JP2003029023A - Wavelength selective light attenuating element and wavelength selective light attenuator - Google Patents

Wavelength selective light attenuating element and wavelength selective light attenuator

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JP2003029023A
JP2003029023A JP2001213711A JP2001213711A JP2003029023A JP 2003029023 A JP2003029023 A JP 2003029023A JP 2001213711 A JP2001213711 A JP 2001213711A JP 2001213711 A JP2001213711 A JP 2001213711A JP 2003029023 A JP2003029023 A JP 2003029023A
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JP
Japan
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wavelength
light
film
dielectric
refractive index
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Application number
JP2001213711A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Uehara
昇 上原
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Suntech Co
Original Assignee
Suntech Co
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wavelength selective light attenuator having a wavelength selecting function and varying the attenuation at a specified wavelength according to external signals. SOLUTION: Low refractive index dielectric films L and high refractive index dielectric films H are alternately layered on a substrate 1, and a third dielectric film 4 is deposited in the layers. The dielectric film 4 is a layer having a photochromic effect so as to vary the transparency according to external light signals. Thus, a variable light attenuator having the wavelength selecting function is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は特定の波長に光の減
衰量を可変することができる波長選択型光減衰素子及び
波長選択型光減衰器に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength-selective optical attenuator and a wavelength-selective optical attenuator capable of varying the amount of light attenuation to a specific wavelength.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の可変減衰率光減衰器としては、例
えば図18に示すように基板101上に金属薄膜102
を蒸着した光減衰器が用いられている。この金属薄膜の
膜厚は一定の方向に沿って連続的に勾配を持たせて蒸着
している。この光減衰器は移動ステージ103によって
膜厚の変化する矢印方向に移動自在とする。こうすれば
波長可変減衰器を通過するように光を入射し透過光を得
る場合に、移動ステージ103によって照射位置を連続
的に変化させれば、図19に示すようにそれに対応した
透過率が得られる。例えば入射光ビームの照射位置をX
1からX2に変化させることにより、透過率はT1から
T2の間で可変させることができ、入射光信号に対して
任意の減衰量を得ることができる。金属薄膜は波長に対
する依存性が低く、光通信で使用される波長1500n
m付近においては依存性が特に低い。従って波長依存性
を考慮せず使用することができる。
2. Description of the Related Art As a conventional variable attenuator optical attenuator, for example, as shown in FIG.
An optical attenuator having vapor deposited is used. The film thickness of this metal thin film is vapor-deposited with a continuous gradient along a certain direction. This optical attenuator is movable by a moving stage 103 in the direction of the arrow whose thickness changes. In this way, when light is incident so as to pass through the variable wavelength attenuator and transmitted light is obtained, if the irradiation position is continuously changed by the moving stage 103, the corresponding transmittance as shown in FIG. 19 is obtained. can get. For example, if the irradiation position of the incident light beam is X
By changing from 1 to X2, the transmittance can be varied between T1 and T2, and an arbitrary attenuation amount can be obtained for the incident optical signal. The metal thin film has a low dependence on wavelength, and the wavelength used in optical communication is 1500n.
The dependency is particularly low near m. Therefore, it can be used without considering the wavelength dependence.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】光通信分野においては
多数の波長成分を多重する光波長多重通信方式(WDM
通信方式)が採用されつつある。この方式では1本の光
ファイバ中を伝播する多波長信号に対して特定波長成分
の光信号の強度を調整したり、各波長の光強度を揃えた
い場合がある。従来の光減衰器では波長選択性機能を有
していないため、1本の光ファイバ中を伝送する多波長
信号から所望の波長成分のみを分岐して取り出し(ドッ
ロプし)、光強度を所望のレベルに減衰させ、更に元の
光ファイバに戻す(アド)ようにしなければならない。
このため波長を分岐させる装置と光を加える装置とを夫
々に用意しなければならず、装置が高価になり、複雑に
なるという問題点があった。
In the field of optical communication, an optical wavelength division multiplexing system (WDM) for multiplexing a large number of wavelength components is used.
Communication method) is being adopted. In this method, there are cases in which it is desired to adjust the intensity of an optical signal of a specific wavelength component with respect to a multi-wavelength signal propagating in one optical fiber or to make the optical intensities of respective wavelengths uniform. Since a conventional optical attenuator does not have a wavelength selective function, only a desired wavelength component is branched and extracted (dropped) from a multi-wavelength signal transmitted in one optical fiber to obtain a desired light intensity. It must be attenuated to a level and then added back to the original optical fiber.
Therefore, a device for branching the wavelength and a device for adding the light have to be prepared respectively, and the device becomes expensive and complicated.

【0004】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、多波長成分のうち特定の波長
成分の光強度レベルを調整すると共に、他の波長成分に
影響を及ぼさないようにした波長選択型の可変光減衰器
や、これに用いられる波長選択型光減衰素子を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and adjusts the light intensity level of a specific wavelength component of a multi-wavelength component and affects other wavelength components. It is an object of the present invention to provide a wavelength-selective variable optical attenuator that does not exist and a wavelength-selective optical attenuator used for the variable optical attenuator.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、基板上に形成され、屈折率n1 、膜厚d1 の第1の
誘電体薄膜と、n1 より屈折率の低い第2の屈折率
2 、膜厚d2 の第2の誘電体薄膜を交互に積層した誘
電体多層膜と、誘電体多層膜間に積層されるフォトクロ
ミック効果を有する第3の誘電体膜と、を有し、前記誘
電体多層膜の光学膜厚をλ/4の整数倍としたことを特
徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first dielectric thin film having a refractive index n 1 and a film thickness d 1 formed on a substrate, and a first dielectric thin film having a refractive index lower than n 1 . A dielectric multilayer film in which second dielectric thin films having a refractive index n 2 of 2 and a film thickness d 2 are alternately stacked; and a third dielectric film having a photochromic effect, which is stacked between the dielectric multilayer films, And the optical film thickness of the dielectric multilayer film is an integral multiple of λ / 4.

【0006】本願の請求項2の発明は、請求項1の波長
選択型光減衰素子において、前記第3の誘電体膜は、ア
モルファス構造の誘電体薄膜であることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the wavelength selective optical attenuating element according to the first aspect, the third dielectric film is a dielectric thin film having an amorphous structure.

【0007】本願の請求項3の発明は、請求項2の波長
選択型光減衰素子において、前記第3の誘電体膜は、a
−WO3 、a−MoO3 、a−V2 5 、a−NiOか
らなる群より選択される一つの酸化物であることを特徴
とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the wavelength selective optical attenuator according to the second aspect, the third dielectric film is a
-WO 3 , a-MoO 3 , a-V 2 O 5 , and a-NiO are one oxide selected from the group.

【0008】本願の請求項4の発明は、請求項2の波長
選択型光減衰素子において、前記第3の誘電体膜は、そ
の光学膜厚をλ/4の偶数倍としたことを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wavelength-selective optical attenuating element according to the second aspect, the third dielectric film has an optical film thickness that is an even multiple of λ / 4. To do.

【0009】本願の請求項5の発明は、基板上に形成さ
れ、屈折率n1 、膜厚d1 の第1の誘電体薄膜、n1
り屈折率の低い第2の屈折率n2 、膜厚d2 の第2の誘
電体薄膜を交互に積層した誘電体多層膜、及び誘電体多
層膜間に形成されるフォトクロミック効果を有する第3
の誘電体膜、を有し、前記誘電体多層膜の光学膜厚をλ
/4の整数倍とする波長選択型光減衰素子と、前記波長
選択型光減衰素子の第3の誘電体膜に向けて光を照射す
る光量レベル可変型の光源と、を有することを特徴とす
るものである。
According to a fifth aspect of the present invention, a first dielectric thin film formed on a substrate and having a refractive index n 1 and a film thickness d 1, a second refractive index n 2 having a refractive index lower than n 1 , A dielectric multilayer film in which second dielectric thin films having a film thickness d 2 are alternately laminated, and a third layer having a photochromic effect formed between the dielectric multilayer films.
And the optical film thickness of the dielectric multilayer film is λ
A wavelength-selective light attenuator that is an integral multiple of / 4, and a light amount level variable-type light source that irradiates light toward the third dielectric film of the wavelength-selective light attenuator. To do.

