JP2005522731A - 同調型光学フィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】独立に同調可能であるフィルタエレメントの配列を含む同調型光学フィルタが提供される。これらのエレメントのそれぞれが入力及び出力ポート間で伸びる異なる光学路に沿って配置されている。また、フィルタリングされた光学信号を提供するための入射光学信号を受け入れるための光学組立体が提供される。一つの実施例では、偏光独立スペクトルフィルタリングが行われる。さらに、波長を選択可能である追加/ドロップ多重化装置及び多重分離装置、ダイナミックゲインイコライザ及び減衰器、光学チャンネル遮断及び分岐フィルタ、スイッチ、並びにモジュレータが提供される。さらに、本発明に係るフィルタを構成し、動作させるための方法が提供される。
Description
7 ジル・トルヌイスペクトル
100 フィルタ
101,103 フィルタエレメント
102 入射光学ビーム
104 入力ファイバ
106,108 光学成分
116 出力ファイバ
310 光学組立体
312 ビームウオーク・オフ結晶
313,314 偏光成分
346,347 フィルタセット
Claims (76)
- 複数の成分に分けることができる入射光学信号を受け入れるための第1の光学組立体と、
フィルタリングされた光学信号を提供するための第2の光学組立体と、
複数の独立に同調可能であるフィルタエレメントとを含み、
前記エレメントのそれぞれが異なる光学路に沿って配置され、前記光学路のそれぞれが前記第1の組立体及び前記第2の組立体を通過し、また前記フィルタエレメントのそれぞれが前記複数の成分の異なる1つをフィルタリングすることであって、前記成分が組み合わされるときに前記フィルタリングされた光学信号が形成されるようにフィルタリングする、同調型光学フィルタ。 - 前記フィルタエレメントの少なくとも1つが、反射モード、透過モード及びこれらの同時組み合わせからなるグループから選ばれた1つのモードで動作可能である、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体及び前記第2の光学組立体は、二重ファイバコリメータを含む合成組立体を形成する、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体は、前記第1の光学組立体と前記複数のフィルタエレメントの少なくとも1つとの間に前記ビームの少なくとも一部を向けるための少なくとも1つのレンズを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体は、光ファイバと前記複数のフィルタエレメントの少なくとも1つの間に前記ビームの少なくとも一部を向けるための少なくとも1つのレンズを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体は、前記入射信号を第1の偏光成分と第2の偏光成分とに分けるための第1のビームウオーク・オフ結晶を含み、
前記第1の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第1のセットへ進行し、また前記第2の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第2のセットへ進行し、前記第1のセット及び前記第2のセットがそれぞれ少なくとも2つの前記フィルタリングエレメントを含む、請求項1に記載のフィルタ。 - フィルタエレメントの前記第1のセット及び第2のセットは実質的に同一のフィルタリング作用をなす、請求項6に記載のフィルタ。
- 前記フィルタリング作用は本質的に波長に関して同一である、請求項7に記載のフィルタ。
- 前記第2の光学組立体は、前記成分がフィルタエレメントの前記セットへ進行した後に前記第1の偏光成分の少なくとも第1の部分と前記第2の偏光成分の第1の部分とを合同させるための第2のビームウオーク・オフ結晶を含む、請求項6に記載のフィルタ。
- 前記第1のビームウオーク・オフ結晶は、前記成分が前記エレメントのセットへ進行した後に前記第1の結晶が前記第1の成分の第2の部分と前記第2の成分の第2の部分とを合同させるように配置されている、請求項9に記載のフィルタ。
