０から放射される。また、ＤＣＦ１００から放射された励起光は、光アイソレータ１５０により入力端１０への進行を阻止される。
【００２７】
さらに、特許文献２および３には、複数の増幅部からなる分散補償器も示されている。
【００２８】
特許文献２には、分散補償および信号光の増幅を行う第１ラマン増幅部と、信号光の増幅を行う第２ラマン増幅部とからなり、高増幅率を得られかつ分散補償を柔軟に行える分散補償器が示されている。
【００２９】
特許文献３には、第１のＤＣＦおよび第１の励起光源並びに第２のＤＣＦおよび第２の励起光源からなり、分散補償特性および増幅特性を任意に設定できる分散補償器が示されている。
【特許文献１】特開平１１−１７４５０４号公報
【特許文献２】特開２００３−１４３０８１号公報
【特許文献３】特開２００３−２８９２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３０】
上述のような分散補償器では、ＳＭＦの波長分散を相殺するために、少なくとも伝送路の約２０％に相当する長さのＤＣＦが必要である。一例として、ＳＭＦからなる伝送路において５０ｋｍ毎に分散補償を行うためには、それぞれ１０ｋｍのＤＣＦが必要となる。そのため、分散補償器は大きくならざるを得ず、設置場所が制限されるといった問題があった。
【００３１】
また、信号光を高増幅率で増幅させるために高出力の励起光を用いると、励起光の伝送路への流出や励起光による破損を防止するため、高耐力な光部品を採用する必要がある。そのため、分散補償器が高価になるといった問題があった。
【００３２】
一方、低出力の励起光を用いると、励起光はＤＣＦを伝搬する過程で減衰するため、増幅率が低下して信号光を十分に増幅できないといった問題があった。
【００３３】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、小型化された分散補償器で、かつ低出力励起光でも高増幅率が得られる分散補償器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３４】
この発明によれば、信号光が入力される入力部と、光戻部と、入力部から受けた信号光を励起光によって増幅し、その増幅した信号光に所定の波長分散を与えて反射部へ放射するとともに、光戻部によって戻された信号光を励起光によって増幅し、その増幅した信号光に所定の波長分散を与えて入力部へ放射する分散補償ファイバとを備える分散補償器である。
【００３５】
好ましくは、励起光を分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段をさらに備え、光戻部は、分散補償ファイバから放射される信号光および励起光を含む光の中から信号光のみを反射する反射部からなる。
【００３６】
好ましくは、光戻部は、分散補償ファイバから放射された信号光のみを反射する反射部と、励起光を分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段とを含み、入力部は、分散補償ファイバから放射される信号光および励起光を含む光の中から信号光を抽出する信号光抽出手段を含む。
【００３７】
好ましくは、励起光を分散補償ファイバへ放射する励起光放射手段をさらに備え、光戻部は、分散補償ファイバから放射される信号光および励起光を含む光の中から抽出した信号光を循環させて分散補償ファイバへ放射するループ型の光フィルタからなる。
【００３８】
好ましくは、光戻部は、１または２以上のファイバブラッググレーティングからなる。
【００３９】
好ましくは、チャープ型ファイバブラッググレーティングからなる。
【００４０】
好ましくは、光戻部は、外部からの指令に応じてチャープ型ファイバブラッググレーティングを伸縮させることにより、伸縮量に応じた波長分散を反射する信号光に与える可変分散補償手段を含む。
【００４１】
好ましくは、分散補償ファイバは、ラマン増幅媒質または希土類添加増幅媒質からなる。
【００４２】
好ましくは、分散補償ファイバは、フォトニック結晶構造をもつ。
【００４３】
好ましくは、入力部は、分散補償ファイバから放射される信号光を信号光の入力経路とは異なる経路で出力する信号光出力手段を含む。
【発明の効果】
【００４４】
この発明によれば、分散補償器に入力された信号光は、分散補償ファイバを伝搬した後に光戻部で進行方向を変えられて再度分散補償ファイバに入射する。そのため、信号光は分散補償ファイバを往復することになり、信号光が分散補償ファイバを伝搬する距離は分散補償ファイバの長さの２倍となる。また、信号光は伝搬方向と無関係に伝搬距離に応じた励起光との相互作用によって増幅されるため、信号光が励起光と相互作用を生じる距離は分散補償ファイバの長さの２倍となる。よって、信号光が分散補償ファイバを一方向にのみ伝搬する場合に比較して、同一の波長分散および同一の増幅作用を生じさせる分散補償ファイバの長さは半分で済み、分散補償器を小型化できる。
【００４５】
また、この発明によれば、分散補償ファイバの長さを半分にできるため、励起光の分散補償ファイバでの減衰量も半分となる。よって、励起光の減衰による増幅率の低下が生じにくく、もとの長さの分散補償ファイバからなる分散補償器の場合と比較して、励起光の出力を低下させても増幅率を維持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については、同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４７】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従う分散補償器の概略構成図である。
【００４８】
図１を参照して、実施の形態１に従う分散補償器は、入力端１０と、光サーキュレータ５０と、ＤＣＦ１００と、励起光源２００と、波長選択性光カプラ４０と、反射部３０と、出力端２０とからなる。
【００４９】
