JP2003255419A - 可変光減衰器 - Google Patents
可変光減衰器Info
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- JP2003255419A JP2003255419A JP2002059233A JP2002059233A JP2003255419A JP 2003255419 A JP2003255419 A JP 2003255419A JP 2002059233 A JP2002059233 A JP 2002059233A JP 2002059233 A JP2002059233 A JP 2002059233A JP 2003255419 A JP2003255419 A JP 2003255419A
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光減衰量調節のためのフィードバック機構を必
要とせず、入力パワー変動時に出力パワーを一定に保つ
ことが可能な可変光減衰器を提供する。 【解決手段】屈折率分布の異なる２種類の光ファイバを
接続する。屈折率分布が異なると、入射光強度の増大に
伴ってＭＦＤの変化の程度が異なるため、光強度が増す
につれて２種類のファイバのＭＦＤの差が大きくなり、
２種類のファイバの接続点における接続損失が増大す
る。すなわち、入射光強度の増大につれて接続損失が大
きくなるため、入射光強度に応じて光減衰量を調整する
ことが可能となる。
要とせず、入力パワー変動時に出力パワーを一定に保つ
ことが可能な可変光減衰器を提供する。 【解決手段】屈折率分布の異なる２種類の光ファイバを
接続する。屈折率分布が異なると、入射光強度の増大に
伴ってＭＦＤの変化の程度が異なるため、光強度が増す
につれて２種類のファイバのＭＦＤの差が大きくなり、
２種類のファイバの接続点における接続損失が増大す
る。すなわち、入射光強度の増大につれて接続損失が大
きくなるため、入射光強度に応じて光減衰量を調整する
ことが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野におい
て用いられ、光パワーを減衰させる部品である光減衰器
に関し、特に、光減衰量を調整することができる可変光
減衰器に関する。
て用いられ、光パワーを減衰させる部品である光減衰器
に関し、特に、光減衰量を調整することができる可変光
減衰器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ伝送技術においては広
帯域化の要求に応えるために、波長多重（以下「ＷＤ
Ｍ」と略記する）化が進んでいる。ＷＤＭ伝送において
はエルビウム添加光ファイバ増幅器（以下「ＥＤＦＡ」
と略記する）やラマンアンプなどの光アンプによる光増
幅が行なわれるが、光アンプの利得が波長依存性を持つ
ために、伝送、増幅を繰り返すうちに波長多重化された
信号間に光パワーの差が生じてしまう。これを防ぐため
に、波長フィルタや光減衰器を用いて光アンプの利得の
波長特性を平坦化する必要がある。光アンプの利得波長
特性には同種類の光アンプであっても個体差があり、こ
れを個別に平坦化するには可変光減衰器が最も適してい
る。可変光減衰器としては、軸調心され、間をあけて突
き合わされた２本の光ファイバ間に光減衰効果を持つ物
質を位置させ、この物質の光減衰効果を電位や熱、また
は位置変位により変化させるものがある。位置変位を利
用する場合には、物質の光減衰効果が位置により変化す
るようにしておくのが一般的である。あるいは、２本の
光ファイバ間に光透過性の物質を配置し、その屈折率を
変化させることを利用するものもある。また、その他に
も光ファイバに曲げを与え、その曲率を変化させること
により、光ファイバの曲げ損失を変化させるものや、電
界印加によるファラデー回転を利用するもの、クラッド
研磨等により増大させたエバネセント波の減衰量を調整
するもの等がある。
帯域化の要求に応えるために、波長多重（以下「ＷＤ
Ｍ」と略記する）化が進んでいる。ＷＤＭ伝送において
はエルビウム添加光ファイバ増幅器（以下「ＥＤＦＡ」
と略記する）やラマンアンプなどの光アンプによる光増
幅が行なわれるが、光アンプの利得が波長依存性を持つ
ために、伝送、増幅を繰り返すうちに波長多重化された
