JPH05241083A - 波長可変フィルタとその製作方法 - Google Patents
波長可変フィルタとその製作方法Info
- Publication number
- JPH05241083A JPH05241083A JP4405992A JP4405992A JPH05241083A JP H05241083 A JPH05241083 A JP H05241083A JP 4405992 A JP4405992 A JP 4405992A JP 4405992 A JP4405992 A JP 4405992A JP H05241083 A JPH05241083 A JP H05241083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- dielectric interference
- ultrasonic motor
- interference filter
- multilayer dielectric
- Prior art date
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- Pending
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- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Filters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 多層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回転
させる際、瞬時にして精度良く位置決めをすることがで
き、かつ小型化が可能な波長可変フィルタとその製作方
法を提供する。 【構成】 波長可変フィルタは、多層膜誘電体干渉フィ
ルタ3と、該多層膜誘電体干渉フィルタ3を傾斜または
回転させる超音波モータ1を有してなることを特徴とす
る。また、その製作方法は、多層膜誘電体干渉フィルタ
3を、超音波モータ1を用いてダイレクトドライブして
傾斜または回転させ、傾斜または回転の角度を、エンコ
ーダ2を用いて、その信号をフィードバックして制御す
ることを特徴とする。
させる際、瞬時にして精度良く位置決めをすることがで
き、かつ小型化が可能な波長可変フィルタとその製作方
法を提供する。 【構成】 波長可変フィルタは、多層膜誘電体干渉フィ
ルタ3と、該多層膜誘電体干渉フィルタ3を傾斜または
回転させる超音波モータ1を有してなることを特徴とす
る。また、その製作方法は、多層膜誘電体干渉フィルタ
3を、超音波モータ1を用いてダイレクトドライブして
傾斜または回転させ、傾斜または回転の角度を、エンコ
ーダ2を用いて、その信号をフィードバックして制御す
ることを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信の分野において
光分波器等として利用される波長可変フィルタとその製
作方法に関する。
光分波器等として利用される波長可変フィルタとその製
作方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信の発展により、近い将来、加入者
系光通信システムの実現が予想される。それにより伝送
される情報が大容量化し、それに伴って、光通信が波長
分割多重方式による伝送方式で実施されるようになる。
この波長分割多重伝送方式を図3を参照して説明する。
異なる信号が、発光波長がλ1、λ2、…λnの異なる発
光素子A1、A2、…Anに加えられる。これら発光素子
A1、A2、…Anからの光はスターカプラSに入れられ
て合波される。その後、スターカプラSより分岐した光
は光ファイバに送り出される。さらに、これらの光は、
受信側では、波長可変フィルタF1、F2、…Fnにより
選択的に必要な波長だけ分けられ、受光素子R1、R2、
…Rnに入り、電気信号に変換されて、所定の信号が得
られる。このような波長分割多重伝送方式では、複数の
光信号を1本のファイバに結合、分離するため、光合波
器、光分波器が極めて重要な構成要素である。
系光通信システムの実現が予想される。それにより伝送
される情報が大容量化し、それに伴って、光通信が波長
分割多重方式による伝送方式で実施されるようになる。
この波長分割多重伝送方式を図3を参照して説明する。
異なる信号が、発光波長がλ1、λ2、…λnの異なる発
