JP2002116389A

JP2002116389A - 可変光減衰器

Info

Publication number: JP2002116389A
Application number: JP2000305061A
Authority: JP
Inventors: Masahito Morimoto; 政仁森本; Isanori Sato; 功紀佐藤
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2000-10-04
Filing date: 2000-10-04
Publication date: 2002-04-19
Also published as: US20020061179A1

Abstract

(57)【要約】【課題】光減衰量の波長依存性を小さくすることがで
き、３０ｄＢ以上の光減衰量を達成でき、高光入力パワ
ーに耐えられる小型の可変光減衰器を提供する。【解決手段】図１の（ａ）に示すように、互いに間隔
を介して対向配置した光ファイバ３，４同士の間にレン
ズ７，８と基板９を配置し、光ファイバ３から出射され
る光のモードフィールド径をレンズ７で拡大し平行ビー
ムにして基板９側に伝搬する。同図の（ｂ）、（ｃ）に
示すように、基板９上に遮光板１を配置して光ファイバ
３，４同士の間で伝搬する光の少なくとも一部を遮る構
成とし、遮光板１の遮光端部にはＶ字形状の切り欠き部
２を形成する。櫛型駆動部６ａにより、静電力によって
遮光板１を前記光の光路と交わる方向に移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る光の減衰器として用いられるものであり、特に、光増
幅器の増幅特性平坦化に用いられる可変光減衰器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、波長多重伝送の急激な普及に伴
い、例えば図８に示すように、波長多重光の伝送路３０
の中継位置にそれぞれ光増幅器３１を設け、それぞれの
光増幅器３１によって前記波長多重伝送光を増幅するこ
とが行なわれるようになった。このように、複数の光増
幅器３１によって波長多重伝送光を増幅しながら伝送を
行なうと、長距離波長多重伝送が可能となる。

【０００３】同図に示すような波長多重伝送システムに
おいて、それぞれの光増幅器３１には、多波長光を一括
して増幅する機能が要求される。また、波長多重伝送の
伝送品質向上のために、複数の光増幅器３１による光増
幅後に伝送光波長間でのパワー差が少ないことが要求さ
れる。

【０００４】上記伝送光波長間でのパワー差を少なくす
るために、例えばそれぞれの光増幅器３１内に、多波長
光を一括して所望のパワーに揃える機能を有する可変光
減衰器を設けることが提案されている。

【０００５】この種の可変光減衰器には、波長ごとの
光減衰量が一定であること（換言すれば、波長を変化さ
せても光減衰量に変動が無いまたは変動が少ないこ
と）、３０ｄＢ以上の光減衰量を達成できること、
高光入力パワーに耐えられること、小型であること、
等が要求される。

【０００６】図９には、従来の可変光減衰器の一例が示
されている。同図に示す可変光減衰器は、光部品として
の光ファイバ３，４同士の間で伝搬する光の光路上に、
ガラス基板１１と光吸収膜１２を有する光吸収部材１５
を配置して形成されている。

【０００７】前記ガラス基板１１は、光ファイバ３，４
の光軸方向をＺ軸方向としたとき、Ｚ軸にほぼ直交する
ＸＹ平面上に配置され、前記光吸収膜１２はガラス基板
１１の表面側に堆積形成されている。光吸収膜１２は、
ＸＹ平面上で膜厚分布を有しており、例えばＺ軸方向の
厚みがＸ方向において図の右側に向かうにつれて徐々に
厚くなるように形成されている。光吸収膜１２の表面側
とガラス基板１１の裏面側にはそれぞれ、無反射コート
１３，１４が施されている。

【０００８】この可変光減衰器においては、同図の矢印
Ａに示すように、光吸収部材１５を図のＸ方向に移動す
ると、光ファイバ３，４の光路上における光吸収膜１２
の厚みが可変され、それにより、光減衰量が可変され
る。

【０００９】図１０の（ａ）には、可変光減衰器の別の
例が示されている。同図に示す可変光減衰器は、光路上
にファラデー回転子１６を設け、このファラデー回転子
１６を前記光路方向で両側から挟む複屈折楔板１７と永
久磁石１８とを設け、さらに、光路と直交する方向でフ
ァラデー回転子１６を両側から挟む電磁石１９を設けて
形成されている。なお、図中、２０は波長板を示す。

【００１０】この可変光減衰器は、電磁石１９に印加す
る印加電流によってファラデー回転子１６の磁化方向を
可変するものであり、ファラデー効果を用いて光減衰量
を可変可能としたものである。なお、上記２種の可変光
減衰器は実用化されている。

