JPH11212044A

JPH11212044A - 可変光学フィルタ

Info

Publication number: JPH11212044A
Application number: JP10011795A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Terahara; 隆文寺原; Nobuhiro Fukushima; 暢洋福島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1998-01-23
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 1999-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-23
Also published as: US6493129B2; US6339492B1; CN1224175A; US20010010593A1; CN1167970C; EP0932068B1; EP0932068A2; US20030016432A1; JP3779054B2; DE69829038D1; DE69829038T2; EP0932068A3; EP1202106A1; US6717730B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は透過率の波長特性が可変な可変光学
フィルタに関し、特性曲線の形状を透過率の軸の方向に
変化させることを主な課題としている。【解決手段】第１及び第２の偏光子Ｐ１，Ｐ２と、透
過する直交２偏光成分間に与えられる位相差を決定する
光学軸を有する複屈折素子ＢＰと、透過する偏光に可変
のファラデー回転角を与えるファラデー回転子ＦＲとか
ら構成し、複屈折素子及びファラデー回転子の配列順序
並びに光学軸及び各偏光子の透過軸の相対的位置関係
を、透過率の波長特性を与える特性曲線の形状がファラ
デー回転角の変化に従って透過率の軸の方向に変化する
ようにして構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一般的に光ファイ
バ通信システム等のシステムに適用可能な可変光学フィ
ルタに関し、特に、透過率の波長特性を与える特性曲線
の形状が透過率の軸の方向に変化する可変光学フィルタ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低損失（例えば０．２ｄＢ／ｋ
ｍ）な光ファイバの製造技術及び使用技術が確立され、
光ファイバを伝送路とする光ファイバ通信システムが実
用化されている。また、光ファイバにおける損失を補償
して長距離の伝送を可能にするために、信号光を増幅す
るための光増幅器の使用が提案されあるいは実用化され
ている。

【０００３】従来知られている光増幅器は、増幅される
べき信号光が供給される光増幅媒体と、光増幅媒体が信
号光の波長を含む利得帯域を提供するように光増幅媒体
をポンピングする手段とを備えている。例えば、エルビ
ウムドープファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）は、光増幅媒体
としてのエルビウムドープファイバ（ＥＤＦ）と、予め
定められた波長を有するポンプ光をＥＤＦに供給するた
めのポンプ光源とを備えている。０．９８μｍ帯あるい
は１．４８μｍ帯の波長を有するポンプ光を用いること
によって、波長１．５５μｍを含む利得帯域が得られ
る。また、半導体チップを光増幅媒体として用いる光増
幅器も知られている。この場合、半導体チップに電流を
注入することによってポンピングが行われる。

【０００４】一方、光ファイバによる伝送容量を増大さ
せるための技術として、波長分割多重（ＷＤＭ）があ
る。ＷＤＭが適用されるシステムにおいては、異なる波
長を有する複数の光キャリアが用いられる。各光キャリ
アを独立に変調することによって得られた複数の光信号
が光マルチプレクサにより波長分割多重され、その結果
得られたＷＤＭ信号光が光ファイバ伝送路へ送出され
る。受信側では、受けたＷＤＭ信号光が光デマルチプレ
クサによって個々の光信号に分離され、各光信号に基づ
いて伝送データが再生される。従って、ＷＤＭを適用す
ることによって当該多重数に応じて一本の光ファイバに
よる伝送容量を増大させることができる。

【０００５】ＷＤＭが適用されるシステムに光増幅器を
組み入れる場合、しばしば利得傾斜（ゲインチルト）と
称される利得特性（利得の波長特性）によって伝送距離
が制限される。例えば、ＥＤＦＡにおいては、波長１．
５５μｍの近傍で利得偏差が生じる。カスケード接続さ
れた複数のＥＤＦＡについて利得傾斜が累積すると、利
得が小さい帯域に含まれるチャネルの光ＳＮＲ（信号対
雑音比）が悪くなる。

【０００６】光増幅器の利得傾斜に対処するために、利
得等化器を用いることができる。利得傾斜の累積により
あるチャネルの光ＳＮＲの劣化が過剰になるよりも前
に、適切な位置に設けられた利得等化器によって利得等
化が行われる。

【０００７】利得等化器として使用可能な光デバイスと
して、可変光学フィルタがある。可変光学フィルタにお
いては、透過率（又は損失）の波長特性（透過率の波長
依存性）が可変である。例えば、光増幅器の利得傾斜を
相殺するように可変光学フィルタの波長特性が設定され
あるいは制御され、それにより、受信側における光信号
のパワーのチャネル間偏差が小さくなる。

【０００８】従来、機械的な可動部分を有する可変光学
フィルタが知られている。この種の光学フィルタにおい
ては、例えば、光学干渉膜や回折格子への光ビームの入
射角度が機械的に変化させられ、それにより、透過波長
帯域の中心波長あるいは阻止波長帯域の中心波長が変化
する。即ち、透過率の波長特性を与える特性曲線の形状
が波長の軸の方向に変化する。また、フォトニクステク
ノロジーズ（ＰｈｏｔｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇ
ｉｅｓ）社から提供されている可変光学フィルタは、ス
プリットビームフーリエフィルタ（Ｓｐｌｉｔ−Ｂｅａ
ｍＦｏｕｒｉｅｒＦｉｌｔｅｒ）を基本原理として
おり、機械的な手段により、中心波長だけでなく阻止量
（透過率）そのものも可変にしている。即ち、透過率の
波長特性を与える特性曲線の形状が波長の軸の方向だけ
でなく透過率の軸の方向にも可変である。

【０００９】また、機械的な可動部分がなく電気的手段
によって損失の波長特性を変化させることのできる可変
光学フィルタとして、導波路型のマッハツェンダ（Ｍａ
ｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ：ＭＺ）光学フィルタやアコース
トオプティックチューナブルフィルタ（Ａｃｏｕｓｔｏ
−ＯｐｔｉｃＴｕｎａｂｌｅＦｉｌｔｅｒ：ＡＯＴ
Ｆ）等が知られている。

【００１０】更に、複屈折フィルタを基本原理とした中
心波長可変の光バンドパスフィルタが提案されている
（特開平６−１３０３３９号）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】機械的な可動部を有し
ている可変光学フィルタは、高速な動作が困難であり、
また信頼性に欠けるという欠点を有している。また、Ｍ
Ｚ光学フィルタやＡＯＴＦには、現在のところ、（１）
駆動電圧が高い、（２）消費電力が大きい、（３）温度
安定化装置が必要であり大規模化を避けられない、
（４）信頼性が得られていない、等の欠点がある。

【００１２】このため、（１）機械的な可動部を有して
おらず、従って高い信頼性が得られること、（２）電気
的手段によって制御が可能なこと、（３）駆動電圧が低
く消費電力が小さいこと等の条件を満たす可変光学フィ
ルタが要望されている。

【００１３】これらの条件を満たす可変光学フィルタの
候補としては、特開平６−１３０３３９号公報に記載さ
れている可変光学フィルタが挙げられる。この可変光学
フィルタは可変なファラデー回転角を与える可変ファラ
デー回転子を備えており、透過率の波長特性を与える特
性曲線の形状がファラデー回転角の変化に従って波長の
軸の方向に変化するようにされている。しかし、特性曲
線の形状は、透過率の軸の方向に変化されることはでき
ない。前述した利得等化器の用途では、例えば阻止波長
帯域の損失深さが可変であることが要求されているの
で、この可変光学フィルタは利得等化器として必ずしも
十分な性能を有しているとはいえない。

【００１４】よって、本発明の目的は、透過率の波長特
性を与える特性曲線の形状が透過率の軸の方向に変化す
るような可変光学フィルタを提供することにある。本発
明の他の目的は以下の説明から明らかになる。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明のある側面による
と、第１及び第２の偏光子と、複屈折素子と、ファラデ
ー回転子とを備えた可変光学フィルタが提供される。第
１及び第２の偏光子の各々は、透過する偏光の偏光軸を
決定する透過軸を有している。複屈折素子は、第１及び
第２の偏光子の間に設けられ、透過する直交２偏光成分
間に位相差を与える。位相差は複屈折素子の光学軸によ
って決定される。ファラデー回転子は、第１及び第２の
偏光子の間に設けられ、透過する偏光に可変のファラデ
ー回転角を与える。複屈折素子及びファラデー回転子の
配列順序と、複屈折素子の光学軸と第１及び第２の偏光
子の各々の透過軸との相対的位置関係とは、透過率の波
長特性を与える特性曲線の形状がファラデー回転角の変
化に従って透過率の軸の方向に変化するように設定され
る。

【００１６】この構成によると、配列順序及び相対的位
置関係が特定の形態に設定されているので、特性曲線の
形状が透過率の軸の方向に可変になり、例えば、阻止波
長帯域の損失深さを変化させることができるようにな
り、本発明の目的の１つが達成される。

【００１７】尚、本願明細書では、「透過率」は電力透
過率として定義される。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の望ましい実施の形態を詳細に説明する。まず、本発明
による可変光学フィルタの構成及び動作を理解する上で
有用と思われるので、図１を参照して複屈折フィルタに
ついて説明する。複屈折フィルタは、第１の偏光子Ｐ１
と、複屈折板ＢＰと、第２の偏光子Ｐ２とを、透過光の
光路ＯＰ上にこの順に配置して構成される。ここでは、
光路ＯＰに平行なＺ軸を有する直交三次元座標系（Ｘ，
Ｙ，Ｚ）が採用されている。ここでは、Ｘ軸及びＹ軸
は、それぞれ、複屈折板ＢＰの光学軸（Ｃ１軸及びＣ２
軸）に平行であり、第１偏光子Ｐ１の透過軸とＹ軸とが
なす角度は４５°であるとする。第２の偏光子Ｐ２の透
過軸とＹ軸とがなす角度は任意である。尚、「偏光子の
透過軸」は、透過する直線偏光の振動方向に一致し、よ
り一般的には、その偏光子を透過する偏光の偏光軸を決
定する軸として定義される。

