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JP2004109775A - Optical variable filter - Google Patents

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Publication number
JP2004109775A
JP2004109775A JP2002274839A JP2002274839A JP2004109775A JP 2004109775 A JP2004109775 A JP 2004109775A JP 2002274839 A JP2002274839 A JP 2002274839A JP 2002274839 A JP2002274839 A JP 2002274839A JP 2004109775 A JP2004109775 A JP 2004109775A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
optical
gain
multilayer
wavelength characteristic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2002274839A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Someno
染野 義博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alps Electric Co Ltd filed Critical Alps Electric Co Ltd
Priority to JP2002274839A priority Critical patent/JP2004109775A/en
Publication of JP2004109775A publication Critical patent/JP2004109775A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical variable filter capable of reducing the loss of the gain of signal light, freely controlling loss wavelength characteristics and maintaining a stable state even against an environment temperature change. <P>SOLUTION: In the optical variable filter for correcting and equalizing the gain wavelength characteristics of an optical amplifier whose gain changes corresponding to a wavelength, a filter body 1 is constituted of a multilayer film filter 11 arranged at a prescribed position on an optical path and an actuator 14 connected to the multilayer film filter 11 and the loss wavelength characteristics of the filter body 1 are formed into the same shape as the gain wavelength characteristics of the optical amplifier by compositing the loss wavelength characteristics of the plurality of multilayer film filters 11. The arranging state to the optical path of the multilayer film filter 11 is changed by the actuator 14 so as to turn the loss wavelength characteristics of the filter body 1 to the same shape corresponding to the fluctuation of the gain wavelength characteristics of the optical amplifier. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信分野において用いられる光増幅器の利得波長特性を補正する光フィルタに関し、より詳細には利得波長特性を可変的に、かつ高精度に補正することが可能な光可変フィルタに関する。
【0002】
【従来の技術】
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 : Wavelength Division Multiplexing)光伝送方式がある。WDM光伝送方式は、複数の波長の信号光を1本の光ファイバで伝送することにより、通信容量を増大させることが可能な伝送方式である。
【0003】
このようなWDM光伝送方式においては、光ファイバにおける損失を補正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が使用されている。
しかし、この光増幅器は利得が波長に応じて変化する利得波長特性を持つため、光増幅器と光ファイバだけで伝送系が構成されていた場合、その伝送系も、利得が波長に応じて変化する利得波長特性を示すことになる。また、その利得波長特性は、伝送系に設けられる光増幅器の数が多いほど、利得の波長依存性が高いものとなる。
