JP2000147578A - 光分岐デバイス - Google Patents
光分岐デバイスInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 任意の波長において任意の分岐比を実現でき
る波長可変可能な光分岐デバイスを提供する。 【解決手段】 入射する光信号を分岐するための光分岐
デバイスであって、コリメータレンズ５７によってコリ
メートされた光信号が入射される音響光学効果変調媒体
６９と、上記音響光学効果変調媒体６９内において上記
光信号の一部をブラッグ回折により分岐させるため上記
音響光学効果変調媒体６９内に所定の周波数の超音波を
発生させる超音波発生手段７３とを具備し、上記超音波
発生手段７３よりの超音波の周波数と強度を調節するこ
とにより上記光信号のブラッグ回折角θとブラッグ回折
強度を調節して任意の波長における任意の分岐比を実現
する構成となっている。
る波長可変可能な光分岐デバイスを提供する。 【解決手段】 入射する光信号を分岐するための光分岐
デバイスであって、コリメータレンズ５７によってコリ
メートされた光信号が入射される音響光学効果変調媒体
６９と、上記音響光学効果変調媒体６９内において上記
光信号の一部をブラッグ回折により分岐させるため上記
音響光学効果変調媒体６９内に所定の周波数の超音波を
発生させる超音波発生手段７３とを具備し、上記超音波
発生手段７３よりの超音波の周波数と強度を調節するこ
とにより上記光信号のブラッグ回折角θとブラッグ回折
強度を調節して任意の波長における任意の分岐比を実現
する構成となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光計測等
において使用される光分岐デバイスに関し、特に、光信
号の任意の波長において任意の分岐比を実現できる光分
岐デバイスに関する。
において使用される光分岐デバイスに関し、特に、光信
号の任意の波長において任意の分岐比を実現できる光分
岐デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光通信においては、送られて来た
光を分岐するための光分岐デバイスが用いられており、
この光分岐デバイスの一例としては、図４に示すような
誘電体多層膜ハーフミラーを用いた分岐路構成が知られ
ている。図４に示す様にこの光分岐デバイスは、第１の
光ファイバ１に接続された第１のコリメータレンズ３
と、上記第１のコリメータレンズ３に接続された誘電体
多層膜ハーフミラー５と、上記ハーフミラー５に接続さ
れた第２のコリメータレンズ７と、上記第２のコリメー
タレンズ７に接続された第２の光ファイバ１１と、上記
ハーフミラー５に接続された第３のコリメータレンズ９
と、上記第３のコリメータレンズ９に接続された第３の
光ファイバ１３とを有している。この分岐路において
は、上記第１の光ファイバ１より上記第１のコリメータ
レンズ３によりコリメートされて入射する光信号は、上
記誘電体多層膜ハーフミラー５により透過光としてＰ1
［Ｗ］、反射光としてＰ2［Ｗ］に分岐されて各々上記
第２、第３のコリメータレンズ７、９を介して上記第
２、第３の光ファイバ１１、１３に出射される。しかし
ながら、上記図４に示す分岐路の構造においては、上記
誘電体ハーフミラー５の波長特性が固定されているため
任意の波長において任意の分岐比を実現することはでき
ず汎用性がないという欠点があった。また、他の光分岐
デバイスの従来例としては、１．５５μｍの波長により
テレビ等の画像信号を伝達し、かつ１．３μｍの波長を
用いて単一波長双方向通信の音声信号を伝達できる、図
５に示すような誘電体多層膜光フィルタと誘電体多層膜
ハーフミラーを用いた光合波分波デバイスの構成が知ら
れている。
光を分岐するための光分岐デバイスが用いられており、
この光分岐デバイスの一例としては、図４に示すような
誘電体多層膜ハーフミラーを用いた分岐路構成が知られ
ている。図４に示す様にこの光分岐デバイスは、第１の
光ファイバ１に接続された第１のコリメータレンズ３
と、上記第１のコリメータレンズ３に接続された誘電体
多層膜ハーフミラー５と、上記ハーフミラー５に接続さ
れた第２のコリメータレンズ７と、上記第２のコリメー
タレンズ７に接続された第２の光ファイバ１１と、上記
ハーフミラー５に接続された第３のコリメータレンズ９
と、上記第３のコリメータレンズ９に接続された第３の
光ファイバ１３とを有している。この分岐路において
は、上記第１の光ファイバ１より上記第１のコリメータ
レンズ３によりコリメートされて入射する光信号は、上
記誘電体多層膜ハーフミラー５により透過光としてＰ1
［Ｗ］、反射光としてＰ2［Ｗ］に分岐されて各々上記
第２、第３のコリメータレンズ７、９を介して上記第
２、第３の光ファイバ１１、１３に出射される。しかし
ながら、上記図４に示す分岐路の構造においては、上記
誘電体ハーフミラー５の波長特性が固定されているため
任意の波長において任意の分岐比を実現することはでき
ず汎用性がないという欠点があった。また、他の光分岐
デバイスの従来例としては、１．５５μｍの波長により
テレビ等の画像信号を伝達し、かつ１．３μｍの波長を
用いて単一波長双方向通信の音声信号を伝達できる、図
５に示すような誘電体多層膜光フィルタと誘電体多層膜
ハーフミラーを用いた光合波分波デバイスの構成が知ら
れている。
【０００３】図５に示す様に、この光合波分波デバイス
は、第１の光ファイバ１５に接続された第１のコリメー
タレンズ１７と、上記第１のコリメータレンズ１７に接
続された誘電体多層膜光フィルタ１９と、上記光フィル
タ１９に接続された誘電体多層膜ハーフミラー２１と、
上記光フィルタ１９に接続された第２のコリメータレン
ズ２３と、上記第２のコリメータレンズ２３に接続され
た第２の光ファイバ２５と、上記ハーフミラー２１に接
