JPH05323140A - 光等化器 - Google Patents
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- JPH05323140A JPH05323140A JP12437092A JP12437092A JPH05323140A JP H05323140 A JPH05323140 A JP H05323140A JP 12437092 A JP12437092 A JP 12437092A JP 12437092 A JP12437092 A JP 12437092A JP H05323140 A JPH05323140 A JP H05323140A
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- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
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- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12107—Grating
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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- G02B6/29392—Controlling dispersion
- G02B6/29394—Compensating wavelength dispersion
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 分散を有する光ファイバを伝搬して歪みを受
けた信号を光信号のままで波形整形することを可能と
し、大容量・長距離光通信に適した光等化器を得る。 【構成】 二本の光導波路がその一部分で、互いに光結
合を起こす程度に近接している方向性結合器において、
出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に周期が
一定で、かつ光の伝搬定数が変化している第１型チャー
プ回折格子が設けられている。また、出力側の二本の導
波路の結合部から等しい位置に光の伝搬定数が一定で、
かつ周期が変化している第２型チャープ回折格子が設け
られている。また、第１型光導波路、あるいは第２型光
導波路をそれぞれ一対とし、これが二対以上設けられ、
チャープ回折格子が設けられていない光導波路同士が順
次接続されていることを特徴とする。
けた信号を光信号のままで波形整形することを可能と
し、大容量・長距離光通信に適した光等化器を得る。 【構成】 二本の光導波路がその一部分で、互いに光結
合を起こす程度に近接している方向性結合器において、
出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に周期が
一定で、かつ光の伝搬定数が変化している第１型チャー
プ回折格子が設けられている。また、出力側の二本の導
波路の結合部から等しい位置に光の伝搬定数が一定で、
かつ周期が変化している第２型チャープ回折格子が設け
られている。また、第１型光導波路、あるいは第２型光
導波路をそれぞれ一対とし、これが二対以上設けられ、
チャープ回折格子が設けられていない光導波路同士が順
次接続されていることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、分散を有する光ファイ
バを伝搬して歪みを受けた信号を波形整形する光等化器
に関するものである。
バを伝搬して歪みを受けた信号を波形整形する光等化器
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】波長λ＝１.３μｍに零分散を有する光
ファイバ（日本縦貫光通信回線等、既設のほとんどの光
ファイバ）を、最低損失帯であるλ＝１.５５μｍで使
用する際には、光ファイバの分散のために信号周波数
（変調周波数）ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間τが
小さくなる（伝搬速度が速くなる）。そのために、信号
光パルスの歪が大きくなり伝送容量、あるいは伝送（中
継）距離が制限される。分散を有する光ファイバを伝搬
して歪みを受けた信号を波形整形する光等化器として
は、従来、図１５に示すようなマイクロ波ストリップラ
インが知られている。図１５において、４１，４２は金
属導体、４３は誘電体である。
ファイバ（日本縦貫光通信回線等、既設のほとんどの光
ファイバ）を、最低損失帯であるλ＝１.５５μｍで使
用する際には、光ファイバの分散のために信号周波数
（変調周波数）ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間τが
小さくなる（伝搬速度が速くなる）。そのために、信号
光パルスの歪が大きくなり伝送容量、あるいは伝送（中
継）距離が制限される。分散を有する光ファイバを伝搬
して歪みを受けた信号を波形整形する光等化器として
は、従来、図１５に示すようなマイクロ波ストリップラ
インが知られている。図１５において、４１，４２は金
属導体、４３は誘電体である。
【０００３】マイクロ波ストリップラインの伝搬遅延特
性は、図１６に示すように、信号周波数ｆが高くなるに
