JPH0836157A - Variable wavelength filter - Google Patents

Variable wavelength filter

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JPH0836157A
JPH0836157A JP17671494A JP17671494A JPH0836157A JP H0836157 A JPH0836157 A JP H0836157A JP 17671494 A JP17671494 A JP 17671494A JP 17671494 A JP17671494 A JP 17671494A JP H0836157 A JPH0836157 A JP H0836157A
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JP
Japan
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light
polarization
filter
wavelength
point
Prior art date
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Application number
JP17671494A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsuhiko Hirabayashi
克彦 平林
Masayasu Yamaguchi
正泰 山口
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To provide a variable wavelength filter which is capable of selecting plural light signals of arbitrary wavelengths and frequencies and arbitrarily setting transmission spectral shapes. CONSTITUTION:This variable wavelength filter is formed by providing both surfaces of a double refractive plate 32 with quarter-wave plates 33, 34 and further, providing one thereof with a reflection surface 35 and the other with a Fabry-Perot interference type filter 36 having plural transmission spectra and a polarized light control reflection element array 37 capable of arbitrarily controlling the angle of the plane of polarization. The rotating angle of the plane of polarization given by the polarized light control reflection element array 37 for the light of every transmission spectrum of the Fabry-Perot interference type filter 36 is controlled, by which the wavelength of the light returning to one end side of the light entering from one end of the double refractive plate 32 and its ratio are changed.

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、波長・周波数多重され
た光信号から任意の複数の波長・周波数の光信号を選択
的に取り出したり、透過スペクトルの形状を任意に設定
可能な可変波長フィルタに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable wavelength filter capable of selectively extracting optical signals of arbitrary plural wavelengths / frequencies from wavelength / frequency multiplexed optical signals and arbitrarily setting the shape of transmission spectrum. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバによる光通信は大容量の情報
を高速に伝送することができるため、近年、急速に実用
化されつつある。現時点では、特定の波長・周波数の光
パルスを伝送しているのみであるが、多数の異なる波長
・周波数の光パルスを伝送することができれば、さらに
大容量の情報を伝送することが可能となる。これを波長
多重(WDM)・周波数多重(FDM)通信と呼び、現
在、活発に研究されている。該波長・周波数多重通信に
おいては多数の異なる波長・周波数の光パルスの中か
ら、任意の波長・周波数の光パルスのみを選択的に取り
出す可変波長フィルタがキーデバイスとなる。このた
め、各種の可変波長フィルタが研究され、実用化されて
いる。
2. Description of the Related Art Optical communication using an optical fiber has been rapidly put into practical use in recent years because it can transmit a large amount of information at high speed. At present, only optical pulses of a specific wavelength / frequency are transmitted, but if a large number of optical pulses of different wavelength / frequency can be transmitted, it is possible to transmit a larger amount of information. . This is called wavelength division multiplexing (WDM) / frequency division multiplexing (FDM) communication and is currently being actively researched. In the wavelength / frequency multiplex communication, a variable wavelength filter serves as a key device for selectively extracting only optical pulses of arbitrary wavelength / frequency from a large number of optical pulses of different wavelength / frequency. Therefore, various variable wavelength filters have been studied and put to practical use.

【0003】しかしながら、これらの多くは波長・周波
数多重された光信号の中から1つの波長・周波数の光信
号しか取り出すことができなかった。また、その透過ス
ペクトルの形状はフィルタの原理によって決ってしま
い、電気的なフィルタのように任意の透過スペクトルを
持つ光のフィルタは形成できなかった。将来の波長・周
波数多重通信においては、複数の任意の波長・周波数の
光信号を取り出したり、任意の透過スペクトルを設定で
きる可変波長フィルタが非常に重要になる。例えば、将
来の交換機は光をそのまま交換する光交換機になること
が予想されるが、その中で複数の任意の波長・周波数の
光信号を同時に選択できるマルチチャンネルフィルタが
重要になる。
However, most of these have been able to extract only one wavelength / frequency optical signal from the wavelength / frequency multiplexed optical signals. Further, the shape of the transmission spectrum is determined by the principle of the filter, and it is impossible to form a light filter having an arbitrary transmission spectrum like an electric filter. In the future wavelength / frequency multiplex communication, a variable wavelength filter that can extract a plurality of optical signals of arbitrary wavelengths and frequencies and set an arbitrary transmission spectrum becomes very important. For example, it is expected that a future exchange will be an optical exchange that directly exchanges light, but among them, a multi-channel filter that can simultaneously select optical signals of a plurality of arbitrary wavelengths and frequencies becomes important.

【0004】図1は波長光交換の概念を示すもので、図
中、1は複数の入力光ファイバ、2は複数の光分岐器、
3は複数の可変波長フィルタ、4,7は複数の波長変換
素子、5は複数の光カップラ、6は複数のマルチチャン
ネル可変波長フィルタ、8は複数の光合波器、9は複数
の出力光ファイバである。
FIG. 1 shows the concept of wavelength optical switching, in which 1 is a plurality of input optical fibers, 2 is a plurality of optical branching devices,
3 is a plurality of variable wavelength filters, 4 and 7 are a plurality of wavelength conversion elements, 5 is a plurality of optical couplers, 6 is a plurality of multi-channel variable wavelength filters, 8 is a plurality of optical multiplexers, and 9 is a plurality of output optical fibers. Is.

【0005】加入者より入力光ファイバ1を介して送ら
れてきた、波長多重された光信号は光分岐器2で分波さ
れ、可変波長フィルタ3で選択され、波長変換素子4で
各加入者に対応した波長の光に波長変換され、光カップ
ラ5によって波長多重化される。波長多重された光信号
の中からマルチチャンネル可変波長フィルタ6で複数の
波長を選択し、波長変換素子7で次の波長変換を繰り返
すことにより、波長領域での光交換が実現される。
The wavelength-multiplexed optical signal sent from the subscriber via the input optical fiber 1 is demultiplexed by the optical branching device 2, selected by the variable wavelength filter 3, and the wavelength conversion element 4 is used by each subscriber. Is converted into light having a wavelength corresponding to, and wavelength-multiplexed by the optical coupler 5. Optical switching in the wavelength region is realized by selecting a plurality of wavelengths from the wavelength-multiplexed optical signal with the multi-channel variable wavelength filter 6 and repeating the next wavelength conversion with the wavelength conversion element 7.

【0006】また、透過スペクトル形状を任意に制御可
能なフィルタは、光学部品の波長依存性を補正するため
に非常に重要である。例えば、Erドープ光ファイバ増
幅器は、その光増幅特性に大きな波長依存性がある。こ
のため、 1.536μmにて2nmの帯域しかなく、また、
1.552μmにて4nmの帯域しかない。光ファイバ増幅
器の後段に、この増幅特性を補正する光フィルタを置く
ことによって、その帯域を数10nmまで広げられれ
ば、さらに多くの波長を多重することが可能となる。
A filter whose transmission spectrum shape can be arbitrarily controlled is very important for correcting the wavelength dependence of optical components. For example, an Er-doped optical fiber amplifier has a large wavelength dependence in its optical amplification characteristic. Therefore, there is only a band of 2 nm at 1.536 μm, and
There is only a band of 4 nm at 1.552 μm. By placing an optical filter that corrects this amplification characteristic in the subsequent stage of the optical fiber amplifier, if the band can be expanded to several tens of nm, it becomes possible to multiplex more wavelengths.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】従来の任意の複数の波
長・周波数の光信号を同時に取り出すことが可能なフィ
ルタとしては、光音響フィルタがある。光音響フィルタ
は、印加する高周波電圧の周波数を変えることにより波
長を変更して選択でき、複数の高周波電圧を一度に印加
すると複数の波長を同時に選択できる。しかしながら、
印加する電圧が複数になると素子の発熱が大きくなり、
実際に選択できる波長の数は高々5つ程度にすぎなかっ
た(例えば、ECOC, 89, Gothenburg, Sweeden, Sept.,
1989, K.W.Cheung et a1., pp10-14)。
A photoacoustic filter is known as a conventional filter capable of simultaneously extracting optical signals of arbitrary plural wavelengths and frequencies. The photoacoustic filter can be selected by changing the wavelength by changing the frequency of the applied high-frequency voltage, and can simultaneously select the plurality of wavelengths by applying a plurality of high-frequency voltages at once. However,
When the applied voltage becomes multiple, the heat generation of the element increases,
The number of wavelengths that can actually be selected was only about 5 (for example, ECOC, 89, Gothenburg, Sweeden, Sept.,
1989, KW Cheung et a1., Pp10-14).

【0008】また、液晶をファブリペローエタロン内に
充填した液晶可変波長フィルタの電極を微細に分離し、
これらを通過するように光ビームを広げて複数の波長を
選択するという報告もあるが、選択波長数が高々4つ程
度であり、波長数が増加するに従ってロスも増加すると
いう問題があった(例えば、IEEE Phon. Tech. Lett.,
vol.3, 1991, J.S.Patel and M.W.Maeda, pp.643-64
4)。
Further, the electrodes of the liquid crystal variable wavelength filter in which the liquid crystal is filled in the Fabry-Perot etalon are finely separated,
There is also a report that the light beam is expanded so as to pass through these and a plurality of wavelengths are selected, but the number of selected wavelengths is about four at most, and there is a problem that the loss increases as the number of wavelengths increases ( For example, IEEE Phon. Tech. Lett.,
vol.3, 1991, JSPatel and MWMaeda, pp.643-64
Four).

【0009】また、光導波路によるマッハツェンダ干渉
計と位相シフタとを組み合わせたマルチチャンネルフィ
ルタについて報告されている(例えば、信学技報、pst9
1-46、笹山、奥野、葉原)が、選択周波数の数が増加す
るに従ってロスが増加し、素子の駆動が複雑になるとい
う問題があった。
Further, a multi-channel filter in which a Mach-Zehnder interferometer with an optical waveguide and a phase shifter are combined has been reported (see, for example, Technical Report, pst9.
1-46, Sasayama, Okuno, Habara) had a problem that the loss increased as the number of selected frequencies increased and the driving of the element became complicated.

