JP5051037B2

JP5051037B2 - Variable dispersion compensator

Info

Publication number: JP5051037B2
Application number: JP2008188365A
Authority: JP
Inventors: 泰久島倉; 浩平杉原; 光伸後藤田; 喜市吉新
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-07-22
Filing date: 2008-07-22
Publication date: 2012-10-17
Anticipated expiration: 2028-07-22
Also published as: JP2010026296A

Description

本発明は、光ファイバ通信システムにおける光信号の波長分散特性を補償する可変分散補償器に関するものである。 The present invention relates to a tunable dispersion compensator for compensating chromatic dispersion characteristics of an optical signal in an optical fiber communication system.

光ファイバ伝送路に用いた光通信システムでは、光ファイバの持つ波長分散特性（以下、分散特性と称する）により光パルスの波形が歪むため、信号の劣化を生じる。これは、波長の異なる光パルスの波束の群速度が異なるためで、光パルスの波束が一定距離を伝搬するのに要する時間、すなわち群速度遅延（単位ｐｓ）が異なるためである。この群遅延時間の波長に対する傾きが分散（単位ｐｓ／ｎｍ）である。通常の光ファイバ伝送路に用いられるシングルモードファイバ（ＳＭＦ）では、波長１，５５０ｎｍ近辺では、伝送路１ｋｍ当たり、約１６ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散値を有する。これは、波長が１ｎｍ異なる光パルスが１ｋｍのＳＭＦを伝搬するのに要する群遅延時間の差が１６ｐｓという意味であり、例えば、波長が１ｎｍ異なる光パルスが１００ｋｍの光ファイバを伝搬した場合の群遅延時間は、１００倍の１，６００ｐｓとなる。 In the optical communication system used for the optical fiber transmission line, the waveform of the optical pulse is distorted due to the chromatic dispersion characteristic (hereinafter referred to as dispersion characteristic) of the optical fiber, so that the signal is deteriorated. This is because the group velocities of the wave packets of the optical pulses having different wavelengths are different, and the time required for the wave packet of the optical pulses to propagate a certain distance, that is, the group velocity delay (unit: ps) is different. The inclination of the group delay time with respect to the wavelength is dispersion (unit: ps / nm). A single mode fiber (SMF) used for a normal optical fiber transmission line has a dispersion value of about 16 ps / (nm · km) per 1 km of transmission line in the vicinity of a wavelength of 1,550 nm. This means that the difference in group delay time required for an optical pulse having a wavelength different by 1 nm to propagate through a 1 km SMF is 16 ps. For example, a group in the case where an optical pulse having a wavelength different by 1 nm propagates through an optical fiber of 100 km. The delay time is 100 times 1,600 ps.

一方、変調された光パルスは、変調方式やビットレートにより決まるいくつかの線スペクトルの広がりを持ち、その包絡線はガウス分布型となる。例えば、ＲＺ（ＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）方式では、ビットレート（伝送速度）１０Ｇｂｐｓの場合には、それぞれの線スペクトルの間隔は、０．０８ｎｍであるが、ビットレート４０Ｇｂｐｓの場合０．３２ｎｍとなる。すなわち、線スペクトルの広がりはビットレートに比例して増大する。また、ＮＲＺ（ＮｏｎＲｅｔｕｒｎｔｏＺｅｒｏ）変調方式では、ＲＺ変調方式における線スペクトルの半分の広がりとなる。このようにビットレートが高くなるに従い、光パルスの成分である線スペクトルの間隔が広がるため、光ファイバ伝送路を伝搬したときの群遅延時間の差が大きくなり光パルスの歪みが増大する。また、光パルスが受ける光ファイバ伝送路の分散特性の影響はビットレートの二乗に比例して大きくなる。このため、光ファイバ伝送路の分散特性を相殺する分散特性を有するデバイスを伝送路に挿入し、全体として分散を零に近づける、すなわち、分散補償することが求められ、いくつかの分散補償器が提案されている。 On the other hand, the modulated optical pulse has several line spectrum spreads determined by the modulation method and the bit rate, and its envelope becomes a Gaussian distribution type. For example, in the RZ (Return to Zero) system, when the bit rate (transmission speed) is 10 Gbps, the interval between the respective line spectra is 0.08 nm, but when the bit rate is 40 Gbps, it is 0.32 nm. That is, the spread of the line spectrum increases in proportion to the bit rate. In addition, in the NRZ (Non Return to Zero) modulation method, the line spectrum becomes half the spread in the RZ modulation method. As the bit rate increases in this way, the interval between the line spectra, which are the components of the optical pulse, increases, so that the difference in the group delay time when propagating through the optical fiber transmission line increases and the distortion of the optical pulse increases. In addition, the influence of the dispersion characteristics of the optical fiber transmission line that the optical pulse receives increases in proportion to the square of the bit rate. For this reason, it is required to insert a device having a dispersion characteristic that cancels the dispersion characteristic of the optical fiber transmission line into the transmission line, so that the dispersion as a whole approaches zero, that is, dispersion compensation is performed. Proposed.

特許文献１による可変分散補償器では、基板上に保持され、入力される所定波長の光信号をブラッグ反射するグレーティングが形成されている光導波路（光ファイバ）と、基板上にグレーティングに近接して設けられたヒータと、ヒータを制御してグレーティングに所定の温度分布を付与する温度制御装置とを備え、基板の熱伝導率ｋは５Ｗ／（Ｋ・ｍ）以下であり、基板の厚みは（０．０１８×ｋ）ｍｍ以上であって、（０．４６×ｋ）ｍｍ以下の範囲内とされている。各ヒータに印加する電圧を制御することにより屈折率が変化し、チャープグレーティングでのブラッグ反射波長を変化させることにより分散値を可変にできる可変分散補償器が提案されている。 In the tunable dispersion compensator according to Patent Document 1, an optical waveguide (optical fiber) that is held on a substrate and formed with a grating that Bragg-reflects an input optical signal having a predetermined wavelength is formed in proximity to the grating on the substrate. A heater provided, and a temperature control device for controlling the heater to give a predetermined temperature distribution to the grating. The thermal conductivity k of the substrate is 5 W / (K · m) or less, and the thickness of the substrate is ( 0.018 × k) mm or more and (0.46 × k) mm or less. A variable dispersion compensator has been proposed in which the refractive index changes by controlling the voltage applied to each heater, and the dispersion value can be varied by changing the Bragg reflection wavelength in the chirped grating.

