CN1281973A - 滤光器 - Google Patents

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Abstract

提供一种用作光增幅器中的增益均衡器等的滤光器,其容易实现信号波长带域中损失谱线的斜率控制,且结构简单。该滤光器具有主光路的一部分、第1副光路、由对该主光路及第1副光路光学耦合的第1及第2光耦合器构成的第1马赫－曾德干涉仪。该滤光器还具有主光路的一部分、第2副光路由对该主光路和第2副光路光学耦合的第3及第4光耦合器构成的第2马赫－曾德干涉仪。该滤光器还设置有第1温度调节装置和第2温度调节装置,以及控制系统。

Description

滤光器
本发明涉及一种滤光器，其适合用作对光增幅器中光信号的增幅增益进行均衡的增益均衡器等。
光增幅器具有添加可由激发光激发的萤光物质的增幅用光波导、和向该光波导供给激发光的激发光光源，其被设置在光传送系统中的中继站等处。特别是，对于适用于传送多个波长的光信号的波分复用传送系统(WDM传送系统)的光增幅器，重要的是使多个波长的光信号以彼此相等的增益一起增幅，同时，使各光信号的功率以一定的目标值进行输出。因此，在这样的光增幅器中，为了均衡光信号的增幅增益，将具有信号波长带域中的增益谱线和同形状的损失谱线的滤光器用作增益均衡器。
例如，文献1《K．Inoue，et al．，“Tunable Gain Equalization Usinga Mach-Zehnder Optical Filter in Multistage Fiber Amplifiers”，IEEEPhotonics Technology Letters，Vol．3，No．8，pp．718-720(1991)》中，记载了通过使用马赫-曾德干涉仪的滤光器谋求光增幅器的增益平坦化的技术，另外，在文献2《H．Toba，et al．，”Demonstration of Optical FDMFilters and EDFAs”，Proceedings of ECOC’94，pp．263-266(1994)》中，记载了将具有上述文献1记载的结构的2个滤光器进行纵向连接而成的滤光器。再有，在文献3《T．Naito，et al．，”Active Gain SlopeCompensation in Large-Capacity，Long-Haul WDM TransmissionSystem”，Proceedings of OAA’98，WC5，pp．36-39(1999)》中，记载了具有可以改变光的偏振方位的旋转量的法拉第转子、多折射性的平板、2个多折射性的楔型构件以及透镜系统的滤光器。
本发明人研究了上述现有的技术，结果发现下述的问题，即，在上述文献1记载的技术中，例如，当由于某种原因使位于光增幅器前段的光传送路的损失变化而使入射到光增幅器中的光信号的功率发生变化时，若保持从光增幅器出射的光信号的功率一定，则必须使光增幅器中的光信号的增幅增益发生变化。而且，当增益变化时，增益的波长依存性，即，增益的斜率(表示波长与增益关系的谱线的斜率)变化，其结果，光增幅器的增益平坦性受到损坏，从光增幅器出射的多个波长的光信号各自的功率产生偏差。
为了解决上述问题，上述文献2中记载的技术是，对构成滤光器的各马赫-曾德干涉仪中的各光耦合器及各分支光路的温度与入射的光信号的功率相应地调整。由此，该滤光器的损失谱线(表示波长与损失的关系)的斜率被调整，伴随入射光信号的功率变化的增益斜率的变化被补偿。而且，与入射光信号的功率相对应的滤光器中的损失谱线的斜率被变更，同时，位于波长带域中的各光信号的损失能级也进行变化，从光增幅器输出的增幅光的S/N比变化或者劣化。另外，该文献2的滤光器，为调整损失谱线的斜率所设置的加热器的数量多达6个，所以，斜率控制很复杂。
另外，上述文献3中记载的技术，通过调整法拉第转子中的光的偏振方位的旋转量使各光信号的功率偏差变小，从而，滤光器中损失谱线的斜率被调整。其结果，各光信号的功率偏差被减小。而且，与上述文献2中记载的技术不同，在该文献3的滤光器中，由于零件数量多，其构成更加复杂，组装时的光轴调整非常困难。
本发明正是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种作为光增幅器中增益均衡器等器件的、具有容易实现其损失谱线的斜率控制的简易结构的滤光器。
