JP2015118318A - 光アッテネータ - Google Patents

Abstract

【課題】低電圧駆動が可能な小型で安価な光アッテネータを提供する。【解決手段】前後の光軸１００と左右対称に、第１と第２の光ファイバ（２３ｉ、２３ｏ）を含む２芯光ファイバ２３、コリメートレンズ２２、二等辺三角形状の三角プリズム３０、電気光学物質１２の上下に電極１１を備えた電気光学素子１０ａ、光学軸５１が上下に対して４５゜の１／４波長板５０ａ、反射板６０、多重反射部４０を備え、上方から見た光路が左右対称で第１の光ファイバからの光は前記レンズの焦点１０１、三角プリズムを経て多重反射部で電気光学素子内を多重反射して１／４波長板から反射板に入射し、反射板に至る前と後の光路は、電極間電圧が無い状態では左右方向から見ると光軸と一致して第２の光ファイバに結合し、電圧印加状態では電気光学物質の空間電荷制限状態に伴う屈折率分布により上下方向に偏向して光の結合損失が変化する。【選択図】図５

Description

この発明は、物質の電気光学効果を利用して入射光の透過と遮断を制御したり、入射した光の減衰量を可変制御したりするための光アッテネータに関する。

光アッテネータとしては、例えば、ＰＬＺＴ（チタン酸ジルコン酸ランタン鉛）などの電気光学効果を有する物質（以下、電気光学物質あるいはＥＯ物質と言う）を用いたものがある。このＥＯ物質を用いた光アッテネータは、一般に、対向配置された一対のコリメータと、平板状のＥＯ物質の両面に電極を形成した電気光学素子、偏光子、検光子、および電極間に電界を印加するための駆動回路から構成され、光が入力される側の一方のコリメータから光が出力される側の他方のコリメータに向かって、偏光子、電気光学素子、検光子がこの順に光路に沿って配置された構造となっている。そして、偏光子と検光子は、光学軸が互いに直交するように対面し、互いに平行となるように配置されている。また、ＥＯ物質の両面に配置された二つの電極間にできる電界の方向は、偏光子の光学軸に対して４５゜傾いている。

そして、電極間に電界を印加していないときは、偏光子を透過してきた直線偏光がその偏波面を維持したまま検光子に入射し、光が遮断される。一方、駆動回路により電極間に十分な電界を印加すると、ＥＯ物質を透過する光に位相差（リタデーション）が生じ、その電界方向に偏波面が９０゜回転する。その結果、入射光が検光子を透過する。また、電界強度に応じて偏波面の傾きを制御することで検光子を透過する光の強度減衰量を変化させることができる。

なお、上述したＥＯ物質を用いた光アッテネータでは、原理的にＥＯ物質内の電界強度を極めて高くする必要がある。すなわち、電極間の電圧を高くする必要がある。そこで、電極間の電圧（駆動電圧）を低くするために、ＥＯ物質を電極で挟持した構造を積層させた多層構造を採用し、７０Ｖ程度の電圧でも有効に動作する光アッテネータが実用化された。そして、この光アッテネータは実際に市販品として提供されている（例えば、フルウチ化学株式会社製「ＰＬＺＴ高速光シャッター」）。

しかし、上記市販の「ＰＬＺＴ高速光シャッター」では、多層構造の層間を光路としているため、回折、あるいは電極による光散乱や反射が生じ、透過損失が大きくなる、という問題がある。そこで、以下の特許文献１に記載されている光アッテネータでは、ＥＯ物質を薄膜化するとともに、その薄いＥＯ物質を集光レンズの焦点近傍に配置している。それによって、上述した多層構造に由来する光学的な各種問題を解決しながら、電極間距離を小さくして１５Ｖ程度の低電圧での駆動を実現している。なお、本発明に関連する文献としては以下の特許文献２や非特許文献１がある。

ＷＯ２００５／１２１８７６号公報 特開２０１１−１１８４３８号公報

日本電信電話株式会社、"ＮＴＴ技術ジャーナル、2007.12、５６頁〜５９頁、「KTa1-xNbxO3結晶におけるKerr効果と空間電荷制御電気伝導による光ビームスキャナ」"、[online]、[平成２５年１１月２５日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.ntt.co.jp/journal/0712/files/jn200712056.pdf＞

光アッテネータとしては、ＥＯ物質の電気光学効果に基づくリタデーションを利用した形態に限らず、種々の原理や物質を利用した形態が存在する。例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）、ファラデー素子、液晶などの光学素子を用いたものである。ここで、光アッテネータの主要な利用分野である光通信での用途を考えると、ＭＥＭＳや液晶を光学素子として用いた方式では応答速度が遅く、採用し難い。ファラデー素子を用いた方式では、磁界を印加するための構造が複雑であり、素子以外の周辺構成を含めると小型化が難しくなる。また、磁界を可変制御するために電磁石を用いており、その電磁石を駆動するために比較的大きな電流が必要となり省電力化が難しい。

一方、ＥＯ物質によるリタデーションを利用した光アッテネータでは、高速応答性に優れ、電界を印加するだけで駆動できるため、小型化し易く、また、電界強度によって制御するため、電流がほとんど流れず、省電力でもある。したがって、ＥＯ物質を光学素子として用いた光アッテネータは他の素子を用いた光アッテネータよりも省電力化と小型化に有利であると言える。しかし、ＥＯ物質を用いた従来の光アッテネータではリタデーションを利用するため光路上に偏向素子を配置することが必須の条件となる。そのため、光路の延長後方を前後方向とすると、その前後方向の長さを縮小することが難しい。また部品点数の増加によるコストアップも問題となる。また、上述した市販の光アッテネータではそれ以前の光アッテネータよりは低電圧で駆動できるものの、それでも７０Ｖの高電圧で駆動する必要がある。上記特許文献１に記載の光アッテネータでは、駆動電圧を１５Ｖまで下げるために、電極間の距離を極めて狭くしている。また、集光レンズも必要としている。そのため、ＥＯ物質の加工が難しく、部品点数もさらに多くなり製造コストが増加する。

