JP2003131147A - Variable optical attenuator - Google Patents

Variable optical attenuator

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JP2003131147A
JP2003131147A JP2001329739A JP2001329739A JP2003131147A JP 2003131147 A JP2003131147 A JP 2003131147A JP 2001329739 A JP2001329739 A JP 2001329739A JP 2001329739 A JP2001329739 A JP 2001329739A JP 2003131147 A JP2003131147 A JP 2003131147A
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lens
optical attenuator
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Koji Oura
宏治 大浦
Katsutoshi Komoto
克敏 甲本
Yoichi Kurumiya
洋一 久留宮
Hideyuki Hosoya
英行 細谷
Makiko Yokoyama
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a miniaturized and reliable variable optical attenuator. SOLUTION: Light inputted to a GRIN lens 2 from an input optical fiber 1 propagates in the direction of the light axis of the GRIN lens 2. The GRIN lens 2 receives a stress from a stress-giving mechanism and the form of the lens and the condensing position of a light beam vary, thus the attenuation of the light which passes through the GRIN lens 2 varies according to the given stress. Specifically, the stress given to the GRIN lens 2 by a directly pushing movable part 7 is adjusted by operating a screw 6, and the attenuation of the light is available according to the given stress.

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、光通信分野で用い
られ、光パワーの減衰量を可変とすることができる可変
光減衰器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable optical attenuator used in the field of optical communication and capable of varying the attenuation amount of optical power.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年光ファイバ増幅器や高密度波長多重
通信システムの開発に伴って、光ファイバ増幅器ステー
ジ間での光パワーの同等化及び多重波長の同時減衰等の
目的から、高出力光を制御することが必要となり、可変
光減衰器の需要が高まっている。この可変光減衰器とし
ては、まず、光減衰効果を機械的な手段で実現したもの
があり、例えば、光ファイバ端面の分離またはアライメ
ントによるもの、光ファイバのマイクロベンディングに
よるもの、またはステッピングモーター駆動のブレード
やフィルタによる光ビームの機械的干渉法によるものが
ある。しかし、これらの機械的手段による可変光減衰器
は、光減衰量を変化させるスピードの点で劣るという問
題点があった。
2. Description of the Related Art With the recent development of optical fiber amplifiers and high-density wavelength-division multiplexing communication systems, high-output light is controlled for the purpose of equalizing optical power between optical fiber amplifier stages and simultaneously attenuating multiple wavelengths. Therefore, the demand for variable optical attenuators is increasing. As this variable optical attenuator, there is one that realizes an optical attenuation effect by mechanical means, for example, by separating or aligning the end faces of an optical fiber, by microbending of an optical fiber, or by a stepping motor drive. There is a mechanical interference method of a light beam with a blade or a filter. However, the variable optical attenuator using these mechanical means has a problem that it is inferior in the speed of changing the optical attenuation amount.

【0003】一方、非機械的な手段による可変光減衰器
として、熱光学効果型可変光減衰器や電気光学効果型可
変光減衰器等が開発されている。この熱光学効果型可変
光減衰器の一例を図6に示す。図6中、符号11は入力
用光ファイバであり、この入力用光ファイバ11は、光
導波路12が形成された基板13の入力端に接続されて
いる。この基板13上には、分岐された一方の光導波路
12aの両側に制御電極14が設けら、基板13の出力
端には出力用光ファイバ15が接続されている。この熱
光学効果型可変光減衰器においては、基板13の屈折率
は温度に依存するため、制御電極14によって加熱され
た光導波路12aは、一方の光導波路12bに対して光
路長差を生じ、出力用光ファイバ15に出力される出力
光パワーは、これら2つの光導波路間の温度差に依存し
て減衰する。このように、制御電極14による温度制御
によって、光減衰量の調節が行われる。
On the other hand, thermo-optical effect type variable optical attenuators, electro-optical effect type variable optical attenuators, etc. have been developed as variable optical attenuators by non-mechanical means. An example of this thermo-optical effect type variable optical attenuator is shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 11 is an input optical fiber, and the input optical fiber 11 is connected to the input end of the substrate 13 on which the optical waveguide 12 is formed. Control electrodes 14 are provided on both sides of one branched optical waveguide 12a on the substrate 13, and an output optical fiber 15 is connected to an output end of the substrate 13. In this thermo-optical effect type variable optical attenuator, since the refractive index of the substrate 13 depends on temperature, the optical waveguide 12a heated by the control electrode 14 causes an optical path length difference with respect to one optical waveguide 12b, The output light power output to the output optical fiber 15 is attenuated depending on the temperature difference between these two optical waveguides. In this way, the light attenuation amount is adjusted by the temperature control by the control electrode 14.

