(57)【要約】【課題】ＷＤＭ伝送に適用可能な分散補償器を提供する。【解決手段】少なくとも一つ以上のグレーティングが形成されたファイバグレーティングと、前期グレーティングの光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部若しくは吸熱部とを備えた分散補償器であって、前記発熱部若しくは吸熱部は、前記光伝搬方向に沿って配列された複数の熱源要素を有しており、前記複数の熱源要素に含まれる第１の熱源要素は、第１の発熱面と対面の位置に第１の吸熱面を有する構成をしており、前記複数の熱源要素に含まれる第２の発熱要素、若しくは吸熱要素は、前記第１の発熱面と吸熱面の配置とは異なる第２の発熱面と吸熱面を有する構成をした第２熱源要素を有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つのファイバグレーティングと、前記ファイバグレーティング内に形成された少なくとも一つのグレーティング形成部と、前記ファイバグレーティングの光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部若しくは吸熱部と、を備えた分散補償器であって、前記発熱部若しくは吸熱部は、前記グレーティングの光伝搬方向に沿って配列された複数の熱源要素を有しており、前記複数の熱源要素に含まれる第１の熱源要素は、第１の発熱面と対面の位置に第１の吸熱面を有する構成をしており、前期複数の熱源要素に含まれる第２の発熱要素に含まれる第２の発熱部若しくは吸熱部は前記第１の発熱面と吸熱面の配置とは異なる第２の発熱面と吸熱面を有することを特徴とする分散補償器。
【請求項２】
前記ファイバグレーティングは、グレーティング周期が同一構造又はチャープ構造を有している請求項１に記載の分散補償器。
【請求項３】
前記熱源要素はペルチェ効果を有している請求項１ないし２に記載の分散補償器。
【請求項４】
前記熱源要素は前記第１熱源要素の第１発熱面と前記第２熱源要素の第２吸熱面による温度変化を円滑に伝える好熱伝導材を具備することを特徴とする請求項１から３に記載の分散補償器。
【請求項５】
前記好熱伝導材は、前記各熱源要素に接していることを特徴とする請求項１から４に記載の分散補償器。
【請求項６】
前記好熱伝導材は、前記ファイバグレーティングに接していることを特徴とする請求項１から５に記載の分散補償器。
【請求項７】
前記好熱伝導材は、前記ファイバグレーティングを固定する手段を有することを特徴とする請求項１から６に記載の分散補償器。
【請求項８】
前記熱源要素は前記各熱源要素と前記好熱伝導材により前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部に印加された温度勾配を、他のグレーティング形成部に伝達させない低熱伝導材を具備することを特徴とする請求項１から７に記載のグレーティング製造装置。
【請求項９】
前記低熱伝導材は前記ファイバグレーティングに接していることを特徴とする請求項１から８に記載の分散補償器。
【請求項１０】
前記低熱伝導材は前記ファイバグレーティングを固定する手段を有することを特徴とする請求項１から９に記載の分散補償器。
【請求項１１】
前記熱源要素は前記第１熱源要素の第１発熱面と前記第２熱源要素の第２吸熱面によって生じた温度勾配を検出して、最適な温度勾配にさせるように温度制御する手段を有することを特徴とする請求項１から１０に記載の分散補償器。
【請求項１２】
前記温度勾配検出手段は前記ファイバグレーティングの反射中心波長部の温度を検出することを特徴とする請求項１から１２に記載の分散補償器。
【請求項１３】
少なくとも一つのファイバグレーティングと、前記ファイバグレーティング内に形成された少なくとも一つのグレーティング形成部と、前記ファイバグレーティングの光伝搬方向における温度分布を制御する発熱体と、を備えた分散補償器であって、前記発熱体は、前記グレーティングの光伝搬方向に沿って配列された複数の発熱要素を有しており、前記複数の発熱要素に含まれる第１の発熱要素は、第１の体積を有する導電体から構成された第１導電体層を有し、かつ、前期複数の発熱要素に含まれる第２の発熱要素は前記第１の体積とは異なる第２の導電体から形成された第２導電体層を有することを特徴とする分散補償器。
【請求項１４】
前記ファイバグレーティングは、グレーティング周期が同一構造又はチャープ構造を有している請求項１３に記載の分散補償器。
【請求項１５】
前記発熱体は、前記ファイバグレーティングに接していることを特徴とする請求項１３ないし１４に記載の分散補償器。
