(57)【要約】【課題】  光ファイバなどの波長分散およびその変動を検知する分散検知装置の分散検知範囲をシフトさせたり、拡張させたりすること。【解決手段】  光ファイバ伝送路１００を伝搬した信号光の一部は、分岐手段１２０で分岐し、経路選択手段１４０に入る。経路選択手段１４０は、それぞれ分散特性の異なる複数の分散媒質１６０の中から２つの経路を選択し、信号光を非線形受光手段１８０に入力する。非線形受光手段１８０は、分散媒質を通過した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例する電気信号を出力する。差分演算手段２００において、これら２つの経路からの電気信号を比較し、差分信号を出力する。この差分信号と分散媒質１６０の分散特性から信号光の分散値を検知することができる。また、分散媒質１６０に代えて、可変分散デバイスを使用することもできる。【選択図】  図３
2005341439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散値がそれぞれ異なる分散媒質を有する複数の経路と、
光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、前記複数の経路の中から少なくとも１つの経路を選択して分岐させる経路選択手段と、
前記選択された少なくとも１つの経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する非線形受光手段と、
を備えたことを特徴とする分散検知装置。
【請求項２】
前記各分散媒質の分散値は、定数Ｄ（Ｄ＞０）を用いて、−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の分散検知装置。
【請求項３】
光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、少なくとも１つの経路に分岐させる分岐手段と、
前記少なくとも１つの経路のそれぞれの分散値を変えることができる可変分散デバイスと、
分岐した前記信号光を前記可変分散デバイスからそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する非線形受光手段と、
を備えたことを特徴とする分散検知装置。
【請求項４】
分散値がそれぞれ異なる分散媒質を有する複数の経路と、
光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、前記複数の経路の中から２つの経路を選択して第１の経路と第２の経路とに分岐させる経路選択手段と、
前記選択された第１の経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第１の非線形受光手段と、
前記選択された第２の経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第２の非線形受光手段と、
前記第１の非線形受光手段と前記第２の非線形受光手段とから出力される電気信号の差分を出力する差分演算手段と
を備えたことを特徴とする分散検知装置。
【請求項５】
前記各分散媒質の分散値は、定数Ｄ（Ｄ＞０）を用いて、−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の分散検知装置。
【請求項６】
光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、第１の経路と第２の経路とに分岐させる分岐手段と、
前記第１の経路の分散値を可変することができる第１の可変分散デバイスと、
前記第２の経路の分散値を可変することができる第２の可変分散デバイスと、
分岐した前記信号光を前記第１の可変分散デバイスから受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第１の非線形受光手段と、
分岐した前記信号光を前記第２の可変分散デバイスから受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第２の非線形受光手段と、
前記第１の非線形受光手段と前記第２の非線形受光手段とから出力される電気信号の差分を出力する差分演算手段と
を備えたことを特徴とする分散検知装置。
【請求項７】
前記各非線形受光手段は、二光子吸収を示すことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項８】
前記各非線形受光手段は、第２次高調波発生を示すことを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項９】
