JP2003185945A - 可変光減衰器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の小型化、簡略化を実現し、高精度の制
御性を実現すると共に、省エネルギー化を達成すること
が可能な可変光減衰器を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１の光ファイバ１０ａから出射されて
第２の光ファイバ１０ｂに入射される伝搬光の光路中
に、光の透過率が面内で連続的に変化する面内分布を有
しているフィルタ１８が挿入されている。このフィルタ
１８を移動させるアクチュエータ２４においては、圧電
素子２６が、電源回路２８からのパルス信号に応じて伸
縮し、それに対応してシャフト３２がその軸方向に微小
移動し、更にシャフト３２に摺動可能に取り付けられて
いる移動こま３４が微小移動する。このため、移動こま
３４上に固定されているフィルタ１８は伝搬光の光路に
対して微小移動し、伝搬光の透過量を変化させ、その光
減衰量を微調整する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る可変光減衰器に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年のＷＤＭ（Wavelength Division Mu
ltiplexing；波長分割多重）通信においては、光ファイ
バを伝搬する波長多重光を増幅する際に、光増幅後の各
波長成分間のパワー差を少なくするために、波長多重光
を一括して所望のパワーに揃える機能をもつ可変光減衰
器が必要とされている。

【０００３】以下、従来の可変光減衰器の代表的な一例
を、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）に示される
ように、第１の光ファイバ５０ａからフェルール５２ｂ
を介して出射された光は、第１のレンズ５４ａによって
平行光線化された後、第２のレンズ５４ｂによって集光
され、フェルール５２ｂを介して第２の光ファイバ５０
ｂに入射されるようになっている。そして、第１のレン
ズ５４ａと第２のレンズ５４ｂとの間に、光の透過率が
面内で変化するフィルタ５６が挿入されている。

【０００４】このフィルタ５６は、図中の矢印に表され
るように、第１及び第２のレンズ５４ａ、５４ｂの光軸
と直交する方向に移動してその位置を変位するようにな
っている。そして、このフィルタ５６の移動によって、
第１の光ファイバ５０ａから第２の光ファイバ５０ｂに
向かう伝搬光の透過率が変化し、その透過量が変化す
る。こうして、伝搬光の光路中に挿入されたフィルタ５
６の移動により、伝搬光の減衰量を変化させることが可
能になっている。

【０００５】ところで、図１２（ａ）のフィルタ５６を
移動させる移動機構としては、通常、図１２（ｂ）に示
されるようなメカニカル式の移動機構が用いられてい
る。即ち、駆動源としてのモータ５８には、電力を供給
する電源回路６０が接続されている一方、リードスクリ
ュウ６２が接続されており、更にこのリードスクリュウ
６２には移動こま６４が取り付けられている。こうし
て、モータ５８の回転運動がリードスクリュウ６２を介
して移動こま６４の直線運動に変換され、図中の矢印に
示されるように、移動こま６４がリードスクリュウ６２
の軸方向に移動するようになっている。

【０００６】また、移動こま６４の直線運動を安定にす
るためのガイドシャフト６６が、リードスクリュウ６２
の軸方向に平行に設置されている。そして、図示は省略
するが、移動こま６４上に、図１２（ａ）に示されるフ
ィルタ５６が固定されている。こうして、モータ５８の
回転運動に伴い、移動こま６４上に固定されたフィルタ
５６がリードスクリュウ６２の軸方向に移動するように
なっている。

【０００７】また、従来の可変光減衰器の代表的な他の
例を、図１３を用いて説明する。図１３に示されるよう
に、図１２（ａ）のフィルタ５６の代わりに、遮蔽板６
８が第１のレンズ５４ａと第２のレンズ５４ｂとの間に
挿入され、第１のレンズ５４ａから第２のレンズ５４ｂ
に向かう伝搬光を一部遮蔽するようになっている。この
場合、図中の矢印に表されるように、第１及び第２のレ
ンズ５４ａ、５４ｂの光軸と直交する方向に遮蔽板６８
を移動させてその位置を変位させると、伝搬光の遮蔽量
が変化する。こうして、遮蔽板６８の移動により、伝搬
光の減衰量を変化させることが可能になる。