【請求項１６】
前記好熱伝導材は、前記ファイバグレーティングを固定する手段を有することを特徴とする請求項１３から１５に記載の分散補償器。
【請求項１７】
前記発熱体は前記各発熱要素により前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部に印加された温度勾配を、他のグレーティング形成部に伝達させない低熱伝導材を具備することを特徴とする請求項１３から１６に記載のグレーティング製造装置。
【請求項１８】
前記低熱伝導材は前記ファイバグレーティングに接していることを特徴とする請求項１３から１７に記載の分散補償器。
【請求項１９】
前記低熱伝導材は前記ファイバグレーティングを固定する手段を有することを特徴とする請求項１３から１８に記載の分散補償器。
【請求項２０】
前記発熱体は前記第１発熱要素と前記第２発熱要素によって生じた温度勾配を検出して、最適な温度勾配にさせるように温度制御する手段を有することを特徴とする請求項１３から１９に記載の分散補償器。
【請求項２１】
前記温度勾配検出手段は前記ファイバグレーティングの反射中心波長部の温度を検出することを特徴とする請求項１３から２０に記載の分散補償器。
【請求項２２】
前記発熱体は前記各ファイバグレーティング形成部に応じて温度勾配を印加できるように接続されていることを特徴とする請求項１３から２１に記載の分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野光ファイバ通信などで生じる光信号の波長分散を補償する分散補償器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の光ネットワークの進歩に伴い、光導波路の一種である光ファイバを用いた光ファイバ伝送路の分散補償技術の重要性がますます増加している。
【０００３】
既設の１．３μｍ帯の伝送路において、低伝送損失である１．５μｍ帯の光を用いて伝送させる場合、１７ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ程度の波長分散があるために４０Ｇｂｐｓを超えるような伝送速度が高速になる場合や、伝送距離が長くなる場合になると波長分散が生じてしまう。その結果、光信号が劣化するために個々の分散に対して補償する必要がある。
【０００４】
従来、分散を補償する手段として代表的なものに分散補償器がある。これは、通常の光ファイバの分散特性とは逆の分散特性を持つ分散補償ファイバにより構成されており、伝送路の波長分散を補償している。このような手段では、分散を補償するための分散補償ファイバが数ｋｍ以上必要であり、装置が小型化できない欠点がある。
【０００５】
一方、光ファイバのコア中に回折格子を形成するファイバグレーティングは、ある特定の波長の光を反射する性質を持っており、光ファイバの長軸方向に向かって回折格子の周期を変化させた回折格子を形成することで光の波長により反射位置が異なる性質を持った素子となる。光が反射する波長（ブラッグ波長）λＢはグレーティングの周期ΛＦＧとグレーティングの実効屈折率ｎｅｆｆを用いてλＢ＝２×ｎｅｆｆ×ΛＦＧと表される。長手方向に回折格子周期が変化しているものはチャープファイバグレーティングと呼ばれている。反射波長λＢに対応した光が、周期ΛＦＧが連続的に変化するために、反射波長も連続的に変化し、広帯域な波形が得られる。ファイバグレーティング内の各反射波長に対応した光の反射点までの距離に応じて遅延時間が異なるため、波長分散を持たせることができる。
【０００６】
こうした性質を利用して、波長分散補償器を実現することができる。例えば、図５に示すように光サーキュレータと組み合わせることで、分散補償ファイバと同様な機能を持たせることができる。導波路が光ファイバであるので外部との接続が容易であり、かつ分散補償ファイバに比べて非常に小型で伝送特性・安定性に優れているために有力な分散補償技術として用いられる。
【０００７】
図５において、５１１は入力光、５１２は出力光、５１３は光サーキュレータ、５１４ａ、５１４ｂ、５１４ｃは前記光サーキュレータの各端子、５１５はチャープブラッググレーティング、５１６は回折格子が形成された光ファイバ中のコアである。
【０００８】
