分散補償グレーティングの群遅延リップルを低減させるシステムおよび技術

【課題】分散補償グレーティング（ＤＣＧ）の群遅延リップルを許容できる低いレベルまで低減するシステムおよび方式を提供する。
【解決手段】トリミングデバイスおよびトリミングデバイスの出力によってその長さ方向に沿ってグレーティングのある領域がスキャンされるためのスキャニング組み立て体を含むトリミング機構にグレーティングが取り付けられる。グレーティングはトリミングデバイスの出力に敏感であり、トリミングデバイス出力への曝露がスキャンされる領域の有効屈折率を変化させ、その変化量はスキャニング速度の関数として変化する。トリミングされるべきグレーティングの領域が選択され、その長さ方向に沿って選択されたグレーティング領域の有効屈折率を修正するように計算されるスキャニング速度のプロファイルがスキャニング組立体にプログラムされ、選択されたグレーティング領域の群遅延リップルを滑らかにする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に光ファイバデバイスおよび方式に関わり、具体的には分散補償ファイバブラッググレーティングの群遅延リップルを低減するための改良されたシステムおよび方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ）は波長が変化する光データ信号を搬送するための中心部に導波路を有する光デバイスである。ＦＢＧは多数のグレーティング領域を含み、そのそれぞれは「ブラッグ波長」として知られる特定の波長の信号をグレーティングの長さ方向に反射して戻し、その他の波長を通過させる。ＦＢＧは、光リンク中の波長依存群遅延の勾配と逆の勾配を有する波長依存群遅延を光リンク中に導入する分散補償器用に設計されることがある。ＦＢＧ群遅延は、一般的には信号がグレーティングの長手に沿って進行する距離が信号の波長とリニアな関係で変化するようにグレーティング領域を設計することにより生成される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、例えば製造上の不完全さを含む多くの理由により、通常は分散補償グレーティング（ＤＣＧ）によって示される群遅延は、特に光伝送システムが複数のＦＢＧを含むときに伝送の低下およびエラーにつながる好ましくない「リップル」を含む。したがって、この群遅延リップルを許容できる低いレベルまで低減するシステムおよび方式に対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
従来技術のこれらおよび他の問題点が本発明によって取り扱われていて、その第一の観点はファイバグレーティング中の群遅延リップルを低減するための技術に向けられている。グレーティングは、トリミングデバイスと、トリミングデバイスの出力によってグレーティングのある領域がその長手方向にスキャンされるようにするスキャニング組立品とを含むトリミング機構の中に取り付けられる。グレーティングは、トリミングデバイスの出力に対して敏感な化学構成を有するので、トリミングデバイスへの曝露がスキャンされた領域の有効屈折率を変化させ、その変化の量はスキャニングの速度の関数として変化する。トリミングされるべきグレーティングの領域が選択され、選択されたグレーティング領域での群遅延リップルを滑らかにして出力するように、その長手方向に沿うグレーティングの選択領域の有効屈折率を修正するためにスキャニング速度のプロファイルがスキャニング組立品にプログラムされる。さらに本発明の更なる観点はグレーティングのトリミング領域を位置決めし、スキャニング速度プロファイルを計算する技術を含む。
【０００５】
本発明の更なる特徴および利点が以下の詳細な説明および付属の図面を参照することにより明らかになるでなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明による第一、および第二のトリミング機構のダイアグラムを示す図である。
【図２Ａ】ファイバ分散補償グレーティングの群遅延リップルを低減するための本発明の観点による方式を説明する一連のフローチャートを示す図である。
【図２Ｂ】ファイバ分散補償グレーティングの群遅延リップルを低減するための本発明の観点による方式を説明する一連のフローチャートを示す図である。
【図２Ｃ】ファイバ分散補償グレーティングの群遅延リップルを低減するための本発明の観点による方式を説明する一連のフローチャートを示す図である。
