JP3540062B2 - チューナブルフィルタモジュール - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的に通過波長帯域の中心波長が可変であるチューナブルフィルタモジュールに関し、特に、入力光の波長変動に応じて自動的に入力光の中心波長に自らの透過中心波長を制御可能なチューナブルフィルタモジュールに関する。
【0002】
それぞれ異なる波長を有する多数の信号光を一本の光ファイバで伝送する波長多重伝送システムは、極めて大きな伝送容量とコストパフォーマンスが得られる方式として注目されている。波長多重伝送システムにおいては、受信側に目的の波長の信号光のみを取り出し、他の波長の光をカットするフィルタを用いることが一般的に行われている。
【0003】
一般的には、光フィルタの通過波長帯域は狭い方が望ましい。しかし、光通信システムの送信側の光源の温度変化や経時変化により、信号光の波長が変動するので、使用する光フィルタの通過波長帯域が狭すぎる場合には、信号光も遮断されてしまう恐れがある。
【0004】
そこで、信号光の波長変化に追随して光フィルタの通過波長帯域の中心波長を制御するシステムを実現するために、通過波長帯域の中心波長が可変であるチューナブルフィルタモジュールが要望されている。
【0005】
【従来の技術】
従来、光学干渉膜や回折格子への入射角度を機械的に変化させることで、通過波長帯域の中心波長を可変にできるチューナブルフィルタモジュールが知られている。
【0006】
しかし従来のチューナブルフィルタモジュールでは、信号光とチューナブルフィルタモジュールの設定波長(通過波長帯域の中心波長)がずれていたとき、チューナブルフィルタモジュールの設定波長を短波長側又は長波長側に修正する必要があるが、どちらの方向に修正すべきかが判定できなかった。
【0007】
そのため、従来はチューナブルフィルタモジュールの設定波長を一定の周期で変動させ、透過光の強度をモニタして、通過波長帯域の中心波長を求めていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のようにフィルタモジュールの設定波長を一定の周期で変動させると、信号光の強度変動をもたらすなど信号光に悪影響を及ぼし、エラーレートを悪化させる。また、通過波長帯域の中心波長を見い出す作業に時間がかかること、制御系が複雑になる等の欠点があった。
【0009】
故に本発明の目的は、信号光の波長変動に応じて自動的に信号光の中心波長に自らの透過中心波長を制御可能なチューナブルフィルタモジュールを提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、入射された信号光ビームを直進する第1ビームと、該第1ビームより短波長の第2ビームと、長波長の第3ビームとに分離するビーム分離手段と;前記第1、第2及び第3ビームが透過するように配置された多層膜フィルタと;前記第2ビームを検出するように配置された第1光検出器と;前記第3ビームを検出するように配置された第2光検出器と;前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と;前記多層膜フィルタを移動させるアクチュエータと;前記差分信号に応じて、前記多層膜フィルタの透過帯域の中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュールが提供される。
【0011】
好ましくは、ビーム分離手段は透過型回折格子から構成される。代案として、ビーム分離手段を楔角が相互に等しく楔の向きが反対方向に配置された一対の複屈折楔板から構成することもできる。
【0012】
本発明の他の側面によると、入射された信号光ビームを直進する第1ビームと、該第1ビームより短波長の第2ビームと、長波長の第3ビームとに分離するビーム分離手段と;前記第1、第2及び第3ビームが透過するように信号光ビームの光路に対して斜めに配置されたファブリペロ干渉器と;前記第2ビームを検出するように配置された第1光検出器と;前記第3ビームを検出するように配置された第2光検出器と;前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と;前記ファブリペロ干渉器の前記光路に対する傾きを変化させるアクチュエータと;前記差分信号に応じて、前記ファブリペロ干渉器の透過中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュールが提供される。
【0013】
第1光検出器が第2ビームの強度を検出し、強度に応じた電気信号を出力する。一方、第2光検出器が第3ビームの強度を検出し、強度に応じた電気信号を出力する。比較器で第1及び第2光検出器の出力が比較され、その差分信号が駆動手段に出力される。
