JP2008175867A - 波長可変フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】任意の波長選択特性を容易に得ることができる波長可変フィルタを提供すること。
【解決手段】光を回折格子１３に入射し、波長毎に異なった角度に分布させて出力する。分布した光をレンズ１４によって帯状の光とし、選択的な反射領域１７−１〜１７−ｘを有するミラー基板１５に入射する。このミラー基板１５を帯状の光の分布方向とは異なった方向に移動させることによって、いずれかの波長の光のみを反射させる。そして回折格子１３に戻された光を元の光の入射方向に反射する。こうすればミラー基板１５を移動させることによって、任意の波長の光を選択できる波長可変フィルタが実現できる。
【選択図】図２

Description

本発明は複数の波長が含まれる光信号のうち所望の波長の光を選択し、選択波長を変化させることができる波長可変フィルタに関するものである。

本発明は波長分割多重通信技術（ＷＤＭ）を用いた光通信ネットワークにおいては、ＩＴＵ（インターナショナルテレコミュニケーションユニオン）で定められた波長間隔で多数の波長の光を複数多重化して伝送容量の拡大を実現している。従来のＷＤＭ通信では、例えば１５５０ｎｍの波長帯において、０．８ｎｍ間隔の波長多重が実現されており、更により挟帯域の、例えば０．４ｎｍや０．２ｎｍといった狭い波長間隔のシステムの導入が検討されている。多重化されたＷＤＭ信号から任意の波長の信号を選択するために、波長可変フィルタが用いられる。又光計測機器や波長可変レーザにおいても波長可変フィルタが用いられる。

波長可変フィルタとしては、屈折率の異なる複数の材料を交互に多数積層した誘電体多層膜フィルタや、光ファイバのコア内に低屈折率と高屈折率のコアを交互に配置して回折格子とした光ファイバグレーティング、２つの反射鏡間の多重干渉を利用したファブリペローエタロンがある。

ＷＤＭ伝送システムでは、フィルタ形状の制御が容易な誘電体多層膜フィルタが広く用いられている。誘電体多層膜フィルタを用いて選択波長を変化させる場合には、特許文献１に示されるように、多層膜フィルタへの入射角を変化させたり、誘電体多層膜自体を所定の軸方向に膜厚を変化させて、誘電体多層膜フィルタへの入射位置を変化させて波長可変する方法が知られている。又特許文献２は、この入射光を波長毎に帯状に並べた出射光とし、この出射光のうちいずれかの波長の光をミラーによって選択して反射させることによって、波長可変フィルタとした構成が示されている。
特開平５−２８１４８０号公報 特開２００４−１７７６０５号公報

しかるに特許文献１では、波長間隔が狭いほど多層膜の総数を増加させる必要があり、設計値から膜厚や屈折率を正確に製造して所望の波長分布を持つフィルタを製作することが難しくなる。又フィルタの膜厚分布方向の長さを長くすることによってフィルタ移動方向の精度を下げることができるが、この場合にはフィルタを大きくする必要があるため、高精度な成膜装置を用いる必要があるという欠点があった。又特許文献２においては、ミラーや遮光体を光の分布方向に移動させることによって波長を選択するようにしているが、ミラーや遮光体を正確に所定の場所に移動させることが難しいという欠点があった。

本発明はこのような従来の欠点に鑑みてなされたものであって、移動素子の移動精度を上げることなく正確に所望の選択特性が得られる波長可変フィルタを提供することを目的とする。

この課題を解決するために、本発明の波長可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に空間的に分散させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、前記集光手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に移動自在に設けられ、選択すべき波長の光毎に異なる複数の反射領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向の任意の位置に配置されたミラー基板と、前記ミラー基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備するものである。

ここで前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅を一定の短辺とし、これに垂直な方向を長辺とする長方形状の複数の反射領域であり、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

ここで前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数の反射領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

ここで前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が連続的に異なる反射領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明の波長可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向と垂直な方向の幅が一定の反射領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向に配置されたミラー基板と、前記ミラー基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備するものである。

ここで前記ミラー基板の前記反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数の反射領域としてもよい。

この課題を解決するために、本発明の波長可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、選択すべき波長の光毎に異なる複数のスリット領域を有し、前記スリット領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向の任意の位置に配置されたスリット基板と、前記スリット基板の背後に設けられるミラーと、前記スリット基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備するものである。