【0004】次に、電気光学効果型可変光減衰器の一例
を図7に示す。図7中、符号21は入力用光ファイバで
あり、この入力用光ファイバ21は、入力側コリメータ
22aの入力端に接続されている。符号22bは出力側
コリメータであり、この出力側コリメータ22bの出力
端には、出力用光ファイバ23が接続されている。入力
側コリメータ22aと出力用コリメータ22bとの間に
は、空間を隔てて電気光学素子24が配置されている。
この電気光学効果型可変光減衰器においては、入力用光
ファイバ21からの入力光は、入力側コリメータ22a
によって図7に示すようにコリメートされ、平行ビーム
として電気光学素子24に入射する。この電気光学素子
24の電界を調整することにより、電気光学素子24を
透過する光パワーが変化し、この透過光は出力側コリメ
ータ22bを介して集束されて出力用光ファイバ23に
出力される。このように、電気光学素子24に加えられ
る電界の制御によって、光減衰量の調節が行われる。
Next, an example of the electro-optical effect type variable optical attenuator is shown in FIG. In FIG. 7, reference numeral 21 is an input optical fiber, and this input optical fiber 21 is connected to the input end of the input side collimator 22a. Reference numeral 22b is an output side collimator, and an output optical fiber 23 is connected to an output end of the output side collimator 22b. An electro-optical element 24 is arranged between the input side collimator 22a and the output collimator 22b with a space therebetween.
In this electro-optical effect type variable optical attenuator, the input light from the input optical fiber 21 is input side collimator 22a.
Is collimated as shown in FIG. 7 and enters the electro-optical element 24 as a parallel beam. By adjusting the electric field of the electro-optical element 24, the optical power transmitted through the electro-optical element 24 changes, and the transmitted light is focused via the output side collimator 22b and output to the output optical fiber 23. In this way, the amount of light attenuation is adjusted by controlling the electric field applied to the electro-optical element 24.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した熱光
学効果型可変光減衰器は、熱光学効果を生じさせるため
の基板を必要とするため、その構成上大型化してしまう
という欠点がある。また、電気光学効果型可変光減衰器
は、独立した3つのパーツ、すなわちレンズ−素子−レ
ンズを正確に且つ長期間安定に固定する必要があるた
め、構造、工法的にコストが高いという問題点と、光ビ
ームを電気光学素子に透過させる際に光ビームが空気中
を伝搬するため、空間にゴミ、湿気等が入らない構造に
するため、信頼性を高くするにはコストがかかるといっ
た問題点があった。本発明は、このような問題点を解決
するためになされたもので、小型化が可能で、低コスト
で信頼性の高い可変光減衰器を提供することを目的とす
る。
However, the above-mentioned thermo-optical effect type variable optical attenuator requires a substrate for producing the thermo-optical effect, and therefore has a drawback that it is large in size due to its configuration. Further, the electro-optical effect type variable optical attenuator requires three independent parts, that is, the lens-element-lens to be fixed accurately and stably for a long period of time, resulting in high structure and construction cost. In addition, since the light beam propagates through the air when it is transmitted to the electro-optical element, the structure is such that dust, moisture, etc. do not enter the space, and it is costly to improve reliability. was there. The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a variable optical attenuator that can be miniaturized, has low cost, and has high reliability.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、GRINレンズにストレ
スを付与するためのストレス付与機構を設け、このスト
レス付与によってGRINレンズを透過する光量を調節
することを特徴とする可変光減衰器である。これによ
り、GRINレンズ内の焦点位置が敏感に変動し光ビー
ム集光位置が変化するため、ストレス付与量に応じて光
減衰量を調節することができる可変光減衰器を実現する
ことができる。請求項2記載の発明は、請求項1記載の
可変光減衰器において、前記ストレス付与機構は、ねじ
を操作して前記GRINレンズを押圧する手段であるこ
とを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is provided with a stress applying mechanism for applying stress to the GRIN lens, and the GRIN lens penetrates through the stress applying mechanism. It is a variable optical attenuator characterized by adjusting the amount of light. As a result, the focal position in the GRIN lens fluctuates sensitively and the light beam converging position changes, so that a variable optical attenuator capable of adjusting the optical attenuation amount according to the stress application amount can be realized. According to a second aspect of the present invention, in the variable optical attenuator according to the first aspect, the stress applying mechanism is means for operating a screw to press the GRIN lens.

