(57)【要約】【課題】簡易な機構でもって、波長の広い範囲にわたって所望の波長のチャンネルを抽出することができるようにする。【解決手段】Ｘステージ１０に、固定したファイバ固定部１１と矢印Ｘ方向に摺動可能なファイバ固体部１２とが対向して設けられ、駆動部１３の操作により、ファイバ固定部１１，１２間の間隔が変化する。ＦＢＧ６の形成部分の両端は光伝送のための光ファイバ１と接合され、これら接合部分に補強のための補強スリーブ（図示せず）が設けられている。光ファイバ１は、補強スリーブの一方の部分がファイバ固定部１１で固定保持され、他方の部分がファイバ固定部１２で固定保持され、駆動部１３の操作により、ファイバ固定部１２が摺動してＦＢＧ６の部分を延伸する。これにより、ＦＢＧ６でのグレーティング周期Λを変化させることができ、ＦＢＧ６での反射中心波長を変化させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバのコア中に一定周期で高屈折率部と低屈折率部とが繰り返すグレーティングが形成されてなる波長可変光フィルタであって、
該光ファイバの該グレーティングの形成部の両側に補強スリーブが設けられ、
Ｘステージに夫々の該補強スリーブを保持する手段が設けられ、該光ファイバの該グレーティングの形成部をその長手方向に延伸する手段を備え、
グレーティング周期の変化によって反射中心波長を可変としたことを特徴とする波長可変光フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバ通信に用いられ、複数の異なる波長の光のうちから所望とする波長の光を抽出することができる様にした波長可変光フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光ファイバ通信において、多量の情報を伝送するために、波長分割多重（ＷＤＭ：Wavelength Division Multiplexing）方式が用いられている。ＷＤＭ方式は、波長が異なる複数の光を１本の光ファイバで伝送する方式であり、１つの波長の光が１チャンネルに相当するものである。かかる複数のチャンネルから１つのチャンネルを抽出するには、この抽出するチャンネルの光の波長を中心波長とする光フィルタが必要であり、かかる光フィルタとしては、最近では、回折によって所望の波長を抽出する安価で光ファイバとの接続性が良好な光ファイバグレーティング（ＦＢＧ：Fiber Bragg Grating）が注目されている。
【０００３】
図５はＦＢＧの構造を示す図であって、１は光ファイバ、２はコア、３はクラッド、４は保護被覆、５は高屈折率部、６はＦＢＧである。
【０００４】
同図において、光ファイバ１は、コア２がこれよりも屈折率が低いクラッド３で覆われ、さらに、このクラッド３が保護被覆４で覆われた構成をなしており、複数の異なる波長の光がクラッド３の内面で全反射されることにより、コア２ないで伝送される。
【０００５】
かかる光ファイバ１に設けられた光フィルタとしてのＦＢＧ６は、強紫外線の露光により、コア２内にその長手方向に沿って、所定の周期（これをグレーティング周期）Λで複数の高屈折率部５が形成されてなるものであって、これら高屈折率部５の間は低屈折率部となっている。
【０００６】
かかるＦＢＧ６では、コア２を通して供給される複数の波長の光のうちのグレーティング周期Λや実効屈折率ｎeffで決まる波長（反射中心波長）λの光を反射するが、この反射中心波長λは、次の式（１）、即ち、
λ＝２ｎeff・Λ                 ……（１）
で決まる。
【０００７】
