JP2000091989A

JP2000091989A - 光パルスのための分散補償方法および伝送装置

Info

Publication number: JP2000091989A
Application number: JP10261299A
Authority: JP
Inventors: Perushi Mark; ペルシマーク; Yasuhiro Matsui; 康浩松井
Original assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI FUEMUTOBYOU TECHNOLOGY KENKYU KIKO; Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: GIJUTSU KENKYU KUMIAI FUEMUTOBYOU TECHNOLOGY KENKYU KIKO; Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】３次分散を効果的に補償し得る方法を提供す
る。【解決手段】光パルス１２ａの時間軸を拡張し、３次
分散の補償のための正弦波信号波形の一部を使用して、
拡張パルス１２ｂに位相変調を施した後、拡張パルス１
２ｂの時間軸を元に戻す。これにより、３次分散が補償
された光パルス１２ａが復元される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光パルスの伝送中
での３次分散による光パルスの波形の歪みを補償する分
散補償方法およびこの３次分散による光パルスの波形の
歪みを低減できる光パルスのための伝送装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光パルスの伝送路としては、一般的に光
ファイバが使用されている。光パルスがこのような伝送
路を伝わるとき、光ファイバに限らず、この伝送路から
分散を受ける。この分散による効果は、光伝搬モードの
伝搬常数βを光の角周波数ω_０の回りにテイラー展開す
ることにより得られる１次分散係数、２次分散係数およ
び３次以上の各高次分散係数に依存する。

【０００３】１次分散係数は、光パルスの群速度の逆数
で表されることから、この１次分散係数が光パルスの波
形に歪みを与えることはない。２次分散係数は、群速度
分散係数と称され、伝送中の光パルスの広がりを決める
値である。そのため、２次分散係数は、光パルスの波形
の歪みに大きな影響を及ぼすが、この２次分散について
は、例えば２次分散係数が零となるいわゆるゼロ分散波
長を使用することにより、２次分散による光パルス波形
の歪みを防止する技術が確立されている。

【０００４】ところで、光通信におけるデータ伝送容量
の増大に伴い、光パルスの高速化すなわちパルス幅の縮
小化が図られている。このような高速光パルスは、その
パルス幅が狭くなる程、高次である３次の分散係数によ
る分散の影響を強く受けることから、高速パルスを取り
扱う上で、３次分散の影響は無視できない。

【０００５】この３次分散を補償するための従来技術と
して、例えば、１９９６年に発行されたエレクトロン・
レター（Electron.Lett.）、第３２巻、第９１６〜９１
８頁、１９９３年に発行されたIEEE・フォトンテクノロ
ジーレター（Photon. Technol. Lett.）、第５巻、第１
９４〜１９７頁、および１９９７年に発行されたIEEEジ
ャーナル・量子エレクトロン（J.Quantum.Electro
n.）、第３３巻、第１４５５〜１４６４頁に示されてい
るように、２本の光ファイバの組み合わせを選択するこ
とにより、２次分散および３次分散の両者を補償する技
術が提案された。

【０００６】この従来技術によれば、理論的には、一組
の光ファイバの各２次分散係数および３次分散係数と、
それぞれの長さ寸法とを特定の関係で組み合わせること
により、２次分散および３次分散を低減することはでき
る。しかしながら、各光ファイバの各分散係数が決まる
と、各光ファイバの長さ寸法も一義的に決まる。そのた
め、この光ファイバを伝送路として利用するには、設計
上の自由度は極めて低い。また、実験では、すなわち現
実的には、３次分散を充分に補償することはできなかっ
た。

【０００７】また、３次分散を補償する他の従来技術
に、光パルスを各周波数スペクトル成分に空間的に分散
させ、それぞれのスペクトル成分毎に毎に、光伝送路か
ら受ける３次分散を補償すべく、これと逆符号の３次分
散をあたえる方法が提案されている。

