JPH11183748A - High-order dispersion compensator - Google Patents

High-order dispersion compensator

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JPH11183748A
JPH11183748A JP9349547A JP34954797A JPH11183748A JP H11183748 A JPH11183748 A JP H11183748A JP 9349547 A JP9349547 A JP 9349547A JP 34954797 A JP34954797 A JP 34954797A JP H11183748 A JPH11183748 A JP H11183748A
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wavelength
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Tetsuo Komukai
哲郎 小向
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
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  • Optical Communication System (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-order dispersion compensator capable of compensating the wavelength dispersion of an optical fiber up to a high-order term of dispersion in a wide wavelength region. SOLUTION: The compensator determining the wavelength dispersion function through differentiation with respect to the wavelength of a series partial sum obtained by Taylor expansion, up to an arbitrary degree, of the group delay amount of the optical fiber in the wavelength with zero dispersion wavelength as the center inverting the sign of the wavelength dispersion function to form a sign inverted function and compensate the wavelength dispersion of the group delay amount of the opical fiber using a chirp fiber grating regards the functional relation expressed by the sign inverted function as wavelength dispersion characteristics.

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】本発明は、光ファイバの高次
分散補償器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-order dispersion compensator for an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】通常の光ファイバ伝送においては帯域が
狭いために高次の波長分散の影響が小さく、2次の分散
の補償まで考えれば十分である。しかし、伝送速度が増
大すると帯域が広がり、高次分散の影響を大きく受ける
ようになる。また、波長多重伝送においても使用するチ
ャンネルが広い波長範囲に亘るために、やはり高次分散
の影響を大きく受けるようになる。しかし、高次分散の
補償は通常の分散補償ファイバでは困難である。そこ
で、最近、平面導波路(Planer Lightwave Circuit)を
用いた3次分散補償器(分散スロープ補償器)が提案さ
れている(K. Takiguchi, S. Kawanishi, H. Takara,
K. Okamoto, K. Jinguji and Y. Ohmori, "Higher orde
r dispersion equalizer of dispersion shifted fiber
using a lattice-form programmable optical fiber",
Electron. Lett., vol. 32, no. 8, pp. 755-757, 199
6.)。
2. Description of the Related Art In ordinary optical fiber transmission, the influence of higher-order chromatic dispersion is small because the band is narrow, and it is sufficient to consider compensation for second-order dispersion. However, as the transmission speed increases, the bandwidth is widened and the band is greatly affected by higher-order dispersion. Also, in wavelength division multiplexing transmission, the channels used extend over a wide wavelength range, so that they are also greatly affected by higher-order dispersion. However, it is difficult to compensate for higher-order dispersion with a normal dispersion compensating fiber. Therefore, recently, a third-order dispersion compensator (dispersion slope compensator) using a planar waveguide (Planer Lightwave Circuit) has been proposed (K. Takiguchi, S. Kawanishi, H. Takara,
K. Okamoto, K. Jinguji and Y. Ohmori, "Higher orde
r dispersion equalizer of dispersion shifted fiber
using a lattice-form programmable optical fiber ",
Electron. Lett., Vol. 32, no. 8, pp. 755-757, 199
6.)

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、伝送容
量の増大ならびに伝送距離の増大に伴い、さらに高次の
分散補償器の必要も生じてくると予想される。また、上
記の平面導波路を用いた3次分散補償器は帯域が200
GHz以下と狭いのが問題である。さらに、分散フラッ
トファイバのような特殊な分散特性を持った光ファイバ
の分散補償には、さらに高次の分散補償が必要となる。
However, with the increase in transmission capacity and transmission distance, it is expected that a higher-order dispersion compensator will be required. The third-order dispersion compensator using the above planar waveguide has a band of 200
The problem is that it is as narrow as less than GHz. Further, dispersion compensation of an optical fiber having a special dispersion characteristic such as a dispersion flat fiber requires higher-order dispersion compensation.

【0004】本発明における目的は、広い波長域で動作
する高次の分散補償器を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a high-order dispersion compensator that operates in a wide wavelength range.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明においては、上記
の課題を、光ファイバの群遅延を任意の次数まで零分散
波長のまわりで波長に関してテイラー展開して級数部分
和を得、該級数部分和を波長に関して微分して波長分散
関数を得、該波長分散関数の符号を反転して符号反転関
数を得、該符号反転関数が表す関数関係を波長分散特性
とするチャープファイバグレーティングを、該光ファイ
バの該群遅延量の波長分散を補償する手段として具備す
る高次分散補償器を構成することによって解決する。
SUMMARY OF THE INVENTION In the present invention, the above object is achieved by performing a Taylor expansion of the group delay of an optical fiber with respect to a wavelength around a zero dispersion wavelength to an arbitrary order to obtain a series partial sum. A chirped fiber grating is obtained by differentiating the sum with respect to wavelength to obtain a chromatic dispersion function, inverting the sign of the chromatic dispersion function to obtain a sign inversion function, and setting the functional relationship represented by the sign inversion function to chromatic dispersion characteristics. The problem is solved by configuring a higher-order dispersion compensator provided as a means for compensating the chromatic dispersion of the group delay amount of the fiber.

【0006】本発明においては、上記符号反転関数を、
分散補償すべき波長域において符号が変わらない定符号
関数の和に分解し、それぞれの定符号関数が表す関数関
係を波長分散特性とするチャープファイバグレーティン
グを、カスケード式に光サーキュレータなどを介して接
続することにより高次分散補償器を構成する。
In the present invention, the sign inversion function is
A chirped fiber grating that decomposes into a sum of constant sign functions that do not change sign in the wavelength region to be dispersion-compensated and has the functional relationship represented by each constant sign function as chromatic dispersion characteristics is connected in cascade via an optical circulator, etc. Thus, a higher-order dispersion compensator is formed.

【0007】本発明に係る高次分散補償器は、従来の平
面導波路型補償器と比較して、チャープファイバグレー
ティングを分散補償手段として具備している点が異な
る。
A high-order dispersion compensator according to the present invention is different from a conventional planar waveguide compensator in that a chirped fiber grating is provided as a dispersion compensating means.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下に本発明の構成を実施の形態
を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.

【0009】波長λにおける、光ファイバの単位長さ当
たりの群遅延量すなわち群遅延時間をτ(λ)で表し、そ
れを零分散波長λ0のまわりでテイラー展開すると τ(λ)=τ(λ0)+τ(1)0)(λ−λ0)+(1/2!)τ(2)0)(λ−λ0)2 +(1/3!)τ(3)0)(λ−λ0)3+… (1) ここで τ(k)0)=dkτ(λ)/dλk (λ=λ0のとき) (2) のようになる。波長分散D(λ)はτ(λ)を波長λに関し
て微分して得られる。すなわち D(λ)=dτ(λ)/dλ=τ(1)0)+τ(2)0)(λ−λ0) +(1/2!)τ(3)0)(λ−λ0)2+… (3) λ0は零分散波長であるから、τ(1)0)=0、D(λ0)
=0としてよい。またτ(λ0)=0とおいてもよい。結
局(1)および(2)は以下のようになる。
The amount of group delay per unit length of the optical fiber at the wavelength λ, that is, the group delay time is represented by τ (λ), and when this is Taylor-expanded around the zero dispersion wavelength λ 0 , τ (λ) = τ ( λ 0 ) + τ (1)0 ) (λ−λ 0 ) + (1/2!) τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) 2 + (1/3!) τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 3 + (1) where τ (k)0 ) = d k τ (λ) / dλ k (when λ = λ 0 ) (2) Become. The chromatic dispersion D (λ) is obtained by differentiating τ (λ) with respect to the wavelength λ. That is, D (λ) = dτ (λ) / dλ = τ (1)0 ) + τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) + (1/2!) Τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 2 +... (3) Since λ 0 is a zero-dispersion wavelength, τ (1)0 ) = 0, D (λ 0 )
= 0. Also, τ (λ 0 ) = 0 may be set. Eventually, (1) and (2) are as follows.

