JP2001264572A - 干渉光フィルタモジュール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １枚の干渉光フィルタを用いて複数の波長の
光を透過させる干渉光フィルタモジュール装置を提供す
ること。 【解決手段】 第１の多芯コリメータ１Ａに中心軸から
所定距離ｄ１離れた対称な位置に光ファイバ１１，１４
を保持するフェルール１５を設ける。又このフェルール
１５に中心からの距離ｄ２（ｄ１＞ｄ２）を有する対称
な光ファイバ１２，１３を設ける。第２の多芯コリメー
タ３Ａには距離ｄ１に対応し、光ファイバ１１からの入
射光を受光できる位置に光ファイバ２５を保持し、距離
ｄ２に対応し、光ファイバ１２からの入射光を受光でき
る位置に光ファイバ２６を保持するフェルール２４を設
ける。こうすれば入射角度θ１，θ２の相違から光ファ
イバ２５，２６に異なった波長の光を抽出できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は波長分割多重光通信
装置等において用いられ、特定の波長信号を取り出すた
めの干渉光フィルタモジュール装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】波長分割多重光通信装置においては、１
nm以下の波長間隔で多数の波長が多重された光信号が光
ファイバによって伝送され、このうちの特定の波長信号
を取り出すための光フィルタモジュール装置として、例
えば図１０に示すものが知られている。図１０は従来の
光フィルタモジュール装置の概略図である。本図におい
て光ファイバ１０１，１０２がフェルール１０３に平行
に取付けられており、その端面側にはレンズ１０４が設
けられる。フェルール１０３はその中心軸をレンズ１０
４の光軸と一致させ、対称な位置に光ファイバ１０１，
１０２を保持している。又この光軸に垂直にレンズ１０
４の焦点位置に光フィルタ１０５を設ける。更にレンズ
１０４を介してフェルール１０３と対称な位置に、レン
ズ１０６と光ファイバ１０７を有するフェルール１０８
とを配置する。この光フィルタモジュール装置の光ファ
イバ１０１に波長多重光を入射すると、所定の波長の光
のみが光フィルタ１０５を透過し、レンズ１０６を介し
て光ファイバ１０７に入射する。又他の波長の光は光フ
ィルタ１０５で反射し、レンズ１０４を介して光ファイ
バ１０２に入射する。これにより波長多重光のうち一部
の特定の波長のみを取り出し、他をその他の波長の光と
分離することができる。

【０００３】又一部の波長を取り出して更にその波長と
同一波長の光を加える場合には、図１１に示すように光
ファイバ１０２を更に他のフェルールを介してフィルタ
に入射する。この場合には図示のように図１０とほぼ同
じ構成の２組の光学装置を用いる。図１１において、光
ファイバ１１１，１１２を保持するフェルール１１３，
レンズ１１４，光フィルタ１１５及びレンズ１１６の構
成については、光ファイバ１０１からレンズ１０６と同
一である。フェルール１１８は光ファイバ１１７からの
入射光が光フィルタ１１５を介して光ファイバ１１２に
入射するように、光ファイバ１１７を保持する。こうす
れば波長多重光を光ファイバ１０１より入射すると、前
述したように光ファイバ１０７に特定波長の光信号が得
られる。又光ファイバ１１７より抽出した波長と同一波
長の他の変調光を入射すると、光フィルタ１１５を透過
して光ファイバ１１２に波長多重光を得ることができ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし鋭い波長透過特
性を有する光フィルタは高価であり、光フィルタモジュ
ールを低価格化するためには１枚の光フィルタチップを
有効に利用することが必要とされている。前述した従来
の光フィルタモジュール装置では、所定の透過率特性を
有する光フィルタを用いるために複数の光フィルタチッ
プが必要であり、価格は光フィルタに大きく依存してい
た。

