JP2002335212A

JP2002335212A - 分散制御器

Info

Publication number: JP2002335212A
Application number: JP2001137668A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Mobara; 政一茂原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2001-05-08
Filing date: 2001-05-08
Publication date: 2002-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】低損失かつ低非線形性であって小型のものと
することができる分散制御器を提供する。【解決手段】入力端９１ａより入力した光は、回折格
子１１により回折されて波長に応じて異なる方向に進
み、レンズ系２１により、波長に応じてｘ軸方向上の異
なる位置に収斂される。その収斂位置に配置されたガラ
ス体３０はｘ軸方向に沿って屈折率分布を有しているこ
とから、ガラス体３０を透過する際に光は波長に応じた
位相変化を受ける。そして、ガラス体３０を透過した光
は、レンズ系２２および回折格子１２により集光され
て、出力端９２ａへ出力される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
おいて光伝送路の波長分散を補償する場合等において好
適に用いられる分散制御器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムは、光ファイバ伝送路に
信号光を伝搬させることで、大容量の情報を高速に伝送
することができる。一般に光ファイバ伝送路は、実効屈
折率が波長に依存しており、波長分散を有している。し
たがって、この光ファイバ伝送路を伝搬する信号光は、
伝搬するに従い、波形が劣化していく。信号光の波形が
劣化すると、高ビットレートの信号光伝送が困難にな
る。

【０００３】そこで、高ビットレートの信号光伝送を実
現するために、光通信システムに分散補償器が設けられ
る。この分散補償器は、信号光波長において、光ファイ
バ伝送路の波長分散と異なる符号の波長分散を有し、よ
り好適には、光ファイバ伝送路の分散スロープと異なる
符号の分散スロープを有していて、光ファイバ伝送路の
波長分散を補償するものである。

【０００４】一般に、光ファイバ伝送路としてシングル
モード光ファイバ（波長１５５０ｎｍにおいて波長分散
および分散スロープの双方が正）が用いられ、分散補償
器として分散補償光ファイバ（波長１５５０ｎｍにおい
て波長分散が負）が用いられる。分散補償光ファイバ
は、光通信システムにおいて、中継器（または送信器）
と次段の中継器（または受信器）との間の中継区間にシ
ングルモード光ファイバと接続されて敷設される場合が
あり、また、コイル状に巻かれモジュール化されて中継
器等に設けられる場合もある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】分散補償光ファイバ
は、シングルモード光ファイバと比較して、一般に、損
失が大きく、非線形性が大きい。また、分散補償光ファ
イバは、モジュール化した場合であっても外形が大き
い。

【０００６】本発明は、上記問題点を解消する為になさ
れたものであり、低損失かつ低非線形性であって小型の
ものとすることができる分散制御器を提供することを目
的とする。なお、本発明に係るものは、光ファイバ伝送
路の波長分散を補償するに留まらず、波長分散を制御し
得るものであるので、「分散制御器」と称する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る分散制御器
は、(1) 入力端より入力した光を分光する分光手段と、
(2) 分光手段により分光された光を集光して出力端より
出力する集光手段と、(3) 分光手段と集光手段との間に
設けられ、分光手段により分光された光を集光手段へ向
けて透過させるとともに、その透過の際に波長に応じた
位相変化を光に付与する位相変化付与手段と、を備える
ことを特徴とする。この分散制御器によれば、入力端よ
り入力し分光手段により分光された光は、位相変化付与
手段を透過する際に波長に応じた位相変化が与えられ
て、集光手段により集光されて出力端より出力される。

