(57)【要約】【課題】分散補償を可変させるエタロンを簡単かつ低コストに制作でき、光の入射角度に応じて分散補償量が可変できること。【解決手段】波長分散補償デバイスは、両面にそれぞれ所定の光の反射率を有する反射膜１０２，１０３が形成された平板状のエタロン１００を有する。反射膜１０３は、使用する波長範囲の光に対して透過率が急峻に変化するフィルタ特性となる箇所を用いることにより、光の入射角度Ａ１，Ａｎに応じて反射率が異なることを特徴とする。【選択図】図１−１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面にそれぞれ所定の光の反射率を有する反射膜が形成された平板状のエタロンを有する波長分散補償デバイスにおいて、
前記反射膜は、透過率が急峻に変化するフィルタ特性となる波長範囲を、分散補償として使用する波長範囲として用い、前記光の入射角度に応じて反射率が異なる入射角度依存性を有することを特徴とする波長分散補償デバイス。
【請求項２】
前記反射膜は、所望する波長分散特性に応じて、使用する波長範囲の光に対する透過率が急峻に変化する当該変化の割合が設定されて形成したものを用いることを特徴とする請求項１に記載の波長分散補償デバイス。
【請求項３】
前記反射膜は、光の屈折が高屈折率の材料と、低屈折率の材料とを前記エタロンの基板における光の入射面に多層化して形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の波長分散補償デバイス。
【請求項４】
前記反射膜は、前記光の入射角度に応じた反射率を得るために、前記高屈折率の材料と、前記低屈折率の材料それぞれの層の数が設定されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【請求項５】
前記反射膜は、前記光の入射角度に応じた反射率を得るために、前記高屈折率の材料と、前記低屈折率の材料それぞれの層の厚さが設定されたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【請求項６】
対向配置された複数の前記エタロンと、
一方の前記エタロンに対して光を入射させる入射ポートと、
前記入射ポートから入射された光が前記複数のエタロンを介して出射される出射ポートと、
前記入射ポートから前記エタロンに対して入射される光の入射角度を変更させる入射角度変更手段と、
を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【請求項７】
対向配置された複数の前記エタロンは、光の入射面が互いに所定の傾斜角度を有して配置され、
所望する波長分散特性に応じて、前記エタロンのうち一部には、前記光の入射面側に光の入射角度を調整する光屈折部材が設けられたことを特徴とする請求項６に記載の波長分散補償デバイス。
【請求項８】
前記反射膜の反射特性が異なる複数の前記エタロンを光学的に直列に接続したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【請求項９】
前記エタロンの基板の温度を制御することによって前記エタロンの光学厚みを可変させる温度制御機構をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載の波長分散補償デバイス。
【請求項１０】
前記複数のエタロンのそれぞれの中心波長の差は、前記エタロンの波長周期間隔のほぼ半分となるように設定可能なことを特徴とする請求項８または９に記載の波長分散補償デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光通信において信号パルス伝送時に発生する波長分散を補償する波長分散補償デバイスに関するものであり、特に、エタロンを用いて波長分散を補償し、補償量を可変できる共振型の波長分散補償デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光信号パルス伝送においては、光の波長によってファイバにおける伝送速度が異なるため、伝送距離が伸びるにつれ信号パルス波形が鈍ることになる。この現象は、波長分散と呼ばれ受信レベルを著しく劣化させる。例えば、ＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｍｏｄｅ  Ｆｉｂｅｒ）では光パルス通信でよく用いられる波長１．５５μｍ付近で−１５〜−１６ｐｓ／ｎｍ・ｋｍの波長分散を発生する。これら光ファイバで発生した波長分散に対し、反対に同じ量だけ波長分散を加えることが波長分散補償（分散補償と称す）である。
【０００３】
現在、分散補償において最もよく用いられているものは、分散補償ファイバ（以下、ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ  Ｆｉｂｅｒと表記）である。このＤＣＦは、ファイバ材料が有する材料分散に対して、特殊な屈折率分布によって逆の分散（構造分散）を発生させ、トータルで通常のＳＭＦに対して逆の分散をもつように設計されている（同じ長さのＳＭＦに対して５〜１０倍程度の分散補償）。このＤＣＦを中継局でＳＭＦと接続し、トータルでの分散をゼロに（相殺）している。
【０００４】
ところで、近年は、増加し続ける通信需要に対応すべく、大容量ＷＤＭ伝送においてもさらなる容量拡大が求められ、波長多重間隔の縮小に加え、通信速度も高速化（例えば４０Ｇｂ／ｓ）が求められている。この高速化により、中継距離が同じ場合には、波長分散に対する許容量が少なくなり、従来は問題とならなかったＳＭＦの波長分散の温度変動も補償する必要が生じ、従来の固定式のＤＣＦに加え、補償量が可変な波長分散補償器の実現が迫られている。
【０００５】
具体的には、エタロンを用いた波長分離型の光分散補償器がある（例えば、下記特許文献１，２参照。）。また、共振型の分散補償器としては、反射型エタロンを利用した可変光分散補償器が開示されている（例えば、下記特許文献３参照。）。
【０００６】
図１８−１は、従来の可変光分散補償器を示す図である。この可変光分散補償器１０００は、ＧＴ（Ｇｉｒｅｓ  Ｔｏｕｎｏｉｒｅｓ）エタロンと呼ばれるエタロン１０１０と、ミラー１０２０を有する。エタロン１０１０の一方の面には、ある方向に沿って連続的に反射率が異なる反射膜１０１１が形成され、他方の面には、ほぼ１００％の反射率を有する反射膜１０１２が形成されている。ミラー１０２０は高反射率の反射膜１０２１を有する。エタロン１０１０に対して、ミラー１０２０はわずかに角度を付けて配置する。コリメータ１０３０から出射されるビームは、ミラー１０２０で反射され、エタロン１０１０で共振してコリメータ１０４０に出射される。
【０００７】
図１８−２は、従来の可変光分散補償器による分散補償量の変更動作を説明する斜視図である。この図に示すように、エタロン１０１０は、反射膜１０１１の反射率が連続的に異なる方向Ｘに沿ってスライドするように、移動台１０６０のスライドレール１０６１に取り付けられている。そして、エタロン１０１０をスライドさせることにより、分散補償量を可変させることができる。
【０００８】
また、群遅延と中心波長が互いに異なるエタロンを光学的に直列に接続した波長分散補償器がある（例えば、下記特許文献４参照。）。図１９は、エタロンを光学的に直列に接続した場合の群遅延特性の合成を示す図である。図１９において、特性１９０１〜１９０４は、群遅延と中心波長が互いに異なる複数のエタロンの群遅延特性をそれぞれ示している。特性１９０５は、それぞれのエタロンを光学的に直列に接続した場合の、特性１９０１〜１９０４が合成された群遅延特性を示している。
【０００９】
図２０−１は、従来の可変光分散補償器を示す図である。この可変光分散補償器２０００は、入力部２００１と、光サーキュレータ２００２と、エタロン２００３ａと、エタロン２００３ｂと、出力部２００４と、ペルチェ素子２００５と、電源２００６と、温度制御部２００７と、を有する。
【００１０】
光サーキュレータ２００２は、入力部２００１から入力された光をエタロン２００３ａへ出力し、エタロン２００３ａから出力された光をエタロン２００３ｂへ出力し、エタロン２００３ｂから出力された光を出力部２００４から出力する。
【００１１】
エタロン２００３ａ，２００３ｂのそれぞれは、図１８−１で説明したエタロン１０１０であり、群遅延と中心波長が互いに異なる。エタロン２００３ａ，２００３ｂは、光サーキュレータ２００２から出力された光を、反射膜１０１１において反射させて光サーキュレータ２００２へ出射する。エタロン２００３ａにはペルチェ素子２００５が設けられている。ペルチェ素子２００５は、電源２００６および温度制御部２００７の制御によって、エタロン２００３ａのエタロン基板の温度を変化させる。
【００１２】
