JP3414982B2 - 可変波長選択フィルタ - Google Patents
可変波長選択フィルタInfo
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- JP3414982B2 JP3414982B2 JP10472397A JP10472397A JP3414982B2 JP 3414982 B2 JP3414982 B2 JP 3414982B2 JP 10472397 A JP10472397 A JP 10472397A JP 10472397 A JP10472397 A JP 10472397A JP 3414982 B2 JP3414982 B2 JP 3414982B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信における波
長多重伝送路に用いられる可変波長選択フィルタに関
し、詳しくは、高速信号と低速信号の各々を波長選択で
きる可変波長選択フィルタに関するものである。
長多重伝送路に用いられる可変波長選択フィルタに関
し、詳しくは、高速信号と低速信号の各々を波長選択で
きる可変波長選択フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の可変波長選択フィルタとし
ては、エタロン共振器内に液晶を充填させた液晶エタロ
ンを電圧により制御する方式のものがある（特開平４−
２２０６１８号公報参照）。すなわち、ガラス基板上に
透明電極、誘電体ミラー、配向膜を付けた一対の基板で
液晶をサンドイッチした可変波長フィルタに電圧を印加
し、透過スペクトルのピーク値をシフトさせることによ
り、波長選択を行うようにしている。
ては、エタロン共振器内に液晶を充填させた液晶エタロ
ンを電圧により制御する方式のものがある（特開平４−
２２０６１８号公報参照）。すなわち、ガラス基板上に
透明電極、誘電体ミラー、配向膜を付けた一対の基板で
液晶をサンドイッチした可変波長フィルタに電圧を印加
し、透過スペクトルのピーク値をシフトさせることによ
り、波長選択を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来の可変波長
選択フィルタでは、図４に示すように１本の入射側の光
ファイバ２による１．３１μｍ帯、１．５５μｍ帯の同
時波長多重通信システムの場合、ＷＤＭ（波長分割多
重）カプラ２０等により波長を１．３１μｍ帯と１．５
５μｍ帯とに分波した後、１．３１μｍ帯用可変波長フ
ィルタ２１と１．５５μｍ帯用可変波長フィルタ２２と
で波長選択し、さらに後段のＷＤＭカプラ２４で合波し
て１本の出射側光ファイバ３で伝送する。
選択フィルタでは、図４に示すように１本の入射側の光
ファイバ２による１．３１μｍ帯、１．５５μｍ帯の同
時波長多重通信システムの場合、ＷＤＭ（波長分割多
重）カプラ２０等により波長を１．３１μｍ帯と１．５
５μｍ帯とに分波した後、１．３１μｍ帯用可変波長フ
ィルタ２１と１．５５μｍ帯用可変波長フィルタ２２と
で波長選択し、さらに後段のＷＤＭカプラ２４で合波し
て１本の出射側光ファイバ３で伝送する。
【０００４】したがって、この方式では、２個のＷＤＭ
カプラ２０、２３を必要とし、かつ１．３１μｍ帯用の
可変波長フィルタ２１と１．５５μｍ帯用の可変波長フ
ィルタ２２の２つの独立したフィルタが必要とされ、波
長選択部が大型になると共に、部品点数も多くなるとい
う問題がある。
カプラ２０、２３を必要とし、かつ１．３１μｍ帯用の
可変波長フィルタ２１と１．５５μｍ帯用の可変波長フ
ィルタ２２の２つの独立したフィルタが必要とされ、波
長選択部が大型になると共に、部品点数も多くなるとい
う問題がある。
【０００５】本発明は上述の点に着目してなされたもの
で、１本の光ファイバ内に入射された波長多重信号を各
々の帯域で選択することができる小型で安価な可変波長
選択フィルタを提供することを目的とする。
で、１本の光ファイバ内に入射された波長多重信号を各
々の帯域で選択することができる小型で安価な可変波長
選択フィルタを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、２つの波長帯が波長多重さ
れて光ファイバで伝送される光信号を波長選択する可変
波長選択フィルタであって、順次に相対向する３個のガ
ラス基板の各対向面間に光軸に沿う２個の液晶エタロン
が配置され、該液晶エタロンの一方をローパスフィル
タ、他方をハイパスフィルタとし、１本の入射側光ファ
イバから伝送される２つの波長帯から前記各液晶エタロ
ンにより２つの波長を選択した後１本の出射側光ファイ
バに戻すことを特徴とするものである。
め、請求項１記載の発明は、２つの波長帯が波長多重さ
れて光ファイバで伝送される光信号を波長選択する可変
波長選択フィルタであって、順次に相対向する３個のガ
ラス基板の各対向面間に光軸に沿う２個の液晶エタロン
が配置され、該液晶エタロンの一方をローパスフィル
タ、他方をハイパスフィルタとし、１本の入射側光ファ
