JP2004125837A

JP2004125837A - 可変分散補償装置およびその電源回路

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Publication number: JP2004125837A
Application number: JP2002285508A
Authority: JP
Inventors: Ken Matsuoka; 松岡　憲; Takashi Hashimoto; 橋本　孝志; Toshiyuki Hirai; 平井　俊之
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2002-09-30
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: JP3918704B2

Abstract

【課題】ファイバグレーティングやチャープグレイティングを有する光導波路において、グレーティングで反射される反射波長の中心波長を安定化させること。
【解決手段】石英基板３０に載置されたグレーティングを有するファイバグレーティング４４と、このファイバグレーティング４４のグレーティングに沿って石英基板３０に設けられた複数のヒータエレメント３６とを備えるＦＧ加熱ユニット２０と、石英基板３０を加熱または冷却するペルチェ３４と、ＦＧ加熱ユニット２０の温度を検出するサーミスタ４８と、複数のヒータエレメント３６に供給する電力を制御するヒータ制御回路２２０と、このヒータ制御回路２２０から複数のヒータエレメント３６に供給される電力およびサーミスタ４８の検出温度に基づいてペルチェ３４へ供給する電力を制御するペルチェ制御回路２４とを備える。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ファイバ通信システムを伝送する光信号の波長分散を補償する可変分散補償装置に関するものであり、特に、この波長分散の分散補償を安定化させた可変分散補償装置およびその電源回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年は情報化社会であり、大量かつ多様な情報を高速に伝送することができる光ファイバ通信システムは、我々の生活に欠かすことのできない重要なシステムとして位置づけられる。この光ファイバ通信システムは、光信号を発生する信号源、光信号を伝送するための光ファイバ伝送ライン、光信号を検出し復調する光受信器などから構成されるのが一般的である。
【０００３】
この光ファイバ通信システムにおいて、ある所定の波長範囲の光信号を用いて波長分散が正の光ファイバを伝送させる場合、長い波長成分の光信号は短い波長成分の光信号より伝搬速度が遅いため遅延が生じる。光信号波形はこの遅延により劣化する。特に、多数のチャネルを広い波長領域に渡って伝送させる場合には、このような伝搬速度差（分散）を精密に補償する分散補償が必要となる。
【０００４】
この分散補償はチャープグレーティングを用いることにより達成することができる。このチャープグレーティングを光ファイバの伝送路内に介在させることにより、波長の短い光信号を波長の長い光信号よりも長いパスを通過するように反射させることができる。この場合、このチャープグレーティングは光信号に負の波長分散を与えることになる。その結果、この負の波長分散特性を有するチャープグレーティングによって、光ファイバを伝送する光信号の正の分散特性を補償することができる。
【０００５】
いま、グレーティングで反射する波長（ブラッグ波長）をλＢ、グレーティングの等価屈折率をＮｅｆｆ、グレーティングの間隔をΛとすると、ブラッグ波長λＢは以下の式で与えられる。
λＢ＝２・Ｎｅｆｆ・Λ　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（１）
【０００６】
式（１）から明らかなように、グレーティングピッチΛを線形に変化させることで、ブラッグ波長λＢを線形に変化させることができる。つまり、光信号の入射側からグレーティングピッチΛを線形に減少させれば、線形な負の分散特性を得ることができる。
【０００７】
一方、伝送路を構成する光ファイバには種々の外的要因が印加される。この外的要因の主なものは温度および応力である。光ファイバに局所的な温度変化あるいは応力変化が生じると光ファイバの屈折率が変化する。光ファイバの屈折率変化は光信号の新たな分散を生じさせ、固定的なグレーティングでは新たな分散を補償することができない。
【０００８】
この課題に対し、特開２０００−２３５１７０号公報（先行技術１）には、可変分散補償装置が記載されている。この先行技術１に示された可変分散補償装置では、ファイバグレーティングに複数のマイクロヒータが設けられ、このマイクロヒータに加えられる電力がマイクロヒータ毎に調整され、ファイバグレーティングの長さ方向に渡って形成された温度分布によりグレーティングの屈折率Ｎｅｆｆの分布が変化してブラッグ波長λＢが調整され、光信号の分散が可変的に補償されることが開示されている。
【０００９】
また、特開平１０−２２１６５８号公報（先行技術２）には、光ファイバグレーティングの周囲に複数のヒータを配置することによって、グレーティングに線形チャープ特性を与える技術が開示されている。
【００１０】
さらに、特開２０００−２５２９２０号公報（先行技術３）には、グレーティングを有した光導波路の温度勾配を変化させる可変分散補償装置が記載されている。この先行技術３に記載された可変分散補償装置では、２つのペルチェ素子を用いてグレーティングにある温度を与えることで、グレーティングの等価屈折を長手方向に変化させ、２つのペルチェ素子間の温度勾配により分散量を可変する技術が開示されている。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−２３５１７０号公報（第３頁、図１）
【特許文献２】
特開平１０−２２１６５８号公報（第３頁、図１）
【特許文献３】
特開２０００−２５２９２０号公報（第３頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、先行技術１および２に記載された従来の可変分散補償装置では、ファイバグレーティングのグレーティング範囲に配置される複数のヒータの発熱量を調整することで、ファイバグレーティングに所望の温度分布を与えているが、周囲の温度変化に伴ってファイバグレーティング自体の平均温度が変化し、ファイバグレーティングのブラッグ反射波長の中心波長がずれるという問題点があった。
【００１３】
また、先行技術３に記載された可変分散補償装置においても、温度検出器と光導波路との間に間接的に介在する部材が熱抵抗となり、この熱抵抗に起因して生じる温度検出器の検出温度と光導波路の温度との温度差によって、温度制御回路がグレーティングの平均温度を一定に制御することができず、グレーティングのブラッグ反射中心波長がずれるという問題点があった。
【００１４】
