(57)【要約】      （修正有）【課題】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簡単な構成で可変に行うことができる分散補償器を提供する。【解決手段】グレーティング１１２が形成されたコアを有する少なくとも１つの光ファイバ１１１と、グレーティング１１２の光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部とを備え、発熱部は、光伝搬方向に沿って配列された複数の発熱要素１１４を有しており、複数の発熱要素１１４に含まれる第１の発熱要素は、第１の抵抗率を有する材料から形成された第１導電体層を有し、かつ、複数の発熱要素１１４に含まれる第２の発熱要素は、第１の抵抗率とは異なる第２の抵抗率を有する材料から形成された第２導電体層を有している。【選択図】図１
2005091408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グレーティングが形成されたコアを有する少なくとも１つの光伝送路と、
前記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と、
を備えた分散補償器であって、
前記発熱部は、前記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の抵抗率を有する材料から形成された第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の抵抗率とは異なる第２の抵抗率を有する材料から形成された第２導電体層を有している、分散補償器。
【請求項２】
前記光伝送路および前記発熱部を支持する基板を更に備えている請求項１に記載の分散補償器。
【請求項３】
前記光伝送路は、ファイバグレーティングであり、
前記基板には、前記ファイバグレーティングを保持するための溝が形成されており、前記ファイバグレーティングは前記溝に固定されている、請求項２に記載の分散補償器。
【請求項４】
前記基板は、前記ファイバークレーティングの熱伝導率以下の熱伝導率を有している、請求項２または３に記載の分散補償器。
【請求項５】
前記第１導電体層および前記第２導電体層は、前記基板上に形成され、かつ、直列的に接続されている、請求項２から４のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項６】
前記発熱部に電流を流すための回路を更に備えており、
前記回路は、少なくとも第１および第２導電体層に同じ大きさの電流を流す、請求項２から５のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項７】
前記複数の発熱要素は直列的に接続されており、
前記回路は、前記複数の発熱要素に同じ大きさの電流を流す、請求項６に記載の分散補償器。
【請求項８】
前記基板上に形成された温度検出器を更に備えており、
前記回路は、前記温度検出器の出力に基づいて、前記電流の大きさを調節することができる請求項６または７に記載の分散補償器。
【請求項９】
前記基板上に形成された温度検出器および温度保持手段を更に備えており、
前記温度保持手段は、前記温度検出器の出力に基づいて、前記光伝送路の温度分布を一定に保持する請求項２から７のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項１０】
前記温度保持手段は、ペルチェ素子を含む請求項９に記載の分散補償器。
【請求項１１】
前記温度保持手段および前記発熱部は、それぞれ、前記基板上において前記光伝送路を挟む領域に配置されている請求項９または１０に記載の分散補償器。
【請求項１２】
前記第１および第２導電体層は、略同じ平面形状を有している請求項１から１１のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項１３】
前記第１および第２導電体層は、略同じ厚さを有している請求項１２に記載の分散補償器。
【請求項１４】
前記複数の発熱要素は、各々の発熱量が前記光伝送路に沿って線形的に変化するように配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項１５】
前記複数の発熱要素は、各々の発熱量が前記光伝送路に沿って二次関数的に変化するように配置されている請求項１から１３のいずれかに記載の分散補償器。