【0010】本発明は前述した従来の問題点に鑑み、複
数の任意の波長・周波数の光信号をロスなく選択でき、
しかも透過スペクトル形状を任意に設定できる可変波長
フィルタを提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention can select a plurality of optical signals of arbitrary wavelengths and frequencies without loss,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a tunable wavelength filter whose transmission spectrum shape can be arbitrarily set.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明では前記目的を達
成するため、光信号から任意の波長の光信号を選択的に
取り出す可変波長フィルタにおいて、光信号の伝達媒体
となる複屈折板と、該複屈折板を挟み且つ光信号の偏波
面を所定の角度回転させる偏光回転手段と、光信号から
任意の波長の光信号を選択するフィルタと、任意の部分
の偏光回転角度を制御可能な偏光制御素子と、これら全
体を挟むように配置された反射面とを備えた可変波長フ
ィルタを提案する。
In the present invention, in order to achieve the above object, in a variable wavelength filter for selectively extracting an optical signal of an arbitrary wavelength from an optical signal, a birefringent plate serving as a transmission medium of the optical signal, Polarization rotating means for sandwiching the birefringent plate and rotating the plane of polarization of the optical signal by a predetermined angle, a filter for selecting an optical signal of an arbitrary wavelength from the optical signal, and a polarization capable of controlling the polarization rotation angle of an arbitrary portion. We propose a variable wavelength filter that includes a control element and a reflecting surface that is arranged so as to sandwich the entire element.

【0012】[0012]

【作用】複屈折板に直線偏光の光ビームを垂直に入射し
た場合、複屈折板中の光ビームの光路は該光ビームの偏
光方向によって異なる。
When a linearly polarized light beam is vertically incident on the birefringent plate, the optical path of the light beam in the birefringent plate differs depending on the polarization direction of the light beam.

【0013】例えば、図2に示すように複屈折板10
(10aは光軸の方向)に、紙面に垂直な方向(図中、
●で示す。)11に電界振動を持つ光ビーム12を入射
すると、該光ビーム12は複屈折板10内を直進する。
この光ビーム12は常光線(屈折の法則に従う光線)と
呼ばれる。また、紙面に平行な方向(図中、矢印で示
す。)13に電界振動を持つ光ビーム14は複屈折板1
0内を斜めに進む。この光ビーム14は異常光線(屈折
の法則に従わない光線)と呼ばれる。従って、入射光ビ
ームの偏光方向を制御することによって、複屈折板中で
の光の光路を直進又は斜めのどちらかに選択できる。
For example, as shown in FIG. 2, the birefringent plate 10
(10a is the direction of the optical axis), the direction perpendicular to the paper surface (in the figure,
Shown with ●. When a light beam 12 having an electric field vibration is incident on the light) 11, the light beam 12 travels straight in the birefringent plate 10.
This light beam 12 is called an ordinary ray (a ray that follows the law of refraction). Further, the light beam 14 having electric field oscillation in a direction (indicated by an arrow in the figure) 13 parallel to the paper surface is the birefringent plate 1.
Go diagonally through 0. This light beam 14 is called an extraordinary ray (a ray that does not follow the law of refraction). Therefore, by controlling the polarization direction of the incident light beam, the optical path of the light in the birefringent plate can be selected to be straight or oblique.

【0014】図3に示すように、複屈折板20の両面に
光の偏光を90°回転し且つ反射する偏光回転反射手段
21,22を設けると、複屈折板20の一端から入射し
た光を他端に導く光の伝達機構を実現できる。即ち、紙
面に垂直な方向(図中、●で示す。)23に電界振動を
持つ常光線の光24を一方の面のA点から入射すると、
該光24は複屈折板20内を直進し、他方の面のB点に
達する。そこで、光24は偏光回転反射手段21により
反射され、複屈折板20内に戻されるとともに90°偏
波面の回転を受ける。
As shown in FIG. 3, when polarization rotation reflecting means 21 and 22 for rotating and reflecting the polarized light of light by 90 ° are provided on both sides of the birefringent plate 20, the light incident from one end of the birefringent plate 20 is provided. A light transmission mechanism that guides the light to the other end can be realized. That is, when a normal ray of light 24 having electric field vibration is incident from a point A on one surface in a direction (indicated by ● in the figure) 23 perpendicular to the paper surface,
The light 24 goes straight through the birefringent plate 20 and reaches point B on the other surface. Then, the light 24 is reflected by the polarized light rotating / reflecting means 21, is returned to the inside of the birefringent plate 20, and is rotated by 90 ° in the plane of polarization.

【0015】その結果、光24は紙面に平行な方向(図
中、矢印で示す。)25に電界振動を持つ異常光線に変
換され(常光線と異常光線の偏波面は互いに直交してい
るため)、前述したように複屈折板20内を斜めに進
み、B点からC点に進む。また、ここで、光は偏光回転
反射手段22により、前記同様に反射され且つ90°偏
波面の回転を受け、再び常光線になる。従って、今度は
複屈折板20を直進してD点に向かう。以下同様にし
て、光は順次、複屈折板20の両面で反射されながら紙
面の右方向に進んでいき、出力(26)される。
As a result, the light 24 is converted into an extraordinary ray having electric field oscillation in a direction (indicated by an arrow in the figure) 25 parallel to the paper surface (since the planes of polarization of the ordinary ray and the extraordinary ray are orthogonal to each other). ), As described above, the inside of the birefringent plate 20 is obliquely advanced to proceed from the point B to the point C. Further, here, the light is reflected by the polarization rotating / reflecting means 22 in the same manner as described above and is rotated by 90 ° in the plane of polarization, and becomes an ordinary ray again. Therefore, this time, go straight on the birefringent plate 20 toward the point D. Similarly, light is sequentially reflected on both surfaces of the birefringent plate 20 and travels rightward on the paper surface to be output (26).

【0016】前述した反射機構は、対向する2枚のミラ
ーでも実現できるが、ミラーの平行度を完全とし、その
間隔を制御して入射光の角度を正確に制御しないと、反
射の繰り返しピッチを正確に制御することができない。
このような3次元のアライメントを実行することは困難
である。この点、複屈折板は単結晶であるので、結晶面
が利用でき、完全平行を実現するのは容易であり、ま
た、繰り返しピッチはその厚さによって決まるが、該厚
さを制御するのは容易である。入射光の角度も複屈折板
に垂直に入射すれば良いので容易である。このように、
本構造を採用することにより、アライメントが容易にな
る。
The above-mentioned reflection mechanism can be realized by two mirrors facing each other, but if the parallelism of the mirrors is perfect and the distance between the mirrors is not controlled to accurately control the angle of incident light, the reflection repetition pitch is changed. It cannot be controlled accurately.
It is difficult to perform such three-dimensional alignment. In this respect, since the birefringent plate is a single crystal, the crystal plane can be utilized, it is easy to realize perfect parallelism, and the repeating pitch is determined by its thickness, but it is necessary to control the thickness. It's easy. It is easy because the angle of incident light may be perpendicular to the birefringent plate. in this way,
By adopting this structure, alignment becomes easy.

【0017】次に、前述した複屈折板と偏光回転反射手
段とを組み合わせた光の伝達機構において、図4に示す
ように複屈折板20と偏光回転反射手段21との間に、
偏光回転手段27及びフィルタ、例えばファブリペロー
干渉型フィルタ28を配置し、偏光回転反射手段21の
一部分、ここではD点に対応する部分21aの偏光面の
回転角度を何らかの方法で変化させて0°又は180°
の整数倍とする。
Next, in the light transmission mechanism in which the birefringence plate and the polarization rotation reflection means are combined, as shown in FIG. 4, between the birefringence plate 20 and the polarization rotation reflection means 21,
A polarization rotation means 27 and a filter, for example, a Fabry-Perot interference type filter 28 are arranged, and the rotation angle of the polarization plane of a part of the polarization rotation reflection means 21, here the part 21a corresponding to point D is changed by some method to 0 °. Or 180 °
Is an integral multiple of.

【0018】この場合、D点に入射された光は、偏光回
転手段27により円偏光に変換されてファブリペロー干
渉型フィルタ28に達する。入射した光がファブリペロ
ー干渉型フィルタ28の透過波長に一致すると、該光は
ファブリペロー干渉型フィルタ28を通過し、偏光回転
反射手段21に達する。
In this case, the light incident on the point D is converted into circularly polarized light by the polarization rotating means 27 and reaches the Fabry-Perot interference type filter 28. When the incident light coincides with the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference type filter 28, the light passes through the Fabry-Perot interference type filter 28 and reaches the polarization rotation reflection means 21.

【0019】ここで、偏光回転反射手段21の部分21
aの偏光面の回転角度は0°又は180°の整数倍であ
るので、該偏光回転反射手段21によって反射された光
の偏波状態は変化せず、再度、ファブリペロー干渉型フ
ィルタ28に入射されることになる。前述したように、
この光はファブリペロー干渉型フィルタ28の透過波長
に一致しているため、ファブリペロー干渉型フィルタ2
8を通過後、偏光回転手段27により偏波が直線偏光に
変換されるが、該偏波の方向はD点に最初に入射された
時の偏波とは直交しているので異常光となり、E点に向
かって進む。
Here, the portion 21 of the polarized light rotating / reflecting means 21.
Since the rotation angle of the polarization plane of a is 0 ° or an integral multiple of 180 °, the polarization state of the light reflected by the polarization rotation reflection means 21 does not change, and is incident on the Fabry-Perot interference filter 28 again. Will be done. As previously mentioned,
Since this light matches the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference type filter 28, the Fabry-Perot interference type filter 2
After passing through 8, the polarized light is converted into linear polarized light by the polarization rotation means 27, but since the direction of the polarized light is orthogonal to the polarized light when it is first incident on the point D, it becomes abnormal light, Proceed toward point E.

