JP4668065B2 - 分散補償素子、分散補償システム、分散補償方法 - Google Patents
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Description
近い将来、このような光ファイバを介したデータ通信において、超短光パルスを用い、現時点での伝送速度より遥かに高速な160Gbit/sもしくはそれ以上の伝送速度で通信を行うことが検討されている。
光が物質中を進行する速度は、物質の屈折率で決まり、屈折率が大きいほど光速度は遅くなる。ガラス、半導体、光学結晶等の物質では、屈折率は光の周波数(空気中の波長)によって変化するため、光速度は波長に依存することになる。この、屈折率の波長依存性により、光パルスが物質中を進行する間に光パルスの波形を歪ませ、パルスの時間幅が広がる要因となることが知られている。このように、光の波長に応じて光速度が異なる、という特性を、以下、波長分散、あるいは単に分散と称する。
このような問題に対し、例えばフォトニック結晶を用い、波長分散を補償するという試みが既に行われている。
この他、フォトニック結晶と類似する構造として、光ファイバ回折格子を分散補償素子として利用する技術が実施されている。回折格子の周期を光ファイバの長手方向に沿って変化させたチャープ光ファイバ回折格子を用い、広いスペクトル帯域での波長分散を補償するという試みである(例えば、非特許文献2参照)。
また、理化学用の超短パルスレーザーが発生する光パルスを対象とした分散補償について、プリズム対や回折格子対を用いた技術が普及している。これらは、主として正の波長分散を補償するものである(例えば、非特許文献3参照)。
すなわち、波長分散は、前述したように光パルスの位相の波長(もしくは周波数、以下、単に波長と称する)依存性に起因するものである。一般に、光波の位相は、ある波長を中心として、波長の次数(べき指数)の異なる項によって展開された多項式として表される。2次の項の係数が最低次の波長分散に対応し、それに続く次数項の係数として、3次、4次、5次と続くことが知られている(例えば、非特許文献4参照)。
ところが、フォトニック結晶あるいは光ファイバ回折格子を用いた従来の波長分散補償技術では、2次、3次、4次等、個々の次数に対し、波長分散を補償することができるものの、複数の次数に対し、波長分散を補償することはできなかった。これでは広いスペクトル帯域を利用する超高速大容量光通信に対応する波長分散補償は実現できない。
しかし、例えば海底等に敷設される光ファイバ伝送路は、温度・気圧・振動等の影響により、光ファイバ伝送路が最適化された条件から外れることがある。そのような状況では、光ファイバ伝送路における波長分散は、正負の間を絶え間なく変化する。
これに対し、従来の技術では波長分散が正負に変化する場合において、波長分散補償の符号を波長分散の絶対値と独立に可変することは困難であった。このことは、波長分散値がゼロの付近で正負の間を絶え間なく変化するような状況に対応することが困難であることを意味する。
なお、「正」の波長分散とは、波長が長くなるほど光速度が増すことを指し、「負」の波長分散とは、波長が長くなるほど光速度が減少することを指している。
細見和彦、勝山俊夫、「フォトニック結晶結合欠陥導波路の光伝搬特性(2)」、"第63回応用物理学会学術講演会講演予稿集第3分冊"、社団法人応用物理学会、平成14年(2002年)9月24日、p.917 鈴木明、若林信一、「短パルスの分散補償技術」、"オプトロニクス"、株式会社オプトロニクス、平成14年(2002年)、21巻、4号、p.161−165 J−C Diels,W Rudolph、"Ultrashort Laser Pulse Phenomena"、米国、Academic Press、1996年、p.43−99 小川憲介、「超短光パルス測定」、"超高速光エレクトロニクス技術ハンドブック"、サイペック株式会社、平成15年(2003年)1月31日、第2章 2.4
分散変動手段としては、いかなる構成のものを採用してもよいが、例えば、以下に示すようなものが好適である。
まず、導波路は、例えばフォトニック結晶等の光学素子によって形成することができる。
フォトニック結晶は、誘電率の異なる二つの物質を交互に周期的に配列することで形成したものであり、導波路は、一方の物質中に存在する他方の物質を連続して欠落させることで形成できる。本発明では、一方の物質中に存在する他方の物質のサイズと間隔の組み合わせが異なる複数の領域を、この導波路が連続する方向に沿って配置するのが好ましい。また、製造が可能であれば、領域ごとに、一方の物質と他方の物質の一方または双方を異ならせることも可能である。
