(57)【要約】【課題】  可変分散補償器や偏波モード分散補償器等の光通信システム用光部品の簡便で歩留まりのよい検査方法を提供する。【解決手段】  光通信システム用光部品に光を入力し、出力光のＴＥ波の群遅延時間とＴＭ波の群遅延時間を測定し、ＴＥ波の群遅延時間とＴＭ波の群遅延時間との差である群遅延時間差の波長特性を測定し、それぞれフーリエ変換して、ＴＥ波及びＴＭ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期とリップルの大きさを算出し、群遅延時間差の歪みを示す突起状のリップルの周期とリップルの大きさを算出し、リップルの各周期に対応して、リップルの各周期に対応して少なくとも一つのリップルの大きさと、規定値のリップルの大きさとを比較し、光部品が使用可能か否かについて判断する光通信システム用光部品の検査方法。【選択図】        図１
2006133053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光通信システム用光部品に光を入力し、前記光部品からの出力光を測定して前記光部品を検査する方法であって、
（ａ）前記光通信システム用光部品に光を入力し、前記光部品からの出力光のＴＥ波の群遅延時間とＴＭ波の群遅延時間を測定すると共に、前記ＴＥ波の群遅延時間と前記ＴＭ波の群遅延時間との差である群遅延時間差の波長特性を測定するステップと、
（ｂ）前記ＴＥ波の群遅延時間の測定結果と、前記ＴＭ波の群遅延時間の測定結果と、前記群遅延時間差の測定結果とをそれぞれフーリエ変換して、前記ＴＥ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出し、前記ＴＭ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出すると共に、前記群遅延時間差の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出するステップと、
（ｃ）前記リップルの各周期に対応して少なくとも一つの前記リップルの大きさと、前記リップルの各周期に対する規定値のリップルの大きさとを比較し、前記リップルの大きさが前記規定値のリップルの大きさ以下であるか否かによって前記光部品が使用可能か否かについて判断するステップと
を含むことを特徴とする光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項２】
前記光通信システム用光部品のアイ開口ペナルティが０．５ｄＢとなる前記ＴＥ波の群遅延時間、前記ＴＭ波の群遅延時間、及び前記群遅延時間差における前記リップルの各周期に対するリップルの大きさを規定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項３】
さらに、前記リップルの各周期に対応して、前記ＴＥ波の群遅延時間のリップルと前記ＴＭ波の群遅延時間のリップルと前記群遅延時間差のリップルのうち少なくとも一つのリップルを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項４】
前記リップルの各周期に対応してリップルを選択するステップでは、前記リップルの各周期に対応して、前記ＴＥ波の群遅延時間の前記周期に対応する前記算出されたリップルと、前記ＴＭ波の群遅延時間の前記周期に対応する前記算出されたリップルと、前記群遅延時間差の前記周期に対応する前記算出されたリップルとを比較して、前記３つのリップルのうち大きいリップルを選択することを特徴とする請求項３に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項５】
前記リップルの各周期に対応してリップルを選択するステップでは、前記リップルの周期に応じて前記ＴＥ波又はＴＭ波の群遅延時間のリップル又は前記群遅延時間差のリップルを選択することを特徴とする請求項３に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項６】
前記リップルの各周期に対応してリップルを選択するステップでは、前記リップルの所定周期以下では前記ＴＥ波又は前記ＴＭ波のうち大きい群遅延時間のリップルを選択し、前記リップルの所定周期を超える周期では前記群遅延時間差のリップルを選択することを特徴とする請求項３に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項７】
前記光部品は、入力光に対して、ＴＥ波を出力する第１光素子と、ＴＭ波を出力する第２光素子とを備え、前記ＴＥ波と前記ＴＭ波とを合波して出力光とする光通信システム用光部品であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項８】
前記光部品は、グレーティングを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項９】
前記光部品は、偏波モード分散補償器であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【請求項１０】
前記リップルの各周期に対応して、リップルの大きさを規定値のリップルと比較するステップでは、前記ＴＥ波の群遅延時間のリップルの大きさと規定値のリップルの大きさとを比較し、前記ＴＭ波の群遅延時間のリップルの大きさと規定値のリップルの大きさとを比較し、前記群遅延時間差のリップルの大きさと規定値のリップルの大きさとを比較し、前記各リップルの大きさが全て前記規定値のリップルの大きさ以下であるか否かによって前記光部品が使用可能か否かについて判断することを特徴とする請求項１に記載の光通信システム用光部品の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高速光通信システムにおいて用いる光部品の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高速光通信システムでは、光ファイバを伝送する光パルス信号は、光ファイバが有する波長分散（Chromatic Dispersion：ＣＤ）により時間的に広がるため波形劣化する。