【０００８】光伝送路から受ける光パルスの３次分散の
補償のために、これと逆符号の３次分散を光パルスに与
える液晶位相変調器（参照、オプティカルレター（Opt.
Lett. ）、第２３巻、第２８３〜２８５頁、１９９８
年）が提案されている。液晶位相変調器は、空間的に分
散された各周波数スペクトル成分に対応する液晶位相変
調ピクセルを備え、該ピクセル群により、光パルスは光
伝送路から受ける３次分散と逆符号の３次分散を受ける
ことにより、その３次分散が補償される。

【０００９】また、レンズ系に一対の格子を用いて光パ
ルスを各周波数スペクトル成分に空間的に分散させかつ
２次分散および３次分散を補償する技術（参照、IEEE
ジャーナル・量子エレクトロン（J.Quantum.Electro
n.）、第２８巻、第２７４２〜２７４８頁、１９９７
年）が提案されている。

【００１０】さらに、光ファイバに多数のブラック格子
を組み込み、その格子ピッチを順次変化させることによ
り、光パルスを光ファイバ内で空間的に各周波数スペク
トル成分毎に分散させかつ３次分散を補償する技術（参
照、エレクトロン・レター（Electron.Lett.）、第３３
巻、第１８９１〜１８９３頁、１９９７年）が提案され
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たような３次分散補償のために光パルスを空間的に分散
させる方法では、光パルスを空間的に分散するための機
構が大型化し、あるいは分散された各周波数スペクトル
成分に逆符号の３次分散を与える位相変調機構が大型化
することから、取り扱いは容易ではなく、あるいは格子
の加工精度上、コンパクト化に大きな制限を受ける。そ
のため、設計の自由度が高く、３次分散をより効果的に
補償し得る方法および取り扱いが容易であり、しかも効
果的に３次分散を低減し得る伝送装置が望まれていた。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、基本的には、
３次分散補償のために光パルスを時間的に分散させる、
すなわち光パルスの時間軸を拡張することにより、この
拡張された光パルスの３次分散の補償のために正弦波信
号波形の一部を使用することができることに着目し、光
パルスから一時的に拡張光パルスを生成し、この拡張パ
ルスに正弦波信号波形で位相変調を施すという構想に立
脚する。

【００１３】〈構成〉ために、本発明は、光パルスにそ
の伝送中に生じる３次分散を補償する方法であって、光
パルスの時間軸を拡張してパルス幅が拡張された拡張光
パルスを生成し、伝送中に生じる３次分散の補償のため
に、前記拡張光パルスを正弦波で位相変調し、その後、
位相変調を受けた前記拡張光パルスの時間軸を圧縮して
元のパルス幅の光パルスに戻すことを特徴とする。

【００１４】また、本発明に係る光パルスのための伝送
装置は、相互に２次分散を補償する第１および第２の光
伝送路であって光パルスの時間軸を拡張してパルス幅が
拡張された拡張光パルスを生成する第１の光伝送路およ
び前記拡張光パルスの時間軸を圧縮して該拡張光パルス
を元のパルス幅の光パルスに戻す第２の光伝送路と、該
両伝送路間に挿入され、該両光伝送路における３次分散
を補償すべく該両伝送路を経る光パルスに正弦波位相変
調を施す位相変調器とを含むことを特徴とする。

【００１５】〈作用〉本発明に係る前記分散補償方法で
は、例えば光ファイバのような光伝送路の２次分散を利
用することにより光パルスの時間軸が拡張され、この拡
張光パルスに、正弦波位相変調が施されることにより、
補償すべき３次分散と逆符号の３次分散が与えられ、こ
の位相変調により逆符号の３次分散を与えられた拡張光
パルスは元のパルス幅に時間軸を圧縮されることによ
り、元のパルス幅に戻される。

【００１６】位相変調に使用される前記正弦波の最適な
周波数は、補償すべき前記光伝送路の３次分散、取り扱
う光パルスのスペクトル帯域、拡張パルスのパルス幅等
に応じて、適宜選択することができる。また、３次分散
補償の対象として、前記光パルスの全伝送路における３
次分散を考慮することにより、光パルスの全伝送路の伝
送中における３次分散を効果的に抑制することができ
る。

