JPH05249426A - Wavelength selection filter and transmission wavelength control method - Google Patents

Wavelength selection filter and transmission wavelength control method

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JPH05249426A
JPH05249426A JP5042092A JP5042092A JPH05249426A JP H05249426 A JPH05249426 A JP H05249426A JP 5042092 A JP5042092 A JP 5042092A JP 5042092 A JP5042092 A JP 5042092A JP H05249426 A JPH05249426 A JP H05249426A
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filter
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Yasunao Suzuki
康直 鈴木
Katsuhiko Hirabayashi
克彦 平林
Shinichi Aoyanagi
愼一 青柳
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the dependence of a Fabry-Perot resonator type filter on polarization. CONSTITUTION:A uniaxial liquid crystal 27 is inserted between two sheets of reflection films 22 which face each other and are parallel with each other. Transparent electrodes 23 which can impress electric fields to the liquid crystal 27 and a temp. control device 29 and temp. control circuit 30 which can control the temp. of the liquid crystal 27 from the outside are provided, by which the wavelength selection filter is provided. The intensity of the electric fields to be impressed to the liquid crystal 27 of this wavelength selection filter and the temp. of the liquid crystal are controlled, by which the resonance peak wavelength of the extraordinary rays of transmitted light and the resonance peak wavelength of ordinary rays are matched with a target wavelength.

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、光通信において波長多
重された信号から目的とする1つの波長を選択する波長
選択フィルタ及び透過波長制御方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength selection filter and a transmission wavelength control method for selecting one target wavelength from signals multiplexed in optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の波長選択フィルタには、回折格
子、誘電体多層膜フィルタ、マッハツェンダ干渉型フィ
ルタ、ファブリペロ共振器型フィルタなどがある。
2. Description of the Related Art Conventional wavelength selection filters include diffraction gratings, dielectric multilayer filters, Mach-Zehnder interference type filters, and Fabry-Perot resonator type filters.

【0003】ところで、回折格子、誘電体多層膜フィル
タを用いてフィルタ波長を連続的に可変するためには、
フィルタ自身あるいはその前後の光路を機械的に動かす
必要がある。この例を図11及び図12を参照しながら
説明する。
By the way, in order to continuously vary the filter wavelength by using a diffraction grating and a dielectric multilayer filter,
It is necessary to mechanically move the filter itself or the optical path before and after it. This example will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0004】図11は回折格子を用いた例を示す。同図
に示すように、光ファイバ1から回折格子2に向って波
長多重信号を入射すると、特定の波長λの光が、光ファ
イバ3に向って出射する場合において、例えば、波長λ
2 の光を得るには回折格子2、光ファイバ3を破線のよ
うに移動させる必要がある。
FIG. 11 shows an example using a diffraction grating. As shown in the figure, when a wavelength-multiplexed signal is incident from the optical fiber 1 toward the diffraction grating 2, when light of a specific wavelength λ is emitted toward the optical fiber 3, for example, the wavelength λ
In order to obtain the light of 2, it is necessary to move the diffraction grating 2 and the optical fiber 3 as shown by the broken line.

【0005】図12は誘電体多層膜フィルタを用いた例
を示す。同図に示すように、光ファイバ4から誘電体多
層膜フィルタ5に向って波長多重信号を入射すると、特
定波長λ1 の光が光ファイバ6に出射する場合におい
て、例えば波長λ2 の光を得るには誘電体多層膜フィル
タ5、光ファイバ6を破線で示すように移動させる必要
がある。
FIG. 12 shows an example using a dielectric multilayer filter. As shown in the figure, when a wavelength-multiplexed signal is incident from the optical fiber 4 toward the dielectric multilayer filter 5, when light of a specific wavelength λ 1 is emitted to the optical fiber 6, for example, light of a wavelength λ 2 is emitted. In order to obtain it, it is necessary to move the dielectric multilayer filter 5 and the optical fiber 6 as shown by the broken line.

【0006】図11や図12に示すような方法により波
長を連続的に可変するための装置には、機械的精密さが
要求され、高価で大型な装置が必要となる。また、この
場合、選択波長の切り換え速度が遅く、消費電力も大き
くなる。
A device for continuously varying the wavelength by the method shown in FIGS. 11 and 12 requires mechanical precision, and requires an expensive and large-sized device. Further, in this case, the switching speed of the selected wavelength is slow and the power consumption becomes large.

