JP2000252920A - 光等化器 - Google Patents
光等化器Info
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- JP2000252920A JP2000252920A JP11047785A JP4778599A JP2000252920A JP 2000252920 A JP2000252920 A JP 2000252920A JP 11047785 A JP11047785 A JP 11047785A JP 4778599 A JP4778599 A JP 4778599A JP 2000252920 A JP2000252920 A JP 2000252920A
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- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の光等化器では，グレーティングピッチ
を光導波路の長手方向に変化させて光導波路に書き込ん
だものであるため分散量は固定値となり，変化させるこ
とはできないという問題があった。また，伝送路のわず
かな状態変化に応じたアクティブな分散補償量の制御が
できないという問題があった。 【解決手段】 グレーティングに温度勾配印加手段を設
け，グレーティングの等価屈折率を長手方向に変化させ
る。温度勾配を変化させると，生ずる分散量を変化させ
ることができる。
を光導波路の長手方向に変化させて光導波路に書き込ん
だものであるため分散量は固定値となり，変化させるこ
とはできないという問題があった。また，伝送路のわず
かな状態変化に応じたアクティブな分散補償量の制御が
できないという問題があった。 【解決手段】 グレーティングに温度勾配印加手段を設
け，グレーティングの等価屈折率を長手方向に変化させ
る。温度勾配を変化させると，生ずる分散量を変化させ
ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信システムに係
わり、特に、超高速光信号の分散補償技術に係わるもの
である。
わり、特に、超高速光信号の分散補償技術に係わるもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光信号は波長によって伝送路を伝搬する
速度が異なるという現象がある。これは、波長毎に伝送
媒体の屈折率が異なることに起因する。また、光ファイ
バに代表される光伝送路では、光を伝送媒体の一部に閉
じ込めた状態で伝送を行うため、光の伝送媒体内での閉
じ込めの状態の違いによっても信号の伝搬速度が異な
る。閉じ込めの状態は波長によって異なるため、波長毎
の伝搬速度差の原因となる。上記の要因で起こる光の波
長による伝搬速度差を分散と呼ぶ。分散は遅延時間を波
長の関数としてして示したときの微分として与えられ、
ｐｓ／ｎｍなる単位を有する。
速度が異なるという現象がある。これは、波長毎に伝送
媒体の屈折率が異なることに起因する。また、光ファイ
バに代表される光伝送路では、光を伝送媒体の一部に閉
じ込めた状態で伝送を行うため、光の伝送媒体内での閉
じ込めの状態の違いによっても信号の伝搬速度が異な
る。閉じ込めの状態は波長によって異なるため、波長毎
の伝搬速度差の原因となる。上記の要因で起こる光の波
長による伝搬速度差を分散と呼ぶ。分散は遅延時間を波
長の関数としてして示したときの微分として与えられ、
ｐｓ／ｎｍなる単位を有する。
【０００３】分散の効果は高速光伝送を行う場合に主に
利用されるシングルモードファイバ（以下、SMFと称す
る）においても避けることのできない現象であり、伝送
による信号波形の劣化の原因となる。例えば、１０Gb／
sの信号を伝送する場合には、許容できる分散値は約１
０００ｐｓ／ｎｍで、これは約７０kmのSMFでの分散量
に相当する。したがって、長距離伝送を行うには分散を
補償することが非常に重要になる。この技術を分散補償
あるいは光等化と呼ぶ。分散補償用デバイスとしては、
分散補償ファイバ（DCF）が市販されている。分散補償
ファイバ（DCF）は伝送路に用いるSMFと逆の符号を持っ
た分散値を有するデバイスである。しかしながら、DCF
は長尺の光ファイバであるため実装容積が大きいという
問題がある。
利用されるシングルモードファイバ（以下、SMFと称す
る）においても避けることのできない現象であり、伝送
による信号波形の劣化の原因となる。例えば、１０Gb／
sの信号を伝送する場合には、許容できる分散値は約１
０００ｐｓ／ｎｍで、これは約７０kmのSMFでの分散量
に相当する。したがって、長距離伝送を行うには分散を
補償することが非常に重要になる。この技術を分散補償
あるいは光等化と呼ぶ。分散補償用デバイスとしては、
分散補償ファイバ（DCF）が市販されている。分散補償
ファイバ（DCF）は伝送路に用いるSMFと逆の符号を持っ
た分散値を有するデバイスである。しかしながら、DCF
は長尺の光ファイバであるため実装容積が大きいという
問題がある。
【０００４】従来例１ 他の分散補償技術としてチャープドグレーティングと呼
ばれる技術が知られており、例えば、特願５６−１３７
２号、特開昭５９−１２６３３６号に詳細が開示されて
いる。図８はチャープドグレーティングの概念を説明す
る図である。図８において、１７は光信号入力端子、１
８は光サーキュレータ、１９は光信号出力端子、３は光
導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波
路、２は回折格子である。光サーキュレータは光信号入
力端子より入力された光信号を光導波路入出力端子３に
出力し、光導波路入出力端子３より入射された光信号は
光信号出力端子１９に出力するという動作を行うデバイ
スである。回折格子２は屈折率をブラッグ波長周期で変
化させたものでありグレーティングと呼ぶ。光信号入力
端子１７より入力された光信号は光サーキュレータ１８
を経て、光導波路入出力端子３より光導波路１に入力さ
れる。光導波路１に書き込まれた回折格子２によって反
