JPH11295529A - 光ファイバ等長化調整器及び光ファイバ等長化調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で高精度に光ファイバの等長化を
行うことができる光ファイバ等長化調整器を提供する。 【解決手段】 導波路基板０１上に光路長がそれぞれ異
なる複数の遅延導波路０６１−０６ｎからなる遅延導波
路群０６を形成し、遅延導波路群０６と入力側光ファイ
バ０２とを入力側分岐部０４を介して接続し、かつ、遅
延導波路群０６と出力側光ファイバ０３とを出力側合流
部０５を介して接続する。入力側分岐部０４及び出力側
合流部０５は光スイッチとして機能し、複数の遅延導波
路０６１−０６ｎから最適な遅延量を有する遅延導波路
を選択することにより、ファイバコネクタ製造時に発生
するファイバ誤差を吸収する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ通信分
野における光ファイバアンプに関し、特に、複数の光フ
ァイバを介して並列に伝達される光信号の伝達遅延時間
が光ファイバ間で等しくなるように制御することができ
る光ファイバ等長化調整器及び光ファイバ等長化調整方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光の高速性及び広帯域性を活かし、従来
の電子的な交換機よりもさらにスループットを向上させ
る光ＡＴＭ交換機が現在検討されている。このような光
ＡＴＭ交換機においては、情報の処理単位となるデータ
セルを光信号に変換した光セルを高速動作可能な光スイ
ッチ用いて切り替えることにより、交換機としての機能
が実現されている。

【０００３】このような光ＡＴＭ交換機や、スーパーコ
ンピュータのプロセッサ間あるいはプロセッサ−メモリ
間接続への適用を目的とした大容量光スイッチの内部で
は、セル型あるいはパケット型の光信号が用いられる。
このため、光スイッチ出力部に設置される光受信器には
クロック位相の非連続な光信号が到達するので、光受信
器はこれを受信する機能を有していることが必要であ
る。このとき、光スイッチの接続は、数ｎｓｅｃ程度
の、セル長（あるいはパケット長）に比較して充分に短
い時間でセル毎（あるいはパケット毎）に切り替えられ
る。そのため、従来のパケット型伝送路に用いられてい
たパケットのプリアンブル部からの高速クロック抽出技
術は適用不可能である。

【０００４】このような数ｎｓｅｃ程度の短時間での切
り替えを伴うセル型光信号の受信を誤り無く行うために
は、光スイッチ内部の送信器から受信器までを結ぶ全て
の光ファイバ経路において、光信号の伝達経路長を全て
等しくし、セルのクロック位相差の原因となるスキュー
を充分に小さく抑える必要がある。このため、光スイッ
チを構成する光部品に用いるファイバ長に対しては、精
度の高い等長化が求められている。

【０００５】このような等長化の例として、１９９６年
電子情報通信学会通信ソサエティ大会、Ｂ−１０７６の
図１に記載された光ファイバ等長化調整器がある。この
光ファイバ等長化調整器においては、「Ｄｅｌａｙ Ｌ
ｉｎｅ」として示されている可変光遅延線が光ファイバ
長調整器として挿入され、各経路のファイバの等長化が
図られている。この例においては、１経路当たり１０Ｇ
ｂｐｓの光信号を伝達する場合に、同一クロックでの良
好な光受信を行うために許容されるスキューを１ビット
の幅（１００ｐｓｅｃ）の１０％以下とすると、スキュ
ーは１０ｐｓｅｃ以下に抑圧する必要がある。光ファイ
バ中の伝達遅延はおよそ５ｎｓｅｃ／ｍである。これを
光ファイバ長に換算すると、２ｍｍに相当する。

【０００６】さらに、これら光ＡＴＭ交換機やスーパー
コンピュータの内部では、これらに用いられる数Ｇｂｐ
ｓ超の高速信号を基板間あるいは架間において接続させ
るため、並列伝送型光インタコネクション技術が必須で
ある。このような並列伝送型光インタコネクションの伝
送路には、組立の容易性や実装体積の削減を目的とし
て、複数のファイバをテープ状に束ねたアレイファイバ
が用いられる。

【０００７】そして、低スキューでの並列伝達を実現す
るために、複数本のアレイファイバを一括してそれらの
端面処理が行われる。このため、比較的等長化が容易な
点で有望である。また、ファイバの損失や信号の分岐に
よる光強度の減衰を補償するために、特開平７−１６２
３６４号公報に記載されているように、稀土類イオンを
添加したファイバアンプを用いたアレイファイバを用い
ることもできる。

【０００８】しかし、現状の光ファイバ端のコネクタ製
作あるいは光ファイバ端同士の融着接続技術では、単芯
ファイバ及びアレイファイバともに、ある程度の誤差が
生じることは避けられない。例えば、製作精度として、
全長に対して１〜２ｃｍの誤差を認めない限りは、端面
研磨による損傷や融着時の気泡発生などに起因して、歩
留まりが悪化し、コストが上昇する。そのため、アレイ
ファイバのみの等長化は容易に可能ではあっても、製作
精度の問題から、異なるアレイファイバ同士を等長化す
ることは極めて困難である。すなわち、相対長精度は確
保可能であるが、低コストで絶対長精度を満足すること
は困難であった。

【０００９】また、稀土類イオンを添加した前記のアレ
イファイバアンプを用いる場合には、励起光の合流素子
として用いる光カップラが、アレイ部の外部に各ファイ
バ毎に必要となる。このため、最終的にアレイファイバ
を等長化する場合には、改めてファイバ長調整器が必要
となり、アレイファイバを用いることによる等長化の容
易性や小型化というメリットを生かすことができない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、従来の光フ
ァイバ長調整器は次のような問題点を有している。第一
の問題点は、光ＡＴＭ交換機などの内部に用いられる数
Ｇｂｐｓ超クラスの光信号伝送を行う光スイッチに対し
て、経路間スキューの抑圧を行うことがコストの上昇を
引き起こすことである。

【００１１】その理由は、現在の光コネクタ製造時にお
いて、光ファイバの全長に対して数ｍｍから２ｃｍ程度
の誤差が発生する。この誤差は、コネクタライズする際
に使用する接着剤の硬化時の収縮やズレにより発生する
数ｍｍの誤差と、コネクタ端面研磨時の損傷などにより
光ファイバの端部を切断することによる１ｃｍ程度の全
長の短縮とからなる。このような原因により、例えば１
０Ｇｂｐｓの光信号を扱う場合に必要とする２ｍｍのフ
ァイバ長精度を実現するためには、ファイバケーブル制
作時の歩留まりの低さによるコスト上昇が大きくなるこ
とは避けることができない。

【００１２】第二の問題点は、数Ｇｂｐｓ超クラスの光
信号を伝達する光スイッチ内部でのスキュー抑圧の微調
整を行うために使用する光部品が遅延調整器の総体積の
増加とコストの上昇とを引き起こすことである。異なる
光ファイバ経路間の遅延量を補正するための可変光遅延
調整器として、例えば、図１７に示すような機械式の可
変光遅延調整器がある。図１７に示す可変光遅延調整器
は、固定式のコリメートレンズ７０と、固定式コリメー
トレンズ７０に接続された入力側光ファイバ７１と、固
定式コリメートレンズ７０に対向して配置されている可
動式コリメートレンズ７２と、可動式コリメートレンズ
７２に接続された出力側光ファイバ７３と、可動式コリ
メートレンズ７２を固定式コリメートレンズ７０に対し
て軸線方向に移動させるコリメートレンズ移動機構７４
と、を備えている。コリメートレンズ移動機構７４は、
可動式コリメートレンズ７２の移動方向に延びるベース
７５と、ベース７５上に支持され、外周にネジが切られ
ている移動用シャフト７６と、移動用シャフト７６に螺
合し、可動式コリメートレンズ７２を支持している支持
ブロック７７とからなる。

