JP2002365601A - 波長可変光フィルタ - Google Patents

波長可変光フィルタ

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JP2002365601A JP2002125304A JP2002125304A JP2002365601A JP 2002365601 A JP2002365601 A JP 2002365601A JP 2002125304 A JP2002125304 A JP 2002125304A JP 2002125304 A JP2002125304 A JP 2002125304A JP 2002365601 A JP2002365601 A JP 2002365601A
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ケン・エイ・ニシムラ
Ian Hardcastle
イアン・ハードキャッスル
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Agilent Technologies Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】製造が簡単でかつ低コストな波長可変光フィルタの
提供。 【解決手段】波長可変光フィルタはファフ゛リヘ゜ロー共振器(12)と
屈折率制御装置(20)からなる。屈折率制御装置は、ファフ゛
リヘ゜ロー共振器内に配置され、制御信号(22)に応答する屈
折率を有する。ファフ゛リヘ゜ロー共振器は、屈折率制御装置の
屈折率に依存する少なくとも一つの光共振周波数を有す
る。ファフ゛リヘ゜ロー共振器は、この光共振周波数に等しい周
波数を有する光に対し最大のエネルキ゛ー透過率を有し、光共
振周波数とは異なる周波数の光を減衰させる。従って、
制御信号は波長可変光フィルタにより伝えられる光の周波数
を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ファブリペロー共
振器と屈折率制御装置からなる波長可変光フィルタ（tu
nable optical filter）に関する。
【０００２】
【従来の技術】多周波光信号を有する光通信システム及
び他の光システムに用いられる光学装置では、一つの光
周波数を有する光信号を他の周波数を有する光信号から
分離する必要性がしばしばある。一般に、こうした用途
には光フィルタが用いられる。しかしながら、多層誘電
フィルムに基づく高品質の光フィルタは、高価で、製造
に時間がかかる。さらに、他の信号から分離される光信
号の一つを選択する必要性がしばしば存在する。これに
は、波長可変光フィルタが必要である。従来の波長可変
光フィルタは、複雑で製造費用が高く、調整が困難であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、製造が簡単で
かつ低コストであり、調整が容易な波長可変光フィルタ
が必要とされている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、ファブリペロ
ー共振器と屈折率制御装置（controlled-index devic
e）からなる波長可変光フィルタを提供する。屈折率制
御装置は、ファブリペロー共振器内に配置され、制御信
号に応答する屈折率を有する。ファブリペロー共振器
は、屈折率制御装置の屈折率に依存する少なくとも一つ
の光共振周波数を有する。ファブリペロー共振器は、こ
の光共振周波数に等しい周波数を有する光に対し最大の
エネルギー透過率を有し、光共振周波数とは異なる周波
数の光を減衰させる。従って、制御信号は波長可変光フ
ィルタにより伝えられる光の周波数を制御する。
【０００５】また、本発明は、ファブリペロー共振器と
屈折率制御装置とコントローラからなる波長可変光フィ
ルタを提供する。ファブリペロー共振器は、部分反射す
る一対の反射器を含む。屈折率制御装置は、ファブリペ
ロー共振器内に配置される。コントローラは屈折率制御
装置に結合され、この屈折率制御装置の屈折率を制御す
る。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による波長可変光
フィルタ１０を示す。波長可変光フィルタは、光入力信
号１８をフィルタリングして光出力信号３２を生成する
ものとして示される。光入力信号は、異なる周波数を有
する多数の入力周波数成分からなる。入力周波数成分の
周波数は、入力周波数の範囲内にある。光出力信号は、
１つ以上の入力周波数成分からなる。光出力信号を構成
する入力周波数成分は、出力周波数範囲内の周波数を有
する。出力周波数範囲は、入力周波数範囲内にあり、こ
