JPH10246873A - 光ファイバーグレーティングデバイス及び光マルチプレクサ／デマルチプレクサ - Google Patents
光ファイバーグレーティングデバイス及び光マルチプレクサ／デマルチプレクサInfo
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- JPH10246873A JPH10246873A JP10009640A JP964098A JPH10246873A JP H10246873 A JPH10246873 A JP H10246873A JP 10009640 A JP10009640 A JP 10009640A JP 964098 A JP964098 A JP 964098A JP H10246873 A JPH10246873 A JP H10246873A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 より広い同調範囲を有し、連続的な電力を必
要としない同調可能ファイバーグレーティングを実現す
る。 【解決手段】 ファイバーグレーティングが一対の磁石
の間に固定されており、磁石に印加される磁力（反発力
あるいは吸引力）がグレーティングに伝達される。電磁
石が前記磁石に隣接して配置されていて、磁石を磁化す
る磁界を印加する。電磁石に印加される電流を制御する
ことにより、グレーティングに伝達される力の制御、す
なわちグレーティングの歪み、間隔及び反射周波数の制
御が可能になる。本発明の望ましい実施例においては、
電磁石が駆動されて磁気パルスが生成され、その磁気パ
ルスが２つの磁石の間の残留力を制御するため、連続し
て電力を供給する必要が無くなる。同調可能ファイバー
グレーティングを用いた追加／抽出マルチプレクサが記
述されている。
要としない同調可能ファイバーグレーティングを実現す
る。 【解決手段】 ファイバーグレーティングが一対の磁石
の間に固定されており、磁石に印加される磁力（反発力
あるいは吸引力）がグレーティングに伝達される。電磁
石が前記磁石に隣接して配置されていて、磁石を磁化す
る磁界を印加する。電磁石に印加される電流を制御する
ことにより、グレーティングに伝達される力の制御、す
なわちグレーティングの歪み、間隔及び反射周波数の制
御が可能になる。本発明の望ましい実施例においては、
電磁石が駆動されて磁気パルスが生成され、その磁気パ
ルスが２つの磁石の間の残留力を制御するため、連続し
て電力を供給する必要が無くなる。同調可能ファイバー
グレーティングを用いた追加／抽出マルチプレクサが記
述されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバーグレー
ティングに関し、特に磁気によって同調可能なファイバ
ーグレーティングに関する。
ティングに関し、特に磁気によって同調可能なファイバ
ーグレーティングに関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバーは現在の通信システムにお
けるキーコンポーネントである。光ファイバーは、大容
量の情報を含む光信号を長距離に亘って非常に低損失で
伝送することが可能なガラス製の微細なストランドであ
る。その本質においては、光ファイバーは、第一屈折率
を有するコアの周囲に（より小さい）第二屈折率を有す
るクラッドを有することによって特徴付けられる微細な
直径の導波路である。クリティカルな受容角より小さい
入射角でコアに入射した光束は、ファイバーのコア内で
内部全反射する。これらの光束は、ファイバーの軸に沿
って最小の減衰で導かれる。通常の光ファイバーは、屈
折率を制御するための不純物をわずかに含む高純度のＳ
ｉＯ2よりなる。
けるキーコンポーネントである。光ファイバーは、大容
量の情報を含む光信号を長距離に亘って非常に低損失で
伝送することが可能なガラス製の微細なストランドであ
る。その本質においては、光ファイバーは、第一屈折率
を有するコアの周囲に（より小さい）第二屈折率を有す
るクラッドを有することによって特徴付けられる微細な
直径の導波路である。クリティカルな受容角より小さい
入射角でコアに入射した光束は、ファイバーのコア内で
内部全反射する。これらの光束は、ファイバーの軸に沿
って最小の減衰で導かれる。通常の光ファイバーは、屈
折率を制御するための不純物をわずかに含む高純度のＳ
ｉＯ2よりなる。
【０００３】光ファイバーブラッグ（Bragg）グレーテ
ィングは、光ファイバー内の光の特定の波長を選択的に
制御するための重要な素子である。通常のブラッググレ
ーティングは、ファイバーの長さ方向に実質的に等間隔
で配置された相異なった屈折率を有する領域を複数個有
している。これらの屈折率の異なる領域は、領域間の間
隔Λの２倍に等しい波長を有する光、すなわち、λを真
空での波長、ｎeffを伝播モードの実効屈折率とすると
き、λ＝２ｎeffΛなる光を選択的に反射する。これ以
外の波長の光は、実質的に減衰されることなく伝播す
る。このようなブラッググレーティングは、フィルタリ
ング、半導体レーザーの安定化、ファイバー増幅器のポ
ンピングエネルギーの反射、及びファイバー分散の補償
等を含む種々のアプリケーションにおいて有用である。
ィングは、光ファイバー内の光の特定の波長を選択的に
制御するための重要な素子である。通常のブラッググレ
ーティングは、ファイバーの長さ方向に実質的に等間隔
で配置された相異なった屈折率を有する領域を複数個有
している。これらの屈折率の異なる領域は、領域間の間
隔Λの２倍に等しい波長を有する光、すなわち、λを真
空での波長、ｎeffを伝播モードの実効屈折率とすると
き、λ＝２ｎeffΛなる光を選択的に反射する。これ以
外の波長の光は、実質的に減衰されることなく伝播す
る。このようなブラッググレーティングは、フィルタリ
ング、半導体レーザーの安定化、ファイバー増幅器のポ
ンピングエネルギーの反射、及びファイバー分散の補償
等を含む種々のアプリケーションにおいて有用である。
【０００４】従来技術に係るファイバーブラッググレー
ティングは、紫外光にセンシティブな単一あるいは複数
の不純物（ドーパント）を分散し（例えばゲルマニウム
酸化物をドープしたコアを有するファイバー等）、この
ファイバーを周期的な時間間隔でエキシマレーザーから
の紫外光に晒すことによって作製される。紫外光は光セ
ンシティブなドーパントと相互作用し、長時間持続する
屈折率の局所的な変化を生成する。従来技術に係るグレ
ーティングを実現するための屈折率変化の適切な周期的
間隔は、物理的なマスク、位相マスク、あるいは干渉し
合う光束対を利用することによって実現される。
ティングは、紫外光にセンシティブな単一あるいは複数
の不純物（ドーパント）を分散し（例えばゲルマニウム
酸化物をドープしたコアを有するファイバー等）、この
ファイバーを周期的な時間間隔でエキシマレーザーから
の紫外光に晒すことによって作製される。紫外光は光セ
ンシティブなドーパントと相互作用し、長時間持続する
屈折率の局所的な変化を生成する。従来技術に係るグレ
ーティングを実現するための屈折率変化の適切な周期的
間隔は、物理的なマスク、位相マスク、あるいは干渉し
合う光束対を利用することによって実現される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来技術に係るファイ
バーグレーティングに関する問題点は、それらが固定し
た波長しか濾波しないという点である。各々のグレーテ
ィングは、λ＝２ｎeffΛ近傍に中心を有する狭い帯域
内の光のみを反射する。しかしながら、マルチプレクシ
ング等の多くのアプリケーションにおいては、波長応答
が制御して変化させられ得るような同調可能なグレーテ
ィングを用いることが望ましい。
バーグレーティングに関する問題点は、それらが固定し
た波長しか濾波しないという点である。各々のグレーテ
ィングは、λ＝２ｎeffΛ近傍に中心を有する狭い帯域
内の光のみを反射する。しかしながら、マルチプレクシ
ング等の多くのアプリケーションにおいては、波長応答
が制御して変化させられ得るような同調可能なグレーテ
ィングを用いることが望ましい。
【０００６】同調可能ファイバーグレーティングを実現
する一つの試みにおいては、グレーティングに歪みを与
える目的でピエゾ電気効果素子が用いられる。例えば、
Quetel et al., 1996 Technical Digest Series, Conf.
