JPH10239599A - 光出力調整器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学フィルタへの光入射角調整により透過帯
域を選択する方式の光出力調整器であって、光学フィル
タによって生じる光路ズレを簡単な構成で確実に補償し
て高い結合効率を得ることを可能とした光出力調整器を
提供する 【解決手段】 送受光ファイバ１ａ，１ｂの間に、複数
の波長の信号光が合波された入力信号光３のうち特定波
長帯の信号光を透過させて取り出す光学フィルタ５を配
置すると共に、この光学フィルタ５の後方に光透過板６
を配置し、歯車７，８により、光学フィルタ５を透過さ
せるべき波長帯に応じて入力信号光３に対して回転させ
ると同時に、光透過板６を光学フィルタ５とは逆方向に
回転させて、光学フィルタ５により生じる光路ズレを光
透過板６により補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、透過帯域を可変
として複数の波長の信号光が合波された入力信号光のう
ち特定波長帯の信号光を取り出し或いは除去するため
の、光学フィルタを用いた光出力調整器に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長多重通信システムや各種光計測シス
テムにおいては、複数の波長の信号光が合波された入力
信号光の中から特定波長帯の信号を取り出すために、光
学フィルタが重要な光学要素として用いられる。これら
のシステムではまた、光学フィルタの透過帯域を可変と
して、入力信号光の中から必要な波長帯の信号光を選択
して取り出す光出力調整器も用いられる。

【０００３】光学フィルタの透過帯域を可変とする方法
として、従来、図２（ａ）（ｂ）に示すような方法が知
られている。図２（ａ）の方法は、光学フィルタ２３と
して図３に示すように光の入射角に応じて透過波長帯が
変化するものを用いて、光学フィルタ２３を矢印で示す
ように光路上で回転させるものである。光学フィルタ２
３を介して結合される光ファイバ２１ａ，２１ｂの先端
にはそれぞれコリメータ２２ａ，２２ｂが取り付けられ
ている。この様な光学フィルタ２３の回転により、図３
に例示したように、回転角度に応じた透過帯域が得られ
る。図２（ｂ）の方法は、光学フィルタ２４として、基
板上に位置的に透過波長帯の分布を持たせたフィルタ膜
を形成したものを用いて、この光学フィルタ２４を矢印
で示すようにスライドさせて、透過波長選択を行うもの
である。

【０００４】図２（ｂ）の方法は、光学フィルタ２４の
製造コストが高いものとなり実用的ではなく、図２
（ａ）の方法が好ましい。しかし、図２（ａ）の方法で
も問題がある。即ち光学フィルタ２３を回転させると、
図４に示したように、入射角の変化により透過光の光路
がずれる。この光路のズレｄは、光学フィルタ２３のフ
ィルタ薄膜２３ａ，反射防止膜２３ｃ及びこれらの土台
であるガラス基板２３ｂでの屈折によるもので、これら
の屈折率及び厚みが大きいほど、光路のズレｄは大きく
なる。ただし、フィルタ薄膜２３ａ及び反射防止膜２３
ｃの厚みは基板２３ｂに比べて小さく、基板２３ｂによ
るズレがほとんどである。従って、図２（ａ）の方式に
よる光出力調整器においては、光ファイバ等の導波路の
光を空間に放出して、再度光ファイバ等に集光する機器
で一般に発生する結合損失の他に、上述の光路ズレによ
る結合損失が加わることになる。

【０００５】図２（ａ）の方式による光出力調整器の光
路ズレによる結合損失を低減するには、次のような方法
が考えられる。 光ファイバ等の導波路として径の大きなものを用い
る。例えば、マルチモードファイバやプラスチックファ
イバを用いることが考えられる。 使用波長範囲を狭くする。波長範囲が狭ければ、光学
フィルタの回転角度の範囲も小さくなり、従って光路ズ
レも小さくなる。 光学フィルタの基板を薄くする。 光学フィルタの透過光の光路ズレに合わせて、受光部
の位置を調整可能とする。 受光部への透過光の拡がり角を大きくする。これによ
り、透過光に多少の光路ズレがあっても受光部に入射さ
せることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】光通信システムでは、
ほとんどの場合シングルモードファイバが用いられる。
従って、上記の方法を用いると、光出力調整器の前後
にファイバの種類を変換する部品を必要とする。しか
も、システム内で種類の異なるファイバが混在すること
は特性上や取扱い上も問題が多い。上記の方法は、使
用波長範囲が広い用途には適用できない。上記の方法
は、フィルタ薄膜の応力が大きな問題となるだけでな
く、全体が薄い光学フィルタを安定に保持することは困
難であり、機器の信頼性、耐震性、耐衝撃性、温度特性
等の劣化が避けられない。上記の方法は、光路ズレに
よる結合損失を直接的に補償するものとして優れている
が、受光部の位置調整量は光学フィルタの回転角及び厚
みとの相関関係により決まるため、操作性は悪く、また
その様な位置調整機構を付加することによりコストが増
大する。上記の方法は、受光光量の均等化には意味が
あるが、受光部に入射しない光も増えることになり、効
果的な結合損失の低減にはつながらない。

