(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、
前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性とは２次関数の２次項の係数の符号が異なる群遅延特性を有する第２光学部品と、
前記第１光学部品および前記第２光学部品に対して群遅延補償対象の光信号をそれぞれ入出力接続する第１および第２の入出力ポートと群遅延補償対象の光信号を入力する入力ポートと群遅延補償後の光信号を出力する出力ポートとを有したサーキュレータと、
前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段と、
を備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記入力ポート、前記第１の入出力ポート、第１光学部品、前記第１の入出力ポート、前記第２の入出力ポート、前記第２光学部品、前記第２の入出力ポート、および前記出力ポートを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする可変分散補償器。
【請求項２】
所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、
群遅延補償対象の光信号を導波する第１光ファイバおよび前記第１光学部品から反射した光信号を導波する第２光ファイバを取り付ける第１フェルールと、
前記第１フェルールと前記第１光学部品との間に設けられ、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第１集光レンズと、
を有した第１分散補償モジュールと、
前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性とは２次関数の２次項の係数の符号が異なる群遅延特性を有する第２光学部品と、
前記第１分散補償モジュールから出射された光信号を導波する前記第２光ファイバおよび前記第２光学部品から反射した光信号を導波する第３光ファイバを取り付ける第２フェルールと、
前記第２フェルールと前記第２光学部品との間に設けられ、前記第２光ファイバおよび前記第３光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第２集光レンズと、
を有した第２分散補償モジュールと、
前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段と、
を備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記第１光ファイバ、前記第１分散補償モジュール、前記第２光ファイバ、前記第２分散補償モジュール、および前記第３光ファイバを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする可変分散補償器。
【請求項３】
所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、
前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性とは２次関数の２次項の係数の符号が異なる群遅延特性を有し、前記第１光学部品から反射された光信号が当該第２光学部品に直接入射されるように前記第１光学部品に対して略対向配置された第２光学部品と、
前記第１光学部品に対して略対向配置され、前記第１光学部品に群遅延補償対象の光信号を直接入射する光入力手段と、
前記第２光学部品に対して略対向配置され、前記第２光学部品から出力される光信号を直接受光して出力する光出力手段と、
前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段と、
を備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記光入力手段、前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記光出力手段を介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする可変分散補償器。
【請求項４】
前記第１光学部品および前記第２光学部品の各群遅延特性は、２次関数の２次項の係数の絶対値がほぼ同じであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項５】
前記第１光学部品および前記第２光学部品は、
オールパスフィルタ機能を有するエタロンであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項６】
前記エタロンの一方の面は、９８％以上の反射率を有して前記光信号を反射し、
前記エタロンの他方の面は、前記光信号が入出射される面であり、
前記エタロンの他方の面への入射角度は、４°以内であることを特徴とする請求項５に記載の可変分散補償器。
【請求項７】
前記エタロンの他方の面において前記エタロンの他方の面から反射された光信号を反射する反射率を変化させ、該エタロンの周期的な群遅延特性を設定することを特徴とする請求項５または６に記載の可変分散補償器。
【請求項８】
前記波長シフト手段は、
前記エタロンに結合されたヒーターと、
前記ヒーターへの通電量を制御する制御手段と、
を備え、前記ヒーターからの加熱によって前記エタロンの光学厚みを変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項９】
前記波長シフト手段は、
前記エタロンに結合されたペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の通電量と通電方向を制御する制御手段と、
を備え、前記ペルチェ素子から加熱あるいは冷却によって前記エタロンの光学厚みを変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項１０】
前記波長シフト手段は、
前記エタロンに結合された圧電素子と、
前記圧電素子に印加される電圧を制御する制御手段と、
を備え、前記圧電素子の物理的変化によって前記エタロンの光学厚みを変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【請求項１１】
前記波長シフト手段は、
前記エタロンの間隙に挿入された平行平板と、
前記平行平板の傾斜量を制御する制御手段と、
を備え、前記平行平板の傾斜によって前記エタロンの間隙の光路差を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の可変分散補償器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、群遅延の分散特性を可変に補償することができる可変分散補償器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年のインターネットの普及によって、光通信システムには、大容量化と高速化とが求められており、大容量化と高速化とは波長多重通信方式による波長多重によって実現されている。一方、通信速度は、現在１０Ｇｂｐｓが達成されているが、次世代の光通信システムでは、４０Ｇｂｐｓの実現に向けて開発が進捗している。