【図３】波長と典型的なファイバグレーティング内の群遅延との間の関係を図示する光ベクトルアナライザ（ＯＶＡ）の出力のプロットを示す図である。
【図３Ａ】回帰線と重ねたプロットの一部の拡大図を示す図である。
【図４】測定された分散の勾配に基づくトリミングすべき帯域幅を示す表を示す図である。
【図５】典型的なファイバの有効屈折率の偏差とグレーティングの長手方向の位置との関係を示すグラフを示す図である。
【図６】トリミングデバイスの出力によってもたらされる屈折率の変化量とスキャニング速度との間の関係を示す補正曲線を示す図である。
【図７】スキャニング速度のプロファイルを示すグラフ。スキャニング速度はグレーティングの長手方向の位置の関数としてプロットされている。
【図８】スキャニングプロファイルで使われるオフセットの例を示す一連のプロットを示す図である。
【図９】スキャニングプロファイルで使われるオフセットの例を示す一連のプロットを示す図である。
【図１０】スキャニングプロファイルで使われるオフセットの例を示す一連のプロットを示す図である。
【図１１】スキャニングプロファイルで使われるオフセットの例を示す一連のプロットを示す図である。
【図１２】本願記載の技術の応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１３】本願記載の技術の応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１４Ａ】本願記載の技術の応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１４Ｂ】本願記載の技術の応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１５】記載の技術による更なる応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１６】記載の技術による更なる応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１７Ａ】記載の技術による更なる応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【図１７Ｂ】記載の技術による更なる応用例を示す一連のＯＶＡのプロットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
添付の図を参照した以下の議論により、本発明の特徴や実施例を明らにする。なお、これらの図面中の構成要素は必ずしも寸法通りではない。
ファイバブラッググレーティングは中心部光導波路を有する光ファイバから形成される光デバイスであって、その屈折率は一連の周期的な変化を含むように修正されている。所与のグレーティング領域で屈折率の周期的な変化が“ブラッグ波長”として知られる特定の波長をグレーティングの長手方向に反射して戻し、その他の波長を通過させる。所与のグレーティング領域でブラッグ波長λは領域の有効屈折率ｎ_ｅｆｆおよびグレーティングの周期Λの関数であって、以下のように表される。
【数１】

【０００８】
ファイバブラッググレーティングのひとつの用途は、データが一連の光パルスとして光ファイバの長手方向に伝送される光リンクの分散補償をもたらすことである。通常、パルスは２進法の「１」を表す。この光パルスの時間間隔はその伝送スピードに依存する。しかし、通常のデータ信号の光パルスは単色ではなく、ファイバ中を異なる速度で進行する異なる波長成分を含む。比較的短い伝送距離では、速度の差は十分小さく問題を示さない。しかし、パルスは光ファイバ中をある距離進行すると、速度の差がパルスの著しい“広がり”をもたらす。極端な場合には、パルスは隣のビットの時間間隔にまたがる点まで広がることもある。したがって、２進数の「１」パルスは隣の「０」にまで広がり、その点で受信機はもはや「０」ビットを識別することが出来ない。分散は正あるいは負のいずれかであって、それは伝送波長と伝送時間との間の関係の勾配による。
【０００９】
分散補償グレーティング（ＤＣＧ）は伝送リンクに補正量分の波長依存遅延を導入することによりパルスの広がりを低減する。この遅延はパルスの異なる波長成分をグレーティングの長手方向に異なる距離進行させることによって生成される。したがって、負のＤＣＧにおいては短い波長成分は長い波長成分よりも長い距離を進行し、したがってより多くの時間を要する。
【００１０】