【0014】
駆動手段は、比較器から出力される差分信号に応じて、多層膜フィルタの透過中心波長を信号光ビームの中心波長と一致するようにアクチュエータを駆動する。
【0015】
【実施の形態】
図1を参照すると、本発明第1実施例のチューナブルフィルタモジュール2の概略構成図が示されている。本明細書全体を通して、実質上同一構成部分については同一符号を付して説明する。
【0016】
符号4はチューナブルフィルタモジュール2のケース又はベースである。ケース4には入力光ファイバ6に接続されたフェルール8が固定されている。入力光ファイバ8から出射した信号光はレンズ10によりコリメートされて、コリメートされた信号光ビーム18が透過型回折格子12に入射する。
【0017】
透過型回折格子12をまっすぐ透過する光は0次光ビーム20であり、この0次光ビームの左右に+1次光ビーム22、−1次光ビーム24が出射する。ここで、更に高次の光(±2次光等)は強度が弱いため、無視するように設計することが容易である。
【0018】
一例として、0次光の強度が約96%、±1次光の強度が2%ずつ、他の次数の強度が0.1%以下となるように設計する。このとき、透過型回折格子12を挿入したことにより、主信号ポートが受ける損失増加は0.2dBである。
【0019】
また、透過型回折格子12は1mmあたり100本程度の溝数を有していれば十分であり、安価に製造できると共に、波長による回折角度依存性も小さくできる。
【0020】
符号14は誘電体多層膜フィルタであり、ピボット軸16回りに回動可能に取り付けられている。ここで、主信号光ビーム20は入射角θ0 で誘電体多層膜フィルタ14に入射し、+1次光ビーム22は主信号光ビーム20の入射角θ0 よりも大きな入射角θ+1で誘電体多層膜フィルタ14に入射し、−1次光ビーム24は主信号光ビーム20の入射角θ0 よりも小さな入射角θ-1で誘電体多層膜フィルタ14に入射する。
【0021】
このため、+1次光ビーム22は主信号光ビーム20よりも短波長の光が誘電体多層膜フィルタ14を透過することになり、−1次光ビーム24は主信号光ビーム20よりも長波長の光が誘電体多層膜フィルタ14を透過する。この関係が図2に示されている。
【0022】
+1次光ビーム22はフォトダイオード32で検出され、−1次光ビーム24はフォトダイオード34で検出される。また、主信号光ビーム20はレンズ26により出力光ファイバ30に結合される。符号28は出力光ファイバ30に接続されたフェルールであり、ケース4に固定されている。
【0023】
透過型回折格子12の回折光、即ち+1次光ビーム22及び−1次光ビーム24はそれぞれフォトダイオード32,34で受光するため、波長による回折角度変動が微小ならば許容できる。即ち、回折角度変動によるビーム位置ずれよりもフォトダイオード32,34の受光径が大きくなるように設計する。
【0024】
フォトダイオード32及び34は比較器36に接続されている。比較器36で+1次光ビーム22と−1次光ビーム24の強度を比較し、+1次光ビーム22の方が強度が高ければ誘電体多層膜フィルタ14の透過帯域の中心波長(設定波長)が信号光ビーム18の中心波長よりも短いことを示し、−1次光ビーム24の方が強度が高ければ誘電体多層膜フィルタ14の透過帯域の中心波長が信号光ビーム18の中心波長よりも長いことを示す。
【0025】
比較器36の出力はマイクロアクチュエータ40の駆動回路38に入力される。マイクロアクチュエータ40はシリンダ42と、このシリンダ42に対して摺動可能なピストン44を有しており、ピストン44が誘電体多層膜フィルタ14に当接している。
【0026】
よって、比較器36から出力される+1次光ビーム22と−1次光ビーム24の強度の差分信号に応じて、駆動回路38がアクチュエータ40を駆動し、誘電体多層膜フィルタ14の透過帯域の中心波長が信号光ビーム18の中心波長と一致するように誘電体多層膜フィルタ14の傾斜角を変化させる。
【0027】
上述した説明は信号光ビーム18のプロフィールが中心に対して対称と仮定した場合であるが、実際の信号光ビームは中心に対して対称に近い場合が多く、実用上問題が起こることはほとんどない。
【0028】
信号光ビームのプロフィールは、モジュールを組み立てる前に例えばスペクトラムアナライザで検出する。この検出により、信号光ビームのプロフィールが中心に対して非対称と検出された場合には、信号光ビームのプロフィルに応じた補正回路をフォトダイオード32と比較器36の間、又はフォトダイオード34と比較器36の間に挿入する。
【0029】
図3を参照すると、本発明第2実施例のチューナブルフィルタモジュール46の概略構成図が示されている。この実施例は、透過波長がその位置によって連続的に変化するように製作された誘電体多層膜フィルタを水平方向に移動させることによって、誘電体多層膜フィルタ48の透過帯域の中心波長を変化させる。
