JP2680524B2 - 回転により同調可能なファブリー・ペロ型干渉計を含む光学フィルタ - Google Patents

回転により同調可能なファブリー・ペロ型干渉計を含む光学フィルタ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光信号伝送分野、特に波
長多重分離技術の分野に係る。より詳細には、本発明は
入力光ファイバと出力光ファイバとの間でコリメートさ
れたビーム内に配置された回転により同調可能なファブ
リー・ペロ型干渉計を含む光学フィルタに係る。
【０００２】
【従来の技術】図１は波長多重分離を行う光学フィルタ
を含む光伝送システムの受光部を示す。図１及び以下の
説明からファブリー・ペロ型干渉計を使用可能な状況を
理解することができよう。
【０００３】光ファイバ１０は夫々波長λ1，
λ2，．．．λnの複数の光信号を伝送する。これらの光
信号は各々異なる信号により変調され、変調は周波数又
は振幅変調である。光ファイバ１０の端部には星形カプ
ラ１１が接続されており、調節可能なエタロンフィルタ
の入力に各々接続された同数の出力光ファイバ１２1〜
１２nに受信光信号を供給する。各フィルタ１３1〜１３
nは光ファイバ１０により伝送される光信号の別の波長
に同調され、電気分野では帯域通過フィルタに相当する
素子を構成する。こうしてフィルタ１３1は波長λ1に同
調され、フィルタ１３2は波長λ2に同調され、フィルタ
１３nは波長λnに同調される。各フィルタは受光体１４
1〜１４nに所与の波長の濾波光信号を供給する。受光体
１４1〜１４nは例えば検出用光ダイオードと、関連する
光ダイオードにより検出された光度に比例する電圧を得
るための検出信号再整形手段とを含む。
【０００４】フィルタ１３1〜１３nは所与の光波長に同
調されたファブリー・ペロ型干渉計から各々構成され
得、従って、この波長に対応する光チャネルを濾波する
ことができる。こうして、波長多重分離を行う。
【０００５】Ａ．ＦＲＥＮＫＥＬ及びＣ．ＬＩＮ， Ｂ
ＥＬＬ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＲＥＳＥＡＲ
ＣＨ， ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣ ＬＥＴＴＥＲＳ， ４
ｆｅｖｒｉｅｒ １９８８， ｖｏｌ．２４， Ｎ
ｏ．３に所収の文献“ＩＮＬＩＮＥ ＴＵＮＡＢＬＥ
ＥＴＡＬＯＮ ＦＩＬＴＥＲ ＦＯＲ ＯＰＴＩＣＡＬ
ＣＨＡＮＮＥＬ ＳＥＬＥＣＴＩＯＮ ＩＮ ＨＩＧＨ
ＤＥＮＳＩＴＹ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＤＩＶＩＳ
ＩＯＮ ＭＵＬＴＩＰＬＥＸＥＤ ＦＩＢＲＥＳＹＳＴ
ＥＭＳ”は、光信号の濾波に適用されるこのようなファ
ブリー・ペロ型干渉計について記載している。この干渉
計は、入力光ファイバを介して伝送される入射光信号を
構成する複数の光チャネルから１つの光チャネル（波
長）を選択するために回転状態で使用される。
【０００６】図２は、２本の同軸状光ファイバの間に配
置され且つ回転状態で使用されるファブリー・ペロ型干
渉計を使用するこのような光学フィルタの原理図であ
る。この光学フィルタは例えば図１に１３1で示したフ
ィルタである。
【０００７】入力光ファイバ２０は、異なる波長の複数
の光信号から構成される複合信号を伝送し、この光ファ
イバは例えば図１のファイバ１２1に対応する。入力フ
ァイバ２０は、単一モードでしか光を伝送できないよう
に十分小さい直径のシリカコアを含む。従って伝送は単
一モード型である。ファイバ２０の端部はフィルタの主
軸２５に平行な光ビームを得るようにコリメータレンズ
２１に接着されている。軸２５を中心に配置されたファ
ブリー・ペロエタロン２２は、エタロン２２から射出さ