イバから伝送される２つの波長帯から前記各液晶エタロ
ンにより２つの波長を選択した後１本の出射側光ファイ
バに戻すことを特徴とするものである。
【０００７】このため、請求項１記載の発明では、ガラ
ス基板内で組み合わされた２つの液晶エタロンの一方を
ローパスフィルタ、他方をハイパスフィルタとした構成
であるので、１本の入射側光ファイバから入射される各
波長帯から各々の液晶エタロンで波長を選択し、再び１
本の出射側光ファイバに戻すことにより、１個の可変波
長選択フィルタで波長選択が可能となり、小型で安価な
波長選択システムが得られる。
ス基板内で組み合わされた２つの液晶エタロンの一方を
ローパスフィルタ、他方をハイパスフィルタとした構成
であるので、１本の入射側光ファイバから入射される各
波長帯から各々の液晶エタロンで波長を選択し、再び１
本の出射側光ファイバに戻すことにより、１個の可変波
長選択フィルタで波長選択が可能となり、小型で安価な
波長選択システムが得られる。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の可変波長選択フィルタであって、前記各液晶エタロ
ンは、各々の反射膜の対向間隔を異なった値にすること
により各々特有の共振波長を得るように構成されている
ことを特徴とするものである。
載の可変波長選択フィルタであって、前記各液晶エタロ
ンは、各々の反射膜の対向間隔を異なった値にすること
により各々特有の共振波長を得るように構成されている
ことを特徴とするものである。
【０００９】このため、請求項２記載の発明では、各々
の液晶エタロンの反射膜間の距離を変化させることによ
り、任意の波長を選択することが可能となる。
の液晶エタロンの反射膜間の距離を変化させることによ
り、任意の波長を選択することが可能となる。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１の
可変波長選択フィルタであって、前記液晶エタロンは、
各々の反射膜の外側面に透明電極が設けられ、該透明電
極から各液晶エタロンへの印加電圧を変えることにより
各々特有の共振波長を得るように構成されていることを
特徴とするものである。
可変波長選択フィルタであって、前記液晶エタロンは、
各々の反射膜の外側面に透明電極が設けられ、該透明電
極から各液晶エタロンへの印加電圧を変えることにより
各々特有の共振波長を得るように構成されていることを
特徴とするものである。
【００１１】このため、請求項３記載の発明では、各々
の液晶エタロンへの印加電圧を変えることにより、液晶
の屈折率を可変させて任意の波長を選択することが可能
となる。
の液晶エタロンへの印加電圧を変えることにより、液晶
の屈折率を可変させて任意の波長を選択することが可能
となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。なお、図４と同一部材または同一
機能のものは同一符号で示している。
に基づいて説明する。なお、図４と同一部材または同一
機能のものは同一符号で示している。
【００１３】図１において、可変波長選択フィルタ１
は、入射側の光ファイバ２と出射側の光ファイバ３との
間に配置されている。
は、入射側の光ファイバ２と出射側の光ファイバ３との
間に配置されている。
【００１４】この可変波長選択フィルタ１は、両側およ
び中間にガラス基板４、５および６が設けられ、ガラス
基板４と５、およびガラス基板５と６の相対向する内面
には透明電極７、７および８、８が蒸着されている。
び中間にガラス基板４、５および６が設けられ、ガラス
基板４と５、およびガラス基板５と６の相対向する内面
には透明電極７、７および８、８が蒸着されている。
【００１５】透明電極７、７の内側に、反射膜１０、１
０と液晶１１とからなる液晶エタロンＥ1 が設けられ、
かつ透明電極８、８の内側に、反射膜１２、１２と液晶
１３とからなる液晶エタロンＥ2 が設けられている。各
液晶エタロンＥ1 およびＥ2の上下には円柱状のスペー
サ１７が設けられ、反射膜１０、１０（１２、１２）間
の距離の一定化が図られている。透明電極７、８には電
圧Ｖを印加することにより、液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 の
選択波長を任意に設定するようになっている。さらに、
両側のガラス基板４、６の外側面には無反射膜１８が蒸
着されている。
０と液晶１１とからなる液晶エタロンＥ1 が設けられ、
かつ透明電極８、８の内側に、反射膜１２、１２と液晶
１３とからなる液晶エタロンＥ2 が設けられている。各
液晶エタロンＥ1 およびＥ2の上下には円柱状のスペー
サ１７が設けられ、反射膜１０、１０（１２、１２）間
の距離の一定化が図られている。透明電極７、８には電
圧Ｖを印加することにより、液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 の
選択波長を任意に設定するようになっている。さらに、