【0020】一方、偏光回転反射手段21の偏光面の回
転角度を90°の整数倍とすると、ファブリペロー干渉
型フィルタ28及び偏光回転手段27を通過した光は前
記同様、直線偏光に変換されるが、その偏波の方向はD
点に最初に入射された時の偏波と平行、即ち常光とな
り、今度はC点に向かって進み、入射点Aに出射(2
9)することになる。
On the other hand, when the rotation angle of the polarization plane of the polarization rotation reflection means 21 is an integral multiple of 90 °, the light passing through the Fabry-Perot interference filter 28 and the polarization rotation means 27 is converted into linearly polarized light as described above. However, the direction of the polarization is D
It becomes parallel to the polarized light when it is first incident on the point, that is, it becomes ordinary light, and this time it advances toward point C and exits at the incident point A (2
9) It will be done.

【0021】この時、入力光24のスペクトルが白色光
(24a)の場合、出力光29のスペクトルはファブリ
ペロー干渉型フィルタ28を2回通過したのと同じスペ
クトル(29a)になり、シャープな透過スペクトルが
得られる。従って、1回通過の場合に比べてフィルタ特
性は良くなる。
At this time, when the spectrum of the input light 24 is white light (24a), the spectrum of the output light 29 becomes the same spectrum (29a) as that which has passed through the Fabry-Perot interference type filter 28 twice, resulting in a sharp transmission. A spectrum is obtained. Therefore, the filter characteristic is improved as compared with the case of single pass.

【0022】また、D点に入射した光の波長がファブリ
ペロー干渉型フィルタ28の透過波長に一致しない場合
は、ファブリペロー干渉型フィルタ28は単にミラーと
して働き、光を反射する。その結果、異常光となり、光
はE点の方向に進む。
When the wavelength of the light incident on the point D does not match the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference filter 28, the Fabry-Perot interference filter 28 simply functions as a mirror and reflects the light. As a result, it becomes extraordinary light, and the light travels in the direction of point E.

【0023】また、D点に入射した光の波長がファブリ
ペロー干渉型フィルタ28の透過波長に一致した場合、
偏光回転反射手段21の偏光面の回転角度を0°,90
°,180°等の90°の整数倍以外に設定すると、常
光と異常光とが混在することになり、C点及びE点へ出
射する光の割合を任意に変えることができる。従って、
出射側で得られる光の透過スペクトルの透過率を任意に
設定できることになる。
When the wavelength of the light incident on the point D coincides with the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference filter 28,
The rotation angle of the polarization plane of the polarization rotation reflection means 21 is 0 °, 90
If it is set to a value other than an integral multiple of 90 ° such as ° or 180 °, ordinary light and extraordinary light are mixed, and the ratio of light emitted to points C and E can be arbitrarily changed. Therefore,
The transmittance of the transmission spectrum of the light obtained on the emission side can be set arbitrarily.

【0024】また、B,D,……点でのファブリペロー
干渉型フィルタ28のキャビティギャップもしくはキャ
ビティロスあるいはミラーの反射率を変えることによ
り、そのフィルタ特性(透過スペクトル波長、透過率、
バンド幅)を変化させることができる。また、前述した
動作をB,C,D,E,……点で繰り返すことにより、
それぞれの点での偏光回転反射手段を制御することによ
り、出射点にはそれぞれの点でのフィルタ特性の任意の
和のフィルタ特性が得られることになる。以下、実施例
に従って具体的に説明する。
Further, by changing the cavity gap or cavity loss of the Fabry-Perot interference filter 28 at the points B, D, ... Or the reflectance of the mirror, its filter characteristics (transmission spectrum wavelength, transmittance,
Bandwidth) can be changed. Also, by repeating the above-mentioned operation at points B, C, D, E, ...
By controlling the polarized light rotating / reflecting means at each point, an arbitrary sum of the filter characteristics at each point can be obtained at the emission point. Hereinafter, a specific description will be given according to examples.

【0025】[0025]

【実施例】図5,6は本発明の第1の実施例を示すもの
で、図中、30は偏光ビームスプリッタ、31はファラ
デー回転子、32は複屈折板、33,34は1/4波長
板(λ/4板)、35は反射面、36はファブリペロー
干渉型フィルタ、37は偏光制御反射素子アレイ、41
は入力光、42は出力光、43は光ビームの進路を示す
線である。また、A〜Jは複屈折板32の表面における
光ビームの入/出射点、B’〜J’はλ/4板33,3
4まで進んだ点、B”〜J”はファブリペロー干渉計フ
ィルタ36まで進んだ点を示す。また、Xは光ビームの
入射点、Yは光ビームの出射点、実線矢印は往路の光ビ
ームの伝搬方向を示す矢印、破線矢印は復路の光ビーム
の伝搬方向を示す矢印である。複屈折板32としてはカ
ルサイトを用い、その厚さは 4.6mmであり、ビームの
ピッチは 0.5mmである。
5 and 6 show a first embodiment of the present invention, in which 30 is a polarization beam splitter, 31 is a Faraday rotator, 32 is a birefringent plate, and 33 and 34 are 1/4. A wave plate (λ / 4 plate), 35 is a reflecting surface, 36 is a Fabry-Perot interference type filter, 37 is a polarization control reflecting element array, 41
Is input light, 42 is output light, and 43 is a line indicating the path of the light beam. Further, A to J are light beam entrance / exit points on the surface of the birefringent plate 32, and B ′ to J ′ are λ / 4 plates 33 and 3.
4, points B ″ to J ″ indicate points advanced to the Fabry-Perot interferometer filter 36. Further, X is an incident point of the light beam, Y is an emission point of the light beam, a solid arrow is an arrow indicating the propagation direction of the forward light beam, and a broken arrow is an arrow indicating the propagation direction of the return light beam. Calcite is used as the birefringent plate 32, the thickness thereof is 4.6 mm, and the beam pitch is 0.5 mm.

【0026】ファブリペロー干渉型フィルタ36の構造
及びそのB’〜J’点での透過スペクトルを図7に示
す。図中、361 は薄いガラス基板であり、テーパ状に研
磨されている。また、362 ,363 は誘電体ミラーであ
る。B’点におけるガラス基板361 の厚さをL、屈折率
をnとすると、本フィルタ36のB’点での透過ピーク
波長は、 λm =2nL/m ………(1) となる。但し、mは整数であり、mに対応した複数の透
過ピークが現れる。
FIG. 7 shows the structure of the Fabry-Perot interference filter 36 and its transmission spectrum at points B'-J '. In the figure, 361 is a thin glass substrate, which is polished in a tapered shape. 362 and 363 are dielectric mirrors. Assuming that the thickness of the glass substrate 361 at the point B'is L and the refractive index is n, the transmission peak wavelength at the point B'of the present filter 36 is λ m = 2 nL / m (1). However, m is an integer, and a plurality of transmission peaks corresponding to m appear.

【0027】ピーク間隔をFSRと呼ぶが、該FSR
は、 FSRm =λm /(m+1) ……(2) となる。ガラス基板361 がテーパ状である場合には、図
示したように、透過スペクトルは点B’〜J’によって
異なる。キャビティギャップが増加すると、透過スペク
トル波長が少しづつ長波長にシフトすることがわかる。
The peak interval is called FSR.
Is FSR m = λ m / (m + 1) (2) When the glass substrate 361 is tapered, the transmission spectrum differs depending on the points B ′ to J ′, as shown in the figure. It can be seen that as the cavity gap increases, the transmission spectrum wavelength gradually shifts to longer wavelengths.

【0028】例えば、L=70μm、n=1.5 、m=13
5 の場合、λ135 は1.55μmとなり、FSRは約11n
mとなる。ここで、ファブリペローエタロンのキャビテ
ィギャップが完全平行でなく、1μm/cmのテーパを
持つ場合、キャビティギャップが大きくなると、透過ピ
ーク波長はFSR/5、即ち 2.2nmづつ大きくなる。
スペクトルのバンド幅はミラーの反射率、基板の面精度
に依存するが、通常、99%程度の反射率のミラー、λ
/20の面精度の場合、スペクトル幅は約 0.036nm
( 4.5GHz)程度となり、フィネス(=FSR/スペ
クトル幅)は約 300程度、透過率は90%となる。
For example, L = 70 μm, n = 1.5, m = 13
In case of 5, λ 135 is 1.55μm and FSR is about 11n
m. Here, if the cavity gap of the Fabry-Perot etalon is not perfectly parallel and has a taper of 1 μm / cm, the transmission peak wavelength increases by FSR / 5, that is, 2.2 nm when the cavity gap increases.
The bandwidth of the spectrum depends on the reflectance of the mirror and the surface accuracy of the substrate, but normally, a mirror having a reflectance of about 99%, λ
With a surface accuracy of / 20, the spectral width is approximately 0.036 nm.
(4.5 GHz), finesse (= FSR / spectral width) of about 300, and transmittance of 90%.

【0029】図5において、p偏光の入力光41は偏光
ビームスプリッタ30を通過してファラデー回転子31
に入射する。該光はファラデー回転子31により、その
偏光面が45°回転し、複屈折板32に入射する。複屈
折板32への入射時点において、入射光の偏光方向は紙
面に垂直な方向であり、常光線として振舞うため、複屈
折板32内を直進してB点からλ/4板33に入射し、
B’点に達する。
In FIG. 5, the p-polarized input light 41 passes through the polarization beam splitter 30 and passes through the Faraday rotator 31.
Incident on. The polarization plane of the light is rotated by 45 ° by the Faraday rotator 31, and enters the birefringent plate 32. At the time of incidence on the birefringent plate 32, the polarization direction of the incident light is a direction perpendicular to the paper surface, and since it behaves as an ordinary ray, it travels straight through the birefringent plate 32 and enters the λ / 4 plate 33 from point B. ,
Reach point B '.