【0010】 τ(λ)=(1/2!)τ(2)0)(λ−λ0)2 +(1/3!)τ(3)0)(λ−λ0)3+… (4) D(λ)=τ(2)0)(λ−λ0) +(1/2!)τ(3)0)(λ−λ0)2+… (5) チャープファイバグレーティングは分散性媒質として機
能する。そこで、(4)、(5)で表わされる群遅延特
性および分散特性をチャープファイバグレーティングで
補償することを考える。
Τ (λ) = (1/2!) Τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) 2 + (1/3!) Τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 3 + ... (4) D (λ) = τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) + (1/2!) Τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 2 + ... ( 5) The chirped fiber grating functions as a dispersive medium. Therefore, it is considered that the group delay characteristics and the dispersion characteristics represented by (4) and (5) are compensated by the chirped fiber grating.

【0011】図1に示すように、波長分散を補償すべき
補償帯域を λS≦λ≦λL (6) とする。また、図2に示すように、チャープファイバグ
レーティング上に、短波長側から長波長側に向かう方向
を正の方向とし、短波長側のグレーティング端を原点と
した座標軸を設定する。光ファイバの長さをLFとする
とチャープファイバグレーティングは以下のような群遅
延特性ならびに分散特性を有していなければならない。
As shown in FIG. 1, the compensation band in which chromatic dispersion is to be compensated is defined as λ S ≦ λ ≦ λ L (6). Also, as shown in FIG. 2, a coordinate axis is set on the chirped fiber grating, with the direction from the short wavelength side to the long wavelength side being the positive direction and the grating end on the short wavelength side being the origin. Chirped fiber grating When L F the length of the optical fiber must have a group delay characteristic and dispersion characteristics as follows.

【0012】 τFG(λ)= -τ(λ)LF+C (7) DFG(λ)= -D(λ)LF (8) ここで、チャープファイバグレーティングは、図3に示
すように、単調に増加(図3(a))もしくは減少(図
3(b))する遅延関数しか実現できないから、分散の
符号は常に一定でなければならない。しかし、光ファイ
バの群遅延特性は必ずしも単調増加もしくは単調減少す
るとは限らないため、光ファイバの分散の符号は変りう
る。そのような分散を補償するためには、補償帯域内で
符号の変るDFG(λ)が必要となる。このような場合に
は、分散関数DFG(λ)を補償帯域内で定符号の関数D
FGj(λ)に分解し、それぞれの関数が表わす分散特性を
有するチャープファイバグレーティングを光サーキュレ
ータを介して連結すれば、入射した光信号は(7)もし
くは(8)で表わされる分散媒質を伝搬したのと等価な
効果を受ける。すなわち、 DFG(λ)=ΣjFGj(λ) (9) (ここに、Σjはjに関する総和を示す)として、DFGj
(λ)の符号が正ならばそのDFGj(λ)に対応するチャー
プファイバグレーティングの短波長側を光サーキュレー
タのポートに接続し、DFGj(λ)の符号が負ならばその
FGj(λ)に対応するチャープファイバグレーティング
の長波長側を光サーキュレータのポートに接続する。す
なわち、(9)は単独のチャープファイバグレーティン
グの特性ではなく、いくつかのファイバグレーティング
FGjの特性を合成した分散補償器の特性である。
[0012] τ FG (λ) = -τ ( λ) L F + C (7) D FG (λ) = -D (λ) L F (8) , where chirped fiber grating, as shown in FIG. 3 Since only a delay function that monotonically increases (FIG. 3A) or decreases (FIG. 3B) can be realized, the sign of the dispersion must always be constant. However, since the group delay characteristic of an optical fiber does not always increase or decrease monotonically, the sign of the dispersion of the optical fiber can change. In order to compensate for such dispersion, D FG (λ) whose sign changes within the compensation band is required. In such a case, the dispersion function D FG (λ) is changed to a constant sign function D within the compensation band.
If the optical signal is decomposed into FGj (λ) and a chirped fiber grating having dispersion characteristics represented by the respective functions is connected via an optical circulator, the incident optical signal propagates through the dispersion medium represented by (7) or (8). The effect is equivalent to That is, assuming that D FG (λ) = Σ j D FGj (λ) (9) (where Σ j indicates the summation regarding j ), D FGj
If the sign of (λ) is positive, the short wavelength side of the chirped fiber grating corresponding to the D FGj (λ) is connected to the port of the optical circulator, and if the sign of D FGj (λ) is negative, the D FGj (λ Connect the long wavelength side of the chirped fiber grating corresponding to ()) to the port of the optical circulator. That is, (9) is not the characteristic of a single chirped fiber grating, but the characteristic of a dispersion compensator obtained by combining the characteristics of several fiber gratings FGj.

【0013】このときのそれぞれのチャープファイバグ
レーティングの長さおよびピッチは以下のようにして求
める。まず、各分散関数DFGj(λ)を波長λに関して積
分して τFGj(λ)=∫DFGj(λ)dλ (10) となる。
The length and pitch of each chirped fiber grating at this time are determined as follows. First, each dispersion function D FGj (λ) is integrated with respect to the wavelength λ to obtain τ FGj (λ) = ∫D FGj (λ) dλ (10).

【0014】ここで、DFGj(λ)≦0ならば長波長側結
合なので、最長波長λLにおいて群遅延量は0である。
すなわち、 τFGjL)=0 (11) より定数Cが求められる。すなわち、群遅延関数が決定
される。また、チャープファイバグレーティング長L
FGjについては、ncをコアの有効屈折率とし、cを真空
中の光速とすると τFGjS)=(2nc/c)LFGj (12) であるから、以下のようにLFGjが求められる。
Here, if D FGj (λ) ≦ 0, coupling is on the long wavelength side, and the group delay amount is 0 at the longest wavelength λ L.
That is, the constant C is obtained from τ FGjL ) = 0 (11). That is, the group delay function is determined. Also, the chirped fiber grating length L
For FGj, a n c is an effective refractive index of the core, when the c the velocity of light in vacuum τ FGjS) = from a (2n c / c) L FGj (12), as follows L FGj Is required.