図５に示したチャープファイバグレーティングの動作を以下に示す。波長分散の生じた入力光５１１が光サーキュレータ５１３の入力端子５１４ａに入力し、入出力端子５１４ｂからチャープブラッググレーティング５１５に入る。このチャープブラッグ反射回折格子は連続的に屈折率変調のある格子間隔が変化する回折格子で形成されたコア５１６を備えており、入力光の波長分散に対して逆の極性を持っており、波長分散の絶対値が同一に調整されている。従って、出力光５１２はチャープブラッググレーティング５１５で反射されて再び入出力端子５１４ｂから出る際は波長分散が補償されている信号光となっている。
【０００９】
また、波長分割多重伝送（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）や光時分割多重伝送（ＯＴＤＭ：ＯｐｔｉｃａｌＴｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）さらに、ＯＴＤＭ／ＷＤＭの混合システムを想定した際には、ＷＤＭの各波長チャンネルに対して分散補償を行う必要が生じる。そのため、ＷＤＭの各波長チャンネルに対して機能する分散補償器が必要となる。複数のＷＤＭの波長信号を各波長に対して分散補償機能を有するものとしては、従来から種々のものが提案されている。
【００１０】
次に図６を参照しながら、特許文献１に示されている波長分散補償装置について説明する。図６は波長分散補償装置の内部構成を示す模式図であり、波長分散補償装置１０は、反射型ファイバグレーティング（反射型ＦＧ）１１と、サーキュレータ１２とを有している。反射型ＦＧ１１は、波長信号と同数を直列にサーキュレータ１２のポート１２−２（入出力端子）に接続される。そのため、各波長信号が適所のＦＧで分散補償され反射される。波長分散補償装置１０に信号光の波長により異なる反射位置を有する反射型ＦＧ１１を用いることで、伝送路１中に蓄積された波長分散を補償できる。また、反射型ＦＧ１１には、図示しないチャープドファイバグレーティングを用いることができ、チャープドファイバグレーティング１１についても、反射型１１と同様に、信号波長と同数設けられ、直列に接続される。そして、各波長信号は、適所のＦＧで分散補償され反射される。サーキュレータ１２は、ポート１２−２（入出力端子）及びポート１２−３（出力端子）の三端子が対称に配置された光回路素子である。また、サーキュレータ１２は、三端子の場合、１、２、３の端子番号で順方向の１→２、２→３、３→１の方向に進む光を低損失で、逆方向の１→３、３→２、２→１の方向に進む光を高損失で出力する。
【００１１】
波長多重（ＷＤＭ）伝送において、伝送系（光伝送路）１から送信されてきた信号光が、波長分散補償装置１０のサーキュレータ１２へ送られる。サーキュレータ１２のポート１２−１に入力した信号光が、ポート１２−２に透過され、反射型ＦＧ１１に入力される。複数の反射型ＦＧ１１のいずれかにおいて、信号光のうち特定の波長信号のみが反射されるとともに、適応する波長信号が分散補償され、かつ他の波長信号が透過されて、サーキュレータ１２のポート１２−２へ再び送られる。ポート１２−２で入射された信号光が、ポート１２−３より光伝送路１へ出力される。このようにして、出力された波長光は分散補償されている。
【特許文献１】特開２００２−１０１０４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、従来の波長分散補償装置では各反射型ＦＧ１１に対して分散特性の可変制御機構が備えられていないために、反射型ＦＧ１１自体の温度変化による分散特性変化や、伝送路の温度変化や気候変動による分散特性の変化に対応できない。超高速ＯＴＤＭ／ＷＤＭ伝送を想定する場合、わずかな分散特性変化が伝送特性に大きく影響するために、可変分散制御技術が重要となる。
【００１３】
本発明は前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光ファイバ伝送における分散補償や波形整形に必要な分散制御を従来よりも簡便な構成や方法で、小型、低コストで低消費電力を図った分散補償器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の分散補償器は、少なくとも一つのファイバグレーティングと、前記ファイバグレーティング内に形成された少なくとも一つのグレーティング形成部と、前期グレーティングの光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部若しくは吸熱部とを備えた分散補償器であって、前記発熱部若しくは吸熱部は、前記光伝搬方向に沿って配列された複数の熱源要素を有しており、前記複数の熱源要素に含まれる第１の熱源要素は、第１の発熱面と対面の位置に第１の吸熱面を有する構成をしており、前記複数の熱源要素に含まれる第２の発熱要素、若しくは吸熱要素は、前記第１の発熱面と吸熱面の配置とは異なる第２の発熱面と吸熱面を有する構成をした第２熱源要素を有している。