また、特許文献２による可変分散補償モジュールでは、チャープグレーティングが形成されたグレーティング部を含む少なくとも１つの光ファイバと、光ファイバのグレーティング部の光軸方向温度分布を調節する温度制御機構を備えている。温度制御機構は、光ファイバの光軸方向に沿って配列された複数の発熱／吸熱素子と、発熱／吸熱素子の各々と光ファイバのグレーティング部の外周面との間に配置された熱伝導手段（複数の金属リング）とを有しており、複数の金属リングを用いて温度調整を行うことにより分散特性を補償する可変分散補償モジュールが提案されている。
特開２００４−２５８４６２号公報特開２００４−３３４０５２号公報 In addition, the tunable dispersion compensation module according to Patent Document 2 includes at least one optical fiber including a grating part in which a chirped grating is formed, and a temperature control mechanism that adjusts the temperature distribution in the optical axis direction of the grating part of the optical fiber. . The temperature control mechanism includes a plurality of heat generation / heat absorption elements arranged along the optical axis direction of the optical fiber, and heat conduction means disposed between each of the heat generation / heat absorption elements and the outer peripheral surface of the grating portion of the optical fiber. There has been proposed a variable dispersion compensation module that compensates for dispersion characteristics by performing temperature adjustment using a plurality of metal rings.
JP 2004-258462 A JP 2004-334052 A

しかしながら、従来の可変分散補償方法においては、光ファイバのチャープグレーティング部のブラッグ反射波長を調整するため、離間させて配置された加熱源で直接光ファイバを加熱しているため、チャープグレーティング部の光軸方向に要求される線形の温度プロファイルを形成する際、階段状の温度リップルを発生させてしまう。この温度リップルは、光学特性を劣化させ、その結果、光信号の大幅な劣化を引き起こすという問題点があった。 However, in the conventional tunable dispersion compensation method, the optical fiber is directly heated by a heating source arranged at a distance to adjust the Bragg reflection wavelength of the chirped grating portion of the optical fiber. When a linear temperature profile required in the axial direction is formed, a step-like temperature ripple is generated. This temperature ripple has a problem that the optical characteristics are deteriorated, and as a result, the optical signal is greatly deteriorated.

本発明は、上述のような問題点を解決するためになされたものであり、光ファイバのチャープグレーティング部に線形の温度プロファイルを与え、光信号の劣化を引き起こさない可変分散補償器を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a variable dispersion compensator that gives a linear temperature profile to a chirped grating portion of an optical fiber and does not cause deterioration of an optical signal. It is an object.

上記課題を解決するために、本発明に係る可変分散補償器は、チャープグレーティングが形成された光ファイバと、光ファイバを載置する管状の温調体と、表面に光ファイバの光軸方向に沿って複数のヒータが配設され、複数のヒータ上に温調体を載置するヒータ基板と、複数のヒータに電力を供給し、複数のヒータの温度を個別に制御するヒータ温度制御装置とを備え、光ファイバは、管状の温調体の中へ挿入され、前記温調体と接合されずに載置されていることを特徴とするものである。 In order to solve the above problems, a tunable dispersion compensator according to the present invention includes an optical fiber in which a chirped grating is formed, a tubular temperature adjusting body on which the optical fiber is mounted, and a surface in the optical axis direction of the optical fiber. A heater substrate in which a plurality of heaters are disposed, and a temperature control body is placed on the plurality of heaters; a heater temperature control device that supplies power to the plurality of heaters and individually controls the temperature of the plurality of heaters ; The optical fiber is inserted into a tubular temperature adjusting body, and is placed without being joined to the temperature adjusting body .

本発明によれば、光ファイバとヒータとの間に温度をなだらかにする温調体を設け、加熱する光ファイバのチャープグレーティング部の温度プロファイルを線形に維持することにより、光学特性の劣化がなく、光信号の劣化を引き起こさない可変分散補償器を提供することができる。 According to the present invention, there is no deterioration in optical characteristics by providing a temperature adjusting body for smoothing the temperature between the optical fiber and the heater, and maintaining the temperature profile of the chirped grating portion of the optical fiber to be heated linearly. It is possible to provide a tunable dispersion compensator that does not cause deterioration of the optical signal.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る可変分散補償器について説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における可変分散補償器を示す概略断面図である。図２は、実施の形態１における可変分散補償器を示す概略斜視図である。
図１および図２に示すように、可変分散補償器１のチャープグレーティング部を持つ光ファイバ２は、温調体である管状温調体３の内壁に接した状態で載置され、管状温調体３は表面に光ファイバ２の光軸方向２ａに沿って離間して配設された複数のヒータ４を持つヒータ基板５上に載置され、また、接着剤６により管状温調体３はヒータ基板５に接着固定され、これら複数のヒータ４には、電力を供給し、温度を個別に制御するヒータ温度制御装置７が接続され、さらに、管状温調体３にはその温度を検出する温度検出器８が取り付けられ、温度検出器８で検出された温度情報からヒータ温度制御装置７によって個々のヒータ４−１〜４−ｎに印加する電圧が調整される（なお、図２においては、ヒータ４とヒータ温度制御装置７間の配線の一部が省略されている）。 A variable dispersion compensator according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a tunable dispersion compensator according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the variable dispersion compensator in the first embodiment.
As shown in FIGS. 1 and 2, an optical fiber 2 having a chirped grating portion of a tunable dispersion compensator 1 is placed in contact with the inner wall of a tubular temperature adjusting body 3 that is a temperature adjusting body. The body 3 is placed on a heater substrate 5 having a plurality of heaters 4 that are spaced apart from each other along the optical axis direction 2 a of the optical fiber 2. A heater temperature controller 7 is connected to the heater substrate 5 and supplied with electric power and individually controls the temperature. The tubular temperature adjuster 3 detects the temperature. A temperature detector 8 is attached, and the voltage applied to the individual heaters 4-1 to 4-n is adjusted by the heater temperature control device 7 from the temperature information detected by the temperature detector 8 (in FIG. 2, Wiring between heater 4 and heater temperature control device 7 Part of which is omitted).

次に、図１から図５を用いて実施の形態１における可変分散補償器１の構成と動作について説明する。
前述したように、光ファイバ伝送路は固有の波長分散特性を持っており、伝送距離とともに光パルスが歪み、信号が劣化する。これを補償するために、波長分散特性と逆の分散特性を与えて相殺させ、光パルスの劣化を抑えるものが（波長）分散補償器である。これは、光ファイバ伝送路の長さや光波長に依存するため、これらの状況に応じて補償分散特性を変化させる必要がある。本発明は光ファイバのチャープグレーティングとヒータとにより高性能な可変分散補償器を実現しようとするものである。 Next, the configuration and operation of the tunable dispersion compensator 1 according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS.
As described above, the optical fiber transmission line has a unique wavelength dispersion characteristic, and the optical pulse is distorted and the signal is deteriorated with the transmission distance. In order to compensate for this, a (wavelength) dispersion compensator is one that provides a dispersion characteristic opposite to the chromatic dispersion characteristic and cancels it to suppress deterioration of the optical pulse. Since this depends on the length of the optical fiber transmission line and the optical wavelength, it is necessary to change the compensation dispersion characteristic according to these conditions. The present invention intends to realize a high-performance variable dispersion compensator using an optical fiber chirped grating and a heater.

