JP2001189696A - 分散スロープ補償器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファイバの分散スロープによる歪を受けたＷ
ＤＭ信号を小型の構成で波形整形可能とし、異なる分散
値を有する様々なファイバ伝送路の分散補償、あるいは
温度変動などによる分散変動の補償も一素子で実現でき
ること。 【解決手段】 入力導波路から入射した分散による歪み
を受けたＷＤＭ信号光は波長分離素子でそれぞれの波長
成分に分離され、それぞれの波長成分に対応した分散補
償値を生成可能なラティス型光素子、トランスバーサル
光素子あるいは両素子を混在したものを通過する。通過
した各信号光は波長多重素子で合波され、合波光は出力
導波路から出力される。波長分離素子、波長多重素子と
してはアレイ導波路格子を使用可能な他、多段マッハツ
ェンダ型干渉計、バルク型光フィルタ、あるいはファイ
バ型（または導波路型）グレーティングを多段接続した
光フィルタ等の使用も可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ中の分
散特性（群遅延時間が波長によって異なる特性）によっ
て歪みを受けた波長多重（Wavelength Division Multip
lexing：ＷＤＭ）信号を一括して波形整形する分散スロ
ープ補償器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、世界各地で、波長λ＝１．５５μ
ｍ帯（ファイバの最低損失波長帯）で零分散を有するフ
ァイバ（分散シフトファイバ）、あるいは分散値が数ｐ
ｓｅｃ／ｎｍ／ｋｍとなるファイバ（ノンゼロ分散シフ
トファイバ）を用いて、大容量光伝送を実現するための
検討が行われている。

【０００３】しかしながら、大容量化を目的としてＷＤ
Ｍ伝送を行う場合には、分散シフトファイバを用いた場
合でも分散スロープ（３次分散、２次分散（遅延時間特
性を波長で微分した値）を波長で微分した値、０．０７
ｐｓｅｃ／ｎｍ２／ｋｍ程度）の存在により、各波長チ
ャネルの２次分散が、図２０の相対遅延時間特性から分
かるように零ではない異なった値になる。このため、各
波長チャネルにおいて信号パルスに異なった歪が生じ、
当該歪に起因して伝送容量、あるいは伝送（中継）距離
が制限される。これはノンゼロ分散シフトファイバを用
いた場合にも同様である。

【０００４】従来、分散を有するファイバ伝搬中に歪を
受けたＷＤＭ信号を波形整形する分散スロープ補償器と
しては、図２１に示すように、分散補償ファイバ４４を
ファイバ伝送路４３の後段に挿入する構成が知られてい
る。この構成によれば、分散補償ファイバの分散特性が
ファイバ伝送路とは絶対値が等しく符号が逆の特性を有
するように当該分散補償ファイバを設計することによっ
てファイバ伝送路の分散特性を補償することができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の構成の分散スロープ補償器では、（１）１．３
μｍ帯零分散ファイバの１．５５μｍ帯での分散スロー
プ補償は可能であるが、分散シフトファイバあるいはノ
ンゼロ分散シフトファイバの１．５５μm帯での分散ス
ロープの補償は本質的に不可能である、（２）構成が煩
雑でサイズが大きくなる、（３）補償量が固定され、異
なる分散値を有する他のファイバ伝送路の分散補償には
適用困難である。また、温度変動等による分散値の変動
に対応することはできない、等の問題がある。

【０００６】そこで本発明は、上記の各課題に鑑みて成
されたものであり、ラティス型光素子あるいはトランス
バーサル型光素子を備えた、あるいは両者を混在させた
群遅延制御手段により、分散を有するファイバ中を伝搬
して分散による歪を受けたＷＤＭ信号を小型の構成で波
形整形することを可能とし、異なる分散値を有する様々
なファイバ伝送路の分散補償、あるいは温度変動などに
よる分散値の変動の補償も一素子で実現することがで
き、かつ、分散シフトファイバあるいはノンゼロ分散シ
フトファイバの１．５５μｍ帯での分散スロープをも補
償可能な分散スロープ補償器を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、光伝送路に複数の波長
の光を伝送する際に該伝送路の分散特性によって生じる
信号の歪みを補償する分散スロープ補償器であって、Ｎ
（Ｎ：自然数）本の導波路と、Ｎ出力波長分離素子及び
／又はＮ入力波長多重素子と、Ｋ個（Ｋ：自然数、Ｋ≦
Ｎ）の群遅延制御器からなり、前記Ｎ本の導波路は、前
記波長分離素子の出力及び／又は波長多重素子の入力に
接続され、前記群遅延制御器は、ラティス型光素子の入
出力部の各々一方あるいは両方を前記Ｎ本の導波路上に
介在させたものであり、前記ラティス型光素子は、２本
の導波路の中間に少なくとも２箇所の方向性結合器を配
し、各方向性結合器間で前記２本の導波路は光路長が異
なるよう構成されていることを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記波長分離素子及び前記波長
多重素子が、アレイ導波路格子であることを特徴とす
る。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記群遅延制御器はＮ入力波長
多重素子に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長多重
素子の入力のみに接続されていることを特徴とする。

