(57)【要約】【課題】所望の透過スペクトルを有する利得等化器を容易に製造することができる利得等化器製造方法を提供する。【解決手段】光ファイバ１３に利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を形成する。続いて、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を挟む２点の間に張力を加えるとともに、モニタ用グレーティング１１の透過スペクトルをモニタして、そのモニタ結果に基づいて該２点間に所望の張力を付与する。このとき、必要であれば、後の接着剤による固定の際の接着剤の収縮に因る張力の増加分を見込んでおく。そして、該２点間に所望の張力を付与した状態で利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を該２点で接着剤１５ａ、１５ｂにより固定部材１４に固定して、これにより利得等化器１０を製造する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利得等化用グレーティングが固定部材に実装されてなる利得等化器を製造する方法であって、
前記利得等化用グレーティングと比べて透過波長特性の変化率の最大値が大きいモニタ用グレーティングを前記利得等化用グレーティングに対して直列に設け、
前記利得等化用グレーティングおよび前記モニタ用グレーティングを挟む２点の間に張力を加えるとともに、前記モニタ用グレーティングの透過スペクトルをモニタして、そのモニタ結果に基づいて該２点間に所望の張力を付与し、
該２点間に所望の張力を付与した状態で前記利得等化用グレーティングおよび前記モニタ用グレーティングを該２点で固定部材に固定して利得等化器を製造する
ことを特徴とする利得等化器製造方法。
【請求項２】
前記モニタ用グレーティングが反射型グレーティングであることを特徴とする請求項１記載の利得等化器製造方法。
【請求項３】
前記モニタ用グレーティングの反射帯域が前記利得等化用グレーティングの損失波長帯域より短波長側にあることを特徴とする請求項２記載の利得等化器製造方法。
【請求項４】
前記モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が２ｄＢ／ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の利得等化器製造方法。
【請求項５】
前記モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が５ｄＢ／ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の利得等化器製造方法。
【請求項６】
利得等化用グレーティングが固定部材に実装されてなる利得等化器であって、
前記利得等化用グレーティングと比べて透過波長特性の変化率の最大値が大きいモニタ用グレーティングを前記利得等化用グレーティングに対して直列に備え、
前記利得等化用グレーティングおよび前記モニタ用グレーティングを挟む２点の間に張力が付与された状態で、前記利得等化用グレーティングおよび前記モニタ用グレーティングが該２点で固定部材に実装されている
ことを特徴とする利得等化器。
【請求項７】
前記モニタ用グレーティングが反射型グレーティングであることを特徴とする請求項６記載の利得等化器。
【請求項８】
前記モニタ用グレーティングの反射帯域が前記利得等化用グレーティングの損失波長帯域より短波長側にある請求項６記載の利得等化器。
【請求項９】
前記モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が２ｄＢ／ｎｍ以上である請求項６記載の利得等化器。
【請求項１０】
前記モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が５ｄＢ／ｎｍ以上である請求項６記載の利得等化器。
【請求項１１】
信号光を光増幅する光増幅器と、
前記光増幅器の利得スペクトルを等化する請求項６記載の利得等化器と
を備えることを特徴とする光増幅装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、利得等化用グレーティングが固定部材に実装されてなる利得等化器、このような利得等化器を製造する方法、および、このような利得等化器を含む光増幅装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光増幅装置は、入力端に入力した信号光を光増幅して出力端から出力するものであり、例えば波長多重光通信システムにおいて用いられる。このような光増幅装置は、全体の利得スペクトルが所定の波長範囲において平坦であることが要求される。しかし、光増幅装置において一般に用いられる光増幅媒体（例えばＥｒ元素添加光ファイバ）の利得スペクトルは平坦ではない。
【０００３】
そこで、光増幅装置は、この光増幅媒体の利得スペクトルと略同じ形状の損失スペクトルを有する利得等化器をも備えており、光増幅媒体の利得スペクトルと利得等化器の透過スペクトルとを総合した全体の利得スペクトルが所定の波長範囲において平坦とされる。この利得等化器としては、長周期グレーティング（例えば非特許文献１を参照）やスラント型グレーティング（例えば非特許文献２を参照）などのグレーティングを含むものが用いられる。
