JP2001324627A - 波長分散素子および波長分散補償方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】光ファイバ伝送路の分散により高速光信号の伝
送距離が短縮される問題を解決する。 【解決手段】光送信機１０１の出力光を第１の偏波保持
ファイバ１０３に、その主軸からずれた状態で入射し、
受信側では受信光信号を第２の偏波保持ファイバ１０８
に入射する。この際、波形が最良になるように偏波コン
トローラ１０７の状態を制御し、２つの偏波保持ファイ
バの組合わせによって生じる波長分散により、光ファイ
バ伝送路伝送路１０５の波長分散を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光ファイバを用いた
光情報伝送や、光短パルス生成などの光学技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】超高速光通信分野では、光ファイバの
「波長分散」という現象により、伝送速度や伝送距離が
大きく制限される。波長分散とは、波長の異なる光が光
ファイバ中を異なる速度で伝送される現象である。高速
で変調された光信号の光スペクトルは異なる波長成分を
含み、これらの成分は分散の影響によりそれぞれ異なっ
た時刻に受信端に到着する。その結果、伝送後の光波形
は大きな波形歪を引き起こすことが知られている。

【０００３】このような分散の影響を避けるため、波長
分散補償（以下、単に分散補償と記述する）という技術
が検討されている。分散補償とは、伝送路に用いられる
光ファイバと逆の波長分散特性を持った光デバイスを光
送信機や受信機内に配置することで、光ファイバの波長
分散特性を打ち消し、光波形の歪みを防ぐ手法である。

【０００４】分散補償方式としては、伝送路と逆符号の
波長分散を持つ分散補償ファイバや、光干渉計、光回
路、光ファイバグレーティングなどの逆分散特性を持つ
デバイスを用いる手法が検討されている。

【０００５】図２に光ファイバグレーティングを用いた
従来の分散補償方式の一例を示す。図において、１００
は光送信装置、１０１は光送信機、１０５は光ファイバ
伝送路、１０６は光受信装置、１１０は光受信機、１２
０は光サーキュレータ、１２１がチャープト光ファイバ
グレーティングである。

【０００６】ここで、光ファイバグレーティングとは、
光ファイバに紫外線を照射することにより、その内部に
光の波長オーダーの微小な周期的屈折率変化を生じさせ
たものである。このような光ファイバはグレーティング
の周期で決まる波長の光を反射する特性がある。波長分
散の補償に用いる場合には、グレーティングの間隔が光
ファイバの長手方向に徐々に変化するように設計し、広
い波長範囲で一定の分散特性が得られるようにしたチャ
ープトグレーティングなどが用いられる。

【０００７】光送信装置１００内の光送信機１０１から
送出された光信号は、光ファイバ伝送路１０５を伝送さ
れたのち、光受信装置１０６に入力される。幹線系光フ
ァイバ伝送の場合には、光ファイバ伝送路１０５の長さ
は数ｋｍ〜数千ｋｍになるため、光ファイバの持つ波長
分散によって大きな波形劣化が生じる。波長分散量は光
ファイバの種類や距離に依存するが、例えば通常分散フ
ァイバの場合、その分散量は１ｋｍあたりおよそ１７ｐ
ｓ／nm／ｋｍである。

【０００８】１０Ｇｂｉｔ／ｓの伝送システムでは、光
信号の分散耐力は例えば５００〜１０００ｐｓ／nm程度
であるため、伝送路長が３０〜６０ｋｍ以上となると波
形歪みが過大となり受信不能となる。上記分散耐力は、
光信号のビットレートの２乗に反比例して小さくなるた
め、ビットレートが４倍の４０Ｇｂｉｔ／ｓ伝送におい
てはこの１／１６となり、高速信号ほど波長分散による
伝送制限が厳しくなる。