【０００８】また、本発明に係る分散制御器では、位相
変化付与手段は、透過する光の波長に応じた屈折率の分
布を有するガラス体を含むことを特徴とする。また、こ
のガラス体がＧｅ添加の石英ガラスであって、屈折率変
化誘起光の照射によりガラス体の屈折率の分布が形成さ
れているものであるのが好適である。或いは、位相変化
付与手段は、ガラス体に温度分布を生じさせる温度分布
発生手段（好適にはヒータまたはペルチエ素子）を更に
含み、この温度分布発生手段により生じた温度分布によ
りガラス体の屈折率の分布が形成されていることを特徴
とする。これらの場合には、位相変化付与手段であるガ
ラス体は、透過する光の波長に応じた屈折率の分布を有
していることから、分光手段により分光された光は、ガ
ラス体を透過する際に、波長に応じた位相変化を受け
る。特に、位相変化付与手段が温度分布発生手段を更に
含む場合には、例えば、敷設された光伝送路の分散特性
が環境変化や時間経過に因り変化するようなときに、ガ
ラス体の屈折率分布を温度分布発生手段により調整する
ことにより、光伝送路の波長分散を分散制御器により常
に最適に補償することができる。

【０００９】また、本発明に係る分散制御器では、位相
変化付与手段は、透過する光の波長に応じた分子配列の
分布を有する液晶素子を含むことを特徴とする。また、
この液晶素子は、ホモジニアス配列、ホメオトロピック
配列およびこれらの中間の配列状態の何れかとなり得る
ものであるのが好適である。この場合には、位相変化付
与手段である液晶素子は、透過する光の波長に応じた分
子配列の分布（すなわち屈折率の分布）を有しているこ
とから、分光手段により分光された光は、ガラス体を透
過する際に、波長に応じた位相変化を受ける。また、こ
の場合には、例えば、敷設された光伝送路の分散特性が
環境変化や時間経過に因り変化するようなときに、液晶
素子における分子配列の分布を調整することにより、光
伝送路の波長分散を分散制御器により常に最適に補償す
ることができる。

【００１０】また、本発明に係る分散制御器は、(1) 入
力端と位相変化付与手段との間に設けられ、光を互いに
直交する第１方位および第２方位それぞれの偏光成分に
分離する偏波分離手段と、(2) 位相変化付与手段と出力
端との間に設けられ、第１方位および第２方位それぞれ
の偏光成分の光を合成する偏波合成手段と、を更に備え
ることを特徴とする。そして、位相変化付与手段は、第
１方位および第２方位それぞれの偏光成分の光に対して
波長に応じた位相変化を付与することを特徴とする。ま
た、位相変化付与手段は、第１方位および第２方位それ
ぞれの偏光成分の光に対して、波長に応じた位相変化を
互いに独立に付与するのが好適である。この場合には、
入力端より入力した光は、偏波分離手段により第１方位
および第２方位それぞれの偏光成分に分離されるととも
に、分光手段により分光される。この分光された各偏光
成分の光は、位相変化付与手段を透過する際に波長に応
じた位相変化が与えられて、偏波合成手段により合成さ
れるとともに、集光手段により集光されて、出力端より
出力される。なお、偏波分離手段が入力端と分光手段と
の間に設けられ、また、偏波合成手段が集光手段と出力
端との間に設けられるのが好適である。

【００１１】本発明に係る光通信システムは、信号光を
伝送する光伝送路と、その光伝送路の波長分散を補償す
る上記の本発明に係る分散制御器と、を備えることを特
徴とする。この光通信システムでは、光伝送路および分
散制御器を含む全体の累積波長分散の絶対値が小さくな
るので、高ビットレートの信号光伝送が可能となる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明にお
いて同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。

【００１３】（第１実施形態）先ず、本発明に係る分散
制御器の第１実施形態について説明する。図１は、第１
実施形態に係る分散制御器１の構成図である。本実施形
態に係る分散制御器１は、回折格子１１，１２、レンズ
系２１，２２およびガラス体３０を備える。これらのう
ち、回折格子１１およびレンズ系２１は分光手段を構成
しており、回折格子１２およびレンズ系２２は集光手段
を構成している。また、この図には光ファイバ９１，９
２も示されている。

【００１４】図示されるようにｘｙｚ直交座標系を想定
し、レンズ系２１，２２の光軸に平行な方向にｚ軸を設
定し、ｚ軸に垂直な方向にｘ、ｙ軸を設定する。ガラス
体３０はｘｙ平面に平行な平板であって、このガラス体
３０を中心にして、レンズ系２１とレンズ系２２とは互
いに対称に構成されて配置され、回折格子１１と回折格
子１１とは互いに対称に配置され、また、光ファイバ９
１と光ファイバ９２とは互いに対称に配置されている。

