JP3137162B2 - Tunable wavelength optical filter - Google Patents

Tunable wavelength optical filter

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JP3137162B2
JP3137162B2 JP06117168A JP11716894A JP3137162B2 JP 3137162 B2 JP3137162 B2 JP 3137162B2 JP 06117168 A JP06117168 A JP 06117168A JP 11716894 A JP11716894 A JP 11716894A JP 3137162 B2 JP3137162 B2 JP 3137162B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、種々の波長の光信号の
中から任意の波長の光信号だけを取り出せる液晶を用い
た可変波長光フィルタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable wavelength optical filter using a liquid crystal capable of extracting only an optical signal of an arbitrary wavelength from optical signals of various wavelengths.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1に従来のこの種の光フィルタの基本
構成を示す。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows a basic configuration of a conventional optical filter of this type.

【0003】図1に示した光フィルタの構成を、光ビー
ムの伝搬に沿って説明する。
The configuration of the optical filter shown in FIG. 1 will be described along the propagation of a light beam.

【0004】種々の波長が混ざった光ビームは、光ファ
イバ11を通ってコリメートレンズ21から平行ビーム
となって液晶セル31に向けて出射される。この出射さ
れた光ビームは、ファブリペロエタロン構造を有するね
じれネマチック液晶セル31および受光用のコリメート
レンズ22を介して光ファイバ12へ伝搬される。
[0004] A light beam having various wavelengths mixed passes through the optical fiber 11 and is emitted from the collimator lens 21 as a parallel beam toward the liquid crystal cell 31. The emitted light beam propagates through the twisted nematic liquid crystal cell 31 having the Fabry-Perot etalon structure and the collimating lens 22 for light reception to the optical fiber 12.

【0005】ここで、上記液晶セル31は、一定のギャ
ップをもって互いに対向する一対の透明基板71および
72と、これら透明電極71および72の各対向面上に
形成された透明電極としてのITO(酸化インジウム・
錫化合物)膜41および42と、これらITO膜41お
よび42上に設けられた誘電体からなるミラー膜51お
よび52と、これらミラー膜51および52上に設けら
れた液晶の配向膜61および62と、これら配向膜61
および62間のギャップ内に充填されたネマチックタイ
プの液晶81とから概略構成されている。また、配向膜
61および62は、各配向方向が直交するように配置さ
れており、これにより液晶81は90度ねじれたツイス
ト型に配置されている。さらに、ITO膜41および4
2間には所定の電圧を印加する電源装置40が接続され
ている。
Here, the liquid crystal cell 31 has a pair of transparent substrates 71 and 72 facing each other with a certain gap, and ITO (oxidized) as a transparent electrode formed on each opposing surface of the transparent electrodes 71 and 72. indium·
(Tin compound) films 41 and 42, dielectric mirror films 51 and 52 provided on these ITO films 41 and 42, and liquid crystal alignment films 61 and 62 provided on these mirror films 51 and 52. , These alignment films 61
And a liquid crystal 81 of a nematic type filled in a gap between the liquid crystal and the liquid crystal. Further, the alignment films 61 and 62 are arranged so that the respective alignment directions are orthogonal to each other, whereby the liquid crystal 81 is arranged in a twist type twisted by 90 degrees. Further, the ITO films 41 and 4
A power supply 40 for applying a predetermined voltage is connected between the two.

【0006】このような構造の液晶セル31では、その
ITO膜41および42に加えられる電圧Vの大きさに
応じて液晶81の屈折率が変化するため、共振波長が変
化し、液晶セル31を通過する光ビームのうちの特定の
波長の光信号だけが選択されて透過する。従って、この
液晶セル31は可変な光フィルタとして機能する。
In the liquid crystal cell 31 having such a structure, since the refractive index of the liquid crystal 81 changes according to the magnitude of the voltage V applied to the ITO films 41 and 42, the resonance wavelength changes and the liquid crystal cell 31 Only an optical signal of a specific wavelength of the passing light beam is selected and transmitted. Therefore, the liquid crystal cell 31 functions as a variable optical filter.

