(57)【要約】【課題】  従来の可変分散補償器に用いられるヒ−タは、経年劣化に伴う抵抗値変化のため、チャ−プグレ−ティングの分散特性を長期間高精度に制御することが困難であった。【解決手段】  チャ−プグレ−ティングを所定の分散値に変化させるための複数のヒ−タについて、デ−タ入力された各ヒ−タへの所定の供給電力と計測される各ヒ−タの電流を基にして、各ヒ−タに印加する電圧発生器の電圧を演算し、この演算した電圧を前記各ヒ−タに印加するようにするヒ−タ制御回路を設ける。【選択図】        図１
2008257104.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャ−プグレ−ティング、このチャ−プグレ−ティングに沿って設けられた複数のヒ−タ、この複数のヒ−タそれぞれへの供給電力を制御するヒ−タ制御回路部を備えた分散値を補償する可変分散補償器において、前記ヒ−タ制御回路部は、前記複数のヒ−タに電圧を印加する電圧発生部と、前記複数のヒ−タに流れる少なくとも２つの電流を検出する電流検出部と、前記電圧発生部を制御する演算部からなり、前記演算部は、前記電流検出部で検出した電流と前記電圧発生部で印加した電圧から前記複数のヒ−タそれぞれに供給すべき所定の供給電力の供給に必要な電圧を演算し、この演算した電圧を前記電圧発生部から前記複数のヒ−タに印加するように制御したことを特徴とする可変分散補償器。
【請求項２】
請求項１記載の可変分散補償器において、該可変分散補償器の補償すべき所定の分散値が演算部に入力されると、前記演算部は複数のヒ−タそれぞれに供給する所定の供給電力を、周辺機器に予め記憶された条件テ−ブルから前記所定の分散値に基づいて検索するようにしたことを特徴とする可変分散補償器。
【請求項３】
請求項１記載の可変分散補償器において、演算部に複数のヒ−タそれぞれに供給すべき所定の供給電力に関するデ−タを入力するようにしたことを特徴とする可変分散補償器。
【請求項４】
複数のヒ−タに流れる電流を検出する電流検出部が、チャ−プグレ−ティングに沿って設けられた複数のヒ−タの両端のヒ−タに流れる電流のみを検出するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の可変分散補償器。
【請求項５】
チャ−プグレ−ティング、このチャ−プグレ−ティングに沿って設けられた複数のヒ−タ、この複数のヒ−タそれぞれへの供給電力を制御するヒ−タ制御回路部を備えた分散値を補償する可変分散補償器において、前記ヒ−タ制御回路部は、前記複数のヒ−タに電圧を印加する電圧発生部と、前記複数のヒ−タに流れる少なくとも２つの電流を検出する電流検出部と、前記電圧発生部を制御する演算部からなり、前記演算部は、前記電流検出部で検出した電流と前記電圧発生部で印加した電圧から前記複数のヒ−タそれぞれの抵抗値を演算し、それら抵抗値の何れかが不具合発生の判断基準とした所定値以上の抵抗値になったときに、警告信号を発生するようにしたことを特徴とする可変分散補償器。
【請求項６】
チャ−プグレ−ティング、このチャ−プグレ−ティングに沿って設けられた３つ以上の複数のヒ−タ、この複数のヒ−タそれぞれへの供給電力を制御するヒ−タ制御回路部を備えた分散値を補償する可変分散補償器において、前記ヒ−タ制御回路部は、前記複数のヒ−タに電圧を印加する電圧発生部と、前記複数のヒ−タに流れる少なくとも２つの電流を検出する電流検出部と、前記電圧発生部を制御する演算部からなり、前記演算部は、前記電流検出部で検出した電流と前記電圧発生部で印加した電圧から前記複数のヒ−タそれぞれの抵抗値を演算し、それら抵抗値の何れかが不具合発生の判断基準とした所定値以上の抵抗値になったときに、その所定値以上の抵抗値を示したヒ−タの両隣のヒ−タの供給電力を供給すべき所定の供給電力より多くするようにしたことを特徴とする可変分散補償器。
【請求項７】
電圧発生部から出力される電圧がパルスであり、そのパルスのデュ−ティ比を制御することによって供給する電力を制御するようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の可変分散補償器。
【請求項８】