【0030】
具体的には、図4に示すように透明基板50上に積層する誘電体多層膜48の厚さを連続的に変化させることにより、透過波長をその位置によって連続的に変化させることができる。
【0031】
誘電体多層膜フィルタ48は第1実施例と同様なマイクロアクチュエータ40により、水平方向に移動される。尚図3においては、図1に示した第1実施例の比較器36及び駆動回路38が省略されている。
【0032】
図3において、誘電体多層膜フィルタ48はその下側の膜厚が上側の膜厚よりも連続的に厚くなるように形成されている。このように構成すると、第1実施例と同様に+1次光ビーム22と−1次光ビーム24は、主信号光ビーム20よりもそれぞれ短波長、長波長の場所を透過することになる。
【0033】
よって、フォトダイオード32,34で検出した+1次光ビーム22と−1次光ビーム24の強度を比較して、その強度差に応じてマイクロアクチュエータ40を駆動することにより、誘電体多層膜フィルタ48の透過帯域の中心波長を信号光ビームの中心波長と一致させることができる。
【0034】
尚本実施例の場合には、+1次光ビーム22と−1次光ビーム24の誘電体多層膜フィルタ48に対する入射角はほとんど0°に近いため、入射角の変化による波長ずれは無視し得る。
【0035】
図5を参照すると、本発明第3実施例のチューナブルフィルタモジュール52の概略構成図が示されている。本実施例では、シングルモードファイバ56と、このシングルモードファイバ56の両側に配置されたマルチモードファイバ58,60とからなるファイバアレイ55を使用する。
【0036】
マルチモードファイバ58はフォトダイオード32に光学的に接続されており、マルチモードファイバ60はフォトダイオード34に光学的に接続されている。
【0037】
誘電体多層膜フィルタ48を透過した主信号光ビーム、+1次光ビーム及び−1次光ビームはレンズ54によりシングルモードファイバ56、マルチモードファイバ58、マルチモードファイバ60にそれぞれ結合される。
【0038】
本実施例では、主信号光ビームを伝搬する光ファイバ56のみをシングルモードファイバから構成し、+1次光ビーム及び−1次光ビームを伝搬するファイバ58,60はマルチモードファイバから構成したため、レンズ54によるビームのアライメントは中央のシングルモードファイバ56だけで取ればよく、1個のレンズ54により主信号光ビーム、+1次光ビーム及び−1次光ビームを3本のファイバ56,58及び60に容易に結合することができる。
【0039】
また、上述した第1及び第2実施例では、フォトダイオード32,34で+1次光ビーム22及び−1次光ビーム24をそれぞれ直接受光しているため、主信号光ビーム20と干渉しないようにフォトダイオード32,34を配置するのにビーム進行方向にある程度の距離を必要とする。
【0040】
しかし本実施例では、レンズ54により+1次光ビーム及び−1次光ビームをマルチモードファイバ58,60にそれぞれ結合するだけでよいので、モジュール全体を小型に構成することができる。図5においても、図1に示した第1実施例の比較器36及び駆動回路38は省略されている。
【0041】
図6を参照すると、本発明第4実施例のチューナブルフィルタモジュール62の概略構成図が示されている。本実施例では、信号光ビームを三分割するのに信号光ビームのビーム径に対して所定のサイズを有する台形プリズム64を使用する。
【0042】
本実施例の他の構成は、図1に示した第1実施例と同様である。本実施例においても、図1に示した比較器36、駆動回路38及びマイクロアクチュエータ40は省略されている。
【0043】
台形プリズム64は、図7に示すように底面64aと、底面64aに平行な上面64bと、底面64aと上面64bとを連結する一対の斜面64c,64dを有している。
【0044】
図8を参照すると、信号光ビームのビーム径Dとプリズム64の配置関係が示されている。ビーム径Dを有する信号光ビームのうち、プリズム64の上面64bに入射するビーム径D1 の信号光ビームはプリズム64を透過して主信号光ビーム66となる。
【0045】
一方、プリズム64のエッジ65,67より外側の信号光ビームはそれぞれ斜面64c,64dで屈折されて、プリズム64から屈折ビーム68,70が出射する。このように信号光のビーム径Dに対して所定のサイズの台形プリズム64を使用することにより、信号光ビームを三分割することができる。
【0046】
本実施例においても、フォトダイオード32,34で検出する屈折ビーム68,70の強度に応じて、誘電体多層膜フィルタ14の傾きを変化させて、誘電体多層膜フィルタ14の透過帯域の中心波長を信号光ビームの中心波長と一致させることができる。
【0047】
