JPH1195032A - 光フィルタ - Google Patents

光フィルタ

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Publication number
JPH1195032A
JPH1195032A JP9255515A JP25551597A JPH1195032A JP H1195032 A JPH1195032 A JP H1195032A JP 9255515 A JP9255515 A JP 9255515A JP 25551597 A JP25551597 A JP 25551597A JP H1195032 A JPH1195032 A JP H1195032A
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JP
Japan
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port
optical
fbg
circulator
input
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Pending
Application number
JP9255515A
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English (en)
Inventor
Tsutomu Nomoto
勉 野本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光信号の波長分散補償機能および光信号の任
意の光線路への分配機能を実現する。 【解決手段】 光フィルタ10は、1個の入力ポート1
2と、2個の出力ポート14aおよび14bと、2個の
光サーキュレータ16aおよび16bと、2個のFBG
(ファイバブラッググレーティング)18aおよび18
bとを具えている。光サーキュレータの各々は、第1ポ
ートa、第2ポートbおよび第3ポートcを具えてい
る。そして、各光サーキュレータは、第1ポートに入力
される光信号を第2ポートに出力し、この第2ポートに
入力される光信号を第3ポートに出力するように構成し
てある。第1番目の光サーキュレータの第1ポートは入
力ポートに結合されている。各光サーキュレータの第3
ポートは、それぞれ個別の出力ポートに結合されてい
る。また、第1番目の光サーキュレータの第2ポートと
第2番目の光サーキュレータの第1ポートとの間を第1
番目のFBGにより結合してある。そして、第2番目の
光サーキュレータの第2ポートに第2番目のFBGの一
端を結合してある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信に用いて
好適な光フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】光通信システムでは、波長フィルタや分
散補償器としてファイバブラッググレーティング(以
下、FBGと略称する場合がある。)が多用されてい
る。FBGは、光ファイバのコアの屈折率を周期的に変
化させたものである(文献1「応用物理 第66巻 第
1号 1997年 pp.33−36」参照)。このF
BGは、例えば文献2「米国特許第5367588号」
に開示されている位相マスク法によって作成することが
できる。また、この位相マスク法では、紫外線透過材料
で形成した位相マスクが用いられる。この位相マスク
は、例えば文献3「ELECTRONICS LETT
ERS 18th March 1993 Vol.2
9 No.6 pp.566−568」に開示されてい
る方法によって作成することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、1本の光フ
ァイバ中に異なる波長の多数の光信号を伝送させる波長
多重技術(WDF;Wavelength Division Multiplexin
g)では、各光信号の波長分散補償を適切に行い、か
つ、各光信号を任意の光線路に分配する必要がある。し
かしながら、従来、これら2つの要件を満たす光フィル
タを、FBGを用いて構成することができなかった。
【0004】例えば、FBGの反射波長帯域や反射スペ
クトルのトップの平坦性等はそのFBG長に依存する。
一般に、高ビットレート伝送や長距離通信では、光ファ
イバにおいて波長分散が生じてしまい光信号パルスが歪
みやすい。この光信号パルスの歪みをFBGによって補
償するとき、このFBGの反射波長帯域△λは次式
(1)で表される。
【0005】△λ=2L/(C・D) ・・・(1) 但し、記号LはFBG長、記号Cは光の速度、記号Dは
分散値をそれぞれ表している。この式(1)から、分散
値Dを一定にするとFBG長Lが長いほど反射波長帯域
△λが広がることが分かる。そして、波長分散補償量は
FBG長Lに比例して大きくなるから、伝送用ファイバ
で発生する波長分散量が大きいほどFBG長Lを長くす
る必要がある。
【0006】例えば、1.3μm零分散ファイバ中に
