(57)【要約】  【課題】  簡易な構成で目的とする光減衰量を得る。  【解決手段】  光減衰器１０は、入射光ファイバ２１が接続される第一のコリメートレンズ１１と、出射光ファイバ２２が接続されると共に第一のコリメートレンズ１１に対して傾斜して配置される第二のコリメートレンズ１２と、これら第一のコリメートレンズ１１と第二のコリメートレンズ１２との間に配設される三角プリズム１３とを備えている。三角プリズム１３は、アクチュエータ３０により第一のコリメートレンズ１１と第二のコリメートレンズ１２との間の光路上をＺ方向に進退移動する。三角プリズム１３を移動させると光ビームを曲げる位置がずれ、第二のコリメートレンズ１２に入射する光ビームがレンズ中心からずれ、出射光ファイバ２２に入射する光ビームが傾いて入射する。その結果、出射光ファイバ２２の結合効率が低下し、光減衰量が増加する。  【選択図】  図１
2005070710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ビームを入力する第一の光ファイバと、
前記第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、
前記第一のコリメートレンズから出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、
前記第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバと、
前記第一のコリメートレンズと前記第二のコリメートレンズとの間に配設され、光ビームの入射面と出射面とが平行でないプリズムと
を含む光減衰器。
【請求項２】
前記第一の光ファイバおよび前記第一のコリメートレンズは第一のファイバコリメータを構成し、
前記第二の光ファイバおよび前記第二のコリメートレンズは第二のファイバコリメータを構成することを特徴とする請求項１記載の光減衰器。
【請求項３】
前記プリズムを、前記第一のコリメートレンズから出射される光ビームの光路上を直線的に移動させる駆動部材をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の光減衰器。
【請求項４】
光ビームを入力する第一の光ファイバと、
前記第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、
前記第一のコリメートレンズから出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、
前記第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバと、
前記第一のコリメートレンズと前記第二のコリメートレンズとの間に配設され、当該第一のコリメートレンズ側の光ビームの入射面と当該第二のコリメートレンズ側の光ビームの出射面とが平行でない第一のプリズムと、
前記第一のプリズムと前記第二のコリメートレンズとの間に配設され、当該第一のプリズム側の光ビームの入射面と当該第二のコリメートレンズ側の光の出射面とが平行でない第二のプリズムと
を含む光減衰器。
【請求項５】
前記第一の光ファイバおよび前記第一のコリメートレンズは第一のファイバコリメータを構成し、
前記第二の光ファイバおよび前記第二のコリメートレンズは、第二のファイバコリメータを構成し、
前記第一のファイバコリメータの光軸と前記第二のファイバコリメータの光軸とが同軸上に設定されることを特徴とする請求項４記載の光減衰器。
【請求項６】
前記第一のプリズムおよび/または前記第二のプリズムを、前記第一のコリメートレンズから出射される光ビームの光路上を直線的に移動させる駆動部材をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の光減衰器。
【請求項７】
前記第一のプリズムの出射面と前記第二のプリズムの入射面とが略平行に配置されることを特徴とする請求項４記載の光減衰器。
【請求項８】
光ビームを入力する第一の光ファイバと、
前記第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、
前記第一のコリメートレンズから出射される平行光を平行な状態を維持しながら傾けて透過する透過部材と、
前記透過部材から出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、
前記第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバと
を含む光減衰器。
【請求項９】
前記透過部材は１または複数のプリズムからなることを特徴とする請求項８記載の光減衰器。
【請求項１０】