この発明は、上記従来技術が有する課題に鑑みてなされたものであり、ファイバグレーティングやチャープグレーティングを有する光導波路において、グレーティングで反射される反射波長の中心波長を安定化させることができる可変分散補償装置およびその電源回路を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかる可変分散補償装置にあっては、基板に載置されたグレーティングを有する光導波路と、この光導波路のグレーティングに沿って基板に設けられた複数のヒータエレメントとを備える加熱ユニットと、前記基板を加熱または冷却する加熱／冷却素子と、前記加熱ユニットの温度を検出する温度検出器と、前記複数のヒータエレメントに供給する電力を制御するヒータ制御器と、前記ヒータ制御器から前記複数のヒータエレメントに供給される電力および前記温度検出器の検出温度に基づいて前記加熱／冷却素子へ供給する電力を制御する加熱／冷却素子制御器とを備えることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、加熱ユニットは、基板に載置された光導波路のグレーティングに沿って複数のヒータエレメントを具え、この加熱ユニットの加熱／冷却素子は基板を加熱または冷却し、この加熱ユニットの温度検出器は加熱ユニットの温度を検出する。一方、ヒータ制御器は、複数のヒータエレメントに供給する電力を制御する。また、加熱／冷却素子制御器は、ヒータ制御器から複数のヒータエレメントに供給される電力と温度検出器の検出温度とに基づいて加熱／冷却素子へ供給する電力を制御する。
【００１７】
この発明にかかる電源回路にあっては、光導波路のグレーティングに沿って設けられた複数のヒータエレメントと、当該グレーティングを加熱または冷却する加熱／冷却素子と、前記光導波路のグレーティングを固定する固定部材に設けられた温度検出器とを備えた可変分散補償装置に対して、当該ヒータエレメントに供給する電力および当該ペルチェに供給する電力を出力する電源回路であって、前記複数のヒータエレメントに出力する電力を制御するヒータ制御器と、前記ヒータ制御器から前記複数のヒータエレメントに出力される電力および前記温度検出器から出力される出力信号に基づいて前記加熱／冷却素子へ出力する電力を制御する加熱／冷却素子制御器とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、ヒータ制御器は、複数のヒータエレメントに出力する電力を制御する。また、加熱／冷却素子制御器はヒータ制御器から複数のヒータエレメントに出力される電力および温度検出器から出力される出力信号に基づいて加熱／冷却素子へ出力する電力を制御する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明にかかる可変分散補償装置およびその電源回路の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、この発明にかかる可変分散補償装置を備えた光ファイバ通信システムにおける光信号の流れを示す説明図である。この光ファイバ通信システムは、光ファイバ１０、サーキュレータ１２、可変分散補償装置１４、光受信器１６を備えている。同図において、図示しない信号源からの光信号は光ファイバ１０を伝送してサーキュレータ１２に到達する。このサーキュレータ１２で分離された光信号は経路ａで示されるように光ファイバ１０を介してサーキュレータ１２に接続された可変分散補償装置１４に供給される。可変分散補償装置１４で分散補償され反射した光信号はサーキュレータ１２に再入力される。サーキュレータ１２に再入力された光信号は経路ｂで示されるように光受信器１６に供給される。この光受信器１６は、入力した光信号を検出して復調する。
【００２１】
図２は、図１に示した可変分散補償装置１４の構成を示すブロック図である。可変分散補償装置１４は、ファイバグレーティング４４、ファイバグレーティング（ＦＧ）加熱ユニット２０、ヒータ制御回路２２０およびペルチェ制御回路２４を備えている。同図において、図示しないサーキュレータ１２からの光信号はＦＧ加熱ユニット２０に入力される。この入力された光信号は、ＦＧ加熱ユニット２０でブラッグ反射されてサーキュレータ１２に再入力される。
【００２２】
ＦＧ加熱ユニット２０は、ヒータ３６０と、ペルチェ３４と、サーミスタ４８とを備えている。ここで、ヒータ３６０には図示しない複数のヒータエレメント（後述）が直線上に配置され、ファイバグレーティング４４に所望の温度分布を与える。このとき、ファイバグレーティング４４の等価屈折率Ｎｅｆｆが任意の値をとることができ、その結果、式（１）にしたがってブラッグ波長λＢも任意の値に設定できるので、所望の分散特性が得られる。
【００２３】
なお、可変分散補償装置１４に加えて固定型分散補償装置を光ファイバ伝送路内に設けることもできる。このように構成すれば、固定型分散補償装置により光信号の分散を粗く補償し、可変分散補償装置１４で光信号の分散を精密に補償することができる。
【００２４】
ヒータ制御回路２２０は、図示しないコントローラからの分散制御信号Ｓに基づいてヒータ３６０に供給する電力（より具体的には電流）を調整する。このヒータ制御回路２２０からの制御により、ヒータ３６０の発熱量は、図示しない複数のヒータエレメント（後述する）へそれぞれ供給される電力の総電力がＰｍとなるように制御される。
【００２５】
ペルチェ３４は、熱電半導体素子で構成され、基板を加熱もしくは冷却する。また、サーミスタ４８は、ファイバグレーティング４４を固定するために設けられた図示しないファイバグレーティング（ＦＧ）固定用キャップ（後述）の上面に具えられ、このＦＧ固定用キャップの温度を検出する。ペルチェ３４の発熱量または吸熱量は、ペルチェ制御回路２４から出力される電力Ｐｂによって制御される。
【００２６】
サーミスタ４８は、検出温度に応じた出力信号である温度信号をペルチェ制御回路２４のＡ／Ｄ変換器３０１に出力する。なお、ヒータ制御回路２２０およびペルチェ制御回路２４には外部から図示しない駆動電力が供給される。
【００２７】
このペルチェ制御回路２４の動作をさらに詳細に説明する。図２において、ペルチェ制御回路２４は、ヒータ制御回路２２０から出力された制御信号Ｐｓに基づきδＴ（Ｐｓ）を演算する回路を具えている。後述するが、このδＴ（Ｐｓ）は制御信号Ｐｓに比例するので、この実施の形態の演算回路としては乗算器３００を用いている。また、制御信号ＰｓとδＴ（Ｐｓ）との関係が非線型な場合であっても、この演算回路の構成次第で、任意の関数のδＴ（Ｐｓ）を持たせることもできる。なお、ヒータ制御回路２２０から出力される制御信号Ｐｓはヒータ制御回路２２０からヒータ３６０に供給される総電力Ｐｍに応じて決定される値であり、一方、δＴ（Ｐｓ）は制御信号Ｐｓと１対１に対応する関係にあるので、Ｐｓ＝Ｐｍと考えて、δＴ（Ｐｍ）＝δＴ（Ｐｓ）と見なして以下の説明を行う。
【００２８】