【００１０】また、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の発明において、前記波長多重素子がアレイ導波
路格子であることを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記群遅延制御器はＮ出力波長
分離素子に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長分離
素子の出力のみに接続されていることを特徴とする。

【００１２】また、請求項６に記載の発明は、請求項５
に記載の発明において、前記波長分離素子がアレイ導波
路格子であることを特徴とする。

【００１３】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
に記載の発明において、前記群遅延制御器は、前記ラテ
ィス型光素子以外にトランスバーサル型光素子を混在さ
せたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項８に記載の発明は、光伝送路
に複数の波長の光を伝送する際に該伝送路の分散特性に
よって生じる信号の歪みを補償する分散スロープ補償器
であって、Ｎ（Ｎ：自然数）本の導波路と、Ｎ出力波長
分離素子及び／又はＮ入力波長多重素子と、Ｎ個の群遅
延制御器からなり、前記Ｎ本の導波路は、前記波長分離
素子の出力及び／又は波長多重素子の入力に接続され、
前記群遅延制御器は、トランスバーサル型光素子の入力
部の一方と出力部とを前記Ｎ本の光導波路上に介在させ
たものであり、前記トランスバーサル型光素子は、一方
の入力部分となる第１の１本の導波路と、Ｍ本（Ｍ：自
然数、Ｍ≧２）の導波路をＭか所の異なる位置で結合さ
せるＭ個の方向性結合器を有し、前記Ｍ本の導波路は前
記第１の１本の導波路と結合した後、合波器によって出
力部分となる第２の１本の導波路にまとめられよう構成
されていることを特徴とする。

【００１５】また、請求項９に記載の発明は、請求項８
に記載の発明において、前記波長分離素子及び前記波長
多重素子が、アレイ導波路格子であることを特徴とす
る。

【００１６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記群遅延制御器はＮ入力波
長多重素子に接続され、前記Ｎ本の導波路は、前記波長
多重素子の入力のみに接続されていることを特徴とす
る。

【００１７】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１０に記載の発明において、波長多重素子がアレイ導波
路格子であることを特徴とする。

【００１８】また、請求項１２に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記群遅延制御器はＮ出力波
長分離素子に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長分
離素子の出力のみに接続されていることを特徴とする。

【００１９】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１２に記載の発明において、前記波長分離素子がアレイ
導波路格子であることを特徴とする。

【００２０】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
８に記載の発明において、前記群遅延制御器は、前記ト
ランスバーサル型光素子以外にラティス型光素子を混在
させたことを特徴とする。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
に係る分散スロープ補償器の第１実施形態の構成を示す
図で、本実施形態の分散スロープ補償器は、入力導波路
１、波長分離素子２、導波路３−１〜３−Ｎ、ラティス
型光素子４−１〜４−Ｎ、波長多重素子５、出力導波路
６を備える。

【００２２】入力導波路１から入射した分散による歪み
を受けたＷＤＭ信号光λ１〜λＮは波長分離素子２でそ
れぞれの波長成分に分離され、それぞれの波長成分に対
応した分散補償値を生成可能なラティス型光素子４−１
〜４−Ｎを通過する。通過した各信号光は波長多重素子
５で合波され、合波光は出力導波路６から出力され、分
散スロープ補償器が実現される。

【００２３】波長分離素子２、波長多重素子５として
は、後述のようにアレイ導波路格子を使用可能な他、マ
ッハツェンダ型干渉計、バルク型光フィルタ、あるいは
ファイバ型（あるいは導波路型）グレーティングを多段
に接続した光フィルタ等の使用も可能である。

【００２４】図２は、ラティス型光素子４−１〜４−Ｎ
の構成例を示す図である。このラティス型光素子は５つ
の非対称アーム対が方向性結合器を用いて縦続接続され
ている構造（非対称マッハツェンダ型干渉計が多段に縦
続接続されている構造）を有し、７ａ〜７ｆは導波路
（導波路７ａ，７ｂは入力部分、導波路７ｅ，７ｆは出
力部分）、８ａ〜８ｆは方向性結合器、９ａ〜９ｅは導
波路屈折率の制御部分である。