【0007】しかしながら、実際には液晶の持つ複屈折
性のために、液晶セル31では、通過する光ビームの偏
波状態により、同じ電圧でも共振波長がわずかに異な
る。例えば、互いに直交する偏波をそれぞれPおよびS
としたときの液晶セル31の共振特性を図2に示す。図
2の横軸は液晶セルへの印加電圧を示し、縦軸は液晶セ
ルの共振波長を示すものである。
However, in reality, due to the birefringence of the liquid crystal, the resonance wavelength of the liquid crystal cell 31 is slightly different even at the same voltage depending on the polarization state of the light beam passing therethrough. For example, the orthogonal polarizations are P and S, respectively.
FIG. 2 shows the resonance characteristics of the liquid crystal cell 31 when. The horizontal axis in FIG. 2 shows the voltage applied to the liquid crystal cell, and the vertical axis shows the resonance wavelength of the liquid crystal cell.

【0008】図1に示した構成の従来の光フィルタは、
液晶セル31を必要波長の電圧にセットしても、光ビー
ムの偏波状態によって出力レベルが変化する。すなわ
ち、図3に示すように、液晶セル31に入射する光ビー
ムがP偏波の場合(Tp(λ))と、S偏波の場合(T
s(λ))とでは、最大、数nmのずれが生じてしま
い、偏波依存性が大きい欠点がある。
The conventional optical filter having the configuration shown in FIG.
Even if the liquid crystal cell 31 is set to a voltage of a required wavelength, the output level changes depending on the polarization state of the light beam. That is, as shown in FIG. 3, when the light beam incident on the liquid crystal cell 31 is P-polarized (Tp (λ)) and when it is S-polarized (Tp (λ)).
s (λ)), there is a maximum deviation of several nm, and there is a drawback that polarization dependence is large.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、偏波
依存性が小さく、かつ、フィルタ特性の急峻な可変波長
光フィルタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a variable wavelength optical filter having small polarization dependence and a sharp filter characteristic.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ファブリペロエタロン構造のねじれネマ
チック液晶セルを透過した光信号が1/2波長板を通過
した後、再び同じ液晶セルを透過する光学系を有するこ
とを最も主要な特徴とする。従来の技術とは、光信号が
同一液晶セルを2回通過し、1回目と2回目の途中で1
/2波長板を通過することが異なる。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure, wherein an optical signal transmitted through the twisted nematic liquid crystal cell passes through a half-wave plate, and then the same liquid crystal cell is again formed. The most important feature is to have an optical system that transmits light. In the conventional technique, an optical signal passes through the same liquid crystal cell twice, and in the middle of the first and second times, 1
The difference is that the light passes through a half-wave plate.

【0011】すなわち、請求項1記載の発明は、可変波
長光フィルタであって、ファブリペロエタロン構造をも
つねじれネマチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対
し垂直に配置された1/2波長板と、該光軸に対し平行
に前記液晶セルを透過する光ビームが、前記液晶セルを
透過した後に該光ビームの進行方向を180度変更し、
該1/2波長板を通過し、再び前記液晶セルを透過する
よう配置された光学系とを具備することを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1 is a variable wavelength optical filter, comprising: a twisted nematic liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure; and a half wavelength liquid crystal arranged perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell. A plate, and a light beam passing through the liquid crystal cell parallel to the optical axis changes the traveling direction of the light beam by 180 degrees after passing through the liquid crystal cell;
And an optical system arranged to pass through the half-wave plate and pass through the liquid crystal cell again.

【0012】請求項2記載の発明は、可変波長光フィル
タであって、ファブリペロエタロン構造をもつねじれネ
マチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対し垂直に配
置された1/2波長板と、該光軸に対し平行に前記液晶
セルを透過する光ビームが、前記液晶セルを透過した後
に該1/2波長板を通過し、その後該光ビームの進行方
向を180度変更し、再び前記液晶セルを透過するよう
配置された光学系とを具備することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a variable wavelength optical filter, comprising: a twisted nematic liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure; and a half-wave plate arranged perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell. A light beam that passes through the liquid crystal cell in parallel to the optical axis passes through the half-wave plate after passing through the liquid crystal cell, and then changes the traveling direction of the light beam by 180 degrees, An optical system arranged to transmit the liquid crystal cell.

