JP2009145632A

JP2009145632A - 光フィルタ及び光可変フィルタ

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Publication number: JP2009145632A
Application number: JP2007322878A
Authority: JP
Inventors: Yasuki Sakurai; 康樹桜井; Naoyuki Mekata; 直之女鹿田
Original assignee: Suntech Co
Current assignee: Suntech Co
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2007-12-14
Publication date: 2009-07-02
Also published as: US7777957B2; US20090153984A1

Abstract

【課題】所望の波長選択特性や減衰率が得られる光フィルタ及び光可変フィルタを提供すること。
【解決手段】光ファイバ１１からの光を光サーキュレータ１２，光ファイバ１３を介して分散素子１６に入射する。分散素子１６は入射光をその波長に応じて異なった方向に分散させレンズ１７に加える。レンズ１７では光の波長毎に異なった位置で光を集束させる。パターニング板１８は所望の反射特性が形成されており、パターニング板１８で反射した光は同一の経路を介して分散素子１６で光が合成され、光サーキュレータ１２を介して光ファイバ１５より出射される。パターニング板１８の反射特性を持つパターンを適宜変更しておくことにより、所望の特性を得ることができる。又パターニング板１８を移動させることによって、光フィルタの特性を変化させることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は光信号のスペクトルを所望のスペクトルに変換することができる光フィルタ及び光可変フィルタに関するものである。

光フィルタ、及び光可変フィルタは光通信分野、分光分析分野に代表されるように、現在広く利用されている。光通信分野では、特定の波長を選択（通過、もしくは阻止）する波長選択機能、光アンプを通過して波長毎に異なる利得となったスペクトルを均一にして光パワーレベルをそろえる利得等価機能、ＷＤＭ信号を奇数と偶数のチャンネルの信号群に分波するインターリーブ機能等々、様々なスペクトル形状を持つ光フィルタが利用されている。更に、近年報告された、非特許文献１に示されるように、光伝送信号を複雑な波長スペクトル形状を持つ光フィルタを通過させることにより、光伝送信号の高速化を実現する方法が提案されており、光フィルタに求められるスペクトルの形状は益々多様化、複雑化している。

従来の光フィルタ、可変光フィルタとして、屈折率の異なる複数の材料を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屈折率の変調（回折格子）を施した光ファイバブラッググレーティングによる光フィルタ、更に２つの反射鏡間の多重干渉を利用したファブリ・ペロー・エタロンフィルタ等が知られている。誘電体多層膜フィルタは、波長スペクトル形状の設計自由度が高く、特に特殊なスペクトルを有する光フィルタを実現する上で最も広く利用されている。
IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 19, no. 19 , pp. 1442-1444, Oct. 2007.

しかし誘電体多層膜フィルタは同時に複数のパスバンドを持つ波長スペクトル形状や、急峻なエッジを有する波長スペクトル形状の実現は原理的に困難である。今後予想される種々の用途に向けては、大幅にスペクトル形状の自由度を改善した全く異なる原理の光フィルタが望まれる。

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、所望の特性が得られる光フィルタ及びスペクトル形状を変化させることができる光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、本発明の光フィルタは、入射光をその光の波長毎に分散させて出射すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び合波する分散素子と、前記分散素子によって波長毎に分散させた各波長の光を、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束手段と、前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長を任意の反射率で反射するパターニング板と、を具備するものである。

ここで入射光を前記分散素子に入射すると共に、前記分散素子によって合波された反射光を前記入射光とは異なった方向に出射するサーキュレータを更に具備するようにしてもよい。

ここで前記パターニング板は、選択すべき波長の光を前記分散素子に反射すると共に、その他の波長の光を異なった方向に反射するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明の光フィルタは、入射光をその光の波長毎に分散させて出射する第１の分散素子と、前記第１の分散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束手段と、前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長の光を任意の透過率で透過させるパターニング板と、前記パターニング板を透過した各波長の光を集光する集光手段と、前記集光手段によって集光された分散光を合成する第２の分散素子と、を具備するものである。

ここで前記パターニング板は、選択すべき波長の光を透過すると共に、その他の波長の光を反射するようにしてもよい。

ここで前記パターニング板は、その表面に反射粒子の密度及び厚さの少なくともいずれか一方を変化させることによって反射パターンを形成するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に分散させて出射すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び合波する分散素子と、前記分散素子によって波長毎に分散させた各波長の光を、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束手段と、前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長を任意の光強度で反射するパターニング板と、前記パターニング板を移動及び回転のいずれかにより駆動する駆動部と、を具備するものである。