【０００３】
通信速度が４０Ｇｂｐｓになると、光ファイバ中を伝送する分散を無視することができず、この分散によって信号間干渉が発生し、誤りの増加を招来することになる。ここで、従来、群遅延の分散特性を補償するために、ファイバ型の固定分散補償器が用いられていた。
【０００４】
このファイバ型の固定分散補償器では、図１６に示す分散補償ファイバ（ＤＣＦ）１０２や分散シフトファイバ（ＤＳＦ）１０３が、シングルモードファイバ（ＳＭＦ）１０１間に挿入され、ＳＭＦ１０１で生じたあるいは生じる分散を補償するようにしていた。
【０００５】
一方、近年、多重反射（ＶＩＰＡ：Virtually Imaged Phased Array）板を用いた可変分散補償器が提案されている。この可変分散補償器は、ＶＩＰＡ板による干渉効果を利用し、波長による物理的な光路差を利用して分散補償を行おうとするものである。
【０００６】
図１７は、ＶＩＰＡ板を用いた可変分散補償器の構成を示す図である。図１７において、分散補償すべき光信号は光サーキュレータ１１０を介して集光レンズ系１１１に入射され、ＶＩＰＡ板１１２に入力される。光信号は、ＶＩＰＡ板１１２で多重反射をするが、波長毎の反射方向が異なるようにＶＩＰＡ板１１２から出射される。出射された光信号は、反射ミラー１１３によって反射され、再度ＶＩＰＡ板１１２に入射するが、ＶＩＰＡ板１１２では、反射された光信号の入射位置によって多重反射回数が異なり、これによって波長毎の光路差が異なるようにして集光レンズ系に戻すようにしている。この結果、反射ミラー１１３の反射特性を変化させることによって所望の群遅延特性を得ることができるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したファイバ型の固定分散補償器では、最適な分散量を得るために、大きさの違う複数の分散補償器を用意し、その都度、接続し直す必要があるとともに、細かな分散補償ができないという問題点があった。
【０００８】
一方、ＶＩＰＡ板を用いた可変分散補償器は、構成部品が多く、構造が複雑である上に、挿入損失が大きく、しかも使用帯域内での波長毎の透過特性の大きさが異なるという問題点があった。
【０００９】
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、柔軟かつ細かな分散補償を可変に行うことができるとともに、挿入損失が小さく使用帯域の透過特性に変化を与えることがない分散補償を可変に行うことができる可変分散補償器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１にかかる可変分散補償器は、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１光学部品および前記第２光学部品に対して群遅延補償対象の光信号をそれぞれ入出力接続する第１および第２の入出力ポートと群遅延補償対象の光信号を入力する入力ポートと群遅延補償後の光信号を出力する出力ポートとを有したサーキュレータと、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段とを備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記入力ポート、前記第１の入出力ポート、第１光学部品、前記第１の入出力ポート、前記第２の入出力ポート、前記第２光学部品、前記第２の入出力ポート、および前記出力ポートを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１光学部品および前記第２光学部品に対して群遅延補償対象の光信号をそれぞれ入出力接続する第１および第２の入出力ポートと群遅延補償対象の光信号を入力する入力ポートと群遅延補償後の光信号を出力する出力ポートとを有したサーキュレータとを設け、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記入力ポート、前記第１の入出力ポート、第１光学部品、前記第１の入出力ポート、前記第２の入出力ポート、前記第２光学部品、前記第２の入出力ポート、および前記出力ポートを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしている。
【００１２】
また、請求項２にかかる可変分散補償器は、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、群遅延補償対象の光信号を導波する第１光ファイバおよび前記第１光学部品から反射した光信号を導波する第２光ファイバを取り付ける第１フェルールと、前記第１フェルールと前記第１光学部品との間に設けられ、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第１集光レンズとを有した第１分散補償モジュールと、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１分散補償モジュールから出射された光信号を導波する前記第２光ファイバおよび前記第２光学部品から反射した光信号を導波する第３光ファイバを取り付ける第２フェルールと、前記第２フェルールと前記第２光学部品との間に設けられ、前記第２光ファイバおよび前記第３光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第２集光レンズとを有した第２分散補償モジュールと、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段とを備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記第１光ファイバ、前記第１分散補償モジュール、前記第２光ファイバ、前記第２分散補償モジュール、および前記第３光ファイバを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明によれば、第１分散補償モジュールが、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、群遅延補償対象の光信号を導波する第１光ファイバおよび前記第１光学部品から反射した光信号を導波する第２光ファイバを取り付ける第１フェルールと、前記第１フェルールと前記第１光学部品との間に設けられ、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第１集光レンズとを有し、第２分散補償モジュールが、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１分散補償モジュールから出射された光信号を導波する前記第２光ファイバおよび前記第２光学部品から反射した光信号を導波する第３光ファイバを取り付ける第２フェルールと、前記第２フェルールと前記第２光学部品との間に設けられ、前記第２光ファイバおよび前記第３光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第２集光レンズと有し、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記第１光ファイバ、前記第１分散補償モジュール、前記第２光ファイバ、前記第２分散補償モジュール、および前記第３光ファイバを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしている。