【０００９】本従来例では、伝送路の波長分散を補償す
るため、光ファイバグレーティング１２１を光受信装置
１０６内に配置している。光信号は光サーキュレータ１
２０を通り、光ファイバグレーティング１２１へ入力さ
れる。光サーキュレータ１２０は光非相反回路の一種で
あり、光ファイバグレーティング１２１で反射された光
信号を効率よく取り出すために使用されている。

【００１０】光ファイバグレーティング１２１の反射帯
域が光信号の波長と一致するように設定されている場
合、光信号は光ファイバグレーティング１２１で反射さ
れ、その際グレーティング１２１の波長分散特性により
分散補償を受ける。反射された光信号は、再び光サーキ
ュレータ１２０に戻り、光受信機１１０へと送出され
る。

【００１１】上記従来方式は、波長分散の補償方式の一
例であり、他の代表的な手法としては伝送路と逆符号の
波長分散を持つ分散補償ファイバ（ＤＣＦ）を、光送信
機・光受信機間に挿入する手法が広く用いられる。また
波長分散素子は必ずしも光ファイバ伝送に限らず、光短
パルスの圧縮や光パルスの生成などの分野においても広
く用いられる。

【００１２】しかしながら、これら従来の分散補償方式
や波長分散素子にもさまざまな問題がある。固定量の分
散補償を行う場合、分散補償ファイバでは数ｋｍ〜数１
００ｋｍにもわたる長大な補償用ファイバが必要となる
ため、ファイバの収納スペースが大きくなり、高価とな
ってしまう。また分散補償ファイバの損失を補償するた
めに余分の光増幅器が必要となる可能性がある。さらに
分散補償ファイバは一般にモードフィールド径が小さ
く、大きな光ファイバ非線型効果を生じ、伝送波形の歪
みを引き起こす可能性がある。

【００１３】光ファイバグレーティングの場合、透過特
性や波長分散特性上に波長に対するリップルが存在する
ため、わずかな波長変化に対して補償特性が大きく変化
してしまう。したがって分散補償に用いた場合の伝送特
性は上記分散補償ファイバに比べて劣ることが知られて
いる。また、製造上の問題から分散量や波長帯域の大き
なものは作りにくく、狭帯域のものは温度や波長の安定
化が必要になるなどの問題点がある。

【００１４】また分散補償ファイバでは、原理的に分散
量を連続的に可変することができず、伝送路の分散量の
変化に応じて連続的に分散量を変化させるような可変分
散補償を実現することは不可能である。

【００１５】光ファイバグレーティングの場合、連続的
な可変分散補償を実現した例としては例えば、（文献
１）Proceedings of 21st European Conference o
n Optical Communication (ECOC’95), 1995, pap
er We.B.1.7, pp585-587のように、均一な光ファイバ
グレーティングの長手方向に温度勾配を作ることによ
り、チャープトグレーティングを生成し、分散補償伝送
を行う方式が報告されている。この場合、温度勾配を制
御することにより可変量の分散補償を行うことが可能と
なる。しかしながら、本方式では消費電力が増加する、
均一な温度勾配を得ることが難しい、制御速度が遅い、
波長分散にリップルが発生するなど、十分な性能の分散
補償ができないなどの問題点があり、実用性に問題があ
った。

【００１６】本発明の目的は、上記のような問題点を解
決した波長分散素子と波長分散補償方式を提供すること
にある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記本発明の目的は、複
数の偏波分散素子を互いに主軸をずらして縦続接続し、
信号光を入力側の第１の偏波分散素子の偏光主軸からず
らして入力することによって、信号光に波長分散を印加
することで達成される。とくに偏波分散素子として偏波
保持ファイバを用いることによって、その実現が容易と
なる。

【００１８】さらに、入力側の第１の偏波分散素子の偏
波分散量を１／（２Ｒｂ）以下（Ｒｂは信号光のビット
レート）とすることで、波長分散補償方式の波長帯域を
光信号の波長帯域よりも広くすることができるため、効
果的な波長分散補償が可能となる。

