JP2001077757A - 光学システム - Google Patents
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- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/29317—Light guides of the optical fibre type
- G02B6/29319—With a cascade of diffractive elements or of diffraction operations
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- G02B6/29352—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means in a light guide
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- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/2519—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using Bragg gratings
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光信号の色分散を補正する。
【解決手段】 1つ又はそれ以上の波長分割多重(WDM)光
信号の色分散を個々に制御するためのシステムであり、
このシステムは、複数の制御可能な差動光遅延要素を個
々に有する色分散補正手段を備えている。好適な差動光
遅延要素の一例は、スペクトル応答が格子の長さに沿い
変化するチューニング可能なファイバーブラッグ格子フ
ィルターである。また、このシステムは、第1の遅延要
素により加えられる信号の波長帯にわたるいかなる不必
要な遅延も補正するよう配置・設定される1つ又はそれ
以上の個々に制御可能な第2の差動光遅延要素を備え
る。信号を複数の差動光遅延要素内及びそれらの間に経
路付けるために光サーキュレータを使用することができ
る。このシステムは、WDM光通信ネットワーク内の色分
散を補正するために好適な小型多チャンネル選択差動遅
延手段を提供する利点がある。
信号の色分散を個々に制御するためのシステムであり、
このシステムは、複数の制御可能な差動光遅延要素を個
々に有する色分散補正手段を備えている。好適な差動光
遅延要素の一例は、スペクトル応答が格子の長さに沿い
変化するチューニング可能なファイバーブラッグ格子フ
ィルターである。また、このシステムは、第1の遅延要
素により加えられる信号の波長帯にわたるいかなる不必
要な遅延も補正するよう配置・設定される1つ又はそれ
以上の個々に制御可能な第2の差動光遅延要素を備え
る。信号を複数の差動光遅延要素内及びそれらの間に経
路付けるために光サーキュレータを使用することができ
る。このシステムは、WDM光通信ネットワーク内の色分
散を補正するために好適な小型多チャンネル選択差動遅
延手段を提供する利点がある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重(WD
M)システムような波長多重光通信システムの分野、特
に、波長多重光信号に関する色分散の管理及び制御に関
する。
M)システムような波長多重光通信システムの分野、特
に、波長多重光信号に関する色分散の管理及び制御に関
する。
【０００２】
【従来技術】光通信システムは、通信ネットワークにお
ける重要な且つその急成長を支える要素である。本明細
書で用いられる"光通信システム"という表現は、光信号
を使用して、光媒体を通じて情報を運ぶ全てのシステム
を意味する。このような光学システムには、これらに限
定されることはないが、遠距離通信システム、ケーブル
テレビシステム、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN
s)等がある。光学システムについては、Gower, Ed. の
「光通信システム」(Prentice Hall, N.Y.)に記載され
ている。現在、大多数の光通信システムは、1つ又はそ
れ以上の光導波路上に狭い波長スペクトル帯を有する単
一光チャンネルを持つよう構成される。現在、複数の源
からの情報を運ぶ目的で波長分割多重(WDM)が使用され
ている。WDMシステムでは、通常、各々が狭い波長スペ
クトル帯を有し、各波長スペクトル帯が異なる波長に集
中するようにされた複数の光信号が単一の光導路上を伝
搬される。
ける重要な且つその急成長を支える要素である。本明細
書で用いられる"光通信システム"という表現は、光信号
を使用して、光媒体を通じて情報を運ぶ全てのシステム
を意味する。このような光学システムには、これらに限
定されることはないが、遠距離通信システム、ケーブル
テレビシステム、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN
s)等がある。光学システムについては、Gower, Ed. の
「光通信システム」(Prentice Hall, N.Y.)に記載され
ている。現在、大多数の光通信システムは、1つ又はそ
れ以上の光導波路上に狭い波長スペクトル帯を有する単
一光チャンネルを持つよう構成される。現在、複数の源
からの情報を運ぶ目的で波長分割多重(WDM)が使用され
ている。WDMシステムでは、通常、各々が狭い波長スペ
クトル帯を有し、各波長スペクトル帯が異なる波長に集
中するようにされた複数の光信号が単一の光導路上を伝
搬される。
【０００３】一般的な光ネットワークは、WDM信号を伝
搬する多数の異なる光路により連結された複数のノード
を持っている。一般的に、各光路は、その光路を通過す
る信号成分内に色分散をもたらす。本明細書では、色分
散という用語は、光路たどる光信号の成分が波長に応じ
て異なる遅延を被るという好ましくない結果を指すため
に使われる。波長間隔=1-2において2つの信号成分の間
にもたらされる差動遅延tは、数学的には、波長1におい
て第1信号成分が被る遅延をt1、波長2において第2信号
成分が被る遅延をt2とすると、t=t1-t2で表すことがで
きる。一般に、色分散は、従来の光ファイバーによりも
たらされる。例えば光ファイバーのような光路の色分散
D(即ち、差動遅延をもたらすその光路の傾向)は、数学
的には、経路の長さL上での波長間隔における一対の光
信号成分間にもたれされる差動遅延をtとすると、D=t/
L.で表すことができる。今日使われている光ファイバー
に関するDの一般値は、16pS/(nm.km)である。
搬する多数の異なる光路により連結された複数のノード
を持っている。一般的に、各光路は、その光路を通過す
る信号成分内に色分散をもたらす。本明細書では、色分
散という用語は、光路たどる光信号の成分が波長に応じ
て異なる遅延を被るという好ましくない結果を指すため
に使われる。波長間隔=1-2において2つの信号成分の間
にもたらされる差動遅延tは、数学的には、波長1におい
て第1信号成分が被る遅延をt1、波長2において第2信号
成分が被る遅延をt2とすると、t=t1-t2で表すことがで
きる。一般に、色分散は、従来の光ファイバーによりも
たらされる。例えば光ファイバーのような光路の色分散
D(即ち、差動遅延をもたらすその光路の傾向)は、数学
的には、経路の長さL上での波長間隔における一対の光
信号成分間にもたれされる差動遅延をtとすると、D=t/
L.で表すことができる。今日使われている光ファイバー
に関するDの一般値は、16pS/(nm.km)である。
【０００４】光通信システムの持つ1つの問題は、光ネ
ットワークを通し経路をたどる光信号の成分部分が波長
に応じて被る伝搬時間又は遅延が広範囲にわたり変化す
る点にある。これは、伝搬データパルスが光ネットワー
クを通過する際、上記変化に伴い伝搬データパルスが離
隔したり拡散したりする結果を招く。この問題を解決す
るためには、光ネットワークのあるポイントで、光信号
の成分内に相補的遅延を波長に応じて選択的に与える手
段が必要とされる。
ットワークを通し経路をたどる光信号の成分部分が波長
に応じて被る伝搬時間又は遅延が広範囲にわたり変化す
る点にある。これは、伝搬データパルスが光ネットワー
クを通過する際、上記変化に伴い伝搬データパルスが離
隔したり拡散したりする結果を招く。この問題を解決す
るためには、光ネットワークのあるポイントで、光信号
の成分内に相補的遅延を波長に応じて選択的に与える手
段が必要とされる。
【０００５】光ネットワークにおける(複数の信号を含
み、その各々が異なる光スペクトルを有するとともに、
異なる波長帯を伴い異なる光チャンネルを占有するよう
な)WDM光信号の様々な成分に対して異なる遅延を与える
従来の方法では、長いファイバーブラッグ格子を用いて
信号を反射するようにされていた。この方法は、固定さ
れた遅延を加えることしかできないという欠点を有す
る。その上、この方法は、格子の領域が、WDM信号の各
チャンネルに適合する共鳴周波数を持つ要素を確実に備
え、且つ格子長さに沿った共鳴周波数の変化が累積され
た差動群遅延を補正するために信号のスペクトルの分離
要素を反射するように確実に配置・設定することを目的