【００２５】図１中の４つのラティス型光素子４−１〜
４−Ｎは、それぞれ導波路７ａ，７ｂのいずれか一方と
導波路７ｅ，７ｆのいずれか一方とを用いて導波路３−
１〜３−Ｎのいずれか１つと接続される。

【００２６】方向性結合器８ａ〜８ｆは、図３のように
二つの導波路１０ａ，１０ｂを近接させる構成、あるい
は多モード干渉（ＭＭＩ）カプラ構成をとることができ
る。この場合、結合率を固定値とすることができる。導
波路屈折率の制御部分９ａ〜９ｅを用いて導波路の位相
制御を行うことにより、非対称マッハツェンダ型干渉計
上で周波数の増加に伴い光波がより多くの光路長を通過
するような設定、あるいはより少ない光路長を通過する
ような設定が可能である。このため、周波数の増加に伴
い群遅延時間が増加する構成の分散補償器、あるいは減
少する構成の分散補償器を実施することができる。

【００２７】図４は、図２におけるラティス型光素子の
群遅延特性計算例を示す特性図である。ここでは、ラテ
ィス型光素子の伝達関数を求め、当該伝達関数の虚部を
角周波数で微分する遅延時間計算法を用いた。

【００２８】この計算例は、図２の左から順に非対称マ
ッハツェンダ型干渉計の光路長差が４．２７６ｍｍ、
７．４８３ｍｍ、７．４８３ｍｍ、７．４８３ｍｍ、
３．２０７ｍｍで、導波路の屈折率が１．４５の場合を
示している。

【００２９】本実施形態での上記パラメータ値での分散
値の計算結果は、８３０ｐｓｅｃ／ｎｍ及び−８３０ｐ
ｓｅｃ／ｎｍとなった。

【００３０】なお、非対称マッハツェンダ型干渉計の光
路長差を別の値に設定することによって、異なった値の
分散値を得ることができる。具体的には、光路長差をＬ
倍に設定した場合、帯域が１／Ｌ、遅延間がＬ倍となる
ので、分散値はＬ²倍となる。

【００３１】また、非対称マッハツェンダ型干渉計の段
数を増減させた場合も、それぞれ分散値の絶対値を増減
させることができる。これは、光路長差の増減によって
遅延時間が増減することによる。

【００３２】このようにしてラティス型光素子４−１〜
４−Ｎをそれぞれの波長に対応した分散補償値を有する
ように設計することができる。

【００３３】導波路屈折率の制御部分９ａ〜９ｅの位相
制御を行う手段としては、例えばガラス導波路を用いた
場合には熱光学効果を用いて屈折率変化を誘起する現象
を、強誘電体導波路を用いた場合には電気光学効果を用
いて屈折率変化を誘起する現象を用いることができる。
また、導波路屈折率の制御部分９ａ〜９ｅでは、ガラス
導波路を用いた場合、光弾性効果を用いて位相トリミン
グを行うことによって半永久的に無電力で位相シフトを
達成することができ、図２結局は図１の構成で無電力で
分散補償機能を達成することができる。

【００３４】図５は、図２の方向性結合器８ａ〜８ｆを
対称マッハツェンダ型干渉計とした場合の別の構成例を
示す図である。

【００３５】１１ａ〜１１ｆは導波路（導波路１１ａ，
１１ｂは入力部分、導波路１１ｅ，１１ｆは出力部
分）、１２ａ，１２ｂは各導波路を近接させて構成する
方向性結合器、１３は導波路屈折率の制御部分である。
方向性結合器１２ａ，１２ｂをＭＭＩカプラ構成とする
ことも可能である。

【００３６】導波路屈折率の制御部分１３を用いて導波
路の位相を０から２πまで変化させた場合、スイッチン
グ特性を用いて結合率を０から１の間の任意の値に設定
することができる。図５では対称マッハツェンダ型干渉
計を一段としているが、多段とする構成に置き換えるこ
とも可能である。

【００３７】導波路屈折率の制御部分１３を用いて方向
性結合器８ａ〜８ｆの結合率を調整し、導波路屈折率の
制御部分９ａ〜９ｅを用いて導波路の位相制御を行うこ
とにより、周波数の増加に伴い群遅延時間が任意の傾き
で増加し、あるいは逆に減少する分散補償器を構成する
ことができる。

【００３８】図６は、図５の方向性結合器を用いた場合
の図２におけるラティス型光素子の群遅延特性計算例を
示す特性図である。

【００３９】ここでは非対称マッハツェンダ型干渉計の
個数を６とし、光路長差がすべて２．７５９ｍｍ、導波
路の屈折率が１．４５の場合を示す。この場合も、図４
の場合と同様にラティス型光素子の伝達関数を求め、当
該伝達関数の虚部を角周波数で微分することで遅延時間
特性を計算した。