【0007】請求項3記載の発明は、請求項1記載の可
変光減衰器において、前記ストレス付与機構は、ピエゾ
素子により前記GRINレンズにストレスを付与する手
段であることを特徴とする。請求項4記載の発明は、請
求項1記載の可変光減衰器において、前記ストレス付与
機構は、ストレス付与物質を温度変化させて、熱膨張に
よるストレスを前記GRINレンズに付与する手段であ
ることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the variable optical attenuator according to the first aspect, the stress applying mechanism is means for applying stress to the GRIN lens by a piezo element. According to a fourth aspect of the present invention, in the variable optical attenuator according to the first aspect, the stress applying mechanism is means for applying a stress due to thermal expansion to the GRIN lens by changing the temperature of the stress applying substance. Characterize.

【0008】請求項5記載の発明は、請求項4記載の可
変光減衰器において、前記温度変化は、ヒータまたはペ
ルチェ素子によりなされることを特徴とする。請求項6
記載の発明は、請求項1、2、3、4又は5記載の可変
光減衰器において、光減衰量の大小に応じて前記GRI
Nレンズに付与されるストレス量を制御し、最適な光減
衰量が得られるようにしたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the variable optical attenuator of the fourth aspect, the temperature change is made by a heater or a Peltier element. Claim 6
The described invention is the variable optical attenuator according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the GRI is adjusted according to the magnitude of optical attenuation.
It is characterized in that the amount of stress applied to the N lens is controlled so that an optimum amount of light attenuation can be obtained.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
図1に、本発明の可変光減衰器の第1の例の構成を示
す。図1中、符号1は入力用光ファイバであり、この入
力用光ファイバ1は、GRINレンズ2の入力端に接続
されている。GRINレンズ2の出力端には、出力用光
ファイバ3が接続されている。GRINレンズ2とし
て、その径が125μm〜1000μmであり、光ファ
イバ径とほぼ同程度の太さのGRINレンズが用いられ
る。このGRINレンズ2と入力用光ファイバ1及び出
力用光ファイバ3とは、光結合率が最大となるように入
力用光ファイバ1及び出力用光ファイバ3の位置を調整
して、接着または融着により固定されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 shows the configuration of a first example of the variable optical attenuator of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is an input optical fiber, and this input optical fiber 1 is connected to the input end of a GRIN lens 2. An output optical fiber 3 is connected to the output end of the GRIN lens 2. As the GRIN lens 2, a GRIN lens having a diameter of 125 μm to 1000 μm and a thickness almost equal to the optical fiber diameter is used. The GRIN lens 2 and the input optical fiber 1 and the output optical fiber 3 are bonded or fused by adjusting the positions of the input optical fiber 1 and the output optical fiber 3 so that the optical coupling rate is maximized. It is fixed by.

【0010】GRINレンズ2は2つの支持具4によっ
て支持され、この支持具4の底部は、GRINレンズ2
を収納するケース5に接着等により固定されている。符
号6は、GRINレンズ2の上面側に設けられたねじで
あり、この例においては、このねじ6をモーターを用い
て駆動し、または手動により操作することで直押し可動
部7によりGRINレンズ2の上面が押圧される。すな
わち、この例においては、ねじ6と直押し可動部7によ
ってGRINレンズ2に曲げや圧縮応力等のストレスを
付与するためのストレス付与機構が構成されている。
The GRIN lens 2 is supported by two supports 4, and the bottom of the support 4 has the GRIN lens 2
Is fixed to the case 5 for accommodating the. Reference numeral 6 denotes a screw provided on the upper surface side of the GRIN lens 2, and in this example, the screw 6 is driven by a motor or manually operated to directly move the GRIN lens 2 by the movable portion 7. The upper surface of is pressed. That is, in this example, a stress applying mechanism for applying stress such as bending and compressive stress to the GRIN lens 2 is constituted by the screw 6 and the direct-pressing movable portion 7.