【００１５】光ファイバ９１は、導波してきた光を端面
の略中心位置より回折格子１１へ向けて出射する。すな
わち、分散制御器１の入力端９１ａは、この光ファイバ
９１の端面の中心位置位置に相当する。回折格子１１
は、入力端９１ａより到達した光を回折し、その回折し
た光をレンズ系２１へ出力する。また、レンズ系２１
は、回折格子１１より到達した光をガラス体３０の位置
に収斂させる。このとき、回折格子１１により回折され
た光は波長によって異なる方向に進むので、レンズ系２
１によりガラス体３０の位置に収斂される光の位置は、
波長によってｘ軸方向上の異なる位置となる。このよう
に、回折格子１１およびレンズ系２１は、入力端９１ａ
より入力した光を分光する分光手段として作用する。

【００１６】レンズ系２２は、ガラス体３０において波
長毎に一旦収斂された光を入力して回折格子１２へ出力
する。回折格子１２は、レンズ系２２より到達した光を
回折して、その回折した光を出力端９２ａへ出力する。
レンズ系２２はガラス体３０に対してレンズ系２１と対
称な構成で配置され、回折格子１２は回折格子１１と同
様のものであってガラス体３０に対して回折格子１１と
対称に配置されているので、回折格子１１およびレンズ
系２１は、分光手段により分光された光を集光して出力
端９２ａへ出力する集光手段として作用する。

【００１７】レンズ系２１とレンズ系２２との間に設け
られたガラス体３０（位相変化付与手段）は、分光手段
により分光された光を集光手段へ向けて透過させるとと
もに、その透過の際に波長に応じた位相変化を光に付与
するものである。具体的には、図２に示されるように、
ガラス体３０は、ｘ軸方向に沿った屈折率分布、すなわ
ち、透過する光の波長に応じた屈折率の分布を有してい
る。なお、ガラス体３０における屈折率分布は、固定で
あってもよいし、可変であってもよい。

【００１８】ガラス体３０のｚ軸方向の厚みをｄとし、
ガラス体３０の屈折率分布における最大屈折率をｎ_Hと
し、ガラス体３０の屈折率分布における最小屈折率をｎ
_Lとすると、最大屈折率ｎ_Hである位置を透過する波長の
光と、最小屈折率ｎ_Lである位置を透過する波長の光と
では、光路長差が(ｎ_H−ｎ_L)ｄとなる。光の中心波長が
１５５０ｎｍであり、ガラス体３０の厚みｄが１０ｍｍ
であるとすると、波長分散量１２００ｐｓ／ｎｍに相当
する位相差４πの光路長差は０．００３ｍｍであり、こ
の光路長差０．００３ｍｍを得るには、屈折率差(ｎ_H−
ｎ_L)は３×１０^-4程度である必要がある。

【００１９】図３は、屈折率分布固定のガラス体３０の
一例を説明する図である。このガラス体３０は、Ｇｅ添
加の石英ガラスであって、屈折率変化を誘起せしめる波
長の屈折率変化誘起光（例えばＫｒＦエキシマレーザ光
源から出力される波長２４８ｎｍの紫外レーザ光）の照
射により屈折率の分布が形成されたものである。このよ
うなガラス体３０は、図３に示されるようにして製造さ
れる。すなわち、ｘ軸方向に移動自在であるミラー８１
を介して屈折率変化誘起光８２をガラス体３０に対して
ｚ軸方向に照射するとともに、その照射量をｘ軸方向に
分布させる。これにより、屈折率変化誘起光８２の照射
量に応じた量だけ屈折率が上昇するので、ｘ軸方向の屈
折率変化誘起光８２の照射量分布に応じた屈折率分布が
得られる。このような方法による屈折率の上昇量として
１０^-3程度が容易に得られるので、上述した屈折率差
(ｎ_H−ｎ_L)として３×１０^-4程度も容易に得られる。