【0015】 LFGj=(c/2ncFGjS) (13) ピッチΛFGjを得るためには、まず群遅延関数の逆関数
を求める。長波長側結合なので τFGj(λ)=(2nc/c)(LFGj−z) (14) であるから、τFGj -1をτFGjの逆関数として λFGj(z)=τFGj -1{(2nc/c)(LFGj−z)} (15) とすると、λFGj(z)はファイバグレーティング上の長
さ方向の波長分布を表す。そして、この波長分布λ
FGj(z)はピッチΛFGj(z)と以下のような関係になって
いる。
L FGj = (c / 2n c ) τ FGjS ) (13) In order to obtain the pitch Λ FGj , first, an inverse function of the group delay function is obtained. Since the long wavelength side coupling τ FGj (λ) = (2n c / c) (L FGj -z) (14) is because, FGj λ a τ FGj -1 as an inverse function of τ FGj (z) = τ FGj - 1 When {(2n c / c) ( L FGj -z)} (15), λ FGj (z) denotes the wavelength distribution in the length direction of the fiber grating. And this wavelength distribution λ
FGj (z) has the following relationship with pitch Λ FGj (z).

【0016】 λFGj(z)=2ncΛFGj(z) (16) したがって、ピッチΛFGj(z)は ΛFGj(z)=(1/2ncFGj -1{(2nc/c)(LFGj−z)} (17) となる。Λ FGj (z) = 2n c Λ FGj (z) (16) Therefore, the pitch Λ FGj (z) becomes Λ FGj (z) = (1n c ) τ FGj −1 {(2 n c / c ) (L FGj −z)} (17)

【0017】一方、DFGj(λ)≧0ならば短波長側結合
なので、 τFGjS)=0 (18) より定数Cが求められる。すなわち、群遅延関数が決定
される。また、 τFGjL)=(2nc/c)LFGj (19) より、以下のようにグレーティング長LFGjが求められ
る。
On the other hand, if D FGj (λ) ≧ 0, the coupling is on the short wavelength side, and the constant C is obtained from τ FGjS ) = 0 (18). That is, the group delay function is determined. Further, from τ FGj (λ L) = ( 2n c / c) L FGj (19), grating length L FGj is determined as follows.

【0018】 LFGj=(c/2ncFGjL) (20) ピッチΛFGjを得るためには、前述のようにまず群遅延
関数の逆関数を求める。この場合は、 τFGj(λ)=(2nc/c)z (21) であるから λFGj(z)=τFGj -1{(2nc/c)z} (22) (22)と(16)とから ΛFGj(z)=(1/2ncFGj -1{(2nc/c)z} (23) となる。
L FGj = (c / 2n c ) τ FGjL ) (20) In order to obtain the pitch Λ FGj , first, as described above, the inverse function of the group delay function is obtained. In this case, τ FGj (λ) = a (2n c / c) z because it is (21) λ FGj (z) = τ FGj -1 {(2n c / c) z} (22) (22) ( 16) because Λ FGj (z) = become (1 / 2n c) τ FGj -1 {(2n c / c) z} (23).

【0019】原理的には、これで任意の次数nまで近似
した群遅延関数に対応できる分散補償器が得られること
になる。しかしながら次数が高くなってくると分散関数
を分離するのが困難になってくる。また群遅延関数の逆
関数も容易に求められなくなる。そこで、n次の群遅延
関数の分散関数をλ−λ0に関する次数iごとに分離
し、さらにそれぞれを符号が補償帯域内で一定になるよ
うに分離して、それぞれに対応するチャープファイバグ
レーティングを求め、それらを連結して分散補償器を構
成する方が実用的である。すなわち、この場合には、
(8)を次式のように次数iごとに分離する。
In principle, a dispersion compensator that can handle a group delay function approximated to an arbitrary order n can be obtained. However, as the order increases, it becomes difficult to separate the dispersion function. Further, the inverse function of the group delay function cannot be easily obtained. Therefore, the dispersion function of the n-th order group delay function is separated for each order i with respect to λ-λ 0 , and further separated so that the code is constant within the compensation band, and the corresponding chirped fiber grating is formed. It is more practical to obtain these and combine them to form a dispersion compensator. That is, in this case,
(8) is separated for each order i as in the following equation.

【0020】 DFG(λ)=ΣiFGi(λ) (24) (ここに、Σiはiに関する総和を示す。以下同様)さ
らに、それぞれの次数の項に関して、補償帯域内におい
て項の符号が変化するときには、その項を定符号関数の
和に分解する。すなわち、 DFGi(λ)=ΣjFGij(λ) (25) (ここに、Σjはjに関する総和を示す。以下同様)と
し、関数DFGij(λ)はλS<λ<λLで常に同じ符号を持
つようにする。それぞれのDFGij(λ)に関してチャープ
ファイバグレーティング長LFGijおよびピッチΛFGij
(11)〜(23)のようにして求める。これらのL
FGijおよびΛFGijで定まるチャープファイバグレーティ
ングFGijの短波長側あるいは長波長側を、D
FGij(λ)の符号の正あるいは負に対応させて、光サーキ
ュレータを介して連結する。これによって、下式で示さ
れる群遅延量τFG(λ)および波長分散DFG(λ)を持つ分
散補償器を構成することができる。
D FG (λ) = Σ i D FGi (λ) (24) (where Σ i is a sum relating to i. The same applies to the following.) Further, with respect to each order term, the term When the sign changes, the term is decomposed into a sum of constant sign functions. That is, D FGi (λ) = Σ j D FGij (λ) (25) (where Σ j is the summation regarding j . The same applies hereinafter), and the function D FGij (λ) is λ S <λ <λ L Always have the same sign. For each D FGij (λ), the chirped fiber grating length L FGij and pitch Λ FGij are obtained as shown in (11) to (23). These L
The short wavelength side or long wavelength side of the chirped fiber grating FGij determined by FGij and Λ FGij is represented by D
The connection is made via an optical circulator according to the positive or negative sign of FGij (λ). Thereby, a dispersion compensator having the group delay amount τ FG (λ) and the chromatic dispersion D FG (λ) represented by the following equation can be configured.

【0021】 τFG(λ)=ΣiΣjτFGij(λ) (26) DFG(λ)=ΣiΣjFGij(λ) (27) ここに、τFGij(λ)はチャープファイバグレーティング
FGijの群遅延量である。
Τ FG (λ) = Σ i Σ j τ FGij (λ) (26) D FG (λ) = Σ i Σ j D FGij (λ) (27) where τ FGij (λ) is a chirped fiber This is a group delay amount of the grating FGij.

【0022】図4は以上の過程を示すフローチャートで
ある。図4において、DFG(λ)が請求項1に記載の符号
反転関数に該当し、DFGi(λ)が請求項3に記載の多項
式の各項に該当し、DFGij(λ)が請求項4に記載の定符
号関数に該当する。
FIG. 4 is a flowchart showing the above process. In FIG. 4, D FG (λ) is on the code inversion function according to claim 1, D FGi (λ) is applicable to each term of the polynomial according to claim 3, D FGij (λ) is claimed This corresponds to the constant sign function described in item 4.

【0023】図5は上記の過程を経て構成される分散補
償器の構成図である。図5において、入射光1が一連の
3ポート型光サーキュレータ2を通って出射光6とな
る。光サーキュレータ2のそれぞれのポートにはチャー
プファイバグレーティング(図中、3、4、5で例示)
が接続されている。光サーキュレータ2によって光はチ
ャープファイバグレーティング(図中、3、4、5で例
示)に導かれ、図3に示される遅延(分散特性)を生じ
ながら反射し、再び光サーキュレータ2によって光伝送
路に戻る。
FIG. 5 is a block diagram of a dispersion compensator constructed through the above-described process. In FIG. 5, incident light 1 passes through a series of three-port optical circulators 2 to become outgoing light 6. Each port of the optical circulator 2 has a chirped fiber grating (3, 4, 5 in the figure)
Is connected. The light is guided by the optical circulator 2 to a chirped fiber grating (exemplified by 3, 4, and 5 in the figure), reflected while generating a delay (dispersion characteristic) shown in FIG. Return.