ここで前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅を一定の短辺とし、これに垂直な方向を長辺とする長方形状の複数のスリット領域であり、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

ここで前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数のスリット領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

ここで前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が連続的に異なるスリット領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明の波長可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び反射する光分波素子と、前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向と垂直な方向の幅が一定のスリット領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向に配置されたスリット基板と、前記スリット基板の背後に設けられるミラーと、前記スリット基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備するものである。

ここで前記スリット基板の前記スリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数のスリット領域としてもよい。

以上詳細に説明したように本発明によれば、ミラー基板やスリット基板を移動させることによって任意の特性の波長可変フィルタを実現することができる。そしてミラー基板の反射領域又はスリット基板のスリット領域を適宜変化させておくことによって、デジタル的な波長選択特性や連続的に波長が変化する特性を容易に得ることができる。

（第１の実施の形態）
図１Ａは本発明の第１の実施の形態による波長可変フィルタの構成を示すＹ軸方向から見た側面図、図１Ｂはこの実施の形態のＸ軸方向から見た側面図、図２はその斜視図である。これらの図において、光ファイバ１１はＷＤＭ通信方式の入射用の光ファイバとする。ここでは波長多重光信号として波長λ１〜λｘまで０．４μｍ間隔で多数のチャンネルの波長が多重されている信号とする。光ファイバ１１からの出力はコリメートレンズ１２を介して反射型回折格子１３に入射される。コリメートレンズ１２は入射光を一定の径を有する平行光とするものである。又反射型回折格子１３はその表面に所定のピッチで等間隔の格子が形成されており、入射光をその波長に応じて空間的に分散させ、異なった角度に反射するものであり、光分波素子を構成している。反射型回折格子１３からの波長に応じて分波した帯状の光はレンズ１４の中心軸よりＹ軸方向に偏った位置に入射すると、各波長の光の相対的な位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ。レンズ１４は波長に応じて異なった方向から入射する光を帯状の光に変換する集光手段である。この平行光はミラー基板１５に入射される。ここでレンズ１４からミラー基板１５までの距離をレンズ１４の焦点距離に等しくしておく。反射型回折格子１３、レンズ１４、ミラー基板１５は図１Ａに示すようにＸＹ平面に平行に配置されているものとする。駆動部１６はミラー基板１５を図１Ｂに示すようにＹ軸方向に駆動するものである。又図１Ｂに示すように、光ファイバ１１、コリメートレンズ１２と対称な位置にコリメートレンズ１８、光ファイバ１９が配置される。ここで光ファイバ１１，コリメートレンズ１２は光を光分波素子に入射する入射部を構成しており、コリメートレンズ１８，光ファイバ１９は選択されて光ファイバ分波素子から入射された光を出力する出射部を構成している。

このミラー基板１５の表面には図３Ａに示すように多数の長方形状の反射領域１７−１〜１７−ｘが形成されている。Ｘ軸方向はレンズ１４より出射される帯状の光の分布方向である。夫々の反射領域１７−１〜１７−ｘはＸ軸方向を短辺とする長方形状であって、Ｙ軸方向に一連に、且つＸ軸方向にずれてミラー基板１５の対角線に沿って図示のように形成されている。ここで図３Ｂに１つの反射領域１７−１を示すように、Ｘ軸方向の幅ａは例えば１０μｍであり、Ｙ軸方向の幅ｂは例えば３０μｍとする。他の反射領域１７−２〜１７−ｘについても同様である。又このミラー基板１５の反射領域以外の領域は光がそのまま透過する。そしてミラー基板１５は、前述した駆動部１６によってＹ軸方向に幅ｂのピッチで駆動される。駆動部１６は例えばステッピングモータが用いられており、外部からの信号によってミラー基板１５を正確にＹ軸方向に幅ｂの整数倍のピッチで移動するものである。

例えばコリメートレンズ１２から反射型回折格子１３に加わるコリメートレンズ光の径を１ｍｍ、レンズ１４の焦点距離を３０ｍｍ、ＷＤＭ光のチャンネル数を１００チャンネルとすると、例えば数十μｍの間隔でＷＤＭ光が分岐された帯状の光が図３Ａに示すミラー基板１５に入射することとなり、Ｘ軸方向の幅ａはこれに合わせて１０μｍとしている。Ｘ軸方向の反射領域のうち両端間の間隔ｃは１ｍｍとなる。一方Ｙ軸方向の幅ｂは例えば３０μｍとすると、１００チャンネル分をＹ軸方向に重ならないように配置しても全体では３ｍｍで足りる。

