JP2004045934A - Variable wavelength type optical filter and wavelength varying device for same filter - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長可変式光フィルタおよび同フィルタ用波長変更装置に関し、特に、透過波長を変更する際に、変更前と変更後の中間に存在する波長を途切れさせることなく、変更することができる波長可変式光フィルタおよび同フィルタ用波長変更装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
多数の波長成分が含まれた光、例えば、波長多重光から、特定の波長(透過波長)と他の波長とを分離する光フィルタのうち、透過波長を変更することができる波長可変式光フィルタが知られている。
【0003】
この種の光フィルタは、例えば、波長多重通信システムにおいて、メンテナンスのために特定の波長の光だけを抽出する際や、波長多重光通信ネットワークにおいて、特定の波長だけを別の線路に切り替えるアド/ドロップフィルタなどへの応用が考えられている。
【0004】
ところで、このような用途に用いられる波長可変式の光フィルタは、従来、図9に示すような構成のものが知られている。同図に示した光フィルタは、屈折率の異なる誘電体層を交互に積層した反射膜1と、一対の反射膜1で挟まれたスペーサ層2とからなる帯域通過フィルタ本体3を備えている。
【0005】
帯域通過フィルタ本体3は、光透過性の基板4に搭載されていて、スペーサ層2の屈折率をnsとし、厚みをdsとしたときに、2・ns・dsの波長(λ)のみを透過させる。
【0006】
スペーサ層2は、一方向に沿って厚みが連続して異なるようにテーパ状に形成されている。このように構成された光フィルタでは、帯域通過フィルタ本体3への入射光Linの入射位置が異なると、スペーサ層2の厚みが変化して、その結果、透過光Loutの波長(λ)が変化する。
【0007】
以上のような構成の光フィルタは、例えば、波長多重通信システムに適用する場合には、図9に示すように、帯域通過フィルタ本体3の一端側に入射ポートと反射ポートが配置され、帯域通過フィルタ本体3の他端側には、透過ポートが設けられる。
【0008】
このような波長多重通信システムにおいて、例えば、メンテナンスのために特定の波長を透過ポートから取り出したい場合には、帯域フィルタ本体3を透過波長が変化する方向、すなわち、スペーサ層2の厚みが変わる方向にスライド移動させて、透過ポートからの透過光の波長が所定値になるように調整していた。
【0009】
しかしながら、このような従来の光フィルタには、以下に説明する技術的な課題があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、前述した従来の光フィルタにおける波長の変更方法では、波長を変更する過程で、反射ポートに出力されている波長の光が途切れてしまうという欠点があった。
【0011】
これをより具体的に説明すると、今例えば、図9において、入射ポートから、多数の波長が含まれた波長多重光(入射光Lin)が入射され、この入射光Linのうち、特定波長、例えば、λ3の反射光Lrを反射ポートから弁別受光し、透過ポートから、特定波長、例えば、λ2の透過光Loutを弁別受光していた場合に、波長にλ2>λ3>λ4の関係があるとすると、透過波長を変更する前には、帯域通過フィルタ本体3の反射スペクトルは、図10(A)に示すように、透過波長λ2の部分が欠けた状態になっている。
【0012】
このような反射スペクトルが得られている状態から、スライド移動させて、透過光Loutの波長をλ2からλ4に変更して、反射スペクトルが図10(C)に示すようになるように変更する際には、波長λ3が透過する位置を経て、波長λ4が透過する位置に移動させることになる。
【0013】
ところが、この移動過程においては、図10(B)に示すように、波長λ3の光がフィルタ本体3を透過するので、この波長成分が反射スペクトルから途切れてしまう。
【0014】
従って、波長λ3の光を弁別受光している反射ポートが、通信サービス状態にある場合には、サービスを一時停止しなければ、透過波長を変更することができないという問題があった。