として、非常に低いチャ―プを持つ(即ち、格子要素の
共鳴周波数が、格子長さに沿い緩慢に変化する)非常に
長い格子を作る必要がある。これらの長く段階的にチャ
―プされる固定長の格子は、スペクトル幅に対する固定
された遅延勾配を持つ。従って、これらの格子は、特定
の固定された光路長に関する色分散を補正するには十分
適したものである。しかし、光ネットワークの異なるチ
ャンネルが、このネットワークを通じて異なる光路に経
路を定められるとすれば、その際には、遅延/スペクト
ル幅の異なる勾配が、各々のチャンネルに必要となる。
このように、ファイバー内の軸線位置での共鳴周波数が
わずかに線形的に変わる変化を持つ長い格子が必要とさ
れる場合には、格子の一部分に関しては局所共鳴周波数
の変化が逆転するといった、局所的なチャープのずれが
起こる恐れがある。ここでは、好ましくないファブリペ
ローのエタロンが格子内に生じる不都合があり、結果と
して信号に歪みが生じるとともに、検出プロセスの欠陥
に通じることになる。
み、その各々が異なる光スペクトルを有するとともに、
異なる波長帯を伴い異なる光チャンネルを占有するよう
な)WDM光信号の様々な成分に対して異なる遅延を与える
従来の方法では、長いファイバーブラッグ格子を用いて
信号を反射するようにされていた。この方法は、固定さ
れた遅延を加えることしかできないという欠点を有す
る。その上、この方法は、格子の領域が、WDM信号の各
チャンネルに適合する共鳴周波数を持つ要素を確実に備
え、且つ格子長さに沿った共鳴周波数の変化が累積され
た差動群遅延を補正するために信号のスペクトルの分離
要素を反射するように確実に配置・設定することを目的
として、非常に低いチャ―プを持つ(即ち、格子要素の
共鳴周波数が、格子長さに沿い緩慢に変化する)非常に
長い格子を作る必要がある。これらの長く段階的にチャ
―プされる固定長の格子は、スペクトル幅に対する固定
された遅延勾配を持つ。従って、これらの格子は、特定
の固定された光路長に関する色分散を補正するには十分
適したものである。しかし、光ネットワークの異なるチ
ャンネルが、このネットワークを通じて異なる光路に経
路を定められるとすれば、その際には、遅延/スペクト
ル幅の異なる勾配が、各々のチャンネルに必要となる。
このように、ファイバー内の軸線位置での共鳴周波数が
わずかに線形的に変わる変化を持つ長い格子が必要とさ
れる場合には、格子の一部分に関しては局所共鳴周波数
の変化が逆転するといった、局所的なチャープのずれが
起こる恐れがある。ここでは、好ましくないファブリペ
ローのエタロンが格子内に生じる不都合があり、結果と
して信号に歪みが生じるとともに、検出プロセスの欠陥
に通じることになる。
【０００６】
【発明の開示】本発明は、光信号の色分散を補正するシ
ステムを提供し、そのシステムは、成分の波長に応じた
反射により光信号成分を選択的に遅延させることによ
り、光信号の2つのスペクトル的に分離した成分間に差
動遅延を加える遅延手段を備え、そのシステムは、2つ
のスペクトル的に分離した反射成分間に加えられた差動
遅延を調整する調整手段を備える。
ステムを提供し、そのシステムは、成分の波長に応じた
反射により光信号成分を選択的に遅延させることによ
り、光信号の2つのスペクトル的に分離した成分間に差
動遅延を加える遅延手段を備え、そのシステムは、2つ
のスペクトル的に分離した反射成分間に加えられた差動
遅延を調整する調整手段を備える。
【０００７】また、好ましい実施形態において、本発明
は単一光路内の複数のスペクトル的に分離した光信号の
色分散を補正するシステムを提供し、そのシステムは、
信号当り1つの複数の遅延手段を備え、そのシステム
は、各光信号の2つの反射成分間に加えられた差動遅延
を調整する手段を備える。好ましい実施形態において、
本発明は、複数の遅延手段の１つである第2遅延手段に
関連する複数の光信号の1つを選択的に遅延するための
システムを提供する。
は単一光路内の複数のスペクトル的に分離した光信号の
色分散を補正するシステムを提供し、そのシステムは、
信号当り1つの複数の遅延手段を備え、そのシステム
は、各光信号の2つの反射成分間に加えられた差動遅延
を調整する手段を備える。好ましい実施形態において、
本発明は、複数の遅延手段の１つである第2遅延手段に
関連する複数の光信号の1つを選択的に遅延するための
システムを提供する。
【０００８】好ましい実施形態において、本発明は、1
つの遅延手段で複数の光信号の群遅延を選択的に行うと
ともに、ゼロ全体遅延を含むより広範囲の群遅延を行う
ために、第2の遅延手段で同ー又は反対符号の更なる群
遅延を行うシステムを提供する。正及び負の遅延に対す
る言及、つまり、加えられた遅延が波長の増加に伴い増
加するか減少するかについては、代替例を対象としてい
る。好ましい実施形態において、本発明は、複数のスペ
クトル的に分離した光信号を第1及び第2光導路に分ける
干渉計を備えるシステムを提供し、そのシステムにおい
て、第1及び第2光導路は各々遅延手段を備えている。好
ましい実施形態において、本発明は、信号ビット誤り率
測定手段を備えるシステムを提供する。ここで本発明の
実施形態を、図面を参照し、例を通じて説明する。
つの遅延手段で複数の光信号の群遅延を選択的に行うと
ともに、ゼロ全体遅延を含むより広範囲の群遅延を行う
ために、第2の遅延手段で同ー又は反対符号の更なる群
遅延を行うシステムを提供する。正及び負の遅延に対す
る言及、つまり、加えられた遅延が波長の増加に伴い増
加するか減少するかについては、代替例を対象としてい
る。好ましい実施形態において、本発明は、複数のスペ
クトル的に分離した光信号を第1及び第2光導路に分ける
干渉計を備えるシステムを提供し、そのシステムにおい
て、第1及び第2光導路は各々遅延手段を備えている。好
ましい実施形態において、本発明は、信号ビット誤り率
測定手段を備えるシステムを提供する。ここで本発明の
実施形態を、図面を参照し、例を通じて説明する。
【０００９】
【発明の実施の形態】光格子は、光信号のスペクトル的
に分離した成分を選択的に遅らせる好適な遅延手段であ
る。様々な光格子の特性を図1に示す。図1の光格子特性
をより詳細に説明する。以下の説明において、格子の局
所実効周期は"s"として定義され、位置即ち任意の基準
点から格子に沿う距離は"x"として定義される。図1の各
部分は、波長に対する反射率の変化(太線)及び波長に対
する差動遅延の変化(太線)を示す。情報は、場合によっ
ては、垂直軸線方向に伸びる反射率又は差動遅延、及び
水平軸線方向に伸びる波長がグラフの形で表される。図
1(a)を参照すると、均一レベルの屈折率変調により直線
的にチャープされた格子の状態がわかる。"チャープさ
れた"という用語は、光格子の隣接ライン間の間隔が、
格子に沿う距離xに従い変化することを示すために本明
細書で使われる。本明細書で使われる"間隔"という用語
は、他の特性、特に光路媒体の屈折率とともに実際の間
隔に左右される光格子の「複数の」実効周期のことをい
う。従って" チャープされた"という用語は、格子の実
効周期が格子に沿う距離xによって変化することを示
す。一般的に実効周期は、ある方向に格子を通過するに
つれ次第に短くなり、他方向に格子を通過するにつれ次
第に長くなる。"屈折率の局所変調"により、格子の各ラ
インでの格子媒体の屈折率の変化の程度を参照してい
る。屈折率(nとして示される)の局所変調が大きい程、そ
の位置で(即ち、そのラインで)反射される信号の割合が
大きい。
に分離した成分を選択的に遅らせる好適な遅延手段であ
る。様々な光格子の特性を図1に示す。図1の光格子特性
をより詳細に説明する。以下の説明において、格子の局
所実効周期は"s"として定義され、位置即ち任意の基準
点から格子に沿う距離は"x"として定義される。図1の各
部分は、波長に対する反射率の変化(太線)及び波長に対
する差動遅延の変化(太線)を示す。情報は、場合によっ
ては、垂直軸線方向に伸びる反射率又は差動遅延、及び
水平軸線方向に伸びる波長がグラフの形で表される。図
1(a)を参照すると、均一レベルの屈折率変調により直線
的にチャープされた格子の状態がわかる。"チャープさ
れた"という用語は、光格子の隣接ライン間の間隔が、
格子に沿う距離xに従い変化することを示すために本明
細書で使われる。本明細書で使われる"間隔"という用語
は、他の特性、特に光路媒体の屈折率とともに実際の間
隔に左右される光格子の「複数の」実効周期のことをい
う。従って" チャープされた"という用語は、格子の実
効周期が格子に沿う距離xによって変化することを示
す。一般的に実効周期は、ある方向に格子を通過するに
つれ次第に短くなり、他方向に格子を通過するにつれ次
第に長くなる。"屈折率の局所変調"により、格子の各ラ
インでの格子媒体の屈折率の変化の程度を参照してい
る。屈折率(nとして示される)の局所変調が大きい程、そ
の位置で(即ち、そのラインで)反射される信号の割合が
大きい。
【００１０】図1(a)において、nの一定値(即ちn=w)及び
チャープの一定値(即ちs=bx+c,ここでbとcは一定)に対
する反射率を示す。図1(a)からわかるように、これによ
り、結果として反射率の均一値及びスペクトルにわたる
信号成分が被る均一差動遅延を生じる。今図1(b)におい
て、屈折率nの変調は格子にわたり変化する(即ちs=qx+
w,ここでqとwは一定)。これにより、結果として格子の
