JP4698746B2 - 波長分散補償器 - Google Patents
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Description
タを通って、波長分散補償部の希土類イオンがドープされた光路の一端に与えられる。この光路の他端には、励起部の励起光源から出力される励起光について、その波長およびスペクトル幅を波長分散補償部の周期的に繰り返される透過帯域に対応させて固定化した励起光が供給されており、希土類イオンの誘導放出作用により信号光が増幅されながら光路内を伝搬し、信号光がグレーティング部の形成部分に到達すると波長に応じて反射されて光路の一端に戻され、光サーキュレータを通って出力ポートより出力される。これにより、波長分散補償部において、信号光の波長分散補償を行うのと同時に、グレーティング部による光損失を往路および復路に亘る光増幅によって効率的に補償することができる。波長分散補償を行うための信号光の伝搬経路と、該信号光を増幅するための光増幅媒体とが波長分散補償部の光路により共通化されているので、効率的な省スペース化が可能である。また、波長分散補償部の透過帯域に対応させて励起光の波長およびスペクトル幅を固定化したことで、波長分散補償部の光路上での励起光エネルギーの減少が回避されるため、該光路にドープされた希土類イオンを効率的に励起することができる。
図2は、第1実施形態による波長分散補償器の構成を示す図である。
図2において、本実施形態の波長分散補償器は、例えば、入力ポートINおよび出力ポートOUTの間の光路上に、光サーキュレータ1を介して接続された波長分散補償部2と、該波長分散補償部2に対して励起光を供給する励起部(PUMP)3と、該励起部3を制御する制御部4とを備えている。
上記のような構成の波長分散補償器では、入力ポートINに入力された信号光が、光サーキュレータ1の第1のポートP1から第2のポートP2を通って、波長分散補償部2の希土類イオンがドープされた光路2の一端に与えられる。なお、入力される信号光は、単一波長の信号光であっても、所定の間隔で波長配置された複数の信号光を含むWDM光であってもよい。入力される信号光の一部は、入力ポートINおよび光サーキュレータ1の間に配置された光分岐器41Aで分岐され、該分岐光のパワーが入力モニタ42Aでモニタされて、そのモニタ結果が制御回路43に伝えられる。制御回路43では、入力モニタ42Aのモニタ結果を基に信号光の入力状態が判断され、異常が発生していなければ、励起部3が駆動状態にされる。励起部3から出力される励起光は、波長分散補償部2の光路21に対して、信号光の入力端とは反対側の端部より供給される。これにより、光路21の内部の希土類イオンが励起状態となる。また、波長分散補償部2の温度調整回路23では、外部等から与えられる波長情報を基に、入力される信号光に対する波長分散補償量が判断され、その波長分散補償量が実現されるようにグレーティング部22の温度調整が行われる。
加えて、波長分散補償部2に光導波路型の構成を適用した場合には、希土類イオンを高濃度でドープすることができるので、所要の利得を実現するのに必要な導波路長が短くなり、より一層の省スペース化が可能になる。
図13は、第2実施形態による波長分散補償器の構成を示す図である。
図13において、本実施形態の波長分散補償器は、前述の図2に示した第1実施形態の構成について、光路21の一端(光サーキュレータとの接続端)付近に、励起光反射部6を追加している。この励起光反射部6は、励起光を反射すると共に、信号光を透過するフィルタ特性を備えている。励起光反射部6の具体的な構成としては、例えば、励起光の波長λpに対応した所要のピッチを有するグレーティングとすることにより、グレーティング部22と同一の工程で励起光反射部6を形成できるようになるので好ましい。ただし、励起光反射部6の構成がグレーティングに限定されることを意味するものではない。
上述した第1,2実施形態では、波長分散補償部に対する信号光の入出力を、3つのポートを有する光サーキュレータを用いて行うようにした。第4実施形態では、光サーキュレータのポート数を増やして光路長を伸長することによって、より高い性能の波長分散補償を実現可能にする応用例について説明する。