- 前記第1のビームウオーク・オフ結晶は、前記成分が前記エレメントのセットへ進行した後に前記第1の結晶が前記第1の成分の第1の部分と前記第2の成分の第1の部分とを合同させるように配置されている、請求項9に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体はさらに二重ファイバコリメータを含み、前記コリメータは第1のファイバと、第2のファイバと、レンズとを含み、前記レンズは、(1)前記入射信号を前記第1のビームウオーク・オフ結晶に対して平行にしかつ方向付け、また(2)前記成分が前記エレメントのセットへ進行した後に前記第1のビームウオーク・オフ結晶からの前記成分を合焦させかつ方向付ける、請求項6に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体は、
前記入射信号を第1の偏光成分と第2の偏光成分とに分けるための第1のビームウオーク・オフ結晶であって前記第1の偏光成分及び前記第2の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの少なくとも2つのセットへ進行する第1のビームウオーク・オフ結晶と、
第1の半波波長板であって、前記第1の偏光成分が前記第1の波長板から出てくるときに前記偏光成分の双方が実質的に同一の偏光状態を有するように前記第1のビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントのセットとの間に配置されている第1の半波波長板とを含む、請求項1に記載のフィルタ。 - さらに、レンズ及びプリズムからなるグループから選ばれた光学エレメントであって前記ビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントのセットとの間に配置された光学エレメントを含む、請求項13に記載のフィルタ。
- 前記成分が前記フィルタリングエレメントへ進行した後に前記第1の偏光成分と前記第2の偏光成分とを合同させるための第2のビームウオーク・オフ結晶と、
前記成分が前記第2のビームウオーク・オフ結晶に入る前に前記成分が実質的に直交する偏光状態を有するように前記第2のビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントのセットとの間に配置された第2の半波波長板とを含む、請求項14に記載のフィルタ。 - 前記第1の光学組立体は、
前記入射信号を第1の偏光成分と第2の偏光成分とに分けるための第1のビームウオーク・オフ結晶であって、前記第1の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第1のセットに進行し、前記第2の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第2のセットに進行し、前記第1のセット及び第2のセットはそれぞれ少なくとも2つの前記フィルタリングエレメントを含む第1のビームウオーク・オフ結晶と、
前記第1の偏光成分が前記波長板から出てくるときに前記偏光成分の双方が実質的に同一の偏光状態を有するように前記第1のビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントの第1のセットとの間に配置された半波波長板とを含む、請求項1に記載のフィルタ。 - 前記フィルタエレメントの第1のセットと第2のセットとは実質的に同一のフィルタリング作用を行う、請求項16に記載のフィルタ。
- 前記フィルタリング作用は波長に関して本質的に同一である、請求項17に記載のフィルタ。
- 前記第2の光学組立体は、
前記成分が前記フィルタリングエレメントへ進行した後に前記第1の偏光成分と前記第2の偏光成分とを合同させるための第2のビームウオーク・オフ結晶と、
前記成分が前記第2のビームウオーク・オフ結晶に入る前に前記成分が実質的に直交する偏光状態を有するように前記第2のビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントのセットの1つとの間に配置された第2の半波波長板とを含む、請求項18に記載のフィルタ。 - 前記入射光学信号は入力ファイバにより前記入力に提供され、また前記入力はさらに前記ファイバと前記ビームウオーク・オフ結晶との間にレンズを含む、請求項11に記載のフィルタ。
- 前記フィルタリングをされた光学信号は出力ファイバに提供され、また前記出力はさらに前記出力ファイバと前記ウオーク・オフ結晶との間にレンズを含む、請求項20に記載のフィルタ。
- さらに、追加の入力及び追加の出力からなるグループから選ばれた少なくとも1つの追加のポートを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記複数のフィルタエレメントは複数のファブリ・ペローフィルタエレメントを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタエレメントのそれぞれは、
