JP2003228026A - 可変群遅延時間付与器 - Google Patents
可変群遅延時間付与器Info
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- JP2003228026A JP2003228026A JP2002028396A JP2002028396A JP2003228026A JP 2003228026 A JP2003228026 A JP 2003228026A JP 2002028396 A JP2002028396 A JP 2002028396A JP 2002028396 A JP2002028396 A JP 2002028396A JP 2003228026 A JP2003228026 A JP 2003228026A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイナミックレンジが広く、かつ、小型及び
簡易な構成を有する新規な群遅延時間付与器を提供す
る。 【解決手段】 入射光に対して、所定の群遅延時間を２
回与え、かつ、先の群遅延時間を与えてから後の群遅延
時間を付与するまでの間に偏光状態を可変に回転させる
可変群遅延時間付与器であって、前記群遅延時間を一つ
の複屈折媒質３ａにより２回与えることを特徴とする可
変群遅延時間付与器。
簡易な構成を有する新規な群遅延時間付与器を提供す
る。 【解決手段】 入射光に対して、所定の群遅延時間を２
回与え、かつ、先の群遅延時間を与えてから後の群遅延
時間を付与するまでの間に偏光状態を可変に回転させる
可変群遅延時間付与器であって、前記群遅延時間を一つ
の複屈折媒質３ａにより２回与えることを特徴とする可
変群遅延時間付与器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は群遅延時間付与器に
関し、更に詳しくは、付与する群遅延時間のダイナミッ
クレンジが大きく、また、構成が単純であることから信
頼性が高く、かつ小型化に適した群遅延時間付与器に関
する。
関し、更に詳しくは、付与する群遅延時間のダイナミッ
クレンジが大きく、また、構成が単純であることから信
頼性が高く、かつ小型化に適した群遅延時間付与器に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の光伝送システムの進展、普及に伴
い、システムの伝送容量を増大させるために、波長分割
多重（ＷＤＭ）方式による多チャンネル化が進められて
いる。この多チャンネル化と並んで、伝送容量を増大さ
せる方法としては、各チャンネルの光パルスのビットレ
ートを増大させる方法があり、現在では、１０Gbpsの導
入が進んでいる。そして、最近では、今後実用化が期待
されている４０Gbpsの導入が展望されている。
い、システムの伝送容量を増大させるために、波長分割
多重（ＷＤＭ）方式による多チャンネル化が進められて
いる。この多チャンネル化と並んで、伝送容量を増大さ
せる方法としては、各チャンネルの光パルスのビットレ
ートを増大させる方法があり、現在では、１０Gbpsの導
入が進んでいる。そして、最近では、今後実用化が期待
されている４０Gbpsの導入が展望されている。
【０００３】このようなハイビットレートの光パルス伝
送においては、その伝送品質の劣化を招くいくつかの要
素がある。その１つが偏波モード分散（Polarization M
ode Dispersion：ＰＭＤ）である。これは、光パルスの
伝送路である光ファイバの中でランダムに発生する複屈
折に基因して、伝送されている光パルスにおいて、本来
は縮退しているべき直交偏波モードが分離してパルス幅
を拡大させるという現象である。このような現象を発現
した光パルスは、もはや、正しい光信号としての機能を
発揮しないことになる。
送においては、その伝送品質の劣化を招くいくつかの要
素がある。その１つが偏波モード分散（Polarization M
ode Dispersion：ＰＭＤ）である。これは、光パルスの
伝送路である光ファイバの中でランダムに発生する複屈
折に基因して、伝送されている光パルスにおいて、本来
は縮退しているべき直交偏波モードが分離してパルス幅
を拡大させるという現象である。このような現象を発現
した光パルスは、もはや、正しい光信号としての機能を
発揮しないことになる。
【０００４】したがって、最近の光ファイバでは、この
ＰＭＤを小さくする努力がなされている。しかしなが
ら、その値は、せいぜい、０.２５ps／km1/2程度であ
る。そして、そのような光ファイバを用いて４０Gbpsの
ビットレートを採用した場合、光伝送が可能な距離は長
くても９０km程度であり、それ以上の距離の光伝送を実
現することはできない。
ＰＭＤを小さくする努力がなされている。しかしなが
ら、その値は、せいぜい、０.２５ps／km1/2程度であ
る。そして、そのような光ファイバを用いて４０Gbpsの
ビットレートを採用した場合、光伝送が可能な距離は長
くても９０km程度であり、それ以上の距離の光伝送を実
現することはできない。
【０００５】また、これまでに敷設されてきた古い光フ
ァイバのＰＭＤは１ps／km1/2程度であるため、ビット
レートを１０Gbpsにするとその光伝送可能な距離は１７
０km程度であり、ましてや、ビットレートを４０Gbpsに
すると１０km程度までしか光伝送を実現することができ
ない。このように、既設の光ファイバを用いた光伝送シ
ステムにおいて、ビットレートを１０Gbpsに高める場合
や、次世代光伝送システム用に新たな光ファイバを敷設
してそのビットレートを４０Gbps以上で運転しようとす
る場合には、ＰＭＤの影響が顕著に現れ、その結果、伝
送容量が大きく、実用的な光伝送システムの構築が困難
になる。
ァイバのＰＭＤは１ps／km1/2程度であるため、ビット
レートを１０Gbpsにするとその光伝送可能な距離は１７
０km程度であり、ましてや、ビットレートを４０Gbpsに
すると１０km程度までしか光伝送を実現することができ