【0011】次に、この例の可変光減衰器の動作につい
て説明する。入力用光ファイバ1からGRINレンズ2
に入力された光は、GRINレンズ2の光軸方向に伝搬
する。GRINレンズ2はストレス付与機構によってス
トレスを受けて、その形状や光ビーム集光位置が変化す
るため、ストレス付与量に応じてGRINレンズ2内を
透過する光の減衰量が変化する。ここでは、ねじ6の操
作により、直押し可動部7からのGRINレンズ2に対
するストレス付与量が調節される。この例においては、
GRINレンズ2内での光経路ピッチの半分、すなわち
0.5ピッチの整数倍の長さのGRINレンズを使用す
ることが好ましい。GRINレンズ2に入射した光はG
RINレンズ2中で広がり、0.25ピッチの位置で光
ビーム径が最大となる。光はその後集束し、0.5ピッ
チのところで焦点を結び、出力用光ファイバ3に出力さ
れる。
Next, the operation of the variable optical attenuator of this example will be described. Input optical fiber 1 to GRIN lens 2
The light input to is propagated in the optical axis direction of the GRIN lens 2. Since the GRIN lens 2 is stressed by the stress applying mechanism and its shape and the light beam condensing position are changed, the attenuation amount of the light transmitted through the GRIN lens 2 is changed according to the stress applying amount. Here, the amount of stress applied to the GRIN lens 2 from the direct-press movable portion 7 is adjusted by operating the screw 6. In this example,
It is preferable to use a GRIN lens having a length that is half the optical path pitch in the GRIN lens 2, that is, an integral multiple of 0.5 pitch. The light incident on the GRIN lens 2 is G
It spreads in the RIN lens 2 and the light beam diameter becomes maximum at the position of 0.25 pitch. The light is then focused, focused at 0.5 pitch, and output to the output optical fiber 3.

【0012】長さが0.5ピッチの整数倍のGRINレ
ンズを使用するのは、以下の理由のためである。通常の
GRINレンズを使用した光部品の場合には0.25ピ
ッチのレンズを使用するが、それは、GRINレンズの
ピッチ長が0.25ピッチのときに光ファイバからGR
INレンズに入射した光が平行光となり、光機能素子を
レンズ間に挟み込んでも損失増が少ないためである。し
かし、この例の可変光減衰器の場合、GRINレンズ間
に光機能素子を挟み込むのではなく、GRINレンズ自
体に可変光減衰機能をもたせているため、GRINレン
ズのピッチ長としては、0.5ピッチの整数倍のものを
用いることによって、集束された光を出力用光ファイバ
に出力することができる。GRINレンズ2にストレス
がかかっていない場合には、理想的には、挿入損失は0
dBとなる。ただし、実際には、GRINレンズ2中で
の散乱、吸収等による損失や、光ファイバとGRINレ
ンズ2との接続時の位置ずれなどの要因により、0.2
dB程度の挿入損失を生じる。
The reason why the GRIN lens whose length is an integral multiple of 0.5 pitch is used is as follows. In the case of an optical component using a normal GRIN lens, a 0.25 pitch lens is used, which means that when the pitch length of the GRIN lens is 0.25 pitch, GR
This is because the light incident on the IN lens becomes parallel light, and the loss increase is small even if the optical functional element is sandwiched between the lenses. However, in the case of the variable optical attenuator of this example, the GRIN lens itself is provided with the variable optical attenuating function instead of sandwiching the optical functional element between the GRIN lenses, and therefore the pitch length of the GRIN lens is 0.5. By using an integral multiple of the pitch, the focused light can be output to the output optical fiber. When the GRIN lens 2 is not stressed, the insertion loss is ideally 0.
It becomes dB. However, in actuality, due to factors such as loss due to scattering and absorption in the GRIN lens 2 and misalignment when connecting the optical fiber and the GRIN lens 2, 0.2
Insertion loss of about dB is generated.

