(57)【要約】【課題】従来のアポダイズの手法では達成できないレベルの、群遅延の変動が小さく分散も小さいファイバグレーティングを提供する。【解決手段】従来から様々な関数を適用してアポダイズを行い、ファイバグレーティングの群遅延の変動と分散の減少が試みられてきた。しかし、従来の一次のアポダイズを行なうのみでは、限界があった。そこで、本発明では、一次アポダイズ関数に更に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なうことによって、群遅延の変動と分散を大幅に減少させることが可能となった。これにより、ファイバグレーティングの伝送容量を大幅に増大させることが可能である。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行ない、群遅延の変動と分散を低減させたファイバグレーティング。
【請求項２】
前記一次アポダイズ関数に、級数を用いた請求項１に記載のファイバグレーティング。
【請求項３】
前記二次アポダイズ関数に、Ｃｏｓ関数またはＧａｕｓｓ関数を用いた請求項１または２に記載のファイバグレーティング。
【請求項４】
負の屈折率の代替として位相シフトを用いて、前記アポダイズを行なう請求項１から３の何れか１項に記載のファイバグレーティング。
【請求項５】
前記位相シフトを、０．８πから１．２πの範囲で行なう請求項４に記載のファイバグレーティング。
【請求項６】
一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行ない、ファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法。
【請求項７】
前記一次アポダイズ関数に、級数を用いた請求項６に記載のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法。
【請求項８】
前記二次アポダイズの関数に、Ｃｏｓ関数またはＧａｕｓｓ関数を用いた請求項６または７に記載のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法。
【請求項９】
負の屈折率の代替として位相シフトを用いて、前記アポダイズを行なう請求項６から８の何れか１項に記載のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法。
【請求項１０】
前記位相シフトを、０．８πから１．２πの範囲で行なう請求項９に記載のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバを利用したＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）通信システム、またはＷＤＭをさらに高密度化したＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信システムにおける主要部品であるファイバグレーティングに関して、群遅延の変動と分散を低減させたファイバグレーティング及びその群遅延の変動と分散の低減方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【０００３】
近年、ブローバンド時代の到来により、データ伝送の高速化および大容量化が求められており、その伝送手段として、光通信の利用が増大している。光通信によって、従来の通信手段に比べ、非常に大容量のデータを伝送することが可能となったが、現在、更に伝送量の増大が要求される状況にある。
【０００４】
しかし伝送量の増大に対応して、既設の通信線路を増設することは容易ではなく、既設の通信線路を用いて伝送容量を増大させることができるＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）伝達方式が開発され、ＷＤＭを利用した通信システムは増加の一途をたどっている。
【０００５】
ＷＤＭとは、１本の光ファイバに波長の異なる複数の光信号を同時に伝送させる方式であり、波長の異なる光ビームは互いに干渉しないという性質を利用している。また、ＷＤＭをよりさらに高密度化したＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ　Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信システムも実用化され、更にデータ通信の高速化が図られるようになってきた。
【０００６】
ＷＤＭまたはＤＷＤＭ通信システムの構築には様々な光機能部品が必要となるが、かかる光機能部品のひとつとして、ファイバグレーティングが挙げられる。ファイバグレーティングは、非常に狭帯域な反射波を得るためのフィルタであり、ＷＤＭまたはＤＷＤＭ通信システムにおけるキーデバイスである。
【０００７】
具体的には、波長多重を行なうための合分配器、エルビウム添加ファイバ増幅器の利得を平坦化する利得等価器、光源の波長を安定化するための外部共振器部品等、様々な分野で利用が期待されている。
【０００８】
ファイバグレーティングは、ファイバコアの長手方向に周期的な屈折率変化を形成したもので、その周期に対応した特定の波長のみを反射し、他の波長の光は透過させるデバイスである。この周期的な屈折率の変化は、ファイバに紫外線を照射させると屈折率が上昇する、光誘起屈折率変化を利用したものである。
【０００９】
ファイバの側面から照射された紫外線による干渉縞をファイバ上において形成し、そのパターンが光誘起屈折率を変化させ、ファイバ中に書き込まれて実現される。干渉縞の形成方法としては、ビームスプリッタを用いる二光束干渉法とフェーズマスクを用いる方法等が一般的である。
