JP2003215516A

JP2003215516A - 光可変減衰装置

Info

Publication number: JP2003215516A
Application number: JP2002014786A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Kishino; 哲也岸野
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-01-23
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】光通信分野で用いられる光可変減衰器に関す
るものであり、従来よりも小型で高速動作が可能であ
り、かつ安価で信頼性が高い光可変減衰器を提供するこ
と。【解決手段】光伝送路に接続され、入力光の強度を変
化させて出力する光可変手段を備えた光可変減衰装置で
あって、前記光可変手段は、電気光学効果を有する基板
に平面略三角形状の電極が形成されているとともに、該
電極に電圧を印加することによって発生する屈折率差に
より、プリズム型の屈折率変化部分を誘起し、その屈折
効果により、出力光の光軸を前記光伝送路の光軸と異な
らせるように成した光偏向器を備えていることを特徴と
する光可変減衰装置とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送路に配置さ
れ、入力光の強度を変化させて出力する光可変減衰装置
に関するものであり、小型で高速動作が可能であり、か
つ安価で信頼性の高い光可変減衰装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信分野で用いられる受動部品の一つ
に光減衰器が知られている。この光減衰器には、減衰量
が固定された光固定減衰器と、減衰量を変化させること
ができる光可変減衰器とがある。このうち、光可変減衰
器は、手動で減衰量をコントロールするものと、電気的
手段でコントロールするものとに分けられる。

【０００３】電気的手段で減衰量をコントロールする光
可変減衰器（以下、ＥＶＯＡと略記する）は、挿入損失
や減衰量可変範囲が重要な特性として挙げられるが、そ
の他に動作電圧や動作速度も重要な特性である。もちろ
ん、小型で低価格、高信頼性であることも必要である。

【０００４】従来のＥＶＯＡとして、光導波路で形成し
たマッハツェンダー干渉計などを利用した光集積回路型
のものが存在している。これは、光集積回路型の光変調
器や光スイッチの原理をそのまま利用したものであり、
素子のアレイ化や、他の素子との集積化に適している。

【０００５】ところが光集積回路型のＥＶＯＡは、アレ
イ型のデバイスを作る際には非常に有効ではあるが、チ
ャンネル数が少ない場合には１チャンネル当たりの製造
コストが非常に高くなるという欠点を持っていた。ま
た、光集積回路自体が比較的大型である上に、ファイバ
の入出力部も存在するため、小型化が難しいという欠点
もある。さらに、動作原理によっては、安定性を確保す
るために温度コントロール装置を使用する必要があり、
しかも高価、大型化するという欠点があった。このた
め、チャンネル数が比較的少ないシステムでは、下記に
示すインライン型のＥＶＯＡが使用される傾向がある。

【０００６】一方、インライン型のＥＶＯＡは、光導波
路を用いずに光ファイバの途中に減衰部を設ける方式
（例えばＵＳＰ５９６６４９３）や、光ファイバにＧＲ
ＩＮレンズなどのコリメーターを介して減衰装置を取り
つける方式（例えば特開１９９４−５１２５５）で光を
減衰させるものであり、比較的小型で安価であるという
特徴を持っている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、インラ
イン型のＥＶＯＡは、例えば、光ファイバの途中に減衰
部を設ける方式では、光ファイバに非常に微細な加工を
行う必要があるため、製造効率が低く、低価格化に限界
がある。

【０００８】また、磁気光学効果を用いたものは、減衰
量のコントロールを電磁石を用いて行うため小型化が難
しく、さらに素子の実装に高い精度が要求されることで
低価格化に限界があった。

【０００９】図１４に従来のＥＶＯＡの一例を示す。図
中、１４１は入力光ファイバ、１４２はコリメート用の
レンズ、１４５は出力光ファイバ、１４６はマウント用
の基板である。また、ＥＶＯＡの主要部は、ファラデー
回転子１４４および複屈折基板１４３から構成される。
なお、図では省略されているが、ファラデー回転子１４
４の動作をコントロールする電磁石が備え付けられてい
る。