前記透過部材による前記平行光の傾き位置を調整する傾き位置調整部材をさらに備えることを特徴とする請求項８記載の光減衰器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光伝送装置等で用いられる光減衰器に係り、より詳しくは、簡易な構成で実現可能な光減衰器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光伝送装置では、光伝送装置を所定の性能で動作させるために、入力される光信号のパワーを所定の範囲内に収める必要があり、過大な光信号のパワーを減衰させる目的で光減衰器と呼ばれる光学部品が用いられている。特に、光ファイバ増幅器と組み合わせて光量や波長依存性等を最適化する光増幅器や、波長分離した光のゲインを調整する波長分散補償器等では、各波長チャンネルの光量を揃える必要があり、光減衰量を調整可能な可変光減衰器が用いられている。
【０００３】
従来この種の光減衰器として、入射用の光ファイバと出射用の光ファイバとを、光軸を一致させて対向配置すると共に、両光ファイバの間に光軸を一致させたレンズを配置し、レンズを配置する位置によって出射用の光ファイバに入射する光をデフォーカスさせることで、ファイバ結合効率を変化させて光減衰量を設定する技術が存在する (特許文献１参照。)。また、この特許文献１には、レンズを移動させる駆動機構を設け、出射用光ファイバに入射する光のデフォーカス状態を異ならせることにより、光減衰量を可変にする点も記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２２１６７５号公報(第４−５頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、レンズによる集束光を用いて光減衰量を調整しているため、レンズが偏心していると光減衰量が著しく増加し、光減衰量の調整が困難になってしまう。また、レンズの光軸がわずかに傾いただけでも光減衰量が著しく増加し、同様に光減衰量の調整が困難になってしまう。さらに、可変光減衰器としてみた場合には、駆動機構によりレンズをわずかに移動させただけで光減衰量が著しく変動してしまうため、駆動機構としてきわめて高精度な部品を用いる必要があり、装置の複雑化、高コスト化を招いていた。
【０００６】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、簡易な構成で目的とする光減衰量を得ることのできる光減衰器を提供することにある。
また他の目的は、高精度な駆動機構を必要とせず、光減衰量の設定分解能が高く、波長依存性も小さい光減衰量可変型の光減衰器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明が適用される光減衰器は、光ビームを入力する第一の光ファイバと、第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、第一のコリメートレンズから出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバと、第一のコリメートレンズと第二のコリメートレンズとの間に配設され、光ビームの入射面と出射面とが平行でないプリズムとを含んでいる。
【０００８】
ここで、第一の光ファイバおよび第一のコリメートレンズは第一のファイバコリメータを構成し、第二の光ファイバおよび第二のコリメートレンズは第二のファイバコリメータを構成することを特徴とすれば、構成を簡易にできるという点で好ましい。また、プリズムを、第一のコリメートレンズから出射される光ビームの光路上を直線的に移動させる駆動部材をさらに含むことを特徴とすれば、光減衰量を調整可能な可変光減衰器を構成できるという点で好ましい。
【０００９】
また、他の観点から捉えると、本発明が適用される光減衰器は、光ビームを入力する第一の光ファイバと、第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、第一のコリメートレンズから出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバと、第一のコリメートレンズと第二のコリメートレンズとの間に配設され、第一のコリメートレンズ側の光ビームの入射面と第二のコリメートレンズ側の光ビームの出射面とが平行でない第一のプリズムと、第一のプリズムと第二のコリメートレンズとの間に配設され、第一のプリズム側の光ビームの入射面と第二のコリメートレンズ側の光の出射面とが平行でない第二のプリズムとを含んでいる。
【００１０】