【００１３】この可変光遅延調整器においては、移動用
シャフト７６を回転させることにより、その回転方向及
び回転角度に応じて可動式コリメートレンズ７２が所望
の方向に所望の距離だけ移動する。この可動式コリメー
トレンズ７２の移動により、ファイバ経路間の遅延量が
補正される。しかしながら、この可変光遅延調整器で
は、コリメートレンズ移動機構７４それ自体を収容する
ための容積と、移動用シャフト７６の移動範囲を確保す
るための容積を必要とし、遅延調整器全体の大型化が避
けられない。また、コリメートレンズ移動機構７４の製
作に要する分だけ、コストも上昇する。

【００１４】第三の問題点は、図１７に示した可変光遅
延調整器を用いた場合、部品コストが上昇するのみなら
ず、等長化を行うために必要な調整コストが上昇するこ
とである。その理由は、可変光遅延調整器を用いて等長
化を行うためには、全光経路を始点から終点まで全て組
み立てた後に、各光経路について、可変光遅延調整器の
調整を行う必要がある。その主な理由は、第一の問題点
で述べたように、光コネクタで区切られる光部品レベル
での等長化が困難な点にある。

【００１５】各光経路を組み立てて調整を行う場合の一
例を図１８に示す。同図は可変光遅延調整器の一例のブ
ロック図である。波長ＤＥＭＵＸ８０と波長ＭＵＸ８１
とは複数の光導波路で接続されており、各光導波路には
それぞれ光ゲート８２と遅延調整器８３とが組み入れら
れている。信号発生器８４から発せられた数Ｇｂｐｓの
信号は多波長光送信器８５により受信され、多波長光送
信器８５はそれに応じた波長多重信号光を波長ＤＥＭＵ
Ｘ８０に送信する。この波長多重信号光は一つの光導波
路を透過した後、波長ＭＵＸ８１から選択信号光として
光信号受信器・位相比較器８６に出力される。

【００１６】図１８に示した可変光遅延調整器において
は、実際の運用時に準拠した光信号を、光経路内に挿入
される光アンプ（図示せず）や光ゲート８２などの能動
部品や、波長ＭＵＸ８１、波長ＤＥＭＵＸ８０又は光フ
ィルタ（図示せず）などの光信号に対して波長特性を持
つ部品に予め透過させる必要がある。このため、調整用
の光信号送信源の出力強度や波長あるいは光信号変調方
式などの制御が必要になる。

【００１７】このように、光経路長調整において使用す
る光信号に対しても、遅延調整器毎の仕様を満たすこと
が必要とされる。その結果、光ファイバケーブルに代表
される光強度や波長に依存しない光部品に対しては、部
品レベルでの調整が可能な場合と比較して、量産効果に
よるコスト低減効果を期待できない。第四の問題点は、
前述の稀土類イオンを添加したアレイファイバを用いた
場合であっても、励起光の合流部を含めた、光信号の通
過経路全体の等長化を行う場合には、可変光遅延調整器
が必要になりコストが上昇することである。

【００１８】その理由は、稀土類イオンを添加したファ
イバの励起光合流部分には融着型光カプラを用いるた
め、各ファイバを単芯に分割する必要があるからであ
る。単芯の融着型光カプラと稀土類イオン添加ファイバ
とは、コネクタにより接続されるか、あるいは、ファイ
バ融着により接続される（スプライス）。ここで、コネ
クタによる接続については、第一の問題点で述べたよう
に、コネクタの製作精度が原因となって生じるファイバ
長さの誤差が等長化の障害となる。また、ファイバ融着
による接続では、接続点の気泡発生や、軸ズレによる損
失増大を完全に回避することは不可能であり、また、融
着の失敗によるファイバ端部の数ｃｍの切断があり得る
ため、コネクタによる接続における問題と同様の等長化
への障害がある。このため、稀土類イオンを添加したフ
ァイバのアレイ化により、一部の等長化が可能になった
としても、光信号の経路全体として見れば、何ら改善さ
れない結果となっている。

【００１９】上述した従来の可変光遅延調整器の他に、
特開平３−２６８６３０号公報は、光ファイバ伝送路の
第１の切り替え点と第２の切り替え点との間の線路を、
遅延時間の変化を補償することにより、光信号の同期状
態を保持しつつ、切り替え用線路に切り替える光ファイ
バ線路切り替え方法を提案している。また、特開平７−
２２１７０８号公報は、波長に対する光ファイバー内の
分散依存性を利用することにより、ノード内の起こり得
る光経路の差による遅延を補償するためのＡＴＭセル同
期方法及び装置を提案している。

【００２０】さらに、特開平９−２１８３１４号公報
は、分散補償量を選択することができる海底光ファイバ
ケーブル用の最適分散補償装置を提案している。しかし
ながら、これらの公開公報に提案されている装置又は方
法は何れも上述した問題点、特に、第一及び第三の問題
点を解決し得るものではなく、光ファイバの等長化を充
分に達成できるものではない。

【００２１】本発明は以上のような従来の技術における
問題点に鑑みてなされたものであり、数Ｇｂｐｓ超クラ
スの光信号を伝達する光スイッチ内部のスキュー抑圧に
要する部品コストを圧縮し、特に、全長を精密に指定し
たファイバケーブルのコネクタ組立における歩留まりを
増大させることができる光ファイバ等長化調整器及び光
ファイバ等長化調整方法を提供することを目的とする。

【００２２】さらに、本発明は、数Ｇｂｐｓ超クラスの
光信号の伝達経路に対する１ｍｍオーダーの等長化を微
調整機構を用いずに行い、遅延調整器の小型化を実現す
ることができる光ファイバ等長化調整器及び光ファイバ
等長化調整方法器を提供することを目的とする。さら
に、本発明は、並列伝送部分のファイバケーブル等長化
を部品レベルで行うことにより、調整コストの圧縮を実
現することができる光ファイバ等長化調整器及び光ファ
イバ等長化調整方法を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る光ファイバ等長化調整器は、入力側導
波路と出力側導波路との間に光路長の異なる複数の遅延
導波路を設定し、最適な遅延時間を有する遅延導波路を
一つだけ選択し、信号光をその遅延導波路に透過させる
ことにより、光ファイバの等長化を行うものである。

【００２４】具体的には、本発明のうち、請求項１は、
導波路基板と、該導波路基板上に形成されている光導波
路回路とからなる光ファイバ等長化調整器であって、光
導波路回路は、光路長のそれぞれ異なる複数の遅延導波
路からなる遅延導波路群と、遅延導波路群と入力側光フ
ァイバとを接続する入力側接続部と、遅延導波路群と出
力側光ファイバとを接続する出力側接続部と、からなる
光ファイバ等長化調整器を提供する。

【００２５】遅延導波路間の光路長の差は、請求項２に
記載されているように、遅延導波路の経路長の差として
形成してもよく、あるいは、屈折率の差として形成して
もよい。この場合、屈折率を変化させるためには、請求
項４に記載されているように、遅延導波路を加熱し、そ
の屈折率を可逆的に変化させるためのヒーターを設ける
ことが好ましい。

