(57)【要約】【課題】簡単な構成を用いてチャープファイバグレーティングの長軸方向に温度分布を付与して高次の分散を可変に補償する分散補償モジュールを提供する。【解決手段】本発明の可変分散補償モジュールは、ファイバグレーティング１２と、ファイバグレーティング１２に温度勾配を付与する温度制御手段（冷熱素子１３）とを備えた可変分散補償モジュールである。ファイバグレーティング１２は、長軸方向に沿って交互に配置された複数の第１領域および第２領域を有しており、複数の第１領域の各々は、長軸方向に沿って屈折率変化周期が変化するチャープグレーティング構造を有している。複数の第２領域の各々における屈折率変化は第１領域における屈折率変化に比べて小さい。【選択図】図３
2005352196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバブラッググレーティングと、
前記ファイバブラッググレーティングに温度勾配を付与する温度制御手段と、
を備えた可変分散補償モジュールであって、
前記ファイバブラッググレーティングは、長軸方向に沿って交互に配置された複数の第１領域および第２領域を有しており、
前記複数の第１領域の各々は、長軸方向に沿って屈折率変化周期が変化するチャープグレーティング構造を有し、
前記複数の第２領域の各々における屈折率変化は、前記第１領域における屈折率変化に比べて小さい、可変分散補償モジュール。
【請求項２】
前記複数の第１領域および第２領域の配列ピッチは、１０００μｍ以下であり、
各第１領域の長軸方向サイズは、５０〜５００μｍの範囲内にある、請求項１に記載の可変分散補償モジュール。
【請求項３】
前記温度制御手段によって非一様な温度分布が前記ファイバブラッググレーティングに付与されていないとき、前記複数の第２領域の各々における屈折率は長軸方向に略一様である、請求項１または２に記載の可変分散補償モジュール。
【請求項４】
前記温度制御手段は、二次関数状に変化する温度分布を前記ファイバブラッググレーティングに付与する、請求項１から３のいずれかに記載の可変分散補償モジュール。
【請求項５】
前記温度分布は、前記ファイバブラッググレーティングの実質的に全長にわたって二次関数状に変化する、請求項４に記載の可変分散補償モジュール。
【請求項６】
前記温度制御手段は、前記ファイバブラッググレーティングの長軸方向に沿って配列された複数の冷熱素子を有している請求項１から５のいずれかに記載の可変分散補償モジュール。
【請求項７】
前記ファイバブラッググレーティングによる信号光の遅延パターンは、区分された複数の帯域において、相互に複製された関係にある形状を有している、請求項１から６のいずれかに記載の可変分散補償モジュール。
【請求項８】
前記区分された複数の帯域は、波長分割多重方式伝送における個々のチャンネルに対応している、請求項７に記載の可変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、チャープファイバブラッググレーティングを備えた分散補償モジュールに関し、特に、温度勾配をチャープファイバブラッググレーティングに付与することにより、分散補償を調節できる可変分散補償モジュールに関している。
【背景技術】
【０００２】
光通信の分野では、光ファイバを介してパルス状の信号光を伝送する長距離高速パルス伝送の実用化が進められている。しかし、光ファイバが有する波長分散（以下「分散」と称する。）により、パルス状の信号光が長距離の光ファイバを伝播するとき、信号光の波長成分に応じて異なる遅延が生じてしまうため、信号光のパルス幅が時間軸上で拡大するという不都合が生じる。このため、長距離高速パルス伝送を実現するためには、パルス圧縮や分散を補償する技術の開発が不可欠である。
【０００３】
特許文献１および特許文献２は、チャープファイバブラッググレーティングを用いて分散補償を行なう技術を開示している。ファイバブラッググレーティングとは、コアの屈折率が長軸方向に沿って周期的に変化することにより、信号光のブラッグ反射を引き起こすグレーティング構造を有する光ファイバである。また、チャープファイバブラッググレーティングとは、コアの屈折率変化の周期自体が長軸方向に沿って変化するチャープ構造を有しているファイバブラッググレーティングである。
【０００４】
