JP2002221676A - 可変光減衰器 - Google Patents

可変光減衰器

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JP2002221676A JP2001017194A JP2001017194A JP2002221676A JP 2002221676 A JP2002221676 A JP 2002221676A JP 2001017194 A JP2001017194 A JP 2001017194A JP 2001017194 A JP2001017194 A JP 2001017194A JP 2002221676 A JP2002221676 A JP 2002221676A
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light
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lens
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Masahito Morimoto
政仁 森本
Isanori Sato
功紀 佐藤
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光減衰量の波長依存性を小さくすることがで
き、３０ｄＢ以上の光減衰量を達成でき、高光入力パワ
ーに耐えられる小型の可変光減衰器を提供する。 【解決手段】 第１の光ファイバ６と第２の光ファイバ
７を並設し、第１、第２の光ファイバ６，７の接続端面
にそれぞれ、第１、第２のレンズ８，９を接続する。光
反射体３を光反射体移動台２上に支持し、光反射体３が
第１の光ファイバ６からの出射光を受けて該光を第２の
光ファイバ７の光入射側に反射する。アクチュエーター
４，５を動作させて光反射体移動台２をＺ方向に移動
し、光反射体３をＺ方向に（第１の光ファイバ６からの
出射光の進行方向に沿って）進退移動して第１の光ファ
イバ６と第２の光ファイバ７との結合効率を調整し、光
パワーを調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る光の減衰器として用いられるものであり、特に、光増
幅器の増幅特性平坦化に用いられる可変光減衰器に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、波長多重伝送の急激な普及に伴
い、例えば図８に示すように、波長多重光の伝送路３０
の中継位置にそれぞれ光増幅器３１を設け、それぞれの
光増幅器３１によって前記波長多重伝送光を増幅するこ
とが行なわれるようになった。このように、複数の光増
幅器３１によって波長多重伝送光を増幅しながら伝送を
行なうと、長距離波長多重伝送が可能となる。
【０００３】同図に示すような波長多重伝送システムに
おいて、それぞれの光増幅器３１には、多波長光を一括
して増幅する機能が要求される。また、波長多重伝送の
伝送品質向上のために、複数の光増幅器３１による光増
幅後に伝送光波長間でのパワー差が少ないことが要求さ
れる。
【０００４】上記伝送光波長間でのパワー差を少なくす
るために、例えばそれぞれの光増幅器３１内に、多波長
光を一括して所望のパワーに揃える機能を有する可変光
減衰器を設けることが提案されている。
【０００５】この種の可変光減衰器には、波長ごとの
光減衰量が一定であること（換言すれば、波長を変化さ
せても光減衰量に変動が無いまたは変動が少ないこ
と）、３０ｄＢ以上の光減衰量を達成できること、
高光入力パワーに耐えられること、小型であること、
等が要求される。
【０００６】図９には、従来の可変光減衰器の一例が示
されている。同図に示す可変光減衰器は、光部品である
第１の光ファイバ６と第２の光ファイバ７とを対向配置
し、これらの光ファイバ６，７同士の間で伝搬する光の
光路上に、ガラス基板１１と光吸収膜１２を有する光吸
収部材１５を配置して形成されている。
【０００７】前記ガラス基板１１は、光ファイバ６，７
の光軸方向をＺ軸方向としたとき、Ｚ軸にほぼ直交する
ＸＹ平面上に配置され、前記光吸収膜１２はガラス基板
１１の表面側に堆積形成されている。光吸収膜１２は、
ＸＹ平面上で膜厚分布を有しており、例えばＺ軸方向の
厚みがＸ方向において図の右側に向かうにつれて徐々に
厚くなるように形成されている。光吸収膜１２の表面側
とガラス基板１１の裏面側にはそれぞれ、無反射コート
１３，１４が施されている。
【０００８】この可変光減衰器においては、同図の矢印
Ａに示すように、光吸収部材１５を図のＸ方向に移動す
