JP2888372B2 - Tunable wavelength filter module - Google Patents

Tunable wavelength filter module

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JP2888372B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバ中を伝搬する波長多重された光
信号から任意所望の波長の光信号を選択的にかつ波長を
可変して取り出すことのできる可変波長フィルタモジュ
ールに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method of selectively and variably extracting an optical signal of any desired wavelength from a wavelength-multiplexed optical signal propagating in an optical fiber. The present invention relates to a variable wavelength filter module that can be used.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

光ファイバによる光通信は大容量の情報を高速に伝送
することができるために、最近急速に実用化されつつあ
る。しかし、現時点では、ある特定の波長の光パルスを
伝送しているのみである。多数の異なった波長の光パル
スを伝送することができれば、さらに大容量の情報を伝
送することができる。これを波長多重通信と呼び、現在
活発に研究されている。波長多重通信においては多数の
波長の光パルスの中から選択的に任意所望の波長の光の
みを選び出す可変波長フィルタが必要となる。
2. Description of the Related Art Optical communication using an optical fiber can rapidly transmit a large amount of information, and has recently been rapidly put into practical use. However, at present, only an optical pulse of a specific wavelength is transmitted. If a large number of light pulses of different wavelengths can be transmitted, a much larger amount of information can be transmitted. This is called wavelength division multiplexing and is being actively studied at present. In wavelength division multiplexing communication, a variable wavelength filter is required which selectively selects only light having an arbitrary desired wavelength from among light pulses having a large number of wavelengths.

この種のフィルタの従来技術として、たとえば、第7
図に示すように、ピエゾ素子でエタロンの共振器長を変
化させることにより、共振器波長を変化させる可変波長
フィルタを用いた可変波長フィルタモジュールがある。
ここで、F1,F2は光ファイバ、L1,L2はレンズ、M1,M2は
ミラー、PZはピエゾ素子である。2つのミラーM1,M2で
エタロンを構成しており、その一方のミラーM2をピエゾ
素子PZで駆動してエタロンの共振器長を変化させる。
As a prior art of this type of filter, for example,
As shown in the drawing, there is a variable wavelength filter module using a variable wavelength filter that changes the resonator wavelength by changing the resonator length of the etalon with a piezo element.
Here, F1 and F2 are optical fibers, L1 and L2 are lenses, M1 and M2 are mirrors, and PZ is a piezo element. An etalon is constituted by two mirrors M1 and M2, and one of the mirrors M2 is driven by a piezo element PZ to change the resonator length of the etalon.

しかしながら、この従来例では、ピエゾ素子PZを駆動
するために高電圧が必要となり、装置の小型化、軽量化
が困難である。
However, in this conventional example, a high voltage is required to drive the piezo element PZ, and it is difficult to reduce the size and weight of the device.

従来技術の他の例として、第8図に示すように、エタ
ロンETLを機械的に回転させて共振器波長を変化させる
可変波長フィルタを用いた可変波長フィルタモジュール
もある。ここで、第7図と同様の個所には同一符号を付
してある。
As another example of the prior art, as shown in FIG. 8, there is a variable wavelength filter module using a variable wavelength filter that changes the resonator wavelength by mechanically rotating an etalon ETL. Here, the same parts as those in FIG. 7 are denoted by the same reference numerals.

しかしながら、この方法ではエタロンを機械的に駆動
するので、やはり装置の小型化、軽量化が困難である。
However, in this method, since the etalon is driven mechanically, it is also difficult to reduce the size and weight of the device.

従来技術のさらに他の例として、第9図に示すよう
に、ブラッグリフレクタをもつ半導体光導波路を用いた
可変波長フィルタがある。ここで、ARCは無反射コーテ
ィング、Sは基板、Gはグレーティングであり、これら
によってブラッグリフレクタを構成している。ACTは活
性層、E1〜E3は電極である。I〜IIIの領域への注入電
流を制御することで透過波長帯を制御するものである。
As another example of the prior art, as shown in FIG. 9, there is a variable wavelength filter using a semiconductor optical waveguide having a Bragg reflector. Here, ARC is an anti-reflection coating, S is a substrate, and G is a grating, and these constitute a Bragg reflector. ACT is an active layer, and E1 to E3 are electrodes. The transmission wavelength band is controlled by controlling the injection current into the regions I to III.

