(57)【要約】【課題】ＶＩＰＡ型色分散補償器において、所要波長で所要の色分散値を簡易な方法で実現し、また、所要波長、所要色分散値に設定したときの損失を略最小とすることで、良好な特性の色分散補償器を実現する。【解決手段】入力光を受光して、所望の波長を有する出力光を生成する分光手段と、分光手段へ出力光を戻す、特定波長について設計された光返送手段と、前記分光手段と前記光返送手段との相対位置を変更するための位置変更手段１２とを備える色分散補償器１１と、ある波長において各色分散値を生じさせるために必要な位置変更手段１２の位置制御量を予め保持する保持手段１４と、出力光の波長および要求される色分散値に対応した保持手段１４内の位置制御量に基づいて、位置変更手段１２を稼動させる位置制御手段１５とを設ける。【選択図】　　　　　　図２
2004112090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を受光して、所望の波長を有する出力光を生成する分光手段と、
前記分光手段へ前記出力光を戻す、特定波長について設計された光返送手段と、前記分光手段と前記光返送手段との相対位置を変更するための位置変更手段とを備える色分散補償器と、
ある波長において各色分散値を生じさせるために必要な前記位置変更手段の位置制御量を予め保持する保持手段と、
前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の位置制御量に基づいて、前記位置変更手段を稼動させる位置制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。
【請求項２】
請求項１の装置であって、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記保持手段はさらに、前記波長と色分散値の組み合わせにおいて、損失を小さくするのに必要な前記分光手段の温度を予め保持し、
前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の温度に基づいて前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。
【請求項３】
請求項１の装置であって、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段から出力された出力光を分岐する光分岐手段と、
前記分岐された光の強度を測定する光強度測定手段と、
前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。
【請求項４】
請求項１の装置であって、
前記分光手段は、同一の角分散を有する、信号光としての第１の波長の光と、モニタ光としての第２の波長の光とを含む出力光を生成するように構成され、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段から出力された前記出力光のうち、第２の波長の光を抽出する光抽出手段と、
前記抽出された光の強度を測定する光強度測定手段と、
前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。
【請求項５】
請求項１の装置であって、
前記分光手段は、光を受け取り、光を出力する複数の透過域を持ち、その透過域内で連続する波長を複数持つ入力光を受け取り、入力光の多重反射を行って、前記連続する波長範囲内の他の波長を持つ入力光に対して形成された出力光とは空間的に区別することの出来る出力光を形成し、自己干渉を行わせることにより、前記出力光を実質的に直線状の分散方向に、各々の波長によって異なる出力角度で分散させるバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）により構成され、
前記光返送手段は、前記ＶＩＰＡによって形成される出力光を集束させるレンズと、
集束した光を前記レンズに反射して戻し、前記レンズは、反射された出力光を前記ＶＩＰＡに戻し、それによって反射された出力光が前記ＶＩＰＡ内で多重反射を受けて、前記ＶＩＰＡから透過域を通じて出力されるようにするミラーであって、前記ＶＩＰＡによる角分散方向に対して、前記ＶＩＰＡからの出力光に各波長によらず略一定の波長分散を与えるような形状を有し、かつ前記ＶＩＰＡの角分散方向に対して実質的に垂直な方向に対して、異なる波長分散を与える形状を有しているミラーとから構成される
こと特徴とする色分散補償器装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分光器であるバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ：Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ　Ｉｍａｇｅｄ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ）を用いた色分散補償器の制御に関し、特に色分散値の補正および損失特性の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＶＩＰＡを用いて色分散を補償する従来の技術として、ＶＩＰＡからの出力光をミラー等で反射してＶＩＰＡに戻す技術が特許文献１に示されている。
そして、特願２００１−５８９４７（出願日：平成１３年３月２日）に記載された技術によれば、ＶＩＰＡからの出力光に、各波長によらず略一定の色分散値を与えるような形状を有し、かつＶＩＰＡの角分散方向に対して実質的に垂直な方向に対して、異なる波長分散を与える形状を有するミラーを備える構成としている。
前記先願の構成によって、使用する波長帯域において略一定であり、かつ必要とする色分散値を容易に得ることができる。
図３１は前記先願におけるＶＩＰＡ型色分散補償器（ＶＩＰＡ−ＤＣＭ：Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ　Ｉｍａｇｅｄ　Ｐｈａｓｅｄ　Ａｒｒａｙ−Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ　Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ　Ｍｏｄｕｌｅ）の基本的な構成例を説明する図である。
図３１において、サーキュレータ１のポートａから入力される入力光はポートｂから出力され、光入出力ポート２に入力する。
この入力光はコリメートレンズ３によってコリメート光となり、ラインフォーカスレンズ４によってガラスプレート５内の光射出側の面上、すなわち、前記ラインフォーカスレンズ４側とは反対側の面上で集光される。
ガラスプレート５に入った前記入力光は広がりながらガラスプレート５内で多重反射しながら、少しずつ光を前記光射出側の面から射出していく。ガラスプレート５からの射出光は階段型の回折格子から光が射出するように振舞う。この振舞いを仮想的な回折格子と見なしたことから、このような構成の装置をバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）と呼ぶ。
ＶＩＰＡから射出する波長λの光は次の式（１）の干渉条件を満たす方向に伝播する。
２ｎｄｃｏｓφ＝ｍλ　　　・・・・・・・・・（１）
ここでｄ、ｎはそれぞれガラスプレートの厚みと屈折率を表し、φはガラスプレート内の干渉方向を表し、ｍは干渉次数を表している。
ＶＩＰＡは干渉次数が非常に大きく、大きな角度分散が得られるため、優れた分光器として作用する。
ＶＩＰＡにより分光された光の一波長に着目すると、干渉条件を満足する強めあった光は、フォーカスレンズ６の後方に配置された３次元ミラー７上に集光され、この３次元ミラー７の形状によって決まる反射角度によって、射出位置と同じ位置、または異なる位置に光が戻る。
この射出位置と戻る位置の波長による相違により、光が再びファイバに結合される際に、すなわち、入出力ポート２に戻される際に波長ごとに時間差を生じるため、色分散が生じ、図３１の構成によって色分散補償器としての機能を果たす。ここで、３次元ミラー７は、Ｘ軸方向には同一波長の入力光に対して異なる色分散値を与え、Ｙ軸方向には入力光の波長帯域について略同一の色分散値を与えるような形状を有している。
そして、３次元ミラー７をＸ軸方向に移動することによって、入力光の波長帯域について所望の値の色分散を生じさせることができ、色分散値を変更可能な色分散補償器が提供できる。
【０００３】
【特許文献１】
特表２０００−５１１６５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＶＩＰＡ型色分散補償器において、ガラスプレート５の屈折率ｎ、厚みｄおよび干渉方向φを固定値として設計した場合、このＶＩＰＡ型色分散補償器は式（１）を満たす複数の波長において使用できる。
一方、前記３次元ミラー７は、前記式（１）を満たす複数の波長のうち、特定の波長（以降設計波長という）に着眼し、ミラーの傾きを微分量にもつ微分方程式を解くことによって求められる形状に設計されるため、同じミラーの形状を用いても、式（１）を満たし、設計波長と異なる波長で使用する場合には、異なる色分散値を生じてしまう。
