JPH08122723A - 分散補償方法および分散補償装置 - Google Patents
分散補償方法および分散補償装置Info
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- JPH08122723A JPH08122723A JP25818694A JP25818694A JPH08122723A JP H08122723 A JPH08122723 A JP H08122723A JP 25818694 A JP25818694 A JP 25818694A JP 25818694 A JP25818694 A JP 25818694A JP H08122723 A JPH08122723 A JP H08122723A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/11—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves
- G02F1/125—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on acousto-optical elements, e.g. using variable diffraction by sound or like mechanical waves in an optical waveguide structure
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光信号の波長分散を容易に補償することがで
きる分散補償装置の提供。 【構成】 ＴＥ／ＴＭモード変換素子１６に、当該変換
素子１６においてモード変換される特定波長λM の直近
の波長であり、かつ、この特定波長λM よりも僅かに長
波長側の中心波長λ0 を有する光信号を入力する。特定
波長λM の長波長側では、波長が短い程（特定波長に近
い程）偏波面の回転角度が大きくなる（回転率が高くな
る）。従って、光信号は、波長に依存した回転率を有す
る。そして、変換素子１０の出力端１６ｂに接続された
偏波保存光ファイバ１２を伝搬させることにより、偏波
面の回転角度に依存した遅延を生じる。
きる分散補償装置の提供。 【構成】 ＴＥ／ＴＭモード変換素子１６に、当該変換
素子１６においてモード変換される特定波長λM の直近
の波長であり、かつ、この特定波長λM よりも僅かに長
波長側の中心波長λ0 を有する光信号を入力する。特定
波長λM の長波長側では、波長が短い程（特定波長に近
い程）偏波面の回転角度が大きくなる（回転率が高くな
る）。従って、光信号は、波長に依存した回転率を有す
る。そして、変換素子１０の出力端１６ｂに接続された
偏波保存光ファイバ１２を伝搬させることにより、偏波
面の回転角度に依存した遅延を生じる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、伝送用の光ファイバ
を伝搬する光信号の波長分散により生ずる、光信号中の
遅延時間を相殺することにより分散を補償する方法およ
び装置に関する。
を伝搬する光信号の波長分散により生ずる、光信号中の
遅延時間を相殺することにより分散を補償する方法およ
び装置に関する。
【０００２】
文献１：「Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ
ＯＥＣ’９４，１４Ｂ１−１，１９９４」には、エルビ
ウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ’ｓ）を用いた場
合、１．５４μｍ程度の波長領域（以下、１．５５μｍ
帯とも称する）において光信号の損失が極小となること
が記載されている。そこで、既に世界中に敷設されてい
る光ファイバを用いて、１．５５μｍ帯の光信号を伝搬
させれば、効率良く光信号を伝搬できると考えれられ
る。ところが、既存の光ファイバは、１．３μｍの波長
の光信号を伝搬する際に波長分散が極小となる分散特性
を具えている。このため、１．５５μｍ帯の光信号を伝
搬させると周波数分散が発生してしまう。上記文献１に
は、１．５５μｍ帯において１７ｐｓ／ｋｍ−ｎｍの分
散が発生することが記載されている。
ＯＥＣ’９４，１４Ｂ１−１，１９９４」には、エルビ
ウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ’ｓ）を用いた場
合、１．５４μｍ程度の波長領域（以下、１．５５μｍ
帯とも称する）において光信号の損失が極小となること
が記載されている。そこで、既に世界中に敷設されてい
る光ファイバを用いて、１．５５μｍ帯の光信号を伝搬
させれば、効率良く光信号を伝搬できると考えれられ
る。ところが、既存の光ファイバは、１．３μｍの波長
の光信号を伝搬する際に波長分散が極小となる分散特性
を具えている。このため、１．５５μｍ帯の光信号を伝
搬させると周波数分散が発生してしまう。上記文献１に
は、１．５５μｍ帯において１７ｐｓ／ｋｍ−ｎｍの分
散が発生することが記載されている。
【０００３】そこで、文献２：「Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉ
ｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＯＦＣ’９４）
会議録」には、波長分散を補償するために、通常の光通
信路としての光ファイバの後に、通常の光ファイバの分
散特性と波長に関して逆の分散特性を具えた逆分散光フ
ァイバ（ＤＣＦ）を設ける方法が開示されている。
ｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＯＦＣ’９４）
会議録」には、波長分散を補償するために、通常の光通
信路としての光ファイバの後に、通常の光ファイバの分
散特性と波長に関して逆の分散特性を具えた逆分散光フ
ァイバ（ＤＣＦ）を設ける方法が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分散を
補償するためには、非常に長い逆分散光ファイバを設け
ることが必要となるという問題点があった。例えば、文
献２によれば、伝送用の光ファイバの分散が１７．５ｐ
ｓ／ｋｍ−ｎｍであるのに対して、ＤＣＦの分散は−８
０ｐｓ／ｋｍ−ｎｍである。このため、伝送用光ファイ
バの長さの約０．２２倍（１７．５／８０倍）程度の長
さのＤＣＦが必要となる。従って、数１０ｋｍ、あるい
は数１００ｋｍに及ぶ伝送用光ファイバを伝搬する光信
号の分散を補償するためには、非常に長いＤＣＦが必要
となる。
補償するためには、非常に長い逆分散光ファイバを設け
ることが必要となるという問題点があった。例えば、文
献２によれば、伝送用の光ファイバの分散が１７．５ｐ
ｓ／ｋｍ−ｎｍであるのに対して、ＤＣＦの分散は−８
０ｐｓ／ｋｍ−ｎｍである。このため、伝送用光ファイ
バの長さの約０．２２倍（１７．５／８０倍）程度の長
さのＤＣＦが必要となる。従って、数１０ｋｍ、あるい
は数１００ｋｍに及ぶ伝送用光ファイバを伝搬する光信
号の分散を補償するためには、非常に長いＤＣＦが必要
となる。
【０００５】このため、１．５５μｍ帯に限らず、光信
号の波長分散を容易に補償することができる分散補償方
法および装置の実現が望まれていた。
号の波長分散を容易に補償することができる分散補償方
法および装置の実現が望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この出願に係る第１の発
明の分散補償方法によれば、ＴＥ／ＴＭモード変換素子
に直線偏光の光信号を入力し、この光信号をこの光信号
の波長に応じで偏光回転させて、偏波面が波長に依存し
