(57)【要約】【課題】少ないラティス回路を用いて、多チャネルの光信号の波長分散を補償し、かつ各チャネルで光ファイバの波長分散スロープに応じて異なる波長分散量を補償することができる導波路型多チャネル波長分散補償器を提供する。【解決手段】第一及び第二の光導波路をそれぞれ異なる箇所で結合するＮ＋１（Ｎは自然数）の光結合器１０１〜１０４及び１０５〜１０８を有し、Ｎ＋１個の光結合器１０１〜１０４及び１０５〜１０８の隣接する２個で挟まれたＮ個の光路長差付与部分１０９〜１１１及び１１２〜１１４を有する光導波路回路を直列に複数台繋いだ光導波路回路が、光波長が異なる複数の光チャネルの周辺帯域で、波長分散を一括して補償する手段を有し、かつ、波長分散補償量を光チャネル毎に異にすることにより一括して波長分散スロープも補償する手段を有する多チャネル波長分散補償器。【選択図】　図１
2004126327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路をそれぞれ異なる箇所で結合するＮ＋１（Ｎは自然数）個の光結合器とを有し、Ｎ＋１個の前記光結合器の内、隣接する２個の前記光結合器で挟まれたＮ個の光路長差付与部を備えた光導波路回路、又は前記光導波路回路を直列に複数台繋いだ光導波路回路において、
各々の前記光路長差付与部に適切な光路長差を設定することで、一定の光周波数間隔を有し、光波長が相異なる複数の光チャネルの周辺帯域で、波長分散を一括して補償し、かつ、波長分散補償量を光チャネル毎に異にして、一括して波長分散スロープを補償するようにしたことを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【請求項２】
請求項１記載の多チャネル波長分散補償器において、
各々の前記光路長差付与部に適切な光路長差を設定することで、光信号の周波数に対して、所定の周期で繰り返す単調減少の波長分散特性と、前記所定の周期より長めの周期で繰り返す単調増加の波長分散特性とを形成し、上記異なる波長分散特性を重畳させることを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【請求項３】
請求項１記載の多チャネル波長分散補償器において、
入力端から出力端までのＭ個（Ｍは自然数）の前記光路長差付与部のうち、入力端からｉ番目の前記光路長差付与部が与える光路長差Ｌｉが、すべてのｉにおいて、次式で表されることを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【数１】
2004126327.tif 000010
但し、ｎｉ、ｍｉ、ｋｉは整数、λｃはこの多チャネル波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長であり、上記光周波数間隔をΔＦ、光の速度をＣと表記し、δを光周波数変調度としたとき基本光路長差ｌ１、ｌ２とδは次式で表される。
【数２】
2004126327.tif 000011
【請求項４】
請求項３記載の多チャネル波長分散補償器において、
入力側の第１の光導波路回路に、それぞれ直列に接続された第２の光導波路回路及び第３の光導波路回路の３つの前記光導波路回路から構成され、前記第２の光導波路回路と前記第３の光導波路回路との前記光路長差付与部の前記光路長差及び前記光結合器の前記結合強度が同じ構成であり、かつ、前記第２の光導波路回路及び前記第３の光導波路回路の各々の前記光結合器の前記結合強度が、前記第１の光導波路回路との接続部を中心として、前記第１の光導波路回路の前記光結合器の前記結合強度と対称的に等しいことを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【請求項５】
請求項３記載の多チャネル波長分散補償器において、
入力端から出力端までのＳ個（Ｓは整数）の前記光結合器のうち、入力端からｊ番目の前記光結合器の結合強度κｊが、すべてのｊにおいて次式で表されることを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【数３】
2004126327.tif 000012
【請求項６】
請求項３記載の多チャネル波長分散補償器において、
１つ又は複数の前記光導波路回路から構成され、各々の前記光導波路回路の真中の前記光路差長付与部を中心として、各々の前記光導波路回路の各々の前記光結合器の前記結合強度が対称的に等しいことを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【請求項７】
請求項５記載の多チャネル波長分散補償器において、
前記基本光路長差ｌ１、ｌ２の正負の符号が逆であり、かつ、入力端から出力端までの前記光路長差付与部の個数Ｍが奇数であり、かつ、入力端からｉ番目もしくは出力端からｉ番目の前記光路長差付与部が与える光路長差Ｌｉが、ｉの大小に応じて次式で表されることを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【数４】
2004126327.tif 000013
【請求項８】
第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路をそれぞれ異なる箇所で結合する複数の光結合器とを有し、隣接する前記光結合器で挟まれた光路長差付与部を複数備えた光導波路回路を直列に複数台繋いだ光導波路回路において、
いずれかの前記光導波路回路に、請求項７記載の多チャネル波長分散補償器を用いたことを特徴とする多チャネル波長分散補償器。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の多チャネル波長分散補償器を内部に有する筐体と、前記筐体に保持され、前記多チャネル波長分散補償器に光信号の入出力を行なう光ファイバとを有することを特徴とする光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信または光情報処理の分野で用いる波長分散補償器に関し、例えば、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）光通信に用いる多チャネル波長分散補償器として好適である。
【０００２】
【従来の技術】
低損失な光ファイバを利用することにより長距離伝送が可能になった。しかし、波長分散をもつ光ファイバ中では、光の伝搬速度が波長に応じて異なるため、高速で変調した信号を長距離で送ろうとすると、光信号パルスの歪みが大きくなり、伝送容量、あるいは伝送距離が制限されてしまう。
【０００３】
この問題を解決するため、これまでに、光ファイバのもつ波長分散を補償する様々な手法が提案されている。