ない。このように、既設の光ファイバを用いた光伝送シ
ステムにおいて、ビットレートを１０Gbpsに高める場合
や、次世代光伝送システム用に新たな光ファイバを敷設
してそのビットレートを４０Gbps以上で運転しようとす
る場合には、ＰＭＤの影響が顕著に現れ、その結果、伝
送容量が大きく、実用的な光伝送システムの構築が困難
になる。
【０００６】そのため、ＰＭＤを補償する各種の装置が
提供されている。ここで、代表的な装置を例示し、その
機能について説明する。まず、Electron. Lett., vol.3
0, No.4, pp.384〜349，1994や、OFC'99, Technical Di
gest 86/WE5-1などの文献に記載されている装置につい
て説明する。このＰＭＤ補償装置は、伝送路を伝搬して
きた光信号の主偏光（Principal States of Polarizati
on：ＰＳＰ）と呼ばれる、分離した２つの直交偏光成分
のそれぞれを、群遅延時間（Differential Group Dela
y：ＤＧＤ）付与器として機能する偏波保持光ファイバ
（Polarization Maintain Fiber：ＰＭＦ）における直
交する２個の固有偏光（Eigen States of Polarizatio
n：ＥＳＰ）のそれぞれに偏光変換する偏波コントロー
ラと、ＤＧＤ付与器としての上記ＰＭＦと、伝搬してき
た光パルスのＰＭＤによる波形歪みをモニタとするモニ
タ手段と、このモニタ手段からの制御信号で上記偏波コ
ントローラの運転を制御する制御装置を備えている。
提供されている。ここで、代表的な装置を例示し、その
機能について説明する。まず、Electron. Lett., vol.3
0, No.4, pp.384〜349，1994や、OFC'99, Technical Di
gest 86/WE5-1などの文献に記載されている装置につい
て説明する。このＰＭＤ補償装置は、伝送路を伝搬して
きた光信号の主偏光（Principal States of Polarizati
on：ＰＳＰ）と呼ばれる、分離した２つの直交偏光成分
のそれぞれを、群遅延時間（Differential Group Dela
y：ＤＧＤ）付与器として機能する偏波保持光ファイバ
（Polarization Maintain Fiber：ＰＭＦ）における直
交する２個の固有偏光（Eigen States of Polarizatio
n：ＥＳＰ）のそれぞれに偏光変換する偏波コントロー
ラと、ＤＧＤ付与器としての上記ＰＭＦと、伝搬してき
た光パルスのＰＭＤによる波形歪みをモニタとするモニ
タ手段と、このモニタ手段からの制御信号で上記偏波コ
ントローラの運転を制御する制御装置を備えている。
【０００７】また、J. of Lightwave Technology, vol.
12, No.15, pp891〜898, 1994や、OFC'99, paper TuS4,
1999などの文献には次のような装置が記載されてい
る。この装置は、送信器端から受信器端に至る伝送路全
体の系のＰＳＰを、送信器から発振している光のＳＯＰ
に一致させるように運転される。具体的には、この装置
の場合、以下の及びの態様にて運転される。
12, No.15, pp891〜898, 1994や、OFC'99, paper TuS4,
1999などの文献には次のような装置が記載されてい
る。この装置は、送信器端から受信器端に至る伝送路全
体の系のＰＳＰを、送信器から発振している光のＳＯＰ
に一致させるように運転される。具体的には、この装置
の場合、以下の及びの態様にて運転される。
【０００８】送信信号を周波数変調し、その偏光状態
（State of Polarization：ＳＯＰ）の周波数依存性を
受信側で間接的に検知する。そして、送信信号のＳＯＰ
と伝送路におけるＰＳＰが一致しているか否かを確認し
ながら、送信器端に設けられている上記偏波コントロー
ラを制御し、伝送路への入射信号のＳＯＰをＰＳＰに追
随させる。
（State of Polarization：ＳＯＰ）の周波数依存性を
受信側で間接的に検知する。そして、送信信号のＳＯＰ
と伝送路におけるＰＳＰが一致しているか否かを確認し
ながら、送信器端に設けられている上記偏波コントロー
ラを制御し、伝送路への入射信号のＳＯＰをＰＳＰに追
随させる。
【０００９】偏波コントローラと伝送路で発生するＰ
ＭＤの量よりも大きいＰＭＤを有する固定ＤＧＤ付与器
（例えばＰＭＦ）を受信器の前に配置し、ここで偏光度
（Degree of Polarization：ＤＯＰ）をモニタし、この
ＤＯＰが最大値を示すように全体の系を運転制御するこ
とにより、全体の系のＰＳＰを送信信号のＳＯＰに一致
させる。
ＭＤの量よりも大きいＰＭＤを有する固定ＤＧＤ付与器
（例えばＰＭＦ）を受信器の前に配置し、ここで偏光度
（Degree of Polarization：ＤＯＰ）をモニタし、この
ＤＯＰが最大値を示すように全体の系を運転制御するこ
とにより、全体の系のＰＳＰを送信信号のＳＯＰに一致
させる。
【００１０】上記のようなＰＭＤ補償装置において使用
されているＤＧＤ付与器としては、ＤＧＤ量が固定また
は可変であるものがある。固定式のものとしては、ＰＭ
Ｆなどの一軸性複屈折媒質を単体で用いたものがあげら
れる。一方、可変式のものとしては、図７に示したよう
に、偏光成分を分離する偏光分離素子を備え、分離され
たそれぞれの偏光成分の伝搬距離を可動鏡により空間的
に変化させて各偏光成分間のＤＧＤをゼロ化する可変タ
イプのものがある。
されているＤＧＤ付与器としては、ＤＧＤ量が固定また
は可変であるものがある。固定式のものとしては、ＰＭ
Ｆなどの一軸性複屈折媒質を単体で用いたものがあげら
れる。一方、可変式のものとしては、図７に示したよう
に、偏光成分を分離する偏光分離素子を備え、分離され
たそれぞれの偏光成分の伝搬距離を可動鏡により空間的
に変化させて各偏光成分間のＤＧＤをゼロ化する可変タ
イプのものがある。