【００２０】図４は、屈折率分布可変のガラス体３０の
一例を説明する斜視図である。この場合、ガラス体３０
およびヒータ３１₁〜３１₃，３２₁〜３２₃が位相変化付
与手段を構成している。ヒータ３１₁〜３１₃それぞれは
ガラス体３０の＋ｙ側の面に貼り付けられている。ヒー
タ３２₁〜３２₃それぞれはガラス体３０の−ｙ側の面に
貼り付けられている。ヒータ３１₁およびヒータ３２
₁は、ｘ軸方向に関して同一の位置ｘ₁で対となってガラ
ス体３０を挟んで設けられていて、互いに同一温度とさ
れる。ヒータ３１₂およびヒータ３２₂は、ｘ軸方向に関
して同一の位置ｘ ₂で対となってガラス体３０を挟んで
設けられていて、互いに同一温度とされる。ヒータ３１
₃およびヒータ３２₃は、ｘ軸方向に関して同一の位置ｘ
₃で対となってガラス体３０を挟んで設けられていて、
互いに同一温度とされる。位置ｘ₁，ｘ₂，ｘ₃のうち何
れの２つも同一ではない。例えば、位置ｘ₁，ｘ₃はガラ
ス体３０の両端近傍に位置し、位置ｘ₂はガラス体３０
の中央付近に位置する。

【００２１】一般にガラスの屈折率は温度に依存する。
したがって、ガラス体３０は、各ヒータにより温度分布
が生じて、この温度分布に応じた屈折率分布が形成され
る。ガラスの屈折率の温度特性は１０^-6〜１０^-5／℃程
度であり、合成石英ガラスの温度特性は７×１０^-6／℃
程度である。この場合、上述した屈折率差(ｎ_H−ｎ_L)と
して３×１０^-4を得るには、温度差３３℃を与えればよ
い。なお、ヒータに替えてペルチエ素子が用いられても
よく、この場合には、加熱だけでなく冷却することもで
きる。

【００２２】本実施形態に係る分散制御器１は以下のよ
うに動作する。入力端９１ａより入力した光は、回折格
子１１により回折されて波長に応じて異なる方向に進
み、レンズ系２１により、波長に応じてｘ軸方向上の異
なる位置に収斂される。その収斂位置に配置されたガラ
ス体３０はｘ軸方向に沿って屈折率分布を有しているこ
とから、ガラス体３０を透過する際に光は波長に応じた
位相変化を受ける。そして、ガラス体３０を透過した光
は、レンズ系２２および回折格子１２により集光され
て、出力端９２ａへ出力される。

【００２３】このように、本実施形態に係る分散制御器
１は、光の波長分散を制御することができ、しかも、小
型の構成とすることができる。回折格子１１，１２とし
て回折効率が優れたものを用い、レンズ系２１，２２お
よびガラス体３０として例えば石英ガラスからなるもの
を用いることで、分散制御器１は損失が小さいものとす
ることができる。また、レンズ系２１，２２およびガラ
ス体３０として例えば石英ガラスからなるものを用いる
ことで、分散制御器１は非線形性が低いものとすること
ができる。

【００２４】また、ガラス体３０における屈折率分布が
可変であって調整可能であれば、例えば、敷設された光
ファイバ伝送路の分散特性が環境変化や時間経過に因り
変化するような場合に、ガラス体３０における屈折率分
布を適切に調整することにより、光ファイバ伝送路の波
長分散を分散制御器１により常に最適に補償することが
でき、高ビットレートの信号光伝送が常に可能となる。

【００２５】（第２実施形態）次に、本発明に係る分散
制御器の第２実施形態について説明する。図５は、第２
実施形態に係る分散制御器２の構成図である。本実施形
態に係る分散制御器２は、第１実施形態のものにおいて
ガラス体３０に替えて液晶素子４０を備える。

【００２６】図６は、第２実施形態に係る分散制御器２
の液晶素子４０の斜視図である。この液晶素子４０は、
ｘ軸方向に配列されたＮ個の液晶セル４１₁〜４１_Nと、
各液晶セル４１_nを挟む１対の電極４２_nおよび電極４３
_nとを含む（ただし、Ｎは２以上の整数、ｎは１以上Ｎ
以下の任意の整数）。各電極４２_nはガラス体３０の＋
ｙ側の面に貼り付けられており、各電極４３_nはガラス
体３０の−ｙ側の面に貼り付けられている。