すなわち、ＶＩＰＡから射出した光を３次元ミラー７のＸ軸方向で同一の位置に集光させた場合、設計波長で生じる色分散値と、式（１）を満たす他の波長で生じる色分散値とは異なってしまう。
図３２はＶＩＰＡ型色分散補償器の各使用波長におけるモータ制御量と色分散値の関係の一例を示す図である。
図３２において、モータ制御量とは前記３次元ミラー７をＸ軸方向に移動する手段としてモータを用いた場合のモータ制御量であり、３次元ミラー７のＸ軸方向の位置に相当する。
そして、図３２の（ａ）は設計波長よりも長波長を使用波長とした場合、（ｂ）は設計波長を使用波長とした場合、（ｃ）は設計波長よりも短波長を使用波長とした場合それぞれのモータ制御量と色分散値との関係を示している。例えば、負分散の最大値を生じさせるためのモータ制御量は（ｂ）の設計波長での制御量ｙと比べて、（ａ）の長波長で使用した場合の制御量ｘは大きく、（ｃ）の短波長で使用した場合の制御量ｚは小さい。
このように、同一の色分散値を生じさせるとき、使用する波長に応じてモータ制御量すなわち３次元ミラー７のＸ軸上の集光位置を変える必要がある。
また、ＶＩＰＡ型色分散補償器はフィルタ特性、すなわち波長に依存する損失特性を持つが、所定の波長で使用する場合、上述のように３次元ミラー７を移動して所定の色分散値を得ようとすると、このフィルタ特性が色分散値によって変わる。
図３３はフィルタ特性と色分散値との関係の一例を示した図である。
図３３の（ａ）は色分散値が０ｐｓ／ｎｍである場合、（ｂ）は負分散の最大値である場合、（ｃ）は正分散の最大値である場合のフィルタ特性である。
図３３の（ａ）においては、使用波長における損失が略最小である。
これに対して図３３の（ｂ）、および（ｃ）では、使用波長における損失は（ａ）の使用波長における損失よりも大であり、適用する色分散値によっては、その損失が大となってしまうことが分かる。
本発明はこのような課題に鑑み創案されたもので、ＶＩＰＡと光返送装置との相対位置を変更することによって、その生ずる色分散値が変わるＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長において、必要な色分散値に対応した前記相対位置を変更するための制御量を簡易な方法で与えることを目的とする。
また、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を最小とすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（第１構成）本発明の色分散補償装置は、入力光を受光して、所望の波長を有する出力光を生成する分光手段と、前記分光手段へ前記出力光を戻す、特定波長について設計された光返送手段と、前記分光手段と前記光返送手段との相対位置を変更するための位置変更手段とを備える色分散補償器と、ある波長において各色分散値を生じさせるために必要な前記位置変更手段の位置制御量を予め保持する保持手段と、前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の位置制御量に基づいて、前記位置変更手段を稼動させる位置制御手段とを有するように構成する。
（第２構成）本発明の色分散補償装置は、前記第１構成の装置であって、前記分光手段を加熱する加熱手段と、前記分光手段の温度を検出する温度検出手段とを備え、前記保持手段はさらに、前記波長と色分散値の組み合わせにおいて、損失を小さくするのに必要な前記分光手段の温度を予め保持し、前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の温度に基づいて前記加熱手段を制御する温度制御手段とを有する構成とする。
（第３構成）本発明の色分散補償装置は、前記第１構成の装置であって、前記分光手段を加熱する加熱手段と、前記分光手段から出力された出力光を分岐する光分岐手段と、前記分岐された光の強度を測定する光強度測定手段と、前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段と、を有するように構成する。
（第４構成）本発明の色分散補償装置は、前記第１構成の装置であって、前記分光手段は、同一の角分散を有する、信号光としての第１の波長の光と、モニタ光としての第２の波長の光とを含む出力光を生成するように構成され、前記分光手段を加熱する加熱手段と、前記分光手段から出力された前記出力光のうち、第２の波長の光を抽出する光抽出手段と、前記抽出された光の強度を測定する光強度測定手段と、前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段とを有するように構成する。
（第５構成）本発明の色分散補償装置は、前記第１構成の装置であって、前記分光手段は、光を受け取り、光を出力する複数の透過域を持ち、その透過域内で連続する波長を複数持つ入力光を受け取り、入力光の多重反射を行って、前記連続する波長範囲内の他の波長を持つ入力光に対して形成された出力光とは空間的に区別することの出来る出力光を形成し、自己干渉を行わせることにより、前記出力光を実質的に直線状の分散方向に、各々の波長によって異なる出力角度で分散させるバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）により構成され、前記光返送手段は、前記ＶＩＰＡによって形成される出力光を集束させるレンズと、集束した光を前記レンズに反射して戻し、前記レンズは、反射された出力光を前記ＶＩＰＡに戻し、それによって反射された出力光が前記ＶＩＰＡ内で多重反射を受けて、前記ＶＩＰＡから透過域を通じて出力されるようにするミラーであって、前記ＶＩＰＡによる角分散方向に対して、前記ＶＩＰＡからの出力光に各波長によらず略一定の波長分散を与えるような形状を有し、かつ前記ＶＩＰＡの角分散方向に対して実質的に垂直な方向に対して、異なる波長分散を与える形状を有しているミラーとから構成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）図１は本発明の色分散補償装置を適用するシステムの構成例であり、ここでは波長分割多重（ＷＤＭ）光伝送方式を用いた海底伝送システムの例を示している。
図１において、第１の端局３０１と第２の端局４０１とが海底伝送路７００により接続されている。
端局３０１、４０１はそれぞれ送信部３１１、４５１および受信部３５１、４１１から構成される。
第１の端局３０１の送信部３１１は複数の異なる波長の光信号を送信する支線チャネル送信器３１２、各支線チャネル送信器３１２に対応したチャネル増幅器３１３、色分散補償装置３１４、各支線チャネルからの光信号を波長多重する波長多重部３１５、波長多重された光信号を増幅するＷＤＭ増幅器３１６から構成される。第２の端局４０１の送信部４５１も同様の構成である。
第２の端局４０１の受信部４１１は海底伝送路７００からのＷＤＭ信号を増幅するＷＤＭ増幅器４１６、ＷＤＭ信号を各波長の光信号に分離する波長分離部４１５、分離された各波長の光信号に対応したチャネル増幅器４１３、色分散補償器４１４、および支線チャネル受信器４１２から構成される。第１の端局３０１の受信部３５１も同様の構成である。
第１の端局３０１の各支線チャネル送信器３１２からの光信号は、チャネル増幅器３１３によってそれぞれ増幅され、本発明を適用した色分散補償装置３１４によってそれぞれ所定の色分散を生じ、波長多重部３１５によって多重されてＷＤＭ信号となり、ＷＤＭ増幅器３１６で増幅されて海底伝送路７００に送出される。
海底伝送路７００を伝播し、第２の端局４０１の受信部４１１に入力されたＷＤＭ信号は、ＷＤＭ増幅器により増幅され、波長分離部４１５により各波長の光信号に分離され、それぞれチャネル増幅器４１３により増幅されて、本発明を適用した色分散補償装置４１４により所定の色分散を生じて、各支線チャネル受信器４１２に入力される。
第２の端局４０１から第１の端局３０１への通信も同様に行なわれ、双方向海底伝送システムを形成している。
ここで、ＷＤＭ信号は海底伝送路７００を伝播する過程で色分散を生じるが、第１の端局３０１の色分散補償装置３１４、および第２の端局４０１の色分散補償装置４１４によって、海底伝送路７００で生じる色分散と逆の色分散を生じさせることによって色分散を補償し、良好な受信特性を得ることができる。
図２は本発明における色分散補償装置の一実施例である。
１０１は色分散補償装置であり、ＶＩＰＡ型色分散補償器（ＶＩＰＡ−ＤＣＭ）１１、前記ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１内のＶＩＰＡと光返送装置としての３次元ミラーとの位置変更手段として設けられたモータ１２、前記ＶＩＰＡ−ＤＣＭを構成するガラスプレート５を一定の温度に保ち、ＶＩＰＡ−ＤＣＭが生じる色分散値を安定させるためのヒータ１３を含む。
図３は前記ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１、モータ１２、ヒータ１３の構成例であり、ＶＩＰＡ−ＤＣＭは図３１に示すものと同じ構成であり、モータ１２は３次元ミラー７をＸ軸方向に移動可能とする。