【0015】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、中間波長が途切れることなく、透過波長の変更が可能になる波長可変式光フィルタおよび同フィルタ用波長変更装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、屈折率の異なる誘電体層を交互に積層した反射膜と、一対の前記反射膜で挟まれたスペーサ層を有し、前記スペーサ層の屈折率と厚みに対応した特定の透過波長のみを透過させる帯域通過フィルタ本体を備え、前記スペーサ層の厚みが、一方向に沿って連続的に変化するように形成して、前記帯域通過フィルタ本体への入射位置の変更により、透過波長が変化するようにした波長可変式光フィルタにおいて、前記帯域通過フィルタ本体の側方に入射光の全部を反射する全反射領域を設け、前記透過波長を変更する際に、前記入射位置を、前記全反射領域を経由させた後に、前記帯域通過フィルタ本体の別の位置に変更するようにした。
【0017】
このように構成した波長可変式光フィルタによれば、帯域通過フィルタ本体の側方に入射光の全部を反射する全反射領域を設け、透過波長を変更する際に、入射位置は、全反射領域を経由させた後に、帯域通過フィルタ本体の別の位置に変更するので、全反射領域に入射位置が存在する間は、入射光が全く透過せず、全ての波長領域が反射光に含まれおり、波長変更の前後に挟まれる中間波長が、反射スペクトルから途切れることがない。
【0018】
前記全反射領域は、前記帯域通過フィルタ本体の前記スペーサの厚みが変化しない方向に隣接配置することができる。
【0019】
前記全反射領域は、前記反射膜の一部を除去することにより、前記スペーサ層の一部に一体に形成することができる。
前記全反射領域は、前記透過波長(λ)を取り出す前記帯域通過フィルタ本体の背面側に設けることができる。
【0020】
また、本発明は、平面内での二次元移動が可能なステージと、前記ステージを二次元方向に個別に移動させる移動機構を備え、全反射領域を側方に設けた帯域通過フィルタ本体を前記ステージ上に搭載し、前記帯域通過フィルタ本体の一端側に入射ポートと反射ポートとを設け、かつ、前記帯域通過フィルタ本体の他端側に透過ポートを設け、前記帯域通過フィルタ本体の透過波長を変更する際に、前記移動機構の作動により、前記入射ポートを介する前記帯域通過フィルタ本体への入射位置を、前記全反射領域を経由させて、前記帯域通過フィルタ本体の別の位置に変更するようにした。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1〜図4は、本発明にかかる波長可変式光フィルタの一実施例を示している。
【0022】
同図に示した波長可変式光フィルタは、反射膜10とスペーサ層12とを有する帯域通過フィルタ本体14と、基板16とを備えている。反射膜10は、その詳細を図2に示すように、屈折率の異なる誘電体層を交互に複数枚ずつ積層したものであって、高屈折率誘電体層10aと低屈折率誘電体層10bとを有している。
【0023】
高屈折率誘電体層10aは、例えば、Ta2O5やTiO2などから構成され、低屈折率誘電体層10bは、SiO2などから構成されている。反射膜10の高屈折率誘電体層10aと低屈折率誘電体層10bは、動作波長λに対して、以下の条件を満たすように設定される。
【0024】
高屈折率誘電体層10aは、その屈折率をnHとすると、膜厚dHが、(λ/4)/nHを満足するように、また、低屈折率層10bは、その屈折率をnLとすると、膜厚dLが、(λ/4)/nLを満足するように設定する。
一方、スペーサ層12は、一対の反射膜10にその前後を挟まれていて、厚みdsが、一方向に沿って連続的に変化するように、上下面にテーパ状の傾斜面が設けられている。
【0025】
このように構成した帯域通過フィルタ本体14では、スペーサ層12屈折率をnS(=nL)と、その厚みをdsとすると、透過波長λは、以下の式により表される。
λ=2・nS(=nL)・ds
従って、スペーサ層12の厚みdsが変わると、透過波長λの値が変化することになる。また、基板16は、例えば、光透過性のガラス基板などから選択され、その一面には、反射防止膜20が形成されている。
【0026】
以上のような帯域通過光フィルタ本体14としての基本的な構成は、従来のこの種のフィルタと同じであるが、本実施例の光フィルタは、以下の点に顕著な特徴がある。
【0027】
すなわち、帯域通過光フィルタ本体14の側方には、入射光Linの全部を反射する全反射領域18が設けられている。本実施例の場合、この全反射領域18は、帯域通過フィルタ本体14のスペーサ層12の厚みが変化しない方向、すなわち、スペーサ層12の傾斜方向に対して、直交する方向に隣接配置されている。
【0028】
また、本実施例の場合には、全反射領域18は、反射膜10の一部、すなわち、一方側の反射膜10を除去することにより、スペーサ層12の一部に一体に形成されている。
【0029】