図14において、本実施形態の波長分散補償器は、例えば、4つのポートを有する光サーキュレータ1’を用いており、その第1のポートP1には、入力モニタ用の光分岐器42Aを介して入力ポートINが接続されている。また、第2のポートP2には、第1実施形態と同様の波長分散補償部2が接続され、第3のポートP3には、光増幅機能を有していない波長分散補償部7が接続されている。さらに、第4のポートP4には、出力モニタ用の光分岐器42Bを介して出力ポートOUTが接続されている。なお、ここでは4ポートの光サーキュレータを用いた構成例について説明するが、5ポート以上の光サーキュレータについても同様にして応用することが可能である。
図17は、WDM光伝送システムに用いられる光受信装置の一例を示している。
図17に示す光受信装置8は、光プリアンプ81,光分波器82、複数の光受信ユニット83A,83B,83C…およびユニット制御回路84を備える。また、各光受信ユニット83A,83B,83C…は、上述した第1〜第3実施形態のいずれかによる波長分散補償器831および光受信モジュール832を有している。
図18に示す光中継装置9は、2段構成のWDM用光アンプ91,92の段間に、上述した第1〜第3実施形態のいずれかによる波長分散補償器93および利得等化器94を備えている。
(付記1) 入力ポートおよび出力ポートの間に接続された光サーキュレータと、
希土類イオンがドープされた光路、および、該光路の長手方向の少なくとも一部分に沿ってグレーティングを形成したグレーティング部を有し、前記入力ポートからの信号光が前記光サーキュレータを介して前記光路の一端に入力され、該光路を伝搬する信号光を前記グレーティング部により波長に応じて反射して前記光路の一端に戻すことで前記信号光の波長分散補償を行い、該波長分散補償された信号光を前記光サーキュレータを介して前記出力ポートに出力する波長分散補償部と、
希土類イオンを励起可能な励起光を前記光路に供給する励起部と、
を備えたことを特徴とする波長分散補償器。
前記励起部は、励起光源から出力される励起光の波長およびスペクトル幅を、前記波長分散補償部の周期的に繰り返される透過帯域に対応させて固定化する手段を具備することを特徴とする波長分散補償器。
前記励起部は、前記光路の他端から励起光を供給することを特徴とする波長分散補償器。
前記光路の一端付近に、前記光路を伝搬した励起光を反射する励起光反射部を備えたことを特徴とする波長分散補償器。
前記波長分散補償部は、前記グレーティング部のグレーティングピッチを変化させることで波長分散補償量を可変にする補償量可変部を有することを特徴とする波長分散補償器。
前記補償量可変部は、前記グレーティング部の温度を調整してグレーティングピッチを変化させることを特徴とする波長分散補償器。
前記光路は、シングルモードファイバのコア径よりも小さいコア径を有する光ファイバのコア部に希土類イオンをドープしたものであり、
前記グレーティング部は、前記コア部の長手方向の少なくとも一部分に沿って、波長分散補償の対象となり得る信号光の波長に対応したピッチでグレーティングが形成されていることを特徴とする波長分散補償器。
前記光路は、光導波路に希土類イオンをドープしたものであり、
前記グレーティング部は、前記光導波路の長手方向の少なくとも一部分に沿って、波長分散補償の対象となり得る信号光の波長に対応したピッチでグレーティングが形成されていることを特徴とする波長分散補償器。
前記光路は、希土類イオンのドープ濃度が1000ppm以上であることを特徴とする波長分散補償器。
前記波長分散補償部から前記光サーキュレータを介して前記出力ポートに出力される信号光のパワーをモニタし、該パワーが予め設定した一定のレベルとなるように、前記励起部から前記光路に供給される励起光のパワーを制御する制御部を備えたことを特徴とする波長分散補償器。
前記光サーキュレータは、4つ以上のポートを有し、前記入力ポートが接続されるポートの隣のポートに前記波長分散補償部が接続され、該波長分散補償部が接続されるポートと前記出力ポートが接続されるポートとの間に位置する残りのポートには、グレーティングを用いて信号光の波長分散補償を行う別の光路が接続されることを特徴とする波長分散補償器。
前記光サーキュレータの残りのポートに接続される別の光路にも希土類イオンがドープされていることを特徴とする波長分散補償器。
付記1〜12のいずれか1つに記載の波長分散補償器が、分波後の単一波長の信号光が伝搬する各光路上に配置されていることを特徴とする光受信装置。
付記1〜12のいずれか1つに記載の波長分散補償器が、前段および後段の波長多重用光増幅器の段間に設けられていることを特徴とする光中継装置。
2,7…波長分散補償部
21,71…光路