【００１９】第１の偏光子Ｐ１を透過した直線偏光が複
屈折板ＢＰに入射すると、この直線偏光は、Ｃ１軸に平
行な偏光面を有する成分とＣ２軸に平行な偏光面を有す
る成分とに分離されて複屈折板ＢＰの内部を伝搬する。
これらの２成分は複屈折板ＢＰから出力されるときに、
波長に従って決定される位相差の下で合成される。複屈
折板ＢＰの厚みが入射光の波長に比べて十分大きい場
合、複屈折板ＢＰの出力において合成される光の偏光状
態は波長に応じて異なる。即ち、合成された光は、波長
によって、直線偏光であるかも知れないし、円偏光又は
楕円偏光であるかも知れない。第２の偏光子Ｐ２の透過
率は、第２の偏光子Ｐ２に入射する光の偏光状態に依存
するため、波長によって異なる。例えば、第２の偏光子
Ｐ２の透過軸がある波長の直線偏光に平行になるように
固定されているとすると、その波長の光に対する第２の
偏光子Ｐ２の透過率は原理的に１００％となる。これと
は異なる波長においては、第２の偏光子Ｐ２の透過軸と
直交する直線偏光に対しては、第２の偏光子Ｐ２の透過
率は原理的には０％となる。更に、他の波長の円偏光に
対する第２の偏光子Ｐ２の透過率は原理的には５０％で
あり、別の波長の楕円偏光に対する第２の偏光子Ｐ２の
透過率は楕円偏光の楕円率に応じたものとなる。このよ
うにして、この複屈折フィルタの透過率は光の波長に依
存して変化することになる。

【００２０】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は従来の可変光学
フィルタの特性の例を説明するための図である。例え
ば、特開平６−１３０３３９号公報に記載されている可
変光学フィルタでは、図１の複屈折フィルタの複屈折板
ＢＰに代えて、ファラデー回転子及び２つの１／４波長
板を含む移相子を設け、これにより透過率が波長に対し
て周期的に変化するような波長特性が得られている。こ
の波長特性を与える特性曲線の形状は、図２の（Ａ）に
実線及び破線で示されるように波長の軸の方向に可変で
ある。

【００２１】従って、この可変光学フィルタを用いるこ
とにより、図２の（Ｂ）に示されるように、特性曲線の
形状が波長の軸の方向に可変である光バンドパスフィル
タを提供することができる。

【００２２】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明に要求
されている可変光学フィルタの特性の例を説明するため
の図である。図２の（Ａ）では特性曲線の形状が波長の
軸の方向に可変であるのに対して、図３の（Ａ）に示さ
れるように、特性曲線の形状が透過率の軸の方向に可変
である可変光学フィルタが要求されているものである。
具体的には、利得等化器としての使用を考慮して、例え
ば図３の（Ｂ）に示されるように、阻止波長帯域におけ
る損失深さが可変であるノッチフィルタの実現が要求さ
れているのである。

【００２３】次に、図１の複屈折フィルタについての定
量的な解析を行った上でこれを発展させて、図３の
（Ａ）及び（Ｂ）に示されるような特性を有する可変光
学フィルタを提供するための方法を示す。今、図１の複
屈折フィルタにおいて、第１の偏光子Ｐ１の透過軸Ｐ１
Ａと、複屈折板ＢＰの光学軸（Ｃ１軸及びＣ２軸）と、
第２の偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとが、図４に示される
ような位置関係にあると仮定する。即ち、透過軸Ｐ１Ａ
とＣ２軸とがなす角をφとし、透過軸Ｐ２ＡとＣ２軸と
がなす角をθとする。

【００２４】透過軸Ｐ１Ａに平行に、直線偏光ｓｉｎ
（ωｔ）が入射した時、複屈折板ＢＰを通過した光のＣ
１軸に平行な成分Ｅ１とＣ２軸に平行な成分Ｅ２は、両
成分の位相遅れをそれぞれε１及びε２とすると、それ
ぞれ、Ｅ１＝ｓｉｎφｓｉｎ（ωｔ＋ε１）Ｅ２＝ｃｏｓφｓｉｎ（ωｔ＋ε２）と書ける。第２の偏光子Ｐ２を出た光の振幅は、Ｅ1sinθ+E2cosθ=sinφ sinφ sin (ωt+ε1)+cosφ cosθ sin (ωt+ε2) = (sinφ sinθ cosε1 +cosφ cosθ cosε2) sinωt + (sinφ sinθ sinε1 +cosφ cosθ sinε2) cosεt となる。従って、透過光の強度Ｉは、Ｉ＝ cos²(φ＋
θ) ＋ sin(2φ) sin(2θ) cos²((ε1-ε2)/2)とな
る。複屈折板ＢＰの厚みをｄ、複屈折板ＢＰにおける常
光線および異常光線の屈折率差をμ、波長をλとする
と、（ε１−ε２）／２＝πμｄ／λ となる。従って、透過光の強度Ｉは波長λの関数Ｉ
（λ）となり、 I(λ) ＝ cos²(φ＋θ)+ sin(2φ) sin(2θ) cos²(πμd/λ) ………(1) と表すことができる。（１）式により、透過光強度は、
波長依存性を持ち、波長に対して周期的に変化すること
が分かる。ここで、実際に使用する波長帯域に比べて、
波長の値が大きいと、１／λは、次のように一次関数で
近似することができる。

【００２５】１／λ＝ａλ＋ｂ例えば、図５に示される様に、波長帯域を１５００ｎｍ
〜１６００ｎｍとすると、ａ＝４．１６５×１０^-7（1/
ｎｍ²)，ｂ＝１．２９１×１０^-3（1/ｎｍ）となる。

【００２６】従って、ｂを無視して相対波長のみを考え
ると、 I(λ) ＝ cos²(φ＋θ)+ sin(2φ) sin(2θ) cos²(πλ/FSR) ……(1) ′ が得られる。ここで、ＦＳＲ(Free Spectral Range)
は、透過率の波長特性における波長周期を表し、次式で
与えられる。

【００２７】ＦＳＲ＝１／ａμｄ ………（２）従って、所要のＦＳＲを得るためには、複屈折板ＢＰの
材料によって決定される屈折率差μが一定であるとする
と、複屈折板ＢＰの厚みｄを調整すればよいことがわか
る。

【００２８】さて、（１）式により、角φ及び／又は角
θを変化させると、透過光強度も変化することがわか
る。図６を参照すると、例えば、角φをπ／４（４５
°）とし、角θの値を変化させたときの透過率の波長特
性の変化の様子が示されている。縦軸は透過率（真値）
であり、横軸はＦＳＲで規格化された相対波長である。
また、角θの値として正の値と負の値があるのは、Ｃ２
軸と透過軸Ｐ２Ａとの間の相対的な回転方向を示すため
であり、これについては後で詳しく説明する。

【００２９】角θを変化させる直接的な方法は、第２の
偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａを回転することである。現状
の技術では、機械的手段を用いずに透過軸が回転するこ
とができる偏光子はない。また、機械的な手段を用いれ
ば透過軸を回転する偏光子を提供することができるが、
機械的可動部を有している可変光学フィルタは、高速動
作が困難であり又信頼性に欠ける等の問題を有してい
る。そこで、本発明では、以下に詳しく説明するよう
に、可変ファラデー回転子を用いる方法が提案される。

【００３０】角θは、第２の偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａ
がＣ２軸となす角度であり、第２の偏光子Ｐ２へ入射さ
れる光の偏光軸と第２の偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとが
なす角度であるということもできる。即ち、「第２の偏
光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａを回転すること」は、「第２の
偏光子Ｐ２へ入射される光の偏光軸を回転すること」と
実質的に同じである。従って、可変のファラデー回転角
を与えるファラデー回転子を例えば複屈折板ＢＰと第２
の偏光子Ｐ２との間に配置し、第２の偏光子Ｐ２に入射
される偏光の方位角を回転すれば、角θが変化したのと
同じ状態を実現することができ、その回転に応じて透過
光強度を変化させることが可能である。

【００３１】また、同じように、可変ファラデー回転子
を第１の偏光子Ｐ１と複屈折板ＢＰの間に配置し、複屈
折板ＢＰに入射される偏光の方位角を回転すれば、角φ
が変化したのと同じ状態を実現することができ、その回
転に応じて透過光強度を変化させることが可能である。

【００３２】図７の（Ａ）及び（Ｂ）を参照すると、そ
れぞれ本発明による可変光学フィルタの第１及び第２実
施形態が示されている。図７の（Ａ）に示される第１実
施形態では、可変ファラデー回転子ＦＲは複屈折板ＢＰ
と第２の偏光子Ｐ２との間に設けられており、図７の
（Ｂ）に示される第２実施形態では、可変ファラデー回
転子ＦＲは第１の偏光子Ｐ１と複屈折板ＢＰとの間に設
けられている。