【0007】また、マッハツェンダ干渉計型フィルタの
例を図13に示す。同図に示すように、マッハツェンダ
干渉型フィルタは通常、光導波路上に作製され、長さの
異なる第1及び第2の光導波路7A,7Bの両端を分岐
比が1:1の方向性結合器、いわゆる3dBカップラ8
A,8Bで結合したものである。これにより、光ファイ
バ9から入力される光波は3dBカップラ8Aで1:1
に分岐され、それぞれ第1及び第2の光導波路7A,7
Bを通過した後、再び3dBカップラ8Bで合波されて
光ファイバ10に出力されるようになる。すなわち、こ
のフィルタは、光波を2つに分岐して光路差を設けた
後、再び重ね合せて干渉させることにより波長を選択す
るものである。
An example of a Mach-Zehnder interferometer type filter is shown in FIG. As shown in the figure, a Mach-Zehnder interference type filter is usually manufactured on an optical waveguide, and a directional coupler having a branching ratio of 1: 1 is provided between both ends of the first and second optical waveguides 7A and 7B having different lengths. , So-called 3dB coupler 8
It is combined with A and 8B. As a result, the light wave input from the optical fiber 9 is 1: 1 by the 3 dB coupler 8A.
To the first and second optical waveguides 7A and 7A, respectively.
After passing through B, they are multiplexed again by the 3 dB coupler 8B and output to the optical fiber 10. That is, this filter selects a wavelength by splitting a light wave into two to provide an optical path difference, and then overlapping them again to cause interference.

【0008】かかるフィルタ波長を可変とするために
は、電気光学効果あるいは熱光学効果による屈折率変化
により光路差を変化させる方法が採られる(H. Toba e
t.al.,Electron.Lett., 23, 789(1987) )。すなわち、
図13に示すように、例えば光導波路7A上に薄膜ヒー
タ11を設け、光導波路7Aの温度を変化させるとによ
りその屈折率を変化させ、光導波路7Bとの光路差を変
化させるようにする。
In order to make the filter wavelength variable, a method of changing the optical path difference by changing the refractive index due to the electro-optical effect or the thermo-optical effect is adopted (H. Toba e
t.al., Electron. Lett., 23, 789 (1987)). That is,
As shown in FIG. 13, for example, a thin film heater 11 is provided on the optical waveguide 7A, and when the temperature of the optical waveguide 7A is changed, its refractive index is changed and the optical path difference with the optical waveguide 7B is changed.

【0009】しかし、このようにフィルタ波長を変化さ
せる場合、何れの方法によっても、広い干渉ピーク間隔
と急峻なフィルタ特性との両方を得るためには、光路差
の異なるフィルタを多段に接続する必要があり、挿入損
失、大きさ、消費電力が共に大きくなってしまうという
問題がある。また、光導波路の波長フィルタのため、光
ファイバとの接続等、製造上難しい部分があり、高価に
なるという問題もある。
However, in the case of changing the filter wavelength as described above, in order to obtain both a wide interference peak interval and a steep filter characteristic by any method, it is necessary to connect filters having different optical path differences in multiple stages. However, there is a problem in that the insertion loss, size, and power consumption increase. Further, since it is a wavelength filter of the optical waveguide, there is a problem in that it is difficult to manufacture, such as connection with an optical fiber, and it becomes expensive.

【0010】一方、ファブリペロ共振器型フィルタは2
つの平行な反射面間を多重反射する光の干渉を用いたフ
ィルタであり、反射面間に液晶等の電気光学効果をもつ
透明物質を挿入し、この物質に電圧を加えることで干渉
ピーク波長を変えることができるが、通常、この物質の
屈折率変化の方向に異方性があり、その結果として透過
光強度が入射光の偏波状態に依存するという欠点があ
る。
On the other hand, the Fabry-Perot resonator type filter has two
It is a filter that uses the interference of light that is multiple-reflected between two parallel reflecting surfaces.A transparent substance with an electro-optical effect, such as a liquid crystal, is inserted between the reflecting faces and the interference peak wavelength is changed by applying a voltage to this substance. Although it can be changed, it usually has anisotropy in the direction of change in the refractive index of this substance, and as a result, the transmitted light intensity depends on the polarization state of the incident light.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
の波長選択フィルタには、フィルタ波長を連続的に可
変にすることが容易ではない、透過光特性が光源の偏
波状態に依存する、大きさ、消費電力が大きい、等の
課題があり、これら全てを満足するものは実現されてい
ない。
As described above, in the conventional wavelength selection filter, it is not easy to continuously change the filter wavelength, and the transmitted light characteristic depends on the polarization state of the light source. However, there are problems such as size and power consumption, and none satisfying all of these has been realized.

