JP2003035873A - 波長特性可変装置 - Google Patents

波長特性可変装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で、波長特性を自在に変えられる波
長特性可変装置を提供することである。 【解決手段】入力ファイバコリメータ５から入射される
入力光を反射するミラー面１３、１４を有する可動ミラ
ー８が矢印（１）方向に移動して、光学フィルタ７によ
って反射される入力光の反射回数が可変となるように設
定する。ミラー面１３と光学フィルタ７との間で多数回
反射した光は、ミラー面１４によって固定ミラー９に向
けられ、固定ミラー９で反射して出力ファイバコリメー
タ６に結合する。可動ミラー８を水平移動する事によ
り、光が光学フィルタ７とミラー面１３との間で反射す
る回数が変化するので、光が受ける波長特性も反射の回
数に応じて累積されたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、長距離波長多重伝
送装置において、光ファイバ伝送路や光増幅装置等によ
って生じる各波長の信号強度の偏差を低減する目的に用
いられる波長特性可変装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大容量の長距離伝送装置では、伝送距離
増大のため光増幅中継器の数を増やすと共に、伝送容量
増大のため複数の異なる波長の光信号を多重化して伝送
する波長多重伝送方式が採用されている。
【０００３】波長多重伝送方式では、各波長の信号強度
の偏差が非常に重要であり、各波長の信号間で強度の偏
差が大きいと受信器での光ＳＮＲの劣化の原因となるた
め、各波長の信号強度の偏差を低減することが必要であ
る。このような各波長の信号強度の偏差を低減するため
に、各波長の信号強度の偏差分を相殺するような逆の波
長特性を有する補償器が用いられることが多い。
【０００４】各波長の信号強度の偏差が生じる原因とし
ては、例えば、レイリー散乱や誘導ラマン散乱による伝
送路ファイバのロスの波長特性や、エルビウム（Ｅｒ）
添加光ファイバ増幅装置（Erbium-Doped optical Fib
er Amplifier、以下、エルビウム添加光ファイバ増幅
器のことをＥＤＦＡ、その増幅媒体であるエルビウム添
加光ファイバのことをＥＤＦと略す）の利得波長特性な
どが挙げられる。前者の伝送路ファイバのロスの波長特
性を補償する場合、波長特性が線形なので、一般に傾き
成分のみを補償するチルト補償器などが用いられる。ま
た、後者のＥＤＦＡの利得波長特性を補償する場合に
は、その波長特性が複雑となることが多いため、利得等
化器と呼ばれる複雑な波長特性を有する装置が一般に用
いられている。このような利得等化器としては、例え
ば、特開平１０−２８５１１３号のように、エタロンフ
ィルタ等を組み合わせることにより、利得波長特性と逆
の波長特性を有する利得等化器を作る技術が開示されて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、伝送路ファイ
バのロス波長特性は、ファイバの種類や長さ、信号光の
強度などに依存し、後者のＥＤＦＡの利得波長特性は、
ＥＤＦの組成の他、ＥＤＦの長手方向の平均反転分布係
数やＥＤＦの長さなどに依存しているため、伝送路やＥ
ＤＦＡの設計によって各波長の信号強度の偏差がそれぞ
れ異なる。そのため、必要となるチルト補償器や利得等
化器の波長特性もそれぞれ異なり、それゆえ固定の補償
器では、その種類が膨大になるという問題がある。
【０００６】本発明の課題は、このような問題点に鑑み
てなされたものであり、簡単な構成で、波長特性を自在
に変えられる波長特性可変装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の波長特性可変装
置は、所望の波長特性を有する光学フィルタ手段と、入
射する光ビームを折り返し、該光学フィルタ手段に該光
ビームを入射させる回数を可変する事ができる反射手段
とを備え、該光ビームが該光学フィルタ手段に入射する
回数を変えることにより、実効的に波長特性を変化させ
ることを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、所望の透過あるいは反射
波長特性を有する光学フィルタからなる光学フィルタ手
段に光ビームを入射することによって、光ビームに所望
の波長特性を持たせる。特に、光学フィルタ手段に光ビ
ームを入射する回数を可変とすることによって、光ビー
ムに与えられる波長特性が累積的に加算され、光学フィ
ルタ手段の波長特性の度合いを可変する事ができる。更
に、光学フィルタ手段として、複数の波長特性の異なる
光学フィルタを設けることにより、異なる波長特性が累
積的に加算された波長特性を光ビームに与えることがで
きるので、理論的には、任意の波長特性を光ビームに持
たせることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の波長特性可変装置は、１
対の入出力ファイバと、所望の波長特性を有する光学フ
ィルタと、該ファイバから出射する光ビームを複数回折
り返し、該光学フィルタに該光ビームを複数回入射せし
めるために設けられた反射素子とを少なくとも有し、該
光ビームが該光学フィルタに入射する回数を変えること
により、実質的に波長特性を変化させることを特徴とし
ている。本発明によれば、光ビームが光学フィルタに入
射（透過または反射）する回数を変えることにより、光
学フィルタの波長特性が累積され、段階的に波長特性を
変化させることができる。
【００１０】また、本発明では、更に、１対の入出力フ
ァイバと、所望の波長特性を有する光学フィルタと、該
ファイバから出射する光ビームを複数回折り返し、該光
学フィルタに該光ビームを複数回入射せしめるために設
けられた反射素子と、入出力ファイバ間の該光ビームの
光路長及び該光ビームが反射する回数を一定に保つため
に設けられた反射素子とを少なくとも有し、該光ビーム
の光路長及び反射回数を一定に保ちながら該光学フィル
タに入射する回数を変えることにより、実質的に波長特
性を変化させることもできる。本発明のこの構成では、
光ビームの光路長及び反射回数が光学フィルタへの入射
回数によらず一定に保たれているので、過剰損失が変化
しないという特徴がある。
【００１１】更に、本発明では、様々な構成、形態をと
ることが出来るが、以下の実施形態で具体的に説明す
る。図１は、本発明の第１の実施形態を説明する図であ
る。図１に示されるのは、略平行な光ビーム１を生み出
す入出力ファイバ２、３とコリメートレンズ４とからな
る１対の入出力ファイバコリメータ５、６と、所望の波
長特性を有する光学フィルタ７と、光ビーム１を複数回
折り返し、光学フィルタ７に光ビーム１を複数回入射せ
しめるために設けられた、空間的に移動可能な反射ミラ
ー（以後、可動ミラーと称す）８である。外側の枠は金
属からなる筐体であり、上記の部品が取り付けられてい
る。なお、本筐体は図１及び図２以降の図では特に図示
せず、省略する。本実施形態では、入出力ファイバコリ
メータ５、６の向きをそろえるため、固定ミラー９を用
いて光ビーム１の光路を曲げているが、必ずしも必要で
はない。本実施形態で用いる光学フィルタ７は、ガラス
基板１０上に形成された誘電体多層膜からなる光学膜１
１からなり、裏面には反射防止膜１２が施されている。
また、光学膜１１は、後述するようにな所定の入射角度
で所望の反射特性を有する反射型の光学フィルタとして
機能する。なお、可動ミラー８は、ミラー面１３とミラ
ー面１４とを有しており、ミラー面１３が光学膜１１の
面と正確に平行になるように設置されている。また、可