続された第３のコリメータレンズ２７と、上記第３のコ
リメータレンズ２７に接続された第３の光ファイバ２９
と、上記ハーフミラー２１に接続された第４のコリメー
タレンズ３１と、上記第４のコリメータレンズ３１に接
続された第４の光ファイバ３３とを有している。この光
合波分波デバイスにおいては、上記第１の光ファイバ１
５より第１のコリメータレンズ１７によりコリメートさ
れて入射する波長λ1およびλ2の光信号は、まず上記光
フィルタ１９により反射光として波長λ1が分離され
る。次に、上記ハーフミラー２１により上記光フィルタ
１９の波長λ2の透過光信号は透過と反射によりふたつ
に分離され、各々上記第３、第４のコリメータレンズ２
７、３１介して上記第３、第４の光ファイバ２９、３３
に入射する。ここで上記第３の光ファイバ２９に発光モ
ジュールを上記第４の光ファイバ３３に受光モジュール
を接続すると、時分割伝送により単一波長による双方向
通信が可能になる。しかしながら、上記図５に示す光合
波分波デバイスにおいては、誘電体多層膜光フィルタ１
９および誘電体多層膜ハーフミラー２１の波長特性が固
定されているため一種類の波長の組み合わせに対してし
か対応できず汎用性がないという欠点があった。また、
他の光分岐デバイスの従来例としては、光波長多重通信
における光合波分波を行う図６に示すような誘電体多層
膜光フィルタを用いた光フィルタデバイスの構成が知ら
れている。
は、第１の光ファイバ１５に接続された第１のコリメー
タレンズ１７と、上記第１のコリメータレンズ１７に接
続された誘電体多層膜光フィルタ１９と、上記光フィル
タ１９に接続された誘電体多層膜ハーフミラー２１と、
上記光フィルタ１９に接続された第２のコリメータレン
ズ２３と、上記第２のコリメータレンズ２３に接続され
た第２の光ファイバ２５と、上記ハーフミラー２１に接
続された第３のコリメータレンズ２７と、上記第３のコ
リメータレンズ２７に接続された第３の光ファイバ２９
と、上記ハーフミラー２１に接続された第４のコリメー
タレンズ３１と、上記第４のコリメータレンズ３１に接
続された第４の光ファイバ３３とを有している。この光
合波分波デバイスにおいては、上記第１の光ファイバ１
５より第１のコリメータレンズ１７によりコリメートさ
れて入射する波長λ1およびλ2の光信号は、まず上記光
フィルタ１９により反射光として波長λ1が分離され
る。次に、上記ハーフミラー２１により上記光フィルタ
１９の波長λ2の透過光信号は透過と反射によりふたつ
に分離され、各々上記第３、第４のコリメータレンズ２
７、３１介して上記第３、第４の光ファイバ２９、３３
に入射する。ここで上記第３の光ファイバ２９に発光モ
ジュールを上記第４の光ファイバ３３に受光モジュール
を接続すると、時分割伝送により単一波長による双方向
通信が可能になる。しかしながら、上記図５に示す光合
波分波デバイスにおいては、誘電体多層膜光フィルタ１
９および誘電体多層膜ハーフミラー２１の波長特性が固
定されているため一種類の波長の組み合わせに対してし
か対応できず汎用性がないという欠点があった。また、
他の光分岐デバイスの従来例としては、光波長多重通信
における光合波分波を行う図６に示すような誘電体多層
膜光フィルタを用いた光フィルタデバイスの構成が知ら
れている。
【０００４】図６に示す様に、この光フィルタデバイス
は、第１の光ファイバ３５に接続された第１のコリメー
タレンズ３７と、上記第１のコリメータレンズ３７に接
続された第１の誘電体多層膜光フィルタ３９と、第２の
光ファイバ４１と、上記第２の光ファイバ４１に接続さ
れた第２のコリメータレンズ４３と、上記第１の光フィ
ルタ３９と上記第２のコリメータレンズ４３との間に接
続された第２の誘電体多層膜光フィルタ４５と、上記第
１の光フィルタ３９に接続された第３のコリメータレン
ズ４７と、上記第３のコリメータレンズ４７に接続され
た第３の光ファイバ４９と、上記第２の光フィルタ４５
に接続された第４のコリメータレンズ５１と、上記第４
のコリメータレンズ５１に接続された第４の光ファイバ
５３とを有している。この光フィルタデバイスにおい
て、上記第１の光ファイバ３５より上記第１のコリメー
タレンズ３７によりコリメートされて入射する波長λ1
・λ2およびλ3の光信号は、まず上記第１の光フィルタ
３９により透過光として波長λ1が分離される。次に上
記第１の光フィルタ３９により反射された光信号は上記
第２の光フィルタ４５により、透過側に波長λ2の光信
号が反射側に波長λ3の光信号が分離される。しかしな
がら、上記図６に示す光フィルタデバイスにおいては、
上記誘電体多層膜光フィルタ３９、４５の波長特性が固
定されているため一種類の波長の組み合わせに対してし
か対応できず汎用性がないという欠点があった。
は、第１の光ファイバ３５に接続された第１のコリメー
タレンズ３７と、上記第１のコリメータレンズ３７に接
続された第１の誘電体多層膜光フィルタ３９と、第２の
光ファイバ４１と、上記第２の光ファイバ４１に接続さ
れた第２のコリメータレンズ４３と、上記第１の光フィ
ルタ３９と上記第２のコリメータレンズ４３との間に接
続された第２の誘電体多層膜光フィルタ４５と、上記第
１の光フィルタ３９に接続された第３のコリメータレン
ズ４７と、上記第３のコリメータレンズ４７に接続され
た第３の光ファイバ４９と、上記第２の光フィルタ４５
に接続された第４のコリメータレンズ５１と、上記第４
のコリメータレンズ５１に接続された第４の光ファイバ
５３とを有している。この光フィルタデバイスにおい
て、上記第１の光ファイバ３５より上記第１のコリメー
タレンズ３７によりコリメートされて入射する波長λ1
・λ2およびλ3の光信号は、まず上記第１の光フィルタ
３９により透過光として波長λ1が分離される。次に上
記第１の光フィルタ３９により反射された光信号は上記