【0004】
伝送系の利得が波長に依存するために生ずる、このような問題を解消するために、光フィルタを伝送系内に挿入することによって、伝送系(光増幅器)の利得が波長に依存しないようにすること(利得等化)が行われている。すなわち、伝送系が持つ利得波長特性と同形状の損失波長特性を有する光フィルタを伝送系に挿入することによって伝送系の利得を平坦化することが行われている。
【0005】
ところで、光増幅器の前段の光伝送路の損失が何等かの原因により変動して、光増幅器に入力する信号光のパワーが変動したときに、光増幅器から出力される信号光のパワーを一定に保とうとすると、光増幅器における信号光の光増幅の利得を変化させる必要がある。そして、利得を変化させると、利得波長特性が変動し、その結果、利得の平坦性が損なわれる。また、その他の要因によっても、光増幅器の利得波長特性に変動が生ずることがある。
【0006】
このような問題を解決する光フィルタの先行技術としては、特開2002―49013号公報に記載された光フィルタがある。本公報に記載された光フィルタは、第1光入出力端と第2光入出力端との間に3つのマッハツェンダ干渉計が接続され、各マッハツェンダ干渉計は2つの光路と2つの光カプラにより構成される。各マッハツェンダ干渉計においては、光路をヒータによって加熱することで光学特性を変化させ、光フィルタの損失波長特性を制御することができる。これによって光増幅器の利得波長特性に変動が生じた場合でも、その変動に伴って光フィルタの損失波長特性を変化させ、光増幅器の利得を平坦化することができる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような光フィルタにおいては、光増幅器の利得波長特性に変動が生じた場合でも、利得を平坦化することができるものの、信号光が複数の光路を通過するので信号光の利得の損失が数dBと大きい。また、光路をヒータで加熱することにより損失波長特性を制御することから、環境温度変化によっても敏感に光フィルタの損失波長特性が変化する。さらに、損失波長特性を変化させた状態を維持するためには、光路をヒータによって常に一定温度に維持しなければならず、そのため、ヒータの制御系に常時通電する必要があり、電力消費も激しくなる。
【0008】
本発明は以上のような点を鑑みてなされたものであり、信号光の利得の損失が小さく、損失波長特性を自由に制御することができ、かつ環境温度変化に対しても安定した状態を維持する光可変フィルタを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明に係る光可変フィルタは、波長に応じて利得が変化する光増幅器の利得波長特性を補正して等化にする光可変フィルタにおいて、
光路上の所定位置に配置した複数の多層膜フィルタと、該多層膜フィルタに連結するアクチュエータからフィルタ本体を構成し、
上記複数の多層膜フィルタはそれぞれ所定の波長帯域において損失波長特性を有し、これらの損失波長特性を合成することにより上記フィルタ本体の損失波長特性を上記光増幅器の利得波長特性と同形状に形成し、
上記光増幅器の利得波長特性の変動に応じて上記フィルタ本体の損失波長特性が同形状となるよう、上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を上記アクチュエータによって変化させ、上記多層膜フィルタの損失波長特性を変形させることを特徴として構成されている。
【0010】
本発明によれば、多層膜フィルタと、多層膜フィルタに連結するアクチュエータからフィルタ本体を構成するので、フィルタ本体の損失波長特性を必要に応じて自由に変化させることができる。
【0011】
また本発明に係る光可変フィルタは、上記多層膜フィルタを光路に対して傾斜させて上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を変化させることを特徴として構成されている。
【0012】
本発明によれば、多層膜フィルタを光路に対して傾斜させるので、多層膜フィルタの損失波長特性を高精度に変化させることができる。
【0013】
また本発明に係る光可変フィルタは、上記多層膜フィルタを光路に対して略垂直方向に移動させて上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を変化させることを特徴として構成されている。
【0014】
本発明によれば、多層膜フィルタを略垂直方向に移動させるので、信号光が通過する多層膜フィルタの部位を移動させることができる。または多層膜フィルタを光路上から取除くことができる。
【0015】
また本発明に係る光可変フィルタは、上記多層膜フィルタは部位によって膜構成が異なるように形成されることを特徴として構成されている。
【0016】
本発明によれば、多層膜フィルタは部位によって膜構成が異なるように形成されるので、一つの多層膜フィルタに様々な損失波長特性を持たせることができる。
【0017】
また本発明に係る光可変フィルタは、上記多層膜フィルタは屈折率傾斜型フィルタであることを特徴として構成されている。
【0018】
本発明によれば、多層膜フィルタは屈折率傾斜型フィルタであるので、高次のリップル成分を解消することができ、意図通りのゲイン補正カーブを得ることができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、WDM光伝送方式において用いられる波長1530〜1560nmの帯域で平坦化する場合を例として説明する。
図1は本発明の実施形態における光可変フィルタの概略図であり、この図において、光ファイバ31、32はフィルタ本体1の信号光入出力ポートとなる、あるいは入出力ポートと接続されるものであり、この2本の光ファイバ31及び32は、フィルタ本体1の端部に設けられたレンズ21及びレンズ22によるコリメートビームで光学的に結合されている。