射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュ
レータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。
ばれる技術が知られており、例えば、特願５６−１３７
２号、特開昭５９−１２６３３６号に詳細が開示されて
いる。図８はチャープドグレーティングの概念を説明す
る図である。図８において、１７は光信号入力端子、１
８は光サーキュレータ、１９は光信号出力端子、３は光
導波路入出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波
路、２は回折格子である。光サーキュレータは光信号入
力端子より入力された光信号を光導波路入出力端子３に
出力し、光導波路入出力端子３より入射された光信号は
光信号出力端子１９に出力するという動作を行うデバイ
スである。回折格子２は屈折率をブラッグ波長周期で変
化させたものでありグレーティングと呼ぶ。光信号入力
端子１７より入力された光信号は光サーキュレータ１８
を経て、光導波路入出力端子３より光導波路１に入力さ
れる。光導波路１に書き込まれた回折格子２によって反
射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュ
レータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。
【０００５】ここで、光導波路に書き込まれたブラッグ
グレーティングによる分散補償について説明する。グレ
ーティングピッチ（格子間隔）をΛ、グレーティング部
の等価屈折率をNeffとすると、ブラッググレーティング
により反射される波長λB（ブラッグ波長）は、次の
（１）式で表される。 λB = 2 Neff Λ （１ ）
グレーティングによる分散補償について説明する。グレ
ーティングピッチ（格子間隔）をΛ、グレーティング部
の等価屈折率をNeffとすると、ブラッググレーティング
により反射される波長λB（ブラッグ波長）は、次の
（１）式で表される。 λB = 2 Neff Λ （１ ）
【０００６】従って、グレーティングピッチを光導波路
の長手方向に線形に変化させたチャープドグレーティン
グでは、ブラッグ波長は光導波路の長手方向に対して１
次関数的に分布する。これは、各ブラッグ波長に対応し
た光の反射点が導波路の長手方向に１次関数的に分布し
ていることと等価である。また、グレーティングで反射
して戻ってくる光は、その反射点までの距離に応じて遅
延するため、その遅延量は波長の１次関数として表され
る。
の長手方向に線形に変化させたチャープドグレーティン
グでは、ブラッグ波長は光導波路の長手方向に対して１
次関数的に分布する。これは、各ブラッグ波長に対応し
た光の反射点が導波路の長手方向に１次関数的に分布し
ていることと等価である。また、グレーティングで反射
して戻ってくる光は、その反射点までの距離に応じて遅
延するため、その遅延量は波長の１次関数として表され
る。
【０００７】例えば、 図８に示すように、グレーティ
ングピッチが光信号の入射側から線形に増加していくチ
ャープドグレーティング２では、 波長λ1，λ2，λ3
（λ1＜λ2 ＜λ3）の順に遅延は線形に増加する。その
結果、群遅延の波長微分で表わされる分散は図８（ｂ）
で表わされるように波長に対して一定値をとる直線とな
る。このようにしてチャープドグレーティングによって
所望の分散値を得ることができる。
ングピッチが光信号の入射側から線形に増加していくチ
ャープドグレーティング２では、 波長λ1，λ2，λ3
（λ1＜λ2 ＜λ3）の順に遅延は線形に増加する。その
結果、群遅延の波長微分で表わされる分散は図８（ｂ）
で表わされるように波長に対して一定値をとる直線とな
る。このようにしてチャープドグレーティングによって
所望の分散値を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところがチャープとグ
レーティングは上述のとおり，グレーティングピッチを
光導波路の長手方向に変化させて光導波路に書き込んだ
ものであるため分散量は固定値となり，変化させること
はできないという問題がある。光等化器に要求される分
散値は伝送路の分散を打ち消す分散量であるため，使用
される状況によって分散値は異なる。このため分散量を
変化させることができないという制約は使用上大きな問
題である。また，１０Ｇｂ／ｓ以上の超高速光信号では
分散補償の精度を高めることが必要であり，特に４０Ｇ
ｂ／ｓ以上の光信号においては伝送路のわずかな状態変
化に応じたアクティブな分散補償量の制御が必要となる
という議論もある。しかし，従来の光等価器ではアクテ
ィブな分散補償量の制御は不可能であるという問題があ
った。
レーティングは上述のとおり，グレーティングピッチを
光導波路の長手方向に変化させて光導波路に書き込んだ
ものであるため分散量は固定値となり，変化させること
はできないという問題がある。光等化器に要求される分
散値は伝送路の分散を打ち消す分散量であるため，使用
される状況によって分散値は異なる。このため分散量を
変化させることができないという制約は使用上大きな問
題である。また，１０Ｇｂ／ｓ以上の超高速光信号では
分散補償の精度を高めることが必要であり，特に４０Ｇ
ｂ／ｓ以上の光信号においては伝送路のわずかな状態変
化に応じたアクティブな分散補償量の制御が必要となる
という議論もある。しかし，従来の光等価器ではアクテ
ィブな分散補償量の制御は不可能であるという問題があ
った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明はかかる課題を
解決するためになされ、第１の発明に係わる光等化器
は、光信号を入出力する入出力端子と、入出力される光
信号にブラッグ反射を引き起こす回折格子を有する光導
波路と、この光導波路の光信号伝搬方向に温度勾配を印
加する温度勾配印加手段とを有するものである。
解決するためになされ、第１の発明に係わる光等化器