入力端１０は、信号光が伝搬する伝送路の送信側と接続され、伝送路を伝搬する信号光を受ける。そして、入力端１０は、その受けた信号光を光サーキュレータ５０へ導く。
【００５０】
光サーキュレータ５０は、３つのポートを備え、各ポートは、入力端１０、波長選択性光カプラ４０および出力端２０とそれぞれ接続される。また、光サーキュレータ５０は、１つのポートに入射された光を、入射されたポートと時計回りで次に位置するポートから放射する。つまり、光サーキュレータ５０は、入力端１０に入力された光を波長選択性光カプラ４０へ放射し、波長選択性光カプラ４０から放射された光を出力端２０へ放射する。
【００５１】
ＤＣＦ１００は、信号光が伝搬する伝送路における波長分散と符号が反対の波長分散をもつ。また、ＤＣＦ１００は、光学非線形係数が高く、ラマン増幅を生じるラマン増幅媒質からなる。さらに、信号光に与えるべき波長分散の約１／２の波長分散をもつようにＤＣＦ１００の長さを選定する。
【００５２】
ラマン増幅とは、光ファイバに励起光を入射させると、ラマン散乱による誘導放出でストークス光が生じ、励起光波長λｐより約１００ｎｍ長い波長帯の信号光が増幅される現象である。なお、ラマン散乱とは、励起光の光子が光ファイバの石英ガラスの分子振動に対応する光学フォノンを励起し、そのエネルギー分だけ波長のシフトした光として散乱される３次の非線形現象である。
【００５３】
したがって、ＤＣＦ１００は、高い光学非線形係数を有することが望ましい。光学非線形係数が高いラマン増幅媒質ほどラマン増幅率が向上するからである。
【００５４】
励起光源２００は、ラマン増幅により信号光を増幅させるための励起光を発生する。上述のように、信号光を増幅させるには、励起光波長λｐを信号光波長λｓより約１００ｎｍ短くする必要があり、信号光波長λｓに応じて励起光波長λｐを決定する。
【００５５】
波長選択性光カプラ４０は、３つのポートを備え、光サーキュレータ５０、励起光源２００およびＤＣＦ１００とそれぞれ接続される。また、波長選択性光カプラ４０は、各ポートに入射された光を波長に応じて合波および分波する。つまり、波長選択性光カプラ４０は、光サーキュレータ５０から放射された信号光と、励起光源２００から放射された励起光とを結合してＤＣＦ１００へ放射する。一方、波長選択性光カプラ４０は、ＤＣＦ１００から放射された信号光を光サーキュレータ５０へ放射し、励起光源２００へ放射しない。
【００５６】
反射部３０は、ＤＣＦ１００と接続される。そして、反射部３０は、ＤＣＦ１００から放射された信号光および励起光を含む光の中から信号光波長λｓの信号光を選択的に反射し、それ以外の光を吸収する。
【００５７】
出力端２０は、信号光が伝搬する伝送路の受信側と接続され、信号光は出力端２０から伝送路へ出力される。
【００５８】
実施の形態１においては、入力端１０は「入力部」を構成し、反射部３０は「光戻部」を構成し、励起光源２００および波長選択性光カプラ４０は「励起光放射手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【００５９】
実施の形態１では、簡単化のため、１つの信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。一例として、信号光波長λｓを１５５０ｎｍとし、信号光波長λｓに対応させて、励起光波長λｐを１４６０ｎｍとする。
【００６０】
入力端１０から入力された信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、波長選択性光カプラ４０に入射する。信号光は、波長選択性光カプラ４０で励起光と結合されて、ＤＣＦ１００に入射する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で同方向に伝搬する励起光との相互作用により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、励起光とともにＤＣＦ１００から放射されて、反射部３０に入射する。信号光は、反射部３０で反射されて進行方向を変えられる。一方、励起光は、反射部３０で吸収される。さらに、進行方向を変えられた信号光は、ＤＣＦ１００に再入射し、ＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で、入射方向に伝搬する励起光との相互作用により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、ＤＣＦ１００から放射されて、波長選択性光カプラ４０に入射する。信号光は、波長選択性光カプラ４０を通過して、光サーキュレータ５０へ入射する。信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、出力端２０から出力される。
【００６１】
なお、ＤＣＦ１００を入射方向に伝搬する信号光と、反射部３０で進行方向を変えられてＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する信号光とは、エネルギー的に干渉して弱め合うことはない。
【００６２】
信号光を電磁波としてとらえると、横波であるため、信号光の伝搬方向と直交する方向に電界および磁界が生じる。また、電界および磁界の生じる方向も直交する。そのため、伝搬方向と直交するベクトル平面上では、重ね合わせの理により２つの信号光の電界および磁界を合成した電界および磁界が生じる。しかし、２つの信号光の電界および磁界は伝搬方向のベクトル量も備えており、このベクトル量は２つの信号光において全く反対の向きをもつ。そのため、２つの信号光は、エネルギー的に独立の関係となる。
【００６３】
同様の現象は、水面上に生じる波においても観測することができる。水面上に生じる波は、伝搬方向と直交する方向に変位、すなわち波の高さを生じるため、信号光と同様に横波である。このような波を水面上の２つの点から生じさせると、２つの波はぶつかり合っても妨げ合うことなく互いに通り抜けることができる。