【００１９】また本発明で発生する最大の波長分散量の
絶対値を１０¹⁰×Ｔ²（単位：ｓｅｃ／nm、Ｔは光信号
のパルス幅：ｓｅｃ）以上とすることによって、分散補
償やパルス圧縮に適した分散量が得られる。

【００２０】また上記波長分散素子の入力部に偏波コン
トローラなどの偏波状態制御回路を配置し偏波状態を制
御することによって、もしくは偏波分散素子の偏波分散
量を可変することによって信号光の偏波状態や信号波
長、もしくは上記偏波分散素子の長さや温度が変化した
場合にも常に同じ分散量を保つことが可能となる。

【００２１】また、伝送路光ファイバによる偏波の変動
があっても、その変化を補償できるので本波長分散補償
方式を受信側に、もしくは送信側と受信側に分離して配
置することも可能となる。

【００２２】また上記偏波状態制御回路を用いて、偏波
分散素子に入力される入射偏波状態を変化させることに
よって、もしくは偏波分散素子の接続部に偏波状態制御
手段を配置し偏波分散素子同士の接続状態を変化させる
ことによって、可変量の波長分散を生成することが可能
となる。

【００２３】本波長分散素子もしくは波長分散補償方式
を、光送信装置と光受信装置と組合わせることによっ
て、波長分散補償機能を持った光伝送システムが実現で
きる。この際、上記複数の偏波分散素子は、送信装置と
受信装置に適宜分離して配置することも可能であり、柔
軟なシステム構成が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態を
示す分散補償光伝送システムの構成例を示している。本
実施形態では、本発明の主要構成要素である第１、第２
の偏波分散素子が送信側と受信側に分離して配置されて
いる。

【００２５】光送信装置１００内の光送信機１０１にお
いて出力光ファイバ１０２から出力される光信号は、接
続点１０４を介して、偏波分散素子である第１の偏波保
持ファイバ１０３に入力される。接続点１０４において
は、出力光ファイバ１０２と第１の偏波保持ファイバ１
０３を一定の角度で接続し、信号光の偏波状態が前記第
１の偏波保持ファイバの偏光主軸（以下、主軸と略記）
からずれた状態で入力されるように設定する。この後、
光信号は波長分散を持つ光ファイバ伝送路１０５により
伝送される。

【００２６】伝送後の光信号は光受信装置１０６に入力
され、偏波状態制御手段である偏波コントローラ１０７
を介して第２の偏波保持ファイバ１０８を通り、光受信
機１１０へと入力される。この際、偏波コントローラ１
０７によって入射される光信号の偏波状態を制御するこ
とによって、後述の原理によって波長分散特性を発生で
きる。

【００２７】本実施形態では、偏波コントローラ１０７
は光ファイバ伝送によって変動した偏波状態を常に同じ
入射角度で第２の偏波保持ファイバ１０８に入力する役
目と、必要に応じて入射角度を調整して可変量の波長分
散を発生させる役目の２つの役目を担っている。例えば
受信波形が常に最良になるように偏波コントローラ１０
７を制御することによって、上記２つの役割を同時に達
成することができる。

【００２８】なお、本実施形態のように、第１・第２の
偏波分散素子を送信側と受信側に分離して配置した例で
は、第１の偏波分散素子が光送信機の直後に配置される
ため、送信側では偏波コントローラを用いずとも常に入
力偏波状態を一定にできるというメリットがある。

【００２９】上記、制御の方法としては、例えば受信信
号の波形の開口を最大とする制御方式や、受信信号の誤
り率を最小とする制御、受信信号のクロック成分を最大
とする制御など、さまざまな制御方式が考えられる。図
１は、その一例として受信信号のビットレートの１／２
の成分を最大とする制御方式の構成を示している。

【００３０】光分岐器１０９によって分岐された光信号
の一部は、光検出器１１１によって電気信号に変換さ
れ、バンドパスフィルタ１１２はその中から信号ビット
レートの１／２の周波数成分のみを抽出する。検波器１
１３はバンドパスフィルタ１１２を通過した信号を検波
し、その強度を検出する。最大値制御回路１１４は検波
器１１３の出力信号が最大となるように偏波コントロー
ラ１０７を制御する。