【００１１】図１１の（ａ）には、可変光減衰器のさら
に別の例が示されている。同図に示す可変光減衰器は、
光ファイバ３の光路上に配置される直線状のシャッター
板２１と、このシャッター板２１の移動機構を有してい
る。この可変光減衰器においては、シャッター板２１を
図のＸ方向に移動していき、シャッター板２１による遮
光量を可変する。なお、同図に示す可変光減衰器の構成
は、IEEE Journal ofSelected Topics in Quantum Elec
tronics,Vol.5,No.1,January/February 1999,pp18-25に
記載されている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示した可変光減衰器において、光吸収膜１２によって３
０ｄＢ以上の光減衰量を得ようとすると、現状の技術で
は光吸収膜１２の幅（図のＷｘ）を１ｃｍ程度に大きく
する必要があり、この光吸収膜１２等の移動のために
は、モータ等の移動手段が必要不可欠である。そのた
め、装置の小型化が困難であった。

【００１３】また、光吸収膜１２を設けて可変光減衰器
を形成すると、入射光パワーが大きい場合に光吸収膜１
２が熱を持ち、閾値以上のパワーの光が入射すると光吸
収膜１２が破壊されるといった問題もあった。

【００１４】一方、図１０の（ａ）に示す可変光減衰器
においては、例えば同図の（ｂ）の特性線ａ、ｂ、ｃに
示すように、光減衰特性の波長依存性が大きく、ある波
長で所望の光減衰量が得られても、波長が異なると所望
の光減衰量にならないといった問題があった。なお、上
記特性線ａは波長１５３５ｎｍの光減衰量を、特性線ｂ
は波長１５４９ｎｍの光減衰量を、特性線ｃは波長１５
６５ｎｍの光減衰量をそれぞれ示す。

【００１５】また、この可変光減衰器においては、電磁
石１９、ファラデー回転子１６、永久磁石１８の他、図
示されていない偏光子や検光子を必要とするため、構成
が複雑になり、装置の小型化も難しいといった問題があ
った。

【００１６】さらに、図１１の（ａ）に示す可変光減衰
器においても、例えば同図の（ｂ）の特性線ａ、ｂに示
すように、光減衰特性の波長依存性が大きいといった問
題があった。

【００１７】なお、同図の（ｂ）の特性線ａは、シャッ
ター板２１の位置を、１５００ｎｍの波長で１２．２ｄ
Ｂ減衰させる位置に固定し、波長を変化させた場合の光
減衰特性の波長依存性を示すものであり、この場合、１
６００ｎｍの波長における光減衰量と波長１５００ｎｍ
の波長における光減衰量とを比較すると、約０．８ｄＢ
の光減衰量差が発生している。

【００１８】また、同図の（ｂ）の特性線ｂは、シャッ
ター板２１の位置を、１５００ｎｍの波長で１３．５ｄ
Ｂ減衰させる位置に固定し、波長を変化させた場合の光
減衰特性の波長依存性を示すものであり、この場合、１
６００ｎｍの波長における光減衰量と波長１５００ｎｍ
の波長における光減衰量とを比較すると、約１ｄＢの光
減衰量差が発生している。

【００１９】このように、図１１の（ａ）に示す可変光
減衰器においては、光減衰量が大きくなると、光減衰特
性の波長依存性がより顕著になるために、３０ｄＢの光
減衰量を得ようとした場合には、その波長依存性が特性
線ｂよりもさらに大きくなり、波長依存性の問題を解決
しなければ、その実用化が困難であった。

【００２０】本発明は、上記課題を解決するために成さ
れたものであり、その目的は、光減衰量の波長依存性を
小さくすることができ、例えば３０ｄＢ以上の光減衰量
を達成でき、高光入力パワーに耐えられる小型の可変光
減衰器を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のような構成をもって課題を解決するた
めの手段としている。すなわち、第１の発明は、互いに
間隔を介して対向配置した光部品同士の間に配置されて
前記光部品同士の間で伝搬する光の少なくとも一部を遮
る１枚以上の遮光板と、該遮光板を前記光の光路と交わ
る方向に移動させる遮光板移動手段とを有し、前記遮光
板を用いて光減衰量の波長依存性を低減する構成と成
し、前記光減衰量の波長依存性の低減手段は少なくとも
１枚の遮光板の遮光端部を前記光減衰量の波長依存性を
低減する形状と成す手段と、複数枚の遮光板を前記光減
衰量の波長依存性を低減する配置と成す手段の少なくと
も一方の手段とした構成をもって課題を解決する手段と
している。

【００２２】また、第２の発明は、上記第１の発明の構
成に加え、前記遮光板の遮光端部には切り欠き部と張り
出し突起部の少なくとも一方が形成されている構成をも
って課題を解決する手段としている。

【００２３】さらに、第３の発明は、上記第１の発明の
構成に加え、前記遮光板は互いに間隔を介して対向配置
した光部品同士の間で伝搬する光の光路と交わる平面上
に前記光路の中心部を挟むまたは囲む態様で配置される
複数の遮光板と成しており、これらの遮光端部は直線形
状と成している構成をもって課題を解決する手段として
いる。

