(57)【要約】少なくとも一の光ビームの成分を横に変位させる方法であって、方法は：ａ）ビームを第１の位置の複屈折材料のブロックに入るように、及び少なくともビームの成分を第１の軌道でブロックを通って出口位置へ通過するように方向付けるステップと；ｂ）ビームの成分の偏光を、ブロックを通過した後に、変えて、少なくとも１回、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる次の軌道に従って、前の出口位置から次の出口位置へブロックを通って戻るように方向付けるステップと；を具え、これによって、ビームの成分は、ブロックを最後に出るときに第１の位置から横に変位している。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一の光ビームの成分を横に変位させる方法であって、当該方法が：
ａ）前記ビームを第１の位置の複屈折材料のブロックに入るように、及び少なくとも前記ビームの成分を第１の軌道で前記ブロックを通って出口位置へ通過するように方向付けるステップと；
ｂ）前記ビームの成分の偏光を、前記ブロックを通過した後に、変えて、少なくとも１回、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる次の軌道に従って、前の出口位置から次の出口位置へ前記ブロックを通って戻るように方向付けるステップと；
を具え、これによって、前記ビームの成分は、前記ブロックを最後に出るときに前記第１の位置から横に変位していることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記ブロックに入るように前記ビームを方向付けるステップが、前記ブロックに入る直前に、前記ブロックの面に対して実質的に垂直に伝播するよう前記ビームを方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記ブロックを通って戻すように前記ビームの成分を方向付けるステップが、前記ビームの成分を、前記ブロックに入る直前に、前記ブロックの第１の面に対して実質的に垂直に伝播するとともに、前記ブロックを通過した直後に、前記第１の面に実質的に平行である前記ブロックの第２の面に実質的に垂直に伝播するよう方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記ブロックを通って戻すように前記ビームの成分を方向付けるステップが、前記ビーム成分が最後に前記ブロックから出た位置と実質的に同じ位置へ戻すように前記ビームの成分を方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、
ａ）異なる偏光を有する前記ビームの別の成分を、第２の成分の軌道で第２の成分の出口位置へ前記ブロックを通過するよう方向付けるステップと；
ｂ）前記ビームの第２の成分の偏光を、前記ブロックを通過した後に変えて、少なくとも１回、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる次の第２の成分の軌道に従って、前記前の第２の成分の出口位置から次の第２の成分の出口位置へ前記ブロックを通して戻すステップと；
を具え、これによって、前記ビームの第２の成分は、前記ブロックを最後に出るときに、第１のビームの成分の前記変位と反対方向に前記第１の位置から横に変位していることを特徴とする方法。
【請求項６】
光ビームの分散を変化させる方法において、当該方法が：
ａ）前記光ビームを分散補償エレメントに入れて相互作用させ、前記分散補償エレメントから離れるようにするステップと；
ｂ）前記光ビームを前記分散補償エレメントへ戻すように方向付けるステップとを、一回以上繰り返すステップと；
を具え、これによって、前記分散補償エレメントと一回だけ相互作用する場合よりも大きく前記光ビームの分散を変化させることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法が、前記光ビームを第１回目に前記分散補償エレメントに入れる前に、第１の入口位置で複屈折材のブロックに入り、第１の軌道で前記ブロックを通過するように第１の出口位置へ前記光ビームを方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記光ビームを、変化した偏光状態で前記ブロックを通って戻し、前記第１の出口位置から、変化した偏光状態により変更された角度で設けられた別の軌道を通り、前記ブロックにおける第１の入口位置と同じ側であるが横に変位した位置へと方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記ブロックに入るように前記ビームを方向付けるステップが、前記ブロックに入る直前に、前記ブロックの面に対して実質的に垂直に伝播するよう前記ビームを方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法において、前記少なくとも１回、前記分散補償エレメントへ戻るように前記ビームを方向付けるステップがそれぞれ：
ａ）前記光ビームの偏光状態を変えるステップと；
ｂ）その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる別の軌道に従って、前記前の出口位置から反対の位置へ前記ブロックを通って戻るように前記光ビームを方向付けるステップと；
ｃ）前記光ビームをその前の偏光状態に実質的に戻すように変えるステップと；
ｄ）その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられるさらに別の軌道に従って、前記反対の位置から次の出口位置へ前記ブロックを通って戻るように前記光ビームを方向付けるステップと；
を具え、前記光が、前記前の出口位置から横に変位されている、前記分散補償エレメントの異なる部分に入ることを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、前記ブロックを通って戻すように前記ビームを方向付けるステップが、前記ブロックに入る直前に、前記ブロックの第１の面に対して実質的に垂直に伝播するとともに、前記ブロックを通過した直後に、前記第１の面に実質的に平行である前記ブロックの第２の面に実質的に垂直に伝播するよう前記ビームを方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１０に記載の方法において、前記ブロックを通って戻すように前記ビームを方向付けるステップが、前記ビームが最後に前記ブロックから出た位置と実質的に同じ位置へ戻すように前記ビームを方向付けるステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項１３】
ビームを横に変位させるためのデバイスにおいて：
ａ）第１の側部と第２の側部を具える複屈折材のブロックと；
ｂ）前記第１の側部の第１の位置で前記ブロックに入るように光ビームを方向付ける入力ポートと；
ｃ）前記第２の側部の前記第１の出口位置からの前記ビームを前記ブロックに再び入るよう前記第１の出口位置へ戻すように反射する第１の反射エレメントと；
ｄ）前記光の偏光を、前記第１の出口位置で前記ブロックに再び入る前に変える第１の偏光変化エレメントと；
を具え、前記ビームが前記入力ポートから前記ブロックに入るとき、少なくとも１のビームの成分が前記第１の出口位置へ前記ブロックを通過し、且つ、前記第１の出口位置で前記ブロックに再び入る前記ビームが、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる軌道に従い、前記第１の側部へ前記ブロックを通って戻り、前記第１の位置から横に変位した第２の出口位置へ達するように前記デバイスが構成されていることを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
請求項１３に記載のデバイスがさらに、
ａ）前記ブロックに再び入り、前記ブロックを通って前記第２の側部へ戻るように、前記第２の出口位置へ戻すように前記第２の出口位置からの前記ビームを反射する第２の反射エレメントと；
ｂ）前記光の偏光を前記第２の出口位置で前記ブロックに再び入る前に変える第２の偏光変化エレメントとを具え、これにより、それが、前記ブロックを通って前記第２の側部へ戻る際に、変更された角度で方向付けられる軌道に従って、前記第１出口位置から横に変位した第３の出口位置へ達することを特徴とするデバイス。
【請求項１５】
請求項１４に記載のデバイスにおいて、前記第１及び第２の反射エレメント、並びに前記第１及び第２の偏光変化エレメントがそれぞれ、これらのそれぞれの側部で前記ブロックに沿って十分遠くへ横に延在し、これにより、前記光が、前記第１及び第２の側部の連続する出口位置の間で前記ブロックを通って複数回、前後に通過して、各回でさらに横に変位することを特徴とするデバイス。
【請求項１６】
分散補償デバイスにおいて：
ａ）光ビームを受ける入力モジュールと；
ｂ）前記入力モジュールが前記光ビームからの光を方向付ける分散補償モジュールであって、
ｉ）前記光が分散補償エレメントと相互作用するとき、前記光の分散を変える分散補償エレメントと；
ｉｉ）前記分散補償エレメントから離れた後に、少なくとも１の追加的な回数、前記光を前記分散補償エレメントと相互作用するように戻すよう方向付ける方向付けエレメントと；
を具える分散補償モジュールとを具えることを特徴とする分散補償デバイス。
【請求項１７】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記分散補償モジュールが：
ａ）ブロックの第１の側部に位置する前記分散補償エレメントと、前記ブロックの第２の側部に位置する前記方向付けエレメントとの間で前記光が通過する複屈折材のブロックと；
ｂ）前記ブロックの第２の側部と前記方向付けエレメントの間に位置する偏光変化エレメントであって、前記分散補償エレメントへ戻るように方向付けられた前記光の偏光を変えて、前記光が、前記複屈折材のブロック内の変更された軌道に従うようにして、前記光が前記分散補償エレメントを前に離れた位置から、第１の側部に沿って横に変位した位置で前記分散補償エレメントへ戻す偏光変化エレメントと；
を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
請求項１７に記載のデバイスにおいて、前記入力モジュールが、前記第２の側部から第１の側部へ前記複屈折材のブロックを通して前記光を前記分散補償エレメントへ方向付けるとともに、前記分散補償モジュールが、前記ブロックの第１の側部と前記分散補償エレメントの間に位置する第２の偏光変化エレメントを具え、この偏光変化エレメントは、前記分散補償エレメントと相互作用する前記光の偏光を変更し、これにより、前記光は、相互作用した後に前記ブロック内の異なる軌道に従って、前記入力モジュールに戻る代わりに前記方向付けエレメントに達することを特徴とするデバイス。
【請求項１９】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記方向付けエレメントがミラーを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項２０】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記分散補償エレメントが、少なくとも１のＧＴエタロンを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項２１】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記方向付けエレメントが、第２の分散補償エレメントを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項２２】
請求項２１に記載のデバイスにおいて、前記第２の分散補償エレメントが少なくとも１のＧＴエタロンを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項２３】
請求項２０に記載のデバイスにおいて、少なくとも１のＧＴエタロンが、異なる特性を有して、前記光が、第１のＧＴエタロンと相互作用した後に前記第２のＧＴエタロンと相互作用するように配列された少なくとも第１及び第２のＧＴエタロンを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項２４】
請求項２０に記載の分散補償デバイスが、少なくとも１のＧＴエタロンのうちの少なくとも一方の温度を制御することによって分散補償の程度を制御する制御モジュールを具えることを特徴とする分散補償デバイス。
【請求項２５】
請求項２４に記載の分散補償デバイスが、前記温度を制御するために、加熱器及び熱電冷却器を具えることを特徴とする分散補償デバイス。
【請求項２６】
請求項２２に記載の分散補償デバイスが、前記分散補償モジュールの少なくとも２のパラメータを制御する制御モジュールを具えることを特徴とする分散補償デバイス。
【請求項２７】
請求項２６に記載の分散補償デバイスにおいて、前記分散補償モジュールが、少なくとも２のＧＴエタロンを具えており、前記２つのパラメータが、前記２つのＧＴエタロンのそれぞれの分散特性を含むことを特徴とする分散補償デバイス。
