JP2001166155A - 波長分散補償器 - Google Patents
波長分散補償器Info
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- JP2001166155A JP2001166155A JP34766799A JP34766799A JP2001166155A JP 2001166155 A JP2001166155 A JP 2001166155A JP 34766799 A JP34766799 A JP 34766799A JP 34766799 A JP34766799 A JP 34766799A JP 2001166155 A JP2001166155 A JP 2001166155A
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- Japan
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- optical fiber
- chromatic dispersion
- dispersion compensator
- wavelength dispersion
- temperature
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
- B65H2701/00—Handled material; Storage means
- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/32—Optical fibres or optical cables
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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- B65H2701/50—Storage means for webs, tapes, or filamentary material
- B65H2701/51—Cores or reels characterised by the material
- B65H2701/512—Cores or reels characterised by the material moulded
- B65H2701/5122—Plastics
Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 温度特性に優れ、軽量かつ安価な波長分散補
償器を提供すること。 【解決手段】 本発明の波長分散補償器は、光ファイバ
の波長分散を補償するもので、波長分散補償用の長尺光
ファイバと、この光ファイバが巻き付けられる胴体１と
を備えており、胴体１の光ファイバ巻回胴部２が炭素繊
維強化プラスチックによって構成されていることを特徴
としている。
償器を提供すること。 【解決手段】 本発明の波長分散補償器は、光ファイバ
の波長分散を補償するもので、波長分散補償用の長尺光
ファイバと、この光ファイバが巻き付けられる胴体１と
を備えており、胴体１の光ファイバ巻回胴部２が炭素繊
維強化プラスチックによって構成されていることを特徴
としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの波長
分散を補償する波長分散補償器に関する。
分散を補償する波長分散補償器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いた光信号の伝送時に
は、信号光の波長分散が生じる場合があることはよく知
られている。このため、光伝送路上には、この波長分散
を補償するために波長分散補償器が設置される。波長分
散の補償には、波長分散補償用の長尺光ファイバが必要
となる。この長尺光ファイバの長さは数十kmにも及ぶこ
とがある。このため、このような光ファイバを波長分散
補償器の内部に収納させる時には、スペース効率や取扱
性を考慮して、コイル状にすることが行われている。波
長分散補償用の光ファイバをコイル状にする際には、光
ファイバの巻回状態が崩れたりすると伝送特性が変化し
てしまうので、巻回状態を保持する必要がある。このた
め、波長分散補償用の光ファイバは、胴体（ボビン）に
巻回され、その巻回状態が保持されるのが一般的であ
る。
は、信号光の波長分散が生じる場合があることはよく知
られている。このため、光伝送路上には、この波長分散
を補償するために波長分散補償器が設置される。波長分
散の補償には、波長分散補償用の長尺光ファイバが必要
となる。この長尺光ファイバの長さは数十kmにも及ぶこ
とがある。このため、このような光ファイバを波長分散
補償器の内部に収納させる時には、スペース効率や取扱