両側のガラス基板４、６の外側面には無反射膜１８が蒸
着されている。
【００１６】一般に液晶エタロンを透過することによっ
て選択される共振波長λは、λ＝２ｎｄ／ｍ（但しｎは
屈折率、ｄは反射膜の対向間隔、ｍは次数）で表され
る。したがって、液晶エタロンＥ1 およびＥ2 は、印加
される電圧Ｖによる液晶１１および１３の屈折率ｎの変
化と、反射膜１０、１０間および１２、１２間の距離の
変化により各々特定の共振波長を得ることができる。
て選択される共振波長λは、λ＝２ｎｄ／ｍ（但しｎは
屈折率、ｄは反射膜の対向間隔、ｍは次数）で表され
る。したがって、液晶エタロンＥ1 およびＥ2 は、印加
される電圧Ｖによる液晶１１および１３の屈折率ｎの変
化と、反射膜１０、１０間および１２、１２間の距離の
変化により各々特定の共振波長を得ることができる。
【００１７】例えば、液晶１１および１３の屈折率ｎ＝
１．７、反射膜１３、１３間の距離を１１．５μｍとし
たとすると、液晶エタロンＥ1 の共振波長は、λ1 ＝
１．５５μｍとなり、１段目の液晶エタロンＥ1 は、図
２（ａ）に示すように、１．３１μｍ帯の波長は透過、
１．５５μｍ帯の波長は不透過（反射）の特性のローパ
スフィルタとなる。また、屈折率ｎ＝１．７、反射膜１
２、１２間の距離を９．５μｍとしたとすると、λ2 ＝
１．３１μｍとなり、２段目の液晶エタロンＥ2は、図
２（ｂ）に示すように、１．５５μｍ帯の波長は透過、
１．３１μｍ帯の波長は不透過（反射）の特性のハイパ
スフィルタとなる。但し、これらの値は任意であって、
１．３１μｍ帯、１．５５μｍ帯のみでなく他の波長帯
の選択も可能であることはいうまでもない。
１．７、反射膜１３、１３間の距離を１１．５μｍとし
たとすると、液晶エタロンＥ1 の共振波長は、λ1 ＝
１．５５μｍとなり、１段目の液晶エタロンＥ1 は、図
２（ａ）に示すように、１．３１μｍ帯の波長は透過、
１．５５μｍ帯の波長は不透過（反射）の特性のローパ
スフィルタとなる。また、屈折率ｎ＝１．７、反射膜１
２、１２間の距離を９．５μｍとしたとすると、λ2 ＝
１．３１μｍとなり、２段目の液晶エタロンＥ2は、図
２（ｂ）に示すように、１．５５μｍ帯の波長は透過、
１．３１μｍ帯の波長は不透過（反射）の特性のハイパ
スフィルタとなる。但し、これらの値は任意であって、
１．３１μｍ帯、１．５５μｍ帯のみでなく他の波長帯
の選択も可能であることはいうまでもない。
【００１８】液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 の反射膜１０、１
２の材料としては、ＴｉＯ2 ，ＺｎＳ等の高屈折材料
と、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の低屈折材料とを組み合わ
せて多層膜を構成し、これらの膜厚を制御することによ
り、ハイパスフィルタあるいはローパスフィルタとして
構成される。
２の材料としては、ＴｉＯ2 ，ＺｎＳ等の高屈折材料
と、ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 等の低屈折材料とを組み合わ
せて多層膜を構成し、これらの膜厚を制御することによ
り、ハイパスフィルタあるいはローパスフィルタとして
構成される。
【００１９】次に作用を説明する。便宜上、１段目の液
晶エタロンＥ1 は低速信号である１．３１μｍ帯を透過
するローパスフィルタ、２段目の液晶エタロンＥ2 は高
速信号である１．５５μｍ帯を透過するハイパスフィル
タに設定されている場合について説明する。
晶エタロンＥ1 は低速信号である１．３１μｍ帯を透過
するローパスフィルタ、２段目の液晶エタロンＥ2 は高
速信号である１．５５μｍ帯を透過するハイパスフィル
タに設定されている場合について説明する。
【００２０】出射側の光ファイバ２から出射された１．
３１μｍ帯および１．５５μｍ帯の波長多重信号（図３
（ａ）参照）は、１段目の液晶エタロンＥ1 によって
１．３１μｍ帯は透過し、１．５５μｍ帯は反射させて
共振波長を得ることにより、波長１．５５μｍを選択す
る（図３（ｂ）参照）。
３１μｍ帯および１．５５μｍ帯の波長多重信号（図３
（ａ）参照）は、１段目の液晶エタロンＥ1 によって
１．３１μｍ帯は透過し、１．５５μｍ帯は反射させて
共振波長を得ることにより、波長１．５５μｍを選択す
る（図３（ｂ）参照）。
【００２１】同様にして２段目の液晶エタロンＥ2 で
１．５５μｍ帯の波長は透過し、１．３１μｍ帯は反射
させて共振波長を得ることにより、波長１．３１μｍを
選択する（図３（ｂ）参照）。
１．５５μｍ帯の波長は透過し、１．３１μｍ帯は反射
させて共振波長を得ることにより、波長１．３１μｍを
選択する（図３（ｂ）参照）。
【００２２】このようにして、液晶エタロンＥ1 、Ｅ2
で選択された１．３１μｍと１．５５μｍの光信号は、
再び１本の光ファイバ３に入射されて取り出され、ＯＥ
変換器で電気信号に変換される。
で選択された１．３１μｍと１．５５μｍの光信号は、