一般的なＤＣＧの場合、波長と遅延との間の関係はある量の「群遅延リップル」、つまり望ましい関係からの不規則なずれを示す。このリップルの理由は、例えば製造プロセスによってもたらされる不完全さを含む。群遅延リップルは、特に複数のＤＣＧを含む光リンクにおいて性能を著しく低下させる結果となることもある。
【００１１】
本発明の態様は、レーザ、フィラメントヒータ、あるいは他の適当なトリミングデバイスを使うことにより、ファイバグレーティングの群遅延リップルを低減するためのシステムおよび技術を備え、選択されたグレーティング領域に沿う有効屈折率を修正するように変化させる。記載のシステムおよび技術は式１に基づいていて、参照の便宜のためにここに繰り返す。

λ＝２・ｎ_ｅｆｆ・Λ （１）

規則的な分散のプロットは群遅延と波長との間の関係を示す。理想的なＤＣＧの場合は、プロットは直線を示すはずである。ある波長に対してその直線的な関係からの群遅延のずれがその波長における群遅延リップルである。波長対群遅延によるプロットを示し、群遅延の値に対して、もしＤＣＧが理想的でなければその群遅延に対する直線的な関係からの波長のずれがあることを見出すことを試みることも出来る。したがって、群遅延リップルの補正は波長のずれの補正に置き換えることが出来る。式（１）から、これらの波長のずれΔλは式（２）に見られるようにグレーティングの長さに沿う有効屈折率のずれΔｎ_ｅｆｆに変換することが出来る。
【数２】

したがって、式（１）および（２）から、有効屈折率ｎ_ｅｆｆを調整することによりグレーティングの長さ方向に沿う所定の位置のブラッグ波長を調整することが可能であることがわかる。
【００１２】
トリミングデバイスはその出力に敏感な化学構成を有するファイバグレーティングと併せて使われ、トリミング出力への曝露は、曝露された領域の有効屈折率を制御された状態で変化させる。有効屈折率の変化量は曝露時間の関数として変わる。したがって、スキャニング速度を制御することによってファイバグレーティングのスキャン領域に沿う変化量を制御することが可能である。したがって、本発明の態様により、スキャンされるグレーティング領域に沿う有効屈折率を変化させるスキャニング速度プロファイル計算し、実行することにより群遅延リップルが低減され、グレーティングの距離とブラッグ波長との間の関係を滑らかなものにする。
【００１３】
図１はファイバの分散補償グレーティング（ＤＣＧ）２２の群遅延リップル（ＧＤＲ）を低減する本発明の第一の態様によるトリミング機構２０のダイアグラムを示す。第一および第二のファイバ取り付け部２４および２６はグレーティング２２の第一および第二の端部をしっかりと保持し、グレーティング２２のトリミングされる部分を曝露させるために使われる。サーキュレータ３０はグレーティング２２の先頭端部を光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）３２および広帯域信号源３４に結合するために使われる。以下に詳細に述べられるように、ＯＳＡ３２と広帯域信号源３４とは、トリミングされるべきグレーティング２２の長さ方向に沿う領域を特定するために機構２０のその他記載の構成要素と併せて使われ、グレーティング２２用のデータを生成させるために使われる。
【００１４】
トリミング機構２０は、ＵＶレーザ、フィラメントヒータ、あるいは類似のものなど、移動台あるいは他の適当な移動装置からなるスキャニング組立品４４によってグレーティング２２の暴露部分の長さ方向に沿ってスキャンされる出力４２を有する適当なトリミングデバイス４０を含む。トリミング出力４２の動きは以下に詳細に述べられるように構成されているスキャニング速度プロファイル４８がプログラムされているプログラマブルコントローラ４６によって制御され、スキャンされる領域の長さ方向に沿う有効屈折率Δｎ_ｅｆｆを修正するように変化させ、群遅延リップルが許容レベルまで低減される。
【００１５】
上に議論されたように、グレーティング２２はトリミングデバイスの出力４２に対して敏感な化学構成を有するので、出力への曝露がグレーティングの有効屈折率を変化させる。変化量は曝露時間の関数として増加する。したがって、スキャニング速度を変化させることにより、ファイバのスキャンされる領域の長さ方向への有効屈折率の変化量Δｎ_ｅｆｆを予想通りに変化させられる。グレーティング２２の長さ方向に沿うトリミング出力４２をゆっくり動かすことは変化量がより多い結果となり、トリミング出力４２を速く動かすことは変化量がより少ない結果となる。スキャニングの速度とΔｎ_ｅｆｆとの関係は検量線に反映され、以下に議論される。