しかしながら、このフィルタは、波長掃引幅がたかが
5nmと少ない欠点を持つ。
However, this filter does not have a wide wavelength sweep width.
Has a shortcoming of 5nm.

上述した機械式フィルタや半導体光導波路フィルタの
欠点を解決するために、エタロン内に液晶を充填し、電
圧を印加することによりエタロンの光学的ギャップを可
変するようにしたフィルタがある。
In order to solve the above-mentioned disadvantages of the mechanical filter and the semiconductor optical waveguide filter, there is a filter in which an etalon is filled with liquid crystal and a voltage is applied to change an optical gap of the etalon.

しかし、この液晶を用いた可変波長フィルタを光ファ
イバに接続しようとした場合、その透過率が光の偏波の
方向に大きく依存するため、偏波保持ファイバ等の特殊
な光ファイバを入力側に設けなくてはならないという欠
点があった。
However, when connecting a variable wavelength filter using this liquid crystal to an optical fiber, a special optical fiber such as a polarization maintaining fiber or the like is connected to the input side because the transmittance greatly depends on the polarization direction of the light. There was a drawback that it had to be provided.

[発明が解決しようとする課題] そこで、本発明の目的は、上述した各種可変波長フィ
ルタの欠点を除去し、低電圧で駆動でき、機械的可動部
分がなく、小型化および軽量化でき、かつ波長掃引幅が
広く、しかも偏波保持ファイバを必要としない可変波長
フィルタモジュールを提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks of the variable wavelength filters, to be able to be driven at a low voltage, to have no mechanical movable parts, to be small and light, An object of the present invention is to provide a variable wavelength filter module having a wide wavelength sweep width and not requiring a polarization maintaining fiber.

[課題を解決するための手段] このような目的を達成するために、本発明は、光入力
を受けて、それぞれ第1および第2偏光状態の第1およ
び第2偏光出力を出力する第1複屈折プリズムと、前記
第2偏光出力を受けて前記第1偏光状態の第3偏光出力
を出力する第1の1/2波長板と、前記第1および第3偏
光出力を受けて、選択された波長でかつそれぞれ前記第
1および第3偏光出力に対応する前記第1偏光状態の第
4および第5偏光出力を出力する可変波長フィルタと、
前記第5偏光出力を受けて前記第2偏光状態の第6偏光
出力を出力する第2の1/2波長板と、前記第4および第
6偏光出力を受けてひとつの出力光を取り出す第2複屈
折プリズムと、前記可変波長フィルタを制御して当該フ
ィルタを透過する光の波長を指定する電子回路とを備
え、さらに第1の複屈折プリズムと第1の1/2波長板と
が離間しており、また第2の複屈折プリズムと第2の1/
2波長板とが離間していることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve such an object, the present invention provides a first method for receiving a light input and outputting first and second polarization outputs of a first and second polarization state, respectively. A birefringent prism, a first half-wave plate that receives the second polarization output and outputs a third polarization output in the first polarization state, and receives the first and third polarization outputs and is selected. A tunable wavelength filter that outputs fourth and fifth polarization outputs of the first polarization state corresponding to the first and third polarization outputs at different wavelengths,
A second half-wave plate that receives the fifth polarization output and outputs a sixth polarization output of the second polarization state, and a second half that receives the fourth and sixth polarization outputs and extracts one output light A birefringent prism, and an electronic circuit that controls the tunable wavelength filter and specifies the wavelength of light transmitted through the filter, further comprising a first birefringent prism and a first half-wave plate separated from each other. And a second birefringent prism and a second 1 /
It is characterized in that it is separated from the two-wavelength plate.