【請求項２８】
実質的に一定のチャネル間隔を有する多重チャネル光ネットワークにおいて、当該ネットワークが、請求項２０に記載の分散補償デバイスを具えており、前記少なくとも１のＧＴエタロンの自由スペクトル領域が、前記チャネル間隔に実質的に等しいことを特徴とするネットワーク。
【請求項２９】
請求項１７に記載のデバイスにおいて、前記偏光変化エレメントは、前記光が前記方向付けエレメントへの途中で通過するとともに、前記光が前記方向付けエレメントから前記ブロックへ戻る途中で再び通過する４分の１波長板の均等物を具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３０】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記入力モジュールが、偏光ビームスプリッタを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３１】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記入力モジュールが、これに入る非偏光の光ビームを、前記分散補償モジュールに入る２つの平行な偏光の光ビームに変換するように構成されることを特徴とするデバイス。
【請求項３２】
請求項３１に記載のデバイスが、前記分散補償モジュールから離れる前記２つの平行な偏光の光ビームを前記入力モジュールを通って戻すように方向付ける出力ビーム方向付けエレメントを具え、前記偏光ビームスプリッタが、これらを非偏光の出力光ビームに結合させることを特徴とするデバイス。
【請求項３３】
請求項３１に記載のデバイスが、前記分散補償モジュールを離れる前記２つの平行な偏光の光ビームを受けて、非偏光の出力光ビームに結合するように構成されている出力モジュールを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３４】
請求項３３に記載のデバイスにおいて、前記分散補償モジュールが、前記２つの平行な光ビームのそれぞれの分散を異なる量だけ変えるように構成されており、これによって、前記出力ビームに偏波モード分散補償を提供することを特徴とするデバイス。
【請求項３５】
請求項３３に記載のデバイスにおいて、前記分散補償モジュールが、前記２つの平行な光ビームのそれぞれの群遅延を異なる量だけ変えるように構成されており、これによって、前記出力ビームに偏波モード分散補償を提供することを特徴とするデバイス。
【請求項３６】
請求項１６に記載の分散補償デバイスを具える光ネットワークにおいて、前記分散補償モジュールの少なくとも１のパラメータが、１又はそれ以上のＱファクタ及びアイ開口を最大にするか、前記ネットワークのビットエラーレートを最小にするか、もしくは両方であるように選択されることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項３７】
請求項１６に記載のデバイスが、リアルタイムで、前記分散補償モジュールによって提供される分散補償の程度を制御する制御モジュールを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項３８】
請求項１６に記載のデバイスにおいて、前記分散補償モジュールが、調節可能な延在部まで前記分散補償エレメントを覆う可動ミラーを具え、被覆部分が、光が前記分散補償エレメントと相互作用することを防ぎ、これによって、分散補償の程度を制御することを特徴とするデバイス。
【請求項３９】
請求項３８に記載のデバイスがさらに、リアルタイムで前記可動ミラーを制御する制御モジュールを具えることを特徴とするデバイス。
【請求項４０】
請求項３７に記載の分散補償デバイスを具える光ネットワークにおいて、前記制御モジュールが、前記分散補償デバイスによって提供される前記分散補償の程度を制御することによって、１又はそれ以上のＱファクタ、アイ開口、及び前記ネットワークのビットエラーレートを制御するためにフィードバックループを使用するように構成されていることを特徴とする光ネットワーク。
【請求項４１】
請求項３７に記載の分散補償デバイスを具える光ネットワークにおいて、前記制御モジュールが、前記ネットワークの光の波長をモニタし、前記波長によって前記分散補償の程度を制御することを特徴とする光ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００６年８月７日に出願された米国仮特許出願６０／８３５，９１３の１１９（ｅ）に基づく利益を主張し、この記述を本書に参照によって組み込んでいる。
【０００２】
本発明の分野は、光通信及び処理である。
【背景技術】
【０００３】
光ネットワーク内で移動する光は、しばしば、信号の劣化及び高いエラーレートをもたらす波長分散又は偏波モード分散を受ける。このようなネットワークが機能するために、ディジタル信号が短い間隔で電気信号に変換されて新しい光信号へ直され、エラーレートは受認可能なほど十分に小さくなる。このような光−電気信号の変換は高価であり、ネットワーク費用を占めてしまい、その速度を遅くしうる。光学的な分散補償方法によって、光信号が劣化する前に、光信号をより長い距離伝えることができ、これにより、このような費用を小さく、および／または速度を早くすることを補助することができる。
【０００４】
光ネットワークにおける波長分散、すなわち、周波数とともに変化する群遅延は、例えば、オンラインのＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ ｏｆ  Ｌａｓｅｒ Ｐｈｙｓｉｃｓ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、http://www.rp-photonics.com/dispersion compensation.htmlの「Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ」の項目に記述されるように、しばしば、分散補償ファイバによって補償され、この記述を参照によって本書に組み込む。たとえ分散補償の条件が、例えば再構成可能な光ネットワークで起こるように時間で変化しても、このようなファイバは、一般的に、ファイバの構成に依存する周波数の固定関数である分散補償を作り出す。周波数の関数として分散を調整するために使用できるファイバの構成には、パラメータが制限された数だけあるので、周波数の関数として分散補償は、一般的に、制限された帯域幅だけに必要とされる分散補償に良好な適合を提供する。これは、使用できる帯域幅を制限し、得られる分散補償ファイバを単一チャネルのみの使用に限定しうる。分散補償ファイバは、一般的に、偏波モード分散の補償を提供しない。また、これらは、高価であり、数キロメートルほどの長いファイバが必要とされうるので嵩張り、得られるファイバは固定次数の分散だけを補償することができる。
【０００５】
Ｇｉｒｅｓ−Ｔｏｕｒｎｏｉｓ(ＧＴ）エタロンは、有限の屈折率ｎの透明材料から作られたデバイスであり、全反射する後面と、後面に平行であって、部分的に反射する反射率Ｒの前面とを具える。前面に入る光はエタロン内で多数回反射し、様々な回数の反射を受けるビーム成分の干渉が、ほとんど減衰しない出力ビームを作り出すが、これの位相遅延は非線形関数の周波数であり、光の波長とエタロンの厚さの関係に依存する。ＧＴエタロンの波長分散は、屈折率ｎ、厚さｄ、反射率Ｒの指標に依存する周波数の周期関数である。２００７年２月１４日にダウンロードされたhttp://en.wikipedia.org/wiki/Gires-Tournois etalonの項目は、この記述を参照によって組み込んでおり、ＧＴエタロンがどのように動作するかをより詳細に提供しており、例えば、パルス圧縮及び非線形Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ干渉計におけるこれらの使用のいくつかを記述している。
【発明の概要】
【０００６】
本発明の一実施例の一態様は、分散補償モジュールに関し、光ビームは、分散補償モジュールに入光した後に、この中で分散補償エレメントと相互作用し、エレメントを出て、反射してエレメントへ戻り、再びエレメントと相互作用する。
【０００７】
選択的に、分散補償エレメントはＧＴエタロンであり、光が一回以上それと相互作用するので、モジュールによって作り出される分散補償は、ＧＴエタロンとの単一の相互作用の分散補償より大きい。選択的に、分散補償が繰り返す周波数の変化は、周波数の関数としてのＧＴエタロンの分散の周期性によって、分散補償モジュールが動作する光ネットワークによって使用される隣接チャネルの周波数の差と等しいか、ほぼ等しい。
【０００８】
本発明のいくつかの実施例において、モジュールは、複屈折材のブロックを具えており、光ビーム又は少なくともその偏光成分は、ブロックの第１の側部の入力位置から第１の側部の反対側のブロックの第２の側部の分散補償エレメントへ、軌道に従ってブロックを通過する。分散補償エレメントと相互作用した後に、光は、ブロックを通って戻るが、例えば９０度回転した変化した偏光状態であり、入力位置から横方向に変位した、ブロックの第１の側部の方向付けエレメントへ変化した角度で向いている異なる軌道に従う。ミラー又は別のＧＴエタロンのような方向付けエレメントは、光をブロックを通して第２の側部へ戻すように方向付けるが、例えば、光が一回目にブロックを横切ったときの値に戻るように、偏光は再び変化し、光は、再び、変化した角度で方向付けられた異なる軌道に従い、光は、分散補償エレメントと前に相互作用した位置から横に変位された分散補償エレメントへ戻る。
【０００９】
選択的に、ブロックの２つの側部は、実質的に平面であり、互いに実質的に平行である。選択的に、ブロック内の軌道は、時々、複屈折によって面に対して斜めの角度であってさえ、光が、それがブロックを横切って通過する各回において、ブロックに入る直前及び離れた直後では平面に対して実質的に垂直に伝播する。
【００１０】
選択的に、偏光は、光が２回通過するブロックの各側部に位置する４分の１波長板又は均等のエレメントによって変えられ、各回で、それは分散補償エレメント又は方向付けエレメントと相互作用する。
【００１１】
このプロセスは選択的に、明確に規定された回数繰り返され、光が出力ポートに達して分散補償モジュールから離れるまで、光は、ブロックの２側部の間で前後に跳ね返って、各跳ね返りで横に変位する。跳ね返り回数は、出力ポートの位置及び光の異なる偏光状態に対する複屈折材における軌道位置の角度差に依存する。
【００１２】
本発明のいくつかの実施例において、モジュールの分散補償特性はリアルタイムで制御される。例えば、分散補償エレメントの分散補償特性は、例えば、エレメントの温度を制御することによってリアルタイムで制御される。代替的に又は追加的に、光がエレメントと相互作用する回数を、リアルタイムで制御する手段を用いる。選択的に、フィードバックを用いて、例えば、光ネットワークにおけるビットエラーレートを最小化することによって、又は分散のより直接的な測定を最小化することによって、リアルタイムでモジュールの分散補償特性を最適化する。
【００１３】
本発明のいくつかの実施例において、分散補償モジュールに入光する前に、選択的に非偏光の入力光ビームが２の偏光成分へ分割され、モジュールに入光するとき、各偏光成分は、異なる特性を具える異なる分散補償エレメントと相互作用し、これによって、入力ビームにおける偏波モード分散が補償される。
【００１４】
本発明のいくつかの実施例において、分散補償モジュールが、選択的に異なる特性を具える複数の分散補償エレメントを具え、周波数の関数としての分散補償に追加的な自由度を提供する。
【００１５】
本発明のいくつかの実施例の態様は、光ビーム又はその少なくとも偏光成分を横方向に変位するデバイスを具えており、選択的に、実質的に平行な平面の２側部を具える複屈折材のブロックを使用する。光ビームは、第１の側部の第１の位置でブロックに入り、少なくとも光ビームの成分が第１の軌道で第２の側部の第１の出口位置へブロックを横切る。光は、ブロックを出て、ミラーなどの方向付けエレメントによってブロックへ戻るように方向付けられ、例えば９０度回転した変化した偏光状態で、選択的に第１の出口位置でブロックへ再び入る。偏光は、ブロックの第２の側部と方向付けエレメントとの間で、偏光変化エレメントによって、例えば４分の１波長板又は均等のエレメントを２回通過することによって変化する。次いで、光は、変化した偏光によって変化した角度方向で異なる軌道に従って、ブロックを横切って第１の側部へ戻り、光は、第１の側部でブロックに入った第１の位置から横に変位した第１の側部の第２の出口位置に達する。
【００１６】
選択的に、ミラーなどの別の方向付けエレメントがあり、選択的に、第１の側部に別の偏光変化エレメントがあり、光は、例えば、それがブロックを横切った最初のときの偏光に戻るように、その偏光が変化されて、再びブロックへ戻るように方向付けられる。プロセスが選択的に繰り返され、光は、それが出口ポートで最後にブロックを出るまで、ブロックを横切って前後に跳ね返り、各回で横に変位する。
【００１７】
選択的に、ブロック内部の軌道が、時々、複屈折によって面に対して斜めの角度であってさえ、光は、それがブロックを横切って通過する各回において、ブロックに入る直前及び離れた直後で平面に対して実質的に垂直に伝播する。
