(57)【要約】 【課題】光ファイバ伝送路の波長分散を補償するための分散補償モジュールを提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも数ナノメートル以上の補償帯域を有する複数のチャープファイバグレーティング１１，１２，１３が、光サーキュレータ１４，１５，１６を介して接続されたことを備えた構成により、複数のチャープファイバグレーティングの持つそれぞれの分散補償量の重ね合わせにより分散補償量が決定されるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも数ナノメートル以上の分散補償帯域を有する複数のチャープファイバグレーティングが、光サーキュレータを介して接続され、前記複数のチャープファイバグレーティングの持つそれぞれの分散補償量の重ね合わせにより分散補償量が決定されることを特徴とするファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュール。
【請求項２】
チャープファイバグレーティングの後段にそれぞれ全反射ミラーを接続したことを特徴とする請求項１記載のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュール。
【請求項３】
同一のチャープファイバグレーティングを用いたことを特徴とする請求項１記載のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信等に用いられるファイバグレーティング型の波長多重伝送用分散補償モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ通信は、幹線系はもとより、メトロ系やアクセス系への導入が進められている。現在多く敷設されている１．３ミクロン帯ゼロ分散ファイバにおいて１．５ミクロン帯の波長の光を用いて伝送を行う場合、光ファイバには１７ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ程度の波長分散があるため、伝送距離が長くなる場合や、伝送速度がさらに高速になる場合には、光信号の劣化を防ぐために伝送路全体としての分散値を少なくするための分散補償技術が必要となる。
【０００３】
伝送帯域中に様々な波長を伝送キャリア光として用いる波長多重伝送システムでは、用いられる波長に応じて分散を補償する必要がある。
【０００４】
チャープファイバグレーティングは、光ファイバの長軸方向に向かってピッチを連続的に変化させた回折格子のことであり、光ファイバのコア中に形成された屈折率変調構造の周期を連続的に変化させた構造をもつ。ファイバグレーティングは特定の波長の光を反射させる特性を持ち、光ファイバの長軸方向に向かってピッチを連続的に変化させた回折格子を形成することにより、光の波長によって反射位置が異なる素子となる。この特徴を用いて、このチャープファイバグレーティングは、光サーキュレータと組み合わせることにより、小型な分散補償器としての機能を有することが知られている。
【０００５】
従来の波長多重伝送用の分散補償技術としては、例えば、特許文献１に示されている波長多重伝送用波長分散補償器がある。
【０００６】
この分散補償器は反射する波長光が異なる複数個のファイバ・ブラッグ・グレーティングとを具備する構成であり、図４に一例を示す。
【０００７】
１は光サーキュレータ、２は分散補償ファイバ、３、４、５、６はファイバ・ブラッグ・グレーティングである。これは各々反射する波長光が異なる複数個のファイバ・ブラッグ・グレーティングが点在された波長分散補償ファイバを光サーキュレータに接続した構成となっている。光サーキュレータと各ファイバ・ブラッグ・グレーティング間の波長分散補償ファイバ長を適切に設定することにより、各波長光毎に必要な分散補償量を与えている。
【０００８】
波長分散補償ファイバの数は、多くとも２本であるので、分散補償器の規模は小さいものとなる。また、伝送路との入出力には低損失な光サーキュレータを使用しているので、分散補償器の通過損失は低くなる。
【０００９】
以上のように、波長多重伝送用の波長分散補償器を提供できる。
【特許文献１】特開２０００−３０４９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記の素子構成に用いられている波長多重伝送用分散補償器の構成は、波長毎に対応するチャープファイバグレーティングを接続しており、波長毎に異なる特性のチャープファイバグレーティングを用意する必要となる。
【００１１】
チャープファイバグレーティングの作製には、通常位相マスクを用いて紫外光をファイバに照射する方法が用いられるが、異なる特性のファイバグレーティングの形成には異なる位相マスクが必要である。位相マスクは非常に高価であるため、複数の位相マスクを用いる作製工程は低コスト化にはあまり適切な方法ではない。
【００１２】
もともと、ファイバグレーティングは狭帯域のデバイスであり、分散補償に用いるチャープファイバグレーティングでも光ファイバや分散補償ファイバのような数１００ナノメートルという広帯域特性を有していない。従って、波長多重伝送の分散補償に用いる場合、波長毎に対応するチャープファイバグレーティングを接続する方法が一般的である。
【００１３】