れる２本のビーム間の光路差を修正するように、ビーム
に非共線的な軸の１本の周囲に自由に回転する。例えば
シリカからなる薄いプレートにより構成されるエタロン
２２は、予め定義された光学特徴に合致するように両面
で反射率を処理されている。
【０００８】エタロン２２から射出される光信号の波長
は、このエタロンの回転角の値αの関数である。コリメ
ータレンズ２１に対向するように軸２５上に集束レンズ
２３が配置されており、即ち該レンズはレンズ２１に対
して同軸状に配置されており、受信した光信号を入力光
ファイバ２０とほぼ同一構成の出力光ファイバ２４のコ
ア上に集束させる。集束レンズ２３はエタロン２２から
射出された光エネルギを出力光ファイバ２４のコア上に
集束させる。出力光ファイバ２４のコアにより積分され
たエネルギ量は、特にこのファイバ２４の開口数の関数
である。
【０００９】回転状態で使用される干渉計により濾波可
能な異なる波長（光チャネル）の最大数は特にこの干渉
計の構造、即ちその厚さ及び実施される表面処理に依存
する。更に、面の平行度、粗度及び平坦度は精度に影響
する。出力光ファイバ２４の開口数も重要である。
【００１０】処理面を有するプレートにより構成される
エタロンは静的に使用すると有利であり、光伝送システ
ムの各エタロンは所定の光チャネルを濾波するように所
与の角位置に配置される。エタロンプレートは更に、空
気層により分離された２枚の半反射プレートから構成さ
れるファブリー・ペロフィルタよりも特性変化が著しく
少ない。この型のフィルタは、プレートを相互に移動さ
せることにより動的に使用すると好適であり、特にキャ
ビティを形成する２つの半反射プレートの完全な平行を
保証する複雑な位置制御装置を必要とする。
【００１１】回転状態で使用されるファブリー・ペロ干
渉計は更に、薄い空気層により分離された２つの固定反
射プレートから構成することもできる。この場合、反射
面を有するプレートは、その平行を保証し得る円筒内に
配置される。
【００１２】ファブリー・ペロ型干渉計は特に、例えば
波長で表されるフリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）によ
り特徴付けられる。このフリースペクトルレンジ（ＦＳ
Ｒ）は、干渉計の２つの透過ピーク間の距離に対応す
る。これらの透過ピークを図３に示す。
【００１３】図３は、例えば回転状態で使用されるファ
ブリー・ペロ干渉計の特性曲線を示す。波長を横座標、
強度比Ｉ／Ｉ0を縦座標に示す。Ｉ0は入射光信号の総光
学強度であり、Ｉはフィルタの射出光信号の強度であ
る。
【００１４】この曲線は最大強度Ｉ1、最小強度Ｉ2の透
過ピークの連続からなり、２つの隣接する透過ピークは
所与の波長差に対応するフリースペクトルレンジＦＳＲ
で隔てられる。入射光信号の２つの波長は、入射光信号
を濾波できるようにフリースペクトルレンジＦＳＲより
も小さい値で分離されなければならない。周波数フリー
スペクトルレンジは関係式ＦＳＲ＝ｃ／２ｎＬ．ｃｏｓ
θｒ（式中、ｃは光速度であり、ｎはエタロンの屈折率
であり、Ｌはエタロンの厚さであり、θｒはエタロンの
内側の光信号の屈折角である）により与えられる。この
屈折角は、入射光信号の光線の入射角、従って干渉計の
回転角に依存する。回転角が増加すると屈折角も増加
し、ｃｏｓθｒは減少し、波長で表されるＦＳＲは減少
する。従って、所与の入射信号のスペクトルの場合に射
出信号の周波数は増加する。
【００１５】従って、屈折角を変えるとフリースペクト
ルレンジも変化する。角度が増加するとＦＳＲの波長は
減少し、透過ピークは低波長側に移動する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】正規化強度は、位相又
は波長の関数である。平面波により照射される完全なフ