の範囲よりも狭い。一般的に、光出力信号は入力周波数
成分のうちの一つだけからなる。
【０００７】この明細書の文脈では、「光学」や「光」
といった用語は、遠赤外線から遠紫外線に及ぶ周波数範
囲の電磁放射に関連するものと解釈される。
【０００８】波長可変光フィルタ１０は、屈折率制御装
置２０が配置されたファブリペロー共振器１２からな
る。屈折率制御装置２０は、入力周波数範囲内において
透過的であり、その屈折率が制御信号２２により制御さ
れる材料からなる。
【０００９】ファブリペロー共振器は、反射器１４、１
６により画定される。反射器は、入力周波数範囲を含む
周波数範囲において部分反射し、互いに平行に配置され
る。一実施形態では、反射器１２、１４はそれぞれ分布
ブラッグ反射器からなる。代案として、ファブリペロー
共振器は、適切な基板により支持された部分的な銀の表
面などの他の適切な反射器によって画定され得る。
【００１０】ファブリペロー共振器１２は、少なくとも
一つの光共振周波数を有する。ファブリペロー共振器
は、その共振周波数に等しい周波数を有する光について
最大のエネルギー透過率を有しており、この共振周波数
と異なる周波数の光を減衰させる。
【００１１】ファブリペロー共振器１２は、その共振周
波数を決定する光路長を有する。図示の例では、ファブ
リペロー共振器の光路長は、光路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の光
路長の合計である。光路Ｐ１は、反射器１４から屈折率
制御装置２０まで延びており、光路Ｐ２は屈折率制御装
置の端から端まで延びており、光路Ｐ３は屈折率制御装
置から反射器１６まで延びている。各光路の光路長は、
光路の物理的な長さと光路材料の屈折率との積である。
光路Ｐ１、Ｐ３の材料は、空気または真空などの概して
ガスである。一実施形態では、反射器１４、１６は屈折
率制御装置に接触させるか、または付着され得る。この
場合、光路Ｐ１、Ｐ３はそれぞれゼロの光路長を有し、
ファブリペロー共振器の光路長は、屈折率制御装置の端
から端まで延びる光路Ｐ２の光路長に等しい。
【００１２】屈折率制御装置２０の光路長は、少なくと
もファブリペロー共振器１２の光路長の一部を構成す
る。屈折率制御装置の光路長は、屈折率制御装置の屈折
率に依存し、そしてまた制御信号２２に依存する。制御
信号２２は、屈折率制御装置の屈折率を制御し、従って
ファブリペロー共振器の光路長ならびに共振周波数を制
御する。屈折率制御装置の屈折率を変えることで、光出
力信号３２として伝送される光入力信号１８の入力周波
数成分の範囲が選択される。
【００１３】代表的な用途において、光入力信号１８は
波長分割多重（ＷＤＭ）した光信号であり、波長可変光
フィルタ１０が光出力信号３２として入力周波数成分の
うちの１つを選択する。ＷＤＭの用途では、入力周波数
成分は標準化された周波数差分によって分離される。フ
ァブリペロー共振器１２の共振は、波長可変光フィルタ
の選択度を決定するＱを有する。この選択度は、波長可
変光フィルタの信号対混信の比として規定でき、ここで
は信号レベルは波長可変光フィルタにより選択された周
波数成分のレベルであり、混信レベルは波長可変光フィ
ルタにより除去される周波数成分の残留レベルの合計で
ある。任意の選択度をもたらすのに必要なＱを決定する
１つの因子は、入力周波数成分の周波数間隔である。他
の用途において、ファブリペロー共振器は、波長可変光
フィルタ１０が１つ以上の入力周波数成分からなる光出
力信号を伝えることを可能にするために比較的低いＱを
もった共振を有するように構成され得る。
【００１４】図１は、独立要素としての反射器１４、１
６を示す。しかしながら、これは本発明にとって重要で
ない。反射器１４、１６は、屈折率制御装置２０により
支持され得る。例えば、反射器１４、１６は、それぞれ
反射器１６、１４に面するように、図１に示した屈折率
制御装置の表面に付着され得る。
【００１５】図２は、本発明による波長可変光フィルタ
の一実施形態４０を示す。図１に示した波長可変光フィ
ルタ１０の構成要素に対応する波長可変光フィルタ４０
の構成要素は、同一参照番号を用いて示してあり、ここ
でもう一度説明しない。波長可変光フィルタ４０におい
て、液晶セル４１は屈折率制御装置として用いられる。
液晶セルは、２つの透明電極間に挟まれた液晶材料層か
らなる。具体的には、液晶セルは電極４３、４４間に挟
まれた液晶材料４２からなる。電極４３、４４は、それ
ぞれ透明なカバー４５、４６により支持される。スペー
サ４７は、透明カバー４５、４６を互いに分離する。透
明カバーとスペーサは、液晶材料を含むセルを形成す
る。
【００１６】一実施形態では、透明カバー４５、４６は
ガラス層であり、電極４３、４４は、個々の透明カバー
