JP2010085531A - 波長分散補償器 - Google Patents

Abstract

【課題】分光素子の歩留まりを低下させることなく、分光素子の加工精度に起因する波長分散補償器の挿入損失およびその個体差を低減する。
【解決手段】波長分散補償器１は、分光素子としてのＶＩＰＡ板１４と、ＶＩＰＡ板で生成された所定波長の光束を反射してＶＩＰＡ板１４に戻す反射ミラーとしての自由曲面ミラー１６と、を備える。ＶＩＰＡ板１４の周囲には温度調整素子１７ａ，１７ｂが配置されている。制御部２０は、温度調整素子１７ａ，１７ｂを個別に制御してＶＩＰＡ板１４に所定の温度分布を生じさせて波長分散補償器１の挿入損失を低減する。
【選択図】図１

Description

本発明は、波長分散による波形劣化の補償（分散補償）を行う波長分散補償器に関し、特に、複数の波長の合成である光信号を波長毎に分波する分光素子としてＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）板を用いた波長分散補償器に関する。

ＶＩＰＡ板を用いた波長分散補償器として、例えば特許文献１に記載のものがある。この波長分散補償器では、ＶＩＰＡ板全体の温度を最適に制御することで、周囲環境の温度変動に伴うＶＩＰＡ板の透過波長特性の変化を抑制するようにしている。
特開２００５−７７９６９号公報

ところで、他の光学部品（装置）と同様に、波長分散補償器についてもその挿入損失はできるだけ小さいことが望まれる。分光素子としてＶＩＰＡ板を用いた波長分散補償器の挿入損失を悪化させる原因の１つとしてＶＩＰＡ板の加工誤差（部品バラツキ）がある。特に、ＶＩＰＡ板を用いた波長分散補償器はＶＩＰＡ板の２つの反射面で入射光を多重反射させる構成となっていることから、ＶＩＰＡ板の２つの反射面の平行度が挿入損失に与える影響が大きく、現状では、ＶＩＰＡ板の加工誤差によって波長分散補償器の挿入損失に比較的大きな個体差が生じてしまっている。

このような挿入損失およびその個体差を低減するためには、ＶＩＰＡ板の加工精度を現状よりも厳しく規定することが考えられるが、現状でもかなり高い加工精度を有しており、これを更に厳しくすることは容易ではない。また、ＶＩＰＡ板の歩留りの低下を招くことにもなる。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、ＶＩＰＡ板のような分光素子を用いた波長分散補償器において、分光素子の歩留まりを低下させることなく、分光素子の加工精度に起因する波長分散補償器の挿入損失およびその個体差を低減することを目的とする。

上記目的のため、本発明はその一態様として波長分散補償器を提供する。この波長分散補償器は、互いに平行な２つの反射面を有し、入射した光が前記２つの反射面の間で多重反射すると共にその一部が前記２つの反射面のうち一方の反射面を透過し、この透過した光が干渉することによって波長毎に進行方向の異なる光束を生成する分光素子と、該分光素子で生成された各波長の光束を反射して前記分光素子に戻す反射ミラーと、を備える。そして、前記分光素子に温度分布を生じさせる温度分布生成装置を更に設け、この温度分布生成装置によって前記分光素子に所定の温度分布を生じさせて波長分散補償器の挿入損失を低減する。

上記波長分散補償器によると、温度分布生成装置が分光素子に所定の温度分布を生じさせて挿入損失を低減する。すなわち、分光素子に温度差（温度勾配）による熱膨張差によって分光素子の変形を調整し、分光素子の加工時の形状誤差（例えば、２つの反射面の平行度）を改善して挿入損失を低減する。このため、分光素子の加工精度をこれまで以上に厳しくすることなく（更に言えば、加工精度を緩和しても）、分光素子の加工精度に起因する波長分散補償器の挿入損失の悪化を抑制することができる。この結果、分光素子の歩留まりを向上できると共に、波長分散補償器の挿入損失およびその個体差を低減できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について添付図面を参照しながら説明する。なお、全図を通じて同一の符号は同一または相当する構成要素を示すものとする。
図１は、本発明の一実施形態による波長分散補償器の構成を示している。