ここで、第一の光ファイバおよび第一のコリメートレンズは第一のファイバコリメータを構成し、第二の光ファイバおよび第二のコリメートレンズは、第二のファイバコリメータを構成し、第一のファイバコリメータの光軸と第二のファイバコリメータの光軸とが同軸上に設定されることを特徴とすれば、光学モジュールの構成が容易になり、また、接続時の作業性が向上するという点で好ましい。また、第一のプリズムおよび/または第二のプリズムを、第一のコリメートレンズから出射される光ビームの光路上を直線的に移動させる駆動部材をさらに含むことを特徴とすれば、光減衰量を調整可能な可変光減衰器を構成できるという点で好ましい。そして、第一のプリズムの出射面と第二のプリズムの入射面とが略平行に配置されることを特徴とすれば、第一のプリズムと第二のプリズムとを近接して配置することが可能な点で好ましい。
【００１１】
さらに、他の観点から捉えると、本発明が適用される光減衰器は、光ビームを入力する第一の光ファイバと、第一の光ファイバから出射される光ビームを平行光に変換する第一のコリメートレンズと、第一のコリメートレンズから出射される平行光を平行な状態を維持しながら傾けて透過する透過部材と、透過部材から出射される光ビームを集光する第二のコリメートレンズと、第二のコリメートレンズから出射される光ビームを出力する第二の光ファイバとを含んでいる。
【００１２】
ここで、透過部材は１または複数のプリズムからなることを特徴とすれば、構成を容易とすることができる点で好ましい。また、透過部材による平行光の傾き位置を調整する傾き位置調整部材をさらに備えることを特徴とすれば、光減衰量を調整可能な可変光減衰器を構成できるという点で好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の光減衰器によれば、簡易な構成で目的とする光減衰量を得ることができる。
また、本発明の光減衰器によれば、高精度な駆動機構を必要とせず、光減衰量の設定分解能を高く、波長依存性も小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態という)について詳細に説明する。
―実施の形態１―
図１は波長多重伝送方式の光通信機器等で使用される光学部品モジュールの一種である光減衰器(ＶＯＡ:Variable Optical Attenuator)１０を示す図である。この光減衰器１０は、第一の光ファイバとしての入射光ファイバ２１が接続される第一のコリメートレンズ１１と、第二の光ファイバとしての出射光ファイバ２２が接続されると共に第一のコリメートレンズ１１に対して傾斜して配置される第二のコリメートレンズ１２と、これら第一のコリメートレンズ１１と第二のコリメートレンズ１２との間に配設される透過部材としての三角プリズム１３とを備えている。そして、本実施の形態では、三角プリズム１３が駆動部材あるいは傾き位置調整部材としてのアクチュエータ３０により第一のコリメートレンズ１１と第二のコリメートレンズ１２との間の光路上をＺ方向(直線)に進退移動できるようになっている。なお、入射光ファイバ２１および第一のコリメートレンズ１１は、両者を一体化した入射ファイバコリメータユニット２３(第一のファイバコリメータ)として構成されている。同様に、出射光ファイバ２２および第二のコリメートレンズ１２についても、両者を一体化した出射ファイバコリメータユニット２４(第二のファイバコリメータ)として構成されている。
【００１５】
また、入射光ファイバ２１および出射光ファイバ２２としてはシングルモード光ファイバが用いられている。さらに、第一のコリメートレンズ１１、第二のコリメートレンズ１２には、焦点距離１.５ｍｍ、ファイバ側の開口数ＮＡ＝０.２５のものが用いられる。さらにまた、三角プリズム１３としては、光学ガラスＳＦ１１(ｎ＝１.７５)を硝材とし、光の入射面(第一のコリメートレンズ１１との対向部側)１３ａと出射面(第二のコリメートレンズ１２との対向部側)１３ｂとのなす角度を１５°とした直角プリズムが用いられている。当然、三角プリズム１３の入射面１３ａと出射面１３ｂとは非平行である。
【００１６】
また、上述した第一のコリメートレンズ１１、第二のコリメートレンズ１２、三角プリズム１３を駆動するアクチュエータ３０、入射光ファイバ２１、出射光ファイバ２２は、長方形状の基板４０に取り付けられている。基板４０は、入射光ファイバ２１を固定するためのＶ溝４１、出射光ファイバ２２を固定するためＶ溝４２、第一のコリメートレンズ１１を固定するための凹部４３、第二のコリメートレンズ１２を固定するための凹部４４、三角プリズム１３を駆動するアクチュエータ３０を固定するための凹部４５を備えている。そして、これら第一のコリメートレンズ１１、第二のコリメートレンズ１２、アクチュエータ３０、入射光ファイバ２１、出射光ファイバ２２は、紫外線硬化型の接着剤やはんだ等の金属によって基板４０に固定されている。なお、基板４０としては、例えばシリコンの他、セラミックス、ガラス、プラスチックなどの硬質材料を使用することができる。
【００１７】
