(57)【要約】【課題】ＦＢＧの反射波長の望まない変動を高い精度で防止し，かつＦＢＧの反射波長を所望の反射波長に調整する。【解決手段】ファイバブラッググレーティングの反射波長を調整する波長調整装置に，ファイバブラッググレーティング１０６が形成された光ファイバ１０２と；光ファイバ１０２が固定されるベース部材１０４と；ベース部材１０４の温度を検出する第１の温度センサ１１２と；第１の温度センサ１１２により検出される温度が所望の温度に保たれるようにベース部材１０４を温調するサーモモジュール１１６と；波長調整装置の外部温度を検出する第２の温度センサ１２４と；第２の温度センサ１２４により検出された外部温度に基づいて，ベース部材１０４の温度が所望の温度に保たれるようにサーモモジュール１１６を制御する温度コントローラ１３０と；を備えた。【選択図】    図３
2007108325.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の反射波長を調整する波長調整装置であって；
前記ファイバブラッググレーティングが形成された光ファイバと；
前記光ファイバが固定されるベース部材と；
前記ベース部材の温度を検出する第１の温度センサと；
前記第１の温度センサにより検出される温度が所望の温度に保たれるように前記ベース部材を温調するサーモモジュールと；
前記波長調整装置の外部温度を検出する第２の温度センサと；
前記第２の温度センサにより検出された前記外部温度に基づいて，前記ベース部材の温度が所望の温度に保たれるように前記サーモモジュールを制御する温度コントローラと；
を備えることを特徴とする，波長調整装置。
【請求項２】
前記第２の温度センサは，前記波長調整装置のケーシングに備えられることを特徴とする，請求項１に記載の波長調整装置。
【請求項３】
前記温度コントローラは，
ファイバブラッググレーティングの反射波長の温度変化による特性を示す波長特性データを記憶する波長特性データ記憶部を備え，
前記波長特性データに基づいて，ファイバブラッググレーティングの反射波長が所望の反射波長となる温度を設定し，
前記第２の温度センサにより検出された外部温度の変化に応じて，前記設定された温度を調整することを特徴とする，請求項１に記載の波長調整装置。
【請求項４】
前記波長特性データは，
所定の温度における，温度コントローラにより設定される温度とファイバブラッググレーティングの反射波長との関係を示す波長調整特性データと，
前記設定された温度と前記外部温度との差と，ファイバブラッググレーティングの反射波長の変動との関係を示す波長変動特性データであることを特徴とする，請求項３に記載の波長調整装置。
【請求項５】
前記波長調整特性データおよび前記波長変動特性データは，シミュレーションによって得られたデータであることを特徴とする，請求項４に記載の波長調整装置。
【請求項６】
前記温度コントローラは，
前記波長調整特性データに基づいて，ファイバブラッググレーティングの反射波長が所望の反射波長となる温度を設定し，
前記波長変動特性データに基づいて，前記設定された温度と前記外部温度との温度差から反射波長の変動率を算出する，請求項４に記載の波長調整装置。
【請求項７】
前記ベース部材は低熱膨張性の材料からなることを特徴とする，請求項１に記載の波長調整装置。
【請求項８】
前記ベース部材を支持する支持手段を備え，
前記支持手段は，前記波長調整装置のケーシング，または前記ケーシングの内部で前記ベース部材を支持するホルダのいずれか一方または双方であることを特徴とする，請求項１に記載の波長調整装置。
【請求項９】
前記支持手段とベース部材との間には伸縮吸収材が介在し，前記伸縮吸収材は，温度の変化に伴う前記支持手段の膨張／収縮を吸収することを特徴とする，請求項８に記載の波長調整装置。
【請求項１０】
前記ホルダは高熱伝導性の材料からなることを特徴とする，請求項８に記載の波長調整装置。
【請求項１１】
前記ベース部材と前記ホルダとが１カ所で係合していることを特徴とする，請求項８に記載の波長調整装置。
【請求項１２】
前記１カ所は，前記ホルダにおける前記光ファイバの延長方向の中央部であることを特徴とする，請求項１１に記載の波長調整装置。
【請求項１３】
低熱伝導性の材料からなる熱伝導防止部材をさらに備え，
前記ベース部材は，前記ホルダと前記熱伝導防止部材とで囲まれることを特徴とする，請求項８に記載の波長調整装置。
【請求項１４】
ファイバブラッググレーティングが形成された光ファイバと，前記光ファイバが固定されるベース部材と，前記ベース部材の温度を検出する第１の温度センサと，前記第１の温度センサにより検出される温度が所望の温度に保たれるように前記ベース部材を温調するサーモモジュールと，を備える波長調整器を用いた波長調整方法であって；
前記ファイバブラッググレーティングの反射波長と，前記サーモモジュールの設定温度との関係を示す波長調整特性データに基づいて，前記ファイバブラッググレーティングの反射波長が所望の反射波長となる温度を設定する第１のステップと；
前記第１のステップにおいて設定された温度と，前記波長調整器の外部温度との温度差を算出する第２のステップと；
前記サーモモジュールの設定温度と前記波長調整器の外部温度との温度差と，前記ファイバブラッググレーティングの反射波長の変動との関係を示す波長変動特性データに基づいて，前記第２のステップにおいて算出された温度差から，前記第１のステップにおいて設定された温度を調整する第３のステップと；
を含むことを特徴とする，波長調整方法。
【請求項１５】
前記波長調整器の外部温度が変化した場合に，
前記第２のステップにより設定された温度と前記波長調整器の外部温度との温度差を算出する第３のステップと；
前記波長変動特性データに基づいて，前記第３のステップにより算出された温度差から，前記第２のステップにおいて設定された温度を調整する第４のステップと；
を含むことを特徴とする，請求項１４に記載の波長調整方法。
【請求項１６】
前記第３のステップおよび前記第４のステップを繰り返し，前記サーモモジュールの設定温度を調整することを特徴とする，請求項１５に記載の波長調整方法。
【請求項１７】
前記波長調整特性データおよび前記波長変動特性データは，前記ベース部材の温度が所望の温度に保たれるように前記サーモモジュールを制御する温度コントローラに記憶されていることを特徴とする，請求項１４に記載の波長調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，ファイバブラッググレーティングの反射波長を調整する波長調整装置，波長調整方法に関し，特に，温度変化による反射波長の変動を自動制御する波長調整装置および波長調整方法に関する。
【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，光ファイバ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，大容量光ネットワークでは，波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，以下，ＷＤＭとも称する。）伝送技術が必要不可欠であり，特に波長間隔を狭めて光搬送波を波長軸上に高密度に配置した，いわゆる高密度ＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  ＷＤＭ，以下，ＤＷＤＭとも称する。）方式が注目されている。
【０００３】
また，多重分離度や通信セキュリティが高く，ＷＤＭあるいはＤＷＤＭ方式との併用によって波長利用効率を高めることが期待される光符号分割多重（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，以下，ＯＣＤＭとも称する。）方式の伝送方式も注目されている。ＯＣＤＭ方式は送信側においてチャネル毎に異なる符号で変調し，受信側で送信側と同一符号で復号することで多重分離を行う方式であり，複数の波長と各波長の時間軸上の配置順序を符号とする波長ホップ／時間拡散併用方式（以後，波長ホップ方式とも称する。）や，拡散した光パルス列の相対位相差を符号とする位相符号方式などが知られている。
【０００４】
ＷＤＭあるいはＤＷＤＭシステムにおける光フィルタデバイスやＯＣＤＭシステムにおける符号器／復号器として，ファイバブラッググレーティング（以下，ＦＢＧとも称する。）を用いたものが知られている。ＦＢＧは，光ファイバのコア内に，格子状に屈折率変化領域，いわゆるグレーティングを形成したデバイスであり，特定波長の光を反射する特徴を有する。しかし，ＦＢＧは，その屈折率の温度依存性や，温度による光ファイバの伸縮などに起因して，ＦＢＧの周辺の外部温度（以後，環境温度とも称する。）の変化により反射波長が大きく変動することが知られている。