【０００４】
大別すると、異なる波長分散をもつファイバで補償する方法と、小型のデバイスあるいは光モジュールで構成される分散補償器で補償する方法とがあるが、補償器を用いる方法は、中継局で集中管理できるため、ファイバの切り替えなどのマネジメントが容易になるという利点がある。このような小型の補償器として、例えば以下のような報告がある。
▲１▼ファイバグレーティング型（非特許献１参照）
▲２▼導波路ラティス型（非特許献２参照）
▲３▼導波路リング型（非特許献３参照）
▲４▼ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ　Ｉｍａｇｅｄ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ）型（非特許献４参照）
▲５▼導波路ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ）型（非特許献５参照）
▲６▼エタロン型（非特許献６参照）
▲７▼多層膜型（非特許献７参照）
【０００５】
中でも、サーキュレータやコリメータが必要でない▲２▼導波路ラティス型や▲３▼導波路リング型は、空間光学系部分がなく部品点数が少ないので製造が簡便であるという特徴をもつ。さらには、▲２▼導波路ラティス型は、ファイバ結合損失の小さな導波路を用いて作成することができるので、▲３▼導波路リング型に比べ挿入損失の小さなデバイスを作成できるという利点がある。
【０００６】
一方、光ファイバを用いてより大容量の伝送ができるように、複数の波長の光チャネルを用いるＷＤＭ方式が検討、実用化されている。しかし、光ファイバのもつ波長分散は波長によって異なるため、波長分散補償器も複数チャネルで波長分散スロープに応じた波長分散量を補償することが求められている。
【０００７】
【非特許文献１】
▲１▼ファイバグレーティング型
（例えば　Ｂ．　Ｊ．　Ｅｇｇｌｅｔｏｎ　他による　”Ｄｙｎａｍｉｃ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈ　ｓｐｅｅｄ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ”，　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００１，　Ｐａｐｅｒ　ＷＨ１）
【非特許文献２】
▲２▼導波路ラティス型
（例えば　Ｋ．　Ｔａｋｉｇｕｓｈｉ　他による”Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ−０ｐｔｉｃ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ｓｌｏｐｅ　ｅｑｕａｌｉｚｅｒ　ｆｏｒ　Ｎｘ４０Ｇｂ／ｓ　ＷＤＭ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ”，　Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　２０００，　ｐａｐｅｒ　７．１．３）
【非特許文献３】
▲３▼導波路リング型
（例えば　Ｃ．　Ｋ．　Ｍａｄｓｅｎ　他による”Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ａｌｌｐａｓｓ　Ｆｉｌｔｅｒ　Ｔｕｎａｂｌｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｓ”，　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００２，　ｐａｐｅｒ　ＴｕＴ１）
【非特許文献４】
▲４▼ＶＩＰＡ型
（例えば　Ｍ．　Ｓｈｉｒａｓａｋｉ　他による”Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｓｌｏｐｅ　ｕｓｉｎｇ　ａ　ｖｉｒｔｕａｌｌｙ　ｉｍａｇｅｄ　ｐｈａｓｅｄ　ａｒｒａｙ”，　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００１，　ｐａｐｅｒ　ＴｕＳ１）
【非特許文献５】
▲５▼導波路ＡＷＧ型
（例えば　　Ｋ．　Ｔａｋｅｎｏｕｃｈｉ　他による”２Ｘ４０−Ｃｈａｎｎｅｌ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−Ｓｌｏｐｅ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ　ｆｏｒ　４０−Ｇｂｉｔ／ｓ　ＷＤＭ　ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　ｓｙｓｔｅｍｓ　ｃｏｖｅｒｉｎｇ　ｅｎｔｉｒｅ　Ｃ−　ａｎｄ　Ｌ−　ｂａｎｄｓ”，　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００１，　ｐａｐｅｒ　ＴｕＳ２）
【非特許文献６】
▲６▼エタロン型
（例えば　Ｄ．　Ｊ．　Ｍｏｓｓ　他による”Ｍｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌ　ｔｕｎａｂｌｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｕｓｉｎｇ　ａｌｌ−ｐａｓｓ　ｍｕｌｔｉｃａｖｉｔｙ　ｅｔａｌｏｎｓ”，　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　２００２，　ｐａｐｅｒ　ＴｕＴ２）
【非特許文献７】
▲７▼多層膜型
（例えば　Ｍ．　Ｊａｂｌｏｎｓｋｉ　他による”Ｅｎｔｉｒｅｌｙ　Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ　Ａｌｌｐａｓｓ　Ｃｏｕｐｌｅｄ−Ｃａｖｉｔｙ　Ｆｉｌｔｅｒｓ　ｉｎ　Ｐａｒａｌｌｅｌ　Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ−ｓｌｏｐｅ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ”，　ＩＥＥＥ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｌｅｔｔｅｒｓ，　（２００１）ｐ．１１８８）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来報告されている導波路ラティス分散補償回路（非特許文献２参照）では、一定の周波数間隔で同一の透過特性が表れるような設計、すなわち、各段の光路長差付与部が与える光路長差Ｌｉが下記の数式に表される光路長差を付与していた。
【数５】