【００３３】ここで、第１及び第２実施形態の各々にお
いて、本発明による可変光学フィルタを実施するための
最も単純で且つ明確な要件を再確認しておく。各実施形
態では、複屈折板ＢＰ及び可変ファラデー回転子ＦＲ
は、第１の偏光子Ｐ１と第２の偏光子Ｐ２との間に設け
られる。第１の偏光子Ｐ１は、透過する偏光の偏光軸を
決定する透過軸Ｐ１Ａを有しており、第２の偏光子Ｐ２
は、透過する偏光の偏光軸を決定する透過軸Ｐ２Ａを有
している。複屈折板ＢＰは、透過する直交２偏光成分間
に与えられる位相差を決定する光学軸（Ｃ１軸及びＣ２
軸あるいはそのいずれか一方）を有している。可変ファ
ラデー回転子ＦＲは、透過する偏光に可変のファラデー
回転角を与える。そして、複屈折板ＢＰ及び可変ファラ
デー回転子ＦＲの配列順序と光学軸（例えばＣ１軸）並
びに透過軸Ｐ１Ａ及びＰ２Ａの相対的位置関係とは、透
過率の波長特性を与える特性曲線の形状がファラデー回
転角の変化に従って透過率の軸の方向に変化するように
設定される。

【００３４】また、複屈折板ＢＰの厚みは、所要のＦＳ
Ｒが得られるように設計される。透過率の波長依存性を
実現するために、複屈折板ＢＰとしては、１／４波長板
や１／２波長板と呼ばれる複屈折板に比べて厚く、具体
的には使用される波長よりも十分大きい厚みを有する複
屈折板が用いられる。更に具体的には、２０波長乃至１
００波長に相当する位相差を与えることができる複屈折
板が採用される。

【００３５】図７の（Ａ）に示される第１実施形態で
は、入力光は、光路ＯＰに沿って第１の偏光子Ｐ１、複
屈折板ＢＰ、可変ファラデー回転子ＦＲ及び第２の偏光
子Ｐ２をこの順に通過する。

【００３６】図７の（Ｂ）に示される第２実施形態で
は、入力光は、光路ＯＰに沿って第１の偏光子Ｐ１、可
変ファラデー回転子ＦＲ、複屈折板ＢＰ及び第２の偏光
子Ｐ２をこの順に通過する。

【００３７】図８は本発明による可変光学フィルタの各
実施形態における部材間の位置関係を示す図である。こ
こでは、直交三次元座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）において、Ｚ
軸は光路ＯＰに平行であるとし、Ｙ軸は第１の偏光子Ｐ
１の透過軸Ｐ１Ａに平行であるとする。また、φ、θ及
びδを新たにあるいは更に明確に次のように定義する。

【００３８】φ：複屈折板ＢＰのＣ１軸と第１の偏光子
Ｐ１の透過軸Ｐ１Ａ（Ｙ軸）とがなす角。符号は、Ｙ軸
からＣ１軸に向かって回転するときに右回りとなる角を
正とする。

【００３９】θ：複屈折板ＢＰのＣ１軸と第２の偏光子
Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとがなす角。符号は、透過軸Ｐ２Ａ
からＣ１軸に向かって回転するときに右回りとなる角を
正とする。

【００４０】δ：第１の偏光子Ｐ１の透過軸Ｐ１Ａ（Ｙ
軸）と第２の偏光子Ｐ２の透過軸Ｐ２Ａとがなす角。符
号は、Ｙ軸から透過軸Ｐ２Ａに向かって回転するときに
右回りとなる角を正とする。

【００４１】従って、φ＝θ＋δとなる。また、ファラ
デー回転子ＦＲによって与えられるファラデー回転角α
の符号は、Ｘ軸からＹ軸に向かって回転するときに左回
りとなる角を正とする。

【００４２】尚、図８において、符号ＰＳで表される楕
円（円を含む）及び直線の群は、α＝０であるとしたと
きにおける複屈折板ＢＰの出力における偏光状態の波長
依存性を表している。

【００４３】可変光学フィルタの透過光強度に波長依存
性を持たせるためには、（１）式から明らかなように、
「 sin(2φ) sin(2θ) が常に０である」という条件を
避ける必要がある。このため、図７の（Ａ）に示される
第１実施形態のようにファラデー回転子ＦＲを用いて角
θを実質的に変化させたのと同じ状態を提供する場合に
は、φ≠ｎπ／２（ｎは整数）とする。また、図７の
（Ｂ）に示される第２実施形態のように、ファラデー回
転子ＦＲを用いて角φを実質的に変化させたのと同じ状
態を提供する場合には、θ≠ｎπ／２（ｎは整数）とす
る。

【００４４】光学理論によれば、光の偏光状態及び光素
子がその通過光に及ぼす作用は、１×２行列で表される
ジョーンズベクトル（ＪｏｎｅｓＶｅｃｔｏｒ）及び
２×２行列で表されるジョーンズマトリックス（Ｊｏｎ
ｅｓＭａｔｒｉｘ）により表現される。また、各通過
点における光電力は、ジョーンズベクトルの２成分の二
乗和で表される。ジョーンズベクトル及びジョーンズマ
トリックスを用いた行列計算により、本発明による可変
光学フィルタの透過率（電力透過率）を計算可能であ
る。

【００４５】図９は、図７の（Ａ）に示される第１実施
形態における透過率の波長特性を計算した結果を表して
いる。ここでは、φ＝π／４，δ＝０とし、ファラデー
回転角αを変化させている。縦軸は透過率（ｄＢ）、横
軸はＦＳＲで規格化された相対波長を表している。ここ
では、波長特性を与える特性曲線の形状が、相対波長が
０．２５及び−０．２５である点を不動点として、ファ
ラデー回転角αに従って透過率の軸（縦軸）の方向に変
化していることが明らかである。

【００４６】φ＝π／４とした場合には、−δ＜α＜π
／２−δの範囲（π／２の範囲）で、又は、φ＝−π／
４とした場合には、−δ＞α＞−π／２−δの範囲（π
／２の範囲）でファラデー回転角αを変化されば、透過
率の波長特性がとり得る全ての状態を実現することがで
きる。

【００４７】また、この関係により、δ＝０、即ち透過
軸Ｐ１Ａ及びＰ２Ａを互いに平行にすると、変化させる
ファラデー回転角αの符号は正負どちらか一方だけを選
べばよいことがわかる。従って、δ＝０とすることによ
り、０＜α＜π／２又は０＞α＞−π／２となり、ファ
ラデー回転角αを一方向だけに与える可変ファラデー回
転子を用いることができるようになり、ファラデー回転
子ＦＲの構成を簡単にすることができる。このことは、
図７の（Ｂ）に示される実施形態においても同様であ
る。

【００４８】これとは逆に、ファラデー回転角αを両方
向に与えることができる可変ファラデー回転子を用いれ
ば、δ＝φと設定することにより、α＝０のときに透過
率が波長によらず一定になる。例えば、本発明による可
変光学フィルタをシステムに組み込んだ場合において、
制御オフとなりα＝０となったときに、透過率が波長に
よらず一定となっていることが望ましい場合がある。ま
た、このときには−π／４＜α＜π＜４となるため、フ
ァラデー回転角αの絶対値はπ／４より小さくなり、磁
気光学効果を応用した可変ファラデー回転子等が用いら
れている場合に、ファラデー回転角αを最大値に設定し
ているときの消費電力を低減することが可能になる。図
７の（Ｂ）に示される第２実施形態においても同様の議
論が成り立ち、その場合には、δ＝θとすればよい。

【００４９】図９のような特性を有する可変光学フィル
タは、例えば、損失傾斜が可変であるパワー等化器とし
ての応用が考えられる。ここで、「損失傾斜」は、図１
０に示されるように、透過率を対数表示で表したときの
透過率の波長特性を与える特性曲線が直線的であるとき
に、その傾きを指す。損失傾斜が可変であるパワー等化
器は、例えば、光ファイバ通信システムにおいて、光増
幅器の利得傾斜を等化する場合や、光ファイバの損失傾
斜を補償する場合等に有効である。

【００５０】図９に示される特性を有する可変光学フィ
ルタを損失傾斜が可変である等化器として用いる場合に
は、例えば、次のように使用波長帯域を選ぶことによっ
て、波長帯域内の損失の平均値（以下、「平均損失」と
称する。）を一定に保つことが可能になる。即ち、最大
損失又は最小損失が得られる幾つかの波長のうち、隣り
合う２つの波長の中心値を使用波長帯域の中心波長に選
び、且つ、使用波長帯域の帯域幅をＦＳＲの１／２より
も小さく設定する。

【００５１】図１１は、図９に示されるグラフにおいて
各々最大損失又は最小損失が得られるＡ点及びＢ点の中
心値を与えるＣ点を使用波長帯域の中心波長とし、ＦＳ
Ｒの１／５を使用波長帯域として選んだ例である。損失
傾斜が可変である特性が得られていることがわかる。ま
た、この例では、ファラデー回転角αを変化させても平
均損失は変化しないことがわかる。尚、図１１のグラフ
においては、各特性曲線が直線的であることを明らかに
するために、完全な直線が破線で示されている（図１３
及び１６においても同様）。

【００５２】しかしながら、図１１の特性を有する可変
光学フィルタでは、平均損失が３ｄＢという大きな値と
なることが欠点である。この問題を解決するためには、
以下の２つの方法が考えられる。

【００５３】まず、第１の方法は、透過軸Ｐ１Ａ及びＰ
２Ａのいずれか一方と複屈折板ＢＰのＣ１軸とがなす角
（φ又はθ）を±π／４と異ならせる方法である。例え
ば、図７の（Ａ）に示される第１実施形態においては、
０＜φ＜π／４が満たされるように角φを設定し、且
つ、−δ＜α＜２φ−δの範囲でファラデー回転角αを
変化させるか、あるいは、−π／４＜φ＜０が満たされ
るように角φを設定し、且つ、−δ＞α＞２φ−δの範
囲でファラデー回転角αを変化させる。

