(57)【要約】【課題】周囲の環境温度変動があっても、動作波長に変動が生じないFBG装置を提供する。【解決手段】実装プレート110とベースプレート112と温度制御板150が積層されて構成されるFBG搭載台152と、実装プレート上面に設定されたFBG接触部120と、実装プレートの両端にFBG接触部120を挟んで設定された第1固定点124と第2固定点126とを具えて構成される。FBGは、光ファイバ132に形成され、FBGが、FBG接触部に接触するように第1固定点と第2固定点とで固定される。また、温度制御板は、断熱部材114とサーモモジュール116とから構成され、実装プレートの下面136は、ベースプレートの上面に、滑ることが可能な状態で接して構成される。また、ベースプレートの下面138は、温度制御板の上面に接して固定される。【選択図】図４
2005173246.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（FBG: Fiber Bragg Grating）と、
実装プレートとベースプレートと温度制御板とが順次積層されて構成されるFBG搭載台と、
前記実装プレート上面に設定されたFBG接触部と、
該実装プレートの両端に該FBG接触部を挟んで設定された第1固定点と第2固定点とを具え、
前記FBGが、前記FBG接触部に接触するように該第1固定点と該第2固定点とで固定されており、
前記温度制御板は、断熱部材とサーモモジュールとから構成されており、
前記実装プレートの下面は、前記ベースプレートの上面に、滑ることが可能な状態で接しており、
前記ベースプレートの下面は、前記温度制御板の上面に、接して固定されている
ことを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記実装プレートは、熱膨張率が最大でも1.2×10-6/Kである素材で構成されており、
前記ベースプレートは、熱伝導率が最小でも398 W/(m・K)である素材で構成されていることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項３】
請求項１に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記実装プレートを構成する素材がインバー合金であることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項４】
請求項１に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記ベースプレートを構成する素材が銅であることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項５】
ファイバブラッググレーティング（FBG: Fiber Bragg Grating）と、
ガイドプレートと温度制御板とが積層されて構成されるFBG搭載台と、
前記ガイドプレート上面に設定されたFBG接触部と、
支持台の両端に、連結部を介して連結された、第1固定点支持体及び第2固定点支持体とを具え、
前記第1固定点は該第1固定点支持体の先端に設けられ、
前記第2固定点は該第2固定点支持体の先端に設けられ、
該FBGが、該FBG接触部に接触するように該第1固定点と該第2固定点とで、固定されており、
前記温度制御板は、断熱部材とサーモモジュールとから構成されており、
前記ガイドプレートの下面は、前記温度制御板の上面に、接して固定されており、
前記温度制御板の下面が、前記支持台に固定されている
ことを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項６】
請求項５に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記ガイドプレートは、実装プレートとベースプレートとが積層されて構成されており、
前記実装プレートの下面は、前記ベースプレートの上面に、滑ることが可能な状態で接しおり、
前記ベースプレートの下面は、前記温度制御板の上面に、接して固定されている
ことを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項７】
請求項６に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記実装プレートは、熱膨張率が最大でも1.2×10-6/Kである素材で構成されており、
前記ベースプレートは、熱伝導率が最小でも398 W/(m・K)である素材で構成されていることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項８】
請求項６に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記実装プレートを構成する素材がインバー合金であることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項９】
請求項６に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記ベースプレートを構成する素材が銅であることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項１０】
請求項５乃至９のいずれか一項に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記第1固定点支持体は、該第1固定点支持体が熱膨張することで前記第1固定点が変位する方向と、前記支持台が熱膨張する方向とが、平行になる関係に前記連結部を介して前記支持台に固定されており、
前記第2固定点支持体は、該第2固定点支持体が熱膨張することで前記第2固定点が変位する方向と、前記支持台が熱膨張する方向とが、平行になる関係に前記連結部を介して前記支持台に固定されている
ことを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
【請求項１１】
請求項５乃至１０のいずれか一項に記載のファイバブラッググレーティング装置において、
前記第1固定点支持体が前記連結部に固定された一端から前記第1固定点までの距離l1と、
前記第2固定点支持体が前記連結部に固定された一端から前記第2固定点までの距離l2と、
前記支持台の長さLとが、
(l1β1+l2β2)＝Ｌα
で与えられる関係に設定されていることを特徴とするファイバブラッググレーティング装置。
ここで、αは前記支持台を構成する素材の熱膨張率、β1及びβ2はそれぞれ前記第1及び第2固定点支持体を構成する素材の熱膨張率である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光符号分割多重伝送において、符号器及び復号器として用いられるファイバブラッググレーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。それに対応して光ファイバ等を用いた高速で大容量のネットワークが整備されつつある。このような高速で大容量の光ネットワークを構築するための通信手段の一つとして光符号分割多重（OCDM: Optical Code Division Multiplexing）による伝送が注目されている。
【０００３】
OCDMによる伝送とは、並列に複数チャンネルの光パルス信号（光パルス列を光変調して、電気パルス信号を光パルス信号に変換したもの）を生成し、それをチャンネル毎に異なる符号で変調（符号化）し、受信側では送信側において符号化したときに用いたものと同一の符号で復号することで、元の並列光パルス信号に戻す（復号化）手段を用いる伝送である。光パルス信号を構成する光を光搬送波ということもある。