【0013】一方、GRINレンズ2にストレスがかか
っている場合には、GRINレンズ2中において光が減
衰するが、その理由について以下に説明する。曲げ等の
ストレスによって光減衰量が変化する例として、光ファ
イバが知られている。光ファイバの場合、光導波構造が
あるため、光は導波路内に閉じ込められ、コアとの境界
面で全反射しながら進行するが、これに曲げを生じる
と、光の全反射条件を満たさなくなるため光損失を生じ
る。GRINレンズの場合にも、ストレスが付与される
と、その形状が変化し、これによって焦点位置変動を生
じて光ビーム集光位置が変化するため、ストレス付与量
に応じてGRINレンズ2の出力端から出力用光ファイ
バ3に出力される光量が変化する。また、ストレスをG
RINレンズ2に加えることにより、レンズ内部の屈折
率分布が乱れることから、結果的に集光端での光ビーム
形状が崩れることによる損失増が発生して光量変化をお
こす。
On the other hand, when the GRIN lens 2 is stressed, the light is attenuated in the GRIN lens 2. The reason for this will be described below. An optical fiber is known as an example in which the amount of optical attenuation changes due to stress such as bending. In the case of an optical fiber, since it has an optical waveguide structure, light is confined in the waveguide and travels while undergoing total reflection at the boundary surface with the core, but if bending occurs, it will not satisfy the condition for total reflection of light. Therefore, light loss occurs. Even in the case of a GRIN lens, when stress is applied, its shape changes, which causes a focus position change and changes the light beam focusing position. Therefore, the output end of the GRIN lens 2 changes according to the amount of stress applied. The amount of light output from the output optical fiber 3 changes. Also, stress G
When added to the RIN lens 2, the refractive index distribution inside the lens is disturbed, resulting in an increase in loss due to the collapse of the light beam shape at the condensing end and a change in the light amount.

【0014】GRINレンズ内では、GRINレンズの
屈折率分布によって光ビーム径が拡大、集束する。この
とき、光ビーム径が大きいほど、曲げ角度による焦点位
置変動が大きくなる。図2は、2つの対向するGRIN
レンズ間に角度折れを生じる場合の光損失の計算結果を
モードフィールド径が420μmの場合について示した
ものであり、図3は、光ファイバとGRINレンズ間に
角度折れを生じる場合の光損失の計算結果をモードフィ
ールド径が10μmの場合について示したものである。
これらの計算結果から、角度折れ量が0.1度の場合、
光ビーム径が420μmでは、6dBの損失増になるのに対
し、光ビーム径が10μmでは、0.00028dBしか損失増と
ならない。
In the GRIN lens, the light beam diameter is expanded and focused due to the refractive index distribution of the GRIN lens. At this time, the larger the light beam diameter, the larger the fluctuation in the focal position due to the bending angle. Figure 2 shows two opposing GRINs
FIG. 3 shows the calculation result of the optical loss in the case of causing the angle bending between the lenses, and FIG. 3 shows the calculation of the optical loss in the case of causing the angle bending between the optical fiber and the GRIN lens. The results are shown for a mode field diameter of 10 μm.
From these calculation results, if the angle bending amount is 0.1 degree,
When the light beam diameter is 420 μm, the loss increase is 6 dB, whereas when the light beam diameter is 10 μm, the loss increase is only 0.00028 dB.

【0015】このように、2つの対向するレンズ間に角
度折れを生じる場合に、光ビーム径が大きいほど損失増
加量が大きくなることから、1本の連続したGRINレ
ンズにストレスを付与して曲げ角度を生じさせることに
よっても、GRINレンズ内のビーム拡大部の波面に角
度がつくことから、損失増加量が増大する。従って、G
RINレンズ2内において、光ビーム径が拡大されてい
る領域では、曲げ角度に対する損失増加量が大きくな
り、少しの角度変化で大きく光を減衰させることが可能
となる。
As described above, when an angle fold is generated between two opposing lenses, the larger the light beam diameter, the larger the loss increase amount. Therefore, stress is applied to one continuous GRIN lens to bend it. By causing the angle, the wave front of the beam expanding portion in the GRIN lens also becomes angled, so that the loss increase amount increases. Therefore, G
In the RIN lens 2, in the region where the light beam diameter is expanded, the loss increase amount with respect to the bending angle is large, and it is possible to greatly attenuate the light with a slight angle change.