は、光信号を入出力する入出力端子と、入出力される光
信号にブラッグ反射を引き起こす回折格子を有する光導
波路と、この光導波路の光信号伝搬方向に温度勾配を印
加する温度勾配印加手段とを有するものである。
【００１０】第２の発明に係わる光等化器は、回折格子
によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号伝搬
方向に電界勾配を印加する電界勾配印加手段を有するも
のである。
によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号伝搬
方向に電界勾配を印加する電界勾配印加手段を有するも
のである。
【００１１】第３の発明に係わる光等化器は、回折格子
によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号伝搬
方向に応力勾配を印加する応力勾配印加手段を有するも
のである。
によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号伝搬
方向に応力勾配を印加する応力勾配印加手段を有するも
のである。
【００１２】第４の発明にに係わる光等化器は、光導波
路の複数個所の温度を検出する温度検出手段と、温度検
出手段の検出結果に基づいて、光導波路の温度を制御す
る温度制御手段とを有し、上記温度勾配印加手段は、温
度制御手段の制御に基づいて温度勾配を与えるものであ
る。
路の複数個所の温度を検出する温度検出手段と、温度検
出手段の検出結果に基づいて、光導波路の温度を制御す
る温度制御手段とを有し、上記温度勾配印加手段は、温
度制御手段の制御に基づいて温度勾配を与えるものであ
る。
【００１３】第５の発明に係わる光等化器は、上記温度
勾配検出手段を回折格子の中央部に配置し、回折格子の
中央部の温度を一定となるように上記温度勾配制御手段
が制御するものである。
勾配検出手段を回折格子の中央部に配置し、回折格子の
中央部の温度を一定となるように上記温度勾配制御手段
が制御するものである。
【００１４】第６の発明に係わる光等化器は、上記導波
路に非等間隔な櫛形熱伝導体を備えるものである。
路に非等間隔な櫛形熱伝導体を備えるものである。
【００１５】第７の発明に係わる光等化器は、光信号を
入出力する入出力端子と、入出力端子からの光信号を光
合分波する光カプラと、上記光カプラの第１の出力に接
続された第１の光導波路と、上記光カプラの第２の出力
に接続された第２の光導波路と、第１の光導波路の長手
方向に温度勾配を与える第１の温度勾配印加手段と、第
２の光導波路の長手方向に温度勾配を与える第２の温度
勾配印加手段とを備え、第１の光導波路と第２の光導波
路はブラッグ反射を引き起こす回折格子を有するもので
ある。
入出力する入出力端子と、入出力端子からの光信号を光
合分波する光カプラと、上記光カプラの第１の出力に接
続された第１の光導波路と、上記光カプラの第２の出力
に接続された第２の光導波路と、第１の光導波路の長手
方向に温度勾配を与える第１の温度勾配印加手段と、第
２の光導波路の長手方向に温度勾配を与える第２の温度
勾配印加手段とを備え、第１の光導波路と第２の光導波
路はブラッグ反射を引き起こす回折格子を有するもので
ある。
【００１６】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明に
よる光等化器の構成ブロック図である。図１において、
１７は光信号入力端子、１８は光サーキュレータ、１９
は光信号出力端子、３は光導波路入出力端子、４は光導
波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５ａ、５
ｂは温度印加手段である。光導波路１は光ファイバ、石
英系導波路、半導体導波路などを用いることができる。
温度印加手段５ａ、５ｂとしてはヒータ、ペルチェ素子
などを用いることができる。
よる光等化器の構成ブロック図である。図１において、
１７は光信号入力端子、１８は光サーキュレータ、１９
は光信号出力端子、３は光導波路入出力端子、４は光導
波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５ａ、５
ｂは温度印加手段である。光導波路１は光ファイバ、石
英系導波路、半導体導波路などを用いることができる。
温度印加手段５ａ、５ｂとしてはヒータ、ペルチェ素子
などを用いることができる。
【００１７】次に動作を説明する。光信号入力端子１７
より入力された光信号は光サーキュレータ１８を経て、
光導波路入出力端子３より光導波路１に入力される。回
折格子２のグレーティングピッチ（格子間隔）Λおよび
グレーティング部の等価屈折率をNeffによって決定され
るブラッグ波長に一致した光信号は、回折格子２によっ
て反射され、ブラッグ波長と一致しなかった光信号は光
導波路出力端子４から出力される。すなわち、回折格子
２は光フィルタとして機能する。回折格子２によって反
射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュ
レータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。
より入力された光信号は光サーキュレータ１８を経て、
光導波路入出力端子３より光導波路１に入力される。回
折格子２のグレーティングピッチ（格子間隔）Λおよび
グレーティング部の等価屈折率をNeffによって決定され
るブラッグ波長に一致した光信号は、回折格子２によっ
て反射され、ブラッグ波長と一致しなかった光信号は光
導波路出力端子４から出力される。すなわち、回折格子
２は光フィルタとして機能する。回折格子２によって反
射された光信号は光導波路入出力端子３から光サーキュ
レータ１８を経て光信号出力端子１９から出力される。
【００１８】温度印加手段５ａ、５ｂによって光導波路
１に熱が印加される。このとき、温度印加手段５ａが発
生する熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量を異なる