第２の光フィルタ４５により、透過側に波長λ2の光信
号が反射側に波長λ3の光信号が分離される。しかしな
がら、上記図６に示す光フィルタデバイスにおいては、
上記誘電体多層膜光フィルタ３９、４５の波長特性が固
定されているため一種類の波長の組み合わせに対してし
か対応できず汎用性がないという欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した様に、従
来の光分岐デバイス（図４）では、誘電体多層膜ハーフ
ミラーの波長特性が固定されているため任意の波長にお
いて任意の分岐比を実現することはできず汎用性がない
という欠点があった。また、従来の光合波分波デバイス
（図５）では、誘電体多層膜光フィルタおよび誘電体多
層膜ハーフミラーの波長特性が固定されているため一種
類の波長の組み合わせに対してしか対応できず汎用性が
ないという欠点があった。また、従来の光フィルタデバ
イス（図６）では、誘電体多層膜光フィルタの波長特性
が固定されているため一種類の波長の組み合わせに対し
てしか対応できず汎用性がないという欠点があった。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、任意の
波長において任意の分岐比を実現できる波長可変可能な
光分岐デバイスを提供することを目的とする。本発明の
他の目的は、任意の波長の組み合わせに対して一つの光
合波分波デバイスで対応できる波長可変可能な双方向光
通信デバイスを提供することである。本発明の他の目的
は、任意の波長の組み合わせに対して一つの光フィルタ
素子で対応できる波長可変可能な光フィルタデバイスを
提供することである。
来の光分岐デバイス（図４）では、誘電体多層膜ハーフ
ミラーの波長特性が固定されているため任意の波長にお
いて任意の分岐比を実現することはできず汎用性がない
という欠点があった。また、従来の光合波分波デバイス
（図５）では、誘電体多層膜光フィルタおよび誘電体多
層膜ハーフミラーの波長特性が固定されているため一種
類の波長の組み合わせに対してしか対応できず汎用性が
ないという欠点があった。また、従来の光フィルタデバ
イス（図６）では、誘電体多層膜光フィルタの波長特性
が固定されているため一種類の波長の組み合わせに対し
てしか対応できず汎用性がないという欠点があった。本
発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、任意の
波長において任意の分岐比を実現できる波長可変可能な
光分岐デバイスを提供することを目的とする。本発明の
他の目的は、任意の波長の組み合わせに対して一つの光
合波分波デバイスで対応できる波長可変可能な双方向光
通信デバイスを提供することである。本発明の他の目的
は、任意の波長の組み合わせに対して一つの光フィルタ
素子で対応できる波長可変可能な光フィルタデバイスを
提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、入射する光信号を分岐するための光分岐デバ
イスにおいて、コリメータレンズによってコリメートさ
れた光信号が入射される音響光学効果変調媒体と、上記
音響光学効果変調媒体内において上記光信号の一部をブ
ラッグ回折により分岐させるため上記音響光学効果変調
媒体内に所定の周波数の超音波を発生させる超音波発生
手段とを具備し、上記超音波発生手段よりの超音波の周
波数と強度を調節することにより上記光信号のブラッグ
回折角とブラッグ回折強度を調節して任意の波長におけ
る任意の分岐比を実現することを特徴とする。本発明の
他の特徴は、上記超音波発生手段が、上記音響光学効果
変調媒体の一面に面接触して配設された第１の電極と、
上記第１の電極に対向してトランスデューサを介して配
設された第２の電極と、上記第１の電極と第２の電極と
の間に接続された高周波電源とから成ることである。本
発明の他の特徴は、上記第２の電極が、複数に分割され
た分割電極となっており、上記各分割電極と上記第１の
電極との間にそれぞれ周波数の異なる高周波電源が接続
されていることである。
本発明は、入射する光信号を分岐するための光分岐デバ
イスにおいて、コリメータレンズによってコリメートさ
れた光信号が入射される音響光学効果変調媒体と、上記
音響光学効果変調媒体内において上記光信号の一部をブ
ラッグ回折により分岐させるため上記音響光学効果変調
媒体内に所定の周波数の超音波を発生させる超音波発生
手段とを具備し、上記超音波発生手段よりの超音波の周
波数と強度を調節することにより上記光信号のブラッグ
回折角とブラッグ回折強度を調節して任意の波長におけ
る任意の分岐比を実現することを特徴とする。本発明の
他の特徴は、上記超音波発生手段が、上記音響光学効果
変調媒体の一面に面接触して配設された第１の電極と、
上記第１の電極に対向してトランスデューサを介して配
設された第２の電極と、上記第１の電極と第２の電極と
の間に接続された高周波電源とから成ることである。本
発明の他の特徴は、上記第２の電極が、複数に分割され
た分割電極となっており、上記各分割電極と上記第１の
電極との間にそれぞれ周波数の異なる高周波電源が接続
されていることである。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図示した実施形態
に基づいて説明する。図１は本発明による波長可変光分
岐デバイスの一実施形態の基本構成を示す図である。図
１に示す様に、この光分岐デバイスは、第１の光ファイ
バ５５に接続された第１のコリメータレンズ５７と、上
記第１のコリメータレンズ５７に接続された音響光学効
果変調素子５９と、上記音響光学効果変調素子５９に接
続された第２のコリメータレンズ６１と、上記第２のコ
リメータレンズ６１に接続された第２の光ファイバ６３
と、上記音響光学効果変調素子５９に接続された第３の
