(57)【要約】【課題】ファイバグレーティングの特性を組立実装時に微調整ができる機構を有する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】複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドと、光ファイバの長手方向に配置された複数のファイバグレーティングを形成した光ファイバと、前記光ファイバを前記光ファイバガイドに密着固定する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特性を微調できる機構を有する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
2005257984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドと、光ファイバの長手方向に配置された複数のファイバグレーティングを形成した光ファイバと、前記光ファイバを前記光ファイバガイドに密着固定する構成により、全てのファイバグレーティングの特性を同時に微調性可能とした分散補償モジュール。
【請求項２】
複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが同一平面上にあることを特徴とする請求項１記載の分散補償モジュール。
【請求項３】
複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが螺旋状に形成されることを特徴とする請求項１記載の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】
通常ファイバグレーティングは位相マスクを介して紫外光を光ファイバに照射することで形成されるが、ファイバグレーティングの中心波長や帯域等の特性は使用する位相マスクにより決定される。従って、特性の異なるファイバグレーティングを作製するには異なる位相マスクを用意する必要がある。しかしながら、位相マスクの作製コストは高いため、ファイバグレーティングもコスト高になる。従って、低コスト化を図るためには、同一のマスクを使って作製したファイバグレーティングに何らかの特性変化を付与し、特性の異なるファイバグレーティングを得る手段が必要となる。
【０００６】
ファイバグレーティングの作製後に特性を調整する手段としては、例えば、特許文献１に示されている分散等化器がある。図３に一例を示す。
【０００７】
この分散等化器は、ファイバグレーティングを、細くて可撓性のある支持体、例えば金属棒とポリエチレン系の熱収縮スリーブ等により一体化して１本の梁を形成する。このようにして作製された梁５を、図に示すようなｘ−ｚ直交座標を含む平面基板６上に形成された３次曲線（Ｓ字曲線）ｚ（ｘ）の溝７に沿って挿入する。さらに、それを上から板等で押さえる等して梁５を完全に溝７に固定させる。
【０００８】
こうすることにより、ファイバグレーティングは歪み勾配が付与され、チャープファイバグレーティングに変換される。即ち、ファイバグレーティングが曲線の内側になるところでは圧縮歪みを受け、Ｂｒａｇｇ波長は短波長側にシフトし、外側になるところでは伸び歪みを受け、Ｂｒａｇｇ波長は長波長側にシフトする。ここで、梁５の両端付近に近くなる程、曲率が大きいために歪みに勾配が生じ、Ｂｒａｇｇ波長に線形チャープが生じる。梁５の中央では歪みは零であるため、本来のＢｒａｇｇ波長のままである。
【０００９】
以上のように、分散等化器を提供できる。
【００１０】
また、ファイバグレーティングの特性を可変とする構成としては、例えば、非特許文献１に示されているリング構造を用いた可変分散補償ファイバグレーティングがある。図４、図５に一例を示す。
【００１１】
この可変分散補償ファイバグレーティングについて、図４を用いてその原理を示す。ファイバグレーティングはリング型基材の外周上のＡ点とＢ点の間に固定される。Ａ’点を固定してＡ点に力を加えることでリングは図１(a)に示すように変形する。このときリング外周上のＡ点では圧縮歪み、Ｂ点では引張り歪みが生じており、その間では圧縮から引張りへ徐々に変化している。ファイバグレーティングの反射波長は印加される歪みにより変化するので、ファイバグレーティング内のＡ点側は短波側にシフトし、Ｂ点側では長波側にシフトする。ＡＢ間では連続的に波長シフト量が変わり、図５に示すようにファイバグレーティングの反射群遅延時間特性（波長分散特性）を制御することができる。
【００１２】
波長分散量はリングの変形量ｄで制御可能である。ファイバグレーティングとして一様周期のものを用いた場合、図４(a)のように変形させると正の分散補償となり、逆に(b)のように変形させると、負の分散補償器が得られる。
【００１３】
リングを変形させた時の反射スペクトル及び群遅延時間特性の変化を図５に示す。反射特性においては、変形量d が大きくなるに従い、帯域幅が広がりかつ反射率が低下していく。群遅延時間特性における直線の傾きが波長分散でありd>0（図４(a)）では波長分散は正で、変形量が大きくなるに従い分散量は小さくなる。一方d<0（図４(b)）では、波長分散量が逆になっていることがわかる。
【００１４】
以上のように、可変分散補償ファイバグレーティングを提供できる。
【特許文献１】特開２００２−２２８８５５号公報
【非特許文献１】２００３年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会予稿集C-3-53
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、特許文献１に記載の分散等化器は、平面基板への溝形成やファイバグレーティングと支持体との一体化など複雑な部品の形成とそれらの実装が要求される。さらに複数のファイバグレーティングに対応するにはおのおの同様な部品を必要とするため、波長多重伝送等に対応するのは困難である。
【００１６】
また、非特許文献１に記載の可変分散補償ファイバグレーティングは、もともと可変機構を付与する目的で構成されている素子であり、リングの変形を生じさせないと特性変化が得られないため、常に外部から力を与える必要がある。また、複数の異なったファイバグレーティングに対応するには、おのおの同様な部品を必要とするため、波長多重伝送等に対応するのは困難である。
【００１７】
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等に必要とされる複数の波長に対応して分散補償を行う際に、あらかじめ作製しておいたファイバグレーティングの特性を、組立実装時に微調整ができる機構を有する分散補償モジュールを簡単な構成で実現するものである。