ここで、前記可変波長フィルタは、第1ガラス基板、
第1透明電極、第1高反射ミラー、第1液晶配向膜、液
晶、第2液晶配向膜、第2高反射ミラー、第2透明電
極、第2ガラス基板をこの順序で配置した構成とするこ
とができる。
Here, the variable wavelength filter includes a first glass substrate,
The first transparent electrode, the first high reflection mirror, the first liquid crystal alignment film, the liquid crystal, the second liquid crystal alignment film, the second high reflection mirror, the second transparent electrode, and the second glass substrate are arranged in this order. Can be.

さらに、前記可変波長フィルタにおける前記第1およ
び第2ガラス基板の主面を当該可変波長フィルタへの入
射光の光軸に対して垂直より傾けた配置とするのが好適
である。
Further, it is preferable that the main surfaces of the first and second glass substrates in the variable wavelength filter are arranged so as to be inclined from a direction perpendicular to the optical axis of light incident on the variable wavelength filter.

〔作 用〕(Operation)

本発明では、液晶を充填したエタロン形可変波長フィ
ルタの入力側および出力側に複屈折プリズムと1/2波長
板を配置することにより、フィルタへ同一偏光の光を入
射できるようにしたので、入力側に偏波保持ファイバを
用いることなく、通常の光ファイバを入出力端に用いて
も、可変波長フィルタの透過率を常に一定とすることが
できる。
In the present invention, by arranging a birefringent prism and a half-wave plate on the input side and the output side of the etalon type variable wavelength filter filled with liquid crystal, light of the same polarization can be incident on the filter. Even if a normal optical fiber is used for the input / output end without using a polarization maintaining fiber on the side, the transmittance of the tunable wavelength filter can always be kept constant.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明可変波長フィルタモジュールの一実施
例の構成を示す概略図である。ここで、PF1とPF2は光フ
ァイバ、L1はコリメート用レンズ、L2はファイバ結合用
レンズ、VF1は可変波長フィルタ、EC1は可変波長フィル
タ制御用電子回路、P1,P2は複屈折プリズム、λ1,λ2
は1/2波長板である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of one embodiment of the variable wavelength filter module of the present invention. Here, PF1 and PF2 are optical fibers, L1 is a collimating lens, L2 is a fiber coupling lens, VF1 is a variable wavelength filter, EC1 is an electronic circuit for controlling a variable wavelength filter, P1, P2 are birefringent prisms, λ1, λ2
Is a half-wave plate.

光ファイバPF1からコリメートレンズL1を通して出た
光ビームはほぼ平行となって複屈折プリズムP1内に入射
する。この複屈折プリズムP1内では、p、s偏光は光の
進行方向が分かれるため、入射した光はplとslの2本に
分かれる。複屈折プリズムP1を出た2本の光ビームpl,s
lは互いに平行に進む。光ビームslのみが1/2波長板λ1
を通るようにこの1/2波長板λ1をセットしておく。こ
の結果、s偏光はp偏光となる。したがって、2本のp
偏光が液晶を充填した可変波長フィルタVF1に入射す
る。
The light beam emitted from the optical fiber PF1 through the collimator lens L1 enters the birefringent prism P1 almost in parallel. In the birefringent prism P1, the traveling directions of the p and s polarized lights are divided, so that the incident light is divided into two rays, pl and sl. Two light beams pl, s exiting the birefringent prism P1
l proceed parallel to each other. Only the light beam sl is a half-wave plate λ1
The half-wave plate λ1 is set so as to pass through. As a result, the s-polarized light becomes the p-polarized light. Therefore, two p
Polarized light enters the variable wavelength filter VF1 filled with liquid crystal.

ここで、可変波長フィルタVF1においては、電子回路E
C1から電圧を印加すると液晶はp偏光に対して屈折率が
変化するように配向させてあるため、p偏光の光に対し
てエタロンの透過ピークは、印加電圧に応じて変化す
る。
Here, in the variable wavelength filter VF1, the electronic circuit E
When a voltage is applied from C1, the liquid crystal is oriented so that the refractive index changes with respect to the p-polarized light, and thus the transmission peak of the etalon changes with the applied voltage with respect to the p-polarized light.