グレーティング周期ΛはＦＢＧ６の製造時に決定するものであるため、ＦＢＧ６の反射中心波長λは固定されたものである。このため、ＷＤＭ信号からかかるＦＢＧ６を用いて所望のチャンネルを抽出するためには、この抽出しようとするチャンネルの光の波長を反射中心波長λとするＦＢＧ６が必要であり、このため、伝送されるチャネル毎にそれに適合した反射中心波長の専用のＦＢＧ６が必要であった。このため、受信側で伝送されてきた複数のチャンネルを夫々受信可能とするためには、夫々のチャンネル毎にＦＢＧ６を設けることが必要となり、ＦＢＧ６の個数が増えてコストが増加し、装置の規模が大きくなるという問題があった。
【０００８】
これに対し、上記式（１）からして、ＦＢＧ６の実効屈折率ｎeffを変化させることにより、ＦＢＧ６の反射中心波長λを異ならせることができるから、ＦＢＧ６をその長手方向に延伸させることにより、ＦＢＧ６の実効屈折率ｎeffを変化させてＦＢＧ６の反射中心波長λを変化させる様にした技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００９】
図６は特許文献１に記載のＦＢＧによる波長可変光フィルタを示す斜視図であって、７ａ，７ｂはホルダ、８はスペーサ機構であり、図５に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００１０】
同図において、光ファイバ１に形成されたＦＢＧ６の両側の部分にホルダ７ａ，７ｂが接着固定され、これらホルダ７ａ，７ｂとの間に、これらホルダ７ａ，７ｂで挟まれる様にして、スペーサ機構８が設けられている。このスペーサ機構８は、それを操作することにより、機械的に伸縮可能である。
【００１１】
かかる構成において、スペーサ機構８を操作してそれを伸縮することにより、ホルダ７ａ，７ｂ間の距離が変化し、これとともに、透明弾性樹脂からなる保護被覆４の長さが変化してその厚さが変化し、ＦＢＧ６での上記式（１）に示す実効屈折率ｎeffが変化する。従って、これにより、反射中心波長λを変化させることができる。
【００１２】
このようにして、ＦＢＧ６による波長可変光フィルタが構成されることになり、かかる波長可変光フィルタを用いることにより、同じ装置で波長可変光フィルタを１つ用いるだけで、伝送されてきた複数のチャンネルから任意の所望のチャンネルを抽出することが可能となる。
【特許文献１】特開２００５ー２３４２８６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
光ファイバのＦＢＧ６の部分は、通常、光ファイバにＦＢＧ６を形成するための特殊な材料を含有した数ｃｍ程度の長さのものとして製造されたものであり、これを使用する場合には、かかるＦＢＧ６の部分の両側に光伝送のための光ファイバが接合される。この場合、これら接合部を補強するために、夫々の接合部に補強スリーブが充てがわれる。
【００１４】
ところで、上記の特許文献１に記載の波長可変光フィルタでは、光ファイバ１のＦＢＧ６の部分の両側にホルダ７ａ，７ｂを接着固定するものであるが、上記のように、かかるＦＢＧ６の部分の両側に光伝送のための光ファイバが接合された後、ホルダ７ａ，７ｂが取り付けられることになり、ホルダ７ａ，７ｂを光ファイバにスライドさせながらＦＢＧ６の部分の両側に位置付けるという作業が必要であるし、また、光ファイバ１のＦＢＧ６の部分が弛むことなく、ホルダ７ａ，７ｂを光ファイル１に接着固定する必要があり、波長可変光フィルタを作成するのが非常に困難であって、非常な手間と時間を要するし、また、ホルダ７ａ，７ｂを光ファイバ１に接着固定することも困難である。
【００１５】
そして、このような困難な作業を、ＦＢＧ６が接合された光ファイバ毎に行なう必要がある。
【００１６】