22,221,222,72…グレーティング部
23,231,232,73…温度調整回路
3,3’…励起部
3A,3A’…光合波器
31,33…励起光源
32…波長固定手段
34…ファイバグレーティング
35…分布帰還型レーザー
4…制御部
41A,41B…光分岐器
42A…入力モニタ
42B…出力モニタ
43…制御回路
5…光終端器
6…励起光反射部
8…光受信装置
81…光プリアンプ
82…光分波器
83A,83B,83C…光受信ユニット
831…波長分散補償器
832…光受信モジュール
84…ユニット制御回路
9…光中継装置
91,92…WDM用光アンプ
93…波長分散補償器
94…利得等化器
Claims (8)
- 入力ポートおよび出力ポートの間に接続された光サーキュレータと、
希土類イオンがドープされた光路、および、該光路の長手方向の少なくとも一部分に沿ってグレーティングを形成したグレーティング部を有し、前記入力ポートからの信号光が前記光サーキュレータを介して前記光路の一端に入力され、該光路を伝搬する信号光を前記グレーティング部により波長に応じて反射して前記光路の一端に戻すことで前記信号光の波長分散補償を行い、該波長分散補償された信号光を前記光サーキュレータを介して前記出力ポートに出力する波長分散補償部と、
希土類イオンを励起可能な励起光を出力する励起光源、並びに、該励起光源から出力される励起光の波長およびスペクトル幅を、前記波長分散補償部の周期的に繰り返される透過帯域に対応させて固定化する手段を具備し、該手段により波長およびスペクトル幅が固定化された励起光を前記光路の他端から供給する励起部と、
を備えたことを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1に記載の波長分散補償器であって、
前記光路の一端付近に、前記光路を伝搬した励起光を反射する励起光反射部を備えたことを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1または2に記載の波長分散補償器であって、
前記波長分散補償部は、前記グレーティング部のグレーティングピッチを変化させることで波長分散補償量を可変にする補償量可変部を有することを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項3に記載の波長分散補償器であって、
前記補償量可変部は、前記グレーティング部の温度を調整してグレーティングピッチを変化させることを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の波長分散補償器であって、
前記光路は、シングルモードファイバのコア径よりも小さいコア径を有する光ファイバ
のコア部に希土類イオンをドープしたものであり、
前記グレーティング部は、前記コア部の長手方向の少なくとも一部分に沿って、波長分散補償の対象となり得る信号光の波長に対応したピッチでグレーティングが形成されていることを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1〜4のいずれか1つに記載の波長分散補償器であって、
前記光路は、光導波路に希土類イオンをドープしたものであり、
前記グレーティング部は、前記光導波路の長手方向の少なくとも一部分に沿って、波長分散補償の対象となり得る信号光の波長に対応したピッチでグレーティングが形成されていることを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1〜6のいずれか1つに記載の波長分散補償器であって、
前記波長分散補償部から前記光サーキュレータを介して前記出力ポートに出力される信号光のパワーをモニタし、該パワーが予め設定した一定のレベルとなるように、前記励起部から前記光路に供給される励起光のパワーを制御する制御部を備えたことを特徴とする波長分散補償器。 - 請求項1〜7のいずれか1つに記載の波長分散補償器であって、
前記光サーキュレータは、4つ以上のポートを有し、前記入力ポートが接続されるポートの隣のポートに前記波長分散補償部が接続され、該波長分散補償部が接続されるポートと前記出力ポートが接続されるポートとの間に位置する残りのポートには、グレーティングを用いて信号光の波長分散補償を行う別の光路が接続されることを特徴とする波長分散補償器。
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