レンズ21及び22の間には、多層膜フィルタ11と、多層膜フィルタ11に結合軸15a又は15bを介して結合されるロータリアクチュエータ14から構成される可動フィルタ10が複数配置される。図1では可動フィルタ10を2つとしているが、この数については、利得波長特性を補正する対象によって異なる。また、ここではロータリアクチュエータを用いているが、多層膜フィルタ11を正確に移動させられるアクチュエータであればどのようなものでもよい。
【0020】
多層膜フィルタ11は、基板12上に誘電体薄膜13を積層してなり、それぞれ固有の損失波長特性を持ち、特性の異なる多層膜フィルタ11を複数個組み合わせて所望の損失波長特性を作り出すことができる。ここで、多層膜フィルタ11によって利得の平坦化を行うので、ヒータによって光学特性を変化させる場合に比べ、環境温度変化に対する光学特性の変化が少ない。また、多層膜フィルタ11自体も、基板12と誘電体薄膜13の材料の膨張係数を合わせることによって、環境温度変化に対する光学特性の変化をさらに小さくすることができる。
【0021】
ロータリアクチュエータ14は、直線状に形成された結合軸15aを介して多層膜フィルタ11に連結される場合は、回転軸が光路2と略垂直に交わるように、略L字状に形成された結合軸15bを介して多層膜フィルタ11に連結される場合は、回転軸が光路2と略平行になるように配置される。これにより、後述する所望の配置状態の変化を、多層膜フィルタ11に与えることができる。この連結の組合せについても、利得波長特性を補正する対象によって異なる。
【0022】
次に、このような光可変フィルタにおける損失波長特性の制御について説明する。まず、結合軸15aを介してロータリアクチュエータ14が多層膜フィルタ11に連結された可動フィルタ10について説明する。図2は図1中の結合軸15aを介してロータリアクチュエータ14が多層膜フィルタ11に連結された可動フィルタ10を上方から見た図である。この場合、上述したように、ロータリアクチュエータ14の回転軸は光路2と略垂直に交わっており、また直線状に形成された結合軸15aを介して多層膜フィルタ11に連結されているので、ロータリアクチュエータ14を回転させると、図2のA、Bに示すように、ロータリアクチュエータ14の回転角の分だけ、多層膜フィルタ11は光路2に対して傾斜する。このように多層膜フィルタ11を傾斜させると、信号光が多層膜フィルタ11を通過する際の光路長が相対的に長くなり、図3に示すように、多層膜フィルタ11の損失波長特性は長波長側に遷移する。このように多層膜フィルタ11を傾斜させて損失波長特性を長波長側に遷移させることによって、フィルタ本体1の損失波長特性を変化させることができる。
【0023】
また、このようにして1つの光路2上の多層膜フィルタ11に信号光を通過させることによって利得を平坦化させるので、先行技術文献のように信号光に多数の光路を通過させることによって利得を平坦化させる場合に比べて、光可変フィルタにおける利得の損失を少なくすることができる。
また、ロータリアクチュエータ14は回転後の状態をそのまま維持するので、多層膜フィルタ11の配置を変化させた後の状態を維持するために通電し続ける必要がなく、電力消費を抑えることができる。
【0024】
次に、結合軸15bを介してロータリアクチュエータ14が多層膜フィルタ11に連結された可動フィルタ10について説明する。図4は図1中の結合軸15bを介してロータリアクチュエータ14が多層膜フィルタ11に連結された可動フィルタ10を上方から見た図である。この場合、ロータリアクチュエータ14の回転軸は光路2と略平行になっており、また、略L字状に形成された結合軸15bを介して多層膜フィルタに連結されているので、ロータリアクチュエータ14を回転させると、図4のA、Bに示すように、多層膜フィルタ11は光路2に対して略垂直方向に移動する。したがってロータリアクチュエータ14の回転角を大きくとると、多層膜フィルタ11は光路2上から取除かれることとなる。このように多層膜フィルタ11を光路2上から取除くことによって、光路2上から外れた多層膜フィルタ11が有していた損失波長特性をフィルタ本体1の損失波長特性から取除くことができ、これによってフィルタ本体1の損失波長特性を変化させることができる。
【0025】
また、多層膜フィルタ11の膜構成が部位によって異なるようにすることによっても、フィルタ本体1の損失波長特性を変化させることができる。すなわち、図5に示すように、多層膜フィルタ11の誘電体薄膜13を、部位によって膜構成が異なるように積層する。このような多層膜フィルタ11を、略L字状に形成された結合軸15bを介してロータリアクチュエータ14に連結する。ロータリアクチュエータ14を回転させると、多層膜フィルタ11は光路2に対して略垂直方向に移動し、光路2上における誘電体薄膜13の膜構成が変化する。
【0026】
このように、光路2上の誘電体薄膜13の膜構成を変化させることで、複数の多層膜フィルタ11を光路2上に配置した場合と同様の効果が得られ、図5のAからB、BからCへと膜構成が異なる方向に順次多層膜フィルタ11を移動させると、図6に示すように、損失波長特性は大きくなり、逆方向に多層膜フィルタ11を移動させると、損失波長特性は小さくなる。これによってフィルタ本体1の損失波長特性を変化させることができる。
なお、図5では誘電体薄膜13は3段階に形成されているが、必要に応じて段数を変えてもよい。また、それぞれの段を構成する誘電体薄膜13を異なる材料を組合わせて積層することにより、損失波長特性を変化させてもよい。このようにすることによって、1つの多層膜フィルタ11で様々な損失波長特性を作り出すことができる。
【0027】