次に、三角プリズム１３を移動させるために設けられるアクチュエータ３０について説明する。図２はアクチュエータ３０の側部断面図を、図３(ａ)はアクチュエータ３０の分解図を示している。このアクチュエータ３０は、円筒形状を有しその内部には三角プリズム１３が収容されると共にその外周面には図示しないネジが切られたプリズム保持部材３１と、円筒状の本体３２ａとこの本体３２ａの外周面に軸方向に沿って四分割形成された電極３２ｂ〜３２ｅとを備え、内部にはプリズム保持部材３１を収容可能な圧電素子３２と、リング形状を有して圧電素子３２の一端部側に配設され、その内周面にはプリズム保持部材３１をねじ込み可能なネジが切られたリング３３と、これらプリズム保持部材３１、圧電素子３２、リング３３を収容する筐体３４とを備えている。なお、図３(ａ)においては、筐体３４の記載を省略している。
【００１８】
ここで、圧電素子３２は、接着剤３５によって筐体３４の内周面に接着、固定されている。また、筐体３４の内周面には、圧電素子３２およびリング３３を挟んでリブ３６,３７が形成されており、リング３３がプリズム保持部材３１の軸方向に移動するのを規制している。また、筐体３４の内部には、軸方向に沿ってシャフト３８が形成されており、このシャフト３８がプリズム保持部材３１に設けられた貫通孔３１ａに貫通して挿入されている。さらに、図３(ｂ)に示すように、圧電素子３２の外周面に形成された各電極３２ｂ〜３２ｅのうち、電極３２ｂおよび電極３２ｄには第一の交流電源３９ａが接続され、電極３２ｃおよび電極３２ｅには第二の交流電源３９ｂが接続され、超音波モータとして機能するようになっている。
【００１９】
次に、図１〜図３を参照しながら、本実施の形態に係る光減衰器１０の基本的な動作について説明する。
入射光ファイバ２１から出射された光ビームは、第一のコリメートレンズ１１に入射し、平行光に変換された後に第一のコリメートレンズ１１より出射される。そして、第一のコリメートレンズ１１から出射された光ビームは、三角プリズム１３に入射する。このとき、三角プリズム１３の入射面１３ａは光ビームの入射方向に対して略直角であり、第一のコリメートレンズ１１より出射された光ビームは、スネルの法則に従ってほとんど方向を変えることなく三角プリズム１３に入射する。そして、三角プリズム１３に入射した光ビームは、三角プリズム１３より出射される。このとき、三角プリズム１３の出射面１３ｂは入射面１３ａに対して１５°傾斜しており、出射面１３ｂから出射される光ビームは、スネルの法則に従って平行状態を維持しながら所定角度だけ方向を変えて三角プリズム１３より出射される。さらに、三角プリズム１３より出射された光ビームは、第二のコリメートレンズ１２に入射し、集束光に変換されて第二のコリメートレンズ１２より出射される。そして、第二のコリメートレンズ１２より出射された光ビームは、集光された状態で出射光ファイバ２２に入射し、出射光ファイバ２２内を伝送されていく。出射光ファイバ２２内を伝送される光ビームは、例えば図示しない合波器等において他の波長の光ビームと合波される。
【００２０】
そして、この光減衰器１０では、アクチュエータ３０を用いて三角プリズム１３の位置を調整することで、出射光ファイバ２２を介して出力される光ビームの強度を減衰できるようになっている。
ここではまず、アクチュエータ３０による三角プリズム１３の移動動作について説明する。圧電素子３２の各電極３２ｂ〜３２ｅに対し、交流電源３９ａ,３９ｂを用いて交流電流を印加すると、圧電素子３２の底面表面に進行波が発生する。このとき、リング３３に対して図３(ｃ)に示す矢印Ａ方向のトルクが働き、リング３３は矢印Ａ方向に向かって回転を開始する。すると、このリング３３の内側に切られたネジにはプリズム保持部材３１の外周面に切られたネジがねじ込まれているため、リング３３の回転に伴ってプリズム保持部材３１も回転しようとする。ここで、プリズム保持部材３１に形成された貫通孔３１ａには、図２に示すように固定された筐体３４に設けられたシャフト３８が貫通配置されていることから、プリズム保持部材３１は回転することができず、リング３３の回転によるねじ込みによって図３(ｃ)に示す矢印Ｂ方向に移動する。つまり、圧電素子３２に交流電流を流すと、リング３３が回転し、プリズム保持部材３１がリニアに移動する。その結果、プリズム保持部材３１に取り付けられた三角プリズム１３は、図１に示すＺ方向に移動し、第一のコリメートレンズ１１に対して離れたり近づいたりすることができる。その際、プリズム保持部材３１は回転しないので、三角プリズム１３も回転しない。
【００２１】
図４は、三角プリズム１３のＺ方向への移動量と、出射光ファイバ２２を介して出力される光ビームの減衰量(光減衰量)との関係を示すグラフ図である。なお、本実施の形態においては、図１に示す状態すなわち三角プリズム１３を第一のコリメートレンズ１１に最近接させた位置をＺ＝０とし、Ｚ＝０の時に最も光減衰量が少なくなるように各部品を配置している。このため、三角プリズム１３を第一のコリメートレンズ１１から遠ざけるほど(第二のコリメートレンズ１２に近づけるほど)光減衰量が大きくなっていく。