【0016】次に、本発明の可変光減衰器の第2の例に
ついて説明する。図4に、本発明の可変光減衰器の第2
の例の構成を示す。この例の可変光減衰器は、入力用光
ファイバ1と出力用光ファイバ3とが接続されたGRI
Nレンズ2が、2つの支持具4によって支持されてケー
ス5に収納されている点は第1の例と同様であるが、ス
トレス付与機構の構成が第1の例とは異なっている。符
号6はねじであり、このねじ6を操作することでスライ
ド式可動部8によりGRINレンズ2の上面のほぼ中央
部が押圧される。すなわち、この例においては、ねじ6
とスライド式可動部7とによってストレス付与機構が構
成されている。この例においても、光ファイバ径とほぼ
同程度の径を有し、0.5ピッチの整数倍の長さのGR
INレンズを使用することが好ましい。この例において
は、ねじ6の操作により、スライド式可動部8からのG
RINレンズ2に対するストレス付与量が調節される。
GRINレンズ2はその中央部においてストレス付与機
構によってストレスを受けて、その形状や光ビーム集光
位置が変化するため、ストレス付与量に応じてGRIN
レンズ2内を透過する光の減衰量が変化する。
Next, a second example of the variable optical attenuator of the present invention will be described. FIG. 4 shows a second variable optical attenuator of the present invention.
The structure of the example of is shown. The variable optical attenuator of this example is a GRI in which an input optical fiber 1 and an output optical fiber 3 are connected.
The N lens 2 is supported by the two supports 4 and housed in the case 5 as in the first example, but the structure of the stress applying mechanism is different from that in the first example. Reference numeral 6 is a screw, and when the screw 6 is operated, the slide type movable portion 8 presses the substantially central portion of the upper surface of the GRIN lens 2. That is, in this example, the screw 6
The slide type movable portion 7 constitutes a stress applying mechanism. Also in this example, a GR having a diameter approximately the same as the optical fiber diameter and having a length that is an integral multiple of 0.5 pitch
It is preferable to use an IN lens. In this example, by operating the screw 6, the G
The amount of stress applied to the RIN lens 2 is adjusted.
The GRIN lens 2 is stressed by the stress applying mechanism at its central portion, and its shape and light beam condensing position are changed.
The amount of attenuation of light transmitted through the lens 2 changes.

【0017】次に、本発明の可変光減衰器の第3の例に
ついて説明する。図5に、本発明の可変光減衰器の第3
の例の構成を示す。この例の可変光減衰器は、入力用光
ファイバ1と出力用光ファイバ3とが接続されたGRI
Nレンズ2が、支持具4によって支持されてケース5に
収納されている点と、ストレス付与機構がねじ6とスラ
イド式可動部8とからなる点は第2の例と同様である
が、GRINレンズ2の支持の手段とスライド式可動部
8が設けられる位置が第2の例とは異なっている。この
例においては、支持具4はGRINレンズ2下面の一端
のみを支持している。また、スライド式可動部8はGR
INレンズ2の上面の他の一端を押圧することにより、
ストレス付与機構として機能する。この例においても、
光ファイバ径とほぼ同程度の径を有し、0.5ピッチの
整数倍の長さのGRINレンズを使用することが好まし
い。この例においては、ねじ6の操作により、スライド
式可動部8からのGRINレンズ2に対するストレス付
与量が調節される。GRINレンズ2は例えば入力端に
近い側においてストレス付与機構によってストレスを受
けて、その形状や光ビーム集光位置が変化するため、ス
トレス付与量に応じてGRINレンズ2内を透過する光
の減衰量が変化する。
Next, a third example of the variable optical attenuator of the present invention will be described. FIG. 5 shows a third variable optical attenuator of the present invention.
The structure of the example of is shown. The variable optical attenuator of this example is a GRI in which an input optical fiber 1 and an output optical fiber 3 are connected.
The N lens 2 is supported by the support 4 and is housed in the case 5, and the stress applying mechanism is composed of the screw 6 and the slide type movable portion 8 as in the second example. The position where the means for supporting the lens 2 and the slide type movable portion 8 are provided is different from that of the second example. In this example, the support tool 4 supports only one end of the lower surface of the GRIN lens 2. Further, the slide type movable portion 8 is GR
By pressing the other end of the upper surface of the IN lens 2,
Functions as a stress applying mechanism. Also in this example,
It is preferable to use a GRIN lens having a diameter substantially equal to the diameter of the optical fiber and having a length that is an integral multiple of 0.5 pitch. In this example, the amount of stress applied to the GRIN lens 2 from the slide type movable portion 8 is adjusted by operating the screw 6. The GRIN lens 2 is subjected to stress on the side near the input end by a stress applying mechanism, and its shape and light beam condensing position change. Therefore, the amount of attenuation of light transmitted through the GRIN lens 2 is changed according to the amount of stress applied. Changes.