動ミラーは、不図示の駆動機構と連結されており、ミラ
ー面１３（および光学膜１１）と平行な方向（矢印
（１）の方向）に数μｍ程度の精度で可動することが出
来るようになっている。
【００１２】図２は、駆動機構の一例を示す図である。
ミラー８は、可動ステージ８０の上に載置されており、
可動ステージ８０は、ボールネジ８１を介してシャフト
８２に連結されている。シャフト８２は、２つのギア８
３を介してステッピングモータ８４と連結されている。
ここで、ステッピングモータ８４が回転することによ
り、２つのギア８３を介してシャフト８２が回転し、ボ
ールネジ８１により回転運動が水平移動に変換され、可
動ステージ８０が水平に移動する。このようにして、ミ
ラー８が可動でき、可動ミラー８とすることが可能とな
る。このような駆動機構は、本実施形態で示した構成以
外にも様々な構成を取ることができ、特に限定されるも
のではない。
【００１３】次に、図１に戻って、光ビーム１の経路に
ついて順を追って説明する。入力ファイバ２から出射し
た光ビーム１は、コリメートレンズ４により略平行にさ
れた後、可動ミラー８のミラー面１３により折り返さ
れ、光学膜１１に入射する。次に、光ビーム１は光学膜
１１によって反射され、再び可動ミラー８の方向に向か
い、可動ミラー８のミラー面１４によって反射される。
ここで、ミラー面１４は、光ビーム１がミラー面１３
（及び光学膜１１）と平行な方向に進むように角度が設
計されている。なお、光学膜１１の透過光１５は、ガラ
ス基板１０上に形成された反射防止膜１２により反射す
ることなく通過し、その他の部位に影響ないように捨て
られる。最後に光ビーム１は固定ミラー９によって光路
が曲げられ、再びコリメートレンズ４により集光された
後、出力ファイバ３に結合する。ここで、可動ミラー８
によって反射された光ビーム１と可動ミラー８に戻って
くる光ビーム１とが重なり合わないようにしなければな
らない。このため、ミラー面１３により折り返される光
ビーム１の位置と、光学膜１１によって反射され、再び
可動ミラー８に戻ってくる光ビーム１の位置との間隔
（以下、ビーム間隔と称す）は、少なくとも光ビーム１
のビーム径以上である必要がある。例えば、ファイバ
２、３の開口数が０．１程度、コリメートレンズ４の焦
点距離が１．８ｍｍの時には、平行な光ビーム１のビー
ム径は０．３５ｍｍ程度となる。ビーム間隔を例えば
０．５ｍｍとした時、可能ミラー８のミラー面１３と光
学膜１１との間隔が３ｍｍであれば、光ビーム１とミラ
ー面１３（及び光学膜１１）の垂線とのなす角度（以
下、入射角度と称す）は５度程度あれば良く、ミラー面
１３に対する入力ファイバコリメータ５の角度も決定さ
れる。なお、光ビーム１がミラー面１３に入射する角度
は、ミラー面１３と光学膜１１の面が平行であるため光
学膜１１に入射する角度と等しいので、光学膜１１はそ
の入射角度で所望の反射特性を与えるように設計されて
いなければならない。図１では、光ビーム１が光学膜１
１によって反射される回数が１回となるように可動ミラ
ーの位置が設定されており、ファイバコリメータやミラ
ーの反射における波長特性は無視できるので、出力ファ
イバ３から出力される光の波長特性は、光学膜１１の反
射波長特性そのものとなる。
【００１４】図３は、図１と同様の構成で、可動ミラー
８の位置を矢印（１）方向に正確にビーム間隔分移動さ
せた状態を示す図である。この状態では、光ビーム１が
光学膜１１によって反射される回数は２回となり、この
ため出力ファイバ３から出力される光の波長特性は、光
学膜１１の反射波長特性が２回累積された特性となる。
このとき、可動ミラー８の移動方向が、ミラー面１３
（および光学膜１１）と平行な方向なので、可動ミラー
を移動させても固定ミラー９に向かう光ビーム１の角度
ずれが起きず、光ビーム１の角度ずれによる出力ファイ
バ３における結合損失増加は生じない。以上のように、
可動ミラー８の位置を矢印（１）方向にビーム間隔の整
数倍となるように移動することにより、出力ファイバ３
から出力される光の波長特性が光学膜１１の反射波長特
性が累積されるように段階的に変化させることができ
る。
【００１５】次に、実際に波長特性を示しながら、本実
施形態の作用を説明する。図４は、ＥＤＦＡの利得波長
特性の例を示す図である。ＥＤＦＡの利得波長特性Ｇ
（λ）は、式１に示されるように、ＥＤＦの組成によっ
て決まる単位長さ当たりの利得スペクトルｇ（λ）と吸
収スペクトルα（λ）、ＥＤＦＡの入出力条件、すなわ
ち、入力レベルや励起光の出力などによって決まるＥＤ
Ｆの長手方向の平均反転分布係数ｔ、ＥＤＦの長さＬな
どによって変化する。
【００１６】 Ｇ（λ）＝｛ｔ×ｇ（λ）−（１−ｔ）×α（λ）｝×Ｌ・・・式１ Ｇ（λ）：利得（ｄＢ）、ｔ：ＥＤＦの長手方向の平均
反転分布係数（０≦ｔ≦１）、Ｌ：ＥＤＦの長さ
（ｍ）、ｇ（λ）：単位長さ当たりの利得スペクトル
（ｄＢ／ｍ）、α（λ）：単位長さ当たりの吸収スペク
トル（ｄＢ／ｍ） 図４は、平均反転分布係数ｔが一定（ｔ＝０．７）の時
に、ＥＤＦの長さＬが変化した時（Ｌ＝５〜３０ｍ）の
利得波長特性を示している。ｄＢ単位の利得Ｇ（λ）が
ＥＤＦの長さＬに比例しているので、ＥＤＦの長さＬが
倍になれば、ｄＢ単位で利得Ｇ（λ）が倍になる。図５
は、１５２５〜１５６５ｎｍの波長範囲における利得偏
差を示す図である。利得偏差は、ここでは、１５２５ｎ
ｍの利得に対しての他の波長の利得の割合である。この
利得偏差の波長特性を相殺するような逆のロス波長特性
を有する利得等化器があれば、利得偏差をなくすことが
できる。図６は、利得等化器の波長特性を示す図であ
る。
【００１７】例えば、図５のＥＤＦの長さＬが５ｍの時
とは逆の反射波長特性を所定の入射角度で有するように
本実施形態の光学膜１１を設計し、前述したように可動
ミラー８の位置を移動することにより、本実施形態の波
長特性可変装置の波長特性を図６のように段階的に変化
させることができる。図７は、本実施形態の波長特性可
変装置を利得等化器として搭載したＥＤＦＡの例を示す
図である。図７に示されるのは、ＥＤＦ８５と、ＥＤＦ
８５を励起する励起レーザ８６と、励起レーザ８６から
の励起光をＥＤＦ８５に導入するための融着カプラ８７
と、ＥＤＦ８５での発振を避けるために設けられた２つ
のアイソレータ８８からなるＥＤＦＡである。本実施形
態の波長特性可変装置１００はＥＤＦＡと接続されてお
り、利得等化器として機能する。図８は、本実施形態の
波長特性可変装置の利得等化器としての作用を説明する
図である。図７のように、本実施形態の波長特性可変装
置１００を利得等化器として前記ＥＤＦＡと接続すれ
ば、図８に示すようにＥＤＦの長さが（この場合５ｍ単
位で）異なるＥＤＦＡであっても利得等化偏差を略零と
することが可能となる。また、このような利得等化され
た光増幅装置を波長伝送装置に搭載すれば、信号光強度
の偏差が少なく、光ＳＮＲの劣化が少ない伝送装置とな
る。なお、ＥＤＦの長さを更に細かい単位で設計する場
合には、その最小単位長さでの利得波長特性に対して逆
の反射波長特性を有するように光学膜１１の設計を行
い、反射回数を増やせるように光学膜１１の長さや可動
ミラー８の可動距離を長く設計すれば良い。
【００１８】第２の実施形態では、伝送路ファイバの線
形的な波長特性を補償する例を説明する。本実施形態で
は、光学膜１１以外は第１の実施形態と同じ構成とす
る。図９は、伝送路ファイバの有する線形的な波長特性
の例を示す図である。また、図１０は、チルト等化器の
波長特性を示す図である。図１１は、図９の波長チルト
特性を図１０のチルト等化器で補償した結果のチルト補
償偏差を示す図である。ファイバの長さなどによって１
５２５〜１５６５ｎｍの波長範囲で最大１０ｄＢの波長
