光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法
【課題】本発明は、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることが可能な光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法の提供を目的とする。
【解決手段】本願発明の光ストレス発生装置は、２つの光入力ポート２１ａ，２１ｂ及び２つの光出力ポート２２ａ，２２ｂを有し、光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩが入力され、光入力ポート２１ａに入力された変調信号光を２つに分岐して光出力ポート２２ａ，２２ｂから出力する光合分波部１２と、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを増幅して光入力ポート２１ｂに出力する光増幅部１３と、を備え、光合分波部１２は、光入力ポート２１ｂに入力された光増幅部１３からの変調信号光ＬＡＭＰと光入力ポート２１ａに入力された変調信号光ＬＩとを合波し、合波した光を２つに分岐して光出力ポート２２ａ，２２ｂから出力する。
【解決手段】本願発明の光ストレス発生装置は、２つの光入力ポート２１ａ，２１ｂ及び２つの光出力ポート２２ａ，２２ｂを有し、光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩが入力され、光入力ポート２１ａに入力された変調信号光を２つに分岐して光出力ポート２２ａ，２２ｂから出力する光合分波部１２と、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを増幅して光入力ポート２１ｂに出力する光増幅部１３と、を備え、光合分波部１２は、光入力ポート２１ｂに入力された光増幅部１３からの変調信号光ＬＡＭＰと光入力ポート２１ａに入力された変調信号光ＬＩとを合波し、合波した光を２つに分岐して光出力ポート２２ａ，２２ｂから出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高速光通信システムや光部品の分散トレランスを評価するための光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の大容量化に伴い、位相変調方式やコヒーレント変調方式などのデジタルコヒーレント方式を用いた光通信システムの研究が進められている。デジタルコヒーレント方式を用いた光通信システムにおいては、波長分散やＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などの分散性ストレスを加えてジッタやＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を測定する分散トレランスの試験が重要となる。ここで、波長分散とは、光ファイバを伝搬する光信号が波長によって異なる速度で伝搬する現象をいい、ＰＭＤとは２つの直交偏波モード成分間に伝搬時間差を生じて波形劣化を引き起こす現象をいう。
【０００３】
光通信システムのトレランス試験としては、伝送信号にジッタを生じさせてアイ波形を評価するジッタトレランスや、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を変化させてＢＥＲを評価するＯＳＮＲトレランスや、波長分散を加えたＣＤ（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）トレランスや、ＰＭＤを加えたＰＭＤトレランスの評価が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１の装置は、波長分散付与部を備え、以下のように動作する。２つの光伝送装置の間に装置と評価対象である光モジュールを接続する。波長分散付与部は、２つの光伝送装置が接続されるべき伝送路が有する伝送特性と等価の伝送特性を付与する。これにより、特許文献１の装置は、評価対象である光モジュールの伝送特性の評価を可能にする。
【０００５】
図７に、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）を用いた波長分散付与部の一例を示す。ＶＩＰＡを用いた波長分散付与部は、コリメートレンズ４２と、ラインフォーカシングレンズ４３と、ＶＩＰＡ分光素子４４と、焦点レンズ４５と、自由曲面ミラー４６と、を備える。光ファイバ４１から出射され、コリメートレンズ４２を通過した光は、ＶＩＰＡ分光素子４４を通った後、焦点レンズ４５で集光されて自由曲面ミラー４６に入射し反射される。そして、自由曲面ミラー４６で反射された光は、ＶＩＰＡ分光素子４４とコリメートレンズ４２を介して光ファイバ４１に戻される。ＶＩＰＡ分光素子４４は、反射率がほぼ１００％の膜と平行に配置された反射率１００％未満の２つの膜間での多重反射によって分光を行うものである。このＶＩＰＡ分光素子４４への再入射位置を自由曲面ミラー４６によって制御することにより所望の波長分散を得ることができる。
【０００６】
図８に、分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部の一例を示す。分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部は、サーキュレータ５１と、分散補償ファイバグレーティング５２と、を備える。光信号はサーキュレータ５１を介して分散補償ファイバグレーティング５２に入射され分散補償ファイバグレーティング５２で反射して、再びサーキュレータ５１を介して取り出される。分散補償ファイバグレーティング５２は格子の周期がファイバの長手方向に変化しており、波長の違いによって分散補償ファイバグレーティング５２での反射位置は異なる。そのため、波長により光路長差、すなわち群遅延時間が発生する。分散補償ファイバグレーティング５２の温度変化や引張りによって、波長に対する反射位置を変化させることができるため、分散量を可変することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デジタルコヒーレントを用いた光通信システムは、波長分散や偏波モード分散等の線形歪みに対して極めて強い。このため、分散トレランスの試験をするためには、従来のＯＯＫ（Ｏｎ−Ｏｆｆ−Ｋｅｙｉｎｇ）に比べて１０倍以上という大きな分散値（略１００００ｐｓ／ｎｍ）の分散性ストレスを与える必要がある。
【０００９】
しかし、特許文献１のように、波長分散付与部にＶＩＰＡを用いた方法では、発生することができる波長分散は−２０００ｐｓ／ｎｍ〜＋２０００ｐｓ／ｎｍ程度までである。この１０倍の波長分散値を発生させるためには、１０倍の大きさの光学系を形成するか、或いは、ＶＩＰＡから出力した光をサーキュレータで取り出して次段のＶＩＰＡに入力する、１０段のタンデム接続を行って大きな分散値を発生させることが必要となる。
【００１０】
波長分散付与部に分散補償ファイバグレーティングを用いた方法でも、発生することができる波長分散は−２０００ｐｓ／ｎｍ〜＋２０００ｐｓ／ｎｍである。この１０倍の波長分散値を発生させるためには、分散補償ファイバグレーティングから出力した光をサーキュレータで取り出して次の分散補償ファイバグレーティングに入力することにより、１０段のタンデム接続を行って大きな分散値を発生させることが必要となる。
【００１１】
上記のように、特許文献１の装置は、デジタルコヒーレントを用いた光通信システムにおける分散性ストレスを与えようとすると、装置が大掛かりになってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることが可能な光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明の光ストレス発生装置は、２つの光入力ポート及び２つの光出力ポートを有し、前記光入力ポートの一方に変調信号光が入力され、入力された前記変調信号光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光合分波部（１２）と、前記光出力ポートの一方からの前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に出力する利得が可変の光増幅部（１３）と、を備え、前記光合分波部は、前記光入力ポートの他方に入力された前記光増幅部からの変調信号光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する。