【０００５】
環境温度によるＦＢＧの反射波長の変動を抑制する方法として，例えば特許文献１に開示された方法を挙げることができる。本文献に記載の方法によれば，負の熱膨張係数を有する板状ガラスセラミック基板上にＦＢＧが形成された光ファイバを固定する。そして，環境温度の変化によるＦＢＧの反射波長の変動を，板状ガラスセラミック基板の伸縮に従って光ファイバが伸縮することに起因するＦＢＧの反射波長の変動量によって補償する。
【０００６】
【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】
【０００７】
しかし，特に上記の符号器／復号器にＦＢＧを用いる場合には，対をなす符号器と復号器との間でＦＢＧの反射波長にずれがあると伝送品質が劣化するため，反射波長をほぼ一致させなければならない。上記方法ではなお，伝送品質を劣化させない程度の波長差を超える波長差を，符号器と復号器との間に生じさせうる波長変動が発生してしまう。また，上記方法においては，光ファイバを固定した段階で決定した反射波長を変更することができない。光源波長の揺らぎなどに対してＦＢＧの反射波長を調整できない場合には，伝送品質が劣化してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，ＦＢＧの反射波長の望まない変動を高い精度で防止し，かつＦＢＧの反射波長を所望の反射波長に調整可能な新規かつ改良された，波長調整装置および波長調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ファイバブラッググレーティングの反射波長を調整する波長調整装置であって；ファイバブラッググレーティングが形成された光ファイバと；光ファイバが固定されるベース部材と；ベース部材の温度を検出する第１の温度センサと；第１の温度センサにより検出される温度が所望の温度に保たれるようにベース部材を温調するサーモモジュールと；波長調整装置の外部温度を検出する第２の温度センサと；第２の温度センサにより検出された外部温度に基づいて，ベース部材の温度が所望の温度に保たれるようにサーモモジュールを制御する温度コントローラと；を備えることを特徴とする，波長調整装置が提供される。
【００１０】
上記発明によれば，所望の温度が設定されると，その設定値と第１の温度センサにより検出された温度との温度差に応じて，温度コントローラは，第１の温度センサにより検出された温度が設定値と等しくなるようにサーモモジュールの温調を制御する。サーモモジュールからの熱は，ベース部材に伝達され，ベース部材が加熱／冷却される。そのため温度コントローラでのサーモモジュールの制御により，ＦＢＧが形成された光ファイバが固定されたベース部材は所定の温度に一定に保たれる。また，温度コントローラは，第２の温度センサにより検出された外部温度に基づいて，設定された温度を調整する。かかる構成によれば，温度コントローラによってサーモモジュールによりベース部材の温度が温調され，温度の再調整を繰り返すことにより，波長調整装置の外部温度の変化による微小な波長変動を適宜調整し，所望の反射波長を安定的に維持することが可能となる。
【００１１】
上記第２の温度センサは，波長調整装置のケーシングに備えてもよい。第２の温度センサの設置位置は，ケーシングの上部，下部，両側面など，波長調整装置の外部温度を検出可能な位置であればよい。波長調整装置のケーシングに第２の温度センサを備えることにより，各波長調整装置の外部温度を検出することが可能となるため，上記温度コントローラにより各波長調整装置に適した温度調整を行うことが可能となる。
【００１２】
上記温度コントローラは，ファイバブラッググレーティングの反射波長の温度変化による特性を示す波長特性データを記憶する波長特性データ記憶部を備え，波長特性データに基づいて，ファイバブラッググレーティングの反射波長が所望の反射波長となる温度を設定し，第２の温度センサにより検出された外部温度の変化に応じて，設定された温度を調整するようにしてもよい。これにより，波長調整装置に備わるファイバブラッググレーティングの波長特性データを用いて，温度コントローラにより設定される温度を調整することができる。
【００１３】
また，上記波長特性データは，所定の環境温度における，温度コントローラにより設定される温度とファイバブラッググレーティングの反射波長との関係を示す波長調整特性データと，設定された温度と外部温度との温度差と，ファイバブラッググレーティングの反射波長の変動との関係を示す波長変動特性データであってもよい。波長調整特性データおよび波長変動特性データは，波長調整器（あるいは波長調整装置）の実測データであることが望ましいが，シミュレーションによって得られたデータであってもよい。かかる構成により，各波長調整装置の波長特性データを得ることができるため，より精密に温度を制御することが可能となる。
【００１４】
また，波長変動特性データに基づいて，設定された温度と外部温度との温度差から反射波長の変動率を算出してもよい。これにより，外部温度が変化した場合に，外部温度と設定される温度との温度差による反射波長の変動率を算出して温度を再調整することができる。外部環境との温度差も考慮することができるため，より精密に温度を調整し，高い精度で波長を調整することができる。
【００１５】
上記ベース部材は低熱膨張性の材料で構成されていてもよい。かかる構成によれば，環境温度等の変化に伴うベース部材の膨張／収縮を抑制できる。そのため，ベース部材に固定されている光ファイバがベース部材の膨張／収縮を起因として伸縮してしまうことを防止できる。
【００１６】
上記波長調整装置は，上記ベース部材を支持する支持手段を備え，支持手段は，波長調整装置のケーシング，またはケーシングの内部でベース部材を支持するホルダのいずれか一方または双方であってもよい。
【００１７】
支持手段とベース部材との間には伸縮吸収材が介在し，伸縮吸収材は，温度の変化に伴う支持手段の膨張／収縮を吸収する。かかる構成によれば，支持手段の膨張／収縮がベース部材に伝達されることを防止できる。
【００１８】
ホルダは高熱伝導性の材料から構成されていてもよい。かかる構成によれば，サーモモジュールによる加熱／冷却がホルダからベース部材に伝達されやすいため，温度コントローラの制御に応じたベース部材の温度調整を遅延なく行うことができる。
【００１９】
上記ベース部材とホルダとが１カ所で係合していてもよい。かかる構成によれば，ベース部材が光ファイバの延長方向に移動することを防止できる。また，１カ所で係合することにより，係合部分においてベース部材がホルダの膨張／収縮の影響を受けることを防止する。
【００２０】
上記１カ所は，ホルダにおける光ファイバの延長方向の中央部であってもよい。かかる構成によれば，ホルダが膨張／収縮した場合でも位置のずれが起こりにくい中央部に係合部分が設けられる。そのため，係合部分においてベース部材がホルダの膨張／収縮の影響を受けることを防止できる。
【００２１】
上記波長調整装置は，低熱伝導性の材料からなる熱伝導防止部材をさらに備え，ベース部材は，ホルダと熱伝導防止部材とで囲まれるように構成されていてもよい。ホルダは上記の通りサーモモジュールとベース部材との間に介在しており，熱伝導防止部材はサーモモジュールからベース部材への熱の伝達を阻害しないようにサーモモジュールから離れて配置されることが望ましい。なお，ホルダと熱伝導防止部材とは一体で構成されても構わない。かかる構成によれば，環境温度の変化がベース部材に伝達されることを熱伝導防止部材が抑制するため，ベース部材に温度分布が生じることを防止できる。
【００２２】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ファイバブラッググレーティングが形成された光ファイバと，光ファイバが固定されるベース部材と，ベース部材の温度を検出する第１の温度センサと，第１の温度センサにより検出される温度が所望の温度に保たれるようにベース部材を温調するサーモモジュールと，を備える波長調整器を用いた波長調整方法であって；ファイバブラッググレーティングの反射波長と，サーモモジュールの設定温度との関係を示す波長調整特性データに基づいて，ファイバブラッググレーティングの反射波長が所望の反射波長となる温度を設定する第１のステップと；第１のステップにおいて設定された温度と，波長調整器の外部温度との温度差を算出する第２のステップと；サーモモジュールの設定温度と波長調整器の外部温度との温度差と，ファイバブラッググレーティングの反射波長の変動との関係を示す波長変動特性データに基づいて，第２のステップにおいて算出された温度差から，第１のステップにおいて設定された温度を調整する第３のステップと；を含むことを特徴とする，波長調整方法が提供される。