また、光ファイバ伝送路においては、変調帯域の狭い光信号以外のも非常に時間的に短い光パルスを伝送することもあるため、広帯域の分散補償素子を備えておくことは重要である。
【００１４】
本発明は上記従来技術の課題を解決するもので、波長多重伝送システムに必要とされる分散補償量に応じて所望の分散補償量を与えるために、少なくとも数ナノメートル以上の補償帯域を有し、分散補償量がそれぞれ異なる複数のチャープファイバグレーティングの重ね合わせとなる波長多重伝送用分散補償モジュールを提供する。
【００１５】
すなわち、波長毎にあらかじめ準備しておいたチャープファイバグレーティングを波長数個接続する方法ではなく、波長毎に必要な分散補償量に応じて複数の広帯域の分散補償量を足し合わせて所望の分散量を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の構成は、少なくとも数ナノメートル以上の補償帯域を有し、分散補償量がそれぞれ異なる複数のチャープファイバグレーティングが、光サーキュレータを介して接続されたことを備えた構成を有する。
【００１７】
本発明の第１の構成により、複数のチャープファイバグレーティングの持つそれぞれの分散量の重ね合わせにより分散補償量が決定されるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。
【００１８】
また、本発明の第２の構成は、チャープファイバグレーティングの後段に全反射ミラーを接続した構成を有する。
【００１９】
本発明の第２の構成により、分散補償しない波長も含めて全て伝送路に戻す機能を有するファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。
【００２０】
また、本発明の第３の構成は、同一の特性を持つチャープファイバグレーティングを備えた構成を有する。
【００２１】
本発明の第３の構成により、ただ一つの位相マスクを用いて作製できる複数のチャープファイバグレーティングを用いたファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２２】
以上説明したように、本発明のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールは、少なくとも数ナノメートル以上の補償帯域を有し、分散補償量がそれぞれ異なる複数のチャープファイバグレーティングが、光サーキュレータを介して接続されたことを備えた構成により、複数のチャープファイバグレーティングの持つそれぞれの分散量の重ね合わせにより分散補償量が決定されるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという効果を有する。
【００２３】
また、チャープファイバグレーティングの後段にそれぞれ全反射ミラーを接続した構成の場合には、分散補償しない波長も含めて全て伝送路に戻す機能を有するファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという効果を有する。
【００２４】
また、同一のチャープファイバグレーティングを用いた構成により、ただ一つの位相マスクを用いて作製できる複数のチャープファイバグレーティングを用いたファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
（実施の形態１）
本発明の実施形態１を図１用いて説明する。
【００２７】
実施形態１のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールは、チャープファイバグレーティング１  １１、チャープファイバグレーティング２  １２，チャープファイバグレーティング３  １３、光サーキュレータ１  １４、光サーキュレータ２  １５、光サーキュレータ３  １６、光ファイバ１７、入力光１８、出力光１９を有する。
【００２８】
３端子の光サーキュレータ１、光サーキュレータ２、光サーキュレータ３にチャープファイバグレーティング１、チャープファイバグレーティング２、チャープファイバグレーティング３がそれぞれ接続されている。入力光１８は、光サーキュレータ１に入力し、チャープファイバグレーティング１で反射し、再び光サーキュレータ１へ入力した後、光サーキュレータ２へ入力する。同様に、チャープファイバグレーティング２、光サーキュレータ２、光サーキュレータ３、チャープファイバグレーティング３、光サーキュレータ３を通過後、光ファイバ１７を通過して出力光１９となる。
【００２９】
例えば、チャープファイバグレーティング１の分散補償帯域が１５３０ナノメートルから１５４０ナノメートルの１０ナノメートルで分散補償量がａピコ秒／ナノメートル、チャープファイバグレーティング２の分散補償帯域が１５３０ナノメートルから１５５０ナノメートルの２０ナノメートルで分散補償量がｂピコ秒／ナノメートル、チャープファイバグレーティング３の分散補償帯域が１５３０ナノメートルから１５６０ナノメートルの３０ナノメートルで分散補償量がｃピコ秒／ナノメートルとする。そうすると、１５３０ナノメートルから１５４０ナノメートルの帯域では（ａ＋ｂ＋ｃ）ピコ秒／ナノメートル、１５４０ナノメートルから１５５０ナノメートルの帯域では（ｂ＋ｃ）ピコ秒／ナノメートル、１５５０ナノメートルから１５６０ナノメートルの帯域では（ｃ）ピコ秒／ナノメートルの分散補償量をそれぞれ与えることができる。すなわち、波長によって異なる分散補償量を付与することができる。
