JPH09288256A - 可変光減衰器 - Google Patents
可変光減衰器Info
- Publication number
- JPH09288256A JPH09288256A JP10003796A JP10003796A JPH09288256A JP H09288256 A JPH09288256 A JP H09288256A JP 10003796 A JP10003796 A JP 10003796A JP 10003796 A JP10003796 A JP 10003796A JP H09288256 A JPH09288256 A JP H09288256A
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- JP
- Japan
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- magnetic field
- optical attenuator
- variable optical
- rays
- rotation element
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型で、かつ高信頼な可変光減衰器を提供す
る。 【解決手段】 第１及び第２の二つの複屈折物質とこれ
らの複屈折物質との間に配置されるファラデー回転素子
と、ファラデー回転素子に磁界を印加する磁界印加手段
とを有する可変光減衰器であって、第１の複屈折物質と
第２の複屈折物質の異常光分離方向が同一または反対方
向で、かつ磁界印加手段は磁界の強度を制御する磁界制
御手段を備えている。平行に配置され、かつ異常光分離
方向が同一もしくは反対方向の２枚の複屈折物質およ
び、その中間に配置されたファラデー回転素子と、ファ
ラデー回転素子へ十分な磁界を加えることができ、かつ
加える磁界の強度を可変できる磁気回路を有する。ファ
ラデー回転素子の持つ磁気光学効果を利用しており、摺
動部がなく、減衰膜を用いた場合に必要となるモーター
などの機構部材も不要のため、小型で、かつ高信頼な可
変光減衰器を提供できる
る。 【解決手段】 第１及び第２の二つの複屈折物質とこれ
らの複屈折物質との間に配置されるファラデー回転素子
と、ファラデー回転素子に磁界を印加する磁界印加手段
とを有する可変光減衰器であって、第１の複屈折物質と
第２の複屈折物質の異常光分離方向が同一または反対方
向で、かつ磁界印加手段は磁界の強度を制御する磁界制
御手段を備えている。平行に配置され、かつ異常光分離
方向が同一もしくは反対方向の２枚の複屈折物質およ
び、その中間に配置されたファラデー回転素子と、ファ
ラデー回転素子へ十分な磁界を加えることができ、かつ
加える磁界の強度を可変できる磁気回路を有する。ファ
ラデー回転素子の持つ磁気光学効果を利用しており、摺
動部がなく、減衰膜を用いた場合に必要となるモーター
などの機構部材も不要のため、小型で、かつ高信頼な可
変光減衰器を提供できる
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、可変光減衰器に関
し、特に、フィードバック制御が可能な電気制御型の可
変光減衰器に関する。
し、特に、フィードバック制御が可能な電気制御型の可
変光減衰器に関する。
【０００１】
【従来の技術】近年、光ファイバ増幅器の実用化に伴
い、多波長一括伝送方式（以下「ＷＤＭ伝送」とい
う。）への期待が高まりつつある。ＷＤＭ伝送を実現す
るためには、光ファイバ増幅器の利得の波長依存性の低
減が不可欠である。
い、多波長一括伝送方式（以下「ＷＤＭ伝送」とい
う。）への期待が高まりつつある。ＷＤＭ伝送を実現す
るためには、光ファイバ増幅器の利得の波長依存性の低
減が不可欠である。
【０００２】光ファイバ増幅器の利得の波長依存性の低
減のための一つの方法として、エルビウム・ドープ・フ
ァイバ（以下「ＥＤＦ」という。）の利得波長依存性の
最適化があるが、実現のためにはＥＤＦの利得を一定に
制御する必要がある。
減のための一つの方法として、エルビウム・ドープ・フ
ァイバ（以下「ＥＤＦ」という。）の利得波長依存性の
最適化があるが、実現のためにはＥＤＦの利得を一定に
制御する必要がある。