2004126327.tif 000003
但し、ｎｉ、ｍｉ、ｋｉは整数、λｃは分散補償回路の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長である。又、上記光周波数間隔をΔＦ、光の速度をＣと表記したとき基本光路長差ｌ１、ｌ２は次式で表される。
【数６】
2004126327.tif 000004
【０００９】
そのため、チャネル毎に波長分散補償量を異にすることができなかった。つまり、上記導波路ラティス分散補償回路で報告されている分散補償動作は１回路あたり１チャネルであり、ＷＤＭ方式で用いられる多チャネル信号を補償するには、チャネルの数だけ分散補償量の異なる補償器を設計、作製しなければならない。さらには各チャネルの信号を割り振るためにＡＷＧなどのフィルタを用いる必要がある。必要なＡＷＧの台数は端局で１台、中継局で２台必要になる。以上の理由により分散スロープを補償可能な多チャネルのラティス型の分散補償器は、チップサイズが大型になるかマルチチップ構成にする必要があった。
【００１０】
つまり、上述した従来構成の導波路ラティス型波長分散補償器は、空間光学系部分がなく、部品点数が少なく、挿入損失を小さくできるという特徴を有するが、多チャネル信号を補償するには、チャネルの数だけ分散補償量の異なる補償器を設計、作製しなければならず、さらにはチップサイズが大型になるかマルチチップ構成にしなければならないという問題があった。
【００１１】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、１台あるいは少数台の導波路ラティス型構成の補償器で、多チャネルの光信号の波長分散を補償し、かつ各チャネルで光ファイバの波長分散スロープに応じて異なる波長分散量を補償することができる導波路型多チャネル波長分散補償器を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路をそれぞれ異なる箇所で結合するＮ＋１（Ｎは自然数）個の光結合器とを有し、Ｎ＋１個の前記光結合器の内、隣接する２個の前記光結合器で挟まれたＮ個の光路長差付与部を備えた光導波路回路、又は前記光導波路回路を直列に複数台繋いだ光導波路回路において、各々の前記光路長差付与部に適切な光路長差を設定することで、一定の光周波数間隔を有し、光波長が相異なる複数の光チャネルの周辺帯域で、波長分散を一括して補償し、かつ、波長分散補償量を光チャネル毎に異にして、一括して波長分散スロープを補償するようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、各々の前記光路長差付与部に適切な光路長差を設定することで、光信号の周波数に対して、所定の周期で繰り返す単調減少の波長分散特性と、前記所定の周期より長めの周期で繰り返す単調増加の波長分散特性とを形成し、上記異なる波長分散特性を重畳させることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、入力端から出力端までのＭ個（Ｍは自然数）の光路長差付与部のうち、入力端からｉ番目の光路長差付与部が与える光路長差Ｌｉが、すべてのｉにおいて、次式で表されることを特徴とする。
【数７】
2004126327.tif 000005
但し、ｎｉ、ｍｉ、ｋｉは整数、λｃはこの多チャネル波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長であり、上記光周波数間隔をΔＦ、光の速度をＣと表記し、δを光周波数変調度としたとき基本光路長差ｌ１、ｌ２とδは次式で表される。
【数８】
2004126327.tif 000006
【００１５】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、入力側の第１の光導波路回路に、それぞれ直列に並列に接続された第２の光導波路回路及び第３の光導波路回路の３つの前記光導波路回路から構成され、前記第２の光導波路回路と前記第３の光導波路回路との前記光路長差付与部の前記光路長差及び前記光結合器の前記結合強度が同じ構成であり、かつ、前記第２の光導波路回路及び前記第３の光導波路回路の各々の前記光結合器の前記結合強度が、前記第１の光導波路回路との接続部を中心として、前記第１の光導波路回路の前記光結合器の前記結合強度と対称的に等しいことを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決する本発明の請求項５に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、入力端から出力端までのＳ個（Ｓは整数）の光結合器のうち、入力端からｊ番目の光結合器の結合強度κｊが、すべてのｊにおいて次式で表されることを特徴とする。
【数９】
2004126327.tif 000007
【００１７】
上記課題を解決する本発明の請求項６に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、１つ又は複数の前記光導波路回路から構成され、各々の前記光導波路回路の真中の前記光路差長付与部を中心として、各々の前記光導波路回路の各々の前記光結合器の前記結合強度が対称的に等しいことを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決する本発明の請求項７に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、基本光路長差ｌ１、ｌ２の正負の符号が逆であり、かつ、入力端から出力端までの光路長差付与部の個数Ｍが奇数であり、かつ、入力端からｉ番目もしくは出力端からｉ番目の光路長差付与部が与える光路長差Ｌｉが、ｉの大小に応じて次式で表されることを特徴とする。
【数１０】
2004126327.tif 000008
【００１９】
上記課題を解決する本発明の請求項８に係る導波路型多チャネル波長分散補償器は、第１の光導波路と、第２の光導波路と、前記第１の光導波路及び前記第２の光導波路をそれぞれ異なる箇所で結合する複数の光結合器とを有し、隣接する前記光結合器で挟まれた光路長差付与部を複数備えた光導波路回路を直列に複数台繋いだ光導波路回路において、いずれかの前記光導波路回路に、上記多チャネル波長分散補償器を用いたことを特徴とする。
【００２０】
上記課題を解決する本発明の請求項９に係る光モジュールは、上記いずれかの多チャネル波長分散補償器を内部に有する筐体と、前記筐体に支持され、前記多チャネル波長分散補償器に光信号の入出力を行なう光ファイバとを有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る多チャネル波長分散補償器は、１つあるいは少数の導波路型ラティス回路を用いて、複数の光信号の波長分散と波長分散スロープを一括して補償することに特徴がある。ラティス回路の基本的動作を以下に示す。