【００２４】さらに、第４の発明は、上記第３の発明の
構成に加え、前記遮光板の遮光端部には切り欠き部と張
り出し突起部の少なくとも一方が形成されている構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００２５】さらに、第５の発明は、上記第２または第
４の発明の構成に加え、前記切り欠き部はＶ字形状と成
している構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２６】さらに、第６の発明は、上記第５の発明の
構成に加え、前記切り欠き部のＶ字角度を９０°以上と
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２７】さらに、第７の発明は、上記第２または第
４の発明の構成に加え、前記張り出し突起部は３角以上
の多角形状である構成をもって課題を解決する手段とし
ている。

【００２８】さらに、第８の発明は、上記第１乃至第７
のいずれかの発明の構成に加え、前記遮光板の遮光面は
遮光する光の中心軸に対して傾いた構成とし、前記遮光
面と光の中心軸との成す角度を４５°以上９０°未満に
形成した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００２９】さらに、第９の発明は、上記第１乃至第８
のいずれかの発明の構成に加え、前記遮光板の光入射側
に光のモードフィールド径を拡大するレンズを設けた構
成をもって課題を解決する手段としている。

【００３０】さらに、第１０の発明は、上記第１乃至第
９のいずれかの発明の構成に加え、前記遮光板と遮光板
移動手段は、半導体微細加工技術を用いて基板上に形成
した構成をもって課題を解決する手段としている。

【００３１】さらに、第１１の発明は、上記第１乃至第
１０のいずれかの発明の構成に加え、前記遮光板移動手
段は静電力と電磁力の少なくとも一方により遮光板を移
動する構成をもって課題を解決する手段としている。

【００３２】さらに、第１２の発明は、上記第１乃至第
１１のいずれかの発明の構成に加え、１５３０ｎｍ〜１
５８０ｎｍの波長域における光部品同士間の伝搬光減衰
量の値を０ｄＢ〜８０ｄＢまでの範囲内の値にする構成
をもって課題を解決する手段としている。

【００３３】本発明者は、従来実用化されている可変光
減衰器の、吸収膜やファラデー回転子を用いた構成とす
ると、可変光減衰器に要求される前記〜の要求特性
のうち、波長ごとの光減衰量が一定である（波長依存
性が無い又は小さい）こと、高光入力パワーに耐えら
れること、小型であること、の少なくとも３つの要求
を満たすことは不可能であると考えた。

【００３４】また、図１１の（ａ）に示した提案例は、
シャッター板の適用により、上記実用化されている可変
光減衰器に比べて装置の小型化が可能であると考えた。
しかし、この提案例においては、可変光減衰器に要求さ
れる前記の要求特性を満足することはできない。した
がって、光減衰特性の波長依存性を低減するための新た
な構成のシャッター板方式を提案することとした。

【００３５】波長多重伝送用の光増幅器等に設けられる
可変光減衰器は、通常、互いに間隔を介して配置した光
ファイバ間に配設するものであり、本発明者は、上記光
減衰量の波長依存性の原因が、光ファイバのモードフィ
ールド径の波長依存性にあると考えた。このモードフィ
ールド径の波長依存性は、伝搬光の波長が長波長側にな
るとモードフィールド径が大きくなり、その逆に伝搬光
の波長が短波長側になるとモードフィールド径が小さく
なることである。

【００３６】したがって、光ファイバ間で伝搬する光の
一部を遮光板によって遮光し、適宜の光減衰量（例えば
前記要求特性を満足できるように３０ｄＢ程度）にし
ても、伝搬光の波長を変えると、光ファイバのモードフ
ィールド径が変わり、それにより光減衰量が異なってし
まうのである。

【００３７】なお、光ファイバ以外の光部品において
も、同様に、光の波長に依存して、光部品間で伝搬する
光のモードフィールド径が変わり、それにより光減衰量
が異なる。

【００３８】したがって、上記光減衰量の波長依存性を
取り除くために、原理的には、通常円形状の光のモード
フィールドに対応させて、モードフィールド径の中心か
ら扇状に遮光する構成とすればよい。しかし、このよう
な構成をμｍ単位の光のモードフィールド径に対応させ
て形成することは事実上不可能である。

【００３９】そこで、本発明者は、以下に示す検討に基
づき、簡単な構成で、上記光減衰量の波長依存性を低減
できる構成を考え、その基本構成を上記第２、第３の発
明とした。

【００４０】すなわち、まず、図３の（ａ）、（ｂ）に
示すように、互いに間隔を介して配置される光ファイバ
３，４同士の間で伝搬する光をガウシアンビームと近似
した。このガウシアンビームは左右対称であり、このガ
ウシアンビームのＸＹ平面形状は円形状である。

【００４１】そして、図３の（ａ）の遮光板配置部Ａ
に、上記光の光路と交わる平面上に配置される遮光板１
の形態又は配設形態を、例えば図４の（ａ）〜（ｃ）に
示すモデル例１〜３に示すように設定し、それぞれにつ
いて、光ファイバ３，４同士間の光減衰量の波長依存性
を波長１５３０〜１５８０ｎｍの範囲においてシミュレ
ーションにより検討した。また、比較例として、図４の
（ｄ）に示す形態（図１１（ａ）の提案例の形態）につ
いても同様に検討を行なった。