【００１０】
上述したように、ファイバグレーティングの最も重要な用途のひとつに、合分配器への適用がある。ＷＤＭまたはＤＷＤＭ通信システムにおいては、特定の信号波長のみを線路に加えたり、線路から取り出したりするための合分配器が必要となる。ファイバグレーティングは、急峻な波長特性を持つ波長選択性の良いデバイスであるため、合分配器には最適なデバイスである。
【００１１】
図１に、サーキュレータと組み合わせたファイバグレーティングの合分配器への適用例を示す。二つのサーキュレータの間にファイバグレーティングが位置し、それぞれファイバで接続されている。左側のサーキュレータにはＩＮポートとＤＲＯＰポート（ファイバ）が接続されている。右側のサーキュレータにはＯＵＴポートとＡＤＤポート（ファイバ）が接続されている。ここで、ファイバグレーティングの反射波長をλ１とする。
【００１２】
今、ＩＮポートから波長λ１の光信号が、サーキュレータを介して、ファイバグレーティングへ到達すると、ファイバグレーティングよって反射される。反射された光信号は、サーキュレータを介してＤＲＯＰポートへ落とされる。
また、ＡＤＤポートから波長λ１の光信号が、サーキュレータを介して、ファイバグレーティングへ到達すると、ファイバグレーティングによって反射される。反射された光信号は、サーキュレータを介してＯＵＴポートへ付加される。
【００１３】
以上によって、ＷＤＭまたはＤＷＤＭ通信システムにおいて、異なる波長の光信号を１本の光りファイバへ合波することが可能であり、また、逆に、１本の光ファイバから、それぞれのもとの波長の光信号に分波することが可能である。従って、ファイバグレーティングは、ＷＤＭまたはＤＷＤＭ通信システムを成立させる重要部品であり、その性能の向上が強く望まれている。
【００１４】
データ伝送の高速化の要求は年々高まり、特にＤＷＤＭ通信システムにおいては、送信するパルス信号の間隔をいかに短くすることができるかが、高速データ通信の最も重要な技術課題のひとつとなった。しかし、通常のファイバグレーティングでは、群遅延に変動（リップル）が発生し、分散も大きいため、これを改善しない限り、パルス信号の間隔をより短くすることは困難であった。
【００１５】
ここで群遅延と分散を図２を用いて説明する。図２に示すファイバグレーティングにおいて、
波長λ１の光信号１の速度をＣ１、
波長λ２の光信号２の速度をＣ２、
光が通過するファイバグレーティングの長手方向の長さをＬとすると、
群遅延ＧＤ（Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｌａｙ）は、
ＧＤ＝Ｌ／Ｃ１　−　Ｌ／Ｃ２（Ｃ１＜Ｃ２とした場合）で表される。
また、分散は群遅延を波長で微分した数値ｄＧＤ／ｄλで表される。
【００１６】
上記のファイバグレーティグの群遅延の変動と分散を減らすため、通常、ファイバ軸方向においてアポダイズを行なうことが多い。アポダイズは、図３に示すように、ファイバの軸方向において両サイドの屈折率変調を中心部よりも抑える手法である。この屈折率を軸方向で変化させる手法としては、Ｃｏｓ関数、Ｇａｕａｓｓ関数、級数の適用等、様々な手法が考案されている。
【００１７】
このアポダイズにおいて、理論的には、無限長のファイバにアポダイズを行なえば、群遅延の変動や分散はゼロにすることが可能である。しかし、実際にはファイバグレーティングの長さは有限なので、アポダイズを行なっても、群遅延には変動が生じ、分散もゼロにはならない。
【００１８】
現在アポダイズに様々な関数の適用を行ない、群遅延の変動と分散の減少が試みられているが、一次のアポダイズを行なうのみでは、あるレベル以上の群遅延の変動と分散の削減には限界がある。従って、パルス信号の時間間隔の短縮には限界があり、今後要求される高速データ通信に対応できるレベルを達成することは困難である。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにファイバグレーティングには、様々なアポダイズが試みられているが、一次のアポダイズを行なう範囲では、群遅延の変動の減少や分散の減少には限界がある。従って、より短い間隔でパルス信号を送ろうとする場合には、各々のパルスを認識することができなくなり、ファイバグレーティングの機能を果たすことができなくなる。従って、データ伝送の高速化には限界が生じている。
【００２０】
この発明の目的は、従来の問題点を解決して、現状の一次のアポダイズだけでは達成できないレベルの、群遅延の変動が小さく分散も小さいファイバグレーティングを提供して、今後の、データ伝送の高速化および大容量化に対応するものである。
【発明を解決するための手段】
本発明者は、上述した従来の問題点を解決すべく、鋭意研究を重ねた。その結果、以下に示すような群遅延の変動と分散を低減させたファイバグレーティング、及びその群遅延の変動と分散の低減方法を知見した。
【００２１】
この発明のファイバグレーティング第１の態様は、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行ない、群遅延の変動と分散を低減させたファイバグレーティングである。
【００２２】
この発明のファイバグレーティングの第２の態様は、前記一次アポダイズ関数に、級数を用いたファイバグレーティングである。
【００２３】
この発明のファイバグレーティングの第３の態様は、前記二次アポダイズ関数に、Ｃｏｓ関数またはＧａｕｓｓ関数を用いたファイバグレーティングである。
【００２４】
この発明のファイバグレーティングの第４の態様は、負の屈折率の代替として位相シフトを用いて、前記アポダイズを行なうファイバグレーティングである。
【００２５】