【００１１】また、同じく可変式のものとして、図８に
示したように、τ1のＤＧＤを与えるＰＭＦのような一
軸性複屈折媒質と、τ2のＤＧＤを与える別のＰＭＦの
ような一軸性複屈折媒質の間に偏光回転子が配置された
ものもある。そして、この図８に示したＤＧＤ付与器に
あっては、偏光回転子の回転角によってそのＤＧＤ量を
可変にできるため、偏光回転子として非可動式で高速駆
動が可能なものを用いれば、図７に示したＤＧＤ付与器
に比べて、高信頼性で高速なデバイスを実現できる。
示したように、τ1のＤＧＤを与えるＰＭＦのような一
軸性複屈折媒質と、τ2のＤＧＤを与える別のＰＭＦの
ような一軸性複屈折媒質の間に偏光回転子が配置された
ものもある。そして、この図８に示したＤＧＤ付与器に
あっては、偏光回転子の回転角によってそのＤＧＤ量を
可変にできるため、偏光回転子として非可動式で高速駆
動が可能なものを用いれば、図７に示したＤＧＤ付与器
に比べて、高信頼性で高速なデバイスを実現できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図８に示した可変ＤＧ
Ｄ付与器においては、偏光回転子の回転角θを変化させ
ることによって与えるＰＭＤの量を変えることができ
る。すなわち、前段ＰＭＦ（一軸性複屈折媒質）のＤＧ
Ｄをτ1、偏光回転子の回転角をθ、後段ＰＭＦ（一軸
性複屈折媒質）のＤＧＤをτ2、前段及び後段のＰＭＦ
の複屈折軸の相対角度をφ、および可変ＤＧＤ付与器全
体のＤＧＤをτtとしたとき、τtは次式：
Ｄ付与器においては、偏光回転子の回転角θを変化させ
ることによって与えるＰＭＤの量を変えることができ
る。すなわち、前段ＰＭＦ（一軸性複屈折媒質）のＤＧ
Ｄをτ1、偏光回転子の回転角をθ、後段ＰＭＦ（一軸
性複屈折媒質）のＤＧＤをτ2、前段及び後段のＰＭＦ
の複屈折軸の相対角度をφ、および可変ＤＧＤ付与器全
体のＤＧＤをτtとしたとき、τtは次式：
【００１３】
【数１】
【００１４】で表わされる。ただし、式（１）中では、
回転角θによる位相量が小さいとして、偏光回転子の回
転角度の周波数依存性を無視している。そして、式
（１）より、この可変ＤＧＤ付与器にあっては、回転角
θを可変にすることによって、τtの値を｜τ1−τ2｜
から｜τ1＋τ2｜の範囲で変化させることができること
がわかる。
回転角θによる位相量が小さいとして、偏光回転子の回
転角度の周波数依存性を無視している。そして、式
（１）より、この可変ＤＧＤ付与器にあっては、回転角
θを可変にすることによって、τtの値を｜τ1−τ2｜
から｜τ1＋τ2｜の範囲で変化させることができること
がわかる。
【００１５】ここで、φ＝０（rad）に固定しながらτ1
及びτ2を変化させた３つの場合、すなわちτ1＝５０
（ps）かつτ2＝５０（ps）、τ1＝５０（ps）かつτ2
＝４０（ps）、および、τ1＝４０（ps）かつτ2＝５０
（ps）の場合における、τtのθ依存性を図１（ａ）に
示し、また、ストークス空間におけるＰＳＰのθ依存性
を図１（ｂ）〜（ｄ）に示す。
及びτ2を変化させた３つの場合、すなわちτ1＝５０
（ps）かつτ2＝５０（ps）、τ1＝５０（ps）かつτ2
＝４０（ps）、および、τ1＝４０（ps）かつτ2＝５０
（ps）の場合における、τtのθ依存性を図１（ａ）に
示し、また、ストークス空間におけるＰＳＰのθ依存性
を図１（ｂ）〜（ｄ）に示す。
【００１６】なお、図１（ａ）中、一点鎖線はτ1＝５
０かつτ2＝５０、破線はτ1＝５０かつτ2＝４０、実
線はτ1＝４０かつτ2＝５０のときのτtを示してい
る。図１（ａ）より、τ1とτ2の間の大小関係にかかわ
らず、τtはあらゆる回転角θに対して常に正の値をと
ることがわかる。これは、そもそもτtを定義する段階
で、遅いＰＳＰのＤＧＤから速いＰＳＰのＤＧＤを差し
引くようにしている為である。従って、τ1とτ2の値を
入れ替えたとしても、τtのθ依存性は変わらずに同じ
ままである。このことは、図１（ａ）において、τ1＝
５０（ps）かつτ2＝４０（ps）の場合と、τ1＝４０
（ps）及びτ2＝５０（ps）の場合のとで、τtのθ依存
性が一致していることからわかる。
０かつτ2＝５０、破線はτ1＝５０かつτ2＝４０、実
線はτ1＝４０かつτ2＝５０のときのτtを示してい
る。図１（ａ）より、τ1とτ2の間の大小関係にかかわ
らず、τtはあらゆる回転角θに対して常に正の値をと
ることがわかる。これは、そもそもτtを定義する段階
で、遅いＰＳＰのＤＧＤから速いＰＳＰのＤＧＤを差し
引くようにしている為である。従って、τ1とτ2の値を
入れ替えたとしても、τtのθ依存性は変わらずに同じ
ままである。このことは、図１（ａ）において、τ1＝
５０（ps）かつτ2＝４０（ps）の場合と、τ1＝４０
（ps）及びτ2＝５０（ps）の場合のとで、τtのθ依存
性が一致していることからわかる。
【００１７】しかし、実際には、τ1とτ2の間の大小関
係によってＤＧＤ付与器の特性は異なっており、そのこ
とは、τ1＝５０（ps）かつτ2＝５０（ps）、τ1＝５
０（ps）かつτ2＝４０（ps）、および、τ1＝４０（p
s）かつτ2＝５０（ps）の場合におけるＰＳＰのθ依存
性（図１（ｂ）〜（ｄ））を見ればわかる。なお、図１
（ｂ）〜（ｄ）中、回転角θを０．１rad毎に０radから
２radまで変化させたときの、各回転角θにおける遅い
ＰＳＰ及び速いＰＳＰをそれぞれ●印及びｘ印で示し、
これらＰＳＰの変化の方向を矢印で示している。
係によってＤＧＤ付与器の特性は異なっており、そのこ
とは、τ1＝５０（ps）かつτ2＝５０（ps）、τ1＝５
０（ps）かつτ2＝４０（ps）、および、τ1＝４０（p
s）かつτ2＝５０（ps）の場合におけるＰＳＰのθ依存
性（図１（ｂ）〜（ｄ））を見ればわかる。なお、図１
（ｂ）〜（ｄ）中、回転角θを０．１rad毎に０radから
２radまで変化させたときの、各回転角θにおける遅い
ＰＳＰ及び速いＰＳＰをそれぞれ●印及びｘ印で示し、
これらＰＳＰの変化の方向を矢印で示している。
