WO2003104881A1 - 可変光学フィルタ - Google Patents

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WO2003104881A1
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polarizer
variable
wavelength
optical axis
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福島　暢洋
中田　英則
徳増　次雄
大田　猶子
Original Assignee
富士通株式会社
エフ・ディー・ケイ株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2203/00—Function characteristic
    • G02F2203/05—Function characteristic wavelength dependent
    • G02F2203/055—Function characteristic wavelength dependent wavelength filtering

Definitions

  • the present invention relates to a variable optical finoletor used in an optical communication system and the like. More specifically, a phase difference element is arranged before and after a variable Faraday rotator in an optical path, and the optical axes of two phase difference elements are set in different directions. It relates to a variable optical filter with improved non-linearity (linearity when logarithmic transmittance is displayed) over a wide operating tilt range by setting. Background art
  • one or more optical amplifiers such as an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) are incorporated in each repeater, and long-distance transmission is performed by amplifying the attenuated signal. .
  • EDFA erbium-doped fiber amplifier
  • the amplification wavelength characteristics of the EDFA affect communication quality.
  • the wavelength characteristics of each EDFA are corrected by a fixed optical gain equalizer for each EDFA, but the wavelength characteristics will be inclined due to aging or fluctuations in the input signal light. For multiple cascaded EDFAs, the accumulation of this slope degrades the optical signal-to-noise of the lossy channel. To correct this tilt, a variable optical filter is used.
  • variable optical filter having a structure in which a first polarizer, a phase difference element, a variable Faraday rotator, and a second polarizer are arranged in this order along an optical axis (Japanese Patent Laid-Open No. -212044).
  • the transmittance has the rotation angle wavelength dependence of the variable Faraday rotator, and the wavelength characteristic of the phase difference element changes in a trigonometric function.
  • the slope of an EDFA is expressed by the logarithm of the wavelength characteristic. It is known that when displayed, it changes so as to follow a straight line, and it is required to compensate for this as accurately as possible. However, conventional techniques are not always sufficient. Disclosure of the invention
  • An object of the present invention is to provide a tunable optical filter capable of improving linearity when a loss wavelength characteristic is expressed in logarithm over a given wide operating bandwidth. It is another object of the present invention to provide a tunable optical filter capable of reducing variation in average insertion loss over a given wide operating bandwidth.
  • One embodiment of the present invention provides a first polarizer, a first phase difference element for generating a phase difference, a variable Faraday rotator for performing variable Faraday rotation, and a second phase for generating a phase difference.
  • another embodiment of the present invention provides a first polarizer, a first phase difference element for generating a phase difference, a variable Faraday rotator for performing variable Faraday rotation, and a second phase for generating a phase difference.
  • the rotation direction of the angle ⁇ is positive
  • the angle ⁇ formed by the polarization transmission direction of the second polarizer with respect to the polarization transmission direction of the first polarizer is ⁇ >
  • the optical axis of the first phase difference element is the transmitting polarization azimuth and angle of the first polarizer ( ⁇ ⁇ 0, Ri optic axis of the second retardation element is transmitted polarization azimuth and angle phi 2 of the first polarizer phi 2 ⁇ 0 der ,
  • FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a variable optical filter according to the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between the transmission polarization direction and the optical axis
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the present invention
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the loss wavelength characteristic according to the present invention.
  • FIG. 5 is a graph showing the linearity of the loss wavelength characteristic according to the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the loss slope and the average insertion loss according to the present invention.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between wavelength tilt and linearity according to the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing the relationship between the Faraday rotation angle and the wavelength tilt according to the present invention
  • FIG. 9 is a configuration diagram of the prior art
  • FIG. 10 is a graph showing an example of a loss wavelength characteristic according to the related art.
  • Figure 11 is a graph showing the linearity of the loss wavelength characteristic according to the prior art.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the loss slope and the average insertion loss according to the prior art.
  • FIG. 1 shows the basic configuration of the variable optical filter according to the present invention.