前記選択された各経路において、前記信号光の第２次高調波を通過させるフィルタをさらに備えたことを特徴とする請求項８に記載の分散検知装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記選択された経路において、前記非線形受光手段に対する信号光の入力強度を制御する光増幅器をさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項１１】
少なくとも１つの前記光増幅器の利得を調整するフィードバック手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１０に記載の分散検知装置。
【請求項１２】
前記利得の調整は、前記非線形受光手段の出力に基づくことを特徴とする請求項１１に記載の分散検知装置。
【請求項１３】
少なくとも１つの前記選択された経路において、前記非線形受光手段に対する信号光の入力強度を制御する光増幅器をさらに備えたことを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項１４】
少なくとも１つの前記光増幅器の利得を調整するフィードバック手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載の分散検知装置。
【請求項１５】
前記利得の調整は、前記差分演算手段の出力に基づくことを特徴とする請求項１４に記載の分散検知装置。
【請求項１６】
前記利得の調整は、前記非線形受光手段の出力に基づくことを特徴とする請求項１４に記載の分散検知装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記非線形受光手段は、前記電気信号のレベルを調整する出力調整手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記非線形受光手段は、前記電気信号のレベルを調整する出力調整手段を有し、該出力調整手段は前記差分演算手段の出力に基づいて前記電気信号のレベルを調整することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【請求項１９】
前記各非線形受光手段に入力する前記信号光を分岐して、該分岐した前記信号光により前記電気信号を規格化する規格化手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の分散検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバなどの波長分散およびその変動を検知する分散検知装置に関し、より具体的には、超高速・大容量光通信システムの端局、線形中継器、または再生中継器において、光ファイバの波長分散およびその変動を検知する分散検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ伝送路には、温度変化や圧力印加などの環境変化による分散変動がある。超高速・大容量光通信システムでは、光ファイバ伝送路の分散変動を自動検知して等化する適応分散等化技術が必要になる。この分散変動を自動検知する方法には次のようなものがある。
【０００３】
特許文献１では、分散値の絶対値が等しく符号が異なる光ファイバを２つの経路に配置する光自動等化器が提案されている。これは、分散の変動方向を含めて検知することができ、様々なタイプの光ファイバ伝送路に適用可能である。しかし、必要デバイス数が多く、また、ビットレートに対する依存性がある。
【０００４】
特許文献２では、非線形受光手段を用いた分散検知装置および分散検知方法が提案されている。これは、ビットレートに依存することなく、様々な光ファイバ伝送路の分散変動を符号の変化も含めて検知することができる。
【０００５】
図１に、特許文献２の構成例を示す。同図において、光ファイバ伝送路１０から信号光の一部を光カプラ１２で分岐し、さらに光カプラ１４で経路１および経路２に分岐する。経路１には正の分散値（＋Ｄ）を有する分散媒質１６ａが配置され、経路２には負の分散値（−Ｄ）を有する分散媒質１６ｂが配置される。各経路の分散媒質１６ａ、１６ｂを通過した信号光は、それぞれ非線形受光手段１８ａおよび１８ｂにおいて入力信号光の光強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例する電気信号（電圧）をそれぞれ出力する。各経路の出力電気信号は、差分演算手段２０で比較され、差分信号が出力される。この差信号は、図２に示す特性を有しており、同図に示した分散検知範囲において、光ファイバ１０の分散を検知することができる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−５３６７９号公報（図１２）
【特許文献２】特開２００３−２０４３０３号公報
