(57)【要約】波長の異なる多数の信号光の伝達特性を単一種類または少種類の可変光等化器でもって簡単かつ高精度に補償し、これにより良好な伝達帯域特性を持つ光多重伝送システムを可能にする。光ファイバ１で伝送されてきた信号光をビーム状に出射する入力側ファイバコリメータ２１と、ビーム状に入射された信号光を光ファイバ１に伝送させる出力側ファイバコリメータ２２との間の光軸（Ｚ軸）上に可変ファラデー回転子５１，５２と偏波依存素子６を配置する。
2002079865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光伝送路を形成する光ファイバに介挿される光等化器であって、光ファイバで伝送されてきた信号光をビーム状に出射する入力側ファイバコリメータと、ビーム状に入射された信号光を光ファイバに伝送させる出力側ファイバコリメータを有するとともに、上記入力側ファイバコリメータと上記出力側ファイバコリメータ間の光軸上に可変ファラデー回転子と偏波依存素子を配置したことを特徴とする可変光等化器。
【請求項２】
請求の範囲第１項の発明において、前記入力側ファイバコリメータから出射されたビーム光を偏波別に２本のビーム光に分離する複屈折板と、分離された２本のビーム光の偏波方向を揃えて前記偏波依存素子に入光させるλ／２波長板と、前記偏波依存素子から出光した２本のビーム光の偏波を互いに直交させるλ／２波長板と、偏波が直交させられた２本のビーム光を１本のビーム光に合成して前記出力側ファイバコリメータに入射させる複屈折板を備えたことを特徴とする可変光等化器。
【請求項３】
請求の範囲第１項または第２項の発明において、前記偏波依存素子の入光側と出光側にそれぞれ可変ファラデー回転子を配置したことを特徴とする可変光等化器。
【請求項４】
請求の範囲第２項または第３項の発明において、前記偏波別に分離された２本のビーム光の両方にλ／２波長板を介在させることを特徴とする可変光等化器。
【請求項５】
請求の範囲第１項〜第４項の発明において、前記偏波依存素子として複屈折板を用いたことを特徴とする可変光等化器。
【請求項６】
波長の異なる多数の信号光を合波して一本の光ファイバで伝送させる光多重伝送システムにおいて、請求の範囲第１項〜第５項の可変光等化器を用いて波長ごとに信号光の伝達特性を補償することを特徴とする光多重伝送システム。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は光通信分野で使用される可変光等化器およびこの光等化器を用いた光多重伝送システムに関し、たとえばＤＷＤＭ（高密度波長分割多重）伝送システムにおける光増幅器の利得偏差補償に利用して有効なものに関する。
背景技術
たとえば、ＤＷＤＭ伝送システムでは、波長が少しずつ異なる多数の信号光を合波して一本の光ファイバで伝送させることが行われる。また、一本のファイバで伝送されてきたＤＷＤＭ信号光を波長別に分波してそれぞれに光増幅したのち、再びＤＷＤＭ信号光に合波して一本の光ファイバで伝送させる光中継増幅も行われる。
このＤＷＤＭ伝送システムでは、各波長の信号がそれぞれに所定の信号レベルで正しく伝送あるいは受信されるようにするために、各波長における伝達特性（伝達利得特性）を一定に揃えること、つまりＤＷＤＭ信号光全体の伝達帯域を平坦化することが必要となる。しかし、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を最初から一定に揃えることは、たとえば光増幅器の波長による特性差や個別の特性バラツキなどを考慮すると、現実に困難である。そこで、本発明者らは、図８に示すような光等化器を用いてＤＷＤＭ信号光の伝達特性を波長ごとに補償することを検討した。
図８は、本発明者らが使用を検討した従来の光等化器の概略構成を示す。同図に示す光等化器１００’は、光伝送路を形成する光ファイバ１に介挿されて使用されるものであって、入力側ファイバコリメータ２１と出力側ファイバコリメータ２２の間に利得等化用の光フィルタ６’が介在している。光フィルタ６’は特定波長の信号光の伝達特性を制御する。この光等化器１００’を波長ごとに設ければ、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を波長ごとに補償してＤＷＤＭ信号光全体の伝達帯域を平坦化することができる。
図８に示した従来の光等化器の補償特性は、使用している光フィルタ６’の伝達特性に依存する。波長の異なる多数の信号光の伝達特性を補償するためには、波長ごとにそれぞれ伝達特性の異なる多種類の光フィルタ６’が必要となる。このため、波長の分割数がとくに多いＤＷＤＭ伝送システムにおいて上記補償を適切に行わせようとすると、膨大な種類の光等化器１００’あるいは光フィルタ６’をあらかじめ用意しなければならないという面倒が生じる。この面倒を軽減するためには、光等化器１００’あるいは光フィルタ６’の種類を少なくすれば良いが、この場合は、補償の精度が粗くなってしまうという問題が生じる。
この発明は以上のような問題を鑑みてなされたもので、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を簡単かつ高精度に補償できるようにすることを目的とする。
発明の開示
