JP2001183541A - 偏波モード分散等化器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各偏波モード間の結合および非線形光学効果
による影響が無視できない光伝送路の適宜な複数箇所に
容易に設けてＰＭＤ補償を行うこと。 【解決手段】 ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路
グレーティング１を有した光導波路３の等価屈折率に複
屈折性をもたせ、光導波路３の入出力端から入力された
入射光ＬＩの偏光Ｌ１，Ｌ２の偏波モード分散を光導波
路３上におけるブラッグ反射の反射点Ｐ１，Ｐ２の位置
を、光導波路３の長手方向における等化屈折率を変化さ
せることによって変化させて、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅
延時間差Δτである偏波モード分散を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、超高速光通信シ
ステムにおける光信号の偏波モード分散（ＰＭＤ：Pola
rization Mode Dispersion）を補償する偏波モード分散
等化器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、光信号の伝送においては、光
が異なる屈折率をもつ物質中を進んだ場合、この物質の
屈折率の大小によって物質中の伝搬速度が異なり、屈折
率ｎの物質中を光が伝搬するときの伝搬速度βは、光の
速度を「ｃ」として、次式（１）で示される。 β＝ｃ／ｎ ・・・（１） ここで、入射光の偏波方向によって屈折率の異なる材料
（異方性材料）中での光の伝搬であって、長さＬの異方
性材料における光の伝搬を考える。入射光の偏波方向に
よって光が受ける屈折率を「ｎ１」または「ｎ２」とす
る場合、式（１）をもとに、各屈折率ｎ１，ｎ２におけ
る伝搬速度β１，β２は、式（２），（３）に示すよう
になる。 β１＝ｃ／ｎ１ ・・・（２） β２＝ｃ／ｎ２ ・・・（３）

【０００３】ここで、各光が長さＬの異方性材料を通過
する時間τ１，τ２は、それぞれ次式（４），（５）に
示すようになる。 τ１＝Ｌ／β１＝Ｌ＊ｎ１／ｃ ・・・（４） τ２＝Ｌ／β２＝Ｌ＊ｎ２／ｃ ・・・（５）

【０００４】したがって、光が異なる屈折率ｎ１，ｎ２
を受けて異方性材料中を伝搬する場合、異方性材料通過
後の遅延時間が異なるという現象が生じる。このとき、
異方性材料中での各固有偏波方向に変更した光に生じる
遅延時間｜τ１−τ２｜を偏波モード分散（ＰＭＤ）と
いう。

【０００５】一般に、光伝送路として用いられる単一モ
ードファイバでは、互いに直交する二つの方向に偏光
し、縮退した二つのモードを伝える。ここで、単一モー
ドファイバが、完全な軸対称性を有し、等方的な材質で
あるという理想的な条件をもとでは、二つの直交する偏
波の伝搬速度には差が生じないため、ＰＭＤの値は零と
なる。

【０００６】しかし、実際には単一モードファイバの長
手方向に沿って、局所的にわずかな異方性が生じている
ため、このような単一モードファイバ内を光信号が伝搬
すると、伝搬経路中に存在する屈折率異方性が生じてい
る箇所において光信号が有する偏波方向に対応した遅延
差が生じる。この光信号の偏波の違いによる遅延差が伝
送路中で蓄積されると、受信端において信号波形の劣化
を引き起こすことになる。

【０００７】従来の一般的なＰＭＤ補償方式は、受信器
前においてＰＭＤを検出し、この検出したＰＭＤ量に応
じた検出信号をＰＭＤ補償回路にフィードバックし、受
信器端においてＰＭＤ量を一括して補償するようにして
いる。たとえば、図２２は、ＰＭＤ補償回路の一例を示
す図である。図２２において、ＰＭＤ補償回路２００の
光タップ２２４は、光伝送路２１１上の光信号の一部を
取り出し、ＰＭＤ検出器２２３は、光タップ２２４によ
って取り出した光信号をもとにＰＭＤによる波形劣化を
検出し、ＰＭＤ波形歪に対する補償量を制御回路２２２
ａ，２２２ｂに送出する。制御回路２２２ｂは、入力さ
れた補償量をもとに、偏波面調整部２２６を制御し、光
伝送路２１１から入力される、ＰＭＤ歪みを受けた光信
号の偏光状態を最適にする。制御回路２２２ａは、入力
された補償量をもとに遅延光学系２２７ｃを制御してＰ
ＭＤ歪みを補償する。このＰＭＤ歪みの補償が行われた
光信号は、光伝送路２１１上に送出され、光タップ２２
４による光信号の一部取り出しによるフィードバック制
御が実行される。

【０００８】偏波面調整器２２６は、偏光面が、偏光ビ
ームスプリッタ２２７ａと偏光ビームスプリッタ２２７
ｂとが分離する偏光主軸に対して４５度の角度となるよ
うに、偏波面を調整して出力する。偏波面が調整された
光信号は、偏光ビームスプリッタ２２７ａによって、光
ファイバの速度軸に偏光したｘ偏光ｌ１と、これに直交
する光ファイバの遅延軸に偏光したｙ偏光ｌ２とに分離
される。ｘ偏光ｌ１は、遅延光学系２２７ｃに出力され
るが、このｘ偏光と直交するｙ偏光ｌ２は、そのまま偏
光ビームスプリッタ２２７ｂに出力される。遅延光学系
２２７ｃは、制御回路２２２ａの制御のもとに、入力さ
れた偏波光のＰＭＤ、つまり各偏光の群遅延時間差Δτ
分、ｘ偏光とｙ偏光とを遅延させて、偏光ビームスプリ
ッタ２２７ｂに出力する。

【０００９】この遅延差Δτは、主として、遅延光学系
２２７ｃ内のミラーｍ１，ｍ２の距離を調整し、ｘ偏光
ｌ１の往復時間を変えることによって設定される。この
ミラーｍ１，ｍ２間の距離は、制御回路２２２ａによっ
て行われる。ＰＭＤ検出器２２３は、光タップ２２４を
介して取り出した光信号の一部をもとにＰＭＤによる波
形劣化を検出し、ＰＭＤ波形歪に対する補償量を算出
し、この補償量を制御回路２２２ａ，２２２ｂに送出す
る。制御回路２２２ａは、入力された補償量に相当する
遅延差Δτを求め、この遅延差Δτに相当するミラーｍ
１，ｍ２間の距離を算出し、この算出した距離となるよ
うにミラーｍ２を移動させる。一方、制御回路２２２ｂ
は、入力された補償量が最小となるように、偏波調整部
２２６に対して、偏波面調整を行わせ、偏光ビームスプ
リッタ２２７ａによるｘ偏光ｌ１とｙ偏光ｌ２との分波
を確実に行わせ、ＰＭＤ歪みが最小となるようにする。

【００１０】ここで、図２３を参照して、ＰＭＤ補償処
理について説明する。図２３（ａ）は、ＰＭＤ補償前に
おけるｘ偏光とｙ偏光との関係を示し、図２３（ｂ）
は、ＰＭＤ補償後におけるｘ偏光とｙ偏光との関係を示
している。図２３において、偏波面調整部２２６による
偏光ビームスプリッタ２２７ａに対する偏波面調整が正
しく行われている場合、ｙ偏光ｌ２は、ｘ偏光ｌ１に対
する直交偏波成分として表せる。ｙ偏光ｌ２は、ｘ偏光
ｌ１に対して、ＰＭＤ歪みによる遅延差Δτ分遅延して
伝送される。遅延光学系２２７ｃは、ｘ偏光ｌ１を遅延
差Δτ分遅延させるので、図２３（ｂ）に示すように、
ｘ偏光ｌ１とｙ偏光ｌ２との遅延差Δτは解消され、Ｐ
ＭＤ歪みは補償されることになる。

【００１１】その後、偏光ビームスプリッタ２２７ｂ
は、偏光ビームスプリッタ２２７ａから直接入力された
ｙ偏光ｌ２と、遅延光学系２２７ｃから入力されたｘ偏
光ｌ１とを合波し、ＰＭＤ補償がなされた光信号として
光伝送路２１１上に出力する。その後、さらに、この光
信号の一部が光タップ２２４によって取り出され、フィ
ードバックループによるＰＭＤ補償が実行される。

【００１２】なお、上述したＰＭＤ補償回路の構成は、
文献「Automatic Compensation ofFirst Order Polariz
ation Mode Dispersion in a 10 Gb/s Transmission Sy
stem」（Fred Heismannら著，ECOC'98，20-24，Septemb
er，1998，pp529-530)に記載されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したＰ
ＭＤ補償方式では、光伝送路における各偏波モード間の
結合が小さく、また光伝送路における非線形光学効果の
影響が小さい状態である場合には有効にＰＭＤ歪みを補
償することができるが、光伝送路における各偏波モード
間の結合が大きく、また光伝送路における非線形光学効
果の影響が無視できない場合、一旦ＰＭＤによる偏波モ
ード間の遅延差が生じると、各偏波が受ける非線形光学
効果の大きさが異なる上、さらに偏波モード間でパワー
の結合が生じるために、各偏波モードの光信号波形は互
いに異なったものとなり、もはや、受信器前での一括補
償では信号波形の再現が困難になるという問題点があっ
た。

【００１４】そこで、受信器前の一括補償のみならず、
各偏波モード間の結合および非線形光学効果による影響
が大きくなる前に、光伝送路上の複数箇所にＰＭＤ補償
回路を設け、受信器端における信号波形の再現を確実に
できるようにしているが、上述したＰＭＤ補償回路は、
遅延光学系２２７ｃ等の光学部品が多く用いられている
ため、その装置規模が大きく、設置およびその取り扱い
にかかる時間と労力とが大きいという問題点があった。

【００１５】この発明は上記に鑑みてなされたもので、
各偏波モード間の結合および非線形光学効果による影響
が無視できない光伝送路の適宜な複数箇所に容易に設け
てＰＭＤ補償を行うことができる小型化された偏波モー
ド分散等化器を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明にかかる偏波モード分散等化器は、ブラッ
グ反射を生じさせるグレーティングを有した光導波路の
等価屈折率に複屈折性をもたせ、前記光導波路の入出力
端から入力された光信号の偏波モード分散を該光導波路
上におけるブラッグ反射位置の長短によって補償し、該
光導波路の入出力端から出力することを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、光導波路の一端から入
射された光信号は、光導波路上のグレーティングによっ
て生じるブラッグ反射位置を複屈折性によって、光信号
の各偏光に対するブラッグ反射位置を異ならせて反射さ
せることによって、反射光路長差を持たせ、この反射光
路長の違いによって入射光を構成する各偏光の群遅延時
間差Δτである偏波モード分散を補償するようにしてい
る。

【００１８】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の長手方向の屈
折率を変化させたことを特徴とする。

【００１９】この発明によれば、光導波路の長手方向の
屈折率を変化させることによって、光導波路の長手方向
距離に対応するブラッグ波長を変化させ、これによって
各偏光の群遅延時間差である偏波モード分散を補償する
ようにしている。

【００２０】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路のグレーティン
グ間隔を該光導波路の長手方向に線形に変化させたこと
を特徴とする。