次に第１の実施の形態による波長可変フィルタの動作について説明する。光ファイバ１１には波長多重光が入射するものとする。波長多重光は波長λ１〜λｘまでの例えば１００チャンネル分の波長多重光が０．４ｎｍ間隔で等間隔に多重されている光とする。この光はコリメートレンズ１２によって帯状の光に変換され、反射型回折格子１３に加わる。回折格子１３では波長毎に反射方向が異なるため、例えば図１Ａにおいて波長λ１〜λｘの光が互いに異なった角度で反射される。この光はレンズ１４によって図示のように帯状の光に変換されてミラー基板１５に加わる。ここで前述したミラー基板１５の反射領域の両端間の間隔ｃをこの帯状の光の幅に一致させておく。図４はＺ軸方向から見た反射型回折格子１３からの帯状の光を示す図である。このとき図２に示すように、その帯状の光のうち、例えば波長λ５の光が反射領域１７−５に入射する場所にミラー基板１５が位置する場合には、反射領域１７−５で反射した波長λ５の光のみが選択されて反射され、レンズ１４を介して再び反射型回折格子１３に加わる。そして回折格子１３で再び反射されてコリメートレンズ１８を介して光ファイバ１９より出射する。他の波長の光はミラー基板１５の表面を通過する。従って波長多重光のうち波長λ５の光のみが選択されることとなる。

さて選択する波長を変化させる場合には、駆動部１６によってＹ軸方向にミラー基板１５を移動させる。そして駆動部１６は例えば波長λ３の光のみが反射領域１７−３に入射する位置にミラー基板１５を移動させる。こうすれば前述した場合と同様に波長λ３の光のみが反射され、回折格子１３を介してコリメートレンズ１８、光ファイバ１９に加わる。こうすれば波長λ３の光のみを選択することができる。

次にこの波長可変フィルタの波長選択特性について説明する。誘電体多層膜フィルタの場合には、２キャビティを用いた高精度の多層膜フィルタであっても、図５の曲線Ａに示すように選択波長の左右にスカート部が生じる。これに対して本発明の実施の形態ではミラー基板１５の反射領域での反射によって波長を選択しているため、図５の曲線Ｂに示すように鋭い波長選択特性が得られる。従って図５の直線Ｄ、又はＥに示すように光源の波長がわずかに変化すると、ガウス分布特性を持つ誘電体多層膜フィルタでは出力レベルが変動するが、本実施の形態の場合には矩形状の波長選択特性のため、出力レベルが変動することはない。更に図６Ａ，図６Ｂ，図６Ｃに示すように駆動部１６の移動の誤差があってわずかにＹ軸上で移動方向がずれた場合であっても、反射領域１７−５に光ビームが入射している限り出力特性に変動はない。このように本実施の形態では、位置ずれに対する許容度が大きく、正確に所望の波長を選択することができる。そして駆動部１６では移動のＹ軸方向への移動精度は例えば１０μｍ程度であるため、この精度の駆動部１６を用いて波長毎に分波したいずれかの波長多重光を正確に選択することができる。又例え駆動部１６の移動精度がより悪くなっても、反射領域の幅ｂを大きくすることによってフィルタ特性に影響を与えることはなくなる。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について図７を用いて説明する。図７において光ファイバ２１は入射光が伝送される入射用の光ファイバであって、サーキュレータ２２に接続される。サーキュレータ２２には更に光ファイバ２３及び２４が接続される。サーキュレータ２３は光ファイバ２１からサーキュレータ２２に入力する光を光ファイバ２３に出力し、光ファイバ２３からサーキュレータ２２に入力する光を光ファイバ２４に出力するものである。又光ファイバ２３の他端にはコリメートレンズ２５が設けられ、出射光は第１の実施の形態と同様の反射型回折格子１３に入射される。又第２の実施の形態では、反射型回折格子１３とレンズ１４との位置が異なっており、反射型回折格子１３で反射した帯状の光はレンズ１４の中心軸を含むラインに入射するように配置されている。その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様であり、ミラー基板１５やその駆動部１６が設けられている。ここで光ファイバ２１，２３，２４、サーキュレータ２２、コリメートレンズ２５は光を光分波素子に入射し、選択された光を出力する入出射部を構成している。

