分散補償装置
【課題】光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性の向上を図ること。
【解決手段】分散補償装置１００は、反射型のエタロン１２１〜１２３を用いて光信号の分散補償を行う。エタロン１２１〜１２３はそれぞれ光信号を反射させる。エタロン１２３は、エタロン１２１，１２２よりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい。電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３は、エタロン１２１〜１２３の群遅延特性を波長シフトさせる。
【解決手段】分散補償装置１００は、反射型のエタロン１２１〜１２３を用いて光信号の分散補償を行う。エタロン１２１〜１２３はそれぞれ光信号を反射させる。エタロン１２３は、エタロン１２１，１２２よりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい。電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３は、エタロン１２１〜１２３の群遅延特性を波長シフトさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光信号伝送において、光の伝搬速度は波長成分毎に異なる。このため、光信号の伝送距離が長くなるにつれて光信号のパルス波形が劣化する。この現象は波長分散と呼ばれている。波長分散は、特に光信号の高速化が著しい近年の光通信システムにおいて、伝送距離を制限する大きな障害となっている。
【０００３】
一般的な光伝送システムに用いられているＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）においては、波長１５５０ｎｍ付近で１５〜１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ程度の波長分散が発生する。つまり、ＳＭＦを用いて１００ｋｍ伝送された波長１５５０ｎｍ付近の光信号は、約１５００〜１７００ｐｓ／ｎｍの波長分散を受けることになる。
【０００４】
光伝送路において波長分散が発生した光信号に対して、光伝送路で発生する波長分散とは逆特性の波長分散を与えることにより、光信号の元のパルス波形を再現する技術を波長分散補償（以下、単に「分散補償」と称す）という。光信号の分散補償を行う分散補償器として、たとえば分散補償ファイバが用いられている。
【０００５】
分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）は、特殊な屈折率分布によって、通常のＳＭＦとは逆特性の波長分散を有するように設計された光ファイバである。長距離の光信号伝送を行う際は、一定距離毎に中継局を設けてＤＣＦを接続し、光信号のトータルの波長分散をできるだけゼロに近づける。
【０００６】
一方、近年急激に増加し続ける通信需要に対応するために、たとえば４０Ｇｂ／ｓといった超高速光伝送システムの導入が求められている。これに対して、光伝送システムのさらなる高速化のために、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送の多重数の拡大も同時に進められている。波長分割多重における多重数を拡大するためには光信号の各チャンネルの波長間隔を小さくする。
【０００７】
波長分割多重において、帯域（波長帯域）および帯域を確保するために必要な波長間隔は、光信号のビットレートや変調方式に依存する。現在の主流である１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、光信号の変調にＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）やＮＲＺ（Ｎｏｎ ＲＺ）といった強度変調（オン／オフ変調）方式が採用されている。１０Ｇｂ／ｓシステムの光信号の一般的な波長間隔は約１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）である。
【０００８】
これに対して、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、ＤＰＳＫ（差動相変調：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＱＰＳＫ（差動四位相変調：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ）などの変調方式の採用が進められている。ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫは、帯域を抑えつつ高速な伝送が可能なため、波長間隔が小さく高密度な波長分割多重伝送を実現することができる。
【０００９】
しかし、ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫを用いる場合でも、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムの２倍程度の帯域が必要とされている。したがって、変調方式によっては波長間隔が１０Ｇｂ／ｓの場合より広がる場合もある。このように、高ビットレートの光伝送システムにおいては光信号の帯域が拡大するため、波長分散耐力はこれまでよりさらに小さくなる。このため、従来問題とならなかった、温度変動などによるわずかな波長分散をも補償する必要があると考えられている。
【００１０】
そこで、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、分散補償ファイバでは補償しきれない残留分散成分を補償するために、分散補償量が固定の分散補償ファイバと、分散補償量が可変の可変分散補償器を組み合わせて用いる方式が採用される見込みである。小型の可変分散補償器として、フィネス（反射率）の異なる２つの反射型エタロンを組み合わせた分散補償装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１，２を参照。）。
【００１１】
エタロンとは、２つの部分反射膜を平行に配置することにより構成される共振器（ファブリ・ペロー共振器）である。エタロンは、一般的に、１枚の平行平板の両面に部分反射膜を形成することによって構成される。エタロンにおいて、片方の反射膜を全反射膜としたものは反射型エタロン（またはＧＴエタロン）と呼ばれる。反射型エタロンは、理想的には入射した光がすべて出力されるオールパスフィルタとして機能する。
【００１２】
２つの反射膜に挟まれた平行平板は、２つの反射膜の間で光信号を多重反射させる共振部として機能する。この共振部の厚さ（または屈折率）を調節することで、分散補償量を変化させることができる。また、一般的に、エタロンの共振部の光路長を小さくすると、エタロンのＦＳＲ（群遅延特性の周期：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）が大きくなり、帯域が拡大される。一方、エタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、エタロンの群遅延特性のピークが大きくなり、分散補償量が大きくなる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２６４５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−０９２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の技術では、帯域を拡大するためにエタロンの共振部の厚さを小さくすると、分散補償量が小さくなって十分な分散補償を行うことができないという問題がある。一方、分散補償量を大きくするためにエタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、帯域が狭くなって高速の光伝送を行うことができないという問題がある。また、エタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、エタロンの反射膜における反射効率やエタロン材料による光吸収に起因する光信号の損失が大きくなるという問題がある。以下、これらの問題について詳細に説明する。
【００１５】
図１２は、従来の分散補償装置における群遅延特性を示すグラフである。図１２において、横軸は光信号の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延［ｐｓ］を示している。ここでは、ＦＳＲが同じ（＝１００ＧＨｚ）であり、部分反射膜の反射率Ｒがそれぞれ２％，７％の２枚のエタロンを直列に配置した分散補償装置について説明する。群遅延特性１２１１，１２１２は、２つのエタロンの群遅延特性をそれぞれ示している。
【００１６】
合成群遅延特性１２２０は、２つのエタロンによって１回ずつ反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。光信号に与えられる分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］は、合成群遅延特性１２２０の変化量（傾き）で示すことができる。符号１２３０は、この分散補償装置による分散補償の帯域である。この場合、帯域１２３０はグリッド波長（グラフ中の太線）を中心として約３５ＧＨｚしかないため、この分散補償装置を４０Ｇｂ／ｓシステムの光信号に適用することができない。
【００１７】
図１３は、図１２における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。２つのエタロンの共振部の厚さを調節することで、図１２に示した群遅延特性１２１１，１２１２を、それぞれ波長シフトさせると、図１３に示すように、合成群遅延特性１２２０の傾きが約±３０の範囲で変化する。つまり、この分散補償装置の分散補償量の可変範囲は３５ＧＨｚの帯域内において約±３０ｐｓ／ｎｍの範囲しかない。このように、従来の分散補償装置では、十分な帯域および分散補償特性を得ることができない。
【００１８】
ここで、分散補償装置の帯域を拡大するために２つのエタロンのＦＳＲを大きくする場合について説明する。図１４は、図１２においてＦＳＲを２倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１４において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。エタロンの共振部の厚さを半分にすることでエタロンのＦＳＲを２倍にすると、帯域１２３０は７０ＧＨｚ程度まで広がるものの、合成群遅延特性１２２０の変化量が小さくなる。
【００１９】
具体的には、２つのエタロンの共振部の厚さを半分にすることで、群遅延特性１２１１，１２１２における群遅延ピークの高さが半分になる。また、ＦＳＲが２倍になることで、群遅延特性１２１１，１２１２が横方向に引き延ばされ、それぞれの群遅延特性の傾きが半分になる。このため、合成群遅延特性１２２０の傾きは結果的に１／４以下に小さくなる。このことは、分散補償装置の分散補償量の可変範囲も１／４以下に小さくなることを意味する。
【００２０】
図１５は、図１４における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。図１４に示した群遅延特性１２１１，１２１２をそれぞれ波長シフトさせると、図１５に示すように、合成群遅延特性１２２０の傾きが約±１０の範囲で変化する。このため、この分散補償装置の分散補償量は、約±１０ｐｓ／ｎｍの範囲でチューニング可能である。このように、分散補償装置の帯域を拡大するために各エタロンのＦＳＲを大きくすると、分散補償量および補償量の可変範囲が小さくなって十分な分散補償を行うことができない。
【００２１】
図１６は、図１４の場合（反射率２％と７％）と比較して、エタロンの部分反射膜の反射率を４倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１７は、同様に反射率を５倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１６および図１７において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここで、２つのエタロンの反射率を大きくして分散補償量を大きくする場合について説明する。
【００２２】
図１６は、２つのエタロンの部分反射膜の反射率Ｒをそれぞれ８％，２８％にした場合（反射率Ｒを４倍）の群遅延特性を示している。図１７は、２つのエタロンの部分反射膜の反射率Ｒをそれぞれ１０％，３５％にした場合（反射率Ｒを５倍）の群遅延特性を示している。図１６および図１７に示すように、２つのエタロンの反射率Ｒを増加させることで合成群遅延特性１２２０の傾きが大きくなる。
【００２３】
しかし、反射率Ｒを増加させるほど合成群遅延特性１２２０の直線性が失われる。この例において、直線性を保ったまま合成群遅延特性１２２０の変化量を大きくできるのは、エタロンの反射率Ｒを４倍にする程度が限界である。このときの帯域１２３０における合成群遅延特性１２２０の変化量は約２０ｐｓ／ｎｍしかない。
【００２４】
このように、エタロンの反射率Ｒを大きくすることで分散補償量を大きくすると、合成群遅延特性１２２０の直線性が失われ、有効な分散補償を行うことができる帯域１２３０が狭くなってしまう。また、エタロンの反射率Ｒを高くすると、共振部における光信号の多重反射数が増加し、反射や吸収に起因する光信号の損失が大きくなる。
【００２５】
図１８は、エタロンを３枚用いた場合の群遅延特性を示すグラフである。図１８において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここで、エタロンの枚数を増やすことによって分散補償量を大きくする場合について説明する。ここでは、ＦＳＲが同じであり、反射率Ｒがそれぞれ１０％，２０％，４０％の３枚のエタロンを直列に配置した場合について説明する。
【００２６】
郡遅延特性１８１１は、反射率Ｒが１０％のエタロンの群遅延特性を示している。郡遅延特性１８１２は、反射率Ｒが２０％のエタロンの群遅延特性を示している。郡遅延特性１８１３は、反射率Ｒが４０％のエタロンの群遅延特性を示している。合成群遅延特性１８２０は、群遅延特性１８１１〜１８１３を合成した特性である。
【００２７】
この場合は、合成群遅延特性１８２０の変化量は約±３０の範囲で変化する。このため、この分散補償装置の分散補償量は約±３０ｐｓ／ｎｍの範囲で変化する。また、帯域１２３０は約７０ＧＨｚ確保することができる。しかし、これらの分散補償量および帯域を確保するために必要な各エタロンの反射率Ｒはそれぞれ１０％，２０％，４０％と大きく、多重反射による光信号の損失がきわめて大きくなる。
【００２８】
図１２〜図１８に示したように、エタロンを用いた分散補償器においては、帯域と分散補償量とがトレードオフの関係にあるという問題がある。また、エタロンの部分反射膜の反射率Ｒを大きくすると、多重反射に起因する光信号の損失が大きくなるという問題がある。