光ファイバにチャ−プグレ−ティングが設けられたことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の可変分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光ファイバの持つ波長分散を補償する可変分散補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを伝送路とする光通信システムにおいては、光ファイバの持つ波長分散（以下、「分散」と称す）によって、伝送される光パルスが歪むため、伝送信号の劣化を生じる。これは、光パルスを構成する波束の群速度が異なるためで、光パルスの波束が一定距離を伝播するのに要する時間、すなわち群遅延時間が異なるために生じる。この群遅延時間の波長に対する傾きが分散値である。波長を１５５０ｎｍ近辺とする場合、通常の光ファイバ伝送路に用いられるシングルモ−ドファイバ（ＳＭＦ）の分散値は、伝送路１ｋｍ当り、約１６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）である。言い換えると、１ｎｍ異なる波長の光パルスを１ｋｍのＳＭＦに伝搬させた場合に要する群遅延時間の差は１６ｐｓになり、無視できないことがわかる。
【０００３】
このような分散の補償には、伝送路である光ファイバの分散値と反対の符号の分散値を持つ分散補償ファイバやチャ−プグレ−ティングを用いた可変分散補償器が用いられる。また、伝送路に用いられる光ファイバそのものの分散は、その周辺環境の温度変動により刻々変化するという課題があるため、これに対処した可変分散補償器が近年用いられるようになっている。例えば、ヒ−タを用いた可変分散補償器の主要部は、チャ−プグレ−ティングを形成した光導波路と、この光導波路に所望の温度分布を形成するためのヒ−タと、それぞれのヒ−タに電圧を印加するための電極から構成されたものがある。そして、その分散特性は制御した電圧を各ヒ−タに印加することから光導波路上のチャ−プグレ−ティングに温度勾配をもたせ、そのブラッグ反射波長を変化させることにより可変・制御している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８４６２号公報（段落００１３、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の可変分散補償器では、その温度制御性の良い点から、窒化タンタルやクロム等を配線とした薄膜ヒ−タが用いられている。しかし、それらヒ−タの抵抗値は使用に伴って経年劣化するため、一定の電圧や電流を供給する電源を用いる場合、ヒ−タの発熱量も変化する。従って、可変分散補償器の分散特性の制御が次第に困難になるという課題を持っている。また、薄膜ヒ−タのもつ抵抗値は、バラツキが大きく、使用の際にそのバラツキを補正しなければいけないという課題を持っている。
【０００６】
本発明は上記の課題を解決し、たとえ用いるヒ−タの抵抗値が変化したり、バラツキが大きかったりしても、長期間においてその分散特性を高精度に制御できる可変分散補償器を得ることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る可変分散補償器は、チャ−プグレ−ティング、このチャ−プグレ−ティングに沿って設けられた複数のヒ−タ、この複数のヒ−タそれぞれへの供給電力を制御するヒ−タ制御回路部を備えた分散値を補償する可変分散補償器において、前記ヒ−タ制御回路部は、前記複数のヒ−タに電圧を印加する電圧発生部と、前記複数のヒ−タに流れる少なくとも２つの電流を検出する電流検出部と、前記電圧発生部を制御する演算部からなり、前記演算部は、前記電流検出部で検出した電流と前記電圧発生部で印加した電圧から前記複数のヒ−タそれぞれに供給すべき所定の供給電力の供給に必要な電圧を演算し、この演算した電圧を前記電圧発生部から前記複数のヒ−タに印加するように制御した点を特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、複数のヒ−タのいずれかの抵抗値が変化した場合であっても、各ヒ−タに所定の供給電力を供給するので、各ヒ−タの発熱量を一定に維持でき、可変分散補償器の分散特性を再現性良く維持できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態１について詳細に説明する。図１は本発明の可変分散補償器と周辺機器の概略構成を示す構成図、図２は本発明の可変分散補償器に用いられるヒ−タ制御回路の構成を示すブロック図である。図３は本発明の可変分散補償器のヒ−タ部への供給電力の分布を示すグラフ、図４は本発明の可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの群遅延時間特性を示したグラフ、図５は本発明の可変分散補償器の各ヒ−タへの供給電力の分布を示すグラフ、図６は本発明の可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの群遅延時間特性を示したグラフである。図７は本発明の可変分散補償器の任意のヒ−タ部に加えるパルス電圧の時間波形を示したグラフ、図８は可変分散補償器のヒ−タ部への供給電力の時間波形を示したグラフである。図９は本発明の可変分散補償器の設置環境の温度が変化した時のチャ−プグレ−ティングの反射特性の変化を示したグラフ、図１０は本発明の可変分散補償器の設置環境の温度が変化した時のチャ−プグレ−ティングの群遅延時間の変化を示したグラフ、図１１はペルチェ素子で環境温度を補償した場合のヒ−タ部の温度分布を示したグラフ、図１２はヒ−タ部で環境温度を補償した場合のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。なお、図１ないし図１２中、同一部分ないし相当部分には同一の符号を付与している。