信号間に光パワーの差が生じてしまう。これを防ぐため
に、波長フィルタや光減衰器を用いて光アンプの利得の
波長特性を平坦化する必要がある。光アンプの利得波長
特性には同種類の光アンプであっても個体差があり、こ
れを個別に平坦化するには可変光減衰器が最も適してい
る。可変光減衰器としては、軸調心され、間をあけて突
き合わされた２本の光ファイバ間に光減衰効果を持つ物
質を位置させ、この物質の光減衰効果を電位や熱、また
は位置変位により変化させるものがある。位置変位を利
用する場合には、物質の光減衰効果が位置により変化す
るようにしておくのが一般的である。あるいは、２本の
光ファイバ間に光透過性の物質を配置し、その屈折率を
変化させることを利用するものもある。また、その他に
も光ファイバに曲げを与え、その曲率を変化させること
により、光ファイバの曲げ損失を変化させるものや、電
界印加によるファラデー回転を利用するもの、クラッド
研磨等により増大させたエバネセント波の減衰量を調整
するもの等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の光可変減衰器で
は、光減衰量の調整を動的（アクティブ）に行うための
手段が必要であり、そのため入力光のパワーが変動した
ときに可変光減衰器からの出力を一定に保つためには、
可変光減衰器への入力パワーモニタとそのモニタ結果を
可変光減衰器の光減衰量調節機構へフィードバックする
機構が必要不可欠であった。また、このようなフィード
バックを行うことにより、入力光パワーが変動してから
可変光減衰器の光減衰量を調整するまでにタイムラグが
発生するという問題があった。また、入力パワー変動時
に可変光減衰器からの出力を一定に保つ際に、フィード
バック機構への電力などの動力供給が必要であった。ま
た、可変光減衰器への入力パワーモニタにおいて、光パ
ワーが強い場合にはモニタ機構部分が光パワーにより劣
化するという問題もあった。本発明は、このような事情
を考慮してなされたもので、光減衰量調節のためのフィ
ードバック機構を必要とせず、入力パワー変動時に出力
パワーを一定に保つ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。
は、光減衰量の調整を動的（アクティブ）に行うための
手段が必要であり、そのため入力光のパワーが変動した
ときに可変光減衰器からの出力を一定に保つためには、
可変光減衰器への入力パワーモニタとそのモニタ結果を
可変光減衰器の光減衰量調節機構へフィードバックする
機構が必要不可欠であった。また、このようなフィード
バックを行うことにより、入力光パワーが変動してから
可変光減衰器の光減衰量を調整するまでにタイムラグが
発生するという問題があった。また、入力パワー変動時
に可変光減衰器からの出力を一定に保つ際に、フィード
バック機構への電力などの動力供給が必要であった。ま
た、可変光減衰器への入力パワーモニタにおいて、光パ
ワーが強い場合にはモニタ機構部分が光パワーにより劣
化するという問題もあった。本発明は、このような事情
を考慮してなされたもので、光減衰量調節のためのフィ
ードバック機構を必要とせず、入力パワー変動時に出力
パワーを一定に保つ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。
【０００４】
【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、入射光強度の変化によっ
て光導波媒質に物理的変化が生じることにより光減衰量
の調節を行うことを特徴とする可変光減衰器である。こ
れにより、光減衰量調節のためのフィードバック機構を
必要としないため、光減衰量を調整するまでのタイムラ
グが発生せず、フィードバック機構への電力などの動力
供給も必要としないことから、小型で高性能の可変光減
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、前記光強度の変
化による光導波媒質の物理量変化は、光カー効果、ポッ
ケルス効果、吸収飽和、またはコットンムートン効果に
より生じさせることを特徴とする。請求項３記載の発明
は、請求項１又は２記載の可変光減衰器において、屈折
率分布の異なる複数種類の光ファイバを接続し、該光フ
ァイバへの入射光強度の変化により前記光導波媒質に物