【００１８】例えば、図１（ｃ）に示したτ1＝５０
（ｐｓ）およびτ2＝４０（ｐｓ）の場合（τ1≧
τ2）、遅いＰＳＰ及び速いＰＳＰは、回転角θの変化
に伴って、ストークス空間の原点を挟んで互いに異なる
軌跡を描く。これらの軌跡を含む領域Ｒ,Ｒ’を図１
（ｃ）に示したように破線で描画した場合、２つの軌跡
はそれぞれ領域Ｒ,Ｒ’内を折り返しながら変化し、遅
いＰＳＰと速いＰＳＰの変化の軌跡が互いに重なること
はない。
（ｐｓ）およびτ2＝４０（ｐｓ）の場合（τ1≧
τ2）、遅いＰＳＰ及び速いＰＳＰは、回転角θの変化
に伴って、ストークス空間の原点を挟んで互いに異なる
軌跡を描く。これらの軌跡を含む領域Ｒ,Ｒ’を図１
（ｃ）に示したように破線で描画した場合、２つの軌跡
はそれぞれ領域Ｒ,Ｒ’内を折り返しながら変化し、遅
いＰＳＰと速いＰＳＰの変化の軌跡が互いに重なること
はない。
【００１９】そして、τ1の値がτ2の値に対して大きく
なるほど、遅いＰＳＰ及び速いＰＳＰの軌跡はより狭い
領域Ｒ,Ｒ’内に収まるようになる。また、これらのＰ
ＳＰは、回転角θがπだけ変化すると、変化前と同じ元
のＰＳＰに戻る。図１（ｄ）に示したτ1＝４０（ｐ
ｓ）およびτ2＝５０（ｐｓ）の場合（τ1＜τ2）、遅
いＰＳＰと速いＰＳＰの変化の軌跡が重なって、ストー
クス空間内で同じ円を描く。そして、回転角θが０〜π
変化したときに、これらＰＳＰはそれぞれ一周して元に
戻るので、図１（ｃ）で示したτ1≧τ2の場合に比べ、
ＰＳＰの変動範囲が大きいことがわかる。
なるほど、遅いＰＳＰ及び速いＰＳＰの軌跡はより狭い
領域Ｒ,Ｒ’内に収まるようになる。また、これらのＰ
ＳＰは、回転角θがπだけ変化すると、変化前と同じ元
のＰＳＰに戻る。図１（ｄ）に示したτ1＝４０（ｐ
ｓ）およびτ2＝５０（ｐｓ）の場合（τ1＜τ2）、遅
いＰＳＰと速いＰＳＰの変化の軌跡が重なって、ストー
クス空間内で同じ円を描く。そして、回転角θが０〜π
変化したときに、これらＰＳＰはそれぞれ一周して元に
戻るので、図１（ｃ）で示したτ1≧τ2の場合に比べ、
ＰＳＰの変動範囲が大きいことがわかる。
【００２０】また、τ1≧τ2およびτ1＜τ2の両方の場
合において、回転角θの変化量に対するＰＳＰの変化量
が、回転角θの値によって異なっている。具体的には、
ＰＳＰはθ＝π／２（rad）付近で急激に変化する。そ
してこのことは、τ1とτ2の値の差が小さい場合ほど顕
著であって、τ1とτ2の値の差を小さくしていくと、Ｐ
ＳＰはθ＝π／２（rad）付近でより急激に変化するよ
うになり、やがてτ1＝τ2となると、ＰＳＰはθ＝π／
２（rad）付近で不連続に変化する。
合において、回転角θの変化量に対するＰＳＰの変化量
が、回転角θの値によって異なっている。具体的には、
ＰＳＰはθ＝π／２（rad）付近で急激に変化する。そ
してこのことは、τ1とτ2の値の差が小さい場合ほど顕
著であって、τ1とτ2の値の差を小さくしていくと、Ｐ
ＳＰはθ＝π／２（rad）付近でより急激に変化するよ
うになり、やがてτ1＝τ2となると、ＰＳＰはθ＝π／
２（rad）付近で不連続に変化する。
【００２１】このＰＳＰの不連続な変化は、図１（ｂ）
に示したτ1＝５０ｐｓ及びτ2＝５０ｐｓの場合のＰＳ
Ｐのθ依存性から明らかで、θ＝π／２（rad）におい
て、遅いＰＳＰと速いＰＳＰが入れ替わっている。θ＝
π／２（rad）の時にτtの値は０ｐｓであって、ＰＳＰ
が入れ替わっていることを考慮すれば、一方のＰＳＰに
ついて見れば、θ≧π／２（rad）の領域において負の
ＤＧＤを持っていることになる。
に示したτ1＝５０ｐｓ及びτ2＝５０ｐｓの場合のＰＳ
Ｐのθ依存性から明らかで、θ＝π／２（rad）におい
て、遅いＰＳＰと速いＰＳＰが入れ替わっている。θ＝
π／２（rad）の時にτtの値は０ｐｓであって、ＰＳＰ
が入れ替わっていることを考慮すれば、一方のＰＳＰに
ついて見れば、θ≧π／２（rad）の領域において負の
ＤＧＤを持っていることになる。
【００２２】このように、一方のＰＳＰのＤＧＤが０を
超えて正から負あるいは負から正へと変化する場合、Ｄ
ＧＤ付与器全体のＤＧＤτtのダイナミックレンジを広
く取ることができるので、ＤＧＤ付与器にあっては、τ
1＝τ2であることが効果的である。しかしながら、従来
のＤＧＤ付与器においてτ1とτ2を完全に一致させるこ
とは、現実的には難しいという問題がある。
超えて正から負あるいは負から正へと変化する場合、Ｄ
ＧＤ付与器全体のＤＧＤτtのダイナミックレンジを広
く取ることができるので、ＤＧＤ付与器にあっては、τ
1＝τ2であることが効果的である。しかしながら、従来
のＤＧＤ付与器においてτ1とτ2を完全に一致させるこ
とは、現実的には難しいという問題がある。
【００２３】本発明は上記した問題を解決し、ダイナミ
ックレンジが広く、かつ、小型及び簡易な構成を有する
新規なＤＧＤ付与器を提供することを目的とする。
ックレンジが広く、かつ、小型及び簡易な構成を有する
新規なＤＧＤ付与器を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、入射光に対して、所定の群
遅延時間を２回与え、かつ、先の群遅延時間を与えてか
ら後の群遅延時間を付与するまでの間に偏光状態を可変
に回転させる可変群遅延時間付与器であって、前記群遅
延時間を一つの複屈折媒質により２回与えることを特徴
とする可変群遅延時間付与器が提供される。
ために、本発明においては、入射光に対して、所定の群
遅延時間を２回与え、かつ、先の群遅延時間を与えてか
ら後の群遅延時間を付与するまでの間に偏光状態を可変
に回転させる可変群遅延時間付与器であって、前記群遅
延時間を一つの複屈折媒質により２回与えることを特徴
とする可変群遅延時間付与器が提供される。
【００２５】具体的には、前記可変群遅延時間付与器に
あっては、前記一つの複屈折媒質と、可変ファラデー回
転子と、光折り返し手段とがこの順序で配置される。ま
た、本発明においては、一端に入力ポートと出力ポート