【００４０】方向性結合器８ａ〜８ｆの結合率を調整
し、導波路屈折率の制御部分９ａ〜９ｅを用いて導波路
の位相制御を行うことにより、上記パラメータ値での分
散値を−５８４ｐｓｅｃ／ｎｍから５８４ｐｓｅｃ／ｎ
ｍの範囲で任意に設定可能であることが求められた。

【００４１】この場合、方向性結合器の結合率を０〜１
の範囲で任意に設定可能であり自由度が大きいため、図
４に示した固定結合率の方向性結合器を用いた計算例と
異なり、絶対値が等しく符号が異なる２値以外の値も実
現することができる。

【００４２】このように方向性結合器８ａ〜８ｆを図５
の構成とすることによって、複数の異なる波長それぞれ
に対応した分散補償値を有し、かつ様々な分散値を有す
る伝送路を一素子で補償可能に、あるいは温度変動など
による分散値の変動にも対応するようにラティス型光素
子４−１〜４−Ｎを設定できる効果がある。

【００４３】また前述したように、ガラス導波路を用い
た場合、光弾性効果を用いて位相トリミングを行うこと
で半永久的に無電力で位相シフトを達成することがで
き、図２結局は図１の構成によって無電力で分散補償機
能を達成できる効果がある。

【００４４】なお、図１，７，８に示した本実施形態の
構成は、伝送路中で分散補償を行う場合を想定してい
る。分散スロープ補償器を伝送路の前段に配置する場合
は、図７に示すように、波長多重信号を分離する必要は
なく、データ変調された波長の異なる信号光をそれぞれ
導波路３−１〜３−Ｎに入射し、その後分散補償および
波長多重を行って伝送路に接続すればよい。したがっ
て、このような用途においては波長分離素子２を設ける
必要がない。

【００４５】一方、分散スロープ補償器を伝送路の後段
に配置する場合は、図８に示すように、伝送路からの波
長多重信号を分離した後に再多重する必要はなく、波長
の異なる光波に対応した受光器をそれぞれラティス型光
素子４−１〜４−Ｎの後段に接続するだけでよい。した
がって、このような用途においては波長多重素子５を設
ける必要がない。

【００４６】なお、図１の要素４−１〜４−Ｎ中に、ラ
ティス型光素子の他にトランスバーサル型光素子を混在
させる構成も考えられる。

【００４７】（第２実施形態）図９は、本発明に係る分
散スロープ補償器の第２実施形態の構成を示す図で、本
実施形態の分散スロープ補償器は、入力導波路１４、波
長分離素子１５、導波路１６ａ〜１６ｈ、ラティス型光
素子１７ａ，１７ｂ、波長多重素子１８、出力導波路１
９を備える。図２の導波路７ａ，７ｂの両方と導波路１
６ａ〜１６ｄのうちの二つ、導波路７ｅ，７ｆの両方と
導波路１６ｅ〜１６ｈのうちの二つとが接続される。

【００４８】図２のラティス型光素子において、２組の
入出力ポート間の分散特性、例えば入力の導波路７ａ、
出力の導波路７ｅ間と入力の導波路７ｂ、出力の導波路
７ｆ間の分散特性は、絶対値が等しく符号が逆であるこ
とが確かめられている。この確認は、ラティス型光素子
の伝達行列が計算によりユニタリ性を示すことで実行さ
れている。

【００４９】本実施形態の構成によれば、図１０に示す
ように、零分散波長λ０近傍で、λ０を中心に対称配置
されているλ１とλ４の波長、あるいはλ２とλ３の波
長におけるファイバ分散値はそれぞれ絶対値がほぼ等し
く符号が逆である。このため、波長λ１とλ４の分散補
償用に１個のラティス型光素子の入出力ポートを相反的
に用い、かつ、波長λ２とλ３の分散補償用に他の１個
のラティス型光素子の入出力ポートを相反的に用いるこ
とで、分散補償を可能とすることができる。

【００５０】したがってこの場合、図９に示したよう
に、図１の構成で例えば４波長を補償することを考えた
場合は、図１の構成よりも少ない数のラティス型光素子
の構成（すなわち、図１に示す構成の半分のラティス型
光素子数を備える構成）でＷＤＭ信号の分散スロープ補
償を可能とすることができる。

【００５１】なお、図９の１つのラティス型光素子１７
ｂを２つのトランスバーサル型光素子にして、導波路１
６ｂ→第１のトランスバーサル型光素子→導波路１６
ｇ、導波路１６ｃ→第２のトランスバーサル型光素子→
導波路１６ｈと接続することにより、素子数を３つに減
らすことができる。