上記の目的を達成するために、本発明の手段は、光伝送路を形成する光ファイバに介挿される光等化器であって、光ファイバで伝送されてきた信号光をビーム状に出射する入力側ファイバコリメータと、ビーム状に入射された信号光を光ファイバに伝送させる出力側ファイバコリメータを有するとともに、上記入力側ファイバコリメータと上記出力側ファイバコリメータ間の光軸上に可変ファラデー回転子と偏波依存素子を配置したことを特徴とする。この手段によれば、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を、単一種類または少種類の可変光等化器でもって、簡単かつ高精度に補償することが可能となる。
上記手段において、上記入力側ファイバコリメータから出射されたビーム光を偏波別に２本のビーム光に分離する複屈折板と、分離された２本のビーム光の偏波方向を揃えて上記偏波依存素子に入光させるλ／２波長板と、上記偏波依存素子から出光した２本のビーム光の偏波を互いに直交させるλ／２波長板と、偏波が直交させられた２本のビーム光を１本のビーム光に合成して上記出力側ファイバコリメータに入射させる複屈折板を備えることにより、偏波無依存型の可変光等化器を形成することができる。また、上記偏波依存素子の入光側と出光側にそれぞれ可変ファラデー回転子を配置することにより、その可変ファラデー回転子による伝達特性の可変範囲いわゆるダイナミックレンジを大きく得ることができる。偏波無依存型の光等化器の場合、偏波別に分離された２本のビーム光の両方にλ／２波長板を介在させることにより、偏波による伝達差を小さくすることができる。偏波依存素子としては複屈折板を用いることができる。
波長の異なる多数の信号光を合波して一本の光ファイバで伝送させる光多重伝送システムにおいて、上述した手段の可変光等化器で波長ごとに信号光の伝達特性を補償させることにより、良好な伝達帯域特性を持つ光多重伝送システムを構築することができる。
発明を実施するための最良の形態
第１図は本発明による可変光等化器の第１の実施例を示し、第２図は、第１図に示した光等化器の各部（ａ〜ｈ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示している。
この第１の実施例の可変光等化器１００は偏波無依存型であって、第１図の（Ａ）に示すように、光伝送路を形成する光ファイバ１に介挿して使用するために、入力側と出力側にそれぞれファイバコリメータ２１，２２を有する。入力側ファイバコリメータ２１と出力側ファイバコリメータ２２間の光軸上（Ｚ方向）には、第１の複屈折板３１、第１のλ／２波長板４１、第１の可変ファラデー回転子５１、偏波依存型素子６、第２の可変ファラデー回転子５２、第２のλ／２波長板４２、第２の複屈折板３２が順次配置されている。偏波依存型素子６としては、ここでは複屈折板が使用されている。第１図の（Ｂ）は、上記複屈折板３１，３２と偏波依存型素子（複屈折板）６の光学軸（Ｘ−Ｙ軸）配置を示す。
第１図および第２図において、光ファイバ１を伝送されてきた信号光は入力側ファイバコリメータ２１から光軸方向（Ｚ軸方向）にビーム状に出射される（ａ面）。出射されたビーム光は第１の複屈折板３１を通過することにより、垂直（Ｙ方向）と水平（Ｘ方向）の偏波方向別に２本のビーム光に分離される（ｂ面）。分離された２本のビーム光（垂直偏波と水平偏波）は、その一方（水平偏波）だけがλ／２波長板４１で偏波方向を９０度回転させられることにより、同じ偏波方向（Ｙ方向）に揃えられる（ｃ面）。偏波方向が揃えられた２本のビーム光は共に、第１の可変ファラデー回転子５１を通過した後（ｄ面）、偏波依存素子６を通過する（ｅ面）。偏向依存素子６を通過した２本のビーム光（ｅ面）は、第２の可変ファラデー回転子５２を通過した後（ｆ面）、一方のビーム光だけがλ／２波長板４２で偏波方向を９０度回転させられることにより、偏波方向が互いに直交させられる（ｇ面）。この後、その２つのビーム光は複屈折板３２で１本のビーム光（ｈ面）に合成されてファイバコリメータ２２に入射され、そこから光ファイバ１で再び伝送されて行く。
ここで、上記可変ファラデー回転子５１，５２は通過光の偏向面を磁場によって回転させる。この場合、その回転角（磁気旋光角）の方向と大きさは上記磁場の方向と強さによって変化する。また、複屈折板などの偏波依存素子６の光伝達特性は光の偏向角度によって変化する。したがって、上記可変ファラデー回転子５１，５２で偏向面が回転させられたビーム光（ｄ面）を上記偏波依存素子６に通した場合、そのビーム光の伝達特性は上記磁場の方向および／または強さによって任意に可変操作することができる。
第２図において、（Ａ）は２つの可変ファラデー回転子５１，５２の偏波回転角（磁気旋光角）をそれぞれ左４５度に設定した場合、（Ｂ）は両回転角をそれぞれ右４５度に設定した場合、（Ｃ）は一方の回転角をゼロ、他方の回転角を９０度に設定した場合の偏波状態をそれぞれ示すが、上記偏波依存素子６の偏波依存特性により、各状態ごとにそれぞれ異なる光伝達特性を得ることができる。
上述のようにして、第１図に示した偏波無依存型の可変光等化器１００は、光伝送路を形成する光ファイバ１に介挿させて光の伝達特性を可変設定することができる。この可変光等化器１００を用いて信号光の伝達特性の補償を行わせれば、上記磁場の方向および／または強さを操作することによって、最適な補償条件を高精度に可変設定することができる。したがって、波長の異なる多数の信号光の伝達特性も簡単かつ高精度に補償することが可能である。
