CN1429350A - 色散补偿器 - Google Patents

Abstract

一个色散补偿器包含：用于多个波长λi的光的输入端(3)；用于光输出的输出端；位于输入端(3)和输出端之间的多个色散补偿元件(1，2)，且每一个元件展现了随波长大致上周期变化的色散特性，该变化具有最大的波纹振幅A_i，每一个色散元件(1，2)展现了与其它每一个色散元件一般相同形式的色散特性，但在波长λ上移位，以至于在整个工作带宽之上，补偿器展现了总的、随波长变化的色散特性，它具有一个小于各个最大振幅A_i之和的最大波纹振幅。

Description

色散补偿器

本发明涉及色散补偿器领域，且具体涉及用于光纤网络中的色散补偿器。

波分复用(WDM)网络是重要的通信系统。由于信道比特率已经增加，所以密集波分复用网络中的时间色散问题已经在系统设计中成为越来越重要的考虑因素。有必要为设备提供大的信道带宽上的，以及可能是多个信道上的动态变化的、低波纹的色散补偿。

动态的色散补偿已经使用例如光纤布拉格光栅(FBG)[B.J.Eggleton等人，IEEE photonics tech.Lett.11(7)，854(1999)]，可调的标准具[L.D.Garrett，Proc.OFC 2002，Paper PD7，Baltimore，Maryland，March 2000]，阵列波导光栅AWG(参考例如美国专利号5,002,350)，以及基于Gires-Tournois干涉仪的设备[C.K.Madsen，G.Lenz，Proc.OFC 2000，Paper WF5，Batimore，Maryland，March2000]。这样的设备可以被基本地看作是周期地时间抽样的系统。这种设备的问题是：在它们的色散补偿特性中，它们会受到可感知的波纹的影响。

本发明的目的是提供一个色散补偿器，它在大的信道带宽上提供低波纹的色散补偿。

根据本发明，提供一个色散补偿器包含：用于多个波长的光的输入端；用于光输出的输出端；位于输入端和输出端之间的多个色散补偿元件(数量Q)，且每一个元件展现了随波长大致上周期变化的色散特性，该变化具有最大的振幅A_i，每一个色散元件展现了一般与其它每一个色散元件相同形式的色散特性，但在波长上移位，以至于在工作带宽之上，补偿器展现了随波长变化的色散特性，它具有一个小于各个最大振幅之和 的最大振幅。

同样根据本发明，提供一个色散补偿器包含：用于多个波长的光的输入端；用于光输出的输出端；位于输入端和输出端之间的多个色散补偿元件(数量Q)，且每一个元件展现了随波长变化的色散特性，该变化具有大致的周期P，每一个色散元件展现了与其它每一个色散元件基本上相同形式的色散特性，但在波长上以P的倍数移位，以至于该补偿器的净色散不会在工作带宽上随波长而显著地变化。

优选地，色散特性以一定量被移位，使得补偿器的净色散一般在工作带宽上对于所有的波长保持相同。优选地，波长移位大约是P的整数或非整数倍，或者是它的约数。

每一个元件的色散特性一般需要仅仅相同的形式；因此，它们可以在幅度和/或波长上被缩放。所要求的色散元件的数量Q和所要求的波长偏移将依赖于这些缩放比例；例如，具有第三个元件的色散特性的一半幅度和相同周期的色散特性的两个色散元件都将相对于第三个色散元件被移位P/2(且它们彼此之间的相对移位为零)，以便产生一个低波纹的总响应。一般地，低波纹响应可以通过为色散元件适当选择幅度、周期和移位而被构建，其选择方式与在傅立叶分析中通过适当选择正弦和余弦波而构建一个函数几乎是相同的。因此，带有不相同色散特性和P/Q的非整数倍(包括零)的色散元件的级联有可能在工作带宽内引起色散中适当波纹的减少。

优选地，每个元件的色散特性的大致周期是基本上相同的。

优选地，波长移位P的约数的整数倍。

优选地，波长移位P/Q的整数倍。

优选地，每一个色散元件展示的色散特性有基本上与其它每一个色散元件相同的幅度。可替换地，色散特性可以有相同的形式，但是有不同的幅度；例如，可以使用每一个都具有第三个元件的一半幅度的色散特性的两个元件，来取代两个具有相同幅度的色散特性的元件。