【００２２】
ラティス回路は、複数の非対称アーム導波路対が光結合器を用いて縦続接続されている構造、つまり、非対称マッハツェンダ型干渉計が多段に縦続接続されている構造である。光結合器は、２本の導波路を近接させ、近接させる導波路長を変えることで、強度結合率を変更するができる。又、非対称アーム導波路対、即ち、光路長差付与部は、２本のアーム導波路の光路長差を変えることで、アーム導波路の位相制御を行うことができる。このことにより、非対称マッハツェンダ型干渉計上で周波数の増加に伴い光波がより多くの光路長を通過するような設定、あるいはより少ない光路長を通過するような設定ができ、周波数の増加に伴い群遅延時間が増加する構成の分散補償器、あるいは減少する構成の分散補償器とすることができる。又、非対称マッハツェンダ型干渉計の段数を増減させた場合も、それぞれ分散値の絶対値を増減させることができる。これは、光路長差の増減によって遅延時間が増減することによる。このような構成により、ラティス回路をそれぞれの波長に対応した分散補償値を有するように設計することができる。本発明の具体的な実施形態を以下に示す。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態における多チャネル波長分散補償器の回路構成を示す。
【００２４】
本回路は、４個の光結合器１０１〜１０４と、３個の光路長差付与部１０９〜１１１から構成される光回路１１５と、４個の光結合器１０５〜１０８と、光路長差付与部１１２〜１１４から構成される光回路１１６を直列接続した回路である。
【００２５】
８個の光結合器１０１〜１０８の結合率をそれぞれκｊ（ｊ：１〜８）とし、６個の光路長差付与部１０９〜１１４が与える光路長差をそれぞれＬｉ（ｉ：１〜６）として、κｊとＬｉを以下のように与えた。
【００２６】
まず、波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長λｃを１．５５μｍ、光周波数間隔ΔＦを１００ＧＨｚ、光変調度δを５００ＭＨｚとし、式２と式３より基本光路長差ｌ１とｌ２を導出した。このときｌ１＝１５０６．７μｍ、ｌ２＝１４９１．２μｍとなった。また、６個の各Ｌｉは、式１に｛ｎｉ｝＝｛１、２、２、０、０、０｝、｛ｍｉ｝＝｛０、０、０、１、２、２｝、｛ｋｉ｝＝｛０、１、１、０、１、１｝を代入して決定した。さらには８個の各κｊは｛κｊ｝＝｛０．５、０．９３、０．４４、０．０６、０．５、０．９３、０．４４、０．０６｝とした。
【００２７】
上記設計パラメータに従ってフォトマスク設計を行った後、火炎堆積法とフォトリソグラフイーとドライエッチングを用いて石英系導波路回路を作製した。また導波路の比屈折率差が１．２％、導波路コアの断面形状が４μｍ×４μｍになるように作製した。
【００２８】
できあがった光回路のうち１サンプルを、光回路１１５と光回路１１６とが分離できるように切断し、それぞれの光回路の透過特性を評価した結果を図２と図３に示す。
【００２９】
図２には光回路１１５の４つの入出カポート１１７〜１２０のうち、ポート１１８から入射し、ポート１１９とポート１２０に出射される透過光の透過率と波長分散（ＣＤ　：　Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）とを示す。ポート１１８からの入射光はその波長に応じてポート１１９とポート１２０に交互に出射され、その繰り返し周期は約１９９ＧＨｚであった。また波長分散は、ポート１１９に出射される場合は右上がりの大きな傾きをもち、ポート１２０に出射される場合は右下がりの大きな傾きを持っていた。
【００３０】
図３には光回路１１６の４つの入出力ポート１２１〜１２４のうち、ポート１２２から入射しポート１２３とポート１２４に出射される透過光の透過率と波長分散とを示す。ポート１２２からの入射光はその波長に応じてポート１２３とポート１２４に交互に出射され、その繰り返し周期は約２０１ＧＨｚであった。また波長分散は、ポート１２３に出射される場合は右上がりの大きな傾きをもち、ポート１２４に出射される場合は右下がりの大きな傾きを持っていた。
【００３１】
本発明の多チャネル波長分散補償器では、波長分散補償量を光チャネル毎に異にすることにより一括して波長分散スロープも補償する。これを図４において、図２と図３とに示した特性を持つ光回路を用いて、本発明の多チャネル波長分散補償器を実現する方法を模式的に示す。
【００３２】
図４（ａ）は、右下がりの波長分散特性をもち、短めの繰り返し周期をもつフィルタの波長分散特性を模式的に表している。これは例えば、図２のポート１１８に入射し、ポート１２０に出射する透過光の波長分散特性に対応する。図４（ｂ）は、右上がりの波長分散特性をもち、長めの繰り返し周期をもつフィルタの波長分散特性を模式的に表している。これは例えば、図３のポート１２１から入射しポート１２３に出射する透過光の波長分散特性に対応する。これらの波長特性をもつフィルタを直列に接続したときの波長分散特性を模式的に表したのが図４（ｃ）である。つまり、光信号の周波数に対して、所定の周期で繰り返す単調減少の波長分散特性と、前記所定の周期より長めの周期で繰り返す単調増加の波長分散特性とを有し、これらの２つのフィルタの波長分散特性を重畳した結果、波長分散特性がほぼ平坦な領域が一定の周期で現れ、かつ、それぞれの領域毎に波長分散値が異なることがわかる。
【００３３】
図５（ｂ）は、光回路１１５と光回路１１６に分離切断しなかった光回路、すなわち光回路１１５と光回路１１６を直列に接続した光回路の透過特性である。光チャネルの間隔を２００ＧＨｚとし、各光チャネルの帯域幅を４０ＧＨｚとしたとき、多チャネル波長分散補償器が動作すべき領域の透過率と波長分散を太線で示してある。
【００３４】
約２００ＧＨｚ間隔で透過率が高い領域が繰り返し現れ、かつ、波長分散がほぼ平坦な領域が繰り返し現れている。また、それぞれの領域の幅は約４０ＧＨｚあり、なにより各領域で波長分散値が異なっている。さらに、この波長分散のグラフに従来から使われている波長分散スロープ値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍのＤＳＦファイバ１１ｋｍが必要とする波長分散補償量のグラフ（図５（ａ））を上書きすると、第１の実施形態の光回路が２００ＧＨｚ間隔で４０ＧＨｚの幅で発生する波長分散のグラフとほぼ重なることが確認できる（図５（ｃ））。すなわち、この第１の実施形態の光回路１台により、少なくとも１２チャネルの光信号がＤＳＦファイバを１１ｋｍ伝送した時に光ファイバの波長分散によりうける歪みを一括して補償することが可能であることがわかる。