を備えた光サーキュレータの他端には、偏波保持光ファ
イバ、コリメータ、可変ファラデー回転子、および、全
反射ミラーがこの順序で配置されていることを特徴とす
る可変群遅延時間付与器が提供される。
あっては、前記一つの複屈折媒質と、可変ファラデー回
転子と、光折り返し手段とがこの順序で配置される。ま
た、本発明においては、一端に入力ポートと出力ポート
を備えた光サーキュレータの他端には、偏波保持光ファ
イバ、コリメータ、可変ファラデー回転子、および、全
反射ミラーがこの順序で配置されていることを特徴とす
る可変群遅延時間付与器が提供される。
【００２６】更に、本発明においては、一端に入力ポー
トと出力ポートを備えた光サーキュレータの他端には、
コリメータ、複屈折結晶、可変ファラデー回転子、およ
び、全反射ミラーがこの順序で配置されていることを特
徴とする可変群遅延時間付与器が提供される。更にま
た、本発明においては、一端に入力ポートと出力ポート
を備えた２芯コリメータの他端には、結合用プリズム、
複屈折結晶、可変ファラデー回転子、および、光折り返
し手段がこの順序で配置されていることを特徴とする可
変群遅延時間付与器が提供される。
トと出力ポートを備えた光サーキュレータの他端には、
コリメータ、複屈折結晶、可変ファラデー回転子、およ
び、全反射ミラーがこの順序で配置されていることを特
徴とする可変群遅延時間付与器が提供される。更にま
た、本発明においては、一端に入力ポートと出力ポート
を備えた２芯コリメータの他端には、結合用プリズム、
複屈折結晶、可変ファラデー回転子、および、光折り返
し手段がこの順序で配置されていることを特徴とする可
変群遅延時間付与器が提供される。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る実施形態を
図面に基づいて説明する。図２は、第一実施形態例の可
変群遅延時間付与器Ａ（以下、可変ＤＧＤ付与器Ａとい
う）を示している。可変ＤＧＤ付与器Ａは光サーキュレ
ータ２を備えている。光サーキュレータ２は３つの入出
力ポート２ａ，２ｂ，２ｃを有しており、入出力ポート
は２ａは偏波コントローラに接続され、入出力ポート２
ｂは受信器に接続されている。
図面に基づいて説明する。図２は、第一実施形態例の可
変群遅延時間付与器Ａ（以下、可変ＤＧＤ付与器Ａとい
う）を示している。可変ＤＧＤ付与器Ａは光サーキュレ
ータ２を備えている。光サーキュレータ２は３つの入出
力ポート２ａ，２ｂ，２ｃを有しており、入出力ポート
は２ａは偏波コントローラに接続され、入出力ポート２
ｂは受信器に接続されている。
【００２８】入出力ポート２ｃには、一軸性複屈折媒質
である偏波保持光ファイバ３ａ（ＰＭＦ３ａ）の一端が
接続され、ＰＭＦ３ａの他端にはコリメータ４が接続さ
れている。コリメータ４は、筐体１の側壁１ａに配設さ
れており、コリメータ４のビーム入出射面４ａは、筐体
１の内部に位置している。そして、コリメータ４の入出
射面４ａ側には、偏光回転子である可変ファラデー回転
子５と、光折り返し手段である全反射ミラー６ａがこの
順序で同軸上に配置されている。
である偏波保持光ファイバ３ａ（ＰＭＦ３ａ）の一端が
接続され、ＰＭＦ３ａの他端にはコリメータ４が接続さ
れている。コリメータ４は、筐体１の側壁１ａに配設さ
れており、コリメータ４のビーム入出射面４ａは、筐体
１の内部に位置している。そして、コリメータ４の入出
射面４ａ側には、偏光回転子である可変ファラデー回転
子５と、光折り返し手段である全反射ミラー６ａがこの
順序で同軸上に配置されている。
【００２９】この可変ＤＧＤ付与器Ａは、光伝送路を伝
搬し、偏波コントローラにより所定の偏光状態とされた
光を、入出力ポート２ａ（以下、入力ポート２ａとい
う）より入射させ、群遅延時間（ＤＧＤ）を可変にて付
与した後に、入出力ポート２ｂ（以下、出力ポート２ｂ
という）より例えば受信器へと出射させる。入力ポート
２ａから入射してきた光は、入出力ポート２ｃに接続さ
れたＰＭＦ３ａに入射する。ＰＭＦ３ａは一軸性複屈折
媒体であり、光が通過する際に所定の群遅延時間を与え
る。
搬し、偏波コントローラにより所定の偏光状態とされた
光を、入出力ポート２ａ（以下、入力ポート２ａとい
う）より入射させ、群遅延時間（ＤＧＤ）を可変にて付
与した後に、入出力ポート２ｂ（以下、出力ポート２ｂ
という）より例えば受信器へと出射させる。入力ポート
２ａから入射してきた光は、入出力ポート２ｃに接続さ
れたＰＭＦ３ａに入射する。ＰＭＦ３ａは一軸性複屈折
媒体であり、光が通過する際に所定の群遅延時間を与え
る。
【００３０】ＰＭＦ３ａを通過してＤＧＤが付与された
光は、コリメータ４によりビームに変換され、偏光回転
子として機能する可変ファラデー回転子５に入射する。
可変ファラデー回転子５に入射した光ビームは、所定の
回転角θ／２だけ偏光面が回転して可変ファラデー回転
子５から出射し、全反射ミラー６ａに入射する。全反射
ミラー６ａに入射した光ビームはそこで反射して、可変
ファラデー回転子５に再び入射する。可変ファラデー回
転子５に再入射した光ビームは、光の進行方向にみて先
ほどと同じ方向に偏光面が回転角θ／２だけ回転してフ
ァラデー回転子５から出射する。
光は、コリメータ４によりビームに変換され、偏光回転
子として機能する可変ファラデー回転子５に入射する。
可変ファラデー回転子５に入射した光ビームは、所定の
回転角θ／２だけ偏光面が回転して可変ファラデー回転
子５から出射し、全反射ミラー６ａに入射する。全反射
ミラー６ａに入射した光ビームはそこで反射して、可変
ファラデー回転子５に再び入射する。可変ファラデー回
転子５に再入射した光ビームは、光の進行方向にみて先
ほどと同じ方向に偏光面が回転角θ／２だけ回転してフ
ァラデー回転子５から出射する。
【００３１】かくして、可変ファラデー回転子５と全反
射ミラー６ａの組み合わせにより回転角θで偏光面が回
転した光は、コリメータ４に入射してＰＭＦ３ａに結合
され、ＰＭＦ３ａを通過することにより再びＤＧＤが付