  • the variable optical filter includes a first polarizer 10, a first phase difference element 12 for generating a phase difference, a variable Faraday rotator 14 for providing a variable Faraday rotation, and a second Faraday rotator 14 for generating a phase difference.
  • the phase difference element 16 and the second polarizer 18 are arranged along the optical axis in that order.
  • FIG. 2 when the optical axes of the first and second phase difference elements and transmitting polarization azimuth and angle of the first polarizer, and a phi ⁇ Pi phi 2 respectively, ⁇ and [Phi 2 And the different angles (That is, set to ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ .
  • the second direction with respect to the polarization transmission direction of the first polarizer is The angle ⁇ formed by the polarization transmission direction of the polarizer of ⁇ is ⁇ > 0, the angle formed by the optical axis of the first phase difference element with the transmission polarization direction of the first polarizer ⁇ i is ⁇ ⁇ 0, and the second phase difference The angle ⁇ 2 between the optical axis of the element and the transmitted polarization direction of the first polarizer is ⁇ 2 ⁇ 0.
  • the directions of cancellation are opposite, so the phase difference elements are arranged before and after the variable Faraday rotator, and the angle formed by the optical axis differs in each case. To do.
  • phase differences generated by the first and second phase difference elements are ⁇ i and ⁇ 2 , at least one of them is (2 n + 1) ⁇ / 4 ( Where ⁇ is any wavelength within the given transmission band).
  • a preferred example is the center wavelength of a given transmission band.
  • the phase difference ⁇ of the first phase difference element is 13/4 ⁇ 9 ⁇ 4 ⁇ .
  • the phase difference delta 2 of the second phase Samoto child is 1 3/4 lambda. ⁇ 2 ⁇ 49 4 ⁇ .
  • the variation of the average insertion loss at a wavelength slope of 5 dB to +5 dB at a transmission bandwidth of 4 Onm is 0.5 dB or less.
  • phase difference ⁇ of the first phase difference element is 1 3/4 ⁇ . ⁇ ⁇ 9 ⁇ 4 ⁇ .
  • phase difference ⁇ 2 of the second phase difference element is 13 / 4 ⁇ . ⁇ ⁇ 2 ⁇ 4 9/4 ⁇ .
  • There is a variable optical filter having a transmission bandwidth of 4 Onm and a linearity of a loss wavelength characteristic in a wavelength inclination of 5 dB to +5 dB less than 0.2 dB.
  • the phase difference ⁇ of the first phase difference element becomes ⁇ ⁇ / ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ 4 9/4 ⁇ .
  • a phase difference delta 2 of the second phase difference element 1 3/4 ⁇ ⁇ 2 ⁇ 49/4 ⁇ , the transmission bandwidth 4 loss wavelength in the wavelength tilt one 5 d B ⁇ + 5 d B at Onm
  • There is a variable optical filter having a characteristic linearity of 0.2 dB or less and a variable inclination range of 16.5 dB to +6.5 dB.
  • phase Sa ⁇ and delta 2 range in example combinations linear 1-raw when the transmittance shown logarithmic table is very good, when determined from the results of the simulated Chillon under different conditions It was obtained as a necessary condition.
  • phase difference ⁇ Pi delta 2 phi There phi 2, S
  • first magnetic field applying means for magnetically saturating the magneto-optical crystal, and non-parallel to the applied magnetic field direction of the first magnetic field applying means
  • second magnetic field applying means for applying a variable magnetic field in various directions.
  • the first and second polarizers are wedge plates made of a birefringent material, and are disposed so that their tops and bottoms are opposite to each other. A configuration having a flat plate shape is also possible.
  • the first polarizer it is preferable to combine the first polarizer so that the optical axis direction of the first phase difference element is orthogonal to the optical axis direction of the first polarizer when viewed in the optical axis direction.
  • the materials of the first and second retardation elements are changed so that the temperature characteristics of the refractive index changes have opposite signs. Then, the temperature characteristics as a whole can be improved.