この波形劣化を抑えるために超高速光通信システムにおける伝送速度や伝送距離が制限される。この波長分散を補償する方法として、ファイバ伝送路の一部を分散補償ファイバに置き換えることが実用化されている。伝送路の波長分散は、環境温度や応力によって変化するため、固定の波長分散補償器ではこの変化を完全に補償することができない。従ってこの残留分散を各波長信号において補償するための可変分散補償器の研究開発が盛んに行われている。中でもファイバグレーティングを用いた可変分散補償器は、挿入損失が小さいこと、簡易な分散可変が可能なこと等の点から期待されている技術である。しかし、このファイバグレーティングでは、群遅延時間（Group Delay：ＧＤ）の特性の歪みである突起状のリップルが現れることがあり、このリップルはパルス信号の伝送特性において問題となる。そのため、リップルを低減することが可変分散補償器の実現における大きな技術ポイントとなっている。一方で、伝送システム内での光部品のリップルの影響や、現実的なリップルの規定に関する研究が行われている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
同様に超高速光通信システムにおいては、伝送路に用いる光ファイバの製造バラツキにより中心部コアの形状が真円からずれることや、光ファイバへの不要な応力により発生する偏波モード分散（Polarization Mode Dispersion：ＰＭＤ）が問題となる。偏波モード分散とは、光ファイバ中を伝搬する光パルス信号が互いに直交する２つの偏波成分（ＴＭ波、ＴＥ波）の伝搬速度に違いを持つことから発生するものである。そのため偏波モード分散によっても信号波形は歪み、波長分散と同様に超高速光通信システムにおける伝送速度や伝送距離が制限される。そのため偏波モード分散に関しても広く研究されており、その補償方法を開発することが大きな技術課題となっている。偏波モード分散を光学的に補償するためには、光パルス信号に対してＴＭ波とＴＥ波の群遅延時間の時間差である群遅延時間差（Differential Group Delay：ＤＧＤ）とは逆の群遅延時間差を与えて補償することが必要である。
【０００４】
【非特許文献１】杉原隆嗣  他，“ファイバグレーティング型可変分散補償器の群遅延リップル特性に関する検討”，電子情報通信学会技術研究報告，OCS2001-100，pp.1-6，2002
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来、群遅延時間差のリップルが、光通信システムにおいてどのように影響するか明確になっていなかった。そのためリップルをどの程度まで低減すれば良いのかが把握できず、なるべく小さくするべきという知見しか得られていなかったため、製品の歩留まりが悪かった。また群遅延時間及び群遅延時間差の両方のリップルを考慮しておらず、現実的な製造方法の工程を与えることができなかった。
【０００６】
本発明の目的は、可変分散補償器や偏波モード分散補償器等の光通信システム用光部品の簡便で歩留まりのよい検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る光通信システム用光部品の検査方法は、光通信システム用光部品に光を入力し、前記光部品からの出力光を測定して前記光部品を検査する方法であって、
（ａ）前記光通信システム用光部品に光を入力し、前記光部品からの出力光のＴＥ波の群遅延時間とＴＭ波の群遅延時間を測定すると共に、前記ＴＥ波の群遅延時間と前記ＴＭ波の群遅延時間との差である群遅延時間差の波長特性を測定するステップと、
（ｂ）前記ＴＥ波の群遅延時間の測定結果と、前記ＴＭ波の群遅延時間の測定結果と、前記群遅延時間差の測定結果とをそれぞれフーリエ変換して、前記ＴＥ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出し、前記ＴＭ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出すると共に、前記群遅延時間差の歪みを示す突起状のリップルの周期と前記周期に対応するリップルの大きさを算出するステップと、
（ｃ）前記リップルの各周期に対応して少なくとも一つの前記リップルの大きさと、前記リップルの各周期に対する規定値のリップルの大きさとを比較し、前記リップルの大きさが前記規定値のリップルの大きさ以下であるか否かによって前記光部品が使用可能か否かについて判断するステップと
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る光通信システム用光部品の検査方法によれば、互いに直交する偏波成分のそれぞれの群遅延時間ＧＤ及び各群遅延時間の差である群遅延時間差ＤＧＤ測定し、該測定結果をフーリエ変換し、それぞれのリップル周期に対するリップルの大きさを算出し、上記規定値のリップルの大きさと比較する。これによって、該光部品のアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下となるか否かをあらかじめ予測できるので、光部品として使用可能か否かを簡便に選別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態に係る光通信システム用光部品の検査方法について、添付図面を用いて説明する。なお、図面において実質的に同一の部材には同一の符号を付している。