【００１４】
また、請求項３にかかる可変分散補償器は、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有し、前記第１光学部品から反射された光信号が当該第２光学部品に直接入射されるように前記第１光学部品に対して略対向配置された第２光学部品と、前記第１光学部品に対して略対向配置され、前記第１光学部品に群遅延補償対象の光信号を直接入射する光入力手段と、前記第２光学部品に対して略対向配置され、前記第２光学部品から出力される光信号を直接受光して出力する光出力手段と、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせる波長シフト手段とを備え、前記群遅延補償対象の光信号が、前記光入力手段、前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記光出力手段を介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償することを特徴とする。
【００１５】
請求項３の発明によれば、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有し、前記第１光学部品から反射された光信号が当該第２光学部品に直接入射されるように前記第１光学部品に対して略対向配置された第２光学部品と、前記第１光学部品に対して略対向配置され、前記第１光学部品に群遅延補償対象の光信号を直接入射する光入力手段と、前記第２光学部品に対して略対向配置され、前記第２光学部品から出力される光信号を直接受光して出力する光出力手段とを設け、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記光入力手段、前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記光出力手段を介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしている。
【００１６】
また、請求項４にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記第１光学部品および前記第２光学部品は、オールパスフィルタ機能を有するエタロンであることを特徴とする。
【００１７】
請求項４の発明によれば、前記第１光学部品および前記第２光学部品を、オールパスフィルタ機能を有するエタロンによって実現している。
【００１８】
また、請求項５にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記エタロンの一方の面は、９８％以上の反射率を有して前記光信号を反射し、前記エタロンの他方の面は、前記光信号が入出射される面であり、前記エタロンの他方の面への入射角度は、４°以内であることを特徴とする。
【００１９】
請求項５の発明によれば、前記エタロンの他方の面への入射角度は、４°以内に抑えられ、前記エタロンの他方の面から入射された光信号は、前記エタロンの一方の面における９８％以上の反射率で反射し、前記エタロンの一方の面から出射され、これによって光信号に群遅延特性が付与されるようにしている。
【００２０】
また、請求項６にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記エタロンの他方の面において前記エタロンの他方の面から反射された光信号を反射する反射率を変化させ、該エタロンの周期的な群遅延特性を設定することを特徴とする。
【００２１】
請求項６の発明によれば、前記エタロンの他方の面において前記エタロンの他方の面から反射された光信号を反射する反射率を変化させ、該エタロンの周期的な群遅延特性を設定し、所定周波数帯域における群遅延特性の２次関数型形状を任意に設定できるようにしている。
【００２２】
また、請求項７にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記第１光学部品および前記第２光学部品の各群遅延特性は、２次関数の２次項の係数の絶対値がほぼ同じで、符号が異なることを特徴とする。
【００２３】
請求項７の発明によれば、前記第１光学部品および前記第２光学部品の各群遅延特性の２次関数は、該２次関数の２次項の係数の絶対値をほぼ同じにし、かつ符号が異なるようにし、これによって２次関数が合成された群遅延特性が１次関数型になるようにしている。
【００２４】
また、請求項８にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記波長シフト手段は、前記エタロンに結合されたヒーターと、前記ヒーターへの通電量を制御する制御手段とを備え、前記ヒーターからの加熱によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする。
【００２５】
請求項８の発明によれば、前記波長シフト手段の制御手段が、ヒーターからの加熱によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしている。
【００２６】
また、請求項９にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記波長シフト手段は、前記エタロンに結合されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の通電量と通電方向を制御する制御手段とを備え、前記ペルチェ素子から加熱あるいは冷却によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする。
【００２７】
請求項９の発明によれば、前記波長シフト手段は、前記エタロンに結合されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の通電量と通電方向を制御する制御手段と、波長シフト手段の制御手段が、ペルチェ素子から加熱あるいは冷却によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしている。
【００２８】
また、請求項１０にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記波長シフト手段は、前記エタロンに結合された圧電素子と、前記圧電素子に印加される電圧を制御する制御手段とを備え、前記圧電素子の物理的変化によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする。
【００２９】
請求項１０の発明によれば、波長シフト手段の制御手段が、圧電素子の物理的変化によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしている。
【００３０】
