JP2001352293A - 光分散補償素子とその素子を用いた光分散補償方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、通信ビットレートが１０Ｇｂｐｓ以
上、特に２０Ｇｂｐｓ以上の光通信においては、光ファ
イバを伝送する信号に波長分散が生じ、通信上大きな支
障があった。これを解決しようと、種々の分散補償方法
や素子が提案されてきたが、課題の解決に至らなかっ
た。 【解決手段】 群速度遅延時間−波長特性を利用して分
散補償を行うことができる素子を複数個、反射体を内蔵
した内部接続部品と外部接続部品を用いて直列に接続し
て、帯域幅が広く群速度遅延時間の極値が大きな光分散
補償素子をつくり、それを用いて分散補償を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明の以下の説明におい
て、光分散補償のことを単に分散補償とも称し、光分散
補償素子のことを単に分散補償素子ともいい、光分散補
償方法のことを単に分散補償方法ともいう。

【０００２】本発明は、伝送路に光ファイバを用いた光
通信において生ずる２次以上（後述）の波長分散（以
下、単に、分散ともいう）を補償可能な素子（以下、２
次の分散を補償可能な素子のことを２次の分散を変える
ことができる素子、あるいは、２次分散補償素子ともい
う。また、後述の３次の分散を補償可能な素子について
も、これと同様に、３次の分散を変えることができる素
子、あるいは、３次分散補償素子ともいう。）を有する
分散補償素子および分散補償方法に関する。より具体的
には、本発明は、特に、３次以上の分散を補償すること
が出来る分散補償素子およびそれを用いた分散補償方
法、あるいは、２次と３次以上の分散補償を行うことが
出来る分散補償素子およびそれを用いた分散補償方法に
関する。そして、本発明の分散補償素子は、前記の３次
分散補償素子だけの場合もあり、また、後述の入射面内
における入射光の入射位置を変化させる手段を含む場合
もあり、また、３次以上の分散補償のみならず、２次の
分散補償が可能なように構成されている場合もあり、ケ
ースに実装されている場合もあり、ケースに実装されて
いないいわゆるチップ状やウェハー状の場合もある。本
発明の分散補償素子は、これらのすべての形態を含んで
おり、使用や販売などの目的に応じて、種々の形態をと
ることができるものである。

【０００３】本発明では、２次の分散補償とは「図７
（Ａ）を用いて後述する波長−時間特性曲線の分散の傾
きを補償すること」を意味し、３次の分散補償とは「図
７（Ａ）を用いて後述する波長−時間特性曲線の曲がり
を補償すること」を意味する。

【０００４】

【従来の技術】通信伝送路に光ファイバを用いた光通信
においては、利用技術の進展および利用範囲の拡大とと
もに、通信伝送路の長距離化や通信ビットレートの高速
化が求められている。このような環境下では、光ファイ
バを伝送するときに生じる分散が大きな問題となり、分
散の補償が種々試みられている。現在、２次の分散が大
きな問題となり、その補償が種々提案され、そのうちの
いくつかの提案が効果をあげている。

【０００５】しかし、光通信に対する要求が高度になる
につれて、送信中の２次の分散の補償だけでは不充分に
なり、３次の分散の補償が課題になりつつある。

【０００６】以下、図７および図８を使用して、従来の
２次の分散補償方法を説明する。

【０００７】図８は、シングルモード光ファイバ（以
下、ＳＭＦとも称す）と分散補償ファイバ、および分散
シフトファイバ（以下、ＤＳＦともいう）の分散−波長
特性を説明する図である。図８において、符号６０１は
ＳＭＦの分散−波長特性を示すグラフ、６０２は分散補
償ファイバの分散−波長特性を示すグラフ、６０３はＤ
ＳＦの分散−波長特性を示すグラフで、縦軸を分散、横
軸を波長にとったグラフである。

【０００８】図８で明らかなように，ＳＭＦでは、ファ
イバに入力する光の波長が１．３μｍから長くなるにつ
れて分散は増大し，分散補償ファイバでは，入力光の波
長が１．３μｍから１．７μｍまで長くなるにつれて分
散は減少する。また、ＤＳＦでは、入力光の波長が１．
２μｍから１．５５μｍ付近へと長くなるにつれて分散
は小さくなり、入力光の波長が１．５５μｍ付近から
１．８μｍへと長くなるにつれて分散が増大する。そし
て、ＤＳＦでは、従来の２．５Ｇｂｐｓ（毎秒２．５ギ
ガビット）程度の通信ビットレートの光通信において
は、入力光の波長が１．５５μｍ付近では、分散は光通
信上支障を生じない。

【０００９】図７は、主として２次の分散の補償方法を
説明する図であり、（Ａ）は波長−時間特性と光強度−
時間特性を、（Ｂ）はＳＭＦを用いた伝送路において分
散補償ファイバを用いて２次の分散補償を行った伝送例
を、（Ｃ）はＳＭＦだけで構成した伝送路での伝送例を
説明する図である。

【００１０】図７において、符号５０１と５１１は伝送
路に入力する前の信号光の特性を示すグラフ、５３０は
ＳＭＦ５３１で構成された伝送路、５０２と５１２は、
グラフ５０１と５１１で示した特性の信号光が伝送路５
３０を伝送されて伝送路５３０から出力された信号光の
特性を示すグラフ、５２０は分散補償ファイバ５２１と
ＳＭＦ５２２から構成された伝送路、５０３と５１３
は、グラフ５０１と５１１で示した特性の信号光が伝送
路５２０を伝送されて伝送路５２０から出力された信号
光の特性を示すグラフである。符号５０４および５１４
は、グラフ５０１と５１１で示した特性の信号光が伝送
路５２０を伝送されて伝送路５２０から出力されて後、
本発明によって、後述の望ましい３次分散補償を施した
ときの信号光の特性を示すグラフであり、グラフ５０１
および５１１とほとんど一致している。また、グラフ５
０１、５０２、５０３、５０４はそれぞれ縦軸を波長、
横軸を時間（または時刻）にとったグラフであり、グラ
フ５１１、５１２、５１３、５１４はそれぞれ縦軸を光
強度、横軸を時間（または時刻）にとったグラフであ
る。なお、符号５２４と５３４は送信器、５２５と５３
５は受信器である。

【００１１】従来のＳＭＦは、前述のように、信号光の
波長が１．３μｍから長くなるにつれて分散が増加する
ため、高速通信や長距離伝送の際には、分散による群速
度遅延を生じる。ＳＭＦで構成された伝送路５３０で
は、信号光は伝送中に長波長側が短波長側に比べ大きく
遅延して、グラフ５０２と５１２に示すようになる。こ
のように変化した信号光は、たとえば高速通信・長距離
伝送においては、前後の信号光と重なって正確な信号と
して受信できない場合がある。

【００１２】このような問題を解決するため、従来は、
たとえば、図７（Ｂ）に示すように分散補償ファイバを
用いて分散を補償（あるいは、補正ともいう）してい
る。従来の分散補償ファイバは、波長が１．３μｍから
１．７μｍへと長くなるにつれて分散が増加するという
ＳＭＦの問題点を解決するため、前述のように、波長が
１．３μｍから１．７μｍへと長くなるにつれて分散が
減少するように作られている。また、分散補償ファイバ
は、たとえば、図７の伝送路５２０で示すように、ＳＭ
Ｆ５２２に分散補償ファイバ５２１を接続して用いるこ
とができる。上記伝送路５２０では、信号光は、ＳＭＦ
５２２では長波長側が短波長側に比べて大きく遅延し、
分散補償ファイバ５２１では短波長側が長波長側に比べ
て大きく遅延することにより、グラフ５０３と５１３に
示すように、グラフ５０２と５１２に示す変化よりも変
化量を小さく抑えることが出来る。

【００１３】しかし、分散補償ファイバを使用した上記
従来の２次の波長分散の補償方法では、伝送路を伝送し
た信号光の波長分散を、伝送路に入力する前の信号光の
状態、すなわち、グラフ５０１の形までには分散補償す
ることはできず、グラフ５０３の形まで補償するのが限
界である。グラフ５０３に示すように、分散補償ファイ
バを使用した従来の２次の波長分散の補償方法では、信
号光の中心波長の光が短波長側の光および長波長側の光
に比べて遅延せず、信号光の中心波長成分の光より短波
長側および長波長側の成分の光のみが遅延する。そし
て、グラフ５１３に示すようにグラフの一部にリップル
が生じることがある。

【００１４】これらの現象は、光通信の伝送距離の長距
離化と通信速度の高速化のニーズが高まるに従い、正確
な信号受信ができなくなるなどの大きな問題となりつつ
ある。たとえば、通信ビットレートが１０Ｇｂｐｓ（毎
秒１０ギガビット）以上の高速通信においては、これら
の現象がかなり心配されており、特に、通信ビットレー
トが４０Ｇｂｐｓ以上の通信においては極めて重大な課
題として心配されている。そして、このような高速通信
においては、従来の光ファイバ通信システムを使用する
ことは困難と考えられており、たとえば、光ファイバ自
体の材質も変える必要が叫ばれるなど、システム構築の
経済的な観点からも重大問題となっている。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】このような分散の補償
を行うには、２次の分散補償だけでは困難であり、３次
以上の分散補償が必要になる。

【００１６】従来、波長が１．５５μｍ付近の光に対し
て２次の分散が少なくなるような光ファイバ（以下、光
ファイバのことを、単に、ファイバともいう）としてＤ
ＳＦがあるが、このファイバでは、図７，図８の特性か
らも明らかなように本発明の課題とする３次の分散補償
はできない。

【００１７】光通信の高速通信化、長距離通信化を実現
するにあたり、３次の分散は大きな問題として次第に認
識され、その補償が重要な課題となりつつある。３次の
分散の補償問題を解決すべく、多くの試みが行なわれて
いるが、従来の課題を十分に解決することができる３次
分散補償素子や補償方法はまだ実用化されていない。