【００１６】
当面の議論の目的のために、トリミングデバイスの出力４２は物理的な寸法がグレーティング２２の位相変化よりも非常に大きいと仮定する。そのため、記述されているトリミングのプロセスはグレーティング２２の複雑な位相に影響を与えない。したがって、例えばビーム直径が１乃至２ｍｍのレーザは同じ程度のサイズの加熱ゾーンを有するフィラメントヒータと同様に適切なものである。
【００１７】
現在の例ではファイバグレーティング２２が静止していて、トリミングデバイスの出力４２が所望のスキャニングをするために動かされているということが留意されるべきである。しかし、ここに述べられている発明はトリミングデバイスの出力４２が静止していて、ファイバグレーティング２２が動かされる、あるいはトリミングデバイスの出力４２とファイバグレーティング２２の両方が動かされるトリミング装置を使って実行されてもよいということが認識されよう。
【００１８】
ここに、（１）トリミングする帯域幅に正確に対応するグレーティング２２の長さ方向に沿う物理的な領域の位置および長さを決定し、（２）実行されることにより、群遅延リップルの低減をもたらすスキャニング速度プロファイル４８を構成する技術が述べられている。
【００１９】
図２Ａは、本発明の態様による総合的な技術１００のフローチャートである。ステップ１０１で光ベクトルアナライザ（ＯＶＡ）およびサーキュレータが、トリミングされるそれぞれのグレーティングに対して分散および郡遅延リップルに関する詳細なデータを波長の関数として生成し、また記録するために使われる。目下説明している本発明の例では、分散およびＧＤＲのデータを収集するために使われるＯＶＡはバージニア州ブラックスバーグ（Ｂｌａｃｋｓｂｕｒｇ、ＶＡ）のルナテクノロジー（ＬｕｎａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）製のサーキュレータ内臓のルナ光ベクトルアナライザである。しかし、目下説明している発明は他のタイプのＯＶＡ、および類似の装置を使って実行されてもよいことが以下の議論から認識されるであろう。
【００２０】
グレーティングが記載のトリミング機構に搭載された後に分散およびＧＤＲデータを収集することは理論的に可能であることがいまの説明から明らかであろう。しかし、ＯＶＡは比較的高価な装置であるので、トリミングに先立ち、所与のまとまった数のグレーティングに対して記載のデータ生成および記憶を同時に行なうことが現実的である。ＯＶＡのデータは品質のコントロール、つまりいずれのグレーティングが許容できる低いレベルのＧＤＲであり、どのグレーティングがトリミングを必要としているかを決定するために使われる。
【００２１】
必要な分散およびＧＤＲデータがトリミングされるグレーティングに対して生成され、記憶された後、技術１００はステップ１０１からステップ１１０および１２０に進む。図２Ｂのフローチャートおよび付属のテキストにより詳細に記載されるステップ１１０において、指定のトリミング帯域幅に対応する長さに沿う物理的な領域の位置および長さが決定される。図２Ｃのフローチャートおよび付属のテキストにより詳細に記載されるステップ１２０において、群遅延リップルを低減させるスキャニング速度のプロファイルが構成される。図２Ａに示されるように、ステップ１１０と１２０は相互に接続されている。ステップ１２０で構成されたスキャニング速度のプロファイルは記憶されたＯＶＡデータの解析に基づいていて、それによってトリミングされるグレーティング領域の位置および長さを決定するためにステップ１１０で使われるトリミングの帯域幅が導かれる。次いで、スキャニングの距離、つまりトリミングされるべきグレーティング領域の長さが、スキャニング速度のプロファイルを構成するために他のデータと併せてステップ１２０で使われる。
【００２２】
ステップ１３０では、必要に応じてオフセットが適用される。オフセットの理由は図８乃至１１に関連して以下に議論される。最終的にステップ１４０でスキャニングプロファイルが実行される。
【００２３】
さらに図２Ａに示されるように、ステップ１２０で使われる速度対Δｎ_ｅｆｆ検量線、およびステップ１３０で使われるオフセットは、ステップ１５０で同一の感光および焼きなまし履歴を持つ類似のグレーティングに対する一連の試しのトリミングで使われるものと同じ機構およびパラメータを使うことにより得られる。
【００２４】