図3には、全反射領域18を一体的に設けた帯域通過光フィルタ本体14を製造する方法の一例が示されている。同図に示した製造方法では、リフトオフ法(代表的なエッチング技術の一つ)によりフィルタ膜を作成する方法であって、まず、(1)に示すように、ガラス基板16の裏面に、蒸着,スパッタリングにより反射防止膜20が形成される。
【0030】
この反射防止膜20は、例えば、日本学術振興会薄膜第131委員会編、「薄膜ハンドブック」オーム社発行、p818〜821に記載されているような、広く用いられている技術で作製する。
【0031】
次に、(2)に示すように、ガラス基板16の表面側に反射膜10を成膜する。反射膜10は、所定膜厚の高屈折率誘電体層10aと低屈折率誘電体層10bとを交互に積層して形成する。
【0032】
引き続いて、(3)に示すように、反射膜10上に誘電体スペーサ層12を成膜形成する。この際には、例えば、ガラス基板16を傾けるなどの方法により、蒸着源と基板16との間の距離が、基板16内の位置に依存して変わるようにして蒸着し、または、同じような状態でスパッタリングを行い、スペーサ層12の厚みが、一方向に沿って連続的に変化するように、テーパ状に傾斜形成する。このような成膜方法は、例えば、特開平6−265722号公報や、特開平8−227014号公報に開示されている。
【0033】
次に、(4)に示すように、スペーサ層12上にマスク層22を成膜形成し、その概略半分の面積の部分を露光した後に、その部分を現像液で除去する。次いで、(5)に示すように、スペーサ層12とマスク層22との上に再び、高屈折率誘電体層10aと低屈折率誘電体層10bとを交互に積層して反射膜10を成膜形成する。
【0034】
最後に、(6)に示すように、マスク層22と、その上に積層された反射膜10とを、エッチング液で一緒に除去すると、スペーサ12の上部に全反射領域18が形成された帯域通過光フィルタ本体14が得られる。なお、図3に示した例では、基板16の形状は、長方形状のものを例示したが、この形状は、丸形などの任意形状であっても良い。
【0035】
以上のように構成された帯域通過光フィルタ14は、例えば、波長多重通信システムに適用する場合には、図1に示すように、帯域通過フィルタ本体3の一端側(基板16側)に入射ポートと反射ポートが配置され、帯域通過フィルタ本体3の他端側(反射膜10の背面側)に透過ポートが設けられる。
【0036】
そして、入射ポートから、多数の波長が含まれた波長多重光(入射光Lin)が入射され、この入射光Linのうち、特定波長、例えば、λ3の反射光Lrを反射ポートから弁別受光し、透過ポートから、特定波長、例えば、λ2の透過光Loutを弁別受光していて、透過波長をλ2からλ4に変更する場合に、本実施例では、以下の手順でこれが実行される。
【0037】
この場合、波長の関係がλ2<λ3<λ4の関係にあるものとする。本実施例の場合には、入射光Linの帯域通過光フィルタ本体14の入射位置が、図1に示すように、▲1▼→▲2▼→▲3▼→▲4▼の順になるように、帯域通過光フィルタ本体14が移動される。なお、以下の説明では、フィルタ本体14を移動する場合を例示しているが、フィルタ本体14側を固定して、入射位置を移動させても同じ結果が得られる。
【0038】
入射位置▲1▼は、透過波長λ2が得られている位置であって、反射スペクトルは、図4(A)に示すように、透過波長λ2が存在していない。入射位置▲2▼および▲3▼は、全反射領域18であり、これらの入射位置では、入射光Linの全波長成分が反射され、反射スペクトルは、図4(B)に示すようになる。
【0039】
入射位置▲4▼は、スペーサ層12の厚みが、入射位置▲1▼よりも厚くなっているx方向に移動させた位置にあって、この位置では、透過波長λ4が得られる位置であり、反射スペクトルは、図4(C)に示すように、透過波長λ4が存在していない。
【0040】
本実施例では、透過波長を変更する際に、入射位置は、全反射領域18を経由させた後に、帯域通過フィルタ本体14の別の位置に変更するようにしている。より具体的には、入射位置▲1▼から透過波長λ4が得られる入射位置▲4▼に移動させる前に、まず、フィルタ本体14をy軸方向に移動させる。
この場合、y軸方向は、スペーサ層12の厚みの変化がない方向なので、その方向に移動させても、透過波長λ2は、変化しない。
【0041】
従って、入射位置が全反射領域18に到達するまでは、反射スペクトルは、図4(A)の状態に維持され、入射位置が全反射領域18に入ると、反射スペクトルは、図4(B)に示すようになる。
【0042】
入射位置が全反射領域18の▲2▼に到達すると、次に、入射位置は、x方向に移動させて全反射領域18内の▲3▼位置に移動される。このような移動過程においては、入射位置は、全反射領域18内にあるので、反射スペクトルは、図4(B)に示す状態が維持されて入射光Linの全波長成分が反射される。