以下、簡単化のため、ファイバブラッググレーティングを「ファイバグレーティング」と略記し、チャープファイバブラッググレーティングを「チャープファイバグレーティング」と略記する。
【０００５】
前述したように光ファイバを伝播してきたためにパルス幅の拡大した信号光をチャープファイバグレーティングに入射すると、その信号光は、ファイバ内のブラッググレーティングによって反射されることになる。このとき、信号光の波長に応じて異なる遅延を生じさせ、拡大したパルス幅を時間軸上で圧縮することが可能になる。このようなパルス圧縮を行なうためには、長距離光ファイバ伝送によって生じた分散の影響を相殺する逆の分散をチャープファイバグレーティングに与えておけばよい。
【０００６】
このようなチャープファイバグレーティングの温度を長軸方向に沿って変化させ、温度分布を付与すると、チャープ量を変化させることができる。特許文献１および特許文献２が開示する装置では、ペルチェ素子やヒータなどの冷熱素子を用いてチャープファイバグレーティングに温度分布を付与することにより、チャープ量を変化させている。また、特許文献３および特許文献４は、複数の熱源を用いて温度分布を付与する構成を開示している。
【０００７】
短パルスの分散を補償するためには、二次分散の補償のみならず、３次分散の補償を行なうことも必要になる。二次分散の補償を行なうには、遅延量を波長に対して線形的に変化させることが必要になる。また、３次分散の補償を行なうためには、遅延量を波長に対して二次関数的に変化させることが必要になる。
【０００８】
波長に対して線形的に変化する遅延を生じさせるためには、線形的に周期が変化するチャープ構造を有するファイバグレーティングを作製すればよい。このようなチャープ構造を有するファイバグレーティングをパルス光が伝播すると、波長に応じて線形的に変化する遅延が生じるため、二次分散が補償される。
【０００９】
一方、上記のチャープファイバグレーティングを用いて３次分散の補償を行なうには、線形的なチャープ構造を有するファイバグレーティングの全体に対して長軸方向に沿って二次関数的に変化する温度分布を付与すればよい。このような温度分布が得られると、チャープファイバグレーティングのグレーティング周期が温度に応じて変化するため、波長と遅延との間に二次関数で表される関係が生じることになる。
【００１０】
以下、図１（ａ）から（ｃ）を参照しながら、３次分散補償を行なう従来の分散補償モジュールを説明する。
【００１１】
図１（ｃ）に示される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３と、このチャープファイバグレーティング３に温度勾配を付与する５個の冷熱素子４とを備えている。冷熱素子４は、典型的にはヒータであるが、ペルチェ素子であってもよい。冷熱素子４の温度は、温度コントローラ５から供給される電流または電圧によって制御される。
【００１２】
ファイバ１を伝播してきた信号光は、サーキュレータ２を介して、ファイバグレーティング３に入射する。一方、ファイバグレーティング３の内部で反射された信号光は、サーキュレータ２に戻り、光ファイバ１５に入力される。
【００１３】
この分散補償モジュールでは、５個の冷温素子４を用いることにより、長軸方向に沿って二次関数的に変化する温度分布をチャープファイバグレーティング３に付与することができる。図１（ａ）は、図１（ｃ）に示すように、５個の冷熱素子５の温度を、それぞれ、１００℃、２５℃、０℃、２５℃、１００℃に設定した場合に得られる温度分布を示すグラフである。このグラフの縦軸はチャープファイバグレーティング３の温度、横軸はファイバ長軸方向における位置である。図１（ａ）からわかるように、チャープファイバグレーティング３には長軸方向に沿って二次関数的に変化する温度分布が形成されている。
【００１４】
チャープファイバグレーティング３に図１（ａ）に示すような温度分布が与えられると、図１（ｂ）の実線で示すような遅延特性（遅延の波長依存性）が得られる。図１（ｂ）は、チャープファイバグレーティング３を伝播する信号光に生じる遅延と、信号光の波長との関係（遅延パターン）を示すグラフである。図１（ｂ）のグラフにおいては、参考のため、冷熱素子５によって温度分布が形成されていないときの遅延パターンが点線で示されている。長軸方向に沿ってファイバ温度が一様であるときは、チャープファイバグレーティング３が本来的に有しているチャープ構造のため、波長に対して直線的に変化する遅延パターンが得られる。
