JPH11337751A - 分散補償器及びその製造方法 - Google Patents
分散補償器及びその製造方法Info
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- JPH11337751A JPH11337751A JP10147089A JP14708998A JPH11337751A JP H11337751 A JPH11337751 A JP H11337751A JP 10147089 A JP10147089 A JP 10147089A JP 14708998 A JP14708998 A JP 14708998A JP H11337751 A JPH11337751 A JP H11337751A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 様々な補償距離に対応した分散補償器を低コ
ストかつ小型で提供。 【解決手段】 波長分散している光は光サーキュレータ
11の入力端子11aに入力され、入出力端子11bと
入出射端子12bを経てファイバ回折格子12に入射す
る。ファイバ回折格子12はファイバの長軸方向に対し
て連続的に変化している周期の屈折率変調でかつ連続的
に変化している有効屈折率のコアを有する。ファイバ回
折格子12に入射した光はコア12aの屈折率変調の作
用により、波長によって異なる反射位置zで反射する。
ファイバ回折格子12は短波長の反射位置が入出力端子
1bに近くなる用に接続する。ファイバ回折格子12に
よって逆の分散を与えさらに、分散量は回折格子の周期
の長周期方向に対する変化量のみならず、有効屈折率の
変化量によっても制御可能になっているので、任意の伝
送距離に対する分散補償器が1種類の位相マスクで作製
可能となる。
ストかつ小型で提供。 【解決手段】 波長分散している光は光サーキュレータ
11の入力端子11aに入力され、入出力端子11bと
入出射端子12bを経てファイバ回折格子12に入射す
る。ファイバ回折格子12はファイバの長軸方向に対し
て連続的に変化している周期の屈折率変調でかつ連続的
に変化している有効屈折率のコアを有する。ファイバ回
折格子12に入射した光はコア12aの屈折率変調の作
用により、波長によって異なる反射位置zで反射する。
ファイバ回折格子12は短波長の反射位置が入出力端子
1bに近くなる用に接続する。ファイバ回折格子12に
よって逆の分散を与えさらに、分散量は回折格子の周期
の長周期方向に対する変化量のみならず、有効屈折率の
変化量によっても制御可能になっているので、任意の伝
送距離に対する分散補償器が1種類の位相マスクで作製
可能となる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分散の補償法
に関し、特に光ファイバ通信に用いられる波長分散補償
に関する。
に関し、特に光ファイバ通信に用いられる波長分散補償
に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信の光加入者系への
導入がすすめられている。低伝送損失である1.5ミク
ロン帯の光を用いる場合、17ps/km・nmの波長分散
があるため、伝送速度が高速になるに従って分散を補償
する必要がある。また、加入者系への導入を考慮した場
合、光の伝送距離が加入者ごとに異なるため、個々の伝
送距離に応じた補償を行う必要がある。
導入がすすめられている。低伝送損失である1.5ミク
ロン帯の光を用いる場合、17ps/km・nmの波長分散
があるため、伝送速度が高速になるに従って分散を補償
する必要がある。また、加入者系への導入を考慮した場
合、光の伝送距離が加入者ごとに異なるため、個々の伝
送距離に応じた補償を行う必要がある。
【0003】従来の分散補償器は通常の光ファイバの分
散特性と逆分散の特性を持つ分散補償ファイバを用いて
波長分散を補償している。このような手段では、分散を
補償するための分散補償ファイバが数km以上必要であ
り、装置を小型にできないといった欠点がある。
散特性と逆分散の特性を持つ分散補償ファイバを用いて
波長分散を補償している。このような手段では、分散を
補償するための分散補償ファイバが数km以上必要であ
り、装置を小型にできないといった欠点がある。
【0004】一方で、光ファイバのコア中へ回折格子を
形成するファイバ回折格子はある波長の光を反射する特
徴を持ち、光ファイバの長軸方向に向かって回折格子の
周期を変化させた回折格子を形成することによって、光
の波長により反射位置が異なる特徴を持った素子にな
る。この特性を利用しコンパクトな分散補償を実現する
ことができる。手段が特開平7−128524号公報に
報告されている。この分散補償器の構成を図8に示す。
形成するファイバ回折格子はある波長の光を反射する特
徴を持ち、光ファイバの長軸方向に向かって回折格子の
周期を変化させた回折格子を形成することによって、光
の波長により反射位置が異なる特徴を持った素子にな
る。この特性を利用しコンパクトな分散補償を実現する
ことができる。手段が特開平7−128524号公報に
報告されている。この分散補償器の構成を図8に示す。
【0005】図8において、81は方向性結合器、8
2、83、84は前記方向性結合器の各端子、85は連
続的に格子間隔が変化する回折格子が形成された光ファ
イバ、86は支持部材、87は光入射端面である。
2、83、84は前記方向性結合器の各端子、85は連
続的に格子間隔が変化する回折格子が形成された光ファ
イバ、86は支持部材、87は光入射端面である。
【0006】この図において以下にその動作を説明す
る。方向性結合器81の端子82から波長分散した信号
光が入力し、端子83から出力されて波長分散補償器に
入力する。波長分散補償器は、連続的に抗し間隔が変化
する回折格子が形成された光ファイバ85と支持部材8
6とを備え、端子82から入力した信号光の波長分散に
対して、逆の極性を有し、波長分散の全体値が略同一に
調整された物を使用する。
る。方向性結合器81の端子82から波長分散した信号
光が入力し、端子83から出力されて波長分散補償器に
入力する。波長分散補償器は、連続的に抗し間隔が変化
する回折格子が形成された光ファイバ85と支持部材8
6とを備え、端子82から入力した信号光の波長分散に
対して、逆の極性を有し、波長分散の全体値が略同一に
調整された物を使用する。
【0007】従って、波長分散補償器で発生する波長分
散は、端子82から入力した光信号の波長分散を補償す
る。波長分散が補償された信号光は波長分散補償器の光
入力端面87から出力され、端子83から方向性へ都合
器に入力する。端子83から入力した光信号は、端子8
4から出力されるこうして波長分散が補償された光信号
を得る。
散は、端子82から入力した光信号の波長分散を補償す
る。波長分散が補償された信号光は波長分散補償器の光
入力端面87から出力され、端子83から方向性へ都合
器に入力する。端子83から入力した光信号は、端子8
4から出力されるこうして波長分散が補償された光信号
を得る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来例による手法では
作製に用いる位相マスクの回折周期の変化率によって分
散補償できる距離が決まってしまう。位相マスク法は二
光束干渉法に比べ、作成が容易で高精度で作製できる
が、位相マスクはそれ自体が高価であるため、補償距離
に応じていろいろな回折周期の変化率を有するマスクを
用意すると非常にコストが高くなってしまい、加入者向
けの低コストな分散補償器を提供するのは非常に困難で
ある。また、補償距離が長い場合は分散補償器のファイ
バ回折格子の長さも長くなり用いる位相マスクもさらに
高価である。
作製に用いる位相マスクの回折周期の変化率によって分
散補償できる距離が決まってしまう。位相マスク法は二
光束干渉法に比べ、作成が容易で高精度で作製できる
が、位相マスクはそれ自体が高価であるため、補償距離
に応じていろいろな回折周期の変化率を有するマスクを
用意すると非常にコストが高くなってしまい、加入者向
けの低コストな分散補償器を提供するのは非常に困難で
ある。また、補償距離が長い場合は分散補償器のファイ
バ回折格子の長さも長くなり用いる位相マスクもさらに
高価である。
【0009】本発明は、このような従来の課題を解決す
るのもであり、いろいろな補償距離に対応した分散補償
器を低コストで提供することを目的とする。
るのもであり、いろいろな補償距離に対応した分散補償
器を低コストで提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の分散補償器は、光サーキュレータや光カッ
プラなどの方向性結合器の一端に接続し、一定の周期も
しくは連続的に変化している周期の屈折率変調と連続的
に変化している有効屈折率とを有するコアをもつファイ
バ回折格子を少なくとも1個以上配置したもので構成す
る。
に、本発明の分散補償器は、光サーキュレータや光カッ