また、請求項１１にかかる可変分散補償器は、上記の発明において、前記波長シフト手段は、前記エタロンの間隙に挿入された平行平板と、前記平行平板の傾斜量を制御する制御手段とを備え、前記平行平板の傾斜によって前記エタロンの間隙の光路差を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする。
【００３１】
請求項１１の発明によれば、波長シフト手段の制御手段が、前記平行平板の傾斜によって前記エタロンの間隙の光路差を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしている。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる可変分散補償器について説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
まず、この発明の実施の形態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態１である可変分散補償器の構成を示す図である。図１において、この可変分散補償器は、光サーキュレータ５と、この光サーキュレータに接続された２つのエタロンＥ１，Ｅ２と、エタロンＥ１に結合したペルチェ素子６と、このペルチェ素子６に電流を通電する電源７と、ペルチェ素子６に対する電流量と通電方向とを制御する温度制御部８とを有する。
【００３４】
図１において、入力端子Ｔ１から入力された光信号は、光ファイバ１を介して光サーキュレータ５のポートＰ１に入力され、ポートＰ２から光路２を介してエタロンＥ１に出力される。エタロンＥ１の群遅延特性によって群遅延された光信号は、再び光路２を介してポートＰ２に戻り、ポートＰ３から光路３を介してエタロンＥ２に出力される。エタロンＥ２の群遅延特性によって群遅延された光信号は、再び光路３を介してポートＰ３に戻り、ポートＰ４および光ファイバ４を介して出力端子Ｔ２に出力される。
【００３５】
ここで、エタロンＥ１，Ｅ２は、平行平板のエタロン板１２，１５が部分反射膜１１，１４と全反射膜１３，１６とによってそれぞれ挟まれた構造を有し、部分反射膜１１，１４と全反射膜１３，１６との間で入力された光信号が多重反射する。全反射膜１３，１６のエネルギー反射率は１００％であり、部分反射膜１１，１４のエネルギー反射率Ｒ1，Ｒ2は、それぞれ異なり、数％〜数十％程度である。
【００３６】
図２に示すように、光信号は、部分反射膜１１側から、部分反射膜１１に対して垂直に入射され、全反射膜１３によって全反射し、反射した一部はエネルギー反射率Ｒ1に応じて外部に透過出力され、残りの光信号はさらに全反射膜１３によって全反射される。しかし、入力された光信号は、全反射膜１３によって必ず全反射するため、その光信号の全てのエネルギーは入力側に戻されることになる。ただし、光信号は、エタロン板１２の光学厚みｄによって決定される波長周期に対して周期的な位相遅延、すなわち波長に対する群遅延特性をもつことになる。換言すれば、このエタロンＥ１は、光信号を全て反射させ、位相のみを変化させるオール・パス・フィルタとしての機能を有する。なお、エタロンＥ２もエタロンＥ１と同様にオール・パス・フィルタとしての機能を有する。
【００３７】
ここで、エタロンＥ１は、下に凸の二次関数型の群遅延特性を有し、エタロンＥ２は、上に凸の二次関数型の群遅延特性を有する。そして、光信号はエタロンＥ１およびエタロンＥ２によってそれぞれの群遅延特性が与えられ、最終的にエタロンＥ１，Ｅ２の合成群遅延特性が与えられた光信号として出力される。この場合、温度制御部８は電源７を制御することによって、ペルチェ素子６に対する電流量と通電方向とを制御する。これによって、エタロン板１２が加熱あるいは冷却され、エタロン板１２の光学厚みｄが変化し、エタロンＥ１の群遅延特性が波長方向にシフトする。この結果、エタロンＥ１，Ｅ２の合成群遅延特性が変化し、光信号に対する群遅延を可変できる可変分散補償器が実現される。
【００３８】
ここで、上述した２つのエタロンＥ１，Ｅ２を用いた合成群遅延特性の変化について詳細に説明する。まず、所望の群遅延特性を生じさせる光信号の使用波長帯域を、波長λ0を中心とした±ａの波長帯域であるとする。また、使用波長帯域内で、−ｂ〜＋ｂの群遅延分散量を有する可変分散補償器を実現するものとする。また、群遅延特性の波長シフトは、エタロンＥ１に対してのみ行うとともに、波長に対して一方向のみ行い、波長可変量は−ｓ〜＋ｓとする。この場合、エタロンＥ１，Ｅ２に必要な群遅延特性ｆ1(x)，ｆ2(x)のそれぞれは、入射される信号光の波長をλとすると、次式（１），（２）に示すようになる。
0003924182.tif 000002
なお、ｃ1およびｃ2は、分散特性が式（１），（２）が示す群遅延特性に近くなる値を選ぶ。
【００３９】
上述したように全反射膜１３，１６のエネルギー反射率は１００％であり、部分反射膜１１，１４のエネルギー反射率をそれぞれＲ1，Ｒ2とし、光学厚みをｄ1，ｄ2とすると、伝達関数Ｈri（λ）は、次式（３）に示すようになる。なお、ｉは１または２であり、ｊは虚数単位である。また、記号「＾」は、べき乗を示す。
0003924182.tif 000003
なお、伝達関数の絶対値の二乗が、エネルギー反射率であり、伝達関数の複素平面上の偏角が、位相応答であり、位相応答の周波数微分の符号を逆にしたものが、群遅延特性である。また、光学厚みｄ1，ｄ2は、波長λ0で群遅延特性が極値をもつ値とした。
【００４０】
ここで、周波数周期間隔ＦＳＲと光学厚みｄとの関係は次式（４）で示される。
ｄ＝ｃ／（２×ＦＳＲ）                                        （４）
なお、波長λ0で群遅延特性が極値をもつためには、光学厚みｄがエタロンＥ１ではλ0／４の偶数倍であって、エタロンＥ２ではλ0／４の奇数倍である必要があるため、光学厚みｄは、式（４）の計算値の近傍の値とした。
【００４１】
この実施の形態１では、波長λ0を１５５０ｎｍとし、この波長λ0を中心として±０．１９ｎｍを使用波長帯域とした。また、エタロンＥ１の波長シフトは、−０．１７５〜＋０．１７５ｎｍと設定した場合に、使用波長帯域内で−３０〜＋３０ｐｓ／ｎｍの群遅延分散量を有し、周波数周期間隔ＦＳＲが１００ＧＨｚとした可変分散補償器を実現する。その計算結果は、図３および図４に示すプロットとして表現している。
【００４２】
また、エタロンＥ１，Ｅ２の部分反射膜１１，１４の各エネルギー反射率は、群遅延特性が、式（１），（２）に示した群遅延特性との二乗誤差が最小となるように非線形フィッティングによって求めた。エタロンＥ１の光学厚みｄ1＝９６７．５０λ0、エタロンＥ２の光学厚みｄ2＝９６７．７５λ0として計算すると、エタロンＥ１の部分反射膜１１のエネルギー反射率Ｒ1＝７．０７％であり、エタロンＥ２の部分反射膜１４のエネルギー反射率Ｒ2＝１．５３％となる。なお、エタロン板１２，１５は、ガラス板で構成できる。ここで、エタロン板１２，１５をＢＫ７で構成した場合、波長λ0＝１５５０ｎｍにおける屈折率は、１．５０１４であるから、エタロン板１２，１５の物理厚みは、それぞれ９９８．８２μｍ、９９９．０８μｍとなる。
【００４３】
