【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は波長可変光フィルタに関し、特に光増幅器に適した波長可変光フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバ通信用光増幅器としては、増幅媒体として希土類元素を添加した光ファイバを用いるものと、光半導体を用いるものとがある。 特に、増幅媒体として希土類元素（例えば、エルビウムＥｒやプラセオジウムＰｒ）を添加した光ファイバを用いる光ファイバ増幅器は、増幅される光波長帯が光ファイバ通信に利用される１５５０ｎｍ帯や１３１０ｎｍ帯のため急速に実用化が進んでいる。

【０００３】一般的な光ファイバ増幅器の構成を図３に示す。 図３において、入力光は、光アイソレータ３１を通して光合波器３２に導入される。 光合波器３２においては、励起光源３３からの励起光が合波される。 励起光を合波された信号光は、希土類元素添加による光ファイバ３４で増幅される。 増幅された信号光は、光フィルタ３５を通して増幅出力光として出力される。

【０００４】このような光ファイバ増幅器を用いた光ファイバ通信では、信号光が光ファイバ増幅器により増幅されて出力される際に、増幅された信号光とともに増幅された自然放出光が光雑音となって発生する。 この自然放出光を除去するため、信号光の波長だけを効率良く透過させる半値全幅数ｎｍの干渉膜型バンドパスフィルタが用いられている。

【０００５】しかし、光ファイバ増幅器に入力される信号光の波長が変化する場合は、入力信号光の波長に応じて最適なフィルタ特性となるようにする必要がある。 これは、干渉膜型バンドパスフィルタへの入射角を変化させたり、膜厚が連続的に変化する干渉膜型バンドパスフィルタを膜厚が変化する方向に移動させたりして実現している。

【０００６】具体例をあげて説明すると、特開昭６４−
２４２０２号には、入力光を比較的狭帯域の光に分解して検出し、入力光に含まれる波長をそれぞれ検出する色分解装置が示されている。 その構成は、透過光の波長帯が順次異なるように膜厚が連続的に変化させられた干渉膜を備えた干渉フィルタと、この干渉フィルタの透過光の波長帯を順次変化させる駆動手段と、干渉フィルタを透過した透過光を検出する光センサからなっている。 なお、干渉フィルタは環状の透過面を有し、周方向に干渉膜厚が連続的に変化させられていて軸芯のまわりに回転駆動させられるようになっていても良い。

【０００７】一方、特開平３−１２６０２４号には露光制御装置が示されている。 この露光制御装置は、原画からの光を膜厚に応じた中心波長の光に分光する干渉フィルタと、分光された光を測光するセンサと、測光されたスペクトル測光値から求めた合成値に基づき決定される基本露光量により露光量を制御する制御手段と、原画を多数個に分割して赤、緑、青の光を測光するセンサとから構成されている。

【０００８】上記の特開昭６４−２４２０２号に示された色分解装置では、光の干渉を利用して特定波長の透過光を通過させ、かつその透過光の波長帯域が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた干渉フィルタが、駆動手段によって入力光に対して移動させられると、光センサによって検出される透過光の波長帯がその干渉フィルタの移動に伴って変化させられる。 このようにして干渉フィルタの移動により順次得られる透過光は、入力光が干渉フィルタの移動位置と関連した波長帯に分解された色光であるので、干渉フィルタの透過面全長にわたる透過光を検出することにより、入力光を狭帯域の色に分解することができる。 ここで、干渉フィルタは環状の透過面を有する円筒状または円板状であり、その環状の透過面の周方向に干渉膜厚が連続的に変化させられたものであり、軸芯まわりに回転させることができる。