【非特許文献１】Ｋ．Ｋｉｋｕｃｈｉ，Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．Ｌｅｔｔｅｒ，１９９８，ｖｏｌ．３４，ｎｏ．１，ｐｐ．１２３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２による分散検知装置の分散検知範囲は、分散媒質１６ａおよび１６ｂの分散値−Ｄから＋Ｄの範囲に限られていた。このため、環境変化等によって、この範囲を超える分散変動があった場合は、正しく分散の値を検知することができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、分散検知範囲をシフトさせたり、拡張させたりすることのできる分散検知装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上述の目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、分散値がそれぞれ異なる分散媒質を有する複数の経路と、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、前記複数の経路の中から少なくとも１つの経路を選択して分岐させる経路選択手段と、前記選択された少なくとも１つの経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する非線形受光手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各分散媒質の分散値は、定数Ｄ（Ｄ＞０）を用いて、−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）のいずれかであることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、少なくとも１つの経路に分岐させる分岐手段と、前記少なくとも１つの経路のそれぞれの分散値を変えることができる可変分散デバイスと、分岐した前記信号光を前記可変分散デバイスからそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する非線形受光手段と、前記非線形受光手段から出力される電気信号の差分を出力する差分演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明は、分散値がそれぞれ異なる分散媒質を有する複数の経路と、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、前記複数の経路の中から２つの経路を選択して第１の経路と第２の経路とに分岐させる経路選択手段と、前記選択された第１の経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第１の非線形受光手段と、前記選択された第２の経路を介して、分岐した前記信号光をそれぞれ受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第２の非線形受光手段と、前記第１の非線形受光手段と前記第２の非線形受光手段とから出力される電気信号の差分を出力する差分演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記各分散媒質の分散値は、定数Ｄ（Ｄ＞０）を用いて、−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）のいずれかであることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項６に記載の発明は、光ファイバ伝送路を伝搬した信号光の少なくとも一部を、第１の経路と第２の経路とに分岐させる分岐手段と、前記第１の経路の分散値を可変することができる第１の可変分散デバイスと、前記第２の経路の分散値を可変することができる第２の可変分散デバイスと、分岐した前記信号光を前記第１の可変分散デバイスから受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第１の非線形受光手段と、分岐した前記信号光を前記第２の可変分散デバイスから受光し、該受光した信号光の強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例した電気信号を出力する第２の非線形受光手段と、前記第１の非線形受光手段と前記第２の非線形受光手段とから出力される電気信号の差分を出力する差分演算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記各非線形受光手段は、二光子吸収を示すことを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８に記載の発明は、請求項１から６いずれか１項に記載の発明において、前記各非線形受光手段は、第２次高調波発生を示すことを特徴とする。