【００２７】図７は、第２実施形態に係る分散制御器２
の液晶素子４０の説明図である。各液晶セル４１_nは、
対応する１対の電極４２_nと電極４３_nとの間に印加され
る電圧の値に応じて液晶分子の配向が制御され、その配
向に応じた屈折率を有する。すなわち、液晶素子４０
は、各液晶セル４１_nを透過する光の波長に応じた値の
電圧が電極４２_nと電極４３_nとの間に印加され、この印
加電圧の分布に応じた屈折率分布が形成される。

【００２８】液晶素子４０の各液晶セル４１_nは、ホモ
ジニアス配列、ホメオトロピック配列およびこれらの中
間の配列状態の何れかとなり得るものであるのが好適で
ある。すなわち、電極４２_nと電極４３_nとの間に電圧が
印加されていないときには、液晶セル４１_n内の液晶分
子は、光の進行方向であるｚ軸方向に配列（ホモジニア
ス配列）して、屈折率が最も小さい値ｎ_Lとなる。一
方、電極４２_nと電極４３ _nとの間に所定電圧値Ｖ_Hが印
加されているときには、液晶セル４１_n内の液晶分子
は、光の進行方向に直交するｙ軸方向に配列（ホメオト
ロピック配列）して、屈折率が最も大きい値ｎ_Hとな
る。また、電極４２_nと電極４３_nとの間に電圧値Ｖ（０
＜Ｖ＜Ｖ_H）が印加されているときには、液晶セル４１_n
内の液晶分子は、ホモジニアス配列とホメオトロピック
配列との中間の配列状態となって、屈折率がｎ_Lとｎ_Hと
の中間の値となる。このように、液晶セル４１_nの屈折
率は印加電圧値に応じたものとなる。

【００２９】本実施形態に係る分散制御器２も、光の波
長分散を制御することができ、しかも、低損失、低非線
形性、小型の構成とすることができる。また、液晶素子
４０における屈折率分布が可変であって調整可能である
ので、液晶素子４０における屈折率分布を適切に調整す
ることにより、光ファイバ伝送路の波長分散を分散制御
器１により常に最適に補償することができ、高ビットレ
ートの信号光伝送が常に可能となる。

【００３０】（第３実施形態）次に、本発明に係る分散
制御器の第３実施形態について説明する。図８は、第３
実施形態に係る分散制御器３の構成図である。同図
（ａ）はｙ方向に見た図であり、同図（ｂ）は光ファイ
バ９１から回折格子１１までの光学系をｘ軸方向に見た
図であり、同図（ｃ）は回折格子１１から回折格子１２
までの光学系をｘ軸方向に見た図である。

【００３１】本実施形態に係る分散制御器３は、第１実
施形態のものと比較すると、入力端９１ａと回折格子１
１との間に複屈折材料５１および波長板６１が設けられ
ている点、出力端９２ａと回折格子１２との間に複屈折
材料５２および波長板６２が設けられている点、回折格
子１１が２つの回折格子１１₁および１１₂を含む点、回
折格子１２が２つの回折格子１２₁および１２₂を含む
点、レンズ系２１が２つのレンズ系２１₁および２１₂を
含む点、レンズ系２２が２つのレンズ系２２₁および２
２₂を含む点、および、ガラス体３０が２つのガラス体
３０₁および３０₂を含む点で相違する。

【００３２】複屈折材料５１（偏波分離手段）は、入力
端９１ａより入力した光を互いに直交する第１方位およ
び第２方位それぞれの偏光成分に分離して、各々の偏光
成分の光を互いに異なる光路に出力する。波長板６１
は、複屈折材料５１と回折格子１１との間に設けられ、
第２方位の偏光成分の光のみを入力し、この光の偏波面
を９０°回転させて、第１方位の偏光成分の光として出
力する。