当色散特性有基本上相同的幅度，以及每一个元件的色散特性的大致周期基本上相同时，波长移位将是P/Q的整数倍，因为将需要Q个元件，去使得补偿器的净色散能够在工作带宽上不随波长显著地变化。一般地，如果每一个元件的色散特性的大致周期是基本上相同的，则波长移位将是P的约数的整数倍，正如上面所述的。例如，如上面解释的，如果有三个元件(Q＝3)，两个元件具有第三个元件一半幅度的色散特性，则这两者之间的波长偏移将是零，且第三个元件与这两个元件之间的波长偏移将是P/2。如果，在另一方面，有两个元件，每一个都具有基本上相同幅度的色散特性，则波长移位将又一次是P/2，在这种情况下它等于P/Q。

因此，单个色散元件的色散特性是相对于彼此这样移位的，即：通过传播经过补偿器的所有元件而使得色散特性的波纹被消除。例如，如果有两个相同的色散元件，则它们的色散特性将相对于彼此被移位半个周期，以至于一个元件的波纹中的波谷可以抵消其它元件的波纹中的波峰。类似地，如果有三个相同的色散元件，则第一个元件将具有特定的周期性色散特性，第二个元件将具有相同的色散特性，但是相对于第一个元件偏移三分之一个周期，且第三个元件将具有相同的色散特性，但是相对于第一个元件偏移三分之二个周期。

当然，每一个元件的色散特性不需要对于所有波长是周期性的；如果特性在带宽上变化，使得该补偿器的净色散能够在工作带宽上不随波长而显著地变化，则这便足够了。

每一个色散元件的波长移位可能由通过它们经过的光通路长度中的线性变化而给与相邻不同频率上的线性相位偏移而引起。光通路长度可以通过例如热的方式、电的方式或机械的方式来改变。

优选地，补偿器包含改变补偿器的色散的装置。优选地，色散可以是在使用期间被活动地改变幅度。优选地，改变色散的装置将一个显著地抛物线式的相位偏移给与经过补偿器的光；这样的相位偏移可以通过该光经过的光通路长度中显著地抛物线式变化而获得；通路长度中显著地抛物线式变化将产生一个基本上线性频率的调频脉冲。光通路长度可以通过例如热方式、电方式或机械方式来改变。优选地，每一个色散元件包含用于改变色散的装置。

优选地，色散元件是线性调频光栅设备；例如，它们可以是阵列波导光栅(AWG)。色散元件可以是光纤布拉格光栅(FBG)，它可以与光环行器的端口进行光通信。一个AWG典型地包含第一个和第二个自由传播区域(它可以包含，例如硅，用于基于硅的AWG)和一个相互连接该第一个和第二个自由传播区域的波导阵列，任何两个相邻的波导的光通路长度是不同的。一般地，相邻信道的光通路长度跨波导而线性地增加，但是可替换地，相邻信道的光通路长度跨波导可以非线性地增加。可替换地，相邻信道的光通路长度可以跨波导在一些相邻信道之间增加，而在其它相邻信道之间减少。波导具有入射和出射孔，它优选地分别位于第一个和第二个弧上。

一般地，相邻的AWG将具有相邻的自由传播区域。该相邻的自由传播区域可以通过波导彼此被连接，波导可以具有位于弧上的入射和出射孔。可替换地，在相邻的自由传播区域之间的边界处有孔。一个具有单输入端口的AWG可以被认为是1×N解复用器，且与该第一个AWG相邻的第二个这样的AWG被认为是N×1再复用器。N代表相邻的AWG之间接口处的端口数量。在单一的AWG中，N将是总共从设备中输出的端口数量；然而，对于级联的AWG，N成为自由设计的参数，因为端口对于设备而言是内部的，且甚至不需要与实际的孔对应。因此，N可以被选择，以允许补偿器被定制来实现最优的插入损耗和物理尺寸。