【０００４】
OCDMによる伝送によれば、多数のチャンネルの光パルス信号を同一の波長で同時に伝送できる。また、OCDMによる伝送方法は、送信側と受信側とで同一符号を鍵（符号器及び復号器にセットされる符号を鍵ということもある。）として用いる方法であるので、伝送におけるセキュリティーが高いことが特長の一つである。
【０００５】
OCDMの符号化の手段として、光の位相を符号として用いる位相符号方式OCDMが知られている。具体的には符号器及び復号器にスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（SSFBG: Superstructured Fiber Bragg Grating）を用いる。OCDMによる伝送は、上述したように送信側と受信側とで同一の符号を鍵として用いる。以後の説明においては、簡単のためにSSFBGを単にファイバブラッググレーティング（FBG: Fiber Bragg Grating）と略記することもある。
【０００６】
この発明のFBG装置の役割の理解に資するために、まず、図1に示すブロック構成図を参照して、代表的なOCDM伝送装置の構成を説明する。
【０００７】
OCDM伝送装置は、送信部10と受信部40とを具え、それらは伝送路42によって接続されて構成される。このOCDM伝送装置によって伝送される信号は、光パルス信号であり、光パルス信号は、伝送すべき情報を担う2値デジタル電気パルス信号（この信号は、「0」又は「1」の2値デジタル信号値が電圧の高低に反映されたパルス信号である。）を光電変換して得られる信号である。
【０００８】
送信部10は、光パルス列生成器12、変調信号生成器14、光変調器16、第1の光サーキュレータ18及び符号器60を具えて構成される。光パルス列生成器12は、光パルス列13を生成する。変調信号生成器14は、伝送すべき情報を2値デジタル電気パルス信号15として光変調器16に供給する。
【０００９】
光変調器16から出力される伝送すべき光パルス信号17は、第1の光サーキュレータ18を介して符号器60に入射する。符号器60からは符号化された光パルス信号が再び第1の光サーキュレータ18を介して光パルス信号19として、伝送路42に送られ、この伝送路42を伝播して受信部40に送られる。
【００１０】
受信部40は、第2の光サーキュレータ22、復号器62、光カプラ26、光電変換器28、波長モニタ30及び波長制御部32を具えて構成される。光電変換器28は、光パルス信号を電気パルス信号に変換する。波長モニタ30は、光パルス信号29の自己相関の度合い（アイ開口の大きさ）を計測する。波長制御部32は、波長モニタ30からの出力31を受けて温度コントローラ68に制御信号67を供給する。制御信号67を受けた温度コントローラ68は、制御信号67に基づいてケーブル69を介してサーモモジュール66の電流をコントロールして、FBGの温度を上昇させるか、下降させるかの制御を行なう。
【００１１】
伝送路42を伝播して伝送された光パルス信号21は、第2の光サーキュレータ22を介して復号器62に入射して復号化される。復号化された光パルス信号は、再び第2の光サーキュレータ22を介して光カプラ26に入射して、光パルス信号27及び光パルス信号29に分波される。光パルス信号27は、光電変換器28によって電気パルス信号36として復元される。すなわち、伝送すべき情報である2値デジタル電気パルス信号15は、受信部40で2値デジタル電気パルス信号36となって復元され受信される。
【００１２】
復号器62には、温度センサ64が設置されており、常に復号器を構成するFBGの温度を計測し、その結果を温度コントローラ68に温度信号65として送っている。波長制御部32は、波長モニタ30からの出力31に対応してこのFBGに設定すべき温度を算出する。この算出温度が実現できるように制御信号67を温度コントローラ68に供給する。
【００１３】
符号器60を構成するFBGと復号器62を構成するFBGとは同一の実効屈折率周期構造を有しており、かつ両者の周期構造は逆の関係になるように設定されている。すなわち、詳細は後述するが、符号器60を構成するFBGと復号器62を構成するFBGとが、図2に示すように単位FBGがABCDEFGHIKLMNOPの順に並んで構成されているものとした場合、符号器60を構成するFBGの入出力端が仮にAで示す単位FBGが配置されている側であるとしたならば、復号器62を構成するFBGの入出力端はPで示す単位FBGが配置されている側になるように設定する。
【００１４】
符号器あるいは復号器を構成するFBGのブラッグ反射波長（以後「動作波長」ということもある。）は、その周囲温度等の条件で変化する。ここで、周囲温度等の何らかの原因で、符号器60と復号器62とをそれぞれ構成するFBGの実効屈折率周期構造の間に相違が生じ、動作波長が変化した場合を想定する。この場合には、復号器62の実効屈折率周期構造を構成するFBGの実効屈折率周期構造をそのFBG温度を調整することによって、符号器60を構成するFBGの実効屈折率周期構造に等しくする必要がある。
【００１５】
また、FBGを符号器あるいは復号器に設置する際に、符号器あるいは復号器をその動作波長が同一になるように設置することも、現実には難しい。
【００１６】
そのため、送信側の符号器を構成するFBGと受信側の復号器を構成するFBGの動作波長が常に同一に保たれるように、符号器あるいは復号器を構成するFBGの少なくともいずれか一方の動作波長を随時調整する必要がある。
【００１７】
位相符号方式OCDMによる伝送においては、送信側の符号器を構成するFBGの動作波長と受信側の復号器を構成するFBGの動作波長とが数十pm以上異なれば、受信側において復号化がうまくできない。すなわち、送信側の符号器を構成するFBGと受信側の復号器を構成するFBGのブラッグ波長の差が、数十pm未満となるように、随時調整する必要がある。
【００１８】
そこで、FBGのブラッグ反射波長がその周囲温度の変化によって影響を受けにくく工夫されたFBG装置がある（例えば、特許文献1参照）。特許文献1に記載の装置は、負膨張性基板とこの基板の表面上に、少なくとも2箇所の隔離した部分に、光ファイバが取り付けられた構成である。そしてこの光ファイバ内にはFBGが形成されている。図3を参照して、特許文献1に開示されたFBG装置の、動作波長の周囲温度の変化依存性を説明する。横軸は周囲温度を、縦軸はFBG装置の動作波長を示しており、Aで示す直線が、FBGを負膨張性基板に固定しなかった場合、Bで示す直線がFBGを負膨張性基板に固定しFBG装置として構成されている場合を示している。
【００１９】
周囲温度が-40℃から+125℃まで変化した場合について見ると、Aで示すFBGを負膨張性基板に固定しなかった場合には、FBGの動作波長が-40℃では1563.75 nmであるのに対して+125℃では1565.65 nmでありその差が1.9 nmである。一方、Bで示すFBGを負膨張性基板に固定しFBG装置として構成されている場合には、FBGの動作波長は、1565.5 nmから1565.7 nmの範囲で変動しておりその差は、0.2 nmと抑制されていることが分かる。