【００３３】回折格子１１₁、レンズ系２１₁、ガラス体
３０₁、レンズ系２２₁および回折格子１２₁は、複屈折
材料５１より第１方位の偏光成分として出力された光に
対して、分光、位相変化付与および集光を行う。一方、
回折格子１１₂、レンズ系２１₂、ガラス体３０₂、レン
ズ系２２₂および回折格子１２₂は、波長板６１より第１
方位の偏光成分として出力された光に対して、分光、位
相変化付与および集光を行う。

【００３４】波長板６２は、回折格子１２₂より到達し
た第１方位の偏光成分の光を入力し、この光の偏波面を
９０°回転させて、第２方位の偏光成分の光として出力
する。複屈折材料５２（偏波合成手段）は、回折格子１
２₂より到達した第１方位の偏光成分の光と、波長板６
２より到達した第２方位の偏光成分の光とを入力し、こ
れらを偏波合成して出力する。

【００３５】本実施形態に係る分散制御器３は、入力す
る光を複屈折材料５１により偏波分離し波長板６１によ
り同一方位にして、ガラス体３０により波長に応じた位
相変化を付与し、その後、波長板６２により互いに直交
する方位にして複屈折材料５２により偏波合成して出力
する。したがって、この分散制御器３は、分光手段や集
光手段が光の偏光方向により異なる特性を有する場合で
あっても、常に一定方位の偏光成分の光に変換して分
光、位相変化付与および集光を行うので、入力する光の
偏光状態によらず安定した分散制御を行うことができ
る。また、本実施形態では、ガラス体３０₁および３０₂
それぞれが波長に応じた位相変化を互いに独立に付与す
ることで、偏波分散の制御を行うことができる。

【００３６】なお、本実施形態において、ガラス体３０
は、屈折率分布が固定であるものであってもよいし、屈
折率分布が可変であるものであってもよい。また、ガラ
ス体３０に替えて液晶素子４０が用いられてもよい。

【００３７】（第４実施形態）次に、本発明に係る分散
制御器の第４実施形態について説明する。図９は、第４
実施形態に係る分散制御器４の構成図である。同図
（ａ）はｙ方向に見た図であり、同図（ｂ）は光ファイ
バ９１，９２から回折格子１０までの光学系をｘ軸方向
に見た図であり、同図（ｃ）は回折格子１０からミラー
７０までの光学系をｘ軸方向に見た図である。本実施形
態では、回折格子１０およびレンズ系２０は、分光手段
としても作用し、集光手段としても作用する。

【００３８】本実施形態では、入力端９１ａより入力し
た光は、回折格子１０により回折されて波長に応じて異
なる方向に進み、レンズ系２０により、波長に応じてｘ
軸方向上の異なる位置（ミラー７０の反射面上の位置）
に収斂される。ミラー７０の反射面の直前に配置された
ガラス体３０はｘ軸方向に沿って屈折率分布を有してい
ることから、ガラス体３０を往復透過する際に光は波長
に応じた位相変化を受ける。そして、ガラス体３０を透
過した光は、レンズ系２０および回折格子１０により集
光されて、出力端９２ａへ出力される。

【００３９】なお、本実施形態において、ガラス体３０
は、屈折率分布が固定であるものであってもよいし、屈
折率分布が可変であるものであってもよい。また、ガラ
ス体３０に替えて液晶素子４０が用いられてもよい。

【００４０】（光通信システムの実施形態）次に、本発
明に係る光通信システムの実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る光通信システム１００の概
略構成図である。本実施形態に係る光通信システム１０
０は、送信器１１０と中継器１２０との間に光ファイバ
伝送路１３０が敷設され、中継器１２０内に分散制御器
１および光増幅器９が設けられている。

【００４１】光ファイバ伝送路１３０は、例えば、シン
グルモノード光ファイバが用いられる。シングルモノー
ド光ファイバは、波長１．３μｍ帯にゼロ分散波長を有
し、信号光波長域である波長１５５０ｎｍでは、波長分
散Ｄが＋１７ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ程度であり、分散スロー
プが＋０．００６ｐｓ／ｎｍ²／ｋｍ程度である。この
光ファイバ伝送路１３０の長さがＬであるとすると、波
長１５５０ｎｍにおける光ファイバ伝送路１３０の累積
波長分散はＤ・Ｌとなる。