プラなどの方向性結合器の一端に接続し、一定の周期も
しくは連続的に変化している周期の屈折率変調と連続的
に変化している有効屈折率とを有するコアをもつファイ
バ回折格子を少なくとも1個以上配置したもので構成す
る。
【0011】以上のような構成において、以下分散補償
動作について説明する。通常のシングルモードファイバ
は波長差1nmで17psの分散量を持ち、信号光をxkm
伝送すると、長波長側の伝送速度が速く、17xps/nm
の遅延時間を長じる。
動作について説明する。通常のシングルモードファイバ
は波長差1nmで17psの分散量を持ち、信号光をxkm
伝送すると、長波長側の伝送速度が速く、17xps/nm
の遅延時間を長じる。
【0012】このように波長分散している光は光サーキ
ュレータの入力端子に入力され、第2の入出射端子を経
てファイバ回折格子に入射する。ファイバ回折格子に入
射した光はコアの屈折率変調の作用により、波長によっ
て異なる反射位置zで反射する。
ュレータの入力端子に入力され、第2の入出射端子を経
てファイバ回折格子に入射する。ファイバ回折格子に入
射した光はコアの屈折率変調の作用により、波長によっ
て異なる反射位置zで反射する。
【0013】ファイバ回折格子中の光の反射位置zと反
射波長λ(z)との関係は λ(z)=(Λ+Λc・z)・(n+dn・z)・・・式(1) と書き表すことができる。
射波長λ(z)との関係は λ(z)=(Λ+Λc・z)・(n+dn・z)・・・式(1) と書き表すことができる。
【0014】ここで、Λ/2はZ=0における屈折率変
調の周期、Λc/2は光ファイバ長軸方向における屈折
率変調の周期の変化率である。位相マスクを用いて作製
したファイバ回折格子の屈折率変調の周期は位相マスク
の回折格子の周期の半分になるので、ΛとΛcはそれぞ
れファイバ回折格子を作製する位相マスクの回折周期と
回折周期の変化率であると考えてよい。
調の周期、Λc/2は光ファイバ長軸方向における屈折
率変調の周期の変化率である。位相マスクを用いて作製
したファイバ回折格子の屈折率変調の周期は位相マスク
の回折格子の周期の半分になるので、ΛとΛcはそれぞ
れファイバ回折格子を作製する位相マスクの回折周期と
回折周期の変化率であると考えてよい。
【0015】nはz=0における有効屈折率、dnは光フ
ァイバ長軸方向における有効屈折率の変化率である。光
ファイバ長軸方向における反射波長の変化率dλ/dz
を求めると式1よりdλ/dz=(d/dz)λ(z)
=Λ・dn+Λc・n(1+2dn・z/n)・・・・
式(2)となる。
ァイバ長軸方向における有効屈折率の変化率である。光
ファイバ長軸方向における反射波長の変化率dλ/dz
を求めると式1よりdλ/dz=(d/dz)λ(z)
=Λ・dn+Λc・n(1+2dn・z/n)・・・・
式(2)となる。
【0016】dn・zはファイバ回折格子の一端と他端
との有効屈折率の差に相当し大きくても10-3程度であ
る。通常の光ファイバの屈折率nは1.447程度であ
るのを考慮する2dn・z/n<<1であり式2はdλ/
dz=Λ・dn+Λc・n・・・・・・・式(3)と書
き表すことができる。
との有効屈折率の差に相当し大きくても10-3程度であ
る。通常の光ファイバの屈折率nは1.447程度であ
るのを考慮する2dn・z/n<<1であり式2はdλ/
dz=Λ・dn+Λc・n・・・・・・・式(3)と書
き表すことができる。
【0017】ファイバ回折格子では波長ごとに反射位置
が異なるため、第2の入出射端からファイバ回折格子へ
入射し、ファイバ回折格子で反射して再び入出射端より
戻ってくる光は波長ごとに到達時間が異なる。ファイバ
回折格子で生じる単位波長あたりの遅延時間τは τ=2・n/(c・dλ/dz) (c:光速)・・・・・・式(4) τ=2・n/{c・(Λ・dn+Λc・n)} ・・・・・・・式(5) となる。
が異なるため、第2の入出射端からファイバ回折格子へ
入射し、ファイバ回折格子で反射して再び入出射端より
戻ってくる光は波長ごとに到達時間が異なる。ファイバ
回折格子で生じる単位波長あたりの遅延時間τは τ=2・n/(c・dλ/dz) (c:光速)・・・・・・式(4) τ=2・n/{c・(Λ・dn+Λc・n)} ・・・・・・・式(5) となる。
【0018】ここで、入力光の遅延時間17x(ps/n
m)がファイバ回折格子で与える遅延時間τと同じ大き
さになるようにΛ、dn、Λcを設計し、かつ分散の方
向が逆になるように、つまり、短波長の反射位置が長波
長の反射位置より第2の入出力端子に近くなるようにフ
ァイバ回折格子を接続すればよい。こうしてファイバ回
折格子で反射された光は遅延時間が相殺されるので、分
散が補償され、光サーキュレータを経て第3の出力端子
より出力される。
m)がファイバ回折格子で与える遅延時間τと同じ大き
さになるようにΛ、dn、Λcを設計し、かつ分散の方
向が逆になるように、つまり、短波長の反射位置が長波
長の反射位置より第2の入出力端子に近くなるようにフ
ァイバ回折格子を接続すればよい。こうしてファイバ回
折格子で反射された光は遅延時間が相殺されるので、分
散が補償され、光サーキュレータを経て第3の出力端子
より出力される。
【0019】ここで従来技術では光ファイバのコアの有
効屈折率を変化させる手段がなかったため、式5でdn
=0である。
効屈折率を変化させる手段がなかったため、式5でdn
=0である。
【0020】従って位相マスクによって決まるΛcによ
ってのみτを制御していた。このため異なる伝送距離に
対した遅延時間τを得るには、その都度光ファおける屈
折率変調の周期の変化率Λcの異なる位相マスクを用意
する必要があった。
ってのみτを制御していた。このため異なる伝送距離に
対した遅延時間τを得るには、その都度光ファおける屈
折率変調の周期の変化率Λcの異なる位相マスクを用意
する必要があった。
【0021】また、ファイバ回折格子自身に曲げなどで
ひずみを加えることにより遅延時間を変えることができ
るが、この場合可変範囲は小さく信頼性に欠ける。
ひずみを加えることにより遅延時間を変えることができ
るが、この場合可変範囲は小さく信頼性に欠ける。
【0022】しかしながら本発明は、光ファイバ長軸方
向における屈折率変調の周期の変化率Λcのみによって
決まる補償伝送距離に対し、適当な有効屈折率変化dn
を与えることにより任意の伝送距離に対する分散の補償
距離を可能とするものである。
向における屈折率変調の周期の変化率Λcのみによって
決まる補償伝送距離に対し、適当な有効屈折率変化dn
を与えることにより任意の伝送距離に対する分散の補償
距離を可能とするものである。
【0023】本発明の分散補償器を製造する方法として
は、紫外光を一定の周期もしくは連続的に変化している
周期回折ピッチを有する位相マスク通して光ファイバに
照射して位相マスクの回折ピッチの半分の周期の屈折率
変調を光ファイバのコア部に形成し、前記屈折率変調を
形成した光ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿って
照射時間が異なるように紫外光をさらに照射して光ファ
イバのコアの有効屈折率が光ファイバの長軸方向に沿っ
て変化するようにコアの屈折率変調部分を形成する。
は、紫外光を一定の周期もしくは連続的に変化している
周期回折ピッチを有する位相マスク通して光ファイバに
照射して位相マスクの回折ピッチの半分の周期の屈折率
変調を光ファイバのコア部に形成し、前記屈折率変調を
形成した光ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿って
照射時間が異なるように紫外光をさらに照射して光ファ
イバのコアの有効屈折率が光ファイバの長軸方向に沿っ
て変化するようにコアの屈折率変調部分を形成する。
【0024】これにより広い帯域をカバーするコンパク
トで低コストの分散補償器を実現することができる。
トで低コストの分散補償器を実現することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】請求項1に記載した発明は、屈折
率変調の周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続
的に変化しているコア部を有するファイバ回折格子を用
いることを特徴とした分散補償器であり、有効屈折率の
変化量によっていろいろな補償距離の分散を小型かつ低
コストな装置で補償する作用を有する。
率変調の周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続
的に変化しているコア部を有するファイバ回折格子を用
いることを特徴とした分散補償器であり、有効屈折率の
変化量によっていろいろな補償距離の分散を小型かつ低
コストな装置で補償する作用を有する。
【0026】請求項2に記載した発明は、屈折率変調の
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子を用いることを特徴と