第1の実質的に平坦な反射器と、
第2の実質的に平坦な反射器であって前記第1の反射器に実質的に平行でありまた前記反射器間に隙間を形成し、また前記反射器のそれぞれが予め定められたスペクトルバンドにわたって実質的に同一の反射率を有し、前記隙間が厚さを有する第2の反射器と、
前記隙間に配置された液晶と、
前記液晶の反対側に配置された一対の電極とを含む、請求項23に記載のフィルタ。 - 前記フィルタエレメントのそれぞれは、少なくとも前記予め定められたスペクトルバンドと同じ幅であるFSRを有する、請求項24に記載のフィルタ。
- 任意の前記対の電極に電位差が与えられないとき、前記フィルタが前記スペクトルバンドの外側にある波長に同調され、また前記バンド内の全ての波長が実質的に反射される、請求項24に記載のフィルタ。
- 前記フィルタはスペクトル形状を有し、前記複数のフィルタエレメントは多数のフィルタエレメントを含み、前記数及び前記反射率は前記形状を選択するように選ばれる、請求項25に記載のフィルタ。
- 前記反射器及び前記電極は同一である、請求項24に記載のフィルタ。
- 前記複数のフィルタエレメントは複数のジル・トルヌイフィルタエレメントを含む、請求項1に記載のフィルタ。
- 前記フィルタエレメントのそれぞれは、
予め定められたスペクトルバンドにわたって1.0より小さい第1の反射係数を有する第1の実質的に平坦な反射器と、
前記予め定められたスペクトルバンドにわたって約1.0である第2の反射係数を有する第2の実質的に平坦な反射器であってこれらの反射器が互いに実質的に平行をなしこれらの間に厚さを有する隙間を形成する第2の反射器と、
前記隙間内に配置された液晶と、
前記液晶の反対側に配置された一対の電極とを含む、請求項29に記載のフィルタ。 - 前記フィルタエレメントのそれぞれは、前記予め定められたスペクトルバンドと少なくとも同じ幅であるFSRを有する、請求項30に記載のフィルタ。
- 任意の前記対をなす電極に電位差が与えられていないとき、前記フィルタが、前記スペクトルバンドの外側にある波長に同調され、前記バンド内の全ての波長実質的に反射される、請求項30に記載のフィルタ。
- 前記フィルタがスペクトル形状を有し、前記複数のフィルタエレメントが多数のフィルタエレメントを含み、また前記数及び前記反射率が前記形状を選ぶように選択される、請求項32に記載のフィルタ。
- 前記反射器と前記電極とは同一である、請求項30に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは、異なるフィルタエレメントから反射する前記入射ビームの一部分間で干渉を変化させることにより同調可能である、請求項30に記載のフィルタ。
- 前記干渉を変化させることは、少なくとも第2の前記フィルタエレメントの第2の位相に関して第1の前記フィルタエレメントの第1の位相を変えることにより達成される、請求項35に記載のフィルタ。
- 入力ファイバにより供給される、異なる光学路に沿ってそれぞれ進行し、それぞれが前記入力ファイバから発して出力ファイバで終わる複数の光学成分を含む入射光学ビームをフィルタリングするための同調型光学フィルタであって、
二次元配列の独立に同調可能であるフィルタエレメントを含み、該フィルタエレメントのそれぞれが、フィルタリングされた光学信号が前記出力ファイバに形成されるように、前記光学路の少なくとも1つに沿って配置されている、エタロンを含む、フィルタ。 - 前記フィルタエレメントの少なくとも1つが、反射モード、透過モード及びこれらの同時組み合わせからなるグループから選ばれた1つのモードで動作可能である、請求項37に記載のフィルタ。
- さらに、前記入射信号を第1の偏光成分と第2の偏光成分とに分けるための第1のビームウオーク・オフ結晶を含む第1の光学組立体を含み、
前記第1の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第1のセットへ進行し、また前記第2の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第2のセットへ進行し、前記第1のセット及び前記第2のセットがそれぞれ少なくとも2つの前記フィルタリングエレメントを含む、請求項37に記載のフィルタ。 - 前記フィルタエレメントの第1のセットと前記フィルタエレメントの第2のセットは実質的に同一のフィルタリング作用をなす、請求項39に記載のフィルタ。
- 前記フィルタエレメントの第1のセットと前記フィルタエレメントの第2のセットは同一のセットである、請求項40に記載のフィルタ。
