(57)【要約】  入力された光信号を処理し、処理された第１光信号を出力するように入力手段にカップリングされた第１光処理手段と、処理された第１光信号を第１光信号処理手段から受領し、受領した第１光信号を順応式に処理して処理された第２光信号を出力する第２光信号処理手段と、処理された第２光信号を受領し、該処理された第２光信号を所定方式で処理して減衰信号を出力する第３光信号処理手段とを含んだ多ポート型可変光減衰構造。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多ポート型可変光減衰構造であって、
入力された光信号を処理し、処理された第１光信号を出力するように入力手段にカップリングされた第１光信号処理手段と、
前記処理された第１光信号を前記第１光信号処理手段から受領し、受領した前記第１光信号を順応式に処理して、処理された第２光信号を出力する第２光信号処理手段と、
前記処理された第２光信号を受領し、該処理された第２光信号を所定方式で処理して減衰信号を出力する第３光信号処理手段と、
を含んだ構造。
【請求項２】
第１光信号処理手段は、入力された光信号をフィルタリングして偏光することで処理する光導波アレイと偏光手段とを含んでいることを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項３】
第１光信号処理手段は、バンドパス光フィルタリングでシングルモード操作を維持するように設計されたフォトニクスクリスタルファイバアレイであることを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項４】
アレイは、光偏光を維持し、バンドパス光フィルタリングでシングルモード操作を提供し、光出力をさらにファイバーの数字アパーチャが増加する高密度でスムーズな三次元の光非均等状態に濃縮処理し、二次元偏光維持式のテーパしたフォトニクスクリスタルファイバアレイを含んでいることを特徴とする請求項３記載の構造。
【請求項５】
第３光信号処理手段は、所定方式処理が処理された第１光信号の偏光に対して垂直である偏光の光のみを通過させることに関与するように、偏光手段に対して９０°回転した分析フィルムであることを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項６】
第１光信号処理手段はそれと一体化した偏光手段を有せず、その代わりに別々の偏光手段を第１光信号処理手段と第２光信号処理手段との間にアレンジして、前記第２光信号処理手段が処理された第１光信号を受領する前に前記第１光信号発生手段で発生された個々の信号を偏光することを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項７】
第２光信号処理手段は光磁気フィルムを含んでいることを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項８】
光磁気フィルムはＢｉ‐ＹＩＧフィルムであることを特徴とする請求項７記載の構造。
【請求項９】
光磁気フィルムは受領した第１光信号を順応式に処理するためにそれと一体的に形成された一体型スイッチ回路で駆動されることを特徴とする請求項７記載の構造。
【請求項１０】
一体型スイッチ回路はフィルムコア内でエッチング加工されるか、あるいはフィルム面に提供され、二次元磁界プロフィールを発生させることを特徴とする請求項９記載の構造。
【請求項１１】
一体型スイッチ回路は入力光信号の拡散方向に沿って任意の磁界を発生させ、光信号の偏光を回転させる微小コイルアレイを含んでいることを特徴とする請求項９記載の構造。
【請求項１２】
第２光信号処理手段と第３光信号処理手段との間に提供され、微小コイル要素によって発生する磁界に対して追加の永久磁界を適用する永久磁石を含んでおり、前記永久磁界は入力光の拡散方向に対して平行であることを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項１３】
第１光信号処理手段、第２光信号処理手段及び第３光信号処理手段は一体に形成され、一体構造を提供することを特徴とする請求項１記載の構造。
【請求項１４】
入力光信号を処理して減衰された出力信号を発生させる方法であって、
入力光信号を偏光してフィルタリングし、処理された第１光信号を発生させるステップと、
前記処理された第１光信号の偏光を任意に回転させ、処理された第２光信号を発生させるステップと、
回転角度に応じて前記処理された第２光信号の可変部分を通過させ、減衰された出力信号を提供するステップと、
を含んでいることを特徴とする方法。
【請求項１５】
処理された第１光信号に任意回転を実行する磁界プロフィールを発生させるように微小コイルを介して供給される電流を制御するステップと、
前記回転は前記処理された第１光信号の個別要素の偏光量を調整し、処理された第２光信号を提供するステップと、
前記処理された第２光信号を分析して可変光減衰を提供するステップと、
を含んでいることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広範囲な光波長の高解像可変光減衰を提供する光減衰器構造に関する。
【０００２】