【００２９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性を向上させた分散補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この分散補償装置は、反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、前記光信号を反射させる第１エタロンと、前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの少なくとも一方の群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、を備えることを要件とする。
【００３１】
この分散補償装置によれば、群遅延特性の波長周期およびフィネスの異なるエタロンを組み合わせることにより、各エタロンの反射率を高くすることなく分散補償量を大きくすることができる。このため、十分な帯域を確保しつつ分散補償特性を向上させることができる。また、各エタロンの反射率を高くすることなく分散補償量を大きくすることができるため、多重反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００３２】
この分散補償装置によれば、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、この分散補償装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる分散補償装置の構成を示す図である。実施の形態１にかかる分散補償装置は、反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置である。ここでは、実施の形態１にかかる分散補償装置が、波長間隔２００ＧＨｚで波長多重され、ビットレートが４０Ｇｂ／ｓ（帯域を約７０ＧＨｚ，波長グリッドを±０．３ｎｍとする）の光信号の各チャンネルを一括して分散補償する場合について説明する。
【００３５】
図１に示すように、実施の形態１にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１２１〜１２３と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、コリメータ１５０と、を備えている。コリメータ１１０は、分散補償装置１００の外部から入力された光信号をコリメートしてエタロン１２１へ出射する。エタロン１２１〜１２３は、反射させた光信号の波長成分毎に群遅延を与える反射型のエタロンである。
【００３６】
エタロン１２１は、部分反射膜１２１ａと、全反射膜１２１ｂと、共振部１２１ｃと、ペルチェ素子１２１ｄと、を備えている。部分反射膜１２１ａは、コリメータ１１０から出射された光信号を所定の反射率Ｒで部分反射させる。部分反射膜１２１ａによって反射しなかった光信号成分は部分反射膜１２１ａを透過する。全反射膜１２１ｂは、部分反射膜１２１ａを透過した光信号成分を全反射させる。
【００３７】
共振部１２１ｃは、部分反射膜１２１ａと全反射膜１２１ｂの間に形成されている。共振部１２１ｃはその厚さ（光学厚さ）に応じて、部分反射膜１２１ａおよび全反射膜１２１ｂの間で多重反射される光に群遅延を与える。ペルチェ素子１２１ｄは、電源１３１から供給される電力に応じてエタロン１２１の温度を変化させる。ペルチェ素子１２１ｄは、全反射膜１２１ｂの、共振部１２１ｃとは反対側の面に接合されている。
【００３８】
エタロン１２２は、部分反射膜１２２ａ、全反射膜１２２ｂ、共振部１２２ｃおよびペルチェ素子１２２ｄを備えている。エタロン１２３は、部分反射膜１２３ａ、全反射膜１２３ｂ、共振部１２３ｃおよびペルチェ素子１２３ｄを備えている。これらのエタロン１２２，１２３の構成は、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａ、全反射膜１２１ｂ、共振部１２１ｃおよびペルチェ素子１２１ｄと同様であるため説明を省略する。
【００３９】
エタロン１２１およびエタロン１２２は、光信号を反射させる第１エタロンである。エタロン１２１は、コリメータ１１０から出射された光信号を反射させてエタロン１２２へ出射する。エタロン１２２は、エタロン１２１から出射された光信号を反射させてエタロン１２３へ出射する。
【００４０】
エタロン１２１の共振部１２１ｃおよびエタロン１２２の共振部１２２ｃの厚さｄはともにｄ１である。このため、エタロン１２１およびエタロン１２２は、群遅延ピークの周期（ＦＳＲ）が互いに同じである。ここでは、エタロン１２１およびエタロン１２２のＦＳＲは、光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）の半分の１００ＧＨｚである。
【００４１】
エタロン１２１およびエタロン１２２は部分反射膜の反射率Ｒが互いに異なる。このため、エタロン１２１およびエタロン１２２はフィネスが互いに異なる。ここでは、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒは２％である。エタロン１２２の部分反射膜１２２ａの反射率Ｒは７％である。
【００４２】
エタロン１２３は、エタロン１２１，１２２よりもＦＳＲおよびフィネスが大きい第２エタロンである。エタロン１２３は、エタロン１２２から出射された光信号を反射させてコリメータ１５０へ出射する。エタロン１２１，１２２の共振部１２１ｃ，１２２ｃよりもエタロン１２３の共振部１２３ｃの厚さｄを小さくすることで、エタロン１２１，１２２よりもエタロン１２３のＦＳＲを大きくすることができる。
【００４３】
ここでは、共振部１２３ｃの厚さｄをｄ２（ｄ２＝ｄ１／２）とすることで、エタロン１２３のＦＳＲを、エタロン１２１，１２２の２倍（光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚ）にする。また、エタロン１２３の部分反射膜１２３ａの反射率Ｒをエタロン１２１，１２２よりも大きくすることで、エタロン１２３のフィネスをエタロン１２１，１２２より大きくすることができる。ここでは、部分反射膜１２３ａの反射率Ｒは４０％である。
【００４４】
コリメータ１５０は、エタロン１２３から出射された光信号を分散補償装置１００の外部へ出力する。電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３は、エタロン１２１〜１２３の群遅延特性をそれぞれ波長シフトさせるシフト手段である。電源１３１は、温度制御部１４１の制御に応じた電力をペルチェ素子１２１ｄへ供給する。電源１３２は、温度制御部１４２の制御に応じた電力をペルチェ素子１２２ｄへ供給する。電源１３３は、温度制御部１４３の制御に応じた電力をペルチェ素子１２３ｄへ供給する。
【００４５】
温度制御部１４１は、電源１３１を制御してペルチェ素子１２１ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２１の温度を制御する。温度制御部１４２は、電源１３２を制御してペルチェ素子１２２ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２２の温度を制御する。温度制御部１４３は、電源１３３を制御してペルチェ素子１２３ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２３の温度を制御する。
【００４６】
温度制御部１４１〜１４３は、それぞれエタロン１２１〜１２３の温度制御を個別に行う。これにより、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度が変化して、共振部１２１ｃ〜１２３ｃの光学厚さ（ｎ×ｄ）がそれぞれ変化する。これにより、エタロン１２１〜１２３のそれぞれの群遅延特性を波長方向にシフトさせることができる。
【００４７】
なお、コリメータ１１０から出射された光信号が、コリメート光のままエタロン１２１〜１２３によって反射しているように図示しているが、光信号は、エタロン１２１〜１２３のそれぞれの共振部１２１ｃ〜１２３ｃにおいて多重反射している。このため、実際には、光信号は、エタロン１２１〜１２３によって反射するたびに少しずつ広がることになる。
【００４８】
ここでは、電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３によってエタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃのすべての厚さｄを制御する場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３の合成群遅延特性を変化させるためには、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つの共振部の厚さｄを制御すればよい。たとえば、エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さｄのみを制御する場合には、電源１３２，１３３および温度制御部１４２，１４３を省いた構成にしてもよい。
【００４９】
また、電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３によりエタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを制御して群遅延特性を波長シフトさせる場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つへ光信号を入射する角度を制御することによって群遅延特性を波長シフトさせてもよい。
【００５０】
また、共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを制御するために、ペルチェ素子１２１ｄ〜１２３ｄを設けて共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度を変化させる場合について説明したが、ペルチェ素子１２１ｄ〜１２３ｄに代えてそれぞれヒーターを設け、ヒーターによって共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度を変化させる構成にしてもよい。
【００５１】
図２は、一般的なエタロンの群遅延特性を示すグラフである。一般的なエタロンのＦＳＲおよびフィネスについて説明する。図２において、横軸は光信号の周波数（光信号の波長に対応）を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延を示している。ここでは、図１に示したエタロン１２１を例にあげて説明する。エタロン１２１によって反射した光信号には、各周波数（波長）成分毎に周期的な群遅延特性が与えられる。群遅延特性の周期はエタロンの共振部の厚さｄ（共振器長）によって決まる。
【００５２】
群遅延特性のピークの高さはエタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒが大きいほど高くなる。群遅延特性２１１は、反射率Ｒが２％であるエタロン１２１によって反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。群遅延特性２１２は、反射率Ｒがエタロン１２１よりも大きいエタロン（たとえばエタロン１２２，Ｒ＝７％）によって反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。
【００５３】
エタロン１２１のＦＳＲとは、群遅延特性２１１の波長周期２２０である。エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さをｄ、共振部１２１ｃの材料の屈折率をｎ、光速をｃとすると、エタロン１２１のＦＳＲは下記（１）式で示すことができる。
【００５４】
【数１】
【００５５】
上記（１）式に示すように、共振部１２１ｃの厚さｄを小さくするほどエタロン１２１のＦＳＲが大きくなる。また、エタロン１２１のフィネスは、エタロン１２１の群遅延特性２２１のピークの鋭さを表すパラメータである。反射型エタロン１２１のフィネス（Ｆｉｎｅｓｓ）は、エタロン１２１の透過率Ｒを用いて下記（２）式で示すことができる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
上記（２）式に示すように、反射率Ｒが大きいほどエタロン１２１のフィネスが大きくなり、エタロン１２１の群遅延特性２１１が鋭いスペクトルになる。また、エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さを変化させると、群遅延特性２１１が周波数方向（波長方向）にシフトする。
【００５８】
図３は、実施の形態１にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。図３において、横軸は光信号の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延［ｐｓ］を示している。符号３０１は光信号の波長グリッド（光信号の中心波長）を示している。ここでは、波長グリッド３０１を約１５４６．９１７ｎｍに設定している。群遅延特性３１１〜３１３は、それぞれエタロン１２１〜１２３の群遅延特性を示している。
【００５９】
合成群遅延特性３２０は、エタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。合成群遅延特性３２０は、群遅延特性３１１〜３１３を合成した特性である。エタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射した光信号に与えられる分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］は、合成群遅延特性３２０の変化量（傾き）で示すことができる。
【００６０】
図３と図１６（ＦＳＲ＝２００ＧＨｚで反射率が２％と７％の２枚の反射型エタロンを組み合わせた従来型の場合）との比較からわかるように、本発明により分散補償器の補償量（または補償量の可変範囲）が４倍に拡大できることになる。
【００６１】
合成群遅延特性３２０は、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ適当に波長シフトさせることにより、波長グリッド３０１を中心として一定の変化量を有するように調節されている。符号３３０は、合成群遅延特性３２０が一定の変化量を有する波長の帯域（約１５４６．６ｎｍ〜１５４７．２ｎｍ）である。
【００６２】
帯域３３０においては、光信号に対して波長成分毎に異なる群遅延を与えることができる。このため、帯域３３０が、分散補償装置１００によって適切な分散補償を行うことができる帯域になる。ここでは、帯域３３０は、約±０．３ｎｍである。したがって、この場合は、分散補償装置１００の帯域３３０は約７０ＧＨｚである。
【００６３】
また、ここでは、エタロン１２１，１２２のＦＳＲを、光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）の半分の１００ＧＨｚに設定している。また、エタロン１２３のＦＳＲを光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚに設定している。したがって、エタロン１２１〜１２３のＦＳＲの最小公倍数が、光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚになる。このため、合成群遅延特性３２０は、光信号の波長間隔と一致した周期性を有する。
【００６４】
