(57)【要約】【課題】波長間隔の狭い光伝送多重信号を、小さい波長分散で、且つ通信エラーの発生を低減して合分波できる光合分波器及び波長分散補償エタロンを提供する。【解決手段】光合分波器は、光伝送多重信号の波長間隔に対してインターリーブしている第１及び第２の光多重信号を合分波するインターリーバ合分波器と、インターリーバ合分波器に、第１の光多重信号を入出射する第１の補償器と、第２の光多重信号を入出射する第２の補償器とを有する。第１及び第２の補償器は、第１及び第２の光多重信号に対するインターリーバ合分波器の波長分散特性と相補的な波長分散特性を有して、インターリーバ合分波器の波長分散を補償する。また、波長分散補償エタロンの位相板のリタデーションとインターリーバ合分波器の位相板のリタデーションとは所定の関係に設定されて波長分散を補償する。【選択図】　　　図１
2004080213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバで伝送される光伝送多重信号の波長間隔に対して、相互にインターリーブする波長間隔の第１及び第２の光多重信号を、エタロンを有して合分波するインターリーバ合分波器と、
前記第１の光多重信号に対する前記インターリーバ合分波器の波長分散特性と相補的な波長分散特性を有して、前記第１の光多重信号を前記インターリーバ合分波器に入出射する第１の波長分散補償器と、
前記第２の光多重信号に対する前記インターリーバ合分波器の波長分散特性と相補的な波長分散特性を有して、前記第２の光多重信号を前記インターリーバ合分波器に入出射する第２の波長分散補償器と
を備えたことを特徴とする光合分波器。
【請求項２】
前記第１及び第２の波長分散補償器は波長分散補償エタロンを有し、
これら波長分散補償エタロンの第１の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第２の位相板のリタデーションと等しく設定され、前記波長分散補償エタロンの第２の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第１の位相板のリタデーションと等しく設定されて、
前記第１及び第２の波長分散補償器が前記相補的な波長分散特性を有することを特徴とする請求項１に記載の光合分波器。
【請求項３】
前記第１の波長分散補償器は、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性を有し、
前記第２の波長分散補償器は、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性を有すること
を特徴とする請求項１又は２に記載の光合分波器。
【請求項４】
光ファイバで伝送される光伝送多重信号の波長間隔に対して、相互にインターリーブする波長間隔の第１及び第２の光多重信号を、エタロンを有して合分波するインターリーバ合分波器が、前記第１及び第２の光多重信号に対して有する波長分散を、補償するための波長分散補償エタロンであって、
該波長分散補償エタロンの第１の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第２の位相板のリタデーションと等しく設定され、該波長分散補償エタロンの第２の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第１の位相板のリタデーションと等しく設定されて、
前記インターリーバ合分波器が前記第１及び第２の光多重信号に対して有する波長分散と相補的な波長分散特性を有すること
を特徴とする波長分散補償エタロン。
【請求項５】
該波長分散補償エタロンは、
前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性、
若しくは、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性を有することを特徴とする請求項４に記載の波長分散補償エタロン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光波長分割多重通信に用いられる光合分波器及び波長分散補償エタロンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ファイバーネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ、或いは高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ））技術により、異なる波長の複数の光信号が多重化されて１本の光ファイバで伝送される。こうした波長分割多重通信では、波長間隔の狭い複数の光信号を合波、又は分波する手段が必要とされる。合分波、特に分波においては、隣接した波長の光信号を、狭い透過帯域を有するフィルタで、相互に分波（分離）する必要がある。
そこで、図１４に示すように、光ファイバーで伝送される光伝送多重信号１１０を、インターリーバ（インターリーバ合分波器）１００によって、第１の光多重信号１２０ｏｄ、及び第２の光多重信号１２０ｅｖへ分波することが行われている。
【０００３】
上記のようにして光ファイバーで伝送される光伝送多重信号１１０は、例えば波長λ１〜λ９で波長分割多重されており、その波長間隔ΔλはΔλ＝λ（ｎ＋１）−λｎであり（例えば、Δλ＝λ２−λ１である。ここでｎは１，２・・、以下同じ）、ある帯域、例えばＣバンド内においては、隣接する波長の光信号間の波長差はほぼ等しい。一方、インターリーバ１００で分波された第１の光多重信号１２０ｏｄは、波長λ１、λ３・・λ９の波長の光信号を含み、その波長間隔はλ（ｎ＋２）−λｎ＝２Δλである（例えば、λ３−λ１＝２Δλである。）。同じくインターリーバ１００で分波された第２の光多重信号１２０ｅｖは、波長λ２、λ４・・λ８の波長の光信号を含み、その波長間隔はλ（ｎ＋２）−λｎ＝２Δλである（例えば、λ４−λ２＝２Δλである。）。