光素子A1、A2、…Anに加えられる。これら発光素子
A1、A2、…Anからの光はスターカプラSに入れられ
て合波される。その後、スターカプラSより分岐した光
は光ファイバに送り出される。さらに、これらの光は、
受信側では、波長可変フィルタF1、F2、…Fnにより
選択的に必要な波長だけ分けられ、受光素子R1、R2、
…Rnに入り、電気信号に変換されて、所定の信号が得
られる。このような波長分割多重伝送方式では、複数の
光信号を1本のファイバに結合、分離するため、光合波
器、光分波器が極めて重要な構成要素である。
【0003】光分波器は、波長可変性のフィルタにより
構成されており、その素子には、2種類のタイプがあ
る。すなわち、液晶に電圧をかけて屈折率を変え、波長
可変フィルタとしたものと、多層膜誘電体干渉フィルタ
を傾斜または回転させて波長可変フィルタとしたもので
ある。
構成されており、その素子には、2種類のタイプがあ
る。すなわち、液晶に電圧をかけて屈折率を変え、波長
可変フィルタとしたものと、多層膜誘電体干渉フィルタ
を傾斜または回転させて波長可変フィルタとしたもので
ある。
【0004】前者の場合は、電圧を変えるだけで瞬時に
中心波長を変えられること、小型であることなどの長所
があるが、一方、液晶を用いているために、温度等の環
境によって屈折率が変わり易く、したがって中心波長が
変わり易い、また液晶の寿命による経時変化があるなど
の欠点も有している。また後者の場合は、温度等の環境
変化に対して特性が変わらず、経時変化が少ないもの
の、多層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回転させて
いるため、瞬時に中心波長を変えにくいといった欠点を
有している。
中心波長を変えられること、小型であることなどの長所
があるが、一方、液晶を用いているために、温度等の環
境によって屈折率が変わり易く、したがって中心波長が
変わり易い、また液晶の寿命による経時変化があるなど
の欠点も有している。また後者の場合は、温度等の環境
変化に対して特性が変わらず、経時変化が少ないもの
の、多層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回転させて
いるため、瞬時に中心波長を変えにくいといった欠点を
有している。
【0005】ところで、これらの素子を光分波器として
使用する場合、温度や湿度等の環境の変化に対する特性
変化、経時変化がないことが要求される。これらのこと
を考慮すると、加入者系光通信システムには、前記の多
層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回転させる波長可
変フィルタを用いることが望ましい。
使用する場合、温度や湿度等の環境の変化に対する特性
変化、経時変化がないことが要求される。これらのこと
を考慮すると、加入者系光通信システムには、前記の多
層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回転させる波長可
変フィルタを用いることが望ましい。
【0006】多層膜誘電体干渉フィルタを傾斜または回
転させる波長可変フィルタを用いる場合には、駆動系が
小型であること、低コストであること、位置決め精度が
小さいこと、さらには瞬時に位置決めができることとい
った条件を、すべて満足することが必要である。図4
に、フィルタの中心波長と、多層膜誘電体干渉フィルタ
を所定角度傾斜または回転した時の中心波長の変化を示
したスペクトルアナライザのデータを示す。このデータ
より、半値幅3nmを用いて0.1nmの精度で中心波
長を変化させるためには0.03度の精度が必要である
ことが分かる。さらに、半値幅がサブナイメータにも対
応することを考慮すると0.01度の精度が必要であ
る。
転させる波長可変フィルタを用いる場合には、駆動系が
小型であること、低コストであること、位置決め精度が
小さいこと、さらには瞬時に位置決めができることとい
った条件を、すべて満足することが必要である。図4
に、フィルタの中心波長と、多層膜誘電体干渉フィルタ
を所定角度傾斜または回転した時の中心波長の変化を示
したスペクトルアナライザのデータを示す。このデータ
より、半値幅3nmを用いて0.1nmの精度で中心波
長を変化させるためには0.03度の精度が必要である
ことが分かる。さらに、半値幅がサブナイメータにも対
応することを考慮すると0.01度の精度が必要であ
る。