図２Ｂはより詳細にステップ１１０を図示している。目下の例のためにトリミングデバイスはフィラメントヒータであると仮定する。しかし、いまの議論はレーザ、および類似のものを含む他の形式のトリミングデバイスにも当てはまることは明らかであろう。
【００２５】
ステップ１１１で、グレーティング２２がトリミング機構２０に取り付けられる。
【００２６】
ステップ１１２で、サーキュレータ３０、ＯＳＡ３２、および広帯域信号源３４がグレーティング２２の反射スペクトルを得るために使われる。ＯＳＡ３２はステップ１１３乃至１１６を通してグレーティングに接続されたままである。
【００２７】
ステップ１１３で、１ｄＢ中心部波長λ_１ｄＢが反射スペクトル上に位置している。
【００２８】
ステップ１１４で、トリミングデバイス４０として使われるヒータが０．２５Ｖに設定されると、反射スペクトルに顕著なくぼみが作られる。移動台４４がスペクトルのくぼみがλ_１ｄＢ−ＢＷ／２に揃うまでヒータを移動するために使われ、ここでＢＷは記憶されたＯＶＡデータから導かれる帯域幅であって、以下に議論される、図２Ｃに示されるフローチャートのステップ１２１で説明される。正分散グレーティングに対しては、λ_１ｄＢ−ＢＷ／２に対応するグレーティング２２上の物理的な位置はオフセット前のスキャン開始点５０（図１）である。（負分散グレーティングに対しては、λ_１ｄＢ−ＢＷ／２に対応するグレーティング２２上の物理的な位置はオフセット前のスキャン終了点である。）
【００２９】
ステップ１１５で、ヒータ出力４２はくぼみがλ_１ｄＢ＋ＢＷ／２に揃うように動かされる。正分散グレーティングに対して、λ_１ｄＢ＋ＢＷ／２に対応するグレーティング２２上の物理的な位置はオフセット前のスキャン終了点５２（図１）である。（負分散グレーティングに対して、λ_１ｄＢ＋ＢＷ／２に対応するグレーティング２２上の物理的な位置はオフセット前のスキャン開始点である。）
【００３０】
ステップ１１６で、オフセット５８（図１）が開始点５０に適用されると、その結果、オフセット開始点が５０´およびオフセット終了点が５２’であるオフセットスキャニング領域５４’となる。オフセットの理由は以下に議論される。いまの例ではオフセットは５ｍｍである。
【００３１】
図２Ｃは図２Ａのステップ１２０をより詳細に示す。
【００３２】
ステップ１２１で、ステップ１０１（図２Ａ）で記憶されたＯＶＡデータがグレーティングのトリミングする帯域幅（ＢＷ）を見出すために使われる。トリミングの帯域幅ＢＷはステップ１１４（図２Ｂ）でも使われる。
【００３３】
ステップ１２２で、３ｄＢ中心部波長λ_３ｄＢがＯＶＡ反射スペクトルに対して見出される。
【００３４】
ステップ１２３で、λ_３ｄＢ±０．２５ｎｍである領域のスペクトルが平均化され、この平均化された振幅の値が１ｄＢ帯域幅および中心波長λ_１ｄＢを見出すために使われる。
【００３５】
ステップ１２４で、λ_１ｄＢ±ＢＷ／２内のデータが抽出され、このデータがトリミングの帯域幅に対する波長対遅延をプロットするために使われる。
【００３６】
ステップ１２５で、線形回帰が実行される。波長の偏差対遅延を得るためにステップ１２４のデータが回帰から差し引かれる。関係式
【数３】

がΔｎ_ｅｆｆ対遅延を得るために使われる。上に議論されたステップ１１５のスキャニング距離が遅延をスキャニングの距離に変換するために使われる。
【００３７】
ステップ１２６で、スキャニング速度のプロファイル３８が計算され、読み込まれる。
【００３８】
図２Ａ乃至２Ｃで説明される技術が具体的な例について記載される。目下の議論のために、トリミングされるグレーティングは図１に示されるトリミング機構２０、あるいは類似のものに取り付けられると仮定する。
【００３９】
図３および４はそれぞれ図２のフローチャートのステップ１２１を説明するグラフ１５０および参照表１５６を示す。
【００４０】
図３は光ベクトルアナライザから得られる群遅延対波長のデータを使うグラフ１５０を示す。先に指摘されたように、このプロットは波長対群遅延を示す。図３に示されるように、プロットはおおむね直線であるように見える。しかし、図３Ａはプロット１５２の一部の拡大図を示し、それは回帰直線１５４と並列にしたとき、明らかにリップルを示している。ここに記載の技術はプロット上の各点を回帰直線に近づけることを試み、波長のずれを最小にする。
【００４１】
分散のプロット１５２の勾配の逆数はｐｓ／ｎｍで表した分散のレベルであり、トリミングの帯域幅を見出すために使われる。目下の例では、トリミングの帯域幅は図４に示される表のような参照表を用いて見出される。
【００４２】