【００３５】
なお、光回路の透過率の評価には、ＤＳＦファイバを入出カポートに接続した光モジュールで行った。光回路の挿入損失の最良値と最悪値は、波長１．５４μｍから１．５６μｍまでのうち波長分散補償を行う２００ＧＨｚ間隔で４０ＧＨｚ幅の１２個の波長領域では最良１．４ｄＢ、最悪１．６ｄＢであった。このような小さな挿入損失が実現できたのは、導波路ラティス回路が、空間光学系を用いることなく、また、部品点数が少なく、ファイバ結合損失の小さな導波路を用いて作成することができるという特徴に起因するものである。
【００３６】
（第２の実施形態）
図６に、本発明の第２の実施形態における多チャネル波長分散補償器の回路構成を示す。
【００３７】
本回路は、４個の光結合器６０１〜６０４と、３個の光路長差付与部６１３〜６１５から構成される光回路６２２と、４個の光結合器６０５〜６０８と、光路長差付与部６１６〜６１８から構成される光回路６２３と、４個の光結合器６０９〜６１２と、光路長差付与部６１９〜６２１から構成される光回路６２４とから成り立ち、光回路６２３と光回路６２４は、それぞれ光回路６２２と直列に接続した回路である。また光回路６２３と光回路６２４の各回路内でのパラメータは同一のものとした。すなわち、光結合器６０５と光結合器６０９の光結合率は等しく、光結合器６０６と光結合器６１０の光結合率は等しく、光結合器６０７と光結合器６１１の光結合率は等しく、光結合器６０８と光結合器６１２の光結合率は等しく、光路長差付与部６１６と光路長差付与部６１９が与える光路長差は等しく、光路長差付与部６１７と光路長差付与部６２０が与える光路長差は等しく、光路長差付与部６１８と光路長差付与部６２１が与える光路長差は等しいとした。
【００３８】
このとき、８個の光結合器６０１〜６０８の結合率をそれぞれκｊ（ｊ：１〜８）とし、６個の光路長差付与部６１３〜６１８が与える光路長差をそれぞれＬｉ（ｉ：１〜６）とした。さらには式３よりκｊ＝κ８−ｊ＋１とした。このときκｊとＬｉを以下のように与えた。
【００３９】
まず、波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長λｃを１．５５μｍ、光周波数間隔ΔＦを５０ＧＨｚ、光変調度δを−２２５ＭＨｚとし、式２と式３より基本光路長差ｌ１とｌ２を導出し、ｌ１＝−２９８４．０μｍ、ｌ２＝３０１１．１μｍを選択した。また、６個の各Ｌｉは、式１に｛ｎｉ｝＝｛２、２、１、０、０、０｝、｛ｍｉ｝＝｛０、０、０、１、２、２｝、｛ｋｉ｝＝｛−１、−１、０、−１、０、０｝を代入して決定した。さらには８個のκｊのうち４個の独立なκｊは｛κｊ｝＝｛０．０６、０．４４、０．９３、０．５｝とした。
【００４０】
上記設計パラメータに従ってフォトマスク設計を行った後、火炎堆積法とフォトリソグラフイーとドライエッチングを用いてシリコン基板上に石英系導波路回路を作製した。また導波路の比屈折率差が０．７５％、導波路コアの断面形状が８μｍ×８μｍになるように作製した。
【００４１】
できあがった光回路のうち１サンプルを、光回路６２２と光回路６２３と光回路６２４とが分離できるように切断し、それぞれの光回路の透過特性を評価した結果を図７と図８と図９に示す。
【００４２】
図７には光回路６２２のポート６２５から入射しポート６２６とポート６２７に出射される透過光の透過率と波長分散とを示す。ポート６２５からの入射光はその波長に応じてポート６２６とポート６２７に交互に出射され、その繰り返し周期は約５０．２３ＧＨｚであった。また波長分散は、ポート６２６に出射される場合もポート６２７に出射される場合も右上がりの大きな傾きを持っていた。
【００４３】
図８には光回路６２３のポート６２６から入射しポート６３０とポート６３１に出射される透過光の透過率と波長分散とを示す。ポート６２６からの入射光はその波長に応じてポート６３０とポート６３１に交互に出射され、その繰り返し周期は約４９．７７ＧＨｚであった。また波長分散は、ポート６３０に出射される場合は右上がりの大きな傾きをもち、ポート６３１に出射される場合は右下がりの大きな傾きを持っていた。
【００４４】
図９には光回路６２４のポート６２７から入射しポート６３２とポート６３３に出射される透過光の透過率と波長分散とを示す。ポート６２７からの入射光はその波長に応じてポート６３２とポート６３３に交互に出射され、その繰り返し周期は約４９．７７ＧＨｚであった。また波長分散は、ポート６３２に出射される場合は右上がりの大きな傾きをもち、ポート６３３に出射される場合は右下がりの大きな傾きを持っていた。
【００４５】
このように、光回路６２２〜６２４に示す光回路ではκ＝０．０６側から入射するかあるいはκ＝０．５側から入射するかを選択することによって、波長分散の傾きの正負を出射ポート間でそろえる、あるいは、逆にすることができる。
【００４６】
一般に光ファイバのもつ波長分散の傾きは、波長に対し緩やかな右上がりであるため、光ファイバで構成される伝送路の波長分散を補償する波長分散補償器には、波長に対し緩やかな右下がりの波長分散が要求される。
【００４７】
第１の実施形態でも説明したとおり、直列接続した光回路全体で波長分散の傾きをゆるやかな右下がりにするためには、繰り返し周期が長めで右上がりの波長分散特性をもつフィルタと、繰り返し周期が短めで右下がりの波長分散特性をもつフィルタを用いる必要がある。第２の実施形態の光回路では１段目の光回路６２６の入力ポートをκ＝０．０６側に選択したが、仮にκ＝０．５側のポートを１段目の入力ポートに選択すると、２つの出力ポートでの波長分散の傾きが正負逆向きになるので、２段目のフィルタの片方は繰り返し周期を長くする必要が生じ、残りの片方の繰り返し周期は短くする必要が生じる。このため光回路全体では３種類の繰り返し周期をもつ。その結果、波長分散が平坦になる領域の中心を光チャネルのグリッドに合わせるのが難しくなる。ちなみに、κ＝０．０６側を１段目の光回路の入力ポートに選択した場合は、出力ポートでの波長分散の傾きは１種類であるため、２段目のフィルタの繰り返し周期は１種類だけで十分であり、光回路全体では２種顆の繰り返し周期をもつこととなる。このように２種類の繰り返し周期のみ持つ場合には、それぞれの周期を（ΔＦ−δ）と（ΔＦ＋δ）とに選択すれば、全体の回路の周期はΔＦとなり、これを光チャネルの周期に合わせるように設計すればよい。
【００４８】
図１０には、これらの光回路６２２と光回路６２３と光回路６２４とを用いて、本発明の目的である波長分散補償量を光チャネル毎に異にすることにより一括して波長分散スロープも補償することができる多チャネル波長分散補償器を実現する方法を模式的に示す。