また、図２において、色分散補償装置１０１は、色分散値とこれに対応する前記位置変更手段の位置制御量としてのモータ制御量を示すデータを、複数の波長について予め保持している保持手段としての不揮発性メモリ１４、指定した使用波長および指定した色分散値に対応したモータ制御量を不揮発性メモリ１４から獲得し、モータ１２を前記対応した制御量に基づいて稼動させる相対位置制御手段としてのモータ制御回路１５を含む。
さらに色分散補償装置１０１は、外部からの入力光の光入力端子１６、外部への出力光の光出力端子１７、外部からの入力光をＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に渡し、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光を光出力端子１７に導くサーキュレータ１、および、モータ制御回路１５に波長および色分散値を指定するための情報指定入力端子１８を備えている。
図２において、光入力端子１６から入力した外部からの入力光はサーキュレータ１のポートａに入力し、ポートｂから出力されて、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に入力する。
ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光はサーキュレータ１のポートｂに入力し、ポートｃから出力されて、光出力端子１７から外部への出力光として出力される。この過程で外部からの入力光はＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１により所定の色分散を生じて外部への出力光となる。
なお、ヒータ１３は前記ＶＩＰＡ−ＤＣＭを構成するガラスプレート５を一定の温度に保ち、ＶＩＰＡ−ＤＣＭが生じる色分散値を安定させるためのものである。
図４は図２に示す不揮発性メモリ１４のデータの一例を示しており、使用波長毎に複数の色分散値とその色分散値に対応するモータ制御量のデータが保存されている。例えば、この例では使用波長として１５６７．４４０ｎｍから１５３４．９３７ｎｍまでを約１．２ｎｍ間隔として、１８波長分のデータを保存している。
そして、前記波長毎に色分散値−２０００ｐｓ／ｎｍから＋２０００ｐｓ／ｎｍまでを１０ｎｍ間隔の４０１個の色分散値に分け、これらの色分散値に対応するモータ制御量をそれぞれ保存している。ここで、モータ制御量はモータに与えるパルス数である。
つぎに本実施例の制御方法について説明する。
まず、システムの運用開始前に、分散補償装置を使用する波長および、必要とされる色分散値が決められ、分散補償装置の制御を開始する。
所定の使用波長および所定の色分散値、例えば、波長多重伝送システムにおける１波長、例えば１５６６．２１１ｎｍ、および該システムで使用するファイバ特性や伝送距離などから算出された所要の色分散値、例えば−１９９０ｐｓ／ｎｍを情報指定入力端子１８を通してモータ制御回路１５に入力する。
これら波長と色分散値の指定を受け、モータ制御回路１５は該当する波長、色分散値におけるモータ制御量を不揮発性メモリ１４から獲得する。
図４の例では、波長１５６６．２１１ｎｍ、色分散値−１９９０ｐｓ／ｎｍに対応するモータ制御量である、４９９４パルスを得る。
モータ制御回路１５はこの制御量に基づいてモータを稼動する。
このように制御することにより、設計波長以外の波長においても必要な色分散値が得られるように、前記制御量を簡易な方法で与えることができる。
なお、図４のデータにおいて、波長の上限値、下限値、波長の間隔、色分散値の上限値、下限値、色分散値の間隔は図に例示したものに限らず、例えば波長はシステムで必要とする波長のみとしても良いし、そのＶＩＰＡ型色分散補償器に適用できるすべての波長としても良い。また、色分散値の上限値、下限値もシステムで必要とする色分散値のみとしても良いし、そのＶＩＰＡ型色分散補償器が生成可能な最大の正の色分散値、負の色分散値としても良く、その間隔も必要に応じて変えて良い。
また、図４において使用波長、色分散値、モータ制御量としてその具体的数値を示したが、これに限らず、例えば波長１５６７．４４０ｎｍは波長番号１、色分散値−２０００ｐｓ／ｎｍは色分散値番号１などと定義することにより、保存するデータ量を少なくすることができる。
さらに、図３２に示すように、ある波長における色分散値とモータ制御量との関係が直線で近似できる場合には、その波長における色分散値と対応するモータ制御量の２点のデータと、色分散値と対応するモータ制御量の１点のデータおよび色分散値に対するモータ制御量を示す直線の傾きを示すデータとのいずれかを保存しておき、モータ制御回路に演算回路を設けて、所定の色分散値における制御量を演算で求めることもできる。この場合、不揮発性メモリ１４に保存するデータは比較的少量で済む。
（第２実施例）図５は本発明における色分散補償装置の一実施例である。
１０２は色分散補償装置であり、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１内のＶＩＰＡと３次元ミラーとの位置変更手段として設けられたモータ１２、前記ＶＩＰＡを加熱する手段としてのヒータ１３、前記ＶＩＰＡの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ１９を含む。
図６は前記ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１、モータ１２、ヒータ１３、温度センサ１９の構成例である。
また、図５において、色分散補償装置１０２は、複数の波長について、複数の色分散値とこれに対応する前記モータ１２の制御量を示すデータと、複数の波長について、複数の色分散値とこれに対応する、出力光の損失が最小となる前記ＶＩＰＡの温度を示すデータとを予め保持している保持手段としての不揮発性メモリ１４、指定した使用波長および指定した色分散値に対応した前記モータ１２の制御量を前記不揮発性メモリ１４から獲得し、前記モータ１２を前記対応した制御量に基づいて稼動させる相対位置制御手段としてのモータ制御回路１５を含む。さらに、この色分散補償装置１０２は、指定した使用波長および指定した色分散値について、これらに対応した前記温度を前記保持手段の保持するデータに基づいて獲得し、前記温度検出手段から得られる前記ＶＩＰＡの温度が前記獲得した温度と略同一となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段としての温度制御回路２０を備える。
加えてこの色分散補償装置１０２は、外部からの入力光の光入力端子１６、外部への出力光の光出力端子１７、外部からの入力光を光入力端子１６からＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に渡し、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光を光出力端子１７に導くサーキュレータ１、および、モータ制御回路１５と温度制御回路２０とに波長および色分散値を指定するための情報指定入力端子１８とを備える。
図５において、光入力端子１６から入力した外部からの入力光はサーキュレータ１のポートａに入力し、ポートｂから出力されて、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に入力する。
ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光はサーキュレータ１のポートｂに入力し、ポートｃから出力されて、光出力端子１７から外部への出力光として出力される。この過程で外部からの入力光はＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１により所定の色分散を生じて外部への出力光となる。
ここで、ＶＩＰＡ型色分散補償器のフィルタ特性、すなわち波長に依存する損失特性が前記ＶＩＰＡの温度により変化することを説明する。
図７はＶＩＰＡ型色分散補償器のフィルタ特性が、前記ＶＩＰＡを構成するガラスプレート５の温度により変化することを示す概念図である。
図７において、（ａ）はガラスプレート５の温度がｔであるときのＶＩＰＡ型色分散補償器のフィルタ特性であり、使用波長λ０での損失が最小となっている。これは式（１）を満たすλ０に対応するガラスプレート５内の干渉方向φ０に射出される光においてその損失が最小となることを示している。
ここでガラスプレート５を放熱（または、冷却素子等により冷却しても良い）し、その温度をｔ−Δｔに下げると、ガラスプレートは収縮してその厚さがｄ−Δｄと薄くなる。
このとき、式（１）を満たし、かつガラスプレート５内の干渉方向が前記φ０である光の波長は、前記λ０よりも波長が短いことになり、このときのフィルタ特性は図７の（ｂ）に示すように、λ０よりも短い波長においてその損失が最小となり、使用波長λ０においては、その損失が（ａ）における損失よりも大である。逆に言えば、図７の（ｂ）のようなフィルタ特性である場合、λ０における損失を改善するためには、ガラスプレート５を加熱し、そのフィルタ特性を（ａ）に近づけるように制御すればよい。