【００１０】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る光通信システム用光部品の検査方法について、図１から図１９を用いて説明する。図１は、この光通信システム用光部品の検査方法のフローチャートである。この検査方法の詳細は後述する。図２は、この光通信システム用光部品の構成を示す概略図である。この光部品は、伝送路の波長分散と偏波モード分散の両方を補償するためのグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０である。このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０は、入力光の偏波成分を制御する偏波コントローラ１と、該補償器に光を入力させ、該補償器２０からの出力光を取り出すサーキュレータ２と、入力光の偏波成分を互いに直交する偏波成分であるＴＥ波とＴＭ波とに分離する偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３と、ＴＥ波についての第１光フィルタ１０ａと、ＴＭ波についての第２光フィルタ１０ｂとを備える。入力信号は偏波コントローラ１を通過し、サーキュレータ２を介して偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３へ入力される。この偏波コントローラ１によって入力光の偏波状態を調整し、最適な偏波状態にして偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３に入力することができる。偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３により、入力光は２つの直交する偏波成分であるＴＭ波とＴＥ波とに分離され、それぞれの偏波状態の信号は２つの第１及び第２光フィルタ１０ａ、１０ｂにより反射され、再び偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３により合成され、サーキュレータ２を通して出力される。
【００１１】
次に、第１及び第２光フィルタ１０ａ、１０ｂの構成について説明する。第１光フィルタ１０ａは、チャープファイバグレーティング４ａと、ペルチェ素子５ａと、多分割薄膜分割ヒータ６ａとを備える。第２光フィルタ１０ｂは、チャープファイバグレーティング４ｂと、ペルチェ素子５ａと、多分割薄膜分割ヒータ６ｂとを備える。このペルチェ素子４ａ、４ｂと多分割薄膜分割ヒータ６ａ、６ｂとによって、該チャープファイバグレーティング４ａ、４ｂの平均温度と長手方向の温度分布とをそれぞれ制御する。
【００１２】
図３は、チャープファイバグレーティング４のグレーティング周期の変化を示す概略図である。このチャープグレーティング４では、図３に示すように、グレーティング周期が伝搬方向に対して変化している。グレーティングの反射波長λは（１）式で表される。
λ＝２ＮｅｆｆΛ      （１）
ここで、Ｎｅｆｆは等価屈折率，Λはグレーティング周期である。従って、Λがグレーティング位置により変化している場合には、反射波長も位置により異なる。グレーティング周期Λが１次関数的に変化している場合には、波長に対して１次関数的に変化する群遅延時間特性が得られる。
【００１３】
図４は、ペルチェ素子５によって平均温度を制御する場合について説明する概略図である。上記（１）式における等価屈折率Ｎｅｆｆは、温度によって変化する。そこで、チャープファイバグレーティング４の全体の平均温度をペルチェ素子５によって変化させることで、上記（１）式に従って反射される光の中心波長を制御することができる。
【００１４】
図５（ａ）及び（ｂ）は、互いに直交する偏波成分のＴＥ偏波の群遅延時間とＴＭ偏波の群遅延時間との差である群遅延時間差ＤＧＤの制御について説明する概略図である。図５（ａ）は、互いに直交する偏波成分のＴＥ偏波の群遅延時間とＴＭ偏波の群遅延時間とがほぼ同一の特性を有する場合の一例である。図５（ｂ）は、ＴＥ偏波の群遅延時間とＴＭ偏波の群遅延時間との間に大きな差ＤＧＤが生じている例である。
【００１５】
そこで、互いに直交する偏波成分のＴＥ偏波の群遅延時間とＴＭ偏波の群遅延時間との差である群遅延時間差ＤＧＤの制御について以下に説明する。このＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の第１光フィルタ１０ａと第２光フィルタ１０ｂとのチャープグレーティング４ａ、４ｂは、通常同一の反射率特性，群遅延時間特性を有しており、図５（ａ）のようにＴＭ偏波とＴＥ偏波の特性は重なっている。この時、ＴＭ偏波の群遅延時間とＴＥ偏波の群遅延時間特性の差で表される群遅延時間差ＤＧＤはゼロである。しかし、第１光フィルタ１０ａと第２光フィルタ１０ｂのそれぞれの平均温度が異なる場合には、図５（ｂ）のように、第１光フィルタ１０ａの群遅延時間と第２光フィルタ１０ｂの群遅延時間との間には大きな差ＤＧＤが生じてしまう。一方、石英光ファイバの場合に、温度差ΔＴと中心波長のシフト量Δλとの間には、下記（２）式の関係式が成り立つ。
Δλ＝０．０１×ΔＴ    （２）
【００１６】
さらに、ＤＧＤと温度差ΔＴの関係には（３）式が成り立つ。ここで、Ｄはチャープファイバグレーティングの波長分散値、Δλｃは２本のチャープファイバグレーティングの同温度での中心波長の差である。波長分散が大きいと群遅延時間特性の傾きが大きいため、同じ温度差でも発生するＤＧＤは大きくなる。
ＤＧＤ＝｜Ｄ×（０．０１×ΔＴ−Δλｃ）|      （３）
【００１７】
そこで、第１光フィルタ１０ａのペルチェ素子５ａと、第２光フィルタ１０ｂのペルチェ素子５ｂによってチャープグレーティング４ａ、４ｂのそれぞれに温度差ΔＴを与えて、中心波長をシフトさせて、上記群遅延時間差ＤＧＤを解消させることができる。また、上記の例では入力光には各偏波成分の群遅延時間の中心波長はほぼ同一であるとしているが、入力光の各偏波成分（ＴＥ偏波とＴＭ偏波）との間において群遅延時間差ＤＧＤが生じている場合に、第１光フィルタ１０ａと第２光フィルタ１０ｂとに温度差ΔＴを与えることによって各偏波成分（ＴＥ偏波とＴＭ偏波）との間において群遅延時間差ＤＧＤを制御することができる。
【００１８】
