可変分散補償器およびその制御方法
【課題】分散補償量を可変する場合に損失劣化を最小限に抑える。
【解決手段】入力光コリメータ４と、可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部５−１，５−２と、出力光コリメータ６と、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について分散補償すべく、群遅延特性付与部５−１，５−２での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部１３，１４と、入力光コリメータ４からの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部１１と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部１３，１４と、をそなえる。
【解決手段】入力光コリメータ４と、可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部５−１，５−２と、出力光コリメータ６と、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について分散補償すべく、群遅延特性付与部５−１，５−２での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部１３，１４と、入力光コリメータ４からの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部１１と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部１３，１４と、をそなえる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、光通信システムにおいて用いて好適の可変分散補償器およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に例示するように、伝送路である光ファイバ１を用いた光信号伝送では、光の伝搬速度が波長によって異なることから、伝送距離に比例して信号パルスの歪みが大きくなる。この図１（ａ）においては、送信側における光パルスＰ１が光ファイバ１を伝送されると、この光ファイバ１の波長分散によりパルス歪みの生じた光パルスＰ２となることを示している。
【０００３】
この現象は波長分散と呼ばれ、高ビットレート化が著しい近年の光通信システムでは、光信号の伝送距離を制限する大きな障害となっている。現在光通信システムに一般的に用いられているシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：以下、ＳＭＦ）は波長１５５０ｎｍ付近で１５〜１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ程度の波長分散を有する。つまり、ＳＭＦを用いて１００ｋｍ伝送された光パルスはおよそ１５００ｐｓ／ｎｍの分散を受け、信号パルスの帯域内の波長成分毎に到達時間の差が生じることになる。
【０００４】
波長分散補償（以下、分散補償）とは、伝送路における波長分散の影響により歪んだ光信号に対して、伝送路とは逆の符号を持つ波長分散を与えることにより元の信号波形を再現することをいう。例えば、図１（ｂ）に示す分散補償器２においては、図１（ａ）に示すような歪みの生じた光パルスＰ２に、伝送路１とは逆の波長分散を与えて元の信号波形（Ｐ１）が再現された光パルスＰ２′としている。現在、分散補償において最もよく用いられているものが分散補償ファイバ（Dispersion Compensating Fiber：以下、ＤＣＦ）である。
【０００５】
ＤＣＦは特殊な屈折率分布によって通常のＳＭＦとは逆の分散を持つように設計されたファイバであり、長距離の光伝送を行なう際は一定距離毎に中継局を設けてこのＤＣＦを接続し、トータルの分散量がゼロになるようにして用いられる。
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、４０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃや１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃといった超高速伝送システムの導入が進められている。このような高ビットレート伝送では、信号波長帯域の拡大により分散耐力はこれまでより更に小さくなり、従来問題とならなかった波長分散の温度変動をも補償する必要があると考えられている。
【０００６】
そこで、４０Ｇ以上の高速伝送システムでは固定式のＤＣＦのほかに、ＤＣＦでは補償しきれない残留分散成分を補償するために補償量を任意に制御可能な可変分散補償器が必須となると考えられている。従来においても種々の可変分散補償器が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２６４５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８９６８号公報
【特許文献３】特開２００６−２２１０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変分散補償器においては、装置の小型化とともに分散補償の精度向上や損失の抑制等、トータルな面にわたる装置性能を向上させることが望まれている。
そこで、本願は、従来技術よりも装置性能を向上させた可変分散補償器およびその制御方法を提供することを目的の一つとすることができる。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本願の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
たとえば、以下の手段を用いる。
（１）入力光を導入する入力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえた可変分散補償器を用いることができる。
【０００９】
（２）入力光を導入する入力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえた可変分散補償器を用いることができる。
【００１０】
（３）入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、可変分散補償器の制御方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。
〔Ａ〕第１実施形態
〔Ａ１〕対比例
図２は本実施形態の対比例としての可変分散補償器を示す図である。この図２に示す可変分散補償器３は、特性の異なる複数のエタロン５−１，５−２を組み合わせたものである。エタロン５−１，５−２は、ともに平板状のエタロン基板５ａとエタロン基板５ａの両面に形成された反射膜５ｂ，５ｃとをそなえる。ここで一方の反射膜５ｂは反射率を１００％に近く設定され、他方の反射膜５ｃは反射膜５ｂよりも低い反射率が設定される。
【００１３】
そして、エタロン５−１，５−２は、ともにＦＳＲ（Free Spectral Range）を１００ＧＨｚとして与えられるが、エタロン５−１は、反射膜５ｃの反射率Ｒを２％に設定された相対的に低フィネスのエタロンである。又、エタロン５−２は、反射膜５ｃの反射率Ｒを７％に設定された相対的に高フィネスのエタロンである。これらのエタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入される光の光路上において実質的に（許容範囲内での誤差範囲を含めて）平行となるように対向配置される。（ＦＳＲの値やエタロンの反射率の値はあくまでも例である。）
これにより、入力光コリメータ４からの光が各エタロン５−１，５−２を順番に入射角度θ＝２°で入射および反射されて出力光コリメータ６に導かれる。また、各エタロン５−１，５−２にはそれぞれペルチェ素子７−１，７−２が結合される。又、電源８−１，８−２はペルチェ素子７−１，７−２に電流を通電し、温度制御部９−１，９−２は、電源８−１，８−２を通じたペルチェ素子７−１，７−２に対する電流量と通電方向とを制御することを通じ、エタロン５−１，５−２の温度を制御する。
【００１４】
低フィネスエタロン（Ｒ＝２％）の群遅延ピークを波長グリッドに合わせ、高フィネスエタロン（Ｒ＝７％）の共振器長を変化させたときの合成群遅延特性の変化を図３に示す。尚、図３中において、共振器長の変化の程度は、エタロン５−１，５−２での使用波長帯域での波長分散特性が０ｎｍ／ｐｓとなるときの厚さを基準（０）として、エタロン５−２の厚さが中心グリッド波長（この場合には１５４６．９１７ｎｍ）の何倍だけ変化したかで表した。
【００１５】
このような複数のエタロン５−１，５−２を有する光学系においては、出力光コリメータ６の位置と、損失および損失リップルと、の間には密接な関係がある。図２の構成において、分散補償量０ｐｓ／ｎｍとなる場合に（図３における「０」の場合参照）に、出力光コリメータ６の位置ｘCを可変した場合に対する、スペクトル−損失の関係を図４に示す。ここでは、入出力光コリメータ４，６のビーム半径は１００μｍであるとした。
【００１６】
なお、出力光コリメータ６の位置ｘCは、基準位置（ｘC＝０）に対して、光の入射面内において出力光ビームに垂直かつ入力光コリメータ位置から遠ざかる方向をプラスとした。尚、ここでの基準位置は、エタロン５−１，５−２の光入射面５ｃの反射率が仮に１００％であると想定したときのビーム到達位置としている。
この図４に示すように、図２の構成で分散補償量０ｐｓ／ｎｍとしている場合には、出力光コリメータ６の位置がｘC≒１０３μｍの場合に最も損失リップルが小さくなり、ｘC≒９５μｍの場合に波長グリッド（１５４６．９１７ｎｍ）での損失が最小になることがわかる。
【００１７】
ついで、図２に示す分散補償器３において、補償量を変化させた場合の損失スペクトルの変化を考える。出力光コリメータ６を、補償量０ｐｓ／ｎｍの場合に損失リップルが最小となった位置（ｘC≒１０３μｍ）に固定し、高フィネスエタロン５−２の共振器長を変化させて補償量のチューニングを行なう。この場合の群遅延特性および損失スペクトルの変化を図５（ａ）と図５（ｂ）にそれぞれ示す（図５（ａ）と図３はほとんど同等特性である）。
【００１８】
この場合、群遅延特性（分散特性）の変化にともない、損失特性が波長シフトするだけでなくリップルの深さまでも変化してしまう。光の入射角度θを小さくすれば損失リップルを小さくすることができるが、補償量を変化させたときはやはりリップル深さが大きくなってしまい、損失特性が劣化することになる。
また、入射角度θを小さくすればするほど、ビーム半径の大きさが与える影響が無視できなくなる。即ち、エタロン５−１のエッジによるビームのケラレが生じること等が想定される。このようなケラレを避けるためにはエタロン５−１，５−２の間隔を広く取らなくてはならなくなる。つまり、反射型エタロン５−１，５−２を用いる可変分散補償器３を小型化しようとする場合、光の入射角度θはある程度大きいほうが望ましいことになる。
【００１９】
以上のように、図２に示すような、反射型エタロン５−１，５−２と入出力用のコリメータ４，６を用いた斜め入射光学系を採用する可変分散補償器３では、エタロン５−２（および５−１）の共振器長を制御することによって分散補償特性をチューニングすると損失特性が劣化する。一方、光の入射角度θを小さくして損失特性劣化を抑制することも考えられるが、装置の小型化のためには光の入射角度θはある程度の大きさを確保することが求められる。従って、装置の小型化と損失特性劣化の抑制を両立するためには更なる技術的進歩が求められる。
【００２０】
〔Ａ２〕第１実施形態における可変分散補償器について
そこで、第１実施形態においては、図６に例示するような可変分散補償器１０を提案する。この図６に示す可変分散補償器１０は、前述の図２に示す可変分散補償器３と同等の入力光コリメータ４，エタロン５−１，５−２，出力光コリメータ６，ペルチェ素子７−１，７−２，電源８−１，８−２および温度制御部９−１，９−２をそなえている。
【００２１】
すなわち、入力光コリメータ４においては入力光をエタロン５−１に導入する。群遅延特性付与部をなすエタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入された光について反射による光路を形成するように対向して配置され、これらエタロン５−１，５−２での反射により、この導入された光に対し可変の群遅延特性が与えられる。又、出力光コリメータ６においては、エタロン５−２から分散補償のための群遅延特性が与えられた光を受け、波長分散が補償された光として出力する。
【００２２】
なお、図６中においては、入力光コリメータ４から導入される光はエタロン５−１，５−２でそれぞれ１回ずつ反射して出力光コリメータ６に結合されるようになっているが、エタロン５−１，５−２において複数回反射するようにすることとしてもよい。
ここで、本実施形態の可変分散補償器１０が図２に示す可変分散補償器３と異なるのは、更に、位置決めステージ１１，駆動部１２，プロセッサ（Central Processing Unit：ＣＰＵ）１３およびメモリ１４をそなえている点である。
【００２３】
位置決めステージ１１は、駆動部１２からの駆動制御を受けて、出力光コリメータ６を図２に示すｘC軸上に相当する軸上でスライドさせて出力光コリメータ６の位置決めを行なう。即ち、エタロン５−１，５−２の部分反射膜をなす反射膜５ｃでそれぞれ反射した光の光軸が直交する方向であって、上述のｘC軸上で交わる点を原点として置き、当該光軸に直交し、入力光コリメータ４の光軸から遠ざかる方向にｘC軸正方向を設定する。そして、位置決めステージ１１としては、上述のｘC軸の原点から正方向のいずれかの座標値上において出力光コリメータ６が位置決めされるように配置される。
【００２４】
また、位置決めステージ１１としては、機械式のスライド機構をそなええたものの他、ピエゾ素子の特性を利用したものを適用できる。又、駆動部１２は、後述のＣＰＵ１３からの制御を受けて、出力光コリメータ６の位置決めのため位置決めステージ１１を駆動する。
さらに、ＣＰＵ１３は、可変分散補償器１０としての分散補償量を制御するコマンドを受け取って、受け取ったコマンド内容に対応する分散補償量を得るための制御量を温度制御部９−１，９−２に出力する。尚、コマンドにかかる分散補償量に対応する温度制御情報についてはメモリ１４等を参照することにより抽出することができる。
【００２５】