した分散補償器であり、請求項1に記載した作用に加
え、分散量の大きい長距離対応の分散を補償する作用を
有する。
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子を用いることを特徴と
した分散補償器であり、請求項1に記載した作用に加
え、分散量の大きい長距離対応の分散を補償する作用を
有する。
【0027】請求項3に記載した発明は、屈折率変調の
周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続的に変化
しているコア部を有するファイバ回折格子と、前記ファ
イバ回折格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率
変調と異なる周期変化でかつ前記ファイバ回折格子の有
効屈折率と同じ有効屈折率のコア部を有するファイバ回
折格子を少なくとも1個以上配置した分散補償器であ
り、請求項1に記載した作用に加え、広い帯域を分散補
償できる作用を有する。
周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続的に変化
しているコア部を有するファイバ回折格子と、前記ファ
イバ回折格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率
変調と異なる周期変化でかつ前記ファイバ回折格子の有
効屈折率と同じ有効屈折率のコア部を有するファイバ回
折格子を少なくとも1個以上配置した分散補償器であ
り、請求項1に記載した作用に加え、広い帯域を分散補
償できる作用を有する。
【0028】請求項4に記載した発明は、屈折率変調の
周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続的に変化
しているコア部を有するファイバ回折格子と、前記ファ
イバ回折格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率
変調と異なる周期変化でかつ前記ファイバ回折格子の有
効屈折率の変化率と同じ有効屈折率変化率のコア部を有
するファイバ回折格子を少なくとも1個以上配置した分
散補償器であり、請求項3に記載した作用に加え、製造
しやすい構造で広い帯域の分散補償する作用を有する。
周期が連続的に変化し、かつ有効屈折率が連続的に変化
しているコア部を有するファイバ回折格子と、前記ファ
イバ回折格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率
変調と異なる周期変化でかつ前記ファイバ回折格子の有
効屈折率の変化率と同じ有効屈折率変化率のコア部を有
するファイバ回折格子を少なくとも1個以上配置した分
散補償器であり、請求項3に記載した作用に加え、製造
しやすい構造で広い帯域の分散補償する作用を有する。
【0029】請求項5に記載した発明は、屈折率変調の
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子と、前記ファイバ回折
格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率変調と異
なる周期でかつ前記ファイバ回折格子の有効屈折率と同
じ有効屈折率のコア部を有するファイバ回折格子を少な
くとも1個以上配置した分散補償器であり、請求項2に
記載した作用に加え、広帯域で長距離の分散補償行う作
用を有する。
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子と、前記ファイバ回折
格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率変調と異
なる周期でかつ前記ファイバ回折格子の有効屈折率と同
じ有効屈折率のコア部を有するファイバ回折格子を少な
くとも1個以上配置した分散補償器であり、請求項2に
記載した作用に加え、広帯域で長距離の分散補償行う作
用を有する。
【0030】請求項6に記載した発明は、屈折率変調の
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子と、前記ファイバ回折
格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率変調と異
なる周期でかつ前記ファイバ回折格子の有効屈折率の変
化率と同じ有効屈折率変化率ののコア部を有するファイ
バ回折格子を少なくとも1個以上配置した分散補償器で
あり、請求項5に記載した作用に加え、製造しやすい構
造の広い帯域で長距離用の分散補償を行う作用を有す
る。
周期が一定で、かつ有効屈折率が連続的に変化している
コア部を有するファイバ回折格子と、前記ファイバ回折
格子に接続し、前記ファイバ回折格子の屈折率変調と異
なる周期でかつ前記ファイバ回折格子の有効屈折率の変
化率と同じ有効屈折率変化率ののコア部を有するファイ
バ回折格子を少なくとも1個以上配置した分散補償器で
あり、請求項5に記載した作用に加え、製造しやすい構
造の広い帯域で長距離用の分散補償を行う作用を有す
る。
【0031】請求項7に記載した発明は、3端子の光サ
ーキュレータと、前記の光サーキュレータの第2の端子
に接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少
なくとも1個有する分散補償器であり、請求項1から6
に記載した作用に加え、さらに入力光と出力光を容易に
分離できる作用を有する。
ーキュレータと、前記の光サーキュレータの第2の端子
に接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少
なくとも1個有する分散補償器であり、請求項1から6
に記載した作用に加え、さらに入力光と出力光を容易に
分離できる作用を有する。
【0032】請求項8に記載した発明は4端子の光サー
キュレータと、前記の光サーキュレータの第2の端子に
接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少な
くとも1個有し、前記光サーキュレータの第3の端子に
接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少な
くとも1個有する分散補償器であり、請求項1から6に
記載した作用に加え、第2と第3の端子に接続されたフ
ァイバ回折格子の分散量の合計量の分散を補償する作用
を有する。
キュレータと、前記の光サーキュレータの第2の端子に
接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少な
くとも1個有し、前記光サーキュレータの第3の端子に
接続し、請求項1から6記載のファイバ回折格子を少な
くとも1個有する分散補償器であり、請求項1から6に
記載した作用に加え、第2と第3の端子に接続されたフ
ァイバ回折格子の分散量の合計量の分散を補償する作用
を有する。
【0033】請求項9に記載した発明は、方向性結合器
と、前期方向性結合器の1端に接続し、請求項1から6
記載のファイバ回折格子を少なくとも1個有する分散補
償器であり、請求項7に記載した作用に加え、さらに低
コストで分散補償を行う作用を有する。
と、前期方向性結合器の1端に接続し、請求項1から6
記載のファイバ回折格子を少なくとも1個有する分散補
償器であり、請求項7に記載した作用に加え、さらに低
コストで分散補償を行う作用を有する。
【0034】請求項10に記載した発明は、紫外光を一
定の割合で回折ピッチが増加する位相マスク通して光フ
ァイバに照射し、周期が連続的に変化した屈折率変調を
光ファイバのコア部に形成し、前記屈折率変調を形成し
た光ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿って照射時
間が異なるように紫外光をさらに照射して光ファイバの
コアの有効屈折率が光ファイバの長軸方向に沿って変化
するようにコアの屈折率変調部分を形成することを特徴
とする分散補償器の製造法であり、任意の補償距離の分
散補償を1種類の位相マスクを用いて低コストで製造で
きる作用を有する。
定の割合で回折ピッチが増加する位相マスク通して光フ
ァイバに照射し、周期が連続的に変化した屈折率変調を
光ファイバのコア部に形成し、前記屈折率変調を形成し
た光ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿って照射時
間が異なるように紫外光をさらに照射して光ファイバの
コアの有効屈折率が光ファイバの長軸方向に沿って変化
するようにコアの屈折率変調部分を形成することを特徴
とする分散補償器の製造法であり、任意の補償距離の分
散補償を1種類の位相マスクを用いて低コストで製造で
きる作用を有する。
【0035】請求項11に記載した発明は、紫外光を回
折ピッチが一定の位相マスク通して光ファイバに照射