ここで前記パターニング板は、選択すべき波長を前記分散素子に反射すると共に、その他の波長の光を異なった方向に反射するようにしてもよい。

この課題を解決するために、本発明の光可変フィルタは、入射光をその光の波長毎に分散させて出射する第１の分散素子と、前記第１の分散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束手段と、前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長の光を任意の透過率で透過させるパターニング板と、前記パターニング板を透過した各波長の光を集光する集光手段と、前記集光手段によって集光された分散光を合成する第２の分散素子と、前記パターニング板を移動及び回転のいずれかにより駆動する駆動部と、を具備するものである。

以上詳細に説明したように本発明によれば、パターニング板の反射特性や透過特性を種々変更することによって任意の特性の光フィルタを実現することができる。又パターニング板を移動させることによって、選択特性を自由に変化させる光可変フィルタとすることができる。

（第１の実施の形態）
図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態による反射型光フィルタの構成を示すＺ軸方向から見た側面図、図１（ｂ）はこの実施の形態のＸ軸方向から見た側面図である。これらの図において、入射光は光ファイバ１１を介してサーキュレータ１２に与えられる。入射光は光ファイバ１１を介してサーキュレータ１２に入力されるようにしてもよく、又直接入力されるようにしてもよい。サーキュレータ１２は入射光を光ファイバ１３を介してコリメートレンズ１４に出射すると共に、光ファイバ１３から入射された光を光ファイバ１５に出射するものである。又光ファイバ１３からコリメートレンズ１４を介して出射された光は分散素子１６に入射される。分散素子１６はＸＹ平面上で光を波長に応じて異なった方向に分散するものである。ここで分散素子１６としては、透過型又は反射型の回折格子であってもよく、又プリズムやＶＩＰＡ（Virtually Imaged Phased Array）等を用いることができる。ＶＩＰＡは薄板の両面に反射膜をコーティングした分散素子である。こうして分散素子１６で分散された光はレンズ１７に与えられる。分散素子１６とレンズ１７との間隔は、レンズ１７の焦点距離ｆ１と等しいものとする。レンズ１７はＸＹ平面上で分散した光をＹ軸方向に平行に集束する集束手段であって、その光は焦点位置ｆ２に配置されたパターニング板１８に入射される。尚ここでは３つの異なった波長の光を例示しているが、入射光が一様なスペクトルを有するものであればＸＹ平面に沿って広がった帯状の出力がパターニング板１８に加わる。パターニング板１８は入射光を部分的に反射するものであり、詳細については後述する。パターニング板１８によって反射された光は、同一の経路を通ってレンズ１７に加わり、再び分散素子１６に加わる。分散素子１６は反射光に対しては元の入射光と同一方向に集束し、コリメートレンズ１４を介して光ファイバ１３に出射する。この光はサーキュレータ１２によって光ファイバ１５に出射される。ここでパターニング板１８の反射特性に応じて光フィルタの透過特性が決定される。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態による反射型の光フィルタについて説明する。図２（ａ）は本発明の第２の実施の形態による反射型光フィルタの構成を示す図であり、第１の実施の形態と同一部分は同一符号を付している。この実施の形態では、光ファイバ１１の出射した光をコリメータ２１を介して直接分散素子１６に入力している。又分散素子１６は図２（ｂ）に示すようにＺ方向で入射光と出射光との位置を異ならせ、レンズ１７を介してパターニング板１８に入射するようにしたものである。これによってサーキュレータ１２を用いることなく入射光と出射光を分離するようにしている。

前述した第１及び第２の実施の形態において、図１（ｂ），図２（ｂ）に示すように、パターニング板１８をＸＺ平面上で図中破線で示す駆動部１９によってＺ軸方向に移動できるようにしてもよい。そしてパターニング板１８の反射特性をＺ軸方向に応じて異ならせるようにしておけば、パターニング板１８の移動によって反射特性が異なり、フィルタのスペクトル形状が異なる反射型の光可変フィルタとすることができる。尚移動方向はＺ軸方向に限らず、Ｘ，Ｚ平面内で移動させればよく、又ＸＺ平面内で回転させてもよい。ここで反射特性を移動や回転方向に合わせて変化させておくものとし、詳細については後述する。