【0024】[0024]

【実施例】(実施例1)標準的な光ファイバの場合、群
遅延特性を2次の項まで近似して補償すれば十分であ
る。このとき、(4)および(5)は以下のように近似
される。
(Embodiment 1) In the case of a standard optical fiber, it is sufficient to compensate by approximating the group delay characteristic to the second order term. At this time, (4) and (5) are approximated as follows.

【0025】 τ(λ)=(1/2)τ(2)0)(λ−λ0)2 (28) D(λ)=τ(2)0)(λ−λ0) (29) よって分散補償器の満たすべき分散特性および群遅延特
性は DFG(λ)= -D(λ)LF= -τ(2)0)(λ−λ0)LF (30) τFG(λ)= -(1/2)τ(2)0)(λ−λ0)2F+C1 (31) (A)まず、図6に示すように、λ0≦λSのときを考え
る。DFG(λ)≦0で長波長側結合なのでτFGL)=0
であるから C1=(1/2)τ(2)0)(λL−λ0)2F (32) ところで、 τFGS)=(2nc/c)LFG (33) であるから、グレーティング長LFGは LFG=(c/4nc(2)0)LF{(λL−λ0)2−(λS−λ0)2} (34) で与えられる。
Τ (λ) = (1/2) τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) 2 (28) D (λ) = τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) (29) Therefore, the dispersion characteristic and the group delay characteristic to be satisfied by the dispersion compensator are D FG (λ) = − D (λ) L F = −τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) L F (30 ) τ FG (λ) = - (1/2) τ (2) (λ 0) (λ-λ 0) 2 L F + C 1 (31) (a) first, as shown in FIG. 6, lambda 0 ≦ Consider the case of λ S. Since D FG (λ) ≦ 0 and coupling on the long wavelength side, τ FGL ) = 0
Since it is C 1 = (1/2) τ ( 2) (λ 0) (λ L -λ 0) way 2 L F (32), τ FG (λ S) = (2n c / c) L FG ( because it is 33), grating length L FG is L FG = (c / 4n c ) τ (2) (λ 0) L F {(λ L -λ 0) 2 - (λ S -λ 0) 2} ( 34) given by

【0026】 τFG(λ)=(2nc/c)(LFG−z) (35) とおき、波長λとそれに対応するピッチとをzの関数と
して、それぞれλFG(z)とΛFG(z)とで表すと λFG(z)=λ0 +{(λL−λ0)2−(4nc/cτ(2)0)LF)(LFG−z)}1/2 (36) ΛFG(z)=(1/2nc)[λ0 +{(λL−λ0)2−(4nc/cτ(2)0)LF)(LFG−z)}1/2] (37) となる。
Τ FG (λ) = (2n c / c) (L FG −z) (35), where λ FG (z) and Λ FG are the wavelength λ and the corresponding pitch as a function of z, respectively. (z) when the expressed by λ FG (z) = λ 0 + {(λ L -λ 0) 2 - (4n c / cτ (2) (λ 0) L F) (L FG -z)} 1 / 2 (36) Λ FG (z ) = (1 / 2n c) [λ 0 + {(λ L -λ 0) 2 - (4n c / cτ (2) (λ 0) L F) (L FG -z )} 1/2 ] (37).

【0027】(B)つぎに、図7に示すように、λ0
λLのときを考える。DFG(λ)≧0で短波長側結合なの
でτFGS)=0であるから C1=(1/2)τ(2)0)(λS−λ0)2F (38) また、 τFGL)=(2nc/c)LFG (39) であるから、グレーティング長LFGは LFG=(c/4nc(2)0)LF{(λS−λ0)2−(λL−λ0)2} (40) で与えられる。
(B) Next, as shown in FIG. 7, λ 0
Consider the case of λ L. Since D FG (λ) ≧ 0 and coupling on the short wavelength side, τ FGS ) = 0, so C 1 = (1/2) τ (2)0 ) (λ S −λ 0 ) 2 L F (38) Since τ FGL ) = (2 nc / c) L FG (39), the grating length L FG is L FG = (c / 4 nc ) τ (2)0 ) L F {(λ S −λ 0 ) 2 − (λ L −λ 0 ) 2 } (40)

【0028】 τFG(λ)=(2nc/c)z (41) とおき、波長λとそれに対応するピッチとをzの関数と
して、それぞれλFG(z)とΛFG(z)とで表すと λFG(z)=λ0 +{(λS−λ0)2−(4nc/cτ(2)0)LF)z)}1/2 (42) ΛFG(z)=(1/2nc)[λ0 +{(λS−λ0)2−(4nc/cτ(2)0)LF)z)}1/2] (43) となる。
Τ FG (λ) = (2n c / c) z (41), and the wavelength λ and its corresponding pitch are defined as λ FG (z) and Λ FG (z), respectively, as a function of z. represents the λ FG (z) = λ 0 + {(λ S -λ 0) 2 - (4n c / cτ (2) (λ 0) L F) z)} 1/2 (42) Λ FG (z) = (1 / 2n c) - to become [λ 0 + {(λ S -λ 0) 2 (4n c / cτ (2) (λ 0) L F) z)} 1/2] (43).

【0029】(C)つぎに、図8に示すように、λS
λ0<λLの場合は、λ<λ0のときDFG(λ)>0であ
り、λ>λ0のときDFG(λ)<0であるから、DFG(λ)
を以下のように分離しなければならない。
[0029] Then (C), as shown in FIG. 8, lambda S <
<For lambda L, a D FG (λ)> 0 when λ <λ 0, λ> λ 0 because it is D FG (λ) <0 when λ 0, D FG (λ)
Must be separated as follows:

【0030】 DFG(λ)= -τ(2)0)(λ−λ0)LF =DFG1(λ)+DFG2(λ)+DFG3(λ) (44) ここに、 DFG1(λ)= -(1/2)τ(2)0)(λ−λS)LF (45) DFG2(λ)= -(1/2)τ(2)0)(λ−λL)LF (46) DFG3(λ)= -τ(2)0){λ0−(λS+λL)/2}LF (47) まず、DFG1(λ)に対応するチャープファイバグレーテ
ィングFG1については、DFG1(λ)≦0なので長波長
側結合である。(45)を積分して τFG1(λ)= -(1/4)τ(2)0)(λ−λS)2F+C1 (48) が得られる。ここで、τFG1L)=0であるから、定数
1は C1=(1/4)τ(2)0)Δλ2F (49) である。ただし、Δλ=λL−λSである。長波長側結合
であるから、 τFG1S)=(2nc/c)LFG1 (50) である。したがって、グレーティング長LFG1は LFG1= (c/8nc(2)0)Δλ2F (51) と求められる。長波長側結合であるから、 τFG1(λ)=(2nc/c)(LFG1−z) (52) とおくと、 λFG1(z)=λS+Δλ(z/LFG1)1/2 (53) ΛFG1(z)=(1/2nc){λS+Δλ(z/LFG1)1/2} (54) となる。
[0030] D FG (λ) = -τ ( 2) (λ 0) (λ-λ 0) L F = D FG1 (λ) + D FG2 (λ) + D FG3 (λ) (44) Here, D FG1 (λ) = - (1/2) τ (2) (λ 0) (λ-λ S) L F (45) D FG2 (λ) = - (1/2) τ (2) (λ 0) ( λ-λ L) L F ( 46) D FG3 (λ) = -τ (2) (λ 0) {λ 0 - (λ S + λ L) / 2} L F (47) first, D FG1 (λ) The chirped fiber grating FG1 corresponding to (1) is long-wavelength-side coupling because D FG1 (λ) ≦ 0. By integrating (45), τ FG1 (λ) = − (1) τ (2)0 ) (λ−λ S ) 2 L F + C 1 (48) is obtained. Here, since τ FG1L ) = 0, the constant C 1 is C 1 = (1) τ (2)0 ) Δλ 2 L F (49) Here, Δλ = λ L −λ S. Since a long wavelength side bond, τ FG1 (λ S) = ( 2n c / c) L FG1 (50). Thus, grating length L FG1 is determined to L FG1 = (c / 8n c ) τ (2) (λ 0) Δλ 2 L F (51). Since a long wavelength side binding, τ FG1 (λ) = ( 2n c / c) (L FG1 -z) putting and (52), λ FG1 (z ) = λ S + Δλ (z / L FG1) 1 / 2 (53) Λ FG1 (z) = (1 / 2n c ) {λ S + Δλ (z / L FG1 ) 1/2 } (54)

【0031】つぎに、DFG2(λ)に対応するチャープフ
ァイバグレーティングFG2については、DFG2(λ)≧
0なので短波長側結合である。(46)を積分して τFG2(λ)= -(1/4)τ(2)0)(λ−λL)2F+C2 (55) が得られる。ここで、τFG2S)=0であるから、定数
2は C2=(1/4)τ(2)0)Δλ2F (56) である。短波長側結合であるから、 τFG2L)=(2nc/c)LFG2 (57) である。したがって、グレーティング長LFG2は LFG2= (c/8nc(2)0)Δλ2F (58) と求められる。短波長側結合であるから、 τFG2(λ)=(2nc/c)z (59) とおくと、 λFG2(z)=λS+Δλ{1−(1−z/LFG2)1/2} (60) ΛFG2(z)=(1/2nc)[λS+Δλ{1−(1−z/LFG2)1/2}] (61) が得られる。
[0031] Next, the chirped fiber grating FG2 corresponding to D FG2 (lambda) is, D FG2 (lambda) ≧
Since it is 0, it is a short wavelength side coupling. By integrating (46), τ FG2 (λ) = − (1) τ (2)0 ) (λ−λ L ) 2 L F + C 2 (55) is obtained. Here, since τ FG2S ) = 0, the constant C 2 is C 2 = (1) τ (2)0 ) Δλ 2 L F (56). Τ FG2L ) = (2n c / c) L FG2 (57) Thus, grating length L FG2 is determined to L FG2 = (c / 8n c ) τ (2) (λ 0) Δλ 2 L F (58). Since τ FG2 (λ) = (2n c / c) z (59) because it is the short-wavelength side coupling, λ FG2 (z) = λ S + Δλ {1- (1-z / L FG2 ) 1 / 2} (60) Λ FG2 ( z) = (1 / 2n c) [λ S + Δλ {1- (1-z / L FG2) 1/2}] (61) is obtained.

【0032】(C−1)最後にDFG3(λ)に対応するチ
ャープファイバグレーティングFG3について考える。
まず、λ0>(λS+λL)/2のとき、DFG3(λ)>0な
ので短波長側結合である。(47)を積分して τFG3(λ)=τ(2)0){λ0−(λS+λL)/2}LFλ+C3 (62) 短波長側結合であるからτFG3S)=0であり、 C3= -τ(2)0){λ0−(λS+λL)/2}LFλS (63) を得る。短波長側結合であるから τFG3L)=(2nc/c)LFG3 (64) したがって LFG3=(c/2nc(2)0){λ0−(λS+λL)/2}ΔλLF (65) 短波長側結合であるから τFG3(λ)=(2nc/c)z (66) したがって λFG3(z)=λS+(Δλ/LFG3)z (67) ΛFG3(z)=(1/2nc){λS+(Δλ/LFG3)z} (68) を得る。
(C-1) Finally, consider a chirped fiber grating FG3 corresponding to D FG3 (λ).
First, when λ 0 > (λ S + λ L ) / 2, since D FG3 (λ)> 0, coupling is on the short wavelength side. (47) by integrating the τ FG3 (λ) = τ ( 2) (λ 0) {λ 0 - (λ S + λ L) / 2} L F λ + C 3 (62) τ because it is the shorter wavelength side coupling FG3S ) = 0, and C 3 = −τ (2)0 ) {λ 0 − (λ S + λ L ) / 2} L F λ S (63) is obtained. Since a shorter wavelength side coupling τ FG3 (λ L) = ( 2n c / c) L FG3 (64) Therefore L FG3 = (c / 2n c ) τ (2) (λ 0) {λ 0 - (λ S + Λ L ) / 2} Δλ L F (65) τ FG3 (λ) = (2 n c / c) z (66) because of the short-wavelength side coupling. Therefore, λ FG3 (z) = λ S + (Δλ / L FG3 ) z (67) Λ FG3 (z) = (1n c ) {λ S + (Δλ / L FG3 ) z} (68)

【0033】(C−2)つぎに、λ0=(λS+λL)/2の
とき、DFG3(λ)=0であるので、DFG3(λ)に対応する
FG3は必要ない。この場合の分散補償器の構成図を図
9に示す。図9において、入射光1が2連の3ポート型
光サーキュレータ2を通って出射光6となる。光サーキ
ュレータ2のそれぞれのポートにはチャープファイバグ
レーティング7、8が接続されている。そして、7は
(51)、(54)で示される長波長側結合のチャープ
ファイバグレーティングであり、8は(58)、(6
1)で示される短波長側結合のチャープファイバグレー
ティングである。光サーキュレータ2によって光はチャ
ープファイバグレーティング7、8に導かれ、遅延(分
散特性)を生じながら反射し、再び光サーキュレータ2
によって光伝送路に戻る。
(C-2) Next, when λ 0 = (λ S + λ L ) / 2, since D FG3 (λ) = 0, FG3 corresponding to D FG3 (λ) is not required. FIG. 9 shows a configuration diagram of the dispersion compensator in this case. In FIG. 9, incident light 1 passes through two 3-port optical circulators 2 and becomes outgoing light 6. Chirped fiber gratings 7 and 8 are connected to respective ports of the optical circulator 2. Reference numeral 7 denotes a long-wavelength-side coupled chirped fiber grating shown by (51) and (54), and 8 denotes (58) and (6).
This is a short-wavelength-side coupled chirped fiber grating shown in 1). The light is guided to the chirped fiber gratings 7 and 8 by the optical circulator 2 and is reflected while generating a delay (dispersion characteristic).
Returns to the optical transmission path.