合成群遅延特性３２０が光信号の波長間隔と一致した周期性を有するためには、エタロン１２１，１２２とエタロン１２３とのＦＳＲの比は必ずしも１対２である必要はなく、エタロン１２１，１２２とエタロン１２３とのＦＳＲの比が整数比となり、各ＦＳＲの公倍数が光信号の波長間隔とほぼ一致する関係であればよい。
【００６５】
特に、エタロン１２３のＦＳＲが光信号の波長間隔と一致するようにすれば、光信号の各チャンネルに対してそれぞれ一定の変化率の群遅延を与えることができる。なお、光信号の各チャンネルを一括して分散補償する必要がない場合は、エタロン１２１〜１２２の各ＦＳＲの比は整数比でなくてもよく、所望の分散補償量を得ることができるＦＳＲを設定すればよい。
【００６６】
図４は、図３に示した合成群遅延特性の変化を示すグラフである。温度制御部１４１〜１４３により共振部１２１ｃ〜１２３ｃの光学厚さ（ｎ×ｄ）をそれぞれ調節すると、図３に示した群遅延特性３１１〜３１３がそれぞれ変化する。これにより、図４に示すように、合成群遅延特性３２０が合成群遅延特性３２０ａ〜３２０ｉのように変化する。合成群遅延特性３２０ａは、変化量（分散補償量）がプラス方向に最も大きくなる特性を示している。
【００６７】
合成群遅延特性３２０ａにおける分散補償量は約４０ｐｓ／ｎｍである。合成群遅延特性３２０ｉは、変化量がマイナス方向に最も大きくなる特性を示している。合成群遅延特性３２０ｉにおける分散補償量は約−４０ｐｓ／ｎｍである。したがって、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させる場合は、帯域３３０において約±４０ｐｓ／ｎｍの範囲で分散補償量を変化させることができる。
【００６８】
ここでは、波長グリッド３０１である波長１５４６．９１７ｎｍ付近だけを図示したが、上述したように、合成群遅延特性３２０は光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）と一致した周期性を有する。このため、２００ＧＨｚ間隔で並んだ他の波長グリッドでも帯域３３０と同じ群遅延特性が実現されており、波長多重された光信号の各チャンネルの光信号成分について同様の分散補償を行うことができる（カラーレス動作）。
【００６９】
また、上述したように、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させることで±４０ｐｓ／ｎｍの分散補償量を得ることができるが、光信号をエタロン１２１〜１２３によって複数回ずつ反射させる（多段化）することで、分散補償量をさらに大きくすることができる。たとえば、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数を１０回ずつにすれば（１０段の多段化）、分散補償量は最大で±４００ｐｓ／ｎｍになる。
【００７０】
図５は、反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その１）である。図５において、横軸は、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数［回］を示している。縦軸は、光信号に対する最大分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］を示している。特性５１０は、図１に示した分散補償装置１００のように、ＦＳＲが２００ＧＨｚのエタロンを２枚（反射率２％と７％）とＦＳＲが１００ＧＨｚ（反射率４０％）のエタロンを１枚用いた場合の最大分散補償量の特性を示している。
【００７１】
特性５２０は、ＦＳＲが同じ（＝１００ＧＨｚ）エタロンを２枚（反射率２％と７％）のみ用いた場合（図１２，図１３参照）の最大分散補償量の特性を示している。分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置に比べて、ＦＳＲが１００ＧＨｚのエタロン１２３をさらに設けるためエタロンが３枚になり、１段当たりの光信号の反射回数が３／２倍になる。
【００７２】
しかし、分散補償装置１００は、従来型のＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置に比べて、１段当たりの光信号に対する分散補償量が約４倍になる。したがって、同じ分散補償量を実現する場合に、分散補償装置１００における光信号の反射回数は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置のおよそ１／３になる。
【００７３】
このように、分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置と比べて光信号の反射回数が少なくて済む。このため、エタロンにおける多重反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。特に、分散補償量を大きくする場合には光信号の反射回数を大幅に減らすことができるため、光信号の損失を抑える効果が大きい。
【００７４】
図６は、反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その２）である。図６において、図５に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。特性６１０は、ＦＳＲが２００ＧＨｚで反射率Ｒが８％のエタロンと、ＦＳＲが２００ＧＨｚで反射率Ｒが２８％のエタロンとを用いた分散補償装置（図１６参照）における最大分散補償量の特性を示している。
【００７５】
特性６１０に示すように、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いる分散補償装置においても、反射率Ｒを大きくしてそれぞれ８％，２８％にすることである程度分散補償量を大きくすることができる。しかし、帯域３３０における合成群遅延特性３２０の直線性を維持するためには、図１６、図１７で示したように反射率Ｒが８％，２８％程度で限度である。
【００７６】
特性５１０および特性６１０に示すように、特性６１０における分散補償量は、特性５１０における分散補償量の約２／３である。このため、同じ分散補償量を実現する場合に、分散補償装置１００における光信号の反射回数は、ＦＳＲが同じで反射率Ｒが高いエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置の約２／３になる。
【００７７】
このように、分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じで反射率Ｒが高いエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置と比べて光信号の反射回数を減らすことができる。このため、エタロンにおける反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。また、必要な分散補償量を得るためエタロン１２１〜１２３の反射率Ｒを小さくすることができるため、エタロン１２１〜１２３によって光信号が反射するたびに発生する光信号の損失を小さくすることができる。したがって、反射や吸収に起因する光信号の損失をさらに抑えることができる。
【００７８】
このように、実施の形態１にかかる分散補償装置１００によれば、ＦＳＲおよびフィネスの異なるエタロン１２１，１２２とエタロン１２３とを組み合わせることにより、各エタロンの反射率Ｒを大きくすることなく分散補償量を大きくすることができる。このため、十分な帯域を確保しつつ分散補償特性を向上させることができる。また、各エタロンの反射率Ｒを大きくすることなく分散補償量を大きくすることができるため、反射や吸収に起因する光信号の損失を抑えることができる。
【００７９】
また、エタロン１２１，１２２のＦＳＲとエタロン１２３のＦＳＲとの比が整数比であり、各ＦＳＲの最小公倍数が光信号の波長間隔とほぼ一致するように設定することで、合成群遅延特性３２０が光信号の波長間隔と一致した周期性を有する。このため、カラーレス動作が可能になる。さらに、エタロンの配置は図１の通りである必要はなく、３つのエタロンを順に通過しさえすれば、光が透過する順番は任意である。
【００８０】
ここでは、第１エタロンとしてエタロン１２１，１２２を設け、第１エタロンよりもＦＳＲおよびフィネスが大きい第２エタロンとしてエタロン１２３を設ける場合について説明したが、少なくとも第１エタロンおよび第２エタロンを１枚ずつ設ければよい。たとえば、図１に示した構成においてエタロン１２２を省いて、エタロン１２１によって反射した光信号をエタロン１２３へ入射させる構成にしてもよい。
【００８１】
また、第１エタロンとして、エタロン１２３よりもＦＳＲおよびフィネスが小さいエタロンをさらに設けてもよい。また、ここではエタロン１２２，１２３の後段にエタロン１２３を設ける場合について説明したが、各エタロンの配置順序は任意である。たとえば、エタロン１２３をエタロン１２１，１２２の前段に設けてもよいし、エタロン１２３をエタロン１２１，１２２の間に設けてもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図７において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態１においては、必要な帯域を維持しつつ分散補償量を大きくする場合について説明したが、帯域を狭くすれば、分散補償量をさらに大きくすることができる。
【００８３】
実施の形態２にかかる分散補償装置１００においては、実施の形態１にかかる分散補償装置１００（図１参照）において、エタロン１２１，１２２の共振部１２１ｃ，１２２ｃの厚さｄを２倍のｄ３（ｄ３＝２×ｄ１）にする。これにより、エタロン１２１，１２２のＦＳＲは、実施の形態１の半分の５０ＧＨｚになる。
【００８４】
また、エタロン１２３の共振部１２３ｃの厚さｄを２倍のｄ４（ｄ４＝２×ｄ２）にする。これにより、エタロン１２３のＦＳＲは、実施の形態１の半分の１００ＧＨｚになる。エタロン１２１〜１２３の部分反射膜１２１ａ〜１２３ａの各反射率Ｒは、実施の形態１と同様にそれぞれ２％、７％、４０％である。
【００８５】
図８は、実施の形態２にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。図８において、図３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、帯域３３０は、約±０．１５ｎｍ（約１５４６．８ｎｍ〜１５４７．１ｎｍ）である。したがって、分散補償装置１００の帯域３３０は約３５ＧＨｚである。
【００８６】
合成群遅延特性３２０は、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ適当に波長シフトさせることにより、変化量（分散補償量）がプラス方向に最も大きくなる合成群遅延特性を示している。合成群遅延特性３２０における分散補償量は１２０ｐｓ／ｎｍである。
【００８７】
また、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ波長シフトさせることにより、合成群遅延特性３２０における分散補償量を−１２０ｐｓ／ｎｍまで変化させることができる。したがって、実施の形態２にかかる分散補償装置１００において、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させる場合は、帯域３３０において約±１２０ｐｓ／ｎｍの範囲で分散補償量を変化させることができる。
【００８８】
このように、実施の形態２にかかる分散補償装置１００によれば、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを大きくすることで、図１２の従来構成の場合と比較して、帯域を狭くすることなく分散補償量を大きくすることができる。実施の形態１および実施の形態２によって示したように、ＦＳＲおよびフィネスの異なる複数のエタロンを組み合わせることにより、帯域と分散補償量のトレードオフの関係を克服することができる。
【００８９】
たとえば、実施の形態１のように、帯域と分散補償量の両方を同時に向上させることができる。また、実施の形態２のように、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを大きくすれば、分散補償量を大幅に向上させることもできる。また、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを小さくすれば、帯域を大幅に向上させることもできる。
【００９０】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図９において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３にかかる分散補償装置１００は、モジュール９１０，９２０，９３０と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、を備えている。
【００９１】
モジュール９１０は、筐体の内部に、コリメータ９１１と、エタロン１２１と、全反射ミラー９１２と、コリメータ９１３と、を備えている。コリメータ９１１は、外部から入力された光信号をエタロン１２１の部分反射膜１２１ａへ入射する。全反射ミラー９１２は、エタロン１２１と対向して平行に配置されている。
【００９２】
エタロン１２１へ入射された光信号は、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間で複数回反射してコリメータ９１３へ出射される。コリメータ９１３は、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間で複数回反射して出射された光信号をモジュール９２０へ出力する。エタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒは２％であり、エタロン１２１のＦＳＲは１００ＧＨｚである。
【００９３】
モジュール９２０およびモジュール９３０も、モジュール９１０と同様の構成である。ただし、モジュール９２０のエタロン１２２の部分反射膜１２２ａの反射率Ｒは７％であり、ＦＳＲは１００ＧＨｚである。また、モジュール９３０のエタロン１２３の部分反射膜１２３ａの反射率Ｒは４０％であり、ＦＳＲは２００ＧＨｚである。モジュール９２０は、モジュール９１０から出力された光信号をエタロン１２２と全反射ミラーとの間で複数回反射させてモジュール９３０へ出力する。
【００９４】
モジュール９３０は、モジュール９２０から出力された光信号をエタロン１２３と全反射ミラーとの間で複数回反射して外部へ出力する。また、エタロン１２１〜１２３には、それぞれ電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３が接続されており、図１に示した構成と同様にそれぞれエタロン１２１〜１２３の温度制御を行う。
【００９５】
このように、実施の形態３にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３をそれぞれモジュール化して組み合わせることで、ＦＳＲおよびフィネスが異なるエタロンの組み合わせを容易に変更することができる。このため、光信号の特性に応じて、帯域および分散補償量の調節を容易に行うことができる。
【００９６】
また、モジュール９１０において、全反射ミラー９１２とエタロン１２１との間で光信号を複数回反射させることで、一つのモジュール内で分散補償を多段化することができる。モジュール９２０，９３０においても同様である。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【００９７】