【0013】[0013]

【0014】[0014]

【0015】請求項3記載の発明は、可変波長光フィル
タであって、ファブリペロエタロン構造をもち、複数個
の透明電極対が相互に電気的に絶縁されて配置されたね
じれネマチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対し垂
直に配置された1/2波長板と、該光軸に対し平行に該
液晶セルを透過する複数の光ビームが、該液晶セルを透
過した後該1/2波長板を通過し、その後該光ビームの
進行方向を180度変更し、再び前記液晶セルを透過す
るよう配置した光学系とを具備することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a tunable optical filter having a Fabry-Perot etalon structure, wherein a plurality of transparent electrode pairs are electrically insulated from each other. A half-wave plate disposed perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell, and a plurality of light beams transmitted through the liquid crystal cell in parallel to the optical axis after the half-wave plate passes through the liquid crystal cell. An optical system that passes through the wave plate, changes the traveling direction of the light beam by 180 degrees, and is again disposed so as to transmit through the liquid crystal cell.

【0016】[0016]

【0017】ここで、請求項4記載の発明は、請求項1
から請求項3の何れかに記載の可変波長光フィルタにお
いて、前記液晶セルには熱的に結合するように温度調節
素子が取り付けられてもよい。
Here, the invention described in claim 4 is based on claim 1.
4. The variable wavelength optical filter according to claim 3, wherein a temperature control element is attached to the liquid crystal cell so as to be thermally coupled.

【0018】また、請求項5記載の発明は、請求項1か
ら請求項4の何れかに記載の可変波長光フィルタにおい
て、進行方向を180度変更され再度液晶セルを通過し
た光ビームの一部を透過し、残りを反射するハーフミラ
ーが配置され、該ハーフミラーで反射された光ビームが
入射するフォトダイオードが配置され、該フォトダイオ
ードの受光光量が常に最大となるように前記液晶セルの
駆動電圧を調整する回路が配置されてもよい。
According to a fifth aspect of the present invention, in the variable wavelength optical filter according to any one of the first to fourth aspects, a part of the light beam whose traveling direction has been changed by 180 degrees and passed through the liquid crystal cell again. A half mirror that transmits light and reflects the remainder is disposed, and a photodiode on which the light beam reflected by the half mirror is incident is disposed, and the liquid crystal cell is driven such that the amount of light received by the photodiode is always maximum. A circuit for adjusting the voltage may be provided.

【0019】さらに、請求項6記載の発明は、請求項1
から請求項5の何れかに記載の可変波長光フィルタにお
いて、前記液晶セルに入射される光ビームの方向を、前
記液晶セルに入射する前に90度変更し、前記液晶セル
の光軸に対し平行に入射する第1の光学系と、2度前記
液晶セルを通過した光ビームの方向を90度変更する第
2の光学系とを具備してもよい。
Further, the invention described in claim 6 is the first invention.
6. The variable wavelength optical filter according to claim 5, wherein the direction of the light beam incident on the liquid crystal cell is changed by 90 degrees before the light beam is incident on the liquid crystal cell, and the direction of the light beam is changed with respect to the optical axis of the liquid crystal cell. The liquid crystal display device may further include a first optical system that is incident in parallel, and a second optical system that changes the direction of the light beam that has passed through the liquid crystal cell twice by 90 degrees.

【0020】[0020]

【作用】本発明によれば、光ビームを1/2波長板を介
して同一のファブリペロエタロン構造のねじれネマチッ
ク液晶セルを2回通すようにしたので、光ビームの偏波
状態によって出力レベルが変化する場合であっても透過
特性を一定にすることができるので、偏波依存性を無く
すことができる。
According to the present invention, the light beam is caused to pass twice through the same twisted nematic liquid crystal cell having the Fabry-Perot etalon structure via the half-wave plate, so that the output level depends on the polarization state of the light beam. Even if it changes, the transmission characteristics can be kept constant, so that the polarization dependence can be eliminated.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0022】[実施例1]図4は、本発明の可変波長光
フィルタの一実施例を示す概略平面図である。本実施例
は、図1に示した液晶セルの構成と同一の液晶セル31
を通った光ビームが、直角プリズム101で折り返さ
れ、進行方向を180度変更した後、1/2波長板91
を通り再び上記液晶セル31を通って出射される光学系
を有している。
Embodiment 1 FIG. 4 is a schematic plan view showing an embodiment of the tunable optical filter according to the present invention. In this embodiment, a liquid crystal cell 31 having the same configuration as the liquid crystal cell shown in FIG.
The light beam that has passed through is turned back by the right-angle prism 101 and changes its traveling direction by 180 degrees.
Through the liquid crystal cell 31 again.