【００２１】この発明によれば、光導波路のグレーティ
ング間隔を光導波路の長手方向に沿って線形に変化させ
てチャープドグレーティングを実現し、光導波路の長手
方向距離に対応するブラッグ波長を変化させ、これによ
って各偏光の群遅延時間差である偏波モード分散を補償
するようにしている。

【００２２】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の長手方向の屈
折率変化あるいは前記光導波路のグレーティング間隔の
変化を該長手方向の距離の関数によって変化させたこと
を特徴とする。

【００２３】この発明によれば、光導波路の長手方向の
屈折率変化あるいは光導波路のグレーティング間隔の変
化を長手方向の距離の関数によって変化させ、光導波路
の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変化させ、こ
れによって各偏光の群遅延時間差である偏波モード分散
を補償するようにしている。

【００２４】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の長手方向に温
度勾配を与える温度勾配手段をさらに備えたことを特徴
とする。

【００２５】この発明によれば、温度勾配手段が光導波
路の長手方向に温度勾配を与え、この温度勾配によって
光導波路の長手方向に屈折率変化を与えることによって
光導波路の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変化
させ、これによって各偏光の群遅延時間差である偏波モ
ード分散を任意に変更し、最適な偏波モード分散の補償
を行うようにしている。

【００２６】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の長手方向に電
界勾配を与える電界勾配手段をさらに備えたことを特徴
とする。

【００２７】この発明によれば、電界勾配手段が光導波
路の長手方向に電界勾配を与え、この電界勾配によって
光導波路の長手方向に電気光学効果を生じさせ、この電
気光学効果による屈折率変化を与えることによって光導
波路の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変化さ
せ、これによって各偏光の群遅延時間差である偏波モー
ド分散を任意に変更し、最適な偏波モード分散の補償を
行うようにしている。

【００２８】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の長手方向に応
力勾配を与える応力勾配手段をさらに備えたことを特徴
とする。

【００２９】この発明によれば、たとえば圧電素子等を
用いた応力勾配手段が光導波路の長手方向に応力勾配を
与え、この応力勾配が与えられた近傍の光導波路の光路
長を伸長させて光導波路の長手方向距離に対応するブラ
ッグ波長を変化させ、これによって各偏光の群遅延時間
差である偏波モード分散を任意に変更し、最適な偏波モ
ード分散の補償を行うようにしている。

【００３０】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、入力する光信号を伝送する第
１の光伝送路と、出力する光信号を伝送する第２の光伝
送路と、前記第１の光伝送路と前記光導波路の入出力端
と前記第２の光伝送路とを接続した光サーキュレータ
と、をさらに備えたことを特徴とする。

【００３１】この発明によれば、第１の光伝送路から入
力された光信号は、光サーキュレータに入力され、さら
に光サーキュレータに接続された光導波路に入力され、
この光導波路において偏波モード分散補償された光信号
を光サーキュレータが第２の光伝送路に出力するように
している。

【００３２】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、入力する光信号を伝送する第
１の光伝送路と、出力する光信号を伝送する第２の光伝
送路と、前記第１の光伝送路と前記光導波路の入出力端
と前記第２の光伝送路とを接続し、該第１の光伝送路と
該複数の前記光導波路と該第２の光伝送路との間で入出
力される光信号を合分波する光合分波器と、をさらに備
えたことを特徴とする。

【００３３】この発明によれば、第１の光伝送路から入
力された光信号は、光合分波器に入力され、複数の光導
波路に分波される。分波された光信号は各光導波路で偏
波モード分散補償され、再度光合分波器に入力され、第
２の光伝送路に出力されるようにしている。

【００３４】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光サーキュレータに接続
され、前記光導波路の入出力端から出力された光信号の
波長分散を補償し、該光サーキュレータに出力する可変
分散補償手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００３５】この発明によれば、光導波路によって偏波
モード分散補償された光信号は、この光導波路内におい
て波長分散を受けるが、可変分散補償手段によってこの
波長分散を補償するようにしている。

【００３６】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の入出力端の前
段に該光導波路に入力される光信号の偏波面を調整する
偏波面調整手段をさらに備えたことを特徴とする。

【００３７】この発明によれば、光導波路による偏波モ
ード分散補償を行う前に光信号の偏波面を最適な状態に
調整するようにしている。

【００３８】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の入出力端から
出力された光信号の偏波モード分散を検出する偏波モー
ド分散検出手段と、前記偏波モード分散検出手段の検出
結果をもとに前記温度勾配手段、前記電界勾配手段また
は前記応力勾配手段を制御して前記偏波モード分散を最
小にする制御手段と、をさらに備えたことを特徴とす
る。

【００３９】この発明によれば、偏波モード分散検出手
段が光導波路の入出力端から出力された光信号の偏波モ
ード分散を検出し、制御手段が、この検出結果をもとに
温度勾配手段、電界勾配手段または応力勾配手段をフィ
ードバック制御し、動的に偏波モード分散が最小となる
ように制御する。

【００４０】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、前記光導波路の入出力端から
出力された光信号の符号誤りを検出する誤り検出手段
と、前記誤り検出手段の検出結果をもとに前記温度勾配
手段、前記電界勾配手段または前記応力勾配手段を制御
して前記符号誤りを最小にする制御手段と、をさらに備
えたことを特徴とする。

【００４１】この発明によれば、誤り検出手段が光導波
路の入出力端から出力された光信号の符号誤りを検出
し、制御手段が、この検出結果をもとに温度勾配手段、
電界勾配手段または応力勾配手段をフィードバック制御
し、動的に偏波モード分散が最小となるように制御す
る。

【００４２】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、波長多重化された光信号を複
数のポートに分波する分波器と、前記分波器によって分
波された光信号のうちの所定波長帯域の光信号を取り出
し、取り出された光信号を複数の前記光導波器のうちの
対応する光導波器の入出力端にそれぞれ入力する複数の
光フィルタと、各光導波器の入出力端から出力された光
信号を合波して出力する合波器と、をさらに備えたこと
を特徴とする。

【００４３】この発明によれば、分波器が波長多重化さ
れた光信号を複数のポートに分波し、光フィルタが、分
波器によって分波された光信号のうちの所定波長帯域の
光信号を取り出し、この取り出した光信号を複数の光導
波路のうちの対応する光導波路の入出力端にそれぞれ入
力して偏波モード分散補償を行わせ、合波器が、この偏
波モード分散補償された各光信号を合波して出力するよ
うにしている。

【００４４】つぎの発明にかかる偏波モード分散等化器
は、上記の発明において、波長多重化された光信号を所
定波長帯域毎に分岐し、分岐された各光信号を複数の前
記光導波路のうちの対応する光導波路の入出力端に接続
するアレイ型導波路格子と、前記アレイ型導波路格子を
接続する光サーキュレータと、をさらに備えたことを特
徴とする。

【００４５】この発明によれば、アレイ型導波路格子
が、波長多重化された光信号を所定波長帯域毎に分岐
し、分岐された各光信号を複数の光導波路のうちの対応
する光導波路に入力して偏波モード分散補償を行わせ、
アレイ型導波路格子が、この偏波モード分散補償が行わ
れた光信号を合波して出力するようにしている。

【００４６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この
発明にかかる偏波モード分散等化器の好適な実施の形態
を詳細に説明する。

【００４７】実施の形態１．まず、この発明の実施の形
態１について説明する。図１は、この発明の実施の形態
１である偏波モード分散等化器の構成および動作を示す
図である。図１において、偏波モード分散等化器１０
は、長手方向であるｚ方向に光を導波する光導波路３を
形成する。偏波モード分散等化器１０は、この光導波路
３上のｚ方向にグレーティングピッチΛを等間隔にした
複屈折光導波路グレーティング１をもたせた回折格子２
を有する。複屈折導波路グレーティング１は、ｚ方向に
直交する面を定義するｘ−ｙ平面上の屈折率が一様では
なく、ｘ方向を長軸とする楕円特性をもった複屈折性を
有し、ｘ方向（主偏波方向）の屈折率ｎｘとｙ方向の屈
折率ｎｙとは、ｎｘ＞ｎｙの関係を有する。また、複屈
折導波路グレーティング１の等価屈折率は、図１（ｂ）
に示すようにｚ方向（長手方向）に進むに従って１次関
数的に変化させている。

【００４８】ここで、一般にグレーティングよって反射
される波長（ブラッグ波長）λｂは、グレーティングの
等価屈折率ｎeffとグレーティングピッチΛとを用いて
次式（６）で表せる。すなわち、λｂ＝２ｎeff・Λ
・・・（６）のように表せる。したがって、グレーティ
ングピッチΛが一定の場合で、図１（ｂ）に示すよう
に、長手方向に進むに従って屈折率が１次関数的に増大
する場合、図１（ｃ）に示すようにブラッグ波長λｂも
１次関数的に増大する。

【００４９】ところで、光導波路３のｚ方向に、偏光Ｌ
１とこの偏光Ｌ１に直交する偏光Ｌ２との成分を有する
入射光ＬＩが入射すると、各偏光Ｌ１，Ｌ２が複屈折導
波路グレーティング１で受ける屈折率が異なるため、各
偏光Ｌ１，Ｌ２は、ｚ軸上、異なる反射点を有すること
になる。ここでは、ｘ方向の屈折率ｎｘはｙ方向の屈折
率ｎｙに対して常に大きな値を持たせるようにしている
ので、光導波路３の入射点から偏光Ｌ１の反射点までの
距離は、同じ入射点から偏光Ｌ２の反射点までの距離に
対して小さな値となる。たとえば、図１（ａ）におい
て、入射光Ｌ１は反射点Ｐ１で反射し、入射光Ｌ２は反
射点Ｐ１からさらにｚ方向に進んだ反射点Ｐ２で反射す
る。この反射点Ｐ１におけるｎｘ方向の屈折率ｎ１と反
射点Ｐ２におけるｎｙ方向の反射率ｎ２とは同じ反射率
であり、このような反射点位置関係となるように等価屈
折率ｎａ，ｎｂが設定されることになる。

【００５０】各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間の波長依存
性は、図１（ｄ）に示す関係を有し、偏光Ｌ１の群遅延
時間波長依存性を示す特性Ｆ１は、偏光Ｌ２の群遅延時
間波長依存性を示す特性Ｆ２に比して長波長側にシフト
したものとなる。すなわち、偏光Ｌ１が光導波路３に入
射し、反射点Ｐ１で反射して戻ってくるまでの群遅延時
間と、偏光Ｌ２が光導波路３に入射し、反射点Ｐ２で反
射して戻ってくるまでの群遅延時間とは異なり、偏光Ｌ
１の群遅延時間に比して偏光Ｌ２の群遅延時間の方が大
きな値となる。

【００５１】したがって、波長λ0の入射光を構成する
偏光Ｌ１が偏光Ｌ２に比して群遅延時間差ΔτのＰＭＤ
を有する場合、偏光Ｌ２に対して群遅延時間差Δτの遅
延量を相対的に与えるようにすれば、偏波モード分散等
化器１０によって反射された出射光ＬＯを構成する偏光
Ｌ１と偏光Ｌ２との群遅延時間差であるＰＭＤが補償さ
れることになる。すなわち、偏波モード分散等化器１０
の光導波路３内において波長λ0に対する偏光Ｌ２の群
遅延時間τp2と偏光Ｌ１の群遅延時間τp1との差が、入
射光ＬＩの群遅延時間差Δτとなるように、複屈折導波
路グレーティング１の等価屈折率とグレーティングピッ
チΛとを設定すればよい。