チルトが見られる。ここで、２ｄＢの波長チルトとは逆
の反射波長特性を所定の入射角度で有するように本実施
形態の光学膜１１を設計し、第１の実施形態と同様に可
動ミラー８の位置を移動することにより、チルト等化器
としての本実施形態の波長特性可変装置の波長特性を図
１０のように段階的に変化させることができる。本実施
形態の波長特性可変装置をチルト補償器として前記伝送
路ファイバと接続すれば、図１１に示すように波長チル
トが（この場合２ｄＢ単位で）異なる伝送路であっても
チルト補償偏差を略零とすることが可能となる。また、
このようなチルト補償された伝送路ファイバを波長伝送
装置に用いれば、信号光強度の偏差が少なく、光ＳＮＲ
の劣化が少ない伝送が可能となる。
【００１９】前述した実施形態では、反射型の光学フィ
ルタとして光学膜を用いたが、透過型の光学フィルタも
用いることができる。図１２〜図１４は、第３の実施形
態の構成を示す図である。第１の実施形態と異なる部分
について説明する。本実施形態で用いるのは、所望の透
過波長特性を有する透過型の光学フィルタ１６であり、
光学フィルタ１６を透過した光ビーム１を可動ミラー８
に折り返すために、可動ミラー８と正確に平行に設置さ
れた固定の反射ミラー１７を具備している。本実施形態
では透過型の光学フィルタ１６として、ガラス基板１８
上に形成された誘電体多層膜からなる光学膜１９からな
り、裏面には反射防止膜２０が施されている。なお、入
力ファイバコリメータ５から出射した光ビーム１が光学
フィルタに最初に当たる領域については、光学膜１９の
代わりに反射防止膜２０を形成してある。
【００２０】図１２では、入力ファイバ２から出射した
光ビーム１は、コリメートレンズ４により略平行にされ
た後、光学フィルタ１６を反射防止膜２０により反射す
ることなく通過し、可動ミラー８のミラー面１３により
折り返され、再び反射防止膜２０を通解した後、光学膜
１９に入射する。次に、光ビーム１は光学膜１９を透過
し、固定ミラー１７によって反射され、光学膜１９を再
度透過した後、再び可動ミラー８の方向に向かい、可動
ミラー８のミラー面１４によって反射される。以後、第
１の実施形態と同様に、光ビーム１は固定ミラー９によ
って光路が曲げられ、再びコリメートレンズ４により集
光された後、出力ファイバ３に結合する。このように、
本実施形態では、可動ミラー８で光ビーム１を１回折り
返すために光学膜１９を２回透過することになる。
【００２１】ここで、第１の実施形態のように、可動ミ
ラー８のミラー面１３及び固定ミラー１７を光学膜１９
の面と平行になるように設置すると、光学膜１９の反射
光が光学膜１９の透過光と重なり合ってしまい、出力フ
ァイバに入射して波長特性に影響を与えてしまう。そこ
で、可動ミラーの移動方向（矢印（１）方向、すなわ
ち、図１４においては、光ビーム１は、図１４の紙面の
深さ方向に進行していることになる）に向いて見た図１
４に示すように、光学膜１９の面と光学膜１９を挟むよ
うに両側に配置された可動ミラー８のミラー面１３及び
固定ミラー１７とが互いに平行にならないように、光学
膜１９を可動ミラーの移動方向から見て傾けて配置する
ことにより、透過型の光学膜１９による反射光２１を光
学膜１９の透過光とは異なる角度とし、透過型の光学フ
ィルタの反射光が出力ファイバに入射しないようにする
と良い。
【００２２】図１３は、図１２と同様の構成で、可動ミ
ラー８の位置を矢印方向に正確にビーム間隔分移動させ
た状態を示している。この状態では、光ビーム１が光学
膜１９を透過する回数は４回であり、このため出力ファ
イバ３から出力される光の波長特性は、光学膜１９の反
射波長特性が４回累積された特性となる。以上のよう
に、本実施形態のように透過型の光学フィルタ１６を用
いた場合でも可動ミラー８の位置を矢印（１）方向にビ
ーム間隔の整数倍となるように移動することにより、出
力ファイバ３から出力される光の波長特性を、光学フィ
ルタ１６の透過波長特性が累積されたものとなるように
段階的に変化させることができる。
【００２３】次に、実際に波長特性を示しながら、本実
施形態の効果を説明する。図１５は、本実施形態の波長
特性可変装置の波長特性を示す図である。第１の実施形
態と同様にＥＤＦの長さが異なるＥＤＦＡであっても、
その利得波長特性を等化できるような利得等化器とした
ものである。本実施形態でも第１の実施形態と同様のＥ
ＤＦＡを対象にしているが、例えば図５のＥＤＦの長さ
Ｌが５ｍにおける利得偏差の半分（すなわちＬ＝２．５
ｍの時）の利得波長特性に対して逆の透過波長特性を有
するように本実施形態の光学膜１９を設計すれば、前述
したように可動ミラー８の位置を移動することにより、
本実施形態の波長特性可変装置の波長特性を図１５のよ
うに段階的に変化させることができる。図１６は、第３
の実施形態における利得等化偏差を示す図である。本実
施形態の波長特性可変装置を利得等化器として第１の実
施形態と同様のＥＤＦＡと接続すれば、図１６に示すよ
うにＥＤＦの長さが（この場合５ｍ単位で）異なるＥＤ
ＦＡであっても利得等化偏差を略零とすることが可能と
なる。
【００２４】ここまで１台の波長特性可変装置の実施形
態を説明してきたが、複数の波長特性可変装置を直列に
接続し、複数の波長特性を合成することにより、波長特
性の複雑な変化を与えることもできる。それは、単に１
台目の波長特性可変装置の出力ファイバを、２台目の波
長特性可変装置の入力ファイバにスプライスなどを用い
て接続しても良いが、光ビームを介して接続することも
可能である。第４の実施形態では、光ビームを介して接
続する例を説明する。
【００２５】図１７は、本発明の第４の実施形態に従っ
た、第１の実施形態の波長特性可変装置を光ビームを介
して３段接続した装置の図である。また、図１８〜２０
は、第４の実施形態の各段の波長特性を示した図であ
る。第１の実施形態と異なるのは、光学フィルタ２２、
２６、３０であり、それぞれガラス基板２３、２７、３
１上に形成された光学膜２４、２８、３２が所望の反射
特性を有する反射型の光学フィルタになっており、裏面
には透過光を散乱させ、反射しないように砂目処理２
５、２９、３３を施している。
【００２６】本実施形態で用いる光学膜２２、２６、３
０の反射波長特性は、図１８、１９、２０に示す１回反
射と同等であり、単純な単峰性の波長特性となってい
る。第１の実施形態と同様に、それぞれ可動ミラー８、
３４、３５の位置を移動し、光学膜２４、２８、３２の
反射回数を変えることにより、波長特性可変装置の各段
で波長特性を図１８、１９、２０のように段階的に変化
させることができる。図２１は、３つの波長特性（例え
ば各段とも６回反射した場合）を合成した例を示す図で
ある。図２１から分かるように、単純な単峰性の特性を
合成することにより、複雑な波長特性を得ることができ
る。図２２は、それぞれの可動ミラー８、３４、３５の
位置を移動し、光学膜２４、２８、３２の反射回数を変
えた場合の３つの波長特性（例えば各段とも同数回反射
した場合）を合成した例である。図２２のような波長特
性の変化は、第１の実施形態と同様であり、例えばＥＤ
Ｆの長さが異なるＥＤＦＡであってもその利得波長特性
を等化できるような利得等化器に応用可能である。しか
し、第１の実施形態も含め、図２２のような波長特性の
変化は単調な変化であり、様々な波長特性の変化ができ
ないので、万能な利得等化器とはいえない。図２３は、
合成波長特性を示す図である。そこで、本実施形態の特
徴として、各段で反射回数を変えることにより、図２３
に示すように、様々な波長特性が合成でき、応用範囲の
広い利得等化器を提供することができる。
【００２７】ここまで、光学フィルタとしては誘電体多
層膜からなる光学膜を用いた実施形態を説明してきた
が、光学膜以外にも、例えばエタロンフィルタなどを用