【００１０】
図１（ａ）は、本発明の可変分散補償器１と周辺機器の構成を示す概略図である。また、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図１（ａ）に示すように可変分散補償器１は、光ファイバ８に設けられたチャ−プグレ−ティング２と基板４との間にＮ個のヒ−タ３１〜３Ｎからなるヒ−タ部３を有し、ヒ−タ制御回路部６で制御された電力をそれぞれのヒ−タ３１〜３Ｎに設けられたＮ個の第１電極５ａ１〜５ａＮからなる第１電極部５ａとア−ス電極である第２電極５ｂとの間に供給するようにしている。ヒ−タ制御回路部６には、可変分散補償器１の外部に設けられたインタ−フェ−ス部７が接続され、所定の供給電力に関するデ−タを格納した記憶部１０や図示していないパソコンとの間でデ−タ信号を送受信できるようになっている。なお、このヒ−タ制御回路部６は、後で詳細に説明する電圧発生部１１と演算部１２と電流検出部１３とから構成されている。
【００１１】
図１（ｂ）に示すように、前記チャ−プグレ−ティング２はコア１４とコア１４の周囲を覆うクラッド１５から構成されている。また、ヒ−タ部３を配置した基板４の裏面には、その裏面温度を均一化するためにヒ−トスプレッダ９とペルチェ素子１６が設けられている。ペルチェ素子１６は、ヒ−トスプレッダ９の上面に設けられた感温素子１８からの温度情報をもとにして、ペルチェコントロ−ラ１７で温度コントロ−ルされている。
【００１２】
図２に示すように、ヒ−タ制御回路部６にはＮ個のヒ−タ３１〜３Ｎに印加する電圧を発生するＮ個の電圧発生器１１１〜１１Ｎからなる電圧発生部１１と、各ヒ−タ３１〜３Ｎに流れる電流を検出するＮ個の電流計１３１〜１３Ｎからなる電流検出部１３と、前記電圧発生器１１１〜１１Ｎで印加している各電圧と電流計１３１〜１３Ｎで検出した各電流からヒ−タ３１〜３Ｎに印加する各電圧を演算したり、制御したりする演算部１２とが備えられている。電流計１３１〜１３Ｎは、たとえばトランジスタを組み合わせた市販のカレントミラ−回路や専用ＩＣで構成され、ヒ−タ３１〜３Ｎに流れる各電流を検出し、演算部１２にその検出値を入力するようにしている。より詳細には、電流計１３１〜１３Ｎは検出した各電流を電流−電圧変換回路で電圧に変換した後、Ａ／Ｄコンバ−タでデジタルデ−タに変換し演算部１２に入力するようにしている。
【００１３】
演算部１２は、インタ−フェ−ス部７に接続され図示しない外部パソコンや記憶部１０との間でデ−タ信号を送受信できるようになっている。可変分散補償器１の補償すべき所定の分散値に関するデ−タ信号が、外部パソコンから演算部１２に入力されるようになっている。可変分散補償器１が所定の分散値を得るには、チャ−プグレ−ティング２を所定の分散値に対応する特定の温度分布に設定する必要がある。この特定の温度分布の確保には、チャ−プグレ−ティング２の下に設けられた各ヒ−タ３１〜３Ｎに供給する電力を制御することから行われる。なお、ヒ−タ３１〜３Ｎに供給する電力の制御の基礎となる条件は、記憶部１０の条件テ−ブルに予め記憶されている。言い換えると種々の所定の分散値に対応した特定の温度分布の実現に必要な、各ヒ−タ３１〜３Ｎへ与えるべき所定の供給電力の一覧が前記条件テ−ブルに記憶されている。以下、より具体的に説明する。
【００１４】
インタ−フェ−ス部７を介して外部パソコンから演算部１２に、可変分散補償器１の補償すべき所定の分散値に関するデ−タ信号が入力されると、演算部１２はインタ−フェ−ス部７を介して、この補償すべき所定の分散値やこの可変分散補償器１のヒ−タ数に関するデ−タ信号を記憶部１０に送信する。記憶部１０は、インタ−フェ−ス部７を介して、所定の分散値に対応して条件テ−ブルからヒ−タ３１〜３Ｎに供給すべき所定の供給電力を検索し、検索結果に基づくデ−タ信号を演算部１２に送信する。演算部１２は受信したデ−タ信号に基づき、前記所定の分散値を確保するためにヒ−タ３１〜３Ｎに供給すべき所定の供給電力を検索結果から確認する。さらに、演算部１２は確認した所定の供給電力を各ヒ−タ３１〜３Ｎに供給するのに必要な電圧発生器１１１〜１１Ｎの各電圧を演算する。
