(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を互いに異なる光路長を有する複数の光路に分岐させ、各光路を通過する入力光を伝送すべき信号でそれぞれ変調し、前記複数の光路を通過した変調後の光信号を合波して出力する光時分割多重装置において、
前記複数の光路の中の少なくとも１つの光路の一部を光路長調整部分として光ファイバで構成するとともに該光ファイバを伸縮させる伸縮手段を備え、
前記複数の光路が、前記光路長調整部分を除き基板に固定されている光ファイバからなることを特徴とする光時分割多重装置。
【請求項２】
入力光を互いに異なる光路長を有する複数の光路に分岐させ、各光路を通過する入力光を伝送すべき信号でそれぞれ変調し、前記複数の光路を通過した変調後の光信号を合波して出力する光時分割多重装置において、
前記複数の光路の中の少なくとも１つの光路の一部を光路長調整部分として光ファイバで構成するとともに該光ファイバを伸縮させる伸縮手段を備え、
前記複数の光路が、前記光路長調整部分を除き、該光路長調整部分を構成する光ファイバの屈折率と異なる屈折率を有する空間からなることを特徴とする光時分割多重装置。
【請求項３】
前記光路長調整部分を構成する光ファイバの両端が基板に固定され、前記伸縮手段が、該基板表面に垂直な軸に回転可能に軸支されその回転位置に応じた量だけ該光ファイバをその長さ方向に直角な方向に曲げるように該光ファイバに当接する面を有する部材からなることを特徴とする請求項２に記載の光時分割多重装置。
【請求項４】
前記光路長調整部分を構成する光ファイバの両端が基板に固定され、前記伸縮手段が、該光ファイバをその長さ方向に直角な方向に曲げるように該光ファイバに当接する面を有する部材からなることを特徴とする請求項２に記載の光時分割多重装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光伝送装置に用いられる光時分割多重装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数のチャネルの光信号を時間軸上で多重化（時分割多重）するためのモジュールとして、光路長の互いに異なる複数の光路を有する光時分割多重モジュール（OMUXモジュール）が使用される。光時分割多重モジュールは、光路差の形成方法から、ファイバ遅延型時分割多重モジュールと空間結合型時分割多重モジュールとに分けることができる。
【０００３】
ファイバ遅延型時分割多重モジュールは、一般に、入力光（一定周期の短パルス光）を分波器で分岐し、分岐された各パルス光を電界吸収型変調器でデータ変調（オン／オフ変調）し、変調後の各パルス光を長さの異なる光ファイバを通過させ、各光ファイバを通過したパルス光を３ｄＢカプラ等により合波することにより、時間軸上で多重化された複数のチャネルの光信号を得るように構成される。
【０００４】
空間結合型時分割多重モジュールは、光路差を設ける手段として、分波器、カプラ、光ファイバではなく、ハーフミラー等の光学素子を使用し、光の進む距離が互いに異なる複数の光路を所定の空間内に形成するようにしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ファイバ遅延型時分割多重モジュールは構成が簡単であるが、光ファイバのコアの屈折率は、外気温度、応力、捩れ等により微小変化し、それにより光ファイバを通過する光の位相がシフトする。また、光ファイバ間の接続や光ファイバと電界吸収型変調器との接続のためにある程度のファイバ長が必要であり、モジュール内の光ファイバを短くすることは困難である。従って光ファイバのコアの屈折率の変化による光の位相のシフト量はかなり大きくなる。そのため、長距離光伝送を可能にするために各光ファイバを通過して出てくる光の位相関係を最適に保つこと、具体的には、多重化後のパルス光の位相を１パルスごとに反転させること（即ち出力光の位相が隣接パルス間でπラジアンずれるようにすること）は従来不可能であった。
【０００６】
一方、空間結合型時分割多重モジュールは光ファイバのコアの屈折率の変化による位相シフトはないが、入力光の波長の変化には対応できなかった。即ち、入力光の波長が変化した場合には多重化後の出力光の位相も変化するが、空間結合型時分割多重モジュール内の光路は固定であり、従来このような変化を補償することができないという問題があった。尚、空間結合型時分割多重モジュールにおいて導波路（PLC）を使用する構成の場合も同様であり、この構成はさらに挿入損が大きいという欠点を有する。
【０００７】
本発明は上記の問題に鑑みなされたものであり、多重化後の出力光の位相を１パルスごとに正確にπラジアンずらすことができ、且つ入力光の波長の変化に伴う出力信号光の位相ずれを補償することができ、長距離光伝送を可能にする光時分割多重装置を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、入力光を互いに異なる光路長を有する複数の光路に分岐させ、各光路を通過する入力光を伝送すべき信号でそれぞれ変調し、前記複数の光路を通過した変調後の光パルス信号を合波して出力する光時分割多重装置において、