（第３の実施の形態）
次に本発明の第３の実施の形態による透過型の光フィルタについて説明する。図３（ａ）において入射光は光ファイバ３１からコリメートレンズ３２に入射され、平行な光ビームとして第１の分散素子３３に与えられる。分散素子３３は第１の実施の形態の分散素子と同様に、回折格子やプリズム、ＶＩＰＡが用いられる。分散素子３３は光の波長毎にＸＹ平面上で異なった方向に光を出射するものである。この光はいずれもレンズ３４に入射される。分散素子３３とレンズ３４との間隔は、レンズ３４の焦点距離ｆ１と等しいものとする。レンズ３４はＸＹ平面上で分散した光をＹ軸方向に平行に集束する集束手段である。又レンズ３４の焦点距離ｆ２の位置には、パターニング板３５が配置される。パターニング板３５は入射光を部分的に透過するものであり、詳細については後述する。パターニング板３５を透過した光はレンズ３６に入射される。レンズ３４、第２の分散素子３３とレンズ３６、分散素子３７はパターニング板３５の中心線に対して対称である。分散素子３７は異なった波長成分の異なった方向からの光を合成して出射するものであり、レンズ３６はＸＹ平面上の平行な光を集光する集光手段である。分散素子３７によって合成された光はコリメートレンズ３８を介して光ファイバ３９に与えられる。

（第４の実施の形態）
次に本発明の第４の実施の形態による透過型光フィルタについて図４を用いて説明する。この実施の形態では第３の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。第４の実施の形態では入射コリメート光の入射位置をわずかに異ならせ、図４（ｂ）に示すように、レンズ３４により入射光をパターニング板３５に対してＺ方向にわずかにずらせて集束する。このためパターニング板３５を透過した光はレンズ３６を介して分散素子３７に与えられ、第３の実施の形態と同様に光ファイバ３９より出射される。本実施の形態４では、パターニング板３５によって反射された光成分はレンズ３４に入射し、レンズで集束されて分散素子３３に入射する。分散素子３３は入射した光を合成するように機能し、合成された光はコリメートレンズ４０を介して光ファイバ４１より出射される。

又第３及び第４の実施の形態においても図３（ｂ），図４（ｂ）に示すように、ＸＺ平面内でパターニング板３５を駆動部４２によってＺ軸に沿って動作するようにし、パターニング板３５への入射位置をＺ軸方向に応じて異ならせるようにしておけば、パターニング板３５の移動によってフィルタのスペクトル形状が異なる透過型の光可変フィルタとすることができる。尚移動方向はＺ軸方向に限らず、Ｘ，Ｚ平面内で移動させればよく、又ＸＺ平面内で回転させてもよい。ここで透過特性を移動や回転方向に合わせて変化させておくものとし、詳細については後述する。

（パターニング板の構成）
次にここで用いられる第１，第２の実施の形態に用いられる反射型光フィルタ、光可変フィルタのパターニング板について説明する。図５においてパターニング板１８はその中央部にパターン１８ａが形成されている。光を波長によって分散させ、平行な帯状の光としてパターニング板１８に入射したとき、パターン１８ａへの入射領域Ｒは破線で示す長方形状の領域であるとする。パターン１８ａの面には光を反射させる微小な反射粒子を設けておく。反射粒子の密度はパターニング板１８の全体にわたって同一とし、その密度が異なる種々のパターニング板を用意する。図６（ａ）は２枚のパターニング板のＸ軸方向の光の入射位置での反射率の変化を示す図であり、直線Ａ又はＢに示すようにパターニング板毎に反射率は異なっているが、Ｘ軸のどの位置でも反射率は夫々一定とする。第１，第２の実施の形態の光フィルタではパターニング板１８を選択することによって、図６（ｂ）に示す透過特性の光フィルタとすることができ、入射光に対して全ての波長帯域で所望の減衰率を持った光信号とすることができる。

次にパターニング板の他の例について説明する。パターニング板の反射率の分布は一様ではなく、少なくとも光が入射する入射領域ではＸ軸方向に対する反射率変化を図７（ａ）の曲線Ａ、Ｂ、又は直線Ｃ，Ｄに示すように変化させた異なった種類のパターニング板を用いてもよい。適宜パターニング板を選択すれば、選択したパターニング板の反射率特性に応じて光フィルタの透過特性は図７（ｂ）に示すように曲線Ａ，Ｂ、又は直線Ｃ，Ｄに示すように変化する。このようにパターニング板の反射率をＸ軸方向の位置に対して異ならせておけば、光フィルタの透過特性も反射率の変化に対応した波長選択特性とすることができる。