【００５４】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）の各々は、φ＝
π／６，δ＝０とし、ファラデー回転角αを変化させな
がら透過率の波長特性を計算した結果である。また、図
１３は図１１における相対波長の範囲に準じて図１２の
（Ａ）及び（Ｂ）の各々に示される波長特性を拡大して
得られた波長特性を示している。

【００５５】図１３から明らかなように、図１１に示さ
れる波長特性と比較して平均損失が小さくなっているこ
とがわかる。但し、図１３の例では、ファラデー回転角
αの変化に応じて平均損失が変化することになる。

【００５６】図７の（Ｂ）に示される第２実施形態にお
いては、０＜θ＜π／４が満たされるようにθを設定
し、且つ、−δ＞α＞−２θ−δの範囲でファラデー回
転角αを変化させるか、あるいは、−π／４＜θ＜０が
満たされるようにθを設定し、且つ、−δ＜α＜−２θ
−δの範囲でファラデー回転角αを変化させることによ
って、図７の（Ａ）の第１実施形態におけるのと同様の
効果が得られる。

【００５７】尚、第１の方法により角φ又は角θを±π
／４と異なるように設定した場合にも、角δ＝０とする
ことにより、ファラデー回転角αを一方向だけに与える
可変ファラデー回転子を用いることができるようにな
る。また、図７の（Ａ）に示される第１実施形態におい
てはδ＝φとすることにより、また、図７の（Ｂ）に示
される第２実施形態においてはδ＝θとすることによ
り、制御オフとしてα＝０となったときに透過率が波長
によらず一定となる効果が得られる。

【００５８】角φ又は角θを±π／４と異ならせること
により得られる効果は、図１４の（Ａ）及び（Ｂ）の各
々に示されるように、１／４波長板を適切な位置に適切
な角度で挿入し、偏光方位をずらすことによっても実現
できることは明らかである。

【００５９】図１４の（Ａ）に示される本発明による可
変光学フィルタの第３実施形態は、図７の（Ａ）に示さ
れる第１実施形態と対比して、第１の偏光子Ｐ１と複屈
折板ＢＰとの間に１／４波長板２が付加的に設けられて
いる点で特徴付けられる。

【００６０】図１４の（Ｂ）に示される本発明による可
変光学フィルタの第４実施形態は、図７の（Ｂ）に示さ
れる第２実施形態と対比して、複屈折板ＢＰと第２の偏
光子Ｐ２との間に１／４波長板２′が付加的に設けられ
ている点で特徴付けられる。

【００６１】第２の方法は、第２の偏光子Ｐ２として部
分偏光子を用いる方法である。ここで、「部分偏光子」
は、透過軸と直交する偏光面を有する直線偏光の入射に
対して、透過率が０（真数）ではないある値を示す偏光
子を指す。部分偏光子において、透過軸と直交する偏光
面を有する直線偏光の透過率をｔと定義する。

【００６２】図１５は、第２の偏光子Ｐ２としてｔ＝
０．２５（−６ｄＢ）の部分偏光子を用い、φ＝π／
４，δ＝０として、ファラデー回転角αを変化させなが
ら透過率の波長特性を計算した結果を示している。ま
た、図１６は図１５に示される波長特性の一部を拡大し
て得られた波長特性を示している。図１６に示される特
性を図１１に示される特性と比較すると、平均損失が小
さくなっており、しかも、ファラデー回転角αの変化に
対して平均損失が変化していないことが明らかである。

【００６３】図７の（Ａ）に示される第１実施形態にお
いて第２の方法を実施する場合には、φ＝±π／４に設
定することにより、可変量（ある波長における透過率の
可変範囲）を最大にすることができる。前述したよう
に、透過率の波長特性がとり得る全ての状態を実現する
ことができるからである。また、図７の（Ｂ）に示され
る第２実施形態において第２の方法を実施する場合に
は、θ＝±π／４に設定することにより、同じく可変量
を最大にすることができる。第２の方法を実施する場合
にも、δ＝０とすることにより、一方向にファラデー回
転角αを与える可変ファラデー回転子を用いることがで
きるようになる。また、図７の（Ａ）に示される第１実
施形態においてはδ＝φとすることにより、また、図７
の（Ｂ）に示される第２実施形態においてはδ＝θとす
ることにより、制御オフとしてα＝０となったときに透
過率が波長によらず一定となる効果が得られる。

【００６４】第１及び第２の方法は、最大損失に有限の
値を与えるためにも有効である。例えば、図７の（Ａ）
に示される第１実施形態においてφ＝π／４とした場
合、原理的には電力透過率が０（真数）の値をとり得る
ため、図９から明らかなように、最大損失（ｄＢ）は無
限大になる。このような特性はシステム運用上好ましく
ない場合がある。そこで、第１又は第２の方法を用いる
ことにより、最大損失（ｄＢ）を有限の値に抑えること
が可能となる。このことは、図１２の（Ａ）及び（Ｂ）
並びに図１５から明らかである。

【００６５】図１７は本発明による可変光学フィルタの
第５実施形態を示す図である。この実施形態は、これま
でに説明した実施形態において１つの可変ファラデー回
転子ＦＲが用いられているのと対比して、第１の偏光子
Ｐ１及び第２の偏光子Ｐ２の間に２つの可変ファラデー
回転子ＦＲ１及びＦＲ２が設けられている点で特徴付け
られる。複屈折板ＢＰはファラデー回転子ＦＲ１及びＦ
Ｒ２の間に設けられる。

【００６６】この構成によると、これまでに説明した波
長特性と異なる波長特性を得ることができる。例えば、
φ＝±π／４，δ＝ｎπ／２（ｎは整数）とし、ファラ
デー回転子ＦＲ１によって与えられるファラデー回転角
α₁とファラデー回転子ＦＲ２によって与えられるファ
ラデー回転角α₂を、α₁＝α₂を保ちながら回転させ
る場合を考える。

【００６７】入力光は、光路ＯＰに沿って、第１の偏光
子Ｐ１、ファラデー回転子ＦＲ１、複屈折板ＢＰ、ファ
ラデー回転子ＦＲ２及び第２の偏光子Ｐ２をこの順に通
過する。

【００６８】図１８は、φ＝π／４，δ＝０とし、ファ
ラデー回転角α（α₁及びα₂）を、０＜α＜π／４の
範囲で回転させた場合の透過率の波長特性を示してい
る。ここでは、第２の偏光子Ｐ２としては部分偏光子が
用いられている。

【００６９】図１８から明らかなように、透過率の波長
特性における最小損失が、ファラデー回転角αによらず
常に０となる特性が得られている。このようにα₁＝α
₂を保ちながら各ファラデー回転角を変化させるため
に、図１７の第５実施形態では、制御ユニット４がファ
ラデー回転子ＦＲ１及びＦＲ２に接続されている。制御
ユニット４は、ファラデー回転子ＦＲ１によって与えら
れるファラデー回転角α₁とファラデー回転子ＦＲ２に
よって与えられるファラデー回転子α₂とが実質的に等
しくなるようにファラデー回転子ＦＲ１及びＦＲ２を制
御する。

【００７０】図１９は本発明による可変光学フィルタの
第６実施形態を示す図である。この実施形態は、これま
での実施形態では１つの複屈折板ＢＰが用いられている
のと対比して、２つの複屈折板ＢＰ１及びＢＰ２が第１
の偏光子Ｐ１と第２の偏光子Ｐ２との間に設けられてい
る点で特徴付けられる。

【００７１】可変ファラデー回転子ＦＲは複屈折板ＢＰ
１及びＢＰ２の間に設けられている。入力光は、光路Ｏ
Ｐに沿って、第１の偏光子Ｐ１、複屈折板ＢＰ１、ファ
ラデー回転子ＦＲ、複屈折板ＢＰ２及び第２の偏光子Ｐ
２をこの順に通過する。

【００７２】このように２つの複屈折板ＢＰ１及びＢＰ
２を用いることにより、図１８に示される波長特性に似
た波長特性を得ることができる。例えば、複屈折板ＢＰ
１及びＢＰ２の光学軸について前述の角φと同様にそれ
ぞれ定義される角φ₁及び角φ₂を等しくし（φ₁＝φ
₂）、また、φ₁＝±π／４，φ₂＝±π／４，δ＝ｎ
π／２（ｎは整数）とする。

【００７３】図２０は、φ＝π／４，δ＝０とし、ファ
ラデー回転子ＦＲの回転角αを０＜α＜π／２の範囲で
回転させた場合における透過率の波長特性を示してい
る。ここでは、第２の偏光子Ｐ２として部分偏光子を用
いている。

【００７４】図２０から明らかなように、透過率の波長
特性における最小損失がファラデー回転角αによらず常
に０となる波長特性か得らている。また、図１９の第６
実施形態においても、δ＝０とすることにより、一方向
に可変のファラデー回転角αを与えるファラデー回転子
を用いることができるようになる。

【００７５】図２１は本発明による可変光学フィルタの
第７実施形態を示す図である。この実施形態は、第１の
偏光子Ｐ１と第２の偏光子Ｐ２との間に設けられる可変
移相子６を付加的に備えていることで特徴付けられる。
可変移相子６は、その光学軸に平行な偏光成分とそれに
直交する偏光成分との間に位相差（リタデーション）を
与え、その位相差は可変移相子６に供給される制御信号
により可変である。

【００７６】第１の偏光子Ｐ１、複屈折板ＢＰ、可変フ
ァラデー回転子ＦＲ及び第２の偏光子Ｐ２は図７の
（Ａ）に示される第１実施形態に準じて配置されてお
り、ここでは、可変移相子６は第１の偏光子Ｐ１と複屈
折板ＢＰとの間に設けられている。

