JPH03273217A - Variable wavelength filter module - Google Patents

Variable wavelength filter module

Info

Publication number
JPH03273217A
JPH03273217A JP7190190A JP7190190A JPH03273217A JP H03273217 A JPH03273217 A JP H03273217A JP 7190190 A JP7190190 A JP 7190190A JP 7190190 A JP7190190 A JP 7190190A JP H03273217 A JPH03273217 A JP H03273217A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wavelength filter
tunable wavelength
variable wavelength
filter module
polarization
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7190190A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Tsuda
裕之 津田
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
Yoshihisa Sakai
義久 界
Seiji Fukushima
誠治 福島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP7190190A priority Critical patent/JPH03273217A/en
Publication of JPH03273217A publication Critical patent/JPH03273217A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To allow sweeping over a wide wavelength range by providing a circuit which controls a transmission wavelength and an electronic circuit which maintains a variable wavelength filter at a specified temp. in the variable wavelength filter. CONSTITUTION:Wavelength multiplexed optical signals are guided to a polarization maintaining optical fiber PF1. This light is converted to collimated beams of light of about 100 mum diameter by a lens L1 and is made incident on the variable wavelength filter VF1. Only the arbitrary one wave among the multiplex light signals is transmitted through the VF1. The selected light is coupled by a lens L2 to a polarization maintaining optical fiber PF2 and is outputted therefrom. The transmitted wavelength of the variable wavelength filter VF1 is controlled by the voltage impressed from an electronic circuit EC2 for controlling the variable wavelength filter to a transparent electrode layer TEL. Since the transmitted wavelength of the variable wavelength filter VF1 depends on the ambient temp., an electronic cooler CL is mounted and the specified temp. is maintained by the electronic circuit EC2 for controlling the electronic cooler. The sweeping of the wide wavelength range with the low voltage is executed in this way.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、波長多重化された光信号の任意の波長の光信
号を選択的に、かつ可変に取り出す可変波長フィルタに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a variable wavelength filter that selectively and variably extracts an optical signal of an arbitrary wavelength from a wavelength-multiplexed optical signal.

(従来の技術) 従来の技術として、第12図(a)に示すようなピエゾ
素子でエタロンの共振器長を変化させ、共鳴波長を変化
させる可変波長フィルタを用いた可変波長フィルタモジ
ュールがある。ここでPL、 F2は光ファイバ、Ll
、 L2はレンズ、Mはミラー、PZはピエゾ素子であ
り、二つのミラーMでエタロンを構成している。しかし
ながら、この方法ではピエゾ素子を駆動するために高電
圧が必要となり、装置の小型化、軽量化が困難である。
(Prior Art) As a conventional technology, there is a variable wavelength filter module using a variable wavelength filter that changes the resonant wavelength by changing the resonator length of an etalon using a piezo element as shown in FIG. 12(a). Here, PL, F2 are optical fibers, Ll
, L2 is a lens, M is a mirror, and PZ is a piezo element, and the two mirrors M constitute an etalon. However, this method requires a high voltage to drive the piezo element, making it difficult to reduce the size and weight of the device.

また別の従来の技術として、第12図(b)に示すよう
なエタロンを機械的に回転させて共鳴波長を変化させる
可変波長フィルタを用いた可変波長フィルタモジュール
がある。ここでETLはエタロンである。
Another conventional technique is a variable wavelength filter module using a variable wavelength filter that changes the resonant wavelength by mechanically rotating an etalon as shown in FIG. 12(b). Here, ETL is an etalon.

しかしながら、この方法ではエタロンを機械的に駆動す
るため装置の小型化、軽量化が困難である。また別の従
来の技術として、第12図(c)に示すようなブラッグ
リフレクタをもつ半導体光導波路を用いた可変波長フィ
ルタがある。ここでARCは無反射コーティング、Sは
基板、Gはグレーティングであって、ブラッグリフレク
タを構成しており、ACTは活性層、E1〜E3は電極
である。この可変波長フィルタは、図に示すI〜■の領
域への注入電流を制御することにより、透過波長帯を制
御するものである。しかしながら波長掃引幅が、たかだ
か5na+と少ない欠点を持つ。
However, in this method, the etalon is mechanically driven, making it difficult to reduce the size and weight of the device. Another conventional technique is a variable wavelength filter using a semiconductor optical waveguide having a Bragg reflector as shown in FIG. 12(c). Here, ARC is a non-reflective coating, S is a substrate, G is a grating and constitutes a Bragg reflector, ACT is an active layer, and E1 to E3 are electrodes. This variable wavelength filter controls the transmission wavelength band by controlling the current injected into the regions I to ■ shown in the figure. However, it has the disadvantage that the wavelength sweep width is only 5 na+ at most.

(発明が解決しようとする課題) 本発明は、機械的な可動部分がなく、小型化および計量
化が容易で、かつ低電圧で広い波長範囲の掃引が可能な
可変波長フィルタモジュールを提供することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a tunable wavelength filter module that has no mechanically moving parts, is easily miniaturized and weighed, and is capable of sweeping a wide wavelength range with low voltage. It is in.