これにより、ＣＰＵ１３においては、エタロン５−１，５−２に与えるべき群遅延特性を温度制御部９−１，９−２への温度制御指示を通じて設定しているので、コマンドに対応した分散補償を実現している。換言すれば、上述のＣＰＵ１３およびメモリ１４は、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について分散補償すべく、エタロン５−１，５−２での群遅延特性を制御する群遅延特性制御部の一例である。
【００２６】
また、上述の反射型エタロン５−１，５−２，ペルチェ素子７−１，７−２，電源８−１，８−２および温度制御部９−１，９−２は、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について、エタロン５−１，５−２での反射により、入力光コリメータ４からの導入光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部の一例である。
さらに、ＣＰＵ１３は、出力光コリメータ６の位置決めされる位置に関する情報を、コマンド内容にかかる分散補償量に対応付けてメモリ１４から抽出して、抽出した情報により駆動部１２を制御する。メモリ１４には、可変分散補償器１０において与えることが可能な範囲の群遅延特性（即ち分散補償特性）に対応して、後述するように損失特性を最適にする出力コリメータ６の配置位置に関する情報（例えば駆動部１２への制御情報）を記憶しておくようになっている。
【００２７】
これにより、ＣＰＵ１３は、コマンドに対応した分散補償の補償量（群遅延特性）に対応して、メモリ１４を参照することを通じて得られた制御量で駆動部１２を制御することで、出力光コリメータ６を最適な位置に位置決め制御することもできる。出力光コリメータ６の適切な位置は、入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置との相対位置関係で定められる。
【００２８】
すなわち、ＣＰＵ１３から駆動部１２への制御信号には、出力光コリメータ６を据えるべき位置について、上述の光軸位置に対する距離の情報（又は駆動部１２において上述の相対位置関係を確立するために必要な制御情報）が含まれる。駆動部１２では、上述のＣＰＵ１３から受けた制御信号の内容に応じて、位置決めステージ１１を駆動することにより出力光コリメータ６の位置を設定する。
【００２９】
したがって、上述の位置決めステージ１１および駆動部１２は、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ１３およびメモリ１４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ１３で制御する群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部１２を制御する位置決め制御部の一例である。
【００３０】
また、メモリ１４は、位置決め部をなす位置決めステージ１１および駆動部１２において位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ１３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ１４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部１２への制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００３１】
第１実施形態における可変分散補償器１０の反射型エタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入された光に対し、反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータ６に導く。このとき、反射型エタロン５−１，５−２が協働することにより与えることとなる群遅延特性は、目標分散補償量に応じて制御（チューニング）される。具体的には、いずれか一方又は双方の反射型エタロン５−１，５−２の共振器長を可変制御することを通じて群遅延特性を制御している。
【００３２】
また、入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置と、出力光コリメータ６の配置位置との相対位置関係を、上述のごとく制御する群遅延特性に対応づけて位置決め制御している。具体的には、出力光コリメータ６の配置位置を位置決めステージ１１の駆動を通じて設定することを通じ、上述の位置決め制御を行なっている。これにより、以下に示すように分散補償特性のチューニングに伴う損失特性の劣化を抑制させることができる。
【００３３】
〔Ａ３〕分散補償特性のチューニングに伴う損失特性の劣化の発生について
分散補償特性のチューニングに伴い抑制すべき対象となる、損失特性の劣化の発生について説明する。第１に、入出力光コリメータ４，６および反射型エタロン５−１，５−２からなる光学系の光損失について検討する。ここでは簡単のため、図７（ａ）に示すような一つの反射型エタロン５での反射に着目して検討する。即ち、この場合には入力光コリメータ４からの光は一の反射型エタロン５で反射されてから出力光コリメータ６に導かれる光学系を想定している。尚、反射型エタロン５は、例示的に、屈折率ｎで厚さＬのエタロン基板５ａの裏面に全反射膜５ｂ、表面に振幅反射率ｒ（強度反射率：Ｒ＝ｒ２）の部分反射膜５ｃが形成されているものとする。
【００３４】
このような反射型エタロン５に（図示しない入力光コリメータ４から）波長λの光（振幅を１とする）が入射角度θ（屈折角度φ）で入射する場合を考える。このとき、エタロン表面（部分反射膜５ｃの表面）で反射される光成分Ｌ０の振幅値はｒである。又、共振器内を１往復してから出射される光成分Ｌ１の振幅値は−（１−ｒ２）であり、同２往復してから出射される光成分Ｌ２の振幅値は−ｒ（１−ｒ２）であり、同３往復してから出射される光成分Ｌ３の振幅値は−ｒ２（１−ｒ２）である。このように、共振器内の往復回数が１回増すごとに、光成分はｒ倍だけ減衰してゆく。
【００３５】
また、それぞれの光Ｌｉ（ｉ：０以上の整数）の成分の位相はΔ（≒４πｎＬｃｏｓφ／λ）倍ずつ異なり、経路は図７（ａ）中のｘ軸方向に（２Ｌｔａｎφｃｏｓθ）倍ずつ異なる。ただし、ｘ軸は、光の入射面内かつエタロン５からの反射光に垂直な直線上で、エタロンの部分反射膜５ｃの反射率が１００％である場合のビーム中心位置をゼロ（原点）として入力光コリメータ４から遠ざかる方向をプラスとしている。この場合の光学系の損失は、これら全ての光成分について、出力光コリメータ６との結合効率を重ね合わせることにより求められる。
【００３６】
図７（ｂ）に示すような、入力光コリメータ４と出力光コリメータ６とからなる光学系であって、入力光コリメータ４および出力光コリメータ６のビーム半径がそれぞれＷ１，Ｗ２であり、光軸間距離がｄである光学系を想定する。このような光学系における入出力コリメータ４，６の結合効率ηは、ビームの広がりおよびコリメータ光軸の傾きズレが無視できるとした場合、一般的には、これらのＷ１、Ｗ２およびｄを用いて以下の式１のように表すことができる。
【００３７】
したがって、図７（ａ）において出力光コリメータ６の位置がｘCである場合の、出力光コリメータ６に結合される光の振幅は、以上の関係を総合することにより式２で表すことができる。そして、この結合光の透過光強度は式２の振幅Ａを用いて、式３のように表すことができる。因みに、光の群速度と位相速度との関係は式４のように表せることから、エタロン光学系の群遅延は式２の振幅Ａの波長依存性を求め、その位相情報から算出することがきる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
以上より、入力光コリメータ４からの光は一の反射型エタロン５で反射されてから出力光コリメータ６に導かれる光学系の透過光強度（つまり系の損失）は、エタロン５の共振器長（つまり式２における位相差Δ）に依存して変化することがわかる。
上述の説明においては、簡単のためエタロンを1枚だけ使用し光が1回だけ反射させるような光学系について検討したが、第１実施形態における可変分散補償器１０（図６参照）のように、複数のエタロン５−１，５−２を組み合わせて用いる場合や折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の場合も、上とほぼ同様の議論が成り立つ。即ち、上で示した式２に相当する式がやや複雑になるものの、エタロンの共振器長変化に依存して光学系の損失特性が変化する点については同様である。
【００４０】
〔Ａ４〕損失特性の劣化を抑制するための技術について
第１実施形態における可変分散補償器１０は、上述のごとき共振器長に依存して変動する光学系の損失を、出力光コリメータ６の位置決め制御を通じて抑制できるようになっている。
すなわち、図６に示すように、位置決め制御部をなすＣＰＵ１３およびメモリ１４での駆動部１２への制御を通じて出力光コリメータ６の位置ｘCを位置決め制御する。具体的には、分散補償特性のチューニングのためにエタロンの共振器長を変化させるたびに、式２（または式３）に準じた導出式から得られる振幅値が最大となるように（もしくは変動振幅つまりリップルが最小となるように）出力光コリメータ６の位置ｘCを位置決め制御する。
【００４１】
前述したように、メモリ１４には、上述の式２（又は式３）に準じた導出式から得られる、エタロン５−１，５−２の共振器長に応じた出力光コリメータ６の最適位置の値ｘCに関する情報（例えば、ｘC値に対応する駆動部１２への制御量情報）を記憶しておく。これにより、ＣＰＵ１３においては、エタロン５−１，５−２への共振器長についての制御量に応じて、出力光コリメータ６の最適位置に位置決めするための駆動部１２への制御量を得ることができるようになる。従って、ＣＰＵ１３から駆動部１２への制御を通じ、分散補償特性（補償量）の変化にともなう光損失の劣化を最小限に抑えることができるようになっている。
【００４２】
一例としての図８は、前述の図７（ａ）の反射型エタロン５を用いた1回反射光学系を想定して、反射型エタロン５の共振器長に応じた出力光コリメータ６の最適位置（グリッド波長における損失が最小となる位置）の関係を示す図である。即ち、この図８においては、光の入射角度θを１°，２°，３°、部分反射膜５ｃの入出力面の反射率Ｒを１％，３％，５％とした場合のバリエーションにおいて、共振器長（横軸）に応じて導出される適切な出力光コリメータ６の位置ｘC（縦軸）を示している。
【００４３】
なお、例示的に、コリメータ４，６のビーム半径Ｗ１、Ｗ２はともに１００μｍであるとし、エタロン５のＦＳＲはいずれの場合も１００ＧＨｚであるものとした。又、横軸に相当する共振器長については、エタロン５の光学厚さの変化について波長に対する割合として示した。
この図８から明らかなように、エタロン５の光学厚さが変化すると、出力光コリメータ６の最適位置（波長グリッドにおける損失が最小となる位置）はほぼ周期的に変化している。更に、最適位置に関して、図８からは、エタロン５の入出力面の反射率が０％であると仮定した場合のビーム到達位置（ｘC＝２Ｌｔａｎφｃｏｓθ）を中心として変動することもわかる。又、その変動の振幅は、入出力面の反射率が大きいほど大きく、光の入射角度が大きいほど大きい。尚、入射角度依存性に関してより厳密には、２Ｌｔａｎφｃｏｓθがビーム半径に一致するときに最適コリメータ位置の変動が最大となる。
【００４４】
そして、前述の対比例においては、損失特性を改善するためにはなるべく入射角度を小さくすることが求められていたが、ある程度の入射角度を設定しても、第１実施形態のごとき出力光コリメータ６の配置位置の調整を通じて損失特性が改善できる。これにより、エタロン５−１，５−２のエッジによるビームのケラレを避けるためにエタロン５−１，５−２の間隔を広く取るという要請が少なくなるため、装置全体としての規模の縮小化を期待できる。
【００４５】
ここでの例示においても、説明の簡単のため、一のエタロン５を使用した１回反射の光学系を検討モデルとしたが、第１実施形態における可変分散補償器１０における出力光コリメータ６の位置決め制御においても、同様の議論が成り立つ。更には、折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の場合も同様である。
この場合においても、エタロン５−１，５−２の共振器長変化に伴いコリメータ６の最適位置がほぼ周期的に変化する点や、入射角度や膜の反射率に依存して最適コリメータ位置の変動量が大きくなる点などは、同様の振る舞いを見せる。又、複数のエタロン５−１，５−２を用いたり、折り返し多段構成を採用したりすることにより、最適位置の変動量はエタロン透過回数（段数）分だけ大きくなる。つまり、損失変動も大きい。
【００４６】
即ち、複数のエタロン５−１，５−２を用いた光学系や、折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の光学系とする場合おいては、上述のごとき位置決め制御を通じて、光損失の抑制効果をより大ならしめることが可能である。
〔Ａ５〕損失特性の劣化の抑制効果について
つぎに、出力光コリメータ６の位置を固定している場合（図２参照）と、第１実施形態における可変分散補償器１０のように出力光コリメータ６の位置決めを行なう場合とで、分散補償特性のチューニングに伴い発生する損失を対比する。
【００４７】
まず、出力光コリメータ６を位置決め制御せずに固定している場合について説明する。
例として、前述の図２に示す可変分散補償器３において、低フィネスエタロンの群遅延ピークを波長グリッドに固定し、高フィネスエタロン５−２（Ｒ＝７％）の共振器長を変化させることにより合成群遅延特性の傾きを制御する場合に生じる光損失について検討する。ここで、分散補償量が０ｐｓ／ｎｍのとき（高フィネスエタロン５−２の群遅延特性のボトムと波長グリッドが一致する場合）に、波長グリッドにおける損失が最小になるように出力光コリメータ６の位置を固定しておく。
【００４８】
図９は、出力光コリメータ６の位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロン５−２の共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の群遅延特性の変化を示す図であり、図１０はそのときの損失スペクトルの変化を示す図である。図１０に示すように、グリッド波長λｇｒに着目すると、共振器長を変化させることに伴い（−０．３λ０〜＋０．３λ０）、光損失（ｄＢ）が少なからず劣化する方向に変動していることを読み取ることができる。
【００４９】