本発明の目的は、かかる問題を解消し、簡易な機構でもって簡単に作成することができ、波長の広い範囲にわたって所望の波長のチャンネルを抽出することができるようにした波長可変光フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために、本発明は、光ファイバのコア中に一定周期で高屈折率部と低屈折率部とが繰り返すグレーティングが形成されてなる波長可変光フィルタであって、光ファイバのグレーティングの形成部の両側に補強スリーブが設けられ、Ｘステージに夫々の補強スリーブの保持手段が設けられ、光ファイバのグレーティングの形成部をその長手方向に延伸する手段を備え、グレーティング周期の変化によって反射中心波長を可変としたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、ＦＢＧを備えた光ファイバを保持手段に簡単な作業で取り付けるだけで波長可変光フィルタを構成することができ、かかる保持手段としても、構成が簡単なＸステージを用いることができて、構成が簡単で安価な波長可変光フィルタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００２０】
図１は本発明による波長可変光フィルタの一実施形態を示す斜視図であって、９はファイバ取付装置、１０はＸステージ、１１，１２はファイバ固定部、１３は駆動部であり、前出図面に対応する部分には、同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２１】
同図において、この実施形態は、Ｘステージ１０を用いたファイバ取付装置９に光ファイバ１のＦＢＧ６の両側部分が固定支持された構成をなしている。このファイバ取付装置９では、Ｘステージ１０に２つファイバ固定部１１，１２が、光ファイバ１０のＦＢＧ６の長さよりも大きな間隔でもって、互いに対向するように設けられており、一方のファイバ固定部１１で光ファイバ１のＦＢＧ６の一方側の部分が固定支持され、他方のファイバ固定部１２で光ファイバ１のＦＢＧ６の他方側の部分が固定支持されている。従って、光ファイバ１は、固定部１１，１２により、ＦＢＧ６の全体の部分がこれら固定部１１，１２間に位置付けられるように、固定支持されている。
【００２２】
ここで、ファイバ固定部１１はＸステージ１０に固定して設けられ、ファイバ固定部１２は、矢印Ｘで示す方向、即ち、ファイバ固定部１１，１２に固定支持された光ファイバ１の長手方向に摺動可能に、Ｘステージ１０に設けられている。また、Ｘステージ１０のファイバ固定部１２の側部には、駆動部１３が設けられており、この駆動部１３を操作することにより、ファイバ固定部１２がファイバ固定部１１側もしくはその反対側に摺動する。
【００２３】
このように、光ファイバ１をファイバ固定部１１，１２に固定してファイバ取付装置９に取り付けた状態で、駆動部１３を操作することにより、光ファイバ１のＦＢＧ６の部分を延伸させることができ、従って、実効屈折率ｎeffとグレーティング周期Λとを変化させて、上記式（１）により、ＦＢＧ６での反射中心波長λを変化させることができ、光ファイバ１のコア２（図５）を通って伝送されてくる複数の異なる波長のチャンネルからいずれのチャンネルでも任意に、所望チャンネルとして、抽出することができる。
【００２４】
図２は光ファイバ１の図１に示すファイバ取付装置９に取り付けられる部分の一具体例を示す図であって、１ａはＦＢＧ部分、１４ａ，１４ｂは補強スリーブであり、図５に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２５】
同図において、ＦＢＧ６を備えた光ファイバ１は、このＦＢＧ６が形成されているＦＢＧ部分１ａの両側に補強スリーブ１４ａ，１４ｂが設けられた構成をなしている。
【００２６】
かかる光ファイバ１のＦＢＧ部分１ａは、数ｃｍ程度の長さの光ファイバにＦＢＧ６が形成されたものであって、その両端に夫々光伝送のための光ファイバ１が接合され、それらの接合部分に補強スリーブ１４ａ，１４ｂが施されてかかる接合を補強している。
【００２７】