【００１８】前記の３次分散の補償に用いる光分散補償
素子の一例として本発明者らが提案した誘電体などの多
層膜などは、３次の分散補償に成功し、従来の光通信技
術を大きく前進させることが出来た。しかし、たとえば
通信ビットレートを４０Ｇｂｐｓ、８０Ｇｂｐｓなどの
ように高速化した場合の３次の分散補償を理想的に行っ
たり、複数チャンネルの光通信における３次の分散の補
償を十分に行うには、さらに広い波長域において、２次
と３次以上の分散を十分に補償できる分散補償素子が望
まれる。その１つの提案として、群速度遅延の波長帯域
および群速度遅延の遅延時間を調整可能な３次分散補償
素子の提案が行われている。特に、各チャンネルの波長
にも適する３次以上の分散補償素子を安価に実用化する
１つの方法として、波長可変な（すなわち、分散補償対
象波長を選択可能な）分散補償素子が提案された。しか
しながら、これらの分散補償素子単体で広い波長域で十
分な分散補償を行ない得るような群速度遅延時間−波長
特性を有する分散補償素子を得ることはかなり難しい。

【００１９】広い波長域で良好な分散補償を行い得るよ
うな群速度遅延時間−波長特性を有する分散補償素子を
得る方法として本発明者らが提案した分散補償を行うこ
とが出来る素子を信号光の光路において複数個直列に接
続する方法がある。この場合、分散補償素子の損失をい
かに少なくすることができるかが大きな問題である。

【００２０】さらに、信号光の分散状況に応じて分散補
償を変える必要がある場合、光分散補償素子を変えなけ
ればならない。しかし、３０ｎｍ、４０ｎｍ、７０ｎｍ
という広い波長帯域に関しての光分散補償素子の内容を
変えることは非常に難しい。

【００２１】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであり、本発明の目的は、従来実用化することが出来
なかった広い波長域にわたって十分な分散補償、特に３
次の分散補償を行うことが出来るような優れた群速度遅
延時間−波長特性を有する光分散補償素子を、信頼性が
高く、量産に適した状態で、安価に提供するとともに、
さらに、群速度遅延の波長帯域および遅延時間の調整機
能を有する多層膜素子を用いた、３次以上の分散補償を
可能にする分散補償方法および分散補償素子、あるい
は、２次と３次以上の分散補償を合わせて行うことが出
来る分散補償方法および分散補償素子を提供することに
ある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明の目的の達成を図
るため、本発明の光分散補償素子は、分散補償を行うこ
とが出来る素子を少なくとも２つ、あるいは、分散補償
を行うことが出来る素子の部分（以下、前記分散補償を
行うことが出来る素子と分散補償を行うことが出来る素
子の部分を総称して分散補償を行うことが出来る素子と
もいう）を少なくとも２箇所、信号光の通信経路に沿っ
て接続部品を介して直列に接続して構成されており（以
下、前記光分散補償素子を構成する前記分散補償を行う
ことが出来る素子間を接続する接続部品を内部接続部品
とも称し、前記光分散補償素子と前記光分散補償素子の
外部とを接続する部品を外部接続部品とも称す）、前記
内部接続部品が、前記分散補償を行うことが出来る素子
を少なくとも１つ装置することが出来るとともに、信号
光の光路に少なくとも２つの異なる反射面を有する反射
体と少なくとも１つのレンズを配置していることを特徴
としている。

【００２３】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記内部接続部品が、少なくとも１つの前記分散補償を
行うことが出来る素子を装着されているとともに、前記
内部接続部品を装着することが出来る位置決め部品に係
合する取り付け部を有しており、前記１つの内部接続部
品の入射口から入射した信号光が、前記内部接続部品の
前記反射体の２つの反射面のうちの１つの反射面から、
前記分散補償を行うことが出来る素子に向けて反射さ
れ、前記レンズを介して前記分散補償を行うことが出来
る素子に至り、分散補償を施されて、前記分散補償を行
うことが出来る素子から出力して前記レンズを通り、前
記反射体の前記２つの反射面のうちの他の反射面で前記
内部接続部品の出射口に向けて反射され、前記内部接続
部品の入射口から前記反射体に入射された信号光と平行
な方向に進行する光線となって出射される構造となって
おり、前記１つの内部接続部品から出射された信号光
は、前記１つの内部接続部品に続く他の内部接続部品に
入射されて再び分散補償を受けるか、前記外部接続部品
に入射して、外部へと出射される構成に組み立てること
が出来ることを特徴としている。

【００２４】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記位置決め部品が、少なくとも一本の棒であることを
特徴としている。

【００２５】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記光分散補償素子の入力側の外部接続部品が、少なく
とも１つの反射面を有する反射体と、少なくとも２つの
レンズと、光ファイバ結合部とを有し、前記２つのレン
ズのうちの少なくとも１つは非球面レンズであり、前記
光ファイバ結合部の光ファイバから入射された信号光
は、前記２つのレンズのうちの１つである前記非球面レ
ンズを経て他の１つのレンズを通り、前記反射体の１つ
の反射面で反射されて出射部に至り、前記外部接続部品
からの出射光の進行方向と該接続部品に係合する次の内
部接続部品における入射光の進行方向が平行な１つの光
路になるように構成されていることを特徴としている。

【００２６】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記光分散補償素子の出力側の外部接続部品が、少なく
とも１つの反射面を有する反射体と、少なくとも２つの
レンズと、光ファイバ結合部とを有し、前記２つのレン
ズのうちの少なくとも１つは非球面レンズであり、前記
出力側の外部接続部品の入射口から入射された信号光
が、前記反射体の１つの反射面で反射され、前記２つの
レンズのうちの１つを通り、さらに前記２つのレンズの
うちの前記非球面レンズを通り、前記光ファイバ結合部
の光ファイバに光結合して前記光ファイバから出射され
ることを特徴としている。

【００２７】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記外部接続部品が、前記光分散補償素子の入力側の外
部接続部品あるいは出力側の外部接続部品のいずれにも
使用できるように構成されていることを特徴としてい
る。

【００２８】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記外部接続部品の前記反射体が、少なくとも２つの反
射面を有し、前記外部接続部品を入力側の外部接続部品
として用いる時は、当該外部接続部品の前記２つの反射
面のうちの１つの反射面を前記入力側の反射面として用
い、前記外部接続部品を出力側の外部接続部品として用
いる時は、当該接続部品の前記２つの反射面のうちの１
つの反射面とは別の反射面を前記出力側の反射面として
用いることが出来るように構成されていることを特徴と
している。

【００２９】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記外部接続部品が、その前記反射体の同じ１つの反射
面を入力用外部接続部品としても出力用外部接続部品と
しても使用できる構造になっていることを特徴としてい
る。

【００３０】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記内部接続部品と前記外部接続部品のいずれか一方ま
たは双方の前記位置決め部品への取り付け部が、溝また
は突起部であることを特徴としている。

【００３１】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記分散補償を行うことが出来る素子が、入射光の１４
６０〜１６４０ｎｍの波長範囲において少なくとも１つ
の極値を有する群速度遅延時間−波長特性を有する多層
膜を利用して分散補償を行うことが出来ることを特徴と
している。

【００３２】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記多層膜が光の反射率が互いに異なる少なくとも２つ
の反射層と、前記反射層の間に形成された少なくとも１
つの光透過層を有することを特徴としている。

【００３３】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記分散補償を行うことができる素子が、光学的性質が
異なる積層膜を少なくとも５種類（すなわち、光の反射
率や膜厚などの光学的な性質の異なる積層膜を少なくと
も５層）有する多層膜を有し、前記多層膜が、光の反射
率が互いに異なる少なくとも２種類の反射層を含む少な
くとも３種類の反射層を有するとともに、前記３種類の
反射層の他に少なくとも２つの光透過層を有し、前記３
種類の反射層の各１層と前記２つの光透過層の各１層と
が交互に配置されており、前記多層膜が、膜の厚み方向
の一方の側から順に、第１の反射層である第１層、第１
の光透過層である第２層、第２の反射層である第３層、
第２の光透過層である第４層、第３の反射層である第５
層から構成されており、入射光の中心波長をλとして、
前記第１〜第５層において、入射光の中心波長λの光に
対する光路長（以下、単に、光路長ともいう）として考
えたときの前記多層膜各層の膜厚（以下、単に、膜厚あ
るいは膜の厚みともいう）が、λ/４の整数倍±１％の
範囲の値（以下、λ/４の整数倍、あるいは、λ/４のほ
ぼ整数倍ともいう）の膜厚であり、かつ、前記多層膜
が、膜厚がλの１/４倍（以下、λの１/４倍±１％の膜
厚の意味でλの１/４倍の膜厚という）で屈折率が高い
方の層（以下、層Ｈともいう）と膜厚がλの１/４倍で
屈折率が低い方の層（以下、層Ｌともいう）を組み合わ
せた層の複数組で構成されており、多層膜Ａを、前記５
層の積層膜すなわち前記第１〜第５層が、前記多層膜の
厚み方向の一方の側から順に、層Ｈ、層Ｌの順に各１層
ずつ組み合わせた層（以下、ＨＬの層ともいう）を３セ
ット（層Ｈ１層と層Ｌ１層とを組み合わせた層をＨＬの
層１セットと称する。以下同様）積層して構成される第
１層、層Ｈと層Ｈを組み合わせた層（すなわち、層Ｈを
２層重ねて形成した層。以下、ＨＨの層ともいう）を１
０セット積層して構成される第２層、層Ｌを１層とＨＬ
の層を７セットとを積層して構成される第３層、ＨＨの
層を３８セット積層して構成される第４層、層Ｌを１層
とＨＬの層を１３セットとを積層して構成される第５層
でそれぞれ形成されている多層膜とし、多層膜Ｂを、前
記多層膜ＡのＨＨの層を１０セット積層して形成されて
いる前記第２層の代わりに、前記第２層が、多層膜Ａの
場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の側から順に、Ｈ
Ｈの層を３セット、層Ｌと層Ｌを組み合わせた層（すな
わち、層Ｌを２層重ねて形成した層。以下、ＬＬの層と
もいう）を３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を
２セット、ＨＨの層を１セットをこの順に積層して構成
される積層膜で形成されている多層膜とし、多層膜Ｃ
を、前記多層膜ＡまたはＢのＨＨの層を３８セット積層
して形成されている前記第４層の代わりに、前記第４層
が、多層膜Ａの場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の
側から順に、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セッ
ト、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの
層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を３セッ
ト、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの
層を３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セッ
ト、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの
層を２セットをこの順に積層して構成される積層膜で形
成されている多層膜とし、多層膜Ｄを、前記５層の積層
膜すなわち前記第１〜第５層が、前記多層膜の厚み方向
の一方の側から順に、層Ｌ、層Ｈの順に各１層ずつ組み
合わせた層（以下、ＬＨの層ともいう）を５セット積層
して構成される第１層、ＬＬの層を７セット積層して構
成される第２層、層Ｈを１層とＬＨの層を７セットとを
積層して構成される第３層、ＬＬの層を５７セット積層
して構成される第４層、層Ｈを１層とＬＨの層を１３セ
ットとを積層して構成される第５層でそれぞれ形成され
ている多層膜とし、多層膜Ｅを、前記５層の積層膜すな
わち前記第１〜第５層が、前記多層膜の厚み方向の一方
の側から順に、ＨＬの層を２セット積層して構成される
第１層、ＨＨの層を１４セット積層して構成される第２
層、層Ｌを１層とＨＬの層を６セットとを積層して構成
される第３層、ＨＨの層を２４セット積層して構成され
る第４層、層Ｌを１層とＨＬの層を１３セットとを積層
して構成される第５層でそれぞれ形成されている多層膜
とし、多層膜Ｆを、前記多層膜Ｅの前記ＨＨの層を１４
セット積層して形成されている第２層の代わりに、前記
第２層が、多層膜Ｅの場合と同じ方向の膜の厚み方向の
一方の側から順に、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３
セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、Ｈ
Ｈの層を２セット、ＬＬの層を１セット、ＨＨの層を１
セットをこの順に積層して構成される積層膜で形成され
ている多層膜とし、多層膜Ｇを、前記多層膜ＥまたはＦ
の前記ＨＨの層を２４セット積層して形成されている第
４層の代わりに、前記第４層が、多層膜Ｅの場合と同じ
方向の膜の厚み方向の一方の側から順に、ＨＨの層を３
セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を３セット、Ｌ
Ｌの層を３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３
セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、Ｈ
Ｈの層を２セット、ＬＬの層を１セット、ＨＨの層を１
セットをこの順に積層して構成される積層膜で形成され
ている多層膜とし、多層膜Ｈを、前記５層の積層膜すな
わち前記第１〜第５層が、前記多層膜の厚み方向の一方
の側から順に、層Ｌ、ＬＨの層を４セット積層して構成
される第１層、ＬＬの層を９セット積層して構成される
第２層、層Ｈを１層とＬＨの層を６セットとを積層して
構成される第３層、ＬＬの層を３５セット積層して構成
される第４層、層Ｈを１層とＬＨの層を１３セットとを
積層して構成される第５層でそれぞれ形成されている多
層膜とするとき、前記分散補償を行うことが出来る素子
が、前記多層膜Ａ〜Ｈのうちの少なくとも１つを有する
ことを特徴としている。

