JPS6138908A - 色分散等化装置 - Google Patents

色分散等化装置

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JPS6138908A
JPS6138908A JP15144785A JP15144785A JPS6138908A JP S6138908 A JPS6138908 A JP S6138908A JP 15144785 A JP15144785 A JP 15144785A JP 15144785 A JP15144785 A JP 15144785A JP S6138908 A JPS6138908 A JP S6138908A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の技術分野］ この発明は、光学的アイソレータ伝送システムに関する
ものであり、特にそれに限定されるものではないが、光
ファイバにおける色分散の問題を克服することに関する
ものである。
［発明の技術的背景］ 光ファイバにおける色分散の問題は、スペクトルが理想
的でなく、例えば広い、或いは多数のスペクトル線であ
る光源を使用する場合に重大な問題を提起する。この問
題は従来二つの方法によって少なくとも部分的に解決さ
れている。その一つは、色分散が最小である光周波数、
或いはその近傍、例えば通常のシリカ光ファイバでは１
．３ミクロンの波長において動作させることである。周
波数は一般的に最小伝送損失の周波数と対応せず、色分
散が最小である光周波数を変移させるように光ファイバ
を変形することは何等かの損失を生じる。前記問題解決
の第２の方法はほぼ理想的なスペクトルの光源を使用す
ることである。
［発明のｍ要］ この発明の目的は、光学的アイソレータシステムにおけ
る色分散の問題を解決する別の手段を提供することであ
る。
この発明によれば、チャープな（ｃｈｉｒｐｅｄ　）ブ
ラッグ反射器および方向性結合手段を具備し、光信号が
ブラック反射器に供給され、ブラッグ反射器によって反
射された光信号が分離され、反射前にブラッグ反射器を
通って光信号の伝送される距離は光周波数によって変化
し、ブラッグ反射器のチャープによって決定される可変
光周波数を有する光信号において光周波数と共に変化す
る光学的遅延を生成する装置が提供される。
この発明によればまた、複数の光学的アイソレータ区間
のそれぞれ渠おいてブラッグ反射器を形成し、各光学的
アイソレータブラッグ反射器がそれぞれの波長において
動作するようにしたことを特徴とするチャープなブラッ
グ反射器の製造方法が提供される。
［発明の実施例〕 以下、添附図面を参照に実施例で説明する。
前記のように色分散の問題は、色分散が最小である光周
波数において動作させるか、或いはほとんど理想的なス
ペクトルの光源を使用するかすることによって一般に解
決され、或いは部分的に解決されている。しかしながら
、これらに代わって等しく、かつ反対の分散素子によっ
て分散を等化する方法がある。システムは線形であるか
ら、そのような素子１　（第１図）は光源３、例えば不
完全なレーザ光源と、受信装置４との間に分散性単一モ
ード光ファイバ２の長手方向に沿った任意の位置に配置
することができる。以下に詳細に説明する等化素子１は
基本的には方向性結合器とブラッグ（Ｂ　ｒａｏｏ）反
射器によって構成されている。
第２図は通常の単一モードシリカ光ファイバに対するフ
ァイバ分散特性を示し、相対的遅延τ対波長λ（ミクロ
ン）のグラフである。最小色分散は波長１．３ミクロン
において達成され、一方最小伝送損失は波長１．５５ミ
クロン近傍において達成される。スペクトルは遅延の変
動範囲Ｂに対応する図示の波長範囲Ａに亙っで不安定で
ある。
それ故、所望されることは、範囲ＡおよびＢを有する領
域においてそれが等化されるように遅延対光周波数特性
を修正する手段である。これは少なくとも２個のポート
を有する装置によって達成され、それは遅延対光周波数
特性が光伝送路中の固有の色分散を補償するように予め
設定されることができる。第３図は等化装置の特性を示
す。破線Ｃは等化されるべき分散性光ファイバに対する
相対的遅延対光周波数特性を示す。破線りは等化装置に
対する相対的遅延対光周波数特性を示す。実線Ｅは光入
力と光出力との比対波長の関係を示し、それは図示のよ
うに等化された波長範囲に屋っで最大である。