【００４２】中継器１２０内に設けられた分散制御器１
は、波長１５５０ｎｍにおける分散制御量が−Ｄ・Ｌに
設定され、また、これ以外の波長においても、光ファイ
バ伝送路１３０の累積波長分散と絶対値が同じで符号が
異なる値に分散制御量が設定される。このようにするこ
とで、分散制御器１は、光ファイバ伝送路１３０の波長
分散を補償することができる。光増幅器９は、分散制御
器１から出力された光を増幅する。そして、光増幅器９
から出力された光は、受光素子により受光され、或い
は、更に後段へ送出される。

【００４３】なお、本実施形態において、分散制御器１
に替えて、分散制御器２〜４の何れが用いられてもよ
い。特に、屈折率分布が可変であるガラス体３０を含む
分散制御器や、液晶素子４０を含む分散制御器が用いら
れるのが好適である。この場合には、光ファイバ伝送路
１３０の分散特性が環境変化や時間経過に因り変化する
ようなときに、分散制御器における各波長に対する分散
制御量を適切に調整することにより、光ファイバ伝送路
１３０の波長分散を分散制御器により常に最適に補償す
ることができ、高ビットレートの信号光伝送が常に可能
となる。

【００４４】

【発明の効果】以上、詳細に説明したとおり、本発明に
係る分散制御器では、入力端より入力し分光手段により
分光された光は、位相変化付与手段を透過する際に波長
に応じた位相変化が与えられて、集光手段により集光さ
れて出力端より出力される。このように構成される分散
制御器は、光の波長分散を制御することができ、しか
も、低損失かつ低非線形性であって小型のものとするこ
とができる。

【００４５】また、位相変化付与手段は、透過する光の
波長に応じた屈折率の分布を有するガラス体を含むのが
好適である。また、このガラス体がＧｅ添加の石英ガラ
スであって、屈折率変化誘起光の照射によりガラス体の
屈折率の分布が形成されているものであるのが好適であ
る。或いは、位相変化付与手段は、ガラス体に温度分布
を生じさせる温度分布発生手段（好適にはヒータまたは
ペルチエ素子）を更に含み、この温度分布発生手段によ
り生じた温度分布によりガラス体の屈折率の分布が形成
されているのが好適である。また、位相変化付与手段
は、透過する光の波長に応じた分子配列の分布を有する
液晶素子を含むのが好適であり、この液晶素子は、ホモ
ジニアス配列、ホメオトロピック配列およびこれらの中
間の配列状態の何れかとなり得るものであるのが好適で
ある。これらの場合には、位相変化付与手段であるガラ
ス体または液晶素子は、透過する光の波長に応じた屈折
率の分布を有していることから、分光手段により分光さ
れた光は、ガラス体または液晶素子を透過する際に、波
長に応じた位相変化を受ける。特に、位相変化付与手段
がガラス体および温度分布発生手段を含む場合や、位相
変化付与手段が液晶素子を含む場合には、例えば、敷設
された光伝送路の分散特性が環境変化や時間経過に因り
変化するようなときに、ガラス体または液晶素子の屈折
率分布を調整することにより、光伝送路の波長分散を分
散制御器により常に最適に補償することができる。

【００４６】また、偏波分離手段および偏波合成手段を
更に有する場合には、入力端より入力した光は、偏波分
離手段により第１方位および第２方位それぞれの偏光成
分に分離されるとともに、分光手段により分光される。
この分光された各偏光成分の光は、位相変化付与手段を
透過する際に波長に応じた位相変化が与えられて、偏波
合成手段により合成されるとともに、集光手段により集
光されて、出力端より出力される。そして、第１方位お
よび第２方位それぞれの偏光成分の光に対して位相変化
付与手段が波長に応じた位相変化を互いに独立に付与す
ることで、偏波分散の制御を行うことができる。