次に、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０において、波長分散を補償する原理について図６、図７（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図６、図７（ａ）及び（ｂ）は、チャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに温度分布を与えて波長分散を制御する原理について説明する概略図である。このＰＭＤ／ＣＤ補償器２０を構成する第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂのそれぞれのチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂの下部には多分割薄膜ヒータ６ａ、６ｂを形成している。このヒータ６ａ、６ｂによってチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに、例えば図６に示すように、長手方向に沿って１次関数的な温度分布を付与できる。１次関数的な温度分布を各チャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに形成すると、等価屈折率Ｎｅｆｆも温度分布に対応して変化して反射波長の位置に対する勾配が変化するため、群遅延時間特性も図７（ａ）から（ｂ）に示すようにその勾配が変化する。チャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに与える温度分布を１次関数的に制御することによって、その群遅延時間特性を、上述したように波長に対して１次関数的に変化させることができる。そこで、温度分布を制御することにより群遅延時間特性の波長微分で表される波長分散を制御できる。
【００１９】
以上のように、第１光フィルタ１０ａと第２光フィルタ１０ｂのそれぞれのチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂの平均温度と温度分布とを制御することにより、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０では、各偏波成分の群遅延時間の間の差である群遅延時間差ＤＧＤと、波長分散の両方を制御できる。
【００２０】
次に、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０が、光通信システム内で使用可能かどうかを検査する方法について図１のフローチャートを用いて説明する。
（ａ）このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０に光を入力し、該補償器２０の第１光フィルタ１０ａからのＴＥ波の群遅延時間と、第２光フィルタ１０ｂからのＴＭ波の群遅延時間を測定すると共に、ＴＥ波の群遅延時間とＴＭ波の群遅延時間との差である群遅延時間差の波長特性を測定する（Ｓ０１）。ここで、ＴＥ波及びＴＭ波の群遅延時間の測定結果の差を群遅延時間差測定結果としてもよい。
（ｂ）ＴＥ波の群遅延時間の測定結果と、ＴＭ波の群遅延時間の測定結果と、群遅延時間差の測定結果とをそれぞれフーリエ変換して、ＴＥ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と該周期に対応するリップルの大きさを算出し、ＴＭ波の群遅延時間の歪みを示す突起状のリップルの周期と該周期に対応するリップルの大きさを算出すると共に、群遅延時間差の歪みを示す突起状のリップルの周期と該周期に対応するリップルの大きさを算出する（Ｓ０２）。
（ｃ）リップルの各周期に対応して、ＴＥ波の群遅延時間のリップルとＴＭ波の群遅延時間のリップルと群遅延時間差のリップルのうち少なくとも一つのリップルを選択する（Ｓ０３）。リップルを選択する方法としては、例えば、リップル周期に応じて所定のリップル周期以下では群遅延時間のリップルを選択し、該所定の周期を超える場合に群遅延時間差のリップルを選択してもよい。また、各リップルの大きさを比較して、最も大きなリップルを選択してもよい。
（ｄ）リップルの各周期に対応して選択したリップルの大きさと、リップルの各周期に対する規定値のリップルの大きさとを比較し（Ｓ０４）、選択したリップルの大きさが前記規定値のリップルの大きさ以下であるか否かによってグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０が使用可能か否かについて判断する（Ｓ０５、Ｓ０６）。
なお、上記（ｃ）のステップではＴＥ波の群遅延時間のリップルとＴＭ波の群遅延時間のリップルと群遅延時間差のリップルのうち少なくとも一つを選択し、規定値と比較しているが、この例に限られず、全てについて規定値のリップルと比較してもよい。
【００２１】
上記の検査方法では、ＴＥ波の群遅延時間のリップルとＴＭ波の群遅延時間のリップルと群遅延時間差のリップルを算出し、リップルの各周期に対応するリップルの大きさが規定値のリップルの大きさと比較して、グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０が使用可能か否かについて判断している。ここで、規定値のリップルとは、光通信システムにおけるアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下となるリップルの大きさをリップルの各周期ごとにあらかじめ算出したものである。
【００２２】
この規定値のリップルの大きさについて説明する。まず群遅延時間のリップルと、群遅延時間差のリップルが光通信システムにおいてどのような影響を与えるかについて検討する。チャープファイバグレーティング４ａ、４ｂを用いて、各偏波成分の群遅延時間とそれぞれの群遅延時間の差である群遅延時間差の波長特性を制御する場合、それらの歪みであるリップルは伝送特性に影響を与える。リップルにはいろいろな周期があり、周期による伝送特性への影響を確かめるため、リップル周期に対するアイ開口ペナルティの大きさを計算した。サンプルとして与える群遅延時間及び群遅延時間差のリップルとしては、図８又は図９に示すように、一定の周期で大きさが変化する正弦波状のリップルとした。図中のfilter1、filter2は、グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂのそれぞれのチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに相当する。図８は、filter1のみに最大±１０ｐｓの正弦波状の群遅延時間のリップルを与え、filter2はフラットな特性（０ｐｓ）とした場合である。filter1の群遅延時間とfilter2の群遅延時間との差である群遅延時間差のリップルは最大±１０ｐｓの正弦波となる。図９は、filter1及びfilter2の群遅延時間の両方に最大±５ｐｓの正弦波状のリップルをそれぞれ逆位相で与えたものである。同じく群遅延時間差のリップルは最大±１０ｐｓの正弦波となる。