いることもできる。図２４は、第５の実施形態を説明す
る図である。第３の実施形態と異なるのは、光学フィル
タとして透過型のエタロンフィルタを用い、波長特性可
変装置を光ビームを介して４段接続していることであ
る。エタロンフィルタは、薄いガラス板の両端に反射膜
を形成したものであり、周期的な波長特性を有するフィ
ルタである。エタロンフィルタの波長特性の周期はガラ
スの光学的厚さ（物理的厚さと屈折率の積）で、振幅は
反射膜の反射率で決まり、自在に波長特性を設計するこ
とが可能である。図２５〜図２８は、エタロンフィルタ
の透過波長特性を示した図である。
【００２８】本実施形態で用いるエタロンフィルタ３
８、３９、４０、４１の透過波長特性は、図２５、２
６、２７、２８に示すように、周期的な波長特性となっ
ている。第４の実施形態と同様に、それぞれ可動ミラー
８、４２、４３、４４の位置を移動し、エタロンフィル
タ３８、３９、４０、４１の透過回数を変えることによ
り、波長特性可変装置の各段で波長特性を図２５、２
６、２７、２８のように段階的に変化させることができ
る。図２９は、４つの波長特性（例えば、各段とも１２
回透過した場合）を合成した例を示す図である。図２９
から分かるように周期的な波長特性を合成することによ
り、複雑な波長特性を得ることができる。図３０、及び
図３１は、それぞれの可動ミラー８、４２、４３、４４
の位置を移動し、エタロンフィルタ３８、３９、４０、
４１の透過回数を変えた場合の４つの波長特性を合成し
た例である。図３０においては、第１の実施形態と同様
に、波長特性の変化が単調な変化をしている。しかし、
第４の実施形態と同様、本実施形態の特徴として、各段
で透過回数を変えることにより、図３１に示すように、
様々な波長特性が合成でき、応用範囲の広い利得等化器
を提供することができる。
【００２９】ここまで説明してきた実施形態では、可動
ミラーを移動し、可動ミラーで反射する回数が変わった
際に、入出力ファイバ間の光ビームの光路長及び光ビー
ムがトータルで反射する回数が異なる。このとき入出力
ファイバコリメータの結合ロスに光路長依存性がある場
合や、反射ミラーの反射率が十分でない場合には、可動
ミラーで反射する回数が変わるとロスが変化する可能性
がある。このような問題点に鑑みた第６の実施形態を以
下に説明する。
【００３０】図３２、３３は、本発明の第６の実施形態
を説明する図である。図３２に示されるのは、第１の実
施形態と同様の略平行な光ビーム１を生み出す入出力フ
ァイバ２、３とコリメートレンズ４とからなる１対の入
出力ファイバコリメータ５、６と、所望の波長特性を有
する光学フィルタに加え、光ビーム１を複数回折り返
し、光学フィルタ７に光ビームを複数回入射せしめるた
めに設けられ、光ビームが通過する孔５２を有する、空
間的に移動可能な両面反射ミラー５１と、両面反射ミラ
ーの孔５２を通過した光ビーム１を折り返し、両面反射
ミラー５１との間で複数回反射せしめ、入出力ファイバ
５、６間の光ビーム１の光路長および光ビーム１が反射
する回数を一定に保つために設けられた固定の反射ミラ
ー５３である。なお、両面反射ミラー５１に設ける光ビ
ームが通過する孔５２は必ずしも孔である必要はなく、
例えば両面反射ミラー５１がガラス基板上にＡｌ（アル
ミニウム）などの金属膜を形成したものである場合は、
金属膜の代わりに反射防止膜を形成して実質的に光が通
過する孔としてもよい。
【００３１】本実施形態の両面可動ミラー５１は、第１
の実施形態の可動ミラー８と同様の役割を果たしてお
り、両面可動ミラー５１の面は光学膜１１の面と正確に
平行になるように設置されている。また、固定ミラー５
３も両面可動ミラー５１の面と正確に平行になるように
設置されている。なお、両面可動ミラー５１は、第１の
実施形態の可動ミラー８と同様に、図２に示されるよう
な駆動機構と連結されており、固定ミラー５３及び光学
膜１１の面と平行な方向（矢印の方向）に数μｍ程度の
精度で可動することができるようになっている。
【００３２】次に、光ビーム１の経路について順を追っ
て説明する。入力ファイバ２から出射した光ビーム１
は、コリメートレンズ４により略平行にされた後、両面
可動ミラー５１の上面により折り返され、光学膜１１に
入射する。次に、光ビーム１は光学膜１１によって反射
され、再び両面可動ミラー５１の方向に向かい、両面可
動ミラー５１の孔５２を通過して固定ミラー５３に達
し、固定ミラー５３によって反射される。なお、光学膜
１１の透過光１５は、ガラス基板１０上に形成された反
射防止膜１２により反射することなく通過し、影響ない
ように捨てられる。さらに光ビーム１は固定ミラー５３
と両面可動ミラー５１の下面との間で複数回繰り返し反
射した後、再びコリメートレンズ４により集光された
後、出力ファイバ３に結合する。
【００３３】ここで、第１の実施形態と同様、両面可動
ミラー５１の上面により折り返される光ビーム１と、光
学膜１１によって反射され、再び両面可動ミラー５１に
戻ってくる光ビーム１とが重なり合わないようにしなけ
ればならないため、ビーム間隔は、少なくとも光ビーム
１のビーム径以上であり、両面可動ミラー５１と光学膜
１１との間隔に応じてビームの入射角度が決定され、両
面可動ミラー５１に対する入力ファイバコリメータ５の
角度や光学膜１１の設計入射角度が決定される必要があ
る。なお、両面可動ミラー５１と固定ミラー５３の繰り
返し反射におけるビーム間隔についても、両面可動ミラ
ー５１と光学膜１１との反射におけるビーム間隔と等し
い方が望ましく、両面可動ミラー５１と固定ミラー５３
との間隔は、両面可動ミラー５１と光学膜１１との間隔
と等しい方が良い。
【００３４】図３２では、光ビーム１が光学膜１１によ
って反射される回数は１回となるように可動ミラーの位
置が設定されており、出力ファイバ３から出力される光
の波長特性は、光学膜１１の反射波長特性そのものとな
る。また、図３２では、入出力ファイバ２、３間で光ビ
ーム１がトータルで反射する回数は１２回である。
【００３５】図３３は、図３２と同様の構成で、両面可
動ミラー５１の位置を矢印方向に正確にビーム間隔分移
動させた状態を示している。この状態では、光ビーム１
が光学膜１１によって反射される回数は２回となり、こ
のため、出力ファイバ３から出力される光の波長特性
は、光学膜１１の反射波長特性が２回累積された特性と
なる。このとき、両面可動ミラー５１の移動方向が、両
面ミラー５１の面（及び光学膜１１と固定ミラー５３）
と平行な方向なので、両面可動ミラー５１を移動させて
も光ビーム１の角度ずれが起きず、光ビーム１の角度ず
れによる出力ファイバ３における結合損失増加は生じな
い。このように、本実施形態においても両面可動ミラー
５１の位置を矢印方向にビーム間隔の整数倍となるよう
に移動することにより、出力ファイバ３から出力される
光の波長特性が光学膜１１の反射波長特性が累積される
ように段階的に変化させることができる。本実施形態で
は第１の実施形態と同様の波長特性を有する光学膜１１
を用いているので、波長特性の変化は第１の実施形態と
同様（図６）であり、利得等化器として使用可能であ
る。
【００３６】また、図３３においても入出力ファイバ
２、３間で光ビーム１がトータルで反射する回数は１２
回であり、図３２の場合と変わらない。また、図３２と
図３３とで、入出力ファイバ２、３間の光ビーム１の光
路長も変わらないことが分かる。
【００３７】このように、本実施形態の特徴として、両
面可動ミラー５１を移動し、光学膜１１で反射する回数
が変わっても、入出力ファイバ２、３間の光ビームの光
路長及び光ビームがトータルで反射する回数が変わらな
いため、入出力ファイバコリメータ５、６の結合ロスに
光路長依存性がある場合や、反射ミラーの反射率が十分