【0010】本願の請求項6の発明は、請求項5の波長
選択型光減衰器において、前記光量レベル可変型の光源
は、波長400nm以下の紫外線であることを特徴とす
るものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the wavelength selective optical attenuator of the fifth aspect, the light amount level variable type light source is an ultraviolet ray having a wavelength of 400 nm or less.

【0011】本願の請求項7の発明は、波長多重光が入
射され、その反射光を入射光として順次縦続接続され、
互いに透過波長が異なり、前記波長多重光の多重されて
いる波長の少なくとも一部を夫々透過波長とする請求項
5記載の複数の波長選択型光減衰器と、縦続された最終
段の波長選択型光減衰器で反射された光の一部を分岐す
る分岐部と、前記分岐部で分岐された波長多重光の各波
長成分の光量レベルを検出する光量レベル検出部と、前
記各波長成分の光量レベル検出部で検出された各波長に
対応するレベルが入力され、夫々波長選択型光減衰器の
光源に制御信号を与える帰還回路と、を具備し、帰還制
御によって、各波長成分のレベルを一定にすることを特
徴とするものである。
According to the invention of claim 7 of the present application, wavelength-multiplexed light is incident, and the reflected light is sequentially connected in cascade as the incident light.
6. A plurality of wavelength-selective optical attenuators according to claim 5, which have different transmission wavelengths, and each have a transmission wavelength of at least a part of the multiplexed wavelengths of the wavelength-multiplexed light, and a wavelength-selective type of the last stage cascaded. A branching unit for branching a part of the light reflected by the optical attenuator, a light amount level detecting unit for detecting a light amount level of each wavelength component of the wavelength division multiplexed light branched by the branching unit, and a light amount of each wavelength component A level corresponding to each wavelength detected by the level detection unit is input, and a feedback circuit for supplying a control signal to the light source of the wavelength selective optical attenuator is provided, and the level of each wavelength component is fixed by feedback control. It is characterized by

【0012】本願の請求項8の発明は、波長多重光が入
射され、その反射光を入射光として順次縦続接続され、
互いに透過波長が異なり、前記波長多重光の多重されて
いる波長の少なくとも一部を夫々透過波長とする請求項
5記載の複数の波長選択型光減衰器と、前記各波長選択
型光減衰器の出力部に設けられ透過した光の一部を分岐
する複数の分岐部と、前記各分岐部で分岐された波長多
重光の各波長成分の光量レベルを検出する複数の光量レ
ベル検出部と、前記各波長成分の光量レベル検出部で検
出された各波長に対応するレベルが入力され、夫々波長
選択型光減衰器の光源に制御信号を与える帰還回路と、
を具備し、帰還制御によって、各波長成分のレベルを一
定にすることを特徴とすると、を具備することを特徴と
するものである。
According to the invention of claim 8 of the present application, wavelength-multiplexed light is incident, and the reflected light is sequentially connected in cascade as the incident light.
6. The plurality of wavelength selective optical attenuators according to claim 5, wherein the wavelengths of the wavelength multiplexed light are different from each other, and at least a part of the wavelengths in which the wavelength-multiplexed light is multiplexed are transmission wavelengths. A plurality of branching parts provided in the output part for branching a part of the transmitted light, a plurality of light amount level detecting parts for detecting a light amount level of each wavelength component of the wavelength division multiplexed light branched by each of the branching parts, and A level corresponding to each wavelength detected by the light amount level detector of each wavelength component is input, and a feedback circuit that gives a control signal to the light source of the wavelength selective optical attenuator, respectively.
Is provided, and the level of each wavelength component is made constant by feedback control.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明において
は、光減衰器において波長選択機能を実現するために、
薄膜型の誘電体多層膜フィルタを基本とし、これに可変
減衰機能を付加したものである。誘電体多層膜フィルタ
は膜設計により、長波長通過フィルタ、短波長通過フィ
ルタ、バンドパスフィルタ等の種々のフィルタ特性を実
現することができる。誘電体多層膜フィルタは光通信用
フィルタとして使用されており、耐環境性など信頼性の
高さが実証されている。従来の誘電体多層膜フィルタは
受動素子であり、薄膜の屈折率や消衰係数は温度、湿
度、光照射、電圧印可等に対して大きな変化を示さず、
安定であった。これに対し、いずれかの方法で誘電体多
層膜フィルタを構成する薄膜の消衰係数を制御すること
ができれば、波長選択機能を有する可変光減衰器が実現
できることとなる。
(Embodiment 1) In the present invention, in order to realize a wavelength selection function in an optical attenuator,
It is based on a thin-film dielectric multilayer filter and has a variable attenuation function added to it. The dielectric multilayer film filter can realize various filter characteristics such as a long wavelength pass filter, a short wavelength pass filter, a band pass filter, etc., depending on the film design. The dielectric multilayer filter is used as a filter for optical communication, and its high reliability such as environmental resistance has been proven. The conventional dielectric multilayer filter is a passive element, and the refractive index and extinction coefficient of the thin film do not show large changes with respect to temperature, humidity, light irradiation, voltage application, etc.
It was stable. On the other hand, if the extinction coefficient of the thin film forming the dielectric multilayer filter can be controlled by any method, a variable optical attenuator having a wavelength selection function can be realized.

【0014】このためフォトクロミック効果を有する特
定の物質を利用する。フォトクロミック効果とは、光の
照射により着色し、照射を止めると元に戻る可逆的光反
応である。このフォトクロミック効果を有する材料とし
ては、例えば「Handbook ofOptical Properties volume
I, Thin films for Optical coatings, Chap. 5, edit
ed by Rolf E. Hummel and Karl H. Guenther, CRC Pre
ss 1995. 」に示されるように、酸化物の場合Ag3
4 ,Ag4 SiO4 ,Ag3 PO4 ,a−WO3 ,a
−MoO3 等が報告されている。a−はアモルファス状
態であることを示している。
Therefore, a specific substance having a photochromic effect is used. The photochromic effect is a reversible photoreaction that is colored by irradiation with light and returns to its original state when irradiation is stopped. Materials having this photochromic effect include, for example, "Handbook of Optical Properties volume
I, Thin films for Optical coatings, Chap. 5, edit
ed by Rolf E. Hummel and Karl H. Guenther, CRC Pre
ss 1995. ”, in the case of oxides Ag 3 V
O 4 , Ag 4 SiO 4 , Ag 3 PO 4 , a-WO 3 , a
-MoO 3 etc. have been reported. a- indicates that it is in an amorphous state.

【0015】光通信用に適したフォトクロミック効果を
有する材料としては、以下の条件を満足することが必要
である。 (1)温度、湿度に対する耐環境性に優れていること。 (2)薄膜自体の損失が少ないこと。 (3)長期間安定動作すること。 (4)成膜条件に再現性があり安定であること。 (5)希少金属物質を大量に必要としないこと。 これらの条件に適した薄膜材料としてアモルファス構造
の物質に着目した。アモルファス構造は膜が緻密であ
り、膜面の平滑性に優れており、又温度依存性が極めて
低く、組成の長期安定性が得られるなどの利点がある。
更に誘電体薄膜に加えて、これらの薄膜を作成するため
にイオンビームスパッタ法(IBS法)やイオンビーム
アシスト蒸着法が(IAD法)が最適である。これらの
成膜法では膜圧中の膜組成粒子の運動エネルギーが高
く、膜構造がアモルファス構造を形成し易いからであ
る。組成比制御は使用するガス(酸素ガス)の供給流
量、成膜中のビーム電流・電圧及び真空度の調整などで
容易に制御することができる。
As a material having a photochromic effect suitable for optical communication, it is necessary to satisfy the following conditions. (1) Excellent environmental resistance against temperature and humidity. (2) The loss of the thin film itself is small. (3) Stable operation for a long period of time. (4) The film forming conditions are reproducible and stable. (5) It does not require a large amount of rare metal substances. As a thin film material suitable for these conditions, attention was paid to substances having an amorphous structure. The amorphous structure has the advantages that the film is dense, the surface of the film is excellent in smoothness, the temperature dependence is extremely low, and long-term stability of the composition can be obtained.
In addition to the dielectric thin film, the ion beam sputtering method (IBS method) or the ion beam assisted vapor deposition method (IAD method) is most suitable for forming these thin films. This is because in these film formation methods, the kinetic energy of the film composition particles during film pressure is high, and the film structure easily forms an amorphous structure. The composition ratio can be easily controlled by adjusting the supply flow rate of the gas (oxygen gas) used, the beam current / voltage during film formation, and the degree of vacuum.