本発明の好適実施例はインテリジェント光ネットワーク、光測定機器、ファイバーアレイ式システム、フォトニクス信号プロセッサ、電流検出、高密度光コンピュータ及びディスプレーの分野で活用される特殊な利用性を有する。
【背景技術】
【０００３】
以下記載の発明の背景技術の説明は本発明の理解を助けることのみを目的としている。その内容が本発明の従来技術であると認めるものではない。
【０００４】
多ポート型光システムの減衰制御性能は次世代インテリジェンス光システムにとって重要である。そのような光システムとは通信システム、ケーブルテレビシステム、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、電流センサー及びディスプレー等を含む。大抵の現存多ポート型光減衰器は数ポートに限定されており、ほとんどのインテリジェンスは光リンクの両側の別々な電子装置で実行される。近年になって開発されたインテリジェンス光システムは、場合によっては多数の異なる光リンクで連結された多くのノードを含んでいる。このような多光リンクシステムはこれら光システムの性能とフレキシビリティを大きく増強できるが、コスト効果が高く、コンパクトで高性能であり、高密度の多ポート型光減衰構造はそのような光システムとインターフェスしていなければならない。それによって、さらに多くのチャンネル数を必要とする将来の利用のために安定した性能が提供される。
【０００５】
動的光減衰は出力管理プロセスであり、光信号の出力は任意に減衰される。正確な可変光減衰は動的減衰変動を可能にする。これは多くの新利用法にとって非常に重要である。光信号が光ファイバーアレイを介して拡散するような特殊な場合には、それら信号を任意に減衰し、特定出力プロフィールを発生させることが有利である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１目的は多ポート型光リンクの改善光減衰を提供することである。
【０００７】
本発明の１特徴によれば、入力された光信号を処理し、処理された第１光信号を出力するよう入力手段にカップリングされた第１光信号処理手段と、処理された第１光信号を第１光信号処理手段から受領し、受領した第１光信号を順応式に処理して処理された第２光信号を出力する第２光信号処理手段と、処理された第２光信号を受領し、処理された第２光信号を所定方法で処理して減衰信号を出力する第３光信号処理手段とを含んだ多ポート型可変光減衰構造が提供される。
【０００８】
好適には、第１光処理手段は入力された光信号をフィルタリングして偏光することで処理する光導波アレイと偏光手段とを含んでいる。
【０００９】
好適には、第１光処理手段はバンドパス光フィルタリングでシングルモード操作を維持するように設計されたフォトニクスクリスタルファイバアレイである。
【００１０】
特に、光偏光を維持し、バンドパス光フィルタリングでシングルモード操作を提供し、光出力をさらに高密度に濃縮処理し、スムーズな三次元の光非均等状態を提供する二次元偏光維持式のテーパしたフォトニクスクリスタルファイバアレイでよい。このように、ファイバーの数字アパーチャは増加し、ディスプレー実行時に、より広い観察角度を達成する。
【００１１】
好適には、第３光処理手段は偏光手段に対して９０°回転した分析フィルムであり、前述の所定方式処理は処理された第１光信号の偏光に対して垂直である偏光の光のみを通過させることに関与する。
【００１２】
あるいは、第１光処理手段はそれと一体化した偏光手段を有せず、その代わりに別々の偏光手段を第１光信号処理手段と第２光信号処理手段との間にアレンジして、第２光信号処理手段が処理された第１光信号を受領する前に第１光信号発生手段で発生された個々の信号を偏光する。
【００１３】
好適には、第２光処理手段は光磁気フィルムを含む。
【００１４】
好適には、その光磁気フィルムはＢｉ−ＹＩＧフィルムである。
【００１５】
好適には、光磁気フィルムは受領した第１光信号を順応式に処理するために、それと一体的に形成された一体型スイッチ回路で駆動される。
【００１６】
好適には、その一体型スイッチ回路はフィルムコア内でエッチング加工されるか、あるいはフィルム面に提供され、二次元の磁界プロフィールを発生させる。
【００１７】
好適には、一体型スイッチ回路は入力光信号の拡散方法に沿って任意の磁界を発生させ、光信号の偏光を回転させる微小コイルアレイを含んでいる。
【００１８】
好適には、本構造は第２光信号処理手段と第３光信号処理手段との間に提供され、微小コイル要素で発生した磁界に対して追加の永久磁界を適用する永久磁石を含む。この永久磁界は入力光の拡散方向に対して平行である。
【００１９】
好適には、第１光信号処理手段、第２光信号処理手段及び第３光信号手段は一体的に形成され、一体構造を提供する。
【００２０】
本発明の第２の特徴によれば、入力光信号を処理して減衰された出力信号を発生させる方法が提供される。
【００２１】
この方法は、入力光信号を偏光してフィルタリングし、処理された第１光信号を発生させるステップと、処理された第１光信号の偏光を任意に回転させ、処理された第２光信号を発生させるステップと、回転角度に応じて処理された第２光信号の可変部分を通過させ、減衰された出力信号を提供するステップとを含んでいる。
【００２２】