【００７７】図２１の実施形態によると、透過率の波長
特性を与える特性曲線の形状が可変ファラデー回転子Ｆ
Ｒにより与えられるファラデー回転角の変化に従って透
過率の軸の方向に変化するだけでなく、特性曲線の形状
は、可変移相子６によって与えられる位相差の変化に従
って、波長の軸の方向にも変化するようになる。従っ
て、図３の（Ａ）及び（Ｂ）により説明した可変光学フ
ィルタの特性だけでなく、図２の（Ａ）及び（Ｂ）によ
り説明した可変光学フィルタの特性も得られることとな
る。

【００７８】特性曲線の形状を最も有効に波長の軸の方
向に変化させるためには、可変移相子６の光学軸と複屈
折板ＢＰの光学軸とのなす角度がｎπ／２（ｎは整数）
となっていることが望ましい。

【００７９】可変移相子６としては、例えばＬｉＮｂＯ
₃等の電気光学効果を応用したものを採用することがで
きる。しかしながら、電気光学効果を応用した可変位相
子は、一般に、高い駆動電圧を必要とする。

【００８０】図２２は本発明による可変光学フィルタの
第８実施形態を示す図である。この実施形態では、特定
構成の可変移相子６を採用し、可変移相子６の駆動電圧
の低減を図っている。

【００８１】可変移相子６は、２枚の１／４波長板１０
及び１２と、１／４波長板１０及び１２間に設けられる
もう１つの可変ファラデー回転子８とを備えている。１
／４波長板１０の光学軸と１／４波長板１２の光学軸と
のなす角はπ／２に設定されている。

【００８２】１／４波長板１０及び１２の各々の光学軸
と複屈折板ＢＰの光学軸とのなす角をｎπ／２（ｎは整
数）に設定することによって、この可変光学フィルタの
透過率の波長特性を与える特性曲線の形状が可変ファラ
デー回転子８によって与えられるファラデー回転角の変
化に従って波長の軸の方向に変化するようになる。

【００８３】尚、ファラデー回転子８によって与えられ
るファラデー回転角がβである場合、可変移相子６によ
って直交２偏光成分間に与えられる位相差は２βにな
る。この原理は、特開平６−１３０３３９号公報の開示
内容及び周知技術により自明であるので、その説明を省
略する。

【００８４】図２３は本発明による可変光学フィルタの
第９実施形態を示す図である。この実施形態は、図２２
の第８実施形態と対比して、第１の偏光子Ｐ１と第２の
偏光子Ｐ２との間に少なくとも１つのフィルタユニット
が付加的に設けられている点で特徴付けられる。

【００８５】ここでは、Ｎ（Ｎは１より大きい整数）台
のフィルタユニット１４（＃１，…，＃Ｎ）が設けられ
ている。ｉ（ｉは１≦ｉ≦Ｎを満たす整数）番目のフィ
ルタユニット１４（＃ｉ）は、それぞれ第１の偏光子Ｐ
１、可変移相子６、複屈折板ＢＰ及び可変ファラデー回
転子ＦＲに対応する偏光子Ｐ１（＃ｉ）、可変移相子６
（＃ｉ）、複屈折板ＢＰ（＃ｉ）及びファラデー回転子
ＦＲ（＃ｉ）を含む。

【００８６】この可変光学フィルタの全体としての透過
率の波長特性は、図２２に示される可変光学フィルタの
透過率の波長特性と、フィルタユニット１４（＃１，
…，＃Ｎ）のそれぞれの透過率の波長特性との和によっ
て与えられるので、透過率の波長特性を任意に設定する
のが容易になる。

【００８７】例えば、図２４の（Ａ）に示されるよう
に、図２３の可変光学フィルタにおいて各々透過率の波
長特性を与える３つの特性曲線が得られている場合、全
体としての透過率の波長特性は３つの特性曲線の和によ
って与えられるので、図２４の（Ｂ）に示されるような
所望の透過率の波長特性を得ることができるようにな
る。

【００８８】ここでは、各フィルタユニット１４（＃
ｉ）が、特性曲線を波長の軸の方向に変化させるための
可変移相子６（＃ｉ）と、特性曲線を透過率の軸の方向
に変化させるための複屈折板ＢＰ（＃ｉ）及びファラデ
ー回転子ＦＲ（＃１）とを有しているとしたが、必要に
応じて、可変移相子６（＃ｉ）あるいは複屈折板ＢＰ
（＃ｉ）及びファラデー回転子ＦＲ（＃ｉ）を省略する
ようにしてもよい。

【００８９】次に、可変のファラデー回転角を与えるた
めのファラデー回転子の具体的構成例について説明す
る。一般に、磁気光学結晶にある磁界（磁場）を印加し
た状態で、つまり磁気光学結晶をある磁界の中においた
状態で、例えば直線偏光が磁気光学結晶内を通過する
と、その偏光方向（直線偏光の電場ベクトルを含む平面
の当該伝搬方向と垂直な平面への投影によって与えられ
る方向）は、直線偏光の伝搬方向に係わらず常に一定の
方向に回転される。

【００９０】この現象はファラデー回転と称され、偏光
方向の回転角の大きさ（ファラデー回転角）は、印加磁
界により生じた磁気光学結晶の磁化の方向及び強さに依
存する。具体的には、ファラデー回転角は、磁気光学結
晶の磁化の強さの光の伝搬方向の成分の大きさによって
決定される。

【００９１】従って、磁気光学結晶とこの磁気光学結晶
に対して光の伝搬方向と同じ方向に磁界を印加する手段
とからファラデー回転子を構成すれば、一見すると印加
磁界を調整することによりファラデー回転角を有効に調
整することができそうである。

【００９２】しかし、ここで考慮しておくべき点は、印
加磁界の大きさが比較的小さい場合には、印加磁界によ
る磁気光学結晶の磁化の強さが飽和状態に達せず、磁気
光学結晶内に多数の磁区が存在していることである。

【００９３】このような多数の磁区の存在は、ファラデ
ー回転角の再現性を悪化させるし、良好な再現性が確保
されているとしても、ファラデー回転角の連続な可変を
困難にする。また、磁気光学結晶に多数の磁区がある場
合には、各磁区間の界面における光の散乱による減衰も
生じ、実用上の不都合となる。

【００９４】そこで、本発明の望ましい実施形態では、
可変ファラデー回転子は、光路上に配置される磁気光学
結晶と、互いに異なる方向の第１及び第２磁界をこれら
の合成磁界の強さが予め定められた値（例えば磁気光学
結晶の磁化の強さが飽和するのに必要とされる磁界の強
さに相当する値）よりも大きくなるように磁気光学結晶
に対して印加する磁界印加手段と、第１及び第２磁界の
強さの少なくとも一方を変化させる磁界調整手段とを含
む。

【００９５】尚、磁気光学結晶において磁化の強さが飽
和した状態は、磁区が１つになった状態として理解する
ことができる。望ましくは、第１及び第２磁界は、磁気
光学結晶を透過する光の伝搬方向を含む平面内の互いに
直交する方向にそれぞれ印加される。

【００９６】図２５は、本発明に適用可能な可変ファラ
デー回転子３２の一構成例を示す図である。可変ファラ
デー回転子３２は、可変ファラデー回転子ＦＲあるいは
可変ファラデー回転子８として用いることができる。

【００９７】ファラデー回転子３２は、磁気光学結晶４
１と、磁気光学結晶４１に対して互いに直交する方向に
磁界を印加する永久磁石４２及び電磁石４３と、電磁石
４３に駆動電流を与える可変電流源４４とを含む。

【００９８】磁気光学結晶４１として、薄く切り出した
ＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネット）やエピタキシャル
結晶成長させた（ＧｄＢｉ）₃（ＦｅＡｌＧａ）₅Ｏ₁₂
等を用いることにより、駆動電流を小さく抑えることが
できる。

【００９９】磁気光学結晶４１の厚み方向は例えばＹ軸
と平行であり、この場合、永久磁石４２及び電磁石４３
により磁気光学結晶４１に印加される磁界の方向はそれ
ぞれＺ軸及びＸ軸と平行である。符号４５は磁気光学結
晶４１を透過する光ビームを表している。

【０１００】図２６は、図２５に示されるファラデー回
転子３２において磁気光学結晶４１に与えられる磁界及
び磁気光学結晶４１の磁化の方向及び強さ（大きさ）を
説明するための図である。

【０１０１】今、永久磁石４２のみによって磁気光学結
晶４１に磁界ベクトル５１が印加されている場合、磁気
光学結晶４１の磁化ベクトルは符号５２で示されるよう
にＺ軸に平行になる。このときの印加磁界の強さ（磁界
ベクトル５１の長さ）は、磁気光学結晶４１の磁化の強
さ（磁化ベクトル５２の長さ）が飽和するように設定さ
れている。

【０１０２】そして、例えばこの状態で必要な最大のフ
ァラデー回転角が得られているものとする。電磁石４３
により磁界ベクトル５３がＸ軸に平行に印加されると、
合成磁界は、符号５４で示されるように磁界ベクトル５
１及び５３の合成ベクトルとなる。この合成磁界５４に
より磁気光学結晶４１には磁化ベクトル５５が生じる。
磁化ベクトル５５と磁界ベクトル５４は互いに平行であ
り、磁化ベクトル５５の長さは磁化ベクトル５２の長さ
に一致する。