し、周期が連続的に変化した屈折率変調を光ファイバの
コア部に形成し、前記屈折率変調を形成した光ファイバ
上に光ファイバの長軸方向に沿って照射時間が異なるよ
うに紫外光をさらに照射して光ファイバのコアの有効屈
折率が光ファイバの長軸方向に沿って変化するようにコ
アの屈折率変調部分を形成することを特徴とする分散補
償器であり、請求項10に記載した作用に加え、長距離
用の任意の分散補償を1種類の位相マスクを用いて低コ
ストで製造できる作用を有する。
折ピッチが一定の位相マスク通して光ファイバに照射
し、周期が連続的に変化した屈折率変調を光ファイバの
コア部に形成し、前記屈折率変調を形成した光ファイバ
上に光ファイバの長軸方向に沿って照射時間が異なるよ
うに紫外光をさらに照射して光ファイバのコアの有効屈
折率が光ファイバの長軸方向に沿って変化するようにコ
アの屈折率変調部分を形成することを特徴とする分散補
償器であり、請求項10に記載した作用に加え、長距離
用の任意の分散補償を1種類の位相マスクを用いて低コ
ストで製造できる作用を有する。
【0036】(実施の形態1)図1は本発明の第1の実
施の形態における分散補償器の全体構成の概略を示して
いる。図1において、11は3端子の光サーキュレータ
である。11aが第1番目の入力端子、11bが第2番
目の入出力端子、11cが第3番目の出力端子である。
施の形態における分散補償器の全体構成の概略を示して
いる。図1において、11は3端子の光サーキュレータ
である。11aが第1番目の入力端子、11bが第2番
目の入出力端子、11cが第3番目の出力端子である。
【0037】12はファイバ回折格子、12bはファイ
バ回折格子の入出射端であり、入出力端子11bに接続
している。12aはファイバ回折格子のコアであり屈折
率変調を有する。ファイバ回折格子内のコア12aの光
ファイバ長軸方向における屈折率変調を図2に示す。
バ回折格子の入出射端であり、入出力端子11bに接続
している。12aはファイバ回折格子のコアであり屈折
率変調を有する。ファイバ回折格子内のコア12aの光
ファイバ長軸方向における屈折率変調を図2に示す。
【0038】図2における実線が光ファイバの屈折率で
ある。屈折率の変調は光ファイバの長軸方向zに沿って
変調周期が次第に大きくなるように構成されている。さ
らにコアの有効屈折率も光ファイバの長軸方向zに沿っ
て次第に大きくなるように構成されている。
ある。屈折率の変調は光ファイバの長軸方向zに沿って
変調周期が次第に大きくなるように構成されている。さ
らにコアの有効屈折率も光ファイバの長軸方向zに沿っ
て次第に大きくなるように構成されている。
【0039】以上のような構成において、以下分散補償
動作について説明する。波長分散している光は光サーキ
ュレータ11の入力端子11aに入力され、入出力端子
11bと入出力端12bを経てファイバ回折格子12に
入射する。ファイバ回折格子12に入射した光はコア1
2aの屈折率変調の作用により、波長によって異なる反
射位置zで反射する。ファイバ回折格子12は短波長の
反射位置が入出力端子11bに近くなる用に接続する。
動作について説明する。波長分散している光は光サーキ
ュレータ11の入力端子11aに入力され、入出力端子
11bと入出力端12bを経てファイバ回折格子12に
入射する。ファイバ回折格子12に入射した光はコア1
2aの屈折率変調の作用により、波長によって異なる反
射位置zで反射する。ファイバ回折格子12は短波長の
反射位置が入出力端子11bに近くなる用に接続する。
【0040】伝送距離xkmを補償する場合、単位波長
あたりの光信号の遅延時間τはτ=17x(ps/nm)
であるので、Λ・dn+Λc・n=2n/{c・17x
(ps/nm)}・・・式(7)を満足するΛc、dnと
なる。
あたりの光信号の遅延時間τはτ=17x(ps/nm)
であるので、Λ・dn+Λc・n=2n/{c・17x
(ps/nm)}・・・式(7)を満足するΛc、dnと
なる。
【0041】例えば、回折周期の変化率Λc=0.56n
m/cmの位相マスクを用いてファイバ回折格子を作製
し、光ファイバの長軸方向の有効屈折率変化が無い(d
n=0)場合、式7より、対応する補償距離x0はx0=
7kmとなる。ここまでは従来技術で述べたように、1種
類の位相マスクではある決まった距離の補償しかできな
い。以下に述べる製造法でdnを付加すると7km以外の距
離の補償が可能になる。
m/cmの位相マスクを用いてファイバ回折格子を作製
し、光ファイバの長軸方向の有効屈折率変化が無い(d
n=0)場合、式7より、対応する補償距離x0はx0=
7kmとなる。ここまでは従来技術で述べたように、1種
類の位相マスクではある決まった距離の補償しかできな
い。以下に述べる製造法でdnを付加すると7km以外の距
離の補償が可能になる。
【0042】補償距離の可変量Δxは、Δx=x−x0
={2n/17(ps/nm・km)c}・{-Λdn/
Λc・n(Λ・dn+Λc・n)}・・・式(8)とな
る。
={2n/17(ps/nm・km)c}・{-Λdn/
Λc・n(Λ・dn+Λc・n)}・・・式(8)とな
る。
【0043】例えば、dn=m・10-4(cm-1)(m
=−3.0〜+3.0)とすればn=1.447だからΔx
≒mとなるので基準のx0=7km補償用の位相マスク
で、4〜10kmの散補償器の作製が容易に可能であ
る。
=−3.0〜+3.0)とすればn=1.447だからΔx
≒mとなるので基準のx0=7km補償用の位相マスク
で、4〜10kmの散補償器の作製が容易に可能であ
る。
【0044】このように本実施形態によれば、ファイバ
回折格子によって逆の分散を与えさらに、前述の式5で
与えられるτが、回折格子の周期の長周期方向に対する
変化量Λcのみならず、有効屈折率の変化量dnによっ
ても制御可能になっているので、任意の伝送距離に対す
る分散補償が可能となる。
回折格子によって逆の分散を与えさらに、前述の式5で
与えられるτが、回折格子の周期の長周期方向に対する
変化量Λcのみならず、有効屈折率の変化量dnによっ
ても制御可能になっているので、任意の伝送距離に対す
る分散補償が可能となる。
【0045】なお、図2において、dn/dz>0、即
ち長周期側ほど有効屈折率が大きくなる場合を示した
が、逆に短周期側ほど有効屈折率が大きくなるようにす
れば、基準の補償距離よりもより長距離の伝送距離に対
応する分散補償器が可能となる。このように、本実施形
態1によればファイバ回折格子12によって逆の分散を
与えることにより光信号の分散を補償することができ
る。
ち長周期側ほど有効屈折率が大きくなる場合を示した
が、逆に短周期側ほど有効屈折率が大きくなるようにす
れば、基準の補償距離よりもより長距離の伝送距離に対
応する分散補償器が可能となる。このように、本実施形
態1によればファイバ回折格子12によって逆の分散を
与えることにより光信号の分散を補償することができ
る。
【0046】なお、本発明では回折周期が場所によって
次第に変化するような構造コア12aを有するとした
が、回折周期が一定でコアの有効屈折率は光ファイバの
長軸方向zに沿って次第に大きくなるように構成されて
いるコア部でもよい。
次第に変化するような構造コア12aを有するとした
が、回折周期が一定でコアの有効屈折率は光ファイバの
長軸方向zに沿って次第に大きくなるように構成されて
いるコア部でもよい。
【0047】また、光サーキュレータ11は3端子のも
のとしたが、4端子のものを用いて、第2と第3の端子
にそれぞれファイバ回折格子12を接続しても良い。こ
の場合は第2と第3に接続したそれぞれのファイバ回折
格子の分散量の合計が分散補償量となる。
のとしたが、4端子のものを用いて、第2と第3の端子
にそれぞれファイバ回折格子12を接続しても良い。こ
の場合は第2と第3に接続したそれぞれのファイバ回折
格子の分散量の合計が分散補償量となる。
【0048】本発明の分散補償器の屈折率変調の製造方
法は図3及び図4を用いて説明する。図3において31
は光ファイバの屈折率変調を形成するための露光に用い
る紫外光。32は回折周期が場所によって次第に変化す
るような構造の位相マスク、33はファイバ回折格子が
形成される光ファイバ、35は位相マスク32によって
回折された紫外光31の+1次回折光、34は位相マス
ク32によって回折された紫外光31の−1次回折光で
ある。
法は図3及び図4を用いて説明する。図3において31
は光ファイバの屈折率変調を形成するための露光に用い
る紫外光。32は回折周期が場所によって次第に変化す
るような構造の位相マスク、33はファイバ回折格子が
形成される光ファイバ、35は位相マスク32によって
回折された紫外光31の+1次回折光、34は位相マス
ク32によって回折された紫外光31の−1次回折光で
ある。
【0049】本発明の分散補償器を製造するには次の手
順で行う。はじめに光ファイバ33を位相マスク32に
接近させて配置する。次に紫外光31を位相マスク32
を通じて光ファイバ33に照射する。紫外光31は位相