(課題を解決するための手段) 本発明の可変波長フィルタモジュールは、光入力用の偏
波保持光ファイバに隣接したコリメート用レンズと、光
出力用の偏波保持光ファイバに隣接したファイバ結合用
レンズとの間に、ガラス基板、透明電極、高反射ミラー
、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラー、透明電極、ガ
ラス基板を順次積層してなる一つまたは二つ以上の可変
波長フィルタとを設置し、該可変波長フィルタには、交
流または直流の電圧を印加して透過波長を制御する可変
波長フィルタ制御用電子回路と、可変波長フィルタの温
度を一定に保つ電子回路を設ける。
(Means for Solving the Problems) The tunable wavelength filter module of the present invention includes a collimating lens adjacent to a polarization-maintaining optical fiber for optical input, and a fiber coupling lens adjacent to a polarization-maintaining optical fiber for optical output. Between the lens, one or more variable wavelength filters are formed by sequentially laminating a glass substrate, a transparent electrode, a high-reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high-reflection mirror, a transparent electrode, and a glass substrate. The variable wavelength filter is provided with a variable wavelength filter control electronic circuit that applies an AC or DC voltage to control the transmission wavelength, and an electronic circuit that maintains the temperature of the variable wavelength filter constant.

また前記光入力用の偏波保持光ファイバ中に、アイソレ
ータを挿入した可変波長フィルタモジュールを構成する
Further, a variable wavelength filter module is configured in which an isolator is inserted into the polarization-maintaining optical fiber for optical input.

また前記可変波長フィルタのミラー平面を光軸に対して
垂直より傾けて配置した可変波長フィルタモジュールを
構成する。
Further, a variable wavelength filter module is constructed in which the mirror plane of the variable wavelength filter is arranged tilted from perpendicular to the optical axis.

また入出力の光ファイバを偏波保持でない光ファイバと
し、前記コリメート用レンズの出射側に偏光分離素子お
よびファイバ結合用レンズの入射側に結合素子を加え、
分離された個々の偏光ごとに可変波長フィルタを配置し
た可変波長フィルタモジュールを構成する。
Further, the input and output optical fibers are non-polarization-maintaining optical fibers, and a polarization separation element is added to the output side of the collimating lens and a coupling element is added to the input side of the fiber coupling lens.
A variable wavelength filter module is constructed in which a variable wavelength filter is arranged for each separated polarized light.

また前記可変波長フィルタ制御用電子回路に接続された
偏光補償用の液晶セルを付加した可変波長フィルタモジ
ュールを構成する。
Further, a variable wavelength filter module is configured in which a liquid crystal cell for polarization compensation is added, which is connected to the electronic circuit for controlling the variable wavelength filter.

また光入力用偏波保持光ファイバと可変波長フィルタ制
御用電子回路とに接続した波長掃引位置精密制御用の内
部光源と、光出力用の偏波保持光ファイバと可変波長フ
ィルタ制御用電子回路に接続した受光器とを付加した可
変波長フィルタモジュールを構成する。
In addition, there is an internal light source for precise wavelength sweep position control connected to the polarization-maintaining optical fiber for optical input and the electronic circuit for controlling the tunable wavelength filter, and an internal light source for controlling the wavelength sweep position precisely connected to the polarization-maintaining optical fiber for optical output and the electronic circuit for controlling the tunable wavelength filter. A variable wavelength filter module is constructed by adding a connected optical receiver.

(実施例) 第1図に本発明の最も基本的な構成である基本型の波長
可変フィルタモジュールの構成を示す。
(Example) FIG. 1 shows the configuration of a basic wavelength tunable filter module, which is the most basic configuration of the present invention.

ここで、PFI とPP2は偏波保持光ファイバ、Ll
はコリメート用レンズ、L2はファイバ結合用レンズ、
VFIは可変波長フィルタ、ECIは可変波長フィルタ
制御用電子回路、CLは電子冷却器、EC2は電子冷却
器制御用電子回路である。
Here, PFI and PP2 are polarization maintaining optical fibers, Ll
is a collimating lens, L2 is a fiber coupling lens,
VFI is a variable wavelength filter, ECI is an electronic circuit for controlling the variable wavelength filter, CL is an electronic cooler, and EC2 is an electronic circuit for controlling the electronic cooler.

第2図に可変波長フィルタの拡大図を示す。FIG. 2 shows an enlarged view of the variable wavelength filter.

ARCは無反射コーティング層、GSはガラス基板、置
はインジウムチンオキサイド(ITO)または酸化錫等
の透明電極層、Mはミラー、ORLはボリイ旦ド等の配
向膜、LCは液晶層、E−は配線である。
ARC is an anti-reflection coating layer, GS is a glass substrate, ITO is a transparent electrode layer such as indium tin oxide (ITO) or tin oxide, M is a mirror, ORL is an alignment film such as a solid metal, LC is a liquid crystal layer, and E- is the wiring.

まず、可変波長フィルタの動作原理について説明する。First, the operating principle of the variable wavelength filter will be explained.

第3図(a) 、 (b)には、液晶に電界を印加しな
い場合と、印加した場合の液晶分子の配向を図示した。
FIGS. 3(a) and 3(b) illustrate the orientation of liquid crystal molecules when no electric field is applied to the liquid crystal and when it is applied.