性を考慮して、コイル状にすることが行われている。波
長分散補償用の光ファイバをコイル状にする際には、光
ファイバの巻回状態が崩れたりすると伝送特性が変化し
てしまうので、巻回状態を保持する必要がある。このた
め、波長分散補償用の光ファイバは、胴体（ボビン）に
巻回され、その巻回状態が保持されるのが一般的であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、胴体の光ファ
イバが巻き付けられる部分（以下、光ファイバ巻回胴部
という）が温度によって膨張・収縮すると、光ファイバ
に側圧が作用して光ファイバにマイクロベンドを生じさ
せ、伝送特性を変化させてしまう。即ち、光ファイバ巻
回胴部の熱膨張（収縮）は、波長分散補償器の性能を左
右することになる。波長分散補償器の温度に対する特性
を安定させるためには、この光ファイバ巻回胴部の熱膨
張（収縮）を抑止することが好ましく、これまでも工夫
が施されてきた。
イバが巻き付けられる部分（以下、光ファイバ巻回胴部
という）が温度によって膨張・収縮すると、光ファイバ
に側圧が作用して光ファイバにマイクロベンドを生じさ
せ、伝送特性を変化させてしまう。即ち、光ファイバ巻
回胴部の熱膨張（収縮）は、波長分散補償器の性能を左
右することになる。波長分散補償器の温度に対する特性
を安定させるためには、この光ファイバ巻回胴部の熱膨
張（収縮）を抑止することが好ましく、これまでも工夫
が施されてきた。
【０００４】例えば、光ファイバ巻回胴部を構成する素
材として、熱膨張係数の小さい材料を用いることによっ
て、波長分散補償器の性能を安定させる手法がある。光
ファイバ巻回胴部の素材として用いられているものとし
ては、アルミやインバー合金などがある。インバー合金
は、FeやNiを主成分とする合金である。
材として、熱膨張係数の小さい材料を用いることによっ
て、波長分散補償器の性能を安定させる手法がある。光
ファイバ巻回胴部の素材として用いられているものとし
ては、アルミやインバー合金などがある。インバー合金
は、FeやNiを主成分とする合金である。
【０００５】アルミの熱膨張係数は、23×10-6であり、
インバー合金の熱膨張係数は、0.2×10-6である。これ
らの素材で直径60mmの光ファイバ巻回胴部を作成し、同
一の光ファイバを用いて、温度に対する損失変動特性を
比較した。また、このとき、参考として、熱膨張係数の
大きいものとしてABS樹脂についても損失変動特性を比
較した。なお、ABS樹脂の熱膨張係数は、95×10-6であ
る。比較結果を図５に示す。
インバー合金の熱膨張係数は、0.2×10-6である。これ
らの素材で直径60mmの光ファイバ巻回胴部を作成し、同
一の光ファイバを用いて、温度に対する損失変動特性を
比較した。また、このとき、参考として、熱膨張係数の
大きいものとしてABS樹脂についても損失変動特性を比
較した。なお、ABS樹脂の熱膨張係数は、95×10-6であ
る。比較結果を図５に示す。
【０００６】図５に示される損失変動には、光ファイバ
自体の温度特性も含まれているが、同一の光ファイバを
用いているため、各素材間の比較は可能である。図５か
ら明らかなように、熱膨張係数の小さいインバー合金が
温度に対する損失変動は小さい。このため、波長分散補
償器における胴体の光ファイバ巻回胴部としては、イン
バー合金を用いることが好ましいと言える。
自体の温度特性も含まれているが、同一の光ファイバを
用いているため、各素材間の比較は可能である。図５か
ら明らかなように、熱膨張係数の小さいインバー合金が
温度に対する損失変動は小さい。このため、波長分散補
償器における胴体の光ファイバ巻回胴部としては、イン
バー合金を用いることが好ましいと言える。
【０００７】しかし、インバー合金は、低温時の伝送損
失が大きく、また、胴体の重量増、即ち、波長分散補償
器の重量増を招くという問題もあった。さらに、インバ
ー合金は高価であり、波長分散補償器のコスト増を招く
という問題があった。このため、上述した問題を解消す
べく、更なる改善が要望されていた。
失が大きく、また、胴体の重量増、即ち、波長分散補償
器の重量増を招くという問題もあった。さらに、インバ
ー合金は高価であり、波長分散補償器のコスト増を招く
という問題があった。このため、上述した問題を解消す
べく、更なる改善が要望されていた。
【０００８】従って、本発明の目的は、温度特性に優
れ、軽量かつ安価な波長分散補償器を提供することにあ
る。
れ、軽量かつ安価な波長分散補償器を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の波長分散補償器
は、波長分散補償用の長尺光ファイバと、この光ファイ
バが巻き付けられる胴体とを備えており、胴体の光ファ
イバ巻回胴部が炭素繊維強化プラスチックによって構成
されていることを特徴としている。炭素繊維強化プラス
