JP3682374B2 - 光ファイバ型光部品 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバ型光増幅器を有する波長多重伝送システム等に用いられる光ファイバ型光部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）の実現により、波長１．５５μｍ（１５５０ｎｍ）帯の光信号を電気信号に変換せずに直接増幅することが可能となり、それにより、光通信の分野において、大容量、長距離通信が実現化されつつある。また、その一方で、光通信における通信容量の拡大のために、異なる波長を持つ光信号を１本の光ファイバで伝送する波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Divisioｎ ｍultiplex ）方式による通信が行われており、この波長多重方式を用いた光通信システムに前記エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器を適用することにより、さらなる通信容量の拡大および波長多重方式による長距離伝送の実現化が期待される。
【０００３】
ところで、前記ＥＤＦＡを用いた波長多重伝送システムに用いられる光ファイバとして、波長１５５０ｎｍ帯に零分散波長を持つ分散シフト光ファイバが提案されているが、このような提案の分散シフト光ファイバは、いずれも、波長が大きくなるにつれて分散値が大きくなる、いわゆる正の分散スロープを有しており（以下、このような正の分散スロープを有する光ファイバを正分散スロープ光ファイバという）、その値は一般に０．０７ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍである。
【０００４】
そこで、この正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するために、例えば、特願平９−８５８４６号には、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償する分散スロープ補償光ファイバが提案されている(未だ公開になっていない)。なお、この分散スロープ補償光ファイバは、正分散スロープ光ファイバである一般的な分散シフト光ファイバの分散値と絶対値が同程度で符号が逆符号の分散値を有し、かつ、分散スロープが負であり、分散スロープの平均の絶対値が前記分散シフト光ファイバの分散スロープの絶対値とほぼ等しい、もしくは、絶対値が前記分散シフト光ファイバの分散スロープ以上の光ファイバである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラマン増幅器により波長約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの光を増幅可能となっているために、最近では、前記ＥＤＦＡの光増幅帯域よりも広い波長帯である約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの波長帯を使用波長帯とした波長多重伝送システムの検討がなされており、この波長帯において、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償する分散スロープ補償光ファイバが要求されている。
【０００６】
しかしながら、前記提案の分散スロープ補償光ファイバは、例えば、図３の特性線ａに示すような分散特性を有しており、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでのうち、波長１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープは大きいが、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さいために、長波長側の分散スロープ補償率は大きいが、短波長側の分散スロープ補償率は、波長１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープに比べて小さい。そのため、この分散スロープ光ファイバを用いて、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側においても高い分散スロープ補償を得ようとすると、その分だけ長い分散スロープ補償光ファイバが必要であるといった問題が生じた。
【０００７】
なお、図３には図示されていないが、前記分散スロープ補償光ファイバ３は、波長約１５８０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが、波長約１５７０ｎｍ〜波長約１５８０ｎｍまでの平均分散スロープ光ファイバよりも大きめでほぼ等しい値と成している。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば波長約１５６５ｎｍを越える長波長側と同様に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯においても、短い長さの分散スロープ補償光ファイバで正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償可能で、それにより、例えば使用波長帯としての波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光を増幅する波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる光ファイバ型光部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本第１の発明は、使用波長帯での平均分散スロープが負であり、前記使用波長帯のうち長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１０】
また、本第２の発明は、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負であり、前記波長帯のうち波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの絶対値が波長１５６５ｎｍを越える波長帯の平均分散スロープよりも小さい分散スロープ補償光ファイバの出射端側に波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１１】
また、本第３の発明は、上記本第１又は第２の発明の構成に加え、前記波長選択反射手段は、光ファイバの光導波路の屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するファイバグレーティングである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１２】
さらに、本第４の発明は、上記本第３の発明の構成に加え、前記ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが正の分散スロープである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
さらに、本第５の発明は、上記本第３の発明の構成に加え、前記ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが負の分散スロープである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
さらに、本第６の発明は、上記本第１乃至第５のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記光導出手段と光出力部との間に、波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】
さらに、本第７の発明は、上記本第３乃至第６のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記反射光伝送用光ファイバの出射端側とファイバグレーティングの透過光出射側との接続部には、該ファイバグレーティングを透過した光と前記反射光伝送用光ファイバを伝送した光とを合波する光合波器が設けられており、該光合波器と光出力部との間に波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバを設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
