JP2001320328A - Optical communication method - Google Patents

Optical communication method

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JP2001320328A
JP2001320328A JP2000133521A JP2000133521A JP2001320328A JP 2001320328 A JP2001320328 A JP 2001320328A JP 2000133521 A JP2000133521 A JP 2000133521A JP 2000133521 A JP2000133521 A JP 2000133521A JP 2001320328 A JP2001320328 A JP 2001320328A
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layers
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optical
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Japanese (ja)
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Kazuro Kikuchi
和朗 菊池
Yuichi Takushima
裕一 多久島
Kenneth Zhaboronski Mark
ケンネス ジャボロンスキー マーク
Yuichi Tanaka
佑一 田中
Haruki Kataoka
春樹 片岡
Kenji Kojo
健司 古城
Shin Azuma
伸 東
Kazuya Sato
一也 佐藤
Shiro Yamashita
史郎 山下
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Oyokoden Lab Co Ltd
Original Assignee
Oyokoden Lab Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems in the conventional methods that wavelength dispersion occurs in a signal transmitted on an optical fiber which brings about large disturbance in an optical communication, in which communication bit rate is >=10 Gbps, >=20 Gbps in particular and is not solved, even though various methods and elements for dispersion compensation have been proposed. SOLUTION: A plurality of elements capable of performing dispersion compensation by utilizing the group velocity delay time-wavelength characteristics are serially connected to produce an optical dispersion compensation element, where bandwidth is large and the peak of group velocity delay time is large, and the tertiary dispersion compensation of an optical signal of a wide wavelength band, including an 1,460 to 1,640 nm wavelength band, is performed by using the optical dispersion compensation element.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、通信伝送路に光
ファイバを用いた光通信の信号光の波長が1460〜1
640nmの範囲を含む通信波長帯域における光通信方
法に関し、より具体的には、光ファイバを主とする伝送
路を伝送される光信号に生じる波長分散を補償して、高
速・長距離伝送を可能にする光通信方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication system using an optical fiber for a communication transmission line, wherein the wavelength of signal light is 1460-1.
More specifically, the present invention relates to an optical communication method in a communication wavelength band including a range of 640 nm, and more specifically, to compensate for chromatic dispersion generated in an optical signal transmitted through a transmission path mainly including an optical fiber, thereby enabling high-speed and long-distance transmission. To an optical communication method.

【0002】本発明の以下の説明において、波長分散の
ことを単に分散とも称し、光分散補償のことを単に分散
補償とも称し、光分散補償素子のことを単に分散補償素
子ともいう。
In the following description of the present invention, chromatic dispersion is simply referred to as dispersion, optical dispersion compensation is also simply referred to as dispersion compensation, and optical dispersion compensating element is simply referred to as dispersion compensating element.

【0003】本発明では、伝送路に光ファイバを用いた
光通信において生ずる2次以上(後述)の分散補償を行
うことができる素子(以下、2次の分散を変えることが
できる素子、あるいは、2次分散補償素子ともいう。ま
た、後述の3次の分散補償を行うことができる素子につ
いても、これと同様に、3次の分散を変えることができ
る素子、あるいは、3次分散補償素子ともいう。)を有
する分散補償素子という。より具体的には、本発明で
は、特に、3次以上の分散を補償することが出来る分散
補償素子、あるいは、2次と3次以上の分散補償を行う
ことが出来る分散補償素子を用いる。そして、本発明に
用いる分散補償素子は、前記の3次分散補償素子だけの
場合もあり、また、後述の入射面内における入射光の入
射位置を変化させる手段を含む場合もあり、また、3次
以上の分散補償のみならず、2次の分散補償も可能なよ
うに構成されている場合もあり、ケースに実装されてい
る場合もあり、ケースに実装されていないいわゆるチッ
プ状やウェハー状の場合もある。本発明に用いる分散補
償素子は、これらのすべての形態を含んでおり、使用や
販売などの目的に応じて、種々の形態をとることができ
るものである。
According to the present invention, an element capable of compensating for a second- or higher-order dispersion (to be described later) that occurs in optical communication using an optical fiber as a transmission path (hereinafter, an element capable of changing the second-order dispersion, or Similarly, an element capable of performing tertiary dispersion compensation described later is also referred to as an element capable of changing tertiary dispersion or an element capable of changing tertiary dispersion. ). More specifically, in the present invention, a dispersion compensating element capable of compensating for third- or higher-order dispersion or a dispersion compensating element capable of performing second- or third-order dispersion compensation is used. The dispersion compensating element used in the present invention may be only the above-described third-order dispersion compensating element, or may include a unit for changing an incident position of incident light on an incident surface described later. In some cases, it is possible to perform not only the second-order or higher dispersion compensation but also the second-order dispersion compensation, and it may be mounted in a case. In some cases. The dispersion compensating element used in the present invention includes all of these forms, and can take various forms according to purposes such as use and sale.

【0004】本発明では、単体でも分散補償を行うこと
ができる素子あるいは分散補償を行うことができる素子
の部分(たとえば分散補償を行うことができる素子とし
ての一枚のウェハ上の特定部分)を、特に区別が必要な
場合以外は、総称して分散補償を行うことができる素子
ということにする。
In the present invention, an element capable of performing dispersion compensation by itself or a part of an element capable of performing dispersion compensation (for example, a specific part on one wafer as an element capable of performing dispersion compensation) is used. The elements are collectively referred to as elements that can perform dispersion compensation unless it is particularly necessary to distinguish them.

【0005】本発明では、2次の分散補償とは「図7
(A)を用いて後述する波長−時間特性曲線の分散の傾
きを補償すること」を意味し、3次の分散補償とは「図
7(A)を用いて後述する波長−時間特性曲線の曲がり
を補償すること」を意味する。
In the present invention, the second-order dispersion compensation is described in FIG.
(A) to compensate for the slope of the dispersion of the wavelength-time characteristic curve described later ”, and the third-order dispersion compensation means“ compensating the wavelength-time characteristic curve described later with reference to FIG. Compensating for bending ".

【0006】[0006]

【従来の技術】以下、本発明で用いる用語「チャープ」
とは、主として、「群速度遅延」あるいは、「波長分散
(以下、分散ともいう)」の意味で用いることにする。
2. Description of the Related Art Hereinafter, the term "chirp" used in the present invention will be described.
Is mainly used to mean “group velocity delay” or “wavelength dispersion (hereinafter, also referred to as dispersion)”.

【0007】光ファイバを用いた光通信において、通信
伝送路も海底ケーブルに代表される長距離伝送が行わ
れ、利用技術の進展および利用範囲の拡大とともに、信
号光パルスの通信ビットレートが、2.5G(ギガ)b
ps(毎秒ビット)では不充分となり、10Gbps、
20Gbps、40Gbps・・・・のように高いビッ
トレートの信号光の使用が試みられている。このような
環境下では、信号光のスペクトルの成分やパルスの変化
速度ごとに屈折率や速度が異なることから、パルスは広
がり、歪み、割れ、サブパルスを伴うなどの非線形現象
を生じることが知られている。そして、この非線形現象
は、伝送路に入力する信号光のパルス幅が小さくなり、
パルス強度の変化率が大きくなるにつれて顕著になり、
信号光パルスの変化が大きくなる。つまり、信号光のパ
ルス幅を小さくし、パルス強度の変化率を大きくした高
速通信の場合、信号光に生じる分散のため、光の強度の
変化速度によって波形が変化する非線形現象の影響を強
く受けるため、正常な通信が出来なくなる。
In optical communication using an optical fiber, long-distance transmission represented by a submarine cable is performed on a communication transmission line. .5G (giga) b
ps (bits per second) is not enough, 10 Gbps,
Attempts have been made to use signal light having a high bit rate such as 20 Gbps, 40 Gbps,.... In such an environment, it is known that the pulse causes a nonlinear phenomenon such as spreading, distortion, cracking, and sub-pulses because the refractive index and the speed are different depending on the spectral components of the signal light and the changing speed of the pulse. ing. This nonlinear phenomenon causes the pulse width of the signal light input to the transmission path to decrease,
It becomes remarkable as the rate of change of pulse intensity increases,
The change in the signal light pulse increases. In other words, in the case of high-speed communication in which the pulse width of the signal light is reduced and the rate of change of the pulse intensity is increased, the dispersion generated in the signal light is strongly affected by the nonlinear phenomenon in which the waveform changes according to the change speed of the light intensity. Therefore, normal communication cannot be performed.

【0008】図9は長距離伝送を行なった際の信号光の
強度および波長を説明する図であり、通信のビットレー
トが、(A)は2.5Gbpsの光通信、(B)は10
Gbpsの光通信、(C)は40Gbpsの光通信をそ
れぞれ説明する図である。ここで、入力信号のオン、オ
フの判定は、いわゆるeyeダイヤグラム(アイモー
ド)など所定の臨界値、すなわちスレッシュホールドに
基づいて行われる。符号7a、7b、7cはそれぞれ通
信ビットレートが2.5Gbps、10Gbps、40
Gbpsの信号光のスペクトルで、縦軸が光の強度、横
軸が波長である。符号71a、72a、73aは通信ビ
ットレートが2.5Gbpsでの送信波形、71b、7
2b、73bは通信ビットレートが10Gbpsでの送
信波形、71c、72c、73cは通信ビットレートが
40Gbpsでの送信波形、符号71a1、72a1、
73a1、71b1、72b1、73b1、71c1、
72c1、73c1は、それぞれ送信波形71a、72
a、73a、71b、72b、73b、71c、72
c、73cが上記の通信ビットレートで光ファイバある
いは光ファイバ伝送システム(以下、特に区別する必要
がないときは単に光ファイバともいう)を伝送された後
に受信された波形で、いずれも縦軸が光の強度、横軸が
時刻で、各波形は、いずれも図の左側の波形部分が先に
送信され、または着信する。
FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the intensity and wavelength of signal light when performing long-distance transmission. FIG. 9A shows a communication bit rate of 2.5 Gbps, and FIG.
FIG. 2C is a diagram illustrating optical communication at Gbps, and FIG. 2C is a diagram illustrating optical communication at 40 Gbps. Here, whether the input signal is on or off is determined based on a predetermined critical value such as a so-called eye diagram (eye mode), that is, a threshold. Symbols 7a, 7b and 7c indicate communication bit rates of 2.5 Gbps, 10 Gbps and 40 Gbps, respectively.
In the spectrum of the Gbps signal light, the vertical axis represents the light intensity and the horizontal axis represents the wavelength. Reference numerals 71a, 72a and 73a denote transmission waveforms at a communication bit rate of 2.5 Gbps, 71b and 7
2b, 73b are transmission waveforms at a communication bit rate of 10 Gbps, 71c, 72c, 73c are transmission waveforms at a communication bit rate of 40 Gbps, and reference numerals 71a1, 72a1,.
73a1, 71b1, 72b1, 73b1, 71c1,
72c1 and 73c1 are transmission waveforms 71a and 72c, respectively.
a, 73a, 71b, 72b, 73b, 71c, 72
c and 73c are waveforms received after being transmitted through an optical fiber or an optical fiber transmission system (hereinafter, also referred to simply as an optical fiber when no particular distinction is required) at the above communication bit rate. The light intensity and the horizontal axis are time, and in each waveform, the waveform portion on the left side of the figure is transmitted or received first.

【0009】従来の2.5Gbpsの光通信において
は、光ファイバに入力する(以下、入射するともいう)
信号光は、パルス強度は緩やかに変化し、パルス幅も広
いため、非線形現象の影響は小さく、ほぼ線形現象とし
て扱うことができる。長距離伝送を行った際の光ファイ
バに入射した信号光の強度および波長は、図9(A)で
表わされるように、わずかに変化するが、連続して2つ
以上の信号光を送る際にも、各信号光の識別判定に影響
を及ぼすほどの変化にはならず、光ファイバにより伝送
された信号光を、非線形現象の影響を考慮せずに正確に
受信することができる。
In the conventional 2.5 Gbps optical communication, an optical signal is input to an optical fiber (hereinafter, also referred to as incident light).
Since the signal light has a gradual change in pulse intensity and a wide pulse width, the influence of non-linear phenomena is small and can be treated as a substantially linear phenomenon. The intensity and the wavelength of the signal light incident on the optical fiber during long-distance transmission slightly change as shown in FIG. 9A, but when two or more signal lights are continuously transmitted. However, the signal light transmitted through the optical fiber can be accurately received without taking into account the influence of the nonlinear phenomenon without causing a change that influences the discrimination of each signal light.

【0010】次に、従来の10Gbpsの光通信システ
ムにおいて、光ファイバに入射する信号光は、パルス強
度は急激に変化し、パルス幅も狭いため、非線形現象の
影響を考慮する必要があり、信号光の強度変化率および
通信速度の増大によって、無視できない程度の分散が生
じ屈折率が変化し、その結果、信号光のスペクトル波形
および時間波形が変化する。たとえば、速度によって屈
折率および波長が変化する。長距離伝送を行った際の光
ファイバに入射した信号光の強度および波長は、たとえ
ば、図9(B)で表わされるように変化し、連続して2
つ以上の信号光を送る際には、一つの信号とそれに続く
信号が識別判定不能なまでに重なってしまう現象が生じ
ることもあり、光ファイバに入射された信号光を正確に
受信することが出来ない場合があるという問題があっ
た。
Next, in a conventional 10 Gbps optical communication system, the signal light incident on the optical fiber has a sudden change in pulse intensity and a narrow pulse width. Due to the increase in the light intensity change rate and the communication speed, non-negligible dispersion occurs to change the refractive index, and as a result, the spectral waveform and time waveform of the signal light change. For example, the refractive index and the wavelength change depending on the speed. The intensity and wavelength of the signal light incident on the optical fiber during long-distance transmission change, for example, as shown in FIG.
When transmitting more than one signal light, a phenomenon may occur in which one signal and the subsequent signal overlap until it is impossible to determine the identification, and it is necessary to accurately receive the signal light incident on the optical fiber. There was a problem that it could not be done.

【0011】従来、この問題については、チャープを生
じにくい部品、例えば、誘電体多層膜フィルタを矩形波
フィルタになるように形成したフィルタや、1.5μm
波長に対してチャープを生じさせない材質のファイバ、
コア領域を拡張したファイバなどを用いる方法などで、
チャープを低減し、光ファイバに入射された信号光を正
確に受信できるようにする試みなど、いくつかの試みが
行なわれている。
Conventionally, this problem has been solved by using a component that does not easily generate chirp, for example, a filter in which a dielectric multilayer film filter is formed into a rectangular wave filter, a 1.5 μm
Fiber of a material that does not generate chirp with respect to wavelength,
By using a fiber with expanded core area, etc.
Several attempts have been made, such as an attempt to reduce chirp and accurately receive signal light incident on an optical fiber.

【0012】また、40Gbpsの高速通信において
は、光ファイバに入射する信号光は、パルス強度はさら
に急激に変化し、パルス幅も10Gbpsの4分の1と
狭いため、非線形現象の影響が非常に大きくなり、長距
離伝送を行った際の光ファイバに入射した信号光の強度
および波長は、図9(C)で表わされるように大幅に変
化し、光ファイバに入射された信号光をほとんど受信す
ることが出来ないという問題があった。この問題につい
ては、現在ほとんど解決されておらず、光ファイバ自体
まで変えてしまわなければならないと予測されている。
In high-speed communication at 40 Gbps, the signal light incident on the optical fiber has a more rapid change in pulse intensity and a narrower pulse width of 1/4 of 10 Gbps. The intensity and wavelength of the signal light incident on the optical fiber during long-distance transmission vary greatly as shown in FIG. 9C, and almost all of the signal light incident on the optical fiber is received. There was a problem that I could not do it. This problem is hardly solved at present and it is predicted that the optical fiber itself must be changed.

【0013】このような従来の問題を解決する本発明を
より明確にするため、図7および図8を使用して、従来
の2次の分散補償方法を説明する。
In order to clarify the present invention for solving such a conventional problem, a conventional second-order dispersion compensation method will be described with reference to FIGS.