【０００７】以上の問題の他、図２（ａ）の方法は、任
意波長の光を用いて損失が最小になるように位置合わせ
を行う機器の光学系の組立調整の際の問題もある。例え
ば、図２（ａ）の方法を用いる場合、光学フィルタの回
転角度範囲の丁度中間で最大透過となるような光源波長
を用いることが好ましいが、この様な光源が汎用品でな
いとすると、特別に光源を作ることが必要になる。ま
た、汎用品を用いて調整すると、十分な低損失の光学系
を得ることができない。

【０００８】この発明は、上記事情を考慮してなされた
もので、光学フィルタへの光入射角度調整により透過帯
域を選択する方式の光出力調整器であって、光学フィル
タによって生じる光路ズレを簡単な構成で確実に補償し
て高い結合効率を得ることを可能とした光出力調整器を
提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光出力調
整器は、信号光の入力端から出力端に至る光路上に配置
され入力信号光の入射角に応じて前記入力信号光の透過
帯域が変化する光学フィルタと、前記光路上に配置され
て前記光学フィルタによって生じる前記出力端での光路
のズレを補正する光透過板と、前記光学フィルタへの前
記入力信号光の入射角を調整すべく前記光学フィルタの
前記入力信号光に対する角度を調整すると同時に、前記
光透過板を前記光学フィルタとは逆方向に角度調整する
調整機構とを有することを特徴としている。

【００１０】この発明において好ましくは、前記光学フ
ィルタは、第１の透明基板とこの上に形成された誘電体
多層膜フィルタとから構成され、前記光透過板は、前記
第１の透明基板と同じ材料で同じ厚みを有する第２の透
明基板により構成され、前記調整機構は、前記光学フィ
ルタと光透過板とを互いに逆方向に同じ角度だけ回転さ
せるものとする。この発明において更に好ましくは、前
記光学フィルタを構成する第１の透明基板の前記誘電体
多層膜フィルタが形成された面と反対側の面に反射防止
膜がコーティングされ、前記光透過板を構成する前記第
２の透明基板の両面に反射防止膜がコーティングされて
いるものとする。

【００１１】この発明においては、光学フィルタの角度
変化により生じる光路ズレを、この光路ズレと同じ原理
に基づいて逆方向に光路ズレを生じさせる光透過板を組
み合わせることにより補償している。これにより、光学
フィルタの回転角によらず取り出される信号光の光路が
固定され、光路ズレによる結合損失が低減される。特
に、補正用の光透過板として、屈折率及び厚みが光学フ
ィルタと同じものを用いれば、光透過板には光学フィル
タと極性が逆で同じ回転角を与えればよい。従って調整
機構は、例えば受光部の位置調整を行う方式に比べると
歯車等を用いて簡単に実現することができる。更に、光
透過板には、両面に使用波長帯に対する反射防止膜をコ
ーティングすることにより、光透過板を配置したことに
伴う反射損失を抑えて、受光部に対する高い結合効率を
得ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図１は、この発明の一実施例に係
る光出力調整器の概略構成を示す図である。それぞれ先
端にコリメータ２ａ，２ｂが取り付けられて対向する送
光用光ファイバ１ａと受光用光ファイバ１ｂの間に、特
定の波長帯の信号光を取り出すための光学フィルタ５が
配置され、この光学フィルタ５の後方には光学フィルタ
５に対して所定間隔をおいて光路補正用の光透過板６が
配置されている。光ファイバ１ａ，１ｂは、シングルモ
ードファイバである。光学フィルタ５は、例えばガラス
基板５１（第１の透明基板）を用いて、その表面に誘電
体多層膜フィルタ５２を形成し、裏面に反射防止膜５３
を形成したものである。光透過板６は、光学フィルタ５
の基板と同じ材料及び同じ厚みのガラス基板６１（第２
の透明基板）を用いて構成され、両面には使用波長帯に
対する反射防止膜６２がコーティングされている。

【００１３】光学フィルタ５への入力信号光３の入射角
を切換えて透過波長帯を選択するために、光学フィルタ
５を回転駆動し、同時に光透過板６を逆方向に回転駆動
するための調整機構として、互いに噛み合う同じ径の歯
車７，８が設けられている。例えば、一方の歯車７は図
示しないモータ等により回転駆動されるもので、光学フ
ィルタ５はその中心Ｏ１が歯車７の中心に一致するよう
に歯車７に保持されている。他方の歯車８は歯車７に連
動して、歯車７が矢印Ａで示すように回転するとき矢印
Ｂで示すように逆方向に回転駆動されるもので、光透過
板６はその中心Ｏ２が歯車８の中心に一致するように、
歯車８に保持されている。具体的な保持機構は示さない
が、上述の関係を満たせばどの様なものでもよい。