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記選択された各経路において、前記信号光の第２次高調波を通過させるフィルタをさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも１つの前記選択された経路において、前記非線形受光手段に対する信号光の入力強度を制御する光増幅器をさらに備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、少なくとも１つの前記光増幅器の利得を調整するフィードバック手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の発明において、前記利得の調整は、前記非線形受光手段の出力に基づくことを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１３に記載の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも１つの前記選択された経路において、前記非線形受光手段に対する信号光の入力強度を制御する光増幅器をさらに備えたことを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明において、少なくとも１つの前記光増幅器の利得を調整するフィードバック手段をさらに備えたことを特徴とする。
【００２３】
また、請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記利得の調整は、前記差分演算手段の出力に基づくことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項１６に記載の発明は、請求項１４に記載の発明において、前記利得の調整は、前記非線形受光手段の出力に基づくことを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１７に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも１つの前記非線形受光手段は、前記電気信号のレベルを調整する出力調整手段を有することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１８に記載の発明は、請求項４から６のいずれか１項に記載の発明において、少なくとも１つの前記非線形受光手段は、前記電気信号のレベルを調整する出力調整手段を有し、該出力調整手段は前記差分演算手段の出力に基づいて前記電気信号のレベルを調整することを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１９に記載の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載の発明において、前記各非線形受光手段に入力する前記信号光を分岐して、該分岐した前記信号光により前記電気信号を規格化する規格化手段をさらに備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の分散検知装置によれば、従来の分散検知装置では固定されていた分散検知範囲をシフトさせたり、拡張させたりすることができる。また、本発明の分散検知装置によれば、特許文献２に記載のように、１つの非線形受光手段のみを用いる構成とし、装置の小型化および簡易化を実現することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の分散検知装置の基本構成を図３に示す。本発明の分散検知装置は、光ファイバ伝送路１００から信号光を分岐する分岐手段１２０と、それぞれ異なる分散値を有する複数の分散媒質１６０と、複数の分散媒質に対する経路を選択する経路選択手段１４０と、２つの非線形受光手段１８０ａおよび１８０ｂ（以下、「非線形受光手段１８０」と略記する場合がある）と、差分演算手段２００から構成される。他の実施形態として、図３の基本構成において、２つの非線形受光手段１８０ａおよび１８０ｂ、ならびに差動演算手段２００に代えて、１つの非線形受光手段のみを用いる構成とすることもできる。
【００３０】
図３において、光ファイバ伝送路１００を伝搬した信号光パルスの一部は、分岐手段１２０で分岐し、経路選択手段１４０に入る。経路選択手段１４０は、複数の分散媒質１６０の中から２つの経路を選択し、それぞれの信号光パルスを非線形受光手段１８０ａおよび１８０ｂに入力する。非線形受光手段１８０は、分散媒質を通過した信号光パルスの強度のｎ乗（ｎ＞１）に比例する電気信号を出力する。差分演算手段２００は、それぞれの非線形受光手段１８０から出力される電気信号を比較し、差分信号を出力する。
【００３１】