【００２３】
上記発明によれば，波長調整特性データに基づいて所望の反射波長となる温度を設定することができ，波長変動特性データに基づいて，外部温度と設定温度との差から生じる波長変動を抑制して，所定の反射波長を安定的に維持することが可能となる。
【００２４】
上記波長調整方法は，波長調整器の外部温度が変化した場合に，第２のステップにより設定された温度と波長調整器の外部温度との温度差を算出する第３のステップと；波長変動特性データに基づいて，第３のステップにより算出された温度差から，第２のステップにおいて設定された温度を調整する第４のステップと；を含むようにしてもよい。これにより，波長変動特性データに基づいて，設定された温度を再調整して，外部温度の変化によって生じる微小な波長変動を抑制することができる。
【００２５】
また，上記第３のステップおよび上記第４のステップを繰り返し，サーモモジュールの設定温度を調整してもよい。これにより，ＦＢＧの反射波長が所望の反射波長となるように設定温度を自動的に再調整することが可能となる。
【００２６】
また，上記波長調整特性データおよび上記波長変動特性データは，ベース部材の温度が所望の温度に保たれるようにサーモモジュールを制御する温度コントローラに記憶してもよい。
【発明の効果】
【００２７】
以上説明したように本発明によれば，ＦＢＧの反射波長の望まない変動を防止し，かつＦＢＧの反射波長を所望の反射波長に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２９】
（第１実施形態）
以下では，本発明にかかる波長調整器を，位相符号方式ＯＣＤＭにおいて符号器／復号器として用いることが可能な波長調整器１００に適用して説明する。位相符号方式ＯＣＤＭにおける符号器／復号器では，多点位相シフト構造を有するスーパーストラクチャＦＢＧ（Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ  ＦＢＧ，以後，ＳＳＦＢＧとも称する。）が用いられることがある。ＳＳＦＢＧは，長さならびに屈折率変化領域の周期が同一な（すなわち反射波長が等しい）複数個のＦＢＧ（以後，単位ＦＢＧと称する。）を，構成する符号に応じて任意に設定される単位ＦＢＧ間の間隔（０も含む）を設けて構成したものである。この場合，対を成す符号器と復号器の波長差が僅か数ｐｍ（ピコメートル）であっても復号化が正確に行えないため，符号器と復号器の波長を高い精度で一致させる必要がある。
【００３０】
本実施形態にかかる波長調整器１００は，ＦＢＧの反射波長の望まない変動を防止することができる。そのため，波長調整器１００を符号器／復号器に適用すれば，符号器と復号器に各々備えられる単位ＦＢＧの反射波長がそれぞれ変動することにより符号器と復号器とで波長がずれてしまうことを防止できる。
【００３１】
また，本実施形態にかかる波長調整器１００は，ＦＢＧの反射波長を所望の波長に調整することができる。そのため，波長調整器１００を符号器／復号器に適用すれば，符号器／復号器の波長を所望の波長に調整することにより，光源の揺らぎなどに対応することができる。
【００３２】
まず，図１に基づいて，本実施形態にかかる波長調整器１００用いて構成される光ファイバネットワークの概略について説明する。図１は，本実施形態にかかる波長調整器１００を用いて構成される光ファイバネットワークの概略を説明する説明図である。図１に示したように，本実施形態にかかる光ファイバネットワークは，例えば，データ通信装置１０，制御装置２０，光ファイバネットワーク網３０，制御装置４０，ＰＣ５０などから構成される。データ通信装置１０から送信された電気信号は，制御装置２０により多重化されて，光信号に変換される。制御装置２０により変換された光信号は，光ファイバネットワーク網３０を経由して，制御装置４０に送信される。制御装置４０に送信された光信号は，電気信号に変換されて各ＰＣ５０に送信される。
【００３３】
制御装置２０には，１または２以上の符号器として用いられる波長調整器１００が備えられている。制御装置２０は，光源波長の状態などに基づいて，波長調整器１００により符号化される波長を制御する。つまり，波長調整器１００は，制御装置２０による制御により，光源の揺らぎなどに応じて波長を調整することができる。また，各ＰＣ５０に接続された制御装置４０にも，制御装置２０に備わる波長調整器１００と対をなし，復号器として用いられる波長調整器（図示せず）が備えられている。制御装置４０に備わる波長調整器は，波長調整器１００と同様に，光源の状態などに基づいて復号化される波長を調整する。
【００３４】
波長調整器１００に用いられるＦＢＧの反射波長が変動する要因には，温度と応力の２つの要因がある。温度は，ＦＢＧの温度であり，ＦＢＧの温度の変化に伴って反射波長が変動する。従って，ＦＢＧの周りの温度（環境温度）が変化すると，その温度変化がＦＢＧに伝達されて，ＦＢＧの反射波長が変化する。応力は，ＦＢＧやＦＢＧが形成されている光ファイバへの応力であり，応力の変化に伴って反射波長が変動する。応力には，光ファイバの径方向への応力と，光ファイバの延長方向への応力が含まれる。本実施形態にかかる波長調整器１００によれば，ケーシング１１０の伸縮に伴う光ファイバへの応力伝達によるＦＢＧの反射波長の変動を抑制できる。また，温度の変化によるＦＢＧの反射波長の望まない変動を抑制できる。さらに，応力の変化によるＦＢＧの反射波長変動を抑制しながらＦＢＧの温度を制御することにより，ＦＢＧの反射波長を所望の波長に導くことができる。以下に，波長調整器１００について詳細に説明する。
【００３５】
＜波長調整器の構成＞
図２は，波長調整器１００の外観を概略的に示す斜視図である。図２に示すように，波長調整器１００は，ケーシング１１０と，ベース部材１０４と，光ファイバ１０２を備える。光ファイバ１０２はベース部材１０４に囲まれている。ベース部材１０４はケーシング１１０の両端から突出している。ベース部材１０４とケーシング１１０との間にはケーシング１１０の膨張／収縮を吸収する第１の伸縮吸収剤１０１が介在する。また，波長調整器１００は，コネクタ１２８を介して温度コントローラに接続される。温度コントローラは，波長調整器１００の内部温度を検出する第１の温度センサ，波長調整器１００の外部温度を検出する第２の温度センサ１２６，および第１の温度センサにより検出される温度を所望の温度に保つサーモモジュールに接続されている。温度コントローラ，第１の温度センサ，サーモモジュールについては，後で詳細に説明する。本発明にかかる波長調整装置は，波長調整器１００および温度コントローラを含んで構成される。本実施形態では，波長調整器１００と温度コントローラとは別体の機器として構成したが，波長調整器１００と温度コントローラとを一体にして構成するようにしてもよい。
【００３６】
図３を参照して，波長調整器１００の構成を詳細に説明する。図３は，波長調整器１００の断面図である。波長調整器１００は，ＳＳＦＢＧ１０６が形成された光ファイバ１０２と，ベース部材１０４と，ホルダ１０８と，ケーシング１１０と，第１の温度センサ１１２と，サーモモジュール１１６と，第２の温度センサ１２６と，温度コントローラ（図示せず）を主に備える。
【００３７】
まず，波長調整器１００を構成する各構成要素間の関係について説明する。ＳＳＦＢＧ１０６が形成された光ファイバ１０２は，引張力や圧縮力などの応力が印加されていない状態で，２カ所の接着部１１４においてベース部材１０４に接着されて，ベース部材に固定されている。接着剤としては，紫外線硬化型のアクリル系接着剤や，エポキシ系などの接着剤を利用できる。また，光ファイバ１０２は，例えばシリコーングリース等の熱伝導性の高い物質によりベース部材に密着されていてもよい。
【００３８】
ベース部材１０４は，ホルダ１０８により支持される。この際に，ベース部材に固定された光ファイバ１０２に形成されたＳＳＦＢＧ１０６が，ホルダ１０８における光ファイバ１０２の延長方向の中央部に位置するように，ベース部材１０４とホルダ１０８とが配置されることが望ましい。しかし，中央部ではなくても，ＳＳＦＢＧ１０６がホルダ１０８内に位置するように配置されていれば構わない。ベース部材１０４とホルダ１０８との間には，第２の伸縮吸収材１０３が介在している。
【００３９】