つぎに、図６に示す第１実施形態における可変分散補償器１０において、分散補償量を変化させるたびに波長グリッドにおける損失値が最小となるように出力光コリメータ６の位置（またはエタロン位置、ビーム位置）を毎回調整した場合に生じる光損失を検討する。図１１は、分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータ６の位置を位置決め制御により調整した場合の出力光の群遅延特性の変化を示す図であり、図１２はそのときの損失スペクトルの変化を示す図である。この図１２に示すものにおいては、グリッド波長λｇｒに着目すると、光損失（ｄＢ）の変動についてはほとんど生じない程度に変動を抑制させていることを読み取ることができる。
【００５０】
したがって、図１０に示すように、出力光コリメータ６やエタロン５等の光学部品を固定する可変分散補償器３では、分散補償量のチューニングに伴う損失変動が少なからず発生してしまう。
これに対し、第１実施形態における可変分散補償器１０においては、図１２に示すように、損失特性劣化を最小限に抑えることが可能となる。図１３は、図１０，図１２において得られる結果を分散補償量と波長グリッドにおける損失値との観点から纏め直したものである。この例の場合、最大で光損失の値を１／８に抑えられることがわかる。
【００５１】
このように、第１実施形態によれば、分散補償量を可変する場合において、損失特性劣化を最小限に抑えることが可能となる利点がある。
また、装置全体としての規模を縮小化させることもできるという利点がある。
なお、上述の説明においても、エタロン５−１，５−２を１回ずつ透過するような１段構成について検討したが、種々の変形に対しても同様に光損失の低減効果を説明できる。例えば、図１４に示すように、向かい合う複数のエタロン５−１，５−２間を何度も往復するような光学系を採用する場合においても、損失の低減効果としては同様に説明できる。
【００５２】
このような光学系においては、１段構成の場合に比べて分散補償量を拡大することが容易である。このように多段化した場合、これまで述べた特性チューニングにともなう損失特性劣化（または損失リップル特性の劣化）は多段化の段数分だけ大きくなる。従って、このような多段化された可変分散補償器においては、上述の位置決め制御を通じた光損失の低減効果をより大ならしめることが可能である。
【００５３】
なお、第１実施形態においては、位置決めステージ１１において出力光コリメータ６の移動調整により位置決めを行っているが、入力光コリメータ４についての移動調整により位置決めを行なうこととしてもよい。このようにしても、光損失が抑制されることが可能である。入力光コリメータ４の位置が図６からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置と、出力光コリメータ６の配置位置との相対位置関係を、制御される群遅延特性に対応づけて位置決めすることが可能であるからである。
【００５４】
〔Ｂ〕第２実施形態
図１５は第２実施形態にかかる可変分散補償器２０を示す図である。この図１５に示す可変分散補償器２０は、前述の第１実施形態における可変分散補償器１０の場合における位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。具体的には、分散補償量に応じて、２つの反射型エタロン５−１，５−２のうちの少なくとも一方（この場合には反射型エタロン５−２）の配置位置を移動調整する制御を行なっている。尚、図１５中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００５５】
また、出力光コリメータ６については、前述の第１実施形態の場合とは異なり、例えば反射型エタロン５−１，５−２間の距離をある基準値に設定したときに入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置に設定しておく。尚、このときのエタロン５−２の位置を基準位置とする。
【００５６】
そして、反射型エタロン５−１，５−２間の距離を反射型エタロン５−２を移動させることにより調整することにより、各エタロン５−１，５−２の入射面側での反射により得られる出力光ビームの光軸と出力光コリメータ６の光軸との相対位置関係が調整される。この反射型エタロン５−２の配置位置の調整を通じて、出力光コリメータ６へ結合する光の光損失を抑制できるようになる。
【００５７】
このため、第２実施形態においては、図６に示す位置決めステージ１１に代えて、反射型エタロン５−２の配置位置を反射面について平行を保持しながら移動させる位置決めステージ２１をそなえている。又、駆動部２２は、ＣＰＵ２３からの制御を受けて位置決めステージ２１を駆動するものである。
なお、ＣＰＵ２３は第１実施形態と同様に、コマンドに応じた分散補償量を設定すべく温度制御部９−１，９−２を制御するとともに、この分散補償量に応じてメモリ２４を参照することにより駆動部２２を制御する。反射型エタロン５−２を移動させる方式を採用する場合、エタロン５−１，５−２間の距離（Ｄ）の変化に対する出力ビームの移動量ｘとの関係は以下の式５で表せる。ただし、折り返しによる多段化の段数をＮで表した。
【００５８】
【数２】
【００５９】
すなわち、メモリ２４においては、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、式５に応じて、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部２２への制御パラメータとなるエタロン５−２の上述の基準位置に対する移動量情報として記憶しておく。本実施形態においては、エタロン５−１については固定に配置されるので、このエタロン５−２の基準位置に対する移動量を、式５で得られるエタロン間距離Ｄに対応付けることができる。
【００６０】
なお、出力光ビーム位置ｘについては、上述のごとく固定に配置された出力光コリメータ６の光軸に対する、エタロン５−２の移動により設定されたエタロン間距離Ｄに応じた出力光ビームの光軸の相対位置関係として把握できる。即ち、ＣＰＵ２３がメモリ２４を参照して駆動部２２を制御することを通じて、出力光ビームの移動量ｘに対応づけて反射型エタロン５−２が位置決めすることができる。換言すれば、反射型エタロン５−１，５−２間の距離を、分散補償量（群遅延特性）に応じて光損失を所期の量（最適に抑制する量）とするような出力光ビームの移動量ｘを実現する距離とすることができる。
【００６１】
また、通常、入力光コリメータ４からの入射角θはたかだか数度程度の値であることから、式５の右辺は（Ｎの大きさにもよるが）１より小さな値となる。図６に示すようなコリメータ６の位置を可変させるものよりも、図１５に示すようなエタロン５−１，５−２間の距離を可変させるもののほうが移動距離に対する光軸間距離の変化が小さい。すなわち、第２実施形態の可変分散補償器２０は、第１実施形態の可変分散補償器１０よりも、位置あわせのトレランスが大きく、より精度の高い損失管理が行える。
【００６２】
したがって、上述の位置決めステージ２１および駆動部２２は、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ２３およびメモリ２４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ２３で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部１２を制御する位置決め制御部の一例である。
【００６３】
この場合においては、位置決め部としての位置決めステージ２１および駆動部２２は、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２の移動調整により上述の位置決めを行なっている。尚、本実施形態においては、一方の反射型エタロン５−２についての移動調整により位置決めを行なっているが、他方の反射型エタロン５−１についての移動調整により位置決めを行なってもよく、又双方のエタロン５−１，５−２についての移動調整により行なうこととしてもよい。
【００６４】
また、メモリ２４は、位置決め部をなす位置決めステージ２１および駆動部２２において位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ２３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ２４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部２２への制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００６５】
このように、第２実施形態によれば、前述の第１実施形態の場合と同様、分散補償量を可変する場合において、装置規模の縮小化を図りつつ、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる利点があるほか、第１実施形態の場合よりも損失劣化の抑制のための制御を高精度に行なうことができる利点もある。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図１６（ａ），図１６（ｂ）は第３実施形態にかかる可変分散補償器３０を示す図であり、図１６（ａ）はその模式的上視図、図１６（ｂ）はその模式的正視図である。この図１６（ａ），図１６（ｂ）に示す可変分散補償器３０は、前述の第１，第２実施形態における可変分散補償器１０，２０の場合における位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。具体的には、分散補償量に応じて、出力光コリメータ６に結合される出力光ビームの光軸位置をビーム位置制御板３１で制御する。尚、図１６（ａ），図１６（ｂ）中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００６６】
ここで、第３実施形態にかかる可変分散補償器３０においては、筐体３９に入力光コリメータ４，反射型エタロン５−１，５−２および出力光コリメータ６とともに、ビーム位置制御板３１，ビーム位置制御板３１の角度を調整する角度調整機構３２ａが配置固定される。尚、第３実施形態における可変分散補償器３０では、入力光コリメータ４から入射された光は、反射型エタロン５−１，５−２間を反射により４往復してから、ビーム位置制御板３１を介して出力光コリメータ６に出力される。
【００６７】
さらに、可変分散補償器３０においては、角度調整機構３２ａを駆動する駆動部３２ｂ，ＣＰＵ３３およびメモリ３４をそなえている。尚、図１６（ｂ）中においては、電源８−１，８−２，温度制御部９−１，９−２，駆動部３２ｂ，ＣＰＵ３３およびメモリ３４については図示を省略している。
ビーム位置制御板３１は、例えばエタロン５−１，５−２での反射を通じて出射された光を通過させる透明板からなり、その角度が制御されることによりエタロン５−２からの出力光ビームの光軸位置を直接にシフトさせることができる。又、角度調整機構３２ａは、駆動部３２ｂからの駆動制御を受けて、ビーム位置制御板３１の角度を例えばモータ動力またはピエゾ素子を適用した動力等により可動調整する。
【００６８】
さらに、ＣＰＵ３３は、メモリ３４を参照することにより、コマンド等により設定される分散補償量に応じて温度制御部９−１，９−２での温度調整を制御するとともに、当該分散補償量に対応して駆動部３２ｂへの制御量を与える。
すなわち、メモリ３４においては、前述の式２に準じた式（２つのエタロン５−１，５−２が４回ずつ反射する光学系に適合した、出力光ビームの光軸位置ｘに応じた結合効率を導出する式））に基づいて、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部３２ｂへの制御パラメータとなる角度情報を記憶しておく。
【００６９】
これにより、ＣＰＵ３３がメモリ３４を参照して駆動部３２ａを制御することを通じて、光損失を最適とする出力光ビームの移動量ｘが得られるようにビーム位置制御板３１の角度が設定される。
したがって、上述のビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂは、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ３３およびメモリ３４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ３３で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部３２ｂを制御する位置決め制御部の一例である。
【００７０】
なお、この場合においては、位置決め部としてのビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂは、出力光コリメータ６に導かれる光の光軸位置の移動調整により上述の位置決めを行なっているのである。
また、メモリ３４は、位置決め部をなすビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂにおいて位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ３３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ３４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部３２ｂへの制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００７１】
このように、第３実施形態においても、前述の第１実施形態の場合と同様、装置規模の縮小化を図りつつ、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図１７（ａ），図１７（ｂ）は第４実施形態にかかる可変分散補償器４０を示す図であり、図１７（ａ）はその模式的上視図、図１７（ｂ）はその模式的正視図である。この図１７（ａ），図１７（ｂ）に示す可変分散補償器４０は、前述の第１〜第３実施形態における可変分散補償器１０，２０，３０の場合における光学系の配置と、位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。尚、図１７（ａ），図１７（ｂ）中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００７２】
ここで、第４実施形態にかかる可変分散補償器４０においては、筐体４９に入力光コリメータ４４，反射型エタロン５−１，５−２および出力光コリメータ４６とともに、反射ミラー４１，反射ミラー４１の配置位置を例えばモータ動力またはピエゾ素子を適用した動力等により調整する調整機構４２ａが配置固定される。更に、調整機構４２ａを駆動する駆動部４２ｂ，ＣＰＵ４７およびメモリ４８をそなえている。尚、図１７（ｂ）中においては、電源８−１，８−２，温度制御部９−１，９−２，駆動部４２ｂ，ＣＰＵ４７およびメモリ４８については図示を省略している。