【００６４】
上述のように、伝搬方向が異なる２つの信号光はエネルギー的な干渉を生じない。そのため、実施の形態１においては、入射方向にＤＣＦ１００を伝搬した信号光を反射部３０により反射させて、入射方向と逆方向にＤＣＦ１００を伝搬させる、つまりＤＣＦ１００を往復伝搬させることができる。よって、信号光は、ＤＣＦ１００を往復する過程でラマン増幅が行われるとともに、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。
【００６５】
また、励起光源２００で発生された励起光は、ＤＣＦ１００を伝搬した後、反射部３０で吸収されるため伝送路に流出しない。
【００６６】
実施の形態１によれば、ＤＣＦ１００に入射された信号光は、ＤＣＦ１００を往復するため、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。よって、ＤＣＦ１００を一方向にのみ伝搬する場合に比較して、同一の波長分散を与えるためのＤＣＦ１００の長さは半分で済み、分散補償器の小型化を実現できる。
【００６７】
また、実施の形態１によれば、ＤＣＦ１００に入射された信号光は、ＤＣＦ１００を入射方向に伝搬する過程および逆方向に伝搬する過程のいずれにおいても励起光により増幅される。一方、ＤＣＦ１００の長さを半分にできることから、励起光がＤＣＦ１００を伝搬する過程における減衰量は減少する。したがって、ＤＣＦ１００を一方向にのみ伝搬する場合に比較して、同一出力の励起光に対する信号光の増幅率は増加するため、同一の増幅率を得るために必要な励起光の出力を小さくできる。
【００６８】
［実施の形態２］
上述の実施の形態１における分散補償器は、励起光が入力部側からＤＣＦへ入射する構成をとる。
【００６９】
一方、実施の形態２においては、励起光が光戻部側からＤＣＦへ入射する構成をとる分散補償器について説明する。
【００７０】
なお、実施の形態２では、実施の形態１と同様に、１つの信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。また、一例として、信号光波長λｓを１５５０ｎｍとし、励起光波長λｐを１４６０ｎｍとする。
【００７１】
図２は、この発明の実施の形態２に従う分散補償器の概略構成図である。
【００７２】
図２を参照して、実施の形態２に従う分散補償器は、入力端１０と、光サーキュレータ５０と、ＤＣＦ１００と、励起光源２００と、光フィルタ７０と、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Gratings；以下、ＦＢＧと称す）８０と、出力端２０とからなる。
【００７３】
入力端１０と、光サーキュレータ５０と、ＤＣＦ１００と、励起光源２００と、出力端２０とについては、上述の実施の形態１と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【００７４】
光フィルタ７０は、２つのポートを備え、各ポートは、光サーキュレータ５０およびＤＣＦ１００とそれぞれ接続される。また、光フィルタ７０は、一方のポートに入射された光の中から信号光波長λｓの信号光を抽出して他方のポートから放射し、それ以外の光を吸収する。
【００７５】
ＦＢＧ８０は、ＤＣＦ１００および励起光源２００とそれぞれ接続される。また、ＦＢＧ８０は、軸方向に周期的な屈折率変化が形成された光ファイバで構成され、特定の波長帯域の波長をもつ光を反射し、それ以外の波長をもつ光を通過させる。ＦＢＧ８０の反射特性は、屈折率変化の大きさ、屈折率変化の周期および光ファイバの長さに応じて決定される。
【００７６】
図３は、ＦＢＧ８０において反射される光の波長と光強度との関係を示す図である。
【００７７】
図３を参照して、ＦＢＧ８０は、信号光波長λｓである１５５０ｎｍを中心とする波長帯域の波長をもつ光を反射する。
【００７８】
励起光源２００は、ＦＢＧ８０と接続される。励起光波長λｐは、ＦＢＧ８０で反射される波長帯域から十分離れているので、励起光は、ＦＢＧ８０を通過してＤＣＦ１００に入射する。
【００７９】
実施の形態２においては、入力端１０は「入力部」を構成し、ＦＢＧ８０は「光戻部」を構成し、励起光源２００は「励起光放射手段」を構成し、光フィルタ７０は「信号光抽出手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【００８０】
入力端１０から入力された信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、光フィルタ７０に入射する。信号光は、光フィルタ７０を通過して、ＤＣＦ１００に入射する。一方、励起光は、ＦＢＧ８０を通過してＤＣＦ１００に入射する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で入射方向と逆方向に伝搬する励起光との相互作用により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、ＤＣＦ１００から放射されて、ＦＢＧ８０に入射する。信号光は、ＦＢＧ８０で反射されて進行方向を変えられる。さらに、進行方向を変えられた信号光は、ＤＣＦ１００に再入射し、ＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で、同方向に伝搬する励起光との相互作用により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、励起光とともにＤＣＦ１００から放射されて、光フィルタ７０に入射する。信号光は、光フィルタ７０を通過して、光サーキュレータ５０に入射する。一方、励起光は、光フィルタ７０で吸収される。信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、出力端２０から出力される。
【００８１】