与された後、光サーキュレータ２を介して出力ポート２
ｂより出射する。本発明では、光路が全反射ミラー６ａ
を用いて折り返されることにより、一つのＰＭＦ３ａで
２回ＤＧＤが付与される。そのため当然のことながら、
τ1＝τ2が完全に実現される。更に、可変ＤＧＤ付与器
ＡはＰＭＦ３ａを一つしか備えないので、従来の可変Ｄ
ＧＤ付与器に比べ生産性に優れ、安価であり、しかも形
状を小型にすることができる。
射ミラー６ａの組み合わせにより回転角θで偏光面が回
転した光は、コリメータ４に入射してＰＭＦ３ａに結合
され、ＰＭＦ３ａを通過することにより再びＤＧＤが付
与された後、光サーキュレータ２を介して出力ポート２
ｂより出射する。本発明では、光路が全反射ミラー６ａ
を用いて折り返されることにより、一つのＰＭＦ３ａで
２回ＤＧＤが付与される。そのため当然のことながら、
τ1＝τ2が完全に実現される。更に、可変ＤＧＤ付与器
ＡはＰＭＦ３ａを一つしか備えないので、従来の可変Ｄ
ＧＤ付与器に比べ生産性に優れ、安価であり、しかも形
状を小型にすることができる。
【００３２】また、本発明では、偏光回転子としては可
変ファラデー回転子５が用いられる。可変ファラデー回
転子５は、光が往復する過程で、光の進行方向に対し同
じ方向に回転を与えるので、回転角がθ／２に設定され
た可変ファラデー回転子５を往復することにより、光は
回転角θだけ回転する。つまり、従来の可変ＤＧＤ付与
器の場合に比べ、可変ファラデー回転子５の回転角θを
半分に設定すれば良いので、可変ファラデー回転子５に
印加する電流を小さくでき、消費電力を低下させること
が可能である。なお、このことはファラデー効果の非相
反性によるものである。
変ファラデー回転子５が用いられる。可変ファラデー回
転子５は、光が往復する過程で、光の進行方向に対し同
じ方向に回転を与えるので、回転角がθ／２に設定され
た可変ファラデー回転子５を往復することにより、光は
回転角θだけ回転する。つまり、従来の可変ＤＧＤ付与
器の場合に比べ、可変ファラデー回転子５の回転角θを
半分に設定すれば良いので、可変ファラデー回転子５に
印加する電流を小さくでき、消費電力を低下させること
が可能である。なお、このことはファラデー効果の非相
反性によるものである。
【００３３】これに対し、偏光回転子として円複屈折を
利用した通常の旋光子（例えば液晶）を用いた場合、光
が往復する際に往路と復路では回転方向が反転するた
め、光を全く回転させることができない。図３は、本発
明の第二実施形態の可変群遅延時間付与器Ｂ（以下、可
変ＤＧＤ付与器Ｂという）を示している。
利用した通常の旋光子（例えば液晶）を用いた場合、光
が往復する際に往路と復路では回転方向が反転するた
め、光を全く回転させることができない。図３は、本発
明の第二実施形態の可変群遅延時間付与器Ｂ（以下、可
変ＤＧＤ付与器Ｂという）を示している。
【００３４】可変ＤＧＤ付与器Ｂは、複屈折媒質、すな
わち光に群遅延時間を付与するための素子として、可変
ＤＧＤ付与器ＡにおけるＰＭＦ３ａの代わりに複屈折結
晶３ｂを備え、複屈折結晶３ｂがコリメータ４の入出射
面４ａと可変ファラデー回転子５の間に配置された以外
は、可変ＤＧＤ付与器Ａと同じ構成を有している。可変
ＤＧＤ付与器Ｂでは、ＰＭＦ３ａを複屈折結晶３ｂに置
き換えているので、装置全体の小型化を実現している。
ＰＭＦ３ａを用いた場合、大きなＤＧＤを与える為には
相当な長さを必要とするので、装置全体の寸法が大きく
なってしまうからである。
わち光に群遅延時間を付与するための素子として、可変
ＤＧＤ付与器ＡにおけるＰＭＦ３ａの代わりに複屈折結
晶３ｂを備え、複屈折結晶３ｂがコリメータ４の入出射
面４ａと可変ファラデー回転子５の間に配置された以外
は、可変ＤＧＤ付与器Ａと同じ構成を有している。可変
ＤＧＤ付与器Ｂでは、ＰＭＦ３ａを複屈折結晶３ｂに置
き換えているので、装置全体の小型化を実現している。
ＰＭＦ３ａを用いた場合、大きなＤＧＤを与える為には
相当な長さを必要とするので、装置全体の寸法が大きく
なってしまうからである。
【００３５】ここで、複屈折結晶３ｂとしては、大きな
複屈折量の比較的大きなルチルや方解石などからなるも
のを用いると、複屈折結晶３ｂの寸法をより小さくする
ことができ、もって装置全体の寸法を小さくすることが
できる。なお、これら複屈折結晶は非常に高次の波長板
である。図４は、本発明の第三実施形態の可変群遅延時
間付与器Ｃ（以下、可変ＤＧＤ付与器Ｃという）を示し
ている。
複屈折量の比較的大きなルチルや方解石などからなるも
のを用いると、複屈折結晶３ｂの寸法をより小さくする
ことができ、もって装置全体の寸法を小さくすることが
できる。なお、これら複屈折結晶は非常に高次の波長板
である。図４は、本発明の第三実施形態の可変群遅延時
間付与器Ｃ（以下、可変ＤＧＤ付与器Ｃという）を示し
ている。
【００３６】可変ＤＧＤ付与器Ｃは、筐体１の側壁１ａ
に２芯コリメータ２’が配設され、２芯コリメータ２’
は入力ポート２ａ’及び出力ポート２ｂ’および入出射
面２ｃ’を備えている。そして、２芯コリメータ２’の
入出射面２ｃ’側には、結合用プリズム７，複屈折結晶
３ｂ、偏光回転子５、及び光折り返し手段６ｂがこの順
序で配置されている。
に２芯コリメータ２’が配設され、２芯コリメータ２’
は入力ポート２ａ’及び出力ポート２ｂ’および入出射
面２ｃ’を備えている。そして、２芯コリメータ２’の
入出射面２ｃ’側には、結合用プリズム７，複屈折結晶
３ｂ、偏光回転子５、及び光折り返し手段６ｂがこの順
序で配置されている。
【００３７】この可変ＤＧＤ付与器Ｃにおいては、入力
ポート２ａ’から入射してきた光は、入出射面２ｃ’か
ら出射し、結合用プリズム７を介して複屈折結晶３ｂに
入射する。そして、複屈折結晶３ｂに入射した光は可変
ファラデー回転子５を通過した後、光折り返し手段６ｂ
により折り返される。折り返された光は、再び可変ファ
ラデー回転子５，複屈折結晶３ｂ，結合用プリズム７を
介して入出射面２ｃ’に入射し、出力ポート２ｂ’から
出射する。