ここで、分散媒質１６０は、図３においては、分散値Ｄ（Ｄ＞０）を基本単位とする複数の分散値−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）の分散媒質から構成されている。信号光パルスが分散の影響を受けてチャープして、パルス幅が広がっている場合、その分散をキャンセルする分散値を有する経路では、パルス幅が狭まりピークパワーが大きくなるので非線形受光手段の出力電圧が大きく、他方の経路では非線形受光手段の出力電圧が小さくなる。この差分信号（電圧差）によって、分散（チャープ）の大きさを検知することができる。ちなみに、１つの非線形受光手段のみを用いる構成の実施形態では、非線形受光手段の出力電圧によって、分散の大きさを検知することになる。
【００３２】
図３の分散検知装置における信号光の分散値と差分演算手段２００の差分信号出力との関係（分散検知特性）を図４に示す。
【００３３】
一般に、分散値が−αＤからαＤの範囲内にある任意の分散値Ｄｐを求める場合、次のようになる。分散値Ｄｐを有する信号光は、経路選択手段１４０において、分散検出範囲−（α−１）Ｄ±Ｄから分散検出範囲（α−１）Ｄ±Ｄの中から分散検出範囲を経路選択する。次に、差分演算手段２００において、それぞれの分散検出範囲について差分信号ｐ−（α−１）からｐ（α−１）の値を得る。ここで、差分信号ｐｍおよびｐｍ＋１（ｍ≦α−１）の間で符号が変化したとすると、分散値Ｄｐは分散検出範囲Ｄｍ±Ｄおよび分散検出範囲Ｄｍ＋１±Ｄのオーバラップした範囲に存在することになる。さらに、図４から解るように、分散検出範囲Ｄｍ±Ｄの分散検知特性上の差分信号ｐｍおよび分散検出範囲Ｄｍ＋１±Ｄの分散検知特性上の差分信号ｐｍ＋１から分散値Ｄｐをそれぞれ求めることができる。
【００３４】
例えば、光ファイバ伝送路１０を伝搬した信号光が分散範囲＋Ｄ〜＋２Ｄの間にある分散値Ｄｐの影響を受けているとする。ここで、経路選択手段において、一方の経路に分散値−Ｄを有する分散媒質を選択し、もう一方の経路に分散値＋Ｄを有する分散媒質を選択する場合（分散検出範囲０±Ｄ）、図４より差分信号ｐ０の符号は差分演算手段２００の出力において＋となる。次に、経路選択手段において、一方の経路に分散値０を有する分散媒質を選択し、もう一方の経路に分散値＋２Ｄの分散を有する分散媒質を選択する場合（分散検出範囲Ｄ±Ｄ）、図４より差分信号ｐ１の符号は差分演算手段２００の出力において＋となる。次に、経路選択手段において、一方の経路に分散値＋Ｄを有する分散媒質を選択し、もう一方の経路に分散値＋３Ｄを有する分散媒質を選択する場合（分散検出範囲２Ｄ±Ｄ）、図４より差分信号ｐ２の符号は差分演算手段２００の出力において−となる。同様に、分散媒質をそれぞれ＋２Ｄおよび＋４Ｄとした場合（分散検出範囲３Ｄ±Ｄ）、差分信号ｐ３の符号は差分演算手段２００の出力において−となる。
【００３５】
このように、差分信号出力の値の符号の変化により、光ファイバ伝送路１００を通過した信号光の分散値Ｄｐは、分散＋Ｄと＋２Ｄの間にあることが判る。また、図４の分散検出範囲Ｄ±Ｄの分散検知特性上の差分信号出力ｐ１および分散検出範囲２Ｄ±Ｄの分散検知特性上の差分信号出力ｐ２の値からそれぞれ分散値Ｄｐを読み取ることができる。
【００３６】
以上のように、複数の異なる分散値を有する分散媒質を用い、分散検知範囲をシフトさせることによって、分散検出範囲を実質的に拡張することができる。また、複数の異なる分散値を有する分散媒質に代えて、可変分散デバイスを用いることもできる。この場合、２つの可変分散デバイスの分散値を変化させることにより、環境変化などによって光ファイバ伝送路の分散値が変動した場合に対応することができる。以下に、具体的な実施形態について説明する。
【００３７】
（第１の実施形態）
図５に第１の実施形態の基本構成例を示す。本実施形態では、分岐手段に光カプラ１２１、経路選択手段に光スイッチ１４１、分散媒質に光ファイバ１６１、非線形受光手段にシリコンアバランシェフォトダイオード（Ｓｉ−ＡＰＤ）１８１ａおよび１８１ｂ（以下、「Ｓｉ−ＡＰＤ１８１」と略記する場合がある）を使用している。
【００３８】
図５では、９０：１０光カプラ１２１によって１０分の１のパワーに分岐した光ファイバ伝送路１０１からの信号光を経路選択手段である光スイッチ１４１に入力する。光スイッチ１４１には、異なる分散値を有する２つの経路の分散媒質を接続する。本実施形態においては、分散媒質１６０として、１．３μｍシングルモードファイバや分散補償ファイバなどの光ファイバを用いる。光ファイバ１６１は、基本単位として分散Ｄを４０ｐｓ／ｎｍとし、分散値−αＤからαＤ（α＝０，１，２，．．．，α）で構成される。
【００３９】
光スイッチ１４１によって、これらの分散値から分散値Ｄｍ±Ｄ（ｍ≦α−１）の２つの経路を選択する。これらの２つの経路を通って光ファイバ１６１を通過した信号光は、１．５μｍ帯で二光子吸収を示すＳｉ−ＡＰＤ１８１に入力される（非特許文献１参照）。ここで、Ｓｉ−ＡＰＤ１８１の応答周波数は、伝送レートに比べ十分に低いものとする。本実施形態では、４０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送システムにおいて、応答周波数が十分に低い１００ｋＨｚのものを用いる。応答周波数が十分低くければ、Ｓｉ−ＡＰＤ１８１の出力には４０ＧＨｚ成分は現れず、直流電圧信号を得ることができる。必要に応じて、Ｓｉ−ＡＰＤ１８１の出力に低域通過フィルタを挿入することもできる。