量とすることで、光導波路１および回折格子２には熱勾
配が発生する。光導波路１の屈折率は温度の関数となっ
ているため回折格子２の等価屈折率Neffも温度の関数と
なる。温度印加手段５ａ、５ｂによって印加された熱勾
配は等価屈折率Neffにも導波路長手方向の分布をもたら
す。式（１）に示されるようにブラッグ波長は等価屈折
率Neffの関数となるため、光導波路１の長手方向にブラ
ッグ波長が分布することになる。従って、熱勾配によっ
てチャープドグレーティングと同様な効果が生まれ、波
長が異なると反射点までの距離が異なり、分散が発生す
る。例えば、温度印加手段５ａが発生する熱量よりも温
度印加手段５ｂが発生する熱量が多ければ、図１（ｂ）
の実線に示されるような温度勾配が形成され、その結
果、波長によって光導波路入出力端子３からの反射点ま
での距離が異なる。図１（ｃ）の実線は波長と遅延時間
の関数を表している。分散は遅延時間の波長微分である
から図１（ｄ）実線のような分散が発生する。
１に熱が印加される。このとき、温度印加手段５ａが発
生する熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量を異なる
量とすることで、光導波路１および回折格子２には熱勾
配が発生する。光導波路１の屈折率は温度の関数となっ
ているため回折格子２の等価屈折率Neffも温度の関数と
なる。温度印加手段５ａ、５ｂによって印加された熱勾
配は等価屈折率Neffにも導波路長手方向の分布をもたら
す。式（１）に示されるようにブラッグ波長は等価屈折
率Neffの関数となるため、光導波路１の長手方向にブラ
ッグ波長が分布することになる。従って、熱勾配によっ
てチャープドグレーティングと同様な効果が生まれ、波
長が異なると反射点までの距離が異なり、分散が発生す
る。例えば、温度印加手段５ａが発生する熱量よりも温
度印加手段５ｂが発生する熱量が多ければ、図１（ｂ）
の実線に示されるような温度勾配が形成され、その結
果、波長によって光導波路入出力端子３からの反射点ま
での距離が異なる。図１（ｃ）の実線は波長と遅延時間
の関数を表している。分散は遅延時間の波長微分である
から図１（ｄ）実線のような分散が発生する。
【００１９】さて、ここで温度印加手段５ａが発生する
熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量の差を小さくす
ることを考える。回折格子２に生じる熱勾配および等価
屈折率勾配は図１（ｂ）の点線のように小さくなり、生
ずる遅延時間の波長依存性は図１（ｄ）の点線のように
大きくなる。従って、図１（ｄ）の点線に示すように分
散値は大きくなる。さらに、温度印加手段５ａが発生す
る熱量よりも温度印加手段５ｂが発生する熱量を小さく
すると生ずる分散の符号は負となる。このようにして、
回折格子２に印加する熱勾配を変化させることで、発生
する分散量を変化させることが可能である。即ち、光等
化ができる。尚、温度勾配と等価屈折率勾配の符号関係
は、光導波路を形成する媒体の温度係数によっては上述
の例と逆になる場合もある。また、温度勾配の制御によ
って分散のみならず、分散値の波長微分に相当する分散
スロープをも制御することが可能である。
熱量と温度印加手段５ｂが発生する熱量の差を小さくす
ることを考える。回折格子２に生じる熱勾配および等価
屈折率勾配は図１（ｂ）の点線のように小さくなり、生
ずる遅延時間の波長依存性は図１（ｄ）の点線のように
大きくなる。従って、図１（ｄ）の点線に示すように分
散値は大きくなる。さらに、温度印加手段５ａが発生す
る熱量よりも温度印加手段５ｂが発生する熱量を小さく
すると生ずる分散の符号は負となる。このようにして、
回折格子２に印加する熱勾配を変化させることで、発生
する分散量を変化させることが可能である。即ち、光等
化ができる。尚、温度勾配と等価屈折率勾配の符号関係
は、光導波路を形成する媒体の温度係数によっては上述
の例と逆になる場合もある。また、温度勾配の制御によ
って分散のみならず、分散値の波長微分に相当する分散
スロープをも制御することが可能である。
【００２０】回折格子２としては等間隔な格子を用いる
ことも、チャープドグレーティングを用いることもでき
る。またアポタイズグレーティングと呼ばれるような非
均一なグレーティングピッチを用いても同様の効果が得
られる。図１では２つの温度印加手段を用いたが、３つ
以上の温度印加手段を使用することができることはいう
までもない。
ことも、チャープドグレーティングを用いることもでき
る。またアポタイズグレーティングと呼ばれるような非
均一なグレーティングピッチを用いても同様の効果が得
られる。図１では２つの温度印加手段を用いたが、３つ
以上の温度印加手段を使用することができることはいう
までもない。
【００２１】実施の形態２．図２はこの発明による他の
実施の形態の構成図を示している。図１との相違は電極
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆおよび電圧源７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを設けたことにある。光導
波路１の屈折率は印加される電界によって変化するため
図１と同様に回折格子２の等価屈折率に長手方向の分布
が生じ、分散が発生する。電圧源７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄ、７ｅが７ａ＜７ｂ＜７ｃ＜７ｄ＜７ｅなる電圧にす
ることによって図１と同様な分散が生じ、この電圧の分
布を変化させることによって所望の分散を得ることがで
きる。
実施の形態の構成図を示している。図１との相違は電極
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆおよび電圧源７
ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅを設けたことにある。光導
波路１の屈折率は印加される電界によって変化するため