図３は図１におけるファイバ取付装置９の一具体例の光ファイバが取り付けられる前の状態を示す斜視図であって、１５は基台、１６，１７は取付台、１８，１９は弾性取付板、１８O，１９Oは外側の辺、１８i，１９iは内側の辺、２０，２１は押え板、２２は固定ねじ、２３，２４は小径溝部、２５，２６は大径溝部、２７，２８は貫通孔、２９はマイクロメータ、３０は回転軸、３１，３２は支持部材であり、図２に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００２８】
同図において、Ｘステージ１０は、平板状の基部１５の一方の辺部に平板状をなす金属性の取付台１７がこの辺部に垂直な矢印Ｘ方向（図１での矢印Ｘ方向と同方向）に摺動可能に設けられ、基台１５のこの辺部に対向する他方の辺部に平板状をなす金属性の取付台１６が固定して取り付けられている。そして、この取付台１６にゴムなどの弾性体からなる取付板１８が取り付けられ、他方の取付台１７にも、同じくゴムなどの弾性体からなる取付板１９が取り付けられている。従って、これら取付板１８，１９も、矢印Ｘ方向に互いに対向して位置付けられている。
【００２９】
取付台１７とこれに取り付けられた取付板１９とは、駆動部１３の操作に応じて、矢印Ｘ方向に摺動し、これにより、取付板１８，１９間の間隔を調整することができる。但し、その間隔の最小値は決められており、この最小間隔よりも取付板１９を固定の取付板１８に近づけることができない。
【００３０】
取付板１８の中央部には、矢印Ｘ方向に沿って夫々断面形状が半円状の小径溝部２３と大径溝部２５とが設けられている。大径溝部２５は取付板１８の矢印Ｘ方向に対向する２つの辺の間に設けられ、小径溝部２３は、大径溝部２５の一方の端部（取付板１９側の端部、以下、内側の端部という）から取付板１８の一方の辺（取付板１９側の辺、即ち、内側の辺１８i）までの間を貫通するように設けられ、また、大径溝部２４の他方の端部（取付板１９側とは反対側の端部、以下、外側の端部という）から取付板１８の他方の辺（取付板１９側とは反対側の辺、即ち、外側の辺１８O）までの間を貫通するように設けられている。従って、取付板１８の外側の辺１８Oから内側の辺１８iまで貫通して、小径溝部２３，大径溝部２４，小径溝部２３が連通している。同様にして、取付板１９の中央部には、矢印Ｘ方向に夫々断面形状が半円状の小径溝部２４と大径溝部２６とが設けられている。大径溝部２６は取付板１９の矢印Ｘ方向に対向する２つの辺の間に設けられ、小径溝部２４は、大径溝部２６の一方の端部（取付板１８側の端部、以下、内側の端部という）から取付板１９の一方の辺（取付板１８側の辺、即ち、内側の辺１９i）までの間を貫通するように設けられ、また、大径溝部２６の他方の端部（取付板１８側とは反対側の端部、以下、外側の端部という）から取付板１９の他方の辺（取付板１８側とは反対側の辺、即ち、外側の辺１９O）までの間を貫通するように設けられている。従って、取付板１９の外側の辺１９Oから内側の辺１９iまで貫通して、小径溝部２４，大径溝部２６，小径溝部２４が連通している。
【００３１】
ここで、小径溝部２３，２４は、図２に示す光ファイバ１の外径に等しいか、これより若干大きな直径の半円形の溝であり、大径溝部２５，２６は、図２に示す補強スリーブ１４ａ，１４ｂの外径に等しい直径の半円形の溝であって、その長さもかかる補強スリーブ１４ａ，１４ｂの長さに等しく設定されている。また、取付板１８の小径溝部２３と大径溝部２５との矢印Ｘ方向に沿う中心軸と取付板１９の小径溝部２４と大径溝部２６との矢印Ｘ方向に沿う中心軸とは、同一直線上にある。
【００３２】
大径溝部２５，２６には夫々、光ファイバ１の補強スリーブ１４ａ，１４ｂが嵌め込まれる。補強スリーブ１４ａ，１４ｂが嵌め込まれた状態では、補強スリーブ１４ａ，１４ｂと大径溝部２５，２６の壁面との間には、隙間が生じない。また、取付板１８での内側の辺１８iから大径溝部２５の内側の端部までの小径溝部２３には、光ファイバ１の補強スリーブ１４ａに連なるＦＢＧ部分１ａ（図２）の一部が嵌め込まれ、取付板１８の外側の辺１８Oから大径溝部２５の外側の端部までの小径溝部２３には、光ファイバ１での補強スリーブ１４ａに対してＦＢＧ１ａとは反対側の部分が嵌め込まれる。同様にして、取付板１９の内側の辺１９iから大径溝部２６の内側の端部との間の小径溝部２３には、光ファイバ１の補強スリーブ１４ｂに連なるＦＢＧ部分１ａ（図２）の一部が嵌め込まれ、取付板１９の外側の辺１９Oから大径溝部２６の外側の端部との間の小径溝部２４には、光ファイバ１での補強スリーブ１４ｂに対してＦＢＧ１ａとは反対側の部分が嵌め込まれる。