つれて伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅くな
る）。ただし、図１６において、ｌMSはストリップライ
ンの長さである。図１６の遅延特性は、前記の光ファイ
バの遅延特性とは逆であるから、光信号を光電変換器
（光検出器）によって電気信号に変換した後に、ストリ
ップラインを通すことによって光ファイバの分散を相殺
することができる。
性は、図１６に示すように、信号周波数ｆが高くなるに
つれて伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅くな
る）。ただし、図１６において、ｌMSはストリップライ
ンの長さである。図１６の遅延特性は、前記の光ファイ
バの遅延特性とは逆であるから、光信号を光電変換器
（光検出器）によって電気信号に変換した後に、ストリ
ップラインを通すことによって光ファイバの分散を相殺
することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の構造の光等化器では、光信号を一旦電気信号に
変換して波形整形するために、全光中継を行うことがで
きないという問題があった。また、信号周波数ｆが高く
なると、ストリップラインの導体損失が増加するという
問題があった。
た従来の構造の光等化器では、光信号を一旦電気信号に
変換して波形整形するために、全光中継を行うことがで
きないという問題があった。また、信号周波数ｆが高く
なると、ストリップラインの導体損失が増加するという
問題があった。
【０００５】本発明は、前記問題点を解決するためにな
されたものであり、本発明の目的は、分散を有する光フ
ァイバを伝搬して歪みを受けた信号を光信号のままで波
形整形することを可能とし、大容量・長距離光通信に適
した光等化器を提供することにある。
されたものであり、本発明の目的は、分散を有する光フ
ァイバを伝搬して歪みを受けた信号を光信号のままで波
形整形することを可能とし、大容量・長距離光通信に適
した光等化器を提供することにある。
【０００６】本発明の前記ならびにその他の目的及び新
規な特徴は、本明細書及び添付図面により明らかにす
る。
規な特徴は、本明細書及び添付図面により明らかにす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の（１）の手段は、二本の光導波路がその一
部分で、互いに光結合を起こす程度に近接している方向
性結合器において、出力側の二本の導波路の結合部から
等しい位置に周期が一定で、かつ光の伝搬定数が変化し
ている第１型チャープ回折格子が設けられていることを
特徴とする。
に、本発明の（１）の手段は、二本の光導波路がその一
部分で、互いに光結合を起こす程度に近接している方向
性結合器において、出力側の二本の導波路の結合部から
等しい位置に周期が一定で、かつ光の伝搬定数が変化し
ている第１型チャープ回折格子が設けられていることを
特徴とする。
【０００８】本発明の（２）の手段は、二本の光導波路
がその一部分で、互いに光結合を起こす程度に近接して
いる方向性結合器において、出力側の二本の導波路の結
合部から等しい位置に光の伝搬定数が一定で、かつ周期
が変化している第２型チャープ回折格子が設けられてい
ることを特徴とする。
がその一部分で、互いに光結合を起こす程度に近接して
いる方向性結合器において、出力側の二本の導波路の結
合部から等しい位置に光の伝搬定数が一定で、かつ周期
が変化している第２型チャープ回折格子が設けられてい
ることを特徴とする。
【０００９】本発明の（３）の手段は、前記（１）の手
段の方向性結合器とチャープ回折格子を有する第１型光
導波路、あるいは前記（２）の手段の方向性結合器とチ
ャープ回折格子を有する第２型光導波路をそれぞれ一対
とし、これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設
けられていない光導波路同士が順次接続されていること
を特徴とする。
段の方向性結合器とチャープ回折格子を有する第１型光
導波路、あるいは前記（２）の手段の方向性結合器とチ
ャープ回折格子を有する第２型光導波路をそれぞれ一対
とし、これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設
けられていない光導波路同士が順次接続されていること
を特徴とする。
【００１０】
【作用】前述の手段によれば、周期Λが一定で、かつ光
の伝搬定数βが変化している第１型チャープ回折格子、
あるいは光の伝搬定数βが一定で、かつ周期Λが変化し
ている第２型チャープ回折格子においては、周波数の異
なる光はチャープ回折格子の異なる位置で反射される。
したがって、キャリア光の波長やチャープ回折格子の構
造パラメータを適当に選ぶことによって任意の伝搬遅延
特性を実現することができる。これによって、光信号を
電気信号に変換することなく光ファイバの分散を相殺す
ることができる。
の伝搬定数βが変化している第１型チャープ回折格子、
あるいは光の伝搬定数βが一定で、かつ周期Λが変化し
ている第２型チャープ回折格子においては、周波数の異
なる光はチャープ回折格子の異なる位置で反射される。
したがって、キャリア光の波長やチャープ回折格子の構
造パラメータを適当に選ぶことによって任意の伝搬遅延
特性を実現することができる。これによって、光信号を
電気信号に変換することなく光ファイバの分散を相殺す