以上、本発明の実施形態について説明した。上記実施形態では、多層膜フィルタ11の損失波長特性の制御についてそれぞれ個別に説明した。しかし、これらは別々に用いられるものではなく、それぞれ必要に応じて組合わせることによって、任意の損失波長特性を形成する。
また、上記実施形態において、多層膜フィルタ11は図7に示すような屈折率傾斜形フィルタであることが望ましい。すなわち、多層膜フィルタ11の誘電体薄膜13を、屈折率を積層方向に対して傾斜変化させる屈折率傾斜積層部13Aと、高屈折率の誘電体薄膜層と低屈折率の誘電体薄膜層を交互に積層した交互積層部13Cと、これら屈折率傾斜積層部13Aと交互積層部13Cの屈折率差を調整する調整部13Bから構成する。このような構成にすることにより、全透過帯の平滑部に存在する高次の損失成分であるリップルが除去され、任意の形状の損失波長特性を有する多層膜フィルタ11とすることができる。
【0028】
【発明の効果】
以上、本発明に係る光可変フィルタによれば、多層膜フィルタと、多層膜フィルタに連結するアクチュエータからフィルタ本体を構成するので、フィルタ本体の損失波長特性を必要に応じて自由に変化させることができる。また、信号光を1つの光路上の多層膜フィルタを通過させることによって利得を平坦化させるので、光可変フィルタにおける利得の損失を少なくすることができる。さらに、多層膜フィルタによって利得の平坦化を行うことから、ヒータによって光学特性を変化させる場合に比べ、環境温度変化に対する光学特性の変化が少ない。また、多層膜フィルタ自体も、基板と誘電体薄膜の材料の膨張係数を合わせることによって、環境温度変化に対するの光学特性の変化をさらに小さくすることができる。さらにまた、アクチュエータは移動後の状態をそのまま維持するので、多層膜フィルタの配置を変化させた後の状態を維持するために通電し続ける必要がなく、電力消費も少なくてすむ。
【0029】
また、本発明に係る光可変フィルタによれば、多層膜フィルタを光路に対して傾斜させるので、多層膜フィルタの損失波長特性を高精度に変化させることができる。これによりフィルタ本体の損失波長特性を光増幅器の利得波長特性の変動に対して柔軟に変化させ、高精度に補正することができる。
【0030】
また、本発明に係る光可変フィルタによれば、多層膜フィルタを略垂直方向に移動させるので、信号光が通過する多層膜フィルタの部位を移動させることができる。これにより信号光に対する多層膜フィルタの損失波長特性を変化させることができる。または多層膜フィルタを光路上から取除くことができる。これにより取除いた多層膜フィルタの有する損失波長特性を、フィルタ本体の損失波長特性から取除くことができるので、様々な形状の損失波長特性を形成することができる。
【0031】
また、本発明に係る光可変フィルタによれば、多層膜フィルタは部位によって膜構成が異なるように形成されるので、一つの多層膜フィルタに様々な損失波長特性を持たせることができる。これによりフィルタ本体の損失波長特性を広範囲に変化させることができる。
【0032】
また、本発明に係る光可変フィルタによれば、多層膜フィルタは屈折率傾斜型フィルタであるので、高次のリップル成分を解消することができ、意図通りのゲイン補正カーブを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態における光可変フィルタの概略図である。
【図2】多層膜フィルタを光路に対して傾斜させて損失波長特性を変化させる場合の模式図である。
【図3】多層膜フィルタを光路に対して傾斜させた場合の損失波長特性の変化を示すグラフである。
【図4】多層膜フィルタを光路から取除いて損失波長特性を変化させる場合の模式図である。
【図5】多層膜フィルタの膜構成が部位によって異なるように形成して損失波長特性を変化させる場合の模式図である。
【図6】多層膜フィルタの膜構成が部位によって異なるように形成した場合の損失波長特性の変化を示すグラフである。
【図7】屈折率傾斜形フィルタの屈折率と膜厚の関係、及び断面構造を示す図である。
【符号の説明】
1       フィルタ本体
2       光路
10      可動フィルタ
11      多層膜フィルタ
12      基板
13      誘電体薄膜
14      ロータリアクチュエータ
15a、15b 結合軸
21、22   レンズ
31、32   光ファイバ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical filter for correcting a gain wavelength characteristic of an optical amplifier used in the field of optical communication, and more particularly, to an optical variable filter capable of variably and accurately correcting a gain wavelength characteristic.
[0002]
[Prior art]
As a technique for increasing the transmission capacity of an optical fiber, there is a wavelength division multiplexing (WDM) optical transmission system. The WDM optical transmission system is a transmission system capable of increasing communication capacity by transmitting signal light of a plurality of wavelengths through one optical fiber.