ると、光ファイバ６，７の光路上における光吸収膜１２
の厚みが可変され、それにより、光減衰量が可変され
る。
【０００９】図１０の（ａ）には、可変光減衰器の別の
例が示されている。同図に示す可変光減衰器は、光路上
にファラデー回転子１６を設け、このファラデー回転子
１６を前記光路方向で両側から挟む複屈折楔板１７と永
久磁石１８とを設け、さらに、光路と直交する方向でフ
ァラデー回転子１６を両側から挟む電磁石１９を設けて
形成されている。なお、図中、２０は波長板を示す。
【００１０】この可変光減衰器は、電磁石１９に印加す
る印加電流によってファラデー回転子１６の磁化方向を
可変するものであり、ファラデー効果を用いて光減衰量
を可変可能としたものである。なお、上記２種の可変光
減衰器は実用化されている。
【００１１】図１１の（ａ）には、可変光減衰器のさら
に別の例が示されている。同図に示す可変光減衰器は、
光ファイバ６の光路上に配置される直線状のシャッター
板５０と、このシャッター板５０の移動機構を有してい
る。この可変光減衰器においては、シャッター板５０を
図のＸ方向に移動していき、シャッター板５０による遮
光量を可変する。なお、同図に示す可変光減衰器の構成
は、IEEE Journal ofSelected Topics in Quantum Elec
tronics,Vol.5,No.1,January/February 1999,pp18-25に
記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示した可変光減衰器において、光吸収膜１２によって３
０ｄＢ以上の光減衰量を得ようとすると、現状の技術で
は光吸収膜１２の幅（図のＷｘ）を１ｃｍ程度に大きく
する必要があり、この光吸収膜１２等の移動のために
は、モータ等の移動手段が必要不可欠である。そのた
め、装置の小型化が困難であった。
【００１３】また、光吸収膜１２を設けて可変光減衰器
を形成すると、入射光パワーが大きい場合に光吸収膜１
２が熱を持ち、閾値以上のパワーの光が入射すると光吸
収膜１２が破壊されるといった問題もあった。
【００１４】一方、図１０の（ａ）に示す可変光減衰器
においては、例えば同図の（ｂ）の特性線ａ、ｂ、ｃに
示すように、光減衰特性の波長依存性が大きく、ある波
長で所望の光減衰量が得られても、波長が異なると所望
の光減衰量にならないといった問題があった。なお、上
記特性線ａは波長１５３５ｎｍの光減衰量を、特性線ｂ
は波長１５４９ｎｍの光減衰量を、特性線ｃは波長１５
６５ｎｍの光減衰量をそれぞれ示す。
【００１５】また、この可変光減衰器においては、電磁
石１９、ファラデー回転子１６、永久磁石１８の他、図
示されていない偏光子や検光子を必要とするため、構成
が複雑になり、装置の小型化も難しいといった問題があ
った。
【００１６】さらに、図１１の（ａ）に示す可変光減衰
器においても、例えば同図の（ｂ）の特性線ａ、ｂに示
すように、光減衰特性の波長依存性が大きいといった問
題があった。
【００１７】なお、同図の（ｂ）の特性線ａは、シャッ
ター板５０の位置を、１５００ｎｍの波長で１２．２ｄ
Ｂ減衰させる位置に固定し、波長を変化させた場合の光
減衰特性の波長依存性を示すものであり、この場合、１
６００ｎｍの波長における光減衰量と波長１５００ｎｍ
の波長における光減衰量とを比較すると、約０．８ｄＢ
の光減衰量差が発生している。
【００１８】また、同図の（ｂ）の特性線ｂは、シャッ
ター板５０の位置を、１５００ｎｍの波長で１３．５ｄ
Ｂ減衰させる位置に固定し、波長を変化させた場合の光
減衰特性の波長依存性を示すものであり、この場合、１
６００ｎｍの波長における光減衰量と波長１５００ｎｍ
の波長における光減衰量とを比較すると、約１ｄＢの光
減衰量差が発生している。
【００１９】このように、図１１の（ａ）に示す可変光
減衰器においては、光減衰量が大きくなると、光減衰特
性の波長依存性がより顕著になるために、３０ｄＢの光
減衰量を得ようとした場合には、その波長依存性が特性
線ｂよりもさらに大きくなり、波長依存性の問題を解決
しなければ、その実用化が困難であった。
【００２０】さらに、この構成においては、光モードフ
ィールドをシャッター板５０により遮るため、受光側の
光ファイバ端面では回折によって広がった非点対称の回
折パターンが形成される。この回折パターンは光ファイ
バ端面サイズよりも広がっており、光ファイバ端面の端
の方で受光される光は、その偏光方向により反射率が異
なり、偏波依存性損失が発生するといった問題もあっ
た。
【００２１】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、光減衰量の波長依存性を