【００５２】なお、偏光Ｌ２が偏光Ｌ１に比して群遅延
時間差Δτ分、遅延する場合には、複屈折導波路グレー
ティング１の等価屈折率を１次関数的に減少させ、光導
波路３内において偏光Ｌ２に対して偏光Ｌ１が群遅延時
間差Δτ分、遅延して出射させるようにすればよい。

【００５３】また、上述した実施の形態１では、複屈折
導波路グレーティング１の等価屈折率をｚ方向に進むに
従って１次関数的に増加するように設定していたが、複
屈折導波路グレーティング１が複屈折性を有するのであ
れば、複屈折導波路グレーティングの等価屈折率をｚ方
向に一様としてもよい。この場合、複屈折性によって各
偏光Ｌ１，Ｌ２が受ける屈折率が異なり、この屈折率の
違いによって異なる反射点を有することになるからであ
る。

【００５４】この実施の形態１によれば、光導波路３上
に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーティ
ング１のグレーティングピッチΛを等間隔とし、各複屈
折導波路グレーティングに複屈折性をもたせ、かつ光導
波路３の長手方向（ｚ方向）に進むに従って複屈折導波
路グレーティングの等価屈折率を１次関数的に変化させ
た偏波モード分散等化器を形成し、この偏波モード分散
等化器に入射される入射光を構成する直交した偏光Ｌ
１，Ｌ２の各ブラッグ反射点までの光路長を異ならせ、
反射した出射光を構成する各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時
間差Δτを解消することによってＰＭＤの補償を行うよ
うにしている。

【００５５】実施の形態２．つぎに、この発明の実施の
形態２について説明する。上述した実施の形態１では、
複屈折性を有した複屈折導波路グレーティング１のグレ
ーティングピッチΛを等間隔とし、複屈折導波路グレー
ティング１の等価屈折率を光導波路３の長手方向に沿っ
て変化させるようにしていたが、この実施の形態２で
は、複屈折導波路グレーティングの等価屈折率を長手方
向に変化させず、グレーティングピッチΛを長手方向に
線形変化させたチャープドグレーティングとしている。

【００５６】図２は、この発明の実施の形態２である偏
波モード分散等化器の構成および動作を示す図である。
図２（ａ）に示すように、この偏波モード分散等化器２
０は、光導波路２３を構成し、複屈折導波路グレーティ
ング２１のグレーティングピッチΛは、光導波路２３の
長手方向に進むに従って、その間隔を順次線形（１次関
数的）に拡げる変化をもたせた回折格子２２を形成して
いる。ただし、各複屈折導波路グレーティング２１は、
複屈折性を有するものの、その等価屈折率は長手方向に
対して変化しない。この点が実施の形態１と異なる。

【００５７】したがって、式（６）を参照すると、各複
屈折導波路グレーティング２１の長手方向の等価屈折率
ｎeffが同じであり、グレーティングピッチΛが長手方
向距離に対応して１次関数的に変化するため、図２
（ｂ）に示すように、長手方向距離に対するブラッグ波
長λbの値も１次関数的に変化する。一方、たとえば波
長λOをもつ入射光ＬＩが偏波モード分散等化器２０に
入力されると光導波路２３上のブラッグ反射を行う反射
点で反射し、出射光ＬＯとして出力される。したがっ
て、偏波モード分散等化器２０に入射された入射光ＬＩ
は反射点までの距離に対応した遅延量をもった出射光Ｌ
Ｏとして出射される。

【００５８】ここで、複屈折導波路グレーティング２１
は複屈折性を有しているため、波長λOの入射光ＬＩを
構成する偏光Ｌ１とこれに直交する偏光Ｌ２とに対する
屈折率が異なり、偏光Ｌ１が光導波路上で受ける屈折率
の方が偏光Ｌ２が受ける屈折率に比して大きくしてい
る。したがって、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間の波長
依存性は、図２（ｃ）に示す関係を有し、偏光Ｌ１の群
遅延時間波長依存性を示す特性Ｆ２１は、偏光Ｌ２の群
遅延時間波長依存性を示す特性Ｆ２２に比して長波長側
にシフトしたものとなる。この結果、波長λ0の入射光
ＬＩを構成する偏光Ｌ１と偏光Ｌ２とに対する群遅延時
間が異なり、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対して群遅延差Δτを
生じさせることになる。

【００５９】したがって、波長λ0の入射光を構成する
偏光Ｌ１が偏光Ｌ２に比して群遅延時間差ΔτのＰＭＤ
を有する場合、偏光Ｌ２に対して群遅延時間差Δτの遅
延量を相対的に与えるようにすれば、偏波モード分散等
化器２０によって反射された出射光ＬＯを構成する偏光
Ｌ１と偏光Ｌ２とのＰＭＤが補償されることになる。す
なわち、偏波モード分散等化器２０の光導波路内におい
て波長λ0に対する偏光Ｌ２の群遅延時間τp2と偏光Ｌ
１の群遅延時間τp1との差が、入射光ＬＩの群遅延時間
差Δτとなるように、複屈折導波路グレーティング１の
間隔をチャープ化すればよい。

【００６０】なお、偏光Ｌ２が偏光Ｌ１に比して群遅延
時間差Δτ分、遅延する場合には、複屈折導波路グレー
ティング１の間隔を１次関数的に減少させるチャープ化
を行い、光導波路２３内において偏光Ｌ２に対して偏光
Ｌ１が群遅延時間差Δτ分、遅延して出射させるように
すればよい。

【００６１】この実施の形態２によれば、光導波路２３
上に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーテ
ィング１のグレーティングピッチΛを長手方向に変化さ
せたチャープドグレーティングとし、各複屈折導波路グ
レーティングに複屈折性をもたせた偏波モード分散等化
器を形成し、この偏波モード分散等化器に入射される入
射光を構成する直交した偏光Ｌ１，Ｌ２の各ブラッグ反
射点までの光路長を異ならせ、反射した出射光を構成す
る各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間差Δτを解消すること
によってＰＭＤの補償を行うようにしている。

【００６２】実施の形態３．つぎに、この発明の実施の
形態３について説明する。上述した実施の形態２では、
複屈折性を有した複屈折導波路グレーティング１のグレ
ーティングピッチΛを長手方向に線形に変化させたチャ
ープドグレーティングとしていたが、この実施の形態３
では、複屈折導波路グレーティングのグレーティングピ
ッチΛを長手方向に不均一に変化させるようにしてい
る。

【００６３】図３は、この発明の実施の形態３である偏
波モード分散等化器の構成および動作を示す図である。
図３（ａ）に示すように、この偏波モード分散等化器３
０は、光導波路３３を構成し、複屈折導波路グレーティ
ング３１のグレーティングピッチΛは、光導波路３３の
長手方向に進むに従って、その間隔を不均一に変化させ
た回折格子３２を形成させており、このように不均一に
グレーティングピッチを変化させたものをアポタイズグ
レーティングと呼ぶ。複屈折導波路グレーティング３１
のグレーティングピッチΛの変化は、長手方向に進むに
したがって当初グレーティングピッチΛを徐々に拡げて
いき、光導波路３３の中央部を境にして再び長手方向に
進むにしたがってグレーティングピッチΛを縮めていく
ようにしている。複屈折導波路グレーティング３１は、
複屈折性を有するが、その等価屈折率は長手方向に対し
て変化しない。

【００６４】したがって、式（６）を参照すると、各複
屈折導波路グレーティング２１の長手方向の等価屈折率
ｎeffが同じであり、グレーティングピッチΛが長手方
向距離に対応して変化するため、図３（ｂ）の特性Ｆ０
で示すように、長手方向距離に対するブラッグ波長λb
の値も特性Ｆ０と同様な曲線を描いて変化する。一方、
たとえば波長λOをもつ入射光ＬＩが偏波モード分散等
化器３０に入力されると光導波路上のブラッグ反射を行
う反射点で反射し、出射光ＬＯとして出力される。した
がって、偏波モード分散等化器３０に入射された入射光
ＬＩは反射点まの距離に対応した遅延量をもった出射光
ＬＯとして出射される。

【００６５】ここで、複屈折導波路グレーティング３１
は複屈折性を有しているため、波長λOの入射光ＬＩを
構成する偏光Ｌ１とこれに直交する偏光Ｌ２とに対する
屈折率が異なり、偏光Ｌ１が光導波路上で受ける屈折率
の方が偏光Ｌ２が受ける屈折率に比して大きくしてい
る。したがって、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間の波長
依存性は、図３（ｃ）に示す関係を有し、偏光Ｌ１の群
遅延時間波長依存性を示す特性Ｆ３１は、偏光Ｌ２の群
遅延時間波長依存性を示す特性Ｆ３２に比して長波長側
にシフトしたものとなる。この結果、波長λ0の入射光
ＬＩを構成する偏光Ｌ１と偏光Ｌ２とに対する群遅延時
間が異なり、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対して群遅延差Δτを
生じさせることになる。

【００６６】したがって、波長λ0の入射光を構成する
偏光Ｌ１が偏光Ｌ２に比して群遅延時間差ΔτのＰＭＤ
を有する場合、偏光Ｌ２に対して群遅延時間差Δτの遅
延量を相対的に与えるようにすれば、偏波モード分散等
化器３０によって反射された出射光ＬＯを構成する偏光
Ｌ１と偏光Ｌ２とのＰＭＤが補償されることになる。す
なわち、偏波モード分散等化器３０の光導波路３３内に
おいて波長λ0に対する偏光Ｌ２の群遅延時間τp2と偏
光Ｌ１の群遅延時間τp1との差が、入射光ＬＩの群遅延
時間差Δτとなるように、複屈折導波路グレーティング
３１の間隔を変化させればよい。

【００６７】なお、偏光Ｌ２が偏光Ｌ１に比して群遅延
時間差Δτ分、遅延する場合には、複屈折導波路グレー
ティング１の間隔を入射端から徐々に短くさせる変化を
行って、光導波路３３内において偏光Ｌ２に対して偏光
Ｌ１が群遅延時間差Δτ分、遅延して出射させるように
すればよい。また、図３（ｃ）に示した群遅延時間の波
長依存性の長波長側を用いるようにすれば、偏光Ｌ１，
Ｌ２の反射点を逆転させることができるので、この長波
長側の特性を用いてＰＭＤを適切に補償するようにして
もよい。

【００６８】また、上述した実施の形態３では、グレー
ティングピッチΛを長手方向に沿って不均一な変化をと
るようにしているが、この変化は長手方向距離に対応し
た関数として表すようにしてもよい。

【００６９】さらに、上述した実施の形態３では、グレ
ーティングピッチΛを長手方向に沿って不均一としてい
るが、これに限らず、グレーティングピッチΛを等間隔
とし、複屈折導波路グレーティングの等価屈折率を不均
一に変化させるようにしてもよい。