図１と同様に回折格子２の等価屈折率に長手方向の分布
が生じ、分散が発生する。電圧源７ａ、７ｂ、７ｃ、７
ｄ、７ｅが７ａ＜７ｂ＜７ｃ＜７ｄ＜７ｅなる電圧にす
ることによって図１と同様な分散が生じ、この電圧の分
布を変化させることによって所望の分散を得ることがで
きる。
【００２２】光導波路１が印加される電界によって屈折
率変化を生ずる現象は電気光学効果と呼ばれる。電気光
学効果が生じやすい光導波路を用いることによって電圧
源７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅの電圧を小さくするこ
とができる。電気光学効果が大きな材料としては半導
体、誘電体結晶などが知られている。図２では５つの電
極と５つの電圧源を用いているが、回折格子に等価屈折
率分布を生じる目的を満足すれば、電極および電圧源の
数は任意である。また、電圧計あるいは電界センサを用
いて印加する電圧あるいは電界をモニタし、制御するこ
とは安定な光等化器実現のために有効である。なお、図
２では、図1における導波路入出力端子３に接続される
べき光サーキュレータ１８を省いている。
率変化を生ずる現象は電気光学効果と呼ばれる。電気光
学効果が生じやすい光導波路を用いることによって電圧
源７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅの電圧を小さくするこ
とができる。電気光学効果が大きな材料としては半導
体、誘電体結晶などが知られている。図２では５つの電
極と５つの電圧源を用いているが、回折格子に等価屈折
率分布を生じる目的を満足すれば、電極および電圧源の
数は任意である。また、電圧計あるいは電界センサを用
いて印加する電圧あるいは電界をモニタし、制御するこ
とは安定な光等化器実現のために有効である。なお、図
２では、図1における導波路入出力端子３に接続される
べき光サーキュレータ１８を省いている。
【００２３】実施の形態３．図３はこの発明の他の実施
例を示す構成図である。図３において、３は光導波路入
出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は
回折格子、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅはピエゾ素
子、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅは電圧源、９は固定
台である。ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは
応力印加手段として動作する。
例を示す構成図である。図３において、３は光導波路入
出力端子、４は光導波路出力端子、１は光導波路、２は
回折格子、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅはピエゾ素
子、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅは電圧源、９は固定
台である。ピエゾ素子８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅは
応力印加手段として動作する。
【００２４】次に動作について説明する。ピエゾ素子に
よって光導波路１には応力が印加される。その結果、光
路長が変化するためブラッグ波長までの距離が変化し、
分散が発生する。この印加する応力を変化させることに
よって所望の分散を得ることができる。なお、図３で
は、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき
光サーキュレータ１８を省いている。
よって光導波路１には応力が印加される。その結果、光
路長が変化するためブラッグ波長までの距離が変化し、
分散が発生する。この印加する応力を変化させることに
よって所望の分散を得ることができる。なお、図３で
は、図1における導波路入出力端子３に接続されるべき
光サーキュレータ１８を省いている。
【００２５】実施の形態４．図４はこの発明の他の実施
例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は
光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段、１０ａ、１０ｂは温度検出手
段、１１ａ、１１ｂは温度制御回路である。温度制御回
路１１ａ、１１ｂは温度検出回路１２ａ、１２ｂ，基準
電圧発生回路１５ａ、１５ｂ，比較器１３ａ，１３ｂ，
より構成される。温度検出手段１０ａ、１０ｂとしては
サーミスタや半導体デバイスなどを用いる。
例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は
光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段、１０ａ、１０ｂは温度検出手
段、１１ａ、１１ｂは温度制御回路である。温度制御回
路１１ａ、１１ｂは温度検出回路１２ａ、１２ｂ，基準
電圧発生回路１５ａ、１５ｂ，比較器１３ａ，１３ｂ，
より構成される。温度検出手段１０ａ、１０ｂとしては
サーミスタや半導体デバイスなどを用いる。
【００２６】次に、図４を用いて動作を説明する。温度
検出手段１０ａによって計測された温度は温度検出回路
１２ａによって電圧に変換され、基準電圧発生回路１５
ａによって発生される電圧と比較器１３ａで比較され
る。比較器１３ａが発生する誤差信号によって温度制御
手段１１ａが温度印加手段５ａを制御するので、温度検
出回路１２ａが発生する電圧は基準電圧発生回路１５ａ
から出力する電圧と等しくなるように動作する。同様
に、温度検出手段１０ｂによって計測された温度は温度
検出回路１２ｂによって電圧に変換され、基準電圧発生
回路１５ｂによって発生される電圧と比較器１３ｂで比
較される。比較器１３ｂが発生する誤差信号によって温
度制御手段１１ｂが温度印加手段５ａを制御するため、
温度検出回路１２ｂが発生する電圧は基準電圧発生回路
１５ｂから出力する電圧と等しくなるように動作する。