【００１８】
デバイスは、出口ポートの位置に依存して、任意の複数の異なる近い間隔の距離だけ光を変位させるようにしても良い。選択的に、デバイスに入光するとき、光の変位の方向はその偏光に依存する。選択的に、光は、デバイスに入光するときのその偏光に依存して２つの出口ポートのうちの一つを通って出る。選択的に、複数の出力ポートがあり、さらにミラーの１又は両方が可動であり、これにより、出力ポート及び変位の距離の選択がリアルタイムで制御可能となる。
【００１９】
本発明の例示的な実施例によって、少なくとも一の光ビームの成分を横に変位させる方法を提供し、当該方法は：
ａ）ビームを第１の位置の複屈折材料のブロックに入るように、及び少なくともビームの成分を第１の軌道でブロックを通って出口位置へ通過するように方向付けるステップと；
ｂ）ビームの成分の偏光を、ブロックを通過した後に、変えて、少なくとも１回、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる次の軌道に従って、前の出口位置から次の出口位置へブロックを通って戻るように方向付けるステップと；
を具え、これによって、ビームの成分は、ブロックを最後に出るときに第１の位置から横に変位する。
【００２０】
選択的に、ブロックに入るようにビームを方向付けるステップが、ブロックに入る直前に、ブロックの面に対して実質的に垂直に伝播するようビームを方向付けるステップを具える。
【００２１】
選択的に、ブロックを通って戻すようにビームの成分を方向付けるステップが、ビームの成分を、ブロックに入る直前に、ブロックの第１の面に対して実質的に垂直に伝播するとともに、ブロックを通過した直後に、第１の面に実質的に平行であるブロックの第２の面に実質的に垂直に伝播するよう方向付けるステップを具える。
【００２２】
選択的に、ブロックを通って戻すようにビームの成分を方向付けるステップが、ビーム成分が最後にブロックから出た位置と実質的に同じ位置へ戻すようにビームの成分を方向付けるステップを具える。
【００２３】
本発明の一実施例において、方法が：
ａ）異なる偏光を有するビームの別の成分を、第２の成分の軌道で第２の成分の出口位置へブロックを通過するよう方向付けるステップと；
ｂ）ビームの第２の成分の偏光を、ブロックを通過した後に変えて、少なくとも１回、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる次の第２の成分の軌道に従って、前の第２の成分の出口位置から次の第２の成分の出口位置へブロックを通して戻すステップと；
を具え、これによって、ビームの第２の成分は、ブロックを最後に出るときに、第１のビームの成分の変位と反対方向に第１の位置から横に変位する。
【００２４】
さらに、本発明の例示的な実施例によって、光ビームの分散を変化させる方法を提供し、当該方法が：
ａ）光ビームを分散補償エレメントに入れて相互作用させ、分散補償エレメントから離れるようにするステップと；
ｂ）光ビームを分散補償エレメントへ戻すように方向付けるステップとを、一回以上繰り返すステップと；
を具え、これによって、分散補償エレメントと一回だけ相互作用する場合よりも大きく光ビームの分散を変化させるステップとを具える。
【００２５】
選択的に、方法は、光ビームを第１回目に分散補償エレメントに入れる前に、第１の入口位置で複屈折材のブロックに入り、第１の軌道でブロックを通過するように第１の出口位置へ光ビームを方向付けるステップを具える。
【００２６】
選択的に、方法は、光ビームを、変化した偏光状態でブロックを通って戻し、第１の出口位置から、変化した偏光状態により変更された角度で設けられた別の軌道を通り、ブロックにおける第１の入口位置と同じ側であるが横に変位した位置へと方向付けるステップを具える。
【００２７】
本発明の一実施例において、少なくとも１回、分散補償エレメントへ戻るようにビームを方向付けるステップがそれぞれ：
ａ）光ビームの偏光状態を変えるステップと；
ｂ）その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる別の軌道に従って、前の出口位置から反対の位置へブロックを通って戻るように光ビームを方向付けるステップと；
ｃ）光ビームをその前の偏光状態に実質的に戻すように変えるステップと；
ｄ）その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられるさらに別の軌道に従って、反対の位置から次の出口位置へブロックを通って戻るように光ビームを方向付けるステップと；
を具え、光が、前の出口位置から横に変位されている、分散補償エレメントの異なる部分に入る。
【００２８】
本発明の例示的な実施例によって、さらに、ビームを横に変位させるためのデバイスが提供され、これは：
ａ）第１の側部と第２の側部を具える複屈折材のブロックと；
ｂ）第１の側部の第１の位置でブロックに入るように光ビームを方向付ける入力ポートと；
ｃ）第２の側部の第１の出口位置からのビームをブロックに再び入るよう第１の出口位置へ戻すように反射する第１の反射エレメントと；
ｄ）光の偏光を、第１の出口位置でブロックに再び入る前に変える第１の偏光変化エレメントと；
を具え、ビームが入力ポートからブロックに入るとき、少なくとも１のビームの成分が第１の出口位置へブロックを通過し、且つ、第１の出口位置でブロックに再び入るビームが、その変化した偏光状態によって、変更された角度で方向付けられる軌道に従い、第１の側部へブロックを通って戻り、第１の位置から横に変位した第２の出口位置へ達するようにデバイスが構成されている。
【００２９】
選択的に、デバイスがさらに、
ａ）ブロックに再び入り、ブロックを通って第２の側部へ戻るように、第２の出口位置へ戻すように第２の出口位置からのビームを反射する第２の反射エレメントと；
ｂ）光の偏光を第２の出口位置でブロックに再び入る前に変える第２の偏光変化エレメントとを具え、これにより、それが、ブロックを通って第２の側部へ戻る際に、変更された角度で方向付けられる軌道に従って、第１出口位置から横に変位した第３の出口位置へ達する。
【００３０】
選択的に、第１及び第２の反射エレメント、並びに第１及び第２の偏光変化エレメントがそれぞれ、これらのそれぞれの側部でブロックに沿って十分遠くへ横に延在し、これにより、光が、第１及び第２の側部の連続する出口位置の間でブロックを通って複数回、前後に通過して、各回でさらに横に変位する。
【００３１】
本発明の例示的な実施例によってさらに、分散補償デバイスが提供され、これが：
ａ）光ビームを受ける入力モジュールと；
ｂ）入力モジュールが光ビームからの光を方向付ける分散補償モジュールであって、
ｉ）光が分散補償エレメントと相互作用するとき、光の分散を変える分散補償エレメントと；
ｉｉ）分散補償エレメントから離れた後に、少なくとも１の追加的な回数、光を分散補償エレメントと相互作用するように戻すよう方向付ける方向付けエレメントと；
を具える分散補償モジュールとを具える。
【００３２】
選択的に、分散補償モジュールが：
ａ）ブロックの第１の側部に位置する分散補償エレメントと、ブロックの第２の側部に位置する方向付けエレメントとの間で光が通過する複屈折材のブロックと；
ｂ）ブロックの第２の側部と方向付けエレメントの間に位置する偏光変化エレメントであって、分散補償エレメントへ戻るように方向付けられた光の偏光を変えて、光が、複屈折材のブロック内の変更された軌道に従うようにして、光が分散補償エレメントを前に離れた位置から、第１の側部に沿って横に変位した位置で分散補償エレメントへ戻す偏光変化エレメントと；
を具える。
【００３３】
選択的に、入力モジュールが、第２の側部から第１の側部へ複屈折材のブロックを通して光を分散補償エレメントへ方向付けるとともに、分散補償モジュールが、ブロックの第１の側部と分散補償エレメントの間に位置する第２の偏光変化エレメントを具え、この偏光変化エレメントは、分散補償エレメントと相互作用する光の偏光を変更し、これにより、光は、相互作用した後にブロック内の異なる軌道に従って、入力モジュールに戻る代わりに方向付けエレメントに達する。
【００３４】
選択的に、方向付けエレメントがミラーを具える。
【００３５】
選択的に、分散補償エレメントが、少なくとも１のＧＴエタロンを具える。
【００３６】
選択的に、方向付けエレメントが、第２の分散補償エレメントを具える。
【００３７】
選択的に、第２の分散補償エレメントが少なくとも１のＧＴエタロンを具える。
【００３８】
選択的に、少なくとも１のＧＴエタロンが、異なる特性を有して、光が、第１のＧＴエタロンと相互作用した後に第２のＧＴエタロンと相互作用するように配列された少なくとも第１及び第２のＧＴエタロンを具える。
【００３９】
選択的に、デバイスが、少なくとも１のＧＴエタロンのうちの少なくとも一方の温度を制御することによって分散補償の程度を制御する制御モジュールを具える。
【００４０】
選択的に、デバイスが、温度を制御するために、加熱器及び熱電冷却器を具える。
【００４１】
本発明の一実施例において、デバイスが、分散補償モジュールの少なくとも２のパラメータを制御する制御モジュールを具える。
【００４２】
選択的に、第１の分散補償モジュールが、少なくとも２のＧＴエタロンを具えており、２つのパラメータが、２つのＧＴエタロンのそれぞれの分散特性を含む。
【００４３】
本発明の例示的な実施例によって、さらに、実質的に一定のチャネル間隔を有する多重チャネル光ネットワークが提供され、当該ネットワークが、本発明の一実施例による分散補償デバイスを具えており、少なくとも１のＧＴエタロンの自由スペクトル領域が、チャネル間隔に実質的に等しい。
【００４４】
選択的に、偏光変化エレメントは、光が方向付けエレメントへの途中で通過するとともに、光が方向付けエレメントからブロックへ戻る途中で再び通過する４分の１波長板の均等物を具える。
【００４５】
選択的に、入力モジュールが、偏光ビームスプリッタを具える。
【００４６】
選択的に、入力モジュールが、これに入る非偏光の光ビームを、分散補償モジュールに入る２つの平行な偏光の光ビームに変換するように構成される。
【００４７】
選択的に、デバイスが、分散補償モジュールから離れる２つの平行な偏光の光ビームを入力モジュールを通って戻すように方向付ける出力ビーム方向付けエレメントを具え、偏光ビームスプリッタが、これらを非偏光の出力光ビームに結合させる。
【００４８】
選択的に、デバイスが、分散補償モジュールを離れる２つの平行な偏光の光ビームを受けて、非偏光の出力光ビームに結合するように構成されている出力モジュールを具える。
【００４９】
選択的に、分散補償モジュールが、２つの平行な光ビームのそれぞれの分散を異なる量だけ変えるように構成されており、これによって、出力ビームに偏波モード分散補償を提供する。
【００５０】
本発明の一実施例において、分散補償モジュールが、２つの平行な光ビームのそれぞれの群遅延を異なる量だけ変えるように構成されており、これによって、出力ビームに偏波モード分散補償を提供する。
【００５１】
本発明の例示的な実施例によって、さらに、光ネットワークが、分散補償モジュールの少なくとも１のパラメータが、１又はそれ以上のＱファクタ及びアイ開口を最大にするか、ネットワークのビットエラーレートを最小にするか、もしくは両方であるように選択される。
【００５２】
選択的に、デバイスが、リアルタイムで、分散補償モジュールによって提供される分散補償の程度を制御する制御モジュールを具える。
【００５３】
本発明の一実施例において、分散補償モジュールが、調節可能な延在部まで分散補償エレメントを覆う可動ミラーを具え、被覆部分が、光が分散補償エレメントと相互作用することを防ぎ、これによって、分散補償の程度を制御する。
【００５４】
選択的に、デバイスが、リアルタイムで可動ミラーを制御する制御モジュールを具える。
【００５５】
本発明の例示的な実施例によって、さらに、本発明の一実施例による分散補償デバイスを具える光ネットワークが提供され、制御モジュールが、分散補償デバイスによって提供される分散補償の程度を制御することによって、１又はそれ以上のＱファクタ、アイ開口、及びネットワークのビットエラーレートを制御するためにフィードバックループを使用するように構成されている。
【００５６】
本発明の例示的な実施例によって、さらに、本発明の一実施例による分散補償デバイスを具える光ネットワークが提供され、制御モジュールが、ネットワークの光の波長をモニタし、波長によって分散補償の程度を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
本発明の例示的な実施例が、図面を参照して以下のセクションに記述されている。図面は、原寸に比例する必要はなく、同じ参照符号が、一般的に、異なる図面に示した同じ又は関係する特性に使用されている。
【図１】図１は、本発明の例示的な実施例による光ネットワークに使用される入力／出力モジュールと、分散補償モジュールとを具える分散補償デバイスの概略を示している。
【図２】図２は、光ネットワークに使用される分散補償デバイスの代替構成を示しており、本発明の例示的な実施例による分離した入力及び出力モジュールを具える。
【図３】図３は、図１に示した入力／出力モジュールのさらなる詳細を概略的に示しており、偏光ビームスプリッタを具える。