【００２３】
なお、図２に示す構成では、偏波ビームスプリッタ／コンバイナ３の偏波分離特性のために、入力される光信号の偏波状態によってそれぞれのグレーティング４ａ、４ｂに入力される光強度比が異なる。そこでいくつかのケースを考慮して、図８の場合では、
（１）filter1のみに光信号が入力された場合と、
（２）filter1、filter2の両方に１：１の強度比で入力された場合と
において計算した。また、図９の場合では、
（３）filter1,filter2の両方に１：１の強度比で入力された場合において計算した。
ただし、図９の場合でfilter1もしくはfilter2のどちらかにのみ入力されたケースでは実質的に図８の（１）のケースと同じであり、最大±５ｐｓの正弦波のリップルとなるので上記（１）のケースよりもリップルの大きさが明らかに小さいとみなせるため省略した。
【００２４】
図１０〜図１２は、ビットレート（伝送速度）を４０Ｇｂｉｔ／ｓとし、変調方式をＮＲＺ(non-return-to-zero)、ＤＳＢ−ＲＺ(double-side-band return-to-zero)、ＣＳ−ＲＺ(carrier-suppressed return-to-zero)のそれぞれの場合におけるリップルの周期とアイ開口ペナルティとの関係を示す図である。この結果よりそれぞれペナルティに対してリップルの周期が大きく影響していることがわかる。どの場合にも、リップル周期の小さい範囲では（１）のケースでのペナルティが最も大きくなり、リップル周期の大きい範囲では（３）のケースでのペナルティが最も大きい結果となった。
【００２５】
図１３〜図１５には、４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＮＲＺ変調方式におけるアイパターンの計算結果の例を示す。図１３は、リップルの影響を受ける前のアイパターンであり、図１４は、リップル周期０．５ｎｍでのケース（１）でのアイパターンであり、同様に、図１５は、リップル周期０．５ｎｍでのケース（３）でのアイパターンの計算結果である。このようにリップルの影響を受ける前は鮮明なアイパターンが得られているが（図１３）、リップルの影響を受けるとアイパターンは劣化し、特にケース（１）では大きく劣化していることがわかる（図１４）。（１）のケースではfilter1のみに光信号が入力されるとしているため、群遅延時間差ＤＧＤは影響していない。そこで、群遅延時間ＧＤのリップルの影響が現れていると考えられる。（３）のケースではfilter1、filter2の両方に光信号が入力されたケースであり、群遅延時間差ＤＧＤの影響であると考えられる。そこで、リップルのある周期以下では、群遅延時間ＧＤの影響が大きく、ある周期以上では群遅延時間差ＤＧＤの影響が大きくなると考えられる。
【００２６】
ここで例えば、アイ開口ペナルティを０．５ｄＢ以下とするリップルの大きさを下記の手順で計算する。
（ａ）各リップル周期において、群遅延時間又は群遅延時間差の所定の大きさのリップルを与えて、上記（１）〜（３）のケースにおけるアイ開口ペナルティを計算する。
（ｂ）上記（１）〜（３）の各ケースのアイ開口ペナルティを比較して、最も大きなアイ開口ペナルティを検出する。
（ｃ）最も大きなペナルティが０．５ｄＢとなるようにリップルの大きさを調整する。
（ｄ）リップルの各周期において、アイ開口ペナルティが０．５ｄＢとなるリップルの大きさを規定する。これがリップルの規定値となる。
なお、上記の例では、（ｃ）のステップで最も大きなペナルティを生じたケースについてリップルの大きさを調整しているが、これに限られず、（１）〜（３）の各ケースごとにペナルティが０．５ｄＢとなるリップルの大きさをそれぞれ求めておいてもよい。これによって、各偏波成分の群遅延時間の各リップルと群遅延時間差のリップルの全てについて規定値をあらかじめ用意しておくことができ、全てのリップルについて規定値と比較することができる。
【００２７】
図１６（ａ）、（ｂ）は、各変調方式ごとにアイ開口ペナルティが０．５ｄＢとなるリップルの周期に対するリップルの大きさの規定値を示す図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のリップル周期０〜１ｎｍの部分を拡大したものである。図１６（ａ）、（ｂ）は、リップルの各周期について対応するリップルの大きさ以下のリップルであれば、それによって発生するアイ開口ペナルティが最大で０．５ｄＢを超えないことを示している。また、図中でＧＤとＤＧＤの矢印は、群遅延時間ＧＤのリップルと群遅延時間差ＤＧＤのリップルのいずれがアイ開口ペナルティに対してより大きな影響を与えるかを示すものである。そこで、算出したリップルの大きさが全周期にわたって図１６（ａ）の規定値よりも低い場合にはアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下であることがわかる。これらの結果からそれぞれの変調方式において、リップルの大きさをリップル周期の範囲ごとに階段関数的に一定の数値で規定したものを表１〜３に示す。右欄には群遅延時間（ＧＤ）と群遅延時間差（ＤＧＤ）のうちでより影響の大きい方を示した（上記（１）及び（３）のケースに相当）。ＧＤと記した範囲では群遅延時間ＧＤのリップルを規定値以下にすることが必要で、ＤＧＤと記した範囲では群遅延時間差ＤＧＤのリップルを規定値以下にする必要があることを示している。表１〜３の規定を満足することが良好な伝送特性を得るための条件となり、これを用いることにより簡便に光部品を選別することができる。
【００２８】
表１は、ＮＲＺ変調方式における群遅延時間ＧＤ及び群遅延時間差ＤＧＤのリップルに関する規定値を示す表である。
【表１】
2006133053.tif 000003
【００２９】
表２は、ＤＳＢ−ＲＺ変調方式における群遅延時間ＧＤ及び群遅延時間差ＤＧＤのリップルに関する規定値を示す表である。
【表２】
2006133053.tif 000004
【００３０】
表３は、ＣＳ−ＲＺ変調方式における群遅延時間ＧＤ及び群遅延時間差ＤＧＤのリップルに関する規定値を示す表である。
【表３】