ヒータ基板５の表面には光ファイバ２の光軸方向２ａに沿って、複数のヒータ４が配置されている。ヒータ温度制御装置７から個々のヒータ４−１〜４−ｎに独立に要求される分散補償電圧９を印加することにより、管状温調体３を介して光ファイバ２のチャープグレーティング部（管状温調体３の長さにほぼ相当する光ファイバ２の部分に形成されている）に所定の温度プロファイルを与えることができる。例えば、図３では、各ヒータ４−１〜４−ｎ毎に階段状に少しずつ増加する電圧を印加する場合を示す。ここで、温度検出器８は、グレーティング部の中央部１０の位置に設置されている。図４は、ヒータ４に図３（ａ）に示す電圧を印加した場合の光ファイバ２のチャープグレーティング部の温度プロファイルを示す。ここでは、６０ｍｍ長のチャープグレーティング部に対して２４個のヒータ４を配した場合である。図４によると光ファイバ２とヒータ４との間に温度をなだらかにする管状温調体３がある場合には、温度プロファイル１２にリップルが少なく、ほぼ直線的に変化するのに対して、管状温調体３がなく光ファイバ２を直接ヒータ４で加熱する場合には、温度プロファイル１３は階段状に大きなリップルが生じる。ヒータ４の数が少なくなれば、さらにリップルの変化は大きくなる。このことから、管状温調体３により離散的に配置されたヒータ４の温度をなだらかにし、光ファイバ２に与えられる温度プロファイルでのリップルを抑制する働きをしていることが分かる。 A plurality of heaters 4 are arranged on the surface of the heater substrate 5 along the optical axis direction 2 a of the optical fiber 2. By applying the dispersion compensation voltage 9 required independently from the heater temperature control device 7 to each of the heaters 4-1 to 4-n, the chirped grating portion (tubular temperature) of the optical fiber 2 through the tubular temperature adjusting body 3 is applied. A predetermined temperature profile can be given to the optical fiber 2 which is substantially equivalent to the length of the body 3. For example, FIG. 3 shows a case where a voltage that gradually increases stepwise is applied to each of the heaters 4-1 to 4-n. Here, the temperature detector 8 is installed at the position of the central portion 10 of the grating portion. FIG. 4 shows a temperature profile of the chirped grating portion of the optical fiber 2 when the voltage shown in FIG. Here, it is a case where 24 heaters 4 are arranged with respect to a chirped grating portion having a length of 60 mm. According to FIG. 4, when there is a tubular temperature adjusting body 3 that smoothens the temperature between the optical fiber 2 and the heater 4, the temperature profile 12 has little ripple and changes almost linearly, whereas the tubular When the optical fiber 2 is directly heated by the heater 4 without the temperature adjustment body 3, the temperature profile 13 has a large ripple in a stepped shape. As the number of heaters 4 decreases, the change in ripple further increases. From this, it can be seen that the temperature of the heaters 4 arranged discretely by the tubular temperature adjusting body 3 is smoothed to suppress the ripple in the temperature profile given to the optical fiber 2.

次に、図４に示す温度プロファイルを光ファイバ２のチャープグレーティング部に与えた場合の光波長（ｎｍ）に対する群遅延時間（ｐｓ）の関係を図５に示す。リップルの大きい温度プロファイル１３をチャープグレーティング部に与えた場合、群遅延特性１５にリップルが生じる。これに対して、リップルの小さい温度プロファイル１２の場合には、群遅延特性１４にリップルがほとんど現れない。群遅延リップルがあると、光信号の伝送特性を大きく劣化させる要因となる。実際に伝送シミュレータで計算すると上述のリップルのある温度プロファイル１３では、約３ｄＢのペナルティが発生する。これに対して、リップルの少ない温度プロファイル１２の場合では、ペナルティが０．５ｄＢ以下と良好な群遅延特性１４を示すことが明らかになった。 Next, FIG. 5 shows the relationship of the group delay time (ps) to the optical wavelength (nm) when the temperature profile shown in FIG. 4 is given to the chirped grating portion of the optical fiber 2. When the temperature profile 13 having a large ripple is given to the chirped grating portion, a ripple occurs in the group delay characteristic 15. On the other hand, in the case of the temperature profile 12 with a small ripple, the ripple hardly appears in the group delay characteristic 14. If there is a group delay ripple, the transmission characteristic of the optical signal is greatly deteriorated. When actually calculated by the transmission simulator, a penalty of about 3 dB occurs in the temperature profile 13 with ripples described above. On the other hand, in the case of the temperature profile 12 with little ripple, it has been clarified that the penalty is 0.5 dB or less and the group delay characteristic 14 is good.

例えば、管状温調体３として熱伝導率が高く、肉厚のものを使用した場合、光ファイバ２の光軸方向２ａの熱伝導性が高く、ヒータ４で形成した温度プロファイルが管状温調体３によって平坦化されてしまうため、分散特性の可変幅が小さくなってしまう。また、同じ分散特性の可変幅を得るためにはヒータ４の消費電力の増大につながる。そこで、可変分散補償器１として良好な光学特性を得るために管状温調体３に要求される特性としては、材質、肉厚が所定の値である必要がある。そこで、次に、熱抵抗の考え方を用いて図６と図７により温調体に要求される条件を導く。熱抵抗は、熱の伝わり難さを抵抗値として表したもので、値が大きいほど熱が伝わり難い。電気抵抗と同じ考え方である。 For example, when the tubular temperature adjusting body 3 has a high thermal conductivity and is thick, the thermal conductivity in the optical axis direction 2a of the optical fiber 2 is high, and the temperature profile formed by the heater 4 is the tubular temperature adjusting body. 3 is flattened, the variable width of the dispersion characteristic becomes small. Further, in order to obtain a variable width having the same dispersion characteristic, the power consumption of the heater 4 is increased. Therefore, as the characteristics required for the tubular temperature adjuster 3 in order to obtain good optical characteristics as the tunable dispersion compensator 1, the material and thickness need to be predetermined values. Therefore, next, conditions required for the temperature adjusting body are derived from FIGS. 6 and 7 using the concept of thermal resistance. Thermal resistance expresses the difficulty of transferring heat as a resistance value, and the higher the value, the more difficult it is to transfer heat. It is the same idea as electrical resistance.

図６に管状温調体３とヒータ基板５の略断面図を示す。管状温調体３の熱抵抗をＲ３、ヒータ基板５の熱抵抗をＲ５とした場合、Ｒ３がＲ５より十分大きければ、つまり、光ファイバ２の光軸方向２ａへの管状温調体３の熱の伝わり方が、ヒータ基板５の光軸方向２ａへの熱の伝わり方より十分小さければ、ヒータ基板５で形成される温度プロファイルに影響されることがない。 FIG. 6 shows a schematic cross-sectional view of the tubular temperature adjusting body 3 and the heater substrate 5. When the thermal resistance of the tubular temperature adjusting body 3 is R3 and the thermal resistance of the heater substrate 5 is R5, if R3 is sufficiently larger than R5, that is, the heat of the tubular temperature adjusting body 3 in the optical axis direction 2a of the optical fiber 2 If the transmission method is sufficiently smaller than the transmission method of the heat in the optical axis direction 2a of the heater substrate 5, the temperature profile formed by the heater substrate 5 is not affected.