【図４】図４は、図３の偏光ビームスプリッタの側面図を概略的に示す。
【図５】図５は、図１又は図２の分散補償モジュールを概略的に示す。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の例示的な実施例による、波長及び偏波モード分散の両方のための分散補償モジュールの側面図を概略的に示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の例示的な実施例による偏波モード分散のための分散補償モジュールの側面図を概略的に示し、図６Ｃは、上面図を概略的に示す。
【図６Ｃ】図６Ｂは、本発明の例示的な実施例による偏波モード分散のための分散補償モジュールの側面図を概略的に示し、図６Ｃは、上面図を概略的に示す。
【図７】図７は、本発明の例示的な実施例による分散補償モジュールの代替構成を概略的に示す。
【図８】図８は、本発明の例示的な実施例による分散補償モジュールの代替構成を概略的に示す。
【図９】図９は、２つのＧＴエタロンが、本発明の異なる例示的な実施例に使用された場合の周波数の関数として群遅延のプロットを概略的に示す。
【図１０】図１０は、２つのＧＴエタロンが本発明の一の例示的な実施例に互いに使用された場合の周波数の関数として群遅延のプロットを概略的に示す。
【図１１】図１１は、光ネットワークにおける分散補償のための制御ループのフローチャートを示しており、図１又は図２の分散補償デバイスを使用している。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の一実施例による光ビームを横方向に変位するためのデバイスを示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の一実施例による光ビームを横方向に変位するためのデバイスを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５８】
図面を説明する際に、時々、光ビームが、例えば、光学エレメントと相互作用するか通過する第１の事象を受けて、続く第２の事象を受ける作用を説明するために、言葉が使用されている。このような言葉は、光が伝わる方向で光ビームに沿って移動する観察者の観点から第２の事象が第１の事象に続いていることを意味すると理解されるべきである。しかし、その時々において、両方の事象がビームの異なる部分で同時に行われても良い。
【００５９】
図１は、本発明の例示的な実施例による光ネットワークにおける分散補償に使用される分散補償デバイス１００の概略を示している。我々は、デバイスの全体構成を最初に記述し、どのように分散補償が動作するかを図５から記述する。
【００６０】
デバイス１００は、選択的に、光ネットワークに使用される既存のトランシーバ又はトランスポンダ内へ組み込まれるか、又は光ネットワークの他のプラグインモジュール、例えば、ビームの減衰を補償するための増幅器と接続する独立型のデバイスとして用いられてもよい。例えば光ファイバ１０２内で伝搬する入力光ビームは、入力／出力モジュール１０４に入る。入力光ビームの光は、図４で後述するように、入力／出力モジュール１０４によって選択的に偏光ビームへ分割され、次いで、光の分散を補償して光を入力／出力モジュール１０４へ戻す分散補償モジュール１０６に入る。次いで、入力／出力モジュール１０４は、選択的に、分散補償された光を処理し、例えば、後述するように２つの偏光ビームを単一の非偏光出力光ビームに再び結合させる。次いで、分散補償された出力光ビームは、例えば光ファイバ１０８を通って又は出力ビームをその次の目的地へ送るサーキュレータを介して分散補償１００から離れる。選択的な制御モジュール１１０は、図５及び図８と併せて後述するように、温度などの分散補償モジュール１０６の制御パラメータを調整することによって、周波数および／または偏波モードの関数として分散補償を制御する。選択的に、これは、制御モジュール１１０によって受けるフィードバックに応答してリアルタイムで行われ、場合によって、光ビームの分散の直接測定器および／またはビットエラーレートなどの光ネットワークにおける信号品質の測定器を具える。また、選択的に、制御モジュール１１０は、デバイス１００を通過する光の波長を観察し、光の波長に従う分散補償モジュール１０６の制御パラメータを調整する。選択的に、デバイス１００は、ビームの伝播を補償する増幅器を具える。
【００６１】
図２は、本発明の別の例示的な実施例による代替的な分散補償デバイス２００の構成を概略的に示す。デバイス２００はデバイス１００と同様であるが、一体化の入力／出力モジュール１０４の代わりに、分離している入力モジュール２０２及び出力モジュール２０４を具える。デバイス１００をデバイス２００よりも小型にして、単一の偏光ビームスプリッタのみを使用してもよいが、デバイス２００における部品は、組立及び配列をより簡単にしうる。
【００６２】
図３は、本発明の例示的な実施例による入力／出力モジュール１０４のさらなる詳細を概略的に示す。光ファイバ１０２からの、選択的に非偏光の入力光ビームは、例えば、フェルール及び屈折率分布型レンズから構成されるコリメータ３０４に入る。次いで、光ビームは、任意の偏光ビームスプリッタ３０６に入る。図４に、偏光ビームスプリッタ３０６の動作が示されており、これは、入力光ビームを含む平面における入力／出力モジュール１０４の側面図である。図４を、図３に戻る前にここで説明する。
【００６３】
ビームスプリッタ３０６は、入力ビームを２つの平行な直線偏光ビーム４０２及び４０４に分ける。図４に示した本発明の実施例において、ビームスプリッタ３０６は、方解石、ＹＶＯ４、又は他の複屈折性結晶などの複屈折材料から構成される。代替的に、薄膜ビームスプリッタのような別の種類の偏光ビームスプリッタが、代わりに使用される。選択的に、２分の１波長板４０６は、ビームのうちの一つ、図４に示す実施例におけるビーム４０４の偏光を９０度だけ回転させ、２つのビームは同じ直線偏光で出てくる。図３において、図５、７、及び８と同様に、２つの平行なビームが、図の平面に対して垂直方向に互いに変位され、２つの平行なビームのうちの一方のみを、この図で見ることができるが、両方のビームが存在しうることを理解されるべきである。単純化するために、図３、５、７、及び８の記述において、平行な対のビームを、時々、「ビーム」と呼ぶ。
【００６４】
本発明のいくつかの実施例において、光ファイバ１０２からの入力ビームは、初めに偏光されており、偏光ビームスプリッタを具えていない。本発明の他の実施例において、入力ビームは非偏光であり、個別の偏光ビームスプリッタを具えず、分散補償モジュール１０６が入力ビームの一の偏光成分のみを通過させることができる。しかしながら、偏光ビームが分散補償モジュール１０６に入り、これにより全てのビームが通過しうることが潜在的に利点である。
【００６５】
図３の説明に戻り、光ビーム（上述したように、実際には平行な対のビームでもよい）が偏光ビームスプリッタ３０６から出てきた後に、選択的な薄膜偏光ビームスプリッタ３０８が光ビームの軌道に配置されている。薄膜ビームスプリッタ３０８が、偏光ビームスプリッタ３０６から出てくる光ビームの軌道にある場合、光ビームは偏光され、薄膜ビームスプリッタ３０８を通過する。次いで、ビームは、分散補償モジュール１０６に入り、その分散は変化し、それが入った位置から変位した出力ビーム（又は一対の平行ビーム）としてモジュール１０６から出る。出力ビームは、ミラー３１０で反射して、選択的に、２分の１波長板３１２を通り、その偏光方向を９０度回転する。ここで、出力ビームは、入力ビームと異なる偏光となり、従って、薄膜ビームスプリッタ３０８を通過せずに、これによって反射され、偏光ビームスプリッタ３０６の方へ戻るように方向付けられる。選択的に、出力ビームが偏光ビームスプリッタ３０６へ達する前に、別の２分の１波長板３１４によって、出力ビームの偏光はその元の方向に戻すように回転される。２分の１波長板３１４は、出力ビームの軌道ではなく偏光ビームスプリッタ３０６と薄膜ビームスプリッタ３０８の間の入力ビームの軌道内に選択的に配置され、入力ビームは、偏光ビームスプリッタ３０６から出るとき偏光されて、薄膜ビームスプリッタ３０８で反射されうる。そうすると否とを問わず、２分の１波長板３１２が、薄膜ビームスプリッタ３０８とモジュール１０６の間の入力ビームの軌道内又は、モジュール１０６とミラー３１０の間の出力ビームの軌道内に選択的に配置される。
【００６６】
出力ビームを反射して偏光ビームスプリッタ３０６の方へ戻すために、薄膜ビームスプリッタ３０８を使用する代わりに、ミラーを使用しても良いことに留意すべきである。この場合において、ミラーは入力ビームの軌道から外れて位置し、入力ビームは偏光ビームスプリッタ３０６から分散補償モジュール１０６へこの方法で偏向しない。
【００６７】
本発明のいくつかの実施例において、図３又は任意の上述の代替的な構成において示される光ビームの方向は逆であり、入力ビームが薄膜ビームスプリッタ３０８及びミラー３１０によって反射され、分散補償モジュール１０６に下部近くで入る一方、出力ビームは、モジュール１０６から上部近くで出て、偏光ビームスプリッタ３０６に再び入る前に、薄膜ビームスプリッタ３０８を通過する。
【００６８】
出力ビームが偏光ビームスプリッタ３０６に達するとき、２つの平行なビームのうちの一方は、選択的に２分の１波長板４０６又は別の２分の１波長板を通って戻り、２つの平行なビームは、再び、９０度ずつ離れて方向付けられた２つの異なる直線偏光となる。入力ビームは、それが偏光ビームスプリッタ３０６に入ったとき、当初、非偏光であったと仮定すると、偏光ビームスプリッタ３０６は、次いで、２つのビームを単一の非偏光ビームへ戻すように結合させる。非偏光出力ビームは、コリメータ３０４を通過して戻り、光ファイバ１０８へ向けられる。
【００６９】
分散補償デバイス２００は、反射器３０８及び３１０、又は２分の１波長板３１２及び３１４を具えていない。その代わりに、分散補償モジュール１０６から出てくる出力ビームは、入力モジュール２０２を具える偏光ビームスプリッタ３０６及び３０４と同様の、別の出力モジュール２０４を具える偏光ビームスプリッタ及びコリメータに直接入り、次いで、出力ビームは光ファイバ１０８を通る。
【００７０】
図５は、分散補償モジュール５００の構造及び動作を概略的に示しており、本発明の一の例示的な実施例による図１、２、及び３のモジュール１０６に代用できる。モジュール５００は、図５でＧＴエタロンとして図示する２つの分散補償エレメント５０２及び５０４を具える。説明するように、モジュール５００は、光ビームを複数回ＧＴエタロンと相互作用させるように構成されており、分散補償の量を増やし、後述するように、本発明のいくつかの実施例では、図１及び２に示す制御モジュール１１０は、光ビームのＧＴエタロンと相互作用する回数を変えることができる。一般的に、ＧＴエタロン５０２及び５０４は、同じ光学特性を具える必要がなく、後述するように、それらが異なる特性を具えて、分散補償のより良い自由度を提供することが利点とされてもよい。
【００７１】
２つのエタロンの間に、複屈折材５０６のブロックがあり、４分の１波長板５１２及び５１３がそれぞれ、ブロック５１６とＧＴエタロン５０２及び５０４の間に配置されている。各ＧＴエタロンは、後部に高反射面５１０を具えており、反射率は、例えば、０．９８より大きい又は０．９９５より大きく、前部の部分的な反射面５０８は反射率Ｒを有する。例えば、Ｒは、０．０１未満であるか、０．０１乃至０．０５の間、０．０５乃至０．２の間、０．２乃至０．９の間、又は０．９より大きい。このような反射率は、例えば、適切な薄層で表面を被覆することによって得られる。表面はともに、光学的に平坦であり、互いに平行であり、屈折率ｎの透明な材料を間に具えて距離ｄだけ離れている。各エタロンの反射面は、また、これらに面するブロック５０６の面と、ブロックの反対側の面及びブロックの他方の側の他方のエタロンの反射面に平行である。しかしながら、エタロン５０４は、その２つの端部の領域５１６及び５２８まで存在していない反射面５０８及び５１０を具えており、そこに透明な材料のみが存在する。４分の１波長板５１３も、ブロック５０６の端部に延在していない。入力ビーム５１４は、エタロン５０４の領域５１６を通過し、４分の１波長板５１３は通らずに複屈折ブロック５０６を通過する。入力ビーム５１４の偏光は、ビームが、複屈折ブロック５０６を真っ直ぐ通って、ブロック５０６の面に垂直な軌道５１８に従うように、最初、直線である。
【００７２】
次いで、入力ビームは、４分の１波長板５１２を通過して円偏光になり、エタロン５０２と相互作用し、４分の１波長板５１２を通って戻り、再び直線偏光となるが、異なる方向である。明瞭にするために、エタロン５０２から離れる光ビームは、エタロン５０２に入る光ビームからわずかに変位して示されており、エタロン５０４も同様であり、光ビームは同じ位置でエタロンに出入りしてもよい。光ビームが２回目に４分の１波長板５１２を通って戻るとき、その偏光は、それが軌道５１８で進むときに有する方向から９０度回転させられる。従って、ブロック５０６の複屈折の性質は、帰線軌道５１８の代わりに、軌道５１８に対して小さい角度をつけた軌道５２２で光を進ませる。軌道５２２は、位置５２４のブロック５０６の一方の側に達しており、ここに、４分の１波長板５１３及びエタロン５０４の反射層が存在する。