図３および図４は、それぞれエタロン板１２，１５の光学厚みｄ1，ｄ2を９６７．５０λ0、９６７．７５λ0とした場合であって、波長シフトさせない場合における、波長に対する群遅延特性を示す図である。図３および図４において、図３に示したエタロンＥ１の群遅延特性と図４に示したエタロンＥ２の群遅延特性とは、波長λ0において、π位相ずれしており、しかも使用波長帯域において互いに相反する二次関数の群遅延特性を呈している。
【００４４】
図５は、図３に示した群遅延特性を波長シフトさせ、図４に示した各群遅延特性を合成した場合における群遅延特性を示す図である。すなわち、波長シフトを行った場合であって、光信号がエタロンＥ１およびエタロンＥ２を経由した場合における、波長シフト毎の各群遅延特性を示している。図５では、エタロンＥ２を波長に対して固定し、エタロンＥ１の群遅延特性を波長方向に、−０．１７５ｎｍ、−０．０７０ｎｍ、０．０００ｎｍ、＋０．０７０ｎｍ、＋０．１７５ｎｍシフトさせた場合における各エタロンＥ１，Ｅ２の合成群遅延特性を示している。
【００４５】
図６は、図５に示した使用波長帯域における各シフト毎の合成群遅延特性の拡大図である。図６において、波長を−０．１７５ｎｍ、−０．０７０ｎｍ、０．０００ｎｍ、＋０．０７０ｎｍ、＋０．１７５ｎｍシフトさせた場合、それぞれ線Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ１４、Ｌ１５を示し、それぞれ＋３０ｐｓ／ｎｍ、＋１２ｐｓ／ｎｍ、０ｐｓ／ｎｍ、−１２ｐｓ／ｎｍ、−３０ｐｓ／ｎｍの群遅延分散量を与えている。これらの線Ｌ１１〜Ｌ１５は、波長に対して、ほぼ直線的な群遅延変化を示している。これは、エタロンＥ１，Ｅ２の使用波長帯域における群遅延特性が互いに相反する二次関数として表されるからである。すなわち、エタロンＥ１は、下に凸の二次関数として示され、エタロンＥ２は、上に凸の二次関数として示され、各二次関数を合成した場合に１次関数となるからである。ただし、図３および図４に示した群遅延特性は、理想的な二次関数でないため、合成した群遅延特性は、図６に示すように、やや揺らいだ線Ｌ１１〜Ｌ１５となる。
【００４６】
なお、エタロンＥ１，Ｅ２は、光サーキュレータ５などの部品によって相互干渉しないように結合される。また、この実施の形態１では、エタロンＥ１の群遅延特性を波長シフトして最終的な分散補償量を可変しているが、これに限らず、エタロンＥ１の群遅延特性を波長に対して固定し、エタロンＥ２の群遅延特性を波長シフトさせるようにしてもよい。さらに、エタロンＥ１，Ｅ２のうちのいずれか一方のみの群遅延特性を波長シフトさせるのではなく、エタロンＥ１，Ｅ２の双方を異なる方向にそれぞれ同量または異なる量、波長シフトさせるようにしてもよし、同じ方向に異なる量、波長シフトさせるようにしてもよい。
【００４７】
また、エタロンＥ１，Ｅ２の個数は、２つに限らず、３つ以上の組合せによって所望の群遅延特性を得るようにしてもよい。ただし、互いに相反する群遅延特性をもつことが必要である。
【００４８】
さらに、上述したエタロンＥ１の全反射膜１３にはペルチェ素子６が結合されていたが、これに限らず、たとえばヒーターを用いるようにしてもよい。なお、エタロン板１２は、線膨張の温度係数が大きいものを使用し、ヒーターに電流をを流して発熱量を温度制御部８によって制御し、エタロン板１２の光学厚みを制御する。エタロン板１２がＢＫ７を使用する場合、ＢＫ７の線膨張係数による波長シフト量は約１０ｐｍ／Ｋであるので、上述した−０．１７５ｎｍ〜＋０．１７５ｎｍの波長シフトは、３５Ｋの温度範囲を変化させることによって実現できる。もちろん、ペルチェ素子６を用いた場合も同様である。
【００４９】
なお、図１に示した光サーキュレータ５は、４ポート型の光サーキュレータを用いているが、これに限らず、３ポート型の光サーキュレータを用いてもよい。たとえば、図７は、３ポート型の光サーキュレータを用いて光可変分散補償器を実現している。図７において、４ポート型の光サーキュレータ５に代えて３ポート型の光サーキュレータ５ａ，５ｂを設け、光サーキュレータ５ａの出力用のポートＰ１３と光サーキュレータ５ｂの入力用のポートＰ２１との間を光ファイバ９で接続している。光サーキュレータ５ａの入力用のポートＰ１１には光ファイバ１が接続され、入出力用のポートＰ１２にはエタロンＥ１が接続される。また、光サーキュレータ５ｂの入出力用のポートＰ２２にはエタロンＥ２が接続され、出力用のポートＰ２３には光ファイバ４が接続される。このような構成によって、入力端子Ｔ１から入力された光信号は、光サーキュレータ５ａを介してエタロンＥ１による群遅延が与えられ、その後光サーキュレータ５ｂを介してエタロンＥ２による群遅延が与えられ、出力端子Ｔ２から出力される光信号は、エタロンＥ１，Ｅ２の合成群遅延が付与され、分散補償されることになる。
【００５０】
この実施の形態１では、オール・パス・フィルタとしての機能を有したエタロンＥ１，Ｅ２を用いて分散補償するようにしているので、減衰が少ない可変分散補償器を実現することができる。なお、各エタロンＥ１，Ｅ２の減衰量は、０．１ｄＢ程度であり、光サーキュレータ５による光入出力の３ｄＢ減衰に比較するとほとんど無視できる減衰量である。
【００５１】
また、この実施の形態１では、それぞれ二次関数型の群遅延特性であって、互いに相反する群遅延特性をもったエタロンＥ１，Ｅ２を用いて可変分散補償を行っているので、使用波長帯域における群遅延特性の波長依存性をリニアにすることができ、群遅延の二次特性、すなわち三次分散などの発生を抑止した分散補償を行うことができる。
【００５２】
なお、上述したエタロンＥ１，Ｅ２は、それぞれ相互に相反する二次関数型の群遅延特性を持たせるようにしたが、この場合、二次関数の二次項の定数は、絶対値が同じで符号が異なることが好ましい。エタロンＥ１，Ｅ２の各群遅延特性を合成した場合に、１次項以下の群遅延特性を呈するからである。この場合における一次関数が使用波長帯域における群遅延特性となる。また、各エタロンＥ１，Ｅ２の群遅延特性は、二次関数型に限らず、３次以上の高次の関数であってもよい。この場合、二次関数型と同様に、各エタロンＥ１，Ｅ２における２次項以上の定数が合成時に相殺されるようにする。
【００５３】
また、上述したエタロンＥ１，Ｅ２に入射される光信号は、エタロン板１２，１５が形成する平面に垂直に入射されるものとしたが、数度程度の入射角であれば、オール・パス・フィルタとしての機能をほぼ発揮するので実用に値する。ただし、この場合、入射角に対応した光学厚みに設定する必要がある。
【００５４】
（実施の形態２）
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。上述した実施の形態１では、光サーキュレータ５を介して各エタロンＥ１，Ｅ２に光信号が入出射されるようにしていたが、この実施の形態２では、光サーキュレータ５あるいは光サーキュレータ５ａ，５ｂを用いずに群遅延補償できるようにしている。
【００５５】
図８は、この発明の実施の形態２である可変分散補償器の構成を示す図である。図８において、この可変分散補償器は、実施の形態１に示したエタロンＥ１，Ｅ２がそれぞれ含まれるエタロンモジュールＭ１，Ｍ２を有し、入力端子Ｔ１とエタロンモジュールＭ１との間は、光ファイバ１で接続され、エタロンモジュールＭ１，Ｍ２間は、光ファイバ９で接続され、エタロンモジュールＭ２と出力端子Ｔ２との間は、光ファイバ４で接続される。