前記提案の分散スロープ補償光ファイバは、図３に示したような分散スロープを有しており、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでのうち、波長約１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープが大きいために、この波長帯における分散スロープの補償率は大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さいために、この波長帯における分散スロープの補償率は小さい。
【００１７】
上記構成の本第１の発明においては、使用波長帯（例えば波長約１５３０〜１６１０ｎｍ）のうち、長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる、例えば図３に示したような特性を有する分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設けることにより、平均分散スロープの絶対値が小さい第１の波長帯の光のみを波長選択反射手段によって反射することにより、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く（効率的に）行なわれることになる。
【００１８】
そして、本第２の発明では、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負であり、前記波長帯のうち波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの絶対値が波長１５６５ｎｍを越える波長帯の平均分散スロープよりも小さい分散スロープ補償光ファイバの出射端側に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段が設けられているために、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く（効率的に）行なわれることになる。
【００１９】
したがって、本発明においては、上記のように、例えば波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長においても、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバを本発明の光ファイバ型光部品に設けることで、波長約１５６５ｎｍを越える長波長側のみならず、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側においても、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償可能となり、上記課題が解決される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る光ファイバ型光部品の一実施形態例の要部構成が示されている。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態例の光ファイバ型光部品は、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバ３を有しており、光入力部９から入力される光がサーキュレータ１を介して分散スロープ補償光ファイバ３に入射されるようになっている。
【００２２】
分散スロープ補償光ファイバ３は、前記提案の分散スロープ補償光ファイバと同様の分散特性、すなわち、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長における分散スロープの絶対値が、波長約１５６５ｎｍを越える波長における分散スロープの絶対値に比べて小さい特性を有しており、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側には、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段としてのファイバグレーティング６が直列に設けられている。ファイバグレーティング６は、約１５６５ｎｍを越える波長の光を透過させるようになっている。
【００２３】
なお、ファイバグレーティング６は、光ファイバの光導波路としてのコアの屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものであり、本実施形態例では、ファイバグレーティング６は、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープがほぼ０と成している。また、ファイバグレーティング６は、例えば分散シフト光ファイバに形成して分散スロープ補償光ファイバ３に接続してもよいし、紫外光照射などによって、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側に直接ファイバグレーティング６を形成することもできる。
【００２４】
前記分散スロープ補償光ファイバ３とファイバグレーティング６の直列体に並列に、反射光伝送用光ファイバとしての光ファイバ２が接続されており、この光ファイバ２は分散シフト光ファイバにより形成されている。また、前記サーキュレータ１が、光ファイバ２の入射端側と分散スロープ補償光ファイバ３の入射端側との接続部に設けられており、サーキュレータ１は、ファイバグレーティング６によって反射した反射光を光出力部５側に導く光導出手段として機能する。
【００２５】
分散シフト光ファイバ２の出射端側とファイバグレーティング６の透過光出射側との接続部には、ファイバグレーティング６を透過した波長約１５６５ｎｍを越える波長１６１０ｎｍまでの光と、光ファイバ２を伝送した波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光を合波する光合波器としてのカプラ４が設けられており、カプラ４と光出力部とは、光ファイバ８により接続されている。
【００２６】
前記光入力部９と前記サーキュレータ１とは光ファイバ７により接続されており、光ファイバ７および、前記光ファイバ８は、例えば分散シフト光ファイバにより形成されている。
【００２７】
本実施形態例の光ファイバ型光部品は、約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの波長帯を使用波長帯としており、本実施形態例の光ファイバ型光部品は、例えば前記ラマン増幅器と前記ＥＤＦＡを用いることにより、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光を増幅可能な波長多重伝送システムなどに用いることで、信頼性の高い波長多重伝送システムの構築を図ろうとしている。
【００２８】
そして、本実施形態例は、上記構成により、分散スロープ補償光ファイバ３において、使用波長帯としての波長約１５３０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍまでの波長を、短波長側の第１の波長帯（波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍ）と、この第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯（波長約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍ）とに区分けし、第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに、ファイバグレーティング６が第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段として機能するように構成した。
【００２９】
なお、本実施形態例では、前記第１の波長帯の平均分散スロープは、約−０．８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、第２の波長帯の平均分散スロープは、−１．６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍと成している。
【００３０】
本実施形態例は以上のように構成されており、次に本実施形態例の動作について説明する。例えば波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光が本実施形態例の光ファイバ型光部品に入射すると、この光は、同図の矢印Ａに示すように、まず、サーキュレータ１を介して分散スロープ補償光ファイバ３に入射し、分散スロープ補償光ファイバ３から出射してファイバグレーティング６に入射する。そうすると、この光のうち、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光のみが、同図の矢印Ｂに示すように、ファイバグレーティング６によって反射して分散スロープ補償光ファイバ３の入射端側に戻り、波長約１５６５ｎｍを越える波長約１６１０ｎｍまでの光は、同図の矢印Ｄに示すように、ファイバグレーティング６を透過してカプラ４を介して光出力部５から出射する。