  • the first and second phase difference element for example a crystal, vanadate Germany thorium (YV_ ⁇ 4), lead molybdate (P BMo0 4), rutile (T i 0 2), etc. can be used.
  • Bi-substituted rare earth iron garnet was used for the magneto-optical crystal of the variable Faraday rotator, and quartz was used for the first and second phase difference elements.
  • the direction of rotation of polarized light is positive in the counterclockwise direction (therefore, the direction of rotation of the Faraday rotator at a rotation angle of 0 is also positive).
  • the optical axis of the second phase difference element is the transmission polarization direction of the first polarizer.
  • the phase difference ⁇ of the first phase difference element is 33 / 4 ⁇ .
  • Figure 5 shows the loss deviation (deviation from linearity).
  • FIGS. 4 and 5 which show the loss wavelength characteristics, the linearity is maintained even when the slope (defined by the loss difference at both ends of the wavelength) increases.
  • series 1 to 5 correspond to different Faraday rotation angles, and the slopes are +5 dB, +2.5 dB, 0 dB, one 2.5 dB, one It corresponds to 5 dB.
  • the linearity of the loss wavelength characteristics is evaluated by the difference between the straight line connecting the loss values at both ends of the wavelength at each slope and the loss at each wavelength.
  • a linearity of ⁇ 0.2 dB is realized in a tilt range of +5 dB to 1-5 dB.
  • the linearity is from +0.2 dB to 10.6 dB in the same range as shown in FIGS. 10 and 11.
  • FIG. Figure 6 shows an example of one loss slope.
  • the average insertion loss is the average of the loss values at each wavelength.
  • the variation of the average input loss is 0.3 dB in the slope range of 15 dB to 15 dB, and the variation of the average input loss in the conventional technology (0.5 dB in Fig. 12). ).
  • FIG. 7 shows an example of the wavelength gradient linearity (linearity-one wavelength gradient) in the configuration of the present invention shown in FIG.