マスク32を通過すると+1次光と−1次光に分けられ
て互いに干渉し、光ファイバ33上では位相マスク32
の回折周期の半分の周期の干渉縞が生じる。光ファイバ
33のコアでは紫外光の干渉光の強度に対応し、屈折率
の高低が形成される。結果として位相マスク33のちょ
うど半分の周期の屈折率変調が光ファイバ33のコア中
に形成される。
順で行う。はじめに光ファイバ33を位相マスク32に
接近させて配置する。次に紫外光31を位相マスク32
を通じて光ファイバ33に照射する。紫外光31は位相
マスク32を通過すると+1次光と−1次光に分けられ
て互いに干渉し、光ファイバ33上では位相マスク32
の回折周期の半分の周期の干渉縞が生じる。光ファイバ
33のコアでは紫外光の干渉光の強度に対応し、屈折率
の高低が形成される。結果として位相マスク33のちょ
うど半分の周期の屈折率変調が光ファイバ33のコア中
に形成される。
【0050】例えば本実施の形態において図3における
位相マスク32の左端からz(cm)の位置において107
7nm+0.56znmの回折周期の位相マスクを用いる
と、屈折率変調の周期が538.5nm±0.18znmのフ
ァイバ回折格子を作製することができる。
位相マスク32の左端からz(cm)の位置において107
7nm+0.56znmの回折周期の位相マスクを用いる
と、屈折率変調の周期が538.5nm±0.18znmのフ
ァイバ回折格子を作製することができる。
【0051】この時の光ファイバ33の長軸方向に対す
る屈折率分布と反射波長の関係を図3内のグラフに示し
た。屈折率変調の周期は長軸方向に対して次第に大きく
なっているが、有効屈折率は一定である。この場合、有
効屈折率の変動量は大きくても10-3程度であるので、
式3より光ファイバの長軸方向の距離に対する反射波長
の変化率dλ/dzは変調周期の変化率Λcによって決
まると考えられる。それゆえ分散量τも位相マスク32
の変調周期の変化率Λcによってきまる。
る屈折率分布と反射波長の関係を図3内のグラフに示し
た。屈折率変調の周期は長軸方向に対して次第に大きく
なっているが、有効屈折率は一定である。この場合、有
効屈折率の変動量は大きくても10-3程度であるので、
式3より光ファイバの長軸方向の距離に対する反射波長
の変化率dλ/dzは変調周期の変化率Λcによって決
まると考えられる。それゆえ分散量τも位相マスク32
の変調周期の変化率Λcによってきまる。
【0052】次に光ファイバの超軸方向で有効屈折率変
化dnを与えるために、屈折率変調を形成した光ファイ
バを再度紫外光で照射する。図4において41は紫外
光。42は紫外光の遮光板。43は屈折率変調を形成し
た光ファイバである。
化dnを与えるために、屈折率変調を形成した光ファイ
バを再度紫外光で照射する。図4において41は紫外
光。42は紫外光の遮光板。43は屈折率変調を形成し
た光ファイバである。
【0053】紫外光41は可動できる遮光板42で遮光
されている。遮光板42の下には屈折率変調が形成され
ている光ファイバ43を配置する。遮光板42はある速
度Vで可動し光ファイバ43の屈折率変調が形成されて
いる部分の図の右端から徐々に紫外光41を照射し2回
目照射をおこなう。
されている。遮光板42の下には屈折率変調が形成され
ている光ファイバ43を配置する。遮光板42はある速
度Vで可動し光ファイバ43の屈折率変調が形成されて
いる部分の図の右端から徐々に紫外光41を照射し2回
目照射をおこなう。
【0054】紫外光41が光ファイバ43の屈折率変調
が形成されている部分の図の左端まで照射したところで
2回目の紫外光照射を止める。この結果、光ファイバの
長軸方向に対して紫外光の照射時間が異なるため。図4
中のグラフのように長軸方向の位置に対して異なる有効
屈折率の値をとるようになる。
が形成されている部分の図の左端まで照射したところで
2回目の紫外光照射を止める。この結果、光ファイバの
長軸方向に対して紫外光の照射時間が異なるため。図4
中のグラフのように長軸方向の位置に対して異なる有効
屈折率の値をとるようになる。
【0055】この結果、式1より長軸方向に対する光フ
ァイバの反射波長はグラフの2回目の照射前の点線で示
した位置から照射後は実線で示した位置へシフトし、式
2で表されるような光ファイバの長軸方向に対する反射
波長の変化率(dλ/dz)が増加する。こうして式3
で与えられる分散量は2回目の紫外光照射前と比べ小さ
くなる。この場合、遮光板42の可動速度によって有効
屈折率の勾配が変わるので、可動速度Vを変えることに
よっていろいろなdnをコアに付し、いろいろな分散量
のファイバ回折格子を作製することができる。最後に光
サーキュレータの第2の端子に、ファイバ回折格子の短
波長側の反射位置が長波長側の反射位置より近くなるよ
うに接続して分散補償器を作製する。
ァイバの反射波長はグラフの2回目の照射前の点線で示
した位置から照射後は実線で示した位置へシフトし、式
2で表されるような光ファイバの長軸方向に対する反射
波長の変化率(dλ/dz)が増加する。こうして式3
で与えられる分散量は2回目の紫外光照射前と比べ小さ
くなる。この場合、遮光板42の可動速度によって有効
屈折率の勾配が変わるので、可動速度Vを変えることに
よっていろいろなdnをコアに付し、いろいろな分散量
のファイバ回折格子を作製することができる。最後に光
サーキュレータの第2の端子に、ファイバ回折格子の短
波長側の反射位置が長波長側の反射位置より近くなるよ
うに接続して分散補償器を作製する。
【0056】このような製造方法によれば、図4におけ
る遮光板42の可動速度を変えることによって分散補償
量を変えることができる。このため従来では1つの位相
マスクでは決まった分散補償量の分散補償器しかでき
ず、いろいろな分散補償量の分散補償器を作るためには
高価な位相マスクを多種類用意しなければならなかっ
た。
る遮光板42の可動速度を変えることによって分散補償
量を変えることができる。このため従来では1つの位相
マスクでは決まった分散補償量の分散補償器しかでき
ず、いろいろな分散補償量の分散補償器を作るためには
高価な位相マスクを多種類用意しなければならなかっ
た。
【0057】しかしながら、本発明の製造方法によれば
1種類の位相マスクで本実施例のようないろいろな補償
量の分散補償器を製造することができ、低コストで分散
補償器を提供することができる。
1種類の位相マスクで本実施例のようないろいろな補償
量の分散補償器を製造することができ、低コストで分散
補償器を提供することができる。
【0058】なお、本製造方法において長波長が反射す
る位置から紫外光の2回目照射を行い(dn>0)分散
量を小さく調節した。しかしながら短波長が反射する位
置から2回目照射を行えば(dn<0)逆に分散量を大
きくできる。
る位置から紫外光の2回目照射を行い(dn>0)分散
量を小さく調節した。しかしながら短波長が反射する位
置から2回目照射を行えば(dn<0)逆に分散量を大
きくできる。
【0059】また、遮光板42を可動させ光ファイバの
長軸方向に対し有効屈折率に勾配を与えたが、2度目の
照射紫外光41自身に強度分布を持たせることによって
有効屈折率に勾配を与えることもできる。また、使用し
た位相マスク32は回折周期が場所によって次第に変化
するような構造の位相マスクであるが、回折周期が一定
の位相マスクを使っても、2度目の紫外光照射により有
効屈折率に勾配を与え、分散補償器とすることができ
る。分散量が大きいファイバ回折格子を、回折格子の周
期に応じて回折周期が場所によって次第に変化するよう
な構造の位相マスクのみを用いて実現しようとすると、
回折格子の周期の変化が非常に微小なためそのような位
相マスク自身を作ることができなかった。
長軸方向に対し有効屈折率に勾配を与えたが、2度目の
照射紫外光41自身に強度分布を持たせることによって
有効屈折率に勾配を与えることもできる。また、使用し
た位相マスク32は回折周期が場所によって次第に変化
するような構造の位相マスクであるが、回折周期が一定
の位相マスクを使っても、2度目の紫外光照射により有
効屈折率に勾配を与え、分散補償器とすることができ
る。分散量が大きいファイバ回折格子を、回折格子の周
期に応じて回折周期が場所によって次第に変化するよう
な構造の位相マスクのみを用いて実現しようとすると、
回折格子の周期の変化が非常に微小なためそのような位
相マスク自身を作ることができなかった。
【0060】しかしながら本発明の製造方法によれば、
回折周期が一定の位相マスクを使い、2度目の紫外光照
射により有効屈折率に勾配を与えることにより、光ファ
イバの長軸方向に対する反射波長の変化が非常に緩やか
なファイバ回折格子を作成することが容易となり、大き
い分散量を補償する長距離対応の分散補償器を実現でき
る。
回折周期が一定の位相マスクを使い、2度目の紫外光照
射により有効屈折率に勾配を与えることにより、光ファ
イバの長軸方向に対する反射波長の変化が非常に緩やか
なファイバ回折格子を作成することが容易となり、大き