1.55μmの波長の光を伝搬させた場合、17〜19
ps/nm/kmの分散が発生する。従って、伝搬距離
が100kmの場合には1700〜1900ps/nm
の分散量となる。この分散を補償するには、上式(1)
に従うと、約1mもの長さのFBGが必要である。しか
しながら、位相マスクの長さはせいぜい100mm程度
のものしか作成できず、従って100mmよりも長いF
BGを作成することができなかった。
【0007】従って、従来より、光信号の波長分散補償
を適切に行い、かつ、各光信号を任意の光線路に分配す
る光フィルタの出現が望まれていた。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、この発明の光フ
ィルタによれば、1個の入力ポートと、N個(Nは2以
上の整数)の出力ポートと、N個の光サーキュレータ
と、N個のファイバブラッググレーティングとを具えて
おり、光サーキュレータの各々は第1ポート、第2ポー
トおよび第3ポートを具えていて、第1ポートに入力さ
れる光信号を第2ポートに出力し、この第2ポートに入
力される光信号を第3ポートに出力するように構成し、
第1番目の光サーキュレータの第1ポートと入力ポート
とを結合してあり、第i番目(iは1≦i≦N−1を満
たす整数)の光サーキュレータの第2ポートと第(i+
1)番目の光サーキュレータの第1ポートとの間を第i
番目のファイバブラッググレーティングにより結合して
あり、第N番目の光サーキュレータの第2ポートに第N
番目のファイバブラッググレーティングの一端を結合し
てあり、各光サーキュレータの第3ポートをそれぞれ個
別の出力ポートに結合してあることを特徴とする。
【0009】このように構成してあるので、入力ポート
に入力される波長多重光を波長に応じて分配して個別の
出力ポートから出力させることができる。しかも、この
光フィルタにより、分配された各光の波長分散が補償さ
れる。
【0010】例えば、第1番目のFBGの中心波長をλ
1とし、第2番目のFBGの中心波長をλ2とする。そ
して、入力ポートに中心波長λ1の光信号と中心波長λ
2の光信号とが多重した波長多重光を入力する。従っ
て、この波長多重光は、入力ポートを経て第1番目の光
サーキュレータの第1ポートに入力する。続いて、波長
多重光は、第1番目の光サーキュレータの第2ポートを
経て第1番目のFBGに入力する。
【0011】この第1番目のFBGにおいて、λ1の中
心波長の光信号が反射されて再び第1番目の光サーキュ
レータの第2ポートに戻される。そして、この中心波長
λ1の光信号は、第1番目の光サーキュレータの第3ポ
ートを経て、この第3ポートに結合された所定の出力ポ
ートに出力される。また、出力ポートに出力された中心
波長λ1の光信号は、第1番目のFBGによって波長分
散が補償される。
【0012】一方、λ2の中心波長の光信号は、第1番
目のFBGでは反射されずに透過して、第2番目の光サ
ーキュレータの第1ポートに入力する。そして、この光
信号は、第2番目の光サーキュレータの第2ポートを経
て、第2番目のFBGに入力する。この光信号は、この
第2番目のFBGによって反射されて、再び第2番目の
光サーキュレータの第2ポートに戻される。このとき
に、この光信号の波長分散補償も行われる。そして、こ
の光信号は第2番目の光サーキュレータの第3ポートを
経て、この第3ポートに結合された所定の出力ポートに
出力される。
【0013】以上説明したように、この発明の光フィル
タは、入力ポートに入力した波長多重光を中心波長λ1
の光信号と中心波長λ2の光信号とに分配して、それぞ
れを所定の出力ポートに出力させる。また、各光信号の
波長分散補償も行うことができる。
【0014】また、この発明の光フィルタにおいて、好
ましくは、各ファイバブラッググレーティングの反射波
長帯域における中心波長をそれぞれ違えてあるのが良
い。
【0015】例えば、上述したように、第1番目のFB
Gの中心波長λ1と、第2番目のFBGの中心波長λ2
とを違えておくのが良い。このように構成すると、異な
る中心波長の光信号を分配して所定の出力ポートに導く
ことができ、しかも、各光信号の波長分散補償を行え
る。従って、出力ポート数Nに応じた個数の光信号の扱
いが可能となる。
【0016】さらに、第i番目のファイバブラッググレ
ーティングの反射波長帯域における中心波長を第(i+
1)番目のファイバブラッググレーティングの反射波長
帯域における中心波長よりも短くしておくのが良い。
【0017】このように構成すると、短波長の光信号ほ
ど短い光経路を伝播してから所定の出力ポートに出力さ
れる。従って、短波長の光信号の損失(光強度の減衰)
を抑制することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して、この発明の
実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明の構
成、配置関係および大きさが理解できる程度に概略的に
示されているに過ぎない。また、以下に記載する数値等