【００７０】この実施の形態３によれば、光導波路３３
上に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーテ
ィング１のグレーティングピッチΛを長手方向に不均一
に変化させ、各複屈折導波路グレーティングに複屈折性
をもたせた偏波モード分散等化器を形成し、この偏波モ
ード分散等化器に入射される入射光を構成する直交した
偏光Ｌ１，Ｌ２の各ブラッグ反射点までの光路長を異な
らせ、反射した出射光を構成する各偏光Ｌ１，Ｌ２の群
遅延時間差Δτを解消することによってＰＭＤの補償を
行うようにしている。

【００７１】実施の形態４．つぎに、この発明の実施の
形態４について説明する。上述した実施の形態１〜３で
は、いずれも、偏波モード分散等化器１０〜３０の光導
波路上における偏光Ｌ１，Ｌ２の反射点が固定的であっ
たが、この実施の形態４では、複屈折導波路グレーティ
ングに温度変化を与えることによって複屈折導波路グレ
ーティングの等価屈折率を長手方向に沿って変化させる
ようにしている。

【００７２】図４は、この発明の実施の形態４である偏
波モード分散等化器の構成を示す図である。図４におい
て、この偏波モード分散等化器４０は、光導波路４３を
構成し、光導波路４３の長手方向に沿って複屈折性を有
した複屈折導波路グレーティング４１を等間隔に形成し
た回折格子４２を有する。回折格子４２の両端には、加
熱部４４ａ，４４ｂを有し、この加熱部４４ａ，４４ｂ
は、温度制御部４４によって温度制御される。温度制御
部４４は、各加熱部４４ａ，４４ｂに対する熱量発生を
異ならせる制御を行うことによって、回折格子４２に対
して温度勾配を与え、回折格子４２を形成する複屈折グ
レーティング４１の等価屈折率を長手方向に沿って変化
させるようにしている。なお、加熱部４４ａ，４４ｂを
加熱しない初期状態において、複屈折導波路グレーティ
ングの等価屈折率は長手方向に沿って同じであるものと
する。また、各複屈折導波路グレーティングの間隔は長
手方向に沿って同じであるものとする。

【００７３】光導波路４３の屈折率は温度の関数となっ
ているため、回折格子４２の等価屈折率も温度の関数と
なる。したがって、加熱部４４ａ，４４ｂによって熱勾
配を与えると、回折格子４２の等価屈折率も長手方向に
沿って温度勾配が発生する。図５（ａ）は、加熱部４４
ａ，４４ｂによって導波路４３に温度差を与えた場合に
おける長手方向距離に対する光導波路４３の温度、すな
わち長手方向距離に対する等価屈折率の勾配を示してい
る。図５（ａ）では、長手方向に沿って順次温度が高く
なるような温度勾配を与えているので、長手方向に沿っ
て順次、等価屈折率が高くなる変化が与えられる。した
がって、図５（ｂ）に示すように、実施の形態１と同様
に長手方向に沿ってブラッグ波長λbの値も順次大きな
値に変化し、図５（ｃ）に示すように、群遅延時間の波
長依存性も波長が長くなるにしたがって、群遅延時間が
大きくなる特性を示す。また、図５（ｄ）に示すよう
に、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対する群遅延時間の波長依存性
は、偏光Ｌ１の特性Ｆ４１が偏光Ｌ２の特性Ｆ４２に対
して長波長側にシフトしたものとなる。偏光Ｌ２を偏光
Ｌ１に比して群遅延時間Δτ分、遅延させることでＰＭ
Ｄをなくす補償を行うことができる。

【００７４】ここで、温度制御部４４が加熱部４４ａ，
４４ｂに対する温度勾配を変化させる場合を考える。図
５（ａ）〜図５（ｃ）に示した実線は、温度勾配を大き
く（急）にした場合を示し、破線は、温度勾配を小さく
（緩やか）にした場合を示している。温度勾配を大きく
した場合、図６（ａ）に示すように、波長λ0における
群遅延時間差Δτは、群遅延時間差Δτ’（Δτ’＜Δ
τ）となり、群遅延時間差を小さくすることができる。
一方、温度勾配を小さくした場合、図６（ｂ）に示すよ
うに、波長λ0における群遅延時間差Δτは、群遅延時
間差Δτ”（Δτ”＞Δτ）となり、群遅延時間差を大
きくすることができる。すなわち、温度勾配を変化させ
ることによって群遅延時間差を変化させることができ
る。

【００７５】また、図５（ａ）とは逆の温度勾配を与え
ることもできる。すなわち、図７（ａ）に示すように、
長手方向に沿って負の温度勾配を与えることができる。
このような負の温度勾配を与えると、図７（ｂ）に示す
ようにブラッグ波長λbも長手方向に沿って小さくなる
特性を示す。この結果、図７（ｃ）に示すように、群遅
延時間の波長依存性も負の勾配をもち、偏光Ｌ１に対す
る特性が長波長側にシフトする。したがって、偏光Ｌ１
が偏光Ｌ２に比して群遅延時間Δτ進む特性を有した入
射光ＬＩに対して偏光Ｌ１を群遅延時間Δτ遅らすとい
うＰＭＤ補償を行うことができる。

【００７６】なお、上述した実施の形態４では、加熱部
４４ａ，４４ｂによって光導波路４３に温度勾配を与え
るようにしているが、これに限らず、冷却によって温度
勾配を与えるようにしてもよい。要は、光導波路４３の
長手方向に任意の温度勾配が設定できればよい。

【００７７】また、実施の形態１のように複屈折導波路
グレーティングの等価屈折率が長手方向に予め変化して
いてもよく、また、実施の形態２，３のように複屈折導
波路グレーティング４１の間隔が変化していてもよい。

【００７８】この実施の形態４によれば、光導波路４３
上に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーテ
ィング１のグレーティングピッチΛを長手方向に等間隔
にし、各複屈折導波路グレーティングに複屈折性をもた
せるとともに、光導波路４３の長手方向に任意の温度勾
配を持たせるようにしているので、入射光の波長に対す
る各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間差Δτの長短を任意に
変化させることができるとともに、正と負との温度勾配
を任意に持たせることによって各偏光Ｌ１，Ｌ２の遅延
関係に対応した遅延量をなくすことができるので、柔軟
かつ確実なＰＭＤ補償を行うことができる。

【００７９】実施の形態５．つぎに、この発明の実施の
形態５について説明する。上述した実施の形態４では、
光導波路の長手方向に温度勾配をもたせ、これによって
偏光Ｌ１，Ｌ２に対する群遅延時間差Δτを任意に設定
するものであったが、この実施の形態５では、光導波路
の長手方向に電圧勾配を与え、電気光学効果によって光
導波路の長手方向の等価屈折率を変化させて群遅延時間
差Δτを任意に設定しようとするものである。

【００８０】図８は、この発明の実施の形態５である偏
波モード分散等化器の構成を示す図である。図８におい
て、この偏波モード分散等化器５０は、光導波路５３を
構成し、光導波路５３の長手方向に沿って複屈折性を有
した複屈折導波路グレーティング５１を等間隔に形成し
た回折格子５２を有する。光導波路５３は、電界の印加
によって屈折率変化を生じさせる電気光学効果をもつ材
料によって形成される。電気光学効果の大きな材料とし
ては、各種の半導体材料や誘電体結晶材料を用いること
ができる。

【００８１】回折格子５２の一側面には、複数の＋電極
５４ａ〜５４ｅが設けられるとともに、他側面には−電
極５４ｆが設けられる。各＋電極５４ａ〜５４ｅには可
変電源５５ａ〜５５ｅが接続され、電圧制御部５６によ
って設定された電圧を＋電極５４ａ〜５４ｅに印加す
る。電圧制御部５６は、光導波路５３の長手方向に沿っ
て電圧勾配を持たせる電圧設定を行う。

【００８２】上述したように光導波路５３は、電気光学
効果を生じる材料によって形成されているため、＋電極
５４ａ〜５４ｅと−電極５４ｆとの間に電圧が印加され
ると、電界によって光導波路５３内では電気光学効果が
生じ、屈折率が電界の大きさによって変化する。たとえ
ば、入射光ＬＩおよび出射光ＬＯの入出射点から長手方
向に沿って徐々に（線形に）大きな電圧を印加すると、
長手方向に沿って屈折率が大きくなる。この結果、図９
（ａ）に示すように波長が長くなるに従って群遅延時間
も大きくなる正の勾配をもつ特性を得ることができる。
ここで、偏光Ｌ１の感じる屈折率が偏光Ｌ２の感じる屈
折率に比して大きい場合、偏光Ｌ１に対する群遅延時間
の波長依存性を示す特性Ｆ５１は、偏光Ｌ２に対する群
遅延時間の波長依存性を示す特性Ｆ５２に対して長波長
側にシフトする。これによって、入射光ＬＩの波長λ0
に対する偏光Ｌ１と偏光Ｌ２との群遅延時間が異なり、
群遅延時間差ΔτであるＰＭＤを補償することができ
る。

【００８３】一方、偏光Ｌ１に比して偏光Ｌ２が遅延し
ている場合には、長手方向に沿って負の電圧勾配を印加
させることによって、図９（ｂ）に示すように群遅延時
間の波長依存性は負の勾配をもつようになり、これによ
って群遅延時間差ΔτであるＰＭＤを補償することがで
きる。

【００８４】また、群遅延時間の波長依存性が正あるい
は負の勾配をもつ、いずれの場合であっても、電圧勾配
を小さくすることによって同一波長に対する群遅延時間
Δτの値を大きな群遅延時間Δτ’（Δτ’＞Δτ）に
適切に変化させることができ（図９（ｃ）参照）、ま
た、電圧勾配を大きくすることによって同一波長に対す
る群遅延時間Δτの値を小さな群遅延時間Δτ”（Δ
τ”＜Δτ）に適切に変化させることができる。

【００８５】なお、上述した実施の形態５では、＋電極
５４ａ〜５４ｅに対して長手方向に沿って順次線形に変
化する電圧を印加するようにしていたが、これに限ら
ず、不均一の電圧を印加し、長手方向に沿って不均一の
屈折率変化をもたせるようにしてもよい。

【００８６】この実施の形態５によれば、光導波路５３
上に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーテ
ィング５１のグレーティングピッチΛを長手方向に等間
隔にし、各複屈折導波路グレーティング５１に複屈折性
をもたせるとともに、各複屈折導波路グレーティング５
１によって構成される回折格子５２の一側面から光導波
路５３の長手方向に沿って変化する電圧を印加し、この
電圧値に対応した光導波路５３の電気光学効果による屈
折率変化を長手方向に任意に変化させ、偏光Ｌ１，Ｌ２
間の群遅延時間差Δτを適切に調整することができるよ
うにしている。

【００８７】実施の形態６．つぎに、この発明の実施の
形態６について説明する。上述した実施の形態５では、
光導波路の長手方向に電圧勾配を与え、光導波路の電気
光学効果によって長手方向の等価屈折率を変化させて群
遅延時間差Δτを任意に設定していたが、この実施の形
態６では、光導波路の長手方向に応力勾配を与え、応力
が加えられた近傍の光伝送路の光路長を応力に応じて変
化させ、これによって群遅延時間差Δτを任意に設定す
るようにしている。