そこで本発明は、ＥＯ物質を光学素子としつつ、さらなる小型化が可能な光アッテネータを大きなコストアップを伴わずに提供することを主な目的としている。

上記目的を達成するための本発明は、入力側の第１の光ファイバからの出射光の強度を減衰させて出力側の第２の光ファイバから出力する光アッテネータであって、
前後方向に延長する光軸と直交する二方向を上下方向および左右方向として、
前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、光軸に対して左右対称に配置されるとともに前方に向けて開口する２芯光ファイバを形成し、
光軸に対して左右対称に配置されるコリメートレンズ、三角プリズム、電気光学素子、１／４波長板、反射板、および前記電気光学素子の前方と後方にて反射面を互いに対面させてなる多重反射部を備え、
前記三角プリズムは、上方からの平面形状が二等辺三角形であり、
前記電気光学素子は、電気光学効果を有する電気光学物質が上下方向に対面する電極によって挟持されてなり、
前記１／４波長板は、上下左右の各方向に対して４５°方向に光学軸を有し、
上方から見たときに、前記第１の光ファイバから前記反射板に至る往路と、当該反射板から前記第２の光ファイバに至る復路のそれぞれの光路が光軸に対して左右対称に形成され、
前記往路は、前記第１前記コリメートレンズが前記第１の光ファイバからの入射光を前焦点位置にて光軸と交差する方向に出射させて三角プリズムに入射させる光路と、当該三角プリズムが当該入射光を光軸方向に屈折させて前記ＥＯ素子に入射させる光路と、前記多重反射部が当該ＥＯ素子への入射光を多重反射させて前記電気光学物質を前後方向に複数回透過させる多重反射光路と、当該多重反射光路に連続して前記１／４波長板に光を透過させた上で前記反射板に入射させる光路とからなり、
前記電気光学素子の電極間に電圧が印加されていない状態では、左右方向から見たときの前記往路と前記復路の光路が前記光軸と一致して、前記第１の光ファイバからの光が前記第２の光ファイバに結合し、
前記電気光学素子の電極間に電圧が印加されている状態では、前記電気光学物質内に空間電荷制限状態に伴う屈折率分布が発生し、当該電気光学物質に入射した光の光路が前記印加した電圧よって発生した電界の強度に応じた角度で上下方向に偏向することで、前記第２の光ファイバに入射する光の結合損失が変化する、
ことと特徴とする光アッテネータとしている。

上記光アッテネータは、後方から前方に向かって、前記２芯光ファイバ、前記コリメートレンズ、前記三角プリズム、前記電気光学素子、前記１／４波長板、前記反射板がこの順に配置されているとともに、前記多重反射部は、前記電気光学素子の前記電気光学物質の前面と後面に形成された反射膜から構成され、
前記電気光学物質の後面に形成されている前記反射膜は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記電気光学素子との間に形成される光路上に開口部を有し、
前記電気光学物質の前面に形成されている前記反射膜は、往路にて前記後面の反射膜との間で前記ＥＯ素子に入射した光を多重反射させたのちに前記１／４波長板に向けて出射する光路上、および復路にて前記ＥＯ素子に入射した光を多重反射させたのちに前記三角プリズムに向けて出射する光路上のそれぞれに開口部を有している、
ことを特徴とする光アッテネータとしてもよい。

あるいは、前記２芯光ファイバ、前記コリメートレンズ、前記三角プリズム、前記反射板、前記１／４波長板、前記電気光学素子がこの順に配置され、
前記反射板は前面を反射面として、当該反射面が前記多重反射部の一方の反射面を兼ねているとともに、当該多重反射部の他方の反射面が前記電気光学素子の後方に配置され、
前記反射板は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記ＥＯ素子との間に形成される光路を妨害しないように左右の幅が設定され、
前記１／４波長板は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記ＥＯ素子との間に形成される光路と、前記多重反射部によって多重反射している光路を妨害しないように左右の幅が設定されている、
ことを特徴とする光アッテネータとすることもできる。

上記いずれかに記載の光アッテネータにおいて、前記電気光学物質が一般式Ｋ_１-ｙＭ_ｙＴａ_１-ｘＮｂ_ｘＯ_３（但し、Ｍは１価の金属、０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１）で表される物質である光アッテネータとすればより好ましい。

本発明の光アッテネータによれば、低電圧駆動が可能で減衰特性に優れている。また、製造の容易性を確保しつつ小型化が可能であり、安価に提供することも期待できる。

電気光学物質内の空間電荷制限状態を説明するための図である。 空間電荷制限状態における電気光学物質内の位置と電界強度との関係を示す図である。 電気光学物質に印加される電圧と光の偏向角度の関係を示す図である。 電気光学物質における光の偏向動作を示す図である。 本発明の第１の実施例に係る光アッテネータの構成を示す図である。 上記第１の実施例に係る光アッテネータのオン動作を示す図である。 上記第１の実施例に係る光アッテネータのオフ動作を示す図である。 本発明の第２の実施例に係る光アッテネータの構成を示す図である。 上記第２の実施例に係る光アッテネータの動作を示す図である。

＝＝＝光アッテネータの動作原理＝＝＝
上述したように、光アッテネータには、高速応答性、省電力化、低電圧駆動、小型化などの性能が求められる。そして本発明者は、さらなる小型化や低電圧駆動を実現するために、上記の市販品「ＰＬＺＴ高速光シャッター」や、上記特許文献１に記載の技術を利用した光アッテネータなど、ＥＯ物質の電気光学効果に基づく位相差（リタデーション）を用いた光アッテネータを改良することを考え、鋭意研究を重ねた。

しかしながら、従来のリタデーションを動作原理とした光アッテネータを始め、現存する光アッテネータの延長線上では、小型化と低電力駆動を高いレベルで両立させることが極めて困難であることが判明した。そこでＥＯ物質が持つ電気光学効果について再考し、全く新規な構成の光アッテネータの実現可能性について検討した。そして、電界強度の傾斜に起因するＥＯ物質内の屈折率分布による光の偏向作用に注目した。

図１にＥＯ物質ｅｏ内に屈折率分布が発生する原理を示した。なお当該図１では、（Ａ）〜（Ｃ）の順に、電界印加に伴うＥＯ物質ｅｏ内の電子（ｅ、ｅ１〜ｅ４）の分布の推移を示している。ＥＯ物質ｅｏを用いた電気光学素子（以下、ＥＯ素子とも言う）１０ｃは、対向する電極間（Ａｄ−Ｃｄ）にＥＯ物質ｅｏを配置した構成であり、その電極（Ａｄ、Ｃｄ）となる金属と誘電体であるＥＯ物質ｅｏとがオーミック接触である場合、対向する電極間（Ａｄ−Ｃｄ）に電圧を与えると、（Ａ）に示したように、マイナス極側となるカソード電極Ｃｄから放出された電荷（電子）ｅがプラス極となるアノード電極Ａｄに向かって加速される。