上述の実施の形態１と同様に、伝搬方向が異なる２つの信号光はエネルギー的な干渉を生じない。そのため、実施の形態２においては、入射方向にＤＣＦ１００を伝搬した信号光をＦＢＧ８０により反射させて、入射方向と逆方向にＤＣＦ１００を伝搬させる、つまりＤＣＦ１００を往復伝搬させることができる。よって、信号光は、ＤＣＦ１００を往復する過程でラマン増幅が行われるとともに、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。
【００８２】
また、励起光源２００で発生された励起光は、ＤＣＦ１００を伝搬した後、光フィルタ７０で吸収されるため、伝送路に流出しない。
【００８３】
実施の形態２によれば、実施の形態１における効果に加えて、一直線上に各構成要素を接続できるため、光カプラなどで複数の光ファイバを結合させる必要がない。よって、構成がシンプルとなり、コストを抑制した分散補償器を実現できる。
【００８４】
［実施の形態３］
上述の実施の形態１における光戻部は、反射部で構成される。
【００８５】
一方、実施の形態３においては、光戻部がループ型の光フィルタで構成される場合について説明する。
【００８６】
なお、実施の形態３では、実施の形態１と同様に、１つの信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。また、一例として、信号光波長λｓを１５５０ｎｍとし、励起光波長λｐを１４６０ｎｍとする。
【００８７】
図４は、この発明の実施の形態３に従う分散補償器の概略構成図である。
【００８８】
図４を参照して、実施の形態３に従う分散補償器は、図１に示す実施の形態１に従う分散補償器の反射部３０を光サーキュレータ５２および光フィルタ７０に変更したものである。
【００８９】
光サーキュレータ５２は、３つのポートを備え、各ポートは、ＤＣＦ１００、光フィルタ７０の両ポートとそれぞれ接続される。また、光サーキュレータ５２は、ＤＣＦ１００から放射された光を光フィルタ７０へ放射し、光フィルタ７０から放射された光をＤＣＦ１００へ放射する。
【００９０】
光フィルタ７０は、２つのポートを備え、両ポートは、光サーキュレータ５２の異なる２つのポートとそれぞれ接続され光サーキュレータ５２との間でループを構成する。また、光フィルタ７０は、一方のポートに入射された光の中から信号光波長λｓの信号光を抽出して他方のポートから放射し、それ以外の光を吸収する。
【００９１】
実施の形態３においては、入力端１０は「入力部」を構成し、光サーキュレータ５２および光フィルタ７０は「光戻部」を構成し、励起光源２００および波長選択性光カプラ４０は「励起光放射手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【００９２】
入力端１０から入力された信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、波長選択性光カプラ４０に入射する。信号光は、波長選択性光カプラ４０で励起光と結合されて、ＤＣＦ１００に入射する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で同方向に伝搬する励起光との相互作用により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、励起光とともにＤＣＦ１００から放射されて、光サーキュレータ５２に入射する。信号光および励起光は、光サーキュレータ５２で進行方向を変えられ、光フィルタ７０に入射する。信号光は、光フィルタ７０を通過した後、循環して光サーキュレータ５２に入射し、光サーキュレータ５２で進行方向を変えられる。一方、励起光は、光フィルタ７０で吸収される。さらに、進行方向を変えられた信号光は、ＤＣＦ１００に再入射し、ＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で、入射方向に伝搬する励起光との相互作用により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。その後、信号光は、ＤＣＦ１００から放射されて、波長選択性光カプラ４０に入射する。信号光は、波長選択性光カプラ４０を通過して、光サーキュレータ５０へ入射する。信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、出力端２０から出力される。
【００９３】
上述の実施の形態１と同様に、伝搬方向が異なる２つの信号光はエネルギー的な干渉を生じない。そのため、実施の形態３においては、入射方向にＤＣＦ１００を伝搬した信号光を光サーキュレータ５２および光フィルタ７０により循環させて、入射方向と逆方向にＤＣＦ１００を伝搬させる、つまりＤＣＦ１００を往復伝搬させることができる。よって、信号光は、ＤＣＦ１００を往復する過程でラマン増幅が行われるとともに、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。
【００９４】
また、励起光源２００で発生された励起光は、ＤＣＦ１００を伝搬した後、光フィルタ７０で吸収されるため、伝送路に流出しない。
【００９５】
実施の形態３によれば、実施の形態１における効果に加えて、特定の波長をもつ光を選択的に反射する反射部より安価な光フィルタで構成されるため、コストを抑制した分散補償器を実現できる。
【００９６】
また、実施の形態３によれば、異なる特性をもつ複数の光フィルタを挿入することにより、光戻部の波長選択性を柔軟に決定できる。よって、複数の離散的な信号光波長が存在する場合でも、信号光と励起光との結合光の中から信号光を容易に抽出し、その抽出した信号光をＤＣＦへ戻すことができる。
【００９７】
［実施の形態４］
上述の実施の形態１〜３においては、１つの信号光が伝送路を伝搬する場合について説明した。
【００９８】
一方、実施の形態４においては、複数の信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。
【００９９】