図9を参照すると、本発明第5実施例のチューナブルフィルタモジュール72の概略構成図が示されている。本実施例では、信号光ビームを三分割するために第1の複屈折結晶楔板74と第2の複屈折結晶楔板76の組み合わせを用いる。第1の複屈折結晶楔板74と第2の複屈折結晶楔板76は同一の楔角を有しているが、その向きが反対となるように信号光ビームの光路中に挿入される。
【0048】
第1の複屈折結晶楔板74の光学軸75と、第2の複屈折結晶楔板76の光学軸77は図10に示すような関係で配置されている。第2の複屈折結晶楔板76から出射する主信号ビーム78の割合を多くし、分割ビーム80,82の割合を小さく抑えるために、光学軸75と光学軸77の成す角度は約5°〜約15°程度であるのが望ましい。
【0049】
次に図11を参照して、第1及び第2の複屈折結晶楔板74,76が挿入された場合の、信号光ビームの光路について説明する。まず、信号光ビームは第1の複屈折結晶楔板74で常光(o)と異常光(e)に分離される。
【0050】
第1の複屈折結晶楔板74から出射する常光成分は第2の複屈折結晶楔板76で常光78aと、異常光80とに分離される。一方、第1の複屈折結晶楔板74から出射する異常光成分は第2の複屈折結晶楔板76で異常光78bと、常光82とに分離される。
【0051】
第1及び第2の複屈折結晶楔板74,76はその楔角が同一で楔の向きが反対となるように光路に配置されているため、第1及び第2の複屈折結晶楔板74,76で共に常光であるか、共に異常光であれば、屈折は相殺され、符号78a,78bに示す如く出射ビームは直進する。
【0052】
一方、第1の複屈折結晶楔板74で常光で、第2の複屈折結晶楔板76で異常光であれば、出射ビーム80は図示するように斜め上方に屈折される。また、第1の複屈折結晶楔板74で異常光で、第2の複屈折結晶楔板76で常光であれば、出射ビーム80は斜め下方に屈折される。
【0053】
このとき、まっすぐ進むビーム78a,78bは互いに異なる偏光成分が混合されるため、主信号ビーム78全体としては偏光依存性が生じない。屈折ビーム80,82については偏光依存性があるが、偏光依存性が問題にならないようなシステムを組むことは可能である。
【0054】
例えば、ビーム80,82の光路中に偏波スクランブラを挿入し、偏波を連続的に回転させる。このとき、回転周期よりも長い時間スパンであれば、偏光依存性が問題にならない。
【0055】
このような複屈折結晶楔板の材料としては、一般の複屈折結晶を全て使用することができるが、通信用の用途を考えた場合、複屈折の大きさと材料の安定性からルチルが優れている。
【0056】
しかしルチルは複屈折が大きいが、屈折率自体も大きい(ne =2.7,no =2.4)ため、ガラス(n=1.5)や光学接着剤(n=1.55)とその屈折率が大きく異なっている。実装の都合により、接着剤でガラスと複屈折結晶、又は複屈折結晶同士を接着したい場合には方解石が優れている。
【0057】
又、光学用複屈折結晶として最も量産されているリチウムナイオベート(LiNbO3 )を使用することもでき、量産性を高めることができる。もちろん、これら以外の結晶、例えばリチウムタンタレート(LiTiO3 )や二酸化テルル等も使用可能である。
【0058】
本実施例においても、図1に示した比較器36,駆動回路38及びマイクロアクチュエータ40は図示を省略されている。本実施例においても、屈折ビーム80,82の強度に応じて、誘電体多層膜フィルタ14の傾きを変えることにより、誘電体多層膜フィルタ14の透過帯域の中心波長を信号光ビームの中心波長に一致させることができる。
【0059】
図12を参照すると、本発明第6実施例のチューナブルフィルタモジュール84の概略構成図が示されている。本実施例では、波長フィルタとして、ファブリペロ干渉器86を使用する。
【0060】
本実施例の他の構成は、図1に示した第1実施例と同様である。本実施例においても、図1に示した比較器36、駆動回路38及びマイクロアクチュエータ40はその図示を省略されている。
【0061】
ファブリペロ干渉器は、例えばガラスの両面に適当な透過率の膜を施すことによってビームを干渉させ、狭帯域フィルタを得るものであるが、入射角を若干変えることによって透過帯域の中心波長が変わることが知られている。
【0062】
図13を参照すると、本発明第7実施例のチューナブルフィルタモジュール90の概略構成図が示されている。本実施例は回折格子92を使用し、出力ポート(出力ファイバ30)に結合される回折ビームの中心波長を信号光ビームの中心波長に一致させるように、回折格子92を揺動又は回転させて回折格子92と出力ポート間の相対角度を変更する。
【0063】
回折格子92は1mmあたり約1200〜2400本の溝を有している。回折光ビーム94は図14に示すような波長の広がりを有しており、回折ビーム94のセグメント94aを受光するようにフォトダイオード32を配置し、セグメント94bを受光するようにフォトダイオード34を配置する。