【００７３】
第４実施形態における可変分散補償器４０においては、入力光コリメータ４４および出力光コリメータ４６が互いに並んで筐体４９に配置固定されている。そして、入力光コリメータ４４から出力された光が２枚の反射型エタロン５−１，５−２間を４往復して出射された後、反射ミラー４１によって反射されて再び反射型エタロン５−１，５−２間を４往復してから出力光コリメータ４６に導かれる。
【００７４】
したがって、反射ミラー４１は、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２から出力される光を反射させて、入力光コリメータ４４および出力光コリメータ４６との間において、反射型エタロン５−１，５−２を経由した往復光路を形成する反射部材の一例である。
反射ミラー４１は、例えばコーナキューブ又はリトロリフレクタ等からなり、調整機構４２ａでの配置位置の調整を通じて、エタロン５−２から入射する光に対して反射した光の光軸の相対位置を可動調整する。駆動部４２ｂはＣＰＵ４７からの制御を受けて位置調整機構４２ａを駆動する。
【００７５】
調整機構４２ａにおいては、具体的には、反射光の光軸について、入射光に対する平行を保ったまま、例えば図１７（ａ）に示す方向Ａｘ１に可動調整されるように、反射ミラー４１の配置位置又は角度について可動調整する。反射ミラー４１での反射光の光軸について方向Ａｘ１について可動調整することにより、出力光コリメータ４６に入射される光は、その光軸を、方向Ａｘ１に対応する方向Ａｘ２について可動調整されることになる。
【００７６】
さらに、ＣＰＵ４７は、前述の各実施形態の場合と基本的に同様に、メモリ４８を参照することにより、コマンド等により設定される分散補償量に応じて温度制御部９−１，９−２での温度調整を制御するとともに、当該分散補償量に対応して駆動部４２ｂへの制御量を与えるようになっている。
すなわち、メモリ４８においては、前述の式２に準じた式（２つのエタロン５−１，５−２が４回ずつ反射する光学系に適合した、出力光ビームの光軸位置ｘに応じた結合効率を導出する式）に基づいて、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部４２ｂへの制御パラメータとなる調整機構４２ａへの制御量情報を記憶しておく。
【００７７】
これにより、ＣＰＵ４７がメモリ４８を参照して駆動部４２ａを制御することを通じて、光損失を最適とする出力光ビームの移動量ｘが得られるように反射ミラー４１の配置が設定される。
したがって、上述の反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂは、入力光コリメータ４４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ４６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ４７およびメモリ４８は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ４７で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部４２ｂを制御する位置決め制御部の一例である。
【００７８】
なお、この場合には、位置決め部としての位置決め動作を、反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂは、出力光コリメータ６に導かれる光の光軸位置Ａｘ２の移動調整を、反射ミラー４１での反射光の光軸位置Ａｘ１の調整を通じて実現している。
また、メモリ４８は、位置決め部をなす反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂにおいて位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ４７は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ４８の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部４２ｂへの制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００７９】
このように、第４実施形態においても、前述の第１実施形態の場合と同様、装置規模の縮小化を図りつつ、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
〔Ｅ〕その他
上述の各実施形態においては、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２としては複数そなえたものについて例示しているが、一枚の反射型エタロンと当該反射型エタロンに対向するミラーとをそなえた場合においても、前述のＡ３で説明したように、分散補償量に応じて出力光ビームの光軸と出力光コリメータ６の光軸に対する相対位置関係を位置決めすることで、光損失を低減させることが可能である点で有益である。
【００８０】
〔Ｆ〕付記
（付記１）
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【００８１】
（付記２）
該位置決め部は、該入力光コリメータ又は出力光コリメータが配置される位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記３）
該位置決め部は、該群遅延特性付与部の配置位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
【００８２】
（付記４）
該位置決め部は、該出力光コリメータに導かれる光の光軸位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記５）
該位置決め制御部は、
前記位置決め部において位置決めするための制御情報を、該群遅延特性付与部における前記群遅延特性に対応して記憶する記憶部と、
該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に応じて、該記憶部の内容を参照することにより、該位置決め部への制御指示を行なう制御指示部と、をそなえたことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
【００８３】
（付記６）
該位置決め部は機械式の位置決め機構を含むことを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項記載の可変分散補償器。
（付記７）
該位置決め部はピエゾ素子を含むことを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項記載の可変分散補償器。
【００８４】
（付記８）
該位置決め部は、
該群遅延特性付与部からの光を通過させる透明板と、
該透明板の角度を可動調整する角度調整機構と、を含むことを特徴とする、付記４記載の可変分散補償器。
【００８５】
（付記９）
該位置決め部は、
該群遅延特性付与部から出力される光を反射させて、該入力光コリメータおよび該出力光コリメータとの間において、該群遅延特性付与部を経由した往復光路を形成する反射部材と、
該反射部材の反射角度を可動調整する角度調整機構と、を含むことを特徴とする付記４記載の可変分散補償器。
【００８６】
（付記１０）
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部をなす該複数の反射型エタロンのうちの少なくとも一つにおける共振器長を可変することを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記１１）
該群遅延特性制御部は、該複数の反射型エタロンのうちの２つ以上における共振器長を独立に可変することを特徴とする、付記１０記載の可変分散補償器。
【００８７】
（付記１２）
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部の温度を制御することにより、前記共振器長を可変することを特徴とする、付記１０記載の可変分散補償器。
（付記１３）
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【００８８】
（付記１４）
入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、
該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、
前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、
ことを特徴とする、可変分散補償器の制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】（ａ）は波長分散について説明する図であり、（ｂ）は分散補償器の機能について説明する図である。
【図２】本実施形態の対比例としての可変分散補償器を示す図である。
【図３】対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図４】対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はともに対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図６】第１実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はともに第１実施形態の可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図８】第１実施形態の可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図９】出力光コリメータの位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロンの共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の群遅延特性の変化を示す図である。
【図１０】出力光コリメータの位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロンの共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の損失スペクトルの変化を示す図である。
【図１１】分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータの位置を位置決め制御により調整した場合の出力光の群遅延特性の変化を示す図である。
【図１２】分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータの位置を位置決め制御により調整した場合の損失スペクトルの変化を示す図である。
【図１３】図１０，図１２において得られる結果を分散補償量と波長グリッドにおける損失値との観点から纏め直した図である。
【図１４】第１実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５】第２実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）はともに第３実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）はともに第４実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光ファイバ
２ 分散補償器
３ 可変分散補償器
４ 入力光コリメータ
５−１，５−２ 反射型エタロン
５ａ エタロン基板
５ｂ 全反射膜
５ｃ 部分反射膜
６ 出力光コリメータ
７−１，７−２ ペルチェ素子
８−１，８−２ 電源
９−１，９−２ 温度制御部
１０，２０，３０，４０ 可変分散補償器
１１ 位置決めステージ
１２，２２，３２ｂ，４２ｂ 駆動部
１３，２３，３３，４７ ＣＰＵ
１４，２４，３４，４８ メモリ
３１ ビーム位置制御板
３２ａ 角度制御機構
３９，４９ 筐体
４２ａ 調整機構
【技術分野】
【０００１】
本件は、光通信システムにおいて用いて好適の可変分散補償器およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１（ａ）に例示するように、伝送路である光ファイバ１を用いた光信号伝送では、光の伝搬速度が波長によって異なることから、伝送距離に比例して信号パルスの歪みが大きくなる。この図１（ａ）においては、送信側における光パルスＰ１が光ファイバ１を伝送されると、この光ファイバ１の波長分散によりパルス歪みの生じた光パルスＰ２となることを示している。
【０００３】
この現象は波長分散と呼ばれ、高ビットレート化が著しい近年の光通信システムでは、光信号の伝送距離を制限する大きな障害となっている。現在光通信システムに一般的に用いられているシングルモードファイバ（Single Mode Fiber：以下、ＳＭＦ）は波長１５５０ｎｍ付近で１５〜１７ｐｓ／ｎｍ・ｋｍ程度の波長分散を有する。つまり、ＳＭＦを用いて１００ｋｍ伝送された光パルスはおよそ１５００ｐｓ／ｎｍの分散を受け、信号パルスの帯域内の波長成分毎に到達時間の差が生じることになる。
【０００４】
波長分散補償（以下、分散補償）とは、伝送路における波長分散の影響により歪んだ光信号に対して、伝送路とは逆の符号を持つ波長分散を与えることにより元の信号波形を再現することをいう。例えば、図１（ｂ）に示す分散補償器２においては、図１（ａ）に示すような歪みの生じた光パルスＰ２に、伝送路１とは逆の波長分散を与えて元の信号波形（Ｐ１）が再現された光パルスＰ２′としている。現在、分散補償において最もよく用いられているものが分散補償ファイバ（Dispersion Compensating Fiber：以下、ＤＣＦ）である。
【０００５】
ＤＣＦは特殊な屈折率分布によって通常のＳＭＦとは逆の分散を持つように設計されたファイバであり、長距離の光伝送を行なう際は一定距離毎に中継局を設けてこのＤＣＦを接続し、トータルの分散量がゼロになるようにして用いられる。
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、４０Ｇｂｉｔ／ｓｅｃや１００Ｇｂｉｔ／ｓｅｃといった超高速伝送システムの導入が進められている。このような高ビットレート伝送では、信号波長帯域の拡大により分散耐力はこれまでより更に小さくなり、従来問題とならなかった波長分散の温度変動をも補償する必要があると考えられている。