【００１４】
光増幅部を備えるため、変調信号光がループする回数を制御することで、変調信号光に任意の遅延ストレスを与えることができる。光出力ポートの一方、光増幅部及び入力ポートの他方を用いてループを構成しているため、変調信号光と光増幅部で増幅した変調信号光との合成と、その合成した変調信号光の増幅と、を繰り返すことができる。これにより、変調信号光にループによる遅延を付加した遅延ストレスを与えることができる。したがって、本願発明の光ストレス発生装置は、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることができる。
【００１５】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路に挿入され、前記光出力ポートの一方からの光を減衰させる光アッテネータ（２４）をさらに備え、前記光増幅部は、利得が一定であってもよい。
本発明により、光増幅部で発生させる遅延ストレスを可変にすることができる。
【００１６】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路又は前記光増幅部と前記光入力ポートの他方との間の光路に挿入され、入力された光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する光周波数シフタ（３５）をさらに備えてもよい。
光周波数シフタを備えるため、光出力ポートの一方、光増幅部及び入力ポートの他方で構成されるループを変調信号光が周回する度に、変調信号光の周波数をシフトさせることができる。これにより、本願発明の光ストレス発生装置は、変調信号光に波長変化に応じた遅延を付加することができる。
【００１７】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光増幅部は、半導体光増幅器であってもよい。
半導体光増幅器を用いることによりループ長を短くすることができ、細かいステップで変化する遅延ストレスを与えることができる。
【００１８】
上記目的を達成するために、本願発明の光ストレス発生方法は、光合分波部の光入力ポートの一方に変調信号光を入力し、入力された前記変調信号光を２つに分岐して、前記光合分波部の光出力ポートの両方から出力する光合分波手順（Ｓ１０１）と、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に入力する光増幅手順（Ｓ１０２）と、前記光入力ポートの他方に入力された光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光出力手順（Ｓ１０３）と、を順に有する。
【００１９】
光合分波手順及び光増幅手順を有するため、変調信号光を遅延によって時間的に広げ、変調信号光に遅延ストレスを与えることができる。光出力ポートの一方及び入力ポートの他方を用いてループを構成しているため、光合分波部に入力された変調信号光と増幅した変調信号光との合成と、その合成した変調信号光の増幅と、を繰り返すことができる。これにより、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることができる。
【００２０】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅する光増幅部の利得を変えることにより、遅延量による前記変調信号光の時間的な広がりを任意に設定できるようにしてもよい。
【００２１】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を減衰させ、前記変調信号光を一定の利得で増幅してもよい。
【００２２】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を、さらに前記変調信号光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力してもよい。
光増幅手順において変調信号光の周波数をシフトさせるため、光出力ポートの一方及び入力ポートの他方で構成されるループを変調信号光が周回する度に、変調信号光の周波数をシフトさせることができる。これにより、本願発明の光ストレス発生方法は、変調信号光に波長変化に応じた遅延を付加することができる。
【００２３】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることが可能な光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図２】本実施形態に係る光ストレス発生方法の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る変調信号光の一例であり、（ａ）は変調信号光ＬＩを示し、（ｂ）は１周目の変調信号光ＬＤを示し、（ｃ）は１周目の変調信号光ＬＡＭＰを示し、（ｄ）は２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯを示す。
【図４】実施形態２に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図５】実施形態３に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図６】変調信号光ＬＯの一例であり、（ａ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｂ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示し、（ｃ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｄ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示す。
【図７】ＶＩＰＡを用いた波長分散付与部の一例を示す。
【図８】分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２７】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、光入力部１１と、光合分波部１２と、光増幅部１３と、制御部１７と、光出力部１８と、を備える。光入力部１１に変調信号光ＬＩが入力され、遅延ストレスを与えた変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力する。
【００２８】
光合分波部１２は、２つの光入力ポート２１ａ及び２１ｂと、２つの光出力ポート２２ａ及び２２ｂと、を備える。本実施形態では、光入力ポートの一方を光入力ポート２１ａとし、光入力ポートの他方を光入力ポート２１ｂとし、光出力ポートの一方を光出力ポート２２ａとし、光出力ポートの他方を光出力ポート２２ｂとして説明する。
【００２９】
光合分波部１２は、光入力ポート２１ａ又は光入力ポート２１ｂに入力された光を光出力ポート２２ａ及び２２ｂの両方から出力する。光入力ポート２１ａ及び光入力ポート２１ｂの両方から光が入力されたときは、光合分波部１２は、光入力ポート２１ａ及び光入力ポート２１ｂの両方の光を合波して、合波光を光を光出力ポート２２ａ及び２２ｂの両方から出力する。
【００３０】
光増幅部１３は、入力された光を増幅する。光増幅部１３には、例えば誘導放出で光を増幅する半導体光増幅器を用いることができる。光増幅部１３は、利得が可変である。この場合、制御部１７は、光増幅部１３の利得を可変する。例えば、制御部１７は、光増幅部１３の駆動電流を可変する。
【００３１】