ホルダ１０８は，第２の伸縮吸収材１０３を介してベース部材１０４を支持している。すなわち，ベース部材１０４は，接触あるいは密着していても力の加わった部位のみが動く状態となっており，溶接，ハンダ付け，ビス・ボルト・ピンによる固定，接着等で機械的に固定されてはいない。そして第２の伸縮吸収材１０３は，温度変化に伴うホルダ１０８の膨張／収縮を吸収する。従って，ホルダ１０８の膨張／収縮は，ベース部材には伝達されない。第２の伸縮吸収材１０３としては，例えば，シリコーングリースを挙げることができる。シリコーングリースを介してベース部材１０４とホルダ１０８を密着させれば，両者間の潤滑性を高めてホルダ１０８の膨張／収縮を吸収するだけでなく，ベース部材１０４とホルダ１０８との間の熱伝導効率を高めることができる。なお，第２の伸縮吸収材１０３としては，シリコーングリースに限定されることはなく，ホルダ１０８の膨張／収縮を吸収しつつ，かつ，ベース部材１０４とホルダ１０８を密着させうるものであれば，ゲル状の物質であってもよいし，粘性を有する物質であってもよい。さらに熱伝導性の高い物質であればより好ましい。
【００４０】
また，ベース部材１０４は係合部１２４においてホルダ１０８と係合している。係合部１２４は，ベース部材１０４に形成された突起部と，ホルダ１０８に形成された溝部とで構成される。上述のように，ベース部材１０４はホルダ１０４とケーシング１１０とによって支持されるが，いずれにも機械的に固定されていない。そのため，光ファイバ１０２が引っ張られた場合などには，ベース部材１０４が光ファイバ１０２の延長方向に移動してケーシング１１０から抜けてしまう可能性がある。そこで，ベース部材１０４の突起部をホルダ１０８の溝部に挿入して係合させることにより，ベース部材が光ファイバ１０２の延長方向に移動することを防止する。
【００４１】
また，係合部１２４において，ホルダ１０８の膨張／収縮をより確実にベース部材１０４に伝達しないようにするため，突起部１４２と溝部１４０との間には，少なくとも０．５ｍｍの隙間があることが望ましい。この隙間にも上述の通り第２の伸縮防止材１０３が充填される。
【００４２】
なお，以後では，ホルダ１０８における光ファイバ１０２の延長方向をホルダ１０８の長手方向とも称する。同様に，ケーシング１１０における光ファイバ１０２の延長方向をケーシング１１０の長手方向とも称し，ベース部材１０４における光ファイバ１０２の延長方向をベース部材１０４の長手方向とも称する。
【００４３】
ベース部材１０４はまた，ケーシング１１０によっても支持される。より詳細には，ケーシング１１０の両端には，光ファイバ１０２を挿通させるための貫通孔が形成されている。波長調整器１００では，光ファイバ１０２はベース部材に固定された状態でケーシング１１０の貫通孔に挿通される。つまり，ベース部材１０４の両端もまた，ケーシング１１０の両端に形成された貫通孔に各々挿通されている。このケーシング１１０の両端の貫通孔の箇所において，ベース部材１０４は第１の伸縮吸収剤１０１を介してケーシング１１０により支持されている。
【００４４】
ベース部材１０４とケーシング１１０との間の隙間は，図６に示した図３のＡ−Ａ切断面を示す断面図のように，第１の伸縮吸収剤１０１によって密閉される。ケーシング１１０は，第１の伸縮吸収材１０１を介してベース部材１０４を支持しており，ベース部材１０４と機械的に固定されていない。そして第１の伸縮吸収材１０１は，温度変化に伴うケーシング１１０の膨張／収縮を吸収する。従って，ケーシング１１０の膨張／収縮は，ベース部材１０４には伝達されない。
【００４５】
また，ケーシング１１０の貫通孔と，その貫通孔に挿通されるベース部材１０４との間の隙間は，第１の伸縮吸収剤１０１によって密閉されている。隙間が密閉されることにより，ケーシング１１０の内部にゴミや水分などの異物が侵入することを防止できる。第１の伸縮吸収材１０１としては，例えば，シリコーンゴムを挙げることができる。シリコーンゴムは，硬化後も柔軟性を有するため，ベース部材１０４とケーシング１１０とを強固に固定せず，ケーシング１１０の膨張／収縮を吸収することができる。なお，第１の伸縮吸収材１０１は，シリコーンゴムに限定されることはなく，硬化後も柔軟性を有し，ケーシング１１０の膨張／収縮を吸収することができ，かつ，貫通孔とベース部材との間の隙間を密閉することができる物質であれば，ゲル状の物質であってもよいし，粘性を有する物質であってもよい。
【００４６】
図３に戻り，ベース部材１０４の中央部には第１の温度センサ１１２が備えられる。なお，中央部でなくても，ＳＳＦＢＧ１０６の近傍であれば構わない。第１の温度センサ１１２は，ベース部材１０４の温度を検出する。なお，図３では第１の温度センサ１１２は係合部１２４に配置されているが，上述のようにＳＳＦＢＧ１０６の近傍であれば係合部１２４でなくても構わない。
【００４７】
ホルダ１０８は，サーモモジュール１１６および断熱材１１８と接触している。また，ホルダ１０８は，低熱伝導性の材料からなるビス１２０によってケーシング１１０に固定されている。
【００４８】
サーモモジュール１１６は，ケーシング１１０の内面の一部に固定される。サーモモジュール１１６はホルダ１０８と接触し，ホルダ１０８を加熱／冷却する。サーモモジュール１１６の両側には断熱材１１８が配置され，断熱材１１８もまたケーシング１１０の内面に固定される。
【００４９】
第２の温度センサ１２６は，ケーシング１１０の上面に設置される。第２の温度センサ１２６は，図３において，ケーシング１１０に埋め込まれて，ケーシング１１０と一体となるように設置されているが，かかる例に限定されず，ケーシング１１０から突出するように設置されていてもよいし，ケーシング１１０の外周に別途設けられていてもよい。また第２の温度センサ１２６の設置位置は，ケーシング１１０の上面に限らず，ケーシング１１０の下面または側面に備えられていてもよい。
【００５０】
サーモモジュール１１６，第１の温度センサ１１２および第２の温度センサ１２６は，ケーシング１１０の外部にある温度コントローラに接続される。以上，波長調整器１００を構成する各構成要素間の関係について説明した。次に，各構成要素について詳細に説明する。
【００５１】
ケーシング１１０は，表面に金メッキを施した銅よりなるが，これに限定されるものではなく，例えばアルミニウムなど安価かつ加工が容易な材料を利用できる。本実施形態におけるケーシング１１０は箱状であり，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１対および第１の温度センサ１１２からの入力端子１対からなる端子部を有し，この端子部を介して温度コントローラが接続されている。さらに，ケーシング１１０の上面に設置された第２の温度センサ１２６の電力供給端子１対を備え，温度コントローラに接続されている。第２の温度センサ１２６がケーシング１１０の外周に別途設けられている場合には，第２の温度センサ１２６と温度コントローラとが直接接続されるようにしてもよい。
【００５２】
断熱材１１８は，ガラスエポキシ材よりなるが，これに限定されるものではなく，例えばピーク材やマイカなどの低熱伝導性の材料を利用できる。また，断熱材１１８を取り除き，ホルダ１０８を低熱伝導性の材料からなるビスで架橋固定して空気断熱あるいは真空断熱とすることも可能である。
【００５３】
サーモモジュール１１６は，ペルチェ素子を用いた加熱／冷却モジュールよりなる。本実施形態ではサーモモジュール１１６を１つとして説明しているが，ホルダ１０８の形状や寸法に合わせて複数個配置することも可能である。
【００５４】
ベース部材１０４は，低熱膨張性の材料で構成される。低熱膨張性の材料として，例えばインバー，ガラスセラミックなどを挙げることができる。ベース部材１０４としては，熱膨張係数が１．２×１０−６／Ｋ以下である材料で構成されることが望ましい。ベース部材１０４の形状は，固定される光ファイバ１０２を囲む形状であることが望ましい。ホルダ１０８やケーシング１１０の膨張／収縮は伸縮吸収材によって吸収されるが，膨張／収縮の程度によっては全てを吸収できない可能性もある。そのような場合でも，ベース部材１０４が光ファイバ１０２を囲む形状であれば，伸縮吸収材によって伝達される応力よりもベース部材の剛性の方が大きいため，ホルダ１０８やケーシング１１０の膨張／収縮の光ファイバ１０２への伝達が遮断される。本実施形態におけるベース部材１０４は，光ファイバ１０２を固定するための溝を形成した，断面が凹形状となる角柱状である。なお，ベース部材１０４の形状は角柱状に限定されることはなく，断面が円形状となる筒状であってもよいし，断面がＶ形状，Ｕ形状となるような形状であってもよく，その他でも光ファイバを囲む形状であればどのような形状でも構わない。ベース部材１０４の，光ファイバ１０２の延長方向の長さは，ケーシング１１０の光ファイバ１０２の延長方向の長さ以上である。