【０００４】
なお、インターリーバ１００は、第１の光多重信号１２０ｏｄ、及び第２の光多重信号１２０ｅｖを合波することで光伝送多重信号１１０を得ることもできる。この場合、第１の光多重信号１２０ｏｄは、一の合分波フィルタ（図示せず）により波長λ１、λ３・・λ９の光信号から合波され、第２の光多重信号１２０ｅｖも同様に他の合分波フィルタ（図示せず）により、波長λ２、λ４・・λ８の光信号から合波される。
【０００５】
そうすると、第１及び第２の光多重信号１２０ｏｄ及び１２０ｅｖを合分波する上記の図示しない各合分波フィルタは、２Δλの波長間隔で隣接する光信号間のノイズ混入などを防止すれば良いため、Δλの波長間隔を有する光多重信号のための合分波フィルタよりも小さい波長分散となる。
そして、図１５に示すようにインターリーバ１００は、第１の光多重信号に対しては透過率が高く、他方、第２の光多重信号に対しては透過率が小さい第１の透過率特性１００ｏｄ（図１５、実線）を有して、第１の光多重信号を合分波している。また、インターリーバ１００は、第２の光多重信号に対しては透過率が高く、他方、第１の光多重信号に対しては透過率が低い第２の透過率特性１００ｅｖ（図１５、破線）を有して、第２の光多重信号を合分波している。
【０００６】
従って、インターリーバ１００は、第１の光多重信号１２０ｏｄと第２の光多重信号１２０ｅｖとの合分波に際し、両光多重信号間のノイズ混入を低減することができるため、前述の波長間隔Δλで隣接する光信号間のノイズ混入などを低減する効果を発揮する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、インターリーバ１００の第１及び第２の透過率特性１００ｏｄ及び１００ｅｖでは透過率が前述の２Δλで周期的に変化するため、群遅延特性でも、その群遅延特性が２Δλで周期的に変化する。するとインターリーバ１００の波長分散特性も２Δλで周期的に変化する（群遅延時間を波長で微分したものが波長分散である。）。従ってインターリーバ１００での合分波に際し、波長分散が生じることを否めない。また、通信エラーを更に低減して高い通信品質を実現するためには、チャンネル間でのノイズ混入を更に少なくする必要があり、インターリーバ１００の各透過率特性１００ｏｄ、１００ｅｖを、透過帯域以外で更に低い透過率とする必要がある。だが、インターリーバ１００の各透過率特性の急激な変化は、群遅延特性、即ち波長分散特性を劣化させることになる。
【０００８】
即ち、インターリーバ合分波器においても、通信エラーを更に低減して通信品質の向上を図るためには、更なる波長分散値の改善が必要であるが、波長分散値を改善することとチャンネル間でのノイズ混入を低減することとは両立し難い、といった問題がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、チャンネル間でのノイズ混入を防止しつつ波長分散を補償することができ、好ましくは、チャンネル間でのノイズ混入を更に改善し、且つ、波長分散の補償が可能な光合分波器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】
上記目的を達成するために本発明による光合分波器は、光ファイバで伝送される光伝送多重信号の波長間隔に対して、相互にインターリーブする波長間隔の第１及び第２の光多重信号を、エタロンを有して合分波するインターリーバ合分波器と、前記第１の光多重信号を前記インターリーバ合分波器に入出射する第１の波長分散補償器と、前記第２の光多重信号を前記インターリーバ合分波器に入出射する第２の波長分散補償器とを有している。そして、前記第１の波長分散補償器は、前記第１の光多重信号に対する前記インターリーバ合分波器の波長分散特性と相補的な波長分散特性を有し、前記第２の波長分散補償器は、前記第２の光多重信号に対する前記インターリーバ合分波器の波長分散特性と相補的な波長分散特性を有している。
【００１０】
上記の構成を有する該光合分波器では、光ファイバで伝送される光伝送多重信号に対して波長軸上でインターリーブする第１及び第２の光多重信号が、インターリーバ合分波器で合分波される。この合分波において、前記インターリーバ合分波器で生じる前記第１の光多重信号に対する波長分散は、前記第１の波長分散補償器で補償されるため、極めて小さくなる。同様に、前記インターリーバ合分波器で生じる前記第２の光多重信号に対する波長分散も、前記第２の波長分散補償器によって補償されて、極めて小さなくなる。
【００１１】
即ち、該光合分波器は、極めて小さい波長分散で、光ファイバで伝送される光伝送多重信号を合分波することができる。
請求項２では、前記第１及び第２の波長分散補償器が波長分散補償エタロンを有している。ここで、前記各波長分散補償エタロンの第１の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第２の位相板のリタデーションと等しく設定されている。また、前記各波長分散補償エタロンの第２の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第１の位相板のリタデーションと等しく設定されている。
【００１２】
そうすると、前記インターリーバ合分波器が前記第１及び第２の光多重信号に対して有する群遅延特性と、前記第１及び第２の波長分散補償器の群遅延特性とが、相補的になる。従って、該光合分波器の群遅延特性は補償されて平坦な特性となり、該光合分波器の波長分散が極めて小さくなる。