【0016】次に誘電体多層膜構造を有する光バンドパ
スフィルタについて説明する。誘電体多層膜構造を有す
る光バンドパスフィルタは図1に示すように、ガラス,
シリコン等の基板1上に誘電体多層膜2を蒸着して合成
する。誘電体多層膜2は図1(b)に拡大断面図を示す
ように、第1の誘電体膜である高屈折率膜Hと第2の誘
電体膜である低屈折率膜Lとを交互に積層して蒸着した
ものである。高屈折率膜Hの膜厚をd1 、低屈折率膜L
の膜厚をd2 、高屈折率膜Hの屈折率をn1 、低屈折率
膜Lの屈折率をn2 、透過波長をλとすると、各層H,
Lの光学厚さは夫々n1 1 及びn2 2 で表される。
そしてこれらの間に以下の関係が成り立つように設定す
る。 n1 1 =λ/4 n2 2 =λ/4 高屈折率膜Hと低屈折率膜Lとを交互に積層することに
よってバンドパスフィルタが形成でき、層数を多くする
ことで透過率のピークの半置全幅を小さくしている。最
上位層は媒質を介しており、一般には空気等となる。
Next, an optical bandpass filter having a dielectric multilayer film structure will be described. As shown in FIG. 1, an optical bandpass filter having a dielectric multilayer structure is made of glass,
A dielectric multilayer film 2 is vapor-deposited and synthesized on a substrate 1 such as silicon. As shown in the enlarged cross-sectional view of FIG. 1B, the dielectric multilayer film 2 alternates a high refractive index film H which is a first dielectric film and a low refractive index film L which is a second dielectric film. It is laminated and vapor deposited. The film thickness of the high refractive index film H is d 1 , and the low refractive index film L is
Where d 2 is the film thickness, n 1 is the refractive index of the high refractive index film H, n 2 is the refractive index of the low refractive index film L, and λ is the transmission wavelength.
The optical thickness of L is represented by n 1 d 1 and n 2 d 2 , respectively.
Then, the following relations are established between them. n 1 d 1 = λ / 4 n 2 d 2 = λ / 4 A bandpass filter can be formed by alternately stacking a high-refractive index film H and a low-refractive index film L, and increasing the number of layers allows transmission. The half-width of the rate peak is reduced. The uppermost layer is via a medium and is generally air or the like.

【0017】この誘電体多層膜フィルタは以下のように
表すことができる。 基板/(HL)n /媒質(空気) ここで(HL)は高屈折率膜Hと低屈折率膜Lの各層で
あり、HLのペアの層をn回繰り返して積層することを
示している。
This dielectric multilayer filter can be expressed as follows. Substrate / (HL) n / medium (air) where (HL) is each layer of the high-refractive index film H and the low-refractive index film L, and indicates that a layer of a pair of HL is repeatedly laminated n times. .

【0018】さて、バンドパスフィルタはこのような誘
電体多層膜を交互に多数積層すると共に、その誘電体多
層膜の中間にスペーサ層3を挿入する。スペーサ層3を
有するバンドパスフィルタの構造は以下のように表すこ
とができる。 基板/A/媒質(空気) A=[(HL)n i L(LH)n L]m ここでm,n,si (i=1,2,・・・m)は正の整
数(=1,2,3,・・・)である。mが1,2,3の
場合、夫々単一キャビティ、二重キャビティ、三重キャ
ビティと呼ばれる。mの次数が大きくなればなるほどバ
ンドパスフィルタの特性がシャープとなる。又スペーサ
層3が大きくなればなるほど透過帯域幅が狭くなる。従
ってバンドパスフィルタの設計においては、通過幅、他
信号との分離性を考慮してこれらのパラメータm,n,
i が選択される。
In the bandpass filter, a large number of such dielectric multilayer films are alternately laminated and the spacer layer 3 is inserted in the middle of the dielectric multilayer films. The structure of the bandpass filter having the spacer layer 3 can be expressed as follows. Substrate / A / Medium (air) A = [(HL) n s i L (LH) n L] m where m, n, s i (i = 1, 2, ... M) is a positive integer ( = 1, 2, 3, ...). When m is 1, 2 and 3, they are called a single cavity, a double cavity and a triple cavity, respectively. The larger the order of m, the sharper the characteristics of the bandpass filter. Also, the larger the spacer layer 3, the narrower the transmission bandwidth. Therefore, in designing a bandpass filter, these parameters m, n, and
s i are selected.

【0019】本発明ではこのスペーサ層を前述したフォ
トクロミック効果を有する薄膜4に置き換える。このフ
ォトクロミック効果を有する薄膜4は、波長をλ、λ/
4物理膜厚をP、屈折率をnP 、光学膜厚をPnP とす
ると、次式が成り立つ。 PnP =λ/4 そして実際の膜厚はPの整数倍とする。
In the present invention, this spacer layer is replaced with the thin film 4 having the photochromic effect described above. The thin film 4 having the photochromic effect has wavelengths of λ, λ /
4 When the physical film thickness is P, the refractive index is n P , and the optical film thickness is Pn P , the following equation holds. Pn P = λ / 4 and the actual film thickness is an integral multiple of P.

【0020】図2は本発明の実施の形態1による波長選
択型光減衰素子の構造を示す図である。本図に示すよう
に基板1上に高屈折率膜層Hと低屈折率膜層Lとを3相
交互に積層している。そしてこれらの多層膜の中間にフ
ォトクロミック効果を有する第3の誘電体膜4を厚さ4
Pとして積層し、更に夫々3層の低屈折率膜L及び高屈
折率膜Hを交互に積層する。これを前述のように表記す
ると以下のものとなる。 A=(HL)3 4P(LH)3 この例ではn=3、s1 =4、m=1の膜構造の誘電体
多層膜フィルタ素子の断面構造を図示している。尚、第
3の誘電体4の光学厚さはλ/4の偶数倍とすることが
好ましい。
FIG. 2 is a view showing the structure of the wavelength selective optical attenuator according to the first embodiment of the present invention. As shown in the figure, three layers of high refractive index film layers H and low refractive index film layers L are alternately laminated on the substrate 1. Then, a third dielectric film 4 having a photochromic effect is formed in the middle of these multilayer films to a thickness of 4
P is laminated, and further, three low-refractive index films L and three high-refractive index films H are alternately laminated. When this is expressed as described above, it becomes as follows. A = (HL) 3 4P (LH) 3 In this example, the cross-sectional structure of a dielectric multilayer filter element having a film structure of n = 3, s 1 = 4, and m = 1 is shown. The optical thickness of the third dielectric 4 is preferably an even multiple of λ / 4.