反射率は波長に応じて変化する。このチャープは、図1
(a)のように一定である。光信号のパワーレベルを制御
するために反射率が格子にわたり変化するようにした光
屈折格子の使用については、Marconi Communications
社の本願出願と同日に出願された同時継続出願"光学シ
ステム"に記述されている。
チャープの一定値(即ちs=bx+c,ここでbとcは一定)に対
する反射率を示す。図1(a)からわかるように、これによ
り、結果として反射率の均一値及びスペクトルにわたる
信号成分が被る均一差動遅延を生じる。今図1(b)におい
て、屈折率nの変調は格子にわたり変化する(即ちs=qx+
w,ここでqとwは一定)。これにより、結果として格子の
反射率は波長に応じて変化する。このチャープは、図1
(a)のように一定である。光信号のパワーレベルを制御
するために反射率が格子にわたり変化するようにした光
屈折格子の使用については、Marconi Communications
社の本願出願と同日に出願された同時継続出願"光学シ
ステム"に記述されている。
【００１１】図1(c)は、格子が非線形チャープ(即ち放
物線状の、s=ax2+bx+c,ここでa,b及びcは一定)場合を示
す。図1(a)の場合のように、屈折率の変調は一定であ
る。図1(c)からわかるように、格子のより加えられる差
動遅延は、波長とともに(axに等しい勾配で)変化する。
従って、本発明の第1の実施形態による図1(c)の放物線
上にチャープされた格子では、波長での成分と波長+で
の第2成分間に導入される差動遅延の量は、の値ととも
に変化し、は一定のままである。図1(d)は、チャープが
放物線であり屈折率の変調が格子にわたり変化する場合
を示す。格子にわたる屈折率の変調の変化は、チャープ
の度合と形(即ち、線形の又は放物線状)とは無関係に制
御できるので有利である。上記したものは二次方程式と
して示されているが、非線形又は放物線チャープは、位
置xの差動指数、例えばx3とともに変化する実効格子周
期"s"を含むことができる。
物線状の、s=ax2+bx+c,ここでa,b及びcは一定)場合を示
す。図1(a)の場合のように、屈折率の変調は一定であ
る。図1(c)からわかるように、格子のより加えられる差
動遅延は、波長とともに(axに等しい勾配で)変化する。
従って、本発明の第1の実施形態による図1(c)の放物線
上にチャープされた格子では、波長での成分と波長+で
の第2成分間に導入される差動遅延の量は、の値ととも
に変化し、は一定のままである。図1(d)は、チャープが
放物線であり屈折率の変調が格子にわたり変化する場合
を示す。格子にわたる屈折率の変調の変化は、チャープ
の度合と形(即ち、線形の又は放物線状)とは無関係に制
御できるので有利である。上記したものは二次方程式と
して示されているが、非線形又は放物線チャープは、位
置xの差動指数、例えばx3とともに変化する実効格子周
期"s"を含むことができる。
【００１２】好ましい実施形態によれば、システムは、
例えば光ファイバー又は導波路のような単一光路内の複
数のスペクトル的に分離した光信号の色分散を補正する
ために、上記のように、単一光路内に複数の格子を備え
ると有利である。関連した信号に対し最適の差動遅延を
加えるために、スペクトルの異なる部分で作用する各格
子を独立に制御できる。
例えば光ファイバー又は導波路のような単一光路内の複
数のスペクトル的に分離した光信号の色分散を補正する
ために、上記のように、単一光路内に複数の格子を備え
ると有利である。関連した信号に対し最適の差動遅延を
加えるために、スペクトルの異なる部分で作用する各格
子を独立に制御できる。
【００１３】チャープされた格子が、波長に応じて、光
信号の成分内に遅延を加えるメカニズムを説明する。上
記したように、チャープされた格子の基本特性は、格子
の実効周期"s"が格子に沿う距離xとともに変化するとい
うことである。チャープされた格子の使用によって、都
合よく、格子のスペクトル応答を理想格子(ここで、格
子の実効周期"s"は一定)の単一波長から特定された波長
帯に広げることができる。実用上、光ネットワークを通
し情報を移動する光搬送波の波長が正確に制御できず、
更に事実上信号がネットワークを通し伝搬する際にこの
光搬送波の波長が変化する場合は、理想格子は有用でな
い。実効周期が、格子を通し第1の方向(即ち、xの値の
増加に対応する) に移動しながら増加するようなチャー
プされた格子の場合を考えると、より短い波長を持つ光
信号成分は、格子の入り口端近く、即ち実効周期が整合
共鳴波長に出会う所で反射される傾向にある。対照的
に、より長い波長を持つ光信号成分は、実効周期が整合
共鳴波長に出会いこれら光信号成分を反射する前に格子
を通り更に移動する。従って、この反射された信号にお
けるより短い波長を持つ成分は、結果としてより長い波
長を持つ成分よりも格子内でより短い経路をたどる。こ
れは、共振器内のエネルギーの蓄積時間よる遅延(共振
周波数が信号の光周波数に整合するファイバー格子の領
域)に加え、経路長差よる光信号の個々の成分間に差動
遅延を加える。エネルギーの蓄積時間よる遅延は周知で
ある。薄膜フィルターにおいて、それはおそらく主要な
遅延プロセスである。蓄積器/誘導器において、それは
遅延についての主たる理由である。それは簡単な調和共
振器に関するQ値に関連する。従って、'格子'という用
語は、結果として波長選択応答を生じさせる、光導路
(導波路及び光ファイバーを含む広い意味で使われる)の
特性の周期的な摂動に関連する。この摂動は、構造を通
し導かれる光の伝搬に影響を与える光導路のどのような
パラメーターに対してでも存在可能で、屈折率及び物理
状態の変化を含む。光は、光導路内で特定の伝搬モード
でのみ伝搬でき、格子の効果は、光がどのモードにある
かに左右される。従って、格子の効果を決めるために、
伝搬している特定の誘導モードにみられる'実効屈折率'
を知る必要がある。これにより、格子の'実効周期'を特
定の誘導モードに対し規定することができる。共振周波
数又はそれについての特定領域の波長に換算して格子の
効果を議論することは好都合である。そのような領域で
は、多数のラインは、反射を起すとともに関連したエネ
ルギーの蓄積を助長するよう協働することができる。
信号の成分内に遅延を加えるメカニズムを説明する。上
記したように、チャープされた格子の基本特性は、格子
の実効周期"s"が格子に沿う距離xとともに変化するとい
うことである。チャープされた格子の使用によって、都
合よく、格子のスペクトル応答を理想格子(ここで、格
子の実効周期"s"は一定)の単一波長から特定された波長
帯に広げることができる。実用上、光ネットワークを通
し情報を移動する光搬送波の波長が正確に制御できず、
更に事実上信号がネットワークを通し伝搬する際にこの
光搬送波の波長が変化する場合は、理想格子は有用でな
い。実効周期が、格子を通し第1の方向(即ち、xの値の
増加に対応する) に移動しながら増加するようなチャー
プされた格子の場合を考えると、より短い波長を持つ光
信号成分は、格子の入り口端近く、即ち実効周期が整合
共鳴波長に出会う所で反射される傾向にある。対照的
に、より長い波長を持つ光信号成分は、実効周期が整合
共鳴波長に出会いこれら光信号成分を反射する前に格子
を通り更に移動する。従って、この反射された信号にお
けるより短い波長を持つ成分は、結果としてより長い波
長を持つ成分よりも格子内でより短い経路をたどる。こ
れは、共振器内のエネルギーの蓄積時間よる遅延(共振
周波数が信号の光周波数に整合するファイバー格子の領
域)に加え、経路長差よる光信号の個々の成分間に差動
遅延を加える。エネルギーの蓄積時間よる遅延は周知で
ある。薄膜フィルターにおいて、それはおそらく主要な
遅延プロセスである。蓄積器/誘導器において、それは
遅延についての主たる理由である。それは簡単な調和共
振器に関するQ値に関連する。従って、'格子'という用
語は、結果として波長選択応答を生じさせる、光導路
(導波路及び光ファイバーを含む広い意味で使われる)の
特性の周期的な摂動に関連する。この摂動は、構造を通
し導かれる光の伝搬に影響を与える光導路のどのような
パラメーターに対してでも存在可能で、屈折率及び物理
状態の変化を含む。光は、光導路内で特定の伝搬モード
でのみ伝搬でき、格子の効果は、光がどのモードにある
かに左右される。従って、格子の効果を決めるために、
伝搬している特定の誘導モードにみられる'実効屈折率'
を知る必要がある。これにより、格子の'実効周期'を特
定の誘導モードに対し規定することができる。共振周波
数又はそれについての特定領域の波長に換算して格子の
効果を議論することは好都合である。そのような領域で
は、多数のラインは、反射を起すとともに関連したエネ
ルギーの蓄積を助長するよう協働することができる。
【００１４】光格子は、図2に示されるような光ファイ
バー10から成るファイバーブラッグ格子を備えることが
できれば有利であり、そこでは、光ファイバーの物質
(例えばガラス)の屈折率の一連の(図解的にライン12で
表される)変化が形成される。ラインは、(図2(a)の矢印
で表されているような)大半の波長の入射した放射線を
通過させ、実効周期に依存する(図2(b)の矢印で表され
ているような)特定の入射放射線を反射するよう作用す
る回折格子を形成する。従って、ファイバーブラッグ格