ここで、LCMは液晶分子、配向膜に示しである矢印は
配向方向を示す0例えば、液晶にネマティック液晶、配
向膜に厚さ数10人〜1000大の高分子膜を用い、配
向処理(ラビング等)を行うか、同様な厚さのSiOの
斜方蒸着膜を用いると、電界無印加状態で液晶分子は配
向膜の配向方向に基板に平行に配位する。これは配向処
理にともない液晶の位置エネルギーに、液晶と配向膜と
の相互作用エネルギーを加えたエネルギーが、液晶分子
が配向方向に配位した時に、最小となるからである。と
ころが、基板に垂直に電界を印加すると液晶分子が双極
子モーメントを持つので、電界との相互作用が生じ、こ
の系は液晶が電界方向に回転することによって、エネル
ギー的に安定となる。
Here, LCM is a liquid crystal molecule, and the arrow indicates the alignment direction. etc.) or using an obliquely deposited SiO film of similar thickness, liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate in the alignment direction of the alignment film in the absence of an applied electric field. This is because the energy obtained by adding the interaction energy between the liquid crystal and the alignment film to the potential energy of the liquid crystal during alignment treatment becomes minimum when the liquid crystal molecules are aligned in the alignment direction. However, when an electric field is applied perpendicular to the substrate, the liquid crystal molecules have a dipole moment, which interacts with the electric field, and the system becomes energetically stable as the liquid crystal rotates in the direction of the electric field.

このとき、対向する配向膜の配向方向は反対の向きにな
っているので、液晶分子の回転方向は一意的に定まり、
光の散乱要因であるディスクリネーションを避けること
ができる。ここで、液晶の配向方向に偏光した平行光を
基板に垂直に入射する場合を考える。液晶分子は異方性
の大きい形状から推察されるように、光学的にも異方性
がきわめて大きい、このため、電界印加時に液晶分子の
回転とともに、偏光面の方向の屈曲率nが大きく変化す
る。屈曲率変化は最大10数%にも及ぶ。nは電界Eの
関数となる。
At this time, since the alignment directions of the opposing alignment films are opposite, the rotation direction of the liquid crystal molecules is uniquely determined.
Disclination, which is a factor of light scattering, can be avoided. Here, consider the case where parallel light polarized in the alignment direction of the liquid crystal is incident perpendicularly on the substrate. As inferred from the highly anisotropic shape, liquid crystal molecules have extremely large optical anisotropy.For this reason, when an electric field is applied, the curvature index n in the direction of the polarization plane changes greatly as the liquid crystal molecules rotate. do. The change in flexural index reaches a maximum of several ten percent. n is a function of the electric field E.

n (E)−nO+Δn(E)         (1
)ここでnoは電界無印加時の屈曲率である。
n(E)−nO+Δn(E)(1
) Here, no is the bending index when no electric field is applied.

可変波長フィルタでは、対向する箋う−にこの液晶層と
配向膜を挟んで、光共振器を構成している。ミラーの反
射率をr、入射光の波長をλ、ミラーの間隔をLとする
と、共振器の透過率T、共鳴波長λresは次式で表わ
される。
In the variable wavelength filter, an optical resonator is constructed by sandwiching the liquid crystal layer and alignment film between opposing panels. When the reflectance of the mirror is r, the wavelength of the incident light is λ, and the distance between the mirrors is L, the transmittance T of the resonator and the resonant wavelength λres are expressed by the following equation.

T= 1/ (1+Fsin”(2rn(E)L/λ)
)   (2)F = 4r/(1−r)2(3) λres=m/2n(E)L   (m=1,2  ′
)       (4)第4図には、一つの共鳴ピーク
に注目して透過スペクトルを示す。実線は電界無印加時
、破線は電界印加時の透過スペクトルである。(4)式
から明らかなように、電界印加時に液晶層の屈曲率変化
にともない共鳴ピークは移動する。すなわち共振器外側
の透明電極間に電位差を制御することにより、共振器の
共鳴波長を制御し、可変波長フィルタとして動作させる
ことができる。可変波長フィルタの動作波長の上限と下
限をそれぞれλ−axλ■in、許容されるクロストー
クをKとする。mの値の上限は次式で与えられる。(動
作波長範囲にただ一つの共鳴ピークが存在する条件)■
 く1+λvaax/(λwax−λ−1n)    
       (5)波長多重光信号の最小チャネル間
隔をΔλとすると、クロストークは、λ■in<λくλ
−axで異なるチャネルからのクロストークの総和とな
り、次式で表わされる。
T= 1/ (1+Fsin”(2rn(E)L/λ)
) (2) F = 4r/(1-r)2(3) λres=m/2n(E)L (m=1,2'
) (4) Figure 4 shows a transmission spectrum focusing on one resonance peak. The solid line is the transmission spectrum when no electric field is applied, and the broken line is the transmission spectrum when the electric field is applied. As is clear from equation (4), the resonance peak moves as the curvature of the liquid crystal layer changes when an electric field is applied. That is, by controlling the potential difference between the transparent electrodes on the outside of the resonator, the resonant wavelength of the resonator can be controlled and the resonator can be operated as a variable wavelength filter. Let λ-axλ■in be the upper and lower limits of the operating wavelength of the variable wavelength filter, respectively, and K be the allowable crosstalk. The upper limit of the value of m is given by the following equation. (Condition that only one resonance peak exists in the operating wavelength range) ■
1+λvaax/(λwax-λ-1n)
(5) If the minimum channel spacing of a wavelength-multiplexed optical signal is Δλ, the crosstalk is λ■in<λ×λ
-ax is the sum of crosstalk from different channels, and is expressed by the following equation.