【0007】ところで従来、前記光学素子における傾斜
または回転駆動系は、一般にパルスモータとウォームギ
アで構成されている。そして、傾斜または回転する角度
に必要なパルス数をパルスモータに入れ、オープンルー
プで行なうことで、傾斜または回転の制御を実施してい
る。傾斜または回転駆動系の精度は、パルスモータの最
小ステップ角とウォームギアのギア比で決まるものであ
る。
または回転駆動系は、一般にパルスモータとウォームギ
アで構成されている。そして、傾斜または回転する角度
に必要なパルス数をパルスモータに入れ、オープンルー
プで行なうことで、傾斜または回転の制御を実施してい
る。傾斜または回転駆動系の精度は、パルスモータの最
小ステップ角とウォームギアのギア比で決まるものであ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この駆
動系を波長可変フィルタに使用した場合、下記の問題点
が生じる。すなわち第1に、傾斜または回転の制御が、
オープンループでギアを使用して行なわれるため、ギア
のバックラッシュにより、傾斜または回転の角度に誤差
を生じ、傾斜または回転する毎に誤差が積算されて、必
要な位置決め精度が得られなくなる点である。また、パ
ルスモータは、最小ステップ角が0.1度であるため、
たとえエンコーダを使用しても、必要な精度を得ること
はできない。また第2には、ギアを使用しているため、
小型化が困難であるという問題がある。さらに第3に
は、ギアを使用しているため、傾斜または回転の速度が
遅く、瞬時に位置決めをすることが困難であるという不
満もある。
動系を波長可変フィルタに使用した場合、下記の問題点
が生じる。すなわち第1に、傾斜または回転の制御が、
オープンループでギアを使用して行なわれるため、ギア
のバックラッシュにより、傾斜または回転の角度に誤差
を生じ、傾斜または回転する毎に誤差が積算されて、必
要な位置決め精度が得られなくなる点である。また、パ
ルスモータは、最小ステップ角が0.1度であるため、
たとえエンコーダを使用しても、必要な精度を得ること
はできない。また第2には、ギアを使用しているため、
小型化が困難であるという問題がある。さらに第3に
は、ギアを使用しているため、傾斜または回転の速度が
遅く、瞬時に位置決めをすることが困難であるという不
満もある。
【0009】本発明は、前記事情に鑑みてなされたもの
で、瞬時にして精度良く位置決めをすることができ、か
つ小型化が可能な波長可変フィルタとその製作方法を提
供することを目的としている。
で、瞬時にして精度良く位置決めをすることができ、か
つ小型化が可能な波長可変フィルタとその製作方法を提
供することを目的としている。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明では、多層膜誘電
体干渉フィルタを、超音波モータを用いて傾斜または回
転させることで、前記課題を解決するようにした。請求
項3では、傾斜または回転の角度を、エンコーダを用い
て、その信号をフィードバックして制御することとし
た。また請求項4では、多層膜誘電体フィルタを、超音
波モータでダイレクトドライブして傾斜または回転させ
るようにした。
体干渉フィルタを、超音波モータを用いて傾斜または回
転させることで、前記課題を解決するようにした。請求
項3では、傾斜または回転の角度を、エンコーダを用い
て、その信号をフィードバックして制御することとし
た。また請求項4では、多層膜誘電体フィルタを、超音
波モータでダイレクトドライブして傾斜または回転させ
るようにした。
【0011】
【作用】本発明の波長可変フィルタとその製作方法にお
いて使用される超音波モータは、圧電セラミックス、ス
テータ、ロータからなる。圧電セラミックスは、ダイポ
ールの向きを周期的に反転させた構造を有し、交流電圧
をかけると、圧電セラミックスの伸び縮みからステータ
に進行波が生じる。この進行波がロータを動かし、多層
膜誘電体干渉フィルタの傾斜または回転運動を生じさせ
る。
いて使用される超音波モータは、圧電セラミックス、ス
テータ、ロータからなる。圧電セラミックスは、ダイポ
ールの向きを周期的に反転させた構造を有し、交流電圧
をかけると、圧電セラミックスの伸び縮みからステータ
に進行波が生じる。この進行波がロータを動かし、多層
膜誘電体干渉フィルタの傾斜または回転運動を生じさせ
る。
【0012】
【実施例】以下、実施例を示して、本発明の波長可変フ
ィルタとその製作方法について説明する。図1は、波長