チック(Carbon Fiber Reinfoced Plastics:CFRP)は、温
度に対する膨張・収縮が広い温度範囲で僅かであり、波
長分散補償器における胴体の光ファイバ巻回胴部として
用いても、巻回された光ファイバにマイクロベンドを生
じさせない。また、軽量であり、インバー合金などに比
べて安価である。この結果、波長分散補償器を、特性に
優れ、軽量かつ安価なものとすることができる。
は、波長分散補償用の長尺光ファイバと、この光ファイ
バが巻き付けられる胴体とを備えており、胴体の光ファ
イバ巻回胴部が炭素繊維強化プラスチックによって構成
されていることを特徴としている。炭素繊維強化プラス
チック(Carbon Fiber Reinfoced Plastics:CFRP)は、温
度に対する膨張・収縮が広い温度範囲で僅かであり、波
長分散補償器における胴体の光ファイバ巻回胴部として
用いても、巻回された光ファイバにマイクロベンドを生
じさせない。また、軽量であり、インバー合金などに比
べて安価である。この結果、波長分散補償器を、特性に
優れ、軽量かつ安価なものとすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の波長分散補償器の実施形
態について図面を参照しつつ説明する。
態について図面を参照しつつ説明する。
【００１１】本実施形態の波長分散補償器に用いられる
胴体１の分解斜視図を図１に示す。胴体１は、光ファイ
バを巻き付ける光ファイバ巻回胴部２と、一対の鍔部３
とからなる。光ファイバ巻回胴部２は、CFRPによって形
成されたリング状の部材で、その中央部に後述するケー
ス５に取り付けるための孔部が形成されている。鍔部３
は、アルミ製の円盤で、その中央部に光ファイバ巻回胴
部２と同様の孔部が形成されている。一対の鍔部３は、
光ファイバ巻回胴部２に対してビスなどで取り付けら
れ、リール状の胴体１を形成する。
胴体１の分解斜視図を図１に示す。胴体１は、光ファイ
バを巻き付ける光ファイバ巻回胴部２と、一対の鍔部３
とからなる。光ファイバ巻回胴部２は、CFRPによって形
成されたリング状の部材で、その中央部に後述するケー
ス５に取り付けるための孔部が形成されている。鍔部３
は、アルミ製の円盤で、その中央部に光ファイバ巻回胴
部２と同様の孔部が形成されている。一対の鍔部３は、
光ファイバ巻回胴部２に対してビスなどで取り付けら
れ、リール状の胴体１を形成する。
【００１２】光ファイバ巻回胴部２は、光ファイバの巻
回中心軸に垂直な対してほぼ真円となる断面を有してい
る。光ファイバ巻回胴部２の外径は、巻回される光ファ
イバに対して過大な曲げ損失を生じさせない寸法とされ
る。また、光ファイバ巻回胴部２の光ファイバが巻き付
けられる表面は、光ファイバにマイクロベンドを生じさ
せないようにできるだけ平滑とされるのが好ましい。光
ファイバ巻回胴部２は、CFRPによって構成されるが、そ
の中央部などにケース５への取り付けを容易とする目的
で金属などの部品が取り付けられる場合もある。
回中心軸に垂直な対してほぼ真円となる断面を有してい
る。光ファイバ巻回胴部２の外径は、巻回される光ファ
イバに対して過大な曲げ損失を生じさせない寸法とされ
る。また、光ファイバ巻回胴部２の光ファイバが巻き付
けられる表面は、光ファイバにマイクロベンドを生じさ
せないようにできるだけ平滑とされるのが好ましい。光
ファイバ巻回胴部２は、CFRPによって構成されるが、そ
の中央部などにケース５への取り付けを容易とする目的
で金属などの部品が取り付けられる場合もある。
【００１３】上述した胴体１を用いた波長分散補償器４
を図２に示す。図２に示す波長分散補償器４は、その内
部が見えるようにケース５の蓋部（図示せず）を外した
状態を示してある。胴体１には波長分散補償用の光ファ
イバ６が巻回され、この胴体１が取付手段８によってケ
ース５の底部に固定されている。なお、胴体１のケース
５への固定方法は、公知の種々の方法を用いることがで
きる。
を図２に示す。図２に示す波長分散補償器４は、その内
部が見えるようにケース５の蓋部（図示せず）を外した
状態を示してある。胴体１には波長分散補償用の光ファ
イバ６が巻回され、この胴体１が取付手段８によってケ
ース５の底部に固定されている。なお、胴体１のケース
５への固定方法は、公知の種々の方法を用いることがで
きる。
【００１４】光ファイバ６の両端が胴体１から延出され
ており、この各両端部には融着接続部７を介してそれぞ
れピッグテールファイバ９が接続されている。各ピッグ
テールファイバ９は、ケース５の外部に導出され、各端
部には光コネクタ９ａが取り付けられている。ケース５
に蓋部（図示せず）が取り付けられ、胴体１に巻回され
た光ファイバ６は波長分散補償器４の内部に密閉され
る。
ており、この各両端部には融着接続部７を介してそれぞ