【００１５】
電圧発生部１１からヒ−タ部３に供給する電力の電力制御方法について詳細に説明する。図２に示すように、演算部１２には電流計１３１〜１３Ｎが接続され、これらの電流計１３１〜１３Ｎによってヒ−タ３１〜３Ｎに流れる電流が読取れるようになっている。ここで電流計１３１〜１３Ｎは、電流の瞬時値を検出する機能を有する。また、電流の時間平均値を検出する機能も有している。さらに、演算部１２は、電圧発生器１１１〜１１Ｎからヒ−タ３１〜３Ｎに供給する各電圧と電流計１３１〜１３Ｎによって検出したヒ−タを流れる電流とから、ヒ−タ３１〜３Ｎの抵抗値と実際に供給している電力を演算する。そして、演算部１２は、ヒ−タ３１〜３Ｎに供給している実際の電力と、記憶部１０から読み出したヒ−タ３１〜３Ｎに供給すべき所定の供給電力との差を演算する。演算の結果、実際の電力の方が大きいヒ−タがあればそのヒ−タにつながる電圧発生器の印加電圧を下げ、実際の電力の方が小さいヒ−タがあればそのヒ−タにつながる電圧発生器の印加電圧を上げるように逐次制御し、実際の電力と所定の供給電力が等しくなるようにしている。
【００１６】
上記のような電圧発生器１１１〜１１Ｎの印加電圧を逐次制御することで、ヒ−タ部３に供給する電力を制御でき、ヒ−タ３１〜３Ｎの抵抗値が経年劣化前の初期の値から変化した場合においても、各ヒ−タ３１〜３Ｎの発熱量を初期の状態と同じに制御できる。つまりはヒ−タ部３の温度分布も初期の状態と同じように制御でき、可変分散補償器１の補償すべき所定の分散値を再現性良く制御し続けることができるようになる。
【００１７】
次に条件テ−ブルの作成方法について説明する。図３は、演算部１２により電圧発生器１１１〜１１Ｎを制御することでヒ−タ３１〜３Ｎに供給する電力に分布を与えた時のグラフの一例である。図４は、図３の供給電力で得られるチャ−プグレ−ティング２の波長に対する群遅延時間特性を示したグラフである。波長が長波長になるに従って、群遅延時間が増加している。この図４のグラフの傾きが、可変分散補償器１の分散値で、図３の電力分布に対応する。図５は、図３と異なった電力分布でヒ−タ３１〜３Ｎに電力供給した時の電力分布のグラフの一例である。図６は、図５の供給電力で得られるチャ−プグレ−ティング２の波長に対する群遅延時間特性を示したグラフである。このグラフの傾きが、図５の電力分布に対応する可変分散補償器１の分散値である。図４と図６のグラフの傾きを比較することから、図３の電力分布で得られる分散値のほうが図５の電力分布で得られる分散値より大きくなっていることが確認できる。したがって、予め可変分散補償器１のヒ−タ３１〜３Ｎに与える供給電力の分布と得られる分散値の関係を実験やシミュレ−ション等で確認しておくことにより、前記記憶部１０の条件テ−ブルを作成することができる。
【００１８】
以下、具体的に電圧発生部１１によるヒ−タ部３への供給電力の制御について説明する。この実施の形態１はパルス電圧を用いた場合の例である。図７は、例えば任意のヒ−タ３２に印加される電圧の時間波形を示した一例である。このようなパルス電圧は、対応する任意の電圧発生器１１２により所定の波高値に制御され、ヒ−タ３２に供給される。ここでパルス電圧の波高値をＶとし、その周期に対するパルスのデュ−ティ比をＤ、ヒ−タ３２の抵抗値をＲとすると、ヒ−タ３２に流れる電流の平均値ＩａｖはＩａｖ＝Ｖ×Ｄ／Ｒ、電圧の平均値ＶａｖはＶａｖ＝Ｖ×Ｄとなる。よって、ヒ−タ３２に供給される電力Ｗ２はそれぞれＷ２＝Ｖａｖ×Ｉａｖ＝Ｖ２×Ｄ２／Ｒとなる。図８はそのときのパルス電力の時間波形を示したグラフであり、斜線で示した部分の瞬間電力を時間積分し、単位時間あたりの平均値として求めた値がヒ−タ３２に供給される電力Ｗ２となる。なお、この電力Ｗ２はヒ−タ３２に供給される実効電力と見なせる。
【００１９】
次にヒ−タ３２に供給される実際の電力Ｗ２と、記憶部１０の条件テ−ブルから読み出したヒ−タ３２に供給すべき所定の供給電力Ｗ０２の差を演算する。実際の電力Ｗ２の方が所定の供給電力Ｗ０２より大きければ、電圧発生器１１２においてパルス電圧のデュ−ティ比Ｄを小さくしパルス幅を狭める。また、実際の電力Ｗ２の方が小さければ、電圧発生器１１２において制御パルスのデュ−ティ比Ｄを大きくしパルス幅を広げる。これにより所定の供給電力Ｗ０２と実際の電力Ｗ２を等しく制御することができる。同様に、ヒ−タ３１〜３Ｎに対して電圧発生器１１１〜１１Ｎからのパルス電圧を制御することから、ヒ−タ３１〜３Ｎに供給する実際の電力Ｗ１〜ＷＮを所定の供給電力Ｗ０１〜Ｗ０Ｎにすることができる。
【００２０】