【請求項１６】
前記グレーティングは、光伝搬方向に沿って格子間隔が変化している請求項１から１５のいずれか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、光ファイバ伝送路における分散補償技術の重要性がますます増加している。既設の１．３μｍ帯の光ファイバ伝送路を用いて伝送損失の低い１．５μｍ帯の光を伝送させる場合、１７ｐｓ／ｋｍ・ｎｍ程度の波長分散が生じる。このため、光信号の伝送レートが高くなる場合や伝送距離が長くなる場合に、波長分散による光信号の劣化が顕著に生じるため、適宜、波長分散を補償する必要がある。
【０００３】
従来、このような波長分散を補償する装置として代表的なものに分散補償器がある。分散補償器は、光信号を伝送させる通常の光ファイバが有している分散特性とは逆の分散特性を持つ分散補償ファイバを用い、これによって光ファイバ伝送路における波長分散による光信号の波形変化を相殺して分散を補償する。このような分散補償器には、分散補償ファイバが数ｋｍ以上も必要となるため、装置を小型化できないという欠点がある。
【０００４】
他のタイプの分散補償器としては、光ファイバのコア中にグレーティング（回折格子）を形成したファイバグレーティングを用いる装置が知られている。このようなタイプの分散補償器は、光ファイバの軸方向に沿ってグレーティング周期が変化しているチャープブラッググレーティングを用いている。
【０００５】
ファイバグレーティングは光ファイバのコア中に連続的な屈折率変調の周期をＡｒの２次高調波やＫｒＦの紫外レーザ光で干渉露光、もしくは位相マスクを用いて作製される。ブラッグ波長λBはグレーティングの周期Λとグレーティングの実効屈折率ｎｅｆｆを用いてλB＝２×ｎｅｆｆ×Λと表される。長手方向に回折格子周期が変化しているグレーティングはチャープファイバグレーティングと呼ばれている。グレーティングの周期Λが連続的に変化するために、ブラッグ反射波長λBも連続的に変化する。このため、ファイバグレーティング内の各反射波長λB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】
こうしたチャープファイバグレーティングの性質を利用して、波長分散補償器を実現することができる。図５は、このようなグレーティングファイバを備えた分散補償器の構成を示している（特許文献１）。以下、図５の分散補償器の構成と動作を説明する。
【０００７】
図５の分散補償器は、入力端子５１４ａ、入出力端子５１４ｂ、および出力端子５１４ｃを有する光サーキュレータ５１３と、光サーキュレータ５１３の入出力端子５１４ｂに結合されたファイバグレーティング５１５とを備えている。
【０００８】
光サーキュレータ５１３の入力端子５１４ａおよび出力端子５１４ｃは、それぞれ、不図示の伝送用光ファイバに結合されている。伝送用光ファイバを通して伝送されてきた光信号の波形は、伝送用光ファイバに存在する波長分散の影響を受けて変化しているものとする。
【０００９】
ファイバグレーティング５１５のコア５１６には、グレーティングの周期（グレーティング間隔）が連続的かつ単調に変化しているチャープブラッググレーティングが形成されている。
【００１０】
入力光５１１は、光サーキュレータ５１３の入力端子５１４ａに入力されると、入出力端子５１４ｂを介してファイバグレーティング５１５に達する。ファイバグレーティング５１５のコア５１６は、入力光５１１をブラッグ反射によって光サーキュレータ５１３の入出力端子５１４ｂに向けて反射する。ファイバグレーティング５１５における入力光５１１の反射位置は、グレーティング周期が軸方向に分布を有しているため、波長に応じて異なっている。すなわち、グレーティング周期の軸方向分布は、伝送用光ファイバにおける波長分散に起因して生じる入力光５１１の波形変化を元に戻すように設定されている。より具体的には、ファイバグレーティング５１５に入力され、反射されてきた光がファイバグレーティング５１５で受ける波長分散は、信号伝送用光ファイバにおける波長分散と絶対値が同一で極性が反対になるように調整されている。この結果、ファイバグレーティング５１５で反射されて再び入出力端子５１４ｂから光サーキュレータ５１３に戻った光が出力端子５１４ｃから出力光５１２として出力されるとき、波長分散が補償された状態になっている。
【００１１】