【００５２】図１１は、図１に示した分散スロープ補償
器の波長分離素子及び波長多重素子をアレイ導波路格子
とし、同一基板上にモノリシック集積した構成を示す図
で、基板５１ａ上に、波長分離機能を有する第１のアレ
イ導波路格子２ａ（ＡＷＧ１）と、波長合波機能を有す
る第２のアレイ導波路格子５ａ（ＡＷＧ２）と、ラティ
ス型光素子レイ５０（５０−１〜５０−Ｎ）を備えてい
る。

【００５３】このように、同一基板上にモノリシック集
積することにより、均一の導波路パラメータ値が得やす
く導波路の屈折率制御等が容易になる。また、作製プロ
セスおよび実装の容易さやサイズの低減といった観点か
らもその作用効果が優れている。また、ラティス型光素
子をすべて同一基板上に集積化する、あるいはいくつか
のラティス型光素子をまとめて同一基板上に集積化して
複数の基板を用意するか、あるいは個々のラティス型光
素子を別々に用意し、ファイバ等の接続手段を用いてア
レイ導波路格子と接続する構成も可能である。

【００５４】図１２は、図７に示した分散スロープ補償
器の波長多重素子をアレイ導波路格子とし、同一基板上
にモノリシック集積した構成を示す図で、基板５１ｂ上
に、波長合波機能を有するアレイ導波路格子５ａ（ＡＷ
Ｇ）と、ラティス型光素子アレイ５０（５０−１〜５０
−Ｎ）を備えている。このような構成により、送信器か
らの各波長光にラティス型光素子を用いてあらかじめ分
散補償を行い、アレイ導波路格子５ａで各波長光を合波
した後に伝送路に送出する構成、すなわち伝送路の前段
に設置する構成とした場合には、波長分離用のアレイ導
波路格子２ａは不要となる。この場合にも、同一基板上
にモノリシック集積することにより、均一の導波路パラ
メータ値が得やすく導波路の屈折率制御等が容易にな
る。

【００５５】図１３は、図８に示した分散スロープ補償
器の波長分離素子をアレイ導波路格子とし、同一基板上
にモノリシック集積した構成を示す図で、基板５１ｃ上
に、波長分離機能を有するアレイ導波路格子２ａ（ＡＷ
Ｇ）と、ラティス型光素子アレイ５０（５０−１〜５０
−Ｎ）を備えている。このような構成により、分散スロ
ープ補償器を伝送路の後段に設置する構成とした場合に
は、伝送路からの波長多重信号を分離した後に再多重す
る必要はなくなるので、波長合波用のアレイ導波路格子
５ａは不要となる。この場合にも、同一基板上にモノリ
シック集積することにより、均一の導波路パラメータ値
が得やすく導波路の屈折率制御等が容易になる。

【００５６】なお、図１１〜図１３に示した実施例にお
いては、ラティス型光素子アレイのみを用いた場合につ
いて説明したが、トランスバーサル型光素子アレイのみ
を用いて構成することや、ラティス型光素子アレイとト
ランスバーサル型光素子アレイとを混在させて構成する
ことも可能である。

【００５７】（第３実施形態）図１４は、本発明に係る
分散スロープ補償器の第３実施形態の構成を示す図で、
本実施形態の分散スロープ補償器は、入力導波路２０、
波長分離素子２１、導波路２２−１〜２２−Ｎ、トラン
スバーサル型光素子２３−１〜２３−Ｎ、波長多重素子
２４、出力導波路２５を備えている。

【００５８】図１５は、トランスバーサル型光素子２３
−１〜２３−Ｎの構成例を示す図で、トランスバーサル
型光素子２３−１〜２３−Ｎは、入力部分の導波路２６
ａ又は２６ｂからの入力光が８つのタップ２７ａ〜２７
ｈによって分岐された後、合波器２９によって出力導波
路３０に合波される構成を有する。２６ａ〜２６ｉは導
波路、２８ａ〜２８ｈは導波路屈折率の制御部分であ
る。導波路２６ａ，２６ｂのいずれか一方と出力導波路
３０とを用いて、図１４中の導波路２２−１〜２２−Ｎ
のいずれか一つと接続される。

【００５９】タップ２７ａ〜２７ｈには、例えば図３に
示した構成の方向性結合器、ＭＭＩカプラあるいは図５
に示した構成の方向性結合器を使用することができる。
また、合波器２９としては、スターカプラ、ＭＭＩカプ
ラ、２×２の方向性結合器を多段に縦続接続する構成、
Ｙ分岐導波路を多段に縦続接続する構成等を使用するこ
とが考えられる。