上記の説明では、電圧発生器１１１〜１１Ｎからのパルス電圧の波高値を一定とし、デュ−ティ比を制御することで、電圧発生部１１によるヒ−タ部３への供給電力を制御した。その他、ヒ−タ部３へ供給するパルス電圧のデュ−ティ比を一定とし、波高値を制御することによっても供給電力を制御することも可能である。また、パルス電圧のデュ−ティ比および波高値をともに制御することでも電圧発生部１１によるヒ−タ部３への供給電力を制御することも可能である。要するに電圧発生器１１１〜１１Ｎからヒ−タ３１〜３Ｎに供給する所定の供給電力を実効電力として制御すれば、電圧発生器１１１〜１１Ｎの電圧の波形に影響されないので、パルス電圧以外の直流電圧や交流電圧等であっても補償すべき所定の分散値を得ることができる。
【００２１】
基板４を含めたチャ−プグレ−ティング２の周辺の設置環境温度が変化した場合の温度補償について説明する。図９に、ヒ−タ部３へ通電していない状態で設置環境温度が大きく上昇し、チャ−プグレ−ティング２を含む基板４の温度が上昇したときの可変分散補償器１の反射特性の変化例を示す。また、図１０に、そのときの群遅延特性の変化を示す。チャ−プグレ−ティング２全体の温度上昇に伴い、一定の反射率を持った反射帯域および群遅延時間は共に長波長側に平行移動している。波長に対する群遅延時間の傾きが分散値であるため、設置環境の温度変化による分散値の変化は生じないことが確認できる。したがって、設置環境温度の変化に相当する温度補償を基板４に実施すれば、設置環境温度の変化を補償できることになる。要するに反射帯域と分散値が平行移動する分だけの温度補償をペルチェ素子１６で制御してやればよい。具体的には、図１（ｂ）に示すような構成で、ヒ−トスプレッダ９の上面に設けられた感温素子１８からの温度情報をもとにペルチェコントロ−ラ１７でペルチェ素子１６を制御し、ヒ−トスプレッダ９と基板４の裏面温度を一定に保つことで温度補償する。これにより可変分散補償器１は、分散値の制御のみをヒ−タ３１〜３Ｎで行なえば良いことになる。なお、この実施の形態１ではペルチェ素子１６を使用しているがこれに限ったものではなく、セラミックヒ−タや他の温度調整素子を用いても同様の制御は可能であることは自明である。一方、チャ−プグレ−ティング２の設置環境温度が安定でその変化が僅かである場合は、ヒ−トスプレッダ９やペルチェ素子１６の設置は不要であることはいうまでもない。
【００２２】
可変分散補償器１に入力される光の波長が固定される場合においては、チャ−プグレ−ティング２の一定の反射率を維持する反射帯域を安定させることが望ましい。すなわちチャ−プグレ−ティング２の周辺の設置環境温度が大きく変化する場合、ペルチェ素子１６を使用してヒ−タ基板４の下面温度を一定にすることが好ましい。図１１に基板４の下面温度を設置環境の環境温度より充分に高い温度にしたときの各ヒ−タ３１〜３Ｎの温度分布を示す。ヒ−タ基板４の下面温度を環境温度より充分に高い一定温度にしたので、チャ−プグレ−ティング２のもつ反射率の波長依存性を安定させることができる。なお、基板４の裏面温度を図示しない温度検出素子を用いて同様に検出し、前記ペルチェ素子１６が供給していた温度に見合った発熱量となる電力を、可変分散補償器１のヒ−タ３１〜３Ｎに付加的に供給するように制御することも可能である。要するにペルチェ素子１６を用いることなく、図１１と同じ温度分布を図１２のように実現できるのである。したがって、本発明の実施の形態１の可変分散補償器１を用いれば、チャ−プグレ−ティング２の周辺の設置環境温度が変化した場合の温度補償も、電圧発生器１１１〜１１Ｎの電圧を演算部１２で制御できることがわかる。
【００２３】
以上説明したとおり、この発明の実施の形態１の可変分散補償器１によれば、複数のヒ−タ３１〜３Ｎのいずれかの抵抗値が変化した場合であっても、補償すべき所定の分散値にあわせた所定の供給電力を各ヒ−タ３１〜３Ｎに供給するように電圧発生器１１１〜１１Ｎの印加電圧を演算部１２で適宜制御するようにしたため、可変分散補償器の分散特性を再現性良く制御できるという格別の効果が得られる。また、複数のヒ−タ３１〜３Ｎの抵抗値にバラツキがあっても、補償すべき所定の分散値にあわせた所定の供給電力を各ヒ−タ３１〜３Ｎに供給させるようにしたので、各ヒ−タ３１〜３Ｎのバラツキの補正が不要となる格別の効果が得られる。なお、この発明の実施の形態１では、条件テ−ブルを可変分散補償器１の外側の記憶部１０に設けることで、可変分散補償器１の軽量化と低価格化を計ったが、この条件テ−ブルは、可変分散補償器１の内部に設けても良いし、可変分散補償器１の外部のパソコン等のメモリ−内に設けても良い。また、この発明の実施の形態１の可変分散補償器１に対して、所定の分散値に対応する複数のヒ−タそれぞれに供給すべき所定の供給電力に関するデ−タ信号を、パソコンから直接与えても、同様に電圧発生器１１１〜１１Ｎの電圧を演算部１２で制御することは可能である。
【００２４】
実施の形態２