【００１５】
図１（ｂ）からわかるように、相対的に高温に加熱されている部分では遅延が小さくなる。これにより、温度分布が付与されている前の段階においてチャープファイバグレーティング３が示していた線形的な遅延パターンが歪み、３次分散の補償が可能になる。
【００１６】
一方、波長分割多重伝送（ＷＤＭ）の各チャンネル（帯域）に対して、適切な遅延を生じさせるには、チャンネルの数だけ、二次数的に変化する温度分布をチャープファイバグレーティングに付与する必要があると考えられている。このため、広帯域を各チャンネルに対する帯域に区分した上で、チャープファイバグレーティングにおいて各チャンネルの帯域に対応する区間ごとに二次関数的に変化する温度分布を付与することが必要になる。
【００１７】
図２は、３つのチャンネルの各々に二次関数的な温度分布を付与することができる分散補償モジュールを示している。図２に示される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８と、このチャープファイバグレーティング８に温度勾配を付与する１５個の冷熱素子９とを備えている。
【００１８】
ファイバ６を伝播してきた信号光は、サーキュレータ７を介して、ファイバグレーティング８に入射する。一方、チャープファイバグレーティング８の内部で反射された信号光は、サーキュレータ７に戻り、光ファイバ１６に入力される。
【００１９】
この分散補償モジュールでは、１５個の冷温素子９を３つのチャンネルに分配し、長軸方向に沿って二次関数的に変化する温度分布をチャープファイバグレーティング８の３つの部分に付与することができる。各チャンネルに割り振られた５つの冷温素子Ａ〜Ｄの温度は、それぞれ、例えば１００℃、２５℃、０℃、２５℃、１００℃に設定される。これにより、各チャンネルの遅延パターンに歪が生じるため、各チャンネルにおける信号光の３次分散を補償することが可能になる。
【特許文献１】特開２０００-２４４３９４号公報
【特許文献２】特開２０００-１３７１９７号公報
【特許文献３】特願２００２-２５８０７０号公報
【特許文献４】特願２００２-３５７１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
図２に示す分散補償モジュールには、チャンネル数を更に増加させた場合に、温度分布を付与するための機構が複雑化するという問題がある。仮に１０チャンネルの多重化を行なうとき、各チャンネルに５個の冷熱素子を使用するならば、１０×５＝５０個の冷熱素子が必要となる。
【００２１】
このような問題を回避するには、全てのチャンネルを含む広帯域の一本のチャープファイバブラッググレーティングを使う代わりに、各チャンネルの帯域を受け持つ複数本のチャープファイバグレーティングを用意し、それらのチャープファイバブラッググレーティングを束ねた構造に二次関数的な温度分布を付与すればよい。
【００２２】
しかしながら、サーキュレータから上記複数本のチャープファイバグレーティングに信号光を入力するような構成を採用すると、光の損失が大きくなるという大きな問題が発生してしまう。
【００２３】
また、多数のチャンネルを扱うには、広帯域のチャープファイバグレーティングを作製する必要があるが、チャープファイバグレーティングの帯域を拡大すると、その分、分散量（波長に対する遅延の変化量）が減少するという問題がある。このことは、ファイバグレーティングに勾配の大きな温度分布を付与しても、分散量（遅延）の変化率が小さくなることを意味し、可変分散補償モジュールの可変機能が大きく低下してしまう。
【００２４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、簡単な構成を用いてチャープファイバグレーティングの長軸方向に温度分布を付与して高次の分散を可変に補償することができる分散補償モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
本発明の可変分散補償モジュールは、ファイバブラッググレーティングと、前記ファイバブラッググレーティングに温度勾配を付与する温度制御手段とを備えた可変分散補償モジュールであって、前記ファイバブラッググレーティングは、長軸方向に沿って交互に配置された複数の第１領域および第２領域を有しており、前記複数の第１領域の各々は、長軸方向に沿って屈折率変化周期が変化するチャープグレーティング構造を有し、前記複数の第２領域の各々における屈折率変化は、前記第１領域における屈折率変化に比べて小さい。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記複数の第１領域および第２領域の配列ピッチは、１０００μｍ以下であり、各第１領域の長軸方向サイズは、５０〜５００μｍの範囲内にある。