由发明人发展的理论建议：如果一个单一的线性调频光栅设备已经为3dB通带宽度Δλ_3dB之内的最小色散补偿波纹而设计，则在通带中心的绝对色散D(λ₀)和带宽的平方的乘积被基本地限制，使得： $D\left({\mathrm{\λ}}_0\right)\×{\left({\mathrm{\Δ\λ}}_{3\mathrm{dB}}\right)}^2\≤18\left(\frac{{\mathrm{\λ}}_0^2}{c}\right),---\left(1\right)$

其中λ₀是通带中心的波长，而c是光速。随着通信系统比特率的增加，这个限制成为色散补偿可获得程度的显著的约束条件。然而，通过根据本发明级联具有移位的色散轮廓的设备，这个对于单一设备的限制可以被逼近并可能甚至被超过，虽然这是以增加整体的复杂程度为代价的。

优选地，在AWG上有源的梯形区域给与波长移位。优选地，改变补偿器色散的装置是一个在AWG上的对称的或非对称的抛物线式的有源区域。

优选地，色散补偿器进一步包含一个用于当光已经通过了Q个AWG后，将波长再复用到一个单输出线路的非线性调频的AWG，其中Q是奇数。

优选地，补偿器具有一个输入通道。可替换地，补偿器可以具有多个输入通道。优选地，补偿器具有一个输出通道。可替换地，补偿器可以具有多个输出通道。

注意到以下情况是有趣的，即：一般地，如果AWG具有相同的色散特性，并有单输入通道，则如果有偶数个AWG则将通常有单输出通道，而如果有奇数个AWG则将通常有多个输出通道。

同样根据本发明，提供一种在整个工作带宽上提供基本上一致的(也就是低波纹的)色散补偿的方法，该方法包含：使多个波长的光通过多个色散元件(数量Q)，并在每一个色散元件中使该光被散开一个量，该量随波长大致周期性地变化，该变化具有最大振幅Ai，每一个色散元件展示的色散特性有与其它每一个色散元件一般相同的形式，但是在波长上移位，以至于在通过所有的元件后，光会被散开一个量，该量在整个工作带宽上随波长变化至多一个振幅，该振幅要小于各个最大振幅之和

同样根据本发明，提供一种在整个工作带宽上提供基本上一致的色散补偿的方法，该方法包含：使多个波长的光通过多个色散元件(数量Q)，并在每一个色散元件中使该光被散开一个随波长变化的量，该变化具有周期P，每一个色散元件展示的色散特性有与每一个其它色散元件基本上相同的形式，但是在波长上以P的倍数移位，以至于在通过所有的元件中，光被散开一个量，在提及的工作带宽内该量不会随波长而显著变化。

现在将参考附图，仅仅以示例的方式来描述本发明的实施方案，其中：

图1是显示依据本发明的色散补偿器的示意图，它具有一对级联AWG的形式；

图2显示：(a)和(b)图1中该对级联AWG的每一个的单独的仿真色散特性，以及(c)图1补偿器的仿真组合色散特性；

图3显示图1补偿器的作为波长的函数的仿真特性：(a)传输|t(λ)|²，(b)群时延τ_d和(c)色散特性D(λ)；

图4是显示依据本发明的第二个色散补偿器的示意图，它具有3相位补偿器的形式；

图5显示：(a)图4补偿器的每一个AWG的仿真色散特性，(b)该补偿器的仿真的组合色散特性；

图6显示：(a)图4补偿器的整体传输，(b)总的群时延特性和(c)总的色散特性；

图7是显示依据本发明的第三个色散补偿器的示意图，它具有基于5端口光环行器的线性调频光纤布拉格光栅圆盘传送装置的形式，适合于3相位低波纹的2阶色散补偿。

图1显示的设备由两个AWG1和2组成，包含：自由传播区域4和6、7和9(有弧形边界，但为了便于表达就描述为直线边界)；波导阵列5和8；梯形有源区域10和12；以及抛物线式有源区域11和13。AWG1、2的诸如自由光谱范围(FSR)，以及阵列波导的数量等的特性是一样的，只是AWG的色散补偿波长的轮廓彼此轻微地失谐。(当然，本发明并不要求色散元件的所有特性都相同)。