ここで電極間（Ａｄ−Ｃｄ）に電圧を印加し続けると、（Ｂ）に示したように、カソード電極Ｃｄから次々に電子ｅ２が放出されるとともに、先に放出された電子ｅ１は、それぞれが自身に向かうように放射方向の電場Ｅｅを発生させる。そして、カソード電極Ｃｄから次々に放出される電子ｅ２と先に放出された電子ｅ１が発生する電場Ｅｅとの間で斥力が働き、後から放出された電子ｅ２が減速し、局所的に先に放出された電子ｅ１の密度が高くなっていく。その局所的な電子ｅ１の密度が十分に高くなると、（Ｃ）に示したように、電子ｅ１が高密度で存在する領域ｅ４における電場が強大となり、一部の電子ｅ３がカソード電極Ｃｄ側に反射される。それによって、ＥＯ物質ｅｏ内に電子ｅが空間電荷として溜まり、ＥＯ物質ｅｏ内ではカソード電極Ｃｄからアノード電極Ａｄに向かって電子ｅの密度に傾斜が発生する。すなわち、電界強度がＥＯ物質ｅｏ内の位置で一様でなくなり、所謂「空間電荷制限状態」となる。

カソード電極ＣｄとＥＯ物質ｅｏとの境界からアノード電極Ａｄへ向かう距離をｘとすると、当該空間電荷制限状態における距離ｘと電界強度Ｅとの関係は図２に示したようになる。また、ＥＯ物質ｅｏの電気光学効果は電界強度に依存し、例えば、ボッケルス効果であれば電界強度に比例し、カー効果であれば電界強度の二乗に比例する。したがって、ＥＯ物質ｅｏ内の屈折率は上記距離ｘの位置に応じて変化し、その結果として、ＥＯ物質に入射した光は当該ＥＯ物質内で電荷密度が高いところから低いところに向けて曲がる（偏向する）。また図３に示したように、電極間（Ｃｄ−Ａｄ）に印加した電圧Ｖに応じてその偏向角度θが大きくなる。そしてこの光の偏向状態は、ＥＯ物質ｅｏ内に溜まった空間電荷が自由電荷として放出されるまで持続する。

図４は、ＥＯ素子１０ｃによる光の偏向動作を示す図であり、この図ではＥＯ物質ｅｏの内外を通る光（ビーム）の中心が辿る軌跡（光路）を示している。ＥＯ物質ｅｏは複屈折性を有し、当該ＥＯ物質ｅｏに入射した光Ｂ_ｉｎは電界Ｅの方向と平行なＴＥ成分の光（ＴＥ光）Ｂ_ＴＥと、電界Ｅの方向と直交する成分の光（ＴＭ光）Ｂ_ＴＭとに分離する。ＥＯ物質ｅｏはそれぞれの成分の光（Ｂ_ＴＥ、Ｂ_ＴＭ）に対して異なる屈折率を有しているため、ＥＯ物質ｅｏが空間電荷制限状態にあると、それぞれの成分の光（Ｂ_ＴＥ、Ｂ_ＴＭ）が入射光Ｂｉｎの進行方向に対してそれぞれ異なる角度（θ_Ｅ、φ_Ｍ）の方向に偏向する。 この図４に示した例では、カー効果に起因する電気光学効果を発現し、そのカー定数の絶対値と負号がＴＥ光Ｂ_ＴＥとＴＭ光Ｂ_ＴＭとによって異なるＥＯ物質ｅｏを例に挙げており、ＴＥ光Ｂ_ＴＥとＴＭ光Ｂ_ＴＭは入射光Ｂｉｎに対して反対方向に偏向している。そして、ＥＯ物質ｅｏ内の各成分の光（Ｂ_ＴＥ、Ｂ_ＴＭ）はＥＯ物質ｅｏの内外の境界にて屈折し、最終的に偏波面が互いに直交する光（Ｂ_ｏＥ、Ｂ_ｏＭ）として互いに異なる角度（θ、φ）方向に向かって出射する。

なお、この空間電荷制限状態の発現原理や、空間電荷制限状態とＥＯ物質ｅｏ内での屈折率分布との関係などについては、上記特許文献２や非特許文献１になどに詳しく記載されている。そしてこれらの文献には空間電荷制限状態に伴うＥＯ物質内の屈折率分布を利用し、レーザープリンターの感光体に潜像を形成するためのスキャナなどに適用する実施形態について記載されている。

ここで本発明者は、ＥＯ物質における上記光の偏向作用を光アッテネータに利用することを考えた、しかし、上記特許文献２や非特許文献１に記載されている技術は、ＥＯ物質に直線偏光を入射させることを前提としている。すなわち、動作原理が異なるだけで構造的には従来の光アッテネータと同じとなり、低電力駆動、小型化などの要請に十分に応えることができない。そこで本発明者は、光アッテネータの構造自体を根本的に見直し、本発明に想到した。

＝＝＝本発明に係る実施例＝＝＝
本発明の実施例に係る光アッテネータは、ＥＯ素子における上記の空間電荷制限状態に基づく光偏向効果を利用したものであるが、光学部品の配置や光アッテネータ中に形成される光路に特徴を有して低電力駆動と小型化を達成している。概略的には、ＥＯ素子に入射した光をそのＥＯ素子内で多重反射させることで光偏向効果を累積させ、低電力駆動を達成している。また、二つのコリメータを光軸に沿って対面させてその二つのコリメータ間に各種光学素子を配置する透過型とせず、実質的に光路の全長を半分にできる反射型とすることで小型化を達成している。そして、光アッテネータを構成する各種光学素子は、上記の光偏向効果の累積動作に適した構造を備えて適切な位置関係で配置されている。

以下では、本発明の実施例に係る光アッテネータとして、光学素子の構成や構造を具体的に挙げる。なお、以下の説明において同一又は類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。図面によっては説明に際して不要な符号を省略することもある。

＝＝＝第１の実施例＝＝＝
＜構成＞
図５に本発明の第１の実施例に係る光アッテネータ１ａの概略構造を示した。図５（Ａ）は当該光アッテネータ１ａを構成する各種光学部品の配置を示す斜視図である。図５（Ｂ）および（Ｃ）は、光軸１００に直交する二つの方向の一方および他方から見たときの図である。ここでは前後方向に光軸１００を設定することとして、図５（Ａ）を上後方から見たときの斜視図とし、図５（Ｂ）を上方から見たときの平面図としている。また、後方から前方を見たときの方向で左右の各方向を規定するとして、（Ｃ）に光アッテネータ１ａを右方から見たときの側面図を示した。図５（Ｄ）は、光アッテネータ１ａを構成する１／４波長板５０ａの光学軸５１の方向を示した。

第１の実施例に係る光アッテネータ１ａは、筒状の筐体７０内に各種光学部品が収納された構造であり、各種光学部品は光軸１００に対して左右対称となるように配置されている。筐体７０内には、後方から前方に向かってコリメータ２０、三角プリズム３０、ＥＯ素子１０ａ、１／４波長板５０ａ、および反射板６０がこの順に配置されて当該光アッテネータ1ａが構成されている。