た回転率を有する光信号をこのＴＥ／ＴＭモード変換素
子から出力させ、出力されたこの光信号を、伝搬に要す
る時間が回転率に依存して異なる偏波分散発生手段に入
力することにより、この光信号が伝送用の光ファイバを
伝送することにより生じる波長分散の分散特性と逆の分
散特性を有する逆分散を生じさせ、この逆分散と波長分
散の少なくとも一部分とを相殺させることにより、光信
号の波長分散を補償することを特徴とする。
明の分散補償方法によれば、ＴＥ／ＴＭモード変換素子
に直線偏光の光信号を入力し、この光信号をこの光信号
の波長に応じで偏光回転させて、偏波面が波長に依存し
た回転率を有する光信号をこのＴＥ／ＴＭモード変換素
子から出力させ、出力されたこの光信号を、伝搬に要す
る時間が回転率に依存して異なる偏波分散発生手段に入
力することにより、この光信号が伝送用の光ファイバを
伝送することにより生じる波長分散の分散特性と逆の分
散特性を有する逆分散を生じさせ、この逆分散と波長分
散の少なくとも一部分とを相殺させることにより、光信
号の波長分散を補償することを特徴とする。
【０００７】また、第１の発明の分散補償方法におい
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、複屈折光フ
ァイバからなる偏波保存光ファイバを用いると良い。
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、複屈折光フ
ァイバからなる偏波保存光ファイバを用いると良い。
【０００８】また、第１の発明の分散補償方法におい
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、光路長が回
転率によって異なる光路長差発生手段を用いると良い。
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、光路長が回
転率によって異なる光路長差発生手段を用いると良い。
【０００９】また、この出願に係る第２の発明の分散補
償装置によれば、直線偏光の光信号を入力し、この光信
号をこの光信号の波長に応じで偏光回転させて、偏波面
が波長に依存した回転率を有する光信号を出力するＴＥ
／ＴＭモード変換素子を具え、このＴＥ／ＴＭモード変
換素子の出力端に接続された、伝搬に要する時間が回転
率によって異なる偏波分散発生手段を具えてなることを
特徴とする。
償装置によれば、直線偏光の光信号を入力し、この光信
号をこの光信号の波長に応じで偏光回転させて、偏波面
が波長に依存した回転率を有する光信号を出力するＴＥ
／ＴＭモード変換素子を具え、このＴＥ／ＴＭモード変
換素子の出力端に接続された、伝搬に要する時間が回転
率によって異なる偏波分散発生手段を具えてなることを
特徴とする。
【００１０】また、第２の発明の分散補償装置におい
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、複屈折光フ
ァイバからなる偏波保存光ファイバを具えてなると良
い。
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、複屈折光フ
ァイバからなる偏波保存光ファイバを具えてなると良
い。
【００１１】また、第２の発明の分散補償装置におい
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、光路長が回
転率によって異なる光路長差発生手段を具えてなると良
い。
て、好ましくは、偏波分散発生手段として、光路長が回
転率によって異なる光路長差発生手段を具えてなると良
い。
【００１２】また、この光路長差発生手段は、偏波ビー
ムスプリッタ、反射手段、互いに光路長の異なる第１の
光路および第２の光路を具え、この偏波ビームスプリッ
タは、ＴＥ／ＴＭモード変換素子から出力した光信号を
互いに偏波面の直交する偏光に分離して、それぞれ第１
の光路と第２の光路とに出射する構成となっており、反
射手段は、第１の光路の終点および第２の光路の終点に
それぞれ設けてあり、各光路を進んできた光をそれぞれ
偏波面を９０°回転させて偏波ビームスプリッタのそれ
ぞれの出射端に入射させる構成となっていることが望ま
しい。
ムスプリッタ、反射手段、互いに光路長の異なる第１の
光路および第２の光路を具え、この偏波ビームスプリッ
タは、ＴＥ／ＴＭモード変換素子から出力した光信号を
互いに偏波面の直交する偏光に分離して、それぞれ第１
の光路と第２の光路とに出射する構成となっており、反
射手段は、第１の光路の終点および第２の光路の終点に
それぞれ設けてあり、各光路を進んできた光をそれぞれ
偏波面を９０°回転させて偏波ビームスプリッタのそれ
ぞれの出射端に入射させる構成となっていることが望ま
しい。
【００１３】尚、理想的には、波長分散と逆分散とを完
全に相殺することが望ましいが、第１および第２の発明
における分散補償には、波長分散と逆分散とを部分的に
相殺して波長分散を低減する場合も含む。
全に相殺することが望ましいが、第１および第２の発明
における分散補償には、波長分散と逆分散とを部分的に
相殺して波長分散を低減する場合も含む。
【００１４】
【作用】ＴＥ／ＴＭモード変換素子は、従来、光波長フ
ィルタとして用いられている。光波長フィルタとして用
いる場合は、ＴＥ／ＴＭモード変換素子に直線偏光の光
を入射し、ＴＥ／ＴＭモード変換されて、入射光の偏波
面と直交する偏波面となった特定波長の光のみを偏光子
によって分離して取り出していた。特定波長におけるＴ
Ｅ／ＴＭモード変換の偏光回転率は、通常１００％（偏
波面の回転角度は９０°）である。
ィルタとして用いられている。光波長フィルタとして用
いる場合は、ＴＥ／ＴＭモード変換素子に直線偏光の光
を入射し、ＴＥ／ＴＭモード変換されて、入射光の偏波
面と直交する偏波面となった特定波長の光のみを偏光子
によって分離して取り出していた。特定波長におけるＴ
Ｅ／ＴＭモード変換の偏光回転率は、通常１００％（偏
波面の回転角度は９０°）である。
【００１５】ところで、ＴＥ／ＴＭモード変換素子にお
いては、特定波長の光だけでなく、特定波長の直近の波
長の入射光も、偏光回転の回転率がほぼ１００〜ほぼ０
％の範囲（偏波面の回転角は、ほぼ９０°〜ほぼ０°の
範囲）で偏光変換される。即ち、偏波面が波長に依存し
て回転する。
いては、特定波長の光だけでなく、特定波長の直近の波
長の入射光も、偏光回転の回転率がほぼ１００〜ほぼ０
％の範囲（偏波面の回転角は、ほぼ９０°〜ほぼ０°の
範囲）で偏光変換される。即ち、偏波面が波長に依存し
て回転する。
【００１６】そこで、この出願に係る各発明では、第１
段階として、ＴＥ／ＴＭモード変換素子の特定波長の直
近の波長において、光信号を当該光信号の波長に応じで
偏光回転させることにより、波長に依存した偏波面の回
転率を生じた光信号を出力させる。
段階として、ＴＥ／ＴＭモード変換素子の特定波長の直
近の波長において、光信号を当該光信号の波長に応じで
偏光回転させることにより、波長に依存した偏波面の回
転率を生じた光信号を出力させる。
【００１７】次に、この特定波長の直近の波長の入射光
も連続的に偏光変換される様子について、図２を参照し
て説明する。図２の（Ａ）は、変換素子にＴＥ波を入射
した場合の偏光回転率の説明に供するグラフである。こ
のグラフの横軸は波長を表し、左側の縦軸は偏光の回転
率を表している。また、このグラフ中の曲線Ｉは、変換
素子における偏光回転率を表している。曲線Ｉで示すよ
うに、偏光回転率は特定波長λC において極大となって
いる。そして、その特定波長の直近の波長においても、
偏光回転率がほぼ１００〜ほぼ０％の範囲（偏波面の回
転角は、ほぼ９０°〜ほぼ０°の範囲）で連続的に偏光
変換される。図２の（Ａ）中にΔλで示された、この直