図２０−２は、エタロン２００３ａの群遅延特性を示す特性図である。図２０−３は、エタロン２００３ｂの群遅延特性を示す特性図である。図２０−２に示すように、エタロン２００３ａの群遅延特性は、使用波長帯域において、下に凸の二次関数として示される。図２０−３に示すように、エタロン２００３ｂの群遅延特性は、使用波長帯域において、上に凸の二次関数として示される。
【００１３】
図２１−１〜図２１−３は、エタロンの群遅延特性を示す特性図である。特性２１０１は、図２０−２に示したエタロン２００３ａの群遅延特性を示している。特性２１０２は、図２０−３に示したエタロン２００３ｂの群遅延特性を示してしている。特性２１０３は、群遅延特性２１０１と群遅延特性２１０２とを合成した群遅延特性を示している。
【００１４】
群遅延特性２１０１と群遅延特性２１０２との中心波長が波長周期間隔ＦＳＲの半分ずれている場合、図２１−１に示すように、合成された群遅延特性２１０３は一次関数に近くなり、傾斜が小さくなる。このため、分散補償量が０に近くなる。群遅延特性２１０１と群遅延特性２１０２との中心波長のずれを波長周期間隔ＦＳＲの半分から変化させると、図２１−２および図２１−３に示すように、群遅延特性２１０３の傾斜が大きくなり、分散補償量が増加する。
【００１５】
群遅延特性の中心波長は、エタロン基板の厚みによって変化する。このため、ペルチェ素子２００５、電源２００６および温度制御部２００７によってエタロン２００３ａのエタロン基板の温度を変化させてエタロン基板の厚みを調節することで、群遅延特性の中心波長が変化し、分散補償量を可変させることができる。
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−２６７８３４号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５１９２号公報
【特許文献３】特開２００４−１９１５２１号公報
【特許文献４】特開２００３−２６４５０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上述したエタロン１０１０は、反射膜１０１１の生産性および均一性が低いという問題があった。
【００１８】
図２２は、エタロンの反射膜の形成方法を説明するための図である。エタロン基板１０１０上の反射膜１０１１は、例えば、蒸着材料として低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に層形成して形成される。この際、反射膜１０１１は、各層１０１１ａ〜１０１１ｎの領域が方向Ｘに沿って異なるように蒸着マスク１０５０をこの方向Ｘにスライドさせて形成するが、蒸着材料を変える度にマスク領域に対応した蒸着マスク１０５０に交換するか、あるいはエタロン基板１０１０を方向Ｘにスライドさせなければならず、膜形成に手間と時間がかかり生産性を向上できなかった。
【００１９】
また、蒸着マスク１０５０を用いるため、蒸着マスク１０５０の裏面に蒸着ソース（蒸着材料）が回り込みやすく、層厚を均一化しにくい。この回り込みを解決するために特別な対策が必要となる。結果として可変光分散補償器は、主要部品であるエタロンがコスト高となり、また、所望する分散補償量の特性が得にくいという問題があった。
【００２０】
また、図２０−１に示した可変光分散補償器２０００では、群遅延を可変にすることができず、分散補償量の可変範囲を広くすることができないという問題があった。
【００２１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、分散補償を可変させるエタロンを簡単かつ低コストに制作でき、光の入射角度に応じて分散補償量が可変できることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる波長分散補償デバイスは、両面にそれぞれ所定の光の反射率を有する反射膜が形成された平板状のエタロンを有する波長分散補償デバイスにおいて、前記反射膜は、透過率が急峻に変化するフィルタ特性となる波長範囲を、分散補償として使用する波長範囲として用い、前記光の入射角度に応じて反射率が異なる入射角度依存性を有することを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、エタロンの反射膜に対する光の入射角度を変更させることにより、入射角度の変更に対応して反射率を変えることができる。これにより、エタロンの反射膜に対する光の入射角度を変更させて分散補償量を波長方向に連続的に変化させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明にかかる波長分散補償デバイスによれば、光の入射角度に応じて分散補償量が可変でき、必要な分散補償量を容易に得ることができるという効果を奏する。また、反射膜は、エタロンの光の入射面に対して多層形成するだけで形成できるため、簡単かつ低コストに制作できるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（実施の形態１）
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる波長分散補償デバイスの好適な実施の形態１を詳細に説明する。図１−１は、本発明の実施の形態１による波長分散補償デバイスに用いるエタロンを示す図である。反射型のエタロン１００は、厚さＬの平板状のエタロン基板１０１と、エタロン基板１０１の両面に形成された２つの反射膜１０２，１０３によって構成されている。一方の反射膜１０２は、鏡面あるいはＨＲコートにより形成され、反射率は１００％に近く設定されている。他方の反射膜１０３は、光の入射側であり、一方の反射膜１０２よりも低い反射率とされている。
【００２６】
図１−２は、図１−１に示すエタロンの群遅延特性を示す図である。横軸は波長、縦軸は群遅延量である。このエタロン１００の中心波長間隔（ＦＳＲ）と、中心波長（ｆｏ１、ｆｏ２、…）は、２つの反射膜１０２，１０３の光学距離（エタロン基板１０１の共振器長、厚さＬ、図１−１参照）によって設定される。
【００２７】
また、図１−３は、図１−１に示すエタロンの群遅延特性を示す図である。分散補償量の大きさを決める群遅延量（フィネスＶ）は、低い反射率とされた反射膜１０３の反射率によって設定される。
【００２８】
そして、図１−１に示したエタロン１００に入射される光は、反射膜１０３に対する入射角度が垂直な光Ａ１、および所定の角度を有する光Ａｎとし、連続的に入射角度が変更するようになっている。反射膜１０３に対する光の入射角度を変更させることにより、図１−２に示した群遅延量が変化し、分散補償量を可変できる（詳細は後述する）。
【００２９】
図２は、エタロンの反射膜の反射特性を示す図である。横軸は波長、縦軸は反射率である。図１−１に示したエタロン１００の反射膜１０３は、使用する波長の範囲において反射率が急峻に変化する特性となる設定を行い形成する。例えば、図２に示すように、１５５０ｎｍ付近において、反射膜１０３に対する光の入射角度が垂直なときに反射率が２０％となり、反射膜１０３に対する入射角度が１０度傾斜したとき（垂直＋１０ｄｅｇ入射）に反射率が６５％となる膜を形成する。
【００３０】
これにより、反射膜１０３に対する光の入射角度を１０度変化させると、反射率を２０％から６５％の範囲で変化させることができる。このような反射膜１０３の特性は、光バンドパスフィルタ（ＢＰＦ：Ｂａｎｄ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）や、光バンドリジェクションフィルタ（ＢＲＦ：Ｂａｎｄ  Ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｔｅｒ）のフィルタ特性が急峻に変化する箇所（エッジ部分）を、使用波長範囲に設定することにより実現することができる。また波長に対する反射率の変化の状態（変化率、特性線（スロープ）の傾き具合）は、反射膜１０３の膜の総数や、各層の厚みにより任意に設定することができる。
【００３１】
図２に示した反射率の特性は、段階的ではなく連続的な波長依存性を有しており、発生する群遅延量が波長毎に異なる（変化する）ことを示している。これにより、分散補償量を波長方向（波長が異なる毎）に連続的に変化させることができる。
【００３２】
図３は、本実施の形態において用いるエタロンの反射膜の形成方法を説明するための図である。エタロン１００の反射膜１０３は、蒸着材料として用いる低屈折率材料の膜１０３ａと高屈折率材料の膜１０３ｂとを交互に層形成して形成される。これら各層の膜１０３ａ，１０３ｂは、いずれもエタロン基板１０１の一方の面に形成すればよい。このとき全面に形成することもできる。これにより、反射率に入射角度依存性のある反射膜１０３を形成できる。この入射角度依存性を有する反射膜１０３は、例えば、上述したように各層の厚さは、蒸着時間を制御するだけで任意の厚さとして簡単に形成することができる。加えて、蒸着マスクを用いる必要がないため、生産性を向上できるとともに、膜の均一性を高めることができ、所望する分散補償量の特性を容易に得ることができる。