子は光学フィルターとして作用する。ファイバーブラッ
グ格子の実効周期を、格子媒体の屈折率を変化させなが
ら 及び/又は格子領域内の光導路の物理次元(例えば、
光ファイバーコアの直径又は導波路の幅や深さ)を変化
させながら、等しいライン間隔ではなく、格子の長さに
沿い変化するよう設定することができる。
バー10から成るファイバーブラッグ格子を備えることが
できれば有利であり、そこでは、光ファイバーの物質
(例えばガラス)の屈折率の一連の(図解的にライン12で
表される)変化が形成される。ラインは、(図2(a)の矢印
で表されているような)大半の波長の入射した放射線を
通過させ、実効周期に依存する(図2(b)の矢印で表され
ているような)特定の入射放射線を反射するよう作用す
る回折格子を形成する。従って、ファイバーブラッグ格
子は光学フィルターとして作用する。ファイバーブラッ
グ格子の実効周期を、格子媒体の屈折率を変化させなが
ら 及び/又は格子領域内の光導路の物理次元(例えば、
光ファイバーコアの直径又は導波路の幅や深さ)を変化
させながら、等しいライン間隔ではなく、格子の長さに
沿い変化するよう設定することができる。
【００１５】光学フィルターの代わりとなる形態として
は、選択的に反射鏡として作用する多層誘電フィルター
がある。実際、複数の光学フィルターを、スペクトルの
異なる部分で活性する各連続したフィルターを伴い直列
に配列することができる。一般的に、最初の多層誘電フ
ィルターにより反射された光は、直列している次の多層
誘電フィルター上では入射になるが、最初のFBGフィル
ターにより通過した光は直列している次のFBGフィルタ
ー上で入射になる。用語"光"は、可視放射線に対する限
定を意味することなく本明細書で使用され、いかなる好
適な波長の放射線でもその範疇に含まれる。フィルター
は、低損失ファイバー内に形成され、低透過損失(thru)
に設計されると有利である。この低透過損失は、そのよ
うなフィルターが多数直列に連結される場合には重要で
ある。
は、選択的に反射鏡として作用する多層誘電フィルター
がある。実際、複数の光学フィルターを、スペクトルの
異なる部分で活性する各連続したフィルターを伴い直列
に配列することができる。一般的に、最初の多層誘電フ
ィルターにより反射された光は、直列している次の多層
誘電フィルター上では入射になるが、最初のFBGフィル
ターにより通過した光は直列している次のFBGフィルタ
ー上で入射になる。用語"光"は、可視放射線に対する限
定を意味することなく本明細書で使用され、いかなる好
適な波長の放射線でもその範疇に含まれる。フィルター
は、低損失ファイバー内に形成され、低透過損失(thru)
に設計されると有利である。この低透過損失は、そのよ
うなフィルターが多数直列に連結される場合には重要で
ある。
【００１６】適当なフィルターを、例えば、シリカ、シ
リコン、III-V族混合物、又は高分子で形成される光導
路(光ファイバー又は導波路を意味する)内に設けること
ができ、そのフィルター作用は、エッチング、エンボシ
ングによる同期格子の形成、又はホログラフィーを使用
した或いは位相マスク又は開口マスクによる紫外線への
露出による同期格子の形成によって達成される。フィル
ターの各タイプを、調整する又は"チューン"することが
できる、即ち、反射帯のスペクトル位置を、フィルター
に刺激を与えることにより高又は低波長に移動すること
ができる。この刺激は、例えば、電気的、機械的、又は
熱的なものとすることができる。チャープの程度又は形
(即ち格子に沿う距離xに対する実効周期"s"の変化)を、
その上、同じ刺激をフィルターにあてることにより、調
整する又は"チューニング"することができる。
リコン、III-V族混合物、又は高分子で形成される光導
路(光ファイバー又は導波路を意味する)内に設けること
ができ、そのフィルター作用は、エッチング、エンボシ
ングによる同期格子の形成、又はホログラフィーを使用
した或いは位相マスク又は開口マスクによる紫外線への
露出による同期格子の形成によって達成される。フィル
ターの各タイプを、調整する又は"チューン"することが
できる、即ち、反射帯のスペクトル位置を、フィルター
に刺激を与えることにより高又は低波長に移動すること
ができる。この刺激は、例えば、電気的、機械的、又は
熱的なものとすることができる。チャープの程度又は形
(即ち格子に沿う距離xに対する実効周期"s"の変化)を、
その上、同じ刺激をフィルターにあてることにより、調
整する又は"チューニング"することができる。
【００１７】この調整を、局所実効周期が変化するライ
ンの物理間隔の結果として変化するよう、フィルター媒
体を伸ばし又は圧縮することにより達成することができ
る。格子をその上熱的にチューニングすることができ、
第1に格子がラインの物理間隔それ故に実効間隔を変え
ながら拡張/縮小すること、第2に光導路の媒体屈折率が
熱-光効果により再び実効周期に影響を及ぼしながら変
化するという2つの効果を有する。印加電界が光導路の
屈折率を変える熱-光効果を利用し、従って、格子をチ
ューニングしながら特定のフィルターを製造することが
できることをその上想像できる。その上局所屈折率を変
えるため、磁界(磁気-光効果)又は他の光束(屈折率によ
る非線形強度)を使うことがありうる。異なる波長の信
号成分間に加えられる差動遅延を変えるために、即ち第
1成分の波長1に対応するラインと第2成分の波長2に対応
する間隔を空けたラインと間の格子に沿う実効距離を変
えるためにこのような調整をすることができれは有利で
ある。
ンの物理間隔の結果として変化するよう、フィルター媒
体を伸ばし又は圧縮することにより達成することができ
る。格子をその上熱的にチューニングすることができ、
第1に格子がラインの物理間隔それ故に実効間隔を変え
ながら拡張/縮小すること、第2に光導路の媒体屈折率が
熱-光効果により再び実効周期に影響を及ぼしながら変
化するという2つの効果を有する。印加電界が光導路の
屈折率を変える熱-光効果を利用し、従って、格子をチ
ューニングしながら特定のフィルターを製造することが
できることをその上想像できる。その上局所屈折率を変
えるため、磁界(磁気-光効果)又は他の光束(屈折率によ
る非線形強度)を使うことがありうる。異なる波長の信
号成分間に加えられる差動遅延を変えるために、即ち第
1成分の波長1に対応するラインと第2成分の波長2に対応
する間隔を空けたラインと間の格子に沿う実効距離を変
えるためにこのような調整をすることができれは有利で
ある。
【００１８】更に詳細に、フィルターの複合的な屈折率
を変えるために、フィルターのチューニングを、格子の
領域から電荷を除去することにより又は電荷を注入する
ことにより、ピエゾ又は磁気歪アクチュエータにより加
えられた歪を変化させることにより、差動的に加熱束型
のアクチュエータにより、又は加熱器又は冷却器を用い
フィルターの温度を変化させることにより達成すること
ができる。
を変えるために、フィルターのチューニングを、格子の
領域から電荷を除去することにより又は電荷を注入する
ことにより、ピエゾ又は磁気歪アクチュエータにより加
えられた歪を変化させることにより、差動的に加熱束型
のアクチュエータにより、又は加熱器又は冷却器を用い
フィルターの温度を変化させることにより達成すること
ができる。
【００１９】可変光遅延手段は、本発明によれば、上記
タイプのチューニング可能な光学フィルターを含むこと
ができる。図1からわかるように、(水平軸線上に横たわ
る特性線部分より表されている)通過帯では、フィルタ
ーは、すべての入射放射線をほとんど通過させるよう作
用し、フィルターの反射率(Rpass)は 比較的低レベルで
あり、それゆえに実質的には遅延反射成分をもたらさな
い。低域通過帯と高域通過帯との間に通過帯値Rpassか
ら最大値Rmaxまでの反射率の増加を表す"トップハット"
の形のライン部分で表される反射帯はある。この"トッ
プハット"部分は、フィルター特性の活性領域、即ち光
信号を選択的に反射するために使用される部分を構成す
る。図1に示されるように、反射率特性は、実質的に一
定の勾配を有する。これは、反射による光信号の成分の
遅延を制御するため本発明で開発されたこの活性領域で
ある。
タイプのチューニング可能な光学フィルターを含むこと
ができる。図1からわかるように、(水平軸線上に横たわ
る特性線部分より表されている)通過帯では、フィルタ
ーは、すべての入射放射線をほとんど通過させるよう作
用し、フィルターの反射率(Rpass)は 比較的低レベルで
あり、それゆえに実質的には遅延反射成分をもたらさな
い。低域通過帯と高域通過帯との間に通過帯値Rpassか
ら最大値Rmaxまでの反射率の増加を表す"トップハット"
の形のライン部分で表される反射帯はある。この"トッ
プハット"部分は、フィルター特性の活性領域、即ち光
信号を選択的に反射するために使用される部分を構成す
る。図1に示されるように、反射率特性は、実質的に一
定の勾配を有する。これは、反射による光信号の成分の
遅延を制御するため本発明で開発されたこの活性領域で
ある。
【００２０】単一信号や複数の光信号の各々、例えば波
長分割多重(WDM)されスペクトルの異なる部分に配分さ
れる各信号、の波長成分の差動遅延を個々に制御するた
めのシステムを、図3を参照して説明する。図3の"選択