図５は図２Ｃのフローチャートのステップ１２２乃至１２５の適用結果を説明するグラフ１６０である。波長のずれがプロット１６２に変換されていて、それがグレーティングの長さ方向に沿う位置と有効屈折率Δｎ_ｅｆｆのずれとの間の関係を説明している。
【００４３】
図６は図２Ａのフローチャートのステップ１５０に記載されているようにして得られる検量線１７２を説明するグラフ１７０を示す。検量線１７２は６個のデータ点１７４に合わせられ、Δｎｅｆｆとｍｍ／秒で測定されたスキャニングの速度との間の関係を説明している。６個のデータ点１７４は同じようなグレーティングに使用されたのと同様のトリミング機構２０を用いた一連の試行を行なうことによって得られる。
【００４４】
図７は図６の検量線１７０を図５のプロット１６０に適用することによって得られるスキャニング速度のプロファイルを示すグラフ１８０である。図７は図２Ｃのフローチャートのステップ１２６に対応する。上に述べたように目下の例では、トリミング用のフィラメントは有効屈折率を補正するように減少させることによってリップルを滑らかにする。したがって、通常スキャニングのプロファイルはΔｎ_ｅｆｆと相補的な関係を持っている。Δｎ_ｅｆｆプロットのピークは速度プロファイルの谷と揃えられ、またその逆も同様である。
【００４５】
目下の例で使われる特定のグレーティングおよびトリミング機構について、スキャニング速度のプロファイルにオフセットを用いる必要があることがわかっている。図８−１１はこのオフセットを説明する一連のプロットである。
【００４６】
図８はサンプルのグレーティングの群遅延リップルのプロット２００を示す。下側の線２０２は、測定された群遅延データから回帰直線を差し引くことによって得られた（０．１ｎｍの幅で滑らかにされた）トリミング前の群遅延リップルを示す。それから記載のトリミング技術が上に記載されるように、つまりオフセットなしに実行される。上側の線２０４はトリミング後の群遅延からトリミング前の群遅延を差し引くことによって得られ、スキャニング領域の長さ方向に沿う有効屈折率の変化によってもたらされる群遅延の変化を表す。
【００４７】
図８から明らかなように、下側および上側の線２０２と２０４は互いに一列に並ぶことはない。むしろ、二本の線の間にはずれ２０６があることが見られる。図９にプロット２００’を示し、そこでは下側の線２０２の位置が保持され、上側の線２０４にオフセットが適用され、それが線２０４´を生じるように左に移されて、線２０２と相補的に整列される。
【００４８】
上に議論されるように、ナノメータの単位で波長を表すｘ軸に沿う動きはグレーティングの長さ方向に沿う動きに対応する。目下の例では、上側の線のオフセット２０６は物理的なグレーティング上で約５ｍｍのオフセットに対応する。したがって、線２０２および２０４の所望の配置を得るために、スキャンの開始点を距離５ｍｍだけオフセットするために移動台が使われる。オフセットの距離はグレーティング、ヒータ、およびトリミング機構の特性に依存して変わることが理解されよう。したがって、適切なオフセットを得るために数多くの試行を行なうことが必要である。
【００４９】
図１０はトリミング技術の結果を説明するプロット２１０を示す。下側の線２０２はトリミング前の群遅延リップルを示し、図８および９にも示される。上側の線２１２は記載のオフセットが適用されるときのトリミングプロセスの結果を示す。図１０に示されるように、本技術はトリミングされたグレーティング領域の群遅延リップルに顕著な低減を生じている。
【００５０】
図１１は記載のオフセットを用いるトリミング技術の他の例を説明するプロット２２０を示す。第一の線２２２はトリミング前の群遅延リップルを示す。第二の線２２４はトリミング後の群遅延からトリミング前の群遅延を差し引いて得られ、それがトリミングによる実質の群遅延変化である。記載のオフセットの使用によって、上側および下側の線２２２および２２４が互いに相補的に揃えられ、所望の結果を達成していることが見られる。
【００５１】
図１２、１３、１４Ａおよび１４Ｂはサンプルグレーティングへの上記ＧＤＲトリミング効果の例を示す一連のプロット３００、３１０、３３０、および３３０’である。図１２のプロット３００で、線３０２はトリミング前後のグレーティングの（ｙ軸に沿ってデジベルで表される）反射と（ｘ軸に沿ってナノメータで表される）波長との間の関係を示す。反射スペクトルは基本的に同じであって、一本の線の様相を生じる。３２０と３２２との間の帯域幅は０．６８ｎｍであって、最終的なデバイスにとって重要な帯域幅である。