この乗算器３００が生成した関数δＴ（Ｐｓ）と、基準温度出力器３０２から出力されるファイバグレーティング４４の反射中心波長を所望の温度とするための目標温度Ｔ_０とが、減算回路３０３に入力され、本方式のサーミスタ目標温度Ｔｍ（＝Ｔ_０−δＴ（Ｐｓ））が得られる。さらに、Ａ／Ｄ変換器３０１でディジタルに変換された検出温度Ｔと、本方式のサーミスタ目標温度Ｔｍとが減算回路３０４に入力され、電力Ｐｂが生成される。この電力ＰｂがＦＧ加熱ユニット２０のペルチェ３４に入力され、サーミスタ４８の検出温度Ｔがサーミスタ目標温度Ｔｍに安定化されるようにフィードバック制御される。
【００２９】
このように、ペルチェ制御回路２４は、ＦＧ加熱ユニット２０のサーミスタ４８で検出された温度信号に基づいてペルチェ３４をフィードバック制御し、基板を加熱もしくは冷却するための電力Ｐｂをペルチェ３４に出力し、基板を介してファイバグレーティング４４の温度を、所望の温度に維持するように動作する。
【００３０】
なお、加熱／冷却装置としてペルチェ３４を用いるのが好適であるが、基板を加熱もしくは冷却することによって基板温度を所望の温度に維持できるものであれば、ペルチェ３４以外の他の加熱／冷却装置を用いても良い。
【００３１】
図３は、ＦＧ加熱ユニット２０の詳細を示した斜視図であり、図４は図３に示すＦＧ加熱ユニット２０を構成する石英基板３０、ヒータエレメント３６およびファイバグレーティング４４の構成を示す側面図である。なお、図４では説明の都合上、ＦＧ固定用キャップ４６を図示していない。
【００３２】
図３または図４において、石英基板３０の表面にはファイバグレーティング４４の軸線に沿って、このファイバグレーティング４４のグレーティング範囲をカバーするように複数のヒータエレメント３６が直線上に形成されている。石英基板３０は熱伝導率が小さく、ヒータエレメント３６からの熱が拡散するのを抑制する。この実施の形態では、ｎ＝３４として、３４個のヒータエレメント（３６−１〜３６−ｎ）を形成している。なお、ヒータエレメント３６には、それぞれのエレメントの面積が小さい、エレメント数が多い、エレメント間隔が小さい等の条件が要求される。また、この実施の形態では、基板材料は石英としているが、勿論この材料に限られるものではなく、他の材料から構成されるようにしてもよい。ただし、他の材料を用いる場合には、その熱伝導率が小さいものがよく、例えば熱伝導率０．００５Ｗ／ｍｍ℃以下のものを使うのが好適である。
【００３３】
それぞれのヒータエレメント３６には電極３８が接続されている。電極３８は、ヒータエレメント３６を挟むように２列の電極アレイから構成されている。電極３８は中継基板４０に形成された端子４２にワイヤでボンディングされる。ファイバグレーティング４４は、ＦＧ固定用キャップ４６により石英基板３０上の所定位置に固定される。ＦＧ固定用キャップ４６は、ファイバーグレーティングの位置決めと固定のために用いられ、ファイバーグレーティングの温度分布に悪影響を及ぼさぬよう、石英を素材としている。サーミスタ４８は、ＦＧ固定用キャップ４６の上面に接触して載置される。サーミスタ４８は、ＦＧ固定用キャップ４６の上面に熱良導性の接着剤を塗布して固定する、もしくは放熱シートを挟んで固定することによって、放熱性を高めるのが好ましい。サーミスタ４８は、ＦＧ固定用キャップ４６の温度を検出し、温度に応じた温度信号をペルチェ制御回路２４に供給する。石英基板３０の下部にはヒートスプレッダ３２を介してペルチェ３４が設けられている。なお、サーミスタ４８を、ＦＧ固定用キャップ４６を介さずに直接ファイバグレーティング４４に搭載することは、サーミスタ４８の介在に起因して、搭載部周辺での歪みや温度分布の変化等によりファイバグレーティング４４の屈折率が変化することがあるので、好ましくない。
【００３４】
石英基板３０、ヒートスプレッダ３２、ペルチェ３４およびＦＧ固定用キャップ４６はケース５０内に収納される。ケース５０にはカバー５が設けられ、その内部は密閉される。ファイバグレーティング４４は、ケース５０に設けられた溝を貫通して外部に延び、図示しない光ファイバ１０に接続される。また、光ファイバ１０はサーキュレータ１２に接続される。
【００３５】
ところで、一般的に、ファイバグレーティングのグレーティング周辺に設けた複数のヒータエレメントにより生成される温度分布が階段状の場合、この階段状の温度分布に起因して伝送品質に悪影響を与える群遅延リップルが発生する。この群遅延リップルの周期はヒータの個数分布に依存しており、一定以上の周期を持つ群遅延リップルの存在は高ビットレートの場合には大きな影響を与える。したがって、グレーティング近傍に設けるヒータエレメントの個数を適切に選定する必要がある。
【００３６】
例えば、グレーティング近傍に複数のヒータエレメントを設けて各ヒータエレメントごとに異なる温度分布を与えた場合、１個のヒータエレメント内の温度分布はほぼ均一であり、この温度分布がそのままグレーティングに伝達され、階段状の温度分布になる。このような階段状の温度分布が存在すると、チャープグレーティングによる等価屈折率の変化も階段状となり、群遅延リップルを生じる。この群遅延リップルには様々な周期のものがあり、使用する光通信システムのビットレートにより影響が異なることが知られている。可変分散補償装置を最も必要とする４０Ｇｂｉｔ／ｓ以上のビットレートでは、特に周期が０．１ｎｍ以上の群遅延リップルが大きく影響する。
【００３７】
この実施の形態で用いられる複数のヒータエレメント３６は、可変分散補償装置を構成している光導波路のグレーティングの長手方向における長さｌの関数であるグレーティングピッチΛ（ｌ）と等価屈折率Ｎｅｆｆ（ｌ）とによって規定される個数分布で配置されている。これによってヒータエレメント３６による階段状の温度分布の影響を抑制して、グレーティングによる反射光に生じる群遅延リップルを小さくし、さらに群遅延リップルの周期を小さくできる。また、この個数分布を適切に選択することによって、ヒータエレメント３６による階段状の温度分布の影響を抑制し、グレーティングの群遅延リップルを小さくし、さらに群遅延リップルの周期を小さくすることができる。少なくとも数十個のヒータエレメント３６を配置するのが良く、この実施の形態のように、光導波路のグレーティング近傍に設けるヒータエレメントの個数が３４個程度であれば、群遅延リップルを十分に抑圧した可変分散補償装置を得ることができる。
【００３８】
図５は、ＦＧ加熱ユニット２０を構成する電極３８の周辺部の構成を示す平面図である。説明の都合上、ＦＧ固定用キャップ４６およびファイバグレーティング４４はその一部を破断させて示している。同図において、複数のヒータエレメント３６を挟むように、複数の電極３８Ａと１つのコモン電極３８Ｂが設けられている。電極３８Ａおよび３８Ｂはヒータエレメント３６と平行に形成されており、各ヒータエレメント３６と電極３８Ａおよびコモン電極３８Ｂとは、配線パターン３９で接続される。なお、電極３８Ａおよびコモン電極３８Ｂは、ヒータエレメント３６および配線パターン３９より厚く形成される。ヒータエレメント３６の厚さは０．５μｍ以下、配線パターン３９の厚さは約３μｍ、電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂの厚さは約１０μｍである。これらの電極３８Ａおよびコモン電極３８Ｂに電圧を印加するとヒータエレメント３６に電流が流れヒータエレメント３６が発熱することを利用して、ファイバグレーティング４４に温度分布が生成される。