为了达到上述目的，本发明的滤光器具有入射信号光波长带域内的光的入射端和出射该光的出射端的主光路、以及沿该主光路的一部分配置的第1及第2副光路。该滤光器中，由上述主光路的一部分与第1副光路构成第1及第2光耦合器，由这些主光路、第1副光路、第1及第2光耦合器构成第1马赫-曾德干涉仪。另外，由上述主光路和第2副光路构成第3及第4光耦合器，由这些主光路、第2副光路、第3及第4光耦合器构成第2马赫-曾德干涉仪。
而且，在该滤光器中，还设置有第1温度调节装置，用于调节位于上述第1及第2光耦合器之间的主光路的一部分及第2副光路的至少任何一方的温度，以及第2温度调节装置，用于调节位于上述第3及第4光耦合器之间的主光路的一部分及第2副光路的至少任何一方的温度。
本发明的滤光器的特征还在于，它具有与上述第1及第2温度调节装置电气相连的控制系统，该控制系统通过第1及第2温度调节装置调整主光路及第1副光路的至少一方的温度并调整主光路及第2副光路的至少一方的温度，通过该温度调整，在固定从主光路的入射端向出射端传输时的信号波长带域中的基准波长的光损失量的状态下调节该滤光器中损失谱线的斜率。损失谱线表示上述信号波长带域中各波长的光从主光路的入射端向出射端传输时的各波长的光的损失。
在该滤光器中，如上所述，通过控制系统控制第1及第2温度调节装置，调整共有主光路的互相纵向连接的上述第1及第2马赫-曾德干涉仪的透光特性，由此，以信号波长带域内的基准波长中的损失量(从入射端向出射端传输时的该基准波长的光的损失量)为中心，调节该滤光器中损失谱线的斜率，这样，本发明的滤光器具有容易对该滤光器中损失谱线的斜率进行控制的结构，可以应用于例如光增幅器中的增益均衡器等器件中，
还有，本发明的滤光器中的第1及第2温度调节装置含有加热器、珀耳帖元件等。该第1温度调节装置可以做成只调整位于第1及第2光耦合器之间的主光路的一部分及第1副光路的任一方的温度，同时，第2温度调节装置也可以做成只调整位于第3及第4光耦合器之间的主光路的一部分和第2副光路的任一方的温度。特别是，由于在调整位于第1及第2光耦合器之间的主光路的温度及调整位于第3及第4光耦合器之间的第2副光路的温度时，由于可以对两者进行相同的温度调整(例如，两者都温度上升或者两者都温度下降)，所以，该滤光器中损失谱线的斜率控制变得很容易。
另外，在本发明的滤光器中，第1温度调节装置可以做成对位于第1及第2光耦合器之间的主光路及第1副光路的双方进行温度调整，同时，第2温度调节装置也可以做成对位于第3及第4光耦合器之间的主光路及第2副光路的双方进行温度调整。这时，就要在主光路的一部分及第1副光路上设置2个作为第1温度调节装置的加热器、珀耳帖元件等器件，同时，就要在主光路的一部分及第2副光路上设置2个作为第2温度调节装置的加热器、珀耳贴元件等器件。但是，当设置的4个加热器等器件哪个都不进行温度调整时，可以把该滤光器中的损失谱线的斜率做成一定值(例如0值)，另外，只由从4个加热器等器件中选出的2个加热器等器件进行温度调整时，不仅可以把损失谱线的斜率设定成正值，也可以设定成负值。因此，在该滤光器中的第1及第2温度调节装置的控制过程中，电力消耗被抑制到很小的程度。
再有，对于本发明的滤光器中的上述信号波长带域来说，优选包含带域1535nm～1565nm或者带域1575nm～1605nm的带域，在该滤光器中，由上述控制系统、第1及第2温度调节装置使损失谱线的斜率的绝对值至少在0～10dB/30nm范围内变化，优选在0～5dB/30nm的范围内变化。由于这样的构成，本发明的滤光器适合用作，对设置在传送155μm波带和1．59μm波带中WDM信号的光传送系统中的中继站等处的光增幅器的增益特性进行均衡的增益均衡器。
图1表示本发明的光滤波器的第1实施例的构成。
图2是把用做第1实施例的光滤波器的第1样品的损失谱线连同位相值Δφ的各值表示出来的谱线。
图3是把用做第1实施例的光滤波器的第2样品的损失谱线连同位相值Δφ的各值表示出来的谱线。
图4是把用做第1实施例的光滤波器的第3样品的损失谱线连同位相值Δφ的各值表示出来的谱线。
图5表示本发明的光滤波器的第2实施例的构成。
下面结合图1～图5说明本发明的光滤波器的各实施例，在附图中，对相同的要素付于相同的符号，并省略重复的说明。