【００５２】
図１３のプロット３１０で、上側の線３１２は（ｙ軸に沿ってピコ秒で表される）群遅延と（ｘ軸に沿ってナノメータで表される）波長との間のトリミング前の関係を示し、下側の線３１４は群遅延と波長との間のトリミング後の関係を示す。二つの線３１２と３１４はより見やすくするためにマニュアルのオフセットで示されている。これらの線の傾きはグレーティングの分散であって、それは７４５ｐｓ／ｎｍである。この分散の値をもとに、このデバイスのトリミングの帯域幅ＢＷが０．８ｎｍであることが図４に見られる。
【００５３】
上に議論されるように、トリミングの帯域幅はグレーティング上の物理的な位置に対応し、スキャニング長さで６０．８ｍｍであることがわかる。さらに上記から熱スキャニングプロファイルが計算され、それが制御ソフトウエアに読み込まれ、実行される。図１４Ａおよび１４Ｂのプロット３３０および３３０’はそれぞれトリミング前後の０．６８ｎｍ帯域幅の群遅延リップルを示す。図１４Ａで、線３３２はトリミング前の１００ｐｍの平滑化された群遅延リップルを示し、それはトリミング前の群遅延データから回帰直線を差し引いて得られる。図１４Ｂで、線３３２’はトリミング後の１００ｐｍの平滑化された群遅延リップルを示し、それはトリミング後の群遅延データから回帰直線を差し引くことにより得られる。図１４Ａおよび１４Ｂで説明されるように、トリミング技術は群遅延リップルに顕著な低減を実現している。
【００５４】
図１５、１６、１７Ａおよび１７Ｂは第二のグレーティングに関する本発明の更なる例を説明する一連のプロット３４０、３５０、３６０および３６０’である。この場合、分散は８１４ｐｓ／ｎｍであり、トリミングの帯域幅は０．７２ｎｍであることがわかる。スキャニングの長さは６０．３ｍｍであることがわかる。ここでもまた、図１７Ａおよび１７Ｂに示されるように、記載のトリミング技術は群遅延リップルに顕著な減少を生じている。
【００５５】
前述の記載は当業者が本発明を実施することを可能にする詳細を含んでいるが、その記述は事実上例示的なものであり、多くの修正および変形がこれらの教えるところの効果を知る当業者には明らかであろう。したがって、本発明は付属する請求の範囲によってのみ規定され、かつ請求の範囲は従来技術によって許される限り広く解釈されると意図されるものである。
【符号の説明】
【００５６】
２０トリミング機構
２２グレーティング
２４第一のファイバ取り付け部
２６第二のファイバ取り付け部
３０サーキュレータ
３２光スペクトルアナライザ（ＯＳＡ）
３４広帯域信号源
４０トリミングデバイス
４２トリミングデバイスの出力
４４スキャニング組立品（移動台）
４６プログラマブルコントローラ
４８スキャニング速度プロファイル
５０オフセット前のスキャン開始点
５０’ オフセット開始点
５２オフセット前のスキャン終了点
５２’ オフセット終了点
５４オフセット前のスキャニング領域
５４’ オフセットスキャニング領域
５６スキャニングの距離
５８オフセット
１５２波長対群遅延プロットの一部の拡大図
１５４回帰直線
２０２トリミング前の群遅延リップル
２０４トリミング前後の群遅延リップルの差分
２０６オフセット
２１２トリミングの結果
２２２トリミング前の群遅延リップル
２２４トリミング前後の群遅延リップルの差分
３０２トリミング前後のグレーティングの反射と波長の関係
３１２群遅延と波長との間のトリミング前の関係
３１４群遅延と波長との間のトリミング後の関係

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバグレーティングの群遅延リップルを低減する方法であって、
（ａ）前記グレーティングを、トリミングデバイス、およびトリミングデバイスの出力によって前記グレーティングのある領域をその長さ方向に沿ってスキャンするスキャニング組立品を含むトリミング機構に取り付けることを含み、前記トリミングデバイス出力への曝露がスキャンされた領域の有効屈折率を変化させるように、前記グレーティングが前記トリミングデバイスの出力に敏感である化学組成を有し、変化の量がスキャニング速度の関数として変化するものであり、さらに、
（ｂ）トリミングされるべき前記グレーティングの領域を選択すること、
（ｃ）前記選択されたグレーティングの領域の群遅延リップルを滑らかにするためにその長さ方向に沿う選択された前記グレーティング領域の有効屈折率を修正するように計算されるスキャニング速度のプロファイルを前記スキャニング組立品にプログラムすること、