本実施形態による波長分散補償器は、分光素子としてＶＩＰＡ板を用いた、いわゆるＶＩＰＡ型波長分散補償器であり、ＶＩＰＡ板の温度状態と自由曲面ミラーの位置とを制御することによって最適な波長分散補償特性を実現する。

特に、本実施形態による波長分散補償器では、ＶＩＰＡ板に所定の温度分布（温度勾配、温度差）を生じさせてＶＩＰＡ板の加工精度に起因する波長分散補償器の挿入損失を低減する。より詳しくは、ＶＩＰＡ板に所定の温度分布を生じさせてＶＩＰＡ板の各位置での熱膨張量に差を持たせ、これにより、ＶＩＰＡ板の２つの反射面の平行度を改善し、ＶＩＰＡ板に前記所定の温度分布を生じさせる前よりも波長分散補償器の挿入損失を低減するようにしている。

図１に示すように、本実施形態による波長分散補償器１は、光サーキュレータ１０と、光ファイバ１１と、コリメートレンズ１２と、ライン焦点レンズ１３と、ＶＩＰＡ板１４と、収束レンズ１５と、自由曲面ミラー１６と、ＶＩＰＡ板１４を加熱または冷却する温度調整素子１７ａ，１７ｂと、温度センサ１８ａ，１８ｂと、自由曲面ミラー１６の位置および温度調整素子１７ａ，１７ｂを制御する制御部２０と、を備える。

光サーキュレータ１０は、例えば３つポートを有し、第１ポート１０ａから第２ポート１０ｂに向かう方向、第２ポート１０ｂから第３ポート１０ｃに向かう方向、および、第３ポート１１０ｃから第１ポート１０ａに向かう方向のそれぞれに光を伝達可能な一般的な光部品である。

ここでは、波長分散補償器１に波長分割多重（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＷＤＭ）光が入力されると、この入力されたＷＤＭ光が光サーキュレータ１０の第１ポート１０ａに与えられ、第２ポート１０ｂを経て光ファイバ１１の一端に送られるようになっている。また、後述するように、ＷＤＭ光が光ファイバ１１の他端に戻されると、この戻されたＷＤＭ光が第２ポート１０ｂを経て第３ポート１０ｃから波長分散補償器１の出力光として出力されるようになっている。

光ファイバ１１は、その一端が光サーキュレータ１０の第２ポート１０ｂに接続され、他端がコリメートレンズ１２の近傍に配置されている。この光ファイバ１１としては、例えばシングルモードファイバを用いることができるが、これに限るものではない。

コリメートレンズ１２は、光ファイバ１１の前記他端から出射されるＷＤＭ光（光ビーム）を平行光に変換してライン焦点レンズ１３に供給する。
ライン焦点レンズ１３は、コリメートレンズ１２からの平行光を１つの線分の上に集光させるものであり、具体的には、シリンドリカルレンズや屈折率分布レンズなどを用いることが可能である。

ＶＩＰＡ板１４は、薄板の両面に反射膜が形成された分光素子であり、互いに平行な２つの反射面を有する。より具体的には、ＶＩＰＡ板１４は、平行に対向する一対の平面を備えたガラス板１４ａと、このガラス板１４ａの一方の平面（収束レンズ１５側の面）に形成された反射多層膜（以下「第１反射膜」という）１４ｂと、他方の平面（ライン焦点レンズ１３側の面）に形成された反射多層膜（以下「第２反射膜」という）１４ｃおよび照射窓１４ｄとを有しており、ライン焦点レンズ１３によって１つの線分の上に集光されたＷＤＭ光が照射窓１４ｄに入射される。ここで、ＶＩＰＡ板１４は、ライン焦点レンズ１３から照射窓１４ｄに入射される光の光軸が垂直入射となる状態から所定角度だけ傾斜させて設けられている。

第１反射膜１４ｂは、照射窓１４ｄから入射されるＷＤＭ光に対して１００％よりも低い（好ましくは９５〜９８％程度）反射率を有し、ガラス板１４ａの一方の平面の全体にわたって形成されている。

第２反射膜１４ｃは、照射窓１４ｄから入射されるＷＤＭ光に対してほぼ１００％の反射率を有し、ガラス板１４ａの他方の平面の所定領域に形成されている。ガラス板１４ａの他方の平面の第２反射膜１４ｃが形成されていない部分が、ＷＤＭ光に対して透明な照射窓１４ｄとなっている。