小さくすることができ、例えば３０ｄＢ以上の光減衰量
を達成でき、高光入力パワーに耐えられ、偏波依存性損
失の発生も抑制できる小型の可変光減衰器を提供するこ
とにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、第１の
光部品と第２の光部品との間で伝搬する光の点対称のモ
ードフィールド形状を保ちながら前記第１の光部品と前
記第２の光部品との結合効率を調整して光パワーを調整
する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２３】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記第１の光部品と、該第１の光部品と並設
される第２の光部品と、前記第１の光部品からの出射光
を受けて該光を前記第２の光部品の光入射側に反射する
光反射体と、前記第１の光部品から出射されて前記光反
射体に入射する光の光路上に設けられる第１のレンズ
と、前記光反射体から出射されて前記第２の光部品に入
射する光の光路上に設けられる第２のレンズと、前記光
反射体を前記第１の光部品からの出射光の進行方向に沿
って進退移動させることにより前記第１の光部品と第２
の光部品との結合効率を調整して光パワーを調整する光
反射体移動手段とを有する構成をもって課題を解決する
手段としている。
【００２４】さらに、第３の発明は、上記第２の発明の
構成に加え、前記光反射体は９０度の角度で互いに対向
する対向ミラーを有し、前記光反射体は前記対向ミラー
の反射面を第１の光部品からの出射光の進行方向に斜め
に交わる態様として半導体基板上に形成されている構成
をもって課題を解決する手段としている。
【００２５】さらに、第４の発明は、上記第２又は第３
の発明の構成に加え、前記光反射体は半導体微細加工技
術を用いて形成した支持部を介して半導体基板上に形成
されている構成をもって課題を解決する手段としてい
る。
【００２６】さらに、第５の発明は、上記第２又は第３
又は第４の発明の構成に加え、前記光反射体移動手段は
静電力又は電磁力により前記光反射体を移動する構成を
もって課題を解決する手段としている。
【００２７】さらに、第６の発明は、上記第１乃至第５
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１のレンズ
と第２のレンズの少なくとも一方はレンズ機構を有する
レンズ型光ファイバであり、該レンズ型光ファイバが対
応する第１又は第２の光部品の接続端面側に接続されて
いる構成をもって課題を解決する手段としている。
【００２８】さらに、第７の発明は、上記第２乃至第６
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光部品
と第２の光部品の接続端面側と、第１のレンズと第２の
レンズとは半導体基板上に固定されている構成をもって
課題を解決する手段としている。
【００２９】さらに、第８の発明は、上記第１乃至第７
のいずれか一つの発明の構成に加え、前記第１の光部品
と第２の光部品の少なくとも一方は光ファイバとした構
成をもって課題を解決する手段としている。
【００３０】本発明者は、例えば図１１の（ａ）に示し
たような、光モードフィールドをシャッター板により遮
る構成の可変光減衰器において生じる光減衰量の波長依
存性の原因が、光の波長が長波長側になると光部品のモ
ードフィールド径が大きくなり、その逆に光の波長が短
波長側になるとモードフィールド径が小さくなるといっ
たモードフィールド径の波長依存性にあると考えた。
【００３１】また、本発明者は、図１１の（ａ）に示し
たような可変光減衰器において生じる偏波依存性損失
は、シャッター板により遮る光の量が大きくなると大き
くなる傾向があることを見出した。これは、シャッター
板により遮る光の量が大きくなるに従い、回折による光
モードフィールド形状が対称性をさらに崩して広がり、
また、その光パワーが小さくなるため、相対的に偏波依
存性損失が大きくなるためと考えられる。
【００３２】なお、この偏波依存性損失の傾向は、本発
明者が上記提案と同様のシャッター挿入方式の可変光減
衰器について実験した実験結果において明らかにしたも
のである。
【００３３】ただし、上記回折パターンが光軸中心に点
対称で広がっていれば、偏波依存性損失は発生しない。
例えば図１２に示すように、回折パターンの端の方であ
っても、対称な部分が上下左右に同様に存在すれば、上
下でＴＥ偏波の光は左右の端ではＴＭ偏波であり、逆に
上下でＴＭ偏波であれば、左右ではＴＥ偏波になってお