【００４０】
例えば、分散値が−Ｄと＋Ｄの光ファイバ１６１を選択している場合、温度変化などの環境変化による光ファイバ伝送路１０１の分散変動は、−Ｄ〜＋Ｄの範囲で検知することができる。温度変化によって、分散値がさらに大きくおよそ＋８０ｐｓ／ｎｍに変化した場合、光スイッチ１４１によって＋４０ｐｓ／ｎｍと＋１２０ｐｓ／ｎｍの分散値を有する光ファイバ１６１を選択することによって、＋４０ｐｓ／ｎｍから＋１２０ｐｓ／ｎｍの範囲においても分散検知が可能となる。
【００４１】
なお、本実施形態において、異なる分散値を有する分散媒質として、チャープファイバグレーティングを用いることができる。
【００４２】
（第２の実施形態）
図６に第２の実施形態の基本構成例を示す。本実施形態では、分岐手段に光カプラ１２２、経路選択手段に光カプラ１４２、分散媒質に可変分散デバイス１６２ａおよび１６２ｂ（以下、「可変分散デバイス１６２」と略記する場合がある）、非線形受光手段にシリコンアバランシェフォトダイオード（Ｓｉ−ＡＰＤ）１８２ａおよび１８２ｂ（以下、「Ｓｉ−ＡＰＤ１８２」と略記する場合がある）を使用している。
【００４３】
また、他の実施形態では、可変分散デバイス１６２を２つ以上使用することもできる。例えば、図５の分散媒質１６１のそれぞれを可変分散デバイスで構成してもよい。
【００４４】
図６では、９０：１０光カプラ１２２によって１０分の１のパワーに分岐した光ファイバ伝送路１０２からの信号光を経路選択手段である光カプラ１４２に入力する。光カプラ１４２は、入力された信号光を５０：５０の比率でさらに２つの経路に分岐する。本実施形態においては、分散媒質として、分散値を可変制御することができる可変分散デバイス１６２を用いている。一方の経路の可変分散デバイス１６２ａの分散値を＋Ｄ（ｔ）とし、他方の可変分散デバイス１６２ｂの分散値を−Ｄ（ｔ）とする。例えば、初期値としてそれぞれ＋４０ｐｓ／ｎｍ、−４０ｐｓ／ｎｍとする。これら可変分散デバイスからの出力光を非線形手段であるＳｉ−ＡＰＤ１８２に入力する。これら２つの経路におけるＳｉ−ＡＰＤからの差分信号によって光ファイバ伝送路１０２を通過してきた信号光の分散を検知することができる。
【００４５】
本実施形態では、環境変化などによって、光ファイバ伝送路の分散が経時的に変動したとき、可変分散デバイスの分散値を変化させることにより、分散検知範囲をシフトさせる。例えば、光ファイバ伝送路の分散がおおよそ＋８０ｐｓ／ｎｍ変化した場合、一方の可変分散デバイスを＋４０ｐｓ／ｎｍ、他方の可変分散デバイスを＋１２０ｐｓ／ｎｍと変化させることによって、分散検知が可能となる。
【００４６】
本実施形態における可変分散デバイスとしては、温度制御チャープファイバグレーティング、張力制御チャープファイバグレーティング、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ  Ｉｍａｇｅｄ  Ｐｈａｓｅｄ  Ａｒｒａｙ）、平面光波回路（ＰＬＣ）による可変分散等化器、アレイ導波路格子（ＡＷＧ）による可変分散等化器、ＬＯＴＡＤＥなど、様々な分散制御可能なデバイスを用いることができる。
【００４７】
（第３の実施形態）
図７に第３の実施形態の基本構成例を示す。本実施形態では、非線形受光手段の一部としてＳＨＧ結晶１８３ａおよび１８３ｂ（以下、「ＳＨＧ１８３」と略記する場合がある）を使用している。ＳＨＧ結晶としては、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ）、ＫＴｉＯＰＯ４（ＫＴＰ）、ＬｉＮｂＯ３（ＬＮ）などの無機材料、またはＰＭＭＡなどの有機材料などを使用することができる。本実施形態では、経路選択手段としての光スイッチ１４３から出力された光をＳＨＧ１８３に照射する。このＳＨＧは、出力が入力光の強度の２乗に比例する第２次高調波光を発生する。次に、その出力光（７００ｎｍ波長帯）を光電子増倍管１９３ａおよび１９３ｂ（感度波長範囲：３００〜８２０ｎｍ）に入射する。光ファイバ伝送路１０３を通過した信号光が分散の影響を受けている場合、２つの光電子増倍管１９３ａおよび１９３ｂの出力電圧が異なり、この電圧差に対応した差分演算手段２０３の出力によって、分散の大きさを検知することができる。
【００４８】
本実施形態において、光電子増倍管１９３ａおよび１９３ｂに代えて、７００〜８００ｎｍ波長帯に感度波長を有するフォトダイオードを用いてもよい。一例として、シリコンアバランシェフォトダイオードを用いることができる。
【００４９】
また、ＳＨＧ結晶に入射した信号光の周波数の第２次高調波を通過帯域とした帯域通過光フィルタを光電子増倍管１９３ａおよび１９３ｂの出力に設置し、第２次高調波光以外の雑音を除去するようにしてもよい。
【００５０】
（他の実施形態）