【００１７】従って、正弦波位相変調によって３次分散
を補償することができることから、前記光パルスの伝送
路の設計に際し、この伝送路における３次分散を考慮す
ることなく、２次分散補償を考慮すれば良いことから、
伝送路の設計についての自由度は高まる。また、本発明
に係る前記３次分散補償方法では、光パルスは空間的に
分散を受けることはないことから、空間的な制約を強く
受けることはなく、比較的容易に実施することができ
る。

【００１８】また、本発明に係る前記光パルス伝送装置
では、前記第１および第２の光伝送路は、互いに逆符号
の２次分散を示す第１および第２の光ファイバからな
る。第１の光ファイバは、その２次分散により、光パル
スの時間軸を拡張して拡張パルスを生成する。拡張パル
スは、例えば光電式位相変調器のような位相変調器を用
いて３次分散の補償のために変調を受ける。変調を受け
た拡張パルスは、元のパルス幅の光パルスに戻すべく、
第１の光ファイバの２次分散と逆符号の２次分散を受け
る。

【００１９】光パルスの時間軸を拡張するための手段お
よび拡張光パルスから元のパルスを復元すべく拡張光パ
ルスのパルス幅を元に戻す手段として、取り纏め及び取
り扱いが容易な光ファイバが用いられていることから、
この光ファイバの少なくとも一方を実質的な伝送路とし
て利用することにより、取り扱いが容易であり、効果的
に３次分散を抑制し得る光パルス伝送装置が得られる。

【００２０】前記第１の光ファイバおよび第２の光ファ
イバは、それぞれの２次分散係数およびその伝送路長の
積の和が零となるように設定され、これにより、光パル
スの前記した拡張および復元が可能となるが、これは２
次分散が補償されていることをも意味する。従って、前
記光パルス伝送装置によれば、３次分散に加えて、２次
分散をも補償することができる。しかも、３次分散は、
前記変調器による変調作用により確実に補償されること
から、２次分散の補償に関して、各光ファイバの３次分
散係数の拘束を受けることなく、設定することができ、
各光ファイバの２次分散係数およびそれらの長さ寸法に
ついての設計上の自由度は増大する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
について詳細に説明する。〈具体例〉図１は、本発明に係る３次分散補償方法を適
用した光パルス伝送装置を概略的に示す。本発明に係る
光パルス伝送装置１０は、光パルスを発生するための例
えばモード同期半導体レーザのような光パルス発生源１
１から発せられる光パルス１２ａを所望箇所に案内する
ための伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）と、該伝送路
中に挿入される例えば光電気位相変調器のような光位相
変調器１４とを含む。

【００２２】本発明に係る光パルス伝送装置１０は、光
パルス１２ａのパルス波形およびパルス幅に関して限定
されることはなく、所望の波長の光を所望のパルス波形
およびパルス幅を有する光パルス１２ａの伝送に利用す
ることができるが、以下では、光パルス発生源１１から
は、例えばほぼ１５５０ｎｍの波長の光が、トランスフ
ォームリミットの、すなわちチャープが零の光パルス１
２ａとして、出力される例に沿って説明する。

【００２３】伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）は、図
示の例では、第１の光ファイバ１３ａおよび第２の光フ
ァイバ１３ｂからなる。各光ファイバ１３ａおよび１３
ｂは、その材質に応じたそれぞれに固有の２次分散係数
β_２および３次分散係数β_３を有する。第１の光ファイ
バ１３ａは、長さ寸法Ｌ_１を有し、光パルス発生源１１
から受けた光パルス１２ａを光位相変調器１４に案内す
る伝路で、案内される光パルス１２ａに、長さ寸法Ｌ_１
と２次分散係数β_２−１との積で表される２次分散を与
える。この２次分散により、光パルス１２ａは時間軸を
延長され、拡張パルス１２ｂとして、光位相変調器１４
に案内される。

【００２４】光位相変調器１４から前記所望箇所に伸び
る第２の光ファイバ１３ｂは、長さ寸法Ｌ_２を有し、か
つ第１の光ファイバ１３ａとは逆の２次分散を示す。す
なわち、第１の光ファイバ１３ａが例えば正常分散を示
すとき、第２の光ファイバ１３ｂは、これとは逆の、異
常分散を示す光ファイバが選択される。この第２の光フ
ァイバ１３ｂを伝わる拡張パルス１２ｂは、長さ寸法Ｌ
_２と２次分散係数β_２−２との積で表される逆の２次分
散を与えられることにより、その時間軸が圧縮される。