照射窓１４ｄを通ってＶＩＰＡ板１４に入射した光は、第１反射膜１４ｂと第２反射膜１４ｃとの間、すなわち、互いに平行な２つの反射面の間で多重反射する。その際、第１反射膜１４ｂで反射する毎に数％の光が該第１反射膜１４ｂを通過してＶＩＰＡ板１４の外に出射される。ＶＩＰＡ板１４の外には反射毎に光が出射されるため、出射される光には互いに位相差が生じており、これらが相互に干渉することにより、所定の波長の光は所定の方向に向かう光束となる。このようにして、ＶＩＰＡ板１４は、ＷＤＭ光が入射されると、波長毎に進行方向の異なる光束を生成する。

収束レンズ１５は、ＶＩＰＡ板１４から出射された光、すなわち、波長毎に進行方向が異なる複数の光束をそれぞれ１点に集光する一般的なレンズである。
自由曲面ミラー（反射ミラー）１６は、収束レンズ１５で集光された光を所要の位置で反射し、収束レンズ１５を介してＶＩＰＡ板１４に戻す。この自由曲面ミラー１６は、例えば、反射面の表面形状が非球面の３次元構造となっており、その非球面ミラー上には設計基準となる中心軸Ｌ（図中のＸ軸方向に伸びる）が存在する。より具体的には、図中のＹ軸方向の曲率が中心軸Ｌに沿って変化する表面形状、例えば、中心軸Ｌに沿って凹面から平面へ、さらには凸面へと徐々に変化する３次元構造となっている。この自由曲面ミラー１６は、図示しない移動ステージに取り付けられており、該移動ステージの走行軸と前記中心軸Ｌとが平行となるように配置されている。そして、自由曲面ミラー１６は、制御部２０からの制御信号によって移動ステージを介してＸ軸方向またはＹ軸方向に移動されて位置制御される。

温度調整素子１７ａ，１７ｂは、ＶＩＰＡ板１４の周囲に配置されてＶＩＰＡ板を所定の方向から加熱または冷却することができるものであり、例えばヒータ素子やペルチェ素子を用いることができる。

本実施形態では、ＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の間に、ＶＩＰＡ板１４に入射した光が多重反射しながら進む方向（以下「多重反射方向」という）の勾配が生じており、一方の温度調整素子（第１温度調整素子）１７ａをＶＩＰＡ板１４の多重反射方向の一端面側（ＶＩＰＡ板１４の上面側）に、他方の温度調整素子（第２温度調整素子）１７ｂをＶＩＰＡ板１４の多重反射方向の他端面側（ＶＩＰＡ板１４の底面側）に配置している。換言すれば、第１温度調整素子１７ａは、ＶＩＰＡ板１４の上面側からＶＩＰＡ板１４を加熱または冷却し、第２温度調整素子１７ｂは、ＶＩＰＡ板１４の底面側からＶＩＰＡ板１４を加熱または冷却する。なお、第１温度調整素子１７ａおよび第２温度調整素子１７ｂは、制御部２０からの制御信号によって個別に制御される。

温度センサ１８ａ，１８ｂは、ＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度を検出する。本実施形態では、温度調整素子１７ａ，１７ｂの配置に対応して、第１温度センサ１８ａがＶＩＰＡ板１４の多重反射方向の一方側の所定位置またはその近傍の温度を検出し、第２温度センサ１８ｂがＶＩＰＡ板１４の多重反射方向の他方側の所定位置またはその近傍の温度を検出する。ここで、第１温度センサ１８ａおよび第２温度センサ１８ｂをＶＩＰＡ板１４の２つの反射面のいずれかの外側表面に取り付けるようにしてもよいが、ＶＩＰＡ板１４に直接取り付けるのではなく、他の部材を介してＶＩＰＡ板１４の近傍、例えば、外側表面から所定量だけ離して配置するのが好ましい。ＶＩＰＡ板１４の温度に対する第１温度センサ１８ａ，第２温度センサ１８ｂの影響を抑制するためである。