ガラスプレート５を加熱し、その温度を上昇させると、カラスプレート５は膨張してその厚さが厚くなり、図７（ｃ）に示すように、λ０よりも長い波長においてその損失が最小となり、使用波長λ０においては、その損失が（ａ）における損失よりも大である。逆に言えば、図７の（ｃ）のようなフィルタ特性である場合、λ０における損失を改善するためには、ガラスプレート５を放熱（または、冷却素子等により冷却しても良い）し、そのフィルタ特性を（ａ）に近づけるように制御すればよい。
このことを利用して、ガラスプレート５の温度を制御することにより、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を最小となるようにすることができる。
例えば、図３３の（ｂ）に示すように、ＶＩＰＡ型色分散補償器を負分散の最大値で使用する場合、ガラスプレート５を放熱（または、冷却素子等により冷却しても良い）してその温度を下げることにより、図７の（ｃ）の特性を図７の（ａ）の特性に近づけることができ、使用波長における損失を改善することができる。
同様に、例えば、図３３の（ｃ）に示すように、ＶＩＰＡ型色分散補償器を正分散の最大値で使用する場合、ガラスプレートを加熱してその温度を上げることにより、図７の（ｂ）の特性を図７の（ａ）の特性に近づけることができ、使用波長における損失を改善することができる。
図８は図５に示す不揮発性メモリ１４に保存されているデータの一例を示しており、使用波長毎に複数の色分散値とその色分散値に対応するモータ制御量のデータ、および使用波長毎に複数の色分散値とその色分散値に対応するＶＩＰＡの温度データが保存されている。
例えば、図８の例では使用波長として１５６７．４４０ｎｍから１５３４．９３７ｎｍまでを約１．２ｎｍ間隔の１８波長分のデータを保存している。
そして、前記各波長について、色分散値−２０００ｐｓ／ｎｍから＋２０００ｐｓ／ｎｍまでを１０ｎｍ間隔の４０１個の色分散値に分け、これに対応するモータ制御量および温度をそれぞれ保存している。
つぎに本実施例の制御方法について説明する。
所定の使用波長および所定の色分散値、例えば、波長多重伝送システムにおける１波長、例えば１５６６．２１１ｎｍ、および該システムで使用するファイバ特性や伝送距離などから算出された所要の色分散値、例えば−１９９０ｐｓ／ｎｍが情報指定入力端子１８を通してモータ制御回路１５および温度制御回路２０に入力される。
これら波長と色分散値の指定を受け、モータ制御回路１５および温度制御回路２０は該当する波長、色分散値におけるモータ制御量と温度とをそれぞれ不揮発性メモリ１４から獲得する。
図８の例では、指定された波長１５６６．２１１ｎｍ、色分散値−１９９０ｐｓ／ｎｍに対応して、モータ制御回路１５は４９９４パルスを得、温度制御回路２０は７９．１度を得る。
モータ制御回路１５は前記獲得した制御量に基づいてモータ１２を制御し、温度制御回路２０は、温度センサ１９の示す温度と前記獲得した温度７９．１とを比較し、ＶＩＰＡがこの温度となるようにヒータを制御する。
このように制御することにより、特定の波長で必要な色分散値において損失を最小とすることができる。
なお、図８においては温度データとしてその具体的数値を示したが、これに限らず、例えば温度７５．０℃は温度番号１、７５．１℃は温度番号２などと定義することにより、保存するデータ量を少なくすることもできる。また、ヒータ１３を制御する値として、温度ではなく、たとえば電圧である場合には、制御すべき電圧をデータとしても良い。
（第３実施例）図９は本発明における色分散補償装置の他の実施例である。
１０３は色分散補償装置であり、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１内のＶＩＰＡと３次元ミラーとの位置変更手段として設けられたモータ１２、複数の波長について複数の色分散値とこれに対応するモータ１２の制御量を示すデータを予め保持している保持手段としての不揮発性メモリ１４、指定した使用波長および指定した色分散値に対応した位置制御量を前記不揮発性メモリ１４から獲得し、モータ１２を前記対応した制御量に基づいて稼動させる相対位置制御手段としてのモータ制御回路１５から構成される。
また、この色分散補償装置１０３は、前記ＶＩＰＡを加熱する手段としてのヒータ１３、前記ＶＩＰＡの温度を検出する温度検出手段としての温度センサ１９、ＶＩＰＡ−ＤＣＭからの出力光を分岐する光分岐手段としての光分配器２１、光分配器２１により分岐された光の強度を測定する光強度測定手段としてのレベルモニタ２２、ＶＩＰＡの温度を変化させ、レベルモニタ２２から得られる光強度が略最大となるようにヒータ１３を制御する温度制御手段としての温度制御回路２０を備える。
そして、温度制御回路２０は温度制御のために必要となるデータを記憶するメモリ２３を備えている。
さらに色分散補償装置１０３は、外部からの入力光の光入力端子１６、外部への出力光の光出力端子１７、外部からの入力光をＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に渡し、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光を光出力端子１７に導くサーキュレータ１、および、モータ制御回路１５に波長および色分散値を指定するための情報指定入力端子１８を備えている。
ここで、不揮発性メモリ１４は図４に示すデータを保持しているものとする。
図９において、光入力端子１６から入力した外部からの入力光はサーキュレータ１のポートａに入力し、ポートｂから出力されて、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１に入力する。
そして、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１からの出力光はサーキュレータ１のポートｂに入力し、ポートｃから出力されて、光分配器２１で分岐し、その一方が光出力端子１７から外部への出力光として出力される。
また、光分配器２１で分岐したの他方の光は、レベルモニタ２２によりその光レベルが測定され、その測定値が温度制御回路２０に入力される。
ここで、所定の色分散値を得るためのモータ１２の制御方法については前記第１実施例と同様であり、所定の波長において所定の色分散値が得られるようにモータ１２はモータ制御回路１５により制御済みであるとする。
次に温度の制御方法について説明する。
図１０は本実施例の温度制御のフローを示すフローチャートである。
温度制御回路２０は、温度センサからの温度データおよびレベルモニタ２２からの光レベルデータをそれぞれ温度記憶値の初期値および光レベル記憶値の初期値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ３１）
つぎに温度制御回路２０はヒータ１３を制御して、ＶＩＰＡを加熱し、加熱中であることを示すデータを加熱状態記憶値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ３２）
温度制御回路２０はレベルモニタ２２により測定された光レベルの測定値と、メモリに記憶されている光レベル記憶値とを比較する。（Ｓ３３）
光レベルの測定値が光レベル記憶値より大である場合には、光レベルの測定値と、温度センサ１９から得られる温度とをそれぞれ新たな温度記憶値および新たな光レベル記憶値として記憶する。（Ｓ３４）
このとき、光レベルの測定値は増大しているので、より大きな光レベルを得るため、ヒータ１３に行なわれている現在の制御を継続するようにする。
このため、温度制御回路２０はメモリ２３の加熱状態記憶値を参照して、現在加熱中であるか、放熱中であるかを判定する。（Ｓ３５）
Ｓ３５において加熱中であれば加熱を続け、加熱中であることを新たな加熱状態記憶値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ３６）
これは図６において、加熱によって（ｂ）の曲線が、（ａ）の曲線の方向にシフトし、その使用波長における損失が減少の方向に向いていることを示している。Ｓ３５において加熱中でない、すなわち、放熱中であれば放熱を続けて、放熱中であることを新たな加熱状態記憶値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ３７）
これは図７において、放熱によって（ｃ）の曲線が、（ａ）の曲線の方向にシフトし、その使用波長における損失が減少の方向に向いていることを示している。Ｓ３６またはＳ３７の処理後、Ｓ３３の処理に移行する。
Ｓ３３の処理において、温度制御回路２０がレベルモニタ２２により測定された光レベルの測定値と、光レベル記憶値とを比較した結果、光レベルの測定値が光レベル記憶値より大でない場合には、光レベルの測定値が同一または減少しているので、より大きな光レベルを得るため、ヒータ１３に行なわれている現在の制御とは逆の制御を行なうようにする。
このため、温度制御回路２０はメモリ２３の加熱状態記憶値を参照して、現在加熱中であるか否かを判定する。（Ｓ３８）