【0014】図8は、シングルモード光ファイバ(以
下、SMFとも称す)と分散補償ファイバ、および分散
シフトファイバ(以下、DSFともいう)の分散−波長
特性を説明する図である。図8において、符号601は
SMFの分散−波長特性を示すグラフ、602は分散補
償ファイバの分散−波長特性を示すグラフ、603はD
SFの分散−波長特性を示すグラフで、縦軸を分散、横
軸を波長にとったグラフである。
FIG. 8 is a diagram illustrating the dispersion-wavelength characteristics of a single mode optical fiber (hereinafter, also referred to as SMF), a dispersion compensating fiber, and a dispersion shift fiber (hereinafter, also referred to as DSF). 8, reference numeral 601 is a graph showing the dispersion-wavelength characteristic of the SMF, 602 is a graph showing the dispersion-wavelength characteristic of the dispersion compensating fiber, and 603 is D
5 is a graph showing SF-dispersion-wavelength characteristics, in which the vertical axis represents dispersion and the horizontal axis represents wavelength.

【0015】図8で明らかなように,SMFでは、ファ
イバに入力する光の波長が1.3μmから長くなるにつ
れて分散は増大し,分散補償ファイバでは,入力光の波
長が1.3μmから1.8μmまで長くなるにつれて分
散は減少する。また、DSFでは、入力光の波長が1.
2μmから1.55μm付近へと長くなるにつれて分散
は小さくなり、入力光の波長が1.55μm付近から
1.8μmへと長くなるにつれて分散が増大する。そし
て、DSFでは、従来の2.5Gbps(毎秒2.5ギ
ガビット)程度の通信ビットレートの光通信において
は、入力光の波長が1.55μm付近では、分散は光通
信上支障を生じない。
As apparent from FIG. 8, in the SMF, the dispersion increases as the wavelength of light input to the fiber increases from 1.3 μm, and in the dispersion compensating fiber, the wavelength of the input light changes from 1.3 μm to 1.3 μm. Dispersion decreases with increasing length to 8 μm. In the DSF, the wavelength of the input light is 1.
The dispersion decreases as the wavelength increases from 2 μm to around 1.55 μm, and the dispersion increases as the wavelength of the input light increases from around 1.55 μm to 1.8 μm. In DSF, in conventional optical communication at a communication bit rate of about 2.5 Gbps (2.5 gigabits per second), dispersion does not cause a problem in optical communication when the wavelength of input light is around 1.55 μm.

【0016】図7は、主として2次の分散の補償方法を
説明する図であり、(A)は波長−時間特性と光強度−
時間特性を、(B)はSMFと分散補償ファイバを用い
て2次の分散補償を行った伝送路での伝送例を、(C)
はSMFだけで構成した伝送路での伝送例を説明する図
である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams mainly illustrating a method of compensating for the second-order dispersion. FIG. 7A shows the wavelength-time characteristics and the light intensity.
(B) shows an example of transmission on a transmission line on which secondary dispersion compensation is performed using an SMF and a dispersion compensation fiber, and (C) shows a transmission characteristic.
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of transmission on a transmission line configured only with SMF.

【0017】図7において、符号501と511は伝送
路に入力する前の信号光の特性を示すグラフを、530
はSMF531で構成された伝送路を、502と512
は、グラフ501と511で示した特性の信号光が伝送
路530を伝送されて伝送路530から出力された信号
光の特性を示すグラフを、520は分散補償ファイバ5
21とSMF522から構成された伝送路を、503と
513は、グラフ501と511で示した特性の信号光
が伝送路520を伝送されて伝送路520から出力され
た信号光の特性を示すグラフである。符号504および
514は、グラフ501と511で示した特性の信号光
が伝送路520を伝送されて伝送路520から出力され
て後、本発明によって、後述の望ましい3次分散補償を
施したときの信号光の特性を示すグラフであり、グラフ
501および511とほとんど一致している。また、グ
ラフ501、502、503、504はそれぞれ縦軸を
波長、横軸を時間(または時刻)にとったグラフであ
り、グラフ511、512、513、514はそれぞれ
縦軸を光強度、横軸を時間(または時刻)にとったグラ
フである。なお、符号524と534は送信器、525
と535は受信器である。
In FIG. 7, reference numerals 501 and 511 denote graphs showing the characteristics of the signal light before being input to the transmission line.
Denote transmission paths constituted by SMF531, 502 and 512
Is a graph showing the characteristics of the signal light output from the transmission line 530 when the signal light having the characteristics shown in the graphs 501 and 511 is transmitted through the transmission line 530, and 520 is the dispersion compensating fiber 5
21 and SMF522, and 503 and 513 are graphs showing the characteristics of the signal light output from the transmission line 520 when the signal light having the characteristics shown in the graphs 501 and 511 are transmitted through the transmission line 520. is there. Reference numerals 504 and 514 indicate the case where the signal light having the characteristics shown in the graphs 501 and 511 is transmitted through the transmission path 520 and output from the transmission path 520, and then the desired third-order dispersion compensation described later is performed by the present invention. 5 is a graph showing characteristics of signal light, and almost coincides with graphs 501 and 511. Further, graphs 501, 502, 503, and 504 are graphs in which the vertical axis represents wavelength and the horizontal axis represents time (or time). Graphs 511, 512, 513, and 514 respectively represent light intensity on the vertical axis and horizontal axis. Is a graph of time (or time). Reference numerals 524 and 534 are transmitters, 525
And 535 are receivers.

【0018】従来のSMFは、前述のように、信号光の
波長が1.3μmから長くなるにつれて分散が増加する
ため、高速通信や長距離伝送の際には、分散による群速
度遅延を生じる。SMFで構成された伝送路530で
は、信号光は伝送中に長波長側が短波長側に比べ大きく
遅延して、グラフ502と512に示すようになる。こ
のように変化した信号光は、たとえば高速通信・長距離
伝送においては、前後の信号光と重なって正確な信号と
して受信できない場合がある。
In the conventional SMF, as described above, the dispersion increases as the wavelength of the signal light increases from 1.3 μm, so that a group velocity delay due to the dispersion occurs in high-speed communication or long-distance transmission. In the transmission line 530 constituted by the SMF, the signal light is delayed more on the long wavelength side than on the short wavelength side during transmission, and the graphs become as shown in graphs 502 and 512. For example, in high-speed communication and long-distance transmission, the changed signal light may not be able to be received as an accurate signal by overlapping with the preceding and following signal lights.

【0019】このような問題を解決するため、従来は、
たとえば、図7(B)に示すように分散補償ファイバを
用いて分散を補償(以下、補正ともいう)している。従
来の分散補償ファイバは、波長が1.3μmから長くな
るにつれて分散が増加するというSMFの問題点を解決
するため、前述のように、波長が1.3μmから長くな
るにつれて分散が減少するように作られている。また、
分散補償ファイバは、たとえば、図7の伝送路520で
示すように、SMF522に分散補償ファイバ521を
接続して用いることができる。上記伝送路520では、
信号光は、SMF522では長波長側が短波長側に比べ
て大きく遅延し、分散補償ファイバ521では短波長側
が長波長側に比べて大きく遅延することにより、グラフ
503と513に示すように、グラフ502と512に
示す変化よりも変化量を小さく抑えることが出来る。
In order to solve such a problem, conventionally,
For example, as shown in FIG. 7B, dispersion is compensated (hereinafter, also referred to as correction) using a dispersion compensating fiber. The conventional dispersion compensating fiber solves the problem of SMF in which the dispersion increases as the wavelength increases from 1.3 μm, and as described above, the dispersion decreases as the wavelength increases from 1.3 μm. It is made. Also,
The dispersion compensating fiber can be used, for example, by connecting the dispersion compensating fiber 521 to the SMF 522 as shown by the transmission line 520 in FIG. In the transmission line 520,
As shown in graphs 503 and 513, the signal light has a longer delay on the longer wavelength side than on the shorter wavelength side in the SMF 522 and a greater delay on the shorter wavelength side than the longer wavelength side in the dispersion compensating fiber 521. And the amount of change can be suppressed smaller than the changes shown in FIGS.

【0020】しかし、分散補償ファイバを使用した上記
従来の2次の波長分散の補償方法では、伝送路を伝送し
た信号光の波長分散を、伝送路に入力する前の信号光の
状態、すなわち、グラフ501の形までには分散補償す
ることはできず、グラフ503の形まで補償するのが限
界である。グラフ503に示すように、分散補償ファイ
バを使用した従来の2次の波長分散の補償方法では、信
号光の中心波長の光が短波長側の光および長波長側の光
に比べて遅延せず、信号光の中心波長成分の光より短波
長側および長波長側の成分の光のみが遅延する。そし
て、グラフ513に示すようにグラフの一部にリップル
が生じることがある。
However, in the above-mentioned conventional secondary chromatic dispersion compensation method using a dispersion compensating fiber, the chromatic dispersion of the signal light transmitted through the transmission line is determined by the state of the signal light before being input to the transmission line, that is, Dispersion compensation cannot be performed up to the shape of the graph 501, and compensation is limited to the shape of the graph 503. As shown in the graph 503, in the conventional secondary chromatic dispersion compensation method using the dispersion compensating fiber, the central wavelength light of the signal light is not delayed as compared with the short wavelength light and the long wavelength light. Only the light of the components on the shorter wavelength side and the longer wavelength side than the light of the central wavelength component of the signal light is delayed. Then, a ripple may be generated in a part of the graph as shown in a graph 513.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】上記の方法を用いてチ
ャープの発生を低減させた場合、部品の価格の上昇を招
いたり、コア領域の拡大によってシングルモードを保て
ない状況が発生したり、ファイバを曲げた部分から光が
漏れてしまうなどによる通信伝送路内での光の損失が大
きくなるなどの問題が生じていた。また、長い距離の伝
送により発生する僅かずつのチャープによって、速い通
信への対応ができなくなり、現在使われている2.5G
bps帯までの光通信では問題なく送受信できるほどの
チャープであっても、20Gbpsや40Gbps帯を
用いた光通信では、従来の方法を用いてチャープを低減
させようとしても通信不可能になるほどに送受信を妨げ
るようなチャープが発生してしまうことが大きな問題と
なっている。
In the case where the occurrence of chirp is reduced by using the above-mentioned method, the cost of parts is increased, or a situation where the single mode cannot be maintained due to the expansion of the core area occurs. Problems such as an increase in light loss in a communication transmission line due to leakage of light from a bent portion of the fiber have occurred. In addition, due to the small chirp generated by transmission over a long distance, it is impossible to cope with high-speed communication.
Even if the chirp can be transmitted and received without any problem in the optical communication up to the bps band, in the optical communication using the 20 Gbps or 40 Gbps band, even if the chirp is reduced using the conventional method, the transmission and the reception become so large that the communication becomes impossible. It is a big problem that a chirp that hinders the operation is generated.

【0022】しかしながら、現在この解決策は見出され
ておらず、対策としてはファイバ自体を変えて対応せざ
るを得ないと予測されてもいる。このことによって、こ
れまで蓄積された光通信のファイバおよび関連部品は大
きな変革を要求され、従来の方法、設備が使用できなく
なるおそれもあり、大きな社会的、経済的な損失をもた
らすことが予想されている。
However, this solution has not been found at present, and it is predicted that as a countermeasure, the fiber itself must be changed to cope with the problem. As a result, the accumulated fiber and related components of optical communication have been required to undergo major changes, and conventional methods and equipment may not be usable, resulting in large social and economic losses. ing.

【0023】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
ので、本発明の目的はLバンド、Cバンド、Sバンドな
どと称されている光通信波長帯域を考慮して、信号光の
波長が1460〜1640nmである波長帯域を中心に
その前後の波長を含めた通信波長帯域において、高速・
長距離通信における上記の課題を解決することができる
通信方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above point, and an object of the present invention is to consider the wavelength of signal light in consideration of optical communication wavelength bands called L band, C band, S band, and the like. In the communication wavelength band including the wavelengths before and after the wavelength band of 1460 to 1640 nm,
It is an object of the present invention to provide a communication method capable of solving the above-mentioned problem in long-distance communication.

【0024】さらに具体的には、従来実用化できなかっ
た波長帯域が数十nmにわたって、通信上生じる前記の
如き分散を補償することができる群速度遅延時間−波長
特性を有するように光分散補償素子を構成し、その光分
散補償素子を用いて、信号光を各端末の受信局毎に分波
する前に、信号光全体の分散を補償できる安価で信頼性
が高く小型の通信システムを用いる光通信方法を提供す
ることにある。
More specifically, an optical dispersion compensator is provided so as to have a group velocity delay time-wavelength characteristic capable of compensating for the above-mentioned dispersion occurring in communication over a wavelength band of several tens of nm which has not been practically used in the past. An inexpensive, reliable, and compact communication system that composes an element and uses the optical dispersion compensating element to compensate for the dispersion of the entire signal light before splitting the signal light for each receiving station of each terminal. An object of the present invention is to provide an optical communication method.

【0025】本発明の目的の達成を図るため、本発明の
光通信方法は、いくつかの実施の形態を有しており、そ
れぞれ特徴を有している。
In order to achieve the object of the present invention, an optical communication method according to the present invention has several embodiments, each having features.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明の光通信方法の特
徴は通信伝送路に光ファイバを用いる光通信システムに
おいて、光ファイバを伝送された信号光が、各受信チャ
ネル毎に波長分離される前に、波長分散(以下、単に、
分散ともいう)を補償することができる光分散補償素子
を通過させ、伝送される信号光の全体についての少なく
とも3次の分散を補償させるところにあり、前記光分散
補償素子としては、1つの例として分散補償を行うこと
が出来る素子複数個を信号光の通信経路に沿って直列に
接続して前記光分散補償素子の役割をさせて分散補償を
行うことができ、また、別の1つの例として、分散補償
を行うことが出来る素子複数個を信号光の通信経路に沿
って直列に接続して構成してある光分散補償素子を用い
ることができる。
A feature of the optical communication method of the present invention is that in an optical communication system using an optical fiber for a communication transmission line, signal light transmitted through the optical fiber is wavelength-separated for each receiving channel. Before, chromatic dispersion (hereinafter simply,
(Also referred to as dispersion) through an optical dispersion compensating element capable of compensating for at least the third-order dispersion of the entire signal light to be transmitted. A plurality of elements capable of performing dispersion compensation can be connected in series along a communication path of signal light to perform dispersion compensation by acting as the optical dispersion compensation element. An optical dispersion compensating element constituted by connecting a plurality of elements capable of performing dispersion compensation in series along a communication path of signal light can be used.

【0027】そして、本発明の光通信方法において用い
る前記光分散補償素子の例においては、前記分散補償を
行うことができる素子を複数個直列に接続して構成した
光分散補償素子が、入射光の1460〜1640nmの
波長範囲において、その群速度遅延時間−波長特性曲線
が少なくとも1つの極値を有することを特徴としてい
る。
In the example of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method according to the present invention, the optical dispersion compensating element constituted by connecting a plurality of elements capable of performing the dispersion compensation in series is provided with the incident light. In the wavelength range of 1460 to 1640 nm, the group velocity delay time-wavelength characteristic curve has at least one extreme value.

【0028】そして、本発明の光通信方法に用いる典型
的な光分散補償素子の例においては、1460〜164
0nmの波長範囲において有する群速度遅延時間−波長
特性曲線の極値が1つであることを特徴としている。
Then, in the example of the typical optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, 1460 to 164
It is characterized in that the group velocity delay time-wavelength characteristic curve has one extreme value in the wavelength range of 0 nm.

【0029】本発明の光通信方法に用いる光分散補償素
子を構成する分散補償を行うことができる素子の少なく
とも1つに使用されている多層膜においては、光の反射
率が互いに異なる少なくとも2つの反射層と、前記反射
層の間に形成された少なくとも1つの光透過層とを有す
ることを特徴としている。
In the multilayer film used for at least one of the elements capable of performing dispersion compensation, which constitutes the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, at least two layers having different light reflectances from each other. It has a reflection layer and at least one light transmission layer formed between the reflection layers.