等化素子１は色等化が行なえるように光周波数と共に急
速に変化する光学的遅延を生成する手段を備え、光学的
アイソレータ５中に形成されたチャーブな（ｃｈｉｒｐ
ｅｄ　）分布のブラッグ（Ｂ　ｒａｑｑ）格子および前
方および後方に伝播する波を分離する方向性結合器６に
よって構成される。素子は第４ａ図および第４ｂ図に示
されている。方向性結合器６は例えば光サーキユレータ
またはアイソレータ或いは単なるファイバ結合器よりな
るものでよい。任意の形式の光結合器が使用可能であり
、例えば半銀鏡または集積された光学系、例えばニオブ
酸リチウムが使用できる。方向性結合器の技術の特定の
例は第５ａ図乃至第５ｄ図に示されている。理想的には
結合器は低損失であり、例えばこれは光サーキュレータ
（第５ａ図）またはアイソレータ（第５ｂ図）によって
構成することができる。こ、れらの技術は共に反対方向
に伝播するエネルギの分離にファラデー回転を使用する
。単純な光学的アイソレータ結合器（第５Ｃ図）を使用
することができるが、それは６ｄＢ　（各伝送方向に対
して３ｄＢ）の最小損失を生じる。もしも入力光が安定
な偏光状態であるならば、反対方向に伝播するエネルギ
は１／４波長区間７および偏光分割素子８によって分離
することができる（第５ｄ図）。円偏光状態は入力に対
する線形偏光状態を有するブラッグ反射器中で適してい
る。この１／４波長波長器はまた低損失である。第４ａ
図に示すように、光が反射される前にブラッグ反射器の
ファイバ５に沿つで伝播する距離は光の波長τ（光周波
数ω）と共に変化し、格子のチャープによって決定され
る。
光学的アイソレータ中に高レベルの光ビームを入射させ
、光学的アイソレータ中に定在波を生成するような充分
高い端部反射を確実に生じさせることによってブラッグ
反射器を゛書込み″または“記録″することが可能であ
ることはすでに知られている（例えば、オブチクス・レ
ターズ：０ＰＴＩＣ８ＬＥＴＴＥ　ＲＳ　１９８２年１
月第７巻第１号３７〜３９頁参照）。
短時間後（秒乃至分）使用されたポンプ周波数における
反射は、ポンプ周波数に正確に一致したブラッグ反射器
が形成されることによって著しく増加する。この格子は
どんなパワーレベルにおいても永続的に動作を続ける。
第４ｂ図に略図的に示されているように、格子の形成さ
れた後、コア９およびクラッド１０を有する光ファイバ
５は光により誘起された屈折率変化による周期的構造を
有する。周期は使用されたポンプ信号源の波長のほぼ半
分であり、この周期的構造からのブラッグ反射を得るこ
とが可能である。形成された格子の長さは使用された書
込みパワーに依存し、それは非常に高い書込みパワーの
場合には０．１ｃｍ程度でもよく、また低い書込みパワ
ーの場合には数ｍ程度に達することもある。
等化素子中で使用するためにブラッグ反射器は周期性を
要求され、したがって反射する光周波数は予め定められ
た方法で光ファイバの長さに沿って変化される。この変
化は次の実施例のような多くの方法によって達成される
。
同調可能な高パワーレーザを使用して、光ファイバの数
個の別々の区間が別々の周波数で照射され、次で連結さ
れて単一の光ファイバが形成された。このようにして得
られたチャープは不連続であるが、得られた区間の数は
非常に大きく、大きな障害はない。
その代わりに単一周波数レーザが光ファイバの数個の区
間を露光するために使用されてもよい。
一方区間は例えば、歪み、応力、温度変化或いはそれら
の組合わせによって異なった量に長さが延長される。光
学的アイソレータ区間がその正常の状態に戻っだとき、
誘起された格子はその共振周波数を変化する。そのよう
な多数の光学的アイソレータ区間はしたがって結合され
て単一の光ファイバにすることができる。その代わりに
逆の方法を適用することもできる。すなわち、光ファイ
バが格子の形成後に引き伸ばされ、或いは加熱されても
よい。しかしながら、使用時においてこれ、は光ファイ
バが疲労するという理由で魅力的なものではない。使用
に先立って低いレベルの歪みを与えることによってチャ
ープを微細に同調させることは考えられる。３別の方法
は、単一周波数レーザを使用して単一の連続した光ファ
イバを露光し、一方、その長さに沿って歪み、応力、温
度傾斜を保持することである。格子の誘起後加えられた
変化の傾斜が実質上除去されたとき、格子はチャープを
得る。歪み／応力傾斜は、変形可能なマンドレル上に光