【００３１】一般に偏波コントローラ１０７は複数の制
御要素（回転波長板や位相変調器など）から構成されて
いるので、最大値制御回路１１４は制御信号のディザリ
ングや山登り法などの多変数制御手法を用いて制御信号
１１５を変化させるものであれば、コンピュータ制御や
アナログ回路など、どのような構成でもかまわない。

【００３２】図３は本発明の第２の実施形態であり、本
発明を用いた波長分散素子１３０の最も簡単な構成とし
て、第１の偏波分散素子１３３と第２の偏波分散素子１
３４の２つの偏波分散素子を接続点１３５で主軸をずら
して接続したものである。光信号は入力ファイバ１３１
より入力され、これらの偏波分散素子を通過したのち出
力ファイバ１３２から出力される。

【００３３】波長分散発生の原理は以下の通りである。
ある特定の波長における波長分散素子１３０の伝送特性
は、図４（ａ）のように２つの偏波分散素子のＰＭＤ
（偏波モード分散）ベクトルの合成として表現される。
ＰＭＤベクトルとはポアンカレ球上のベクトルであり、
偏波分散素子の偏波分散量と方向を示すものである。ベ
クトルの向きは偏波分散素子の偏光主軸のうちｓｌｏｗ
軸方向を、またその長さは偏波分散の大きさを示してい
る。２つのＰＭＤベクトルを互いに並行でない角度で
（主軸を合致させずに）接続した場合、合成されたＰＭ
Ｄベクトルの向きは波長依存性を持ち、例えば図４
（ｂ）のようにポアンカレ球内を回転することになる。

【００３４】本図は、第１のＰＭＤベクトルの大きさを
３９ｐｓ、第２のＰＭＤベクトルの大きさを４９ｐｓと
し、およそ１４２度の角度で接続した例である。本例で
合成ＰＭＤベクトルの大きさはおよそ３０ｐｓとなり、
信号波長λ₀＝１５５５．０３nmにおいて１３８−２の
向きを取っている。ＰＭＤベクトル１３８−１、１３８
−３はそれぞれ信号波長を微小量ｄλだけ、短波長・長
波長側にずらした場合のベクトルである。このように波
長に従って回転するＰＭＤベクトルを持つ素子に特定の
偏波状態で入力された光信号は、光信号の遅延量が波長
ごとに異なる値となるため波長分散を受けることにな
る。

【００３５】例えば、図４（ｂ）のポアンカレ球上の
Ａ、Ｂ点に入射された光信号の受ける波長分散はそれぞ
れ図５（ａ），（ｂ）のようになる。信号波長が１５５
５．０３nmの場合、Ａの偏波状態に対してはほぼ分散量
はゼロ、またＢの偏波状態に対してはおよそ−４５０ｐ
ｓ／nmの波長分散が発生している。この分散量は、第
１、第２の偏波分散素子の大きさと接続状態、入射偏波
・信号波長によって決まる。したがってこれらのうち、
いずれかのパラメータを可変とすることによって可変量
の波長分散素子を構成することが可能となる。

【００３６】なお、図のように波長分散特性は波長に対
し、第１の偏波分散素子の量の逆数の周期性（本例では
３９ｐｓの逆数の２５．６ＧＨｚ、すなわち約０．２n
m）を持つ。したがって、光ファイバ伝送における波長
分散補償に用いる場合、信号波長帯域においてほぼ一定
の分散量を得るためには、信号波長をＲｂとしたとき、
第１の偏波分散素子の大きさは少なくとも１／（２Ｒ
ｂ）以下とする必要がある。