【0030】そして、前記多層膜が2つの反射層とその
反射間に形成された光透過層とで形成するキャビティを
少なくとも1つ有することを特徴としている。
The multilayer film has at least one cavity formed by two reflection layers and a light transmission layer formed between the reflection layers.

【0031】そして、本発明の光通信方法に用いる前記
光分散補償素子を構成する少なくとも2つの分散補償を
行うことができる素子のそれぞれの多層膜が有するキャ
ビティの数が異なることを特徴としている。
In the optical communication method according to the present invention, the number of cavities of each multilayer film of the at least two dispersion compensating elements constituting the optical dispersion compensating element is different.

【0032】本発明の光通信方法に用いる光分散補償素
子の例においては、少なくとも1つの前記多層膜を構成
する少なくとも1つの積層膜の膜厚が、前記多層膜の光
の入射面に平行な断面における面内方向(以下、入射面
内方向ともいう)において変化している多層膜を用いた
光分散補償素子を用いていることを特徴としている。
In the example of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, the thickness of at least one laminated film constituting at least one of the multilayer films is parallel to a light incident surface of the multilayer film. It is characterized in that an optical dispersion compensating element using a multilayer film which changes in an in-plane direction in a cross section (hereinafter also referred to as an in-plane direction) is used.

【0033】そして、少なくとも1つの前記入射面内方
向において膜厚が変化している多層膜においては、膜厚
変化の方向が少なくとも2つあることを特徴としてい
る。
[0033] In the multilayer film in which the film thickness changes in at least one direction in the incident plane, there are at least two film thickness changing directions.

【0034】そして、本発明の光通信方法に用いる光分
散補償素子の例においては、前記光分散補償素子を構成
している少なくとも1つの分散補償を行うことができる
素子において、前記入射面内方向において膜厚が変化し
ている多層膜を有する分散補償を行うことが出来る素子
に係合して、前記多層膜の少なくとも1つの積層膜の膜
厚を調整する調整手段、あるいは、前記多層膜の入射面
における光の入射位置を変える手段が設けられているこ
とを特徴としている。
In the example of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method according to the present invention, at least one element constituting the optical dispersion compensating element capable of performing dispersion compensation may be arranged such that the direction in the incident plane Adjusting means for adjusting the film thickness of at least one laminated film of the multilayer film by engaging with an element capable of performing dispersion compensation having a multilayer film whose film thickness is changed, or It is characterized in that means for changing the incident position of light on the incident surface is provided.

【0035】本発明の光通信方法に用いる光分散補償素
子の群速度遅延時間−波長特性曲線の極値が、光ファイ
バを主とする伝送路により生じた各信号光の分散のピー
ク値の最小値よりも大きくないことを特徴としている。
The extreme value of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention is the minimum value of the peak value of the dispersion of each signal light generated by the transmission line mainly including the optical fiber. It is characterized by not being larger than the value.

【0036】そして、本発明においては、前記光分散補
償素子の群速度遅延時間−波長特性曲線の前記極値を与
える波長と、各信号光の分散の前記最小のピーク値を与
える波長の差が6nm以内であることを特徴としてい
る。
In the present invention, the difference between the wavelength giving the extreme value of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the optical dispersion compensating element and the wavelength giving the minimum peak value of the dispersion of each signal light is obtained. It is characterized by being within 6 nm.

【0037】本発明の光通信方法に用いる光分散補償素
子は、前記光分散補償素子に用いられている少なくとも
1つの分散補償を行うことができる素子の構成要素であ
る多層膜が、入射光の中心波長λの光に対する光路長
(以下、単に、光路長ともいう)として考えたときの前
記多層膜各層の膜厚(以下、単に、膜厚あるいは膜の厚
みともいう)が、λ/4の整数倍±1%の範囲の値(以
下、λ/4の整数倍、あるいは、λ/4のほぼ整数倍とも
いう)の膜厚の多層膜であり、かつ、前記多層膜が、膜
厚がλの1/4倍(以下、λの1/4倍±1%の膜厚の意
味でλの1/4倍の膜厚という)で屈折率が高い方の層
(以下、層Hともいう)と膜厚がλの1/4倍で屈折率
が低い方の層(以下、層Lともいう)を組み合わせた層
の複数組で構成されており、前記層HがSi、Ge、T
iO2、Ta25、Nb25のいずれかから成る層で形
成されていることを特徴としている。
In the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, the multilayer film, which is a component of at least one of the elements capable of performing dispersion compensation, used in the optical dispersion compensating element has a structure in which an incident light is reflected. When considered as an optical path length (hereinafter, also simply referred to as an optical path length) for light having a center wavelength λ, the film thickness of each layer of the multilayer film (hereinafter, also simply referred to as a film thickness or a film thickness) is λ / 4. A multilayer film having a thickness in a range of an integral multiple of ± 1% (hereinafter, also referred to as an integral multiple of λ / 4, or an almost integral multiple of λ / 4); a layer having a higher refractive index at a quarter of λ (hereinafter, referred to as a thickness of 4 times ± 1% of λ ± 1%) (hereinafter, also referred to as a layer H) ) And a layer having a thickness of 1/4 times λ and a lower refractive index (hereinafter, also referred to as a layer L). H is Si, Ge, T
It is characterized by being formed of a layer made of any one of iO 2 , Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 .

【0038】そして、本発明の光通信方法に用いる光分
散補償素子においては、前記層Lが、層Hに使用されて
いる材質よりも屈折率の低い材質を用いて形成されてお
り、1つの典型的な例として、前記層LがSiO2から
成る層で形成されていることを特徴としている。
In the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, the layer L is formed using a material having a lower refractive index than the material used for the layer H. A typical example is characterized in that the layer L is formed of a layer made of SiO 2 .

【0039】そして、本発明の目的の達成を図るため、
本発明の光通信方法に用いる光分散補償素子の例におい
ては、前記多層膜として、後述の多層膜A〜Hの少なく
とも1種類の多層膜を用いることが出来る。
Then, in order to achieve the object of the present invention,
In the example of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention, at least one kind of multilayer films A to H described later can be used as the multilayer film.

【0040】すなわち、後述の多層膜A〜Hは、いずれ
も、光学的性質が異なる積層膜を少なくとも5種類(す
なわち、光の反射率や膜厚などの光学的な性質の異なる
積層膜を少なくとも5層)有する多層膜を有し、前記多
層膜が光の反射率が互いに異なる少なくとも2種類の反
射層を含む少なくとも3種類の反射層を有するととも
に、前記3種類の反射層の他に少なくとも2つの光透過
層を有し、前記3種類の反射層の各1層と前記2つの光
透過層の各1層とが交互に配置されており、前記多層膜
が、膜の厚み方向の一方の側から順に、第1の反射層で
ある第1層、第1の光透過層である第2層、第2の反射
層である第3層、第2の光透過層である第4層、第3の
反射層である第5層から構成されており、多層膜Aを、
前記5層の積層膜すなわち前記第1〜第5層が、前記多
層膜の厚み方向の一方の側から順に、層H、層Lの順に
各1層ずつ組み合わせた層(以下、HLの層ともいう)
を3セット(層H1層と層L1層とを組み合わせた層を
HLの層1セットと称する。以下同様)積層して構成さ
れる第1層、層Hと層Hを組み合わせた層(すなわち、
層Hを2層重ねて形成した層。以下、HHの層ともい
う)を10セット積層して構成される第2層、層Lを1
層とHLの層を7セットとを積層して構成される第3
層、HHの層を38セット積層して構成される第4層、
層Lを1層とHLの層を13セットとを積層して構成さ
れる第5層でそれぞれ形成されている多層膜とし、多層
膜Bを、前記多層膜AのHHの層を10セット積層して
形成されている第2層の代わりに、前記第2層が、多層
膜Aの場合と同じ方向の「膜の厚み方向の一方の側から
順に」、HHの層を3セット、層Lと層Lを組み合わせ
た層(すなわち、層Lを2層重ねて形成した層。以下、
LLの層ともいう)を3セット、HHの層を3セット、
LLの層を2セット、HHの層を1セットをこの順に積
層して構成される積層膜で形成されている多層膜とし、
多層膜Cを、前記多層膜AまたはBのHHの層を38セ
ット積層して形成されている第4層の代わりに、前記第
4層が、多層膜Aの場合と同じ方向の「膜の厚み方向の
一方の側から順に」、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を3セット、LLの層を3セット、HHの層を
3セット、LLの層を3セット、HHの層を3セット、
LLの層を3セット、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を2セットをこの順に積層して構成される積層
膜で形成されている多層膜とし、多層膜Dを、前記5層
の積層膜すなわち前記第1〜第5層が、前記多層膜の厚
み方向の一方の側から順に、層L、層Hの順に各1層ず
つ組み合わせた層(以下、LHの層ともいう)を5セッ
ト積層して構成される第1層、LLの層を7セット積層
して構成される第2層、層Hを1層とLHの層を7セッ
トとを積層して構成される第3層、LLの層を57セッ
ト積層して構成される第4層、層Hを1層とLHの層を
13セットとを積層して構成される第5層でそれぞれ形
成されている多層膜とし、多層膜Eを、前記5層の積層
膜すなわち前記第1〜第5層が、前記多層膜の厚み方向
の一方の側から順に、HLの層を2セット積層して構成
される第1層、HHの層を14セット積層して構成され
る第2層、層Lを1層とHLの層を6セットとを積層し
て構成される第3層、HHの層を24セット積層して構
成される第4層、層Lを1層とHLの層を13セットと
を積層して構成される第5層でそれぞれ形成されている
多層膜とし、多層膜Fを、前記多層膜EのHHの層を1
4セット積層して形成されている第2層の代わりに、前
記第2層が、多層膜Eの場合と同じ方向の「膜の厚み方
向の一方の側から順に」、HHの層を3セット、LLの
層を3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セッ
ト、HHの層を2セット、LLの層を1セット、HHの
層を1セットをこの順に積層して構成される積層膜で形
成されている多層膜とし、多層膜Gを、前記多層膜Eま
たはFのHHの層を24セット積層して形成されている
第4層の代わりに、前記第4層が、多層膜Eの場合と同
じ方向の膜の厚み方向の一方の側から順に、HHの層を
3セット、LLの層を3セット、HHの層を3セット、
LLの層を3セット、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を2セット、LLの層を1セット、HHの層を
1セットをこの順に積層して構成される積層膜で形成さ
れている多層膜とし、多層膜Hを、前記5層の積層膜す
なわち前記第1〜第5層が、前記多層膜の厚み方向の一
方の側から順に、LHの層を4セット積層して構成され
る第1層、LLの層を9セット積層して構成される第2
層、層Hを1層とLHの層を6セットとを積層して構成
される第3層、LLの層を35セット積層して構成され
る第4層、層Hを1層とLHの層を13セットとを積層
して構成される第5層でそれぞれ形成されている多層膜
とする。
That is, each of the multilayer films A to H described below has at least five types of laminated films having different optical properties (that is, at least five types of laminated films having different optical properties such as light reflectance and film thickness). 5 layers), the multilayer film has at least three types of reflective layers including at least two types of reflective layers having different light reflectances from each other, and at least two types of reflective layers in addition to the three types of reflective layers. One light-transmitting layer, and one layer of each of the three types of reflective layers and each one of the two light-transmitting layers are alternately arranged, and the multilayer film is one of the ones in the thickness direction of the film. In order from the side, a first layer that is a first reflection layer, a second layer that is a first light transmission layer, a third layer that is a second reflection layer, a fourth layer that is a second light transmission layer, It is composed of a fifth layer that is a third reflective layer, and the multilayer film A is
A layer in which the five stacked films, that is, the first to fifth layers are combined one by one in the order of layer H and layer L in order from one side in the thickness direction of the multilayer film (hereinafter, also referred to as HL layer). Say)
(A layer obtained by combining the layer H1 layer and the layer L1 layer is referred to as an HL layer 1 set; the same applies hereinafter), a first layer formed by stacking the layers H and H,
A layer formed by stacking two layers of layer H. Hereinafter, also referred to as a layer of HH), a second layer constituted by laminating 10 sets
The third layer is formed by laminating seven sets of layers and HL layers.
Layer, a fourth layer configured by stacking 38 sets of HH layers,
The layer L is a multilayer film composed of a fifth layer formed by laminating one layer and 13 sets of HL layers, and a multilayer film B is laminated with 10 sets of the HH layers of the multilayer film A. Instead of the second layer formed as described above, the second layer is “in order from one side in the thickness direction of the film” in the same direction as that of the multilayer film A, three sets of HH layers, and the layer L (I.e., a layer formed by laminating two layers L. Hereinafter, a layer formed by combining two layers L.
LL layer), 3 sets of HH layers,
A multilayer film formed of a laminated film formed by laminating two sets of LL layers and one set of HH layers in this order;
In place of the fourth layer formed by laminating 38 sets of the HH layers of the multilayer film A or B, the multilayer film C is replaced by a “film” in the same direction as in the case of the multilayer film A. From one side in the thickness direction ”, three sets of HH layers, three sets of LL layers, three sets of HH layers, three sets of LL layers,
3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers,
3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers,
The HH layer is a multilayer film formed by laminating two sets of layers in this order, and the multilayer film D is the multilayer film of the five layers, that is, the first to fifth layers are the multilayer films. The first layer and the LL layer, which are formed by laminating five sets of layers (hereinafter also referred to as LH layers) in which layers L and H are combined one by one in this order from one side in the thickness direction of A second layer formed by stacking seven sets, a third layer formed by stacking one layer H and seven sets of LH layers, and a fourth layer formed by stacking 57 sets of LL layers. And a layer H, which is a multilayer film composed of a fifth layer formed by laminating one layer and 13 sets of LH layers, and a multilayer film E is defined as the five-layer laminated film, that is, the first layer. To a fifth layer, a first layer formed by laminating two sets of HL layers in order from one side in a thickness direction of the multilayer film; , A third layer formed by laminating one layer L and six sets of HL layers, and a 24 layer set of HH layers. And a multilayer L formed by laminating a fourth layer, a single layer L, and a fifth layer formed by laminating 13 sets of HL layers. One layer
Instead of the second layer formed by laminating four sets, the second layer has three sets of HH layers “in order from one side in the thickness direction of the film” in the same direction as that of the multilayer film E. , 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 2 sets of HH layers, 1 set of LL layers, and 1 set of HH layers. Instead of the fourth layer formed by laminating 24 sets of the HH layers of the multilayer film E or F, the fourth layer is a multilayer film formed of a multilayer film formed by: 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, in order from one side in the thickness direction of the film in the same direction as the multilayer film E,
3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers,
The multi-layered film is formed by laminating two sets of HH layers, one set of LL layers, and one set of HH layers in this order. The film, that is, the first to fifth layers are formed by laminating four sets of LH layers and laminating nine sets of LL layers in order from one side in the thickness direction of the multilayer film. Second
A third layer formed by laminating one set of layers H and six sets of LH layers, a fourth layer formed by laminating 35 sets of LL layers, and one set of layers H and one set of LH. The layer is a multilayer film formed by a fifth layer formed by laminating 13 sets.

【0041】[0041]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は
本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配
置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明
の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあ
り、本発明の説明に用いる図は、必ずしも実物や記述と
相似形でない場合もある。また、各図において、同様な
構成成分については同一の番号を付けて示し、重複する
説明を省略することもある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Each drawing used in the description schematically shows the size, shape, arrangement relationship, and the like of each component so that the present invention can be understood. For convenience of description of the present invention, the magnification may be partially changed in the drawings, and the drawings used for the description of the present invention may not always be similar to the actual product or the description. In addition, in each of the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and redundant description may be omitted.