筐体７０の後端に接続されているコリメータ２０は、シングルモード光ファイバ（以下、光ファイバ：２３ｉ、２３ｏ）の端部を保持するフェルール２１とコリメートレンズ２２が円筒状のスリーブ２４内に配置されたものである。第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、２本の光ファイバ（２３ｉ、２３ｏ）が一つのフェルール２１に保持されてなる２芯光ファイバ２３を備え、コリメータ２０がこの２芯光ファイバを保持している。２本の光ファイバ（２３ｉ、２３ｏ）は、前方を開口端（２５ｉ、２５ｏ）とし、光軸１００に対して左右に対称となるように所定の距離（コアピッチ）Ｐだけ離間して前後方向に延長している。また、２芯光ファイバ２３の前方に配置されているコリメートレンズ２２は光軸１００上に焦点を有している。

三角プリズム３０は、上下方向から見たときの平面形状が二等辺三角形であり、プリズム夾角がθである。そして、二等辺三角形の底辺の直角二等分線は光軸１００と平行となる。また、この例では前方をプリズムの底面３１とし、二等辺三角形の頂角に対応する稜線３２が後方を向くように配置されているが、前後が逆であってもよい。

三角プリズム３０の前方には、ＥＯ素子１０ａが配置されている。ＥＯ素子１０ａは、互いに対面する薄膜状の金属からなる電極間（１１−１１）にＥＯ物質（ＥＯ層とも言う）１２を配置した構成である。具体的には、ＥＯ層１２は直方体状で、前後両面は光軸１００を法線方向とした光の入出射面である。電極１１はＥＯ層１２の上下の面に形成されており、例示した光アッテネータ１ａでは、ＥＯ素子１０ａは、スパッタリングなどによって形成されたＴｉ（チタン）薄膜によって電極１１が構成されている。なお電極１１には、駆動回路８０との接続経路となる電極端子（図示せず）が取り付けられている。

ところで、第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、ＥＯ層１２にニオブ酸タンタル酸カリウム（ＫＴａ_１-ｘＮｂ_ｘＯ_３、以下、ＫＴＮ）を用いている。ＫＴＮは、ニオブ酸カリウム（ＫＮｂＯ_３:ＫＮ）とタンタル酸カリウム（ＫＴａＯ_３:ＫＴ）とからなる無色透明の結晶であり、温度が上昇すると結晶構造が菱面体晶、斜方晶、正方晶、立方晶と四つの結晶相に変化することで知られている。そして、立方晶の状態から正方晶へ転移する相転移温度に近づけていくと，誘電率εが著しく大きくなる。すなわち、カー効果が相転移温度付近で著しく大きくなる。それによって大きな屈折率が誘発される。相転移温度は組成（ＫＮとＫＴの混合比率）によって変化するので、室温付近で相転移するような組成を選べば、室温で巨大なカー効果が得られることになる。また、ＫＴＮを含む一般式Ｋ_１-ｙＭ_ｙＴａ_１-ｘＮｂ_ｘＯ_３（Ｍは１価の金属、０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１）で表される物質は優れた電気光学特性を有するとともに、鉛（Ｐｂ）を含まない環境に優しいＥＯ物質でもある。

第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、特徴的な構成として、ＥＯ素子１０ａの前方と後方に反射面（４１、４２）が互いに対面して配置された多重反射部４０を備えている。第１の実施例では、ＥＯ層１２の前面と後面に薄膜状のＡｕ（以下、反射膜：４５ａ、４６ａ）がスパッタリングなどの方法によって部分的に形成されており、その前後の反射膜（４５ａ、４６ａ）において、互いに対面する面を多重反射部４０の反射面（４１、４２）としている。なお、前方の反射膜４５ａは左右両端の二箇所に左右対称に形成されて、中央にＥＯ層１２が露出する開口領域４３が形成されている。後方の反射膜４６ａは一箇所に左右対称となるように形成されて、左右両端を開口領域（４４Ｌ、４４Ｒ）としている。

ＥＯ素子１０ａの前方には、１／４波長板５０ａが配置されている。図５（Ｄ）に示したように、１／４波長板５０ａの光学軸５１の方向は、前後方向から見たときに、上下左右の各方向に対して４５゜の角度に設定されている。すなわち、ＥＯ層１２に印加される電界の方向（上下方向）に対して４５゜傾いている。そして、１／４波長板５０ａの前方には誘電体ミラーからなる反射板６０が配置されている。当該反射板６０はその後面を反射面としている。

＜動作＞
次に第１の実施例に係る光アッテネータ１ａの動作について説明する。図６は、ＥＯ素子１０ａのＥＯ層１２に電界を印加していないとき（以下、オン状態と称する）の光アッテネータ１ａの動作を示している。また当該光アッテネータ１ａの各部位のサイズや角度も併せて示している。図６（Ａ）は、光アッテネータ１ａ内を通る光ビームの光路を上方から見たときの状態を示している。なお、当該図６（Ａ）ではＥＯ素子１０ａにおける電極１１を省略している。図６（Ｂ）は光アッテネータ１ａを右方から見たときの光路を示している。また図６では、２芯光ファイバ２３において光の入力側となる一方の光ファイバ（以下、入力側ファイバ）２３ｉの開口端２５ｉから反射板６０に至る「往路」の光路（Ｂ１〜Ｂ６）を実線で示し、反射板６０から他方の光ファイバ（以下、出力側ファイバ）２３ｏの開口端２５ｏに至る「復路」の光路（Ｂ１１〜Ｂ１６）を点線で示している。 当該図６に示したように、オン状態において光アッテネータ１ａ内に形成される光路は、概略的には、往路と復路は上方から見たときに光軸１００に対して左右対称となり、左右方向から見たときに光軸１００と一致するように形成される。それによって、入力側ファイバ２３ｉから出射した光Ｂ１が出力側ファイバ２３ｏに結合し、結合損失が最小値となる。すなわち、入力側ファイバ２３ｉと出力側ファイバ２３ｏとの間で光が透過する「オン状態」となる。