- さらに、前記成分が前記セットへ進行した後に少なくとも前記第1の成分の第1の部分と前記第2の成分の第1の部分とを合同させるための第2のビームウオーク・オフ結晶を含む第2の光学組立体を含む、請求項39に記載のフィルタ。
- 前記第1のビームウオーク・オフ結晶は、前記成分が前記エレメントのセットへ進行した後に前記第1の結晶が前記第1の成分の第2部分と前記第2の成分の第2の部分とを合同させるように配置されている、請求項42に記載のフィルタ。
- 前記第1の光学組立体はさらに二重ファイバコリメータを含み、前記コリメータは第1のファイバと、第2のファイバと、レンズとを含み、前記レンズは、(1)前記入射信号を前記第1のビームウオーク・オフ結晶に対して平行にしかつ方向付け、また(2)前記成分が前記エレメントのセットへ進行した後に前記第1のビームウオーク・オフ結晶からの前記成分を合焦させかつ方向付ける、請求項39に記載のフィルタ。
- さらに、第1の光学組立体を含み、該第1の光学組立体は、
前記光学入射信号を第1の偏光成分と第2の偏光成分とに分けるための第1のビームウオーク・オフ結晶であって前記第1の偏光成分が前記フィルタリングエレメントの第1のセットへ進行し、また前記第2の偏光成分が前記第2のフィルタリングエレメントの第2のセットへ進行し、前記第1のセットと前記第2のセットとがそれぞれ少なくとも2つの前記フィルタリングエレメントを含む第1のビームウオーク・オフ結晶と、
第1の半波波長板であって、前記第1の偏光成分が前記波長板から出てくるときに前記偏光成分の双方が実質的に同一の偏光状態を有するように、前記第1のビームウオーク・オフ結晶と前記フィルタリングエレメントの第1のセットとの間に配置されている第1の半波波長板とを含む、請求項37に記載のフィルタ。 - 前記複数のフィルタエレメントは複数のファブリ・ペローフィルタエレメントを含む、請求項37に記載のフィルタ。
- 前記フィルタエレメントのそれぞれは、
第1の実質的に平坦な反射器と、
第2の実質的に平坦な反射器であって前記第1の反射器に実質的に平行でありまた前記第1の反射器と前記第2の反射器との間に隙間を形成し、前記反射器のそれぞれが予め定められたスペクトルバンドにわたって実質的に同一の反射率を有し、前記隙間が厚さを有する第2の反射器と、
前記隙間に配置された液晶とを含む、請求項46に記載のフィルタ。 - 前記フィルタエレメントのそれぞれは、少なくとも前記予め定められたスペクトルバンドと同じ幅であるFSRを有する、請求項47に記載のフィルタ。
- 前記フィルタはスペクトル形状を有し、前記複数のフィルタエレメントは多数のフィルタエレメントを含み、また前記数及び反射率は前記形状を選択するように選ばれる、請求項48に記載のフィルタ。
- 前記複数のフィルタエレメントは複数のジル・トルヌイフィルタエレメントを含む、請求項37に記載のフィルタ。
- 前記フィルタエレメントのそれぞれは、
予め定められたスペクトルバンドにわたって1.0より小さい第1の反射係数を有する第1の実質的に平坦な反射器と、
第2の実質的に平坦な反射器であって前記予め定められたスペクトルバンドにわたって約1.0である第2の反射係数を有し、前記反射板相互は実質的に平行でありまた間に厚さを有する隙間を形成する第2の反射器と、
前記隙間に配置された液晶とを含む、請求項50に記載のフィルタ。 - 前記フィルタのそれぞれは、少なくとも前記予め定められたスペクトルバンドと同じ幅であるFSRを有する、請求項51に記載のフィルタ。
- 前記フィルタは、異なるフィルタエレメントから反射する前記入射ビームの一部分間で干渉を変化させることにより同調させることができる、請求項51に記載のフィルタ。
- 前記干渉を変化させることは、少なくとも第2の前記フィルタエレメントの第2の位相に関して第1の前記フィルタエレメントの第1の位相を変えることにより行われる、請求項53に記載のフィルタ。
- 多数の独立に同調可能であるフィルタエレメントを使用する同調型光学フィルタリングの方法であって、
入射光学ビームを複数のビーム成分に分けること、
前記成分のそれぞれを少なくとも1つの前記フィルタエレメントでフィルタリングすること、及び
前記フィルタリング後にフィルタリングされた光学ビームを形成すべく前記成分を組み合わせることを含む、フィルタリング方法。 - 前記分けることは、前記ビームが前記フィルタエレメントの少なくとも2つに入射するように前記独立に同調可能のフィルタエレメントを提供することを含む、請求項55に記載の方法。
- 前記フィルタリングは、反射モード、透過モード及びこれらの組み合わせからなるグループから選ばれたモードにおいて生じる、請求項56に記載の方法。