図５は、この発明の実施の形態４に従う分散補償器の概略構成図である。
【０１００】
図５を参照して、実施の形態４に従う分散補償器は、図１に示す実施の形態１に従う分散補償器の反射部３０をＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎおよび無反射終端６０に変更したものである。
【０１０１】
ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎは、直列に接続される。なお、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎが接続される順序は問わない。また、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎは、それぞれ信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎを中心とする波長帯域の波長をもつ光を反射し、それ以外の波長をもつ光を通過させる。
【０１０２】
図６は、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎから構成される光戻部において反射される光の波長と光強度との関係を示す図である。
【０１０３】
図６を参照して、実施の形態４における光戻部は、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎをそれぞれ中心とする波長帯域の波長をもつ光を反射する。
【０１０４】
無反射終端６０は、光ファイバの終端を斜め研磨したものであり、入射した光を外部へ放射し、全く反射しない。
【０１０５】
実施の形態４においては、入力端１０は「入力部」を構成し、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎは「光戻部」を構成し、励起光源２００および波長選択性光カプラ４０は「励起光放射手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【０１０６】
信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎは、ビットレートに応じた波長の広がりおよび光直接増幅可能な波長帯域などを考慮して選択する。
【０１０７】
実施の形態４では、一例として、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎは、１５５０ｎｍを中心に１．６ｎｍ間隔で８波長とする。つまり、信号光波長λ１，λ２，・・・，λ８は、それぞれ１５５４．４ｎｍ，１５４６ｎｍ，１５４７．６ｎｍ，１５４９．２ｎｍ，１５５０．８ｎｍ，１５５２．４ｎｍ，１５５４ｎｍ，１５５５．６ｎｍとする。また、励起光波長λｐは、１４６０ｎｍとする。
【０１０８】
入力端１０から入力された各信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、波長選択性光カプラ４０に入射する。各信号光は、波長選択性光カプラ４０で励起光と結合されて、ＤＣＦ１００に入射する。各信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で同方向に伝搬する励起光との相互作用により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、各信号光は、励起光とともにＤＣＦ１００から放射されて、ＦＢＧ８０．１に入射する。信号光波長λ１の信号光は、ＦＢＧ８０．１で反射されて進行方向を変えられる。信号光波長λ１以外の信号光および励起光は、ＦＢＧ８０．２に入射する。信号光波長λ２の信号光は、ＦＢＧ８０．２で反射されて進行方向を変えられる。以後同様にして、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎの信号光は、それぞれＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎで反射されて進行方向を変えられる。一方、励起光は、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎを通過して無反射終端６０へ入射し、反射されない。さらに、進行方向を変えられた各信号光は、ＤＣＦ１００に再入射し、ＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。各信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で、入射方向に伝搬する励起光との相互作用により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。その後、各信号光は、ＤＣＦ１００から放射されて、波長選択性光カプラ４０に入射する。各信号光は、波長選択性光カプラ４０を通過して、光サーキュレータ５０へ入射する。各信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、出力端２０から出力される。
【０１０９】
上述の実施の形態１と同様に、伝搬方向が異なる２つの信号光はエネルギー的な干渉を生じない。そのため、実施の形態４においては、入射方向にＤＣＦ１００を伝搬した信号光をＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎにより反射して、入射方向と逆方向にＤＣＦ１００を伝搬させる、つまりＤＣＦ１００を往復伝搬させることができる。よって、信号光は、ＤＣＦ１００を往復する過程でラマン増幅が行われるとともに、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。
【０１１０】