【０００３】しかしながら、ＥＤＦの利得を一定に制御
した場合、光ファイバ増幅器への入力信号のレベル変動
が出力段にそのまま現れることになり、多段伝送を行っ
た場合、受信段におけるレベル変動が大きくなり、装置
への適用は困難である。
した場合、光ファイバ増幅器への入力信号のレベル変動
が出力段にそのまま現れることになり、多段伝送を行っ
た場合、受信段におけるレベル変動が大きくなり、装置
への適用は困難である。
【０００４】そこで、光ファイバ増幅器の出力レベル変
動補償用に用いる、フィードバック制御が可能な電気制
御型可変光減衰器が必要となる。図４に光ファイバ増幅
器への可変光減衰器の一適用例を示す。また、図８に示
されるように、従来の可変光減衰器として、特願昭６２
−２４７９３５号公報に記載の構成が知られている。
動補償用に用いる、フィードバック制御が可能な電気制
御型可変光減衰器が必要となる。図４に光ファイバ増幅
器への可変光減衰器の一適用例を示す。また、図８に示
されるように、従来の可変光減衰器として、特願昭６２
−２４７９３５号公報に記載の構成が知られている。
【０００５】ここに示されている従来の構成では、クロ
ムなどの金属がガラス板に順次密度が高くなるように蒸
着された光減衰膜が光路中に配置され、ステッピングモ
ータなどにより回転、あるいは移動させることで光減衰
量が調整される。
ムなどの金属がガラス板に順次密度が高くなるように蒸
着された光減衰膜が光路中に配置され、ステッピングモ
ータなどにより回転、あるいは移動させることで光減衰
量が調整される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光減衰器の構成では、以下のような問題があ
る。 すなわち、第１の問題点は、可変光減衰器が大型
であるということである。その理由は、光減衰膜を用い
た場合、減衰量可変範囲を大きくするためには、膜の移
動範囲を大きくする必要があり、動作素子にステッピン
グモータなどを用いる必要があるためである。
た従来の光減衰器の構成では、以下のような問題があ
る。 すなわち、第１の問題点は、可変光減衰器が大型
であるということである。その理由は、光減衰膜を用い
た場合、減衰量可変範囲を大きくするためには、膜の移
動範囲を大きくする必要があり、動作素子にステッピン
グモータなどを用いる必要があるためである。
【０００７】第２の問題点は、信頼性が悪く、機械的な
可動部を有することなどにより、長期間無故障で動作し
続ける必要のある商用通信装置への適用は困難であるこ
とである。複屈折物質を移動させる摺動部が摩耗故障が
発生する可能性高いためである。
可動部を有することなどにより、長期間無故障で動作し
続ける必要のある商用通信装置への適用は困難であるこ
とである。複屈折物質を移動させる摺動部が摩耗故障が
発生する可能性高いためである。
【０００８】本発明の目的は、小型で、かつ高信頼の可
変光減衰器を提供することにある。
変光減衰器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の可変光減衰器
は、上記従来の光減衰器がもつ欠点を除去するために、
第１の複屈折物質と第２の複屈折物質とこれら第１及び
第２の複屈折物質との間に配置されるファラデー回転素
子と、ファラデー回転素子に磁界を印加する磁界印加手
段とを有しており、第１の複屈折物質と第２の複屈折物
質の異常光分離方向が同一または反対方向で、かつ磁界
印加手段は、磁界の強度を制御する磁界制御手段を備え
ていることを特徴としている。
は、上記従来の光減衰器がもつ欠点を除去するために、
第１の複屈折物質と第２の複屈折物質とこれら第１及び
第２の複屈折物質との間に配置されるファラデー回転素
子と、ファラデー回転素子に磁界を印加する磁界印加手
段とを有しており、第１の複屈折物質と第２の複屈折物
質の異常光分離方向が同一または反対方向で、かつ磁界
印加手段は、磁界の強度を制御する磁界制御手段を備え
ていることを特徴としている。
【００１０】具体的な複屈折物質を構成する材料とし
て、本発明の可変光減衰器は、第１の複屈折物質と前記
第２の複屈折物質に平行平板ルチルが用いられている。
また、ファラデー回転素子は、イットリウム鉄ガーネッ
ト又はビスマス置換ガーネットであることを特徴として
いる。