的差動遅延"システムは、入力ポート31、フィルターポ
ート32、出力ポート33の三つのポートとともに設けられ
る光サーキュレーター30を備える。多数のWDM光信号37
は、光サーキュレーターのポート31では入力である。フ
ィルターポート32は、適当な光学フィルター36に直列に
接続されている複数のチューニング可能なチャープされ
た光学フィルター35(例えば、上記のような)と接続され
ている。個々のチューニング可能なチャープされた光学
フィルターは、上記のように別々にチューニング可能で
あり、例えば適当なレベルの刺激を各フィルターに印加
することにより、個々の基部上において各フィルターの
チューニングを制御するために適当な制御手段が設けら
れる。信号は、WDM信号の分離チャンネルとすることが
できる。格子の直列配列内又は並列/直列配置内のWDM信
号の各チャンネルに対し異なるファイバーブラッグ格子
を提供できる。全WDM信号スペクトルの変わりに各WDMチ
ャンネルの波長帯に対して線形的にチャープされた格子
要素が必要とされるため、格子の長さを従来技術の長い
WDM分散格子よりもかなり短くされる。
長分割多重(WDM)されスペクトルの異なる部分に配分さ
れる各信号、の波長成分の差動遅延を個々に制御するた
めのシステムを、図3を参照して説明する。図3の"選択
的差動遅延"システムは、入力ポート31、フィルターポ
ート32、出力ポート33の三つのポートとともに設けられ
る光サーキュレーター30を備える。多数のWDM光信号37
は、光サーキュレーターのポート31では入力である。フ
ィルターポート32は、適当な光学フィルター36に直列に
接続されている複数のチューニング可能なチャープされ
た光学フィルター35(例えば、上記のような)と接続され
ている。個々のチューニング可能なチャープされた光学
フィルターは、上記のように別々にチューニング可能で
あり、例えば適当なレベルの刺激を各フィルターに印加
することにより、個々の基部上において各フィルターの
チューニングを制御するために適当な制御手段が設けら
れる。信号は、WDM信号の分離チャンネルとすることが
できる。格子の直列配列内又は並列/直列配置内のWDM信
号の各チャンネルに対し異なるファイバーブラッグ格子
を提供できる。全WDM信号スペクトルの変わりに各WDMチ
ャンネルの波長帯に対して線形的にチャープされた格子
要素が必要とされるため、格子の長さを従来技術の長い
WDM分散格子よりもかなり短くされる。
【００２１】図3のシステムの動作を説明する。入力光
信号37は、ポート31からサーキュレーターを通過し、こ
のサーキュレーターのポート32に現われる。従って、光
信号は、光導路36に沿って通過し、チューニング可能な
チャープされた光学フィルターセット35に出会う。複数
のフィルター35の各々は、光信号37の持つ特定の1つの
波長に対応する反射帯を有する。これは、各入力信号が
実質的に変化しない光学フィルター35の1つを除いてす
べてを通過することを意味する。活性領域が信号の波長
帯に対応する光学フィルター35に到達することにより、
信号は反射されることになる。チャープされた格子にお
けるこの反射は、結果としてそのように反射された入力
信号のスペクトル的に間隔を置いた波長成分間に差動遅
延をもたらす。フィルターが非チューニング(即ち停留)
状態である際、入力信号は停留状態であるフィルターの
チャープの程度に対応する差動遅延の"標準的な"レベル
となる。関連した光路の既知の又は予側された特性を出
すために、この" 標準的な"差動遅延レベルを選択する
ことができる。しかしながら、標準と比較して、補正に
よって特定の信号に関連する色分散がより多く又はより
少ない差動遅延を必要とすることが把握されている場
合、関連するフィルターをチューニングすることによ
り、この特定の入力信号に対応する周波数帯内の差動遅
延が、特定の色分散を補正する適切な量となるよう増加
又は減少されるようにチャープを調整することができ
る。
信号37は、ポート31からサーキュレーターを通過し、こ
のサーキュレーターのポート32に現われる。従って、光
信号は、光導路36に沿って通過し、チューニング可能な
チャープされた光学フィルターセット35に出会う。複数
のフィルター35の各々は、光信号37の持つ特定の1つの
波長に対応する反射帯を有する。これは、各入力信号が
実質的に変化しない光学フィルター35の1つを除いてす
べてを通過することを意味する。活性領域が信号の波長
帯に対応する光学フィルター35に到達することにより、
信号は反射されることになる。チャープされた格子にお
けるこの反射は、結果としてそのように反射された入力
信号のスペクトル的に間隔を置いた波長成分間に差動遅
延をもたらす。フィルターが非チューニング(即ち停留)
状態である際、入力信号は停留状態であるフィルターの
チャープの程度に対応する差動遅延の"標準的な"レベル
となる。関連した光路の既知の又は予側された特性を出
すために、この" 標準的な"差動遅延レベルを選択する
ことができる。しかしながら、標準と比較して、補正に
よって特定の信号に関連する色分散がより多く又はより
少ない差動遅延を必要とすることが把握されている場
合、関連するフィルターをチューニングすることによ
り、この特定の入力信号に対応する周波数帯内の差動遅
延が、特定の色分散を補正する適切な量となるよう増加
又は減少されるようにチャープを調整することができ
る。
【００２２】複数のフィルター35により反射された入力
信号の一部は、光サーキュレーター30のポート32に再び
入るように光導路36を経由して光サーキュレーター30へ
帰還し、更にそれらの信号の一部が出力部である光サー
キュレーターのポート33に現われるよう光サーキュレー
ターを通過する。光学フィルターセット35を通過する光
入力信号37の一部は、光導路36に沿い光サーキュレータ
ー30から離れる方向に進み、効果的に放棄される。
信号の一部は、光サーキュレーター30のポート32に再び
入るように光導路36を経由して光サーキュレーター30へ
帰還し、更にそれらの信号の一部が出力部である光サー
キュレーターのポート33に現われるよう光サーキュレー
ターを通過する。光学フィルターセット35を通過する光
入力信号37の一部は、光導路36に沿い光サーキュレータ
ー30から離れる方向に進み、効果的に放棄される。
【００２３】本発明により、更に精選された差動遅延シ
ステムを図4に示す。図4のシステムにより、複数のフィ
ルター35と45の双方で順番に反射された信号から出力を
得ることができる。図4の更に精選された差動遅延シス
テムは、入力ポート71、第1フィルターポート72、第2フ
ィルターポート73、と出力ポート74の四つのポートを有
する光サーキュレーター70を備える。WDM光信号37は、
光サーキュレーター70のポート71における入力である。
第1フィルターポート72は、光導路36内の複数の光学フ
ィルター35に接続される。第2フィルターポート73は、
光導路46内の複数の光学フィルター45に接続される。複
数のフィルター35により反射し光サーキュレーター70の
ポート72へ帰還した入力信号の一部は、それについての
ポート73に出現し、次に光導路46に沿って通過し、複数
の光学フィルター45に出会う。複数のフィルター45によ
り反射された入力信号37の一部は、光サーキュレーター
70のポート73で再び光サーキュレーター70に入るよう光
導路46を経由して帰還し、入力信号の一部が、それらの
出力部である光サーキュレーター70のポート74に出現す
るよう光サーキュレーターを通過する。
ステムを図4に示す。図4のシステムにより、複数のフィ
ルター35と45の双方で順番に反射された信号から出力を
得ることができる。図4の更に精選された差動遅延シス
テムは、入力ポート71、第1フィルターポート72、第2フ
ィルターポート73、と出力ポート74の四つのポートを有
する光サーキュレーター70を備える。WDM光信号37は、
光サーキュレーター70のポート71における入力である。
第1フィルターポート72は、光導路36内の複数の光学フ
ィルター35に接続される。第2フィルターポート73は、
光導路46内の複数の光学フィルター45に接続される。複
数のフィルター35により反射し光サーキュレーター70の
ポート72へ帰還した入力信号の一部は、それについての
ポート73に出現し、次に光導路46に沿って通過し、複数
の光学フィルター45に出会う。複数のフィルター45によ
り反射された入力信号37の一部は、光サーキュレーター
70のポート73で再び光サーキュレーター70に入るよう光
導路46を経由して帰還し、入力信号の一部が、それらの
出力部である光サーキュレーター70のポート74に出現す
るよう光サーキュレーターを通過する。
【００２４】本発明により更に精錬された差動遅延手段
を図5に示す。前図と共通の図5の構成に同じ参照番号を
付与し、ここでは更なる説明はしない。図5の構成を図3
のそれと比較すると、光サーキュレーター30のポート32
でそこから出力されら入力信号37は、光導路51に沿いマ
ッハ-ツェンダー干渉計(又は干渉フィルター)54、55へ
通過する。干渉計は、第2の光導路52と結合する光導路5
1を備え、これら光導路51、52は、2つの光導路間で光入
力信号37を共有するために、点54と55で接触される。光
導路51、52の各々は、接触点55から分れて続き、各連続