K= Σ (1/  (1+Fsin”(mz  λバ
λ+pΔ J)))  )      (6)ここで、
pは整数(≠O)で、λ−in <λ+pΔλくλ■a
xであり、Pについて和をとる6以上からλ*ax=1
.6B/m 、  λ請1n=1.5μs 、 m=1
6(最大値) 、  R=0.99.  K=0.1 
と仮定すると、最小チャネル間隔Δλ=0.92n−で
約100波長多重光信号の分波が可能となる。
K= Σ (1/ (1+Fsin”(mz λ+pΔ J))) (6) Here,
p is an integer (≠O), and λ−in <λ+pΔλ×λ■a
x and sum over P from 6 or more λ*ax=1
.. 6B/m, λ1n=1.5μs, m=1
6 (maximum value), R=0.99. K=0.1
Assuming that, it is possible to demultiplex approximately 100 wavelength multiplexed optical signals with a minimum channel spacing Δλ=0.92n−.

次に波長可変フィルタモジュールに用いられている高精
度電圧制御回路について説明する。波長可変フィルタで
前記のように100波長の分波を行うとすると、液晶の
駆動電圧が数■であることから、電圧は2mV〜3mV
の高精度で制御される必要がある。
Next, a high-precision voltage control circuit used in the wavelength tunable filter module will be explained. If we use a variable wavelength filter to separate 100 wavelengths as described above, since the driving voltage of the liquid crystal is several square meters, the voltage will be 2 mV to 3 mV.
must be controlled with high precision.

可変波長フィルタ制御用電子回路ECIの構成を第5図
(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)に示す、
第5図(a)には外部からの撹乱を受けにくい電池内臓
型の構成が示してあり、BAは電池、VRは可変抵抗器
である。
The configuration of the electronic circuit ECI for controlling the variable wavelength filter is shown in FIGS. 5(a), (b), (c), and (d).
FIG. 5(a) shows a built-in battery type configuration that is less susceptible to external disturbances, where BA is a battery and VR is a variable resistor.

第5図(b)には外部電源型の構成が示してあり、GE
Nはツェナーダイオード等を用いた基準電圧発生器、V
Rは可変抵抗器、AMPは増幅器、DEVI。
Figure 5(b) shows an external power supply type configuration, in which the GE
N is a reference voltage generator using a Zener diode, etc., and V
R is a variable resistor, AMP is an amplifier, and DEVI.

DEV2は増幅率設定用素子である。第5図(c)は同
欅に外部電源型でデジタル式に印加電圧を可変とするこ
とができる構成で、GENはツェナーダイオード等を用
いた基準電圧発生器、5II4は印加電圧設定用スイッ
チ、OAはデジタル/アナログ変換器である。第5図(
d)は液晶層の寿命を延ばすための交流印加形の構成で
、GENはツェナーダイオード等を用いた基準電圧発生
器、ROMは交流信号の波形を記憶する記憶素子、CP
Uはデジタル信号発生用のワンチップマイクロコンピュ
ータ、DAはデジタル/アナログ変換器である0例えば
供給電圧が15Vで、16ビツトのデジタル回路を用い
れば、約200μVの精度で出力電圧を制御できる。
DEV2 is an amplification factor setting element. Figure 5(c) shows a configuration in which the same Keyaki is externally powered and can digitally vary the applied voltage; GEN is a reference voltage generator using a Zener diode, etc., 5II4 is a switch for setting the applied voltage, OA is a digital/analog converter. Figure 5 (
d) is an alternating current application type configuration to extend the life of the liquid crystal layer, GEN is a reference voltage generator using a Zener diode, etc., ROM is a memory element that stores the waveform of an alternating current signal, and CP
U is a one-chip microcomputer for generating digital signals, and DA is a digital/analog converter.For example, if the supply voltage is 15V and a 16-bit digital circuit is used, the output voltage can be controlled with an accuracy of about 200μV.

次に第1図に従って基本型の波長可変フィルタモジュー
ルの動作について説明する。偏波保持光ファイバPFI
には波長多重光信号が導波している。
Next, the operation of the basic type wavelength tunable filter module will be explained with reference to FIG. Polarization maintaining optical fiber PFI
A wavelength-multiplexed optical signal is guided in the waveguide.