なお、ＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎの接続間隔に応じて、各信号光の伝搬距離が異なるため、各信号光間には伝搬時間差が生じるが、各信号光は独立であり、また各信号光の波長成分間には伝搬時間差が生じないため問題はない。
【０１１１】
また、励起光源２００で発生された励起光は、ＤＣＦ１００を伝搬した後、無反射終端６０で外部へ放射されるため、伝送路に流出しない。
【０１１２】
実施の形態４によれば、実施の形態１における効果に加えて、ＦＢＧは、反射率および反射波長帯域以外の光の透過率が高いため、ＦＢＧの接続数が増加しても光戻部における光損失を抑制できる。よって、多数の信号光波長を低損失で反射させることができ、高多重化されたＷＤＭシステムに適した分散補償器を実現できる。
【０１１３】
［実施の形態５］
上述の実施の形態４においては、信号光波長に対応した複数のＦＢＧにより光戻部を構成する場合について説明した。
【０１１４】
一方、実施の形態５においては、特定の波長帯域の光を連続的に反射するチャープ型ファイバブラッググレーティング（ＣＦＢＧ：Chirped Fiber Bragg Gratings；以下、ＣＦＢＧと称す）により構成する場合について説明する。
【０１１５】
なお、実施の形態５では、実施の形態４と同様に、複数の信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。一例として、実施の形態４と同様に、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎは、１５５０ｎｍを中心に１．６ｎｍ間隔で８波長とし、信号光波長λ１，λ２，・・・，λ８は、それぞれ１５５４．４ｎｍ，１５４６ｎｍ，１５４７．６ｎｍ，１５４９．２ｎｍ，１５５０．８ｎｍ，１５５２．４ｎｍ，１５５４ｎｍ，１５５５．６ｎｍとする。また、励起光波長λｐは、１４６０ｎｍとする。
【０１１６】
図７は、この発明の実施の形態５に従う分散補償器の概略構成図である。
【０１１７】
図７を参照して、実施の形態５に従う分散補償器は、図５に示す実施の形態４に従う分散補償器のＦＢＧ８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎをＣＦＢＧ９０に変更したものである。
【０１１８】
ＣＦＢＧ９０は、ＤＣＦ１００および無反射終端６０と接続される。また、ＣＦＢＧ９０は、上述のＦＢＧ８０と同様に、軸方向に屈折率変化が形成された光ファイバで構成される。ＦＢＧ８０では、軸方向の一定周期毎に屈折率変化が形成されるのに対して、ＣＦＢＧ９０では、屈折率変化が形成される軸方向の周期は連続的な変化をもつ。そのため、ＣＦＢＧ９０は、軸方向の周期変化量に応じて、ＦＢＧ８０より広い波長帯域の波長をもつ光を反射する。
【０１１９】
図８は、ＣＦＢＧ９０における光の反射作用を示す概念図である。
【０１２０】
図８を参照して、信号光波長λ１の信号光に含まれる各波長成分を（λ１−２Δｄ），（λ１−Δｄ），λ１，（λ１＋Δｄ），（λ１＋２Δｄ）とする。
【０１２１】
波長成分λ１は、ＣＦＢＧ９０の入射端から３Ｌの地点で反射される。一方、波長成分（λ１＋Δｄ）は、ＣＦＢＧ９０の入射端から２Ｌの地点で反射される。よって、波長成分λ１と波長成分（λ１＋Δｄ）との間には、伝搬距離差２Ｌが生じる。したがって、波長成分λ１は、波長成分（λ１＋Δｄ）に対して遅延する。
【０１２２】
また、波長成分（λ１−Δｄ）は、ＣＦＢＧ９０の入射端から４Ｌの地点で反射される。よって、波長成分λ１と波長成分（λ１−Δｄ）との間には、伝搬距離差２Ｌが生じる。したがって、波長成分（λ１−Δｄ）は、波長成分λ１に対して遅延する。
【０１２３】
上述のように、波長が長くなるほど遅延時間は小さくなる。つまり、波長が長いほど等価的に伝搬速度が増加することを意味する。したがって、ＣＦＢＧ９０で反射された信号光には、負の波長分散が与えられる。
【０１２４】
なお、図８において紙面上右側からＣＦＢＧ９０に信号光が入射した場合には、反射された信号光に正の波長分散が与えられる。
【０１２５】
図９は、ＣＦＢＧ９０において反射される光の波長と光強度および遅延時間との関係を示す図である。なお、遅延時間とは、ＣＦＢＧ９０に入射された特定の波長の光が反射されてＣＦＢＧ９０から放射されるまでの時間である。
【０１２６】
図９（ａ）は、反射される光の波長と光強度との関係を示す。
【０１２７】
図９（ｂ）は、反射される光の波長と遅延時間との関係を示す。
【０１２８】
図９（ａ）を参照して、ＣＦＢＧ９０は、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎを含む波長帯域の波長をもつ光を反射する。
【０１２９】
図９（ｂ）を参照して、ＣＦＢＧ９０で反射された各波長の光には、波長に応じた遅延時間が生じる。波長が長くなるほど遅延時間が減少するので、一般的なＳＭＦからなる伝送路がもつ正の波長分散、すなわち波長が長くなるほど遅延時間が増大する波長分散を有効に補償できる。
【０１３０】
実施の形態５においては、入力端１０は「入力部」を構成し、ＣＦＢＧ９０は「光戻部」を構成し、励起光源２００および波長選択性光カプラ４０は「励起光放射手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【０１３１】