い分散量を補償する長距離対応の分散補償器を実現でき
る。
【0061】(実施の形態2)図5は本発明の第2の実
施の形態における分散補償器の全体構成の概略を示して
いる。図5において、11は3端子の光サーキュレータ
である。11aが第1番目の入力端子、11bが第2番
目の入出力端子、11cが第3番目の出力端子である。
施の形態における分散補償器の全体構成の概略を示して
いる。図5において、11は3端子の光サーキュレータ
である。11aが第1番目の入力端子、11bが第2番
目の入出力端子、11cが第3番目の出力端子である。
【0062】52はファイバ回折格子、52aはファイ
バ回折格子の入出射端であり、入出力端子11bに接続
している。52b、52c、52d、52e、52fは
ファイバ回折格子が形成されているコアでありそれぞれ
異なった屈折率変調を有する。各ファイバ回折格子52
内のコア52b、52c、52d、52e、52fの光
ファイバ長軸方向における屈折率変調を図6に示す。
バ回折格子の入出射端であり、入出力端子11bに接続
している。52b、52c、52d、52e、52fは
ファイバ回折格子が形成されているコアでありそれぞれ
異なった屈折率変調を有する。各ファイバ回折格子52
内のコア52b、52c、52d、52e、52fの光
ファイバ長軸方向における屈折率変調を図6に示す。
【0063】図6における実線がそれぞれの回折格子が
形成されているコアの屈折率である。屈折率の変調は光
ファイバの長軸方向zに沿って変調周期が次第に大きく
なるように構成されている。さらにそれぞれのコアの有
効屈折率も光ファイバの長軸方向zに沿って次第に大き
くなるように構成されている。
形成されているコアの屈折率である。屈折率の変調は光
ファイバの長軸方向zに沿って変調周期が次第に大きく
なるように構成されている。さらにそれぞれのコアの有
効屈折率も光ファイバの長軸方向zに沿って次第に大き
くなるように構成されている。
【0064】以上のような構成において、以下分散補償
動作について説明する。波長分散している光は光サーキ
ュレータ11の入力端子11aに入力され、入出力端子
11bと入出射端子52aを経てファイバ回折格子52
に入射する。
動作について説明する。波長分散している光は光サーキ
ュレータ11の入力端子11aに入力され、入出力端子
11bと入出射端子52aを経てファイバ回折格子52
に入射する。
【0065】第2の実施形態におけるファイバ回折格子
52はいろいろな屈折率変調のコア部を複数持った構成
になっている。図6の様に隣り合うコアの屈折率変調の
有効屈折率が連続になっていなくてもΛ、dn、Λc、
を適正に設定すれば長軸方向に対する反射波長の変化
(dλ/dz)は図6のように一定勾配を持った連続的
な変化にすることができる。
52はいろいろな屈折率変調のコア部を複数持った構成
になっている。図6の様に隣り合うコアの屈折率変調の
有効屈折率が連続になっていなくてもΛ、dn、Λc、
を適正に設定すれば長軸方向に対する反射波長の変化
(dλ/dz)は図6のように一定勾配を持った連続的
な変化にすることができる。
【0066】したがって、本実施の形態において長軸方
向に対する反射波長の変化率より式4に従った遅延時間
を生じる分散を与えることができる。
向に対する反射波長の変化率より式4に従った遅延時間
を生じる分散を与えることができる。
【0067】本実施の形態1と同様、入力光の分散によ
る遅延時間17x(ps/nm)がファイバ回折格子52で
与える遅延時間τと同じ大きさになるようにΛ、dn、
Λcを設計し、かつ分散の方向が逆になるように短波長
の反射位置が長波長の反射位置より入出力端子11bに
近くなるようにファイバ回折格子52を接続すればよ
い。こうしてファイバ回折格子52で反射された光は分
散が補償され入出力端子11bを経て出力端子11cよ
り出力される。
る遅延時間17x(ps/nm)がファイバ回折格子52で
与える遅延時間τと同じ大きさになるようにΛ、dn、
Λcを設計し、かつ分散の方向が逆になるように短波長
の反射位置が長波長の反射位置より入出力端子11bに
近くなるようにファイバ回折格子52を接続すればよ
い。こうしてファイバ回折格子52で反射された光は分
散が補償され入出力端子11bを経て出力端子11cよ
り出力される。
【0068】このように、本実施形態2によればファイ
バ回折格子52によって逆の分散を与えることにより光
信号の分散を補償することができる。さらに屈折率変調
を有するコアを多数配置して構成したのでファイバ回折
格子長を長くすることが可能であり、大きい分散の補償
や、広い波長帯域をカバーすることが本実施の形態で可
能となる。
バ回折格子52によって逆の分散を与えることにより光
信号の分散を補償することができる。さらに屈折率変調
を有するコアを多数配置して構成したのでファイバ回折
格子長を長くすることが可能であり、大きい分散の補償
や、広い波長帯域をカバーすることが本実施の形態で可
能となる。
【0069】なお、本実施形態においていろいろな変調
周期の回折格子を5個配置したが5個以外の複数個配置
してもかまわない。また、本発明では回折周期が場所に
よって次第に変化するような回折格子を形成したそれぞ
れのコア52b、52c、52d、52e、52fを有
するとしたが、回折周期が一定でコアの有効屈折率はフ
ァイバの長軸方向zに沿って次第に大きくなるように構
成されているコア部でもよい。
周期の回折格子を5個配置したが5個以外の複数個配置
してもかまわない。また、本発明では回折周期が場所に
よって次第に変化するような回折格子を形成したそれぞ
れのコア52b、52c、52d、52e、52fを有
するとしたが、回折周期が一定でコアの有効屈折率はフ
ァイバの長軸方向zに沿って次第に大きくなるように構
成されているコア部でもよい。
【0070】また、隣り合うコアどうしで有効屈折率が
不連続であるとしたが有効屈折率の変化率が同じであれ
ば連続でもよい。また、光サーキュレータ11は3端子
のものとしたが、4端子のものを用いて、第2と第3の
端子にそれぞれファイバ回折格子52を接続しても良
い。この場合は第2と第3に接続したそれぞれのファイ
バ回折格子の分散量の合計が分散補償量となる。
不連続であるとしたが有効屈折率の変化率が同じであれ
ば連続でもよい。また、光サーキュレータ11は3端子
のものとしたが、4端子のものを用いて、第2と第3の
端子にそれぞれファイバ回折格子52を接続しても良
い。この場合は第2と第3に接続したそれぞれのファイ
バ回折格子の分散量の合計が分散補償量となる。
【0071】本実施の形態におけるの分散補償器の屈折
率変調の製造方法は図7を用いて説明する。
率変調の製造方法は図7を用いて説明する。
【0072】図7において71は光ファイバの屈折率変
調を形成するための露光に用いる紫外光、72は回折周
期が場所によって次第に変化するような構造の位相マス
ク、73はファイバ回折格子が形成される光ファイバ、
75は可動ステージ、74は光ファイバ73に張力を加
える張力印可機構、74は屈折率変調が形成されている
光ファイバ。76は可動の遮光板である。
調を形成するための露光に用いる紫外光、72は回折周
期が場所によって次第に変化するような構造の位相マス
ク、73はファイバ回折格子が形成される光ファイバ、
75は可動ステージ、74は光ファイバ73に張力を加
える張力印可機構、74は屈折率変調が形成されている
光ファイバ。76は可動の遮光板である。
【0073】本実施の形態におけるの分散補償器を製造
するは次の手順で行う。はじめに実施の形態1と同様、
光ファイバ73を位相マスク72に接近させて配置す
る。紫外光71を位相マスク72を通じて光ファイバ7
3に照射して、位相マスク73のちょうど半分の周期の
屈折率変調が光ファイバ73のコア中に形成する。この
ときの形成したファイバ回折格子の長さをsとする。次
に屈折率変調を形成した光ファイバを実施の形態1と同
様、再度紫外光で照射する。
するは次の手順で行う。はじめに実施の形態1と同様、
光ファイバ73を位相マスク72に接近させて配置す
る。紫外光71を位相マスク72を通じて光ファイバ7
3に照射して、位相マスク73のちょうど半分の周期の
屈折率変調が光ファイバ73のコア中に形成する。この
ときの形成したファイバ回折格子の長さをsとする。次
に屈折率変調を形成した光ファイバを実施の形態1と同
様、再度紫外光で照射する。
【0074】紫外光71は可動できる遮光板76で遮光
されている。遮光板76の下には屈折率変調が形成され
ている光ファイバ74を配置する。遮光板76はある速
度Vで可動し光ファイバ73の屈折率変調が形成されて
いる部分の図の右端から徐々に紫外光71を照射し2回
目照射をおこなう。遮光板76が距離s移動したところ
で2回目の紫外光照射を止める。
されている。遮光板76の下には屈折率変調が形成され
ている光ファイバ74を配置する。遮光板76はある速
度Vで可動し光ファイバ73の屈折率変調が形成されて
