(57)【要約】【課題】位相調整板からの放熱を制限することによって、位相調整板に投入される単位熱量または単位電力量あたりの位相変化量を大きくした位相調節器を提供する。【解決手段】位相調整板の温度による屈折率の変化を利用して光の位相を調整する位相調節器において、  前記位相調整板を保持する保持部材に前記位相調整板に近接して熱伝導制限機構を設けた。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相調整板の温度による屈折率の変化を利用して光の位相を調整する位相調節器において、
前記位相調整板を保持する保持部材に前記位相調整板に近接して熱伝導制限機構を設けたことを特徴とする位相調節器。
【請求項２】
前記熱伝導制限機構は溝であることを特徴とする請求項１に記載の位相調節器。
【請求項３】
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴に熱伝導性の高い液体を注入し、前記熱伝導性の高い液体を前記穴から出し入れするための真空系を設けたことを特徴とする請求項１に記載の位相調節器。
【請求項４】
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴にオイルまたは水銀を注入すると共に該オイルまたは水銀を出し入れするための真空系を設けたことを特徴とする請求項１に記載の位相調節器。
【請求項５】
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴に磁性体を挿入し、該磁性体を出し入れするためのマグネットと、マグネットの移動機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の位相調節器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光ファイバ通信、特に波長分割多重方式（ＷＤＭ）を採用した光ファイバ通信における差動位相変調信号を取り扱う際に必要になる遅延干渉計の位相調節器の改良に関し、特に、空間光学系を用いた位相調節器の高性能化に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
干渉計は、一般的に、入射光を複数の分岐光に分岐し、異なる光路を介した分岐光を干渉させて干渉縞等を測定するものである。この干渉計の一種として、一方の分岐光に対して他方の分岐光を遅延させて干渉させる遅延干渉計がある。
【０００３】
この遅延干渉計は、例えば、差動位相変調方式（ＤＰＳＫ：Differential  Phase  Shift  Keying）等の変調方式によって変調された光信号を波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength  Division  Multiplexing）して伝送するＷＤＭ光通信システムの復調装置に設けられる。差動位相変調方式とは、先行する一つ前の信号の位相に対する相対的な位相変化を情報に対応させるように位相変調を行う変調方式をいう。
【０００４】
図５は、本発明が適用される干渉計の要部構成を示す図で特開２００８−２２４３１３号公報に記載されている。この公報に記載された干渉計について簡単に説明する。
干渉計２０は、入射レンズ２１、ハーフミラー２２、位相調節器２３、コーナーキューブミラー２４、位相調節器２５、コーナーキューブミラー２６、及び出射レンズ２７，２８を備えるマイケルソン型の遅延干渉計である。
【０００５】
入射レンズ２１は、入射ポートＰ１から入射される入射光Ｌ０を平行光に変換する。尚、入射ポートＰ１の位置には例えば光ファイバ（図示省略）の射出端が配置されており、この光ファイバの射出端から射出される光が入射光Ｌ０として干渉計２０の内部に入射される。ハーフミラー２２は、入射レンズ２１で平行光に変換された入射光Ｌ０を所定の強度比（例えば、１対１）を有する分岐光Ｌ１，Ｌ２に分岐する。また、ハーフミラー２２は、コーナーキューブミラー２４，２６の各々で反射された分岐光Ｌ１，Ｌ２を合波して干渉させるとともに、干渉により得られた干渉光を所定の強度比（例えば、１対１）で分岐する。
【０００６】
位相調節器２３は、ハーフミラー２２で分岐された一方の分岐光Ｌ１の光路上に配置されており、分岐光Ｌ１の位相を調整するものである。コーナーキューブミラー２４は、直交する２つの反射面を有するミラーであり、ハーフミラー２２で分岐されて位相調節器２３を介した分岐光Ｌ１をハーフミラー２２に向けて反射する。
【０００７】
尚、位相調節器２３は、ハーフミラー２２で分岐された分岐光Ｌ１がコーナーキューブミラー２４に向かう往路とコーナーキューブミラー２４で反射された分岐光Ｌ１がハーフミラー２２に向かう復路との双方の光路上に配置されている。これは、分岐光Ｌ１に対して位相調節器２３が傾いたときの分岐光Ｌ１の光路のずれ（即ち、ハーフミラー２３に対する分岐光Ｌ１の入射位置の位置ずれ）を抑えるためである。
【０００８】
位相調節器２５は、ハーフミラー２２で分岐された他方の分岐光Ｌ２の光路上に配置されており、分岐光Ｌ２の位相を調整するものである。コーナーキューブミラー２６は、コーナーキューブミラー２４と同様に直交する２つの反射面を有するミラーであり、ハーフミラー２２で分岐されて位相調節器２５を介した分岐光Ｌ２をハーフミラー２２に向けて反射する。ここで、コーナーキューブミラー２４，２６は、分岐光Ｌ１に対して分岐光Ｌ２が所定の時間だけ遅延するようにハーフミラー２２に対する相対的な位置決めがなされている。分岐光Ｌ１に対する分岐光Ｌ２の遅延時間は任意に設定することができる。
【０００９】
尚、位相調節器２５は、位相調節器２３と同様に、ハーフミラー２２で分岐された分岐光Ｌ２がコーナーキューブミラー２６に向かう往路とコーナーキューブミラー２６で反射された分岐光Ｌ２がハーフミラー２２に向かう復路との双方の光路上に配置されている。これにより、分岐光Ｌ２に対して位相調節器２５が傾いたときの分岐光Ｌ２の光路のずれを抑えることができる。