- 前記分けることは、前記ビームを2つの実質的に直交する偏光成分に分けることを含む、請求項55に記載の方法。
- 前記分けることは、ビームウオーク・オフ結晶及び偏光ビームスプリッタからなるグループから選ばれた装置を介して前記ビームを伝送することを含む、請求項58に記載の方法。
- 前記分けることは、前記ビームを多数の成分に分けることを含み、前記成分の数は実質的に前記フィルタエレメントの数に等しい、請求項55に記載の方法。
- 前記フィルタリングエレメントのそれぞれは独立に同調可能のエタロンからなり、また前記フィルタリングは、反射モード、透過モード及びこれらの組み合わせからなるグループから選ばれたモードで生じる、請求項55に記載の方法。
- 前記エタロンはファブリ・ペローエタロンからなり、また前記フィルタリングは、前記波長で前記フィルタリングされたビームの反射率を変えるように少なくとも1つの前記フィルタエレメントを特定の波長に同調させることを含む、請求項61に記載の方法。
- 前記フィルタは、増大する前記波長における透過率を有し、前記フィルタはより多くのフィルタエレメントが前記波長に同調されるときに減少する前記波長における反射率を有する、請求項62に記載の方法。
- 前記エタロンはジル・トルヌイエタロンであり、前記モードは反射であり、前記フィルタリングは、前記入射ビームの反射された一部分の位相を変えるように少なくとも1つの前記フィルタエレメントを特定の波長に同調させることを含む、請求項62に記載の方法。
- 前記フィルタリングは、さらに、前記反射された一部分を前記入射ビームの他の反射された一部分と制御可能に干渉させることにより前記波長において減衰量を変えることを含む、請求項66に記載の方法。
- 複数の独立に同調可能のフィルタエレメントであって該エレメントのそれぞれが異なる光学路に沿って配置されている複数のフィルタエレメントと、
多重化された光学信号を前記エレメントに提供するように配置された入力ポートであって、前記信号が、少なくとも第1の波長における第1のチャンネルと第2の波長における第2のチャンネルを含む複数の光学チャンネルを含む、入力ポートと、
前記エレメントに前記第1の波長における追加の光チャンネルを提供するように配置された追加のポートと、
少なくとも前記第2のチャンネルと前記追加の光チャンネルとを受け入れるように配置された出力と、
前記第1のチャンネルを受け入れるように配置されたドロップポートとを含む、追加/ドロップ光学多重化装置 - 前記エレメントのそれぞれは、前記第1の波長を実質的伝送しかつ他の波長を実質的に反射させるように同調されている、請求項69に記載の装置。
- 前記エレメントのそれぞれは、前記第1の波長を実質的に反射させかつ他の波長を実質的に伝送するように同調されている、請求項69に記載の装置。
- 複数の独立に同調可能であるフィルタエレメントであって各エレメントが異なる光学路に沿って配置されている複数のフィルタエレメントと、
前記複数のフィルタエレメントに第1の入射ビームを提供するように配置された第1のポートと、
前記複数のフィルタエレメントに第2の入射ビームを提供するように配置された第2のポートと、
前記複数のフィルタエレメントにより反射後に第1の入射ビームの少なくとも第1の部分を、また前記複数のフィルタエレメントを経る伝送の後に前記第2の入射の第1の部分を受け入れるように配置された第3のポートと、前記複数のフィルタエレメントにより伝送後に前記第1の入射ビームの少なくとも第2の部分を受け入れるように配置された第4のポートとを含む、光学追加/ドロップ多重化装置。 - 前記光学路のそれぞれは2つの前記ポートを通過する、請求項72に記載の装置。
- 前記成分が組み合わされるとき、フィルタリングされた光学信号が形成されるように各フィルタエレメントが前記入射光学ビームの異なる成分をフィルタリングする、請求項73に記載の装置。
- 複数の独立に同調可能であるフィルタエレメントであって前記エレメントのそれぞれが異なる光学路に沿って配置されている複数のフィルエレメントと、
第1のポート、第2のポート及び第3のポートを有する第1のサーキュレータであって前記複数のフィルタエレメントが少なくとも1つの前記第1の円形ポートと光学的に整列している第1のサーキュレータとを含む、光学フィルタリング装置 - さらに、第1のポート、第2のポート及び第3のポートを含む第2のサーキュレータであって、前記複数のフィルタエレメントが少なくとも1つの前記第2の円形ポートと光学的に整列されている第2のサーキュレータを含む、請求項75に記載の装置。
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