て、本発明の可変光減衰器は、第１の複屈折物質と前記
第２の複屈折物質に平行平板ルチルが用いられている。
また、ファラデー回転素子は、イットリウム鉄ガーネッ
ト又はビスマス置換ガーネットであることを特徴として
いる。
【００１１】また、ファラデー回転素子は、飽和磁界に
おける通過前後の偏光面回転角が９０度である。さら
に、磁気印加手段は、発生する最大磁界において、ファ
ラデー回転素子の通過前後の偏光面回転角が９０度であ
ることを特徴としている。
おける通過前後の偏光面回転角が９０度である。さら
に、磁気印加手段は、発生する最大磁界において、ファ
ラデー回転素子の通過前後の偏光面回転角が９０度であ
ることを特徴としている。
【００１２】本発明の可変光減衰器は、第一の複屈折物
質と、ファラデー回転素子と、第二の複屈折物質を光軸
上に順次配置し、前記ファラデー回転素子に磁界を印加
する磁気回路を配置した構造で、２つの複屈折物質の異
常光分離方向が同一または反対方向で、かつ磁気回路は
ファラデー回転素子へ十分な磁界を加えることができ、
かつ加える磁界の強度を可変できる。
質と、ファラデー回転素子と、第二の複屈折物質を光軸
上に順次配置し、前記ファラデー回転素子に磁界を印加
する磁気回路を配置した構造で、２つの複屈折物質の異
常光分離方向が同一または反対方向で、かつ磁気回路は
ファラデー回転素子へ十分な磁界を加えることができ、
かつ加える磁界の強度を可変できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
１を用いて詳細に説明する。
１を用いて詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明の可変光減衰器の一実施例
を示す図である。複屈折物質１、２はルチル、方解石等
の複屈折物質で、両者は平行に配置され、その異常光分
離方向は矢印に示すとおり、反対方向である。
を示す図である。複屈折物質１、２はルチル、方解石等
の複屈折物質で、両者は平行に配置され、その異常光分
離方向は矢印に示すとおり、反対方向である。
【００１５】複屈折物質１、２の間には、イットリウム
鉄ガーネット、あるいはビスマス置換ガーネット等を用
いたファラデー回転素子３が配置されている。その外側
には、ファラデー回転素子３へ十分な磁界を加えること
ができ、かつ加える磁界の強度を可変できる磁気回路４
が設けられている。
鉄ガーネット、あるいはビスマス置換ガーネット等を用
いたファラデー回転素子３が配置されている。その外側
には、ファラデー回転素子３へ十分な磁界を加えること
ができ、かつ加える磁界の強度を可変できる磁気回路４
が設けられている。
【００１６】次に、本発明の動作状態について、図２、
３を用いて説明する。
３を用いて説明する。
【００１７】図２は光減衰量が最小のとき、すなわち磁
気回路４が動作しておらず、ファラデー回転素子３に外
部磁界が加えられていない状態の動作を示す図である。
入射側ファイバ５からレンズ６を通って複屈折物質１に
入った光線は、複屈折物質１の異常光分離方向に沿って
常光と異常光に分離し２本の光線となった後に、ファラ
デー回転素子３に入射される。
気回路４が動作しておらず、ファラデー回転素子３に外
部磁界が加えられていない状態の動作を示す図である。
入射側ファイバ５からレンズ６を通って複屈折物質１に
入った光線は、複屈折物質１の異常光分離方向に沿って
常光と異常光に分離し２本の光線となった後に、ファラ
デー回転素子３に入射される。
【００１８】ファラデー回転素子３に外部磁界が加えら
れていない状態のため、入射光がファラデー回転素子３
を通過する前後において、通過光の偏光面は変化しな
い。従って、ファラデー回転素子３を通過した光は、複
屈折物質２において、偏光合成され、再び１本の光線と
なった後にレンズ７を通り出射側ファイバ８に結合す
る。
れていない状態のため、入射光がファラデー回転素子３
を通過する前後において、通過光の偏光面は変化しな
い。従って、ファラデー回転素子３を通過した光は、複
屈折物質２において、偏光合成され、再び１本の光線と
なった後にレンズ７を通り出射側ファイバ８に結合す
る。
【００１９】図３は、磁気回路４は働いており、ファラ
デー回転素子３に外部磁界が加えられてる状態である。
入射光がファラデー回転素子３を通過する前後におい