【0021】(実施の形態2)次に実施の形態1による
波長選択型光減衰素子10を用いて波長選択型光減衰器
を構成する場合のブロック図を図3に示す。波長選択型
光減衰器は前述のように構成された波長選択機能を有す
る波長選択型素子10とそのフォトクロミック効果を有
する誘電体層に対する光源とを一体化したものである。
図3では入射光を導く光ファイバ11の先端部にコリメ
ートレンズ12を設けて波長選択型光減衰素子10に導
く。又コリメートレンズ12の光軸上には波長選択型減
衰素子10を介してコリメートレンズ13及び光ファイ
バ14を配置する。ここでこの選択型光減衰素子10へ
の入射面を直角方向からわずかに傾けて配置する。そし
てこの反射光を受光する位置にコリメートレンズ15を
配置し、反射光を集光し、光ファイバ16に入射するよ
うにする。
(Embodiment 2) Next, FIG. 3 shows a block diagram in the case of constructing a wavelength selective optical attenuator using the wavelength selective optical attenuating element 10 according to the first embodiment. The wavelength-selective optical attenuator is one in which the wavelength-selective element 10 having the wavelength-selecting function configured as described above and the light source for the dielectric layer having the photochromic effect are integrated.
In FIG. 3, a collimator lens 12 is provided at the tip of an optical fiber 11 that guides the incident light and guides it to the wavelength selective optical attenuator 10. A collimator lens 13 and an optical fiber 14 are arranged on the optical axis of the collimator lens 12 via a wavelength selective attenuation element 10. Here, the incident surface to the selective light attenuating element 10 is arranged with a slight inclination from the right angle direction. Then, the collimator lens 15 is arranged at a position where the reflected light is received so that the reflected light is condensed and incident on the optical fiber 16.

【0022】さて紫外線レーザ光源装置17は紫外線レ
ーザ光を波長選択型光減衰素子10に向けて照射するも
のである。この光源装置17は外部からの制御信号によ
り照射光量を調整する機能を有するものとする。フォト
クロミック効果をもたらす照射光として適した波長は主
に可視光線より短い波長領域であり、波長400nm以
下の紫外線はほとんどフォトクロミック効果を有する薄
膜に対して有効な照射光となる。そしてフォトクロミッ
ク効果を有する光を有する紫外線レーザ光を入射光と出
射光が通過する第3の誘電体膜4に対して照射する。
The ultraviolet laser light source device 17 irradiates the wavelength selective optical attenuating element 10 with ultraviolet laser light. The light source device 17 has a function of adjusting the irradiation light amount by a control signal from the outside. The wavelength suitable as irradiation light for producing the photochromic effect is mainly in a wavelength region shorter than visible light, and ultraviolet rays having a wavelength of 400 nm or less are effective irradiation light for a thin film having a photochromic effect. Then, an ultraviolet laser beam having light having a photochromic effect is applied to the third dielectric film 4 through which the incident light and the emitted light pass.

【0023】こうすれば紫外線レーザ光の光強度に応じ
て波長選択型光減衰素子10での減衰率が異なるため、
波長多重光から所定の波長を選択すると共に、その選択
した波長の光量レベルを任意に設定することができる。
又選択されなかった波長成分は全て反射するため、コリ
メートレンズ15を介して反射用光ファイバ16に出射
させることができる。
In this way, the attenuation factor of the wavelength-selective optical attenuating element 10 varies depending on the light intensity of the ultraviolet laser light.
It is possible to select a predetermined wavelength from the wavelength-multiplexed light and arbitrarily set the light amount level of the selected wavelength.
Further, since all the wavelength components not selected are reflected, they can be emitted to the reflection optical fiber 16 via the collimator lens 15.

【0024】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3について図4、図5を用いて説明する。この実施の形
態では図3に示された複数の波長選択型光減衰器20
A,20B,20C,20Dを用い、夫々の透過波長を
λ1、λ2、λ3、λ4とする。入力される波長多重光
信号は1本の光ファイバを伝播しているが、その信号強
度は一致していない。この図5(a)は入力信号の各波
長のレベルを示すスペククトル図であり、入射光をλ1
〜λ4の波長多重信号光、その波長λ1〜λ4の入射信
号強度を夫々s1、s2、s3、s4とする。さて図4
に示すように、選択波長λ1の波長選択型光減衰素子2
0Aにこの波長多重光を入射する。そうすれば波長λ1
の光の一部が透過し、その他は反射する。その反射光を
選択波長λ2の波長選択型光減衰器20Bに導く。以下
同様に波長選択型光減衰器20C,20Dを図示のよう
に縦続接続することによって、λ1〜λ4の夫々の波長
成分の一部を分離する。各波長選択型可変光減衰器20
A〜20Dを透過する波長成分λ1〜λ4は、図5
(a)に示す光学パワーレベルを揃えるためにレベルの
高い波長成分、即ちλ1、λ3、λ4の不要成分とな
る。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the plurality of wavelength selective optical attenuators 20 shown in FIG.
A, 20B, 20C, and 20D are used, and the respective transmission wavelengths are λ1, λ2, λ3, and λ4. The input wavelength-multiplexed optical signal propagates through one optical fiber, but the signal strengths do not match. FIG. 5A is a spectrum diagram showing the level of each wavelength of the input signal.
The wavelength-multiplexed signal light of λ4 to λ4 and the incident signal intensities of the wavelengths λ1 to λ4 are s1, s2, s3, and s4, respectively. Well, Figure 4
As shown in FIG.
This wavelength-multiplexed light is incident on 0A. Then the wavelength λ1
Part of the light is transmitted and the other is reflected. The reflected light is guided to the wavelength selective optical attenuator 20B having the selective wavelength λ2. Similarly, the wavelength selective optical attenuators 20C and 20D are connected in series as shown in the figure to separate some of the wavelength components λ1 to λ4. Variable wavelength variable optical attenuator 20
Wavelength components λ1 to λ4 that transmit A to 20D are shown in FIG.
In order to make the optical power levels shown in (a) uniform, wavelength components having a high level, that is, unnecessary components of λ1, λ3, and λ4 are used.

【0025】さて波長選択型光減衰器20Dを通過した
光は分岐カップラ21に導かれ、その全波長成分の所定
比率、例えば5%が分離される。分離された波長多重光
は図4の光量レベル検出部22に導かれる。光量レベル
検出部22では夫々λ1〜λ4を透過光とするバンドパ
スフィルタ23A〜23Dが図示のように縦続に接続さ
れている。バンドパスフィルタ23A〜23Dは夫々の
波長成分λ1,λ2,λ3,λ4のみを取り出して、光
検出器24A〜24Dで検出する。こうすれば分岐カッ
プラ21で分岐した波長多重光成分のうち、各波長成分
の光量レベルを光検出器24A〜24Dで検出すること
ができる。光検出器24A〜24Dの出力out1〜out4は
夫々帰還回路25A〜25Dに与えられる。帰還回路2
5A〜25Dは波長選択型光減衰器20A〜20Dの光
源装置の紫外線レーザ光のレベルを制御する。帰還回路
25A〜25Dを適宜設定しておくことにより、レベル
の高い波長成分の光を減衰させる。こうすればもっとも
レベルの低い入射光のレベルs2、又はこれよりやや低
いレベルと一致するように、各波長のレベルを一致させ
ることができる。図5(b)は各波長の光量レベルs
1’,s2’,s3’,s4’を一定値に揃えた状態を
示すスペクトル図である。
The light that has passed through the wavelength-selective optical attenuator 20D is guided to the branching coupler 21, and a predetermined ratio of all wavelength components, for example, 5%, is separated. The separated wavelength division multiplexed light is guided to the light amount level detection unit 22 of FIG. In the light amount level detection unit 22, band pass filters 23A to 23D, each of which transmits light of λ1 to λ4, are connected in series as illustrated. The bandpass filters 23A to 23D take out only the respective wavelength components λ1, λ2, λ3 and λ4 and detect them by the photodetectors 24A to 24D. In this way, among the wavelength-multiplexed light components branched by the branch coupler 21, the light quantity levels of the respective wavelength components can be detected by the photodetectors 24A to 24D. The outputs out1 to out4 of the photodetectors 24A to 24D are given to the feedback circuits 25A to 25D, respectively. Feedback circuit 2
5A to 25D control the level of the ultraviolet laser light of the light source device of the wavelength selective optical attenuators 20A to 20D. By appropriately setting the feedback circuits 25A to 25D, the light of the high-level wavelength component is attenuated. In this way, the levels of the respective wavelengths can be matched so as to match the level s2 of the incident light having the lowest level or a level slightly lower than this. FIG. 5B shows the light quantity level s of each wavelength.
It is a spectrum figure showing the state where 1 ', s2', s3 ', and s4' were made into the fixed value.