近の波長の範囲は１〜２ｎｍ程度である。
も連続的に偏光変換される様子について、図２を参照し
て説明する。図２の（Ａ）は、変換素子にＴＥ波を入射
した場合の偏光回転率の説明に供するグラフである。こ
のグラフの横軸は波長を表し、左側の縦軸は偏光の回転
率を表している。また、このグラフ中の曲線Ｉは、変換
素子における偏光回転率を表している。曲線Ｉで示すよ
うに、偏光回転率は特定波長λC において極大となって
いる。そして、その特定波長の直近の波長においても、
偏光回転率がほぼ１００〜ほぼ０％の範囲（偏波面の回
転角は、ほぼ９０°〜ほぼ０°の範囲）で連続的に偏光
変換される。図２の（Ａ）中にΔλで示された、この直
近の波長の範囲は１〜２ｎｍ程度である。
【００１８】次に、図２の（Ａ）のグラフ中のＺで示す
点線で囲まれた部分の拡大図を図２の（Ｂ）に示す。図
２の（Ｂ）に示す領域は、特定波長よりも長波長側の領
域である。従って、この領域においては、波長が短くな
る程偏波面の回転率が大きくなる。
点線で囲まれた部分の拡大図を図２の（Ｂ）に示す。図
２の（Ｂ）に示す領域は、特定波長よりも長波長側の領
域である。従って、この領域においては、波長が短くな
る程偏波面の回転率が大きくなる。
【００１９】ここで、この領域中の波長λ0 の光信号を
変換素子に入射した場合を考える。光信号はこの波長λ
0 を中心波長として、その前後に変調周波数程度の波長
の幅を持っている。従って、光信号の中心波長λ0 より
も僅かに長い波長λL の光は、波長λ0 の光よりも回転
率が小さくなる（即ち、回転角度が０°により近くな
る）。一方、この中心波長λ0 よりも僅かに短い波長λ
S の光は、波長λ0 の光よりも回転率が大きくなる（即
ち、回転角度が９０°により近くなる）。
変換素子に入射した場合を考える。光信号はこの波長λ
0 を中心波長として、その前後に変調周波数程度の波長
の幅を持っている。従って、光信号の中心波長λ0 より
も僅かに長い波長λL の光は、波長λ0 の光よりも回転
率が小さくなる（即ち、回転角度が０°により近くな
る）。一方、この中心波長λ0 よりも僅かに短い波長λ
S の光は、波長λ0 の光よりも回転率が大きくなる（即
ち、回転角度が９０°により近くなる）。
【００２０】このように、ＴＥ／ＴＭモード変換素子
に、中心波長λ0 の光信号を入力すると、光信号の偏波
面は、波長に依存して回転し、ここでは、波長の短い領
域ほど回転率が大きくなった、出力光を得ることができ
る。
に、中心波長λ0 の光信号を入力すると、光信号の偏波
面は、波長に依存して回転し、ここでは、波長の短い領
域ほど回転率が大きくなった、出力光を得ることができ
る。
【００２１】尚、上述した様に、光信号の中心波長λ0
が特定波長よりも僅かに長波長の場合は、波長が短い程
回転率が大きくなるが、一方、光信号の中心波長が特定
波長よりも僅かに短波長の場合は、逆に波長が長い程回
転率が大きくなる。
が特定波長よりも僅かに長波長の場合は、波長が短い程
回転率が大きくなるが、一方、光信号の中心波長が特定
波長よりも僅かに短波長の場合は、逆に波長が長い程回
転率が大きくなる。
【００２２】さらに、この出願に係る各発明では、第２
段階として、出力された光信号を、伝搬に要する時間が
回転率に依存して異なる偏波分散発生手段に入力する。
光信号は、この偏波分散発生手段を伝搬することによっ
て、偏波面の回転角度（回転率）に依存した遅延（以
下、偏波分散とも称する）を生じる。光信号の回転率は
周波数に依存しているので、光信号に波長分散を生じさ
せることができる。この出願に係る各発明では、この波
長分散として、光信号が伝送用の光ファイバを伝送する
ことにより生じる波長分散の分散特性と逆の分散特性を
有する逆分散を生じさせる。
段階として、出力された光信号を、伝搬に要する時間が
回転率に依存して異なる偏波分散発生手段に入力する。
光信号は、この偏波分散発生手段を伝搬することによっ
て、偏波面の回転角度（回転率）に依存した遅延（以
下、偏波分散とも称する）を生じる。光信号の回転率は
周波数に依存しているので、光信号に波長分散を生じさ
せることができる。この出願に係る各発明では、この波
長分散として、光信号が伝送用の光ファイバを伝送する
ことにより生じる波長分散の分散特性と逆の分散特性を
有する逆分散を生じさせる。
【００２３】そして、この伝送用光ファイバによる波長
分散とこの逆分散とを少なくとも部分的に相殺させるこ
とにより、光信号の分散の補償を図ることができる。
分散とこの逆分散とを少なくとも部分的に相殺させるこ
とにより、光信号の分散の補償を図ることができる。
【００２４】
【実施例】以下、図面を参照して、この出願に係る第１
の発明の分散補償方法装置および第２の発明の分散補償
装置の実施例について併せて説明する。尚、参照する図
面は、これらの発明が理解できる程度に、各構成成分の
大きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるにす
ぎない。従って、これらの発明は図示例にのみ限定され
るものでない。
の発明の分散補償方法装置および第２の発明の分散補償
装置の実施例について併せて説明する。尚、参照する図
面は、これらの発明が理解できる程度に、各構成成分の
大きさ、形状および配置関係を概略的に示してあるにす
ぎない。従って、これらの発明は図示例にのみ限定され
るものでない。
【００２５】＜第１実施例＞第１実施例では、ＴＥ／Ｔ
Ｍモード変換素子（変換素子）１０として音響光学（Ａ
Ｏ）素子を用い、偏波分散発生手段として複屈折光ファ
イバからなる偏波保存光ファイバ１２を用いた例につい
て説明する。
Ｍモード変換素子（変換素子）１０として音響光学（Ａ
Ｏ）素子を用い、偏波分散発生手段として複屈折光ファ
イバからなる偏波保存光ファイバ１２を用いた例につい
て説明する。
【００２６】図１は、第１実施例の分散補償装置の構成
の説明に供する図である。図１に示す様に、変換素子の
出力端に偏波保存光ファイバを接続している。
の説明に供する図である。図１に示す様に、変換素子の
出力端に偏波保存光ファイバを接続している。
【００２７】この実施例で用いる変換素子は、音響光学
効果を示すＸカットＬｉＮｂＯ3 基板１４に、光導波路
１６を具えている。そして、この光導波路１６上に、表
面弾性波（ＳＡＷ）を励起するための櫛形電極（ＩＤ
Ｔ）およびＳＡＷ導波路を含むモード変換域には、電極
（ＩＤＴ）により励起されたＳＡＷを用いている。この
櫛形電極１８は互い違いに対向した歯を有する櫛上の電
極からなる。尚、図１では、櫛形電極１８は模式的に示
している。尚、変換素子の特定波長は、電極の歯の周波
数で制御することができ、特定は長のモード変換による
回転率のピーク値は、電極により励起されるＳＡＷのパ
ワーによって制御することができる。
効果を示すＸカットＬｉＮｂＯ3 基板１４に、光導波路
１６を具えている。そして、この光導波路１６上に、表
面弾性波（ＳＡＷ）を励起するための櫛形電極（ＩＤ
Ｔ）およびＳＡＷ導波路を含むモード変換域には、電極
（ＩＤＴ）により励起されたＳＡＷを用いている。この
櫛形電極１８は互い違いに対向した歯を有する櫛上の電
極からなる。尚、図１では、櫛形電極１８は模式的に示
している。尚、変換素子の特定波長は、電極の歯の周波
数で制御することができ、特定は長のモード変換による
回転率のピーク値は、電極により励起されるＳＡＷのパ
ワーによって制御することができる。
【００２８】そして、変換素子の出力端１６ｂには、偏
波保存光ファイバ１２を接続している。
波保存光ファイバ１２を接続している。
【００２９】そして、この分散補償装置によって予め逆
分散を生じさせた光信号を伝送用の光ファイバ（図示せ
ず）に入射させる。その結果、伝送用の光ファイバを伝