好適には、この方法は処理された第１光信号に磁界プロフィールを発生させるように微小コイルを介して供給される電流を制御するステップを含む。その磁界プロフィールは上記の任意回転を実行する。回転は処理された第１光信号の個別要素の偏光量を調整して処理された第２光信号を提供する。本方法は処理された第２光信号を分析して可変光減衰を提供するステップをさらに含む。
【００２３】
このように、高密度多ポート型光ステムで利用できるコスト効率が高く、ハードウェア詰込み型の基本的及び可変型光減衰アレイが提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明を実施するための最良の方法は、フォトニクスシステムのための高密度な多ポート型可変光減衰構造である。この減衰構造は一般的に、広範囲な光波長の高解像可変光減衰を実行するように動的に設計することができる、光導波アレイ、偏光手段、一体的偏光回転アレイ、及び分析手段を利用している。
【００２５】
図１で示す如く、多ポート可変光減衰構造１００は、複数のフォトニクスクリスタルファイバ１０８を含んだテーパ状偏光維持型フォトニクスクリスタルファイバアレイ（ＴＰＭＰＣＦＡ）１０５の形態である第１光信号処理手段と、微小コイルアレイ１１５と一体的に形成された光磁気フィルム１１０の形態である第２光信号処理手段と、分析手段１２０の形態である第３光信号処理手段とを含んでいる。
【００２６】
多ポート型可変光減衰ポートへ提供された入力光信号は先ずＴＰＭＰＣＦＡ１０５によって偏光され、スペクトル的にフィルタリングされて、処理された第１光信号を発生させる。偏光された第１光信号は光磁気フィルム１１０を通過し、微小コイルアレイ１１５の要素に供給される電流量を制御することで、これらの偏光を個別に回転させ、処理された第２光信号を発生させる。これらの電流は光信号の拡散方向に対して平行な可変磁界を発生させる。偏光回転された光信号の偏光方向が分析手段１２０の偏光方向と整合しない場合は、拡散光信号の一部が分析手段１２０にブロックされ、光信号を減衰させる。
【００２７】
光磁気フィルム１１０に対して垂直である定磁界を適用するために、第２光信号処理手段の表面に形成されたフィルム形態の永久磁石１２５が提供される。永久磁石１２５の役割は光磁気フィルム１１０内側の複数の磁区を単一磁区へと変換し、過剰光損失を低減させることである。
【００２８】
ＴＰＭＰＣＦＡ１０５と分析手段１２０の偏光方向は、微小コイルアレイ１１５に偏光回転が提供されない場合、通常は互いに垂直である。
【００２９】
図２は、光磁気フィルム１１０に提供された導電性平坦微小コイル２０５を示している。微小コイル２０５の材料は銅やアルミニウム等、どのような導電性材料であってもよい。
【００３０】
微小コイルアレイを、低い抵抗性と多数の巻部を有するように製造することもできる。
【００３１】
この微小コイルの形成方法は、光磁気フィルムがエッチング加工には薄すぎる場合に一般的に利用される。
【００３２】
図３は微小コイルを光磁気フィルムのコア内に提供するプロセスを示している。
【００３３】
先ず図３に示す如く、光磁気フィルム１１０の深さと等しい深さの筒状溝３０５が光磁気フィルム１１０のコア内にエッチング加工される。
【００３４】
次に図４に示す如く、微小コイル４０５を提供するため、導電性材料が筒状溝３０５に提供される。
【００３５】
溝はレーザーエッチングによって提供できる。ピコ秒またはフェムト秒パルス持続時間高ピークパワーの超短パルスレーザーは熱の影響を受ける領域を最小限にし、材料除去プロセスを削磨加工で実施することによって光磁気フィルムで優れたエッチング精度を達成する。
【００３６】
よって、光磁気フィルムが十分な厚みを有する場合、前述のエッチング技術は微小コイルの形成に適している。
【００３７】
前述の好適実施例の説明から明らかなように、偏光手段と分析手段との間に挟まれた可変偏光回転子を利用することで最良の可変減衰を達成できる。さらに、入力ポートのためのファイバーアレイと一体的可変偏光回転子アレイとを使用することで、コスト効果が高く静的な多ポート型可変光減衰器が提供できる。
【００３８】
この装置の主な利点は：
（１）近年開発中の多くのフォトニクスシステムにとって重要な適合式多ポート型光減衰を可能にする。
（２）将来の多ポート型平列フォトニクス信号処理システムに適応性がある。
（３）静的な装置であるため（機械的に動く部分がない）、物理的に回転する減衰器と比べて寿命が長い。
（４）全てのポートが一体的可変偏光回転子アレイを共有するため、コスト効果が高い。
【００３９】
本発明の範囲は前述の実施例に限定されない。本発明の範囲から逸脱することなく前述の好適実施例を改良することで、本発明の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は本発明の多ポート型可変光減衰構造の１好適実施例を図示する。
【図２】図２は光磁気フィルムの表面に微小コイルを提供する方法によって得られた結果を図示する。
【図３】図３は光磁気フィルムのコア内で三次元コイル構造をエッチング加工する方法によって得られた結果を図示する。
【図４】図４は微小コイルを提供するために図３で示すエッチング加工された三次元コイルに導電材料をデポジットする方法によって得られた結果を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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