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態２について詳細に説明する。図１３は本発明の実施の形態２の可変分散補償器のヒ−タ制御回路の概略構成を示すブロック図、図１４は本発明の実施の形態２の可変分散補償器の分散値を最小にするときのヒ−タ部３の温度分布を示したグラフ、図１５は実施の形態２の可変分散補償器の分散値を最大にするときのヒ−タ部３の温度分布を示すグラフ、図１６は実施の形態２の可変分散補償器のヒ−タの温度分布の範囲を示すグラフである。なお、図１３ないし図１６中の各部位において、図１ないし図１２と同一部分もしくは相当部分には同一符号を付与している。
【００２５】
本発明の実施の形態２に係る可変分散補償器１は、実施の形態１に係る可変分散補償器１と比べて、ヒ−タ制御回路部６に用いられる電流検出部１３の電流計の設置個数を大幅に削減した点で相違するもので、その他の構成は後述する制御回路部６の制御方法の一部を除いて全く同じである。本発明の実施の形態２の可変分散補償器１は、実施の形態１の可変分散補償器１に比べ、そのヒ−タ制御回路部６の小型化を目的としている。
【００２６】
図１３に示すとおり、本実施の形態２による可変分散補償器１のヒ−タ制御回路部６は電流計１３１、１３２をチャ−プグレ−ティング２の光軸に沿って設けられたヒ−タ部３の両端のヒ−タ３１及び３Ｎのみに設置したものである。
【００２７】
図１４は分散値を最小としたときのヒ−タ部３の温度分布を示したグラフであり、図１５は分散値を最大としたときのヒ−タ部３の温度分布を示したグラフである。したがって、実施の形態２に係る可変分散補償器１の補償できる分散値の範囲は、図１６に示す２本の破線の間に描くことのできるグラフの範囲であり、例えば図中のグラフＡ、グラフＢ、グラフＣ等の温度分布の実現から、それぞれに対応する分散値の補償が可能となる。
【００２８】
研究の結果、上記のような使用状況下においては、最も多くの電力が供給されるのは両端のヒ−タ３１、３Ｎのどちらか一方端であり、最も少ない電力が供給されるのはその他端のヒ−タであることが判明している。また、ヒ−タ部３の抵抗値の変化は概ね供給した電力に比例することから、両端のヒ−タのうち前記一方端のヒ−タの抵抗値の変化が最大となり、その他端のヒ−タの抵抗値の変化が最少となる。従って、両端のヒ−タの抵抗値変化を検出すれば、その間にある多くのヒ−タ３２〜３Ｎ−１の抵抗値変化を数学的な補間法によって推測することが可能となる。本発明の実施の形態２に係る制御回路部６（または、演算部１２）は、電流計１３１および１３２で測定した電流を用いて、上記のようにそれらの間にあるヒ−タ３２〜３Ｎ−１の抵抗値変化を数学的な補間法によって推測するようにしたものである。
【００２９】
以上説明した通り、本発明の実施の形態２に係る可変分散補償器によれば、ヒ−タ３２〜３Ｎ−１の抵抗値変化を数学的に推測したため、電流検出部１３の電流計の個数を大幅に削減でき、制御部の小型化、省電力化に大きく寄与することができる。また、演算部１２における演算量も減らせるので、その動作速度の向上が果たせるという格別の効果を有する。
【００３０】
実施の形態３
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態３について詳細に説明する。図１７は、本発明の実施の形態３の可変分散補償器のヒ−タ制御回路の概略構成を示すブロック図である。なお、図１７中の各部位において、図２と同一部分もしくは相当部分には同一符号を付与している。
【００３１】
本発明の実施の形態３に係る可変分散補償器１は、実施の形態１に係る可変分散補償器１に警告信号発生部１９を付加したもので、その他の構成は全く同じである。
【００３２】
図１７に示すとおり、演算部１２に警告信号発生部１９を接続している。本発明の実施の形態３の可変分散補償器１は、実施の形態１の可変分散補償器１に比べ、ヒ−タ部３への通電異常となる不具合の兆候を察知し、その警告を行うことから致命的な光学特性の劣化を未然に防ぐことを目的としている。
【００３３】
本実施の形態３に係る可変分散補償器１は、電圧発生器１１１〜１１Ｎからヒ−タ３１〜３Ｎに供給する各電圧と、電流計１３１〜１３Ｎによってヒ−タ３１〜３Ｎに流れる電流とを監視することから、ヒ−タ３２〜３Ｎ−１の各抵抗値を検出できるようになっている。検出した各抵抗値の少なくとも１つが、不具合発生の判断基準とした所定値以上の抵抗値に変化したときに、演算部１２から警告信号を発生するようにしている。これにより、ヒ−タ３１〜３Ｎの断線や経年変化等による致命的な不具合となる前に、不具合の兆候を察知できる。その結果、ヒ−タ部３の交換や修理などの対策を取り易くなるという効果が得られる。
【００３４】
実施の形態４