再び１本の光ファイバ３に入射されて取り出され、ＯＥ
変換器で電気信号に変換される。
【００２３】液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 は、図１とは逆に
ローパスフィルタの液晶エタロンＥ1 を２段目に、ハイ
パスフィルタの液晶エタロンＥ2 を１段目に各々配置し
てもよい。その場合は、１段目の液晶エタロンＥ2 で波
長１．３１μｍを選択し、２段目の液晶エタロンＥ1 で
波長１．５５μｍを選択する。
ローパスフィルタの液晶エタロンＥ1 を２段目に、ハイ
パスフィルタの液晶エタロンＥ2 を１段目に各々配置し
てもよい。その場合は、１段目の液晶エタロンＥ2 で波
長１．３１μｍを選択し、２段目の液晶エタロンＥ1 で
波長１．５５μｍを選択する。
【００２４】上記の作用の説明では、１．３１μｍ帯と
１．５５μｍ帯の波長帯を選択する例について説明した
が、液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 の各反射膜１０、１０間お
よび１２、１２間の調整、あるいは印加電圧Ｖの調整に
より他の任意の波長帯についても同様に分離選択できる
ことは前述の通りである。
１．５５μｍ帯の波長帯を選択する例について説明した
が、液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 の各反射膜１０、１０間お
よび１２、１２間の調整、あるいは印加電圧Ｖの調整に
より他の任意の波長帯についても同様に分離選択できる
ことは前述の通りである。
【００２５】以上のように、本実施の形態の可変波長選
択フィルタは、２つの液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 を３個の
ガラス基板４、５、６内で組み合わせ、一方をローパス
フィルタ、他方をハイパスフィルタとした構成であるの
で、１本の光ファイバから入射される例えば１．３１μ
ｍ帯と１．５５μｍ帯の各波長帯から各液晶エタロンＥ
1 、Ｅ2 で波長を選択し、再び１本の光ファイバ３に戻
すことにより、１個の可変波長選択フィルタ１で波長選
択が可能となり、小型で安価な波長選択システムが得ら
れる。また、この可変波長選択フィルタ１は、小型で安
価な多重双方向通信システムをも構成することができ
る。
択フィルタは、２つの液晶エタロンＥ1 、Ｅ2 を３個の
ガラス基板４、５、６内で組み合わせ、一方をローパス
フィルタ、他方をハイパスフィルタとした構成であるの
で、１本の光ファイバから入射される例えば１．３１μ
ｍ帯と１．５５μｍ帯の各波長帯から各液晶エタロンＥ
1 、Ｅ2 で波長を選択し、再び１本の光ファイバ３に戻
すことにより、１個の可変波長選択フィルタ１で波長選
択が可能となり、小型で安価な波長選択システムが得ら
れる。また、この可変波長選択フィルタ１は、小型で安
価な多重双方向通信システムをも構成することができ
る。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳述したように、請求項１記載の
発明によれば、ガラス基板内で組み合わされた２つの液
晶エタロンの一方をローパスフィルタ、他方をハイパス
フィルタとした構成であるので、１本の光ファイバから
入射される２つの波長帯（例えば１．３１μｍ帯と１．
５５μｍ帯）の各波長帯から各々の液晶エタロンで波長
を選択し、再び１本の光ファイバに戻すことにより、１
個の可変波長選択フィルタで波長選択が可能となり、小
型で安価な波長選択システムが得られる。さらにはこの
波長選択システムを利用して、小型で安価な多重双方向
通信システムをも構成することができる。
発明によれば、ガラス基板内で組み合わされた２つの液
晶エタロンの一方をローパスフィルタ、他方をハイパス
フィルタとした構成であるので、１本の光ファイバから
入射される２つの波長帯（例えば１．３１μｍ帯と１．
５５μｍ帯）の各波長帯から各々の液晶エタロンで波長
を選択し、再び１本の光ファイバに戻すことにより、１
個の可変波長選択フィルタで波長選択が可能となり、小
型で安価な波長選択システムが得られる。さらにはこの
波長選択システムを利用して、小型で安価な多重双方向
通信システムをも構成することができる。
【００２７】また、請求項２記載の発明によれば、２つ
の液晶エタロンは、各々の反射膜間の距離を異なった値
にしたので、反射膜の距離の変更だけで任意の波長を選
択することが可能となる。
の液晶エタロンは、各々の反射膜間の距離を異なった値
にしたので、反射膜の距離の変更だけで任意の波長を選
択することが可能となる。
【００２８】また、請求項３記載の発明によれば、２つ
の液晶エタロンは、各々の反射膜の外側面に透明電極が
設けられ、各液晶エタロンへの印加電圧を変えるように
したので、液晶エタロンへの印加電圧を変えるだけで任
意の波長を選択することが可能となる。
の液晶エタロンは、各々の反射膜の外側面に透明電極が
設けられ、各液晶エタロンへの印加電圧を変えるように