【００３０】
分散補償に用いるチャープファイバグレーティングの長さは通常数１０ミリメートルから１００ミリメートル程度であるが、もし長さを１００ミリメートルとすると、１０ナノメートルの帯域を持つチャープファイバグレーティングの分散補償量はおよそ９７ピコ秒／ナノメートルである。長さが２倍の２００ミリメートルとすると分散補償量は１９４ピコ秒／ナノメートルとなる。
【００３１】
もし長さを１００ミリメートルとすると、２０ナノメートルの帯域を持つチャープファイバグレーティングの分散補償量はおよそ４８ピコ秒／ナノメートルであり、３０ナノメートルの帯域を持つチャープファイバグレーティングの分散補償量はおよそ３２ピコ秒／ナノメートルとなる。チャープファイバグレーティングの長さを変えることにより、それに応じて分散量は変えることができる。
【００３２】
ここで、波長多重伝送として用いる波長が１５３２．０ナノメートルから０．８ナノメートル間隔で１５３７．６ナノメートルまでの８波長の場合であれば、上記のチャープファイバグレーティング１の帯域でも全ての波長域をカバーできるので、分散補償すべき量になるようなグレーティングの長さのものをあらかじめ用意するか、もしくはあらかじめ準備しておいたファイバグレーティング１をファイバグレーティング２、ファイバグレーティング３の部分に置き換えて波長多重伝送用分散補償モジュールを構成することもできる。
【００３３】
さらに、波長毎に異なる分散補償量が必要な場合、上記のチャープファイバグレーティング１、チャープファイバグレーティング２、チャープファイバグレーティング３の、それぞれ異なる補償帯域と異なる分散補償量の組み合わせにより重ね合わされた値をモジュール全体の分散補償量とすることができる。
【００３４】
なお、本実施形態では、チャープファイバグレーティングを３個用いているがチャープファイバグレーティングの数はシステムに合わせて最適な数でモジュールを構成することが可能である。また、個々のチャープファイバグレーティングの特性（補償帯域、分散補償量、グレーティング長等）は適切に与えることでモジュール全体の最適な特性を得ることができる。
【００３５】
次に、実施の形態２のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールについて図２を参照して説明する。実施形態２の分散補償モジュールはチャープファイバグレーティング１  ２１、チャープファイバグレーティング２  ２２，チャープファイバグレーティング３  ２３、全反射ミラー１  ２４、全反射ミラー２  ２５、全反射ミラー３  ２６、光サーキュレータ１  ２７、光サーキュレータ２  ２８、光サーキュレータ３  ２９、光ファイバ３０を有する。チャープファイバグレーティングの後段の全反射ミラーは全ての伝送波長を反射する特性を持つ。
【００３６】
実施形態１と同様に、３端子の光サーキュレータ１、光サーキュレータ２、光サーキュレータ３にチャープファイバグレーティング１、チャープファイバグレーティング２、チャープファイバグレーティング３がそれぞれ接続され、その後段に全反射ミラー１、全反射ミラー２、全反射ミラー３がそれぞれ接続されている。入力光のうちチャープファイバグレーティングの帯域内の波長光は、チャープファイバグレーティングで反射するが、帯域外の波長光は全反射ミラーで反射される。最終的にどの波長光も光ファイバ３０を通過して出力光となる。
【００３７】
例えば、チャープファイバグレーティング１の補償帯域が１５３０ナノメートルから１５４０ナノメートルの１０ナノメートルで分散補償量がａピコ秒／ナノメートル、チャープファイバグレーティング２の補償帯域が１５４０ナノメートルから１５５０ナノメートルの１０ナノメートルで分散補償量がｂピコ秒／ナノメートル、チャープファイバグレーティング３の補償帯域が１５５０ナノメートルから１５６０ナノメートルの１０ナノメートルで分散補償量がｃピコ秒／ナノメートルとする。
【００３８】
この場合、１５３０ナノメートルから１５４０ナノメートルの波長の光はチャープファイバグレーティング１で分散補償され、１５４０ナノメートルから１５５０ナノメートルの波長の光はチャープファイバグレーティング２で分散補償され、１５５０ナノメートルから１５６０ナノメートルの波長の光はチャープファイバグレーティング３で分散補償される。従って、波長領域に応じて異なる分散補償量を与えることができる。
【００３９】
なお、本実施形態では、チャープファイバグレーティングを３個用いているがチャープファイバグレーティングの数はシステムに合わせて最適な数でモジュールを構成することが可能である。また、個々のチャープファイバグレーティングの特性（補償帯域、分散補償量、グレーティング長等）は適切に与えることでモジュール全体の最適な特性を得ることができる。
【００４０】
次に、実施の形態３のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールについて図３を参照して説明する。
【００４１】