【００１５】
また、本発明の分散補償器は、少なくとも一つのファイバグレーティングと、前記ファイバグレーティング内に形成された少なくとも一つのグレーティング形成部と、前期グレーティングの光伝搬方向における温度分布を制御する発熱体とを備えた分散補償器であって、前記発熱体は前期グレーティングの光伝搬方向に沿って配列された複数の発熱要素を有しており、前記複数の発熱要素に含まれる第１の発熱要素は、第１の体積を有する導電体から形成された第１導電体層を有し、かつ、前記複数の発熱要素に含まれる第２の発熱要素は、前記第１の体積とは異なる第２の導電体から形成された第２導電体層を有している。
【００１６】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングはグレーティング周期が同一又はチャープ構造を有している。
【００１７】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングは使用する光信号の中心波長をグレーティング周期の中心波長に対応している。
【００１８】
好ましい実施形態において、前記熱源要素は補償すべき分散に応じて複数個設置される。
【００１９】
好ましい実施形態において、前記熱源要素は同時に温度を制御できる構成を有する。
【００２０】
好ましい実施形態において、前記熱源要素は前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部の中心波長部に設置された温度検知器により検知された温度を基に温度コントローラにより温度を設定できる。
【００２１】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングは良好な熱伝導性部材に接している。
【００２２】
好ましい実施形態において、前記熱源要素は前記良好な熱伝導性部材に接している。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記温度検知器は前記熱伝導性部材又はファイバグレーティングに接している。
【００２４】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部間は熱伝導率の小さい部材により互いのグレーティング形成部や熱源要素の熱交換が生じない。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングは前記熱伝導性部材と前記熱伝導率の小さい部材に固定される。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記発熱体は補償すべき分散に応じて複数個設置される。
【００２７】
好ましい実施形態において、前記発熱体は同時に温度を制御できる構成を有する。
【００２８】
好ましい実施形態において、前記発熱体は前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部の中心波長部に設置された温度検知器により検知された温度を基に温度コントローラにより温度を設定できる。
【００２９】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングは前記発熱体に接している。
【００３０】
好ましい実施形態において、前記温度検知器は前記発熱体又はファイバグレーティングに接している。
【００３１】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングのグレーティング形成部間は熱伝導率の小さい部材により互いのグレーティング形成部や発熱体の熱交換が生じない。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記ファイバグレーティングは前記発熱体と前記熱伝導率の小さい部材に固定される。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記発熱体は導電体で構成されており、電流による発熱量が各発熱要素の形状により設定される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、１本のファイバグレーティングに不連続の複数のグレーティング形成部を有し、各グレーティング形成部に発熱部および吸熱部を具備することにより、簡便に温度勾配をグレーティング形成部へ印加することができる。したがって、簡便にファイバグレーティングの温度制御が可能となり、低コストで、所望の分散量を持たせることのできる分散補償器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。もちろんこの発明は以下の例によって制限されるものではない。また、説明に使用する図面内の寸法、寸法比率及び位置関係は必ずしも正確ではない。