このように設けられる複数の領域は、互いに前後する領域の境界部における光パルスの反射が最小となる配列で設けるのが好ましい。
エネルギー付与部材で電圧を印加することによって導波路のキャリア密度を変動させ、導波路の屈折率を変化させることもできる。この場合、導波路とはキャリア密度が異なる端子部を備えるのが好ましい。そして、電圧を印加するためのエネルギー付与部材は、この端子部に電気的に接続される。
なお、上記のような複数の領域を備えるのであれば、フォトニック結晶の結晶素子は、一体の結晶であっても、複数の別体の結晶を組み合わせることで構成しても良い。
すなわち、本発明の分散補償システムは、光パルス伝送路を介して伝播する光パルスの分散補償システムであって、前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される前記光パルスを取り出す光パルス取り出し部と、前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される光パルスに対し、波長分散を与える分散補償部と、前記光パルス取り出し部で取り出された前記光パルスに基づき、前記分散補償部で前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御する制御部と、を備え、前記分散補償部は、前記光パルス伝送路から入射した前記光パルスに対して与える波長分散が互いに異なる複数の領域を備えた導波路と、前記導波路の前記領域ごとに、当該導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギー付与部と、を備え、前記導波路は、クラッド層とコア層とが積層されてなり、誘電率の異なる二つの物質を、前記導波路が連続する方向において交互に周期的に配列することで形成され、一方の前記物質中に存在する他方の前記物質のサイズと間隔の組み合わせが異なる複数の領域が、前記導波路が連続する方向に沿って配置され、前記コア層の中央部には、前記導波路が連続する方向に沿ってその全長にわたり、直線状に連続する欠陥導波路が形成され、前記制御部は、前記エネルギー付与部で付与するエネルギーの量を制御することで、前記分散補償部で前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御することを特徴とする。
分散補償部は、光パルス伝送路から入射した光パルスに対して与える波長分散が互いに異なる複数の領域を備えた導波路と、導波路の領域ごとに、導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギー付与部と、を備えた構成とすることができる。そして、制御部は、エネルギー付与部で付与するエネルギーの量を制御することで、分散補償部で光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御するのである。
を取り出す光パルス取り出し部と、光パルス伝送路上に設けられ、光パルス伝送路を介し
て伝播される光パルスに対し、波長分散を与える分散補償部と、光パルス取り出し部で取
り出された光パルスに基づき、分散補償部のキャリア密度を変動させることによって分散
補償部の屈折率を変化させるため、分散補償部に印加する電圧を制御する電圧制御部と、
を備え、前記分散補償部は、前記光パルス伝送路から入射した前記光パルスに対して与え
る波長分散が互いに異なる複数の領域を備えた導波路と、前記導波路の前記領域ごとに、
当該導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギ
ー付与部と、を備え、前記導波路は、クラッド層とコア層とが積層されてなり、誘電率の
異なる二つの物質を、前記導波路が連続する方向において交互に周期的に配列することで
形成され、一方の前記物質中に存在する他方の前記物質のサイズと間隔の組み合わせが異
なる複数の領域が、前記導波路が連続する方向に沿って配置され、前記コア層の中央部に
は、前記導波路が連続する方向に沿ってその全長にわたり、直線状に連続する欠陥導波路
が形成され、前記電圧制御部は、前記エネルギー付与部で付与するエネルギーの量を制御する、光パルス伝送路を介して伝播する光パルスの分散補償システムとして捉えることもできる。