【0026】ここで何らかの理由で入射する光波長成分
λ1の信号強度s1が突然大きくなった場合であって
も、照射光の光量を調整して減衰量を大きくすることに
より、各透過光の光量レベルが一致するように帰還制御
が行える。このような負帰還制御による利得補正では、
従来受動型フィルタに比べてより高い利得補正が可能で
あり、例えばリアルタイムに±0.01dB以下の補正
誤差を実現することができる。
Here, even if the signal intensity s1 of the incident light wavelength component λ1 suddenly increases for some reason, the light intensity of each transmitted light is increased by adjusting the light intensity of the irradiation light to increase the attenuation amount. Feedback control can be performed so that the levels match. In gain correction by such negative feedback control,
A higher gain correction is possible as compared with a conventional passive filter, and a correction error of ± 0.01 dB or less can be realized in real time, for example.

【0027】(第4の実施の形態)次に本発明の第4の
実施の形態について図6を用いて説明する。前述した第
3の実施の形態では、光量レベル検出部22によって各
波長成分の光量レベルを検出するようにしているが、各
波長選択型可変減衰器20A〜20Dよりλ1〜λ4の
波長成分が出力されるため、この光量レベルに基づいて
レベル調整することもできる。図6において、第3の実
施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省
略する。第4の実施の形態では図6に示すように、多波
長の各波長選択型可変光減衰器20A〜20Dによって
各波長λ1〜λ4を分離すると共に、分離した波長の一
部を分岐カップラ26A〜26Dで分離する。そしてそ
の信号レベルをモニタし、帰還回路25A〜25Dを介
してレベル調整用の紫外線レーザ光源装置に加える。各
光源装置ではλ1〜λ4が夫々同一レベルとなるように
分岐したレベルに応じた照射光を与える。こうすれば最
後の波長選択型可変光減衰器20Dから出射した各波長
のレベルを揃えることができる。しかしこの場合には出
力段でモニタリングしレベル調整していないため、図4
に示す構成に比べて精度が劣ることとなる。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the above-described third embodiment, the light amount level detection unit 22 detects the light amount level of each wavelength component, but the wavelength selective variable attenuators 20A to 20D output the wavelength components of λ1 to λ4. Therefore, the level can be adjusted based on the light amount level. In FIG. 6, the same parts as those in the third embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, each wavelength λ1 to λ4 is separated by each wavelength selective variable optical attenuator 20A to 20D having multiple wavelengths, and a part of the separated wavelengths is branched to a coupler 26A to. Separate at 26D. Then, the signal level is monitored and added to the level adjusting ultraviolet laser light source device via the feedback circuits 25A to 25D. In each light source device, irradiation light is given according to the branched level so that λ1 to λ4 are at the same level. By doing so, the levels of the respective wavelengths emitted from the last wavelength selective variable optical attenuator 20D can be made uniform. However, in this case, the output stage does not monitor and adjust the level.
The accuracy is inferior to the configuration shown in FIG.

【0028】このように夫々の波長選択型減衰素子に対
する減衰レベル調整用の照射光のレベルを分岐した波長
の光強度にあわせて調整することによって、そのレベル
を揃えた波長多重光を得ることができる。
As described above, by adjusting the level of the irradiation light for adjusting the attenuation level for each wavelength-selective attenuator according to the light intensity of the branched wavelength, it is possible to obtain wavelength-multiplexed light with that level aligned. it can.

【0029】[0029]

【実施例】(実施例1)次に波長選択型可変光減衰素子
の実施例1について説明する。この波長選択型可変光減
衰素子10Aは、シリカガラス基板上に高屈折率膜Hと
してNb2 5膜(屈折率2.20)及び低屈折率膜L
としてSiO2 膜(屈折率1.45)を交互に積層し、
更にフォトクロミック効果を有する薄膜としてa−WO
3 膜(屈折率2.0)を積層する。膜構造は以下のもの
である。 A=(HL)7 4P(LH)7 但し設計波長λ0 を1550nmとし、単一キャビティ
型バンドパスフィルタ構造を用いた。又単一キャビティ
型では最後の低屈折率膜がない場合、スペクトルがより
シャープとなるのでこの層を除いている。図7はこの波
長選択型可変光減衰器の透過率特性を示す。図8はその
1540〜1560nmの波長帯域を拡大した透過率特
性を示す図、図9は反射率特性を示す図である。そして
光量レベルの調整光として、YAGレーザ(基本は10
64nm)の3倍高調波である355nmを紫外線レー
ザとして用いられているレーザ光源を用いた。以下の実
施例でも同様とする。これらの図において、曲線B,
C,Dは夫々フォトクロミック効果を有するアモルファ
ス(a−WO3 )膜に照射する紫外線レーザ光の光パワ
ーが0mW(非照射)、1mW、10mWのときの特性
を示す。又波長1550nmにおける入射光の消衰係数
は、これらのパワーに夫々対応して×10-6、×1
-3、×10-2と増加する。このように非照射のときに
は1550nmの波長成分がほとんど減衰することなく
選択されるが、紫外線レーザ光のレベルが大きくなれば
強度に応じて透過率が連続的に変化し、20dB以上の
変化を示す。又他の波長ではスペクトル特性に大きな変
化がみられず、波長選択性を有する可変光減衰素子とし
て機能する。
EXAMPLES Example 1 Next, Example 1 of the wavelength selective variable optical attenuator will be described. This wavelength-selective variable optical attenuator 10A comprises a Nb 2 O 5 film (refractive index 2.20) and a low refractive index film L as a high refractive index film H on a silica glass substrate.
As SiO 2 films (refractive index 1.45) are alternately laminated,
Further, as a thin film having a photochromic effect, a-WO
Three films (refractive index 2.0) are laminated. The membrane structure is as follows. A = (HL) 7 4P (LH) 7 However, the design wavelength λ 0 was set to 1550 nm, and a single cavity type bandpass filter structure was used. In the single-cavity type, this layer is omitted because the spectrum becomes sharper without the last low refractive index film. FIG. 7 shows the transmittance characteristics of this wavelength selective variable optical attenuator. FIG. 8 is a diagram showing the transmittance characteristic in which the wavelength band of 1540 to 1560 nm is expanded, and FIG. 9 is a diagram showing the reflectance characteristic. Then, as the light for adjusting the light amount level, a YAG laser (basically 10
A laser light source used at 355 nm, which is a third harmonic of 64 nm) as an ultraviolet laser, was used. The same applies to the following examples. In these figures, the curves B,
C, D is the optical power of the ultraviolet laser beam to be irradiated to the amorphous (a-WO 3) film each having a photochromic effect 0 mW (non-irradiated), 1 mW, showing a characteristic when the 10 mW. Also, the extinction coefficient of incident light at a wavelength of 1550 nm corresponds to these powers of × 10 -6 and × 1 respectively.
It increases to 0 -3 and × 10 -2 . As described above, the wavelength component of 1550 nm is selected with almost no attenuation in the non-irradiated state, but the transmittance continuously changes according to the intensity as the level of the ultraviolet laser light increases, showing a change of 20 dB or more. . Further, at other wavelengths, the spectral characteristic does not change significantly, and it functions as a variable optical attenuator having wavelength selectivity.