【0064】
フォトダイオード32,34の出力を図示しない比較器で比較し、その差分信号に応じて回折格子92を回転させることにより、出力ポートに結合される回折ビームの中心波長を信号光ビームの中心波長に一致させることができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明は以上詳述したように構成したので、信号光ビームの波長変動に応じて、透過帯域の中心波長を信号光ビームの中心波長に自動的に一致させることのできる、チューナブルフィルタモジュールを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明第1実施例の概略構成図である。
【図2】+1次光、0次光及び−1次光の波長と透過率の関係を示す図である。
【図3】本発明第2実施例の概略構成図である。
【図4】第2実施例に使用する誘電体多層膜フィルタの拡大図である。
【図5】本発明第3実施例の概略構成図である。
【図6】本発明第4実施例の概略構成図である。
【図7】台形プリズムの斜視図である。
【図8】信号光のビーム径とプリズムの配置関係を示す図である。
【図9】本発明第5実施例の概略構成図である。
【図10】一対の複屈折楔板の光学軸方位を示す図である。
【図11】常光及び異常光の光路を示す図である。
【図12】本発明第6実施例の概略構成図である。
【図13】本発明第7実施例の概略構成図である。
【図14】回折光ビームの波長の広がりを示す図である。
【符号の説明】
6 入射光ファイバ
12 透過型回折格子
14 誘電体多層膜フィルタ
32,34 フォトダイオード
36 比較器
38 駆動回路
40 マイクロアクチュエータ
48 誘電体多層膜フィルタ
64 台形プリズム
74,76 複屈折結晶楔板
86 ファブリペロ干渉器
92 回折格子

Claims (15)

  1. 入射された信号光ビームを直進する第1ビームと、該第1ビームより短波長の第2ビームと、長波長の第3ビームとに分離するビーム分離手段と;
    前記第1、第2及び第3ビームが透過するように配置された多層膜フィルタと;
    前記第2ビームを検出するように配置された第1光検出器と;
    前記第3ビームを検出するように配置された第2光検出器と;
    前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と;
    前記多層膜フィルタを移動させるアクチュエータと;
    前記差分信号に応じて、前記多層膜フィルタの透過帯域の中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;
    を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュール。
  2. 前記ビーム分離手段は透過型回折格子から構成される請求項1記載のチューナブルフィルタモジュール。
  3. 前記第1ビームは前記透過型回折格子の0次光であり、第2ビームは前記透過型回折格子の+1次光、前記第3ビームは−1次光である請求項2記載のチューナブルフィルタモジュール。
  4. 前記ビーム分離手段は底面と、該底面に平行な上面と、該底面及び上面を連結する第1及び第2斜面とを有する台形プリズムから構成され;該台形プリズムは前記上面が信号光ビームに対向して信号光ビームと概略直角となるように配置され、前記第1及び第2斜面の一部が信号光ビーム内に入るようなサイズを有している請求項1記載のチューナブルフィルタモジュール。
  5. 前記上面を透過する信号光ビームが前記第1ビームとなり、前記第1斜面で屈折された信号光ビームが前記第2ビームとなり、前記第2斜面で屈折された信号光ビームが前記第3ビームとなる請求項4記載のチューナブルフィルタモジュール。
  6. 前記ビーム分離手段は第1の楔角を有する第1複屈折楔板と、第1の楔角と等しい第2の楔角を有し、楔の向きが前記第1複屈折楔板と反対方向となるように配置された第2複屈折楔板とから構成される請求項1記載のチューナブルフィルタモジュール。
  7. 前記第1及び第2複屈折楔板はルチルから形成される請求項6記載のチューナブルフィルタモジュール。
  8. 前記第1及び第2複屈折楔板は方解石から形成される請求項6記載のチューナブルフィルタモジュール。
  9. 前記第1及び第2複屈折楔板はリチウムナイオベートから形成される請求項6記載のチューナブルフィルタモジュール。
  10. 前記多層膜フィルタは信号光ビームの光路に対して斜めに配置されており、前記アクチュエータにより前記多層膜フィルタの光路に対する傾きを変えることにより該多層膜フィルタの透過中心波長を変更する請求項1記載のチューナブルフィルタモジュール。