现在将描述AWG1的工作；在这个实施方案中，除了失谐之外，AWG2的工作基本上是相同的。

一个AWG可被认为是由两个自由传播区域构成，一个在AWG输入侧，一个在AWG的输出侧，它们由M+1个波导通道的阵列相互连接，顺序地为m＝0到M，使通道的光通路长度逐渐增加，以至于第m个通道的光通路长度比第m-1个通道的大。波长∑λ_i的光被沿着光纤3传送，然后通过自由传播区域4传播，直到它到达波导阵列5。自由传播区域4和6足够长以至允许发生弗朗荷费衍射，这意味着傅立叶光概念可以被应用到AWG的分析中[M.C.Parker等人，IEEE Journal of SpecialTopics in Quantum Electronics on Fibre optic PassiveComponents，5(5)，1379(1999)]。波导阵列5可以被认为是光系统内的傅立叶平面。

输入光跨波导阵列5以高斯强度轮廓 $E_0\exp [-\mathrm{\α}{(m-\frac{M}{m})}^2]$ 分布。阵列5提供一个总的复变迹功能(complex apodisation function)；也就是，它既影响输入光的相位又影响其振幅。抛物线形有源区域11是一个相位控制装置，可被用于在阵列5(是傅立叶平面)中产生可编程的近似或次抛物线形相位轮廓；其结果是一个准椭圆形过滤响应(也就是，它产生了一个准线性调频)，在设备响应光谱中展示波纹。

有源的梯形区域10是一个相位控制装置，用于跨阵列加上一个可编程的线性相位轮廓。被加上的轮廓的傅立叶变换是波长偏移，它在通过自由传播区域6从傅立叶平面传播开去之后，在平面14上表明自己。

每个有源区域10、11、12和13可能是例如基于硅技术的AWG的氢化无定形硅(αSi-H)层，或可替换地，是基于硅石的AWG的热光区域。可替换地，该区域可以在基于磷化铟或铌酸锂技术的AWG中被以例如电极的形式实施。可以假设在特定波导上给与的相位偏移将与通道段长度成比例，相位控制装置在该通道段上扩展；因此，由这样一个有源区域给与一个抛物线式相位变化，即该有源区域具有跨越阵列5、8而按抛物线式变化的长度，以及由这样一个有源区域给与一个线性相位变化，即该有源区域具有跨越阵列5、8(例如一个梯形区域)而按线性变化的长度。

AWG1可以被认为是1×N解复用器，而AWG2可以被认为是N×1再复用器。通过设计AWG1、2的自由光谱范围，使得FSR＝N×100GHZ，图1所示的设备可以在所有的100GHz-ITU-grid通道上作为嵌入式可变色散补偿器工作。N代表AWG1和AWG2之间的接口上的端口数量，且因此是自由设计的参数，使得总的设备可以被定制以实现最优的插入损耗和物理尺寸(它趋向于按大约1/FSR的比例)。它们各自的AWG1、2的傅立叶平面上的非对称梯形区域10、12被在空间上安排以在相反方向上引起光谱失谐，使得设备的整个(平均)中心波长保持恒定。抛物线形区域11、13是空间对称的，不引起设备失谐。对单个AWG的第N个输出端口，光谱传输响应大约按照下式给定： $t_n\left(\mathrm{\λ}\right)\≈\frac{-j\sqrt{\mathrm{\π}}\mathrm{rW}}{\mathrm{\λR}}\underset{m=0}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}\exp \left\{j\frac{2\mathrm{\πn\Δl}}{\mathrm{\λ}}\right[1+A\left(V_a\right)-\frac{x_{N}W}{\mathrm{R\Δl}}]m+(j\frac{2\mathrm{\π\ΔlB}\left(V_b\right)}{\mathrm{\λ}}-\mathrm{\α}){(m-\frac{M}{2})}^2\}---\left(2\right)$