【０００４】
このような利得等化器は、グレーティングに張力が付与された状態で該グレーティングが固定部材に実装されている。具体的には利得等化器は以下のようにして製造される。実装前のグレーティングに適当な張力が与えられて、その張力が与えられたグレーティングの透過スペクトルが所望のものとされ、その張力が付与された状態でグレーティングが固定部材に固定される。この固定に際しては、グレーティングを挟む２点で固定部材に接着剤で固定される。
【０００５】
しかし、接着剤が硬化するときに収縮することから、グレーティングに付与される張力は大きくなる。張力が大きくなると、反射型グレーティングやスラント型グレーティングの場合には透過スペクトルが長波長側にシフトし、長周期グレーティングの場合には特性に依存した方向に透過スペクトルがシフトする。反射型グレーティングやスラント型グレーティングの場合、そのシフト量は０．１ｎｍ程度である。そこで、実際には、接着剤固定前にグレーティングに付与される張力は、接着剤硬化に因る張力変化分を見込んで管理される。
【０００６】
【非特許文献１】
Ｍ．　Ｈａｒｕｍｏｔｏ，　ｅｔ　ａｌ．，　”Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｌｏｎｇ−Ｐｅｒｉｏｄ　Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｍｏｄｕｌｅ　ｆｏｒ　Ｗｉｄｅ−ＢａｎｄＧａｉｎ　Ｆｌａｔｔｅｎｉｎｇ　Ｆｉｌｔｅｒｓ”，　ＥＣＯＣ’２０００，　ｐｐ．５７−５８　（２０００）
【非特許文献２】
Ｉｓａｂｅｌｌｅ　Ｒｉａｎｔ，　ｅｔ　ａｌ．，　”３６　ｎｍ　Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ　Ｇａｉｎ　Ｅｑｕａｌｉｚｅｒ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｓｌａｎｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｇｒａｔｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｆｏｒ　Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ　Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”，　Ｓｕｂｏｐｔｉｃ　２００１，　Ｐ４．３．１０　（２００１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、利得等化用のグレーティングは透過波長特性の変化率が小さいことから、グレーティングに付与する張力を高精度に所望値とすることが困難である。すなわち、グレーティングの透過率を波長λの関数としてＴ（λ）と表したときに、波長λによる透過率Ｔ（λ）の偏微分値（δＴ（λ）／δλ）の絶対値が小さい。したがって、張力付与に応じた透過スペクトルのシフト量をモニタしようとしても、そのモニタの精度が悪く、それ故、所望の透過スペクトルを有する利得等化器を製造することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、所望の透過スペクトルを有する利得等化器を容易に製造することができる利得等化器製造方法、この製造方法により製造された利得等化器、および、この利得等化器を含む光増幅装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る利得等化器製造方法は、利得等化用グレーティングが固定部材に実装されてなる利得等化器を製造する方法であって、利得等化用グレーティングと比べて透過波長特性の変化率の最大値が大きいモニタ用グレーティングを利得等化用グレーティングに対して直列に設け、利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングを挟む２点の間に張力を加えるとともに、モニタ用グレーティングの透過スペクトルをモニタして、そのモニタ結果に基づいて該２点間に所望の張力を付与し、該２点間に所望の張力を付与した状態で利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングを該２点で固定部材に固定して利得等化器を製造することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る利得等化器製造方法では、利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングが互いに直列に接続されたものが用意され、利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングを挟む２点の間に張力が加えられるとともに、モニタ用グレーティングの透過スペクトルがモニタされて、そのモニタ結果に基づいて該２点間に所望の張力が付与される。そして、該２点間に所望の張力が付与された状態で利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングが該２点で固定部材に固定されて、これにより利得等化器が製造される。この利得等化器製造方法では、利得等化用グレーティングと比べてモニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が大きいことから、張力付与に応じた透過スペクトルのシフト量をモニタする際に、利得等化用グレーティングの透過スペクトルのシフト量をモニタするのでは無く、モニタ用グレーティングの透過スペクトルのシフト量をモニタすることで、該シフト量を精度よくモニタすることができる。それ故、等化すべき波長帯域（すなわち、利得等化用グレーティングの損失波長帯域）において所望の透過スペクトルを有する利得等化器を容易に製造することができる。