ではない場合でも、ロスが変化しないという利点があ
る。
【００３８】ここまで説明してきた実施形態では、１つ
の可動ミラーが光学フィルタに平行に移動する例を示し
てきたが、他の構成を取ることもできる。図３４は、本
発明の第７の実施形態を説明する図である。第６の実施
形態と異なるのは、両面反射ミラー５１の代わりに、図
３４に紙面に垂直な方向に移動可能な複数（本実施形態
では７個）の小さな両面ミラー（以下、両面マイクロ可
動ミラー５４）を有していることである。各両面マイク
ロ可動ミラー５４は、それぞれ第６の実施形態と同様
に、反射面が光学膜１１と固定ミラー５３と平行になっ
ている。
【００３９】図３６、３７、３８は、両面マイクロ可動
ミラー５４を垂直な方向に移動させる方法の一例につい
て説明する図である。両面マイクロ可動ミラー５４は、
導電性を有する可動電極５５上に載置されており、可動
電極５５は弾性変形可能でかつ導電性を有する支持ビー
ム５６を介して、固定電極５７上の絶縁体からなる支持
台５８上に設置されている。また、支持ビーム５６と固
定電極５７とは、直流電源５９とスイッチ６０とに電気
的に接続されている。
【００４０】図３６のようにスイッチがＯＦＦの時は、
光ビーム１の光路中に両面マイクロ可動ミラー５４が挿
入されており、光ビーム１は両面マイクロ可動ミラー５
４により反射する。また、図３７のようにスイッチがＯ
Ｎの時は、可動電極５５と固定電極５７との間に静電引
力が発生し、この静電引力によって可動電極５５が固定
電極５７に引き寄せられる。これにより、両面マイクロ
可動ミラー５４が固定電極５７方向に移動し、光ビーム
１の光路中から両面マイクロ可動ミラー５４が抜けて光
ビーム１が直進できるようになっている。ここで、両面
マイクロ可動ミラー５４が移動するストロークは支持台
５８の高さで決まり、支持台５８の高さは、少なくとも
光ビーム１のビーム径以上でなければならない。また、
両面マイクロ可動ミラー５４の大きさは、光ビーム１の
ビーム径に対してやや大きい程度である。また、支持ビ
ーム５６は、図３８に示されるように、両面可動マイク
ロミラー５４を支持する板をジグザグ上に切り目を入れ
て、弾力的に変形できるようにしたものである。このよ
うにすることによって、可動電極５５が静電引力によっ
て引きつけられたとき、両面可動マイクロミラー５４を
載せた台が下方に移動可能となる。本実施形態では、図
３６、３７、３８のような両面マイクロ可動ミラー５４
の移動機構を用いたが、他の方法を用いても良く、両面
マイクロ可動ミラー５４の移動方法には特に限定されな
い。
【００４１】再び図３４に戻り、光ビーム１の経路につ
いて順を追って説明する。第６の実施形態と同様に、入
力ファイバ２から出射した光ビーム１は、コリメートレ
ンズ４により略平行にされた後、スイッチがＯＦＦにさ
れ、光ビーム１中に挿入されている第１の両面マイクロ
可動ミラー５４の上面により折り返され、光学膜１１に
入射する。次に光ビーム１は光学膜１１によって反射さ
れ、再び第２の両面マイクロ可動ミラー５４の方向に向
かう。ここで、第２の両面マイクロ可動ミラー５４は、
スイッチがＯＮにされ、光ビーム１中から抜かれている
ために、光ビーム１は両面マイクロ可動ミラー５４によ
って反射されることなく直進し、固定ミラー５３に達し
た後、固定ミラー５３によって反射される。なお、光学
膜１１の透過光１５は、ガラス基板１０上に形成された
反射防止膜１２により反射することなく通過し、影響な
いように捨てられる。更に、光ビーム１は、固定ミラー
５３と、スイッチがＯＦＦにされた複数の両面可動ミラ
ー５４の下面との間で複数回繰り返し反射した後、再び
コリメートレンズ４により集光された後、出力ファイバ
３に結合する。
【００４２】図３４では、光ビーム１が光学膜１１によ
って反射される回数は１回となるように複数の両面マイ
クロ可動ミラー５４の位置が設定されており、出力ファ
イバ３から出力される光の波長特性は、光学膜１１の反
射波長特性そのものとなる。図３５は、図３４と同様の
構成で、第２の両面マイクロ可動ミラー５４のスイッチ
がＯＦＦにされ、代わりに第３の両面マイクロ可動ミラ
ー５４のスイッチがＯＮにされた状態である。このと
き、光ビーム１が光学膜１１によって反射される回数は
２回となり、このため出力ファイバ３から出力される光
の波長特性は、光学膜１１の反射波長特性が２回累積さ
れた特性となる。
【００４３】このように、本実施形態においても各両面
マイクロ可動ミラー５４のスイッチのＯＮ／ＯＦＦを適
切に切替え、適切な位置に移動させて、光ビーム１の光
路を適切に選ぶことにより、出力ファイバ３から出力さ
れる光の波長特性が光学膜１１の反射波長特性が累積さ
れるように段階的に変化させることができる。本実施形
態においても、第１の実施形態と同様の波長特性を有す
る光学膜１１を用いているので、波長特性の変化は第１
の実施形態と同様（図６）であり、利得等化器として使
用可能である。
【００４４】また、本実施形態においても、両面マイク
ロ可動ミラー５４を移動し、光学膜１１で反射する回数
が変わった時に、入出力ファイバ２、３間の光ビームの
光路長及び光ビームがトータルで反射する回数が変わら
ないため、入出力ファイバコリメータ５、６の結合ロス
に光路長依存性がある場合や、反射ミラーの反射率が十
分ではない場合でも、ロスが変化しないという特徴を有
している。
【００４５】なお、第１〜第６の実施形態と同様に、本
実施形態の変形例として、本実施形態の波長特性可変装
置を複数直列に接続したり、透過型の光学フィルタとし
て透過型の光学膜や透過型のエタロンフィルタを用いた
りすることもできる。更に、このまで説明してきた実施
形態では、平行な光ビームが空間を伝搬する例を示して
きたが、例えば導波路を用いて、光が導波路中を伝搬し
ても良い。
【００４６】図３９〜４４は、本発明の第８の実施形態
を説明する図である。図３９に示されるのは、光６１を
生み出す入出力ファイバ２、３と、ファイバ２からの光
６１が伝搬する、複数のＸ型交差導波路６２がＶ型の導
波路６３により多段に連結された格子状導波路６４と、
導波路が交差する部分に形成された溝６７と、該溝６７
内に封入された導波路のコア６５と屈折率がおよび等し
い屈折率整合液６８と、該屈折率整合液６８を熱により
必要に応じて移動または発生・消滅させ、伝搬する光６
１を該交差導波路６２で全反射または透過せしめるため
に設けられたヒータ（図３９には不図示、図４１〜４４
に図示）と、一方の該Ｖ型の導波路６３端に形成された
所望の波長特性を有する反射型の光学フィルタ７と、他
方の該Ｖ型導波路６３反に形成された反射ミラー６９で
ある。なお、本実施形態では、入力ファイバ２から出射
された光６１を格子状導波路６４のコア６５に、また、
格子状導波路６４のコア６５から出射された光６１を出
力ファイバ３に、効率よく結合させるために、集光レン
ズ７０を用いているが、集光レンズ７０は必ずしも必要
なく、入出力ファイバ２、３を直接格子状導波路６４の
コア６５に接続しても良い。
【００４７】本実施形態で用いる光学フィルタ７は、一
方のＶ型導波路６３端に直接形成された誘電体多層膜か
らなる光学膜１１からなる。光学膜１１は、Ｖ型導波路
６３の角度で決まる入射角度で所望の反射特性を有する
反射型の光学フィルタとして機能する。本実施形態で
は、反射型の光学フィルタ７として第１の実施形態と同
様の光学膜１１を使用する。
【００４８】また、本実施形態では、一方のＶ型導波路
６３端に反射ミラー６９を形成しているが、反射ミラー
６９は必ずしも必要ではなく、Ｖ型導波路６３のコア６
５と空気の屈折率差による全反射を用いて反射端として
も良い。次に、光６１の経路について順を追って説明す
る。入力ファイバ２から出射した光６１は、集光レンズ