【0012】本発明はこのような事情に鑑み、ファブリ
ペロ共振器型フィルタにおける偏波依存性を解消するこ
とにより、上記課題をすべて解決した波長選択フィルタ
及びその制御方法を実現することを目的とする。
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to realize a wavelength selection filter and a control method therefor, by eliminating the polarization dependence in a Fabry-Perot resonator filter. ..

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る波長選択フィルタは、相対向して互いに平行な
2枚の反射面と、これら2枚の反射面間に挟持される一
軸性の液晶層と、この液晶層に電界を印加できる透明電
極と、上記液晶層の温度を外部より制御できる温度制御
素子とを具備することを特徴とする。
A wavelength selection filter according to the present invention that achieves the above object has two reflecting surfaces facing each other and parallel to each other, and a uniaxial property sandwiched between these two reflecting surfaces. And a transparent electrode capable of applying an electric field to the liquid crystal layer, and a temperature control element capable of externally controlling the temperature of the liquid crystal layer.

【0014】また、本発明に係る透過波長制御方法は、
相対向して互いに平行な2枚の反射面と、これら2枚の
反射面間に挟持される一軸性の液晶層と、この液晶層に
電界を印加できる透明電極と、上記液晶層の温度を外部
より制御できる温度制御素子とを具備する波長選択フィ
ルタを用い、上記温度制御素子を介して液晶層の温度を
制御して反射面に垂直に入射する光が当該液晶層を透過
する際の常光線の方向の屈折率と異常光線方向の屈折率
とを変化させることにより、当該フィルタを透過した常
光線の共振ピーク波長を目的とする波長に一致させると
共に、上記透明電極を介して液晶層に印加する電界強度
を制御して異常光線方向の屈折率のみを変化させること
により、当該フィルタを透過した異常光線の共振ピーク
波長を目的とする波長に一致させることを特徴とする。
The transmission wavelength control method according to the present invention is
Two reflective surfaces facing each other and parallel to each other, a uniaxial liquid crystal layer sandwiched between these two reflective surfaces, a transparent electrode capable of applying an electric field to the liquid crystal layer, and a temperature of the liquid crystal layer are set. Using a wavelength selection filter equipped with a temperature control element that can be controlled from the outside, the temperature of the liquid crystal layer is controlled via the temperature control element, and the light that is perpendicularly incident on the reflecting surface passes through the liquid crystal layer. By changing the refractive index in the direction of the ray and the refractive index in the extraordinary ray direction, the resonance peak wavelength of the ordinary ray transmitted through the filter is matched with the target wavelength, and the liquid crystal layer is passed through the transparent electrode. It is characterized in that the resonance peak wavelength of the extraordinary ray transmitted through the filter is matched with the target wavelength by controlling the applied electric field strength and changing only the refractive index in the extraordinary ray direction.

【0015】[0015]