この場合には光ファイバ２１からの光はサーキュレータ２２を介して光ファイバ２３に加わり、更にコリメートレンズ２５より反射型回折格子１３に加わる。そして波長が分散した光はレンズ１４の中心軸に含むライン上に入射して図示のように波長毎に位置の異なる帯状の光となる。この場合にはレンズ１４に入射する光はその中心軸を含む線上に入射するため、レンズ１４の光軸に平行に出射し、ミラー基板１５に加わる。ミラー基板１５で選択されたいずれかの波長の光はそのまま同一方向に反射され、レンズ１４、反射型回折格子１３を介して同一の光軸を通ってコリメートレンズ２５より光ファイバ２３に加わる。そして光サーキュレータ２２によって光ファイバ２４に出射することとなる。他の波長の光はミラー基板１５の表面を通過する。この場合にも、ミラー基板１５をＹ軸方向に移動させることによって、任意の波長の光を選択することができる。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態について図８を用いて説明する。この実施の形態では光分波素子として透過型回折格子３１を用いたものであり、その他の構成は前述した第１の実施の形態と同様である。この場合にも入力用の光ファイバ１１からの光をコリメートレンズ１２を介して透過型回折格子３１に導き、波長毎に異なった角度に分波する。又選択された光を透過型回折格子３１を介して受光し、コリメートレンズ１８、光ファイバ１９より出射する。その他の構成は第１の実施の形態と同様である。この場合にもミラー基板１５を移動させることによって任意の波長を選択することができる。

（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態について図９を用いて説明する。この実施の形態では前述したミラー基板１５に代えて、スリット基板３２を用いる。スリット基板３２は前述した図３Ａで示す各反射領域の位置に、基板を貫通する多数のスリット３３−１〜３３−ｘを設けたものである。そしてその背面にはＸＹ平面を反射面とするミラー３４を設ける。この場合にはレンズ１４とミラー３４との間隔をレンズ１４の焦点距離に一致させるようにしておく。こうすればいずれかのスリットを通過した光のみがミラー３４によって選択されて反射され、レンズ１４を介して反射型回折格子１３に加わる。スリット基板３２のスリット以外に入射した光は反射又は吸収される。尚この場合にはスリット基板３２とミラー３４との間隔が大きくなればＹ軸方向の許容誤差が少なくなるため、スリット基板３２の裏面に近接させてミラー３４を配置することが好ましい。又ミラー３４はスリット基板３２の裏面に形成するようにしてもよい。又前述した第２又は第３の実施の形態にこのスリット基板３２とミラー３４とを用いるようにしてもよい。

（第５の実施の形態）
次に選択的に光を反射する選択的反射部の他の例について説明する。第１〜第３の実施の形態に用いられているミラー基板１３は、図３Ａに示すようにＸ軸方向にずらせてＹ軸方向を長手方向として長方形状の反射領域を対角線に沿って一連に形成しているが、この反射領域の形状を変化させることによって異なった波長選択特性を得ることができる。図１０Ａは本実施の形態のミラー基板４１を示す斜視図である。本図に示すように反射領域４２−１ａ，４２−１ｂ，４２−１ｃのＸ軸方向の幅がＸ軸上での中心位置を共通として、段階的に広くなるように形成される。更に反射領域４２−１ａの下端と同一のＸ軸方向を上限として反射領域４２−２ａが形成され、更にそれに隣接して中心位置を共通とする反射領域４２−２ｂ，４２−２ｃが図示のように配置される。以下同様にして徐々に広がる反射領域が対角線に沿って設けられる。その他の構成は第１の実施の形態と同様とする。