【００６０】図１５において、タップ２７ａ〜２７ｈの
結合率を適切な値に設定し、且つ導波路屈折率の制御部
分２８ａ〜２８ｈを用いて導波路の位相調整を適切に行
うことによって、導波路２６ａと出力導波路３０間の特
性、あるいは導波路２６ｂと出力導波路３０間の特性と
して、群遅延時間を任意の周波数の関数に近似すること
ができる（例えば、K.Sasayama他による"Coherent opti
cal transversal filter using silicabased waveguide
s for highspeed signal processing" Journalof Light
wave Technology，vol.9，no.10，pp.12251230，Octobe
r 1991参照）。したがって、図４あるいは図６に示した
特性を本実施形態の構成によって得ることも可能であ
る。

【００６１】このため、図１４に示した構成によっても
同様にＷＤＭ信号の分散スロープ補償を可能とすること
ができる。

【００６２】本実施形態の構成によれば、様々な分散値
を有する、あるいは時間的に分散値が変動するファイバ
伝送路の分散値を一素子で補償することができる。また
前述したように、ガラス導波路を用いた場合には、光弾
性効果を用いて位相トリミングを行うことで半永久的に
無電力で位相シフトを達成することができ、これにより
無電力で分散補償機能を達成できる効果がある。

【００６３】なお、図１４に示した構成は、伝送路中で
分散補償を行う場合を想定している。分散スロープ補償
器を伝送路の前段に配置する場合は、図１６に示すよう
に、波長多重信号を分離する必要はなく、データ変調さ
れた波長の異なる信号光をそれぞれ導波路２２−１〜２
２−Ｎに入射し、その後分散補償および波長多重を行っ
て伝送路に接続すればよい。したがって、このような用
途においては波長分離素子２１を設ける必要がない。

【００６４】一方、分散スロープ補償器を伝送路の後段
に配置する場合は、図１７に示すように、伝送路からの
波長多重信号を分離した後に再多重する必要はなく、波
長の異なる光波に対応した受光器をそれぞれトランスバ
ーサル型光素子２３−１〜２３−Ｎの後段に接続するだ
けでよい。したがって、このような用途においては波長
多重素子２４を設ける必要がない。

【００６５】（第４実施形態）図１８は、本発明に係る
分散スロープ補償器の第４実施形態の構成を示す図で、
本実施形態の分散スロープ補償器は、入力導波路３１、
アレイ導波路格子３７ａ，３７ｂ、導波路３４ａ〜３４
ｄ、ラティス型あるいはトランスバーサル型光素子３５
ａ〜３５ｄ、出力導波路３６を備えている。アレイ導波
路格子３７ａ，３７ｂは、スラブ導波路３２ａ〜３２
ｄ、アレイ導波路３３ａ，３３ｂにより構成されてい
る。

【００６６】図１８の構成は、図１、図９、図１４に示
した分散スロープ補償器の波長分離素子２，１５，２１
および波長多重素子５，１８，２４をアレイ導波路格子
としたものである。ここで、要素３５ａ〜３５ｄを図２
のラティス型光素子、あるいは図１５のトランスバーサ
ル型光素子、あるいは両者を混在させて構成することに
より、完全集積型の分散スロープ補償器を構成すること
ができる。

【００６７】本発明に係る上記各実施形態における分散
スロープ補償器の導波路部分は、図１９に示す通り石英
系ガラス導波路４０ａ，４０ｂを用いて形成することが
できる。

【００６８】図１９は導波路の断面図であり、同図を参
照して第１〜第４実施形態の導波路形成法について説明
する。まず、Ｓｉ基板３８上に火炎堆積法によってＳｉ
Ｏ２下部クラッド層３９を堆積する。次に、ＧｅＯ２を
ドーパントとして添加したＳｉＯ２ガラスのコア層をＳ
ｉＯ２下部クラッド層３９上に堆積した後、電気炉で透
明ガラス化する。

【００６９】続いて、図１〜図３、図５、図７〜図９、
図１１〜図１８に示したようなパターンを用いて当該コ
ア層をエッチングすることで、コア部分（石英導波路）
４０ａ，４０ｂを形成する。

【００７０】そして、コア部分４０ａ，４０ｂが形成さ
れたＳｉＯ２下部クラッド層３９上に再びＳｉＯ２上部
クラッド層４１を堆積し、再度電気炉で透明ガラス化す
る。そして最後に、所定の光導波路上に薄膜ヒータ４２
および電気配線を蒸着法により形成する。