【0023】液晶セル31に電圧を加えたときの共振特
性は図2のようになっているため、単に1回だけ、液晶
セル31を光ビームが通ったときのフィルタ特性は、前
述したように図3のTp(λ)またはTs(λ)で表さ
れる。このため、入射する光ビームがP偏波の場合のと
きと、S偏波の場合のときでピークに最大数nmのずれ
が生じ偏波依存性が大きく現れる。
Since the resonance characteristic when a voltage is applied to the liquid crystal cell 31 is as shown in FIG. 2, the filter characteristic when the light beam passes through the liquid crystal cell 31 only once is as described above. It is represented by Tp (λ) or Ts (λ) in FIG. For this reason, when the incident light beam is P-polarized light and when the incident light beam is S-polarized light, the peak shifts by a maximum of several nm, and the polarization dependence appears greatly.

【0024】しかし、図4に示した構成の光フィルタに
あっては、光ビームが1/2波長板を介して同一液晶セ
ル31を2回通る光学系を有しているので、例えばP偏
波のみの光ビームを入射すると1回目の通過ではP偏波
の透過特性Tp(λ)となり、2回目の通過ではS偏波
の透過特性Ts(λ)となるため、全体としては両偏波
の透過特性を掛け合わせた図3に示すTs(λ)×Tp
(λ)の透過特性となる。また、S偏波のみの光ビーム
を入射したときには逆に1回目の通過ではTs(λ)の
透過特性、2回目の通過ではTp(λ)となるため、全
体としては、やはりTs(λ)×Tp(λ)となりP偏
波のみの光ビームを2回通過させる場合の透過特性と一
致する。もちろん光ビームの偏波状態がP偏波とS偏波
の混合であっても同様に透過特性はTs(λ)×Tp
(λ)となり、いずれの場合でも透過特性は一致するた
め、偏波依存性は無くなる。
However, since the optical filter having the configuration shown in FIG. 4 has an optical system in which the light beam passes twice through the same liquid crystal cell 31 via the half-wave plate, for example, the P-polarized light is used. When a light beam consisting of only a wave is incident, the transmission characteristic of the P polarization is Tp (λ) in the first pass, and the transmission characteristic Ts (λ) of the S polarization in the second pass. Ts (λ) × Tp shown in FIG.
(Λ) transmission characteristic. On the other hand, when a light beam of only S-polarized light is incident, the transmission characteristic of Ts (λ) in the first pass is Tp (λ) in the second pass, so that Ts (λ) as a whole is also obtained. × Tp (λ), which is consistent with the transmission characteristics when a light beam of only P polarization is passed twice. Of course, even if the polarization state of the light beam is a mixture of P polarization and S polarization, the transmission characteristic is similarly Ts (λ) × Tp.
(Λ), and the transmission characteristics match in any case, so that there is no polarization dependency.

【0025】また、本実施例では、光ビームがプリズム
101で折り返される前に1/2波長板を透過させても
よい。このような光学系を有する場合でも、上記と同様
に光ビームの偏波依存性を無くすことができるという効
果を奏する。
In this embodiment, the light beam may be transmitted through the half-wave plate before being turned back by the prism 101. Even in the case of having such an optical system, there is an effect that the polarization dependence of the light beam can be eliminated as in the above case.