前記複数の光路の中の少なくとも１つの光路の一部を光路長調整部分として光ファイバで構成するとともに該光ファイバを伸縮させる伸縮手段を備えている。
【０００９】
請求項１に記載の発明は、前記複数の光路が、前記光路長調整部分を除き基板に固定されている光ファイバからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、入力光を互いに異なる光路長を有する複数の光路に分岐させ、各光路を通過する入力光を伝送すべき信号でそれぞれ変調し、前記複数の光路を通過した変調後の光パルス信号を合波して出力する光時分割多重装置において、
前記複数の光路の中の少なくとも１つの光路の一部を光路長調整部分として光ファイバで構成するとともに該光ファイバを伸縮させる伸縮手段を備え、
前記複数の光路が、前記光路長調整部分を除き、該光路長調整部分を構成する光ファイバの屈折率と異なる屈折率を有する空間からなることを特徴とする。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記光路長調整部分を構成する光ファイバの両端が基板に固定され、前記伸縮手段が、該基板表面に垂直な軸に回転可能に軸支されその回転位置に応じた量だけ該光ファイバをその長さ方向に直角な方向に曲げるように該光ファイバに当接する面を有する部材からなることを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記光路長調整部分を構成する光ファイバの両端が基板に固定され、前記伸縮手段が、該光ファイバをその長さ方向に直角な方向に曲げるように該光ファイバに当接する面を有する部材からなることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態の光時分割多重装置の構成を図１に示す。同図において、１０及び１１は光ファイバ固定基板、１２−１及び１２−２は電界吸収型変調器（EAM）、１３−１及び１３−２は３ｄＢカプラ、１４−１、１４−２、１４−３及び１４−４は光ファイバである。
【００１３】
光ファイバ１４−１及び１４−２と光ファイバ１４−３及び１４−４との間のファイバ長の差、即ち光路長差は、３ｄＢカプラ１３−１から入力されるパルス光の周波数及び３ｄＢカプラ１３−２から出力されるパルス光の周波数に応じて適切な値に設定される。例えば入力光のパルス周波数が１０ＧＨｚであり、多重化後の出力光のパルス周波数が２０ＧＨｚの場合は約１ｃｍに設定される。電界吸収型変調器１２−１及び１２−２には伝送すべきデータ（２値信号）が供給され、該データの値に応じて光の吸収率が変化することにより、入力パルス光がデータ変調（オン／オフ変調）される。
【００１４】
本発明の特徴は、３ｄＢカプラ１３−１及び１３−２の間の光ファイバが一部を除き基板１０及び１１に固定されていることである。本実施形態では図１に示すように、入力側の光ファイバ１４−１及び１４−３は全て基板１０に固定され、出力側の光ファイバ１４−２及び１４−４は、基板１１と電界吸収型変調器１２−１及び１２−２との間にある部分がフリーであり、他の部分は基板１１に固定されている。光ファイバ１４−２及び１４−４のフリーとなっている部分は、不図示の部材により該ファイバの長さ方向と直角な方向に押圧され、基板１１と電界吸収型変調器１２−１及び１２−２との間にそれぞれ張設されている。
【００１５】
この状態で３ｄＢカプラ１３−１からパルス光を入射し、電界吸収型変調器１２−１及び１２−２に伝送すべき２つのチャネルの信号をそれぞれ入力すれば３ｄＢカプラ１３−２からこれらのチャネルの２倍のビットレートの光パルス信号が出力される。
【００１６】
本実施形態の光時分割多重装置内の光ファイバはその大部分が基板に固定されており伸縮しないので、多重化後の出力光の位相は極めて安定している。前に述べたように、長距離光伝送を可能にするためには、光ファイバ内を伝搬する光の位相を１パルスごとに反転、即ち１パルスごとにπラジアンずらす必要がある。そのため、本実施形態では、入力光の波長が約１μｍである場合、光ファイバ１４−２及び光ファイバ１４−４の基板１１と電界吸収型変調器との間にある部分の長さは約１ｍｍとし、該部分に加える力を任意の適切な手段により調整し、光ファイバが弛まないように伸縮させることにより該部分の光路長を微小変化させることを可能にしている。これにより、隣接するパルス間での出力光の位相差（本実施形態では、光ファイバ１４−２から出る光と光ファイバ１４−４から出る光の位相差）を容易且つ正確にπラジアンに設定することができる。