【0030】(実施例2)次に波長選択型可変光減衰素
子の実施例2について説明する。この波長選択型光減衰
素子10Bは実施例1と同様にシリカガラス基板上に高
屈折率膜HとしてNb2 5 膜(屈折率2.20)及び
低屈折率膜LとしてSiO2 膜(屈折率1.45)を交
互に積層し、フォトクロミック効果を有する薄膜として
a−MoO 3 膜(屈折率1.9)を用いたものである。
膜構造は実施例1と同様のものとする。図10はこの波
長選択型可変光減衰器のスペクトル特性を示す。又図1
1はその1540〜1560nmの波長帯域を拡大して
示す図である。曲線B,C,Dは夫々紫外線レーザ光の
光パワーが0mW(非照射)、1mW、10mWのとき
のフォトクロミック効果を有するアモルファス(a−M
oO3 )膜を透過する透過率特性を示す。又波長155
0nmにおける入射光の消衰係数は、このパワーに夫々
対応して×10-6、×10-3、×10-2と増加する。こ
のように非照射のときには1550nmの波長成分がほ
とんど減衰することなく選択されるが、紫外線レーザ光
のレベルが大きくなれば強度に応じて透過率が連続的に
変化し、20dB以上の変化を示す。又他の波長ではス
ペクトル特性に大きな変化がみられず、波長選択性を有
する可変光減衰素子として機能する。
(Embodiment 2) Next, a wavelength selective variable optical attenuator
Example 2 of the child will be described. This wavelength selective optical attenuation
The device 10B was mounted on the silica glass substrate in the same manner as in Example 1.
Nb as the refractive index film H2OFiveFilm (refractive index 2.20) and
SiO as the low refractive index film L2Cross the film (refractive index 1.45)
As a thin film with photochromic effect
a-MoO 3A film (refractive index 1.9) is used.
The film structure is the same as in Example 1. Figure 10 shows this wave
7 shows the spectral characteristics of a long-selection type variable optical attenuator. See also Figure 1
1 expands the wavelength band of 1540 to 1560 nm
FIG. Curves B, C, and D are for the ultraviolet laser light, respectively.
When the optical power is 0 mW (non-irradiated), 1 mW, 10 mW
Amorphous with photochromic effect (a-M
oO3) Shows the transmittance characteristics of the film. Again wavelength 155
The extinction coefficient of the incident light at 0 nm is
Correspondingly × 10-6, × 10-3, × 10-2And increase. This
When there is no irradiation, the wavelength component of 1550 nm is almost
UV laser light is selected with almost no attenuation
If the level of the
It shows a change of 20 dB or more. At other wavelengths,
Has no significant change in the spectrum characteristics and has wavelength selectivity.
Function as a variable optical attenuator.

【0031】(実施例3)次に波長選択型可変光減衰素
子の実施例3について説明する。この波長選択型光減衰
素子10Cは実施例1と同様にシリカガラス基板上に高
屈折率膜HとしてNb2 5 膜(屈折率2.20)及び
低屈折率膜LとしてSiO2 膜(屈折率1.45)を交
互に積層し、フォトクロミック効果を有する薄膜として
a−V2 5 膜(屈折率2.1)を用いたものである。
膜構造は実施例1と同様のものとする。図12はこの波
長選択型可変光減衰器のスペクトル特性を示す。又図1
3はその1540〜1560nmの波長帯域を拡大して
示す図である。曲線B,C,Dは夫々紫外線レーザ光の
光パワーが0mW(非照射)、3mW、30mWのとき
のフォトクロミック効果を有するアモルファス(a−V
2 5 )膜を透過する透過率特性を示す。又波長155
0nmにおける入射光の消衰係数は、これらのパワーに
夫々対応して×10-6、×10-3、×10-2と増加す
る。このように非照射のときには1550nmの波長成
分がほとんど減衰することなく選択されるが、紫外線レ
ーザ光のレベルが大きくなれば強度に応じて透過率が連
続的に変化し、20dB以上の変化を示す。又他の波長
ではスペクトル特性に大きな変化がみられず、波長選択
性を有する可変光減衰素子として機能する。
(Embodiment 3) Next, a wavelength selective variable optical attenuator
A third embodiment of the child will be described. This wavelength selective optical attenuation
The device 10C was mounted on the silica glass substrate in the same manner as in Example 1.
Nb as the refractive index film H2OFiveFilm (refractive index 2.20) and
SiO as the low refractive index film L2Cross the film (refractive index 1.45)
As a thin film with photochromic effect
a-V2O FiveA film (refractive index 2.1) is used.
The film structure is the same as in Example 1. Figure 12 shows this wave
7 shows the spectral characteristics of a long-selection type variable optical attenuator. See also Figure 1
3 expands the wavelength band of 1540 to 1560 nm
FIG. Curves B, C, and D are for the ultraviolet laser light, respectively.
When the optical power is 0 mW (non-irradiated), 3 mW, 30 mW
Amorphous with photochromic effect (a-V
2OFive) Shows the transmittance characteristics of the film. Again wavelength 155
The extinction coefficient of incident light at 0 nm depends on these powers.
X10 for each-6, × 10-3, × 10-2And increase
It As described above, the wavelength component of 1550 nm is generated when no irradiation is performed.
Minutes are selected with little attenuation, but the UV level is
As the laser light level increases, the transmittance becomes continuous depending on the intensity.
It changes continuously and shows a change of 20 dB or more. Other wavelength
In the case of wavelength selection
Function as a variable optical attenuating element having the property.

【0032】(実施例4)次に波長選択型可変光減衰素
子の実施例4について説明する。この波長選択型光減衰
素子10Bは実施例1と同様にシリカガラス基板上に高
屈折率膜HとしてNb2 5 膜(屈折率2.20)及び
低屈折率膜LとしてSiO2 膜(屈折率1.45)を交
互に積層し、フォトクロミック効果を有する薄膜として
a−NiO膜(屈折率1.7)を用いたものである。膜
構造は実施例1と同様のものとする。図14はこの波長
選択型可変光減衰器のスペクトル特性を示す。又図15
はその1540〜1560nmの波長帯域を拡大して示
す図である。曲線B,C,Dは夫々紫外線レーザ光の光
パワーが0mW(非照射)、10mW、100mWのと
きのフォトクロミック効果を有するアモルファス(a−
NiO)膜を透過する透過率特性を示す。又波長155
0nmにおける入射光の消衰係数は、これらのパワーに
夫々対応して×10-6、×10-3、×10-2と増加す
る。このように非照射のときには1550nmの波長成
分がほとんど減衰することなく選択されるが、紫外線レ
ーザ光のレベルが大きくなれば強度に応じて透過率が連
続的に変化し、20dB以上の変化を示す。又他の波長
ではスペクトル特性に大きな変化がみられず、波長選択
性を有する可変光減衰素子として機能する。
(Fourth Embodiment) Next, a fourth embodiment of the wavelength selective variable optical attenuator will be described. This wavelength-selective optical attenuator 10B has a Nb 2 O 5 film (refractive index 2.20) as a high refractive index film H and a SiO 2 film (refractive index) as a low refractive index film L on a silica glass substrate as in the first embodiment. 1.45) are alternately laminated and an a-NiO film (refractive index 1.7) is used as a thin film having a photochromic effect. The film structure is the same as in Example 1. FIG. 14 shows the spectral characteristics of this wavelength selective variable optical attenuator. See also FIG.
FIG. 4 is an enlarged view showing the wavelength band of 1540 to 1560 nm. Curves B, C, and D are amorphous (a-) having a photochromic effect when the optical power of the ultraviolet laser light is 0 mW (non-irradiation), 10 mW, and 100 mW, respectively.
The transmittance characteristic which permeate | transmits a (NiO) film is shown. Again wavelength 155
The extinction coefficient of incident light at 0 nm increases to x10 -6 , x10 -3 , and x10 -2 corresponding to these powers, respectively. As described above, the wavelength component of 1550 nm is selected with almost no attenuation in the non-irradiation, but the transmittance continuously changes according to the intensity as the level of the ultraviolet laser light increases, and shows a change of 20 dB or more. . Further, at other wavelengths, the spectral characteristic does not change significantly, and it functions as a variable optical attenuator having wavelength selectivity.