上に付着された透明導電材料層であり、液晶材料４２は
ネマチック液晶材料である。透明導電材料としては、酸
化インジウム錫が用いられる。これらの材料に代わる適
切な材料は、当該技術分野において知られており、将来
はさらなる適切な材料が利用可能となるであろう。
【００１７】また、電気制御信号２２を生成するコント
ローラ４９が図示されている。導体は、コントローラが
生成した制御信号２２を電極４３、４４に接続する。制
御信号が電極４３、４４間の電位差を起こさせ、この電
位差が液晶材料４２に電界を印加する。この電界が液晶
材料の実効屈折率を決定し、従ってファブリペロー共振
器１２の共振周波数と、光出力信号３２として出力され
る光入力信号１８の入力周波数成分の周波数が決定され
る。液晶材料がネマチック液晶材料である場合、制御信
号２２は交流信号であり、有効屈折率は電界の二乗平均
値の平方根に依存する。
【００１８】図２は、独立要素として反射器１４、１６
を示す。しかしながら、これは本発明にとって重要でな
い。反射器１４は透明カバー４５により支持され、反射
器１６は透明カバー４６により支持され得る。例えば、
反射器１４は電極４３の支持面から離れた透明カバー４
５の表面に付着され、反射器１６は電極４４の支持面か
ら離れた透明カバー４６の表面に付着され得る。
【００１９】さらなる代案として、反射器１４、１６は
それぞれ電極４３、４４と一体化され得る。この場合、
電極材料は、アルミニウム、銀、金、酸化インジウム錫
またはドーピングされた半導体材料などの導電性の半反
射材料であるが、これらに限定されない。電極は、それ
ぞれ適切なバッファ層により液晶材料から物理的に絶縁
され得る。
【００２０】図３、図４Ａ、図５は、本発明による波長
可変光フィルタの実施形態５０、６０、７０を示し、こ
の場合、屈折率制御装置が電気光学材料を含む。図３、
図４Ａにそれぞれ示した波長可変光フィルタ５０、６０
では、電気光学材料は固体であり、ポッケルスセルの一
部を形成する。図５に示した波長可変光フィルタ７０で
は、電気光学材料は流体であり、カーセルの一部を形成
する。図１に示した波長可変光フィルタ１０の構成要素
に対応する波長可変光フィルタ５０、６０、７０の構成
要素は、同一の参照番号を用いて示してあり、ここでも
う一度説明しない。
【００２１】図３に示した波長可変光フィルタ５０で
は、ポッケルスセル５１が屈折率制御装置を構成する。
ポッケルスセルは、電気光学材料からなるプリズム５２
によって構成される。本明細書において用いられるよう
に、「プリズム」なる用語は、２つの対向する平坦面５
５、５６により部分的に画定された透明な物体を意味す
る。プリズムは、平坦面５５、５６をそれぞれ反射器１
４、１６に面する状態で配置される。図示の例では、電
極５３、５４はそれぞれ平担面５５、５６上に配置され
る。電極５３、５４の材料が不透明であり、電極が開口
５７、５８を含むように形成された一例が、それぞれ図
示されている。電極は酸化インジウム錫（ＩＴＯ）のよ
うな透明材料で代用することもできる。
【００２２】プリズム５２として使用され得る固体の電
気光学材料は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウ
ム、リン酸二水素カリウム、リン酸二重水素カリウム、
リン酸二水素アルミニウム、リン酸二重水素アルミニウ
ム、ニオブ酸バリウムナトリウムを含むが、これらに限
定されない。これらの材料に代わる適切な材料は当該技
術分野で良く知られており、将来は他の適当な材料も利
用可能となるであろう。
【００２３】また、電気制御信号２２を生成するコント
ローラ５９も図示される。導体は、コントローラが生成
した制御信号２２を電極５３、５４に接続する。電極５
３、５４間の電位差が、プリズム５２の電気光学材料に
電界を印加する。この電界が、電気光学材料の有効屈折
率を決定し、従ってファブリペロー共振器１２の共振周
波数と、光出力信号３２として出力される光入力信号１
８の周波数成分の周波数とが決定される。
【００２４】図３は、独立要素としての反射器１４、１
６を示す。しかしながら、これは本発明にとって重要で
ない。反射器１４、１６は、それぞれ電極５３、５４と
一体化され得る。この場合、電極材料は、アルミニウ
ム、銀、金、酸化インジウム錫またはドーピングされた
半導体材料などの導電性の半反射材料であるが、これら
に限定されない。電極は、開口５７、５８を必要とす
る。代案として、開口５７、５８を電極の残りの部分よ
りも低い反射率を有する反射領域でもって置き換えるこ
ともできる。
【００２５】図４Ａに示した波長可変光フィルタ６０で
は、ポッケルスセル６１は、電極６３、６４を配置した
固体の電気光学材料のプリズム６２の表面が、対向する
平坦面６５、６６と直交するという点において、図３に