ここでは、エタロン１２１〜１２３のそれぞれに全反射ミラー（たとえば全反射ミラー９１２）を設けて光信号を複数回反射させる場合について説明したが、必要な分散補償量を確保するためのエタロンの枚数を少なくするには、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つに全反射ミラーを設けて光信号を複数回反射させればよい。
【００９８】
また、エタロン１２１〜１２３における光信号の反射回数をそれぞれ調節してもよい。これにより、エタロン１２１〜１２３による分散補償の特性を変化させることができる。たとえばエタロン１２１における光信号の反射回数を調節するには、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間の距離や、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との角度や、エタロン１２１〜１２３へ光信号を入射する角度を変化させる。または、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａおよび全反射ミラー９１２の幅を変化させてもよい。
【００９９】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図１０において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１２１〜１２３と、折り返しミラー１０１０と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、コリメータ１５０と、を備えている。
【０１００】
コリメータ１１０から出射され、エタロン１２１，１２２によってそれぞれ反射し、エタロン１２３によって反射した光信号は、折り返しミラー１０１０へ出射される。折り返しミラー１０１０は、エタロン１２３から出射された光信号を反射させて平行に折り返す。折り返しミラー１０１０によって折り返された光信号は、エタロン１２３，エタロン１２２，エタロン１２１の順に再度反射してコリメータ１５０へ出射される。コリメータ１５０は、エタロン１２１〜１２３を再度反射して出射された光信号を外部へ出力する。
【０１０１】
これにより、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数を増やして、分散補償を多段化することができる。折り返しミラー１０１０は、たとえばコーナーキューブプリズムやリトロリフレクターである。また、エタロン１２１〜１２３を再度反射して出射された光信号をさらに折り返すミラーを設けることで分散補償をさらに多段化させてもよい。
【０１０２】
このように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１および２にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３において反射した光信号を折り返してエタロン１２１〜１２３を再度反射させることによって分散補償を多段化することができる。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【０１０３】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図１１において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１１１０と、エタロン１２１〜１２３と、電源１３１〜１３３，１１３１と、温度制御部１４１〜１４３，１１４１と、コリメータ１５０と、を備えている。
【０１０４】
コリメータ１１０は、外部から入力された光信号をエタロン１１１０へ出射する。エタロン１１１０は、エタロン１２３よりもＦＳＲおよびフィネスが小さい第１エタロンである。エタロン１１１０とエタロン１２１は互いに対向して配置されている。コリメータ１１０からエタロン１１１０へ出射された光信号は、エタロン１１１０とエタロン１２１の間で複数回（ここでは４回ずつ）反射してエタロン１２２へ出射される。
【０１０５】
エタロン１２２とエタロン１２３は互いに対向して配置されている。エタロン１１１０とエタロン１２１の間で複数回反射して出射された光信号は、エタロン１２２とエタロン１２３の間で複数回（ここでは２回ずつ）反射してコリメータ１５０へ出射される。コリメータ１５０は、エタロン１２２とエタロン１２３の間で複数回反射して出射された光信号を外部へ出力する。電源１１３１および温度制御部１１４１は、電源１３１および温度制御部１１４１と同様の構成であり、エタロン１１１０の温度を制御する。
【０１０６】
ここでは、エタロン１１１０およびエタロン１２１は、エタロン１２２およびエタロン１２３の部分反射膜の幅を大きくすることによって、エタロン１１１０およびエタロン１２１による光信号の反射回数を増やしている。また、ここでは、エタロン１２１〜１２３，１１１０をそれぞれ平行に配置し、エタロン１１１０に対して光信号を斜めに入射させている。このとき、光信号のエタロン１１１０に対する入射角度を１〜２度程度にすることで、光信号の反射率における偏光依存性を抑えることができる。
【０１０７】
このように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３，１１１０を２つずつ対向して配置し、対向して配置した２つのエタロンの間で光信号を複数回反射させることによって分散補償を多段化することができる。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【０１０８】
ここでは、エタロン１２１〜１２３，１１１０のそれぞれにおいて光信号を複数回反射させる場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３，１１１０の少なくとも２つにおいて光信号を複数回反射させれば、分散補償を多段化することができる。また、エタロン１２１〜１２３，１１１０における光信号の反射回数をそれぞれ調節してもよい。これにより、分散補償装置１００による分散補償の特性を変化させることができる。
【０１０９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性の向上を図ることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１０】
（付記１）反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、
前記光信号を反射させる第１エタロンと、
前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。
【０１１１】
（付記２）前記第１エタロンを複数備え、
複数の前記第１エタロンは、前記群遅延特性の波長周期が互いに同じであり、前記フィネスが互いに異なることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１２】
（付記３）前記光信号は波長多重信号であり、
前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期は前記光信号の波長間隔と等しいことを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１３】
（付記４）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期の比は整数比であることを特徴とする付記３に記載の分散補償装置。
【０１１４】
（付記５）前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの共振部の厚さを変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１５】
（付記６）前記シフト手段は、前記エタロンの共振部の温度を制御することで前記共振部の光学厚さを変化させることを特徴とする付記５に記載の分散補償装置。
【０１１６】
（付記７）前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの部分反射膜へ前記光信号を入射する角度を変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１７】
（付記８）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンと対向して配置され、前記一つのエタロンとの間で前記光信号を複数回反射させる反射手段を備えることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１８】
（付記９）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンによって反射した前記光信号を折り返し、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンを再度反射させる折り返し手段を備えることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１９】
（付記１０）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも２つのエタロンは互いに対向して配置され、前記２つのエタロンの間で前記光信号を複数回反射させることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上のように、分散補償装置は、エタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置に有用であり、特に、高速の光伝送システムに用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施の形態１にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図２】一般的なエタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図３】実施の形態１にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図４】図３に示した合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図５】反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その１）である。
【図６】反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その２）である。
【図７】実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図９】実施の形態３にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の分散補償装置における群遅延特性を示すグラフである。
【図１３】図１２における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図１４】図１２においてＦＳＲを２倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１５】図１４における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図１６】図１４の場合（反射率２％と７％）と比較して、エタロンの部分反射膜の反射率を４倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１７】同様に反射率を５倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１８】エタロンを３枚用いた場合の群遅延特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 分散補償装置
１１０，１５０，９１１，９１３ コリメータ
１２１，１２２，１２３，１１１０ エタロン
１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ 部分反射膜
１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ 全反射膜
１２１ｃ，１２２ｃ，１２３ｃ 共振部
１２１ｄ，１２２ｄ，１２３ｄ ペルチェ素子
２１１，２１２ 群遅延特性
２２０ 波長周期
３０１ 波長グリッド
３１１，３１２，３１３ 群遅延特性
３２０ 合成群遅延特性
３３０ 帯域
５１０，５２０，６１０ 特性
９１０，９２０，９３０ モジュール
９１２ 全反射ミラー
１０１０ 折り返しミラー
【技術分野】
【０００１】
この発明は、エタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを用いた光信号伝送において、光の伝搬速度は波長成分毎に異なる。このため、光信号の伝送距離が長くなるにつれて光信号のパルス波形が劣化する。この現象は波長分散と呼ばれている。波長分散は、特に光信号の高速化が著しい近年の光通信システムにおいて、伝送距離を制限する大きな障害となっている。
【０００３】
一般的な光伝送システムに用いられているＳＭＦ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒ）においては、波長１５５０ｎｍ付近で１５〜１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ程度の波長分散が発生する。つまり、ＳＭＦを用いて１００ｋｍ伝送された波長１５５０ｎｍ付近の光信号は、約１５００〜１７００ｐｓ／ｎｍの波長分散を受けることになる。
【０００４】
光伝送路において波長分散が発生した光信号に対して、光伝送路で発生する波長分散とは逆特性の波長分散を与えることにより、光信号の元のパルス波形を再現する技術を波長分散補償（以下、単に「分散補償」と称す）という。光信号の分散補償を行う分散補償器として、たとえば分散補償ファイバが用いられている。
【０００５】
分散補償ファイバ（ＤＣＦ：Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇ Ｆｉｂｅｒ）は、特殊な屈折率分布によって、通常のＳＭＦとは逆特性の波長分散を有するように設計された光ファイバである。長距離の光信号伝送を行う際は、一定距離毎に中継局を設けてＤＣＦを接続し、光信号のトータルの波長分散をできるだけゼロに近づける。
【０００６】
一方、近年急激に増加し続ける通信需要に対応するために、たとえば４０Ｇｂ／ｓといった超高速光伝送システムの導入が求められている。これに対して、光伝送システムのさらなる高速化のために、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）伝送の多重数の拡大も同時に進められている。波長分割多重における多重数を拡大するためには光信号の各チャンネルの波長間隔を小さくする。
【０００７】