【００４９】
図１０（ａ）は、右上がりの波長分散特性をもち長めの繰り返し周期をもつフィルタの波長分散特性を模式的に表している。さらには図１０では２つある出力ポートの両方の波長分散特性を示している。これは例えば図７のポート６２５に入射しポート６２６に出射する透過光の波長分散特性が図１０（ａ）のｐｏｒｔＡの特性に対応し、ポート６２５に入射しポート６２７に出射する透過光の波長分散特性が図１０（ａ）のｐｏｒｔＢの特性に対応する。
【００５０】
図１０（ｂ）は、右下がりの波長分散特性をもち短めの繰り返し周期をもつフィルタの波長分散特性を模式的に表している。これは例えば図８のポート６２６から入射しポート６３１に出射する透過光の波長分散特性に対応する。図１０（ａ）のｐｏｒｔＡと図１０（ｂ）の波長特性をもつフィルタを直列に接続したときの波長分散特性を模式的に表したのが図１０（ｃ）である。２つのフィルタの波長分散特性を重畳した結果、波長分散特性がほぼ平坦な領域が一定の周期で現れ、かつ、それぞれの領域毎に波長分散値が異なる。
【００５１】
図１０（ｄ）は、図１０（ｂ）とは異なる波長位置で、右下がりの波長分散特性をもち短めの繰り返し周期をもつフィルタの波長分散特性を模式的に表している。これは例えば図９のポート６２７から入射しポート６３３に出射する透過光の波長分散特性に対応する。図１０（ａ）のｐｏｒｔＢと図１０（ｄ）の波長特性をもつフィルタを直列に接続したときの波長分散特性を模式的に表したのが図１０（ｅ）である。２つのフィルタの波長分散特性を重畳した結果、この場合も、波長分散特性がほぼ平坦な領域が一定の周期で現れ、かつ、それぞれの領域毎に波長分散値が異なる。
【００５２】
図１０（ｆ）には、図１０（ｃ）と図１０（ｅ）で得られた波長分散特性を重ね合わせたものを示す。
【００５３】
１段目の光回路６２２の入力ポートをκ＝０．０６側に選択したので、図１０（ｃ）に示した繰り返し周期と、図１０（ｅ）に示した繰り返し周期とが等しくなり、さらには図１０（ｆ）において、波長分散がほぼ平坦な領域の中心の繰り返し周期が一定にすることが可能になる。
【００５４】
図１１（ｂ）、（ｃ）は、光回路６２２と光回路６２３と光回路６２４に分離切断しなかった光回路、すなわち光回路６２２の出力ポートそれぞれに光回路６２３と光回路６２４を直列に接続した光回路の各々の出力ポートでの透過特性である。光チャネルの間隔を５０ＧＨｚとし、各光チャネルの帯域幅を２０ＧＨｚとしたとき、多チャネル波長分散補償器が動作すべき領域の透過率と波長分散を太線で示してある。
【００５５】
出力ポートがポート６３１（図１１（ｂ）参照）とポート６３３（図１１（ｃ）参照）とに交互に入れ替わるものの約５０ＧＨｚ間隔で透過率が高い領域が繰り返し現れ、かつ、波長分散がほぼ平坦な領域が繰り返し現れている。また、それぞれの領域の幅は約２０ＧＨｚあり、各領域間での波長分散値がゆるやかな右下がりになっている。さらに、これらの波長分散のグラフに従来から使われている波長分散スロープ値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍのＤＳＦファイバ８０ｋｍが必要とする波長分散補償量のグラフ（図１１（ａ））を上書きすると、第２の実施形態の光回路が５０ＧＨｚ間隔で２０ＧＨｚの幅で発生する波長分散のグラフとほぼ重なることが確認できる（図１１（ｄ））。すなわち、この第２の実施形態の光回路１台により、少なくとも５０チャネルの光信号がＤＳＦファイバを８０ｋｍ伝送した時に光ファイバの波長分散によりうける歪みを一括して補償することが可能であることがわかる。
【００５６】
なお、光回路の透過率の評価には、ＤＳＦファイバを入出力ポートに接続した光モジュールで行った。光回路の挿入損失の最良値と最悪値は、波長１．５４μｍから１．５６μｍまでのうち波長分散補償を行う５０ＧＨｚ間隔で２０ＧＨｚ幅の５０個の波長領域では最良１．３ｄＢ、最悪１．６ｄＢであった。このような小さな挿入損失が実現できたのは、導波路ラティス型は、空間光学系を用いることなく、また、部品点数が少なく、ファイバ結合損失の小さな導波路を用いて作成することができるという特徴に起因するものである。
【００５７】
（第３の実施形態）
図１２に、本発明の第３の実施形態における多チャネル波長分散補償器の回路構成を示す。
【００５８】
本回路は、８個の光結合器１２０１〜１２０８と、７個の光路長差付与部１２０９〜１２１５から構成された光回路である。光回路中央の光路長差付与部１２１２が与える光路長差はゼロとし、基本光路長差をのぞくと左右対称の構造をしている。すなわち、８個の光結合器１２０１〜１２０８の結合率をそれぞれκｊ（ｊ：１〜８）とし、７個の光路長差付与部１２０９〜１２１５が与える光路長差をそれぞれＬｉ（ｉ：１〜７）としたとき、κｊとＬｉを以下のように与えた。各結合率は式３よりκｊ＝κ８−ｊ＋１とし、８個のκｊのうち４個の独立であるκｊを｛κｊ｝＝｛０．０１５、０．６、０．７、０．５｝とした。次に、波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長λｃを１．５５μｍ、光周波数間隔ΔＦを２００ＧＨｚ、光変調度δを−４ＧＨｚとし、式２と式３より基本光路長差ｌ１とｌ２を導出し、ｌ１＝７３４．４μｍ、ｌ２＝７６４．６μｍを選択した。また、６個の各Ｌｉは、式１に｛ｎｉ｝＝｛−２、−２、−１、０、０、０、０｝、｛ｍｉ｝＝｛０、０、０、０、−１、−２、−２｝、｛ｋｉ｝＝｛−１、−１、０、０、−１、０、０｝を代入して決定した。
【００５９】
この図１２に記載の第３の実施形態の光回路の基本構成は、図６に記載の第２の実施形態の光回路の基本構成と以下のように関連づけることができる。光回路６２３と光回路６２４は全く同一のものであるので、ポート６２７からポート６３３への透過特性はポート６２８からポート６３１への透過特性と同一のものである。また、光チャネル周辺の波長領域では光信号は光回路６２２によってポート６２６またはポート６２７の片方に集中し、他方のポートには殆ど光信号が来ないので、第１次近似として相互に独立なこと象と考えられる。そこで、ポート６２７の場所で光回路６２４を切り離し、光回路６２３のポート６２８を光回路６２２のポート６２７に接続する。このポート６２２とポート６２７との接続に際し、交差導波路が生じないように、光回路６２３を上下反転する。以上の変形作業により、第２の実施形態の光回路の基本構成と第３の実施形態の光回路の基本構成とは、光チャネル周辺の波長領域では、ほぼ等価に近い光回路であることがわかる。
【００６０】