  11. 前記多層膜フィルタは透過波長がその位置によって連続的に変化するように制作されており、前記アクチュエータにより該多層膜フィルタを信号光ビームの光路と概略直角方向に移動させることにより、該多層膜フィルタの透過中心波長を変更する請求項1記載のチューナブルフィルタモジュール。
  12. 入射された信号光ビームを直進する第1ビームと、該第1ビームより短波長の第2ビームと、長波長の第3ビームとに分離するビーム分離手段と;
    前記第1、第2及び第3ビームが透過するように信号光ビームの光路に対して斜めに配置されたファブリペロ干渉器と;
    前記第2ビームを検出するように配置された第1光検出器と;
    前記第3ビームを検出するように配置された第2光検出器と;
    前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と;
    前記ファブリペロ干渉器の前記光路に対する傾きを変化させるアクチュエータと;
    前記差分信号に応じて、前記ファブリペロ干渉器の透過中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;
    を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュール。
  13. 入射された信号光ビームを直進する第1ビームと、該第1ビームより短波長の第2ビームと、長波長の第3ビームとに分離するビーム分離手段と;
    前記第1、第2及び第3ビームが透過するように配置された多層膜フィルタと;
    前記第1ビームを伝搬する第1ファイバと;
    前記第1ファイバに隣接して配置された、前記第2ビームを伝搬する第2ファイバと;
    前記第1ファイバに隣接して前記第2ファイバと反対側に配置された、前記第3ビームを伝搬する第3ファイバと;
    前記第2ファイバの出力端に配置された、前記第2ビームを検出する第1光検出器と;
    前記第3ファイバの出力端に配置された、前記第3ビームを検出する第2光検出器と;
    前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と;
    前記多層膜フィルタを移動させるアクチュエータと;
    前記差分信号に応じて、前記多層膜フィルタの透過中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;
    を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュール。
  14. 前記第1ファイバはシングルモード光ファイバであり、前記第2及び第3ファイバはマルチモード光ファイバである請求項13記載のチューナブルフィルタモジュール。
  15. 入射された信号光ビームを回折して回折ビームを出力する回折格子と;
    回折ビームの中心波長成分を結合するように配置された出力ポートと;
    回折ビームの短波長成分を検出するように配置された第1光検出器と;
    回折ビームの長波長成分を検出するように配置された第2光検出器と;
    前記第1及び第2光検出器に接続され、該第1及び第2光検出器の出力を比較してその差分信号を出力する比較器と、
    前記信号光ビームに対して前記回折格子を揺動させるアクチュエータと、
    前記差分信号に応じて、前記出力ポートに結合される回折ビームの中心波長が前記信号光ビームの中心波長と一致するように、前記アクチュエータを駆動する駆動手段と;
    を具備したことを特徴とするチューナブルフィルタモジュール。
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Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6937283B1 (en) * 1996-12-03 2005-08-30 Eastman Kodak Company Anti-aliasing low-pass blur filter for reducing artifacts in imaging apparatus
JP3080219B2 (ja) * 1997-01-17 2000-08-21 日本電気株式会社 波長多重方法、波長多重伝送システム及び光パスクロスコネクトシステム
KR100219633B1 (ko) * 1997-02-22 1999-09-01 윤종용 광통신용 동조 필터 장치
US6088142A (en) * 1997-03-13 2000-07-11 Oplink Communications, Inc. System and method for precision wavelength monitoring