理的変化を生じさせて、該光ファイバの接続損失を可変
とすることを特徴とする。
めに、請求項１記載の発明は、入射光強度の変化によっ
て光導波媒質に物理的変化が生じることにより光減衰量
の調節を行うことを特徴とする可変光減衰器である。こ
れにより、光減衰量調節のためのフィードバック機構を
必要としないため、光減衰量を調整するまでのタイムラ
グが発生せず、フィードバック機構への電力などの動力
供給も必要としないことから、小型で高性能の可変光減
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、前記光強度の変
化による光導波媒質の物理量変化は、光カー効果、ポッ
ケルス効果、吸収飽和、またはコットンムートン効果に
より生じさせることを特徴とする。請求項３記載の発明
は、請求項１又は２記載の可変光減衰器において、屈折
率分布の異なる複数種類の光ファイバを接続し、該光フ
ァイバへの入射光強度の変化により前記光導波媒質に物
理的変化を生じさせて、該光ファイバの接続損失を可変
とすることを特徴とする。
【０００５】請求項４記載の発明は、請求項３記載の可
変光減衰器において、前記入射光強度の変化により、前
記光ファイバのモードフィールド径が変化することによ
り、前記光ファイバの接続損失を可変とすることを特徴
とする。請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の
可変光減衰器において、平面光回路の光導波部の屈折率
又は断面積を光導波方向に対して変化させることによ
り、該平面光回路の損失を可変とすることを特徴とす
る。請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか
に記載の可変光減衰器において、一定値以上の強度の光
が入射されたときに、出射光強度が一定値に保たれるこ
とを特徴とする。これにより、入射光パワー変動時に出
射光パワーを一定に保つことが可能な可変光減衰器を実
現することができる。
変光減衰器において、前記入射光強度の変化により、前
記光ファイバのモードフィールド径が変化することによ
り、前記光ファイバの接続損失を可変とすることを特徴
とする。請求項５記載の発明は、請求項１又は２記載の
可変光減衰器において、平面光回路の光導波部の屈折率
又は断面積を光導波方向に対して変化させることによ
り、該平面光回路の損失を可変とすることを特徴とす
る。請求項６記載の発明は、請求項１から５のいずれか
に記載の可変光減衰器において、一定値以上の強度の光
が入射されたときに、出射光強度が一定値に保たれるこ
とを特徴とする。これにより、入射光パワー変動時に出
射光パワーを一定に保つことが可能な可変光減衰器を実
現することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の光減衰器は、入射光強度の変化によって光導波
媒質に生じる物理的変化を用いて光減衰量の調節を行う
ものであり、その一例として、光強度により光導波媒質
の屈折率が変化する光カー効果を利用して光減衰量を調
整することができる。また、入射光強度の変化に伴っ
て、入射光の電界強度も変化することから、電界強度に
比例して光導波媒質の屈折率が変化するポッケルス効果
を利用して光減衰量を調整することができる。また、入
射光強度の変化に伴って光導波媒質の光吸収率そのもの
が変化する吸収飽和を利用して、光減衰量を調整するこ
とができる。さらに、入射光強度の変化に伴って、入射
光の磁界強度も変化するため、磁界の強度変化に伴って
光導波媒質の屈折率が変化し、磁気複屈折を生じるコッ
トンムートン効果を利用しても光減衰量を調整すること
ができる。このうち、光カー効果を利用して光減衰量を
調整する光可変減衰器の例について説明する。
本発明の光減衰器は、入射光強度の変化によって光導波
媒質に生じる物理的変化を用いて光減衰量の調節を行う
ものであり、その一例として、光強度により光導波媒質
の屈折率が変化する光カー効果を利用して光減衰量を調
整することができる。また、入射光強度の変化に伴っ
て、入射光の電界強度も変化することから、電界強度に
比例して光導波媒質の屈折率が変化するポッケルス効果
を利用して光減衰量を調整することができる。また、入
射光強度の変化に伴って光導波媒質の光吸収率そのもの