り、結局、偏波による反射率の差を上下と左右で打ち消
し合う。そのため、結果的に、偏波依存性損失が発生し
ないことになる。
【００３４】そこで、本発明者は、シャッター板等によ
って第１の光部品から第２の光部品に伝搬する光を遮る
のではなく、光の点対称モードフィールド形状を保ちな
がら第１の光部品と第２の光部品との光結合効率を変化
させられる構成を検討した。
【００３５】その結果、上記構成の本発明のように、第
１の光部品と第２の光部品とを並設し、第１の光部品か
らの出射光を受けて該光を前記第２の光部品の光入射側
に反射する光反射体を設け、前記第１の光部品からの出
射光を第１のレンズを介して光反射体に入射し、該光反
射体からの出射光を第２のレンズを介して第２の光部品
に入射する光学系を形成し、前記光反射体を前記第１の
光部品からの出射光の進行方向に沿って（第１の光部品
からの出射光の光軸方向に）移動させることにより、第
１の光部品と第２の光部品との間で伝搬する光の光路長
を光軸方向に変化させ、点対称のモードフィールド形状
を保ちながら第１の光部品と第２の光部品との結合効率
を変化させ、光減衰量を可変できることを見出した。
【００３６】すなわち、本発明においては、上記のよう
に、単なる空間系の光路長を光軸方向に変化させること
により第１の光部品と第２の光部品との結合効率を変化
させるものであるから、シャッターによる回折の影響を
受けることはなく、光がガウシアンビームとして広がる
以外の回折はないため、レンズの光軸中心の点対称モー
ドフィールド形状を保ち、偏波依存性損失は発生しな
い。
【００３７】また、本発明の可変光減衰器は３０ｄＢ以
上の光減衰量を達成でき、しかも、シャッター等により
モードフィールドを遮る場合と異なり、光減衰量の波長
依存性を非常に小さくできる。なお、本発明者は、本発
明の可変光減衰器が、３０ｄＢ減衰時でも波長１５３０
ｎｍと波長１５８０ｎｍの光減衰量差を約０．３６ｄＢ
以下と非常に小さな値にできることをシミュレーション
と実験により確認している。
【００３８】さらに、本発明の可変光減衰器は、フィル
タを使用しないため、高光入力パワーに耐えられる。
【００３９】さらに、本発明は、光ファイバ等により構
成される第１と第２の光部品を並設しているので、可変
光減衰器のより一層の小型化が可能となる。
【００４０】したがって、本発明の可変光減衰器は、例
えば波長分割多重伝送用の光増幅器に設けられて、多波
長光を一括して所望のパワーに揃える機能を有する可変
光減衰器としての条件を全て満たすことが可能となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、本実施形態例の説明におい
て、従来例と同一名称部分には同一符号を付し、その重
複説明は省略する。図１には、本発明に係る可変光減衰
器の一実施形態例の斜視図が示されている。
【００４２】本実施形態例の可変光減衰器は、半導体基
板としてのシリコン基板１を有しており、図２にはこの
シリコン基板１の平面図が示されている。本実施形態例
の可変光減衰器は、シリコン基板１上に、犠牲層堆積、
エッチング等を施す、周知の半導体微細加工技術（マイ
クロマシン加工技術）によって、光反射体移動台２、光
反射体３、櫛歯状のアクチュエーター４（４ａ，４
ｂ），５，２４、梁部（スプリング）４０，４１，４
２、溝２６，２７を形成している。
【００４３】溝２６と溝２７は互いに間隔を介して並設
されており、溝２６，２７の長さ（Ｚ方向の長さ）は約
５ｍｍである。シリコン基板１のＺ方向の長さは約１０
ｍｍ、幅（Ｘ方向の長さ）は約２ｍｍである。
【００４４】本実施形態例の可変光減衰器は、第１の光
部品としての第１の光ファイバ６と、第２の光部品とし
ての第２の光ファイバ７とをそれぞれ前記溝２６，２７
に挿入固定することにより並設しており、前記光反射体
３は第１の光ファイバ６からの出射光を受けて該光を第
２の光ファイバ７の光入射側に反射する。
【００４５】光反射体３は９０度の角度で互いに対向す
る対向ミラー３ａ，３ｂを有しており、支持部としての
光反射体移動台２上に立設形成されている。光反射体３
は対向ミラー３ａ，３ｂの反射面を第１の光ファイバ６
からの出射光の進行方向であるＺ方向に４５°の角度で
斜めに交わる態様としてシリコン基板１上に形成されて
いる。
【００４６】また、前記第１の光ファイバ６から出射さ
れて前記光反射体３に入射する光の光路上には第１のレ
ンズ８が設けられ、光反射体３から出射されて前記第２
の光ファイバ７に入射する光の光路上には第２のレンズ
９が設けられている。本実施形態例において、第１、第
２のレンズ８，９は、外径１２５μｍの二乗分布の屈折