US5966987A (en) * 1997-05-28 1999-10-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Controlling device of tunable filter
JP3745097B2 (ja) * 1997-10-14 2006-02-15 富士通株式会社 波長のモニタリング及び波長制御のための光デバイス
JPH11136214A (ja) * 1997-10-28 1999-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 波長多重光伝送システム
US6120190A (en) * 1997-11-26 2000-09-19 Lasertron, Inc. Spatially variable bandpass filter monitoring and feedback control of laser wavelength especially in wavelength division multiplexing communication systems
US6155489A (en) * 1998-11-10 2000-12-05 Ncr Corporation Item checkout device including a bar code data collector and a produce data collector
US6332573B1 (en) 1998-11-10 2001-12-25 Ncr Corporation Produce data collector and produce recognition system
JP4286351B2 (ja) * 1998-11-13 2009-06-24 富士通株式会社 光アッド/ドロップ回路
US6384978B1 (en) 1999-03-19 2002-05-07 Qtera Corporation Temperature-compensated optical filter assemblies and related methods
US6431446B1 (en) 1999-07-28 2002-08-13 Ncr Corporation Produce recognition system and method
WO2001016637A1 (en) * 1999-08-31 2001-03-08 Epitaxx, Inc. Integrated wavelength selective photodiode module
US6292299B1 (en) * 2000-02-14 2001-09-18 Lucent Technologies Inc. Tunable optical add/drop device and method
US6844946B2 (en) 2000-03-30 2005-01-18 California Institute Of Technology Tunable holographic filter
JP2002016318A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Furukawa Electric Co Ltd:The 波長ロッカーモジュール
US6594081B2 (en) 2000-12-29 2003-07-15 Cidra Corporation Actuator mechanism for tuning an optical device
DE10106079B4 (de) * 2001-02-08 2008-01-03 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung interferometrischer Messungen
JP4382317B2 (ja) * 2001-12-06 2009-12-09 シチズンホールディングス株式会社 液晶可変波長フィルタ装置
US7016525B2 (en) * 2002-05-02 2006-03-21 Mitutoyo Corporation Systems and methods for continuously varying wavelength illumination
US7088441B2 (en) * 2002-09-19 2006-08-08 Mitutoyo Corporation Method and apparatus for measuring wavelength changes in a high-resolution measurement system