図５に示すファイバグレーティング５１５の波長分散は、あらかじめ設定され、固定された値を有している。このため、その波長帯域や補償量を動的に変化させることはできない。入力光５１１が伝送用光ファイバで受ける波長分散の影響を適切に補償するには、グレーティング周期を動的に変化させることにより、反射帯域や分散を変化させることのできることが好ましい。このような機能を有する分散補償器が特許文献１などに開示されている。特許文献１が開示する分散補償器では、ファイバグレーティングにヒータ等によって温度勾配を付与することにより、ファイバグレーティングに熱膨張を与え、それによってグレーティングの反射波長や反射帯域を動的に変化させることが可能である。
【００１２】
次に、図６を参照しながら、従来の分散補償器を説明する。この分散補償器は、特許文献１に記載されている。
【００１３】
図６に示す分散補償器は、基板４上に設けられたグレーティング付き光ファイバ１と、発熱用の抵抗体から成る複数のヒータ発熱部１５と、各ヒータ発熱部１５の両端に接続された導電体のテーパ付きパターン１６とを備えている。
【００１４】
ヒータ発熱部１５およびテーパ付きパターン１６から構成される複数のヒータが光ファイバ１に沿って一列に並べられている。光ファイバ１は、そのグレーティング部が上記ヒータの配列領域と重なるように搭載されている。
【００１５】
図６からわかるように、ヒータ発熱部１５は長手方向が光ファイバ１の軸線方向と平行になるように配置され、所定の間隔を置いて配列されており、各ヒータ発熱部１５には、テーパ付パターン１６を介して不図示の電源から電流が供給される。パターン１６は、ヒータ発熱部１５から離れるに従って断面積が拡大する形状を有しているため、ヒータ発熱部１５の近傍以外の部分では、電気抵抗が充分に低く、発熱が抑制されている。
【００１６】
図６に示す分散補償器では、ヒータ発熱部１５を流れる電流が熱に変換されて光ファイバ１に伝達される。個々のヒータ発熱部１５を流れる電流は、各ヒータ発熱部１５に接続された一対のテーパ付きパターン１６の一方から他方へと流れる。
【００１７】
この分散補償器では、各ヒータ発熱部１５における発熱量に差を設けることにより、光ファイバ１に温度勾配を付与することができる。
【００１８】
【特許文献１】特開２００２‐１９６２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上記の分散補償器では、各ヒータ発熱部１５における発熱量に差を設けるため、個々のヒータ発熱部１５を流れる電流の大きさを調節している。すなわち、個々のヒータ発熱部１５を流れる電流を高い精度で調節するには、特別の電源回路を用いる必要がある。
【００２０】
本発明は、上記事情に鑑みて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簡単な構成で可変に行うことができる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】
【００２１】
本発明による分散補償器は、グレーティングが形成されたコアを有する少なくとも１つの光伝送路と、前記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とを備えた分散補償器であって、前記発熱部は、前記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の抵抗率を有する材料から形成された第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の抵抗率とは異なる第２の抵抗率を有する材料から形成された第２導電体層を有している。
【００２２】
好ましい実施形態において、前記光伝送路および前記発熱部を支持する基板を更に備えている。
【００２３】
好ましい実施形態において、前記光伝送路は、ファイバグレーティングであり、前記基板には、前記ファイバグレーティングを保持するための溝が形成されており、前記ファイバグレーティングは前記溝に固定されている。
【００２４】
好ましい実施形態において、前記基板は、前記ファイバークレーティングの熱伝導率以下の熱伝導率を有している。
【００２５】
好ましい実施形態において、前記第１導電体層および前記第２導電体層は、前記基板上に形成され、かつ、直列的に接続されている。
【００２６】