  • the linearity is the linearity when the loss wavelength characteristic is expressed in logarithm.
  • FIG. 8 shows the relationship between the Faraday rotation angle and the wavelength tilt obtained under the same conditions as those for obtaining FIG.
  • the advantage is that the wavelength tilt can be continuously changed by changing the rotation angle.
  • the front of the variable Faraday rotator in the optical path Since the phase difference element is arranged later and the optical axes of the two phase difference elements are set to different directions, the non-linearity (linearity when logarithmic transmittance is displayed) in a wide operation inclination range is good. ( ⁇ 0.2 dB) variable optical filter is obtained.
  • the controllable wavelength range is expanded, and the signal light range can be used in a wider wavelength range, resulting in large-capacity transmission.

Abstract

第１の偏光子と、位相差を生じさせる第１の位相差素子と、可変のファラデー回転を与える可変ファラデー回転子と、位相差を生じさせる第２の位相差素子と、第２の偏光子とを備え、前記偏光子、前記可変ファラデー回転子、及び前記位相差素子は前記の順に光軸に沿って配列されており、前記第１及び第２の位相差素子の光学軸が第１の偏光子の透過偏光方位となす角をそれぞれφ１及びφ２としたとき、φ１とφ２とが異なる角度に設定されている可変光学フィルタである。前記ファラデー回転子の回転角θの回転方向を正としたとき、第１の偏光子の偏光透過方位に対する第２の偏光子の偏光透過方位のなす角δをδ＞０、第１の位相差素子の光学軸が第１の偏光子の透過偏光方位となす角φ１をφ１＜０、第２の位相差素子の光学軸が第１の偏光子の透過偏光方位となす角φ２をφ２＜０とし、且つφ１≠φ２に設定することができる。

Description

明 細 書 可変光学フィルタ 技術分野
本発明は、 光通信システム等で使用する可変光学フイノレタに関し、 更に詳しく 述べると、 光路中で可変ファラデー回転子の前後に位相差素子を配置し、 2つの 位相差素子の光学軸を異なる方位に設定することで、広い動作傾斜範囲において 非直線性 （透過率の対数表示したときの直線性） を改善した可変光学フィルタに 関する。 背景技術
波長分割多重 （WDM) 通信では、 エルビウムドープファイバ増幅器 (EDF A) 等の 1個もしくは複数個の光増幅器を中継器毎に組み込み、 減衰した信号を 増幅することで長距離の伝送を行っている。 この場合、 EDFAの増幅波長特性 が通信品質に影響を及ぼしている。 各 EDFAによる波長特性は、 個々の EDF A毎に固定の光利得等化器で補正を行っているが、 経時変化や入力信号光の変動 によって波長特性に傾斜が生じる。 縦続接続された複数の EDFAについて、 こ の傾斜が累積すると、 損失の大きいチャンネルの光信号対ノイズが悪化する。 この傾斜を補正するために、 可変光学フィルタが用いられる。 従来技術として は、 例えば、 第 1の偏光子、 位相差素子、 可変ファラデー回転子、 第 2の偏光子 を、 その順に光軸に沿って配列した構造の可変光学フィルタがある （特開平 1 1 -212044号公報参照） 。
このような可変光学フィルタは、 波長傾斜特性を補償する場合、 透過率が可変 ファラデー回転子の回転角波長依存性を有するとともに、位相差素子の波長特性 が三角関数的に変化する。 し力 し、 一般に EDFAの傾斜は、 波長特性を対数で 表示した場合に直線に乗るように変化することが知られており、 これを可能な限 り正確に補償することが求められるが、 従来技術では必ずしも十分ではない。 発明の開示