ることができる。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１２】〔実施例１〕図１は、本発明の実施例１の
光等化器の要部の概略構成を説明するための図である。
本実施例１の光等化器は、方向性結合器の出力側の二本
の導波路の結合部から等しい位置に周期Λが一定で、か
つ光の伝搬定数βが緩やかに変化している第１型チャー
プ回折格子が設けられているものである。同図１に示す
ように、本実施例１の光等化器は、入力側光導波路１，
２、出力側光導波路３，４、結合率５０％の３ｄＢ方向
性結合器５、及び第１型チャープ回折格子６，７とから
構成されている。
光等化器の要部の概略構成を説明するための図である。
本実施例１の光等化器は、方向性結合器の出力側の二本
の導波路の結合部から等しい位置に周期Λが一定で、か
つ光の伝搬定数βが緩やかに変化している第１型チャー
プ回折格子が設けられているものである。同図１に示す
ように、本実施例１の光等化器は、入力側光導波路１，
２、出力側光導波路３，４、結合率５０％の３ｄＢ方向
性結合器５、及び第１型チャープ回折格子６，７とから
構成されている。
【００１３】第１型チャープ回折格子６，７は、図２に
示すように、屈折率ｎ1の光導波路のコア幅をｚ＝０〜
Ｌの区間だけテーパ状に変化させ、一定の周期Λの回折
格子をコア上にエッチングで作製し、これを屈折率ｎ0
のクラッドで覆って構成されている。
示すように、屈折率ｎ1の光導波路のコア幅をｚ＝０〜
Ｌの区間だけテーパ状に変化させ、一定の周期Λの回折
格子をコア上にエッチングで作製し、これを屈折率ｎ0
のクラッドで覆って構成されている。
【００１４】図３は、コア厚２ｔ＝７μｍ、比屈折率差
Δ＝０.７５％の光導波路において、コア幅をｚ＝０〜
Ｌ（＝１ｃｍ）の区間にわたって２ａ＝７〜６.５μｍ
に変化させたときの、等価屈折率ｎeff（ｚ）＝β
（ｚ）／ｋ（ｋは波数，ｋ＝２π／λ）、及び等価屈折
率の変化分Δｎ＝ｎeff（ｚ）−ｎeff（０）を波長λ＝
１.５５μｍ帯の光に対して求めたものである。図３よ
り、コア幅をテーパ状に変化させることによって伝搬定
数βを緩やかに変化させられることがわかる。
Δ＝０.７５％の光導波路において、コア幅をｚ＝０〜
Ｌ（＝１ｃｍ）の区間にわたって２ａ＝７〜６.５μｍ
に変化させたときの、等価屈折率ｎeff（ｚ）＝β
（ｚ）／ｋ（ｋは波数，ｋ＝２π／λ）、及び等価屈折
率の変化分Δｎ＝ｎeff（ｚ）−ｎeff（０）を波長λ＝
１.５５μｍ帯の光に対して求めたものである。図３よ
り、コア幅をテーパ状に変化させることによって伝搬定
数βを緩やかに変化させられることがわかる。
【００１５】いま、図１に示す第１型チャープ回折格子
６，７の振幅反射率をｒとする。このとき、入力側光導
波路１から入射した光（電界振幅をＡ0とする）は、３
ｄＢ方向性結合器５によって１／２ずつ出力側光導波路
３，４に導かれる。出力側光導波路３，４に導かれた光
は、それぞれ第１型チャープ回折格子６，７で反射を受
け３ｄＢ方向性結合器５の側へ反射される。このとき３
ｄＢ方向性結合器５を介した４つの光導波路１，２，
３，４の間の光伝搬の様子は、図４（ａ）及び図４
（ｂ）のように表される。
６，７の振幅反射率をｒとする。このとき、入力側光導
波路１から入射した光（電界振幅をＡ0とする）は、３
ｄＢ方向性結合器５によって１／２ずつ出力側光導波路
３，４に導かれる。出力側光導波路３，４に導かれた光
は、それぞれ第１型チャープ回折格子６，７で反射を受
け３ｄＢ方向性結合器５の側へ反射される。このとき３
ｄＢ方向性結合器５を介した４つの光導波路１，２，
３，４の間の光伝搬の様子は、図４（ａ）及び図４
（ｂ）のように表される。
【００１６】まず、左から右への光伝搬の様子を示す図
４（ａ）においては、
４（ａ）においては、
【００１７】
【数１】
【００１８】
【数２】
【００１９】である。次に、Ａ1及びＢ1はそれぞれ第１
型チャープ回折格子６，７によって反射率ｒで反射さ
れ、図４（ｂ）に示すように、３ｄＢ方向性結合器５を
再び通って入力側光導波路１，２に向かって進行する。
入射側光導波路に戻る光の電界振幅Ａ2、Ｂ2は次のよう
に表される。
型チャープ回折格子６，７によって反射率ｒで反射さ
れ、図４（ｂ）に示すように、３ｄＢ方向性結合器５を
再び通って入力側光導波路１，２に向かって進行する。
入射側光導波路に戻る光の電界振幅Ａ2、Ｂ2は次のよう
に表される。
【００２０】
【数３】
【００２１】
【数４】
【００２２】上式より、入力側光導波路１から入射され
第１型チャープ回折格子６，７によって反射された光
は、すべて入力側光導波路２に導かれ、そのときの電界
振幅伝達率Ｈは、
第１型チャープ回折格子６，７によって反射された光
は、すべて入力側光導波路２に導かれ、そのときの電界
振幅伝達率Ｈは、
【００２３】
【数５】
【００２４】で与えられることが分かる。
【００２５】第１型チャープ回折格子６，７の反射率ｒ
は、回折格子の周期をΛ、結合係数をκG、テーパ光導
波路の長さをＬ、等価屈折率の変化分をΔｎ、ブラッグ
中心波長をλ0とすると以下のように求められる。
は、回折格子の周期をΛ、結合係数をκG、テーパ光導
波路の長さをＬ、等価屈折率の変化分をΔｎ、ブラッグ
中心波長をλ0とすると以下のように求められる。
【００２６】まず、第１型チャープ回折格子６，７にお
いて＋ｚ方向に進む進行波をＡ（ｚ）、−ｚ方向に進む
反射波をＢ（ｚ）とすると、これらの電界成分の間には
次のような連立微分方程式が成り立つ。
いて＋ｚ方向に進む進行波をＡ（ｚ）、−ｚ方向に進む