【作用】前記構成の波長選択フィルタは、フィルタを温
度制御する機能を設けたことによって屈折率媒体である
液晶の屈折率が制御でき、結果としてフィルタの共振ピ
ーク波長を制御することが可能となる。このとき、反射
面に垂直に入射する光が液晶を透過する場合の異常光線
方向の共振ピークと常光線方向の共振ピークとの両方を
温度で制御することができるので、これと印加電圧によ
る異常光線方向の共振ピークのみの制御とを併用するこ
とにより、これらそれぞれのピークを自由に制御する事
が可能となる。すなわち上記フィルタにおいて、上記方
法のように温度制御と印加電圧の制御を適宜行うことに
より、常光線の共振ピーク波長と異常光線の共振ピーク
波長とを、希望する波長と一致させることができる。そ
して、このような作用の結果として、入力光の偏波状態
に依存しないフィルタ特性を得ることができる。
In the wavelength selection filter having the above structure, the refractive index of the liquid crystal as the refractive index medium can be controlled by providing the function of controlling the temperature of the filter, and as a result, the resonance peak wavelength of the filter can be controlled. .. At this time, it is possible to control both the resonance peak in the extraordinary ray direction and the resonance peak in the ordinary ray direction when the light perpendicularly incident on the reflecting surface passes through the liquid crystal by temperature. By using this together with the control of only the resonance peak in the light ray direction, it becomes possible to freely control these respective peaks. That is, in the filter, the resonance peak wavelength of the ordinary ray and the resonance peak wavelength of the extraordinary ray can be matched with the desired wavelength by appropriately controlling the temperature and the applied voltage as in the above method. Then, as a result of such an action, it is possible to obtain a filter characteristic that does not depend on the polarization state of the input light.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。EXAMPLES The present invention will be described below based on examples.

【0017】図1は一実施例に係る波長選択フィルタの
構成図である。同図に示すように、この波長フィルタ
は、ファブリペロ型共振器型フィルタであり、透明基板
21の平滑な表面上に、光の反射膜22、透明電極2
3、及び液晶を配向させるための配向膜24を順次積層
した基板25を2枚用い、この2枚の基板25を透明電
極23を内側にして平行に相対向させてその間に、基板
間の距離を一定に保つスペーサ26、及び一軸性液晶2
7を挟み込んだ構造を有する。そして、一対の透明電極
23には電圧源28が接続されている。また、透明基板
21の外側にはペルチェ素子などの温度制御デバイス2
9が設けられており、この温度制御デバイス29には温
度制御回路30が接続されている。
FIG. 1 is a block diagram of a wavelength selection filter according to an embodiment. As shown in the figure, this wavelength filter is a Fabry-Perot resonator type filter, and a light reflection film 22 and a transparent electrode 2 are formed on a smooth surface of a transparent substrate 21.
3 and two substrates 25 in which an alignment film 24 for orienting liquid crystal is sequentially laminated are used, and these two substrates 25 face each other in parallel with the transparent electrode 23 inside, and a distance between the substrates is provided therebetween. 26 for keeping the temperature constant and the uniaxial liquid crystal 2
It has a structure in which 7 is sandwiched. A voltage source 28 is connected to the pair of transparent electrodes 23. Further, a temperature control device 2 such as a Peltier device is provided outside the transparent substrate 21.
9 is provided, and a temperature control circuit 30 is connected to the temperature control device 29.

【0018】ここで、透明基板21には目的とする波長
領域において透明な、例えば石英ガラスなどの材料を用
いればよい。また、反射膜22には、誘電体ミラーなど
を、透明電極23にはITO(Indium Tin Oxide)など
の材料を用いればよい。
Here, the transparent substrate 21 may be made of a material such as quartz glass, which is transparent in the intended wavelength range. A dielectric mirror or the like may be used for the reflective film 22, and a material such as ITO (Indium Tin Oxide) may be used for the transparent electrode 23.

【0019】また、ここで一軸性液晶27とは特定の一
軸方向から見た場合には屈折率異方性がないが、他の方
向から見た場合に屈折率異方性がある液晶をいい、かか
る性質を有するものであれば、その種類は限定されな
い。かかる液晶27は配向膜24により配向されている
が、少なくとも一方の配向膜24が平行配向処理されて
いる必要がある。
The uniaxial liquid crystal 27 is a liquid crystal having no refractive index anisotropy when viewed from a specific uniaxial direction, but having a refractive index anisotropy when viewed from another direction. The type is not limited as long as it has such properties. The liquid crystal 27 is aligned by the alignment film 24, but at least one of the alignment films 24 needs to be subjected to parallel alignment treatment.