７０により集光された後、格子状導波路６４の端部に露
出したコア６５に結合し、格子状導波路６４のコア６５
中を伝搬する。その後、第１の交差導波路６２部分に形
成された溝６７部で、コア６５と薄い空気の屈折率差に
よる全反射によって折り返され、光学膜１１に入射す
る。次に、光６１は光学膜１１によって反射され、再び
コア６５中を伝搬しながら溝６７に向かう。ここで、第
２の交差導波路６２部分の溝６７に、導波路のコア６５
と屈折率がおよそ等しい屈折率整合液６８があるため、
光６１は、溝６７部で全反射されることなく直進し、Ｖ
型導波路６３端の反射ミラー６９によって反射される。
なお、光学膜１１の透過光１５は、影響ないように捨て
られる。更に、光６１は、溝６７での全反射とＶ型導波
路６３の端の反射ミラー６９によって複数回繰り返し反
射した後、格子状導波路６４の端部から出射し、再び集
光レンズ７０により集光された後、出力ファイバ３に結
合する。
【００４９】ここで、図４１〜４４を用いて、屈折率整
合液６８を熱により必要に応じて移動させる方法の一例
について説明しておく。図４２は、交差導波路６２を上
から見た拡大図であり、図４１は、図４２の点線部分で
の断面拡大図である。屈折率整合液６８は、クラッド６
６中に形成された溝６７内に封入されている。なお、溝
６７内の屈折率整合液６８のない部分には薄い空気で満
たされている。また、クラッドの下には断熱部材７１が
あり、断熱部材７１中に下部ヒータ７２、７３が埋め込
まれている。一方の下部ヒータ７２は、導波路の交差部
分の溝６７直下にあり、他方の下部ヒータ７３は、導波
路の交差部分の溝６７から離れている。
【００５０】図４１、４２では、屈折率整合液６８は、
下部ヒータ７３上の溝６７部分にあり、交差導波路６２
のコア６５は溝６７の薄い空気と接している。この状態
では交差導波路６２に進入した光６１は、コア６５の屈
折率コア６５と空気の屈折率差による全反射によって折
り返される。具体的には、コア６５の屈折率を１．４
５、薄い空気の屈折率を１とした時、全反射が起こる臨
界角は４３．６度となるので、交差導波路６２の軸と溝
６７の垂線とのなす角度を４４度以上としておけば全反
射が起こる。
【００５１】ここで、下部ヒータ７３だけに不図示の電
源から電流を流し、加熱すると、図４３、４４に示すよ
うに、下部ヒータ７３上の溝６７部分の温度が上昇して
下部ヒータ７３側の屈折率整合液６８の表面張力が低下
し、熱毛管現象により屈折率整合液６８が温度の低い下
部ヒータ７２上の導波路交差部分の溝６７に移動する。
本実施形態では屈折率整合液６８として表面張力が３０
ｍＮ／ｍ程度で、１００℃の温度差で表面張力が約２５
％変化するシリコンオイルを用いている。この状態で
は、屈折率整合液６８は、交差導波路６２のコア６５部
分にあたるため、交差導波路６２に進入した光６１は、
全反射されることなく、直進する。
【００５２】更に、図４３、４４の状態で下部ヒータ７
２だけに不図示の電源から電流を流し、加熱すると、下
部ヒータ７２上の溝６７部分の温度が上昇して下部ヒー
タ７２側の屈折率整合液６８の表面張力が低下し、熱毛
管現象により屈折率整合液６８が温度の低い下部ヒータ
７３上の導波路交差部分の溝６７に移動し、再び図４
１、４２のような状態に戻る。
【００５３】このように、２つの下部ヒータ７２、７３
に電流を流すことにより、屈折率整合液６８を溝６７内
で移動させ、交差導波路６２のコア６５部分に屈折率整
合液６８を接しさせたり、接しさせなかったりすること
ができ、光６１を透過させたり、全反射させたりでき
る。
【００５４】なお、上記のように屈折率整合液６８を熱
により移動させる方法の他に、適当な沸点を有する屈折
率整合液６８を選択し、ヒータの熱により屈折率整合液
６８を気体にしたり、液体に戻したりすることにより、
屈折率整合液６８を発生・消滅させる方法などを取るこ
ともできる。
【００５５】再び図３９に戻るが、光６１が光学膜１１
によって反射される回数は１回なので、出力ファイバ３
から出力される光の波長特性は、光学膜１１の反射波長
特性そのものとなる。一方、図４０は、図３９と同様の
構成で、第２の交差導波路６２のコア６５部分に屈折率
整合液６８がなく、第３の交差導波路６２のコア６５部
分のみに屈折率整合液６８がある。このとき、光６１が
光学膜１１によって反射される回数は２回となり、この
ため出力ファイバ３から出力される光の波長特性は、光
学膜１１の反射波長特性が２回累積された特性となる。
【００５６】このように、本実施形態においても各交差
導波路６２の下部ヒータに電流を流して、各交差導波路
６２部分の溝６７の屈折率整合液６８を適切な位置に移
動させて、光６１の光路を適切に選ぶことにより、出力
ファイバ３から出力される光の波長特性が光学膜１１の
反射波長特性が累積されるように段階的に変化させるこ
とができる。本実施形態においても第１の実施形態と同
様の波長特性を有する光学膜１１を用いているので、波
長特性の変化は第１の実施形態と同様（図６）であり、
利得等化器として使用可能である。
【００５７】また、図３９と図４０とで、入出力ファイ
バ２、３間で光６１がトータルで反射する回数は１４回
で同じであり、入出力ファイバ２、３間の光６１の光路
長も変わらないことが分かる。このように、本実施形態
においても、光学膜１１で反射する回数が変わった時
に、入出力ファイバ２、３間の光６１の光路長及び光６
１がトータルで反射する回数が変わらないため、ロスに
導波路の光路長依存性がある場合や、反射ミラーの反射
率が十分ではない場合でも、ロスが変化しないという特
徴を有している。
【００５８】第８の実施形態では、反射型の光学フィル
タを用いたが、透過型の光学フィルタを用いても良い。
図４５、４６は、第９の実施形態を説明する図である。
第８の実施形態と異なるのは、両側のＶ型導波路６３端
に反射ミラー６９を形成したことと、交差導波路中に溝
を切って挿入された所望の波長特性を有する透過型の光
学フィルタ７６を設けたことである。本実施形態で用い
る透過型の光学フィルタ７６は、薄いフィルタ上に形成
された誘電体多層膜からなる光学膜７４からなり、導波
路の角度で決まる入射角度で所望の透過特性を有してい
る。本実施形態で用いる光学膜７４の透過波長特性は第
３の実施形態の光学膜１９と同等となるように設計され
ている。
【００５９】なお、本実施形態では、Ｖ型導波路６３端
に反射ミラー６９を形成しているが、反射ミラー６９は
必ずしも必要なく、Ｖ型導波路６３のコア６５と空気の
屈折率差による全反射を用いて反射端としても良い。次
に、光６１の経路について順を追って説明する。入力フ
ァイバ２から出射した光５５は、集光レンズ７０により
集光された後、格子状導波路６４の端部に露出したコア
６５に結合し、格子状導波路６４のコア６５中を伝搬す
る。その後、第１の交差導波路６２部分に形成された溝
６７部で、コア６５と薄い空気の屈折率差による全反射
によって折り返され、光学膜７４を透過する。次に光６
１は反射ミラー６９によって反射され、再び光学膜７４
を透過した後、コア６５中を伝搬しながら溝６７に向か
う。ここで、第２の交差導波路６２部分の溝６７に、導
波路のコア６５と屈折率がおよそ等しい屈折率整合液６
８があるため、光６１は溝６７部で全反射されることな
く直進し、Ｖ型導波路６３の端の反射ミラー６９によっ
て反射される。なお、光学膜７４の反射光７５は、導波
路に結合することなく、捨てられる。更に光６１は、溝
６７での全反射とＶ型導波路６３の端の反射ミラー６９
によって複数回繰り返し反射した後、格子状導波路６４
の端部から出射し、再び集光レンズ７０により集光され
た後、出力ファイバ３に結合する。
【００６０】このように、本実施形態では、溝６７によ