この第1図、第2図に示すように、分散補償素子(分散補償部)10Xは、フォトニック結晶部20と、フォトニック結晶部20の一面側に設けられた電極(分散変動手段、エネルギー付与部材)30とを備えている。
フォトニック結晶部20は、基板21上に、クラッド層(他の層)22と、コア層(周期配列層)23とが積層されたもので、基板21は例えばシリコン(Si)で形成され、クラッド層22はシリコン酸化膜(SiO2)または窒化シリコン膜、コア層23は誘電体であるシリコン結晶(Si)で形成されている。
ここで、基板21には、導電性を持たせるため、不純物が添加されている。
なお、第3図において、孔24はコア層23だけでなく、クラッド層22にまで形成されているが、これは製造上の理由によるものであり、少なくともコア層23にのみ形成されていれば良い。
そして、このコア層23は、上記した孔24の半径rと、間隔aとが異なって設定された、領域(I)、(II)を備えている。
このようなコア層23には、領域(I)、(II)を貫通する方向において直線状に連続するよう、孔24が欠損する(孔24を形成しない)ことで、いわゆる欠陥導波路(導波路、連続欠落部)25が形成されている。
そして、電極30A、30Bには、外部に、電源(図示無し)と、電源での電圧印加量をコントロールするコントローラ(図示無し)とが接続されるようになっており、これにより、分散変動手段が構成される。
前述したように、フォトニック結晶部20の基板21は、導電性を有するために不純物を含有したシリコン(Si)で形成し、クラッド層22はシリコン酸化膜(SiO2)または窒化シリコン、コア層23は誘電体であるシリコン結晶(Si)で形成した。そして、クラッド層22とコア層23の厚みは、各々1000nmおよび220nmとした。このクラッド層22とコア層23の厚みは、欠陥導波路25の横モードが単一となる条件(横電界(transverse electric,TE)偏光に対して23nm以上かつ240nm以下)にある。
空気、コア層23、クラッド層22の屈折率を、各々nair、ncore、ncladと表すると、nair=1.00、ncore=3.50、nclad=1.45とした。
孔24の配列は、正三角形を単位胞とする三角格子とし、領域(I)および(II)で周期を異ならせた。領域(I)ではa=493nmとし、領域(II)ではa=473nmとした。各々の領域とも、r/a=0.4となるように半径rを設定した。また、領域(I)および(II)の境界で隣接する孔24間の間隔d(第1図参照)は、三角格子の周期の大きいほうの値、すなわち473nmより短くする。光が伝搬する欠陥導波路25は、線分P1−P2を中心としてそれに沿って構成された直線状とし、この欠陥導波路25は領域(I)の孔24が一つ分埋められた(欠陥した)ことにより形成される。領域(II)の欠陥導波路25の幅は領域(I)と等しく取られている。領域(I)、(II)それぞれにおける欠陥導波路25の長さは100μm、分散補償素子10Xでの欠陥導波路25のトータル長さは200μmとした。
フォトニック結晶部20の領域(I)および(II)は、各々第4図に示した光波伝搬を特徴付けるバンド特性を有する。欠陥導波路25中では、曲率の符号が異なる分枝1および2の導波モードがフォトニックギャップ中に形成される。
第4図のグラフの縦軸および横軸は、1/aで規格化した光の周波数および波数である。導波モードは横電界(transverse electric,TE)偏光状態にある。欠陥導波路25中では、光は分枝1もしくは分枝2のモードとなって伝搬する。
入射する光パルスの中心周波数が特定の周波数であるときに、欠陥導波路25の領域(I)では上側の分枝2のモードが発生し、領域(II)では下側の分枝1のモードが発生するよう、領域(I)、(II)の孔24の半径rと間隔aを互いに異ならせて設定するのである。
ここで、分散補償素子(分散補償部)10Yは、基本的に第1図に示した分散補償素子10Xと同様であるため、共通する構成については同符号を付してその説明を省略するが、フォトニック結晶部20は、基板21上に、クラッド層22と、コア層23とが積層されたものである。
このフォトニック結晶部20のコア層23に、周期的に形成された孔24の半径rと間隔aとが、領域ごとに異なるように設定されているのである。
第6図に示すように、例えば3次までの項の分散補償を行うのであれば、n=3であり、領域は2(n−1)=2(3−1)=4個が設定される。これら4個の領域(I)、(II)、(III)、(IV)において、2次の項の正負、3次の項の正負、計4通りの波長分散を与えるよう、それぞれ孔24の半径rと間隔aが設定されている。