が変化する吸収飽和を利用して、光減衰量を調整するこ
とができる。さらに、入射光強度の変化に伴って、入射
光の磁界強度も変化するため、磁界の強度変化に伴って
光導波媒質の屈折率が変化し、磁気複屈折を生じるコッ
トンムートン効果を利用しても光減衰量を調整すること
ができる。このうち、光カー効果を利用して光減衰量を
調整する光可変減衰器の例について説明する。
【０００７】この例の可変光減衰器は、コアの屈折率分
布が互いに異なる複数の光ファイバを、融着または接着
等により長手方向に接続して形成されている。これらの
光ファイバの接続に際しては、一方の光ファイバから他
方の光ファイバへ入射する光量が最大となるように位置
調整を行う。図１は、この可変光減衰器において用いら
れる、互いに屈折率分布の異なるコアを有する２種類の
光ファイバの長手方向に対する断面の一例を示してお
り、図１（ａ）、図１（ｂ）において、符号１ａはコア
の高屈折率部、符号１ｂはコアの低屈折率部であり、符
号２はコアの周囲に形成されたクラッドである。従っ
て、図１（ａ）に示す光ファイバは単一の屈折率分布を
有し、図１（ａ）に示す光ファイバは中心部の屈折率が
低く、その周囲の屈折率が高くなっている。図１（ｃ）
は、図１（ａ）に示した光ファイバの屈折率分布を示し
ており、Ｄ 1が光強度を０と仮定した場合のモードフィ
ールド径（以下「ＭＦＤ」と略記する）である。図１
（ｄ）は、図１（ｂ）に示した光ファイバの屈折率分布
を示しており、図１（ｃ）と同様にＤ1が光強度を０と
仮定した場合のＭＦＤである。
布が互いに異なる複数の光ファイバを、融着または接着
等により長手方向に接続して形成されている。これらの
光ファイバの接続に際しては、一方の光ファイバから他
方の光ファイバへ入射する光量が最大となるように位置
調整を行う。図１は、この可変光減衰器において用いら
れる、互いに屈折率分布の異なるコアを有する２種類の
光ファイバの長手方向に対する断面の一例を示してお
り、図１（ａ）、図１（ｂ）において、符号１ａはコア
の高屈折率部、符号１ｂはコアの低屈折率部であり、符
号２はコアの周囲に形成されたクラッドである。従っ
て、図１（ａ）に示す光ファイバは単一の屈折率分布を
有し、図１（ａ）に示す光ファイバは中心部の屈折率が
低く、その周囲の屈折率が高くなっている。図１（ｃ）
は、図１（ａ）に示した光ファイバの屈折率分布を示し
ており、Ｄ 1が光強度を０と仮定した場合のモードフィ
ールド径（以下「ＭＦＤ」と略記する）である。図１
（ｄ）は、図１（ｂ）に示した光ファイバの屈折率分布
を示しており、図１（ｃ）と同様にＤ1が光強度を０と
仮定した場合のＭＦＤである。
【０００８】入射光強度が増大すると、図１（ｅ）と図
１（ｆ）に示すように、光カー効果により光導波部分の
屈折率が上昇する。これにより、光ファイバのＭＦＤは
小さくなるが、このＭＦＤが小さくなる度合いは光ファ
イバの屈折率分布に依存する。図１（ｅ）は、図１
（ａ）に示す光ファイバについて、入射光強度が増大し
たときの屈折率分布とＭＦＤを示しており、このときの
ＭＦＤであるＤ2は、光強度が０のときのＭＦＤである
Ｄ1より小さくなっている。これに対し、図１（ｆ）
は、図１（ｂ）に示す光ファイバについて、入射光強度
が増大したときの屈折率分布とＭＦＤを示しており、こ
のときのＭＦＤであるＤ2は、光強度が増大してもほと
んど変化せず、Ｄ1とほぼ等しい。この例の可変光増幅
器は、光強度を０と仮定した場合にほぼ同一のＭＦＤを
持ちながら、入射光強度が増大したときにＭＦＤが異な
る、互いに屈折率分布の異なる２種類の光ファイバを接
続して形成されている。この可変光減衰器では、入射光
強度が増すにつれて２種類のファイバのＭＦＤの差が大
きくなり、これに伴って２種類のファイバの接続点にお
ける接続損失が増大する。このことは、入射光強度の増
大により接続損失が大きくなり、光減衰量が増大するこ
とを意味する。
１（ｆ）に示すように、光カー効果により光導波部分の
屈折率が上昇する。これにより、光ファイバのＭＦＤは
小さくなるが、このＭＦＤが小さくなる度合いは光ファ
イバの屈折率分布に依存する。図１（ｅ）は、図１
（ａ）に示す光ファイバについて、入射光強度が増大し
たときの屈折率分布とＭＦＤを示しており、このときの
ＭＦＤであるＤ2は、光強度が０のときのＭＦＤである