【００２７】
好ましい実施形態において、前記手段によって非一様な温度分布が前記ファイバブラッググレーティングに付与されていないとき、前記複数の第２領域の各々における屈折率は長軸方向に略一様である。
【００２８】
好ましい実施形態において、前記温度制御手段は、二次関数状に変化する温度分布を前記ファイバブラッググレーティングに付与する。
【００２９】
好ましい実施形態において、前記温度分布は、前記ファイバブラッググレーティングの実質的に全長にわたって二次関数状に変化する。
【００３０】
好ましい実施形態において、前記温度制御手段は、前記ファイバブラッググレーティングの長軸方向に沿って配列された複数の冷熱素子を有している。
【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による信号光の遅延パターンは、区分された複数の帯域において、相互に複製された関係にある形状を有している。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記区分された複数の帯域は、波長分割多重方式伝送における個々のチャンネルに対応している。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、サンプル化されたチャープファイバブラッググレーティングにおいて信号光の遅延パターンが複製されるという新規な現象を利用し、複数のチャンネルに対応した遅延パターンを簡単な構成で制御するとともに、分散可変量を増大させることも可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【００３５】
まず、図３を参照する。図３は、本実施形態の分散補償モジュールの構成を示している。図示されている装置は、サンプルドチャープファイバブラッググレーティング（以下、単に「ファイバグレーティング」と略記する場合がある。）１２と、ファイバグレーティング１２に温度勾配を付与する複数の冷熱素子１３とを備えた分散補償モジュールであり、ＷＤＭに使用される。
【００３６】
ファイバ１０を伝播してきた信号光は、サーキュレータ１１を介して、ファイバグレーティング１２に入射する。一方、ファイバグレーティング１２の内部で反射された信号光は、サーキュレータ１１に戻り、光ファイバ１４に入力される。
【００３７】
本実施形態では、ファイバグレーティング１２の長軸に沿って配列された複数の冷温素子１３を用いることにより、長軸方向に沿って二次関数的に変化する温度分布をファイバレーティング１２に付与することができる。また、本実施形態では、ファイバグレーティング１２の左端から右端までの範囲にわたって、図３に示すような二次関数的なプロファイルを持つ温度分布を付与するが、分散補償に必要な遅延パターンは３つのチャンネルに対応して形成される。
【００３８】
図２に示す比較例と本実施形態とを対比すると明らかなように、図２の装置では、各チャンネルに対応して二次関数的に変化する複雑な温度分布を形成するため、多数の冷温素子の配列を必要としているが、本実施形態では、１チャンネル分の数の冷温素子１３を用いて必要な多チャンネル化を行なうことができる。このように温度制御手段を簡略できるのは、ファイバグレーティング１２として、サンプル化されたチャープファイバグレーティング（サンプルドチャープファイバグレーティング）を使用しているからである。
【００３９】
以下、サンプルドチャープファイバグレーティングの詳細を説明する。
【００４０】
まず、理解を容易にするため、サンプル化されていない通常のチャープファイバグレーティングを説明する。図４は、サンプル化されていないチャープファイバグレーティングにおける屈折率変化を示すグラフである。このグラフの縦軸はファイバ中の屈折率変化δｎを示し、横軸はファイバの長軸（ｚ軸）方向における位置を示している。屈折率変化δｎは、位置ｚの関数であるため、屈折率変化は、δｎ（ｚ）で表される。図４に示す例では、ｚが大きくなるほど、δｎ（ｚ）の周期が小さくなっている。周期が小さくなる割合が位置ｚの増加に従って線形的（比例的）に変化している場合、そのファイバグレーティングは「線形チャープ」を有している。一方、周期の小さくなる割合が位置ｚの増加に対して非線形的に変化する場合、そのファイバグレーティングは「非線形チャープ」を有していることになる。