請求項３では、前記第１の波長分散補償器は、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性を有している。ここで、該光合分波器の前記第１の光多重信号に対する透過特性（ｄＢ）は、前記第１の波長分散補償器の透過特性（ｄＢ）と、前記インターリーバ合分波器が有する第１の光多重信号に対する透過特性（ｄＢ）とを加算したものである。
【００１３】
従って、該光合分波器は、波長分散が補償されると共に、前記光ファイバーで伝送される光伝送多重信号から前記第１の光多重信号を分波する際に、前記第２の光多重信号からのノイズの混入を更に低減することが可能となる。同様にして、前記第２の光多重信号に対する前記第１の光多重信号からのノイズの混入も、波長分散の補償と共に低減される。
【００１４】
請求項４では、該波長分散補償エタロンの第１の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第２の位相板のリタデーションと等しく設定されている。また、該波長分散補償エタロンの第２の位相板のリタデーションは、前記インターリーバ合分波器のエタロンが有する第１の位相板のリタデーションと等しく設定されている。
【００１５】
そうすると、前記インターリーバ合分波器が前記第１及び第２の光多重信号に対して有する群遅延特性と、該波長分散補償エタロンの群遅延特性とが、相補的になる。従って、前記インターリーバ合分波器によって前記第１及び第２の光多重信号を合分波する際に、該波長分散補償エタロンは、前記インターリーバ合分波器の群遅延特性を補償することができ、前記インターリーバ合分波器の波長分散を補償することができる。
【００１６】
請求項５では、該波長分散補償エタロンは、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性、若しくは、前記第２の光多重信号を構成する各波長の光信号を透過すると共に、前記第１の光多重信号を構成する各波長の光信号の減衰させる透過特性を有している。
【００１７】
従って、前記インターリーバ合分波器によって、前記光ファイバーで伝送される光伝送多重信号から前記第１若しくは第２の光多重信号を分波する際に、該波長分散補償エタロンは、前記インターリーバ合分波器が有する前記第１若しくは第２の光多重信号に対する波長分散の補償と共に、前記第２若しくは第１の光多重信号からのノイズの混入を更に低減することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態にかかる光合分波器を説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明にかかる光合分波器の第１の実施形態における要部構成図である。なお、従来の光合分波器と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００１９】
光合分波器２０１は、インターリーバ１００、第１の波長分散補償器（以下、「補償器」と略す。）１３０、及び第２の補償器１４０を有している。光合分波器２０１はポート２０２〜２０４を有し、ポート２０２には、光ファイバーネットワークから光伝送多重信号１１０が入射する。インターリーバ１００は光伝送多重信号１１０から第１の光多重信号１２０ｏｄと第２の光多重信号１２０ｅｖとを分波する。第１の光多重信号１２０ｏｄは第１の補償器１３０を介してポート２０３に出射される。第２の光多重信号１２０ｅｖは第２の補償器１４０を介してポート２０４に出射される。
【００２０】
ここで、ポート２０３に第１の光多重信号１２０ｏｄを、ポート２０４に第２の光多重信号１２０ｅｖを入射すると、これら光多重信号が合波され、ポート２０２から光伝送多重信号１１０が出射される。この場合、ポート２０３には第１の光多重信号１２０ｏｄを合分波する合分波フィルタ（図示せず）が接続され、ポート２０４には第２の光多重信号１２０ｅｖを合分波する合分波フィルタ（図示せず）が接続される。
【００２１】
次に第１の光多重信号１２０ｏｄ及び第２の光多重信号１２０ｅｖを合分波するインターリーバ１００について説明する。
図２はインターリーバ１００の要部を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。インターリーバ１００は入出射器２、光路シフト部３及び波長分離部４を備えている。入出射器２には、光伝送多重信号１１０、第１の光多重信号１２０ｏｄ、及び第２の光多重信号１２０ｅｖが入出射する。入出射器２は、３本の光ファイバ２１〜２３を有し、それぞれの光ファイバ２１〜２３には、レンズ（コリメートレンズ）２４〜２６が設けられている。光路シフト部３は、入出射器２側、又は波長分離部４側からの入射光の光路をシフトする２つのプリズム３１，３２を有している。
【００２２】
光伝送多重信号１１０が、ポート１０２から光ファイバ２１に入射されるとすれば、光伝送多重信号１１０はレンズ２４、及び光路シフト部３を経て波長分離部４に入射する。なお、光伝送多重信号１１０はプリズム３１、３２の何れも通過しない。また、第１の光多重信号１２０ｏｄが、ポート１０３から光ファイバ２３に入射されるとすれば、第１の光多重信号１２０ｏｄはレンズ２６、及びプリズム３１を経て波長分離部４に入射する。さらに、第２の光多重信号１２０ｅｖが、ポート１０４から光ファイバ２２に入射されるとすれば、第２の光多重信号１２０ｅｖはレンズ２５、及びプリズム３２を経て波長分離部４に入射する。
【００２３】