【００３９】
図６は、可変分散補償装置１４のヒータ制御回路２２０の構成を示すブロック図である。同図において、直流電源１１は複数のヒータエレメント３６−１〜３６−ｎへ直流（ＤＣ）電流を供給する直流電源である。スイッチング手段であるパルス電流発生部１３０は、共通アース端子４と直流電源１１から供給される直流電流に含まれるスイッチングノイズを除去するＥＭＩ除去フィルタ１２０との間に並列に接続された複数のヒータエレメント３６−１〜３６−ｎにそれぞれ直列に接続された複数のスイッチ１４０−１〜１４０−ｎを備えている。各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、制御パルスを受信するための制御端子１５０−ｉを備えており、制御パルスを受信している間のみオンとなる。したがって、各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、印加される制御パルスのパルス幅に等しいパルス幅のパルス電流を生成して対応するヒータエレメント３６−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）へ供給する。なお、各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、トランジスタなどのスイッチング素子が用いられる。
【００４０】
一方、制御パルス発生部１６０は、パルス幅の初期値を記憶する初期値記憶部１７０、パルス幅の増分値を記憶するパルス幅増分値記憶部１８０、補正係数を記憶する補正係数記憶部１９０、制御パルス発生部１６０を制御するマイクロプロセッサ等の制御部２００、パルス幅を決定するための加算器２１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）、補正係数記憶部１９０に記憶されている補正係数を乗ずる乗算器２２０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）、所定の繰り返し周波数の基準信号を生成する基準信号発生器２３０および乗算結果に応じたパルス幅の制御パルスを生成するパルス発生器２４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）を備えている。
【００４１】
この制御パルス発生部１６０において、初期値記憶部１７０は、制御部２００から出力されるパルス電流の最小パルス幅を決定するための初期値Ｐｗ_０を記憶する。パルス幅増分値記憶部１８０は、初期値Ｐｗ_０とともに複数のパルス電流のパルス幅を決定するためのパルス幅増分値ΔＰｗを記憶する。補正係数記憶部１９０は、初期値Ｐｗ_０およびパルス幅増分値ΔＰｗにより決まる複数のパルス電流のパルス幅をそれぞれ補正するための補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを記憶する。加算器２１０−２は、初期値記憶部１７０に記憶されている初期値Ｐｗ_０とパルス幅増分値記憶部１８０に記憶されているパルス幅増分値ΔＰｗとを加算し、加算器２１０−ｉ（ｉ＝３〜ｎ）は加算器２１０−（ｉ−１）（ｉ＝３〜ｎ）の加算結果とパルス幅増分値記憶部１８０に記憶されているパルス幅増分値ΔＰｗとを加算する。すなわち、加算器２１０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）は、（Ｐｗ_０＋ΔＰｗ×（ｉ−１））を加算結果として出力する。乗算器２２０−１は初期値記憶部１７０に記憶されている初期値Ｐｗ_０に補正係数記憶部１９０に記憶されている補正係数Ｃ_１を乗じ、乗算器２２０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ）は、加算器２１０−ｉの加算結果に補正係数記憶部１９０に記憶されている補正係数Ｃ_ｉ（ｉ＝２〜ｎ）を乗じて、それぞれパルス発生器２４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に出力する。
【００４２】
同様に、パルス発生器２４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）は、制御端子に印加される基準信号発生器２３０からの基準信号に基づいて乗算器２２０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のそれぞれの乗算結果に応じたパルス幅の制御パルスを生成する。これらの各制御パルスは、パルス電流発生部１３０の各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に送出される。制御部２００は、図示しない外部装置から与えられる所望の分散量を設定するための分散制御信号Ｓに基づき、所望の分散量が得られるように、初期値Ｐｗ_０、パルス幅増分値ΔＰｗおよび補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを決定し、初期値記憶部１７０、パルス幅増分値記憶部１８０および補正係数記憶部１９０に、初期値Ｐｗ_０、パルス幅増分値ΔＰｗおよび補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎをそれぞれ書き込んでおく。
【００４３】
図７は、制御パルス発生部１６０からパルス電流発生部１３０の各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に送出される制御パルスの波形の一例を示すタイムチャートである。同図に示し、かつ、上述したように、パルス電流発生部１３０の各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）に送出されるパルス信号は、基準信号の繰り返し周波数で決まる周期で送出される。また、各スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝１〜ｎ）のそれぞれには、初期値Ｐｗ_０のパルス幅を有するパルス信号（スイッチ１４０−１）と、この初期値Ｐｗ_０を初期値としてパルス幅増分値ΔＰｗが増分されたパルス幅を有するパルス信号（スイッチ１４０−ｉ（ｉ＝２〜ｎ））とがそれぞれ出力される。
【００４４】