【特許文献１】特表2000-503415号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、OCDMにおける符号器及び復号器としてFBG装置を利用する場合、周囲の温度環境によって0.2 nmもの動作波長変動が存在すると、これでは変動が大きすぎて実用に供することはできない。また、特許文献1に開示された装置では、FBGを作りつけた光ファイバをFBG装置に一旦固定してしまうと、動作波長を任意の値に外部からの指示に基づいて変更することができない。OCDMによる光通信においては、送信側から送られる光パルス信号を生成する光源の波長揺らぎ等が発生した場合に、動作波長をこの揺らぎに応じて変更する必要が生じるが、この事態に対応することができないという問題もある。
【００２１】
そこで、この発明は、上述した問題を解決することを目的として、符号器及び復号器として利用されるFBG装置の周囲の環境温度変動があっても、動作波長にほとんど変動が生じないことを特徴とするFBG装置を提供する。また、送信側から送られる光パルス信号を生成する光源の波長揺らぎ等が発生した場合には、外部の温度コントローラからの指示に基づく温度制御のみによって、動作波長に対して100 pm程度の微動調整ができる機能を有するFBG装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述の目的を達成するため、この発明の第1のFBG装置は、FBGと実装プレートとベースプレートと温度制御板とが順次積層されて構成されるFBG搭載台と、実装プレート上面に設定されたFBG接触部と、実装プレートの両端にFBG接触部を挟んで設定された第1固定点と第2固定点とを具えている。
【００２３】
そして、FBGが、FBG接触部に接触するように第1固定点と第2固定点とで固定される。実装プレートの下面は、ベースプレートの上面に、滑ることが可能な状態で接しており、ベースプレートの下面は、温度制御板の上面に接して固定されている。また、温度制御板は、断熱部材とサーモモジュールとから構成されている。
【００２４】
実装プレートは、熱膨張率が最大でも1.2×10-6/Kである素材で構成し、ベースプレートは、熱伝導率が最小でも398 W/(m・K)である素材で構成するのが好適である。具体的には、実装プレートを構成する素材をインバー合金とし、ベースプレートを構成する素材を銅とするのが好適である。
【００２５】
また、この発明の第2のFBG装置は、FBGと、ガイドプレートと温度制御板とが積層されて構成されるFBG搭載台と、ガイドプレート上面に設定されたFBG接触部と、支持台の両端に、連結部を介して連結された、第1固定点支持体及び第2固定点支持体とを具えている。
【００２６】
第1固定点及び第2固定点は、それぞれ第1固定点支持体及び第2固定点支持体の先端に設けられ、FBGが、FBG接触部に接触するようにこの第1固定点と第2固定点とで、固定されている。そして、温度制御板は、断熱部材とサーモモジュールとから構成されており、ガイドプレートの下面は、温度制御板の上面に、接して固定されている。また、温度制御板の下面は支持台に固定されている。
【００２７】
ガイドプレートは、第1のFBG装置同様に、実装プレートとベースプレートとを積層して構成してもよい。この場合、実装プレートの下面は、ベースプレートの上面に滑ることが可能な状態で接するようにして、ベースプレートの下面は、温度制御板の上面に接して固定し、温度制御板の下面を、支持台に固定する構造とするのがよい。
【００２８】
第1及び第2固定点支持体を、これらの第1及び第2固定点支持体が熱膨張することで第1及び第２固定点が変位する方向と、支持台が熱膨張する方向とが、平行になる関係に連結部を介して支持台に固定するのがよい。
【００２９】
更に、第1固定点支持体が連結部に固定された一端から第1固定点までの距離l1と、第2固固定点支持体が連結部に固定された一端から第2固定点までの距離l2と、支持台の長さLとが、式、(l1β1+l2β2)＝Ｌα、で与えられる関係に設定するのが好適である。ここで、αは支持台を構成する素材の熱膨張率、β1及びβ2はそれぞれ第1及び第2固定点支持体を構成する素材の熱膨張率である。
【発明の効果】
【００３０】
この発明の第1のFBG装置によれば、実装プレートの下面は、ベースプレートの上面に、滑ることが可能な状態で接しているので、ベースプレートの熱膨張による伸縮が実装プレートに伝わることがない。すなわち、ベースプレートと実装プレートを異なる熱膨張を有する材料で構成しても、ベースプレートの熱膨張によって、実装プレートに歪が加わることがない。
【００３１】
FBG装置のブラッグ反射波長を、FBGの温度を制御することで、制御するためには、温度制御板を介してからFBGへ伝えられる熱はが早く伝わる必要がある。そのためにベースプレートを構成する材料の熱伝導率は大きいほど好ましい。しかしながら、熱伝導率の大きな材料ほど、熱膨張率も大きい傾向にある。そこで、ベースプレートを高熱伝導率材料で構成し、温度制御板の温度変化をできる限り早く実装プレートに伝えられる構造として、ベースプレートの熱膨張の影響が実装プレートに伝わることがないように、実装プレートの下面とベースプレートの上面とは、滑ることが可能な状態で接する構造とされている。
【００３２】
一方、実装プレートは温度が変化しても、熱膨張がほとんどないことが必要である。FBGが固定されている第1及び第2固定点は、実装プレートの両端に設けられているので、実装プレートが熱膨張すると第1固定点と第2固定点との距離が広がり、FBGがその分伸びてしまうからである。
【００３３】
OCDMの符号器及び復号器として、この発明の第1の発明のFBG装置を利用する場合、この発明の発明者等は、実装プレートを構成する素材の熱膨張率は、最大でも1.2×10-6/Kであり、ベースプレート構成する素材の熱伝導率は、最小でも398 W/(m・K)であればよいことを実験的に見出した。具体的には、実装プレートを構成する素材をインバー合金とし、ベースプレートを構成する素材を銅とすることで、良好な結果が得られた。
【００３４】
また、この発明の第2のFBG装置によれば、支持台の両端に、連結部を介して連結された、第1固定点支持体及び第2固定点支持体を具えており、第1固定点及び第2固定点が、それぞれ第1固定点支持体及び第2固定点支持体の先端に設けられている。このため、支持台の熱膨張による伸びを、第1固定点支持体及び第2固定点支持体の同じく熱膨張による伸びによって、ほぼ相殺することができる。すなわち、この発明の第2のFBG装置の周囲温度が変化することによって、FBGを固定している、支持台、第1固定点支持体及び第2固定点支持体が熱膨張しても、第1固定点と第2固定点との間隔はほとんど変化せず、結果として、FBGが温度変動によってほとんど伸び縮みしないことになる。
【００３５】
ここで、第1及び第2固定点支持体が熱膨張することで第1及び第2固定点が変位する方向と支持台が熱膨張する方向との、両者が平行になる構成とすれば、上述した熱膨張による相殺効果が最も大きくなる。そして、詳細は後述するが、第1固定点支持体の連結部に固定された一端から第1固定点までの距離l1と、第2固定点支持体の連結部に固定された一端から第2固定点までの距離l2と、支持台の長さLとが、(l1β1+l2β2)＝Ｌα、で与えられる関係に設定すれば、FBG装置の周囲温度が変動しても、第1固定点と第2固定点との間隔は変化しない。すなわち、FBG装置の周囲温度が変動しても、FBGは伸び縮みするることがなく、FBG装置を構成するFBGの動作波長が変動しない。
【００３６】