【００３４】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記多層膜を構成する少なくとも１つの積層膜の膜厚
が、前記多層膜の光の入射面に平行な断面における面内
方向（以下、入射面内方向ともいう）において変化して
いることを特徴としている。

【００３５】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記分散補償を行うことが出来る素子に係合して、前記
多層膜の少なくとも１つの積層膜の膜厚を調整する調整
手段、あるいは、前記多層膜の入射面における光の入射
位置を変える手段が設けられていることを特徴としてい
る。

【００３６】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記光分散補償素子が主として３次分散を補償可能であ
ることを特徴としている。

【００３７】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記光分散補償素子が主として２次分散を補償可能であ
ることを特徴としている。

【００３８】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記層ＨがＳｉ、Ｇｅ、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅
のいずれかから成る層で形成されていることを特徴とし
ている。

【００３９】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記層Ｌが、層Ｈに使用されている材質よりも屈折率の
低い材質を用いて形成されていることを特徴としてい
る。

【００４０】そして、本発明の光分散補償素子の例は、
前記層ＬがＳｉＯ₂から成る層で形成されていることを
特徴としている。

【００４１】本発明の目的の達成を図るため、本発明の
光分散補償方法は、光ファイバを通信伝送路に用いた光
通信において光分散補償素子を使用して分散を補償する
光分散補償方法であって、前記光分散補償素子を、分散
補償を行うことが出来る素子を少なくとも２つを、信号
光の通信経路に沿って接続部品を介して直列に接続して
構成して、前記分散を補償することを特徴としている。

【００４２】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
少なくとも１つの前記内部接続部品が、２つの異なる反
射面を有する反射体と少なくとも１つのレンズを有し、
前記分散補償を行うことが出来る素子を少なくとも１つ
装着されており、位置決め部品に係合する取り付け部を
有しており、前記１つの内部接続部品の入射口から入射
した信号光が、前記反射体の１つの反射面から、前記分
散補償を行うことが出来る素子に向けて反射し、前記レ
ンズを介して前記分散補償を行うことが出来る素子に至
り分散補償を施されて、前記分散補償を行うことが出来
る素子から出射されて前記レンズを通り、前記反射体の
前記１つの反射面とは別の反射面で前記内部接続部品の
出射口に向けて反射され、前記内部接続部品の入射口か
ら前記反射体に入射された信号光の進行方向と平行な進
行方向に出射され、前記１つの内部接続部品から出射さ
れた信号光は、前記１つの内部接続部品に続く他の１つ
の内部接続部品に入射されて再び分散補償を受けるか、
前記外部接続部品に入射して、外部へと出射される構成
の光分散補償素子を用いて前記通信における分散を補償
することを特徴としている。

【００４３】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子の前記位置決め部品が、少なくとも
一本のアライメント用の棒であり、前記内部接続部品と
前記外部接続部品が、前記アライメント用の棒に係合し
て信号光の光路を形成するように組み立てられることを
特徴としている。

【００４４】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子の入力側に配置される前記外部接続
部品が、少なくとも１つの反射面を有する反射体と、少
なくとも２つのレンズと、光ファイバ結合部とを有し、
前記２つのレンズのうちの少なくとも１つは非球面レン
ズであり、前記光ファイバ結合部の光ファイバから入射
された信号光は、前記２つのレンズのうちの１つである
前記非球面レンズを経て、他の１つのレンズを通り、前
記反射体の１つの反射面で反射されて前記外部接続部品
の出射口から内部接続部品の入射口に入射し、前記外部
接続部品からの出射光の進行方向が、前記外部接続部品
に続いて配置される内部接続部品における入射光の進行
方向と平行な１つの光路になるように前記外部接続部品
と前記内部接続部品とを組み込んで分散を補償すること
を特徴としている。

【００４５】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子の出力側に配置される外部接続部品
が、少なくとも１つの反射面を有する反射体と、少なく
とも２つのレンズと、光ファイバ結合部とを有し、前記
出力側の外部接続部品の入射口から入射された信号光
が、前記反射体の１つの反射面で反射され、前記２つの
レンズのうちの１つのレンズを通り、前記２つのレンズ
のうちの他の１つのレンズである前記非球面レンズを通
り、前記光ファイバ結合部の光ファイバに光結合して出
射されることを特徴としている。

【００４６】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記外部接続部品の前記反射体が、少なくとも２つの反
射面を有し、同一型の外部接続部品として前記光分散補
償素子の入力側に配置して用いることも出来、また、前
記光分散補償素子の出力側に配置して用いることも出来
ることを特徴としている。

【００４７】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子に組み込まれる前記分散補償を行う
ことが出来る素子が、入射光の１４６０〜１６４０ｎｍ
の波長範囲において、少なくとも１つの極値を有する群
速度遅延時間−波長特性を有する多層膜を利用して分散
補償を行うことが出来る素子であることを特徴としてい
る。

【００４８】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子に用いる分散補償を行うことが出来
る素子の主要構成要素である前記多層膜として、前記多
層膜を構成する少なくとも１つの積層膜の膜厚が、前記
多層膜の光の入射面に平行な断面における入射面内方向
において変化している多層膜を用いる光分散補償素子で
あることを特徴としている。

【００４９】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償素子として、前記分散補償を行うことが
出来る素子に係合して、前記多層膜の少なくとも１つの
積層膜の膜厚を調整する調整手段、あるいは、前記多層
膜の入射面における光の入射位置を変える手段が設けら
れている光分散補償素子を用いることを特徴としてい
る。

【００５０】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償方法が主として３次分散を補償すること
が出来ることを特徴としている。

【００５１】そして、本発明の光分散補償方法の例は、
前記光分散補償方法が主として２次分散を補償すること
が出来ることを特徴としている。

【００５２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。なお、説明に用いる各図は
本発明を理解できる程度に各構成成分の寸法、形状、配
置関係などを概略的に示してある。そして本発明の説明
の都合上、部分的に拡大率を変えて図示する場合もあ
り、本発明の説明に用いる図は、必ずしも実施例などの
実物や記述と相似形でない場合もある。また、各図にお
いて、同様な構成成分については同一の番号を付けて示
し、重複する説明を省略することもある。

【００５３】図１は光ファイバを伝送路に用いた通信に
おいて生じた分散を光分散補償素子で補償する方法を説
明する図で、符号１１０１は伝送路を伝送させた信号光
の２次の分散を補償して残った信号光の３次分散を示す
群速度遅延時間−波長特性曲線、１１０２は分散補償素
子の群速度遅延時間−波長特性曲線で、１１０３は、曲
線１１０１の分散特性を有する信号光の分散を、曲線１
１０２の分散特性を有する分散補償素子で補償したあと
の補償対象波長帯域λ₁〜λ₂の間の群速度遅延時間−波
長特性曲線で、縦軸は群速度遅延時間、横軸は波長であ
る。

【００５４】図２〜図４は、本発明による光分散補償素
子を説明する図で、図２は後述の多層膜の断面図、図３
は膜厚を変化させた多層膜の斜視図、図４は多層膜の群
速度遅延時間−波長特性曲線である。

【００５５】図２は本発明の３次分散補償素子の例とし
て用いる多層膜の断面をモデル的に説明する図である。
図２において、符号１００は本発明の光分散補償素子の
例としての多層膜、１０１は入射光の方向を示す矢印、
１０２は出射光の方向を示す矢印、１０３、１０４は反
射率が１００％未満の反射層（以下、反射膜ともい
う）、１０５は反射率が９８〜１００％の反射層、１０
８、１０９は光透過層、１１１、１１２はキャビティで
ある。また、符号１０７は基板で、たとえば、ＢＫ―７
ガラスを使用している。