図２に、本実施形態に係る光ストレス発生方法の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生方法は、光合分波手順Ｓ１０１と、光増幅手順Ｓ１０２と、光出力手順Ｓ１０３と、を順に有する。
【００３２】
光合分波手順Ｓ１０１では、光合分波部１２の光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩを入力し、入力された変調信号光ＬＩを２つに分岐して、光合分波部１２の光出力ポート２２ａ及び２２ｂから出力する。例えば、光合分波部１２は、光入力ポート２１ａに入力された変調信号光ＬＩを、変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯの２つの変調信号光に分岐する。この時点では、変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、遅延ストレスを与えられていない。光合分波部１２は、光出力ポート２２ａから変調信号光ＬＤを出力し、光出力ポート２２ｂから変調信号光ＬＯを出力する。変調信号光ＬＤは、光増幅部１３に入力される。変調信号光ＬＯは、光出力部１８に入力される。光出力部１８は、遅延ストレスを与えられていない変調信号光ＬＯを出力する。
【００３３】
光増幅手順Ｓ１０２では、光増幅部１３は、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤを増幅し、増幅した変調信号光ＬＡＭＰを光入力ポート２１ｂに出力する。このとき、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤも、制御部１７が光増幅部１３の利得を可変し、変調信号光ＬＤを増幅してループ回数を制御することにより、変調信号光ＬＤに任意の遅延ストレスを与えることができる。
【００３４】
光出力手順Ｓ１０３では、光増幅手順Ｓ１０２で増幅した変調信号光ＬＡＭＰが光入力ポート２１ｂに入力され、光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩが入力される。そして、光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波し、合波した変調信号光を２つに分岐する。そして、光合分波部１２は、分岐した変調信号光を変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯとして光出力ポート２２ａ及び２２ｂから出力する。光出力部１８は、変調信号光ＬＯを出力する。光出力部１８は、変調信号光ＬＯを出力する。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る変調信号光の一例であり、（ａ）は変調信号光ＬＩを示し、（ｂ）は１周目の変調信号光ＬＤを示し、（ｃ）は１周目の変調信号光ＬＡＭＰを示し、（ｄ）は２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯを示す。１周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、変調信号光ＬＩが２分岐された光であるため、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、光強度が小さい。この時点では、まだ遅延ストレスが与えられていない。変調信号光ＬＡＭＰは、１周目の変調信号光ＬＤの光増幅部１３の利得を変え遅延量による時間的な広がりを与えることで、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、変調信号光ＬＤに遅延が生じている。２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波して２分岐した光であるため、図３（ｄ）に示すように、遅延ストレスが与えられている。したがって、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、任意の遅延量の遅延ストレスが与えられている変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力することができる。
【００３６】
ここで、図１に示す光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波した変調信号光を変調信号光ＬＤとして光出力ポート２２ａから出力する。このように、光出力ポート２２ａ、光増幅部１３及び光入力ポート２１ｂは、ループを構成するように接続されている。光出力ポート２２ａから出力された変調信号光ＬＤが再び光増幅部１３で増幅されるとき、変調信号光ＬＡＭＰにはさらに遅延ストレスが与えられる。このように、変調信号光ＬＩがループを周回する度に、変調信号光ＬＩに与える遅延ストレスを大きくすることができる。したがって、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、変調信号光ＬＡＭＰに大きな分散値の遅延ストレスを簡易に与えて波長分散トレランスの試験を行うことができる。
【００３７】
なお、光出力ポート２２ｂと光出力部１８との間の光路に、ＤＧＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｏｌ Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｌａｙ）を付加するＤＧＤ発生部をさらに備えてもよい。これにより、変調信号光ＬＯに、波長分散と群遅延の両方を付加することができる。
【００３８】
（実施形態２）
図４に、実施形態２に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した光増幅部１３及び制御部１７に代えて、光増幅部２３と、光アッテネータ２４と、制御部２７と、を備える。以下、光増幅部２３、光アッテネータ２４及び制御部２７について説明する。
【００３９】
光増幅部２３は、利得が一定である。光アッテネータ２４は、光出力ポート２２ａと光増幅部１３との間の光路に挿入され、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを減衰させる。制御部２７は、光アッテネータ２４の減衰量を可変する。
【００４０】
本実施形態に係る光ストレス発生方法は、図２に示す光増幅手順Ｓ１０２において、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤを減衰させ、変調信号光ＬＤを一定の利得で増幅する。例えば、光アッテネータ２４は、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを減衰させる。そして、光増幅部２３は、一定の利得で光アッテネータ２４からの変調信号光ＬＡＴＴを一定の利得で増幅して変調信号光ＬＡＭＰを出力する。このとき、制御部２７は、変調信号光ＬＡＭＰの遅延量が広がる程度に、光アッテネータ２４に変調信号光ＬＤを減衰させる。
【００４１】
実施形態２に係る光ストレス発生装置は、光増幅部２３、光アッテネータ２４及び制御部２７を備えるため、変調信号光ＬＤに遅延を与えた変調信号光ＬＡＭＰを生成することができる。光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波した変調信号光を変調信号光ＬＯとして光出力ポート２２ｂから出力する。これにより、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、遅延ストレスが与えられている変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力することができる。
【００４２】
（実施形態３）
図５に、実施形態３に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した光ストレス発生装置に、さらに、光周波数シフタ３５と、駆動信号発生部３６と、を備える。また、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した制御部１７に代えて制御部３７を備える。
【００４３】