【００８８】図１０は、この発明の実施の形態６である
偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１０に
おいて、この偏波モード分散等化器６０は、光導波路６
３によって構成されており、光導波路６３の長手方向に
沿って複屈折性を有した複屈折導波路グレーティング６
１を等間隔に形成した回折格子６２を有する。

【００８９】回折格子６２の一側面には、複数の圧電素
子であるピエゾ素子６４ａ〜６４ｅが設けられるととも
に、他側面には抑え板６７が設けられる。各ピエゾ素子
６４ａ〜６４ｅには可変電源６５ａ〜６５ｅが接続さ
れ、電圧制御部６６によって設定された電圧を各ピエゾ
素子６４ａ〜６４ｅに印加する。この場合、電圧制御部
６６は、光導波路６３の長手方向に沿って応力勾配を持
たせた電圧設定を行う。

【００９０】ピエゾ素子６４ａ〜６４ｅに電圧が印加さ
れると、印加された電圧に対応した応力が光導波路６３
の側面から加えられる。大きな応力が加えられた近傍の
光導波路６３長は大きく延びるため、光路長の延びが大
きくなり、小さな応力が加えられた近傍の光導波路６３
長は小さく延びるため、光路長の延びは小さくなる。こ
の結果、ブラッグ波長λbの反射点までの距離が変化す
るため、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対する反射点までの距離も
比例して変化することになる。この結果、群遅延時間差
Δτも比例して変化することになる。

【００９１】たとえば、入射光ＬＩおよび出射光ＬＯの
入出射点から長手方向に沿って徐々に（線形に）大きな
電圧を印加すると、長手方向に沿って光路長の延びが長
くなる。この結果、図１１（ａ）に示すように波長が長
くなるに従って群遅延時間も大きくなる正の勾配をもつ
特性を得ることができ、偏光Ｌ１に対する群遅延時間の
波長依存性を示す特性Ｆ６１は、偏光Ｌ２に対する群遅
延時間の波長依存性を示す特性Ｆ６２に対して長波長側
にシフトする。これによって、入射光ＬＩの波長λ0に
対する偏光Ｌ１と偏光Ｌ２との群遅延時間が異なり、群
遅延時間差ΔτであるＰＭＤを補償することができる。

【００９２】一方、偏光Ｌ１に比して偏光Ｌ２が遅延し
ている場合には、長手方向に沿って負の電圧勾配を印加
させることによって、図１１（ｂ）に示すように群遅延
時間の波長依存性は負の勾配をもつようになり、これに
よって群遅延時間差ΔτであるＰＭＤを補償することが
できる。

【００９３】また、群遅延時間の波長依存性が正あるい
は負の勾配をもつ、いずれの場合であっても、応力勾配
を小さくすることによって同一波長に対する群遅延時間
Δτの値を大きな群遅延時間Δτ’（Δτ’＞Δτ）に
適切に変化させることができ（図１１（ｃ）参照）、ま
た、応力勾配を大きくすることによって同一波長に対す
る群遅延時間Δτの値を小さな群遅延時間Δτ”（Δ
τ”＜Δτ）に適切に変化させることができる（図１１
（ｄ）参照）。

【００９４】なお、上述した実施の形態５では、ピエゾ
素子６４ａ〜５４ｅに対して長手方向に沿って順次線形
に変化する電圧を印加させ、この電圧印加によって発生
する応力によって光路長を変化させるようにしていた
が、これに限らず、不均一の電圧を印加し、長手方向に
沿って不均一の光路長変化をもたせるようにしてもよ
い。

【００９５】この実施の形態６によれば、光導波路６３
上に、ブラッグ反射を生じさせる複屈折導波路グレーテ
ィング６１のグレーティングピッチΛを長手方向に等間
隔にし、各複屈折導波路グレーティング６１に複屈折性
をもたせるとともに、各複屈折導波路グレーティング６
１によって構成される回折格子６２の一側面から光導波
路６３の長手方向に沿って変化する電圧を印加し、この
電圧に対応して変化する応力によって光導波路６３の光
路長を長手方向に任意に変化させ、偏光Ｌ１，Ｌ２間の
群遅延時間差Δτを適切に調整することができるように
している。

【００９６】実施の形態７．つぎに、この発明の実施の
形態７について説明する。この実施の形態７では、上述
した実施の形態１〜６で示した偏波モード分散等化器１
０〜６０を任意の光伝送路上に配置して偏波モード分散
を補償するようにしている。

【００９７】図１２は、この発明の実施の形態７である
偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１２に
おいて、この偏波モード分散等化器７０は、３端子の光
サーキュレータ７１の一端に実施の形態４で示した偏波
モード分散等化器４０を接続するようにしている。実施
の形態４では、光導波路４３を構成し、光導波路４３の
長手方向に沿って複屈折性を有した複屈折導波路グレー
ティング４１を等間隔に形成した回折格子４２を有し、
温度制御部４４が回折格子４２の両端の一側面に設けた
加熱部４４ａ，４４ｂを制御することによって光伝送路
４３に所望の温度勾配を与え、この温度勾配に伴う屈折
率変化によって各偏光Ｌ１，Ｌ２に対する群遅延時間差
Δτを調整するようにしている。

【００９８】光伝送路７２を伝搬する光信号は、端子７
３ａを介して光サーキュレータ７４に入力され、端子７
３ｂから、光導波路４３の入力端７４に出力され、光導
波路４３に入力される。光導波路４３に入力された光信
号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対応して異なる群遅延時間を
もち、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間差であるΔτのＰ
ＭＤを補償した光信号を入力端７４から再び、端子７３
ｂを介して光サーキュレータ７１に入力する。なお、入
力端７４から入力された光信号のうち、回折格子４２の
ブラッグ波長と一致しなかった光信号は、光導波路４３
の出力端７９から出力される。ＰＭＤ補償され、光サー
キュレータ７１に再入力された光信号は、光サーキュレ
ータの端子７３ｃから光伝送路上に出力される。

【００９９】なお、上述した実施の形態７では、温度勾
配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるようにし
ているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応する
偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成としても
よい。

【０１００】この実施の形態７によれば、実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０を３端子の光サー
キュレータ７１に接続し、これによって偏波モード分散
等化器４０を光伝送路上に接続し、光伝送路上を伝搬す
る光信号のＰＭＤを任意の伝送路上で補償できるように
している。

【０１０１】実施の形態８．つぎに、この発明の実施の
形態８について説明する。上述した実施の形態７では、
光サーキュレータ７１を用いて偏波モード分散等化器４
０を光伝送路上に接続するようにしていたが、この実施
の形態８では、光合分波器を用いて偏波モード分散等化
器４０を光伝送路上に接続するようにしている。

【０１０２】図１３は、この発明の実施の形態８である
偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１３に
おいて、この偏波モード分散等化器８０は、４端子の光
合分波器８１の２端子にそれぞれ入力側の光伝送路と出
力側の光伝送路とを接続し、他の２端子にそれぞれ実施
の形態４で示した偏波モード分散等化器４０を接続する
ようにしている。

【０１０３】光伝送路８２を伝搬する光信号は、光合分
波器８１の端子８３ａを介して入力され、二つの隣り合
う光導波路４３，４３’にそれぞれ端子８３ｃ，８３ｄ
を介して、光パワーがそれぞれ１／２、位相差π／２の
状態で分波出力される。分波された光信号のうち、光導
波路４３，４３’においてブラッグ波長に一致した光信
号のみが回折格子４２，４２’によって反射され、光合
分波器８１に出力されるとともに、光導波路４３，４
３’においてブラッグ波長に一致しなかった光信号は、
それぞれ出力端子８９，８９’から出力される。

【０１０４】光導波路４３，４３’によって反射された
光信号は、温度勾配によって調整された群遅延時間差Δ
τ分のＰＭＤが補償されている。この光信号は、光合分
波器８１を通過するときに、さらにπ／２の位相差を得
るので、光合分波器８１を往復した光導波路４３，４
３’からの反射光の位相差はπとなる。その結果、反射
光は、光合分波器８１の端子８３ａ，８３ｂを介して出
力されるが、このうち、端子８３ｂを通過する反射光の
みが出力光として光伝送路に伝送される。

【０１０５】なお、上述した実施の形態８では、温度勾
配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるようにし
ているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応する
偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成としても
よい。

【０１０６】この実施の形態８によれば、実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０を光合分波器８１
に接続し、これによって偏波モード分散等化器４０を光
伝送路上に接続し、簡易な構成によって、光伝送路上を
伝搬する光信号のＰＭＤを任意の伝送路上で補償できる
ようにしている。

【０１０７】実施の形態９．つぎに、この発明の実施の
形態９について説明する。この実施の形態９では、実施
の形態７の構成に対して、さらにＰＭＤ補償に伴う波長
分散を補償できる偏波モード分散等化器を実現してい
る。

【０１０８】図１４は、この発明の実施の形態９である
偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１４に
おいて、この偏波モード分散等化器９０は、実施の形態
７に示した３端子の光サーキュレータ７１に代えて４端
子の光サーキュレータ９１を設けるとともに、光サーキ
ュレータ９１の一端子に、波長分散を補償する可変分散
補償器９５を接続するようにしている。その他の構成は
実施の形態７と同じ構成である。

【０１０９】光伝送路７２を伝搬する光信号は、４端子
の光サーキュレータ９１の端子９１ａに入力され、端子
９１ｂから光導波路４３の入力端９２に出力され、光導
波路４３に入力される。光導波路４３に入力された光信
号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２に対応して異なる群遅延時間を
もち、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間差であるΔτのＰ
ＭＤを補償した光信号を入力端９２から再び、端子９１
ｂを介して光サーキュレータ９１に入力する。なお、入
力端９２から入力された光信号のうち、回折格子４２の
ブラッグ波長と一致しなかった光信号は、光導波路４３
の出力端７９から出力される。ＰＭＤ補償され、光サー
キュレータ９１に再入力された光信号は、光サーキュレ
ータ９１の端子９１ｃを介して可変分散補償器９５に入
力され、光導波路４３内で受けた波長分散が補償され
る。波長分散が補償された光信号は、再び端子９１ｃに
入力され、光サーキュレータ９１の端子９１ｄから、光
伝送路上に出力される。

【０１１０】なお、上述した実施の形態９では、４端子
の光サーキュレータ９１を用いているが、たとえば図１
５に示すように、二つの３端子の光サーキュレータ７
１，９６を用いてもよい。図１５において、光伝送路７
２を伝搬する光信号は、３端子の光サーキュレータ７１
の端子９１ａに入力され、端子９１ｂから光導波路４３
の入力端９２に出力され、光導波路４３に入力される。
光導波路４３に入力された光信号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２
に対応して異なる群遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２
の群遅延時間差であるΔτのＰＭＤを補償した光信号を
入力端９２から再び、端子９１ｂを介して光サーキュレ
ータ７１に入力する。なお、入力端９２から入力された
光信号のうち、回折格子４２のブラッグ波長と一致しな
かった光信号は、光導波路４３の出力端７９から出力さ
れる。ＰＭＤ補償され、光サーキュレータ７１に再入力
された光信号は、光サーキュレータ７１の端子９１ｃを
介して、３端子の光サーキュレータ９６の端子９７ａに
入力される。端子９７ａに入力された光信号は、端子９
７ｂを介して可変分散補償器９５に入力され、光導波路
４３内で受けた波長分散が補償される。波長分散が補償
された光信号は、再び端子９７ｂに入力され、光サーキ
ュレータ９６の端子９１ｃから、光伝送路上に出力され
る。