【００２６】遅延導波路群を構成する導波路の数は、請
求項３に記載されているように、吸収されるべき光ファ
イバ長の誤差の関数として決められる。請求項５に記載
されているように、遅延導波路群を構成する遅延導波路
の各々には光信号の透過量を調整する透過量調整領域が
形成されており、入力側接続部はこれらの透過量調整領
域を調整し、光信号が１つの遅延導波路のみを透過し得
るようにするものであることが望ましい。

【００２７】また、請求項６に記載されているように、
入力側導波路及び前記出力側導波路の一方又は双方は稀
土類イオンを添加した導波路から構成することができ
る。この場合、光ファイバ等長化調整器は、入力側導波
路又は前記出力側導波路を励起させる励起光を発する励
起光源と、励起光を入力側導波路又は出力側導波路に合
流させる合流器とをさらに備え、合流器は導波路基板上
に形成されているものであることが好ましい。

【００２８】請求項７に記載されているように、入力側
接続部及び出力側接続部の一方もしくは双方又は遅延導
波路の少なくとも何れか一つに信号光の経路を選択する
手段を設けることが好ましい。この経路選択手段は、遅
延導波路群から最適な遅延時間を持つ１つの遅延導波路
を選択し、その遅延導波路を経由して入力側導波路から
出力側導波路へ信号光を透過させることにより、信号光
の透過遅延時間を調整するように機能する。

【００２９】また、ファイバ等長化モジュールを組み込
んだファイバパッチコードにおける光信号の伝達遅延時
間を測定することにより、複数の遅延導波路から最適な
遅延導波路を選択し、光スイッチを構成する導波路のト
リミングを行い、光スイッチを固定することもできる。
具体的には、例えば、請求項８に記載されているよう
に、入力側接続部及び出力側接続部の一方又は双方は、
導波路の屈折率変化に応じて、遅延導波路を通過する経
路を変更することができる光スイッチから構成すること
ができる。

【００３０】あるいは、請求項９に記載されているよう
に、入力側接続部及び出力側接続部の一方又は双方は、
入力側導波路又は出力側導波路と遅延導波路群との間で
既に確立されている複数の接続の中から最適な遅延量と
なる唯一の経路をトリミングにより選択する光スイッチ
からなるものとすることができる。また、請求項１０に
記載されているように、入力側接続部及び出力側接続部
の一方又は双方は、遅延導波路群から最適な遅延量とな
る唯一の接続を選択し、入力側導波路又は出力側導波路
をトリミングすることにより導波路を形成する光スイッ
チから構成することもできる。

【００３１】また、請求項１１に記載されているよう
に、入力側接続部及び出力側接続部の一方又は双方は、
光信号の経路を変更した後に、その状態が恒常的に保持
される形式の光スイッチとすることが好ましい。入力側
接続部及び出力側接続部の一方又は双方は、請求項１２
に記載されているように、１×ｎ光スイッチを多段に接
続したものとして構成することができる。

【００３２】請求項１３に記載されているように、遅延
導波路群は、単位遅延時間の異なる粗調整用遅延導波路
と微調整用遅延導波路とを直列に組み合わせたものとし
て構成することも可能である。また、本発明は以上述べ
た光ファイバ等長化調整器を用いたアレイ型光ファイバ
等長化調整器をも提供する。

【００３３】例えば、請求項１４は、同一基板上に集積
形成された複数個の前述の光ファイバ等長化調整器と、
複数の光ファイバをテープ化したアレイファイバと、か
らなり、光ファイバ等長化調整器の各々は光ファイバと
一対一の関係で接続されているアレイ型光ファイバ等長
化調整器を提供する。また、請求項１５に記載されてい
るように、アレイファイバとしては稀土類イオンを添加
したファイバアンプアレイを用いることができ、この場
合、光源からファイバアンプアレイへファイバアンプア
レイの励起光を導入する方向性結合器型合流部を等長化
調整器と一体形成するようにすることができる。

【００３４】請求項１６は、稀土類イオンを含む複数の
光ファイバからなるアレイファイバアンプと、該アレイ
ファイバアンプの一端に接続された遅延調整装置とから
なるアレイ型光ファイバ等長化調整器であって、遅延調
整装置は、光導波路基板と、少なくとも一つの励起光源
と、複数の心線からなるテープファイバと、光導波路基
板上に形成され、アレイファイバアンプとテープファイ
バとを接続する複数の光信号導波路と、光導波路基板上
に形成され、光信号導波路と接続する複数の励起光導波
路と、励起光源と励起光導波路とを接続する光ファイバ
と、光導波路基板上に形成され、光信号導波路と励起光
導波路とをそれぞれ結合させる方向性結合器と、からな
るものであるアレイ型光ファイバ等長化調整器を提供す
る。

【００３５】また、請求項１７に記載されているよう
に、前記遅延調整装置は、前記アレイファイバアンプの
両端に接続することもできる。請求項１８に記載されて
いるように、励起光源を光導波路基板上に形成し、該励
起光源を励起光導波路に直接接続させるようにすること
もできる。また、請求項１９に記載されているように、
方向性結合器としてグレーティング反射器を用いること
ができる。

【００３６】請求項２０に記載されているように、アレ
イ型光ファイバ等長化調整器は、前述の何れかの光ファ
イバ等長化調整器を光信号導波路の各々に接続するよう
に光導波路基板上に形成することにより、構成すること
ができる。請求項２１は、稀土類イオンを含む複数の光
ファイバからなるアレイファイバアンプと、該アレイフ
ァイバアンプの一端に接続された遅延調整装置と、アレ
イファイバアンプの他端に接続された前述の何れかの光
ファイバ等長化調整器と、からなるアレイ型光ファイバ
等長化調整器であって、遅延調整装置は、光導波路基板
と、少なくとも一つの励起光源と、複数の心線からなる
テープファイバと、光導波路基板上に形成され、アレイ
ファイバアンプとテープファイバとを接続する複数の光
信号導波路と、光導波路基板上に形成され、光信号導波
路と接続する複数の励起光導波路と、励起光源と励起光
導波路とを接続する光ファイバと、光導波路基板上に形
成され、光信号導波路と励起光導波路とをそれぞれ結合
させる方向性結合器と、からなるアレイ型光ファイバ等
長化調整器を提供する。

【００３７】本発明のうち、請求項２２は、光路長がそ
れぞれ異なる複数の遅延導波路から最適な遅延時間を有
する１つの遅延導波路を選択し、その遅延導波路を経由
して入力側導波路から出力側導波路へ光信号を透過させ
る光ファイバ等長化調整方法を提供する。請求項２３に
記載されているように、遅延導波路の屈折率変化に応じ
て、光信号が透過する遅延導波路を変更するようにする
ことができる。

【００３８】

【作用】本発明によれば、等長化モジュール内部におけ
る遅延量がそれぞれ異なる遅延導波路の中から最適な遅
延量を有する遅延導波路を選択することにより、ファイ
バコネクタ製造時に発生するファイバ誤差を吸収し、光
信号の伝達における遅延時間が一定になるようにファイ
バパッチコードの全長を調整することが可能になる。

【００３９】また、本発明によれば、パッチコードのフ
ァイバコネクタ製造時の端面研磨の失敗によるファイバ
長誤差による歩留まりの低下を防止することができる。
また、従来の遅延調整器では、稀土類イオンを添加した
ファイバアンプはカプラなどの個別部品で構成していた
ため、伝達遅延時間の制御が非常に困難であったが、本
発明によれば、稀土類イオンを添加したファイバアンプ
の全長を精度良く制御することが可能になる。