波長分離部４は、第１の偏光分離器５、第２の偏光分離器６、複屈折素子７、及びエタロンユニット８を有している。波長分離部４は、入射された光伝送多重信号１１０を、第１の光多重信号１２０ｏｄ及び第２の光多重信号１２０ｅｖに分離（分波）し、一方、入射された第１の光多重信号１２０ｏｄ及び第２の光多重信号１２０ｅｖを光伝送多重信号１１０に合波するためのものである。
【００２４】
第１の偏光分離器５は、入出射器２側からの円偏光状態の光を２つの直線偏光に分離して、第２の偏光分離器６へ出射する。分離された２つの直線偏光の偏光面は直交している。他方、第２の偏光分離器６側から、偏光面が直交する２つの直線偏光が入射すると、第１の偏光分離器５は、これらの光を１つの円偏光に合成して、入出射器２に出射する。
【００２５】
より詳しくは、第１の偏光分離器５は、図２に示すように、複屈折板５１、位相板５２及びファラデイ回転子５３を備えている。
図２（ｂ）に示すように、複屈折板５１は、入射光を常光線と異常光線との２つの直線偏光に分離して平行に出射するビームディスプレイサである。複屈折板５１は、例えば、ルチル（ＴｉＯ２）、方解石、水晶、リチウムナイオベート結晶、又はイットリウム・オソバナデート（ＹＶＯ４　）等で形成される。図２に示すように、インターリーバ１００に対する光の入射方向をＺ軸として、Ｘ軸（水平方向）、及びＹ軸（鉛直方向）を同図に示すように定めると、位相板５２は、リタデーションが半波長（以下、「λｇ／２」と表示する。）となる２つの位相板を、Ｙ軸方向に２つ並べて形成されている。位相板５２は、複屈折板５１から入射した２つの直線偏光の偏光面をそれぞれ反対方向に４５度回転させて偏光面が同一の直線偏光とする。ファラデイ回転子５３は、位相板５２から入射した２つの直線偏光の偏光面をそれぞれ同方向に４５度回転させる。
【００２６】
第２の偏光分離器６は、第１の偏光分離器５から入射した直線偏光を、その偏光面を維持して複屈折素子７へ出射する。一方、複屈折素子７側から入射した直線偏光を、その偏光面を９０度回転させて第１の偏光分離器５へ出射する。
より詳しくは、第２の偏光分離器６もまた、図２に示すように、複屈折板６１、位相板６２及びファラデイ回転子６３を備えている。
【００２７】
複屈折板６１は、ファラデイ回転子５３から入射した偏光面が同一の２つの直線偏光を、そのまま常光線として透過させるように、その結晶軸が配置されている。複屈折板６１は、例えば、上述した複屈折板５１と同じものを使用することができる。位相板６２は、リタデーションがλｇ／２で、複屈折板６１から入射した２つの直線偏光をそれぞれ同方向に４５度回転させる。
【００２８】
ファラデイ回転子６３は、ファラデイ回転子５３と同様のものが使用され、位相板６２から入射した２つの直線偏光を、位相板６３での場合とは反対方向に４５度回転させ、複屈折板６１へ入射した際と同じ偏光面を有する２つの直線偏光とする。
複屈折素子７は、複屈折板６１と同様に、入射した２つの直線偏光が常光線として透過するように結晶軸が配置されている。
【００２９】
エタロンユニット８は、図３に示すように、第１の位相板８１、ミラー８２、スペーサ８３及び第２の位相板８４を有している。エタロンユニット８は、ファラデイ回転子６３から入射した２つの直線偏光を、偏光面が互いに直交する２つの直線偏光としてそれぞれ反射する。ここで、入射光と同じ偏光状態で反射される光を奇数チャンネルの波長の光とし、入射光に対して直交した偏光状態で反射する光を偶数チャンネルの波長の光とする。そして、光伝送多重信号１１０の波長λ１、λ３・・λ９を上記奇数チャンネルの波長とし、波長λ２、λ４・・λ８を上記偶数チャンネルの波長とする。
【００３０】
第１の位相板８１は、入射する直線偏光に対して結晶軸が４５度傾斜しており、リタデーションが０．２５波長（以下、「λｇ／４」と表示する。）に設定されている。第１の位相板８１では、第２の位相板８４側の面に反射率約１８％の反射コーティングが、複屈折素子７側の面に反射防止（ＡＲ（Ａｎｔｉ　　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ））コーティングが、それぞれ施されている。第２の位相板８４の両面にも、反射防止コーティングが施されている。ミラー８２の内面（第２の位相板８４側の面）には、反射率１００％の全反射コーティングが施されている。スペーサ８３は、例えばセラミックガラスからなり、オプティカルコンタクト、或いは５μｍ以下、好ましくは０．５μｍ以下の厚さに規定された接着剤（例えば、エポキシ系接着剤，ＵＶ接着剤等）を介して第１の位相板８１及びミラー８２の双方に接合され、第１の位相板８１とミラー８２との間隔は高精度に維持されている。
【００３１】
第２の位相板８４は、図３に示すように、第１の位相板８１とミラー８２との間に配置されて、リタデーションが０．１２５波長（以下、「λｇ／８」と表示する。）に設定されている。なお第２の位相板８４は、上記のように配置されていれば、その位置は任意に定め得る。
インターリーバ１００は以上のように構成され、光伝送多重信号１１０を、以下のようにして、第１の光多重信号１２０ｏｄ及び第２の光多重信号１２０ｅｖに分波（分離）する。
【００３２】
光ファイバ２１に入射した光伝送多重信号１１０の光は、レンズ２４を経て、光路シフト部３へ入射する。図４（ａ）に示すように、レンズ２４から入射した光は、円偏光であり、第１の偏光分離器５の複屈折板５１によって、偏光面が互いに直交する常光線と異常光線の２つの光線に分離される。これらの光線は、平行しており、何れも直線偏光である（図２（ｂ）及び図４（ｂ）参照）。
【００３３】