【００３１】
一方、ファイバグレーティング６で反射して分散スロープ補償光ファイバ３の入射側に戻った波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光は、サーキュレータ１によって、同図の矢印Ｃに示すように、光ファイバ２側に導かれ、光ファイバ２を通ってカプラ４に入射し、カプラ４によって、同図の矢印Ｄに示した前記波長約１５６５ｎｍを越える波長約１６１０ｎｍまでの光と合波されて、光出力部５から出射する。
【００３２】
本実施形態例の光ファイバ型光部品に設けた分散スロープ補償光ファイバ３は、図３に示したような分散スロープを有しており、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでのうち、長波長側の分散スロープは大きくて分散スロープの補償率が大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さくて分散スロープの補償率が小さいが、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側には、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させるファイバグレーティング６が設けられて、上記のように動作するために、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く行なわれることになる。
【００３３】
したがって、本実施形態例においては、波長１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍまでの分散特性が図２の特性線ａに示すようになり、本実施形態例の光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープは、図３の特性線ａに示す提案の分散スロープ補償光ファイバの分散スロープに比べて大きくなる。そのため、本実施形態例では、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを、本実施形態例に設けた分散スロープ補償光ファイバ３の負の分散スロープでもって効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバ３で正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償することができる。
【００３４】
なお、図２，３の特性線ｂは、いずれも、前記提案の分散シフト光ファイバの分散特性を示しており、これらの図に示すように、提案の分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける分散は０と成している。また、図２の特性線ｃには、この分散シフト光ファイバに本実施形態例の光ファイバ型光部品を接続した場合の分散特性を示し、図３の特性線ｃには、本実施形態例の光ファイバ型光部品に用いた分散スロープ補償光ファイバ３と同じ長さだけ、提案例の分散スロープ光ファイバを上記分散シフト光ファイバに接続した場合の分散特性を示している。
【００３５】
図２の特性線ｃと図３の特性線ｃとを比較すると、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープは、図２の特性線ｃの方が図３の特性線ｃよりも小さくなっており、本実施形態例の光ファイバ型光部品を用いることにより、同じ長さの分散スロープ補償光ファイバを用いて効率的に正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償できることが確認された。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、光ファイバ２は分散シフト光ファイバとしたが、光ファイバ２は、シングルモード光ファイバなどにより形成してもよい。
【００３７】
また、光ファイバ２を、分散シフト光ファイバと分散スロープ補償光ファイバとの接続体としてもよいし、分散スロープ補償光ファイバにより形成してもよい。このようにして、サーキュレータ１と光出力部５との間に、波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けると、この分散スロープ補償光ファイバによって、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯において、さらに分散スロープが補償されることになり、この波長帯における分散スロープ補償をより一層効率的に行なうことができる。特に、光ファイバ２を形成する分散スロープ補償光ファイバの波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの値を適宜の値に設定することにより、本発明の光ファイバ型光部品によって、接続相手側の正分散スロープ光ファイバの分散スロープをほぼ完全に補償することができる。
【００３８】
また、上記実施形態例では、ファイバグレーティング６は、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープがほぼ０と成していたが、ファイバグレーティング６は、正の分散スロープを有するものとしてもよいし、その逆に負の分散スロープを有するものとしてもよい。このように、ファイバグレーティング６に正または負の分散スロープを持たせると、分散シフト光ファイバの分散スロープの補償率をファイバグレーティングによっても制御することができる。
【００３９】
すなわち、例えば、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが正の分散スロープを有するファイバグレーティング６を本発明に用いると、分散スロープの値を適切に設定することによって、光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープをほぼ均一にできる。
【００４０】
また、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを持ったファイバグレーティング６を本発明に用いると、光ファイバ型光部品において、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長のうち、波長約１５６５ｎｍに近い側の波長の分散スロープをより大きくすることができるため、この波長帯において正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するときには、より効率的に分散スロープ補償することができる。
【００４１】
さらに、上記実施形態例では、ファイバグレーティング６は、コアの屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものとしたが、ファイバグレーティング６は、コアとクラッドの両方が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものとしてもよい。
【００４２】
さらに、上記実施形態例では、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側にファイバグレーティング６を設けたが、ファイバグレーティング６の代わりに、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光を選択的に反射させる波長選択反射フィルタなどの波長選択反射手段を設けて本発明の光ファイバ型光部品を形成してもよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ７，８は、分散シフト光ファイバにより形成したが、光ファイバ７，８は、必ずしも分散シフト光ファイバにより形成するとは限らず、シングルモード光ファイバなどによって形成してもよい。
【００４４】
また、例えば、光ファイバ８を、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバにより形成し、この分散フラット光ファイバの正または負の分散値を適切な値にすることにより、上記実施形態例と分散スロープ特性が等しく、かつ、光ファイバ型光部品と接続される相手側の分散シフト光ファイバなどの分散値を０にしたり、０以外の所望の値にしたりすることが可能な、より優れた光ファイバ型光部品を形成することができる。
【００４５】