率分布を持つ全コアのグレーテッドインデックスファイ
バであり、レンズ機構を有するレンズ型光ファイバであ
る。第１、第２のレンズ８，９の長さは１〜２ｍｍであ
る。
【００４７】第１のレンズ８が第１の光ファイバ６の接
続端面側に融着接続されて光ファイバコリメータが形成
され、第２のレンズ９が第２の光ファイバ７の接続端面
側に融着接続されて光ファイバコリメータが形成されて
いる。第１のレンズ８が第１の光ファイバ６の接続端面
側に接続される接続方式は、融着接続に限定されるもの
ではないが、低接続損失の観点からは融着接続が好まし
い。前記溝２６，２７は光ファイバコリメータ固定用の
溝として機能する。
【００４８】前記アクチュエーター４，５は、光反射体
３を第１の光ファイバ６からの出射光の進行方向（図の
Ｚ方向）に沿って進退移動させることにより、第１の光
ファイバ６と第２の光ファイバ７の結合効率を調整して
光パワーを調整する光反射体移動手段として機能する。
アクチュエーター４，５には電圧印加手段（図示せず）
が接続されており、アクチュエーター４，５は静電力に
より光反射体移動台２を移動し、それにより光反射体３
を静電力により移動する。
【００４９】なお、図３には、アクチュエーター５の構
成がアクチュエーター２４、光反射体移動台２と共に示
されており、図４の（ａ）にはアクチュエーター４ａの
構成が同図の（ｂ）には、アクチュエーター４ｂの構成
がそれぞれ示されている。アクチュエーター４ａ，４ｂ
は、それぞれ、梁部４２に支持されてシリコン基板１上
に浮設されている。また、前記梁部４１は、アクチュエ
ーター４ａとアクチュエーター５との間およびアクチュ
エーター４ａとアクチュエーター５との間に介設されて
いる。梁部４１，４２は撓曲可能と成している。
【００５０】アクチュエーター４，５による光反射体３
のＺ方向の移動距離は、最大１７５０μｍであり、この
光反射体３の移動に伴い、第１のレンズ８から出射され
た光が第２のレンズ９に戻るまでの光路長（第１のレン
ズ８の端面から出射されて光反射体３により反射され、
第２のレンズ９の端面に入射する光の光路長）は、７０
０μｍから４２００μｍの範囲内で可変される。
【００５１】また、前記アクチュエーター２４は前記光
反射体移動台２の位置を固定（ラッチ）するラッチ用ア
クチュエーターであり、アクチュエーター２４にも電圧
印加手段（図示せず）が接続されている。また、アクチ
ュエーター２４の一端側に前記梁部４０が形成されてお
り、アクチュエーター２４は、この撓曲可能な梁部４０
によって片持ち梁状態でシリコン基板１上に設けられて
いる。
【００５２】図３に示すように、光反射体移動台２の両
側面には三角形状のカムギヤ２３が形成されており、前
記アクチュエーター５，２４には、カムギヤ２３と噛み
合うカムギヤ２１，２２がそれぞれ形成されている。
【００５３】上記各電圧印加手段の動作電圧は約１００
Ｖであり、アクチュエーター５，２４に電圧を印加しな
い場合は、カムギヤ２３とカムギヤ２１，２２とが噛み
合っている。この状態において、光反射体移動台２は固
定されている。
【００５４】ここで、ラッチ用のアクチュエーター２４
に電圧を印加すると、アクチュエーター２４のカムギヤ
２２が光反射体移動台２のカムギヤ２３から外れる。こ
の状態でアクチュエーター４ａ，４ｂのいずれかに電圧
印加すると、アクチュエーター５のカムギヤ２１がカム
ギヤ２３と噛み合っているので、光反射体移動台２がＺ
方向に移動する。ここで、アクチュエーター２４の印加
電圧を０にすると、光反射体移動台２がその位置で固定
される。
【００５５】また、アクチュエーター５に電圧を印加す
ると、カムギヤ２１がカムギヤ２３から外れる。次に、
アクチュエーター４の印加電圧を取り去ると、アクチュ
エーター４は元の位置まで戻る。この状態でアクチュエ
ーター５の印加電圧を取り去ると、カムギヤ２１とカム
ギヤ２３とが再び噛み合う。
【００５６】以上の動作により、光反射体移動台２と光
反射体３のみがＺ方向に移動し、その他の構成要素（ア
クチュエーター４，５，２４および梁部４０，４１，４
２）は元の状態に戻っている。そこで、上記動作を繰り
返すことにより、光反射体３はカムギヤ２３の１カムギ
ヤ分ずつ、すなわち３μｍずつＺ方向に移動する。
【００５７】この１カムギヤ分ずつの移動量は本実施形
態例の可変光減衰器の光減衰量分解能であり、本実施形
態例では、この移動量が３μｍであるから、光減衰量の
分解能は約０．０７ｄＢである。
【００５８】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、光反射体３を第１の光ファイバからの出射光の進行