この発明のファイバグレーティングの第５の態様は、前記位相シフトを、０．８πから１．２πの範囲で行なうファイバグレーティングである。
【００２６】
この発明のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法の第１の態様は、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行うファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法である。
【００２７】
この発明のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法の第２の態様は、前記一次アポダイズの関数に、級数を用いたファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法である。
【００２８】
この発明のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法の第３の態様は、前記二次アポダイズの関数に、Ｃｏｓ関数またはＧａｕｓｓ関数を用いたファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法である。
【００２９】
この発明のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法の第４の態様は、負の屈折率の代替として位相シフトを用いて、前記一次アポダイズと二次アポダイズを行なうファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法である。
【００３０】
この発明のファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法の第５の態様は、前記位相シフトを、０．８πから１．２πの範囲で行なうファイバグレーティングの群遅延の変動と分散を低減する方法である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
本発明では、ファイバの軸方向で屈折率を変化させてファイバグレーティングを製作するに際して、一次アポダイズ関数に、二次アポダイズ関数をかけてアポダイズを行なうものである。従来は、一次アポダイズのみを行なっていた。
ここで、一次アポダイズに適用する関数の実施例として、下記のようなＣｏｓ関数の級数を使用する。
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【００３４】
ここで係数は、
Ｃ＝［０．４８１８，０．４２４，０．２７８６，０．１１２７，−０．００６８，−０．０４９５，−０．０３０８，０．００７，０．０２６７］である。
ｚはファイバの軸方向の単位長さである。
一次アポダイズ関数Ａｐｐｄ−１ｓｔは、ファイバの軸方向による屈折率の変化である。
【００３５】
次に二次アポダイズに適用する関数の実施例として、下記のＣｏｓ関数を使用する。
Ａｐｐｄ−２ｎｄ（ｚ）＝Ｃｏｓ［１／６πｚ］
ｚはファイバの軸方向の単位長さである。
二次アポダイズ関数Ａｐｐｄ−２ｎｄは、ファイバの軸方向による屈折率の変化である。また、二次アポダイズ関数Ａｐｐｄ−２ｎｄとしては、Ｇａｕｓｓ関数も適用可能であり、下記のような実施例が考えられる。
Ａｐｐｄ−２ｎｄ（ｚ）＝Ｅｘｐ［−４ｌｎ２ｚ＾２／（（Ｌ／２）＾２）］
ｚはファイバグレーティング長さである。
【００３６】
従って、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なう本発明のアポダイズの関数Ａｐｐｄは、下式で表される。
Ａｐｐｄ（ｚ）＝Ａｐｐｄ−１ｓｔ（ｚ）　ｘ　Ａｐｐｄ−２ｎｄ（ｚ）
ｚはファイバの軸方向の単位長さである。
アポダイズの関数Ａｐｐｄは、ファイバの軸方向による屈折率の変化である。
【００３７】
ここで、従来技術の一次アポダイズのみを行った場合（Ａｐｐｄ−１ｓｔ（ｚ））と、本発明である一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合（Ａｐｐｄ（ｚ））の、ファイバの軸方向の屈折率の変化を比べる。
【００３８】
図４に、一次アポダイズのみを行なった場合（Ａｐｐｄ−１ｓｔ（ｚ））、及び、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じて行なった場合（Ａｐｐｄ（ｚ））の、ファイバの軸方向における屈折率の変化を示す。グラフの横軸は、ファイバ軸方向の単位長さを表し、グラフの縦軸は、ピークを１とした場合の屈折率を表す。図４の実線が一次アポダイズのみを行った結果を表し、破線が一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った結果を示す。
【００３９】
屈折率のプロフィールから、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合（Ａｐｐｄ（ｚ））は、一次アポダイズのみを行った場合（Ａｐｐｄ−１ｓｔ（ｚ））よりも、ファイバ軸方向のサイド部分の屈折率が、より抑えられていることがわかる。
【００４０】
次に、図４に示すプロフィールのアポダイズを行なった場合に、群遅延と分散のプロフィールがどのようになるかを、シミュレーションした結果を図５と図６に示す。なお、本実施例の、群遅延と分散のシミュレーションは、Ｆ−ｍａｔｒｉｘ法に基づいて計算を行った。
【００４１】
まず、一次アポダイズのみを行った場合（Ａｐｐｄ−１ｓｔ（ｚ））のシミュレーション結果を示す。図５は、一次アポダイズのみを行った場合（図４の実線のプロフィール）における、群遅延と分散のシミュレーション結果を示す。