Ｄ1より小さくなっている。これに対し、図１（ｆ）
は、図１（ｂ）に示す光ファイバについて、入射光強度
が増大したときの屈折率分布とＭＦＤを示しており、こ
のときのＭＦＤであるＤ2は、光強度が増大してもほと
んど変化せず、Ｄ1とほぼ等しい。この例の可変光増幅
器は、光強度を０と仮定した場合にほぼ同一のＭＦＤを
持ちながら、入射光強度が増大したときにＭＦＤが異な
る、互いに屈折率分布の異なる２種類の光ファイバを接
続して形成されている。この可変光減衰器では、入射光
強度が増すにつれて２種類のファイバのＭＦＤの差が大
きくなり、これに伴って２種類のファイバの接続点にお
ける接続損失が増大する。このことは、入射光強度の増
大により接続損失が大きくなり、光減衰量が増大するこ
とを意味する。
【０００９】この接続損失の増加の割合は、入射光強度
の増加の割合に比べて大きい場合と小さい場合とが考え
られる。光カー効果では電界強度の２乗に比例して屈折
率が上昇し、また異なるＭＦＤの光ファイバ間接続損失
は、シングルモードファイバの場合には、それぞれの光
ファイバのＭＦＤをD1、D2として、−20×LOG10（（２
×D1×D2）/（D1 2+D2 2））〔dB〕と表される。すなわ
ち、光強度が大きいほど光カー効果による屈折率上昇の
影響が大きくなり、同じ比率で光強度が上昇しても、光
強度が小さい場合に比べて２種類の光ファイバのＭＦＤ
の差が大きくなりやすい。また、２種類の光ファイバの
ＭＦＤの差が小さいうちは接続損失はほとんど生じない
が、ＭＦＤの差が大きくなるにつれて接続損失は指数関
数的に急激に増大していく。
の増加の割合に比べて大きい場合と小さい場合とが考え
られる。光カー効果では電界強度の２乗に比例して屈折
率が上昇し、また異なるＭＦＤの光ファイバ間接続損失
は、シングルモードファイバの場合には、それぞれの光
ファイバのＭＦＤをD1、D2として、−20×LOG10（（２
×D1×D2）/（D1 2+D2 2））〔dB〕と表される。すなわ
ち、光強度が大きいほど光カー効果による屈折率上昇の
影響が大きくなり、同じ比率で光強度が上昇しても、光
強度が小さい場合に比べて２種類の光ファイバのＭＦＤ
の差が大きくなりやすい。また、２種類の光ファイバの
ＭＦＤの差が小さいうちは接続損失はほとんど生じない
が、ＭＦＤの差が大きくなるにつれて接続損失は指数関
数的に急激に増大していく。
【００１０】図２に、入射光強度に対して接続損失が増
加する様子を示している。図２におけるＣ点は、入射光
強度の増加率と接続損失の増加率とが等しくなるときの
入射光強度であり、入射光強度がＣより大きい場合に
は、図２の領域Bに示すように、接続損失の増加の割合
が入射光強度の増加の割合に比べて大きくなり、また入
射光強度がＣより小さい場合には、図２の領域Ａに示す
ように、接続損失の増加の割合が入射光強度の増加の割
合に比べて小さくなる。図２中の領域Ａにおいては、入
射光強度が増大した場合には接続損失の増分はこれより
も小さく、結果として出射光強度が増大する。これに対
して領域Ｂにおいては入射光強度の増分よりも接続損失
の増分の方が大きくなり、その結果出射光強度は減少す
る。このようにして光強度が減少した場合には、それに
伴って接続損失も減少するため、結果として出射光強度
は、入射光強度が図３中に示される値Ｃである場合の出
射光強度Ｄに、速やかに収束する。ここで、入射光強度
がＣである場合のロスをＬ(Ｃ)として、Ｄ＝Ｃ−Ｌ(Ｃ)
の関係が成立する。以上より、入射光強度と出射光強度
の関係は図３に示すようになる。すなわち、入射光強度
がＣより大きい場合には出射光強度は必ずＤとなり、可
変光減衰器として作用する。なお、図１（ａ）、（ｂ）
に示した光ファイバの屈折率分布は一例であって、入射
光強度の変化によってＭＦＤの変化の程度が異なる光フ
ァイバの組みあわせであればこの例に限定されるもので
はなく、他の屈折率分布を持つ光ファイバを用いてもよ
い。
加する様子を示している。図２におけるＣ点は、入射光
強度の増加率と接続損失の増加率とが等しくなるときの
入射光強度であり、入射光強度がＣより大きい場合に
は、図２の領域Bに示すように、接続損失の増加の割合
が入射光強度の増加の割合に比べて大きくなり、また入
射光強度がＣより小さい場合には、図２の領域Ａに示す
ように、接続損失の増加の割合が入射光強度の増加の割