【００５６】
エタロンモジュールＭ１，Ｍ２は、それぞれフェルール１７ａ，１７ｂと、レンズ１８ａ，１８ｂと、エタロンＥ１，Ｅ２を有する。レンズ１８ａ，１８ｂは、たとえば焦点距離が１．８〜４．０ｍｍ程度、好ましくは３．０ｍｍの非球面レンズである。フェルール１７ａ，１７ｂは、光ファイバ１，９あるいは光ファイバ９，４とする２本の光ファイバが取り付けられた２芯フェルールである。このフェルール１７ａ，１７ｂは、合成樹脂、ガラスあるいはジルコニアなどの材質によって形成される。ここで、光ファイバ１，９あるいは光ファイバ９，４は、それぞれエタロンＥ１，Ｅ２への入射角が０度に近づくように、１２７μｍのピッチで配置される。
【００５７】
フェルール１７ａ，１７ｂは、図９に示すように円柱形の本体に長手方向に形成された２つのファイバ孔１９ａ，１９ｂを有する。フェルール１７ａ，１７ｂは、レンズ１８ａ，１８ｂ側に配置される面において、光ファイバ１，９あるいは光ファイバ９，４からの光信号が入射され、出射されるようになっていればよく、他方の面（光ファイバ１，９あるいは光ファイバ９，４側）は、光ファイバ１，９あるいは光ファイバ９，４を挿入するためのガイド孔などが形成されていてもよい。
【００５８】
なお、実施の形態１で示したように、エタロンＥ１にはペルチェ素子６が設けられ、このペルチェ素子６は、温度制御部８による制御のもとに電源７が制御され、ペルチェ素子６への通電方向および通電量が制御される。これによって、エタロンＥ１の群遅延特性が可変制御される。
【００５９】
ここで、入力端子Ｔ１および光ファイバ１を介して光信号がエタロンモジュールＭ１に入射されると、光信号はフェルール１７ａの一方のファイバ孔１９ａを介してレンズ１８ａに入射され、レンズ１８ａは、この信号光を集光してエタロンＥ１に入射する。レンズ１８ａは、エタロンＥ１から反射した光信号を再びフェルール１７ａのファイバ孔１９ｂに集光し、この光信号を光ファイバ９を介してエタロンモジュールＭ２側に出射する。
【００６０】
エタロンモジュールＭ２側では、エタロンモジュールＭ１側と同様に、光ファイバ９を介して入射された光信号を、フェルール１７ｂの一方のファイバ孔１９ａを介してレンズ１８ｂに入射し、レンズ１８ｂは、この信号光を集光してエタロンＥ２に入射する。レンズ１８ｂは、エタロンＥ２から反射した光信号を再びフェルール１７ｂのファイバ孔１９ｂに集光し、この光信号を光ファイバ４を介して出力端子Ｔ２に出射する。
【００６１】
この実施の形態２では、図１０に示しように、出射用のファイバ孔１９ｂがフェルール１７ａの中心に位置し、入射用のファイバ孔１９ａがファイバ孔１９ｂからオフセット量ｗ分、ずれているが、図１１に示すように、フェルール１７ａの断面の中心から対称に同量のオフセットを持たせ、ファイバ孔１９ａ，１９ｂ間がオフセット量ｗ分、離隔させるようにしてもよい。あるいは、図１２に示すように、各ファイバ孔１９ａ，１９ｂをそれぞれ断面の中心から非対称にオフセット量ｗ１，ｗ２分ずらし、結果的にファイバ孔１９ａ，１９ｂ間がオフセット量ｗをもつようにしてもよい。なお、ファイバ孔１９ａに、光信号が入射する光ファイバが取り付けられ、ファイバ孔１９ｂに、エタロンＥ１，Ｅ２からの反射光が入射する光ファイバが取り付けられるようにしたが、これに限らず、入出射する光ファイバを逆にしてもよい。さらに、各エタロンモジュールＭ１，Ｍ２毎に、入出射する光ファイバが取り付けられるファイバ孔１９ａ，１９ｂの選択は任意である。
【００６２】
この実施の形態２によれば、光サーキュレータ５あるいは光サーキュレータ５ａ，５ｂを用いずに可変分散補償することができ、分散補償対象の光信号が減衰しないので、低損失の可変分散補償器を実現できる。
【００６３】
（実施の形態３）
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。上述した実施の形態１では、光サーキュレータ５を介して各エタロンＥ１，Ｅ２に光信号が入出射されるようにしていたが、この実施の形態３では、光サーキュレータ５あるいは光サーキュレータ５ａ，５ｂを用いず、エタロンＥ１，Ｅ２と同じ２つのエタロンによって直接、群遅延補償できるようにしている。
【００６４】
図１３は、この発明の実施の形態３である可変分散補償器の構成を示す図である。図１３において、この可変分散補償器は、実施の形態１におけるエタロンＥ１，Ｅ２、エタロンＥ１に結合したペルチェ素子６、このペルチェ素子６に電流を通電する電源７、およびペルチェ素子６に対する電流量と通電方向とを制御する温度制御部８を有する。ただし、エタロンＥ１，Ｅ２は、光サーキュレータ５に接続されるのではなく、エタロンＥ１とエタロンＥ２とが対向配置される。すなわち、エタロンＥ１の部分反射膜１１とエタロンＥ２の部分反射膜１４とが向き合うように配置される。また、エタロンＥ１，Ｅ２は、光入出力の関係上、ずらして配置される。
【００６５】
図１３において、光ファイバ２１から入力された光信号は、光入力部２２からエタロンＥ１に対して入射角θをもって入射される。この入射角θは、４°以内に収めるようにするとよい。実施の形態１でも述べたように、このエタロンＥ１をオール・パス・フィルタとして機能させるためには、光信号をエタロン板１２に対して垂直に入射させる必要があるが、エタロンＥ１，Ｅ２を鏡のように配置すると、光の入出力を行うことができないため、エタロンＥ１への入射角θを０°から４°以内に若干ずらしている。この結果、エタロンＥ１は完全なオール・パス・フィルタとして機能しないが、オール・パス・フィルタとほぼ同様な機能をもつことになる。また、この場合、エタロンＥ１に対して光信号が斜めに入射されるため、実施の形態１におけるエタロン板１２の光学厚みによる干渉と同じ効果を得るためには、入射角θに応じてエタロン板１２の物理的厚みを大きくする必要がある。
【００６６】
エタロンＥ２は、エタロンＥ１から出力された光信号が、エタロンＥ１と同様に入射角θが４°以内で入射される位置に配置される。そして、エタロンＥ２から反射される光信号が光出力部２３に入射され、分散補償された光信号が光ファイバ２４に出力される。エタロン板１５の物理厚みは、この実施の形態２におけるエタロン板１２と同様に、入射角に応じて大きくする必要がある。
【００６７】
このような構成において、光信号は、エタロンＥ１に入射され、エタロンＥ１による群遅延特性による群遅延が与えられ、この群遅延が与えられた光信号は、さらにエタロンＥ２に入射され、エタロンＥ２による群遅延特性による群遅延が与えられ、このエタロンＥ１，Ｅ２による合成群遅延が与えられた光信号が光出力部２３を介して光ファイバ２４に出力される。
【００６８】
この実施の形態３では、エタロンＥ１，Ｅ２に入出力される光信号が斜めに入出力されるため、光出力がやや減衰するものの、光サーキュレータ５あるいは光サーキュレータ５ａ，５ｂを用いていないため、全体的な光出力の減衰が少なくて済むとともに、簡易な構成で実現できる。
【００６９】
（実施の形態４）
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３ではいずれもペルチェ素子６を用いてエタロンＥ１のエタロン板１２の光学厚みを調整するようにしていたが、この実施の形態４では、ピエゾ素子を用いてエタロン板１２の光学厚みを調整するようにしている。