【００３３】
取付板１８，１９間の間隔が最小であっても、光ファイバ１や補強スリーブ１４ａが取付板１８の小径溝部２３や大径溝部２５に夫々嵌め込まれ、かつ光ファイバ１や補強スリーブ１４ｂが取付板１９の小径溝部２４や大径溝部２６に夫々嵌め込まれた状態では、光ファイバ１のＦＢＧ部分１ａは直線状に張られた状態にある。
【００３４】
光ファイバ１の補強スリーブ１４ａ，１４ｂが夫々取付板１８，１９の大径溝部２５，２６に嵌め込まれた状態で（この場合、光ファイバ１のこれら補強スリーブ１４ａ，１４ｂの両側部分が夫々、取付板１８，１９の小径溝部２３，２４に嵌め込まれている）、取付板１８，１９夫々の上面に押え板２０，２１を載置し、固定ねじ２２で締め付け固定することにより、補強スリーブ１４ａが取付板１８と押え板２０とで固定保持され、補強スリーブ１４ｂが取付板１９と押え板２１とで固定保持される。これら取付板１８と押え板２０とがファイバ固定部１１を構成し、これら取付板１９と押え板２１とがファイバ固定部１１を構成する。
【００３５】
なお、押え板２０，２１には、固定ねじ毎にこれが通る貫通孔２８が設けられている。また、取付板１８，１９にも、固定ねじ２２毎にこれが通る貫通穴２７が設けられ、また、これら貫通穴２７に連通して、金属性の取付台１６にねじ孔（図示せず）が設けられている。固定ねじ２２は夫々、押え板２０，２１の貫通孔２８や取付板１８，１９に設けられている貫通孔２７を通って取付台１６，１７のねじ孔に螺合し、これら固定ねじ２２に締め付けることにより、取付板１８と押え板２０とが取付台１６に、取付板１９と押え板２１とが取付台１７に夫々固定されることになる。
【００３６】
図４は図３における押え板２０の一具体形を示す斜視図であって、３３は小径溝部、３４は大径溝部であり、図３に対応する部分には同一符号をつけて重複する説明を省略する。
【００３７】
同図において、押え板２０での取付板１８の面に合わせる側の面に、小径溝部３３と大径溝部３４とが設けられている。小径溝部３３は、取付板１８での小径溝部２３と同じ形状，寸法のものであり、大径溝部３４も、取付板１８での大径溝部２５と同じ形状，寸法のものである。そして、この小径溝部３３は、押え板２０を取付板１８に載置したときに、この取付板１８での小径溝部２３と重なり合い、大径溝部３４も、同様に、取付板１８での大径溝部２５と重なり合うように、押え板２０上で位置付けられている。これにより、取付板１８の小径溝部２３，大径溝部２５に、上記のように、光ファイバ１の補強スリーブ１４ａを取り付けた状態でこの押え板２０をこの取付板１８に載置すると、これら大径溝部２５，３４で形成される空間内にこの補強スリーブ１４ａの全体が嵌め込まれることになり、また、小径溝部２３，３３で形成される空間内に光ファイバ１での補強スリーブ１４ａの両側部分が嵌め込まれることになる。そして、押え板２０を、上記のように、固定ねじ２２で締め付け固定すると、大径溝部２５，３４で形成される空間内で補強スリーブ１４ａが強く挟持されて固定される。
【００３８】
他方の押え板２１についても、同様であって、その取付板１９の面に合わせる側の面に、この取付板１９での小径溝部２４，大径溝部２５と重なり合うように、小径溝部と大径溝部とが設けられている。
【００３９】