[0003]
In such a WDM optical transmission system, an optical amplifier for amplifying signal light is used in order to correct a loss in an optical fiber and enable long-distance transmission.
However, since this optical amplifier has a gain-wavelength characteristic in which the gain changes according to the wavelength, if the transmission system is composed of only the optical amplifier and the optical fiber, the gain of the transmission system also changes according to the wavelength. It shows gain wavelength characteristics. The gain wavelength characteristic is such that the greater the number of optical amplifiers provided in the transmission system, the higher the wavelength dependence of the gain.
[0004]
To solve such a problem that occurs because the gain of the transmission system depends on the wavelength, an optical filter is inserted in the transmission system so that the gain of the transmission system (optical amplifier) does not depend on the wavelength. (Gain equalization) is performed. That is, the gain of the transmission system is flattened by inserting an optical filter having a loss wavelength characteristic having the same shape as the gain wavelength characteristic of the transmission system into the transmission system.
[0005]
By the way, when the loss of the optical transmission line upstream of the optical amplifier fluctuates for some reason and the power of the signal light input to the optical amplifier fluctuates, the power of the signal light output from the optical amplifier is kept constant. In order to maintain the gain, it is necessary to change the gain of the optical amplification of the signal light in the optical amplifier. When the gain is changed, the gain wavelength characteristic changes, and as a result, the flatness of the gain is impaired. Also, other factors may cause fluctuations in the gain wavelength characteristic of the optical amplifier.
[0006]
As a prior art of an optical filter that solves such a problem, there is an optical filter described in JP-A-2002-49013. In the optical filter described in this publication, three Mach-Zehnder interferometers are connected between a first optical input / output terminal and a second optical input / output terminal, and each Mach-Zehnder interferometer is composed of two optical paths and two optical couplers. Be composed. In each Mach-Zehnder interferometer, the optical characteristic is changed by heating the optical path with a heater, and the loss wavelength characteristic of the optical filter can be controlled. As a result, even when the gain wavelength characteristic of the optical amplifier fluctuates, the loss wavelength characteristic of the optical filter can be changed in accordance with the fluctuation, and the gain of the optical amplifier can be flattened.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such an optical filter, even if the gain wavelength characteristic of the optical amplifier fluctuates, the gain can be flattened, but the signal light passes through a plurality of optical paths, so that the loss of the gain of the signal light is lost. Is as large as several dB. In addition, since the loss wavelength characteristic is controlled by heating the optical path with a heater, the loss wavelength characteristic of the optical filter changes sensitively even when the environmental temperature changes. Furthermore, in order to maintain the state where the loss wavelength characteristic is changed, the optical path must be constantly maintained at a constant temperature by the heater. Therefore, it is necessary to always supply power to the heater control system, and the power consumption is severe. Become.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and has a small loss of signal light gain, can freely control loss wavelength characteristics, and has a stable state with respect to environmental temperature changes. An object of the present invention is to provide a variable optical filter for maintaining.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
To solve the above problems, the optical variable filter according to the present invention is an optical variable filter that corrects and equalizes the gain wavelength characteristic of an optical amplifier whose gain changes according to the wavelength,
A plurality of multilayer filters arranged at predetermined positions on the optical path, and a filter body is configured from an actuator connected to the multilayer filter,
Each of the plurality of multilayer filters has a loss wavelength characteristic in a predetermined wavelength band, and the loss wavelength characteristic of the filter body is formed into the same shape as the gain wavelength characteristic of the optical amplifier by combining these loss wavelength characteristics. And
The actuator changes the arrangement state of the multilayer filter with respect to the optical path by the actuator so that the loss wavelength characteristic of the filter body has the same shape in accordance with the change in the gain wavelength characteristic of the optical amplifier. Is deformed.
[0010]
According to the present invention, since the filter main body is composed of the multilayer filter and the actuator connected to the multilayer filter, the loss wavelength characteristic of the filter main body can be freely changed as necessary.
[0011]
The variable optical filter according to the present invention is characterized in that the arrangement of the multilayer filter with respect to the optical path is changed by inclining the multilayer filter with respect to the optical path.
[0012]
According to the present invention, since the multilayer filter is inclined with respect to the optical path, the loss wavelength characteristic of the multilayer filter can be changed with high accuracy.
[0013]
The variable optical filter according to the present invention is characterized in that the multilayer filter is moved in a direction substantially perpendicular to the optical path to change the arrangement state of the multilayer filter with respect to the optical path.