【００１８】
すなわち、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中心波長や帯域等の特性を実際のシステムに合わせて微調整できる機構を備えた分散補償モジュールを簡単な構成で実現できる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の構成は、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドと、光ファイバの長手方向に配置された複数のファイバグレーティングを形成した光ファイバと、前記光ファイバを前記光ファイバガイドに密着固定することを備えた構成を有する。
【００２０】
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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。
【００２１】
また、本発明の第２の構成は、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが同一平面上にあるという構成を有する。
【００２２】
本発明の第２の構成により、簡単な構成の光ファイバガイドを用いて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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールを提供できるという作用を有する。
【００２３】
また、本発明の第３の構成は、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが螺旋状に形成されるという構成を有する。
【００２４】
本発明の第３の構成により、より小さな光ファイバガイドを用いることが出来るため、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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールをよりコンパクトなサイズで提供できるという作用を有する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明のファイバグレーティング型分散補償モジュールは、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドと、光ファイバの長手方向に配置された複数のファイバグレーティングを形成した光ファイバと、前記光ファイバを前記光ファイバガイドに密着固定することを備えた構成により、簡単な構成の光ファイバガイドを用いて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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールを提供できるという効果を有する。
【００２６】
また、本発明の分散補償モジュールにおいては、一つの光ファイバに、不連続な複数のグレーティング部が設けられており、各グレーティング部が、それぞれの曲率半径を有する光ファイバ部に固定されている。したがって、所望のグレーティング部毎に所望の特性微調整が可能な分散補償器を提供できる。
【００２７】
また、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが同一平面上にある構成の場合には、簡単な構成の光ファイバガイドを用いて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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールを提供できるという効果を有する。
【００２８】
また、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドが螺旋状に形成された構成により、より小さな光ファイバガイドを用いることが出来るため、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特性を微調できる機構を有する分散補償モジュールをよりコンパクトなサイズで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】
【００２９】
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。
【００３０】
（実施の形態１）
本発明の実施形態１を図１を用いて説明する。
【００３１】
実施形態１の分散補償モジュールは、光ファイバガイド１１、曲率半径Ｒ１の光ファイバガイド１２、曲率半径Ｒ２の光ファイバガイド１３、曲率半径Ｒ３の光ファイバガイド１４、光ファイバ１５、チャープファイバグレーティングＡ１６、チャープファイバグレーティングＢ１７、チャープファイバグレーティングＣ１８を有する。すなわち、本実施形態の光ファイバ１４においては、一つのファイバ上に複数のチャープファイバグレーティング１６，１７，１８が不連続に設けられている。
【００３２】
光ファイバガイド１１は曲率半径がそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３からなる光ファイバガイド１２、１３、１４から構成されている。それぞれの光ファイバガイドにはＶ溝や矩形溝等が形成されており、光ファイバをはめ込む構造となっている。光ファイバガイド１１のそれぞれ側面図も示している。光ファイバ１５にはチャープファイバグレーティングＡ１６、チャープファイバグレーティングＢ１７、チャープファイバグレーティングＣ１８が形成されており、光ファイバガイドの溝へ密着させ、ＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定する。ここで、チャープファイバグレーティングには歪みが付与されるが、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の大きさ及び光ファイバガイドの外周の大きさを変えることにより歪み勾配を付与することが出来る。歪み勾配を付与された場合、チャープファイバグレーティングの長手方向に異なる応力がかかり、チャープファイバグレーティングの屈折率周期が場所ごとに異なる。従って、反射中心波長や分散値がはじめに形成されたチャープファイバグレーティングとは異なる値を示す。