の条件や材料等は単なる一例に過ぎない。従って、この
発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【0019】[光フィルタの構成]図1は、この実施の
形態の光フィルタの構成を示すブロック図である。この
光フィルタ10は、1個の入力ポート12と、2個の出
力ポート14aおよび14bと、2個の光サーキュレー
タ16aおよび16bと、2個のファイバブラッググレ
ーティング(以下、FBGと略称する。)18aおよび
18bとを具えている。
【0020】また、光サーキュレータ16aおよび16
bの各々は、第1ポートa、第2ポートbおよび第3ポ
ートcを具えている。そして、各光サーキュレータ16
aおよび16bは、第1ポートaに入力される光信号を
第2ポートbに出力し、この第2ポートbに入力される
光信号を第3ポートcに出力するように構成してある。
【0021】また、第1番目の光サーキュレータ16a
の第1ポートaと入力ポート12とを結合してある。各
光サーキュレータ16aおよび16bの第3ポートc
は、それぞれ個別の出力ポート14aおよび14bに結
合されている。これらの結合は、通常の光ファイバや光
導波路等をもって行っている。
【0022】また、第1番目の光サーキュレータ16a
の第2ポートbと第2番目の光サーキュレータ16bの
第1ポートaとの間を第1番目のFBG18aにより結
合してある。従って、FBG18aを光経路として、光
サーキュレータ16aおよび16b間で光信号の伝送が
行える。FBG18aを構成する材料の屈折率は、この
光信号の伝送方向に沿って周期的に変化している。
【0023】また、第2番目の光サーキュレータ16b
の第2ポートbに第2番目のFBG18bの一端を結合
してある。このFBG18bの他端には適当な光終端器
(米国JDS社製のFT120)20を設けて終端処理
しておくのが好適である。
【0024】尚、各FBG18aおよび18bの反射波
長帯域における中心波長をそれぞれ違えてある。すなわ
ち、FBG18aの中心波長λ1とFBG18bの中心
波長λ2とを異ならせてある。さらに、第1番目のFB
G18aの反射波長帯域における中心波長λ1を、第2
番目のFBG18bの反射波長帯域における中心波長λ
2よりも短くしてある。すなわち、λ1<λ2である。
【0025】これらFBG18aおよび18bは、上述
した位相マスク法によって形成すればよい。例えば、2
48nmの波長のレーザ光をKrFエキシマレーザ光源
(ラムダ・フィジックス社製)により発生させる。この
レーザ光により位相マスクを照射すると所定の回折光が
発生する。そして、クラッドを露出させた感光性光ファ
イバ(コーニング社製)を、この回折光でもって照射す
る。回折光の強度は、感光性光ファイバの長手方向に沿
って周期的に変化している。従って、感光性光ファイバ
のコアに回折光の強度に応じた屈折率変化を形成するこ
とができる。このようにして、位相マスクの設計に応じ
た所定の反射波長帯域を有するFBGが作成される。
【0026】次に、光フィルタ10の動作につき説明す
る。先ず、中心波長λ1の光信号s1と中心波長λ2の
光信号s2とが多重された波長多重光が入力ポート12
に入力される。そして、この波長多重光は、光サーキュ
レータ16aの第1ポートaおよび第2ポートbを経て
FBG18aに入力される。
【0027】光信号s1は、FBG18aによって反射
される。このとき、FBG18aによって光信号s1の
波長分散補償が行われる。第2ポートbを経て再び光サ
ーキュレータ16aに入力した光信号s1は、第3ポー
トcを経て所定の出力ポート14aに出力される。
【0028】一方、光信号s2はFBG18aを透過し
て光サーキュレータ16bの第1ポートaに入力する。
そして、第2ポートbを経てFBG18bに入力する。
このFBG18bにおいて光信号s2は反射される。そ
して、光サーキュレータ16bの第2ポートbおよび第
3ポートcを順次に経てから出力ポート14bに出力さ
れる。また、FBG18bにより光信号s2の波長分散
が補償される。
【0029】従って、この光フィルタ10によれば、入
力ポート12に入力した波長多重光を中心波長の異なる
光信号s1およびs2に分配し、これら光信号s1およ
びs2をそれぞれ個別の出力ポート14aおよび14b
に出力させることができる。しかも、この光フィルタ1
0により、光信号s1およびs2の波長分散が補償され
る。
【0030】また、この構成例では、FBG18aの中
心波長λ1をFBG18bの中心波長λ2よりも短くし
てあるので、光信号s1の伝播長の方が光信号s2の伝
播長に比べて短い。すなわち、短波長光の光信号s1の
方が比較的短い光経路を伝播するように構成してある。
従って、短波長光の強度の減衰が抑制される。逆に、F
BG18aとFBG18bとを交換した場合には、光信
号s1がFBG18bによって若干反射される。従っ
て、FBG18bに到達する光信号の強度が低下してし
まうので好ましくない。
【0031】以上説明したように、この実施の形態の光