[0014]
According to the present invention, since the multilayer filter is moved in a substantially vertical direction, a portion of the multilayer filter through which the signal light passes can be moved. Alternatively, the multilayer filter can be removed from the optical path.
[0015]
The variable optical filter according to the present invention is characterized in that the multilayer filter is formed such that the film configuration is different depending on the portion.
[0016]
According to the present invention, the multilayer filter is formed so that the film configuration is different depending on the portion, so that one multilayer filter can have various loss wavelength characteristics.
[0017]
The variable optical filter according to the present invention is characterized in that the multilayer filter is a gradient index filter.
[0018]
According to the present invention, since the multilayer filter is a gradient index filter, higher-order ripple components can be eliminated, and a gain correction curve as intended can be obtained.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where flattening is performed in a band of wavelengths 1530 to 1560 nm used in the WDM optical transmission system will be described as an example.
FIG. 1 is a schematic diagram of an optical variable filter according to an embodiment of the present invention. In this figure, optical fibers 31 and 32 serve as signal light input / output ports of the filter main body 1 or are connected to the input / output ports. The two optical fibers 31 and 32 are optically coupled with a collimated beam by a lens 21 and a lens 22 provided at the end of the filter body 1.
A plurality of movable filters 10 each including a multilayer filter 11 and a rotary actuator 14 coupled to the multilayer filter 11 via a coupling shaft 15a or 15b are disposed between the lenses 21 and 22. In FIG. 1, the number of the movable filters 10 is two, but this number differs depending on the object whose gain wavelength characteristic is to be corrected. Although a rotary actuator is used here, any actuator may be used as long as it can move the multilayer filter 11 accurately.
[0020]
The multilayer filter 11 is formed by laminating a dielectric thin film 13 on a substrate 12, each having a specific loss wavelength characteristic, and it is possible to create a desired loss wavelength characteristic by combining a plurality of multilayer filters 11 having different characteristics. it can. Here, since the gain is flattened by the multilayer filter 11, the change in the optical characteristics with respect to the environmental temperature change is smaller than when the optical characteristics are changed by the heater. Also, the multilayer filter 11 itself can further reduce the change in the optical characteristics with respect to the environmental temperature change by matching the expansion coefficients of the materials of the substrate 12 and the dielectric thin film 13.
[0021]
When the rotary actuator 14 is coupled to the multilayer filter 11 via a coupling shaft 15 a formed linearly, the coupling formed in a substantially L-shape so that the rotation axis intersects the optical path 2 substantially perpendicularly. When connected to the multilayer filter 11 via the shaft 15 b, it is arranged such that the rotation axis is substantially parallel to the optical path 2. Thus, a change in a desired arrangement state described later can be given to the multilayer filter 11. This combination of connections also differs depending on the object whose gain wavelength characteristic is to be corrected.
[0022]
Next, control of the loss wavelength characteristic in such a variable optical filter will be described. First, the movable filter 10 in which the rotary actuator 14 is connected to the multilayer filter 11 via the coupling shaft 15a will be described. FIG. 2 is a top view of the movable filter 10 in which the rotary actuator 14 is connected to the multilayer filter 11 via the coupling shaft 15a in FIG. In this case, as described above, the rotation axis of the rotary actuator 14 intersects the light path 2 substantially perpendicularly and is connected to the multilayer filter 11 via the linearly formed coupling shaft 15a. When the actuator 14 is rotated, as shown in FIGS. 2A and 2B, the multilayer filter 11 is inclined with respect to the optical path 2 by the rotation angle of the rotary actuator 14. When the multilayer filter 11 is tilted in this manner, the optical path length when the signal light passes through the multilayer filter 11 becomes relatively long, and the loss wavelength characteristic of the multilayer filter 11 becomes long as shown in FIG. Transition to the wavelength side. By shifting the loss wavelength characteristic to the longer wavelength side by tilting the multilayer filter 11 in this manner, the loss wavelength characteristic of the filter body 1 can be changed.
[0023]
In addition, since the signal light is passed through the multilayer filter 11 on one optical path 2 to flatten the gain, the signal light passes through many optical paths as in the prior art document to reduce the gain. The loss of gain in the variable optical filter can be reduced as compared with the case of flattening.
Further, since the rotary actuator 14 maintains the state after rotation, it is not necessary to keep energizing to maintain the state after changing the arrangement of the multilayer filter 11, and power consumption can be suppressed.