【０００６】
そこで、４０Ｇ以上の高速伝送システムでは固定式のＤＣＦのほかに、ＤＣＦでは補償しきれない残留分散成分を補償するために補償量を任意に制御可能な可変分散補償器が必須となると考えられている。従来においても種々の可変分散補償器が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２６４５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２９８９６８号公報
【特許文献３】特開２００６−２２１０７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
可変分散補償器においては、装置の小型化とともに分散補償の精度向上や損失の抑制等、トータルな面にわたる装置性能を向上させることが望まれている。
そこで、本願は、従来技術よりも装置性能を向上させた可変分散補償器およびその制御方法を提供することを目的の一つとすることができる。
なお、前記目的に限らず、後述する発明を実施するための最良の形態に示す各構成又は作用により導かれる効果であって、従来の技術によっては得られない効果を奏することも本願の他の目的として位置づけることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
たとえば、以下の手段を用いる。
（１）入力光を導入する入力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえた可変分散補償器を用いることができる。
【０００９】
（２）入力光を導入する入力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえた可変分散補償器を用いることができる。
【００１０】
（３）入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、可変分散補償器の制御方法を用いることができる。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術によれば、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して実施の形態を説明する。但し、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本実施形態は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形（各実施例を組み合わせる等）して実施することができる。
〔Ａ〕第１実施形態
〔Ａ１〕対比例
図２は本実施形態の対比例としての可変分散補償器を示す図である。この図２に示す可変分散補償器３は、特性の異なる複数のエタロン５−１，５−２を組み合わせたものである。エタロン５−１，５−２は、ともに平板状のエタロン基板５ａとエタロン基板５ａの両面に形成された反射膜５ｂ，５ｃとをそなえる。ここで一方の反射膜５ｂは反射率を１００％に近く設定され、他方の反射膜５ｃは反射膜５ｂよりも低い反射率が設定される。
【００１３】
そして、エタロン５−１，５−２は、ともにＦＳＲ（Free Spectral Range）を１００ＧＨｚとして与えられるが、エタロン５−１は、反射膜５ｃの反射率Ｒを２％に設定された相対的に低フィネスのエタロンである。又、エタロン５−２は、反射膜５ｃの反射率Ｒを７％に設定された相対的に高フィネスのエタロンである。これらのエタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入される光の光路上において実質的に（許容範囲内での誤差範囲を含めて）平行となるように対向配置される。（ＦＳＲの値やエタロンの反射率の値はあくまでも例である。）
これにより、入力光コリメータ４からの光が各エタロン５−１，５−２を順番に入射角度θ＝２°で入射および反射されて出力光コリメータ６に導かれる。また、各エタロン５−１，５−２にはそれぞれペルチェ素子７−１，７−２が結合される。又、電源８−１，８−２はペルチェ素子７−１，７−２に電流を通電し、温度制御部９−１，９−２は、電源８−１，８−２を通じたペルチェ素子７−１，７−２に対する電流量と通電方向とを制御することを通じ、エタロン５−１，５−２の温度を制御する。
【００１４】
低フィネスエタロン（Ｒ＝２％）の群遅延ピークを波長グリッドに合わせ、高フィネスエタロン（Ｒ＝７％）の共振器長を変化させたときの合成群遅延特性の変化を図３に示す。尚、図３中において、共振器長の変化の程度は、エタロン５−１，５−２での使用波長帯域での波長分散特性が０ｎｍ／ｐｓとなるときの厚さを基準（０）として、エタロン５−２の厚さが中心グリッド波長（この場合には１５４６．９１７ｎｍ）の何倍だけ変化したかで表した。
【００１５】
このような複数のエタロン５−１，５−２を有する光学系においては、出力光コリメータ６の位置と、損失および損失リップルと、の間には密接な関係がある。図２の構成において、分散補償量０ｐｓ／ｎｍとなる場合に（図３における「０」の場合参照）に、出力光コリメータ６の位置ｘCを可変した場合に対する、スペクトル−損失の関係を図４に示す。ここでは、入出力光コリメータ４，６のビーム半径は１００μｍであるとした。
【００１６】
なお、出力光コリメータ６の位置ｘCは、基準位置（ｘC＝０）に対して、光の入射面内において出力光ビームに垂直かつ入力光コリメータ位置から遠ざかる方向をプラスとした。尚、ここでの基準位置は、エタロン５−１，５−２の光入射面５ｃの反射率が仮に１００％であると想定したときのビーム到達位置としている。
この図４に示すように、図２の構成で分散補償量０ｐｓ／ｎｍとしている場合には、出力光コリメータ６の位置がｘC≒１０３μｍの場合に最も損失リップルが小さくなり、ｘC≒９５μｍの場合に波長グリッド（１５４６．９１７ｎｍ）での損失が最小になることがわかる。
【００１７】
ついで、図２に示す分散補償器３において、補償量を変化させた場合の損失スペクトルの変化を考える。出力光コリメータ６を、補償量０ｐｓ／ｎｍの場合に損失リップルが最小となった位置（ｘC≒１０３μｍ）に固定し、高フィネスエタロン５−２の共振器長を変化させて補償量のチューニングを行なう。この場合の群遅延特性および損失スペクトルの変化を図５（ａ）と図５（ｂ）にそれぞれ示す（図５（ａ）と図３はほとんど同等特性である）。
【００１８】
この場合、群遅延特性（分散特性）の変化にともない、損失特性が波長シフトするだけでなくリップルの深さまでも変化してしまう。光の入射角度θを小さくすれば損失リップルを小さくすることができるが、補償量を変化させたときはやはりリップル深さが大きくなってしまい、損失特性が劣化することになる。
また、入射角度θを小さくすればするほど、ビーム半径の大きさが与える影響が無視できなくなる。即ち、エタロン５−１のエッジによるビームのケラレが生じること等が想定される。このようなケラレを避けるためにはエタロン５−１，５−２の間隔を広く取らなくてはならなくなる。つまり、反射型エタロン５−１，５−２を用いる可変分散補償器３を小型化しようとする場合、光の入射角度θはある程度大きいほうが望ましいことになる。
【００１９】
以上のように、図２に示すような、反射型エタロン５−１，５−２と入出力用のコリメータ４，６を用いた斜め入射光学系を採用する可変分散補償器３では、エタロン５−２（および５−１）の共振器長を制御することによって分散補償特性をチューニングすると損失特性が劣化する。一方、光の入射角度θを小さくして損失特性劣化を抑制することも考えられるが、装置の小型化のためには光の入射角度θはある程度の大きさを確保することが求められる。従って、装置の小型化と損失特性劣化の抑制を両立するためには更なる技術的進歩が求められる。
【００２０】
〔Ａ２〕第１実施形態における可変分散補償器について
そこで、第１実施形態においては、図６に例示するような可変分散補償器１０を提案する。この図６に示す可変分散補償器１０は、前述の図２に示す可変分散補償器３と同等の入力光コリメータ４，エタロン５−１，５−２，出力光コリメータ６，ペルチェ素子７−１，７−２，電源８−１，８−２および温度制御部９−１，９−２をそなえている。
【００２１】
すなわち、入力光コリメータ４においては入力光をエタロン５−１に導入する。群遅延特性付与部をなすエタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入された光について反射による光路を形成するように対向して配置され、これらエタロン５−１，５−２での反射により、この導入された光に対し可変の群遅延特性が与えられる。又、出力光コリメータ６においては、エタロン５−２から分散補償のための群遅延特性が与えられた光を受け、波長分散が補償された光として出力する。
【００２２】
なお、図６中においては、入力光コリメータ４から導入される光はエタロン５−１，５−２でそれぞれ１回ずつ反射して出力光コリメータ６に結合されるようになっているが、エタロン５−１，５−２において複数回反射するようにすることとしてもよい。
ここで、本実施形態の可変分散補償器１０が図２に示す可変分散補償器３と異なるのは、更に、位置決めステージ１１，駆動部１２，プロセッサ（Central Processing Unit：ＣＰＵ）１３およびメモリ１４をそなえている点である。
【００２３】
位置決めステージ１１は、駆動部１２からの駆動制御を受けて、出力光コリメータ６を図２に示すｘC軸上に相当する軸上でスライドさせて出力光コリメータ６の位置決めを行なう。即ち、エタロン５−１，５−２の部分反射膜をなす反射膜５ｃでそれぞれ反射した光の光軸が直交する方向であって、上述のｘC軸上で交わる点を原点として置き、当該光軸に直交し、入力光コリメータ４の光軸から遠ざかる方向にｘC軸正方向を設定する。そして、位置決めステージ１１としては、上述のｘC軸の原点から正方向のいずれかの座標値上において出力光コリメータ６が位置決めされるように配置される。
【００２４】
また、位置決めステージ１１としては、機械式のスライド機構をそなええたものの他、ピエゾ素子の特性を利用したものを適用できる。又、駆動部１２は、後述のＣＰＵ１３からの制御を受けて、出力光コリメータ６の位置決めのため位置決めステージ１１を駆動する。
さらに、ＣＰＵ１３は、可変分散補償器１０としての分散補償量を制御するコマンドを受け取って、受け取ったコマンド内容に対応する分散補償量を得るための制御量を温度制御部９−１，９−２に出力する。尚、コマンドにかかる分散補償量に対応する温度制御情報についてはメモリ１４等を参照することにより抽出することができる。
【００２５】
これにより、ＣＰＵ１３においては、エタロン５−１，５−２に与えるべき群遅延特性を温度制御部９−１，９−２への温度制御指示を通じて設定しているので、コマンドに対応した分散補償を実現している。換言すれば、上述のＣＰＵ１３およびメモリ１４は、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について分散補償すべく、エタロン５−１，５−２での群遅延特性を制御する群遅延特性制御部の一例である。
【００２６】
また、上述の反射型エタロン５−１，５−２，ペルチェ素子７−１，７−２，電源８−１，８−２および温度制御部９−１，９−２は、入力光コリメータ４から導入された光をなす光信号について、エタロン５−１，５−２での反射により、入力光コリメータ４からの導入光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部の一例である。
さらに、ＣＰＵ１３は、出力光コリメータ６の位置決めされる位置に関する情報を、コマンド内容にかかる分散補償量に対応付けてメモリ１４から抽出して、抽出した情報により駆動部１２を制御する。メモリ１４には、可変分散補償器１０において与えることが可能な範囲の群遅延特性（即ち分散補償特性）に対応して、後述するように損失特性を最適にする出力コリメータ６の配置位置に関する情報（例えば駆動部１２への制御情報）を記憶しておくようになっている。
【００２７】
これにより、ＣＰＵ１３は、コマンドに対応した分散補償の補償量（群遅延特性）に対応して、メモリ１４を参照することを通じて得られた制御量で駆動部１２を制御することで、出力光コリメータ６を最適な位置に位置決め制御することもできる。出力光コリメータ６の適切な位置は、入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置との相対位置関係で定められる。
【００２８】
すなわち、ＣＰＵ１３から駆動部１２への制御信号には、出力光コリメータ６を据えるべき位置について、上述の光軸位置に対する距離の情報（又は駆動部１２において上述の相対位置関係を確立するために必要な制御情報）が含まれる。駆動部１２では、上述のＣＰＵ１３から受けた制御信号の内容に応じて、位置決めステージ１１を駆動することにより出力光コリメータ６の位置を設定する。
【００２９】
したがって、上述の位置決めステージ１１および駆動部１２は、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ１３およびメモリ１４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ１３で制御する群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部１２を制御する位置決め制御部の一例である。
【００３０】
また、メモリ１４は、位置決め部をなす位置決めステージ１１および駆動部１２において位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ１３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ１４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部１２への制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００３１】
第１実施形態における可変分散補償器１０の反射型エタロン５−１，５−２は、入力光コリメータ４から導入された光に対し、反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータ６に導く。このとき、反射型エタロン５−１，５−２が協働することにより与えることとなる群遅延特性は、目標分散補償量に応じて制御（チューニング）される。具体的には、いずれか一方又は双方の反射型エタロン５−１，５−２の共振器長を可変制御することを通じて群遅延特性を制御している。