示したポッケルスセル５１とは異なる。換言すれば、電
極はプリズムを介して光入力信号１８が伝搬する方向と
平行に配置される。この装置は、制御信号２２の所与の
電圧に対し、プリズム６２内で生じる電界強度を増や
す。
【００２６】図４Ｂは、ポッケルスセル６１の代替の実
施形態を示し、この場合、電極６３、６４が個々の半分
の電極６３Ａ、６３Ｂ及び６４Ａ、６４Ｂへと２つの部
分に分けられ、半分の電極６３Ａ、６４Ａは、半分の電
極３Ｂ、６４Ｂを配置した対向面と直交するプリズムの
対向面に配置される。電極を２つの部分に分けること
で、波長可変光フィルタ６０の特性はプリズム６２の屈
折率対電界特性の欠陥に対してより耐性がある。
【００２７】図４Ａ、図４Ｂは、独立要素としての反射
器１４、１６を示す。しかしながら、これは本発明にと
って重要でない。反射器１４、１６は、プリズム６２に
より支持される。例えば、反射器１４、１６は、プリズ
ムの対向する平坦面６５、６６に付着され得る。
【００２８】図５は、本発明による波長可変光フィルタ
の実施形態７０を示し、この場合、カーセルの一部を構
成する流体の電気光学材料を屈折率制御装置として使用
する。波長可変光フィルタ７０では、カーセル７１は、
セル７５とセルの対向壁に配置された電極７３、７４と
からなる。セルは、流体の電気光学材料７２を収容でき
る。図示の例では、電極は、入力光信号１８がセルを介
して伝搬する方向と平行に配置される。代案として、電
極は反射器１４、１６に面するセルの壁上に配置され得
る。また、そうする代わりに、電極７３、７４を図４Ｂ
に示したのと同様の態様で２つの部分に分けることもで
きる。
【００２９】カーセル７１の一部を構成する流体の電気
光学材料には、電気光学効果を増やすために、ベンゼ
ン、二硫化炭素、水、ニトロトルエン、ニトロベンゼン
が含まれる。これらの材料に代わる適切な材料は、当該
技術分野で良く知られており、将来はさらなる適切な材
料が利用可能となるであろう。
【００３０】また、電気制御信号２２を生成するコント
ローラ７９も図示されている。導体が、制御信号を電極
７３、７４に接続する。電極７３、７４間の電位差が、
電界を流体の電気光学材料に印加する。この電界が、電
気光学材料の有効屈折率を決定し、従ってファブリペロ
ー共振器１２の共振周波数と、光出力信号３２として出
力される光入力信号１８の周波数成分の周波数とが決定
される。
【００３１】図５は、独立要素としての反射器１４、１
６を示す。しかしながら、これは本発明にとって重要で
ない。反射器１４、１６は、カーセル７１により支持さ
れ得る。例えば、反射器１４、１６は、それぞれ反射器
１４、１６に面するように、図５に示したセル７５の壁
上に配置され得る。さらに、直前に説明したように配置
された反射器はさらに、電極７３、７４と一体化され得
る。
【００３２】図６は、本発明による波長可変光フィルタ
の実施形態８０を示し、この場合、屈折率制御装置８１
がフォトリフラクティブ材料からなるプリズム８２によ
って構成される。波長可変光フィルタは、さらに光源８
３とコントローラ８９を含む。
【００３３】プリズム８２のフォトリフラクティブ材料
は、プリズムを照射する光制御信号２２の強度に依存す
る屈折率を有する。光制御信号は、コントローラ８９が
生成する電気制御信号８４に依存する強度を有する光源
８３により生成される。光源とプリズム８２は、光源に
より生成された光に対し制御信号２２としてプリズムを
照射するように互いに対して配置される。
【００３４】屈折率制御装置８１に使用され得るフォト
リフラクティブ材料には、ニオブ酸リチウム、チタン酸
バリウム、セレン化硫化カドミウム（例えば、ＣｄＳ
０．８Ｓｅ０．２：Ｖの結晶）、テルル化カドミウムマ
ンガン（例えば、Ｃｄ０．５５Ｍｎ０．４５Ｔｅ：Ｖの
結晶）、ポリ（Ｎ−）ビニルカルバゾールやペンダント
（pendant）になっているカルバゾール基を有するポリ
シロキサンのような複合ポリマー、及び砒化ガリウムや
砒化アルミニウムガリウムやリン化インジウムのような
半導体が含まれる。これらの材料に代わる適切な材料
が、当該技術分野で知られている。さらに、潜在的に適
切な材料が将来公知となるであろう。
【００３５】コントローラ８９により光源８３に供給さ
れる電流が、制御信号２２として光源により生成される
光の強度を決定する。制御信号２２の強度が、プリズム
８２のフォトリフラクティブ材料の屈折率を決定し、従
ってファブリペロー共振器１２の共振周波数と、光出力
信号３２として出力される光入力信号１８の周波数成分
の周波数とが決定される。
【００３６】図６は、独立要素としての反射器１４、１
６を示す。しかしながら、これは本発明にとって重要で
ない。反射器１４、１６は、プリズム８２により支持さ