【００１０】このＥＶＯＡを正確に動作させるために
は、光ファイバとレンズによる光学系の調芯をとること
はもちろんのこと、その光軸とファラデー回転子および
複屈折基板の光軸を正確に合わせる必要がある。また、
電磁石との調芯も必要となる。これらの調芯がズレるこ
とにより、挿入損失が大きくなったり、最大減衰量が小
さくなったりするため、ＥＶＯＡの作製には非常に高精
度の部品実装作業が必要になる。このことは、ＥＶＯＡ
の低価格化を妨げる一因となっていた。また、経時変化
による部品のわずかな変化が、ＥＶＯＡの特性劣化を引
き起こすという問題もあった。

【００１１】その他、インライン型のＥＶＯＡは熱光学
効果や磁気光学効果を利用しているため、動作速度が遅
いという欠点も持っていた。

【００１２】本発明は、光通信分野で用いられる光可変
減衰器に関するものであり、前述したような従来のＥＶ
ＯＡの欠点を改善し、より小型で高速動作が可能であ
り、かつ安価で信頼性が高い光可変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】本発明者らは、上記問題
点を解決し、より小型で高速動作が可能であり、かつ安
価で信頼性が高い光可変減衰器を実現する手段を検討し
た結果、以下のような発明に至った。

【００１４】すなわち、光伝送路に接続され、入力光の
強度を変化させて出力する光可変手段を備えた光可変減
衰装置であって、前記光可変手段は、電気光学効果を有
する基板に平面略三角形状の電極が形成されているとと
もに、該電極に電圧を印加することによって発生する屈
折率差により、プリズム型の屈折率変化部分を誘起し、
その屈折効果により、出力光の光軸を前記光伝送路の光
軸と異ならせるように成した光偏向器を備えていること
を特徴とする光可変減衰装置である。

【００１５】また、前記電気光学効果を有する基板材料
として、特にＰＬＺＴ、ＢａＴｉＯ３、またはＳＢＮを
用いたことを特徴とするものである。さらに、前記電極
は、概略三角形のプリズム型の屈折率変化部分を、前記
電気光学効果を有する基板に誘起する形状で、かつアレ
イ状に配置したことを特徴とするものである。

【００１６】また、前記光偏向器は、二つの異なった偏
光方向に対応する光偏向器を直列に接続して成り、且つ
偏光依存性を補償すること特徴とするものである。ここ
で、前記二つの異なった偏光方向に対応する光偏向器は
同一構造とし、該二つの光偏向器の間に旋光子を挿入す
ることにより、偏光依存性を補償すること特徴とするも
のである。また、光偏向器を取付けるための保持基板
に、前記光偏向器、または前記光偏向器と旋光子を光軸
を合わせた状態で取り付け、前記光伝送路を取り付けた
筐体に該保持基板を実装したことを特徴とするものであ
る。

【００１７】さらに、前記光偏向器は、電気光学効果を
有する基板と電極を交互に積層して成ることを特徴とす
るものである。ここで、前記積層した電極に電圧を印加
する方法として、前記偏向器の側面に設けた取りだし電
極に、対応する前記積層した電極を接続したことを特徴
とするものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の光可変減衰装置を
模式的に示した図面に基づいて詳説する。なお、同一構
成要素については同一符号を付すものとし、その説明を
省略する。

【００１９】図１は、本発明に係る光可変減衰装置を説
明する斜視図である。図中、１１，１２はそれぞれ光伝
送路中に配設された入力用および出力用の光ファイバで
あり、１３，１４はそれぞれ入力、出力側の光を集光す
る、またはコリメートするための手段である。また、１
５は光可変手段を構成する光偏向器であり、電気光学効
果を有する基板に平面略三角形状の電極が形成されてい
るとともに、該電極に電圧を印加することによって発生
する屈折率差により、プリズム型の屈折率変化部分を誘
起し、その屈折効果により、出力光の光軸を前記光伝送
路の光軸と異ならせるように成した光偏向器である。ま
た、１６はそれらの部品を実装するための基体の一体の
支持基板である。なお、後述するように、本発明では前
記光偏向器として、電気光学効果を有する基板に電極を
形成し、該電極に電圧を印加することによって発生する
屈折率差を用いた屈折効果を利用したものを使用してい
る。また、図中１３、１４の光を集光する、またはコリ
メートするための手段は特に限定していないが、一般的
なファイバーコリメーターや、ＧＲＩＮレンズに光ファ
イバを接続したものを使用することができる。また、光
ファイバにＧＩ（グレーデッドインデックス）ファイバ
ーを接続した光学系を用いれば、装置をさらに小型化す
ることができる。もちろん、一般的なレンズを用いた光
学系を使用しても問題ない。図では入出力に光ファイバ
を用いているが、ＬＤ（レーザーダイオード）やＰＤ
（フォトダイオード）などの光部品と直接結合するよう
な構成でも使用することができる。