【００３７】波長多重伝送においては上記周期を信号波
長の間隔と一致させるか、もしくは波長間隔を周期の整
数倍とすることにより複数の光信号に対して同時に波長
分散補償を適用することが可能である。例えば１００Ｇ
Ｈｚ間隔の波長多重伝送においては、第１の偏波分散の
量を１０ｐｓ、２０ｐｓ、３３ｐｓなどの値とすればよ
い。もちろん、１個おき２個おきの波長の光信号を抜き
出して、２００ＧＨｚや３００ＧＨｚ間隔とした状態で
本方式を適用しても構わない。

【００３８】また本発明で発生する最大の波長分散量
は、合成ＰＭＤ長の回転面への投射（余弦）に回転速度
を乗じた値となる。通常の強度変調の光伝送において実
用的な分散補償を行うためには、この絶対値が１０¹⁰×
Ｔ²（単位：ｓｅｃ／nm、Ｔは光信号のパルス幅：ｓｅ
ｃ）以上とすることが必要となる。例えば１０Ｇｂｉｔ
／ｓＮＲＺ伝送においては、パルス幅は１００ｐｓとな
るため、この分散量は１００ｐｓ／nmとなる。

【００３９】なお、一般には光送信機からの出力光の偏
波状態を保持するため、出力光ファイバ１０２自身も偏
波保持ファイバを使うことがある。しかしながらこの場
合には、信号光の偏波が偏波保持ファイバの主軸に合致
するように入射されるため、本発明の第１の偏波保持フ
ァイバ１０３の使用法とは異なるものと判定できる。ま
た、本発明の第１の偏波保持ファイバ１０３を直接、光
送信機１０１に取りつけ、出力光ファイバ１０２と兼用
することも可能である。この場合、接続点１０４は存在
しないが、入射される光信号が主軸からずれているかど
うかにより、本発明の構成要素であるか判定できる。

【００４０】接続点１０４における光ファイバ同士の接
続手段としては、ファイバ同士のスプライス（融着・メ
カニカルスプライス）、コネクタ接続、波長板やレンズ
系などの光学系を介した接続のどの方式でも構わない。

【００４１】偏波状態制御手段である偏波コントローラ
１０７としては、液晶型、リチウムナイオベート型、回
転波長板型など、さまざまな動作原理のものが使用可能
である。原則として、光ファイバ伝送路の直後などに配
置する場合には、偏波状態の変化に無限追従でき、かつ
完全な偏波状態の変換の可能なものが望ましいが、送信
側に配置する場合や偏波保持ファイバ同士の接続点に配
置する場合には、入力や出力の偏光状態の自由度が制限
されたものであっても使用可能である。また分散量や入
力偏波を自動制御する必要がなければ、手動のものであ
っても構わない。

【００４２】図６に本発明の第１の実施形態による分散
補償効果を示す。図６（ａ）はビットレート１０Ｇｂｉ
ｔ／ｓでＮＲＺ（Non Return-To-Zero）方式で強度変
調された光信号を、通常分散ファイバで約８０ｋｍ（分
散量１４００ｐｓ／nm）伝送した後の波形であり、大き
く歪んだアイパターンとなっている。これに対して、本
実施例では第１の偏波保持ファイバを３０ｐｓ、第２の
偏波保持ファイバを７０ｐｓとし、受信波形が最適とな
るように偏波コントローラの状態を制御している。この
結果、光ファイバ伝送路の波長分散が補償され、図６
（ｂ）に示すように波形の改善が得られた。

【００４３】ここで、本実施形態には示さなかったが、
伝送路の適宜な位置に光増幅器や光フィルタなどの素子
を追加することが可能である。また、必要に応じて従来
の分散補償方式と組合わせて用いることも可能である。

【００４４】また、本発明の用途は必ずしも光伝送に限
るものではなく、従来の波長分散素子を用いる場所であ
れば適用可能である。このような例としては、例えば光
短パルス発生やパルス圧縮などがある。

【００４５】図７は本発明の第３の実施形態であり、偏
波コントローラ１０７を入力光ファイバ１３１の直後に
配置することにより、第１の偏波保持ファイバ１０３へ
の入射偏波状態を自由に変化させることができるように
し、光受信装置１０６内部に組み込んだものである。