【００４１】
図５は、サンプルドチャープファイバグレーティングにおける屈折率変化関数Δｎ（ｚ）の一例を示すグラフである。周期Ｐで幅Ｗの範囲を有する位置に屈折率変化が与えられ、幅Ｗ以外の一部は屈折率変化がゼロに設定されている。このような屈折率変化Δｎ（ｚ）は、図４に示す屈折率変化δｎのうち、幅Ｗの部分のみが周期的に切り出された（サンプルされた）構造を有している。したがって、幅Ｗの部分の屈折率変化は、図４に示すようなチャープ構造を有している。
【００４２】
このように、サンプルドチャープファイバグレーティングは、通常のチャープファイバグレーティングの屈折率変化パターンを、ある一定周期Ｐで、ある一定の幅Ｗだけ、サンプリングした構造を有しており、サンプリングした部分だけが、チャープファイバグレーティングの屈折率変化を有している。サンプリングされた領域（第１領域）は、長軸方向に沿って屈折率変化周期が変化するチャープグレーティング構造を有しているのに対し、サンプリングされていない領域（第２領域）の各々における屈折率変化は、第１領域における屈折率変化に比べて小さい。特に図５に示す例では、第２領域の屈折率が略一様である。第１領域および第２領域の配列ピッチ、すなわち、周期Ｐは通常１０００μｍ以下であり、各第１領域の長軸方向サイズ（幅Ｂ）は典型的には５０〜５００μｍの範囲内にある。これの値Ａ、Ｂは、ＷＤＭのチャンネル数などに応じて適宜設定される。
【００４３】
図５に示す屈折率変化関数Δｎ（ｚ）は、図４に示す屈折率変化δｎに対して、サンプリングのための周期関数として、Ｗ／Ｐのデューティ比を持つ矩形波形の列を重畳することによって得られる。ただし、サンプリングされる幅Ｗの窓領域（ウィンドウ）を規定する波形は、矩形には限定されず、三角関数波形や、その他の形状を有していてもよい。この波形により、屈折率変化の外郭（エンベロープ）を規定することができる。
【００４４】
本実施形態で使用するファイバグレーティング１２は、図５に示す屈折率変化Δｎ（ｚ）を有しており、この屈折率変化量Δｎ（ｚ）は、以下の式（１）で表すことができる。
【００４５】
【数１】
2005352196.tif 000003
【００４６】
上記の（数１）における「δ（ｚ−ｎＰ）」は、ｚ−ｎＰを変数とするデルタ関数であり、ｒｅｃｔ（ｚ／Ｗ）はｚ／Ｗを変数とする矩形関数である。ここで、ｎは整数、Ｐはサンプル周期であり、デルタ関数と矩形関数とを結合している記号は、コンボリューションを意味している。なお、δｎ（ｚ）は、前述のように、図４に示す屈折率変化を示す関数である。
【００４７】
図６は、サンプル化されていないチャープファイバグレーティング（図４）から得られる反射率および遅延の波長依存性を示すグラフである。このように通常のチャープファイバグレーティングにおける反射率の波長依存性、および遅延の波長依存性は、比較的な簡単なプロファイルを有している。本明細書では、チャープファイバグレーティングにおける「反射率の波長依存性」および「遅延の波長依存性」のプロファイルを、それぞれ、簡単に「反射パターン」および「遅延パターン」と称することとする。
【００４８】
屈折率変化量Δｎ（ｚ）が数１で表されるような、サンプル化されたファイバグレーティング１２に光を通すと、グレーティング中で結合共振が生じる。この結果、サンプル化されてない状態で得られる反射パターンの比率が圧縮された複数の反射パターンが形成される。この複数の反射パターンは、Δλの幅を持って繰り返して発生し、１つのパターンが複製された構成を有している。
【００４９】
図７は、サンプル化されたチャープファイバグレーティング１２から得られる反射率および遅延の波長依存性を示すグラフである。図６と図７とを比較してわかるように、チャープによる光の反射パターンは、Δλの幅を持って繰り返して発生している。また、遅延パターンも、サンプルがされてない時の遅延パターンの比率が圧縮されたパターンがΔλの幅で繰り返された構造を有している。すなわち、Δλの幅を単位とする各領域において、遅延の波長依存性を示すプロファイルの勾配が大きくなっている。
【００５０】