【００５５】
ホルダ１０８は，高熱伝導性の材料で構成される。高熱伝導性の材料として，例えば，銅，アルミなどを挙げることができる。ホルダ１０８としては，熱伝導率が３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上である材料で構成されることが望ましい。上述した係合部１２４は，ホルダ１０８の長手方向の中央部に配置される。ホルダ１０８が均一に加熱／冷却される場合，ホルダ１０８は長手方向の中央部を中心として膨張／収縮する。係合部１２４をホルダ１０８の中央部に配置することにより，膨張／収縮によっても位置がずれにくくなる。
【００５６】
第１の温度センサ１１２および第２の温度センサ１２６はそれぞれサーミスタよりなるが，これに限定されるものではなく，例えば熱電対や白金熱抵抗体なども利用できる。
【００５７】
光ファイバ１０２は，コアに例えばゲルマニウムなどを添加して紫外感光性を高めたシングルモード光ファイバに，多点位相シフト構造を有するＳＳＦＢＧ１０６を形成したものである。図５に符号列として１５ビットのＭ系列を用いた場合のＳＳＦＢＧ６１の構成概略を示す。図５において「Ａ」〜「Ｐ」で示す単位ＦＢＧはその全ての長さが等しく，かつ同一の屈折率変調領域周期を有する。ここで，単位ＦＢＧ「Ｃ」と「Ｄ」，あるいは「Ｇ」と「Ｈ」との間などに示した「λ／４」とは，光搬送波の波長をλとしたときにλ／４に相当する間隔を空けて単位ＦＢＧを配置することを意味し，「０」とは隣接する単位ＦＢＧ同士を密着させて（つまり，間隔が０で）配置することを意味する。上記のλ／４に相当する間隔は，光搬送波の位相π／２に相当する間隔であるため，例えば図５の左側（単位ＦＢＧ「Ａ」側）から光パルスが入射した場合，単位ＦＢＧ「Ａ」，「Ｂ」および「Ｃ」での反射パルスに対して，単位ＦＢＧ「Ｄ」，「Ｅ」，「Ｆ」および「Ｇ」での反射パルスは位相がπシフトしていることになる。
【００５８】
以上，波長調整器１００を構成する各構成要素について説明した。次に，図４に基づいて，温度コントローラ１３０について説明する。温度コントローラ１３０には，ＦＢＧの反射波長の温度変化による特性を示す波長特性データを記憶する波長特性データ記憶部１３２が備えられている。上述したように，温度コントローラ１３０は，第１の温度センサ１２４，サーモモジュール１１６，および第２の温度センサ１２６に接続されている。温度コントローラ１３０は，第１の温度センサにより検出される温度が所望の温度に保たれるようにサーモモジュール１１６を制御する。また，第２の温度センサ１２６により検出された外部温度に基づいて，第１の温度センサが所望の温度に保たれるようにサーモモジュール１１６を制御する。
【００５９】
＜設定温度による波長調整＞
次に，温度コントローラ１３０により設定された設定温度による波長調整について説明する。波長調整器１００の波長調整は，ＳＳＦＢＧ１０６を含む光ファイバ１０２の温度を変化させることにより行う。より詳細には，波長調整器１００は，ＳＳＦＢＧ１０６に含まれる各単位ＦＢＧの温度を制御することにより，ＦＢＧの反射波長を制御して，ＳＳＦＢ１０６全体の波長を調整する。
【００６０】
温度コントローラ１３０において，設定温度を所定の値に設定すると，その設定値と第１の温度センサ１１２による検出温度との差に応じて，温度コントローラ１３０は温度センサ１１２の検出温度が設定値と等しくなるようにサーモモジュール１１６の加熱／冷却を制御する。サーモモジュール１１６からの熱は，ホルダ１０８を介してベース部材１０４に伝達される。つまり，サーモモジュール１１６は，ホルダ１０８を介してベース部材１０４を加熱／冷却する。そのため，温度コントローラ１３０でのサーモモジュール１１６の制御により，ベース部材１０４は所定の温度に一定に保たれる。
【００６１】
ここで，サーモモジュール１１６の熱をベース部材１０４に伝達する高熱伝導性のホルダ１０８がベース部材１０４を覆っているため，ベース部材１０４の長手方向における温度分布の発生を抑制できる。
【００６２】
また，ベース部材１０４はホルダ１０８に機械的に固定されておらず，第２の伸縮吸収材１０３を介して支持されているのみである。そのため，サーモモジュール１１６による加熱／冷却によって発生するホルダ１０８の膨張／収縮はベース部材１０４には伝達されない。また，ベース部材１０４はケーシング１１０にも機械的に固定されておらず，第１の伸縮吸収材１０１を介して支持されているのみである。そのため，環境温度の変化によって発生するケーシング１１０の膨張／収縮はベース部材１０４には伝達されない。また，ベース部材１０４は低熱膨張材料で構成されるため，ベース部材１０４自体の膨張／収縮も発生しない。
【００６３】
そして，光ファイバ１０２に含まれるＳＳＦＢＧ１０６はベース部材１０４に固定されているため，ホルダ１０８やケーシング１１０の膨張／収縮はＳＳＦＢＧ１０６に伝達されない。つまり，ホルダ１０８やケーシング１１０の膨張／収縮によっては，ＳＳＦＢＧ１０６に加わる応力は変化しないため，ホルダ１０８やケーシング１１０が膨張／収縮しても，ＳＳＦＢＧ１０６の各単位ＦＢＧの反射波長は変動せず，ＳＳＦＢＧ１０６の波長は変動しない。そのため，ＳＳＦＢＧ１０６は，温度の変化によってのみ波長が変動する。つまり，ＳＳＦＢＧ１０６の反射波長を温度のみによって制御することができる。
【００６４】
本実施形態にかかる波長調整器１００における，温度コントローラ１３０の設定温度による波長調整特性を図７に示す。図７の横軸は，温度コントローラ１３０の設定温度であり，縦軸はＳＳＦＢＧ１０６の反射波長の変化量を示す。図７において，黒三角形で示す測定点，それらの測定点を平滑化した値を直線１６０で示している。直線１６０は以下の式で表される。
ｙ＝１１．７ｘ−２８６．４・・・（数式１）
波長調整器１００の反射波長は，設定温度１５℃から４５℃において３００ｐｍ以上調整可能である。そのため，例えば光源波長の揺らぎに応じた波長調整も十分可能である。本実施形態にかかる温度コントローラ１３０は，０．１℃単位での温度設定が可能であるため，波長調整器１００の反射中心波長を波長調整分解能１ｐｍで調整することができる。
【００６５】
＜波長安定性＞
以上，設定温度による波長調整について説明した。次に，本実施形態にかかる波長調整器１００の波長安定性について説明する。波長調整器１００の外部温度である環境温度が変化した場合には，環境温度の変化に伴ってケーシング１１０が伸縮する。しかし，上述したように，ＳＳＦＢＧ１０６はベース部材１０４にのみ接着固定されていること，ベース部材１０４はホルダ１０８およびケーシング１１０のいずれにも機械的に固定されていないこと，第１の伸縮吸収剤１０１の柔軟性によりケーシング１１０の伸縮が伸縮吸収剤１０１に吸収されること，伸縮吸収剤１０１よりもベース部材１０４が硬いこと，によりケーシング１１０の伸縮はＳＳＦＢＧ１０６に伝達されず，ＳＳＦＢＧ１０６が応力による波長変動を引き起こすことはない。
【００６６】
また，ベース部材１０４の周囲をホルダ１０８が覆っているため，サーモモジュール１１６による加熱／冷却を十分に伝達することができ，ベース部材１０４（特にＳＳＦＢＧ領域）に温度分布を生じさせることなく設定温度（設定波長）に保つことができる。
【００６７】
本実施形態にかかる波長調整器１００における，温度コントローラ１３０の設定温度を４５℃とした場合の反射波長の環境温度依存性を図８に示す。図８の横軸は相対環境温度を示し，縦軸はＳＳＦＢＧ１０６の反射波長の変化量を示す。ここで，相対環境温度とは，温度コントローラ１３０により設定された設定温度と，環境温度との差である。図８において，黒ひし形で示す点が測定点，それらの測定点を平滑化した値を直線１６２で示している。直線１６２は，以下の式で表される。
ｙ＝０．４８５３ｘ＋４．５８５５・・・（数式２）
図８から分かるように，相対環境温度−５０℃から＋１０℃の範囲における最大波長変動量は２７ｐｍであり，波長変動率は環境温度変動１℃当たり０．５ｐｍである。
【００６８】
図７に示した設定温度と反射波長との関係を示す波長調整特性データと，図８に示した相対環境温度と反射波長の変動との関係を示す波長変動特性データは，波長特性データとして温度コントローラ１３０に備わる波長特性データ記憶部１３２に記憶されている。
【００６９】
＜環境温度変化に対する波長調整方法＞
以上，波長調整器１００の波長安定性について説明した。次に，波長調整装置における環境温度の変化に対する波長調整方法について説明する。