反射波をＢ（ｚ）とすると、これらの電界成分の間には
次のような連立微分方程式が成り立つ。
【００２７】
【数６】
【００２８】
【数７】
【００２９】回折格子の結合係数κ12は、
【００３０】
【数８】
【００３１】と表される。ここで、κG、Λ、θは一般
にはｚの関数である。κG、Λが一定でθが、
にはｚの関数である。κG、Λが一定でθが、
【００３２】
【数９】
【００３３】で与えられるときには、図２に示すような
第１型チャープ回折格子を表し、κG、β（すなわちｎ
eff）が一定でθが、
第１型チャープ回折格子を表し、κG、β（すなわちｎ
eff）が一定でθが、
【００３４】
【数１０】
【００３５】で与えられるときには、後述する図８に示
す第２型チャープ回折格子を表す。式（８）を（６）、
（７）に代入すると次式が得られる。
す第２型チャープ回折格子を表す。式（８）を（６）、
（７）に代入すると次式が得られる。
【００３６】
【数１１】
【００３７】
【数１２】
【００３８】ただし、ψは、
【００３９】
【数１３】
【００４０】である。いま、ローカル（local）な反射
率ρ（ｚ）を、
率ρ（ｚ）を、
【００４１】
【数１４】
【００４２】とおくと、式（１１）、（１２）よりｄρ
／ｄｚは、
／ｄｚは、
【００４３】
【数１５】
【００４４】で与えられる。ここで、σは、
【００４５】
【数１６】
【００４６】である。ｚ≧Ｌにおいて回折格子は存在し
ないので反射波は無い。したがって、境界条件はＢ
（Ｌ）＝０、すなわち、
ないので反射波は無い。したがって、境界条件はＢ
（Ｌ）＝０、すなわち、
【００４７】
【数１７】 ρ（Ｌ）＝０ （１７） である。式（１７）の境界条件の元における微分方程式
（１５）の解は、Runge-Kutta法等を用いて求めること
ができる。回折格子の振幅反射率は、式（１４）より、
（１５）の解は、Runge-Kutta法等を用いて求めること
ができる。回折格子の振幅反射率は、式（１４）より、
【００４８】
【数１８】
【００４９】と表される。したがって、図１において入
力側光導波路１から入射され、第１型チャープ回折格子
６，７によって反射され、入力側光導波路２に導かれる
光の電界振幅伝達率Ｈは、
力側光導波路１から入射され、第１型チャープ回折格子
６，７によって反射され、入力側光導波路２に導かれる
光の電界振幅伝達率Ｈは、
【００５０】
【数１９】 Ｈ ＝ −ｊｒ ＝ −ｊρ（０） （１９） で与えられる。
【００５１】光の伝搬遅延特性は、電界振幅伝達率Ｈの
位相角をarg（Ｈ）、光の角周波数をωとすると、
位相角をarg（Ｈ）、光の角周波数をωとすると、
【００５２】
【数２０】
【００５３】で与えられる。ただし、Ｉm［ ］は虚数部
を表す。
を表す。
【００５４】図５は、Λ＝０.５３４μｍ、Ｌ＝１（ｃ
ｍ）、κGＬ＝８、ｎeff（Ｌ／２）＝１.４５１９、Δ
ｎ＝０.０００２、ブラッグ中心波長λ0＝１.５５（μ
ｍ）のときの図１の光等化器の相対遅延時間τ（式（２
０）から一定遅延時間を差し引いた相対的な遅延時
間）、及び光強度反射率｜Ｈ｜2をブラッグ中心周波数
ｆ0（＝ｃ／λ0：ｃは光速）からの相対周波数に対して
示したものである。いま、キャリアの波長（レーザ光源
の無変調時の波長）を図５の矢印の様にｆ0から約１３
ＧＨｚ離れた値（λL＝１.５４９９μｍ）に設定する
と、図１の光等化器の相対遅延時間τ、及び光強度反射
率｜Ｈ｜2は図６のようになる。
ｍ）、κGＬ＝８、ｎeff（Ｌ／２）＝１.４５１９、Δ
ｎ＝０.０００２、ブラッグ中心波長λ0＝１.５５（μ
ｍ）のときの図１の光等化器の相対遅延時間τ（式（２
０）から一定遅延時間を差し引いた相対的な遅延時
間）、及び光強度反射率｜Ｈ｜2をブラッグ中心周波数
ｆ0（＝ｃ／λ0：ｃは光速）からの相対周波数に対して
示したものである。いま、キャリアの波長（レーザ光源
の無変調時の波長）を図５の矢印の様にｆ0から約１３
ＧＨｚ離れた値（λL＝１.５４９９μｍ）に設定する
と、図１の光等化器の相対遅延時間τ、及び光強度反射
率｜Ｈ｜2は図６のようになる。
【００５５】図６から分かるように、本実施例１の光等
化器の伝搬遅延特性は信号周波数ｆが高くなるにつれて
伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅くなる）特
性を有している。これは、光ファイバの遅延特性とは逆
であり、第１型チャープ回折格子及びキャリアの波長を
適当に選ぶことによって光ファイバの分散を相殺するこ
とができることが分かる。
化器の伝搬遅延特性は信号周波数ｆが高くなるにつれて
伝搬遅延時間τが大きくなる（伝搬速度が遅くなる）特
性を有している。これは、光ファイバの遅延特性とは逆
であり、第１型チャープ回折格子及びキャリアの波長を
適当に選ぶことによって光ファイバの分散を相殺するこ
とができることが分かる。
【００５６】〔実施例２〕図７は、本発明の実施例２の
光等化器の要部の概略構成を説明するための図である。
光等化器の要部の概略構成を説明するための図である。
【００５７】本実施例２の光等化器は、方向性結合器の
出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に光の伝
搬定数βが一定で、かつ周期Λが緩やかに変化している
第２型チャープ回折格子が設けられているものである。
同図７に示すように、本実施例２の光等化器は、入力側
光導波路８，９、出力側光導波路１０，１１、結合率５