【００２０】図２に図１の光可変減衰装置の動作原理を
示す。光ファイバ１１からの入力光は、入力側コリメー
ター１３によってコリメートされ、光偏向器１５に導か
れる。光偏向器１５では、その光にある偏向角度が与え
られて、出力側コリメーター１４を通して光ファイバ１
２へ出力される。ここで、光偏向器１５による偏向角度
を変化させることにより、出力する光ファイバ１２への
光の結合度が変化し、出力光の強度を連続的に変化させ
ることができる。

【００２１】図２では、偏向角度が０°（無偏向）の場
合の光線を実線矢印で、ほぼ最大減衰となるときの光線
を点線矢印で示した。このように、無偏向時は減衰量が
最小（透過量が最大）となり、十分に偏向させることに
より減衰量が最大（透過量が最小）となる。また、出力
の光軸をあらかじめシフトさせることにより、逆特性を
持つ減衰器（無偏向時に減衰量が最大）とすることもで
きる。

【００２２】次に、図３に基づいて、本発明の光可変減
衰装置の動作原理をさらに詳細に解説する。図３は、光
可変減衰装置を構成する光偏向器１５と、出力側のコリ
メーター１４、光ファイバ１２の詳細な配置図である。
図３において、光偏向器１５による偏向角度をθ、光偏
向器１５とコリメーター１４の距離をＬ、コリメーター
１４の有効開口径をＤとしている。この光可変減衰装置
では、下記式（１）の条件が満たされるとき、出力側の
コリメーター１４への光の結合はほぼ０となる。

【００２３】ｔａｎθ ＞Ｄ／Ｌ・・・（１）つまり、光偏向器１５の偏向角度を０°から上式で示さ
れる値まで変化させることにより、減衰量最小から完全
減衰まで連続的に変化させることができる。例えば、Ｇ
Ｉファイバを使ったコリメート系では、Ｄ＝０．１ｍ
ｍ、Ｌ＝１ｍｍ程度である。これらの場合、上式の条件
を達成するために必要な偏向角度は約５．７°となる。
また、Ｌを大きくすることにより、必要な偏向角度を小
さくすることもできる。実際には、コリメート光の回折
や散乱の効果が存在するので、完全減衰を達成するため
にはさらに散乱角を大きくする必要がある。

【００２４】本発明の光可変減衰装置では、前記光偏向
器として、電気光学効果を有する基板に電極を形成し、
該電極に電圧を印加することによって発生する屈折率差
を用いた屈折効果を利用している。この光偏向器は、図
４に示されているように、電気光学効果を持った基板４
１に、電極４２を取付けたもので構成されている。この
電極間に電圧を印加することにより、基板４１の電極に
よって挟まれた部分の屈折率のみが変化し、プリズムの
ような動作をすることになる。すなわち、入射された光
を偏向することができる。一般に電気光学効果は、電圧
を印加した場合に屈折率が低下する効果であるため、こ
の光偏向器１５に入射した光は、図１３に示されたよう
に、紙面上方に曲げられる。プリズムで曲げられた光
は、基板４１の界面でさらに屈折し、より大きな角度で
光偏向器１５から出力される。

【００２５】この光偏向器１５では、印加電圧を変化さ
せることにより、基板４１中に誘起されるプリズム型の
屈折率変化部分と基板４１の間の屈折率差を変化させる
ことができるため、偏向角度を連続的に変えることがで
きる。すなわち、コリメーター１４に結合する光の量を
印加電圧によって連続的に変化させ、光可変減衰装置と
して動作させることができる。