搬することによって生じる波長分散とこの逆分散とを相
殺することができる。従って、光信号の分散による遅延
を低減し、信号の劣化を防ぐことができる。
分散を生じさせた光信号を伝送用の光ファイバ（図示せ
ず）に入射させる。その結果、伝送用の光ファイバを伝
搬することによって生じる波長分散とこの逆分散とを相
殺することができる。従って、光信号の分散による遅延
を低減し、信号の劣化を防ぐことができる。
【００３０】以下、変換素子１６の入力端１６ａにＴＥ
波の光信号を入射する場合について説明する。
波の光信号を入射する場合について説明する。
【００３１】ここでは、光信号として、変換素子１６に
おいてモード変換される特定波長λM の直近の波長であ
り、かつ、この特定波長λM よりも僅かに長波長側の中
心波長λ0 を有する光信号を入力する。特定波長λM の
長波長側では、波長が短い程（特定波長に近い程）偏波
面の回転角度が大きくなる（回転率が高くなる）。従っ
て、光信号は、波長に依存した回転率を有することにな
る。
おいてモード変換される特定波長λM の直近の波長であ
り、かつ、この特定波長λM よりも僅かに長波長側の中
心波長λ0 を有する光信号を入力する。特定波長λM の
長波長側では、波長が短い程（特定波長に近い程）偏波
面の回転角度が大きくなる（回転率が高くなる）。従っ
て、光信号は、波長に依存した回転率を有することにな
る。
【００３２】ところで、この実施例において、光導波路
１６は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板１４に設けられてい
るため、複屈折性を有する。モード変換によって波長に
依存した回転率が生じた光信号は、この光導波路１６を
伝搬する際に、ＴＥ波とＴＭ波とに分離されて伝搬す
る。その結果、光信号中の波長が短い成分程、回転率が
大きいので、ＴＭ波に分離される割合が多くなり、ＴＥ
波に分離される割合が少なくなる。一方、波長が長い成
分程、回転率が小さいので、ＴＭ波に分離される割合が
少なくなり、ＴＥ波に分離される割合が多くなる。その
結果、出力端１６ｂから出射される光信号は、短い波長
成分程遅延した分散特性を有する波長分散を生じる。
１６は、ＸカットＬｉＮｂＯ3 基板１４に設けられてい
るため、複屈折性を有する。モード変換によって波長に
依存した回転率が生じた光信号は、この光導波路１６を
伝搬する際に、ＴＥ波とＴＭ波とに分離されて伝搬す
る。その結果、光信号中の波長が短い成分程、回転率が
大きいので、ＴＭ波に分離される割合が多くなり、ＴＥ
波に分離される割合が少なくなる。一方、波長が長い成
分程、回転率が小さいので、ＴＭ波に分離される割合が
少なくなり、ＴＥ波に分離される割合が多くなる。その
結果、出力端１６ｂから出射される光信号は、短い波長
成分程遅延した分散特性を有する波長分散を生じる。
【００３３】そして、ＸカットのＬｉＮｂＯ3 基板１４
を用いる場合、光導波路１６のＴＭ波に対する屈折率ｎ
M は、このＴＭ波と直交する偏波面を有するＴＥ波に対
する屈折率ｎE よりも大きくなる。その結果、この導波
路を伝搬するＴＭ波の伝搬速度は、ＴＥ波の伝搬速度よ
りも遅くなる。このため、出力端１６ｂから出射した光
信号では、ＴＥ波に対するＴＭ波の遅延が生じている。
を用いる場合、光導波路１６のＴＭ波に対する屈折率ｎ
M は、このＴＭ波と直交する偏波面を有するＴＥ波に対
する屈折率ｎE よりも大きくなる。その結果、この導波
路を伝搬するＴＭ波の伝搬速度は、ＴＥ波の伝搬速度よ
りも遅くなる。このため、出力端１６ｂから出射した光
信号では、ＴＥ波に対するＴＭ波の遅延が生じている。
【００３４】ところで、以下に説明するように、変換素
子１０の光導波路１６による遅延だけでは、光信号の周
波数分散を完全に相殺するだけの逆分散を得ることは困
難である。
子１０の光導波路１６による遅延だけでは、光信号の周
波数分散を完全に相殺するだけの逆分散を得ることは困
難である。
【００３５】例えば、変調周波数が１０ＧＨｚの光信号
は、０．１４ｎｍ程度の波長の幅を有している。この光
信号を、文献１に記載の伝送用の光ファイバを８０ｋｍ
伝搬した場合、周波数分散により２００ｐｓ程度の遅延
が生じる。この伝送用の光ファイバでは、長波長の光の
伝搬速度が、短波長の光の伝搬速度よりも遅い。この遅
延を相殺するためには、逆分散により、長い波長成分に
対して短い波長成分に２００ｐｓ分の遅延を生じさせる
必要がある。
は、０．１４ｎｍ程度の波長の幅を有している。この光
信号を、文献１に記載の伝送用の光ファイバを８０ｋｍ
伝搬した場合、周波数分散により２００ｐｓ程度の遅延
が生じる。この伝送用の光ファイバでは、長波長の光の
伝搬速度が、短波長の光の伝搬速度よりも遅い。この遅
延を相殺するためには、逆分散により、長い波長成分に
対して短い波長成分に２００ｐｓ分の遅延を生じさせる
必要がある。
【００３６】一般に、光信号の周波数分散（ｄτ／ｄ
λ）は、下記の（１）式で与えられる。
λ）は、下記の（１）式で与えられる。
【００３７】 ｄτ／ｄλ＝Ｌ×ｄＶ-1／ｄλ・・・（１） （但し、τは遅延時間、λは波長、Ｖは伝搬速度、Ｌは
伝搬距離を表す。） 光信号が伝搬距離Ｌを伝搬した場合の周波数分散による
遅延時間Δτは、（１）式より下記の（２）式として導
出される。
伝搬距離を表す。） 光信号が伝搬距離Ｌを伝搬した場合の周波数分散による
遅延時間Δτは、（１）式より下記の（２）式として導
出される。
【００３８】Δτ＝Ｌ×ΔＶ／Ｖ2 ・・・（２） （但し、ΔＶは伝搬速度差を表す。） 第１実施例の変換素子の光導波路１６では、ＴＥ波に対
する屈折率はｎE ２．１４であり、ＴＭ波に対する屈折
率ｎM は２．２２である。従って、この光導波路１６を
伝搬するＴＥ波とＴＭ波との伝搬速度ΔＶは下記の式
（３）で表される。
する屈折率はｎE ２．１４であり、ＴＭ波に対する屈折
率ｎM は２．２２である。従って、この光導波路１６を
伝搬するＴＥ波とＴＭ波との伝搬速度ΔＶは下記の式
（３）で表される。
【００３９】 ΔＶ＝ＶE −ＶM ＝Ｃ／ｎE −Ｃ／ｎM ・・・（３） ≒０．５ｃｍ／ｎｓ （但し、Ｃ＝３０ｃｍ／ｎｓ） また、伝搬距離Ｌとなる変換素子１６の長さは、せいぜ
い１０ｃｍであるので、上記（２）式に、ΔＶ＝０．５
ｃｍ／ｎｓ、Ｖ＝３０ｃｍ／ｎｓおよびＬ＝１０ｃｍを
代入すると、光導波路１６による遅延時間Δτはせいぜ
い約６ｐｓとなる。
い１０ｃｍであるので、上記（２）式に、ΔＶ＝０．５
ｃｍ／ｎｓ、Ｖ＝３０ｃｍ／ｎｓおよびＬ＝１０ｃｍを
代入すると、光導波路１６による遅延時間Δτはせいぜ
い約６ｐｓとなる。
【００４０】従って、伝送用光ファイバによる波長分散
による遅延（約２００ｐｓ）を充分に補償するために
は、変換素子１０から出力された光信号にさらに逆分散
を生じさせて、充分な遅延を生じさせることが必要とな
る。
による遅延（約２００ｐｓ）を充分に補償するために
は、変換素子１０から出力された光信号にさらに逆分散
を生じさせて、充分な遅延を生じさせることが必要とな
る。
【００４１】そこで、第１実施例では、変換素子１０か
ら出力された光信号を、偏波分散発生手段としての、複
屈折光ファイバからなる偏波保存光ファイバ１２を導波
させる。この偏波保存光ファイバ１２は、２つの互いに
直交する偏波モードを有している。以下、屈折率が小さ
く、伝搬速度の速い偏波モードを高速偏波モード、屈折
率が大きく、伝搬速度の遅い偏波モードを低速偏波モー
ドと称する。
ら出力された光信号を、偏波分散発生手段としての、複
屈折光ファイバからなる偏波保存光ファイバ１２を導波
させる。この偏波保存光ファイバ１２は、２つの互いに
直交する偏波モードを有している。以下、屈折率が小さ
く、伝搬速度の速い偏波モードを高速偏波モード、屈折
率が大きく、伝搬速度の遅い偏波モードを低速偏波モー