【0043】
次に、入射位置は、▲3▼から▲4▼4位置にy軸方向に平行移動される。この場合、入射位置が全反射領域18から脱出して、帯域通過フィルタ本体14の▲4▼位置に到達すると、反射スペクトルは、図4(C)に示すように、透過波長λ4が存在していない状態となり、透過波長の変更が完了する。
【0044】
このようにして、入射位置を全反射領域18を経由させた後に、帯域通過フィルタ本体14の▲1▼〜▲4▼に変更して、透過波長をλ2からλ4に切り替えると、入射位置▲1▼→▲2▼に至る過程では、スペーサ層12の厚みの変化がない方向と、全反射領域18となるので、反射スペクトルには、波長λ3が常時含まれている。
【0045】
また、入射位置▲2▼→▲3▼の過程および▲3▼→▲4▼にいたる過程で全反射領域18を脱出するまでは、全て全反射領域18なので、反射スペクトルには、波長λ3が常時含まれている。
【0046】
従って、透過波長がλ2からλ4に変更されるまでの過程中において、反射スペクトルには、常時波長λ3が含まれているので、反射ポート側でこの波長成分が途切れることなく、透過ポート側で透過波長λ2からλ4への変更が可能になる。
【0047】
なお、上記実施例では、帯域通過フィルタ本体14の側方に一体的に全反射領域18を形成したものを例示したが、本発明の実施は、これに限定されることはなく、例えば、別に形成した全反射領域をフィルタ本体14に付設しても良い。また、全反射領域18の形成手段もエッチングにより形成することだけでなく、他の手段であってもよい。さらに、上記実施例では、光の入射を基板16側に設定したが、これは、反射膜10側であっても良いが、基板16側にするとフィルタ領域と全反射領域18との境界での段差がなくなり、この部分での光の散乱を防ぐことができる。
【0048】
図5から図7は、図4に示した製造方法により、本発明の波長可変式光フィルタを試作し、その特性を測定した測定結果を示している。この試作では、基板16は、BK−7光学ガラスを用い、スペーサ層12は、SiO2を用い、反射膜10の高屈折率誘電体層10aは、Ta2O5とし、低屈折率誘電体層10bには、SiO2を用いこれらを交互に形成した。また、マスク層22には、Cuを用いた。
【0049】
この試作では、図5に示すように、長辺の長が10mmの長方形状の略半分に全反射領域18を形成し、光ビームの入射位置は、同図に示すように、合計39箇所設定した。
【0050】
図6は、入射ビームの波長を変化させた場合の入射位置1,7,20,33,39における反射ポートで測定した光スペクトルである。この場合、入射位置1と同7とが、スペーサ層12の厚みが変わらない方向の直線上にあり、位置20が全反射領域18に配置されている。
また、入射位置33と同39は、スペーサ層12の厚みが変わらない方向の直線上にあり、この直線と位置1,7が配置されている直線とが約7mm間隔を隔てて平行になっている。
【0051】
図6のグラフから判るように、位置1と同7とにおける光スペクトルでは、1537nm(透過波長λ4に相当)に損失のピークが認められ、位置33と同39には、1532nm(透過波長λ2に相当)に損失のピークが認められ、位置20では、1525〜1545nmの範囲に損失のピークが存在していない。
【0052】
このことは光ビームの入射位置を1(透過波長1537nm)→7→20→33→39(透過波長1532nm)に移動させた場合には、これらの中間波長(例えば、1535nm)では、損失が増加していないことがわかる。
【0053】
図7は、1537nm(位置1での透過波長)、1532nm(位置39での透過波長)およびこれらの中間となる1535nmの3波長の光に対する反射ポートで測定した光強度の測定結果である。
【0054】
同図に示したことから判るように、1535nmの光は、光ビームの入射位置を変えても、殆ど影響を受けていないことがわかり、これらの特性測定の結果から本発明の有効性を確認することができた。
【0055】
図8は、上述した波長可変式光フィルタ用の波長変更装置の一実施例を示している。同図に示した波長変更装置は、二次元方向に移動自在なステージ30と、ステージ30を二次元方向に移動させる移動機構32と、これらを収納する筐体34を有している。
【0056】
ステージ30は、平板状に形成され、二次元x,y方向に移動自在に筐体34に支持されており、ステージ30上には、波長可変式光フィルタの帯域通過フィルタ本体14が載置されている。
【0057】