【0020】なお、反射膜22と透明電極23とは互い
に位置を入れ換えてもよい。また、配向膜24を形成す
るかわりに、溶解、ラビング(基板面を綿布などで軽く
こすること)などの配向処理を行ってもよい。さらに、
基板25間の距離を一定に保つことができる場合には、
必ずしもスペーサ26を設けなくてもよい。
The positions of the reflective film 22 and the transparent electrode 23 may be exchanged with each other. Instead of forming the alignment film 24, an alignment treatment such as melting and rubbing (rubbing the substrate surface lightly with a cotton cloth) may be performed. further,
If the distance between the substrates 25 can be kept constant,
The spacer 26 does not necessarily have to be provided.

【0021】このような、波長選択フィルタに入射光3
1が入射したとき、反射膜22間の距離をd、液晶27
の屈折率をnとすると、2nd=mλ(mは1以上の整
数)を満たす共振波長λの光のみが透過光32として出
射される。このとき液晶27の屈折率nは一般に、温
度、印加電圧などにより変化する。したがって、電圧源
28を介して透明電極23に印加する電圧を制御すると
共に、温度制御回路30を介して温度制御デバイス29
の温度を制御することにより、液晶27の屈折率を制御
し、透過光32のピーク波長λを可変することができ
る。
The incident light 3 enters the wavelength selection filter as described above.
When 1 is incident, the distance between the reflection films 22 is d, and the liquid crystal 27
Let n be the refractive index of n, only light having a resonance wavelength λ that satisfies 2nd = mλ (m is an integer of 1 or more) is emitted as the transmitted light 32. At this time, the refractive index n of the liquid crystal 27 generally changes depending on the temperature, the applied voltage and the like. Therefore, the voltage applied to the transparent electrode 23 is controlled via the voltage source 28, and the temperature control device 29 is controlled via the temperature control circuit 30.
By controlling the temperature of, the refractive index of the liquid crystal 27 can be controlled and the peak wavelength λ of the transmitted light 32 can be varied.

【0022】図2〜5は、上記実施例において、2枚の
配向膜24間に挟まれた液晶27の層の内部で一様に配
向した液晶分子配列の一例を示す概念図である。図2は
反射膜22に垂直な方向から見た図であり、図中Aは一
軸性液晶分子の光学軸の反射面への投影像の方向、Bは
これらに直交した方向を表している。このときA,Bは
それぞれ、光がこの液晶を透過するときの、異常光線及
び常光線の偏波方向である。図3、図4はそれぞれ図2
のA,B方向から眺めた投影図である。図5はこの液晶
1分子を示しており、図中の矢印はその光学軸である。
2 to 5 are conceptual views showing an example of a liquid crystal molecule array uniformly aligned in the layer of the liquid crystal 27 sandwiched between the two alignment films 24 in the above embodiment. FIG. 2 is a view seen from the direction perpendicular to the reflection film 22, in which A is the direction of the projected image of the optical axis of the uniaxial liquid crystal molecule on the reflection surface, and B is the direction orthogonal to these. At this time, A and B are the polarization directions of the extraordinary ray and the ordinary ray when light passes through the liquid crystal. 3 and 4 are respectively shown in FIG.
It is a projection view seen from the A and B directions. FIG. 5 shows one molecule of this liquid crystal, and the arrow in the figure is its optical axis.

【0023】図2のA,B方向の液晶27の屈折率をそ
れぞれne ,no とすると、このように液晶27の光学
軸の反射面への投影像が常にA方向を向くように配向し
ている場合、ne のみが印加電圧に応じて変化し、no
は変化しない。また、液晶27の温度を変化させた場
合、一般に、ne ,no 共に変化する。この様子を示す
一例をそれぞれ図6、図7に示した。図中の33,34
はそれぞれne ,no の状態を示している。
Assuming that the refractive indices of the liquid crystal 27 in the A and B directions in FIG. 2 are n e and n o , respectively, the projection image of the optical axis of the liquid crystal 27 on the reflecting surface is oriented in the A direction at all times. If you are only n e is changed depending on the applied voltage, n o
Does not change. Also, the case of changing the temperature of the liquid crystal 27, generally, n e, n o both change. Examples showing this state are shown in FIGS. 6 and 7, respectively. 33, 34 in the figure
Indicate the states of n e and n o , respectively.