【０１０３】磁気光学結晶４１の磁化の強さが一定であ
るからといって、磁気光学結晶４１が与えるファラデー
回転角への磁化の寄与度が同じであるとは限らない。フ
ァラデー回転角が当該磁化の方向と光の伝搬方向との関
係にも依存するからである。

【０１０４】即ち、磁化ベクトル５２が生じている状態
と磁化ベクトル５５が生じている状態とを比較すると、
磁化ベクトル５２のＺ成分（磁化ベクトル５２そのも
の）に対して磁化ベクトル５５のＺ成分５６が減少して
いる分だけ、後者のファラデー回転角が小さくなるので
ある。

【０１０５】この実施形態によると、ファラデー回転角
の可変範囲の全範囲に渡って常に磁気光学結晶４１の磁
化の強さは飽和することになるので、磁気光学結晶４１
に多数の磁区が形成されることに起因する不都合が生じ
ない。即ち、ファラデー回転角の再現性が良好になり、
ファラデー回転角の連続な可変が可能になる。

【０１０６】また、可変電流源４４から供給される駆動
電流を調整することで、ファラデー回転角を連続的に且
つ再現性良く変化させることができるので、ファラデー
回転子３２を本発明に適用することによって、高速動作
が可能でしかも信頼性の高い可変光学フィルタの提供が
可能になる。

【０１０７】従って、このような可変ファラデー回転子
を本発明に適用することによって、透過率の波長特性の
再現性が良く且つ波長特性の連続的な可変が可能な可変
光学フィルタの提供が可能になる。

【０１０８】図２７は、本発明に適用可能な他のファラ
デー回転子３２′を示す図である。ファラデー回転子３
２′が図２５に示されるファラデー回転子３２と異なる
点は、磁気光学結晶４１の相対する対角に互いに平行な
平面６１及び６２を形成し、光ビーム６３がこれらの平
面６１及び６２を通過するようにしている点である。従
って、永久磁石４２による磁界の方向と電磁石４３によ
る磁界の方向は共に光の伝搬方向（Ｚ軸に平行）に対し
て概略４５°傾斜している。

【０１０９】図２８は、図２７に示されるファラデー回
転子３２′において磁気光学結晶４１に与えられる磁界
及び磁気光学結晶４１の磁化の方向及び強さを説明する
ための図である。

【０１１０】電磁石４３により印加される磁界は、符号
７１で示される状態から符号７２で示される状態の範囲
で強さ及び向きを調整可能である。符号７３は永久磁石
４２による印加磁界を示している。

【０１１１】この場合、合成磁界については、符号７４
で表される状態と符号７５で表される状態の間の範囲で
その強さ及び方向が変化する。これに伴い、磁気光学結
晶４１の磁化についても、符号７６で示される状態から
符号７７で示される状態の範囲でその強さ及び方向が変
化する。

【０１１２】このようなファラデー回転子３２を用いる
と、電磁石４３の駆動電流の可変幅をさほど大きくする
ことなしに、ファラデー回転角の可変範囲を大きくする
ことができる。

【０１１３】尚、磁化の強さが最小になる符号７８で示
される状態（電磁石４３による印加磁界が０の状態）で
磁気光学結晶４１の磁化の強さが十分飽和するように、
永久磁石４２による印加磁界が設定されている。

【０１１４】図２９は、本発明に適用可能な更に他の可
変ファラデー回転子３２″を示す図である。ファラデー
回転子３２″が図２５のファラデー回転子３２と異なる
点は、図２５の永久磁石４２に代えて電磁石８１を設
け、更に電磁石８１に駆動電流を与える可変電流源８２
を設けている点である。

【０１１５】図３０は、図２９に示されるファラデー回
転子３２″において磁気光学結晶４１に与えられる磁界
及び磁気光学結晶４１の磁化の方向及び強さを説明する
ための図である。

【０１１６】図２９の実施形態によると、電磁石４３及
び８１による印加磁界を調整することで、合成磁界を符
号９１乃至９４で示すように連続的に且つ飽和磁化を保
ったままで変化させることができる。これに伴い、磁気
光学結晶４１の磁化は符号９５乃至９８で示されるよう
に連続的に変化する。

【０１１７】このように図３０の実施形態によると、図
２７に示されるような複雑な形状の磁気光学結晶を用い
ることなしに、ファラデー回転角の可変範囲を容易に大
きくすることができる。

【０１１８】また、ファラデー回転子３２″を用いた場
合、可変電流源４４又は８２の極性を切り換えることに
よって、磁気光学結晶４１の磁化のＺ成分の向きを変え
ることができるので、ファラデー回転の方向を必要に応
じて変えることができる。例えば、０°を中心として±
４５ｎ°（ｎは自然数）の範囲でファラデー回転角を変
化させることができる。

【０１１９】従って、ファラデー回転子３２″を本発明
に適用することによって、例えば前述したようにδ＝φ
又はδ＝θに設定することによって、ファラデー回転角
が０°のときに透過率が波長によらず一定となる。例え
ば、ファラデー回転子３２″をシステムに組み込んだ場
合、制御オフとなり可変電流源４４及び８２がオフとな
ったときに、ファラデー回転角は０°となるので、透過
率が波長によらず一定となり、システムの再立ち上げ等
が容易になる。

【０１２０】図３１は本発明による可変光学フィルタの
第１０実施形態を示すである。この実施形態では、第１
の偏光子Ｐ１及び第２の偏光子Ｐ２としてそれぞれ複屈
折物質からなるくさび板１２１及び１２２を用いてい
る。これに伴い、光ファイバ１２３と、光ファイバ１２
３から放射された光をそのビームパラメータを変更して
（例えばコリメートして）くさび板１２１に供給するた
めのレンズ１２４と、くさび板１２２からのビームを集
束させるためのレンズ１２５と、レンズ１２５により集
束された光ビームが所定の条件の下に結合する光ファイ
バ１２６とを付加的に設けている。

【０１２１】くさび板１２１及び１２２は、くさび板１
２１の頂部及び底部がそれぞれくさび板１２２の底部及
び頂部に対向し且つ対応する面同士が互いに平行になる
ように配置される。即ち、くさび板１２１及び１２２は
同じ形状を有している。

【０１２２】くさび板１２１の光学軸はＹ軸に平行であ
り、くさび板１２２の光学軸は例えばＹ軸に平行であ
る。偏光子としてのくさび板１２１及び１２２の透過軸
は、偏光面が光学軸に平行な異常光線の偏光方向あるい
は偏光面が光学軸に垂直な常光線の偏光方向として定義
される。

【０１２３】光ファイバ１３２の励振端から放射された
光は、レンズ１２４によりコリメートされて平行光ビー
ムになる。このビームはビーム太さを無視して符号１３
０で表される。ビーム１３０はくさび板１２１において
その常光線に相当するビーム１３１と異常光線に相当す
るビーム１３２とに分離される。

【０１２４】ビーム１３１及び１３２は複屈折板ＢＰ及
び可変ファラデー回転子ＦＲをこの順に通過してそれぞ
れビーム１３３及び１３４になる。ビーム１３３及び１
３４の偏光状態は、ファラデー回転子ＦＲによって与え
られるファラデー回転角に応じて決定される。

【０１２５】ビーム１３３はくさび板１２２においてそ
の常光線及び異常光線にそれぞれ相当するビーム１３５
及び１３６に分離される。ビーム１３４はくさび板１２
２においてその異常光線及び常光線にそれぞれ相当する
ビーム１３７及び１３８に分離される。

【０１２６】ビーム１３５乃至１３８がそれぞれ受けて
きた屈折の履歴並びにくさび板１２１及び１２２の形状
及び配置形態を考慮すると、ビーム１３５及び１３７は
互いに平行であり、ビーム１３６及び１３８は互いに平
行でない。従って、ビーム１３５及び１３７だけをレン
ズ１２５により絞り込んで光ファイバ１２６の励振端に
結合することができる。

【０１２７】さて、ビーム１３５及び１３７のトータル
パワーとビーム１３６及び１３８のトータルパワーの比
は、ファラデー回転子ＦＲによって与えられるファラデ
ー回転角に依存する。例えば、ビーム１３３及び１３４
がそれぞれビーム１３１及び１３２と同じ偏光面を有す
る直線偏光である場合には、ビーム１３３及び１３４の
それぞれ全部がビーム１３５及び１３７に変換される。

【０１２８】また、ビーム１３３及び１３４がそれぞれ
ビーム１３１及び１３２の偏光面に直交する偏光面を有
する直線偏光である場合には、ビーム１３３及び１３４
はそれぞれ全部ビーム１３６及び１３８に変換される。

【０１２９】一方、ファラデー回転子ＦＲによって与え
られるファラデー回転角が一定である状態においては、
ビーム１３５及び１３７のトータルパワーは、ビーム１
３０の偏光状態に依存しない。ビーム１３５及び１３７
のトータルパワーがそれらの波長に依存することはこれ
までの説明から明らかである。

【０１３０】従って、この実施形態によると、可変光学
フィルタの透過率が入力光の偏光状態に依存しないよう
にすることができる。即ち、偏光無依存の可変光学フィ
ルタの提供が可能になる。

【０１３１】図３２は本発明による可変光学フィルタの
第１１実施形態を示す図である。ここでは、第１の偏光
子Ｐ１として複屈折物質からなるくさび板１４１が用い
られ、第２の偏光子Ｐ２として複屈折物質からなる２つ
のくさび板１４２及び１４３が用いられている。

【０１３２】くさび板１４１の頂部及び底部はそれぞれ
くさび板１４２の底部及び頂部に対向し、くさび板１４
３の頂部及び底部はそれぞれくさび板１４２の底部及び
頂部に対向している。