【００４０】

【発明の実施の形態】

【００４１】

【第一の実施形態】図１は、本発明の第一の実施形態に
係る遅延調整器００を示す。図１に示す光ファイバ等長
化調整器００は、導波路基板０１と、導波路基板０１上
に形成されている光導波路回路とからなっている。導波
路基板０１は入力側光ファイバ０２及び出力側光ファイ
バ０３とそれぞれ接続されている。

【００４２】光導波路回路は、光路長がそれぞれ異なる
複数の遅延導波路０６１乃至０６ｎからなる遅延導波路
群０６と、入力側光ファイバ０２と接続されている入力
側導波路０２ａと、出力側光ファイバ０３と接続されて
いる出力側導波路０３ａと、遅延導波路群０６と入力側
導波路０２ａとを接続する入力側接続部としての入力側
分岐部０４と、遅延導波路群０６と出力側導波路０３ａ
とを接続する出力側接続部としての出力側合流部０５
と、からなる。

【００４３】入力側分岐部０４は、光スイッチとしての
機能を有しており、入力側光ファイバ０２から入射され
た入力光を複数の遅延導波路０６１乃至０６ｎのうちの
１本に導く。出力側合流部０５は、入力側分岐部０４と
同様に、光スイッチとしての機能を有しており、遅延導
波路群０６からの光信号を出力側光ファイバ０３に導
く。

【００４４】以上のような構成を有する本実施形態に係
る光ファイバ等長化調整器は以下のように作動する。入
力側光ファイバ０２及び出力側光ファイバ０３の先端に
は、それぞれ、コネクタ又は他の光モジュールが接続さ
れ、それらの端点間の長さとして光ファイバケーブルの
全長が定義される。この光ファイバケーブルの全長は、
これら光コネクタ又は他の光モジュールとの接続時の組
立誤差により、所望の長さ精度に対しての誤差が発生す
る。この誤差に対して、光信号が通過する遅延導波路０
６を最適な遅延時間に設定することにより、所望の長さ
精度に対する誤差を吸収することができる。

【００４５】具体的には、光ファイバケーブル製造時の
初期長さを遅延導波路によって調整できる幅の範囲内に
設定し、コネクタ又は光モジュールとの組立を行う。そ
の後、光スイッチとして機能する入力側分岐部０４及び
出力側合流部０５を制御し、最適な遅延量を有する遅延
導波路を遅延導波路群０６から１つ選択する。これによ
って、コネクタ又は光モジュールとの組立時に発生する
ファイバケーブル長の誤差を吸収し、個々のファイバケ
ーブルの全長を精度良く調整することができる。

【００４６】

【第一の実施形態の実施例】第一の実施形態の実施例の
構成を図１を用いて説明する。入力側分岐部０４及び出
力側合流部０５の内部を通過する光信号のビットレート
を１０Ｇｂｐｓとする。同一クロックで位相を揃えて送
信された複数の光セル（あるいはパケット）信号が異な
る経路を通過した後に同一の受信機に到達する場合を想
定する。この受信機が同一のクロックを用いて受信する
場合、受信感度劣化量の増加を抑えるために許容される
光セル間のスキューはおよそ１ビットの１０分の１程度
である。この許容スキューの時間は１０ｐｓｅｃに相当
し、これを光ファイバ長さに換算すると２ｍｍとなる。
すなわち、光ファイバ長の誤差は約２ｍｍ（±１ｍｍ）
以下であることが要求される。このため、各遅延導波路
０６１乃至０６ｎの光路長差は各々２ｍｍステップで製
作することになる。

【００４７】遅延導波路群０６を構成する遅延導波路０
６１−０６ｎの数ｎは、吸収されるべき光ファイバ長の
誤差により決定される。例えば、光コネクタの組立にお
いて、片端で最大±２ｍｍの誤差を許容すると、ファイ
バケーブル両端での誤差は最大±４ｍｍとなる。このた
め、４本の遅延導波路０６１乃至０６４が必要となる
（±４ｍｍ÷±１ｍｍ＝４）。

【００４８】ここで、導波路基板０１としては、シリカ
系石英ガラス基板、有機物系基板、ＬｉＮｂＯ₃ 基板、
化合物半導体基板など、あらゆる光学系導波路材料から
なる基板を用いることができる。また、導波路基板０１
に形成する遅延導波路群０６の各遅延導波路０６１−０
６ｎにおける光路長差は、経路長の差又は屈折率の差と
して設けることが可能である。

【００４９】次に、光スイッチとして機能する入力側分
岐部０４の構成を説明する。入力側分岐部０４と出力側
合流部０５はともに導波路により構成された１×ｎの光
スイッチから構成されている。かかる構成において、光
ファイバを光コネクタに組み付け、さらに、調整した
後、実際に遅延調整器の内部に実装した後の調整を不要
と仮定すると、入力側分岐部０４と出力側合流部０５に
用いる経路選択手段としての１×ｎ光スイッチは実装後
の制御などを必要としない固定的なものが適切である。
そのためには、１×ｎ光スイッチの接続状態の固定化が
必要である。

【００５０】このような１×ｎ光スイッチの代表例とし
て、図２に示すように、多段に接続した複数の１×２光
スイッチがある。図２に示す多段接続光スイッチは、入
力側光ファイバ０４１が第一の１×２光スイッチ０４２
ａに接続されており、第一の１×２光スイッチ０４２ａ
はさらに一対の第二の１×２光スイッチ０４２ｂに接続
されている。一対の第二の１×２光スイッチ０４２ｂの
各々には２個ずつの遅延導波路が接続されている。

【００５１】１×ｎ光スイッチの接続状態を固定する手
段としては、加熱によって遅延導波路及びその近傍に歪
みを生じさせ、又は、遅延導波路へ不純物を添加するこ
とによって、恒常的に屈折率の変化を維持しておく手段
がある。加熱による歪み生成手段としては、導波路基板
０１への大出力レーザ光の照射、あるいは、導波路基板
０１上の遅延導波路０６１−０６ｎの近傍に形成したヒ
ータの使用などがある。

【００５２】図３は、図１に示した第一の実施形態に係
る光ファイバ等長化調整器００を用いた光パッチコード
の一例を示す。図３に示した光パッチコードは、図１に
示した光ファイバ等長化調整器００と、光ファイバ等長
化調整器００に接続された入力側光ファイバ０２及び出
力側光ファイバ０３と、入力側光ファイバ０２及び出力
側光ファイバ０３にそれぞれ接続された電極０２１、０
３１と、からなっている。

【００５３】このような光パッチコードにおいては、遅
延調整器００へ入力側光ファイバ０２及び出力側光ファ
イバ０３を接続した後に導波路基板０１を封止し、モジ
ュール構造とした場合、電極０２１、０３１をモジュー
ル外部に導出し、電源を電極０２１、０３１に接続させ
ることにより、導波路基板０１の加熱が可能である。こ
のため、導波路基板０１の封止を含めた光パッチコード
全体の製造と、光パッチコード全長の調整とを別工程に
おいて行うことができるため、ヒータを用いて導波路基
板０１を加熱する方法は低コスト化に有利である。

【００５４】図３に示した光パッチコードにおいてファ
イバ全長の調整を行う場合の手順を図４を参照し説明す
る。図４は、光ファイバ等長化調整器００の遅延導波路
群０６の中から最適な遅延量を有する遅延導波路を選択
するための遅延調整器の一例を示す。この遅延調整器
は、光ファイバ等長化調整器００と、光ファイバ等長化
調整器００に接続された入力側光ファイバ０２及び出力
側光ファイバ０３と、入力側光ファイバ０２に接続され
ている短パルス発生器２１と、出力側光ファイバ０３に
接続されている波形観測器２２とからなる。