【０００８】ところで、図１３の遮蔽板６８を移動させ
る移動機構としては、上記の図１２（ｂ）に示されるよ
うなメカニカル式の移動機構を用いる場合が通常である
が、その他にも、例えば近年急速に発展してきたＭＥＭ
Ｓ（Micro Electro Mechanical System；微小電気機械
システム）技術を用い、静電力により遮蔽板６８を移動
させる機構を用いる場合もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の可変光
減衰器において、フィルタ５６や遮蔽板６８の移動機構
として、図１２（ｂ）に示されるようなメカニカル式の
移動機構が用いられる場合、例えばモータ５８はその小
型化に限界があるため、可変光減衰器全体を小型化する
ことが困難であるという問題があった。

【００１０】また、このメカニカル式の移動機構は、モ
ータ５８の回転運動を移動こま６４の直線運動に変換す
るためのリードスクリュウ６２や、移動こま６４の直線
運動を安定にするためのガイドシャフト６６等が必要と
なり、機構自体が複雑になるため、故障等が多いという
問題があった。また、モータ５８としては、通常、小型
のパルスモータを使用することが多いが、この場合、リ
ードスクリュウ６２の送りピッチとステップ角度から移
動こま６４の送り分解能、即ち移動対象物であるフィル
タ５６や遮蔽板６８の移動を制御する精度が制約され
る。このため、可変光減衰器の光減衰量の微小調整が困
難であるという問題があった。この問題を解決するため
に、例えばギヤヘッド等を用いて移動こま６４の送り分
解能を向上させようとすると、移動こま６４の移動速度
が低下し、延いては可変光減衰器の動作速度が低下する
という問題が生じてくる。

【００１１】また、このようなメカニカル式の移動機構
の代わりに、ＭＥＭＳ技術を用い、静電力により遮蔽板
６８を移動させる場合、遮蔽板６８の移動時に電力を供
給する必要があるのみならず、遮蔽板６８を所定の位置
に保持する際にも電力を供給し続けることが必要にな
る。このため、大きな電力消費を招くという問題が生じ
てくる。

【００１２】本発明は、従来の可変光減衰器の上記した
問題を考慮してなされたものであって、装置の小型化、
簡略化を実現し、高精度の制御性を実現すると共に、省
エネルギー化を達成することが可能な可変光減衰器を提
供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、２つの光学部品の間を伝搬
する光の光路中に、光の透過率が面内で変化するフィル
タが挿入され、このフィルタを伝搬光の透過率が変化す
る方向に移動させる移動機構が設けられた可変光減衰器
であって、この移動機構が、所定の電気信号により伸縮
する圧電素子と、この圧電素子に所定の電気信号を与え
る電源回路と、圧電素子の一端に接続され、圧電素子の
伸縮に対応して移動するシャフトと、このシャフトに摺
動可能に取り付けられ、フィルタが固定される固定用部
材と、を有しているアクチュエータであることを特徴と
する可変光減衰器が提供される。

【００１４】また、本発明においては、２つの光学部品
の間を伝搬する光の光路中に、伝搬光の一部を遮蔽する
遮蔽板が挿入され、この遮蔽板を伝搬光の遮蔽量が変化
する方向に移動させる移動機構が設けられた可変光減衰
器であって、この移動機構が、所定の電気信号により伸
縮する圧電素子と、この圧電素子に所定の電気信号を与
える電源回路と、圧電素子の一端に接続され、圧電素子
の伸縮に対応して移動するシャフトと、このシャフトに
摺動可能に取り付けられ、遮蔽板が固定される固定用部
材と、を有しているアクチュエータであることを特徴と
する可変光減衰器が提供される。