なお、Δλは以下の数２で表される。
【００５１】
【数２】
2005352196.tif 000004
【００５２】
数２のλBは、チャープファイバグレーティングが持つブラッグ波長であり、ｎeffは、ファイバの有効屈折率である。
【００５３】
ブラッグ反射の波長依存性を示す関数ｒ（λ）は、数１の屈折率分布Δｎ（ｚ）関数に対してフーリエ変換を行なうことによって得られる。すなわち、関数ｒ（λ）は、以下の数３の式で表される。
【００５４】
【数３】
2005352196.tif 000005
【００５５】
上式において、「fourier transform」は、フーリエ変換を意味し、Ｓｉｎｃはシンク関数（ｓｉｎ（ｘ）／ｘ）である。λは波長、または波長に比例する変数である。
【００５６】
数３において、第１項と第２項とがコンボリューションによって結合されているため、サンプル化されたグレーティングを使用すると、サンプル化されていなかった状態のブラッグ反射の反射パターンが複製され、同様の反射パターンが繰り返して出現することになる。例えば、周期Ｐを１ｍｍ、幅Ｗを２００μｍに設定すると、サンプルドチャープファイバグレーティング１２の反射帯域には、各チャンネルとして使える帯域幅約１ｎｍの矩形反射帯域が複数生じる。同時に、その約１ｎｍの帯域にチャープによる遅延パターンが複製される。
【００５７】
本願発明者は、サンプルドチャープファイバグレーティングに温度勾配を与えると、その効果として、温度勾配による遅延のパターンの変化も複製されるということを見出し、本発明を想到するにいたった。
【００５８】
サンプルドチャープファイバグレーティングを使用した本実施形態の分散補償モジュールでは、遅延パターンの複製を利用し、簡単な温度勾配付与手段を用いて、各チャンネルの遅延パターンを調節することができる。
【００５９】
従来、ＷＤＭの各チャンネルに対して、グレーティングの全帯域の一部を割り当て、割り当て部分の各々に温度勾配を付与する機構（ヒータやペルチェ素子などの冷熱素子を並べたもの）を配置する必要があるとか考えられてきたが、本発明では、グレーティング１２の全体に対して１チャンネル分の温度勾配を形成し、サンプルドチャープファイバグレーティングの複製能力で利用し、温度勾配による効果を各チャンネルに同時に及ぼすことができる。
【００６０】
温度勾配の付与による屈折率の変化は、数３の第２項の中のδｎ（ｚ）に反映される。また、第１項における無限数列であるδ関数と、第２項におけるフーリエ変換されたδｎ（ｚ）とのコンボリューションの結果、温度勾配による屈折率変化の影響が、Δλの幅を有する各領域に複製されて現れることになる。
【００６１】
本発明では、この性質を利用することにより、可変分散補償熱モジュールを構造を複雑化させることなく、ＷＤＭの複数のチャンネルに対して、温度勾配による分散補償を可変にすることができる。
【００６２】
また、本発明によれば、チャープ量が大きくなると（具体的には０．１ｎｍ／ｃｍ以上になると）、数２に示す関係が崩れるため、温度勾配による遅延パターンの勾配を急峻なものに変化させることができるという効果も得られる。より具体的には、遅延の波長変化に対する遅延の変化率をサンプルしない場合に比べて数倍から１００倍以上に高めることができる。これは、可変分散補償装置としての可変量が大きくなることに相当する。
【００６３】
一般に、多チャンネル化のためには、多くの多重波長チャンネルを含む広帯域ブラッググレーティングを使用することが好ましいと考えられているが、広帯域のブラッググレーティングを用いる場合、温度勾配を付与しても、遅延の波長依存性はほとんど変化しないことが知られている。すなわち、帯域が広がるほど、温度変化による分散値変化量が減るという問題がある。
【００６４】
本発明者の実験によると、帯域が３０ｎｍのチャープファイバグレーティングに対して０〜８０℃の温度勾配を形成しても、分散量の変化は、最大Δ２．４ｐｓ/ｎｍ程度であった。しかし、本実施形態の分散補償モジュールによると、信号光がファイバ中で結合共振状態を形成するため、分散量の変化が大きくなる。
【００６５】
図８は、上記の実験結果を示すグラフである。図８のグラフには、３０ｎｍ広帯域線形のチャープファイバグレーティング（チャープ量：１．５ｎｍ／ｃｍ）をサンプル化することによって複製された反射パターン、および、複製された遅延パターンが示されている。また、図８には、０〜８０℃の温度勾配をグレーティングの一端から他端にわたって形成した場合における遅延パターンの変化も示されている。