【００４２】
図５の実線が、一次アポダイズのみを行なった場合の群遅延を示す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（右側）は群遅延［ｐｓ］である。群遅延のプロフィールを詳細に調べると、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内で、群遅延は１６ｐｓの変動があり、プロフィールを観察しても、かなりの大きさのリップルが発生していることがわかる。
【００４３】
図５の破線が、一次アポダイズのみを行った場合（図４の実線のプロフィール）の、分散を示す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（左側）は分散［ｐｓ／ｎｍ］である。このグラフから、分散の値はゼロから大きくはずれていることがわかる。また、プロフィールの観察から、分散にもリップルが発生していることがわかる。
【００４４】
次に、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合（Ａｐｐｄ（ｚ））のシミュレーション結果を示す。図６に、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合（図４の破線のプロフィール）における、群遅延と分散のシミュレーション結果を示す。
【００４５】
図６の実線が、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合（図４の破線のプロフィール）の群遅延を示す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸は群遅延［ｐｓ］である。群遅延のプロフィールを詳細に検討すると、中心波長が１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲では、群遅延の変動は１ｐｓ以内に入っており、プロフィールを観察しても、リップルのほとんどないフラットなプロフィールであることがわかる。
【００４６】
次に、図６に示されるの群遅延と、図５に示される群遅延を比較検討する。図６に示される群遅延の変動は、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内で、１ｐｓ以内であるのに対して、図５に示される群遅延の変動は１６ｐｓ以内となっており、本発明によって、大幅に減少していることがわかる。これにより、一次アポダイズのみを行なった場合に比べて、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合には、群遅延の変動が大幅に削減されることが判明した。
【００４７】
上述のように、従来のアポダイズ方法によれば１６ｐｓあった群遅延の変動を、本発明のアポダイズ方法によれば１ｐｓへ減少させることができる。この効果は非常に大きく、パルス信号の発信間隔を大幅に短縮でき、例えば、１０ＧＨｚの伝送容量を４０ＧＨｚ以上に上げることができる。
【００４８】
また、図６の破線が一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行った場合の分散を示す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸は分散［ｐｓ／ｎｍ］である。中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内では、分散の値は、ゼロの近傍に集まっていることがわかる。
【００４９】
次に、図６の分散のプロフィールと図５の分散のプロフィールを比較検討する。図６の分散のプロフィールは、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、図５の分散のプロフィールにくらべて、分散の値が大幅に低下していることがわかる。また、図５で現れている変動の大きさも、大幅に減少していることがわかる。
【００５０】
従って、本発明の一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なう方法によって、群遅延のみならず、分散の特性も大幅に改善していることが判明した。
【００５１】
次に、負の屈折率の代替として位相シフトを用いる実施例を説明する。図４に示す関数を用いたアポダイズのプロフィールが示すように、理論的には負の屈折率を与える必要がある。しかし、実際に紫外線を光ファイバに照射する場合において実現できないので、マイナス屈折率の代替として、位相シフトを入れることが考えられる。
【００５２】
具体的には、図７に示すように、アポダイズの屈折率のピークとピークの間に移送をずらしたシフトを入れて、マイナスの屈折率を与えるのと同等の効果を奏するようにする。図７の実施例では、πだけ位相をずらした場合（πシフト）を示している。グラフの横軸は、ファイバ軸方向の単位長さを表し、グラフの縦軸は、ピークの屈折率を１とした屈折率を表す。
【００５３】
図７の実線は、一次アポダイズのみを行った場合の、光ファイバ軸方向における、屈折率の変化を示す。また図７の破線は、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の、光ファイバ軸方向における、屈折率の変化を示す。両者のプロフィールは、図４の場合と同様に、一次アポダイズのみを行なう場合に比べて、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なう場合には、ファイバ軸方向のサイド部分の屈折率が抑えられていることがわかる。
【００５４】