可変波長フィルタVF1から出射した2本の光ビームは
入力側と対称に配置された1/2波長板λ2と複屈折プリ
ズムP2により1本の光となり、さらに集光用レンズL2を
通って出力側の光ファイバPF2に導かれる。
The two light beams emitted from the tunable wavelength filter VF1 become one light by the half-wave plate λ2 and the birefringent prism P2 symmetrically arranged on the input side, and further pass through the condenser lens L2 to the output side. To the optical fiber PF2.

以上からわかるように、本発明では、可変波長フィル
タVF1間を伝搬する光は同一偏光状態の光であるので、
入力側にどのような偏波の光が入射しても、可変波長フ
ィルタVF1の特性を変化させることなく、電子回路EC1か
らの電圧に応じて波長を可変させることができる。
As can be seen from the above, in the present invention, since the light propagating between the tunable wavelength filters VF1 is light having the same polarization state,
Whatever polarization light enters the input side, the wavelength can be varied according to the voltage from the electronic circuit EC1, without changing the characteristics of the variable wavelength filter VF1.

液晶を充填したエタロンにより構成した可変波長フィ
ルタVF1の具体例を第2図に示す。第2図において、GS
はガラス基板、ARCは無反射コート膜、TEL透明電極、M
は誘電体ミラー、ORLは液晶配向膜、LCは液晶、SPはス
ペーサ、EWは液晶に電圧を印加するリード線である。こ
こで、ガラス基板GSの一方の主面上には、透明電極TEL
をスパッタ法で形成し、その上に誘電体ミラーMを蒸着
により配置する。ミラーMの露出表面には液晶配向膜OR
Lを塗布する。ガラス基板GSの他方の主面上には無反射
コート膜ARCを蒸着する。透明電極TELにはリード線EWを
接続する。
FIG. 2 shows a specific example of the variable wavelength filter VF1 composed of an etalon filled with liquid crystal. In FIG. 2, GS
Is a glass substrate, ARC is a non-reflective coating film, TEL transparent electrode, M
Is a dielectric mirror, ORL is a liquid crystal alignment film, LC is a liquid crystal, SP is a spacer, and EW is a lead wire for applying a voltage to the liquid crystal. Here, a transparent electrode TEL is provided on one main surface of the glass substrate GS.
Is formed by a sputtering method, and a dielectric mirror M is disposed thereon by vapor deposition. A liquid crystal alignment film OR is provided on the exposed surface of the mirror M.
Apply L. On the other main surface of the glass substrate GS, an antireflection coat film ARC is deposited. The lead wire EW is connected to the transparent electrode TEL.

以上のように各層を積層した2枚のガラス基板SGをス
ペーサSPにより間隔Lで平行に配置すると、透過率の波
長依存性は次の式で表される。
As described above, when the two glass substrates SG in which the respective layers are stacked are arranged in parallel at the interval L by the spacer SP, the wavelength dependence of the transmittance is expressed by the following equation.

T=1/[1+Fsin2(2πnL/λ)] …(1) F=4r/(1−r) …(2) ここで、nは液晶の屈折率、λは波長、rはミラーM
の反射率である。
T = 1 / [1 + Fsin 2 (2πnL / λ)] (1) F = 4r / (1-r) 2 (2) where n is the refractive index of the liquid crystal, λ is the wavelength, and r is the mirror M
Is the reflectance.