【００７０】
温度コントローラ１３０において所定の波長を設定すると，第２の温度センサ１２６で検出されたケーシング１１０の温度を元に，温度コントローラ１３０に備わる波長特性データ記憶部１３２に記憶された波長特性データからサーモモジュール１１６の設定温度が算出される。第１の温度センサ１１２により検出されるベース部材１０４の温度が設定温度と等しくなるように，温度コントローラ１３０によってサーモモジュール１１６の加熱／冷却が制御される。
【００７１】
ここで，第２の温度センサ１２６で検出されるケーシング１１０の温度（≒環境温度）が変化した場合，ケーシング１１０の温度変化量と波長特性データ記憶部１３２に記憶された波長特性データからサーモモジュール１１６の設定温度を再度算出し，所定の反射波長となるようにベース部材１０４の温度が再調整される。このように第２の温度センサ１２６で検出するケーシング１１０の温度（≒環境温度）変化に応じて，設定温度の再調整を適宜繰り返すことで，設定した波長を自動かつ安定に維持することができる。
【００７２】
次に，図９を用いて波長調整装置における波長調整時の動作を説明する。例えば環境温度２５℃におけるサーモモジュール２５℃設定時の波長が１５５０．０００ｎｍで，波長調整特性が１０ｐｍ／℃，相対環境温度による波長変動特性が０．５ｐｍ／℃である波長調整器１００の動作について説明する。まず，設定波長（１５５０．０００ｎｍ）が入力される（Ｓ１００）。そして，第２の温度センサ１２６により環境温度（２５℃）が検出される（Ｓ１０２）。
【００７３】
ステップＳ１０２において検出された環境温度が変化しているか否かを判定する（Ｓ１０４）。ステップＳ１０２において検出された環境温度が変化していないと判定された場合，または初回に検出された環境温度である場合には，サーモモジュール１１６の設定温度が算出される（Ｓ１０８）。環境温度２５℃において波長を１５５０．１００ｎｍとするには，以下の式より設定温度３５℃と算出される。
【００７４】
【数１】
2007108325.tif 000003
・・・（数式３）
温度コントローラ１３０は，数式３から算出された温度（３５℃）をサーモモジュール１１６の温度として設定する。この場合，相対環境温度が−１０℃（環境温度２５℃−設定温度３５℃）となる。波長調整器１００の波長変動特性が０．５ｐｍ／℃であることから，設定温度による調整波長に対して−５ｐｍ波長が変動すると推測する。波長調整器１００の波長調整特性が１０ｐｍ／℃であることから，−５ｐｍの波長変動を抑制するため，設定温度を０．５℃高くする。つまり，ステップＳ１０８におけるサーモモジュール１１６の設定温度が３５．５℃と算出され，サーモモジュール１１６の設定温度を３５．５℃に制御する（Ｓ１１０）。このとき，相対環境温度もさらに０．５℃変化するが，この相対環境温度の変化による波長変動は微小であるため無視してもよい。
【００７５】
ステップＳ１１０においてサーモモジュール１１６によりホルダ１０８が加熱／冷却された後，第１の温度センサによりベース部材１０４の温度が検出される（Ｓ１１２）。ステップＳ１１２において検出された第１の温度センサ１１２の温度とステップＳ１０８において算出された設定温度が等しい温度か否かを判定する（Ｓ１１４）。ステップＳ１１４において，第１の温度センサにより検出された温度と設定温度とが等しい温度ではないと判定された場合には，第１の温度センサにより検出された温度と設定温度とが等しい温度となるまでステップＳ１１０およびステップＳ１１２の処理を繰り返す。
【００７６】
ステップＳ１１４において，第１の温度センサにより検出された温度と設定温度とが等しい温度であると判定された場合には，ステップＳ１０２により再度第２温度センサにより環境温度が検出される。ここで，環境温度が２７℃となった場合には，ステップＳ１０４において，環境温度が変化していると判定され，相対環境温度が算出される（Ｓ１０６）。設定温度３５．５℃に対して環境温度が２７℃であるため，ステップＳ１０６において，相対環境温度−８．５℃が算出される。相対環境温度の変化量と波長変動特性から，＋１ｐｍ波長が変動すると推測される。温度コントローラ１３０は，波長変動を抑制するため，設定温度を０．１℃低くする。つまり，ステップＳ１０８におけるサーモモジュール１１６の設定温度が３５．４℃と算出され，サーモモジュール１１６の設定温度を３５．４℃に制御する。このとき，相対環境温度もさらに０．１℃変化するが，この場合の相対環境温度の変化による波長変動は微小であるため無視してもよい。
【００７７】
このように，温度コントローラ１３０によってサーモモジュール１１６の設定温度の再調整を繰り返すことで，環境温度が変化した場合でも，所定の反射波長を安定的に維持することが可能となる。
【００７８】
以上環境温度の変化に対する波長調整方法について説明した。第１実施形態によれば，波長調整幅３００ｐｍ以上での任意波長への調整を波長調整分解能１ｐｍ以下で行うことができるＯＣＤＭ位相符号器／位相復号器を安価に，かつ簡略な構成で実現でき，位相符号器／位相復号器に含まれるＳＳＦＢＧの製造誤差に影響されず，対を成す位相符号器と位相復号器の波長を高精度に一致させることができる。
【００７９】
また，本実施形態にかかる波長調整方法により，環境温度の変化によって生じ得る微小な波長変動を自動的に再調整し，設置環境温度の違いを考慮せずとも，位相符号器ならびに位相復号器の反射波長を所定の波長に安定に維持することができる。
【００８０】
（第２実施形態）
次に，本発明の第２実施形態について説明する。第２実施形態では，本発明にかかる波長調整器を，位相符号方式ＯＣＤＭにおいて符号器／復号器として用いることが可能な波長調整器２００に適用して説明する。第２実施形態にかかる波長調整器２００は，第１実施形態にかかる波長調整器１００とほぼ同様の構成，機能を有するが，ベース部材が高熱伝導性の材料からなるホルダと低熱伝導性の材料からなるカバーとにより囲まれているところが波長調整器１００と相違する。以下では，波長調整器１００とほぼ同様の構成，機能を有する構成要素については，図中に同一の符号を付してその説明を省略し，波長調整器１００と相違する部分について説明する。
【００８１】
＜構成の説明＞
図１０は，波長調整器２００の構成を示す断面図である。波長調整器２００において，ベース部材１０４は，ホルダ２０８により第２の伸縮吸収材１０３を介して支持されている。第１実施形態では，ホルダ１０８はベース部材の全外周を囲む形状であった。本実施形態では，ホルダ２０８は上部が開口した箱形で，底部にベース部材が載置されており，ベース部材の外周の一部を囲む形状である。ホルダ２０８の開口した上部は，熱伝導防止部材の一例であるカバー２１０によって塞がれている。ホルダ２０８は第１実施形態のホルダ１０８と同様に高熱伝導性の材質で構成されている。カバー２１０は低熱伝導性の材料で構成される。低熱伝導性の材料としては，例えばガラスエポキシ材，ピーク材などを挙げることができる。また，カバー２１０は熱伝導率が０．８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である材料で構成されることが望ましい。
【００８２】
図１１（ａ）は，図１０のＢ−Ｂ切断面の断面図である。図１１（ａ）に示すように，ホルダ２０８は，断面が凹形状であり，ベース部材１０４の上部以外の外周を囲んでいる。ホルダ２０８とベース部材１０４との間には，第１実施形態と同様に第２の伸縮吸収材１０３が介在しており，ホルダ２０８は第２の伸縮吸収材１０３を介してベース部材１０４を支持し，かつ，サーモモジュール１１６からの熱をベース部材１０４に伝達する。
【００８３】
ホルダ２０８とベース部材１０４の上部，つまり，ホルダ２０８のサーモモジュール１１６との接触部分（底面）の反対側は，カバー２１０により覆われている。カバー２１０とベース部材１０４，ホルダ２０８との間にも，第２の伸縮吸収材１０３が介在し，カバー２１０とベース部材１０４，およびカバー２１０とホルダ２０８とは第２の伸縮吸収材１０３を介して密着している。従って，ベース部材１０４は，ホルダ２０８とカバー２１０とによって，第２の伸縮吸収材１０３を介して囲まれている。かかる構成によれば，サーモモジュール１１６がホルダ２０８を介してベース部材１０４を加熱／冷却することを可能にしながら，かつ，ベース部材１０４への環境温度の変化の伝達をカバー２１０によって阻止することができる。そのため，第１実施形態と比べて，ベース部材１０４の長手方向の温度分布の発生をより確実に抑制することができる。
【００８４】