れピッグテールファイバ９が接続されている。各ピッグ
テールファイバ９は、ケース５の外部に導出され、各端
部には光コネクタ９ａが取り付けられている。ケース５
に蓋部（図示せず）が取り付けられ、胴体１に巻回され
た光ファイバ６は波長分散補償器４の内部に密閉され
る。
【００１５】上述した本実施形態の波長分散補償器４と
従来の波長分散補償器との温度に対する損失変動を比較
した。比較実験の詳細及びその結果を以下に説明する。
従来の波長分散補償器との温度に対する損失変動を比較
した。比較実験の詳細及びその結果を以下に説明する。
【００１６】本実施形態の波長分散補償器４は、上述し
たものであるが、さらに詳しくその仕様を説明する。CF
RP製の光ファイバ巻回胴部２の外径は90mmとされ、これ
に外径220mmのアルミ製の鍔部３を取り付けて胴体１と
した。CFRPは、炭素繊維フィラメントに不飽和ポリエス
テル、ビニルエステル、エポキシなどの樹脂を含浸させ
て硬化させたものである。この胴体１に、分散補償ファ
イバ(Dispersion Compensating Fiber:DCF)10kmを巻回
させ、DCFコイルとした。このDCFコイルの両端に光コネ
クタ９ａ付きのSMF(Single Mode Fiber)ピッグテール光
ファイバ９を融着接続し、光学特性を測定できる形態に
組み立てた。
たものであるが、さらに詳しくその仕様を説明する。CF
RP製の光ファイバ巻回胴部２の外径は90mmとされ、これ
に外径220mmのアルミ製の鍔部３を取り付けて胴体１と
した。CFRPは、炭素繊維フィラメントに不飽和ポリエス
テル、ビニルエステル、エポキシなどの樹脂を含浸させ
て硬化させたものである。この胴体１に、分散補償ファ
イバ(Dispersion Compensating Fiber:DCF)10kmを巻回
させ、DCFコイルとした。このDCFコイルの両端に光コネ
クタ９ａ付きのSMF(Single Mode Fiber)ピッグテール光
ファイバ９を融着接続し、光学特性を測定できる形態に
組み立てた。
【００１７】一方、従来の波長分散補償器としては、上
述した実施形態における光ファイバ巻回胴部２の素材を
アルミとしたものとインバー合金としたものを用意し
た。この従来の波長分散補償器は、上述した光ファイバ
巻回胴部の素材が異なる以外は、本実施形態の波長分散
補償器と全く同一である。これらの波長分散補償器を用
いて、温度サイクル試験を行い、試験中の損失変動を測
定した。
述した実施形態における光ファイバ巻回胴部２の素材を
アルミとしたものとインバー合金としたものを用意し
た。この従来の波長分散補償器は、上述した光ファイバ
巻回胴部の素材が異なる以外は、本実施形態の波長分散
補償器と全く同一である。これらの波長分散補償器を用
いて、温度サイクル試験を行い、試験中の損失変動を測
定した。
【００１８】測定結果を図３及び図４に示す。図３が光
ファイバ巻回胴部２をCFRP製とした本実施形態の波長分
散補償器の測定結果であり、図４が光ファイバ巻回胴部
をアルミ製及びインバー合金製とした従来の波長分散補
償器の測定結果である。なお、図３及び図４中、点線が
温度（目盛は右側）を示し、実線が損失変化量（目盛は
左側）を示している。また、図４中、アルミとインバー
合金との各波形は、グラフ中に示したとおりである。
ファイバ巻回胴部２をCFRP製とした本実施形態の波長分
散補償器の測定結果であり、図４が光ファイバ巻回胴部
をアルミ製及びインバー合金製とした従来の波長分散補
償器の測定結果である。なお、図３及び図４中、点線が
温度（目盛は右側）を示し、実線が損失変化量（目盛は
左側）を示している。また、図４中、アルミとインバー
合金との各波形は、グラフ中に示したとおりである。
【００１９】図３から明らかなように、本実施形態の波
長分散補償器４は、0℃〜70℃の温度変化に対して、最
大で高温時に0.1dB程度の損失変動があり、低温時の損
失変動はこれよりも小さい。なお、試験開始直後に変動
幅が大きいが、これは、おそらく、温度サイクルによっ
て光ファイバの巻回状態に「なじみ」が生じる以前であ
るからだと思われる。巻回状態がなじんだ後の最大変動
幅は、ほぼ0.1dB程度で安定している。
長分散補償器４は、0℃〜70℃の温度変化に対して、最
大で高温時に0.1dB程度の損失変動があり、低温時の損
失変動はこれよりも小さい。なお、試験開始直後に変動
幅が大きいが、これは、おそらく、温度サイクルによっ
て光ファイバの巻回状態に「なじみ」が生じる以前であ
るからだと思われる。巻回状態がなじんだ後の最大変動
幅は、ほぼ0.1dB程度で安定している。
【００２０】これに対して、図４から明らかなように、
従来の波長分散補償器は、アルミ製の光ファイバ巻回胴
部のもので高温時に0.3〜0.4dB程度の損失変動があり、
低温時にも0.1〜0.2dB程度の損失変動がある。また、イ