【００１０】
図６はこのような位相調節器の従来例を示す断面構成図である。図において、４はベースプレートであり、表面の一端付近にＬ字状の位相調整保持部材３の一端が固定され、他端はベースプレートの他端側に延長されている。位相調整保持部材３の他端には位相調整板１の一端が接着剤６により固定され、他端はベースプレート４側に延長されている。
【００１１】
接着剤６で固定された他方の面（位相調整板１の対面）には位相調節用ヒータ２が固定されている。５は透過光であり、図５におけるハーフミラー２２を透過／分岐したＬ１，Ｌ２に相当する。
この透過光は図では省略するが保持部材３に遮られることなくコーナーキューブ（図５参照）側に進行するように構成されている。
【００１２】
この例では屈折率変化に熱を用いるものを示しており、位相調整板１は最適な光軸位置に固定されている。そして、位相調整用ヒータ２の発生する熱で位相調整板１の温度を変化させることにより、位相調整板１の屈折率が変化し、透過する光の位相を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−２２４３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述の光位相調節器は光モジュールのパッケージ内に組み込むために小型の位相調節器として開発されたもので、位相調整板１の縦、横および厚さの大きさは例えば３×３×０．３ｍｍ程度である。小型化のメリットは、加熱体積の削減による省電力効果と応答速度の向上である。
【００１５】
一方で、位相調節範囲の拡大への強い要求も存在する。これは、位相調整用ヒータ２への投入電力を大きくすることで位相調整板１への熱供給を大きくし、位相調整板１の屈折率変化を大きくすることで可能となる。
【００１６】
しかし、小型化により位相調整用ヒータ２の細線化が進むと、大電力投入により故障し易くなることが判っている。また、省エネルギーの流れにも反するという課題がある。
また、接着剤６が塗布される面積を小さくすることで位相調整板保持部３を通してベースプレート４へ逃げる熱流を制限する方法も考えられるが、接着面積が小さくなることで位相調整板１の位相調整板保持部３への接着強度が確保できないという課題がある。
【００１７】
従って、本発明は、位相調整板１からベースプレート４への放熱を制限することによって、位相調整板に投入される単位熱量または単位電力量あたりの位相変化量を大きくした位相調節器を提供することを目的としている。
なお、位相調整板の接着強度を確保するために、位相調整板と保持部の接着部分の面積は充分に確保されているものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の位相調節器においては、
位相調整板の温度による屈折率の変化を利用して光の位相を調整する位相調節器において、
前記位相調整板を保持する保持部材に前記位相調整板に近接して熱伝導制限機構を設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２においては、請求項１に記載の位相調節器において、
前記熱伝導制限機構は溝であることを特徴とする。
【００２０】
請求項３においては、請求項１に記載の位相調節器において、
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴に熱伝導性の高い液体を注入し、前記熱伝導性の高い液体を前記穴から出し入れするための真空系を設けたことを特徴とする。
【００２１】
請求項４においては、請求項１に記載の位相調節器において、
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴にオイルまたは水銀を注入すると共に該水銀を出し入れするための真空系を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項５においては、請求項１に記載の位相調節器において、
前記熱伝導制限機構は穴とされ、該穴に磁性体を挿入し、該磁性体を出し入れするためのマグネットと、マグネットの移動機構を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
以上説明したことから明らかなように本発明の請求項１，２によれば、位相調整板を保持する保持部材に前記位相調整板に近接して熱伝導制限機構としての溝を設けたので、位相調整板保持部３の断面積が小さくなり、位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を制限することができ、位相調整ヒータ２から位相調整板１へ投入された熱量が効率的に蓄積され、位相変化量を大きくすることができる。
【００２４】
請求項２によれば、穴に熱伝導性の高い液体を注入し、前記熱伝導性の高い液体を前記穴から出し入れするための真空系を設けたので、位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を調節することができる。
【００２５】
請求項３においては、穴にオイルまたは水銀を注入すると共に該オイルまたは水銀を出し入れするための真空系を設けたので、位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を調節することができる。
【００２６】
請求項４においては、穴に磁性体を挿入し、該磁性体を出し入れするためのマグネットと、マグネットの移動機構を設けたので、位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を調節することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明の光位相調節器の断面を示す構成図であり、図６に示す従来例とは調整板保持部材に溝を設けた点のみが異なっている。