なお，上記では熱伝導防止部材がカバー２１０としてホルダ２０８とは別個に構成されたが，ホルダ２０８と熱伝導防止部材が一体で構成されてもよい。例えば，図１１（ｂ）に示すように，サーモモジュール１１６との接触部分からベース部材１０４の底面までの部分（符号２０８ａで示す領域）を，ホルダに相当するように高熱伝導性の材料で構成し，ベース部材１０４の側面および上部を囲む部分（符号２１０ａで示す領域）を，熱伝導防止部材に相当するように低熱伝導性の材料で構成してもよい。なお，高熱伝導性の材料で構成する部分と低熱伝導性の材料で構成する部分との比率は適宜設定可能であるが，少なくとも，サーモモジュール１１６からの熱をベース部材１０４に効率的に伝達することができるように，サーモモジュール１１６と接触する部分からベース部材１０４の一部に達する部分までの領域は高熱伝導性の材料で構成されることが望ましい。
【００８５】
本実施形態においても，第１実施形態と同様，第１の温度センサ１１２，第２の温度センサ１２４およびサーモモジュール１１６が温度コントローラ１３０に接続されている。第１の温度センサ１１２，第２の温度センサ１２６およびサーモモジュール１１６と，温度コントローラ１３０との関係並びに温度コントローラ１３０の機能は第１実施形態と同様のため，説明を省略する。
【００８６】
＜設定温度による波長調整＞
波長調整器２００の波長調整は，波長調整器１００の波長調整同様，ＳＳＦＢＧ１０６を含む光ファイバ１０２の温度を変化させることにより行う。温度コントローラ１３０において，設定温度を所定の値に設定すると，その設定値と第１の温度センサ１１２による検出温度との差に応じて，温度コントローラ１３０は温度センサ１１２の検出温度が設定値と等しくなるようにサーモモジュール１１６の加熱／冷却を制御する。サーモモジュール１１６からの熱は，ホルダ２０８を介してベース部材１０４に伝達される。つまり，サーモモジュール１１６は，ホルダ２０８を介してベース部材１０４を加熱／冷却する。そのため，温度コントローラ１３０でのサーモモジュール１１６の制御により，ベース部材１０４は所定の温度に一定に保たれる。
【００８７】
ここで，サーモモジュール１１６によって加熱／冷却されたホルダ２０８からの熱伝導によりベース部材１０４は加熱／冷却される。このとき，高熱伝導材からなるホルダ２０８がベース部材１０４の下面と長手方向の両側面を覆っているため，ベース部材１０４の長手方向における温度分布の発生は抑えられる。さらに，低熱伝導材料のカバー２１０がベース部材１０４およびホルダ２０８の上面を覆うため，ケーシング１１０を介した熱放射による温度変化も抑えられる。これにより，ベース部材１０４の長手方向における温度分布の発生はさらに抑えられる。
【００８８】
また，ホルダ２０８およびカバー２１０とベース部材１０４は機械的な固定ではなく，シリコーングリースを介して密着しているのみである。そのため，サーモモジュール１１６による加熱／冷却によって発生するホルダ２０８およびカバー２１０の伸縮はベース部材１０４には伝達されない。また，ベース部材１０４は低熱膨張材料で構成されるため，ベース部材１０４自体の伸縮も発生しない。光ファイバデバイス１０２に含まれるＳＳＦＢＧ１０６はベース部材１０４に固定されているため，ベース部材１０４の温度変化に伴ってＳＳＦＢＧ１０６の温度のみが変化し，ＳＳＦＢＧ１０６の反射波長を温度のみによって制御することができる。
【００８９】
本実施形態にかかる波長調整器２００における温度コントローラ１３０の設定温度による波長調整特性を図１２に示す。図１２の横軸は，温度コントローラ１３０の設定温度であり，縦軸はＳＳＦＢＧ１０６の反射波長の変化量を示す。図１２において，黒三角形で示す測定点，それらの測定点を平滑化した値を直線１６４で示している。直線１６４は以下の式で表される。
ｙ＝１１．４ｘ−２７９．３・・・（数式４）
波長調整器２００の反射波長は，設定温度１５℃から４５℃において３００ｐｍ以上調整可能である。そのため，例えば光源波長の揺らぎに応じた波長調整も十分に可能である。本実施形態にかかる温度コントローラ１３０は，０．１℃単位での温度設定が可能であるため，波長調整器２００の反射中心波長を波長調整分解能１ｐｍで調整することができる。
【００９０】
＜波長安定性＞
以上，設定温度による波長調整について説明した。次に，本実施形態にかかる波長調整器２００の波長安定性について説明する。波長調整２００の外部温度である環境温度が変化した場合には，環境温度の変化に伴ってケーシング１１０が伸縮する。しかし，ＳＳＦＢＧ１０６はベース部材１０４にのみ接着固定されていること，ベース部材１０４はホルダ２０８，カバー２１０およびケーシング１１０の何れにも機械的に固定されていないこと，第１の伸縮吸収剤１０１の柔軟性によりケーシング１１０の伸縮が第１の伸縮吸収剤に吸収されること，第１の伸縮吸収剤１０１よりもベース部材１０４が硬いこと，により，ケーシング１１０の伸縮はＳＳＦＢＧ１０６には伝達されず，ＳＳＦＢＧ１０６が応力による波長変動を引き起こすことはない。
【００９１】
また，ベース部材１０４の周囲をホルダ２０８とカバー２１０が覆っているため，サーモモジュール１１６による加熱／冷却を十分に伝達することができ，ベース部材１０４（特にＳＳＦＢＧ領域）に温度分布を生じさせることなく設定温度（設定波長）に保つことができる。
【００９２】
本実施形態にかかる波長調整器１００における，温度コントローラ１３０の設定温度を４５℃とした場合の反射波長の環境温度依存性を図１３に示す。図１３の横軸は，相対環境温度を示し，縦軸はＳＳＦＢＧ１０６の反射波長の変化量を示す。図１３において，黒ひし形で示す点が測定点，それらの測定点を平滑化した値を直線１６５で示している。直線１６５は以下の式で表される。
ｙ＝０．０９２９ｘ＋５．６９７７・・・（数式５）
図１３から分かるように，相対環境温度−５０℃から１０℃の範囲における最大波長変動量は１０ｐｍであり，波長変動率は環境温度変動１℃当たり０．０９ｐｍである。
【００９３】
＜環境温度変化に対する波長調整方法＞
以上，波長調整器２００の波長安定性について説明した。次に，波長調整装置における環境温度の変化に対する波長調整方法について説明する。
【００９４】
温度コントローラ１３０において所定の波長を設定すると，第２の温度センサ１２６で検出したケーシング１１０の温度を元に，温度コントローラ１３０に備わる波長特性データ記憶部１３２に記憶された波長特性データからサーモモジュール１１６の設定温度が算出される。第１の温度センサ１１２により検出されるベース部材１０４の温度が設定温度と等しくなるように，温度コントローラ１３０によってサーモモジュール１１６の加熱／冷却が制御される。
【００９５】
ここで，第２の温度センサ１２６で検出されるケーシング１１０の温度（≒環境温度）が変化した場合，ケーシング１１０の温度変化量と波長特性データからサーモモジュール１１６の設定温度を再度算出し，所定の反射波長となるようにベース部材１０４の温度が再調整される。このように第２の温度センサ１２６で検出するケーシング１１０の温度（≒環境温度）変化に応じて，設定温度の再調整を適宜繰り返すことで，設定した波長を自動かつ安定に維持することができる。
【００９６】
次に，波長調整装置における波長調整時の動作を説明する。例えば環境温度２５℃におけるサーモモジュール２５℃設定時の波長が１５５０．０００ｎｍで波長調整特性が１０ｐｍ／℃，相対環境温度による波長変動特性が０．０９ｐｍ／℃である波長調整器２００の動作について説明する。環境温度２５℃において波長を１５５０．１００ｎｍとするには，以下の式より設定温度３５℃と算出される。
【００９７】
【数２】
2007108325.tif 000004
・・・（数式６）
温度コントローラ１３０は，数式６から算出された温度（３５℃）をサーモモジュール１１６の温度として設定する。この場合，相対環境温度が−１０℃（環境温度２５℃−設定温度３５℃）となる。波長調整器２００の波長変動特性が０．０９ｐｍ／℃であることから，設定温度による調整波長に対して−０．９ｐｍ波長が変動すると推測する。波長調整器２００の波長調整特性が１０ｐｍ／℃であることから，−０．９ｐｍの波長変動を抑制するため，設定温度を０．１℃高くする。つまり，サーモモジュールの設定温度が３５．１℃と算出され，サーモモジュール１１６の設定温度を３５．１℃に制御する。このとき相対環境温度もさらに０．１℃変化するが，この相対環境温度の変化による波長変動は微小であるため無視してもよい。
【００９８】