Ｓ３８において加熱中であれば温度制御回路２０は放熱に制御を切替えて、放熱中であることを新たな加熱状態記憶値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ３９）これは図７において、加熱によって（ｃ）の曲線が、（ａ）の曲線とは逆の方向にシフトし、その使用波長における損失が増大の方向に向いていたものを、放熱に制御を切替えて、（ａ）の曲線の方向にシフトさせるように制御したことを示している。
Ｓ３８において放熱中であれば温度制御回路２０は加熱に制御を切替えて、加熱中であることを新たな加熱状態記憶値としてメモリ２３に記憶する。（Ｓ４０）これは図７において、放熱によって（ｂ）の曲線が、（ａ）の曲線とは逆の方向にシフトし、その使用波長における損失が増大の方向に向いていたものを、加熱に制御を切替えて、（ａ）の曲線の方向にシフトさせるように制御したことを示している。
Ｓ３９またはＳ４０の処理の後、Ｓ３３の処理に移行する。
前記説明した処理によって、分岐された出力光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、所定の使用波長で所定の色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。
なお、温度制御回路２０が、たとえば特定の時間だけ前記説明した処理を行なうようにし、その後はメモリ２３に記憶されている温度と、温度センサ１９により測定された温度とにより温度制御回路２０がＶＩＰＡの温度制御を行なうことによっても同様の効果を奏する。
（第４実施例）図９は本発明の他の実施例の構成を示し、第３実施例の構成と同一の構成である。
なお、図９において、メモリ２３はＶＩＰＡの温度を変化させる中心温度の初期値として、ある温度を予め記憶している。
ここで、所定の色分散値を得るためのモータ１２の制御方法については前記第１実施例と同様であり、所定の波長において所定の色分散値が得られるようにモータ１２はモータ制御回路１５により制御済みであるとする。
図１１乃至図１３は温度波形と光レベル波形との対応を説明する図である。
図１１において、（ａ）は温度波形を示す。（ａ）において、ｔ０は中心温度であり、この中心温度に対してΔｔの範囲で温度を変化させる。
この温度変化によってフィルタ特性が変化する。
図１１の（ｂ）は、前記温度変化の途中に光レベルが極大値を迎える場合の光レベル波形である。温度の上昇時および下降時の双方において光レベルの極大値を迎えるため、光レベルの変化する周期は温度の変化する周期の２倍であることが分かる。なお、これはそのフィルタ特性が図７の（ａ）に示すようなものであることを示している。
このように、光レベル波形の周期が温度波形の周期の略２倍である場合、この温度範囲に光レベルの極大値が存在することが分かる。
図１２の（ａ）は図１１の（ａ）と同一であり、温度波形を示す。図１２の（ｂ）は、前記温度変化の途中に光レベルが極大値を迎えない場合であり、かつ温度上昇時に光レベルが減少し、温度下降時に光レベルが増大する場合の光レベル波形である。すなわち、温度波形と光レベル波形との位相が一致しておらず、温度の下降時に光レベルが増大しているので、温度を下降させることによって、光レベルの極大値を迎えることになる。なお、これはそのフィルタ特性が図５の（ｃ）に示すようなものであることを示している。
このように、光レベル波形の周期が温度波形の周期の略２倍ではなく、かつそれらの位相が略一致でない場合、光レベルを極大値に近づけるためには温度を下降させれば良いことが分かる。
図１３の（ａ）は図１１の（ａ）と同一であり、温度波形を示す。図１３の（ｂ）は、前記温度変化の途中に光レベルが極大値を迎えない場合であり、かつ温度上昇時に光レベルが増大し、温度下降時に光レベルが減少する場合の光レベル波形である。すなわち、温度波形と光レベル波形との位相が略一致であり、温度の上昇時に光レベルが増大しているので、温度を上昇させることによって、その極大値を迎えることになる。なお、これはそのフィルタ特性が図７の（ｂ）に示すようなものであることを示している。
このように、光レベル波形の周期が温度波形の周期の略２倍ではなく、それらの位相が略一致である場合、光レベルを極大値に近づけるためには温度を上昇させれば良いことがわかる。
図１４は本実施例の温度制御フローを示すフローチャートである。
温度制御回路２０は前記中心温度の初期値としてメモリ２３に予め記憶されている温度を中心温度記憶値として記憶する。（Ｓ５１）
温度制御回路２０は或る時間周期で、中心温度記憶値を中心温度として、或る温度範囲でＶＩＰＡの温度を変化させるようにヒータ１３を制御する。（Ｓ５２）そして、温度制御回路２０は温度センサ１９からの温度データおよびレベルモニタ２２からの光レベルデータをメモリ２３に前記温度変化の時間周期よりも短い時間周期で逐次記憶していく。（Ｓ５３）
つぎに温度制御回路２０は逐次記憶した温度データおよび光レベルデータにより、それぞれ温度の時間変化波形（以降、温度波形という。）と光レベルの時間変化波形（以降、光レベル波形という。）とを得て、これらを比較する。（Ｓ５４）
そして温度制御回路２０は光レベル波形の周期が温度波形の周期の略２倍であるか否かを判定する。（Ｓ５５）
周期が略２倍である場合は、Ｓ５２の処理に戻る。
周期が略２倍でない場合、さらに光レベル波形の位相が温度波形の位相と略一致であるか否かを判定する。（Ｓ５６）
Ｓ５６において、位相が略一致である場合には記憶した温度の最大値を新しい中心温度記憶値として記憶する。（Ｓ５７）
そして、Ｓ５２の処理に戻る。
Ｓ５６において、位相が略一致でない場合には記憶した温度の最小値を新しい中心温度記憶値として記憶する。（Ｓ５７）
そして、Ｓ５２の処理に戻る。
前記説明した処理によって、分岐された出力光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、所定の使用波長で所定の色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。
（第５実施例）図１５は本発明における色分散補償装置の他の実施例である。
図１５において、２０１はＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１によって角分散を生じる第１の波長の光と同一の角分散を生じ、前記第１の波長とは異なる第２の波長の光としてのモニタ光を生成するモニタ光源である。
そして１０４は色分散補償装置であり、図９の色分散補償装置１０３と略同一の構成である。
構成の異なる点は、前記モニタ光を入力するモニタ光入力端子４２と、光入力端子１６からの入力光とモニタ光入力端子４２からの入力光とを合波する手段としての合波器４４とをさらに備えている点である。
また、図９における光分配器１１に替えて、サーキュレータ１のポートｃには、前記モニタ光を抽出する光抽出手段としての分波器４１が接続され、抽出されたモニタ光がレベルモニタ２２に導かれるように構成する。
図１６はＶＩＰＡ−ＤＣＭのフィルタ特性と、色分散を生じさせる入力光の波長である使用波長およびモニタ光源が発生するモニタ光源の波長との関係の一例を示す図である。
ＶＩＰＡ型色分散補償器において、ガラスプレートの屈折率ｎ、厚みｄおよび干渉方向φを固定値として設計した場合、このＶＩＰＡ型色分散補償器は式（１）を満たす複数の波長において使用でき、図１６に示すように、複数の波長（・・・、λｋ−１、λｋ、λｋ＋１、・・・、λｉ−１、λｉ、λｉ＋１、・・・）において損失の極小値があり、これらの波長帯域のフィルタ特性は略同一である。
図１７は使用波長λ０およびモニタ光波長λｍにおけるフィルタ特性を示す図である。
図１６において、使用波長λ０を（たとえばλｉに）決定し、モニタ光波長λｍとして前記複数の波長のうちλ０とは異なる１波長を決定する。
図１７は使用波長λ０およびモニタ光波長λｍのフィルタ特性を示す。
図１７において、必要な色分散値やＶＩＰＡの温度によって、これらの波長におけるフィルタ特性は変化するが、その変化の仕方は使用波長λ０とモニタ光波長λｍにおいて略同一である。
たとえば、波長λｍにおけるフィルタ特性と波長λ０におけるフィルタ特性は、図１７の（ａ）と（ａ’）、（ｂ）と（ｂ’）、（ｃ）と（ｃ’）がそれぞれ対応することになる。
したがって、モニタ光波長λｍでの損失が略最小となるように（換言すると、光レベルが略最大となるように）制御することにより、使用波長λ０においてもその損失を略最小とすること（換言すると、光レベルを略最大とすること）ができる。
そして、前述した図１４の制御フローに従い、温度制御回路２０がモニタ光の光レベルを参照してＶＩＰＡの温度を制御することにより、モニタ光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。さらに、本実施例においては使用波長とは別波長の光をモニタ用に設けたので、使用波長の光を分岐、モニタする場合に比べて出力光の光レベルが大である。
（第６実施例）図１８は本発明における色分散補償装置の他の実施例である。
図１８において、ＶＩＰＡ−ＤＣＭによって同一の角分散を生じるｎ個の波長λ１からλｎを持つ信号光に、独立に色分散を与えるシステムである。