【００５５】この遅延調整器は以下のように作動する。
短パルス発生器２１から出力される光短パルス２４は入
力側光ファイバ０２に入射され、光ファイバ等長化調整
器００を経て、出力側光ファイバ０３からパルス列２５
として出力される。このパルス列２５は波形観測器２２
により観測される。

【００５６】短パルス発生器２１から波形観測器２２に
は同期信号２３が発せられている。複数のパルス列２５
は同期信号２３を基準として相互に比較され、この比較
によって、遅延導波路群０６の中から最適な遅延導波路
が選択される。例えば、遅延導波路群０６の各遅延導波
路０６１−０６ｎにおける光路長差が２ｍｍステップで
ある場合、前述のように、その時間差は１０ｐｓｅｃに
相当する。このため、パルス幅が１０ｐｓｅｃ以下であ
る光パルスを入力側光ファイバ０２から入射すると、出
力側光ファイバ０３からは、遅延導波路０６１−０６ｎ
の数と等しいｎ個の連続した光パルス列が１０ｐｓｅｃ
間隔で得られる。この光パルス列から、必要とする光パ
ッチコード全長に相当する遅延時間に最も近い遅延時間
を有する光パルスを選ぶと、その光パルスに対応する一
つの遅延導波路を特定することができる。

【００５７】その後、ＹＡＧレーザなどの高出力レーザ
光の照射又はヒータでの加熱によって、光スイッチとし
ての入力側分岐部０４と出力側合流部０５とを所望の遅
延経路に固定する。この他、光スイッチとしての入力側
分岐部０４と出力側合流部０５との制御にヒーターを用
いた場合には、光短パルス２４を用いなくても、入力側
分岐部０４と出力側合流部０５との調整が可能である。

【００５８】例えば、１０ＧｂｐｓのＮＲＺで変調され
た連続的な光信号を用いて、その波形を観測することに
より、１０ｐｓｅｃの遅延時間の差を観測することが可
能である。導波路基板０１上に作成したヒーターを連続
的に弱く加熱することにより、各遅延導波路０６１−０
６ｎに可逆的な屈折率変化を起こし、光スイッチとして
の入力側分岐部０４及び出力側合流部０５を一時的に切
り替えることができる。

【００５９】そこで、１０Ｇｂｐｓの連続光信号を光パ
ッチコードに入射し、出力側合流部０５で得られる透過
光信号の遅延時間が最適となるような遅延導波路の経路
を光スイッチ（入力側分岐部０４と出力側合流部０５）
を切り替えることにより選定する。その後に、ヒータに
よる加熱量を増大させることにより、不可逆な屈折率変
化を発生させ、最適経路となるように光スイッチを固定
する。このような方法を用いることにより、遅延調整器
内へのファイバ実装後の調整も可能となる。

【００６０】なお、このような１×ｎ光スイッチを入力
側分岐部０４と出力側合流部０５に適用することによ
り、入力された光信号の全パワーは唯一の遅延導波路を
経由して出力されることになるため、光信号のパワーは
原理的には無損失である。図１に示した光ファイバ等長
化調整器００及び上述の可逆的な光スイッチを用いて遅
延導波路を選択する遅延調整器の一例を図５に示す。

【００６１】図５に示すように、光ファイバ等長化調整
器００は同一遅延調整器内に実装される光送信器２１１
と光受信器２２１とを接続する光ファイバ経路の中に組
み込まれている。すなわち、光ファイバ等長化調整器０
０は、入力側光ファイバ０２を介して光送信器２１１と
接続し、出力側光ファイバ０３を介して光受信器２２１
と接続している。光ファイバ等長化調整器００の、力側
分岐部０４と出力側合流部０５を構成する１×ｎ光スイ
ッチとしては、可逆的な切り替えが可能な光スイッチが
用いられている。これらの１×ｎ光スイッチは光スイッ
チ制御回路２６により制御される。

【００６２】信号発生器２１から発せられた入力光信号
は、光送信器２１１及び光ファイバ等長化調整器００を
経て、光受信器２２１から出力信号２２４として出力さ
れる。ビット位相抽出回路２２２は出力信号２２４から
入力光信号のビット位相を抽出し、この位相を表す信号
を遅延差検出回路２２３に送信する。遅延差検出回路２
２３はこの信号を、信号発生回路２１から発せられる基
準信号２３と比較し、ビット位相差すなわち遅延差の変
動を検出する。遅延差検出回路２２３で検出された遅延
差の変動量は光スイッチ制御回路２６に伝えられ、光フ
ァイバ等長化調整器００の遅延量が最適な値に制御され
る。例えば、遅延差検出回路２２３で検出された遅延差
が許容値を越えた場合には、光スイッチ制御回路２６が
光ファイバ等長化調整器００の光スイッチを切り替え
る。これによって、ファイバ長の変動が補償される。

【００６３】コネクタ組立時における端面研磨の異常な
どを原因とする歩留まりの低下を吸収するためには、コ
ネクタ組立を失敗した時に切断されるファイバの切断量
を吸収する必要がある。例えば、ＳＣコネクタの場合を
例にとると、再組立時に切断するファイバ長さはおよそ
１５ｍｍである。上述の実施例において説明した２ｍｍ
ステップ（±１ｍｍ）の遅延調整導波路の構造を用いて
このような大きな誤差を吸収するためには、組立誤差の
吸収に必要な４本の遅延導波路と合わせ、１２本の遅延
導波路が必要となる。

【００６４】導波路基板上に構成した光スイッチは原理
的には無損失であるが、実際には、１×２光スイッチ単
位毎に過剰損失が発生するため、光スイッチの分岐数の
増大に伴って、損失も大きくなるという問題が考えられ
る。この損失の増大に対しては、図６に示すような光フ
ァイバ等長化調整器００を用いることができる。図６に
示す光ファイバ等長化調整器００における遅延導波路群
０６ａは粗調整用遅延導波路群０６Ｃと微調整用遅延導
波路群０６Ｆとの組み合わせからなる。すなわち、２段
構成の遅延導波路群を形成することにより、損失の増大
を回避することが可能である。粗調整側遅延導波路群０
６Ｃは、コネクタの再組立時に切断する約１５ｍｍのフ
ァイバ長さに対する遅延を補償する。微調整側遅延導波
路群０６Ｆはコネクタ組立誤差を吸収する。微調整側遅
延導波路群０６Ｆは、図１に示した光ファイバ等長化調
整器００における遅延導波路群０６と同様の２ｍｍステ
ップの複数の遅延導波路からなる。

【００６５】図７は光ファイバ等長化調整器００の他の
実施例を示す。この光ファイバ等長化調整器００におい
ては、入力側光ファイバとして、稀土類イオンを添加し
たファイバアンプ１２が用いられている。稀土類イオン
を添加したファイバアンプ１２は出力側光ファイバ０３
として用いることも可能である。例えば、入力側光ファ
イバを稀土類イオン添加ファイバアンプ１２から構成す
る場合には、稀土類イオン添加ファイバアンプ１２を励
起するために励起光源を用いることが必要である。しか
しながら、この励起光源から発せられる励起光と、入力
側導波路０２ａ（図１参照）を透過する光信号とを合流
させる際に、等長化の誤差が発生するという問題があ
る。