光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａと光増幅部１３との間の光路に挿入され、駆動信号に従って、入力された光の周波数を、周波数Δｆシフトする。駆動信号発生部３６は、光周波数シフタ３５の駆動信号を発生する。光周波数シフタ３５は、例えば音響光学素子を用いて光周波数のアップシフトまたはダウンシフトするデバイスである。
【００４４】
本実施形態に係る光ストレス発生方法は、図２に示す光増幅手順Ｓ１０２において、光周波数シフタ３５が、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤの周波数をシフトし、変調信号光ＬＳを出力する。光増幅部１３は、変調信号光ＬＳを増幅し、増幅した変調信号光ＬＡＭＰを光入力ポート２１ｂに出力する。このとき、変調信号光ＬＳの遅延量が広がる程度に、制御部３７が光増幅部１３の利得を可変して、変調信号光ＬＳを増幅する。これにより、変調信号光ＬＡＭＰに遅延ストレスが付与される。
【００４５】
ここで、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、光出力ポート２２ａと、光周波数シフタ３５と、光増幅部１３と、光入力ポート２１ｂと、がループを構成している。光合分波部１２と光周波数シフト３５と光増幅部１３とで構成されるループを通る光は、ループ通過回数（ｎ）分の周波数シフト（ｎ・Δｆ）し、またループ長に相当する遅延（ｎ・Δτ）を受ける。
【００４６】
また、音響光学素子は、音響波が光学媒質中に入射すると、屈折率をもった波が生じ、正弦波グレーティングのように回折される。光の偏向角度は、次式に示すように、音響波周波数に比例する。
【００４７】
θ＝λ・Δｆ／Ｖ
ただし、θは０次光と１次光ｎ角度であり、λは波長（空気中）であり、Δｆは周波数シフトさせる音響波周波数であり、Ｖは音響波速度である。音響波の方向を変えることで、プラス次数（＋Δｆ）とマイナス次数（−Δｆ）を選択することができる。
【００４８】
波長分散の傾きの選択は、回折次数のプラス／マイナスを選択することによって行う。波長分散量は、例えば設定したい遅延量の半値に相当するループ周回数の光パワーが３ｄＢとなるように光増幅部１３の増幅率を調整する。
【００４９】
ループ長は小さいことが好ましい。ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）技術を用いてループ長を小さくすることができる。例えば、ループ長を５ｃｍ（光学距離）、音響波周波数を１ＧＨｚとした場合には、ループ１周回で１ＧＨｚの周波数シフトと２５０ｐｓ程度の遅延を与えることができる。この場合、４０周回した光は、４０ＧＨｚ（１５５０ｎｍの波長で約４００ｐｓ）の音響波周波数と１００００ｐｓの遅延が与えられ、波長分散２５０００ｐｓ／ｎｍに相当する。音響波周波数を５００ＭＨｚにすれば、２倍の波長分散５００００ｐｓ／ｎｍの設定が可能となる。
【００５０】
図６は、変調信号光ＬＯの一例であり、（ａ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｂ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示し、（ｃ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｄ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示す。変調信号光ＬＤは、ループを周回する度に周波数が＋Δｆずつシフトされる。このため、変調信号光ＬＯの周波数は、ループを周回する回数に対応した複数の周波数を含んでいる。例えば、ループを８回周回すると、変調信号光ＬＯには８つの周波数が含まれる。
【００５１】
なお、光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａ、光増幅部１３及び光入力ポート２１ｂで構成されるループ内のいずれの位置に挿入されていてもよい。例えば、光増幅部１３と光入力ポート２１ｂとの間の光路に挿入されていてもよい。この構成であっても、本実施形態に係る光ストレス発生装置と同様の作用・効果を奏する。
【００５２】
また、本実施形態の光ストレス発生装置は、実施形態１の光ストレス発生装置に代えて、実施形態２の光ストレス発生装置を用いてもよい。この場合、光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａ、光アッテネータ２４、光増幅部２３及び光入力ポート２１ｂで構成されるループ内のいずれの位置に挿入されていてもよい。例えば、光出力ポート２２ａと光アッテネータ２４との間の光路に挿入されていてもよいし、光増幅部１３と光入力ポート２１ｂとの間の光路に挿入されていてもよい。この構成であっても、本実施形態に係る光ストレス発生装置と同様の作用・効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１：光入力部
１２：光合分波部
１３、２３：光増幅部
１７、２７、３７：制御部
１８：光出力部
２１ａ、２１ｂ：光入力ポート
２２ａ、２２ｂ：光出力ポート
２４：光アッテネータ
３５：光周波数シフタ
３６：駆動信号発生部
４１：光ファイバ
４２：コリメートレンズ
４３：ラインフォーカシングレンズ
４４：ＶＩＰＡ分光素子
４５：焦点レンズ
４６：自由曲面ミラー
５１：サーキュレータ
５２：分散補償ファイバグレーティング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超高速光通信システムや光部品の分散トレランスを評価するための光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信の大容量化に伴い、位相変調方式やコヒーレント変調方式などのデジタルコヒーレント方式を用いた光通信システムの研究が進められている。デジタルコヒーレント方式を用いた光通信システムにおいては、波長分散やＰＭＤ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−Ｍｏｄｅ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）などの分散性ストレスを加えてジッタやＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を測定する分散トレランスの試験が重要となる。ここで、波長分散とは、光ファイバを伝搬する光信号が波長によって異なる速度で伝搬する現象をいい、ＰＭＤとは２つの直交偏波モード成分間に伝搬時間差を生じて波形劣化を引き起こす現象をいう。
【０００３】
光通信システムのトレランス試験としては、伝送信号にジッタを生じさせてアイ波形を評価するジッタトレランスや、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を変化させてＢＥＲを評価するＯＳＮＲトレランスや、波長分散を加えたＣＤ（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）トレランスや、ＰＭＤを加えたＰＭＤトレランスの評価が行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特許文献１の装置は、波長分散付与部を備え、以下のように動作する。２つの光伝送装置の間に装置と評価対象である光モジュールを接続する。波長分散付与部は、２つの光伝送装置が接続されるべき伝送路が有する伝送特性と等価の伝送特性を付与する。これにより、特許文献１の装置は、評価対象である光モジュールの伝送特性の評価を可能にする。
【０００５】