【０００５】本願の請求項１，４の発明は、簡単な構成
で多重光から一部の波長の光を抽出し、その波長の光を
再び多重化できるようにすることを目的とする。又本願
の請求項２，３の発明はこのような１枚の光フィルタを
用いて複数の波長の光を透過させる光フィルタモジュー
ルを構成することによって、光フィルタモジュールの価
格を低減することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、入射角度の変化によって透過波長が変化する光フィ
ルタと、前記光フィルタの一方の面に対向する位置に設
けられた第１の多芯コリメータと、前記光フィルタを介
して第１の多芯コリメータと対向する位置に設けられた
第２の多芯コリメータと、を具備し、前記第１の多芯コ
リメータは、複数の光ファイバを保持する多芯の第１の
フェルールと、前記第１のフェルールと同軸に配置さ
れ、各光ファイバの光を前記光フィルタに集束する位置
に配置されたレンズと、を有するものであり、前記第２
の多芯コリメータは、前記光フィルタからの光を光ファ
イバに入射する位置に複数の光ファイバを保持する第２
のフェルールと、前記光フィルタからの光を前記第２の
フェルールの光ファイバの端面に集光させる位置に配置
された第２のレンズと、を有することを特徴とするもの
である。

【０００７】このような光フィルタは透明サブストレー
ト上に透過波長λに対してλ／４の光学厚さを有する高
屈折率膜と低屈折率膜を積層した干渉光フィルタとして
構成することができる。又多芯コリメータの第１，第２
のフェルールは光ファイバから入射した光が光フィルタ
を透過し、又は反射して他の光ファイバに入射するよう
に構成されていれば、必ずしも平行に保持する必要はな
い。又第１，第２の多芯コリメータは２以上の複数の光
ファイバを保持するものとする。

【０００８】本願の請求項２の発明は、請求項１の干渉
光フィルタモジュール装置において、前記第１，第２の
多芯コリメータは、その中心軸からの距離が相異なる位
置に複数の光ファイバを保持することを特徴とするもの
である。

【０００９】本願の請求項３の発明は、請求項１の干渉
光フィルタモジュール装置において、前記第１の多芯コ
リメータは、前記第１のフェルールの中心軸に対して互
いに対称な所定距離の位置に対の光ファイバを平行に保
持するものであり、前記第２の多芯コリメータは、前記
第１の多芯コリメータの各対の光ファイバの中心軸で構
成される面内にその中心軸が含まれ、前記第２のフェル
ールの中心軸から各対毎に所定の距離を隔てて平行に光
ファイバを保持することを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項４の発明は、請求項１の干渉
光フィルタモジュール装置において、前記第１，第２の
多芯コリメータは、その中心軸からの距離が同一の位置
に複数の光ファイバを保持することを特徴とするもので
ある。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１（ａ），（ｂ）は本発明の第
１の実施の形態による光フィルタモジュール装置の構成
を示す９０°異なる方向の断面図である。本図において
光フィルタモジュール装置は第１の多芯コリメータ１
Ａ，光フィルタ部２及び第２の多芯コリメータ３Ａから
成り立っている。第１の多芯コリメータ１Ａでは、光フ
ァイバ１１〜１４が図示のように第１のフェルール１５
に保持されている。フェルール１５は例えばセラミック
等の円筒形部材であって、平行に光ファイバ１１〜１４
を保持している。図２（ａ）はフェルール１５の構成を
示す断面図である。本図に示すようにフェルール１５は
その中心軸から所定距離ｄ１の対称な位置に光ファイバ
１１，１４を平行に保持している。又これらの光ファイ
バ１１，１４の中心を通る平面に対し直角の平面上に、
フェルールの中心軸から所定距離ｄ２（ｄ１＞ｄ２）隔
てた対称な位置に２本の光ファイバ１２，１３を平行に
保持している。フェルール１５は第１のスリーブ１６内
に保持されている。このフェルール１５の端面から所定
間隔を隔てて第１のレンズ１７が設けられる。レンズ１
７は凸レンズであり、レンズホルダ１８に保持されてい
る。このレンズホルダ１８及びスリーブ１６はレンズ１
７とフェルール１５の中心軸とが一致するように配置さ
れており、これらが多芯コリメータ１Ａを構成してい
る。