図２は、ＶＩＰＡ板１４周辺の構成の一例を示している。
ここでは、ＶＩＰＡ板１４がガラスブロック１９の一面（ＶＩＰＡ保持面）１９ａに保持されている。第１温度調整素子１７ａは、ガラスブロック１９の前記多重反射方向の一方の端面（ガラスブロック１９の上面）に取り付けられ、第２温度調整素子１７ｂは、ガラスブロック１９の前記多重反射方向の他方の端面（ガラスブロック１９の底面）に取り付けられている。また、第１温度センサ１８ａは、ＶＩＰＡ板１４の一方の反射面（ガラスブロック１９に保持される面の反対側の面）の前記多重反射方向の一端側に臨んで配置され、第２温度センサ１８ｂは、ＶＩＰＡ板１４の前記一方の反射面の前記多重反射方向の他端側に臨んで配置されている。なお、図２において破線で示すように、第１温度センサ１８ａをガラスブロック１９のＶＩＰＡ保持面１９ａの前記多重反射方向の一端側に、第２温度センサ１８ｂをガラスブロック１９のＶＩＰＡ保持面１９ａの前記多重反射方向の他端側に取り付けるようにしてもよい。

図１に戻って、制御部２０は、波長分散補償器１の運用開始時に、第１温度センサ１８ａ，第２温度センサ１８ｂの検出結果および記憶部２１に記憶されたデータに基づいて、ＶＩＰＡ板１４の温度状態と自由曲面ミラー１６の位置とを制御する。ここで、記憶部２１に記憶されるデータは、最適な波長分散補償を実現するために、ＶＩＰＡ板１４の温度状態および自由曲面ミラー１６の位置の最適化制御に必要となる各種データである。

各種データには、例えば、波長分散値と自由曲面ミラー１６の位置とを対応させたデータ（位置データ）、中心波長とＶＩＰＡ板１４の温度とを対応させたデータ（透過波長特性データ）、ＶＩＰＡ板１４の加工精度に起因する挿入損失を極小化するＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度差（温度勾配）のデータ（温度差データ）が含まれる。

これらのデータは、波長分散補償器１の運用開始前（例えば、波長分散補償器１の製造時）に測定等により取得して事前に記憶部２１に記憶させておく。
なお、温度差データについては、ＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度が所定値以下となる前記２ヶ所の温度差としてもよい。この場合、波長分散補償器としてではなく、ＶＩＰＡ板１４単体でのデータ取得が可能となる。また、測定等により取得したデータに代えて、所定の演算式を記憶しておき、ＶＩＰＡ板１４の寸法（幅、高さ、厚さ）、ＶＩＰＡ板１４（材料）の線膨張係数などの情報からＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度を所定値以下とする前記２ヶ所の温度差を算出するようにしてもよい。

さらに、波長分散補償器１は、波長分補償器１に入力されるＷＤＭ光の光強度を検出する第１フォトダイオード２２ａと、波長分散補償器１から出力されるＷＤＭ光の光強度を検出する第２フォトダイオード２２ｂとを備えている。

制御部２０は、波長分散補償器１の運用開始後に、第１、第２フォトダイオード２２ａ，２２ｂの検出結果に基づき波長分散補償器１の挿入損失を算出し、この算出した挿入損失を小さくするようにＶＩＰＡ板１４の温度状態を制御することもできる。

次に、本実施形態による波長分散補償器１において、制御部２０によって実行される制御について説明する。
図３は、波長分散補償器１の運用開始時に実行される制御のフローチャートである。

ステップ１１では、波長分散補償器１の運用時の設定条件が入力される。ここでは、運用時の中心波長と波長分散値とが入力されるものとする。
ステップ１２では、第１、第２温度センサ１８ａ，１８ｂによってＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度を検出し、その検出結果を入力する。

ステップ１３では、第１、第２温度センサ１８ａ，１８ｂの検出結果および記憶部２１に記憶されたデータに基づいて、ＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所のそれぞれについて目標温度（第１、第２目標温度）を設定する。具体的には、第１、第２温度センサ１８ａ，１８ｂの検出結果に基づいて、ＶＩＰＡ板１４の透過波長特性を略一定としつつ、ＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度差が可能な限り前記温度差データに近い値となるように第１目標温度および第２目標温度を設定する。この場合において、例えば、第１温度センサ１８ａ（第２温度センサ１８ｂ）の検出結果をそのまま第１目標温度（第２目標温度）とし、これを基準に第２目標温度（第１目標温度）を設定してもよい。