【００５６】図２の各反射層１０３、１０４、１０５の
反射率Ｒ（１０３）、Ｒ（１０４）、Ｒ（１０５）は、
Ｒ（１０３）≦Ｒ（１０４）≦Ｒ（１０５）の関係にあ
る。そして、各反射層の反射率を、少なくとも光透過層
を挟んで隣り合う反射層間において互いに異なるように
設定することが量産上好ましい。すなわち、入射光が入
射する側から多層膜の厚み方向に向かって、入射光の中
心波長λに対する各反射層の反射率が次第に大きくなる
ように形成する。そして、各反射層の前記波長λの光に
対する反射率を、６０％≦Ｒ（１０３）≦７７％、９６
％≦Ｒ（１０４）≦９９．８％、９８％≦Ｒ（１０５）
の範囲にとって、前記Ｒ（１０３）、Ｒ（１０４）、Ｒ
（１０５）の関係を満たすように構成することにより、
後述の図５，図６に示すような群速度遅延時間−波長特
性曲線を得ることができる。そして、Ｒ（１０３）＜Ｒ
（１０４）＜Ｒ（１０５）にすることがより好ましく、
Ｒ（１０５）を１００％に近づけるか１００％にするこ
とがより好ましく、本発明の光分散補償素子の性能を一
層高めることができる。

【００５７】そして、本発明の光分散補償素子をより製
造し易くするために、隣り合う各反射層間の光路長とし
て考えたときの間隔がそれぞれ異なるように各反射層の
形成条件を選ぶことが好ましく、各反射層の反射率の設
計精度をゆるめることができ、膜厚が波長λの４分の１
の単位膜の組み合わせ（λ/４の整数倍の膜厚の膜）で
本発明の３次分散補償素子に用いられる多層膜を形成す
ることができ、信頼性が高く、量産性の優れた３次分散
補償素子を安価に提供することができる。

【００５８】なお、前記多層膜の単位膜の膜厚が波長λ
の４分の１であると記載したが、これは、前記の如く、
量産における膜の形成で許容される誤差の範囲内におい
てλ/４という意味であり、具体的には、λ/４±１％に
おいて本発明でいうλ/４の膜厚を意味しており、この
範囲においても本発明は特に大きな効果を発する。そこ
で、本発明ではこの範囲の膜厚をλ/４の厚みというこ
とにした。特に、上記単位膜の厚みをλ/４±０．５％
（この場合のλ／４は誤差無しのλ／４の意味）にする
ことにより、量産性を損なわずに、バラツキが少なく、
信頼性の高い多層膜を形成することができ、図５、図６
で後述するような光分散補償素子を安価に提供すること
ができる。

【００５９】また、本発明における多層膜が膜厚がλ/
４の単位膜を積層して形成すると説明しているが、これ
は、１つの単位膜を形成してから次の単位膜を形成する
という方法を繰り返して多層膜を形成することもできる
が、これに限らず、一般的にはλ/４の整数倍の膜厚の
膜を、連続的に形成することが多く、このような多層膜
も当然のことながら本発明の多層膜に含まれるものであ
る。そして、前記反射層と前記透過層を連続的に形成す
る膜形成工程を用いて本発明の多層膜のいくつかの例を
形成することができた。

【００６０】図３は、図２の多層膜１００の後述する入
射面２２０の面内方向において、前記多層膜１００の膜
厚を変化させた例を説明する図である。

【００６１】図３において、符号２００は本発明の光分
散補償素子の一例としての多層膜、２０１は第１の反射
層、２０２は第２の反射層、２０３は第３の反射層、２
０５は基板、２０６は第１の光透過層、２０７は第２の
光透過層、２１１は第１のキャビティ、２１２は第２の
キャビティ、２２０は光入射面、２３０は入射光の方向
を示す矢印、２４０は出射光の方向を示す矢印、２５０
は第１の膜厚変化方向を示す矢印、２６０は第２の膜厚
変化方向を示す矢印、２７０，２７１は入射光の入射位
置を移動させる方向を示す矢印である。

【００６２】図３において、たとえば、ＢＫ−７ガラス
などから成る基板２０５の上に、第３の反射層２０３，
第２の光透過層２０７、第２の反射層２０２、第１の光
透過層２０６、第１の反射層２０１が、順次形成されて
いる。

【００６３】第１の光透過層２０６の厚みが図３の矢印
２５０で示す方向に変化するように、そして、第２の光
透過層２０７の厚みが矢印２６０で示す方向に変化する
ように、前記多層膜を形成する。第１から第３の反射層
の厚みと構成は、第１および第２のキャビティの共振波
長が一致したときの波長が入射光の中心波長λに一致し
たときに、第１、第２、第３の各反射層の反射率が、前
記Ｒ（１０３）、Ｒ（１０４）、Ｒ（１０５）の条件を
満たすような膜厚と構成になるように形成する。

【００６４】図４は、本発明の光分散補償素子の例とし
ての多層膜（以下、光分散補償素子ともいう）２００の
入射面２２０において、図３の矢印２３０の方向から入
射光を入射し、矢印２４０の方向に出射光を得るように
し、入射光の入射位置を後述のように図３の矢印２７０
あるいは２７１の方向に移動した時の、群速度遅延時間
−波長特性曲線の変化する様子を説明するものである。

【００６５】図４は、入射位置２８０〜２８２に中心波
長λの入射光を入射させたときの群速度遅延時間−波長
特性曲線を示し、縦軸は群速度遅延時間、横軸は波長で
ある。

【００６６】反射層２０１〜２０３および光透過層２０
６と２０７の各矢印２５０と２６０で示す方向に膜厚を
変化させる条件を適切に選ぶことによって、前記入射光
の入射面２２０における入射位置を矢印２７０で示す方
向に移動させたとき、群速度遅延時間−波長特性曲線の
形状をほぼ同様の形に維持しつつ、群速度遅延時間−波
長特性曲線の帯域中心波長λ₀（たとえば、図４のほぼ
左右対称の形状の群速度遅延時間−波長特性曲線２８０
１における極値を与える波長）が変化し、そして、その
位置から矢印２７１で示す方向に前記入射位置を移動さ
せたとき、前記波長λ₀はほぼ同じ範囲の値で、群速度
遅延時間−波長特性曲線の形状を、図４の曲線２８１
１、２８１２のように変化させることができる。図４の
各曲線は、図３の矢印２５０と２６０の方向へそれぞれ
各当該膜の膜厚を単調に増大するように形成した時のも
のである。

【００６７】曲線２８０１〜２８１２における帯域中心
波長λ₀は、分散補償の目的によって、たとえば図４の
グラフの適切な波長のところに設定するが、たとえば、
図４に図示の曲線の波長の範囲のほぼ中央値にとっても
よく、分散補償の目的に応じて適宜定めても良い。ま
た、曲線２８０１〜２８１２の間のそれぞれの極値波長
など曲線の各特徴点の波長の対応関係をあらかじめ調べ
ておくことなどはここに記載しなくても当然のことであ
る。

【００６８】このようにして、たとえば、まず、分散補
償すべき入射光の中心波長λに該当する帯域中心波長λ
₀を一致させるように、入射光の入射位置を矢印２７０
の方向に移動して決め、分散補償すべき保障の内容、す
なわち、入射光の分散状況に適合して、分散補償に用い
る群速度遅延時間−波長特性曲線の形状を、たとえば図
４の各曲線などから選択し、それに応じて、図３の矢印
２７１で示す方向に前記入射位置をたとえば符号２８０
〜２８２で示す各点などのように選択することにより、
信号光に求められる分散補償を効果的に行うことができ
る。

【００６９】図４の群速度遅延時間−波長特性曲線の形
状からも明らかなように、本発明の光分散補償素子を用
いて、たとえば、曲線２８０１を用いて３次分散補償を
行うことができ、曲線２８１１または２８１２の比較的
直線成分に近い部分を用いて、２次の微少な分散補償を
行うことができる。

【００７０】以上、図２〜図４を用いて説明したのは本
発明に用いる「分散補償を行うことが出来る素子」であ
るが、この「分散補償を行うことが出来る素子」を用い
れば、３次の分散をある程度補償することが出来ること
は、図４の各曲線の説明から明白である。

【００７１】しかし、「分散補償を行うことが出来る素
子」単独で補償できる分散補償の波長帯域幅は、波長が
１．５５μｍ近傍の信号光について、たとえば１．５ｎ
ｍ前後、群速度遅延時間の極値の大きさは３〜６ｐｓ
（ピコ秒）位の場合が多く、多層膜の構成条件を変え
て、帯域幅３ｍｍ、群速度遅延時間のピーク値が２〜１
０ｐｓ程度の群速度遅延時間−波長特性曲線は実現する
ことが出来る。しかし、多数チャンネルの光通信に対応
するために分散補償の波長帯域幅を広くすると、分散補
償を十分に行うことが出来る程度の群速度遅延時間を得
ることが難しく、現実の通信に広く使い勝手よく用いる
には、さらなる改善がなされることが望ましい。そこ
で、本発明を図５、図６を用いてさらに詳しく説明す
る。

【００７２】図５は、たとえば前記のごとき分散補償を
行うことが出来る素子を複数個用いて群速度遅延時間−
波長特性を改善する方法を説明する図であり、図５
（Ａ）は本発明に用いる分散補償を行うことが出来る素
子が１個の群速度遅延時間−波長特性、図５（Ｂ）は群
速度遅延時間−波長特性曲線の形がほぼ同じで、群速度
遅延時間−波長特性曲線のピーク値（以下、極値ともい
う）を与える波長（以下、極値波長ともいう）が異なる
分散補償を行うことが出来る素子を２個直列に接続した
本発明の光分散補償素子の群速度遅延時間−波長特性
を、図５（Ｃ）は群速度遅延時間−波長特性曲線がほぼ
同じで極値波長が異なる分散補償を行うことが出来る素
子を３個直列に接続した本発明の光分散補償素子の群速
度遅延時間−波長特性を、図５（Ｄ）は群速度遅延時間
−波長特性曲線の形も極値波長も異なる分散補償を行う
ことが出来る素子を３個直列に接続した本発明の光分散
補償素子の群速度遅延時間−波長特性を表すグラフであ
り、いずれも縦軸が群速度遅延時間、横軸が波長であ
る。そして、本発明の光分散補償方法は、図５（Ａ）か
ら（Ｄ）に示した光分散補償素子を光伝送路中の適切な
ところ、たとえば、伝送路に設けた増幅器、受信機、波
長分波機、中継局の各種装置等の信号光の経路中に配置
して前記光分散補償素子に信号光を入射させて信号光の
分散を補償する分散補償方法である。