【０００９】一方、上記の特開平３−１２６０２４号に示された露光制御装置では、異なる位置に異なる膜厚の干渉膜を有する干渉フィルタにより、原画からの光が膜厚に応じた中心波長の光に分光され、センサにより測光される。 測光されたスペクトル測光値には複写感光材の相対分光感度分布に応じて定まる重みが付加されることにより、センサの分光感度分布と複写感光材の分光感度分布とを一致させることができる。 そこで、制御手段は、センサの測光値から基本露光量を決定し、この基本露光量で露光量を制御できる。 また、原画を多数個に分割して赤、緑、青の光を測光するもうひとつのセンサの測光値により濃度制御値を決定することができるので、
この値を用いて基本露光量を決定することができる。

【００１０】上述した色分解装置や、露光制御装置に用いられる光の干渉を利用した干渉フィルタは、透過光の波長帯が順次異なるように、膜厚が連続的に、あるいは位置により膜厚が異なるように形成されているので、膜厚が変化する方向に入射光の入射位置を移動させることにより、透過光の波長を選択することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような干渉フィルタを光増幅器の後に配置して、光増幅器から出力される増幅された自然放出光を除去した場合、増幅媒体が利得の波長特性を有するため、干渉フィルタの透過率が一定であっても、光増幅器に入力される信号光の波長によって増幅信号光の強度が異なる状態が生じる。
このため、光増幅器を用いて波長多重伝送を行う場合は、増幅媒体の利得波長特性が比較的平坦な波長領域を利用しないと、入力波長によって信号光強度が異なってしまい、伝送品質に差異が生じてしまうことになる。

【００１２】そこで、本発明の課題は、光増幅器から出力される増幅された自然放出光を効率良く除去できる波長可変光フィルタを提供することにある。

【００１３】本発明の他の課題は、増幅された信号光強度が光増幅器における増幅媒体の利得波長特性に依存することなく得られるような波長可変光フィルタを提供することにある。

【００１４】本発明の更に他の課題は、上記の波長可変光フィルタを組合わせた光増幅器を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、透明基板の片面に、光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰特性を有する第１の干渉フィルタと、光の干渉を利用して透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた第２の干渉フィルタとを積層形成して成ることを特徴とする波長可変光フィルタが提供される。

【００１６】本発明によればまた、透明基板の片面に、
光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰特性を有する第１の干渉フィルタを形成し、反対面には光の干渉を利用して透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた第２の干渉フィルタを形成して成ることを特徴とする波長可変光フィルタが提供される。

【００１７】尚、いずれの波長可変光フィルタにおいても、前記第２の干渉フィルタの膜厚は、該波長可変光フィルタを移動させる方向に連続的に変化するように形成される。

【００１８】また、前記第１、第２の干渉フィルタは、
ＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 あるいはＴａ2Ｏ5 −ＳｉＯ2 の誘電体の多層膜からなる干渉膜で構成されている。

【００１９】上記の波長可変光フィルタは、光増幅媒体を有する光増幅器の後段に組み合わせて適用される。

【００２０】

【作用】本発明では、透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた干渉膜と光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰機能を有する光フィルタを光増幅器の後に配置することで、光増幅器から出力される増幅された自然放出光を効率良く除去するとともに、増幅された信号光強度が増幅媒体の利得波長特性に依存することなく得られるようにしている。

【００２１】光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰機能は、干渉膜を利用することで実現できる。 すなわち、光増幅媒体の利得波長特性は光増幅媒体固有の特性を示すので、あらかじめ光増幅媒体がわかっていれば、干渉膜を利用して光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰特性を有する光フィルタを設計できる。 例えば、ガラスのような透明基板の片面に増幅された自然放出光を効率良く除去する光フィルタを形成し、他の面に光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光フィルタを形成すれば良い。 もちろん、増幅された自然放出光を効率良く除去する光フィルタと光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光フィルタの特性を同時に満たす光フィルタを設計して透明基板の片面に形成することも可能である。

