JP2002072034A - チューナブル分散補償器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度に分散量が制御できるチューナブル分
散補償器を提供する。 【解決手段】 異なる熱膨脹係数を持つ２種類の部材１
３，１４が張り合わされた複合部材１５と、チャープグ
レーティング１１が形成された光ファイバ１８と、前記
複合部材１５の温度変化による曲りを前記光ファイバ１
８に伝える曲り伝達部材１２とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率が周期的に
変化するファイバグレーティングを用いた分散補償器に
係り、特に、高精度に分散量が制御できるチューナブル
分散補償器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高速大容量の波長多重伝送システ
ムにおいては、信号光のパルス整形や分散補償技術が重
要となってきている。特に分散補償器として、分散補償
ファイバやファイバグレーティング型分散補償器の開発
が活発に行われている。

【０００３】分散補償ファイバは、構造分散により通常
のファイバとは逆分散をもたせたものである。このタイ
プのファイバは、長さを調節することによって任意に分
散量を調整でき、波長帯域幅も広いという利点がある。
しかし、長さが被分散補償ファイバの１／５程度も必要
であるため、全体として寸法が大きくなり、また損失も
大きなものとなる。さらに、分散補償ファイバは、一般
には通常の光ファイバと比較してコア径が小さく、コア
領域における光パワー密度が非常に高くなるため、非線
形光学効果による特性劣化が現れるという問題がある。
そのため、最近では、以下に述べるファイバグレーティ
ングを利用して分散を補償する技術の検討が盛んに行わ
れている。

【０００４】ここで、ファイバグレーティングとは、ガ
ラスの紫外光感受性を利用して屈折率変調型のグレーテ
ィングをファイバ中に形成したものであり、分散を補償
するためには、グレーティングのピッチを光の入力側か
ら伝搬方向に沿って変化させた、いわゆるチャープグレ
ーティングが用いられる。

【０００５】図２に、ファイバグレーティングを用いた
分散補償器の一般的な構成を示す。ファイバグレーティ
ングを用いた分散補償器には、図示のように光サーキュ
レータ２１、入力ポート２２、ファイバグレーティング
２３、出力ポート２４が組み合わせて使用される。例え
ば、図示のようにファイバグレーティング２３の入力に
近い側のグレーティングのピッチが広く、伝搬方向に沿
って入力に遠い側に行くに従って段々とピッチが狭まる
場合、長波長の光はファイバグレーティング２３の入力
に近い側で反射され、短波長の光はファイバグレーティ
ング２３の入力に遠い側で反射される。この場合、光は
負の分散を持つことになる。分散量と波長帯域とはグレ
ーティングのチャープ率と長さとで決定される。

【０００６】一般に、フォトセンシティブ効果を利用し
て光ファイバにグレーティングを書き込むには、紫外レ
ーザ光を位相マスクを介して光ファイバに横方向から照
射する。また、チャープグレーティングを形成するとき
には、位相マスク自体のピッチがチャーピングされたも
のを用いる方法が一般的であり、これにより容易にチャ
ーピングされたファイバグレーティングを形成すること
ができる。

【０００７】ところで、実際のシステムでは分散量はシ
ステムの状態によって変化する可能性がある。例えば、
伝送路システム内に挿入される光ファイバや光部品が変
更された場合やＷＤＭネットワークで光の通過するパス
が異なる場合には、トータル分散量が変化し、チャネル
ごとに分散量を補正する必要がある。このように任意に
分散量を変化させることができるチューナブルな分散補
償器の開発が求められている。

【０００８】このようなチューナブルな分散補償器を得
るために、図３に示すようにファイバグレーティング３
１を金属ビーム３２に張り付け、金属ビーム３２の両端
を固定して中央付近を横方向よりスクリュー３３にて加
圧して金属ビーム３２に曲げ応力を印加する。ファイバ
グレーティング３１は、金属ビーム３２の中央部よりも
端側に形成されているので、金属ビーム３２の曲げ変形
によってファイバグレーティング３１の長手方向のチャ
ープ率が変化する。これにより分散量を可変することが
できる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】図３に示した分散補償
器は、ファイバグレーティング３１を張り付けた金属ビ
ーム３２にスクリュー３３によって曲げを加える構造で
あるため、構造は簡単であるが、高精度に分散量を制御
することは困難である。

【００１０】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高精度に分散量が制御できるチューナブル分散補償
器を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、異なる熱膨脹係数を持つ２種類の部材が張
り合わされた複合部材と、チャープグレーティングが形
成された光ファイバと、前記複合部材の温度変化による
曲りを前記光ファイバに伝える曲り伝達部材とを備えた
ものである。

【００１２】前記複合部材の一方の部材が金属ヒータで
あってもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。