いる部分の図の右端から徐々に紫外光71を照射し2回
目照射をおこなう。遮光板76が距離s移動したところ
で2回目の紫外光照射を止める。
【0075】この結果、光ファイバの長軸方向に対して
反射波長の変化が変化するような光ファイバのコア部5
2fを形成することができる。遮光板76の可動速度に
よって有効屈折率の勾配が変わるので、可動速度Vを変
えることによって目的の分散量のファイバ回折格子を作
製することができる。
反射波長の変化が変化するような光ファイバのコア部5
2fを形成することができる。遮光板76の可動速度に
よって有効屈折率の勾配が変わるので、可動速度Vを変
えることによって目的の分散量のファイバ回折格子を作
製することができる。
【0076】つぎに、可動ステージ75で光ファイバを
長軸方向にsの距離移動させる。さらに張力印可機構7
4で光ファイバ73にある大きさの張力を加える。そし
て再び位相マスク73を用いてコア部52fの隣に屈折
率変調を施し、さらに2度目の紫外光照射も遮光板76
を用いておこない、屈折率変調を持つコア52eを形成
する。
長軸方向にsの距離移動させる。さらに張力印可機構7
4で光ファイバ73にある大きさの張力を加える。そし
て再び位相マスク73を用いてコア部52fの隣に屈折
率変調を施し、さらに2度目の紫外光照射も遮光板76
を用いておこない、屈折率変調を持つコア52eを形成
する。
【0077】コア52eの屈折率変調を形成したとき光
ファイバ73には張力がかかっていたため所定の量だけ
光ファイバが伸びている。このため、張力を解放したと
きに光ファイバがもとの長さに戻るため屈折率変調の周
期が所定量小さくなる。この結果、コア部52eの反射
波長はコア部52fの反射波長に比べ全体に短波長側に
シフトする。
ファイバ73には張力がかかっていたため所定の量だけ
光ファイバが伸びている。このため、張力を解放したと
きに光ファイバがもとの長さに戻るため屈折率変調の周
期が所定量小さくなる。この結果、コア部52eの反射
波長はコア部52fの反射波長に比べ全体に短波長側に
シフトする。
【0078】例えば、通常のシングルモードファイバに
形成したファイバ回折格子への張力と波長シフト量との
関係は76g重/nmである。このような関係から逆算し
光ファイバへの張力を適正に加えれば、図7のグラフに
おける点線のようにコア部52fの反射波長と連続的つ
ながる反射波長をコア部52eに形成できる。
形成したファイバ回折格子への張力と波長シフト量との
関係は76g重/nmである。このような関係から逆算し
光ファイバへの張力を適正に加えれば、図7のグラフに
おける点線のようにコア部52fの反射波長と連続的つ
ながる反射波長をコア部52eに形成できる。
【0079】以下、同様に光ファイバ73をシフトし、
順次同量の張力を付加して、屈折率変調部を形成し、順
次屈折率変調を有するコア部52d、52c、52bを
形成する。
順次同量の張力を付加して、屈折率変調部を形成し、順
次屈折率変調を有するコア部52d、52c、52bを
形成する。
【0080】その後、光ファイバ73に付加されていた
張力を解放すればファイバ回折格子の長軸方向に対する
反射波長の変化は図7のグラフの点線のようになる。最
後に光サーキュレータの第2の端子に、ファイバ回折格
子の短波長側の反射位置が長波長側の反射位置より近く
なるように接続して分散補償器を製造する。
張力を解放すればファイバ回折格子の長軸方向に対する
反射波長の変化は図7のグラフの点線のようになる。最
後に光サーキュレータの第2の端子に、ファイバ回折格
子の短波長側の反射位置が長波長側の反射位置より近く
なるように接続して分散補償器を製造する。
【0081】このような製造方法によれば、一つの位相
マスクで長いファイバ回折格子を形成することができ
る。このため従来高価だった大面積の位相マスクを用い
る必要が無くなり分散補償器を低コストで提供できる。
長いファイバ回折格子が実現できれば長距離の分散補償
や広い波長範囲をカバーすることのできる分散補償器を
低コストでコンパクトに提供することができる。
マスクで長いファイバ回折格子を形成することができ
る。このため従来高価だった大面積の位相マスクを用い
る必要が無くなり分散補償器を低コストで提供できる。
長いファイバ回折格子が実現できれば長距離の分散補償
や広い波長範囲をカバーすることのできる分散補償器を
低コストでコンパクトに提供することができる。
【0082】また、実施の形態1と同様、図4における
遮光板76の可動速度を変えることによって分散補償量
を変えることができる。このため1種類の位相マスクで
のいろいろな補償量の分散補償器を作製することがで
き、低コストで分散補償器を提供することができる。
遮光板76の可動速度を変えることによって分散補償量
を変えることができる。このため1種類の位相マスクで
のいろいろな補償量の分散補償器を作製することがで
き、低コストで分散補償器を提供することができる。
【0083】なお、本製造方法において遮光板76を用
いた2度目の紫外光照射を行ったが、光ファイバの長軸
方向に対する反射波長の変化率が位相マスクを通じた1
度目の照射で形成した屈折率変調のみの回折格子で分散
量が適正になっていれば、2度目の紫外光照射は行わな
くてよい。また、本実施の形態の製造法において1度目
の紫外光照射と2度目の紫外光照射と順序が逆でもかま
わない。また、各コア部52f、52e、52d、52
c、52bに先に1度目の照射で屈折率変調をそれぞれ
形成し、その後2度目の照射で一括して有効屈折率勾配
を形成してもかまわないし、この1度目と2度目の照射
の順序が逆でもかまわない。
いた2度目の紫外光照射を行ったが、光ファイバの長軸
方向に対する反射波長の変化率が位相マスクを通じた1
度目の照射で形成した屈折率変調のみの回折格子で分散
量が適正になっていれば、2度目の紫外光照射は行わな
くてよい。また、本実施の形態の製造法において1度目
の紫外光照射と2度目の紫外光照射と順序が逆でもかま
わない。また、各コア部52f、52e、52d、52
c、52bに先に1度目の照射で屈折率変調をそれぞれ
形成し、その後2度目の照射で一括して有効屈折率勾配
を形成してもかまわないし、この1度目と2度目の照射
の順序が逆でもかまわない。
【0084】なお、本製造方法において長波長が反射す
る位置から紫外光の2回目照射を行うこと(dn>0)
で分散量を小さく調節した。
る位置から紫外光の2回目照射を行うこと(dn>0)
で分散量を小さく調節した。
【0085】しかしながら短波長が反射する位置から操
作を開始して2回目照射を行えばdn<0となり逆に分
散量を大きくできる。また、遮光板76を可動させ光フ
ァイバの長軸方向に対し有効屈折率に勾配を与えたが、
2度目の照射紫外光71自身に強度分布を持たせること
によって有効屈折率に勾配を与えることもできる。
作を開始して2回目照射を行えばdn<0となり逆に分
散量を大きくできる。また、遮光板76を可動させ光フ
ァイバの長軸方向に対し有効屈折率に勾配を与えたが、
2度目の照射紫外光71自身に強度分布を持たせること
によって有効屈折率に勾配を与えることもできる。
【0086】また、使用した位相マスク72は回折周期
が場所によって次第に変化するような構造の位相マスク
であるが、回折周期が一定の位相マスクを使っても、2
度目の紫外光照射により有効屈折率に勾配を与え、分散
補償器とすることができる。分散量が大きいファイバ回
折格子を、回折格子の周期に応じて回折周期が場所によ
って次第に変化するような構造の位相マスクのみを用い
て実現しようとすると、回折格子の周期の変化が非常に
微小なためそのような位相マスク自身を作ることができ
なかった。
が場所によって次第に変化するような構造の位相マスク
であるが、回折周期が一定の位相マスクを使っても、2
度目の紫外光照射により有効屈折率に勾配を与え、分散
補償器とすることができる。分散量が大きいファイバ回
折格子を、回折格子の周期に応じて回折周期が場所によ
って次第に変化するような構造の位相マスクのみを用い
て実現しようとすると、回折格子の周期の変化が非常に
微小なためそのような位相マスク自身を作ることができ
なかった。
【0087】しかしながら本発明の製造方法によれば、
回折周期が一定の位相マスクを使い、2度目の紫外光照
射により有効屈折率に勾配を与えることにより、光ファ
イバの長軸方向に対する反射波長の変化が非常に緩やか
なファイバ回折格子を作成することが容易となり、大き
い分散量を補償する分散補償器を実現できる。
回折周期が一定の位相マスクを使い、2度目の紫外光照
射により有効屈折率に勾配を与えることにより、光ファ
イバの長軸方向に対する反射波長の変化が非常に緩やか
なファイバ回折格子を作成することが容易となり、大き
い分散量を補償する分散補償器を実現できる。
【0088】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、いろい
ろな伝送距離に対応する分散補償器を1種類の位相マス
クから製造することができるので、小型な分散補償器を