つぎに、実施の形態１にかかる可変分散補償装置１４に入射した光信号が分散補償される動作について説明する。まず、補償すべき光信号の波長分散が波長に依存していないとみなせる場合（すなわち、補償すべき光信号の群遅延時間が波長に対して線形に変化するとみなせるほど狭い波長帯域の光信号が可変分散補償装置１４に入射する場合）を考える。このとき、ファイバグレーティング４４に与えるべき温度分布は線形であればよい。具体的には、各パルス電流のパルス幅を決定する制御パルスの幅は、初期値Ｐｗ_０、パルス幅増分値ΔＰｗにより決定され、各乗算器２２０−ｉには補正係数Ｃ_ｉとして１が設定され、制御パルス発生部１６０が生成するパルス信号は、そのパルス幅が線形に増加するパルス信号である。なお、図７で示す制御パルス信号の波形は、ここで仮定したような狭い波長帯域の光信号が入射した場合に制御パルス発生部１６０が出力するパルス信号の波形を示している。
【００４５】
図７に示すようなパルス信号が各スイッチ１４０−ｉのそれぞれに印加された場合、ヒータエレメント３６−１〜３６−ｎにそれぞれのパルス幅に応じた電流が流れる。このとき、進行方向に向かって線形に増大する温度分布がファイバグレーティング４４の光軸に沿って生成される。このような温度分布が形成されると、このファイバグレーティング４４は、入射した光信号に負の波長分散（群遅延分散）を与える。すなわち、波長の短い成分ほど多くの遅延を受けてファイバグレーティング４４から出射される。
【００４６】
なお、入射した光信号に正の波長分散を与える場合には、ヒータ制御回路２２０は、同一の繰り返し周波数を有しファイバグレーティング４４の光軸に沿って形成されたヒータエレメント３６−１、３６−２、・・・、３６−ｎの順にパルス電流が線形的に減少するパルス信号を同一の時間に生成し、それぞれのヒータエレメント３６−１〜３６−ｎにそれぞれ供給するようにすればよい。この場合、ファイバグレーティング４４の進行方向に向かって線形に減少する温度分布がファイバグレーティング４４の光軸に沿って生成される。
【００４７】
しかしながら、図７に示すようなパルス幅が順次線形的に増大するパルス電流を複数のヒータエレメント３６−１〜３６−ｎにそれぞれ供給したとしても、通常、熱伝導等により所望の線形な温度分布は得られない。この場合、各乗算器２２０−ｉに１以外の補正係数Ｃ_ｉが設定される。補正係数Ｃ_ｉを決定するために、ファイバグレーティング４４の温度分布が実測される。この実測された温度分布に基づき、パルス幅の補正が必要なパルス電流に対応する各乗算器２２０−ｉには１以外の補正係数Ｃｉを設定すればよい。
【００４８】
また、補償すべき波長分散が波長に依存して変化する場合（すなわち、群遅延時間が波長に対して線形に変化しているとみなせない広波長帯域の光信号が入射する場合）を考える。このとき、ファイバグレーティング４４に与えるべき温度分布は非線形である必要がある。波長分散の波長依存性は、ある傾きをもつ直線によって表され、この傾きは、シングルモードファイバの場合、０．０６ｐｓ／ｎｍ／ｋｍである。したがって、このような光ファイバ中を１００ｋｍ伝搬する度に、１ｎｍ波長が異なる２つのスペクトル成分は６ｐｓ／ｎｍだけ累積の波長分散が異なることになる。このような場合、１以外の値を有する補正係数Ｃ_ｉを各乗算器２２０−ｉに設定することが好ましい。
【００４９】
ところで、チャープグレーティングは、必ずしも設計通りの格子ピッチを有していない。チャープグレーティングをファイバグレーティング４４に書き込む際の誤差によりグレーティングピッチは所望の値からずれてしまう。したがって、補償すべき波長分散が波長に依存していないとみなせる場合であっても、ファイバグレーティング４４に与えるべき温度分布を理想的な線形な分布からずらす必要がある。この場合、波長分散に対応する物理量が所定の値（例えば最小値）になるように、各乗算器２２０−ｉに設定されるＣｉを決める必要がある。
【００５０】
図８は、チャープグレーティングに誤差が存在する場合などに補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを修正する手順を示すフローチャートである。図６のヒータ制御回路２２０および図８のフローにおいて、分散制御信号Ｓがヒータ制御回路２２０の制御パルス発生部１６０へ送出されると（ステップＳ１０１）、制御パルス発生部１６０の制御部２００は、受信した分散制御信号Ｓに基づいてファイバグレーティング４４の温度分布を変更する必要があるか否かを判断する（ステップＳ１０２）。ファイバグレーティング４４の温度分布を変更する必要がある場合、制御部２００は、初期値記憶部１７０に記憶されている初期値Ｐｗ_０、パルス幅増分値記憶部１８０に記憶されているパルス幅増分値ΔＰｗおよび補正係数記憶部１９０に記憶されている補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを変更する（ステップＳ１０３）。なお、どのように初期値Ｐｗ_０、パルス幅増分値ΔＰｗおよび補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを変更するかは予め実験等により決定される。この結果、パルス発生器２４０−１〜２４０−ｎが生成する制御パルスのパルス幅が変更され、この変更されたパルス幅の制御パルスがパルス電流発生部１３０に送出される（ステップＳ１０４）。そして、最終的に、ファイバグレーティング４４の光軸に沿った温度分布が変更される（ステップＳ１０５）。
【００５１】
この実施の形態１の可変分散補償装置では、ＦＧ固定用キャップ４６の上面でファイバグレーティング４４の中心部付近に搭載されたサーミスタ４８によって、ＦＧ固定用キャップ４６の温度が検出される。サーミスタ４８をファイバグレーティング４４に直接搭載しない理由は、上述したように、このサーミスタ４８の搭載によるファイバグレーティング４４の屈折率の変化を避けるためである。このような場合でも、可能な限りその温度を一定に制御するために、ファイバグレーティング４４の中心部分のできる限り近傍で温度をモニタリングすることが好適である。
【００５２】
しかし、サーミスタ４８とファイバグレーティング４４との間に、ＦＧ固定用キャップ４６が介在することによる熱抵抗が存在するため、ヒータエレメント３６に総電力Ｐを印加すると、サーミスタ４８とファイバグレーティング４４との間に温度差ΔＴ（Ｐ）が生じる。
【００５３】
図９（ａ）は、ヒータ制御回路２２０からヒータエレメント３６に電力供給しながら、サーミスタ４８の温度が目標温度で一定となるようにペルチェ３４を制御した場合のヒータ印加電力と、サーミスタ４８の出力信号によって計測される温度および反射中心波長の測定結果をもとに算出されるファイバグレーティング４４の温度（ファイバ温度）との関係を示す図であり、図９（ｂ）は、ファイバグレーティング４４に図９（ａ）に示す温度勾配（線形電力勾配）を与えたときに、ファイバグレーティング４４の軸線方向の位置（ＦＢＧ位置）と、このＦＢＧ位置に対するファイバ温度との関係を示す図である。なお、ここでいう反射中心波長とは、ファイバグレーティング４４の３ｄＢ帯域の中心のことをさす。
【００５４】