コリメータレンズ６５と、上記第３のコリメータレンズ
６５に接続された第３の光ファイバ６７とを有してい
る。そして、上記音響光学効果変調素子５９は、上記第
１のコリメータレンズ５７よりの光が通過する音響光学
効果変調媒体６９と、上記音響光学効果変調媒体６９の
上部に面接触して配設された下部電極７１と、上記下部
電極７１の上に配設されたトランスデューサ７３と、上
記トランスデューサ７３の上に配設された上部電極７５
と、上記下部電極７１と上部電極７５との間に接続され
た周波数ｆの高周波電源７７とを有している。次に、上
記構成の波長可変光分岐デバイスの動作について説明す
る。まず、上記高周波電源７７、下部電極７１、および
上部電極７５により上記トランスデューサ７３が励振さ
れ上記音響光学効果変調媒体６９に周波数ｆの超音波が
発生する。ここで上記第１の光ファイバ５５より波長λ
の光信号を上記第１のコリメータレンズ５７によりコリ
メートして上記音響光学効果変調媒体６９に入射する
と、上記波長λと周波数ｆの関係が一次のブラッグ回折
角θを満足するとき、上記周波数ｆの超音波により波長
λの光信号の一部がブラッグ回折により上記第２のコリ
メータレンズ６１を介して上記第２の光ファイバ６３に
導かれる。またブラッグ回折を受けなかった光信号成分
は上記第３のコリメータレンズ６５を介して上記第３の
光ファイバ６７へ出射される。ここで、上記一次のブラ
ッグ回折条件は以下のように示される。 一次ブラッグ回折角 θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆ×λ／２ｖ） …（１）式 ただし、ｖは上記周波数ｆの超音波の音響光学効果変調
媒体６９中の音速である。従って、上記（１）式から、
ブラッグ回折を受ける光信号の光量は、上記音響光学効
果変調媒体６９における周波数ｆの超音波の強度により
調整できる。すなわち、上記高周波電源７７よりの供給
電力の大きさを調節することにより上記音響光学効果変
調媒体６９内における上記第１のコリメータレンズ５７
よりの光信号のうちブラッグ回折を受ける光信号の光量
を調節できる。さらに、上記高周波電源７７よりの電力
の周波数ｆを調節することにより、上記音響光学効果変
調媒体６９における超音波の周波数を変化せしめ上記第
１のコリメータレンズ５７よりの光信号の内ブラッグ回
折を受ける光信号のブラッグ回折角を調節することもで
きる。なお、上記音響光学効果変調媒体６９としてはセ
レン化ヒ素ガラスやモリブデン酸鉛単結晶および二酸化
テルル単結晶等が利用可能である。また、上記トランス
デューサ７３としてはニオブ酸リチウム単結晶基板やタ
ンタル酸リチウム単結晶基板等が利用できる。以上説明
したように、上記実施形態によれば、音響光学効果変調
素子５９に入射する光信号の波長が変化しても超音波の
周波数を調整することにより容易にブラッグ回折角を一
定に設定でき、かつブラッグ回折強度を超音波の強度で
制御できるため任意の波長において任意の分岐比を実現
できるという大きな利点がある。
に基づいて説明する。図１は本発明による波長可変光分
岐デバイスの一実施形態の基本構成を示す図である。図
１に示す様に、この光分岐デバイスは、第１の光ファイ
バ５５に接続された第１のコリメータレンズ５７と、上
記第１のコリメータレンズ５７に接続された音響光学効
果変調素子５９と、上記音響光学効果変調素子５９に接
続された第２のコリメータレンズ６１と、上記第２のコ
リメータレンズ６１に接続された第２の光ファイバ６３
と、上記音響光学効果変調素子５９に接続された第３の
コリメータレンズ６５と、上記第３のコリメータレンズ
６５に接続された第３の光ファイバ６７とを有してい
る。そして、上記音響光学効果変調素子５９は、上記第
１のコリメータレンズ５７よりの光が通過する音響光学
効果変調媒体６９と、上記音響光学効果変調媒体６９の
上部に面接触して配設された下部電極７１と、上記下部
電極７１の上に配設されたトランスデューサ７３と、上
記トランスデューサ７３の上に配設された上部電極７５
と、上記下部電極７１と上部電極７５との間に接続され
た周波数ｆの高周波電源７７とを有している。次に、上
記構成の波長可変光分岐デバイスの動作について説明す
る。まず、上記高周波電源７７、下部電極７１、および
上部電極７５により上記トランスデューサ７３が励振さ
れ上記音響光学効果変調媒体６９に周波数ｆの超音波が
発生する。ここで上記第１の光ファイバ５５より波長λ
の光信号を上記第１のコリメータレンズ５７によりコリ
メートして上記音響光学効果変調媒体６９に入射する
と、上記波長λと周波数ｆの関係が一次のブラッグ回折
角θを満足するとき、上記周波数ｆの超音波により波長
λの光信号の一部がブラッグ回折により上記第２のコリ
メータレンズ６１を介して上記第２の光ファイバ６３に
導かれる。またブラッグ回折を受けなかった光信号成分
は上記第３のコリメータレンズ６５を介して上記第３の
光ファイバ６７へ出射される。ここで、上記一次のブラ
ッグ回折条件は以下のように示される。 一次ブラッグ回折角 θ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆ×λ／２ｖ） …（１）式 ただし、ｖは上記周波数ｆの超音波の音響光学効果変調
媒体６９中の音速である。従って、上記（１）式から、
ブラッグ回折を受ける光信号の光量は、上記音響光学効
果変調媒体６９における周波数ｆの超音波の強度により
調整できる。すなわち、上記高周波電源７７よりの供給
電力の大きさを調節することにより上記音響光学効果変
調媒体６９内における上記第１のコリメータレンズ５７
よりの光信号のうちブラッグ回折を受ける光信号の光量
を調節できる。さらに、上記高周波電源７７よりの電力
の周波数ｆを調節することにより、上記音響光学効果変
調媒体６９における超音波の周波数を変化せしめ上記第