【００１４】図１に示されるように、本発明に係るチュ
ーナブル分散補償器は、異なる熱膨脹係数を持つ２種類
の部材１３，１４が張り合わされた複合部材１５と、チ
ャープグレーティング１１が形成された光ファイバ１８
と、複合部材１５の温度変化による曲りを光ファイバ１
８に伝える曲り伝達部材１２とを備え、複合部材１５の
温度を変化させることにより、チャープグレーティング
１１のチャープ率を変化させて分散を制御するようにな
っている。

【００１５】詳しく述べると、光ファイバ１８内に、長
手方向においてコアの屈折率が周期的に変化するチャー
プグレーティング１１が形成されている。所望する分散
特性に従ってチャープグレーティング１１の長さ、屈折
率変化の周期、屈折率変化の大きさが制御される。この
ようなチャープグレーティング１１の形成には、紫外光
照射による誘起屈折率変化を利用する。即ち、ゲルマニ
ウムを添加した石英ガラスに紫外レーザ光を照射する
と、屈折率が上昇する。本発明のチャープグレーティン
グ１１は、この現象を利用するもので、位相マスクを介
してエキシマレーザ光を光ファイバ１８に照射すること
により容易に形成することができる。

【００１６】このようにしてチャープグレーティング１
１が形成された光ファイバ１８が伝達部材１２に貼り付
けられている。伝達部材１２は、大きな弾性変形が得ら
れるものである。

【００１７】伝達部材１２は、光ファイバ１８に沿った
長手方向の両端において支柱１６を介して複合部材１５
に取り付けられている。複合部材１５は、熱膨脹係数の
大きな部材１３と熱膨脹係数の小さな部材１４とが張り
合わされたものである。部材１３の張り合わせの反対側
に、熱伝導率の小さな材料からなる支柱１６が設けられ
ていると共にヒータ１７が貼り付けられている。熱膨脹
係数の大きな部材１３にヒータ１７が貼り付けられた構
造により、熱膨脹係数の大きな部材１３が直接、ヒータ
１７によって加熱されるようになっている。また、伝達
部材１２が熱伝導率の小さな支柱１６により、複合部材
１５から隔てて取り付けられた構造により、伝達部材１
２が複合部材１５から熱的に隔離されている。

【００１８】次に、図１のチューナブル分散補償器の動
作を説明する。

【００１９】ヒータ１７の加熱により複合部材１５の温
度が上昇すると、複合部材１５に曲げ変形が生じる。熱
膨脹係数の大きな部材１３が熱膨脹係数の小さな部材１
４よりもよく長手方向に膨張するので、図１に示したよ
うに、複合部材１５は上に凸に変形する。

【００２０】これにより支柱１６の間隔が上でよく広が
るので、伝達部材１２に曲げが加えられ、伝達部材１２
が上に凸に変形する。伝達部材１２に貼り付けられてい
るチャープグレーティング１１も伝達部材１２の変形に
随伴して曲げられることになる。

【００２１】チャープグレーティング１１に曲げが加え
られると、曲げの横方向の変位量に従ってグレーティン
グの反射帯域幅が変化する。このため、ファイバグレー
ティング１１の長手方向のチャープ率が変化し、分散量
が変化する。

【００２２】このようにして、複合部材１５に温度変化
を与えることで、ファイバグレーティング１１の分散量
を精度よく制御することができる。

【００２３】図１のチューナブル分散補償器を試作した
ところ、消費電力６Ｗ以下で５００ｐｓ／ｎｍ〜２００
０ｐｓ／ｎｍの分散量を制御することができた。このよ
うに、本発明によれば、僅かな消費電力によりファイバ
グレーティング１１の分散量を精度よく制御することが
できる。

【００２４】さらに、本発明によれば、信頼性が高く、
小型なチューナブル分散補償器が実現される。

【００２５】図１のチューナブル分散補償器では、熱膨
脹係数の大きな部材１３にこの部材とは別のヒータ１７
を貼り付けたが、ヒータとして金属板を用い、この金属
ヒータ自体を熱膨脹係数の大きな部材１３としてもよ
い。

【００２６】

【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。

【００２７】（１）複合部材の温度変化による曲りを伝
達部材により光ファイバに伝えるようにしたので、高精
度に分散量が制御できる。そして、信頼性が高く、小型
なチューナブル分散補償器を製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すチューナブル分散補
償器の側断面図である。

【図２】従来の分散補償器の構成図である。

【図３】従来の分散補償器の側断面図である。

【符号の説明】

１１ チャープグレーティング １２ 伝達部材 １３ 熱膨脹係数の大きな部材 １４ 熱膨脹係数の小さな部材 １５ 複合部材 １６ 支柱 １７ ヒータ １８ 光ファイバ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 異なる熱膨脹係数を持つ２種類の部材が
   張り合わされた複合部材と、チャープグレーティングが
   形成された光ファイバと、前記複合部材の温度変化によ
   る曲りを前記光ファイバに伝える曲り伝達部材とを備え
   たことを特徴とするチューナブル分散補償器。
2. 【請求項２】 前記複合部材の一方の部材が金属ヒータ
   であることを特徴とする請求項１記載のチューナブル分
   散補償器。