フィルタ10により、光信号の波長分散補償と、各光信
号の任意の光線路への分配とが実現される。従って、長
尺のFBGが不要であるため、商品材料のコスト低減が
図れる。また、長尺のFBGを作成する必要がなく、均
一な特性のFBGが作成しやすい。このため、光フィル
タの特性を均一にすることができる。従って、歩留りが
向上する。
【0032】[光フィルタの変形例]尚、光フィルタを
構成する光サーキュレータやFBGの個数は、2個より
大きくしてもよい。図2は、光フィルタの変形例を示す
ブロック図である。図2に示される光フィルタ10a
は、1個の入力ポート12と、N個(Nは2以上の整
数)の出力ポート14a〜14nと、N個の光サーキュ
レータ16a〜16nと、N個のFBG18a〜18n
とを具えている。図2には、第1番目の光サーキュレー
タ16a、第2番目の光サーキュレータ16b、第3番
目の光サーキュレータ16cおよび第N番目の光サーキ
ュレータ16nだけを示し、他の光サーキュレータを省
略して示してある。また、図2には、第1番目のFBG
18a、第2番目のFBG18b、第3番目のFBG1
8cおよび第N番目のFBG18nだけを示し、他のF
BGを省略して示してある。また、図2には、第1番目
の出力ポート14a、第2番目の出力ポート14b、第
3番目の出力ポート14cおよび第N番目の出力ポート
14nだけを示し、他の出力ポートを省略して示してあ
る。
【0033】そして、光サーキュレータ16a〜16n
の各々は第1ポートa、第2ポートbおよび第3ポート
cを具えている。各光サーキュレータ16a〜16n
は、第1ポートaに入力される光信号を第2ポートbに
出力し、この第2ポートbに入力される光信号を第3ポ
ートcに出力するように構成してある。
【0034】また、第1番目の光サーキュレータ16a
の第1ポートaと入力ポート12とを結合してある。さ
らに、第1番目の光サーキュレータ16aの第2ポート
bと第2番目の光サーキュレータ16bの第1ポートa
との間を第1番目のFBG18aにより結合してある。
第2番目の光サーキュレータ16bの第2ポートbと第
3番目の光サーキュレータ16cの第1ポートaとの間
を第2番目のFBG18bにより結合してある。第3番
目の光サーキュレータ16cの第2ポートbと第4番目
の光サーキュレータ(図示を省略)の第1ポートaとの
間を第3番目のFBG18cにより結合してある。
【0035】同様にして、第j番目(jは4≦j≦N−
1を満たす整数)の光サーキュレータの第2ポートbと
第(j+1)番目の光サーキュレータの第1ポートaと
の間を第j番目のFBGにより結合してある(図示を省
略)。従って、光サーキュレータとFBGとは交互に直
列に結合されている。
【0036】そして、第N番目の光サーキュレータ16
nの第2ポートbに第N番目のFBG18nの一端を結
合してある。このFBG18nの他端には適当な光終端
器(米国JDS社製のFT120)20を設けて終端処
理しておくのが好適である。また、各光サーキュレータ
16a〜16nの第3ポートcをそれぞれ個別の出力ポ
ート14a〜14nに結合してある。
【0037】さらに、光フィルタ10の構成と同様に、
各FBGの反射波長帯域における中心波長をそれぞれ違
えてある。そして、第i番目(iは1≦i≦N−1を満
たす整数)のFBGの反射波長帯域における中心波長を
第(i+1)番目のFBGの反射波長帯域における中心
波長よりも短くしてある。
【0038】次に、光フィルタ10aの動作につき説明
する。以上の説明から明らかなように、上述した変形例
の光フィルタ10aの構成においてN=2の場合が光フ
ィルタ10の構成に相当している。従って、この光フィ
ルタ10aによれば、波長の異なるN個の光信号が多重
された光信号を扱うことができる。
【0039】先ず、互いに異なる中心波長λn(nは1
≦n≦Nを満たす整数)を有した光信号snすなわちs
1〜sNが多重された波長多重光が、入力ポート12に
入力される。そして、この波長多重光は、光サーキュレ
ータ16aの第1ポートaおよび第2ポートbを経てF
BG18aに入力される。
【0040】光信号s1はFBG18aによって反射さ
れる。このとき、FBG18aによって光信号s1の波
長分散補償が行われる。第2ポートbを経て再び光サー
キュレータ16aに入力した光信号s1は、第3ポート
cを経て所定の出力ポート14aに出力される。
【0041】一方、光信号s2〜sNはFBG18aを
透過して光サーキュレータ16bの第1ポートaに入力
する。そして、第2ポートbを経てFBG18bに入力
する。このFBG18bにおいて光信号s2は反射され
る。そして、光サーキュレータ16bの第2ポートbお
よび第3ポートcを順次に経て、出力ポート14bに出
力される。また、FBG18bにより光信号s2の波長
分散が補償される。
【0042】また、光信号s3〜sNはFBG18bを
透過して光サーキュレータ16cの第1ポートaに入力
する。そして、第2ポートbを経てFBG18cに入力
する。このFBG18cにおいて光信号s3が反射され
る。そして、光サーキュレータ16cの第2ポートbお