方向に沿って進退移動させることにより、第１の光ファ
イバ６と第２の光ファイバ７との間で伝搬する光の光路
長を光軸方向に変化させることができ、この光路長変化
によって、第１の光ファイバ６と第２の光ファイバ７と
の結合効率を変化させ、図５に示すように、光減衰量を
自在に可変することができる。
【００５９】また、本実施形態例の可変光減衰器は、図
５に示したように３０ｄＢ以上の光減衰量を達成でき、
しかも、図６に示すように、約１０ｄＢ減衰時（特性線
ａ）、約２０ｄＢ減衰時（特性線ｂ）、約３０ｄＢ減衰
時（特性線ｃ）において、殆ど光減衰量の波長依存性が
無い。ちなみに、本実施形態例の可変光減衰器は、３０
ｄＢ減衰時でも、波長１５３０ｎｍと波長１５８０ｎｍ
の光減衰量差が約０．３６ｄＢ以下と非常に小さな値で
ある。
【００６０】さらに、本実施形態例の可変光減衰器は、
上記のように、単なる空間系の光路長を光軸方向に変化
させることにより第１の光ファイバ６と第２の光ファイ
バ７との結合効率を変化させるものであるから、従来例
で示したシャッターによる回折の影響を受けることはな
く、偏波依存性損失の発生を抑制することができる。本
実施形態例において、挿入損失は０．３ｄＢであり、こ
の値（０．３ｄＢ）から３０ｄＢ（カムギヤ５３０ステ
ップ）までの光減衰量において、波長１５３０ｎｍ〜１
５８０ｎｍにおける偏波依存性損失を０．２ｄＢ以下に
することができた。
【００６１】なお、図７は、本実施形態例の可変光減衰
器の偏波依存性損失を波長ごとに測定した結果を示し、
同図において、特性線ａは約１０ｄＢ減衰時、特性線ｂ
は約２０ｄＢ減衰時、特性線ｃは約３０ｄＢ減衰時の特
性をそれぞれ示す。
【００６２】さらに、本実施形態例の可変光減衰器は、
図９に示した従来の可変光減衰器のようにフィルタを使
用しないため、高光入力パワーに耐えることができる。
【００６３】さらに、本実施形態例の可変光減衰器は、
光反射体３を、９０度の角度で互いに対向する対向ミラ
ー３ａ，３ｂを有する構成とし、対向ミラー３ａ，３ｂ
の反射面をＺ方向に斜めに交わる態様として光反射体３
をシリコン基板１上に形成しているので、第１および第
２の光ファイバ６，７と光反射体３との位置合わせも容
易にでき、可変光減衰器の作製を容易にできる。
【００６４】さらに、本実施形態例の可変光減衰器は、
半導体微細加工技術を用いて形成した光反射体移動台２
を介して光反射体３をシリコン基板１上に立設している
ので、アクチュエーター４，５，２４の動作によって、
光反射体３を静電力により正確に移動することができ、
この移動動作によって光減衰量の制御特性が良好な可変
光減衰器とすることができる。
【００６５】さらに、本実施形態例の可変光減衰器によ
れば、第１のレンズ８と第２のレンズ９はレンズ機構を
有するレンズ型光ファイバとし、該レンズ型光ファイバ
を対応する第１又は第２の光ファイバ６，７の接続端面
側に融着接続しているので、予め第１の光ファイバ６と
第１のレンズ８との光軸と、第２の光ファイバ７と第２
のレンズ９との光軸とを合わせて融着接続することによ
り、シリコン基板１に第１、第２の光ファイバ６，７お
よび第１、第２のレンズ８，９を実装するときに光軸合
わせの手間を省略することができる。
【００６６】また、本実施形態例によれば、第１、第２
のレンズ８，９と第１、第２の光ファイバ６，７を融着
接続しているので、第１の光ファイバ６と第１のレンズ
８とから成るコリメータおよび第２の光ファイバ７と第
２のレンズ９とから成るコリメータの取り扱いも非常に
容易にできる。
【００６７】さらに、本実施形態例の可変光減衰器によ
れば、第１の光ファイバ６と第２の光ファイバ７の接続
端面側と、第１のレンズ８と第２のレンズ９とをシリコ
ン基板１上に固定しているので、これらの構成要素の光
軸合わせを容易にできるし、可変光減衰器の小型化を図
ることができる。
【００６８】特に、本実施形態例の可変光減衰器は、第
１の光ファイバ６と第２の光ファイバ７を並設している
ので、可変光減衰器のより一層の小型化を図ることがで
きるし、例えば可変光減衰器を他の機器と接続する際
に、第１と第２の光ファイバ６，７の接続端末を共に１
つの接続作業面側に配置できるので、他の機器との接続
作業性を良好にすることができる。
【００６９】以上のように、本実施形態例の可変光減衰
器は、例えば多波長光を一括して所望のパワーに揃える
機能を有する可変光減衰器として要求される条件を全て
満たすことができ、小型で取り扱い作業性が良好な優れ
た可変光減衰器とすることができる。
【００７０】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記実施形態例では、静電力を利用してアクチュエーター