2006133053.tif 000005
【００３１】
さらに、本実施の形態１のグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の各偏波成分の群遅延時間ＧＤのリップル及び各群遅延時間の差である群遅延時間差ＤＧＤのリップルを算出し、上記表１に示す規定値と比較して、光部品として使用可能か否かを判断する手順について具体的に説明する。
【００３２】
図１７（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態１のグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の特性を示す図である。図１７（ａ）は、損失及び群遅延時間の測定結果を示す図である。また、図１７（ｂ）は群遅延時間差の測定結果を示す図である。損失及び群遅延時間については、グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂのそれぞれのチャープファイバグレーティング（ＣＦＢＧ＃１、＃２）４ａ、４ｂについて測定した。光通信システム内でグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０を用いる場合、両方のチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに光信号が入力される可能性があるため、両者の測定と解析を行うことでより現実的な選別が可能となる。図１８は、これらの群遅延時間ＧＤ、群遅延時間差ＤＧＤの測定結果に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いたフーリエ変換を行い、リップル周期に対するリップルの大きさを算出した結果を示す図である。図１９は、算出したリップル周期に対するリップルの大きさの特性が、表１の規定値（ＮＲＺ変調方式）を満足するかどうかを示す図である。表１に示すように、リップル周期１．２ｎｍ以下では群遅延時間のリップルを、リップル周期１．２ｎｍ以上では群遅延時間差のリップルを規定値と比較する必要がある。図１９に示すように、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０は、リップル周期の全範囲にわたって上記規定値以下であり、規定値を十分満たしていることがわかる。そこで、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０は、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＮＲＺ信号を用いた光通信システム内において、十分使用できる。
【００３３】
このように、本実施の形態１の光通信システム用光部品の検査方法では、このグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０の第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂのチャープグレーティングファイバ４ａ、４ｂのそれぞれの群遅延時間ＧＤ及び各群遅延時間の差である群遅延時間差をフーリエ変換し、それぞれのリップル周期に対するリップルの大きさを算出し、上記規定値と比較する。これによって、該グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器２０のアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下となるか否かをあらかじめ予測できるので、光部品として使用可能か否かを簡便に選別することができる。
【００３４】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る光通信システム用光部品の検査方法について説明する。この光部品は、伝送路の偏波モード分散を補償するためのグレーティング型ＰＭＤ補償器３０である。図２０は、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０の構成を示す概略図である。このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０は、実施の形態１に係るグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器と比較すると、各光フィルタ１０ａ、１０ｂにおいてチャープグレーティングファイバ４ａ、４ｂに温度分布を与えるヒータを有しない点で相違している。このため、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０では、実施の形態１に係るグレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器と同様に偏波モード分散を補償する。そこで、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０の機能についての説明を省略する。
【００３５】
次に、本実施の形態２のグレーティング型ＰＭＤ補償器３０の各偏波成分の群遅延時間ＧＤのリップル及び各群遅延時間の差である群遅延時間差ＤＧＤのリップルを算出し、上記表３に示す規定値と比較して、光部品として使用可能か否かを判断する手順について具体的に説明する。
【００３６】