そして，環境温度が４５℃になると，相対環境温度＋１０℃が算出される。相対環境温度の変化量と波長変動特性から，＋１．８ｐｍ波長が変動すると推測される。温度コントローラ１３０は，波長変動を抑制するため，設定温度を０．２℃低くする。つまり，サーモモジュール１１６の設定温度が３４．９℃と算出され，サーモモジュール１１６の設定温度を３４．９℃に制御する。このとき，相対環境温度もさらに０．１℃変化するが，この相対環境温度の変化による波長変動も微小であるため無視してもよい。
【００９９】
このように温度コントローラ１３０によってサーモモジュール１１６の設定温度の再調整を自動的に繰り返すことで，環境温度が変化した場合でも所定の反射波長を安定に維持することが可能となる。温度コントローラ１３０によって波長調整を行った際の，波長調整器の反射波長の環境温度依存性を図１４に示す。図１３に示した波長調整を行わない場合において，わずかに生じていた環境温度変動による波長変動が補償され，波長が確実に制御されていることがわかる。
【０１００】
本実施形態の波長調整器２００では，ベース部材１０４はホルダ２０８からの熱伝導により均一に加熱／冷却され，かつカバー２１０によりケーシング１１０を介した熱放射による温度変化が抑制されるため，ベース部材１０４の長手方向における温度分布の発生が抑えられる。本実施形態の波長調整器２００に含まれるＳＳＦＢＧ１０６は，上述したように，複数個の単位ＦＢＧから構成される。ベース部材１０４の長手方向の温度分布は，個々の単位ＦＢＧの温度が異なることを意味する。この場合，個々の単位ＦＢＧの反射波長が異なり，波長調整器２００としての反射波長が変動したり，符号となる光パルス列の相対位相差が変わってしまったりするなど，符号化特性（位相復号器の場合復号化特性）が異なってしまう。
【０１０１】
ここで，本実施形態の波長調整器２００において，環境温度２５℃における温度コントローラ１３０の設定温度を２５℃，３５℃および４５℃とした場合のベース部材１０４の表面の温度分布を調べると，図１５に示すようになる。図１５では，ベース部材１０４単体の場合を比較対象として示している。ベース部材１０４単体では，最大で約９℃の温度差があるが，本実施形態の波長調整器２００の温度差は最大でも０．３℃である。この結果は，図１３に示したように反射波長が環境温度変動に対して安定であることと合致する。
【０１０２】
位相符号器として用いられる波長調整器２００（位相符号器２００とする）と，波長調整器２００の入出力端を逆にした，位相復号器として用いられる波長調整器２００（位相復号器２００とする）から，ベース部材１０４の温度分布状態が符号／復号動作に与える影響を考える。位相符号器２００のベース部材１０４には温度分布を設定せず，位相復号器２００のベース部材１０４に温度分布を持たせて，自己相関波形における自己相関ピークとサブピークの比（以後，Ｐ／Ｗとする）の変化を計算から求める（光源波長と位相符号器Ｂおよび位相復号器Ｂの反射波長は一致）と図１６に示すようになる。
【０１０３】
ベース部材１０４の温度分布が大きくなるとＰ／Ｗは小さくなり，温度分布が３℃から４℃の間でＰ／Ｗ＜１となる。Ｐ／Ｗは上述のとおり自己相関ピークとサブピークの比であるため，符号／復号動作を確実に行うためにはＰ／Ｗが大きい方が望ましい。図１５と図１６から本実施形態における波長調整器２００（位相符合化器２００，位相復号器２００）では，設定温度と環境温度に差がある場合でもベース部材１０４に温度分布がない。つまり，ＳＳＦＢＧ１０６の温度が均一となり，符号化特性（復号化特性）は影響されない。
【０１０４】
このように本実施形態の波長調整器２００では，例えば温度コントローラ１３０の設定温度よりも環境温度が低くなった場合でもＳＳＦＢＧ１０６の温度を均一に保ち，符号化特性に影響を与えることなく，所定の波長を自動かつ安定に維持することができる。
【０１０５】
以上説明したように，本実施形態によればその符号化特性／復号化特性（Ｐ／Ｗ）に影響を与えることなく，波長調整幅２５０ｐｍ以上での任意波長への調整を波長調整分解能１ｐｍ以下で行うことができるＯＣＤＭ位相符号器／位相復号器を安価に，かつ簡略な構成で実現できる。
【０１０６】
また，本実施形態の波長調整方法により，環境温度の変化によって生じる微小な波長変動を自動的に再調整し，設置環境温度の違いを考慮せずとも，位相符号器ならびに位相復号器の反射波長を所定の波長に安定に維持することができる。
【０１０７】
なお，上記実施形態に用いられる波長調整特性データおよび波長変動特性データは，波長調整器（あるいは波長調整装置）の実測データであることが望ましいが，シミュレーションによって得られたデータであってもよい。各波長調整器（あるいは波長調整装置）の波長特性データを得ることにより，より精密に温度を制御することが可能となる。
【０１０８】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０９】
上記実施形態では，ＯＣＤＭシステムにおける位相符号器／位相復号器を例に挙げて構成，動作を説明しているが，かかる例に限定されず，例えば波長ホップ方式ＯＣＤＭにおける符号器／復号器，ＷＤＭシステムにおけるフィルタデバイスなどにも本発明の波長調整方式を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は，ファイバブラッググレーティングの反射波長を調整する波長調整装置および波長調整方法に適用可能であり，特に，温度変化による反射波長の変動を自動制御する波長調整装置および波長調整方法等に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１，第２実施形態にかかる波長調整装置を用いて構成される光ファイバネットワークの概略を示す説明図である。
【図２】本発明の第１，第２実施形態にかかる波長調整器の外観を示す斜視図である。
【図３】第１の実施形態にかかる波長調整器の断面図である。
【図４】同実施の形態における温度コントローラの機能を説明するブロック図である。
【図５】同実施の形態におけるＳＳＦＢＧの構成を示す説明図である。
【図６】図３のＡ−Ａ切断面の断面図である。
【図７】同実施の形態における設定温度による波長調整特性を示すグラフである。
【図８】同実施の形態における波長調整器の反射波長の環境温度依存性を示すグラフである。
【図９】同実施の形態における波長調整装置による波長調整時の動作を説明する説明図である。
【図１０】第２実施形態にかかる波長調整器の断面図である。
【図１１】図１０のＢ−Ｂ切断面の断面図である。
【図１２】同実施の形態における設定温度による波長調整特性を示すグラフである。
【図１３】同実施の形態における波長調整器の反射波長の環境温度依存性を示すグラフである。
【図１４】同実施の形態における波長調整を行った際の波長調整器の反射波長の環境温度依存性を示すグラフである。
【図１５】同実施の形態における設定温度の変化に伴うベース部材の最大温度差を示すグラフである。
【図１６】同実施の形態におけるベース部材の最大温度差に伴う相対Ｐ／Ｗ値を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１１２】
１００，２００      波長調整器
１０１      第１の伸縮吸収材
１０２      光ファイバ
１０３      第２の伸縮吸収材
１０４      ベース部材
１０６      ＳＳＦＢＧ
１０８．２０８      ホルダ
１１０      ケーシング
１１２      第１の温度センサ
１１６      サーモモジュール
１２６      第２の温度センサ
１３０      温度コントローラ
２１０      カバー
【図１】
2007108325.tif 000005
【図２】
2007108325.tif 000006
【図３】
2007108325.tif 000007
【図４】
2007108325.tif 000008
【図５】
2007108325.tif 000009
【図６】
2007108325.tif 000010
【図７】
2007108325.tif 000011
【図８】
2007108325.tif 000012
【図９】
2007108325.tif 000013
【図１０】
2007108325.tif 000014
【図１１】
2007108325.tif 000015
【図１２】
2007108325.tif 000016
【図１３】
2007108325.tif 000017
【図１４】
2007108325.tif 000018
【図１５】
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【図１６】
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