次に、管状温調体３とヒータ基板５に要求される条件について検討する。図７に、管状温調体３とヒータ基板５の寸法を記載した。管状温調体３の内半径をｒ３ａ、外半径をｒ３ｂ、長さをＬ３、熱伝導率をγ３とし、ヒータ基板５の幅をＷ５、厚さＴ５、長さＬ５、熱伝導率γ５とする。ヒータ４は、薄膜ヒータを使用した場合を想定し、熱容量が非常に小さいため計算上は無視した。
このとき、管状温調体３の熱抵抗Ｒ３は以下の式で求めることができる。
Ｒ３＝Ｌ３／（（ｒ３ｂ^２−ｒ３ａ^２）×π×γ３）（１）
また、同様にヒータ基板５の熱抵抗Ｒ２は以下の式で求めることができる。
Ｒ５＝Ｌ５／（Ｗ５×Ｌ５×γ５）（２）
式（１）、式（２）で求めたＲ３とＲ５に関し、
Ｒ３＞＞Ｒ５（３）
が成立する条件を満たす形状が必要である。 Next, the conditions required for the tubular temperature adjusting body 3 and the heater substrate 5 will be examined. FIG. 7 shows the dimensions of the tubular temperature regulator 3 and the heater substrate 5. The inner temperature of the tubular temperature adjusting body 3 is r3a, the outer radius is r3b, the length is L3, the thermal conductivity is γ3, the width of the heater substrate 5 is W5, the thickness T5, the length L5, and the thermal conductivity γ5. . Assuming that a thin film heater is used as the heater 4, the heat capacity is very small, and thus ignored in the calculation.
At this time, the thermal resistance R3 of the tubular temperature adjusting body 3 can be obtained by the following equation.
R3 = L3 / ((r3b ² −r3a ² ) × π × γ3) (1)
Similarly, the thermal resistance R2 of the heater substrate 5 can be obtained by the following equation.
R5 = L5 / (W5 × L5 × γ5) (2)
Regarding R3 and R5 obtained by the formulas (1) and (2),
R3 >> R5 (3)
A shape that satisfies the condition for satisfying is required.

一例として、管状温調体３の内半径ｒ３ａを０．５１ｍｍ、外半径ｒ３ｂを０．８１ｍｍ、長さＬ３を７５ｍｍ、熱伝導率γ３を１６．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）とし、また、ヒータ基板５の幅Ｗ５を３ｍｍ、厚さＴ５を１ｍｍ、長さＬ５を７５ｍｍ、熱伝導率γ５を１．３５Ｗ／（ｍ・Ｋ）として、計算した。その結果、式（１）より、Ｒ３は３，６９８ｋΩ、式（２）よりＲ５は１８ｋΩとなる。Ｒ３の方が２桁以上大きいことから、上記条件の寸法、材料は式（３）を満足し、適用可能である。
上記条件では、管状温調体３をＳＵＳ管（ステンレス管）と想定し、熱伝導率を１６．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）とした。また、ヒータ基板５は石英製を想定した。管状温調体３は熱抵抗を大きくする方が望ましい。そのため、なるべく外径が小さく、内径が大きく、熱伝導率の低いものが望ましい。しかし、熱伝導率の低い樹脂などでは、加工精度に限界があり、極細管を製造するのが難しくなる。 As an example, the inner radius r3a of the tubular temperature adjusting body 3 is 0.51 mm, the outer radius r3b is 0.81 mm, the length L3 is 75 mm, the thermal conductivity γ3 is 16.3 W / (m · K), and the heater The calculation was performed assuming that the width W5 of the substrate 5 was 3 mm, the thickness T5 was 1 mm, the length L5 was 75 mm, and the thermal conductivity γ5 was 1.35 W / (m · K). As a result, R3 is 3,698 kΩ from equation (1), and R5 is 18 kΩ from equation (2). Since R3 is two orders of magnitude larger, the dimensions and materials under the above conditions satisfy Equation (3) and are applicable.
Under the above conditions, the tubular temperature adjusting body 3 was assumed to be a SUS pipe (stainless steel pipe), and the thermal conductivity was set to 16.3 W / (m · K). The heater substrate 5 is assumed to be made of quartz. It is preferable that the tubular temperature adjusting body 3 has a large thermal resistance. Therefore, it is desirable that the outer diameter is as small as possible, the inner diameter is large, and the thermal conductivity is low. However, with a resin having a low thermal conductivity, the processing accuracy is limited, and it becomes difficult to manufacture an ultrathin tube.

温調体の材質としては、強度や製造の容易さの点で、金属管が適しているといえる。しかし、金属は熱伝導率が高い。そのため、熱伝導率が比較的小さい金属が望ましい。その点、ＳＵＳ管は、熱伝導率が１６．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）と金属の中では比較的に小さく、加工性にも優れており、また、注射針などの用途で大量生産されているため、製造コストも安いというメリットがあるため、最適な材料といえる。ただし、ヒータ基板の寸法、材質によっては、他の材料でも可能であり、ＳＵＳ管に限定されるものではない。 It can be said that a metal tube is suitable as a material for the temperature adjusting body in terms of strength and ease of manufacture. However, metal has high thermal conductivity. Therefore, a metal having a relatively low thermal conductivity is desirable. In that respect, the SUS tube has a thermal conductivity of 16.3 W / (m · K), which is relatively small among metals, is excellent in workability, and is mass-produced for uses such as injection needles. Therefore, it can be said that it is an optimal material because it has the advantage of low manufacturing costs. However, other materials are possible depending on the dimensions and materials of the heater substrate, and are not limited to SUS pipes.

また、管状温調体３として石英製の管を用いた場合、肉厚が薄く、強度的に弱く破損しやすくなるが、ヒータ基板５にも石英製を用いる場合には、管状温調体３とヒータ基板５の線膨張係数が一致するため、両者に応力が発生せず長期的に接着強度が安定するというメリットもある。したがって、十分な強度が確保できる寸法であれば石英製管状温調体も上記熱伝導条件を満たす限りにおいて、適している材料のひとつである。 In addition, when a quartz tube is used as the tubular temperature adjuster 3, the thickness is thin and the strength is weak and easily damaged. However, when the heater substrate 5 is also made of quartz, the tubular temperature adjuster 3 is used. Since the linear expansion coefficients of the heater substrate 5 and the heater substrate 5 coincide with each other, no stress is generated on the both, and there is an advantage that the adhesive strength is stabilized in the long term. Accordingly, a quartz tubular temperature adjuster is one of the suitable materials as long as it satisfies the heat conduction condition as long as it can secure sufficient strength.