ドと称する。
【００４２】偏波保存光ファイバ１２と変換素子１０と
の接続にあたっては、変換素子１０から出射されたＴＥ
波の偏波面と高速偏波モードとを一致させ、ＴＭ波の偏
波面と低速偏波モードとを一致させると良い。
の接続にあたっては、変換素子１０から出射されたＴＥ
波の偏波面と高速偏波モードとを一致させ、ＴＭ波の偏
波面と低速偏波モードとを一致させると良い。
【００４３】波長に依存した回転率を有する光信号は、
この偏波保存光ファイバ１２を伝搬する際に、光導波路
１６を伝搬したときと同様に、高速偏波モードと低速偏
波モードとに分離されて伝搬する。その結果、光信号中
の波長が短い成分程、回転率が大きいので低速偏波モー
ド分離される割合が多くなり、高速偏波モードに分離さ
れる割合が少なくなる。一方、波長が長い成分程、回転
率が小さいので高速偏波モード分離される割合が多くな
り、低速偏波モードに分離される割合が少なくなる。そ
の結果、偏波保存光ファイバ１２の出射端１２ｂから出
射される光信号は、短い波長成分程より遅延した分散特
性を有する波長分散（逆分散）を生じる。従って、偏波
保存光ファイバ１２の長さを適当にとることにより、分
散を補償するのに充分な逆分散を得ることができる。
この偏波保存光ファイバ１２を伝搬する際に、光導波路
１６を伝搬したときと同様に、高速偏波モードと低速偏
波モードとに分離されて伝搬する。その結果、光信号中
の波長が短い成分程、回転率が大きいので低速偏波モー
ド分離される割合が多くなり、高速偏波モードに分離さ
れる割合が少なくなる。一方、波長が長い成分程、回転
率が小さいので高速偏波モード分離される割合が多くな
り、低速偏波モードに分離される割合が少なくなる。そ
の結果、偏波保存光ファイバ１２の出射端１２ｂから出
射される光信号は、短い波長成分程より遅延した分散特
性を有する波長分散（逆分散）を生じる。従って、偏波
保存光ファイバ１２の長さを適当にとることにより、分
散を補償するのに充分な逆分散を得ることができる。
【００４４】次に、分散を補償するに必要な偏波保存光
ファイバ１２の長さについて説明する。
ファイバ１２の長さについて説明する。
【００４５】先ず、（１）式を変形すると、下記の
（４）式が導出される。
（４）式が導出される。
【００４６】 （ｄτ／ｄλ）／Ｌ＝２Δｎ／（ＣΔλ3 ）・・・（４） 但し、Δλ3 はピークの波長幅、Δｎは屈折率差、Ｖは
光速を表す。
光速を表す。
【００４７】この実施例で用いる偏波保存光ファイバ１
２の各モードの屈折率は、高速偏波モードでは１．４５
３であり、低速偏波モード保存では１．４４７である。
従って、両偏波モード間の屈折率差Δｎは６×１０-4で
ある。
２の各モードの屈折率は、高速偏波モードでは１．４５
３であり、低速偏波モード保存では１．４４７である。
従って、両偏波モード間の屈折率差Δｎは６×１０-4で
ある。
【００４８】上記（４）式に、Ｃ＝３０ｃｍ／ｎｓ、Δ
τ＝２００ｐｓ（＝０．２ｎｓ）、Δλ3 ＝２ｎｍおよ
びΔｎ＝６×１０-4をそれぞれ代入すると、波長分散は
偏波保存ファイバ１ｋあたり−２０００ｐｓ／ｋｍ・ｎ
ｍであり、波長分散による１０ＧＨｚでの２００ｐｓの
遅延時間を補償するのに要する偏波保存光ファイバ１２
の長さＬは、約７２０ｍとなる。
τ＝２００ｐｓ（＝０．２ｎｓ）、Δλ3 ＝２ｎｍおよ
びΔｎ＝６×１０-4をそれぞれ代入すると、波長分散は
偏波保存ファイバ１ｋあたり−２０００ｐｓ／ｋｍ・ｎ
ｍであり、波長分散による１０ＧＨｚでの２００ｐｓの
遅延時間を補償するのに要する偏波保存光ファイバ１２
の長さＬは、約７２０ｍとなる。
【００４９】一方、従来の逆分散光ファイバ（ＤＣＦ）
を用いて、波長分散による２００ｐｓの遅延を補償する
ためには、８０ｋｍの０．２２倍、即ち１７ｋｍあまり
の長さのＤＣＦが必要となる。この点、この実施例で
は、偏波保存光ファイバの長さは僅か１／２５の７２０
ｍで済むので、容易に分散を補償することができる。
を用いて、波長分散による２００ｐｓの遅延を補償する
ためには、８０ｋｍの０．２２倍、即ち１７ｋｍあまり
の長さのＤＣＦが必要となる。この点、この実施例で
は、偏波保存光ファイバの長さは僅か１／２５の７２０
ｍで済むので、容易に分散を補償することができる。
【００５０】尚、第１実施例では、送信側で、分散補償
装置により予め逆分散を生じさせた光信号を伝送用光フ
ァイバに入射することにより分散の補償を図ったが、受
信側で、伝送用光ファイバを伝搬してきて波長分散の生
じた光信号の分散を補償しても良い。但し、その場合
は、光信号を偏光素子を用いて直線偏光にしてから変換
素子に入射する必要がある。
装置により予め逆分散を生じさせた光信号を伝送用光フ
ァイバに入射することにより分散の補償を図ったが、受
信側で、伝送用光ファイバを伝搬してきて波長分散の生
じた光信号の分散を補償しても良い。但し、その場合
は、光信号を偏光素子を用いて直線偏光にしてから変換
素子に入射する必要がある。
【００５１】また、この実施例では、変換素子の特定波
長を、光信号の中心波長よりも短波長としたが、変換素
子の特定波長を光信号の中心波長よりも長波長とするこ
ともできる。その場合、偏波保持光ファイバの出射端か
ら出射される光信号の分散の波長特性は、この実施例に
おける光信号の波長特性とは逆になる。光信号にどのよ
うな分散特性の逆分散を生じさせるかは、伝送用光ファ
イバによって生じる波長分散、即ち補償される波長分散
の波長特性によって決めれば良い。
長を、光信号の中心波長よりも短波長としたが、変換素
子の特定波長を光信号の中心波長よりも長波長とするこ
ともできる。その場合、偏波保持光ファイバの出射端か
ら出射される光信号の分散の波長特性は、この実施例に
おける光信号の波長特性とは逆になる。光信号にどのよ
うな分散特性の逆分散を生じさせるかは、伝送用光ファ
イバによって生じる波長分散、即ち補償される波長分散
の波長特性によって決めれば良い。
【００５２】また、この実施例では用いたＡＯ素子の変
換素子は、複数のマイクロ波を合成して電極に印加する
と、複数の波長のＳＡＷを同時に発生させることができ
る。各波長のＳＡＷはそれぞれ特定波長となる。その結
果、複数の特定波長それぞれに対応した複数の光信号に
対して同時に分散補償を行うことができる。例えば、図
３に、５つの波長のＳＡＷを励起した場合のモード変換
の様子を示す。図３の横軸は波長を表し、縦軸は回転率
を表す。図３では、各特定波長λM1〜λM5よりもそれぞ
れ僅かに長波長側の中心波長λ1 〜λ5 の光信号の偏波
面を波長に応じてそれぞれ同時に回転させることができ
る。従って、ＡＯ素子の変換素子は、波長多重された光
信号の分散補償に用いて好適である。
換素子は、複数のマイクロ波を合成して電極に印加する
と、複数の波長のＳＡＷを同時に発生させることができ
る。各波長のＳＡＷはそれぞれ特定波長となる。その結
果、複数の特定波長それぞれに対応した複数の光信号に
対して同時に分散補償を行うことができる。例えば、図
３に、５つの波長のＳＡＷを励起した場合のモード変換
の様子を示す。図３の横軸は波長を表し、縦軸は回転率
を表す。図３では、各特定波長λM1〜λM5よりもそれぞ
れ僅かに長波長側の中心波長λ1 〜λ5 の光信号の偏波
面を波長に応じてそれぞれ同時に回転させることができ
る。従って、ＡＯ素子の変換素子は、波長多重された光
信号の分散補償に用いて好適である。
【００５３】＜第２実施例＞第２実施例では、２つの分
散補償装置を接続して用いた一例について説明する。
散補償装置を接続して用いた一例について説明する。
【００５４】上述の第１実施例では、変換素子の特定波
長の直近に、光信号の中心波長が有った。このため、中
心波長においても光信号の偏波端面が回転していた。そ
の結果、中心波長においても光信号がＴＥ波とＴＭ波と