【００７３】図５において、符号３０１〜３０９は本発
明に用いる分散補償を行うことが出来る素子１個の各群
速度遅延時間−波長特性曲線、３１０は前記本発明に用
いる群速度遅延時間−波長特性曲線の形がほぼ同じで極
値波長が異なる分散補償を行うことが出来る素子を２個
直列に接続した場合の群速度遅延時間−波長特性曲線、
３１１は前記本発明に用いる群速度遅延時間−波長特性
曲線の形がほぼ同じで極値波長が異なる分散補償を行う
ことが出来る素子を３個直列に接続した場合の群速度遅
延時間−波長特性曲線、３１２は群速度遅延時間−波長
特性曲線の形も極値波長も異なる分散補償を行うことが
出来る素子を３個直列に接続した場合の群速度遅延時間
−波長特性曲線である。図５（Ａ）で符号ａは分散補償
対象波長帯域の波長幅、ｂは群速度遅延時間の極値であ
る。曲線３０２〜３０７および３０９の分散補償対象波
長域の帯域幅と群速度遅延時間の極値はほぼ同じで、曲
線３０８は曲線３０７や３０９よりも分散補償対象波長
域の帯域幅が小さく群速度遅延時間の極値が大きい群速
度遅延時間−波長特性曲線である。

【００７４】図５（Ｂ）と（Ｃ）において、群速度遅延
時間−波長特性曲線３１０の群速度遅延時間の極値は、
分散補償を行うことが出来る素子１個の場合の１．６
倍、分散補償対象波長帯域は約１．８倍になっており、
群速度遅延時間−波長特性曲線３１１の群速度遅延時間
の極値は分散補償を行うことが出来る素子１個の場合の
約２．３倍、分散補償対象波長帯域は分散補償を行うこ
とが出来る素子１個の場合の約２．５倍になっている。
図５（Ｄ）においては、群速度遅延時間−波長特性曲線
３１２の曲線の群速度遅延時間の極値が分散補償を行う
ことが出来る素子３０７と３０９の各１個の場合の約３
倍、分散補償対象波長帯域は分散補償を行うことが出来
る素子３０７と３０９の各１個の場合の約２．３倍にな
っている。

【００７５】図２〜図４において説明したような多層膜
を用いた分散補償を行うことが出来る素子の群速度遅延
時間−波長特性曲線の群速度遅延時間の極値と分散補償
対象波長帯域の波長幅は、前記多層膜の各反射層と各光
透過層の構成条件によって変化し、たとえば、図５
（Ｄ）の曲線３０７のような分散補償対象波長帯域の帯
域幅は比較的広いが群速度遅延時間の極値があまり大き
くない群速度遅延時間−波長特性曲線や、曲線３０８の
ように分散補償対象波長帯域は狭いが群速度遅延時間の
極値は大きい群速度遅延時間−波長特性曲線のように、
種々の特性を有する分散補償を行うことが出来る素子を
実現することが出来る。

【００７６】このような分散補償を行うことが出来る素
子に用いる多層膜としては、たとえば、前記「課題を解
決するための手段」の項に記載した多層膜Ａ〜多層膜Ｈ
があげられる。この多層膜Ａ〜Ｈを用いて、分散補償を
行うことが出来る素子を作成したところ、波長が約１．
５５μｍの信号光に対して、群速度遅延時間の極値が３
ｐｓ（ピコ秒）で分散補償対象波長帯域が１．３〜２．
０ｎｍの群速度遅延時間−波長特性曲線を実現すること
が出来た。

【００７７】そして、この分散補償を行うことが出来る
素子を複数個直列に接続して、光ファイバ伝送による分
散を補償することができる群速度遅延時間−波長特性を
有する分散補償対象波長帯域が１５ｎｍの光分散補償素
子を実現することが出来た。この光分散補償素子を波長
が１．５５μｍ近傍で、各チャンネルの帯域波長幅０．
５ｎｍ、３０チャンネルの通信システムの３次分散補償
を行う素子として用い、４０Ｇｂｐｓ、６０ｋｍの光通
信を行ったところ、３次分散が害にならずに通信を行う
ことが出来た。

【００７８】また、図４における群速度遅延時間−波長
特性曲線や、図５（Ｄ）における群速度遅延時間−波長
特性曲線など、直列に接続して用いる分散補償を行うこ
とが出来る素子の群速度遅延時間−波長特性を適宜工夫
して選択することにより、３次の分散のみならず分散補
償ファイバで補償して残った２次の微細な分散をも補償
することが出来た。

【００７９】本発明の分散補償を行うことが出来る素子
を少なくとも２個直列に接続した光分散補償素子の例に
おいては、３次以上の分散を補償するのに必要な群速度
遅延時間−波長特性を有する光分散補償素子を実現する
ために分散補償対象波長域において極値を有する群速度
遅延時間−波長特性の分散補償を行うことが出来る素子
を少なくとも１つ用いることが必要である。

【００８０】また、通信伝送路の分散補償をより効果的
に行うには、光分散補償素子としての群速度遅延時間−
波長特性曲線をよりよいものにすることが望ましい。そ
のための１つの方法として、分散補償を行うことが出来
る素子の群速度遅延時間−波長特性を調整できる手段を
有する方法がある。

【００８１】その１つの方法として、図２と図３を用い
て説明したような、多層膜の光透過層と反射層の膜厚を
入射面内方向において変化させ、分散補償を行うことが
出来る素子における信号光の相対的な入射位置を変え
て、分散補償を行うことが出来る素子の群速度遅延時間
−波長特性を変えることがあげられる。この入射光の入
射位置を変更する手段としては、入射光の位置に対し
て、光分散補償素子２００あるいは入射光の入射位置そ
のものの少なくとも一方を移動させることによって実現
した。前記光分散補償素子または入射光の位置を移動さ
せる手段としては、光分散補償素子の使用される事情、
コストあるいは特性などの条件など、事情によって種々
選択することができる。たとえば、コスト上あるいは装
置の事情から、ネジなどの手動的手段により行う方法を
用いることができ、また、正確に調整するため、あるい
は手動で調整することができない時にも調整することが
できるようにするためには、たとえば電磁的なステップ
モータや連続駆動モータを用いることが効果的であり、
また、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などを用いた圧
電モーターを使用することも効果的である。また、これ
らの方法と組み合わせることもできるプリズムや二芯コ
リメータなどを用いたり、光導波路を利用するなどの光
学的手段によって入射位置を選択することにより、容易
に、正確に入射位置を選択することができる。

【００８２】前記本発明の光分散補償素子に用いる分散
補償を行うことが出来る素子の多層膜の各層は、厚みが
４分の１波長のＳｉＯ₂のイオンアシスト蒸着で作成し
た膜（以下、イオンアシスト膜ともいう）で形成された
層Ｌと、厚みが４分の１波長のＴａ₂Ｏ₅のイオンアシス
ト膜で形成された層Ｈとから構成されている。前記Ｓｉ
Ｏ₂のイオンアシスト膜（層Ｌ）１層とＴａ₂Ｏ₅のイオ
ンアシスト膜（層Ｈ）１層の組みあわせ層でＬＨの層１
セットと称し、たとえば、「ＬＨの層５セット積層し
て」とは、「層Ｌ・層Ｈ・層Ｌ・層Ｈ・層Ｌ・層Ｈ・層
Ｌ・層Ｈ・層Ｌ・層Ｈの順に各層をそれぞれ１層ずつ重
ねて形成して」ということを意味する。

【００８３】同様に、前記ＬＬの層は、厚みが４分の１
波長のＳｉＯ₂のイオンアシスト膜で構成されている層
Ｌを２層重ねて形成した層をＬＬの層１セットと称す。
したがって、たとえば、「ＬＬの層を３セット積層し
て」とは、「層Ｌを６層重ねて形成して」を意味する。
前記ＨＨの層に関しても同様である。

【００８４】なお、層Ｈを形成する膜の組成として、誘
電体の例を示したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、Ｔａ₂Ｏ₅と同じ誘電体材料としてはＴａ₂Ｏ₅の
他に、ＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅などを用いることができ、さ
らに、誘電体材料の他に、ＳｉやＧｅを用いて層Ｈを形
成することもできる。また、層Ｌの組成としてＳｉＯ ₂
の例を示したが、ＳｉＯ₂は安価にしかも信頼性高く層
Ｌを形成できる利点があるが、本発明はこれに限定され
るものではなく、層Ｈの屈折率よりも屈折率が低くなる
材質によって層Ｌを形成すれば、本発明の上記効果を発
揮する光分散補償素子を実現することができる。

【００８５】また、本実施例では、前記多層膜を構成す
る層Ｌと層Ｈをイオンアシスト蒸着で形成したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、通常の蒸着、スパ
ッタリング、イオンプレーティングその他の方法で形成
した多層膜を用いても本発明は大きな効果を発揮するも
のである。

【００８６】本発明の光分散補償素子は、図３に示す光
分散補償素子としての多層膜２００のように、ウェハー
状のものを適当に保持して用いることもでき、また、入
射面２２０内での必要な部分を含むように、厚み方向
に、すなわち、入射面２２０から基板２０５方向に、た
とえば垂直に、小さく切断したチップ状にして、たとえ
ばファイバコリメータとともに筒状のケースに実装して
光分散補償素子として用いることもできるなど、その形
態は多様な可能性を有するものであり、そのいずれの場
合においても、本発明で説明する主たる効果をもたらす
ものである。