【００７３】
次いで、光ビームは、４分の１波長板５１３を通過し、ＧＴエタロン５０４と相互作用し、４分の１波長板５１３を通って戻る。４分の１波長板５１３を２回通過することによって、光ビームの偏光が軌道５１８に従うときの初期の方向に戻る。次いで、光は、軌道５１８に平行な軌道５２６に従う。光が２つのエタロンの間で前後に跳ね返り、それぞれの一方と相互作用し、図５の垂直方向の変位として示すように、その場所で横方向に変位するように、このプロセスは複数回繰り返され、各回でそれは前後に跳ね返る。最後に、光は、４分の１波長板５１３の端部を越えたエタロン５０４の領域５２８に達し、領域５２８を真っ直ぐに通過し、出力ビーム５３０を形成する。
【００７４】
モジュール５００及び４分の１波長板を用いた後述するデバイスのいくつかで、一又はそれ以上の４分の１波長板が、光が２回エレメントを通過した場合に直線偏光を９０度その偏光方向に回転させる、任意の他の光学エレメントに置き換えられてもよいことが理解されるべきである。この条件を満たす一般的なエレメントが、本書では「４分の１波長板の均等物」と呼ばれる。例えば、ファラデー施光器エレメントを用いて、それを通過する直線偏光の偏光方向を４５°回転させることができる。このような「４分の１波長板の均等物」を使用可能であると明確に述べていなくても、４分の１波長板が述べられていたとしても、４分の１波長板の代わりに使用可能であると理解されるべきである。
【００７５】
本発明のいくつかの実施例において、軌道５１８及び５２６が、ブロック５０６の面に対して垂直ではなく斜めの角度を成し、軌道５２２がブロック５０６の表面に対して垂直であるように、光ビーム５１４は異なる直線偏光方向を有する。本発明のこれらの実施例において、さらに、入力光ビーム５１４が、ブロック５０６の右上で入り、斜めに伝搬する光ビームが図５のように右下へ進む代わりに左下へ進む場合に、ブロック５０６は異なる方向で配置される。その結果は、上記と同様に、ビームが領域５２８を通って分散補償モジュールを出るようにしうる。
【００７６】
ビームが、エタロンのうちの一つとの一の相互作用からのそれ自身のガウス幅(Gaussian width)より大きく横方向に変位する限り、同じエタロンと次の相互作用、従って、異なる相互作用は互いに明確には干渉せず、エタロンとの各相互作用からのビームの群遅延は、他の相互作用を考慮せずに、以下の式（３）を用いて、個別に算定することができることに留意すべきである。
【００７７】
選択的に、この基準は、ビームが各エタロンと相互作用可能な最大回数を決定するために使用される。ビームのガウス幅は、例えば、広がり角λ／２ａでビームがブロックを横切って前後に伝播するに伴い増加し、ここでλは光の波長であり、ａは例えば、分散補償モジュールへの入力ポートでのビームの初期半径である。ブロックの幅は、各跳ね返りのビームの横方向の変位に等しく、ブロックの複屈折による伝播角度の変化Δθによって分割される。ビームの伝播距離は、各跳ね返りあたりブロックの幅の２倍である。我々が、ビームを跳ね返り間で少なくとも４ａだけ横方向に変位させることを必要とする場合、我々は、ビームが（Δθ）ａ２λ回の跳ね返り後に２倍の幅になりうることが分かる。例えば、ａ＝０．５ｍｍ、Δθ＝０．０５ラジアン、λ＝１０００ｎｍである場合、ビームは、その幅が２倍になる前に、１２回跳ね返ることができる。その数の跳ね返り以上に連続する跳ね返りのビーム部分は、実質的に、エタロン内で重なり、互いに著しく干渉しうる。このような重なりは、ブロックが幅約４ａ／Δθ＝４０ｍｍ、長さ約２（Δθ）ａ２／λ＝２５ｍｍである場合に、避けることができる。
【００７８】
人は、モジュール５００内のブロック５０６を空スペースで置き換えて、ビームが、エタロン５０２と５０４の間で前後に跳ね返るとき、わずかに下方に進み続けるように、水平に対してわずかに斜めの角度で入力ビーム５１４をこのスペース内へ方向付けることを考えるであろう。しかしながら、複屈折ブロック５０６を用いて、ブロック５０６にその面に垂直に入るように入力ビーム５１４を方向付けることは、光が、エタロンの反射面に対して垂直にこれらに入りうるという潜在的な利点を有しており、これは、エタロンをこれらの全体の群遅延を周波数の関数として設計通りに機能できるようにする。また、光はブロック５０６にその面に垂直に入り、これは、光が斜めにあるいは可変角度でデバイス５００を出た場合よりも、光を光ファイバ又は別の光学エレメントに方向付けることを容易にしうる。また、光が、斜めの角度でデバイス５００に入るのではなくブロック５０６にその面に垂直に入る場合、入力ビームを運ぶ光ファイバとブロック５０６の間のインターフェースを、より簡易により信頼性があるように構成しても良い。
【００７９】
ＧＴエタロンの一又は両方の屈折率ｎは、その温度を変えることによって変化してもよい。また、距離ｄは熱膨張によって変化してもよい。両方のこれらの作用によって、ＧＴエタロン５０２および／または５０４の温度の変化を用いて、光ビームがそれらと相互作用するたびにこれらが光ビームに作り出す周波数の関数として、分散を制御してもよい。本発明のいくつかの実施例において、ＧＴエタロン５０２および／または５０４は、熱電デバイス５３２又は分散補償を制御するための技術において知られている加熱および／または冷却する他の手段によって、加熱されおよび／または冷却される。選択的に、これは、図１１に示すように、リアルタイムでなされてもよい。熱電デバイス５３２は、ＧＴエタロン５０２および５０４の外縁部に位置し、概略的に示されているが、熱電デバイスは、例えば、平面内の上又は下側に異なるように位置するようにしてもよい。
【００８０】
図６Ａは、図５のモジュール５００と同様に、分散補償モジュール６００の側面図を示しており、偏波モード分散を補償する性能を有しており、平行な２セットのＧＴエタロンを使用しており、一方のセットのエタロンが入力ビームの各偏光成分用である。モジュール６００又は後述する任意の他の分散補償モジュールは、モジュール５００の代わりに図１及び２のモジュール１０６に代用されても良い。平行な光ビーム４０２及び４０４が右から分散補償モジュール６００に入る。図４の入力モジュール１０４から出る２つのビームがあり、これらが分散補償モジュール６００に入るとき、これらは同じ直線偏光を有しているが、ビーム４０４は、図４に示す２分の１波長板４０６を通過するので、これらは、図４の光ファイバ１０２からの元の非偏光入力ビームの２つの偏光モードで示されている。図５のように、分散補償モジュールの２つの側部の単一のＧＴエタロン５０２及び５０４の代わりに、分散補償モジュール６００は、各側部に重なっている２つのＧＴエタロン、一方の側部にＧＴエタロン６０２及び６０３、他方の側部にＧＴエタロン６０４及び６０５を具える。ビーム４０２は、ＧＴエタロン６０２及び６０４を通って進み、分散補償モジュール６００を離れる前に、図５の光ビーム５１４と同様に複数回前後に跳ね返る。同様に、ビーム４０４は、ＧＴエタロン６０３及び６０５を複数回通って進み、前後に跳ね返り、ビーム４０２に平行である。ＧＴエタロン６０２及び６０４とは異なる特性を具えるＧＴエタロン６０３及び６０５を用いることによって、ビーム４０２及び４０４は、分散補償モジュール６００によって、異なる量の分散補償を与えられることができる。選択的に、異なるＧＴエタロンの特性は、例えば、これらの温度を個別の熱電デバイス又は他の手段によって独立して制御することによって互いに独立して制御される。２つの平行なビームが、入力／出力モジュール１０４を通って戻る又は出力モジュール２０４を通って進んで、光ファイバ１０８で非偏光出力ビームを形成するように再結合するとき、出力ビームは、補償されたその偏波モード分散を有しうる。
【００８１】
図７及び８に後述して図示する分散補償モジュールは、２つの平行なビームのために個別のＧＴエタロンを使用してもよいと理解されるべきであり、図７及び８に明確に図示されていないが、入力ビームの２つの偏波モードを示している。
【００８２】
図６Ｂは、波長分散ではなく、周波数から独立して偏波モード分散を補償する分散補償モジュール６５０の側面図を概略的に示し、図６Ｃは、上面図を概略的に示す。モジュール６５０は、モジュール６００と同様であるが、一般的に、周波数に依存する群遅延である必要がなく、偏光のみに依存するので、エタロン６０２及び６０３の代わりに複屈折ブロック５０６から異なる距離に配置されている１セットの２つのミラー６５２及び６５３を具える。分割入力ビーム４０２及び４０４は、右部からモジュール６５０に入り、各ビームは、図４に示すように、元の非偏光入力ビームの異なる偏光モードに由来し、複屈折ブロック５０６を通過する。ビーム４０２は、ミラー６５２で反射し、ビーム４０２の下で平面内でビーム４０２に平行に伝播するビーム４０４は、ミラー６５３で反射する。また、モジュール６５０の他方の側部にミラー６５４があり、両方のビームを反射する。ミラー６５４が、上面図の図６Ｃに示されており、分割ビーム４０２及び４０４は、モジュール６５０に入るときにこれらを含む平面である図６Ｂの図の平面には延在していないので、図６Ｂには示されていない。本発明のいくつかの実施例において、ミラー６５４が２つのミラーへ分割されており、一つは各ビーム４０２及び４０４のためであり、この場合に、ミラー６５２及び６５３は、選択的に単一のミラーによって置き換えられる。
【００８３】
少なくとも一のミラー、例えば、図６Ｂに示すような場合のミラー６５２は、移動可能である。ミラーは、モータ６５６によって動かされ、これは、技術的に知られているように、利用可能なスペース内に取り付けられるほどに十分に小さく、十分に高精度である、選択的に、任意の種類のモータ又はアクチュエータである。選択的に、モータは、過剰な熱を失わない又は過剰な振動を作り出さない。好適なモータは、小さい従来型のステッパモータ、静電モータ、圧電性アクチュエータ、及び圧電性蠕動モータを具えても良い。選択的に、モータ６５６は、直接又はローカル制御装置６５８を介するかのいずれかの制御モジュール１１０によって制御され、これは、例えば、ミラーの位置を検知し、フィードバックを使用することによって、モータ６５６の精度を増加させても良い。選択的に、制御モジュール１１０は、リアルタイムでの光ビームの偏波モード分散の直接又は間接の測定を使用して、フィードバックによってモータ６５６を制御し、偏波モード分散を減少させるか最小化する。代替的に、特に、光ビームの偏波モード分散がリアルタイムで大きく変化しない場合、偏波モード分散の既知の平均値を補償するために、分散補償モジュールが取り付けられるときに可動ミラーの位置が調節されるか、可動ミラーの位置が、例えば手動でねじを回すことによって時折調節される。
【００８４】
可動ミラー、例えば、ミラー６５２を他のミラー、例えばミラー６５３に対して動かすことによって、ビーム４０２が進む軌道の長さは、ビーム４０４が進む軌道の長さと異なるようにされ、これによって、元の入力ビームの偏波モード分散を補償する。ビーム４０２は、位置６６０でモジュール６５０を出る前にミラー６５２で数回反射するので、図６Ｃに示すように、ミラー６５２の移動は、ミラーによって動かされる距離の数倍、軌道の長さを変える。本発明のいくつかの実施例において、たとえば、小量の偏波モード分散補償が必要とされる場合、ミラー６５２の移動が、複屈折ブロック５０６の左側の一部、例えば図６Ｃの上側部だけにわたって延在し、一方で複屈折ブロック５０６の左側の残りの部分、例えば図６Ｃの下側部は、移動しないミラーの近くにあり、従って、ビーム４０２はミラー６５２で数回又は一度だけ反射し、ミラー６５２の与えられる移動距離による分散補償は少ない。
【００８５】
デバイスに入る２つの平行ビーム４０２及び４０４が、図１の光ファイバ１０２における入力ビームの、偏波モード分散に関する２つの固有モードに対応する場合、図６Ａ乃至６Ｃに示されるデバイスは、偏波モード分散の補償に最も有効であってもよいことを注意すべきである。本発明のいくつかの実施例において、入力ビームが、図４のビームスプリッタ３０６によってビーム４０２及び４０４へ分割される前に、図示されていないが、入力ビームが、２つの固有モードの偏光を回転させる例えば、制御可能なファラデー施光器などの偏光制御装置を通過し、これらが分割ビーム４０２及び４０４によりよく対応するようにする。選択的に、偏波モード分散が補償された後に、偏光は、例えば、別の偏光制御装置によって、再び回転されてその元の方向に戻される。選択的に、入力ビームの偏波モード分散を測定することによって、又は、出力ビームの残りの偏波モード分散を測定することによって、フィードバックを使用し、偏光制御装置の回転角度を調節することによって回転角度が最適化される。選択的に、これは、リアルタイムで動的に制御モジュール１１０を用いて行われる。代替的に、特に、固有モードがリアルタイムで大きく変化しない場合、例えば、分散補償モジュールが取り付けられたときに一度又は時々のみ調節される。
【００８６】