其中n是折射率，Δ1是在没有有源区域的等价设备中，相邻波导之间的通路长度差别的增量，r是波导模式点尺寸，R是自由传播区域(FPR)的长度，W是FPR入口处的相邻波导之间的中心到中心的距离，M+1是每个AWG阵列中的波导数量，X_N是第N个输出端口距光轴的距离。电压相关系数A(Va)在第N个输出端口λ_0，n处调谐光的中心波长(在梯形区域10、12中)使得： ${\mathrm{\λ}}_{0,N}\≈\sqrt{\mathrm{FSRn\Δl}}[1+A\left(V_a\right)-\frac{x_{N}W}{\mathrm{R\Δl}}]---\left(3\right)$

通过把AWG作为平面的4f透镜中继系统，傅立叶-菲涅耳变换理论可以被采用[M.C Parker等人，IEEE Journal of Special Topics inQuantum Electronics on Fibre-optic Passive Components，5(5)，1379(1999)]，且方程(2)被重新写为一系列菲涅耳整数： $t\left(\mathrm{\λ}\right)\≈-\frac{\mathrm{rW}}{\mathrm{\λR}}\frac{\mathrm{\π}}{\sqrt{2}}\frac{M}{2b}\{C_1(a+b)-C_1(a-b)+j{S}_1(a+b)-j{S}_1(a-b))\}{e}^{\mathrm{j\φ}}---\left(4\right)$

C₁和S₁是第一类菲涅耳余弦和正弦整数，且如在上述论文中定义的，归一化参数a、b和φ被给定为： $a=\frac{\mathrm{\π}({\mathrm{\λ}}_0-\mathrm{\λ})}{2\mathrm{FSR}\sqrt{\frac{\mathrm{\π}{\mathrm{\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}B\left(V_b\right)+j\frac{\mathrm{\α}}{4}}}---\left(5a\right)b=M\sqrt{\frac{{\mathrm{\π\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}B\left(V_b\right)+j\frac{\mathrm{\α}}{4}}---\left(5b\right)$ $\mathrm{\φ}=\frac{\mathrm{M\π}({\mathrm{\λ}}_0-\mathrm{\λ})}{\mathrm{FSR}}-\frac{{\mathrm{\π}}^2{({\mathrm{\λ}}_0-\mathrm{\λ})}^2}{{4\mathrm{FSR}}^2(\frac{{\mathrm{\π\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}B\left(V_b\right)+j\frac{\mathrm{\α}}{4})}---\left(5c\right)$ 其中α是与跨越AWG的假定的高斯电场振幅轮廓相关的参数，如图1所示。电压相关系数B(V_b)只用来控制线性调频度，以及因而控制该色散补偿的强度。使用方程(4)，则通带中心波长λ₀处的色散特性被分析地给出： $D\left({\mathrm{\λ}}_0\right)=\frac{1}{c}{\left(\frac{{\mathrm{M\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}\right)}^2\mathrm{Re}\{\frac{\mathrm{\π}}{b^2}-\frac{\sqrt{2\mathrm{\π}}}{b}\left(\frac{C\left[b\right]{\cos b}^2+S\left[b\right]\sin b^2}{C^2\left[b\right]+S^2\left[b\right]}\right)\}---\left(6\right)$

对于B(V_b)的小数值，D被发现是随B(它是电压V_b的一个隐函数)线性变化的，且可被大致给出为： $D\left({\mathrm{\λ}}_0\right)\≈\frac{1}{c}{\left(\frac{M{\mathrm{\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}\right)}^2\frac{8\mathrm{\π}}{45}[1-\frac{{12\mathrm{\α}}^2}{315}-O\left({\mathrm{\α}}^4\right)]F---\left(7\right)$