(第1实施例)
图1是表示本发明的光滤波器的第1实施例的构成的图。图1中，第1实施例的光滤波器1是在基板10上设置的平面光波导回路，具有主光路20、第1副光路21、第2副光路22、第1～第4光耦合器31～34、作为第1及第2温度调节装置的加热器51、53及控制系统100。
基板10上的第1光耦合器31及第2光耦合器32通过把主光路20的一部分与第1副光路21进行光学结合来构成，第3光耦合器33和第4光耦合器34通过把主光路20的一部分与第2副光路22进行光学结合来构成。另外，加热器51设置在位于第1及第2光耦合器31、32之间的主光路20的一部分上，加热器53设置在位于第3及第4光耦合器33、34之间的第2副光路22上。控制系统100电气地连接到这些加热器51、52上，通过该加热器51、53对主光路20及第2副光路22的温度进行调节。
主光路20是设置在入射端11和出射端12之间的光波导，上述入射端11位于基板10的一侧的端面上，上述出射端12位于基板10的另一侧的端面上。按照从入射端11向出射端12的顺序，依次配置第1光耦合器31、第2光耦合器32、第3光耦合器33及第4光耦合器34。主光路20和第1副光路21通过第1及第2光耦合器31、32相互光结合，由主光路20、第1副光路21、第1光耦合器31及第2光耦合器32构成第1马赫-曾德干涉仪41。另一方面，主光路20的其它部分与第2副光路22通过第3及第4光耦合器33、34相互进行光结合，由主光路20、第2副光路22、第3光耦合器33及第4光耦合器34构成第2马赫-曾德干涉仪42。第1马赫-曾德干涉仪41和第2马赫-曾德干涉仪42共用主光路20并互相纵向连接。
在该第1实施例中，加热器51设置在位于第1及第2光耦合器31、32之间的主光路20上，控制系统100通过加热器51调整该主光路20的温度，由此调整该第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20和第1副光路21的光程差，由此调整该第1马赫-曾德干涉仪41的透光特性。另外，在位于第3及第4光耦合器33、34之间的第2副光路22上设置加热器53，控制系统100通过加热器53调节该第2副光路22的温度，由此调整第2马赫-曾德干涉仪42中的主光路20与第2副光路22的光程差，由此调整该第2马赫-曾德干涉仪42的透光特性。
在该第l实施例的滤光器1中，在主光路20中，从入射端11向出射端12传输过程中光的损失谱线L(λ)取决于第1马赫-曾德干涉仪41的透光特性T1(λ)及第2马赫-曾德干涉仪42的透光特性T2(λ)这两者，上述第1马赫-曾德干涉仪41基于位于第1及第2光耦合器31、32之间的主光路20和第1副光路21之间的光结合，上述第2马赫-曾德干涉仪42基于位于第3及第4光耦合器33、34之间的主光路20和第2副光路22之间的光结合。
一般地，马赫-曾德干涉仪的透光特性T(λ)用下式(1)表示。T(λ)=l-A·sin2{2π(λ-λ0)／△λ+△φ}    …(1)
其中，λ是波长，A是马赫-曾德干涉仪的透光特征(与波长λ的透光率的关系，而且具有多个透光率峰)中的透光率的振幅，λ0是多个透光率峰中，作为设计中心的透光率峰的峰值波长，△λ是该透光特性中的峰值波长周期的l／2，无论哪一个都是由马赫-曾德干涉仪的结构参数决定的常数。另外，△φ是由温度调整而设定的位相值。因而，该滤光器1的损失谱线L(λ)用下式(2)表示。L(λ)=-10·log{T1(λ)·T2(λ)}    …(2)
另外，该滤光器1中的损失谱线(表示损失相对于在主光路20中传输的光的波长的关系)的斜率S(λ)用下式(3)表示。s(λ)=dL(λ)／dλ    …(3)
其中，波长λ中的损失L(λ)的单位是dB。
在该滤光器1中，通过适当地设计第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42各自的常数A、λ0及Δλ的值，可以由控制系统100进行温度控制。即，控制系统100通过加热器51、53进行温度调节，由此，在实质上不改变信号波长带域中的预定波长λ1中的损失谱线L(λ)的情况下设定位相值Δφ的值。由此，设定该信号波长带域中的损失谱线L(λ)及该损失谱线的斜率S(λ)。