【0030】入射した光の波長がB’点におけるファブ
リペロー干渉型フィルタ36の透過波長に一致しない場
合には、ファブリペロー干渉型フィルタ36は100%
近い反射率を持つ反射面として働き、光はB点へ反射さ
れる。この時、λ/4板を2回通過するので、1/2波
長板(λ/2板)を1回通過したのと等価になり、光の
偏波面は90°回転する。このため、複屈折板32に入
射した光は異常光となり、C点に達する。C点において
もλ/4板34及び反射面35により同様に反射され、
以下、D点、E点、F点、……と反射を繰り返す。
When the wavelength of the incident light does not match the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference type filter 36 at the point B ', the Fabry-Perot type interference filter 36 is 100%.
It acts as a reflecting surface with a close reflectivity and the light is reflected to point B. At this time, since it passes through the λ / 4 plate twice, it is equivalent to passing once through the ½ wavelength plate (λ / 2 plate), and the polarization plane of the light rotates by 90 °. Therefore, the light incident on the birefringent plate 32 becomes extraordinary light and reaches the point C. Similarly at point C, it is reflected by the λ / 4 plate 34 and the reflecting surface 35,
After that, the reflection is repeated from point D, point E, point F, ....

【0031】しかしながら、入射光の波長がファブリペ
ロー干渉型フィルタ36の透過波長と一致した場合は、
この限りではない。例えば、D’点で光の波長とファブ
リペロー干渉型フィルタ36の波長が一致した場合、該
光はファブリペロー干渉型フィルタ36を通過し、D”
点に達し、偏光制御反射素子アレイ37に入射する。
However, when the wavelength of the incident light coincides with the transmission wavelength of the Fabry-Perot interference type filter 36,
Not limited to this. For example, when the wavelength of the light matches the wavelength of the Fabry-Perot interference type filter 36 at the point D ′, the light passes through the Fabry-Perot interference type filter 36, and D ″
After reaching the point, the light enters the polarization control reflective element array 37.

【0032】偏光制御反射素子アレイ37の構造を図8
に示す。偏光制御反射素子アレイ37は偏光制御反射素
子を複数個、1次元的に配列したものである。各偏光制
御反射素子のピッチは 500μmであり、光のビームの反
射繰り返しピッチと一致している。偏光制御反射素子ア
レイ37は外部から加わる制御信号(例えば、電界や磁
界)に従い、その偏光回転特性が変化する。具体例とし
て、液晶を用いた偏光制御反射素子を考える。
The structure of the polarization control reflection element array 37 is shown in FIG.
Shown in The polarization control reflective element array 37 is a one-dimensional array of a plurality of polarization controlled reflective elements. The pitch of each polarization control reflective element is 500 μm, which matches the reflection repetition pitch of the light beam. The polarization control reflective element array 37 has its polarization rotation characteristic changed according to a control signal (for example, an electric field or a magnetic field) applied from the outside. As a specific example, consider a polarization control reflective element using liquid crystal.

【0033】図8において、371 はホモジニアス配向し
たネマチック液晶(入射した偏波に対して45°の角度
で配向している)、372 は反射膜電極、373 は透明電
極、374 ,375 はガラス板、376 ,377 はスペーサであ
る。本素子では電極間に電圧を印加すると、その複屈折
性が変化する。透明電極373 又は反射膜電極372 はスト
ライプ状に分離されており、それぞれに印加する電圧を
個別に制御でき、 500μmピッチでそれぞれの複屈折性
を制御することが可能である。
In FIG. 8, 371 is a homogeneously aligned nematic liquid crystal (oriented at an angle of 45 ° with respect to the incident polarized light), 372 is a reflective film electrode, 373 is a transparent electrode, and 374 and 375 are glass plates. , 376 and 377 are spacers. In this element, when a voltage is applied between the electrodes, its birefringence changes. The transparent electrode 373 or the reflective film electrode 372 is divided into stripes, the voltage applied to each can be controlled individually, and each birefringence can be controlled at a pitch of 500 μm.

【0034】図9に前記偏光制御反射素子の印加電圧と
位相変化量との関係を示す。なお、ここに示した位相変
化量は光の1回のパスに対しての値である。
FIG. 9 shows the relationship between the applied voltage of the polarization control reflection element and the amount of phase change. The amount of phase change shown here is a value for one pass of light.

【0035】π/4の位相変化量を与える電圧を印加
し、B”点において光を反射させるとλ/2板を通した
のと等価となる。その結果、λ/4板33を通過した時
には最初に入射した偏波と同じ(常光)に戻り、光はA
点に反射される。一方、π/2の位相変化量を与える電
圧を印加し、B”点において光を反射させると、B’点
で偏波は元に戻り、今度はλ/4板33に入射して、B
点において異常光となり、斜めに進行してC点に達す
る。その他の位相を与える電圧を印加すると、反射して
戻る成分と進行する成分とを任意に調整することが可能
となる。
When a voltage giving a phase change amount of π / 4 is applied and light is reflected at the point B ″, it is equivalent to passing through the λ / 2 plate. As a result, passing through the λ / 4 plate 33. Sometimes it returns to the same polarization (ordinary light) as the first incident, and the light is A
Reflected in a point. On the other hand, when a voltage that gives an amount of phase change of π / 2 is applied and light is reflected at the point B ″, the polarization returns to the original at the point B ′, and this time it is incident on the λ / 4 plate 33 and B
It becomes extraordinary light at a point and travels diagonally to reach point C. When a voltage that gives another phase is applied, it is possible to arbitrarily adjust the reflected and returned components and the advancing component.

【0036】入力光41のスペクトルが白色光の場合、
出力側で得られるスペクトルを図10に示す。同図(a)
は入射した白色光、同図(b) は全ての偏光制御反射素子
の位相変化量をπ/4に設定した場合、同図(c) は偏光
制御反射素子の位相変化量をπ/4あるいはπ/2に設
定した場合、同図(d) は偏光制御反射素子に任意の電圧
を印加した場合である。
When the spectrum of the input light 41 is white light,
The spectrum obtained on the output side is shown in FIG. Figure (a)
Is incident white light, and Fig. 7 (b) shows the phase change amount of all polarization control reflective elements set to π / 4. Fig. 6 (c) shows the phase change amount of polarization control reflective elements π / 4 or When set to π / 2, FIG. 6D shows the case where an arbitrary voltage is applied to the polarization control reflective element.

【0037】同図(b) ではファブリペロー干渉型フィル
タ36に入射した光は全て反射されて戻る。その結果、
各点の透過スペクトルの合計のスペクトルが得られる。
同図(c) では選択した部分の波長のみが戻り、同図(d)
では各電圧を調整することにより、透過スペクトルの透
過率を任意に設定できる。
In FIG. 7B, all the light incident on the Fabry-Perot interference filter 36 is reflected and returned. as a result,
The total spectrum of the transmission spectra at each point is obtained.
In Figure (c), only the wavelengths of the selected part are returned, and Figure (d)
Then, the transmittance of the transmission spectrum can be arbitrarily set by adjusting each voltage.

【0038】図10ではファブリペロー干渉型フィルタ
のミラーの反射率を高くしてフィネスを高くし、各点の
透過スペクトルピーク同士は互いに重ならないように設
定した場合の透過スペクトルを示したが、ミラーの反射
率を落としてフィネスを下げ、各点の透過ピークが重な
るようにした場合の透過スペクトルを図11に示す。
FIG. 10 shows the transmission spectrum in the case where the reflectance of the mirror of the Fabry-Perot interference filter is increased to increase the finesse and the transmission spectrum peaks at respective points are set so as not to overlap each other. FIG. 11 shows a transmission spectrum in the case where the finesse is lowered by lowering the reflectance of No. 3 and the transmission peaks at respective points are overlapped.

【0039】同図(a)(a)’は偏光制御反射素子の位相変
化量を全てπ/4に調整した場合の透過スペクトルであ
る。同図(a) は個々の点の透過スペクトルを分けて示し
たものであり、同図 (a)’は合計したスペクトルであ
る。また、同図(b)(b)’は偏光制御素子を調整して、E
rドープ光ファイバ増幅器の光増幅特性の波長依存性を
補正するようにした場合の透過スペクトルである。同図
(b) は個々の点の透過スペクトルを分けて示したもので
あり、同図 (b)’は合計したスペクトルである。このよ
うに任意の形の透過スペクトルを持つ光フィルタを実現
できるため、光ファイバ増幅器の波長依存性を補正で
き、光ファイバ増幅器の帯域を数10nmまで広げるこ
とができる。
(A) and (a) 'in the figure are transmission spectra when the phase change amounts of the polarization control reflection element are all adjusted to π / 4. The same figure (a) shows the transmission spectrum of each point separately, and the same figure (a) 'is the total spectrum. In addition, in FIGS. 2 (b) and 2 (b) ', the polarization control element is adjusted to
It is a transmission spectrum when the wavelength dependence of the optical amplification characteristic of the r-doped optical fiber amplifier is corrected. Same figure
(b) shows the transmission spectrum of each point separately, and (b) 'in the same figure is the summed spectrum. Since an optical filter having an arbitrary transmission spectrum can be realized in this manner, the wavelength dependence of the optical fiber amplifier can be corrected and the band of the optical fiber amplifier can be expanded to several tens of nm.

【0040】前記実施例では、キャビティギャップが面
内で変化するファブリペロー干渉型フィルタを用いた
が、面内でキャビティロスやミラーの反射率が異なるフ
ァブリペロー干渉型フィルタを用いても同様の効果があ
る。
Although the Fabry-Perot interference type filter in which the cavity gap changes in the plane is used in the above-mentioned embodiment, the same effect can be obtained by using the Fabry-Perot type interference filter in which the cavity loss and the reflectance of the mirror are different in the plane. There is.

【0041】第1の実施例では、素子内にレンズを含ん
でいない。通常、光ファイバからのコリメート(平行)
光は伝搬距離とともにビームの径が広がる。従って、反
射の回数が増加するとビームサイズが大きくなり、特性
が劣化する。また、出射した光のビーム径が大きいと、
出力側の光ファイバにカップリングさせる際に大きなロ
スを発生させる原因となる。
In the first embodiment, no lens is included in the element. Usually collimated from optical fiber (parallel)
The beam diameter of light spreads with the propagation distance. Therefore, as the number of reflections increases, the beam size increases and the characteristics deteriorate. Also, when the beam diameter of the emitted light is large,
This causes a large loss when coupling to the optical fiber on the output side.