【００１１】
本発明に係る利得等化器は、利得等化用グレーティングが固定部材に実装されてなる利得等化器であって、利得等化用グレーティングと比べて透過波長特性の変化率の最大値が大きいモニタ用グレーティングを利得等化用グレーティングに対して直列に備え、利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングを挟む２点の間に張力が付与された状態で、利得等化用グレーティングおよびモニタ用グレーティングが該２点で固定部材に実装されていることを特徴とする。本発明に係る利得等化器は、上述した本発明に係る利得等化器製造方法により製造され得るものであり、したがって、所望の透過スペクトルを有するものが容易に製造され得る。
【００１２】
本発明に係る利得等化器製造方法または本発明に係る利得等化器では、モニタ用グレーティングが反射型グレーティングであるのが好適であり、この場合には、モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率を大きくすることができる。また、モニタ用グレーティングの反射帯域が利得等化用グレーティングの損失波長帯域より短波長側にあるのが好適であり、この場合には、モニタ用グレーティングの短波長損失が利得等化器の全体の透過スペクトルに影響を与える懸念が無い。
【００１３】
本発明に係る利得等化器製造方法または本発明に係る利得等化器では、モニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値は、２ｄＢ／ｎｍ以上であるのが好適であり、５ｄＢ／ｎｍ以上であれば更に好適である。この場合には、張力付与に応じた透過スペクトルのシフト量を高精度にモニタすることができる。
【００１４】
本発明に係る光増幅器装置は、信号光を光増幅する光増幅器と、光増幅器の利得スペクトルを等化する上記の本発明に係る利得等化器とを備えることを特徴とする。この光増幅装置によれば、光増幅器により信号光が光増幅され、利得等化器により利得が等化されるので、全体の利得スペクトルは平坦化さらたものとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１６】
図１は、本実施形態に係る利得等化器１０の構成図である。この図に示される利得等化器１０は、互いに直列に接続された利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を備える。利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２は、１本の光ファイバ１３に形成されたものである。利得等化用グレーティング１１は、利得等化器１０本来の等化作用を奏するために、所定の透過スペクトルを有するものである。これに対して、モニタ用グレーティング１２は、張力をモニタする為に設けられたものであって、利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域とは重ならない損失波長帯域を有している。そして、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を挟む光ファイバ１３上の２点で、光ファイバ１３と固定部材１４とは接着剤１５ａ，１５ｂにより接着固定されている。
【００１７】
図２は、本実施形態に係る利得等化器１０に含まれる利得等化用グレーティング１１の透過スペクトルの１例を示す図である。また、図３は、本実施形態に係る利得等化器１０の全体の透過スペクトルの１例を示す図である。図３に示される利得等化器１０の全体の透過スペクトルは、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２それぞれの透過スペクトルを総合したものである。これらの図に示されるように、利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域は凡そ１５２８ｎｍ〜１５６６ｎｍであるのに対して、モニタ用グレーティング１２の損失波長帯域は凡そ１５２２ｎｍ〜１５２５ｎｍである。このように、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２それぞれの損失波長帯域が互いに重ならないようになっているので、波長範囲１５２８ｎｍ〜１５６６ｎｍにおいて、利得等化器１０本来の等化作用は、利得等化用グレーティング１１単体の等化作用と同等である。
【００１８】