ァブリー・ペロ干渉計（最適な平行度、平坦度及び粗
度）の場合、正規化強度はエイリー関数により表され
る。この関数は２π周期であり、全スペクトル範囲に及
ぶ。従って、フリースペクトルレンジだけ移動するなら
ば、入射信号の全スペクトルをカバーしたことになる。
従って、ファブリー・ペロ型干渉計を含む光学フィルタ
の同調性は、ある透過ピークから次のピークに移動する
ために必要な波長範囲により定義される。
【００１７】従って、精度は通過帯域（半高を有する透
過ピークの幅）に対するＦＳＲの比Ｆ＝ＦＳＲ／ＰＢと
して定義される。
【００１８】従って、コントラスト係数ＣはＣ＝−１０
ｌｏｇ（Ｉ2／Ｉ1）（式中、Ｉ1及びＩ2は夫々最大及
び最小透過強度である）である。
【００１９】一方、エタロンが回転すると、通過帯域が
悪化すると共に、透過光信号の振幅が減少する。
【００２０】図４は、ファブリー・ペロ干渉計の種々の
回転角について透過ピークの振幅及び通過帯域の変化の
シミュレーションを示す。
【００２１】曲線４０〜４３は、フィルタが強度Ｉ0の
入射光信号に同調されるとき、ファブリー・ペロエタロ
ンの種々の回転角α＝０，２，４及び６°について透過
ピークの変化を示す。
【００２２】入射が直角（α＝０）であるとき、透過ピ
ークは選択された波長のほぼ全体を通過することがで
き、従って減衰はほとんどない。更に、ピーク４０の側
面は急勾配であり、従って、同調が得られる光波長に近
い波長の良好な排除が確保される。
【００２３】一方、２°の回転角で同調させる場合（曲
線４１）には、透過強度の減衰とこれに伴う通過帯域幅
の拡大が観察される。この現象は角度αが増加するに従
って顕著になり、従って、隣接するチャネル間に漏話が
現われる。
【００２４】第１の近似法（１に等しい正規化振幅及び
無限小スペクトル幅のチャネル）によると、比Ｄ＝２Ｉ
1／Ｉ0（式中、Ｉ0は伝達関数の最大強度であり、Ｉ1は
隣接チャネルの位置に対応する位相値で表される強度で
ある）により漏話が定義される。この漏話はフィルタの
出口で光信号を変形させ、図５の曲線５０により表され
る。横座標には干渉計の回転角α（°）、縦座標には漏
話（％）を示す。
【００２５】漏話の結果、光信号の変調信号がディジタ
ル型である場合には、光信号密度がフリースペクトルレ
ンジ内で大きいときに濾波のために大きい角度αを必要
とする波長を有する光信号のアイパターンの閉じは大き
くなり、伝送誤差率は増加する。
【００２６】この問題を解決するためには、所与のフリ
ースペクトルレンジ内で異なる波長のチャネル数を制限
することが必要である。２つの隣接波長間に十分広い間
隔をとることにより、チャネル間漏話を制限し、従って
許容可能な誤差率を維持することができる。
【００２７】１つの解決方法はファブリー・ペロエタロ
ンの反射率を増加することであるが、この操作により通
過帯域ＰＢは狭くなり、従って可変スペクトル帯域幅を
有する入射信号の濾波には不適切である。例えば直接振
幅変調では、寄生周波数変調（ｃｈｉｒｐ）は濾波すべ
きチャネルのスペクトル帯域幅を無視できない程度に増
加させかねない。
【００２８】全体の精度を増加させるために２つのファ
ブリー・ペロフィルタをカスケード状に配置することも
可能である。精度が増加すると分解能も増加し、従って
漏話が減少する。しかしながら、エネルギ損失は倍増
し、通過帯域も狭くなる。従って、この解決方法はスペ
クトル帯域幅の大きい光信号には不適切である。この解
決方法は不経済であるという問題も有する。
【００２９】本発明は特にこれらの問題を解決すること
を目的とする。
【００３０】より具体的には、本発明の目的はシステム
（例えば光スイッチングシステム）における光信号の伝
送誤差率を減少させるために、濾波チャネルとこの濾波
チャネルの近接チャネルとの間に存在する漏話を減少さ
せることである。同調可能範囲（ＦＳＲ）でこのように