部は、図3に関して説明記述された第1のフィルターセッ
トに対応する、異なるフィルターセット35を備える。従
来技術で知られているように、接触点54、55間の光導路
51の長さを、この２接触点間の光導路52の長さとは微小
に異なるよう設定する。この差異は、結果として接触点
55において光導路51を経由し伝搬する入力信号37の一部
と光導路52を経由し伝搬する一部との間の2モードの相
互作用をもたらす。特定光信号の波長に依存し、各特定
信号の２つの部分は、接触点55において特定の位相関係
を持ち、これにより、特定の信号は、光学フィルターセ
ット35の1つ又は他のものに入るように、光導路51又は
光導路52のいずれかに沿って進むことになる。
を図5に示す。前図と共通の図5の構成に同じ参照番号を
付与し、ここでは更なる説明はしない。図5の構成を図3
のそれと比較すると、光サーキュレーター30のポート32
でそこから出力されら入力信号37は、光導路51に沿いマ
ッハ-ツェンダー干渉計(又は干渉フィルター)54、55へ
通過する。干渉計は、第2の光導路52と結合する光導路5
1を備え、これら光導路51、52は、2つの光導路間で光入
力信号37を共有するために、点54と55で接触される。光
導路51、52の各々は、接触点55から分れて続き、各連続
部は、図3に関して説明記述された第1のフィルターセッ
トに対応する、異なるフィルターセット35を備える。従
来技術で知られているように、接触点54、55間の光導路
51の長さを、この２接触点間の光導路52の長さとは微小
に異なるよう設定する。この差異は、結果として接触点
55において光導路51を経由し伝搬する入力信号37の一部
と光導路52を経由し伝搬する一部との間の2モードの相
互作用をもたらす。特定光信号の波長に依存し、各特定
信号の２つの部分は、接触点55において特定の位相関係
を持ち、これにより、特定の信号は、光学フィルターセ
ット35の1つ又は他のものに入るように、光導路51又は
光導路52のいずれかに沿って進むことになる。
【００２５】上記のように、2つの分れた経路は、第1の
干渉計54、55と第2の干渉計56、57との間、即ち光導路5
1を経由する第1経路と光導路52を経由する第2経路との
間に設置され、これらの経路の各々は異なる光学フィル
ターセット35を備える。光導路51内の第1の光学フィル
ターセット35は、選択的に入力信号37からの第1の信号
セットを反射するよう設定され、これに対し、光導路52
内の第2の光学フィルターセット35は、選択的に入力信
号37からの第2の信号セットを反射するよう設定され、
この第2の信号セットは、第1の信号セットに含まれない
すべての信号を含む。スペクトル的に隣接した信号が同
じセットに属さず結果として特定セットの信号のスペク
トル間隔が全体として入力信号37のそれの2倍であるよ
うに、2集合の信号を設定することができれば有利であ
る。この設定は、結果として混線を減少させるので有利
である。
干渉計54、55と第2の干渉計56、57との間、即ち光導路5
1を経由する第1経路と光導路52を経由する第2経路との
間に設置され、これらの経路の各々は異なる光学フィル
ターセット35を備える。光導路51内の第1の光学フィル
ターセット35は、選択的に入力信号37からの第1の信号
セットを反射するよう設定され、これに対し、光導路52
内の第2の光学フィルターセット35は、選択的に入力信
号37からの第2の信号セットを反射するよう設定され、
この第2の信号セットは、第1の信号セットに含まれない
すべての信号を含む。スペクトル的に隣接した信号が同
じセットに属さず結果として特定セットの信号のスペク
トル間隔が全体として入力信号37のそれの2倍であるよ
うに、2集合の信号を設定することができれば有利であ
る。この設定は、結果として混線を減少させるので有利
である。
【００２６】ここで、チューニング可能な差動遅延手段
として、図5の構成の動作を説明する。経路51と52内の
フィルター35の各々は、前の実施形態に関する説明のよ
うに、波長に応じ選択的に光を反射し、従って、各反射
信号の波長成分間に特定量の差動遅延をもたらす。フィ
ルターセット35により反射された信号は、光路51又は52
を戻り、場合によっては、マッハ-ツェンダー干渉計5
4、55へ伝搬する。ここから信号は、光導路51の続きを
経由し光サーキュレーター30に帰還する。信号は、光サ
ーキュレーター30のポート32で入り、光サーキュレータ
ー30ポート33で出現するよう光サーキュレーターを通過
する。
として、図5の構成の動作を説明する。経路51と52内の
フィルター35の各々は、前の実施形態に関する説明のよ
うに、波長に応じ選択的に光を反射し、従って、各反射
信号の波長成分間に特定量の差動遅延をもたらす。フィ
ルターセット35により反射された信号は、光路51又は52
を戻り、場合によっては、マッハ-ツェンダー干渉計5
4、55へ伝搬する。ここから信号は、光導路51の続きを
経由し光サーキュレーター30に帰還する。信号は、光サ
ーキュレーター30のポート32で入り、光サーキュレータ
ー30ポート33で出現するよう光サーキュレーターを通過
する。
【００２７】本発明の他の実施形態において、フィルタ
ー35有するフィルター構成51、52、54、55を、光が(高/
低又は低/高周波数を最初に)反対端からポート73が配置
されたフィルター群45に入るようフィルター群35 をポ
ート72に配置した状態で、図4の4ポートサーキュレータ
ーのポート72と73に重ねることができる。(即ち、光サ
ーキュレーター70からの光が、２つの群の一方である第
1群の各フィルターの短波長端から入り、２つのフィル
ター群の他方郡における各フィルターの長波長端から出
るように、チャープに関して２つのフィルター群が配置
・設定される)。この配列によって、第1フィルター群35
により加えられた差動遅延を、第2フィルター群45によ
り加えられる相補差動遅延により補正できる。図5に関
する上記選択差動遅延手段システムの構成において、マ
ッハ-ツェンダー干渉計を、ファブリ-ペロのエタロン又
は類似物に置き換えることができる。
ー35有するフィルター構成51、52、54、55を、光が(高/
低又は低/高周波数を最初に)反対端からポート73が配置
されたフィルター群45に入るようフィルター群35 をポ
ート72に配置した状態で、図4の4ポートサーキュレータ
ーのポート72と73に重ねることができる。(即ち、光サ
ーキュレーター70からの光が、２つの群の一方である第
1群の各フィルターの短波長端から入り、２つのフィル
ター群の他方郡における各フィルターの長波長端から出
るように、チャープに関して２つのフィルター群が配置
・設定される)。この配列によって、第1フィルター群35
により加えられた差動遅延を、第2フィルター群45によ
り加えられる相補差動遅延により補正できる。図5に関
する上記選択差動遅延手段システムの構成において、マ
ッハ-ツェンダー干渉計を、ファブリ-ペロのエタロン又
は類似物に置き換えることができる。
【００２８】本発明による他の選択差動遅延システムを
図6に示す。前図と共通である図6の構成に同じ参照番号
を付与し、ここでは更に説明しない。図6は監視構成62-
66を示す。フィルターは、都合よく Marconi Communi
cations社の同時継続出願GB9915234.0に記述されている
タイプの傾きを設けた減衰-プロフィール・フィルター
を備えれば有利であり、この内容を本明細書において引
用文献として援用する。これは、各WDM信号の相補パワ
ーレベルの校正を伴い、各WDM信号37の帯域幅にわたる
色歪みを個々に補正する可能性を提供する。
図6に示す。前図と共通である図6の構成に同じ参照番号
を付与し、ここでは更に説明しない。図6は監視構成62-
66を示す。フィルターは、都合よく Marconi Communi
cations社の同時継続出願GB9915234.0に記述されている
タイプの傾きを設けた減衰-プロフィール・フィルター
を備えれば有利であり、この内容を本明細書において引
用文献として援用する。これは、各WDM信号の相補パワ
ーレベルの校正を伴い、各WDM信号37の帯域幅にわたる
色歪みを個々に補正する可能性を提供する。
【００２９】ここで、本発明による他の選択差動遅延シ
ステムを、図4を参照しながら説明する。図4は、第1、
第2光スプリッター62、68及び第1、第2測定ユニット63、
67を示す。第1測定ユニット63は、第1光スプリッター62
を介して光導路46に接続されている。複数のフィルター
45により反射された信号は、光スプリッター62を通過し
て光サーキュレーター70へ戻るが、この信号は、各信号
の小さな一定割合が分離されて測定ユニット63よって検
出される。信号の残りは、光導路46に沿い進む。同様
に、第2測定ユニット67は、複数のフィルター35で反射
され光サーキュレーター70へ向かって戻る小さな一定割
合の信号を検出するように、光サーキュレーター70に隣
接した第1のフィルターセット35の終端において第2光ス
プリッター68を介して光導路36に接続されている。測定
ユニット63と67は、各測定信号の色分散の情報を制御ユ
ニット(図示せず)に提供する。制御ユニット(図示せず)
は、各WDM信号に対し所望の色分散補正を与えるために
必要とされる差動遅延を生成するように、制御信号(図