其中 $F=\frac{\mathrm{\π}{M}^2{\mathrm{\λ}}_0}{2\mathrm{FSR}}B---\left(8\right)$

使得分别对于正负B，正负色散都能被获得。归一化的线性调频参数F与B线性相关，但基本与AWG的参数，诸如FSR、阵列波导M+1的数量和工作波长无关。

图1所示设备的性能的计算机仿真已经被进行。AWG1、2的每一个都有FSR＝9.6nm(也就是，12×100GHz)，其中在每个阵列里有M＝128个波导。因此AWG之间的接口中要求有N＝12个孔，来为以100GHz间隔开的所有通道实现色散补偿。两个单独的AWG转移函数的乘积给出了总的设备响应。图2示出了级联的单个AWG1、2的色散特性，它们被线性调频以实现最大的色散补偿(F＝4.4)，且其高斯参数为 $\mathrm{\α}{\left(\frac{M}{2}\right)}^2=0.8.$ 比较明显的是大波纹度，在整个3dB通带宽度Δλ_3dB＝22.5GHZ上从几乎零变化到560ps/nm。然而，波纹本质上有谱周期，其周期近似等于FSR/M，使得以半个周期来使两个AWG相互之间失谐从而消除波纹。所产生的组合色散补偿特性如图2(c)所示，在大约22.5GHz的工作带宽上，具有一致的、实际上无波纹的560ps/nm的色散。图3示出了自适应色散补偿级联设备的相关的振幅响应和群延迟特性。通过采用设备作为精细调谐的色散补偿元件，结合固定的色散补偿设备(例如色散补偿光纤)，它自己补偿100公里固定长度的单模光纤，所得到的自适应色散补偿单元可以被用于补偿65和135公里之间的单模光纤，假设色散为+16ps/nm/km。

因此，对于比特率高达20Gb/s，所有的通道都在100GHz的栅格上的情况，多达±560ps/nm的实际上无波纹的色散补偿是可能的。这样的设备通常可以被应用在长距离海底或陆地系统中，其中自动色散校正是需要的特征。

图4显示了对于色散特性中的3相位波纹减少的级联AWG配置，适合于40Gb/s的自适应色散补偿(DC)。该设备包含三个线性调频的AWG(C-AWG)21、22、23，它们有相同的特性，例如自由谱范围(FSR)，阵列波导的数量等等，但是相对另一个是最优化地失谐的。

成对的C-AWG可以被分别作为解复用和再复用设备。然而，对于奇数个C-AWG，就需要另外的非线性调频AWG24来把波长再复用到单个线路20上。电压V_a和V_b被(分别)加到AWG21及AWG23的梯形区域10和抛物线形区域，但是中心C-AWG22在它的傅立叶平面上不需要有源梯形区域10，因为相邻的C-AWG21、23能够相对于中心C-AWG失谐。每个C-AWG的FSR＝19.2nm(≡24×100GHz)，每个阵列有M＝128个波导。因此。在C-AWG再复用对之间的接口中就需要N-24孔，以对于所有由100GHz间隔开的通道实现DC。单个C-AWG(图5(a))和整个设备(图5(b))的色散特性显示了3相位失谐如何能够产生平滑的整体色散特性。每个C-AWG21、22、23已经被线性调频以实现最大化的色散补偿，其中高斯参数是 $\mathrm{\α}{\left(\frac{M}{2}\right)}^2=0.8.$ 每单个C-AWG的波纹在整个3dB通带宽度上从近似零变化到135ps/nm。但是，整个被平滑过的3相位色散平均为210ps/nm，其中波纹减少到±7.4ps/nm。图6显示了整个设备传输(图6(a))、群时延(图6(b))和色散特性(图6(c))。3dB带宽是39.0GHz，使其对于100GHz栅格上的所有通道，均适合于40Gb/s色散补偿。

图4的AWG级联等效于一个绕着5端口光环行器33(图7)的光纤布拉格光栅30、31、32(在反射模式下工作)的圆盘传送装置。对于图1中FBG的等效圆盘传送装置，它将由分别位于适当端口(b和c)处的4端口光环行器和2个FBG组成。通常，对于由Q个线性调频的FBG(色散元件)组成的色散补偿器，需要“Q+2”个端口的光环行器，因为还需要两个额外的端口用于输入和输出波导。(需要注意的是较高端口计数的光环行器可以很容易由合适地级联多个低端口计数的光环行器而做成)。由于FBG趋向于只为单个通道工作，所以最终的“再复用”FBG(等效于图4的第四个(非线性调频)AWG24)就不需要了。在图7的实施方案中，线性调频的FBG被应用，使该FBG彼此相互地自中心波长λ₀以适当数量Δλ₁、Δλ₂、Δλ₃失谐(等效于由方程式3的参数A(V_a)控制的AWG失谐，与AWG实施方案相关)，以便在关心的通带范围之上，达到适当的波纹减少的2阶色散特性。然而，端口C的FBG31不是一定需要失谐的(也就是与图4中的AWG22类似)，这样Δλ₂＝0，以及Δλ₂＝-Δλ₃。我们注意到，因为AWG趋向于在高光栅阶工作，所以小的自由谱范围(FSR)允许有多个要进行色散补偿的波长。这意味着以类似高阶工作的长周期FBG也可能适合于多波长用途(带有奇相位波纹减少所要求的合适的再复用非线性调频FBG)