漏話を減少させると、信号間のコントラストを増加さ
せ、従ってフィルタの分解能を増加させることができ
る。
【００３１】本発明の別の目的は、同調範囲の全幅即ち
異なる干渉計の傾斜角について最小の通過帯域幅を維持
することである。
【００３２】
【課題を解決するための手段】これらの目的及び以下に
記載する他の目的は、回転状態で使用され且つ光源と受
光体との間に配置されたファブリー・ペロ型干渉計を含
む光学フィルタであって、前記干渉計が前記光源から発
生され且つ実質的に単一モードに従って伝搬される入射
光信号を濾波し、濾波された光信号を前記受光体に供給
するように構成されており、前記受光体が前記濾波光信
号を受光する受光表面を含んでおり、前記光学フィルタ
が、前記濾波光信号を屈折させるプレートからなり、該
プレートと前記干渉計は同じ方向に傾いており、隣接す
る光チャネルの漏話を低減するようにすることを特徴と
する光学フィルタによって達せられる。
【００３３】
【作用】上記した構成によれば、プレートにより受光体
の受光表面に対する濾波光信号の相対位置が修正され、
受光体の受光表面で積分されるエネルギを最適化するこ
とができ、濾波チャネルとこの濾波チャネルの近接チャ
ネルとの間に存在する漏話を著しく減少させ、また、通
過帯域幅についてもより狭いものとすることが可能とな
る。従って、信号間のコントラストを増加させ、フィル
タの分解能を増加させることができる。
【００３４】本発明の好適適用例においては、前記光源
はコリメータレンズと協働する単一モード入力光ファイ
バを含み、前記受光体は出力光ファイバと協働する集束
レンズを含み、前記出力光ファイバのコアにより与えら
れる表面が前記受光表面を構成する。
【００３５】こうして干渉計の回転角の関数として濾波
光信号のエネルギの伝送最適化が確保される。集束レン
ズに最大限の光エネルギを集束するこの最適化は、出力
光ファイバに同軸状に最大エネルギを有効に伝送するこ
とができる。
【００３６】好ましくは、前記プレートは前記入射光信
号に対して干渉計と等しい角度をなす。
【００３７】プレート及び干渉計は相互に結合され、全
同調範囲即ち全フリースペクトルレンジにわたって透過
特性が最適化される。濾波光信号束はこの濾波光信号の
パワー密度の積分に対応する。
【００３８】変形例によると、このプレートは固定角位
置を有する。この場合、所定の透過ピークが優先され
る。
【００３９】干渉計は処理面を有するエタロン又は空気
層により分離された２枚１組の固定プレートにより構成
される。
【００４０】干渉計をエタロンで構成することには、フ
ァブリー・ペロ干渉計の反射面間に完全な平行を確保で
きるという利点がある。
【００４１】本発明の他の特徴及び利点は添付図面に関
する以下の非限定的な好適実施態様の説明に明示され
る。
【００４２】
【実施例】図１、図２、図３、図４及び図５については
従来技術に関して既に記述した。
【００４３】本発明は、出力光ファイバに関連する集束
レンズ上に濾波信号の最大光エネルギを向けるために、
干渉計の出口でこのような最大エネルギを回収するもの
である。図６に示す干渉計はエタロン２２（処理面を有
するプレート）により構成される。
【００４４】干渉計を回転させると、コリメータレンズ
２１と協働する単一モードファイバ２０上を伝送される
入射信号のスペクトルに対して種々の透過ピークが移動
することは既に解明されている。透過ピークのこの移動
により、所与の入力信号の波長へのフィルタの同調を修
正することができる。
【００４５】しかしながら、この回転は更に光エネルギ
を分散させ、エタロン２２がフィルタの主軸２５に対す
る垂線との間になす角度が大きければ大きいほど、分散
する光エネルギは増加する。
【００４６】単一モード入力ファイバを使用すると、入
射信号の光エネルギの分布はガウス関数に従い、従っ