オン状態における光路について具体的に説明する。光軸１００に対して左方にある光ファイバ２３ｉを入力側ファイバ２３ｉとして、この入力側ファイバ２３ｉからの出射光Ｂ１がコリメートレンズ２２に入射する。コリメートレンズ２２の焦点１０１は三角プリズム３０より後方の光軸１００上にある。入力側ファイバ２３ｉは光軸１００に対して左方に離間して配置されているため、光軸１００から離れた位置から光ビームＢ１が前方に向けて出射されると、その出射光Ｂ１はコリメートレンズ２２により右方に屈折する光ビームＢ２として当該コリメートレンズ２２から出射する。第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、コリメートレンズ２２の焦点距離ｆがコリメートレンズ２２から三角プリズム３０までの距離よりも短いため、コリメートレンズ２２からの出射光Ｂ２は焦点１０１にて光軸１００と交差したのち右前方に向かって進行し、二等辺三角形の平面形状を有する三角プリズム３０の右方の斜面３３Ｒに入射する。三角プリズム３０は、入射した光ビームＢ２を左方に向けて屈折させ、左前方に向かう光ビームＢ３を底面３１から出射する。

三角プリズム３０の前方にはＥＯ素子１０ａが配置されている。ＥＯ素子１０ａにおけるＥＯ層１２の後面中央には反射膜４６ａが形成されて、その反射膜４６の左右にはＥＯ層１２が露出する開口領域（４４Ｌ、４４Ｒ）が形成されている。このＥＯ層１２の後面の反射膜４６ａは、三角プリズム３０からの出射光Ｂ３を遮らない位置に形成されており、三角プリズム３０からの出射光Ｂ３は、反射膜４６ａに対して右方の開口領域４４ＲからＥＯ層１２に入射し、ＥＯ層１２の前面に向かう。

ＥＯ層１２の前面には中央に開口領域４３を有する反射膜４５ａが形成されており、ＥＯ層１２の後面から入射した光ビームＢ３は前面の反射膜４５ａによって後方に向かって反射する。以後、後面と前面の反射膜（４６ａ、４５ａ）によって多重反射する光路Ｂ４がＥＯ層１２内に形成され、最終的には前面中央の開口領域４３から光ビームＢ５が前方に向かって出射する。そして、その出射光Ｂ５が１／４波長板５０ａを透過し、その透過光Ｂ６が光軸１００上で反射板６０の後面にて反射する。以上が往路の光路である。

一方、復路では往路と左右対称となる光路（Ｂ１１〜Ｂ１６）を辿って出力側ファイバ２３ｏに結合する。言い換えれば、光アッテネータ１ａは、オン状態の復路においてコリメートレンズ２２から後方に向かって出射する光Ｂ１６が結合する位置と出力側ファイバ２３ｏの開口端２５ｏの位置が一致するように各光学部品が配置されている。

なお１／４波長板５０ａは、図５（Ｄ）に示した光学軸５１の配置では、上下あるは左右方向に振動する直線偏光を入射して円偏光を出射する。したがって、往路と復路では偏波面を９０゜回転させる。しかしオン状態では、ＥＯ層１２に光が入射しても、そのＥＯ層１２に電界が印加されていないので、入射光（Ｂ５、Ｂ１２）は、電極間（１１−１１）の対面方向である上下方向に振動するＴＥ光とそれに直交するＴＭ光とに分離せず、偏波依存性が発生しない。したがって、オン状態では１／４波長板５０ａによる偏波面の回転作用を実質的に無視できる。

つぎに、ＥＯ素子１０ａのＥＯ層１２に電界を十分に印加しているとき（以下、オフ状態と称する）の光アッテネータ１ａの動作について説明する。図７にオフ状態における光アッテネータ１ａの光路を示した。図７（Ａ）、（Ｂ）は、いずれも光アッテネータ１ａを上方から見たときの光路を示しており、図７（Ａ）は往路の光路を示しており、（Ｂ）は復路の光路を示している。以下では、オフ状態ではＥＯ素子１０ａには上方から下方向に向かう電界が印加されるものする。そして、電界の方向とＴＥ光およびＴＭ光の偏向方向との関係は、先に図４に示した例に従っているものとして、オフ状態における光アッテネータ１ａの動作を説明する。

オフ状態では上方から見た光路はオン状態と同様である。しかし、ＥＯ素子１０ａのＥＯ層１２には電界が印加されているため、ＥＯ層１２内が空間電荷制限状態となる。そのため、ＥＯ素子１０ａに入射した光は電界の方向（上下方向）に偏向し、左右方向から見たときの光路は往路と復路で上下対称にならない。以下、図７を参照しつつオフ状態における光路について具体的に説明する。なお図７では、紙面奥行き方向（左右方向）に振動する直線偏光を「蛇の目」で示し、上下方向に振動する光を「両矢印」で示した。また、円偏光を「白丸」で示した。

図７（Ａ）に示したように、往路では、まずオン状態と同様に入力側ファイバ２３ｉから出射した入力光Ｂ２１がコリメートレンズ２２と三角プリズム３０を経てＥＯ素子１０ａに入射する（Ｂ２１→Ｂ２２→Ｂ２３）。ＥＯ素子１０ａのＥＯ層１２内には、電極間（１１−１１）の電位差に基づいて空間電荷制限状態となる。したがって、ＥＯ素子１０ａに入射した光Ｂ２はＥＯ層１２内で振動方向が互いに直交するＴＥ光Ｂ２４ｅとＴＭ光Ｂ２４ｍに分離されるとともに、それぞれが異なる角度で上下方向に偏向する。すなわち偏光依存性を有する２本のビーム（Ｂ２４ｅ、Ｂ２４ｍ）に分離する。そして、そのＴＥ光Ｂ２４ｅとＴＭ光Ｂ２４ｍが、ＥＯ層１２の前後両面に形成されている反射膜（４５ａ、４６ａ）によって多重反射する光路（Ｂ２５ｅ、Ｂ２６ｍ）を経て、最終的にＥＯ層１２の前方から出射する。

ＥＯ素子１０ａの前方に配置されている１／４波長板５０ａには、ＴＥ光とＴＭ光に対応して偏波面が互いに直交する二つの直線偏光（Ｂ２６ｅ、Ｂ２６ｍ）が入射する。１／４波長板５０ａの光学軸５１は、この入射した二つの直線偏光（Ｂ２６ｅ、Ｂ２６ｍ）に対して４５°の角度に設定されているため、入射した二つの直線偏光（Ｂ２６ｅ、Ｂ２６ｍ）の位相を９０°遅らせて円偏向として出射する。そして、その出射光（Ｂ２７、Ｂ２８）が反射板６０により後方に反射する。