「分散」は、周波数に依存する群遅延をいう波長分散と、偏波モードに依存する群遅延をいう偏波モード分散との両方を含む一般的な用語として本書で使用されている。本書で使用される「分散補償モジュール」はミラー６５２及び６５３のセットのようなエレメントを具え、これは、ビーム４０２及び４０４の相対的な群遅延を変化させ、その結果、ビームのうちの一方が、２分の１波長板４０６又は異なる２分の１波長板を通過し、ビーム４０２及び４０４が、図３及び上記に示すように、偏光ビームスプリッタ３０６によって単一のビームへ再結合された後に、分散補償デバイスから出る出力ビームの偏波モード分散を変化させる。ビーム４０２及び４０４がミラー６５２及び６５３と相互作用するとき、これらが一時的に同じ偏光であるとしても、分散補償モジュールに入る前に、図３に示すように、ビーム４０４が２分の１波長板４０６を通過するので、ミラー６５２及び６５３のセットは「分散補償エレメント」と呼ばれる。
【００８７】
図７は、代替的な分散補償モジュール７００を概略的に示す。モジュール７００は、単一のＧＴエタロン５０２のみを具える点で、モジュール５００と異なる。ＧＴエタロン５０４の代わりに、ブロック５０６を横切ってＧＴエタロン５０２へ戻すように光を反射するミラー７０２がある。モジュール７００は、モジュール５００より簡単に製造できるという潜在的な利点を有するが、モジュール５００は、同じ特性を有するＧＴエタロンと、同じ複屈折ブロック５０６によって、モジュール５００は、モジュール７００の２倍の分散補償を作ることができるという潜在的な利点を有する。また、モジュール５００は、ＧＴエタロン５０２及び５０４が異なる特性を具えるように構成できるか、図８について後述する理由による利点でも良い、リアルタイムで個別に制御されるこれらの特性を具えることができるという潜在的な利点を有している。
【００８８】
図８は、モジュール５００では見られない追加的な特性を具える代替的な分散補償モジュール８００を示しており、これは、分散補償を制御する、および／またはより広い周波数の帯域幅の分散を補償するために使用されても良い。これらの追加的な特性はどれも、これらの全てが存在しなくとも、分散補償モジュールに存在してもよい。
【００８９】
モジュール８００において、単一のＧＴエタロン５０２及び５０４の代わりに、ブロック５０６の各側部の一方に、複数のＧＴエタロン、例えば、ブロック５０６の左側に２つのＧＴエタロン８０４及び８０８、複数のＧＴエタロン、例えば、右側に２つのＧＴエタロン８０２及び８０６がある。代替的に、各側部に異なる数のＧＴエタロン、例えば、一方の側部に１個のＧＴエタロン、他方の側部に２個ある。異なる特性を具える、場合によっては、独立して制御可能な可変特性を具える複数のＧＴエタロンを使用することによって、モジュール８００は、周波数の関数として分散補償を入力ビームに見られる周波数の関数としての分散によりよく適合させることを可能としてもよい。結果的に、光ネットワークがより大きいチャネル帯域幅で機能することが可能となるように、出力ビームの残留分散（群遅延リプル）をより小さくしてもよく、および／または分散補償をより大きい周波数範囲にわたって有効にしてもよい。
【００９０】
また、モジュール８００は、選択的に、可動ミラー８１０を具え、これは、例えば０％乃至１００％の範囲で、ＧＴエタロン８０４及び８０８の調節可能部分を覆うことができる。光は、ＧＴエタロンの被覆部分では、ＧＴエタロンと相互作用する代わりにミラー８１０で反射する。ミラー８１０の位置は、光がＧＴエタロンと相互作用する回数に作用し、その結果、出力ビーム８１２の分散補償の程度に影響する。ミラー８１０は、選択的に、例えば、図６Ｃの移動ミラーで記述した特性を有するモータのようなモータによって移動する。
【００９１】
選択的に、可動ミラーがブロック５０６の他方の側部にあって、ＧＴエタロン８０２及び８０６の一部を覆うか、又は、ブロック５０６の左右の側部両方で個別に制御可能な可動ミラーがある。追加的に又は代替的に、選択的に、上からＧＴエタロン８０４の一部を覆うか、および／または上からＧＴエタロン８０２の一部を覆う個別に制御可能なミラーがあり、モジュール８００の分散補償を制御するための追加的な自由度を提供する。
【００９２】
ＧＴエタロンは、全域通過フィルタと同じように作用し、
2010500610.tif 000002
によって与えられる移相Φを有しており、νは光の周波数、ｃは光の速さであり、
2010500610.tif 000003
である。周波数の関数として群遅延は、
2010500610.tif 000004
によって与えられ、τ０＝４πｎｄ／ｃは、光が、ＧＴエタロンの幅ｄを２回進むための時間である。図９は、周波数の関数として群遅延９０２及び９０４を示しており、２つの異なるＲ値、これらのうちの一方は１にきわめて近く（カーブ９０２）、これらのうちの他方はより０に近く（カーブ９０４）、ντ０＞＞１である。Ｒの値にかかわらず、群遅延は、ντ０＞＞１と仮定して、（１／２）ｃ／ｎｄ＝２π／τ０によって与えられるエタロンの自由スペクトル領域（ＦＳＲ）と呼ばれる周期９０６の周波数のほとんど周期関数である。説明するように、群遅延のこの周期性は、ＧＴエタロンが、一回で一チャネルより多くの分散を補償するために使用可能であるという潜在的な利点である。
【００９３】
多くのチャネルを具える光ネットワークでは、信号のひずみ及びビットエラーの発生を回避するために、各チャネルの帯域幅内の分散を補償することが重要とされうるが、様々なチャネルが様々な全体の群遅延を有する場合、特に、偏波モード分散ではなく波長分散のみが補償される場合は重要ではない。このような場合において、ＧＴエタロンは選択的に設計され、（１／２）ｃ／ｎｄによって与えられる自由スペクトル領域９０６は、チャネル間隔に等しい又はほぼ等しい。従って、分散補償モジュールが、一チャネルの帯域幅内の分散を有効に補償する場合、全てのチャネルが、互いに相対的に小さい範囲の周波数に及ぶと仮定し、光ネットワーク内で補償される分散が、徐々に変化する周波数の関数であると仮定すると、それが他のチャネルのそれぞれの帯域幅内の分散を有効に補償しても良い。
【００９４】
与えられるＧＴエタロンでは、周波数の関数として群遅延は、図９に示すように、Ｒに依存して変更可能である。さらに、ｎｄを変化させることによって、図９のカーブ９０２及び９０４の最大点及び最小点を左又は右にシフトすることができる。これらのパラメータのうちの、少なくとも屈折率ｎは、エタロンの温度を変えることによってリアルタイムで制御することができる。ντ０＞＞１の場合、ｎｄの小さな相対的な変化のみが、群速度における周期の最大点及び最小点を任意の所望の位置へシフトするのに必要とされることに留意すべきである。特に、チャネル間隔が、（１／２）ｃ／ｎｄに近い条件は、さらに、ｎｄのこの小さい相対的な変化によって満足することができる。
【００９５】
各ＧＴエタロンのＲ、ｎ、及びｄを選択すること、及び異なるエタロンの長さ、及び光ビームが各エタロンと相互作用する回数Ｎを制御する複屈折ブロックの複屈折の程度を選択することは、分散補償モジュールの構成に多くの自由度を提供する。これらの自由度は、一チャネルの帯域幅にわたる周波数の固定関数である任意の様々な群遅延によりよい適合性を提供するために有用にしうる。上述するように、これは、チャネル間隔が（１／２）ｃ／ｎｄに近い場合、それぞれの他のチャネルの周波数の関数として光ネットワークの群遅延に（定数の追加しだいで）自動的に良好な適合を提供する。自由度が大きくなると、分散補償モジュールの周波数の関数として群遅延と、光ネットワークによって使用されるチャネルの分散を補償するために必要とされる周波数の関数として群遅延との間の適合をより近くすることができる。これらの２つの関数間のより良い適合は、光ネットワークにおける残留分散（群遅延リプル）を減らすか、又は与えられる残留分散が達成可能であるチャネル帯域幅を増やすか、その両方でもよい。
【００９６】
上記は、分散補償モジュールのための固定設計パラメータを選択することによって、各チャネルの周波数の関数として固定群遅延を補償する考慮事項について述べている。さらに、リアルタイムで変更可能な制御パラメータを使用することによって、分散補償モジュールは、時間によって変化する周波数の関数として群遅延を補償することができる。上述のように、これらの制御パラメータは、例えば、図５に示す熱電デバイスによって制御される、一又はそれ以上のＧＴエタロンの温度、及びＧＴエタロン部分が光ビームと相互作用することを防ぐ一又はそれ以上の可能ミラーの位置を含んでもよい。使用されるこれらの制御パラメータが多くなるほど、ますます、各チャネルの帯域幅の周波数の関数としての分散補償モジュールの群遅延が、時間とともに変化する光ネットワークにおける分散を補償するために必要とされることに適合される可能性がある。この時間可変分散補償は、図１又は図２の制御モジュール１１０によって、残留分散の測定を用いるフィードバックループを使用して選択的に行われる。
【００９７】
図５のモジュール５００又は図８のモジュール８００のような分散補償モジュールを用いて、各エタロンで独立してτ０を制御することによって、周波数（すなわち、波長分散）に関する任意の所望の一次導関数（範囲内）及び任意の所望の二次導関数を有する群遅延を作り出すことができる。通常、チャネル間隔と比較して小さいチャネル帯域幅では、残留分散（群遅延リプル）が小さくなりうるように、所望の二次導関数はゼロに近い。さらに、チャネルが、周波数と比較して小さいチャネル間隔を有する周波数で等しく間隔が空いている場合、波長分散補償は、広範囲のチャネルにわたる各チャネルでほとんど同じにすることができる。パラメータのいくつかの選択では、波長分散補償はほとんど、正負の波長分散の両方を含む範囲内の制御パラメータの一次関数にすることができる。
【００９８】
モジュール５００又はモジュール８００のようなモジュールが作り出す分散補償の大きさのオーダを説明するために、近赤外線における波長約λ＝１０００ｎｍの光及び厚さｄ＝１ｍｍ、屈折率ｎ＝１．５のエタロンを考える。次いで、τ０＝４πｎｄ／ｃ＝０．０６ナノ秒、及びν＝ｃ／λ＝３×１０１４Ｈｚであり、従って、ντ０＝１．８×１０４である。次いで、チャネル間隔は１７ＧＨｚであり、例えば、νの１０％に等しい１周波数範囲内に約１８００チャネルがある。Ｒ＝０．３、ＧＤ（ν）を適切なシヌソイドにするよう選択される適度に小さい値では、エタロンとの光の単一の相互作用のために、ＧＤ（ν）の最大勾配は約３τ２０である。従って、光が、分散補償モジュール内の２つのエタロンそれぞれと１０回相互作用する場合、総分散補償は６０τ２０程度に大きくすることができる。周波数νの光を伝送するように構成された長さＬの光ファイバは、例えば０．２Ｌ／ｃνのような、わずかなＬ／ｃνの波長分散を有することが予測される。０．２Ｌ／ｃνを６０τ２０に等しくし、Ｌを求めると、我々は、分散補償モジュールが、長さＬ＝１００ｋｍの光ファイバの波長分散を補償できることが分かる。この概算は非常に楽観的かもしれないが、モジュール５００又はモジュール８００と同様の分散補償モジュールが、長さ５ｋｍ、又は１０ｋｍ、又は２０ｋｍよりも長い光ファイバの波長分散を補償することができる。各チャネル幅が、チャネル間の間隔の約１０％である、すなわち１．７ＧＨｚである場合、分散は、各チャネルの中央で正確に補償され、次いで、我々は、ｄ３（ＧＤ）／ｄν３項によって、非補償波長分散の１％のオーダである各チャネルの縁部近くの残留分散を予測しうる。上記で列挙したパラメータは、単に例示に過ぎず、実際の光ネットワークでは、最大１．２、１．５、２、５、１０、又は２０倍まで、あるいは２０より大きく又は小さくしうる。
【００９９】
分散補償モジュールが、例えば、図５のＧＴエタロン５０２及び５０４のような２個のＧＴエタロンを具える場合、式（３）から、モジュールの総群遅延は、
2010500610.tif 000005
である。ここで、下付の文字１及び２は、２つのエタロンをいい、これらは、異なるパラメータＲ、ｎ、及びｄ、従って、異なるσ及びτを有してもよい。また、各エタロンの有する光ビームの相互作用回数Ｎは、例えば、図８のようにスライドミラーがある場合に、２つのエタロンで異なってもよい。後述するように、τ１及びτ２は両方とも、比較的τ０に近いように選択され、これは、チャネルの全範囲で同じであると仮定して、隣接するチャネル間の周波数での間隔で２πを分割したものである。これは、群遅延が、ほぼ周波数の周期的な関数であり、多数のチャネルに及ぶ比較的広範囲の周波数で、周期がチャネル間隔に等しいことを確実にする。τ１とτ０の間又はτ２とτ０の間の小さな相対的な差異は、２つのエタロンに関する、式（４）の２項のそれぞれの移相を決定する。τ１又はτ２の小さな相対変化でさえも、ντ０＞＞１ならばｓｉｎ２（（１／２）ντ１）において大きな変化を作り出すことができるので、これらの移相はそれぞれ、０乃至２πの様々な値を有することができる。
【０１００】
例えばＲ＞０．５の比較的高い反射率Ｒのエタロンを使用することによって、与えられるＮ、ν、及びτでは、群遅延の１次導関数（波長分散補償）が、一般的に、より小さなＲに対し、より大きくしうるという潜在的な利点を有する。例えば、チャネルが、カーブ９０２の急なピークの急勾配部分の中央にある場合、群遅延の一次導関数は、Ｒを１に十分近くすることによって、例えば、０．７、０．８、又は０．９より大きいＲを使用することによって、任意に高くすることができる。しかしながら、比較的大きいＲでは、群遅延の１次導関数は、一般的に、τのより急勾配の関数になって、より小さい値のＲが使用される場合よりもτを変えることによって、正確に制御することがより難しくなるかもしれない。また、Ｒがより大きくなる場合、周波数に関する群遅延のより大きいオーダの導関数がより大きくなり、場合によっては、より大きい群遅延リプルをもたらすが、チャネル間の間隔と比較してより狭い帯域幅のチャネルを使用することによって、このような群遅延リプルを減らすことが可能である。一方、Ｒがとても小さい、０．５未満の場合、群遅延の一次導関数はより小さくなり、光ビームのより大きい数の跳ね返りＮを有するより大きいモジュールが、同じ波長分散補償を達成するために必要とされうる。選択的に、これらの極値間の中間として適度に小さい値Ｒ、例えば、Ｒ＝０．１、０．２、又は０．３が選択される。このようなＲの選択は、比較的大きな最大波長分散補償を作りだしてもよく、これは、群遅延の高次の導関数の比較的小さい値を有する、さらにτの比較的滑らかな関数である。