好ましい実施形態において、前記発熱部に電流を流すための回路を更に備えており、前記回路は、少なくとも第１および第２導電体層に同じ大きさの電流を流す。
【００２７】
前記複数の発熱要素は直列的に接続されており、前記回路は、前記複数の発熱要素に同じ大きさの電流を流す。
【００２８】
好ましい実施形態において、前記基板上に形成された温度検出器を更に備えており、前記回路は、前記温度検出器の出力に基づいて、前記電流の大きさを調節することができる。
【００２９】
好ましい実施形態において、前記基板上に形成された温度検出器および温度保持手段を更に備えており、前記温度保持手段は、前記温度検出器の出力に基づいて、前記光伝送路の温度分布を一定に保持する。
【００３０】
好ましい実施形態において、前記温度保持手段は、ペルチェ素子を含む。
【００３１】
好ましい実施形態において、前記温度保持手段および前記発熱部は、それぞれ、前記基板上において前記光伝送路を挟む領域に配置されている。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記第１および第２導電体層は、略同じ平面形状を有している。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記第１および第２導電体層は、略同じ厚さを有している。
【００３４】
好ましい実施形態において、前記複数の発熱要素は、各々の発熱量が前記光伝送路に沿って線形的に変化するように配置されている。
【００３５】
好ましい実施形態において、前記複数の発熱要素は、各々の発熱量が前記光伝送路に沿って二次関数的に変化するように配置されている。
【００３６】
好ましい実施形態において、前記グレーティングは、光伝搬方向に沿って格子間隔が変化している。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、抵抗率の異なる材料からなる導電体層を用いて複数の発熱要素を形成することにより、簡単な構成により、ファイバグレーティングに所望の温度勾配を付与す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】
【００３８】
以下、本発明による光変調素子の実施形態を説明する。
【００３９】
図１は、本実施形態に係る分散補償器の全体構成を示す概略図である。
【００４０】
本実施形態の分散補償器は、ブラッググレーティング１１２が形成されたコアを有する少なくとも１つの光伝送路（光ファイバ１１１）と、ブラッググレーティング１１２の光伝搬方向における温度分布を制御する発熱部とを備えている。この発熱部は、光伝搬方向に沿って配列された複数の発熱要素１１４から構成されている。
【００４１】
光伝送路として機能する光ファイバ１１１は、基板１１３上に固定されている。基板１１３には、光ファイバ１１１を保持するための溝１１５が形成されており、光ファイバ１１１は溝１１５に固定されている。この溝１１５は、断面がＶ字型またはＵ字型であることが好ましく、そのサイズは光ファイバ１１１を適切に指示支持するように設定される。
【００４２】
本実施形態で用いる基板１１３は、発熱要素１１４で生じる熱を外部に逃さず、光ファイバ１１１の加熱を効率的に利用するため、熱伝導率が比較的低い材料から形成することが好ましい。具体的には、基板１１３は、光ファイバ１１１の熱伝導率と同等か、それ以下の熱伝導率を有している材料から形成されるが好ましい。本実施形態の基板１１３は、石英ガラスから形成されている。
【００４３】
発熱部に含まれる各発熱要素１１４は、基板１１３上に設けられた導電体層から構成されている。導電体層は、後に詳しく説明するように、配列順序（位置）に応じて適切に選択された抵抗率を有する材料から形成されている。本実施形態では、同じ平面サイズおよび厚さを有する５つの導電体層が、基板上１１３上において、光伝搬方向に沿って直線的に配列されており、配線を介して相互に直列的に接続されている。各発熱要素１１４の導電体層は、その材料が異なる点を除けば、同一の平面形状および厚さを有しているため、その作製が容易であり、製造コストを低減できる。
【００４４】
図１の例で、各発熱要素１１４の導電体層が、光ファイバ１１１と基板１１３との間に設けられている。すなわち、各導電体層は溝１１５を横切るように配置されている。このため、導電体層の厚さに相当する深さを有し、導電体層の平面形状に対応した形状を有する凹部を基板１１３上に形成しておくことが好ましい。この場合、各凹部に対応する導電体層をはめ込むことになる。厚さの等しい導電体層を配列する場合、各凹部の深さを一定にすればよいため、基板１１３の表面に凹部を形成する加工が容易になる。なお、発熱要素１１４の導電体層は、光ファイバ１１１を覆うように配置されても良い。