さらに、本発明の光ファイバ型光部品に設けられる分散スロープ補償光ファイバの分散特性は、必ずしも上記実施形態例と同様のものとは限らず、使用波長帯での平均分散スロープが負であり、使用波長帯のうち長波長側にいくにつれて平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散スロープ補償光ファイバであればよく、また、本発明の光ファイバ型光部品に設けられる波長選択反射手段の特性も必ずしも上記実施形態例と同様であるとは限らない。すなわち、波長選択反射手段は、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させるように、適宜の波長選択反射手段に構成されるものである。
【００４６】
【発明の効果】
本第１の発明によれば、使用波長帯のうち、長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散特性を有する分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設けたものであるから、平均分散スロープの絶対値が小さい第１の波長帯の光のみを波長選択反射手段によって反射することにより、第１の波長帯の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復するようにし、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償を２回行い、その分だけ分散スロープの補償を多く（効率的に）行なうことができる。
【００４７】
そのため、本第１の発明を、例えば使用波長帯の光を増幅する波長多重伝送システムに適用することで、使用波長帯において、分散スロープ補償光ファイバの分散スロープを非常に効率的に行なうことができるために、この波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる。
【００４８】
また、本第２の発明によれば、光ファイバ型光部品に設けた分散スロープ補償光ファイバは、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでのうち、長波長側の分散スロープが大きくて分散スロープの補償率が大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さくて分散スロープの補償率が小さいが、分散スロープ補償光ファイバの出射端側に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を設けることにより、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償を２回行なうことができるために、その分だけ分散スロープの補償を多く（効率的に）行なうことができる。
【００４９】
したがって、本第２の発明においては、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長においても、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバを本第２の発明の光ファイバ型光部品に設けることで、波長約１５６５ｎｍを越える領域のみならず、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯においても、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを確実に補償することができ、例えば本第２の発明を波長多重伝送システムに適用することにより、この波長帯を使用波長帯とする波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる。
【００５０】
また、前記波長選択反射手段は、光ファイバの光導波路の屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するファイバグレーティングである本発明によれば、波長選択反射手段を非常に容易に形成することができるし、ファイバグレーティングに正または負の分散スロープを持たせることもできる。
【００５１】
そして、ファイバグレーティングに、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが正の分散スロープを持たせたものにあっては、その分散スロープの値を適切に設定することによって、光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープをほぼ均一にできる。
【００５２】
また、ファイバグレーティングに、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが負の分散スロープを持たせたものにあっては、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長のうち、波長約１５６５ｎｍに近い側の波長の分散スロープをより大きくすることができるために、この波長帯において正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するときには、より効率的に分散スロープ補償することができる。
【００５３】
さらに、前記光導出手段と光出力部との間に、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けた本発明によれば、光導出手段と光出力部との間に設けた分散スロープによっても正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償できるために、より一層効率的に正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償することができる。
【００５４】
さらに、前記反射光伝送用光ファイバの出射端側とファイバグレーティングの透過光出射側との接続部には、該ファイバグレーティングを透過した光と前記反射光伝送用光ファイバを伝送した光とを合波する光合波器が設けられており、該光合波器と光出力部との間に波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバを設けた本発明によれば、分散フラット光ファイバの分散値を適切な値に設定することによって、上記のような優れた分散スロープ補償特性を有し、かつ、光ファイバ型光部品と接続される相手側の分散シフト光ファイバなどの分散値を０にしたり、０以外の所望の値にしたりすることが可能な、より優れた光ファイバ型光部品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ型光部品の一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例の光ファイバ型光部品の分散特性および、代表的な分散シフト光ファイバの分散特性および、この分散シフト光ファイバに上記実施形態例の光ファイバ型光部品を接続したときの分散特性を、波長１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍまでにおいてそれぞれ示すグラフである。
【図３】提案の分散スロープ補償光ファイバの分散特性および、代表的な分散シフト光ファイバの分散特性および、この分散シフト光ファイバに上記提案の分散スロープ補償光ファイバを接続したときの分散特性を、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでにおいてそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
１ サーキュレータ
２ 光ファイバ
３ 分散スロープ補償光ファイバ
４ カプラ
５ 光出力部
６ ファイバグレーティング
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば励起光源によって励起されるエルビウム添加光ファイバ型光増幅器を有する波長多重伝送システム等に用いられる光ファイバ型光部品に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エルビウムを添加した光ファイバを用いた光増幅器（ＥＤＦＡ：Erbium Doped Fiber Amplifier）の実現により、波長１．５５μｍ（１５５０ｎｍ）帯の光信号を電気信号に変換せずに直接増幅することが可能となり、それにより、光通信の分野において、大容量、長距離通信が実現化されつつある。また、その一方で、光通信における通信容量の拡大のために、異なる波長を持つ光信号を１本の光ファイバで伝送する波長多重（ＷＤＭ：Wavelength Divisioｎ ｍultiplex ）方式による通信が行われており、この波長多重方式を用いた光通信システムに前記エルビウム添加光ファイバを用いた光増幅器を適用することにより、さらなる通信容量の拡大および波長多重方式による長距離伝送の実現化が期待される。
【０００３】