図９（ａ）に示すように、サーミスタ４８の出力温度をサーミスタ目標温度Ｔ_０に固定するようにペルチェ３４を制御しても、ヒータエレメント３６に供給される電力に応じて、ファイバグレーティング４４の中心温度は目標よりもΔＴ（Ｐ）だけ高い温度に固定されてしまう。その結果ファイバグレーティング４４の反射中心波長が目標波長からずれてしまう。なお、ファイバグレーティング４４の中心から離れるに従って、ファイバファイバグレーティング４４の温度がペルチェ上面の温度Ｔ２に近づく。
【００５５】
図１０は、ヒータエレメント３６に電力を供給した場合のファイバグレーティング４４で反射される光信号の波長に対する損失特性の例を示す図である。同図に示すように、ファイバグレーティング４４の反射損失は、ファイバグレーティング４４が反射する波長帯域に渡って平坦である。この平坦部分の損失から３ｄＢ落ちたところの波長範囲が３ｄＢ帯域である。また、同図に示すように、ヒータエレメント３６に電力を印加すると、ファイバグレーティング４４の中心温度が目標値よりもΔＴ（Ｐ）だけ高くなる分、反射中心波長が長波長側にシフトする。この事実は、ヒータ印加電力Ｐと、サーミスタ４８とファイバグレーティング４４との間に生じる温度差ΔＴ（Ｐ）との関係は、ファイバグレーティングの反射中心波長を測定すればよいことを意味する。
【００５６】
このようにして、異なるヒータ印加電力に対するファイバグレーティング４４の反射中心波長ずれを測定すれば、ファイバグレーティング４４の反射中心波長のずれ量とファイバグレーティング４４の中心温度との関係に基づいて、ヒータエレメント３６へのヒータ印加電力Ｐに対するファイバグレーティング４４の中心温度を示す関数ΔＴ（Ｐ）を打ち消す（補正する）ための、関数δＴ（Ｐ）を求めることができる。ここで言う中心温度とは、ファイバグレーティング４４の中央部の温度を代表する温度を指し示す。多くの場合、ΔＴ（Ｐ）はＰに比例するので、δＴ（Ｐ）＝ΔＴ（Ｐ）として、δＴ（Ｐ）がＰに比例するように演算する乗算器を用いることによって制御系を簡潔に構成しやすい。
【００５７】
図１１（ａ）は、ヒータエレメント３６に１Ｗの電力を供給した場合のファイバグレーティング４４で反射される光信号の波長に対する損失特性を示す図である。同図に示すように、ヒータエレメントに１Ｗの電力を印加すると、ファイバグレーティングの反射中心波長は、電力を印加していないときに比べて約４０ｐｍ長波長側にずれる。一般的にファイバグレーティングの反射中心波長は、ファイバグレーティング中心温度が＋１℃変化すると、長波長側に約１０ｐｍずれることが知られている。したがって、この４０ｐｍの波長ずれは、温度に換算すると＋４℃に相当することがわかる。
【００５８】
これに対して、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す条件と同一条件で、サーミスタ目標温度を４℃下げた場合のファイバグレーティング４４で反射される光信号の波長に対する損失特性を示す図である。同図に示すように、電力を印加しない場合と印加した場合とのファイバグレーティング４４のブラッグ反射の中心波長を一致させることができる。
【００５９】
このように、ファイバグレーティング４４の反射中心波長の波長ずれを測定し、得られた結果から、ファイバグレーティング４４の中心温度を目標温度Ｔ_０にほぼ一致させるための補正量を求める。この際、サーミスタ４８に設定するサーミスタ目標温度Ｔｍが、本来のサーミスタ目標温度Ｔ_０よりもδＴ（Ｐ）だけ低くなるように設定することにより、ファイバグレーティングのブラッグ反射中心波長を正確に固定することができる。
【００６０】
図１２（ａ）は、ヒータ制御回路２２０からヒータエレメント３６に電力供給されるヒータ印加電力とファイバグレーティング４４の温度が目標温度で一定となるようにペルチェ３４によって制御されるサーミスタ温度の目標値との関係を示す図であり、図１２（ｂ）は、ファイバグレーティング４４に図１２（ａ）に示す温度勾配（線形電力勾配）を与えたときに、ファイバグレーティング４４の位置（ＦＢＧ位置）と、このＦＢＧ位置に対するファイバ温度との関係を示す図である。
【００６１】
実際、ファイバグレーティング４４の温度をダイレクトにモニタリングするのは非常に困難なことであり、この手法を用いることによって、単純な構造のままで正確にファイバグレーティング４４の温度をモニタリングすることが可能となる。
【００６２】
なお、可変分散補償装置１４には固体差があるので、関数δＴ（ｐ）は、その固体差に応じて設定する必要がある。δＴ（ｐ）の具体的な関数形の取得は以下のように行う。
▲１▼　サーミスタの目標温度は、Ｔ_ｍ＝Ｔ_０としておく。ここでサーミスタ４８から出力される温度Ｔ_０は、ヒータに印加電力Ｐを与えない場合の、ファイバグレーティング４４の中心温度を与えるものとみなす。この温度Ｔ_０は、所望とする反射中心波長が概ね所望の値となるように設定しておく。
▲２▼　図示しない制御部２００からヒータ印加電力Ｐ＝０［Ｗ］を与えるように、ヒータ制御回路２２０に与える分散制御信号Ｓを設定する。
▲３▼　図示しない分散測定器を光ファイバ１０に接続し、ファイバグレーティング４４の反射損失特性を測定する。
▲４▼　▲３▼で得られた反射損失特性から３ｄＢ中心波長λを算出する。
▲５▼　例えば、ヒータ印加電力Ｐ＝０．１［Ｗ］となるように、ヒータ制御回路２２０に与える分散制御信号Ｓを設定し、再度▲３▼〜▲４▼を実行する。
▲６▼　同様に、Ｐ＝０．２、０．３、…として、▲３▼〜▲４▼を繰り返し実行する。
▲７▼　Ｐとλの関係をグラフ上にプロットする。
▲８▼　Δλ＝１０ｐｍがΔＴ＝１℃に対応することを利用して、▲７▼で得たグラフのλ軸を温度軸に変換する。
▲９▼　▲８▼のグラフからＰとδＴ（Ｐ）の関係を得る。
【００６３】
このようにして、δＴ（Ｐ）の関数形を得た後、その関数形を論理回路に埋め込む。この際、関数形は線形でも非線形でも構わないが、線形の方が処理は簡単であり、回路規模が小さくなる点で好適である。この実施の形態では、δＴ（Ｐ）の関数形として線形な回路を用いた例を示しており、回路として乗算器３００を用いている。
【００６４】
以上のように、この実施の形態によれば、基板に載置されたグレーティングを有する光導波路と、光導波路のグレーティングに沿って基板に設けられた複数のヒータエレメントとを具えた加熱ユニットと、基板を加熱または冷却する加熱／冷却素子と、加熱ユニットの温度を検出する温度検出器と、複数のヒータエレメントに供給する電力を制御するヒータ制御器と、このヒータ制御器から複数のヒータエレメントに供給される電力および温度検出器の検出温度に基づいて加熱／冷却素子へ供給する電力を制御する加熱／冷却素子制御器とを備えるように構成しているので、グレーティングで反射される反射波長の中心波長を安定化させることができる。
【００６５】