【００６６】図８は、この誤差を回避するための遅延調
整器の一例である。図８に示すように、遅延導波路群０
６は入力側導波路１６を介して入力側光ファイバとして
の稀土類イオン添加ファイバアンプ１２と接続してい
る。励起光源１１から発せられる励起光は光ファイバ１
１ａを透過し、導波路１３に進入する。導波路１３は、
導波路基板上に形成されている合流器１４を介して、入
力側導波路１６と合流している。このため、導波路１３
を透過する励起光は合流器１４において入力側導波路１
６を透過する光信号と合流する。

【００６７】このような構成を有する遅延調整器によっ
て、上記の等長化の誤差の問題を回避することができ
る。入力側分岐部０４と出力側合流部０５に用いられる
光スイッチの一例を図９に示す。入力側導波路０４１か
ら入力された光信号は入力側分岐部０４３において各遅
延導波路０６１−０６ｎに分岐される。各遅延導波路０
６１−０６ｎの経路上には、光信号の透過量を調整する
透過量調整領域０７１−０７ｎが設けられている。これ
らの透過量調整領域０７１−０７ｎを調整することによ
り、１本の遅延導波路だけを透過状態にする。

【００６８】このような構成を有する光スイッチを入力
側分岐部０４及び出力側合流部０５の少なくとも何れか
一方に用いることによっても、光ファイバ等長化調整器
を構成することが可能である。透過量調整領域０７１−
０７ｎにおける光信号の透過量の調整は、前記実施例で
説明したように、高出力レーザ光照射やヒータによる熱
的な屈折率変化を利用することにより行うことができ
る。また、各遅延導波路０６１−０６ｎを特開平３−７
１１１５号公報に提案されている稀土類イオン添加によ
る導波路型光ファイバアンプとして構成したり、あるい
は、特開平１−２５３７１８号公報に提案されている方
法を用いて、半導体光アンプを各遅延導波路０６１−０
６ｎの途中に挿入し、励起光又は電流の注入又は遮断に
より、透過量調整領域０７１−０７ｎにおける光信号の
透過量を制御することも可能である。

【００６９】図１０は、図１に示した光ファイバ等長化
調整器００をアレイファイバへ適用した遅延調整器の一
例を示す。図１０に示した遅延調整器は、導波路基板０
１と、導波路基板０１上に形成された複数個の図１に示
した光ファイバ等長化調整器００と、複数の光ファイバ
０２１−０２ｎをテープ化したアレイファイバ０２Ｔ
と、からなる。光ファイバ等長化調整器００の各々は光
ファイバ０２１−０２ｎと一対一の関係で接続されてい
る。

【００７０】すなわち、本遅延調整器は、光ファイバ０
２１−０２ｎと光ファイバ等長化調整器００をともにア
レイ化したものであり、光ファイバをアレイ化したアレ
イファイバ０２Ｔにアレイ化した光ファイバ等長化調整
器００を接続している。なお、本遅延調整器の構成はこ
れまでに説明した実施例に係る全ての光ファイバ等長化
調整器に対して適用可能である。

【００７１】

【第二の実施の形態】図１１は本発明の第二の実施形態
に係る光ファイバ等長化調整器を示す。本実施形態に係
る光ファイバ等長化調整器はアレイ型光ファイバ等長化
調整器を構成している。本実施形態に係るアレイ型光フ
ァイバ等長化調整器は、稀土類イオンを含む複数の光フ
ァイバ１２１−１２ｎからなるアレイファイバアンプ１
２Ｔと、アレイファイバアンプ１２Ｔの一端に接続され
た遅延調整装置と、からなる。

【００７２】アレイファイバアンプ１２Ｔの他端はコネ
クタ１８１に形成されている。遅延調整装置は、光導波
路基板１０と、複数個の励起光源１１と、複数の心線１
６３からなり、一端がコネクタ１８２に形成されている
テープファイバ１６３Ｔと、光導波路基板１０上に形成
され、ともにアレイ化されたアレイファイバアンプ１２
Ｔとテープファイバ１６３Ｔとを接続する複数の入力側
光信号導波路１６１及び出力側光信号導波路１６２と、
光導波路基板１０上に形成された複数の励起光導波路１
３と、励起光源１１と励起光導波路１３とを接続する、
複数の光ファイバ１２からなるアレイファイバアンプ１
２Ｕと、光導波路基板１０上に形成され、入力側光信号
導波路１６１と出力側光信号導波路１６２と励起光導波
路１３とをそれぞれ結合させる方向性結合器１４と、か
らなる。

【００７３】光信号は、稀土類イオン添加ファイバ１２
Ｔから入射され、入力側光信号導波路１６１及び出力側
光信号導波路１６２を経て、テープファイバ１６３Ｔか
ら出力される。本アレイ型光ファイバ等長化調整器にお
いては、原理的には、光信号は双方向に伝達可能であ
り、入出力の方向性は存在しない。稀土類イオン添加フ
ァイバ１２Ｔを励起するための励起光は、励起光源１１
から出射され、励起光導波路１３を通過し、励起光合流
部としての方向性結合器１４から光信号導波路１６１に
合流し、稀土類イオン添加ファイバ１２Ｔに入射され
る。

【００７４】次いで、図１１に示したアレイ型光ファイ
バ等長化調整器の一実施例を以下に述べる。光導波路基
板１０に２５０μｍ間隔で複数の入力側光信号導波路１
６１及び出力側光信号導波路１６２を形成し、入力側光
信号導波路１６１の一端には、２５０μｍ間隔でテープ
化された複数のエルビウムドープファイバ（以下「テー
プＥＤＦ」と呼ぶ）１２Ｔと、出力側光信号導波路１６
２の反対端には、同じく２５０μｍ間隔でテープ化され
た複数の通常のテープファイバ１６３Ｔをそれぞれ接続
した。入力側光信号導波路１６１及び出力側光信号導波
路１６２の両端に接続された光ファイバは規定の長さに
切断され、それら光ファイバの端部は、それぞれ多芯コ
ネクタ１８１、１８２又は単芯コネクタとして加工され
ている。

【００７５】光導波路基板上１０の各入力側及び出力側
光信号導波路１６１、１６２には、それぞれ、波長依存
性を有する方向性結合器１４が結合されており、方向性
結合器１４には、励起光導波路１３に接続された光ファ
イバ１２と励起光源１１とが接続されている。方向性結
合器１４は、１．５５μｍの光信号を入力側光信号導波
路１６１から出力側光信号導波路１６２へ、あるいは、
その逆方向に通過させる。励起光源１１から出力された
励起光は励起光導波路１３を介して方向性結合器１４へ
入射し、入力側光信号導波路１６１へ出射される。

【００７６】第二の実施形態に係る光ファイバ等長化調
整器の第二の例を図１２に示す。図１１に示した光ファ
イバ等長化調整器においては、テープＥＤＦ１２Ｔの一
端は多芯コネクタ１８１が形成され、他端において遅延
調整装置が接続されていたが、図１２に示す第二の例に
おいては、テープＥＤＦ１２Ｔの両端に遅延調整装置が
左右対称に接続されている。本例における遅延調整装置
の構成は図１１に示した遅延調整装置の構成と同一であ
る。ただし、励起光源１１と励起光導波路１３とを接続
する光ファイバ１２はアレイ化されていない。

【００７７】図１３は、図１１に示したアレイ型光ファ
イバ等長化調整器の第一の変形例である。本変形例にお
ける励起光源１１は、図１１に示したアレイ型光ファイ
バ等長化調整器における励起光源１１と異なり、光導波
路基板１０上に実装され、直接、励起光導波路１３とさ
れている。このため、本変形例においては、励起光源１
１と励起光導波路１３とを接続していた光ファイバ１２
は設ける必要がなくなっている。