【００１２】レンズ１７の焦点位置には、図示のように
光フィルタケース１９内に光フィルタ２０が保持され
る。ここで用いられる光フィルタ２０は、ガラスやシリ
コン等のサブストレート上に光の透過率が高い蒸着物
質，誘電体，半導体等の多層膜を蒸着する。この多層膜
は例えばＳｉＯ₂ ，ＴｉＯ₂ 等の低屈折率膜やＳｉ等の
高屈折率膜を交互に積層して蒸着する。そしてこの膜厚
ｄと透過波長λとは屈折率をｎとすると、次式が成り立
つように選択する。λ＝４ｎｄそして低屈折率膜と高屈
折率膜とを多層交互に積層することによって、透過率の
ピークの半置全幅を小さくしている。こうすれば光学膜
厚ｎ・ｄを選択することによって任意の波長を設定する
ことができる。

【００１３】このように構成される干渉光フィルタは光
の入射角度に応じて透過波長がわずかに変化することが
知られている。例えば干渉光フィルタ２０の一例を図３
に示すように、各入射角度が０〜１０°までの範囲で
は、入射角度θが大きくなると、透過ピーク波長λが０
°の値から短くなるように変化する。従って本発明は同
一の光フィルタに異なった入射角度で光を入射すること
によって、１枚の光フィルタで異なった波長の透過率特
性を得るようにしている。

【００１４】さて光フィルタ部２を挟んで第１の多芯コ
リメータ１Ａと対称な位置に、第２の多芯コリメータ３
Ａを配置する。多芯コリメータ３Ａは第１の多芯コリメ
ータ１Ａとほぼ同一の構造を有しており、フィルタケー
ス１９に隣接する位置にはレンズホルダ２１に第２のレ
ンズ２２を保持している。又その他端には第２のスリー
ブ２３内に第２のフェルール２４が設けられる。そして
フェルール２４はレンズ１７，２１と共通の中心軸を有
し、光ファイバ２５，２６を保持するものである。そし
て図１（ａ），図２（ａ）に示すように、光ファイバ１
１，１４の中心軸でなす面内にフェルール２４の中心軸
より所定距離ｄ１離れて光ファイバ２５を保持してい
る。又図１（ｂ），図２（ｂ）に示すように、光ファイ
バ１２，１３の中心軸でなす面内にフェルール２４の中
心軸より所定距離ｄ２だけ離れて光ファイバ２６を保持
している。

【００１５】ここで前述した距離ｄ１を例えば１７５μ
ｍ、距離ｄ２を例えば１２５μｍとし、レンズ１７，２
２の焦点距離を２．４ｍｍとし、レンズと光フィルタ間
を２．４ｍｍとすると、レンズから光フィルタ１１を介
して入射される光の入射角θ１は４．２°、光ファイバ
１２を介して入射される光の入射角θ２は３．０°とな
る。

【００１６】次に本実施の形態の動作について説明す
る。図４（ａ）は光ファイバ１１より入射される光のス
ペクトルを示しており、図示のように一様なスペクトル
の多重光を入射したものとする。この場合には図１
（ａ）に示すように光ファイバの先端部からの光はレン
ズ１７を介して光フィルタ２０の中心位置に所定の入射
角度θ１で照射される。そうすれば図３，図４（ｂ）に
示すように、角度θ１に対応する波長λ１をピークとす
る波長の光が光フィルタ２０を通過し、光ファイバ１１
と対称な位置にある光ファイバ２５に入射されることと
なる。又図４（ｃ）に示すように、光フィルタ２０から
の反射光は波長λ１をピークとする波長以外の光が反射
されてレンズ１７を介して光ファイバ１４に入射され
る。ここで光ファイバ１４と光ファイバ１２とを別の光
ファイバによって接続しておくものとすると、光ファイ
バ１２には図４（ｃ）に示す出力がそのまま入射される
こととなる。光ファイバ１２からは光フィルタ２０への
入射角度はθ１とは異なった角度θ２となるため、これ
に対応する透過率のピーク波長は図３に示すようにλ２
となる。従って波長λ２をピーク値とする光が光フィル
タ２０を透過し、図４（ｄ）に示す光が光ファイバ２６
より得られる。又波長λ２をピークとする光以外の光は
光フィルタ２０で反射される。その反射光がレンズ１７
で集束されて光ファイバ１３に入射される。従って光フ
ァイバ１３に得られる光の波長特性は図４（ｅ）に示す
ものとなる。このように１つの光フィルタ２０を用いて
異なった２つの波長を抽出することができる。