れ得る。例えば、反射器１４、１６はプリズムの対向す
る平坦面８５、８６上に配置され得る。
【００３７】上述した波長可変光フィルタの実施形態に
おける屈折率制御装置２０の一部を構成する液晶材料、
電気光学材料、及びフォトリフラクティブ材料は、通
常、制御信号２２に依存する複屈折を呈する。屈折率制
御装置は、この屈折率制御装置の一部を構成する液晶材
料、電気光学材料、又はフォトリフラクティブ材料の非
等方性軸により規定される非等方性軸を有することにな
る。上述の実施形態において、光入力信号は線形的に偏
光されなければならない。制御信号の関数として光路長
の変化を最大にするために、屈折率制御装置は位置合わ
せされ、これによりその非等方性軸は入力光信号１８の
偏光方向に対し平行に位置合わせされる。
【００３８】図７は、入力光信号が線形偏光される必要
のない本発明による光フィルタの実施形態１００を示
す。図１に示した波長可変光フィルタ１０の構成要素に
対応する波長可変光フィルタ１００の構成要素は、同一
参照番号を用いて示してあり、ここでもう一度説明しな
い。
【００３９】波長可変光フィルタ１００はさらに、屈折
率制御装置２０の上流に位置する偏光分散装置１２４
と、屈折率制御装置の下流に位置する偏光分散装置１２
６とを含む。この明細書において、「上流」ならびに
「下流」の用語は、波長可変光フィルタを介する入力光
信号１１８の伝搬方向に関連する。偏光分散装置１２
４、１２６は、同等かつ正反対の偏光分散特性を有す
る。図示の例では、ファブリペロー共振器１２は偏光分
散装置間に配置される。
【００４０】偏光分散装置１２４は、入力光信号１１８
を入力偏光成分１２８、１２９に分割し、入力偏光成分
をそれらの伝搬方向と直交する方向に互いに空間的に分
離する。入力偏光成分は線形偏光させられ、直交する偏
光方向を有する。入力偏光成分のそれぞれは、光入力信
号１１８を構成する入力周波数成分に対応する周波数成
分からなる。
【００４１】屈折率制御装置２０は、その等方性軸が入
力偏光成分１２８、１２９の偏光方向に対し４５度で位
置合わせされるように配向される。こうした等方性軸の
位置合わせにより、光路長の変化、従って制御信号２２
の変化によってファブリペロー共振器１２の共振周波数
内で引き起こされる変化が、入力偏光成分の両方に関し
て同じになる。屈折率制御装置の上述した実施形態のい
ずれもが、屈折率制御装置２０として使用され得る。
【００４２】代案として、屈折率制御装置は、相互に直
交する等方性軸を有する２つの屈折率制御要素（図示せ
ず）へと２つの部分に分けられることができる。屈折率
制御要素は、それらの一方を入力偏光成分１２８が通過
し、他方を入力偏光成分１２９が通過するように位置決
めされる。
【００４３】ファブリペロー共振器１２は、図１に関連
して上述したように、各入力偏光成分１２８、１２９の
うちの１つ以上の周波数成分をそれぞれ出力偏光成分１
３０、１３１として伝えるように動作する。出力偏光成
分を構成する周波数成分の光周波数は、ファブリペロー
共振器１２の共振周波数に依存しており、ひいては屈折
率制御装置２０の屈折率に依存する。一実施形態では、
ファブリペロー共振器は、出力偏光成分１３０、１３１
として各入力偏光成分１２８、１２９の周波数成分のう
ちの１つだけを伝えるように動作する。
【００４４】偏光分散装置１２６は、ファブリペロー共
振器１２が出力する偏光成分１３０、１３１を空間的に
オーバーラップさせて出力光信号１３２を生成する。出
力光信号は、光入力信号１１８の１つ以上の入力周波数
成分からなる。一実施形態において、出力光信号は、光
入力信号１１８の入力周波数成分のうちの１成分だけか
らなる。
【００４５】２つの平行な偏光成分１３０、１３１から
なる出力光信号が許容できる用途では、偏光分散装置１
２６は省略できる。
【００４６】図７に示される実施形態において、偏光分
散装置１２４、１２６は、それぞれウォークオフ結晶１
３３、１３４を含む。ウォークオフ結晶用の適切な材料
は、方解石（ＣａＣＯ３）、ルチル（主として二酸化チ
タン、すなわちＴｉＯ２）、及びバナジン酸イットリウ
ム（ＹＶＯ４）を含むが、これらに限定されない。
【００４７】図８は、本発明による波長可変光フィルタ
の代替の実施形態１１０を示す。波長可変光フィルタ１
１０では、偏光分散装置１２４は潜望鏡構造の偏光ビー
ムスプリッタ１３５及び平面ミラー１３６からなり、偏
光分散装置１２６も同様に潜望鏡構造の偏光ビームスプ
リッタ１３７及び平面ミラー１３８からなる。図１、図
７にそれぞれ示した波長可変光フィルタ１０、１００の
構成要素に対応する波長可変光フィルタ１１０の構成要
素は、同一参照番号を用いて示してあり、ここでもう一
度説明しない。光入力信号を、直交する偏光方向を有す