上述したように、この発明の第1あるいは第2のFBG装置によれば、符号器及び復号器として利用した場合、FBG装置の周囲の環境温度変動があっても、FBGが伸び縮みすることに起因して発生する動作波長の変動を防ぐことができる。その結果、温度制御板による温度制御だけで、FBGに対する所望の動作波長制御が行なえることになり、符号化及び復号化が高い精度で実施できるOCDMが実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、図4から図10を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、この発明に係る一構成例を示し、この発明が理解できる程度に各構成要素の断面形状や配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の材料および条件等を用いることがあるが、これら材料および条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成要素については、同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。また、FBG装置の構造を説明するための図は、図の見易さを優先し、図面の奥行き方向の幾何学的な重なり具合等については、この発明の趣旨が誤解されない範囲で厳密性を犠牲にした部分がある。
【００３８】
＜第1の実施の形態＞
図4(A)及び(B)を参照して、この発明の第１のFBG装置の構成を説明する。図4(A)は、第１のFBG装置を上面から見た概略的平面図であり、図4(B)は、第１のFBG装置の側面から見た概略的断面図である。
【００３９】
第１のFBG装置100は、実装プレート110とベースプレート112と温度制御板150が積層されて構成されるFBG搭載台152と、実装プレート110上面に設定されたFBG接触部120と、実装プレート110の両端にFBG接触部120を挟んで設定された第1固定点124と第2固定点126とを具えている。
【００４０】
FBGは、光ファイバ132に形成されており、FBGが、FBG接触部120に接触するように第1固定点124と第2固定点126とで固定している。また、温度制御板150は、断熱部材114とサーモモジュール116とから構成し、実装プレート110の下面136は、ベースプレート112の上面に、滑ることが可能な状態で接している。また、ベースプレート112の下面138は、温度制御板150の上面に接して固定している。
【００４１】
ベースプレート112には、温度センサを装填するための穴134を形成してある。以後の説明においては、温度センサを装填するための穴134に設置された温度センサをも、誤解が生じない範囲で、温度センサ134と表記することがある。
【００４２】
この発明の第1の実施の形態においては、FBG搭載台152は、FBG装置筐体118の基体底面154に固定して設置する。FBG装置筐体118は、FBG装置基体部118dをFBG装置筐体カバー118uで覆う構成とする。図4(A)に示すFBG装置を上面から見た概略的平面図は、FBG装置筐体カバー118uが取り除かれた状態で示してある。このような構造としたのは、第1のFBG装置を製作する工程で、FBG搭載台152等をFBG装置基体部118dに設置する作業を考慮したためである。FBG搭載台152等をFBG装置基体部118dに設置したり、FBGを光ファイバ132に第1固定点124と第2固定点126とで固定したりする工程は、FBG装置筐体カバー118uが取り外された状態でなければ実行できないからである。
【００４３】
FBG装置基体部118d及びFBG装置筐体カバー118uは、ともに表面に金メッキを施した銅材で作製する。もちろんこれらの構成素材は、銅材に限らず、アルミニューム材、真鍮材等でもかまわない。第１の実施の形態のFBG装置筐体118は箱状の形態であり、光ファイバ132の長さ方向に沿った長手方向のいずれかの側面に、サーモモジュール116への電力供給端子及び温度センサ134からの出力端子を設けてある（図示せず。）。第1のFBG装置100は、この端子を介して温度コントローラ142に接続してある。すなわち、温度コントローラ142からサーモモジュール116への電力供給のためのケーブル156と、温度センサ134から温度コントローラ142へ出力するためのケーブル158とが、上述のFBG装置筐体118の側面に設けられた端子を介して接続している。
【００４４】
断熱部材114には、ガラスエポキシ材を採用したが、この他にもピーク材や雲母材などの熱伝導率の小さい素材を用いることもできる。また、図4(B)に示す構造に限定されることなく、断熱部材114を用いず、ベースプレート112の代わりに、熱伝導率が小さい素材で作られたビス等を用いて、架橋固定する構成としてもよい。この場合には、断熱部材114が存在した箇所は、空間となるので、いわゆる空気層断熱構造となる。
【００４５】
サーモモジュール116は、ペルチエ素子を用いて構成してある。したがって、過熱も冷却も、ペルチエ素子へ供給する電流の方向を変えるだけで行なえる。図4(B)では、サーモモジュール116を一つだけ配置した構成例を示しているが、FBG接触部120の寸法等を勘案して、複数箇所に設置することも可能である。これに応じて、温度コントローラ142の構造や、FBG装置筐体118の側面に設けるべき端子の数等がいろいろと変わり得るが、これらは単なる設計的事項に属し、この発明の技術的範囲を確定するために考慮されるべき内容ではない。
【００４６】
既に説明したように、この発明の発明者等は、実装プレート110を構成する素材の熱膨張率は、最大でも1.2×10-6/Kであり、ベースプレート112構成する素材の熱伝導率は、最小でも398 W/(m・K)であればよいことを実験的に見出した。具体的には、後述するように、実装プレート110を構成する素材をインバー合金とし、ベースプレート112を構成する素材を銅とすることで、第1のFBG装置100は、環境温度変化の許容範囲が24.6℃とすることができ、従来の装置と比較すると12.2℃分だけその範囲を広くできるという、良好な結果が得られた。
【００４７】
実装プレート110を構成する素材としては、インバー合金に限らず、ガラスセラミックス材料等が利用できる。また、ベースプレート112も銅に限らず、アルミニューム等を利用することも可能である。いずれにしても、上述の熱膨張率及び熱伝導率の条件を満たす材料であれば、いかなる材料を選択するかは設計事項に属する。
【００４８】
実装プレート110及びベースプレート112は、ともに板状の形状であり、両者の境界面である実装プレートの下面136には、シリコングリースを塗布する。これによって、実装プレート110とベースプレート112との間では、相互に滑ることが可能でありかつ、熱的な接触性は保たれる。すなわち、シリコングリースを塗布しなければ、実装プレート110とベースプレート112との間の熱的な接触は不完全となり、この境界における熱伝導率は小さいが、実装プレート110とベースプレート112との間にシリコングリースを塗布することでこの間の熱伝導率が小さくならない。
【００４９】
実装プレート110の上面110uには、光ファイバ132のFBG形成領域を実装プレート110の上面110uに熱伝導率を損なうことなく接触させるために、V字形の溝（図示せず。）を、ファイバ132がこのV字形の溝の底部に嵌まり込むように形成する。そしてこのV字形の溝にシリコングリースを充填して、光ファイバ132と実装プレート110の上面110uとがシリコングリースを介して熱的接触が完全に保たれるように図ってある。
【００５０】
実装プレート110の両端部分に第1固定点124及び第2固定点126を設けるために、上述のV字形の溝に直交する方向に、それぞれ第1溝128及び第2溝130を設けてある。この第1及び第2溝128,130は、光ファイバ132を第1固定点124及び第2固定点126で固定する際に、固定剤が広い範囲に拡散しないようにして、光ファイバ132の固定点箇所を明確に画するために、設けておくことが望ましい。