図３に戻って、駆動部１３は、マイクロメータ２９と回転軸３０とこの回転軸を支持する支持部材３１，３２とから構成されている。回転軸３０は、その表面に螺旋状にねじが切られており、マイクロメータ２９を操作することによって回転する。支持部材３２はＸステージ１０の基台１５の側面に固定されており、回転軸３０の先端を回転可能に保持する図示しない手段が設けられている。また、支持部材３１はＸステージ１０の取付台１７の側面に固定されており、回転軸３０が貫通し、かつこの回転軸３０のねじに螺合するねじが切られたねじ孔が設けられている。
【００４０】
かかる構成により、マイクロメータ２９を手動操作すると、回転軸３０が回転し、このとき、回転軸３０の先端位置が支持部材３２によって固定されているため、支持部材３１が回転軸３０に沿って矢印Ｘ方向に移動する。これにより、この支持部材３１に固定されている取付台１７が基台１５上を矢印Ｘ方向に摺動する。
【００４１】
このようにして、図１に示す実施形態では、上記のように、ＦＢＧ６の部分が設けられた光ファイバ１を取り付けた後、駆動部１３を手動操作することにより、取付台１７（図３）に取り付けられたファイバ固定部１２が矢印Ｘ方向に摺動し、固定の取付台１６（図３）に取り付けられたファイバ固定部１１とこのファイバ固定部１２との間隔が変化する。これにより、ファイバ固定部１１，１２間の光ファイバ１のＦＢＧ６の部分をその長手方向に延伸させることができる。そして、かかる延伸により、ＦＢＧ６での実効屈折率ｎeffとグレーティング周期Λとが変化して、上記式（１）により、ＦＢＧ６での反射中心波長λを変化させることができ、光ファイバ１のコア２を通って伝送されてくる複数の異なる波長のチャンネルからいずれでも任意に、所望のチャンネルとして、抽出することができる。
【００４２】
以上のように、この実施形態では、ファイバ取付装置９として、市販されているＸステージを利用することができて構成が簡単であるし、光ファイバも簡単な作業で精度良く取り付けることができるものであって、構成が簡単で精度の高い安価な波長可変光フィルタを提供できることになる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明による波長可変光フィルタの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】光ファイバの図１に示すファイバ取付装置９に取り付けられる部分の一具体例を示す図である。
【図３】図１におけるファイバ取付装置の一具体例の光ファイバが取り付けられる前の状態を示す斜視図である。
【図４】図３における押え板の一具体形を示す斜視図である。
【図５】ＦＢＧの構造を示す図である。
【図６】ＦＢＧによる従来の波長可変光フィルタの一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  光ファイバ
１ａ  ＦＢＧ部分
２  コア
３  クラッド
４  保護被覆
５  高屈折率部
６  ＦＢＧ
９  ファイバ取付装置
１０  Ｘステージ
１１，１２  ファイバ固定部
１３  駆動部
１４ａ，１４ｂ  補強スリーブ
１５  基台
１６，１７  取付台
１８，１９  弾性取付板
１８O，１９O  外側の辺
１８i，１９i  内側の辺
２０，２１  押え板
２２  固定ねじ
２３，２４  小径溝部
２５，２６  大径溝部
２７，２８  貫通孔
２９  マイクロメータ
３０  回転軸
３１，３２  支持部材
３３  小径溝部
３４  大径溝部
【図１】
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【図２】
2008134448.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008134448.tif 000006
【図５】
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【図６】
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