【００２５】従って、次式Ｌ_１×β_２−１＋Ｌ_２×β_２−２＝０ …（１）が成り立つように、光ファイバ１３ａおよび１３ｂを設
定することにより、第１の光ファイバ１３ａにより拡張
された拡張パルス１２ｂの時間軸を第２の光ファイバ１
３ｂにより圧縮して元の時間軸に戻すことができる。ま
た、式（１）は、両光ファイバ１３ａおよび１３ｂでの
２次分散が相互に補償されていることを示すことから、
光ファイバ１３ａおよび１３ｂにより、２次分散の影響
を及ぼすことなく光パルス１２ａを伝送できることを意
味する。

【００２６】例えば、Ｌ_１を１．６ｋｍとし、Ｌ_２を
８．４ｋｍとすることにより、全伝送路Ｌを１０ｋｍと
することができる。また、第１の光ファイバ１３ａの２
次分散係数β_２−１を例えば２０ｐｓ^２／ｋｍとしたと
き、第２の光ファイバ１３ｂの２次分散係数β
_２−２は、これらの値Ｌ_１、Ｌ_２、β_２−１を用いて、
式（１）より求めることができ、これにより、２次分散
を補償することができる。

【００２７】この光ファイバ１３ａおよび１３ｂからな
る伝送路により光パルス１２ａが受ける３次分散を効果
的に補償するために、光ファイバ１３ａおよび１３ｂ間
に光位相変調器１４が挿入されている。光位相変調器１
４は、これに入力する光信号を例えば正弦波電気信号１
４ａで、位相変調する。各光ファイバ１３ａおよび１３
ｂの３次分散係数は、一般的には、相互に異なる値を示
すが、説明の簡素化のために、両第光ファイバ１３ａお
よび１３ｂが同一の３次分散係数β_３を有するものとし
て、以下に説明する。

【００２８】本発明に係る前記光位相変調器１４は、拡
張パルス１２ｂに、正弦波電気信号１４ａの波形の一部
を用いて、位相変調を施すことにより、全伝送路１３
（１３ａおよび１３ｂ）における３次分散を補償する。
この３次分散を効果的に抑制し得る最適な正弦波信号波
形を示す正弦波関数は、次のような算術処理により、得
られる。

【００２９】周波数ｆを有する光が、長さＬ（Ｌ＝
Ｌ_１）＋（Ｌ_２）を有しかつ３次分散係数β_３を有する
伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）から与えられる位相
のずれφ（ｆ）は、１９８９年にアカデミック・プレス
から発行されたジー・ピー・アグラワル（G.P.Agrawa
l）著による「ノンリニア・ファイバ・オプティクス（N
onlinear Fiber Optics.）」、第２版に示されていると
おり、次式で与えられる。 φ（ｆ）＝（β_３Ｌ）／６・（２πｆ）^３ …（２）

【００３０】また、光位相変調器１４に入力する拡張パ
ルス１２ｂの位相は、次式で与えられる。 φ_initial（ｆ）＝Kf−（β_３Ｌ）／６・（２πｆ）^３ …（３）ここで、ｋは１次分散係数を示し、ｋｆの線形項によっ
てはパルス光は、そのパルス波形に乱れを与えられるこ
となく、伝搬路を所定の時間遅延を与えられるに過ぎな
い。

【００３１】今、例えばハイパーボリックセカンド型
（sech型）の光パルス１２ａが第１の光ファイバ１３ａ
に入力すると、該光ファイバ１３ａ内の進行に伴い、入
力光パルス１２ａの周波数成分は、次式に示すとおり、
時間ｔの経過に従って分散される。ｆ（ｔ）〜（Ｆ_BW／Ｔ_S）・ｔ …（４）