【００５１】
光ファイバ132は、引っ張られたり弛んだりしていない状態で、上述の第1固定点124及び第2固定点126に、紫外線硬化型アクリル系接着剤（Summers Optical 社製  カタログ番号VTC-2）によって固定してある。もちろんこの接着剤に限らず、エポキシ系接着剤を用いてもよい。
【００５２】
上述のように、FBG搭載台152の第1固定点124及び第2固定点126に固定された光ファイバ132は、FBG装置筐体118に設けたスルーホール122を通して、FBG装置筐体118の外部に引き出される。光ファイバ132をスルーホール122に通す際に、光ファイバ132とスルーホール122との隙間には、封止剤を充填してある。この封止剤はシリコンゲルである。シリコンゲルは、所定の時間経過後硬化しても、柔軟性を完全には損なわれず、光ファイバ132とFBG装置筐体118とを完全に強固に固定するものではなく、FBG装置筐体118の気密性を確保することが、その役割である。
【００５３】
実装プレート110の下面136とベースプレート112の上面とが滑ることが可能な状態で接触させて、かつ実装プレート110、ベースプレート112及び温度制御板150を一体化してFBG搭載台152として構成するために、実装プレート110と温度制御板150とを、固定ねじで固定する。そのため、ベースプレート112には、実装プレート110と温度制御板150とを固定するための固定ねじを通すスルーホールを設けた。このスルーホールの直径は上記固定ねじの外形直径より十分大きく設計するのが良い。すなわち、実装プレート110とベースプレート112が熱膨張率の差で相互にすべることがあっても、このスルーホールと上記固定ねじとの隙間分のゆとりがあるために、ベースプレート112の熱膨張による伸縮が、実装プレート110へ伝えられることがない。
【００５４】
温度センサ134には、サーミスタを用いているが、これ以外でも熱伝対や白金熱抵抗体等を用いることもできる。また、この実施の形態においては、温度センサ134をベースプレート112に穴を穿って装填しているが、ベースプレートの側面等に密着固定することも可能である。これらの事項は、いずれも設計事項に属する。
【００５５】
次に、以上説明したこの発明の第1の実施の形態であるFBG装置を、符号器あるいは復号器として利用する場合について、その動作原理を説明する。第1の実施の形態であるFBG装置は、符号器としても復号器としても利用できるので、ここでは復号器として利用する場合を例に説明する。符号器として利用する場合でも、動作波長を温度制御する原理は同一である。
【００５６】
波長モニタ146（図1の30に相当する。）は、受信部40に伝送された光パルス信号29の自己相関の度合い（アイ開口の大きさ）を計測し、波長制御部144（図1の32に相当する。）は、波長モニタ146からの出力131を受けて温度制御部148に制御信号160を供給する。波長モニタ146からの出力131は、受信部40に伝送された光パルス信号の自己相関の度合い（アイ開口の大きさ）を反映した電気信号である。波長制御部144には、図中Mで示す記憶装置に温度センサ134において計測される温度と、FBGの動作波長との関係等が記憶されており、この記憶情報に基づいて、波長モニタ146からの出力131等に基づき温度コントローラ142に送る制御信号160を算出する等の演算処理を行なう。
【００５７】
温度コントローラ142においては、上記の制御信号160及び温度センサ134からの温度に関する信号158とに基づいて、サーモモジュール116（図1では66に相当する。）に温度制御信号156を与える。こうして、温度センサ134で計測される温度と、温度コントローラ142から指示された設定温度とが等しくなるように、FBG接触部120がサーモモジュール116によって、ベースプレート112を介して加熱されたり冷却されたりする。
【００５８】
ここで、サーモモジュール116によって、ベースプレート112が加熱あるいは冷却され、このベースプレート112と熱的に接触している実装プレート110の下面136を介して実装プレート110が加熱あるいは冷却される。ベースプレート112と実装プレート110とは機械的に強固に固定されているのではなく、シリコングリースを介して接触しているので、サーモモジュール116による加熱あるいは冷却によって発生するベースプレート112の伸縮は、実装プレート110には伝達されない。また、実装プレート110は、低熱膨張率素材で構成されているために、実装プレート110自体はほとんど伸縮しない。光ファイバ132に作りつけられているFBGが、実装プレート110の両端に設定された第1及び第2固定点124及び126に固定されているため、実装プレート110の温度変化にともなって、光ファイバ132がFBG接触部120に接している部分の温度が変化する。
【００５９】
第1のFBG装置100を取り巻く周囲の環境温度が変化した場合には、環境温度の変化にともなってFBG装置筐体118が伸縮するが、FBG装置筐体118に設けられたスルーホール122と光ファイバ132との隙間に充填された封止剤の柔軟性によって、FBG装置筐体118の伸縮がこの封止剤に吸収され、光ファイバ132には伝わらない。これによって、FBG装置筐体118の伸縮が第1及び第2固定点124及び126に固定された光ファイバ132には応力が働かず、光ファイバ132に作りつけられているFBGは、その応力に起因する動作波長変動は発生しない。
【００６０】
FBGは、応力が働くことで伸縮し、そのことによってその実効屈折率の周期構造の周期が変化するために、その動作波長が変化する。その一方で、FBGは応力が働くことがなくとも、その温度が変化することによっても、その動作波長が変化する。
【００６１】
温度変化にともなう動作波長λの変動量Δλは次式(1)によって与えられることが知られている（例えば、Andreas Othonos and Kyriacos Kalli著：Fiber Bragg Gratings 参照）。
【００６２】
Δλ＝λ・ΔT[(1/Λ)(dΛ/dT)+(1/neff)(dneff/dT)]      (1)
ここで、ΔTは温度変化量、Λは光ファイバの実効屈折率の周期構造の周期、dΛ/dTは光ファイバ132の熱膨張係数、neffは光ファイバの実効屈折率を示す。動作波長の変動量Δλは、温度が上昇するとプラスの値をとり、動作波長は長波長側に移動する。一方、温度が下降すればこの逆となる。
【００６３】
例えば、動作波長λが1550 nm、FBGの実効屈折率周期Λが535.6 nm、光ファイバ132の熱膨張係数が5.5×10-7、FBGの実効屈折率が1.445、FBGの実効屈折率の変化率（dneff/dT）が8.6×10-6であって、環境温度を25℃から45℃に変化させた場合、動作波長の変動量Δλは、式(1)から0.185 nmであり、動作波長λは、1550.185 nmとなる。
【００６４】
図5を参照して、この発明の第1のFBG装置の温度制御特性を説明する。図5では、横軸に温度コントローラの設定温度(℃)をとり、縦軸に第1のFBG装置の、ブラッグ反射波長である、動作波長の変動量Δλ(pm）をとり、測定値を▲で示してある。これらの観測値を、温度コントローラの設定温度(℃)をx、動作波長の変動量Δλ(pm）をyとして、1次関数で近似すると、
y＝10.7x-266.7      (2)
となり、温度コントローラの設定温度１℃当りの動作波長の変動量Δλ(pm）は、10.7 pmであることが分かる。
【００６５】
