JPH055805A - 波長可変フイルタモジユール - Google Patents

波長可変フイルタモジユール

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JPH055805A
JPH055805A JP3156695A JP15669591A JPH055805A JP H055805 A JPH055805 A JP H055805A JP 3156695 A JP3156695 A JP 3156695A JP 15669591 A JP15669591 A JP 15669591A JP H055805 A JPH055805 A JP H055805A
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JP
Japan
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optical path
multilayer film
dielectric multilayer
optical fiber
bandpass filter
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Application number
JP3156695A
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English (en)
Inventor
Minoru Yoshida
実 吉田
Hiroyuki Tanaka
紘幸 田中
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Yasuro Kimura
康郎 木村
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.)
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Mitsubishi Cable Industries Ltd
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Cable Industries Ltd, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Mitsubishi Cable Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】透過波長制御のため傾斜角度を変更しても光路
シフトによる損失増大が生じないようにする。 【構成】入射用光ファイバ24またはコリメータレンズ
26と、出射用光ファイバ30または集光レンズ28と
の間に誘電体多層膜バンドパスフィルタ20が挿入され
ている。誘電体多層膜バンドパスフィルタ20は傾斜角
度θの調整で透過波長を可変するものである。誘電体多
層膜バンドパスフィルタ20に対向して光路補正板36
を配置する。光路補正板36は誘電体多層膜バンドパス
フィルタ20の傾動に連動して逆方向に傾動し光路シフ
トを補正する。 【効果】光路シフトを補正して損失増大を回避できる。
収差による損失増大も免れる。集光レンズを特に大径化
する必要はない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ増幅器など
において信号特性改善等のために透過波長を可変できる
ようにした波長可変フィルタモジュールに関する。その
適用例である上記の光ファイバ増幅器とは、信号光と励
起光とを光カプラ(光合波器)で混合した後、Er(エ
ルビウム)などの希土類元素をドーピングした希土類ド
ープファイバに導いて、誘導放出効果により信号光を増
幅し、増幅信号光および励起光を波長可変フィルタモジ
ュールに導いて増幅信号光の波長成分のみを通過させる
ように構成されている。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来の波長可変フィルタモジュ
ールが用いられた光ファイバ増幅器を示す概略構成図で
ある。
【0003】図示しない伝送用光ファイバより1.55
μm波長帯の信号光を導入する信号光入射コネクタ2か
ら信号光入射用光ファイバ4が導出され、この信号光入
射用光ファイバ4の端部付近に反射光をほぼ完全に遮断
して光を一方向にのみ通過させる光アイソレータ12が
設けられている。半導体レーザ(LD)で構成され1.
48μm波長帯の励起光を出射する励起光源6から励起
光入射用光ファイバ8が導出され、その端部が信号光入
射用光ファイバ4の途中に結合されて光カプラ10を構
成している。
【0004】信号光入射用光ファイバ4のうち光アイソ
レータ12よりも下手側の端面には希土類元素としてE
r(エルビウム)がドーピングされて誘導放出効果によ
って信号光を増幅する機能をもった希土類ドープファイ
バ14の一端が接合されている。光ファイバはコアとそ