低コストで実現することができる。このため、光通信シ
ステムの大容量化のための分散補償を実現する分散補償
器を提供することができ、その実用的効果は大きい。
ろな伝送距離に対応する分散補償器を1種類の位相マス
クから製造することができるので、小型な分散補償器を
低コストで実現することができる。このため、光通信シ
ステムの大容量化のための分散補償を実現する分散補償
器を提供することができ、その実用的効果は大きい。
【図1】本発明の第1の実施形態における分散補償器の
全体構成を示す模式図
全体構成を示す模式図
【図2】本発明の第1の実施形態における分散補償器の
ファイバ回折格子の長軸方向における屈折率の大きさを
示した図
ファイバ回折格子の長軸方向における屈折率の大きさを
示した図
【図3】本発明の第1の実施形態における分散補償器の
製造法において、1度目の紫外光照射の行程を示した模
式図
製造法において、1度目の紫外光照射の行程を示した模
式図
【図4】本発明の第1の実施形態における分散補償器の
製造法において、2度目の紫外光照射の行程を示した模
式図
製造法において、2度目の紫外光照射の行程を示した模
式図
【図5】本発明の第2の実施形態における分散補償器の
全体構成を示す模式図
全体構成を示す模式図
【図6】本発明の第2の実施形態における分散補償器の
ファイバ回折格子の長軸方向における屈折率の大きさと
反射波長を示した図
ファイバ回折格子の長軸方向における屈折率の大きさと
反射波長を示した図
【図7】本発明の第2の実施形態における分散補償器の
製造法を示した模式図
製造法を示した模式図
【図8】従来例における分散補償器の概略断面図
11 光サーキュレータ 11a 入力端子 11b 入出力端子 11c 出力端子 12 ファイバ回折格子 12a コア 12b 入出力端 31 紫外光 32 位相マスク 33 光ファイバ 34 −1次光 35 +1次光 41 紫外光 42 遮光板 43 光ファイバ 52 ファイバ回折格子 71 紫外光 72 位相マスク 73 光ファイバ 74 張力印可機構 75 可動ステージ 76 遮光板
Claims (11)
- 【請求項1】 屈折率変調の周期が連続的に変化し、か
つ有効屈折率が連続的に変化しているコア部を有するフ
ァイバ回折格子を有することを特徴とした分散補償器。 - 【請求項2】 屈折率変調の周期が一定で、かつ有効屈
折率が連続的に変化しているコア部を有するファイバ回
折格子を有することを特徴とした分散補償器。 - 【請求項3】 屈折率変調の周期が連続的に変化し、か
つ有効屈折率が連続的に変化しているコア部を有するフ
ァイバ回折格子と、前記ファイバ回折格子に接続し、前
記ファイバ回折格子の屈折率変調と異なる周期変化でか
つ前記ファイバ回折格子の有効屈折率と同じ有効屈折率
のコア部を有するファイバ回折格子を少なくとも1個以
上配置したことを特徴とする分散補償器。 - 【請求項4】 屈折率変調の周期が連続的に変化し、か
つ有効屈折率が連続的に変化しているコア部を有するフ
ァイバ回折格子と、前記ファイバ回折格子に接続し、前
記ファイバ回折格子の屈折率変調と異なる周期変化でか
つ前記ファイバ回折格子の有効屈折率の変化率と同じ有
効屈折率変化率のコア部を有するファイバ回折格子を少
なくとも1個以上配置したことを特徴とする分散補償
器。 - 【請求項5】 屈折率変調の周期が一定で、かつ有効屈
折率が連続的に変化しているコア部を有するファイバ回
折格子と、前記ファイバ回折格子に接続し、前記ファイ
バ回折格子の屈折率変調と異なる周期でかつ前記ファイ
バ回折格子の有効屈折率と同じ有効屈折率のコア部を有
するファイバ回折格子を少なくとも1個以上配置したこ
とを特徴とする分散補償器。 - 【請求項6】 屈折率変調の周期が一定で、かつ有効屈
折率が連続的に変化しているコア部を有するファイバ回
折格子と、前記ファイバ回折格子に接続し、前記ファイ
バ回折格子の屈折率変調と異なる周期でかつ前記ファイ
バ回折格子の有効屈折率の変化率と同じ有効屈折率変化
率ののコア部を有するファイバ回折格子を少なくとも1
個以上配置したことを特徴とする分散補償器。 - 【請求項7】 3端子の光サーキュレータと、前記光サ
ーキュレータの入出力端子で接続された請求項1から6
記載のファイバ回折格子を少なくとも1個有することを
特徴とする分散補償器。 - 【請求項8】 4端子の光サーキュレータと、前記光サ
ーキュレータの第1の入出力端子で接続された請求項1
から6記載のファイバ回折格子と前記光サーキュレータ
の第2の入出力端子で接続された請求項1から6記載の
ファイバ回折格子とを少なくとも1個有することを特徴
とする分散補償器。 - 【請求項9】 方向性結合器と、前記方向性結合器の1
端に接続された請求項1から6記載のファイバ回折格子
を少なくとも1個有することを特徴とする分散補償器。 - 【請求項10】 屈折率変調の周期が連続的に変化し、
かつ有効屈折率が連続的に変化しているコア部を有する
ファイバ回折格子を有する分散補償器の製造方法であっ
て、 紫外光を一定の割合で回折ピッチが増加する位相マスク
通して光ファイバに照射し、周期が連続的に変化した屈
折率変調を光ファイバのコア部に形成し、前記屈折率変
調を形成した光ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿
って照射時間が異なるように紫外光をさらに照射して光
ファイバのコアの有効屈折率が光ファイバの長軸方向に
沿って変化するようにコアの屈折率変調部分を形成する
ことを特徴とする分散補償器の製造方法。 - 【請求項11】 屈折率変調の周期が一定で、かつ有効
屈折率が連続的に変化しているコア部を有するファイバ
回折格子を有する分散補償器の製造方法であって、 紫外光を回折ピッチが一定の位相マスク通して光ファイ
バに照射し、周期が連続的に変化した屈折率変調を光フ
ァイバのコア部に形成し、前記屈折率変調を形成した光
ファイバ上に光ファイバの長軸方向に沿って照射時間が
異なるように紫外光をさらに照射して光ファイバのコア
の有効屈折率が光ファイバの長軸方向に沿って変化する
ようにコアの屈折率変調部分を形成することを特徴とす
る分散補償器の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10147089A JPH11337751A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 分散補償器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10147089A JPH11337751A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 分散補償器及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11337751A true JPH11337751A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15422233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10147089A Pending JPH11337751A (ja) | 1998-05-28 | 1998-05-28 | 分散補償器及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11337751A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5978413B1 (ja) * | 2016-03-25 | 2016-08-24 | 株式会社フジクラ | 光ファイバグレーティングの製造装置及び製造方法 |
-
1998
- 1998-05-28 JP JP10147089A patent/JPH11337751A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5978413B1 (ja) * | 2016-03-25 | 2016-08-24 | 株式会社フジクラ | 光ファイバグレーティングの製造装置及び製造方法 |
JP2017173735A (ja) * | 2016-03-25 | 2017-09-28 | 株式会社フジクラ | 光ファイバグレーティングの製造装置及び製造方法 |
US10976487B2 (en) | 2016-03-25 | 2021-04-13 | Fujikura Ltd. | Manufacturing device and manufacturing method of optical fiber grating |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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