US7009761B2 (en) * 2003-05-29 2006-03-07 Fujitsu Limited Power tilt compensation using automatic power balance control
US7027210B2 (en) * 2003-05-29 2006-04-11 Fujitsu Limited Method and system for determining gain for an optical signal
US7276696B2 (en) * 2003-07-15 2007-10-02 Ford Global Technologies, Llc Active night vision thermal control system using wavelength-temperature characteristic of light source
US7062171B2 (en) * 2003-07-15 2006-06-13 Yusuke Ota Multi-wavelength, bi-directional optical multiplexer
US7253902B2 (en) * 2004-03-31 2007-08-07 Mitutoyo Corporation Wavelength detector
US20060170808A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Biernath Rolf W Article having a birefringent surface for use as a blur filter
US20060170797A1 (en) * 2005-02-02 2006-08-03 Biernath Rolf W Article having a birefringent surface for use as a blur filter
DE102006034910B4 (de) * 2006-07-28 2019-05-02 Carl Zeiss Microscopy Gmbh Mikroskop umfassend einen Strahlvereiniger
TW200928456A (en) * 2007-12-28 2009-07-01 Ind Tech Res Inst Optical device and optical filter
JP2010122183A (ja) * 2008-11-21 2010-06-03 Sanyo Electric Co Ltd 物体検出装置および情報取得装置
JP2016502285A (ja) * 2012-12-21 2016-01-21 デイビッド ウェルフォード, 波長安定化
RU2725707C2 (ru) * 2015-11-03 2020-07-03 Материон Корпорейшн Фильтрующая решетка с уменьшенным рассеянием сфокусированного света
KR102045476B1 (ko) 2018-06-28 2019-11-15 옵티시스 주식회사 광 커넥터
EP3699640B1 (de) * 2019-02-19 2022-01-26 Sick Ag Optoelektronischer sensor und verfahren zur erfassung eines objekts

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4508964A (en) * 1982-09-29 1985-04-02 Rockwell International Corporation Electro-optically tuned rejection filter
JPS62103587A (ja) * 1985-10-30 1987-05-14 Nec Corp レ−ザレ−ダ装置
DE3543179A1 (de) * 1985-12-06 1987-06-11 Philips Patentverwaltung Optischer weg-sensor mit einem filter
JPH04113235A (ja) * 1990-09-04 1992-04-14 Minolta Camera Co Ltd 光センサー
US5504608A (en) * 1995-05-25 1996-04-02 At&T Corp. Adjustable filter for tuning multimode optical signals

Also Published As

Publication number Publication date
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