JP2006019514A - 波長可変ミラーおよび波長可変レーザ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 一対の高反射ミラー5、6の間の液晶層9に一対の透明電極3、4を介して電圧を印加して屈折率を制御し、所定の波長の光を透過させる液晶エタロン20と、第3の高反射ミラー10とを備え、第3の高反射ミラー10の反射面が一対の高反射ミラー5、6の各反射面に対して傾斜し、3つの高反射ミラー5、6、10のうちの少なくとも一つは、入射光の波長帯域のうちの所定の一部の波長帯域で他の波長帯域より反射率が高い構成を有している。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る波長可変ミラーの一構成例を示した断面図である。図1において、波長可変ミラー100は、基板1、2、透明電極3、4、高反射ミラー5、6、10、配向膜7、8、液晶層9、シール11、透明誘電体層12、および、反射防止膜13を備え、第1の基板1上に、第1の透明電極3、第1の高反射ミラー5、透明誘電体層12、第1の配向膜7、液晶層9、第2の配向膜8、第2の高反射ミラー6、第2の透明電極4、第2の基板2、および、第3の高反射ミラー10が、この順番で重ねて配置された構成を有する。
T(λ)=(1−R)2×E/{(1−R×E)2+4×R×E×S} (1)
ここで、
E=exp(−α×G) (2)
S=sin2(2π×L/λ) (3)
である。
λm=2×L/m (4)
ここで、mは自然数である。
L=n(VLC)×dLC+ns×ds=N(V)×G (5)
ここで、Vは第1の透明電極3と第2の透明電極4との間に外部の交流電源より印加される交流電圧の実効値で、N(V)は間隔Gのミラー間キャビティの平均屈折率を示す。
FSR=λ2/(2×L) (6)
F=π×(R×E)0.5 /(1−R×E) (7)
ここで、Eは上記の式(2)で表される。
δ=λ2×(1−R×E)/{2π×L×(R×E)0.5} (8)
ここで、Eは上記の式(2)で表される。
Tmax=(1−R)2×E/(1−R×E)2 (9)
ここで、WDM通信の使用波長チャネルの半値全幅は、約0.8nm(100GHz)である。また、WDM通信のLバンド、CバンドおよびSバンドには、それぞれ、1569.80nmから1611.79nmまでの波長帯(帯域幅Δλ=41.99nm)、1529.75nmから1569.59nmまでの波長帯(帯域幅Δλ=39.84nm)、および1491.69nmから1529.55nmまでの波長帯(帯域幅Δλ=37.86nm)が割り当てられ、各バンドはそれぞれ50の波長チャネルを有する。
VLC/V=εs/(εs+εLC) (10)
したがって、透明誘電体層12の比誘電率εsが大きいほど液晶層9に有効に電圧が印加されるため、低い電圧で大きな屈折率変化(すなわち、透過率ピークの波長変化)を得ようとする場合は、比誘電率εsの大きな透明誘電体層12を用いるのが好ましい。一方、印加電圧Vに対する透過率ピークの波長変化を緩やかにして波長制御性を向上させるには、比誘電率εsの比較的小さな透明誘電体層12を用いるのが好ましい。
以下では、本発明の第1の実施の形態に係る波長可変ミラーを用いた波長可変レーザについて説明する。図5は、本発明の第2の実施の形態に係る波長可変レーザ200の構成を示す模式図である。本発明の第2の実施の形態に係る波長可変レーザ200は、波長可変ミラー100と、波長可変ミラー100を制御するための交流電源16と、レーザ共振器用の光出力ミラー14と、光増幅用の利得媒体15とを備える。
本実施例1では、第2の基板2を、平行平面基板と傾斜角θが3°のウェッジ基板とで構成した。そして、第3の高反射ミラー10を液晶エタロン20とは別個に作製し、第3の高反射ミラー10と液晶エタロン20とを作製した後に、これらを光学接着材を用いて接着して一体化し、波長可変ミラー100とする。以下、第2の基板2を構成する平行平面基板を第2の平行平面基板といい、第2の基板2を構成するウェッジ基板を第2のウェッジ基板という。
以下では、図5に示すように、本発明の第1の実施の形態に係る波長可変ミラー100または本発明の実施例1に係る波長可変ミラー100を、本発明の第2の実施の形態に係る波長可変レーザ200の波長可変ミラーとして搭載した実施例について説明する。
3、4 透明電極
5、6、10 高反射ミラー
7、8 配向膜
9 液晶層
11 シール
12 透明誘電体層
13 反射防止膜
14 光出力ミラー
15 利得媒体
16 交流電源
20 液晶エタロン
100 波長可変ミラー
200 波長可変レーザ
Claims (5)
- 液晶層と、前記液晶層に電圧を印加するための第1の透明電極および第2の透明電極と、所定の波長の光を反射する第1の高反射ミラーおよび第2の高反射ミラーとを有し、所定の波長の光を透過させる液晶エタロンと、
所定の波長の光を反射する第3の高反射ミラーとを備え、
前記第1の高反射ミラーの反射面と前記第2の高反射ミラーの反射面とが互いに平行であり、前記第3の高反射ミラーの反射面が前記第1の高反射ミラーの反射面および前記第2の高反射ミラーの反射面に対して傾斜し、
前記第1の高反射ミラーと前記第2の高反射ミラーと前記第3の高反射ミラーのうちの少なくとも一つは、入射光の波長帯域のうちの所定の一部の波長帯域での反射率が、前記入射光の波長帯域のうちの他の波長帯域での反射率に比して高い分光反射率を有することを特徴とする波長可変ミラー。 - 前記第1の高反射ミラーと前記第2の高反射ミラーは、前記入射光の全波長帯域で光を反射し、前記第3の高反射ミラーは、前記入射光の波長帯域のうちの所定の一部の波長帯域での反射率が、前記入射光の波長帯域のうちの他の波長帯域での反射率に比して高い分光反射率を有する請求項1に記載の波長可変ミラー。
- 前記第1の高反射ミラーは、前記入射光の波長帯域のうちの所定の一部の波長帯域での反射率が、前記入射光の波長帯域のうちの他の波長帯域での反射率に比して高い分光反射率を有し、前記第2の高反射ミラーは、前記入射光の波長帯域のうちの所定の一部の波長帯域での反射率が、前記入射光の波長帯域のうちの他の波長帯域での反射率に比して高い分光反射率を有し、前記第3の高反射ミラーは、前記入射光の全波長帯域の光を反射する請求項1に記載の波長可変ミラー。
- 前記液晶エタロンは、前記液晶層の液晶を配向させるための第1の配向膜および第2の配向膜を有し、前記第1の高反射ミラーと前記第2の高反射ミラーのうちの少なくとも一方の高反射ミラーは、前記第1または/および第2の配向膜に面する側に、前記液晶の屈折率と同一または近い屈折率を有してフレネル反射を抑制する透明膜が形成されている請求項1から3までのいずれか1項に記載の波長可変ミラー。
- 2つの反射面を有する共振器と、
光増幅を行う利得媒体とを備え、
前記共振器は、請求項1から4までのいずれか1項に記載の波長可変ミラーを有し、前記共振器が有する2つの前記反射面のうち少なくとも1つの前記反射面が、前記波長可変ミラーが有する第3の高反射ミラーの反射面で構成され、前記第1の透明電極と前記第2の透明電極との間に印加する電圧に応じて選択的に出射光の波長を制御することを特徴とする波長可変レーザ。
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