この第7図に示すように、領域(IV)が2次の項の正、領域(I)が2次の項の負、領域(III)が3次の項の正、領域(II)が3次の項の負の波長分散を与える場合、
領域(IV)では、k=−c2ν2、
領域(I)では、k=c’ 2ν2、
領域(III)では、k=−c’’ 2ν2−c3ν3、
領域(II)では、k=c’’’ 2ν2+c’ 3ν3、
の式で表される曲線となる。ただし、各式は中心周波数付近の周波数−波数特性曲線をνのべき乗で近似して表している。
そして、領域(I)〜(IV)をトータルした、
k=(c’ 2−c2+c’’’ 2−c’’ 2)ν2+(c’ 3−c3)ν3
の式において、2次の項の係数:(c’ 2−c2+c’’’ 2−c’’ 2)が分散補償素子10Yにおける2次の分散補償値を与え、3次の項の係数:(c’ 3−c3)が分散補償素子10Yにおける3次の分散補償値を与える。
分散補償システム50は、光ファイバ伝送路100上に備えられる。
光ファイバ伝送路100は、例えば海底等に長距離にわたって敷設されるもので、送信サーバ等の入射部101側から入射された光パルス列が、光ファイバ伝送路100を介して伝送され、受信サーバ等の出射部102側から出射されるようになっている。
カプラ51は、光ファイバ伝送路100から光パルスを取り出すものである。
モニター装置52は、カプラ51で取り出した光パルスを、波長分散の影響が無視できるなるべく短尺の光ファイバ54を介して受け取り、その光パルスの波形をモニターする。具体的には、光ファイバ伝送路100から取り出した光パルスの時間−スペクトル面上での波形をモニター(測定)し、波形制御の対象となる光パルスの持つ波長分散を次数毎の係数に分解して求め、これを波長分散情報として出力する。なお、このモニター装置52については、例えば、K Ogawa、“Real−time intuitive spectrogram measurement of ultrashort optical pulses using two−photon absorption in a semiconductor”、[online]、平成14年(2002年)年3月11日、Optics Express、Vol.10,No.5,p.262−267、Optical Society of America、[平成15年(2003年1月14日検索]、インターネット<URL:http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=OPEX−10−5−262>に記載された構成を適用できるので、ここでは特に詳細な説明を行わない。
制御装置53では、モニター装置52から出力された波長分散情報を受け取ると、データベース56を参照することで、モニター装置52から受け取った波長分散情報(波長分散の係数)とは絶対値が等しく符号が反転した波長分散を分散補償素子10Xが発生するための、電極30A、30Bでの電圧印加量のデータを得る。そして、得られた電圧印加量のデータを、分散補償素子10Xに向けて出力する。
そして、分散補償素子10Xの電極30A、30Bに電圧を印加するための電源(図示無し)と、電源での電圧印加量をコントロールするコントローラ(図示無し)とが、分散補償素子10Xに接続されている。
前記の、制御装置53から出力された電圧印加量のデータは、光ファイバ57を介し、分散補償素子10Xのコントローラ(図示無し)に転送される。コントローラでは、受け取った電圧印加量のデータに基づき、電極30A、30Bに電源から所定の電圧を印加させることで、領域(I)、(II)それぞれの屈折率を変化させる。
そして、分散補償素子10Xでは、波長分散補償の符号を波長分散の絶対値と独立に可変とすることで、正負の分散補償が行える構成となっているので、光ファイバ伝送路100における波長分散が、正負の間を絶え間なく変化する場合であっても、分散補償を行うことができる。
その結果、分散補償素子10X、10Y、およびそれを用いた分散補償システム50を用いることで、広いスペクトル帯域を利用する超高速大容量光通信に対応する波長分散補償を実現することができ、伝送速度のさらなる高速化を十分に実現することが可能となる。
特に、分散補償素子10X、10Yは、領域毎に孔24の半径rと間隔aを異ならせるのみであるため、特に複雑な構造となることもなく、比較的低コストで上記効果を実現することが可能である。