【００４２】なお、図４の（ａ）に示すモデル例１は、
上記光路の中心部（上記光のモードフィールド形状中
心）Ｃを挟む態様で２枚の遮光板１を配置したものを示
している。同図の（ｂ）に示すモデル例２は、上記光路
の中心部Ｃを囲む態様で４枚の遮光板１を配置したも
の、または、Ｖ字形状の切り欠き部（ここで、Ｖ字角度
は９０°）を有する２枚の遮光板１を配置したものを示
している。同図の（ｃ）に示すモデル例３は、Ｖ字形状
の切り欠き部（ここで、Ｖ字角度は９０°）を有する１
枚の遮光板１を配置したもの、または、上記光路の中心
部Ｃを囲む態様で２枚の遮光板１を配置したものを示し
ている。

【００４３】上記シミュレーション結果が図５に示され
ている。なお、図５において、特性線ａがモデル例１の
特性を示し、特性線ｂがモデル例２の特性を、特性線ｃ
がモデル例３の特性を、特性線ｄが比較例の特性をそれ
ぞれ示している。

【００４４】また、表１には、上記シミュレーション結
果に基づき、波長１５３０ｎｍにおける光減衰量を基準
（０）とし、波長１５３０ｎｍにおける光減衰量と波長
１５８０ｎｍにおける光減衰量との差を求めた結果が示
されている。なお、表に示す値がマイナス（−）となっ
ているところは、長波長側の方が光減衰量が大きいこと
を示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】さらに、図４の（ａ）、（ｃ）に示したモ
デル例１、３における光減衰量の波長依存性を実験によ
り求めた結果がそれぞれ、図６の（ａ）、（ｂ）に示さ
れており、図４の（ｄ）に示す比較例における光減衰量
の波長依存性を実験により求めた結果が図６の（ｃ）に
示されている。

【００４７】表１、図５、６から明らかなように、上記
モデル例１〜３は、いずれも、比較例（図１１の（ａ）
の提案例の態様）に比べ、光減衰量の波長依存性を約
０．３ｄＢ以上低減できることが分かった。すなわち、
上記モデル例１〜３に示したような構成により、３０ｄ
Ｂ以上の光減衰量を達成でき、しかも、その光減衰量の
波長依存性を低減できる、小型で、高光入力パワーに耐
え得る可変光減衰器が実現可能となる。

【００４８】上記第２の発明は、上記検討結果に基づ
き、間隔を介して対向配置した光部品間を伝搬する光の
光路上に配置される遮光板の遮光端部に、切り欠き部と
張り出し突起部の少なくとも一方を形成したものである
から、例えば光ファイバ等の光部品における波長依存性
に伴うモードフィールド径の変化による光減衰量の波長
依存性を低減するように、Ｖ字形状等の切り欠き部や張
り出し突起部を形成し、この遮光板によって光を遮るこ
とにより上記光減衰量の波長依存性を抑制可能となる。

【００４９】なお、切り欠き部を上記のようにＶ字形状
としたり、張り出し突起部を多角形状とすると、遮光板
の製造がより一層容易となり、かつ、上記光減衰量の波
長依存性も効率的に抑制できる。

【００５０】また、上記構成の第３の発明は、上記検討
に基づき、上記光部品間を伝搬する光の光路と交わる平
面上に前記光路の中心部を挟むまたは囲む態様で配置さ
れる複数の遮光板を有するものであるから、上記光部品
における波長依存性に伴うモードフィールド径の変化に
よる光減衰量波長依存性を低減するように、上記複数の
遮光板を例えばモデル例１〜３に示したように配置して
光を遮ることにより、上記光減衰量の波長依存性を抑制
可能となる。

【００５１】また、図３の（ｂ）に示すように、光ファ
イバ３，４同士の間隔に、光のモードフィールド径を拡
大し平行ビームにするレンズ７，８を設けると、上記各
モデル例１〜３のシミュレーション結果は、何れも、図
５および表２に示すように、上記光減衰量の波長依存性
をより一層低減できることが分かった。なお、図５にお
いて、特性線ａ’がモデル例１の特性を示し、特性線
ｂ’がモデル例２の特性を、特性線ｃ’がモデル例３の
特性をそれぞれ示している。

【００５２】

【表２】

【００５３】したがって、上記第８の発明のように、遮
光板の光入射側に光のモードフィールド径を拡大し平行
ビームにするレンズを設けることにより、より一層、上
記光減衰量の波長依存性を低減できる。

【００５４】また、本発明は、上記のような第２、第３
の発明の構成はもちろんのこと、少なくとも１枚の遮光
板の遮光端部を前記光減衰量の波長依存性を低減する形
状と成す手段と、複数枚の遮光板を前記光減衰量の波長
依存性を低減する配置と成す手段の少なくとも一方の手
段により、上記１枚以上の遮光板を用いて光減衰量の波
長依存性を低減する構成と成したものであるから、遮光
板の遮光端部形状や複数の遮光板配置形態を適宜設定
し、遮光板を用いて前記光部品同士の間で伝搬する光の
光減衰量の波長依存性を低減できる。