本发明人制造了作为该第1实施例的滤光器1的第1～第3样品，对于这些样品，如下所述，确认为损失谱线的斜率S(λ)对波长λ的依赖性小，即，波长λ与损失谱线L(λ)呈很好的线性关系。
首先，第1实施例的滤光器1的第1样品，是在作为信号波长带域的1．55μm波长带(1535nm～1565nm)中，以波长1550nm(基准波长)为中心，在其绝对值的最大值为5dB／30nm的范围内可以变更损失谱线的斜率的滤光器。在该第1样品的第1马赫-曾德干涉仪41中，结构参数A的值为0．6、λ0的值为1550nm、Δλ的值为200nm。另外，在第2马赫-曾德干涉仪42中，结构参数A的值为0．5、λ0的值为1600nm、Δλ的值为200nm。
本发明人对第1样品的滤光器在把第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42的各位相值Δφ设定为绝对值相等且符号相反的状态下，在0弧度～0．595弧度的变化范围内对相对于波长的损失谱线进行了测定。位相值Δφ的调节由控制系统100通过加热器51、53调整第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20及第2马赫-曾德干涉仪42中的第2副光路22的温度来进行。
在图2中，表示在第1样品的滤光器中对于位相值Δφ的各值损失谱线相对于波长的关系。图2中，G210表示位相值Δφ设定为0弧度时的损失谱线，G20表示位相值Δφ设定为0．157弧度时的损失谱线，G230表示位相值Δφ设定为0．313弧度时的损失谱线，G240表示位相值Δφ设定为0．470弧度时的损失谱线，G250表示位相值Δφ设定为0．595弧度时的损失谱线。在这些损失谱线G210～G250中，无论哪一个在波长带域1535nm～1565nm的中心波长1550nm附近损失都在2．73dB～3．01dB之间并基本为定值。另外，在上述波长带域中损失谱线G210～G250的斜率可以在0～5．05dB／30nm的范围内设定。再有，这些损失谱线G210～G250与通过损失2．89dB(在中心波长1550nm上的损失)的点的直线的偏差的最大值，在位相值Δφ为0．595弧度时为±0．21dB，是十分小的，同时，各损失谱线的斜率的线性度很好。
再有，在该第1样品中，当通过加热器51、53把主光路20及第2副光路22的温度调整到一定的偏置温度时，使位相值Δφ为0，若适当地设定第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42各自的结构参数，通过使主光路20及第2副光路22的温度从上述偏置温度上升，位相值Δφ的值可以在0～+0．595弧度的范围内变化。另外，通过使主光路20及第2副光路22的温度从上述偏置温度下降，也可以使位相值Δφ的值可以在-0．595弧度～0的范围内变化(由控制系统100对损失谱线的斜率进行控制)。由于这样做之后位相值Δφ的值在-0．595弧度～+0．595弧度的范围内变化，在波长带域1535nm～1565nm之间，该第1样品的滤光器中的损失谱线的斜率就可以设定在-5dB/30nm～+5dB/30nm的范围内。
另外，该第1样品的滤光器的第1及第2温度调节装置，也可以用珀耳帖元件代替加热器51、53。在使用珀耳帖元件作为第1及第2温度调节装置的情况下，通过上升或者下降主光路20及第2副光路22的温度，不仅可以把位相值Δφ的值设定成正值，也可以设定成负值。如上所述，通过使位相值Δφ的值在-0．595弧度～+0．595弧度的范围内变化，就可以把波长带域1535nm～1565nm中的损失谱线的斜率设定在以预定波长为中心的-5dB/30nm～+5dB/30nm的范围内。
其次，第1实施例的滤光器的第2样品，是在信号波长带域为1．55μm的波长带(1535nm～1565nm)中，以波长1550nm(基准波长)为中心的损失谱线的斜率在绝对值最大值为10dB/30nm范围内可以变化的滤光器。在该第2样品的第1马赫-曾德干涉41中，结构参数A的值为0．85、λ0的值为1550nm、Δλ的值为200nm。在第2马赫-曾德干涉42中，结构参数A的值为0．60、λ0的值为1600nm、Δλ的值为200nm。