さて、上記分散補償素子10Xあるいは10Yは、電極30を用いてバイアス電圧をかけることでフォトニック結晶部20の屈折率を変化させる構成としたが、コア層23に不純物であるキャリア(電子あるいは正孔(ホール))を注入し、バイアス電圧をかけることによってフォトニック結晶部20の吸収スペクトル(屈折率の虚部)を変化させることもできる。
この第9図に示すように、分散補償素子10Zは、全体として、基板21上に、クラッド層22、コア層23が積層され、さらにコア層23上にはクラッド層60が積層された構成を有している。基板21は例えばシリコン(Si)、クラッド層22、60はシリコン酸化膜(SiO2)または窒化シリコン膜、コア層23は誘電体であるシリコン結晶(Si)で形成されている。また、基板21は、例えば500μm程度の厚さを有し、クラッド層22および60は、例えば200nm〜1μm、具体例としては300nm、コア層23は250nm程度の厚さを有している。
上下をクラッド層22および60によって挟み込まれたコア層23には、拡張領域R2に、中央部の欠陥導波路25に対しキャリア密度が異なる領域(異密度領域)が、端子部70として形成されている。
端子部70は、コア層23に含まれる不純物(電子または正孔)をドープまたはアンドープすることによって、キャリア密度を欠陥導波路25に対して異ならせたものである。この端子部70に電極80を電気的に接続し、バイアス電圧を印加すると、欠陥導波路25の部分と端子部70の部分のキャリア密度の差により電子または正孔が移動し、これによって欠陥導波路25の部分のキャリア密度が変化し、吸収スペクトルが変化する。例えば、不純物としてp型元素を用いる場合、+(プラス)のバイアス電圧を印加すると、正孔が両側の端子部70から中央部の欠陥導波路25に集まって欠陥導波路25のキャリア密度が上昇し、−(マイナス)のバイアス電圧を印加すると、正孔が欠陥導波路25から両側の端子部70に移動して欠陥導波路25のキャリア密度が低下する。
ドープする不純物として、p型元素のB(ホウ素)を用いる場合、例えば、欠陥導波路25のキャリア密度(不純物元素の数)を1017個/cm3とすると、端子部70のキャリア密度を5×1018〜5×1019個/cm3、例えば1×1019個/cm3とするのが好ましい。
また、基板21に基準電極81が接続される面21aにも、電気抵抗を小さくするため、不純物をドープし、例えば端子部70と同等のキャリア密度とするのが好ましい。
この第10図に示すように、分散補償素子10Z1は、マウント90上に搭載されており、フォトニック結晶領域R1の面積に対し、その両側の拡張領域R2に形成された端子部70の面積が相対的に大きくなるように形成されて、平面視した状態で略H字状を有している。これは、端子部70の面積をなるべく大きくして、その電気抵抗を小さくするためである。
そして、フォトニック結晶領域R1の欠陥導波路25の両端に対向するように先球型の光ファイバFが配置され、これによって欠陥導波路25に光パルスが導かれ、分散補償を受けた後に導出されるようになっている。
この第11図に示すように、分散補償素子10Z2は、フォトニック結晶領域R1に対し、その両側に広がる拡張領域R2に設けられた端子部70および電極80が、台形状(あるいは扇形状)とされたものである。これにより、端子部70および電極80に比較して面積が小さいフォトニック結晶領域R1までの距離をなるべく短くしつつ、端子部70および電極80の面積を大きく確保することができる。これも、端子部70の電気抵抗を小さくするために有効である。
この第12図に示すように、分散補償素子10Z3は、その表面のみが、第10図に示した分散補償素子10Z1と同様に略H字状とされ、フォトニック結晶領域R1に対し、その両側に広がる端子部70および電極80の面積が大きくなるように形成されている。そして、基板21は、上部のみが平面視略H字状とされ、それより下方の部分は平面視略矩形状をなしている。
このような分散補償素子10Z3は、基板21上に、クラッド層22、コア層23、クラッド層60を積層して平面視矩形状のブロックを形成した後、フォトニック結晶領域R1の欠陥導波路25の両端側をエッチング等により除去して段部91を形成することで得られる。このとき、フォトニック結晶領域R1の欠陥導波路25の両端には、突出部92を形成し、この突出部92に、光ファイバFを対向させる。このため、段部91の深さは、光ファイバFの外径に応じて設定するのが好ましい。