次に第５の実施の形態の波長選択特性について図１１を用いて説明する。図２に示すように入射光が反射型回折格子１３で反射され、レンズ１４により帯状の光に変換される。そして帯状の光のうち波長λ５の光が図１０Ａに示す反射領域４２−５ａに入射しているものとする。この場合には波長λ５の光のみが選択的に反射されることとなり、図１１Ａに示すように波長λ５の光のみが選択される。そしてミラー基板５１をＹ軸方向にわずかに移動して光が反射領域４２−５ｂに入射したものとすると、その前後のグリッドの波長の光、即ち図１１Ｂに示すように波長λ４，λ５，λ６の光が選択されることとなる。又同様にして波長入射領域が４２−５ｃに入射するように移動したものとすると、図１１Ｃに示すようにλ３〜λ７の光が選択されることとなる。又ミラー基板をＹ軸方向に移動させて他の反射領域を選択すると、その波長の光を選択することができる。

この実施の形態の波長可変フィルタは、例えば０．４ｎｍ間隔の波長多重のＷＤＭ光だけでなく０．８ｎｍ間隔，０．２ｎｍ間隔など他の波長間隔のシステムの場合にも、異なった反射領域に光を入射するように駆動部１６を駆動することにより、波長選択特性を変化させ、種々のＷＤＭシステムに用いることができる。

次に図１０Ｂは第５の実施の形態の変形例であって、第４の実施の形態と同様にスリット基板４３とその背後にあるミラー４５によって反射部を構成している。この実施の形態でもスリット基板に設けられるスリットは、図１０Ａと同様に、Ｘ軸方向の位置を共通として隣接するスリット４４−１ａ，４４−１ｂ，４４−１を設け、更にＸ軸方向に４４−１ａの分だけずらせて３つのスリットを形成する。以下同様にして３つずつスリットを順次対角線上に形成する。そしてこのスリット基板４３の背後にミラー４５を設けるようにしたものである。その他の構成は第４の実施の形態と同様である。

又図１０Ｂに示す選択的反射部を用いた場合も、スリット基板４３を移動させていくことによって図１１Ａ〜図１１Ｃと同様の波長選択特性が得られる。このように波長反射領域を段階的に変化させておくことによって、デジタル的に波長を選択の幅を変化させることができる。

（第６の実施の形態）
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。この実施の形態では、図１２Ａに示すようにミラー基板４６の反射領域４７−１，４７−２・・・４７−ｘはＸ軸方向の幅が連続的に変化するように三角形状とする。各反射領域はＸ軸上の位置を夫々前述した第１の実施の形態の反射領域と同様にＸ軸方向の幅ａ毎にずらせて配置する。そしてこれらの反射領域４７−１〜４７−ｘをミラー基板４６の対角線上に配置するようにしている。その他の構成は第１の実施の形態と同様とする。

次に第６の実施の形態の選択特性について図１３を用いて説明する。図２に示すように入射光が反射型回折格子１３で反射され、帯状の光に変換される。そして帯状の光のうち波長λ５の光が図１２Ａに示す反射領域４７−５に入射しているものとすると、波長λ５の光が選択的に反射されることとなり、波長λ５の光が選択される。この場合に入射位置を駆動部１６によってわずかに移動すると、三角形状の反射領域が形成されているため、図１３Ｂに示すようにその選択幅を広げたり、又は狭めることができる。このように選択幅を入射位置に応じて任意に選択することができる。又入射位置を大きくずらせば、例えば図１３Ｃに示すように他の波長の光を選択でき、その位置をわずかにずらせることにより選択幅を変化させることができる。このような変化の状態はミラー基板４６の移動量と反射領域の形状に応じて適宜に変更することができる。

次に図１２Ｂは第６の実施の形態の変形例であって、第４の実施の形態と同様にスリット基板４８とその背後にあるミラー基板４５によって反射部を構成している。この実施の形態でも図１２Ａと同様に、スリット基板４８のスリット４９−１，４９−２・・・４９−ｘを三角形状のスリットとし、その背後にミラー基板４５を配置する。その他の構成は第４の実施の形態と同様である。

又図１２Ｂに示すようなスリットとその背後のミラーを設けた場合も光の入射位置に応じて図１３Ａ〜図１３Ｃに示すように波長選択幅を連続的に変化させることができる。

（第７の実施の形態）
次に本発明の第７の実施の形態について説明する。この実施の形態では図１４Ａに示すように、ミラー基板５０の反射領域５１をＹ軸方向の幅を一定として図示のようにＸＹ平面の対角線上に形成したものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様とする。こうすれば図１５Ａ，図１５Ｂに示すように、一定の幅の波長選択特性を連続して波長軸上で変化させることができる。

