JP4639836B2 - 可変分散補償器 - Google Patents
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Description
、かつ90%以上であり、前記第2の平面の反射率は第1の平面の反射率より低く、前記第3の平面の反射率の値は100%以下で、かつ90%以上であり、前記第4の平面の反射率は第3の平面の反射率より低く、前記第2の角度は前記第1の角度以上であり、前記第4の平面の反射率は前記第2の平面の反射率以上であることにより、達成できる。
さらには、高次分散についても一括で分散補償を行うことができる。そして、本発明分散補償器を用いることで、伝送特性の優れた簡易で安価な光通信システムを構築できる。
また、図1で示したエタロンは、反射膜11と12に囲まれた1つの共振構造を持つシングルキャビティの構成であるが、これを図27に示す複数の共振構造を持つマルチキャビティエタロンに置き換えて分散補償器を構成しても構わない。図27に示すマルチキャビティエタロンにおいては、平面板10と反射膜11を交互に何段も積層した構造となっており、各々の反射率を変えることでシングルキャビティエタロンに比べ自由度が増えるので、所望の分散特性を実現することが可能となる。マルチキャビティエタロンの温度制御については、部品数削減という意味では、1組の伝熱剤41と温度変化素子40を反射膜12に張り合わせる構造がよい。しかし、微細に温度制御を行うという観点からすると、図27に示したようにマルチキャビティエタロンの層数nに対し、n組の伝熱剤41と温度変化素子40を各々の平面板10に張り合わせる構造がよい。この図では平面板10の端の部分に温度制御素子が接触しているが、さらに言えば、平面板10のまわりを取り囲むように温度制御素子が接触している方が好ましい。また、本発明の別の実施例として、エタロンの代りにリングキャビティを用いても構わない。リングキャビティの遅延特性を表す式はエタロンの場合と同じなので、本発明による概念を適用することが可能である。リングキャビティの構造を図28に示す。この図で示されるリングキャビティは、光基盤300とリング共振部310と光導波路320と光カプラ部330から構成される。光導波路では、基盤よりも光の屈折率が高くなっており、光は導波路中に閉じ込められ基盤にはもれない。導波路の左側から入射した光は導波路中を右側に進み、光カプラ部330で光導波路320をそのまま直進していく光と、分岐して一部リング共振部310に進んでいく光とに分かれる。リング共振部310を1周した光は、光カプラ部330で一部は光導波路320を直進し、残りは再びリング共振部310を回周する。このように、リング共振部310を何周かした光が合わさって導波路320に出て行き、共振器が実現される。
また、図29に示すように、リング共振部310と光カプラ部330を多段構造にとることが可能である。このようにすることで、1段の構成よりも自由度が増えるので、所望の分散特性を実現することが可能となる。
ただし、理想的には絶対値が同じであることが好ましいが、製造上の問題やシステムの違い等を考慮し、差の相対量|(a1−a2)/a1|が0.1以下程度まで許容される場合もある。また、図21では可変分散補償器の有効帯域の小さい方の光周波数をT1、大きい方をT2とする。
プラス側可変分散補償部シフト量 :−m → moffset−m
マイナス側可変分散補償部シフト量 : m → moffset+m
ここで、中心光周波数を変化させないためのmoffsetの値は、数式(8)から以下のように与えればよい。
以上に述べたように、本発明によって、広帯域で、低分散リップル(あるいは低群遅延リップル)、かつ可変分散量が大きく、中心波長の変化の少ない特性良好な可変分散補償器が得られた。
20…ミラー(基板)、
11,12,21…反射膜、
30,31…コリメータ、
40…温度変化素子、
41…伝熱剤、
100…可変分散補償器、
110…入力ポート、
120…出力ポート、
130…プラス側可変分散補償部、
140…マイナス側可変分散補償部、
150…可変分散補償部、
200…光学部品固定部材、
300…光基盤、
310,311,312…リング共振部、
320…光導波路、
330,331,332…光カプラ部。
Claims (6)
- 波長に対する分散の関係が正の傾きa1[ps/(nm)2]を有するとともに該傾きa1の有効帯域がW1であり、対向する第1及び第2の面を有する板状の第1のエタロンの前記第2の面と反射面を有する第1のミラーの前記反射面が平行にかつ対向して配置されるプラス側可変分散補償部と、
波長に対する分散の関係が負の傾きa2[ps/(nm)2]を有するとともに該傾きa2の有効帯域がW2であり、対向する第3及び第4の面を有する板状の第2のエタロンの前記第4の面と反射面を有する第2のミラーの前記反射面が傾いてかつ対向して配置されるマイナス側可変分散補償部と、を備え、
前記プラス側可変分散補償部の分散特性を波長方向にシフトする第1の温度調節手段が設けられ、
前記プラス側可変分散補償部とマイナス側可変分散補償部とは、前記第1のエタロンと第1のミラーとの間に光を入射させ、前記第1のエタロンと第1のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第1のエタロンと第1のミラーとの間から出射させ、前記第1のエタロンと第1のミラーとの間から出射した光を前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間に光を入射させ、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間から出射するように配置され、
前記マイナス側可変分散補償部の分散特性を前記プラス側可変分散補償部とは逆の波長方向にシフトする第2の温度調節手段が設けられ、
前記a1と前記a2の符号が反対で絶対量が等しいかまたは差の相対量|(a1−a2)/a1|が0.1以下であり、
前記第1および第2の温度調節手段でシフトされることにより、前記W1と前記W2は重なる部分を有することを特徴とする可変分散補償器。 - 分散特性の調整のための光周波数方向のシフト量をm、オフセットシフト量をmoffset、プラス側可変分散補償部の波長周期をFSR(Free Specral Range)とした場合、
前記第1の温度調節手段がプラス側可変分散補償部の分散特性を波長方向にシフトする量は(moffset−m)で与えられ、
前記第2の温度調節手段がマイナス側可変分散補償部の分散特性を波長方向にシフトする量は(moffset+m)で与えられるとともに、