図１との相違は温度検出手段１０ａ、１０ｂを設けたこ
とによってより高精度かつ安定に温度勾配を印加するこ
と可能となったことである。言うまでもなく３つ以上の
温度検出手段を設けることはさらなる高精度化、安定化
に有効となる。なお、図４では、図1における導波路入
出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省
いている。
検出手段１０ａによって計測された温度は温度検出回路
１２ａによって電圧に変換され、基準電圧発生回路１５
ａによって発生される電圧と比較器１３ａで比較され
る。比較器１３ａが発生する誤差信号によって温度制御
手段１１ａが温度印加手段５ａを制御するので、温度検
出回路１２ａが発生する電圧は基準電圧発生回路１５ａ
から出力する電圧と等しくなるように動作する。同様
に、温度検出手段１０ｂによって計測された温度は温度
検出回路１２ｂによって電圧に変換され、基準電圧発生
回路１５ｂによって発生される電圧と比較器１３ｂで比
較される。比較器１３ｂが発生する誤差信号によって温
度制御手段１１ｂが温度印加手段５ａを制御するため、
温度検出回路１２ｂが発生する電圧は基準電圧発生回路
１５ｂから出力する電圧と等しくなるように動作する。
図１との相違は温度検出手段１０ａ、１０ｂを設けたこ
とによってより高精度かつ安定に温度勾配を印加するこ
と可能となったことである。言うまでもなく３つ以上の
温度検出手段を設けることはさらなる高精度化、安定化
に有効となる。なお、図４では、図1における導波路入
出力端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省
いている。
【００２７】実施の形態５．図５はこの発明の他の実施
例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は
光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段、１０は温度検出手段、１１は
温度制御回路である。温度制御回路１１は温度検出回路
１２、第１の基準電圧発生回路１５ａ、比較器１３、第
２の基準電圧発生回路１５ｂ、加算器1４より構成され
る。
例を示す構成図である。３は光導波路入出力端子、４は
光導波路出力端子、１は光導波路、２は回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段、１０は温度検出手段、１１は
温度制御回路である。温度制御回路１１は温度検出回路
１２、第１の基準電圧発生回路１５ａ、比較器１３、第
２の基準電圧発生回路１５ｂ、加算器1４より構成され
る。
【００２８】図５の特徴は温度検出手段１０が回折格子
２の中央部に取り付けられていることである。温度制御
回路１１は温度検出手段１０が検出する温度を第１の基
準電圧発生回路１５ａで与えられる電圧できまる一定値
に保ちつつ、温度勾配を第２の基準電圧発生回路１５ｂ
で与えられる電圧値に従って変化させるという動作を行
う。温度検出手段１０によって計測された温度は温度検
出回路１２によって電圧に変換され、第１の基準電圧発
生回路１５ａによって発生される電圧と比較器１３で比
較される。比較器１３が発生する誤差信号によって温度
制御手段１１が温度印加手段５ａを制御する。
２の中央部に取り付けられていることである。温度制御
回路１１は温度検出手段１０が検出する温度を第１の基
準電圧発生回路１５ａで与えられる電圧できまる一定値
に保ちつつ、温度勾配を第２の基準電圧発生回路１５ｂ
で与えられる電圧値に従って変化させるという動作を行
う。温度検出手段１０によって計測された温度は温度検
出回路１２によって電圧に変換され、第１の基準電圧発
生回路１５ａによって発生される電圧と比較器１３で比
較される。比較器１３が発生する誤差信号によって温度
制御手段１１が温度印加手段５ａを制御する。
【００２９】加算器１４は比較器１３が発生した電圧と
第２の基準電圧発生回路１５ｂによって発生される電圧
を加算し、温度制御手段１１が温度印加手段５ｂを制御
する。温度検出回路１２が発生する電圧は第１の基準電
圧発生回路１５ａから出力する電圧と等しくなるように
動作する。印加される温度勾配を変化させた場合にも回
折格子２の中央部の温度が一定値となるように制御され
るため、回折格子２のブラッグ反射波長の中心波長は一
定となる。なお、図５では、図1における導波路入出力
端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いて
いる。
第２の基準電圧発生回路１５ｂによって発生される電圧
を加算し、温度制御手段１１が温度印加手段５ｂを制御
する。温度検出回路１２が発生する電圧は第１の基準電
圧発生回路１５ａから出力する電圧と等しくなるように
動作する。印加される温度勾配を変化させた場合にも回
折格子２の中央部の温度が一定値となるように制御され
るため、回折格子２のブラッグ反射波長の中心波長は一
定となる。なお、図５では、図1における導波路入出力
端子３に接続されるべき光サーキュレータ１８を省いて
いる。
【００３０】実施の形態６．図６はこの発明の他の実施
例を示す構成図である。図１との相違は熱伝導体１６を
追加したことにある。熱伝導体１６は非等間隔な櫛形を
しており、回折格子２に熱勾配を与えることができる。
動作については図１と同様である。
例を示す構成図である。図１との相違は熱伝導体１６を
追加したことにある。熱伝導体１６は非等間隔な櫛形を
しており、回折格子２に熱勾配を与えることができる。
動作については図１と同様である。
【００３１】実施の形態７．図７はこの発明の他の実施
の形態を示す構成図である。図７において、１７は光信
号入力端子、１９は光信号出力端子、２３は光合分波
器、１ａ、１ｂは光導波路、２ａ、２ｂは回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段である。光合分波器、光導波路
を集積化することは光等化器の小型化および高精度化に
有効である。光合分波器２３としては通常、３ｄＢ光カ