波長分割多重において、帯域（波長帯域）および帯域を確保するために必要な波長間隔は、光信号のビットレートや変調方式に依存する。現在の主流である１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、光信号の変調にＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）やＮＲＺ（Ｎｏｎ ＲＺ）といった強度変調（オン／オフ変調）方式が採用されている。１０Ｇｂ／ｓシステムの光信号の一般的な波長間隔は約１００ＧＨｚ（約０．８ｎｍ）である。
【０００８】
これに対して、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、ＤＰＳＫ（差動相変調：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）やＤＱＰＳＫ（差動四位相変調：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ ＰＳＫ）などの変調方式の採用が進められている。ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫは、帯域を抑えつつ高速な伝送が可能なため、波長間隔が小さく高密度な波長分割多重伝送を実現することができる。
【０００９】
しかし、ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫを用いる場合でも、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては１０Ｇｂ／ｓの光伝送システムの２倍程度の帯域が必要とされている。したがって、変調方式によっては波長間隔が１０Ｇｂ／ｓの場合より広がる場合もある。このように、高ビットレートの光伝送システムにおいては光信号の帯域が拡大するため、波長分散耐力はこれまでよりさらに小さくなる。このため、従来問題とならなかった、温度変動などによるわずかな波長分散をも補償する必要があると考えられている。
【００１０】
そこで、４０Ｇｂ／ｓの光伝送システムにおいては、分散補償ファイバでは補償しきれない残留分散成分を補償するために、分散補償量が固定の分散補償ファイバと、分散補償量が可変の可変分散補償器を組み合わせて用いる方式が採用される見込みである。小型の可変分散補償器として、フィネス（反射率）の異なる２つの反射型エタロンを組み合わせた分散補償装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１，２を参照。）。
【００１１】
エタロンとは、２つの部分反射膜を平行に配置することにより構成される共振器（ファブリ・ペロー共振器）である。エタロンは、一般的に、１枚の平行平板の両面に部分反射膜を形成することによって構成される。エタロンにおいて、片方の反射膜を全反射膜としたものは反射型エタロン（またはＧＴエタロン）と呼ばれる。反射型エタロンは、理想的には入射した光がすべて出力されるオールパスフィルタとして機能する。
【００１２】
２つの反射膜に挟まれた平行平板は、２つの反射膜の間で光信号を多重反射させる共振部として機能する。この共振部の厚さ（または屈折率）を調節することで、分散補償量を変化させることができる。また、一般的に、エタロンの共振部の光路長を小さくすると、エタロンのＦＳＲ（群遅延特性の周期：Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）が大きくなり、帯域が拡大される。一方、エタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、エタロンの群遅延特性のピークが大きくなり、分散補償量が大きくなる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００３−２６４５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−０９２６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、従来の技術では、帯域を拡大するためにエタロンの共振部の厚さを小さくすると、分散補償量が小さくなって十分な分散補償を行うことができないという問題がある。一方、分散補償量を大きくするためにエタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、帯域が狭くなって高速の光伝送を行うことができないという問題がある。また、エタロンの部分反射膜の反射率を大きくすると、エタロンの反射膜における反射効率やエタロン材料による光吸収に起因する光信号の損失が大きくなるという問題がある。以下、これらの問題について詳細に説明する。
【００１５】
図１２は、従来の分散補償装置における群遅延特性を示すグラフである。図１２において、横軸は光信号の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延［ｐｓ］を示している。ここでは、ＦＳＲが同じ（＝１００ＧＨｚ）であり、部分反射膜の反射率Ｒがそれぞれ２％，７％の２枚のエタロンを直列に配置した分散補償装置について説明する。群遅延特性１２１１，１２１２は、２つのエタロンの群遅延特性をそれぞれ示している。
【００１６】
合成群遅延特性１２２０は、２つのエタロンによって１回ずつ反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。光信号に与えられる分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］は、合成群遅延特性１２２０の変化量（傾き）で示すことができる。符号１２３０は、この分散補償装置による分散補償の帯域である。この場合、帯域１２３０はグリッド波長（グラフ中の太線）を中心として約３５ＧＨｚしかないため、この分散補償装置を４０Ｇｂ／ｓシステムの光信号に適用することができない。
【００１７】
図１３は、図１２における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。２つのエタロンの共振部の厚さを調節することで、図１２に示した群遅延特性１２１１，１２１２を、それぞれ波長シフトさせると、図１３に示すように、合成群遅延特性１２２０の傾きが約±３０の範囲で変化する。つまり、この分散補償装置の分散補償量の可変範囲は３５ＧＨｚの帯域内において約±３０ｐｓ／ｎｍの範囲しかない。このように、従来の分散補償装置では、十分な帯域および分散補償特性を得ることができない。
【００１８】
ここで、分散補償装置の帯域を拡大するために２つのエタロンのＦＳＲを大きくする場合について説明する。図１４は、図１２においてＦＳＲを２倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１４において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。エタロンの共振部の厚さを半分にすることでエタロンのＦＳＲを２倍にすると、帯域１２３０は７０ＧＨｚ程度まで広がるものの、合成群遅延特性１２２０の変化量が小さくなる。
【００１９】
具体的には、２つのエタロンの共振部の厚さを半分にすることで、群遅延特性１２１１，１２１２における群遅延ピークの高さが半分になる。また、ＦＳＲが２倍になることで、群遅延特性１２１１，１２１２が横方向に引き延ばされ、それぞれの群遅延特性の傾きが半分になる。このため、合成群遅延特性１２２０の傾きは結果的に１／４以下に小さくなる。このことは、分散補償装置の分散補償量の可変範囲も１／４以下に小さくなることを意味する。
【００２０】
図１５は、図１４における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。図１４に示した群遅延特性１２１１，１２１２をそれぞれ波長シフトさせると、図１５に示すように、合成群遅延特性１２２０の傾きが約±１０の範囲で変化する。このため、この分散補償装置の分散補償量は、約±１０ｐｓ／ｎｍの範囲でチューニング可能である。このように、分散補償装置の帯域を拡大するために各エタロンのＦＳＲを大きくすると、分散補償量および補償量の可変範囲が小さくなって十分な分散補償を行うことができない。
【００２１】
図１６は、図１４の場合（反射率２％と７％）と比較して、エタロンの部分反射膜の反射率を４倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１７は、同様に反射率を５倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。図１６および図１７において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここで、２つのエタロンの反射率を大きくして分散補償量を大きくする場合について説明する。
【００２２】
図１６は、２つのエタロンの部分反射膜の反射率Ｒをそれぞれ８％，２８％にした場合（反射率Ｒを４倍）の群遅延特性を示している。図１７は、２つのエタロンの部分反射膜の反射率Ｒをそれぞれ１０％，３５％にした場合（反射率Ｒを５倍）の群遅延特性を示している。図１６および図１７に示すように、２つのエタロンの反射率Ｒを増加させることで合成群遅延特性１２２０の傾きが大きくなる。
【００２３】
しかし、反射率Ｒを増加させるほど合成群遅延特性１２２０の直線性が失われる。この例において、直線性を保ったまま合成群遅延特性１２２０の変化量を大きくできるのは、エタロンの反射率Ｒを４倍にする程度が限界である。このときの帯域１２３０における合成群遅延特性１２２０の変化量は約２０ｐｓ／ｎｍしかない。
【００２４】
このように、エタロンの反射率Ｒを大きくすることで分散補償量を大きくすると、合成群遅延特性１２２０の直線性が失われ、有効な分散補償を行うことができる帯域１２３０が狭くなってしまう。また、エタロンの反射率Ｒを高くすると、共振部における光信号の多重反射数が増加し、反射や吸収に起因する光信号の損失が大きくなる。
【００２５】
図１８は、エタロンを３枚用いた場合の群遅延特性を示すグラフである。図１８において、図１２に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここで、エタロンの枚数を増やすことによって分散補償量を大きくする場合について説明する。ここでは、ＦＳＲが同じであり、反射率Ｒがそれぞれ１０％，２０％，４０％の３枚のエタロンを直列に配置した場合について説明する。
【００２６】
郡遅延特性１８１１は、反射率Ｒが１０％のエタロンの群遅延特性を示している。郡遅延特性１８１２は、反射率Ｒが２０％のエタロンの群遅延特性を示している。郡遅延特性１８１３は、反射率Ｒが４０％のエタロンの群遅延特性を示している。合成群遅延特性１８２０は、群遅延特性１８１１〜１８１３を合成した特性である。
【００２７】
この場合は、合成群遅延特性１８２０の変化量は約±３０の範囲で変化する。このため、この分散補償装置の分散補償量は約±３０ｐｓ／ｎｍの範囲で変化する。また、帯域１２３０は約７０ＧＨｚ確保することができる。しかし、これらの分散補償量および帯域を確保するために必要な各エタロンの反射率Ｒはそれぞれ１０％，２０％，４０％と大きく、多重反射による光信号の損失がきわめて大きくなる。
【００２８】
図１２〜図１８に示したように、エタロンを用いた分散補償器においては、帯域と分散補償量とがトレードオフの関係にあるという問題がある。また、エタロンの部分反射膜の反射率Ｒを大きくすると、多重反射に起因する光信号の損失が大きくなるという問題がある。
【００２９】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性を向上させた分散補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この分散補償装置は、反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、前記光信号を反射させる第１エタロンと、前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの少なくとも一方の群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、を備えることを要件とする。
【００３１】
この分散補償装置によれば、群遅延特性の波長周期およびフィネスの異なるエタロンを組み合わせることにより、各エタロンの反射率を高くすることなく分散補償量を大きくすることができる。このため、十分な帯域を確保しつつ分散補償特性を向上させることができる。また、各エタロンの反射率を高くすることなく分散補償量を大きくすることができるため、多重反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。
【発明の効果】
【００３２】
この分散補償装置によれば、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性の向上を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下に添付図面を参照して、この分散補償装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００３４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１にかかる分散補償装置の構成を示す図である。実施の形態１にかかる分散補償装置は、反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置である。ここでは、実施の形態１にかかる分散補償装置が、波長間隔２００ＧＨｚで波長多重され、ビットレートが４０Ｇｂ／ｓ（帯域を約７０ＧＨｚ，波長グリッドを±０．３ｎｍとする）の光信号の各チャンネルを一括して分散補償する場合について説明する。
【００３５】
図１に示すように、実施の形態１にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１２１〜１２３と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、コリメータ１５０と、を備えている。コリメータ１１０は、分散補償装置１００の外部から入力された光信号をコリメートしてエタロン１２１へ出射する。エタロン１２１〜１２３は、反射させた光信号の波長成分毎に群遅延を与える反射型のエタロンである。
【００３６】
エタロン１２１は、部分反射膜１２１ａと、全反射膜１２１ｂと、共振部１２１ｃと、ペルチェ素子１２１ｄと、を備えている。部分反射膜１２１ａは、コリメータ１１０から出射された光信号を所定の反射率Ｒで部分反射させる。部分反射膜１２１ａによって反射しなかった光信号成分は部分反射膜１２１ａを透過する。全反射膜１２１ｂは、部分反射膜１２１ａを透過した光信号成分を全反射させる。
【００３７】
共振部１２１ｃは、部分反射膜１２１ａと全反射膜１２１ｂの間に形成されている。共振部１２１ｃはその厚さ（光学厚さ）に応じて、部分反射膜１２１ａおよび全反射膜１２１ｂの間で多重反射される光に群遅延を与える。ペルチェ素子１２１ｄは、電源１３１から供給される電力に応じてエタロン１２１の温度を変化させる。ペルチェ素子１２１ｄは、全反射膜１２１ｂの、共振部１２１ｃとは反対側の面に接合されている。
【００３８】