【００１５】また、本発明においては、一方の光部品か
ら出射された光を反射して他方の光部品に入射する反射
体が設けられ、この反射体を光の進行方向に移動させる
移動機構が設けられた可変光減衰器であって、この移動
機構が、所定の電気信号により伸縮する圧電素子と、こ
の圧電素子に所定の電気信号を与える電源回路と、圧電
素子の一端に接続され、圧電素子の伸縮に対応して移動
するシャフトと、このシャフトに摺動可能に取り付けら
れ、反射体が固定される固定用部材と、を有しているア
クチュエータであることを特徴とする可変光減衰器が提
供される。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て添付図面を参照しつつ説明する。 （第１の実施形態）本実施形態に係る可変光減衰器は、
図１に示されるように、光部品としての第１及び第２の
光ファイバ１０ａ、１０ｂ、これら第１及び第２の光フ
ァイバ１０ａ、１０ｂの端部にそれぞれ設けられたフェ
ルール１２ａ、１２ｂ、第１の光ファイバ１０ａからフ
ェルール１２ａを介して出射された伝搬光を平行光線化
する第１のコリメーターレンズ１４ａ、伝搬光の進路を
変更する第１及び第２のプリズム１６ａ、１６ｂ、平行
光線化された伝搬光を集光し、フェルール１２ｂを介し
て第２の光ファイバ１０ｂに入射する第２のコリメータ
ーレンズ１４ｂ、第１のプリズム１６ａと第２のプリズ
ム１６ｂとの間に挿入されたフィルタ１８を有してい
る。

【００１７】このフィルタ１８は、図２に示されるよう
に、例えば１辺が１０ｍｍのガラス基板２０上に所定の
透過率をもつ光透過膜２２が堆積形成されたもので、こ
の光透過膜２２の膜厚が無段階に変化している。このた
め、光の透過率が光透過膜２２の膜厚に比例して面内で
連続的に変化する面内分布を有しており、その面内のど
の部分を伝搬光が透過するかによって、光減衰量が最大
３０ｄＢから最小０ｄＢまで変化するようになってい
る。

【００１８】また、このフィルタ１８は、図１に示され
るように、次のようの構成のアクチュエータ２４からな
る移動機構によって移動されるようになっている。即
ち、所定の電気信号により伸縮する圧電素子２６には、
所定の電気信号を発生する電源回路２８が接続されてい
る。また、この圧電素子２６の一端は、オモリ３０に固
定されている一方、その他端には、圧電素子２６の伸縮
に対応して軸方向に微小移動するシャフト３２が接続さ
れている。このシャフト３２には、移動対象物が固定さ
れる固定用部材としての移動こま３４が摺動可能に取り
付けられている。移動こま３４上には、移動対象物とし
てのフィルタ１８が固定されている。なお、ここで、圧
電素子２６は、オモリ３０に固定される代わりに、筐体
に固定されてもよい。

【００１９】また、図示は省略するが、この移動こま３
４のシャフト３２への取り付けには、バネ力が用いられ
ている。このため、移動こま３４はシャフト３２に対し
て摺動可能な状態になっており、シャフト３２がゆっく
りと移動する際には、移動こま３４もシャフト３２と一
体となって移動する反面、シャフト３２が急激に移動す
る際には、移動こま３４はその慣性力によってシャフト
３２との間に滑りを生じて、殆ど移動しないか、極めて
僅かしか移動しない。

【００２０】次に、図１に示される可変光減衰器の動作
を説明する。第１の光ファイバ１０ａからフェルール１
２ｂを介して出射された伝搬光は、第１のコリメーター
レンズ１４ａによって平行光線化され、第１のプリズム
１６ａによって進路を直角に変更された後、第２のプリ
ズム１６ｂによって進路を更に直角に変更され、第２の
コリメーターレンズ１４ｂによって集光され、フェルー
ル１２ｂを介して第２の光ファイバ１０ｂに入射され
る。そして、その間に、第１のプリズム１６ａと第２の
プリズム１６ｂとの間に挿入されているフィルタ１８を
透過する。

【００２１】また、アクチュエータ２４においては、電
源回路２８から所定の電気信号を与えられた圧電素子２
６が、その電気信号に応じて伸縮し、この圧電素子２６
の伸縮に対応してシャフト３２がその軸方向、即ち図１
中の双方向矢印の右方向に微小移動する。具体的には、
電源回路２８から圧電素子２６にパルス信号が与えられ
ると、そのパルス信号の電圧上昇に応じて圧電素子２６
は伸び、パルス信号の電圧降下に応じて圧電素子２６は
縮む。