【０１０１】
群遅延及びその一次導関数が、τ１及びτ２を制御することによってどのように制御されるかを示すために、我々は、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ＜＜１である場合を考慮し、Ｒにおける最低次項を維持する。しかし、同じ分析が、Ｒのいくつか又は全てのより高次項および／または２つのエタロンで異なるＲ値を考慮して行うことができることを理解されるべきである。この場合において、式（４）から、
2010500610.tif 000006
2010500610.tif 000007
2010500610.tif 000008
である。我々は、使用される全てのチャネルの周波数範囲の中間で、チャネルの中央の周波数ν０のために、ｄ（ＧＤ）／ｄνが波長分散のみ補償するτ１及びτ２の選択を望み、我々は、ｄ（ＧＤ）／ｄνが、広範囲のチャネルにわたって、全てのチャネルの中央の周波数のほぼ同じ値を有することを望む。これは、使用される全てのチャネルの周波数の範囲が、ν０と比較して小さいと仮定し、波長分散は、この範囲の全てのチャネルとほぼ同じである。τ１及びτ２を選択するための様々な手段は、これらの仮定が真ではない場合も、選択的に使用される。また、我々は、ｄ３（ＧＤ）／ｄν３がν０の及び他のチャネルの中央の周波数の周波数との波長分散の変化率を、群遅延リプルを小さく維持するために良好な近似に補償することを望む。従って、式（６）から、τ１及びτ２は、選択的に、
2010500610.tif 000009
をν＝ν０で満たし、ここで、（ＣＤ）ν０は、ν０の波長分散である。また、τ１及びτ２は、選択的に、
2010500610.tif 000010
をν＝ν０で満たす。式（８）及び（９）において、我々は、上述したように、τ１及びτ２が両方とも、ほぼτ０に等しいと仮定し、τ０、τ１及びτ２の間の差は、正弦及び余弦関数においてのみ重要である。式（８）及び（９）は、ν＝ν０で満足される場合、従って、式（８）及び（９）の正弦及び余弦関数が、チャネル間隔２π／τ０にほぼ等しい周期を有するνにおける周期であるので、これらはまた、他の近隣のチャネルの中央の周波数で良好な近似、ν＝ν０±２πｋ／τ０、ｋ＝１，２，３・・・を満足する。ν＝ν０からどれくらい離れているかを見積もるために、式（８）及び（９）は、チャネル周波数の良好な近似を満たし、ｓｉｎ（ντ１）は、
2010500610.tif 000011
として示される。（ν−ν０）（τ１−τ０）＜＜１である限り、
2010500610.tif 000012
であり、これは、チャネル間隔２π／τ０のνにおける周期である。同様に、ｃｏｓ（ντ１）は、（ν−ν０）（τ１−τ０）＜＜１である限り、チャネル間隔の周期である関数によく近似しており、ｓｉｎ（ντ２）及びｃｏｓ（ντ２）は、（ν−ν０）（τ２−τ０）＜＜１である限り、チャネル間隔の周期である関数によく近似している。従って、式（８）及び（９）は、チャネル周波数ν０の１／（τ１−τ０）及び１／（τ２−τ０）の両方内で良好な様々なチャネル周波数の良好な近似を満たす。選択的に、ν＝ν０で式（８）及び（９）を満たす、τ１及びτ２の値は、τ０にできる限り近い又はほぼ近いように選択される。このような選択は、波長分散が良好に補償され、群遅延リプルが、周波数ν０のチャネルだけではなく、ν０周囲の他のチャネル周波数のできる限り広範囲な周波数で比較的小さく維持されるという潜在的な利点を有する。
【０１０２】
τ０にできる限り近くしつつ、ν＝ν０で式（８）及び（９）を満たすτ１及びτ２の値をどのように見いだすかを説明するために、我々は、簡単にするために、Ｎ１＝Ｎ２である場合を考える。当業者は、どのようにこの手段をＮ１とＮ２を異なる事例に導くかを理解されうる。従って、ν＝ν０で式（８）から、
2010500610.tif 000013
であり、ν＝ν０で式（９）から、
2010500610.tif 000014
である。周波数ｄ（ＣＤ）／ｄνの分散波長の変化率は、しばしば、ν０によって除せられる分散波長ＣＤのオーダである。この場合において、式（１２）の右辺は、チャネル間隔がν０と比較して小さい場合１より大きいν０τ０の次数の因数によって式（１１）の右辺より小さくしうる。この場合、良好な近似のために、式（１２）の右辺は、ゼロに等しくしても良い。
2010500610.tif 000015
ここで、いくつかの整数ｊ＝０、±１、±２であるとき、従って、パラメータτ１及びτ２は、式（１２）を満たす。この場合、
2010500610.tif 000016
又は
2010500610.tif 000017
ここで、いくつかの整数ｊ＝０、±１、±２であるとき、ｓｉｎ（ν０τ１）＝ｓｉｎ（ν０τ２）、及び式（１１）が満足される。式（１２）の右辺がゼロに近似していない場合、従って、式（１３）、（１４ａ）、及び（１４ｂ）は、ＣＤと同様にｄ（ＣＤ）／ｄνに従属するτ１及びτ２の異なる式に置き換えられる。
【０１０３】
選択的に、τ０にできる限り近いτ１及びτ２にするために、ｊがν０τ０／πに近い整数になるように選択され、ｋがν０τ０／２πに近い整数になるように選択される。従って、（τ１−τ０）及び（τ２−τ０）は両方とも、１／ν０未満であるか同程度であり、モジュールは、ν０と同程度に小さいこれらの範囲を提供する全てのチャネルにほぼ同じ群遅延の一次及び二次導関数を提供しうる。
【０１０４】
選択的に、エタロンでの跳ね返り数Ｎが選択され、上述のように選択されるＲ及びτ０が与えられ、これによりモジュールが補償するために必要としうる最大波長分散（ＣＤ）ν０のために方程式（１４ａ）及び（１４ｂ）のアークサイン関数の独立変数が１より小さくなる。例えば、図８のモジュール８００のように、Ｎが調節可能である場合、最大値Ｎはこの方法で選択される。単一モジュールのためのＮが、最大波長分散を補償するのに十分なほど大きくない場合であっても、追加のモジュールが順番に使用されて、上記方程式のＮが、全てのモジュールを加算して合計のＮであるとみなされてもよいことに留意すべきである。
【０１０５】
図１０は、式（５）の右側の２項に対応する、２つのエタロンから群遅延ＧＤ（ν）へのコントリビューション１００２及び１００４の、周波数νの関数であるプロットを概略的に示す。これらのプロットでは、チャネルの中央の周波数１００６でＮ１＝Ｎ２、ｄ２（ＧＤ）／ｄν２であると仮定される。チャネルの中央の周波数で、カーブ１００２及び１００４の二次導関数は同じ大きさで、反対符号であり、右側がゼロに等しくなるように調整された式（１２）に対応して、これらはゼロに加わることを留意するべきである。群遅延リプルは、三次導関数ｄ３（ＧＤ）／ｄν３によって支配されても良く、チャネル幅１００６が少なくともチャネル間隔９０６と比較してやや小さい場合に小さくてもよい。
【０１０６】
波長分散補償を行うカーブ１００２及び１００４の一次導関数は、式（１３）の後に前述したように、ｓｉｎ（ν０τ１）＝ｓｉｎ（ν０τ２）に対応して同じ大きさ及び同じ符号である。固定Ｎ及び固定Ｒでは、式（１２）を満たす値で、固定されたカーブ１００２及び１００４の相平均を維持しつつ、カーブ１００２と１００４の間の位相差を変えるように、波長分散補償の符号及び大きさは、τ１及びτ２を変えることによって変化させてもよい。本発明のいくつかの実施例において、τ１及びτ２並びにカーブ１００２及び１００４の相は、式（１２）を満足する値で固定されて維持され、波長分散補償の大きさは、図８に示される可動ミラーを使用して、Ｎを変えることによって変えられる。
【０１０７】
ＧＤ（ν）は、チャネル間隔９０６であるか、ほぼチャネル間隔９０６であるνの周期なので、ＧＤ（ν）の１次及び２次導関数は、多くのチャネル範囲のチャネル毎の中央の周波数とほとんど同じであり、チャネル間隔は、チャネルの周波数と比較して小さいということを留意されるべきである。図１０に図示するように周波数νの範囲は、チャネル間隔の約２倍ほどであり、図示するチャネルの周波数より少ない。
【０１０８】
本発明のいくつかの実施例において、エタロンの制御パラメータの値を指定するために、群遅延の２次導関数をゼロにするか別の値にする代わりに、群遅延自体が所望の値にされる。例えば、同じ分散補償モジュールを使用して波長分散と偏波モード分散の両方を補償するために、これが行われ、異なる群遅延が２つの偏波モードに用いられる。代替的に、図６Ｂのモジュール６５０のような個別のモジュールが、偏波モード分散補償のために使用される。これは、群遅延リプルを小さく維持しつつ、群遅延の２次導関数が波長分散補償モジュールにおいて小さくされることができるという潜在的な利点を有する。
【０１０９】
本発明のいくつかの実施例において、例えば、τ１、τ２、Ｎ１及びＮ２又はこれらの組合せから選択される３つの独立制御パラメータを使用して、群遅延、群遅延の１次導関数、群遅延の２次導関数は全て所望の値にされる。このような方法は、Ｒが、少なくとも一のエタロンで徐々に大きくなり、２つのエタロンで異なる場合に、最良に機能し、これにより、その振幅及び移相と同様にＧＤ（ν）の形状が、Ｎ１および／またはＮ２を調節することによって変化可能となる。図８のように、異なるＲ値を有しても良い２個より多いエタロンが追加的な制御度を提供し、これは、連続する１個より多い分散補償モジュールを使用することによってもなされてもよい。それに反して、群遅延ＧＤ（ν）は、周波数の関数である、例えばシヌソイドなどの固定形状であり、その周期性が、チャネル間隔によって固定されている場合に、次いで、中央チャネルの周波数の群遅延から独立して中央チャネル周波数の群遅延の２次導関数を制御可能としなくてもよい。
【０１１０】
波長分散及び偏波モード分散の両方を補償するために同じモジュールを使用しなくても、Ｎ１および／またはＮ２を調節することによってＧＤ（ν）の形状を変えることは、他の潜在的な利点を有する。例えば、群遅延の１次導関数、２次導関数、及び３次導関数、又はさらに高次の導関数を独立して制御可能としてもよく、これによって、波長分散補償器における群遅延を減らす。適度に小さいＲを使用し、ほぼシヌソイド関数のＧＤ（ν）を有することは、例えば、後述する図１１のようにモジュールを制御するために使用されるフィードバックループが、より直線的であるか、および／または実行しやすくてもよいという潜在的な利点を有する。
【０１１１】
Ｎが整数であることによって、τ及びＮは、制御パラメータとして異なる特性を有しても良く、一方で、τは、例えば温度を制御することによって連続的に制御されても良いことに留意すべきである。例えば、Ｎは、τと同じくらいのある程度の細かい制御が可能でなくても良いが、ノイズの存在において、より強健な制御を可能としてもよい。
【０１１２】
図１１は、本発明の例示的な実施例による、リアルタイムで分散補償を制御するために使用される一般的な制御アルゴリズムのフローチャートを示す。例えば、エタロンの特性がこれらの温度変化によって制御される場合、エタロンの熱応答時間によって、モジュールの応答時間は制限される。十分に小さく、薄いエタロンでは、応答時間は、選択的に、１分、１０秒、又は１秒未満である。１１０２で、光ネットワークの伝送信号の品質の測定が行われる。この測定は、選択的に、ビットエラーレート、例えば、アイ開口、Ｑファクタ、又は光通信技術で既知の様々な他の品質測定である。この測定は、分散補償デバイスの光信号ダウンストリームをサンプリングする制御モジュール１１０に接続された適切な光学センサによって得られるデータから選択的に得られ、センサからのデータは制御モジュール１１０によって選択的に処理される。
【０１１３】
１１０４では、必要な分散補償、すなわち、各チャネル内の周波数の関数として群遅延が決定される。選択的に、これは、１又はそれ以上のチャネルにおける残留分散の直接測定によって行われる。代替的に又は追加的に、必要とされる分散補償が、様々な方法で分散補償を一時的に変えることによって、経験的に決定され、伝送される信号の最良の品質を作り出すものが分かる。例えば、チャネル内の周波数の関数として群遅延の一次導関数が、最初に増加し、次いで減少し、伝送信号の品質は、２つのケースで比較される。選択的に、分散補償における他の変化もなされ、例えば、周波数の関数として群遅延の二次導関数は、一次導関数の二又はそれ以上の異なる各値のために、二又はそれ以上の異なる値で保持され、信号の品質を最大限にする一次及び二次導関数の最適値が見いだされる。他のこのような方法は、光通信技術の当業者にとって明らかであろう。
【０１１４】
１１０６では、１１０４において見いだされた最適分散補償を達成するために必要とされる例えば、１又はそれ以上のエタロンの温度、１又はそれ以上の可動ミラーの位置のような制御パラメータの変化から計算が行われる。