【００８７】図６は本発明の光分散補償素子の実際の接
続方法の例を説明する図であり、図６（Ａ）は複数個の
分散補償を行うことが出来る素子を信号光の通信経路に
沿って内部接続部品および外部接続部品を介して直列に
接続した図、図６（Ｂ）は前記内部接続部品の図、図６
（Ｃ）は出力側の外部接続部品の図である。図６で符号
４００は光分散補償素子、４０１〜４０５は内部接続部
品、４０１１、４０２１は反射体、４０１１ａと４０１
１ｂ、４０２１ａと４０２１ｂはそれぞれ反射体４０１
１、４０２１の反射面、４１〜４５は分散補償を行うこ
とが出来る素子としての多層膜素子、４０１２、４０２
２はレンズ、４１１、４１２は外部接続部品、４１１
１、４１２１は反射体、４１１１ａと４１１１ｂおよび
４１２１ａと４１２１ｂはそれぞれ反射体４１１１およ
び４１２１の反射面、４１１２、４１２２、４１１３、
４１２３はレンズで、４１１３と４１２３は非球面レン
ズ、４１１４、４１２４は光ファイバ、４１１５、４１
２５は光ファイバ取付部、４１１６、４１２６はそれぞ
れ光ファイバ４１１４、４１２４の先端部、４３１、４
３２はアライメント用ロッド、４５１〜４６２、４７１
〜４７５は光路、４３１１、４３２１はアライメント用
ロッドへの取り付け部すなわちアライメント用ロットに
係合する溝、４８ａ〜４８ｇは信号光が通る空間であ
る。

【００８８】図６において、それぞれ分散補償を行うこ
とが出来る素子としての多層膜素子４１〜４５を内蔵し
た内部接続部品４０１〜４０５およびそれぞれ光ファイ
バ４１１４、４１２４に接続されている外部接続部品４
１１、４１２は、アライメント用ロット４３１と４３２
に係合する溝（たとえば、図６（Ｃ）に外部接続部品４
１２に関しては図示した４３１ａと４３１ｂ、図６
（Ｂ）に内部接続部品４０１について示した溝４３１
１、４３２１と同様の溝）を有しており、図６（Ａ）に
図示のようにアライメント用ロット４３１と４３２に着
脱自在に組み立てられている。

【００８９】図６（Ａ）において、光ファイバ４１１４
から外部接続部品４１１に入射した信号光は、光路４５
１を進行して非球面レンズ４１１３を通り、光路４５２
を通り、レンズ４１１２を通って光路４５３を通り、反
射体４１１１の反射面４１１１ｂで反射されて光路４５
４を通って、外部接続部品４１１から出射して内部接続
部品４０１に入射する。内部接続部品４０１に入射した
信号光は、光路４５５を通り、反射体４０１１の反射面
４０１１ａで反射されてレンズ４０１２を経て光路４５
６を通り分散補償を行うことが出来る素子としての多層
膜素子４１に入射して分散補償を施され、前記多層膜素
子４１から出射、光路４５７を通ってレンズ４０１２を
経て反射体４０１１の反射面４０１１ｂに至り、そこで
反射されて光路４５８を通って内部接続部品４０１から
出射されて内部接続部品４０２に入射する。内部接続部
品４０２に入射した信号光は光路４５９を通って反射体
４０２１の反射面４０２１ａで反射されてレンズ４０２
２を通り、光路４６０を通って分散補償を行うことが出
来る素子としての多層膜素子４２に入射して分散補償を
施されて前記多層膜素子４２から出射し、光路４６１か
らレンズ４０２２を通って反射体４０２１の反射面４０
２１ｂで反射されて光路４６２を通って内部接続部品４
０２から出射して内部接続部品４０３に入射する。以
下、同様にして、信号光は分散補償を行うことが出来る
素子としての多層膜素子４３、４４、４５に順次入射し
て分散補償を施されて光路４７１を通って内部接続部品
４０５から出射して外部接続部品４１２に入射する外部
接続部品４１２に入射した信号光は光路４７２を通って
反射体４１２１の反射面４１２１ａで反射され光路４７
３からレンズ４１２２を通り、光路４７４を通って非球
面レンズ４１２３を経て光路４７５を通り光ファイバ４
１２４の先端部４１２６から光ファイバ４１２４に入射
して伝送される。

【００９０】以上の説明のように、分散補償を行うこと
が出来る素子としての多層膜４１〜４５によって信号光
の分散が所定量、すなわち、多層膜４１〜４５の群速度
遅延時間−波長特性曲線を図５のように重ね合わせた結
果としての群速度遅延時間−波長特性曲線によって決ま
る量だけ補償される。ここで、分散補償の必要な内容に
応じて光分散補償素子の群速度遅延時間−波長特性を変
えることが必要な場合は、本発明の内部接続部品が着脱
自在に構成されているため、適切に前記多層膜を増減す
ることなどによって光分散補償素子の内容を容易に変え
ることができる。信号光の伝送状況によって、分散補償
の内容を適宜選択することが好ましいが、本発明の光分
散補償素子および光分散補償方法は、前記の如く、着脱
自在に構成されている内部接続部品を用いて、そこに載
置される分散補償を行うことが出来る素子としての、た
とえば多層膜を選択して、所定の特性を有する光分散補
償素子を容易に構成することができ、それを用いて良好
な光分散補償を容易に行うことが出来る。

【００９１】このような本発明による光分散補償素子を
用いて、４０Ｇｂｐｓの通信ビットレートで６０ｋｍの
伝送を行う通信システムにおいて分散を補償した結果、
きわめて良好な分散補償を行うことが出来た上に、信号
光が光分散補償素子を透過することによるによる損失
は、従来のファイバグレーティングを用いた２次の分散
補償素子に比較して、きわめて低いものであった。

【００９２】以上、本発明の光分散補償素子を中心に本
発明の光分散補償素子とその素子を用いた光分散補償方
法を説明したが、本発明の光分散補償方法のもっとも注
目すべき特徴は、本発明に用いる内部接続部品と外部接
続部品がそれぞれ同じ構造になっているために互換性が
あり、分散補償をすることができる素子複数個を着脱自
在に直列に接続して、広い波長帯域において２次や３次
の分散補償をすることを可能にしたところにあり、従来
の光通信システムの多くを活用して高速・長距離通信を
可能にするものである。そして、分散補償対象波長域の
帯域幅は、１５ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍなど広い範囲
にわたっての補償を可能にするものである。

【００９３】

【発明の効果】以上、本発明を詳細に説明したが、本発
明によれば、図５（Ｂ）〜（Ｄ）を用いて説明した群速
度遅延時間−波長特性曲線を種々用意するにあたり、図
６（Ａ）に示した各内部接続部品および各外部接続部品
を接続するにあたり、該接続部における信号光の進行方
向を平行にしているために、互換性も良く、信号光の光
路を極めて低損失で容易に構成することができ、各チャ
ンネルの良好な分散補償を行うことが出来る上に、複数
チャンネルの良好な分散補償をも行うことが出来る。そ
して、本発明の光分散補償素子による分散補償は、３次
以上の分散補償において特に大きな効果をもたらすこと
に加えて、群速度遅延時間−波長特性の適切な調整によ
って、２次の分散補償をも行い得るものである。

【００９４】そして、本発明の光分散補償素子を用いる
ことにより、既存の光通信システムの多くを利用するこ
とを可能にする点で、社会的経済的効果が多大なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光分散補償を説明する図である。

【図２】本発明の多層膜の断面図である。

【図３】本発明の多層膜の斜視図である。

【図４】本発明の多層膜の群速度遅延時間−波長特性曲
線である。

【図５】本発明の、分散補償を行うことが出来る素子を
複数個用いて群速度遅延時間−波長特性を改善する方法
を説明する図であり、（Ａ）は１個、（Ｂ）は２個、
（Ｃ）は３個、（Ｄ）は３個の分散補償を行うことが出
来る素子を直列に接続した本発明の光分散補償素子の群
速度遅延時間−波長特性を表すグラフである。

【図６】本発明の光分散補償素子を説明する図で、
（Ａ）は複数個の分散補償を行うことが出来る素子を直
列に接続した図、（Ｂ）は内部接続部品を示す図、
（Ｃ）は外部接続部品を示す図である。

【図７】２次と３次の波長分散の補償方法を説明する図
であり、（Ａ）は波長−時間特性と光強度−時間特性
を、（Ｂ）および（Ｃ）は伝送路を説明する図である。

【図８】従来の光ファイバの分散−波長特性を示すグラ
フである。

【符号の説明】

１００，２００：多層膜 １０１，２３０：入射光の方向を示す矢印 １０２，２４０：出射光の方向を示す矢印 １０３，１０４，１０５，２０１，２０２，２０３：反
射層 １０８，１０９，２０６，２０７：光透過層 １０７，２０５：基板 １１１，１１２，２１１，２１２：キャビティ ２２０：光入射面 ２５０，２６０：膜厚変化方向を示す矢印 ２７０，２７１：入射光の入射位置を移動させる方向 ２８０，２８１，２８２：入射位置 １１０１，１１０２，１１０３，２８０１，２８１１，
２８１２，３０１〜３１２：群速度遅延時間−波長特性
曲線 ４００：光分散補償素子 ４０１〜４０５：内部接続部品 ４１１，４１２：外部接続部品 ４０１１，４０２１，４１１１，４１２１：反射体 ４０１１ａ，４０１１ｂ，４０２１ａ，４０２１ｂ，４
１１１ａ，４１１１ｂ，４１２１ａ，４１２１ｂ：反射
面 ４１〜４５：多層膜素子 ４０１２，４０２２，４１１２，４１２２，４１１３，
４１２３：レンズ４１１４，４１２４：光ファイバ ４１１５，４１２５：光ファイバ取り付け部 ４１１６，４１２６：光ファイバの先端部 ４３１，４３２：アライメント用ロッド ４５１〜４６２、４７１〜４７５：光路 ４３１１，４３２１，４３１ａ，４３１ｂ：溝 ４８ａ〜４８ｇ：信号光が通る空間 ５０１，５０２，５０３，５０４，５１１，５１２，５
１３，５１４：信号光の特性を示すグラフ ５２０，５３０：伝送路 ５２１：分散補償ファイバ ５２２，５３１：ＳＭＦ ５２４，５３４：送信器 ５２５，５３５：受信器 ６０１：ＳＭＦの分散−波長特性曲線 ６０２：分散補正ファイバの分散−波長特性曲線 ６０３：ＤＳＦの分散−波長特性曲線