入力端１０から入力された各信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、波長選択性光カプラ４０に入射する。各信号光は、波長選択性光カプラ４０で励起光と結合されて、ＤＣＦ１００に入射する。各信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で同じ方向に伝搬する励起光との相互作用により１回目のラマン増幅が行われるとともに、１回目の波長分散が与えられる。その後、各信号光は、励起光とともにＤＣＦ１００から放射されて、ＣＦＢＧ９０に入射する。信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎの信号光は、ＣＦＢＧ９０で反射されて方向を変えられるとともに所定の波長分散が与えられる。一方、励起光は、ＣＦＢＧ９０を通過して無反射終端６０へ入射し、反射されない。さらに、進行方向を変えられた各信号光は、ＤＣＦ１００に再入射し、ＤＣＦ１００を入射方向と逆方向に伝搬する。各信号光は、ＤＣＦ１００を伝搬する過程で、入射方向に伝搬する励起光との相互作用により２回目のラマン増幅が行われるとともに、２回目の波長分散が与えられる。その後、各信号光は、ＤＣＦ１００から放射されて、波長選択性光カプラ４０に入射する。各信号光は、波長選択性光カプラ４０を通過して、光サーキュレータ５０へ入射する。各信号光は、光サーキュレータ５０で進行方向を変えられ、出力端２０から出力される。
【０１３２】
上述の実施の形態１と同様に、伝搬方向が異なる２つの信号光はエネルギー的な干渉を生じない。そのため、実施の形態５においては、入射方向にＤＣＦ１００を伝搬した信号光をＣＦＢＧ９０により反射して、入射方向と逆方向にＤＣＦ１００を伝搬させる、つまりＤＣＦ１００を往復伝搬させることができる。よって、信号光は、ＤＣＦ１００を往復する過程でラマン増幅が行われるとともに、ＤＣＦ１００の長さの２倍に相当する波長分散が与えられる。
【０１３３】
また、励起光源２００で発生された励起光は、ＤＣＦ１００を伝搬した後、無反射終端６０で外部へ放射されるため、伝送路に流出しない。
【０１３４】
実施の形態５によれば、実施の形態１における効果に加えて、ＣＦＢＧは屈折率変化の大きさ、屈折率の変化周期および光ファイバの長さなどを適切に選択することにより、反射する信号光に与える波長分散を柔軟に設定できる。よって、ＤＣＦだけでは補償できない波長分散をＣＦＢＧで有効に補償できるため、時間波形のひずみによる伝送誤りが生じやすい高速伝送のＷＤＭシステムに適した分散補償器を実現できる。
【０１３５】
［実施の形態６］
上述の実施の形態５においては、信号光を反射するとともに所定の波長分散を与えるＣＦＢＧにより光戻部を構成する場合について説明した。
【０１３６】
一方、実施の形態６においては、外部からの指令に応じて、ＣＦＢＧを伸縮させることにより信号光に与える波長分散を制御できる光戻部について説明する。
【０１３７】
なお、実施の形態６では、実施の形態４および５と同様に、複数の信号光が伝送路を伝搬する場合について説明する。一例として、実施の形態４および５と同様に、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎは、１５５０ｎｍを中心に１．６ｎｍ間隔で８波長とし、信号光波長λ１，λ２，・・・，λ８は、それぞれ１５５４．４ｎｍ，１５４６ｎｍ，１５４７．６ｎｍ，１５４９．２ｎｍ，１５５０．８ｎｍ，１５５２．４ｎｍ，１５５４ｎｍ，１５５５．６ｎｍとする。また、励起光波長λｐは、１４６０ｎｍとする。
【０１３８】
図１０は、この発明の実施の形態６に従う分散補償器の概略構成図である。
【０１３９】
図１０を参照して、実施の形態６に従う分散補償器は、図７に示す実施の形態５に従う分散補償器に伸縮部１３０．１，１３０．２と制御部１２０とを加えたものである。
【０１４０】
制御部１２０は、外部からの指令を受けて、その指令に応じた制御指令を伸縮部１３０．１，１３０．２へ出力する。
【０１４１】
伸縮部１３０．１，１３０．２は、ＣＦＢＧ９０の無反射終端６０側の端と機械的に連結される。なお、ＣＦＢＧ９０のＤＣＦ２００側の端は固定される。さらに、伸縮部１３０．１，１３０．２は、制御部１２０からの制御指令に応じて伸縮する。その伸縮動作により、ＣＦＢＧ９０は伸縮される。
【０１４２】
ＣＦＢＧ９０では、伸縮により屈折率変化を形成している軸方向の周期が変化する。図８に示すＣＦＢＧ９０における光の反射作用を示す概念図において、ＣＦＢＧ９０が伸張されることにより、入射端から入射した光の反射する地点は、通常より紙面上右側に移動する。それに伴い、波長成分λ１と波長成分（λ１−Δｄ）との間には、基準時の伝搬距離差２Ｌ以上の伝搬距離差が生じ、波長成分（λ１−Δｄ）の波長成分λ１に対する遅延時間は増加する。
【０１４３】
一方、ＣＦＢＧ９０が短縮されることにより、入射端から入射した光の反射する地点は、通常より紙面上左側に移動する。それに伴い、波長成分λ１と波長成分（λ１−Δｄ）との間の伝搬距離差は基準時の２Ｌ以下となり、波長成分（λ１−Δｄ）の波長成分λ１に対する遅延時間は減少する。
【０１４４】
図１１は、ＣＦＢＧ９０において反射される光の波長と遅延時間との関係を伸縮状態別に示す図である。
【０１４５】
図１１を参照して、ＣＦＢＧ９０が基準長より伸張される場合には、波長成分間の遅延時間差は拡大する。すなわち、反射される信号光にＣＦＢＧ９０が与える波長分散は大きくなる。
【０１４６】
一方、ＣＦＢＧ９０が基準長より短縮される場合には、波長成分間の遅延時間差は縮小する。すなわち、反射される信号光にＣＦＢＧ９０が与える波長分散は小さくなる。
【０１４７】
ところで、ＳＭＦの波長分散には温度依存性がある。そのため、ＳＭＦからなる伝送路の波長分散は、周囲温度などによって変化する。
【０１４８】
そこで、伝送路における波長分散に応じた指令を制御部１２０に与えることで、時間的に変動する波長分散を補償できる。
【０１４９】
実施の形態６においては、入力端１０は「入力部」を構成し、ＣＦＢＧ９０は「光戻部」を構成し、励起光源２００および波長選択性光カプラ４０は「励起光放射手段」を構成し、伸縮部１３０．１，１３０．２および制御部１２０は「可変分散補償手段」を構成し、光サーキュレータ５０および出力端２０は「信号光出力手段」を構成する。
【０１５０】
なお、信号光および励起光の挙動については、上述の実施の形態５と同様であるので、詳細な説明は省略する。
【０１５１】
実施の形態６によれば、実施の形態５における効果に加えて、信号光に与える波長分散を柔軟に変化させることができるため、時間的に変化する伝送路での波長分散を精度よく補償することができる。よって、時間波形のひずみによる伝送誤りが生じやすい高速伝送のＷＤＭシステムにより適した分散補償器を実現できる。