合に比べて小さくなる。図２中の領域Ａにおいては、入
射光強度が増大した場合には接続損失の増分はこれより
も小さく、結果として出射光強度が増大する。これに対
して領域Ｂにおいては入射光強度の増分よりも接続損失
の増分の方が大きくなり、その結果出射光強度は減少す
る。このようにして光強度が減少した場合には、それに
伴って接続損失も減少するため、結果として出射光強度
は、入射光強度が図３中に示される値Ｃである場合の出
射光強度Ｄに、速やかに収束する。ここで、入射光強度
がＣである場合のロスをＬ(Ｃ)として、Ｄ＝Ｃ−Ｌ(Ｃ)
の関係が成立する。以上より、入射光強度と出射光強度
の関係は図３に示すようになる。すなわち、入射光強度
がＣより大きい場合には出射光強度は必ずＤとなり、可
変光減衰器として作用する。なお、図１（ａ）、（ｂ）
に示した光ファイバの屈折率分布は一例であって、入射
光強度の変化によってＭＦＤの変化の程度が異なる光フ
ァイバの組みあわせであればこの例に限定されるもので
はなく、他の屈折率分布を持つ光ファイバを用いてもよ
い。
【００１１】この例の可変光減衰器によると、屈折率分
布の異なる複数種類の光ファイバを接続し、光ファイバ
への入射光強度の変化により光導波媒質に物理的変化を
生じさせて、光ファイバの接続損失を可変とすることに
より、光減衰量調節のためのフィードバック機構を必要
としないため、光減衰量を調整するまでのタイムラグが
発生せず、フィードバック機構への電力などの動力供給
も必要としないことから、小型で高性能の可変光減衰器
を実現することができる。また、一定値以上の強度の光
が入射されたときに、出射光強度が一定値となるように
光減衰量を調整することができるため、入射光パワー変
動時に出射光パワーを一定に保つことが可能な可変光減
衰器を実現することができる。
布の異なる複数種類の光ファイバを接続し、光ファイバ
への入射光強度の変化により光導波媒質に物理的変化を
生じさせて、光ファイバの接続損失を可変とすることに
より、光減衰量調節のためのフィードバック機構を必要
としないため、光減衰量を調整するまでのタイムラグが
発生せず、フィードバック機構への電力などの動力供給
も必要としないことから、小型で高性能の可変光減衰器
を実現することができる。また、一定値以上の強度の光
が入射されたときに、出射光強度が一定値となるように
光減衰量を調整することができるため、入射光パワー変
動時に出射光パワーを一定に保つことが可能な可変光減
衰器を実現することができる。
【００１２】以上の説明においては、光ファイバの光導
波媒質に物理的変化を生じさせて光減衰量の調整を行う
例について説明したが、光導波媒質に物理的変化を生じ
させることができれば本発明の目的を達成することがで
きるため、他のものを用いてもよい。例えば、平面光回
路の光導波部の屈折率又は断面積を光導波方向に対して
変化させることにより、平面光回路の光導波媒質に物理
的変化を生じさせることができ、これにより平面光回路
の損失を可変として可変光減衰器を構成することも可能
である。また、光導波媒質に物理的変化を生じさせる例
として光カー効果を利用した場合について説明したが、
入射光強度の変化によって光導波媒質に物理的変化が生
じるものであればよく、これに限定されるものではな
い。
波媒質に物理的変化を生じさせて光減衰量の調整を行う
例について説明したが、光導波媒質に物理的変化を生じ
させることができれば本発明の目的を達成することがで
きるため、他のものを用いてもよい。例えば、平面光回
路の光導波部の屈折率又は断面積を光導波方向に対して
変化させることにより、平面光回路の光導波媒質に物理
的変化を生じさせることができ、これにより平面光回路
の損失を可変として可変光減衰器を構成することも可能
である。また、光導波媒質に物理的変化を生じさせる例
として光カー効果を利用した場合について説明したが、
入射光強度の変化によって光導波媒質に物理的変化が生
じるものであればよく、これに限定されるものではな
い。
【００１３】以下、具体例を示す。光カー効果を利用し
た可変光減衰器を作製した。光カー効果を用いる場合に
は、光カー効果定数の大きい材料で光導波路を構成する
ことが好ましい。この例では、光カー効果定数の大きい
材料として、ＫＴＮ（ＫＴａ0.65Ｎｂ0.35Ｏ3）を使用
して光導波路を作製した。このＫＴＮの光カー効果定数