このような分散補償素子10Zにおいても、第8図に示した分散補償システム50を構成することができる。
制御装置53から出力された電圧印加量のデータは、光ファイバ57を介し、分散補償素子10Zのコントローラ(図示無し)に転送される。コントローラは、受け取った電圧印加量のデータに基づき電源から所定の電圧を発し、これを電極80を介して端子部70に印加させることで、欠陥導波路25の領域(I)、(II)それぞれの屈折率を変化させる。
例えば、各領域にヒータを設け、ヒータに電流を流してコア層23の温度を上昇させるのである。屈折率の温度依存性により、フォトニック結晶導波路の波長分散を変化させて波長分散補償に利用することができる。
さらに、圧電素子によりストレスをフォトニック結晶部20の両面から印加することでひずみを加え、屈折率を変化させることもできる。
また、コア層23には、直線状の欠陥導波路25を形成する構成としたが、直線状に限るものではなく、折曲あるいは湾曲した形状とすることもできる。さらに、上記実施の形態では、欠陥導波路25は二次元状に形成された構成となっているが、これを三次元状に形成する構成とすることも可能である。
加えて、分散補償システム50では、モニター装置52、制御装置53で光パルスをモニタリングして分散補償を制御する構成としたが、光ファイバ伝送路100における光パルス伝播条件がさほど変動しないような使用環境であれば、カプラ51、モニター装置52、制御装置53を省略し、常に一定の分散補償を行う構成とすることも可能である。
加えて、分散補償システム50は、モニター装置52、制御装置53と、分散補償素子10X、10Yまたは10Zとを一体の装置としても良いし、それぞれを別体のユニットとしても良い。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
また、電圧を印加することによって導波路のキャリア密度を変動させ、導波路の屈折率を変化させることによっても、分散補償を行うことができる。
そして、光ファイバ伝送路から取り出した光パルスをモニタリングし、その波長分散情報に基づき、波長分散を制御することで、光ファイバ伝送路において、温度、気象等による条件変動が生じても、常に最適な分散補償を行うことができる。
その結果、広いスペクトル帯域を利用する超高速大容量光通信に対応する波長分散補償を実現することができ、伝送速度のさらなる高速化を十分に実現することが可能となる。
Claims (11)
- 外部から入射される光パルスの波長分散を補償する分散補償素子であって、
入射端から出射端まで前記光パルスを導く導波路と、
前記導波路において前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を可変とする分散変動手段と、を備え、
前記導波路は、クラッド層とコア層とが積層されてなり、
誘電率の異なる二つの物質を、前記導波路が連続する方向において交互に周期的に配列することで形成され、一方の前記物質中に存在する他方の前記物質のサイズと間隔の組み合わせが異なる複数の領域が、前記導波路が連続する方向に沿って配置され、
前記コア層の中央部には、前記導波路が連続する方向に沿ってその全長にわたり、直線状に連続する欠陥導波路が形成され、
前記分散変動手段として、前記導波路の前記領域ごとに、当該導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギー付与部材を備えることを特徴とする分散補償素子。 - 複数の前記領域は、前記光パルスに対する波長分散の符号が互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の分散補償素子。
- 複数の前記領域は、前記光パルスに対する波長分散の次数が互いに異なることを特徴とする請求項1に記載の分散補償素子。
- 前記分散補償素子は、n次までの波長分散を補償し、
前記領域が2(n−1)個設けられていることを特徴とする請求項3に記載の分散補償素子。 - 複数の前記領域は、互いに前後する前記領域の境界部における、前記光パルスの反射が最小となる配列で設けられていることを特徴とする請求項1に記載の分散補償素子。
- 前記エネルギー付与部材は、電圧を印加することで前記導波路のキャリア密度を変動させて、当該導波路の屈折率を変化させることを特徴とする請求項1に記載の分散補償素子。
- 前記導波路とはキャリア密度が異なる端子部をさらに備え、