図８は他のパターニング板のパターンを示している。このパターニング板ではＺ軸方向に平行に細長い直線状の反射率１００％の多数の領域５１ａ〜５１ｎを等間隔で設けておく。ここでパターニング板の反射領域５１ａ〜５１ｎに光が入射すると、入射光はそのまま反射されて出力側に得られる。又反射領域の間に入射する波長の光は反射されず、光ファイバ１５には得られない。従ってこのパターニング板１８を用いた光フィルタでは、図９に示す矩形波状の波長選択特性が得られることとなる。

図１０は更に他のパターニング板の反射パターンを示す。この場合には反射率が１００％となる反射領域５２ａ〜５２ｎを夫々の幅がＺ軸方向に正となるに従って細くなるように形成しておく。この場合図１又は図２に破線で示すように、駆動部１９を付加してパターニング板１８をＺ軸方向にシフトできるように構成しておく。こうすれば光がパターニング板１８に入射すると、反射領域の幅に対応したパスバンドの幅が得られる。即ちパターニング板をＺ軸方向の＋Ｚ方向に移動させ、光の入射位置が相対的にＲ１の位置にあれば、図１１（ａ）に示すように波長を選択する幅が狭い選択特性が得られる。そして図１０において光の入射位置が例えばＲ２となるようにパターニング板を−Ｚ方向に移動させれば、図１１（ｂ）に示すようにパスバンドの幅を広くすることができる。

更に図１２に示すように、Ｚ軸方向とＸ軸方向の対角線上にパターニング板の反射パターン５３ａ〜５３ｎを形成しておくようにしてもよい。この場合にはパターニング板１８をＺ軸方向に移動させることによって、いずれかの反射領域と入射領域とが重なった光のみが光可変フィルタを通過することとなる。従って例えば入射領域が図１２に示すＲ３又はＲ４の場合、光可変フィルタの特性は図１３の（ａ）又は（ｂ）に示すものとなり、駆動部１９によってパスバンドの波長を不連続に変化させることができる。

次に図１４はパターニング板の他のパターンの例を示す図である。本図に示すようにパターニング板はＸ軸方向の位置に対して図１４に示すようにＺ軸に平行で連続的に変化する反射率特性を有するものとする。このパターニング板を用いれば、光フィルタの光透過特性も反射率特性と同じく図１５に示すものとなる。従って光アンプを用いた場合、光の透過率を光アンプの特性と反転させたものとしておけば、このフィルタを透過したときに光アンプの特性が打ち消され、一定レベルのスペクトルとすることができる。

次に図１６はパターニング板の他のパターンの例を示す図である。このパターンでは、Ｘ軸方向の位置に応じて異なった反射率分布とすることに加えて、Ｚ軸方向でその反射率のレベルを徐々に変化させるようにしたものである。即ち図１６においてＺ軸方向の異なった位置において、Ｘ軸方向の位置に対する反射率は、Ｚ軸の正方向に対して反射率を徐々に増加させている。このパターニング板１８を図１（ｂ），図２（ｂ）に示すように光可変フィルタに用いて、入射位置を相対的にＺ軸の正の方向に移動させることによって、図１７（ａ）に示すような波長選択特性が得られることとなる。又同様にして駆動部１９により光のＺ軸の負方向に示す位置にすれば、図１７（ｂ）に示す光フィルタ透過率特性が得られる。これらの間も連続的に透過率が変化する特性が得られる。

次に図１８は他のパターニング板の他のパターンの例を示す図である。このパターンでは、Ｚ軸に平行に多数の反射領域５４ａ〜５４ｎが一定の幅で設けられる。そしてその各反射領域の中央部にはＺ軸方向にスリット状の反射率の低い領域が更に形成される。このパターニング板を用いることにより、光のフィルタは図１９（ａ）に示す透過特性が得られることとなる。ここで１つの波長選択部分を波長軸方向に拡大して図１９（ｂ）に示す。ここで各反射領域のスリットの幅を適宜選択しておくことによって、図１９（ａ）に示す各光の選択領域の中での中央部の透過率が低下するレベルを変化させることができる。

更に図２０はこのパターニング板の他のパターンの例であり、各パターニング板にＺ軸に平行な多数の反射領域が存在する。そして夫々の反射領域内に反射レベルの低いスリット状の領域がＺ軸方向に正になるように従って狭くなるように形成しておく。第１，第２の実施の形態において、駆動部１９によりこのパターニング板をＺ軸方向に移動させれば、図２１（ａ）又は図２１（ｂ）に示すように、選択領域の中での中央の透過率の低下するレベルを連続的に変化させることができる。