図２１（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態２のグレーティング型ＰＭＤ補償器３０の特性を示す図である。図２１（ａ）は、損失及び群遅延時間の測定結果を示す図であり、図２１（ｂ）は、群遅延時間差の測定結果を示す図である。損失及び群遅延時間については、グレーティング型ＰＭＤ補償器３０の第１光フィルタ１０ａ、第２光フィルタ１０ｂのそれぞれのチャープファイバグレーティング（ＣＦＢＧ＃１、＃２）４ａ、４ｂについて測定した。光通信システム内でグレーティング型ＰＭＤ補償器３０を用いる場合、両方のチャープファイバグレーティング４ａ、４ｂに光信号が入力される可能性があるため、両者の測定と解析を行うことでより現実的な選別が可能となる。図２２は、これらの群遅延時間ＧＤ、群遅延時間差ＤＧＤの測定結果に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いたフーリエ変換を行い、リップル周期に対するリップルの大きさを算出した結果を示す図である。図２３は、算出したリップル周期に対するリップルの大きさの特性が、表３の規定値（ＣＳ−ＲＺ変調方式）を満足するかどうかを示す図である。表３に示すように、リップル周期１．０ｎｍ以下では群遅延時間のリップルを、リップル周期１．０ｎｍ以上では群遅延時間差のリップルを規定値と比較する必要がある。図２３に示すように、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０では、第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂの両方共に、群遅延時間ＧＤに関する規定値を満たしていないことがわかる。そこで、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０は、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＣＳ−ＲＺ信号を用いた光通信システム内において、使用できない。
【００３７】
このように、本実施の形態２の光通信システム用光部品の検査方法では、このグレーティング型ＰＭＤ補償器３０の第１光フィルタ１０ａ及び第２光フィルタ１０ｂのチャープグレーティングファイバ４ａ、４ｂのそれぞれの群遅延時間ＧＤ及び各群遅延時間の差である群遅延時間差をフーリエ変換し、それぞれのリップル周期に対するリップルの大きさを算出し、上記規定値と比較する。これによって、該グレーティング型ＰＭＤ補償器３０のアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下となるか否かをあらかじめ予測できるので、光部品として使用可能か否かを簡便に選別することができる。
【００３８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る光通信システム用光部品の検査方法について説明する。この光部品は、伝送路の波長分散を補償するための可変分散補償器４０である。図２４は、この可変分散補償器４０の構成を示す概略図である。この可変分散補償器４０は、実施の形態１に係るＰＭＤ／ＣＤ補償器と比較すると、一つのチャープグレーティングファイバ４のみを有する点で相違する。この可変分散補償器４０は、サーキュレータ２、チャープファイバグレーティング４、ペルチェ素子５、多分割薄膜分割ヒータ６を備える。この可変分散補償器４０では、入力信号はサーキュレータ２を通過し、チャープファイバグレーティング４により反射され、再びサーキュレータ２を通して出力される。チャープファイバグレーティング４の温度は、環境温度が変化した場合でもペルチェ素子５により一定に保つことができ、安定した特性が得られる。また分散可変とするため多分割薄膜分割ヒータ６がチャープファイバグレーティングの下部に設けられており、このヒータ６によりグレーティングの長手方向の温度分布を制御できる。これによって波長分散を制御できる。
【００３９】
次に、この可変分散補償器４０において、波長分散を補償する原理について図２５、図２６（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。図２５、図２６（ａ）及び（ｂ）は、チャープファイバグレーティング４に温度分布を与えて波長分散を制御する原理について説明する概略図である。上述のように、この可変分散補償器４０のチャープグレーティングファイバ４の下部には多分割薄膜ヒータ６を形成している。このヒータ６によってチャープファイバグレーティング４に、例えば図２５に示すように、長手方向に沿って１次関数的な温度分布を付与できる。１次関数的な温度分布をチャープファイバグレーティング４に形成すると、の群遅延時間特性は、上述したように波長に対して１次関数的に変化する。図２５のような一次関数的な温度分布を各チャープファイバグレーティングに形成すると、等価屈折率Ｎｅｆｆも温度分布に対応して変化して反射波長の位置に対する勾配が変化するため、群遅延時間特性も図２６（ａ）から図２６（ｂ）に示すようにその勾配が変化する。チャープファイバグレーティング４に与える温度分布を１次関数的に制御することによって、その群遅延時間特性を、上述したように波長に対して１次関数的に変化させることができる。そこで、温度分布を制御することにより群遅延時間特性の波長微分で表される波長分散を制御できる。以上のようにチャープファイバグレーティング４の温度分布を制御することにより、可変分散補償器４０によって波長分散を制御できる。
【００４０】
次に、本実施の形態３の可変分散補償器４０の群遅延時間ＧＤのリップル及び各群遅延時間の差である群遅延時間差ＤＧＤのリップルを算出し、上記表１に示す規定値と比較して、光部品として使用可能か否かを判断する手順について具体的に説明する。
【００４１】
図２７（ａ）、（ｂ）は、本実施の形態３の可変分散補償器４０の特性を示す図である。図２７（ａ）は、損失及び群遅延時間の測定結果を示す図であり、図２７（ｂ）は、群遅延時間差の測定結果を示す図である。図２８は、これらの群遅延時間ＧＤ、群遅延時間差ＤＧＤの測定結果に対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を用いたフーリエ変換を行い、リップル周期に対するリップルの大きさを算出した結果を示す図である。図２９は、算出したリップル周期に対するリップルの大きさの特性が、表２の規定値（ＤＳＢ−ＲＺ変調方式）を満足するかどうかを示す図である。表２に示すように、リップル周期１．８ｎｍ以下では群遅延時間のリップルを、リップル周期１．８ｎｍ以上では群遅延時間差のリップルを規定値と比較する必要がある。図２９に示すように、この可変分散補償器４０では、リップル周期の全範囲にわたって上記規定値以下であり、規定値を十分満たしていることがわかる。そこで、この可変分散補償器４０は、４０Ｇｂｉｔ／ｓのＤＳＢ−ＲＺ信号を用いた光通信システム内において、使用できる。
【００４２】