【０１３３】そして、くさび板１４１，１４２及び１４
３のくさび角をそれぞれθ１，θ２及びθ３とし、くさ
び板１４１及び１４２間の距離をｄ１とし、くさび板１
４２及び１４３間の距離をｄ２とするときに、次の２つ
の式を満足するように各くさび板が作製され配置されて
いる。

【０１３４】 θ２＝θ１＋θ３，ｄ１ sinθ１＝ｄ２ sinθ３くさび板１４１の光学軸はＹ軸に平行であり、くさび板
１４２及び１４３の光学軸は互いに平行である。くさび
板１４２及び１４３の光学軸は例えばＹ軸に平行であ
る。

【０１３５】図３１の実施形態では、くさび板１２１及
び１２２間に複屈折板ＢＰ及びファラデー回転子ＦＲを
設けるためにくさび板１２１及び１２２間の距離を比較
的大きくせざるを得ない。従って、ビーム１３５及び１
３７間の距離も比較的大きくなり、レンズ１２５の球面
収差等の収差の影響を受けやすくなる。

【０１３６】図３２の実施形態による場合、レンズ１２
４からのビームをくさび板１４１で偏光分離してくさび
板１４２及び１４３により偏光合成したときに、くさび
板１４３から出力する常光線成分及び異常光線成分の光
路はほぼ一致するので、これらをレンズ１２５によりそ
の収差の影響をほとんど受けることなしに効率よく光フ
ァイバ１２６に入射させることができる。

【０１３７】図３３は本発明による可変光学フィルタの
第１２実施形態を示す図である。ここでは、第１の偏光
子Ｐ１及び第２の偏光子Ｐ２としてそれぞれ複屈折物質
からなる平板１５１及び１５２が用いられている。

【０１３８】平板１５１及び１５２の厚みは等しい。平
板１５１及び１５２の光学軸は、例えば、互いに直交し
且つ各光学軸がそれぞれＺ軸に対して４５°傾斜するよ
うに設定されている。

【０１３９】偏光子としての平板１５１及び１５２の各
々の透過軸は、偏光面が光学軸に平行な異常光線の偏光
方向あるいは偏光面が光学軸に垂直な常光線の偏光方向
として定義される。光ファイバ１２３の励振端から放射
された光は、レンズ１２４によりそのビームパラメータ
を変更されて、例えば収束しつつあるビーム１６０にな
る。ビーム１６０は平板１５１においてその常光線及び
異常光線にそれぞれ相当するビーム１６１及び１６２に
分離される。ビーム１６１及び１６２は互いに平行であ
る。

【０１４０】ビーム１６１及び１６２は、複屈折板ＢＰ
及びファラデー回転子ＦＲをこの順に通過してそれぞれ
ビーム１６３及び１６４になる。ビーム１６３及び１６
４の偏光状態はファラデー回転子ＦＲによって与えられ
るファラデー回転角に応じて決定される。

【０１４１】ビーム１６３は平板１５２においてその常
光線及び異常光線に相当するビーム１６５及び１６６に
分離される。ビーム１６４は平板１５２においてその常
光線及び異常光線に相当するビーム１６７及び１６８に
分離される。

【０１４２】平板１５１及び１５２は互いに平行であり
これらのＺ軸方向の厚みは等しいので、ビーム１６５は
ビーム１６８に一致する。従って、ビーム１６５及び１
６８だけをレンズ１２５により絞り込んで光ファイバ１
２６に入射させることができる。

【０１４３】さて、ビーム１６５及び１６８のトータル
パワーとビーム１６６及び１６７のトータルパワーの比
は、ファラデー回転子ＦＲによって与えられるファラデ
ー回転角に依存する。

【０１４４】一方、ファラデー回転子ＦＲによって与え
られるファラデー回転角が一定である状態においては、
ビーム１６５及び１６８のトータルパワーは、ビーム１
６０の偏光状態には依存しない。ビーム１６５及び１６
８のトータルパワーがそれらの波長に依存することはこ
れまでの説明から明らかである。

【０１４５】従って、この実施形態によっても、偏光無
依存の可変光学フィルタの提供が可能になる。尚、各偏
光子として複屈折物質からなる平板を用いる場合には、
１／２波長板を付加的に設けることにより種々の配置形
態を採用することができる。

【０１４６】図３４の（Ａ）及び（Ｂ）は本発明による
可変光学フィルタの第１３実施形態を説明するための図
である。図３４の（Ａ）に示されているのは、図３１の
第１０実施形態に対応しており、図３４の（Ｂ）に示さ
れているが第１３実施形態である。

【０１４７】図３４の（Ａ）では、くさび板１２１及び
１２２の各々の偏光分離角度あるいはくさび角はθ′で
あり、ビーム１３５及び１３７はレンズ１２５により光
ファイバ１２６に結合するのに対してビーム１３６及び
１３８は光ファイバ１２６には結合しない。

【０１４８】ここで、図３４の（Ｂ）に示されるよう
に、各々角θ′よりも小さい角θ″を有するくさび板１
２１′及び１２２′を用いるものとする。このとき、く
さび板１２２′からはビーム１３５′乃至１３８′が出
力している。ビーム１３５′及び１３７′は原理的には
全部レンズ１２５により光ファイバ１２６に結合する。
ここでは、角θ″が角θ′よりも小さいことにより、本
来光ファイバ１２６に結合させることが予定されていな
いビーム１３６′及び１３８′の一部も光ファイバ１２
６に結合するかも知れない。もしそうであれば、第２の
偏光子Ｐ２として部分偏光子を用いたのと同様の効果が
生じることとなる。

【０１４９】ビーム１３６′及び１３８′の一部が光フ
ァイバ１２６に結合する条件は、光ファイバ１２６のコ
ア径をａ、レンズ１２５の焦点距離をｆとするときに、
ａ＞ｆｓｉｎθ″で与えられる。

【０１５０】この条件を満足することにより、第２の偏
光子Ｐ２として部分偏光子を用いたのと同じように、可
変光学フィルタの平均損失を小さくすることができる。
以上、本発明を種々の実施形態に基づいて説明したが、
これまでの実施形態の２つ又はそれ以上を組み合わせて
本発明を実施してもよい。

【０１５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
透過率の波長特性を与える特性直線の形状が透過率の軸
の方向に変化するような可変光学フィルタの提供が可能
になるという効果が生じる。本発明による他の効果は以
上の説明から明らかである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は複屈折フィルタ（従来技術）の説明図で
ある。