る２つの線形偏光された偏光成分に分割するための他の
装置は、当該技術分野で知られており、これを使用する
こともできる。
【００４８】図７、図８は、独立要素としての反射器１
４、１６を示す。しかしながら、これは本発明にとって
重要でない。反射器１４、１６は、屈折率制御装置２０
により又はウォークオフ結晶１３３、１３４により支持
され得る。例えば、反射器１４、１６は、それぞれ反射
器１４、１６に面するように、図７に示した屈折率制御
装置の表面に付着され得る。代案として、反射器１４、
１６は、それぞれ反射器１４、１６に面するように、図
７に示したウォークオフ結晶の表面に付着され得る。
【００４９】図７、図８は、屈折率制御装置２０の両側
にファブリペロー共振器１２の外側に配置された偏光分
散装置１２４、１２６を示す。しかしながら、これは本
発明にとって重要でない。偏光分散装置は、屈折率制御
装置の両側にファブリペロー共振器の内側に配置されて
もよい。
【００５０】図７はさらに、独立要素としてのウォーク
オフ結晶１３３、１３４を示す。しかしながら、これは
本発明にとって重要でない。ウォークオフ結晶、反射
器、及び屈折率制御装置またはそれらの部分集合は、互
いに結合されて波長可変光フィルタ１００を形成するこ
ともできる。
【００５１】図８は、それぞれ独立した偏光ビームスプ
リッタ及び独立のミラーから構成される偏光分散装置１
２４、１２６を示す。しかしながら、これは本発明にと
って重要でない。偏光分散装置の構成要素は互いに一体
化されることができ、波長可変光フィルタ１１０の他の
構成要素とさらに一体化されることもできる。
【００５２】図８は、偏光要素１２８に直交する偏光成
分１２９を反射する偏光ビームスプリッタ１３５を示
す。しかしながら、これは本発明にとって重要でない。
偏光成分は、非直交的に反射され得る。この場合、ミラ
ー１３６は偏光成分１２８の伝搬方向に平行な方向に偏
光成分１２８を反射するように構成される。
【００５３】本発明による波長可変光フィルタの様々な
実施形態を構成するものとして上述した構成要素を寄せ
集めて組み立てる多数の異なる方法は、当該技術分野で
知られており、従ってここでは説明しない。
【００５４】この開示は本発明の例示的な実施形態を詳
細に説明しているが、本発明は説明された厳密な実施形
態に限定されず、特許請求の範囲により規定される本発
明の範囲内で様々な修正を実施することができるという
ことは、理解されるべきである。
【００５５】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施形態を示す。 １．波長可変光フィルタであって、ファブリペロー共振
器（12)と、及びファブリペロー共振器内に配置され、
制御信号（22）に応答する屈折率を有する屈折率制御装
置（20）とからなる、波長可変光フィルタ。 ２.前記屈折率制御装置が、一対の電極（43、44）と、
及び前記電極間に挟まれた液晶材料（42）とを含む、上
記１の波長可変光フィルタ。 ３.前記屈折率制御装置が、電気光学材料（例えば、5
2）からなるプリズムと、及び前記電気光学材料からな
るプリズムに電気的に結合された少なくとも一対の電極
（例えば、53、54）とを含む、上記１の波長可変光フィ
ルタ。 ４.前記ファブリペロー共振器が、互いに平行に配置さ
れた一対の反射器を含み、その反射器が部分反射し、及
び前記反射器が電極と一体化している、上記２または３
の波長可変光フィルタ。 ５.前記屈折率制御装置が、フォトリフラクティブ材料
（82）からなるプリズムと、及び前記フォトリフラクテ
ィブ材料からなるプリズムに光学的に結合された可変強
度光源（83）とを含む、上記１の波長可変光フィルタ。 ６.前記ファブリペロー共振器が、互いに平行に配置さ
れた一対の反射器（14、16）を含み、その反射器が部分
反射し、及び前記屈折率制御装置が前記反射器を支持す
る、上記１、２、３または５の何れか１つの波長可変光
フィルタ。 ７.前記屈折率制御装置の上流に配置された偏光分散装
置（124）をさらに含む、上記１〜６の何れか１つの波
長可変光フィルタ。 ８.前記屈折率制御装置の上流に配置された偏光分散装
置が、第１の偏光分散装置であり、及び前記波長可変光
フィルタが、屈折率制御装置の下流に配置された第２の
偏光分散装置（126）をさらに含み、その第２の偏光分
散装置が前記第１の偏光分散装置の偏光分散に対し相補
的な偏光分散を有する、上記７の波長可変光フィルタ。 ９.前記偏光分散装置がウォークオフ結晶（133）を含
む、上記７または８の波長可変光フィルタ。 １０.前記偏光分散装置が、直交する偏光方向及び異な
る伝搬方向を有する線形偏光された２つの偏光成分を生
成する偏光ビームスプリッタ（135）と、及び一方の偏