また、動作波長は、15℃から45℃において、300 pmの範囲で調整することができ、例えば、OCDMの送信側に設置される搬送波を生成する光源の波長の揺らぎにも十分に対応できる。第1のFBG装置は、0.1℃単位で温度の設定が可能である温度コントローラを採用しているので、動作波長の最小調整量は、1 pmである。
【００６６】
図6を参照して、この発明の第1のFBG装置の動作波長の、周囲の環境温度変動依存性を説明する。図6では、第1のFBG装置の温度コントローラの設定温度を45℃とし、動作波長が環境温度の変化により受ける影響を調べた結果を示している。横軸に環境温度(℃)をとり、縦軸に第1のFBG装置の、ブラッグ反射波長である、動作波長の変動量Δλ(pm）をとり、測定値を▲で示してある。これらの観測値を、温度コントローラの設定温度(℃)をx、動作波長の変動量Δλ(pm）をyとして、1次関数で近似すると、
y＝0.61x-13.00      (3)
となり、周囲温度１℃当りの動作波長の変動量Δλ(pm）は、0.61 pmであることが分かる。
【００６７】
また、動作波長は、環境温度-20℃から60℃において、動作波長Δλの変動率は、0.61 pmであり、この0.61 pmという値は、第1のFBG装置を符号器あるいは復号器として利用する場合には、大きすぎる値である。しかしながら、環境温度による波長変動は、時間的には非常に長い、ゆったりとした変動であるので、上述した、波長制御部による温度コントローラを介しての温度制御によって十分に調整可能な範囲である。
【００６８】
以上説明したように、第1のFBG装置によれば、動作波長調整幅200 pm以上で任意の動作波長へ波長を変更でき、しかも1 pmの精度でこれを行なうことができるので、第1のFBG装置は、OCDMの符号器あるいは復号器として十分に利用できる性能を有しているといえる。
【００６９】
＜第2の実施の形態＞
図7(A)及び(B)を参照して、この発明の第2のFBG装置の構成を説明する。図7(A)は、第2のFBG装置を上面から見た概略的平面図であり、図7(B)は、第2のFBG装置の側面から見た概略的断面図である。
【００７０】
FBG装置200は、ガイドプレート222と温度制御板250が積層されて構成されるFBG搭載台252と、実装プレート210上面に設定されたFBG接触部220と、第1固定点224と第2固定点226とを具える。
【００７１】
ガイドプレート222は、一体として形成してもよいが、この第2のFBG装置200では、実装プレート210とベースプレート212とを積層して構成した。第2のFBG装置200では、後述するように、第１固定点224と第2固定点226とを、ガイドプレート222の両端ではなく、このガイドプレート222とは別の箇所に設ける第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230に設ける構成としているので、ガイドプレート222の熱膨張の効果が光ファイバ132に伝達されない。したがって、ガイドプレート222は、一体として形成してもよいのであるが、この第2のFBG装置では、FBG接触部220と光ファイバ132とを介するシリコングリースの粘性により、多少でもガイドプレート222の熱膨張の効果が光ファイバ132に伝達される効果を防ぐ目的で、第1の１FBG装置と同様に、実装プレート210とベースプレート212とを積層して構成している。
【００７２】
第2のFBG装置の特徴は、第1固定点224及び第2固定点226を、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230のそれぞれの先端に設けた点である。そして、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230は、連結部を介して支持台260の両端に連結する構成とした点である。第2のFBG装置では、支持台260はFBG装置基体部218dの底面とし、連結部は、FBG装置基体部218dの側面として構成した。以後、混乱が生じない範囲で、FBG装置基体部218dの底面で構成される支持台を支持台260、FBG装置基体部218dの側面で構成される連結部を連結部218dと表記する。
【００７３】
もちろん、第2のFBG装置では、上述のような構成に限らず、支持台及び連結部をFBG装置筐体218の一部の構成部分を利用せずに独立に構成し、支持台をFBG装置筐体218のFBG装置基体部218dの底面に固定する構成としても良い。
【００７４】
図7(B)に示すように、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230は、それぞれ連結部218dと直角の方向に固定し、連結部218dは、支持台260と直角の方向に固定する。その結果、第1固定点支持体228が、熱膨張することでその先端に設けられた第1固定点224が変位する方向（ベクトルQで示した。）と、支持台260が熱膨張する方向（ベクトルP及びベクトルP'とで示した。）と、が互いに平行になる関係に、連結部218dを介して支持台260に固定することができる。また、第2固定点支持体230も、熱膨張することでその先端に設けられた第2固定点226が変位する方向（ベクトルQ'で示した。）と、支持台260が熱膨張する方向（ベクトルP及びベクトルP'とで示した。）と、が互いに平行になる関係に、連結部218dを介して支持台260に固定することができる。
【００７５】
上述の構成とすることで、第2のFBGの環境温度が上昇した場合を考えると、ベクトルPとベクトルQとは互いに反対方向を向いており、また、ベクトルP'とベクトルQ'とも互いに反対方向を向いているので、支持台260の伸びを、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230の伸びによって、ほぼ相殺される結果と成り、第1固定点224と第2固定点226との間隔はほとんど変化しない。また、第2のFBGの環境温度が下降した場合も、上記ベクトルP、P'、Q及びQ'の向きが逆となるだけで、上述した事情は同様であり、第1固定点224と第2固定点226との間隔はほとんど変化しない。
【００７６】
上述した支持台260の伸びを、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230の伸びによって、完全に相殺するためには、以下に説明する関係を満たす材料及び寸法で、支持台260、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230を構成すればよい。
【００７７】
第1固定点支持体228が連結部218dに固定された一端から第1固定点224までの距離をl1、第2固定点支持体230が連結部218dに固定された一端から第2固定点226までの距離をl2とし、支持台260の長さをLとする。また、支持台260を構成する素材の熱膨張率をα、第1及び第2固定点支持体228、230を構成する素材の熱膨張率を、それぞれβ1及びβ2とする。
【００７８】
ベクトルP及びベクトルP’の大きさの和は、環境温度の上昇又は下降量をtとすれば、Lαtで与えられる。一方、ベクトルQの大きさはl1β1 tであり、ベクトルQ'の大きさはl2β2 tであるので、環境温度の上昇又は下降量をtとすれば、ベクトルQ及びベクトルQ'の大きさの和は、l1β1 t+ l2β2 tで与えられる。
【００７９】
すなわち、環境温度の上昇又は下降量がtである場合、第1固定点224と第2固定点226との間隔の変化量ΔLは次式(4)で与えられる。
【００８０】
ΔL＝｜Lαt-（l1β1 t+ l2β2 t）｜＝｜[Lα-（l1β1 + l2β2）]t｜    (4)