【００２８】
即ち、ベースプレート４の表面の一端付近にＬ字状の位相調整保持部材３の一端が固定され、他端はベースプレートの他端側に延長されている。位相調整保持部材３の他端には位相調整板１の一端が接着剤６により固定され、他端はベースプレート４側に延長されている。
【００２９】
接着剤６で固定された他方の面（位相調整板１の対面）には位相調節用ヒータ２が固定されている。５は透過光であり、図５におけるハーフミラー２２を透過／分岐したＬ１，Ｌ２に相当する。
この透過光は図では省略するが保持部材３に遮られることなくコーナーキューブ（図５参照）側に進行するように構成されている。
【００３０】
この例では屈折率変化に熱を用いるものを示しており、位相調整板１は最適な光軸位置に固定されている。そして、位相調整用ヒータ２の発生する熱で位相調整板１の温度を変化させることにより、位相調整板１の屈折率が変化し、透過する光の位相を変化させている。
【００３１】
位相調整板保持部材３の他端（位相調整板が固定された側）付近には溝７が形成されている。この溝は位相調整板３から位相調節板を介してベースプレート４に流れる熱量の伝達防止機構として機能する。
即ち、溝を形成することにより位相調整板保持部３の断面積が小さくなり、位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を制限することができ、位相調整ヒータ２から位相調整板１へ投入された熱量が効率的に蓄積され、位相変化量を大きくすることができる。
この溝の場所や深さや幅は保持部材３からの熱量の伝導具合に合せて適宜決定する。
【００３２】
図２（ａ〜ｄ）は他の実施例を示すもので、図２（ａ）は位相調整板保持部３に穴を形成したものである。
【００３３】
図２（ｂ）は位相調整板保持部３の上部に穴を形成し、その穴に熱伝導性の高い液体（オイルや水銀１０）を注入しポンプ９によって吸引する真空系を設けたたものである。真空度を調節することにより穴中のオイルや水銀の位置を調整し、放熱量を調整することができる。
【００３４】
図２（ｃ）は位相調整板保持部３の上部に穴を形成し、その穴に磁性流体１２を注入すると共に該磁性流体を出し入れするための真空系を設けたものである。
真空度を調節することにより穴の中の磁性流体１２の位置を調整し、放熱量を調整することで位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を調節することができる。
【００３５】
図２（ｄ）は位相調整板保持部３の上部に穴を形成し、その穴に磁性体（金属片１３）を挿入し、磁性体を出し入れするためのマグネット１１と、マグネット１１の移動機構を設けたものである。位相調整板３からベースプレート４に流れる熱量を調節することができる。
【００３６】
位相調節器の小型化により光透過部と接着部の距離が近接すると位相調整板の持つ光弾性効果が無視できなくなり位相調整板１と保持部材３の歪により位相調整板１に発生する応力によって、透過する光の偏光状態によって光の屈折率が変化する。これにより実効光路長が変化して位相が変動する。この位相の変動は本来の位相調整能力に対してノイズとして働き、位相調節器としての機能が低下する。
【００３７】
また、位相調整板１が他の部品と他部品（例えばベースプレート）と接触すると、熱の流れに別経路が発生し、放熱条件が変化する。これによりヒータ２の発熱量が同じでも位相調整板の温度が変化することになり、位相調整量や応答速度が変化する。このことは本来の位相調節能力に対してノイズとして働き位相調節器としての性能が悪化するいう問題がある。
【００３８】
図３は上述の問題を解決する実施形態の一例を示すもので、図１と同一部品には同一符号を付している。そして、この例においては位相調整板１と保持部材３が接着された付近の位相調整板１に溝７ａを形成したものである。なお、溝７ａの場所や深さや幅は位相調整量や応答速度の変化に合せて適宜決定する。
【００３９】
図４は他の実施例を示すもので、この例においては図３に示す保持部材３を用いずに位相調整板１を接着剤６を用いてベースプレート４に直接接着し、更に位相調整板１が接着された部分からわずかに上方（透過光の光路に支障のない位置）に溝７ａを形成したものである。この例においても溝７ａの場所や深さや幅は位相調整量や応答速度の変化に合せて適宜決定する。
【００４０】
図３の構成によれば、位相調整板に加わる応力を減少させることができ光弾性効果に対する悪影響を防止することができる。また、図４によれば、位相調整板からの放熱経路が限定され位相調節量のばらつきを抑えることができる。
【００４１】
なお、以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の光位相調節器の実施形態の一例を示す断面構成図である。
【図２】本発明の光位相調節器の他の実施例を示す断面構成図である。
【図３】本発明の光位相調節器の他の実施例を示す断面構成図である。
【図４】本発明の光位相調節器の他の実施例を示す断面構成図である。
【図５】本発明が適用される干渉計の要部構成を示す図である。
【図６】従来の光位相調節器を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１      位相調整板
２      ヒータ
３      位相調節板保持部材
４      ベースプレート
５      透過光
６      接着剤
７      溝
８      穴
９      ポンプ
１０    オイル
１１    マグネット
１２    磁性流体
１３    金属片
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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