可変フィルタの駆動系の一例を示すもので、図中符号1
は超音波モータ、符号2はエンコーダである。
ィルタとその製作方法について説明する。図1は、波長
可変フィルタの駆動系の一例を示すもので、図中符号1
は超音波モータ、符号2はエンコーダである。
【0013】超音波モータ1とは、超音波領域の機械的
振動を駆動源とするアクチュエータであり、その構成
は、圧電セラミックス、ステータ、ロータより成る。圧
電セラミックスは、ダイポールの向きを周期的に反転さ
せた構成を有している。ここで使用される超音波モータ
1は、駆動用波数74kHz、定格トルク600grc
m、起動トルク800grcm、保持トルク1000g
rcm、印加電圧300Vpt、定格電流0.3Aであ
る。
振動を駆動源とするアクチュエータであり、その構成
は、圧電セラミックス、ステータ、ロータより成る。圧
電セラミックスは、ダイポールの向きを周期的に反転さ
せた構成を有している。ここで使用される超音波モータ
1は、駆動用波数74kHz、定格トルク600grc
m、起動トルク800grcm、保持トルク1000g
rcm、印加電圧300Vpt、定格電流0.3Aであ
る。
【0014】また、エンコーダ2には、電源電圧がDC
5V、出力形式が矩形波出力ののものが用いられてい
る。このエンコーダ2によれば、出力を電気的に分割す
ることにより、1回の傾斜または回転で36000パル
スが発生する。
5V、出力形式が矩形波出力ののものが用いられてい
る。このエンコーダ2によれば、出力を電気的に分割す
ることにより、1回の傾斜または回転で36000パル
スが発生する。
【0015】前記超音波モータ1の軸には、多層膜誘電
体干渉フィルタ3が取り付けられている。多層膜誘電体
干渉フィルタ3は、それ自身軽いので、超音波モータ1
の仕様通りの特性で動作するものである。
体干渉フィルタ3が取り付けられている。多層膜誘電体
干渉フィルタ3は、それ自身軽いので、超音波モータ1
の仕様通りの特性で動作するものである。
【0016】次に、超音波モータ1により、多層膜誘電
体干渉フィルタ3を所定角度傾斜または回転させて、波
長可変フィルタを製作する方法について説明する。超音
波モータ1は、前記のような構成を有しており、圧電セ
ラミックスの伸び縮みから、図2のようにステータに進
行波が生じる。この進行波がロータを動かし、多層膜誘
電体干渉フィルタ3を傾斜または回転させる。
体干渉フィルタ3を所定角度傾斜または回転させて、波
長可変フィルタを製作する方法について説明する。超音
波モータ1は、前記のような構成を有しており、圧電セ
ラミックスの伸び縮みから、図2のようにステータに進
行波が生じる。この進行波がロータを動かし、多層膜誘
電体干渉フィルタ3を傾斜または回転させる。
【0017】傾斜または回転の際の位置決めは、エンコ
ーダ2からの信号を、この駆動系に連結されたパソコン
(図示略)で処理して行なう。すなわち、この駆動系の
処理回路には、偏差カウンタ(図示略)を内蔵してお
き、指令パルスとエンコーダ2からのフィードバックパ
ルスの偏差が偏差カウンタに蓄えられる。そして、超音
波モータ1を作動させる時には、パソコンからの指令パ
ルスが偏差カウンタに加算される。このパルスたまりが
アナログ電圧に変えられ、超音波モータ1が傾斜または
回転駆動を行なう。これと同時に、エンコーダ2は、先
の傾斜または回転の角度に比例したパルスを発生し、偏
差カウンタのたまりを減算する。このたまりパルスがゼ
ロになると、超音波モータ1は作動を停止し、位置決め
を完了する。
ーダ2からの信号を、この駆動系に連結されたパソコン
(図示略)で処理して行なう。すなわち、この駆動系の
処理回路には、偏差カウンタ(図示略)を内蔵してお
き、指令パルスとエンコーダ2からのフィードバックパ
ルスの偏差が偏差カウンタに蓄えられる。そして、超音
波モータ1を作動させる時には、パソコンからの指令パ
ルスが偏差カウンタに加算される。このパルスたまりが
アナログ電圧に変えられ、超音波モータ1が傾斜または
回転駆動を行なう。これと同時に、エンコーダ2は、先
の傾斜または回転の角度に比例したパルスを発生し、偏
差カウンタのたまりを減算する。このたまりパルスがゼ
ロになると、超音波モータ1は作動を停止し、位置決め
を完了する。
【0018】ここで、使用された前記のエンコーダ2に
よれば、エンコーダ2からのパルスが、1回の傾斜また
は回転で36000パルスであるので、0.01度の精
度で位置決めができる。