【００２２】例えば図３の下段のグラフに示されるよう
な波状のパルス信号が電源回路２８から圧電素子２６に
与えられる場合、そのパルス信号のゆっくりとした電圧
上昇に応じて圧電素子２６はゆっくりと伸び、移動こま
３４もシャフト３２と一体となって図１中の双方向矢印
の右方向に移動する。次いで、パルス信号の急激な電圧
降下に応じて圧電素子２６は急激に縮み、それと共にシ
ャフト３２も急激に移動するが、移動こま３４はその慣
性力によってシャフト３２との間に滑りを生じ、図１中
の双方向矢印の左方向に極めて僅かに移動するに止ま
る。次いで、パルス信号が再びゆっくりと電圧上昇する
と、前述のように、移動こま３４は再び右方向に移動す
る。

【００２３】こうして、図３の下段のグラフに対応する
上段のグラフに示されるように、ゆっくりとした電圧上
昇と急激な電圧降下を繰り返す波状のパルス信号によ
り、移動こま３４とシャフト３２との間の静摩擦と動摩
擦を利用して、移動こま３４の移動距離を伸ばしてい
く。このため、移動こま３４上に固定されているフィル
タ１８は、伝搬光の光路に対して微小移動してその位置
を変位し、フィルタ１８を通過する伝搬光の透過量を変
化させ、その光減衰量を０〜３０ｄＢの範囲において微
調整する。

【００２４】なお、図３の下段のグラフに示される波状
のパルス信号に限らず、圧電素子２６に与えるパルス信
号の波形、即ちその電圧上昇と電圧降下の各速度を制御
することにより、移動こま３４及びその上に固定されて
いるフィルタ１８を所望の距離だけ高精度に移動させる
ことが可能になり、伝搬光の光減衰量を高精度に調整す
ることができる。

【００２５】また、光減衰量を所望の値に固定したい場
合には、電源回路２８から圧電素子２６への電気信号の
供給を停止して、フィルタ１８を所望の位置に保持すれ
ばよい。本発明者が試作した本実施形態に係る可変光減
衰器において、フィルタ１８の移動距離と伝搬光の光減
衰量との関係を求めると、図４のグラフに示される結果
となった。即ち、フィルタ１８の移動距離が増加するに
つれて、伝搬光が光透過膜２２の膜厚の厚い領域を透過
するようになるため、伝搬光の光減衰量は最小０ｄＢか
ら最大３０ｄＢまで増大していった。

【００２６】また、圧電素子２６は２０ｎｍ程度の分解
能の伸縮動作が可能であり、それに伴い、伝搬光の光減
衰量の分解能が０．０５ｄＢ以下の微調整が可能であっ
た。また、このような微調整の際に圧電素子２６に与え
るパルス信号の周波数を２０ｋＨｚにまで上昇させるこ
とが可能なため、１０ｍｍ／ｓ以上の動作速度が実現さ
れ、フィルタ１８の全長１０ｍｍを１秒以内で移動させ
ることができた。

【００２７】以上のように本実施形態によれば、第１の
光ファイバ１０ａから第２の光ファイバ１０ｂに向かう
伝搬光の光路中に、光の透過率の面内分布を有するフィ
ルタ１８が挿入され、このフィルタ１８を移動させるア
クチュエータ２４に圧電素子２６が用いられていること
により、フィルタ１８の高精度で高速の微小移動が可能
になるため、伝搬光の透過量を変化させ、所望の光減衰
量への高精度の微調整を行うことができる。

【００２８】また、圧電素子２６を用いるアクチュエー
タ２４は、従来のモータ等を用いたメカニカル式の移動
機構と比較してその大きさを小さくすることができるた
め、可変光減衰器全体としても体積比で約１／２に小型
化することができる。その結果、この可変光減衰器を用
いたＷＤＭ通信システムの小型化、高密度化に寄与する
ことができる。

【００２９】しかも、圧電素子２６を用いるアクチュエ
ータ２４は、いわゆる自己保持機能を有しており、フィ
ルタ１８を所望の位置に保持して光減衰量を所望の値に
固定したい場合、圧電素子２６に電圧を与え続ける必要
がない、即ち光減衰量を変化させるとき以外は電圧を与
える必要がないため、従来の静電力を用いる場合よりも
電力消費を低減することができ、省エネルギー化に寄与
することができる。