【0024】このようなファブリペロ型共振器の透過光
強度特性には、屈折率ne に依存する異常光線の共振ピ
ーク波長λe と、屈折率no に依存する常光線の共振ピ
ーク波長λo とが存在する。図8に上述の実施例のフィ
ルタにおける、透過率32の波長特性の一例を示した。
図中のピーク35、ピーク36はそれぞれ異常光線の共
振ピーク波長λe および常光線の共振ピーク波長λo
示している。そして、本実施例のファブリペロ型共振器
波長選択フィルタにおいては、電圧および温度を制御す
ることによって異常光線の共振ピーク波長λe と常光線
の共振ピーク波長λo を、それぞれ同時に制御すること
が可能である。
In the transmitted light intensity characteristic of such a Fabry-Perot resonator, the resonance peak wavelength λ e of the extraordinary ray depending on the refractive index n e and the resonance peak wavelength λ o of the ordinary ray depending on the refractive index n o. And exist. FIG. 8 shows an example of the wavelength characteristic of the transmittance 32 in the filter of the above-mentioned embodiment.
Peaks 35 and 36 in the figure respectively indicate the resonance peak wavelength λ e of the extraordinary ray and the resonance peak wavelength λ o of the ordinary ray. In the Fabry-Perot type resonator wavelength selective filter of this embodiment, the resonance peak wavelength λ e of the extraordinary ray and the resonance peak wavelength λ o of the ordinary ray can be simultaneously controlled by controlling the voltage and the temperature. Is.

【0025】次に、上記実施例のファブリペロ型共振波
長選択フィルタを用いて、図8における異常光線の共振
ピーク35(λe )及び常光線の共振ピーク36
(λo )を目標波長37に重なるように制御する手順に
ついて説明する。
Next, using the Fabry-Perot type resonance wavelength selection filter of the above embodiment, the resonance peak 35 (λ e ) of the extraordinary ray and the resonance peak 36 of the ordinary ray in FIG.
A procedure for controlling (λ o ) so as to overlap the target wavelength 37 will be described.

【0026】本実施例においては、図8における異常光
線の共振ピーク35(λe )及び常光線の共振ピーク3
6(λo )の何れもが温度によって変化することを利用
して、まずピーク36が目標波長37に重なるようにフ
ィルタの温度を制御する。この温度制御は、温度制御回
路30で温度制御デバイス29の温度を制御することに
より行う。こうして図9の様にピーク36と波長37と
が重なった時点で、次にピーク35を電圧によって移動
させ、ピーク35、ピーク36及び波長37が全て重な
るように制御する。この制御は、電圧源28により、透
明電極23に印加する電圧を制御することによって行
う。図10はこのようにしてピーク35、36及び波長
37が重なった状態を示しているが、この状態において
は図2のA方向(異常光線方向)、B方向(常光線方
向)共に同じ波長に共振ピークの出る状態となってい
る。すなわち、このように制御することにより、透過光
32の強度が入射光31の偏波状態によって変化しない
ようになる。
In this embodiment, the resonance peak 35 (λ e ) of the extraordinary ray and the resonance peak 3 of the ordinary ray in FIG.
The temperature of the filter is first controlled so that the peak 36 overlaps with the target wavelength 37 by utilizing the fact that any of 6 (λ o ) changes with temperature. This temperature control is performed by controlling the temperature of the temperature control device 29 with the temperature control circuit 30. In this way, when the peak 36 and the wavelength 37 overlap each other as shown in FIG. 9, the peak 35 is then moved by a voltage so that the peak 35, the peak 36, and the wavelength 37 all overlap. This control is performed by controlling the voltage applied to the transparent electrode 23 by the voltage source 28. FIG. 10 shows a state in which the peaks 35 and 36 and the wavelength 37 overlap each other in this way. In this state, both the A direction (extreme ray direction) and the B direction (ordinary ray direction) in FIG. 2 have the same wavelength. Resonance peak appears. That is, by controlling in this way, the intensity of the transmitted light 32 does not change depending on the polarization state of the incident light 31.