【００３６】
以下、図面を参照しながら、本発明による分散補償器の好ましい実施形態を説明する。図１は、第１の実施形態における分散補償器の全体構成の概略を示す図である。なお、今回はファイバグレーティングのグレーティング形成部が２箇所であるが、用いるファイバグレーティングの数、ファイバグレーティング内に形成されたグレーティング形成部の数、ファイバグレーティングの反射帯域や分散補償量といったパラメータは本実施形態に限定されず、必要に応じて適宜変更可能である。
【００３７】
（実施例１）
本実施形態の分散補償器は、２箇所にグレーティング１０２と１０３が形成されたコアを有する少なくとも１つのファイバグレーティング１０１と、ブラッググレーティング１０２、１０３の光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部と吸熱部とを備えている。この発熱部と吸熱部は、光伝搬方向に沿って配列された複数の熱源要素１０４と１０５から構成されている。
【００３８】
ファイバグレーティング１０１は熱伝導部１０６、１０７と熱遮断部１０８、１０９上に固定されている。熱伝導部１０６、１０７と熱遮断部１０８、１０９には、ファイバグレーティング１０１を保持するための溝が形成されている。この溝は、断面がＶ字型やＵ字型であることが好ましく、そのサイズはファイバグレーティング１０１を適切に支持するように設定される。
【００３９】
本実施形態で用いている熱伝導部１０６、１０７は、熱源要素１０４と１０５により生じる温度変化をファイバグレーティング１０１のグレーティング形成部１０２、１０３へ効率良く印加するために利用するため、比較的高い熱伝導率を有している材料、例えば銅で構成された部材であることが好ましい。
【００４０】
また、本実施形態で用いている熱遮断部１０８、１０９は熱源要素１０４と１０５により生じる温度変化が、ファイバグレーティング１０１のグレーティング形成部１０２、１０３の熱の交換を互いに生じさせないために利用するため、比較的低い熱伝導率を有している材料、例えばゴムであることが好ましい。
【００４１】
熱源要素１０４と１０５はペルチェ素子で構成されており、熱源要素１０４の温度を高く設定する際には熱源要素１０５の温度が低くなるような設定を温度コントローラ１１０で行う。
【００４２】
熱源要素１０４と１０５により印加される温度勾配の検知は、ファイバグレーティング１０１内のグレーティング形成部１０２、１０９の中心に備えられた温度検知器１１１により、グレーティングの中心温度を検知して温度コントローラ１１０へ検知温度を伝える。温度検知器１１１は温度伝熱部１０６、１０７に取り付けられている。温度コントローラ１１０は温度検知器１１１が最適な温度になるように熱源要素１０４、１０５へ信号を伝える。今回は、温度検知器１１１を温度伝熱部１０６、１０７に取り付けたが、ファイバグレーティング１０１のグレーティング形成部１０２、１０９に接触するように配置しても良い。
【００４３】
次に、熱源要素１０４、１０５による温度コントロールを詳細に説明する。
【００４４】
熱源要素１０４、１０５はペルチェ素子で構成されているため、熱源要素１０４、１０５に電流を流すとペルチェ効果によりファイバグレーティング１０１のグレーティング形成部１０２、１０３の一方の面１１２では熱が吸収され、もう一方の面１１３では熱が放出される。この結果、グレーティング形成部１０２、１０３へ温度勾配が印加されることになる。即ち、グレーティング形成部１０２に対して熱源要素１０４の一面１１２で温度を低く設定し、熱源要素１０５の一面１１４で温度を高く設定すると、グレーティング形成部１０３に対しては熱源要素１０４のもう一方の面１１３では温度が高くなり、熱源要素１０５のもう一方の面１１５では温度が低くなる。このペルチェ素子による動作によってグレーティング形成部１０２、１０３へ温度勾配が印加される。また、熱源要素１０４、１０５はペルチェ素子であるため、非常に小型、低消費電力により高精度かつ速い応答速度で温度制御することができる。
【００４５】