の外周のクラッドとからなるが、Erはコアの内部また
は外周面にドーピングされるものである。この希土類ド
ープファイバ14の端部付近に光アイソレータ16が設
けられ、それに続く通常の光ファイバ中に信号光中心波
長付近の1.55μm波長成分のみを通過させる信号特
性改善用の波長可変フィルタモジュールA2が介在さ
れ、最終端に信号光出射コネクタ18が設けられてい
る。
【0005】図6は、波長可変フィルタモジュールA2
の具体的な構造を示す断面図である。図において、20
は励起光の波長成分および蛍光成分をカットして信号光
の波長成分のみを通過させるバンドパスフィルタであっ
て、これは誘電体多層膜フィルタで構成されている。こ
の誘電体多層膜バンドパスフィルタ20は、光軸に対す
る角度の変更によって透過波長を制御することができ
る。
【0006】22はケーシング、24は入射用光ファイ
バ、26はコリメータレンズ、28は集光レンズ、30
は出射用光ファイバ、32,34はガスケットである。
【0007】次に動作を説明する。
【0008】励起光源6から出射された1.48μm波
長帯の励起光は、励起光入射用光ファイバ8、光カプラ
10および光アイソレータ12を介して希土類ドープフ
ァイバ14に入射される。希土類ドープファイバ14に
ドーピングされているErは励起光によってポンピング
(励起)される。
【0009】このようなErの励起状態で、変調された
1.55μm波長帯の信号光が図示しない伝送用光ファ
イバから信号光入射コネクタ2を介して信号光入射用光
ファイバ4に入射され、さらに光カプラ10で励起光と
混合された状態で光アイソレータ12を介して希土類ド
ープファイバ14に入射される。信号光は、希土類ドー
プファイバ14中を進行する過程で誘導放出効果によっ
て直接的に(電気信号への変換なく、光の状態のまま)
増幅される。その増幅された信号光および一部の励起光
は、光アイソレータ16を介して波長可変フィルタモジ
ュールA2に入る。
【0010】波長可変フィルタモジュールA2において
は、入射用光ファイバ24から出射し発散した増幅信号
光および励起光がコリメータレンズ26によって平行光
線束にされ、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20によ
って励起光と蛍光成分とがカットされて増幅信号光のみ
が通過し、その増幅信号光は集光レンズ28によって出
射用光ファイバ30の入射端面に集光された後、信号光
出射コネクタ18を介して図示しない伝送用光ファイバ
へと導かれる。
【0011】なお、光アイソレータ12,16は、希土
類ドープファイバ14と通常の光ファイバとの接合部に
おける光の往復反射に起因したレーザ発振を防止する。
【0012】ところで、希土類ドープファイバ14がE
rドープファイバである場合には、信号光として上記し
たように1.55μm波長帯のものを用いるが、実際に
は信号光の光源によって、図7に示すように中心波長が
1.53μm〜1.57μmの範囲で変化する。また、中
心波長が1.55μmの信号光を導入しても、希土類ド
ープファイバ14内での誘導放出の際に波長シフトが生
じることがある。
【0013】そこで、希土類ドープファイバ14から出
射されてくる増幅信号光の実際の波長に合わせて波長可
変フィルタモジュールA2の透過波長を調整する必要が
生じる。波長可変フィルタモジュールA2におけるバン
ドパスフィルタ20は誘電体多層膜フィルタであるか
ら、光軸に対する傾斜角度θの調整によって透過波長λ
をコントロールすることができる。図8に傾斜角度θと
透過波長λとの関係を示す。透過波長λを長くするとき
は傾斜角度θを減少させ、逆に、透過波長λを短くする
ときは傾斜角度θを増加させればよい。
【0014】中心波長が非常に接近した複数種類の波長
の信号光を多重通信する場合に、各信号を波長ごとに分
離して取り出す際にも波長可変フィルタモジュールA2
が使われる。なお、中心波長が非常に接近している複数
の信号光を分離するのに、1nm(=0.1μm)の帯
域幅の精度が要求されることもあり、このような場合
に、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20は有効なもの
となる。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】波長可変フィルタモジ
ュールの使われ方の一例を上記のように説明したが、従
来の波長可変フィルタモジュールA2において問題とな
るのは次の点である。
【0016】図6に示すように、透過波長λの調整のた
めに誘電体多層膜バンドパスフィルタ20の傾斜角度θ
を変更すると、コリメータレンズ26から出た増幅信号
光の誘電体多層膜バンドパスフィルタ20に対する入射
角が変わる。誘電体多層膜バンドパスフィルタ20は有
限の厚さをもっているので入射角の変化は、このバンド
パスフィルタ20を透過した増幅信号光の光路を変化さ
せ、その光路は集光レンズ28の光軸に対してシフトす
ることになる。