【００３０】なお、上記第１の実施形態においては、第
１及び第２の光ファイバ１０ａ、１０ｂが可変光減衰器
の一方の側に配置されているため、光路を変更するため
の第１及び第２のプリズム１６ａ、１６ｂを必要とする
が、例えば図５に示される変形例のように、第１及び第
２の光ファイバ１０ａ、１０ｂが可変光減衰器の両側に
それぞれ配置される場合には、第１及び第２のプリズム
１６ａ、１６ｂの配置を省略することができる。この場
合も、上記図１に示す場合と同様の作用・効果を奏する
ことはいうまでもない。

【００３１】（第２の実施形態）本実施形態に係る可変
光減衰器は、図６に示されるように、上記図５の変形例
におけるフィルタ１８の代わりに、第１の光ファイバ１
０ａから第２の光ファイバ１０ｂに向かう伝搬光の一部
を遮蔽する遮蔽板３６が用いられているものである。な
お、その他の光学系及びこの遮蔽板３６を移動させるア
クチュエータ２４の構成は上記図５の場合と全く同様で
ある。

【００３２】次に、図６に示される可変光減衰器の動作
を説明する。第１の光ファイバ１０ａからフェルール１
２ｂを介して出射された伝搬光は、第１のコリメーター
レンズ１４ａによって平行光線化された後、第２のコリ
メーターレンズ１４ｂによって集光され、フェルール１
２ｂを介して第２の光ファイバ１０ｂに入射される。そ
して、その間に、第１のコリメーターレンズ１４ａと第
２のコリメーターレンズ１４ｂとの間に挿入されている
遮蔽板３６によって、伝搬光の一部が遮蔽される。

【００３３】また、アクチュエータ２４は、上記第１の
実施形態の場合と同様に動作して、移動こま３４上に固
定されている遮蔽板３６を伝搬光の光路に対して微小移
動させてその位置を変位させることにより、伝搬光の遮
蔽量を変化させて、その光減衰量を調整する。本発明者
が試作した本実施形態に係る可変光減衰器において、遮
蔽板３６の移動距離と伝搬光の光減衰量との関係を求め
ると、図７のグラフに示される結果となった。即ち、遮
蔽板３６の移動距離が増加するにつれて、伝搬光が遮蔽
板３６によって遮蔽される光量も増大するため、伝搬光
の光減衰量も増大していった。

【００３４】なお、このとき、伝搬光はその中心部ほど
光強度が強く、周辺部に近づくに従って光強度が弱くな
る分布を有している。そして、遮蔽板３６が移動する際
には、先ず伝搬光の周辺部から遮蔽し始め、移動距離が
増加するにつれて伝搬光の中心部を遮蔽するようにな
る。このため、遮蔽板３６の移動距離が増加する最初の
段階における光減衰量の増大は緩やかであるが、遮蔽板
３６が伝搬光の中心部に近づくにつれて光減衰量は急速
に増大していき、更に遮蔽板３６が伝搬光の中心部を過
ぎると、再び光減衰量の増大は緩やかになる傾向を示
す。

【００３５】また、この場合も、上記第１の実施形態の
場合と同様に、伝搬光の光減衰量の分解能が０．０５ｄ
Ｂ以下の微調整が可能であった。また、圧電素子２６の
高速動作により、遮蔽板３６を移動させて伝搬光を全く
遮蔽しない状態から完全に遮蔽してしまう状態への移行
に要する時間、即ち光減衰量が０から最大になるまでに
要する時間を０．１秒以下にすることができた。

【００３６】以上のように本実施形態によれば、第１の
光ファイバ１０ａから第２の光ファイバ１０ｂに向かう
光路中に、伝搬光の一部を遮蔽する遮蔽板３６が挿入さ
れ、この遮蔽板３６を移動させるアクチュエータ２４に
圧電素子２６が用いられていることにより、上記第１の
実施形態の場合と同様の効果を奏することができる。な
お、上記第２の実施形態においては、第１及び第２の光
ファイバ１０ａ、１０ｂが可変光減衰器の両側にそれぞ
れ配置されるが、第１及び第２の光ファイバ１０ａ、１
０ｂが可変光減衰器の一方の側に配置されている場合に
は、上記図１に示されるように、伝搬光の進路を変更す
るための第１及び第２のプリズム１６ａ、１６ｂを配置
すればよい。この場合も、上記図６に示す場合と同様の
作用・効果を奏することはいうまでもない。