【００７０】
図１４は、この発明の実施の形態４である可変分散補償器に用いられるエタロンの構成を示す図である。図１４に示したエタロン３０は、エタロン板１２に代えて空気層であるエアギャップ３４を用いて光信号の多重反射を行うようにしている。このエタロン３０は、エアギャップ３４を平行に挟む形態で、光信号入射側に部分反射膜３３と設け、光信号反射側に全反射膜３５を設けている。この部分反射膜３３、エアギャップ３４および全反射膜３５によってエタロンＥ１と同様に、オール・パス・フィルタとしての機能を発揮することになる。このエタロン３０と、電源７および温度制御部８とを除いた構成は、実施の形態１〜３と同じである。
【００７１】
部分反射膜３３は、基板３２によって固定され、この基板３２の光信号入射側には反射防止膜３１がコーティングされる。基板３２は、部分反射膜３３を固定し、光信号を透過させる。反射防止膜３１は、部分反射膜３３や全反射膜３５との多重反射による干渉を防止するためにコーティングされる。一方、全反射膜３５は、基板３６によって固定され、基板３６の他面には、ピエゾ素子３７が貼着される。
【００７２】
ピエゾ素子３７には、電圧付加部３８が接続され、この電圧付加部３８には電圧制御部３９が接続される。電圧制御部３９の制御のもとに、電圧付加部３８はピエゾ素子３７に電圧を印加し、ピエゾ素子３７は、圧電効果によって印加された電圧に応じて、光信号の入出射方向、すなわち矢印Ａ方向に変位する。この結果、基板３６と全反射膜３５とが矢印Ａ方向に移動し、エアギャップ３４の間隔が調整され、図３に示すような群遅延特性が設定される。
【００７３】
この実施の形態３では、ペルチェ素子６に代えてピエゾ素子３７を用いて多重反射の間隔、すなわち光学厚みを変化させるようにしているので、群遅延特性の設定時に、加熱に伴う他の光学素子への影響をなくすことができる。
【００７４】
（実施の形態５）
つぎに、この発明の実施の形態５について説明する。上述した実施の形態１〜４では、いずれも電源を用い、ペルチェ素子６あるいはピエゾ素子３７に通電し続けることによって光学厚みを設定するようにしていたが、この実施の形態５では光学厚みを機械的に設定するようにしている。
【００７５】
図１５は、この発明の実施の形態５である可変分散補償器に用いられるエタロンの構成を示す図である。図１５に示したエタロン４０は、実施の形態３に示したエタロンと同じである。ただし、ピエゾ素子３７を取り除き、エアギャップ３４間に平行平板４１を挿入され、この平行平板４１を回転駆動される回転駆動部４８および回転駆動部４８の制御を行う回転制御部４９を有している。この平行平板４１の両面には、部分反射膜３３や全反射膜３５との多重反射による干渉を防止するために、反射防止処理が施されている。エタロン４０は、この平行平板４１の光学厚みを考慮して、部分反射膜３３と全反射膜３５との間の物理的厚みが決定され、それぞれ固定配置される。ここで、平行平板４１は、矢印Ｂ方向に回転可能であり、平行平板４１の回転によって光信号の入出射方向に対する光路長が変化し、部分反射膜３３と全反射膜３５との間の光学厚みが変化する。これによって、所望の群遅延特性を設定することができる。
【００７６】
この実施の形態５では、ペルチェ素子６やピエゾ素子３７のように電流あるいは電圧を常時印加する必要がなく、一度、光学厚みを設定した後は、大きな経時変化を伴わずに、設定した光学厚みを安定して維持することができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１光学部品および前記第２光学部品に対して群遅延補償対象の光信号をそれぞれ入出力接続する第１および第２の入出力ポートと群遅延補償対象の光信号を入力する入力ポートと群遅延補償後の光信号を出力する出力ポートとを有したサーキュレータとを設け、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記入力ポート、前記第１の入出力ポート、第１光学部品、前記第１の入出力ポート、前記第２の入出力ポート、前記第２光学部品、前記第２の入出力ポート、および前記出力ポートを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしているので、柔軟かつ細かな分散補償を可変に行うことができるとともに、２次分散の少ない所望の群遅延特性を簡易な構成によって実現することができるという効果を奏する。
【００７８】
また、請求項２の発明によれば、第１分散補償モジュールが、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、群遅延補償対象の光信号を導波する第１光ファイバおよび前記第１光学部品から反射した光信号を導波する第２光ファイバを取り付ける第１フェルールと、前記第１フェルールと前記第１光学部品との間に設けられ、前記第１光ファイバおよび前記第２光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第１集光レンズとを有し、第２分散補償モジュールが、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有する第２光学部品と、前記第１分散補償モジュールから出射された光信号を導波する前記第２光ファイバおよび前記第２光学部品から反射した光信号を導波する第３光ファイバを取り付ける第２フェルールと、前記第２フェルールと前記第２光学部品との間に設けられ、前記第２光ファイバおよび前記第３光ファイバから入出射される光信号の光学的結合を行う第２集光レンズと有し、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記第１光ファイバ、前記第１分散補償モジュール、前記第２光ファイバ、前記第２分散補償モジュール、および前記第３光ファイバを介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしているので、柔軟かつ細かな分散補償を可変に行うことができるとともに、光サーキュレータを用いないため、低損失の群遅延分散補償を行うことができ、しかも２次分散の少ない所望の群遅延特性を簡易な構成によって実現することができるという効果を奏する。
【００７９】
また、請求項３の発明によれば、所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似できる第１光学部品と、前記所定波長範囲内の波長に対する群遅延特性が２次関数で近似でき、かつ前記第１光学部品が有する群遅延特性と相反する群遅延特性を有し、前記第１光学部品から反射された光信号が当該第２光学部品に直接入射されるように前記第１光学部品に対して略対向配置された第２光学部品と、前記第１光学部品に対して略対向配置され、前記第１光学部品に群遅延補償対象の光信号を直接入射する光入力手段と、前記第２光学部品に対して略対向配置され、前記第２光学部品から出力される光信号を直接受光して出力する光出力手段とを設け、波長シフト手段が、前記第１光学部品あるいは前記第２光学部品の少なくとも一方の群遅延特性を波長に対してシフトさせ、前記群遅延補償対象の光信号が、前記光入力手段、前記第１光学部品、前記第２光学部品、および前記光出力手段を介して形成された光路を経由し、前記波長シフト手段による波長シフトによって設定された前記第１光学部品および前記第２光学部品が有する各群遅延特性が合成されることによって前記光信号の群遅延分散を可変に補償するようにしているので、柔軟かつ細かな分散補償を可変に行うことができるとともに、光サーキュレータを用いないため、低損失の群遅延補償を行うことができ、しかも２次分散の少ない所望の群遅延特性を一層簡易な構成によって実現することができるという効果を奏する。