示せず)をフィルターチューニングアクチュエータ(図示
せず)に出力する。
ステムを、図4を参照しながら説明する。図4は、第1、
第2光スプリッター62、68及び第1、第2測定ユニット63、
67を示す。第1測定ユニット63は、第1光スプリッター62
を介して光導路46に接続されている。複数のフィルター
45により反射された信号は、光スプリッター62を通過し
て光サーキュレーター70へ戻るが、この信号は、各信号
の小さな一定割合が分離されて測定ユニット63よって検
出される。信号の残りは、光導路46に沿い進む。同様
に、第2測定ユニット67は、複数のフィルター35で反射
され光サーキュレーター70へ向かって戻る小さな一定割
合の信号を検出するように、光サーキュレーター70に隣
接した第1のフィルターセット35の終端において第2光ス
プリッター68を介して光導路36に接続されている。測定
ユニット63と67は、各測定信号の色分散の情報を制御ユ
ニット(図示せず)に提供する。制御ユニット(図示せず)
は、各WDM信号に対し所望の色分散補正を与えるために
必要とされる差動遅延を生成するように、制御信号(図
示せず)をフィルターチューニングアクチュエータ(図示
せず)に出力する。
【００３０】光信号の色分散はパルス形のひずみを生じ
させ、伝搬ビット誤り率が非色分散補正リンクに対し生
じる。好ましい実施形態において、第1と第2測定ユニッ
ト63、67は、上記のように、帰還配列内の色分散補正を
算定するために計量を提供する従来のテスト装置を使い
ビット誤り率を標本抽出する。
させ、伝搬ビット誤り率が非色分散補正リンクに対し生
じる。好ましい実施形態において、第1と第2測定ユニッ
ト63、67は、上記のように、帰還配列内の色分散補正を
算定するために計量を提供する従来のテスト装置を使い
ビット誤り率を標本抽出する。
【００３１】他の実施形態において、遅延手段又は複数
の遅延手段における各々の遅延手段は、(場合によって
は)１対又は各々の対の第1遅延手段の光信号入射が、実
質的にその対の第2遅延手段の入射であるよう共動作す
るよう配置・設定された、一対又は複数対の遅延手段で
置き換えられる。これにより、色ひずみを制御する上で
の融通性高めることが可能となり、更に、信号のパワー
レベル/振幅の制御のために使用されるチューニング可
能なフィルターを遅延手段が備える場合の色ひずみの制
御を可能とする。他の実施形態において、一対の第1の
チャープされた光格子内に特定のチャープを、更に一対
の第2光格子内に第2の特定のチャープを生成するよう
に、調整手段(チャープ制御手段)は、一対の遅延手段の
双方を調整する。2つのチャープが異なるタイプのもの
であり、従って、正、負、及び零の付加的差動遅延をWD
M信号の各チャンネルに加えることを可能とする差動遅
延のより融通性のある制御を行うようにすれば有利であ
る。上述のように、非線形チャープはチャープ調整手段
により提供されるが、他の実施形態において、格子は、
光格子が第1状態に調整される際、線形チャープを示
し、第2状態にチューニング又は調整される際、線形チ
ャープを採用する。一般的に、第1状態は停留状態、即
ち格子のチャープを変えるアクチュエータが活性してい
ない状態である。
の遅延手段における各々の遅延手段は、(場合によって
は)１対又は各々の対の第1遅延手段の光信号入射が、実
質的にその対の第2遅延手段の入射であるよう共動作す
るよう配置・設定された、一対又は複数対の遅延手段で
置き換えられる。これにより、色ひずみを制御する上で
の融通性高めることが可能となり、更に、信号のパワー
レベル/振幅の制御のために使用されるチューニング可
能なフィルターを遅延手段が備える場合の色ひずみの制
御を可能とする。他の実施形態において、一対の第1の
チャープされた光格子内に特定のチャープを、更に一対
の第2光格子内に第2の特定のチャープを生成するよう
に、調整手段(チャープ制御手段)は、一対の遅延手段の
双方を調整する。2つのチャープが異なるタイプのもの
であり、従って、正、負、及び零の付加的差動遅延をWD
M信号の各チャンネルに加えることを可能とする差動遅
延のより融通性のある制御を行うようにすれば有利であ
る。上述のように、非線形チャープはチャープ調整手段
により提供されるが、他の実施形態において、格子は、
光格子が第1状態に調整される際、線形チャープを示
し、第2状態にチューニング又は調整される際、線形チ
ャープを採用する。一般的に、第1状態は停留状態、即
ち格子のチャープを変えるアクチュエータが活性してい
ない状態である。
【００３２】他の実施形態において、格子を形成する媒
体、例えば光ファイバー又は導波物質は異なるスティフ
ネス(即ち、一般の刺激に応答し変形する、異なる傾向)
を示す。そのような特性は所望の非線形チャープを生成
する上で有用である。代わりとなるメカニズムにおい
て、調整手段は、光格子の異なる部分に一致する光導路
の一部分に異なる熱膨張をもたらす熱手段を含む。ま
た、本発明のシステムは、第2のスペクトル的に分離し
た信号に係る１つの光信号を選択的に遅延させるように
設定することでき、それは、本発明のチャープされた格
子を、両信号の周波数帯を網羅するように配置・設定す
ることにより行うことができる。
体、例えば光ファイバー又は導波物質は異なるスティフ
ネス(即ち、一般の刺激に応答し変形する、異なる傾向)
を示す。そのような特性は所望の非線形チャープを生成
する上で有用である。代わりとなるメカニズムにおい
て、調整手段は、光格子の異なる部分に一致する光導路
の一部分に異なる熱膨張をもたらす熱手段を含む。ま
た、本発明のシステムは、第2のスペクトル的に分離し
た信号に係る１つの光信号を選択的に遅延させるように
設定することでき、それは、本発明のチャープされた格
子を、両信号の周波数帯を網羅するように配置・設定す
ることにより行うことができる。
【図１】従来技術の特性に関連する1(a) と(b)、及び本
発明の実施形態に関連する1(c)及び(d)により多数の異
なる光格子の差動遅延特性を示す。
発明の実施形態に関連する1(c)及び(d)により多数の異
なる光格子の差動遅延特性を示す。
【図２】従来技術の光ファイバー及びファイバーブラッ
グ格子の断面図を示す。
グ格子の断面図を示す。
【図３】本発明による差動光遅延手段を使用する第1の
システムを示す。
システムを示す。
【図４】本発明による差動光遅延手段を使用する他のシ
ステムを示す。
ステムを示す。
【図５】本発明による差動光遅延手段を使用する他のシ
ステムを示す。
ステムを示す。
10 光ファイバー 12 ライン 30、70 光サーキュレーター 31 入力ポート 32 72、73フィルターポート 33、71、74 出力ポート 35、45光学フィルター 36、46、51、52光導路 37 光信号 54、55 接点 62、68 光スプリッター 63、67 測定ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｊ 14/02
Claims (25)
- 【請求項１】 光信号の色分散を補正するシステムであ
って、前記光信号の成分を、前記成分の波長に応じた反
射によって選択的に遅延させることにより、前記光信号
の2つのスペクトル的に分離した成分間に差動遅延を加
える遅延手段を備えるとともに、2つの前記スペクトル
的に分離した反射成分間に加えられた差動遅延を調整す
るための調整手段を備えたことを特徴とするシステム。 - 【請求項２】 信号当り1つの複数の遅延手段を備える
とともに、前記光信号の各々における2つの前記反射成
分間に加えられた差動遅延を調整するための調整手段を
備え、単一の光路内における複数のスペクトル的に分離
した光信号の色分散を補正するための請求項１に記載の
システム。 - 【請求項３】 一対又は複数対の前記遅延手段を選択的
に備え、前記一対又は複数対の前記遅延手段は、前記一
対又は複数対の第1の遅延手段における光信号入射が、
実質的に前記対の第2の遅延手段における入射であるよ
うに組み合わせて配置されたことを特徴とする請求項１
及び2のいずれか１項に記載のシステム。 - 【請求項４】 前記一対又は複数対の遅延手段又は前記
遅延手段の各々は、光格子を含むことを特徴とする前記
請求項のいずれか１項に記載のシステム - 【請求項５】 前記調節手段は、関連する光格子内にお
いてチャープを生成又は変更するためのチャープ制御手
段を備えたことを特徴とする請求項4に記載のシステ
ム。 - 【請求項６】 前記チャープ制御手段は、一対の前記チ
ャープされた光格子における第1の光格子内に特定のチ
ャープを生成するとともに、前記一対のチャープされた
光格子における第2の光格子内に第2の特定のチャープを
生成する手段を備えたことを特徴とする請求項3に従属
する請求項5に記載のシステム。 - 【請求項７】 各チャープが非線形であることを特徴と
する請求項5及び6のいずれか１項に記載のシステム。 - 【請求項８】 前記光格子が第1の状態に調整される場
合には各チャープが線形であり、前記光格子が第2の状
態に調整される場合には線形であることを特徴とする請
求項5及び6のいずれか１項に記載のシステム。 - 【請求項９】 前記第1の状態は、停留状態であること
を特徴とする請求項8に記載のシステム。 - 【請求項１０】 前記一対光格子の又は前記光格子の各
々は、光導路内に形成され、前記光格子の異なる部分に