このようにして第１、第２目標温度を設定することにより、ＶＩＰＡ板１４の透過波長特性が変化して波長分散補償器１の透過帯域における挿入損失が悪化してしまうことを防止しながら、ＶＩＰＡ板１４の加工精度に起因する挿入損失を低減することができる。

ステップ１４では、ステップ１０で入力された設定条件に基づき記憶部２１に記憶されたデータを参照して自由曲面ミラー１６の目標位置を設定する。この目標位置は、所望の波長分散値がＷＤＭ光の各波長について得られる自由曲面ミラー１６の位置（最適位置）に相当する。

ステップ１５では、第１目標温度に基づいて第１温度調整素子１７ａを制御し、第２目標温度に基づいて第２温度調整素子１７ｂを制御し、目標位置に基づいて移動ステージを制御する。これにより、第１温度センサ１８ａで検出される温度が第１目標温度となるように第１温度調整素子１７ａが駆動され、第２温度センサ１８ｂで検出される温度が第２目標温度となるように第２温度調整素子１７ｂが駆動される。すなわち、第１、第２温度センサ１８ａ，１８ｂで検出される２ヶ所の温度差が所定値となるように、第１、第２温度調整素子１７ａ，１７ｂが制御される。また、自由曲面ミラー１６は移動ステージによって目標位置（最適な位置）へと制御される。

上記制御によって、ＶＩＰＡ板１４は、第１温度調整素子１７ａ側の部分と、第２温度調整素子１７ｂ側の部分とが異なる温度に制御されることとなり、ＶＩＰＡ板１４には所定の温度分布（温度勾配）が生じる。ここで、第１目標温度および第２目標温度は、ＶＩＰＡ板１４の加工精度に起因する挿入損失を極小化する（換言すれば、ＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度が所定値以下となる）温度差データに基づいて設定されており、温度分布（温度勾配）による熱膨張量の差によってＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度が改善される。

そして、第１温度センサ１８ａで検出される温度が第１目標温度になり、第２温度センサ１８ｂで検出される温度が第２目標温度になり、自由曲面ミラー１６が目標位置に移動すると、ステップ１６に進んで入力されるＷＤＭ光の波長分散補償の実行を開始する。

なお、ステップ１２〜ステップ１５については、ステップ１６において波長分散補償の実行を開始した後においても、所定時間毎に繰り返して行われるものとする。
図４、５は、波長分散補償器１の運用開始時に実行される制御（図３）に伴うＶＩＰＡ板１４の様子を説明するための図である。なお、図４、５は、いずれも図２に対応するものであるが、第１、第２温度センサ１８ａ，１８ｂについては省略している。

上記したように、本実施形態ではＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の間に多重反射方向の勾配が存在しており、ＶＩＰＡ板１４を保持するガラスブロック１９の上面（多重反射方向の一端面）に第１温度調整素子１７ａが、ガラスブロック１９の底面（多重反射方向の他端面）に第２温度調整素子１７ｂが取り付けられている。

ここでは、前記勾配の存在によって、図４に示すように、ガラスブロック１９のＶＩＰＡ保持面１９ａ（すなわち、ＶＩＰＡ板１４の一方の反射面）を基準面としたときに、ＶＩＰＡ板１４の他方の反射面が、ガラスブロック１９の上面側から底面側へと向かって（図中、矢印で示す方向に）、前記基準面から徐々に離れていくものとする。

この場合、第２目標温度に対して第１目標温度が所定温度だけ高く設定されて、第１、第２温度調整素子１７ａ，１７ｂが駆動される。これにより、ＶＩＰＡ板１４には、第１温度調整素子１７ａ側（ガラスブロック１９の上面側）の温度が高く、第２温度調整素子１７ｂ側（ガラスブロック１９の底面側）の温度が低くなる温度分布（温度勾配）が生じる。

すると、図５に示すように、ＶＩＰＡ板１４には前記温度分布（温度勾配）による熱膨張量差が生じて２つの反射面の平行度が改善される。
このように、本実施形態による波長分散補償器では、１ＶＩＰＡ板１４に所定の温度分布（または温度勾配）を生じさせ、熱膨張量に差を持たせてＶＩＰＡ板１４の変形（量）を調整することにより、ＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度を改善し、ひいては、波長分散補償器の挿入損失を低減している。また、この結果、波長分散補償器の挿入損失の個体差を低減することにもなる。