電圧を印加するための前記エネルギー付与部材は、前記端子部に電気的に接続されることを特徴とする請求項6に記載の分散補償素子。 - 光パルス伝送路を介して伝播する光パルスの分散補償システムであって、
前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される前記光パルスを取り出す光パルス取り出し部と、
前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される光パルスに対し、波長分散を与える分散補償部と、
前記光パルス取り出し部で取り出された前記光パルスに基づき、前記分散補償部で前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御する制御部と、を備え、
前記分散補償部は、前記光パルス伝送路から入射した前記光パルスに対して与える波長分散が互いに異なる複数の領域を備えた導波路と、
前記導波路の前記領域ごとに、当該導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギー付与部と、を備え、
前記導波路は、クラッド層とコア層とが積層されてなり、誘電率の異なる二つの物質を、前記導波路が連続する方向において交互に周期的に配列することで形成され、一方の前記物質中に存在する他方の前記物質のサイズと間隔の組み合わせが異なる複数の領域が、前記導波路が連続する方向に沿って配置され、前記コア層の中央部には、前記導波路が連続する方向に沿ってその全長にわたり、直線状に連続する欠陥導波路が形成され、
前記制御部は、前記エネルギー付与部で付与するエネルギーの量を制御することで、前記分散補償部で前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御することを特徴とする分散補償システム。 - 前記光パルス取り出し部で取り出された前記光パルスの特性と、前記エネルギー付与部で付与するエネルギーの量とを関連付けたデータを格納するデータ格納部をさらに備え、
前記制御部は、前記光パルス取り出し部で取り出された前記光パルスに基づき、前記データ格納部を参照して得た前記エネルギーの量のデータにより、前記分散補償部で前記光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を制御することを特徴とする請求項8に記載の分散補償システム。 - 光パルス伝送路を介して伝播する光パルスの分散補償システムであって、
前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される前記光パルスを取り出す光パルス取り出し部と、
前記光パルス伝送路上に設けられ、当該光パルス伝送路を介して伝播される光パルスに対し、波長分散を与える分散補償部と、
前記光パルス取り出し部で取り出された前記光パルスに基づき、前記分散補償部のキャリア密度を変動させることによって当該分散補償部の屈折率を変化させるため、当該分散補償部に印加する電圧を制御する電圧制御部と、を備え、
前記分散補償部は、前記光パルス伝送路から入射した前記光パルスに対して与える波長分散が互いに異なる複数の領域を備えた導波路と、
前記導波路の前記領域ごとに、当該導波路の屈折率を変化させるエネルギーを外部から独立して付与するためのエネルギー付与部と、を備え、
前記導波路は、クラッド層とコア層とが積層されてなり、誘電率の異なる二つの物質を、前記導波路が連続する方向において交互に周期的に配列することで形成され、一方の前記物質中に存在する他方の前記物質のサイズと間隔の組み合わせが異なる複数の領域が、前記導波路が連続する方向に沿って配置され、前記コア層の中央部には、前記導波路が連続する方向に沿ってその全長にわたり、直線状に連続する欠陥導波路が形成され、
前記電圧制御部は、前記エネルギー付与部で付与するエネルギーの量を制御することを特徴とする分散補償システム。 - 請求項8ないし10のいずれか1項に記載の分散補償システムを用いた分散補償方法であって、
光パルス伝送路を介して伝播される光パルスを取り出すステップと、
取り出された前記光パルスに基づき、前記光パルス伝送路を介して伝播される光パルスに与える波長分散の絶対値と符号を決定するステップと、
決定された前記波長分散の絶対値と符号に基づき、前記光パルス伝送路を介して伝播される光パルスに与える波長分散を変動させるステップと、
を有することを特徴とする分散補償方法。
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