本実施形態では、このようにして各熱源要素１０４、１０５における熱の放出、吸収を調節することにより、ファイバグレーティング１０１内のグレーティング形成部１０２、１０３の温度分布を制御することができ、所望の温度勾配を付与できる。
【００４６】
なお、今回は熱源要素を２個用いてファイバグレーティング１０１内のグレーティング形成部１０２、１０３に対して温度勾配を印加し、グレーティング形成部１０２、１０３の中心波長となる位置に温度検知器１１１を備えることでグレーティング形成部１０２、１０３の温度を検知しているが、本実施の形態ではこの例の他に、熱源要素の数や温度検知器の数や形状といったパラメータは補償すべき伝送路の分散量等に応じて適切なものに設定されうる。例えば、各熱源要素のグレーティング形成部に接する面積を小さくして、さらに装着数を多くすることによって、グレーティング形成部に印加される温度勾配を細かく制御することができ、２次以上の高次の分散にも対応が可能である。
【００４７】
本実施例では、図１に示す構成を有している分散補償器を作製した。各熱源要素１０４、１０５はそれぞれ、同一の形状及び大きさであり、グレーティング形成部１０２、１０３に対して接する面積も同一である。
【００４８】
ファイバグレーティング１０１は既知の技術で作製されており、グレーティング形成部１０２、１０３の中心波長は１５５１．５ｎｍ、１５５８．５ｎｍであるとする。図２（ａ）は図１の分散補償器の基本機能構成を簡略に説明したものである。図２（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはグレーティング形成部１０２、１０３の端部を示している。図２（ｂ）の破線にあるように、グレーティング形成部１０２において、波長帯域が１５５０ｎｍから１５５３ｎｍで−５０ｐｓ／ｎｍの分散量をでき、グレーティング形成部１０３において、波長帯域が１５６０ｎｍから１５６３ｎｍで−５０ｐｓ／ｎｍの分散量を補償できるとする。図２（ｃ）にあるように、熱源要素１０４、１０５を温度コントローラ１１０によってグレーティング形成部１０２、１０３に対して、温度検知器１１１によって測定される中心温度を４０℃として温度勾配を線形に６０℃与えたとすると、グレーティング形成部１０２、１０３の分散量は共に、図２（ｂ）の実線で示されたように−６０ｐｓ／ｎｍとなる。
【００４９】
以上のように、本実施例の分散補償器に拠れば、温度分布を変化させることにより、補償可能な分散量を−５０ｐｓ／ｎｍから−６０ｐｓ／ｎｍへと可変制御できる。
【００５０】
以上説明したように、本実施例では、熱源要素としてペルチェ素子を用いており、かつ、一つのペルチェ素子の発熱部と吸熱部を別のグレーティング形成部において利用している。その上、２つのペルチェ素子を組み合わせて利用することにより、効率よく複数のグレーティング部の温度制御が可能となる。よって、本実施例の分散補償器は、低消費電力特性を有する。
【００５１】
（実施例２）
第１の実施例では、熱源要素１０４、１０５にペルチェ素子を用いたが、熱源要素をヒータに変更しても温度勾配をファイバグレーティング１０１のグレーティング形成部１０２，１０３へ与えることができる。第２の実施例でも、基本的には図１に示す構成の分散補償器を作製している。なお、第２の実施例においても、ファイバグレーティングのグレーティング形成部が２箇所であるが、用いるファイバグレーティングの数、ファイバグレーティング内に形成されたグレーティング形成部の数、ファイバグレーティングの反射帯域や分散補償量といったパラメータは本実施形態に限定されず、必要に応じて適宜変更可能である。
【００５２】
ここで、実施例１と異なる点は、熱源要素をペルチェ素子から薄膜ヒータへと変更した点にある。図３に示す薄膜ヒータ１０４、１０５は導電体層で構成されているため、各導電体層のファイバグレーティング３０１長手方向におけるサイズをｌｍ、ファイバグレーティング３０１長手方向に垂直な面の断面積をＳｍ２、導電体層の抵抗率をρとする。このとき、導電体層の電気抵抗ＲはＲ＝ρ×ｌ／Ｓで与えられる。また、導電体層での消費電力をＰ、導電体層を流れる電流をＩとするとＰ＝Ｉ２×Ｒの関係が得られる。よって導電体層の発熱量Ｑは、Ｑ＝Ｐ×ｔ＝Ｉ２×Ｒ×ｔ＝Ｉ２×（ρ×ｌ／Ｓ）×ｔで表される（ｔは時間）。
【００５３】
上記のことこら明らかなように、電流Ｉと導電体層の抵抗率ρが一定の場合、サイズｌ、断面積Ｓを変化させることで各導電体層の発熱量Ｑを変化させることができ、薄膜ヒータ３０４，３０５には発熱による温度勾配が生じる。
【００５４】