って光６１を１回折り返すたびに光学膜７４を２回透過
することになる。図４５では、光６１が光学膜７４を透
過する回数は２回であり、出力ファイバ３から出力され
る光の波長特性は、光学膜７４の透過波長特性が２回累
積された特性となる。
【００６１】一方、図４６は、図４５と同様の構成で、
第２の交差導波路６２のコア６５部分に屈折率整合液６
８がなく、第３の交差導波路６２のコア６５部分のみに
屈折率整合液６８がある。このとき、光６１が光学膜７
４を透過する回数は４回となり、このため出力ファイバ
３から出力される光の波長特性は、光学膜１９の透過波
長特性が４回累積された特性となる。
【００６２】このように、本実施形態においても各交差
導波路６２の下部ヒータ７２、７３に電流を流して、各
交差導波路６２部分の溝６７の屈折率整合液６８を適切
な位置に移動させて、光６１の光路を適切に選ぶことに
より、出力ファイバ３から出力される光の波長特性が光
学膜７４の透過波長特性が累積されるように段階的に変
化させることができる。本実施形態においても第３の実
施形態の光学膜１９と同様の波長特性を有した光学膜６
４を用いているので、波長特性の変化は第３の実施形態
と同様（図１５）であり、利得等化器として使用可能で
ある。
【００６３】また、図４５と図４６とで、入出力ファイ
バ２、３間で光６１がトータルで反射する回数は１４回
で同じであり、入出力ファイバ２、３間の光６１の光路
長も変わらないことが分かる。このように、本実施形態
においても、光学膜７４で透過する回数が変わった時
に、入出力ファイバ２、３間の光６１の光路長及び光６
１がトータルで反射する回数が変わらないため、ロスに
導波路の光路長依存性がある場合や、反射ミラーの反射
率が十分ではない場合でも、ロスが変化しないという特
徴を有している。
【００６４】以上、本発明を実施形態により説明した
が、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で改良及び変形が可能であることは
言うまでもない。 （付記１）所望の波長特性を有する光学フィルタ手段
と、入射する光ビームを折り返し、該光学フィルタ手段
に該光ビームを入射させる回数を可変する事ができる反
射手段とを備え、該光ビームが該光学フィルタ手段に入
射する回数を変えることにより、実効的に波長特性を変
化させることを特徴とする波長特性可変装置。
【００６５】（付記２）前記光ビームが入射から出射ま
でに伝搬する光路長及び該光ビームが反射する回数を一
定に保つ第２の反射手段を更に備えることを特徴とする
付記１に記載の波長特性可変装置。 （付記３）前記反射手段は、空間的に移動することによ
って前記光ビームの折り返し回数及び前記光学フィルタ
手段への入射回数を可変する事を特徴とする付記１に記
載の波長特性可変装置。
【００６６】（付記４）前記反射手段は、孔を有し、前
記光ビームを複数回前記光学フィルタ手段に入射する光
路と、該光ビームが波長特性の影響を受けないで伝搬す
る光路とを該孔を介して接続することを特徴とする付記
３に記載の波長特性可変装置。
【００６７】（付記５）前記反射手段は、複数のミラー
からなり、該複数のミラーを前記光ビームの光路に挿抜
することによって、該光ビームの光路を変え、該光ビー
ムが前記光学フィルタ手段に入射する回数を可変する事
を特徴とする付記１に記載の波長特性可変装置。
【００６８】（付記６）前記光ビームの光路は、導波路
で構成され、該導波路を横切るように溝が設けられ、該
溝のうち、該光ビームが通過する部分に、該光ビームを
透過させる、あるいは、全反射させるための屈折率整合
手段を設けることによって前記反射手段を構成すること
を特徴とする付記１に記載の反射特性可変装置。
【００６９】（付記７）前記屈折率整合手段は、前記導
波路と屈折率が略等しい液体によって構成され、該液体
は、加熱及び冷却により、移動、あるいは蒸発、凝縮す
ることを特徴とする付記６に記載の波長特性可変装置。 （付記８）前記屈折率整合手段は、前記光ビームが前記
光学フィルタ手段に入射するために伝搬する光路長と、
該光学フィルタ手段に入射しないで伝搬する光路長とを
等しくするように設けられることを特徴とする付記６に
記載の波長特性可変装置。
【００７０】（付記９）前記波長特性可変装置を複数直
列に接続し、複数の波長特性可変装置の波長特性を合成
することにより所望の波長特性を与えることを特徴とす
る付記１に記載の波長特性可変装置。 （付記１０）前記光学フィルタ手段は、所望の反射波長
特性を有する反射型光学フィルタとし、前記光ビームは
該反射型光学フィルタに反射されることにより、所望の
波長特性を受けることを特徴とする付記１に記載の波長
特性可変装置。
【００７１】（付記１１）前記光学フィルタ手段は、所
望の透過波長特性を有する透過型光学フィルタとし、前
記光ビームは該反射型光学フィルタを透過することによ
って所望の波長特性を受けることを特徴とする付記１に
記載の波長特性可変装置。 （付記１２）前記反射手段は、前記光学フィルタ手段を
挟むように、該光学フィルタの両側に配置された少なく
とも２つの反射ミラーを有し、該反射ミラーは、該光学
フィルタ手段と平行にならないように配置されているこ
とを特徴とする付記１に記載の波長特性可変装置。
【００７２】（付記１３）前記光学フィルタ手段は、誘
電体多層膜からなる光学膜からなることを特徴とする付
記１に記載の波長特性可変装置。 （付記１４）前記光学フィルタ手段は、エタロンフィル
タからなることを特徴とする付記１に記載の波長特性可
変装置。
【００７３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長特性
可変装置は、１対の入出力ファイバと、所望の波長特性
を有する光学フィルタと、該ファイバから出射する光ビ
ームを複数回折り返し、該光学フィルタに該光ビームを
複数回入射せしめるために設けられた反射素子とを少な
くとも有し、該光ビームが該光学フィルタに入射する回
数を変えることにより、実質的に波長特性を変化させて
いるので、光ビームが光学フィルタに入射（透過または
反射）する回数を変えることにより、光学フィルタの波
長特性が累積され、段階的に波長特性を変化させること
ができ、簡単な構成で、波長特性を自在に変えられる波
長特性可変装置ならびにそのような波長特性可変装置を
用いた光増幅装置及び波長多重伝送装置を提供すること
ができる。
【００７４】また、本発明では更に、１対の入出力ファ
イバと、所望の波長特性を有する光学フィルタと、該フ
ァイバから出射する光ビームを複数回折り返し、該光学
フィルタに該光ビームを複数回入射せしめるために設け
られた反射素子と、入出力ファイバ間の該光ビームの光
路長及び該光ビームが反射する回数を一定に保つために
設けられた反射素子とを少なくとも有し、該光ビームの
光路長及び反射回数を一定に保ちながら該光学フィルタ
に入射する回数を変えることにより、実質的に波長特性
を変化させることもできるので、光ビームの光路長及び
反射回数が光学フィルタへの入射回数によらず一定に保
たれているので、過剰損失が変化しないという効果も有
している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を説明する図である。
【図２】駆動機構の一例を示す図である。
【図３】図１と同様の構成で、可動ミラー８の位置を矢
印（１）方向に正確にビーム間隔分移動させた状態を示
す図である。
【図４】ＥＤＦＡの利得波長特性の例を示す図である。
【図５】１５２５〜１５６５ｎｍの波長範囲における利
得偏差を示す図である。
【図６】利得等化器の波長特性を示す図である。
【図７】第１の実施形態の波長特性可変装置を利得等化
器として搭載したＥＤＦＡの例を示す図である。