将会理解可以对上述的设计作各种修正和改变。

Claims (25)

1.一种色散补偿器包含：用于多个波长的光的输入端；用于光输出的输出端；位于输入端和输出端之间的多个色散补偿元件(数量为Q)，每一个元件展现了随波长大致上周期变化的色散特性，该变化具有最大的振幅A_i，每一个色散元件展现的色散特性有与其它每一个色散元件一般相同的形式，但在波长上移位，使得在工作带宽之上，补偿器展现了随波长而变化的色散特性，它具有一个小于各个最大振幅之和

的最大振幅。

2.如权利要求1要求的色散补偿器，其中每一个色散元件展现的色散特性有基本上与其它每一个色散元件相同的幅度。

3.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，其中每个元件的色散特性的近似周期P基本上相同。

4.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，其中波长移位P的约数的整数倍。

5.如权利要求4要求的色散补偿器，其中波长移位P/Q的整数倍。

6.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，其中元件中的波长移位由给与相邻的不同频率的适当的线性相位偏移而引起。

7.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，其中线性的相位偏移由该频率经过的光通路长度的线性变化而给与。

8.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，包含改变该补偿器的色散的装置。

9.如权利要求8要求的色散补偿器，其中改变色散的装置给与经过该补偿器的光一个显著地抛物线式的相位偏移。

10.如权利要求8或权利要求9要求的色散补偿器，其中每个色散元件包含用于改变色散的装置。

11.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，其中色散元件是线性调频光栅设备。

12.如权利要求11要求的色散补偿器，其中色散元件是光纤布拉格光栅。

13.如权利要求12要求的色散补偿器，其中光纤布拉格光栅与一个光环行器的端口进行光通信。

14.如权利要求11要求的色散补偿器，其中色散元件是阵列波导光栅(AWG)。

15.如权利要求14要求的色散补偿器，其中相邻的AWG具有由波导彼此连接的相邻的自由传播区域。

16.如权利要求15要求的色散补偿器，其中波导具有位于弧上的入射和出射孔。

17.如权利要求15要求的色散补偿器，其中在相邻的自由传播区域之间的边界处有孔。

18.如权利要求14到17的任一权项要求的色散补偿器，其中在AWG上的有源的梯形区域给与波长移位。

19.如从属于权利要求8的权利要求14到18的任一权项要求的色散补偿器，其中改变补偿器色散的装置是一个在AWG上的抛物线式有源区域。

20.如权利要求14到19的任一权项要求的色散补偿器，进一步包含一个当光已经通过Q个AWG后，将波长再复用到一个单输出线路上的非线性调频的AWG，其中Q是奇数。

21.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，包含一个输入通道。

22.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，包含一个输出通道。

23.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，包含多个输入通道。

24.如任一前述权利要求所要求的色散补偿器，包含多个输出通道。

25.一种在整个工作带宽上提供低波纹色散补偿的方法，该方法包含：使多个波长的光通过多个色散元件(数量为Q)，并在每一个色散元件中使该光被散开一个量，该量随波长大致周期地变化，该变化具有最大振幅A_i，每一个色散元件展示的色散特性有与每一个其它色散元件一般相同的形式，但是在波长上移位，使得在通过所有的元件后，光被散开一个量，该量在整个工作带宽上随波长变化至多一个振幅，该振幅小于各个最大振幅之和

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