プラを用いる。この実施例では光サーキューレータを用
いることなく、図１と同様な効果を得ることができる。
の形態を示す構成図である。図７において、１７は光信
号入力端子、１９は光信号出力端子、２３は光合分波
器、１ａ、１ｂは光導波路、２ａ、２ｂは回折格子、５
ａ、５ｂは温度印加手段である。光合分波器、光導波路
を集積化することは光等化器の小型化および高精度化に
有効である。光合分波器２３としては通常、３ｄＢ光カ
プラを用いる。この実施例では光サーキューレータを用
いることなく、図１と同様な効果を得ることができる。
【００３２】本実施の形態による動作を説明する．光信
号入力端子１７から入力され、光合分波器２３において
二つの隣り合う導波路にパワーが各々１／２、位相差π
／２の状態で分波された光は、各々温度勾配を印加され
た回折格子２ａ、２ｂを含む光導波路１ａ、１ｂにおい
て分散を受けた後、光合分波器２３に反射されて戻って
くる。光合分波器２３に入力された各導波路の光信号
は、光合分波器２３を通過するときにさらにπ／２だけ
の位相差を得るため、光合分波器２３を１往復したこと
により各導波路での光の位相差はπとなる．その結果、
光合分波器２３に戻ってきた光は光信号入力端子１７と
光信号出力端子１９に出力される。
号入力端子１７から入力され、光合分波器２３において
二つの隣り合う導波路にパワーが各々１／２、位相差π
／２の状態で分波された光は、各々温度勾配を印加され
た回折格子２ａ、２ｂを含む光導波路１ａ、１ｂにおい
て分散を受けた後、光合分波器２３に反射されて戻って
くる。光合分波器２３に入力された各導波路の光信号
は、光合分波器２３を通過するときにさらにπ／２だけ
の位相差を得るため、光合分波器２３を１往復したこと
により各導波路での光の位相差はπとなる．その結果、
光合分波器２３に戻ってきた光は光信号入力端子１７と
光信号出力端子１９に出力される。
【００３３】
【発明の効果】以上、説明したとおり、本発明によれ
ば、ブラッグ反射を引き起こす格子を有する光伝送路は
光信号伝搬方向に温度勾配を印加する手段を備えてお
り、温度勾配を印加することによって分散を発生するこ
とができる。また、この発明によれば分散値を所望の値
に変化させることができる。
ば、ブラッグ反射を引き起こす格子を有する光伝送路は
光信号伝搬方向に温度勾配を印加する手段を備えてお
り、温度勾配を印加することによって分散を発生するこ
とができる。また、この発明によれば分散値を所望の値
に変化させることができる。
【００３４】つぎの発明によれば、ブラッグ反射を引き
起こす格子を有する光伝送路は光信号伝搬方向に電界勾
配を印加する手段を備えており、電界勾配を印加するこ
とによって分散を発生することができる。また、この発
明によれば分散値を所望の値に変化させることができ
る。
起こす格子を有する光伝送路は光信号伝搬方向に電界勾
配を印加する手段を備えており、電界勾配を印加するこ
とによって分散を発生することができる。また、この発
明によれば分散値を所望の値に変化させることができ
る。
【００３５】つぎの発明によれば、ブラッグ反射を引き
起こす格子を有する光伝送路は光信号伝搬方向に応力勾
配を印加する手段を備えており、応力勾配を印加するこ
とによって分散を発生することができる。また、この発
明によれば分散値を所望の値に変化させることができ
る。
起こす格子を有する光伝送路は光信号伝搬方向に応力勾
配を印加する手段を備えており、応力勾配を印加するこ
とによって分散を発生することができる。また、この発
明によれば分散値を所望の値に変化させることができ
る。
【００３６】つぎの発明によれば、２つ以上の温度制御
回路を備えているため、所望の温度勾配を与えることが
できるため、分散補償量を制御することができる。
回路を備えているため、所望の温度勾配を与えることが
できるため、分散補償量を制御することができる。
【００３７】つぎの発明によれば、格子のブラッグ中心
波長が変化しないように伝送路に温度勾配を印加する手
段を備えるため、信号波長に対して安定な光等化器を提
供することができる。
波長が変化しないように伝送路に温度勾配を印加する手
段を備えるため、信号波長に対して安定な光等化器を提
供することができる。
【００３８】つぎの発明によれば、非等間隔閣な櫛形熱
伝導体を備えるため、簡便な構成で温度勾配を印加する
ことが可能となり、簡便に光等化器を提供することがで
きる。
伝導体を備えるため、簡便な構成で温度勾配を印加する
ことが可能となり、簡便に光等化器を提供することがで
きる。
【００３９】つぎの発明によれば、光カプラと上記光カ
プラの第１の出力に接続された第１の光導波路と、上記
光カプラの第２の出力に接続された第２の光導波路と、
第１の光導波路の長手方向に温度勾配を与える第１の温
度勾配印加手段と、第２の光導波路の長手方向に温度勾
配を与える第２の温度勾配印加手段とを備え、第１の光
導波路と第２の光導波路はブラッグ反射を引き起こす格
子を有することを特徴とするため、光サーキュレータを
用いることなく小型で簡便な光等化器を提供することが
できる。
プラの第１の出力に接続された第１の光導波路と、上記
光カプラの第２の出力に接続された第２の光導波路と、
第１の光導波路の長手方向に温度勾配を与える第１の温
度勾配印加手段と、第２の光導波路の長手方向に温度勾
配を与える第２の温度勾配印加手段とを備え、第１の光
導波路と第２の光導波路はブラッグ反射を引き起こす格
子を有することを特徴とするため、光サーキュレータを
用いることなく小型で簡便な光等化器を提供することが
できる。
【図１】 実施の形態１を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態２を示すブロック図である。
【図３】 実施の形態３を示すブロック図である。
【図４】 実施の形態４を示すブロック図である。
【図５】 実施の形態５を示すブロック図である。
【図６】 実施の形態６を示すブロック図である。
【図７】 実施の形態７を示すブロック図である。
【図８】 従来例１の構成を示す図である。