１のコリメータレンズ５７よりの光信号の内ブラッグ回
折を受ける光信号のブラッグ回折角を調節することもで
きる。なお、上記音響光学効果変調媒体６９としてはセ
レン化ヒ素ガラスやモリブデン酸鉛単結晶および二酸化
テルル単結晶等が利用可能である。また、上記トランス
デューサ７３としてはニオブ酸リチウム単結晶基板やタ
ンタル酸リチウム単結晶基板等が利用できる。以上説明
したように、上記実施形態によれば、音響光学効果変調
素子５９に入射する光信号の波長が変化しても超音波の
周波数を調整することにより容易にブラッグ回折角を一
定に設定でき、かつブラッグ回折強度を超音波の強度で
制御できるため任意の波長において任意の分岐比を実現
できるという大きな利点がある。
【０００８】次に、本発明による光分岐デバイスの第２
実施形態としての波長可変双方向通信デバイスについて
説明する。図２は、本発明による光分岐デバイスを用い
た波長可変双方向光通信デバイスの一実施形態の基本構
成を示す図である。図２に示す様に、この波長可変双方
向光通信デバイスは、第１の光ファイバ７８に接続され
た第１のコリメータレンズ８０と、上記第１のコリメー
タレンズ８０に接続された音響光学効果変調素子８２
と、上記音響光学効果変調素子８２に接続された第２の
コリメータレンズ８４と、上記第２のコリメータレンズ
８４に接続された第２の光ファイバ８６と、上記音響光
学効果変調素子８２に接続された第３のコリメータレン
ズ８８と、上記第３のコリメータレンズ８８に接続され
た第３の光ファイバ９０と、上記音響光学効果変調素子
８２に接続された第４のコリメータレンズ９２と、上記
第４のコリメータレンズ９２に接続された第４の光ファ
イバ９４とを有している。そして、上記音響光学効果変
調素子８２は、上記第１のコリメータレンズ８０よりの
光が通過する音響光学効果変調媒体９６と、上記音響光
学効果変調媒体９６の上部に配設された下部電極９８
と、上記下部電極９８の上に面接触で配設されたトラン
スデューサ１００と、上記トランスデューサ１００の上
に左右に分かれて配設された２つの分割上部電極１０
２、１０４と、上記下部電極９８と上記各分割上部電極
１０２、１０４との間にそれぞれ接続された周波数ｆ1
およびｆ2の高周波電源１０６、１０８とを有してい
る。
実施形態としての波長可変双方向通信デバイスについて
説明する。図２は、本発明による光分岐デバイスを用い
た波長可変双方向光通信デバイスの一実施形態の基本構
成を示す図である。図２に示す様に、この波長可変双方
向光通信デバイスは、第１の光ファイバ７８に接続され
た第１のコリメータレンズ８０と、上記第１のコリメー
タレンズ８０に接続された音響光学効果変調素子８２
と、上記音響光学効果変調素子８２に接続された第２の
コリメータレンズ８４と、上記第２のコリメータレンズ
８４に接続された第２の光ファイバ８６と、上記音響光
学効果変調素子８２に接続された第３のコリメータレン
ズ８８と、上記第３のコリメータレンズ８８に接続され
た第３の光ファイバ９０と、上記音響光学効果変調素子
８２に接続された第４のコリメータレンズ９２と、上記
第４のコリメータレンズ９２に接続された第４の光ファ
イバ９４とを有している。そして、上記音響光学効果変
調素子８２は、上記第１のコリメータレンズ８０よりの
光が通過する音響光学効果変調媒体９６と、上記音響光
学効果変調媒体９６の上部に配設された下部電極９８
と、上記下部電極９８の上に面接触で配設されたトラン
スデューサ１００と、上記トランスデューサ１００の上
に左右に分かれて配設された２つの分割上部電極１０
２、１０４と、上記下部電極９８と上記各分割上部電極
１０２、１０４との間にそれぞれ接続された周波数ｆ1
およびｆ2の高周波電源１０６、１０８とを有してい
る。
【０００９】次に、上記構成の波長可変双方向光通信デ
バイスの動作について説明する。上記音響光学効果変調
媒体８２の下部電極９８と分割上部電極４１、４２の各
々とに接続されている周波数ｆ1、ｆ2の高周波電源１０
６、１０８により上記トランスデューサ１００が励振さ
れて上記音響光学効果変調媒体９６内に周波数ｆ 1の超
音波および周波数ｆ2の超音波が発生する。ここで、上
記第１の光ファイバ７８より波長λ1および波長λ2の光
信号を上記第１のコリメータレンズ８０によりコトメー
トして上記音響光学効果変調媒体９６に入射すると、上
記波長λ1と周波数ｆ1および波長λ2と周波数ｆ2の関係
が下記の一次のブラッグ回折角を満足するとき、上記周
波数ｆ1の超音波で波長λ1の光信号そして上記周波数ｆ
2の超音波により波長λ2の光信号がブラッグ回折により
各々第２および第３のコリメータレンズ８４、８８を介
して上記第２および第３の光ファイバ８６、９０に導か
れる。上記一次のブラッグ回折条件は次のように示され
る。 一次ブラッグ回折角 θｉ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆｉ×λｉ／２ｖｉ）…（２）式 ただし、ｖｉは周波数ｆｉの超音波の音響光学効果変調
媒体中の音速である。ここで、上記周波数ｆ2の高周波
電源１０８の出力を調整することにより波長λ2の光信
号の回折効率を調整できるため、ブラッグ回折しなかっ
た波長λ2の光信号成分が上記第４のコリメータレンズ
９２を介して上記第４の光ファイバ９４へ出力される。
従って、上記第３の光ファイバ９０に発光モジュールを
接続し、上記４の光ファイバ９４に受光モジュールを接
続することにより時分割伝送による単一波長双方向通信
が可能となる。また、その際受光モジュールに波長λ1
の光信号を除去する光フィルタを挿入しておくことによ
りクロストークを十分に低減できる。なお、上記音響光
学効果変調媒体９６としてはセレン化ヒ素ガラスやモリ
ブデン酸鉛単結晶および二酸化テルル単結晶等が利用可
能であり、上記トランスデューサ１００としてはニオブ