on Optical Fiber Communication, San Jose, Calif.,
Feb.25-March 1, 1996, Vol.2, p.120, paper No.WF6
を参照。このアプローチの問題点は、ピエゾ電気効果に
よるアクチュエーションで生成される歪みが比較的小さ
く、デバイスの同調範囲を制限してしまう、ということ
である。さらに、比較的高い電圧、例えば１ｎｍの歪み
に関しておよそ１００ボルト、の電圧を連続的に印加す
ることが必要となる。従って、より広い同調範囲を有
し、連続的な電力を必要としない同調可能ファイバーグ
レーティングに関する要求が存在する。
する一つの試みにおいては、グレーティングに歪みを与
える目的でピエゾ電気効果素子が用いられる。例えば、
Quetel et al., 1996 Technical Digest Series, Conf.
on Optical Fiber Communication, San Jose, Calif.,
Feb.25-March 1, 1996, Vol.2, p.120, paper No.WF6
を参照。このアプローチの問題点は、ピエゾ電気効果に
よるアクチュエーションで生成される歪みが比較的小さ
く、デバイスの同調範囲を制限してしまう、ということ
である。さらに、比較的高い電圧、例えば１ｎｍの歪み
に関しておよそ１００ボルト、の電圧を連続的に印加す
ることが必要となる。従って、より広い同調範囲を有
し、連続的な電力を必要としない同調可能ファイバーグ
レーティングに関する要求が存在する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従って、同調可
能ファイバーグレーティングが実現される。本発明に係
る同調可能ファイバーグレーティングにおいては、ファ
イバーグレーティングが一対の磁石の間に固定されてお
り、磁石に印加される磁力（反発力あるいは吸引力）が
グレーティングに伝達される。電磁石が前記磁石に隣接
して配置されていて、磁石を磁化する磁界を印加する。
電磁石に印加される電流を制御することにより、ファイ
バーグレーティングに伝達される力の制御、すなわちグ
レーティングの歪み、間隔及び反射周波数の制御が可能
になる。本発明の望ましい実施例においては、電磁石が
駆動されて磁気パルスが生成され、その磁気パルスが２
つの磁石の間の残留力を制御するため、連続して電力を
供給する必要が無くなる。さらに、本明細書において
は、本発明に係る同調可能ファイバーグレーティングを
用いた追加／抽出マルチプレクサが記述されている。
能ファイバーグレーティングが実現される。本発明に係
る同調可能ファイバーグレーティングにおいては、ファ
イバーグレーティングが一対の磁石の間に固定されてお
り、磁石に印加される磁力（反発力あるいは吸引力）が
グレーティングに伝達される。電磁石が前記磁石に隣接
して配置されていて、磁石を磁化する磁界を印加する。
電磁石に印加される電流を制御することにより、ファイ
バーグレーティングに伝達される力の制御、すなわちグ
レーティングの歪み、間隔及び反射周波数の制御が可能
になる。本発明の望ましい実施例においては、電磁石が
駆動されて磁気パルスが生成され、その磁気パルスが２
つの磁石の間の残留力を制御するため、連続して電力を
供給する必要が無くなる。さらに、本明細書において
は、本発明に係る同調可能ファイバーグレーティングを
用いた追加／抽出マルチプレクサが記述されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る同調可能フ
ァイバーグレーティング１０を模式的に示す図である。
ファイバーグレーティング１０は、屈折率の変化した領
域１３よりなるグレーティング１２を含むある長さの光
ファイバー１１を有している。グレーティング領域内の
ファイバーは、接着あるいは機械的なアタッチメントに
よって、グレーティング１２に対して力を伝達する一対
の磁石１４、１５の間に固定されている。磁石は永久磁
石であるか、あるいはより可能性は低いが、例えば鉄等
の軟磁化材料よりなる主体である。磁石は、それぞれ同
心円状にファイバーの周囲を取り囲む円柱であることが
便利である。それらの間に制御可能な磁界を実現する単
一あるいは複数個の電磁石（ソレノイド）１６、１７
が、磁石１４、１５に隣接して配置されている。
ァイバーグレーティング１０を模式的に示す図である。
ファイバーグレーティング１０は、屈折率の変化した領
域１３よりなるグレーティング１２を含むある長さの光
ファイバー１１を有している。グレーティング領域内の
ファイバーは、接着あるいは機械的なアタッチメントに
よって、グレーティング１２に対して力を伝達する一対
の磁石１４、１５の間に固定されている。磁石は永久磁
石であるか、あるいはより可能性は低いが、例えば鉄等
の軟磁化材料よりなる主体である。磁石は、それぞれ同
心円状にファイバーの周囲を取り囲む円柱であることが
便利である。それらの間に制御可能な磁界を実現する単
一あるいは複数個の電磁石（ソレノイド）１６、１７
が、磁石１４、１５に隣接して配置されている。
【０００９】ファイバーグレーティングは、機械的なク
ランプか、あるいはエポキシやハンダ等による接着かの
いずれかによって、磁石に対して固着されている。ハン
ダを用いる場合には、ファイバーの表面がハンダ接着強
度を高めるために金属層によってコーティングされてい
ることが望ましい。図１においては、接着材が接着層１
８として示されている。図示されているように、同一磁
極が隣接する（例えばＳ極とＳ極が隣接する）場合に
は、磁力によって磁石がファイバーグレーティングの延
在方向に離れようとする。あるいは、図２に示されてい
るように、磁石１４、１５が逆の磁極が隣接する（Ｓ極
がＮ極と隣接する）ように配置されている場合には、電
磁石１６、１７からの磁界がグレーティングに圧縮歪み
を生成する。この場合には、ファイバー保持チューブ
（キャピラリチューブ）１９が、局所的なファイバーの
曲がりを避けるために用いられることが望ましい。
ランプか、あるいはエポキシやハンダ等による接着かの
いずれかによって、磁石に対して固着されている。ハン
ダを用いる場合には、ファイバーの表面がハンダ接着強
度を高めるために金属層によってコーティングされてい
ることが望ましい。図１においては、接着材が接着層１
８として示されている。図示されているように、同一磁
極が隣接する（例えばＳ極とＳ極が隣接する）場合に
は、磁力によって磁石がファイバーグレーティングの延
在方向に離れようとする。あるいは、図２に示されてい
るように、磁石１４、１５が逆の磁極が隣接する（Ｓ極
がＮ極と隣接する）ように配置されている場合には、電
磁石１６、１７からの磁界がグレーティングに圧縮歪み
を生成する。この場合には、ファイバー保持チューブ
（キャピラリチューブ）１９が、局所的なファイバーの
曲がりを避けるために用いられることが望ましい。
【００１０】磁石から伝達された力はグレーティングに
歪みを生成し、それがグレーティングの応答波長を変化
させる。ファイバーグレーティングが、例えば１％分の
長さ（ε＝Δｌ／ｌ＝０．０１）引き延ばされるあるい
は圧縮される場合には、グレーティングの周期Λも同様
に変化する。しかしながら、ブラッグ反射波長λは正確
には１％分の変化をしない。なぜなら、弾性歪みによっ
てガラス内の原子間距離も変化し、結果として屈折率ｎ
も変化するからである。屈折率に対する歪みの効果は、
光弾性定数Ｐεによって表現され、その値はＳｉＯ2フ
ァイバーにおいては通常０．２２である。よって、磁気
的に印加された歪みε（ε＝Δｌ／ｌ）によって誘導さ
れる波長変化は、Δλ／λ＝（Δｌ／ｌ）（１−Ｐε）
＝ε（１−Ｐε）によって表現される。歪みεは印加さ
れる応力（σ）と弾性定数（Ｅ）によって決定され、ε
＝σ／Ｅであり、ファイバーに印加される応力は力
（Ｆ）を断面積（πｒ2）で除したものである。ここ