この光はレンズL1によって直径100 u s程度の
平行光に変換され、可変波長フィルタVFIに入射され
る。 vplでは多重光信号のうち任意の一波のみを透
過させる1選択された光はレンズL2により偏波保持光
ファイバPF2に結合され出力される。可変波長フィル
タVFIの透過波長は可変波長フィルタ制御用電子回路
EC2から透明電極装置への印加電圧により制御される
。可変波長フィルタVFIの透過波長は周囲の温度にも
依存するので、電子冷却器CLが取り付けられ、電子冷
却器制御用電子回路EC2によって一定温度に保たれて
いる。
This light is converted into parallel light with a diameter of about 100 us by the lens L1, and is input to the variable wavelength filter VFI. In vpl, one selected light that transmits only one wave of the multiplexed optical signal is coupled by lens L2 to polarization maintaining optical fiber PF2 and output. The transmission wavelength of the variable wavelength filter VFI is controlled by the voltage applied to the transparent electrode device from the variable wavelength filter control electronic circuit EC2. Since the transmission wavelength of the variable wavelength filter VFI also depends on the surrounding temperature, an electronic cooler CL is attached and the temperature is maintained at a constant temperature by an electronic cooler control circuit EC2.

第6図には本発明の別の実施例であるアイソレータ挿入
型の可変波長フィルタモジュールの実施例の構成示す、
ここで、基本型の実施例とは入力側にアイソレータIS
を挿入して反射光を減少させた点が異なる。動作は基本
型と同じである。
FIG. 6 shows the configuration of an isolator-inserted variable wavelength filter module according to another embodiment of the present invention.
Here, the basic type embodiment is an isolator IS on the input side.
The difference is that the reflected light is reduced by inserting a The operation is the same as the basic type.

第7図には本発明の別の実施例である斜め入射型の可変
波長フィルタモジュールの実施例の構成示す。ここで、
基本型の実施例とは可変波長フィルタの法線を光軸に対
して傾けて配置した点が異なる。この場合も不要な反射
光を減少させることができる。
FIG. 7 shows the configuration of an oblique incidence type variable wavelength filter module, which is another embodiment of the present invention. here,
This embodiment differs from the basic embodiment in that the normal line of the variable wavelength filter is arranged at an angle with respect to the optical axis. In this case as well, unnecessary reflected light can be reduced.

第8図(a)には本発明の別の実施例である多段接続型
の可変波長フィルタモジュールの実施例の構成を示す。
FIG. 8(a) shows the configuration of a multi-stage connection type variable wavelength filter module which is another embodiment of the present invention.

ここで、基本型の実施例とは可変波長フィルタを複数多
段に配置した点が異なる0例えば同じ二つの可変波長フ
ィルタを縦列に接続する場合、透過率は(2)式におい
てTtとなるので、フィルタの透過帯域の半値幅は約6
4%に減少、1/10値幅は49%に減少するから、分
解能が向上してチャネル数が大幅に増大する。また第8
図(b)に示すように異なる共振器長のフィルタを用い
ることができる。(各々のフィルタの透過率をTI。
Here, the difference from the basic type embodiment is that variable wavelength filters are arranged in multiple stages. For example, when two identical variable wavelength filters are connected in series, the transmittance is Tt in equation (2), so The half width of the filter's transmission band is approximately 6
4%, and the 1/10 value width is reduced to 49%, so the resolution improves and the number of channels increases significantly. Also the 8th
Filters with different resonator lengths can be used as shown in Figure (b). (The transmittance of each filter is TI.

T2とすると、組み合わせた場合の透過率はTI X 
T2となる。)この時は片方のエタロンに対しては必ず
しも(5)式の条件を満たす必要がない、このため、共
振器長が長くフィネスが高い可変波長フィルタを用いる
ことができ、チャネル数が増大する。
Assuming T2, the transmittance when combined is TI
It becomes T2. ) In this case, it is not necessarily necessary to satisfy the condition of equation (5) for one etalon. Therefore, a variable wavelength filter with a long resonator length and high finesse can be used, and the number of channels increases.

また各フィルタ間の干渉を防ぐため、各々のフィルタは
光軸に対して異なる向きに配置している。
Further, in order to prevent interference between the filters, the filters are arranged in different directions with respect to the optical axis.

第9図には本発明の別の実施例である偏光無依存型の可
変波長フィルタモジュールの実施例の構成を示す、ここ
で、Fl、 F2は通常の光ファイバ、PBSI、 P
H10は偏光ビームスプリフタ、PI、 F2は直角プ
リズムである。この場合、レンズL1から出射された光
は、偏光ビームスプリッタPBSIで二つの偏光成分に
分離され、各々の偏光ごとに偏光面を可変波長フィルタ
の液晶の配向方向に一致するように配置された可変波長
フィルタに入射され、分波後に再び偏光ビームスプリッ
タPBS2で重ね合わせられた後、出力される。この構
成では波長多重信号光は、必ずしも直線偏光である必要
はないという利点がある。
FIG. 9 shows the configuration of an embodiment of a polarization-independent variable wavelength filter module, which is another embodiment of the present invention, where Fl and F2 are ordinary optical fibers, PBSI, and P.
H10 is a polarizing beam splitter, PI, and F2 is a right angle prism. In this case, the light emitted from the lens L1 is separated into two polarized light components by a polarizing beam splitter PBSI, and a variable wavelength filter is arranged so that the plane of polarization matches the alignment direction of the liquid crystal of the variable wavelength filter. The light is input to a wavelength filter, demultiplexed, superimposed again by a polarization beam splitter PBS2, and then output. This configuration has the advantage that the wavelength-multiplexed signal light does not necessarily have to be linearly polarized light.