【００３２】
また、入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置と、出力光コリメータ６の配置位置との相対位置関係を、上述のごとく制御する群遅延特性に対応づけて位置決め制御している。具体的には、出力光コリメータ６の配置位置を位置決めステージ１１の駆動を通じて設定することを通じ、上述の位置決め制御を行なっている。これにより、以下に示すように分散補償特性のチューニングに伴う損失特性の劣化を抑制させることができる。
【００３３】
〔Ａ３〕分散補償特性のチューニングに伴う損失特性の劣化の発生について
分散補償特性のチューニングに伴い抑制すべき対象となる、損失特性の劣化の発生について説明する。第１に、入出力光コリメータ４，６および反射型エタロン５−１，５−２からなる光学系の光損失について検討する。ここでは簡単のため、図７（ａ）に示すような一つの反射型エタロン５での反射に着目して検討する。即ち、この場合には入力光コリメータ４からの光は一の反射型エタロン５で反射されてから出力光コリメータ６に導かれる光学系を想定している。尚、反射型エタロン５は、例示的に、屈折率ｎで厚さＬのエタロン基板５ａの裏面に全反射膜５ｂ、表面に振幅反射率ｒ（強度反射率：Ｒ＝ｒ２）の部分反射膜５ｃが形成されているものとする。
【００３４】
このような反射型エタロン５に（図示しない入力光コリメータ４から）波長λの光（振幅を１とする）が入射角度θ（屈折角度φ）で入射する場合を考える。このとき、エタロン表面（部分反射膜５ｃの表面）で反射される光成分Ｌ０の振幅値はｒである。又、共振器内を１往復してから出射される光成分Ｌ１の振幅値は−（１−ｒ２）であり、同２往復してから出射される光成分Ｌ２の振幅値は−ｒ（１−ｒ２）であり、同３往復してから出射される光成分Ｌ３の振幅値は−ｒ２（１−ｒ２）である。このように、共振器内の往復回数が１回増すごとに、光成分はｒ倍だけ減衰してゆく。
【００３５】
また、それぞれの光Ｌｉ（ｉ：０以上の整数）の成分の位相はΔ（≒４πｎＬｃｏｓφ／λ）倍ずつ異なり、経路は図７（ａ）中のｘ軸方向に（２Ｌｔａｎφｃｏｓθ）倍ずつ異なる。ただし、ｘ軸は、光の入射面内かつエタロン５からの反射光に垂直な直線上で、エタロンの部分反射膜５ｃの反射率が１００％である場合のビーム中心位置をゼロ（原点）として入力光コリメータ４から遠ざかる方向をプラスとしている。この場合の光学系の損失は、これら全ての光成分について、出力光コリメータ６との結合効率を重ね合わせることにより求められる。
【００３６】
図７（ｂ）に示すような、入力光コリメータ４と出力光コリメータ６とからなる光学系であって、入力光コリメータ４および出力光コリメータ６のビーム半径がそれぞれＷ１，Ｗ２であり、光軸間距離がｄである光学系を想定する。このような光学系における入出力コリメータ４，６の結合効率ηは、ビームの広がりおよびコリメータ光軸の傾きズレが無視できるとした場合、一般的には、これらのＷ１、Ｗ２およびｄを用いて以下の式１のように表すことができる。
【００３７】
したがって、図７（ａ）において出力光コリメータ６の位置がｘCである場合の、出力光コリメータ６に結合される光の振幅は、以上の関係を総合することにより式２で表すことができる。そして、この結合光の透過光強度は式２の振幅Ａを用いて、式３のように表すことができる。因みに、光の群速度と位相速度との関係は式４のように表せることから、エタロン光学系の群遅延は式２の振幅Ａの波長依存性を求め、その位相情報から算出することがきる。
【００３８】
【数１】
【００３９】
以上より、入力光コリメータ４からの光は一の反射型エタロン５で反射されてから出力光コリメータ６に導かれる光学系の透過光強度（つまり系の損失）は、エタロン５の共振器長（つまり式２における位相差Δ）に依存して変化することがわかる。
上述の説明においては、簡単のためエタロンを1枚だけ使用し光が1回だけ反射させるような光学系について検討したが、第１実施形態における可変分散補償器１０（図６参照）のように、複数のエタロン５−１，５−２を組み合わせて用いる場合や折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の場合も、上とほぼ同様の議論が成り立つ。即ち、上で示した式２に相当する式がやや複雑になるものの、エタロンの共振器長変化に依存して光学系の損失特性が変化する点については同様である。
【００４０】
〔Ａ４〕損失特性の劣化を抑制するための技術について
第１実施形態における可変分散補償器１０は、上述のごとき共振器長に依存して変動する光学系の損失を、出力光コリメータ６の位置決め制御を通じて抑制できるようになっている。
すなわち、図６に示すように、位置決め制御部をなすＣＰＵ１３およびメモリ１４での駆動部１２への制御を通じて出力光コリメータ６の位置ｘCを位置決め制御する。具体的には、分散補償特性のチューニングのためにエタロンの共振器長を変化させるたびに、式２（または式３）に準じた導出式から得られる振幅値が最大となるように（もしくは変動振幅つまりリップルが最小となるように）出力光コリメータ６の位置ｘCを位置決め制御する。
【００４１】
前述したように、メモリ１４には、上述の式２（又は式３）に準じた導出式から得られる、エタロン５−１，５−２の共振器長に応じた出力光コリメータ６の最適位置の値ｘCに関する情報（例えば、ｘC値に対応する駆動部１２への制御量情報）を記憶しておく。これにより、ＣＰＵ１３においては、エタロン５−１，５−２への共振器長についての制御量に応じて、出力光コリメータ６の最適位置に位置決めするための駆動部１２への制御量を得ることができるようになる。従って、ＣＰＵ１３から駆動部１２への制御を通じ、分散補償特性（補償量）の変化にともなう光損失の劣化を最小限に抑えることができるようになっている。
【００４２】
一例としての図８は、前述の図７（ａ）の反射型エタロン５を用いた1回反射光学系を想定して、反射型エタロン５の共振器長に応じた出力光コリメータ６の最適位置（グリッド波長における損失が最小となる位置）の関係を示す図である。即ち、この図８においては、光の入射角度θを１°，２°，３°、部分反射膜５ｃの入出力面の反射率Ｒを１％，３％，５％とした場合のバリエーションにおいて、共振器長（横軸）に応じて導出される適切な出力光コリメータ６の位置ｘC（縦軸）を示している。
【００４３】
なお、例示的に、コリメータ４，６のビーム半径Ｗ１、Ｗ２はともに１００μｍであるとし、エタロン５のＦＳＲはいずれの場合も１００ＧＨｚであるものとした。又、横軸に相当する共振器長については、エタロン５の光学厚さの変化について波長に対する割合として示した。
この図８から明らかなように、エタロン５の光学厚さが変化すると、出力光コリメータ６の最適位置（波長グリッドにおける損失が最小となる位置）はほぼ周期的に変化している。更に、最適位置に関して、図８からは、エタロン５の入出力面の反射率が０％であると仮定した場合のビーム到達位置（ｘC＝２Ｌｔａｎφｃｏｓθ）を中心として変動することもわかる。又、その変動の振幅は、入出力面の反射率が大きいほど大きく、光の入射角度が大きいほど大きい。尚、入射角度依存性に関してより厳密には、２Ｌｔａｎφｃｏｓθがビーム半径に一致するときに最適コリメータ位置の変動が最大となる。
【００４４】
そして、前述の対比例においては、損失特性を改善するためにはなるべく入射角度を小さくすることが求められていたが、ある程度の入射角度を設定しても、第１実施形態のごとき出力光コリメータ６の配置位置の調整を通じて損失特性が改善できる。これにより、エタロン５−１，５−２のエッジによるビームのケラレを避けるためにエタロン５−１，５−２の間隔を広く取るという要請が少なくなるため、装置全体としての規模の縮小化を期待できる。
【００４５】
ここでの例示においても、説明の簡単のため、一のエタロン５を使用した１回反射の光学系を検討モデルとしたが、第１実施形態における可変分散補償器１０における出力光コリメータ６の位置決め制御においても、同様の議論が成り立つ。更には、折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の場合も同様である。
この場合においても、エタロン５−１，５−２の共振器長変化に伴いコリメータ６の最適位置がほぼ周期的に変化する点や、入射角度や膜の反射率に依存して最適コリメータ位置の変動量が大きくなる点などは、同様の振る舞いを見せる。又、複数のエタロン５−１，５−２を用いたり、折り返し多段構成を採用したりすることにより、最適位置の変動量はエタロン透過回数（段数）分だけ大きくなる。つまり、損失変動も大きい。
【００４６】
即ち、複数のエタロン５−１，５−２を用いた光学系や、折り返し構成により同じエタロンを複数回透過するような多段構成の光学系とする場合おいては、上述のごとき位置決め制御を通じて、光損失の抑制効果をより大ならしめることが可能である。
〔Ａ５〕損失特性の劣化の抑制効果について
つぎに、出力光コリメータ６の位置を固定している場合（図２参照）と、第１実施形態における可変分散補償器１０のように出力光コリメータ６の位置決めを行なう場合とで、分散補償特性のチューニングに伴い発生する損失を対比する。
【００４７】
まず、出力光コリメータ６を位置決め制御せずに固定している場合について説明する。
例として、前述の図２に示す可変分散補償器３において、低フィネスエタロンの群遅延ピークを波長グリッドに固定し、高フィネスエタロン５−２（Ｒ＝７％）の共振器長を変化させることにより合成群遅延特性の傾きを制御する場合に生じる光損失について検討する。ここで、分散補償量が０ｐｓ／ｎｍのとき（高フィネスエタロン５−２の群遅延特性のボトムと波長グリッドが一致する場合）に、波長グリッドにおける損失が最小になるように出力光コリメータ６の位置を固定しておく。
【００４８】
図９は、出力光コリメータ６の位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロン５−２の共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の群遅延特性の変化を示す図であり、図１０はそのときの損失スペクトルの変化を示す図である。図１０に示すように、グリッド波長λｇｒに着目すると、共振器長を変化させることに伴い（−０．３λ０〜＋０．３λ０）、光損失（ｄＢ）が少なからず劣化する方向に変動していることを読み取ることができる。
【００４９】
つぎに、図６に示す第１実施形態における可変分散補償器１０において、分散補償量を変化させるたびに波長グリッドにおける損失値が最小となるように出力光コリメータ６の位置（またはエタロン位置、ビーム位置）を毎回調整した場合に生じる光損失を検討する。図１１は、分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータ６の位置を位置決め制御により調整した場合の出力光の群遅延特性の変化を示す図であり、図１２はそのときの損失スペクトルの変化を示す図である。この図１２に示すものにおいては、グリッド波長λｇｒに着目すると、光損失（ｄＢ）の変動についてはほとんど生じない程度に変動を抑制させていることを読み取ることができる。
【００５０】
したがって、図１０に示すように、出力光コリメータ６やエタロン５等の光学部品を固定する可変分散補償器３では、分散補償量のチューニングに伴う損失変動が少なからず発生してしまう。
これに対し、第１実施形態における可変分散補償器１０においては、図１２に示すように、損失特性劣化を最小限に抑えることが可能となる。図１３は、図１０，図１２において得られる結果を分散補償量と波長グリッドにおける損失値との観点から纏め直したものである。この例の場合、最大で光損失の値を１／８に抑えられることがわかる。
【００５１】
このように、第１実施形態によれば、分散補償量を可変する場合において、損失特性劣化を最小限に抑えることが可能となる利点がある。
また、装置全体としての規模を縮小化させることもできるという利点がある。
なお、上述の説明においても、エタロン５−１，５−２を１回ずつ透過するような１段構成について検討したが、種々の変形に対しても同様に光損失の低減効果を説明できる。例えば、図１４に示すように、向かい合う複数のエタロン５−１，５−２間を何度も往復するような光学系を採用する場合においても、損失の低減効果としては同様に説明できる。
【００５２】
このような光学系においては、１段構成の場合に比べて分散補償量を拡大することが容易である。このように多段化した場合、これまで述べた特性チューニングにともなう損失特性劣化（または損失リップル特性の劣化）は多段化の段数分だけ大きくなる。従って、このような多段化された可変分散補償器においては、上述の位置決め制御を通じた光損失の低減効果をより大ならしめることが可能である。
【００５３】
なお、第１実施形態においては、位置決めステージ１１において出力光コリメータ６の移動調整により位置決めを行っているが、入力光コリメータ４についての移動調整により位置決めを行なうこととしてもよい。このようにしても、光損失が抑制されることが可能である。入力光コリメータ４の位置が図６からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置と、出力光コリメータ６の配置位置との相対位置関係を、制御される群遅延特性に対応づけて位置決めすることが可能であるからである。
【００５４】
〔Ｂ〕第２実施形態
図１５は第２実施形態にかかる可変分散補償器２０を示す図である。この図１５に示す可変分散補償器２０は、前述の第１実施形態における可変分散補償器１０の場合における位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。具体的には、分散補償量に応じて、２つの反射型エタロン５−１，５−２のうちの少なくとも一方（この場合には反射型エタロン５−２）の配置位置を移動調整する制御を行なっている。尚、図１５中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００５５】
また、出力光コリメータ６については、前述の第１実施形態の場合とは異なり、例えば反射型エタロン５−１，５−２間の距離をある基準値に設定したときに入力光コリメータ４からの光がエタロン５−１，５−２の入射側面（反射膜５ｃ）での反射を介して出力光コリメータ６の側に出力される際の光軸位置に設定しておく。尚、このときのエタロン５−２の位置を基準位置とする。
【００５６】
そして、反射型エタロン５−１，５−２間の距離を反射型エタロン５−２を移動させることにより調整することにより、各エタロン５−１，５−２の入射面側での反射により得られる出力光ビームの光軸と出力光コリメータ６の光軸との相対位置関係が調整される。この反射型エタロン５−２の配置位置の調整を通じて、出力光コリメータ６へ結合する光の光損失を抑制できるようになる。