【００３７】（第３の実施形態）本実施形態に係る可変
光減衰器は、図８に示されるように、第１の光ファイバ
１０ａから出射された伝搬光を反射して第２の光ファイ
バ１０ｂに入射させる反射体として反射ミラー３８が用
いられているものである。即ち、第１及び第２の光ファ
イバ１０ａ、１０ｂこれら第１及び第２の光ファイバ１
０ａ、１０ｂの端部にそれぞれ設けられたフェルール１
２ａ、１２ｂ、第１の光ファイバ１０ａからフェルール
１２ｃを介して出射された伝搬光を平行光線化すると共
に、戻ってくる平行光線を集光しフェルール１２ｂを介
して第２の光ファイバ１０ｂに入射するコリメーターレ
ンズ１４ｃ、コリメーターレンズ１４ｃからの平行光線
を反射して再びコリメーターレンズ１４ｃに戻す反射ミ
ラー３８を有している。

【００３８】なお、この反射ミラー３８を移動させるア
クチュエータ２４の構成は上記第１及び第２の実施形態
の場合と全く同様である。次に、図８に示される可変光
減衰器の動作を説明する。先ず、図９（ａ）に示される
ように、第１の光ファイバ１０ａからフェルール１２ｃ
を介して出射された伝搬光は、コリメーターレンズ１４
ｃによって平行光線化された後、反射ミラー３８に向か
う。この反射ミラー３８よって反射された平行光線は、
コリメーターレンズ１４ｃによって集光され、フェルー
ル１２ｃを介して第２の光ファイバ１０ｂに入射され
る。このとき、反射ミラー３８が所定の位置に配置さ
れ、第１の光ファイバ１０ａから出射された伝搬光は全
て第２の光ファイバ１０ｂに入射されるようになってい
る。即ち、反射ミラー３８を介した第１の光ファイバ１
０ａと第２の光ファイバ１０ｂとの光結合率は略１００
％である。

【００３９】いま、アクチュエータ２４が上記第１及び
第２の実施形態の場合と同様に動作して、移動こま３４
上に固定されている反射ミラー３８をコリメーターレン
ズ１４ｃから遠ざかる方向にΔＬの距離だけ平行に微小
移動させてその位置を変位させたとする。この場合、図
９（ｂ）に示されるように、反射ミラー３８からの反射
光線がコリメーターレンズ１４ｃに入射する位置が変化
する。このため、第１の光ファイバ１０ａから出射され
た伝搬光はその一部しか第２の光ファイバ１０ｂに入射
されなくなる。即ち、反射ミラー３８を介した第１の光
ファイバ１０ａと第２の光ファイバ１０ｂとの光結合率
が低下する。従って、伝搬光の光減衰量は図９（ａ）に
示される場合よりも増大する。

【００４０】本発明者が試作した本実施形態に係る可変
光減衰器において、反射ミラー３８の移動距離と伝搬光
の光減衰量との関係を求めると、図１０のグラフに示さ
れる結果となった。即ち、反射ミラー３８の移動距離が
増加するにつれて、反射ミラー３８を介した第１の光フ
ァイバ１０ａと第２の光ファイバ１０ｂとの光結合率が
低下するため、伝搬光の光減衰量は増大していった。

【００４１】また、この場合も、上記第１の実施形態の
場合と同様に、伝搬光の光減衰量の分解能が０．０５ｄ
Ｂ以下の微調整が可能であった。また、圧電素子２６の
高速動作により、反射ミラー３８を移動させて伝搬光の
光減衰量が０から最大になるまでに要する時間を０．３
秒以下にすることができた。以上のように本実施形態に
よれば、第１の光ファイバ１０ａから出射された伝搬光
を反射して第２の光ファイバ１０ｂに入射する反射ミラ
ー３８が設けられ、この反射ミラー３８を移動させるア
クチュエータ２４に圧電素子２６が用いられていること
により、上記第１及び第２の実施形態の場合と同様の効
果を奏することができる。