で、ｒはファイバーグレーティングの半径である。よっ
て、Δλ／λ＝（Ｆ／πｒ2）（１／Ｅ）（１−Ｐε）
となる。例えば、λ＝１５５０ｎｍに関しては、Ｆ＝１
２００ｇｍの場合には波長のシフトがΔλ＝１６．０１
ｎｍとおよそ１％ほどの変化になる。０．８ｎｍのチャ
ネル間隔を有する波長分割多重チャネルに関しては、上
記Δλは２０チャネルにも亘る範囲で濾波する波長を変
化させるのに充分である。
歪みを生成し、それがグレーティングの応答波長を変化
させる。ファイバーグレーティングが、例えば１％分の
長さ（ε＝Δｌ／ｌ＝０．０１）引き延ばされるあるい
は圧縮される場合には、グレーティングの周期Λも同様
に変化する。しかしながら、ブラッグ反射波長λは正確
には１％分の変化をしない。なぜなら、弾性歪みによっ
てガラス内の原子間距離も変化し、結果として屈折率ｎ
も変化するからである。屈折率に対する歪みの効果は、
光弾性定数Ｐεによって表現され、その値はＳｉＯ2フ
ァイバーにおいては通常０．２２である。よって、磁気
的に印加された歪みε（ε＝Δｌ／ｌ）によって誘導さ
れる波長変化は、Δλ／λ＝（Δｌ／ｌ）（１−Ｐε）
＝ε（１−Ｐε）によって表現される。歪みεは印加さ
れる応力（σ）と弾性定数（Ｅ）によって決定され、ε
＝σ／Ｅであり、ファイバーに印加される応力は力
（Ｆ）を断面積（πｒ2）で除したものである。ここ
で、ｒはファイバーグレーティングの半径である。よっ
て、Δλ／λ＝（Ｆ／πｒ2）（１／Ｅ）（１−Ｐε）
となる。例えば、λ＝１５５０ｎｍに関しては、Ｆ＝１
２００ｇｍの場合には波長のシフトがΔλ＝１６．０１
ｎｍとおよそ１％ほどの変化になる。０．８ｎｍのチャ
ネル間隔を有する波長分割多重チャネルに関しては、上
記Δλは２０チャネルにも亘る範囲で濾波する波長を変
化させるのに充分である。
【００１１】本発明に係るデバイスの重要な利点は、波
長シフトを保持するために連続した電力を必要としな
い、という点である。図３は、ファイバー中の歪みεを
印加された磁界Ｈの関数として表示したグラフである。
このグラフから明らかなように、磁界が取り除かれた後
に残留歪みが存在する。磁界の大きさＨ1、Ｈ2、及びＨ
3に対応する残留歪みは、それぞれε1、ε2、及びε3で
ある。この残留歪みの大きさは印加された磁界に依存し
ており、それゆえ適切な磁界の大きさを選択することに
よってプログラム可能である。εをより大きな値に変化
させるためには、その後のパルスにおいて印加するＨ
を、ソレノイド中のパルス電流を増大させることによっ
て大きくする。εを低下させるためには、磁石を部分的
に消磁するために振幅が減少していくような消磁用ＡＣ
電流を印加し、次いで、新たな残留磁化状態を実現する
ための帯磁用ＤＣ電流パルスを印加する。
長シフトを保持するために連続した電力を必要としな
い、という点である。図３は、ファイバー中の歪みεを
印加された磁界Ｈの関数として表示したグラフである。
このグラフから明らかなように、磁界が取り除かれた後
に残留歪みが存在する。磁界の大きさＨ1、Ｈ2、及びＨ
3に対応する残留歪みは、それぞれε1、ε2、及びε3で
ある。この残留歪みの大きさは印加された磁界に依存し
ており、それゆえ適切な磁界の大きさを選択することに
よってプログラム可能である。εをより大きな値に変化
させるためには、その後のパルスにおいて印加するＨ
を、ソレノイド中のパルス電流を増大させることによっ
て大きくする。εを低下させるためには、磁石を部分的
に消磁するために振幅が減少していくような消磁用ＡＣ
電流を印加し、次いで、新たな残留磁化状態を実現する
ための帯磁用ＤＣ電流パルスを印加する。
【００１２】本発明に係るデバイスは、連続的に同調可
能なグレーティングではなく、２つの波長間で双安定的
にチューニングされることが可能である。強い異方性を
有し、光ファイバー軸に平行に揃えられた磁化軸を有す
る磁性体材料は、四角いヒステリシスループを有してい
る。例えば、Jin et al., IEEE Trans. Magn., MAG-23,
No.5, p.3187(1987)を参照。この文献は本発明の参照
文献である。図４は、印加される磁界Ｈが循環して変化
する際の歪みεを示すグラフであり、四角いヒステリシ
スループが明示されている。このような形状のループを
示す磁石としては、変形エージングされたＦｅ−Ｃｒ−
Ｃｏ合金がある程度望ましい。
能なグレーティングではなく、２つの波長間で双安定的
にチューニングされることが可能である。強い異方性を
有し、光ファイバー軸に平行に揃えられた磁化軸を有す
る磁性体材料は、四角いヒステリシスループを有してい
る。例えば、Jin et al., IEEE Trans. Magn., MAG-23,
No.5, p.3187(1987)を参照。この文献は本発明の参照
文献である。図４は、印加される磁界Ｈが循環して変化
する際の歪みεを示すグラフであり、四角いヒステリシ
スループが明示されている。このような形状のループを
示す磁石としては、変形エージングされたＦｅ−Ｃｒ−
Ｃｏ合金がある程度望ましい。
【００１３】四角いヒステリシスループを示す磁石を用
いると、２つの波長、すなわち歪み無しの場合のブラッ
グ反射波長λ0と飽和歪み反射波長λ1との間をスイッチ
する双安定歪みデバイスを実現することが可能である。
λ0は、ＡＣ消磁磁界を印加することによって実現され
る。λ1は、磁石を飽和させるのに充分なＤＣパルス電
流によって実現される。双安定デバイスの利点は、印加
電流や寄生磁界への感度が低いことである。
いると、２つの波長、すなわち歪み無しの場合のブラッ
グ反射波長λ0と飽和歪み反射波長λ1との間をスイッチ
する双安定歪みデバイスを実現することが可能である。
λ0は、ＡＣ消磁磁界を印加することによって実現され
る。λ1は、磁石を飽和させるのに充分なＤＣパルス電
流によって実現される。双安定デバイスの利点は、印加
電流や寄生磁界への感度が低いことである。
【００１４】図５は、図１及び図２に示された同調可能
ファイバーグレーティングを作製するための望ましいプ
ロセスステップを示す流れ図である。ステップＡにおい
ては、波長成分を除去あるいは追加するために必要とさ
れるブラッグ反射波長を有する光ファイバーグレーティ
ングが用意される。例えば、波長１５５０ｎｍがメディ
アンとなる光に関しては、ＳｉＯ2ベースのファイバー
（屈折率ｎ〜１．４５）のグレーティング周期λは５０
０ｎｍである。グレーティングアセンブリに組み込まれ
る各々の光ファイバーグレーティングの長さは通常５ｍ
ｍから１００ｍｍの範囲であって、１０−５０ｍｍの範
囲にあることが望ましい。短いファイバーグレーティン
グの場合には、グレーティングの外側の通常のファイバ
ー領域が、磁気コンポーネントを固着する目的で利用さ
れ得る。
ファイバーグレーティングを作製するための望ましいプ
ロセスステップを示す流れ図である。ステップＡにおい
ては、波長成分を除去あるいは追加するために必要とさ
れるブラッグ反射波長を有する光ファイバーグレーティ
ングが用意される。例えば、波長１５５０ｎｍがメディ
アンとなる光に関しては、ＳｉＯ2ベースのファイバー
（屈折率ｎ〜１．４５）のグレーティング周期λは５０
０ｎｍである。グレーティングアセンブリに組み込まれ
る各々の光ファイバーグレーティングの長さは通常５ｍ
ｍから１００ｍｍの範囲であって、１０−５０ｍｍの範
囲にあることが望ましい。短いファイバーグレーティン
グの場合には、グレーティングの外側の通常のファイバ
ー領域が、磁気コンポーネントを固着する目的で利用さ
れ得る。
【００１５】ステップＢにおいては、磁気コンポーネン
トがファイバーグレーティングに対して固着される。少
なくとも２つの磁気コンポーネント（それらはそれぞれ
単一のものであるか、あるいは集合体である）が必要と
される。それらは、磁極がファイバーグレーティングの
軸と平行になるように配列される。各々の磁気コンポー