【００３２】ここで、Ｆ_BWは光パルス１２ａのスペクト
ル成分の周波数帯域であり、Ｔ_Sは、第１の光ファイバ
１３ａから光位相変調器１４に入力される拡張パルス１
２ｂのパルス幅（最大強度の半値幅）を示す。

【００３３】式（４）によって与えられる拡張パルス１
２ｂが光位相変調器１４へ入力されることから、式
（４）を式（３）に代入することができ、その結果、次
式 φ_initial（ｆ）＝K（Ｆ_BW／Ｔ_S）・ｔ−（β_３Ｌ）／６・（２π（Ｆ_BW ／Ｔ_S）・ｔ）^３ …（５）が得られる。

【００３４】この式（５）に関して、その極大値および
極小値を与える時間で、最大位相値φ_Ｐを示す正弦波位
相関数がその約半周期にわたりほぼ一致する。

【００３５】式（５）で表される関数の極大値が正弦波
位相関数の最大位相値φ_Ｐに一致するように、式（５）
の係数ｋを計算することにより、補償すべき３次分散に
ついての位相変調関数が、次式 φ（ｔ）＝φ_Ｐsin｛−π^２[｜β_３｜Ｌ／（３φ_Ｐ）]^１／３・（Ｆ_BW／Ｔ_S）・ｔ｝ …（６）で求められる。

【００３６】式（５）と式（６）との一致する度合いが
図２のグラフに示されている。図２のグラフでは、光パ
ルス１２ａのパルス幅（半値幅）が５３０ｆｓ、そのス
ペクトル成分の周波数帯域Ｆ_BWは５９４ＧＨｚであり、
極大値における位相φ_Ｐは３πであり、拡張パルス１２
ｂのパルス幅（半値幅）Ｔ_Sは、１２０ｐｓであり、３
次分散係数β_３が−０．１ｐｓ^３／ｋｍであり、両光フ
ァイバ１３ａおよび１３ｂの合計長Ｌ（Ｌ＝Ｌ_１＋
Ｌ_２）は１０ｋｍの条件下で求められた式（５）に関す
る位相特性が示され、また、式（５）に一致する正弦波
関数が示されている。

【００３７】前記グラフの特性線（Ａ）は、式（５）に
より表される分散特性を示し、特性線（Ｂ）は、式
（５）の右辺、第１項である時間に関する１次項を示
す。また、前記グラフの特性線（Ｃ）は、式（５）に一
致する関数として、２．５６ＧＨｚの正弦波信号関数を
示す。特性線（Ａ）および特性線（Ｃ）の比較から明ら
かなように、式（５）から得られた特性線（Ｃ）で示さ
れる正弦波信号は、入力光パルス１２ａの周波数帯域Ｆ
_BWの約２．１倍に拡張された拡張パルス１２ｂの周波数
帯域に対応して、特性線（Ａ）の極大値および極小値を
与える時間に一致するほぼ２５０ｐｓの期間、特性線
（Ａ）に一致する。

【００３８】従って、特性線（Ａ）と対称をなす特性線
（Ｄ）で表された３次分散を示す拡張パルス１２ｂに、
式（６）で示される正弦波信号関数で位相変調を施すこ
とにより、その３次分散を補償することができ、この３
次分散を低減することができる。

【００３９】第２の光ファイバ１３ｂでの３次分散をも
予め見込んでこれを補償すべく位相変調を受けた拡張パ
ルス１２ｂは、光位相変調器１４から第２の光ファイバ
１３ｂに入射される。

【００４０】位相変調を受けて第２の光ファイバ１３ｂ
に入射された拡張パルス１２ｂは、第１の光ファイバ１
３ａと逆符号の２次分散特性を示しかつ前記式（１）に
沿って設定された第２の光ファイバ１３ｂを経る間に、
元の時間軸となるように圧縮を受ける。その結果、第２
の光ファイバ１３ｂからは、２次分散および３次分散係
数β_３分散を受けることなく、従って、これら分散によ
る波形の歪みを受けることなく、ほぼ入射した光パルス
１２ａにほぼ等しい光パルス１２ａが出射される。