て、エタロン２２の出口の濾波信号は空間的に分散され
たガウス関数の和により構成される。
【００４７】デカルト座標において受光ファイバ２４の
入口の光信号の正規化強度は例えば下式で表される。
【００４８】
【数１】
【００４９】なお式中、Ａは入力ファイバの入口におけ
るガウス関数の屈折率及び透過係数を表す定数であり、
Ｆ0（ｘ，ｙ）は干渉計に入射する光度のガウス分布を
表し、Ｆ（ｘ，ｙ）は位相差から独立した空間項を表
し、Ｕ（ｐ，ｘ）及びＶ（ｐ，ｘ）はガウス関数の反射
率、位相差及び空間変移に依存する項を表し、Ｗｘ及び
Ｗｙは集束レンズ及びコリメータレンズの半径に夫々対
応し、集束レンズは通常、コリメータレンズ及び干渉計
の中心に対して同軸状に配置される。
【００５０】このガウス関数の和は図７に示すようにパ
ワー密度に対応する。
【００５１】図７は、干渉計の回転角を種々に変化させ
た場合にこの干渉計の出力パワー密度の変化のシミュレ
ーションを示す。該当干渉計は９７％の反射率を有する
処理面を有するエタロンにより構成され、フリースペク
トルレンジは５．５ｎｍである。従って、入射信号を構
成する信号の波長間の最大差は５．５ｎｍ未満でなけれ
ばならない。
【００５２】曲線７０〜７３は夫々０、２、４及び６°
の回転角についてエタロンの出力パワー密度の変化に対
応する。横座標にはパワー密度の包絡線の点から図６の
主軸２５までの距離に対応する距離ｄ（μｍ）を示す。
縦座標にはパワー密度ＰＤを示す。これらの曲線はエタ
ロンの出力ガウス関数の光学位相差が２πを法としてゼ
ロであるときに得られ、従って、ガウス関数は同位相で
ある（最大エネルギ透過）。従って、各々が波長同調位
置を示す。
【００５３】回転角が０°のとき（曲線７０）、エネル
ギ密度の最大値は１であり、主軸２５上に位置する。更
に、分布は対称である。ガウス型の全干渉はここでは主
軸２５を中心とし、機械的に合計される。
【００５４】回転角が２°の場合には、エタロンの特性
により光学パワー密度の著しい減衰が観察される。主軸
を離れるパワー密度の最大値の空間移動も観察される
（横座標の軸上の目盛０）。ところで、集束レンズ２３
は図７にＤ１により示す制限された直径（例えば約４０
０μｍ）を有する。エタロンの回転角がゼロの場合（曲
線７０）、この集束レンズに入射するパワー密度は大き
い。一方、回転角が２°の場合、集束レンズに入射する
このパワー密度は著しく減少する。その結果、光学パワ
ーは集束レンズに完全に集束されず、出力光ファイバ２
４のコアにより与えられる表面に加えられずに損失す
る。こうして出力光ファイバ２４の受光表面（コア）に
より積分される光エネルギは減少する。この現象は曲線
７２及び７３により示すようにエタロンの傾斜と共に強
まる。
【００５５】更に、パワー密度の空間分散はエネルギ分
布の変化を伴い、即ち回転角が大きいとこの分布はガウ
ス関数に従わなくなり、曲線７２及び７３に示すように
分散する傾向がある。こうして回転角が大きいと、得ら
れるパワー密度は非対称になる。
【００５６】回転角がゼロである場合（曲線７０）には
複数反射は同心円状に維持され、前記分散も非対称も示
さない。
【００５７】空間分散はエタロンの回転のみに起因し、
その結果、パワー密度の積分の最大値、即ち集束レンズ
２３の出口で得られる濾波光信号の最大光束は出力光フ
ァイバ２４のコアで積分されない。実際に、集束レンズ
２３の直径を増加させても、出力光ファイバのコアの開
口数は制限されたままであり、伝送誤差率の増加が観察
される。
【００５８】他方、位相差がゼロの場合のパワー密度の
包絡線の分散及び変形現象は、位相差がゼロでなく即ち
非同調時にエタロンの回転角が増加する場合に主軸に向
かう光学パワー密度の最大値の移動を伴う。
【００５９】図８はこの現象を説明するものである。同