【０１１１】また、上述した実施の形態９では、温度勾
配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるようにし
ているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応する
偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成としても
よい。

【０１１２】この実施の形態９によれば、実施の形態４
に対応する偏波モード分散等化器４０によって波長分散
された光信号に対し、可変分散補償器９５を用いて波長
分散補償を行うようにしているので、一層、歪みのない
光信号として光伝送路上に出力することができる。

【０１１３】実施の形態１０．つぎに、この発明の実施
の形態１０について説明する。この実施の形態１０で
は、実施の形態７の構成に対し、ＰＭＤ補償を行う前段
にさらに偏波面調整器を設け、確実かつ正確なＰＭＤ補
償を行うようにしている。

【０１１４】図１６は、この発明の実施の形態１０であ
る偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１６
において、この偏波モード分散等化器１００は、実施の
形態７に示した３端子の光サーキュレータ７１の前段に
偏波面調整器１０１をさらに設けた構成としている。そ
の他の構成は、実施の形態７と同じ構成であり、同一構
成部分には同一符号を付している。

【０１１５】光伝送路７２を伝搬する光信号は、３端子
の光サーキュレータ７１の端子７３ａに入力する前に偏
波面調整器１０１によって光信号の偏波面が調整され
る。すなわち、光信号の偏光面が回折格子４２を形成す
る複屈折導波路グレーティングの主軸（図１（ａ）のｎ
ｘ方向）と４５度の角度をなすように偏波面調整され
る。偏波面調整された光信号は、光サーキュレータ７１
の端子７３ａに入力され、端子７３ｂから光導波路４３
の入力端７４に出力され、光導波路４３に入力される。
光導波路４３に入力された光信号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２
に対応して異なる群遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２
の群遅延時間差であるΔτのＰＭＤを補償した光信号を
入力端７４から再び、端子７３ｂを介して光サーキュレ
ータ７１に入力する。なお、入力端７４から入力された
光信号のうち、回折格子４２のブラッグ波長と一致しな
かった光信号は、光導波路４３の出力端７９から出力さ
れる。ＰＭＤ補償され、光サーキュレータ７１に再入力
された光信号は、光サーキュレータ７１の端子７３ｃを
介して光伝送路上に出力される。

【０１１６】なお、上述した実施の形態１０では、温度
勾配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるように
しているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応す
る偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成として
もよい。

【０１１７】また、上述した実施の形態１０では、実施
の形態９で示した可変分散補償器９５の構成を付加して
いないが、この可変分散補償器９５を付加するようにし
てもよい。

【０１１８】この実施の形態１０によれば、実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０によってＰＭＤ
補償を行う前に、ＰＭＤ補償される光信号の偏波面調整
を行い、これによって確実かつ正確なＰＭＤ補償を行う
ことができる。

【０１１９】実施の形態１１．つぎに、この発明の実施
の形態１１について説明する。この実施の形態１１で
は、実施の形態１０の構成に対し、さらにＰＭＤ検出器
を設け、このＰＭＤ検出器による検出結果をもとに、最
適なＰＭＤ補償を動的に制御するようにしている。

【０１２０】図１７は、この発明の実施の形態１１であ
る偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１７
において、この偏波モード分散等化器１１０は、実施の
形態１０に示した３端子の光サーキュレータ７１の端子
７３ｃに光合分波器１１１を接続し、この光合分波器１
１１の一端にＰＭＤ検出器１１２を接続するとともに、
一端を光信号の出力端としている。その他の構成は、実
施の形態１０と同じ構成であり、同一構成部分には同一
符号を付している。

【０１２１】光伝送路７２を伝搬する光信号は、３端子
の光サーキュレータ７１の端子７３ａに入力する前に偏
波面調整器１０１によって光信号の偏波面が調整され
る。すなわち、光信号の偏光面が回折格子４２を形成す
る複屈折導波路グレーティングの主軸（図１（ａ）のｎ
ｘ方向）と４５度の角度をなすように偏波面調整され
る。偏波面調整された光信号は、光サーキュレータ７１
の端子７３ａに入力され、端子７３ｂから光導波路４３
の入力端７４に出力され、光導波路４３に入力される。
光導波路４３に入力された光信号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２
に対応して異なる群遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２
の群遅延時間差であるΔτのＰＭＤを補償した光信号を
入力端７４から再び、端子７３ｂを介して光サーキュレ
ータ７１に入力する。なお、入力端７４から入力された
光信号のうち、回折格子４２のブラッグ波長と一致しな
かった光信号は、光導波路４３の出力端７９から出力さ
れる。ＰＭＤ補償され、光サーキュレータ７１に再入力
された光信号は、光サーキュレータ７１の端子７３ｃを
介して光合分波器１１１に出力される。

【０１２２】光合分波器１１１の端子７５に入力された
光信号は、ＰＭＤ検出器１１２および端子１１３に出力
される。ＰＭＤ検出器１１２は、入力された光信号のＰ
ＭＤを検出し、この検出したＰＭＤを温度制御部４４に
出力する。温度制御部４４は、入力されたＰＭＤをもと
に加熱部４４ａ，４４ｂの加熱を制御し、光導波路４３
内の温度勾配を制御することによって、光導波路４３に
入力された光信号のＰＭＤ、すなわち群遅延時間差Δτ
をなくす補償を行わせるフィードバック制御を行う。一
方、端子１１３に入力された光信号は光伝送路上に出力
される。

【０１２３】なお、上述した実施の形態１１では、温度
勾配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるように
しているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応す
る偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成として
もよい。

【０１２４】また、上述した実施の形態１１では、実施
の形態９で示した可変分散補償器９５の構成を付加して
いないが、この可変分散補償器９５を付加するようにし
てもよい。

【０１２５】この実施の形態１１によれば、実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０によってＰＭＤ
補償を行う前に、ＰＭＤ補償される光信号の偏波面調整
を行うとともに、光伝送路上に出力する光信号のＰＭＤ
をＰＭＤ検出器１１２によって検出し、この検出結果を
もとにＰＭＤ補償をフィードバック制御するようにして
いるので、最適なＰＭＤ補償を行うことができる。

【０１２６】実施の形態１２．つぎに、この発明の実施
の形態１２について説明する。この実施の形態１２で
は、実施の形態１０の構成に対し、さらに誤り検出器を
設け、このＰＭＤ検出器による検出結果をもとに、最適
なＰＭＤ補償を動的に制御するようにしている。

【０１２７】図１８は、この発明の実施の形態１２であ
る偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１８
において、この偏波モード分散等化器１２０は、実施の
形態１１に示したＰＭＤ検出器１１２の代わりに誤り検
出器１２１を設けている。その他の構成は、実施の形態
１１と同じ構成であり、同一構成部分には同一符号を付
している。

【０１２８】光伝送路７２を伝搬する光信号は、３端子
の光サーキュレータ７１の端子７３ａに入力する前に偏
波面調整器１０１によって光信号の偏波面が調整され
る。すなわち、光信号の偏光面が回折格子４２を形成す
る複屈折導波路グレーティングの主軸（図１（ａ）のｎ
ｘ方向）と４５度の角度をなすように偏波面調整され
る。偏波面調整された光信号は、光サーキュレータ７１
の端子７３ａに入力され、端子７３ｂから光導波路４３
の入力端７４に出力され、光導波路４３に入力される。
光導波路４３に入力された光信号は、各偏光Ｌ１，Ｌ２
に対応して異なる群遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２
の群遅延時間差であるΔτのＰＭＤを補償した光信号を
入力端７４から再び、端子７３ｂを介して光サーキュレ
ータ７１に入力する。なお、入力端７４から入力された
光信号のうち、回折格子４２のブラッグ波長と一致しな
かった光信号は、光導波路４３の出力端７９から出力さ
れる。ＰＭＤ補償され、光サーキュレータ７１に再入力
された光信号は、光サーキュレータ７１の端子７３ｃを
介して光合分波器１１１に出力される。

【０１２９】光合分波器１１１の端子７５に入力された
光信号は、誤り検出器１２１および端子１１３に出力さ
れる。誤り検出器１２１は、入力された光信号の符号誤
りを検出し、この検出した符号誤りを温度制御部４４に
出力する。温度制御部４４は、入力された符号誤りをも
とに加熱部４４ａ，４４ｂの加熱を制御し、光導波路４
３内の温度勾配を制御することによって、光導波路４３
に入力された光信号のＰＭＤ、すなわち群遅延時間差Δ
τをなくす補償を行わせるフィードバック制御を行う。
一方、端子１１３に入力された光信号は光伝送路上に出
力される。

【０１３０】なお、上述した実施の形態１２では、温度
勾配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０を用いるように
しているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応す
る偏波モード分散等化器５０，６０を用いる構成として
もよい。

【０１３１】また、上述した実施の形態１２では、実施
の形態９で示した可変分散補償器９５の構成を付加して
いないが、この可変分散補償器９５を付加するようにし
てもよい。

【０１３２】この実施の形態１２によれば、実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０によってＰＭＤ
補償を行う前に、ＰＭＤ補償される光信号の偏波面調整
を行うとともに、光伝送路上に出力する光信号の符号誤
りを誤り検出器１２１によって検出し、この検出結果を
もとにＰＭＤ補償をフィードバック制御するようにして
いるので、最適なＰＭＤ補償を行うことができる。

【０１３３】実施の形態１３．つぎに、この発明の実施
の形態１３について説明する。この実施の形態１３で
は、光伝送路上を伝送する波長多重化信号に対するＰＭ
Ｄ補償が行えるようにしている。

【０１３４】図１９は、この発明の実施の形態１３であ
る偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図１９
において、この偏波モード分散等化器１３０は、光伝送
上を伝搬する波長多重化信号をスター型合分波器１３１
ａによって複数（ｎ個の多重数）に分波する。分波され
た光信号は、ｎ個の光フィルタ１３２−１〜１３２−ｎ
にそれぞれ入力され、光フィルタ１３２−１〜１３２−
ｎは、各波長毎の光信号にフィルタリングする。フィル
タリングされた光信号は、それぞれ各波長に対応する偏
波面調整器１３３−１〜１３３−ｎに入力され、偏波面
調整が行われ、それぞれ３端子の光サーキュレータ１３
４−１〜１３４−ｎの端子１３５−１〜１３５−ｎに入
力される。