【０１１５】
本発明のいくつかの実施例において、分散補償における最適な変化は全く計算されないが、制御パラメータにおける最適な変化は、経験的に直接、例えば、信号の品質の測定を最大にする一連の制御パラメータが分かることによって分かる。
【０１１６】
１１０８では、制御パラメータは、最適になるように計算された量によって変化する。次いで、制御は１１０２へ戻り、信号の品質の測定が再び測定される。
【０１１７】
本発明のいくつかの実施例において、フィードバックループの制御アルゴリズムは、図１１に示したものよりさらに複雑である。例えば、制御パラメータを最大の信号品質を作り出すように計算された値へ変更する代わりに、制御パラメータは、オーバシュートを防ぐために、指示される方向のより小さな量によって変更される。選択的に、制御パラメータをどのくらい変化するかを決定する際に制御ループの過去のヒストリが考慮される。また、システム制御及びフィードバックにおいて知られるように様々な他の制御アルゴリズムが使用されても良い。
【０１１８】
図１２Ａ及び１２Ｂは、本発明の例示的な実施例によるデバイスを改良することによって容易に変更することができる量だけ光ビームを横方向に変位させるためのデバイスの様々な構成を示している。変位の量は、本発明のいくつかの実施例において、リアルタイムで変更することができる。本発明のいくつかの実施例において、変位の方向は、入力ビームの偏光に依存し、また、これは、既知の方法によってリアルタイムで変更することができる。このデバイスは、図５、７、及び８に示した分散補償モジュールと同様であるが、ＧＴエタロンが、その分散を変化させることなく光を反射して戻すミラーに置き換えられている。図５、７、及び８に示したモジュールは、入力ビームと反対方向に向けられる出力ビームを有しているが、図１２Ａ及び１２Ｂに図示したデバイスは、入力ビームと同じ方向に向けられた出力ビームを有しつつ、様々なこれらのデバイスは、入力ビームと同じ又は反対方向のいずれかに向けられた出力ビームを有しても良い。
【０１１９】
図１２Ａは、入力光ビーム１２０２の横方向の変位のためのデバイス１２００の概略を示す。デバイスは、ブロックの対向する側部に２つの平らな面１２０６及び１２０８を具える方解石又はＹＶＯ４のような複屈折材のブロック１２０４を具える。光ビーム１２０２は、図の上部に示されている端部に近い面１２０８の入力ポート１２１０を通ってブロック１２０４に入るとき、直線偏光である。光ビーム１２０２は、ブロック１２０４に入る直前で、面１２０８に実質的に垂直に伝播し、そして、図１２Ａにおいて、その偏光は、光ビーム１２０２が複屈折材によって屈折されずに、ブロック１２０４の内側で面１２０８に実質的に垂直に伝播し続けるようなある方向である。本書では、「実質的に垂直」は、光が、例えば、１度乃至２度、２度乃至５度、又は５度乃至１０度の間の複屈折材によって屈折されるように偏光を有している場合、ブロックの内側を伝播する斜めの角度より垂直により近いことを意味する。
【０１２０】
デバイス１２００は、面１２０６に隣接して平行な第１の平面ミラー１２１２と、面１２０８に隣接して平行な第２の平面ミラー１２１４とを具える。ミラー１２１２と面１２０６との間に、第１の４分の１波長板１２１６があり、ミラー１２１４と面１２０８との間に、第２の４分の１波長板１２１８がある。ミラー１２１４及び４分の１波長板１２１８はそれぞれ、入力ポート１２１０の範囲までは延在していないか、光が入力ポート１２１０で通過する開口を具えているので、ミラー１２１４及び４分の１波長板１２１８は、光が入力ポート１２１０でブロック１２０４に入ることを妨げない。
【０１２１】
光ビーム１２０２が、最初に、位置１２２０で面１２０６に達するとき、それは、４分の１波長板１２１６を通過し、ミラー１２１２で反射し、ほぼ同じ軌道に沿って４分の１波長板１２１６に戻り、位置１２２０でブロック１２０４内へ戻る。ミラー１２１２が位置１２２０から取り除かれた場合、光は、ブロック１２０４から出て、ブロック１２０４に再び入らないので、位置１２２０は潜在的な出口ポイントである。光ビームは、４分の１波長板１２１６を２回通過するので、それが、１２０４に再び入るとき、それは、入力ポート１２１０を通過するときにそれが有する偏光方向に対して垂直方向に、直線的に偏光される。ブロック１２０４の複屈折によると、ここで、１２２２と呼ぶ光ビームは、ブロック１２０４によって屈折され、面１２０６に対して斜めの角度で伝播する。従って、光ビーム１２２２は、光ビーム１２０２の軌道を入力ポート１２１０の位置へ屈折することなく、位置１２２４で面１２０８に達する。
【０１２２】
位置１２２０と同様に位置１２２４は、光の潜在的な出口ポイントである。しかしながら、４分の１波長板１２１８及びミラー１２１４は、位置１２２４の範囲までは延在していないので、位置１２２０の光ビーム１２０２と同様に、光ビーム１２２２は、４分の１波長板、この場合４分の１波長板１２１８を通過し、ミラー、この場合ミラー１２１４で反射し、４分の１波長板を通過して戻り、位置１２２４でブロック１２０４へ再び入り、それがブロック１２０４に入る直前に、面１２０８に対して垂直に伝播する。４分の１波長板１２１８を２回通過した結果、ここで１２２６と呼ぶ光ビームの偏光は、再び直線であるが、光ビーム１２２２の偏光方向に対して垂直及び入力光ビーム１２０２の偏光方向に平行な方向である。光ビーム１２２６は、面１２０８に対して垂直方向に、ブロック１２０４を横切って、位置１２２０より図１２Ａの方向に対して下側の位置１２２８、面１２０６の潜在的な出口ポイントへ真っ直ぐに伝播する。
【０１２３】
上述のプロセスを繰り返し、光ビームがミラーによって覆われていない潜在的な出口ポイント位置に達するまで、光ビームは、ブロック１２０４をさらに下へ移動する。図１２Ａに図示されている事例において、面１２０６の位置１２３０は、例えば、ミラー１２１２がそこまで延在していないので、又は、光を通す位置１２３０のミラー１２１２に開口があるので、ミラー１２１２によって覆われていない。位置１２３０は、出力ポート１２３２を具え、例えば、ここに、光は、位置１２２０から位置１２３０の距離だけ横方向に変位した後に、別の光学エレメントと相互作用するために入る。また、４分の１波長板１２１６は選択的に、位置１２３０を覆わず、位置１２３０でブロック１２０４を出る光は、それがブロック１２０４を横切った最後に有する方向と同じ方向で直線的に偏光された状態であり、この場合において、入力ビーム１２０２の偏光と同じである。
【０１２４】
デバイス１２００は、様々な異なる可能な距離だけ入力光ビームを変位させるとともに、潜在的な出口ポイントがこれらを覆うミラーを具えることに依存する入力ビームと同じ方向又は反対方向に伝播する出力ビームを具えるように構成可能であることを留意されるべきである。さらに、ミラー１２１２および／またはミラー１２１４に可動ミラーを使用することによって、光ビームの変位は動的に変更することができる。また、光ビームがミラーの面に斜めの角度で出入りする２つの平行なミラーを具えるデバイスと対照的に、入力ビームは、デバイス１２００においてその面の一つに対して実質的に垂直に複屈折ブロックに入り、その面の一つに対して実質的に垂直にブロックから離れるということに留意されるべきである。これは、デバイス１２００を光ファイバ及び他の光学エレメントに連結しやすくする。また、デバイス１２００のこれらの利点は全て、図１２Ｂに図示する及び後述するデバイスに適用されてもよい。
【０１２５】
図１２Ｂは、デバイス１２００と同様のデバイス１２３４を示しており、複屈折材のブロック１２３６を具えているが、入力ビーム１２０２と反対方向に横に変位されている２個の出力ポート１２３２及び１２４８を具える。デバイス１２３４は、その中の２つの偏光状態に依存して入力ビームから出力ポートそれぞれへ光を伝送する。入力ビームは、２つの状態を直線で組み合わせているか、非偏光である偏光状態である場合、デバイス１２３４は、入力ビームを２つの偏光状態へ分割し、光の一部を各出力ポートに送る。
【０１２６】
入力ビーム１２０２が、図１２Ａのデバイス１２００に入るように示された入力ビームと同じ直線偏光状態でデバイス１２３４に入る場合、光は、デバイス１２００における光と類似の軌道に従い、最初に位置１２２０へブロック１２３６を横切り、ミラー１２１２で反射し、４分の１波長板１２１６によって変化するその偏光を有し、軌道１２２２に従って斜めの角度でブロック１２３６を横切って戻り、そして、最終的に、位置１２３０に達し、出力ポート１２３２を介してデバイス１２３４を出る。
【０１２７】
入力ビーム１２０２が、図１２Ａにおける入力ビームの偏光状態に直交して、デバイス１２３４に入るとき、異なる直線偏光状態を有する場合、図示するように斜めの角度で下方ではなく上方へブロック１２３６を交差し、軌道１２３８に従う。次いで、光は、位置１２４０でブロック１２３６の面１２０６に達し、ブロック１２３６を出て、４分の１波長板１２１６を通過し、ミラー１２１２で反射し、４分の１波長板１２１６を通って戻り、ブロック１２３６に再び入り、その偏光の方向は、４分の１波長板を通る２つの通路によって９０度まで回転される。この光は、軌道１２４２のブロック１２３６を横切って真っ直ぐに伝播し、位置１２４４などに達し、結果的に位置１２４６でブロック１２３６を出る。４分の１波長板１２１６及びミラー１２１２は、位置１２４６の範囲まで延在しておらず、光は、出力ポート１２４８を通ってデバイス１２３４を出る。
【０１２８】
本発明のいくつかの実施例において、出力ポート１２４８は、位置１２４６の代わりに位置１２４０に配置され、出力ポート１２４８を通って出る光は、まったく横方向に変位せず、出力ポート１２３２を通って出る光だけが横方向に変位する。本発明のいくつかの実施例において、出力ポート１２４８は、面１２０６ではなく面１２０８に配置され、光は、デバイス１２３４を出て、入力ビームと反対方向に、入力ビームのこの偏光状態に対し横方向に変位して進む。
【０１２９】
本発明のいくつかの実施例において、デバイス１２３４に達する前に入力ビーム１２０２が通過する制御可能な偏光施光器１２３９があり、これは入力ビーム１２０２の偏光を制御し、光ビームが変位される方向と出力ポート１２３２又は出力ポート１２４８のいずれかを通ってデバイス１２３４を離れるかを制御する。
【０１３０】
本発明のいくつかの実施例において、図１２Ｂに図示されている構成と同様の構成が、図５、６Ｃ、７、及び８に示されている波長分散補償デバイスおよび／または偏波モード分散補償デバイスの一つに用いられる。本発明のこれらの実施例において、複屈折材のブロックは、図１２Ｂのように入力ポートの上と下の両方に延在する。例えば、図４に図示されたビーム４０２及び４０４の軌道において、これらがビームスプリッタ３０６を出た後で、これらが分散補償デバイスに入る前に、位置する制御可能な偏光施光器があり、これは、デバイスに入る光の偏光を制御し、それゆえ、光は、デバイスにおいて上方か下方のいずれかに横方向に変位するよう制御する。選択的に、入力ポートの上下の分散補償デバイス部分は、光の波長および／または偏波モード分散に異なる効果を有する。選択的に、少なくとも１の出力ポートを通ってデバイスを出る光は、光をその元の偏光に戻す別の偏光制御装置を通過する。
【０１３１】
本発明のいくつかの実施例において、記述した２又はそれ以上のモジュール又はデバイスは、複屈折材のブロック及び４分の１波長板を用いており、単一の長い複屈折材のブロックに沿って配列されており、１のデバイスは他のデバイスの後に配列される。第１のデバイスの端部では、光は、第２のデバイスにおいて直接に伝播し続け、光が、出力ポートを通って第１のデバイスを離れて入力ポートを通って第２のデバイスに入るなどの同じブロックで配列されている任意の他のデバイスに対して必要がない。
【０１３２】
本発明を実施するために最良な態様に関連するいくつかの実施例において、本発明を開示している。図示した又は関連する文章に記載した特性がすべて、本発明のいくつかの実施例による実際のデバイスにおいて存在しなくてもよいということを理解されるべきである。さらに、図示した方法及び装置の変形例が、クレームによってのみ制限される本発明の範囲内に含まれている。また、一実施例の特性は、本発明の異なる実施例の特性と併せて提供されても良い。本書で使用されるように、言葉「有する」、「具える」、及び「構成される」、又はこれらの活用形は、「含むが限定されない」ということを意味する。
【図１】
2010500610.tif 000018
【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６Ａ】
2010500610.tif 000023
【図６Ｂ】
2010500610.tif 000024
【図６Ｃ】
2010500610.tif 000025
【図７】
2010500610.tif 000026
【図８】
2010500610.tif 000027
【図９】
2010500610.tif 000028
【図１０】
2010500610.tif 000029
【図１１】
2010500610.tif 000030
【図１２Ａ】
2010500610.tif 000031
【図１２Ｂ】
2010500610.tif 000032
【国際調査報告】
2010500610.tif 000033