は、波長１．５５μｍの光に対して、１．２７×１０
-12ｍ2／Ｗであり、屈折率は２．２９である。ＫＴＮで
直径１μｍの円形コアを形成し、このコアの周囲をより
低屈折率である屈折率２．０８のクラッドで覆うことに
より、比屈折率差Δが１０％の光導波路を作製した。こ
の光導波路の波長１．５５μｍでのＭＦＤは１．３０２
μｍとなる。この光導波路に０．１Ｗの光を入射した場
合、コア内に均一の光が分布すると仮定すると、光カー
効果により、コアの屈折率が０．１６２上昇する。その
結果、波長１．５５μｍでのＭＦＤは１．０３８μｍと
なる。一方、光カー効果定数がＫＴＮと比較して遥かに
小さい材料でコアを形成するか、リング型屈折率プロフ
ァイルを有するコアを形成する等の方法により、光強度
が上がってもＭＦＤがほとんど変化しないようにした光
導波路（ＭＦＤ１．３０２μｍ、クラッド屈折率２．０
８、比屈折率差Δ１０％）を作製し、前述の光導波路と
０．７２μｍ軸ずれさせて接続したときの、接続損失を
考慮した入射光強度と出射光強度との相関を図４に示
す。図４から、入射光強度が０．３Ｗ以上の領域で出射
光強度がほぼ一定となっており、パッシブな可変光減衰
器として機能することが確認された。
た可変光減衰器を作製した。光カー効果を用いる場合に
は、光カー効果定数の大きい材料で光導波路を構成する
ことが好ましい。この例では、光カー効果定数の大きい
材料として、ＫＴＮ（ＫＴａ0.65Ｎｂ0.35Ｏ3）を使用
して光導波路を作製した。このＫＴＮの光カー効果定数
は、波長１．５５μｍの光に対して、１．２７×１０
-12ｍ2／Ｗであり、屈折率は２．２９である。ＫＴＮで
直径１μｍの円形コアを形成し、このコアの周囲をより
低屈折率である屈折率２．０８のクラッドで覆うことに
より、比屈折率差Δが１０％の光導波路を作製した。こ
の光導波路の波長１．５５μｍでのＭＦＤは１．３０２
μｍとなる。この光導波路に０．１Ｗの光を入射した場
合、コア内に均一の光が分布すると仮定すると、光カー
効果により、コアの屈折率が０．１６２上昇する。その
結果、波長１．５５μｍでのＭＦＤは１．０３８μｍと
なる。一方、光カー効果定数がＫＴＮと比較して遥かに
小さい材料でコアを形成するか、リング型屈折率プロフ
ァイルを有するコアを形成する等の方法により、光強度
が上がってもＭＦＤがほとんど変化しないようにした光
導波路（ＭＦＤ１．３０２μｍ、クラッド屈折率２．０
８、比屈折率差Δ１０％）を作製し、前述の光導波路と
０．７２μｍ軸ずれさせて接続したときの、接続損失を
考慮した入射光強度と出射光強度との相関を図４に示
す。図４から、入射光強度が０．３Ｗ以上の領域で出射
光強度がほぼ一定となっており、パッシブな可変光減衰
器として機能することが確認された。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
入射光強度の変化によって光導波媒質に物理的変化が生
じることにより光減衰量の調節を行うことにより、光減
衰量調節のためのフィードバック機構を必要としないた
め、光減衰量を調整するまでのタイムラグが発生せず、
フィードバック機構への電力などの動力供給も必要とし
ないことから、小型で高性能の可変光減衰器を実現する
ことができる。また、一定値以上の強度の光が入射され
たときに、出射光強度が一定値となるように光減衰量を
調整することができるため、入射光パワー変動時に出射
光パワーを一定に保つことが可能な可変光減衰器を実現
することができる。
入射光強度の変化によって光導波媒質に物理的変化が生
じることにより光減衰量の調節を行うことにより、光減
衰量調節のためのフィードバック機構を必要としないた
め、光減衰量を調整するまでのタイムラグが発生せず、
フィードバック機構への電力などの動力供給も必要とし
ないことから、小型で高性能の可変光減衰器を実現する
ことができる。また、一定値以上の強度の光が入射され
たときに、出射光強度が一定値となるように光減衰量を
調整することができるため、入射光パワー変動時に出射
光パワーを一定に保つことが可能な可変光減衰器を実現
することができる。
【図１】互いに屈折率分布の異なる光ファイバについ
て、入射光強度の増大に伴ってＭＦＤが変化する様子を
示す図である。
て、入射光強度の増大に伴ってＭＦＤが変化する様子を
示す図である。