【００７８】図１４は、図１１に示したアレイ型光ファ
イバ等長化調整器の第二の変形例である。本変形例にお
いては、第一の変形例と同様に、励起光源１１は光導波
路基板１０上に実装されているとともに、励起光源１１
からの励起光を入射光と合流させる方向性結合器１４
を、導波路基板１０上に形成したグレーティング反射器
１４Ｇを用いて、反射型とした構成である。グレーティ
ング反射器１４Ｇを用いることにより、方向性結合器１
４の部分の導波路長を半分に短縮することが可能とな
り、光導波路基板１０を小型化することが可能になる。

【００７９】図１５は、図１１に示したアレイ型光ファ
イバ等長化調整器の第三の変形例である。本変形例に係
るアレイ型光ファイバ等長化調整器においては、各遅延
導波路上に、例えば、図１に示した光ファイバ等長化調
整器００が形成されている。これ以外の構成は、図１４
に示した第二の変形例に係るアレイ型光ファイバ等長化
調整器と同様である。

【００８０】図１６は、図１１に示したアレイ型光ファ
イバ等長化調整器の第四の変形例である。図１６に示す
第四の変形例においては、テープＥＤＦ１２Ｔの一端に
は、図１３に示した遅延調整装置と同様の遅延調整装置
が接続されており、テープＥＤＦ１２Ｔの他端には、導
波路基板０１上に形成された複数の光ファイバ等長化調
整器００が接続されている。

【００８１】

【発明の効果】以上のように、本発明は次のような効果
を奏する。第一の効果は、数Ｇｂｐｓ超クラスの光信号
を用いた光セル（あるいはパケット）スイッチの伝送路
において、スキュー抑圧に要する部品コストを低減する
ことができる点である。

【００８２】その理由は、単純な構造で経路長のトリミ
ングが可能な光導波路素子を組み合わせることにより、
１ｍｍ程度の精度をもって全長が指定されているコネク
タ付きファイバケーブルを組み立てる時点における長さ
の精度外れによる歩留まり低下を大幅に抑制することが
できるためである。第二の効果は、数Ｇｂｐｓ超クラス
の光信号を用いた光セル（あるいはパケット）スイッチ
の伝送路において、スキュー抑圧に要する遅延調整器の
小型化を実現することができる点である。

【００８３】その理由は、機械的な可変微調整機構を廃
し、経路長をトリミングにより調整し、かつ、製造時に
その経路長を固定する光導波路素子を用いるためであ
る。第三の効果は、光ファイバケーブルあるいは光ファ
イバ付き光モジュールのファイバ長調整のコストを圧縮
することができる点である。その理由は、各光部品毎に
単独調整が可能となり、光経路全体の組立後に調整する
場合に比較し、調整用光信号の特性に対する、波長、光
強度、信号形式などの要求が大幅に緩和されるためであ
る。

【００８４】第四の効果は、アレイ化ファイバアンプ全
長の制御が可能となる点である。複数の光コンポーネン
トから構成されるため、従来は、１ｍｍ単位でのファイ
バ長の制御が困難であったが、本発明によれば、稀土類
イオンを添加したアレイ化ファイバアンプに対しても、
等長化を目的として、アレイ化ファイバアンプ全長の制
御が可能となる。

【００８５】その理由は、従来は、励起光の合流を行う
ために各ファイバアンプ毎に個別のファイバカプラを接
続していたが、本発明においては、遅延導波路上に、ア
レイ化した方向性結合器を用いて、励起光合流部を形成
するためである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等長
化調整器を示す概略図である。

【図２】光スイッチとしての入力側分岐部の構成を示す
図である。

【図３】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等長
化調整器を応用した光パッチコードの全体構成を示す平
面図である。

【図４】図１に示した光ファイバ等長化調整器を用いて
遅延調整を行う装置の一例のブロック図である。

【図５】図１に示した光ファイバ等長化調整器を用いて
遅延調整を行う装置の他の例のブロック図である。

【図６】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等長
化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図７】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等長
化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図８】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等長
化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図９】光スイッチを構成する入力側分岐部の一構成例
を示す概略図である。

【図１０】本発明の第一の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の応用例の構成を示す概略図である。

【図１１】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器を示す概略図である。

【図１２】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図１３】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図１４】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図１５】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図１６】本発明の第二の実施形態に係る光ファイバ等
長化調整器の変形例の構成を示す概略図である。