ネントのうちの少なくとも一部分が強く磁化されたもの
あるいは永久磁石であって、残留磁化を有することが必
要である。しかしながら、その強度は、印加する磁界を
変化することによって再プログラミングされ得る。２つ
の磁石が同一磁極を有するように向き合わせられている
場合、例えばＳ極がＳ極と対向している場合には、それ
らは互いに反発する。それらの磁石に対して固着された
ファイバーグレーティングは引っ張り方向のストレスを
受けており、引っ張り弾性歪みεはストレスσの増大に
比例して増大する（ε＝σ／Ｅ；ここで、弾性定数Ｅ
は、シリカガラスに関しては、１０．５×１０6ｐｓｉ
である）。対向する極が互いに異なる、例えばＳ極がＮ
極に対向する場合には、２つの磁石は磁力によって互い
に引き合い、ファイバーグレーティングは圧縮方向のス
トレスを受ける。圧縮方向のストレスが用いられる場合
には、ファイバーグレーティングの望ましくない折れ曲
がりを防止するあるいは最小にすることが必要であり、
ファイバーグレーティングの軸方向から外れた方向の動
きを制限するキャピラリチューブを用いること等が必要
とされる。ファイバーがチューブ内を容易にスライドす
るように、フルオロカーボンあるいはダイアモンド等の
適切な低摩擦コーティングが利用される。
トがファイバーグレーティングに対して固着される。少
なくとも２つの磁気コンポーネント（それらはそれぞれ
単一のものであるか、あるいは集合体である）が必要と
される。それらは、磁極がファイバーグレーティングの
軸と平行になるように配列される。各々の磁気コンポー
ネントのうちの少なくとも一部分が強く磁化されたもの
あるいは永久磁石であって、残留磁化を有することが必
要である。しかしながら、その強度は、印加する磁界を
変化することによって再プログラミングされ得る。２つ
の磁石が同一磁極を有するように向き合わせられている
場合、例えばＳ極がＳ極と対向している場合には、それ
らは互いに反発する。それらの磁石に対して固着された
ファイバーグレーティングは引っ張り方向のストレスを
受けており、引っ張り弾性歪みεはストレスσの増大に
比例して増大する（ε＝σ／Ｅ；ここで、弾性定数Ｅ
は、シリカガラスに関しては、１０．５×１０6ｐｓｉ
である）。対向する極が互いに異なる、例えばＳ極がＮ
極に対向する場合には、２つの磁石は磁力によって互い
に引き合い、ファイバーグレーティングは圧縮方向のス
トレスを受ける。圧縮方向のストレスが用いられる場合
には、ファイバーグレーティングの望ましくない折れ曲
がりを防止するあるいは最小にすることが必要であり、
ファイバーグレーティングの軸方向から外れた方向の動
きを制限するキャピラリチューブを用いること等が必要
とされる。ファイバーがチューブ内を容易にスライドす
るように、フルオロカーボンあるいはダイアモンド等の
適切な低摩擦コーティングが利用される。
【００１６】第三段階（ステップＣ）は、２つの磁気コ
ンポーネントをファイバーに対して揃えて固着する段階
である。磁石は、円筒状あるいはブロック状の形状を有
することが可能である。図１に示された実施例において
は、ファイバーグレーティングの双方の端部（ブラッグ
反射のための活性領域の外部の領域）が２つのチューナ
ブルな磁気コンポーネントのそれぞれに対して固着され
ている。強力に接着されていることを保証してファイバ
ーと磁気コンポーネントとの界面における歪みの緩和を
最小にするために、機械的に強力でかつ熱塑性を有さな
い接着材、あるいは比較的高い融点を有しかつ機械的強
度の高いハンダが望ましい。固着されるファイバーの表
面は、ハンダ接着強度を増大させるために金属層によっ
てコーティングされていることが望ましい。
ンポーネントをファイバーに対して揃えて固着する段階
である。磁石は、円筒状あるいはブロック状の形状を有
することが可能である。図１に示された実施例において
は、ファイバーグレーティングの双方の端部（ブラッグ
反射のための活性領域の外部の領域）が２つのチューナ
ブルな磁気コンポーネントのそれぞれに対して固着され
ている。強力に接着されていることを保証してファイバ
ーと磁気コンポーネントとの界面における歪みの緩和を
最小にするために、機械的に強力でかつ熱塑性を有さな
い接着材、あるいは比較的高い融点を有しかつ機械的強
度の高いハンダが望ましい。固着されるファイバーの表
面は、ハンダ接着強度を増大させるために金属層によっ
てコーティングされていることが望ましい。
【００１７】与えられた磁石の体積に対して磁力を最大
にするために、対向する磁極間の空隙は非常に小さいこ
とが必要である。磁力は、空隙が増大するにつれて減少
する。望ましい空隙は５．０８ｍｍ（０．２００イン
チ）未満であり、より望ましくは１．２７ｍｍ（０．０
５０インチ）未満である。
にするために、対向する磁極間の空隙は非常に小さいこ
とが必要である。磁力は、空隙が増大するにつれて減少
する。望ましい空隙は５．０８ｍｍ（０．２００イン
チ）未満であり、より望ましくは１．２７ｍｍ（０．０
５０インチ）未満である。
【００１８】望ましい磁石材料は、その磁気的性質がパ
ルス磁界によって修正され得るようなものである。適し
た磁石の例としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−
Ｎｉ−Ｃｏ（アルニコ）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉ
ｆｅ）、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ）、特別に
処理された低保磁力（低Ｈc）の希土類コバルト（Ｓｍ
−Ｃｏ）磁石あるいはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石、及びＢａフ
ェライト磁石あるいはＳｒフェライト磁石を挙げること
ができる。保磁力の望ましい範囲は通常３０００Ｏｅ
（エルステッド）未満であって、ソレノイドパルス磁界
を用いた再磁化によるプログラミングを容易にするため
には１０００Ｏｅ未満であることが望ましい。残留磁化
の安定性、及び寄生磁界による消磁に対する安定性の観
点からは、保磁力は通常５０Ｏｅより大きく、２００Ｏ
ｅより大きいことがより望ましい。機械的に延性を有し
ていて容易に機械加工が可能なＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｕ
−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ等の合金は、所定の形状
を有するように加工するのに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ
やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ等の高い保磁力を有する安定な永久磁
石は、（より低い保磁力を有するように特別に処理され
ていない場合には）望ましくない。なぜなら、小さな磁
界によって残留磁化を再プログラミングすることが困難
であるからである。しかしながら、これらの安定な磁石
は、プログラミング可能な磁石と組み合わせて、バイア
ス磁界を供給する目的で利用可能である。
ルス磁界によって修正され得るようなものである。適し
た磁石の例としては、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ−
Ｎｉ−Ｃｏ（アルニコ）、Ｃｕ−Ｎｉ−Ｆｅ（Ｃｕｎｉ
ｆｅ）、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ（Ｖｉｃａｌｌｏｙ）、特別に
処理された低保磁力（低Ｈc）の希土類コバルト（Ｓｍ
−Ｃｏ）磁石あるいはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石、及びＢａフ