本発明の一の目的は、 損失波長特性を対数表示した場合の直線性を、 与えられ た広い動作帯域幅にわたり改善できる可変光学フィルタを提供することである。 また本発明の他の目的は、 平均挿入損失の変動を、 与えられた広い動作帯域幅に わたり低減できる可変光学フィルタを提供することである。
本発明の一の態様は、 第 1の偏光子と、 位相差を生じさせる第 1の位相差素子 と、 可変のファラデー回転を与える可変ファラデー回転子と、 位相差を生じさせ る第 2の位相差素子と、第 2の偏光子とを備え、前記偏光子、前記可変フ了ラデー 回転子、 及ぴ前記位相差素子は前記の順に光軸に沿って配列されており、 前記第 1及び第 2の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角をそ れぞれ 及ぴ Ψ 2としたとき、 と φ 2とが異なる角度に設定されている可変光 学フイノレタである。
また本発明の他の態様は、 第 1の偏光子と、 位相差を生じさせる第 1の位相差 素子と、 可変のファラデー回転を与える可変ファラデー回転子と、 位相差を生じ させる第 2の位相差素子と、 第 2の偏光子とを備え、 前記偏光子、 前記可変ファ ラデー回転子、 及ぴ前記位相差素子は前記の順に光軸に沿って配列されており、 前記ファラデー回転子の回転角 Θの回転方向を正としたとき、 第 1の偏光子の偏 光透過方位に対する第 2の偏光子の偏光透過方位のなす角 δは δ > 0、第 1の位 相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 は (^〈0、第 2の 位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 φ 2は φ 2 < 0であ り、 且つ Φ ^ 2に設定されている可変光学フィルタである。
本発明の上記以外の特徴及びその目的とするところは、添付図面を参照しつつ 本明細書の記載を読むことにより明らかとなるであろう。 図面の簡単な説明
図 1は本発明に係る可変光学フィルタの基本構成を示す説明図、
図 2はその透過偏光方位及び光学軸の関係を示す説明図、
図 3は本発明の構成図、
図 4は本発明による損失波長特^の一例を示すグラフ、
図 5は本発明による損失波長特性直線性を示すグラフ、
図 6は本発明による損失傾斜と平均挿入損失の関係を示すグラフ、
図 7は本発明による波長傾斜と直線性の関係を示すグラフ、
図 8は本発明によるファラデー回転角と波長傾斜の関係を示すグラフ、 図 9は従来技術の構成図、
図 1 0は従来技術による損失波長特性の一例を示すグラフ、
図 1 1は従来技術による損失波長特性直線性を示すグラフ、
図 1 2は従来技術による損失傾斜と平均挿入損失の関係を示すグラフである。 本発明及びその利点のより完全な理解のために、 以下の説明を添付の図面と共 に参照されたい。 発明を実施するための最良の形態
本明細書における説明及び添付図面の記載により、少なくとも次の事項が明ら かにされる。
本発明に係る可変光学フィルタの基本構成を図 1に示す。 この可変光学フィル タは、第 1の偏光子 1 0、位相差を生じさせる第 1の位相差素子 1 2、可変のファ ラデー回転を与える可変ファラデー回転子 1 4、位相差を生じさせる第 2の位相 差素子 1 6、 第 2の偏光子 1 8が、 その順に光軸に沿って配列されている。 そし て図 2に示すように、 第 1及び第 2の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過 偏光方位となす角を、それぞれ φ 及ぴ φ 2としたとき、 ^ と Φ 2とを異なる角度 (即ち (ί^^φ^ に設定する。 より好ましくは、 ファラデー回転子の回転角 Θの 回転方向を正方向 (Θ >0) としたとき、 第 1の偏光子の偏光透過方位に対する 第 2の偏光子の偏光透過方位のなす角 δは δ〉 0、 第 1の位相差素子の光学軸が 第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 φ iは φ < 0、第 2の位相差素子の光学軸 が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 ψ 2は φ2< 0とする。