０％の３ｄＢ方向性結合器１２、及び第２型チャープ回
折格子１３，１４とから構成されている。
出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に光の伝
搬定数βが一定で、かつ周期Λが緩やかに変化している
第２型チャープ回折格子が設けられているものである。
同図７に示すように、本実施例２の光等化器は、入力側
光導波路８，９、出力側光導波路１０，１１、結合率５
０％の３ｄＢ方向性結合器１２、及び第２型チャープ回
折格子１３，１４とから構成されている。
【００５８】第２型チャープ回折格子１３，１４は、図
８に示すように、屈折率ｎ1の光導波路のコア上にｚ＝
０〜Ｌの区間だけ、周期が緩やかに変化する回折格子を
エッチングで作製し、これを屈折率ｎ0のクラッドで覆
って構成されている。前述のように、第２型チャープ回
折格子は、式（１０）で記述され、これを式（１１）〜
（１９）に代入すれば、図７の光等化器の伝搬遅延特性
は、式（２０）で与えられる。
８に示すように、屈折率ｎ1の光導波路のコア上にｚ＝
０〜Ｌの区間だけ、周期が緩やかに変化する回折格子を
エッチングで作製し、これを屈折率ｎ0のクラッドで覆
って構成されている。前述のように、第２型チャープ回
折格子は、式（１０）で記述され、これを式（１１）〜
（１９）に代入すれば、図７の光等化器の伝搬遅延特性
は、式（２０）で与えられる。
【００５９】図９は、Λ（Ｌ／２）＝０.５３４μｍ、
Ｌ＝１（ｃｍ）、κGＬ＝８、ｎeff＝１.４５１９、Δ
Λ＝０.０７４（ｎｍ）、ブラッグ中心波長λ0＝１.５
５（μｍ）のときの図７の光等化器の相対遅延時間τ、
及び光強度反射率｜Ｈ｜2をブラッグ中心周波数ｆ0（＝
ｃ／λ0：ｃは光速）からの相対周波数に対して示した
ものである。いま、キャリアの波長を図９の矢印の様に
ｆ0から約１３ＧＨｚ離れた値（λL＝１.５４９９μ
ｍ）に設定すると、図７の光等化器の相対遅延時間τ、
及び光強度反射率｜Ｈ｜2は図１０のようになる。図１
０から分かるように、本実施例２の光等化器の伝搬遅延
特性は、信号周波数ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間
τが大きくなる（伝搬速度が遅くなる）特性を有してい
る。これは、光ファイバの遅延特性とは逆であり、第２
型チャープ回折格子及びキャリアの波長を適当に選ぶこ
とによって光ファイバの分散を相殺することができるこ
とが分かる。
Ｌ＝１（ｃｍ）、κGＬ＝８、ｎeff＝１.４５１９、Δ
Λ＝０.０７４（ｎｍ）、ブラッグ中心波長λ0＝１.５
５（μｍ）のときの図７の光等化器の相対遅延時間τ、
及び光強度反射率｜Ｈ｜2をブラッグ中心周波数ｆ0（＝
ｃ／λ0：ｃは光速）からの相対周波数に対して示した
ものである。いま、キャリアの波長を図９の矢印の様に
ｆ0から約１３ＧＨｚ離れた値（λL＝１.５４９９μ
ｍ）に設定すると、図７の光等化器の相対遅延時間τ、
及び光強度反射率｜Ｈ｜2は図１０のようになる。図１
０から分かるように、本実施例２の光等化器の伝搬遅延
特性は、信号周波数ｆが高くなるにつれて伝搬遅延時間
τが大きくなる（伝搬速度が遅くなる）特性を有してい
る。これは、光ファイバの遅延特性とは逆であり、第２
型チャープ回折格子及びキャリアの波長を適当に選ぶこ
とによって光ファイバの分散を相殺することができるこ
とが分かる。
【００６０】〔実施例３〕図１１は、本発明の実施例３
の光等化器の要部の概略構成を説明するための図であ
る。
の光等化器の要部の概略構成を説明するための図であ
る。
【００６１】本実施例３の光等化器は、方向性結合器と
第１型チャープ回折格子を有する光導波路を一対とし、
これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設けられ
ていない光導波路同士が順次接続された光等化器を示し
たものである。同図１１に示すように、本実施例３の光
等化器は、光導波路１５，１６，１７，２１，２２，２
３，２７、結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器１８，２
４、及び第１型チャープ回折格子１９，２０，２５，２
６とから構成されている。光導波路１５から入射され、
第１型チャープ回折格子１９，２０によって反射された
光は、すべて光導波路２１に導かれ、さらに第１型チャ
ープ回折格子２５，２６によって反射されて光導波路２
７に導かれる。このときの電界振幅伝達率ＨNは、対数
をＮ（図１１ではＮ＝２）とすると、式（１９）より、
第１型チャープ回折格子を有する光導波路を一対とし、
これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設けられ
ていない光導波路同士が順次接続された光等化器を示し
たものである。同図１１に示すように、本実施例３の光
等化器は、光導波路１５，１６，１７，２１，２２，２
３，２７、結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器１８，２
４、及び第１型チャープ回折格子１９，２０，２５，２
６とから構成されている。光導波路１５から入射され、
第１型チャープ回折格子１９，２０によって反射された
光は、すべて光導波路２１に導かれ、さらに第１型チャ
ープ回折格子２５，２６によって反射されて光導波路２
７に導かれる。このときの電界振幅伝達率ＨNは、対数
をＮ（図１１ではＮ＝２）とすると、式（１９）より、
【００６２】
【数２１】