復路では、図７（Ｂ）に示したように、まず反射板６０により反射された二つの円偏光（Ｂ３１、Ｂ３２）が再び１／４波長板５０ａに入射する。それによって、往路と復路で位相が１８０°遅れ、結果として、往路におけるＴＥ光とＴＭ光のそれぞれに対応する二つの直線偏光（Ｂ２６ｅ、Ｂ２６ｍ）の偏光方向が入れ替わる（Ｂ２６ｅ→Ｂ２８→Ｂ３２→Ｂ３３ｍ、Ｂ２６ｍ→Ｂ２７→Ｂ３１→Ｂ３３ｅ）。１／４波長板５０ａから後方に向けて出射した二つの直線偏光（Ｂ３３ｅ、Ｂ３３ｍ）はＥＯ素子１０ａに入射すると、往路でＴＥ光だった光（Ｂ２６ｅ）が復路ではＴＭ光（Ｂ３４ｍ）として振る舞い、上方から下方に向く電界方向とは逆の下方か上方に向けて偏向する。往路でＴＭ光だった光（Ｂ２６ｍ）はその逆にＴＥ光（Ｂ３４ｅ）として上方から下方に向けて偏向する。そしてＥＯ素子１０ａに入射した二つの直線偏光（Ｂ３３ｍ、Ｂ３３ｅ）はＥＯ層１２内で多重反射する光路（Ｂ３５ｍ、Ｂ３５ｅ）を経てＥＯ層１２の後面に形成されている反射膜４６ａの開口領域４４Ｌから後方に向けて出射し、その出射光（Ｂ３６ｍ、Ｂ３６ｅ）が三角プリズム３０とコリメータレンズ２２を経て（Ｂ３６ｍ→Ｂ３７ｍ→Ｂ３８ｍ、Ｂ３６ｅ→Ｂ３７ｅ→Ｂ３８ｅ）、出力側ファイバ２３ｏの開口端２５ｏと同一の面内に結合する。しかしこの結合位置は、ＥＯ層１２内で光が上下方向に偏向したことにより、出力側ファイバ２３ｏの開口端２５ｏの位置に対して上下方向にずれた位置となる。すなわち、往路と復路でのＥＯ層１２内のＴＥ光およびＴＭ光の偏向角度に応じた角度ずれに相当する強度の光が出力側ファイバ２３ｏの開口端２５ｏに入射する。このとき、ＥＯ素子１０ａの電極間（１１−１１）に印加した電圧に応じた結合損失が生じる。ここではＥＯ層１２に十分に大きな電界が印加されていることとしているため、大きな結合損失が生じ、入力光Ｂ１が十分に遮断された「オフ」状態となる。もちろん、電極間（１１−１１）に印加する電圧を調整して結合損失を可変制御すれば、第１の実施例に係る光アッテネータ１ａを可変光アッテネータとして機能させることができる。

上述したように、第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、反射型とすることで部品点数を削減し、光アッテネータ１ａ自体の前後長Ｌを短縮させることができる。しかも、第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、各光学部品間を前後に離間させて配置させていたが、実際には三角プリズム３０より前方の光学部品については互いに接触させた状態で前後に配置することができ、前後長Ｌをさらに短縮することが可能である。

また第１の実施例に係る光アッテネータ１ａでは、ＥＯ素子１０ａに入射した光を多重反射させる構成としているため、空間電荷制限状態を利用した微少な光偏向作用を累積させて大きな偏向角度が得られるようになっている。それによって、小さな電圧でも大きな偏向角度が得られ、優れた結合損失特性を得ることができる。

なお、図６に示したように、三角プリズム３０からの出射角度βを調整することで、ＥＯ層１２内での多重反射の回数を制御することができる。角度βを大きくしてＥＯ層１２に対して光を深く入射させれば、ＥＯ層１２の前後長Ｌｅｏを短縮することができ、光アッテネータ１ａをさらに小型化することができる。βを小さくしてＥＯ層１２に対して光を浅く入射させればＥＯ層１２内での反射回数が増加し、光偏向作用をより多く累積させることができる。その結果、同じ偏向角度をより低い電圧で得ることができる。すなわち、コリメータレンズ２２の焦点距離ｆや２芯光ファイバ２３におけるコアピッチＰなどを適宜に設定することで、三角プリズム３０からの出射角度βを適宜に調整することができ、光アッテネータ１ａに求められる様々な性能（小型化、低電圧駆動など）にも柔軟に対応することができる。参考までに、実際に作製した光アッテネータ１ａに使用したＥＯ素子１０ａにおけるＥＯ層１２の物性、光アッテネータ１ａにおける各部位のサイズ、および当該光アッテネータ１ａの性能を以下に示した。

上述したように、ＥＯ素子１０ａを構成するＥＯ層１２はＫＴＮからなり、ここで用いたＫＴＮは２５℃の温度において、比誘電率εr＝２００００、屈折率ｎ＝２．１８５、電気光学係数ｇ_１１=０．０８０９ｍ^４/Ｃ^２、電子密度分布Ｎ＝4.0×１０^２０／ｍ^３である。ＥＯ素子１０ａのサイズについては、電極１１と反射膜（４５ａ、４６ａ）が薄膜であるため、実質的にＥＯ層１２のサイズで近似することができる。そしてＥＯ層１２は、前後長Ｌｅｏ＝１２．８５ｍｍであり、上下方向の厚さＤ＝３５７μｍである。

２芯光ファイバ２３における入力側の出力側の光ファイバ（２３ｉ、２３ｏ）は、モードフィールド半径が５μｍで、コアピッチＰ＝３００μｍである。コリメータレンズ２２は焦点距離ｆ＝２．５１ｍｍ、三角プリズム３０のプリズム夾角θ＝１２．３°である。光アッテネータ１ａは、筐体７０の外径φ＝３ｍｍで、前後長Ｌ＝３７．４ｍｍである。そして第１の実施例に係る光アッテネータ１ａの光学特性は、入力側ファイバ２３ｉより波長１５５０ｎｍの光を入射させた際、オン状態における過剰損失が０．６５ｄＢであり十分な光透過状態が得られた。またオフ状態では、ＥＯ素子１０ａの電極間（１１−１１）に２８Ｖの電圧を印加したときに３０ｄＢの結合損失を得ることができ、光通信用途において実用上十分な結合損失を低電圧で達成できることが確認できた。

＝＝＝第２の実施例＝＝＝
上記第１の実施例に係る光アッテネータ１ａは、ＥＯ層１２内に多重反射する光路を形成するための多重反射部を備えることで、空間電子制限状態に基づく微少な光偏向作用を累積させることができ、結果として小型化を達成しつつ、低い電圧でも大きな結合損失が得られた。ところで、多重反射部を備えた光アッテネータの構成は、第１の実施例に限らない。そこで、第１の実施例と同様の作用で動作しつつ異なる構成を備えた光アッテネータを本発明の第２の実施例として挙げる。