【００１７】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態は、ファイバ遅延型時分割多重モジュールにおいて、一部を除き光ファイバの大部分を基板に固定しているので出力光の位相が極めて安定している。また、この一部を伸縮させることにより出力光の位相を精密に調整することが可能であるので、入力光の波長によらず、出力光の位相を１パルスごとに反転、即ち１パルスごとに正確にπラジアンずらすことができ、これにより長距離光伝送が可能になる。
【００１８】
図２に本発明の第２の実施形態の光時分割多重装置の構成を示す。同図において、２１は基板、２２−１及び２２−２は電界吸収型変調器、２３−１及び２３−２はハーフミラー、２４−１及び２４−２はミラー、２５は光ファイバ、２５ａ及び２５ｂは光ファイバ固定部材、２５ｃは光ファイバ曲げ量調整部材である。
【００１９】
ハーフミラー２３−１に入射されたパルス光は２つに分岐し、その一方は電界吸収型変調器２２−１で変調され、ミラー２４−１で反射され、ハーフミラー２３−２を通過して外部に出力される。また他方のパルス光は電界吸収型変調器２２−２で変調され、ミラー２４−２で反射され、光ファイバ２５を通過し、ハーフミラー２３−２で反射されて外部に出力される。これにより、電界吸収型変調器２２−１及び２２−２にそれぞれ供給される伝送すべき各チャネルの信号の２倍のビットレートの多重化光パルス信号が得られる。
【００２０】
光ファイバ２５の屈折率（約１．５）は周囲空間の屈折率（約１．０）と異なるので、ハーフミラー２３−１で２つに分岐した光パルスがそれぞれ進む２つの光路の間には光ファイバ２５の長さに応じた光路長差が生じる。光ファイバ２５の長さは、入力光のパルス周波数と多重化後の出力光のパルス周波数とに応じ、適切な光路長差が得られるような値に設定される。
【００２１】
光ファイバ曲げ量調整部材２５ｃは基板面に垂直な軸に回転可能に軸支され、その回転位置に応じて該軸と光ファイバ２５に当接する面との間の距離が変化するような形状を有する。従って光ファイバ曲げ量調整部材２５ｃを回転させることにより光ファイバ２５の変形量（曲げ量）を変化させ、光ファイバ２５の長さを微小変化させることができる。
【００２２】
入力光の波長が変化すると、電界吸収型変調器２２−２で変調され光ファイバ２５を通過し、ハーフミラー２３−２で反射されて外部に出る光と、電界吸収型変調器２２−１で変調され、ハーフミラー２３−２を通過して外部に出る光との間の位相差が最適値、即ちπラジアンからずれるが、そのときには光ファイバ曲げ量調整部材２５ｃを回転させ、光ファイバ２５の長さを微小変化させることにより、最適値からのずれを補償することができる。
【００２３】
以上説明したように、上記第２の実施形態は空間結合型光時分割多重モジュールにおいて、所要光路長差を一方の光路中に挿入した光ファイバにより得るようにし、光ファイバ曲げ量調整部材により該光ファイバの長さを微小変化可能にしたので、入力光の波長の変化に伴う出力光の隣接パルス間の位相差の最適値（πラジアン）からのずれを補償することができる。また、上記第２の実施形態は、従来の空間結合型光時分割多重モジュールと異なり、所要光路長差を一方の光路中に挿入した光ファイバにより得るため、光路長差を得るために大きな空間を用意する必要がなく、モジュールを小型化することができる。
【００２４】
以上本発明の第１及び第２の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば、実施の形態では、光路差をもたらす光ファイバの伸縮を、光ファイバに力を加え変形させる部材を用いて行っているが、これを光ファイバの熱膨張、あるいは温度変化に伴う屈折率の微小変化を利用して行うようにしてもよい。また実施の形態では、２チャネルの信号の多重化について説明したが、本発明は、３チャネルや４チャネルの信号の多重化等、任意の数のチャネルの信号の多重化に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、多重化後の出力光の位相を１パルスごとに正確にπラジアンずらすことができ、且つ入力光の波長の変化に伴う出力光の位相ずれを補償することができ、長距離光伝送を可能にする光時分割多重装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態の光時分割多重装置の構成を示す図である。
【図２】  本発明の第２の実施形態の光時分割多重装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０，１１  光ファイバ固定基板、  １２−１，１２−２  電界吸収型変調器、  １３−１，１３−２  ３ｄＢカプラ、  １４−１，１４−２，１４−３，１４−４  光ファイバ、  ２１  基板、  ２２−１，２２−２  電界吸収型変調器、  ２３−１，２３−２  ハーフミラー、  ２４−１，２４−２  ミラー、  ２５  光ファイバ、  ２５ａ，２５ｂ  光ファイバ固定部材、  ２５ｃ  光ファイバ曲げ量調整部材。
【図１】
0004433645.tif 000002
【図２】
0004433645.tif 000003