【００３３】
図４−１は、図２に示した反射膜のエタロンを多段化した群遅延特性例を示す図である。図４−２は、図２に示した反射膜のエタロンを多段化した透過特性例を示す図である。図２に示した反射膜１０３を用いたエタロン１００を３段通過させた際の各特性例である。エタロン１００は、各段別に特性線のピークが異なる設計を行い、光を各段のエタロン１００を通過させることにより、図４−１および図４−２に示すように、ＩＴＵグリッドに規定される各チャンネルがそれぞれ分散補償する有効帯域（波長範囲）を拡げることができるようになる。
【００３４】
図５は、波長分散補償モジュールの構成例を示す図である。この波長分散補償モジュール５００は、上述したエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。筐体５０１には、１箇所に光ファイバ端部のコリメータ５１０が配置されている。筐体５０１内部には、コリメータ５１０から出射される平行ビームの光が入射される２つのエタロン１００（１００ａ，１００ｂ）が配置されている。これら２つのエタロン１００ａ，１００ｂは、それぞれ反射膜１０３が互いに対向するように、互いの配置角度は、ほぼ並行、あるいは図示のように一方が他方に角度を有して配置されている。
【００３５】
そして、コリメータ５１０から出射された光は、図示のように、エタロン１００ａ，１００ｂを通過した後、反射体５２０によって反射し折り返される。折り返しの経路は、エタロン１００ｂ、１００ａの順でコリメータ５１０に入射される。この図５に示す波長分散補償モジュール５００は、往復で合計４段構成となっている。
【００３６】
これら２つのエタロン１００ａ，１００ｂは、ステージ５０２上に配置されている。ステージ５０２は、これら２つのエタロン１００ａ，１００ｂ同士の略中間位置を回転中心として回転自在である。このステージ５０２は、回転機構により回転自在であり、光のポートであるコリメータ５１０から出射され、エタロン１００ａに対して入射される光の入射角度を変更させる入射角度変更手段として機能する。回転機構は、ステージ５０２側部に設けられる押し出し機構５３０と、付勢機構５４０によって構成されている。押し出し機構５３０は、ステッピングモータとギヤの組み合わせ、あるいはピエゾ素子等により構成され、差動片５３１がステージ５０２の突出片５０２ａを押し出し回転させる。付勢機構５４０は、リターンスプリングを内蔵し、押し出し機構５３０の押し出し方向と逆方向の付勢力を発生させる。この付勢力は、差動片５４１を介してステージ５０２の突出片５０２ｂに伝達される。
【００３７】
上記構成の波長分散補償モジュール５００によれば、押し出し機構５４０を作動させることにより、ステージ５０２が回転する。この回転により、コリメータ５１０から出射される光の２つのエタロン１００ａ，１００ｂへの入射角度を可変させることができ、例えば、図４−１および図４−２に示すような、光の入射角度に対応した群遅延特性および透過特性の変化を得ることができるようになる（但し、図５に示す構成は４段構成であるため、図４−１および図４−２に示す３段構成の特性とは異なる）。
【００３８】
図５に示した構成によれば、一つの光ポートから光を入出射させることができるため、波長分散補償モジュール５００の部品点数を削減し小型化できるとともに、安価に制作できる。これに限らず、光の入射ポートと出射ポートを別に設ける構成にもできる。また、上記回転機構の他の構成例としては、ステージ５０２の回転中心にギヤ付きのモータを配置してステージ５０２を回転させる構成としてもよい。エタロン１００に対する光の入射角度の変更は、上記のように、エタロン１００が搭載されたステージ５０２側を回転させる構成の他、エタロン１００側は固定とし、光の入射ポート側の角度を変更させる構成としてもよく、相対的にエタロン１００に対する光の入射角度を変更させる構成とすればよい。また、上記の波長分散補償モジュール５００は４段構成としたが、これに限らず多段化することができ、任意の分散補償量を得ることができる。
【００３９】
次に、図６は、エタロンを多段化した構成の他の例を示す図である。２つのエタロン１００ａ，１００ｂの配置は、図５と同じである。そして一方のエタロン１００ｂには、反射膜１０３の面に光屈折部材（例えばプリズム）７００を配置する。この光屈折部材７００は、入射面がエタロン１００ａの反射膜１０３の面と平行となるよう傾斜角度θ２を有している。図６に示す例では、光屈折部材７００の傾斜角度θ２は、エタロン１００ａに対する光の入射角度θ１にほぼ等しくする。これにより、エタロン１００ｂに入射する光の入射角度を傾斜角度θ２に応じて調整させることができる。
【００４０】
図６に示す構成によれば、対向したエタロン１００ａ，１００ｂには同じものを用いて多段化することができる。加えて、多段化した際のスロープ特性（例えば、図４−１、図４−２）として、一方のエタロン１００ａと、他方のエタロン１００ｂとが異なる補償量となるように構成でき、エタロン１００ａ，１００ｂによって各段における補償量の差をもたせ各段を合わせた分散補償を行え、かつ、複数段になっても波長間隔差（ＦＳＲ）の変化を抑えることができるようになる。
【００４１】
このように、実施の形態１にかかる波長分散補償デバイスによれば、光の入射角度に応じて反射率が異なる反射膜を容易に形成することができるため、エタロンの生産性を向上でき、波長分散補償モジュールを低コストに製造できる。また、反射率に波長依存性を与えることが可能となるため、必要な分散補償特性に対応した波長分散補償モジュールを製造できるようになる。
【００４２】
また、上記のエタロンを構成するエタロン基板としては、例えば、高屈折材料であるシリコンや、セレン化亜鉛により形成することができる。高屈折材料を用いることにより、光の入射角度の変化による波長間隔の変化を抑制することができ、可変範囲（波長数）を拡大できるようになる。
【００４３】
（実施の形態２）
図７−１は、本発明の実施の形態２による波長分散補償モジュールを示す図である。この波長分散補償モジュール７００は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。入出力ファイバ７０１から入力された光は、コリメータ７０２によって平行ビームとされて２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ出射される。
【００４４】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ出射された光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射し、平面ミラー７０３へ出射される。平面ミラー７０３は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから出射された光を反射して折り返す。平面ミラー７０３で折り返された光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射し、コリメータ７０２を通過して入出力ファイバ７０１から出力される。
【００４５】
また、２つのエタロン１００ａ，１００ｂは、同一の軸を中心として回転する（例えば図５の回転機構参照）。これにより、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度を変化させる。
【００４６】
図７−２は、エタロン１００ａの反射特性を示す特性図である。図７−３は、エタロン１００ｂの反射特性を示す特性図である。上述したように、２つのエタロン１００ａ，１００ｂは、光の入射角度によって反射率が変化する。図７−２および図７−３に示すように、２つのエタロン１００ａ，１００ｂは、互いに異なる反射特性を有している。
【００４７】
図８は、エタロンの反射膜への光の入射角度の変化を示す図である。図８に示すように、反射膜１０３への光の入射角度をθ、入射角度θの変化をδ、反射膜１０３を透過した光が反射膜１０２で反射して反射膜１０３へ再度入射する光路長をＬ１、エタロン基板１０１の厚みをｔとする。
【００４８】
また、反射膜１０３の反射率（％）をＲ、反射膜１０３における反射の減衰比率をＡとする。エタロン１００で発生する位相シフト量ｈ（λ）は、エタロン１００における光路長をＬ１、エタロン基板１０１の屈折率をｎ、入力される光の波長をλとすると、下記（１）式で示すことができる。
【００４９】
【数１】
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【００５０】
また、光路長Ｌ１は、エタロン基板１０１の厚みｔ、反射膜１０３への光の入射角度θを用いて、下記（２）式で示すことができる。
【００５１】
【数２】
2007298968.tif 000004
【００５２】
また、エタロンの伝達関数Ｈ（λ）は、反射膜１０３の反射率Ｒ、反射膜１０３における反射の減衰比率Ａを用いて、下記（３）式で示すことができる。