＜構成＞
図８に第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂの構成を示した。当該図８においても図５〜図７と同様に前後上下左右の各方向を規定している。そして図８（Ａ）は当該光アッテネータ１ｂを構成する各種光学部品の配置を示す斜視図であり、図８（Ｂ）および（Ｃ）は、それぞれ当該光アッテネータ１ｂを上方から見たときの平面図、および右方から見たときの側面図を示している。図８（Ｄ）は、後方から見たときの１／４波長版５０ｂの光学軸５１の方向を示している。

第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂは、第１の実施例と同様に、２芯光ファイバ２３を備えたコリメータ２０が後端に接続されているとともに、円筒状の筐体７０内に各種光学部品が光軸１００に対して左右対称に配置されてなる反射型の光アッテネータ１ｂである。しかし、各種光学部品の配置が第１の実施例とは異なっており、後端のコリメータ２０から前方に向かって三角プリズム３０、反射板６０、１／４波長板５０ｂ、ＥＯ素子１０ｂがこの順に配置されている。

反射板６０は前面を反射面として、この反射面が多重反射部４０を構成する一方の反射面４２を兼ねている。この例では、反射板６０は誘電体ミラーによって構成されている。またＥＯ素子１０ｂの前面には薄膜状のＡｕからなる反射膜４５ｂが形成されており、この反射膜４５ｂの後面が多重反射部４０における他方の反射面４１となる。したがって、第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂは、第１の実施例に対して多重反射部４０における後方の反射面４２が実質的に省略されている。そのため、第１の実施例におけるＥＯ層１２後面の反射膜４６ａを形成したり、反射膜（４５ａ、４６ａ）をＥＯ層１２の前後面に部分的に形成したりする工程を省略することができ、製造コストを削減することが可能となる。もちろん、反射板６０を個別の光学部品とせず、三角プリズム３０の底面３１にＡｕなどからなる金属の薄膜を形成し、その金属薄膜を反射板６０および多重反射部４０の一方の反射面４２としてもよい。ＥＯ素子１０ｂの前面に反射膜４５ｂを形成せず、ＥＯ素子１０ｂの前方に誘電体ミラーなどを配置し、これを多重反射部４０における反射面４１とすることもできる。

第２の実施例では、多重反射部４０を構成する二つの反射面（４１、４２）の間に１／４波長板５０ｂが配置されており、さらに、三角プリズム３０の直前に反射板６０が配置されている。そのため、第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂでは、各光学部品間に形成すべき光路が反射板６０や１／４波長板５０ｂによって遮られないように、各光学部品における左右方向のサイズの大小関係が規定されている。概略的には、反射板６０の左右の幅Ｗ２は、三角プリズム３０における底面３１の左右の幅Ｗ１よりも短く、１／４波長板５０ｂの左右の幅Ｗ３は反射板６０の左右の幅Ｗ２よりも短くなっている。すなわち、Ｗ１＞Ｗ２＞Ｗ３の関係にある。それによって、往路では、三角プリズム３０から前方に出射する光が反射板６０によって遮蔽されず、かつ１／４波長板５０ｂを経由させずにＥＯ素子１０ｂに入射され、復路では、多重反射を終えてＥＯ素子１０ｂから後方に向かう光が直接三角プリズム３０に入射されるようになっている。

＜動作＞
図９に第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂの動作を示した。当該図９は、光アッテネータ１ｂに形成される光路を上方から見たときの図であり、往路の光路を実線で示し、復路の光路を点線で示している。また、この図ではＥＯ素子１０ｂにおける電極１１を省略している。第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂでは、第１の実施例と同様に、オン状態とオフ状態のいずれにおいても、往路と復路の光路が上下方向から見たときに左右対称となる。左右方向から見たときの光路についても第１の実施例と同様に、オン状態では光軸と一致し、オフ状態ではＥＯ素子１０ｂにおける光偏向作用により、光がＥＯ素子１０ｂに入射した以降はＴＥ光とＴＭ光に対応する二つの直線偏光が光路の途上で偏波面の方向を入れ替えながら光軸１００に対して上下にずれる光路を辿る。以下に第２の実施例の光アッテネータ１ｂの動作を具体的に説明する。

まず、光軸１００に対して左方にある光ファイバ２３ｉを入力側ファイバ２３ｉとして、この入力側ファイバ２３ｉからの出射光Ｂ４１がコリメートレンズ２２に入射する。コリメートレンズ２２は、この入射光Ｂ４１を光軸１００に向かって右方に屈折させて出射する。この出射光Ｂ４２は焦点１０１の位置にて光軸１００と交差し、三角プリズム３０の右方の斜面３３Ｒに入射する。三角プリズム３０は、入射した光ビームＢ４２を左方に向けて屈折させ、左後方に向かう光ビームＢ４３を底面３１から出射する。ここまでの光路は第１の実施例と同様である。

第２の実施例では、三角プリズム３０の前方に前面を反射面４２とする反射板６０が配置されており、この反射板６０の反射面４２において光軸１００と交差する点は、往路の終点であり、かつ復路の出発点となる。さらに反射板６０の反射面４２は多重反射部４０を構成する後方の反射面４２も兼ねている。

反射板６０の前方には１／４波長板５０ｂが配置されており、反射板６０と１／４波長板５０ｂの幅（Ｗ２、Ｗ３）は、三角プリズム３０から前方に向かう光路Ｂ４３を妨げない長さに設定されている。すなわち、上述したように、三角プリズム３０、反射板６０、および１／４波長板５０ｂのそれぞれの左右幅（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）の関係がＷ１＞Ｗ２＞Ｗ３となっている。それによって、三角プリズム３０から前方に向かって出射した光Ｂ４３がＥＯ素子１０ｂに入射する。ＥＯ素子１０ｂの前面には多重反射部４０における前方の反射面４１となる反射膜４５ｂが形成されており、ＥＯ素子１０ｂに入射した光Ｂ４３は、この反射面４１と反射板６０を兼ねる多重反射部４０における後方の反射面４２との間で多重反射を繰り返す光路Ｂ４４を経て、最後に前方から後方に向かいつつ１／４波長板５０ｂを透過する。その透過光Ｂ４５は、上下方向から見ると光軸１００上で反射板６０に入射し、ここで往路が終わる。

第２の実施例に係る光アッテネータ１ｂでは、最初にＥＯ素子１０ｂに入射した光Ｂ４３が反射膜４５ｂの後面（多重反射部４０における前方の反射面４１）によって後方に向かって反射すると、その反射光が必ず反射板６０によって前方に向かって反射する。さらに少なくとも１往復以上、反射板６０とＥＯ素子１０ｂにおける反射膜４５ｂとの間で反射を繰り返した後に１／４波長板５０ｂに入射する。すなわち、三角プリズム３０と反射板６０と１／４波長板５０ｂのそれぞれの左右幅（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）は、上述したように、三角プリズム３０から前方に向かってＥＯ素子１０ｂに至る光Ｂ４３を妨げないように設定されていることに加え、その光Ｂ４３が反射膜４５ｂによって前方に反射した際にはその反射光が反射板６０に直接入射して多重反射を繰り返すように設定されている。