次に図１４Ｂは第７の実施の形態の変形例であって、第４の実施の形態と同様にスリット基板５２とその背後にあるミラー基板４５によって反射部を構成している。この実施の形態でもスリット基板５２に設けられるスリット５３は、ＸＹ平面上の対角線上に形成したものである。その他の構成は前述した第４の実施の形態と同様である。この場合にも図１５Ａ，図１５Ｂに示すように、一定の幅の波長選択特性を波長軸上で連続して変化させることができる。

（第８の実施の形態）
次に本発明の第８の実施の形態について説明する。この実施の形態では図１６Ａに示すように、ミラー基板５４に４つの反射領域５５ａ〜５５ｄを図示のようにＸＹ平面で斜めに、且つＹ軸方向に夫々重ならないようにＹ軸方向の幅を一定として構成したものである。その他の構成は第１の実施の形態と同様とする。これらの反射領域のＹ軸方向の幅は相異なるものとする。

次に第８の実施の形態の波長選択特性について、図１７Ａ，図１７Ｂを用いて説明する。図２に示すように入射光が反射型回折格子１３で反射され、レンズ１４で平行光に変換される。そしてこの平行光のうち波長λ１の光が反射領域５５ａに入射しているものとすると、図１７Ａに示すように波長λ１の光が選択される。そしてミラー基板５４をＹ軸方向に移動させていくことによって、図１５Ａに示す波長選択特性がその形状を保ちつつ波長軸上を図１７Ｂに示すように連続的に移動する。又このミラー基板５４を更に移動させ反射領域５５ｂに入射するようにすれば、例えば図１７Ｃに示すようにより広帯域の選択特性を持つ特性が選択されて、例えば波長λ１，λ２を含む領域の特性となる。そしてミラー基板５４をＹ軸方向に移動させていくことによって、図１７Ｄに示すようにその特性を波長軸上で移動させることができる。更に幅の広い反射領域５５ｃ，５５ｄを選択した場合も、広い波長選択特性を波長軸上で変化させることができる。このように、ミラー基板５４をＹ軸方向に移動させることによって、図１７Ａ乃至図１７Ｄに示すようにいずれかの幅の波長選択特性を持ち、且つ連続して波長を変化させることができる。

次に図１６Ｂは第８の実施の形態の変形例であって、第４の実施の形態と同様にスリット基板５６とその背後にあるミラー４５によって反射部を構成している。この実施の形態でもスリット基板５６には、図１６Ａと同様に、Ｙ軸方向に夫々重ならないようにスリット領域５７ａ〜５７ｅを設ける。その他の構成は第４の実施の形態と同様である。

この場合にもスリット基板をＹ軸方向に移動させることによって、図１７Ａ〜図１７Ｄと同様の波長選択特性が得られる。

尚ここで説明した各実施の形態では、波長分割多重通信された光通信ネットワークにおいても用いられる波長可変フィルタについて説明しているが、本発明による波長可変フィルタはＷＤＭシステムに限らず、光計測機器や波長可変レーザについても適用することができる。又第１〜第６の実施の形態において、光の反射領域やスリット領域をＸＹ平面上で並べて配置するようにしているが、必ず並べて配置する必要はなく、任意の位置に必要な反射領域やスリット領域を配置するようにしてもよい。又連続していない複数の波長の光を同時に選択できるように、反射領域を形成することもできる。

更にミラー基板やスリット基板を交換できるように構成してもよい。こうすればこれらを交換することによって、種々の波長選択特性を有する波長可変フィルタを実現することができる。