【００５３】
【数３】
2007298968.tif 000005
【００５４】
群遅延Ｄ（λ）は、伝達関数の位相部ａｒｇＨ（λ）をω（＝２πｃ／λ）で微分した下記（４）式で示すことができる。
【００５５】
【数４】
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【００５６】
群遅延Ｄ（λ）の波長周期間隔ＦＳＲ（Ｈｚ）と光路長Ｌ１との関係は、周期性を有するｈ（λ）により決定し、このｈ（λ）の要素Ｌ１・ｎ／λが整数倍になるλの変化である。波長周期間隔ＦＳＲ（Ｈｚ）は、光速をＣとすると、下記（５）式で示すことができる。
【００５７】
【数５】
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【００５８】
また、群遅延Ｄ（λ）の波長周期間隔ＦＳＲ（Ｈｚ）および光の入射角度θを指定した場合のエタロン基板１０１の厚みｔは、下記（６）式で示すことができる。
【００５９】
【数６】
2007298968.tif 000008
【００６０】
図９−１は、群遅延特性と反射特性との関係を示す図である。図９−１は、群遅延Ｄ（λ）の波長周期間隔ＦＳＲ（Ｈｚ）が１００ＧＨｚである場合の反射膜１０３の反射特性を示している。特性９１１は、エタロン１００ａの反射膜１０３の反射特性を示している。特性９１２は、エタロン１００ｂの反射膜１０３の反射特性を示している。
【００６１】
図９−２は、群遅延特性と反射特性との関係を示す図である。図９−２は、群遅延Ｄ（λ）の波長周期間隔ＦＳＲ（Ｈｚ）が１００ＧＨｚである場合のエタロン１００の群遅延特性を示している。特性９２１は、エタロン１００ａの群遅延特性を示している。特性９２２は、エタロン１００ｂの群遅延特性を示している。図９−１および図９−２に示すように、群遅延Ｄ（λ）の傾斜量は、反射膜１０３の反射率Ｒが大きいほど増加する。
【００６２】
図１０は、エタロンの設計例を示す図である。図１０において、第１列目は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおける光の反射の段数を１とした場合の分散補償量（ｐｓ／ｎｍ）を示している。第２列目は、エタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度（ｄｅｇ）を示している。第３列目は、エタロン１００ａ（高Ｆ）の群遅延特性の中心波長（ｎｍ）を示している。第４列目は、エタロン１００ｂ（低Ｆ）の群遅延特性の中心波長（ｎｍ）を示している。第５列目は、エタロン１００ａのエタロン基板１０１の温度（℃）を示している。第６列目は、エタロン１００ｂのエタロン基板１０１の温度（℃）を示している。
【００６３】
符号１００１〜１００３は、設定１〜設定３を示している。設定１では、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度θを２．０ｄｅｇ、エタロン１００ａのエタロン基板１０１の温度を７３℃、エタロン１００ｂのエタロン基板１０１の温度を７３℃に設定する。エタロン１００ａにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．７６ｎｍ、エタロン１００ｂにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．９２ｎｍとなる。設定１では、−３３．２５ｐｓ／ｎｍの群遅延特性を得ることができる。
【００６４】
図１１−１は、設定１におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。特性１１１１は、エタロン１００ａにおける群遅延特性を示している。特性１１１２は、エタロン１００ｂにおける群遅延特性を示している。特性１１１３は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの群遅延特性を合成した群遅延特性を示している。
【００６５】
次に、設定１よりも大きな分散補償量の群遅延特性を得るための設定２を説明する。図１１−２は、設定２におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。設定２では、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度θを３．３ｄｅｇ、エタロン１００ａの温度を２０℃、エタロン１００ｂの温度を２０℃に設定する（図１０参照）。エタロン１００ａにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．７６ｎｍ、エタロン１００ｂにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．９２ｎｍとなる。設定２では、−５０ｐｓ／ｎｍの群遅延特性を得ることができる。
【００６６】
このように、多補償領域においては、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度θを変化させることで分散補償量を調節することができる。ここで、エタロン１００の群遅延特性における中心波長は、エタロン１００の光路長Ｌ１によって決まる。このため、光の入射角度θを変化させると、光路長Ｌ１が変化し、群遅延特性の中心波長が変化する。これに対して、エタロン１００の光路長Ｌ１を調節することで中心波長の変化を抑える必要がある。
【００６７】
例えば、この光路長Ｌ１の制御を、エタロン基板１０１の温度調整によって行う。具体的には、エタロン１００ａおよびエタロン１００ｂの少なくとも一方にペルチェ素子およびペルチェ素子の制御部を設け、ペルチェ素子によってエタロン基板１０１の温度を変化させる構成としてもよい（図２０参照）。中心波長を入射角度θの変化δに対して一定に保つために、Ｌ１・ｎを一定とする制御を行う。入射角度θ＋δに対する光路長Ｌ１は下記（７）式で示すことができる。
【００６８】
【数７】
2007298968.tif 000009
【００６９】
上記（１）〜（６）式におけるエタロン基板１０１の屈折率ｎとエタロン基板１０１の厚みｔは温度依存性があり、エタロン基板１０１の初期温度をＴ０、エタロン基板１０１の制御温度をＴ、エタロン基板１０１の屈折率ｎの温度制御による変化を（ｄｎ／ｄＴ）ＮｄＴ、線膨張係数をαとすると、エタロン基板１０１の屈折率ｎ（Ｔ）は下記（８）式で示すことができる。また、エタロン基板１０１の厚みｔ（Ｔ）は下記（９）式で示すことができる。
【００７０】
【数８】
2007298968.tif 000010
【００７１】
【数９】
2007298968.tif 000011
【００７２】
このため、Ｌ１・ｎを一定とするための条件は下記（１０）式で示すことができる。
【００７３】
【数１０】
2007298968.tif 000012
【００７４】
例えば、エタロン基板１０１が石英であり、入力される光の波長が１５５０ｎｍの場合のＮｄＴは９×１０-6、線膨張係数αは５．５×１０-7であるため、入射角度θを増加させる場合にはエタロン基板１０１の温度を初期温度Ｔ０から下げる方向の制御が必要である。現実的な温度可変範囲として、例えば最大５０℃程度を設定する。
【００７５】
次に、設定１よりも小さな分散補償量の群遅延特性を得るための設定３を説明する。図１１−３は、設定３におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。設定３では、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａへ光の入射角度を２．０ｄｅｇ、エタロン１００ａの温度を５７℃、エタロン１００ｂの温度を７３℃に設定する。エタロン１００ａにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．５２ｎｍ、エタロン１００ｂにおける群遅延特性の中心波長は１５４６．９２ｎｍとなる。設定３では、０ｐｓ／ｎｍの群遅延特性（分散補償なし）を得ることができる。
【００７６】
少補償領域では、多補償領域では同じ光路長Ｌ１（温度）に制御していたのを、例えばエタロン１００ａの光路長Ｌ１（中心波長）を変化させ、２つのエタロンの中心波長差を波長周期間隔（ＦＳＲ）の半分だけずらすことで、分散補償量を０としている。さらに中心波長をシフトすることで、逆補償も可能である。
【００７７】
また、少補償領域においても、エタロン１００ａの反射膜１０３への光の入射角度を変化させることで分散補償量を可変させることができる。このとき、使用波長範囲において入射角度が増加すると反射率が上がるように反射膜１０３の設計を行い、多補償領域での温度制御範囲と少補償領域での温度制御範囲を共有し、現実的な温度範囲での使用を可能としている。
【００７８】
このように、実施の形態２にかかる波長分散補償デバイスによれば、実施の形態１にかかる波長分散補償デバイスの効果を奏するとともに、反射特性が異なる複数のエタロンを光学的に直列に接続することで、分散補償量を０に設定することもできる。