ファイバを巻き付けることによって光ファイバに与えら
れる。そのようなマンドレル１２は第６図に示されてい
る。空洞１３は圧力が導入されてマンドレル１２が膨張
したときそれに巻き付けられた光フフイバ１１が引き伸
ばされるような形状であり、マンドレル１２の壁の厚さ
における変化によって光ファイバの長さに沿った歪みの
傾斜が生じる。空洞１３中の圧力は維持され、一方路子
は光学的アイソレータ中に書き込まれる。同様にチャー
プは記録後に（すなわち使用のために）制御可能な歪み
傾斜を与えることによって調整されてもよい。　　　・
第３図（破線）で示されたような特性を有する等化され
るべき光ファイバを有するシステムの場合においてはチ
ャープなブラッグ反射器は異なった遅延値を補償するよ
うに反射前の光学的アイソレータ反射器に沿って短い波
長が長い波長よりもざらに伝播することができるように
することが必要である。
必要な実際のチャープは特定の光伝送路によって決定さ
れる。
この発明による等化素子は導波構造の全体の大きさが小
さくて高い分散を達成することが可能であり、使用に当
たって供給された光周波数によって急速に変化する光学
的遅延を与えることができ、チャープな分布ブラッグ反
射器の適切な構成によって光伝送路に固有の色分散に対
する補償するように予め設定することができる。
以上、色等化素子への応用について装置を説明したが、
それに限定されるものではない。遅延が光周波数と共に
変化する可変光周波数信号における光学的遅延の予め設
定された歯は格子のチャープに応じて達成され、色等化
素子はその特別の場合に過ぎない。装置は全体として小
形の導波構造中の非常に高い分散を生成する。そのよう
な装置はまた光パルスの圧縮または伸張を行なうためら
使用することもできる。すなわち、チャープレーザはず
っと高いビークパワーで幅の狭いパルスを生成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は、光学的アイソレータ伝送システムで使用され
るこの発明の１実施例の色分散等化素子の概略図を示し
、第２図は、光ファイバの分散特性のグラフを示し、第
３図は、この発明の１実施例の色分散等化素子の特性を
示し、第４ａ図は、この発明の１実施例の色分散等化素
子を概略図で示し、第４ｂ図は、そのブラッグ反射器の
一部分を拡大して示し、第５ａ図乃至第５ｄ図は、この
発明の１実施例の色分散等化素子中で使用されることの
できる方向性結合器の４つの形態を概略的に示し、第６
図は、光ファイバがその上に巻回されるマンドレルの断
面図を示す。 １・・・等化素子、２・・・光ファイバ、３・・・光源
、４・・・受光装置、５・・・ブラッグ反射器、６・・
・方向性結合器、７・・・４分の１区間、８・・・偏光
分割素子、１２・・・マンドレル、１３・・・空洞。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 Ｆｉｇ、４ａ、　　　　　　　Ｆｉｇ、１．ｂ。 ■ Ｈ附 杢・ Ｆｉｇ・６・

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）チャープなブラッグ反射器および方向性結合手段
    を具備し、光信号がブラッグ反射器に供給され、ブラッ
    グ反射器によって反射された光信号が分離され、反射前
    にブラッグ反射器を通って光信号が伝送される距離は光
    周波数によって変化し、ブラッグ反射器のチャープによ
    って決定されることを特徴とする可変光周波数を有する
    光信号において光周波数と共に変化する光学的遅延を生
    成する装置。
  2. （２）チャープなブラッグ反射器が光ファイバ中に形成
    されたチャープなブラッグ反射器てある特許請求の範囲
    第１項記載の装置。
  3. （３）方向性結合器が光学的サーキュレータ結合器より
    なる特許請求の範囲第２項記載の装置。
  4. （４）方向性結合器が光学的アイソレータ結合器よりな
    る特許請求の範囲第２項記載の装置。
  5. （５）方向性結合器が光ファイバ結合器よりなる特許請
    求の範囲第２項記載の装置。
  6. （６）方向性結合器が偏光分割素子および１／４波長区
    間素子よりなる特許請求の範囲第２項記載の装置。
  7. （７）方向性結合器が半銀鏡よりなる特許請求の範囲第
    ２項記載の装置。