このように、本実施の形態３の光通信システム用光部品の検査方法では、この可変分散補償器４０のチャープグレーティングファイバ４の群遅延時間ＧＤ及び群遅延時間差ＤＧＤをフーリエ変換し、それぞれのリップル周期に対するリップルの大きさを算出し、上記規定値と比較する。これによって、該可変分散補償器４０のアイ開口ペナルティが０．５ｄＢ以下となるか否かをあらかじめ予測できるので、光部品として使用可能か否かを簡便に選別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る光通信システム用光部品の検査方法のフローチャートである。
【図２】本発明の実施の形態１におけるグレーティング型ＰＭＤ/ＣＤ補償器の構成を示す概略図である。
【図３】チャープファイバグレーティングのグレーティング周期の変化を示す概略図である。
【図４】グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器でチャープファイバグレーティングの平均温度を制御して群遅延時間差ＤＧＤを制御する原理を説明する図である。
【図５】（ａ）は、ＴＥ波とＴＭ波の群遅延時間がほぼ同一で群遅延時間差ＤＧＤがほぼ０の場合を示す図であり、（ｂ）は、ＴＥ偏波の群遅延時間とＴＭ偏波の群遅延時間との間に大きな差ＤＧＤが生じている場合を示す図である。
【図６】グレーティング型ＰＭＤ／ＣＤ補償器でチャープファイバグレーティングの温度分布を制御して波長分散を制御する原理を説明する図である。
【図７】（ａ）は、群遅延時間の勾配（波長分散）が急な場合を示す図であり、（ｂ）は、群遅延時間の勾配（波長分散）が緩やかな場合を示す図である。
【図８】サンプルとして与えるリップルの形状を示す図である（ケース（１）、（２））。
【図９】サンプルとして与えるリップルの形状を示す図である（ケース（３））。
【図１０】図８及び図９のケース（１）〜（３）のリップルによるアイ開口ペナルティの計算結果を示す図である（４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＮＲＺ）。
【図１１】図８及び図９のケース（１）〜（３）のリップルによるアイ開口ペナルティの計算結果を示す図である（４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＤＳＢ−ＲＺ）。
【図１２】図８及び図９のケース（１）〜（３）のリップルによるアイ開口ペナルティの計算結果を示す図である（４０Ｇｂｉｔ／ｓ、ＣＳ−ＲＺ）。
【図１３】リップルの影響を受けていないアイパターンである。
【図１４】図８のケース（１）のリップルの影響を受けたアイパターンである。
【図１５】図９のケース（３）のリップルの影響を受けたアイパターンである。
【図１６】（ａ）は、アイ開口ペナルティが０．５ｄＢとなるリップルの周期と大きさを示す図である。（ｂ）は、（ａ）の拡大図である。
【図１７】（ａ）は、本発明の実施の形態１によるグレーティング型ＰＭＤ/ＣＤ補償器における損失及び群遅延時間の測定結果を示す図であり、（ｂ）は、このグレーティング型ＰＭＤ/ＣＤ補償器における群遅延時間差の測定結果を示す図である。
【図１８】図１７の測定結果をフーリエ変換して得られたリップルの周期と大きさの関係を示す図である。
【図１９】算出したリップル周期に対するリップルの大きさと表１の規定値とを比較した図である（ＮＲＺ変調方式）。
【図２０】本発明の実施の形態２によるグレーティング型ＰＭＤ補償器の構成を示す概略図である。
【図２１】（ａ）は、本発明の実施の形態２によるグレーティング型ＰＭＤ補償器における損失及び群遅延時間の測定結果を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態２によるグレーティング型ＰＭＤ補償器における群遅延時間差の測定結果を示す図である。
【図２２】図２１の測定結果をフーリエ変換して得られたリップルの周期と大きさの関係を示す図である。
【図２３】算出したリップル周期に対するリップルの大きさと表３の規定値とを比較した図である（ＣＳ-ＲＺ変調方式）。
【図２４】本発明の実施の形態３による可変分散補償器の構成を示す概略図である。
【図２５】可変分散補償器でチャープファイバグレーティングの温度分布を制御して波長分散を制御する原理を説明する図である。
【図２６】（ａ）は、群遅延時間の勾配（波長分散）が急な場合を示す図であり、（ｂ）は、群遅延時間の勾配（波長分散）が緩やかな場合を示す図である。
【図２７】（ａ）は、本発明の実施の形態３による可変分散補償器における損失及び群遅延時間の測定結果を示す図であり、（ｂ）は、本発明の実施の形態３による可変分散補償器における群遅延時間差の測定結果を示す図である。
【図２８】図２７の測定結果をフーリエ変換して得られたリップルの周期と大きさの関係を示す図である。
【図２９】算出したリップル周期に対するリップルの大きさと表２の規定値とを比較した図である（ＤＳＢ-ＲＺ変調方式）。
【符号の説明】
【００４４】
１  偏波コントローラ、２  サーキュレータ、３  偏波ビームスプリッタ／コンバイナ、４、４ａ、４ｂ  チャープファイバグレーティング、５、５ａ、５ｂ  ペルチェ素子、
６、６ａ、６ｂ  多分割薄膜分割ヒータ、７  チャープグレーティング、１０ａ  第１光フィルタ、１０ｂ  第２光フィルタ、２０  ＰＭＤ／ＣＤ補償器、３０  ＰＭＤ補償器、４０  ＣＤ補償器
【図１】
2006133053.tif 000006
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
2006133053.tif 000026
【図２２】
2006133053.tif 000027
【図２３】
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【図２４】
2006133053.tif 000029
【図２５】
2006133053.tif 000030
【図２６】
2006133053.tif 000031
【図２７】
2006133053.tif 000032
【図２８】
2006133053.tif 000033
【図２９】
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