ΔLが、環境温度の上昇又は下降量tに依存しない、すなわち、環境温度が上昇しても下降しても第1固定点224と第2固定点226との間隔が不変であるためには、
Lα-（l1β1 + l2β2）＝0      (5)
であればよいことになり、結局、(l1β1+l2β2)＝Ｌα、で与えられる関係に設定すればよいことが分かる。
【００８１】
第2のFBG装置では、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230を同一の素材でかつその長さを同じに設定、すなわち、l1＝l2＝l及びβ1＝β2＝βと設定し、Lα＝(2l)β、すなわち、L/(2l)＝β/αを近似的に満足するように設定する。具体的には、支持台260は金メッキを施した銅で作製しその長さLを70ｍｍとする。また、第1固定点支持体228及び第2固定点支持体230は、亜鉛で作製しその長さlを9.1ｍｍとする。因みに、飯田・大野他共編による「新版物理定数表」によれば、α＝16.7×10-6/K、β＝64.3×10-6/K、であるから、L/(2l)＝70/(2×9.1)＝3.846及びβ/α＝(64.3×10-6)/(16.7×10-6)＝3.850となり、L/(2l)＝β/αがほぼ満たされていることが分かる。
【００８２】
FBGは、光ファイバ132に形成されており、FBGが、FBG接触部220に接触するように第1固定点224と第2固定点226とで固定されている。また、温度制御板250は、断熱部材214とサーモモジュール216とから構成し、実装プレート210の下面236は、ベースプレート212の上面に、滑ることが可能な状態で接している。また、ベースプレート212の下面238は、温度制御板250の上面に接して固定した。ベースプレート212には、温度センサを装填するための穴234が形成されている。
【００８３】
この発明の第2の実施の形態においては、FBG搭載台252は、FBG装置筐体218の基体底面である支持台260に固定して設置されている。FBG装置筐体218は、FBG装置基体部218dをFBG装置筐体カバー218uで覆っている。図7(A)に示すFBG装置を上面から見た概略的平面図は、FBG装置筐体カバー218uが取り除かれた状態で示してある。このような構造としたのは、第1のFBG装置の場合と同様である。
【００８４】
また、第2のFBG装置を構成する素材、また、動作波長を制御するための温度制御部の構成等は、第1のFBG装置の場合と同様であるので、その説明を省略する。
【００８５】
図8を参照して、この発明の第2のFBG装置の温度制御特性を説明する。図8では、横軸に温度コントローラの設定温度(℃)をとり、縦軸に第2のFBG装置の、ブラッグ反射波長である、動作波長の変動量Δλ(pm）をとり、測定値を▲で示してある。これらの観測値を、温度コントローラの設定温度(℃)をx、動作波長の変動量Δλ(pm）をyとして、1次関数で近似すると、
y＝10.7x-266.7      (6)
となり、温度コントローラの設定温度１℃当りの動作波長の変動量Δλ(pm）は、10.7 pmであることが分かる。
【００８６】
また、動作波長は、15℃から45℃において、300 pmの範囲で調整することができ、例えば、OCDMの送信側に設置される搬送波を生成する光源の波長の揺らぎにも十分に対応できる。第1のFBG装置は、0.1℃単位で温度の設定が可能である温度コントローラを採用したので、動作波長の最小調整量は、1 pmである。
【００８７】
図9を参照して、この発明の第2のFBG装置の動作波長の、周囲の環境温度変動依存性を説明する。図9では、第2のFBG装置の温度コントローラの設定温度を45℃とし、動作波長が環境温度の変化により受ける影響を調べた結果を示している。横軸に環境温度(℃)をとり、縦軸に第2のFBG装置の、ブラッグ反射波長である、動作波長の変動量Δλ(pm）をとり、測定値を▲で示してある。これらの観測値を、温度コントローラの設定温度(℃)をx、動作波長の変動量Δλ(pm）をyとして、1次関数で近似すると、
y＝0.0419x+1.8199      (7)
となり、周囲温度１℃当りの動作波長の変動量Δλ(pm）は、0.0419 pmであることが分かる。
【００８８】
また、動作波長は、環境温度-20℃から60℃において、動作波長Δλの変動率は、0.0419 pmであり、この0.0419 pmという値は、第2のFBG装置を符号器あるいは復号器として利用する場合には、後述するように、十分小さい値である。
【００８９】
以上説明したように、第2のFBG装置によれば、動作波長調整幅200 pm以上で任意の動作波長へ波長を変更でき、しかも1 pmの精度でこれを行なうことができるので、第2のFBG装置は、OCDMの符号器あるいは復号器として十分に利用できる性能を有しているといえる。
【００９０】
＜SSFBG＞
FBGとしてこのFBG装置を構成するSSFBGの構造を、図2を参照して詳しく説明する。SSFBGは、光ファイバ6にSSFBG形成部8が作りつけられた構造を有する。図2は、15ビットのM系列の符号列を用いて作製された符号器あるいは復号器を構成するためのSSFBGの構成を概略的に示した図である。
【００９１】
図2において、SSFBG形成部8を形成している部分は、AないしPで示す構成単位を、一本の光ファイバに直列に配して構成される。AないしPで示す構成単位は、その全ての長さが等しく、かつ同一の実効屈折率周期構造を有する（同一のブラッグ反射波長を有する）FBG（単位FBG）である。すなわち、AないしPで示す単位FBGは全て長さが等しく、かつブラッグ反射波長が等しい。このブラッグ反射波長は、光搬送波（光パルス信号を構成する光）の波長λと等しく設定される。
【００９２】
SSFBG形成部8は、単位FBGを複数個直列に接続して構成されるが、隣接する単位FBG同士を密着させて配置するか、あるいは隣接する単位FBG同士を、光搬送波の位相π/2に相当する間隔を空けて配置する。ここで、位相π/2に相当する間隔とは、光搬送波の波長をλとしたとき、λ/4に相当する間隔である。
【００９３】
このように、隣接する単位FBG同士を密着させて配置した部分と、隣接する単位FBG同士を位相π/2に相当する間隔を空けて配置した部分とを含んで構成されるFBGがSSFBGである。どの位置に位相π/2に相当する間隔を設けて、単位FBG同士を配列するかが符号化の内容である。
【００９４】
単位FBGが隙間なく配列されていれば、単位FBGのブラッグ反射波長の光が反射される。すなわち、その反射スペクトルは一つの極大値λを持ち、この極大値に対称な釣鐘型の形状となり、その時間波形も一つの極大を持つパルス波形となる。一方、隣接する単位FBG同士の間隔の所々に位相π/2に相当する間隔を空けて配置すると、このような構造SSFBGからの反射波の時間波形は、上述の一つの極大を持つ波形とは異なる複雑な構造を持ったものとなる。
【００９５】
したがって、図2に示すように隣接する単位FBG同士を密着させて配置されている箇所と位相π/2に相当する間隔を空けて配置されている箇所を一定の規則にしたがって配置してSSFBGを構成すれば、SSFBGは、この規則に対応する時間軸上で固有の反射特性を持つ反射器となる。
【００９６】
この反射器に光パルスを入射させれば、上述の規則に対応した固有の反射特性を持つSSFBGの実効屈折率周期構造に起因する変調を受ける。このようにSSFBGによって入射光パルスの形状を変調することを、符号化と呼ぶ。光パルスが時間軸上で等間隔に並ぶ光パルス列を電気パルス信号で変調して得られる光パルス信号を、上述の光パルス同様にSSFBGに入射させれば、上述の規則に従った固有の反射特性を持つSSFBGの実効屈折率周期構造に起因する変調を受ける。すなわち、光パルス信号が符号化される。