したので、液晶エタロンへの印加電圧を変えるだけで任
意の波長を選択することが可能となる。
【図１】本発明の可変波長選択フィルタの一実施の形態
を示す縦断側面図である。
を示す縦断側面図である。
【図２】（ａ）は液晶エタロンのローパスフィルタ特
性、（ｂ）はハイパスフィルタ特性を示すグラフであ
る。
性、（ｂ）はハイパスフィルタ特性を示すグラフであ
る。
【図３】（ａ）は波長選択前、（ｂ）は波長選択後の透
過スペクトル図である。
過スペクトル図である。
【図４】従来の可変波長選択フィルタを使用した波長多
重通信システム図である。
重通信システム図である。
１ 可変波長選択フィルタ
２、３ 光ファイバー
４、５、６ ガラス基板
７、８ 透明電極
１０、１２ 反射膜
１１、１３ 液晶
Ｅ1 、Ｅ2 液晶エタロン
─────────────────────────────────────────────────────
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
G02F 1/061
Claims (3)
- 【請求項１】 ２つの波長帯が波長多重されて光ファイ
バで伝送される光信号を波長選択する可変波長選択フィ
ルタであって、 順次に相対向する３個のガラス基板の各対向面間に光軸
に沿う２個の液晶エタロンが配置され、該液晶エタロン
の一方をローパスフィルタ、他方をハイパスフィルタと
し、１本の入射側光ファイバから伝送される２つの波長
帯から前記各液晶エタロンにより２つの波長を選択した
後１本の出射側光ファイバに戻すことを特徴とする可変
波長選択フィルタ。 - 【請求項２】 前記各液晶エタロンは、各々の反射膜の
対向間隔を異なった値にすることにより各々特有の共振
波長を得るように構成されていることを特徴とする請求
項１記載の可変波長選択フィルタ。 - 【請求項３】 前記各液晶エタロンは、各々の反射膜の
外側面に透明電極が設けられ、該透明電極から各液晶エ
タロンへの印加電圧を変えることにより各々特有の共振
波長を得るように構成されていることを特徴とする請求
項１記載の可変波長選択フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10472397A JP3414982B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 可変波長選択フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10472397A JP3414982B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 可変波長選択フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10300974A JPH10300974A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3414982B2 true JP3414982B2 (ja) | 2003-06-09 |
Family
ID=14388424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10472397A Expired - Fee Related JP3414982B2 (ja) | 1997-04-22 | 1997-04-22 | 可変波長選択フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3414982B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4204970B2 (ja) * | 2003-12-25 | 2009-01-07 | 日本電信電話株式会社 | 偏波制御素子およびその駆動方法 |
| US7099529B2 (en) * | 2004-03-26 | 2006-08-29 | Nec Laboratories America, Inc. | Flexible band tunable filter |
| CN102798998A (zh) * | 2012-07-30 | 2012-11-28 | 天津奇谱光电技术有限公司 | 一种单模连续可调谐光学滤波器 |
| CN102868090B (zh) | 2012-09-28 | 2014-09-17 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 具有灵活波长栅格调谐功能的外腔可调激光器 |
-
1997
- 1997-04-22 JP JP10472397A patent/JP3414982B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10300974A (ja) | 1998-11-13 |
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