【図２】図２の（Ａ）及び図２の（Ｂ）は従来の可変光
学フィルタの特性の例を説明するための図である。

【図３】図３の（Ａ）及び図３の（Ｂ）は要求されてい
る可変光学フィルタの特性の例を説明するための図であ
る。

【図４】図４は図１に示される複屈折フィルタの部材間
の位置関係を示す図である。

【図５】図５は一次関数で近似された（１／λ）の説明
図である。

【図６】図６は図４で定義されるθを変化させたときの
透過率の波長特性の変化を示す図である。

【図７】図７の（Ａ）及び図７の（Ｂ）はそれぞれ本発
明による可変光学フィルタの第１及び第２実施形態を示
す図である。

【図８】図８は本発明による可変光学フィルタの各実施
形態における部材間の位置関係を示す図である。

【図９】図９は透過率の波長特性の第１の例を示すグラ
フである。

【図１０】図１０は損失傾斜の説明図である。

【図１１】図１１は透過率の波長特性の第２の例を示す
グラフである。

【図１２】図１２の（Ａ）及び図１２の（Ｂ）は透過率
の波長特性の第３の例を示すグラフである。

【図１３】図１３は透過率の波長特性の第４の例を示す
グラフである。

【図１４】図１４の（Ａ）及び図１４の（Ｂ）はそれぞ
れ本発明による可変光学フィルタの第３及び第４実施形
態を示す図である。

【図１５】図１５は透過率の波長特性の第５の例を示す
グラフである。

【図１６】図１６は透過率の波長特性の第６の例を示す
グラフである。

【図１７】図１７は本発明による可変光学フィルタの第
５実施形態を示す図である。

【図１８】図１８は透過率の波長特性の第７の例を示す
図である。

【図１９】図１９は本発明による可変光学フィルタの第
６実施形態を示す図である。

【図２０】図２０は透過率の波長特性の第８の例を示す
図である。

【図２１】図２１は本発明による可変光学フィルタの第
７実施形態を示す図である。

【図２２】図２２は本発明による可変光学フィルタの第
８実施形態を示す図である。

【図２３】図２３は本発明による可変光学フィルタの第
９実施形態を示す図である。

【図２４】図２４の（Ａ）及び図２４の（Ｂ）は図２３
に示される可変光学フィルタによる得られる透過率の波
長特性の例を示すグラフである。

【図２５】図２５は本発明に適用可能なファラデー回転
子を示す図である。

【図２６】図２６は図２５における磁界及び磁化の説明
図である。

【図２７】図２７は本発明に適用可能な他のファラデー
回転子を示す図である。

【図２８】図２８は図２７における磁界及び磁化の説明
図である。

【図２９】図２９は本発明に適用可能な更に他のファラ
デー回転子を示す図である。

【図３０】図３０は図２９における磁界及び磁化の説明
図である。

【図３１】図３１は本発明による可変光学フィルタの第
１０実施形態を示す図である。

【図３２】図３２は本発明による可変光学フィルタの第
１１実施形態を示す図である。

【図３３】図３３は本発明による可変光学フィルタの第
１２実施形態を示す図である。

【図３４】図３４の（Ａ）は図３１に対応する可変光学
フィルタを示す図であり、図３４の（Ｂ）は本発明によ
る可変光学フィルタの第１３実施形態を示す図である。

【符号の説明】

Ｐ１第１の偏光子Ｐ２第２の偏光子ＢＰ複屈折板ＦＲ可変ファラデー回転子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】各々透過する偏光の偏光軸を決定する透
過軸を有する第１及び第２の偏光子と、上記第１及び第２の偏光子の間に設けられ、透過する直
交２偏光成分間に与えられる位相差を決定する光学軸を
有する複屈折素子と、上記第１及び第２の偏光子の間に設けられ、透過する偏
光に可変のファラデー回転角を与えるファラデー回転子
とを備え、上記複屈折素子及び上記ファラデー回転子の配列順序並
びに上記光学軸及び上記各透過軸の相対的位置関係は、
透過率の波長特性を与える特性曲線の形状が上記ファラ
デー回転角の変化に従って透過率の軸の方向に変化する
ように設定される可変光学フィルタ。
【請求項２】請求項１に記載の可変光学フィルタであ
って、入力光は上記第１の偏光子に供給され、上記入力光は予め定められた帯域を有しており、該予め定められた帯域は上記特性曲線の周期を与える波
長幅の１／２よりも小さい可変光学フィルタ。
【請求項３】請求項１に記載の可変光学フィルタであ
って、入力光は上記第１の偏光子に供給され、上記第２の偏光子は部分偏光子からなる可変光学フィル
タ。
【請求項４】請求項１に記載の可変光学フィルタであ
って、上記ファラデー回転子は上記複屈折素子及び上記第２の
偏光子の間に設けられ、入力光は上記第１の偏光子、上記複屈折素子、上記可変
ファラデー回転子及び上記第２の偏光子の順に通過し、上記第１の偏光子の透過軸と上記複屈折素子の光学軸と
がなす角をφとするときに、φ≠ｎπ／２（ｎは整数）
を満足する可変光学フィルタ。
【請求項５】請求項４に記載の可変光学フィルタであ
って、上記角φはπ／４に等しい可変光学フィルタ。
【請求項６】請求項５に記載の可変光学フィルタであ
って、上記第１及び第２の偏光子の透過軸は互いに平行である
可変光学フィルタ。
【請求項７】請求項５に記載の可変光学フィルタであ
って、上記第２の偏光子の透過軸は上記複屈折素子の光学軸に
平行である可変光学フィルタ。
【請求項８】請求項４に記載の可変光学フィルタであ
って、上記角φはπ／４と異なる可変光学フィルタ。
【請求項９】請求項４に記載の可変光学フィルタであ
って、上記第１の偏光子及び上記複屈折素子の間に設けられる
１／４波長板を更に備えた可変光学フィルタ。
【請求項１０】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記ファラデー回転子は上記第１の偏光子及び上記複屈
折素子の間に設けられ、入力光は上記第１の偏光子、上記ファラデー回転子、上
記複屈折素子及び上記第２の偏光子の順に通過し、上記複屈折素子の光学軸と上記第２の偏光子の透過軸と
がなす角をθとするときに、θ≠ｎπ／２（ｎは整数）
を満足する可変光学フィルタ。
【請求項１１】請求項１０に記載の可変光学フィルタ
であって、上記角θはπ／４に等しい可変光学フィルタ。
【請求項１２】請求項１１に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１及び第２の偏光子の透過軸は互いに平行である
可変光学フィルタ。
【請求項１３】請求項１１に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第２の偏光子の透過軸は上記複屈折素子の光学軸に
平行である可変光学フィルタ。
【請求項１４】請求項１０に記載の可変光学フィルタ
であって、上記角θはπ／４と異なる可変光学フィルタ。
【請求項１５】請求項１０に記載の可変光学フィルタ
であって、上記複屈折素子及び上記第２の偏光子の間に設けられる
１／４波長板を更に備えた可変光学フィルタ。
【請求項１６】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記ファラデー回転子は第１及び第２のファラデー回転
子からなり、上記複屈折素子は上記第１及び第２のファラデー回転子
の間に設けられ、入力光は上記第１の偏光子、上記第１のファラデー回転
子、上記複屈折板、上記第２のファラデー回転子及び上
記第２の偏光子の順に通過する可変光学フィルタ。
【請求項１７】請求項１６に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１のファラデー回転子のファラデー回転角と上記
第２のファラデー回転子のファラデー回転角とが実質的
に等しくなるように上記第１及び第２のファラデー回転
子を制御する手段を更に備えた可変光学フィルタ。
【請求項１８】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記複屈折素子は第１及び第２の複屈折素子からなり、上記ファラデー回転子は上記第１及び第２の複屈折素子
の間に設けられ、入力光は上記第１の偏光子、上記第１の複屈折素子、上
記ファラデー回転子、上記第２の複屈折素子及び上記第
２の偏光子の順に通過する可変光学フィルタ。
【請求項１９】請求項１８に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１及び第２の複屈折素子の光学軸は互いに平行で
ある可変光学フィルタ。
【請求項２０】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記第１及び第２の偏光子の間に設けられる可変移相子
を更に備え、入力光は上記第１の偏光子に供給される可変光学フィル
タ。
【請求項２１】請求項２０に記載の可変光学フィルタ
であって、上記可変移相子は、第１及び第２の１／４波長板と、該
第１及び第２の１／４波長板の間に設けられるもう１つ
の可変ファラデー回転子とを備えている可変光学フィル
タ。
【請求項２２】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記ファラデー回転子は、光路上に配置された磁気光学
結晶と、互いに異なる方向の第１及び第２磁界をこれら
の合成磁界の強さが予め定められた値よりも大きくなる
ように上記磁気光学結晶に対して印加する磁界印加手段
と、上記第１及び第２の磁界の強さの少なくとも一方を
変化させる磁界調整手段とを含む可変光学フィルタ。
【請求項２３】請求項２２に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１及び第２磁界は上記磁気光学結晶を透過する光
の伝搬方向を含む平面内の互いに直交する方向にそれぞ
れ印加される可変光学フィルタ。
【請求項２４】請求項２２に記載の可変光学フィルタ
であって、上記磁界印加手段は上記第１及び第２磁界をそれぞれ印
加する電磁石及び永久磁石を含み、上記磁界調整手段は
上記電磁石の駆動電流を調整する可変光学フィルタ。
【請求項２５】請求項２２に記載の可変光学フィルタ
であって、上記磁界印加手段は上記第１及び第２磁界をそれぞれ印
加する第１及び第２の電磁石を含み、上記磁界調整手段は上記第１及び第２の電磁石の駆動電
流の少なくとも一方を調整する可変光学フィルタ。
【請求項２６】請求項２２に記載の可変光学フィルタ
であって、上記予め定められた値は上記磁気光学結晶の磁化が飽和
するのに必要とされる磁界の強さに相当する値である可
変光学フィルタ。
【請求項２７】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記第１及び第２の偏光子はそれぞれ複屈折物質からな
る第１及び第２のくさび板からなり、該第１及び第２のくさび板は、該第１のくさび板の頂部
及び底部がそれぞれ該第２のくさび板の底部及び頂部に
対向し且つ対応する面同士が互いに平行になるように配
置され、第１の光ファイバと、該第１の光ファイバからの光を上
記第１のくさび板に供給するための第１のレンズと、上記第２のくさび板からの光を集束させる第２のレンズ
と、該第２のレンズにより集束された光ビームが所定の条件
の下に結合する第２の光ファイバとを更に備えた可変光
学フィルタ。
【請求項２８】請求項２７に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１及び第２のくさび板の各々の偏光分離角を
θ″、上記第２の光ファイバのコアの直径をａ、上記第
２のレンズの焦点距離をｆとするときに、ｆｓｉｎθ″＜ａを満足する可変光学フィルタ。
【請求項２９】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記第１の偏光子は複屈折物質からなる第１のくさび板
からなり、上記第２の偏光子はそれぞれ複屈折物質からなる第２及
び第３のくさび板からなり、該第１乃至第３のくさび板は、該第１のくさび板の頂部
及び底部がそれぞれ該第２のくさび板の底部及び頂部に
対向し、該第２のくさび板の頂部及び底部がそれぞれ該
第３のくさび板の底部及び頂部に対向するように配置さ
れ、第１の光ファイバと、該第１の光ファイバからの光を上記第１のくさび板に供
給するための第１のレンズと、上記第３のくさび板からの光を集束させる第２のレンズ
と、該第２のレンズにより集束された光ビームが所定の条件
の下に結合する第２の光ファイバとを更に備えた可変光
学フィルタ。
【請求項３０】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記第１及び第２の偏光子はそれぞれ複屈折物質からな
る第１及び第２の平板からなり、第１の光ファイバと、該第１の光ファイバからの光を上記第１の平板に供給す
るための第１のレンズと、上記第２の平板からの光を集束させる第２のレンズと、該第２のレンズにより集束された光ビームが所定の条件
の下に結合する第２の光ファイバとを更に備えた可変光
学フィルタ。
【請求項３１】請求項１に記載の可変光学フィルタで
あって、上記第１及び第２の偏光子の間に設けられる少なくとも
１つのフィルタユニットを更に備え、該少なくとも１つのフィルタユニットの各々は、上記第
１の偏光子、上記複屈折素子及び上記ファラデー回転子
にそれぞれ相当するエレメントを含む可変光学フィル
タ。
【請求項３２】請求項３１に記載の可変光学フィルタ
であって、上記第１及び第２の偏光子の間に設けられる可変移相子
を更に備え、上記各フィルタユニットは上記可変移相子に相当するエ
レメントを更に含む可変光学フィルタ。