ことを特徴とするファイバグレーティングの群遅延リップルを低減する方法。
【請求項２】
前記（ｃ）が、
（ｃ１）前記グレーティングの選択された領域に関して、波長と群遅延との間の関係に関するデータを得ること、
（ｃ２）前記（ｃ１）で得られたデータの直線回帰を実行し、波長のずれと群遅延との間の関係を得るために前記回帰から前記データを差し引くこと、
（ｃ３）前記（ｃ２）で得られた関係を有効屈折率差と群遅延との間の関係に変換すること、
（ｃ４）前記（ｃ３）で得られた関係を有効屈折率差と前記選択されたグレーティング領域の長さ方向に沿う距離との間の関係に変換すること、
（ｃ５）前記（ｃ４）で得られた関係および検量線を使い前記スキャニング速度のプロファイルを計算すること、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記（ｃ５）における検量線は、同一の感光および焼きなまし履歴を有する類似のグレーティングに一連の試行を行うために使用されるのと同様のトリミング機構およびトリミングパラメータを使うことによって決定されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記（ｃ１）において、波長と群遅延との間の関係をプロットするために反射スペクトルを使い、その分散勾配を見出すこと、そして、
トリミングの帯域幅を見出すために前記分散勾配を使うこと、
を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記分散勾配に基づき前記トリミングの帯域幅を見出すために参照表を使うことをさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記反射スペクトルの１ｄＢ中心部波長を見出すこと、
前記１ｄＢ中心部波長マイナス帯域幅の１／２と前記１ｄＢ中心部波長プラス帯域幅の１／２との間の前記反射スペクトルの領域からデータを抽出すること、
をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記１ｄＢ中心部波長を見出すことには、
前記反射スペクトルから３ｄＢ中心部波長を見出すこと、
前記３ｄＢ中心部波長プラスあるいはマイナス０．２５ｎｍの領域のスペクトルを平均化すること、そして、
前記１ｄＢ中心部波長を見出すために前記平均化されたスペクトル値を使うこと、
を含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記トリミングデバイスが発熱体であり、そして、前記（ｂ）が、
（ｂ１）前記グレーティングから反射スペクトルを得るためにサーキュレータおよび広帯域信号源を使うこと、
（ｂ２）前記反射スペクトルの１ｄＢ中心部波長を見出すこと、
（ｂ３）前記反射スペクトルをくぼませるために低電圧でヒータを作動させること、
（ｂ４）前記くぼみが前記１ｄＢ中心部波長マイナストリミング帯域幅の１／２に揃うように前記ヒータを移動させること、そして、
（ｂ５）前記くぼみが前記１ｄＢ中心部波長プラストリミング帯域幅の１／２に揃うように前記ヒータを移動させることを含み、スキャンの開始および終了点が前記（ｂ４）および前記（ｂ５）の前記ヒータ位置に対応し、それらの距離がスキャニングの距離である、
ことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップ（ｂ５）が、
前記スキャンの開始点においてオフセットを適用すること、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ファイバグレーティングの群遅延リップルを低減するトリミング機構であって、
トリミングされるべきグレーティングを受け止める取り付け組立品と、
トリミングデバイスと、
前記トリミングデバイスの出力によって前記グレーティングのある領域をその長さ方向に沿ってスキャンするスキャニング組立品とを含み、前記グレーティングが前記トリミングデバイスの出力に敏感である化学組成を有し、前記トリミングデバイス出力への曝露がスキャンされた領域の有効屈折率を変化させ、変化の量がスキャニング速度の関数として変化するものであり、さらに、
選択されたグレーティングの領域の群遅延リップルを滑らかにするように、その長さ方向に沿う前記選択されたグレーティング領域の有効屈折率を修正するように計算されるスキャニング速度のプロファイルを前記スキャニング組立品にプログラムする手段と、
を含むことを特徴とする機構。

【図１】