【0033】(実施例5)次に波長選択型可変光減衰素
子の実施例5について説明する。本実施例においてもシ
リカガラス基板上に高屈折率膜HとしてNb2 5
(屈折率2.20)及び低屈折率膜LとしてSiO2
(屈折率1.45)を交互に積層し、実施例1と同様に
更にフォトクロミック効果を有する薄膜としてa−WO
3 膜を積層する。膜構造は以下のものとする。 A=[(HL)6 4P(LH)6 L]3 ここでは設計波長λ0 =1550nmとなる三重キャビ
ティ型バンドパスフィルタ構造とした。YAGレーザの
3倍高調波である波長355nmの紫外線レーザを用
い、その照射光パワーを0mW(非照射)、1mW、1
0mWのときにa−WO3 膜の消衰係数は×10-6、×
10-3、×10-2と増加する。図16の曲線B,C,D
はこの薄膜の3つの場合について1550nm付近のス
ペクトル特性を示している。図17はこのフォトクロミ
ック効果を有する薄膜の波長に対する反射率変化を示し
ている。この場合には前述した実施例と異なり、155
0nmを中心とする約1nmでほぼ平坦な透過率特性が
得られ、又入射光の減衰率として50dB以上が達成さ
れている。他の波長ではスペクトル特性に大きな変化が
得られず波長選択性を有する波長可変光減衰器として機
能する。このように紫外線の入射に対して出力レベルの
変化を大きくすることができる。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the wavelength selective variable optical attenuator will be described. Also in this embodiment, a Nb 2 O 5 film (refractive index 2.20) as a high refractive index film H and a SiO 2 film (refractive index 1.45) as a low refractive index film L are alternately laminated on a silica glass substrate. A-WO as a thin film further having a photochromic effect as in Example 1.
3 Laminate the film. The film structure is as follows. A = [(HL) 6 4P (LH) 6 L] 3 Here, a triple-cavity bandpass filter structure having a design wavelength λ 0 = 1550 nm was adopted. An ultraviolet laser having a wavelength of 355 nm, which is the third harmonic of the YAG laser, is used, and the irradiation light power is 0 mW (non-irradiation), 1 mW, 1
The extinction coefficient of the a-WO 3 film at 0 mW is × 10 -6 , ×
It increases to 10 -3 and × 10 -2 . Curves B, C, D in FIG.
Shows the spectral characteristics near 1550 nm for the three cases of this thin film. FIG. 17 shows changes in reflectance with respect to wavelength of the thin film having the photochromic effect. In this case, unlike the above-mentioned embodiment, 155
A substantially flat transmittance characteristic is obtained at about 1 nm centered on 0 nm, and an attenuation rate of incident light of 50 dB or more is achieved. At other wavelengths, a large change in spectral characteristics is not obtained, and it functions as a wavelength tunable optical attenuator having wavelength selectivity. In this way, the change in output level can be increased with respect to the incidence of ultraviolet rays.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1〜4の発明によれば、フォトクロミック効果を用いて
波長可変減衰率を可変しつつ波長選択性を有する特性を
実現することができる。このため波長多重光から特定の
波長の光のみを抽出してその波長の強度レベルを調整し
たり、波長多重光の波長レベルを一定に保つことができ
るという優れた効果が得られる。又請求項5,6の発明
によれば、光源を用いて波長選択型光減衰素子の誘電体
膜に照射する光レベルを変化させることによって、この
素子での減衰量を外部より制御することができる。更に
請求項7,8の発明によれば、波長多重光のレベルをア
ド・ドロップ等の個別の装置を用いることなく各波長レ
ベルを一定にすることができるという優れた効果が得ら
れる。
As described above in detail, according to the inventions of claims 1 to 4 of the present application, it is possible to realize a characteristic having wavelength selectivity while varying the variable wavelength attenuation factor by using the photochromic effect. . Therefore, it is possible to obtain an excellent effect that only the light of a specific wavelength is extracted from the wavelength multiplexed light to adjust the intensity level of the wavelength, or the wavelength level of the wavelength multiplexed light can be kept constant. According to the fifth and sixth aspects of the present invention, by changing the light level with which the dielectric film of the wavelength selective optical attenuating element is irradiated by using the light source, the amount of attenuation in this element can be controlled from the outside. it can. Further, according to the inventions of claims 7 and 8, an excellent effect that the level of each wavelength-multiplexed light can be made constant without using an individual device such as add / drop is obtained.

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

【図1】本発明の誘電体多層膜フィルタの構成を示す斜
視図及び多層膜部拡大図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a structure of a dielectric multilayer filter of the present invention and an enlarged view of a multilayer part.

【図2】本発明の第1の実施の形態による波長選択型光
減衰素子の斜視図及び多層膜部分の拡大図である。
FIG. 2 is a perspective view of a wavelength selective light attenuating element according to a first embodiment of the present invention and an enlarged view of a multilayer film portion.

【図3】本発明の第2の実施の形態による波長選択型光
減衰器の構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a wavelength selective optical attenuator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態による波長多重光に
対して光量レベルを一定にするための波長選択型光減衰
器の構成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a wavelength-selective optical attenuator for keeping a light amount level constant for wavelength-division multiplexed light according to a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態による入射光と出射
光のパワースペクトルを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing power spectra of incident light and emitted light according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態による入射光と出射
光のパワースペクトルを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing power spectra of incident light and emitted light according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例1による波長選択型光減衰素子
の波長と透過率の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between wavelength and transmittance of the wavelength selective optical attenuator according to Example 1 of the present invention.

【図8】本発明の実施例1による波長選択型光減衰素子
の波長と透過率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 8 is an enlarged graph showing the relationship between wavelength and transmittance of the wavelength-selective optical attenuator according to Example 1 of the present invention.

【図9】本発明の実施例1による波長選択型光減衰素子
の波長と反射率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 9 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance of the wavelength selective optical attenuating element according to Example 1 of the present invention.

【図10】本発明の実施例2による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を示すグラフである。
FIG. 10 is a graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength selective optical attenuating element according to Example 2 of the present invention.

【図11】本発明の実施例2による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 11 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength-selective optical attenuator according to Example 2 of the present invention.

【図12】本発明の実施例3による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を示すグラフである。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength selective optical attenuator according to Example 3 of the present invention.

【図13】本発明の実施例3による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 13 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength-selective optical attenuator according to Example 3 of the present invention.

【図14】本発明の実施例4による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を示すグラフである。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between wavelength and transmittance of the wavelength selective optical attenuator according to Example 4 of the present invention.

【図15】本発明の実施例4による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 15 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength-selective optical attenuator according to Example 4 of the present invention.

【図16】本発明の実施例5による波長選択型光減衰素
子の波長と透過率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 16 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the transmittance of the wavelength-selective optical attenuator according to Example 5 of the present invention.

【図17】本発明の実施例5による波長選択型光減衰素
子の波長と反射率の関係を拡大して示すグラフである。
FIG. 17 is an enlarged graph showing the relationship between the wavelength and the reflectance of the wavelength selective optical attenuating element according to Example 5 of the present invention.

【図18】従来の可変減衰率光減衰器一例を示す概略図
である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing an example of a conventional variable attenuation rate optical attenuator.