複数のヒータ４を配設したヒータ基板５では、具体的には、例えば石英基板上に窒化タンタル（ＴａＮ、Ｔａ_２Ｎ）やクロム（Ｃｒ）などで薄膜ヒータを形成したものを用いることができる。薄膜ヒータは、ＰＬＣ（ＰｌａｎｅｒｌｉｇｈｔｗａｖｅＣｉｒｃｕｉｔｓ）型光スイッチやアレイ導波路型合分波器などで広く使用されており、信頼性が高く安価に製造が可能である。 Specifically, for example, a heater substrate 5 provided with a plurality of heaters 4 may be a substrate in which a thin film heater is formed of tantalum nitride (TaN, Ta ₂ N), chromium (Cr) or the like on a quartz substrate. . Thin film heaters are widely used in PLC (Planer lightwave Circuits) type optical switches, arrayed waveguide type multiplexers / demultiplexers, etc., and can be manufactured with high reliability and low cost.

実施の形態１では、光ファイバ２のチャープグレーティング部は管状温調体３に挿入、載置されているのみで、光ファイバ２と管状温調体３とは接着剤で接合されていないが、光ファイバ２は管状温調体３の内壁底面の曲面により動きが抑制された状態で保持されるので、接着剤を使用した場合に生じる接着剤の硬化に伴う収縮応力やヒータ４の熱による接着剤の膨張に伴う応力が光ファイバ２にかからず、チャープグレーティングの分散特性に影響を与えることがないという特長を持っている。光ファイバ２が温調体でより安定して保持されるよう、管状温調体３や樋状温調体３ａ，３ｂの内壁の半径Ｒと光ファイバの半径ｒの比（Ｒ／ｒ）は２から５であることが望ましい。 In the first embodiment, the chirped grating portion of the optical fiber 2 is only inserted and placed in the tubular temperature adjusting body 3, and the optical fiber 2 and the tubular temperature adjusting body 3 are not joined by an adhesive. Since the optical fiber 2 is held in a state in which the movement is suppressed by the curved surface of the bottom surface of the inner wall of the tubular temperature adjusting body 3, the optical fiber 2 is bonded by the shrinkage stress caused by the curing of the adhesive and the heat of the heater 4 when the adhesive is used. The stress associated with the expansion of the agent is not applied to the optical fiber 2 and does not affect the dispersion characteristics of the chirped grating. The ratio (R / r) of the radius R of the inner wall of the tubular temperature adjusting body 3 and the bowl-shaped temperature adjusting bodies 3a and 3b and the radius r of the optical fiber is so that the optical fiber 2 is more stably held by the temperature adjusting body. Desirably 2 to 5.

光ファイバ２のチャープグレーティング部を管状温調体３にしっかりと固定するため、接着剤を使用してもよいが、ヒータ４での発熱が高い効率でチャープグレーティング部に伝わるため、消費電力の低減や温度の安定化を図ることができる。しかし、接着剤は、硬化する際に大きな収縮を伴う。この収縮に伴う応力がチャープグレーティング部に加わり、接着前と接着後では光学特性に変化を生じさせる。すなわち、分散特性に変化を生じさせてしまう。そこで、接着前と接着後のチャープグレーティングの分散特性の変化を予め評価しておき、このことを考慮して予め光学設計しておくとよい。また、光ファイバの温度上昇に伴う接着剤の膨張によっても光学特性の変化が生じる。これは、光ファイバが純度の高い石英でできており、線膨張係数が０．５×１０^−６と極めて小さいのに対して、接着剤の線膨張係数は、例えばシリコーン系の接着剤でも通常約２．０×１０^−４程度であり、２桁の差があるためである。従って、可変分散補償器は、常に温度をかけた状態で動作しているため、接着剤が大きく膨張し、この膨張に伴って応力が常にチャープグレーティング部に加わることを考慮しておく必要がある。 Adhesive may be used to securely fix the chirped grating portion of the optical fiber 2 to the tubular temperature adjusting body 3, but heat generated in the heater 4 is transmitted to the chirped grating portion with high efficiency, thus reducing power consumption. And stabilization of temperature can be achieved. However, the adhesive is accompanied by a large shrinkage when cured. Stress due to this shrinkage is applied to the chirped grating portion, causing a change in optical characteristics before and after bonding. That is, the dispersion characteristic is changed. Therefore, it is preferable to evaluate in advance the change in dispersion characteristics of the chirped grating before and after bonding, and to perform optical design in advance in consideration of this. In addition, the change in the optical characteristics is caused by the expansion of the adhesive accompanying the temperature increase of the optical fiber. This is because the optical fiber is made of high-purity quartz, and the linear expansion coefficient is as extremely small as 0.5 × 10 ⁻⁶ , whereas the linear expansion coefficient of the adhesive is usually the same as that of, for example, a silicone-based adhesive. This is because it is about 2.0 × 10 ⁻⁴ and there is a difference of two digits. Therefore, since the tunable dispersion compensator always operates in a state where the temperature is applied, it is necessary to consider that the adhesive expands greatly, and that stress is always applied to the chirped grating portion along with the expansion. .

温度検出器８を一箇所設置する場合には、温度検出器８の位置をチャープグレーティング部の中央部１０に配置することにより、図３（ｂ）で示すような特性の異なる分散補償電圧１１が必要な場合に対しても、印加電圧変更の際に、個々のヒータに印加する電圧（図示せず）の変化を最小に抑えることができ、分散特性の変化に対して速い応答を実現することができる。 When the temperature detector 8 is installed at one place, the dispersion compensation voltage 11 having different characteristics as shown in FIG. 3B is obtained by arranging the position of the temperature detector 8 in the central portion 10 of the chirped grating portion. Even when necessary, when changing the applied voltage, it is possible to minimize the change in the voltage (not shown) applied to each heater, and to realize a quick response to changes in dispersion characteristics Can do.

このように、実施の形態１の可変分散補償器によると、温度を緩和する温調体を介して滑らかな温度プロファイルを光ファイバのチャープグレーティング部に加えることにより温度リップルがなく、優れた分散補償特性を実現することができ、また、ヒータに印加する電圧を変えることにより温度プロファイルを自由に変化させることができるので、光ファイバの分散特性に応じて、調整することができる可変分散補償特性を実現することができる。 As described above, according to the variable dispersion compensator of the first embodiment, by adding a smooth temperature profile to the chirped grating portion of the optical fiber through the temperature adjusting body that relaxes the temperature, there is no temperature ripple, and excellent dispersion compensation is achieved. Since the temperature profile can be freely changed by changing the voltage applied to the heater, the variable dispersion compensation characteristic can be adjusted according to the dispersion characteristic of the optical fiber. Can be realized.