図は、夫々エタロン２２の回転角が０、２及び４°のと
きにラジアンで表した光路差の関数としてエタロン２２
の出口の光学パワー密度の最大値の位置（μｍ）に夫々
対応する３本の曲線８０、８１及び８２を示す。
【００６０】これらの曲線はシミュレーションにより得
られ、ゼロ以外の位相で出力ファイバ中に望ましくない
光学パワー密度が集束されることを示している。例えば
エタロンの回転角が４°のとき、パワー密度の最大値は
０．４ラジアンの光路差で集束レンズ２３の中心に配置
されることが確認される。出力光ファイバのコア内に集
束されて積分されるこの光学パワー密度の最大値は、入
射光信号の周波数チャネルが相互に非常に近接する場合
には寄生信号を構成する。この現象はエタロンの回転角
と共に強まる。従って、２つの現象が光学フィルタの性
能を制限する傾向がある。
【００６１】−同調状況では、エネルギ密度の最大値は
光学フィルタの主軸に対して垂直に移動し、光束の最大
値は出力光ファイバ内で積分され得ない。従って、濾波
信号の光度は減少する。
【００６２】−濾波光信号が同位相にない場合、即ち濾
波信号の間に位相差が存在し、この位相差が濾波信号の
波長に近い波長の信号を除去するために故意に得られる
場合、除去すべきこのチャネルのエネルギ密度の最大値
はフィルタの主軸に向かって接近し、その結果、濾波チ
ャネルに隣接するチャネルの排除が悪化する。
【００６３】これらの２つの欠点が結び付いて漏話を増
長させる。
【００６４】本発明は、受光ひとみ即ち出力光ファイバ
のコア内でパワー密度の積分の最大値をリセンタリング
するために、光フィルタの主軸に対するこの最大値の移
動を補償し得る手段を備えることを提案する。従って、
これらの手段は、出力光ファイバに対して濾波光信号の
位置を修正する手段を構成する。
【００６５】図６の本願発明の実施態様によると、この
リセンタリングは、上記ガウス分布の和により構成され
る光エネルギの最大値がフィルタの主軸２５に向かうよ
うに、濾波光信号の屈折を確保する同軸プレート６０に
より確保される。このために、プレート６０は角度θだ
け傾斜している。
【００６６】濾波光信号の屈折により、出力ファイバ２
４のコア内に濾波光束の最大値を集束させることができ
る。この操作は、光学パワー密度の最大値を受信するよ
うに、集束レンズ及び図７に示す直径Ｄ１を有する関連
する出力ファイバを移動させる操作に等しい。この実施
態様によると、全エレメントは同一の主軸２５を中心に
配置される。
【００６７】同軸プレート６０の回転角θは、出力光フ
ァイバ２４における信号の総パワーを測定することによ
り、濾波すべき所与の波長について最適化し得る。
【００６８】図に示すプレート６０はエタロン２２と集
束レンズ２３との間に配置されているが、コリメータレ
ンズ２１とエタロン２２との間に配置してもよい。従っ
て、その位置は重要ではない。一方、入射光信号がガウ
ス型の分布を示すように、入射信号を伝送する光ファイ
バ２０は単一モードであることが必要である。出力光フ
ァイバ２４は単一モードでもマルチモードでもよい。出
力光ファイバ２４が入力光ファイバ２０とともに単一モ
ードならば、光フィルタは双方向的に使用でき、図６上
で左側から来る信号だけでなく、右側から来る信号も濾
波することができる。
【００６９】プレート６０がエタロン２０と共に可動で
あるならば、即ちθ＝αであるならば、修正は光学フィ
ルタの全同調範囲にわたって行われる。逆に固定してい
るならば、入射信号の他の波長に対して所定数の波長し
か修正されない。
【００７０】プレートを用いない他の方法によれば、集
束レンズ２３及び例えばレンズ２３に接着された関連す
る出力光ファイバ２４は、主軸２５に対してその位置を
修正するための移動手段と協働する。これらの移動手段
は例えば、フィルタの主軸に対して垂直な運動が適切に
減速され且つ例えば手動で制御されるラックにより構成