[0024]
Next, the movable filter 10 in which the rotary actuator 14 is connected to the multilayer filter 11 via the coupling shaft 15b will be described. FIG. 4 is a top view of the movable filter 10 in which the rotary actuator 14 is connected to the multilayer filter 11 via the coupling shaft 15b in FIG. In this case, the rotation axis of the rotary actuator 14 is substantially parallel to the optical path 2 and is connected to the multilayer filter through a coupling shaft 15b formed in a substantially L-shape. When rotated, the multilayer filter 11 moves in a direction substantially perpendicular to the optical path 2 as shown in FIGS. Therefore, when the rotation angle of the rotary actuator 14 is increased, the multilayer filter 11 is removed from the optical path 2. As described above, by removing the multilayer filter 11 from the optical path 2, the loss wavelength characteristic of the multilayer filter 11 off the optical path 2 can be removed from the loss wavelength characteristic of the filter body 1. Thereby, the loss wavelength characteristic of the filter body 1 can be changed.
[0025]
The loss wavelength characteristic of the filter body 1 can also be changed by changing the film configuration of the multilayer filter 11 depending on the portion. That is, as shown in FIG. 5, the dielectric thin films 13 of the multilayer filter 11 are stacked so that the film configuration differs depending on the location. Such a multilayer filter 11 is connected to a rotary actuator 14 via a coupling shaft 15b formed in a substantially L shape. When the rotary actuator 14 is rotated, the multilayer filter 11 moves in a direction substantially perpendicular to the optical path 2, and the film configuration of the dielectric thin film 13 on the optical path 2 changes.
[0026]
As described above, by changing the film configuration of the dielectric thin film 13 on the optical path 2, the same effect as when a plurality of multilayer filters 11 are arranged on the optical path 2 can be obtained. When the multilayer filter 11 is sequentially moved in the direction in which the film configuration is different from B to C, the loss wavelength characteristic increases as shown in FIG. 6, and when the multilayer filter 11 is moved in the reverse direction, the loss wavelength characteristic increases. Becomes smaller. Thereby, the loss wavelength characteristic of the filter body 1 can be changed.
Although the dielectric thin film 13 is formed in three stages in FIG. 5, the number of stages may be changed as necessary. Further, the loss wavelength characteristic may be changed by laminating the dielectric thin films 13 constituting each stage in combination with different materials. By doing so, various loss wavelength characteristics can be created with one multilayer filter 11.
[0027]
The embodiments of the present invention have been described above. In the above embodiments, the control of the loss wavelength characteristic of the multilayer filter 11 has been described individually. However, these are not used separately, and an arbitrary loss wavelength characteristic is formed by combining them as needed.
In the above embodiment, the multilayer filter 11 is preferably a gradient index filter as shown in FIG. That is, the dielectric thin film 13 of the multilayer filter 11 is formed by a refractive index gradient laminated portion 13A for changing the refractive index inclining with respect to the laminating direction, a high refractive index dielectric thin film layer and a low refractive index dielectric thin film layer. It comprises an alternately laminated portion 13C which is alternately laminated, and an adjusting portion 13B which adjusts a difference in refractive index between the refractive index gradient laminated portion 13A and the alternately laminated portion 13C. With such a configuration, ripples, which are high-order loss components existing in the smooth portion of the entire transmission band, are removed, and the multilayer filter 11 having a loss wavelength characteristic of an arbitrary shape can be obtained.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the variable optical filter according to the present invention, since the filter body is composed of the multilayer filter and the actuator connected to the multilayer filter, it is possible to freely change the loss wavelength characteristic of the filter body as necessary. it can. Further, since the gain is flattened by passing the signal light through the multilayer filter on one optical path, the loss of gain in the variable optical filter can be reduced. Furthermore, since the gain is flattened by the multilayer filter, the change in the optical characteristics with respect to the environmental temperature change is smaller than when the optical characteristics are changed by the heater. Further, the multilayer filter itself can further reduce the change in the optical characteristics with respect to the environmental temperature change by matching the expansion coefficients of the material of the substrate and the dielectric thin film. Furthermore, since the actuator maintains the state after the movement, it is not necessary to keep energizing to maintain the state after changing the arrangement of the multilayer filter, and the power consumption can be reduced.
[0029]
According to the variable optical filter of the present invention, since the multilayer filter is inclined with respect to the optical path, the loss wavelength characteristic of the multilayer filter can be changed with high accuracy. As a result, the loss wavelength characteristic of the filter body can be flexibly changed with respect to the fluctuation of the gain wavelength characteristic of the optical amplifier, and can be corrected with high accuracy.