なお、上記実施の形態１では、温調体に管状温調体３を使用する場合について述べたが、図８に示すように内壁に曲面を持つ樋状温調体３ａ，３ｂであってもよい。例えば、図８（ａ）に示す管の側面の一部が開放されたものであってもよい（図８では、ヒータ温度制御装置および温度検出器は図示せず。）。また、図８（ｂ）に示す外面が方形で、内壁が曲面を持つものであってもよく、これによれば、樋状温調体３ｂとヒータ４との接触性が向上し、固定安定性にも優れ、ヒータ４の熱を樋状温調体３ｂに効率よく伝えることができる。また、温調体３の内壁は必ずしも円弧である必要はなく、光ファイバを安定的に載置できる曲面であればよい。さらに、温調体は、必ずしも管状や樋状でなくてもよく、板状であってもよい。この場合は、チャープグレーティング部と温調体は管状温調体の場合の説明で述べたように接着剤で固定すればよく、接着剤による応力の影響による分散特性を考慮した設計をしておけばよい。 In the first embodiment, the case where the tubular temperature adjusting body 3 is used as the temperature adjusting body has been described. However, as shown in FIG. 8, the bowl-shaped temperature adjusting bodies 3 a and 3 b having curved surfaces on the inner wall are also used. Good. For example, a part of the side surface of the pipe shown in FIG. 8A may be opened (in FIG. 8, the heater temperature control device and the temperature detector are not shown). Further, the outer surface shown in FIG. 8B may be a square and the inner wall may have a curved surface. According to this, the contact between the bowl-shaped temperature adjusting body 3b and the heater 4 is improved, and the fixed stability is improved. The heat of the heater 4 can be efficiently transmitted to the bowl-shaped temperature adjusting body 3b. Moreover, the inner wall of the temperature control body 3 does not necessarily need to be a circular arc, and may be a curved surface on which an optical fiber can be stably placed. Furthermore, the temperature adjusting body does not necessarily have a tubular shape or a bowl shape, and may have a plate shape. In this case, the chirped grating part and the temperature adjustment body may be fixed with an adhesive as described in the description of the tubular temperature adjustment body, and the design considering the dispersion characteristics due to the influence of stress due to the adhesive may be used. That's fine.

実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２における可変分散補償器を示す概略斜視図である。図１０は、ヒータの抵抗値変化と温度との関係を示す図である。図１１は、ヒータ番号と印加電圧の関係を示すものである。
図９に示すように、可変分散補償器１においては、管状温調体３の温度を検出する温度検出器８ａ，８ｂが管状温調体３の両端部に取り付けられ、温度検出器８ａ，８ｂで検出された温度（図１１の１６，１７の位置に相当）からヒータ温度制御装置７によって個々のヒータ４−１〜４−ｎに印加する電圧が調整される（図９では、ヒータ４とヒータ温度制御装置７間の配線の一部を省略している）点を除いて、図２の実施の形態１で示すものと同様であるので説明を省略する。なお、図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 9 is a schematic perspective view showing a tunable dispersion compensator according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the change in resistance value of the heater and the temperature. FIG. 11 shows the relationship between the heater number and the applied voltage.
As shown in FIG. 9, in the tunable dispersion compensator 1, temperature detectors 8a and 8b for detecting the temperature of the tubular temperature adjusting body 3 are attached to both ends of the tubular temperature adjusting body 3, and the temperature detectors 8a and 8b. The voltage applied to the individual heaters 4-1 to 4-n is adjusted by the heater temperature control device 7 (corresponding to positions 16 and 17 in FIG. 11) (in FIG. Except for the point that a part of the wiring between the heater temperature control devices 7 is omitted), the description is omitted because it is the same as that shown in the first embodiment of FIG. 2 denote the same or corresponding parts.

次に、実施の形態２の可変分散補償器の動作について説明する。図１０に示すようにヒータ４の抵抗値は温度が上昇するに従って、２５℃での抵抗値を１００％とすると、２５０℃では抵抗値が９６％までに減少する。この例は、薄膜ヒータとして、窒化タンタル（ＴａＮ）を用いた場合を示す。このように２５℃での測定値を元に発熱量を計算し、ヒータに所定の電圧を印加しても、所望の温度にならない。また、管状温調体３の中央部１０一箇所で温度を測定して制御をかけた場合、温度によりヒータ４の抵抗値が変わることにより、中央部１０で合わせても、正確に分散特性を補償する温度プロファイルを形成することは困難である。そこで、実施の形態２では、図９に示すように、管状温調体３の２箇所の温度を測定することにより、分散特性を補償する方法を採用し、光ファイバ２のチャープグレーティング部の両端に対応する管状温調体３の両端部１６，１７に設けられた温度検出器８ａ，８ｂで測定された温度から分散特性を補償するのに必要なヒータ４の印加電圧９を決定し、個々のヒータ４−１〜４−ｎに印加する電圧を調整することができるので、光ファイバ２のチャープグレーティング部に分散特性を補償するのに必要な温度プロファイルが形成されるように精度よく加熱することができる（図１１）。これにより、光ファイバ伝送路で伝送される光信号の分散特性を相殺し、歪みの少ない高速光パルス伝送を実現することができる。 Next, the operation of the tunable dispersion compensator of the second embodiment will be described. As shown in FIG. 10, the resistance value of the heater 4 decreases to 96% at 250 ° C., assuming that the resistance value at 25 ° C. is 100% as the temperature rises. In this example, tantalum nitride (TaN) is used as the thin film heater. Thus, even if the calorific value is calculated based on the measured value at 25 ° C. and a predetermined voltage is applied to the heater, the desired temperature is not reached. Further, when the temperature is measured and controlled at one central portion 10 of the tubular temperature adjusting body 3, the resistance value of the heater 4 varies depending on the temperature, so that the dispersion characteristics can be accurately obtained even when combined at the central portion 10. It is difficult to create a temperature profile to compensate. Therefore, in the second embodiment, as shown in FIG. 9, a method of compensating for dispersion characteristics by measuring the temperature of two portions of the tubular temperature adjusting body 3 is adopted, and both ends of the chirped grating portion of the optical fiber 2 are adopted. The applied voltage 9 of the heater 4 necessary to compensate the dispersion characteristics is determined from the temperatures measured by the temperature detectors 8a and 8b provided at both ends 16 and 17 of the tubular temperature adjusting body 3 corresponding to Since the voltage applied to the heaters 4-1 to 4-n can be adjusted, the chirped grating portion of the optical fiber 2 is heated accurately so that a temperature profile necessary for compensating the dispersion characteristics is formed. (FIG. 11). Thereby, it is possible to cancel the dispersion characteristics of the optical signal transmitted through the optical fiber transmission line and realize high-speed optical pulse transmission with less distortion.

このように、実施の形態２の可変分散補償器によると、温度を緩和する温調体を介して滑らかな温度プロファイルを光ファイバのチャープグレーティング部に加えることにより温度リップルがなく優れた分散補償特性を実現することができ、また、ヒータに印加する電圧を変えることにより温度プロファイルを自由に変化させることができるので、光ファイバの分散特性に応じて、調整する可変の分散補償特性を実現することができるという実施の形態１の効果の他に、さらに、温調体の両端部の２箇所に温度検出器を設けたことにより、チャープグレーティングによる分散特性の補償に必要な温度プロファイルに精度よく合わせることができ、優れた分散補償特性を実現することができるといった従来にない顕著な効果を得ることができる。 As described above, according to the tunable dispersion compensator of the second embodiment, a smooth temperature profile is added to the chirped grating portion of the optical fiber through the temperature adjusting body that relaxes the temperature, thereby providing excellent dispersion compensation characteristics without temperature ripple. In addition, the temperature profile can be changed freely by changing the voltage applied to the heater, so that the variable dispersion compensation characteristic can be adjusted according to the dispersion characteristic of the optical fiber. In addition to the effect of the first embodiment that the temperature can be adjusted, temperature detectors are further provided at two locations on both ends of the temperature adjusting body, so that the temperature profile required for compensating the dispersion characteristics by the chirped grating can be accurately adjusted. Can achieve a remarkable effect that is not possible in the past, such as being able to realize excellent dispersion compensation characteristics.