第 1の偏光子 1 0、 第 1の位相差素子 1 2、 可変ファラデー回転子 14、 第 2 の位相差素子 1 6、 第 2の偏光子 1 8の順に光は透過する。 この構成で、 ファラ デ一回転角が変化すると、 それに応じて透過光強度の波長依存性が変化する。 こ のとき、 第 1の位相差素子と第 2の位相差素子の光学軸方位差の条件と、 位相差 の波長依存性、 可変ファラデー回転子の回転角波長依存性、 第 1の偏光子と第 2 の偏光子の透過偏光方位の組み合わせにより、第 2の偏光子を透過した透過光強 度波長依存性は使用範囲の任意のファラデ一回転角で、真数で表した場合に非線 形性をもち、 対数表示したときに直線に近くなる。 第 1の位相差素子の波長特性 と第 2の位相差素子の波長特性は合成されるが、 合成の結果、 直線性が最適にな る組み合わせが少なくとも 1組は存在するためである。 ここでプラスの傾きの場 合とマイナスの傾きの場合、 打ち消す方向が逆になるため、 位相差素子を可変 ファラデー回転子の前後に配置して、 それぞれの場合に光学軸のなす角度が異な るようにする。
前記第 1及び第 2の位相差素子で生じる位相差をそれぞれ Δ i及び Δ 2とした とき、それらのうち少なくとも一方は、予め与えられた透過帯域内において、 （2 n+ 1) λ/4 (伹し、 λは与えられた透過帯域内の任意の波長） とするのが好 ましい。 ^
好ましい一例としては、 与えられた透過帯域の中心波長をえ。としたとき、 第 1の位相差素子の位相差 Δ が 1 3/4 ^^ ^ 9Ζ4 λ。、第 2の位相差素 子の位相差 Δ 2が 1 3/4 λ。≤Δ2^49 4ぇ。であり、 透過帯域幅 4 Onm に て波長傾斜一 5 d B〜+ 5 d Bにおける平均挿入損失の変動が 0. 5 dB以下と なっている可変光学フィルタがある。
他の好ましい例としては、 与えられた透過帯域の中心波長を； 。としたとき、 第 1の位相差素子の位相差 Δ が 1 3/4 ^。^ ^ 9Ζ4 λ。、第 2の位相差 素子の位相差 Δ 2が 1 3/4 λ。≤ Δ 2≤ 4 9/4 λ。であり、 透過帯域幅 4 Onm にて波長傾斜一 5 d B〜+ 5 d Bにおける損失波長特性の直線性が 0. 2 d B以 下となっている可変光学フィルタがある。
更に他の好ましい例としては、 与えられた透過帯域の中心波長を λ Qとし、 帯 域外の波長をえとしたとき、 第 1の位相差素子の位相差 Δ が Ι Β/Α λ ο^ Δ ≤ 4 9/4 λ。、 第 2の位相差素子の位相差 Δ2が 1 3/4 λ≤ Δ 2≤ 49/4 λ であり、透過帯域幅 4 Onmにて波長傾斜一 5 d B〜+ 5 d Bにおける損失波長特 性の直線性が 0. 2 d B以下であり、 且つ可変傾斜範囲を一 6. 5 d B〜+ 6. 5 d Bとした可変光学フィルタがある。
なお、 これら好ましい例における位相差厶 及び Δ 2の範囲は、透過率を対数表 示したときの直線 1·生が極めて良好となる組み合わせを、条件を変えてシミュレー シヨンした結果から求めたときの必要条件として得られたものである。 この位相 差 及ぴ Δ 2の範囲内で他のパラメータ (φい φ 2、 S) を適切に設定すること により、 最適の特 14を発現させることができる。
前記ファラデー回転子としては、 光路中に配置された磁気光学結晶と、 該磁気 光学結晶を磁気飽和させる第 1の磁界印加手段と、 該第 1の磁界印加手段の印加 磁界方向に対して非平行な方向に可変磁界を印加する第 2の磁界印加手段を具 備している構成が好ましい。 また前記第 1及び第 2の偏光子が、 複屈折材料から なるくさび板であり、それらの頂部と底部が互いに反対向きとなるように配置さ れ、 第 1及ぴ第 2の位相差素子が平板状をなしている構成も可能である。 その場 合、第 1の偏光子の光学軸方位に対して第 1の位相差素子の光学軸方位が光軸方 向で見て直交するように組み合わせるのがよい。 第 1及び第 2の位相差素子の材 質を変えて、 その屈折率変化の温度特性が互いに反対符号の特性を呈するように すると、 全体としての温度特性を改善できる。
本発明では、 第 1及び第 2の位相差素子として、 例えば水晶、 バナジン酸イツ トリウム （YV〇4) 、 モリブデン酸鉛 （P bMo04) 、 ルチル （T i 02) な どが使用できる。
〈〈実施例〉〉