【００４２】なお、上記第３の実施形態において用いら
れているコリメーターレンズ１４ｃの代わりに、例えば
図１１（ａ）、（ｂ）に示されるように、集光レンズ１
４ｄを用いてもよい。この場合も、上記図９（ａ）、
（ｂ）を用いて説明した場合と略同様に動作する。即
ち、第１の光ファイバ１０ａからフェルール１２ｃを介
して出射された伝搬光は、集光レンズ１４ｄによって集
光された後、反射ミラー３８に向かう。この反射ミラー
３８よって反射された伝搬光は、集光レンズ１４ｄによ
って集光され、フェルール１２ｃを介して第２の光ファ
イバ１０ｂに入射される。

【００４３】いま、図１１（ａ）に示されるように、伝
搬光が集光レンズ１４ｄによって焦点を結ぶ位置に反射
ミラー３８を配置し、反射ミラー３８からの反射光線が
集光レンズ１４ｄによって集光され、その全てが第２の
光ファイバ１０ｂに入射されるようにする。この場合、
反射ミラー３８を介した第１の光ファイバ１０ａと第２
の光ファイバ１０ｂとの光結合率は略１００％となる。

【００４４】その後、アクチュエータ２４を動作させ
て、反射ミラー３８を集光レンズ１４ｄから遠ざかる方
向に平行にΔＬの距離だけ微小移動させてその位置を変
位させたとする。この場合、図１１（ｂ）に示されるよ
うに、反射ミラー３８からの反射光線が集光レンズ１４
ｄに入射する位置が変化する。このため、第１の光ファ
イバ１０ａから出射された伝搬光はその一部しか第２の
光ファイバ１０ｂに入射されない。即ち、反射ミラー３
８を介した第１の光ファイバ１０ａと第２の光ファイバ
１０ｂとの光結合率が低下し、伝搬光の光減衰量は図１
１（ａ）に示される場合よりも増大する。

【００４５】但し、上記図９（ａ）、（ｂ）と図１１
（ａ）、（ｂ）との比較から解るように、反射ミラー３
８が同じ距離ΔＬだけ微小移動しても、コリメーターレ
ンズ１４ｃを用いる場合よりも集光レンズ１４ｄを用い
る場合の方が、反射ミラー３８を介した第１の光ファイ
バ１０ａと第２の光ファイバ１０ｂとの光結合率の変動
が大きいため、伝搬光の光減衰量の変化も大きくなる。
即ち、集光レンズ１４ｄを用いる方が、反射ミラー３８
の移動量に対して伝搬光の光減衰量が敏感に変化する。

【００４６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１に
係る可変光減衰器によれば、２つの光学部品の間を伝搬
する光の光路中に挿入されるフィルタを移動させるアク
チュエータに圧電素子が用いられ、この圧電素子の伸縮
に対応して移動するシャフトに固定用部材が摺動可能に
取り付けられ、この固定用部材にフィルタが固定される
ことにより、フィルタの高精度で高速の微小移動が可能
になるため、伝搬光の透過量を変化させ、所望の光減衰
量への高精度の微調整を達成することができる。

【００４７】また、圧電素子を用いるアクチュエータ
は、従来のモータ等を用いる場合と比較してその大きさ
を小さくすることができるため、可変光減衰器全体とし
ても小型化することが可能になり、延いてはＷＤＭ通信
システムの小型化、高密度化に寄与することができる。
しかも、いわゆる自己保持機能を有しており、光減衰量
を変化させるとき以外は圧電素子に電圧を与える必要が
ないため、従来の静電力を用いる場合と比較して電力消
費を低減することができ、省エネルギー化に寄与するこ
とができる。

【００４８】また、請求項２に係る可変光減衰器によれ
ば、２つの光学部品の間を伝搬する光の光路中に挿入さ
れる遮蔽板を移動させるアクチュエータに圧電素子が用
いられ、この圧電素子の伸縮に対応して移動するシャフ
トに固定用部材が摺動可能に取り付けられ、この固定用
部材に遮蔽板が固定されることにより、上記請求項１の
場合と同様の効果を奏することができる。

【００４９】また、請求項３に係る可変光減衰器によれ
ば、一方の光部品から出射された光を反射して他方の光
部品に入射する反射体を移動させるアクチュエータに圧
電素子が用いられ、この圧電素子の伸縮に対応して移動
するシャフトに固定用部材が摺動可能に取り付けられ、
この固定用部材に反射体が固定されることにより、上記
請求項１の場合と同様の効果を奏することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る可変光減衰器を
示す概略図である。