て、その偏光面は回転し、その回転量は外部磁界に比例
する。
デー回転素子３に外部磁界が加えられてる状態である。
入射光がファラデー回転素子３を通過する前後におい
て、その偏光面は回転し、その回転量は外部磁界に比例
する。
【００２０】入射側ファイバ５からレンズ６を通って複
屈折物質１に入射された光線は、複屈折物質１の異常光
分離方向に沿って常光と異常光に分離され、２本の光線
となってファラデー回転素子３に入射される。
屈折物質１に入射された光線は、複屈折物質１の異常光
分離方向に沿って常光と異常光に分離され、２本の光線
となってファラデー回転素子３に入射される。
【００２１】ファラデー回転素子３を通過し、偏光面が
回転した光は、複屈折物質２において、偏光合成され
る。このとき、光の偏光面が複屈折物質２の異常光分離
方向に対して回転しているため、すべての光が再び１本
の光線とはならず、出射側ファイバに結像しない分離光
が発生する。
回転した光は、複屈折物質２において、偏光合成され
る。このとき、光の偏光面が複屈折物質２の異常光分離
方向に対して回転しているため、すべての光が再び１本
の光線とはならず、出射側ファイバに結像しない分離光
が発生する。
【００２２】分離光量は、ファラデー回転素子３を通過
することにより起こる偏光面の回転と相関があり、その
関数式は、 ｘ＝１００・ｓｉｎ２θ（％） により与えられる。上式において、ｘは入射光に対する
分離光の割合（％）であり、θはファラデー回転素子に
おける偏光面の回転角である。つまり、θ＝９０［ｄｅ
ｇ］において、分離光量が１００％となり、減衰量が最
大となる。図５に偏光面の回転角と分離光量の相関図を
示す。
することにより起こる偏光面の回転と相関があり、その
関数式は、 ｘ＝１００・ｓｉｎ２θ（％） により与えられる。上式において、ｘは入射光に対する
分離光の割合（％）であり、θはファラデー回転素子に
おける偏光面の回転角である。つまり、θ＝９０［ｄｅ
ｇ］において、分離光量が１００％となり、減衰量が最
大となる。図５に偏光面の回転角と分離光量の相関図を
示す。
【００２３】このことから、ファラデー回転素子３は、
最大外部磁界に対して偏光面が９０［ｄｅｇ］回転する
ような厚さにすることで、光回路の最適化を図ることが
できる。
最大外部磁界に対して偏光面が９０［ｄｅｇ］回転する
ような厚さにすることで、光回路の最適化を図ることが
できる。
【００２４】また、本実施の形態においては、複屈折物
質１、２の異常光分離方向が反対方向である場合を例と
したが、図６に示されるように、複屈折物質１、２の異
常光分離方向が同一の場合においても有効である。
質１、２の異常光分離方向が反対方向である場合を例と
したが、図６に示されるように、複屈折物質１、２の異
常光分離方向が同一の場合においても有効である。
【００２５】この場合、磁気回路４が働いていないとき
に減衰量が最大となり、磁気回路４の発生する磁界がフ
ァラデー回転子３の飽和磁界以上となったときに減衰量
が最小となる以外、動作原理については同一である。
に減衰量が最大となり、磁気回路４の発生する磁界がフ
ァラデー回転子３の飽和磁界以上となったときに減衰量
が最小となる以外、動作原理については同一である。
【００２６】そのほか、本実施の形態においては複屈折
物質１、２の形状は平行平板状であったが、図７に示す
ような楔状のものを用いてもよい。
物質１、２の形状は平行平板状であったが、図７に示す
ような楔状のものを用いてもよい。
【００２７】
【実施例】次に、本特許の具体的な実施例について説明
する。複屈折物質１、２は、直径２ｍｍ、厚さ１ｍｍの
平行平板ルチルで、反射防止のために光軸に対して５
［ｄｅｇ］傾けられて、また２枚のルチル板は平行、か
つ異常光分離方向は反対方向となるよう配置されてい
る。
する。複屈折物質１、２は、直径２ｍｍ、厚さ１ｍｍの
平行平板ルチルで、反射防止のために光軸に対して５
［ｄｅｇ］傾けられて、また２枚のルチル板は平行、か
つ異常光分離方向は反対方向となるよう配置されてい
る。
【００２８】ファラデー回転子３には、２００エルステ
ッドの飽和磁界において４５［ｄｅｇ］のファラデー回
転角を発生する、直径２ｍｍのガドリウム・ビスマス置
換ガーネット厚膜が２枚貼合わされたものが用いられ