フロントページの続き (72)発明者 多久島 裕一 埼玉県川口市芝富士２丁目18番18号 セイ ケイハイツ202号 (72)発明者 マーク ケンネス ジャボロンスキー 東京都目黒区駒場４丁目６番29号 Ｋ518 (72)発明者 田中 佑一 埼玉県戸田市新曽南３丁目１番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 片岡 春樹 埼玉県戸田市新曽南３丁目１番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 時田 宏典 埼玉県戸田市新曽南３丁目１番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 山下 史郎 埼玉県戸田市新曽南３丁目１番23号 株式 会社応用光電研究室内 (72)発明者 古城 健司 埼玉県戸田市新曽南３丁目１番23号 株式 会社応用光電研究室内 Ｆターム(参考） 2H048 GA07 GA11 GA22 GA34 GA48 GA51 GA62 5K002 BA02 BA21 CA01 FA01

Claims (30)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光ファイバを通信伝送路に用いた通信に
   使用して波長分散（以下、単に、分散ともいう）を補償
   することが出来る光分散補償素子であって、分散補償を
   行うことが出来る素子を少なくとも２つ、あるいは、分
   散補償を行うことが出来る素子の部分（以下、前記分散
   補償を行うことが出来る素子と分散補償を行うことが出
   来る素子の部分を総称して分散補償を行うことが出来る
   素子ともいう）を少なくとも２箇所、信号光の通信経路
   において接続部品を介して直列に接続して構成されてお
   り（以下、前記光分散補償素子を構成する前記分散補償
   を行うことが出来る素子間を接続する接続部品を内部接
   続部品とも称し、前記光分散補償素子と前記光分散補償
   素子の外部とを接続する部品を外部接続部品とも称
   す）、前記内部接続部品が、前記分散補償を行うことが
   出来る素子を少なくとも１つ装着することが出来るとと
   もに、前記光分散補償素子に入力される光の光路に少な
   くとも２つの異なる反射面を有する反射体と少なくとも
   １つのレンズを配置していることを特徴とする光分散補
   償素子。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光分散補償素子におい
   て、前記内部接続部品が、少なくとも１つの前記分散補
   償を行うことが出来る素子を装着されているとともに前
   記内部接続部品を装着することが出来る位置決め部品に
   係合する取り付け部を有しており、前記１つの内部接続
   部品の入射口から入射した信号光が、前記内部接続部品
   の前記反射体の２つの反射面のうちの１つの反射面か
   ら、前記分散補償を行うことが出来る素子に向けて反射
   され、前記レンズを介して前記分散補償を行うことが出
   来る素子に至り、分散補償を施されて、前記分散補償を
   行うことが出来る素子から出力して前記レンズを通り、
   前記反射体の前記２つの反射面のうちの他の反射面で前
   記内部接続部品の出射口に向けて反射され、前記内部接
   続部品の入射口から前記反射体に入射された信号光と平
   行な方向に進行する光線となって出射される構造となっ
   ており、前記１つの内部接続部品から出射された信号光
   は、前記１つの内部接続部品に続く他の内部接続部品に
   入射されて再び分散補償を受けるか、前記外部接続部品
   に入射して、外部へと出射される構成に組み立てること
   が出来ることを特徴とする光分散補償素子。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光分散補償素子におい
   て、前記位置決め部品が、少なくとも一本の棒であるこ
   とを特徴とする光分散補償素子。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の光
   分散補償素子において、前記光分散補償素子の入力側の
   外部接続部品が、少なくとも１つの反射面を有する反射
   体と、少なくとも２つのレンズと、光ファイバ結合部と
   を有し、前記２つのレンズのうちの少なくとも１つは非
   球面レンズであり、前記光ファイバ結合部の光ファイバ
   から入射された信号光は、前記２つのレンズのうちの１
   つである前記非球面レンズを経て他の１つのレンズを通
   り、前記反射体の１つの反射面で反射されて出射部に至
   り、前記外部接続部品からの出射光の進行方向と該接続
   部品に係合する次の内部接続部品における入射光の進行
   方向が平行な１つの光路になるように構成されているこ
   とを特徴とする光分散補償素子。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の光
   分散補償素子において、前記光分散補償素子の出力側の
   外部接続部品が、少なくとも１つの反射面を有する反射
   体と、少なくとも２つのレンズと、光ファイバ結合部と
   を有し、前記２つのレンズのうちの少なくとも１つは非
   球面レンズであり、前記出力側の外部接続部品の入射口
   から入射された信号光が、前記反射体の１つの反射面で
   反射され、前記２つのレンズのうちの１つを通り、さら
   に前記２つのレンズのうちの前記非球面レンズを通り、
   前記光ファイバ結合部の光ファイバに光結合して前記光
   ファイバから出射されることを特徴とする光分散補償素
   子。
6. 【請求項６】 請求項４または５に記載の光分散補償素
   子において、前記外部接続部品が、前記光分散補償素子
   の入力側の外部接続部品あるいは出力側の外部接続部品
   のいずれにも使用できるように構成されていることを特
   徴とする光分散補償素子。
7. 【請求項７】 請求項４〜６のいずれか１項に記載の光
   分散補償素子において、前記外部接続部品の前記反射体
   が、少なくとも２つの反射面を有し、前記外部接続部品
   を入力側の外部接続部品として用いる時は、当該外部接
   続部品の前記２つの反射面のうちの１つの反射面を前記
   入力側の反射面として用い、前記外部接続部品を出力側
   の外部接続部品として用いる時は、当該接続部品の前記
   ２つの反射面のうちの１つの反射面とは別の反射面を前
   記出力側の反射面として用いることが出来るように構成
   されていることを特徴とする光分散補償素子。
8. 【請求項８】 請求項４〜６のいずれか１項に記載の光
   分散補償素子において、前記外部接続部品が、その前記
   反射体の同じ１つの反射面を入力用外部接続部品として
   も出力用外部接続部品としても使用できる構造になって
   いることを特徴とする光分散補償素子。
9. 【請求項９】 請求項２〜８のいずれか１項に記載の光
   分散補償素子において、前記内部接続部品と前記外部接
   続部品のいずれか一方または双方の前記位置決め部品へ
   の取り付け部が、溝または突起部であることを特徴とす
   る光分散補償素子。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれか１項に記載の
    光分散補償素子において、前記分散補償を行うことが出
    来る素子が、入射光の１４６０〜１６４０ｎｍの波長範
    囲において少なくとも１つの極値を有する群速度遅延時
    間−波長特性を有する多層膜を利用して分散補償を行う
    ことが出来ることを特徴とする光分散補償素子。
11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の光分散補償素子に
    おいて、前記多層膜が光の反射率が互いに異なる少なく
    とも２つの反射層と、前記反射層の間に形成された少な
    くとも１つの光透過層を有することを特徴とする光分散
    補償素子。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれか１項に記載
    の光分散補償素子において、前記分散補償を行うことが
    できる素子が、光学的性質が異なる積層膜を少なくとも
    ５種類（すなわち、光の反射率や膜厚などの光学的な性
    質の異なる積層膜を少なくとも５層）有する多層膜を有
    し、前記多層膜が、光の反射率が互いに異なる少なくと
    も２種類の反射層を含む少なくとも３種類の反射層を有
    するとともに、前記３種類の反射層の他に少なくとも２
    つの光透過層を有し、前記３種類の反射層の各１層と前
    記２つの光透過層の各１層とが交互に配置されており、
    前記多層膜が、膜の厚み方向の一方の側から順に、第１
    の反射層である第１層、第１の光透過層である第２層、
    第２の反射層である第３層、第２の光透過層である第４
    層、第３の反射層である第５層から構成されており、入
    射光の中心波長をλとして、前記第１〜第５層におい
    て、入射光の中心波長λの光に対する光路長（以下、単
    に、光路長ともいう）として考えたときの前記多層膜各
    層の膜厚（以下、単に、膜厚あるいは膜の厚みともい
    う）が、λ/４の整数倍±１％の範囲の値（以下、λ/４
    の整数倍、あるいは、λ/４のほぼ整数倍ともいう）の
    膜厚であり、かつ、前記多層膜が、膜厚がλの１/４倍
    （以下、λの１/４倍±１％の膜厚の意味でλの１/４倍
    の膜厚という）で屈折率が高い方の層（以下、層Ｈとも
    いう）と膜厚がλの１/４倍で屈折率が低い方の層（以
    下、層Ｌともいう）を組み合わせた層の複数組で構成さ
    れており、 多層膜Ａを、前記５層の積層膜すなわち前記第１〜第５
    層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
    Ｈ、層Ｌの順に各１層ずつ組み合わせた層（以下、ＨＬ
    の層ともいう）を３セット（層Ｈ１層と層Ｌ１層とを組
    み合わせた層をＨＬの層１セットと称する。以下同様）
    積層して構成される第１層、層Ｈと層Ｈを組み合わせた
    層（すなわち、層Ｈを２層重ねて形成した層。以下、Ｈ
    Ｈの層ともいう）を１０セット積層して構成される第２
    層、層Ｌを１層とＨＬの層を７セットとを積層して構成
    される第３層、ＨＨの層を３８セット積層して構成され
    る第４層、層Ｌを１層とＨＬの層を１３セットとを積層
    して構成される第５層でそれぞれ形成されている多層膜
    とし、 多層膜Ｂを、前記多層膜ＡのＨＨの層を１０セット積層
    して形成されている前記第２層の代わりに、前記第２層
    が、多層膜Ａの場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の
    側から順に、ＨＨの層を３セット、層Ｌと層Ｌを組み合
    わせた層（すなわち、層Ｌを２層重ねて形成した層。以
    下、ＬＬの層ともいう）を３セット、ＨＨの層を３セッ
    ト、ＬＬの層を２セット、ＨＨの層を１セットをこの順
    に積層して構成される積層膜で形成されている多層膜と
    し、 多層膜Ｃを、前記多層膜ＡまたはＢのＨＨの層を３８セ
    ット積層して形成されている前記第４層の代わりに、前
    記第４層が、多層膜Ａの場合と同じ方向の膜の厚み方向
    の一方の側から順に、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を
    ３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、
    ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を
    ３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を３セット、
    ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を
    ３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、
    ＨＨの層を２セットをこの順に積層して構成される積層
    膜で形成されている多層膜とし、 多層膜Ｄを、前記５層の積層膜すなわち前記第１〜第５
    層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