図６は、波長分散補償器１の運用開始後に実行される制御のフローチャートである。
本制御は、例えば、波長分散補償の実行（図３のステップ１６参照）と共に開始され、所定時間毎に実行される。

ステップ２１では、挿入損失に基づく温度調整素子の制御を実行するか否かを判断し、実行する場合にステップ２２に進む。このステップ２１は、例えば、波長分散補償器１が挿入損失に基づく温度調整素子の制御を実行するか否かを選択可能に構成されている場合に設けられものであり、当該制御を実行することが選択されている場合にステップ２２に進む。なお、このステップ２１は省略することもできる。

ステップ２２では、第１、第２フォトダイオード２２ａ，２２ｂによって波長分散補償器１の入出力光の光強度を検出し、その検出結果を制御部２０に入力して波長分散補償器１の挿入損失を算出する。

ステップ２３では、算出した挿入損失が所定値を超えているか否かを判断する。この所定値は、例えば波長分散補償器１の許容挿入損失として予め設定されたものである。算出した挿入損失が所定値を超えていればステップ２４に進み、所定値以下であれば本フローを終了する。ここで、算出した挿入損失がｎ回以上（例えば３回以上）連続して前記所定値を超えるような場合には、エラー表示等を行うようにしてもよい。

ステップ２４では、目標温度を再設定（更新）する。目標温度の再設定（更新）は、第１目標温度および第２目標温度の少なくとも一方を再設定（更新）するものであり、例えば、次のようにして行う。

挿入損失が第１所定値を超えてしまった場合は、現在の第１目標温度および第２目標温度（による温度差）では、ＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度を十分に改善できなくなったものと考えられる。そこで、例えば、第１目標温度または第２目標温度を予め定めた所定温度だけ上昇または低下させることにより、ＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度差を変更する。なお、ここでは第１目標温度または第２目標温度を所定温度だけ上昇または低下させているこが、ＶＩＰＡ板１４またはその近傍の２ヶ所の温度差を変更すればよく、第１目標温度および第２目標温度を変更してもよい。

ここで、前回に目標温度の再設定を行ったにもかかわらず、今回算出した挿入損失が低減しないような場合には、前回とは異なる（逆方向の）目標温度の再設定を行うようにするのが好ましい。例えば、前回、温度差を大きくする方向に目標温度の再設定を行っていた場合には、今回は温度差を小さくする方向に目標温度の再設定を行う。

ステップ２５では、再設定した目標温度に基づいて第１温度調整素子１７ａおよび第２温度調整素子１７ｂを制御する。
以上説明した本実施形態による波長分散補償器１は、ＶＩＰＡ板１４に所定の温度分布を生じさせ、熱膨張量に差を持たせてＶＩＰＡ板１４の変形（量）を調整することによりＶＩＰＡ板１４の２つの反射面の平行度を改善し、ＶＩＰＡ板１４の加工精度に起因する波長分散補償器１の挿入損失を低減している。これにより、厳しい精度が要求されるＶＩＰＡ板１４の加工精度を緩和できると共に、波長分散補償器１の挿入損失、並びに、挿入損失の個体差を低減することができ、波長分散補償器の製造性が向上する。この結果、波長分散補償器および光通信システム全体としてのコストダウンが可能となる。

また、運用時には、上記制御に加えて、検出した挿入損失に基づいてＶＩＰＡ板に生じさせる温度分布を調整するので、運用時における挿入損失の悪化を抑制できる。
なお、本実施形態による波長分散補償器では、分光素子としてのＶＩＰＡ板１４の上下（多重反射方向の両側）にそれぞれ温度調整素子および温度センサを配置して、ＶＩＰＡ板１４に多重反射方向の温度分布（温度勾配）を生じさせているが、これに限るものではない。

さらに多くの温度調整素子や温度センサを配置して、ＶＩＰＡ板１４の所定の温度分布を生じさせるように構成してもよい。例えば、図７に概略を示すように、ＶＩＰＡ板１４の上下左右の四方に温度調整素子１７ａ〜ｄおよび温度センサ１８ａ〜１８ｄを配置することができる。この場合、温度調整素子１７ａ〜１７ｂ、温度センサ１８ａ〜１８ｄを適宜組み合わせて温度調整素子を個別に制御することにより、ＶＩＰＡ板１４に様々な温度分布を生じさせることが可能となる。