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[実施例2] 図5は、本発明の可変波長光フィルタのさらに他の実施
例を示す概略平面図である。本実施例は、図4に示した
先の実施例1を基本構成としたものである。図5におい
て符号13は光信号入力用の光ファイバ、14は光信号
出力用の光ファイバ、23および24はコリメートレン
ズ、102および104は光路を直角に曲げるためのプ
リズム、34はファブリペロ構造でねじれ状態にネマチ
ック液晶が充填された液晶セル、103は光路の折り返
しをさせるためのプリズム、92は1/2波長板、21
1はハーフミラー、301はハーフミラー211から反
射されてくる光ビームを受光するためのフォトダイオー
ド、401はフォトダイオード301の受光レベルの検
出回路、501は検出回路401で検出したレベルを一
定に保持するためのAPC回路であり、その出力は60
1の液晶駆動回路に接続されている。701は光量検出
回路401とAPC回路501と液晶駆動回路601を
動作させるための給電端子、801はペルチェ素子また
はヒータであって液晶セル34と熱的に結合されてい
る。サーミスタ901は、液晶セル34と熱的に結合さ
れており、その出力は702の端子を介して温度制御コ
ントローラ(図示略)に供給され、液晶セル34が一定
温度になるように703の端子を介してペルチェ素子ま
たはヒータ801に供給される電流がフィードバックさ
れる。100はケースである。
Embodiment 2 FIG. 5 is a schematic plan view showing still another embodiment of the variable wavelength optical filter of the present invention. This embodiment is based on the first embodiment shown in FIG. In FIG. 5, reference numeral 13 denotes an optical fiber for inputting an optical signal, 14 denotes an optical fiber for outputting an optical signal, 23 and 24 denote collimating lenses, 102 and 104 denote prisms for bending the optical path at right angles, and 34 denotes a Fabry-Perot twisted structure. A liquid crystal cell filled with nematic liquid crystal in a state; 103, a prism for folding the optical path; 92, a half-wave plate;
1 is a half mirror, 301 is a photodiode for receiving a light beam reflected from the half mirror 211, 401 is a detection circuit for detecting the light receiving level of the photodiode 301, and 501 is a circuit that keeps the level detected by the detection circuit 401 constant. APC circuit for performing the
1 liquid crystal drive circuit. Reference numeral 701 denotes a power supply terminal for operating the light amount detection circuit 401, the APC circuit 501, and the liquid crystal drive circuit 601, and 801 denotes a Peltier element or a heater, which is thermally coupled to the liquid crystal cell. The thermistor 901 is thermally coupled to the liquid crystal cell 34, and its output is supplied to a temperature control controller (not shown) via a terminal 702, and a terminal 703 is connected so that the liquid crystal cell 34 has a constant temperature. The current supplied to the Peltier element or the heater 801 is fed back. 100 is a case.

【0030】コリメートレンズ23および24は、ハー
フミラー211,フォトダイオード301、ペルチェ素
子またはヒータ801はそれぞれケース1000に強固
に固定されている。また、光ビームの入出射面にはすべ
て反射防止処理が施されている。
In the collimating lenses 23 and 24, the half mirror 211, the photodiode 301, the Peltier element or the heater 801 are firmly fixed to the case 1000, respectively. In addition, an anti-reflection treatment is applied to all the light beam entrance / exit surfaces.

【0031】このような構造の光フィルタにあっては、
光ファイバ13に入射された光信号はプリズム102を
介して液晶セル34をまず通過し、次にプリズム103
で折り返されて1/2波長板92を通過した後再び液晶
セル34を通過し、プリズム104、コリメートレンズ
24を介して光ファイバ14から出射される。この結
果、光ビームは図4で示した光路を通るため、本発明の
装置によって入射される光ビームの偏波に依存せずに液
晶セル34に印加する電圧の調整によって、必要な波長
の光信号を得ることができる。
In the optical filter having such a structure,
The optical signal incident on the optical fiber 13 first passes through the liquid crystal cell 34 through the prism 102, and then passes through the prism 103.
After passing through the half-wave plate 92 and passing through the liquid crystal cell 34 again, the light is emitted from the optical fiber 14 via the prism 104 and the collimator lens 24. As a result, since the light beam passes through the optical path shown in FIG. 4, the light of the required wavelength is adjusted by adjusting the voltage applied to the liquid crystal cell 34 without depending on the polarization of the light beam incident by the apparatus of the present invention. A signal can be obtained.

【0032】本実施例によって光信号をフィルタリング
する場合、透過させたい波長に対応する電圧の設定は、
図3におけるP,Sの2つの偏波のそれぞれの透過窓に
掛け合わせから得られる透過窓Ts(λ)×Tp(λ)
のピーク位置の波長に合わせることによって行われ、こ
のとき出射光信号強度は最大となる。
When filtering an optical signal according to this embodiment, the setting of the voltage corresponding to the wavelength to be transmitted is as follows.
A transmission window Ts (λ) × Tp (λ) obtained by crossing the transmission windows of the two polarizations P and S in FIG.
The wavelength of the output light signal is maximized at this time.