酸リチウム単結晶基板やタンタル酸リチウム単結晶基板
等が利用できる。
バイスの動作について説明する。上記音響光学効果変調
媒体８２の下部電極９８と分割上部電極４１、４２の各
々とに接続されている周波数ｆ1、ｆ2の高周波電源１０
６、１０８により上記トランスデューサ１００が励振さ
れて上記音響光学効果変調媒体９６内に周波数ｆ 1の超
音波および周波数ｆ2の超音波が発生する。ここで、上
記第１の光ファイバ７８より波長λ1および波長λ2の光
信号を上記第１のコリメータレンズ８０によりコトメー
トして上記音響光学効果変調媒体９６に入射すると、上
記波長λ1と周波数ｆ1および波長λ2と周波数ｆ2の関係
が下記の一次のブラッグ回折角を満足するとき、上記周
波数ｆ1の超音波で波長λ1の光信号そして上記周波数ｆ
2の超音波により波長λ2の光信号がブラッグ回折により
各々第２および第３のコリメータレンズ８４、８８を介
して上記第２および第３の光ファイバ８６、９０に導か
れる。上記一次のブラッグ回折条件は次のように示され
る。 一次ブラッグ回折角 θｉ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆｉ×λｉ／２ｖｉ）…（２）式 ただし、ｖｉは周波数ｆｉの超音波の音響光学効果変調
媒体中の音速である。ここで、上記周波数ｆ2の高周波
電源１０８の出力を調整することにより波長λ2の光信
号の回折効率を調整できるため、ブラッグ回折しなかっ
た波長λ2の光信号成分が上記第４のコリメータレンズ
９２を介して上記第４の光ファイバ９４へ出力される。
従って、上記第３の光ファイバ９０に発光モジュールを
接続し、上記４の光ファイバ９４に受光モジュールを接
続することにより時分割伝送による単一波長双方向通信
が可能となる。また、その際受光モジュールに波長λ1
の光信号を除去する光フィルタを挿入しておくことによ
りクロストークを十分に低減できる。なお、上記音響光
学効果変調媒体９６としてはセレン化ヒ素ガラスやモリ
ブデン酸鉛単結晶および二酸化テルル単結晶等が利用可
能であり、上記トランスデューサ１００としてはニオブ
酸リチウム単結晶基板やタンタル酸リチウム単結晶基板
等が利用できる。
【００１０】次に、本発明による光分岐デバイスの第３
実施形態としての波長可変光フィルタについて説明す
る。図３は、本発明による光分岐デバイスを用いた波長
可変光フィルタの一実施形態の基本構成を示す図であ
る。図３に示す様に、この波長可変光フィルタは、第１
の光ファイバ１１０に接続された第１のコリメータレン
ズ１１２と、上記第１のコリメータレンズ１１２に接続
された音響光学効果変調素子１１４と、上記音響光学効
果変調素子１１４に接続された第２のコリメータレンズ
１１６と、上記第２のコリメータレンズ１１６に接続さ
れた第２の光ファイバ１１８と、上記音響光学効果変調
素子１１４に接続された第３のコリメータレンズ１２０
と、上記第３のコリメータレンズ１２０に接続された第
３の光ファイバ１２２と、上記音響光学効果変調素子１
１４に接続された第４のコリメータレンズ１２４と、上
記第４のコリメータレンズ１２４に接続された第４の光
ファイバ１２６と、上記音響光学効果変調素子１１４に
接続された第５の光ファイバ１２８とを有している。そ
して、上記音響光学効果変調素子１１４は、上記第１の
コリメータレンズ１１２よりの光が通過する音響光学効
果変調媒体１３０と、上記音響光学効果変調媒体１３０
の上部に面接触で配設された下部電極１３２と、上記下
部電極１３２の上に配設されたトランスデューサ１３４
と、上記トランスデューサ１３４の上に別れて配設され
た３つの分割上部電極１３６、１３８、１４０と、上記
下部電極１３２と上記各分割上部電極１３６、１３８、
１４０との間にそれぞれ接続された周波数ｆ1、ｆ2、ｆ
3の高周波電源１４２、１４４、１４６とを有してい
る。
実施形態としての波長可変光フィルタについて説明す
る。図３は、本発明による光分岐デバイスを用いた波長
可変光フィルタの一実施形態の基本構成を示す図であ
る。図３に示す様に、この波長可変光フィルタは、第１
の光ファイバ１１０に接続された第１のコリメータレン
ズ１１２と、上記第１のコリメータレンズ１１２に接続
された音響光学効果変調素子１１４と、上記音響光学効
果変調素子１１４に接続された第２のコリメータレンズ
１１６と、上記第２のコリメータレンズ１１６に接続さ
れた第２の光ファイバ１１８と、上記音響光学効果変調
素子１１４に接続された第３のコリメータレンズ１２０
と、上記第３のコリメータレンズ１２０に接続された第
３の光ファイバ１２２と、上記音響光学効果変調素子１
１４に接続された第４のコリメータレンズ１２４と、上
記第４のコリメータレンズ１２４に接続された第４の光
ファイバ１２６と、上記音響光学効果変調素子１１４に
接続された第５の光ファイバ１２８とを有している。そ
して、上記音響光学効果変調素子１１４は、上記第１の
コリメータレンズ１１２よりの光が通過する音響光学効
果変調媒体１３０と、上記音響光学効果変調媒体１３０
の上部に面接触で配設された下部電極１３２と、上記下
部電極１３２の上に配設されたトランスデューサ１３４
と、上記トランスデューサ１３４の上に別れて配設され
た３つの分割上部電極１３６、１３８、１４０と、上記
下部電極１３２と上記各分割上部電極１３６、１３８、
１４０との間にそれぞれ接続された周波数ｆ1、ｆ2、ｆ
3の高周波電源１４２、１４４、１４６とを有してい
る。
【００１１】次に、上記構成の波長可変光フィルタの動
作について説明する。上記下部電極１３２と各分割上部
電極１３６、１３８、１４０とに接続されている上記各
高周波電源１４２、１４４、１４６によりトランスデュ
ーサ１３４が励振されて音響光学効果変調媒体１３０内
に周波数ｆ1の超音波および周波数ｆ2の超音波および周