可能である。この場合、修正プレート６０は使用され
ず、出力光ファイバ２４の軸がコリメータレンズ２１か
らのビームの軸に一致させられる。
【００７１】本発明により行われる修正を図９に関して
説明する。
【００７２】図９は本発明の修正プレートを含む光学フ
ィルタの特性の変化のシミュレーションを示す。曲線９
０〜９３は夫々回転角０、２、４及び６°の場合に入射
信号の総合光度Ｉ0に対する出力光度Ｉの変化に対応す
る。これらの曲線を修正プレートなしに得られた図４の
曲線と比較されたい。
【００７３】入射信号がエタロンの表面に垂直であると
き、α＝０°（曲線９０）では修正プレートの反射によ
りピークは著しく低下する。実際の使用の場合には光源
に向かう反射の問題を緩和するために回転角ゼロでは操
作しないので、ピークのこの低下は問題にならない。従
って、入射が直角である場合は本発明の修正手段を省略
することが望ましい。
【００７４】α＝２°（曲線９１）の場合、減衰は修正
プレートなしのときに生じる減衰にほぼ等しく、通過帯
域はより狭い。従って、透過される光信号のパワーはほ
ぼ等しいが、濾波波長に隣接する波長の排除は改善され
る。
【００７５】α＝４°（曲線９２）のとき、フィルタの
減衰は修正プレートなしの同一フィルタよりも著しく小
さく、通過帯域も狭い。この現象はエタロンの回転角α
が６°（曲線９３）になると更に強まる。
【００７６】図５の曲線５１は、本発明の修正プレート
を使用することにより得られる漏話Ｄの変化を示す。屈
折プレートにより達せられる修正はこの漏話を実質的に
改善できることが認められる。更に、漏話特性の変更も
観察される。角度がゼロのとき、受光ファイバのコア内
に積分されるエネルギはより小さいが、透過ピークは変
形しない（図９参照）。実際に、エタロンの出口の種々
の波頭は同心円状に維持され、屈折に起因する偏移は構
造干渉数を全く又はほとんど変えない。従って、所与の
チャネル間隔では漏話はほとんど悪化しない。
【００７７】使用波長１５５５ｎｍ及びフリースペクト
ルレンジ５．５ｎｍで反射率９７％のエタロンを使用し
て測定した。得られる利得は全同調範囲で６ｄＢであっ
た。
【００７８】全体として、通過帯域の外側の非ゼロ位相
で積分されたエネルギは修正プレートなしで積分された
エネルギよりも小さく、構造干渉に由来し且つ集束レン
ズ上に再中心化されるエネルギ密度は増加する。有効エ
ネルギの閉じ込めはこうして改善され、ゼロ位相の透過
利得は増加し、ピークは通過帯域をやや狭めるように変
形する。ピークの両側は急勾配であり、通過帯域の外側
の周波数に位置するエネルギの排除は改善される。
【００７９】コリメータレンズ及び集束レンズは例えば
夫々入力及び出力光ファイバに接着された屈折率勾配レ
ンズである。この接着はファイバのコアとレンズの面と
の間に焦点距離を維持するように行われる。
【００８０】屈折プレートを使用する場合、該プレート
は好ましくは反射防止処理される。プレートの面の平行
の問題は、プレートの回転角θにより補償される。
【００８１】当然のことながら、干渉計は同様に例えば
空気層により分離され且つ円筒内で相互に結合された２
枚のプレートにより構成され得る。この場合、所定の反
射率を与えるように空気層により分離されるプレートの
表面のみを処理する。
【００８２】性能の改善は、波長多重分離光学システム
におけるチャネル数を増加できるという主な利点があ
る。干渉計の反射率は、全同調可能範囲にわたって約９
８％以上の値の透過というペナルティを受けないように
制限され得る。
【００８３】当然のことながら、本発明は以上の説明に
限定されず、上記適用即ち単一モード入力ファイバによ
り伝搬される入射信号の光チャネルの濾波に限定されな
い。一般に、単一モード入力ファイバ及び光源に関連す
るコリメータレンズは、単一モードに従って伝搬される