図４は、本実施形態に係る利得等化器１０の全体の透過スペクトルの他の１例を示す図である。この図に示される利得等化器１０全体の透過スペクトルは、図２に示された利得等化用グレーティング１１の透過スペクトルと、図３に示されたものとは別のモニタ用グレーティング１２の透過スペクトルとを総合したものである。モニタ用グレーティング１２の損失波長帯域は凡そ１５２３ｎｍ〜１５２４ｎｍである。この場合も、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２それぞれの損失波長帯域が互いに重ならないようになっているので、波長範囲１５２８ｎｍ〜１５６６ｎｍにおいて、利得等化器１０本来の等化作用は、利得等化用グレーティング１１単体の等化作用と同等である。
【００１９】
また、図２〜図４に示されるように、利得等化用グレーティング１１と比べて、モニタ用グレーティング１２は、透過波長特性の変化率の最大値が大きい。ここで、「透過波長特性の変化率」とは、波長λによる透過率Ｔ（λ）の偏微分値（δＴ（λ）／δλ）の絶対値である。「透過波長特性の変化率の最大値」とは、損失波長帯域における「透過波長特性の変化率」の最大値である。モニタ用グレーティング１２の透過波長特性の変化率の最大値は、２ｄＢ／ｎｍ以上であるのが好適であり、５ｄＢ／ｎｍ以上であれば更に好適である。
【００２０】
図２および図３に示された利得等化用グレーティング１１は、透過波長特性の変化率の最大値が１．２ｄＢ／ｎｍである。これに対して、図３に示されたモニタ用グレーティング１２は、透過率が−１ｄＢ以下である波長帯域の幅が１．４ｎｍであり、ピーク損失が−２ｄＢであり、透過波長特性の変化率の最大値が２．２ｄＢ／ｎｍである。また、図４に示されたモニタ用グレーティング１２は、透過率が−１ｄＢ以下である波長帯域の幅が０．９ｎｍであり、ピーク損失が−３ｄＢであり、透過波長特性の変化率の最大値が６．３ｄＢ／ｍである。
【００２１】
利得等化用グレーティング１１は、長周期グレーティング、スラント型グレーティングまたはチャープ型グレーティングであるのが好適である。また、利得等化用グレーティング１１は、これらの何れかが複数個直列に接続されたものであるのも好適である。モニタ用グレーティング１２は、導波光のうちブラッグ条件を満たす波長の光に対して選択的に損失を与える反射型グレーティング（例えばブラッグ型グレーティングやスラント型グレーティング）であるのが好適であり、この場合には、損失波長帯域幅が狭くてピーク損失が大きく、透過波長特性の変化率の最大値が大きい。
【００２２】
図３に透過波長特性が示されるモニタ用グレーティング１２は、光ファイバ１３の長手方向に沿った長さ２．５ｎｍの範囲に亘って回折格子が形成されたブラッグ型グレーティングである。また、図４に透過波長特性が示されるモニタ用グレーティング１２は、光ファイバ１３の長手方向に沿った長さ３．５ｎｍの範囲に亘って回折格子が形成されたブラッグ型グレーティングである。なお、長周期グレーティングは、損失波長帯域幅が１０ｎｍ以下とはならないので、透過波長特性の変化率の最大値を大きくするにはピーク損失を大きくしなければならないが、そのためには作成に長時間を要するので、製造コストが高くなり、測定器のダイナミックレンジを越える特性となって精度が低下する場合がある。
【００２３】
また、モニタ用グレーティング１２が反射型グレーティングである場合には、モニタ用グレーティング１２の透過スペクトルには、本来の損失波長帯域（図３では１５２２ｎｍ〜１５２５ｎｍ、図４では１５２３ｎｍ〜１５２４ｎｍ）より短波長側において、放射に因る損失（「短波長損失」と呼ぶ。）が現れる。もし、モニタ用グレーティング１２の反射帯域が利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域より長波長側にあるとすると、モニタ用グレーティング１２の短波長損失は、利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域内に現れて、利得等化器１０全体の透過スペクトルに悪影響を与える。そこで、図３および図４それぞれに示されるように、モニタ用グレーティング１２の反射帯域が利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域より短波長側にあるのが好適であり、このようにすることにより、モニタ用グレーティング１２の短波長損失が利得等化器１０全体の透過スペクトルに影響を与える懸念が無くなる。
【００２４】
次に、本実施形態に係る利得等化器１０の製造方法について説明する。先ず、光ファイバ１３の長手方向に沿った一定範囲において被覆を除去し、その除去した範囲において互いに異なる領域に利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を形成する。このとき、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２それぞれの透過波長特性は上述した関係にある。次に、グレーティング形成後、安定化の為に熱処理し、再被覆するなどの工程を必要に応じて行なう。続いて、利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を挟む２点の間に張力を加えるとともに、モニタ用グレーティング１１の透過スペクトルをモニタして、そのモニタ結果に基づいて該２点間に所望の張力を付与する。このとき、必要であれば、後の接着剤による固定の際の接着剤の収縮に因る張力の増加分を見込んでおく。そして、該２点間に所望の張力を付与した状態で利得等化用グレーティング１１およびモニタ用グレーティング１２を該２点で接着剤１５ａ、１５ｂにより固定部材１４に固定して、これにより利得等化器１０を製造する。