エタロン１２２は、部分反射膜１２２ａ、全反射膜１２２ｂ、共振部１２２ｃおよびペルチェ素子１２２ｄを備えている。エタロン１２３は、部分反射膜１２３ａ、全反射膜１２３ｂ、共振部１２３ｃおよびペルチェ素子１２３ｄを備えている。これらのエタロン１２２，１２３の構成は、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａ、全反射膜１２１ｂ、共振部１２１ｃおよびペルチェ素子１２１ｄと同様であるため説明を省略する。
【００３９】
エタロン１２１およびエタロン１２２は、光信号を反射させる第１エタロンである。エタロン１２１は、コリメータ１１０から出射された光信号を反射させてエタロン１２２へ出射する。エタロン１２２は、エタロン１２１から出射された光信号を反射させてエタロン１２３へ出射する。
【００４０】
エタロン１２１の共振部１２１ｃおよびエタロン１２２の共振部１２２ｃの厚さｄはともにｄ１である。このため、エタロン１２１およびエタロン１２２は、群遅延ピークの周期（ＦＳＲ）が互いに同じである。ここでは、エタロン１２１およびエタロン１２２のＦＳＲは、光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）の半分の１００ＧＨｚである。
【００４１】
エタロン１２１およびエタロン１２２は部分反射膜の反射率Ｒが互いに異なる。このため、エタロン１２１およびエタロン１２２はフィネスが互いに異なる。ここでは、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒは２％である。エタロン１２２の部分反射膜１２２ａの反射率Ｒは７％である。
【００４２】
エタロン１２３は、エタロン１２１，１２２よりもＦＳＲおよびフィネスが大きい第２エタロンである。エタロン１２３は、エタロン１２２から出射された光信号を反射させてコリメータ１５０へ出射する。エタロン１２１，１２２の共振部１２１ｃ，１２２ｃよりもエタロン１２３の共振部１２３ｃの厚さｄを小さくすることで、エタロン１２１，１２２よりもエタロン１２３のＦＳＲを大きくすることができる。
【００４３】
ここでは、共振部１２３ｃの厚さｄをｄ２（ｄ２＝ｄ１／２）とすることで、エタロン１２３のＦＳＲを、エタロン１２１，１２２の２倍（光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚ）にする。また、エタロン１２３の部分反射膜１２３ａの反射率Ｒをエタロン１２１，１２２よりも大きくすることで、エタロン１２３のフィネスをエタロン１２１，１２２より大きくすることができる。ここでは、部分反射膜１２３ａの反射率Ｒは４０％である。
【００４４】
コリメータ１５０は、エタロン１２３から出射された光信号を分散補償装置１００の外部へ出力する。電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３は、エタロン１２１〜１２３の群遅延特性をそれぞれ波長シフトさせるシフト手段である。電源１３１は、温度制御部１４１の制御に応じた電力をペルチェ素子１２１ｄへ供給する。電源１３２は、温度制御部１４２の制御に応じた電力をペルチェ素子１２２ｄへ供給する。電源１３３は、温度制御部１４３の制御に応じた電力をペルチェ素子１２３ｄへ供給する。
【００４５】
温度制御部１４１は、電源１３１を制御してペルチェ素子１２１ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２１の温度を制御する。温度制御部１４２は、電源１３２を制御してペルチェ素子１２２ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２２の温度を制御する。温度制御部１４３は、電源１３３を制御してペルチェ素子１２３ｄへ供給する電力を調節することで、エタロン１２３の温度を制御する。
【００４６】
温度制御部１４１〜１４３は、それぞれエタロン１２１〜１２３の温度制御を個別に行う。これにより、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度が変化して、共振部１２１ｃ〜１２３ｃの光学厚さ（ｎ×ｄ）がそれぞれ変化する。これにより、エタロン１２１〜１２３のそれぞれの群遅延特性を波長方向にシフトさせることができる。
【００４７】
なお、コリメータ１１０から出射された光信号が、コリメート光のままエタロン１２１〜１２３によって反射しているように図示しているが、光信号は、エタロン１２１〜１２３のそれぞれの共振部１２１ｃ〜１２３ｃにおいて多重反射している。このため、実際には、光信号は、エタロン１２１〜１２３によって反射するたびに少しずつ広がることになる。
【００４８】
ここでは、電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３によってエタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃのすべての厚さｄを制御する場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３の合成群遅延特性を変化させるためには、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つの共振部の厚さｄを制御すればよい。たとえば、エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さｄのみを制御する場合には、電源１３２，１３３および温度制御部１４２，１４３を省いた構成にしてもよい。
【００４９】
また、電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３によりエタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを制御して群遅延特性を波長シフトさせる場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つへ光信号を入射する角度を制御することによって群遅延特性を波長シフトさせてもよい。
【００５０】
また、共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを制御するために、ペルチェ素子１２１ｄ〜１２３ｄを設けて共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度を変化させる場合について説明したが、ペルチェ素子１２１ｄ〜１２３ｄに代えてそれぞれヒーターを設け、ヒーターによって共振部１２１ｃ〜１２３ｃの温度を変化させる構成にしてもよい。
【００５１】
図２は、一般的なエタロンの群遅延特性を示すグラフである。一般的なエタロンのＦＳＲおよびフィネスについて説明する。図２において、横軸は光信号の周波数（光信号の波長に対応）を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延を示している。ここでは、図１に示したエタロン１２１を例にあげて説明する。エタロン１２１によって反射した光信号には、各周波数（波長）成分毎に周期的な群遅延特性が与えられる。群遅延特性の周期はエタロンの共振部の厚さｄ（共振器長）によって決まる。
【００５２】
群遅延特性のピークの高さはエタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒが大きいほど高くなる。群遅延特性２１１は、反射率Ｒが２％であるエタロン１２１によって反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。群遅延特性２１２は、反射率Ｒがエタロン１２１よりも大きいエタロン（たとえばエタロン１２２，Ｒ＝７％）によって反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。
【００５３】
エタロン１２１のＦＳＲとは、群遅延特性２１１の波長周期２２０である。エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さをｄ、共振部１２１ｃの材料の屈折率をｎ、光速をｃとすると、エタロン１２１のＦＳＲは下記（１）式で示すことができる。
【００５４】
【数１】
【００５５】
上記（１）式に示すように、共振部１２１ｃの厚さｄを小さくするほどエタロン１２１のＦＳＲが大きくなる。また、エタロン１２１のフィネスは、エタロン１２１の群遅延特性２２１のピークの鋭さを表すパラメータである。反射型エタロン１２１のフィネス（Ｆｉｎｅｓｓ）は、エタロン１２１の透過率Ｒを用いて下記（２）式で示すことができる。
【００５６】
【数２】
【００５７】
上記（２）式に示すように、反射率Ｒが大きいほどエタロン１２１のフィネスが大きくなり、エタロン１２１の群遅延特性２１１が鋭いスペクトルになる。また、エタロン１２１の共振部１２１ｃの厚さを変化させると、群遅延特性２１１が周波数方向（波長方向）にシフトする。
【００５８】
図３は、実施の形態１にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。図３において、横軸は光信号の波長［ｎｍ］を示している。縦軸は光信号に与えられる群遅延［ｐｓ］を示している。符号３０１は光信号の波長グリッド（光信号の中心波長）を示している。ここでは、波長グリッド３０１を約１５４６．９１７ｎｍに設定している。群遅延特性３１１〜３１３は、それぞれエタロン１２１〜１２３の群遅延特性を示している。
【００５９】
合成群遅延特性３２０は、エタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射した光信号に与えられる群遅延の特性を示している。合成群遅延特性３２０は、群遅延特性３１１〜３１３を合成した特性である。エタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射した光信号に与えられる分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］は、合成群遅延特性３２０の変化量（傾き）で示すことができる。
【００６０】
図３と図１６（ＦＳＲ＝２００ＧＨｚで反射率が２％と７％の２枚の反射型エタロンを組み合わせた従来型の場合）との比較からわかるように、本発明により分散補償器の補償量（または補償量の可変範囲）が４倍に拡大できることになる。
【００６１】
合成群遅延特性３２０は、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ適当に波長シフトさせることにより、波長グリッド３０１を中心として一定の変化量を有するように調節されている。符号３３０は、合成群遅延特性３２０が一定の変化量を有する波長の帯域（約１５４６．６ｎｍ〜１５４７．２ｎｍ）である。
【００６２】
帯域３３０においては、光信号に対して波長成分毎に異なる群遅延を与えることができる。このため、帯域３３０が、分散補償装置１００によって適切な分散補償を行うことができる帯域になる。ここでは、帯域３３０は、約±０．３ｎｍである。したがって、この場合は、分散補償装置１００の帯域３３０は約７０ＧＨｚである。
【００６３】
また、ここでは、エタロン１２１，１２２のＦＳＲを、光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）の半分の１００ＧＨｚに設定している。また、エタロン１２３のＦＳＲを光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚに設定している。したがって、エタロン１２１〜１２３のＦＳＲの最小公倍数が、光信号の波長間隔と同じ２００ＧＨｚになる。このため、合成群遅延特性３２０は、光信号の波長間隔と一致した周期性を有する。
【００６４】
合成群遅延特性３２０が光信号の波長間隔と一致した周期性を有するためには、エタロン１２１，１２２とエタロン１２３とのＦＳＲの比は必ずしも１対２である必要はなく、エタロン１２１，１２２とエタロン１２３とのＦＳＲの比が整数比となり、各ＦＳＲの公倍数が光信号の波長間隔とほぼ一致する関係であればよい。
【００６５】
特に、エタロン１２３のＦＳＲが光信号の波長間隔と一致するようにすれば、光信号の各チャンネルに対してそれぞれ一定の変化率の群遅延を与えることができる。なお、光信号の各チャンネルを一括して分散補償する必要がない場合は、エタロン１２１〜１２２の各ＦＳＲの比は整数比でなくてもよく、所望の分散補償量を得ることができるＦＳＲを設定すればよい。
【００６６】
図４は、図３に示した合成群遅延特性の変化を示すグラフである。温度制御部１４１〜１４３により共振部１２１ｃ〜１２３ｃの光学厚さ（ｎ×ｄ）をそれぞれ調節すると、図３に示した群遅延特性３１１〜３１３がそれぞれ変化する。これにより、図４に示すように、合成群遅延特性３２０が合成群遅延特性３２０ａ〜３２０ｉのように変化する。合成群遅延特性３２０ａは、変化量（分散補償量）がプラス方向に最も大きくなる特性を示している。
【００６７】
合成群遅延特性３２０ａにおける分散補償量は約４０ｐｓ／ｎｍである。合成群遅延特性３２０ｉは、変化量がマイナス方向に最も大きくなる特性を示している。合成群遅延特性３２０ｉにおける分散補償量は約−４０ｐｓ／ｎｍである。したがって、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させる場合は、帯域３３０において約±４０ｐｓ／ｎｍの範囲で分散補償量を変化させることができる。
【００６８】
ここでは、波長グリッド３０１である波長１５４６．９１７ｎｍ付近だけを図示したが、上述したように、合成群遅延特性３２０は光信号の波長間隔（２００ＧＨｚ）と一致した周期性を有する。このため、２００ＧＨｚ間隔で並んだ他の波長グリッドでも帯域３３０と同じ群遅延特性が実現されており、波長多重された光信号の各チャンネルの光信号成分について同様の分散補償を行うことができる（カラーレス動作）。
【００６９】
また、上述したように、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させることで±４０ｐｓ／ｎｍの分散補償量を得ることができるが、光信号をエタロン１２１〜１２３によって複数回ずつ反射させる（多段化）することで、分散補償量をさらに大きくすることができる。たとえば、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数を１０回ずつにすれば（１０段の多段化）、分散補償量は最大で±４００ｐｓ／ｎｍになる。
【００７０】
図５は、反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その１）である。図５において、横軸は、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数［回］を示している。縦軸は、光信号に対する最大分散補償量［ｐｓ／ｎｍ］を示している。特性５１０は、図１に示した分散補償装置１００のように、ＦＳＲが２００ＧＨｚのエタロンを２枚（反射率２％と７％）とＦＳＲが１００ＧＨｚ（反射率４０％）のエタロンを１枚用いた場合の最大分散補償量の特性を示している。
【００７１】
特性５２０は、ＦＳＲが同じ（＝１００ＧＨｚ）エタロンを２枚（反射率２％と７％）のみ用いた場合（図１２，図１３参照）の最大分散補償量の特性を示している。分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置に比べて、ＦＳＲが１００ＧＨｚのエタロン１２３をさらに設けるためエタロンが３枚になり、１段当たりの光信号の反射回数が３／２倍になる。
【００７２】