【００４５】
直列的に接続された発熱要素１１４には、電流発生装置１１７が接続されており、電流発生装置１１７の働きによって発熱要素１１４を電流が流れることになる。発熱要素１１４は、上述のように、所定の抵抗率を持つ導電体層を含んでいるため、導電体層を電流が流れると、ジュール熱を発する。導電体層は、例えば、鉄、銅、インバール、ニクロムなどの金属から形成されていることが好ましい。本発明では、５つの導電体層の少なくとも２つは異なる抵抗率を有する材料から形成されているため、同じ大きさの電流が流れても異なる大きさのジュール熱を生成することになる。その結果、簡単な回路構成により、発熱部による発熱量に対して、光伝搬方向に沿った分布を与えることができる。このような発熱量の分布は、光ファイバに光伝搬方向における温度分布を与え、グレーティングの格子間隔を微細に調節することを可能にする。
【００４６】
本実施形態では、基板１１３上には温度検知器１１６が設けられている。温度検出器１１６は、１つの発熱要素１１４に接する位置に設けられている。なお、温度検知器１１６は、発熱要素１１４に接する必要はないが、接していることにより、発熱要素１１４の温度を速やかに検知することができるため、温度制御の応答性が向上する。ファイバグレーティングの現実の温度を検知するため、ファイバグレーティングに温度検知器１１６を接触させるように配置しても良い。
【００４７】
発熱要素１１４に電流を供給する電流発生装置１１７は、温度検知器１１６にも接続されており、温度検出器１１６からの出力を受け取る。電流発生装置１１７は、温度検知器１１６の出力に基づいて発熱要素１１４に流す電流の大きさを調節する。これにより、発熱要素１１４の温度を所望の温度に制御できる。
【００４８】
次に、発熱要素１１４による発熱を更に詳細に説明する。
【００４９】
導電体層の光伝搬方向におけるサイズ（長さ）をｌｍ、光伝播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＝Ｉ2Ｒの関係が得られる。導電体層の発熱量Ｑは、Ｑ＝Ｐ×ｔ（ｔは時間）で表わされるため、Ｑ＝Ｉ2Ｒ×ｔ＝Ｉ2（ρ×ｌ／Ｓ）×ｔで表わされる。
【００５０】
上記のことから明らかなように、電流Ｉが一定の場合、発熱量Ｑは抵抗率ρに比例して変化する。このため、発熱要素１１４に用いる導電体層を、抵抗率ρの異なる材料から形成した場合、各導電体層を流れる電流Ｉが一定でも、各導電体層で生じる発熱量Ｑを変化させることが可能である。
【００５１】
なお、抵抗率ρが等しい材料から各導電体層を形成する場合であっても、形状ファクタ（長さｌおよび／または断面積Ｓ）を変化させることにより、各導電体層の発熱量Ｑを変化させることが可能である。この場合、例えば、平面形状や平面サイズが同一でも、厚さを変化させることにより、断面積Ｓを調節できるため、それによって発熱量Ｑを発熱要素毎に変化させることが可能になる。ただし、導電体層の厚さを変化させる場合は、基板の表面の凹部に導電体層をはめこむことが難しくなることは前述したとおりである。
【００５２】
本実施形態では、このようにして各発熱要素１１４における発熱量Ｑを調節することにより、光ファイバ１１１のコア中に形成されたブラッググレーティング１１２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。
【００５３】
本実施形態の分散補償器には、好適には、光ファイバ中を伝送してきた超短パルス光が入力される。超短パルス光は広い周波数スペクトル成分を有しているため、光ファイバ中を伝送するうちに波長分散の影響を特に受けやすい。波長分散の影響を受けた超短パルス光は、光ファイバ伝搬前の光パルスと比較すると、パルス幅が広がってしまう。
【００５４】
本実施形態の分散補償器によれば、電流発生装置１１７から発熱要素１１４に供給される電流を調節することにより、発熱要素１１４からの発熱量を制御し、それによって温度勾配を光ファイバ１１１のコア中のブラッググレーティング１１２に付与することができる。温度勾配が与えられたブラッググレーティング１１２では、温度に応じて熱膨張し、各部位の格子間隔が変化する。その結果、所望の波長帯域における残留分散値を減ずることができる。