【００７１】上記の通りに形成した導波路を備える第１
〜第４実施形態の分散スロープ補償器では、薄膜ヒータ
４２を駆動し、その熱光学効果によって光導波路の位相
制御を行うことができる。

【００７２】なお、本発明に係る分散スロープ補償器を
構成する導波路部分はガラス導波路に限るものではな
く、強誘電体導波路、半導体導波路、ポリマ導波路、光
ファイバ等を用いて実現できることは自明である。ま
た、異なる幾つかの種類の導波路を組み合わせたハイブ
リッド構成を用いて実現できることも自明である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る分散ス
ロープ補償器によれば、集積型の波長分離素子及び／又
は波長多重素子と、ラティス型光素子及び／又はトラン
スバーサル型光素子とを組み合わせることにより、異な
る分散値を有する様々なファイバ伝送路の分散補償、あ
るいは温度変動などによる分散値の変動の補償にも一素
子で対応可能で、かつ分散シフトファイバあるいはノン
ゼロ分散シフトファイバの１．５５μｍ帯での分散補償
も可能な、ＷＤＭ信号用分散スロープ補償器を小型な構
成で実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る分散スロープ補償器の第１実施形
態の構成を示す構成図である。

【図２】図１に示した第１実施形態におけるラティス型
光素子の構成例を示す構成図である。

【図３】図２に示した方向性結合器の構成例を示す構成
図である。

【図４】図２に示したラティス型光素子の特性計算例を
示す特性図である。

【図５】図２に示した方向性結合器の別の構成例を示す
構成図である。

【図６】図２に示したラティス型光素子の別の特性計算
例を示す特性図である。

【図７】分散スロープ補償器を伝送路の前段に配置する
場合の説明図である。

【図８】分散スロープ補償器を伝送路の後段に配置する
場合の説明図である。

【図９】本発明に係る分散スロープ補償器の第２実施形
態の構成を示す構成図である。

【図１０】光ファイバの群遅延時間特性例を示す特性図
である。

【図１１】図１に示した分散スロープ補償器の波長分離
素子及び波長多重素子をアレイ導波路格子とし、同一基
板上にモノリシック集積した構成を示す図である。

【図１２】図７に示した分散スロープ補償器の波長多重
素子をアレイ導波路格子とし、同一基板上にモノリシッ
ク集積した構成を示す図である。

【図１３】図８に示した分散スロープ補償器の波長分離
素子をアレイ導波路格子とし、同一基板上にモノリシッ
ク集積した構成を示す図である。

【図１４】本発明に係る分散スロープ補償器の第３実施
形態の構成を示す構成図である。

【図１５】図１４に示したトランスバーサル型光素子の
構成例を示す構成図である。

【図１６】分散スロープ補償器を伝送路の前段に配置す
る場合の説明図である。

【図１７】分散スロープ補償器を伝送路の後段に配置す
る場合の説明図である。

【図１８】本発明に係る分散スロープ補償器の第４実施
形態の構成を示す構成図である。

【図１９】第１〜第４実施形態に用いる石英系ガラス導
波路の断面構造を示す断面図である。

【図２０】光ファイバの群遅延時間特性の一例を示す特
性図である。

【図２１】従来の分散スロープ補償器の一構成例を示す
構成図である。

【符号の説明】

１，１４，２０，３１ 入力導波路 ２，２ａ，１５，２１ 波長分離素子 ３−１〜３−Ｎ，７ａ〜７ｆ，１０ａ，１０ｂ，１１ａ
〜１１ｆ，１６ａ〜１６ｈ，２２−１〜２２−Ｎ，２６
ａ〜２６ｉ，３４ａ〜３４ｄ 導波路 ４−１〜４−Ｎ，１７ａ，１７ｂ ラティス型光素子 ５，５ａ，１８，２４ 波長多重素子 ６，１９，２５，３０，３６ 出力導波路 ８ａ〜８ｆ，１２ａ，１２ｂ 方向性結合器 ９ａ〜９ｅ，１３，２８ａ〜２８ｈ 導波路屈折率の制
御部分 ２３−１〜２３−Ｎ トランスバーサル型光素子 ２７ａ〜２７ｈ タップ ２９ 合波器 ３２ａ〜３２ｄ スラブ導波路 ３３ａ，３３ｂ アレイ導波路 ３５ａ〜３５ｄ ラティス型光素子あるいはトランスバ
ーサル型光素子 ３７ａ，３７ｂ アレイ導波路格子 ３８ シリコン基板 ３９ アンダークラッド（ＳｉＯ２下部クラッド層） ４０ａ，４０ｂ 石英導波路 ４１ オーバークラッド（ＳｉＯ２上部クラッド層） ４２ 薄膜ヒータ ４３ 伝送路ファイバ ４４ 分散補償ファイバ ５０ ラティス型光素子アレイ ５１ａ，５１ｂ，５１ｃ 基板