なお１／４波長板５０ｂは、光を２回透過させると直線偏光の偏波面を９０°回転させて、互いに直交する二つの直線偏光の偏波面を相互に入れ替えることができる。したがって、オフ状態では光が往路と復路で同じ回数だけ１／４波長板５０ｂを透過すればＥＯ素子１０ｂ内で発生した偏向依存性が解消される。この１／４波長板５０ｂにおける光の透過回数についても、上記各左右幅（Ｗ１、Ｗ２、Ｗ３）を調整することで設定することができる。この例では、１／４波長板５０ｂに往路と復路で１回ずつ光が透過するようになっている。

復路については、オン状態であれば、往路と左右対称で、光軸１００と同じ上下位置を維持する光路を逆方向に辿って出力側ファイバ２３ｏに結合する（Ｂ５１〜Ｂ５５）。オフ状態では、実質的に第１の実施例と同様の動作をする。すなわち、ＥＯ素子１０ｂ内で偏波面が互いい直交するＴＥ光とＴＭ光の直線偏光に分離しつつ、これらの直線偏光がＥＯ層１２内で上下方向に偏向する。そのため、上下方向から見たときの光路は図９に示したものと同様であるものの、光路が光軸１００に対して上下方向にずれる。また、ＴＥ光とＴＭ光に対応する直線偏光が１／４波長板５０ｂを２回透過する。その結果、ＥＯ素子１０ｂ内にて発生した偏光依存性が解消された上で、入力側と出力側の光ファイバ間（２３ｉ−２３ｏ）で結合損失が生じる。

この発明は、光ファイバ網を用いた光通信に適用することができる。

１ａ、１ｂ 光アッテネータ、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ 電気光学素子（ＥＯ素子）、
１１ 電極、１２ 電気光学物質（ＥＯ物質、ＥＯ層）、２０ コリメータ、
２２ コリメートレンズ、２３ ２芯光ファイバ、２３ｉ，２３ｏ、光ファイバ、
３０ 三角プリズム、４０ 多重反射部、４１，４２ 多重反射部の反射面、
５０ａ，５０ｂ １／４波長板、６０ 反射板、１００ 光軸、１０１ 焦点

Claims (4)

1. 入力側の第１の光ファイバからの出射光の強度を減衰させて出力側の第２の光ファイバから出力する光アッテネータであって、
   前後方向に延長する光軸と直交する二方向を上下方向および左右方向として、
   前記第１の光ファイバと前記第２の光ファイバは、光軸に対して左右対称に配置されるとともに前方に向けて開口する２芯光ファイバを形成し、
   光軸に対して左右対称に配置されるコリメートレンズ、三角プリズム、電気光学素子、１／４波長板、反射板、および前記電気光学素子の前方と後方にて反射面を互いに対面させてなる多重反射部を備え、
   前記三角プリズムは、上方からの平面形状が二等辺三角形であり、
   前記電気光学素子は、電気光学効果を有する電気光学物質が上下方向に対面する電極によって挟持されてなり、
   前記１／４波長板は、上下左右の各方向に対して４５°方向に光学軸を有し、
   上方から見たときに、前記第１の光ファイバから前記反射板に至る往路と、当該反射板から前記第２の光ファイバに至る復路のそれぞれの光路が光軸に対して左右対称に形成され、
   前記往路は、前記第１前記コリメートレンズが前記第１の光ファイバからの入射光を前焦点位置にて光軸と交差する方向に出射させて三角プリズムに入射させる光路と、当該三角プリズムが当該入射光を光軸方向に屈折させて前記ＥＯ素子に入射させる光路と、前記多重反射部が当該ＥＯ素子への入射光を多重反射させて前記電気光学物質を前後方向に複数回透過させる多重反射光路と、当該多重反射光路に連続して前記１／４波長板に光を透過させた上で前記反射板に入射させる光路とからなり、
   前記電気光学素子の電極間に電圧が印加されていない状態では、左右方向から見たときの前記往路と前記復路の光路が前記光軸と一致して、前記第１の光ファイバからの光が前記第２の光ファイバに結合し、
   前記電気光学素子の電極間に電圧が印加されている状態では、前記電気光学物質内に空間電荷制限状態に伴う屈折率分布が発生し、当該電気光学物質に入射した光の光路が前記印加した電圧よって発生した電界の強度に応じた角度で上下方向に偏向することで、前記第２の光ファイバに入射する光の結合損失が変化する、
   ことと特徴とする光アッテネータ。
2. 請求項１において、後方から前方に向かって、前記２芯光ファイバ、前記コリメートレンズ、前記三角プリズム、前記電気光学素子、前記１／４波長板、前記反射板がこの順に配置されているとともに、前記多重反射部は、前記電気光学素子の前記電気光学物質の前面と後面に形成された反射膜から構成され、
   前記電気光学物質の後面に形成されている前記反射膜は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記電気光学素子との間に形成される光路上に開口部を有し、
   前記電気光学物質の前面に形成されている前記反射膜は、往路にて前記後面の反射膜との間で前記ＥＯ素子に入射した光を多重反射させたのちに前記１／４波長板に向けて出射する光路上、および復路にて前記ＥＯ素子に入射した光を多重反射させたのちに前記三角プリズムに向けて出射する光路上のそれぞれに開口部を有している、
   ことを特徴とする光アッテネータ。
3. 請求項１において、
   後方から前方に向かって、前記２芯光ファイバ、前記コリメートレンズ、前記三角プリズム、前記反射板、前記１／４波長板、前記電気光学素子がこの順に配置され、
   前記反射板は前面を反射面として、当該反射面が前記多重反射部の一方の反射面を兼ねているとともに、当該多重反射部の他方の反射面が前記電気光学素子の後方に配置され、
   前記反射板は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記ＥＯ素子との間に形成される光路を妨害しないように左右の幅が設定され、
   前記１／４波長板は、前記往路と前記復路の双方にて、前記三角プリズムと前記ＥＯ素子との間に形成される光路と、前記多重反射部によって多重反射している光路を妨害しないように左右の幅が設定されている、
   ことを特徴とする光アッテネータ。
4. 請求項１〜３のいずれかにおいて、前記電気光学物質は、一般式Ｋ_１-ｙＭ_ｙＴａ_１-ｘＮｂ_ｘＯ_３（但し、Ｍは１価の金属、０＜ｘ＜１、０≦ｙ＜１）で表される物質であることを特徴とする光アッテネータ。

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