この場合の透過スペクトルを第3図に示す。第3図か
らわかるように、鋭いピークが何本も現れる。これらピ
ークの半値幅はミラーMの反射率に依存し、通常99%の
ミラーMの場合、フィネス200以上の鋭いピークとな
る。ピークの波長λresは λres=m/2nL(m=1,2…) …(3) で表される。ミラーM上に液晶配向膜ORLを塗布し、反
平行ラビング処理し、間隔Lの部分にネマチック形液晶
を充填すると、第4図(A)のように液晶が配向する。
LCMは液晶分子である。液晶分子LCMは大きな誘電異方性
(ne,no)をもち、入射光の偏光方向が液晶の配向方向
と一致するとこの光はneの屈折率を感じる。この液晶に
電圧を印加すると、第4図(B)のように液晶が立ち上
がり、偏光は屈折率がne→noへ変化するのを感じる。こ
のため式(3)によりピーク波長は液晶層へ電圧を印加
することによりシフトさせることができる。ここで重要
なことは、液晶の配向と同じ向きの偏光を入射させる必
要があることである。このために、第1図の実施例では
複屈折プリズムP1,P2と1/2波長板λ1,λ2を用いる。
The transmission spectrum in this case is shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, many sharp peaks appear. The half width of these peaks depends on the reflectivity of the mirror M. In the case of the mirror M of 99%, a sharp peak with a finesse of 200 or more is obtained. The peak wavelength λres is expressed by λres = m / 2nL (m = 1, 2,...) (3). When a liquid crystal alignment film ORL is applied on the mirror M, antiparallel rubbing is performed, and a portion of the space L is filled with a nematic liquid crystal, the liquid crystal is aligned as shown in FIG.
LCM is a liquid crystal molecule. Liquid crystal molecules LCM has a large dielectric anisotropy (n e, n o), the light feels the refractive index of n e the polarization direction of the incident light coincides with the orientation direction of the liquid crystal. When a voltage is applied to the liquid crystal, Fig. 4 a liquid crystal rises as (B), the polarization feel to change the refractive index to n e → n o. Therefore, the peak wavelength can be shifted by applying a voltage to the liquid crystal layer according to the equation (3). What is important here is that polarized light having the same direction as that of the liquid crystal needs to be incident. For this purpose, the embodiment shown in FIG. 1 uses birefringent prisms P1, P2 and half-wave plates λ1, λ2.

第1図および第2図に示した液晶充填エタロン形可変
波長フィルタモジュールの作製工程の一実施例について
説明する。
One embodiment of a manufacturing process of the liquid crystal-filled etalon type variable wavelength filter module shown in FIGS. 1 and 2 will be described.

一対の平坦度λ/50のガラス基板GS上にインジウムチ
ンオキサイド(ITO)透明電極TELを50nm厚にスパッタ法
によって形成した。さらにこの透明電極TEL上に蒸着法
によりTiO2とSiO2を交互に多層蒸着して1.5μm帯にお
いて反射率98%のミラーMを形成した。次にその上にポ
リイミド配向膜ORLをスピナーで塗布し乾燥させた。次
に、互いに反平行になるように配向膜ORLをラビング処
理した。直径10μmのスペーサSPを紫外線硬化接着剤に
混入し、これをガラス基板GSの端に塗布し、得られた2
枚のガラス基板GSを張り合わせる。その際、セルギャッ
プLが均一になるように調整し、紫外線を照射して接着
を完了した。その後、ネマチック形の液晶をギャップ部
分に充填した。ここではメルク社のZLI3103を用いた。
その後110℃で熱処理して可変波長フィルタVF1を得た。
An indium tin oxide (ITO) transparent electrode TEL was formed to a thickness of 50 nm by sputtering on a pair of glass substrates GS having a flatness of λ / 50. Further, TiO 2 and SiO 2 were alternately multilayer-deposited on the transparent electrode TEL by an evaporation method to form a mirror M having a reflectivity of 98% in a 1.5 μm band. Next, a polyimide alignment film ORL was applied thereon by a spinner and dried. Next, a rubbing treatment was performed on the alignment films ORL so as to be antiparallel to each other. A spacer SP having a diameter of 10 μm was mixed with an ultraviolet-curing adhesive, and this was applied to the end of the glass substrate GS.
Two glass substrates GS are bonded together. At that time, the cell gap L was adjusted to be uniform, and irradiation was performed with ultraviolet rays to complete the bonding. Thereafter, a nematic liquid crystal was filled in the gap. Here, ZLI3103 manufactured by Merck was used.
Thereafter, heat treatment was performed at 110 ° C. to obtain a variable wavelength filter VF1.