【0033】また、本実施例では、光信号の波長変動に
基づく出力変動を防ぐため、出力光ビームの一部をハー
フミラー211で取り出し、出力光の強度が常に最大値
になるように液晶セル34に加える電圧を自動調整でき
るようにした他、液晶セル34ができるだけ一定温度に
なるようにしてある。
In this embodiment, in order to prevent the output fluctuation due to the wavelength fluctuation of the optical signal, a part of the output light beam is taken out by the half mirror 211 and the liquid crystal cell is set so that the intensity of the output light always becomes the maximum value. In addition to automatically adjusting the voltage applied to the liquid crystal 34, the temperature of the liquid crystal cell 34 is kept as constant as possible.

【0034】本実施例では、波長1540〜1560n
mの間で1nm間隔の20波の光信号を、損失4dB、
クロストーク−20dB以下、偏波依存性0.5dB以
下で分離できることを確認した。なお、この場合のTs
(λ)とTp(λ)のピークのずれは約1.5nmであ
った。
In this embodiment, the wavelength is 1540 to 1560n.
m, 20-wave optical signals at 1 nm intervals, with a loss of 4 dB,
It has been confirmed that separation can be performed with a crosstalk of −20 dB or less and a polarization dependency of 0.5 dB or less. In this case, Ts
The deviation between the peaks of (λ) and Tp (λ) was about 1.5 nm.

【0035】[実施例3] 図6は、本発明の可変波長光フィルタの他の実施例を示
す概略斜視図であり、図7は図6に示す光フィルタに用
いられ得るファブリペロエタロン構造を有するねじれネ
マチック液晶セルの一例の内部構造を示す概略斜視図で
ある。なお、図7の液晶セルは、本来的に平行となって
いる透明基板73および74を説明のために図面手前を
開いた構図で示したものである。
Embodiment 3 FIG. 6 is a schematic perspective view showing another embodiment of the variable wavelength optical filter of the present invention. FIG. 7 shows a Fabry-Perot etalon structure which can be used in the optical filter shown in FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an internal structure of an example of a twisted nematic liquid crystal cell having the same. In the liquid crystal cell of FIG. 7, the transparent substrates 73 and 74 which are originally parallel are shown in a composition in which the front of the drawing is opened for description.

【0036】本実施例の特徴は、液晶セルが4対の光信
号入出力部を有するアレイ状をなしている点にある。す
なわち、本実施例の液晶セル35は、図4に示した実施
例1における液晶セルを基本構成とし、図7に示すよう
に、一対の透明基板73および74上のITO膜43お
よび44のうち、一方のITO膜43のみが、帯状の電
気絶縁部分により4本のストライプに分割されている。
この液晶セル35の入力側には、図6に示すように、各
ストライプに対応して、それぞれコリメートレンズ2
3,23′,23′′および23′′′および光ファイ
バ13,13′,13′′および13′′′が接続さ
れ、出力側にはコリメートレンズ24,24′,2
4′′および24′′′および光ファイバ14,1
4′,14′′および14′′′が接続されている。9
2は1/2波長板であり、103は直角プリズムであ
る。
The feature of this embodiment is that the liquid crystal cell has an array shape having four pairs of optical signal input / output sections. That is, the liquid crystal cell 35 of the present embodiment has the basic configuration of the liquid crystal cell of the first embodiment shown in FIG. 4, and as shown in FIG. 7, of the ITO films 43 and 44 on the pair of transparent substrates 73 and 74, Only one ITO film 43 is divided into four stripes by a band-shaped electrically insulating portion.
On the input side of the liquid crystal cell 35, as shown in FIG.
3, 23 ', 23 "and 23"' and optical fibers 13, 13 ', 13 "and 13"' are connected, and collimating lenses 24, 24 'and 2 are provided on the output side.
4 "and 24""and optical fibers 14,1
4 ', 14 "and 14"' are connected. 9
Reference numeral 2 denotes a half-wave plate, and reference numeral 103 denotes a right-angle prism.