【００１７】又光ファイバ１１及び１２に図４（ａ）に
示すような一様なスペクトルの波長の光を入射すれば、
光ファイバ２５及び２６から夫々波長λ１，λ２にピー
クを有する光を抽出することができる。この場合には波
長λ１，λ２を除く光が夫々光ファイバ１４，１３に得
られることとなる。

【００１８】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。図５（ａ），（ｂ）は第２の実施の形態による
光フィルタモジュール装置の９０°異なった方向からの
断面図である。本実施の形態において第１の実施の形態
と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施の形態では第１の多芯コリメータ１Ｂにフェル
ール３１を用いる。フェルール３１で保持する光ファイ
バは１１及び１２のみとする。光フィルタ部２及び第２
の多芯コリメータ３Ａについては第１の実施の形態と同
じく、フェルール２４では光ファイバ２５，２６を保持
する。この実施の形態において、光ファイバ１１及び１
２から一様なスペクトルを有する光を入射することによ
って、夫々異なった波長λ１，λ２の光を光ファイバ２
５及び２６側に抽出することができる。

【００１９】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。図６（ａ），（ｂ）は第３の実施の形態による
光フィルタモジュール装置の９０°異なった方向からの
断面図である。本実施の形態において第１の実施の形態
と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。
この実施の形態では、第１の多芯コリメータ１Ｃのフェ
ルール４１は第１の実施の形態と同様に４芯の光ファイ
バ１１〜１４を保持しており、第２の多芯コリメータ３
Ｃのフェルール４２は２芯の光ファイバ２５，２６を保
持している。但しこの実施の形態では図７に示すよう
に、フェルール４１，４２の中心軸から各光ファイバの
中心までの距離ｄ１を全て同一としている。そしてこの
場合には図４（ａ）に示すように、一定の波長の連続し
たスペクトルを有する光を光ファイバ１１から入射する
と、光ファイバ２５より図４（ｂ）に示す波長λ１をピ
ークとする光が得られる。又波長λ１をピークとする光
以外の光が光フィルタ２０で反射されて反射光が光ファ
イバ１４に得られる。この光ファイバ１４に得られる光
を再び光ファイバ１２から入射する。こうすれば光フィ
ルタ２０の表面で反射した光がそのまま光ファイバ１３
に得られることとなる。又これと同時に光ファイバ２６
より波長λ１の別の変調された光を入射すると、この光
は光フィルタ２０を透過して光ファイバ１３に加わる。
こうすれば波長多重光の一部の波長の光を抽出すること
ができ、更にこれと同一波長の変調光を元の波長多重光
に合わせて多重化した変調光を得ることができる。そし
て図１１に示す従来例に比べてフィルタチップを削除で
き、構成を簡略化できる。

【００２０】図８（ａ），（ｂ）は第４の実施の形態に
よる光フィルタモジュール装置の９０°異なった方向か
らの断面図である。本実施の形態において第１の実施の
形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略す
る。この実施の形態では、第１の多芯コリメータ１Ｄの
フェルール５１は２芯の光ファイバを保持しており、第
２の多芯コリメータ３Ｄのフェルール５２も２芯の光フ
ァイバ２５，２６を保持している。この実施の形態では
図９に示すように、フェルール５１，５２の中心軸から
各光ファイバの中心までの距離ｄ１を全て同一としてい
る。この場合には図４（ａ）に示すように、一定の波長
の連続したスペクトルを有する光を光ファイバ１１から
入射すると、光ファイバ２５より図４（ｂ）に示す波長
λ１をピークとする光が得られる。又波長λ１をピーク
とする光以外の光が光フィルタ２０で反射されて反射光
が光ファイバ１４に得られる。これと同時に光ファイバ
２６より波長λ１の別の変調された光を入射すると、こ
の光は光フィルタ２０を透過して光ファイバ１４に加わ
る。こうすれば波長多重光の一部の波長の光を抽出する
ことができ、更にこれと同一波長の変調光を元の波長多
重光に合わせて多重化した変調光を得ることができる。
そして図１１に示す従来例に比べてフィルタチップを削
除でき、構成を簡略化できる。