【００７９】
（実施の形態３）
図１２−１は、エタロンにおける光の反射（１段）を示す図である。図１２−１において、エタロン１００ａへの入射角度の異なる２通りの光１２１１（実線），１２１２（点線）を示している。このように、２つのエタロン１００ａ，１００ｂを回転させてエタロン１００ａへの光の入射角度を変化させることで、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおける反射特性が変化する（図７−１，図７−２参照）。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおける反射特性が変化すると、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおける群遅延特性が変化し（図９−１，図９−２参照）、分散補償量を可変することができる。
【００８０】
図１２−２は、エタロンにおける光の反射（３段）を示す図である。図１２−２に示すように、入射された光が２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて複数段反射する構成とすることで分散補償量を大きくすることができる。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおける光の反射を多段化する場合、２つのエタロン１００ａ，１００ｂは互いに平行に配置する。
【００８１】
ここで、入出力ファイバ７０１からエタロン１００ａへの光の入射角度（例えば光１２１１の場合）によっては、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから光が出射する際に、エタロン１００ａのエッジ１２２０と光との干渉が発生する場合がある。この干渉は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて光が反射する段数を多くするほど発生しやすくなる。
【００８２】
図１３−１は、本発明の実施の形態３による波長分散補償モジュールを示す図である。図１３−１に示すように、エタロン１００ａとエタロン１００ｂとの距離を、エタロン１００ａのエッジと光との干渉が発生しなくなるまで拡大した構成とする。これにより、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて光が反射する段数を多くして分散補償量を大きくしつつ、エタロン１００ａのエッジと光との干渉を回避することができる。
【００８３】
図１３−２は、図１３−１に示した波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。図１３−２に示すように、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角に応じて２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離を調節する構成としてもよい。ここでは、エタロン１００ｂの位置を可変にすることで、２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離を調節する構成としている。
【００８４】
これにより、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて光が反射する段数を多くしても２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離広がらず、装置が大型化することを回避することができる。また、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角と２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離は１対１対応のため１次元制御も可能である。
【００８５】
エタロン１００ａまたはエタロン１００ｂにおける光の反射点間の距離Ｐは、２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離をＷとすると、下記（１１）〜（１３）式で示すことができる。
【００８６】
【数１１】
2007298968.tif 000013
【００８７】
【数１２】
2007298968.tif 000014
【００８８】
【数１３】
2007298968.tif 000015
【００８９】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離Ｗが一定であり、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて光が反射する段数がｍの場合、ｍΔＰの変化量に対応する必要がある。そこで、２つのエタロン１００ａ，１００ｂ間の距離Ｗを下記（１４）式のように制御することでＰを一定とすることができる。このため、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから光が出射する際に、エタロン１００ａのエッジと光との干渉が発生することを回避することができる。
【００９０】
【数１４】
2007298968.tif 000016
【００９１】
図１４は、２つのエタロン間の距離の調節を示す図である。図１４は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角度を２．０ｄｅｇにした場合と３．３ｄｅｇにした場合のエタロン１００ｂの位置を示している。実線は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角度を２．０ｄｅｇにした場合の光路を示している。点線は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角度を３．３ｄｅｇにした場合の光路を示している。
【００９２】
ここで、エタロン１００ａへ最初に光が入射する点１４０１を２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転軸とする構成としてもよい。これにより、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから出射された光をミラーによって折り返す構成とした場合、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角度が変化しても、折り返された光の光路を入射ポートの位置へ固定することができる。このため、２つのエタロン１００ａ，１００ｂの回転角度に応じてポートの位置を調節する機構を設ける必要がない。
【００９３】
図１５−１は、波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。この波長分散補償モジュール１５１０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。入力ファイバ１５１１から出射され、コリメータ１５１２によって平行ビームとされた光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した光が出射される位置には再帰ミラー１５１３が設けられている。
【００９４】
再帰ミラー１５１３は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、高さを変えつつ（ずらして）２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。再帰ミラー１５１３は、反射前後の光路が平行となるように、平面ミラー２つで構成されている。再帰ミラー１５１３から折り返された光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射する。
【００９５】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された光が出射される位置には折り返し平面ミラー１５１４が設けられている。折り返し平面ミラー１５１４は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。この図１５−１に示す波長分散補償モジュール１５１０は、往復で合計４段構成となっている。
【００９６】
図１５−１に示した構成によれば、一つの光ポートから光を入出射させることができるため、波長分散補償モジュール１５１０の部品点数を削減し小型化できるとともに、安価に制作できる。また、上記の波長分散補償モジュール１５１０は４段構成としたが、これに限らず多段化することができ、任意の分散補償量を得ることができる。
【００９７】