フィルタ本体14は、図1に示した構成と同じものであって、反射膜10とスペーサ層12と基板16とを備え、側方に全反射領域18が設けられている。なお、図8に示した状態では、全反射領域18は、本体14の背面に隠れている。
【0058】
フィルタ本体14は、基板16と反射膜10とが両端に位置するようにステージ30に搭載されていて、基板16側の前方に、入射および反射ポート36,38が設定され、反射膜10の後方に透過ポート40が配置されている。
【0059】
各ポート36,38,40は、コリメータレンズ36a,38a,40aと、これに結合された光ファイバ36b,38b,40bとを有し、コリメータレンズ36a,38a,40aがステージ30に近接するようにして、筐体34に固定されている。
【0060】
移動機構32は、x軸およびy軸移動機構32a,32bから構成され、本実施例の場合には、手動式のマイクロメータが用いられており、マイクロメータを回転することにより、回転量に応じてステージ30がx軸ないしはy軸方向に移動する。なお、この移動機構32は、マイクロメータによる手動方式に限る必要はなく、例えば、ステッピングモータなどを用いた電動式の移動機構であっても良い。
【0061】
帯域通過フィルタ本体14の透過波長を変更する際には、移動機構32の作動により、入射ポート36を介する帯域通過フィルタ本体14への入射位置を、全反射領域18を経由させて、帯域通過フィルタ本体14の別の位置に変更する。
【0062】
この変更過程をより具体的に説明すると、透過波長を変更する際には、まず、y軸移動機構32bを作動させて、通過フィルタ14を図6の紙面と直交する方向に移動させて、フィルタ14の背面側配置されている全反射領域18が、入射ポート36のコリメータレンズ36aに対面するようにする。
【0063】
その後、この状態を維持しつつ、x軸移動機構32aを作動させて、x方向に移動させ、その後に、再びy軸移動機構32bを作動させて、フィルタ14の別の箇所が、入射ポート36のコリメータレンズ36aに対面するようにする。
【0064】
このような移動過程は、実質的には、図1に示した▲1▼〜▲4▼の移動過程と同じ状態であって、このようにして移動させることにより、中間波長を途切れさすことなく、透過波長を変更することが可能になる。
【0065】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる波長可変式光フィルタおよび同フィルタ用波長変更装置によれば、中間波長が途切れることなく、透過波長の変更が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる波長可変式光フィルタの一実施例を示す全体構成説明図である。
【図2】図1の要部拡大図である。
【図3】本発明にかかる波長可変式光フィルタを製造する際の製造工程の説明図である。
【図4】図1に示した波長可変式光フィルタにおいて、透過波長を変更する際の反射スペクトルの説明図である。
【図5】本発明にかかる波長可変式光フィルタの特性を測定した位置の説明図である。
【図6】本発明にかかる波長可変式光フィルタの代表的な光ビーム位置での反射スペクトルの説明図である。
【図7】本発明にかかる波長可変式光フィルタにおいて、光ビーム位置を移動した時の反射ポートにおける損失変化の説明図である。
【図8】本発明にかかる波長可変式光フィルタ用波長変更装置の一実施例を示す全体構成説明図である。
【図9】従来の波長可変式光フィルタの一例を示す全体構成説明図である。
【図10】図7に示した波長可変式光フィルタにおいて、透過波長を変更する際の反射スペクトルの説明図である。
【符号の説明】
10 反射膜
12 スペーサ層
14 帯域通過フィルタ本体
16 基板
18 全反射領域
30 ステージ
32 移動機構
36 入射ポート
38 反射ポート
40 透過ポート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wavelength tunable optical filter and a wavelength changing device for the filter, and in particular, when changing a transmission wavelength, can change the wavelength existing between before and after the change without interruption. The present invention relates to a wavelength variable optical filter and a wavelength changing device for the filter.