【0042】図12は前述した点を解決した本発明の第
2の実施例を示すものである。図中、38はマイクロレ
ンズアレイであり、このようにビームの広がりを抑える
ようにレンズを挿入する方法が有効である。一般に、こ
のような機能のレンズをリレーレンズと呼ぶ。ここでは
ビームの広がり方を模式的に示してある。
FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention which solves the above-mentioned problems. In the figure, reference numeral 38 denotes a microlens array, and it is effective to insert a lens so as to suppress the spread of the beam. Generally, a lens having such a function is called a relay lens. Here, how to spread the beam is schematically shown.

【0043】図13は図12の等価光学回路を示す。複
屈折板32、λ/4板33、ファブリペロー干渉型フィ
ルタ36及び偏光制御反射素子アレイ37の合計の厚さ
に相当する焦点距離fを持つレンズを用いることによ
り、常にビームウエストがレンズの中間に来るようにな
り、光の伝搬距離が長くなってもビームウエストは広が
らず一定となる。
FIG. 13 shows the equivalent optical circuit of FIG. By using a lens having a focal length f corresponding to the total thickness of the birefringent plate 32, the λ / 4 plate 33, the Fabry-Perot interference filter 36, and the polarization control reflective element array 37, the beam waist is always in the middle of the lens. The beam waist does not spread and becomes constant even if the propagation distance of light becomes long.

【0044】第1及び第2の実施例では、入力光として
特定方向の偏波面を持つ直線偏光しか扱えないという制
限がある。
In the first and second embodiments, there is a limitation that only linearly polarized light having a polarization plane in a specific direction can be handled as input light.

【0045】図14は前述した点を解決した本発明の第
3の実施例、即ちどのような光(任意の方向の直線偏
光、楕円偏光、無偏光)に対しても使用可能な偏光無依
存の可変波長フィルタを示す。図中、50は第1の実施
例において入出力分離手段、即ち偏光ビームスプリッタ
30及びファラデー回転子31を除いた部分(以下、フ
ィルタ本体と称す。)、51はλ/2板、52は複屈折
板、53は入出力分離手段である。
FIG. 14 is a third embodiment of the present invention which solves the above-mentioned point, that is, polarization independent that can be used for any light (linearly polarized light in any direction, elliptically polarized light, unpolarized light). 2 shows a variable wavelength filter of. In the figure, 50 is an input / output separating means in the first embodiment, that is, a portion excluding the polarization beam splitter 30 and the Faraday rotator 31 (hereinafter referred to as a filter body), 51 is a λ / 2 plate, and 52 is a compound. The refraction plate 53 is an input / output separating means.

【0046】本実施例では、偏光無依存とするため、複
屈折板の入射面に対して偏光方向毎に光の成分を2つの
光ビームに分割し、それぞれ独立にフィルタ本体50に
光ビームを通す。但し、フィルタの特性はその場所によ
って変化するため、2本に分けられた光ビームは近接
(1mm以下)させている。以下、図面に従って詳細に
説明する。
In this embodiment, in order to make the light independent of polarization, the light component is divided into two light beams for each polarization direction with respect to the incident surface of the birefringent plate, and the light beams are independently applied to the filter main body 50. Pass through. However, since the characteristics of the filter change depending on the location, the light beams divided into two are brought close to each other (1 mm or less). The details will be described below with reference to the drawings.

【0047】任意の偏光状態を持つ入力光41は、入出
力分離手段53を通過して複屈折板52に入射する。複
屈折板52により、入力光41は常光及び異常光に分離
される。異常光はλ/2板51により常光に変換され、
フィルタ本体50に入力される。複屈折板52に入力さ
れた2つの常光は平行に近接しながら、第1及び第2の
実施例で説明したように反射を繰り返し、所定のフィル
タ動作を行った後、出射側に出力される。出射側では入
射側と同様にλ/2板51、複屈折板52及び入出力分
離手段53を通り、Y点に出力される。
The input light 41 having an arbitrary polarization state passes through the input / output separating means 53 and enters the birefringent plate 52. The birefringent plate 52 separates the input light 41 into ordinary light and extraordinary light. The extraordinary light is converted into ordinary light by the λ / 2 plate 51,
It is input to the filter body 50. The two ordinary rays input to the birefringent plate 52 are parallel to each other and close to each other, and are repeatedly reflected as described in the first and second embodiments to perform a predetermined filter operation, and then are output to the emission side. . On the emission side, similarly to the incidence side, the light passes through the λ / 2 plate 51, the birefringent plate 52 and the input / output separation means 53, and is output to the point Y.

【0048】入出力分離手段53としては偏光依存性の
ないものが必要であり、例えばハーフミラーが使用でき
るが、3dBの原理的な損失を生じる。このような損失
を除くためには、公知のサーキュレータを用いれば良
い。
As the input / output separating means 53, one having no polarization dependency is required, and for example, a half mirror can be used, but a theoretical loss of 3 dB occurs. To remove such a loss, a known circulator may be used.

【0049】図15はサーキュレータの一例を示すもの
で、任意の偏光面を持つ入力光41を、偏光ビームスプ
リッタ61により直交する2つの偏光成分に分離し、そ
れぞれ独立にファラデー回転子62及び1/2波長板
(λ/2板)63を通過させる。各々の偏光成分はファ
ラデー回転子(偏光面を45°回転する)62及びλ/
2板63を通過する際に90°偏光面が回転し、p偏波
はs偏波に、s偏波はp偏波に変換される。さらにこれ
らを偏光ビームスプリッタ64により再び合成し、V点
から複屈折板52(図示せず)に入射する。
FIG. 15 shows an example of a circulator. An input light 41 having an arbitrary plane of polarization is split into two polarization components orthogonal to each other by a polarization beam splitter 61, and they are independently Faraday rotators 62 and 1 /. A two-wave plate (λ / 2 plate) 63 is passed. Each polarization component is a Faraday rotator (rotating the polarization plane by 45 °) 62 and λ /
When passing through the second plate 63, the plane of polarization is rotated by 90 °, so that the p polarization is converted into the s polarization and the s polarization is converted into the p polarization. Further, these are combined again by the polarization beam splitter 64 and made incident on the birefringent plate 52 (not shown) from the point V.

【0050】一方、出射光はV点から偏光ビームスプリ
ッタ64に入射し、p偏光とs偏光に分離され、λ/2
板63とファラデー回転子62を通過する。この時、フ
ァラデー回転子62では進行方向に対して往路と同方向
に45°偏光面が回転するのに対して、λ/2板63で
は進行方向に対して往路と逆方向に45°偏光面が回転
する。このため、ファラデー回転子62とλ/2板63
による偏光回転が打ち消され、結果として、p偏光はp
偏光のまま、s偏光はs偏光のまま、偏光ビームスプリ
ッタ61に入射し、Y点から出射する。このようにし
て、入射光と出射光を分離することができる。なお、6
5,66は直角プリズムである。
On the other hand, the emitted light enters the polarization beam splitter 64 from point V, is separated into p-polarized light and s-polarized light, and has a wavelength of λ / 2.
It passes through the plate 63 and the Faraday rotator 62. At this time, the Faraday rotator 62 rotates the polarization plane of 45 ° in the same direction as the forward path with respect to the traveling direction, while the λ / 2 plate 63 rotates the polarization plane of 45 ° in the reverse direction of the forward direction with respect to the traveling direction. Rotates. Therefore, the Faraday rotator 62 and the λ / 2 plate 63 are
The polarization rotation due to
The s-polarized light as it is and the s-polarized light as it is are incident on the polarization beam splitter 61 and are emitted from the point Y. In this way, the incident light and the outgoing light can be separated. 6
Reference numerals 5 and 66 are right-angle prisms.

【0051】図16は損失のない入出力分離手段のさら
に別の例を示すもので、同図(a) は平面図、同図(b) は
正面図、同図(c) は側面図である。
FIG. 16 shows still another example of the lossless input / output separating means. FIG. 16 (a) is a plan view, FIG. 16 (b) is a front view, and FIG. 16 (c) is a side view. is there.

【0052】任意の偏光面を持つ入力光41は、複屈折
板71によりp偏光(ここでは常光線)とs偏光(異常
光)に分離される。複屈折板71に対して直角に配置さ
れた複屈折板72中で、p偏光は斜めに、s偏光は直進
する。p偏光は分割1/2波長板(分割λ/2板)73
中のλ/2板の部分により偏光面が90°回転し、s偏
光に変換される。また、複屈折板72中のs偏光は分割
λ/2板73の透明媒質部分をs偏光のまま通過する。
これらは偏光ビームスプリッタ74,75により、ファ
ラデー回転子76に送られる。ファラデー回転子76を
通過する際、これらの光の偏波面は45°回転し、これ
らはV点とW点から複屈折板52(図示せず)に入射す
る。
The input light 41 having an arbitrary polarization plane is separated by the birefringent plate 71 into p-polarized light (ordinary ray here) and s-polarized light (extraordinary light). In the birefringent plate 72 arranged at a right angle to the birefringent plate 71, p-polarized light is oblique and s-polarized light is straight. P polarized light is a split 1/2 wavelength plate (split λ / 2 plate) 73
The plane of polarization is rotated by 90 ° by the portion of the λ / 2 plate inside, and is converted into s-polarized light. The s-polarized light in the birefringent plate 72 passes through the transparent medium portion of the split λ / 2 plate 73 as it is as the s-polarized light.
These are sent to the Faraday rotator 76 by the polarization beam splitters 74 and 75. When passing through the Faraday rotator 76, the polarization planes of these lights are rotated by 45 °, and these are incident on the birefringent plate 52 (not shown) from the points V and W.

【0053】一方、出射光はV点とW点からファラデー
回転子76に入射する。その際、それぞれ偏光面が45
°回転し、共にp偏光になり、偏光ビームスプリッタ7
5を通過する。さらに複屈折板72,71により、これ
らは合成され(往路と逆の手順で)、Y点から出射され
る。このようにして、入射光と出射光を分離することが
できる。
On the other hand, the emitted light enters the Faraday rotator 76 from points V and W. At that time, the polarization plane is 45
Rotated by °, both become p-polarized, and the polarization beam splitter 7
Pass 5. Further, these are combined by the birefringent plates 72 and 71 (in the reverse procedure of the outward path) and emitted from the point Y. In this way, the incident light and the outgoing light can be separated.