１、１ａ、１ｂ 光導波路 ２、２ａ、２ｂ 回折格子 ３ 光導波路入出力端子 ４ 光導波路出力端子 ５、５ａ、５ｂ 温度印加手段 ６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆ 電極 ７、７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ 電圧源 ８、８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ ピエゾ
素子 ９ 固定台 １０、１０ａ、１０ｂ 温度検出手段 １１、１１ａ、１１ｂ 温度制御回路 １２ 温度検出回路 １３ 比較器 １４ 加算器 １５、１５ａ、１５ｂ 基準電圧発生回路 １６ 熱伝導体 １７ 光信号入力端子 １８ 光サーキュレータ １９ 光信号出力端子 ２０ 偏波分離器 ２３ 光合分波器
素子 ９ 固定台 １０、１０ａ、１０ｂ 温度検出手段 １１、１１ａ、１１ｂ 温度制御回路 １２ 温度検出回路 １３ 比較器 １４ 加算器 １５、１５ａ、１５ｂ 基準電圧発生回路 １６ 熱伝導体 １７ 光信号入力端子 １８ 光サーキュレータ １９ 光信号出力端子 ２０ 偏波分離器 ２３ 光合分波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H050 AC82 AC84 AD00 5K002 AA06 BA05 BA21 CA01 CA11 DA02 FA01 5K046 AA08 BA04 CC01 CC02 CC11 KK07
Claims (7)
- 【請求項１】 光信号を入出力する入出力端子と、入出
力される光信号にブラッグ反射を引き起こす回折格子を
有する光導波路と、この光導波路の光信号伝搬方向に温
度勾配を印加する温度勾配印加手段とを備えたことを特
徴とする光等化器。 - 【請求項２】 上記温度勾配印加手段の代わりに、回折
格子によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号
伝搬方向に電界勾配を印加する電界勾配印加手段を備え
たことを特徴とする請求項１に記載の光等化器。 - 【請求項３】 上記温度勾配印加手段の代わりに回折格
子によりブラッグ反射を引き起こす光導波路に光信号伝
搬方向に応力勾配を印加する応力勾配印加手段を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の光等化器。 - 【請求項４】 上記光導波路の複数個所の温度を検出す
る温度検出手段と、上記温度検出手段の検出結果に基づ
いて、上記光導波路の温度を制御する温度制御手段とを
有し、上記温度勾配印加手段は、上記温度制御手段の制
御に基づいて温度勾配を与えることを特徴とする請求項
１に記載の光等化器。 - 【請求項５】 上記温度勾配検出手段を回折格子の中央
部に配置し、回折格子の中央部の温度を一定となるよう
に上記温度勾配制御手段が制御することを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の光等化器。 - 【請求項６】 上記導波路に非等間隔な櫛形熱伝導体を
備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載
の光等化器。 - 【請求項７】 光信号を入出力する入出力端子と、入出
力端子からの光信号を光合分波する光カプラと、上記光
カプラの第１の出力に接続された第１の光導波路と、上
記光カプラの第２の出力に接続された第２の光導波路
と、上記第１の光導波路の長手方向に温度勾配を与える
第１の温度勾配印加手段と、上記第２の光導波路の長手
方向に温度勾配を与える第２の温度勾配印加手段とを備
え、上記第１の光導波路と上記第２の光導波路はブラッ
グ反射を引き起こす回折格子を有することを特徴とする
光等化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04778599A JP4575531B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 光等化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04778599A JP4575531B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 光等化器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007131762A Division JP4640376B2 (ja) | 2007-05-17 | 2007-05-17 | 光等化器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252920A true JP2000252920A (ja) | 2000-09-14 |
| JP4575531B2 JP4575531B2 (ja) | 2010-11-04 |
Family
ID=12785043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04778599A Expired - Fee Related JP4575531B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 光等化器 |
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|---|---|
| JP (1) | JP4575531B2 (ja) |
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- 1999-02-25 JP JP04778599A patent/JP4575531B2/ja not_active Expired - Fee Related
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