図７に、ＶＩＰＡ（Ｖｉｒｔｕａｌｌｙ Ｉｍａｇｅｄ Ｐｈａｓｅｄ Ａｒｒａｙ）を用いた波長分散付与部の一例を示す。ＶＩＰＡを用いた波長分散付与部は、コリメートレンズ４２と、ラインフォーカシングレンズ４３と、ＶＩＰＡ分光素子４４と、焦点レンズ４５と、自由曲面ミラー４６と、を備える。光ファイバ４１から出射され、コリメートレンズ４２を通過した光は、ＶＩＰＡ分光素子４４を通った後、焦点レンズ４５で集光されて自由曲面ミラー４６に入射し反射される。そして、自由曲面ミラー４６で反射された光は、ＶＩＰＡ分光素子４４とコリメートレンズ４２を介して光ファイバ４１に戻される。ＶＩＰＡ分光素子４４は、反射率がほぼ１００％の膜と平行に配置された反射率１００％未満の２つの膜間での多重反射によって分光を行うものである。このＶＩＰＡ分光素子４４への再入射位置を自由曲面ミラー４６によって制御することにより所望の波長分散を得ることができる。
【０００６】
図８に、分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部の一例を示す。分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部は、サーキュレータ５１と、分散補償ファイバグレーティング５２と、を備える。光信号はサーキュレータ５１を介して分散補償ファイバグレーティング５２に入射され分散補償ファイバグレーティング５２で反射して、再びサーキュレータ５１を介して取り出される。分散補償ファイバグレーティング５２は格子の周期がファイバの長手方向に変化しており、波長の違いによって分散補償ファイバグレーティング５２での反射位置は異なる。そのため、波長により光路長差、すなわち群遅延時間が発生する。分散補償ファイバグレーティング５２の温度変化や引張りによって、波長に対する反射位置を変化させることができるため、分散量を可変することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−８６９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
デジタルコヒーレントを用いた光通信システムは、波長分散や偏波モード分散等の線形歪みに対して極めて強い。このため、分散トレランスの試験をするためには、従来のＯＯＫ（Ｏｎ−Ｏｆｆ−Ｋｅｙｉｎｇ）に比べて１０倍以上という大きな分散値（略１００００ｐｓ／ｎｍ）の分散性ストレスを与える必要がある。
【０００９】
しかし、特許文献１のように、波長分散付与部にＶＩＰＡを用いた方法では、発生することができる波長分散は−２０００ｐｓ／ｎｍ〜＋２０００ｐｓ／ｎｍ程度までである。この１０倍の波長分散値を発生させるためには、１０倍の大きさの光学系を形成するか、或いは、ＶＩＰＡから出力した光をサーキュレータで取り出して次段のＶＩＰＡに入力する、１０段のタンデム接続を行って大きな分散値を発生させることが必要となる。
【００１０】
波長分散付与部に分散補償ファイバグレーティングを用いた方法でも、発生することができる波長分散は−２０００ｐｓ／ｎｍ〜＋２０００ｐｓ／ｎｍである。この１０倍の波長分散値を発生させるためには、分散補償ファイバグレーティングから出力した光をサーキュレータで取り出して次の分散補償ファイバグレーティングに入力することにより、１０段のタンデム接続を行って大きな分散値を発生させることが必要となる。
【００１１】
上記のように、特許文献１の装置は、デジタルコヒーレントを用いた光通信システムにおける分散性ストレスを与えようとすると、装置が大掛かりになってしまうという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることが可能な光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明の光ストレス発生装置は、２つの光入力ポート及び２つの光出力ポートを有し、前記光入力ポートの一方に変調信号光が入力され、入力された前記変調信号光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光合分波部（１２）と、前記光出力ポートの一方からの前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に出力する利得が可変の光増幅部（１３）と、を備え、前記光合分波部は、前記光入力ポートの他方に入力された前記光増幅部からの変調信号光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する。
【００１４】
光増幅部を備えるため、変調信号光がループする回数を制御することで、変調信号光に任意の遅延ストレスを与えることができる。光出力ポートの一方、光増幅部及び入力ポートの他方を用いてループを構成しているため、変調信号光と光増幅部で増幅した変調信号光との合成と、その合成した変調信号光の増幅と、を繰り返すことができる。これにより、変調信号光にループによる遅延を付加した遅延ストレスを与えることができる。したがって、本願発明の光ストレス発生装置は、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることができる。
【００１５】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路に挿入され、前記光出力ポートの一方からの光を減衰させる光アッテネータ（２４）をさらに備え、前記光増幅部は、利得が一定であってもよい。
本発明により、光増幅部で発生させる遅延ストレスを可変にすることができる。
【００１６】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路又は前記光増幅部と前記光入力ポートの他方との間の光路に挿入され、入力された光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する光周波数シフタ（３５）をさらに備えてもよい。
光周波数シフタを備えるため、光出力ポートの一方、光増幅部及び入力ポートの他方で構成されるループを変調信号光が周回する度に、変調信号光の周波数をシフトさせることができる。これにより、本願発明の光ストレス発生装置は、変調信号光に波長変化に応じた遅延を付加することができる。
【００１７】
本願発明の光ストレス発生装置では、前記光増幅部は、半導体光増幅器であってもよい。
半導体光増幅器を用いることによりループ長を短くすることができ、細かいステップで変化する遅延ストレスを与えることができる。
【００１８】
上記目的を達成するために、本願発明の光ストレス発生方法は、光合分波部の光入力ポートの一方に変調信号光を入力し、入力された前記変調信号光を２つに分岐して、前記光合分波部の光出力ポートの両方から出力する光合分波手順（Ｓ１０１）と、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に入力する光増幅手順（Ｓ１０２）と、前記光入力ポートの他方に入力された光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光出力手順（Ｓ１０３）と、を順に有する。
【００１９】
光合分波手順及び光増幅手順を有するため、変調信号光を遅延によって時間的に広げ、変調信号光に遅延ストレスを与えることができる。光出力ポートの一方及び入力ポートの他方を用いてループを構成しているため、光合分波部に入力された変調信号光と増幅した変調信号光との合成と、その合成した変調信号光の増幅と、を繰り返すことができる。これにより、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることができる。
【００２０】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅する光増幅部の利得を変えることにより、遅延量による前記変調信号光の時間的な広がりを任意に設定できるようにしてもよい。
【００２１】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を減衰させ、前記変調信号光を一定の利得で増幅してもよい。
【００２２】
本願発明の光ストレス発生方法では、前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を、さらに前記変調信号光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力してもよい。