【００４１】本発明に係る前記光パルス伝送装置１０で
は、前記したように、光ファイバ１３ａおよび１３ｂの
全３次分散および長さ寸法Ｌ、入力光パルス１２ａの周
波数帯域Ｆ_BW、拡張パルス１２ｂのパルス幅Ｔ_Sを含む
各パラメータに従って、光位相変調器１４の位相変調周
波数を適正に選択することにより、光ファイバ１３ａお
よび１３ｂからなる伝送路１３での３次分散を効果的に
補償することができる。

【００４２】また、伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）
の２次分散補償について、前記したとおり、３次分散に
関する拘束を受けることなく、前記式（１）に従って伝
送路１３（１３ａおよび１３ｂ）を設定できることか
ら、伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）についての長さ
寸法が３次分散係数β_３との関係で制限を受けることは
なく、これにより伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）の
設計自由度が増大する。

【００４３】さらに、光パルス１２ａは、空間的に分散
されることなく光ファイバ１３ａおよび１３ｂにより時
間的に拡張および圧縮を受けることから、比較的コンパ
クトな構成により、２次分散および３次分散を一括的に
補償することができる。

【００４４】前記伝送路１３（１３ａおよび１３ｂ）の
長さに関し、前記したように不等長とし、その長さの大
きな伝送路（１３ａまたは１３ｂ）を実質的な伝送路と
して利用することが望ましい。

【００４５】本発明に係る前記光パルス伝送装置１０
は、数ピコ秒以下のパルス幅を有するパルスに適用する
ことができ、効果的に３次分散を補償することができ
る。この補償効果は、前記文献、「ノンリニア・ファイ
バ・オプティクス（Nonlinear Fiber Optics.）」に示
されたシミュレーションで確認できた。このとき５３０
ｆｓのパルス幅の入力光パルス１２ａは、長さ寸法Ｌ_１
が１．６ｋｍおよび２次分散係数β_２−１が２０ｐｓ^２
／ｋｍの第１の光ファイバ１３ａにより、そのパルス幅
Ｔ_Ｓが１２０ｐｓとなるように拡張された。

【００４６】この拡張パルス１２ｂは、光位相変調器１
４により、２．５６ＧＨｚ、最大位相φ_Ｐが３πの正弦
波で位相変調を受けた後、長さ寸法Ｌ_２が８．４ｋｍを
有し、第１の光ファイバ１３ａによる２次分散を確実に
補償し得る２次分散係数β_２ _−２係数を有する第２の光
ファイバ１３ｂで、元のパルスの時間軸に圧縮された。
両光ファイバ１３ａおよび１３ｂが同一の３次分散係数
β_３を有しているとき、光パルス伝送装置１０の前記３
次分散は、（Ｌ_１＋Ｌ_２）とβ_３との積で表される。

【００４７】第３図のグラフは、全伝送路１３（１３ａ
および１３ｂ）が１０ｋｍ（Ｌ_１＋Ｌ_２）を用いたパル
ス伝送において、３次分散補償を行った前記光パルス伝
送装置１０によるパルス伝送と、３次分散補償を行わな
いパルス伝送との比較を示す。なお、任意入力パルスの
ピークパワーを１Ｗとし、ファイバ損失および電力依存
非線形効果は無視した。この電力依存非線形効果を無視
することは、拡張パルスの伝送では、全光ファイバ経路
の大部分にわたり、広いパルス幅と低いピークパワーが
補償されるため、一般的に有効なものである。

【００４８】図３のグラフに特性線Ｅで示されるよう
に、位相変調を行わない場合には、３次分散により、出
力パルスの半値幅Ｔ_ＦＷＨＭが１．４ｐｓまで広げら
れ、またそのピークパワーは０．２９７Ｗまで低減す
る。さらに、パルスの終わり部分は１０ｐｓ以上にわた
って長く振動する。

【００４９】他方、本願発明に係る方法により正弦波位
相変調を施した場合には、図３のグラフの特性線Ｆで示
されるとおり、パルス幅すなわち半値幅Ｔ_ＦＷＨＭは８
０４ｐｓまで圧縮され、ピークパワーは０．６８５Ｗま
で増加する。さらに、３次分散によるパルスの終わり部
分の振幅は大きく抑制される。全伝送路１３の長さ寸法
の低減を図り、あるいはピーク位相φｐの値を増加させ
ることにより、拡張パルス１２ｂのパルス帯域を広げる
ことができ、これにより出力パルスの３次分散による波
形の歪みをより確実に防止し、出力パルスの品質を一層
向上させることができる。