位相板５２は、図４（ｂ）に示す２つの直線偏光の偏光面を、それぞれ反対方向に４５度回転させる。するとこれらの光の偏光面は、Ｙ軸に対して時計方向に同じだけ傾く（図４（ｃ）参照）。次いで、図４（ｃ）に示す２つの直線偏光は、ファラデイ回転子５３を透過する際に偏光面が同一方向に４５度回転される（図４（ｄ）参照）。
【００３４】
こうして、第１の偏光分離器５から２つの直線偏光（図４（ｄ））が、第２の偏光分離器６の複屈折板６１に入射する。複屈折板６１は、これらの直線偏光の偏光面を回転させることなくそのまま透過させる（図４（ｅ）参照）。次に、位相板６２が、２つの直線偏光の偏光面を同一方向に４５度回転させる（図４（ｆ）参照）。次いで、ファラデイ回転子６３は、図４（ｆ）に示す２つの直線偏光の偏光面を、位相板６２による回転とは逆方向へ４５度回転させる（図４（ｇ）参照）。
【００３５】
そして、ファラデイ回転子６３を透過した２つの直線偏光は、偏光面を維持して複屈折素子７を透過する（図４（ｈ）参照）。つまり、複屈折素子７は、ファラデイ回転子６３から入射した２つの直線偏光を常光線としてそのまま透過させる。
こうして複屈折素子７を透過した２つの直線偏光は、エタロンユニット８に入射し、奇数チャンネルと偶数チャンネルの波長の光が互いに直行する偏光状態で反射される。このとき、エタロンユニット８において入射光と同じ偏光状態で反射される波長（奇数チャンネルの波長）は、図５に示すようにして、インターリーバ１００を透過する。
【００３６】
より詳しくは、図６（ａ）に示すように、エタロンユニット８から出射した奇数チャンネルの波長の光（２つの直線偏光）の偏光面はＹ軸と平行である。
これら２つの直線偏光は、偏光面を維持して複屈折素子７を透過する（図６（ｂ）参照）。複屈折素子７から第２の偏光分離器６に入射した２つの直線偏光の偏光面は、ファラデイ回転子６３によって、同方向に４５度回転される（図６（ｃ）参照）。次に、これら２つの直線偏光は、位相板６２によって更に４５度回転されて（図６（ｄ）参照）位相板６２を透過する。従って、位相板６２を透過した２つの直線偏光の偏光面は、エタロンユニット８を出射したとき（図６（ａ）参照）に比し、９０度回転している。次いで、これら２つの直線偏光は、複屈折板６１を異常光線として透過するために、図５に示すように、光路がシフトして、第１の偏光分離器５に入射する。但し、図６（ｅ）に示すように、これらの光の偏光面は維持される。
【００３７】
第２の偏光分離器６において、光路が移動した２つの直線偏光は、第１の偏光分離器５のファラデイ回転子５３によって、それらの偏光面が同方向に４５度回転する（図６（ｆ）参照）。そして、これら２つの直線偏光の偏光面は、位相板５２によってそれぞれ反対方向に４５度回転され、図６（ｇ）に示すように、偏光面が互いに直交する２つの直線偏光となる。こうして位相板５２を出射した２つの直線偏光は、複屈折板５１で合成されて、図６（ｈ）に示すような円偏光となる。
【００３８】
この円偏光（奇数チャンネルの波長の光、即ち、第１の多重信号１２０ｏｄ）は、図５に示すように、光路シフト部３のプリズム３１に入射して光路がシフトされ、そして、入出射器２のレンズ２６で集光されて光ファイバ２３を経てインターリーバ１００のポート１０３から出射される。
一方、エタロンユニット８において、入射光に対して９０度直交した偏光状態で反射される偶数チャンネルの波長の光は、図７に示すようにインターリーバ１００の光路内を伝搬する。
【００３９】
このとき、エタロンユニット８から出射した２つの直線偏光の偏光面は、何れもＸ軸と平行である（図８（ａ）参照）。これら２つの直線偏光は、複屈折素子７を異常光線として透過するが、偏光面を維持する（図８（ｂ）参照）。こうして複屈折素子７から出射される２つの直線偏光は、図７に示すように、複屈折素子７で光路がシフトされる。この光路シフトによって、２つの直線偏光は、第２の偏光分離器６に入射することなく、第１の偏光分離器５に入射する。
【００４０】
第１の偏光分離器５に入射した２つの直線偏光の偏光面は、ファラデイ回転子５３によって、同方向に４５度回転される（図８（ｃ）参照）。これら２つの直線偏光の偏光面は、位相板５２によってそれぞれ反対方向に４５度回転される。従って、位相板５２からは偏光面が直交する２つの直線偏光が出射される（図８（ｄ）参照）。
【００４１】
このようにして位相板５２を出射した２つの直線偏光は、複屈折板５１で合成されて、１つの円偏光となる（図８（ｅ）参照）。この円偏光（偶数チャンネルの波長の光、即ち、第２の多重信号１２０ｅｖ）は、図７に示すように、光路シフト部３のプリズム３２に入射して光路がシフトされ、そして、入出射器２のレンズ２５で集光されて、光ファイバ２２を経てインターリーバ１００のポート１０４から出射される。
【００４２】
なお、第１の多重信号１２０ｏｄをポート１０３に入射し、第２の多重信号１２０ｅｖをポート１０４に入射すると、第１の多重信号１２０ｏｄと第２の多重信号１２０ｅｖとは、インターリーバ１００で合波されて、ポート１０２から光伝送多重信号１１０として出射される。
以上説明したインターリーバ１００によれば、図９（ａ）の一点鎖線に示す、第１の多重信号１２０ｏｄの透過減衰特性１０１ａ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ（ｄＢ）で表示）から明らかなように、波長λ１、λ３・・λ（２ｎ−１）の光信号に対して減衰が最小となり、これに対して、波長λ２、λ４・・λ（２ｎ）の光信号に対して減衰が最大となる。つまり、第１の多重信号１２０ｏｄの透過減衰特性は、波長でみて２Δλの周期で周期的に変化する。
【００４３】
このように、インターリーバ１００は、第１の多重信号１２０ｏｄを出射するポート１０３には、第２の多重信号１２０ｅｖを減衰して出射し、第２の多重信号１２０ｅｖを出射するポート１０４には、第１の多重信号１２０ｏｄを減衰して出射する。即ち、インターリーバ１００は、光伝送多重信号１１０を分波する際に、チャンネル間のノイズ混入を改善することができる。