[0002]
[Prior art]
A wavelength tunable optical filter capable of changing a transmission wavelength among optical filters that separate a specific wavelength (transmission wavelength) from other wavelengths from light containing a large number of wavelength components, for example, wavelength multiplexed light. It has been known.
[0003]
This type of optical filter is used, for example, when extracting only light of a specific wavelength for maintenance in a wavelength division multiplexing communication system, or in an wavelength division multiplexing optical communication network for switching only a specific wavelength to another line. Applications to drop filters and the like are being considered.
[0004]
By the way, as a wavelength tunable optical filter used in such an application, a filter having a configuration as shown in FIG. 9 is conventionally known. The optical filter shown in FIG. 1 includes a bandpass filter
[0005]
The band-
[0006]
The
[0007]
For example, when the optical filter having the above configuration is applied to a wavelength division multiplexing communication system, an input port and a reflection port are arranged at one end of the bandpass filter
[0008]
In such a wavelength multiplex communication system, for example, when it is desired to take out a specific wavelength from the transmission port for maintenance, the
[0009]
However, such a conventional optical filter has a technical problem described below.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
That is, the wavelength changing method in the above-described conventional optical filter has a disadvantage that the light of the wavelength output to the reflection port is interrupted in the process of changing the wavelength.
[0011]
To explain this more specifically, for example, in FIG. 9, wavelength-multiplexed light (incident light L in ) including a large number of wavelengths is incident from an incident port, and a specific wavelength of the incident light L in For example, if the reflected light Lr of λ3 is discriminated and received from the reflection port and the transmitted light L out of a specific wavelength, for example, λ2, is discriminated and received from the transmission port, the wavelength has a relationship of λ2>λ3> λ4. Assuming that there is, before changing the transmission wavelength, the reflection spectrum of the band-pass filter
[0012]
From the state where such a reflection spectrum is obtained, the wavelength of the transmitted light L out is changed from λ2 to λ4 by sliding movement, and the reflection spectrum is changed as shown in FIG. In this case, the light is moved to a position where the wavelength λ4 is transmitted through a position where the wavelength λ3 is transmitted.
[0013]
However, in this movement process, as shown in FIG. 10B, since light of wavelength λ3 passes through the
[0014]
Therefore, when the reflection port that is discriminatingly receiving the light of the wavelength λ3 is in the communication service state, there is a problem that the transmission wavelength cannot be changed unless the service is temporarily stopped.
[0015]
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a tunable optical filter and a wavelength tunable optical filter capable of changing a transmission wavelength without interrupting an intermediate wavelength. It is to provide a filter wavelength changing device.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has a reflective film in which dielectric layers having different refractive indices are alternately laminated, and a spacer layer sandwiched between a pair of the reflective films, and a refractive index of the spacer layer. A band-pass filter body that transmits only a specific transmission wavelength corresponding to the thickness, wherein the thickness of the spacer layer is formed so as to be continuously changed along one direction, and the light is incident on the band-pass filter body. By changing the position, in a wavelength tunable optical filter in which the transmission wavelength is changed, a total reflection area that reflects all of the incident light is provided on the side of the band-pass filter body, and when changing the transmission wavelength, After passing through the total reflection area, the incident position is changed to another position on the band-pass filter body.
[0017]
According to the wavelength tunable optical filter configured as described above, the total reflection area that reflects all of the incident light is provided on the side of the band-pass filter body, and when the transmission wavelength is changed, the incident position is changed to the total reflection area. After passing through, the band-pass filter is changed to another position, so while the incident position exists in the total reflection area, the incident light is not transmitted at all, and the entire wavelength area is included in the reflected light. In addition, the intermediate wavelength sandwiched before and after the wavelength change is not interrupted from the reflection spectrum.
[0018]
The total reflection area may be arranged adjacent to the band-pass filter body in a direction in which the thickness of the spacer does not change.
[0019]
The total reflection region can be formed integrally with a part of the spacer layer by removing a part of the reflection film.
The total reflection area may be provided on the back side of the band-pass filter body for extracting the transmission wavelength (λ).