【０１３５】光サーキュレータ７１の端子１３５−１〜
１３５−ｎに入力された各波長毎の光信号は、偏波モー
ド分散等化器４０に対応する偏波モード分散等化器４０
−１〜４０−ｎの入力端１３６−１〜１３６−ｎに入力
される。光導波路４３−１〜４３−ｎに入力された光信
号は、各波長毎の各偏光Ｌ１，Ｌ２に対応して異なる群
遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２の群遅延時間差であ
るΔτのＰＭＤを補償した光信号を入力端１３６−１〜
１３６−ｎから再び、光サーキュレータ１３４−１〜１
３４−ｎに入力する。なお、入力端１３６−１〜１３６
−ｎから入力された各波長毎の光信号のうち、回折格子
４２−１〜４２−ｎのブラッグ波長と一致しなかった光
信号は、光導波路４３−１〜４３−ｎの出力端７９−１
〜７９−ｎから出力される。ＰＭＤ補償され、光サーキ
ュレータ１３４−１〜１３４−ｎに再入力された各波長
毎の光信号は、スター型合分波器１３１ｂに出力され、
合波されて光伝送路上に出力される。

【０１３６】なお、上述した実施の形態１３では、温度
勾配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０に対応する偏波
モード分散等化器４０−１〜４０−ｎを用いるようにし
ているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応する
偏波モード分散等化器５０，６０をそれぞれの波長毎に
用いる構成としてもよい。

【０１３７】また、上述した実施の形態１３では、実施
の形態９で示した可変分散補償器９５の構成を付加して
いないが、この可変分散補償器９５を付加するようにし
てもよい。

【０１３８】さらに、上述した実施の形態１３では、波
長多重数に対応した個数に分波し、各波長毎にＰＭＤ補
償を行い、その後合波するようにしているが、各波長毎
に限らず、数波長毎の波長ブロック毎に分波し、各波長
ブロック毎にＰＭＤ補償を行ってその後各波長ブロック
毎に合波するようにしてもよい。

【０１３９】また、上述した実施の形態１３では、入力
用と出力用の二つのスター型合分波器１３１ａ，１３１
ｂを用いるようにしたが、これに限らず、図２０に示す
ように、光サーキュレータ１４２を用い、一つのスター
型合分波器１４１とする構成としてもよい。この場合、
光伝送路から入力された各波長毎の光信号は、光サーキ
ュレータ１４２を介し、スター型合分波器１４１に入力
され、各派長後とに分波され、ＰＭＤ補償された後、再
度、スター型合分波器１４１によって合波され、光サー
キュレータ１４２を介して光伝送路上に出力されること
になる。

【０１４０】この実施の形態１３によれば、偏波モード
分散等化器４０に対応し、波長多重数に対応した偏波モ
ード分散等化器４０−１〜４０−ｎを用いて波長多重化
信号のＰＭＤを補償するようにしているので、少ない光
部品を用いた簡易な構成によって波長多重化信号のＰＭ
Ｄ補償を行うことができる。

【０１４１】実施の形態１４．つぎに、この発明の実施
の形態１４について説明する。この実施の形態１４で
は、光伝送路上を伝送する波長多重化信号に対するＰＭ
Ｄ補償が行えるようにしている。

【０１４２】図２１は、この発明の実施の形態１４であ
る偏波モード分散等化器の構成を示す図である。図２１
において、この偏波モード分散等化器１５０は、光伝送
上を伝搬する波長多重化信号をまず、３端子の光サーキ
ュレータ１５２の端子１６１に入力する。光サーキュレ
ータ１５２に入力された波長多重化信号は、端子１６２
からアレイ導波路格子１５３に入力され、各波長毎に分
岐された各波長の光信号は、波長多重数に対応した個数
の偏波面調整部１５４−１〜１５４−ｎに入力される。
偏波面調整部１５４−１〜１５４−ｎは、それぞれ光合
分波器１５５−１〜１５５−ｎの端子１６３−１〜１６
３−ｎに接続され、端子１６４−１〜１６４−ｎと端子
１６５−１〜１６５−ｎに分波される。

【０１４３】端子１６４−１〜１６４−ｎに分波された
光信号は、誤り検出器１５６−１〜１５６−ｎに入力さ
れ、各波長毎の光信号の符号誤りが検出される。検出さ
た符号誤りは偏波モード分散等化器４０に相当する偏波
モード分散等化器４０−１〜４０−ｎ内の温度制御部４
４−１〜４４−ｎに出力される。一方、端子１６５−１
〜１６５−ｎに分波された光信号は、光導波路４３−１
〜４３−ｎに入力され、各波長毎の各偏光Ｌ１，Ｌ２に
対応して異なる群遅延時間をもち、各偏光Ｌ１，Ｌ２の
群遅延時間差であるΔτのＰＭＤを補償した光信号を端
子１６５−１〜１５６−ｎに反射出力する。なお、端子
１６５−１〜１６５−ｎから入力された各波長毎の光信
号のうち、回折格子４２−１〜４２−ｎのブラッグ波長
と一致しなかった光信号は、光導波路４３−１〜４３−
ｎの出力端７９−１〜７９−ｎから出力される。また、
温度制御部４４−１〜４４−ｎに入力された符号誤りを
もとに、温度制御部４４−１〜４４−ｎは、各加熱部４
４ａ−１〜４４ａ−ｎおよび各加熱部４４ｂ−１〜４４
ｂ−ｎを制御し、符号誤りをなくすようにＰＭＤ、すな
わち群遅延時間差Δτをなくす補償をフィードバックし
て制御する。

【０１４４】各偏波モード分散等化器４０−１〜４０−
ｎによってＰＭＤ補償された各波長毎の光信号は、光合
分波器１５５−１〜１５５−ｎの端子１６５−１〜１６
５−ｎから端子１６６−１〜１６６−ｎに分波され、再
びアレイ導波路格子１５３に入力され、アレイ導波路格
子１５３によって合波された波長多重化信号は、光サー
キュレータ１６２，１６７を介して光伝送路上に出力さ
れる。

【０１４５】なお、上述した実施の形態１４では、温度
勾配を設けることによってＰＭＤ補償を行う実施の形態
４に対応する偏波モード分散等化器４０に対応する偏波
モード分散等化器４０−１〜４０−ｎを用いるようにし
ているが、これに限らず、実施の形態５，６に対応する
偏波モード分散等化器５０，６０をそれぞれの波長毎に
用いる構成としてもよい。

【０１４６】また、上述した実施の形態１４では、実施
の形態９で示した可変分散補償器９５の構成を付加して
いないが、この可変分散補償器９５を付加するようにし
てもよい。

【０１４７】さらに、上述した実施の形態１４では、波
長多重数に対応した個数に分波し、各波長毎にＰＭＤ補
償を行い、その後合波するようにしているが、各波長毎
に限らず、数波長毎の波長ブロック毎に分波し、各波長
ブロック毎にＰＭＤ補償を行ってその後各波長ブロック
毎に合波するようにしてもよい。

【０１４８】この実施の形態１４によれば、偏波モード
分散等化器４０に対応し、波長多重数に対応した偏波モ
ード分散等化器４０−１〜４０−ｎを用いて波長多重化
信号のＰＭＤを補償するようにしているので、少ない光
部品を用いた簡易な構成によって波長多重化信号のＰＭ
Ｄ補償を行うことができる。

【０１４９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光導波路の一端から入射された光信号は、光導波路
上のグレーティングによって生じるブラッグ反射位置を
複屈折性によって、光信号の各偏光に対するブラッグ反
射位置を異ならせて反射させることによって、反射光路
長差を持たせ、この反射光路長の違いによって反射光を
構成する各偏光の偏波モード分散を補償するようにして
いるので、簡易な構成で、かつ小型軽量化された偏波モ
ード分散等化器を実現できるという効果を奏する。

【０１５０】つぎの発明によれば、光導波路の長手方向
の屈折率を変化させることによって、光導波路の長手方
向距離に対応するブラッグ波長を変化させ、これによっ
て各偏光の偏波モード分散である群遅延時間差を補償す
るようにしているので、簡易な構成で、かつ小型軽量化
された偏波モード分散等化器を実現できるという効果を
奏する。

【０１５１】つぎの発明によれば、光導波路のグレーテ
ィング間隔を光導波路の長手方向に沿って線形に変化さ
せてチャープドグレーティングを実現し、光導波路の長
手方向距離に対応するブラッグ波長を変化させ、これに
よって各偏光の偏波モード分散である群遅延時間差を補
償するようにしているので、簡易な構成で、かつ小型軽
量化された偏波モード分散等化器を実現できるという効
果を奏する。

【０１５２】つぎの発明によれば、光導波路の長手方向
の屈折率変化あるいは光導波路のグレーティング間隔の
変化を長手方向の距離の関数によって変化させ、光導波
路の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変化させ、
これによって各偏光の偏波モード分散である群遅延時間
差を補償するようにしているので、簡易な構成で、かつ
小型軽量化された偏波モード分散等化器を実現できると
いう効果を奏する。

【０１５３】つぎの発明によれば、温度勾配手段が光導
波路の長手方向に温度勾配を与え、この温度勾配によっ
て光導波路の長手方向に屈折率変化を与えることによっ
て光導波路の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変
化させ、これによって各偏光の偏波モード分散である群
遅延時間差を任意に変更し、最適な偏波モード分散の補
償を行うようにしているので、偏波モード分散補償の対
象となる光信号に対する最適な偏波モード分散補償を行
うことができるという効果を奏する。

【０１５４】つぎの発明によれば、電界勾配手段が光導
波路の長手方向に電界勾配を与え、この温度勾配によっ
て光導波路の長手方向に電気光学効果を生じさせ、この
電気光学効果による屈折率変化を与えることによって光
導波路の長手方向距離に対応するブラッグ波長を変化さ
せ、これによって各偏光の偏波モード分散である群遅延
時間差を任意に変更し、最適な偏波モード分散の補償を
行うようにしているので、偏波モード分散補償の対象と
なる光信号に対する最適な偏波モード分散補償を行うこ
とができるという効果を奏する。

【０１５５】つぎの発明によれば、たとえば圧電素子等
を用いた応力勾配手段が光導波路の長手方向に応力勾配
を与え、この応力勾配が与えられた近傍の光導波路の光
路長を伸長させて光導波路の長手方向距離に対応するブ
ラッグ波長を変化させ、これによって各偏光の偏波モー
ド分散である群遅延時間差を任意に変更し、最適な偏波
モード分散の補償を行うようにしているので、偏波モー
ド分散補償の対象となる光信号に対する最適な偏波モー
ド分散補償を行うことができるという効果を奏する。

【０１５６】つぎの発明によれば、第１の光伝送路から
入力された光信号は、光サーキュレータに入力され、さ
らに光サーキュレータに接続された光導波路に入力さ
れ、この光導波路において偏波モード分散補償された光
信号を光サーキュレータが第２の光伝送路に出力するよ
うにしているので、小型軽量化された偏波モード分散等
化器を実現できるとともに、偏波モード分散等化器を光
伝送路の途中に設けることができ、長距離光伝送システ
ムの場合に偏波モード分散量の蓄積を低減し、常に線形
補償できる範囲の偏波モード分散量に維持できるという
効果を奏する。