また、ＶＩＰＡ板に所定の温度分布を生じさせることにより、ＶＩＰＡ板の２つの反射面の平行度を改善しているが、平行度を改善するものだけに限られない。
すなわち、ＶＩＰＡ板に生じさせた温度分布による熱膨張差でＶＩＰＡ板の形状を変化させて、ＶＩＰＡ板加工時の形状誤差を改善することによって波長分散補償器の挿入損失を低減させるものであれば、本発明の範囲に含まれるものである。

ここで、以上説明した実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）互いに平行な２つの反射面を有し、入射した光が前記２つの反射面の間で多重反射すると共にその一部が一方の反射面を透過し、この透過した光が干渉することによって波長毎に進行方向の異なる光束を生成する分光素子と、
前記分光素子で生成された各波長の光束を反射して前記分光素子に戻す反射ミラーと、を備えた波長分散補償器において、
前記分光素子に温度分布を生じさせる温度分布生成装置を設け、
前記温度分布生成装置によって前記分光素子に所定の温度分布を生じさせて挿入損失を低減することを特徴とする波長分散補償器。

（付記２）付記１記載の波長分散補償器であって、
前記温度分布生成装置は、
前記分光素子の周囲に配置され、該分光素子を加熱または冷却することのできる複数の温度調整素子と、
前記分光素子またはその近傍の少なくとも２ヶ所の温度差を検出することのできる温度検出部と、
前記温度センサによって検出される前記少なくとも２ヶ所の温度差が所定値となるように前記複数の温度調整素子を個別に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする波長分散補償器。

（付記３）付記２記載の波長分散補償器であって、
前記分光素子を保持する保持部材を備え、
前記複数の温度調整素子および前記温度検出部は、前記保持部材に取り付けられていることを特徴とする波長分散補償器。

（付記４）付記２または付記３記載の波長分散補償器であって、
前記分光素子またはその近傍の前記２ヶ所の温度差に関するデータを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記分光素子またはその近傍の前記２ヶ所の温度差に関するデータを前記記憶部から読み出し、この読み出したデータに基づいて前記複数の温度調整素子を個別に制御することを特徴とする波長分散補償器。

（付記５）付記１〜４のいずれか１つに記載の波長分散補償器であって、
前記温度分布生成装置は、前記分光素子に入射した光が多重反射しながら進行する方向である多重反射方向の温度分布を生じさせることを特徴とする波長分散補償器。

（付記６）付記５記載の波長分散補償器であって、
前記温度分布生成装置は、
前記分光素子の前記多重反射方向の一方側に配置され、前記分光素子を加熱または冷却する第１温度調整素子と、
前記分光素子の前記多重反射方向の他方側に配置され、前記分光素子を加熱または冷却する第２温度調整素子と、
前記分光素子の前記多重反射方向の一方側に配置された第１温度センサと、
前記分光素子の前記多重反射方向の他方側に配置された第２温度センサと、
前記第１温度センサの検出値と前記第２温度センサの検出値との偏差が所定値となるように、前記第１温度調整素子および前記第２温度調整素子を個別に制御する制御部と、
を備えることを特徴とする波長分散補償器。

（付記７）付記２〜６のいずれか１つに記載の波長分散補償器であって、
該波長分散補償器の挿入損失を検出する挿入損失検出部を備え、
前記制御部は、前記挿入損失検出部よって検出された挿入損失が所定値以下となるように前記複数の温度調整素子を個別に制御することを特徴とする波長分散補償器。

（付記８）付記２〜７のいずれか１つに記載の波長分散補償器であって、
前記複数の温度調整素子は、ヒータ素子またはペルチェ素子であることを特徴とする波長分散補償器。

（付記９）互いに平行な２つの反射面を有し、入射した光が前記２つの反射面の間で多重反射すると共にその一部が前記２つの反射面のうち一方の反射面を透過し、この透過した光が干渉することによって波長毎に進行方向が異なる光束を生成する分光素子と、
前記分光素子で生成された各波長の光束を反射して前記分光素子に戻す反射ミラーと、
前記分光素子に温度分布を生じさせる温度分布生成装置と、を備えた波長分散補償器の制御方法であって、
前記波長分散補償器の運用開始時に、記憶部に記憶された前記分光素子またはその近傍の２ヶ所の温度差に関するデータを読み出し、
前記分光素子またはその近傍の前記２ヶ所の温度差を検出し、
前記読み出したデータと前記検出した温度差とに基づいて前記温度分布生成装置を制御することを特徴とする波長分散補償器の制御方法。