【００９７】
上述のように符号化された光パルス信号を、符号化したときと同一の実効屈折率周期構造を有するSSFBGに、符号化するときにSSFBGに入出射させた方向とは逆の方向から入出射させれば、符号化される前の光パルス信号が再現される。すなわち、符号化するときには光パルス信号を、図2に示すSSFBGのAで示す単位FBGが配置されている側から入出射させて符号化したのであれば、符号化されている光パルス信号を、図2に示すSSFBGのPで示す単位FBGが配置されている側から入出射させれば復号化することができる。
【００９８】
図10を参照して、符号器と復号器の動作波長がずれた場合の復号化された光パルス信号が受ける効果を説明する。図10は、復号化された光パルス信号の形状を表しており、横軸は時間軸、縦軸は光パルスの強度を、それぞれ任意スケールで目盛ってある。ここでは、説明を簡潔にするために、一定の時間間隔で規則正しく光パルスが並んだ光パルス列を光パルス信号として、擬似的にOCDM伝送実験を行なった。したがって、伝送された光パルス信号が受信部の復号器で正しく復号化されれば、一定の時間間隔で規則正しく光パルスが並んだ光パルス列が再現される。
【００９９】
図10では、Aで示す光パルス信号が、正しく復号化された場合に相当し、この形状はほぼ送信部から送られた光パルス信号と同一の形状である。ここでは光パルスの数が3つ現れている。一方、伝送された光パルス信号が受信部の復号器で正しく復号化されなかった場合の光パルス信号は、図10では、Bで示す光パルス信号がそれに相当する。Aで示す光パルス信号ピーク位置にBで示す光パルス信号のピークが現れてはいるが、この他の箇所にもピークが現れており、送信部から送られた光パルス信号と同一の形状とはなっておらず、良好な伝送が行なわれていない。この場合、送信部から送られた信号が正しく再生されないことが起こる。
【０１００】
このような事態が発生する理由は、符号器と復号器とをそれぞれ構成するSSFBGの実効屈折率の周期構造が、環境温度等の影響で、等しく設定されていないことに起因している。因みに、図10においてBで示す光パルス信号を観測した例では、符号器と復号器とでFBG装置の動作波長の差は、15 pmであった。
【０１０１】
従来技術である特許文献1に開示されている装置が、-40℃から125℃までの165℃の環境温度変化に対して0.2 nm変動する、すなわち1℃当り1.21 pm変化する。一方この発明の第1のFBG装置によれば、環境温度1℃変化すると0.61 pm、また第2のFBG装置によれば、0.0419 pm変化する。
【０１０２】
符号器と復号器とでFBG装置の動作波長の差が、上述したように、15 pmあれば完全な復号化ができず、、送信部から送られた信号が正しく再生されないことが起こる。そこで、符号器と復号器とでFBG装置の動作波長の差が15 pmに達しないことを、OCDMの符号器あるいは復号器として利用できる条件とすれば、以下のことが言える。
【０１０３】
環境温度1℃当り1.21 pm変化する従来技術である特許文献1に開示されている装置は、環境温度変化として12.4℃（15÷1.21＝12.4）の温度変化の範囲内であれば、符号器と復号器とでFBG装置の動作波長の差が15 pmに達しないので、外部の温度コントローラからの指示に基づく温度制御等をすることなく、利用することができる。一方、第1のFBG装置によれば、環境温度の変化の範囲として24.6℃（15÷0.61＝24.6）、第2のFBG装置によれば、358℃（15÷0.0419＝358）の変化の範囲であれば、同様に利用できることになる。
【０１０４】
この発明の第1のFBG装置によれば、環境温度変化の許容範囲が24.6℃と、従来の装置が12.4℃であったことから比較すると12.2℃分だけその範囲を広くできる。その上、この発明の第1のFBG装置によれば、外部の温度コントローラからの指示に基づく温度制御のみによって、動作波長に対して100 pm程度の微動調整ができる機能を有しているので、この温度調整機能を働かせることで、OCDMの符号器あるいは復号器として利用することができる。一方この発明の第2のFBG装置をOCDMの符号器あるいは復号器として利用する場合には、許容温度変化範囲は358℃であるので、実質的には、環境温度変化があっても、それに基づく動作波長の調整を必要としないことが分かる。
【０１０５】
以上のことから、この発明の第1及び第2のFBG装置は、OCDMの符号器あるいは復号器として利用するのに好適なFBG装置であることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
この発明の第１及び第２の実施の形態において説明したように、この発明の第1あるいは第2のFBG装置は、周囲の環境温度変動があっても、動作波長に変動がほとんど生ぜず、動作波長調整幅200 pm以上で任意の動作波長へ波長を変更でき、しかも1 pmの精度で動作波長の調整を行なうことができるので、これらをOCDMの符号器あるいは復号器として利用して好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】光符号分割多重伝送装置のブロック構成図である。
【図２】15ビットのM系列の符号列を用いて作製されたFBGの構成図である。
【図３】従来のFBG装置のブラッグ反射ピーク波長の温度依存性を示す図である。
【図４】第１のFBG装置の概略的構成図である。
【図５】第1のFBG装置の温度制御特性を示す図である。
【図６】第1のFBG装置の動作波長の環境温度依存性を示す図である。
【図７】第2のFBG装置の概略的構成図である。
【図８】第2のFBG装置の温度制御特性を示す図である。
【図９】第2のFBG装置の動作波長の環境温度依存性を示す図である。
【図１０】符号器と復号器の動作波長のずれによる効果の説明に供する図である。
【符号の説明】
【０１０８】
6：光ファイバ
8：SSFBG形成部
10：送信部
12：光パルス列発生器
14：変調信号生成器
16：光変調器
18：第1の光サーキュレータ
22：第2の光サーキュレータ
62：復号器
26：光カプラ
28：光電変換器
30、146：波長モニタ
32、144：波長制御部
40：受信部
60：符号器
62：復号器
64：温度センサ
66、116、216：サーモモジュール
68、142：温度コントローラ
100：第1のFBG装置
110、210：実装プレート
112、212：ベースプレート
114、214：断熱部材
118、218：FBG装置筐体
120、220：FBG接触部
122：スルーホール
124、224：第1固定点
126、226：第2固定点
128：第1溝
130：第2溝
132：光ファイバ
134、234：温度センサを装填するための穴
148：温度制御部
150、250：温度制御板
152、252：FBG搭載台
200：第2のFBG装置
222: ガイドプレート
228：第1固定点支持体
230：第2固定点支持体
【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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【図９】
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【図１０】
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