【0037】このような構成の液晶セル35は、互いに
独立した4対の光信号入出力部を有するアレイ状の光フ
ィルタを構成しており、実施例3と同様にケースに組み
込むことにより4入力、4出力の可変波長光フィルタを
作製した。
The liquid crystal cell 35 having such a configuration constitutes an arrayed optical filter having four pairs of optical signal input / output sections independent of each other. A four-output tunable wavelength optical filter was manufactured.

【0038】本実施例では、4本のストライプ状の電極
に加える電圧を独立に変えることができるため、それぞ
れのフィルタが相互干渉無しに先の実施例3と同様のフ
ィルタ特性を示すことが確認できた。
In this embodiment, since the voltages applied to the four stripe-shaped electrodes can be changed independently, it was confirmed that each filter exhibited the same filter characteristics as in the third embodiment without mutual interference. did it.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変波長
光フィルタによれば、光ファイバシステムを用いて波長
多重光信号の伝送を行う場合、受信側で信号分離を行う
際に、敷設された光ファイバが環境温度の変化あるいは
外力による曲げ応力などを受けることによって光信号の
偏波状態が変化しても安定した波長分離と信号レベルを
得ることができる。
As described above, according to the variable wavelength optical filter of the present invention, when transmitting a wavelength-division multiplexed optical signal using an optical fiber system, it is laid when the signal is separated on the receiving side. Even if the polarization state of the optical signal changes due to a change in the environmental temperature or a bending stress due to an external force, the stable wavelength separation and signal level can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来の光フィルタの構成を示す概略平面図であ
る。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration of a conventional optical filter.

【図2】図1に示した液晶セルの印加電圧に対する共振
波長特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing resonance wavelength characteristics with respect to an applied voltage of the liquid crystal cell shown in FIG.

【図3】図1に示した液晶セルのフィルタ特性を示すグ
ラフである。
FIG. 3 is a graph showing filter characteristics of the liquid crystal cell shown in FIG.

【図4】本発明の可変波長光フィルタの一実施例を示す
概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing one embodiment of the variable wavelength optical filter of the present invention.

【図5】本発明の可変波長光フィルタの他の実施例を示
す概略平面図である。
FIG. 5 is a schematic plan view showing another embodiment of the variable wavelength optical filter of the present invention.

【図6】本発明の可変波長光フィルタのさらに他の実施
例を示す概略斜視図である。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing still another embodiment of the variable wavelength optical filter of the present invention.

【図7】図6に示した光フィルタに用いられ得る液晶セ
ルの一例の内部構造を示す概略斜視図である。
7 is a schematic perspective view showing an internal structure of an example of a liquid crystal cell that can be used for the optical filter shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12,13,14 光ファイバ 21,22,23,24 コリメートレンズ 31,34,35 液晶セル 41,42,43,44 ITO膜 51,52 ミラー膜 61,62 配向膜 71,72,73,74 透明基板 81 液晶 91,92 1/2波長板 102,103,104 直角プリズム 211 ハーフミラー 301 フォトダイオード 401 光量検出回路 501 APC回路 601 液晶駆動回路 701,702,703 電気端子 801 ペルチェ素子またはヒータ 901 サーミスタ 1000 ケース 11, 12, 13, 14 Optical fiber 21, 22, 23, 24 Collimating lens 31, 34, 35 Liquid crystal cell 41, 42, 43, 44 ITO film 51, 52 Mirror film 61, 62 Alignment film 71, 72, 73, 74 Transparent substrate 81 Liquid crystal 91, 92 1/2 wavelength plate 102, 103, 104 Right angle prism 211 Half mirror 301 Photodiode 401 Light intensity detection circuit 501 APC circuit 601 Liquid crystal drive circuit 701, 702, 703 Electric terminal 801 Peltier element or heater 901 Thermistor 1000 case

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/13 500 G02F 1/1335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/13 500 G02F 1/1335