【0017】このような光路シフトは誘電体多層膜バン
ドパスフィルタ20の傾斜角度θが小さくなるほど大き
くなり、集光レンズ28への入射ビーム径の小径化すな
わち入射光量の減少化となって損失増大を招くことにな
る。
【0018】仮に透過波長λの調整が必要でなく傾斜角
度θが常に一定であれば、コリメータレンズ26から出
てバンドパスフィルタ20を通過した増幅信号光のすべ
てが集光レンズ28に入射するように、集光レンズ28
の光軸をコリメータレンズ26の光軸に対して所定量だ
け平行にずらせておけばよい。しかし、実際には傾斜角
度θの調整によって透過波長λを制御するものであるの
で、上記した光路シフトに起因した損失増大の問題は避
けられない。
【0019】集光レンズ28として充分大径のものを採
用すれば、光路シフトにかかわらず常に全光束を取り込
むことはできる。しかし、そのようにするには、相当に
大きな集光レンズ28を採用しなければならず、波長可
変フィルタモジュールA2の大型化と重量化とを招く。
それだけでなく、全光束を取り込めても、増幅信号光の
中心軸が集光レンズ28の光軸からずれる量が傾斜角度
θによって異なり、集光レンズ28に対する入射ポイン
トが変位するために収差が生じ、結局、少なくはあるが
損失が発生することには変わりはない。
【0020】なお、コリメータレンズ26、集光レンズ
28がなく、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20が入
射用光ファイバ24と出射用光ファイバ30との間に位
置しているタイプにおいても、収差の点は除いて同様の
問題がある。
【0021】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、透過波長制御のための傾斜角度の調
整によっても損失増大を招かずにすむようにすることを
目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の波長
可変フィルタモジュールは、入射用光ファイバの端面と
出射用光ファイバの端面との間に、傾斜角度の調整によ
って透過波長を可変する誘電体多層膜バンドパスフィル
タが挿入されてなる波長可変フィルタモジュールであっ
て、前記誘電体多層膜バンドパスフィルタに対向して、
誘電体多層膜バンドパスフィルタの傾動に連動して逆方
向に傾動することにより誘電体多層膜バンドパスフィル
タの傾斜角度変化に伴う光路シフトを補正する光路補正
板を配置したことを特徴とするものである。
【0023】また、本発明に係る第2の波長可変フィル
タモジュールは、上記第1の波長可変フィルタモジュー
ルにおいて、入射用光ファイバの出射側にコリメータレ
ンズが配置されているとともに、出射用光ファイバの入
射側に集光レンズが配置されており、上記と同様に誘電
体多層膜バンドパスフィルタに連動する光路補正板が前
記前記誘電体多層膜バンドパスフィルタに対向配置され
たものである。
【0024】
【作用】誘電体多層膜バンドパスフィルタが傾動する
と、このフィルタを透過した光の光路がシフトする。光
路補正板は、誘電体多層膜バンドパスフィルタが傾動す
ると、それに連動して逆方向に傾動する。このことによ
り、誘電体多層膜バンドパスフィルタの傾斜角度変化に
伴う光路シフトが補正される。
【0025】誘電体多層膜バンドパスフィルタの傾動量
と光路シフト量とは対応する。また、誘電体多層膜バン
ドパスフィルタの傾動量と光路補正板の傾動量とも対応
する。そして、光路補正板の傾動量と光路シフト補正量
とも対応する。したがって、光路補正板を透過した光は
常に同一の光路を通ることになる。
【0026】
【実施例】図1は、本発明の一実施例に係る波長可変フ
ィルタモジュールを用いて構成された光ファイバ増幅器
の一例を示す概略構成図である。
【0027】図において、2は信号光入射コネクタ、4
は信号光入射用光ファイバ、6は半導体レーザ(LD)
などの励起光源、8は励起光入射用光ファイバ、10は
信号光入射用光ファイバ4を伝搬する信号光と励起光入
射用光ファイバ8を伝搬する励起光とを混合する光カプ
ラ、12は光アイソレータ、14は希土類ドープファイ
バ(Erドープファイバ)、16も光アイソレータ、1
8は信号光出射コネクタである。
【0028】光アイソレータ16と信号光出射コネクタ
18との間に、本発明の実施例に係る波長可変フィルタ
モジュールA1が介在されている。この波長可変フィル
タモジュールA1の具体的な構造を図2に示す。
【0029】この波長可変フィルタモジュールA1は、
ケーシング22と、入射用光ファイバ24と、コリメー
タレンズ26と、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20
と、光路補正板36と、集光レンズ28と、出射用光フ
ァイバ30と、ガスケット32,34と、誘電体多層膜
バンドパスフィルタ20と光路補正板36との連動機構
38などから構成されている。
【0030】入射用光ファイバ24の出射側にコリメー