【００２６】電極の平面形状は、図のように二等辺三角
形であることが大きな偏向角度を得ることが出きるとい
う点で有効であるが、この外に、楔形や直角三角形型も
使用できる。さらに、図１６に示すように、三角形状の
電極を２つ並べて菱形にしたもの（図１６（ａ））や、
側辺を曲線としてビーム中央部をより大きく偏向させる
ようにしたもの（図１６（ｂ））を用いることにより、
より効率良く光を偏向させることができる。また、サイ
ズの異なった四角形状の電極を表裏に配置することによ
って、誘電体内部にプリズム形状の屈折率変化部分を誘
起することもできる。電気光学効果を有する材料として
は、下記にあげる誘電体が有効であるが、その他にも、
液晶や半導体を使用することもできる。

【００２７】光可変減衰装置をこのような構造とするこ
とにより、部品の作製精度、実装精度の要求が大幅に緩
和される。例えば干渉を用いた光可変減衰器の場合、光
ファイバおよびレンズの光軸を完全に合わせた場合で
も、干渉部品のわずかな作製誤差や位置ずれが完全干渉
を阻害するので、減衰量の最大値が小さくなってしま
う。また、前述したような偏光回転を用いた光可変減衰
器の場合、二枚の複屈折結晶板とファラデー回転子、電
磁石の光軸を完全に一致させなければ、正確な動作が行
えない。

【００２８】これに対して、本発明の光可変減衰装置で
は、光偏向器１５の実装時に位置ずれが起こっても、光
可変減衰装置の特性には原理的に影響を与えない。ま
た、光偏向器１５の実装角度のずれによって、最大減衰
となる電圧値がわずかに変化するが、最大減衰量にはほ
ぼ影響しない。一般的に、実装角度のずれは位置ずれよ
りもはるかに小さく、制御しやすいため、本発明の光可
変減衰装置では、実装時の精度が大幅に緩和され、安価
に作製することができる。また、この特徴により、使用
時の環境変化や経時変化によって生じる位置ずれに対し
ても強く、信頼性の高いデバイスとなる。

【００２９】さらに、本発明の光可変減衰装置では、電
気光学効果を利用しているため、非常に高速の上、低消
費電力で動作することができる。

【００３０】本発明の光可変減衰装置は上記のような特
性を持つため、光可変減衰器としてのみではなく、光強
度変調器や光スイッチ、光シャッターとしても使用する
こともできる。なお本発明では、その用途は特に限定し
ない。

【００３１】請求項２の光可変減衰装置は、光偏向器１
５に電気光学効果を有する基板４１として、特に高い電
気光学効果を持つＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタ
ン鉛）、ＢａＴｉＯ３、またはＳＢＮ（ニオブ酸ストロ
ンチウムバリウム；タングステンブロンズ）等の単結晶
体やセラミックス、または膜を用いることにより、同じ
印加電圧でも高い屈折率差を誘起することができる。こ
のため、より小型で、低電圧で動作する光可変減衰器を
実現できる。

【００３２】請求項３の光可変減衰装置では、偏向器１
５に使用される電極の形状として、プリズム形状でかつ
アレイ状に配置したものである。このような電極構造と
することにより、同じ印加電圧でも大きな偏向角度を実
現できるため、より小型で、低電圧で動作する光可変減
衰器を実現できる。

【００３３】ところで、光可変減衰器では、入力光の偏
光方向が変化しても減衰量が変化しないことが要求され
るケースが多い。しかしながら、前記光偏向器の屈折率
変化手段として、例えば一次の横方向電気光学効果を用
いた場合、印加電場の方向の屈折率のみが変化すること
になる。すなわち、その方向から９０°傾いた偏光方向
を持つ光に対しては、光偏向器としては動作しないこと
となる。