与第1样品相同，发明者们对该第2样品的滤光器，在把第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42的各位相值Δφ设定成绝对值相等符号相反的状态下，测定了该位相值Δφ在0弧度～0．595弧度的范围内变化时相对于波长的损失谱线。位相值Δφ的调节由控制系统100通过加热器51、53调整第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20及第2马赫-曾德干涉仪42中的第2副光路22的温度来进行。
图3表示在第2样品的滤光器中，对于位相值Δφ的各值，损失谱线相对于波长的关系。图3中，G310表示位相值Δφ设定在0弧度时的损失谱线，G320表示位相值Δφ设定在0．157弧度时的损失谱线，G330表示位相值Δφ设定在0．313弧度时的损失谱线，G340表示位相值Δφ设定在0．470弧度时的损失谱线，G350表示位相值Δφ设定在0．595弧度时的损失谱线。在这些损失谱线G310～G350中，在波长带域1535nm～1565nm的中心波长1550nm附近，损失是3．65dB～3．98dB并基本为一定值。另外，上述波长带域中的损失谱线G310～G350的斜率可以设定在0～10dB/30nm的范围内。再有，这些损失谱线G310～G350与通过损失为0．87dB(中心波长1550nm处的损失)的点的直线的偏差的最大值，在位相值Δφ为0．314弧度时是±0．87dB并十分小，同时，各损失谱线的斜率的线性度很好。
在该第2样品中，由加热器51、53把主光路20及第2副光路22的温度调整到某个一定的偏置温度上时，使位相值Δφ为0，当适当地设定第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42的各自结构参数时，通过从上述偏置温度开始升高或降低主光路20及第2副光路22的温度，不仅可以把位相值Δφ设定成正值，也可以设定成负值。另外，作为第1及第2温度调节装置，也可以用珀耳帖元件代替加热器51、53，通过用珀耳帖元件升高或降低主光路20及第2副光路22的温度，不仅可以把位相值Δφ设定成正值，也可以设定成负值。这样一来，由于位相值Δφ在-0．595弧度～+0．595弧度的范围内变化，所以，在波长带域1535nm～1565nm中，该第2样品的滤光器中的损失谱线的斜率可以设定在-10dB/30nm～+10dB／30nm的范围内。
图4表示在第1实施例的滤光器的第3样品中，示出了位相值Δφ的各值的、相对于波长的损失谱线。该第3样品的滤光器在作为信号波长带域的1．59μm波长带(1575nm～1605nm)中，以波长1590nm为中心的损失谱线的斜率可以在绝对值最大值为15dB/30nm的范围内进行变化。在该第1马赫-曾德干涉仪41中，结构参数A的值为0．6，λ0的值为1590nm，Δλ的值为200nm。而在第2马赫-曾德干涉仪42中，结构参数A的值为0．5，λ0的值为1640nm，Δλ的值为200nm。
本发明人对于第3样品的滤光器，在把第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42的各自位相值Δφ设定成绝对值相等符号相反的状态下，测定了该位相值Δφ在0弧度～0．595弧度范围变化时与波长相对应的损失谱线。
再有，与第1及第2样品同样地，在该第3样品中，位相值Δφ的调节，由控制系统100通过加热器51、53调整第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20及第2马赫-曾德干涉仪42中的第2副光路22的温度来进行。另外，在图4中，G410表示位相值Δφ设定在0弧度时的损失谱线，G420表示位相值Δφ设定在0．157弧度时的损失谱线，G430表示位相值Δφ设定在0．313弧度时的损失谱线，G440表示位相值Δφ设定在0．470弧度时的损失谱线，G450表示位相值Δφ设定在0．595弧度时的损失谱线。
这些损失谱线G410～G450中，无论哪一个在波长带域1575nm～1605nm的中心波长1590nm附近损失都是2．73dB～3．01dB并基本上恒定。另外，上述波长带域中的损失谱线G410～G450的斜率可以设定在0～5dB/30nm的范围内。再有，这些损失谱线G410～G450与通过损失2．89dB(中心波长1590nm处的损失)的点的直线的偏差的最大值在位相值Δφ为0．595弧度时是±0．21dB且非常小，同时，各损失谱线的斜率的线性度很好。