実施形態３のファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールは、チャープファイバグレーティング１  ３１、チャープファイバグレーティング２  ３２，チャープファイバグレーティング３  ３３、チャープファイバグレーティング４  ３４、光サーキュレータ１  ３５、光サーキュレータ２  ３６、光サーキュレータ３  ３７、光サーキュレータ４  ３８、光ファイバ３９を有する。
【００４２】
３端子の光サーキュレータ１、光サーキュレータ２、光サーキュレータ３、光サーキュレータ４にチャープファイバグレーティング１、チャープファイバグレーティング２、チャープファイバグレーティング３、チャープファイバグレーティング４がそれぞれ接続されている。入力光は、光サーキュレータ１に入力し、チャープファイバグレーティング１で反射し、再び光サーキュレータ１へ戻った後、順次光サーキュレータ２、チャープファイバグレーティング２、光サーキュレータ２、光サーキュレータ３、チャープファイバグレーティング３、光サーキュレータ３、光サーキュレータ４、チャープファイバグレーティング４、光サーキュレータ４を通過後、光ファイバ３９を通過して出力光となる。
【００４３】
実施形態３では実施形態１の構成のうち、チャープファイバグレーティング１からチャープファイバグレーティング４までの４個のチャープファイバグレーティングの特性が同じ場合である。
【００４４】
例えば、チャープファイバグレーティング１からチャープファイバグレーティング４のそれぞれが、補償帯域として１５３０ナノメートルから１５４０ナノメートルの１０ナノメートル、分散補償量としてａピコ秒／ナノメートルの特性を持つとすると、合計の分散補償量は４倍の４×ａピコ秒／ナノメートルとなる。
【００４５】
この場合、同一のチャープファイバグレーティングを用いた構成により、ただ一つの位相マスクを用いて作製できる複数のチャープファイバグレーティングを用いたファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールを提供できる。チャープファイバグレーティングは同一の特性を有するため、その作製に必要となる高価な位相マスクが一種類で可能となり、波長毎に複数の位相マスクを用いた作製工程に比べて格段に低コスト化が図れる。
【００４６】
なお、本実施形態では、チャープファイバグレーティングを４個用いているがチャープファイバグレーティングの数はシステムに合わせて最適な数でモジュールを構成することが可能である。また、チャープファイバグレーティングの特性（補償帯域、分散補償量、グレーティング長等）は適切に与えることでモジュール全体の最適な特性を得ることができるのは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明にかかるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールは、少なくとも数ナノメートル以上の補償帯域を有し、分散補償量がそれぞれ異なる複数のチャープファイバグレーティングが、光サーキュレータを介して接続されたことを備えた構成により、複数のチャープファイバグレーティングの持つそれぞれの分散補償量の重ね合わせにより分散補償量が決定され、波長多重伝送用の分散補償モジュールとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールの構成図
【図２】本発明の第２の実施形態におけるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュールの構成図
【図３】本発明の第３の実施形態におけるファイバグレーティング型波長多重伝送用分散補償モジュール構成図
【図４】従来の波長多重伝送用分散補償モジュールの構成を示す概略図
【符号の説明】
【００４９】
１    光サーキュレータ
２    分散補償ファイバ
３    ファイバ・ブラッグ・グレーティング
４    ファイバ・ブラッグ・グレーティング
５    ファイバ・ブラッグ・グレーティング
６    ファイバ・ブラッグ・グレーティング
１１    チャープファイバグレーティング１
１２    チャープファイバグレーティング２
１３    チャープファイバグレーティング３
１４    光サーキュレータ１
１５    光サーキュレータ２
１６    光サーキュレータ３
１７    光ファイバ
１８    入力光
１９    出力光
２１    チャープファイバグレーティング１
２２    チャープファイバグレーティング２
２３    チャープファイバグレーティング３
２４    全反射ミラー１
２５    全反射ミラー２
２６    全反射ミラー３
２７    光サーキュレータ１
２８    光サーキュレータ２
２９    光サーキュレータ３
３０    光ファイバ
３１    チャープファイバグレーティング１
３２    チャープファイバグレーティング１
３３    チャープファイバグレーティング１
３４    チャープファイバグレーティング１
３５    光サーキュレータ１
３６    光サーキュレータ２
３７    光サーキュレータ３
３８    光サーキュレータ４
３９    光ファイバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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