【００４６】偏波コントローラ１０７は入射偏波の向き
をポアンカレ球上の任意の点に設定できる。このため光
ファイバ伝送路を伝送することによって偏波状態が変動
しても、常に分散補償効果が得られるようになる。ま
た、偏波コントローラ１０７から出力される偏波状態を
変化させることにより、図５（ａ）（ｂ）のように分散
量を可変することができる。

【００４７】本例では、受信機１１０から抽出した受信
信号のクロック信号１４０の強度を検波器１１３で検出
し、その強度が最大となるように最大値制御回路１１４
によって偏波コントローラ１０７の状態を自動的に制御
している。これによって、伝送路の分散に応じた最適の
分散量を設定し、常に最適の受信波形を得ることが可能
となる。

【００４８】図８は本発明の第４の実施形態であり、偏
波コントローラ１０７と第１の偏波保持ファイバ１０３
の間に偏光子１４１を配置して制御機構を簡素化し、常
に所定量の波長分散を得られるようにした例である。

【００４９】偏光子１４１は特定の偏波状態のみの光信
号を透過する特性があるため、あらかじめ必要な分散量
を与える入射偏波状態（例えば、図４（ｂ）のＢ点）に
設定する。光分岐器１０９で出力光信号の一部を分岐
し、光検出器１１１で受信した信号からローパスフィル
タ１４２で光信号の強度に対応する成分を抽出し、その
強度が常に最大となるように最大値制御回路１１４で制
御を行うことで、信号光に対して常に所定量の波長分散
を与えることが可能となる。また、本実施形態は波長分
散素子１３０を、送信機・受信機と独立した波長分散補
償器として実装している。これによって配置の自由度を
高めることができる。

【００５０】図９は本発明の第５の実施形態であり、前
記第４の実施形態にさらに分散量可変の自由度を付加し
た例である。すなわち、入射端におかれた第１の偏波コ
ントローラ１０７−１は常に偏光子１４１を透過する光
信号強度が最大となるように制御を行うことによって、
第１の偏波保持ファイバに対して常に同じ入力偏波状態
が保たれるようにしている。

【００５１】また、第２の偏波コントローラ１０７−２
は、光検出器１１１で受信した受信信号中のビットレー
トの１／２の成分をバンドパスフィルタ１１２で抽出
し、この強度が最大となるように制御回路１１４−２に
よって制御されている。この結果、第１の偏波保持ファ
イバ１０３と第２の偏波保持ファイバの１０８のなす角
度が、常に最適の分散量が得られるように制御される。

【００５２】図１０は本発明の第６の実施形態であり、
偏波ダイバーシティ構成を取ることによって入射偏波状
態に依存しない波長分散素子１３０を構成した例であ
る。本例では、入力ファイバ１３１から入力された光信
号は第１の偏波ビームスプリッタ１４４−１によって、
第１の光路（垂直偏波成分）１４５と第２の光路（水平
偏波成分）１４６に分離される。各光路にはそれぞれ前
記本発明の原理に従って偏波保持ファイバが接続され、
入射される垂直・水平偏波に対して同一量の波長分散が
生じるように設定されている。

【００５３】なお、本実施形態では、第１、第２、第３
の３本の偏波保持ファイバ１０３、１０８、１４７を組
合わせて波長分散を生成させている。このように偏波分
散素子の数を増やすことによって高次の波長分散を生成
し、図５における正弦波状の波長分散特性を矩形に近づ
け、広い波長帯域にわたって一定の波長分散量を生成す
ることが可能となる。

【００５４】出力された信号光は、第２の偏波ビームス
プリッタ１４４−２によって互いに直交する偏波状態と
して合成され、再び一本の出力光ファイバ１３２から出
力される。このようにすれば、入力偏波状態にかかわら
ず、常に固定の分散量を得ることが可能となる。この結
果、偏波コントローラを用いなくても、本発明の波長分
散素子を受信端や伝送路の途中に配置し、分散補償を行
うことが可能となる。