【００５５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００５６】図１の（ａ）〜（ｃ）には、本発明に係る
可変光減衰器の第１実施形態例の要部構成が模式的に示
されている。図１の（ａ）に示すように、本実施形態例
の可変光減衰器は、互いに間隔を介して対向配置した光
部品（ここでは光ファイバ３，４）の間に配置される筐
体２５を有し、筐体２５に取り付けたレンズ７，８と、
筐体２５内に設けたシリコンの基板９とを有している。
基板９とレンズ７，８は互いに、光ファイバ３，７の光
軸方向に間隔を介して配列されている。

【００５７】同図の（ｂ）、（ｃ）には、上記基板９の
周辺構成が平面図と側面図によりそれぞれ示されてい
る。これらの図に示すように、基板９には、貫通穴２６
が形成されている。基板９の表面側には遮光板１が基板
面に対してスライド移動自在に配設されており、遮光板
１は、ばね１０によって図のＸ方向に移動自在に支持さ
れている。遮光板１は、光ファイバ３，４同士の間で伝
搬する光の少なくとも一部を遮るものであり、遮光板１
の遮光端部にはＶ字形状の切り欠き部２が形成されてい
る。この切り欠き部２のＶ字角度（図のθ）は９０°と
成している。

【００５８】また、同図の（ｃ）に示すように、遮光板
１の遮光面（光入射側の面）２３は光の中心軸に対して
傾いた構成と成しており、上記遮光面２３と光の中心軸
との成す角度は７５°であり、図に示す角度ηは１５°
である。本実施形態例では、このように、遮光板１の遮
光面２３を、遮光面２３と光路の中心軸との成す角度が
４５°以上９０°未満となるように斜めに形成すること
により、光が入射側（光ファイバ３側）に戻ることによ
る悪影響を防止することができる。

【００５９】上記遮光面２３には同図の（ｂ）の斜線で
示す部位に金蒸着が施されている。また、前記基板９上
には、遮光板１を前記光の光路と交わる方向に移動させ
る遮光板移動手段が設けられており、この遮光板移動手
段は、シリコンのエッチング技術により形成した櫛歯状
の静電力駆動回路である櫛型駆動部（Comb Drive）６ａ
と櫛歯６ｂ及びばね１０を有している。この櫛型駆動部
６ａが遮光板１の遮光端部と反対側に形成された櫛歯６
ｂと対向し、静電力により遮光板１を移動する。

【００６０】遮光遺体同手段である櫛型駆動部６ａ、櫛
歯６ｂ、ばね１０および遮光板１は、半導体微細加工技
術を用いて基板９上に形成されたものであり、基板９の
大きさは、Ｘ方向およびＹ方向の長さが２ｍｍ、Ｚ方向
の長さが０．５ｍｍである。

【００６１】本実施形態例において、図１の（ａ）に示
したレンズ７は遮光板１の光入射側に設けられ、光ファ
イバ３側から出射する光のモードフィールド径を拡大し
平行ビームにして遮光板１に入射させる。また、前記レ
ンズ８は遮光板１の光出射側に設けられており、レンズ
７と同様に構成されている。これらのレンズ７，８は、
ｆ（焦点距離）が１．８１ｍｍのコリメートレンズであ
り、レンズ７の端面３３と遮光面２３との間隔ｚ１は約
１５ｍｍと成し、光ファイバ３から出射する光のモード
フィールド径（同図の（ｂ）の２Ｒ）を約１００μｍに
拡大した平行光として遮光板１に入射する。

【００６２】なお、遮光板遮光端部の遮光面２３とレン
ズ８の端面３４との間隔ｚ２も約１５ｍｍと成してい
る。

【００６３】本実施形態例は以上のように構成されてお
り、櫛型駆動部６ａを駆動させると、静電力により遮光
板１が図のＸ方向に移動し、光ファイバ３からレンズ７
を介して光ファイバ４側に伝搬する光が遮光板１により
遮られる。

【００６４】この状態は、図４の（ｃ）に示したモデル
例３と同様の状態であり、本実施形態例の可変光減衰器
は、光ファイバ３，４同士の光減衰量を３０ｄＢ以上に
することができるし、図１１の（ａ）に示した提案例の
光減衰器に比べ、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍの範
囲内における光減衰量の波長依存性を格段に小さくする
ことができる。

【００６５】すなわち、例えば波長１５３０ｎｍにおけ
る光減衰量が３０ｄＢとなるような位置に遮光板１を移
動させた場合、表２に示したモデル例３の、波長１５３
０ｎｍ〜１５８０ｎｍの範囲内における光減衰量の最大
値と最小値との差は、その計算結果が０．３１８ｄＢで
あり、非常に小さい。そして、この値を、表１に示した
比較例における上記光減衰量差（０．７６８ｄＢ）と比
較すると明らかなように、本実施形態例は、図１１の
（ａ）の提案例に比べ、上記光減衰量差を０．４５ｄＢ
も小さくすることができる。