図１８において１０４（１）乃至１０４（ｎ）は図１５に示す色分散補償装置１０４であり、波長λ１からλｎのそれぞれの信号光に対応して設けられている。信号光λ１からλｎはそれぞれ光分配器５１により分配され、分配された光の一方は対応する色分散補償装置（たとえば信号光λ１が分配された一方は１０４（１））の光入力端子１６に供給され、他方はモニタ光として、別の色分散補償装置（たとえば１０４（２））のモニタ光入力端子４２に供給される。
そして、前述した図１４の制御フローに従い、温度制御回路２０がモニタ光の光レベルを参照してＶＩＰＡの温度を制御することにより、モニタ光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。さらに、本実施例においてはモニタ光として別光源を用意する必要がない。
（第７実施例）図１９は本発明における色分散補償装置を使用したシステムの実施例である。
図１９に示すシステムは、ＶＩＰＡ−ＤＣＭによって同一の角分散を生じるｎ個の波長λ１からλｎを持つ信号光に、独立に色分散を与えるシステムである。
図１９において１０４（１）乃至１０４（ｎ）は図１５に示す色分散補償装置１０４であり、波長λ１からλｎのそれぞれの信号光に対応して設けられている。信号光λ１乃至λｎはそれぞれ対応する色分散補償装置１０４（１）乃至１０４（ｎ）の光入力端子１６から供給され、それぞれ所定の色分散を生じて、光出力端子１７から出力される。
そして、２０１はＶＩＰＡ−ＤＣＭによって同一の角分散を生じる複数の波長のうち、前記λ１乃至λｎとは異なる波長λｍを生成するモニタ光源であり、生成されたモニタ光は光分配器５１によって分配されて、それぞれ色分散補償装置１０４（１）乃至１０４（ｎ）に供給される。
そして、前述した図１４の制御フローに従い、温度制御回路２０がモニタ光の光レベルを参照してＶＩＰＡの温度を制御することにより、モニタ光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。さらに、本実施例においては１つのモニタ用光源を多数の色分散補償装置のモニタ光として使用することができ、色分散補償装置ごとにモニタ光源を用意した場合に比べ経済的である。また、色分散補償装置を構成する分波器は、モニタ光波長λｍを分波する１種類の仕様のもので済むという効果もある。
（第８実施例）図２０は本発明における色分散補償装置の他の実施例の基本構成である。
図２０において、１０５は色分散補償装置であり、図１５における色分散補償装置１０４と略同一の構成である。
構成の異なる点は、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１によって角分散を生じる第１の波長λ０と同一の角分散を生じる、前記第１の波長とは異なる第２の波長λｍを生成できるモニタ光源からの情報を入力するためのモニタ光情報入力端子４３をさらに備えている点である。
図２１は本実施例を説明する第２の図である。図２１における各数字は図２０のそれに対応している。
図２１において、２０２はＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１によって角分散を生じる第１の波長λ０と同一の角分散を生じる、前記第１の波長とは異なる第２の波長λｍを生成できるモニタ光源である。
図２０において、このモニタ用光源から生成された光は、合波器４４により光入力端子１６からの入力光と合波され、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１を経由してサーキュレータ１のポートｃから出力され、分波器４１によって分波されてレベルモニタ２２に入力される。
そしてモニタ光源２０２はその生成光の波長を前記第２の波長λｍを中心として周期的に変化させる機能を有する構成であり、出力している波長を示す情報をモニタ光情報入力端子４３を介して温度制御回路２０に通知する構成とする。
図２２は使用波長であるλ０におけるフィルタ特性と、モニタ光源の波長λｍにおけるフィルタ特性とを示す図である。
前述のとおりモニタ光源の波長λｍにおけるフィルタ特性と使用波長λ０におけるフィルタ特性は、図２２の（ａ）と（ａ’）、（ｂ）と（ｂ’）、（ｃ）と（ｃ’）がそれぞれ対応して変化するので、モニタ光波長λｍでの損失が略最小となるように制御することにより、使用波長λ０においてもその損失を略最小とすることができる。
本実施例では図２２に示すように、モニタ光波長（λｍ）を長波長方向（λｍ＋Δλ）および短波長方向（λｍ−Δλ）に変化させ、このときの光レベルを検出して、損失が略最小となるように温度制御を行なう。
ここで、所定の色分散値を得るためのモータ１２の制御方法については前記第１実施例と同様であり、所定の波長において所定の色分散値が得られるようにモータ１２はモータ制御回路１５により制御済みであるとする。
図２３乃至図２５は波長波形と光レベル波形との対応を説明する図である。
図２３において、（ａ）は波長波形を示す。（ａ）において、λｍは中心波長であり、λｍ−Δλとλｍ＋Δλの範囲で波長が周期的に変化する。
この波長変化によって光レベルが変化する。図２３の（ｂ）は、前記波長変化の途中に光レベルが極大値を迎える場合の光レベル波形である。波長を長波長側に変化させた場合および、短波長側に変化させた場合の双方において光レベルの極大値を迎えるため、光レベル波形の周期は波長波形の周期の２倍であることが分かる。
このように、光レベル波形の周期が波長波形の周期の略２倍である場合、モニタ光波長における光レベルが、その極大値の近傍にあることが分かる。
そして、モニタ光波長におけるフィルタ特性と使用波長におけるフィルタ特性とは略同一であるから、使用波長におけるにおける光レベルが、その極大値の近傍にあることになる。
図２４の（ａ）は図２３の（ａ）と同一であり、波長波形を示す。図２４の（ｂ）は、前記波長変化の途中に光レベルが極大値を迎えない場合であり、かつ波長を長波長側に変化させた場合に光レベルが減少し、波長を短波長側に変化させた場合に光レベルが増大する場合の光レベル波形である。すなわち、波長変化波形と光レベル波形との位相が一致していない場合の光レベル波形である。
これは、図２２の（ｂ）のようなフィルタ特性であることを示しているので、図７に示すように、ＶＩＰＡを加熱することによってフィルタ特性を図２２の（ａ）のフィルタ特性に近づけることができる。
このように、光レベル波形の周期が波長波形の周期の略２倍でなく、かつ、これらの位相が略一致でない場合、モニタ光波長における光レベルを極大値に近づけるためには、ＶＩＰＡを加熱すればよいことが分かる。
そして、モニタ光波長におけるフィルタ特性と使用波長におけるフィルタ特性とは略同一であるから、使用波長におけるにおける光レベルを極大値に近づけるためには、ＶＩＰＡを加熱すればよいことになる。
図２５の（ａ）は図２３の（ａ）と同一であり、波長波形を示す。図２５の（ｂ）は、前記波長変化の途中に光レベルが極大値を迎えない場合であり、かつ波長を長波長側に変化させた場合に光レベルが増大し、波長を短波長側に変化させた場合に光レベルが減少する場合の光レベル波形である。すなわち、波長波形と光レベル波形との位相が一致している。
これは、図２２の（ｃ）のようなフィルタ特性であることを示しているので、図６に示すように、ＶＩＰＡを放熱させることによってフィルタ特性が図２２の（ａ）のフィルタ特性に近づけることができる。
このように、光レベル波形の周期が波長波形の周期の略２倍でなく、かつ、これらの位相が略一致である場合、モニタ光波長における光レベルを極大値に近づけるためには、ＶＩＰＡを放熱すればよいことが分かる。
そして、モニタ光波長におけるフィルタ特性と使用波長におけるフィルタ特性とは略同一であるから、使用波長におけるにおける光レベルを極大値に近づけるためには、ＶＩＰＡを放熱すればよいことになる。
図２６は本実施例の制御フローを示すフローチャートである。
まず、モニタ光源２０２を稼動し、ある時間周期でその波長を変化させる。（Ｓ６１）
そして、温度制御回路２０はモニタ光情報入力端子４３からのモニタ光の波長データと、レベルモニタ２２からの光レベルデータをメモリ２３に前記波長変化の時間周期よりも短い時間周期で逐次記憶する。（Ｓ６２）
つぎに温度制御回路２０は逐次記憶した波長データと光レベルデータから、波長の時間変化波形（以降波長波形という。）と光レベルの時間変化波形（以降光レベル波形という。）とを得て、これらを比較する。（Ｓ６３）
そして温度制御回路２０は光レベル波形の周期が波長波形の周期の略２倍であるか否かを判定する。（Ｓ６４）
周期が略２倍である場合は、Ｓ６２の処理に戻る。
周期が略２倍でない場合、さらに光レベル波形の位相が波長波形の位相と略一致であるか否かを判定する。（Ｓ６５）
位相が略一致である場合にはヒータ１３を制御してＶＩＰＡを加熱する。（Ｓ６６）
そして、Ｓ６２の処理に戻る。
位相が略一致でない場合にはヒータ１３を制御してＶＩＰＡを放熱させる。（Ｓ６７）
そして、Ｓ６２の処理に戻る。
前記説明した処理によって、モニタ光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。