タレンズ26が配置されている。コリメータレンズ26
の焦点は入射用光ファイバ24の出射端面に一致してい
る。出射用光ファイバ30の入射側に集光レンズ28が
配置されている。集光レンズ28の焦点は出射用光ファ
イバ30の入射端面に一致している。そして、入射用光
ファイバ24、コリメータレンズ26、集光レンズ2
8、出射用光ファイバ30の各光軸は互いに一致してい
る。
【0031】コリメータレンズ26と集光レンズ28と
の間に、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20と光路補
正板36とがハの字状に対向した状態で配置されてい
る。このように、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20
と集光レンズ28との間に光路補正板36を挿入してい
る点が従来例と異なっている。
【0032】この光路補正板36は、均一厚さのガラス
板の表裏両面にアンチリフレクションコートを施したも
のである。光路補正板36の屈折率は、誘電体多層膜バ
ンドパスフィルタ20と異なっていてもよいのである
が、ここでは両者の屈折率が同一であるとする。その方
が構造設計が容易となるからである。両者の厚さも同一
とすればさらに好ましい。
【0033】連動機構38は、誘電体多層膜バンドパス
フィルタ20の傾動に連動して光路補正板36を逆方向
に同一角度傾動させるように両者を連動連結するもので
あって、具体的には例えば図3に示すように、誘電体多
層膜バンドパスフィルタ20の支軸20aに固着したギ
ア40と、光路補正板36の支軸36aに固着した同一
径,同一歯数のギア42とを互いに噛合したものであ
る。なお、支軸20aには回転操作摘み(図示せず)が
取り付けられている。
【0034】連動機構38としては、リンク機構など所
要の機能を発揮するものであればどのようなものであっ
てもよい。
【0035】次に動作を説明する。
【0036】光ファイバ増幅器についての動作は基本的
に従来例と同様であるので、説明を省略する。光アイソ
レータ16から出た増幅信号光と励起光とのうち、励起
光は波長可変フィルタモジュールA1における誘電体多
層膜バンドパスフィルタ20によってカットされ、増幅
信号光のみが信号光出射コネクタ18から伝送用光ファ
イバへと出射される。
【0037】以下では、波長可変フィルタモジュールA
1における増幅信号光についての動作を説明する。
【0038】入射用光ファイバ24から出射した増幅信
号光はコリメータレンズ26によって平行光線束とな
り、誘電体多層膜バンドパスフィルタ20を透過する。
このときの透過波長λは誘電体多層膜バンドパスフィル
タ20の傾斜角度θによって決定される。
【0039】増幅信号光は、誘電体多層膜バンドパスフ
ィルタ20の表面と裏面で屈折される。したがって、バ
ンドパスフィルタ20への入射光路aに対して出射光路
bは平行性を保ってシフトする。光路bの増幅信号光
は、光路補正板36においてもその表面と裏面で屈折さ
れる。光路補正板36の傾斜方向はバンドパスフィルタ
20と逆であり、傾斜角度は同一である。また、屈折率
も互いに等しい。したがって、光路補正板36からの出
射光路cは、光路aから光路bへのシフトとは丁度対称
的となり、光路aの延長線と一致することになる。
【0040】光路補正板36から出た増幅信号光は、そ
の全光束が集光レンズ28に光軸一致の状態で入射し、
集光レンズ28によって出射用光ファイバ30の入射端
面のコア中心に入射することになる。
【0041】透過波長λの調整ないし選択のために図示
しない回転操作摘みを操作して支軸20aを介して誘電
体多層膜バンドパスフィルタ20の傾斜角度θを変更す
ると、連動機構38(ギア40,42)を介して光路補
正板36がバンドパスフィルタ20と逆方向に同一角度
だけ回転する。
【0042】誘電体多層膜バンドパスフィルタ20の傾
斜角度θの変化に伴って光路bは変化するが、光路補正
板36による光路シフト補正の機能には変わりはなく、
光路cはもとのままであり、光路aの延長線と一致した
状態を保つ。
【0043】したがって、集光レンズ28、出射用光フ
ァイバ30への入射ビーム径,入射光量は、傾斜角度θ
の変更にかかわらず常に一定となり、また、光路cの中
心軸と集光レンズ28の光軸とが一致するため光路シフ
トに起因した収差もなくなり、損失増大を招かずにす
む。それゆえにまた、ことさら大きな集光レンズ28を
採用しなくてもよく、波長可変フィルタモジュールA1
の大型化や重量化も免れる。
【0044】なお、上記実施例の波長可変フィルタモジ
ュールA1は、コリメータレンズ26と集光レンズ28
とを有していたが、発散性が小さく指向性の強い信号光
を扱う場合には、図4に示すように、コリメータレンズ
26と集光レンズ28とを省略し、入射用光ファイバ2
4と出射用光ファイバ30との間に誘電体多層膜バンド
パスフィルタ20と光路補正板36とを配置した構造と
してもよい。