光増幅手順において変調信号光の周波数をシフトさせるため、光出力ポートの一方及び入力ポートの他方で構成されるループを変調信号光が周回する度に、変調信号光の周波数をシフトさせることができる。これにより、本願発明の光ストレス発生方法は、変調信号光に波長変化に応じた遅延を付加することができる。
【００２３】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、任意の遅延ストレスを簡易に与えて分散トレランスの試験をすることが可能な光ストレス発生装置及び光ストレス発生方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図２】本実施形態に係る光ストレス発生方法の一例を示す。
【図３】本実施形態に係る変調信号光の一例であり、（ａ）は変調信号光ＬＩを示し、（ｂ）は１周目の変調信号光ＬＤを示し、（ｃ）は１周目の変調信号光ＬＡＭＰを示し、（ｄ）は２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯを示す。
【図４】実施形態２に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図５】実施形態３に係る光ストレス発生装置の一例を示す。
【図６】変調信号光ＬＯの一例であり、（ａ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｂ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示し、（ｃ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｄ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示す。
【図７】ＶＩＰＡを用いた波長分散付与部の一例を示す。
【図８】分散補償ファイバグレーティングを用いた波長分散付与部の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２７】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、光入力部１１と、光合分波部１２と、光増幅部１３と、制御部１７と、光出力部１８と、を備える。光入力部１１に変調信号光ＬＩが入力され、遅延ストレスを与えた変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力する。
【００２８】
光合分波部１２は、２つの光入力ポート２１ａ及び２１ｂと、２つの光出力ポート２２ａ及び２２ｂと、を備える。本実施形態では、光入力ポートの一方を光入力ポート２１ａとし、光入力ポートの他方を光入力ポート２１ｂとし、光出力ポートの一方を光出力ポート２２ａとし、光出力ポートの他方を光出力ポート２２ｂとして説明する。
【００２９】
光合分波部１２は、光入力ポート２１ａ又は光入力ポート２１ｂに入力された光を光出力ポート２２ａ及び２２ｂの両方から出力する。光入力ポート２１ａ及び光入力ポート２１ｂの両方から光が入力されたときは、光合分波部１２は、光入力ポート２１ａ及び光入力ポート２１ｂの両方の光を合波して、合波光を光を光出力ポート２２ａ及び２２ｂの両方から出力する。
【００３０】
光増幅部１３は、入力された光を増幅する。光増幅部１３には、例えば誘導放出で光を増幅する半導体光増幅器を用いることができる。光増幅部１３は、利得が可変である。この場合、制御部１７は、光増幅部１３の利得を可変する。例えば、制御部１７は、光増幅部１３の駆動電流を可変する。
【００３１】
図２に、本実施形態に係る光ストレス発生方法の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生方法は、光合分波手順Ｓ１０１と、光増幅手順Ｓ１０２と、光出力手順Ｓ１０３と、を順に有する。
【００３２】
光合分波手順Ｓ１０１では、光合分波部１２の光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩを入力し、入力された変調信号光ＬＩを２つに分岐して、光合分波部１２の光出力ポート２２ａ及び２２ｂから出力する。例えば、光合分波部１２は、光入力ポート２１ａに入力された変調信号光ＬＩを、変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯの２つの変調信号光に分岐する。この時点では、変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、遅延ストレスを与えられていない。光合分波部１２は、光出力ポート２２ａから変調信号光ＬＤを出力し、光出力ポート２２ｂから変調信号光ＬＯを出力する。変調信号光ＬＤは、光増幅部１３に入力される。変調信号光ＬＯは、光出力部１８に入力される。光出力部１８は、遅延ストレスを与えられていない変調信号光ＬＯを出力する。
【００３３】
光増幅手順Ｓ１０２では、光増幅部１３は、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤを増幅し、増幅した変調信号光ＬＡＭＰを光入力ポート２１ｂに出力する。このとき、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤも、制御部１７が光増幅部１３の利得を可変し、変調信号光ＬＤを増幅してループ回数を制御することにより、変調信号光ＬＤに任意の遅延ストレスを与えることができる。
【００３４】
光出力手順Ｓ１０３では、光増幅手順Ｓ１０２で増幅した変調信号光ＬＡＭＰが光入力ポート２１ｂに入力され、光入力ポート２１ａに変調信号光ＬＩが入力される。そして、光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波し、合波した変調信号光を２つに分岐する。そして、光合分波部１２は、分岐した変調信号光を変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯとして光出力ポート２２ａ及び２２ｂから出力する。光出力部１８は、変調信号光ＬＯを出力する。光出力部１８は、変調信号光ＬＯを出力する。
【００３５】
図３は、本実施形態に係る変調信号光の一例であり、（ａ）は変調信号光ＬＩを示し、（ｂ）は１周目の変調信号光ＬＤを示し、（ｃ）は１周目の変調信号光ＬＡＭＰを示し、（ｄ）は２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯを示す。１周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、変調信号光ＬＩが２分岐された光であるため、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、光強度が小さい。この時点では、まだ遅延ストレスが与えられていない。変調信号光ＬＡＭＰは、１周目の変調信号光ＬＤの光増幅部１３の利得を変え遅延量による時間的な広がりを与えることで、図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、変調信号光ＬＤに遅延が生じている。２周目の変調信号光ＬＤ及び変調信号光ＬＯは、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波して２分岐した光であるため、図３（ｄ）に示すように、遅延ストレスが与えられている。したがって、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、任意の遅延量の遅延ストレスが与えられている変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力することができる。
【００３６】
ここで、図１に示す光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波した変調信号光を変調信号光ＬＤとして光出力ポート２２ａから出力する。このように、光出力ポート２２ａ、光増幅部１３及び光入力ポート２１ｂは、ループを構成するように接続されている。光出力ポート２２ａから出力された変調信号光ＬＤが再び光増幅部１３で増幅されるとき、変調信号光ＬＡＭＰにはさらに遅延ストレスが与えられる。このように、変調信号光ＬＩがループを周回する度に、変調信号光ＬＩに与える遅延ストレスを大きくすることができる。したがって、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、変調信号光ＬＡＭＰに大きな分散値の遅延ストレスを簡易に与えて波長分散トレランスの試験を行うことができる。