波数ｆ3の超音波が発生する。ここで上記第１の光ファ
イバ１１０より波長λ1・波長λ2および波長λ3の光信
号を上記第１のコリメータレンズ１１２によりコトメー
トして上記音響光学効果変調媒体１３０に入射すると、
上記波長λ1と周波数ｆ1および波長λ2と周波数ｆ2およ
び波長λ3と周波数ｆ3の関係が下記の一次のブラッグ回
折角を満足するとき、上記周波数ｆ1の超音波で波長λ1
の光信号そして上記周波数ｆ2の超音波により波長λ2の
光信号、そして上記周波数ｆ3の超音波により波長λ3の
光信号がブラッグ回折により各々第２、第３および第４
のコリメータレンズ１１６、１２０、１２４を介して上
記第２、第３および第４の光ファイバ１１８、１２２、
１２６に導かれる。上記一次のブラッグ回折条件は次の
ように示される。 一次ブラッグ回折角 θｉ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆｉ×λｉ／２ｖｉ）…（３）式 ただし、ｖｉは周波数ｆｉの超音波の音響光学効果変調
媒体１３０中の音速である。以上説明したように、上記
第３実施形態によれば、音響光学効果変調素子に入射す
る光信号の波長が変化しても超音波の周波数を調整する
ことにより容易にブラッグ回折角を一定に設定できるの
で任意の波長の組み合わせの光波長多重通信に対応でき
るという大きな利点がある。また、上記の説明では光波
長多重信号の分離の例を示したが、光の進行方向が逆向
きでも同様な動作をするため、光波長多重信号の合波も
可能である。なお、上記音響光学効果変調媒体１３０と
してはセレン化ヒ素ガラスやモリブデン酸鉛単結晶およ
び二酸化テルル単結晶等が利用可能である。また、上記
トランスデューサ１３４としてはニオブ酸リチウム単結
晶基板やタンタル酸リチウム単結晶基板等が利用でき
る。
作について説明する。上記下部電極１３２と各分割上部
電極１３６、１３８、１４０とに接続されている上記各
高周波電源１４２、１４４、１４６によりトランスデュ
ーサ１３４が励振されて音響光学効果変調媒体１３０内
に周波数ｆ1の超音波および周波数ｆ2の超音波および周
波数ｆ3の超音波が発生する。ここで上記第１の光ファ
イバ１１０より波長λ1・波長λ2および波長λ3の光信
号を上記第１のコリメータレンズ１１２によりコトメー
トして上記音響光学効果変調媒体１３０に入射すると、
上記波長λ1と周波数ｆ1および波長λ2と周波数ｆ2およ
び波長λ3と周波数ｆ3の関係が下記の一次のブラッグ回
折角を満足するとき、上記周波数ｆ1の超音波で波長λ1
の光信号そして上記周波数ｆ2の超音波により波長λ2の
光信号、そして上記周波数ｆ3の超音波により波長λ3の
光信号がブラッグ回折により各々第２、第３および第４
のコリメータレンズ１１６、１２０、１２４を介して上
記第２、第３および第４の光ファイバ１１８、１２２、
１２６に導かれる。上記一次のブラッグ回折条件は次の
ように示される。 一次ブラッグ回折角 θｉ＝ａｒｃｓｉｎ（ｆｉ×λｉ／２ｖｉ）…（３）式 ただし、ｖｉは周波数ｆｉの超音波の音響光学効果変調
媒体１３０中の音速である。以上説明したように、上記
第３実施形態によれば、音響光学効果変調素子に入射す
る光信号の波長が変化しても超音波の周波数を調整する
ことにより容易にブラッグ回折角を一定に設定できるの
で任意の波長の組み合わせの光波長多重通信に対応でき
るという大きな利点がある。また、上記の説明では光波
長多重信号の分離の例を示したが、光の進行方向が逆向
きでも同様な動作をするため、光波長多重信号の合波も
可能である。なお、上記音響光学効果変調媒体１３０と
してはセレン化ヒ素ガラスやモリブデン酸鉛単結晶およ
び二酸化テルル単結晶等が利用可能である。また、上記
トランスデューサ１３４としてはニオブ酸リチウム単結
晶基板やタンタル酸リチウム単結晶基板等が利用でき
る。
【００１２】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明による波長可
変光分岐デバイスによれば、音響光学効果変調素子に入
射する光信号の波長が変化しても超音波の周波数を調整
することにより容易にブラッグ回折角を一定に設定で
き、かつブラッグ回折強度を超音波の強度で制御できる
ため任意の波長において任意の分岐比を実現できる。さ
らに、本発明による波長可変双方向光通信デバイスによ
れば、音響光学効果変調素子に入射する光信号の波長が
変化しても超音波の周波数を調整することにより容易に
ブラッグ回折角を一定に設定できるので任意の波長の組
み合わせの光波長多重双方向通信に対応できる。さら
に、本発明による波長可変光フィルタによれば、音響光
学効果変調素子に入射する光信号の波長が変化しても超
音波の周波数を調整することにより容易にブラッグ回折
角を一定に設定できるので任意の波長の組み合わせの光
波長多重通信に対応できる。
変光分岐デバイスによれば、音響光学効果変調素子に入
射する光信号の波長が変化しても超音波の周波数を調整
することにより容易にブラッグ回折角を一定に設定で
き、かつブラッグ回折強度を超音波の強度で制御できる
ため任意の波長において任意の分岐比を実現できる。さ
らに、本発明による波長可変双方向光通信デバイスによ
れば、音響光学効果変調素子に入射する光信号の波長が
変化しても超音波の周波数を調整することにより容易に
ブラッグ回折角を一定に設定できるので任意の波長の組
み合わせの光波長多重双方向通信に対応できる。さら
に、本発明による波長可変光フィルタによれば、音響光
学効果変調素子に入射する光信号の波長が変化しても超
音波の周波数を調整することにより容易にブラッグ回折
角を一定に設定できるので任意の波長の組み合わせの光
波長多重通信に対応できる。
【図１】本発明の第１実施形態としての波長可変光分岐
デバイスの基本構成を示す図である。