【0054】図15又は図16に示した入出力分離手段
を、図14における入出力分離手段53として用いるこ
とにより、無損失且つ偏光無依存化が可能となる。図1
7は本発明の第4の実施例を示すもので、図中、81は
コリメートレンズ付き入力光ファイバ、82はコリメー
トレンズ付き出力光ファイバ、83,84は複屈折板、
85,86,87,88は1/4波長板(λ/4板)、
89,90はフィルタ、91,92,93はガラス板、
94,95は反射膜、96は液晶、97,98は透明電
極、99は入力光、100は出力光である。
By using the input / output separating means shown in FIG. 15 or FIG. 16 as the input / output separating means 53 in FIG. 14, lossless and polarization independent can be realized. FIG.
7 shows a fourth embodiment of the present invention, in which 81 is an input optical fiber with a collimator lens, 82 is an output optical fiber with a collimator lens, 83 and 84 are birefringent plates,
85, 86, 87, 88 are quarter wavelength plates (λ / 4 plates),
89, 90 are filters, 91, 92, 93 are glass plates,
Reference numerals 94 and 95 are reflection films, 96 is a liquid crystal, 97 and 98 are transparent electrodes, 99 is input light, and 100 is output light.

【0055】フィルタ89,90は多層膜によって形成
した干渉膜フィルタであり、蒸着膜の形成時に基板を傾
けて形成することにより、透過波長に面内分布を持たせ
たものである。ここでは約1nm/mmで波長が変化す
るフィルタを用いた。液晶96はホモジニアス配向され
たネマチック液晶であり、一方の透明電極97はストラ
イプ状にパターニングされており、全面がパターニング
された他方の透明電極98上には反射膜95が形成され
ている。ここでは通常のネマチック液晶を用いたが、高
速な切り替えを行うためには強誘電性液晶を用いること
が有効となる。即ちネマチック液晶ではmsec 程度の速
度であったものが、強誘電性液晶を用いるとμsec 程度
の高速が実現できる。
The filters 89 and 90 are interference film filters formed of a multi-layered film, and are formed by tilting the substrate when forming a vapor deposition film to give an in-plane distribution of the transmission wavelength. Here, a filter whose wavelength changes at about 1 nm / mm was used. The liquid crystal 96 is a homogeneously aligned nematic liquid crystal, one transparent electrode 97 is patterned in a stripe shape, and a reflective film 95 is formed on the other transparent electrode 98 whose entire surface is patterned. Although a normal nematic liquid crystal is used here, it is effective to use a ferroelectric liquid crystal for high-speed switching. That is, the nematic liquid crystal has a speed of about msec, but a ferroelectric liquid crystal can realize a high speed of about μsec.

【0056】本実施例が第1乃至第3の実施例と大きく
異なる点は、1/4波長板で挟んだ複屈折板とフィルタ
とからなる回路を2段重ね合わせた点である。また、第
1乃至第3の実施例では入力光と出力光とが同一な光路
上にあり、これらを分離する必要があったが、本実施例
では光は下側から入力されて上側に出力されるため、入
力光と出力光とを分離する必要はない。
The major difference between this embodiment and the first to third embodiments is that two stages of circuits each including a birefringent plate sandwiched between quarter-wave plates and a filter are superposed. Further, in the first to third embodiments, the input light and the output light are on the same optical path and it is necessary to separate them, but in the present embodiment, the light is input from the lower side and output to the upper side. Therefore, it is not necessary to separate the input light and the output light.

【0057】次に、本実施例の動作について説明する。
光ファイバ81から入力された入力光99はA点を通っ
てB点に達する。ここで、B点でのフィルタ89の透過
波長をλB とすると、λB の波長の光のみが該フィルタ
89を通過してC’点に達する。C’点に達した光はフ
ィルタ89の前後で1/4波長板を2回(1/4波長板
86,87)を通過しているので偏波面が90°回転さ
れ、B’点の方向へ曲げられる。B’点から光は1/4
波長板88、フィルタ90、ガラス板92、透明電極9
7を通して液晶96に入射し、反射膜95によって反射
される(なお、フィルタ90はそのB’,D’,F’,
H’……点での透過波長が、フィルタ89のB,D,
F,H……点での透過波長とそれぞれ一致する如く設定
されているものとする。)。
Next, the operation of this embodiment will be described.
The input light 99 input from the optical fiber 81 passes through the point A and reaches the point B. Here, when the transmission wavelength of the filter 89 at the point B is λ B , only the light having the wavelength of λ B passes through the filter 89 and reaches the point C ′. Since the light reaching point C'has passed through the quarter wave plate twice (quarter wave plates 86 and 87) before and after the filter 89, the plane of polarization is rotated by 90 °, and the direction of point B'is obtained. Can be bent to. Light is 1/4 from point B '
Wave plate 88, filter 90, glass plate 92, transparent electrode 9
The light enters the liquid crystal 96 through 7 and is reflected by the reflection film 95 (note that the filter 90 has its B ′, D ′, F ′,
H '... The transmission wavelength at the point is B, D, and
It is assumed that the wavelengths are set so as to match the transmission wavelengths at points F, H ... ).

【0058】ここで、この部分のストライプ状の透明電
極97に適当な電圧を印加して液晶96の複屈折性を制
御すると、B’点からの光の偏波面を制御することがで
き、これによって反射される光の進行方向及び2つの方
向における光の強度比を変化することができる。
Here, by controlling the birefringence of the liquid crystal 96 by applying an appropriate voltage to the stripe-shaped transparent electrode 97 in this portion, the plane of polarization of the light from the point B ′ can be controlled. It is possible to change the traveling direction of the light reflected by and the intensity ratio of the light in the two directions.

【0059】即ち、液晶96がB’点からの光の偏波状
態に何ら影響を及ぼさない場合、反射された光はB’点
からA’点に向い、A’点で反射されて出力光100と
なり、光ファイバ82にカップリングする。なお、A’
点で出力側に反射されるのはA’点のフィルタ89の透
過波長λA ’とλB とが異なるためである(即ち、フィ
ルタ89,90は透過する波長に対しては透明である
が、それ以外の波長に対してはミラーとして働く。)。
また、液晶96がB’点からの光の偏波面を90°回転
するように作用する場合、光はB’点からC’点へ戻
り、フィルタ89を再度通過して入力側へ戻る。
That is, when the liquid crystal 96 has no influence on the polarization state of the light from the point B ', the reflected light goes from the point B'to the point A', is reflected at the point A ', and is the output light. It becomes 100 and is coupled to the optical fiber 82. In addition, A '
It is reflected at the output side at the point because the transmission wavelengths λ A ′ and λ B of the filter 89 at the point A ′ are different (that is, although the filters 89 and 90 are transparent to the transmission wavelengths). , For other wavelengths work as a mirror).
When the liquid crystal 96 acts so as to rotate the polarization plane of the light from the point B ′ by 90 °, the light returns from the point B ′ to the point C ′, passes through the filter 89 again, and returns to the input side.

【0060】一方、最初の点Bにおいて、λB 以外の波
長の光はフィルタ89で反射され、B点に戻るが、1/
4波長板86を2回通過することになるため、その方向
が曲げられてC点に達し、さらに1/4波長板85を通
過して反射膜94のC’点で反射されて再びC点に達す
るが、この場合も1/4波長板85を2回通過すること
になるため、直進してD点に達する。このD点ではλD
の波長の光のみがフィルタ89を通過し、以下、波長λ
B の光の場合と同様に伝搬する。
On the other hand, at the first point B, the light having a wavelength other than λ B is reflected by the filter 89 and returns to the point B.
Since the light passes through the four-wave plate 86 twice, the direction thereof is bent to reach the point C, further passes through the quarter-wave plate 85, is reflected at the point C ′ of the reflection film 94, and is again the point C. However, also in this case, since the laser beam passes through the quarter-wave plate 85 twice, it goes straight and reaches the point D. At point D, λ D
Light having a wavelength of
Propagate as in the case of B light.

【0061】このように本実施例によれば、フィルタ8
9.90を通過した光の進行方向及びその強度比を、ス
トライプ状の透明電極97に加える電圧によって制御す
ることができ、これによって出力光ファイバ82にカッ
プリングする光の波長及びその強度分布を調整すること
ができ、任意の波長・周波数の光信号を同時に取り出す
こと、つまり複数の波長を同時に選択したり、全く選択
しなかったり、また、選択した波長の光の強度を制御す
ることが可能となる。また、理想的な透過スペクトルを
持つフィルタを実現することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, the filter 8
The traveling direction of light passing through 9.90 and its intensity ratio can be controlled by the voltage applied to the stripe-shaped transparent electrode 97, whereby the wavelength of light coupled to the output optical fiber 82 and its intensity distribution can be controlled. It is possible to tune and take out optical signals of arbitrary wavelengths and frequencies at the same time, that is, it is possible to select multiple wavelengths at the same time, not select at all, and control the intensity of light of the selected wavelengths. Becomes Further, it becomes possible to realize a filter having an ideal transmission spectrum.

【0062】本実施例では透過波長特性が場所によって
異なる干渉膜フィルタを用いたが、ファブリペロー干渉
計の中に液晶を充填した液晶可変波長フィルタを用いて
も同様の効果を持たせることができる。
In this embodiment, an interference film filter having a transmission wavelength characteristic different depending on the place is used, but the same effect can be obtained by using a liquid crystal variable wavelength filter in which a liquid crystal is filled in a Fabry-Perot interferometer. .