【0018】GRINレンズ2にストレスを付与するた
めのストレス付与機構としては、以上説明した例の他に
も、以下の例を用いることができる。その1つは、ピエ
ゾ素子を用いてストレスを付与する手段であり、ピエゾ
素子に電界を付加することにより、GRINレンズ2に
ストレスを付与することができる。他の1つは、GRI
Nレンズ2にストレスを付与するためのストレス付与物
質として金属等の熱膨張係数の大きい物質を用い、この
物質をヒータまたはペルチェ素子等を用いて温度変化さ
せて熱膨張によるストレスを生じさせるものである。ま
た、以上に説明した以外の手段によっても、GRINレ
ンズ2にストレスを付与することができるものであれ
ば、他の例によってもよい。さらに、光減衰量に関する
情報をフィードバックして、光減衰量の大小に応じてG
RINレンズ2に付与されるストレス量を制御し、最適
な光減衰量を得るようにすることも可能である。
As the stress applying mechanism for applying stress to the GRIN lens 2, the following examples can be used in addition to the examples described above. One of them is a means for applying stress using a piezo element, and stress can be applied to the GRIN lens 2 by applying an electric field to the piezo element. The other one is GRI
A material having a large coefficient of thermal expansion such as metal is used as a stress applying material for applying stress to the N lens 2, and the temperature of this material is changed by using a heater or a Peltier element to generate stress due to thermal expansion. is there. Also, other means may be used as long as the stress can be applied to the GRIN lens 2 by means other than those described above. Further, the information about the light attenuation amount is fed back, and G is adjusted according to the magnitude of the light attenuation amount.
It is also possible to control the amount of stress applied to the RIN lens 2 so as to obtain the optimum light attenuation amount.

【0019】この例の可変光減衰器によると、GRIN
レンズ2にストレスを付与するためのストレス付与機構
を設け、光ファイバ径と同程度の径を持つGRINレン
ズ2に対しストレスを付与することによって、GRIN
レンズ2内の焦点位置が敏感に変動し光ビーム集光位置
が変化するため、ストレス付与量に応じて光減衰量を調
節することができる可変光減衰器を実現することができ
る。また、光ファイバ径と同程度の径を持つGRINレ
ンズ2を用いるため、小型化が可能で、低コストの可変
光減衰器を実現することができる。また、光ビームが空
気中を伝搬することがないため、信頼性の高い可変光減
衰器を実現することができる。さらに、付与されるスト
レスに対して敏感に光減衰量を調節することができるた
め、小さなストレス量で光減衰を実現することが可能で
あり、ストレス付与部を制御するための電力等の動力を
少なくして所望の光減衰量が得られる可変光減衰器を実
現することができる。
According to the variable optical attenuator of this example, GRIN
By providing a stress applying mechanism for applying stress to the lens 2 and applying stress to the GRIN lens 2 having a diameter approximately the same as the optical fiber diameter, the GRIN
Since the focal position in the lens 2 sensitively changes and the light beam condensing position changes, a variable optical attenuator capable of adjusting the optical attenuation amount according to the stress application amount can be realized. Further, since the GRIN lens 2 having a diameter approximately equal to the diameter of the optical fiber is used, it is possible to realize a variable optical attenuator which can be downsized and can be manufactured at low cost. Moreover, since the light beam does not propagate in the air, a highly reliable variable optical attenuator can be realized. Furthermore, since the amount of light attenuation can be adjusted sensitively to the applied stress, it is possible to realize light attenuation with a small amount of stress, and to use power such as electric power to control the stress applying part. It is possible to realize a variable optical attenuator in which the desired amount of optical attenuation can be obtained by reducing the amount.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
GRINレンズにストレスを付与するためのストレス付
与機構を設け、光ファイバ径と同程度の径を持つGRI
Nレンズに対しストレスを付与することによって、GR
INレンズ内の焦点位置が敏感に変動し光ビーム集光位
置が変化するため、ストレス付与量に応じて光減衰量を
調節することができる可変光減衰器を実現することがで
きる。また、光ファイバ径と同程度の径を持つGRIN
レンズを用いるため、小型化が可能で、低コストの可変
光減衰器を実現することができる。また、光ビームが空
気中を伝搬することがなく、構成部品を少なくできるこ
とから、信頼性の高い可変光減衰器を実現することがで
きる。さらに、付与されるストレスに対して敏感に光減
衰量を調節することができるため、小さなストレス量で
光減衰を実現することが可能であり、ストレス付与部を
制御するための電力等の動力を少なくして所望の光減衰
量が得られる可変光減衰器を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
A GRI lens having a stress applying mechanism for applying stress to the GRIN lens and having a diameter about the same as the optical fiber diameter
By applying stress to the N lens, GR
Since the focus position in the IN lens fluctuates sensitively and the light beam condensing position changes, it is possible to realize a variable optical attenuator capable of adjusting the optical attenuation amount according to the stress application amount. In addition, GRIN having a diameter similar to the optical fiber diameter
Since the lens is used, it is possible to realize a variable optical attenuator that can be downsized and that is low in cost. Further, since the light beam does not propagate in the air and the number of components can be reduced, a highly reliable variable optical attenuator can be realized. Furthermore, since the amount of light attenuation can be adjusted sensitively to the applied stress, it is possible to realize light attenuation with a small amount of stress, and to use power such as electric power to control the stress applying part. It is possible to realize a variable optical attenuator in which the desired amount of optical attenuation can be obtained by reducing the amount.