次に、5mm角のルチル複屈折プリズムP1、P2と1/2波長
板λ1,λ2を可変波長フィルタVF1の両側に配置し、こ
れら部材の軸合わせをした後、紫外線硬化接着剤を用い
て互いに接着した。このように構成したフィルタ本体に
光ファイバPF1,PF2およびコリメートレンズL1、集光用
レンズL2を取付けて可変波長フィルタモジュールを構成
した。
Next, 5 mm square rutile birefringent prisms P1 and P2 and a half-wave plate λ1 and λ2 are arranged on both sides of the variable wavelength filter VF1, and axes of these members are aligned. Glued. The variable wavelength filter module was configured by attaching the optical fibers PF1 and PF2, the collimating lens L1, and the condensing lens L2 to the filter body configured as described above.

以上のようにして構成した可変波長フィルタモジュー
ルの特性を測定した。光源には1.5μm帯のスーパルミ
ネセントダイオードを用いた。第5図にこの場合の透過
スペクトルを示す。ここで、最大透過率50%、ピークの
半値幅0.4nmが得られた。
The characteristics of the tunable wavelength filter module configured as described above were measured. A 1.5 μm band superluminescent diode was used as a light source. FIG. 5 shows the transmission spectrum in this case. Here, a maximum transmittance of 50% and a peak half width of 0.4 nm were obtained.

次にこの可変波長フイルタモジュールに電圧(駆動周
波数20kHz)を印加して、ピークがシフトする様子を測
定した。その結果を第6図に示す。印加電圧(交流)を
0Vから8Vまで変化させると、ピーク波長は1.52μmから
1.47μmまで50nmほどシフトした。また、電圧印加の有
無によらず透過率は50%で一定であった。ファイバを曲
げたりしてファイバ内の偏波状態を変えてみたが、以上
の特性に変化は見られなかった。
Next, a voltage (driving frequency: 20 kHz) was applied to the variable wavelength filter module, and the manner in which the peak shifted was measured. The results are shown in FIG. Applied voltage (AC)
When changing from 0V to 8V, the peak wavelength is from 1.52μm
The shift was about 50 nm to 1.47 μm. Further, the transmittance was constant at 50% regardless of the presence or absence of voltage application. When the state of polarization in the fiber was changed by bending the fiber, no change was observed in the above characteristics.