【００３４】この問題を解決するため、請求項４記載の
可変光減衰装置では、図５，６に示すように、それぞれ
の偏向方向に対応した光偏向器１５Ａ，１５Ｂを直列に
接続してデバイスを構成することにより、偏光方向に依
存しない光可変減衰装置とすることができる。ここで、
図５の場合は、異なった方向の電場を印加することがで
きる二種類の電極構造を、同一平面上に形成した場合の
一例である。また、図６の場合は、同一の電極構造を持
つ光偏向器１５Ａ，１５Ｂを二つ直列に接続したもので
ある。なお、実際の光可変減衰器では、異なった偏光方
向の光に対して同一の減衰量を確保するために、前記２
つの光偏向器の長さなどを精密に調整して作製する必要
がある。

【００３５】図５の光偏向器では、２種類の光偏向器を
作製して、それを接合することが不可欠である。また、
図６の光偏向器では、電極の方向が互いに垂直であり、
電圧印加用の電極との結線が煩雑になる。請求項５記載
の光可変減衰装置に使用する光偏向器では、上記の点が
解決されている。すなわち、２つの偏向器の間に旋光子
を挿入した構造を持つ偏向器である。この場合、中央の
旋光子で偏波方向が回転するため、使用される２つの偏
向器の装荷角度を自由に設定できるようになる。例えば
９０°旋光子を用いた場合、図７に示すように同一構造
の光偏向器を同一角度で配置し、その間に９０°旋光子
７１を挿入することにより、偏波無依存性の光偏向器を
構成することができる。このため、さらに生産性がよい
光可変減衰装置を製造することができるようになる。本
発明では、旋光子の種類、回転角度は特に限定しない
が、ルチル等の１／２波長板を使った９０°旋光子が、
価格、取り扱いの点で最適である。

【００３６】図５〜図７では、使用している光偏向器お
よび旋光子が、同一外形の直方体であるように書かれて
いるが、もちろん実際はこのような制限はない。しか
し、動作電圧を低く抑えるためには、前記電極の間隔を
なるべく小さくし、実効電界強度を大きくする必要か
ら、光偏向器の電極間隔はビーム径と同程度とすること
が必要となってくる。ところが、一般に使用されるコリ
メート光学系ではビーム径が１００μｍ〜５００μｍ程
度であるため、例えば図５における光偏向器の高さは上
記ビーム径よりも若干大きい程度となる。これに対し
て、十分な偏向角度を達成する光偏向器の長さは１ｍｍ
程度である。このような寸法で光偏向器を作製した場
合、非常に細長いロッド状のものとなり、強度、取り扱
い上問題が多い。このため、実際に作製される光偏光器
は、厚みが上記ビーム径（１００〜５００μｍ）よりも
若干大きい程度であり、縦、横とも１ｍｍ程度の基板状
の外形を持つものが有効である。

【００３７】このような光偏向器を２つ直列に接続して
偏波無依存型とした光偏向器の例を図８に示す。図から
分かるように、この光偏向器は複雑な形状となり、作
製、取り扱い上問題が多い。

【００３８】請求項６の光可変減衰装置は、上記したよ
うな問題点を解決するものである。すなわち、光偏向器
を取付けるための保持基板を使用し、その保持基板を筐
体にマウントしたことを特徴とする光可変減衰装置であ
る。保持基板は、例えば図８に示したような光偏向器の
場合、図９に示した展開図（（ａ）：側面図、（ｂ）：
平面図）のようなものが有効である。これは、保持基板
９１に光偏向器が装荷される溝９１ａを形成したもので
ある。基板材料として特に限定はないが、作製精度、価
格、信頼性の面から、Ｓｉ、ガラス、またはセラミック
スからなる基板を用いることが望ましい。

【００３９】図９で示す保持基板に、図８で示す光偏向
器を装荷した状態を図１０に示す。このように、複雑な
形状の光偏向器を扱いやすい基板状に保持することがで
き、取り扱い性や信頼性が格段に向上する。この保持基
板に光偏向器を取付ける際に光軸調整を行うことによ
り、後の工程での作業が大幅に軽減される。また、この
保持基板に電極パターンを作製し、光偏向器と接続する
こともできる。保持基板に光偏向器を取付ける方法は特
に限定しないが、信頼性、作業性の点から、光硬化樹
脂、低融点ガラス、ハンダ、スポット溶接などを使用す
ることが望ましい。