４，５により光反射体３を移動させる構成としたが、例
えば磁性膜堆積とエッチングなどの半導体微細加工技術
を用いてマイクロ電磁石を形成し、電磁力によって光反
射体３を移動させる電磁力駆動方式としてもよい。
【００７１】また、上記実施形態例では、第１、第２の
レンズ８，９を全コアのグレーテッドインデックスファ
イバから成るレンズ型光ファイバとしたが、第１、第２
のレンズ８，９は光ファイバ以外のレンズとしてもよ
い。ただし、上記実施形態例のように、第１、第２の光
ファイバ８，９をレンズ型光ファイバとして第１、第２
の光ファイバ６，７に融着接続すると、その光軸合わせ
や取り扱い作業性を容易にできる。
【００７２】さらに、上記実施形態例では、光反射体３
は互いに９０度の角度で対向するミラー３ａ，３ｂを有
する構成としたが、光反射体３は例えば互いに９０度の
角度で対向する反射面を備えたブロック状の光反射体と
してもよい。また、本発明において、光反射体３の移動
距離は特に限定されるものでなく適宜設定されるもので
ある。
【００７３】さらに、上記実施形態例では、第１、第２
の光部品を第１、第２の光ファイバ６，７としたが、光
ファイバ以外の光部品を用いて本発明の可変光減衰器を
構成することもできる。。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、第１の光部品と第２の
光部品との間で伝搬する光の点対称のモードフィールド
形状を保ちながら前記第１の光部品と第２の光部品との
結合効率を調整して光パワーを調整するので、光減衰量
の波長依存性を小さくすることができるし、シャッター
板を用いた場合と異なり偏波依存性損失の発生を抑制す
ることができるし、さらに、高光入力パワーに耐えるこ
とができる小型の可変光減衰器とすることができる。
【００７５】また、本発明において、第１と第２の光部
品を並設し、第１の光部品から出射した光を第２の光部
品側に反射する光反射体を第１の光部品からの出射光の
進行方向に沿って進退移動させる構成においては、第１
の光部品と第２の光部品との間で伝搬する光の光路長を
光軸方向に変化させ、この光路長変化によって、第１の
光部品と第２の光部品との結合効率を変化させ、光減衰
量を自在に可変することができ、３０ｄＢ以上の光減衰
量を達成することもできる。
【００７６】また、この構成の本発明によれば、上記の
如く、第１の光部品と第２の光部品との間で伝搬する光
の光路長を光軸方向に変化させて光減衰量を可変するも
のであるから、光減衰量の波長依存性を小さくすること
ができるし、シャッター板を用いた場合と異なり偏波依
存性損失の発生を抑制することができるし、さらに、高
光入力パワーに耐えることができる小型の可変光減衰器
とすることができる。
【００７７】さらに、本発明において、光反射体を、９
０度の角度で互いに対向する対向ミラーを有する構成と
し、前記対向ミラーの反射面を第１の光部品からの出射
光の進行方向に斜めに交わる態様として半導体基板上に
形成した構成によれば、第１および第２の光部品と光反
射体との位置合わせも容易にでき、可変光減衰器の作製
を容易にできる。
【００７８】さらに、本発明において、半導体微細加工
技術を用いて形成した支持部を介して光反射体を半導体
基板上に形成した構成によれば、光反射体移動手段の動
作によって光反射体を正確に移動できる。
【００７９】さらに、本発明において、光反射体移動手
段は静電力又は電磁力により前記光反射体を移動する構
成によれば、静電力や電磁力により光反射体を正確に移
動でき、光減衰量の制御特性が良好な可変光減衰器とす
ることができる。
【００８０】さらに、本発明において、第１のレンズと
第２のレンズの少なくとも一方はレンズ機構を有するレ
ンズ型光ファイバであり、該レンズ型光ファイバが対応
する第１又は第２の光部品の接続端面側に接続されてい
る構成によれば、第１のレンズや第２のレンズと第１の
光部品や第２の光部品の光軸合わせを省略できるし、取
り扱いも容易にできる。
【００８１】さらに、本発明において、第１の光部品と
第２の光部品の接続端面側と、第１のレンズと第２のレ
ンズとは半導体基板上に固定されている構成によれば、
これらの構成要素の光軸合わせを容易にできるし、可変
光減衰器の小型化を図ることができる。
【００８２】さらに、本発明において、第１の光部品と
第２の光部品の少なくとも一方は光ファイバとした構成
によれば、可変光減衰器と他の光部との接続作業製を良
好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る可変光減衰器の一実施形態例を示