【００５７】
このため、第２実施形態においては、図６に示す位置決めステージ１１に代えて、反射型エタロン５−２の配置位置を反射面について平行を保持しながら移動させる位置決めステージ２１をそなえている。又、駆動部２２は、ＣＰＵ２３からの制御を受けて位置決めステージ２１を駆動するものである。
なお、ＣＰＵ２３は第１実施形態と同様に、コマンドに応じた分散補償量を設定すべく温度制御部９−１，９−２を制御するとともに、この分散補償量に応じてメモリ２４を参照することにより駆動部２２を制御する。反射型エタロン５−２を移動させる方式を採用する場合、エタロン５−１，５−２間の距離（Ｄ）の変化に対する出力ビームの移動量ｘとの関係は以下の式５で表せる。ただし、折り返しによる多段化の段数をＮで表した。
【００５８】
【数２】
【００５９】
すなわち、メモリ２４においては、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、式５に応じて、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部２２への制御パラメータとなるエタロン５−２の上述の基準位置に対する移動量情報として記憶しておく。本実施形態においては、エタロン５−１については固定に配置されるので、このエタロン５−２の基準位置に対する移動量を、式５で得られるエタロン間距離Ｄに対応付けることができる。
【００６０】
なお、出力光ビーム位置ｘについては、上述のごとく固定に配置された出力光コリメータ６の光軸に対する、エタロン５−２の移動により設定されたエタロン間距離Ｄに応じた出力光ビームの光軸の相対位置関係として把握できる。即ち、ＣＰＵ２３がメモリ２４を参照して駆動部２２を制御することを通じて、出力光ビームの移動量ｘに対応づけて反射型エタロン５−２が位置決めすることができる。換言すれば、反射型エタロン５−１，５−２間の距離を、分散補償量（群遅延特性）に応じて光損失を所期の量（最適に抑制する量）とするような出力光ビームの移動量ｘを実現する距離とすることができる。
【００６１】
また、通常、入力光コリメータ４からの入射角θはたかだか数度程度の値であることから、式５の右辺は（Ｎの大きさにもよるが）１より小さな値となる。図６に示すようなコリメータ６の位置を可変させるものよりも、図１５に示すようなエタロン５−１，５−２間の距離を可変させるもののほうが移動距離に対する光軸間距離の変化が小さい。すなわち、第２実施形態の可変分散補償器２０は、第１実施形態の可変分散補償器１０よりも、位置あわせのトレランスが大きく、より精度の高い損失管理が行える。
【００６２】
したがって、上述の位置決めステージ２１および駆動部２２は、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ２３およびメモリ２４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ２３で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部１２を制御する位置決め制御部の一例である。
【００６３】
この場合においては、位置決め部としての位置決めステージ２１および駆動部２２は、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２の移動調整により上述の位置決めを行なっている。尚、本実施形態においては、一方の反射型エタロン５−２についての移動調整により位置決めを行なっているが、他方の反射型エタロン５−１についての移動調整により位置決めを行なってもよく、又双方のエタロン５−１，５−２についての移動調整により行なうこととしてもよい。
【００６４】
また、メモリ２４は、位置決め部をなす位置決めステージ２１および駆動部２２において位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ２３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ２４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部２２への制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００６５】
このように、第２実施形態によれば、前述の第１実施形態の場合と同様、分散補償量を可変する場合において、装置規模の縮小化を図りつつ、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる利点があるほか、第１実施形態の場合よりも損失劣化の抑制のための制御を高精度に行なうことができる利点もある。
〔Ｃ〕第３実施形態の説明
図１６（ａ），図１６（ｂ）は第３実施形態にかかる可変分散補償器３０を示す図であり、図１６（ａ）はその模式的上視図、図１６（ｂ）はその模式的正視図である。この図１６（ａ），図１６（ｂ）に示す可変分散補償器３０は、前述の第１，第２実施形態における可変分散補償器１０，２０の場合における位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。具体的には、分散補償量に応じて、出力光コリメータ６に結合される出力光ビームの光軸位置をビーム位置制御板３１で制御する。尚、図１６（ａ），図１６（ｂ）中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００６６】
ここで、第３実施形態にかかる可変分散補償器３０においては、筐体３９に入力光コリメータ４，反射型エタロン５−１，５−２および出力光コリメータ６とともに、ビーム位置制御板３１，ビーム位置制御板３１の角度を調整する角度調整機構３２ａが配置固定される。尚、第３実施形態における可変分散補償器３０では、入力光コリメータ４から入射された光は、反射型エタロン５−１，５−２間を反射により４往復してから、ビーム位置制御板３１を介して出力光コリメータ６に出力される。
【００６７】
さらに、可変分散補償器３０においては、角度調整機構３２ａを駆動する駆動部３２ｂ，ＣＰＵ３３およびメモリ３４をそなえている。尚、図１６（ｂ）中においては、電源８−１，８−２，温度制御部９−１，９−２，駆動部３２ｂ，ＣＰＵ３３およびメモリ３４については図示を省略している。
ビーム位置制御板３１は、例えばエタロン５−１，５−２での反射を通じて出射された光を通過させる透明板からなり、その角度が制御されることによりエタロン５−２からの出力光ビームの光軸位置を直接にシフトさせることができる。又、角度調整機構３２ａは、駆動部３２ｂからの駆動制御を受けて、ビーム位置制御板３１の角度を例えばモータ動力またはピエゾ素子を適用した動力等により可動調整する。
【００６８】
さらに、ＣＰＵ３３は、メモリ３４を参照することにより、コマンド等により設定される分散補償量に応じて温度制御部９−１，９−２での温度調整を制御するとともに、当該分散補償量に対応して駆動部３２ｂへの制御量を与える。
すなわち、メモリ３４においては、前述の式２に準じた式（２つのエタロン５−１，５−２が４回ずつ反射する光学系に適合した、出力光ビームの光軸位置ｘに応じた結合効率を導出する式））に基づいて、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部３２ｂへの制御パラメータとなる角度情報を記憶しておく。
【００６９】
これにより、ＣＰＵ３３がメモリ３４を参照して駆動部３２ａを制御することを通じて、光損失を最適とする出力光ビームの移動量ｘが得られるようにビーム位置制御板３１の角度が設定される。
したがって、上述のビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂは、入力光コリメータ４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ３３およびメモリ３４は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ３３で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部３２ｂを制御する位置決め制御部の一例である。
【００７０】
なお、この場合においては、位置決め部としてのビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂは、出力光コリメータ６に導かれる光の光軸位置の移動調整により上述の位置決めを行なっているのである。
また、メモリ３４は、位置決め部をなすビーム位置制御板３１，角度調整機構３２ａおよび駆動部３２ｂにおいて位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ３３は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ３４の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部３２ｂへの制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００７１】
このように、第３実施形態においても、前述の第１実施形態の場合と同様、装置規模の縮小化を図りつつ、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
〔Ｄ〕第４実施形態の説明
図１７（ａ），図１７（ｂ）は第４実施形態にかかる可変分散補償器４０を示す図であり、図１７（ａ）はその模式的上視図、図１７（ｂ）はその模式的正視図である。この図１７（ａ），図１７（ｂ）に示す可変分散補償器４０は、前述の第１〜第３実施形態における可変分散補償器１０，２０，３０の場合における光学系の配置と、位置決め制御に相当する制御の態様が異なっている。尚、図１７（ａ），図１７（ｂ）中において図６と同一の符号はほぼ同様の部分を示している。
【００７２】
ここで、第４実施形態にかかる可変分散補償器４０においては、筐体４９に入力光コリメータ４４，反射型エタロン５−１，５−２および出力光コリメータ４６とともに、反射ミラー４１，反射ミラー４１の配置位置を例えばモータ動力またはピエゾ素子を適用した動力等により調整する調整機構４２ａが配置固定される。更に、調整機構４２ａを駆動する駆動部４２ｂ，ＣＰＵ４７およびメモリ４８をそなえている。尚、図１７（ｂ）中においては、電源８−１，８−２，温度制御部９−１，９−２，駆動部４２ｂ，ＣＰＵ４７およびメモリ４８については図示を省略している。
【００７３】
第４実施形態における可変分散補償器４０においては、入力光コリメータ４４および出力光コリメータ４６が互いに並んで筐体４９に配置固定されている。そして、入力光コリメータ４４から出力された光が２枚の反射型エタロン５−１，５−２間を４往復して出射された後、反射ミラー４１によって反射されて再び反射型エタロン５−１，５−２間を４往復してから出力光コリメータ４６に導かれる。
【００７４】
したがって、反射ミラー４１は、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２から出力される光を反射させて、入力光コリメータ４４および出力光コリメータ４６との間において、反射型エタロン５−１，５−２を経由した往復光路を形成する反射部材の一例である。
反射ミラー４１は、例えばコーナキューブ又はリトロリフレクタ等からなり、調整機構４２ａでの配置位置の調整を通じて、エタロン５−２から入射する光に対して反射した光の光軸の相対位置を可動調整する。駆動部４２ｂはＣＰＵ４７からの制御を受けて位置調整機構４２ａを駆動する。
【００７５】
調整機構４２ａにおいては、具体的には、反射光の光軸について、入射光に対する平行を保ったまま、例えば図１７（ａ）に示す方向Ａｘ１に可動調整されるように、反射ミラー４１の配置位置又は角度について可動調整する。反射ミラー４１での反射光の光軸について方向Ａｘ１について可動調整することにより、出力光コリメータ４６に入射される光は、その光軸を、方向Ａｘ１に対応する方向Ａｘ２について可動調整されることになる。
【００７６】
さらに、ＣＰＵ４７は、前述の各実施形態の場合と基本的に同様に、メモリ４８を参照することにより、コマンド等により設定される分散補償量に応じて温度制御部９−１，９−２での温度調整を制御するとともに、当該分散補償量に対応して駆動部４２ｂへの制御量を与えるようになっている。
すなわち、メモリ４８においては、前述の式２に準じた式（２つのエタロン５−１，５−２が４回ずつ反射する光学系に適合した、出力光ビームの光軸位置ｘに応じた結合効率を導出する式）に基づいて、分散補償量の設定値に対応して、光損失を最適に抑制できる出力光ビーム位置ｘについて記憶しておく。更に、当該出力光ビーム位置ｘを実現するための制御パラメータとして、駆動部４２ｂへの制御パラメータとなる調整機構４２ａへの制御量情報を記憶しておく。
【００７７】
これにより、ＣＰＵ４７がメモリ４８を参照して駆動部４２ａを制御することを通じて、光損失を最適とする出力光ビームの移動量ｘが得られるように反射ミラー４１の配置が設定される。
したがって、上述の反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂは、入力光コリメータ４４からの光が反射型エタロン５−１，５−２のそれぞれの入射側面５ｃでの反射を介して出力光コリメータ４６に向けて出力される際の光軸位置と出力光コリメータ６との相対位置関係を位置決めする位置決め部の一例である。又、ＣＰＵ４７およびメモリ４８は、上述の相対位置関係が、当該ＣＰＵ４７で制御する群遅延特性（分散補償量）に対応づけて設定された位置関係となるように駆動部４２ｂを制御する位置決め制御部の一例である。
【００７８】
なお、この場合には、位置決め部としての位置決め動作を、反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂは、出力光コリメータ６に導かれる光の光軸位置Ａｘ２の移動調整を、反射ミラー４１での反射光の光軸位置Ａｘ１の調整を通じて実現している。
また、メモリ４８は、位置決め部をなす反射ミラー４１，調整機構４２ａおよび駆動部４２ｂにおいて位置決めするための制御情報を、反射型エタロン５−１，５−２における群遅延特性に対応して記憶する記憶部の一例である。更に、ＣＰＵ４７は、群遅延特性制御部をなす反射型エタロン５−１，５−２で制御する群遅延特性（分散補償量）に応じて、メモリ４８の内容を参照することにより、位置決め部をなす駆動部４２ｂへの制御指示を行なう制御指示部の一例である。