【００４０】本発明によって、上述したような構造で、
高速かつ低価格で、信頼性が高い光可変減衰装置が構成
できるが、実際の使用時には、動作電圧が問題となる場
合がある。光／電子部品では、動作電圧として、一般的
に３〜２０Ｖ程度の電圧が使用されるため、光可変減衰
器もこの程度の電圧で動作するものでなくてはならない
ことが多い。ところが、電気光学効果による屈折率変化
は非常に小さいため、動作に非常な高電圧が必要な場合
がある。例えば、ＪｏｕｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａ
ｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．１２，Ｎｏ．
８，ｐ１４０１に示された光偏向器では、０．２３°の
偏向角度を得るために６００Ｖの電圧を必要としてい
る。

【００４１】一方、本発明の光可変減衰装置では、光偏
向器のサイズが小さく、印加される実効電界強度を大き
くできるため、動作電圧はかなり低いものになるが、そ
れでもより低電圧で動作するデバイスは、工業的に非常
に有効である。

【００４２】請求項７の光可変減衰装置は、光偏向器１
５として、図１１に示すような電極４２と電気光学効果
を有する基板４１を交互に積層したものを用いている。
この場合、基板４１に印加される実効電界強度を大きく
することができ、より小型で、低電圧で動作する光可変
減衰装置を実現できる。

【００４３】図１２は積層した電極に電圧を印加する方
法として、光偏向器の側面に設けた取りだし電極に、対
応する積層した電極を接続した構成を断面図にて示した
ものである。図１１のような多層型の光偏向器の場合、
各電極４２の接続が煩雑になるが、図１２のように、偏
向器側面に取り出し電極１２１を設け、それと対応する
電極を接続することにより、結線を大幅に簡略化でき、
安価で信頼性の高い光可変減衰装置を提供できる。この
取り出し電極１２１は、光偏向器を作製した後に側面に
取付けられることが望ましい。取り出し電極１２１の取
り付け方法は特に限定しないが、作製精度や価格の点
で、蒸着やスパッタ、メッキによるメタライズ処理が望
ましい。このようにして作製した光偏向器は、図１３に
示すように、光可変減衰装置の偏向器取り付け箇所や、
請求項６で記述した保持基板に、ハンダにより簡単に取
付けることができる。

【００４４】

【実施例】以下に本発明の光可変減衰装置をより具体化
した実施例について説明する。

【００４５】以下のようにして光可変減衰装置を作製し
た。まず、光の入出力系としては、２本のシングルモー
ド光ファイバの間にＧＩファイバを融着し、基板に接着
後、ＧＩファイバの中心付近を３ｍｍの幅で切断したも
のを作製した。上記光ファイバのＧＩファイバに融着さ
れていない端部にはコネクターを取り付け、評価系に接
続できるようにしている。この光学系は、シングルモー
ドファイバ中を伝搬する入力光を約０．１ｍｍのスポッ
トサイズにコリメートすることができるように設計され
ており、上記切断部に屈折率マッチング樹脂を充填する
ことにより、挿入損失１ｄＢ以下となることが確認され
ている。また、出力側のＧＩファイバの側面にはカーボ
ン含有樹脂を塗布して、不要光を吸収できるようにし
た。

【００４６】光偏向器は、０．０５ｍｍ厚のＰＬＺＴ基
板上に、図４に示した形状の金電極をアレイ状にしたも
のをスパッタにより形成し、それを３層積層して作製し
た。

【００４７】上記した全ての金電極の厚みは０．３μｍ
であり、光の透過特性にはほぼ影響ないことを確認し
た。また、光偏向器の幅ｘ長さは１ｘ１ｍｍとした。こ
の構成で、光偏向器と屈折率マッチング樹脂の間の屈折
を考慮すると、約２１Ｖの印加電圧で、減衰量を１０ｄ
Ｂ程度とすることができる。また、各光偏向器の側面に
は、不要光を吸収するためにカーボンの被膜を蒸着し
た。