よび第3ポートcを順次に経て、出力ポート14cに出
力される。また、FBG18cにより光信号s3の波長
分散が補償される。
【0043】このように、波長多重光が各光サーキュレ
ータを通過するたびに、光信号が分配されて所定の出力
ポートに導かれる。そして、第N番目の光サーキュレー
タ16nの第1ポートaには光信号sNが入力される。
この光信号sNは第N番目のFBG18nによって反射
されて、所定の出力ポート14nに出力される。
【0044】従って、この光フィルタ10aによれば、
入力ポート12に入力した波長多重光を中心波長の異な
る光信号s1〜sNにそれぞれ分配し、これら光信号s
1〜sNをそれぞれ個別の出力ポート14a〜14nに
出力させることができる。しかも、この光フィルタ10
aにより、光信号s1〜sNの波長分散が補償される。
【0045】また、この構成例では、第i番目(iは1
≦i≦Nを満たす整数)のFBGの反射波長帯域におけ
る中心波長λiを第(i+1)番目のFBGの反射波長
帯域における中心波長λ(i+1)よりも短くしてあ
る。すなわち、λ1<λ2<・・・<λNである。よっ
て、光信号siの伝播長の方が光信号s(i+1)の伝
播長に比べて短い。すなわち、短波長光の光信号siの
方が光信号s(i+1)に比べると比較的短い光経路を
伝播するように構成されている。従って、短波長光の減
衰が抑制される。
【0046】以上説明したように、この光フィルタ10
aによって、波長分散補償と波長分配とを行うことがで
きる。しかも、光サーキュレータおよびFBGの個数に
応じた個数の光信号の扱いが可能である。よって、光回
路の設計自由度が向上し、所望の光伝送網の構築が図れ
る。
【0047】
【発明の効果】この発明の光フィルタによれば、入力ポ
ートに入力される波長多重光を波長に応じて分配して個
別の出力ポートから出力させることができる。しかも、
この光フィルタにより、分配された各光の波長分散が補
償される。従って、長尺のFBGが不要であるため、商
品材料のコスト低減が図れる。
【0048】また、この光フィルタによれば、光サーキ
ュレータおよびFBGの個数に応じた個数の光信号の扱
いが可能である。従って、光回路の設計自由度の向上お
よび所望の光伝送網の構築が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】光フィルタの構成を示す図である。
【図2】光フィルタの変形例を示す図である。
【符号の説明】
10、10a:光フィルタ 12:入力ポート 14a〜14n:出力ポート 16a〜16n:光サーキュレータ 18a〜18n:FBG 20:光終端器

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 1個の入力ポートと、N個(Nは2以上
    の整数)の出力ポートと、N個の光サーキュレータと、
    N個のファイバブラッググレーティングとを具えてお
    り、 前記光サーキュレータの各々は第1ポート、第2ポート
    および第3ポートを具えていて、前記第1ポートに入力
    される光信号を前記第2ポートに出力し、該第2ポート
    に入力される光信号を前記第3ポートに出力するように
    構成し、 第1番目の光サーキュレータの第1ポートと前記入力ポ
    ートとを結合してあり、 第i番目(iは1≦i≦N−1を満たす整数)の光サー
    キュレータの第2ポートと第(i+1)番目の光サーキ
    ュレータの第1ポートとの間を第i番目のファイバブラ
    ッググレーティングにより結合してあり、 第N番目の光サーキュレータの第2ポートに第N番目の
    ファイバブラッググレーティングの一端を結合してあ
    り、 各前記光サーキュレータの第3ポートをそれぞれ個別の
    前記出力ポートに結合してあることを特徴とする光フィ
    ルタ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の光フィルタにおいて、 各前記ファイバブラッググレーティングの反射波長帯域
    における中心波長をそれぞれ違えてあることを特徴とす
    る光フィルタ。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の光フィルタにおいて、 第i番目のファイバブラッググレーティングの反射波長
    帯域における中心波長を第(i+1)番目のファイバブ
    ラッググレーティングの反射波長帯域における中心波長
    よりも短くしてあることを特徴とする光フィルタ。
JP9255515A 1997-09-19 1997-09-19 光フィルタ Pending JPH1195032A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9255515A JPH1195032A (ja) 1997-09-19 1997-09-19 光フィルタ

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