次に位相シフトを用いてアポダイズを行なった場合に、群遅延と分散がどのようになるかをシミュレーションした。群遅延と分散のシミュレーションは、Ｆ−ｍａｔｒｉｘ法に基づいて計算を行っている。
現実にπの位相シフトをうまくコントロールできない場合があるので、ここでは実例として０．８πシフトを用いて計算をした。図８に、一次アポダイズのみを行なった場合の、０．８πシフトによる群遅延と分散のシミュレーション結果を示す。
【００５５】
図８の実線は、群遅延を表す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（右側）は群遅延［ｐｓ］である。この図８で示される群遅延のプロフィールと、図５で示される負の屈折率を与えて計算した群遅延のプロフィールを比較する。すると、両者は、ほぼ同様のプロフィールが得られていることがわかる。従って、位相シフトを用いたアポダイズを行なうことによって、負の屈折率の同等な効果を奏することができ、実際のファイバグレーティングの製作においても、適用が可能であると考えられる。
【００５６】
また、図８に示す０．８πシフトによる群遅延のシミュレーション結果においても、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、図５と同様の変動があり、プロフィールを観察しても、リップルが発生していることがわかる。０．８πシフトにおいても、一次アポダイズのみの場合には、群遅延の変動が大きいことが判明した。
【００５７】
図８の破線は、分散を表す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（左側）は分散［ｐｓ／ｎｍ］である。上記と同様にこの図８で示される分散のプロフィールと、図５で示される負の屈折率を与えて計算した分散のプロフィールを比較する。すると、両者は、ほぼ同様のプロフィールが得られていることがわかる。従って、位相シフトを用いたアポダイズを行なうことによって、群遅延のみならず分散に関しても、マイナス屈折率の同等な効果を奏することができ、実際のファイバグレーティングの製作においても、適用が可能であると考えられる。
【００５８】
また、図８に示す０．８πシフトによる分散の計算結果においても、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、図５と同様に、ゼロから大きくはずれていることがわかる。プロフィールを観察しても、リップルが発生していることがわかる。０．８πシフトにおいても、一次アポダイズのみの場合には、分散の値は大きいことが判明した。
【００５９】
図９は、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の、０．８πシフトを用いた場合の群遅延と分散のシミュレーション結果を示す。
【００６０】
図９の実線が、群遅延を表す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（右側）は群遅延［ｐｓ］である。この図９で示される群遅延のプロフィールと、図６で示される負の屈折率を与えて計算した群遅延のプロフィールを比較する。すると、両者は、ほぼ同様のプロフィールが得られていることがわかる。従って、位相シフトを用いたアポダイズを行なうことによって、負の屈折率の同等な効果を奏することができ、実際のファイバグレーティングの製作においても、適用可能と考えられる。
【００６１】
また、図９に示す０．８πシフトによる群遅延の計算結果においても、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、２ｐｓ以内であるのに対して、図８に示される群遅延の変動は２０ｐｓ以内となっており、本発明によって、大幅に減少していることがわかる。また、プロフィールを観察すると、リップルがほとんどなくなりフラットになっていることがわかる。従って、０．８πシフトにおいても、本発明の一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行うことによって、群遅延の変動を減少させる本発明の効果が確認できた。
【００６２】
図９の破線は分散を表す。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸（左側）は分散［ｐｓ／ｎｍ］である。上記と同様にこの図９で示される分散のプロフィールと、図６で示されるマイナス屈折率を与えて計算した分散のプロフィールを比較する。すると、両者は、ほぼ同様のプロフィールが得られていることがわかる。従って、位相シフトを用いたアポダイズを行なうことによって、群遅延のみならず分散に関しても、負の屈折率と同等な効果を奏することができ、実際のファイバグレーティングの製作においても適用が可能であると考えられる。
【００６３】
また、図９に示す０．８πシフトによる分散の計算結果においても、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、図６と同様に、分散の値が大幅に低下していることがわかる。また、プロフィールを観察しても、変動が減少していることがわかる。従って、０．８πシフトにおいても、本発明の一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行うことによって、分散を減少させる本発明の効果が確認できた。
【００６４】
次に実際に、光ファイバに紫外線を照射して、ファイバグレーティングを製作した場合について述べる。実際には負の屈折率を与えることはできないので、上述のシミュレーションと同様に０．８πシフトを用いてアポダイズを行なう。
【００６５】