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光伝送路に複数の波長の光を伝送する際
   に該伝送路の分散特性によって生じる信号の歪みを補償
   する分散スロープ補償器であって、Ｎ（Ｎ：自然数）本
   の導波路と、Ｎ出力波長分離素子及び／又はＮ入力波長
   多重素子と、Ｋ個（Ｋ：自然数、Ｋ≦Ｎ）の群遅延制御
   器からなり、 前記Ｎ本の導波路は、前記波長分離素子の出力及び／又
   は波長多重素子の入力に接続され、 前記群遅延制御器は、ラティス型光素子の入出力部の各
   々一方あるいは両方を前記Ｎ本の導波路上に介在させた
   ものであり、 前記ラティス型光素子は、２本の導波路の中間に少なく
   とも２箇所の方向性結合器を配し、各方向性結合器間で
   前記２本の導波路は光路長が異なるよう構成されている
   ことを特徴とする分散スロープ補償器。
2. 【請求項２】 前記波長分離素子及び前記波長多重素子
   が、アレイ導波路格子であることを特徴とする請求項１
   に記載の分散スロープ補償器。
3. 【請求項３】 前記群遅延制御器はＮ入力波長多重素子
   に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長多重素子の入
   力のみに接続されていることを特徴とする請求項１に記
   載の分散スロープ補償器。
4. 【請求項４】 前記波長多重素子がアレイ導波路格子で
   あることを特徴とする請求項３に記載の分散スロープ補
   償器。
5. 【請求項５】 前記群遅延制御器はＮ出力波長分離素子
   に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長分離素子の出
   力のみに接続されていることを特徴とする請求項１に記
   載の分散スロープ補償器。
6. 【請求項６】 前記波長分離素子がアレイ導波路格子で
   あることを特徴とする請求項５に記載の分散スロープ補
   償器。
7. 【請求項７】 前記群遅延制御器は、前記ラティス型光
   素子以外にトランスバーサル型光素子を混在させたこと
   を特徴とする請求項１に記載の分散スロープ補償器。
8. 【請求項８】 光伝送路に複数の波長の光を伝送する際
   に該伝送路の分散特性によって生じる信号の歪みを補償
   する分散スロープ補償器であって、 Ｎ（Ｎ：自然数）本の導波路と、Ｎ出力波長分離素子及
   び／又はＮ入力波長多重素子と、Ｎ個の群遅延制御器か
   らなり、 前記Ｎ本の導波路は、前記波長分離素子の出力及び／又
   は波長多重素子の入力に接続され、 前記群遅延制御器は、トランスバーサル型光素子の入力
   部の一方と出力部とを前記Ｎ本の光導波路上に介在させ
   たものであり、 前記トランスバーサル型光素子は、一方の入力部分とな
   る第１の１本の導波路と、Ｍ本（Ｍ：自然数、Ｍ≧２）
   の導波路をＭか所の異なる位置で結合させるＭ個の方向
   性結合器を有し、前記Ｍ本の導波路は前記第１の１本の
   導波路と結合した後、合波器によって出力部分となる第
   ２の１本の導波路にまとめられよう構成されていること
   を特徴とする分散スロープ補償器。
9. 【請求項９】 前記波長分離素子及び前記波長多重素子
   が、アレイ導波路格子であることを特徴とする請求項８
   に記載の分散スロープ補償器。
10. 【請求項１０】 前記群遅延制御器はＮ入力波長多重素
    子に接続され、前記Ｎ本の導波路は、前記波長多重素子
    の入力のみに接続されていることを特徴とする請求項８
    に記載の分散スロープ補償器。
11. 【請求項１１】 前記波長多重素子がアレイ導波路格子
    であることを特徴とする請求項１０に記載の分散スロー
    プ補償器。
12. 【請求項１２】 前記群遅延制御器はＮ出力波長分離素
    子に接続され、前記Ｎ本の導波路は前記波長分離素子の
    出力のみに接続されていることを特徴とする請求項８に
    記載の分散スロープ補償器。
13. 【請求項１３】 前記波長分離素子がアレイ導波路格子
    であることを特徴とする請求項１２に記載の分散スロー
    プ補償器。
14. 【請求項１４】 前記群遅延制御器は、前記トランスバ
    ーサル型光素子以外にラティス型光素子を混在させたこ
    とを特徴とする請求項８に記載の分散スロープ補償器。