ェライト磁石あるいはＳｒフェライト磁石を挙げること
ができる。保磁力の望ましい範囲は通常３０００Ｏｅ
（エルステッド）未満であって、ソレノイドパルス磁界
を用いた再磁化によるプログラミングを容易にするため
には１０００Ｏｅ未満であることが望ましい。残留磁化
の安定性、及び寄生磁界による消磁に対する安定性の観
点からは、保磁力は通常５０Ｏｅより大きく、２００Ｏ
ｅより大きいことがより望ましい。機械的に延性を有し
ていて容易に機械加工が可能なＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ、Ｃｕ
−Ｎｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｖ等の合金は、所定の形状
を有するように加工するのに特に望ましい。Ｓｍ−Ｃｏ
やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ等の高い保磁力を有する安定な永久磁
石は、（より低い保磁力を有するように特別に処理され
ていない場合には）望ましくない。なぜなら、小さな磁
界によって残留磁化を再プログラミングすることが困難
であるからである。しかしながら、これらの安定な磁石
は、プログラミング可能な磁石と組み合わせて、バイア
ス磁界を供給する目的で利用可能である。
【００１９】図５での次のステップ（ステップＤ及び
Ｅ）は、磁気コンポーネントの回りに少なくとも一つの
ソレノイド巻線を追加すること及び磁石に残留する磁化
を調節するためのプログラムパルス磁界を印加すること
である。この調節により、ファイバーグレーティングに
かかる力と歪みが変化する。パルス磁界の代わりに一定
のＤＣ的な磁界を用いることも可能であるが、ＤＣパル
ス磁界を用いるほうが望ましい。なぜなら、ソレノイド
への定電流供給を回避できるからである。パルス磁界の
望ましい持続時間すなわちスピードは、通常１−１０-8
秒の範囲であり、望ましくは１−１０-6秒、より望まし
くは１０-1−１０-4秒である。厚い磁石を用いるような
配置においては、余りにも短いパルスを用いることは望
ましくない。なぜなら、渦電流損失があるからである。
電流パルスの形状は、所定の残留磁化を実現するために
必要とされる最大磁界が得られる限りにおいては、矩
形、整流された正弦波あるいは不規則なものでも構わな
い。
Ｅ）は、磁気コンポーネントの回りに少なくとも一つの
ソレノイド巻線を追加すること及び磁石に残留する磁化
を調節するためのプログラムパルス磁界を印加すること
である。この調節により、ファイバーグレーティングに
かかる力と歪みが変化する。パルス磁界の代わりに一定
のＤＣ的な磁界を用いることも可能であるが、ＤＣパル
ス磁界を用いるほうが望ましい。なぜなら、ソレノイド
への定電流供給を回避できるからである。パルス磁界の
望ましい持続時間すなわちスピードは、通常１−１０-8
秒の範囲であり、望ましくは１−１０-6秒、より望まし
くは１０-1−１０-4秒である。厚い磁石を用いるような
配置においては、余りにも短いパルスを用いることは望
ましくない。なぜなら、渦電流損失があるからである。
電流パルスの形状は、所定の残留磁化を実現するために
必要とされる最大磁界が得られる限りにおいては、矩
形、整流された正弦波あるいは不規則なものでも構わな
い。
【００２０】図６から図１０は、磁気コンポーネント１
４、１５として利用可能な種々の形状を示している。こ
の磁気コンポーネントは、中心孔を有する円柱型磁石
（図６）、丸型あるいはブロック型の２分割磁石（図７
−９）、あるいは基板状磁石（図１０）等でもよい。軸
方向に中心溝を有する２分割磁石よりなる配置が、デバ
イスアセンブリの容易さという点で望ましい。
４、１５として利用可能な種々の形状を示している。こ
の磁気コンポーネントは、中心孔を有する円柱型磁石
（図６）、丸型あるいはブロック型の２分割磁石（図７
−９）、あるいは基板状磁石（図１０）等でもよい。軸
方向に中心溝を有する２分割磁石よりなる配置が、デバ
イスアセンブリの容易さという点で望ましい。
【００２１】図１に示されたデバイス配置は最も単純な
ものであるが、その他の実施例が図１１−図１５に示さ
れている。図１１に示された実施例においては、２つの
プログラマブル磁石１４、１５及びそれに付随するソレ
ノイドが図１の場合よりも短いが、依然としてわずかの
空隙を有して互いに対向している。磁石は、ガラス、ア
ルミニウム、銅、あるいはステンレススチール等の非磁
性体材料６０よりなるエクステンションによって、ファ
イバーに固着されている。この配置は、必要とされる波
長同調範囲がそれほど広くなく、かつ、短い磁石で充分
な磁力が得られる場合に利用される。図１２に示された
別の実施例においては、バイアス磁界を生成する小型か
つ高保磁力を有する磁石６１、６２（例えばＮｄ−Ｆｅ
−ＢあるいはＳｍ−Ｃｏ）が、低保磁力のプログラマブ
ル磁石１４、１５と組み合わされている。高保磁力磁石
は、低保磁力材料よりなるエクステンションによってフ
ァイバーに固着されている。さらに、図１３に示されて
いるように、ソレノイド中の小さな電流を用いて強い磁
化磁界を実現する目的で、磁界増幅軟磁石６３、６４
（例えば鉄、Ｎｅ−Ｆｅパーマロイ、Ｓｉスチール等）
を介してプログラマブル磁石１４、１５を同調すること
も可能である。
ものであるが、その他の実施例が図１１−図１５に示さ
れている。図１１に示された実施例においては、２つの
プログラマブル磁石１４、１５及びそれに付随するソレ
ノイドが図１の場合よりも短いが、依然としてわずかの
空隙を有して互いに対向している。磁石は、ガラス、ア
ルミニウム、銅、あるいはステンレススチール等の非磁
性体材料６０よりなるエクステンションによって、ファ
イバーに固着されている。この配置は、必要とされる波
長同調範囲がそれほど広くなく、かつ、短い磁石で充分
な磁力が得られる場合に利用される。図１２に示された
別の実施例においては、バイアス磁界を生成する小型か
つ高保磁力を有する磁石６１、６２（例えばＮｄ−Ｆｅ
−ＢあるいはＳｍ−Ｃｏ）が、低保磁力のプログラマブ
ル磁石１４、１５と組み合わされている。高保磁力磁石
は、低保磁力材料よりなるエクステンションによってフ
ァイバーに固着されている。さらに、図１３に示されて
いるように、ソレノイド中の小さな電流を用いて強い磁
化磁界を実現する目的で、磁界増幅軟磁石６３、６４
（例えば鉄、Ｎｅ−Ｆｅパーマロイ、Ｓｉスチール等）
を介してプログラマブル磁石１４、１５を同調すること
も可能である。
【００２２】図１４は、さらに別の実施例を示してい
る。この実施例においては、基板７０を用いることによ
って、相異なった磁極間の引き合う力を利用してファイ
バーグレーティングに対して（圧縮応力ではなく）引っ
張り応力を印加することが可能になっている。この配置
では、ファイバーへ引っ張り応力がかかるために、ファ
イバーの曲がりを保護する必要が無くなる。さらに、引
き合う方向の磁力を利用するために、横方向の力に対し
て最小の保護をするだけで、磁石の軸方向のアラインメ
ントが保持される。この配置においては、ファイバーグ
レーティングの一端１２Ａは基板に対して固着されてい
る。グレーティングの他端１２Ｂは、プログラマブル磁
石１４の端部に固着されている。引き合う向きに並べら
れた別の磁石１５が、プログラマブル磁石の端部から離
れた位置で基板に対して固着されている。すなわち、一
つの磁石が非磁性体基板を介してファイバーに固着され
ていることになる。
る。この実施例においては、基板７０を用いることによ
って、相異なった磁極間の引き合う力を利用してファイ
バーグレーティングに対して（圧縮応力ではなく）引っ
張り応力を印加することが可能になっている。この配置
では、ファイバーへ引っ張り応力がかかるために、ファ
イバーの曲がりを保護する必要が無くなる。さらに、引
き合う方向の磁力を利用するために、横方向の力に対し