なお、本発明において、可変波長フイルタVF1への入
射光の光軸と可変波長フィルタVF1のミラー面、すなわ
ちガラス基板GSの主面を完全に垂直にすると、このフィ
ルタを透過せずに反射した光が入射側の光ファイバPF1
に戻ってしまうことがたびたび起こった。これは光源を
劣化させる原因となる。このため、本発明では可変波長
フィルタVF1のガラス基板GSの主面を入射光の光軸に対
して垂直方向より少し傾けておき、反射光が入力側の光
ファイバPF1に入らないようにするのが好適である。
In the present invention, when the optical axis of the light incident on the variable wavelength filter VF1 and the mirror surface of the variable wavelength filter VF1, that is, the main surface of the glass substrate GS are completely perpendicular, the light reflected without passing through this filter is considered. Is the optical fiber PF1 on the incident side
It happened often to get back to. This causes deterioration of the light source. For this reason, in the present invention, the main surface of the glass substrate GS of the variable wavelength filter VF1 is slightly inclined from the direction perpendicular to the optical axis of the incident light so that the reflected light does not enter the optical fiber PF1 on the input side. Is preferred.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、液晶を充填し
たエタロン形可変波長フィルタの入力側および出力側に
複屈折プリズムと1/2波長板を配置することによりフイ
ルタへ同一偏光の光を入射できるようにしたので、入力
側に偏波保持ファイバを用いることなく、通常の光ファ
イバを入出力端に用いても、可変波長フィルタの透過率
を常に一定とすることができ、以て低電圧駆動が可能
で、機械的可動部分がなく、したがって小型化および軽
量化が容易で広い波長範囲を掃引可能な可変波長フィル
タモジュールを提供することができる。
As described above, according to the present invention, a birefringent prism and a half-wave plate are arranged on the input side and the output side of a liquid crystal-filled etalon type variable wavelength filter, so that light of the same polarization is incident on the filter. The transmission of the tunable wavelength filter can be kept constant even when a normal optical fiber is used for the input and output ends without using a polarization maintaining fiber on the input side, thereby reducing the low voltage. It is possible to provide a variable wavelength filter module that can be driven, has no mechanically movable parts, is easily reduced in size and weight, and can sweep a wide wavelength range.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明可変波長フィルタモジュールの一実施例
を示す概略図、 第2図は第1図に示した液晶充填エタロン形可変波長フ
ィルタの構造の一例を示す構成図、 第3図は液晶充填エタロン形可変波長フィルタの透過ス
ペクトルを示す図、 第4図(A)および(B)は液晶充填エタロン形可変波
長フィルタの液晶分子の配向状態を電圧無印加時および
電圧印加時についてそれぞれ示す説明図、 第5図は本発明可変フィルタモジュールの一実施例にお
ける透過スペクトルを示す図、 第6図は本発明可変波長フィルタモジュールの一実施例
における透過ピーク波長の印加電圧依存性を示す特性
図、 第7図はピエゾ素子でエタロンの共振器波長を変化させ
る従来の可変波長フィルタの一例を示す構成図、 第8図はエタロンを機械的に回転させて共振器波長を変
化させる従来の可変波長フイルタの一例を示す構成図、 第9図はブラッグリフレクターをもつ半導体光導波路を
用いた従来の可変波長フィルタの一例を示す斜視図であ
る。 PF1,PF2……光ファイバ、 L1……コリメート用レンズ、 L2……ファイバ結合用レンズ、 VF1……可変波長フィルタ、 EC1……可変波長フィルタ制御用電子回路、 P1,P2……複屈折プリズム、 λ1,λ2……1/2波長板、 GS……ガラス基板、 ARC……無反射コート膜、 TEL……透明電極、 M……誘電体ミラー、 ORL……液晶配向膜、 LC……液晶、 SP……スペーサ、 EW……液晶に電圧を印加するリード線、 LCM……液晶分子、 F1,F2……光ファイバ、 L1,L2……レンズ、 M……ミラー、 PZ……ピエゾ素子、 ETL……エタロン、 ARC……無反射コーティング、 S……基板、 G……グレーディング、 ACT……活性層、 E1〜E3……電極。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the variable wavelength filter module of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of the structure of the liquid crystal-filled etalon type variable wavelength filter shown in FIG. 1, and FIG. FIGS. 4A and 4B are diagrams showing transmission spectra of a filled etalon type variable wavelength filter, and FIGS. 4A and 4B show alignment states of liquid crystal molecules of a liquid crystal filled etalon type variable wavelength filter when no voltage is applied and when a voltage is applied, respectively. FIG. 5, FIG. 5 is a diagram showing a transmission spectrum in one embodiment of the variable filter module of the present invention, FIG. 6 is a characteristic diagram showing applied voltage dependence of a transmission peak wavelength in one embodiment of the variable wavelength filter module of the present invention, FIG. 7 is a block diagram showing an example of a conventional variable wavelength filter that changes the resonator wavelength of an etalon using a piezo element, and FIG. FIG. 9 is a configuration diagram illustrating an example of a conventional variable wavelength filter that changes a resonator wavelength. FIG. 9 is a perspective view illustrating an example of