よれば、エンコーダ2からのパルスが、1回の傾斜また
は回転で36000パルスであるので、0.01度の精
度で位置決めができる。
【0019】この時、多層膜誘電体干渉フィルタ3の傾
斜または回転の角度と中心波長の変化量を、予め調べて
おき、必要な中心波長に対応した角度を指定して、超音
波モータ1を作動させて、該多層膜誘電体干渉フィルタ
3を傾斜または回転させるようにする。
斜または回転の角度と中心波長の変化量を、予め調べて
おき、必要な中心波長に対応した角度を指定して、超音
波モータ1を作動させて、該多層膜誘電体干渉フィルタ
3を傾斜または回転させるようにする。
【0020】このようにして多層膜誘電体干渉フィルタ
3を所定角度傾斜または回転させて得られた波長可変フ
ィルタによれば、多層膜誘電体干渉フィルタ3に、発光
素子(図示略)からの信号を入力すると、この信号は、
多層膜誘電体干渉フィルタ3によって、所定の中心波長
の光だけに分波されて、所望の選択信号として取り出さ
れる。
3を所定角度傾斜または回転させて得られた波長可変フ
ィルタによれば、多層膜誘電体干渉フィルタ3に、発光
素子(図示略)からの信号を入力すると、この信号は、
多層膜誘電体干渉フィルタ3によって、所定の中心波長
の光だけに分波されて、所望の選択信号として取り出さ
れる。
【0021】このように、本実施例の波長可変フィルタ
とその製作方法によれば、超音波モータ1を用いてダイ
レクトドライブで、多層膜誘電体干渉フィルタ3を傾斜
または回転させ、しかも傾斜または回転の角度は、エン
コーダ2からの信号をフィードバックして制御するよう
にしたので、従来のようにパルスモータの最小ステップ
角とウォームギアのギア比に拠っていた位置決め精度
が、0.01度程度にまで向上する。また、ギアを用い
ないことから、瞬時にして位置決めをすることができ
る。また、ギアを用いず、かつ超音波モータ1も前述の
ように比較的簡単な構造であるため、装置の小型化、低
コスト化が図れる。また、人間の耳に聞こえない超音波
領域の振動を利用した超音波モータ1を用いたことで、
静寂が図れる。さらに、超音波モータ1を用いたため、
外部の磁界の影響を受けにくく、環境に拠らずに正常な
作動が可能であること、超音波モータ1内のステータと
ロータが強く密着しているため、電気を切った後も強い
保持力を示すこと、ロータのイナーシャが小さいため、
応答性が高いことなどの種々の効果がある。
とその製作方法によれば、超音波モータ1を用いてダイ
レクトドライブで、多層膜誘電体干渉フィルタ3を傾斜
または回転させ、しかも傾斜または回転の角度は、エン
コーダ2からの信号をフィードバックして制御するよう
にしたので、従来のようにパルスモータの最小ステップ
角とウォームギアのギア比に拠っていた位置決め精度
が、0.01度程度にまで向上する。また、ギアを用い
ないことから、瞬時にして位置決めをすることができ
る。また、ギアを用いず、かつ超音波モータ1も前述の
ように比較的簡単な構造であるため、装置の小型化、低
コスト化が図れる。また、人間の耳に聞こえない超音波
領域の振動を利用した超音波モータ1を用いたことで、
静寂が図れる。さらに、超音波モータ1を用いたため、
外部の磁界の影響を受けにくく、環境に拠らずに正常な
作動が可能であること、超音波モータ1内のステータと
ロータが強く密着しているため、電気を切った後も強い
保持力を示すこと、ロータのイナーシャが小さいため、
応答性が高いことなどの種々の効果がある。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長可変
フィルタとその製作方法によれば、多層膜誘電体干渉フ
ィルタを傾斜または回転させる際に、瞬時にして位置決
めを行なうことができ、かつ高い位置決め精度を有し、
小型化、静寂化を可能とした波長可変フィルタを低コス
トで提供することができる。
フィルタとその製作方法によれば、多層膜誘電体干渉フ
ィルタを傾斜または回転させる際に、瞬時にして位置決
めを行なうことができ、かつ高い位置決め精度を有し、
小型化、静寂化を可能とした波長可変フィルタを低コス
トで提供することができる。
【図1】本発明の波長可変フィルタの駆動系の一例を示
す図である。
す図である。
【図2】超音波モータの作動方式を模式的に説明する原
理図である。
理図である。
【図3】波長分割多重伝送方式を模式的に説明する原理
図である。
図である。
【図4】フィルタの中心波長と多層膜誘電体干渉フィル
タを所定角度傾斜または回転した時の中心波長の変化を