【0042】図1は光ファイバを伝送路に用いた通信に
おいて生じた分散を光分散補償素子で補償する方法を説
明する図で、符号1101は2次の分散を補償して残っ
た信号光の3次分散を示す群速度遅延時間−波長特性曲
線、1102は分散補償素子の群速度遅延時間−波長特
性曲線で、1103は、曲線1101の分散特性を有す
る信号光の分散を、曲線1102の分散特性を有する分
散補償素子で補償したあとの補償対象波長帯域λ1〜λ2
の間の群速度遅延時間−波長特性曲線で、縦軸は群速度
遅延時間、横軸は波長である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a method of compensating dispersion caused by communication using an optical fiber as a transmission line by an optical dispersion compensating element. Reference numeral 1101 denotes a signal light of a signal light remaining after compensating for secondary dispersion. A group velocity delay time-wavelength characteristic curve showing cubic dispersion, 1102 is a group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the dispersion compensating element, 1103 is the dispersion of the signal light having the dispersion characteristic of the curve 1101, and the dispersion of the curve 1102 is Compensation target wavelength band λ 1 to λ 2 after being compensated by a dispersion compensating element having characteristics.
The vertical axis represents the group velocity delay time and the horizontal axis represents the wavelength.

【0043】図2〜図4は、本発明の光通信方法に用い
る光分散補償素子を説明する図で、図2は後述の多層膜
の断面図、図3は膜厚を変化させた多層膜の斜視図、図
4は多層膜の群速度遅延時間−波長特性曲線である。
FIGS. 2 to 4 are views for explaining an optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a multilayer film described later, and FIG. FIG. 4 is a group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the multilayer film.

【0044】図2は本発明の3次分散補償素子の例とし
て用いる多層膜の断面をモデル的に説明する図である。
図2において、符号100は本発明の光分散補償素子の
例としての多層膜、101は入射光の方向を示す矢印、
102は出射光の方向を示す矢印、103、104は反
射率が100%未満の反射層(以下、反射膜ともい
う)、105は反射率が98〜100%の反射層、10
8、109は光透過層、111、112はキャビティで
ある。光分散補償素子100は2つのキャビティ111
と112を有する2キャビティ型ともいえるものであ
る。また、符号107は基板で、たとえば、BK―7ガ
ラスを使用している。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a cross section of a multilayer film used as an example of the third-order dispersion compensating element of the present invention.
2, reference numeral 100 denotes a multilayer film as an example of the optical dispersion compensating element of the present invention, 101 denotes an arrow indicating the direction of incident light,
102 is an arrow indicating the direction of the emitted light, 103 and 104 are reflection layers having a reflectance of less than 100% (hereinafter also referred to as reflection films), 105 is a reflection layer having a reflectance of 98 to 100%, 10
Numerals 8 and 109 are light transmitting layers, and 111 and 112 are cavities. The optical dispersion compensating element 100 has two cavities 111
It can also be said to be a two-cavity type including Reference numeral 107 denotes a substrate, for example, using BK-7 glass.

【0045】図2の各反射層103、104、105の
反射率R(103)、R(104)、R(105)は、
R(103)≦R(104)≦R(105)の関係にあ
るようにする。そして、各層の反射率を少なくとも光透
過層を挟んで隣り合う反射層間において互いに異なるよ
うに設定することが量産上好ましい。すなわち、入射光
が入射する側から多層膜の厚み方向に向かって、入射光
の中心波長λに対する各反射層の反射率が次第に大きく
なるように形成する。そして、各反射層の前記波長λの
光に対する反射率を、60%≦R(103)≦77%、
96%≦R(104)≦99.8%、98%≦R(10
5)の範囲にとって、前記R(103)、R(10
4)、R(105)の関係を満たすように構成すること
により、後述の図5,図6に示すような群速度遅延時間
−波長特性曲線を得ることができる。そして、R(10
3)<R(104)<R(105)にすることがより好
ましく、R(105)を100%に近づけるか100%
にすることがより好ましく、本発明の光分散補償素子の
性能を一層高めることができる。
The reflectances R (103), R (104), and R (105) of each of the reflection layers 103, 104, and 105 in FIG.
R (103) ≦ R (104) ≦ R (105). Then, it is preferable in terms of mass production that the reflectance of each layer is set to be different from each other at least between adjacent reflective layers with the light transmitting layer interposed therebetween. That is, the reflective layers are formed such that the reflectance of each reflective layer with respect to the center wavelength λ of the incident light gradually increases from the side where the incident light is incident toward the thickness direction of the multilayer film. Then, the reflectance of each reflection layer with respect to the light having the wavelength λ is 60% ≦ R (103) ≦ 77%,
96% ≦ R (104) ≦ 99.8%, 98% ≦ R (10
For the range of 5), the above R (103), R (10)
4) By configuring so as to satisfy the relationship of R (105), a group velocity delay time-wavelength characteristic curve as shown in FIGS. 5 and 6 described below can be obtained. And R (10
3) It is more preferable that R <104 (R) <R (105), and R (105) approaches 100% or 100%.
Is more preferable, and the performance of the optical dispersion compensation element of the present invention can be further enhanced.

【0046】そして、本発明の光分散補償素子をより製
造し易くするために、隣り合う各反射層間の光路長とし
て考えたときの間隔がそれぞれ異なるように各反射層の
形成条件を選ぶことがより好ましく、各反射層の反射率
の設計精度をゆるめることができ、膜厚が入射光の中心
波長λの4分の1の単位膜の組み合わせ(λ/4の整数
倍の膜厚の膜)で本発明の、たとえば、3次分散補償素
子に用いられる多層膜を形成することができ、信頼性が
高く、量産性が優れた分散補償素子を安価に提供するこ
とができる。
In order to make the optical dispersion compensating element of the present invention easier to manufacture, it is necessary to select the conditions for forming the respective reflective layers so that the intervals when considering the optical path length between the adjacent reflective layers are different. More preferably, the design accuracy of the reflectance of each reflective layer can be relaxed, and a combination of unit films whose film thickness is a quarter of the central wavelength λ of the incident light (a film having a film thickness of an integral multiple of λ / 4) Thus, for example, a multilayer film used for a tertiary dispersion compensation element of the present invention can be formed, and a dispersion compensation element having high reliability and excellent mass productivity can be provided at low cost.

【0047】なお、前記多層膜の単位膜の膜厚が波長λ
の4分の1であると記載したが、これは、前記の如く、
量産における膜の形成で許容される誤差の範囲内におい
てλ/4という意味であり、具体的には、λ/4±3%に
おいて、好ましくは、λ/4±1%において本発明でい
うλ/4の膜厚を意味しており、この範囲においても本
発明は特に大きな効果を発する。そこで、本発明ではこ
の範囲の膜厚をλ/4の厚みということにした。特に、
上記単位膜の厚みをλ/4±0.5%(この場合のλ/
4は誤差無しのλ/4の意味)にすることにより、量産
性を損なわずに、バラツキが少なく、信頼性の高い多層
膜を形成することができ、図5、図6で後述するような
光分散補償素子を安価に提供することができる。
The thickness of the unit film of the multilayer film has a wavelength λ.
Which is described as one-fourth of
It means λ / 4 within the range of an error allowable in the formation of a film in mass production, and specifically, λ / 4 ± 3%, preferably λ / 4 ± 1%. The present invention exhibits a particularly large effect even in this range. Therefore, in the present invention, the film thickness in this range is defined as a thickness of λ / 4. In particular,
When the thickness of the unit film is λ / 4 ± 0.5% (λ /
4 means [lambda] / 4 without error), thereby making it possible to form a highly reliable multilayer film with little variation without impairing mass productivity, as will be described later with reference to FIGS. An optical dispersion compensating element can be provided at low cost.

【0048】また、本発明における多層膜の膜厚がλ/
4の単位膜を積層して形成すると説明しているが、これ
は、1つの単位膜を形成してから次の単位膜を形成する
という方法を繰り返して多層膜を形成することもできる
が、これに限らず、一般的にはλ/4の整数倍の膜厚の
膜を連続的に形成することが多く、このような多層膜も
当然のことながら本発明の多層膜の対象である。そし
て、前記反射層と前記透過層を連続的に形成する膜形成
工程を用いて本発明の多層膜を形成することもできる。
In the present invention, the thickness of the multilayer film is λ /
Although it is described that the unit film of No. 4 is formed by lamination, it is possible to form a multilayer film by repeating a method of forming one unit film and then forming the next unit film. The invention is not limited to this, and in general, a film having a thickness of an integral multiple of λ / 4 is often formed continuously, and such a multilayer film is naturally the object of the multilayer film of the present invention. Then, the multilayer film of the present invention can be formed by using a film forming step of continuously forming the reflection layer and the transmission layer.

【0049】図3は、図2の多層膜100の後述する入
射面220の面内方向において、前記多層膜100の膜
厚を変化させた例を説明する図である。
FIG. 3 is a view for explaining an example in which the film thickness of the multilayer film 100 is changed in an in-plane direction of a later-described incident surface 220 of the multilayer film 100 of FIG.

【0050】図3において、符号200は本発明の光分
散補償素子の一例としての多層膜、201は第1の反射
層、202は第2の反射層、203は第3の反射層、2
05は基板、206は第1の光透過層、207は第2の
光透過層、211は第1のキャビティ、212は第2の
キャビティ、220は光入射面、230は入射光の方向
を示す矢印、240は出射光の方向を示す矢印、250
は第1の膜厚変化方向を示す矢印、260は第2の膜厚
変化方向を示す矢印、270,271は入射光の入射位
置を移動させる方向を示す矢印である。
In FIG. 3, reference numeral 200 denotes a multilayer film as an example of the optical dispersion compensating element of the present invention, 201 denotes a first reflective layer, 202 denotes a second reflective layer, and 203 denotes a third reflective layer.
05 is a substrate, 206 is a first light transmitting layer, 207 is a second light transmitting layer, 211 is a first cavity, 212 is a second cavity, 220 is a light incident surface, and 230 indicates the direction of incident light. Arrow, 240, arrow indicating the direction of the emitted light, 250
Is an arrow indicating a first film thickness change direction, 260 is an arrow indicating a second film thickness change direction, and 270 and 271 are arrows indicating a direction in which an incident position of incident light is moved.

【0051】図3において、たとえば、BK−7ガラス
などから成る基板205の上に、第3の反射層203,
第2の光透過層207、第2の反射層202、第1の光
透過層206、第1の反射層201が、順次形成されて
いる。
In FIG. 3, for example, on a substrate 205 made of BK-7 glass or the like, a third reflective layer 203,
A second light transmission layer 207, a second reflection layer 202, a first light transmission layer 206, and a first reflection layer 201 are sequentially formed.

【0052】第1の光透過層206の厚みが図3の矢印
250で示す方向に変化する(図の右から左の方向に次
第に厚くなっている)ように、そして、第2の光透過層
207の厚みが矢印260で示す方向に変化する(図の
手前から向こう側に次第に厚くなっている)ように、前
記多層膜を形成する。第1から第3の反射層の厚みは、
第1および第2のキャビティの共振波長が一致したとき
の波長が入射光の中心波長λに一致したときに、第1、
第2、第3の各反射層の反射率が、前記R(103)、
R(104)、R(105)の条件を満たすような膜厚
に形成する。
The thickness of the first light transmitting layer 206 changes in the direction indicated by the arrow 250 in FIG. 3 (the thickness gradually increases from right to left in the figure), and the second light transmitting layer 206 changes. The multilayer film is formed such that the thickness of 207 changes in the direction indicated by arrow 260 (the thickness gradually increases from the near side to the far side in the figure). The thickness of the first to third reflective layers is
When the wavelength when the resonance wavelength of the first and second cavities coincides with the center wavelength λ of the incident light,
The reflectance of each of the second and third reflective layers is R (103),
The film is formed so as to satisfy the conditions of R (104) and R (105).

【0053】図4は、本発明の光分散補償素子の例とし
ての多層膜(以下、光分散補償素子ともいう)200の
入射面220において、図3の矢印230の方向から入
射光を入射し、矢印240の方向に出射光を得るように
し、入射光の入射位置を後述のように図3の矢印270
あるいは271の方向に移動した時の、群速度遅延時間
−波長特性曲線の変化する様子を説明するものである。
FIG. 4 shows incident light from the direction of an arrow 230 in FIG. 3 on an incident surface 220 of a multilayer film (hereinafter also referred to as a light dispersion compensating element) 200 as an example of the light dispersion compensating element of the present invention. , The outgoing light is obtained in the direction of arrow 240, and the incident position of the incoming light is set to the arrow 270 in FIG.
Alternatively, it illustrates the manner in which the group velocity delay time-wavelength characteristic curve changes when moving in the direction of 271.

【0054】図4は、図3において入射位置280〜2
82に中心波長λの入射光を入射させたときの群速度遅
延時間−波長特性曲線を示し、縦軸は群速度遅延時間、
横軸は波長である。
FIG. 4 shows the positions of incidence 280-2 in FIG.
82 shows a group velocity delay time-wavelength characteristic curve when incident light having a center wavelength λ is incident, and the vertical axis shows the group velocity delay time;
The horizontal axis is the wavelength.

【0055】反射層201〜203および光透過層20
6と207の各矢印250と260で示す方向に膜厚を
変化させる条件を適切に選ぶことによって、前記入射光
の入射面220における入射位置を矢印270で示す方
向に移動させたとき、群速度遅延時間−波長特性曲線の
形状をほぼ同様の形に維持しつつ、群速度遅延時間−波
長特性曲線の帯域中心波長λ0(たとえば、図4のほぼ
左右対称の形状の群速度遅延時間−波長特性曲線280
1における極値を与える波長)が変化し、そして、その
位置から矢印271で示す方向に前記入射位置を移動さ
せたとき、前記波長λ0はほとんど変わらずに、群速度
遅延時間−波長特性曲線の形状を、図4の曲線281
1、2812のように変化させることができる。図4の
各曲線は、図3の矢印250と260の方向へそれぞれ
各当該膜の膜厚を単調に増大するように形成した時のも
のである。
Reflecting layers 201 to 203 and light transmitting layer 20
When the incident position of the incident light on the incident surface 220 is moved in the direction indicated by the arrow 270 by appropriately selecting the conditions for changing the film thickness in the directions indicated by the arrows 250 and 260 of FIGS. While maintaining the shape of the delay time-wavelength characteristic curve in substantially the same shape, the band center wavelength λ 0 of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve (for example, the group velocity delay time-wavelength having a substantially symmetrical shape in FIG. 4) Characteristic curve 280
1), and when the incident position is moved in the direction indicated by the arrow 271 from the position, the wavelength λ 0 hardly changes, and the group velocity delay time-wavelength characteristic curve Is changed to the curve 281 in FIG.
1, 2812. Each curve in FIG. 4 is obtained when the thickness of each film is monotonically increased in the directions of arrows 250 and 260 in FIG.

【0056】曲線2801〜2812における帯域中心
波長λ0は、分散補償の目的によって、たとえば図4の
グラフの適切な波長のところに設定するが、たとえば、
図4に図示の曲線の波長の範囲のほぼ中央値にとっても
よく、分散補償の目的に応じて適宜定めても良い。ま
た、曲線2801〜2812の間のそれぞれの極値波長
など曲線の各特徴点の波長の対応関係をあらかじめ調べ
ておくことなどはここに記載しなくても当然のことであ
る。
The band center wavelength λ 0 in the curves 2801 to 2812 is set, for example, at an appropriate wavelength in the graph of FIG. 4 according to the purpose of dispersion compensation.
It may be set to approximately the center value of the wavelength range of the curve shown in FIG. 4, or may be appropriately determined according to the purpose of dispersion compensation. In addition, it is natural that the correspondence between the wavelengths of the respective characteristic points of the curves, such as the respective extreme wavelengths between the curves 2801 to 2812, is checked in advance, etc., without being described here.

【0057】このようにして、たとえば、まず、分散補
償すべき入射光の中心波長λに該当する帯域中心波長λ
0を一致させるように、入射光の入射位置を矢印270
の方向に移動して決め、分散補償すべき補償の内容、す
なわち、入射光の分散状況に適合して、分散補償に用い
る群速度遅延時間−波長特性曲線の形状を、たとえば図
4の各曲線などから選択し、それに応じて、図3の矢印
271で示す方向に前記入射位置をたとえば符号280
〜282で示す各点などのように選択することにより、
信号光に求められる分散補償を効果的に行うことができ
る。
Thus, for example, first, the band center wavelength λ corresponding to the center wavelength λ of the incident light to be dispersion-compensated
The arrow 270 indicates the incident position of the incident light so that 0 is matched.
And the shape of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve used for dispersion compensation in accordance with the content of compensation to be dispersion-compensated, that is, in accordance with the dispersion state of the incident light. The incident position is, for example, 280 in the direction indicated by the arrow 271 in FIG.
By selecting each point as shown by ~ 282,
The dispersion compensation required for the signal light can be effectively performed.