【図１７】従来の光ファイバ等長化調整器の構成を示す
概略図である。

【図１８】光ファイバ等長化調整器の一例を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

００ 光ファイバ等長化調整器 ０１ 導波路基板 ０２ 入力側光ファイバ ０２ａ 入力側導波路 ０２Ｔ アレイファイバ ０３ 出力側光ファイバ ０３ａ 出力側導波路 ０４ 入力側分岐部 ０５ 出力側合流部 ０６ 遅延導波路群 ０６１−０６ｎ 遅延導波路 ０６Ｃ 粗調整用遅延導波路群 ０６Ｆ 微調整用遅延導波路群 ０７ 透過量調整領域 １０ 光導波路基板 １１ 励起光源 １２ 稀土類イオン添加ファイバアンプ １２Ｔ アレイファイバアンプ １３ 励起光導波路 １４ 方向性結合器 １４Ｇ グレーティング反射器 ２１ 短パルス光源 ２２ 波形観測器 ２３ 同期信号 ２４ 光短パルス ２５ 光短パルス列 ２６ 光スイッチ制御回路 １６１ 入力側光信号導波路 １６２ 出力側光信号導波路 １６３Ｔ テープファイバ １８１ アレイコネクタ １８２ アレイコネクタ ２１１ 光送信器 ２２１ 光受信器 ２２２ ビット位相抽出回路 ２２３ 遅延差検出回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｂ 10/12 (72)発明者 田島 章雄 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 前野 義晴 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 逸見 直也 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波路基板と、該導波路基板上に形成さ
   れている光導波路回路とからなる光ファイバ等長化調整
   器であって、 前記光導波路回路は、 光路長のそれぞれ異なる複数の遅延導波路からなる遅延
   導波路群と、 前記遅延導波路群と入力側光ファイバとを接続する入力
   側接続部と、 前記遅延導波路群と出力側光ファイバとを接続する出力
   側接続部と、 からなるものであることを特徴とする光ファイバ等長化
   調整器。
2. 【請求項２】 前記遅延導波路間の光路長の差は、遅延
   導波路の経路長の差又は屈折率の差によるものであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ等長化調整
   器。
3. 【請求項３】 前記遅延導波路群を構成する導波路の数
   は、吸収されるべき光ファイバ長の誤差の関数であるこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ等長
   化調整器。
4. 【請求項４】 前記導波路基板上に形成され、前記遅延
   導波路を加熱し、可逆的に屈折率を変化させるためのヒ
   ーターをさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３
   の何れか一項に記載の光ファイバ等長化調整器。
5. 【請求項５】 前記遅延導波路群を構成する前記遅延導
   波路の各々には光信号の透過量を調整する透過量調整領
   域が形成されており、前記入力側接続部はこれらの透過
   量調整領域を調整し、光信号が１つの遅延導波路のみを
   透過し得るようにするものであることを特徴とする請求
   項１乃至４の何れか一項に記載の光ファイバ等長化調整
   器。
6. 【請求項６】 前記入力側導波路及び前記出力側導波路
   のうちの少なくとも一方は稀土類イオンを添加した導波
   路からなり、 前記光ファイバ等長化調整器は、 前記入力側導波路又は前記出力側導波路を励起させる励
   起光を発する励起光源と、 前記励起光を前記入力側導波路又は前記出力側導波路に
   合流させる合流器とをさらに備え、 前記合流器は前記導波路基板上に形成されているもので
   あることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記
   載の光ファイバ等長化調整器。
7. 【請求項７】 前記入力側接続部及び前記出力側接続部
   のうちの少なくとも一方又は前記遅延導波路のうちの少
   なくとも何れか一つに信号光の経路を選択する手段が設
   けられており、 該経路選択手段は、前記遅延導波路群から最適な遅延時
   間を持つ１つの遅延導波路を選択し、その遅延導波路を
   経由して前記入力側導波路から前記出力側導波路へ信号
   光を透過させることにより、信号光の透過遅延時間を調
   整するものであることを特徴とする請求項１乃至６の何
   れか一項に記載の光ファイバ等長化調整器。
8. 【請求項８】 前記入力側接続部及び前記出力側接続部
   のうちの少なくとも一方は、導波路の屈折率変化に応じ
   て、前記遅延導波路を通過する経路を変更することがで
   きる光スイッチからなるものであることを特徴とする請
   求項１乃至６の何れか一項に記載の光ファイバ等長化調
   整器。
9. 【請求項９】 前記入力側接続部及び前記出力側接続部
   のうちの少なくとも一方は、前記入力側導波路又は前記
   出力側導波路と前記遅延導波路群との間で既に確立され
   ている複数の接続の中から最適な遅延量となる唯一の経
   路をトリミングにより選択する光スイッチからなるもの
   であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に
   記載の光ファイバ等長化調整器。
10. 【請求項１０】 前記入力側接続部及び前記出力側接続
    部のうちの少なくとも一方は、前記遅延導波路群から最
    適な遅延量となる唯一の接続を選択し、前記入力側導波
    路又は前記出力側導波路をトリミングすることにより導
    波路を形成する光スイッチからなるものであることを特
    徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の光ファイ
    バ等長化調整器。
11. 【請求項１１】 前記入力側接続部及び前記出力側接続
    部のうちの少なくとも一方は、光信号の経路を変更した
    後に、その状態が恒常的に保持される形式の光スイッチ
    からなるものであることを特徴とする請求項８に記載の
    光ファイバ等長化調整器。
12. 【請求項１２】 前記入力側接続部及び前記出力側接続
    部のうちの少なくとも一方は、１×ｎ光スイッチを多段
    に接続したものからなることを特徴とする請求項１乃至
    ６の何れか一項に記載の光ファイバ等長化調整器。
13. 【請求項１３】 前記遅延導波路群は、単位遅延時間の
    異なる粗調整用遅延導波路と微調整用遅延導波路とを直
    列に組み合わせたものであることを特徴とする請求項１
    乃至１２の何れか一項に記載の光ファイバ等長化調整
    器。
14. 【請求項１４】 同一基板上に集積形成された複数個の
    請求項１乃至１３の何れか一項に記載した光ファイバ等
    長化調整器と、 複数の光ファイバをテープ化したアレイファイバと、か
    らなり、 前記光ファイバ等長化調整器の各々は前記光ファイバと
    一対一の関係で接続されていることを特徴とするアレイ
    型光ファイバ等長化調整器。
15. 【請求項１５】 前記アレイファイバは稀土類イオンを
    添加したファイバアンプアレイであり、 光源から前記ファイバアンプアレイへ前記ファイバアン
    プアレイの励起光を導入する方向性結合器型合流部を等
    長化調整器と一体形成することにより前記ファイバアン
    プアレイを等長化することを特徴とする請求項１４に記
    載のアレイ型光ファイバ等長化調整器。
16. 【請求項１６】 稀土類イオンを含む複数の光ファイバ
    からなるアレイファイバアンプと、該アレイファイバア
    ンプの一端に接続された遅延調整装置とからなり、 前記遅延調整装置は、 光導波路基板と、 少なくとも一つの励起光源と、 複数の心線からなるテープファイバと、 前記光導波路基板上に形成され、前記アレイファイバア
    ンプと前記テープファイバとを接続する複数の光信号導
    波路と、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と接
    続する複数の励起光導波路と、 前記励起光源と前記励起光導波路とを接続する光ファイ
    バと、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と前
    記励起光導波路とをそれぞれ結合させる方向性結合器
    と、 からなるものであるアレイ型光ファイバ等長化調整器。
17. 【請求項１７】 稀土類イオンを含む複数の光ファイバ
    からなるアレイファイバアンプと、該アレイファイバア
    ンプの両端に接続された遅延調整装置とからなり、 前記遅延調整装置は、 光導波路基板と、 少なくとも一つの励起光源と、 複数の心線からなるテープファイバと、 前記光導波路基板上に形成され、前記アレイファイバア
    ンプと前記テープファイバとを接続する複数の光信号導
    波路と、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と接
    続する複数の励起光導波路と、 前記励起光源と前記励起光導波路とを接続する光ファイ
    バと、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と前
    記励起光導波路とをそれぞれ結合させる方向性結合器
    と、 からなるものであるアレイ型光ファイバ等長化調整器。
18. 【請求項１８】 前記励起光源は前記光導波路基板上に
    形成され、前記励起光源は前記励起光導波路に直接接続
    されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載
    のアレイ型光ファイバ等長化調整器。
19. 【請求項１９】 前記方向性結合器はグレーティング反
    射器を構成しているものであることを特徴とする請求項
    １６乃至１８の何れか一項に記載のアレイ型光ファイバ
    等長化調整器。
20. 【請求項２０】 請求項１乃至１３の何れか一項に記載
    の光ファイバ等長化調整器を前記光信号導波路の各々に
    接続するように前記光導波路基板上に形成したことを特
    徴とする請求項１４乃至１９の何れか一項に記載のアレ
    イ型光ファイバ等長化調整器。
21. 【請求項２１】 稀土類イオンを含む複数の光ファイバ
    からなるアレイファイバアンプと、該アレイファイバア
    ンプの一端に接続された遅延調整装置と、前記アレイフ
    ァイバアンプの他端に接続された請求項１乃至７の何れ
    か一項に記載の光ファイバ等長化調整器と、からなり、 前記遅延調整装置は、 光導波路基板と、 少なくとも一つの励起光源と、 複数の心線からなるテープファイバと、 前記光導波路基板上に形成され、前記アレイファイバア
    ンプと前記テープファイバとを接続する複数の光信号導
    波路と、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と接
    続する複数の励起光導波路と、 前記励起光源と前記励起光導波路とを接続する光ファイ
    バと、 前記光導波路基板上に形成され、前記光信号導波路と前
    記励起光導波路とをそれぞれ結合させる方向性結合器
    と、 からなるものであるアレイ型光ファイバ等長化調整器。
22. 【請求項２２】 光路長がそれぞれ異なる複数の遅延導
    波路から最適な遅延時間を有する１つの遅延導波路を選
    択し、 その遅延導波路を経由して入力側導波路から出力側導波
    路へ光信号を透過させる光ファイバ等長化調整方法。
23. 【請求項２３】 遅延導波路の屈折率変化に応じて、前
    記光信号が透過する遅延導波路を変更することを特徴と
    する請求項２２に記載の光ファイバ等長化調整方法。