再有，在该第3样品的滤光器中，作为第1及第2温度调节装置，也可以用珀耳帖元件代替加热器51、53。当主光路20及第2副光路22的温度由加热器51、53调整到某个一定的偏置温度时，位相值Δφ为0，只要适当地设定第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42各自的结构参数，通过使主光路20及第2副光路22的温度从上述偏置温度开始升高或降低，就不仅可以把位相值Δφ设定成正值，也可以设定成负值。这样一来，由于位相值Δφ在-0．95弧度～+0．595弧度的范围内变化，所以波长带域1575nm～1605nm中的损失谱线的斜率就可以设定在-5dB／30nm～+5dB/30nm的范围内。
如上所述，在第1实施例的滤光器1的第1～第3样品中，实质上不变化信号波长带域中的预定波长(基准波长)中的损失值，位相值Δφ的设定由控制系统100通过加热器51、53进行温度调整。由此，该信号波长带域中相对于波长的损失谱线的斜率被设定在所希望的范围内。这样，第1实施例的滤光器1就具有容易实现损失谱线的斜率控制的简易结构。另外，该滤光器1，其损失谱线的斜率在线形性上很出色。而且，由于各构成要素在基板10上集成形成，所以，该滤光器是小型的，且零件个数少，由于只需调整光信号的入射端11及出射端12中的光轴，使得光学调整非常容易。
再有，该第1实施例也可以不设置加热器51，而在位于第1及第2光耦合器31、32之间的第1副光路上设置珀耳帖元件，通过该珀耳帖元件来降低第1副光路21的温度。另外，该第1实施例，也可以不设置加热器53，而在位于第3及第4光耦合器33、34之间的主光路20上设置珀耳帖元件，通过该珀耳帖元件来降低主光路20的温度。无论哪一种构成，都可以获得与上述效果相同的效果。
因此，该第1实施例的滤光器1适合于例如光增幅器中的增益均衡器。在原有的光增幅器中，当无论什么原因引起位于前段的光传输路径上的损失发生变化，从而使输入光增幅器的光信号的功率发生变化时，为了保持从光增幅器出射的光信号的功率一定，就必须改变光增幅器中的增幅增益。这样，当增益变化时，由于增益的波长依存性，即，增益的斜率发生变化，结果光增幅器自身的增益平坦性被破坏。但是，如果使用作为光增幅器中的增益均衡器的该第1实施例的滤光器1，由于与入射的光信号的功率对应的滤光器1的位相值Δφ，即损失谱线的斜率可由控制系统进行适当地调整，所以，与该入射光信号的功率变化伴随的增益斜率的变化可以由该滤光器1中的损失谱线的斜率控制进行充分的补偿。这时，即使该滤光器1中的损失谱线斜率变化，位于波长带域中预定中心波长(基准波长)的损失也不变化，从光增幅器出来的增幅了的光信号的S/N比也不会劣化。特别像上述的第1～第3样品那样，在信号波长带域和中心波长(基准波长)被设定的情况下，第1实施例的滤光器1适用于传送1．55μm波长带和1．59μm波长带中多个波长的光信号的光传送系统中的设置在中继站等处的均衡光增幅器的增益特性的增益均衡器。
(第2实施例)
下面，对本发明的滤光器的第2实施例进行说明。图5是表示第2实施例的滤光器的构成的图。该第2实施例的滤光器2与上述的第1实施例的滤光器1比较，不同点在于，作为第1温度调整手段，除了加热器51之外，还具有加热器52，作为第2温度调整手段，除了加热器53之外，还具有加热器54。
加热器52设置在位于第1及第2光耦合器31、32之间的第1副光路21上，控制系统200通过该加热器52调整第1副光路21的温度。设置该加热器52是为了与加热器51一起调整第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20和第1副光路21的光程差，从而调整第1马赫-曾德干涉仪41的透光特性T1(λ)。另一方面，加热器54设置在位于第3及第4光耦合器33、34之间的主光路20上，控制系统200通过该加热器54调整主光路20的温度。设置该加热器54是为了与加热器53一起调整第2马赫-曾德干涉仪42中的主光路20和第2副光路22的光程差，从而调整第2马赫-曾德干涉仪42的透光特性T2(λ)。