【0058】図4の群速度遅延時間−波長特性曲線の形
状からも明らかなように、本発明の光分散補償素子を用
いて、たとえば、曲線2801を用いて3次分散補償を
行うことができ、曲線2811または2812の比較的
直線成分に近い部分を用いて、2次の微細な分散補償を
行うことができる。
As is apparent from the shape of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve in FIG. 4, tertiary dispersion compensation can be performed using the optical dispersion compensating element of the present invention, for example, using the curve 2801. , The second-order fine dispersion compensation can be performed by using a portion of the curve 2811 or 2812 which is relatively close to a linear component.

【0059】以上、図2〜図4を用いて説明したのは本
発明に用いる「分散補償素子を行うことが出来る素子」
であるが、この「分散補償素子を行うことが出来る素
子」を用いれば、3次の分散をある程度補償することが
出来ることは、図4の各曲線の説明から明白である。
As described above with reference to FIGS. 2 to 4, the "element capable of performing a dispersion compensation element" used in the present invention is described.
However, it is clear from the description of each curve in FIG. 4 that the third-order dispersion can be compensated to some extent by using the “element capable of performing the dispersion compensation element”.

【0060】しかし、「分散補償素子を行うことが出来
る素子」を単独で補償できる分散補償の波長帯域幅は、
波長が1.55μm近傍の信号光について、1.5nm
前後、群速度遅延時間は3ps(ピコ秒)位の場合が多
く、また、複数チャンネルの光通信に対応するために分
散補償の波長帯域幅を広くすると、分散補償を十分に行
うことが出来る程度の群速度遅延時間を得ることが難し
く、現実の通信に広く使い勝手よく用いるには、さらな
る改善がなされることが望ましい。そこで、本発明を図
5、図6を用いてさらに詳しく説明する。
However, the wavelength bandwidth of the dispersion compensation that can independently compensate for the “element capable of performing a dispersion compensation element” is:
For signal light having a wavelength near 1.55 μm, 1.5 nm
Before and after, the group velocity delay time is often about 3 ps (picoseconds), and if the wavelength band of dispersion compensation is widened to support optical communication of a plurality of channels, dispersion compensation can be sufficiently performed. It is difficult to obtain the group velocity delay time, and further improvement is desirable for wide and convenient use in actual communication. Therefore, the present invention will be described in more detail with reference to FIGS.

【0061】図5は、たとえば前記のごとき分散補償を
行うことが出来る素子を複数個用いて群速度遅延時間−
波長特性を改善する方法を説明する図であり、図5
(A)は本発明に用いる分散補償を行うことが出来る素
子が1個の群速度遅延時間−波長特性、図5(B)は群
速度遅延時間−波長特性曲線の形がほぼ同じで、群速度
遅延時間−波長特性曲線の極値ピーク値を与える波長
(以下、極値波長ともいう)が後述のλ(302)とλ
(303)のように異なる分散補償を行うことが出来る
素子を2個直列に接続した本発明に用いる光分散補償素
子の群速度遅延時間−波長特性を、図5(C)は群速度
遅延時間−波長特性曲線がほぼ同じで極値波長が異なる
分散補償を行うことが出来る素子を3個直列に接続した
本発明の光分散補償素子の群速度遅延時間−波長特性
を、図5(D)は群速度遅延時間−波長特性曲線の形も
極値波長も異なる分散補償を行うことが出来る素子を3
個直列に接続した本発明の光分散補償方法に用いる光分
散補償素子の群速度遅延時間−波長特性を表すグラフで
あり、いずれも縦軸が群速度遅延時間、横軸が波長であ
る。
FIG. 5 shows a group velocity delay time obtained by using a plurality of elements capable of performing dispersion compensation as described above.
FIG. 5 is a diagram for explaining a method for improving wavelength characteristics, and FIG.
5A shows a group velocity delay time-wavelength characteristic of one element capable of performing dispersion compensation used in the present invention, and FIG. 5B shows a group velocity delay time-wavelength characteristic curve having almost the same shape. The wavelength (hereinafter, also referred to as an extreme wavelength) that gives the extreme peak value of the speed delay time-wavelength characteristic curve is λ (302) and λ
FIG. 5C shows the group velocity delay time-wavelength characteristic of the optical dispersion compensating element used in the present invention in which two elements capable of performing different dispersion compensation as in (303) are connected in series. FIG. 5D shows a group velocity delay time-wavelength characteristic of the optical dispersion compensating element of the present invention in which three elements capable of performing dispersion compensation having substantially the same wavelength characteristic curve and different extremal wavelengths are connected in series. Is an element capable of performing dispersion compensation having different group velocity delay time-wavelength characteristic curves and different extreme wavelengths.
5 is a graph showing the group velocity delay time-wavelength characteristics of the optical dispersion compensating elements used in the optical dispersion compensation method of the present invention connected in series, wherein the vertical axis represents the group velocity delay time and the horizontal axis represents the wavelength.

【0062】図5において、符号301〜309は本発
明に用いる分散補償を行うことが出来る素子1個の各群
速度遅延時間−波長特性曲線、310は前記本発明に用
いる群速度遅延時間−波長特性曲線の形が曲線302と
曲線303のようにほぼ同じで、曲線の極値GD(30
2)とGD(302)を与えるそれぞれの極値波長λ
(302)とλ(303)が異なる分散補償を行うこと
が出来る素子を2個を直列に接続した場合の群速度遅延
時間−波長特性曲線で、GD(310)とλ(310)
はそれぞれ曲線310の極値と極値波長、311は前記
本発明に用いる群速度遅延時間−波長特性曲線の形が曲
線304,305,306のようにほぼ同じで極値波長
が異なる分散補償を行うことが出来る素子を3個直列に
接続した場合の群速度遅延時間−波長特性曲線、312
は曲線307,308,309のように群速度遅延時間
−波長特性曲線の形も極値波長も異なる分散補償を行う
ことが出来る素子を3個直列に接続した場合の群速度遅
延時間−波長特性曲線である。図5(A)で符号aは分
散補償対象波長帯域、bは群速度遅延時間の極値であ
る。
In FIG. 5, reference numerals 301 to 309 denote group velocity delay time-wavelength characteristic curves of one element capable of performing dispersion compensation used in the present invention, and 310 denotes group velocity delay time-wavelength used in the present invention. The shape of the characteristic curve is almost the same as the curve 302 and the curve 303, and the extreme value GD (30
2) and the respective extreme wavelength λ giving GD (302)
GD (310) and λ (310) are group velocity delay time-wavelength characteristic curves when two elements capable of performing dispersion compensation with different (302) and λ (303) are connected in series.
Is the extremum and the extremum wavelength of the curve 310, and 311 is the dispersion compensation in which the shape of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve used in the present invention is almost the same as the curves 304, 305 and 306 and the extremal wavelengths are different. Group velocity delay time-wavelength characteristic curve when three devices that can be used are connected in series, 312
Is a group velocity delay time-wavelength characteristic when three elements capable of performing dispersion compensation having different shapes and extreme wavelengths are connected in series as shown by curves 307, 308, and 309. It is a curve. In FIG. 5A, reference numeral a denotes a wavelength band to be subjected to dispersion compensation, and b denotes an extreme value of the group velocity delay time.

【0063】図5(B)と(C)において、群速度遅延
時間−波長特性曲線310の群速度遅延時間の極値は、
分散補償を行うことが出来る素子1個の場合の1.6
倍、分散補償対象波長帯域は約1.8倍になっており、
群速度遅延時間−波長特性曲線311の群速度遅延時間
の極値は1個の場合の約2.3倍、分散補償対象波長帯
域は分散補償を行うことが出来る素子1個の場合の約
2.5倍になっている。図5(D)においては、群速度
遅延時間−波長特性曲線312の曲線の群速度遅延時間
の極値が分散補償を行うことが出来る素子1個の場合の
約3倍、分散補償対象波長帯域は分散補償を行うことが
出来る素子1個の場合の約2.3倍になっている。
5B and 5C, the extreme value of the group velocity delay time of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve 310 is as follows.
1.6 in the case of one element capable of performing dispersion compensation
Times, the wavelength band for dispersion compensation is about 1.8 times,
The extremum of the group velocity delay time of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve 311 is about 2.3 times that of one element, and the wavelength band to be dispersion-compensated is about 2 times that of one element capable of performing dispersion compensation. .5 times. In FIG. 5D, the extreme value of the group velocity delay time of the curve of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve 312 is about three times as large as that of one element capable of performing dispersion compensation. Is about 2.3 times that of a single element capable of performing dispersion compensation.

【0064】図2において説明したような多層膜を用い
た分散補償を行うことが出来る素子の群速度遅延時間−
波長特性曲線の群速度遅延時間の極値と分散補償対象波
長帯域は、前記多層膜の各反射層と各光透過層の構成条
件によっても変化し、たとえば、図5(D)の曲線30
7のような分散補償対象波長帯域が比較的広いが群速度
遅延時間の極値があまり大きくない群速度遅延時間−波
長特性曲線や、曲線308のように分散補償対象波長帯
域が狭いが群速度遅延時間の極値は大きい群速度遅延時
間−波長特性曲線のように、種々の特性を有する分散補
償を行うことが出来る素子を実現することが出来る。
The group velocity delay time of an element capable of performing dispersion compensation using a multilayer film as described in FIG.
The extreme value of the group velocity delay time of the wavelength characteristic curve and the wavelength band to be subjected to dispersion compensation also change depending on the configuration conditions of each reflection layer and each light transmission layer of the multilayer film. For example, curve 30 in FIG.
7, the dispersion compensation wavelength band is relatively wide but the extreme value of the group velocity delay time is not so large. An element capable of performing dispersion compensation having various characteristics, such as a group velocity delay time-wavelength characteristic curve, having an extreme value of the delay time can be realized.

【0065】このような分散補償を行うことが出来る素
子に用いる多層膜としては、たとえば、前記課題を解決
するための手段の項に記載した多層膜A〜多層膜Hがあ
げられる。この多層膜A〜Hを用いて、分散補償を行う
ことが出来る素子を作成したところ、波長が約1.55
μmの信号光に対して、群速度遅延時間の極値が3ps
(ピコ秒)で分散補償対象波長帯域が1.3〜2.0n
mの群速度遅延時間−波長特性曲線を実現することが出
来た。
Examples of the multilayer film used for the element capable of performing such dispersion compensation include the multilayer films A to H described in the section for solving the above-mentioned problems. When a device capable of performing dispersion compensation was prepared using the multilayer films A to H, the wavelength was about 1.55.
Extreme value of group velocity delay time is 3 ps for μm signal light
(Picoseconds) and the wavelength band targeted for dispersion compensation is 1.3 to 2.0 n
A group velocity delay time-wavelength characteristic curve of m was realized.

【0066】そして、この分散補償を行うことが出来る
素子を複数個直列に接続して、群速度遅延時間の極値が
5〜50ps、分散補償対象波長帯域が30〜90nm
の群速度遅延時間−波長特性を有する光分散補償素子を
種々製作して1460〜1640nmの波長帯域および
その両側6nmを含めて20〜100Gbpsの通信ビ
ットレートに相当する信号光を60km伝送する光通信
を行ったところ、従来は全く不可能とされていた3次分
散補償を行うことができ、今後の高速・長距離通信を改
善できることを立証できた。
Then, a plurality of elements capable of performing this dispersion compensation are connected in series, and the extreme value of the group velocity delay time is 5 to 50 ps, and the wavelength band for dispersion compensation is 30 to 90 nm.
Optical communication for producing 60 km of signal light corresponding to a communication bit rate of 20 to 100 Gbps including a wavelength band of 1460 to 1640 nm and 6 nm on both sides of the optical dispersion compensating element having various group velocity delay time-wavelength characteristics. As a result, it was possible to perform third-order dispersion compensation, which was completely impossible in the past, and prove that future high-speed and long-distance communication can be improved.

【0067】また、図4における群速度遅延時間−波長
特性曲線や、図5(D)における群速度遅延時間−波長
特性曲線など、直列に接続して用いる分散補償を行うこ
とが出来る素子の群速度遅延時間−波長特性曲線を適宜
工夫して選択することにより、3次の分散のみならず2
次の分散をも補償することが出来た。
A group of elements that can be used in series and can perform dispersion compensation, such as a group velocity delay time-wavelength characteristic curve in FIG. 4 and a group velocity delay time-wavelength characteristic curve in FIG. 5D. By appropriately selecting the speed delay time-wavelength characteristic curve, not only the third-order dispersion but also the
The following dispersion could also be compensated.

【0068】本発明の光通信方法に用いる光分散補償素
子を構成する分散補償を行うことが出来る素子を少なく
とも2個直列に接続した光分散補償素子の例において
は、3次以上の分散を補償するのに必要な群速度遅延時
間−波長特性を有する光分散補償素子を実現するため
に、群速度遅延時間−波長特性曲線が分散補償対象波長
域において極値を有するような群速度遅延時間−波長特
性を有するの分散補償を行うことが出来る素子を少なく
とも1つ用いることが望ましい。
In the example of the optical dispersion compensating element in which at least two elements capable of performing dispersion compensation constituting the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention are connected in series, third-order or higher order dispersion is compensated. Group velocity delay time necessary to realize an optical dispersion compensating element having wavelength characteristics, group velocity delay time-group velocity delay time such that the wavelength characteristic curve has an extreme value in the dispersion compensation target wavelength region- It is desirable to use at least one element having wavelength characteristics and capable of performing dispersion compensation.

【0069】また、通信伝送路の分散補償をより効果的
に行うには、光分散補償素子としての群速度遅延時間−
波長特性曲線をよりよいものにすることが望ましい。そ
のための1つの方法として、分散補償を行うことが出来
る素子の群速度遅延時間−波長特性を調整できる手段を
設ける方法がある。
Further, in order to more effectively perform dispersion compensation of a communication transmission line, the group velocity delay time as an optical dispersion compensating element is calculated as follows.
It is desirable to improve the wavelength characteristic curve. As one method for this, there is a method of providing a means capable of adjusting the group velocity delay time-wavelength characteristic of an element capable of performing dispersion compensation.

【0070】その方法として、図2と図3を用いて説明
したような、多層膜の光透過層と反射層の膜厚を入射面
内方向において変化させ、分散補償を行うことが出来る
素子における信号光の入射位置を変えて、分散補償を行
うことが出来る素子の群速度遅延時間−波長特性を変え
る方法があげられる。この入射光の入射位置を変更する
手段としては、入射光の位置に対して、光分散補償素子
あるいは入射光の入射位置そのものの少なくとも一方を
移動させることによって実現した。前記光分散補償素子
または入射位置を移動させる手段としては、光分散補償
素子の使用される事情、コストあるいは特性などの条件
など、事情によって種々選択することができる。たとえ
ば、コスト上あるいは装置の事情から、ネジなどの手動
的手段により行う方法を用いることができ、また、正確
に調整するため、あるいは手動で調整することができな
い時にも調整することができるようにするためには、た
とえば電磁的なステップモータや連続駆動モータを用い
ることが効果的であり、また、PZT(チタン酸ジルコ
ン酸鉛)などを用いた圧電モーターを使用することも効
果的である。また、これらの方法と組み合わせることも
できるプリズムや二芯コリメータなどを用いたり、光導
波路を利用するなどの光学的手段によって入射位置を選
択することにより、容易に、正確に入射位置を選択する
ことができる。
As a method, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the thickness of the light-transmitting layer and the reflecting layer of the multilayer film is changed in the in-plane direction of the incident surface to perform dispersion compensation. There is a method of changing a group velocity delay time-wavelength characteristic of an element capable of performing dispersion compensation by changing an incident position of signal light. The means for changing the incident position of the incident light is realized by moving at least one of the optical dispersion compensating element or the incident position itself of the incident light with respect to the position of the incident light. The light dispersion compensating element or the means for moving the incident position can be variously selected depending on the circumstances, such as the circumstances in which the light dispersion compensating element is used, the cost, and the characteristics. For example, a method performed by manual means such as a screw can be used due to the cost or the circumstances of the device, and it can be adjusted for accurate adjustment or when adjustment cannot be performed manually. In order to achieve this, it is effective to use, for example, an electromagnetic step motor or a continuous drive motor, and it is also effective to use a piezoelectric motor using PZT (lead zirconate titanate). In addition, it is possible to easily and accurately select an incident position by using a prism or a two-core collimator that can be combined with these methods, or by selecting an incident position by an optical means such as using an optical waveguide. Can be.