また、この実施の形態によれば、加熱／冷却素子制御器は、ヒータ制御器から複数のヒータエレメントに供給される電力に基づいて出力される制御信号および温度検出器から出力される検出温度を用いて加熱／冷却素子を制御することができるので、光導波路のグレーティングを加熱し、光信号の波長分散を補償するようにグレーティングに温度勾配を与えても、グレーティングの反射中心波長を安定化させるように、グレーティングに所望の温度分布を与えることができる。
【００６６】
また、この実施の形態によれば、加熱／冷却素子制御器は、制御信号に応じて光導波路の中心温度を目標温度にほぼ一致させるために温度検出器に設定する電力を逆算する演算器を備え、この演算回路の出力と、設定温度と、温度検出器の検出温度とに基づいて光導波路のグレーティングの反射中心波長を安定化させるように温度制御するので、光導波路のグレーティングを加熱し、光信号の波長分散を補償するようにグレーティングに温度勾配を与えても、グレーティングの反射中心波長を安定化させるように、グレーティングに所望の温度分布を与えることができる。また、群遅延リップルを十分に抑圧することができる。
【００６７】
また、この実施の形態によれば、光導波路を固定するための光導波路固定用キャップをさらに備え、この光導波路固定用キャップに温度検出器を備えるようにしているので、光導波路のグレーティングに直接搭載することによる温度検出器の介在に起因して、搭載部周辺での歪みや温度分布の変化等によりファイバグレーティングの屈折率が変化することを抑制することができる。
【００６８】
また、この実施の形態によれば、ヒータ制御器は、光導波路に温度分布を与えてこの光導波路の屈折率を変化させるために複数のヒータエレメントに流す電流を制御するための制御パルスを生成する制御パルス生成手段と、この制御パルスのパルス幅を補正する制御パルス補正手段とを備え、この制御パルス補正手段は、光導波路に与えるべき温度分布を理想的な線形分布からずらす必要がある場合に、制御パルスのパルス幅を補正するようにしているので、応答性に優れた動的な分散補償が可能となる。
【００６９】
なお、グレーティングを有する光導波路と、光導波路と熱的に間接的に接続された温度検出器と、この温度検出器の検出温度に基づいて温度制御する加熱／冷却素子制御器とを備えて、この加熱／冷却素子制御器が、光導波路と温度検出器との間の熱抵抗に影響を受けずに、グレーティングの反射中心波長を安定化させるように温度制御できるものであれば、他の構成であっても構わない。
【００７０】
なお、ここでいうところの加熱ユニットはＦＧ加熱ユニット２０に対応する。同様に、加熱／冷却素子はペルチェ３４に対応し、温度検出器はサーミスタ４８に対応し、ヒータ制御器はヒータ制御回路２２０に対応し、加熱／冷却素子制御器はペルチェ制御回路２４に対応する。
【００７１】
また、ここでいうところの演算器は、乗算器３００、減算回路３０３および３０４により実現される。同様に、制御パルス生成手段は、初期値記憶部１７０、パルス幅増分値記憶部１８０、補正係数記憶部１９０、制御部２００、加算器２１０−２〜２１０−ｎおよび乗算器２２０−１〜２２０−ｎにより実現され、制御パルス補正手段は、補正係数記憶部１９０、制御部２００および乗算器２２０−１〜２２０−ｎにより実現される。
【００７２】
実施の形態２．
図１３は、実施の形態２にかかるＦＧ加熱ユニット２０を構成する電極３８の周辺部とファイバグレーティング４４の保持部の構成を示す平面図である。説明の都合上、ファイバグレーティング４４はその一部を破断させて示している。同図において、複数のヒータエレメント３６を挟むように、複数の電極３８Ａと１つのコモン電極３８Ｂが設けられている。電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂはヒータエレメント３６と平行に形成されており、各ヒータエレメント３６と電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂは配線パターン３９で接続される。ファイバグレーティング４４は、石英基板３０の軸線方向の両端に設けられた一対のガイド板５００ａと５００ｂの間に挟まれるように配置され、ガイド板５００ａ、５００ｂによって保持されて接着固定される。これによって、ファイバグレーティング４４の半径方向（軸線に垂直な方向）に、ファイバグレーティング４４の位置決めができる。
【００７３】
ガイド板５００ａ、５００ｂは、夫々厚さ約１０μｍ程度の長方形状の薄膜板で形成され、ガイド板５００ａ、５００ｂの上面と石英基板３０の上面との間に段差が設けられる。この段差は、石英基板３０の上面にファイバグレーティング４４を載置する前、ガイド板５００ａと５００ｂとの間に、ファイバグレーティング４４を挟み込むための間隙を与える。この間隙は、ファイバグレーティング４４を載置する際に、ファイバグレーティング４４の位置がずれない程度に近接して配置される。
【００７４】
電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂに電圧を印加することでヒータエレメント３６に電流が流れヒータエレメント３６は発熱する。電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂはヒータエレメント３６および配線パターン３９より厚く形成される。ヒータエレメント３６の厚さは０．５μｍ以下、配線パターン３９の厚さは約３μｍ、電極３８Ａ、コモン電極３８Ｂの厚さは約１０μｍである。実施の形態１では、ＦＧ固定用キャップ４６の上面にサーミスタ４８を載置していたが、実施の形態２では、コモン電極３８Ｂの上面に載置している。また、このサーミスタ４８は、ファイバグレーティング４４のグレーティングが形成される範囲の中心部分の温度をモニタリングするため、コモン電極３８Ｂの中央部分に載置される。
【００７５】
ＦＧ加熱ユニット２０はこのように構成され、その他の構成や、ヒータ制御回路２２０、ペルチェ制御回路２４、ペルチェ３４等との接続構成、および反射中心波長を安定化させるという作用効果については、実施の形態１と同様である。
【００７６】
然るに、この実施の形態によれば、基板の上面の両端に光導波路を固定するための一対のガイド板をそれぞれ備えるようにしているので、実施の形態１で用いた光導波路固定用キャップが不要になるという効果がある。また、ＦＧ固定用キャップ４６を用いてファイバグレーティング４４を固定していないので、ファイバグレーティング４４周辺の熱容量を小さくすることができ、ある温度勾配ΔＴを得るために要するヒータ消費電力が、実施の形態１と比べてより小さくなる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、この発明によれば、加熱ユニットの加熱／冷却素子は基板を加熱または冷却し、加熱ユニットの温度検出器は加熱ユニットの温度を検出するとともに、ヒータ制御器は複数のヒータエレメントに供給する電力を制御し、加熱／冷却素子制御器はヒータ制御器から複数のヒータエレメントに供給される電力と温度検出器の検出温度とに基づいて加熱／冷却素子へ供給する電力を制御するようにしているので、グレーティングで反射される反射波長の中心波長を安定化させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる可変分散補償装置を備えた光ファイバ通信システムにおける光信号の流れを示す説明図である。