[0020]
Further, the present invention includes a stage capable of two-dimensional movement in a plane, and a movement mechanism for individually moving the stage in two-dimensional directions, wherein the band-pass filter body having a total reflection area on a side thereof is provided. Mounted on a stage, an input port and a reflection port are provided at one end of the band-pass filter main body, and a transmission port is provided at the other end of the band-pass filter main body. When changing, by the operation of the moving mechanism, the incident position on the bandpass filter main body through the incident port is changed to another position of the bandpass filter main body through the total reflection area. I made it.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an embodiment of a wavelength tunable optical filter according to the present invention.
[0022]
The tunable optical filter shown in FIG. 1 includes a band-pass filter
[0023]
The high refractive index
[0024]
High refractive index
On the other hand, the
[0025]
In the band-
λ = 2 · n S (= n L) · ds
Therefore, when the thickness ds of the
[0026]
The basic configuration of the band-pass
[0027]
That is, on the side of the optical
[0028]
In the case of this embodiment, the
[0029]
FIG. 3 shows an example of a method of manufacturing the bandpass optical filter
[0030]
The
[0031]
Next, as shown in (2), the
[0032]
Subsequently, as shown in (3), a
[0033]
Next, as shown in (4), a
[0034]
Finally, as shown in (6), when the
[0035]
When the bandpass
[0036]
Then, wavelength multiplexed light (incident light L in ) containing a large number of wavelengths is incident from the incident port, and among the incident light L in , reflected light Lr having a specific wavelength, for example, λ3, is discriminated from the reflection port. Then, when the transmitted light L out having a specific wavelength, for example, λ2 is discriminated and received from the transmission port and the transmission wavelength is changed from λ2 to λ4, this is performed in the following procedure in the present embodiment.
[0037]
In this case, it is assumed that the relationship between the wavelengths is λ2 <λ3 <λ4. In the case of this embodiment, the incident position of the optical
[0038]
The incident position (1) is a position where the transmission wavelength λ2 is obtained, and the reflection spectrum does not have the transmission wavelength λ2 as shown in FIG. Incident position ▲ 2 ▼ and ▲ 3 ▼ is the
[0039]
The incident position {circle around (4)} is a position where the thickness of the
[0040]
In this embodiment, when changing the transmission wavelength, the incident position is changed to another position on the band-pass filter
In this case, since the y-axis direction is a direction in which the thickness of the
[0041]
Therefore, the reflection spectrum is maintained in the state shown in FIG. 4A until the incident position reaches the
[0042]
When the incident position reaches (2) of the
[0043]
Next, the incident position is translated in the y-axis direction from (3) to (4) (4). In this case, when the incident position escapes from the
[0044]
In this way, after the incident position is made to pass through the
[0045]
Further, until the light exits the
[0046]
Accordingly, during the process until the transmission wavelength is changed from λ2 to λ4, the reflection spectrum always includes the wavelength λ3, so that this wavelength component is not interrupted at the reflection port side and transmitted at the transmission port side. It is possible to change the wavelength from λ2 to λ4.
[0047]
In the above embodiment, the
[0048]
FIGS. 5 to 7 show measurement results obtained by experimentally producing a wavelength tunable optical filter of the present invention by the manufacturing method shown in FIG. 4 and measuring the characteristics thereof. In this prototype, the
[0049]
In this prototype, as shown in FIG. 5, the
[0050]
FIG. 6 is an optical spectrum measured at the reflection ports at the incident positions 1, 7, 20, 33, and 39 when the wavelength of the incident beam is changed. In this case, the incident positions 1 and 7 are on a straight line in the direction in which the thickness of the
The incident positions 33 and 39 are on a straight line in the direction in which the thickness of the
[0051]
As can be seen from the graph of FIG. 6, in the optical spectra at
[0052]
This means that when the incident position of the light beam is moved from 1 (
[0053]
FIG. 7 shows the measurement results of the light intensity measured at the reflection port for the three wavelengths of 1535 nm (the transmission wavelength at the position 1), 1532 nm (the transmission wavelength at the position 39), and the intermediate wavelength of 1535 nm.
[0054]
As can be seen from the figure, it was found that the 1535 nm light was hardly affected even if the incident position of the light beam was changed, and the effectiveness of the present invention was confirmed from the results of these characteristic measurements. We were able to.