この図１２に記載の第３の実施形態の光回路では、第２の実施形態の光回路にくらべ、光結合器の数を１２個から８個に削減し、光路長差付与部の数を９個から７個に削減できるというメリットがある。さらには１入力１出力構成になるので中継局での使用に向いたものになっている。
【００６１】
上記設計パラメータに従ってフォトマスク設計を行った後、火炎堆積法とフォトリソグラフイーとドライエッチングを用いてシリコン基板上に石英系導波路回路を作製した。また導波路の比屈折率差が０．７５％、導波路コアの断面形状が８μｍ×８μｍになるように作製した。
【００６２】
できあがった光回路の透過特性を評価した結果を図１３に示す。光チャネルの間隔を２００ＧＨｚとし、各光チャネルの帯域幅を８０ＧＨｚとしたとき、多チャネル波長分散補償器が動作すべき領域の透過率と波長分散を太線で示してある。
【００６３】
図１３（ｂ）では、透過率はほぼ全域で高く、かつ、波長分散がほぼ平坦な領域が繰り返し現れている。また、波長分散がほぼ平坦な領域の幅は約８０ＧＨｚあり、各領域間での波長分散値がゆるやかな右下がりになっている。さらに、この波長分散のグラフに従来から使われている波長分散スロープ値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍのＤＳＦファイバ１０ｋｍが必要とする波長分散補償量のグラフ（図１３（ａ））を上書きすると、第３の実施形態の光回路が２００ＧＨｚ間隔で８０ＧＨｚの幅で発生する波長分散のグラフとほぼ重なることが確認できる（図１３（ｃ））。すなわち、この第３の実施形態の光回路１台により、少なくとも１２チャネルの光信号がＤＳＦファイバを１０ｋｍ伝送した時に光ファイバの波長分散によりうける歪みを一括して補償することが可能であることがわかる。
【００６４】
なお、光回路の透過率の評価には、ＤＳＦファイバを入出力ポートに接続した光モジュールで行った。光回路の挿入損失の最良値と最悪値は、波長１．５４μｍから１．５６μｍまでのうち波長分散補償を行う２００ＧＨｚ間隔で８０ＧＨｚ幅の１２個の波長領域では最良０．６ｄＢ、最悪２．２ｄＢであった。このような小さな挿入損失が実現できたのは、導波路ラティス型は、空間光学系を用いることなく、また、部品点数が少なく、ファイバ結合損失の小さな導波路を用いて作成することができるという特徴に起因するものである。
【００６５】
（第４の実施形態）
図１４に、本発明の第４の実施形態における多チャネル波長分散補償器の回路構成を示す。
【００６６】
本回路は、６個の光結合器１４０１〜１４０６と、５個の光路長差付与部１４１３〜１４１７から構成された光回路１４２３と、６個の光結合器１４０７〜１４１２と、５個の光路長差付与部１４１８〜１４２２から構成された光回路１４２４を直列に接続した光回路である。
【００６７】
光回路１４２３は公知の波長分散補償器（非特許文献２参照）をベースに設計したもので、一定の間隔のチャネル近傍で波長分散を補償できるものの、チャネル毎に波長分散補償量を異にすることによって波長分散スロープまで補償することはできない回路である。
【００６８】
光回路１４２３の回路パラメータの詳細は、光結合器１４０１〜１４０６の結合強度をκ’ｊとし、５個の光路長差付与部１４１３〜１４１７が与える光路長差をそれぞれＬ’ｉ（ｉ：１〜５）としたとき、｛κ’ｊ：ｊ＝１〜６｝＝｛０．５、０．３３、０．３３、０．３３、０．３３、０．５｝とした。また基本光路長差をｌ’１とｌ’２をそれぞれ１４９８．６μｍと１４９９．４μｍとし、さらには
【数１１】
2004126327.tif 000009
として、｛ｎ’ｉ｝＝｛１、−１、１、−１、０｝、｛ｍ’ｉ｝＝｛０、−１、１、−１、１｝、｛ｋ’ｉ｝＝｛０、０、０、０、０、０｝とした。
【００６９】
一方、光回路１４２４の基本構成は、図１２に記載の第３の実施形態の光回路の基本構成と以下のように関連づけることができる。
【００７０】
（Ｉ）光路長差付与部１２１７は等長であり、光結合器１２０４と光結合器１２０５の結合率は共に０．５である。すなわち光結合器１２０４と光路長差付与部１２１７と光結合器１２０５は、全体で交差導波路と光学的に等価であり置き換えることが可能である。
【００７１】
（ＩＩ）光路長差付与部１２１３〜１２１５が与える光路長差の正負を逆にすることにより、前述の交差導波路を平行導波路と置き換えることができる。
【００７２】
（ＩＩＩ）光路長差付与部１２１１と光路長差付与部１２１３との間に光結合部分がなくなったので、２つの光路長差付与部をまとめて１つの光路長差付与部として扱うことができ、必要な光路長差は極めて小さくなり、作製誤差の影響が受けにくくなる。
【００７３】
以上の変形操作により第４の実施形態の光回路１４２４の基本構成は、第３の実施形態の光回路の基本構成と光学的に等価であることがわかる。従って、第４の実施形態の光回路は、従来の光回路１４２３と本発明に係る光回路１４２４とを、直列に繋いだ構成と言える。
【００７４】
この図１４に記載の第４の実施形態の光回路では、第３の実施形態の光回路にくらべ、光結合器の数を８個から６個に削減し、光路長差付与部の数を７個から５個に削減できるというメリットがある。
【００７５】
光回路１４２４の回路パラメータの詳細は、６個の光結合器１４０７〜１４１２の結合強度をκｊとし、５個の光路長差付与部１４１８〜１４２２が与える光路長差をそれぞれＬｉとしたとき、κｊとＬｉを以下のように与えた。
【００７６】
まず、波長分散補償器の動作波長域の中心近傍のチャネルの光波長λｃを１．５７５μｍ、光周波数間隔ΔＦを１００ＧＨｚ、光変調度δを−７５０ＭＨｚとし、式２と式３より基本光路長差ｌ１とｌ２を導出し、ｌ１＝−１４８７．９μｍ、ｌ２＝１５０９．２μｍを選択した。つまり、この光回路１４２４において、入力端から出力端までの光路長差付与部１４１８〜１４２２の個数が奇数であり、基本光路長差ｌ１、ｌ２の正負の符号が逆であると言える。
【００７７】
また、５個の各Ｌｉは、式４に｛ｎｉ｝＝｛２、２｝、｛ｋｉ｝＝｛−１、−１、−１、０、０｝を代入して決定した。より具体的にはＬ１＝Ｌ２＝−２９７５．１μｍ、Ｌ３＝２１．２６μｍ、Ｌ４＝Ｌ５＝３０１７．６μｍである。さらには６個のκｊのうち３個の独立なκｊは｛κｊ｝＝｛０．０１５、０．６、０．７｝とした。
【００７８】
上記設計パラメータに従ってフォトマスク設計を行った後、火炎堆積法とフォトリソグラフイーとドライエッチングを用いてシリコン基板上に石英系導波路回路を作製した。また導波路の比屈折率差が１．２％、導波路コアの断面形状が４μｍ×４μｍになるように作製した。
【００７９】
できあがった光回路の透過特性を評価した結果を図１５に示す。光チャネルの間隔を２００ＧＨｚとし、各光チャネルの帯域幅を４０ＧＨｚとしたとき、多チャネル波長分散補償器が動作すべき領域の透過率と波長分散を太線で示してある。
【００８０】