【００２１】尚前述した第１の実施の形態では、第１の
多芯コリメータで保持する光ファイバを４本、即ち４芯
としているが、用途に合わせて任意の数の光ファイバを
保持するようにしておけばよい。第２の多芯コリメータ
についても第１の多芯コリメータから投光された光を受
光できる位置に配置されている場合には、２芯に限らず
任意の光ファイバ数とすることができる。又第２，第３
の実施の形態についても使用状態に合わせて、多芯コリ
メータで保持する光ファイバ数を適宜選択することがで
きる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１の発明によれば、簡単な構成で波長多重光から一部の
波長の光を抽出することができる。請求項２，３の発明
によれば、１つの光フィルタを用いて２つの異なる透過
波長を持つ光フィルタモジュールとすることができ、異
なった波長を選択する必要がある場合に光フィルタモジ
ュール数を削減できるため、低価格化が可能となる。更
に請求項４の発明によれば、簡単な構成で波長多重光か
ら一部の波長の光を抽出すると共に、これと同一波長の
他の変調光を重畳して多重光とすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による干渉光フィル
タモジュール装置の相異なる方向からの断面図である。

【図２】本実施の形態によるフェルールの断面図であ
る。

【図３】光フィルタの入射角度と透過波長のピーク値と
の関係を示すグラフである。

【図４】干渉光フィルタモジュール装置の各光ファイバ
に加わる光のスペクトルを示す図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態による干渉光フィル
タモジュール装置の相異なる方向からの断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態による干渉光フィル
タモジュール装置の相異なる方向からの断面図である。

【図７】本実施の形態によるフェルールの断面図であ
る。

【図８】本発明の第４の実施の形態による干渉光フィル
タモジュール装置の相異なる方向からの断面図である。

【図９】本実施の形態によるフェルールの断面図であ
る。

【図１０】従来の干渉光フィルタモジュール装置の一例
を示す概略図である。

【図１１】従来の干渉光フィルタモジュール装置の他の
例を示す概略図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ 第１の多芯コリメータ ２ フィルタ部 ３Ａ，３Ｃ，３Ｄ 第２の多芯コリメータ １１〜１４，２５，２６ 光ファイバ １５，２４，３１，４１，４２，５１，５２ フェルー
ル １６，２３ スリーブ １８，２１ レンズホルダ １７，２２ レンズ １９ 光フィルタケース ２０ 光フィルタ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射角度の変化によって透過波長が変化
   する光フィルタと、前記光フィルタの一方の面に対向す
   る位置に設けられた第１の多芯コリメータと、 前記光フィルタを介して第１の多芯コリメータと対向す
   る位置に設けられた第２の多芯コリメータと、を具備
   し、 前記第１の多芯コリメータは、 複数の光ファイバを保持する多芯の第１のフェルール
   と、 前記第１のフェルールと同軸に配置され、各光ファイバ
   の光を前記光フィルタに集束する位置に配置されたレン
   ズと、を有するものであり、 前記第２の多芯コリメータは、 前記光フィルタからの光を光ファイバに入射する位置に
   複数の光ファイバを保持する第２のフェルールと、 前記光フィルタからの光を前記第２のフェルールの光フ
   ァイバの端面に集光させる位置に配置された第２のレン
   ズと、を有するものであることを特徴とする干渉光フィ
   ルタモジュール装置。
2. 【請求項２】 前記第１，第２の多芯コリメータは、そ
   の中心軸からの距離が相異なる位置に複数の光ファイバ
   を保持するものであることを特徴とする請求項１記載の
   干渉光フィルタモジュール装置。
3. 【請求項３】 前記第１の多芯コリメータは、前記第１
   のフェルールの中心軸に対して互いに対称な所定距離の
   位置に対の光ファイバを平行に保持するものであり、 前記第２の多芯コリメータは、前記第１の多芯コリメー
   タの各対の光ファイバの中心軸で構成される面内にその
   中心軸が含まれ、前記第２のフェルールの中心軸から各
   対毎に所定の距離を隔てて平行に光ファイバを保持する
   ものであることを特徴とする請求項１記載の干渉光フィ
   ルタモジュール装置。
4. 【請求項４】 前記第１，第２の多芯コリメータは、そ
   の中心軸からの距離が同一の位置に複数の光ファイバを
   保持するものであることを特徴とする請求項１記載の干
   渉光フィルタモジュール装置。