て最小の保護をするだけで、磁石の軸方向のアラインメ
ントが保持される。この配置においては、ファイバーグ
レーティングの一端１２Ａは基板に対して固着されてい
る。グレーティングの他端１２Ｂは、プログラマブル磁
石１４の端部に固着されている。引き合う向きに並べら
れた別の磁石１５が、プログラマブル磁石の端部から離
れた位置で基板に対して固着されている。すなわち、一
つの磁石が非磁性体基板を介してファイバーに固着され
ていることになる。
【００２３】より小さいほうの磁石１５は、プログラマ
ブル磁石か、あるいは全体としての引き合う向きの力に
対して寄与している非プログラマブル磁石のいずれでも
よい。後者の場合には、非常に強力な磁石、例えばＳｍ
−ＣｏあるいはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等が利用され得る。
あるいは、強力な磁石の代わりに、磁界増幅軟磁性体材
料も用いられ得る。ファイバー−基板間及び磁石−ファ
イバー間の固着配置を変更することにより、引き合う磁
力を利用して、引っ張り応力ではなく圧縮応力をファイ
バーグレーティングに印加することも可能である。
ブル磁石か、あるいは全体としての引き合う向きの力に
対して寄与している非プログラマブル磁石のいずれでも
よい。後者の場合には、非常に強力な磁石、例えばＳｍ
−ＣｏあるいはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石等が利用され得る。
あるいは、強力な磁石の代わりに、磁界増幅軟磁性体材
料も用いられ得る。ファイバー−基板間及び磁石−ファ
イバー間の固着配置を変更することにより、引き合う磁
力を利用して、引っ張り応力ではなく圧縮応力をファイ
バーグレーティングに印加することも可能である。
【００２４】図１５は、漏洩磁束を低減して与えられた
体積を有する磁石の磁力を最大に利用する目的で、軟磁
性体材料よりなる磁気帰還回路８０を有する実施例を示
している。帰還回路は、磁石１４、１５の反対極性の磁
極間に延在している。
体積を有する磁石の磁力を最大に利用する目的で、軟磁
性体材料よりなる磁気帰還回路８０を有する実施例を示
している。帰還回路は、磁石１４、１５の反対極性の磁
極間に延在している。
【００２５】本明細書に記載されているファイバーグレ
ーティングは、マルチプレクサ／デマルチプレクサデバ
イスを用いる波長分割多重化通信システムにおいて特に
有用である。この種のシステムにおいては、“基幹回
線”ファイバーは複数個の波長λ1、λ2、．．．、λn
で光信号チャネルを伝達しており、基幹回線ファイバー
から単一の波長のチャネルを抽出したり、基幹回線に対
して単一の波長のチャネルを追加したりすることが望ま
しい。この種のデバイスは、光サーキュレータとファイ
バーグレーティングと相互に接続することによって様々
に構成される。通常、グレーティングによって反射され
るチャネルは、基幹回線ファイバーから抽出されるかあ
るいは追加される。本明細書において記述されているグ
レーティングは、抽出あるいは追加されるチャネルのグ
レーティングでの選択を可能にする。
ーティングは、マルチプレクサ／デマルチプレクサデバ
イスを用いる波長分割多重化通信システムにおいて特に
有用である。この種のシステムにおいては、“基幹回
線”ファイバーは複数個の波長λ1、λ2、．．．、λn
で光信号チャネルを伝達しており、基幹回線ファイバー
から単一の波長のチャネルを抽出したり、基幹回線に対
して単一の波長のチャネルを追加したりすることが望ま
しい。この種のデバイスは、光サーキュレータとファイ
バーグレーティングと相互に接続することによって様々
に構成される。通常、グレーティングによって反射され
るチャネルは、基幹回線ファイバーから抽出されるかあ
るいは追加される。本明細書において記述されているグ
レーティングは、抽出あるいは追加されるチャネルのグ
レーティングでの選択を可能にする。
【００２６】図１６は、波長分割多重化（ＷＤＭ）通信
システムの模式図である。当該システムは、トランスミ
ッタ１００、本発明に従って改良されたＮチャネルマル
チプレクサ／デマルチプレクサ１０１及びレシーバ１０
２を有しており、それらが基幹回線ファイバー１１によ
って接続されている。ファイバー１１への入力は、複数
個の波長λ1からλnを有する光信号よりなる。
システムの模式図である。当該システムは、トランスミ
ッタ１００、本発明に従って改良されたＮチャネルマル
チプレクサ／デマルチプレクサ１０１及びレシーバ１０
２を有しており、それらが基幹回線ファイバー１１によ
って接続されている。ファイバー１１への入力は、複数
個の波長λ1からλnを有する光信号よりなる。
【００２７】本発明に従って改良されたマルチプレクサ
１０１は、サーキュレータを単一対あるいは複数対（こ
の例では３対）有している。各対に属するサーキュレー
タは、グレーティングによって分離されている。例え
ば、第一サーキュレータ対は、グレーティング１２Ａに
よって分離された上流サーキュレータ９０Ａと下流サー
キュレータ９０Ｂよりなる。第二対は、グレーティング
１２Ｂによって分離されたサーキュレータ９０Ｃ及び９
０Ｄである。各対において、上流サーキュレータ（９０
Ａ、９０Ｃ、９０Ｅ）は、対応するグレーティング（１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）に一致する順方向伝播チャネル
を対応するドロップポート９１Ａ、９１Ｃ、９１Ｅに分
流するように機能する。同様に、下流サーキュレータ
（９０Ｂ、９０Ｄ、９０Ｆ）は、追加されるべき信号の
波長がそれぞれのグレーティング１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃに対応する場合に、追加ポート９２Ｂ、９２Ｄ、９２
Ｆに与えられた信号をファイバー１１に挿入するように
機能する。
１０１は、サーキュレータを単一対あるいは複数対（こ
の例では３対）有している。各対に属するサーキュレー
タは、グレーティングによって分離されている。例え
ば、第一サーキュレータ対は、グレーティング１２Ａに
よって分離された上流サーキュレータ９０Ａと下流サー
キュレータ９０Ｂよりなる。第二対は、グレーティング
１２Ｂによって分離されたサーキュレータ９０Ｃ及び９
０Ｄである。各対において、上流サーキュレータ（９０
Ａ、９０Ｃ、９０Ｅ）は、対応するグレーティング（１
２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ）に一致する順方向伝播チャネル
を対応するドロップポート９１Ａ、９１Ｃ、９１Ｅに分
流するように機能する。同様に、下流サーキュレータ
（９０Ｂ、９０Ｄ、９０Ｆ）は、追加されるべき信号の
波長がそれぞれのグレーティング１２Ａ、１２Ｂ、１２
Ｃに対応する場合に、追加ポート９２Ｂ、９２Ｄ、９２
Ｆに与えられた信号をファイバー１１に挿入するように
機能する。
【００２８】上記デバイスは、グレーティング１２Ａ、
１２Ｂ、１２Ｃのいずれかを前述されているように同調
可能にすることによって、さらに望ましくはそれぞれを
同調可能にすることによって改良される。グレーティン
グが相異なったチャネルに一致するようにチューニング
されると、そのチャネルが追加あるいは抽出される。さ
らに同調可能なグレーティングは、ＤＩＳＡＢＬＥ機能
を実行することも可能である。グレーティングがチャネ
ル間に同調させられた場合には、追加／抽出機能は一時
的にディセーブルされることになる。
１２Ｂ、１２Ｃのいずれかを前述されているように同調
可能にすることによって、さらに望ましくはそれぞれを
同調可能にすることによって改良される。グレーティン
グが相異なったチャネルに一致するようにチューニング
されると、そのチャネルが追加あるいは抽出される。さ
らに同調可能なグレーティングは、ＤＩＳＡＢＬＥ機能
を実行することも可能である。グレーティングがチャネ