【００６６】また、本実施形態例における上記光減衰量
の波長依存性の低減効果は、図６の（ｂ）に示した実験
結果を、同図の（ｃ）に示した比較例の実験結果と比較
するとより一層明らかである。

【００６７】したがって、本実施形態例は、多波長光を
一括して所望のパワーにほぼ揃えることができる、波長
多重伝送用光増幅器に好適な可変光減衰器とすることが
できる。

【００６８】また、本実施形態例によれば、可変光減衰
器は、基板９上に、半導体微細加工技術を用いて形成し
た遮光板１と櫛型駆動部６ａ、櫛歯６ｂ、ばね１０とを
設けた非常に簡単な構成であり、かつ、その大きさも小
さく、小型で光減衰量制御が良好な可変光減衰器とする
ことができる。

【００６９】次に、本発明に係る可変光減衰器の第２実
施形態例について説明する。なお、本第２実施形態例の
説明において、上記第１実施形態例と同一名称部分には
同一符号を付し、その重複説明は省略する。

【００７０】本第２実施形態例の可変光減衰器は、上記
第１実施形態例の可変光減衰器と同様に、図１の（ａ）
に示した筐体２５と、シリコンの基板９、レンズ７，８
を有して形成されており、本第２実施形態例における基
板９の周辺構成が図２の（ａ）、（ｂ）に示されてい
る。

【００７１】本第２実施形態例は、互いに間隔を介して
対向配置した光ファイバ３，４同士の間で伝搬する光の
光路と交わる平面上に、前記光路の中心部を挟む態様で
配置される複数（ここでは２枚）の遮光板１と、これら
の遮光板１を前記光路と交わる方向に移動する遮光板移
動手段とを有している。

【００７２】本第２実施形態例において、遮光板移動手
段の構成は上記第１実施形態例と同様であり、また、遮
光板１には上記第１実施形態例に適用された遮光板１の
ような切り欠き部２は形成されていないが、遮光板１の
その他の構成は上記第１実施形態例と同様である。な
お、２枚の遮光板１の遮光面２３は、互いに反対方向に
傾いている。

【００７３】本第２実施形態例は以上のように構成され
ており、本第２実施形態例も上記第１実施形態例と同様
に、櫛型駆動部６ａの駆動により遮光板１を図の矢印Ａ
に示すようにＸ方向に移動し、光ファイバ３からレンズ
７を介して遮光板１側に伝搬する光を遮光板１により遮
り、上記第１実施形態例とほぼ同様の効果を奏すること
ができる。

【００７４】なお、本第２実施形態例による遮光状態
は、図４の（ａ）に示したモデル例１と同様の状態であ
り、例えば波長１５３０ｎｍにおける光減衰量が３０ｄ
Ｂとなるような位置に遮光板１を移動させた場合、表２
に示したモデル例１の、波長１５３０ｎｍ〜１５８０ｎ
ｍの範囲内における光減衰量最大値と最小値との差は、
その計算結果が０．１１９ｄＢであり、上記第１実施形
態例よりもさらに光減衰量の波長依存性を小さくするこ
とができる。

【００７５】また、本第２実施形態例における上記光減
衰量の波長依存性の低減効果は、図６の（ａ）に示した
実験結果を、同図の（ｃ）に示した比較例の実験結果と
比較するとより一層明らかである。

【００７６】なお、本発明は上記実施形態例に限定され
ることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上
記第１実施形態例では、遮光板１の遮光端部にＶ字形状
の切り欠き部２を形成し、そのＶ字角度を９０°とした
が、このＶ字角度は特に限定されるものではなく適宜設
定されるものである。ただし、Ｖ字角度を９０°以上に
すると、遮光板１の移動量が小さくても大きな光減衰量
を達成することができる。

【００７７】また、上記第１実施形態例では、遮光板１
の遮光端部にＶ字形状の切り欠き部２を形成したが、切
り欠き部２の形状は必ずしもＶ字形状とするとは限ら
ず、例えば可変光減衰器による光減衰量の波長依存性を
低減できるような適宜の形状に形成されるものである。
ただし、切り欠き部２をＶ字形状とすると、遮光板１の
加工が容易であり、かつ、上記第１実施形態例およびモ
デル例３に示したように、可変光減衰器による光減衰量
の波長依存性の低減効果を確実に発揮できる。

【００７８】さらに、上記第２実施形態例では、遮光板
１の遮光端部に切り欠き部２を形成しない形状とした
が、上記第２実施形態例のように、複数の遮光板１を有
する構成においても、遮光板１の遮光端部に切り欠き部
２を形成してもよい。また、複数の遮光板１を設ける場
合、その枚数や配設形態は特に限定されるものではな
く、適宜設定されるものである。