【００４８】さらに、光可変減衰装置を偏波無依存型と
するため、同一の光偏向器を直列に２個ならべ、図９で
示すような保持基板に、光軸を合わせた状態で樹脂によ
り接着した。保持基板には電極パターンが形成されてお
り、そのパターンと光偏向器の電極を、ワイアーボンド
により接続した。この光偏向器を偏向器Ａと呼ぶ。

【００４９】また、本発明請求項５記載の光可変減衰装
置の実施例として、ルチルによる１／２波長板を使っ
た、図７に示す形態の光偏向器を作製した。この偏向器
も、やはり電極パターンが形成された保持基板に取付け
られ、そのパターンと光偏向器の電極を、ワイアーボン
ドにより接続した。この光偏向器を偏向器Ｂと呼ぶ。

【００５０】このようにして作製した光偏向器サブモジ
ュールを、上述した光学系の所定の位置に実装し、電極
をワイヤーボンドによって取り出した後に、屈折率マッ
チング樹脂を充填して光可変減衰装置とした。これらの
光可変減衰装置の減衰量と電圧の関係を図１５に示す。

【００５１】偏波依存性は、偏向器Ａを用いたもので最
大０．４ｄＢ、偏向器Ｂを用いたもので最大０．３ｄＢ
であった。このように、実用十分な減衰量が、現実的な
動作電圧で得られ、かつ偏波依存性が非常に小さい光可
変減衰装置を得た。

【００５２】また、これらの光可変減衰装置、電圧０Ｖ
と１５Ｖの間を１ＭＨｚで振動するデジタル波の入力に
対する特性を観測した。その結果、本発明の光可変減衰
器が、光変調器としても十分動作することを確認した。

【００５３】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１の光可
変減衰装置によれば、光の強度を変化させる手段とし
て、出力光の光軸を偏向させる光偏向器を用いたので、
出力光の結合量を変化させることができ、偏光回転や干
渉を利用した光可変減衰器のように高い実装精度が必要
でなくなり、低価格で信頼性の高いものが実現できる。
また、光偏向器として、電気光学効果を有する基板に電
極を形成し、該電極に電圧を印加することによって発生
する屈折率差を用いたプリズムによる屈折効果を利用し
たものを使用した。これにより、光偏向器は、一般的
な、基板上に電極を形成して所定の寸法に加工するとい
う工程により作製することができるため、量産性が高
く、低価格な光可変減衰装置を提供することができ、さ
らに電気光学効果を利用することで、非常に高速で動作
するデバイスを実現することができる。

【００５４】また、請求項２の光可変減衰装置によれ
ば、電気光学効果を有する基板として、ＰＬＺＴ、Ｂａ
ＴｉＯ３、またはＳＢＮを用いた。これにより、光デバ
イスで一般的な材料であるニオブ酸リチウムなどに比べ
高い電気光学効果を持つため、デバイスの大幅な小型化
に貢献する。

【００５５】請求項３の光可変減衰装置では、偏向器１
５に使用される電極の形状として、概略三角形のプリズ
ム型の屈折率変化部分を、前記電気光学効果を有する基
板に誘起する形状で、かつアレイ状に配置したものであ
る。このような電極構造とすることにより、同じ印加電
圧でも高い屈折率差を誘起することができる。このた
め、より小型で、低電圧で動作する光可変減衰器を実現
できる。

【００５６】また、請求項４の光可変減衰装置は、二つ
の異なった偏光方向に対する光偏向器を直列に接続した
ものを用いて、偏光依存性を補償している。これによ
り、偏光方向に依存しない光可変減衰器とすることがで
きる。

【００５７】請求項５の光可変減衰装置に使用する光偏
向器では、２つの偏向器の間に旋光子を挿入した構造を
持つ。この場合、中央の旋光子で偏波方向が回転するた
め、使用される２つの偏向器の装荷角度を自由に設定で
きるようになり、９０°旋光子を用いた場合、同一構造
の光偏向器を同一角度で配置することにより、偏波無依
存性の光偏向器を構成することができる。このため、さ
らに生産性がよい光可変減衰装置を製造することができ
るようになる。

【００５８】請求項６の光可変減衰装置は、光偏向器を
取付けるための保持基板を使用し、その保持基板を筐体
にマウントしたことを特徴とするものである。これによ
り、複雑な形状の光偏向器を扱いやすい基板状にするこ
とができ、取り扱い性や信頼性が格段に向上する。