入射光信号を供給する光源を構成する。この光源は特
に、例えばレーザ発振器、１個以上の光増幅器等を含む
ハイブリッド構造のシリカ導波路により構成される集積
光導波路により置き換えることができる。更に、出力光
ファイバは検出用光ダイオードにより置き換え可能な受
光体の一部に含まれる。従って、検出用光ダイオードに
より与えられる表面は濾波光信号のパワー密度の積分を
行う表面であり、最適検出はこの受光表面に対して濾波
光信号の相対位置を修正する手段により行われる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はファブリー・ペロ干渉計を使用する光伝
送システムの受信部を示す。
【図２】図２は２本の光ファイバ間に配置された既知の
型のファブリー・ペロ干渉計を示す。
【図３】図３は等間隔透過ピークを含むファブリー・ペ
ロ型フィルタの特性曲線を示す。
【図４】図４はファブリー・ペロエタロンの種々の回転
角について透過ピークの振幅と通過帯域の変化のシミュ
レーションを示す。
【図５】図５は干渉計の回転角の関数としてチャネル間
漏話の変化を示す。
【図６】図６は本発明の光学フィルタの好適実施態様を
示す。
【図７】図７はこの干渉計の種々の回転角について干渉
計のパワー密度の変化を示す。
【図８】図８は非同調波長について干渉計の回転角の関
数として光学フィルタの主軸に対する光学パワー密度の
最大値の位置の変化のシミュレーションを示す。
【図９】図９は本発明の修正プレートを含む光学フィル
タの特性曲線の変化のシミュレーションを示す。
【符号の説明】
２０ 光ファイバ ２１ コリメータレンズ ２２ 干渉計 ２３ 集束レンズ ２４ 受光体 ６０ 修正プレート

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転状態で使用され且つ光源と受光体と
    の間に配置されたファブリー・ペロ型干渉計を含む光学
    フィルタであって、前記干渉計が前記光源から発生され
    且つ実質的に単一モードに従って伝搬される入射光信号
    を濾波し、濾波された光信号を前記受光体に供給するよ
    うに構成されており、前記受光体が前記濾波光信号を受
    光する受光表面を含んでおり、前記光学フィルタが、前
    記濾波光信号を屈折させるプレートからなり、該プレー
    トと前記干渉計は同じ方向に傾いており、前記プレート
    が隣接する光チャネルの漏話を低減するように前記受光
    体の前記受光表面に対する前記濾波光信号の相対位置を
    修正することを特徴とする光学フィルタ。
  2. 【請求項２】 前記光源がコリメータレンズと協働する
    単一モード入力光ファイバを含んでおり、前記受光体が
    出力光ファイバと協働する集束レンズを含んでおり、前
    記出力光ファイバのコアにより与えられる表面が前記受
    光表面を構成することを特徴とする請求項１に記載の光
    学フィルタ。
  3. 【請求項３】 前記プレートが前記入射光信号に対して
    前記干渉計と等しい角度をなすことを特徴とする請求項
    １又は２に記載の光学フィルタ。
  4. 【請求項４】 前記プレートが固定角位置を有すること
    を特徴とする請求項１に記載の光学フィルタ。
  5. 【請求項５】 前記干渉計が処理表面を有するエタロン
    により構成されることを特徴とする請求項１から４のい
    ずれか一項に記載の光学フィルタ。
  6. 【請求項６】 前記干渉計が空気層により分離された２
    枚１組の固定プレートにより構成されることを特徴とす
    る請求項１から４のいずれか一項に記載の光学フィル
    タ。
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