ンバー合金製の光ファイバ巻回胴部のものでも低温時に
0.15dBの損失変動がある。
従来の波長分散補償器は、アルミ製の光ファイバ巻回胴
部のもので高温時に0.3〜0.4dB程度の損失変動があり、
低温時にも0.1〜0.2dB程度の損失変動がある。また、イ
ンバー合金製の光ファイバ巻回胴部のものでも低温時に
0.15dBの損失変動がある。
【００２１】また、本実施形態の波長分散補償器４とイ
ンバー合金の光ファイバ巻回胴部を有する従来の波長分
散補償器とを比較すると、本実施形態の波長分散補償器
４の方が全体的な損失変動は小さく、特に低温時の損失
は本実施形態のものの方が優れていることが図３及び図
４から分かる。
ンバー合金の光ファイバ巻回胴部を有する従来の波長分
散補償器とを比較すると、本実施形態の波長分散補償器
４の方が全体的な損失変動は小さく、特に低温時の損失
は本実施形態のものの方が優れていることが図３及び図
４から分かる。
【００２２】即ち、本実施形態のCFRP製の光ファイバ巻
回胴部２を有する波長分散補償器４は、従来のものより
も損失変動特性に優れている。さらに、CFRP製の光ファ
イバ巻回胴部は、インバー合金製よりも軽量でコストも
かからない。なお、図３に示される場合と図４に示され
る場合とで、温度サイクルの周期が若干異なるが、本実
施形態波長分散補償器による上述した効果があるのは明
らかである。
回胴部２を有する波長分散補償器４は、従来のものより
も損失変動特性に優れている。さらに、CFRP製の光ファ
イバ巻回胴部は、インバー合金製よりも軽量でコストも
かからない。なお、図３に示される場合と図４に示され
る場合とで、温度サイクルの周期が若干異なるが、本実
施形態波長分散補償器による上述した効果があるのは明
らかである。
【００２３】
【発明の効果】本発明の波長分散補償器は、その胴体の
光ファイバ巻回胴部にCFRPを用いているため、温度特性
に優れ、軽量かつ安価である。
光ファイバ巻回胴部にCFRPを用いているため、温度特性
に優れ、軽量かつ安価である。
【図１】本発明の波長分散補償器の一実施形態における
胴体の分解斜視図である。
胴体の分解斜視図である。
【図２】本発明の波長分散補償器の一実施形態の内部平
面図である。
面図である。
【図３】本発明の波長分散補償器の一実施形態を用いた
温度サイクル試験結果を示すグラフである。
温度サイクル試験結果を示すグラフである。
【図４】従来の波長分散補償器を用いた温度サイクル試
験結果を示すグラフである。
験結果を示すグラフである。
【図５】従来の波長分散補償器の温度に対する損失変化
を示すグラフである。
を示すグラフである。
１…胴体、２…光ファイバ巻回胴部、３…鍔部、４…波
長分散補償器、５…ケース、６…ＤＣＦ、７…融着接続
部、８…ピッグテール光ファイバ、８ａ…光コネクタ。
長分散補償器、５…ケース、６…ＤＣＦ、７…融着接続
部、８…ピッグテール光ファイバ、８ａ…光コネクタ。
Claims (1)
- 【請求項１】 光ファイバの波長分散を補償する波長分
散補償器において、 波長分散補償用の長尺光ファイバと、前記光ファイバが
巻き付けられる胴体とを備えており、前記胴体の光ファ
イバ巻回胴部が炭素繊維強化プラスチックによって構成
されていることを特徴とする波長分散補償器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34766799A JP2001166155A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 波長分散補償器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34766799A JP2001166155A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 波長分散補償器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001166155A true JP2001166155A (ja) | 2001-06-22 |
Family
ID=18391775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34766799A Pending JP2001166155A (ja) | 1999-12-07 | 1999-12-07 | 波長分散補償器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001166155A (ja) |
-
1999
- 1999-12-07 JP JP34766799A patent/JP2001166155A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040824 |