  8. （８）方向性結合器が集積光学装置よりなる特許請求の
    範囲第２項記載の装置。
  9. （９）生成された光学的遅延が光信号の色分散を等化す
    る如く構成されている特許請求の範囲第１項記載の装置
    。
  10. （１０）チャープなブラッグ反射器が互いに縦続に結合
    された複数の光ファイバ区間よりなり、各光ファイバ区
    間は予め定められたそれぞれの光周波数を有する光信号
    を反射するように構成されている特許請求の範囲第２項
    記載の装置。
  11. （１１）チャープなブラッグ反射器は、その反射特性が
    その長さにそって変化している単一のある長さの光ファ
    イバよりなる特許請求の範囲第２項記載の装置。
  12. （１２）複数の光ファイバ区間のそれぞれにおいてブラ
    ッグ反射器を形成し、各光ファイバブラッグ反射器がそ
    れぞれの波長において動作するようにしたことを特徴と
    する光ファイバでチャープなブラッグ反射器を製造する
    方法。
  13. （１３）光ファイバ区間が最初に分離され、それぞれの
    光周波数において同調可能な高い出力レーザの出力にそ
    れぞれさらされてそこにブラッグ反射器が形成され、そ
    こに形成されたブラッグ反射器を備えた光ファイバ区間
    が縦続に結合されて単一の光ファイバに形成される特許
    請求の範囲第１２項記載の製造方法。
  14. （１４）光ファイバ区間が最初に分離され、それぞれの
    光ファイバ区間が単一周波数のレーザの出力にさらされ
    、それは光ファイバ区間を異なった状態にさらすように
    行われ、レーザにさらすことによって光ファイバ区間に
    形成された各ブラッグ反射器がそれぞれの光周波数にお
    いて反射するようにした特許請求の範囲第１３項記載の
    製造方法。
  15. （１５）チャープなブラッグ反射器が光ファイバを単一
    周波数のレーザの出力にさらし一方光ファイバの長さに
    そって光ファイバに与えられる状態を順次変化させるこ
    とによって単一の連続した光ファイバ中に形成される特
    許請求の範囲第１２項記載の製造方法。
  16. （１６）前記状態の順次変化は歪み、応力および、また
    は温度の傾斜である特許請求の範囲第１５項記載の製造
    方法。
  17. （１７）光ファイバを壁の厚さが一様でない中空の変形
    可能なマンドレル上に巻回し、マンドレルの内部に圧力
    を供給してそれによって光ファイバに傾斜分布の応力を
    生成する工程を含んでいる特許請求の範囲第１５項記載
    の製造方法。
  18. （１８）スペクトラムが広いか、或いは多数のスペクト
    ル線である光源と、光周波数と共に遅延が変化する光学
    的遅延装置とを具備し、伝送される信号の色分散の等化
    を行なうことを特徴とする光伝送装置。
JP15144785A 1984-07-11 1985-07-11 色分散等化装置 Granted JPS6138908A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB08417662A GB2161612B (en) 1984-07-11 1984-07-11 Optical fibre transmission systems
GB8417662 1984-07-11

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Publication Number Publication Date
JPS6138908A true JPS6138908A (ja) 1986-02-25
JPH057683B2 JPH057683B2 (ja) 1993-01-29

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US (1) US4953939A (ja)
JP (1) JPS6138908A (ja)
DE (1) DE3524527C2 (ja)
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FR (1) FR2567655B1 (ja)
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