ポート２ａ’から入射してきた光は、入出射面２ｃ’か
ら出射し、結合用プリズム７を介して複屈折結晶３ｂに
入射する。そして、複屈折結晶３ｂに入射した光は可変
ファラデー回転子５を通過した後、光折り返し手段６ｂ
により折り返される。折り返された光は、再び可変ファ
ラデー回転子５，複屈折結晶３ｂ，結合用プリズム７を
介して入出射面２ｃ’に入射し、出力ポート２ｂ’から
出射する。
【００３８】すなわち、可変ＤＧＤ付与器Ｃは、光を入
出力するために、可変ＤＧＤ付与器Ｂの場合の光サーキ
ュレータ２に代えて２芯コリメータ２’を有している。
なぜならば、光サーキュレータは一般的なもので光損失
が往復で１ｄＢ程度あるのに比べ、２芯コリメータ２’
は０．３ｄＢ程度であり、２芯コリメータ２’を用いる
ことにより挿入損失を低減できるからである。更に、光
サーキュレータに比べ、２芯コリメータ２’の方が安価
である。
出力するために、可変ＤＧＤ付与器Ｂの場合の光サーキ
ュレータ２に代えて２芯コリメータ２’を有している。
なぜならば、光サーキュレータは一般的なもので光損失
が往復で１ｄＢ程度あるのに比べ、２芯コリメータ２’
は０．３ｄＢ程度であり、２芯コリメータ２’を用いる
ことにより挿入損失を低減できるからである。更に、光
サーキュレータに比べ、２芯コリメータ２’の方が安価
である。
【００３９】そして、可変ＤＧＤ付与器Ｃは、光が装置
内を往復する過程で、２芯コリメータ２’と複屈折結晶
３ｂとの間が光学的に結合されるように、結合用プリズ
ム７と光折り返し手段６ｂを備えている。なお、２芯コ
リメータ２’と併用されるこれら結合用プリズム７及び
光折り返し手段６ｂの組み合わせは適宜選択することが
できる。例えば、結合用プリズム７としては、図５及び
図６に示した形状の結合用プリズム等をあげることがで
き、また、光折り返し手段６ｂとしては全反射ミラーお
よびリトロリフレクタ等をあげることができる。
内を往復する過程で、２芯コリメータ２’と複屈折結晶
３ｂとの間が光学的に結合されるように、結合用プリズ
ム７と光折り返し手段６ｂを備えている。なお、２芯コ
リメータ２’と併用されるこれら結合用プリズム７及び
光折り返し手段６ｂの組み合わせは適宜選択することが
できる。例えば、結合用プリズム７としては、図５及び
図６に示した形状の結合用プリズム等をあげることがで
き、また、光折り返し手段６ｂとしては全反射ミラーお
よびリトロリフレクタ等をあげることができる。
【００４０】なお、本発明は上記した一実施例に限定さ
れることはなく、様々な変形が可能である。
れることはなく、様々な変形が可能である。
【００４１】
【発明の効果】本発明の可変群遅延時間付与器は得られ
るＤＧＤのダイナミックレンジが広く、かつ、構成が非
常に簡単であるため小型化が可能である。更には、本発
明の可変群遅延時間付与器は挿入損失や消費電力を低減
可能である。したがって、この可変群遅延時間付与器
は、ＰＭＤ補償装置に組み込むことにより、ハイビット
レートの光伝送システムに用いてその工業的価値は大で
ある。
るＤＧＤのダイナミックレンジが広く、かつ、構成が非
常に簡単であるため小型化が可能である。更には、本発
明の可変群遅延時間付与器は挿入損失や消費電力を低減
可能である。したがって、この可変群遅延時間付与器
は、ＰＭＤ補償装置に組み込むことにより、ハイビット
レートの光伝送システムに用いてその工業的価値は大で
ある。
【図１】ＤＧＤτｔ及びＰＳＰのθ依存性を示す図であ
る。
る。
【図２】可変ＤＧＤ付与器Ａの概略構成図である。
【図３】可変ＤＧＤ付与器Ｂの概略構成図である。
【図４】可変ＤＧＤ付与器Ｃの概略構成図である。
【図５】結合用プリズムの一例を示す正面図及び側面図
である。
である。
【図６】結合用プリズムの他の例を示す正面図及び側面
図である。
図である。
【図７】従来の可変ＤＧＤ付与器の一例を示す概略構成
図である。
図である。
【図８】従来の可変ＤＧＤ付与器の他の例を示す概略構
成図である。
成図である。
【符号の説明】
２ 光サーキュレータ
２’ ２芯コリメータ
３ａ 偏波保持光ファイバ（ＰＭＦ）
３ｂ 複屈折結晶
５ 可変ファラデー回転子
６ａ 全反射ミラー
６ｂ 光折り返し手段
Claims (5)
- 【請求項１】 入射光に対して、所定の群遅延時間を２
回与え、かつ、先の群遅延時間を与えてから後の群遅延
時間を付与するまでの間に偏光状態を可変に回転させる
可変群遅延時間付与器であって、 前記群遅延時間を一つの複屈折媒質により２回与えるこ
とを特徴とする可変群遅延時間付与器。 - 【請求項２】 前記一つの複屈折媒質と、可変ファラデ
ー回転子と、光折り返し手段とがこの順序で配置されて
いることを特徴とする請求項１の可変群遅延時間付与
器。 - 【請求項３】 一端に入力ポートと出力ポートを備えた
光サーキュレータの他端には、偏波保持光ファイバー、
コリメータ、可変ファラデー回転子、および、全反射ミ
ラーがこの順序で配置されていることを特徴とする可変
群遅延時間付与器。 - 【請求項４】 一端に入力ポートと出力ポートを備えた
光サーキュレータの他端には、コリメータ、複屈折結
晶、可変ファラデー回転子、および、全反射ミラーがこ
の順序で配置されていることを特徴とする可変群遅延時
間付与器。 - 【請求項５】 一端に入力ポートと出力ポートを備えた
２芯コリメータの他端には、結合用プリズム、複屈折結
晶、可変ファラデー回転子、および、光折り返し手段が
この順序で配置されていることを特徴とする可変群遅延
時間付与器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028396A JP4142300B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 可変群遅延時間付与器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002028396A JP4142300B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 可変群遅延時間付与器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003228026A true JP2003228026A (ja) | 2003-08-15 |