【００２５】
このような過程を経て製造することにより、所望の透過スペクトルを有する利得等化器１０を容易に製造することができる。すなわち、利得等化用グレーティング１１と比べてモニタ用グレーティング１２の透過波長特性の変化率の最大値が大きいことから、張力付与に応じた透過スペクトルのシフト量をモニタする際に、利得等化用グレーティング１１の透過スペクトルのシフト量をモニタするのでは無く、モニタ用グレーティング１２の透過スペクトルのシフト量をモニタすることで、該シフト量を精度よくモニタすることができる。それ故、等化すべき波長帯域（すなわち、利得等化用グレーティング１１の損失波長帯域）において所望の透過スペクトルを有する利得等化器１０を容易に製造することができる。
【００２６】
図３に示された透過スペクトルを有するモニタ用グレーティング１２を用いた場合には、透過スペクトルのシフト量のモニタの精度が０．０４ｎｍ以下であった。また、図４に示された透過スペクトルを有するモニタ用グレーティング１２を用いた場合には、透過スペクトルのシフト量のモニタの精度が０．０１５ｎｍ以下であった。
【００２７】
次に、本実施形態に係る光増幅装置について説明する。図５は、本実施形態に係る光増幅装置１の構成図である。この図に示される光増幅装置１は、入力端１ａと出力端１ｂとの間に直列に光増幅器２０および利得等化器１０を備えている。利得等化器１０は、前述した本実施形態に係るものである。光増幅器２０は、光カプラ２１、光増幅用ファイバ２２および励起光源２３を有している。
【００２８】
光増幅用ファイバ２２は、希土類元素（例えばＥｒ元素）がコア領域に添加された光ファイバであり、その希土類元素を励起し得る波長の励起光が供給されることで、所定の波長範囲内の信号光を光増幅する。励起光源２３は、光増幅用ファイバ２２へ供給すべき励起光を出力する。光カプラ２１は、励起光源２３より出力された励起光を光増幅用ファイバ２２へ出力するとともに、入力端１ａより入力した信号光を光増幅用ファイバ２２へ出力する。光増幅用ファイバ２２がＥｒ元素添加光ファイバである場合には、励起光の波長は０．９８μｍまたは１．４８μｍであり、光増幅される信号光の波長域はＣバンドである。利得等化器１０は、光増幅器２０により光増幅された信号光のスペクトルを所定の波長範囲で平坦化して、その信号光を出力端１ｂより出力する。
【００２９】
この光増幅装置１では、入力端１ａに入力した信号光は、光増幅器２０の光増幅用ファイバ２２において光増幅された後に、利得等化器１０により利得等化される。この光増幅装置１全体の利得スペクトルは、光増幅器２０の利得スペクトルと利得等化器１０の透過スペクトルとを総合したものとなる。光増幅器２０の利得スペクトルを目標として、利得等化器１０の損失スペクトルが設計される。そして、利得等化器１０を製造するに際しては、上述した本実施形態に係る利得等化器製造方法により製造される。これにより、光増幅装置１の全体の利得スペクトルは精度よく平坦化される。
【００３０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したとおり、本発明によれば、利得等化用グレーティングと比べてモニタ用グレーティングの透過波長特性の変化率の最大値が大きいことから、張力付与に応じた透過スペクトルのシフト量をモニタする際に、利得等化用グレーティングの透過スペクトルのシフト量をモニタするのでは無く、モニタ用グレーティングの透過スペクトルのシフト量をモニタすることで、該シフト量を精度よくモニタすることができる。それ故、等化すべき波長帯域（すなわち、利得等化用グレーティングの損失波長帯域）において所望の透過スペクトルを有する利得等化器を容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る利得等化器１０の構成図である。
【図２】本実施形態に係る利得等化器１０に含まれる利得等化用グレーティング１１の透過スペクトルの１例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る利得等化器１０の全体の透過スペクトルの１例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る利得等化器１０の全体の透過スペクトルの他の１例を示す図である。
【図５】本実施形態に係る光増幅装置１の構成図である。
【符号の説明】
１…光増幅装置、１０…利得等化器、１１…利得等化用グレーティング、１２…モニタ用グレーティング、１３…光ファイバ、１４…固定部材、１５ａ，１５ｂ…接着剤、２０…光増幅器、２１…光カプラ、２２…光増幅用ファイバ、２３…励起光源。
【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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