光成分（129）を他方の偏光成分（128）の伝搬方向と平
行な方向に反射するように構成されたミラー（136）と
を含む、上記７または８の波長可変光フィルタ。 １１.前記屈折率制御装置に対し（ａ）電気的、又は
（ｂ）光学的のいずれか一方で結合された出力を有する
コントローラ（49、59、79、89）をさらに含む、上記１
〜１０の何れか１つの波長可変光フィルタ。
【００５６】
【発明の効果】本発明により、製造が簡単でかつ低コス
トであり、調整が容易な波長可変光フィルタが提供され
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による波長可変光フィルタの一実施形態
を示す概略図である。
【図２】屈折率制御装置が液晶セルを含む、本発明によ
る波長可変光フィルタの一実施形態を示す概略図であ
る。
【図３】屈折率制御装置がポッケルスセルの第１の実施
形態を含む、本発明による波長可変光フィルタの一実施
形態を示す概略図である。
【図４Ａ】屈折率制御装置がポッケルスセルの第２の実
施形態を含む、本発明による波長可変光フィルタの一実
施形態を示す概略図である。
【図４Ｂ】屈折率制御装置が２つの部分に分けられた電
極を備えたポッケルスセルの第２の実施形態を含む、本
発明による波長可変光フィルタの一実施形態を示す概略
図である。
【図５】屈折率制御装置がカーセルを含む、本発明によ
る波長可変光フィルタの一実施形態を示す概略図であ
る。
【図６】屈折率制御装置が光制御信号により制御される
フォトリフラクティブ材料からなるプリズムを含む、本
発明による波長可変光フィルタの一実施形態を示す概略
図である。
【図７】本発明による波長可変光フィルタの第１の偏光
無依存性の実施形態を示す概略図である。
【図８】本発明による波長可変光フィルタの第２の偏光
無依存性の実施形態を示す概略図である。
【符号の説明】 10、40、50、60、70、80、100、110 波長可変光フィル
タ 12 ファブリペロー共振器 14、16 反射器 18 光入力信号 20、81 屈折率制御装置 22、24 制御信号 32 光出力信号 41 液晶セル 42 液晶材料 43、44、53、54、73、74 電極 49、59、79、89 コントローラ 52、62、82 プリズム 83 光源 124 第１の偏光分散装置 126 第２の偏光分散装置 128、129 入力偏光成分 130、131 出力偏光成分 133、134 ウォークオフ結晶 135、137 偏光ビームスプリッタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケン・エイ・ニシムラ アメリカ合衆国カリフォルニア州94555− 2964，フレモント，ディアナ・コモン・ 5351 (72)発明者 イアン・ハードキャッスル アメリカ合衆国カリフォルニア州94087, サニーベイル，アリソン・ウェイ・814 Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA08 AA12 BA01 CA07 DA03 DA08 EA12 2H088 EA49 GA02 KA06 MA20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】波長可変光フィルタであって、 ファブリペロー共振器（12)と、及びファブリペロー共
    振器内に配置され、制御信号（22）に応答する屈折率を
    有する屈折率制御装置（20）とからなる、波長可変光フ
    ィルタ。
JP2002125304A 2001-04-30 2002-04-26 波長可変光フィルタ Pending JP2002365601A (ja)

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US09/846476 2001-04-30

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005049633A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Asahi Glass Co Ltd 液晶素子および光ヘッド装置
JP2007171734A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Tama Tlo Kk 光フィルタ及び光フィルタの製造方法
KR101841131B1 (ko) 2016-08-22 2018-03-22 삼성전자주식회사 광학필터 및 이를 이용한 광학 디바이스