第10図には本発明の別の実施例である偏光補償型の可
変波長フィルタモジュールの実施例の構成を示す、ここ
で、COMは偏光補償用の液晶セルで、可変の位相差板
として働く。一般に液晶の配向方向は、結晶の結晶軸は
ど明確ではないので、可変波長フィルタを透過した光は
楕円偏光である。このため、液晶セルCOMにより常に
直線偏光を出力できるように構成した。
FIG. 10 shows the configuration of another embodiment of the polarization compensation type variable wavelength filter module of the present invention, where COM is a liquid crystal cell for polarization compensation and serves as a variable retardation plate. . In general, the orientation direction of liquid crystals is not clear, as is the crystal axis of the crystals, so the light transmitted through the variable wavelength filter is elliptically polarized light. For this reason, the liquid crystal cell COM was configured to always output linearly polarized light.

第11図には本発明の別の実施例である精密制御型の可
変波長フィルタモジュールの実施例の構成を示す、ここ
で、CPI、 CF2は光カン1う、osは光源、DE
Tは受光器である。この構成では光源osからスペクト
ルの狭い単色光を可変波長フィルタに入射し、その透過
光を受光器DETでモニタし、フィルタの透過する波長
に正確に同調できるようにした。
FIG. 11 shows the configuration of a precisely controlled variable wavelength filter module according to another embodiment of the present invention, where CPI, CF2 are optical cans 1, os is a light source, and DE
T is a photoreceiver. In this configuration, monochromatic light with a narrow spectrum is incident on the variable wavelength filter from the light source os, and the transmitted light is monitored by the light receiver DET, allowing accurate tuning to the wavelength transmitted by the filter.

以上説明したいくつかの型の可変波長フィルタモジュー
ルの構成法を組み合わせた槽底ができることは言うまで
もない、また前記の実施例では液晶はホモジニアスな配
列のネマチック液晶を挙げたが、他の配列(例えばホメ
オトロピック配列)や、他の液晶(例えばコレステリッ
ク液晶)を用いることができるのは言うまでもない。
Needless to say, it is possible to create a tank bottom that combines the construction methods of several types of variable wavelength filter modules explained above.Also, in the above embodiments, nematic liquid crystal with a homogeneous arrangement was used as the liquid crystal, but other arrangements (e.g. It goes without saying that other liquid crystals (such as cholesteric liquid crystals) or homeotropic liquid crystals (eg, homeotropic liquid crystals) can also be used.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の可変波長フィルタモジュ
ールは、以下に列挙する効果がある。
(Effects of the Invention) As explained above, the variable wavelength filter module of the present invention has the following effects.

(1)低電圧で駆動可能であり、機械的な可動部分がな
く、小型化および計量化が容易で、広い波長範囲の掃引
が可能である。
(1) It can be driven with low voltage, has no mechanically moving parts, can be easily miniaturized and weighed, and can sweep a wide wavelength range.

(2)アイソレータの挿入または可変波長フィルタの斜
め配置により、反射戻り光を減らすことが可能である。
(2) Reflected return light can be reduced by inserting an isolator or diagonally arranging a variable wavelength filter.

(3)可変波長フィルタを多段に配置することによりよ
り高分解能とすることが可能である。
(3) Higher resolution can be achieved by arranging variable wavelength filters in multiple stages.

(4)信号光を直交する偏光成分に分離し、独立に分波
することにより、偏波無依存とすることが可能である。
(4) By separating the signal light into orthogonal polarization components and demultiplexing them independently, polarization independence can be achieved.

(5)偏光補償用の液晶セルを挿入することにより、常
に直線偏光を出力することが可能である。
(5) By inserting a liquid crystal cell for polarization compensation, it is possible to always output linearly polarized light.

(6)透過光をモニタすることにより、正確に分波した
い波長に同調させることが可能である。
(6) By monitoring the transmitted light, it is possible to precisely tune to the desired wavelength for demultiplexing.

(7)可変波長フィルタ制御用の電子回路は直流または
交流の高精度な電圧制御回路で安定に特定の波長を選択
的に取り出すことが可能である。
(7) The electronic circuit for controlling the variable wavelength filter can stably and selectively extract specific wavelengths using a high-precision DC or AC voltage control circuit.

(8)各部品が一体化され、モジュール化されているの
で、取扱いも容易で他の装置への組込みが可能となる。
(8) Since each part is integrated and modularized, it is easy to handle and can be incorporated into other devices.