    Ｌ、層Ｈの順に各１層ずつ組み合わせた層（以下、ＬＨ
    の層ともいう）を５セット積層して構成される第１層、
    ＬＬの層を７セット積層して構成される第２層、層Ｈを
    １層とＬＨの層を７セットとを積層して構成される第３
    層、ＬＬの層を５７セット積層して構成される第４層、
    層Ｈを１層とＬＨの層を１３セットとを積層して構成さ
    れる第５層でそれぞれ形成されている多層膜とし、 多層膜Ｅを、前記５層の積層膜すなわち前記第１〜第５
    層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、ＨＬ
    の層を２セット積層して構成される第１層、ＨＨの層を
    １４セット積層して構成される第２層、層Ｌを１層とＨ
    Ｌの層を６セットとを積層して構成される第３層、ＨＨ
    の層を２４セット積層して構成される第４層、層Ｌを１
    層とＨＬの層を１３セットとを積層して構成される第５
    層でそれぞれ形成されている多層膜とし、 多層膜Ｆを、前記多層膜Ｅの前記ＨＨの層を１４セット
    積層して形成されている第２層の代わりに、前記第２層
    が、多層膜Ｅの場合と同じ方向の膜の厚み方向の一方の
    側から順に、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セッ
    ト、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの
    層を２セット、ＬＬの層を１セット、ＨＨの層を１セッ
    トをこの順に積層して構成される積層膜で形成されてい
    る多層膜とし、 多層膜Ｇを、前記多層膜ＥまたはＦの前記ＨＨの層を２
    ４セット積層して形成されている第４層の代わりに、前
    記第４層が、多層膜Ｅの場合と同じ方向の膜の厚み方向
    の一方の側から順に、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を
    ３セット、ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、
    ＨＨの層を３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を
    ３セット、ＬＬの層を３セット、ＨＨの層を２セット、
    ＬＬの層を１セット、ＨＨの層を１セットをこの順に積
    層して構成される積層膜で形成されている多層膜とし、 多層膜Ｈを、前記５層の積層膜すなわち前記第１〜第５
    層が、前記多層膜の厚み方向の一方の側から順に、層
    Ｌ、ＬＨの層を４セット積層して構成される第１層、Ｌ
    Ｌの層を９セット積層して構成される第２層、層Ｈを１
    層とＬＨの層を６セットとを積層して構成される第３
    層、ＬＬの層を３５セット積層して構成される第４層、
    層Ｈを１層とＬＨの層を１３セットとを積層して構成さ
    れる第５層でそれぞれ形成されている多層膜とすると
    き、前記分散補償を行うことが出来る素子が、前記多層
    膜Ａ〜Ｈのうちの少なくとも１つを有することを特徴と
    する光分散補償素子。
13. 【請求項１３】 請求項１０〜１２のいずれか１項に記
    載の光分散補償素子において、前記多層膜を構成する少
    なくとも１つの積層膜の膜厚が、前記多層膜の光の入射
    面に平行な断面における面内方向（以下、入射面内方向
    ともいう）において変化していることを特徴とする光分
    散補償素子。
14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の光分散補償素子に
    おいて、前記分散補償を行うことが出来る素子に係合し
    て、前記多層膜の少なくとも１つの積層膜の膜厚を調整
    する調整手段、あるいは、前記多層膜の入射面における
    光の入射位置を変える手段が設けられていることを特徴
    とする光分散補償素子。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４のいずれか１項に記載
    の光分散補償素子において、前記光分散補償素子が主と
    して３次分散を補償可能であることを特徴とする光分散
    補償素子。
16. 【請求項１６】 請求項１〜１５のいずれか１項に記載
    の光分散補償素子において、前記光分散補償素子が主と
    して２次分散を補償可能であることを特徴とする光分散
    補償素子。
17. 【請求項１７】 請求項１２〜１６のいずれか１項に記
    載の光分散補償素子において、前記層ＨがＳｉ、Ｇｅ、
    ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅のいずれかから成る層で
    形成されていることを特徴とする光分散補償素子。
18. 【請求項１８】 請求項１２〜１７のいずれか１項に記
    載の光分散補償素子において、前記層Ｌが、層Ｈに使用
    されている材質よりも屈折率の低い材質を用いて形成さ
    れていることを特徴とする光分散補償素子。
19. 【請求項１９】 請求項１２〜１８のいずれか１項に記
    載の光分散補償素子において、前記層ＬがＳｉＯ₂から
    成る層で形成されていることを特徴とする光分散補償素
    子。
20. 【請求項２０】 光ファイバを通信伝送路に用いた通信
    において光分散補償素子を使用して波長分散（以下、単
    に、分散ともいう）を補償する光分散補償方法であっ
    て、前記光分散補償素子を、分散補償を行うことが出来
    る素子を少なくとも２つを、あるいは、分散補償を行う
    ことが出来る素子の部分（以下、前記分散補償を行うこ
    とが出来る素子と分散補償を行うことが出来る素子の部
    分を総称して分散補償を行うことが出来る素子ともい
    う）を少なくとも２箇所を、信号光の通信経路に沿って
    接続部品を介して直列に接続して構成して（以下、前記
    光分散補償素子を構成する前記分散補償を行うことが出
    来る素子間を接続する接続部品を内部接続部品とも称
    し、前記光分散補償素子と前記光分散補償素子の外部と
    を接続する部品を外部接続部品とも称す）前記分散を補
    償することを特徴とする光分散補償方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の光分散補償方法に
    おいて、少なくとも１つの前記内部接続部品が、２つの
    異なる反射面を有する反射体と少なくとも１つのレンズ
    を有し、前記分散補償を行うことが出来る素子を少なく
    とも１つ装着されており、位置決め部品に係合する取り
    付け部を有しており、前記１つの内部接続部品の入射口
    から入射した信号光が、前記反射体の１つの反射面か
    ら、前記分散補償を行うことが出来る素子に向けて反射
    し、前記レンズを介して前記分散補償を行うことが出来
    る素子に至り分散補償を施されて、前記分散補償を行う
    ことが出来る素子から出射されて前記レンズを通り、前
    記反射体の前記１つの反射面とは別の反射面で前記内部
    接続部品の出射口に向けて反射され、前記内部接続部品
    の入射口から前記反射体に入射された信号光の進行方向
    と平行な進行方向に出射され、前記１つの内部接続部品
    から出射された信号光は、前記１つの内部接続部品に続
    く他の１つの内部接続部品に入射されて再び分散補償を
    受けるか、前記外部接続部品に入射して、外部へと出射
    される構成の光分散補償素子を用いて前記通信における
    分散を補償することを特徴とする光分散補償方法。
22. 【請求項２２】 請求項２１に記載の光分散補償方法に
    おいて、前記光分散補償素子の前記位置決め部品が、少
    なくとも一本のアライメント用の棒であり、前記内部接
    続部品と前記外部接続部品が、前記アライメント用の棒
    に係合して信号光の光路を形成するように組み立てられ
    ることを特徴とする光分散補償方法。
23. 【請求項２３】 請求項２０〜２２のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記光分散補償素子の入
    力側に配置される前記外部接続部品が、少なくとも１つ
    の反射面を有する反射体と、少なくとも２つのレンズ
    と、光ファイバ結合部とを有し、前記２つのレンズのう
    ちの少なくとも１つは非球面レンズであり、前記光ファ
    イバ結合部の光ファイバから入射された信号光は、前記
    ２つのレンズのうちの１つである前記非球面レンズを経
    て、他の１つのレンズを通り、前記反射体の１つの反射
    面で反射されて前記外部接続部品の出射口から内部接続
    部品の入射口に入射し、前記外部接続部品からの出射光
    の進行方向が、前記外部接続部品に続いて配置される内
    部接続部品における入射光の進行方向と平行な１つの光
    路になるように前記外部接続部品と前記内部接続部品と
    を組み込んで分散を補償することを特徴とする光分散補
    償方法。
24. 【請求項２４】 請求項２２または２３に記載の光分散
    補償方法において、前記光分散補償素子の出力側に配置
    される外部接続部品が、少なくとも１つの反射面を有す
    る反射体と、少なくとも２つのレンズと、光ファイバ結
    合部とを有し、前記出力側の外部接続部品の入射口から
    入射された信号光が、前記反射体の１つの反射面で反射
    され、前記２つのレンズのうちの１つのレンズを通り、
    前記２つのレンズのうちの他の１つのレンズである前記
    非球面レンズを通り、前記光ファイバ結合部の光ファイ
    バに光結合して出射されることを特徴とする光分散補償
    方法。
25. 【請求項２５】 請求項２２〜２４のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記外部接続部品の前記
    反射体が、少なくとも２つの反射面を有し、同一型の外
    部接続部品として前記光分散補償素子の入力側に配置し
    て用いることも出来、また、前記光分散補償素子の出力
    側に配置して用いることも出来ることを特徴とする光分
    散補償方法。
26. 【請求項２６】 請求項２０〜２５のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記光分散補償素子に組
    み込まれる前記分散補償を行うことが出来る素子が、入
    射光の１４６０〜１６４０ｎｍの波長範囲において、少
    なくとも１つの極値を有する群速度遅延時間−波長特性
    を有する多層膜を利用して分散補償を行うことが出来る
    素子であることを特徴とする光分散補償方法。
27. 【請求項２７】 請求項２０〜２６のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記光分散補償素子に用
    いる分散補償を行うことが出来る素子の主要構成要素で
    ある前記多層膜として、前記多層膜を構成する少なくと
    も１つの積層膜の膜厚が、前記多層膜の光の入射面に平
    行な断面における面内方向（以下、入射面内方向ともい
    う）において変化している多層膜を用いる光分散補償素
    子であることを特徴とする光分散補償方法。
28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の光分散補償方法に
    おいて、前記光分散補償素子として、前記分散補償を行
    うことが出来る素子に係合して、前記多層膜の少なくと
    も１つの積層膜の膜厚を調整する調整手段、あるいは、
    前記多層膜の入射面における光の入射位置を変える手段
    が設けられている光分散補償素子を用いることを特徴と
    する光分散補償方法。
29. 【請求項２９】 請求項２０〜２８のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記光分散補償方法が主
    として３次分散を補償することが出来ることを特徴とす
    る光分散補償方法。
30. 【請求項３０】 請求項２０〜２９のいずれか１項に記
    載の光分散補償方法において、前記光分散補償方法が主
    として２次分散を補償することが出来ることを特徴とす
    る光分散補償方法。