【００７９】
このように、第４実施形態においても、前述の第１実施形態の場合と同様、装置規模の縮小化を図りつつ、分散補償量を可変する場合において、損失劣化を最小限に抑えることが可能となる。
〔Ｅ〕その他
上述の各実施形態においては、群遅延特性付与部をなす反射型エタロン５−１，５−２としては複数そなえたものについて例示しているが、一枚の反射型エタロンと当該反射型エタロンに対向するミラーとをそなえた場合においても、前述のＡ３で説明したように、分散補償量に応じて出力光ビームの光軸と出力光コリメータ６の光軸に対する相対位置関係を位置決めすることで、光損失を低減させることが可能である点で有益である。
【００８０】
〔Ｆ〕付記
（付記１）
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【００８１】
（付記２）
該位置決め部は、該入力光コリメータ又は出力光コリメータが配置される位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記３）
該位置決め部は、該群遅延特性付与部の配置位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
【００８２】
（付記４）
該位置決め部は、該出力光コリメータに導かれる光の光軸位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記５）
該位置決め制御部は、
前記位置決め部において位置決めするための制御情報を、該群遅延特性付与部における前記群遅延特性に対応して記憶する記憶部と、
該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に応じて、該記憶部の内容を参照することにより、該位置決め部への制御指示を行なう制御指示部と、をそなえたことを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
【００８３】
（付記６）
該位置決め部は機械式の位置決め機構を含むことを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項記載の可変分散補償器。
（付記７）
該位置決め部はピエゾ素子を含むことを特徴とする、付記２〜４のいずれか１項記載の可変分散補償器。
【００８４】
（付記８）
該位置決め部は、
該群遅延特性付与部からの光を通過させる透明板と、
該透明板の角度を可動調整する角度調整機構と、を含むことを特徴とする、付記４記載の可変分散補償器。
【００８５】
（付記９）
該位置決め部は、
該群遅延特性付与部から出力される光を反射させて、該入力光コリメータおよび該出力光コリメータとの間において、該群遅延特性付与部を経由した往復光路を形成する反射部材と、
該反射部材の反射角度を可動調整する角度調整機構と、を含むことを特徴とする付記４記載の可変分散補償器。
【００８６】
（付記１０）
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部をなす該複数の反射型エタロンのうちの少なくとも一つにおける共振器長を可変することを特徴とする、付記１記載の可変分散補償器。
（付記１１）
該群遅延特性制御部は、該複数の反射型エタロンのうちの２つ以上における共振器長を独立に可変することを特徴とする、付記１０記載の可変分散補償器。
【００８７】
（付記１２）
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部の温度を制御することにより、前記共振器長を可変することを特徴とする、付記１０記載の可変分散補償器。
（付記１３）
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【００８８】
（付記１４）
入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、
該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、
前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、
ことを特徴とする、可変分散補償器の制御方法。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】（ａ）は波長分散について説明する図であり、（ｂ）は分散補償器の機能について説明する図である。
【図２】本実施形態の対比例としての可変分散補償器を示す図である。
【図３】対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図４】対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図５】（ａ），（ｂ）はともに対比例としての可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図６】第１実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図７】（ａ），（ｂ）はともに第１実施形態の可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図８】第１実施形態の可変分散補償器の機能について説明するための図である。
【図９】出力光コリメータの位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロンの共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の群遅延特性の変化を示す図である。
【図１０】出力光コリメータの位置を当該位置に固定したままで高フィネスエタロンの共振器長を制御して分散補償特性を変化させた場合の損失スペクトルの変化を示す図である。
【図１１】分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータの位置を位置決め制御により調整した場合の出力光の群遅延特性の変化を示す図である。
【図１２】分散補償量を変化させるたびに出力光コリメータの位置を位置決め制御により調整した場合の損失スペクトルの変化を示す図である。
【図１３】図１０，図１２において得られる結果を分散補償量と波長グリッドにおける損失値との観点から纏め直した図である。
【図１４】第１実施形態の変形例を説明するための図である。
【図１５】第２実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図１６】（ａ），（ｂ）はともに第３実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【図１７】（ａ），（ｂ）はともに第４実施形態の可変分散補償器を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１ 光ファイバ
２ 分散補償器
３ 可変分散補償器
４ 入力光コリメータ
５−１，５−２ 反射型エタロン
５ａ エタロン基板
５ｂ 全反射膜
５ｃ 部分反射膜
６ 出力光コリメータ
７−１，７−２ ペルチェ素子
８−１，８−２ 電源
９−１，９−２ 温度制御部
１０，２０，３０，４０ 可変分散補償器
１１ 位置決めステージ
１２，２２，３２ｂ，４２ｂ 駆動部
１３，２３，３３，４７ ＣＰＵ
１４，２４，３４，４８ メモリ
３１ ビーム位置制御板
３２ａ 角度制御機構
３９，４９ 筐体
４２ａ 調整機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【請求項２】
該位置決め部は、該入力光コリメータ又は出力光コリメータが配置される位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項３】
該位置決め部は、該群遅延特性付与部の配置位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項４】
該位置決め部は、該出力光コリメータに導かれる光の光軸位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項５】
該位置決め制御部は、
前記位置決め部において位置決めするための制御情報を、該群遅延特性付与部における前記群遅延特性に対応して記憶する記憶部と、
該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に応じて、該記憶部の内容を参照することにより、該位置決め部への制御指示を行なう制御指示部と、をそなえたことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項６】
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部をなす該複数の反射型エタロンのうちの少なくとも一つにおける共振器長を可変することを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項７】
該群遅延特性制御部は、該複数の反射型エタロンのうちの２つ以上における共振器長を独立に可変することを特徴とする、請求項６記載の可変分散補償器。
【請求項８】
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部の温度を制御することにより、前記共振器長を可変することを特徴とする、請求項６記載の可変分散補償器。
【請求項９】
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【請求項１０】
入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、
該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、
前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、
ことを特徴とする、可変分散補償器の制御方法。
【請求項１】
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように複数の反射型エタロンが対向して配置されて、前記複数の反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【請求項２】
該位置決め部は、該入力光コリメータ又は出力光コリメータが配置される位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項３】
該位置決め部は、該群遅延特性付与部の配置位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項４】
該位置決め部は、該出力光コリメータに導かれる光の光軸位置の移動調整により前記位置決めを行なうことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項５】
該位置決め制御部は、
前記位置決め部において位置決めするための制御情報を、該群遅延特性付与部における前記群遅延特性に対応して記憶する記憶部と、
該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に応じて、該記憶部の内容を参照することにより、該位置決め部への制御指示を行なう制御指示部と、をそなえたことを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項６】
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部をなす該複数の反射型エタロンのうちの少なくとも一つにおける共振器長を可変することを特徴とする、請求項１記載の可変分散補償器。
【請求項７】
該群遅延特性制御部は、該複数の反射型エタロンのうちの２つ以上における共振器長を独立に可変することを特徴とする、請求項６記載の可変分散補償器。
【請求項８】
該群遅延特性制御部は、該群遅延特性付与部の温度を制御することにより、前記共振器長を可変することを特徴とする、請求項６記載の可変分散補償器。
【請求項９】
入力光を導入する入力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光について反射による光路を形成するように反射型エタロンが配置されて、前記反射型エタロンでの反射により前記光に対し可変の群遅延特性を与える群遅延特性付与部と、
該群遅延特性付与部で可変の群遅延特性が与えられた光を受ける出力光コリメータと、
該入力光コリメータから導入された光をなす光信号について分散補償すべく、該群遅延特性付与部での前記群遅延特性を制御する群遅延特性制御部と、
該入力光コリメータからの光が該反射型エタロンの入射側面での反射を介して該出力光コリメータに向けて出力される際の光軸位置と該出力光コリメータとの相対位置関係を位置決めする位置決め部と、
前記相対位置関係が、該群遅延特性制御部で制御する前記群遅延特性に対応づけて設定された位置関係となるように該位置決め部を制御する位置決め制御部と、をそなえたことを特徴とする、可変分散補償器。
【請求項１０】
入力光コリメータから導入された光に対し、複数の反射型エタロンでの反射により分散補償のための群遅延特性を与えて出力光コリメータに導く可変分散補償器の制御方法であって、
該複数の反射型エタロンで与える前記群遅延特性を制御し、
前記入力光コリメータからの光が前記複数の反射型エタロンのそれぞれの入射側面での反射を介して前記出力光コリメータの側に出力される際の光軸位置と、前記出力光コリメータとの相対位置関係を、該制御する前記群遅延特性に対応づけて位置決め制御する、
ことを特徴とする、可変分散補償器の制御方法。
【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】
【公開番号】特開２０１０−３２６３０（Ｐ２０１０−３２６３０Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２３９１（Ｐ２００８−１９２３９１）
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【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２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２５日（２００８．７．２５）
【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）】
[ Back to top ]