【図８】第１の実施形態の波長特性可変装置の利得等化
器としての作用を説明する図である。
【図９】伝送路ファイバの有する線形的な波長特性の例
を示す図である。
【図１０】チルト等化器の波長特性を示す図である。
【図１１】図９の波長チルト特性を図１０のチルト等化
器で補償した結果のチルト補償偏差を示す図である。
【図１２】第３の実施形態の構成を示す図（その１）で
ある。
【図１３】第３の実施形態の構成を示す図（その２）で
ある。
【図１４】第３の実施形態の構成を示す図（その３）で
ある。
【図１５】第３の実施形態の波長特性可変装置の波長特
性を示す図である。
【図１６】第３の実施形態における利得等化偏差を示す
図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態に従った、第１の実
施形態の波長特性可変装置を光ビームを介して３段接続
した装置の図である。
【図１８】第４の実施形態の各段の波長特性を示した図
（その１）である。
【図１９】第４の実施形態の各段の波長特性を示した図
（その２）である。
【図２０】第４の実施形態の各段の波長特性を示した図
（その３）である。
【図２１】３つの波長特性（例えば各段とも６回反射し
た場合）を合成した例を示す図である。
【図２２】それぞれの可動ミラー８、３４、３５の位置
を移動し、光学膜２４、２８、３２の反射回数を変えた
場合の３つの波長特性（例えば各段とも同数回反射した
場合）を合成した例の図である。
【図２３】合成波長特性を示す図である。
【図２４】第５の実施形態を説明する図である。
【図２５】エタロンフィルタの透過波長特性を示した図
（その１）である。
【図２６】エタロンフィルタの透過波長特性を示した図
（その２）である。
【図２７】エタロンフィルタの透過波長特性を示した図
（その３）である。
【図２８】エタロンフィルタの透過波長特性を示した図
（その４）である。
【図２９】４つの波長特性（例えば、各段とも１２回透
過した場合）を合成した例を示す図である。
【図３０】それぞれの可動ミラー８、４２、４３、４４
の位置を移動し、エタロンフィルタ３８、３９、４０、
４１の透過回数を変えた場合の４つの波長特性を合成し
た例である。
【図３１】それぞれの可動ミラー８、４２、４３、４４
の位置を移動し、エタロンフィルタ３８、３９、４０、
４１の透過回数を変えた場合の４つの波長特性を合成し
た例である。
【図３２】本発明の第６の実施形態を説明する図（その
１）である。
【図３３】本発明の第６の実施形態を説明する図（その
２）である。
【図３４】本発明の第７の実施形態を説明する図であ
る。
【図３５】図３４と同様の構成で、第２の両面マイクロ
可動ミラー５４のスイッチがＯＦＦにされ、代わりに第
３の両面マイクロ可動ミラー５４のスイッチがＯＮにさ
れた状態である。
【図３６】両面マイクロ可動ミラー５４を垂直な方向に
移動させる方法の一例について説明する図（その１）で
ある。
【図３７】両面マイクロ可動ミラー５４を垂直な方向に
移動させる方法の一例について説明する図（その２）で
ある。
【図３８】両面マイクロ可動ミラー５４を垂直な方向に
移動させる方法の一例について説明する図（その３）で
ある。
【図３９】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
１）である。
【図４０】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
２）である。
【図４１】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
３）である。
【図４２】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
４）である。
【図４３】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
５）である。
【図４４】本発明の第８の実施形態を説明する図（その
６）である。
【図４５】第９の実施形態を説明する図（その１）であ
る。
【図４６】第９の実施形態を説明する図（その２）であ
る。
【符号の説明】
２ 入力ファイバ ３ 出力ファイバ ４ コリメートレンズ ５ 入力ファイバコリメータ ６ 出力ファイバコリメータ ７、１６、２２、２６、３０ 光学フィルタ ８、３４、３５、４２、４３、４４ 可動ミラー ９、１７、３６、３７、４５、４６、４７、４８、４
９、５０、５３固定ミラー １０、１８、２３、２７、３１ ガラス基板 １１、１９、２４、２８、３２ 光学膜 １２、２０ 反射防止膜 １３、１４ ミラー面 ３８、３９、４０、４１ エタロン ５１ 両面可動ミラー ５２ 孔 ５４ 両面マイクロ可動ミラー ５５ 可動電極 ５６ 支持ビーム ５７ 固定電極 ５８ 支持台 ５９ 電源 ６０ スイッチ ６２ Ｘ型交差導波路 ６３ Ｖ型導波路 ６４ 格子状導波路 ６５ コア ６６ クラッド ６７ 溝 ６８ 屈折率整合液 ６９ 反射ミラー ７０ 集光レンズ ７１ 断熱部材 ７２、７３ 下部ヒータ ７４ 光学膜 ７６ 光学フィルタ ８０ 可動ステージ ８１ ボールネジ ８２ シャフト ８３ ギア ８４ ステッピングモータ ８５ ＥＤＦ ８６ 励起レーザ ８７ 融着カプラ ８８ アイソレータ １００ 波長特性可変装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/28 (72)発明者 長沼 典久 北海道札幌市北区北七条西四丁目３番地１ 富士通東日本ディジタル・テクノロジ株 式会社内 Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AB14 AC06 AC07 AC08 AZ00 2H042 DA01 DA20 DD01 DE00 2H048 FA07 FA09 FA22 FA24 GA07 GA12 GA23 GA24 GA32 GA51 GA62 5K002 BA02 BA21 CA01 FA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】所望の波長特性を有する光学フィルタ手段
    と、 入射する光ビームを折り返し、該光学フィルタ手段に該
    光ビームを入射させる回数を可変する事ができる反射手
    段とを備え、 該光ビームが該光学フィルタ手段に入射する回数を変え
    ることにより、実効的に波長特性を変化させることを特
    徴とする波長特性可変装置。
  2. 【請求項２】前記光ビームが入射から出射までに伝搬す
    る光路長及び該光ビームが反射する回数を一定に保つ一
    定化手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載
    の波長特性可変装置。
  3. 【請求項３】前記反射手段は、空間的に移動することに
    よって前記光ビームの折り返し回数及び前記光学フィル
    タ手段への入射回数を可変する事を特徴とする請求項１
    に記載の波長特性可変装置。
  4. 【請求項４】前記反射手段は、複数のミラーからなり、
    該複数のミラーを前記光ビームの光路に挿抜することに
    よって、該光ビームの光路を変え、該光ビームが前記光
    学フィルタ手段に入射する回数を可変する事を特徴とす
    る請求項１に記載の波長特性可変装置。
  5. 【請求項５】前記波長特性可変装置を複数直列に接続
    し、複数の波長特性可変装置の波長特性を合成すること
    により所望の波長特性を与えることを特徴とする請求項
    １に記載の波長特性可変装置。
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