実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３における可変分散補償器を示す概略断面図である。図１３は、実施の形態３における可変分散補償器を示す概略斜視図である。
図１２および図１３に示すように、可変分散補償器１のチャープグレーティング部を持つ光ファイバ２は、温調体である管状温調体３内に載置され、管状温調体３は光ファイバ２の光軸方向２ａに沿って離間して配設された複数のヒータ４を持つヒータ基板５上に載置され、さらに、接着剤６により接着固定され、これら複数のヒータ４は、電圧を印加し、温度を個別に制御するヒータ温度制御装置７に接続され、また、管状温調体３にはその温度を検出する温度検出器８が取り付けられ、温度検出器８で検出された温度情報からヒータ温度制御装置７によって個々のヒータ４−１〜４−ｎに印加する電圧が調整される（なお、図１３では、ヒータ４とヒータ温度制御装置７間の配線の一部を省略している）。さらに、ヒータ基板５の管状温調体３の載置面の反対面にはヒートスプレッダ１８が配設され、ヒートスプレッダ１８には温調素子１９が取り付けられており、温度検出器２０により検出された温度情報によりヒートスプレッダ１８の温度を制御するヒートスプレッダ温度制御装置２１に接続されている。なお、図１及び図２と同一符号は、同一または相当部分を示す。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 12 is a schematic sectional view showing a tunable dispersion compensator according to Embodiment 3 of the present invention. FIG. 13 is a schematic perspective view showing a tunable dispersion compensator according to the third embodiment.
As shown in FIGS. 12 and 13, an optical fiber 2 having a chirped grating portion of the tunable dispersion compensator 1 is placed in a tubular temperature adjusting body 3 that is a temperature adjusting body, and the tubular temperature adjusting body 3 is an optical fiber. 2 is placed on a heater substrate 5 having a plurality of heaters 4 spaced apart along the optical axis direction 2a, and is further bonded and fixed by an adhesive 6. A temperature detector 8 for detecting the temperature is attached to the tubular temperature adjusting body 3 and the temperature information detected by the temperature detector 8 is connected to the heater temperature control device 7 for applying and controlling the temperature individually. The voltage applied to each heater 4-1 to 4-n is adjusted by the heater temperature control device 7 (in FIG. 13, a part of the wiring between the heater 4 and the heater temperature control device 7 is omitted). ) Further, a heat spreader 18 is disposed on the surface opposite to the mounting surface of the tubular temperature adjusting body 3 of the heater substrate 5, and a temperature adjusting element 19 is attached to the heat spreader 18, and the temperature detected by the temperature detector 20. It is connected to a heat spreader temperature control device 21 that controls the temperature of the heat spreader 18 according to information. 1 and 2 indicate the same or corresponding parts.

次に、実施の形態３の可変分散補償器の動作について図１２から図１４を用いて説明する。分散特性を補償するために要求される光ファイバ２のチャープグレーティング部に加えられる温度プロファイルを生成するのに必要とされるヒータ４に印加される分散補償電圧９は、周囲温度によって変わる。これに対して、ヒートスプレッダ１８の温度を一定に制御しておくことにより、ヒータ４の印加電圧は一定となり安定し、制御し易くなる。そこで、ヒートスプレッダ温度制御装置２１を用いて、温調素子１９によりヒートスプレッダ１８の温度を室温以上に設定することにより、光ファイバ２のチャープグレーティング部の温度を調節する際に必要とされるヒータ４の分散補償電圧９は、図１４に示すように、温調素子１９によるヒートスプレッダ１８の加温分２２を除いた加熱追加分の電圧をヒータ４に印加するだけで済み、チャープグレーティング部の温度の変動が少なく、微調整が容易になるとともに、速い応答で、安定した制御を実現することができる。なお、管状温調体３の温度検出器８は中央部でなくてもよく、実施の形態２のように管状温調体３の両端部に設けてもよい。 Next, the operation of the tunable dispersion compensator of the third embodiment will be described with reference to FIGS. The dispersion compensation voltage 9 applied to the heater 4 required to generate a temperature profile applied to the chirped grating portion of the optical fiber 2 required to compensate the dispersion characteristics varies depending on the ambient temperature. On the other hand, by controlling the temperature of the heat spreader 18 to be constant, the voltage applied to the heater 4 becomes constant and becomes stable and easy to control. Therefore, by using the heat spreader temperature control device 21, the temperature of the heat spreader 18 is set to a room temperature or higher by the temperature adjusting element 19, so that the heater 4 required for adjusting the temperature of the chirped grating portion of the optical fiber 2 is adjusted. As shown in FIG. 14, the dispersion compensation voltage 9 only needs to be applied to the heater 4 by applying a voltage corresponding to the additional heating excluding the warming portion 22 of the heat spreader 18 by the temperature adjusting element 19, and the fluctuation of the temperature of the chirped grating portion. Therefore, fine adjustment is easy and stable control can be realized with a fast response. Note that the temperature detector 8 of the tubular temperature adjusting body 3 may not be provided at the central portion, and may be provided at both ends of the tubular temperature adjusting body 3 as in the second embodiment.

ヒートスプレッダ１８としては、ヒータ基板５の温度を均一化する役割があるため、熱伝導率の高い材料が望ましい。具体的には銅（Ｃｕ：約４００Ｗ／ｍ・Ｋ）やアルミニウム（Ａｌ：約２４０Ｗ／ｍ・Ｋ）などの金属が適している。温調素子１９としては、例えばペルチェ素子が利用できる。ヒートスプレッダ温度制御装置２１は、温度検出器２０によって検出された温度により温調素子１９を制御し、ヒートスプレッダ１８の温度が常に一定となるように制御を行う。このため、周囲温度が変化してもヒートスプレッダ１８の温度は変化しない。したがって、温調素子１９は、ヒータ基板５を室温以上に加温するだけでなく、一定の温度に安定させて、ヒータ４によるチャープグレーティング部の温度の調整を容易にしている。 As the heat spreader 18, a material having high thermal conductivity is desirable because it has a role of making the temperature of the heater substrate 5 uniform. Specifically, metals such as copper (Cu: about 400 W / m · K) and aluminum (Al: about 240 W / m · K) are suitable. As the temperature control element 19, for example, a Peltier element can be used. The heat spreader temperature control device 21 controls the temperature adjusting element 19 based on the temperature detected by the temperature detector 20, and performs control so that the temperature of the heat spreader 18 is always constant. For this reason, even if ambient temperature changes, the temperature of the heat spreader 18 does not change. Therefore, the temperature adjustment element 19 not only warms the heater substrate 5 to room temperature or higher, but also stabilizes the heater substrate 5 at a constant temperature, thereby facilitating adjustment of the temperature of the chirped grating portion by the heater 4.