【００６３】で与えられることが分かる。したがって、
光の伝搬遅延特性は、
光の伝搬遅延特性は、
【００６４】
【数２２】
【００６５】となり、本発明の実施例１又は２の光等化
器の遅延時間（式（２０））のＮ倍にできることが分か
る。
器の遅延時間（式（２０））のＮ倍にできることが分か
る。
【００６６】〔実施例４〕図１２は、本発明の実施例４
の光等化器の要部の概略構成を説明するための図であ
る。
の光等化器の要部の概略構成を説明するための図であ
る。
【００６７】本実施例４の光等化器は、方向性結合器と
第２型チャープ回折格子を有する光導波路を一対とし、
これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設けられ
ていない光導波路同士が順次接続されたものである。同
図１２に示すように、本実施例４の光等化器は、光導波
路２８，２９，３０，３４，３５，３６，４０、結合率
５０％の３ｄＢ方向性結合器３１，３７、及び第２型チ
ャープ回折格子３２，３３，３８，３９とから構成され
ている。光導波路２８から入射され、第２型チャープ回
折格子３２，３３によって反射された光は、すべて光導
波路３４に導かれ、さらに第２型チャープ回折格子３
８，３９によって反射されて光導波路４０に導かれる。
このときの電界振幅伝達率は、本発明の実施例３で述べ
たように対数をＮ（図１２ではＮ＝２）とすると、式
（２２）のようになり、本発明の実施例１又は２の光等
化器の遅延時間（式（２０））のＮ倍にできることが分
かる。
第２型チャープ回折格子を有する光導波路を一対とし、
これが二対以上設けられ、チャープ回折格子が設けられ
ていない光導波路同士が順次接続されたものである。同
図１２に示すように、本実施例４の光等化器は、光導波
路２８，２９，３０，３４，３５，３６，４０、結合率
５０％の３ｄＢ方向性結合器３１，３７、及び第２型チ
ャープ回折格子３２，３３，３８，３９とから構成され
ている。光導波路２８から入射され、第２型チャープ回
折格子３２，３３によって反射された光は、すべて光導
波路３４に導かれ、さらに第２型チャープ回折格子３
８，３９によって反射されて光導波路４０に導かれる。
このときの電界振幅伝達率は、本発明の実施例３で述べ
たように対数をＮ（図１２ではＮ＝２）とすると、式
（２２）のようになり、本発明の実施例１又は２の光等
化器の遅延時間（式（２０））のＮ倍にできることが分
かる。
【００６８】前記本実施例１乃至４の光等化器の作製
は、石英系光導波路を用いて行った。まず、Ｓｉ基板上
に火炎堆積法によってＳｉＯ2下部クラッド層を堆積
し、次に、ＧeＯ2をドーパントとして添加したＳｉＯ2
ガラスのコア層を堆積した後に、電気炉で透明ガラス化
した。次に、前記設計に基づくマスクパターンを用いて
コア層をエッチングしてコア部分、及び第１型あるいは
第２型チャープの回折格子を作製した。
は、石英系光導波路を用いて行った。まず、Ｓｉ基板上
に火炎堆積法によってＳｉＯ2下部クラッド層を堆積
し、次に、ＧeＯ2をドーパントとして添加したＳｉＯ2
ガラスのコア層を堆積した後に、電気炉で透明ガラス化
した。次に、前記設計に基づくマスクパターンを用いて
コア層をエッチングしてコア部分、及び第１型あるいは
第２型チャープの回折格子を作製した。
【００６９】図１３は、長さ１２０ｋｍの（波長λ＝
１.３μｍに零分散を有する）光ファイバの伝搬遅延特
性（図中ファイバと記してある曲線）を本発明の実施例
１の光等化器の伝搬遅延特性（図中光等化器と記してあ
る曲線）によって相殺したもの（図中ファイバ＋光等化
器と記してある曲線）である。本発明の実施例２の光等
化器で長さ１２０ｋｍの（波長λ＝１.３μｍに零分散
を有する）光ファイバの伝搬遅延特性を相殺した場合に
も、図１３と同様の結果が得られた。
１.３μｍに零分散を有する）光ファイバの伝搬遅延特
性（図中ファイバと記してある曲線）を本発明の実施例
１の光等化器の伝搬遅延特性（図中光等化器と記してあ
る曲線）によって相殺したもの（図中ファイバ＋光等化
器と記してある曲線）である。本発明の実施例２の光等
化器で長さ１２０ｋｍの（波長λ＝１.３μｍに零分散
を有する）光ファイバの伝搬遅延特性を相殺した場合に
も、図１３と同様の結果が得られた。
【００７０】また、図１４は、長さ２４０ｋｍの光ファ
イバの伝搬遅延特性（図中ファイバと記してある曲線）
をＮ＝２とした本発明の実施例３又は４の光等化器の伝
搬遅延特性（図中光等化器と記してある曲線）によって
相殺したもの（図中ファイバ＋光等化器と記してある曲
線）である。
イバの伝搬遅延特性（図中ファイバと記してある曲線）
をＮ＝２とした本発明の実施例３又は４の光等化器の伝
搬遅延特性（図中光等化器と記してある曲線）によって
相殺したもの（図中ファイバ＋光等化器と記してある曲
線）である。
【００７１】なお、実施例１，２，３，４では、同じタ
イプ（型）のチャープ回折格子同志を組み合わせたが、
異なるタイプのチャープ回折格子同志を組み合わせても
同様な効果が得られることは言うまでもない。
イプ（型）のチャープ回折格子同志を組み合わせたが、
異なるタイプのチャープ回折格子同志を組み合わせても
同様な効果が得られることは言うまでもない。
【００７２】以上、本発明を実施例に基づき具体的に説
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更し得
ることはいうまでもない。