【００７９】さらに、本発明の可変光減衰器は、遮光板
１の遮光端部に張り出し突起部を設けて構成することも
できる。この場合、例えば図７に示すように、張り出し
突起部５の形状を同図の（ａ）に示すような三角形状、
同図の（ｂ）に示すような四角形状、同図の（ｃ）に示
すような五角形状、同図の（ｄ）に示すような六角形状
等の多角形状とすると、遮光板１の加工が行ないやす
く、また、遮光板１による光減衰量の波長依存性の低減
効果も効率的に発揮することができる。

【００８０】なお、上記のような張り出し突起部５と切
り欠き部２の両方を遮光板１の遮光端部に形成してもよ
い。

【００８１】さらに、上記各実施形態例では、遮光板移
動手段は静電力を利用して遮光板１を移動させる構成と
したが、例えば磁性膜堆積とエッチングなどの半導体微
細加工技術を用いてマイクロ電磁石を形成し、電磁力に
よって遮光板１を移動させる電磁力駆動方式としてもよ
い。

【００８２】さらに、上記各実施形態例では、遮光板１
の遮光面２３を光の中心軸に対して傾いた構成とし、図
１，２に示す角度ηを１５°としたが、遮光板１の遮光
面２３を、遮光面２３と遮光する光の中心軸との成す角
度が４５°以上９０°未満の適宜の値となるように斜め
に形成することにより、光が入射側（光ファイバ３側）
に戻ることによる悪影響を的確に防止することができ
る。

【００８３】さらに、上記各実施形態例では、光ファイ
バ３から出射される光のモードフィールド径を、レンズ
７により約１００μｍに拡大したが、レンズ７により拡
大するモードフィールド径は特に限定されるものでな
く、適宜設定されるものである。また、レンズ７，８を
省略して可変光減衰器を構成することもできる。ただ
し、レンズを設けることによって、光のモードフィール
ド径を光ファイバ３のモードフィールド径よりも大きく
することができ、それにより光減衰量の波長依存性を低
減することができるので、レンズを設けることが好まし
い。

【００８４】さらに、本発明の可変光減衰器は、遮光板
１を必ずしも光ファイバ３，４の間に配置するとは限ら
ず、光ファイバ以外の互いに間隔を介して対向配置した
光部品同士の間に遮光板１を配置して構成してもよい。

【００８５】

【発明の効果】第１の発明によれば、互いに間隔を介し
て対向配置した光部品同士の間に配置されて前記光部品
同士の間で伝搬する光の少なくとも一部を遮る１枚以上
の遮光板を用いて光減衰量の波長依存性を低減する構成
と成し、前記光減衰量の波長依存性の低減手段は少なく
とも１枚の遮光板の遮光端部を前記光減衰量の波長依存
性を低減する形状と成す手段と、複数枚の遮光板を前記
光減衰量の波長依存性を低減する配置と成す手段の少な
くとも一方の手段としたものであるから、遮光板を用い
て前記光部品同士の間で伝搬する光の光減衰量の波長依
存性を低減できる。

【００８６】また、第２の発明によれば、本発明者によ
る検討結果に基づき、光部品間を伝搬する光の光路上に
配置される遮光板の遮光端部に、例えば光ファイバ等の
光部品における波長依存性に伴うモードフィールド径変
化による光減衰量の波長依存性を低減するように切り欠
き部や張り出し突起部を形成し、この遮光板によって光
を遮ることにより、光部品同士の光減衰量の波長依存性
を小さくすることができる。

【００８７】また、第３の発明によれば、本発明者によ
る検討結果に基づき、光部品間を伝搬する光の光路と交
わる平面上に、上記光部品におけるモードフィールド径
の波長依存性に伴うスポットサイズ変化による光減衰量
波長依存性を低減するように、前記光路の中心部を挟む
または囲む態様で配置される複数の遮光板を設けて構成
したものであるから、光部品同士の光結合率減衰量の波
長依存性を小さくすることができる。

【００８８】なお、第３の発明において、遮光板の遮光
端部に、第２の発明と同様に、切り欠き部や張り出し突
起部を形成した場合も同様の効果を奏することができ
る。

【００８９】さらに、上記切り欠き部を例えばＶ字形状
としたり、張り出し突起部を多角形状とすると、遮光板
の製造もより一層容易となり、かつ、上記光減衰量の波
長依存性も効率的に抑制できる。

【００９０】また、Ｖ字形状の切り欠き部を形成する場
合に、そのＶ字角度を９０°以上にすると、遮光板の移
動量が少なくても大きな光減衰量を得ることができる。

【００９１】さらに、遮光板の遮光面は遮光する光の中
心軸に対して傾いた構成とし、前記遮光面と前記光の中
心軸との成す角度を４５°以上９０°未満に形成した構
成によれば、遮光板により遮光する光が光入射側に戻る
のを確実に抑制できる。

【００９２】さらに、遮光板の光入射側に光のモードフ
ィールド径を拡大するレンズを設けた構成によれば、可
変光減衰器による光部品同士間の伝搬光減衰量の波長依
存性をより一層小さくすることができる。

【００９３】さらに、遮光板と遮光板移動手段は、半導
体微細加工技術を用いて基板上に形成した構成によれ
ば、非常に小型で、光部品同士間の遮光板の移動量を的
確に制御でき、光減衰量の制御特性が良好な可変光減衰
器とすることができる。