【００８０】
また、請求項４の発明によれば、前記第１光学部品および前記第２光学部品を、オールパスフィルタ機能を有するエタロンによって実現しているので、柔軟かつ細かな分散補償を可変に行うことができるとともに、挿入損失が小さく使用帯域の透過特性が平坦な分散補償を可変に行うことができるという効果を奏する。
【００８１】
また、請求項５の発明によれば、前記エタロンの他方の面への入射角度は、４°以内に抑えられ、前記エタロンの他方の面から入射された光信号は、前記エタロンの一方の面における９８％以上の反射率で反射し、前記エタロンの一方の面から出射され、これによって光信号に群遅延特性が付与されるようにしているので、オール・パス・フィルタとしての機能をほぼ十分に発揮し、損失が小さく透過特性が平坦な群遅延を付与することができるという効果を奏する。
【００８２】
また、請求項６の発明によれば、前記エタロンの他方の面において前記エタロンの他方の面から反射された光信号を反射する反射率を変化させ、該エタロンの周期的な群遅延特性を設定し、所定周波数帯域における群遅延特性の２次関数型形状を任意に設定できるようにしているので、所望の群遅延特性を柔軟かつ細かに得ることができるという効果を奏する。
【００８３】
また、請求項７の発明によれば、前記第１光学部品および前記第２光学部品の各群遅延特性の２次関数は、該２次関数の２次項の係数の絶対値をほぼ同じにし、かつ符号が異なるようにし、これによって２次関数が合成された群遅延特性が１次関数型になるようにしているので、群遅延の二次特性、すなわち三次分散がが小さい良好な群遅延分散補償を可変に行うことができるという効果を奏する。
【００８４】
また、請求項８の発明によれば、前記波長シフト手段の制御手段が、ヒーターからの加熱によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしているので、簡易な構成で精度の高い分散補償を可変して行うことができるという効果を奏する。
【００８５】
また、請求項９の発明によれば、前記波長シフト手段は、前記エタロンに結合されたペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の通電量と通電方向を制御する制御手段と、波長シフト手段の制御手段が、ペルチェ素子から加熱あるいは冷却によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしているので、簡易な構成で精度の高い分散補償を可変して行うことができるという効果を奏する。
【００８６】
また、請求項１０の発明によれば、波長シフト手段の制御手段が、圧電素子の物理的変化によって前記エタロンの間隙を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしているので、熱の発生を抑えた簡易な構成で精度の高い分散補償を可変して行うことができるという効果を奏する。
【００８７】
また、請求項１１の発明によれば、波長シフト手段の制御手段が、前記平行平板の傾斜によって前記エタロンの間隙の光路差を変化させ、該エタロンの群遅延特性を波長シフトさせるようにしているので、設定された波長シフトの状態を電源を用いず、機械的設定のみによって維持し、経時変化の少ない可変分散補償器を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である可変分散補償器の構成を示す図である。
【図２】図１に示したエタロンの動作を示す説明図である。
【図３】図１に示したエタロンの群遅延特性を示す図である。
【図４】図１に示した他のエタロンの群遅延特性を示す図である。
【図５】図３および図４に示した各エタロンの可変合成群遅延特性を示す図である。
【図６】図５に示した使用波長帯域における可変群遅延特性の拡大図である。
【図７】この発明の実施の形態１である可変分散補償器の変形例の構成を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態２である可変分散補償器の構成を示す図である。
【図９】図８に示したフェルールの構成を示す斜視図である。
【図１０】図８に示したフェルールの一対のファイバ孔の位置関係を示す断面図である。
【図１１】図８に示したフェルールの一対のファイバ孔の位置関係の第１変形例を示す断面図である。
【図１２】図８に示したフェルールの一対のファイバ孔の位置関係の第２変形例を示す断面図である。
【図１３】この発明の実施の形態３である可変分散補償器の構成を示す図である。
【図１４】この発明の実施の形態４である可変分散補償器に用いられるエタロンの構成を示す図である。
【図１５】この発明の実施の形態５である可変分散補償器に用いられるエタロンの構成を示す図である。
【図１６】従来の固定型の分散補償器に用いられるファイバの群遅延特性を示す図である。
【図１７】従来のＶＩＰＡ板を用いた可変分散補償器の構成を示す図である。
【符号の説明】
Ｅ１，Ｅ１，３０，４０  エタロン
Ｍ１，Ｍ２  エタロンモジュール
１，４，９，２１，２４  光ファイバ
２，３  光路
５，５ａ，５ｂ  光サーキュレータ
６  ペルチェ素子
７  電源
８  温度制御部
１１，１４，３３  部分反射膜
１２，１５  エタロン板
１３，１６，３５  全反射膜
１７ａ，１７ｂ  フェルール
１８ａ，１８ｂ  レンズ
１９ａ，１９ｂ  ファイバ孔
２２  光入力部
２３  光出力部
３１  反射防止膜
３２，３６  基板
３４  エアギャップ
３７  ピエゾ素子
３８  電圧付加部
３９  電圧制御部
４１  平行平板
４８  回転駆動部
４９  回転制御部
【図１】
0003924182.tif 000004
【図２】
0003924182.tif 000005
【図３】
0003924182.tif 000006
【図４】
0003924182.tif 000007
【図５】
0003924182.tif 000008
【図６】
0003924182.tif 000009
【図７】
0003924182.tif 000010
【図８】
0003924182.tif 000011
【図９】
0003924182.tif 000012
【図１０】
0003924182.tif 000013
【図１１】
0003924182.tif 000014
【図１２】
0003924182.tif 000015
【図１３】
0003924182.tif 000016
【図１４】
0003924182.tif 000017
【図１５】
0003924182.tif 000018
【図１６】
0003924182.tif 000019
【図１７】
0003924182.tif 000020