【0034】(C−3)つぎに、λ0<(λS+λL)/2の
とき、DFG3(λ)<0なので長波長側結合である。(4
7)を積分して、上記と同様に(62)を得るが、この
場合は長波長側結合であるからτFG3L)=0であり、 C3= -τ(2)0){λ0−(λS+λL)/2}LFλL (69) を得る。長波長側結合であるから τFG3S)=(2nc/c)LFG3 (70) したがって LFG3=(c/2nc(2)0){(λS+λL)/2−λ0}ΔλLF (71) 長波長側結合であるから、 τFG3(λ)=(2nc/c)(LFG3−z) (72) とおくことができ、C−1と同じ結果、すなわち(6
7)、(68)が得られる。
(C-3) Next, when λ 0 <(λ S + λ L ) / 2, since D FG3 (λ) <0, coupling is on the long wavelength side. (4
7) is integrated to obtain (62) in the same manner as described above. In this case, τ FG3L ) = 0 because of long-wavelength side coupling, and C 3 = −τ (2)0 ) {λ 0 − (λ S + λ L ) / 2} L F λ L (69) Since a long wavelength side coupling τ FG3 (λ S) = ( 2n c / c) L FG3 (70) Therefore L FG3 = (c / 2n c ) τ (2) (λ 0) {(λ S + λ L) / 2-λ 0} ΔλL F (71) from a long wavelength side binding, τ FG3 (λ) = ( 2n c / c) (L FG3 -z) can be placed (72), and C-1 The same result, namely (6
7) and (68) are obtained.

【0035】(実施例2)標準的な光ファイバの群遅延
特性を3次の項まで近似して補償する場合を考える。こ
のとき(4)および(5)は以下のように近似される。
(Embodiment 2) Consider a case where the group delay characteristic of a standard optical fiber is compensated by approximating it to the third order term. At this time, (4) and (5) are approximated as follows.

【0036】 τ(λ)=(1/2!)τ(2)0)(λ−λ0)2 +(1/3!)τ(3)0)(λ−λ0)3 (73) D(λ)=τ(2)0)(λ−λ0) +(1/2)τ(3)0)(λ−λ0)2 (74) したがって、分散補償器の特性は DFG(λ)= -τ(2)0)(λ−λ0)LF −(1/2)τ(3)0)(λ−λ0)2F (75) ここで、(75)は(44)の右辺に次式で示されるD
FG4(λ)が付加されたものである。
Τ (λ) = (1/2!) Τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) 2 + (1/3!) Τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 3 (73) D (λ) = τ (2)0 ) (λ−λ 0 ) + (1/2) τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 2 (74) characteristics compensator D FG (λ) = -τ ( 2) (λ 0) (λ-λ 0) L F - (1/2) τ (3) (λ 0) (λ-λ 0) 2 L F (75) where (75) is the right side of (44),
FG4 (λ) is added.

【0037】 DFG4(λ)= -(1/2)τ(3)0)(λ−λ0)2F (76) (44)で示される関数を分散特性とする分散補償器の
構成方法については実施例1において説明した。そこ
で、(76)で示されるDFG4(λ)を分散特性とする分
散補償器を実施例1において構成された分散補償器にカ
スケード式に連結することによって、(75)で示され
る関数を分散特性とする分散補償器を構成することがで
きる。
D FG4 (λ) = − (1) τ (3)0 ) (λ−λ 0 ) 2 L F (76) A dispersion compensator having a function represented by (44) as a dispersion characteristic. Has been described in the first embodiment. Therefore, by connecting the dispersion compensator having the dispersion characteristic of D FG4 (λ) shown in (76) to the dispersion compensator constructed in the first embodiment in a cascade manner, the function shown in (75) can be dispersed. A dispersion compensator having characteristics can be configured.

【0038】実際の光ファイバの波長分散測定によっ
て、τ(3)0)<0であることがわかっているので、任
意のλに対してDFG4(λ)≧0であり、これ以上、関数
を分割する必要はなく、DFG4(λ)に対応するチャープ
ファイバグレーティングFG4は入射光と短波長側で結
合する。(76)を積分して τFG4(λ)= -(1/6)τ(3)0)(λ−λ0)3F+C4 (77) τFG4S)=0より積分定数C4は C4=(1/6)τ(3)0)(λS−λ0)3F (78) と求められる。一方、短波長側結合であることを考えて τFG4L)=(2nc/c)LFG4 (79) であるから、FG4の長さLFG4は LFG4=(cτ(3)0)LF/12nc){(λS−λ0)3−(λL−λ0)3} (80) で与えられる。また、 τFG4(λ)=(2nc/c)z (81) とおいて、 λFG4(z)=λ0+{(λS−λ0)3−(12nc/cτ(3)0)LF)z}1/3 (82) ΛFG4(z)=(1/2nc)[λ0 +{(λS−λ0)3−(12nc/cτ(3)0)LF)z}1/3] (83) を得る。
It is known from the chromatic dispersion measurement of an actual optical fiber that τ (3)0 ) <0, so that D FG4 (λ) ≧ 0 for an arbitrary λ. It is not necessary to divide the function, and the chirped fiber grating FG4 corresponding to D FG4 (λ) is coupled to the incident light on the short wavelength side. (76) by integrating the tau FG4 (lambda) = - than (1/6) τ (3) ( λ 0) (λ-λ 0) 3 L F + C 4 (77) τ FG4 (λ S) = 0 The integration constant C 4 is obtained as C 4 = (1/6) τ (3)0 ) (λ S −λ 0 ) 3 L F (78) On the other hand, given that the shorter wavelength side coupling τ FG4L) = from a (2n c / c) L FG4 (79), the length L FG4 of FG4 L FG4 = (cτ (3 ) ( λ 0) L F / 12n c ) {(λ S -λ 0) 3 - (λ L -λ 0) 3} given by (80). Further, τ FG4 (λ) = at the (2n c / c) z ( 81), λ FG4 (z) = λ 0 + {(λ S -λ 0) 3 - (12n c / cτ (3) (λ 0 ) L F ) z} 1/3 (82) Λ FG4 (z) = (1n c ) [λ 0 + {(λ S −λ 0 ) 3 − (12 n c / cτ (3)0 ) L F ) z} 1/3 ] (83).

【0039】図10に、この場合の分散補償器の構成図
を示す。図10において、入射光1が4連の3ポート型
光サーキュレータ2を通って出射光6となる。光サーキ
ュレータ2のそれぞれのポートにはチャープファイバグ
レーティング7、8、9、10が接続されている。そし
て、7は(51)、(54)で示される長波長側結合の
チャープファイバグレーティングであり、8は(5
8)、(61)で示される短波長側結合のチャープファ
イバグレーティングであり、9は(65)、(68)で
示される(結合の向きは変わりうる)チャープファイバ
グレーティングであり、10は(80)、(83)で示
される短波長側結合のチャープファイバグレーティング
である。光サーキュレータ2によって光はチャープファ
イバグレーティング7、8に導かれ、遅延(分散特性)
を生じながら反射し、再び光サーキュレータ2によって
光伝送路に戻る。
FIG. 10 shows a configuration diagram of the dispersion compensator in this case. In FIG. 10, incident light 1 passes through four 3-port optical circulators 2 and becomes outgoing light 6. Chirped fiber gratings 7, 8, 9, and 10 are connected to respective ports of the optical circulator 2. 7 is a long-wavelength-side coupled chirped fiber grating shown by (51) and (54), and 8 is (5)
8) and (61) are chirped fiber gratings of the short wavelength side coupling, 9 is a chirped fiber grating shown in (65) and (68) (the coupling direction can be changed), and 10 is (80) ) And (83) are short-wavelength-side coupled chirped fiber gratings. The light is guided to the chirped fiber gratings 7 and 8 by the optical circulator 2 and is delayed (dispersion characteristic).
, And returns to the optical transmission path by the optical circulator 2 again.