に分離されて光導波路を伝搬する。その結果、中心波長
においてＴＭ波の成分がＴＥ波の成分に対して遅延を生
じる。
長の直近に、光信号の中心波長が有った。このため、中
心波長においても光信号の偏波端面が回転していた。そ
の結果、中心波長においても光信号がＴＥ波とＴＭ波と
に分離されて光導波路を伝搬する。その結果、中心波長
においてＴＭ波の成分がＴＥ波の成分に対して遅延を生
じる。
【００５５】ところで、中心波長においては、光信号
は、ＴＥ波とＴＭ波とに分離されずに、ＴＥ波またはＴ
Ｍ波いずれか一方の偏光として伝搬することが望まし
い。
は、ＴＥ波とＴＭ波とに分離されずに、ＴＥ波またはＴ
Ｍ波いずれか一方の偏光として伝搬することが望まし
い。
【００５６】そこで、第２実施例では、２つの補償分散
装置を接続して用いることにより、光信号の中心波長の
入射時の偏波面を変換素子により回転させることなく伝
搬させる。
装置を接続して用いることにより、光信号の中心波長の
入射時の偏波面を変換素子により回転させることなく伝
搬させる。
【００５７】図４は、第２実施例で用いる分散補償装置
の構成の説明に供する図である。
の構成の説明に供する図である。
【００５８】第２実施例では、第１実施例で用いた分散
補償装置を２段接続している。但し、接続にあたって
は、第１段目の変換素子１０でのＴＥ波、即ち、第１段
目の偏波保持光ファイバ１２の出射端での高速偏波モー
ドが、第２段目の変換素子１０ａにＴＭ波として入射す
る様に接続する。
補償装置を２段接続している。但し、接続にあたって
は、第１段目の変換素子１０でのＴＥ波、即ち、第１段
目の偏波保持光ファイバ１２の出射端での高速偏波モー
ドが、第２段目の変換素子１０ａにＴＭ波として入射す
る様に接続する。
【００５９】第２段目の変換素子１０ａにおいては、Ｔ
Ｍ波として入射した光のうち、特定波長の光がＴＥ波に
モード変換される。そして、ＴＥ波を高速偏波モードに
対応させ、ＴＭ波を低速偏波モードに対応させて、第２
段目の偏波保存光ファイバ１２ａに光信号を入射させ
る。その結果、第１段目では、ＴＭ波にモード変換され
る特定波長λA での伝搬速度が遅くなり、一方、第２段
目では、ＴＥ波にモード変換される特定波長λB の伝搬
速度が速くなる。
Ｍ波として入射した光のうち、特定波長の光がＴＥ波に
モード変換される。そして、ＴＥ波を高速偏波モードに
対応させ、ＴＭ波を低速偏波モードに対応させて、第２
段目の偏波保存光ファイバ１２ａに光信号を入射させ
る。その結果、第１段目では、ＴＭ波にモード変換され
る特定波長λA での伝搬速度が遅くなり、一方、第２段
目では、ＴＥ波にモード変換される特定波長λB の伝搬
速度が速くなる。
【００６０】この実施例では、光信号の中心波長λ0 を
挟んで、第１段目の変換素子の特定波長λA を中心波長
よりも短波長にし、一方、第２段目の特定波長λB を中
心波長よりも長波長とする。そして、中心波長λ0 にお
いて、ちょうど遅延が０となるようにする。
挟んで、第１段目の変換素子の特定波長λA を中心波長
よりも短波長にし、一方、第２段目の特定波長λB を中
心波長よりも長波長とする。そして、中心波長λ0 にお
いて、ちょうど遅延が０となるようにする。
【００６１】第２実施例における遅延量の波長依存性を
図５のグラフに示す。図５のグラフの横軸は波長を表
し、縦軸は遅延量を表している。また、グラフ中の曲線
IIは、遅延量の波長依存性を表している。曲線IIのう
ち、図５中でＡで示す左側の上に凸の部分は、第１段目
の分散補償装置による遅延分である。一方、Ｂで示す右
側の下に凸の部分は、第２段目の分散補償装置による遅
延分である。但し、第２段目では、負の遅延であるので
実際には早くなっている。
図５のグラフに示す。図５のグラフの横軸は波長を表
し、縦軸は遅延量を表している。また、グラフ中の曲線
IIは、遅延量の波長依存性を表している。曲線IIのう
ち、図５中でＡで示す左側の上に凸の部分は、第１段目
の分散補償装置による遅延分である。一方、Ｂで示す右
側の下に凸の部分は、第２段目の分散補償装置による遅
延分である。但し、第２段目では、負の遅延であるので
実際には早くなっている。
【００６２】このように、第２実施例では、中心波長の
光信号の遅延を０としたまま、光信号に、短波長ほど遅
延した逆分散を生じさせることができる。
光信号の遅延を０としたまま、光信号に、短波長ほど遅
延した逆分散を生じさせることができる。
【００６３】＜第３実施例＞第３実施例では、偏波分散
発生手段として、光路長が回転率によって異なる光路長
差発生手段２０を設けた例について説明する。
発生手段として、光路長が回転率によって異なる光路長
差発生手段２０を設けた例について説明する。
【００６４】図６は、第３実施例で用いる分散補償装置
の構成の説明に供する図である。第３実施例の分散補償
装置は、ＴＥ／ＴＭモード変換素子１０および光路差発
生手段２０を具えている。この変換素子１０は、第１実
施例で用いた変換素子１０と同一の構造を有している。
また、この光路長差発生手段２０は、偏波ビームスプリ
ッタ（以下、ＰＢＳとも略称する）２２、反射手段２
４、互いに光路長の異なる第１の光路２６および第２の
光路２８を具えている。
の構成の説明に供する図である。第３実施例の分散補償
装置は、ＴＥ／ＴＭモード変換素子１０および光路差発
生手段２０を具えている。この変換素子１０は、第１実
施例で用いた変換素子１０と同一の構造を有している。
また、この光路長差発生手段２０は、偏波ビームスプリ
ッタ（以下、ＰＢＳとも略称する）２２、反射手段２
４、互いに光路長の異なる第１の光路２６および第２の
光路２８を具えている。
【００６５】この実施例においても第１実施例と同じ
く、変換素子１０の出力端１６ｂから出射した光信号
は、波長に依存した回転率を有しており、長波長成分を
主に含むＴＥ波と短波長成分を主に含むＴＭ波と分離し
ている。そして、この実施例では、出射した光信号を光
路長差発生手段２０に入射する。
く、変換素子１０の出力端１６ｂから出射した光信号
は、波長に依存した回転率を有しており、長波長成分を
主に含むＴＥ波と短波長成分を主に含むＴＭ波と分離し
ている。そして、この実施例では、出射した光信号を光
路長差発生手段２０に入射する。
【００６６】以下、この実施例の光路長差発生手段２０
について説明する。
について説明する。
【００６７】ＴＥ／ＴＭモード変換素子１０から出力し
た光信号は先ず、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２２
に入射する。このＰＢＳ２２において、光信号は、互い
に偏波面の直交する偏光に分離し、第１の光路２６と第
２の光路２８とにそれぞれ出射する。ここでは、第２の
光路２８の光路長Ｌ2 を第１の光路２６の光路長Ｌ1よ
りも長くする。そして、第１の光路２６へ光信号のＴＭ
波成分を入射し、第２の光路２８へは光信号のＴＥ波成
分を入射する。
た光信号は先ず、偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２２
に入射する。このＰＢＳ２２において、光信号は、互い
に偏波面の直交する偏光に分離し、第１の光路２６と第
２の光路２８とにそれぞれ出射する。ここでは、第２の
光路２８の光路長Ｌ2 を第１の光路２６の光路長Ｌ1よ
りも長くする。そして、第１の光路２６へ光信号のＴＭ
波成分を入射し、第２の光路２８へは光信号のＴＥ波成
分を入射する。
【００６８】第１の光路２６の終点および第２の光路２
８の終点には、それぞれ反射手段２４ａおよび２４ｂが
設けてある。この反射手段２４ａおよび２４ｂは、ファ
ラデー回転子および全反射鏡（図示せず）からなり、各
光路２６および２８を進んできたＴＥ波成分およびＴＭ