このように、再帰ミラー１５１３を用いて縦方向に多段化することで、横方向の段数を増やすことなく分散補償量を増加させることができる。このため、分散補償量を増加させつつ、エタロン１００ａのエッジと光との干渉を抑えることができる。
【００９８】
図１５−２は、波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。この波長分散補償モジュール１５２０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を上下に高さが異なる入射ポートおよび出射ポートによって行う構成例である。入力ファイバ１５２１から出射され、コリメータ１５２２によって平行ビームとされた光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。
【００９９】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した光が出射される位置には再帰ミラー１５２３が設けられている。再帰ミラー１５２３は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、高さを変えつつ２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。
【０１００】
再帰ミラー１５２３から折り返された光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射する。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された光は、コリメータ１５２４を通過して出力ファイバ１５２５から出力される。この図１５−２に示す波長分散補償モジュール１５２０は、往復で合計２段構成となっている。
【０１０１】
図１５−３は、波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。この波長分散補償モジュール１５３０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。この構成例では、２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ入射された光は２段反射して出射される。入出力ファイバ１５３１から出射され、コリメータ１５３２を通過した光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。
【０１０２】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した光が出射される位置には再帰ミラー１５３３が設けられている。再帰ミラー１５３３は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、高さを変えつつ２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。再帰ミラー１５３３から折り返された光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射される。
【０１０３】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された光が出射される位置には再帰ミラー１５３４が設けられている。再帰ミラー１５３４は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、高さをさらに変えつつ２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。再帰ミラー１５３４から折り返された光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射される。
【０１０４】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された光が出射される位置には折り返し平面ミラー１５３５が設けられている。折り返し平面ミラー１５３５は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。この図１５−３に示す波長分散補償モジュール１５３０は、往復で合計１２段構成となっている。
【０１０５】
このように、実施の形態３にかかる波長分散補償デバイスによれば、実施の形態１および２にかかる波長分散補償デバイスの効果を奏するとともに、エタロンにおける反射の段数を増やして分散補償量を増加させつつ、エタロンのエッジと光との干渉を回避することができる。
【０１０６】
（実施の形態４）
図１６は、偏光特性ごとの反射特性例を示す図である。本発明における、入射角度によって反射率が変化する反射膜１０３を利用する場合は、偏光特性に注意する必要がある。図１６に示すように、この反射膜１０３の反射率は、入射角度が大きくなるにつれて偏光による違いが顕著になる。このため、分散補償特性に偏光依存性を生じる。
【０１０７】
図１７−１は、実施の形態４による波長分散補償モジュールを示す図である。この波長分散補償モジュール１７１０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を入射ポートおよび出射ポートによって行う構成例である。入力ファイバ１７１１から出射され、コリメータ１７１２を通過した光が出射される位置には、偏光方向によって異なる屈折率を有する複屈折結晶体１７１３が設けられている。
【０１０８】
複屈折結晶体１７１３に入射した光は、偏光方向に２つの光に分けられて複屈折結晶体１７１３から出射される。複屈折結晶体１７１３において、２つの光のうち一方が出射される位置には１／２波長板１７１４が設けられている。複屈折結晶体１７１３から出射した２つの光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。
【０１０９】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した２つの光が出射される位置には複屈折結晶体１７１５が設けられている。複屈折結晶体１７１５に入射した光は、１つの光に合成されて複屈折結晶体１７１５から出射される。複屈折結晶体１７１５において、２つの光のうち一方（１／２波長板を通過していない方の光）が入射される位置には１／２波長板１７１６が設けられている。複屈折結晶体１７１５から出射した光は、コリメータ１７１７を通過して出力ファイバ１７１８から出射される。
【０１１０】
図１７−２は、波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。この波長分散補償モジュール１７２０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。入出力ファイバ１７２１から出射され、コリメータ１７２２を通過した光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。
【０１１１】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した光が出射される位置には複屈折結晶体１７２３が設けられている。複屈折結晶体１７２３に入射した光は、偏光の状態によって２つの光に分けられて複屈折結晶体１７２３から出射される。複屈折結晶体１７２３において、２つの光のうち一方が出射される位置には１／２波長板１７２４が設けられている。
【０１１２】
複屈折結晶体１７２３から出射した２つの光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した２つの光が出射される位置には再帰ミラー１７２５が設けられている。再帰ミラー１７２５は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した２つの光を、それぞれの光路を入れ替えて２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。
【０１１３】
再帰ミラー１７２５から折り返された２つの光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射される。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された２つの光が出射された光は複屈折結晶体１７２３に再度入射する。複屈折結晶体１７２３に再度入射した光は、１つの光に合成されて複屈折結晶体１７２３から出射される。複屈折結晶体１７２３から出射した光は、コリメータ１７２２を通過して入出力ファイバ１７２１から出射される。
【０１１４】
図１７−３は、波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。この波長分散補償モジュール１７３０は、反射特性が互いに異なるエタロン１００を２枚用い、光の入出射を一つの光ポートによって行う構成例である。入力ファイバ１７３１から出射され、コリメータ１７３２を通過した光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。