a conventional variable wavelength filter using a semiconductor optical waveguide having a Bragg reflector. PF1, PF2: Optical fiber, L1: Collimating lens, L2: Fiber coupling lens, VF1: Variable wavelength filter, EC1: Electronic circuit for controlling variable wavelength filter, P1, P2: Birefringent prism, λ1, λ2: 1/2 wavelength plate, GS: glass substrate, ARC: anti-reflection coating film, TEL: transparent electrode, M: dielectric mirror, ORL: liquid crystal alignment film, LC: liquid crystal, SP: Spacer, EW: Lead wire for applying voltage to liquid crystal, LCM: Liquid crystal molecule, F1, F2: Optical fiber, L1, L2: Lens, M: Mirror, PZ: Piezo element, ETL … Etalon, ARC… non-reflective coating, S… substrate, G… grading, ACT… active layer, E1 to E3… electrodes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒川 隆志 東京都千代田区内幸町1丁目1番6号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−178219(JP,A) 特開 昭58−54322(JP,A) 特開 平2−132424(JP,A) 特開 昭63−22109(JP,A) ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takashi Kurokawa 1-6-6 Uchisaiwaicho, Chiyoda-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-62-178219 (JP, A) JP-A Sho 58-54322 (JP, A) JP-A-2-132424 (JP, A) JP-A-63-22109 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1ガラス基板、第1透明電極、第1高反
射ミラー、第1液晶配向膜、液晶、第2液晶配向膜、第
2高反射ミラー、第2透明電極、第2ガラス基板をこの
順序で配置した構成とした可変波長フィルタを備え、 該可変波長フィルタに対して光の入力側に、 光入力を受けて、それぞれ液晶の配向と同じ向きである
p偏光状態の第1の偏光出力および前記p偏光状態に対
して垂直の向きのs偏光状態の第2の偏光出力を出力す
る第1複屈折プリズムと、 前記第2偏光出力を受けて前記p偏光状態の第3偏光出
力を出力する第1の1/2波長板を配し、 前記可変波長フィルタは、前記第1および第3偏光出力
を受けて、選択された波長でかつそれぞれ前記第1およ
び第3偏光出力に対応する前記p偏光状態の第4および
第5偏光出力を出力し、 該可変波長フィルタに対して光の出力側に 前記第5偏光出力を受けて前記s偏光状態の第6偏光出
力を出力する第2の1/2波長板と、 前記第4および第6偏光出力を受けてひとつの出力光を
取り出す第2複屈折プリズムを配し、 前記可変波長フィルタを制御して当該フィルタを透過す
る光の波長を指定する電子回路を備え、 前記第1の複屈折プリズムと前記第1の1/2波長板とが
離間しており、また前記第2の複屈折プリズムと前記第
2の1/2波長板とが離間していること を特徴とする可変波長フィルタモジュール。
1. A first glass substrate, a first transparent electrode, a first high reflection mirror, a first liquid crystal alignment film, a liquid crystal, a second liquid crystal alignment film, a second high reflection mirror, a second transparent electrode, a second glass substrate. And a variable wavelength filter having a configuration arranged in this order. The variable wavelength filter receives a light input on a light input side thereof, and receives a first light in a p-polarized state in the same direction as the liquid crystal. A first birefringent prism that outputs a polarization output and a second polarization output in an s-polarization state perpendicular to the p-polarization state; and a third polarization output in the p-polarization state upon receiving the second polarization output. A variable wavelength filter receiving the first and third polarized light outputs, corresponding to the selected wavelengths and corresponding to the first and third polarized light outputs, respectively. Output fourth and fifth polarization outputs of the p-polarization state A second half-wave plate that receives the fifth polarized light output on the light output side with respect to the variable wavelength filter and outputs a sixth polarized light output in the s-polarized state; A second birefringent prism for receiving one polarized light and extracting one output light; and an electronic circuit for controlling the variable wavelength filter and designating a wavelength of light transmitted through the filter, the first birefringence. A variable wavelength filter, wherein a prism and the first half-wave plate are separated from each other, and the second birefringent prism and the second half-wave plate are separated from each other. module.
【請求項2】前記可変波長フィルタにおける前記第1お
よび第2ガラス基板の主面を当該可変波長フィルタの入
射光の光軸に対して垂直より傾けて配置したことを特徴
とする請求項1記載の可変波長フィルタモジュール。
2. The variable wavelength filter according to claim 1, wherein the principal surfaces of the first and second glass substrates in the variable wavelength filter are arranged to be inclined from a direction perpendicular to an optical axis of incident light of the variable wavelength filter. Tunable filter module.
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