しかし、分散補償装置１００は、従来型のＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置に比べて、１段当たりの光信号に対する分散補償量が約４倍になる。したがって、同じ分散補償量を実現する場合に、分散補償装置１００における光信号の反射回数は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置のおよそ１／３になる。
【００７３】
このように、分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置と比べて光信号の反射回数が少なくて済む。このため、エタロンにおける多重反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。特に、分散補償量を大きくする場合には光信号の反射回数を大幅に減らすことができるため、光信号の損失を抑える効果が大きい。
【００７４】
図６は、反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その２）である。図６において、図５に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。特性６１０は、ＦＳＲが２００ＧＨｚで反射率Ｒが８％のエタロンと、ＦＳＲが２００ＧＨｚで反射率Ｒが２８％のエタロンとを用いた分散補償装置（図１６参照）における最大分散補償量の特性を示している。
【００７５】
特性６１０に示すように、ＦＳＲが同じエタロンを２枚のみ用いる分散補償装置においても、反射率Ｒを大きくしてそれぞれ８％，２８％にすることである程度分散補償量を大きくすることができる。しかし、帯域３３０における合成群遅延特性３２０の直線性を維持するためには、図１６、図１７で示したように反射率Ｒが８％，２８％程度で限度である。
【００７６】
特性５１０および特性６１０に示すように、特性６１０における分散補償量は、特性５１０における分散補償量の約２／３である。このため、同じ分散補償量を実現する場合に、分散補償装置１００における光信号の反射回数は、ＦＳＲが同じで反射率Ｒが高いエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置の約２／３になる。
【００７７】
このように、分散補償装置１００は、ＦＳＲが同じで反射率Ｒが高いエタロンを２枚のみ用いた分散補償装置と比べて光信号の反射回数を減らすことができる。このため、エタロンにおける反射に起因する光信号の損失を抑えることができる。また、必要な分散補償量を得るためエタロン１２１〜１２３の反射率Ｒを小さくすることができるため、エタロン１２１〜１２３によって光信号が反射するたびに発生する光信号の損失を小さくすることができる。したがって、反射や吸収に起因する光信号の損失をさらに抑えることができる。
【００７８】
このように、実施の形態１にかかる分散補償装置１００によれば、ＦＳＲおよびフィネスの異なるエタロン１２１，１２２とエタロン１２３とを組み合わせることにより、各エタロンの反射率Ｒを大きくすることなく分散補償量を大きくすることができる。このため、十分な帯域を確保しつつ分散補償特性を向上させることができる。また、各エタロンの反射率Ｒを大きくすることなく分散補償量を大きくすることができるため、反射や吸収に起因する光信号の損失を抑えることができる。
【００７９】
また、エタロン１２１，１２２のＦＳＲとエタロン１２３のＦＳＲとの比が整数比であり、各ＦＳＲの最小公倍数が光信号の波長間隔とほぼ一致するように設定することで、合成群遅延特性３２０が光信号の波長間隔と一致した周期性を有する。このため、カラーレス動作が可能になる。さらに、エタロンの配置は図１の通りである必要はなく、３つのエタロンを順に通過しさえすれば、光が透過する順番は任意である。
【００８０】
ここでは、第１エタロンとしてエタロン１２１，１２２を設け、第１エタロンよりもＦＳＲおよびフィネスが大きい第２エタロンとしてエタロン１２３を設ける場合について説明したが、少なくとも第１エタロンおよび第２エタロンを１枚ずつ設ければよい。たとえば、図１に示した構成においてエタロン１２２を省いて、エタロン１２１によって反射した光信号をエタロン１２３へ入射させる構成にしてもよい。
【００８１】
また、第１エタロンとして、エタロン１２３よりもＦＳＲおよびフィネスが小さいエタロンをさらに設けてもよい。また、ここではエタロン１２２，１２３の後段にエタロン１２３を設ける場合について説明したが、各エタロンの配置順序は任意である。たとえば、エタロン１２３をエタロン１２１，１２２の前段に設けてもよいし、エタロン１２３をエタロン１２１，１２２の間に設けてもよい。
【００８２】
（実施の形態２）
図７は、実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図７において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態１においては、必要な帯域を維持しつつ分散補償量を大きくする場合について説明したが、帯域を狭くすれば、分散補償量をさらに大きくすることができる。
【００８３】
実施の形態２にかかる分散補償装置１００においては、実施の形態１にかかる分散補償装置１００（図１参照）において、エタロン１２１，１２２の共振部１２１ｃ，１２２ｃの厚さｄを２倍のｄ３（ｄ３＝２×ｄ１）にする。これにより、エタロン１２１，１２２のＦＳＲは、実施の形態１の半分の５０ＧＨｚになる。
【００８４】
また、エタロン１２３の共振部１２３ｃの厚さｄを２倍のｄ４（ｄ４＝２×ｄ２）にする。これにより、エタロン１２３のＦＳＲは、実施の形態１の半分の１００ＧＨｚになる。エタロン１２１〜１２３の部分反射膜１２１ａ〜１２３ａの各反射率Ｒは、実施の形態１と同様にそれぞれ２％、７％、４０％である。
【００８５】
図８は、実施の形態２にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。図８において、図３に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。ここでは、帯域３３０は、約±０．１５ｎｍ（約１５４６．８ｎｍ〜１５４７．１ｎｍ）である。したがって、分散補償装置１００の帯域３３０は約３５ＧＨｚである。
【００８６】
合成群遅延特性３２０は、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ適当に波長シフトさせることにより、変化量（分散補償量）がプラス方向に最も大きくなる合成群遅延特性を示している。合成群遅延特性３２０における分散補償量は１２０ｐｓ／ｎｍである。
【００８７】
また、温度制御部１４１〜１４３によって群遅延特性３１１〜３１３をそれぞれ波長シフトさせることにより、合成群遅延特性３２０における分散補償量を−１２０ｐｓ／ｎｍまで変化させることができる。したがって、実施の形態２にかかる分散補償装置１００において、光信号をエタロン１２１〜１２３によって１回ずつ反射させる場合は、帯域３３０において約±１２０ｐｓ／ｎｍの範囲で分散補償量を変化させることができる。
【００８８】
このように、実施の形態２にかかる分散補償装置１００によれば、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを大きくすることで、図１２の従来構成の場合と比較して、帯域を狭くすることなく分散補償量を大きくすることができる。実施の形態１および実施の形態２によって示したように、ＦＳＲおよびフィネスの異なる複数のエタロンを組み合わせることにより、帯域と分散補償量のトレードオフの関係を克服することができる。
【００８９】
たとえば、実施の形態１のように、帯域と分散補償量の両方を同時に向上させることができる。また、実施の形態２のように、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを大きくすれば、分散補償量を大幅に向上させることもできる。また、エタロン１２１〜１２３の共振部１２１ｃ〜１２３ｃの厚さｄを小さくすれば、帯域を大幅に向上させることもできる。
【００９０】
（実施の形態３）
図９は、実施の形態３にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図９において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。実施の形態３にかかる分散補償装置１００は、モジュール９１０，９２０，９３０と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、を備えている。
【００９１】
モジュール９１０は、筐体の内部に、コリメータ９１１と、エタロン１２１と、全反射ミラー９１２と、コリメータ９１３と、を備えている。コリメータ９１１は、外部から入力された光信号をエタロン１２１の部分反射膜１２１ａへ入射する。全反射ミラー９１２は、エタロン１２１と対向して平行に配置されている。
【００９２】
エタロン１２１へ入射された光信号は、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間で複数回反射してコリメータ９１３へ出射される。コリメータ９１３は、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間で複数回反射して出射された光信号をモジュール９２０へ出力する。エタロン１２１の部分反射膜１２１ａの反射率Ｒは２％であり、エタロン１２１のＦＳＲは１００ＧＨｚである。
【００９３】
モジュール９２０およびモジュール９３０も、モジュール９１０と同様の構成である。ただし、モジュール９２０のエタロン１２２の部分反射膜１２２ａの反射率Ｒは７％であり、ＦＳＲは１００ＧＨｚである。また、モジュール９３０のエタロン１２３の部分反射膜１２３ａの反射率Ｒは４０％であり、ＦＳＲは２００ＧＨｚである。モジュール９２０は、モジュール９１０から出力された光信号をエタロン１２２と全反射ミラーとの間で複数回反射させてモジュール９３０へ出力する。
【００９４】
モジュール９３０は、モジュール９２０から出力された光信号をエタロン１２３と全反射ミラーとの間で複数回反射して外部へ出力する。また、エタロン１２１〜１２３には、それぞれ電源１３１〜１３３および温度制御部１４１〜１４３が接続されており、図１に示した構成と同様にそれぞれエタロン１２１〜１２３の温度制御を行う。
【００９５】
このように、実施の形態３にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３をそれぞれモジュール化して組み合わせることで、ＦＳＲおよびフィネスが異なるエタロンの組み合わせを容易に変更することができる。このため、光信号の特性に応じて、帯域および分散補償量の調節を容易に行うことができる。
【００９６】
また、モジュール９１０において、全反射ミラー９１２とエタロン１２１との間で光信号を複数回反射させることで、一つのモジュール内で分散補償を多段化することができる。モジュール９２０，９３０においても同様である。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【００９７】
ここでは、エタロン１２１〜１２３のそれぞれに全反射ミラー（たとえば全反射ミラー９１２）を設けて光信号を複数回反射させる場合について説明したが、必要な分散補償量を確保するためのエタロンの枚数を少なくするには、エタロン１２１〜１２３の少なくとも一つに全反射ミラーを設けて光信号を複数回反射させればよい。
【００９８】
また、エタロン１２１〜１２３における光信号の反射回数をそれぞれ調節してもよい。これにより、エタロン１２１〜１２３による分散補償の特性を変化させることができる。たとえばエタロン１２１における光信号の反射回数を調節するには、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との間の距離や、エタロン１２１と全反射ミラー９１２との角度や、エタロン１２１〜１２３へ光信号を入射する角度を変化させる。または、エタロン１２１の部分反射膜１２１ａおよび全反射ミラー９１２の幅を変化させてもよい。
【００９９】
（実施の形態４）
図１０は、実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図１０において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１２１〜１２３と、折り返しミラー１０１０と、電源１３１〜１３３と、温度制御部１４１〜１４３と、コリメータ１５０と、を備えている。
【０１００】
コリメータ１１０から出射され、エタロン１２１，１２２によってそれぞれ反射し、エタロン１２３によって反射した光信号は、折り返しミラー１０１０へ出射される。折り返しミラー１０１０は、エタロン１２３から出射された光信号を反射させて平行に折り返す。折り返しミラー１０１０によって折り返された光信号は、エタロン１２３，エタロン１２２，エタロン１２１の順に再度反射してコリメータ１５０へ出射される。コリメータ１５０は、エタロン１２１〜１２３を再度反射して出射された光信号を外部へ出力する。
【０１０１】
これにより、エタロン１２１〜１２３による光信号の反射回数を増やして、分散補償を多段化することができる。折り返しミラー１０１０は、たとえばコーナーキューブプリズムやリトロリフレクターである。また、エタロン１２１〜１２３を再度反射して出射された光信号をさらに折り返すミラーを設けることで分散補償をさらに多段化させてもよい。
【０１０２】
このように、実施の形態４にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１および２にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３において反射した光信号を折り返してエタロン１２１〜１２３を再度反射させることによって分散補償を多段化することができる。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【０１０３】
（実施の形態５）
図１１は、実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示す図である。図１１において、図１に示した構成と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。図１１に示すように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００は、コリメータ１１０と、エタロン１１１０と、エタロン１２１〜１２３と、電源１３１〜１３３，１１３１と、温度制御部１４１〜１４３，１１４１と、コリメータ１５０と、を備えている。
【０１０４】
コリメータ１１０は、外部から入力された光信号をエタロン１１１０へ出射する。エタロン１１１０は、エタロン１２３よりもＦＳＲおよびフィネスが小さい第１エタロンである。エタロン１１１０とエタロン１２１は互いに対向して配置されている。コリメータ１１０からエタロン１１１０へ出射された光信号は、エタロン１１１０とエタロン１２１の間で複数回（ここでは４回ずつ）反射してエタロン１２２へ出射される。
【０１０５】
エタロン１２２とエタロン１２３は互いに対向して配置されている。エタロン１１１０とエタロン１２１の間で複数回反射して出射された光信号は、エタロン１２２とエタロン１２３の間で複数回（ここでは２回ずつ）反射してコリメータ１５０へ出射される。コリメータ１５０は、エタロン１２２とエタロン１２３の間で複数回反射して出射された光信号を外部へ出力する。電源１１３１および温度制御部１１４１は、電源１３１および温度制御部１１４１と同様の構成であり、エタロン１１１０の温度を制御する。