す要部構成図である。
【図２】上記実施形態例に適用されている基板の構成を
示す平面図である。
【図３】上記実施形態例におけるカムギヤの構成を示す
平面説明図である。
【図４】上記実施形態例における光反射体移動用のアク
チュエーターの構成を示す平面説明図である。
【図５】上記実施形態例における光路長変化と光減衰量
変化との相関データを示すグラフである。
【図６】上記実施形態例における光減衰量の波長依存性
を示すグラフである。
【図７】上記実施形態例における光減衰量の偏波依存性
損失特性を示すグラフである。
【図８】波長多重伝送システムのシステム構成例の説明
図である。
【図９】従来の可変光減衰器の一例を示す説明図であ
る。
【図１０】従来の可変光減衰器の別の例とその光減衰量
の波長依存性を示す説明図である。
【図１１】従来の可変光減衰器のさらに別の例とその光
減衰量の波長依存性を示す説明図である。
【図１２】点対称に広がった光の回折パターンを示す説
明図である。
【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ 光反射体移動台（支持部） ３ 光反射体 ４，５ アクチュエーター（光反射体移動手段） ６ 第１の光ファイバ（第１の光部品） ７ 第２の光ファイバ（第２の光部品） ８ 第１のレンズ ９ 第２のレンズ ２１，２２，２３ カムギヤ ２４ アクチュエーター ２６，２７ 溝 ４０，４１ 梁部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の光部品と第２の光部品との間で伝
    搬する光の点対称のモードフィールド形状を保ちながら
    前記第１の光部品と前記第２の光部品との結合効率を調
    整して光パワーを調整することを特徴とする可変光減衰
    器。
  2. 【請求項２】 第１の光部品と、該第１の光部品と並設
    される第２の光部品と、前記第１の光部品からの出射光
    を受けて該光を前記第２の光部品の光入射側に反射する
    光反射体と、前記第１の光部品から出射されて前記光反
    射体に入射する光の光路上に設けられる第１のレンズ
    と、前記光反射体から出射されて前記第２の光部品に入
    射する光の光路上に設けられる第２のレンズと、前記光
    反射体を前記第１の光部品からの出射光の進行方向に沿
    って進退移動させることにより前記第１の光部品と第２
    の光部品との結合効率を調整して光パワーを調整する光
    反射体移動手段とを有することを特徴とする請求項１記
    載の可変光減衰器。
  3. 【請求項３】 光反射体は９０度の角度で互いに対向す
    る対向ミラーを有し、前記光反射体は前記対向ミラーの
    反射面を第１の光部品からの出射光の進行方向に斜めに
    交わる態様として半導体基板上に形成されていることを
    特徴とする請求項２記載の可変光減衰器。
  4. 【請求項４】 光反射体は半導体微細加工技術を用いて
    形成した支持部を介して半導体基板上に形成されている
    ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の可変光減
    衰器。
  5. 【請求項５】 光反射体移動手段は静電力又は電磁力に
    より前記光反射体を移動することを特徴とする請求項２
    又は請求項３又は請求項４記載の可変光減衰器。
  6. 【請求項６】 第１のレンズと第２のレンズの少なくと
    も一方はレンズ機構を有するレンズ型光ファイバであ
    り、該レンズ型光ファイバが対応する第１又は第２の光
    部品の接続端面側に接続されていることを特徴とする請
    求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載の可変光減衰
    器。
  7. 【請求項７】 第１の光部品と第２の光部品の接続端面
    側と、第１のレンズと第２のレンズとは半導体基板上に
    固定されていることを特徴とする請求項２乃至請求項６
    のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
  8. 【請求項８】 第１の光部品と第２の光部品の少なくと
    も一方は光ファイバとしたことを特徴とする請求項１乃
    至請求項７のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
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