【0027】以上説明したように、図1に示す構成の波
長選択フィルタを用い、上述したように制御することに
より、特に光ファイバ通信等に適するように、偏波無依
存で波長可変なフィルタを実現することができる。
As described above, by using the wavelength selection filter having the structure shown in FIG. 1 and controlling as described above, a polarization-independent wavelength tunable filter can be provided so as to be particularly suitable for optical fiber communication and the like. Can be realized.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る波長
選択フィルタにおいては、異常光線の共振ピーク波長λ
e と常光線の共振ピーク波長λo の両方をそれぞれ自由
に設定することができ、また、当該フィルタを本発明方
法のように制御することにより、透過光特性が入射光の
偏波状態に依存しないフィルタを実現することができ
る。
As described above, in the wavelength selection filter according to the present invention, the resonance peak wavelength λ of the extraordinary ray is
Both e and the resonance peak wavelength λ o of the ordinary ray can be freely set, and by controlling the filter as in the method of the present invention, the transmitted light characteristic depends on the polarization state of the incident light. A filter that does not can be realized.

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

【図1】一実施例に係る波長選択素子の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength selection element according to an embodiment.

【図2】図1の反射膜に垂直な方向から見た液晶分子配
列を示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an alignment of liquid crystal molecules as seen from a direction perpendicular to a reflection film of FIG.

【図3】図2のA方向からの投影図である。FIG. 3 is a projection view from the direction A in FIG.

【図4】図2のB方向からの投影図である。FIG. 4 is a projection view from the direction B in FIG.

【図5】液晶分子とその光学軸を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing liquid crystal molecules and their optical axes.

【図6】実施例における屈折率ne ,no の印加電圧依
存性を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing applied voltage dependence of refractive indices n e and n o in the example.

【図7】実施例における屈折率ne ,no の温度依存性
を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing temperature dependence of refractive indices n e and n o in the example.

【図8】一実施例における透過波長の制御過程を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図9】一実施例における透過波長の制御過程を示す説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図10】一実施例における透過波長の制御過程を示す
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図11】従来の回折格子による波長選択方法を示す説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional wavelength selection method using a diffraction grating.

【図12】従来の誘電体多層膜フィルタの波長選択方法
を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a wavelength selection method for a conventional dielectric multilayer filter.

【図13】従来のマッハツェンダ干渉計型フィルタを示
す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a conventional Mach-Zehnder interferometer type filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 透明基板 22 反射膜 23 透明電極 24 配向膜 25 基板 26 スペーサ 27 一軸性液晶 28 電圧源 29 温度制御デバイス 30 温度制御回路 31 入射光 32 透過光 35 異常光線の共振波長ピーク(λe ) 36 常光線の共振波長ピーク(λo ) 37 目標波長21 Transparent Substrate 22 Reflective Film 23 Transparent Electrode 24 Alignment Film 25 Substrate 26 Spacer 27 Uniaxial Liquid Crystal 28 Voltage Source 29 Temperature Control Device 30 Temperature Control Circuit 31 Incident Light 32 Transmitted Light 35 Extraordinary Ray Resonance Wavelength Peak (λ e ) 36 Normal Resonance wavelength peak of light (λ o ) 37 Target wavelength

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年11月26日[Submission date] November 26, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0028[Correction target item name] 0028

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る波長
選択フィルタにおいては、異常光線の共振ピーク波長λ
e と常光線の共振ピーク波長λo の両方をそれぞれ自由
に設定することができ、また、当該フィルタを本発明方
法のように制御することにより、透過光特性が入射光の
偏波状態に依存しないフィルタを実現することができ
る。
As described above, in the wavelength selection filter according to the present invention, the resonance peak wavelength λ of the extraordinary ray is
Both e and the resonance peak wavelength λ o of the ordinary ray can be set freely, and the transmitted light characteristic depends on the polarization state of the incident light by controlling the filter as in the method of the present invention. A filter that does not can be realized.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Name of item to be corrected] Brief description of the drawing

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

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

【図1】一実施例に係る波長選択素子の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a wavelength selection element according to an embodiment.

【図2】図1の反射膜に垂直な方向から見た液晶分子配
列を示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an alignment of liquid crystal molecules as seen from a direction perpendicular to a reflection film of FIG.

【図3】図2のA方向からの投影図である。FIG. 3 is a projection view from the direction A in FIG.

【図4】図2のB方向からの投影図である。FIG. 4 is a projection view from the direction B in FIG.

【図5】液晶分子とその光学軸を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing liquid crystal molecules and their optical axes.