【００５０】本実施例において使用した前記各変数はそ
れに限定されるものではなく、入力拡張パルスのパルス
幅に対応して適宜選択することができ、また、大きさが
任意の正および負の２次分散係数βと大きさおよび符号
が任意の３次分散係数β３を有する光ファイバ１３ａお
よび１３ｂの組み合わせを使用することができる。

【００５１】前記したところでは、光パルスの拡張およ
び圧縮に光ファイバを利用した例について説明したが、
光ファイバ以外の２次分散特性を示す手段を適宜用いる
ことができる。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係る前記分散補償方法によれ
ば、前記したように、位相変調による３次分散補償によ
り、光パルスの全伝送路の伝送中における３次分散を効
果的に抑制することができることから、前記光パルスの
伝送路の設計に際し、この伝送路における３次分散を考
慮することなく、２次分散補償を考慮すれば良いことか
ら、伝送路の設計についての自由度は高まる。また、本
発明に係る前記３次分散補償方法では、光パルスは空間
的に分散を受けることはないことから、空間的な制約を
強く受けることはなく、比較的容易に実施することがで
きる。

【００５３】また、本発明に係る前記光パルス伝送装置
によれば、前記したように、光パルスの拡張手段および
復元手段として互いに逆符号の２次分散を示す第１およ
び第２の光ファイバを用いることにより、取り扱いが容
易であり、３次分散に加えて、２次分散をも効果的に補
償することができ、しかも、各光ファイバの２次分散係
数およびそれらの長さ寸法について、該光ファイバの３
次分散係数の拘束を受けることなく、設定することがで
きることから、それらの設計上の自由度は増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分散補償方法を適用した光パルス
伝送装置を概略的に示す図面である。

【図２】本発明に係る３次分散補償方法の原理を説明す
るための、３次分散と正弦波信号波形との関係を示すグ
ラフである。

【図３】本発明に係る３次分散補償方法の効果を示す出
力パルスの波形を表すグラフである。

【符号の説明】

１０光パルス伝送装置１１光パルス発生源１２ａ入力光パルス１２ｂ拡張パルス１３（１３ａおよび１３ｂ）伝送路（第１および第２
の光ファイバ）１４光位相変調器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松井康浩茨城県つくば市東光台５丁目５番地技術研究組合フェムト秒テクノロジー研究機構内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光パルスの伝送中該光パルスに生じる３
次分散を補償する方法であって、光パルスの時間軸を拡
張してパルス幅が拡張された拡張光パルスを生成するこ
と、伝送中に生じる３次分散の補償のために、前記拡張
光パルスを正弦波で位相変調すること、位相変調を受け
た前記拡張光パルスの時間軸を圧縮して元のパルス幅の
光パルスに戻すことを特徴とする、光パルスの分散補償
方法。
【請求項２】相互に２次分散を補償する第１および第
２の光伝送路であって光パルスの時間軸を拡張してパル
ス幅が拡張された拡張光パルスを生成する第１の光伝送
路および前記拡張光パルスの時間軸を圧縮して該拡張光
パルスを元のパルス幅の光パルスに戻す第２の光伝送路
と、該両伝送路間に挿入され、該両光伝送路における３
次分散を補償すべく該両伝送路を経る光パルスに正弦波
位相変調を施す位相変調器とを含む光パルスのための伝
送装置。
【請求項３】前記第１および第２の光伝送路は、互い
に逆符号の２次分散を示す第１および第２の光ファイバ
からなり、前記第１の光ファイバの２次分散係数および
その長さの積と、第２の光ファイバの２次分散係数およ
びその長さの積との和は、ほぼ零である請求項２記載の
伝送装置。
【請求項４】前記第１の光ファイバと第２の光ファイ
バは、不等長である請求項３記載の伝送装置。