| JP4142300B2 JP4142300B2 (ja) | 2008-09-03 |
Family
ID=27749628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002028396A Expired - Fee Related JP4142300B2 (ja) | 2002-02-05 | 2002-02-05 | 可変群遅延時間付与器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4142300B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006025373A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 光波長多重伝送システムにおける偏波モード分散補償装置および方法 |
| WO2007022796A1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-01 | Agilent Technologies, Inc. | Polarization maintaining optical delay circuit |
| JP2012054673A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Anritsu Corp | 偏波モード分散ストレス発生方法および装置 |
| US20130083393A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Apparatus and a method for generating, compensating and emulating polarization mode dispersion |
| CN103869506A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | 招远招金光电子科技有限公司 | 利用反射法实现光偏振态旋转的器件和方法 |
| CN106200021A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 中国科学院半导体研究所 | 小型化可调谐的宽带稳相光纤延迟线 |
-
2002
- 2002-02-05 JP JP2002028396A patent/JP4142300B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006025373A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Fujitsu Ltd | 光波長多重伝送システムにおける偏波モード分散補償装置および方法 |
| WO2007022796A1 (en) * | 2005-08-24 | 2007-03-01 | Agilent Technologies, Inc. | Polarization maintaining optical delay circuit |
| JP2012054673A (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-15 | Anritsu Corp | 偏波モード分散ストレス発生方法および装置 |
| US20130083393A1 (en) * | 2011-09-29 | 2013-04-04 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Apparatus and a method for generating, compensating and emulating polarization mode dispersion |
| JP2013085214A (ja) * | 2011-09-29 | 2013-05-09 | Oki Electric Ind Co Ltd | 偏波モード分散生成装置、偏波モード分散補償装置、及び偏波モード分散エミュレーター、並びに偏波モード分散生成方法、偏波モード分散補償方法、及び偏波モード分散エミュレート方法 |
| US9432118B2 (en) | 2011-09-29 | 2016-08-30 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Apparatus and a method for generating, compensating and emulating polarization mode dispersion |
| CN103869506A (zh) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | 招远招金光电子科技有限公司 | 利用反射法实现光偏振态旋转的器件和方法 |
| CN106200021A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-12-07 | 中国科学院半导体研究所 | 小型化可调谐的宽带稳相光纤延迟线 |
| CN106200021B (zh) * | 2016-07-18 | 2019-02-15 | 中国科学院半导体研究所 | 小型化可调谐的宽带稳相光纤延迟线 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4142300B2 (ja) | 2008-09-03 |
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