在该第2实施例中，第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42各自的透光特性用上述式(1)表示，滤光器2全体的损失谱线L(λ)用上述式(2)表示。对于滤光器2的损失谱线L(λ)来说，通过适当地设计第1及第2马赫-曾德干涉仪41、42的常数A、λ0及Δλ的值，信号波长带域中的预定波长(基准波长)的损失基本恒定，通过控制系统200借助于加热器51～54调整温度，就可以设定位相值Δφ的值。这样，上述信号波长带域中的该滤光器的损失谱线的斜率就被调节了。
在该第2实施例中，第1马赫-曾德干涉仪41的位相值Δφ，通过由加热器51、52设定的主光路20及第1副光路21的温度差可以进行调整。例如，当通过加热器51使主光路20的温度上升时，第1马赫-曾德干涉仪41的位相值Δφ变大，当通过加热器52使第1副光路21的温度上升时，第1马赫-曾德干涉仪41的位相值Δφ变小。
同样，第2马赫-曾德干涉仪42的位相值Δφ，通过由加热器53、54设定的主光路20及第2副光路22的温度差可以进行调整。例如，当通过加热器53使第2副光路22的温度上升时，第2马赫-曾德干涉仪42的位相值Δφ变大，当通过加热器54使主光路20的温度上升时，第2马赫-曾德干涉仪42的位相值Δφ变小。
也就是说，在该第2实施例的滤光器2中，设计成当加热器51～54的任何一个都不进行温度调整时，位相值Δφ为一定值Δφ0(例如，Δφ0=0)，该滤光器中的损失谱线的斜率S为一定值S0(例如，S0=0)。这时，加热器52、54不进行温度调整，第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20及第2马赫-曾德干涉仪42中的第2副光路22通过控制系统200借助于加热器51、53进行温度调整，位相值Δφ可以在Δφ＞Δφ0的范围内变化，该滤光器2中的损失谱线的斜率S可以在S＞S0的范围内变化。相反，不由加热器51、53进行温度调整，控制系统200通过加热器52、54对第1马赫-曾德干涉仪41中的第1副光路21及第2马赫-曾德干涉仪42中的主光路20进行温度调整，可以使位相值Δφ在Δφ＜Δφ0的范围内变化，可以使该滤光器2中的损失谱线的斜率S在S＜S0的范围内变化。
如上所述，在该第2实施例的滤光器2中，当4个加热器51～54中的无论哪一个都不进行温度调整时，位相值Δφ，即损失谱线的斜率可以为0，另外，当从4个加热器51～54中选择2个加热器进行温度调整时，位相值Δφ，即损失谱线的斜率不仅可以设定成正值，也可以设定成负值。因此，该第2实施例的滤光器2除了与第1实施例的滤光器1的效果相同而外，与该第1实施例的滤光器1中用一定的偏置温度使位相值Δφ为0的情况相比，可以更加抑制电力的消耗。
在该第2实施例中，作为第1及第2温度调节装置，可以使用珀耳帖元件代替加热器51～54。这时，例如，第1马赫-曾德干涉仪41中的主光路20及第2马赫-曾德干涉仪42中的第2副光路22和第1马赫-曾德干涉仪41中的第1副光路21及第2马赫-曾德干涉仪42中的主光路20之中，由于无论哪一方的温度上升的同时另一方的温度就下降，所以，位相值Δφ，即损失谱线的斜率不仅可以设定成正值，也可以设定成负值。这时，电力消耗被抑制到很小，这一点是令人满意的。
再有，本发明不局限于实施例中说明的滤光器，也可以有种种的变形。例如，该发明的滤光器，必要的各构成要素不必集成在单一的基板上，主光路、第1副光路及第2副光路可以分别由光纤实现，同时，第1～第4光耦合器也可以分别由光纤耦合器实现。这时，该滤光器被设置在光导纤维传送路上时的插入损失变小，这是令人满意的。
根据上述的本发明，共用主光路并相互纵向连接的第1及第2马赫-曾德干涉仪的透光特性，由控制系统通过第1及第2温度调节装置调整温度来进行调整，由此，实质上不变化位于波长带域中的基准波长中的损失，就可调整相对于该信号波长带域中波长的光的损失谱线的斜率。这样，该滤光器具有容易实现信号波长带域中损失谱线的斜率控制的简易结构。因此，该滤光器非常适用于例如光增幅器中的增益均衡器等器件，即使由于伴随输入信号的功率变化的光增幅器的增幅增益变化在增益谱线上产生斜率，该增益斜率也是可以补偿的。另外，由于即使滤光器中的损失谱线的斜率变化，信号波长带域中的基准波长中的损失实质上也不变更，所以，从光增幅器输出信号的S/N比不会劣化。