[0030]
Further, according to the variable optical filter of the present invention, the multilayer filter is moved in a substantially vertical direction, so that the portion of the multilayer filter through which the signal light passes can be moved. Thereby, the loss wavelength characteristic of the multilayer filter for the signal light can be changed. Alternatively, the multilayer filter can be removed from the optical path. As a result, the loss wavelength characteristics of the removed multilayer filter can be removed from the loss wavelength characteristics of the filter body, so that loss wavelength characteristics of various shapes can be formed.
[0031]
Further, according to the variable optical filter of the present invention, the multilayer filter is formed so that the film configuration is different depending on the portion, so that one multilayer filter can have various loss wavelength characteristics. Thereby, the loss wavelength characteristic of the filter body can be changed over a wide range.
[0032]
Further, according to the variable optical filter according to the present invention, since the multilayer filter is a gradient index filter, higher-order ripple components can be eliminated, and a gain correction curve as intended can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a variable optical filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing a case where a multilayer filter is inclined with respect to an optical path to change a loss wavelength characteristic.
FIG. 3 is a graph showing a change in a loss wavelength characteristic when a multilayer filter is inclined with respect to an optical path.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a case where a multilayer filter is removed from an optical path to change a loss wavelength characteristic.
FIG. 5 is a schematic diagram in a case where the film configuration of a multilayer filter is formed differently depending on a portion to change a loss wavelength characteristic.
FIG. 6 is a graph showing a change in a loss wavelength characteristic when a film configuration of a multilayer filter is different depending on a portion.
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a refractive index and a film thickness of a gradient index filter, and a cross-sectional structure.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Filter main body 2 Optical path 10 Movable filter 11 Multilayer filter 12 Substrate 13 Dielectric thin film 14 Rotary actuator 15a, 15b Coupling shaft 21, 22 Lens 31, 32 Optical fiber

Claims (5)

波長に応じて利得が変化する光増幅器の利得波長特性を補正して等化にする光可変フィルタにおいて、
光路上の所定位置に配置した複数の多層膜フィルタと、該多層膜フィルタに連結するアクチュエータからフィルタ本体を構成し、
上記複数の多層膜フィルタはそれぞれ所定の波長帯域において損失波長特性を有し、これらの損失波長特性を合成することにより上記フィルタ本体の損失波長特性を上記光増幅器の利得波長特性と同形状に形成し、
上記光増幅器の利得波長特性の変動に応じて上記フィルタ本体の損失波長特性が同形状となるよう、上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を上記アクチュエータによって変化させ、上記多層膜フィルタの損失波長特性を変形させることを特徴とする光可変フィルタ。
In an optical tunable filter that corrects and equalizes the gain wavelength characteristic of an optical amplifier whose gain changes according to the wavelength,
A plurality of multilayer filters arranged at predetermined positions on the optical path, and a filter body is configured from an actuator connected to the multilayer filter,
Each of the plurality of multilayer filters has a loss wavelength characteristic in a predetermined wavelength band, and the loss wavelength characteristic of the filter body is formed into the same shape as the gain wavelength characteristic of the optical amplifier by combining these loss wavelength characteristics. And
The actuator changes the arrangement state of the multilayer filter with respect to the optical path by the actuator so that the loss wavelength characteristic of the filter body has the same shape in accordance with the change in the gain wavelength characteristic of the optical amplifier. A variable optical filter, characterized by deforming the optical filter.
上記多層膜フィルタを光路に対して傾斜させて上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を変化させることを特徴とする請求項1記載の光可変フィルタ。The optical variable filter according to claim 1, wherein the arrangement of the multilayer filter with respect to the optical path is changed by inclining the multilayer filter with respect to the optical path. 上記多層膜フィルタを光路に対して略垂直方向に移動させて上記多層膜フィルタの光路に対する配置状態を変化させることを特徴とする請求項1記載の光可変フィルタ。2. The variable optical filter according to claim 1, wherein the arrangement of the multilayer filter with respect to the optical path is changed by moving the multilayer filter in a direction substantially perpendicular to the optical path. 上記多層膜フィルタは部位によって膜構成が異なるように形成されることを特徴とする請求項3記載の光可変フィルタ。4. The optical tunable filter according to claim 3, wherein the multilayer filter is formed so that a film configuration is different depending on a portion. 上記多層膜フィルタは屈折率傾斜型フィルタであることを特徴とする請求項1乃至4記載の光可変フィルタ。5. The variable optical filter according to claim 1, wherein the multilayer filter is a gradient index filter.
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