【００２２】これにより、光増幅器に入力される信号光の波長によらず、一定の増幅強度の増幅信号光が得られることになる。 そして、多波長の入力光に対しても波長に依存せずに一定の増幅信号光が得られるため、このような構成の光増幅器を波長多重伝送に用いても一定の増幅強度が得られる波長範囲内であれば増幅信号光強度が波長によって異なるようなことはない。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。 図１において、光ファイバ増幅器の後に配置される本発明の波長可変光フィルタは、ガラスのような透明基板１を有すると共に、その片面に光の干渉を利用して透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた干渉フィルタ２（第２の干渉フィルタ）と、光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するように光減衰特性を有する干渉フィルタ３（第１の干渉フィルタ）とを形成して構成されている。 干渉フィルタ２は干渉フィルタ３の上に形成される。

【００２４】干渉フィルタ２の膜厚は、波長可変光フィルタを移動させる方向に連続的に変化させられている。
また、干渉フィルタ２及び干渉フィルタ３は誘電体の多層膜、たとえばＴｉＯ2 −ＳｉＯ2 の多層膜、Ｔａ2 Ｏ
5 −ＳｉＯ2 の多層膜などからなる干渉膜で構成され、
透明基板１への形成は真空蒸着等の方法によっている。
干渉フィルタ３の特性は、図４に示すような光増幅媒体の利得波長特性をあらかじめ知ることにより、その利得波長特性を平坦化するように設計されている。

【００２５】このように構成された本発明による波長可変光フィルタを図３に示す光ファイバ増幅器の後に配置することにより、光ファイバ増幅器から出力される増幅された自然放出光を効率良く除去するとともに、増幅された信号光強度が光増幅媒体の利得波長特性に依存することなく得られるようになる。

【００２６】得られる増幅出力信号波長特性例を図５に示す。 これにより、光ファイバ増幅器に入力される信号光の波長によらず一定の増幅強度（利得）の増幅出力信号光が得られる。 多波長の入力光に対しても波長に依存せずに一定の増幅出力信号光が得られるため、光ファイバ増幅器を用いて波長多重伝送を行っても一定の増幅強度（利得）が得られる波長範囲内であれば入力信号光波長によって増幅出力信号光の強度が異なることはないので、良好な伝送品質が得られることになる。

【００２７】図２を参照して、本発明の第２の実施の形態を説明する。 図２では、ガラスのような透明基板１の片面、すなわち光の入力側に光の干渉を利用して透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた干渉フィルタ２が形成され、反対面には光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するように光減衰特性を有する干渉フィルタ３が形成されている。 干渉フィルタ２の膜厚の変化方向、干渉フィルタ２と干渉フィルタ３の構造や形成方法は図１に示す形態と同じものである。 したがって、本形態においても図１の形態と同じ効果が得られることになる。

【００２８】なお、図３には光増幅器の一例として、光ファイバ増幅器を示したが、光半導体を用いた光増幅器に本発明による波長可変光フィルタを用いても同様な効果が得られることは明らかである。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、透過光の波長帯が順次変化するように膜厚が連続的に変化させられた干渉フィルタ機能と光増幅媒体の利得波長特性を平坦化するような光減衰機能を有する光フィルタ機能とを持つフィルタを光増幅器の後に配置することで、光増幅器から出力される増幅された自然放出光を効率良く除去するとともに、増幅された信号光強度が増幅媒体の利得波長特性に依存することなく得られる。

【００３０】その結果、光増幅器に入力される信号光の波長によらず、一定の増幅強度の増幅信号光が得られる。 そして、多波長の入力光に対しても波長に依存せずに一定の増幅信号光が得られるため、このような構成の光増幅器を波長多重伝送に用いても一定の増幅強度が得られる波長範囲内であれば増幅信号光強度が波長によって異なるようなことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示した図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態を示した図である。

【図３】光ファイバ増幅器の構成例を説明するための図である。

【図４】光増幅器における光増幅媒体の利得波長特性例を示した図である。

【図５】本発明による増幅出力信号波長特性例を示した図である。

【符号の説明】

１ 透明基板 ２、３ 干渉フィルタ