波成分をそれぞれその偏波面を９０°回転させてＰＢＳ
２２のそれぞれの出射端に入射させる。
８の終点には、それぞれ反射手段２４ａおよび２４ｂが
設けてある。この反射手段２４ａおよび２４ｂは、ファ
ラデー回転子および全反射鏡（図示せず）からなり、各
光路２６および２８を進んできたＴＥ波成分およびＴＭ
波成分をそれぞれその偏波面を９０°回転させてＰＢＳ
２２のそれぞれの出射端に入射させる。
【００６９】第１の光路２６に対して第２の光路２８の
伝搬距離が長いので、第２の光路２８を伝搬したＴＭ波
成分は、第１の光路を伝搬したＴＥ波成分に対して遅延
を生じる。この遅延時間τは、第１の光路２６と第２の
光路２８との光路長差をΔＬとし、伝搬速度をＶと表す
と、下記の（６）式で表される。
伝搬距離が長いので、第２の光路２８を伝搬したＴＭ波
成分は、第１の光路を伝搬したＴＥ波成分に対して遅延
を生じる。この遅延時間τは、第１の光路２６と第２の
光路２８との光路長差をΔＬとし、伝搬速度をＶと表す
と、下記の（６）式で表される。
【００７０】τ＝２×ΔＬ／Ｖ・・・（６） この（６）から、遅延時間τを生じさせるために必要な
光路長差ΔＬは、下記の（７）式で表される。
光路長差ΔＬは、下記の（７）式で表される。
【００７１】ΔＬ＝τ×Ｖ／２・・・（７） 従って、例えば、２００ｐｓの遅延時間τを生じさせる
ためには、Ｖ＝３０ｃｍ／ｎｍとすると、（７）式か
ら、光路長差ΔＬは約３ｃｍあれば良い。尚、ピークの
半値幅を１ｎｍとすると、１０ＧＨｚ（０．１４ｎｍ）
の変調で２００ｐｓなので、実際には３×（１／０．１
４）＝２１．４ｃｍ必要となる。
ためには、Ｖ＝３０ｃｍ／ｎｍとすると、（７）式か
ら、光路長差ΔＬは約３ｃｍあれば良い。尚、ピークの
半値幅を１ｎｍとすると、１０ＧＨｚ（０．１４ｎｍ）
の変調で２００ｐｓなので、実際には３×（１／０．１
４）＝２１．４ｃｍ必要となる。
【００７２】第１の光路２６および第２の光路２８から
ＰＢＳ２２に再び入射した光は、ＰＢＳ２２で合波さ
れ、それぞれ偏波面が９０°回転しているので、合波さ
れてＰＢＳ２２から分散補償装置の外部へ出射される。
出射された光信号は、伝送用の光ファイバ（図示せず）
に入射される。
ＰＢＳ２２に再び入射した光は、ＰＢＳ２２で合波さ
れ、それぞれ偏波面が９０°回転しているので、合波さ
れてＰＢＳ２２から分散補償装置の外部へ出射される。
出射された光信号は、伝送用の光ファイバ（図示せず）
に入射される。
【００７３】尚、上述した第３実施例では、変換素子か
ら出射した信号光を空中を伝搬させて光路長差を設けた
が、例えば、通常の光ファイバ中を伝搬させることによ
り光路長差を設けても良い。
ら出射した信号光を空中を伝搬させて光路長差を設けた
が、例えば、通常の光ファイバ中を伝搬させることによ
り光路長差を設けても良い。
【００７４】＜第４実施例＞第４実施例では、複屈折性
をほとんど有さない導波路３６を有するＴＥ／ＴＭモー
ド変換素子３０を用いる例について説明する。
をほとんど有さない導波路３６を有するＴＥ／ＴＭモー
ド変換素子３０を用いる例について説明する。
【００７５】図７は、第４実施例で用いる分散補償装置
の構成の説明に供する図である。
の構成の説明に供する図である。
【００７６】第４実施例で用いる分散補償装置は、変換
素子３０と偏波分散発生手段としての偏波保存光ファイ
バ１２とを具えている。この偏波保存光ファイバ１２
は、第１実施例で用いたものと同一の構造である。
素子３０と偏波分散発生手段としての偏波保存光ファイ
バ１２とを具えている。この偏波保存光ファイバ１２
は、第１実施例で用いたものと同一の構造である。
【００７７】この実施例で用いる変換素子３０は、波長
フィルタ３２と偏光変換器３４とを具えている。この変
換素子３０に入射した光信号は、この波長フィルタ３４
によって、図２に示した特定と相似して、長波長成分と
短波長成分とに分離される。分離された光信号はそれぞ
れ個別の導波路３６ａおよび３６ｂを伝搬する。この導
波路の一方には、偏光変換器３４が設けてある。ここで
は、長波長成分が伝搬する導波路３６ａに偏光変換器を
設ける。この偏光変換器３４により長波長成分の光はそ
の偏波面が９０°回転する。そして、９０°偏光回転し
た長波長成分と短波長成分とは、合波されて変化素子３
０の出力端３６ｃから出射される。
フィルタ３２と偏光変換器３４とを具えている。この変
換素子３０に入射した光信号は、この波長フィルタ３４
によって、図２に示した特定と相似して、長波長成分と
短波長成分とに分離される。分離された光信号はそれぞ
れ個別の導波路３６ａおよび３６ｂを伝搬する。この導
波路の一方には、偏光変換器３４が設けてある。ここで
は、長波長成分が伝搬する導波路３６ａに偏光変換器を
設ける。この偏光変換器３４により長波長成分の光はそ
の偏波面が９０°回転する。そして、９０°偏光回転し
た長波長成分と短波長成分とは、合波されて変化素子３
０の出力端３６ｃから出射される。
【００７８】出力端３６ｃから出射された光信号は、変
換素子３０に接続された偏波保存光ファイバ１２に入力
される。ここでは、短波長成分に、長波長成分に対して
遅延を生じさせるために、長波長成分を偏波保存ファイ
バ１２の高速偏波モードとし、短波長成分を低速偏波モ
ードとして、偏波保存ファイバ１２に入力する。その結
果、偏波保存光ファイバ１２の出射端１２ｃからは、逆
分散の生じた光信号が出射される。そして、この光信号
を伝送用の光ファイバ（図示せず）に入力することによ
り分散の補償を図ることができる。
換素子３０に接続された偏波保存光ファイバ１２に入力
される。ここでは、短波長成分に、長波長成分に対して
遅延を生じさせるために、長波長成分を偏波保存ファイ
バ１２の高速偏波モードとし、短波長成分を低速偏波モ
ードとして、偏波保存ファイバ１２に入力する。その結
果、偏波保存光ファイバ１２の出射端１２ｃからは、逆
分散の生じた光信号が出射される。そして、この光信号
を伝送用の光ファイバ（図示せず）に入力することによ
り分散の補償を図ることができる。
【００７９】上述した実施例は、これらの発明を特定の
材料を使用し、特定の条件で構成した例について説明し
たが、これらの発明は多くの偏光および変形を行うこと
ができる。例えば、上述した実施例では、ＴＥ／ＴＭモ
ード変換素子として、音響光学（ＡＯ）素子を用いた
が、これらの発明では、ＴＥ／ＴＭモード変換素子とし
て、電気光学（ＥＯ）素子を用いても良い。ＥＯ素子に
おいては、チューニング電圧によって特定波長を制御す
ることができる。
材料を使用し、特定の条件で構成した例について説明し
たが、これらの発明は多くの偏光および変形を行うこと
ができる。例えば、上述した実施例では、ＴＥ／ＴＭモ
ード変換素子として、音響光学（ＡＯ）素子を用いた
が、これらの発明では、ＴＥ／ＴＭモード変換素子とし
て、電気光学（ＥＯ）素子を用いても良い。ＥＯ素子に
おいては、チューニング電圧によって特定波長を制御す
ることができる。
【００８０】尚、特定波長の偏光回転率は、例えばＡＯ
素子やＥＯ素子においては、印加電圧の大きさによっ
て、１００％〜０％の範囲で調節することができる。
素子やＥＯ素子においては、印加電圧の大きさによっ
て、１００％〜０％の範囲で調節することができる。
【００８１】
【発明の効果】そこで、この出願に係る各発明では、第
１段階として、ＴＥ／ＴＭモード変換素子の、モード変
換される特定波長の直近の波長において、光信号を当該
光信号の波長に応じで偏光回転させることにより、波長
に依存した偏波面の回転率を有する光信号を出力させ
る。
１段階として、ＴＥ／ＴＭモード変換素子の、モード変
換される特定波長の直近の波長において、光信号を当該
光信号の波長に応じで偏光回転させることにより、波長
に依存した偏波面の回転率を有する光信号を出力させ
る。