[0055]
FIG. 8 shows an embodiment of the wavelength changing device for the tunable optical filter described above. The wavelength changing device shown in FIG. 1 includes a
[0056]
The
[0057]
The filter
[0058]
The filter
[0059]
Each
[0060]
The moving
[0061]
When the transmission wavelength of the band-
[0062]
This change process will be described in more detail. When changing the transmission wavelength, first, the y-
[0063]
Thereafter, while maintaining this state, the
[0064]
Such a movement process is substantially the same as the movement processes (1) to (4) shown in FIG. 1, and by moving in this manner, the intermediate wavelength is not interrupted. , The transmission wavelength can be changed.
[0065]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the tunable optical filter and the filter wavelength changing device of the present invention, the transmission wavelength can be changed without interruption of the intermediate wavelength.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the entire configuration showing an embodiment of a wavelength tunable optical filter according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process when manufacturing a wavelength tunable optical filter according to the present invention.
FIG. 4 is an explanatory diagram of a reflection spectrum when a transmission wavelength is changed in the wavelength tunable optical filter shown in FIG. 1;
FIG. 5 is an explanatory diagram of positions where characteristics of the wavelength variable optical filter according to the present invention are measured.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a reflection spectrum at a representative light beam position of the wavelength tunable optical filter according to the present invention.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a loss change in a reflection port when a light beam position is moved in the wavelength tunable optical filter according to the present invention.
FIG. 8 is an explanatory diagram of the entire configuration showing an embodiment of a wavelength changing device for a wavelength tunable optical filter according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of an overall configuration showing an example of a conventional wavelength variable optical filter.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a reflection spectrum when the transmission wavelength is changed in the variable wavelength optical filter shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記スペーサ層の厚みが、一方向に沿って連続的に変化するように形成して、前記帯域通過フィルタ本体への入射位置の変更により、透過波長が変化するようにした波長可変式光フィルタにおいて、
前記帯域通過フィルタ本体の側方に入射光の全部を反射する全反射領域を設け、前記透過波長を変更する際に、前記入射位置を、前記全反射領域を経由させた後に、前記帯域通過フィルタ本体の別の位置に変更することを特徴とする波長可変式光フィルタ。It has a reflective film in which dielectric layers having different refractive indexes are alternately laminated, and a spacer layer sandwiched between a pair of the reflective films, and transmits only a specific transmission wavelength corresponding to the refractive index and thickness of the spacer layer. With a bandpass filter body,
In the wavelength tunable optical filter, the thickness of the spacer layer is formed so as to continuously change along one direction, and the transmission wavelength is changed by changing the incident position on the bandpass filter body. ,
A total reflection area that reflects all of the incident light is provided on the side of the bandpass filter main body, and when changing the transmission wavelength, the incident position is passed through the total reflection area, and then the bandpass filter is used. A tunable optical filter characterized by being changed to another position on the main body.
全反射領域を側方に設けた帯域通過フィルタ本体を前記ステージ上に搭載し、前記帯域通過フィルタ本体の一端側に入射ポートと反射ポートとを設け、かつ、前記帯域通過フィルタ本体の他端側に透過ポートを設け、
前記帯域通過フィルタ本体の透過波長を変更する際に、前記移動機構の作動により、前記入射ポートを介する前記帯域通過フィルタ本体への入射位置を、前記全反射領域を経由させて、前記帯域通過フィルタ本体の別の位置に変更することを特徴とする波長可変式光フィルタ用波長変更装置。A stage capable of two-dimensional movement in a plane, and a moving mechanism for individually moving the stage in two-dimensional directions,
A band-pass filter body with a total reflection area provided on the side is mounted on the stage, and an entrance port and a reflection port are provided at one end of the band-pass filter body, and the other end of the band-pass filter body A transmission port is provided for
When changing the transmission wavelength of the band-pass filter main body, the operation of the moving mechanism causes an incident position on the band-pass filter main body via the incident port to pass through the total reflection region, and the band-pass filter A wavelength changing device for a wavelength tunable optical filter, wherein the wavelength changing device is changed to another position on a main body.
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JP2006202781A (en) * | 2005-01-17 | 2006-08-03 | Eudyna Devices Inc | Wavelength selection mirror unit, laser apparatus, beam splitter, and photosensor |
-
2002
- 2002-07-15 JP JP2002205327A patent/JP2004045934A/en active Pending
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