示したスペクトルアナライザのデータを示す図である。
タを所定角度傾斜または回転した時の中心波長の変化を
示したスペクトルアナライザのデータを示す図である。
1 超音波モータ 2 エンコーダ 3 多層膜誘電体干渉フィルタ
Claims (4)
- 【請求項1】 多層膜誘電体干渉フィルタと、該多層膜
誘電体干渉フィルタを傾斜または回転させる超音波モー
タを有してなることを特徴とする波長可変フィルタ。 - 【請求項2】 多層膜誘電体干渉フィルタを、超音波モ
ータを用いて傾斜または回転させることを特徴とする波
長可変フィルタの製作方法。 - 【請求項3】 傾斜または回転の角度を、エンコーダを
用いて、その信号をフィードバックして制御することを
特徴とする請求項2に記載の波長可変フィルタの製作方
法。 - 【請求項4】 多層膜誘電体フィルタを、超音波モータ
でダイレクトドライブして傾斜または回転させることを
特徴とする請求項2に記載の波長可変フィルタの製作方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4405992A JPH05241083A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 波長可変フィルタとその製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4405992A JPH05241083A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 波長可変フィルタとその製作方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05241083A true JPH05241083A (ja) | 1993-09-21 |
Family
ID=12681052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4405992A Pending JPH05241083A (ja) | 1992-02-28 | 1992-02-28 | 波長可変フィルタとその製作方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05241083A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6430340B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wavelength tunable filter device |
KR100442616B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 더블유디엠 시스템의 광 파장 고정장치 |
US7199928B2 (en) | 2003-07-17 | 2007-04-03 | Santec Corporation | Optical element, optical drop module, optical add-drop module, and tunable light source |
-
1992
- 1992-02-28 JP JP4405992A patent/JPH05241083A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6430340B1 (en) * | 1998-05-20 | 2002-08-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wavelength tunable filter device |
KR100442616B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-08-02 | 삼성전자주식회사 | 더블유디엠 시스템의 광 파장 고정장치 |
US7199928B2 (en) | 2003-07-17 | 2007-04-03 | Santec Corporation | Optical element, optical drop module, optical add-drop module, and tunable light source |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20001212 |