【００５５】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００５６】
（実施例１）
本実施例では、図１に示す構成を有する分散補償器を作製した。基板１１３に設けた５つの発熱要素１１４は、それぞれ、同一の形状および大きさの導電体層を有している。平面レイアウト上、各導電体層の形状は長方形であり、それぞれの光伝搬方向のサイズは３００００μｍ、光伝搬方向に垂直な方向のサイズは３００μｍ、厚さは２５０μｍである。ただし、５つの導電体層の材料は、図１の左側から、それぞれ、クロメル、コンスタンタン、アルメル、タンタル、および銅である。
【００５７】
クロメルの抵抗率ρ１は７０×１０-8（Ω・ｍ）、コンスタンタンの抵抗率ρ２は４９×１０-8（Ω・ｍ）、アルメルの抵抗率ρ３は２８．１×１０-8（Ω・ｍ）、タンタルの抵抗率ρ４は１２．３×１０-8（Ω・ｍ）、銅の抵抗率ρ５は１．５５×１０-8（Ω・ｍ）である。このため、発熱要素１１４の抵抗を、それぞれ、Ｒ１〜Ｒ５としたとき、Ｒ１＝０．７Ω、Ｒ２＝０．４９Ω、Ｒ３＝０．２８Ω、Ｒ４＝０．１２３Ω、Ｒ５＝０．１５５Ωとなる。
【００５８】
上記の発熱要素に２００秒間だけ１アンペアの電流を流すと、各発熱要素１１４の単位時間あたりの発熱量Ｑは、それぞれ、Ｑ１＝１４０Ｊ、Ｑ２＝９８Ｊ、Ｑ３＝５６．２Ｊ、Ｑ４＝２４．６Ｊ、Ｑ５＝３．１Ｊとなる。
【００５９】
５つの発熱要素について、材料、抵抗Ｒ、発熱量Ｑ、および温度上昇ΔＴを以下の表１に示す。
【００６０】
【表１】
2005091408.tif 000003
【００６１】
本実施例では、発熱要素１１４の位置に応じて発熱量Ｑが線形的に変化しているため、発熱要素１１４によるファイバグレーティングの温度上昇も線形的である。
【００６２】
ファイバグレーティング１１２は、光伝搬方向に沿って格子間隔が変化するチャープ構造を有している。このようなファイバグレーティング１１２を有する本実施形態の分散補償器では、波長帯域が１５５０ｎｍから１５５２．５ｎｍで−１２０ｐｓ／ｎｍの分散量を補償できる。上記の５つの発熱要素１１４に電流を流し、表１に示すような温度勾配をチャープファイバグレーティングに与えることにより、ファイバグレーティング１１２において発熱要素１１４に対応する部位の温度が、それぞれ、例えば、３９．８℃、３７．９℃、３６．１℃、３４．２℃、および３２．４℃に変化する。このような温度分布が後与えられることにより、ブラッググレーティングによるブラッグ反射の波長が変化する。その結果、群遅延が図２に示すように変化する。分散は、群遅延を一次微分したものである。このため、本実施例によれば、温度分布を変化させることにより、補償可能な分散量を−１００ｐｓ／ｎｍへと変化させることができる。
【００６３】
（実施例２）
本実施例では、各発熱要素１１４に用いる導電体層の材料を変更することにより、２次関数状に変化する温度勾配をファイバグレーティング１１２に与える。本実施例でも、基本的には、図１に示す構成の分散補償器を作製した。実施例１と異なる点は、下記の表２に示す材料を用いた点にある。銅の抵抗率ρ１は４９×１０-8（Ω・ｍ）、タンタルの抵抗率ρ２は１２．３×１０-8（Ω・ｍ）、コンスタンタンの抵抗率ρ３は１．５５×１０-8（Ω・ｍ）である。本実施例では、２００秒間発熱要素に１アンペアの電流が流れているとすると、表２に示すように、各発熱要素１１４の発熱量Ｑ（Ｊ）は中央で最高値を示し、外側ほど小さくなる。
【００６４】
【表２】
2005091408.tif 000004
【００６５】
本実施例では、このように発熱要素１１４の位置に応じて発熱量Ｑが２次関数状に変化する。
【００６６】
上記の５つの発熱要素１１４に電流を流し、表２に示すような温度勾配をチャープファイバグレーティングに与えることにより、ファイバグレーティング１１２において発熱要素１１４に対応する部位の温度が、それぞれ、例えば３１．１℃、３３．４℃、３８．７℃、３３．４℃、および３１．１℃に変化する。その結果、群遅延が図３に示すように変化する。本実施例では、図４に示すように温度勾配付与前では波長に対して１２０ｐｓ／ｎｍで一定であるが、温度勾配の付与により、波長帯域１５５０ｎｍから１５５２．５ｎｍでの分散が１００ｐｓ／ｎｍから１４０ｐｓ／ｎｍまで線形に変化する。この分散曲線の一次微分即ち、群遅延曲線の二次微分が分散スロープを表すため、分散スロープは温度印加前後で０ｐｓ／ｎｍ2から１６ｐｓ／ｎｍ2へ変化することになる。