【０１１５】
２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した光が出射される位置には複屈折結晶体１７３３が設けられている。複屈折結晶体１７３３に入射した光は、偏光の状態によって２つの光に分けられて複屈折結晶体１７３３から出射される。複屈折結晶体１７３３において、２つの光のうち一方が出射される位置には１／２波長板１７３４が設けられている。
【０１１６】
複屈折結晶体１７３３から出射した２つの光は２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射する。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて反射した２つの光が出射される位置には再帰ミラー１７３５が設けられている。再帰ミラー１７３５は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した２つの光を、高さを変えつつ２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。
【０１１７】
再帰ミラー１７３５から折り返された２つの光は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射される。２つのエタロン１００ａ，１００ｂにおいて再度反射された光が出射される位置には再帰ミラー１７３６が設けられている。再帰ミラー１７３６は、２つのエタロン１００ａ，１００ｂから反射した光を、それぞれの光路を入れ替えて２つのエタロン１００ａ，１００ｂへ反射して折り返す。
【０１１８】
このように、実施の形態４にかかる波長分散補償デバイスによれば、実施の形態１〜３にかかる波長分散補償デバイスの効果を奏するとともに、複屈折結晶体によって光の偏光状態をＰ偏光またはＳ偏光のどちらかにそろえることで、入力される光の偏光状態に依らず、安定した分散補償量を設定することができる。また、光を反射して折り返す反射対に再帰ミラーを用いることで、偏光状態による光路長の差異が生じない。
【０１１９】
以上説明した各実施の形態によれば、光の入射角度に応じて反射率が異なる反射膜を容易に形成することができるため、エタロンの生産性を向上でき、波長分散補償モジュールを低コストに製造できる。また、反射率に波長依存性を与えることが可能となるため、必要な分散補償特性に対応した波長分散補償モジュールを製造できるようになる。
【０１２０】
また、上記のエタロン１００を構成するエタロン基板１０１としては、例えば、高屈折材料であるシリコンや、セレン化亜鉛により形成することができる。高屈折材料を用いることにより、光の入射角度の変化による波長間隔の変化を抑制することができ、可変範囲（波長数）を拡大できるようになる。
【０１２１】
また、反射特性が異なる複数のエタロンを光学的に直列に接続することで、分散補償量を０に設定することもできる。また、エタロンにおける反射の段数を増やして分散補償量を増加させつつ、エタロンのエッジと光との干渉を回避することができる。また、入力される光の偏光状態に依らず、安定した分散補償量を設定することができる。
【０１２２】
（付記１）両面にそれぞれ所定の光の反射率を有する反射膜が形成された平板状のエタロンを有する波長分散補償デバイスにおいて、
前記反射膜は、透過率が急峻に変化するフィルタ特性となる波長範囲を、分散補償として使用する波長範囲として用い、前記光の入射角度に応じて反射率が異なる入射角度依存性を有することを特徴とする波長分散補償デバイス。
【０１２３】
（付記２）前記反射膜は、所望する波長分散特性に応じて、使用する波長範囲の光に対する透過率が急峻に変化する当該変化の割合が設定されて形成したものを用いることを特徴とする付記１に記載の波長分散補償デバイス。
【０１２４】
（付記３）前記反射膜は、光の屈折が高屈折率の材料と、低屈折率の材料とを前記エタロンの基板における光の入射面に多層化して形成したことを特徴とする付記１または２に記載の波長分散補償デバイス。
【０１２５】
（付記４）前記反射膜は、前記光の入射角度に応じた反射率を得るために、前記高屈折率の材料と、前記低屈折率の材料それぞれの層の数が設定されたことを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１２６】
（付記５）前記反射膜は、前記光の入射角度に応じた反射率を得るために、前記高屈折率の材料と、前記低屈折率の材料それぞれの層の厚さが設定されたことを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１２７】
（付記６）対向配置された複数の前記エタロンと、
一方の前記エタロンに対して光を入射させる入射ポートと、
前記入射ポートから入射された光が前記複数のエタロンを介して出射される出射ポートと、
前記入射ポートから前記エタロンに対して入射される光の入射角度を変更させる入射角度変更手段と、
を備えたことを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１２８】
（付記７）対向配置された複数の前記エタロンを通過する光路を折り返す反射体を備え、
前記入射ポートと前記出射ポートを一つの光ポートとしたことを特徴とする付記６に記載の波長分散補償デバイス。
【０１２９】
（付記８）前記入射角度変更手段は、
前記エタロンが搭載されたステージを回転させる回転手段からなることを特徴とする付記６または７に記載の波長分散補償デバイス。
【０１３０】
（付記９）対向配置された複数の前記エタロンは、光の入射面が互いに所定の傾斜角度を有して配置され、
所望する波長分散特性に応じて、前記エタロンのうち一部には、前記光の入射面側に光の入射角度を調整する光屈折部材が設けられたことを特徴とする付記６〜８のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３１】
（付記１０）前記エタロンの基板は、高屈折材料により形成されていることを特徴とする付記１〜９のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３２】
（付記１１）前記高屈折材料は、シリコンまたはセレン化亜鉛であることを特徴とする付記１０に記載の波長分散補償デバイス。
【０１３３】
（付記１２）前記反射膜の反射特性が異なる複数の前記エタロンを光学的に直列に接続したことを特徴とする付記１〜１１のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３４】
（付記１３）前記エタロンの基板の温度を制御することによって前記エタロンの光学厚みを可変させる温度制御機構をさらに備えることを特徴とする付記１２に記載の波長分散補償デバイス。
【０１３５】
（付記１４）前記複数のエタロンのそれぞれの中心波長の差は、前記エタロンの波長周期間隔のほぼ半分となるように設定可能なことを特徴とする付記１２または１３に記載の波長分散補償デバイス。
【０１３６】
（付記１５）前記反射膜の反射特性は、前記光の使用波長の範囲内において、前記光の入射角度が増加すると反射率が増加するように設定されることを特徴とする付記１２〜１４のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３７】
（付記１６）前記複数のエタロンは互いに平行に配置されることを特徴とする付記１２〜１５のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３８】
（付記１７）前記光の入射角度に応じて前記複数のエタロン間の距離を調節する距離調節機構をさらに備えることを特徴とする付記１２〜１６のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１３９】
（付記１８）前記複数のエタロンを通過した光を前記複数のエタロンに折り返す第二の反射体をさらに備えることを特徴とする付記１２〜１７のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１４０】
（付記１９）前記複数のエタロンを通過した光を光路をずらして前記複数のエタロンに折り返す第二の反射体と、
前記第二の反射対によって折り返され、前記複数のエタロンを通過した光を折り返す第三の反射対と、
をさらに備えることを特徴とする付記１２〜１７のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１４１】
（付記２０）前記複数のエタロンへ入射する光を通過させて分離する第一の複屈折素子と、
前記第一の複屈折素子によって分離されて前記複数のエタロンへ出射されるそれぞれの光のうち一方を通過させる第一の１／２波長板と、