【図19】照射位置と透過率の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 19 is a graph showing the relationship between irradiation position and transmittance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 誘電体多層膜 3 スペーサ層 4 誘電体膜 10 波長選択型光減衰素子 11, 14, 16 光ファイバ 12,13,15 コリメータレンズ 17 光源装置 20, 20A〜20D 波長選択型可変光減衰器 21 分岐カップラ 22 信号レベル検出部 23A〜23D バンドパスフィルタ 24A〜24D,27A〜27D 光検出器 25A〜25D 帰還回路 1 substrate 2 Dielectric multilayer film 3 Spacer layer 4 Dielectric film 10 Wavelength selective optical attenuator 11, 14, 16 optical fiber 12, 13, 15 Collimator lens 17 Light source device 20, 20A-20D Wavelength selective variable optical attenuator 21 Branch coupler 22 Signal level detector 23A-23D bandpass filter 24A-24D, 27A-27D Photodetector 25A to 25D feedback circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H038 BA30 2H048 DA01 DA05 DA12 DA21 GA01 GA04 GA13 GA18 GA19 GA24 GA34 GA62 2H091 FA01X FA01Z FA02X FA02Y FA02Z FA03X FA03Y FA03Z FA04X FA04Y FA04Z FB08 FC02 LA03 LA16 LA17 LA20   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 2H038 BA30                 2H048 DA01 DA05 DA12 DA21 GA01                       GA04 GA13 GA18 GA19 GA24                       GA34 GA62                 2H091 FA01X FA01Z FA02X FA02Y                       FA02Z FA03X FA03Y FA03Z                       FA04X FA04Y FA04Z FB08                       FC02 LA03 LA16 LA17 LA20

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成され、屈折率n1 、膜厚d
1 の第1の誘電体薄膜と、n1 より屈折率の低い第2の
屈折率n2 、膜厚d2 の第2の誘電体薄膜を交互に積層
した誘電体多層膜と、 誘電体多層膜間に積層されるフォトクロミック効果を有
する第3の誘電体膜と、を有し、前記誘電体多層膜の光
学膜厚をλ/4の整数倍としたことを特徴とする波長選
択型光減衰素子。
1. A refractive index n 1 and a film thickness d formed on a substrate.
1. A dielectric multilayer film in which a first dielectric thin film 1 and a second dielectric thin film having a second refractive index n 2 having a refractive index lower than n 1 and a film thickness d 2 are alternately laminated, and a dielectric multilayer A third dielectric film having a photochromic effect laminated between the films, wherein the optical film thickness of the dielectric multilayer film is an integral multiple of λ / 4. element.
【請求項2】 前記第3の誘電体膜は、アモルファス構
造の誘電体薄膜であることを特徴とする請求項1記載の
波長選択型光減衰素子。
2. The wavelength-selective optical attenuator according to claim 1, wherein the third dielectric film is a dielectric thin film having an amorphous structure.
【請求項3】 前記第3の誘電体膜は、a−WO3 、a
−MoO3 、a−V 2 5 、a−NiOからなる群より
選択される一つの酸化物であることを特徴とする請求項
2記載の波長選択型光減衰素子。
3. The third dielectric film is a-WO3, A
-MoO3, A-V 2OFive, A-NiO
A single oxide selected.
2. The wavelength selective optical attenuating element according to 2.
【請求項4】 前記第3の誘電体膜は、その光学膜厚を
λ/4の偶数倍としたことを特徴とする請求項2記載の
波長選択型光減衰素子。
4. The wavelength selective optical attenuating element according to claim 2, wherein the third dielectric film has an optical film thickness that is an even multiple of λ / 4.
【請求項5】 基板上に形成され、屈折率n1 、膜厚d
1 の第1の誘電体薄膜、n1 より屈折率の低い第2の屈
折率n2 、膜厚d2 の第2の誘電体薄膜を交互に積層し
た誘電体多層膜、及び誘電体多層膜間に形成されるフォ
トクロミック効果を有する第3の誘電体膜、を有し、前
記誘電体多層膜の光学膜厚をλ/4の整数倍とする波長
選択型光減衰素子と、 前記波長選択型光減衰素子の第3の誘電体膜に向けて光
を照射する光量レベル可変型の光源と、を有することを
特徴とする波長選択型光減衰器。
5. A refractive index n 1 and a film thickness d formed on a substrate.
1, a first dielectric thin film, a second dielectric thin film having a second refractive index n 2 having a lower refractive index than n 1 , and a second dielectric thin film having a film thickness d 2 , and a dielectric multilayer film. A third dielectric film having a photochromic effect formed therebetween, wherein the optical thickness of the dielectric multilayer film is an integral multiple of λ / 4, and the wavelength selective optical attenuator A wavelength selective optical attenuator, comprising: a light amount level variable light source that emits light toward a third dielectric film of the optical attenuating element.
【請求項6】 前記光量レベル可変型の光源は、波長4
00nm以下の紫外線であることを特徴とする請求項5
記載の波長選択型光減衰器。
6. The variable light amount level type light source has a wavelength of 4
6. An ultraviolet ray having a wavelength of 00 nm or less.
The wavelength selective optical attenuator described.
【請求項7】 波長多重光が入射され、その反射光を入
射光として順次縦続接続され、互いに透過波長が異な
り、前記波長多重光の多重されている波長の少なくとも
一部を夫々透過波長とする請求項5記載の複数の波長選
択型光減衰器と、 縦続された最終段の前記波長選択型光減衰器で反射され
た光の一部を分岐する分岐部と、 前記分岐部で分岐された波長多重光の各波長成分の光量
レベルを検出する光量レベル検出部と、 前記各波長成分の光量レベル検出部で検出された各波長
に対応するレベルが入力され、夫々波長選択型光減衰器
の光源に制御信号を与える帰還回路と、を具備し、帰還
制御によって、各波長成分のレベルを一定にすることを
特徴とする波長選択型光減衰器。
7. The wavelength-multiplexed light is incident, and the reflected light is sequentially cascaded as the incident light, the transmission wavelengths of which are different from each other, and at least a part of the multiplexed wavelengths of the wavelength-multiplexed light is set as the transmission wavelength. A plurality of wavelength selection type optical attenuators according to claim 5, a branching part for branching a part of the light reflected by the wavelength selective type optical attenuators at the final stage in cascade, and a branching part for branching by the branching part. A light quantity level detection unit for detecting the light quantity level of each wavelength component of the wavelength-multiplexed light, and a level corresponding to each wavelength detected by the light quantity level detection unit of each wavelength component is input, respectively, of the wavelength selective optical attenuator. A wavelength selective optical attenuator, comprising: a feedback circuit for supplying a control signal to a light source, wherein the level of each wavelength component is made constant by feedback control.
【請求項8】 波長多重光が入射され、その反射光を入
射光として順次縦続接続され、互いに透過波長が異な
り、前記波長多重光の多重されている波長の少なくとも
一部を夫々透過波長とする請求項5記載の複数の波長選
択型光減衰器と、 前記各波長選択型光減衰器の出力部に設けられ透過した
光の一部を分岐する複数の分岐部と、 前記各分岐部で分岐された波長多重光の各波長成分の光
量レベルを検出する複数の光量レベル検出部と、 前記各波長成分の光量レベル検出部で検出された各波長
に対応するレベルが入力され、夫々波長選択型光減衰器
の光源に制御信号を与える帰還回路と、を具備し、帰還
制御によって、各波長成分のレベルを一定にすることを
特徴とする波長選択型光減衰器。
8. The wavelength-multiplexed light is made incident, and the reflected light is sequentially cascaded as the incident light, the transmission wavelengths of which are different from each other, and at least a part of the wavelengths of the wavelength-multiplexed light made to be the transmission wavelengths. A plurality of wavelength selection type optical attenuators according to claim 5, a plurality of branching parts which are provided in an output part of each wavelength selection type optical attenuator, and which branch a part of transmitted light, and a branching at each said branching part. A plurality of light amount level detection units for detecting the light amount levels of the respective wavelength components of the wavelength-multiplexed light, and the levels corresponding to the respective wavelengths detected by the light amount level detection units of the respective wavelength components are input, and each is a wavelength selective type. And a feedback circuit for supplying a control signal to the light source of the optical attenuator, wherein the level of each wavelength component is made constant by feedback control.
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