デバイスの基本構成を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態としての波長可変双方向
光通信デバイスの基本構成を示す図である。
光通信デバイスの基本構成を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態としての波長可変光フィ
ルタの基本構成を示す図である。
ルタの基本構成を示す図である。
【図４】従来の光分岐デバイスの基本構成を示す図であ
る。
る。
【図５】従来の光合波分波デバイスの基本構成を示す図
である。
である。
【図６】従来の光フィルタデバイスの基本構成を示す図
である。
である。
１、１１、１３、１５、２５、２９、３３、３５、４
１、４９、５３、５５、６３、６７…光ファイバ、 ３、７、９、１７、２３、２７、３１、３７、４３、４
７、５１、５７、６１、６５、８０、８４、８８、９
２、１１２、１１６、１２０、１２４…コリメータレン
ズ、 ５、１９、２１…ハーフミラー、 ６９、９６、１３０…音響光学効果変調媒体、 ７１、９８、１３２…下部電極、 ７３、１００、１３４…トランスデューサ、 ７５、１０２、１０４、１３６、１３８、１４０…上部
電極、 ７７、１０６、１０８、１４２、１４４、１４６…高周
波電源
１、４９、５３、５５、６３、６７…光ファイバ、 ３、７、９、１７、２３、２７、３１、３７、４３、４
７、５１、５７、６１、６５、８０、８４、８８、９
２、１１２、１１６、１２０、１２４…コリメータレン
ズ、 ５、１９、２１…ハーフミラー、 ６９、９６、１３０…音響光学効果変調媒体、 ７１、９８、１３２…下部電極、 ７３、１００、１３４…トランスデューサ、 ７５、１０２、１０４、１３６、１３８、１４０…上部
電極、 ７７、１０６、１０８、１４２、１４４、１４６…高周
波電源
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H079 AA04 AA12 BA05 BA06 CA04 DA03 DA05 EB23 HA11 KA01 KA11 2K002 AA02 AA04 AB01 AB10 AB34 BA12 CA02 CA15 DA01 DA08 DA10 EA30 EB03 EB09 GA10 HA10
Claims (3)
- 【請求項１】 入射する光信号を分岐するための光分岐
デバイスであって、コリメータレンズによってコリメー
トされた光信号が入射される音響光学効果変調媒体と、
上記音響光学効果変調媒体内において上記光信号の一部
をブラッグ回折により分岐させるため上記音響光学効果
変調媒体内に所定の周波数の超音波を発生させる超音波
発生手段とを具備し、上記超音波発生手段よりの超音波
の周波数と強度を調節することにより上記光信号のブラ
ッグ回折角とブラッグ回折強度を調節して任意の波長に
おける任意の分岐比を実現することを特徴とする光分岐
デバイス。 - 【請求項２】 上記超音波発生手段が、上記音響光学効
果変調媒体の一面に面接触して配設された第１の電極
と、上記第１の電極に対向してトランスデューサを介し
て配設された第２の電極と、上記第１の電極と第２の電
極との間に接続された高周波電源とから成ることを特徴
とする請求項１に記載の光分岐デバイス。 - 【請求項３】 上記第２の電極が、複数に分割された分
割電極となっており、上記各分割電極と上記第１の電極
との間にそれぞれ周波数の異なる高周波電源が接続され
ていることを特徴とする請求項２に記載の光分岐デバイ
ス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321058A JP2000147578A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 光分岐デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10321058A JP2000147578A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 光分岐デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000147578A true JP2000147578A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18128341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10321058A Pending JP2000147578A (ja) | 1998-11-11 | 1998-11-11 | 光分岐デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000147578A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600555A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 动态声光调制光频级次选择方法及装置 |
-
1998
- 1998-11-11 JP JP10321058A patent/JP2000147578A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104600555A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-06 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 动态声光调制光频级次选择方法及装置 |
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