ところで、前記ＥＤＦＡを用いた波長多重伝送システムに用いられる光ファイバとして、波長１５５０ｎｍ帯に零分散波長を持つ分散シフト光ファイバが提案されているが、このような提案の分散シフト光ファイバは、いずれも、波長が大きくなるにつれて分散値が大きくなる、いわゆる正の分散スロープを有しており（以下、このような正の分散スロープを有する光ファイバを正分散スロープ光ファイバという）、その値は一般に０．０７ｐｓ／ｎｍ2 ／ｋｍである。
【０００４】
そこで、この正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するために、例えば、特願平９−８５８４６号には、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償する分散スロープ補償光ファイバが提案されている(未だ公開になっていない)。なお、この分散スロープ補償光ファイバは、正分散スロープ光ファイバである一般的な分散シフト光ファイバの分散値と絶対値が同程度で符号が逆符号の分散値を有し、かつ、分散スロープが負であり、分散スロープの平均の絶対値が前記分散シフト光ファイバの分散スロープの絶対値とほぼ等しい、もしくは、絶対値が前記分散シフト光ファイバの分散スロープ以上の光ファイバである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ラマン増幅器により波長約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの光を増幅可能となっているために、最近では、前記ＥＤＦＡの光増幅帯域よりも広い波長帯である約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの波長帯を使用波長帯とした波長多重伝送システムの検討がなされており、この波長帯において、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償する分散スロープ補償光ファイバが要求されている。
【０００６】
しかしながら、前記提案の分散スロープ補償光ファイバは、例えば、図３の特性線ａに示すような分散特性を有しており、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでのうち、波長１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープは大きいが、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さいために、長波長側の分散スロープ補償率は大きいが、短波長側の分散スロープ補償率は、波長１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープに比べて小さい。そのため、この分散スロープ光ファイバを用いて、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側においても高い分散スロープ補償を得ようとすると、その分だけ長い分散スロープ補償光ファイバが必要であるといった問題が生じた。
【０００７】
なお、図３には図示されていないが、前記分散スロープ補償光ファイバ３は、波長約１５８０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが、波長約１５７０ｎｍ〜波長約１５８０ｎｍまでの平均分散スロープ光ファイバよりも大きめでほぼ等しい値と成している。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、例えば波長約１５６５ｎｍを越える長波長側と同様に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯においても、短い長さの分散スロープ補償光ファイバで正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償可能で、それにより、例えば使用波長帯としての波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光を増幅する波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる光ファイバ型光部品を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は次のような構成をもって課題を解決するための手段としている。すなわち、本第１の発明は、使用波長帯での平均分散スロープが負であり、前記使用波長帯のうち長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１０】
また、本第２の発明は、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負であり、前記波長帯のうち波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの絶対値が波長１５６５ｎｍを越える波長帯の平均分散スロープよりも小さい分散スロープ補償光ファイバの出射端側に波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１１】
また、本第３の発明は、上記本第１又は第２の発明の構成に加え、前記波長選択反射手段は、光ファイバの光導波路の屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するファイバグレーティングである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１２】
さらに、本第４の発明は、上記本第３の発明の構成に加え、前記ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが正の分散スロープである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
さらに、本第５の発明は、上記本第３の発明の構成に加え、前記ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが負の分散スロープである構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１４】
さらに、本第６の発明は、上記本第１乃至第５のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記光導出手段と光出力部との間に、波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】
さらに、本第７の発明は、上記本第３乃至第６のいずれか一つに記載の発明の構成に加え、前記反射光伝送用光ファイバの出射端側とファイバグレーティングの透過光出射側との接続部には、該ファイバグレーティングを透過した光と前記反射光伝送用光ファイバを伝送した光とを合波する光合波器が設けられており、該光合波器と光出力部との間に波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバを設けた構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１６】
前記提案の分散スロープ補償光ファイバは、図３に示したような分散スロープを有しており、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでのうち、波長約１５６５ｎｍを越える長波長側の分散スロープが大きいために、この波長帯における分散スロープの補償率は大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さいために、この波長帯における分散スロープの補償率は小さい。
【００１７】
上記構成の本第１の発明においては、使用波長帯（例えば波長約１５３０〜１６１０ｎｍ）のうち、長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる、例えば図３に示したような特性を有する分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設けることにより、平均分散スロープの絶対値が小さい第１の波長帯の光のみを波長選択反射手段によって反射することにより、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く（効率的に）行なわれることになる。
【００１８】
そして、本第２の発明では、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負であり、前記波長帯のうち波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの絶対値が波長１５６５ｎｍを越える波長帯の平均分散スロープよりも小さい分散スロープ補償光ファイバの出射端側に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段が設けられているために、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く（効率的に）行なわれることになる。