【0063】図18は前述した液晶可変波長フィルタの
一例、ここではIEEE Photon Technol. Lett., vol.3, 1
991, K.Hirabayashi, H.Tsuda and T.Kurokawa, Narrow
-Band Tunable Wavelength-Selective Filters of Fabr
y-Perot Interferometers with a Liquid Crystal Intr
acavitu, P213 に記載された液晶可変波長フィルタを示
すもので、図中、101,102はガラス基板、10
3,104は透明電極、105,106は誘電体ミラ
ー、107,108は液晶用配向膜、109は液晶であ
る。
FIG. 18 shows an example of the above-mentioned liquid crystal variable wavelength filter, here, IEEE Photon Technol. Lett., Vol. 3, 1
991, K.Hirabayashi, H.Tsuda and T.Kurokawa, Narrow
-Band Tunable Wavelength-Selective Filters of Fabr
y-Perot Interferometers with a Liquid Crystal Intr
The liquid crystal variable wavelength filter described in acavitu, P213 is shown, in which 101 and 102 are glass substrates and 10
3 and 104 are transparent electrodes, 105 and 106 are dielectric mirrors, 107 and 108 are alignment films for liquid crystals, and 109 is liquid crystal.

【0064】前記透明電極103は全面にパターニング
されているが、透明電極104はストライプ状にパター
ニングされており、それぞれの電極に印加する電圧を調
整することにより、平行配向された液晶109の屈折率
を変化させ、透過スペクトルの波長に面分布を持たせる
ようになしている。従って、この液晶可変波長フィルタ
を本発明の可変波長フィルタに適用すると、任意の数、
任意の強度、任意の波長の透過スペクトルを選択可能な
フィルタを実現できる。
The transparent electrode 103 is patterned on the entire surface, but the transparent electrode 104 is patterned in a stripe shape, and the refractive index of the parallel-aligned liquid crystal 109 is adjusted by adjusting the voltage applied to each electrode. Is changed so that the wavelength of the transmission spectrum has a surface distribution. Therefore, when this liquid crystal variable wavelength filter is applied to the variable wavelength filter of the present invention, an arbitrary number of
It is possible to realize a filter capable of selecting a transmission spectrum of arbitrary intensity and arbitrary wavelength.

【0065】また、短冊状に切り出した異なる波長を有
するフィルタをアレイ状に並べても透過波長に面分布を
持つフィルタを実現することができる。このようなフィ
ルタでは予めフィルタの透過絶対波長を指定できるの
で、例えば1mm間隔で波長が階段状に変化するフィル
タも容易に実現できる。
Further, a filter having a surface distribution at the transmission wavelength can be realized by arranging filters having different wavelengths cut into strips and arranged in an array. With such a filter, since the transmission absolute wavelength of the filter can be designated in advance, it is possible to easily realize a filter in which the wavelength changes stepwise at intervals of 1 mm, for example.

【0066】さらにまた、本実施例では、通常のネマチ
ック液晶を用いて光の進路を変更したが、強誘電性液晶
を用いることにより、切り替え時間がμsec まで高速化
できる。従って、高速に波長を切り替えることができ、
さらにその波長は絶対安定であるフィルタが実現でき
る。
Furthermore, in the present embodiment, the path of light is changed by using a normal nematic liquid crystal, but by using the ferroelectric liquid crystal, the switching time can be increased to μsec. Therefore, the wavelength can be switched at high speed,
Furthermore, a filter whose wavelength is absolutely stable can be realized.

【0067】図19は本発明の第5の実施例を示すもの
で、図中、111はコリメートレンズ付き入力光ファイ
バ、112はコリメートレンズ付き出力光ファイバ、1
13,114は複屈折板、115,116,117,1
18は1/4波長板(λ/4板)、119,120はフ
ィルタ、121,122はガラス板、123,124は
反射膜、125は液晶、126,127は透明電極、1
28は入力光、129は出力光である。
FIG. 19 shows a fifth embodiment of the present invention, in which 111 is an input optical fiber with a collimating lens, 112 is an output optical fiber with a collimating lens, and 1 is an optical fiber.
13, 114 are birefringent plates, 115, 116, 117, 1
18 is a quarter wavelength plate (λ / 4 plate), 119 and 120 are filters, 121 and 122 are glass plates, 123 and 124 are reflective films, 125 is a liquid crystal, 126 and 127 are transparent electrodes, 1
28 is input light and 129 is output light.

【0068】フィルタ119,120は第4の実施例の
ものと同様の約1nm/mmで波長が変化する面内分布
を持つ多層膜干渉フィルタである。本実施例が第4の実
施例と大きく異なる点は、1/4波長板で挟まれた複屈
折板とフィルタとからなる回路を2段重ね合わせる接合
部に偏光制御部を設けた点である。また、第4の実施例
では選択される波長により入力から出力までの光路長が
異なるが、本実施例では入力から出力までの光路長は光
のパスに依存しないので、選択チャネルによってロスが
変化することはない。
The filters 119 and 120 are multilayer interference filters having an in-plane distribution in which the wavelength changes at about 1 nm / mm, which is similar to that of the fourth embodiment. The major difference of the present embodiment from the fourth embodiment is that a polarization control unit is provided at the junction where two stages of circuits consisting of a birefringent plate sandwiched by quarter-wave plates and a filter are superposed. . Also, in the fourth embodiment, the optical path length from the input to the output differs depending on the selected wavelength, but in this embodiment the optical path length from the input to the output does not depend on the optical path, so the loss changes depending on the selected channel. There is nothing to do.

【0069】以下、本実施例の動作について説明する。
光ファイバ111から入力された光128はA点を通
り、B点に達する。ここで、B点でのフィルタ119の
透過波長をλB とすると、λB の波長の光のみが該フィ
ルタ119を通過し、B´点に達する(なお、フィルタ
120はそのB´,D´,F´,H´,……点での透過
波長が、フィルタ119のB,D,F,H,……点での
透過波長とそれぞれ一致する如く設定されているものと
する。)。
The operation of this embodiment will be described below.
The light 128 input from the optical fiber 111 passes through the point A and reaches the point B. Assuming that the transmission wavelength of the filter 119 at the point B is λ B , only light having a wavelength of λ B passes through the filter 119 and reaches the point B ′ (note that the filter 120 has its B ′ and D ′). , F ', H', ... The transmission wavelengths at the points are set so as to match the transmission wavelengths at the B, D, F, H ,.

【0070】B´点に達した光はフィルタ119とフィ
ルタ120との間のガラス板121、透明電極126、
液晶125、透明電極127及びガラス板122からな
る偏光制御部を通過しているので、この部分のストライ
プ状の透明電極126に適当な電圧を印加し、液晶12
5の複屈折性を制御すると、B点からの光の偏波面を制
御することができ、これにより通過光の進行方向及び2
つの方向における光の強度比を変化することができる。
The light reaching point B'is the glass plate 121 between the filter 119 and the filter 120, the transparent electrode 126,
Since the light has passed through the polarization control unit composed of the liquid crystal 125, the transparent electrode 127 and the glass plate 122, an appropriate voltage is applied to the stripe-shaped transparent electrode 126 in this portion, and the liquid crystal 12
When the birefringence of 5 is controlled, the plane of polarization of the light from the point B can be controlled, whereby the traveling direction of the passing light and 2
The intensity ratio of light in one direction can be changed.

【0071】即ち、液晶125がB点からの光の偏波状
態に何ら影響を及ぼさない場合、透過した波長λB の光
はB−B´点間で1/4波長板116,117を通過す
るため、偏波面が90度回転され、光軸が曲げられ、C
´点に達し、C´点での反射の際に1/4波長板118
を2回通過するため、偏波面が90度回転され、直進し
てD´点へ達する。
That is, when the liquid crystal 125 has no influence on the polarization state of the light from the point B, the transmitted light of the wavelength λ B passes through the quarter-wave plates 116 and 117 between the points BB ′. Therefore, the plane of polarization is rotated 90 degrees, the optical axis is bent, and C
When reaching the ′ point and reflecting at the C ′ point, the ¼ wavelength plate 118
Since it passes through twice, the plane of polarization is rotated by 90 degrees and goes straight to the point D '.

【0072】D´点では透過波長が異なるため、フィル
タ120はミラーとして働き、波長λB の光は反射され
ることになる。この場合の反射光も1/4波長板117
を2回通過するため、偏波面が90度回転され、E´点
へ向かい、以後、波長λB の光はフィルタ120と反射
膜124との間で偏波面の回転と反射を繰返し、Z´点
から出力され、光ファイバ112にカップリングする。
また、液晶125がB点からの光の偏波面を90度回転
するように作用する場合、光はB´点からA´点に達
し、出力側とは逆方向へ反射を繰返し、複屈折板114
外へ出ることになり、光ファイバ112にはカップリン
グされない。
Since the transmission wavelength is different at point D ', the filter 120 functions as a mirror and the light of wavelength λ B is reflected. The reflected light in this case is also a quarter wavelength plate 117.
, The polarization plane is rotated by 90 degrees to point E ′, and thereafter, the light of wavelength λ B repeats rotation and reflection of the polarization plane between the filter 120 and the reflection film 124, and Z ′. It is output from a point and is coupled to the optical fiber 112.
Further, when the liquid crystal 125 acts so as to rotate the polarization plane of the light from the point B by 90 degrees, the light reaches the point A ′ from the point B ′ and repeats reflection in the direction opposite to the output side, and the birefringent plate. 114
It goes out and is not coupled to the optical fiber 112.

【0073】一方、最初のB点において、λB 以外の波
長の光はフィルタ119で反射され、B点に戻るが、そ
の時、1/4波長板116を2回通過するため、偏波面
が90度回転され、光軸が曲げられ、C点に達し、ここ
で偏波面の回転と反射を受けてD点に向かう。このD点
では波長λD の光のみがフィルタ119を通過し、以
下、波長λB の光の場合と同様に伝搬する。
On the other hand, at the first point B , light of wavelengths other than λ B is reflected by the filter 119 and returns to point B, but at that time, since it passes through the quarter-wave plate 116 twice, the plane of polarization is 90 degrees. It is rotated once, the optical axis is bent, and it reaches point C, where it undergoes rotation and reflection of the plane of polarization and goes to point D. At this point D , only the light of wavelength λ D passes through the filter 119, and thereafter propagates in the same manner as the case of light of wavelength λ B.