図１０は、一次アポダイズのみを行なって製作されたファイバグレーティングの、実際の群遅延を示している。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸は群遅延［ｐｓ］である。図８に示す同条件のシミュレーション結果と比較をすると、図８のものよりは小さくなっているが、やはり群遅延の変動が見られる。プロフィールを観察しても、同様にリップルが発生している。
【００６６】
図１１は、実際に一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なって製作されたファイバグレーティングの実際の群遅延の値を示している。グラフの横軸は光の波長［ｎｍ］であり、グラフの縦軸は群遅延［ｐｓ］である。図９に示す同条件のシミュレーション結果と比較すると、ほぼ図９と同様に、群遅延の変動は非常小さく、プロフィールを観察しても、リップルはほとんど見られずフラットな形状を有している。
【００６７】
ここで、実際に製作されたファイバグレーティングにおいて、一次アポダイズのみを行なった場合と、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の比較を行なう。図１０が、一次アポダイズのみを行なった場合の群遅延のプロフィールを示し、図１１が、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の、群遅延のプロフィールである。両者を比べると、中心波長１５０５．９２＋／−０．１ｎｍの範囲内において、図１０に示される群遅延の変動が１６ｐｓ以内であったのに比べ、図１１に示される群遅延の変動では、３ｐｓ以内まで大きく減少している。
【００６８】
従って、実際に紫外線をファイバへ照射して作製したファイバグレーティングにおいて、本発明の一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なうことによって、群遅延の変動が、シミュレーションの結果と同様に、大幅に減少させることができることが判明した。
また、位相シフトによるアポダイズも、負の屈折率を与えることの代替として、問題なく同等の機能を果たすことも明らかとなった。
【００６９】
なお、本発明は前述した各実施例示した限定されることなく、さらに様々な実施態様が考えられる。
【発明の効果】
上述したように、本発明によって、以下の効果を得ることができる。
従来技術は、一次アポダイズのみを行なっているため、ファイバグレーティングの群遅延にかなり大きさの変動が発生し、また分散もかなりの大きさとなった。
しかし、本発明である一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なうことによって、ファイバグレーティングの群遅延の変動が大幅に減少し、また、分散の値も大幅に減少した。
【００７０】
従って、本発明によって、従来技術では限界であったパルス信号の発信間をさらに短縮することが可能となり、今後の高速データ伝送の要求に対応することができる。
【００７１】
更に、位相シフトを用いることで、負の屈折率を与えることと同様の効果を奏することができ、実際に紫外線をファイバに照射してファイバグレーティングを製作する場合に適用することができることが判明した。
【００７２】
従って、本発明によって、今後に要求される、信号パルスの発信間隔をより短縮して、より高速にデータ伝送を行なう要求に適応したファイバグレーティングを、実際に製作し提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】サーキュレータと組み合わせたファイバグレーティングの合分配器への適用例。
【図２】群遅延と分散の定義を説明する模式図。
【図３】アポダイズの説明のための模式図
【図４】一次アポダイズのみを行なった場合と、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数をかけてアポダイズを行なった場合の、光ファイバの長手方向の屈折率の変化を表したグラフ。
【図５】一次アポダイズのみを行なった場合の、ファイバグレーティングの群遅延と分散をシミュレーションしたグラフ。
【図６】一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の、ファイバグレーティングの群遅延と分散をシミュレーションしたグラフ。
【図７】位相シフトによって、光ファイバの長手方向の屈折率の変化を表したグラフ。
（一次アポダイズのみを行なった場合と、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合）
【図８】０．８π位相シフトによって、一次アポダイズのみを行なった場合の、ファイバグレーティングの群遅延と分散をシミュレーションしたグラフ。
【図９】０．８π位相シフトによって、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行なった場合の、ファイバグレーティングの群遅延と分散をシミュレーションしたグラフ。
【図１０】実際に０．８π位相シフトを用いて、一次アポダイズのみを行ない、製作したファイバグレーティングの群遅延を表すグラフ。
【図１１】実際に０．８π位相シフトを用いて、一次アポダイズ関数に二次アポダイズ関数を乗じてアポダイズを行ない、製作したファイバグレーティングの群遅延を表すグラフ。
【符号の説明】
１　ファイバのコア層
２　ファイバグレーティング部
３　光信号１
４　光信号２
【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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