【００１９】
したがって、本発明においては、上記のように、例えば波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長においても、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバを本発明の光ファイバ型光部品に設けることで、波長約１５６５ｎｍを越える長波長側のみならず、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側においても、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償可能となり、上記課題が解決される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明において、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。図１には、本発明に係る光ファイバ型光部品の一実施形態例の要部構成が示されている。
【００２１】
同図に示すように、本実施形態例の光ファイバ型光部品は、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバ３を有しており、光入力部９から入力される光がサーキュレータ１を介して分散スロープ補償光ファイバ３に入射されるようになっている。
【００２２】
分散スロープ補償光ファイバ３は、前記提案の分散スロープ補償光ファイバと同様の分散特性、すなわち、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長における分散スロープの絶対値が、波長約１５６５ｎｍを越える波長における分散スロープの絶対値に比べて小さい特性を有しており、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側には、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段としてのファイバグレーティング６が直列に設けられている。ファイバグレーティング６は、約１５６５ｎｍを越える波長の光を透過させるようになっている。
【００２３】
なお、ファイバグレーティング６は、光ファイバの光導波路としてのコアの屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものであり、本実施形態例では、ファイバグレーティング６は、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープがほぼ０と成している。また、ファイバグレーティング６は、例えば分散シフト光ファイバに形成して分散スロープ補償光ファイバ３に接続してもよいし、紫外光照射などによって、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側に直接ファイバグレーティング６を形成することもできる。
【００２４】
前記分散スロープ補償光ファイバ３とファイバグレーティング６の直列体に並列に、反射光伝送用光ファイバとしての光ファイバ２が接続されており、この光ファイバ２は分散シフト光ファイバにより形成されている。また、前記サーキュレータ１が、光ファイバ２の入射端側と分散スロープ補償光ファイバ３の入射端側との接続部に設けられており、サーキュレータ１は、ファイバグレーティング６によって反射した反射光を光出力部５側に導く光導出手段として機能する。
【００２５】
分散シフト光ファイバ２の出射端側とファイバグレーティング６の透過光出射側との接続部には、ファイバグレーティング６を透過した波長約１５６５ｎｍを越える波長１６１０ｎｍまでの光と、光ファイバ２を伝送した波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光を合波する光合波器としてのカプラ４が設けられており、カプラ４と光出力部とは、光ファイバ８により接続されている。
【００２６】
前記光入力部９と前記サーキュレータ１とは光ファイバ７により接続されており、光ファイバ７および、前記光ファイバ８は、例えば分散シフト光ファイバにより形成されている。
【００２７】
本実施形態例の光ファイバ型光部品は、約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍの波長帯を使用波長帯としており、本実施形態例の光ファイバ型光部品は、例えば前記ラマン増幅器と前記ＥＤＦＡを用いることにより、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光を増幅可能な波長多重伝送システムなどに用いることで、信頼性の高い波長多重伝送システムの構築を図ろうとしている。
【００２８】
そして、本実施形態例は、上記構成により、分散スロープ補償光ファイバ３において、使用波長帯としての波長約１５３０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍまでの波長を、短波長側の第１の波長帯（波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍ）と、この第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯（波長約１５７０ｎｍ〜波長約１６１０ｎｍ）とに区分けし、第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに、ファイバグレーティング６が第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段として機能するように構成した。
【００２９】
なお、本実施形態例では、前記第１の波長帯の平均分散スロープは、約−０．８ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍ、第２の波長帯の平均分散スロープは、−１．６ｐｓ／ｎｍ2／ｋｍと成している。
【００３０】
本実施形態例は以上のように構成されており、次に本実施形態例の動作について説明する。例えば波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの光が本実施形態例の光ファイバ型光部品に入射すると、この光は、同図の矢印Ａに示すように、まず、サーキュレータ１を介して分散スロープ補償光ファイバ３に入射し、分散スロープ補償光ファイバ３から出射してファイバグレーティング６に入射する。そうすると、この光のうち、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光のみが、同図の矢印Ｂに示すように、ファイバグレーティング６によって反射して分散スロープ補償光ファイバ３の入射端側に戻り、波長約１５６５ｎｍを越える波長約１６１０ｎｍまでの光は、同図の矢印Ｄに示すように、ファイバグレーティング６を透過してカプラ４を介して光出力部５から出射する。
【００３１】
一方、ファイバグレーティング６で反射して分散スロープ補償光ファイバ３の入射側に戻った波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光は、サーキュレータ１によって、同図の矢印Ｃに示すように、光ファイバ２側に導かれ、光ファイバ２を通ってカプラ４に入射し、カプラ４によって、同図の矢印Ｄに示した前記波長約１５６５ｎｍを越える波長約１６１０ｎｍまでの光と合波されて、光出力部５から出射する。
【００３２】
本実施形態例の光ファイバ型光部品に設けた分散スロープ補償光ファイバ３は、図３に示したような分散スロープを有しており、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでのうち、長波長側の分散スロープは大きくて分散スロープの補償率が大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さくて分散スロープの補償率が小さいが、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側には、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させるファイバグレーティング６が設けられて、上記のように動作するために、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償が２回行なわれることになり、その分だけ分散スロープの補償が多く行なわれることになる。