【０１０６】
ここでは、エタロン１１１０およびエタロン１２１は、エタロン１２２およびエタロン１２３の部分反射膜の幅を大きくすることによって、エタロン１１１０およびエタロン１２１による光信号の反射回数を増やしている。また、ここでは、エタロン１２１〜１２３，１１１０をそれぞれ平行に配置し、エタロン１１１０に対して光信号を斜めに入射させている。このとき、光信号のエタロン１１１０に対する入射角度を１〜２度程度にすることで、光信号の反射率における偏光依存性を抑えることができる。
【０１０７】
このように、実施の形態５にかかる分散補償装置１００によれば、実施の形態１にかかる分散補償装置１００の効果を奏するとともに、エタロン１２１〜１２３，１１１０を２つずつ対向して配置し、対向して配置した２つのエタロンの間で光信号を複数回反射させることによって分散補償を多段化することができる。このため、エタロンの枚数を少なくして装置の小型化を図りつつ、分散補償量を大きくすることができる。
【０１０８】
ここでは、エタロン１２１〜１２３，１１１０のそれぞれにおいて光信号を複数回反射させる場合について説明したが、エタロン１２１〜１２３，１１１０の少なくとも２つにおいて光信号を複数回反射させれば、分散補償を多段化することができる。また、エタロン１２１〜１２３，１１１０における光信号の反射回数をそれぞれ調節してもよい。これにより、分散補償装置１００による分散補償の特性を変化させることができる。
【０１０９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、光信号の損失を抑えつつ、帯域および分散補償特性の向上を図ることができる。上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【０１１０】
（付記１）反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、
前記光信号を反射させる第１エタロンと、
前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。
【０１１１】
（付記２）前記第１エタロンを複数備え、
複数の前記第１エタロンは、前記群遅延特性の波長周期が互いに同じであり、前記フィネスが互いに異なることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１２】
（付記３）前記光信号は波長多重信号であり、
前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期は前記光信号の波長間隔と等しいことを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１３】
（付記４）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期の比は整数比であることを特徴とする付記３に記載の分散補償装置。
【０１１４】
（付記５）前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの共振部の厚さを変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１５】
（付記６）前記シフト手段は、前記エタロンの共振部の温度を制御することで前記共振部の光学厚さを変化させることを特徴とする付記５に記載の分散補償装置。
【０１１６】
（付記７）前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの部分反射膜へ前記光信号を入射する角度を変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１７】
（付記８）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンと対向して配置され、前記一つのエタロンとの間で前記光信号を複数回反射させる反射手段を備えることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１８】
（付記９）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンによって反射した前記光信号を折り返し、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンを再度反射させる折り返し手段を備えることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【０１１９】
（付記１０）前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも２つのエタロンは互いに対向して配置され、前記２つのエタロンの間で前記光信号を複数回反射させることを特徴とする付記１に記載の分散補償装置。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上のように、分散補償装置は、エタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置に有用であり、特に、高速の光伝送システムに用いる場合に適している。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施の形態１にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図２】一般的なエタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図３】実施の形態１にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図４】図３に示した合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図５】反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その１）である。
【図６】反射回数に対する最大補償量の特性を示すグラフ（その２）である。
【図７】実施の形態２にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図８】実施の形態２にかかる各エタロンの群遅延特性を示すグラフである。
【図９】実施の形態３にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１０】実施の形態４にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１１】実施の形態５にかかる分散補償装置の構成を示す図である。
【図１２】従来の分散補償装置における群遅延特性を示すグラフである。
【図１３】図１２における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図１４】図１２においてＦＳＲを２倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１５】図１４における合成群遅延特性の変化を示すグラフである。
【図１６】図１４の場合（反射率２％と７％）と比較して、エタロンの部分反射膜の反射率を４倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１７】同様に反射率を５倍にした場合の群遅延特性を示すグラフである。
【図１８】エタロンを３枚用いた場合の群遅延特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１２２】
１００ 分散補償装置
１１０，１５０，９１１，９１３ コリメータ
１２１，１２２，１２３，１１１０ エタロン
１２１ａ，１２２ａ，１２３ａ 部分反射膜
１２１ｂ，１２２ｂ，１２３ｂ 全反射膜
１２１ｃ，１２２ｃ，１２３ｃ 共振部
１２１ｄ，１２２ｄ，１２３ｄ ペルチェ素子
２１１，２１２ 群遅延特性
２２０ 波長周期
３０１ 波長グリッド
３１１，３１２，３１３ 群遅延特性
３２０ 合成群遅延特性
３３０ 帯域
５１０，５２０，６１０ 特性
９１０，９２０，９３０ モジュール
９１２ 全反射ミラー
１０１０ 折り返しミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、
前記光信号を反射させる第１エタロンと、
前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。
【請求項２】
前記第１エタロンを複数備え、
複数の前記第１エタロンは、前記群遅延特性の波長周期が互いに同じであり、前記フィネスが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項３】
前記光信号は波長多重信号であり、
前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期は前記光信号の波長間隔と等しいことを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項４】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期の比は整数比であることを特徴とする請求項３に記載の分散補償装置。
【請求項５】
前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの共振部の光学厚さを変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項６】
前記シフト手段は、前記エタロンの共振部の温度を制御することで前記共振部の光学厚さを変化させることを特徴とする請求項５に記載の分散補償装置。
【請求項７】
前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの部分反射膜へ前記光信号を入射する角度を変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項８】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンと対向して配置され、前記一つのエタロンとの間で前記光信号を複数回反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項９】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンによって反射した前記光信号を折り返し、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンを再度反射させる折り返し手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項１０】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも２つのエタロンは互いに対向して配置され、前記２つのエタロンの間で前記光信号を複数回反射させることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項１】
反射型のエタロンを用いて光信号の分散補償を行う分散補償装置において、
前記光信号を反射させる第１エタロンと、
前記光信号を反射させ、前記第１エタロンよりも群遅延特性の波長周期およびフィネスが大きい第２エタロンと、
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの群遅延特性を波長シフトさせるシフト手段と、
を備えることを特徴とする分散補償装置。
【請求項２】
前記第１エタロンを複数備え、
複数の前記第１エタロンは、前記群遅延特性の波長周期が互いに同じであり、前記フィネスが互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項３】
前記光信号は波長多重信号であり、
前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期は前記光信号の波長間隔と等しいことを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項４】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンの前記群遅延特性の波長周期の比は整数比であることを特徴とする請求項３に記載の分散補償装置。
【請求項５】
前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの共振部の光学厚さを変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項６】
前記シフト手段は、前記エタロンの共振部の温度を制御することで前記共振部の光学厚さを変化させることを特徴とする請求項５に記載の分散補償装置。
【請求項７】
前記シフト手段は、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンの部分反射膜へ前記光信号を入射する角度を変化させて前記群遅延特性を波長シフトさせることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項８】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも一つのエタロンと対向して配置され、前記一つのエタロンとの間で前記光信号を複数回反射させる反射手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項９】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンによって反射した前記光信号を折り返し、前記第１エタロンおよび前記第２エタロンを再度反射させる折り返し手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【請求項１０】
前記第１エタロンおよび前記第２エタロンのうちの少なくとも２つのエタロンは互いに対向して配置され、前記２つのエタロンの間で前記光信号を複数回反射させることを特徴とする請求項１に記載の分散補償装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２００９−１２２２３５（Ｐ２００９−１２２２３５Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４１７５（Ｐ２００７−２９４１７５）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、独立行政法人情報通信研究機構、「経済的な光ネットワークを実現する高機能集積化光スイッチングノードの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１９年度、独立行政法人情報通信研究機構、「経済的な光ネットワークを実現する高機能集積化光スイッチングノードの研究開発」委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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