第３図は、上述した可変光等化器１００を用いて伝達帯域の平坦化補償を行うようにしたＤＷＤＭ伝送システム（光多重伝送システム）の実施例を示す。同図に示すシステムは、互いに波長の異なる光信号を出力する多数の光信号源１０１と、各光信号源１０１の出力を合成して一本の光ファイバ１に伝送させる光合波器１０２との間に、上述した可変光等化器１００が介在させられている。この場合、可変光等化器１００は波長ごとに伝達特性の補償を行う。その補償特性は、各可変光等化器１００内の可変ファラデー回転子５１，５２における偏波回転角によって個別に設定されるが、その偏波回転角は前述したように、磁場の方向および／または強さによって任意に設定することができる。これにより、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を、単一種類または少種類の可変光等化器１００でもって、簡単かつ高精度に補償することができる。
第４図は、本発明による可変光等化器の第２の実施例を示す。同図において、（Ａ）は光学構成を示し、（Ｂ）はλ／２波長板４１，４２と偏波依存素子（複屈折板）６の光学軸（Ｘ−Ｙ軸）配置を示す。
第５図の（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ、第４図に示した光等化器の各部（ａ〜ｈ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示す。
前述した第１の実施例との相違に着目して説明すると、この第２の実施例では、偏波方向を９０度回転させるλ／２波長板４１，４２を２本のビーム光の各光軸に振り分けて配置している。つまり、偏波依存素子６の入光側に配置されたλ／２波長板４１は、一方の光ビームの偏波方向を９０度回転させることによって、その偏波依存素子６を通る２本のビーム光の偏波方向を同一に揃える。また、偏波依存素子６の出光側に配置されたλ／２波長板４２は、他方の光ビームを９０度回転させることによって、２本のビーム光の偏波方向を直交させる。これにより、前述した第１の実施例と同じ動作および効果が得られる。さらに、この実施例では、２本のビーム光のそれぞれにλ／２波長板４１，４２が１枚ずつ均等に介在することによって、偏波による伝達差を小さくすることができるという利点が得られる。
なお、図示を省略するが、偏波依存素子の入光側と出光側とでλ／２波長板の光軸位置を交替させてもよい。すなわち、上述した第２の実施例とは逆に、偏波依存素子の入光側に配置されたλ／２波長板は他方の光ビームの偏波方向を９０度回転させ、その出光側に配置されたλ／２波長板は一方の光ビームを９０度回転させる。この場合も、上述した第２の実施例と同じ動作および効果が得られる。
第６図は、本発明による可変光等化器の第３の実施例を示す。同図において、（Ａ）は光学構成、（Ｂ）は光学軸（Ｘ−Ｙ軸）配置をそれぞれ示す。
第７図の（Ａ）と（Ｂ）は、第６図に示した光等化器の各部（ａ〜ｄ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示す。
この第３の実施例の可変光等化器１００は偏波依存型であって、光ファイバ１を伝送されてくる信号光の偏波方向があらかじめ定まっている偏波保持型の光伝送システムに使用される。この可変光等化器１００は、ビーム光を偏波別に分離する処理および偏波を直交させる処理がそれぞれ不要なので、入力側ファイバコリメータ２１と出力側ファイバコリメータ２２間の光軸上に、偏向子３３、可変ファラデー回転子５１、および偏波依存素子６を１つずつ順に配置するだけで簡単に構成することができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、入力側ファイバコリメータと上記出力側ファイバコリメータ間の光軸上に可変ファラデー回転子と偏波依存素子を配置することにより、波長の異なる多数の信号光の伝達特性を、単一種類または少種類の可変光等化器でもって、簡単かつ高精度に補償することが可能となる。
また、波長の異なる多数の信号光を合波して一本の光ファイバで伝送させる光多重伝送システムにおいて本発明の可変光等化器を用いれば、良好な伝達帯域特性を持つ光多重伝送システムを構築することができる。なお、偏光子は、入力側ファイバコリメータから出射されるビームの直線度を上げるために機能するものなので、削除することも可能である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による可変光等化器の第１の実施例を示す光学構成図、
第２図は、第１図に示した光等化器の各部（ａ〜ｈ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示す図、
第３図は、本発明の可変光等化器を用いた光多重伝送システムの実施例を示す概略構成図、
第４図は、本発明による可変光等化器の第２の実施例を示す光学構成図、
第５図は、第４図に示した光等化器の各部（ａ〜ｈ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示す図、
第６図は、本発明による可変光等化器の第３の実施例を示す光学構成図、
第７図は、図６に示した光等化器の各部（ａ〜ｄ面）における光ビームの位置および偏波の状態を示す図、
第８図は、本発明者らが使用を検討した従来の光等化器の光学構成図である。
【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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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