【００３３】
したがって、本実施形態例においては、波長１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍまでの分散特性が図２の特性線ａに示すようになり、本実施形態例の光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープは、図３の特性線ａに示す提案の分散スロープ補償光ファイバの分散スロープに比べて大きくなる。そのため、本実施形態例では、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを、本実施形態例に設けた分散スロープ補償光ファイバ３の負の分散スロープでもって効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバ３で正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償することができる。
【００３４】
なお、図２，３の特性線ｂは、いずれも、前記提案の分散シフト光ファイバの分散特性を示しており、これらの図に示すように、提案の分散シフト光ファイバは、波長１５５０ｎｍにおける分散は０と成している。また、図２の特性線ｃには、この分散シフト光ファイバに本実施形態例の光ファイバ型光部品を接続した場合の分散特性を示し、図３の特性線ｃには、本実施形態例の光ファイバ型光部品に用いた分散スロープ補償光ファイバ３と同じ長さだけ、提案例の分散スロープ光ファイバを上記分散シフト光ファイバに接続した場合の分散特性を示している。
【００３５】
図２の特性線ｃと図３の特性線ｃとを比較すると、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープは、図２の特性線ｃの方が図３の特性線ｃよりも小さくなっており、本実施形態例の光ファイバ型光部品を用いることにより、同じ長さの分散スロープ補償光ファイバを用いて効率的に正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償できることが確認された。
【００３６】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実施形態例では、光ファイバ２は分散シフト光ファイバとしたが、光ファイバ２は、シングルモード光ファイバなどにより形成してもよい。
【００３７】
また、光ファイバ２を、分散シフト光ファイバと分散スロープ補償光ファイバとの接続体としてもよいし、分散スロープ補償光ファイバにより形成してもよい。このようにして、サーキュレータ１と光出力部５との間に、波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けると、この分散スロープ補償光ファイバによって、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯において、さらに分散スロープが補償されることになり、この波長帯における分散スロープ補償をより一層効率的に行なうことができる。特に、光ファイバ２を形成する分散スロープ補償光ファイバの波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの値を適宜の値に設定することにより、本発明の光ファイバ型光部品によって、接続相手側の正分散スロープ光ファイバの分散スロープをほぼ完全に補償することができる。
【００３８】
また、上記実施形態例では、ファイバグレーティング６は、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープがほぼ０と成していたが、ファイバグレーティング６は、正の分散スロープを有するものとしてもよいし、その逆に負の分散スロープを有するものとしてもよい。このように、ファイバグレーティング６に正または負の分散スロープを持たせると、分散シフト光ファイバの分散スロープの補償率をファイバグレーティングによっても制御することができる。
【００３９】
すなわち、例えば、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが正の分散スロープを有するファイバグレーティング６を本発明に用いると、分散スロープの値を適切に設定することによって、光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープをほぼ均一にできる。
【００４０】
また、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを持ったファイバグレーティング６を本発明に用いると、光ファイバ型光部品において、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長のうち、波長約１５６５ｎｍに近い側の波長の分散スロープをより大きくすることができるため、この波長帯において正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するときには、より効率的に分散スロープ補償することができる。
【００４１】
さらに、上記実施形態例では、ファイバグレーティング６は、コアの屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものとしたが、ファイバグレーティング６は、コアとクラッドの両方が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するものとしてもよい。
【００４２】
さらに、上記実施形態例では、分散スロープ補償光ファイバ３の出射端側にファイバグレーティング６を設けたが、ファイバグレーティング６の代わりに、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの光を選択的に反射させる波長選択反射フィルタなどの波長選択反射手段を設けて本発明の光ファイバ型光部品を形成してもよい。
【００４３】
さらに、上記実施形態例では、光ファイバ７，８は、分散シフト光ファイバにより形成したが、光ファイバ７，８は、必ずしも分散シフト光ファイバにより形成するとは限らず、シングルモード光ファイバなどによって形成してもよい。
【００４４】
また、例えば、光ファイバ８を、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバにより形成し、この分散フラット光ファイバの正または負の分散値を適切な値にすることにより、上記実施形態例と分散スロープ特性が等しく、かつ、光ファイバ型光部品と接続される相手側の分散シフト光ファイバなどの分散値を０にしたり、０以外の所望の値にしたりすることが可能な、より優れた光ファイバ型光部品を形成することができる。
【００４５】
さらに、本発明の光ファイバ型光部品に設けられる分散スロープ補償光ファイバの分散特性は、必ずしも上記実施形態例と同様のものとは限らず、使用波長帯での平均分散スロープが負であり、使用波長帯のうち長波長側にいくにつれて平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散スロープ補償光ファイバであればよく、また、本発明の光ファイバ型光部品に設けられる波長選択反射手段の特性も必ずしも上記実施形態例と同様であるとは限らない。すなわち、波長選択反射手段は、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させるように、適宜の波長選択反射手段に構成されるものである。
【００４６】
【発明の効果】
本第１の発明によれば、使用波長帯のうち、長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散特性を有する分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設けたものであるから、平均分散スロープの絶対値が小さい第１の波長帯の光のみを波長選択反射手段によって反射することにより、第１の波長帯の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復するようにし、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償を２回行い、その分だけ分散スロープの補償を多く（効率的に）行なうことができる。
【００４７】
そのため、本第１の発明を、例えば使用波長帯の光を増幅する波長多重伝送システムに適用することで、使用波長帯において、分散スロープ補償光ファイバの分散スロープを非常に効率的に行なうことができるために、この波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる。
【００４８】