【００１４】歯車７，８による調整機構の初期状態で
は、光学フィルタ５及び光透過板６が光ファイバ１ａか
らの入力信号光３に対して入射面が垂直、従って光学フ
ィルタ５と光透過板６とは平行であるとする。いま、入
力信号光３の中のある特定波長帯の信号光を透過させる
べく、光学フィルタ５を図に示すようにαだけ回転させ
て、入力信号光３の光学フィルタ５への入射角を切換え
たとすると、図示のように光学フィルタ５での屈折によ
り透過光の光路がずれる。このとき、光学フィルタ５と
同じ屈折率と同じ厚みを持つ光透過板６は、光学フィル
タ５と逆方向にαだけ回転する。従って、光学フィルタ
５での光路ズレは光透過板６での屈折により完全に補正
されて、入力信号光３の直線上に出力信号光４が得ら
れ、これが受光ファイバ１ｂに結合される。

【００１５】以上のようにこの実施例の光出力調整器に
よれば、光学フィルタと連動して回転駆動される光透過
板を用いることによって、光学フィルタの回転による光
路ズレが補正されて、結合損失が効果的に低減される。
またこの実施例によれば、光路ズレによる結合損失を低
減するためにマルチモードファイバ等を用いる必要がな
く、光通信システム等において通常用いられるシングル
モードファイバを用いることができる。更に、光路ズレ
を考慮して光学フィルタの使用波長範囲を狭める必要は
なく、広い使用波長範囲をとることができる。また、研
磨等により光学フィルタを薄くすることも必要なく、従
って機器の信頼性（耐震性，耐衝撃性，温度特性等）を
損なうこともない。更に、光路ズレが完全に補正される
ため、受光部への光を拡げる必要もない。調整機構は、
光学フィルタと光透過板とを同じ角度だけ逆方向に回転
駆動するものであるから、光学フィルタの厚みや回転角
により決まる光路ズレに応じて受光部を位置調整する機
構に比べると、極めて簡単なメカニズムで実現できる。
更に、システムの光学系の組立調整は、光学フィルタを
任意の角度に設定して行うことが可能であるから、調整
用光源として汎用のものを用いることができる。

【００１６】この発明は上記実施例に限られない。例え
ば実施例では、光学フィルタ５の後方に光透過板６を配
置したが、これらは入力信号光３の光路上に必要な回転
角を保証できる間隔をおいて並べられればよく、配置は
逆でもよい。またこれらは、同一の支点を中心として扇
状開閉動作させる調整機構によって角度調整されるよう
にしてもよい。また、受光部の開口の大きさの範囲で光
路ズレは許容されるから、光学フィルタ５と光透過板６
の屈折率や厚みが厳密に同じであることは必ずしも必要
ない。また送受光ファイバ１ａ，１ｂが他の光導波路で
あってもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、光
学フィルタを用いた光出力調整器において、簡単な構成
で信頼性を損なうことなく、またコスト増加を招くこと
なく、従来に比べて大幅に結合損失を低減することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例に係る光出力調整器を示
す。

【図２】 従来の光出力調整器の構成原理を示す。

【図３】 光学フィルタの回転角による透過波長特性例
を示す。

【図４】 光学フィルタの回転による光路ズレを示す。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…光ファイバ、２ａ，２ｂ…コリメータ、３
…入力信号光、４…出力信号光、５…光学フィルタ、５
１…ガラス基板、５２…誘電耐多層膜フィルタ、５３…
反射防止膜、６…光透過板、６１…ガラス基板、６２…
反射防止膜、７，８…歯車。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 信号光の入力端から出力端に至る光路上
   に配置され入力信号光の入射角に応じて前記入力信号光
   の透過帯域が変化する光学フィルタと、 前記光路上に配置されて前記光学フィルタによって生じ
   る前記出力端での光路のズレを補正する光透過板と、 前記光学フィルタへの前記入力信号光の入射角を調整す
   べく前記光学フィルタの前記入力信号光に対する角度を
   調整すると同時に、前記光透過板を前記光学フィルタと
   は逆方向に角度調整する調整機構とを有することを特徴
   とする光出力調整器。
2. 【請求項２】 前記光学フィルタは、第１の透明基板と
   この上に形成された誘電体多層膜フィルタとから構成さ
   れ、 前記光透過板は、前記第１の透明基板と同じ材料で同じ
   厚みを有する第２の透明基板により構成され、 前記調整機構は、前記光学フィルタと光透過板とを互い
   に逆方向に同じ角度だけ回転させるものであることを特
   徴とする請求項１記載の光出力調整器。
3. 【請求項３】 前記光学フィルタを構成する第１の透明
   基板の前記誘電体多層膜フィルタが形成された面と反対
   側の面に反射防止膜がコーティングされ、前記光透過板
   を構成する前記第２の透明基板の両面に反射防止膜がコ
   ーティングされていることを特徴とする請求項２記載の
   光出力調整器。