【０１５７】つぎの発明によれば、第１の光伝送路から
入力された光信号は、光合分波器に入力され、複数の光
導波路に分波される。分波された光信号は各光導波路で
偏波モード分散補償され、再度光合分波器に入力され、
第２の光伝送路に出力されるようにしているので、小型
軽量化された偏波モード分散等化器を実現できるととも
に、偏波モード分散等化器を光伝送路の途中に設けるこ
とができ、長距離光伝送システムの場合に偏波モード分
散量の蓄積を低減し、常に線形補償できる範囲の偏波モ
ード分散量に維持できるという効果を奏する。

【０１５８】つぎの発明によれば、光導波路によって偏
波モード分散補償された光信号は、この光導波路内にお
いて波長分散を受けるが、可変分散補償手段によってこ
の波長分散を補償するようにしているので、偏波モード
分散および波長モード分散の双方が低減され、受信側に
おいて一層、信号劣化の少ない光信号を受信することが
できるという効果を奏する。

【０１５９】つぎの発明によれば、光導波路による偏波
モード分散補償を行う前に光信号の偏波面を最適な状態
に調整するようにしているので、偏波モード分散補償を
確実かつ正確に行うことができるという効果を奏する。

【０１６０】つぎの発明によれば、偏波モード分散検出
手段が光導波路の入出力端から出力された光信号の偏波
モード分散を検出し、制御手段が、この検出結果をもと
に温度勾配手段、電界勾配手段または応力勾配手段をフ
ィードバック制御し、動的に偏波モード分散が最小とな
るように制御するので、偏波モード分散補償量の設定に
かかる労力と時間とを低減できるとともに、偏波モード
分散量が時間的に変動する場合であっても、常に偏波モ
ード分散補償量を最小にすることができるという効果を
奏する。

【０１６１】つぎの発明によれば、誤り検出手段が光導
波路の入出力端から出力された光信号の符号誤りを検出
し、制御手段が、この検出結果をもとに温度勾配手段、
電界勾配手段または応力勾配手段をフィードバック制御
し、動的に偏波モード分散が最小となるように制御する
ので、偏波モード分散補償量の設定にかかる労力と時間
とを低減できるとともに、偏波モード分散量が時間的に
変動する場合であっても、常に偏波モード分散補償量を
最小にすることができるという効果を奏する。

【０１６２】つぎの発明によれば、分波器が波長多重化
された光信号を複数のポートに分波し、光フィルタが、
分波器によって分波された光信号のうちの所定波長帯域
の光信号を取り出し、この取り出した光信号を複数の光
導波路のうちの対応する光導波路の入出力端にそれぞれ
入力して偏波モード分散補償を行わせ、合波器が、この
偏波モード分散補償された各光信号を合波して出力する
ようにしているので、波長多重化された光信号に対する
偏波モード分散補償を行う場合であっても、簡易な構成
で、かつ小型軽量化された偏波モード分散等化器を実現
することができるという効果を奏する。

【０１６３】つぎの発明によれば、アレイ型導波路格子
が、波長多重化された光信号を所定波長帯域毎に分岐
し、分岐された各光信号を複数の光導波路のうちの対応
する光導波路に入力して偏波モード分散補償を行わせ、
アレイ型導波路格子が、この偏波モード分散補償が行わ
れた光信号を合波して出力するようにしているので、波
長多重化された光信号に対する偏波モード分散補償を行
う場合であっても、一層、簡易な構成で、かつ小型軽量
化された偏波モード分散等化器を実現することができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１である偏波モード分
散等化器の構成および動作を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態２である偏波モード分
散等化器の構成および動作を示す図である。

【図３】 この発明の実施の形態３である偏波モード分
散等化器の構成および動作を示す図である。

【図４】 この発明の実施の形態４である偏波モード分
散等化器の構成を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態４である偏波モード分
散等化器によるＰＭＤ補償の原理を説明する図である。

【図６】 この発明の実施の形態４である偏波モード分
散等化器によるＰＭＤ補償量の可変原理を説明する図で
ある。

【図７】 この発明の実施の形態４である偏波モード分
散等化器によるＰＭＤ補償量の可変原理を説明する図で
ある。

【図８】 この発明の実施の形態５である偏波モード分
散等化器の構成を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態５である偏波モード分
散等化器によるＰＭＤ補償の原理を説明する図である。

【図１０】 この発明の実施の形態６である偏波モード
分散等化器の構成を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態６である偏波モード
分散等化器によるＰＭＤ補償の原理を説明する図であ
る。

【図１２】 この発明の実施の形態７である偏波モード
分散等化器の構成を示す図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８である偏波モード
分散等化器の構成を示す図である。

【図１４】 この発明の実施の形態９である偏波モード
分散等化器の構成を示す図である。

【図１５】 この発明の実施の形態９である偏波モード
分散等化器の変形例の構成を示す図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１０である偏波モー
ド分散等化器の構成を示す図である。

【図１７】 この発明の実施の形態１１である偏波モー
ド分散等化器の構成を示す図である。

【図１８】 この発明の実施の形態１２である偏波モー
ド分散等化器の構成を示す図である。

【図１９】 この発明の実施の形態１３である偏波モー
ド分散等化器の構成を示す図である。

【図２０】 この発明の実施の形態１３である偏波モー
ド分散等化器の変形例の構成を示す図である。

【図２１】 この発明の実施の形態１４である偏波モー
ド分散等化器の構成を示す図である。

【図２２】 従来におけるＰＭＤ補償回路の構成を示す
図である。

【図２３】 ＰＭＤ補償前後の各偏波状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１，２１〜６１ 複屈折導波路グレーティング、２，２
２〜６２ 回折格子、３，２３〜６３ 光導波路、１０
〜１４０ 偏波モード分散等化器、４４ 温度制御部、
４４ａ，４４ｂ 加熱部、５４ａ〜５４ｅ ＋電極、５
４ｆ −電極、５５ａ〜５５ｅ，６４ａ〜６４ｅ 電
源、５６，６６ 電圧制御部、６４ａ〜６４ｅ ピエゾ
素子、７１，９１，９６，１４２ 光サーキュレータ、
８１ 光合分波器、９５ 可変分散補償器、１０１ 偏
波面調整器、１１２ ＰＭＤ検出器、１２１ 誤り検出
器、１３０，１３１ スター型合分波器、１３２−１〜
１３２−ｎ 光フィルタ、１４３ アレイ導波路格子、
Ｌ１，Ｌ２ 偏光、ＬＩ入射光、ＬＯ 出射光、Ｐ１，
Ｐ２ 反射点、ｎａ，ｎｂ 等価屈折率。

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 14/00 14/02 (72)発明者 小林 由紀夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA11 LA00 LA03 PA11 RA00 TA00 2H079 AA02 AA06 AA07 AA12 BA02 CA04 DA02 DA17 EA03 HA00 KA20 5K002 BA02 CA01 DA02 FA01

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ブラッグ反射を生じさせるグレーティン
   グを有した光導波路の等価屈折率に複屈折性をもたせ、
   前記光導波路の入出力端から入力された光信号の偏波モ
   ード分散を該光導波路上におけるブラッグ反射位置の長
   短によって補償し、該光導波路の入出力端から出力する
   ことを特徴とする偏波モード分散等化器。
2. 【請求項２】 前記光導波路の長手方向の屈折率を変化
   させたことを特徴とする請求項１に記載の偏波モード分
   散等化器。
3. 【請求項３】 前記光導波路のグレーティング間隔を該
   光導波路の長手方向に線形に変化させたことを特徴とす
   る請求項１に記載の偏波モード分散等化器。
4. 【請求項４】 前記光導波路の長手方向の屈折率変化あ
   るいは前記光導波路のグレーティング間隔の変化を該長
   手方向の距離の関数によって変化させたことを特徴とす
   る請求項１〜３のいずれか一つに記載の偏波モード分散
   等化器。
5. 【請求項５】 前記光導波路の長手方向に温度勾配を与
   える温度勾配手段をさらに備えたことを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一つに記載の偏波モード分散等化
   器。
6. 【請求項６】 前記光導波路の長手方向に電界勾配を与
   える電界勾配手段をさらに備えたことを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一つに記載の偏波モード分散等化
   器。
7. 【請求項７】 前記光導波路の長手方向に応力勾配を与
   える応力勾配手段をさらに備えたことを特徴とする請求
   項１〜４のいずれか一つに記載の偏波モード分散等化
   器。
8. 【請求項８】 入力する光信号を伝送する第１の光伝送
   路と、 出力する光信号を伝送する第２の光伝送路と、 前記第１の光伝送路と前記光導波路の入出力端と前記第
   ２の光伝送路とを接続した光サーキュレータと、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
   か一つに記載の偏波モード分散等化器。
9. 【請求項９】 入力する光信号を伝送する第１の光伝送
   路と、 出力する光信号を伝送する第２の光伝送路と、 前記第１の光伝送路と前記光導波路の入出力端と前記第
   ２の光伝送路とを接続し、該第１の光伝送路と該複数の
   前記光導波路と該第２の光伝送路との間で入出力される
   光信号を合分波する光合分波器と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれ
   か一つに記載の偏波モード分散等化器。
10. 【請求項１０】 前記光サーキュレータに接続され、前
    記光導波路の入出力端から出力された光信号の波長分散
    を補償し、該光サーキュレータに出力する可変分散補償
    手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８または９
    に記載の偏波モード分散等化器。
11. 【請求項１１】 前記光導波路の入出力端の前段に該光
    導波路に入力される光信号の偏波面を調整する偏波面調
    整手段をさらに備えたことを特徴とする請求項８または
    ９に記載の偏波モード分散等化器。
12. 【請求項１２】 前記光導波路の入出力端から出力され
    た光信号の偏波モード分散を検出する偏波モード分散検
    出手段と、 前記偏波モード分散検出手段の検出結果をもとに前記温
    度勾配手段、前記電界勾配手段または前記応力勾配手段
    を制御して前記偏波モード分散を最小にする制御手段
    と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜１１のいず
    れか一つに記載の偏波モード分散等化器。
13. 【請求項１３】 前記光導波路の入出力端から出力され
    た光信号の符号誤りを検出する誤り検出手段と、 前記誤り検出手段の検出結果をもとに前記温度勾配手
    段、前記電界勾配手段または前記応力勾配手段を制御し
    て前記符号誤りを最小にする制御手段と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項５〜１１のいず
    れか一つに記載の偏波モード分散等化器。
14. 【請求項１４】 波長多重化された光信号を複数のポー
    トに分波する分波器と、 前記分波器によって分波された光信号のうちの所定波長
    帯域の光信号を取り出し、取り出された光信号を複数の
    前記光導波器のうちの対応する光導波器の入出力端にそ
    れぞれ入力する複数の光フィルタと、 各光導波器の入出力端から出力された光信号を合波して
    出力する合波器と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいず
    れか一つに記載の偏波モード分散等化器。
15. 【請求項１５】 波長多重化された光信号を所定波長帯
    域毎に分岐し、分岐された各光信号を複数の前記光導波
    路のうちの対応する光導波路の入出力端に接続するアレ
    イ型導波路格子と、 前記アレイ型導波路格子を接続する光サーキュレータ
    と、 をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜１３のいず
    れか一つに記載の偏波モード分散等化器。