【００７３】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、チャープ回折格子及びキャリアの波長を適当に選ぶ
ことによって任意の伝搬遅延特性を実現することができ
る。したがって、光信号を電気信号に変換することな
く、光ファイバは分散を相殺することができ、大容量・
長距離光通信において大きな利点を有する。
ば、チャープ回折格子及びキャリアの波長を適当に選ぶ
ことによって任意の伝搬遅延特性を実現することができ
る。したがって、光信号を電気信号に変換することな
く、光ファイバは分散を相殺することができ、大容量・
長距離光通信において大きな利点を有する。
【図１】 本発明の実施例１の光等化器の要部の概略構
成を説明するための図、
成を説明するための図、
【図２】 本実施例１の第１型チャープ回折格子の部分
拡大図、
拡大図、
【図３】 本実施例１のコア厚２ｔ＝７μｍ、比屈折率
差Δ＝０.７５％の光導波路において、コア幅をｚ＝０
〜Ｌ（＝１ｃｍ）の区間にわたって２ａ＝７〜６.５μ
ｍに変化させたときの、等価屈折率ｎeff（ｚ）＝β
（ｚ）／ｋ、及び等価屈折率の変化分Δｎ＝ｎ
eff（ｚ）−ｎeff（０）を波長λ＝１.５５μｍ帯の光
に対して示した図、
差Δ＝０.７５％の光導波路において、コア幅をｚ＝０
〜Ｌ（＝１ｃｍ）の区間にわたって２ａ＝７〜６.５μ
ｍに変化させたときの、等価屈折率ｎeff（ｚ）＝β
（ｚ）／ｋ、及び等価屈折率の変化分Δｎ＝ｎ
eff（ｚ）−ｎeff（０）を波長λ＝１.５５μｍ帯の光
に対して示した図、
【図４（ａ）】 図１における光の進行を説明するため
の図、
の図、
【図４（ｂ）】 図１における光の進行を説明するため
の図、
の図、
【図５】 第１型チャープ回折格子の伝搬遅延特性の計
算例を示す図、
算例を示す図、
【図６】 本実施例１の光等化器の伝搬遅延特性の計算
例を示す図、
例を示す図、
【図７】 本発明の実施例２の光等化器の要部の概略構
成を説明するための図、
成を説明するための図、
【図８】 本実施例２の第２型チャープ回折格子の部分
拡大図、
拡大図、
【図９】 本実施例２の第２型チャープ回折格子の伝搬
遅延特性の計算例を示す図、
遅延特性の計算例を示す図、
【図１０】 本実施例２の光等化器の伝搬遅延特性の計
算例を示す図、
算例を示す図、
【図１１】 本発明の実施例３の光等化器の要部の概略
構成を説明するための図、
構成を説明するための図、
【図１２】 本発明の実施例４の光等化器の要部の概略
構成を説明するための図、
構成を説明するための図、
【図１３】 長さ１２０ｋｍの光ファイバの伝搬遅延特
性を本発明の実施例１又は２の光等化器の伝搬遅延特性
によって相殺した結果を示す図、
性を本発明の実施例１又は２の光等化器の伝搬遅延特性
によって相殺した結果を示す図、
【図１４】 長さ２４０ｋｍの光ファイバの伝搬遅延特
性をＮ＝２とした本発明の実施例３又は４の光等化器の
伝搬遅延特性によって相殺した結果を示す図、
性をＮ＝２とした本発明の実施例３又は４の光等化器の
伝搬遅延特性によって相殺した結果を示す図、
【図１５】 従来のマイクロ波ストリップラインを用い
た光等化器の構造を示す図、
た光等化器の構造を示す図、
【図１６】 マイクロ波ストリップラインの伝搬遅延特
性を示す図。
性を示す図。
１，２…入力側光導波路、３，４…出力側光導波路、５
…結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器、６，７…第１型
チャープ回折格子、８，９…入力側光導波路、１０，１
１…出力側光導波路、１２…結合率５０％の３ｄＢ方向
性結合器、１３，１４…第２型チャープ回折格子、１５
…入力側光導波路、１６，１７…出力側光導波路、１
８，２４…結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器、１９，
２０，２５，２６…第１型チャープ回折格子、２１…二
つの方向性結合器を接続する導波路、２２，２３…光導
波路、２７…出力側光導波路、２８…入力側光導波路、
２９，３０…出力側光導波路、３１，３７…結合率５０
％の３ｄＢ方向性結合器、３２，３３，３８，３９…第
２型チャープ回折格子、３４…二つの方向性結合器を接
続する導波路、３５，３６…光導波路、４０…出力側光
導波路、４１，４２…金属導体、４３…誘電体。
…結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器、６，７…第１型
チャープ回折格子、８，９…入力側光導波路、１０，１
１…出力側光導波路、１２…結合率５０％の３ｄＢ方向
性結合器、１３，１４…第２型チャープ回折格子、１５
…入力側光導波路、１６，１７…出力側光導波路、１
８，２４…結合率５０％の３ｄＢ方向性結合器、１９，
２０，２５，２６…第１型チャープ回折格子、２１…二
つの方向性結合器を接続する導波路、２２，２３…光導
波路、２７…出力側光導波路、２８…入力側光導波路、
２９，３０…出力側光導波路、３１，３７…結合率５０
％の３ｄＢ方向性結合器、３２，３３，３８，３９…第
２型チャープ回折格子、３４…二つの方向性結合器を接
続する導波路、３５，３６…光導波路、４０…出力側光
導波路、４１，４２…金属導体、４３…誘電体。
Claims (3)
- 【請求項１】 二本の光導波路がその一部分で、互いに
光結合を起こす程度に近接している方向性結合器におい
て、出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に周