図８に他の実施形態の基本構成例を示す。本実施形態では、同図に示すように非線形受光手段であるＳｉ−ＡＰＤ１８４ａおよび１８４ｂの前段に、光増幅器（ＥＤＦＡ）１７４ａおよび１７４ｂを配置している。これにより、各経路の信号光の光パワーレベルを調節し、各経路の信号光のパワーバランス、および非線形受光手段に対する入力信号光のパワーレベルを調整することができるようになる。
【００５１】
さらに、図９に示すように、差動増幅器などの差分演算手段２０５から出力される差分信号に基づきコントローラ２１５を介して、光増幅器（ＥＤＦＡ）１７５ａおよび１７５ｂの少なくとも一方にフィードバックし、光増幅器の利得を調整する構成とすることもできる。これにより、所定のレベルを有する信号光に対して各経路の利得／減衰量を自動調整することができる。なお、光増幅器１７５ａおよび１７５ｂの少なくとも一方に可変光減衰器を加えるか、または可変光減衰器と置き換えてもよい。
【００５２】
また、図１０に示すように、差動増幅器などの差分演算手段２０６から出力される差分信号に基づきコントローラ２１６を介して、非線形受光手段に備えた電気信号増幅器の少なくとも１つにフィールドバックし、非線形受光手段１８６ａおよび／または１８６ｂの利得を調整する構成としてもよい。
【００５３】
また、図１１に示すように、非線形受光手段である二光子吸収素子（ＴＰＡ）１８７ａおよび１８７ｂへ入力される信号光をそれぞれ光カプラ１７７ａおよび１７７ｂでタップして、二光子吸収素子の出力信号Ｖ２（経路１ではＶ２１、経路２ではＶ２２）を線形受光素子であるフォトダイオード（ＰＤ）１９７ａおよび１９７ｂの出力信号Ｖ１（経路１ではＶ１１、経路２ではＶ１２）でそれぞれ規格化（経路１ではＶ２１／Ｖ１１２、経路２ではＶ２２／Ｖ１２２）することにより、入力パワーの変動を補償する構成とすることもできる。
【００５４】
以上、本発明について、いくつかの実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明の原理を適用できる多くの可能な実施形態に鑑みて、図面との関係でここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなく構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、および／またはその順序を変えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】従来の分散検知装置の基本構成例を一般的に示すブロック図である。
【図２】従来の分散検知装置の分散検知特性例を一般的に示すグラフ図である。
【図３】本発明の分散検知装置の基本構成例を示すブロック図である。
【図４】図３の分散検知装置の分散検知特性（理論値）を示すグラフ図である。
【図５】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図６】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図８】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の分散検知装置の一実施形態における基本構成例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  光ファイバ伝送路
１２、１４  光カプラ
１６ａ、１６ｂ  分散媒質
１８ａ、１８ｂ  非線形受光手段
２０  差分演算手段
１００、１０１、１０２、１０３  光ファイバ伝送路
１２０  分岐手段
１２１、１２２  光カプラ
１４０  経路選択手段
１４１、１４３  光スイッチ
１４２  光カプラ
１６０  分散媒質
１６１  光ファイバ
１６２ａ、１６２ｂ  可変分散デバイス
１７４ａ、１７４ｂ、１７５ａ、１７５ｂ  ＥＤＦＡ
１７７ａ、１７７ｂ  光カプラ
１８０ａ、１８０ｂ、１８６ａ、１８６ｂ  非線形受光手段
１８１ａ、１８１ｂ、１８２ａ、１８２ｂ、１８４ａ、１８４ｂ  Ｓｉ−ＡＰＤ
１８３ａ、１８３ｂ  ＳＨＧ
１８７ａ、１８７ｂ  ＴＰＡ
１９３ａ、１９３ｂ  光電子増倍管
１９７ａ、１９７ｂ  ＰＤ
２００、２０３、２０５、２０６  差分演算手段
２１５、２１６  コントローラ
【図１】
2005341439.tif 000003
【図２】
2005341439.tif 000004
【図３】
2005341439.tif 000005
【図４】
2005341439.tif 000006
【図５】
2005341439.tif 000007
【図６】
2005341439.tif 000008
【図７】
2005341439.tif 000009
【図８】
2005341439.tif 000010
【図９】
2005341439.tif 000011
【図１０】
2005341439.tif 000012
【図１１】
2005341439.tif 000013