【００５９】請求項７の光可変減衰装置は、光偏向器１
５として、図１１に示すような電極４２と電気光学効果
を有する基板４１を交互に積層したものを用いている。
この場合、印加される実効電界強度を大きくすることが
でき、より小型で、低電圧で動作する光可変減衰装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光可変減衰装置の実施形態を模式
的に説明する斜視図である。

【図２】本発明に係る光可変減衰装置の実施形態を模式
的に説明する平面図である。

【図３】本発明に係る光可変減衰装置の動作原理を模式
的に説明する平面図である。

【図４】本発明に係る光偏向器の実施形態を模式的に説
明する斜視図である。

【図５】本発明に係る他の光偏向器の実施形態を模式的
に説明する斜視図である。

【図６】従来の光可変減衰器の一例を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明に係る光可変減衰装置の電圧−減衰量曲
線である。

【図８】本発明に係る光可変減衰装置の組み立て形態を
模式的に説明する平面図である。

【図９】本発明に係る他の光可変減衰装置に使用される
保持基板を模式的に説明する展開図であり、（ａ）は側
面図、（ｂ）は平面図である。

【図１０】本発明に係る他の光可変減衰装置に使用され
る光偏向器、保持基板を模式的に説明する斜視図であ
る。

【図１１】本発明に係る他の光偏向器の実施形態を模式
的に説明する斜視図である。

【図１２】本発明に係る他の光偏向器の実施形態を模式
的に説明する断面図である。

【図１３】本発明に係る他の光偏向器の実装の実施形態
の一例を模式的に説明する斜視図である。

【図１４】従来の光可変減衰器の一例を示す斜視図であ
る。

【図１５】本発明に係る光可変減衰装置の電圧−減衰量
曲線である。

【図１６】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明に係わる他
の光偏向器の電極形状を説明する平面図である。

【符号の説明】

１１：入力用の光ファイバ１２：出力用の光ファイバ１３：入力側のコリメーター１４：出力側のコリメーター１５：光偏向器１６：基板４１：電気光学効果を持った基板４２：電圧印加用の電極７１：旋光子９１：保持基板１２１：取り出し電極１３１：電極パターン１３２：マウント用基板１３３：ハンダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光伝送路に接続され、入力光の強度を変
化させて出力する光可変手段を備えた光可変減衰装置で
あって、前記光可変手段は、電気光学効果を有する基板
に平面略三角形状の電極が形成されているとともに、該
電極に電圧を印加することによって発生する屈折率差に
より、プリズム型の屈折率変化部分を誘起し、その屈折
効果により、出力光の光軸を前記光伝送路の光軸と異な
らせるように成した光偏向器を備えていることを特徴と
する光可変減衰装置。
【請求項２】前記電気光学効果を有する基板材料とし
て、ＰＬＺＴ、ＢａＴｉＯ３、またはＳＢＮを用いたこ
とを特徴とする請求項１に記載の光可変減衰装置。
【請求項３】前記電極は、平面略三角形状のプリズム
型の屈折率変化部分を、前記電気光学効果を有する基板
に誘起する形状で、且つアレイ状に配置したことを特徴
とする請求項１または２に記載の光可変減衰装置。
【請求項４】前記光可変手段は、二つの異なった偏光
方向に対応する光偏向器を直列に接続して成り、且つ偏
光依存性を補償することを特徴とする請求項１〜３のい
ずれかに記載の光可変減衰装置。
【請求項５】前記二つの異なった偏光方向に対応する
光偏向器の間に、旋光子を挿入することにより、偏光依
存性を補償することを特徴とする請求項４に記載の光可
変減衰装置。
【請求項６】基体に前記光偏向器、または前記光偏向
器と前記旋光子を光軸を合わせた状態で配設したことを
特徴とする請求項５に記載の光可変減衰装置。
【請求項７】前記光偏向器は、電気光学効果を有する
基板と電極とを交互に積層して成ることを特徴とする請
求項１〜６に記載の光可変減衰装置。