【0071】前記本発明の光通信方法に用いる光分散補
償素子を構成する分散補償を行うことが出来る素子に用
いる多層膜の各層は、厚みが4分の1波長のSiO2
イオンアシスト蒸着で作成した膜(以下、イオンアシス
ト膜ともいう)で形成された層Lと、厚みが4分の1波
長のTiO2のイオンアシスト膜で形成された層Hとか
ら構成されている。前記SiO2のイオンアシスト膜
(層L)1層とTiO2のイオンアシスト膜(層H)1
層の組みあわせ層でLHの層1セットと称し、たとえ
ば、「LHの層5セット積層して」とは、「層L・層H
・層L・層H・層L・層H・層L・層H・層L・層Hの
順に各層をそれぞれ1層ずつ重ねて形成して」というこ
とを意味する。
Each layer of the multilayer film used for the element capable of performing dispersion compensation constituting the optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention is formed by ion-assisted deposition of SiO 2 having a quarter wavelength. It is composed of a layer L formed of a formed film (hereinafter also referred to as an ion assist film) and a layer H formed of a 4 2 wavelength TiO 2 ion assist film having a thickness of 4. One layer of the ion-assisted film (layer L) of SiO 2 and one layer of the ion-assisted film (layer H) of TiO 2
A combination of layers is referred to as one set of LH layers. For example, “lamination of five sets of LH layers” means “layer L / layer H
Layer L, layer H, layer L, layer H, layer L, layer H, layer L, and layer H in this order.

【0072】同様に、前記LLの層は、厚みが4分の1
波長のSiO2のイオンアシスト膜で構成されている層
Lを2層重ねて形成した層をLLの層1セットと称す。
したがって、たとえば、「LLの層を3セット積層し
て」とは、「層Lを6層重ねて形成して」を意味する。
Similarly, the LL layer has a thickness of 4
A layer formed by laminating two layers L composed of an ion-assisted film of SiO 2 having a wavelength is referred to as one set of LL layers.
Therefore, for example, “three sets of LL layers are stacked” means “three layers L are formed and stacked”.

【0073】なお、層Hを形成する膜の組成として、誘
電体の例を示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、TiO2と同じ誘電体材料としてはTiO2の他
に、Ta25、Nb25などを用いることができ、さら
に、誘電体材料の他に、SiやGeを用いて層Hを形成
することもできる。SiやGeを用いて層Hを形成した
場合、光学的性質より層Hを薄く形成することができる
という利点を有する。また、層Lの組成としてSiO2
の例を示したが、SiO2は安価にしかも信頼性高く層
Lを形成できる利点があるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、層Hの屈折率よりも屈折率が低くなる
材質によって層Lを形成すれば、本発明の上記効果を発
揮する光通信方法に用いる光分散補償素子を実現するこ
とができる。
[0073] Incidentally, the composition of film forming the layer H, although an example of a dielectric, the present invention is not limited thereto, as the same dielectric material as TiO 2 in addition to TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2 O 5, etc., and the layer H can be formed using Si or Ge in addition to the dielectric material. When the layer H is formed using Si or Ge, there is an advantage that the layer H can be formed thinner than optical properties. The composition of the layer L is SiO 2
Although SiO 2 has an advantage that SiO 2 has an advantage that the layer L can be formed at low cost and with high reliability, the present invention is not limited to this, and the refractive index is lower than the refractive index of the layer H. If the layer L is formed of a material, an optical dispersion compensating element used in an optical communication method that exhibits the above-described effects of the present invention can be realized.

【0074】また、本実施例では、前記多層膜を構成す
る層Lと層Hをイオンアシスト蒸着で形成したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、通常の蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティングその他の方法で形成
した多層膜を用いても本発明は大きな効果を発揮するも
のである。
Further, in this embodiment, the layers L and H constituting the multilayer film are formed by ion-assisted vapor deposition, but the present invention is not limited to this. The present invention exerts a great effect even when a multilayer film formed by the above-mentioned method is used.

【0075】本発明の光通信方法に使用する光分散補償
素子は、図3に示す光分散補償素子としての多層膜20
0のように、ウェハー状のものを適当に保持して用いる
こともでき、また、入射面220内での必要な部分を含
むように、厚み方向に、すなわち、入射面220から基
板205方向に、たとえば垂直に、切断した小さいチッ
プ状にして、たとえばファイバコリメータとともに筒状
のケースに実装して分散補償を行うことが出来る素子と
して用いることもできるなど、その形態は多様な可能性
を有するものであり、そのいずれの場合においても、本
発明で説明する主たる効果をもたらすものである。
The optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention is a multilayer film 20 as an optical dispersion compensating element shown in FIG.
0, it is also possible to appropriately hold and use a wafer-shaped object, and to include a necessary part in the incident surface 220 in the thickness direction, that is, in the direction from the incident surface 220 to the substrate 205. It has a variety of possibilities, for example, it can be made into a small chip that is cut vertically, and it can be used as an element that can be mounted on a cylindrical case together with a fiber collimator to perform dispersion compensation. In each case, the main effects described in the present invention are brought.

【0076】図6は本発明の光通信方法に用いる光分散
補償素子の例を説明する図で、図6(A)は、前記分散
補償を行うことが出来る素子2個を直列に接続して光分
散補償素子を構成した例を、図6(B)は前記分散補償
を行うことが出来る素子3個を直列に接続して光分散補
償素子を構成した例を、図6(C)は入射面内方向で膜
厚が変化している多層膜上で、信号光の入射位置2箇所
を、信号光の航路に沿って直列に接続して光分散補償素
子を構成した例を、図6(D)は図6(A)と同じ構成
の光分散補償素子を1つのケースに実装した例を示す図
である。
FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an optical dispersion compensating element used in the optical communication method of the present invention. FIG. 6 (A) shows a case where two elements capable of performing the dispersion compensation are connected in series. FIG. 6B shows an example in which an optical dispersion compensating element is formed, FIG. 6B shows an example in which three elements capable of performing the dispersion compensation are connected in series, and FIG. FIG. 6 shows an example in which two points of incidence of signal light are connected in series along the route of signal light on a multilayer film whose film thickness changes in the in-plane direction to form a light dispersion compensating element. D) is a diagram illustrating an example in which the optical dispersion compensating element having the same configuration as that of FIG. 6A is mounted in one case.

【0077】図6において、符号410、420、43
0、440は本発明に用いる光分散補償素子、411、
412、421〜423、431、442、443は分
散補償を行うことが出来る素子、416は分散補償を行
うことが出来る素子に用いている多層膜、415、41
51、4152、426、436、446、は光ファイ
バ、413、4131、414、4141、424、4
25、434、435、444、445は信号光の進行
方向を示す矢印、417はレンズ、418はレンズ41
7と光ファイバ4151および4152とで構成してい
る2芯コリメータ、441はケース、431は入射面内
方向で膜厚が変化している多層膜を基板上に形成して分
散補償を行うことができるように構成したウェハー状の
分散補償を行うことが出来る素子で、432、433は
それぞれ「分散補償を行うことが出来る素子の部分」で
ある。
In FIG. 6, reference numerals 410, 420, 43
0 and 440 are optical dispersion compensating elements used in the present invention, 411,
Reference numerals 412, 421 to 423, 431, 442, and 443 denote elements capable of performing dispersion compensation, and 416 denotes a multilayer film used for an element capable of performing dispersion compensation.
51, 4152, 426, 436, 446 are optical fibers, 413, 4131, 414, 4141, 424, 4
25, 434, 435, 444, and 445 are arrows indicating the traveling direction of the signal light, 417 is a lens, and 418 is a lens 41.
7 and optical fibers 4151 and 4152, a two-core collimator 441; a case 431; and a multilayer film 431 whose film thickness changes in the direction of the incident surface is formed on a substrate to perform dispersion compensation. The devices 432 and 433 are configured so as to be capable of performing wafer-shaped dispersion compensation, and are “elements that can perform dispersion compensation”.

【0078】図6(A)において、矢印413の方向に
入射した信号光は、分散補償を行うことが出来る素子4
11に入射し、分散補償を受けて分散補償を行うことが
出来る素子411から出射し、ファイバ415を伝送さ
れて分散補償を行うことが出来る素子412に入射し、
再び分散補償を受けて分散補償を行うことが出来る素子
412から出射し、矢印414の方向に光ファイバ41
5を伝送される。
In FIG. 6A, the signal light incident in the direction of arrow 413 is applied to the element 4 capable of performing dispersion compensation.
11, exits from the element 411 that can perform dispersion compensation by receiving dispersion compensation, and enters the element 412 that can be transmitted through the fiber 415 and perform dispersion compensation.
The light is emitted from the element 412 which can receive the dispersion compensation again and can perform the dispersion compensation.
5 is transmitted.

【0079】符号4112は、分散補償を行うことが出
来る素子411の点線4111で囲んだ部分の内部構造
を説明する断面図である。光ファイバ4151および4
152とレンズ417は2芯コリメータ418を構成
し、光ファイバ4151を矢印4131方向に進行した
信号光はレンズ417を通り多層膜416に入射する。
Reference numeral 4112 is a cross-sectional view for explaining the internal structure of a portion surrounded by a dotted line 4111 of the element 411 capable of performing dispersion compensation. Optical fibers 4151 and 4
The 152 and the lens 417 constitute a two-core collimator 418, and the signal light traveling through the optical fiber 4151 in the direction of the arrow 4131 passes through the lens 417 and enters the multilayer film 416.

【0080】多層膜416は図5(A)に示した群速度
遅延時間−波長特性を有しており、光ファイバ4151
とレンズ417を通って多層膜416に入射した信号光
は、3次の分散補償を施され、再びレンズ417を通
り、光ファイバ4152に入射して矢印4141の方向
に進み、分散補償を行うことが出来る素子412に入射
する。分散補償を行うことが出来る素子412でさらに
分散補償を施された信号光は分散補償を行うことが出来
る素子412から出射して、光ファイバ415中を矢印
414で示した方向へ出射する。
The multilayer film 416 has the group velocity delay time-wavelength characteristic shown in FIG.
The signal light incident on the multilayer film 416 through the lens 417 and the lens 417 is subjected to third-order dispersion compensation, passes through the lens 417 again, enters the optical fiber 4152, proceeds in the direction of the arrow 4141, and performs dispersion compensation. Is incident on the element 412 that can be formed. The signal light further subjected to dispersion compensation by the element 412 capable of performing dispersion compensation exits from the element 412 capable of performing dispersion compensation, and exits in the optical fiber 415 in the direction indicated by the arrow 414.

【0081】このような図6(A)に示した本発明の光
通信方法に用いる光分散補償素子410は、図5(B)
示した群速度遅延時間−波長特性を有し、光分散補償素
子410に入射した信号光は、図5(B)に示した群速
度遅延時間−波長特性に応じた分散補償を施されて光分
散補償素子410から出射される。
The optical dispersion compensating element 410 used in the optical communication method of the present invention shown in FIG.
The signal light having the group velocity delay time-wavelength characteristic shown and incident on the optical dispersion compensation element 410 is subjected to dispersion compensation according to the group velocity delay time-wavelength characteristic shown in FIG. The light is emitted from the dispersion compensation element 410.

【0082】図6(B)の光分散補償素子420におい
ても同様に、矢印424の方向から光分散補償素子42
0に入射した信号光は、分散補償を行うことが出来る素
子421〜423に順次入射して出射する過程におい
て、たとえば、図5(C)のような群速度遅延時間−波
長特性曲線に応じた分散補償を施されて光分散補償素子
420から出射し、光ファイバ426を矢印425で示
した方向へと進行する。
Similarly, in the light dispersion compensating element 420 shown in FIG.
In the process of sequentially entering and exiting the elements 421 to 423 capable of performing dispersion compensation, the signal light incident on 0 corresponds to, for example, a group velocity delay time-wavelength characteristic curve as shown in FIG. After being subjected to dispersion compensation, the light is emitted from the optical dispersion compensating element 420 and travels through the optical fiber 426 in the direction indicated by the arrow 425.

【0083】図6(C)は図6(A)の分散補償を行う
ことが出来る素子411と412の代わりに、同一のウ
ェハー上に形成された「分散補償を行うことが出来る素
子431の部分432と433」を光ファイバ436を
用いて信号光の経路に沿って直列に接続した例としての
光分散補償素子430で、分散補償の施され方は図6
(A)に説明したのと同様である。ただし、分散補償の
施され方は、分散補償を行うことが出来る素子の群速度
遅延時間−波長特性によって異なるものであることは上
記説明より明らかである。
FIG. 6C shows a part of the element 431 capable of performing dispersion compensation formed on the same wafer in place of the elements 411 and 412 capable of performing dispersion compensation of FIG. 6A. 432 and 433 ”are connected in series along the path of the signal light using the optical fiber 436.
This is the same as described in (A). However, it is clear from the above description that the method of performing the dispersion compensation depends on the group velocity delay time-wavelength characteristic of the element capable of performing the dispersion compensation.

【0084】図6(D)は図6(A)と同様の分散補償
を行うことが出来る素子442と443を同一のケース
441に組み込んで光分散補償素子440を構成したも
のであり、図示していないが、分散補償を行うことが出
来る素子443は、図3を用いて説明した多層膜の入射
面内方向において膜厚が変化している多層膜を使用して
おり、入射位置を調整する手段を有している。その入射
位置調整手段は図示していないが、ケース441に設け
られた制御回路を利用して入射位置を調整することが出
来るようになっている。
FIG. 6D shows an optical dispersion compensating element 440 in which elements 442 and 443 capable of performing the same dispersion compensation as in FIG. 6A are incorporated in the same case 441. Although not shown, the element 443 capable of performing dispersion compensation uses a multilayer film whose thickness changes in the in-plane direction of the incident surface of the multilayer film described with reference to FIG. 3, and adjusts the incident position. Means. Although the incident position adjusting means is not shown, the incident position can be adjusted using a control circuit provided in the case 441.

【0085】現在、光通信の波長帯域はS−バンド、C
−バンド、L−バンドと呼ばれる波長帯域毎に各社が通
信システムを構築しているが、この各バンドの波長帯域
は各社少しずつ異なるようである。たとえば、S−バン
ドは大まかに1460〜1520nm、C−バンドは1
520〜1570nm、L−バンドは1570〜164
0nmの如くである。この各バンド全域をまとめて分散
補償できるようになれば、その効果はきわめて大きなも
のとなる。
At present, the wavelength band of optical communication is S-band, C-band
Each company constructs a communication system for each wavelength band called -band and L-band, and the wavelength band of each band seems to be slightly different. For example, the S-band is roughly 1460-1520 nm, the C-band is 1
520-1570 nm, L-band is 1570-164
Like 0 nm. If dispersion compensation can be performed for all the bands, the effect will be extremely large.