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002093237A1 (en) * 2001-05-15 2002-11-21 Optellios, Inc. Polarization analysis unit, calibration method and optimization therefor
JP4382317B2 (ja) * 2001-12-06 2009-12-09 シチズンホールディングス株式会社 液晶可変波長フィルタ装置
FI20022249A (fi) * 2002-12-20 2004-06-21 Chun Ye Virittimiä, viritettäviä polarointi-interferenssisuodattimia ja viritysmenetelmiä
US20060181479A1 (en) * 2005-02-15 2006-08-17 Mantese Joseph V Filter assembly and method of filtering electromagnetic radiation
EP2033038B1 (en) * 2006-06-01 2011-08-31 Light Resonance Technologies, LLC Light filter/modulator and array of filters/modulators
US8586461B2 (en) * 2009-12-07 2013-11-19 Csr Technology Inc. Systems and methods providing spur avoidance in a direct conversion tuner architecture
EP2703772B1 (de) * 2012-08-28 2015-05-20 Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft Sensor zum Erfassen einer laufenden Warenbahn
EP2757709A1 (en) * 2013-01-21 2014-07-23 Alcatel Lucent Low cost optical filter for bidirectional optical subassembly
EP4384867A1 (en) * 2021-08-12 2024-06-19 Soreq Nuclear Research Center Method and apparatus for ultrafast selection of optical spectrum

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4896948A (en) * 1989-02-21 1990-01-30 International Business Machines Corporation Simplified double-cavity tunable optical filter using voltage-dependent refractive index
FR2665270B1 (fr) * 1990-07-27 1994-05-13 Etat Francais Cnet Dispositif modulateur spatial de lumiere et systeme d'holographie conoscopique a grande dynamique comportant un tel dispositif modulateur.
US5111321A (en) * 1990-10-16 1992-05-05 Bell Communications Research, Inc. Dual-polarization liquid-crystal etalon filter
US5710655A (en) * 1993-07-21 1998-01-20 Apeldyn Corporation Cavity thickness compensated etalon filter

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005049633A (ja) * 2003-07-29 2005-02-24 Asahi Glass Co Ltd 液晶素子および光ヘッド装置
JP2007171734A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Tama Tlo Kk 光フィルタ及び光フィルタの製造方法
KR101841131B1 (ko) 2016-08-22 2018-03-22 삼성전자주식회사 광학필터 및 이를 이용한 광학 디바이스

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