【００３７】
なお、光出力ポート２２ｂと光出力部１８との間の光路に、ＤＧＤ（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｏｌ Ｇｒｏｕｐ Ｄｅｌａｙ）を付加するＤＧＤ発生部をさらに備えてもよい。これにより、変調信号光ＬＯに、波長分散と群遅延の両方を付加することができる。
【００３８】
（実施形態２）
図４に、実施形態２に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した光増幅部１３及び制御部１７に代えて、光増幅部２３と、光アッテネータ２４と、制御部２７と、を備える。以下、光増幅部２３、光アッテネータ２４及び制御部２７について説明する。
【００３９】
光増幅部２３は、利得が一定である。光アッテネータ２４は、光出力ポート２２ａと光増幅部１３との間の光路に挿入され、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを減衰させる。制御部２７は、光アッテネータ２４の減衰量を可変する。
【００４０】
本実施形態に係る光ストレス発生方法は、図２に示す光増幅手順Ｓ１０２において、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤを減衰させ、変調信号光ＬＤを一定の利得で増幅する。例えば、光アッテネータ２４は、光出力ポート２２ａからの変調信号光ＬＤを減衰させる。そして、光増幅部２３は、一定の利得で光アッテネータ２４からの変調信号光ＬＡＴＴを一定の利得で増幅して変調信号光ＬＡＭＰを出力する。このとき、制御部２７は、変調信号光ＬＡＭＰの遅延量が広がる程度に、光アッテネータ２４に変調信号光ＬＤを減衰させる。
【００４１】
実施形態２に係る光ストレス発生装置は、光増幅部２３、光アッテネータ２４及び制御部２７を備えるため、変調信号光ＬＤに遅延を与えた変調信号光ＬＡＭＰを生成することができる。光合分波部１２は、変調信号光ＬＡＭＰと変調信号光ＬＩとを合波した変調信号光を変調信号光ＬＯとして光出力ポート２２ｂから出力する。これにより、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、遅延ストレスが与えられている変調信号光ＬＯを光出力部１８から出力することができる。
【００４２】
（実施形態３）
図５に、実施形態３に係る光ストレス発生装置の一例を示す。本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した光ストレス発生装置に、さらに、光周波数シフタ３５と、駆動信号発生部３６と、を備える。また、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、実施形態１で説明した制御部１７に代えて制御部３７を備える。
【００４３】
光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａと光増幅部１３との間の光路に挿入され、駆動信号に従って、入力された光の周波数を、周波数Δｆシフトする。駆動信号発生部３６は、光周波数シフタ３５の駆動信号を発生する。光周波数シフタ３５は、例えば音響光学素子を用いて光周波数のアップシフトまたはダウンシフトするデバイスである。
【００４４】
本実施形態に係る光ストレス発生方法は、図２に示す光増幅手順Ｓ１０２において、光周波数シフタ３５が、光合分波手順Ｓ１０１で光出力ポート２２ａから出力した変調信号光ＬＤの周波数をシフトし、変調信号光ＬＳを出力する。光増幅部１３は、変調信号光ＬＳを増幅し、増幅した変調信号光ＬＡＭＰを光入力ポート２１ｂに出力する。このとき、変調信号光ＬＳの遅延量が広がる程度に、制御部３７が光増幅部１３の利得を可変して、変調信号光ＬＳを増幅する。これにより、変調信号光ＬＡＭＰに遅延ストレスが付与される。
【００４５】
ここで、本実施形態に係る光ストレス発生装置は、光出力ポート２２ａと、光周波数シフタ３５と、光増幅部１３と、光入力ポート２１ｂと、がループを構成している。光合分波部１２と光周波数シフト３５と光増幅部１３とで構成されるループを通る光は、ループ通過回数（ｎ）分の周波数シフト（ｎ・Δｆ）し、またループ長に相当する遅延（ｎ・Δτ）を受ける。
【００４６】
また、音響光学素子は、音響波が光学媒質中に入射すると、屈折率をもった波が生じ、正弦波グレーティングのように回折される。光の偏向角度は、次式に示すように、音響波周波数に比例する。
【００４７】
θ＝λ・Δｆ／Ｖ
ただし、θは０次光と１次光ｎ角度であり、λは波長（空気中）であり、Δｆは周波数シフトさせる音響波周波数であり、Ｖは音響波速度である。音響波の方向を変えることで、プラス次数（＋Δｆ）とマイナス次数（−Δｆ）を選択することができる。
【００４８】
波長分散の傾きの選択は、回折次数のプラス／マイナスを選択することによって行う。波長分散量は、例えば設定したい遅延量の半値に相当するループ周回数の光パワーが３ｄＢとなるように光増幅部１３の増幅率を調整する。
【００４９】
ループ長は小さいことが好ましい。ＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｃｉｒｃｕｉｔ）技術を用いてループ長を小さくすることができる。例えば、ループ長を５ｃｍ（光学距離）、音響波周波数を１ＧＨｚとした場合には、ループ１周回で１ＧＨｚの周波数シフトと２５０ｐｓ程度の遅延を与えることができる。この場合、４０周回した光は、４０ＧＨｚ（１５５０ｎｍの波長で約４００ｐｓ）の音響波周波数と１００００ｐｓの遅延が与えられ、波長分散２５０００ｐｓ／ｎｍに相当する。音響波周波数を５００ＭＨｚにすれば、２倍の波長分散５００００ｐｓ／ｎｍの設定が可能となる。
【００５０】
図６は、変調信号光ＬＯの一例であり、（ａ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｂ）は光周波数シフタ３５がプラス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示し、（ｃ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する遅延量を示し、（ｄ）は光周波数シフタ３５がマイナス回折次数の変調信号光ＬＳを出力する場合の周波数に対する光パワーを示す。変調信号光ＬＤは、ループを周回する度に周波数が＋Δｆずつシフトされる。このため、変調信号光ＬＯの周波数は、ループを周回する回数に対応した複数の周波数を含んでいる。例えば、ループを８回周回すると、変調信号光ＬＯには８つの周波数が含まれる。
【００５１】
なお、光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａ、光増幅部１３及び光入力ポート２１ｂで構成されるループ内のいずれの位置に挿入されていてもよい。例えば、光増幅部１３と光入力ポート２１ｂとの間の光路に挿入されていてもよい。この構成であっても、本実施形態に係る光ストレス発生装置と同様の作用・効果を奏する。
【００５２】
また、本実施形態の光ストレス発生装置は、実施形態１の光ストレス発生装置に代えて、実施形態２の光ストレス発生装置を用いてもよい。この場合、光周波数シフタ３５は、光出力ポート２２ａ、光アッテネータ２４、光増幅部２３及び光入力ポート２１ｂで構成されるループ内のいずれの位置に挿入されていてもよい。例えば、光出力ポート２２ａと光アッテネータ２４との間の光路に挿入されていてもよいし、光増幅部１３と光入力ポート２１ｂとの間の光路に挿入されていてもよい。この構成であっても、本実施形態に係る光ストレス発生装置と同様の作用・効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１：光入力部
１２：光合分波部