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態４について詳細に説明する。図１８は本発明の実施の形態４の分散補償器１のヒ−タ部３への供給電力の分布を示したグラフ、図１９はその時のヒ−タ部３の温度分布を示したグラフ、図２０は本発明の実施の形態１の分散補償器１のヒ−タ３１〜３Ｎの中の１つのヒ−タ３ｘが断線したときのヒ−タ部３への供給電力の分布を示したグラフ、図２１はそのときのヒ−タ部３の温度分布を示したグラフである。図２２は本発明の実施の形態４の分散補償器１の中の１つのヒ−タ３ｘが断線したときに、制御回路１２で特別制御した時のヒ−タ３１〜３Ｎへの供給電力の分布を示したグラフ、図２３はそのときのヒ−タ部３の温度分布を示したグラフである。なお、図１８ないし図２３中の各部位において、図１ないし図１７と同一部分、もしくは相当部分には同一符号を付与している。
【００３５】
可変分散補償器１のヒ−タ３１〜３Ｎの中の任意のヒ−タ３ｘが断線すると、その抵抗値が大幅に増加するので、ヒ−タ３ｘの両端に電圧を印加しても発熱しなくなる。また、電圧発生部１１からヒ−タ部３に印加できる電圧の最大値は有限である。そのため、断線したヒ−タ３ｘの発熱量を電圧発生部１１の電圧の制御で調節することは不可能である。また、経年劣化等により大幅に抵抗値が変化し、不具合発生の判断基準とした所定値以上の抵抗値を超えた任意のヒ−タに対しても、同様の理由で演算部１２によりその発熱量を制御することは困難である。本発明の実施の形態４の可変分散補償器１は、例えヒ−タ部３の任意のヒ−タ３ｘが断線したり、その抵抗値が所定値以上に変化したりしても、可変分散補償器１の分散値の制御ができるようにすることを目的としている。
【００３６】
本発明の実施の形態４に係る可変分散補償器１は、ヒ−タ部３を構成する一部のヒ−タ３ｘの抵抗値が断線や経年劣化等により大幅に変化した状況下において、後述する特別制御を自動的に実施する演算部１２を有したものであり、その他の構成は実施の形態１に係る可変分散補償器と全く同じである。実施の形態４の可変分散補償器１の演算部１２の特別制御は、ヒ−タ部３を構成する各ヒ−タ３１〜３Ｎの抵抗値を確認する機能を備え、一部のヒ−タ３ｘの抵抗値が断線等で大幅に変化し、電圧発生部１１から正常に電力供給できなくなったのを確認した場合、自動的に、その変化したヒ−タ３ｘを特定し、その両端にあるヒ−タ３ｘ−１およびヒ−タ３ｘ＋１の発熱量を増加させるよう特別制御するものである。以下、実施の形態１に係る可変分散補償器１と実施の形態４に係る可変分散補償器１とを比較することから、具体的に説明する。
【００３７】
図１８は、正常に動作する実施の形態４に係る可変分散補償器１のヒ−タ部３に、補償すべき所定の分散値にあわせた電圧を与えたときの供給電力の分布を示すグラフである。図１９はそのときのヒ−タ部３の温度分布を示すグラフである。ヒ−タ部３の抵抗値が不具合発生の判断基準とした所定値以下のため、線形な温度分布に制御されている。また、正常に動作する本発明の実施の形態１に係る可変分散補償器１のヒ−タ部３においても、図１８および図１９と同じ供給電力の分布、温度分布のグラフが得られる。
【００３８】
図２０は、実施の形態１に係る可変分散補償器１の任意のヒ−タ３ｘが断線した場合の供給電力の分布を示すグラフである。図２１は、そのときのヒ−タ部３の温度分布を示すグラフである。ヒ−タ３ｘが断線したため、その供給電力は概ね０である。その結果、図２１のようにヒ−タ３ｘ周辺の温度が低下し、大きなリップルを伴った非線形な温度分布になっている。したがって、このような状態において、前記実施の形態１に係る可変分散補償器１においては、補償すべき所定の分散値から大きくずれた状態になっている。一方、本発明の実施の形態４に係る可変分散補償器１においては、演算部１２による特別制御が実施されるため、図２１のようにはならない。以下その点について詳細に説明する。
【００３９】
本実施の形態４の演算部１２は、上記のようなヒ−タ３ｘの断線があった場合、自動的にその特定のヒ−タ３ｘを検出／特定し、その両端のヒ−タ３ｘ−１、３ｘ＋１の発熱量を増加させる特別制御に切替えるようになっている。図２２はその時のヒ−タ部３への供給電力の分布を示すグラフである。図２３はそれに対応するヒ−タ部３の温度分布を示すグラフである。断線したヒ−タ３ｘの両端のヒ−タ３ｘ−１、３ｘ＋１の発熱量が増加した結果、図２３のヒ−タ３ｘ周辺の温度分布は図２１に比べて著しく小さくなり、比較的線形性を維持している。したがって、補償すべき所定の分散値に近い状態を確保している。以上説明したとおり、本実施の形態４の可変分散補償器１は、任意のヒ−タ３ｘが断線しても、断線したヒ−タ３ｘの両端のヒ−タ３ｘ−１、３ｘ＋１の発熱量を増加させるため、補償すべき所定の分散値に近い状態を確保できるという格別の効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器と周辺機器の構成を示す概略図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の供給電力分布を示したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの群遅延時間特性を示したグラフである。