【0040】(実施例3)実施例1において、λ0≦λS
のとき、DFG0)≦0であって、長波長側結合であ
り、このときのチャープファイバグレーティングへの要
求条件は(30)あるいは(31)であるが、ここで、
λ0<<λSかつΔλ=λL−λS<<λL、λSとする。例
えば、λ0=1300nm、λS=1550nm、λL=1551nm、Δλ
=1nmのような場合である。このような場合は以下に示
すように線形チャープグレーティングで近似してもよ
い。まず、(36)は λFG(z)=λ0 +{(λL−λ0)2−(4nc/cτ(2)0)LF)(LFG−z)}1/2 ≒λ0+(λL−λ0)[1 −{2nc/cτ(2)0)LFL−λ0)2}(LFG−z)] =λL−{2nc/cτ(2)0)LFL−λ0)}(LFG−z) (84) のように近似される。ここで、 τ(2)0)LFL−λ0)=D(λL)LF (85) であるから、 λFG(z)≒λL−(2nc/cD(λL)LF)(LFG−z) =λS+Δλ−(2ncFG/cD(λL)LF)(1−z/LFG) (86) ここで、 ΔλD(λL)LF≒2ncFG/c (87) であるから、 λFG(z)≒λS+(Δλ/LFG)z (88) ΛFG(z)≒(1/2nc){λS+(Δλ/LFG)z} (89) を得る。
(Embodiment 3) In Embodiment 1, λ 0 ≦ λ S
In this case, D FG0 ) ≦ 0 and the coupling is on the long wavelength side. In this case, the requirement for the chirped fiber grating is (30) or (31).
Let λ 0 << λ S and Δλ = λ L −λ S << λ L , λ S. For example, λ 0 = 1300 nm, λ S = 1550 nm, λ L = 1551 nm, Δλ
= 1 nm. In such a case, it may be approximated by a linear chirp grating as shown below. First, (36) is λ FG (z) = λ 0 + {(λ L -λ 0) 2 - (4n c / cτ (2) (λ 0) L F) (L FG -z)} 1/2 ≒ λ 0 + (λ L -λ 0) [1 - {2n c / cτ (2) (λ 0) L F (λ L -λ 0) 2} (L FG -z)] = λ L - {2n c / cτ (2) (λ 0) L F (λ L -λ 0)} is approximated as (L FG -z) (84) . Here, since it is τ (2) (λ 0) L F (λ L -λ 0) = D (λ L) L F (85), λ FG (z) ≒ λ L - (2n c / cD ( λ L) L F) (L FG -z) = λ S + Δλ- (2n c L FG / cD (λ L) L F) (1-z / L FG) (86) where, ΔλD (λ L) Since L F ≒ 2n c L FG / c (87), λ FG (z) ≒ λ S + (Δλ / L FG ) z (88) Λ FG (z) ≒ (1 / 2n c ) {λ S + (Δλ / L FG ) z} (89).

【0041】(実施例4)本発明において、実際にファ
イバグレーティングFGijを作製する場合はステップ
チャープ位相マスクを用いるのが有効と考えられる(R.
Kashyap, A. Swanton and D. J. Armes, "Simple techn
ique for apodizing chirped and unchirped fiber Bra
gg gratings", Electron. Lett., vol. 32, no. 13, p
p. 1226-1228, 1996)。ステップチャープ位相マスクが
等幅のNセクションからなり、k番目のピッチをΛPMij
(k)とする。このときΛPMij(k)は以下のように表され
る。すなわち、(17)、(23)において、jをij
におきかえて、 z=(k/N)LFGij (90) を(17)、(23)に代入して得られたΛFGij(k)を
2倍すればよい。すなわち、 ΛPMij(k)=2ΛFGij(k) (91) とすればよい。
(Embodiment 4) In the present invention, when a fiber grating FGij is actually manufactured, it is considered effective to use a step chirp phase mask (R.
Kashyap, A. Swanton and DJ Armes, "Simple techn
ique for apodizing chirped and unchirped fiber Bra
gg gratings ", Electron. Lett., vol. 32, no. 13, p
p. 1226-1228, 1996). The step chirp phase mask is composed of N sections of equal width, and the k-th pitch is defined as Λ PMij
(k). At this time, Λ PMij (k) is expressed as follows. That is, in (17) and (23), j is ij
FGij (k) obtained by substituting z = (k / N) L FGij (90) into (17) and (23) may be doubled. That is, {PMij (k) = 2 } FGij (k) (91)

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
広帯域の高次分散補償器が得られる。言い換えれば、様
々な光ファイバが持つ任意の波長分散特性の補償が可能
となる。このような広帯域の高次分散補償器は、1ps以
下の光パルスを用いると予想される将来のテラビット伝
送システムにおいて大変有用になる。また、波長多重伝
送システムなどにおいても、本発明によれば、分散スロ
ープ補償が可能となり、本発明は大変に役立つ。
As described above, according to the present invention,
A broadband high-order dispersion compensator is obtained. In other words, it is possible to compensate for arbitrary chromatic dispersion characteristics of various optical fibers. Such a broadband high-order dispersion compensator will be very useful in future terabit transmission systems expected to use optical pulses of 1 ps or less. In addition, according to the present invention, dispersion slope compensation becomes possible in a wavelength division multiplexing transmission system, and the present invention is very useful.

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

【図1】光ファイバの群遅延特性の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a group delay characteristic of an optical fiber.

【図2】チャープファイバグレーティングと、その上に
設定した座標を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a chirped fiber grating and coordinates set thereon.

【図3】(a)はチャープファイバグレーティングの短
波長側結合時の群遅延特性を示す図であり、(b)はチ
ャープファイバグレーティングの長波長側結合時の群遅
延特性を示す図である。
3A is a diagram illustrating a group delay characteristic of the chirped fiber grating when coupled to the short wavelength side, and FIG. 3B is a diagram illustrating a group delay characteristic when the chirped fiber grating is coupled to the long wavelength side.

【図4】高次分散補償器の構成法のフローチャートであ
る。
FIG. 4 is a flowchart of a method of configuring a higher-order dispersion compensator.

【図5】本発明による一般的な高次分散補償器の構成図
である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a general high-order dispersion compensator according to the present invention.

【図6】高次分散補償器の動作領域が零分散波長より長
波長側にある場合を示す図である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a case where an operation region of a higher-order dispersion compensator is on a longer wavelength side than a zero dispersion wavelength.

【図7】高次分散補償器の動作領域が零分散波長より短
波長側にある場合を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a case where an operation region of a higher-order dispersion compensator is on a shorter wavelength side than a zero dispersion wavelength.

【図8】高次分散補償器の動作領域が零分散波長を含ん
でいる場合を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a case where the operation region of the higher-order dispersion compensator includes a zero-dispersion wavelength.

【図9】光ファイバの群遅延特性のうち2次の項までを
考慮した分散補償器の構成例であって、零分散波長が補
償器の帯域の中心にある場合を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration example of a dispersion compensator in which up to the second order term among the group delay characteristics of an optical fiber is considered, and illustrates a case where a zero dispersion wavelength is at the center of the band of the compensator.