１３、２３：光増幅部
１７、２７、３７：制御部
１８：光出力部
２１ａ、２１ｂ：光入力ポート
２２ａ、２２ｂ：光出力ポート
２４：光アッテネータ
３５：光周波数シフタ
３６：駆動信号発生部
４１：光ファイバ
４２：コリメートレンズ
４３：ラインフォーカシングレンズ
４４：ＶＩＰＡ分光素子
４５：焦点レンズ
４６：自由曲面ミラー
５１：サーキュレータ
５２：分散補償ファイバグレーティング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの光入力ポート及び２つの光出力ポートを有し、前記光入力ポートの一方に変調信号光が入力され、入力された前記変調信号光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光合分波部（１２）と、
前記光出力ポートの一方からの前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に出力する利得が可変の光増幅部（１３）と、
を備え、
前記光合分波部は、前記光入力ポートの他方に入力された前記光増幅部からの変調信号光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光ストレス発生装置。
【請求項２】
前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路に挿入され、前記光出力ポートの一方からの光を減衰させる光アッテネータ（２４）をさらに備え、
前記光増幅部は、利得が一定である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ストレス発生装置。
【請求項３】
前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路又は前記光増幅部と前記光入力ポートの他方との間の光路に挿入され、入力された光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する光周波数シフタ（３５）をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ストレス発生装置。
【請求項４】
前記光増幅部は、半導体光増幅器である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ストレス発生装置。
【請求項５】
光合分波部の光入力ポートの一方に変調信号光を入力し、入力された前記変調信号光を２つに分岐して、前記光合分波部の光出力ポートの両方から出力する光合分波手順（Ｓ１０１）と、
前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に入力する光増幅手順（Ｓ１０２）と、
前記光入力ポートの他方に入力された光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光出力手順（Ｓ１０３）と、
を順に有する光ストレス発生方法。
【請求項６】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅する光増幅部の利得を変えることにより、遅延量による前記変調信号光の時間的な広がりを任意に設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ストレス発生方法。
【請求項７】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を減衰させ、前記変調信号光を一定の利得で増幅する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ストレス発生方法。
【請求項８】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を、さらに前記変調信号光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光ストレス発生方法。
【請求項１】
２つの光入力ポート及び２つの光出力ポートを有し、前記光入力ポートの一方に変調信号光が入力され、入力された前記変調信号光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光合分波部（１２）と、
前記光出力ポートの一方からの前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に出力する利得が可変の光増幅部（１３）と、
を備え、
前記光合分波部は、前記光入力ポートの他方に入力された前記光増幅部からの変調信号光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光ストレス発生装置。
【請求項２】
前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路に挿入され、前記光出力ポートの一方からの光を減衰させる光アッテネータ（２４）をさらに備え、
前記光増幅部は、利得が一定である
ことを特徴とする請求項１に記載の光ストレス発生装置。
【請求項３】
前記光出力ポートの一方と前記光増幅部との間の光路又は前記光増幅部と前記光入力ポートの他方との間の光路に挿入され、入力された光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する光周波数シフタ（３５）をさらに備える
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ストレス発生装置。
【請求項４】
前記光増幅部は、半導体光増幅器である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光ストレス発生装置。
【請求項５】
光合分波部の光入力ポートの一方に変調信号光を入力し、入力された前記変調信号光を２つに分岐して、前記光合分波部の光出力ポートの両方から出力する光合分波手順（Ｓ１０１）と、
前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅して前記光入力ポートの他方に入力する光増幅手順（Ｓ１０２）と、
前記光入力ポートの他方に入力された光と前記光入力ポートの一方に入力された変調信号光とを合波し、合波した光を２つに分岐して前記光出力ポートの両方から出力する光出力手順（Ｓ１０３）と、
を順に有する光ストレス発生方法。
【請求項６】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を増幅する光増幅部の利得を変えることにより、遅延量による前記変調信号光の時間的な広がりを任意に設定する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ストレス発生方法。
【請求項７】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を減衰させ、前記変調信号光を一定の利得で増幅する
ことを特徴とする請求項５に記載の光ストレス発生方法。
【請求項８】
前記光増幅手順において、前記光合分波手順で前記光出力ポートの一方から出力した前記変調信号光を、さらに前記変調信号光の周波数をシフトしてプラス又はマイナス回折次数の光を出力する
ことを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光ストレス発生方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−８１０３（Ｐ２０１２−８１０３Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４６７２３（Ｐ２０１０−１４６７２３）
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２８日（２０１０．６．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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