【0086】このような構成の光分散補償素子を用い
て、いわゆるL−バンド、C−バンド、S−バンドを含
む1640〜1646nmの波長帯域で20〜100G
bpsに相当する信号光を60km伝送する実験を行っ
たところ、きわめて良好な分散補償を行うことが出来た
上に、信号光が光分散補償素子を透過することによる損
失はきわめて低い値であった。この損失は、従来のファ
イバグレーティングを用いた2次の分散補償素子1個に
よる損失が、1.5μm近傍の波長の光における10n
m以下の波長帯域幅の適用したときでも3〜6dBと大
きいのに比較して、きわめて優れたものであるというこ
とが出来る。
Using the optical dispersion compensating element having such a structure, 20 to 100 G in a wavelength band of 1640 to 1646 nm including so-called L-band, C-band and S-band.
An experiment was conducted in which a signal light corresponding to bps was transmitted for 60 km. As a result, extremely good dispersion compensation could be performed, and the loss due to the transmission of the signal light through the light dispersion compensating element was extremely low. . The loss due to one secondary dispersion compensating element using a conventional fiber grating is 10n in light having a wavelength near 1.5 μm.
Even when a wavelength bandwidth of m or less is applied, it can be said that this is extremely excellent as compared with a large value of 3 to 6 dB.

【0087】[0087]

【発明の効果】以上、本発明の光通信方法を、それに用
いる光分散補償素子の特性を重点的に詳細に説明した
が、本発明によれば、図5(B)〜(D)を用いて説明
した群速度遅延時間−波長特性曲線を種々用意すること
によって、L−バンド、C−バンド、S−バンドと呼ば
れている広い波長帯域の分散補償、特に、少なくとも3
次分散補償、を1つの素子で行うことが出来る。すなわ
ち、その光通信伝送路に生じる分散を各受信チャネルに
波長分離する前に全体として3次の分散を効果的に補償
することができるので、各チャンネル毎の分散補償が簡
素化され、安価で信頼性の高い高速・長距離通信を実現
することが出来る。そして、本発明に用いる光分散補償
素子による分散補償は、3次以上の分散補償において特
に大きな効果をもたらすことに加えて、群速度遅延時間
−波長特性の適切な調整によって、2次の分散補償をも
行い得るものである。
As described above, the optical communication method according to the present invention has been described in detail with emphasis on the characteristics of the optical dispersion compensating element used in the optical communication method. According to the present invention, FIGS. 5B to 5D are used. By preparing various group velocity delay time-wavelength characteristic curves described above, dispersion compensation of a wide wavelength band called L-band, C-band, and S-band,
Next-order dispersion compensation can be performed by one element. That is, since the dispersion generated in the optical communication transmission line can be effectively compensated for the tertiary dispersion as a whole before being wavelength-separated to each receiving channel, the dispersion compensation for each channel is simplified, and the cost is reduced. High-speed and long-distance communication with high reliability can be realized. The dispersion compensation by the optical dispersion compensating element used in the present invention has a particularly large effect in the third or higher order dispersion compensation, and in addition to the appropriate adjustment of the group velocity delay time-wavelength characteristic, the second order dispersion compensation. Can also be performed.

【0088】そして、本発明の光通信方法の最大の効果
は、既存の光通信システムの多くを利用して、従来は光
ファイバ自体まで変えても実現性が心配されていた高速
・長距離通信を実現することを可能にする点で、社会的
経済的効果が多大なものである。
The greatest effect of the optical communication method of the present invention is that high-speed and long-distance communication using many of the existing optical communication systems has been concerned about the feasibility even if the optical fiber itself is changed. The social and economic effects are enormous in that it is possible to achieve

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による光分散補償を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating optical dispersion compensation according to the present invention.

【図2】本発明の多層膜の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a multilayer film of the present invention.

【図3】本発明の多層膜の斜視図である。FIG. 3 is a perspective view of a multilayer film of the present invention.

【図4】本発明の多層膜の群速度遅延時間−波長特性曲
線である。
FIG. 4 is a group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the multilayer film of the present invention.

【図5】本発明の、分散補償を行うことが出来る素子を
複数個用いて群速度遅延時間−波長特性を改善する方法
を説明する図であり、(A)は1個、(B)は2個、
(C)は3個、(D)は3個の分散補償を行うことが出
来る素子を直列に接続した本発明の光分散補償素子の群
速度遅延時間−波長特性を表すグラフである。
5A and 5B are diagrams illustrating a method of improving group velocity delay time-wavelength characteristics by using a plurality of elements capable of performing dispersion compensation according to the present invention, wherein FIG. Two,
(C) is a graph showing the group velocity delay time-wavelength characteristics of three optical dispersion compensating elements of the present invention in which three elements capable of performing dispersion compensation are connected in series.

【図6】本発明の光分散補償素子の例を説明する図であ
り、(A)は2個、(B)は3個の分散補償を行うこと
が出来る素子を直列に接続して光分散補償素子を構成し
た例、(C)は入射面内方向で膜厚が変化している多層
膜上で、信号光の入射位置2箇所を、信号光の航路に沿
って直列に接続して光分散補償素子を構成した例、
(D)は本発明の光分散補償素子を1つのケースに実装
した例を示す図である。
6A and 6B are diagrams illustrating an example of an optical dispersion compensating element according to the present invention, wherein FIG. 6A shows two optical dispersion compensating elements, and FIG. 6B shows three optical dispersion compensating elements connected in series; An example in which a compensating element is configured, (C) shows an optical system in which two incident positions of signal light are connected in series along a route of signal light on a multilayer film whose film thickness changes in the in-plane direction of the light. Example of configuring a dispersion compensating element,
(D) is a diagram showing an example in which the optical dispersion compensation element of the present invention is mounted in one case.

【図7】2次と3次の波長分散の補償方法を説明する図
であり、(A)は波長−時間特性と光強度−時間特性
を、(B)および(C)は伝送路を説明する図である。
FIGS. 7A and 7B are diagrams illustrating a method of compensating for second and third order chromatic dispersion, where FIG. 7A illustrates wavelength-time characteristics and light intensity-time characteristics, and FIGS. FIG.

【図8】従来の光ファイバの分散−波長特性を示すグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing dispersion-wavelength characteristics of a conventional optical fiber.

【図9】従来の通信方法で長距離伝送を行った際の信号
光の強度および波長を説明する図であり、通信のビット
レートが(A)は2.5Gbpsの場合のグラフ、
(B)は10Gbpsの場合のグラフ、(C)は40G
bpsの場合のグラフである。
FIG. 9 is a diagram illustrating the intensity and wavelength of signal light when long-distance transmission is performed by a conventional communication method. FIG. 9 is a graph when the communication bit rate is 2.5 Gbps.
(B) is a graph in the case of 10 Gbps, (C) is 40G
It is a graph in the case of bps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100,200:多層膜 101,230:入射光の方向を示す矢印 102,240:出射光の方向を示す矢印 103,104,105,201,202,203:反
射層 108,109,206,207:光透過層 107,205:基板 111,112,211,212:キャビティ 220:光入射面 250,260:膜厚変化方向を示す矢印 270,271:入射光の入射位置を移動させる方向 280,281,282:入射位置 1101,1102,1103,2801,2811,
2812,301〜312:群速度遅延時間−波長特性
曲線 410,420,430,440:光分散補償素子 411,412,421〜423,431,442,4
43:分散補償を行うことが出来る素子 416:多層膜 415,4151,4152,426,436,44
6:光ファイバ 413,4131,414,4141,424,42
5,434,435,444,445:矢印 417:レンズ 418:2芯コリメータ 441:ケース 432,433:分散補償を行うことが出来る素子の部
分 501,502,503,504,511,512,5
13,514:信号光の特性を示すグラフ 520,530:伝送路 521:分散補償ファイバ 522,531:SMF 524,534:送信器 525,535:受信器 601:SMFの分散−波長特性曲線 602:分散補償ファイバの分散−波長特性曲線 603:DSFの分散−波長特性曲線 7a〜7c,71a〜71c,72a〜72c,73a
〜73c,71a1,71b1,71c1,72a1,
72b1,72c1,73a1,73b1,73c1:
信号光の波形
100, 200: multilayer film 101, 230: arrow indicating the direction of incident light 102, 240: arrow indicating the direction of emitted light 103, 104, 105, 201, 202, 203: reflecting layer 108, 109, 206, 207: Light transmitting layers 107, 205: substrates 111, 112, 211, 212: cavities 220: light incident surfaces 250, 260: arrows 270, 271 indicating directions of film thickness changes 280, 281, moving directions of incident light incident positions 282: Incident position 1101, 1102, 1103, 2801, 2811
2812, 301 to 312: Group velocity delay time-wavelength characteristic curve 410, 420, 430, 440: Optical dispersion compensation element 411, 412, 421 to 423, 431, 442, 4
43: element capable of performing dispersion compensation 416: multilayer film 415, 4151, 4152, 426, 436, 44
6: Optical fiber 413, 4131, 414, 4141, 424, 42
5,434,435,444,445: Arrow 417: Lens 418: Two-core collimator 441: Case 432,433: Element part capable of performing dispersion compensation 501,502,503,504,511,512,5
13, 514: Graph showing signal light characteristics 520, 530: Transmission line 521: Dispersion compensating fiber 522, 531: SMF 524, 534: Transmitter 525, 535: Receiver 601: SMF dispersion-wavelength characteristic curve 602: Dispersion-wavelength characteristic curve of dispersion compensating fiber 603: Dispersion-wavelength characteristic curve of DSF 7a to 7c, 71a to 71c, 72a to 72c, 73a
~ 73c, 71a1, 71b1, 71c1, 72a1,
72b1, 72c1, 73a1, 73b1, 73c1:
Signal light waveform

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 多久島 裕一 埼玉県川口市芝富士2丁目18番18号 セイ ケイハイツ202号 (72)発明者 マーク ケンネス ジャボロンスキー 東京都目黒区駒場4丁目6番29号 K518 (72)発明者 田中 佑一 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 片岡 春樹 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 古城 健司 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 東 伸 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 佐藤 一也 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 山下 史郎 埼玉県戸田市新曽南3丁目1番23号 株式 会社応用光電研究室内 Fターム(参考) 2H048 GA01 GA07 GA12 GA33 GA51 GA62 5K002 BA02 BA21 CA01 DA02 FA01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Yuichi Takushima 2-18-18 Shibafuji, Kawaguchi-shi, Saitama Say K Heights 202 (72) Inventor Mark Kennes Jaboronski 4-6-29 Komaba, Meguro-ku, Tokyo No. K518 (72) Inventor Yuichi Tanaka 3-1-23-1 Niisonanami, Toda City, Saitama Prefecture (72) Inventor Haruki Kataoka 3-1-23 Niisonami, Toda City, Saitama Prefecture Applied Photoelectric Company Laboratory (72) Inventor Kenji Furushiro 3-1-23 Nisonami, Toda City, Saitama Pref.Applied Optoelectronic Laboratory (72) Inventor Shin Shin Higashi 3-1-23 Nisonami, Toda City, Saitama Pref. Laboratory (72) Inventor Kazuya Sato 3-1-23-1 Niisonanami, Toda City, Saitama Prefecture Applied Photoelectric Laboratory (72) Inventor Yamashita Ichiro Toda City, Saitama Prefecture Nizominami 3 chome No. 23 stock company applied photoelectric laboratory F-term (reference) 2H048 GA01 GA07 GA12 GA33 GA51 GA62 5K002 BA02 BA21 CA01 DA02 FA01