【００５５】なお、例えば偏波コントローラを偏波保持
ファイバ同士の接続点に配置することによって、入力偏
波状態に無依存のまま偏波分散量を可変とすることも可
能である。

【００５６】図１１は本発明の第７の実施形態であり、
本発明の波長分散補償方式を送信側に適用し、また偏波
コントローラを用いずに送信光源の波長を制御した例で
ある。送信装置内におかれた波長可変光送信機１５０か
ら出力光信号は、接続点１０４−１を介して一定の偏波
状態で第１の偏波保持ファイバ１０３、および第２の偏
波保持ファイバ１０８に入力される。両偏波保持ファイ
バは接続点１０４−２で互いに主軸が合致しないように
接続されており、波長分散を生成する。

【００５７】このような状態でも偏波保持ファイバごと
のわずかな長さの差異、環境温度の変化による長さの変
化、送信光源の微妙な波長の変動などによって、入射偏
波状態が所望の波長分散量を与える点からずれてしまう
可能性がある。また、光ファイバ伝送路１０５の持つ波
長分散量も必ずしも一定の値ではなく、個別の伝送路の
長さの差異や波長分散特性の違い、伝送路の温度変化に
よって想定した値とは異なる波長分散量を持つことが考
えられる。

【００５８】本発明では、信号波長を変化させることに
よって図５に示すように波長分散特性を変化させること
が可能である。したがって、本実施形態では送信光源の
波長を変化させることで上記の波長分散量のずれを吸収
する。光受信装置１０６内では、受信信号のＲｂ／２の
が常に最大となるように最大値制御回路が信号波長を制
御することによって、常に最良の波形を得ることができ
る。

【００５９】なお、使用目的によっては、このような制
御回路が必ずしも必須となるものではない。例えば機器
稼動時に所定の分散量に設定し、以降は一定波長で固定
したまま動作させるといった使用法も可能である。ま
た、必要に応じて上記波長可変機能を偏波コントローラ
で置き換えたり、偏波コントローラや制御機能を追加す
ることも可能である。

【００６０】以上の全ての実施形態において、偏波保持
ファイバ以外に、偏波分散素子としては数〜数１００ｐ
ｓの偏波分散を持つ光学素子であれば使用することが可
能である。このような素子としては、例えば図１２のよ
うに２個の偏波ビームスプリッタと可変光遅延機構を組
合わせた例がある。

【００６１】入力ファイバ１３１から入射された光信号
は第１の偏波ビームスプリッタ１４４−１によって第１
の光路（垂直偏波成分）１４５と第２の光路（水平偏波
成分）１４６に分離され、片方の光路は第１のコリメー
トレンズ１５２−１によって空間中の並行光に変換され
たのち、第２のコリメートレンズ１５２−２によって再
び光ファイバに入力される。

【００６２】２つの光路の光信号は第２の偏波ビームス
プリッタ１４４−２によって再び偏光成分ごとに合波さ
れるため、第１と第２のコリメートレンズ１５２−１、
１５２−２の間隔を調整することによって、水平・垂直
の２つの偏波成分間に希望の値の偏波分散を与える、可
変偏波分散素子を実現することが可能となる。可変機構
が不要の場合、上記可変光遅延機構は固定長の光ファイ
バなどで置き換えても構わない。

【００６３】

【発明の効果】本発明によって、光ファイバの波長分散
と同様の効果が得られ、光ファイバ伝送による波形劣化
を補償したり、光パルスの圧縮などを行うことが可能と
なる。また可変量の波長分散が生成できるので、伝送路
の波長分散量の変化に応じた分散補償を行うことが可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の光信号伝送システム
の構成例を示すブロック図。