【図２】入射光強度に対する光ファイバの接続損失の増
加率を示す図である。
加率を示す図である。
【図３】本発明の可変光減衰器の入射光強度に対する出
射光強度の依存性を示す図である。
射光強度の依存性を示す図である。
【図４】光カー効果を用いて可変光減衰器を形成したと
きの、入射光強度に対する出射光強度の依存性の測定結
果を示す図である。
きの、入射光強度に対する出射光強度の依存性の測定結
果を示す図である。
１ａ…コアの高屈折率部、１ｂ…コアの低屈折率部、２
…クラッド
…クラッド
Claims (6)
- 【請求項１】 入射光強度の変化によって光導波媒質に
物理的変化が生じることにより光減衰量の調節を行うこ
とを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項２】 前記光強度の変化による光導波媒質の物
理量変化は、光カー効果、ポッケルス効果、吸収飽和、
またはコットンムートン効果により生じさせることを特
徴とする請求項１記載の可変光減衰器。 - 【請求項３】 屈折率分布の異なる複数種類の光ファイ
バを接続し、該光ファイバへの入射光強度の変化により
前記光導波媒質に物理的変化を生じさせて、該光ファイ
バの接続損失を可変とすることを特徴とする請求項１又
は２記載の可変光減衰器。 - 【請求項４】 前記入射光強度の変化により、前記光フ
ァイバのモードフィールド径が変化することにより、前
記光ファイバの接続損失を可変とすることを特徴とする
請求項３記載の可変光減衰器。 - 【請求項５】 平面光回路の光導波部の屈折率又は断面
積を光導波方向に対して変化させることにより、該平面
光回路の損失を可変とすることを特徴とする請求項１又
は２記載の可変光減衰器。 - 【請求項６】 一定値以上の強度の光が入射されたとき
に、出射光強度が一定値に保たれることを特徴とする請
求項１から５のいずれかに記載の可変光減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002059233A JP4047037B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | 可変光減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002059233A JP4047037B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | 可変光減衰器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003255419A true JP2003255419A (ja) | 2003-09-10 |
| JP4047037B2 JP4047037B2 (ja) | 2008-02-13 |
Family
ID=28668976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002059233A Expired - Fee Related JP4047037B2 (ja) | 2002-03-05 | 2002-03-05 | 可変光減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4047037B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1835421B (zh) * | 2006-04-14 | 2010-04-21 | 南京邮电大学 | 自由空间光通信系统接收光功率的自动控制方法 |
-
2002
- 2002-03-05 JP JP2002059233A patent/JP4047037B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1835421B (zh) * | 2006-04-14 | 2010-04-21 | 南京邮电大学 | 自由空间光通信系统接收光功率的自动控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4047037B2 (ja) | 2008-02-13 |
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