【００９４】さらに、遮光板移動手段は静電力と電磁力
の少なくとも一方により遮光板を移動する構成によれ
ば、遮光板の移動量を非常に的確に制御でき、光部品同
士の光減衰量の制御特性が良好な可変光減衰器とするこ
とができる。

【００９５】さらに、１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波
長域における光部品同士間の光減衰量の値を０ｄＢ〜８
０ｄＢまでの範囲内の値にする構成によれば、波長多重
伝送システム側からの要求に対応させて、適宜の光減衰
量を得ることができ、波長多重伝送に適した可変光減衰
器とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る可変光減衰器の第１実施形態例を
示す要部構成図である。

【図２】本発明に係る可変光減衰器の第２実施形態例の
基板周辺構成を示す要部構成図である。

【図３】本発明に係る可変光減衰器における遮光板の配
設部の例を示す説明図である。

【図４】本発明に係る可変光減衰器における遮光板の配
設形態モデル例（ａ）〜（ｃ）を比較例（ｄ）と共に示
す説明図である。

【図５】上記遮光板の配設形態モデル例（ａ）〜（ｃ）
と比較例（ｄ）における光減衰量の波長依存性を計算に
より求めた結果を示すグラフである。

【図６】上記遮光板の配設形態モデル例（ａ）、（ｃ）
と比較例（ｄ）における光減衰量の波長依存性を実験に
より求めた結果を示すグラフである。

【図７】本発明に係る可変光減衰器における遮光板の他
の構成例を示す説明図である。

【図８】波長多重伝送システムのシステム構成例の説明
図である。

【図９】従来の可変光減衰器の一例を示す説明図であ
る。

【図１０】従来の可変光減衰器の別の例とその光減衰量
の波長依存性を示す説明図である。

【図１１】従来の可変光減衰器のさらに別の例とその光
減衰量の波長依存性を示す説明図である。

【符号の説明】

１遮光板２切り欠き部３，４光ファイバ５張り出し突起部６ａ櫛型駆動部７，８レンズ９基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに間隔を介して対向配置した光部品
同士の間に配置されて前記光部品同士の間で伝搬する光
の少なくとも一部を遮る１枚以上の遮光板と、該遮光板
を前記光の光路と交わる方向に移動させる遮光板移動手
段とを有し、前記遮光板を用いて光減衰量の波長依存性
を低減する構成と成し、前記光減衰量の波長依存性の低
減手段は少なくとも１枚の遮光板の遮光端部を前記光減
衰量の波長依存性を低減する形状と成す手段と、複数枚
の遮光板を前記光減衰量の波長依存性を低減する配置と
成す手段の少なくとも一方の手段としたことを特徴とす
る可変光減衰器。
【請求項２】遮光板の遮光端部には切り欠き部と張り
出し突起部の少なくとも一方が形成されていることを特
徴とする請求項１記載の可変光減衰器。
【請求項３】遮光板は互いに間隔を介して対向配置し
た光部品同士の間で伝搬する光の光路と交わる平面上に
前記光路の中心部を挟むまたは囲む態様で配置される複
数の遮光板と成しており、これらの遮光端部は直線形状
と成していることを特徴とする可変光減衰器。
【請求項４】遮光板の遮光端部には切り欠き部と張り
出し突起部の少なくとも一方が形成されていることを特
徴とする請求項３記載の可変光減衰器。
【請求項５】切り欠き部はＶ字形状と成していること
を特徴とする請求項２又は請求項４記載の可変光減衰
器。
【請求項６】切り欠き部のＶ字角度を９０°以上とし
たことを特徴とする請求項５記載の可変光減衰器。
【請求項７】張り出し突起部は３角以上の多角形状で
あることを特徴とする請求項２又は請求項４記載の可変
光減衰器。
【請求項８】遮光板の遮光面は遮光する光の中心軸に
対して傾いた構成とし、前記遮光面と前記光の中心軸と
の成す角度を４５°以上９０°未満に形成したことを特
徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一つに記載の
可変光減衰器。
【請求項９】遮光板の光入射側に光のモードフィール
ド径を拡大するレンズを設けたことを特徴とする請求項
１乃至請求項８のいずれか一つに記載の可変光減衰器。
【請求項１０】遮光板と遮光板移動手段は、半導体微
細加工技術を用いて基板上に形成したことを特徴とする
請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の可変光減
衰器。
【請求項１１】遮光板移動手段は静電力と電磁力の少
なくとも一方により遮光板を移動することを特徴とする
請求項１乃至請求項１０のいずれか一つに記載の可変光
減衰器。
【請求項１２】１５３０ｎｍ〜１５８０ｎｍの波長域
における光部品同士間の伝搬光減衰量を０ｄＢ〜８０ｄ
Ｂまでの範囲内の値にすることを特徴とする請求項１乃
至請求項１１のいずれか一つに記載の可変光減衰器。