ル間に同調させられた場合には、追加／抽出機能は一時
的にディセーブルされることになる。
【００２９】別の実施例においては、単一のサーキュレ
ータ対の間に複数個の同調可能グレーティングが配置さ
れており、追加／抽出／ディセーブル機能が実行され
る。
ータ対の間に複数個の同調可能グレーティングが配置さ
れており、追加／抽出／ディセーブル機能が実行され
る。
【００３０】具体例 波長分割多重化システム向けの３２チャネルの再構成可
能な追加／抽出システムが、追加あるいは抽出ポートと
して機能するサーキュレータすなわち方向性結合器と直
列接続された、磁気によって定常的に同調可能な３２個
のファイバーグレーティングを用いて構成される（図１
６）。
能な追加／抽出システムが、追加あるいは抽出ポートと
して機能するサーキュレータすなわち方向性結合器と直
列接続された、磁気によって定常的に同調可能な３２個
のファイバーグレーティングを用いて構成される（図１
６）。
【００３１】処理される光信号の公称（平均）波長は１
５５０ｎｍであり、各信号波長チャネルは、チャネル幅
０．３ｎｍ、隣接するチャネル中心間の間隔０．８ｎｍ
で分離されている。各グレーティングの屈折率周期
（Λ）は、３２個の全てのグレーティングがチャネル幅
の半分だけずれたところにブラッグ反射波長を有する
（すなわちチャネルとチャネルとの間の位置にブラッグ
反射波長を有する）ように所定の大きさを有しており、
同調がなされない場合には、３２個の全ての波長が濾波
される（抽出される）ことなくこの追加／抽出システム
を通過する。ある選択されたチャネルグループ（例えば
チャネル＃１、＃５、及び＃２７）が抽出される必要が
生じた場合には、これらのグレーティングにかかる磁気
定常同調デバイスがパルス磁界によって起動され、ファ
イバーグレーティングに１／２チャネルだけ、すなわ
ち、Δλ／λがおよそ０．４ｎｍ／１５５０ｎｍ〜０．
０２５％となるだけ、歪みを与える。プログラマブルな
磁石材料及び印加される磁界の大きさは、ファイバーに
この大きさの残留歪みを生成して保持するように予め定
められており、チャネル＃１、＃５、及び＃２７がブラ
ッグ反射されて濾波（抽出）される。チャネル、例えば
チャネル＃３、の抽出動作をキャンセルするには、徐々
に減少するような振幅を有する消磁磁界（例えば６０Ｈ
ｚの磁界を２秒）が磁化エレメントに印加されてファイ
バーグレーティングへの歪みが除去される。追加操作
も、（例えばチャネル＃９、＃１４、及び＃２３に対し
て）同様に実行されるが、サーキュレータ内の伝播方向
及びファイバーグレーティングによってブラッグ反射さ
れる方向は逆である。
５５０ｎｍであり、各信号波長チャネルは、チャネル幅
０．３ｎｍ、隣接するチャネル中心間の間隔０．８ｎｍ
で分離されている。各グレーティングの屈折率周期
（Λ）は、３２個の全てのグレーティングがチャネル幅
の半分だけずれたところにブラッグ反射波長を有する
（すなわちチャネルとチャネルとの間の位置にブラッグ
反射波長を有する）ように所定の大きさを有しており、
同調がなされない場合には、３２個の全ての波長が濾波
される（抽出される）ことなくこの追加／抽出システム
を通過する。ある選択されたチャネルグループ（例えば
チャネル＃１、＃５、及び＃２７）が抽出される必要が
生じた場合には、これらのグレーティングにかかる磁気
定常同調デバイスがパルス磁界によって起動され、ファ
イバーグレーティングに１／２チャネルだけ、すなわ
ち、Δλ／λがおよそ０．４ｎｍ／１５５０ｎｍ〜０．
０２５％となるだけ、歪みを与える。プログラマブルな
磁石材料及び印加される磁界の大きさは、ファイバーに
この大きさの残留歪みを生成して保持するように予め定
められており、チャネル＃１、＃５、及び＃２７がブラ
ッグ反射されて濾波（抽出）される。チャネル、例えば
チャネル＃３、の抽出動作をキャンセルするには、徐々
に減少するような振幅を有する消磁磁界（例えば６０Ｈ
ｚの磁界を２秒）が磁化エレメントに印加されてファイ
バーグレーティングへの歪みが除去される。追加操作
も、（例えばチャネル＃９、＃１４、及び＃２３に対し
て）同様に実行されるが、サーキュレータ内の伝播方向
及びファイバーグレーティングによってブラッグ反射さ
れる方向は逆である。
【００３２】以上の説明は、本発明の一実施例に関する
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
もので，この技術分野の当業者であれば、本発明の種々
の変形例が考え得るが、それらはいずれも本発明の技術
的範囲に包含される。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、広
い同調範囲を有し、連続的な電力を必要としない同調可
能ファイバーグレーティングが提供される。
い同調範囲を有し、連続的な電力を必要としない同調可
能ファイバーグレーティングが提供される。
【図１】 磁気歪み同調を利用する同調可能ファイバー
グレーティングを模式的に示す図。
グレーティングを模式的に示す図。
【図２】 磁気歪み同調を利用する同調可能ファイバー
グレーティングを模式的に示す図。
グレーティングを模式的に示す図。
【図３】 印加される磁界パルスを調節することによっ
て残留ファイバー歪みをプログラムすることが可能であ
ることを記述するのに有用なグラフ。
て残留ファイバー歪みをプログラムすることが可能であ
ることを記述するのに有用なグラフ。
【図４】 磁気的に誘導されるファイバー歪みの双安定
性を示すグラフ。
性を示すグラフ。
【図５】 図１及び図２に示されたデバイスを作製しか
つ利用するための望ましい方法を示す流れ図。
つ利用するための望ましい方法を示す流れ図。
【図６】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を模
式的に示す図。
式的に示す図。
【図７】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を模
式的に示す図。
式的に示す図。
【図８】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を模
式的に示す図。
式的に示す図。
【図９】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を模
式的に示す図。
式的に示す図。
【図１０】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１１】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１２】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１３】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１４】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１５】 図１に示されたデバイスの種々の実施例を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図１６】 本発明に係る同調可能ファイバーグレーテ
ィングを利用したＮチャネル光追加／抽出マルチプレク
シングデバイスを模式的に示す図。
ィングを利用したＮチャネル光追加／抽出マルチプレク
シングデバイスを模式的に示す図。