（付記１０）付記９記載の波長分散補償器の制御方法であって、
前記分光素子に前記入射した光が多重反射しながら進む方向の温度分布を生じさせるように前記温度分布生成装置を制御することを特徴とする波長分散補償器の制御方法。

（付記１１）付記９または１０記載の波長分散補償器の制御方法であって、
前記波長分散補償器の運用開始後に、該波長分散補償器の挿入損失を検出し、検出した挿入損失が所定値以下となるように前記温度分布生成装置を制御することを特徴とする波長分散補償器の制御方法。

本発明の一実施形態による波長分散補償器の構成を示す図である。 ＶＩＰＡ板周辺の構成の一例を示す図である。 波長分散補償器の運用開始時の制御を示すフローチャートである。 波長分散補償器の運用開始時の制御に伴うＶＩＰＡ板の様子を説明するための図である。 波長分散補償器の運用開始時の制御に伴うＶＩＰＡ板の様子を説明するための図である。 波長分散補償器の運用時の制御を示すフローチャートである。 ＶＩＰＡ板周辺の構成の他の例を示す図である。

符号の説明

１…波長分散補償器、１４…ＶＩＰＡ板（分光素子）、１６…自由曲面ミラー（反射ミラー）、１７ａ，１７ｂ…温度調整素子、１８ａ，１８ｂ…温度センサ、２０…制御部、２１…記憶部

Claims (5)

1. 互いに平行な２つの反射面を有し、入射した光が前記２つの反射面の間で多重反射すると共にその一部が前記２つの反射面のうち一方の反射面を透過し、この透過した光が干渉することによって波長毎に進行方向の異なる光束を生成する分光素子と、
   前記分光素子で生成された各波長の光束を反射して前記分光素子に戻す反射ミラーと、を備えた波長分散補償器において、
   前記分光素子に温度分布を生じさせる温度分布生成装置を設け、
   前記温度分布生成装置によって前記分光素子に所定の温度分布を生じさせて挿入損失を低減することを特徴とする波長分散補償器。
2. 請求項１記載の波長分散補償器であって、
   前記温度分布生成装置は、
   前記分光素子の周囲に配置され、該分光素子を加熱または冷却することのできる複数の温度調整素子と、
   前記分光素子またはその近傍の少なくとも２ヶ所の温度差を検出することのできる温度検出部と、
   前記温度センサによって検出される前記少なくとも２ヶ所の温度差が所定値となるように前記複数の温度調整素子を個別に制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする波長分散補償器。
3. 請求項２記載の波長分散補償器であって、
   前記分光素子またはその近傍の前記少なくとも２ヶ所の温度差に関するデータを記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記分光素子またはその近傍の前記少なくとも２ヶ所の温度差に関するデータを前記記憶部から読み出し、この読み出したデータに基づいて前記複数の温度調整素子を個別に制御することを特徴とする波長分散補償器。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の波長分散補償器であって、
   前記温度分布生成装置は、前記分光素子に入射した光が多重反射しながら進む方向である多重反射方向の温度分布を生じさせることを特徴とする波長分散補償器。
5. 請求項４記載の波長分散補償器であって、
   前記温度分布生成装置は、
   前記分光素子の前記多重反射方向の一方側に配置され、前記分光素子を加熱または冷却する第１温度調整素子と、
   前記分光素子の前記多重反射方向の他方側に配置され、前記分光素子を加熱または冷却する第２温度調整素子と、
   前記分光素子の前記多重反射方向の一方側に配置された第１温度センサと、
   前記分光素子の前記多重反射方向の他方側に配置された第２温度センサと、
   前記第１温度センサの検出値と前記第２温度センサの検出値との偏差が所定値となるように、前記第１温度調整素子および前記第２温度調整素子を個別に制御する制御部と、
   を備えることを特徴とする波長分散補償器。

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