【図２】図１の可変光減衰器のフィルタを拡大して示す
概略断面図である。

【図３】図１の可変光減衰器の圧電素子に与えられるパ
ルス信号の波形を示すグラフ及びパルス信号が与えられ
た圧電素子の伸縮による移動こまの移動距離を示すグラ
フである。

【図４】図１の可変光減衰器のフィルタの移動距離と伝
搬光の光減衰量との関係を示すグラフである。

【図５】第１の実施形態の変形例に係る可変光減衰器を
示す概略図である。

【図６】本発明の第２の実施形態に係る可変光減衰器を
示す概略図である。

【図７】図６の可変光減衰器の遮蔽板の移動距離と伝搬
光の光減衰量との関係を示すグラフである。

【図８】本発明の第３の実施形態に係る可変光減衰器を
示す概略図である。

【図９】図８の可変光減衰器の動作を説明するための概
略図である。

【図１０】図８の可変光減衰器の反射ミラーの移動距離
と伝搬光の光減衰量との関係を示すグラフである。

【図１１】第３の実施形態の変形例に係る可変光減衰器
の動作を説明するための概略図である。

【図１２】（ａ）は従来の可変光減衰器の一例を示す概
略図であり、（ｂ）はその移動機構を示す概略図であ
る。

【図１３】従来の可変光減衰器の他の例を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１０ａ 光部品としての第１の光ファイバ １０ｂ 光部品としての第２の光ファイバ １２ａ、１２ｂ フェルール １４ａ 第１のコリメーターレンズ １４ｂ 第２のコリメーターレンズ １４ｃ コリメーターレンズ １４ｄ 集光レンズ １６ａ 第１のプリズム １６ｂ 第２のプリズム １８ フィルタ ２０ ガラス基板 ２２ 光透過膜 ２４ アクチュエータ ２６ 圧電素子 ２８ 電源回路 ３０ オモリ ３２ シャフト ３４ 移動こま ３６ 遮蔽板 ３８ 反射ミラー

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つの光学部品の間を伝搬する光の光路
   中に、光の透過率が面内で変化するフィルタが挿入さ
   れ、前記フィルタを伝搬光の透過率が変化する方向に移
   動させる移動機構が設けられた可変光減衰器であって、 前記移動機構が、所定の電気信号により伸縮する圧電素
   子と、前記圧電素子に所定の電気信号を与える電源回路
   と、前記圧電素子の一端に接続され、前記圧電素子の伸
   縮に対応して移動するシャフトと、前記シャフトに摺動
   可能に取り付けられ、前記フィルタが固定される固定用
   部材と、を有しているアクチュエータである、ことを特
   徴とする可変光減衰器。
2. 【請求項２】 ２つの光学部品の間を伝搬する光の光路
   中に、伝搬光の一部を遮蔽する遮蔽板が挿入され、前記
   遮蔽板を伝搬光の遮蔽量が変化する方向に移動させる移
   動機構が設けられた可変光減衰器であって、 前記移動機構が、所定の電気信号により伸縮する圧電素
   子と、前記圧電素子に所定の電気信号を与える電源回路
   と、前記圧電素子の一端に接続され、前記圧電素子の伸
   縮に対応して移動するシャフトと、前記シャフトに摺動
   可能に取り付けられ、前記遮蔽板が固定される固定用部
   材と、を有しているアクチュエータである、ことを特徴
   とする可変光減衰器。
3. 【請求項３】 一方の光部品から出射された光を反射し
   て他方の光部品に入射する反射体が設けられ、前記反射
   体を光の進行方向に移動させる移動機構が設けられた可
   変光減衰器であって、 前記移動機構が、所定の電気信号により伸縮する圧電素
   子と、前記圧電素子に所定の電気信号を与える電源回路
   と、前記圧電素子の一端に接続され、前記圧電素子の伸
   縮に対応して移動するシャフトと、前記シャフトに摺動
   可能に取り付けられ、前記反射体が固定される固定用部
   材と、を有しているアクチュエータである、ことを特徴
   とする可変光減衰器。
4. 【請求項４】 前記光学部品が、光ファイバである、請
   求項１乃至３のいずれかに記載の可変光減衰器。