【図10】光ファイバの群遅延特性のうち3次の項まで
を考慮した分散補償器の構成例であって、零分散波長が
補償器の帯域内にある場合を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration example of a dispersion compensator in which a third-order term of the group delay characteristic of the optical fiber is considered, in which the zero dispersion wavelength is within the band of the compensator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入射光、 2…3ポート型光サーキュレータ、 3…チャープファイバグレーティングFG11、 4…チャープファイバグレーティングFGij、 5…チャープファイバグレーティングFGnm、 6…出射光、 7…(51)、(54)で表されるチャープファイバグ
レーティング(長波長側結合) 8…(58)、(61)で表されるチャープファイバグ
レーティング(短波長側結合) 9…(65)、(68)で表されるチャープファイバグ
レーティング(結合の向きは変わりうる) 10…(80)、(83)で表されるチャープファイバ
グレーティング(短波長側結合)。
1 ... incident light, 2 ... 3-port optical circulator, 3 ... chirped fiber grating FG11, 4 ... chirped fiber grating FGij, 5 ... chirped fiber grating FGnm, 6 ... outgoing light, 7 ... (51), (54) Chirped fiber grating (long-wavelength side coupling) 8... (58), chirped fiber grating (short-wavelength side coupling) represented by (61) 9... (65), chirped fiber grating represented by (68) (The direction of the coupling can be changed.) 10... Chirped fiber gratings (coupling on the short wavelength side) represented by (80) and (83).

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光ファイバの群遅延量を、零分散波長を中
心として波長に関して有限次数までテイラー展開して級
数部分和を得、該級数部分和を波長に関して微分して波
長分散関数を得、該波長分散関数の符号を反転して符号
反転関数を得、該符号反転関数が表す関数関係を波長分
散特性とするチャープファイバグレーティングを、該光
ファイバの該群遅延量の波長分散を補償する手段として
具備することを特徴とする高次分散補償器。
1. A group partial sum is obtained by subjecting the group delay amount of an optical fiber to a finite order with respect to a wavelength centered on a zero dispersion wavelength to obtain a series partial sum, and the series partial sum is differentiated with respect to a wavelength to obtain a chromatic dispersion function. Means for inverting the sign of the chromatic dispersion function to obtain a sign inversion function, and for compensating for the chromatic dispersion of the group delay amount of the optical fiber by using a chirped fiber grating having a function relationship represented by the sign inversion function as chromatic dispersion characteristics. A high-order dispersion compensator, characterized in that:
【請求項2】請求項1において、上記符号反転関数の符
号が、分散補償すべき波長域において変る場合、該符号
反転関数を該波長域において符号が変らない複数の定符
号関数の和に分解し、該定符号関数のそれぞれが表す関
数関係をそれぞれ波長分散特性とするチャープファイバ
グレーティングを、光サーキュレータを介して連結して
なることを特徴とする高次分散補償器。
2. The method according to claim 1, wherein when the sign of the sign inversion function changes in a wavelength region to be dispersion-compensated, the sign inversion function is decomposed into a sum of a plurality of constant sign functions whose signs do not change in the wavelength region. A high-order dispersion compensator characterized in that a chirped fiber grating having a function relationship represented by each of the constant sign functions and a chromatic dispersion characteristic is connected via an optical circulator.
【請求項3】光ファイバの群遅延量を、零分散波長を中
心として波長に関して有限次数までテイラー展開して級
数部分和を得、該級数部分和を波長に関して微分して波
長分散関数を得、該波長分散関数の符号を反転して符号
反転関数を得、該符号反転関数を表す多項式の各項それ
ぞれが表す関数関係をそれぞれ波長分散特性とするチャ
ープファイバグレーティングを、光サーキュレータを介
して連結してなることを特徴とする高次分散補償器。
3. The group delay amount of the optical fiber is Taylor-expanded to a finite order with respect to the wavelength centered on the zero dispersion wavelength to obtain a series partial sum, and the series partial sum is differentiated with respect to the wavelength to obtain a chromatic dispersion function. A sign inversion function is obtained by inverting the sign of the chromatic dispersion function, and a chirped fiber grating having a function relationship represented by each term of a polynomial representing the sign inversion function as a chromatic dispersion characteristic is connected via an optical circulator. A high-order dispersion compensator characterized by the following.
【請求項4】請求項3において、一部の上記項の符号
が、分散補償すべき波長域において変る場合、該項を該
波長域において符号が変らない複数の定符号関数の和に
分解し、該定符号関数のそれぞれが表す関数関係をそれ
ぞれ波長分散特性とするチャープファイバグレーティン
グを、光サーキュレータを介して連結してなることを特
徴とする高次分散補償器。
4. A method according to claim 3, wherein when some of the signs of the above term change in a wavelength range to be dispersion-compensated, the term is decomposed into a sum of a plurality of constant sign functions whose signs do not change in the wavelength range. A high-order dispersion compensator characterized in that chirped fiber gratings each having a function relationship represented by each of the constant sign functions and having a chromatic dispersion characteristic are connected via an optical circulator.
【請求項5】請求項1、2、3または4において、上記
符号反転関数の符号が、分散補償すべき波長域において
正のときは該符号反転関数が表す関数関係を波長分散特
性とするチャープファイバグレーティングの短波長側
を、上記符号反転関数の符号が、分散補償すべき波長域
において負のときは該符号反転関数が表す関数関係を波
長分散特性とするチャープファイバグレーティングの長
波長側を、それぞれ光サーキュレータのポートに接続し
てなることを特徴とする高次分散補償器。
5. The chirp according to claim 1, wherein when the sign of the sign inversion function is positive in the wavelength region to be dispersion-compensated, the functional relationship represented by the sign inversion function is regarded as a chromatic dispersion characteristic. The short wavelength side of the fiber grating, the sign of the sign inversion function, the long wavelength side of the chirped fiber grating with the chromatic dispersion characteristic of the functional relationship represented by the sign inversion function when the sign is negative in the wavelength range to be dispersion compensated, Higher-order dispersion compensators, each connected to a port of an optical circulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001084749A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical dispersion compensating device and optical dispersion compensating method using the device
WO2001084750A1 (en) * 2000-05-01 2001-11-08 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical dispersion compensating device and optical dispersion compensating method using the device
WO2003028253A1 (en) * 2001-09-24 2003-04-03 The University Of Sydney A multi-order dispersion compensation device
CN113708841A (en) * 2021-09-24 2021-11-26 中国传媒大学 Method for compensating ultra-short pulse dispersion and high-order dispersion based on fiber bragg grating

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001084749A1 (en) * 2000-04-28 2001-11-08 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical dispersion compensating device and optical dispersion compensating method using the device
WO2001084750A1 (en) * 2000-05-01 2001-11-08 Oyokoden Lab Co., Ltd. Optical dispersion compensating device and optical dispersion compensating method using the device
WO2003028253A1 (en) * 2001-09-24 2003-04-03 The University Of Sydney A multi-order dispersion compensation device
CN113708841A (en) * 2021-09-24 2021-11-26 中国传媒大学 Method for compensating ultra-short pulse dispersion and high-order dispersion based on fiber bragg grating

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