前記moffsetはmが(W2−FSR)/2以下の時には0と設定され、mが(W2−FSR)/2より大きく(W1−FSR)/2以下の時にはm+(FSR−W2)/2と設定され、mが(W1−FSR)/2より大きい時には(W1−W2)/2と設定されることを特徴とする請求項1に記載の可変分散補償器。 - 前記プラス側可変分散補償部は、第3のエタロンをさらに有し、
波長に対する分散の関係が正の傾きを有し、前記第1のエタロンの前記第2の面と前記第1のミラーの反射面が平行にかつ対向して配置される第1の可変分散補償部と、
対向する第5及び第6の面を有する板状の前記第3のエタロンを有し、前記第1の可変分散補償部における波長に対する分散の関係が前記正の傾きとなる部分の直線性を向上させる第2の可変分散補償部と、からなり、
前記第1の面の反射率の値は100%以下で、かつ90%以上であり、
前記第2の面の反射率は前記第1の面の反射率よりも低く、
前記第5の面の反射率の値は100%以下で、かつ90%以上であり、
前記第6の面の反射率は前記第5の面の反射率よりも低く、
前記第6の面の反射率は前記第2の面の反射率より低く、
前記第1および第2の可変分散補償部は、
前記第1のエタロンと前記第1ミラーとの間に光を入射させ、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間から出射させ、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間から出射した光を前記第6の面に入射させ、前記第3のエタロンで反射するように配置されている、
または、前記第6の面に光を入射させ、前記第3のエタロンで反射させた後、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間に入射させ、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間から出射させるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の可変分散補償器。 - 前記プラス側可変分散補償部の前記第2の可変分散補償部は、反射面を有する第3のミラーをさらに備え、
前記第3のミラーの反射面は、前記第6の面に対して平行となるよう対向して配置され、
前記第2の面は、反射率が90%以下の反射機能を有する面であり、
前記第6の面は、反射率が90%以下の反射機能を有する面であり、
前記第1及び第2の可変分散補償部は、
前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間から出射した光を、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間に入射し、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間で交互に複数回反射した後、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間から出射するように配置されている、
または、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間に光を入射させ、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第3のエタロンと前記第3のミラーとの間から出射させ、前記第1のエタロンと前記第1のミラーとの間に入射するように配置されていることを特徴とする請求項3に記載の可変分散補償器。 - 前記マイナス側可変分散補償部は、第4のエタロンをさらに有し、
波長に対する分散の関係が負の傾きを有し、前記第2のエタロンの前記第4の面と前記第2のミラーの反射面が傾いてかつ対向して配置される第1の可変分散補償部と、
対向する第7及び第8の面を有する板状の前記第4のエタロンを有し、前記第1の可変分散補償部における波長に対する分散の関係が前記負の傾きとなる部分の直線性を向上させる第2の可変分散補償部と、からなり、
前記第3の面の反射率の値は100%以下で、かつ90%以上であり、
前記第4の面の反射率は前記第3の面の反射率よりも低く、
前記第7の面の反射率の値は100%以下で、かつ90%以上であり、
前記第8の面の反射率は前記第7の面の反射率よりも低く、
前記第8の面の反射率は前記第4の面の反射率より低く、
前記第1および第2の可変分散補償部は、
前記第2のエタロンと前記第2ミラーとの間に光を入射させ、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間から出射させ、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間から出射した光を前記第8の面に入射させ、前記第4のエタロンで反射するように配置されている、
または、前記第8の面に光を入射させ、前記第4のエタロンで反射させた後、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間に入射させ、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間から出射させるように配置されていることを特徴とする請求項1に記載の可変分散補償器。 - 前記マイナス側可変分散補償部の前記第2の可変分散補償部は、反射面を有する第4のミラーをさらに備え、
前記第4のミラーの反射面は、前記第8の面に対して平行となるよう対向して配置され、
前記第4の面は、反射率が90%以下の反射機能を有する面であり、
前記第8の面は、反射率が90%以下の反射機能を有する面であり、
前記第1及び第2の可変分散補償部は、
前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間から出射した光を、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間に入射し、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間で交互に複数回反射した後、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間から出射するように配置されている、
または、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間に光を入射させ、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間で交互に複数回反射させた後、前記第4のエタロンと前記第4のミラーとの間から出射させ、前記第2のエタロンと前記第2のミラーとの間に入射するように配置されていることを特徴とする請求項5に記載の可変分散補償器。
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