【図２】図１に示した可変分散補償装置の構成を示すブロック図である。
【図３】ＦＧ加熱ユニットの詳細を示した斜視図である。
【図４】図３に示すＦＧ加熱ユニットを構成する石英基板、ヒータエレメントおよびファイバグレーティングの構成を示す側面図である。
【図５】ＦＧ加熱ユニットを構成する電極の周辺部の構成を示す平面図である。
【図６】可変分散補償装置のヒータ制御回路の構成を示すブロック図である。
【図７】制御パルス発生部からパルス電流発生部の各スイッチに送出される制御パルスの波形の一例を示すタイムチャートである。
【図８】チャープグレーティングに誤差が存在する場合などに補正係数Ｃ_１〜Ｃ_ｎを修正する手順を示すフローチャートである。
【図９】（ａ）はヒータ制御回路からヒータエレメントに電力供給しながら、サーミスタの温度が目標温度で一定となるようにペルチェを制御した場合のヒータ印加電力と、サーミスタの出力信号によって計測される温度およびファイバグレーティングにサーミスタを直接付着させて計測したファイバグレーティングの温度（ファイバ温度）との関係を示す図であり、（ｂ）はファイバグレーティングに（ａ）に示す温度勾配（線形電力勾配）を与えたときに、ファイバグレーティングの位置（ＦＢＧ位置）と、このＦＢＧ位置に対するファイバ温度との関係を示す図である。
【図１０】ヒータエレメントに電力を供給した場合のファイバグレーティングで反射される光信号の波長に対する損失特性の例を示す図である。
【図１１】（ａ）はヒータエレメントに１Ｗの電力を供給した場合のファイバグレーティングで反射される光信号の波長に対する損失特性を示す図であり、（ｂ）は（ａ）に示す条件と同一条件で、サーミスタ目標温度を４℃下げた場合のファイバグレーティング４４で反射される光信号の波長に対する損失特性を示す図である。
【図１２】（ａ）はヒータ制御回路からヒータエレメントに電力供給されるヒータ印加電力とファイバグレーティングの温度が目標温度で一定となるようにペルチェによって制御されるサーミスタ温度の目標値との関係を示す図であり、（ｂ）はファイバグレーティングに（ａ）に示す温度勾配（線形電力勾配）を与えたときに、ファイバグレーティングの位置（ＦＢＧ位置）と、このＦＢＧ位置に対するファイバ温度との関係を示す図である。
【図１３】実施の形態２にかかるＦＧ加熱ユニットを構成する電極の周辺部とファイバグレーティングの保持部の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
４　共通アース端子、５　カバー、１０　光ファイバ、１１　直流電源、１２サーキュレータ、１４　可変分散補償装置、１６　光受信器、２０　ＦＧ加熱ユニット、２４　ペルチェ制御回路、３０　石英基板、３２　ヒートスプレッダ、３４　ペルチェ、３６　ヒータエレメント、３８，３８Ａ　電極、３８Ｂ　コモン電極、３９　配線パターン、４０　中継基板、４２　端子、４４　ファイバグレーティング、４６　ＦＧ固定用キャップ、４８　サーミスタ、５０　ケース、１２０　ＥＭＩ除去フィルタ、１３０　パルス電流発生部、１４０−１〜１４０−ｎ　スイッチ、１５０−１〜１５０−ｎ　制御端子、１６０　制御パルス発生部、１７０　初期値記憶部、１８０　パルス幅増分値記憶部、１９０　補正係数記憶部、２００　制御部、２１０−２〜２１０−ｎ　加算器、２２０　ヒータ制御回路、２２０−１〜２２０−ｎ，３００　乗算器、２３０　基準信号発生器、２４０−１〜２４０−ｎ　パルス発生器、３０１　Ａ／Ｄ変換器、３０２　基準温度出力器、３０３，３０４　減算回路、３６０　ヒータ、５００ａ，５００ｂ　ガイド板。

Claims

基板に載置されたグレーティングを有する光導波路と、
この光導波路のグレーティングに沿って基板に設けられた複数のヒータエレメントと、
を備える加熱ユニットと、
前記基板を加熱または冷却する加熱／冷却素子と、
前記加熱ユニットの温度を検出する温度検出器と、
前記複数のヒータエレメントに供給する電力を制御するヒータ制御器と、
前記ヒータ制御器から前記複数のヒータエレメントに供給される電力および前記温度検出器の検出温度に基づいて前記加熱／冷却素子へ供給する電力を制御する加熱／冷却素子制御器と、
を備えた可変分散補償装置。
前記加熱／冷却素子制御器は、前記ヒータ制御器から前記複数のヒータエレメントに供給される電力に応じて出力される制御信号および前記温度検出器から出力される検出信号との差に基づいて、前記加熱／冷却素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の可変分散補償装置。
前記加熱／冷却素子制御器は、前記制御信号に比例して変化する信号を出力する演算器を備え、
前記光導波路のグレーティングの反射中心波長に対応した温度と前記演算器の出力とに基づいて演算される出力信号が、前記温度検出器の検出温度と一致するように温度制御することを特徴とする請求項２に記載の可変分散補償装置。
前記基板と共に前記光導波路のファイバーグレーティングを挟んで固定する光導波路固定用キャップをさらに備え、この光導波路固定用キャップに前記温度検出器を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変分散補償装置。
前記基板の上面の両端に前記光導波路を固定するための一対のガイド板をそれぞれ備え、前記温度検出器は当該基板上に配置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の可変分散補償装置。
前記ヒータ制御器は、
前記光導波路に温度分布を与えてこの光導波路の屈折率を変化させるために前記複数のヒータエレメントに流す電流を制御するための制御パルスを生成する制御パルス生成手段と、
この制御パルスのパルス幅を補正する制御パルス補正手段と、
を備え、
この制御パルス補正手段は、前記光導波路に与えるべき温度分布を理想的な線形分布からずらす必要がある場合に、前記制御パルスのパルス幅を補正することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の可変分散補償装置。
光導波路のグレーティングに沿って設けられた複数のヒータエレメントと、当該グレーティングを加熱または冷却する加熱／冷却素子と、前記光導波路のグレーティングを固定する固定部材に設けられた温度検出器とを備えた可変分散補償装置に対して、当該ヒータエレメントに供給する電力および当該加熱／冷却素子に供給する電力を出力する電源回路であって、
前記複数のヒータエレメントに出力する電力を制御するヒータ制御器と、
前記ヒータ制御器から前記複数のヒータエレメントに出力される電力および前記温度検出器から出力される出力信号に基づいて前記加熱／冷却素子へ出力する電力を制御する加熱／冷却素子制御器と、
を備えることを特徴とする電源回路。