さらに、本実施例においては別波長の光をモニタ用に設けたので、使用波長の光を分岐してモニタする場合に比べて使用波長の出力光の光レベルが大である。
（第９実施例）図２０は本発明における色分散補償装置の他の実施例の基本構成を示す図であり、その構成は前記第８実施例の構成と同一である。
図２１は本実施例を説明する第２の図であり、その構成は前記第８実施例と同一であるが、モニタ光源２０２は異なる２波長λｍ１およびλｍ２の光を、周期的に生成する機能を有する構成であり、出力している波長を示す情報をモニタ光情報入力端子４３を介して温度制御回路２０に通知する構成とする。
図２７はモニタ用光源２０２の波長λｍ１およびλｍ２の一例を示す。
図２７において、λｍは使用波長の光がＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１によって生ずる角分散と同一の角分散を生じる１波長である。このλｍにおける損失が最小となるフィルタ特性が図２７の曲線である。
このフィルタ特性において、その損失が略同一となり、λｍよりも短波長側である波長λｍ１およびλｍよりも長波長側である波長λｍ２をモニタ用光源２０１の生成する波長に選択する。
ここで、所定の色分散値を得るためのモータ１２の制御方法については前記第１実施例と同様であり、所定の波長において所定の色分散値が得られるようにモータ１２はモータ制御回路１５により制御済みであるとする。
また、図２０に示すメモリ２３には、波長λｍ１における光レベル測定値と波長λｍ２における光レベル測定値との差の許容値Ｌ０が予め記憶されている。
図２８は本実施例の制御フローを示すフローチャートである。
モニタ光源２０２を稼動し、波長λｍ１およびλｍ２の光を周期的に生成させる。（Ｓ７１）
そして、温度制御回路２０はモニタ光情報入力端子４３からのモニタ光の波長データと、レベルモニタ２２からの光レベルデータを獲得する。（Ｓ７２）
つぎに温度制御回路２０はλｍ１における光レベルＬ（λｍ１）とλｍ２における光レベルＬ（λｍ２）とを比較する。（Ｓ７３）
そして温度制御回路２０はＬ（λｍ１）とＬ（λｍ２）との差の絶対値が、メモリ２３に記憶されている許容値Ｌ０以下であるか否かを判定する。（Ｓ７４）
Ｌ（λｍ１）とＬ（λｍ２）との差の絶対値が、許容値Ｌ０以下である場合は、Ｓ７２の処理に戻る。
これは、図２９（ａ）に示すように、λｍがその損失の極小値近傍にあることを示し、ＶＩＰＡの現在の温度が適切であることを示す。
Ｌ（λｍ１）とＬ（λｍ２）との差の絶対値が、許容値Ｌ０以下でない場合は、Ｌ（λｍ１）とＬ（λｍ２）のいずれが大であるかを判定する。（Ｓ７５）
Ｌ（λｍ１）がＬ（λｍ２）よりも大である場合、温度制御回路はＶＩＰＡを加熱する。（Ｓ７６）
そして、Ｓ７２の処理に戻る。
これは、図２９（ｂ）に示すように、フィルタ特性の損失の極小値が、短波長側にずれていることを示し、図６に示すとおり、ＶＩＰＡを加熱することにより、フィルタ特性の損失の極小値をλｍに近づけることが可能であることを示す。
Ｓ７５の処理において、Ｌ（λｍ１）がＬ（λｍ２）よりも大でない場合、温度制御回路はＶＩＰＡを放熱する。（Ｓ７７）
そして、Ｓ７２の処理に戻る。
これは、図２９（ｃ）に示すように、フィルタ特性の損失の極小値が、長波長側にずれていることを示し、図６に示すとおり、ＶＩＰＡを放熱することにより、フィルタ特性の損失の極小値をλｍに近づけることが可能であることを示す。
前記説明した処理によって、波長λｍの光の光レベルが略最大に保たれる。すなわち、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を略最小とすることができる。
さらに、本実施例においては別波長の光をモニタ用に設けたので、使用波長の光を分岐してモニタする場合に比べて使用波長の出力光の光レベルが大である。
なお、モニタ光源２０２は波長λｍ１および波長λｍ２の光を周期的に生成させるものとしたが、λｍ１を定常的に生成する光源およびλｍ２を定常的に生成する光源とを別々に備えた構成でも同様の制御によって、同様の効果を奏する。
図３０はλｍ１とλｍ２との別の選択例を示す。図３０において、フィルタ特性（１）とフィルタ特性（２）は、ＶＩＰＡ−ＤＣＭ１１が生じる角分散方向が同一で、異なる波長に対応したフィルタ特性である。これらのフィルタ特性は、その曲線の形状が略同一であるため、波長λｍ１をフィルタ特性（１）から選択し、波長λｍ２をフィルタ特性（２）から選択しても、前記制御によって、同様の効果を奏する。
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
（付記１）入力光を受光して、所望の波長を有する出力光を生成する分光手段と、
前記分光手段へ前記出力光を戻す、特定波長について設計された光返送手段と、前記分光手段と前記光返送手段との相対位置を変更するための位置変更手段とを備える色分散補償器と、
ある波長において各色分散値を生じさせるために必要な前記位置変更手段の位置制御量を予め保持する保持手段と、
前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の位置制御量に基づいて、前記位置変更手段を稼動させる位置制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。（請求項１）
（付記２）付記１の装置であって、
前記位置制御手段は、さらに前記保持手段から前記位置制御量を算出するための演算手段を有することを特徴とする色分散補償装置。
（付記３）付記１の装置であって、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段の温度を検出する温度検出手段とを備え、
前記保持手段はさらに、前記波長と色分散値の組み合わせにおいて、損失を小さくするのに必要な前記分光手段の温度を予め保持し、
前記出力光の波長および要求される色分散値に対応した前記保持手段内の温度に基づいて前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。（請求項２）
（付記４）付記１の装置であって、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段から出力された出力光を分岐する光分岐手段と、
前記分岐された光の強度を測定する光強度測定手段と、
前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。（請求項３）
（付記５）付記４の装置であって、
前記分光手段の温度を検出する温度検出手段と、
前記温度制御手段により前記分光手段の温度が変化し、前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となった時の温度を保持する温度保持手段と、
をさらに有することを特徴とする色分散補償装置。
（付記６）付記１の装置であって、
前記分光手段は、同一の角分散を有する、信号光としての第１の波長の光と、モニタ光としての第２の波長の光とを含む出力光を生成するように構成され、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段から出力された前記出力光のうち、第２の波長の光を抽出する光抽出手段と、
前記抽出された光の強度を測定する光強度測定手段と、
前記光強度測定手段から得られる光強度が略最大となるように前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。（請求項４）
（付記７）付記１の装置であって、
前記分光手段は、光を受け取り、光を出力する複数の透過域を持ち、その透過域内で連続する波長を複数持つ入力光を受け取り、入力光の多重反射を行って、前記連続する波長範囲内の他の波長を持つ入力光に対して形成された出力光とは空間的に区別することの出来る出力光を形成し、自己干渉を行わせることにより、前記出力光を実質的に直線状の分散方向に、各々の波長によって異なる出力角度で分散させるバーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ（ＶＩＰＡ）により構成され、
前記光返送手段は、前記ＶＩＰＡによって形成される出力光を集束させるレンズと、
集束した光を前記レンズに反射して戻し、前記レンズは、反射された出力光を前記ＶＩＰＡに戻し、それによって反射された出力光が前記ＶＩＰＡ内で多重反射を受けて、前記ＶＩＰＡから透過域を通じて出力されるようにするミラーであって、前記ＶＩＰＡによる角分散方向に対して、前記ＶＩＰＡからの出力光に各波長によらず略一定の波長分散を与えるような形状を有し、かつ前記ＶＩＰＡの角分散方向に対して実質的に垂直な方向に対して、異なる波長分散を与える形状を有しているミラーとから構成される
こと特徴とする色分散補償器装置。（請求項５）
（付記８）付記１の装置であって、
前記分光手段は、同一の角分散を有する、信号光としての第１の波長の光と、モニタ光としての第２の波長の光とを含む出力光を生成するように構成され、
前記モニタ光の波長は変化できるように構成され、
前記分光手段を加熱する加熱手段と、