図 3に示す本発明の構成において、 可変ファラデー回転子の磁気光学結晶に B i置換希土類鉄ガーネットを用い、第 1及び第 2の位相差素子に水晶を用いた。 なお、 図 3中の符号は図 1の符号に対応している。 偏光の回転方向は反時計回り を正 （従ってファラデー回転子の回転角 0の回転方向も正） とする。 透過帯域は 1530〜： L 570mti (帯域幅は 4 Onm 中心波長； I。= 1550 nra) である。 第 1の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 φ は φ = 一 6° 、 第 2の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 φ2 は φ 2 =— 34° 、 第 1の偏光子に対する第 2の偏光子の偏光透過方位のなす角 δは δ = 8° とする。 そして、第 1の位相差素子の位相差 Δ が 33/4 λ 。、第 2の位相差素子の位相差 Δ2が Δ 2==21/4 λ。の場合の損失波長特性を図 4及び図 5に示す。 なお、 図 5は損失偏差 （直線性からのずれ） を表している。 損失波長特性を示す図 4及び図 5から分かるように、 傾斜 （両端の波長での損 失差で定義する） が大きくなっても直線性が保たれている。 図 4及び図 5におい て、 系列 1〜 5は異なるファラデ一回転角に対応しており、 それぞれ傾斜 + 5 d B， +2. 5 d B, 0 d B, 一 2. 5 d B, 一 5 d Bに対応している。 損失波長 特性の直線性は、 各傾斜において両端の波長での損失値を結んだ直線と、 各波長 での損失との差で評価している。傾斜範囲 + 5 d B〜一 5 d Bにおいて直線性は ±0. 2 dBが実現されている。
比較のために、 図 9で示す従来技術の構成では、 図 10及ぴ図 1 1に示すよう に、 同様の範囲で直線性は +0. 2 d B〜一 0. 6 dBである。
図 3に示す本発明の構成において、 平均挿入損失の傾斜依存性 （挿入損失変動 一損失傾斜） の一例を図 6に示す。 なお、 平均挿入損失とは、 各波長での損失の 値の平均値のことである。 透過帯域は 1530〜 1570 nm (帯域幅は 4 Onm、 中心波長 λ Q= 155 Onm) である。 第 1の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子 の透過偏光方位となす角 は <^ =ー14° 、第 2の位相差素子の光学軸が第 1 の偏光子の透過偏光方位となす角 φ 2は φ2 =— 33° 、第 1の偏光子に対する第 2の偏光子の偏光透過方位のなす角 δは δ = 8° とする。 そして、 第 1の位相差 素子の位相差 が 1：=45/4 λ 0 第 2の位相差素子の位相差 Δ 2が Δ 2=2 9/4 X。の場合、一 5 dB〜十 5 dBの傾斜範囲で、平均揷入損失の変動が 0. 3 d Bとなっており、 従来技術における平均揷入損失の変動 （図 12では 0. 5 d B) よりも抑えられていることがわかる。
更に、図 3に示す本発明の構成において、波長傾斜直線性（直線性一波長傾斜） の一例を図 7に示す。 なお、 直線性とは、 損失波長特性を対数表示した場合の直 線性のことである。 透過帯域は 1530〜 1570 nm (帯域幅は 40nm、 中心波 長 λ。= 1550ηΐη) である。 第 1の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過 偏光方位となす角 は (^ =—13° 、第 2の位相差素子の光学軸が第 1の偏光 子の透過偏光方位となす角 φ2は φ2 =—52° 、第 1の偏光子に対する第 2の偏 光子の偏光透過方位のなす角 δは δ = 8 ° に設定する。 そして、 第 1の位相差素 子の位相差 が Δι:=33/4 λ。、 第 2の位相差素子の位相差 Δ 2が Δ 2=21 /4 λ (波長 = 1590 nra) の場合、 一 5 dB〜十 5 dBの傾斜範囲で、 直線 性が 0. 2 dB以下に抑えられていることがわかる。
また、 図 7を得たのと同じ条件において求めたファラデー回転角と波長傾斜の 関係を図 8に示す。 フ了ラデー回転角を可変することで波長傾斜を連続的に変化 させうることが分力る。 産業上の利用の可能性
以上説明した本発明の実施形態によれば、 光路中で可変ファラデー回転子の前 後に位相差素子を配置し、 2つの位相差素子の光学軸を異なる方位に設定した構 成であるので、 広い動作傾斜範囲における非直線性 （透過率を対数表示したとき の直線性） が良好な （< ± 0 . 2 d B ) 可変光学フィルタが得られる。 これによ り、 制御可能な波長範囲が拡大され、 より広い波長領域まで信号光範囲として使 用でき、 結果として大容量伝送が可能になる。