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ファブリペロエタロン構造をもつねじれ
ネマチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対し垂直に
配置された1/2波長板と、該光軸に対し平行に前記液
晶セルを透過する光ビームが、前記液晶セルを透過した
後に該光ビームの進行方向を180度変更し、該1/2
波長板を通過し、再び前記液晶セルを透過するよう配置
された光学系とを具備することを特徴とする可変波長光
フィルタ。
1. A twisted nematic liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure, a half-wave plate disposed perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell, and transmitting through the liquid crystal cell parallel to the optical axis. After the light beam passes through the liquid crystal cell, the traveling direction of the light beam is changed by 180 degrees, and
An optical system disposed so as to pass through the wavelength plate and pass through the liquid crystal cell again.
【請求項2】 ファブリペロエタロン構造をもつねじれ
ネマチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対し垂直に
配置された1/2波長板と、該光軸に対し平行に前記液
晶セルを透過する光ビームが、前記液晶セルを透過した
後に該1/2波長板を通過し、その後該光ビームの進行
方向を180度変更し、再び前記液晶セルを透過するよ
う配置された光学系とを具備することを特徴とする可変
波長光フィルタ。
2. A twisted nematic liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure, a half-wave plate disposed perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell, and transmitting through the liquid crystal cell parallel to the optical axis. An optical system arranged so that the light beam passes through the half-wave plate after passing through the liquid crystal cell, then changes the traveling direction of the light beam by 180 degrees, and passes through the liquid crystal cell again. A tunable optical filter.
【請求項3】 ファブリペロエタロン構造をもち、複数
個の透明電極対が相互に電気的に絶縁されて配置された
ねじれネマチック液晶セルと、該液晶セルの光軸に対し
垂直に配置された1/2波長板と、該光軸に対し平行に
該液晶セルを透過する複数の光ビームが、該液晶セルを
透過した後該1/2波長板を通過し、その後該光ビーム
の進行方向を180度変更し、再び前記液晶セルを透過
するよう配置した光学系とを具備することを特徴とする
可変波長光フィルタ。
3. A twisted nematic liquid crystal cell having a Fabry-Perot etalon structure, in which a plurality of transparent electrode pairs are electrically insulated from each other, and a twisted nematic liquid crystal cell, which is disposed perpendicular to the optical axis of the liquid crystal cell. A half-wave plate and a plurality of light beams that pass through the liquid crystal cell in parallel to the optical axis pass through the liquid crystal cell, pass through the half-wave plate, and then change the traveling direction of the light beam. An optical system which is changed by 180 degrees and arranged so as to transmit the liquid crystal cell again.
【請求項4】 請求項1から請求項3の何れかに記載の
可変波長光フィルタにおいて、前記液晶セルには熱的に
結合するように温度調節素子が取り付けられていること
を特徴とする可変波長光フィルタ。
4. The variable wavelength optical filter according to claim 1, wherein a temperature control element is attached to the liquid crystal cell so as to be thermally coupled. Wavelength light filter.
【請求項5】 請求項1から請求項4の何れかに記載の
可変波長光フィルタにおいて、進行方向を180度変更
され再度液晶セルを通過した光ビームの一部を透過し、
残りを反射するハーフミラーが配置され、該ハーフミラ
ーで反射された光ビームが入射するフォトダイオードが
配置され、該フォトダイオードの受光光量が常に最大と
なるように前記液晶セルの駆動電圧を調整する回路が配
置されていることを含むことを特徴とする可変波長光フ
ィルタ。
5. The variable wavelength optical filter according to claim 1, wherein a part of the light beam whose traveling direction has been changed by 180 degrees and has passed through the liquid crystal cell again is transmitted.
A half mirror that reflects the rest is arranged, a photodiode on which the light beam reflected by the half mirror is incident is arranged, and the drive voltage of the liquid crystal cell is adjusted so that the amount of light received by the photodiode is always maximum. A tunable optical filter, comprising a circuit.
【請求項6】 請求項1から請求項5の何れかに記載の
可変波長光フィルタにおいて、前記液晶セルに入射され
る光ビームの方向を、前記液晶セルに入射する前に90
度変更し、前記液晶セルの光軸に対し平行に入射する第
1の光学系と、2度前記液晶セルを通過した光ビームの
方向を90度変更する第2の光学系とを具備することを
特徴とする可変波長光フィルタ。
6. The variable wavelength optical filter according to claim 1, wherein a direction of a light beam incident on the liquid crystal cell is adjusted by 90 degrees before entering the liquid crystal cell.
And a second optical system that changes the direction of a light beam that has passed through the liquid crystal cell by 90 degrees and changes the direction of the light beam that has passed through the liquid crystal cell by 90 degrees. A tunable optical filter characterized by the following.
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