【００６６】
遅延の波長依存性を示す関数を直線近似して得られる直線の傾きが二次分散量となる。温度勾配が付与されていない場合における遅延の傾きと、温度勾配が付与された場合における傾きとの差を求めると、温度勾配付与による分散量の変化Δが計算される。以下の表１に、分散量の変化Δを示す。ここで、この分散量の変化Δは、図８の複製パターンの中から選択した４つパターンに基づいて計算した値である。
【００６７】
【表１】
2005352196.tif 000006
【００６８】
表１における「０度から８０度」の意味は、図３に示す５個のペルチェ素子の温度を、それぞれ、０、２０、４０、６０、および８０［℃］に設定したことを意味している。
【００６９】
表１から、分散変化量Δが１３ｐｓ／ｍｍ〜３８８ｐｓ／ｍｍの大きさを有していることがわかる。なお、サンプル化しなかった場合における温度勾配の付与による分散量変化Δは２．４ｐｓ／ｍｍであった。この値に比べて、本実施形態の分散補償モジュールは、格段に大きな分散変化量Δを提供することができる。
【００７０】
このようにサンプルドチャープファイバグレーティングを用いることにより、可変分散補償モジュールにおける分散可変量が大きくなると、パルス状の信号光が長距離を伝播して大きく分散した場合でも、その分散を充分に補償し、もとの信号光を適切に復元することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のチャープファイバグレーティングによれば、温度分布の付与によって分散補償を調節することのできる分散補償モジュールが提供される。このように分散を可変に調節可能な分散補償モジュールは、高速パルス長距離伝送には欠かせない。また、帯域に応じた多数のチャンネルを設定するＷＤＭに本発明の分散補償モジュールを適用すると、サンプルドチャープファイバグレーティングによる光遅延パターンの複製、分散量の増大、温度勾配による分散量変化の増大を利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】チャープファイバグレーティングと複数の冷温素子とを備えた分散補償モジュールの従来例を示す図である。
【図２】チャープファイバグレーティングと複数の冷温素子とを備え、多端タャンネル化に対応する分散補償モジュールの従来例を示す図である。
【図３】本発明による分散補償モジュールの好ましい実施形態を示す図である。
【図４】チャープファイバグレーティングにおける屈折率変化を示すグラフである。
【図５】サンプルドチャープファイバグレーティングにおける屈折率変化を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、図４の屈折率変化を示すチャープファイバグレーティングにおける反射率特性を示すグラフであり、（ｂ）は、遅延特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）は、図５の屈折率変化を示すサンプルドチャープファイバグレーティングにおける反射率特性を示すグラフであり、（ｂ）は、遅延特性を示すグラフである。
【図８】サンプルドチャープファイバグレーティングにおける反射特性および遅延特性が温度分布の付与によってどのように変化するかを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
１  光ファイバ
２  サーキュレータ
３  チャープファイバグレーティング
４  ５個の冷熱素子
５  温度コントローラ
６  光ファイバ
７  サーキュレータ
８  チャープファイバグレーティング
９  １５個の冷熱素子
１０  光ファイバ
１１  サーキュレータ
１２  サンプルドチャープファイバグレーティング
１３  ５個の冷熱素子
【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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【図７】
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【図８】
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