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通信伝送路に光ファイバを用いる光通信
方法において、光ファイバを伝送された信号光が、各受
信チャネル毎に波長分離される前に、波長分散(以下、
単に、分散ともいう)を補償することができる光分散補
償素子を通過させ、伝送される信号光の全体についての
少なくとも3次の分散を補償させることを特徴とする光
通信方法。
In an optical communication method using an optical fiber for a communication transmission line, signal light transmitted through the optical fiber is subjected to chromatic dispersion (hereinafter, referred to as chromatic dispersion) before being wavelength-separated for each receiving channel.
An optical communication method characterized by passing through an optical dispersion compensating element capable of compensating for only (dispersion), and compensating for at least tertiary dispersion of the entire signal light to be transmitted.
【請求項2】 請求項1に記載の光通信方法において、
分散補償を行うことが出来る素子を複数個、あるいは、
分散補償を行うことが出来る素子の部分を少なくとも2
箇所(以下、前記分散補償を行うことが出来る素子と分
散補償を行うことが出来る素子の部分を総称して分散補
償を行うことが出来る素子ともいう)、信号光の通信経
路に沿って直列に接続して前記光分散補償素子の役割を
させて分散補償を行うことを特徴とする光通信方法。
2. The optical communication method according to claim 1, wherein
A plurality of elements capable of performing dispersion compensation, or
At least two parts of the element capable of performing dispersion compensation
(Hereinafter, the element capable of performing the dispersion compensation and the element capable of performing the dispersion compensation are collectively referred to as an element capable of performing the dispersion compensation), and are serially arranged along the communication path of the signal light. An optical communication method, wherein the optical communication method is connected to perform dispersion compensation by functioning as the optical dispersion compensation element.
【請求項3】 請求項1に記載の光通信方法において、
前記光分散補償素子として、分散補償を行うことが出来
る素子複数個を信号光の通信経路に沿って直列に接続し
て構成されていることを特徴とする光通信方法。
3. The optical communication method according to claim 1, wherein
An optical communication method, wherein a plurality of elements capable of performing dispersion compensation are connected in series along a signal light communication path as the optical dispersion compensation element.
【請求項4】 請求項2または3に記載の光通信方法に
おいて、前記分散補償を行うことができる素子を複数個
直列に接続して構成した光分散補償素子が、入射光の1
460〜1640nmの波長範囲において群速度遅延時
間−波長特性曲線が少なくとも1つの極値を有すること
を特徴とする光通信方法。
4. The optical communication method according to claim 2, wherein a plurality of elements capable of performing the dispersion compensation are connected in series, and the optical dispersion compensating element comprises one of the incident lights.
An optical communication method, wherein a group velocity delay time-wavelength characteristic curve has at least one extreme value in a wavelength range of 460 to 1640 nm.
【請求項5】 請求項4に記載の光通信方法において、
前記分散補償を行うことのできる素子を複数個直列に接
続して構成した光分散補償素子が1460〜1640n
mの波長範囲において有する群速度遅延時間−波長特性
曲線の極値が1つであることを特徴とする光通信方法。
5. The optical communication method according to claim 4, wherein
The optical dispersion compensating element constituted by connecting a plurality of elements capable of performing the dispersion compensation in series is 1460 to 1640n.
An optical communication method, wherein a group velocity delay time-wavelength characteristic curve has one extreme value in a wavelength range of m.
【請求項6】 請求項4または5に記載の光通信方法に
おいて、少なくとも1つの前記分散補償を行うことが出
来る素子が多層膜を利用して分散補償を行う素子であ
り、前記多層膜が光の反射率が互いに異なる少なくとも
2つの反射層と、前記反射層の間に形成された少なくと
も1つの光透過層を有することを特徴とする光通信方
法。
6. The optical communication method according to claim 4, wherein at least one of the devices capable of performing dispersion compensation is a device that performs dispersion compensation using a multilayer film, and the multilayer film is an optical communication device. An optical communication method comprising: at least two reflective layers having different reflectances from each other; and at least one light transmitting layer formed between the reflective layers.
【請求項7】 請求項6に記載の光通信方法において、
少なくとも1つの前記多層膜が2つの反射層とその反射
間に形成された光透過層とで形成するキャビティを少な
くとも1つ有することを特徴とする光通信方法。
7. The optical communication method according to claim 6, wherein
An optical communication method, wherein at least one of the multilayer films has at least one cavity formed by two reflection layers and a light transmission layer formed between the reflection layers.
【請求項8】 請求項4から7のいずれか1項に記載の
光通信方法において、前記光分散補償素子を構成してい
る少なくとも2つの分散補償を行うことができる素子に
用いられているそれぞれの多層膜が有するキャビティの
数が異なることを特徴とする光通信方法。
8. The optical communication method according to claim 4, wherein at least two dispersion compensating elements constituting said optical dispersion compensating element are used. An optical communication method, wherein the number of cavities of the multilayer film is different.
【請求項9】 請求項4から8のいずれか1項に記載の
光通信方法において、前記多層膜を構成する少なくとも
1つの積層膜の膜厚が、前記多層膜の光の入射面に平行
な断面における面内方向(以下、入射面内方向ともい
う)において変化している多層膜を用いた光分散補償素
子を用いていることを特徴とする光通信方法。
9. The optical communication method according to claim 4, wherein a thickness of at least one laminated film forming the multilayer film is parallel to a light incident surface of the multilayer film. An optical communication method characterized by using an optical dispersion compensating element using a multilayer film that changes in an in-plane direction in a cross section (hereinafter also referred to as an in-plane direction).
【請求項10】 請求項9に記載の光通信方法におい
て、前記多層膜の入射面内方向において膜厚が変化して
いる膜厚変化の方向が少なくとも1つの多層膜において
少なくとも2つあることを特徴とする光通信方法。
10. The optical communication method according to claim 9, wherein at least one of the at least one multilayer film has a thickness change direction in which a film thickness changes in an incident plane direction of the multilayer film. Characteristic optical communication method.
【請求項11】 請求項9または10に記載の光通信方
法において、前記分散補償を行うことが出来る素子に係
合して、前記多層膜の少なくとも1つの積層膜の膜厚を
調整する調整手段、あるいは、前記多層膜の入射面にお
ける光の入射位置を変える手段が設けられていることを
特徴とする光通信方法。
11. The optical communication method according to claim 9, wherein the adjusting means adjusts the thickness of at least one of the multilayer films by engaging with the element capable of performing the dispersion compensation. Alternatively, there is provided an optical communication method, comprising means for changing a light incident position on an incident surface of the multilayer film.
【請求項12】 請求項5に記載の光通信方法におい
て、前記光分散補償素子の群速度遅延時間−波長特性曲
線の極値が光ファイバを主とする伝送路により生じた各
信号光の分散のピーク値の最小値よりも大きくないこと
を特徴とする光通信方法。
12. The optical communication method according to claim 5, wherein an extremum of a group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the optical dispersion compensating element is a dispersion of each signal light generated by a transmission line mainly including an optical fiber. An optical communication method, wherein the peak value is not larger than a minimum value of the peak value.
【請求項13】 請求項12に記載の光通信方法におい
て、前記光分散補償素子の群速度遅延時間−波長特性曲
線の前記極値を与える波長と、各信号光の分散の前記最
小のピーク値を与える波長の差が6nm以内であること
を特徴とする光通信方法。
13. The optical communication method according to claim 12, wherein the wavelength giving the extreme value of the group velocity delay time-wavelength characteristic curve of the optical dispersion compensating element and the minimum peak value of the dispersion of each signal light. The optical communication method is characterized in that the difference between the wavelengths giving the difference is within 6 nm.
【請求項14】 請求項4から13のいずれか1項に記
載の光通信方法において、前記光分散補償素子を構成し
ている少なくとも1つの分散補償を行うことができる素
子に用いられている多層膜が、入射光の中心波長λの光
に対する光路長(以下、単に、光路長ともいう)として
考えたときの前記多層膜各層の膜厚(以下、単に、膜厚
あるいは膜の厚みともいう)が、λ/4の整数倍±1%
の範囲の値(以下、λ/4±1%の整数倍の膜厚のこと
を、λ/4の整数倍の膜厚、あるいは、λ/4のほぼ整数
倍の膜厚ともいう)の膜厚である多層膜であり、かつ、
前記多層膜が、膜厚がλの1/4倍(以下、λの1/4倍
±1%の膜厚の意味でλの1/4倍の膜厚という)で屈
折率が高い方の層(以下、層Hともいう)と膜厚がλの
1/4倍で屈折率が低い方の層(以下、層Lともいう)
を組み合わせた層の複数組で構成されており、前記層H
がSi、Ge、TiO2、Ta25、Nb25のいずれ
かから成る層で形成されていることを特徴とする光通信
方法。
14. The optical communication method according to claim 4, wherein at least one of the optical dispersion compensating elements constituting the optical dispersion compensating element is capable of performing dispersion compensation. When the film is considered as an optical path length for light having a central wavelength λ of incident light (hereinafter, also simply referred to as an optical path length), the film thickness of each layer of the multilayer film (hereinafter, also simply referred to as film thickness or film thickness). Is an integral multiple of λ / 4 ± 1%
(Hereinafter, a film thickness of an integral multiple of λ / 4 ± 1% is also referred to as a film thickness of an integral multiple of λ / 4, or a film thickness of an integral multiple of λ / 4). A thick multilayer film, and
The multilayer film has a film thickness of 1/4 times λ (hereinafter referred to as a film thickness of 倍 times λ in the meaning of 膜厚 times ± 1% of λ), and has a higher refractive index. A layer (hereinafter also referred to as a layer H) and a layer having a film thickness of 倍 of λ and a lower refractive index (hereinafter also referred to as a layer L)
Are combined and a plurality of layers are combined, and the layer H
Is formed of a layer made of any one of Si, Ge, TiO 2 , Ta 2 O 5 , and Nb 2 O 5 .
【請求項15】 請求項14に記載の光通信方法におい
て、前記層Lが、層Hに使用されている材質よりも屈折
率の低い材質を用いて形成されていることを特徴とする
光通信方法。
15. The optical communication method according to claim 14, wherein the layer L is formed using a material having a lower refractive index than the material used for the layer H. Method.
【請求項16】 請求項15に記載の光通信方法におい
て、前記層LがSiO2から成る層で形成されているこ
とを特徴とする光通信方法。
16. The optical communication method according to claim 15, wherein said layer L is formed of a layer made of SiO 2 .
【請求項17】 請求項4から16のいずれか1項に記
載の光通信方法において、前記多層膜が、光学的性質が
異なる積層膜を少なくとも5種類(すなわち、光の反射
率や膜厚などの光学的な性質の異なる積層膜を少なくと
も5層)有する多層膜であって、前記多層膜が、光の反
射率が互いに異なる少なくとも2種類の反射層を含む少
なくとも3種類の反射層を有するとともに、前記3種類
の反射層の他に少なくとも2つの光透過層を有し、前記
3種類の反射層の各1層と前記2つの光透過層の各1層
とが交互に配置されており、前記多層膜が、膜の厚み方
向の一方の側から順に、第1の反射層である第1層、第
1の光透過層である第2層、第2の反射層である第3
層、第2の光透過層である第4層、第3の反射層である
第5層から構成されており、入射光の中心波長をλとし
て、前記第1〜第5層において、入射光の中心波長λの
光に対する光路長(以下、単に、光路長ともいう)とし
て考えたときの前記多層膜各層の膜厚(以下、単に、膜
厚あるいは膜の厚みともいう)が、λ/4の整数倍±1
%の範囲の値(以下、λ/4の整数倍、あるいは、λ/4
のほぼ整数倍ともいう)の膜厚であり、かつ、前記多層
膜が、膜厚がλの1/4倍(以下、λの1/4倍±1%の
膜厚の意味でλの1/4倍の膜厚という)で屈折率が高
い方の層(以下、層Hともいう)と膜厚がλの1/4倍
で屈折率が低い方の層(以下、層Lともいう)を組み合
わせた層の複数組で構成されており、 多層膜Aを、前記5層の積層膜すなわち前記第1〜第5
層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
H、層Lの順に各1層ずつ組み合わせた層(以下、HL
の層ともいう)を3セット(層H1層と層L1層とを組
み合わせた層をHLの層1セットと称する。以下同様)
積層して構成される第1層、層Hと層Hを組み合わせた
層(すなわち、層Hを2層重ねて形成した層。以下、H
Hの層ともいう)を10セット積層して構成される第2
層、層Lを1層とHLの層を7セットとを積層して構成
される第3層、HHの層を38セット積層して構成され
る第4層、層Lを1層とHLの層を13セットとを積層
して構成される第5層でそれぞれ形成されている多層膜
とし、 多層膜Bを、前記多層膜AのHHの層を10セット積層
して形成されている前記第2層の代わりに、前記第2層
が、多層膜Aの場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の
側から順に、HHの層を3セット、層Lと層Lを組み合
わせた層(すなわち、層Lを2層重ねて形成した層。以
下、LLの層ともいう)を3セット、HHの層を3セッ
ト、LLの層を2セット、HHの層を1セットをこの順
に積層して構成される積層膜で形成されている多層膜と
し、 多層膜Cを、前記多層膜AまたはBのHHの層を38セ
ット積層して形成されている前記第4層の代わりに、前
記第4層が、多層膜Aの場合と同じ方向の膜の厚み方向
の一方の側から順に、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を3セット、LLの層を3セット、HHの層を
3セット、LLの層を3セット、HHの層を3セット、
LLの層を3セット、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を2セットをこの順に積層して構成される積層
膜で形成されている多層膜とし、 多層膜Dを、前記5層の積層膜すなわち前記第1〜第5
層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
L、層Hの順に各1層ずつ組み合わせた層(以下、LH
の層ともいう)を5セット積層して構成される第1層、
LLの層を7セット積層して構成される第2層、層Hを
1層とLHの層を7セットとを積層して構成される第3
層、LLの層を57セット積層して構成される第4層、
層Hを1層とLHの層を13セットとを積層して構成さ
れる第5層でそれぞれ形成されている多層膜とし、 多層膜Eを、前記5層の積層膜すなわち前記第1〜第5
層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、HL
の層を2セット積層して構成される第1層、HHの層を
14セット積層して構成される第2層、層Lを1層とH
Lの層を6セットとを積層して構成される第3層、HH
の層を24セット積層して構成される第4層、層Lを1
層とHLの層を13セットとを積層して構成される第5
層でそれぞれ形成されている多層膜とし、 多層膜Fを、前記多層膜Eの前記HHの層を14セット
積層して形成されている第2層の代わりに、前記第2層
が、多層膜Eの場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の
側から順に、HHの層を3セット、LLの層を3セッ
ト、HHの層を3セット、LLの層を3セット、HHの
層を2セット、LLの層を1セット、HHの層を1セッ
トをこの順に積層して構成される積層膜で形成されてい
る多層膜とし、 多層膜Gを、前記多層膜EまたはFの前記HHの層を2
4セット積層して形成されている第4層の代わりに、前
記第4層が、多層膜Eの場合と同じ方向の膜の厚み方向
の一方の側から順に、HHの層を3セット、LLの層を
3セット、HHの層を3セット、LLの層を3セット、
HHの層を3セット、LLの層を3セット、HHの層を
3セット、LLの層を3セット、HHの層を2セット、
LLの層を1セット、HHの層を1セットをこの順に積
層して構成される積層膜で形成されている多層膜とし、 多層膜Hを、前記5層の積層膜すなわち前記第1〜第5
層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
L、LHの層を4セット積層して構成される第1層、L
Lの層を9セット積層して構成される第2層、層Hを1
層とLHの層を6セットとを積層して構成される第3
層、LLの層を35セット積層して構成される第4層、
層Hを1層とLHの層を13セットとを積層して構成さ
れる第5層でそれぞれ形成されている多層膜とすると
き、前記多層膜が前記多層膜A〜Hのいずれかを含むも
のであることを特徴とする光通信方法。
17. The optical communication method according to claim 4, wherein the multilayer film has at least five types of laminated films having different optical properties (ie, light reflectance, film thickness, etc.). Wherein the multilayer film has at least three types of reflective layers including at least two types of reflective layers having different light reflectivities from each other. , Having at least two light transmission layers in addition to the three types of reflection layers, each one of the three types of reflection layers and each one of the two light transmission layers are alternately arranged, The multilayer film is, in order from one side in the thickness direction of the film, a first layer that is a first reflective layer, a second layer that is a first light transmitting layer, and a third layer that is a second reflective layer.
A first layer, a fourth layer as a second light transmitting layer, and a fifth layer as a third reflective layer. Is considered as an optical path length (hereinafter, also simply referred to as an optical path length) with respect to light having a center wavelength λ, the thickness of each layer of the multilayer film (hereinafter, also simply referred to as a film thickness or a film thickness) is λ / 4. Integer multiple of ± 1
% Value (hereinafter, an integral multiple of λ / 4, or λ / 4
And the multilayer film has a thickness of 1/4 times λ (hereinafter, 倍 of λ in the meaning of / times ± 1% of λ). And a layer having a higher refractive index (hereinafter, also referred to as a layer H) and a layer having a lower refractive index of 1 times the film thickness of λ (hereinafter, also referred to as a layer L). And the multilayer film A is formed of the five-layer laminated film, that is, the first to fifth layers.
The layer is a layer (hereinafter, referred to as HL) in which one layer is combined with each of layers H and L in order from one side in the thickness direction of the multilayer film.
(A layer obtained by combining the layer H1 layer and the layer L1 layer is referred to as an HL layer 1 set; the same applies hereinafter).
A first layer formed by lamination, a layer obtained by combining layers H and H (that is, a layer formed by laminating two layers H. Hereinafter, H
H) (10 layers).
The third layer is formed by laminating one set of layers L and 7 sets of HL layers, the fourth layer is formed by stacking 38 sets of HH layers, and the third set of layers L is formed of one layer and HL. A multilayer film formed by laminating 13 sets of layers and a fifth layer formed by laminating 13 sets; and a multilayer film B formed by laminating 10 sets of HH layers of the multilayer film A. Instead of two layers, the second layer is a layer obtained by combining three sets of HH layers and a layer L and a layer L in order from one side in the thickness direction of the film in the same direction as that of the multilayer film A (that is, a layer combining the layers L and L). , A layer formed by laminating two layers L (hereinafter, also referred to as LL layer), three sets of HH layers, three sets of LL layers, two sets of LL layers, and one set of HH layers. The multilayer film is formed of a multilayer film, and the multilayer film C includes 38 sets of the HH layers of the multilayer film A or B. Instead of the fourth layer formed as a layer, the fourth layer has three sets of HH layers and LL of LL in order from one side in the thickness direction of the film in the same direction as that of the multilayer film A. 3 sets of layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers,
3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers,
3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers,
The HH layer is a multi-layer film formed by laminating two sets of layers in this order, and the multi-layer film D is a five-layer laminated film, that is, the first to fifth layers.
The layers are layers (hereinafter referred to as LH) in which layers are combined one by one in the order of layer L and layer H from one side in the thickness direction of the multilayer film.
), A first layer formed by stacking five sets of
A second layer formed by stacking seven sets of LL layers, a third layer formed by stacking one layer H and seven sets of LH layers.
Layer, a fourth layer configured by stacking 57 sets of LL layers,
The layer H is a multilayer film composed of a fifth layer formed by laminating one layer and 13 sets of LH layers, and the multilayer film E is a laminated film of the five layers, that is, the first to the first layers. 5
The layers are HL in order from one side in the thickness direction of the multilayer film.
A first layer formed by laminating two sets of HH layers, a second layer formed by laminating 14 sets of HH layers, one layer L and one layer H
HH, a third layer composed of six sets of L layers
Layer L, which is formed by laminating 24 sets of
Layer 13 composed of 13 sets of layers and HL layers
The second layer is a multilayer film formed by laminating 14 sets of the HH layers of the multilayer film E instead of the multilayer film F. In the order from one side in the thickness direction of the film in the same direction as in E, three sets of HH layers, three sets of LL layers, three sets of HH layers, three sets of LL layers, and three sets of HH layers Two sets, one set of LL layers, and one set of HH layers are laminated in this order to form a multilayer film formed of a laminated film, and the multilayer film G is the HH of the multilayer film E or F. Layer 2
Instead of the fourth layer formed by laminating four sets, the fourth layer is composed of three sets of layers of HH and LL in order from one side in the thickness direction of the film in the same direction as the multilayer film E. 3 layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers,
3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 3 sets of HH layers, 3 sets of LL layers, 2 sets of HH layers,
One set of the LL layer and one set of the HH layer are laminated in this order to form a multilayer film formed of a laminated film. 5
The first layer, L, is formed by laminating four sets of layers L, LH in order from one side in the thickness direction of the multilayer film.
A second layer composed of nine sets of L layers and a layer H
The third layer is formed by laminating six sets of layers and LH layers.
Layer, a fourth layer configured by stacking 35 sets of LL layers,
When the layer H is a multilayer film formed of a fifth layer formed by laminating one layer and 13 sets of LH layers, the multilayer film includes any one of the multilayer films A to H. An optical communication method, comprising:
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