又図２２は他のパターニング板の他のパターンの例を示す図である。この例ではパターニング板の反射領域の幅自体を変化させ、各反射領域のスリットの幅は一定としておく。こうすれば駆動部１９によりＺ軸方向にパターニング板１８を移動させることによって、図２３（ａ）又は（ｂ）に示すように夫々の波長の光を選択するパスバンド幅を広げたり狭くすることができる。

次に図２４はパターニング板１８を円板とし、その中心点に対して回転自在とし、駆動部１９によって回転させるようにしたものである。そしてこのパターニング板には一定の半径方向に対して太さが異なる環状の複数の反射領域を同心円状に形成しておく。こうすればパターニング板１８を半回転させることによって、光可変フィルタの透過率を図２５（ａ），（ｂ）に示すように透過幅の狭い状態から広い状態に連続的に変化させることができる。

更に図２６はパターニング板を円板とした他の例を示している。この例では円板状のパターニング板の中心点に対して回転自在となるように構成しており、その円周上には半径方向に異なった距離に半径に対して垂直に長方形状の微小な反射領域を形成したものである。この反射領域は全体として渦巻状になるように配置する。このパターニング板を用いて回転させることによって、光可変フィルタの特性は図２７の（ａ）又は（ｂ）に示すように、駆動部１９によってパスバンドの波長を不連続に変化させることができる。

ここで説明したパターニング板の形状や反射領域の位置は例示であり、所望のフィルタ特性に応じてパターニング板の反射領域を設定することにより、任意の特性の反射型の光フィルタとすることができる。

前述した種々のパターニング板は第１，第２の実施の形態による反射型光フィルタ又は光可変フィルタのパターニング板１８として用いるものであるが、各反射領域を透過領域とし、その透過率を種々変化させるようにすれば、パターニング板３５とすることができ、第３及び第４の実施の形態による透過型の光フィルタにそのまま適用することができる。この場合には１００％の透過率を有する部分は単なる開口部としてもよい。

次に上述したパターニング板の反射率を変化させる方法について説明する。パターニング板には反射機能を持った粒子を張り付けるようにして構成することができる。この場合に図２８に示すように反射粒子の形状を変化させて反射率を変化させるようにしてもよく、又同一形状の反射粒子の密度を異ならせてもよい。反射率を１００％とする場合には、反射粒子がパターニング板全体を覆うようにしておく。更に図２９に示すように、パターニング板の反射膜の膜厚を変化させ、これによって反射率を異ならせるようにしてもよい。透過率としてパターニング板３５を形成する場合も同様である。

（第５の実施の形態）
次に本発明の第５の実施の形態の反射型光フィルタについて図３０を用いて説明する。この実施の形態では、前述した第２の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態では入射光を導く光ファイバ１１の端部にコリメートレンズ２１が設けられ、出射光を導く光ファイバ１５及び２３に対してコリメートレンズ２２と２４が設けられる。この実施の形態ではパターニング板２５には図３０（ａ），（ｂ）に示すように、部分的に光の入射領域に選択光と非選択光とで反射角度を異ならせるように断面が三角形状のウエッジ状２５ａの領域を設けている。光がこのパターニング板２５の平面部に入射した場合には、光はそのまま非選択光となってレンズ１７に加わり、更に分散素子１６からコリメートレンズ２４を介して光ファイバ２３に出射される。又ウエッジ状部２５ａに入射した光はレンズ１７を介して分散素子１６から光ファイバ１５に加わる。このようにすれば選択光と非選択光とを分離することができる。このウエッジ部の角度を変化させることによって、選択光の反射角度を異ならせることができる。

この場合には、図３１（ａ）に示すように、ウエッジ状の角度を異ならせて各波長に応じたウエッジの角度とすることによって、互いに異なった方向に光を反射することができ、光を分離することができる。又図３１（ｂ）に示すように、傾斜の角度を連続的に異ならせて反射レベルを変化させるようにすることも考えられる。

第５の実施の形態において、破線で示すように、パターニング板１８をＸＺ平面上で図中破線で示す駆動部１９によってＺ軸方向に移動できるようにしてもよい。そしてパターニング板１８の反射特性をＺ軸方向に応じて異ならせるようにしておけば、パターニング板１８の移動によって反射特性が異なり、フィルタのスペクトル形状が異なる反射型の光可変フィルタとすることができる。尚移動方向はＺ軸方向に限らず、Ｘ，Ｚ平面内で移動させればよく、又ＸＺ平面内で回転させてもよい。