【００４７】また、本発明に係る光通信システムは、信
号光を伝送する光伝送路と、その光伝送路の波長分散を
補償する上記の本発明に係る分散制御器と、を備えてお
り、光伝送路および分散制御器を含む全体の累積波長分
散の絶対値が小さくなるので、高ビットレートの信号光
伝送が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係る分散制御器１の構成図であ
る。

【図２】第１実施形態に係る分散制御器１のガラス体３
０における屈折率分布を示す図である。

【図３】第１実施形態に係る分散制御器１の屈折率分布
固定のガラス体３０の一例を説明する図である。

【図４】第１実施形態に係る分散制御器１の屈折率分布
可変のガラス体３０の一例を説明する斜視図である。

【図５】第２実施形態に係る分散制御器２の構成図であ
る。

【図６】第２実施形態に係る分散制御器２の液晶素子４
０の斜視図である。

【図７】第２実施形態に係る分散制御器２の液晶素子４
０の説明図である。

【図８】第３実施形態に係る分散制御器３の構成図であ
る。

【図９】第４実施形態に係る分散制御器４の構成図であ
る。

【図１０】本実施形態に係る光通信システム１００の概
略構成図である。

【符号の説明】

１〜４…分散制御器、１０〜１２…回折格子、２０〜２
２…レンズ系、３０…ガラス体、３１，３２…ヒータ、
４０…液晶素子、４１…液晶セル、４２，４３…電極、
５１，５２…複屈折材料、６１，６２…波長板、７０…
ミラー、９１，９２…光ファイバ、１００…光通信シス
テム。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力端より入力した光を分光する分光手
段と、前記分光手段により分光された光を集光して出力端より
出力する集光手段と、前記分光手段と前記集光手段との間に設けられ、前記分
光手段により分光された光を前記集光手段へ向けて透過
させるとともに、その透過の際に波長に応じた位相変化
を光に付与する位相変化付与手段と、を備えることを特徴とする分散制御器。
【請求項２】前記位相変化付与手段は、透過する光の
波長に応じた屈折率の分布を有するガラス体を含む、こ
とを特徴とする請求項１記載の分散制御器。
【請求項３】前記ガラス体がＧｅ添加の石英ガラスで
あって、屈折率変化誘起光の照射により前記ガラス体の
屈折率の分布が形成されている、ことを特徴とする請求
項２記載の分散制御器。
【請求項４】前記位相変化付与手段は、前記ガラス体
に温度分布を生じさせる温度分布発生手段を更に含み、
この温度分布発生手段により生じた温度分布により前記
ガラス体の屈折率の分布が形成されている、ことを特徴
とする請求項２記載の分散制御器。
【請求項５】前記温度分布発生手段がヒータまたはペ
ルチエ素子であることを特徴とする請求項４記載の分散
制御器。
【請求項６】前記位相変化付与手段は、透過する光の
波長に応じた分子配列の分布を有する液晶素子を含む、
ことを特徴とする請求項１記載の分散制御器。
【請求項７】前記液晶素子は、ホモジニアス配列、ホ
メオトロピック配列およびこれらの中間の配列状態の何
れかとなり得るものである、ことを特徴とする請求項６
記載の分散制御器。
【請求項８】前記入力端と前記位相変化付与手段との
間に設けられ、光を互いに直交する第１方位および第２
方位それぞれの偏光成分に分離する偏波分離手段と、前記位相変化付与手段と前記出力端との間に設けられ、
前記第１方位および前記第２方位それぞれの偏光成分の
光を合成する偏波合成手段と、を更に備え、前記位相変化付与手段が前記第１方位および前記第２方
位それぞれの偏光成分の光に対して波長に応じた位相変
化を付与する、ことを特徴とする請求項１記載の分散制御器。
【請求項９】前記位相変化付与手段は、前記第１方位
および前記第２方位それぞれの偏光成分の光に対して、
波長に応じた位相変化を互いに独立に付与する、ことを
特徴とする請求項８記載の分散制御器。
【請求項１０】信号光を伝送する光伝送路と、その光
伝送路の波長分散を補償する請求項１記載の分散制御器
と、を備えることを特徴とする光通信システム。