本発明の好適な実施形態について詳細に記載してきたが、添付の請求の範囲に より定義される発明の精神及び範囲から離れることなく、 これらにおける種々の 変更、 置換、 改造が可能であることが理解されるべきである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 .第 1の偏光子と、位相差を生じさせる第 1の位相差素子と、可変のファラデー 回転を与える可変ファラデ一回転子と、位相差を生じさせる第 2の位相差素子と、 第 2の偏光子とを備え、
前記偏光子、 前記可変ファラデー回転子、 及び前記位相差素子は前記の順に光 軸に沿って配列されており、
前記第 1及び第 2の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位とな す角をそれぞれ Φ i及ぴ ψ 2としたとき、 Φ と Φ 2とが異なる角度に設定されてい る可変光学フィルタ。
2 .第 1の偏光子と、位相差を生じさせる第 1の位相差素子と'、可変のファラデー 回転を与える可変ファラデー回転子と、位相差を生じさせる第 2の位相差素子と、 第 2の偏光子とを備え、
前記偏光子、 前記可変ファラデー回転子、 及び前記位相差素子は前記の順に光 軸に沿って配列されており、
前記ファラデー回転子の回転角 0の回転方向を正としたとき、 第 1の偏光子の 偏光透過方位に対する第 2の偏光子の偏光透過方位のなす角 δは δ〉 0、 第 1の 位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 φ iは φ く 0、第 2 の位相差素子の光学軸が第 1の偏光子の透過偏光方位となす角 ψ 2は φ 2 < 0で あり、 且つ Φ ψ 2に設定されている可変光学フィルタ。
3 .第 1及ぴ第 2の位相差素子で生じる位相差をそれぞれ Δ 及び Δ 2としたとき、 それらのうち少なくとも一方は、予め与えられた透過帯域内において（2 n + 1 ) λ / 4 (伹し、 λは与えられた透過帯域内の任意の波長） である請求項 1又は 2 記載の可変光学フィルタ。
4 . 与えられた透過帯域の中心波長を I。としたとき、 第 1の位相差素子の位相 差 が 1 3 4
Figure imgf000011_0001
9ノ4ぇ。、 第 2の位相差素子の位相差 Δ 2が 1 3 Z 4 。≤Δ 2 ^ 4 9 / 4 λ。であり、透過帯域幅 4 O nmにて波長傾斜一 5 d B〜 + 5 dBにおける平均挿入損失の変動が 0. 5 d B以下となっている請求項 3記 載の可変光学フィルタ。
5. 与えられた透過帯域の中心波長を; L。としたとき、 第 1の位相差素子の位相 差 Α が 1 3Z4 。 ^Δ ^Α 9/4 λ。、 第 2の位相差素子の位相差 Δ 2が 13 /4 λ。≤Δ2≤49/4え。であり、透過帯域幅 4 Onmにて波長傾斜一 5 dB〜 + 5 d Bにおける損失波長特性の直線性が 0. 2 d B以下となっている請求項 3 記載の可変光学フィ^ "タ。
6. 与えられた透過帯域の中心波長を； 。とし、 帯域外の波長を λとしたとき、 第 1の位相差素子の位相差 ェが 13/4
Figure imgf000012_0001
9/4 λ。、第 2の位相差 素子の位相差 Δ 2が 1 3 4 λ≤^2≤ 9/4 であり、 透過帯域幅 4 Onmに て波長傾斜一 5 dB〜+5 dBにおける損失波長特性の直線性が 0. 2 d B以下 であり、 且つ可変傾斜範囲を一 6. 5 dB〜+6. 5 dBとした請求項 3記載の 可変光学フィルタ。 '
7. ファラデー回転子は、 光路中に配置された磁気光学結晶と、 該磁気光学結晶 を磁気飽和させる第 1の磁界印加手段と、 該第 1の磁界印加手段の印加磁界方向 に対して平行でない方向に可変磁界を印加する第 2の磁界印加手段を具備して いる請求項 1又は 2のいずれかに記載の可変光学フィルタ。
8. 第 1及び第 2の偏光子が、 複屈折材料からなるくさび板であり、 それらの頂 部と底部が互いに対向するように配置され、第 1及ぴ第 2の位相差素子が平板状 をなしており、 第 1の偏光子の光学軸方位に対して第 1の位相差素子の光学軸方 位が光軸方向で見て直交している請求項 1又は 2のいずれかに記載の可変光学
9. 前記第 1及び第 2の位相差素子は異なる材質によって形成されており、 その 屈折率変化の温度特性が互いに反対符号の特性を呈する請求項 1又は 2のいず れかに記載の可変光学フィルタ。
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