【図２】従来の可変分散補償器の構成を示すブロック
図。

【図３】本発明の第２の実施形態の波長分散素子の構成
例を示すブロック図。

【図４】ＰＭＤベクトルの合成と入射偏波の関係を示す
説明図。

【図５】本発明の構成によって発生した波長分散を示す
図。

【図６】本発明の第１の実施形態による分散補償効果を
示す図。

【図７】本発明の第３の実施形態の光受信装置部の構成
を示すブロック図。

【図８】本発明の第４の実施形態の波長分散素子の構成
例を示すブロック図。

【図９】本発明の第５の実施形態の波長分散素子の構成
例を示すブロック図。

【図１０】本発明の第６の実施形態の波長分散素子の構
成例を示すブロック図。

【図１１】本発明の第７の実施形態の光信号伝送システ
ムの構成例を示すブロック図。

【図１２】可変偏波分散素子の構成例を示すブロック
図。

【符号の説明】 １００…光送信装置、１０１…光送信機、１０２…出力
光ファイバ、１０３…第１の偏波保持ファイバ、１０４
…接続点、１０５…光ファイバ伝送路、１０６…光受信
装置、１０７…偏波コントローラ、１０８…第２の偏波
保持ファイバ、１０９…光分岐器、１１０…光受信機、
１１１…光検出器、１１２…バンドパスフィルタ、１１
３…検波器、１１４…最大値制御回路、１１５…制御信
号、１２０…光サーキュレータ、１２１…チャープト光
ファイバグレーティング、１３０…波長分散素子、１３
１…入力光ファイバ、１３２…出力光ファイバ、１３３
…第１の偏波分散素子、１３４…第２の偏波分散素子、
１３５…接続点、１３６…第１の偏波分散素子のＰＭＤ
ベクトル、１３７…第２の偏波分散素子のＰＭＤベクト
ル、１３８…合成したＰＭＤベクトル、１４０…クロッ
ク信号、１４１…偏光子、１４２…ローパスフィルタ、
１４３…受信光強度信号、１４４…偏波ビームスプリッ
タ、１４５…第１の光路、１４６…第２の光路、１４７
…第３の偏波保持ファイバ、１５０…波長可変光送信
機、１５１…可変偏波分散素子、１５２…コリメートレ
ンズ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の偏波分散素子を互いに主軸をずらし
   て縦続接続し、信号光を入力側の第１の偏波分散素子の
   偏光主軸からずらして入力することを特徴とする波長分
   散素子。
2. 【請求項２】請求項１において、偏波分散素子として偏
   波保持ファイバを用いることを特徴とする波長分散素
   子。
3. 【請求項３】請求項１または２において、入力側の第１
   の偏波分散素子の偏波分散量を１／（２Ｒｂ）以下（Ｒ
   ｂは信号光のビットレート：ｂｐｓ）としたことを特徴
   とする波長分散素子。
4. 【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、上
   記偏波分散素子によって発生する最大の波長分散量の絶
   対値を１０¹⁰×Ｔ²（単位：ｓｅｃ／nm、Ｔは光信号の
   パルス幅：ｓｅｃ）以上としたことを特徴とする波長分
   散素子。
5. 【請求項５】請求項１ないし４のいずれかにおいて、入
   力部もしくは偏波分散素子の接続部に偏波状態制御手段
   を配置すること、もしくは偏波分散素子の偏波分散量を
   可変とすることを特徴とする波長分散素子。
6. 【請求項６】請求項１ないし５のいずれかに記載の波長
   分散素子を用いて構成されることを特徴とする波長分散
   補償方式。
7. 【請求項７】少なくとも光送信装置と光受信装置および
   請求項１ないし６のいずれかに記載の波長分散素子もし
   くは波長分散補償方式を含むことを特徴とする光伝送シ
   ステム。
8. 【請求項８】少なくとも光送信装置と光受信装置および
   請求項１ないし６のいずれかに記載の波長分散素子もし
   くは波長分散補償方式を含み、複数の偏波分散素子を送
   信装置と受信装置に分離して配置したことを特徴とする
   光伝送システム。