一致する前記光導路の部分は、異なる度合のスティフネ
スを有することを特徴とする請求項8及び9のいずれか１
項に記載のシステム。 - 【請求項１１】 前記一対の光格子又は前記光格子の各
々は、光導路内に形成され、前記調整手段は、前記光格
子の異なる部分に一致する前記光導路の部分に異なる熱
膨張をもたらす熱的手段を備えたことを特徴とする請求
項9及び10のいずれか１項に記載のシステム。 - 【請求項１２】 前記複数の光信号における第2の1つ光
信号に対して前記複数の光信号の1つを選択的に遅延さ
せるようにしたことを特徴とする請求項2に従属する前
記請求項のいずれか1項に記載のシステム。 - 【請求項１３】 前記遅延手段の１つにおいて前記複数
の光信号の1つに群遅延を与えるとともに、前記遅延手
段の第2の遅延手段において前記と同じ又は反対符号の
群遅延を更に与え、零全遅延を含むより広範囲の群遅延
を与えるようにしたことを特徴とする請求項12に記載の
システム。 - 【請求項１４】 前記システムは、複数のスペクトル的
に分離した光信号を第1及び第2の光導路に分ける干渉計
を備え、前記第1及び第2光導路が各々遅延手段を備えた
ことを特徴とする請求項2に従属する前記請求項のいず
れか１項に記載のシステム。 - 【請求項１５】 前記第1光導路内に分けられた前記信
号にスペクトル的に隣接する前記複数の光信号の各々
が、前記第2の光導路に分けられることを特徴とする請
求項14に記載のシステム。 - 【請求項１６】 前記遅延は、波長に対し実質的に線形
の形で変化することを特徴とする前記請求項のいずれか
1項に記載のシステム。 - 【請求項１７】 前記遅延は、波長に対し非線形の形で
変化することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか１
項に記載のシステム。 - 【請求項１８】 前記遅延は、波長に対し指数関数的に
変化することを特徴とする請求項1乃至15のいずれか１
項に記載のシステム。 - 【請求項１９】 前記光信号を一対の前記遅延手段にお
ける第1の遅延手段から前記一対の遅延手段における第2
の遅延手段に通過させる光サーキュレーターを備えたこ
とを特徴とする請求項3に従属する前記請求項のいずれ
か１項に記載のシステム。 - 【請求項２０】 前記光信号を一対の前記遅延手段にお
ける第1遅延手段に通過させる光サーキュレーター又は
光アイソレーターを備えたことを特徴とする請求項3に
従属する前記請求項のいずれか１項に記載のシステム。 - 【請求項２１】 前記光信号は、波長分割多重(WDM)さ
れていることを特徴とする前記請求項のいずれか１項に
記載のシステム。 - 【請求項２２】 信号ビット誤り率測定手段を備えたこ
とを特徴とする前記請求項のいずれか１項に記載のシス
テム。 - 【請求項２３】 前記測定手段により与えられた情報に
基づき、前記調整手段の動作を制御するための制御手段
を備えたことを特徴とする請求項22に記載のシステム。 - 【請求項２４】 前記請求項のいずれか１項に記載のシ
ステムを使用する光通信システム。 - 【請求項２５】 請求項1乃至23のいずれか１項に記載
のシステムを使用する遠距離通信システム。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB9915233.2A GB9915233D0 (en) | 1999-06-30 | 1999-06-30 | Optical system |
| GB9918727A GB2355610B (en) | 1999-06-30 | 1999-08-10 | Optical system |
| GB9915233:2 | 1999-08-10 | ||
| GB9918727:0 | 1999-08-10 | ||
| US09/391,760 US6590684B1 (en) | 1999-06-30 | 1999-09-08 | Optical system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=28045975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000237713A Abandoned JP2001077757A (ja) | 1999-06-30 | 2000-06-30 | 光学システム |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2001077757A (ja) |
| CN (1) | CN1188729C (ja) |
| AU (1) | AU4373900A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6763043B2 (en) | 1998-12-04 | 2004-07-13 | Cidra Corporation | Tunable grating-based dispersion compensator |
| US7386204B1 (en) | 2000-08-26 | 2008-06-10 | Cidra Corporation | Optical filter having a shaped filter function |
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| EP1239314A1 (en) * | 2001-03-08 | 2002-09-11 | Schott Glas | Optical filter assembly |
| GB0119154D0 (en) * | 2001-08-06 | 2001-09-26 | Southampton Photonics Ltd | An optical demultiplexer |
| JP2003092554A (ja) | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Fujitsu Ltd | 伝送特性補償制御方法および伝送特性補償制御装置並びに伝送特性補償制御システム |
| JP3922993B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2007-05-30 | 沖電気工業株式会社 | 光送信装置、光受信装置及び光伝送システム |
| JP4175904B2 (ja) * | 2003-01-16 | 2008-11-05 | 富士通株式会社 | フィルタデバイスの調整方法と装置 |
| SE525760C2 (sv) * | 2003-05-05 | 2005-04-19 | Phoxtal Comm Ab | Kompensation av s.k. group delay dispersion (eng) i ett omkopplingsbart s.k. add-drop-filter (eng). |
| JP4539230B2 (ja) * | 2004-08-23 | 2010-09-08 | 沖電気工業株式会社 | 光符号多重通信システム及び復号装置 |
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| EP3656069A1 (en) * | 2017-07-21 | 2020-05-27 | Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) | Chromatic dispersion compensation |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19538017A1 (de) * | 1995-10-12 | 1997-04-24 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur Dispersionskompensation in optischen Übertragungssystemen mit Hilfe von gechirpten Bragg-Gittern |
| US5982963A (en) * | 1997-12-15 | 1999-11-09 | University Of Southern California | Tunable nonlinearly chirped grating |
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- 2000-06-29 NO NO20003413A patent/NO20003413L/no not_active Application Discontinuation
- 2000-06-29 AU AU43739/00A patent/AU4373900A/en not_active Abandoned
- 2000-06-30 JP JP2000237713A patent/JP2001077757A/ja not_active Abandoned
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Also Published As
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