前記複数のエタロンを通過したそれぞれの光を通過させて合成する第二の複屈折素子と、
前記複数のエタロンから前記第二の複屈折素子へ出射された光のうち前記第一の１／２波長板を通過していない光を通過させる第二の１／２波長板と、
をさらに備えることを特徴とする付記１２〜１９のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【０１４２】
（付記２１）前記複数のエタロンへ入射する光を通過させて分離する複屈折素子と、
前記複屈折素子によって分離されて前記複数のエタロンへ出射されるそれぞれの光のうち一方を通過させる１／２波長板と、
前記複数のエタロンを通過したそれぞれの光の光路を互いに入れ替えて前記複数のエタロンに折り返す第三の反射体と、
をさらに備えることを特徴とする付記１２〜１９のいずれか一つに記載の波長分散補償デバイス。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
以上のように、本発明にかかる波長分散補償デバイスは、光伝送における分散補償に有用であり、特に、補償量を可変できるため、大容量伝送および伝送の高速化された伝送システムに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１−１】本発明の実施の形態１による波長分散補償デバイスに用いるエタロンを示す図である。
【図１−２】図１−１に示すエタロンの群遅延特性を示す図である。
【図１−３】図１−１に示すエタロンの群遅延特性を示す図である。
【図２】エタロンの反射膜の反射特性を示す図である。
【図３】本実施の形態において用いるエタロンの反射膜の形成方法を説明するための図である。
【図４−１】図２に示した反射膜のエタロンを多段化した群遅延特性例を示す図である。
【図４−２】図２に示した反射膜のエタロンを多段化した透過特性例を示す図である。
【図５】波長分散補償モジュールの構成例を示す図である。
【図６】エタロンを多段化した構成の他の例を示す図である。
【図７−１】本発明の実施の形態２による波長分散補償モジュールを示す図である。
【図７−２】エタロン１００ａの反射特性を示す特性図である。
【図７−３】エタロン１００ｂの反射特性を示す特性図である。
【図８】エタロンの反射膜への光の入射角度の変化を示す図である。
【図９−１】群遅延特性と反射特性との関係を示す図である。
【図９−２】群遅延特性と反射特性との関係を示す図である。
【図１０】エタロンの設計例を示す図である。
【図１１−１】設定１におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図１１−２】設定２におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図１１−３】設定３におけるエタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図１２−１】エタロンにおける光の反射（１段）を示す図である。
【図１２−２】エタロンにおける光の反射（３段）を示す図である。
【図１３−１】本発明の実施の形態３による波長分散補償モジュールを示す図である。
【図１３−２】図１３−１に示した波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１４】２つのエタロン間の距離の調節を示す図である。
【図１５−１】波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１５−２】波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１５−３】波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１６】偏光特性ごとの反射特性例を示す図である。
【図１７−１】実施の形態４による波長分散補償モジュールを示す図である。
【図１７−２】波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１７−３】波長分散補償モジュールの変形例を示す図である。
【図１８−１】従来の可変光分散補償器を示す図である。
【図１８−２】従来の可変光分散補償器による分散補償量の変更動作を説明する斜視図である。
【図１９】エタロンを光学的に直列に接続した場合の群遅延特性の合成を示す図である。
【図２０−１】従来の可変光分散補償器を示す図である。
【図２０−２】エタロン２００３ａの群遅延特性を示す特性図である。
【図２０−３】エタロン２００３ｂの群遅延特性を示す特性図である。
【図２１−１】エタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図２１−２】エタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図２１−３】エタロンの群遅延特性を示す特性図である。
【図２２】エタロンの反射膜の形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１００（１００ａ，１００ｂ）  エタロン
１０１  エタロン基板
１０２，１０３  反射膜
５００，７００，１５１０，１５２０，１５３０，１７１０，１７２０，１７３０  波長分散補償モジュール
５０１  筐体
５０２  ステージ
５１０，７０２  コリメータ
５２０  反射体
５３０  押し出し機構
５４０  付勢機構
７０１  入出射ファイバ
７０３  平面ミラー
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図５】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図７−３】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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【図１１−１】
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【図１１−２】
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【図１１−３】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４】
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【図１５−１】
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【図１５−２】
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【図１５−３】
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【図１６】
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【図１７−１】
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【図１７−２】
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【図１７−３】
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【図１８−１】
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【図１８−２】
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【図１９】
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【図２０−１】
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【図２０−２】
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【図２０−３】
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【図２１−１】
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【図２１−２】
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【図２１−３】
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【図２２】
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