１１ 光ファイバー １２ グレーティング １３ 屈折率の変化した領域 １４、１５ プログラマブル磁石 １６、１７ ソレノイド １８ 接着層 １９ ファイバー保持チューブ ６０ 非磁性体材料 ６１、６２ 高保磁力磁石 ６３、６４ 磁界増幅軟磁石 ７０ 基板 ８０ 磁気帰還回路 ９０ サーキュレータ ９１ 抽出ポート ９２ 追加ポート １００ トランスミッタ １０１ マルチプレクサ／デマルチプレクサ １０２ レシーバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｊ 14/02 Ｈ０４Ｂ 9/00 Ｅ // Ｇ０２Ｂ 5/18 (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ポール ジョセフ レメール アメリカ合衆国、07940 ニュージャージ ー、マディソン、ファーンデイル ロード 18 (72)発明者 トーマス エー．ストラッサー アメリカ合衆国、07060 ニュージャージ ー、ウォレン、ハーモニー ロード ６
Claims (16)
- 【請求項１】 同調可能光ファイバーグレーティングデ
バイスにおいて、当該デバイスが、その長さ方向に沿っ
て光グレーティングを含むある長さの光ファイバー；前
記グレーティングの各端部において前記ファイバーに対
して固定された一対の磁石；及び、 前記磁石に対して磁界を印加する電磁石；この電磁石に
よる磁界が印加されることによって前記磁石間の力が誘
導されて前記グレーティングに歪みが生成される；を有
することを特徴とする光ファイバーグレーティングデバ
イス。 - 【請求項２】 前記一対の磁石が消磁されるまでは前記
グレーティング中に残留歪みを保持することを特徴とす
る請求項１のデバイス。 - 【請求項３】 前記グレーティングに残留歪みを保持す
る目的で前記一対の磁石に充分な残留磁化を生成するた
めのＤＣパルスによって前記電磁石を活性化する電流源
を有することを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項４】 前記一対の磁石の残留磁化を除去する減
衰ＡＣ電流を前記電磁石に対して印加する電流源を有す
ることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項５】 前記一対の磁石の隣接して対向する端面
が相異なった磁極となるようにある間隔を有して配置さ
れていることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項６】 前記一対の磁石の隣接して対向する端面
が同一磁極となるようにある間隔を有して配置されてい
ることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項７】 さらに、前記電磁石に対してパルス電流
を印加する電流源を有していることを特徴とする請求項
１のデバイス。 - 【請求項８】 前記一対の磁石が双安定波長応答を有す
るグレーティングデバイスを実現する矩形ヒステリシス
ループを示すことを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項９】 前記一対の磁石が前記ファイバーに対し
て非磁性体材料よりなるエクステンション部を介して固
定されていることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項１０】 前記一対の磁石が前記ファイバーに対
して磁性体材料よりなるエクステンション部を介して固
定されていることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項１１】 前記一対の磁石が前記ファイバーに対
して軟磁性体材料よりなるエクステンション部を介して
固定されていることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項１２】 前記ファイバーが前記一対の磁石の一
方に対して非磁性体材料よりなる基板を介して固定され
ていることを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項１３】 前記一対の磁石のよるそれぞれ逆方向
を有する漏洩磁界の間に延在する磁束帰還経路を有する
ことを特徴とする請求項１のデバイス。 - 【請求項１４】 少なくとも一つの光サーキュレータと
前記ファイバーからの光通信チャネルによって相互に接
続された少なくとも一つの光ファイバーグレーティング
デバイスを有する光マルチプレクサ／デマルチプレクサ
において、 前記光ファイバーグレーティングデバイスが請求項１に
従った同調可能グレーティングデバイスであることを特
徴とする光マルチプレクサ／デマルチプレクサ。 - 【請求項１５】 複数個の光サーキュレータ及び光ファ
イバーによって相互接続された複数個の光ファイバーグ
レーティングデバイスを有し前記ファイバーとの間で光
通信チャネルの追加及び／あるいは抽出を行なうＮチャ
ネル光追加／抽出マルチプレクサ／デマルチプレクサに
おいて、 前記複数個の光ファイバーグレーティングデバイスのう
ちの少なくとも一つが請求項１に従った同調可能グレー
ティングデバイスであることを特徴とする光マルチプレ
クサ／デマルチプレクサ。 - 【請求項１６】 複数個の光源からの複数個の波長の光
信号チャネルを光基幹回線ファイバーに沿ってマルチプ
レクサ／デマルチプレクサを介して伝達する波長分割多
重化光通信システムにおいて、 前記マルチプレクサ／デマルチプレクサが請求項１に従
った同調可能グレーティングデバイスを有することを特
徴とする波長分割多重化通信システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/791081 | 1997-01-29 | ||
| US08/791,081 US5781677A (en) | 1997-01-29 | 1997-01-29 | Magnetically tunable optical fiber gratings |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10246873A true JPH10246873A (ja) | 1998-09-14 |
| JP3266562B2 JP3266562B2 (ja) | 2002-03-18 |
Family
ID=25152637
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00964098A Expired - Fee Related JP3266562B2 (ja) | 1997-01-29 | 1998-01-21 | 光ファイバーグレーティングデバイス及び光マルチプレクサ／デマルチプレクサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5781677A (ja) |
| EP (1) | EP0856752B1 (ja) |
| JP (1) | JP3266562B2 (ja) |
| DE (1) | DE69800760T2 (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000252920A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Mitsubishi Electric Corp | 光等化器 |
| US7373086B2 (en) | 2002-06-03 | 2008-05-13 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Standard radio frequency signal generating method and standard radio frequency signal generating device |
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Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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