【０１５２】
［実施の形態７］
上述の実施の形態１〜６におけるＤＣＦは、光学非線形係数が高く、ラマン増幅を生じるラマン増幅媒質からなる場合について説明した。
【０１５３】
一方、実施の形態７におけるＤＣＦは、希土類添加増幅媒質からなる場合について説明する。
【０１５４】
希土類添加増幅媒質は、光ファイバのコアに希土類元素が添加された光ファイバである。希土類添加増幅媒質に励起光を入射させると、添加されている希土類元素が励起光により励起される。さらに、入射された信号光により励起状態の希土類元素に誘導放出が生じ、信号光が増幅される。希土類元素の種類に応じて励起光および誘導放出が生じる信号光の波長は異なる。
【０１５５】
実施の形態７では、一例として、希土類添加増幅媒質は、エルビウムイオン添加ファイバとする。また、信号光波長λｓを１５５０ｎｍとし、励起光波長λｐを９８０ｎｍまたは１４８０ｎｍとする。
【０１５６】
さらに、希土類添加増幅媒質では、増幅可能な信号光の波長幅は上述のラマン増幅による波長幅より広く、約３０ｎｍである。したがって、複数の信号光で多重伝送する場合には、信号光波長λ１，λ２，・・・，λｎを増幅可能な信号光の波長帯で選択する。
【０１５７】
なお、上述したエルビニウムイオン添加ファイバ以外にも、信号光波長λｓに応じて、ネオジウムイオン添加ファイバ、プラセオジウムイオン添加ファイバおよびツリウムイオン添加ファイバを用いてもよい。
【０１５８】
実施の形態７によれば、安定して増幅できる信号光の波長幅が広いので、広帯域にわたって信号光波長が存在する高多重化されたＷＤＭシステムに適した分散補償器を実現できる。
【０１５９】
［実施の形態８］
上述の実施の形態１〜７におけるＤＣＦは、ゲルマニウムやリンなどの化合物を添加して屈折率を高めたガラスによりコアが形成される一般的な光ファイバの場合について説明した。
【０１６０】
一方、実施の形態８におけるＤＣＦは、フォトニック結晶構造をとる光ファイバの場合について説明する。
【０１６１】
フォトニック結晶構造ファイバ（ＰＣＦ：Photonic Crystal Fiber；以下、ＰＣＦと称す）は、コアの周囲を空気孔の格子配列で囲んだ構造をもつ。この空気孔の部分の屈折率は、コアにおける屈折率より低くなるためクラッドの役割を果たす。
【０１６２】
一般的な光ファイバでは、添加する化合物の種類に応じて屈折率が決定されるため自由度は低いが、ＰＣＦでは、光学的な解析から空気孔の数、大きさおよび配置などを適切に選択することで、高い自由度で所望の波長分散および光学非線形係数を得ることができる。特に、零分散波長を任意に選択できるので、信号光の波長選択の幅を広げることができる。
【０１６３】
また、コアおよびクラッドに相当する部分の屈折率比を大きくできるので、曲げ損失を抑制して許容曲げ半径を小さくできる。
【０１６４】
実施の形態８によれば、空気孔の数、大きさおよび配置などを適切に選択することにより広い波長帯域において所望の光学的特性を得ることができるので、いずれの波長の信号光に対しても自由度の高い分散補償器を実現できる。
【０１６５】
また、実施の形態８によれば、許容曲げ半径を小さくできるため、集積度を上げることにより分散補償器のさらなる小型化を実現できる。
【０１６６】
なお、上述の実施の形態１〜６においては、信号光出力手段を備える分散補償器について説明したが、必ずしも分散補償器に信号光出力手段を設ける必要はなく、伝送路に信号光出力手段を設けてもよいことは言うまでもない。
【０１６７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１６８】
【図１】この発明の実施の形態１に従う分散補償器の概略構成図である。
【図２】この発明の実施の形態２に従う分散補償器の概略構成図である。
【図３】ＦＢＧにおいて反射される光の波長と光強度との関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態３に従う分散補償器の概略構成図である。
【図５】この発明の実施の形態４に従う分散補償器の概略構成図である。
【図６】ＦＢＧから構成される光戻部において反射される光の波長と光強度との関係を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態５に従う分散補償器の概略構成図である。
【図８】ＣＦＢＧにおける光の反射作用を示す概念図である。
【図９】ＣＦＢＧにおいて反射される光の波長と光強度および遅延時間との関係を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態６に従う分散補償器の概略構成図である。
【図１１】ＣＦＢＧにおいて反射される光の波長と遅延時間との関係を伸縮状態別に示す図である。
【図１２】一般的なＷＤＭシステムの概略構成図である。
【図１３】ＳＭＦおよびＤＣＦにおける波長と波長分散との関係を示す図である。
【図１４】特許文献１に示されている従来の分散補償器の概略構成図である。
【符号の説明】
【０１６９】
２  分散補償器、４  合波器、６  伝送路、８  分波器、１０  入力端、２０  出力端、３０  反射部、４０  波長選択性光カプラ、５０，５２  光サーキュレータ、６０  無反射終端、７０  光フィルタ、８０，８０．１，８０．２，・・・，８０．ｎ  ＦＢＧ、９０  ＣＦＢＧ、１００  ＤＣＦ、１２０  制御部、１３０．１，１３０．２  伸縮部、１５０  光アイソレータ、１６０  光カプラ、２００  励起光源、λｓ，λ１，λ２，・・・，λｎ  信号光波長、λｐ  励起光波長。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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