【図6】実施例における屈折率ne ,no の印加電圧依
存性を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing applied voltage dependence of refractive indices n e and n o in the example.

【図7】実施例における屈折率ne ,no の温度依存性
を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing temperature dependence of refractive indices n e and n o in the example.

【図8】一実施例における透過波長の制御過程を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図9】一実施例における透過波長の制御過程を示す説
明図である。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図10】一実施例における透過波長の制御過程を示す
説明図である。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a process of controlling a transmission wavelength in one example.

【図11】従来の回折格子による波長選択方法を示す説
明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a conventional wavelength selection method using a diffraction grating.

【図12】従来の誘電体多層膜フィルタの波長選択方法
を示す説明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a wavelength selection method for a conventional dielectric multilayer filter.

【図13】従来のマッハツェンダ干渉計型フィルタを示
す構成図である。
FIG. 13 is a configuration diagram showing a conventional Mach-Zehnder interferometer type filter.

【符号の説明】 21 透明基板 22 反射膜 23 透明電極 24 配向膜 25 基板 26 スペーサ 27 一軸性液晶 28 電圧源 29 温度制御デバイス 30 温度制御回路 31 入射光 32 透過光 35 異常光線の共振波長ピーク(λe ) 36 常光線の共振波長ピーク(λo ) 37 目標波長[Explanation of Codes] 21 Transparent Substrate 22 Reflective Film 23 Transparent Electrode 24 Alignment Film 25 Substrate 26 Spacer 27 Uniaxial Liquid Crystal 28 Voltage Source 29 Temperature Control Device 30 Temperature Control Circuit 31 Incident Light 32 Transmitted Light 35 Resonant Wavelength Peak of Extraordinary Ray ( λ e ) 36 Resonant wavelength peak of ordinary ray (λ o ) 37 Target wavelength

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相対向して互いに平行な2枚の反射面
と、これら2枚の反射面間に挟持される一軸性の液晶層
と、この液晶層に電界を印加できる透明電極と、上記液
晶層の温度を外部より制御できる温度制御素子とを具備
することを特徴とする波長選択フィルタ。
1. Two reflective surfaces facing each other and parallel to each other, a uniaxial liquid crystal layer sandwiched between these two reflective surfaces, and a transparent electrode capable of applying an electric field to the liquid crystal layer, A wavelength selection filter comprising: a temperature control element capable of controlling the temperature of a liquid crystal layer from the outside.
【請求項2】 相対向して互いに平行な2枚の反射面
と、これら2枚の反射面間に挟持される一軸性の液晶層
と、この液晶層に電界を印加できる透明電極と、上記液
晶層の温度を外部より制御できる温度制御素子とを具備
する波長選択フィルタを用い、上記温度制御素子を介し
て液晶層の温度を制御して反射面に垂直に入射する光が
当該液晶層を透過する際の常光線の方向の屈折率と異常
光線方向の屈折率とを変化させることにより、当該フィ
ルタを透過した常光線の共振ピーク波長を目的とする波
長に一致させると共に、上記透明電極を介して液晶層に
印加する電界強度を制御して異常光線方向の屈折率のみ
を変化させることにより、当該フィルタを透過した異常
光線の共振ピーク波長を目的とする波長に一致させるこ
とを特徴とする透過波長制御方法。
2. A pair of reflecting surfaces facing each other and parallel to each other, a uniaxial liquid crystal layer sandwiched between these two reflecting surfaces, a transparent electrode capable of applying an electric field to the liquid crystal layer, Using a wavelength selection filter equipped with a temperature control element capable of controlling the temperature of the liquid crystal layer from the outside, the temperature of the liquid crystal layer is controlled through the temperature control element, and the light which is vertically incident on the reflecting surface passes through the liquid crystal layer. By changing the refractive index in the direction of the ordinary ray when passing and the refractive index in the extraordinary ray direction, the resonance peak wavelength of the ordinary ray transmitted through the filter is matched with the target wavelength, and the transparent electrode is It is characterized in that the resonance peak wavelength of the extraordinary ray transmitted through the filter is matched with the target wavelength by controlling the electric field intensity applied to the liquid crystal layer via the filter to change only the refractive index in the extraordinary ray direction. Transmitted wave Long control method.
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