て、上記複屈折物質１、２と平行に配置されている。
ッドの飽和磁界において４５［ｄｅｇ］のファラデー回
転角を発生する、直径２ｍｍのガドリウム・ビスマス置
換ガーネット厚膜が２枚貼合わされたものが用いられ
て、上記複屈折物質１、２と平行に配置されている。
【００２９】磁気回路４には、直径１２ｍｍのボビン
に、直径０．４ｍｍのエナメル線が１２００ターン巻付
けられたソレノイドが用いられている。ボビンの内部に
上記複屈折物質１、２およびファラデー回転子３が配置
されている。本磁気回路によって発生した磁界は、印加
電圧５Ｖ時に３００エルステッドである。
に、直径０．４ｍｍのエナメル線が１２００ターン巻付
けられたソレノイドが用いられている。ボビンの内部に
上記複屈折物質１、２およびファラデー回転子３が配置
されている。本磁気回路によって発生した磁界は、印加
電圧５Ｖ時に３００エルステッドである。
【００３０】入射側ファイバ５および出射側ファイバ８
は、シングルモードファイバで、出射端及び入射端は反
射防止のため、５［ｄｅｇ］傾けて研磨されている。結
合用のレンズは、レンズ間距離３０ｍｍの非球面レンズ
が使用されている。このような構成により、光部品の外
観寸法は６０×２０×２０ｍｍとなり、従来の可変光減
衰器と比較して体積比で約１／１０となっている。
は、シングルモードファイバで、出射端及び入射端は反
射防止のため、５［ｄｅｇ］傾けて研磨されている。結
合用のレンズは、レンズ間距離３０ｍｍの非球面レンズ
が使用されている。このような構成により、光部品の外
観寸法は６０×２０×２０ｍｍとなり、従来の可変光減
衰器と比較して体積比で約１／１０となっている。
【００３１】また光学特性は、ソレノイドへの印加電圧
０Ｖにおいて、最低結合損失が１．２ｄＢ、印加電圧５
Ｖにおいて、挿入損失は３０ｄＢとなり、減衰量可変幅
２８ｄＢ以上が確認されている。また、８０℃高温環境
中に３０００ｈｒ放置した後も特性変動なく高信頼性を
有していることを確認されている。
０Ｖにおいて、最低結合損失が１．２ｄＢ、印加電圧５
Ｖにおいて、挿入損失は３０ｄＢとなり、減衰量可変幅
２８ｄＢ以上が確認されている。また、８０℃高温環境
中に３０００ｈｒ放置した後も特性変動なく高信頼性を
有していることを確認されている。
【００３２】
【発明の効果】第１の効果は、小型であることである。
その理由は、減衰膜を用いていないため、移動機構、モ
ーターなどの機構部品が不要であるからである。第２の
効果は、高信頼であることである。その理由は、ファラ
デー回転素子の持つ磁気光学効果を利用しており、摺動
部がないことによる。
その理由は、減衰膜を用いていないため、移動機構、モ
ーターなどの機構部品が不要であるからである。第２の
効果は、高信頼であることである。その理由は、ファラ
デー回転素子の持つ磁気光学効果を利用しており、摺動
部がないことによる。
【図１】本発明の可変光減衰器の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の可変光減衰器の一実施例の動作状態を
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明の可変光減衰器の一実施例の動作状態を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の可変光減衰器を光ファイバ増幅器に適
用した一実施例を示す光ファイバ増幅器の構成図であ
る。
用した一実施例を示す光ファイバ増幅器の構成図であ
る。
【図５】本発明の可変光減衰器の偏光面回転角と分離光
量を示す図である。
量を示す図である。
【図６】本発明の可変光減衰器の第２の実施例の構成を
示す図である。
示す図である。
【図７】本発明の可変光減衰器の第２の実施例の構成を
示す図である。
示す図である。
【図８】減衰膜を使用した従来の可変光減衰器を示す図
である。
である。
１ 複屈折物質 ２ 複屈折物質 ３ ファラデー回転素子 ４ 磁気回路 ５ 入射側ファイバ ６ レンズ ７ レンズ ８ 出射側ファイバ ９ 磁気回路 １０ 異常光 １１ 常光 １２ 出射光 ２０ 分離光 ２１ 分離光 ３０ 外部磁界 １００ エルビウム・ドープ・ファイバ １０１ 励起レーザ １０２ ＷＤＭカプラ １０３ 出力モニタ用フォト・ダイオード １０４ タップ・カプラ １０５ 可変光減衰器 １０６ フィード・バック経路 ２０１ 減衰膜調整方向 ２０２ 減衰膜 ２０３ 出射側レンズ ２０４ 出射側ファイバ ２０５ 回転軸 ２０６ 入射側ファイバ ２０７ 入射側レンズ