【００４４】
ここで、インターリーバ１００の第１の多重信号１２０ｏｄに対する群遅延特性（Ｇｒｏｕｐ　Ｄｅｌａｙ　ピコ秒（ｐ　ｓｅｃ））１０１ｂは、図９（ｂ）の一点鎖線に示すように、波長でみて２Δλの周期で変化する。また、インターリーバ１００の第１の多重信号１２０ｏｄに対する波長分散特性（Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）１０１ｃは、図９（ｃ）の一点鎖線に示すように、群遅延時間を波長で微分したものとなる（ピコ秒／ナノメータ（ｐｓ／ｎｍ））。
【００４５】
同様に、インターリーバ１００の第２の多重信号１２０ｅｖに対する透過減衰特性１００ａを図１０（ａ）の破線に、群遅延特性１００ｂを図１０（ｂ）の破線に、波長分散特性１００ｃを図１０（ｃ）の破線に示す。
なお、図９、図１０において、横軸は波長（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ（ｎｍ））であり、波長１５４４ｎｍ〜１５４６ｎｍの範囲が例示されている。
【００４６】
発明者は、上述したインターリーバ１００の群遅延特性を、インターリーバ１００とは別個に設けたエタロンの群遅延特性によって、相補的に補償できることを実験で見出した。
具体的には、第１の補償器１３０、及び第２の補償器１４０が、以下に説明する補償器３００から構成されることで、上記補償を行うことができる。
【００４７】
補償器３００は、図１１に示すように、入出射部３０１とエタロン３１０を有している。入出射部３０１は第１の光ファイバ３０２と第２の光ファイバ３０３とを有している。第１の補償器１３０として使用される場合、第１の光ファイバ３０２は、ポート１３１（図１参照）を経てインターリーバ１００のポート１０３に接続され、第１の光ファイバ３０２は、ポート１３２を経て光合分波器２０１のポート２０３に接続される。第２の補償器１４０として使用される場合、第１の光ファイバ３０２は、ポート１４１を経てインターリーバ１００のポート１０４に接続され、第２の光ファイバ３０２は、ポート１４２を経て光合分波器２０１のポート２０４に接続される。
【００４８】
これら光ファイバ３０２、３０３はフェルール３０４で囲繞されている。第１の光ファイバ３０２の端面３０２ａ、及び第２の光ファイバ３０３の端面３０３ａは何れも、フェルール３０４の端面３０４ａに位置して、エタロン３１０に正対している。なお、フェルール３０４は、ジルコニア、エンジニアリングプラスティック等で形成される。
【００４９】
そして、インターリーバ１００から入射される第１の光多重信号１２０ｏｄ（又は第２の光多重信号１２０ｅｖ）は、第１の光ファイバ３０２の端面３０２ａ（又は光ファイバ３０３の端面３０３ａ）から、エタロン３１０を経て、第２の光ファイバ３０３の端面３０３ａ（又は光ファイバ３０２の端面３０２ａ）に入射するように、入出射部３０１とエタロン３１０との位置が規定されている。
【００５０】
図１１、図１２に示すエタロン３１０では、入出射部３０１側から、第１の位相板３１１、第１のミラー３１２、第２の位相板３１３、第２のミラー３１４の順でこれら構成要素が配置され、第１のミラー３１２と第２のミラー３１４との位置関係はスペーサ３１５で規定され、上記の各ミラーと各位相板はすべて平行に配置されている。なお、第２の位相板３１３は、第１のミラー３１２と第２のミラー３１４との間であれば、その位置を任意に設定できる。
【００５１】
第１の位相板３１１及び第２の位相板３１３の結晶軸は、図１１のＸＹ平面から入射する光の偏光面に対し、夫々同一方向に４５度傾斜している（または、第１の位相板３１１及び第２の位相板３１３の結晶軸は、図１１のＸＹ平面から入射する光の偏光面に対し、夫々反対方向に４５度傾斜するものであってもよい）。また、第１のミラー３１２の反射率は、例えば５〜１５％、第２のミラー３１４の反射率は例えば全反射（１００％）とすることが、波長分散の補償、及びインターリーバ１００で合分波される光パルス信号を少ない歪みで生成するために有効である。
【００５２】
このように構成されるエタロン３１０に直線偏光を入射すると、第１のミラー３１２と第２のミラー３１４との間で生じる光の干渉と、第２の位相板３１３を透過する光の偏光状態の変換によって、エタロン３１０の偏光状態がある波長間隔で周期的に変化する。
このとき、偏光状態が変化する波長の間隔は、スペーサ３１５の厚さによって決まる。従って、上記偏光状態を所望の波長間隔で変化させるためには、スペーサ３１５の厚さを高い精度で規定する必要があり、スペーサ３１５は環境変化（例えば温度変化）に対する線膨張係数の小さい部材を用いる必要がある。
【００５３】
なお、エタロン３１０では、各構成要素の位置関係をμｍ以下の精度で規定している。このような精度を設定、維持することにより、エタロン３１０は、Δλごとに前記偏光状態をＹ軸方向の直線偏光とＸ軸方向の直線偏光とに変化させている。
発明者は、２つのエタロンを光学的に接続したとき、第１のエタロンが有する第１の位相板のリタデーション（以下、「第１のリタデーション」）をａλｇ（ａ×波長）とし、第２の位相板のリタデーション（以下、「第２のリタデーション」）をｂλｇ（ｂ×波長）として、
ａλｇ＋ｂλｇ＝０．７５λｇ（０．７５波長）
の関係が成立する場合において、第２のエタロンの第１のリタデーションをｂλｇとし、第２のリタデーションをａλｇとしたとき、第１のエタロンの群遅延特性と第２のエタロンの群遅延特性とは相補的な関係にあることを見出した。そして、更に、ａλｇがλｇ／４で、ｂλｇがλｇ／８であるときに、第１のエタロンと第２のエタロンの群遅延特性が最も相補的であることを見出した。