另外，由于通过第1温度调节装置使位于第1及第2光耦合器之间的主光路的一部分及第1副光路的任何一方的温度被调整，通过第2温度调节装置使位于第3及第4光耦合器之间的主光路的一部分及第2副光路的任何一方的温度被调整时，作为该第1温度调节装置的加热器或珀耳帖元件只需设置一个，作为该第2温度调节装置的加热器或珀耳帖元件只需设置一个即可，所以，能够实现简易的构成。特别是，当位于第1及第2光耦合器之间的主光路的温度被调整及位于第3及第4光耦合器之间的第2副光路的温度被调整时，由于可以对两者进行同样的温度调整(例如，两者都是温度上升或者两者都是温度下降)，所以，可以实现更简易的构成。
另外，当通过第1温度调节装置对位于第1光耦合器和第2光耦合器之间的主光路的一部分及第1副光路的双方的温度进行调整，并通过第2温度调节装置对位于第3光耦合器和第4光耦合器之间的主光路的一部分及第2副光路的双方的温度进行调整时，作为第1温度调节装置的加热器或珀耳帖元件等就要设置2个，作为第2温度调节装置的加热器或珀耳帖元件等也要设置2个，但是，当4个加热器的任何一个都不进行温度调整时，损失谱线的斜率可以成为一定值，在只由从4个加热器中选出2个加热器进行温度调整的情况下，损失谱线的斜率不仅可以设定成正值，也可以设定成负值。因此，在电力消耗小这一点上是令人满意的。

Claims (8)

1．一种滤光器，包括：
主光路，该主光路具有使信号波长带域内的光入射的入射端和出射该光的出射端；
第1副光路，该第1副光路与上述主光路一起构成第1光耦合器及第2光耦合器，同时，与上述主光路、上述第1光耦合器及第2光耦合器一起构成第1马赫-曾德干涉仪；
第2副光路，该第2副光路与上述主光路一起构成第3光耦合器及第4光耦合器，同时，与上述主光路、上述第3光耦合器及第4光耦合器一起构成第2马赫-曾德干涉仪；
第1温度调节装置，该第1温度调节装置用于调整位于上述第1光耦合器与上述第2光耦合器之间的上述主光路的一部分以及上述第1副光路中的至少一个的温度；
第2温度调节装置，该第2温度调节装置用于调整位于上述第3光耦合器与上述第4光耦合器之间的上述主光路的一部分以及上述第2光路的至少一个的温度；以及
控制系统，该控制系统与上述第1及第2温度调节装置电气连接，通过该第1温度调节装置对位于上述第1及第2光耦合器之间的主光路的一部分以及第1副光路中的至少一个进行温度控制，同时，通过该该第2温度调节装置对位于上述第3及4耦合器之间的主光路的一部分以及第2光路中的至少一个进行温度控制，且该控制系统通过控制上述第1及第2温度调节装置，在实质上不改变从上述主光路的上述入射端向上述出射端传输时的上述信号波长带域中的基准波长的光的损失量的情况下，对该信号波长带域中损失谱线的斜率进行调节。
2．如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，上述第1及第2温度调节装置中的至少任意一个配置在上述主光路上。
3．如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，上述信号波长带域包含1535nm～1565nm的带域。
4．如权利要求3所述的滤光器，其特征在于，上述控制系统以上述损失谱线的斜率的绝对值至少在0～10dB／30nm的范围内变化的方式，对上述第1及第2温度调节装置进行控制。
5．如权利要求4所述的滤光器，其特征在于，上述控制系统以上述损失谱线的斜率的绝对值至少在0～5dB／30nm的范围内变化的方式，对上述第1及第2温度调节装置进行控制。
6．如权利要求1所述的滤光器，其特征在于，上述信号波长带域包含157nm～1605nm的带域。
7．如权利要求6所述的滤光器，其特征在于，上述控制系统以上述损失谱线的斜率的绝对值至少在0～10dB/30nm的范围内变化的方式，对上述第1及第2温度调节装置进行控制。
8．如权利要求7所述的滤光器，其特征在于，上述控制系统以上述损失谱线的斜率的绝对值至少在0～5dB/30nm的范围内变化的方式，对上述第1及第2温度调节装置进行控制。
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