【００６７】
上記の各実施例では、各導電体層は直列的に接続されている。前述のとおり、各発熱要素の発熱量は電流量の二乗に比例するので、電流発生装置１１７によって発熱部を流れる電流の量を変化させることにより、ファイバグレーティングの温度分布を簡単に調節することができる。なお、温度検知器１１６は、各発熱要素に備え付ける必要はなく、一部の部位の温度を検知できれば良い。
【００６８】
分散を補償すべき波長帯域幅の中心が周囲の温度変化などの環境変化によって揺らぐことは好ましくない。このため、本実施形態では、ブラッググレーティング１１２の全体の温度を制御する目的でペルチェ素子１１８を基板１１３上に設けている。図１では、ペルチェ素子１１８が基板１１３の左端にのみ存在するかのように記載されているが、現実には、基板１１３上のファイバグレーティング１１２の略全体を覆っており、図１の中央から右側領域では記載を省略している。ペルチェ素子１１８は温度保持信号発生装置１１９によって駆動され、ブラッググレーティング１１２の温度を所定レベルに保持する機能を発揮する。光ファイバ１１１の軸方向温度分布のプロファイル自体は、前述したように、複数の発熱要素１１４によって調節されるが、温度のレベルは、ペルチェ素子１１８によってファイバグレーティング１１２の全体を加熱または冷却することによって制御することができる。ペルチェ素子１１８による加熱／冷却の程度は、分散補償器による分散補償の量に基づいて算出され得る。
【００６９】
本実施形態のペルチェ素子１１８は、光ファイバ１１１のコア中に形成されたグレーティング１１２を挟んで発熱要素１１４と対向する位置に設けられている。言い換えると、グレーティング１１２は、ペルチェ素子１１８と発熱要素１１４とによって挟まれた状態にある。このため、グレーティング１１２の温度勾配はステップ状にならず、滑らかになる。この理由は、ペルチェ素子１１８がグレーティング１１２を広い範囲で覆っているためである。
【００７０】
以上の構成を有する分散補償器を動作させるとき、光ファイバ１１１の一端を光ファイバ伝送路（不図示）に接続する必要がある。具体的に、図５に示す構成を採用して、分散保障きを光ファイバ伝送路に結合することができる。なお、ファイバグレーティング１１１の数および形状、発熱要素１１４の数、発熱要素１１４の形状や大きさ、ペルチェ素子１１８の形状や数、ァイバグレーティング１１１と発熱要素１１４との距離などの構造パラメータは、帯域幅や補償すべき光ファイバの分散量や高次の分散等の特性に応じて適宜好ましい値に設定されえる。高次の分散に対応するには、さらに複雑な温度勾配を与えればよい。そのためには、その温度勾配に対応した導電体層の組み合わせを配置すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の分散補償器によれば、従来の分散補償器に比べて簡便な構成で分散制御を容易に行なうことができるため、光通信システムなどに好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明による分散補償器の実施形態の構造を概略的に示す上面図である。
【図２】本発明の分散補償器の実施例１における波長―群遅延特性を示すグラフである。
【図３】本発明の分散補償器の実施例２における波長―群遅延特性を示すグラフである。
【図４】上記実施例２における分散補償器の波長―分散特性を示すグラフである。
【図５】ファイバグレーティングによる分散補償を説明する図である
【図６】ファイバグレーティングを用いる従来の分散補償器を示す上面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１      グレーティング付き光ファイバ
４      基板
１５    ヒータ発熱部
１６    テーパ付きパターン
１１１  光ファイバ
１１２  ブラッググレーティング
１１３  基板
１１４  発熱要素
１１５  溝
１１６  温度検知器
１１８  ペルチェ素子
１１９  温度保持信号発生装置
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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