【００５４】
即ち、インターリーバ１００が有するエタロンユニット８の第１の位相板８１のリタデーションがλｇ／４（又はλｇ／８）で、第２の位相板８４のリタデーションがλｇ／８（又はλｇ／４）である場合に、エタロン３１０の第１の位相板３１１のリタデーションをλｇ／８（又はλｇ／４）とし、第２の位相板３１３のリタデーションをλｇ／４（又はλｇ／８）としたとき、エタロン３１０によりインターリーバ１００の群遅延特性が最も良好に補償される。
【００５５】
インターリーバ１００が有するエタロンユニット８の各位相板と、第１及び第２の補償器１３０、１４０が有するエタロン３１０の各位相板とが、上記関係にあるときの、群遅延特性等の補償の様子を図９、及び図１０によって説明する。
図９（ｂ）において破線で示す１３０ａは第１の補償器１３０の群遅延特性特性である。群遅延特性特１３０ａの群遅延時間は、インターリーバ１００の群遅延特性１０１ｂの群遅延時間と同一の波長間隔で周期的に変化しており、群遅延特性特性１３０ａは群遅延特性１０１ｂを相補的に補償する特性曲線を有している。
【００５６】
従って、光合分波器２０１の第１の光多重信号１２０ｏｄに対する群遅延特性は、群遅延特性１０１ｂと群遅延特性特性１３０ａとを重ね合わせて得られ、図９（ｂ）中の１００ｄ（実線）となる。
このとき、第１の補償器１３０の波長分散特性１３０ｂは、図９（ｃ）の破線で示される（群遅延特性特性１３０ａの群遅延時間を波長で微分したものである。）。
【００５７】
そして、波長分散特性１３０ｂとインターリーバ１００の波長分散特性１０１ｃとを重ね合わせることで、第１の光多重信号１２０ｏｄに対する光合分波器２０１の波長分散特性１００ｅが得られるため（図９中の実線）、波長分散特性１００ｅは略平坦な曲線となり、光合分波器２０１の第１の光多重信号１２０ｏｄに対する波長分散が略ゼロとなる。
【００５８】
図１０は、第２の補償器１４０による波長分散特性の補償を示す図である。
第１の光多重信号１２０ｏｄの場合と同様に、インターリーバ１００の第２の多重信号１２０ｅｖに対する群遅延特性１００ｂが、第２の補償器１４０の群遅延特性１４０ａ（図１０（ｂ）中の一点鎖線）で補償され、第２の光多重信号１２０ｅｖに対する光合分波器２０１の群遅延特性１００ｆ（図１０（ｂ）中の実線）となる。
【００５９】
このとき、第２の補償器１４０の波長分散特性１４０ｂは、図１０（ｃ）中の一点鎖線で示される。
そして、インターリーバ１００の波長分散特性１００ｃと第２の補償器１４０の波長分散特性１４０ｂとを重ね合わせることで、第２の光多重信号に対する光合分波器２０１の波長分散特性１００ｇが得られ（図１０（ｃ）中の実線）、波長分散特性１００ｇは略平坦な曲線となり、光合分波器２０１の第２の光多重信号１２０ｅｖに対する波長分散が略ゼロとなる。
【００６０】
こうして、光合分波器２０１は、インターリーバ１００でチャンネル間でのノイズ混入を改善するとともに、第１及び第２の補償器１３０及び１４０によって、インターリーバ１００が有する第１の光多重信号１２０ｏｄに対する波長分散及び第２の光多重信号１２０ｅｖに対する波長分散が補償される。
【００６１】
（第２の実施形態）
次に、図１３は、本発明にかかる光合分波器の第２の実施形態における要部構成図である。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成要素には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
光合分波器２０１’は、第１の実施形態における第１の補償器１３０をインターリーバ１３０’で、第２の補償器１４０をインターリーバ１４０’で構成している点において、光合分波器２０１と異なっている。インターリーバ１３０’及び１４０’は、エタロンユニットの各位相板のリタデーションを除き、インターリーバ１００と同様に構成されている。具体的には、インターリーバ１００が有するエタロンユニット８の各位相板のリタデーションと、第１及び第２の補償器であるインターリーバ１３０’及び１４０’　が有するエタロンユニットの各位相板のリタデーションとが、第１の実施形態と同様な関係にある。
【００６２】
そして、インターリーバ１３０’のポート１３１がインターリーバ１００のポート１０２に対応し、同様に、ポート１３２がポート１０３に対応し、ポート１３３がポート１０４に対応している。なお、ポート１３２は光合分波器２０１’のポート２０３に光接続されるが、ポート１３３は使用されない。
同様に、インターリーバ１４０’のポート１４１がインターリーバ１００のポート１０２に対応し、同様に、ポート１４２がポート１０３に対応し、ポート１４３がポート１０４に対応している。なお、ポート１４３は光合分波器２０１’のポート２０４に光接続されるが、ポート１４２は使用されない。
【００６３】
このときの、光合分波器２０１’における群遅延特性等の補償の様子を図９、及び図１０によって説明する。
光合分波器２０１と同様に、図９（ｂ）に示す第１の光多重信号１２０ｏｄに対する光合分波器２０１’の群遅延特性は、インターリーバ１３０’の群遅延特性特性１３０ａによって、インターリーバ１００の群遅延特性１０１ｂが補償されるため、略平坦となる。
【００６４】
そして、波長分散特性１３０ｂとインターリーバ１００の波長分散特性１０１ｃとの重ね合わせにより、第１の光多重信号１２０ｏｄに対する光合分波器２０１’の波長分散特性１００ｅが得られ、光合分波器２０１’の第１の光多重信号１２０ｏｄに対する波長分散が略ゼロとなる。
図１０は、インターリーバ１４０’による波長分散の補償を示す図である。