また、本第２の発明によれば、光ファイバ型光部品に設けた分散スロープ補償光ファイバは、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでのうち、長波長側の分散スロープが大きくて分散スロープの補償率が大きく、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの短波長側の分散スロープは小さくて分散スロープの補償率が小さいが、分散スロープ補償光ファイバの出射端側に、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を設けることにより、この短波長側の光のみが分散スロープ補償光ファイバを往復し、それにより、この波長帯においては分散スロープの補償を２回行なうことができるために、その分だけ分散スロープの補償を多く（効率的に）行なうことができる。
【００４９】
したがって、本第２の発明においては、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長においても、前記正分散スロープ光ファイバである分散シフト光ファイバの正の分散スロープを効率的に補償できることになり、短い長さの分散スロープ補償光ファイバを本第２の発明の光ファイバ型光部品に設けることで、波長約１５６５ｎｍを越える領域のみならず、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長帯においても、正分散スロープ光ファイバの分散スロープを確実に補償することができ、例えば本第２の発明を波長多重伝送システムに適用することにより、この波長帯を使用波長帯とする波長多重伝送システムの信頼性を高めることができる。
【００５０】
また、前記波長選択反射手段は、光ファイバの光導波路の屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するファイバグレーティングである本発明によれば、波長選択反射手段を非常に容易に形成することができるし、ファイバグレーティングに正または負の分散スロープを持たせることもできる。
【００５１】
そして、ファイバグレーティングに、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが正の分散スロープを持たせたものにあっては、その分散スロープの値を適切に設定することによって、光ファイバ型光部品における波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープをほぼ均一にできる。
【００５２】
また、ファイバグレーティングに、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの分散スロープが負の分散スロープを持たせたものにあっては、波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長のうち、波長約１５６５ｎｍに近い側の波長の分散スロープをより大きくすることができるために、この波長帯において正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償するときには、より効率的に分散スロープ補償することができる。
【００５３】
さらに、前記光導出手段と光出力部との間に、波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けた本発明によれば、光導出手段と光出力部との間に設けた分散スロープによっても正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償できるために、より一層効率的に正分散スロープ光ファイバの分散スロープを補償することができる。
【００５４】
さらに、前記反射光伝送用光ファイバの出射端側とファイバグレーティングの透過光出射側との接続部には、該ファイバグレーティングを透過した光と前記反射光伝送用光ファイバを伝送した光とを合波する光合波器が設けられており、該光合波器と光出力部との間に波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバを設けた本発明によれば、分散フラット光ファイバの分散値を適切な値に設定することによって、上記のような優れた分散スロープ補償特性を有し、かつ、光ファイバ型光部品と接続される相手側の分散シフト光ファイバなどの分散値を０にしたり、０以外の所望の値にしたりすることが可能な、より優れた光ファイバ型光部品を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光ファイバ型光部品の一実施形態例を示す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例の光ファイバ型光部品の分散特性および、代表的な分散シフト光ファイバの分散特性および、この分散シフト光ファイバに上記実施形態例の光ファイバ型光部品を接続したときの分散特性を、波長１５３０ｎｍ〜１５９０ｎｍまでにおいてそれぞれ示すグラフである。
【図３】提案の分散スロープ補償光ファイバの分散特性および、代表的な分散シフト光ファイバの分散特性および、この分散シフト光ファイバに上記提案の分散スロープ補償光ファイバを接続したときの分散特性を、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍまでにおいてそれぞれ示すグラフである。
【符号の説明】
１ サーキュレータ
２ 光ファイバ
３ 分散スロープ補償光ファイバ
４ カプラ
５ 光出力部
６ ファイバグレーティング
Claims (7)
- 使用波長帯での平均分散スロープが負であり、前記使用波長帯のうち長波長側にいくにつれて前記平均分散スロープの絶対値が大きくなる分散スロープ補償光ファイバの出射側に、前記使用波長帯を短波長側の第１の波長帯と該第１の波長帯よりも長波長側の第２の波長帯とに区分けして前記第１の波長帯の平均分散スロープの絶対値と第２の波長帯の平均分散スロープの絶対値との比が約１：２となるようにしたときに前記第１の波長帯の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けたことを特徴とする光ファイバ型光部品。
- 波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの平均分散スロープが負であり、前記波長帯のうち波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープの絶対値が波長１５６５ｎｍを越える波長帯の平均分散スロープよりも小さい分散スロープ補償光ファイバの出射端側に波長約１５３０ｎｍ〜約１５６５ｎｍまでの波長の光のみを選択的に反射させる波長選択反射手段を直列に設け、前記分散スロープ補償光ファイバと波長選択反射手段の直列体に並列に反射光伝送用光ファイバを接続し、該反射光伝送用光ファイバと前記分散スロープ補償光ファイバの入射端側との接続部に、前記波長選択反射手段によって反射した反射光を光出力部側に導く光導出手段を設けたことを特徴とする光ファイバ型光部品。
- 波長選択反射手段は、光ファイバの光導波路の屈折率が光ファイバ光軸に沿って周期的に変化するファイバグレーティングであることを特徴とする請求項１又は２記載の光ファイバ型光部品。
- ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが正の分散スロープであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ型光部品。
- ファイバグレーティングは、波長約１５３０ｎｍ〜波長約１５６５ｎｍの分散スロープが負の分散スロープであることを特徴とする請求項３記載の光ファイバ型光部品。
- 光導出手段と光出力部との間に、波長１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍまでの平均分散スロープが負の分散スロープ補償光ファイバを設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の光ファイバ型光部品。
- 反射光伝送用光ファイバの出射端側とファイバグレーティングの透過光出射側との接続部には、該ファイバグレーティングを透過した光と前記反射光伝送用光ファイバを伝送した光とを合波する光合波器が設けられており、該光合波器と光出力部との間に波長１５３０ｎｍ〜１６１０ｎｍまでの分散スロープがほぼ０の分散フラット光ファイバを設けたことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか一つに記載の光ファイバ型光部品。
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