本発明の第１の実施の形態による波長可変フィルタのＹ軸方向からの側面図である。 本実施の形態による波長可変フィルタのＸ軸方向からの側面図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの斜視図である。 本実施の形態によるミラー基板を示す斜視図である。 本実施の形態によるミラー基板の１つの反射領域を示す図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの分布された光のＺ軸方向から見た図である。 本実施の形態による波長選択特性と光源の波長の変位との関係を示す図である。 この実施の形態による波長選択フィルタの光ビームと反射領域との関係を示す図である。 この実施の形態による波長選択フィルタの光ビームと反射領域との関係を示す図である。 この実施の形態による波長選択フィルタの光ビームと反射領域との関係を示す図である。 本発明の第２の実施の形態による波長可変フィルタを示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態による波長可変フィルタを示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態による波長可変フィルタを示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態によるミラー基板の構成を示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態の変形例によるスリット基板の構成を示す斜視図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本発明の第６の実施の形態によるミラー基板の構成を示す斜視図である。 本発明の第６の実施の形態の変形例によるスリット基板の構成を示す斜視図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本発明の第７の実施の形態によるミラー基板の構成を示す斜視図である。 本発明の第７の実施の形態の変形例によるスリット基板の構成を示す斜視図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本発明の第８の実施の形態によるミラー基板の構成を示す斜視図である。 本発明の第８の実施の形態の変形例によるスリット基板の構成を示す斜視図である。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。 本実施の形態による波長可変フィルタの波長選択特性を示すグラフである。

符号の説明

１１，１９，２３，２４ 光ファイバ
１２，１８，２５ コリメートレンズ
１３ 反射型回折格子
１４ レンズ
１５，４１，５０，５４ ミラー基板
１６ 駆動部
１７−１〜１７−ｘ，４２−１ａ，４２−１ｂ，４２−１ｃ，４２−２ａ，４２−２ｂ，４２−２ｃ，４７−１〜４７−ｘ，５１，５５ａ〜５５ｅ 反射領域
２２ サーキュレータ
３１ 透過型回折格子
３２，４３，４８，５２，５６ スリット基板
３３−１〜３３−ｘ，４４−１ａ，４４−１ｂ，４４−１ｃ，４４−２ａ，４４−２ｂ，４４−２ｃ，４９−１〜４９−ｘ，５３，５７ａ〜５７ｅ スリット
３４，４５ ミラー

Claims (12)

1. 入射光をその光の波長毎に空間的に分散させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、
   前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、
   前記集光手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に移動自在に設けられ、選択すべき波長の光毎に異なる複数の反射領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向の任意の位置に配置されたミラー基板と、
   前記ミラー基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備する波長可変フィルタ。
2. 前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅を一定の短辺とし、これに垂直な方向を長辺とする長方形状の複数の反射領域であり、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項１記載の波長可変フィルタ。
3. 前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数の反射領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項１記載の波長可変フィルタ。
4. 前記ミラー基板の反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が連続的に異なる反射領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記ミラー基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項１記載の波長可変フィルタ。
5. 入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、
   前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、
   前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向と垂直な方向の幅が一定の反射領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向に配置されたミラー基板と、
   前記ミラー基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備する波長可変フィルタ。
6. 前記ミラー基板の前記反射領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数の反射領域である請求項５記載の波長可変フィルタ。
7. 入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び入射する光分波素子と、
   前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、
   前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、選択すべき波長の光毎に異なる複数のスリット領域を有し、前記スリット領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向の任意の位置に配置されたスリット基板と、
   前記スリット基板の背後に設けられるミラーと、
   前記スリット基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備する波長可変フィルタ。
8. 前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅を一定の短辺とし、これに垂直な方向を長辺とする長方形状の複数のスリット領域であり、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項７記載の波長可変フィルタ。
9. 前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数のスリット領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項７記載の波長可変フィルタ。
10. 前記スリット基板のスリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が連続的に異なるスリット領域を、前記帯状の光の分布方向及び前記スリット基板の移動方向と異なる方向の任意の位置に配置した請求項７記載の波長可変フィルタ。
11. 入射光をその光の波長毎に異なった角度に分布させて出力すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び反射する光分波素子と、
    前記光分波素子の波長毎に分波されている各波長の光を相対的な入射位置関係を保持したまま同一平面上に焦点を結ぶ集光手段と、
    前記集光手段からの帯状の光が入射する位置に移動自在に設けられ、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向と垂直な方向の幅が一定のスリット領域を有し、前記反射領域は前記帯状の光の分布方向と相異なる方向に配置されたスリット基板と、
    前記スリット基板の背後に設けられるミラーと、
    前記スリット基板を、前記帯状の光の分布方向とは異なった方向に駆動する駆動部と、を具備する波長可変フィルタ。
12. 前記スリット基板の前記スリット領域は、前記集光手段より出射される帯状の光の分布方向の幅が互いに異なる複数のスリット領域である請求項１１記載の波長可変フィルタ。

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