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

第1図は本発明の最も基本的な構成国、第2図は液晶を
用いた可変波長フィルタの説明図、 第3図(a)は電界無印加時の液晶分子の配位図、第3
図(b)は電界印加時の液晶分子の配位図、第4図は電
界の印加にともなう可変波長フィルタの透過スペクトル
の変化を示す図、 第5図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)は
可変波長フィルタ制御用電子回路構成図、 第6図は本発明の別の実施例のアイソレータ挿入型可変
波長フィルタの構成国、 第7図は本発明の別の実施例の斜め配置型可変波長フィ
ルタの構成国、 第8図(a)は本発明の別の実施例の多段接続型可変波
長フィルタの構成国、 第8図(b)は本発明の別の実施例の多段接続型可変波
長フィルタの動作説明図、 第9図は本発明の別の実施例の偏光無依存型可変波長フ
ィルタの構成国、 第10図は本発明の別の実施例の偏光補償型可変波長フ
ィルタの構成国、 第11図は本発明の別の実施例の精密制御型可変波長フ
ィルタの構成国、 第12図(a) 、 (b) 、 (c)は従来の可変
波長フィルタモジュールの説明図である。 Fl、 F2・・・光ファイバ   Ll、 L2・・
・レンズM・・・ミラー       PZ・・・ピエ
ゾ素子ETL・・・エタロン ARC・・・無反射コーティング S・・・基板        G・・・グレーティング
ACT・・・活性層      El、 F2. F3
・・・電極PFI、 PF2・・・偏波保持光ファイバ
VFI、 VF2・・・可変波長フィルタECI・・・
可変波長フィルタ制御用電子回路EC2・・・電子冷却
器制御用電子回路CL・・・電子冷却器 GS・・・ガラス基板    置・・・透明電極層OR
L・・・配向膜     LC・・・液晶層E−・・・
配線       LCM・・・液晶分子BA・・・電
池       VR・・・可変抵抗器GEN・・・基
準電圧発生器 AMP・・・増幅器ROM・・・交流波
形記憶素子 DEVI、 DEV2・・・増幅率設定用素子S−・・
・印加電圧設定用スイッチ DA・・・ディジタル/アナログ変換器IS・・・アイ
ソレータ CPU・・・ワンチップマイクロコンピュータPBSI
、 PBS2・・・偏光ビームスプリッタPL、 P2
・・・直角プリズム COM・・・偏光補償用の液晶セル CPI、 CF2・・・光カップラ  O5・・・光源
DET・・・受光器 第1図
Figure 1 is the most basic configuration of the present invention, Figure 2 is an explanatory diagram of a variable wavelength filter using liquid crystal, Figure 3(a) is a configuration diagram of liquid crystal molecules when no electric field is applied,
Figure (b) is a configuration diagram of liquid crystal molecules when an electric field is applied, Figure 4 is a diagram showing changes in the transmission spectrum of a variable wavelength filter as an electric field is applied, and Figures 5 (a), (b), (c). ), (d) is a configuration diagram of an electronic circuit for controlling a variable wavelength filter, FIG. 6 is a diagram showing the configuration of an isolator-inserted variable wavelength filter according to another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram of another embodiment of the present invention. Component countries of the diagonally arranged variable wavelength filter. FIG. 8(a) shows the component countries of the multi-stage connected variable wavelength filter according to another embodiment of the present invention. FIG. An explanatory diagram of the operation of a multi-stage connection type variable wavelength filter, FIG. 9 shows the configuration of a polarization-independent variable wavelength filter according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 illustrates a polarization-compensated variable wavelength filter according to another embodiment of the present invention. Component countries of the wavelength filter. FIG. 11 shows the component countries of a precisely controlled variable wavelength filter according to another embodiment of the present invention. FIG. It is an explanatory diagram. Fl, F2... Optical fiber Ll, L2...
- Lens M... Mirror PZ... Piezo element ETL... Etalon ARC... Anti-reflection coating S... Substrate G... Grating ACT... Active layer El, F2. F3
...Electrode PFI, PF2...Polarization maintaining optical fiber VFI, VF2...Variable wavelength filter ECI...
Electronic circuit for controlling variable wavelength filter EC2...Electronic circuit for controlling electronic cooler CL...Electronic cooler GS...Glass substrate Placement...Transparent electrode layer OR
L...Alignment film LC...Liquid crystal layer E-...
Wiring LCM...Liquid crystal molecule BA...Battery VR...Variable resistor GEN...Reference voltage generator AMP...Amplifier ROM...AC waveform storage elements DEVI, DEV2...For setting amplification factor Element S...
・Applied voltage setting switch DA...Digital/analog converter IS...Isolator CPU...One-chip microcomputer PBSI
, PBS2...Polarizing beam splitter PL, P2
...Right-angle prism COM...Liquid crystal cell for polarization compensation CPI, CF2...Optical coupler O5...Light source DET...Photoreceiver Fig. 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、光入力用の偏波保持光ファイバに隣接したコリメー
ト用レンズと、光出力用の偏波保持光ファイバに隣接し
たファイバ結合用レンズとの間に、ガラス基板、透明電
極、高反射ミラー、配向膜、液晶、配向膜、高反射ミラ
ー、透明電極、ガラス基板を順次積層してなる一つまた
は二つ以上の可変波長フィルタとが設置されており、 該可変波長フィルタには、透過波長を制御 する可変波長フィルタ制御電子回路と、可変波長フィル
タの温度を一定に保つ電子回路とが設けられていること
を特徴とする可変波長フィルタモジュール。 2、請求項1に記載の可変波長フィルタモジュールにお
いて、光入力用の偏波保持光ファイバ中にアイソレータ
を挿入したことを特徴とする可変波長フィルタモジュー
ル。 3、請求項1または請求項2に記載の可変波長フィルタ
モジュールにおいて、入出力の光ファイバを偏波保持で
ない光ファイバとし、前記コリメート用レンズの出射側
に偏光分離素子およびファイバ結合用レンズの入射側に
結合素子を加え、分離された個々の偏光ごとに可変波長
フィルタを配置したことを特徴とする可変波長フィルタ
モジュール。 4、請求項1または請求項2にまたは請求項3に記載の
可変波長フィルタモジュールにおいて、前記可変波長フ
ィルタ制御用電子回路に接続された偏光補償用の液晶セ
ルを付加したことを特徴とする可変波長フィルタモジュ
ール。 5、請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の可変波
長フィルタモジュールにおいて、光入力用の偏波保持光
ファイバと可変波長フィルタ制御用電子回路とに接続し
た波長掃引位置精密制御用の内部光源と、光出力用の偏
波保持光ファイバと可変波長フィルタ制御用電子回路に
接続した受光器とを付加したことを特徴とする可変波長
フィルタモジュール。
[Claims] 1. A glass substrate, a transparent One or more tunable wavelength filters are installed, each of which is formed by sequentially laminating an electrode, a high-reflection mirror, an alignment film, a liquid crystal, an alignment film, a high-reflection mirror, a transparent electrode, and a glass substrate, and the tunable wavelength filter A tunable wavelength filter module characterized in that the tunable wavelength filter module is provided with a tunable wavelength filter control electronic circuit that controls a transmitted wavelength and an electronic circuit that keeps the temperature of the tunable wavelength filter constant. 2. The tunable wavelength filter module according to claim 1, wherein an isolator is inserted into a polarization-maintaining optical fiber for optical input. 3. In the variable wavelength filter module according to claim 1 or 2, the input and output optical fibers are non-polarization-maintaining optical fibers, and a polarization splitting element and a fiber coupling lens are incident on the output side of the collimating lens. A tunable wavelength filter module characterized by adding a coupling element on the side and arranging a tunable wavelength filter for each separated polarized light. 4. The tunable wavelength filter module according to claim 1, 2, or 3, further comprising a liquid crystal cell for polarization compensation connected to the tunable wavelength filter control electronic circuit. Wavelength filter module. 5. In the tunable wavelength filter module according to any one of claims 1 to 4, an internal section for precise wavelength sweep position control connected to the polarization maintaining optical fiber for optical input and the electronic circuit for controlling the tunable wavelength filter. A tunable wavelength filter module comprising a light source, a polarization-maintaining optical fiber for light output, and a light receiver connected to an electronic circuit for controlling the tunable wavelength filter.
JP7190190A 1990-03-23 1990-03-23 Variable wavelength filter module Pending JPH03273217A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7190190A JPH03273217A (en) 1990-03-23 1990-03-23 Variable wavelength filter module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7190190A JPH03273217A (en) 1990-03-23 1990-03-23 Variable wavelength filter module