【0074】図20は本実施例によって得られた光の透
過スペクトルを示すものである。図中、左側は1本ある
いは多数本のスペクトルを選択した例を示し、右側は多
数本のスペクトルの透過率を制御した例を示している。
干渉膜フィルタを2回通過するので消光比は良く、18
dB以上の消光比を実現できる。
FIG. 20 shows the light transmission spectrum obtained in this example. In the figure, the left side shows an example in which one or many spectra are selected, and the right side shows an example in which the transmittance of many spectra is controlled.
The extinction ratio is good because it passes through the interference film filter twice.
An extinction ratio of dB or more can be realized.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上説明したように本発明の請求項1に
よれば、光信号から任意の波長の光信号を選択的に取り
出す可変波長フィルタにおいて、光信号の伝達媒体とな
る複屈折板と、該複屈折板を挟み且つ光信号の偏波面を
所定の角度回転させる偏光回転手段と、光信号から任意
の波長の光信号を選択するフィルタと、任意の部分の偏
光回転角度を制御可能な偏光制御素子と、これら全体を
挟むように配置された反射面とを備えたため、入力光を
フィルタを順次伝搬させて出力光の透過スペクトルを制
御でき、複数の波長の光を同時に選択したり、また、こ
れらの複数の透過スペクトルの透過率を任意に設定した
り、さらにまた、任意の透過スペクトルを有する可変波
長フィルタを実現できる。
As described above, according to claim 1 of the present invention, in a variable wavelength filter for selectively extracting an optical signal of an arbitrary wavelength from an optical signal, a birefringent plate serving as a transmission medium of the optical signal is provided. , A polarization rotating means for sandwiching the birefringent plate and rotating a polarization plane of an optical signal by a predetermined angle, a filter for selecting an optical signal of an arbitrary wavelength from the optical signal, and a polarization rotation angle of an arbitrary portion can be controlled Since the polarization control element and the reflection surface arranged so as to sandwich them all are provided, the transmission spectrum of the output light can be controlled by sequentially propagating the input light through the filter, and the light having a plurality of wavelengths can be selected at the same time. Further, it is possible to arbitrarily set the transmittances of these plurality of transmission spectra, or to realize a variable wavelength filter having an arbitrary transmission spectrum.

【0076】また、本発明の請求項2によれば、複数の
レンズを備えたため、ビームサイズの増加を防止するこ
とができ、特性の劣化やカップリングロスを減少させる
ことができる。
According to the second aspect of the present invention, since a plurality of lenses are provided, it is possible to prevent the beam size from increasing, and it is possible to reduce the characteristic deterioration and the coupling loss.

【0077】また、本発明の請求項3によれば、入出射
端で光信号を直交する2つの偏波成分に分離又は合成す
る入出力分離手段と、これらの直交する偏波成分を平行
及びその逆とする偏波制御手段とを備えたため、光信号
を直交する2つの平行な偏波成分に分離してフィルタ中
を伝搬させ、出射時に合成することができ、どのような
偏光状態の光に対しても使用可能な可変波長フィルタを
実現できる。
According to the third aspect of the present invention, the input / output separating means for separating or combining the optical signals into two polarization components orthogonal to each other at the input / output end, and the polarization components orthogonal to each other are parallel and parallel. Since the polarization control means for inverting the optical signal is provided, it is possible to separate the optical signal into two parallel polarization components that are orthogonal to each other, propagate them in the filter, and combine them at the time of emission. A variable wavelength filter that can be used for

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

【図1】波長光交換の概念を示す図FIG. 1 is a diagram showing the concept of wavelength optical switching.

【図2】複屈折板に対する常光及び異常光の進行のよう
すを示す図
FIG. 2 is a diagram showing how ordinary and extraordinary rays travel to a birefringent plate.

【図3】複屈折板と偏光回転反射手段とを一体化した回
路を示す図
FIG. 3 is a diagram showing a circuit in which a birefringent plate and a polarization rotation reflection means are integrated.

【図4】複屈折板と偏光回転反射手段とファブリペロー
干渉型フィルタとを一体化した回路を示す図
FIG. 4 is a diagram showing a circuit in which a birefringent plate, a polarization rotation reflection means, and a Fabry-Perot interference filter are integrated.

【図5】本発明の可変波長フィルタの第1の実施例を示
す構成図
FIG. 5 is a configuration diagram showing a first embodiment of a variable wavelength filter of the present invention.

【図6】図5中の入出力分離手段の拡大側面図6 is an enlarged side view of the input / output separating means in FIG.

【図7】ファブリペロー干渉型フィルタの構造及び透過
スペクトルを示す図
FIG. 7 is a diagram showing the structure and transmission spectrum of a Fabry-Perot interference filter.

【図8】偏光制御反射素子アレイの具体的な構造を示す
FIG. 8 is a diagram showing a specific structure of a polarization control reflective element array.

【図9】図8の偏光制御反射素子アレイの印加電圧と位
相変化量との関係を示す図
9 is a diagram showing the relationship between the applied voltage and the amount of phase change of the polarization control reflective element array of FIG.

【図10】第1の実施例における入力光及び出力光のス
ペクトルの一例を示す図
FIG. 10 is a diagram showing an example of spectra of input light and output light in the first embodiment.

【図11】第1の実施例における入力光及び出力光のス
ペクトルの他の例を示す図
FIG. 11 is a diagram showing another example of spectra of input light and output light in the first embodiment.

【図12】本発明の可変波長フィルタの第2の実施例を
示す構成図
FIG. 12 is a configuration diagram showing a second embodiment of the variable wavelength filter of the present invention.

【図13】図12の等価光学回路を示す図13 is a diagram showing an equivalent optical circuit of FIG.

【図14】本発明の可変波長フィルタの第3の実施例を
示す構成図
FIG. 14 is a configuration diagram showing a third embodiment of the variable wavelength filter of the present invention.

【図15】第3の実施例における入出力分離手段の一例
を示す図
FIG. 15 is a diagram showing an example of input / output separation means in the third embodiment.

【図16】第3の実施例における入出力分離手段の他の
例を示す図
FIG. 16 is a diagram showing another example of the input / output separation means in the third embodiment.

【図17】本発明の可変波長フィルタの第4の実施例を
示す構成図
FIG. 17 is a block diagram showing a fourth embodiment of the variable wavelength filter of the present invention.

【図18】第4の実施例におけるフィルタの他の例を示
す図
FIG. 18 is a diagram showing another example of the filter according to the fourth embodiment.

【図19】本発明の可変波長フィルタの第5の実施例を
示す構成図
FIG. 19 is a configuration diagram showing a fifth embodiment of the variable wavelength filter of the present invention.

【図20】第5の実施例における光の透過スペクトルの
一例を示す図
FIG. 20 is a diagram showing an example of a light transmission spectrum in the fifth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30…偏光ビームスプリッタ、31…ファラデー回転
子、32,52,83,84,113,114…複屈折
板、33,34,85,86,87,88,115,1
16,117,118…λ/4板、35…反射面、36
…ファブリペロー干渉型フィルタ、37…偏光制御反射
素子アレイ、38…マイクロレンズアレイ、51…λ/
2板、53…入出力分離手段、89,90,119,1
20…フィルタ、94,95,123,124…反射
膜、96,125…液晶、97,98,126,127
…透明電極。
30 ... Polarizing beam splitter, 31 ... Faraday rotator, 32, 52, 83, 84, 113, 114 ... Birefringent plate, 33, 34, 85, 86, 87, 88, 115, 1
16, 117, 118 ... λ / 4 plate, 35 ... Reflecting surface, 36
Fabry-Perot interference filter, 37 ... Polarization control reflective element array, 38 ... Microlens array, 51 ... λ /
2 plates, 53 ... Input / output separating means, 89, 90, 119, 1
20 ... Filter, 94, 95, 123, 124 ... Reflective film, 96, 125 ... Liquid crystal, 97, 98, 126, 127
… Transparent electrodes.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光信号から任意の波長の光信号を選択的
に取り出す可変波長フィルタにおいて、 光信号の伝達媒体となる複屈折板と、 該複屈折板を挟み且つ光信号の偏波面を所定の角度回転
させる偏光回転手段と、 光信号から任意の波長の光信号を選択するフィルタと、 任意の部分の偏光回転角度を制御可能な偏光制御素子
と、 これら全体を挟むように配置された反射面とを備えたこ
とを特徴とする可変波長フィルタ。
1. A variable wavelength filter for selectively extracting an optical signal of an arbitrary wavelength from an optical signal, wherein a birefringent plate serving as a transmission medium of the optical signal and a polarization plane of the optical signal are sandwiched between the birefringent plates. The polarization rotation means for rotating the optical signal, the filter for selecting an optical signal of an arbitrary wavelength from the optical signal, the polarization control element capable of controlling the polarization rotation angle of an arbitrary portion, and the reflection arranged so as to sandwich them all. A variable wavelength filter having a surface.
【請求項2】 複数のレンズを備えたことを特徴とする
請求項1記載の可変波長フィルタ。
2. The variable wavelength filter according to claim 1, further comprising a plurality of lenses.
【請求項3】 入出射端で光信号を直交する2つの偏波
成分に分離又は合成する入出力分離手段と、これらの直
交する偏波成分を平行及びその逆とする偏波制御手段と
を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の可変波
長フィルタ。
3. An input / output separating means for separating or combining an optical signal into two orthogonal polarization components at an input / output end, and a polarization control means for making these orthogonal polarization components parallel and vice versa. The variable wavelength filter according to claim 1, wherein the variable wavelength filter is provided.
【請求項4】 透過スペクトル波長もしくは透過率ある
いはバンド幅が面内で不均一な分布を持つフィルタを用
いたことを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の可
変波長フィルタ。
4. The variable wavelength filter according to claim 1, wherein a filter having a non-uniform distribution of a transmission spectrum wavelength, a transmittance or a band width is used.
JP17671494A 1993-08-02 1994-07-28 Variable wavelength filter Pending JPH0836157A (en)

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