前記分光手段から出力された前記出力光のうち、第２の波長の光を抽出する光抽出手段と、
前記抽出された光の強度を測定する光強度測定手段と、
前記モニタ光の波長を第２の波長を含む波長帯域で変化させた場合の光の強度の変化に従って、前記加熱手段を制御する温度制御手段と、
を有することを特徴とする色分散補償装置。
（付記９）付記６の装置であって、
前記モニタ光は複数の異なる波長を持つ光であることを特長とする色分散補償装置。
（付記１０）入力光を受光して、所望の波長を有する出力光を生成する分光手段と、
前記分光手段へ前記出力光を戻す、特定波長について設計された光返送手段と、前記分光手段と前記光返送手段との相対位置を変更するための位置変更手段とを備える色分散補償器とを備える色分散補償器を制御する制御方法であって、
出力光の波長と必要な色分散値を指定するステップと、
前記指定した波長および指定した色分散値に対応した前記位置変更手段の制御量を獲得するステップと、
前記位置変更手段を前記獲得した制御量に基づいて稼動させるステップと、
を有することを特徴とする色分散補償器の制御方法。
（付記１１）付記１０の制御方法において、
前記波長および色分散値を指定するステップと、
前記指定した波長および指定した色分散値に対応した前記位置変更手段の制御量を獲得するステップとの間に、前記指定した波長および指定した色分散値に対応した前記位置変更手段の制御量を算出するステップを有することを特徴とする色分散補償器の制御方法。
（付記１２）付記１０の制御方法であって、
位置変更手段を獲得した制御量に基づいて稼動させる前記ステップの後に、
温度初期値および光レベル初期値とを温度記憶値および光レベル記憶値として記憶するステップと、
前記分光手段を加熱し、加熱中であることを加熱状態記憶値として記憶するステップと、
光レベルの測定値が記憶している光レベルよりも大であるか判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップの判定が肯定である場合に、温度の測定値と光レベルの測定値を新たな温度記憶と光レベル記憶値としてそれぞれ記憶するステップと、前記加熱状態記憶値が加熱中であることを示しているかを判定する第２の判定ステップと、
前記第２の判定ステップが肯定である場合、前記ＶＩＰＡを加熱し、加熱中であることを新たな加熱状態記憶値として記憶し、前記第１の判定ステップの処理に移るステップと、
前記第２の判定ステップが否定である場合、前記分光手段を放熱し、加熱中ではないことを新たな加熱状態記憶値として記憶し、前記第１の判定ステップの処理に移るステップと、
前記第１の判定ステップの判定が否定である場合に、前記加熱状態記憶値が加熱中であることを示しているかを判定する第３の判定ステップと、
前記第３の判定ステップが肯定である場合、前記分光手段を放熱し、加熱中でないことを新たな加熱状態記憶値として記憶し、前記第１の判定ステップの処理に移るステップと、
前記第３の判定ステップが否定である場合、前記分光手段を加熱し、加熱中であることを新たな加熱状態記憶値として記憶し、前記第１の判定ステップの処理に移るステップと、
からなることを特徴とする色分散補償器の制御方法。
（付記１３）付記１０の制御方法であって、
位置変更手段を獲得した制御量に基づいて稼動させる前記ステップの後に、
温度初期値を第１の温度記憶値として記憶するステップと、
第１の温度記憶値を中心としたある温度範囲で周期的に前記分光手段の温度を変化させるステップと、
温度測定値と光レベル測定値とを定期的に記憶するステップと、
記憶した温度測定値から温度の時間変化波形と記憶した光レベル測定値から光レベルの時間変化波形とを比較するステップと、
前記光レベルの時間変化波形の周期が前記温度の時間変化波形の周期が２倍であるかを判定する第１の判定ステップと、
前記第１の判定ステップの判定が肯定である場合に、前記温度記憶値を中心としたある温度範囲で周期的に前記ＶＩＰＡの温度を変化させるステップに移行するステップと、
前記第１の判定ステップの判定が否定である場合に、前記光レベルの時間変化波形の位相が前記温度の時間変化波形の位相と一致であるかを判定する第２の判定ステップと、
前記第２の判定ステップが肯定である場合、前記記憶した温度測定値のうち、最高温度を新たな第１の温度記憶値として記憶し、前記温度記憶値を中心としたある温度範囲で周期的に前記分光手段の温度を変化させるステップに移行するステップと、
前記第２の判定ステップが否定である場合、前記記憶した温度測定値のうち、最低温度を新たな第１の温度記憶値として記憶し、前記温度記憶値を中心としたある温度範囲で周期的に前記分光手段の温度を変化させるステップに移行するステップと、
からなることを特徴とする色分散補償器の制御方法。
（付記１４）所要波長に従って生ずる色分散値の誤差を、予め格納された情報に基づいて補正し、所要波長、所要分散値における損失を最小になるように制御することを特徴とするＶＩＰＡを用いた色分散補償器。
【０００７】
【発明の効果】
本発明によれば、ＶＩＰＡと光返送装置との相対位置を変更することによって、その生ずる色分散値が変わるＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長において、必要な色分散値に対応した前記相対位置を変更するための制御量を簡易な方法で与えることができる。
また、ＶＩＰＡ型色分散補償器において、特定の使用波長で必要な色分散値を生じさせたとき、その損失を最小とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するシステムの一例を説明する図である。
【図２】本発明の第１実施例を示す図である。
【図３】本発明のＶＩＰＡ−ＤＣＭの構成を示す図（１）である。
【図４】本発明のメモリ保存データ例（１）を示す図である。
【図５】本発明の第２実施例を示す図である。
【図６】本発明のＶＩＰＡ−ＤＣＭの構成を示す図（２）である。
【図７】フィルタ特性の温度依存性を示す図である。
【図８】本発明のメモリ保存データ例（２）を示す図である。
【図９】本発明の第３および第４実施例を示す図である。
【図１０】本発明の制御フロー（１）を示す図である。
【図１１】温度波形と光レベル波形との関係（１）を示す図である。
【図１２】温度波形と光レベル波形との関係（２）を示す図である。
【図１３】温度波形と光レベル波形との関係（３）を示す図である。
【図１４】本発明の制御フロー（２）を示す図である。
【図１５】本発明の第５実施例を示す図である。
【図１６】ＶＩＰＡ−ＤＣＭのフィルタ特性と使用波長、モニタ光波長の関係の一例を示す図である。
【図１７】使用波長およびモニタ光波長におけるフィルタ特性を示す図である。
【図１８】本発明の第６実施例を示す図である。
【図１９】本発明の第７実施例を示す図である。
【図２０】本発明の第８、第９実施例の基本構成を示す図である。
【図２１】本発明の第８、第９実施例を説明図（２）である。
【図２２】使用波長およびモニタ光波長におけるフィルタ特性を示す図である。
【図２３】波長波形と光レベル波形との関係（１）を示す図である。
【図２４】波長波形と光レベル波形との関係（２）を示す図である。
【図２５】波長波形と光レベル波形との関係（３）を示す図である。
【図２６】本発明の制御フロー（３）を示す図である。
【図２７】本発明で使用するモニタ光源の波長を示す図である。
【図２８】本発明の制御フロー（４）を示す図である。
【図２９】本発明で使用するモニタ光の光レベルとフィルタ特性との関係を示す図である。
【図３０】ＶＩＰＡ−ＤＣＭのフィルタ特性と本発明で使用するモニタ光波長λｍ１およびλｍ２の選択例を示す図である。
【図３１】本発明を適用するＶＩＰＡ型色分散補償器の基本的構成例を示す図である。
【図３２】ＶＩＰＡ型色分散補償器の各使用波長におけるモータ制御量と色分散値との関係を説明する図である。
【図３３】フィルタ特性と色分散値との関係を示す図である。
【符号の説明】
１　サーキュレータ
２　光入出力ポート
３　コリメートレンズ
４　ラインフォーカスレンズ
５　ガラスプレート
６　フォーカスレンズ
７　３次元ミラー
１１　ＶＩＰＡ型色分散補償器（ＶＩＰＡ−ＤＣＭ）
１２　モータ
１３　ヒータ
１４　不揮発性メモリ
１５　モータ制御回路
１６　光入力端子
１７　光出力端子
１８　情報指定入力端子
１９　温度センサ
２０　温度制御回路
２１　光分配器
２２　レベルモニタ
２３　メモリ
４１　分波器
４２　モニタ光入力端子
４３　モニタ光情報入力端子
４４　合波器
５１　光分配器
１０１、１０２、１０３、１０４、１０５　色分散補償装置
２０１、２０２　モニタ用光源
３０１、４０１　端局装置
３１１、４５１　送信部
３１２　支線チャネル送信器
３１３、４１３　チャネル増幅器
３１４、４１４　色分散補償装置
３１５　波長多重部
３１６、４１６　ＷＤＭ増幅器
３５１、４１１　受信部
４１２　支線チャネル受信部
４１５　波長分離部
【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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