このように、実施の形態３の可変分散補償器によると、温度を緩和する温調体を介して滑らかな温度プロファイルを光ファイバのチャープグレーティング部に加えることにより、温度リップルがなく優れた分散補償特性を実現することができ、また、ヒータに印加する電圧を変えることにより、温度プロファイルを自由に変化させることができるので、光ファイバの分散特性に応じて、調整する可変の分散補償特性を実現することができるという実施の形態１の効果の他に、さらに、温調素子により、室温以上に加温しておくことにより、ヒータによる温度の微調整が容易になるとともに速い応答特性が得られる効果も有する。 As described above, according to the tunable dispersion compensator of the third embodiment, by adding a smooth temperature profile to the chirped grating portion of the optical fiber via the temperature adjusting body that relaxes the temperature, excellent dispersion compensation without temperature ripple is achieved. Since the temperature profile can be changed freely by changing the voltage applied to the heater, a variable dispersion compensation characteristic that can be adjusted according to the dispersion characteristic of the optical fiber is realized. In addition to the effect of the first embodiment that the temperature can be adjusted, the temperature control element is further heated to room temperature or higher, thereby facilitating fine adjustment of the temperature by the heater and obtaining quick response characteristics. It also has an effect.

実施の形態１における可変分散補償器を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a variable dispersion compensator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における可変分散補償器を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing a variable dispersion compensator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における可変分散補償器でのヒータ番号と印加電圧の関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a heater number and an applied voltage in the variable dispersion compensator according to the first embodiment. 実施の形態１における可変分散補償器でのチャープグレーティング部位置と温度プロファイルの関係を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between a chirped grating portion position and a temperature profile in the variable dispersion compensator according to the first embodiment. 実施の形態１における可変分散補償器での光波長と群遅延時間の関係を示す図である。6 is a diagram illustrating a relationship between an optical wavelength and a group delay time in the tunable dispersion compensator according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における可変分散補償器での管状温調体とヒータ基板の熱抵抗を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the thermal resistance of a tubular temperature adjuster and a heater substrate in the variable dispersion compensator according to the first embodiment. 実施の形態１における可変分散補償器での熱抵抗計算モデルを示す概略斜視図である。4 is a schematic perspective view showing a thermal resistance calculation model in the variable dispersion compensator in Embodiment 1. FIG. 実施の形態１における可変分散補償器での樋状温調体を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a bowl-shaped temperature regulator in the variable dispersion compensator according to the first embodiment. 実施の形態２における可変分散補償器を示す概略斜視図である。6 is a schematic perspective view showing a variable dispersion compensator according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態２における可変分散補償器でのヒータの抵抗値の温度依存性を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating temperature dependence of a resistance value of a heater in a tunable dispersion compensator according to Embodiment 2. 実施の形態２における可変分散補償器でのヒータ番号と印加電圧の関係を示す図である。6 is a diagram illustrating a relationship between a heater number and an applied voltage in a tunable dispersion compensator according to Embodiment 2. FIG. 実施の形態３における可変分散補償器を示す概略断面図である。6 is a schematic cross-sectional view showing a tunable dispersion compensator in Embodiment 3. FIG. 実施の形態３における可変分散補償器を示す概略斜視図である。6 is a schematic perspective view showing a variable dispersion compensator according to Embodiment 3. FIG. 実施の形態３における可変分散補償器でのヒータ番号と印加電圧の関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship between a heater number and an applied voltage in the tunable dispersion compensator according to the third embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１可変分散補償器
２光ファイバ
２ａ光軸方向
３管状温調体
３ａ，３ｂ樋状温調体
４，４−１，４−２，・・・，４−ｎヒータ
５ヒータ基板
７ヒータ温度制御装置
８，８ａ，８ｂ，２０温度検出器
１８ヒートスプレッダ
１９温調素子
２１ヒートスプレッダ温度制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Variable dispersion compensator 2 Optical fiber 2a Optical axis direction 3 Tubular temperature control body 3a, 3b Saddle-shaped temperature control body 4,4-1, 4-2, ..., 4-n Heater 5 Heater board 7 Heater temperature control Device 8, 8a, 8b, 20 Temperature detector 18 Heat spreader 19 Temperature control element 21 Heat spreader temperature control device

Claims

チャープグレーティングが形成された光ファイバと、
前記光ファイバを載置する管状の温調体と、
表面に前記光ファイバの光軸方向に沿って複数のヒータが配設され、前記複数のヒータ上に前記温調体を載置するヒータ基板と、
前記複数のヒータに電力を供給し、前記複数のヒータの温度を個別に制御するヒータ温度制御装置とを備え、
前記光ファイバは、管状の前記温調体の中へ挿入され、前記温調体と接合されずに載置されていることを特徴とする可変分散補償器。 An optical fiber formed with a chirped grating;
A tubular temperature control body on which the optical fiber is placed;
A plurality of heaters are disposed on the surface along the optical axis direction of the optical fiber, and a heater substrate on which the temperature adjusting body is placed on the plurality of heaters;
A heater temperature control device for supplying power to the plurality of heaters and individually controlling temperatures of the plurality of heaters ;
The tunable dispersion compensator, wherein the optical fiber is inserted into the tubular temperature adjusting body and mounted without being joined to the temperature adjusting body .

光ファイバの光軸方向に対応する温調体の熱抵抗が、前記光ファイバの光軸方向に対応するヒータ基板の熱抵抗よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の可変分散補償器。 The thermal resistance of the temperature controller corresponding to the optical axis of the optical fiber, variable dispersion compensator according to claim 1, characterized in that larger than the thermal resistance of the heater board corresponding to the optical axis of the optical fiber .

温調体に温度検知器を設け、前記温度検知器からの信号により複数のヒータの温度を制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の可変分散補償器。 The temperature detector provided in the temperature controller, variable dispersion compensator according to claim 1 or claim 2, characterized in that to control the temperature of a plurality of heaters by a signal from the temperature detector.

ヒータ基板のヒータ面の反対面にはヒートスプレッダが取り付けられ、また、前記ヒートスプレッダには温調素子が取り付けられており、前記温調素子により前記ヒータ基板の温度を室温よりも高く設定することを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１つに記載の可変分散補償器。 A heat spreader is attached to the opposite surface of the heater surface of the heater substrate, and a temperature adjustment element is attached to the heat spreader, and the temperature of the heater substrate is set higher than room temperature by the temperature adjustment element. The tunable dispersion compensator according to any one of claims 1 to 3 .