【００３３】
たとえば、波長毎に中心波長を微調整させたい場合や、波長ごとに分散値を変化させたい場合、上記のチャープファイバグレーティングＡ、チャープファイバグレーティングＢ、チャープファイバグレーティングＣの位置、長さに合わせて曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の大きさ及び光ファイバガイドの弧の長さを変えて調整する。
【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し、それに応じて個々のチャープファイバグレーティングの形状（長さ、間隔等）や曲率半径の大きさや光ファイバガイドの弧の長さを適切に与えることで特性を微調できることは言うまでもない。
【００３５】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２の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、光ファイバガイド２１、曲率半径Ｒ１の光ファイバガイド２２、曲率半径Ｒ２の光ファイバガイド２３、曲率半径Ｒ３の光ファイバガイド２４、曲率半径Ｒ４の光ファイバガイド２５、光ファイバ２６、チャープファイバグレーティングＡ２７、チャープファイバグレーティングＢ２８、チャープファイバグレーティングＣ２９、チャープファイバグレーティングＤ３０を有する。
【００３６】
光ファイバガイド２１は曲率半径がそれぞれＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４からなる光ファイバガイド２２、２３、２４、２５から構成されている。それぞれの光ファイバガイドにはＶ溝や矩形溝等が形成されており、光ファイバをはめ込む構造となっている。光ファイバガイド２１のそれぞれ側面図も示している。光ファイバガイド２２、２３、２４、２５は溝が螺旋状に接続されるように形成されている。光ファイバ２６にはチャープファイバグレーティングＡ２７、チャープファイバグレーティングＢ２８、チャープファイバグレーティングＣ２９、チャープファイバグレーティングＤ３０が形成されており、光ファイバガイドの溝へ密着させ、ＵＶ硬化樹脂等の接着剤で固定する。この場合、溝が螺旋状に形成されているため、より長い光ファイバを収容できるため、分散補償モジュールをよりコンパクトなサイズにできる。
【００３７】
チャープファイバグレーティングには歪みが付与されるが、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の大きさ及び光ファイバガイドの外周の大きさを変えることにより歪み勾配を付与することが出来る。歪み勾配を付与された場合、チャープファイバグレーティングの長手方向に異なる応力がかかり、チャープファイバグレーティングの屈折率周期が場所ごとに異なる。従って、反射中心波長や分散値がはじめに形成されたチャープファイバグレーティングとは異なる値を示す。
【００３８】
たとえば、波長毎に中心波長を微調整させたい場合や、波長ごとに分散値を変化させたい場合、上記のチャープファイバグレーティングＡ、チャープファイバグレーティングＢ、チャープファイバグレーティングＣ、チャープファイバグレーティングＤの位置、長さに合わせて曲率半径Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４の大きさ及び光ファイバガイドの弧の長さを変えて調整する。
【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し、それに応じて個々のチャープファイバグレーティングの形状（長さ、間隔等）や曲率半径の大きさや光ファイバガイドの弧の長さを適切に与えることで特性を微調できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明にかかるファイバグレーティング型分散補償モジュールは、複数の異なる曲率半径を有する光ファイバガイドと、光ファイバの長手方向に配置された複数のファイバグレーティングを形成した光ファイバと、前記光ファイバを前記光ファイバガイドに密着固定することを備えた構成により、簡単な構成の光ファイバガイドを用いて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特性を微調できる機構を有するため、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】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施形態における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分散補償モジュールの構成図
【図３】従来の分散等化器の構成を示す概略図
【図４】従来の可変分散補償ファイバグレーティングの構成を示す概略図
【図５】従来の可変分散補償ファイバグレーティングの反射特性と群遅延時間特性を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１    光ファイバ
２    金属棒
５    梁
６    基板
７    溝
８    光ファイバの中心と金属棒の中心を結ぶ直線
１１    光ファイバガイド
１２    曲率半径Ｒ１の光ファイバガイド
１３    曲率半径Ｒ２の光ファイバガイド
１４    曲率半径Ｒ３の光ファイバガイド
１５    光ファイバ
１６    チャープファイバグレーティングＡ
１７    チャープファイバグレーティングＢ
１８    チャープファイバグレーティングＣ
２１    光ファイバガイド
２２    曲率半径Ｒ１の光ファイバガイド
２３    曲率半径Ｒ２の光ファイバガイド
２４    曲率半径Ｒ３の光ファイバガイド
２５    曲率半径Ｒ４の光ファイバガイド
２６    光ファイバ
２７    チャープファイバグレーティングＡ
２８    チャープファイバグレーティングＢ
２９    チャープファイバグレーティングＣ
３０    チャープファイバグレーティングＤ
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】
2005257984.tif 000003
【図２】
2005257984.tif 000004
【図３】
2005257984.tif 000005
【図４】
2005257984.tif 000006
【図５】
2005257984.tif 000007