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

【図1】本発明の可変光減衰器の第1の例を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a first example of a variable optical attenuator of the present invention.

【図2】GRINレンズ間の角度折れによる光損失を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing light loss due to angular bending between GRIN lenses.

【図3】光ファイバとGRINレンズ間の角度折れによ
る光損失を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing optical loss due to angle bending between an optical fiber and a GRIN lens.

【図4】本発明の可変光減衰器の第2の例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing a second example of the variable optical attenuator of the present invention.

【図5】本発明の可変光減衰器の第3の例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a third example of the variable optical attenuator of the present invention.

【図6】従来の可変光減衰器の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional variable optical attenuator.

【図7】従来の可変光減衰器の他の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of a conventional variable optical attenuator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…入力用光ファイバ、2…GRINレンズ、3…出力
用光ファイバ、4…支持具、5…ケース、6…ねじ、7
…直押し可動部、8…スライド式可動部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input optical fiber, 2 ... GRIN lens, 3 ... Output optical fiber, 4 ... Support tool, 5 ... Case, 6 ... Screw, 7
… Directly moving part, 8… Sliding type moving part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲本 克敏 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 久留宮 洋一 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 細谷 英行 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 (72)発明者 横山 磨紀子 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2H038 AA21 AA35 BA23 BA30 2H041 AA02 AB24 AC01 AC07 AZ02 AZ05    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Katsutoshi Komoto             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office (72) Inventor Yoichi Kurumiya             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office (72) Inventor Hideyuki Hosoya             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office (72) Inventor Makiko Yokoyama             Fuji Co., Ltd. 1440 Rokuzaki, Sakura City, Chiba Prefecture             Kura Sakura Office F-term (reference) 2H038 AA21 AA35 BA23 BA30                 2H041 AA02 AB24 AC01 AC07 AZ02                       AZ05

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 GRINレンズにストレスを付与するた
めのストレス付与機構を設け、このストレス付与によっ
てGRINレンズを透過する光量を調節することを特徴
とする可変光減衰器。
1. A variable optical attenuator comprising a stress applying mechanism for applying stress to a GRIN lens, and adjusting the amount of light transmitted through the GRIN lens by applying the stress.
【請求項2】 前記ストレス付与機構は、ねじを操作し
て前記GRINレンズを押圧する手段であることを特徴
とする請求項1記載の可変光減衰器。
2. The variable optical attenuator according to claim 1, wherein the stress applying mechanism is means for operating a screw to press the GRIN lens.
【請求項3】 前記ストレス付与機構は、ピエゾ素子に
より前記GRINレンズにストレスを付与する手段であ
ることを特徴とする請求項1記載の可変光減衰器。
3. The variable optical attenuator according to claim 1, wherein the stress applying mechanism is means for applying stress to the GRIN lens by a piezo element.
【請求項4】 前記ストレス付与機構は、ストレス付与
物質を温度変化させて、熱膨張によるストレスを前記G
RINレンズに付与する手段であることを特徴とする請
求項1記載の可変光減衰器。
4. The stress applying mechanism changes the temperature of a stress applying substance to apply stress due to thermal expansion to the G
The variable optical attenuator according to claim 1, which is a means for applying the RIN lens.
【請求項5】 前記温度変化は、ヒータまたはペルチェ
素子によりなされることを特徴とする請求項4記載の可
変光減衰器。
5. The variable optical attenuator according to claim 4, wherein the temperature change is performed by a heater or a Peltier element.
【請求項6】 光減衰量の大小に応じて前記GRINレ
ンズに付与されるストレス量を制御し、最適な光減衰量
が得られるようにしたことを特徴とする請求項1、2、
3、4又は5記載の可変光減衰器。
6. The amount of stress applied to the GRIN lens is controlled according to the magnitude of light attenuation so that an optimum light attenuation can be obtained.
The variable optical attenuator according to 3, 4, or 5.
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