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03273217A true JPH03273217A (en) 1991-12-04

Family

ID=13473907

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7190190A Pending JPH03273217A (en) 1990-03-23 1990-03-23 Variable wavelength filter module

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03273217A (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835424A (en) * 1981-08-28 1983-03-02 Canon Inc Liquid crystal fabry-perot interference device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835424A (en) * 1981-08-28 1983-03-02 Canon Inc Liquid crystal fabry-perot interference device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5111321A (en) Dual-polarization liquid-crystal etalon filter
US5321539A (en) Liquid crystal Fabry-Perot etalon with glass spacer
US10418775B2 (en) External cavity tunable laser with dual beam outputs
US5361320A (en) Liquid crystal fiber waveguide
JP2002519716A (en) High speed electro-optical converter
CN102820611B (en) Tunable laser for outputting non-polarized light
WO2014036844A1 (en) Polarization-irrelevant tunable fabry-perot filter
WO2014036843A1 (en) Spectrum analysis device
US20020159153A1 (en) Tunable optical filter
JP4106981B2 (en) Optical attenuator
Vogel et al. Tunable liquid crystal Fabry-Perot filters
JPH03273217A (en) Variable wavelength filter module
Hirabayashi et al. Tunable wavelength-selective demultiplexer using a liquid-crystal filter
CN102798987B (en) Tunable optical filter with fixed frequency space and single-mode output
JP2888372B2 (en) Tunable wavelength filter module
US8705165B2 (en) Optical wavelength conversion element, wavelength conversion laser device, and image display device
JPH06148692A (en) Wavelength variable liquid crystal optical filter
JPH05323265A (en) Polarization non-dependency type wavelength variable filter
WO2014019398A1 (en) Single-mode continuously tunable optical filter
JPH085976A (en) Variable wavelength optical filter
JP2010175785A (en) Wavelength variable filter
JP3137162B2 (en) Tunable wavelength optical filter
CN111886536B (en) light modulation device
JPH04142090A (en) Wavelength variable laser light source
JP2804376B2 (en) Tunable wavelength filter