Claims (6)
- 【請求項１】 第１の複屈折物質と、 第２の複屈折物質と、 前記第１の複屈折物質と前記第２の複屈折物質との間に
配置されるファラデー回転素子と、 前記ファラデー回転素子に磁界を印加する磁界印加手段
とを有する可変光減衰器であって、 前記第１の複屈折物質と前記第２の複屈折物質の異常光
分離方向が同一または反対方向で、かつ前記磁界印加手
段は、前記磁界の強度を制御する磁界制御手段を備えて
いることを特徴とする可変光減衰器。 - 【請求項２】 前記第１の複屈折物質と前記第２の複
屈折物質は、平行平板ルチルであることを特徴とする請
求項１記載の可変光減衰器。 - 【請求項３】 前記ファラデー回転素子が、イットリ
ウム鉄ガーネットであることを特徴とする請求項１記載
の可変光減衰器。 - 【請求項４】 前記ファラデー回転素子が、ビスマス
置換ガーネットであることを特徴とする請求項１に記載
の可変光減衰器。 - 【請求項５】 前記ファラデー回転素子は、飽和磁界
における通過前後の偏光面回転角が９０度であることを
特徴とする請求項１記載の可変光減衰器。 - 【請求項６】 前記磁気印加手段は、発生する最大磁
界において、前記ファラデー回転素子の通過前後の偏光
面回転角が９０度であることを特徴とする請求項１記載
の可変光減衰器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003796A JPH09288256A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 可変光減衰器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10003796A JPH09288256A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 可変光減衰器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09288256A true JPH09288256A (ja) | 1997-11-04 |
Family
ID=14263336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10003796A Pending JPH09288256A (ja) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | 可変光減衰器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09288256A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001065311A1 (fr) * | 2000-03-01 | 2001-09-07 | Fdk Corporation | Attenuateur optique |
| US6833941B2 (en) | 2002-08-12 | 2004-12-21 | Tdk Corporation | Magneto-optic optical device |
| US7095559B2 (en) | 2003-02-04 | 2006-08-22 | Fujitsu Limited | Variable optical delay circuit |
| US7336418B1 (en) | 2000-03-01 | 2008-02-26 | Fdk Corporation | Optical attenuator |
-
1996
- 1996-04-22 JP JP10003796A patent/JPH09288256A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| A02 | Decision of refusal |
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