【００６５】
インターリーバ１３０’と同様にして、インターリーバ１４０’の群遅延特性は１４０ａで、波長分散は、１４０ｂで示される。そして、第２の光多重信号１２０ｅｖに対する光合分波器２０１の波長分散特性１００ｇとなり、光合分波器２０１’の第２の光多重信号１２０ｅｖに対する波長分散が略ゼロとなる。
図９（ａ）に示すように、光合分波器２０１’の第１の多重信号１２０ｏｄに対する透過減衰特性１００ｈ（図９（ａ）中の実線）は、インターリーバ１００の透過減衰特性１０１ａと、インターリーバ１３０’の透過減衰特性（前記１０１ａと同じ）とを加算したものである。即ち、透過減衰特性１００ｈは、透過減衰特性１００ａよりも急峻に変化して、透過帯域以外の光をより多く減衰させ得るものである。
【００６６】
同様に、光合分波器２０１’の第１の多重信号１２０ｏｄに対する透過減衰特性（ｄＢ）１００ｊ（図１０（ａ）中の実線）も、透過減衰特性１００ａよりも急峻に変化して、透過帯域以外の光をより多く減衰させ得る透過減衰特性である。
そうすると、光合分波器２０１’においては、インターバ１００が有する波長分散を補償することができるとともに、チャンネル間でのノイズ混入が波長分散補償器（インターリーバ１３０’、１４０’）によって更に改善できる。
【００６７】
また、前述の透過減衰特性１００ｈ、１００ｊは、インターリーバ１００の透過減衰特性１００ａ、１０１ａに比して、透過帯域外の光をより減衰させるため、光伝送多重信号１１０の分波の際に、透過帯域外のノイズ光が分波されて通信エラー発生の原因となることをも、軽減する効果を発揮する（各波長の光信号のシグナル／ノイズ比が増加して、通信エラーの発生が低減する。）。
【００６８】
ここで、インターリーバ１３０’の透過減衰特性は、インターリーバ１００の透過減衰特性１０１ａと透過帯域の中心波長が略同一で、且つ波長でみて同一の周期（２Δλ）で変化する特性曲線を有すればよく、透過減衰特性１０１ａと厳密に同一である必要はない。インターリーバ１４０’についても、インターリーバ１００の透過減衰特性１００ａとの関係において同様である。
【００６９】
なお本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で変形して実施することができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光合分波器によれば、インターリーバ合分波器の波長分散が補償器によって補償されるため、波長分散値を改善することとチャンネル間でのノイズ混入を改善することとを両立することが可能となり、光波長分割多重通信における波長間隔を狭めつつ、通信エラーの発生を防止できるという効果が奏される（請求項１、２及び４）。
【００７１】
更に、インターリーバ合分波器の波長分散をインターリーバと同様の透過減衰特性を有する補償器により補償することによって、波長分散値を改善しつつチャンネル間でのノイズ混入も改善し、且つ、ノイズ光による通信エラー発生も軽減することができるところから、光波長分割多重通信における波長間隔を狭めつつ、通信エラーの発生を一層防止できるという効果が奏される（請求項３及び５）。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光合分波器の第１の実施形態における要部構成図である。
【図２】図１のインターリーバの要部を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図３】図２のインターリーバが有するエタロンの要部構成と光の反射の様子を示す図である。
【図４】図２のインターリーバで分波を行う際の偏光分離の様子を示す図である。
【図５】図２のインターリーバにおける奇数チャンネルの波長の光の光路を示す図である。
【図６】図２のインターリーバで奇数チャンネルの波長が分波される様子を偏光面とともに示す図である。
【図７】図２のインターリーバにおける偶数チャンネルの波長の光の光路を示す図である。
【図８】図２のインターリーバで偶数チャンネルの波長が分波される様子を偏光面とともに示す図である。
【図９】本発明にかかる合分波器における奇数チャンネルの群遅延特性、波長分散特性、並びにこれら群遅延特性及び波長分散特性の補償の様子を示す図である。
【図１０】本発明にかかる合分波器における偶数チャンネルの群遅延特性、波長分散特性、並びにこれら群遅延特性及び波長分散特性の補償の様子を示す図である。
【図１１】波長分散補償器の要部構成を示す図である。
【図１２】図１１の波長分散補償器が有するエタロンの要部構成を示す図である。
【図１３】本発明にかかる光合分波器の第２の実施形態における要部構成図である。
【図１４】従来の光合分波器の要部構成の例を示す図である。
【図１５】図１４の従来の光合分波器の透過率特性の例を示す図である。
【符号の説明】
８１　エタロンユニットの第１の位相板
８４　エタロンユニットの第２の位相板
１００　インターリーバ
１１０　光伝送多重信号（光ファイバで伝送される光伝送多重信号）
１２０ｏｄ　　第１の光多重信号
１２０ｅｖ　　第２の光多重信号
１３０　第１の波長分散補償器
１３０’　インターリーバ（第１の波長分散補償器）
１４０　第２の波長分散補償器
１４０’　インターリーバ（第２の波長分散補償器）
２０１、２０１’　光合分波器
３００　波長分散補償器
３１０　エタロン
３１１　エタロンの第１の位相板
３１３　エタロンの第２の位相板
【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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