ここで、薄膜ヒータ３０４、３０５は同一の設計とすると、薄膜ヒータ３０４、３０５に生じる発熱量は等しくなり、温度勾配も同一のものとなる。そこで、本実施例の分散補償器は薄膜ヒータ３０４，３０５の導電体層のファイバグレーティング１０１長手方向におけるサイズｌを一定にし、ファイバグレーティング１０１長手方向に垂直な面の断面積Ｓを光の入射方向と同一にすることでグレーティング形成部１０２、１０３には同一の温度勾配を与えることができる。薄膜ヒータ３０４、３０５を単純に並列接続することで、温度コントローラ１１０と温度検知器１１１により簡便に温度勾配の同時制御が可能である。
【００５５】
ここで、図２（ａ）にある分散特性を持つファイバグレーティングの可変分散特性は、図３の薄膜ヒータ３０４、３０５内の導電体層のＳを線形に変化させることで薄膜ヒータ３０４、３０５は発熱する。薄膜ヒータ３０４、３０５の発熱により、図２（ｃ）と同様な温度勾配が印加されるようにしたとすると、図２（ｂ）と同様な可変分散特性を得ることができる。
【００５６】
さらに、薄膜ヒータ３０４、３０５による発熱が２次関数状に生じることで、グレーティング形成部１０２、１０３に対して２次関数状の温度勾配を印加できるように薄膜ヒータ３０４、３０５内の導電体層のＳを２次関数に変化させたものを用いた。
【００５７】
図４（ａ）は図３の分散補償器の基本機能構成を簡略に説明したものである。図４（ａ）のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄはグレーティング形成部１０２、１０３の端部を示している。図３（ｂ）のように、薄膜ヒータ３０４、３０５により２次関数状にグレーティング形成部１０２、１０３に対して温度勾配を４０℃与えた場合、図３（ｃ）の群遅延特性を見てみると、温度勾配印加により２次関数状の勾配が群遅延特性に付け加えられ、図３（ｄ）にあるように分散スロープは０ｐｓ／ｎｍ２から−５ｐｓ／ｎｍ２へと可変に制御できる。
【００５８】
なお、今回は発熱体を２個用いてファイバグレーティング１０１内のグレーティング形成部１０２、１０３に対して温度勾配を印加し、グレーティング形成部１０２、１０３の中心波長となる位置に温度検知器１１１を備えることでグレーティング形成部１０２、１０３の温度を検知しているが、本実施の形態ではこの例の他に、発熱体の数や温度検知器の数や形状といったパラメータは補償すべき伝送路の分散量等に応じて適切なものに設定されうる。
【００５９】
また、本実施例の分散補償器は、熱源要素として薄膜ヒータを用いているため、実施例１のようにペルチェ素子を用いた場合に比べてより小型化が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
以上のように本発明はファイバグレーティングのグレーティング形成部に複数の発熱部若しくは吸熱部を具備することにより、簡便に温度勾配をグレーティング形成部へ印加することができ、小型、低消費電力で低コストな所望の分散量を持たせることのできる分散補償器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態における分散補償器の全体構成の概略図
【図２】本発明の第１の実施形態における波長―群遅延特性を示すグラフ
【図３】本発明の第２の実施形態における分散補償器の全体構成の概略図
【図４】本発明の第２の実施形態における波長―群遅延特性を示すグラフ
【図５】ファイバグレーティングによる分散補償方法の説明図
【図６】従来の波長分散補償装置の構成図
【符号の説明】
【００６２】
１０    波長分散補償装置
１１    反射型ファイバグレーティング（反射型ＦＧ）
１２    サーキュレータ
１３    無反射端
１０１    ファイバグレーティング
１０２    グレーティング形成部
１０３    グレーティング形成部
１０４    熱源要素
１０５    熱源要素
１０６    熱伝導部
１０７    熱伝導部
１０８    熱遮断部
１０９    熱遮断部
１１０    温度コントローラ
１１１    温度検出器
３０３    薄膜ヒータ
３０４    薄膜ヒータ
５１１    入力光
５１２    出力光
５１３    光サーキュレータ
５１４    光サーキュレータ端子
５１５    チャープブラッググレーティング
５１６    コア
【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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