本発明の第１の実施の形態による反射型の光フィルタ及び光可変フィルタの光学的な位置を示す図である。本発明の本実施の形態による反射型の光フィルタ及び光可変フィルタの光学的配置を示す図である。本発明の第３の実施の形態による透過型の光フィルタ及び光可変フィルタの光学的配置を示す図である。本発明の第４の実施の形態による透過型の光フィルタ及び光可変フィルタの光学的配置を示す図である。パターニング板のパターンと光の入射位置を示す図である。このパターニング板の反射率と位置及び光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板の反射率と位置及び光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンと光の入射位置を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンと光の入射位置を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンと光の入射位置を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンの例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンの例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。他のパターニング板のパターンを示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。パターニング板のパターンの他の例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。パターニング板のパターンの他の例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。パターニング板のパターンの他の例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。パターニング板のパターンの他の例を示す図である。このパターニング板を用いた光フィルタの透過率と波長との関係を示すグラフである。パターニング板の反射密度の変化を示す図である。パターニング板の反射膜厚の変化を示す図である。本発明の第５の実施の形態による反射型光フィルタの光学的配置を示す図である。パターニング板の形状を加工する例を示す図である。

符号の説明

１１，１３，１５，２３，３１，３９，４１光ファイバ
１２光サーキュレータ
１４，２１，２２，２４，３２，３８，４０コリメートレンズ
１６，３３，３７分散素子
１７，３４，３６レンズ
１８，２５，３５パターニング板
１９，４２駆動部

Claims

入射光をその光の波長毎に分散させて出射すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び合波する分散素子と、
前記分散素子によって波長毎に分散させた各波長の光を、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束手段と、
前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長を任意の反射率で反射するパターニング板と、を具備する光フィルタ。
入射光を前記分散素子に入射すると共に、前記分散素子によって合波された反射光を前記入射光とは異なった方向に出射するサーキュレータを更に具備する請求項１記載の光フィルタ。
前記パターニング板は、選択すべき波長の光を前記分散素子に反射すると共に、その他の波長の光を異なった方向に反射する請求項１記載の光フィルタ。
入射光をその光の波長毎に分散させて出射する第１の分散素子と、
前記第１の分散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束手段と、
前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長の光を任意の透過率で透過させるパターニング板と、
前記パターニング板を透過した各波長の光を集光する集光手段と、
前記集光手段によって集光された分散光を合成する第２の分散素子と、を具備する光フィルタ。
前記パターニング板は、選択すべき波長の光を透過すると共に、その他の波長の光を反射する請求項４記載の光フィルタ。
前記パターニング板は、その表面に反射粒子の密度及び厚さの少なくともいずれか一方を変化させることによって反射パターンを形成した請求項１〜５のいずれか１項記載の光フィルタ。
入射光をその光の波長毎に分散させて出射すると共に、選択された反射光を前記入射光の入射方向に再び合波する分散素子と、
前記分散素子によって波長毎に分散させた各波長の光を、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束手段と、
前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長を任意の光強度で反射するパターニング板と、
前記パターニング板を移動及び回転のいずれかにより駆動する駆動部と、を具備する光可変フィルタ。
入射光を前記分散素子に入射すると共に、前記分散素子によって合波された反射光を前記入射光とは異なった方向に出射するサーキュレータを更に具備する請求項７記載の光可変フィルタ。
前記パターニング板は、選択すべき波長を前記分散素子に反射すると共に、その他の波長の光を異なった方向に反射するものである請求項７記載の光可変フィルタ。
入射光をその光の波長毎に分散させて出射する第１の分散素子と、
前記第１の分散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束手段と、
前記集束手段からの帯状の光が焦点を結ぶ位置に設けられ、任意の波長の光を任意の透過率で透過させるパターニング板と、
前記パターニング板を透過した各波長の光を集光する集光手段と、
前記集光手段によって集光された分散光を合成する第２の分散素子と、
前記パターニング板を移動及び回転のいずれかにより駆動する駆動部と、を具備する光可変フィルタ。
前記パターニング板は、選択すべき波長の光を透過すると共に、その他の波長の光を反射するものである請求項１０記載の光可変フィルタ。
前記パターニング板は、その表面に反射粒子の密度及び厚さの少なくともいずれか一方を変化させることによって反射パターンを形成した請求項７〜１０のいずれか１項記載の光可変フィルタ。