【００８２】さらに、この出願に係る各発明では、第２
段階として、出力された光信号を、伝搬に要する時間が
前記回転率によって異なる偏波分散発生手段に入力す
る。光信号は、この偏波分散発生手段を伝搬することに
よって、偏波面の回転角度（回転率）に依存した遅延を
生じる。光信号の回転率は周波数に依存している。従っ
て、光信号に波長分散を生じさせることができる。この
出願に係る各発明では、この波長分散として、光信号が
伝送用の光ファイバを伝送することにより生じる波長分
散の分散特性と逆の分散特性を有する逆分散を生じさせ
る。
段階として、出力された光信号を、伝搬に要する時間が
前記回転率によって異なる偏波分散発生手段に入力す
る。光信号は、この偏波分散発生手段を伝搬することに
よって、偏波面の回転角度（回転率）に依存した遅延を
生じる。光信号の回転率は周波数に依存している。従っ
て、光信号に波長分散を生じさせることができる。この
出願に係る各発明では、この波長分散として、光信号が
伝送用の光ファイバを伝送することにより生じる波長分
散の分散特性と逆の分散特性を有する逆分散を生じさせ
る。
【００８３】そして、この伝送用光ファイバによる波長
分散とこの逆分散とを少なくとも部分的に相殺させるこ
とにより、光信号の分散の補償を図ることができる。
分散とこの逆分散とを少なくとも部分的に相殺させるこ
とにより、光信号の分散の補償を図ることができる。
【図１】第１実施例で用いる分散補償装置の説明に供す
る図である。
る図である。
【図２】（Ａ）は、ＴＥ波を入射したＴＥ／ＴＭモード
変換素子における偏波面の回転角度（偏波面の回転率）
の説明に供するグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）の部分
拡大図である。
変換素子における偏波面の回転角度（偏波面の回転率）
の説明に供するグラフであり、（Ｂ）は、（Ａ）の部分
拡大図である。
【図３】複数の波長のＳＡＷを提起した場合の回転率の
説明に供する図である。
説明に供する図である。
【図４】第２実施例で用いる分散補償装置の構成の説明
に供する図である。
に供する図である。
【図５】第２実施例の分散補償装置における遅延量の波
長依存性を示すグラフである。
長依存性を示すグラフである。
【図６】第３実施例で用いる分散補償装置の構成の説明
に供する図である。
に供する図である。
【図７】第４実施例で用いる分散補償装置の構成の説明
に供する図である。
に供する図である。
１０、１０ａ：ＴＥ／ＴＭモード変換素子（変換素子） １２、１２ａ：偏波保存光ファイバ １２ｂ：出射端 １４：ＬｉＮｂＯ3 基板 １６：光導波路 １６ａ：入力端 １６ｂ：出力端 １８：電極 ２０：光路長差発生手段 ２２：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ） ２４ａ、２４ｂ：反射手段 ２６：第１の光路 ２８：第２の光路 ３０：ＴＥ／ＴＭモード変換素子（変換素子） ３２：波長フィルタ ３４：偏光変換器 ３６、３６ａ、３６ｂ：光導波路 ３６ｃ：出力端
Claims (7)
- 【請求項１】 ＴＥ／ＴＭモード変換素子に直線偏光の
光信号を入力し、該光信号を当該光信号の波長に応じで
偏光回転させて、偏波面が波長に依存した回転率を有す
る光信号を当該ＴＥ／ＴＭモード変換素子から出力さ
せ、 出力された該光信号を、伝搬に要する時間が前記回転率
に依存して異なる偏波分散発生手段に入力することによ
り、該光信号が伝送用の光ファイバを伝送することによ
り生じる波長分散の分散特性と逆の分散特性を有する逆
分散を生じさせ、 該逆分散と前記波長分散の少なくとも一部分とを相殺さ
せることにより、光信号の波長分散を補償することを特
徴とする分散補償方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の分散補償方法におい
て、 前記偏波分散発生手段として、複屈折光ファイバからな
る偏波保存光ファイバを用いることを特徴とする分散補
償方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の分散補償方法におい
て、 前記偏波分散発生手段として、光路長が前記回転率によ
って異なる光路長差発生手段を用いることを特徴とする
分散補償方法。 - 【請求項４】 直線偏光の光信号を入力し、該光信号を
当該光信号の波長に応じで偏光回転させて、偏波面が波
長に依存した回転率を有する光信号を出力するＴＥ／Ｔ
Ｍモード変換素子を具え、 当該ＴＥ／ＴＭモード変換素子の出力端に接続された、
伝搬に要する時間が前記回転率によって異なる偏波分散
発生手段を具えてなることを特徴とする分散補償装置。 - 【請求項５】 請求項４に記載の分散補償装置におい
て、 前記偏波分散発生手段として、複屈折光ファイバからな
る偏波保存光ファイバを具えてなることを特徴とする分
散補償装置。 - 【請求項６】 請求項４に記載の分散補償装置におい
て、 前記偏波分散発生手段として、光路長が前記回転率によ
って異なる光路長差発生手段を具えてなることを特徴と
する分散補償装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の分散補償装置におい
て、 前記光路長差発生手段は、偏波ビームスプリッタ、反射
手段、互いに光路長の異なる第１の光路および第２の光
路を具え、 該偏波ビームスプリッタは、前記ＴＥ／ＴＭモード変換
素子から出力した光信号を互いに偏波面の直交する偏光
に分離して、それぞれ第１の光路と第２の光路とに出射
する構成となっており、 前記反射手段は、前記第１の光路の終点および前記第２
の光路の終点にそれぞれ設けてあり、各光路を進んでき
た光をそれぞれ偏波面を９０°回転させて前記偏波ビー
ムスプリッタのそれぞれの出射端に入射させる構成とな
っていることを特徴とする分散補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25818694A JP3552761B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 分散補償方法および分散補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25818694A JP3552761B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 分散補償方法および分散補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08122723A true JPH08122723A (ja) | 1996-05-17 |
| JP3552761B2 JP3552761B2 (ja) | 2004-08-11 |
Family
ID=17316715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25818694A Expired - Fee Related JP3552761B2 (ja) | 1994-10-24 | 1994-10-24 | 分散補償方法および分散補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3552761B2 (ja) |
-
1994
- 1994-10-24 JP JP25818694A patent/JP3552761B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3552761B2 (ja) | 2004-08-11 |
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