【0045】また、図2および図4に示す実施例では、
入射側に誘電体多層膜バンドパスフィルタ20を、出射
側に光路補正板36を挿入しているが、これとは逆に、
入射側に光路補正板36を、出射側に誘電体多層膜バン
ドパスフィルタ20を配置しても同様の効果が得られ
る。
【0046】さらに、上記実施例では誘電体多層膜バン
ドパスフィルタ20と光路補正板36との屈折率を同一
としたが、これは異なっていてもよい。ただし、その場
合には、光路cを常に同じに保つために光路補正板36
の傾動角度が誘電体多層膜バンドパスフィルタ20と相
違することになるので、それに対応できるように連動機
構38に工夫をこらす必要がある。
【0047】上記実施例においては、希土類ドープファ
イバ14を有する光ファイバ増幅器において励起光をカ
ットし増幅信号光のみを取り出すものとして波長可変フ
ィルタモジュールA1を用いたが、波長可変フィルタモ
ジュールA1の適用例はこれに限られるものではなく、
一般的な光ファイバ通信系、特に多重通信系の必要な箇
所に適用することができる。
【0048】
【発明の効果】本発明によれば、透過波長の制御のため
に行う誘電体多層膜バンドパスフィルタの傾斜角度の変
化のいかんにかかわらず、光路補正板によって光路シフ
トを補正して光路補正板を透過した光を常に同一の光路
をとらせることができる。したがって、光路シフトに起
因した損失増大を回避することができる。特に、コリメ
ータレンズ,集光レンズを備えたものにあっては、こと
さら集光レンズを大径化しなくてもよく、また、収差に
よる損失増大も免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る波長可変フィルタモジ
ュールを適用した光ファイバ増幅器を示す概略構成図で
ある。
【図2】実施例における波長可変フィルタモジュールの
具体的構造を示す断面図である。
【図3】実施例における連動機構の概念図である。
【図4】本発明の別の実施例に係る波長可変フィルタモ
ジュールの具体的構造を示す断面図である。
【図5】従来の波長可変フィルタモジュールが用いられ
た光ファイバ増幅器を示す概略構成図である。
【図6】従来例の波長可変フィルタモジュールを示す断
面図である。
【図7】中心波長がわずかに異なる複数種類の信号光の
スペクトラムである。
【図8】誘電体多層膜バンドパスフィルタの傾斜角度と
透過波長との関係を示す特性図である。
【符号の説明】
A1 波長可変フィルタモジュール 20 誘電体多層膜バンドパスフィルタ 24 入射用光ファイバ 26 コリメータレンズ 28 集光レンズ 30 出射用光ファイバ 36 光路補正板 38 連動機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 正隆 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 木村 康郎 東京都千代田区内幸町一丁目1番6号 日 本電信電話株式会社内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 入射用光ファイバ(24)の端面と出射
    用光ファイバ(30)の端面との間に、傾斜角度の調整
    によって透過波長を可変する誘電体多層膜バンドパスフ
    ィルタ(20)が挿入されてなる波長可変フィルタモジ
    ュールであって、前記誘電体多層膜バンドパスフィルタ
    (20)に対向して、誘電体多層膜バンドパスフィルタ
    (20)の傾動に連動して逆方向に傾動することにより
    誘電体多層膜バンドパスフィルタ(20)の傾斜角度変
    化に伴う光路シフトを補正する光路補正板(36)を配
    置したことを特徴とする波長可変フィルタモジュール。 【請求項2】 入射用光ファイバ(24)の出射側にコ
    リメータレンズ(26)が配置されているとともに出射
    用光ファイバ(30)の入射側に集光レンズ(28)が
    配置されており、前記コリメータレンズ(26)と集光
    レンズ(28)との間に、傾斜角度の調整によって透過
    波長を可変する誘電体多層膜バンドパスフィルタ(2
    0)が挿入されてなる波長可変フィルタモジュールであ
    って、前記誘電体多層膜バンドパスフィルタ(20)に
    対向して、誘電体多層膜バンドパスフィルタ(20)の
    傾動に連動して逆方向に傾動することにより誘電体多層
    膜バンドパスフィルタ(20)の傾斜角度変化に伴う光
    路シフトを補正する光路補正板(36)を配置したこと
    を特徴とする波長可変フィルタモジュール。
JP3156695A 1991-06-27 1991-06-27 波長可変フイルタモジユール Pending JPH055805A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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