図１５に示すように、透過率はほぼ全域で高く、かつ、波長分散がほぼ平坦な領域が繰り返し現れている。また、波長分散がほぼ平坦な領域の幅は約４０ＧＨｚあり、各領域間での波長分散値がゆるやかな右下がりになっている。さらに、この波長分散のグラフに従来から使われている波長分散スロープ値が０．０７ｐｓ／ｎｍ２／ｋｍのＤＳＦファイバ２５ｋｍが必要とする波長分散補償量のグラフを上書きすると、第４の実施形態の光回路が２００ＧＨｚ間隔で４０ＧＨｚの幅で発生する波長分散のグラフとほぼ重なることが確認できる。すなわち、この第４の実施形態の光回路により、少なくとも１８チャネルの光信号がＤＳＦファイバ２５ｋｍを伝送した時に光ファイバの波長分散によりうける歪みを一括して補償することが可能であることがわかる。
【００８１】
なお、光回路の透過率の評価には、ＤＳＦファイバを入出力ポートに接続した光モジュールで行った。光回路の挿入損失の最良値と最悪値は、波長１．５４μｍから１．５６μｍまでのうち波長分散補償を行う２００ＧＨｚ間隔で４０ＧＨｚ幅の１８個の波長領域では最良１．７ｄＢ、最悪３．６ｄＢであった。このような小さな挿入損失が実現できたのは、導波路ラティス型は、空間光学系を用いることなく、また、部品点数が少なく、ファイバ結合損失の小さな導波路を用いて作成することができるという特徴に起因するものである。
【００８２】
なお、以上述べた第１、第２、第３、第４の各実施形態では、火炎堆積法とフォトリソグラフイーとドライエッチングを用いてシリコン基板上に石英系導波路回路を作製したが、その導波路材料がポリイミド、シリコーン、半導体、ＬｉＮｂＯ３などであっても、本発明を適用可能である。また、製造方法も、スピンコート法、ゾルゲル法、スパック法、ＣＶＤ法、イオン拡散法、イオンビーム直接描画法などであっても本発明を適用可能である。さらには基板材質もシリコンに限定されるものではなく、石英基板でも、同様な効果が得られる。
【００８３】
図１６に、実施形態１で用いた本発明の導波路型多チャネル波長分散補償器（ＰＬＣチップ）を用いた光モジュールを示す。
【００８４】
光モジュールは、熱伝導性の良い筐体１６０１の内部にペルチェ保持板１６０２を固定ネジ１６０３で固定し、図示はしないがペルチェ保持板１６０２を掘削して作製した凹部にペルチェ素子と温度センサ（熱伝対）をその近傍に配置している。ペルチェ素子、及び温度センサの直上に実施形態１の光回路１６０４が来るように配している（図示せず）。
【００８５】
光回路１６０４の端部にはガラス板１６０５を接着剤で接着し、ファイバ１６０６を保持しているファイバブロック１６０７と光接合するように接着している。ファイバ１６０６は筐体１６０１の縁に設けた凹部に断熱性弾性接着剤１６０８で接着してあり、さらにファイバコード１６０９を有するファイバブーツ１６１０を筐体１６０１に埋め込むように保持している。
【００８６】
実施形態１で用いた本発明のＰＬＣチップはペルチェ保持板に断熱性弾性接着剤１６０８で接着されている。
【００８７】
最後に、これらを被うように蓋をかぶせてネジ止めして本発明の光モジュールを作製した。なお、蓋とネジ止め部は図示していない。
【００８８】
このような光モジュールを作製し、実施形態１と同様な測定を行なったところ、図５と同じ結果が得られ実施形態１と同様な結果が得られたことが分かった。
【００８９】
同様に、実施形態２、３、４で用いた本発明の導波路型多チャネル波長分散補償器を用いた光モジュールを作製し、それぞれ実施形態２、３、４と同様な効果が得られた。なお、本発明の導波路型多チャネル波長分散補償器が２つ以上の部分に別れる場合もあるが、それぞれの光モジュールを作製し、光モジュール間をファイバで結合し同様な効果を得られることが分かった。また、図示はしないが、１つの筐体内部に上記の２つ以上のチップをそれぞれペルチェ保持板の上に保持させた光モジュールも同様な効果が得られた。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光ファイバのもつ波長分散と波長分散スロープの両方に対応する多チャネル波長分散補償器を、空間光学系がなく部品点数が少なく挿入損失を小さくできる導波路ラティス型で供給することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の回路構成を示す図である。
【図２】光回路１１５の透過スペクトル特性を示す図である。
【図３】光回路１１６の透過スペクトル特性を示す図である。
【図４】光回路１１５と光回路１１６の透過スペクトル特性の合成を模式的に示す図である。
【図５】図１の多チャネル波長分散補償器の透過スペクトル特性を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の回路構成を示す図である。
【図７】光回路６２２の透過スペクトル特性を示す図である。
【図８】光回路６２３の透過スペクトル特性を示す図である。
【図９】光回路６２４の透過スペクトル特性を示す図である。
【図１０】光回路６２２と光回路６２３と光回路６２４の透過スペクトル特性の合成を模式的に示す図である。
【図１１】図６の多チャネル波長分散補償器の透過スペクトル特性を示す図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態の回路構成を示す図である。
【図１３】図１２の多チャネル波長分散補償器の透過スペクトル特性を示す図である。
【図１４】本発明の第４の実施形態の回路構成を示す図である。
【図１５】図１５の多チャネル波長分散補償器の透過スペクトル特性を示す図である。
【図１６】本発明の導波路型多チャネル波長分散補償器（ＰＬＣチップ）を用いた光モジュールを示す図である。
【符号の説明】
１０１〜１０８　光結合器
１０９〜１１４　光路長差付与部
１１５、１１６　光回路
１１７〜１２４　ポート
６０１〜６１２　光結合器
６１３〜６２１　光路長差付与部
６２２〜６２４　光回路
６２５〜６３３　ポート
１２０１〜１２０８　光結合器
１２０９〜１２１５　光路長差付与部
１２１６〜１２１９　ポート
１４０１〜１４１２　光結合器
１４１３〜１４２２　光路長差付与部
１４２３、１４２４　光回路
１４２５、１４２６　ポート
１６０１　筐体
１６０２　ペルチェ保持板
１６０３　固定ねじ
１６０４　ＰＬＣチップ
１６０５　ガラス板
１６０６　ファイバ
１６０７　ファイバブロック
１６０８　断熱性弾性接着剤
１６０９　ファイバコード
１６１０　ファイバブーツ
【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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