【図５】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部への供給電力分布を示したグラフである。
【図６】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの群遅延時間特性を示したグラフである。
【図７】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部への供給電圧の時間波形を示したグラフである。
【図８】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部への供給電力の時間波形を示したグラフである。
【図９】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの環境温度変化に対する反射特性の変化を示したグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のチャ−プグレ−ティングの環境温度変化に対する群遅延特性の変化を示したグラフである。
【図１１】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器に対してペルチェ素子で環境温度を補償したときの温度分布を示したグラフである。
【図１２】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部で環境温度を補償したときの温度分布を示したグラフである。
【図１３】本発明の実施の形態２に関わる可変分散補償器のヒ−タ制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【図１５】本発明の実施の形態２に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【図１６】本発明の実施の形態２に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【図１７】本発明の実施の形態３に関わる可変分散補償器のヒ−タ制御回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の供給電力分布を示したグラフである。
【図１９】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【図２０】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器の１つのヒ−タが断線した場合のヒ−タ部の供給電力分布を示したグラフである。
【図２１】本発明の実施の形態１に関わる可変分散補償器の１つのヒ−タが断線した場合のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【図２２】本発明の実施の形態４に関わる可変分散補償器の１つのヒ−タが断線した場合のヒ−タ部の供給電力分布を示したグラフである。
【図２３】本発明の実施の形態４に関わる可変分散補償器の１つのヒ−タが断線した場合のヒ−タ部の温度分布を示したグラフである。
【符号の説明】
【００４１】
１  可変分散補償器
２  チャ−プグレ−ティング
３  ヒ−タ部、
６  ヒ−タ制御回路部、
８  光ファイバ
１０  記憶部
１１  電圧発生部
１２  演算部
１３  電流検出部
１９  警告信号発生部
【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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【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】
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【図２２】
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【図２３】
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