期が一定で、かつ光の伝搬定数が変化している第１型チ
ャープ回折格子が設けられていることを特徴とする光等
化器。 - 【請求項２】 二本の光導波路がその一部分で、互いに
光結合を起こす程度に近接している方向性結合器におい
て、出力側の二本の導波路の結合部から等しい位置に光
の伝搬定数が一定で、かつ周期が変化している第２型チ
ャープ回折格子が設けられていることを特徴とする光等
化器。 - 【請求項３】 前記請求項１に記載の方向性結合器とチ
ャープ回折格子を有する第１型光導波路、あるいは請求
項２項に記載の方向性結合器とチャープ回折格子を有す
る第２型光導波路をそれぞれ一対とし、これが二対以上
設けられ、チャープ回折格子が設けられていない光導波
路同士が順次接続されていることを特徴とする請求項１
又は請求項２に記載の光等化器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12437092A JPH05323140A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 光等化器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12437092A JPH05323140A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 光等化器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05323140A true JPH05323140A (ja) | 1993-12-07 |
Family
ID=14883723
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12437092A Pending JPH05323140A (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 光等化器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05323140A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014226A2 (de) * | 1995-10-12 | 1997-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur dispersionskompensation in optischen übertragungssystemen mit hilfe von gechirpten bragg-gittern |
| KR20000050566A (ko) * | 1999-01-12 | 2000-08-05 | 윤종용 | 첩핑된 광섬유 격자 제작 장치 및 그 방법 |
| KR100627137B1 (ko) * | 2004-12-16 | 2006-09-25 | 한국전자통신연구원 | 이득 고정 반도체 광증폭기 |
| WO2009081905A1 (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Fujikura Ltd. | 光導波路型波長分散補償デバイスとその製造方法 |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP12437092A patent/JPH05323140A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997014226A2 (de) * | 1995-10-12 | 1997-04-17 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung zur dispersionskompensation in optischen übertragungssystemen mit hilfe von gechirpten bragg-gittern |
| WO1997014226A3 (de) * | 1995-10-12 | 1997-10-23 | Siemens Ag | Schaltungsanordnung zur dispersionskompensation in optischen übertragungssystemen mit hilfe von gechirpten bragg-gittern |
| KR20000050566A (ko) * | 1999-01-12 | 2000-08-05 | 윤종용 | 첩핑된 광섬유 격자 제작 장치 및 그 방법 |
| KR100627137B1 (ko) * | 2004-12-16 | 2006-09-25 | 한국전자통신연구원 | 이득 고정 반도체 광증폭기 |
| WO2009081905A1 (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-02 | Fujikura Ltd. | 光導波路型波長分散補償デバイスとその製造方法 |
| JP2009151247A (ja) * | 2007-12-21 | 2009-07-09 | Fujikura Ltd | 光導波路型波長分散補償デバイスとその製造方法 |
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