【００２２】
この理由は次の通りである。三角プリズム１３をＺ方向に移動させると、光ビームが傾く位置(光ビームを曲げる位置)がずれる。これにより、第二のコリメートレンズ１２に入射する光ビームがレンズ中心からずれ、出射光ファイバ２２に入射する光ビームが出射光ファイバ２２に対し傾いて入射する。その結果、出射光ファイバ２２の結合効率が低下し、光減衰量が増加する。本実施の形態に係る光減衰器１０では、三角プリズム１３を約２ｍｍＺ方向に移動させることにより、３０ｄＢ以上の光減衰量を得ることができる。ここで、図９は、上述した特許文献１記載の光減衰器におけるレンズの移動量と、光ファイバを介して出力される光ビームの減衰量(光減衰量)との関係を示している。本実施の形態に係る光減衰器１０では、図９に示す特許文献１の光減衰器とは異なり、レンズを約１０μｍ移動しただけで光減衰量が１５ｄＢになってしまうようなことはなく、三角プリズム１３の位置決め精度がそれほど要求されないため、精度の高くないアクチュエータ３０を用いつつ所望の光減衰量を得ることができるという利点がある。さらに、本実施の形態では、光導波路のように光の位相差を利用していないことから、光の波長依存性を小さくすることができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、三角プリズム１３の入射面１３ａと出射面１３ｂとのなす角度を１５°としているが、この角度の選択理由は次の通りである。図５は、三角プリズム１３を透過する光ビームの光軸の曲がる角度と、三角プリズム１３を挿入することによって生じる挿入損失との関係を示すグラフ図である。同図より、挿入損失を０.１ｄＢ以下に抑えるためには、光軸の曲がる角度を２０°以下に抑えなければならないことがわかる。光軸の曲がる角度は、上述したようにスネルの法則に従う。そこで、本実施の形態では、三角プリズム１３を構成する硝材として屈折率ｎ＝１.７５のＳＦ１１を選択すると共に、三角プリズム１３の入射面１３ａと出射面１３ｂとのなす角度を１５°とすることで、光軸の曲がる角度を２０°以下としている。
【００２４】
なお、本実施の形態では、三角プリズム１３を用いていたが、例えば入射面と出射面とのなす角度が小さい場合には台形プリズムを用いてもよい。また、本実施の形態では、基板４０の上に、第一のコリメートレンズ１１、第二のコリメートレンズ１２、三角プリズム１３が取り付けられたアクチュエータ３０、入射光ファイバ２１、出射光ファイバ２２等を固定する構成を採用していたが、これに限られるものではなく、アクチュエータ３０の筐体３４にコリメートレンズと光ファイバとを一体化した光ファイバコリメータを直接接合する構成を採用することも可能である。さらに、本実施の形態では、アクチュエータ３０として超音波モータを使用していたが、これに限られるものではなく、例えば静電力駆動型、電磁力可変型を使用してもよい。さらにまた、本実施の形態では、アクチュエータ３０を用いて三角プリズム１３を移動させることにより可変型の光減衰器を構成していたが、例えば、所定の位置に三角プリズム１３を接着等で固定することにより、一定量の減衰量を得る光減衰器を構成することもできる。
【００２５】
―実施の形態２―
本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、三角プリズムを二つ使用することで、入射光ファイバ(入射ファイバコリメータユニット)と出射光ファイバ(出射ファイバコリメータユニット)とを略直線の同軸上に配置できるようにしたものである。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２６】
図６は、本実施の形態における光減衰器１０を示す図である。この光減衰器１０は、第一の光ファイバとしての入射光ファイバ６１が接続される第一のコリメートレンズ５１と、第二の光ファイバとしての出射光ファイバ６２が接続される第二のコリメートレンズ５２と、これら第一のコリメートレンズ５１と第二のコリメートレンズ５２との間に対向して配設される透過部材としての第一の三角プリズム５３(第一のプリズム)および第二の三角プリズム５４(第二のプリズム)を備えている。本実施の形態では、第一の三角プリズム５３が第一のコリメートレンズ５１側に配置され、第二の三角プリズム５４が第二のコリメートレンズ５２側に配置される。そして、第一の三角プリズム５３は、駆動部材あるいは傾き位置調整部材としてのアクチュエータ７０により第一のコリメートレンズ５１と第二の三角プリズム５４との間の光路上をＺ方向(直線)に進退移動できるように構成され、一方、第二の三角プリズム５４は固定配置されている。なお、実施の形態１と同様、入射光ファイバ６１および第一のコリメートレンズ５１は、両者を一体化した入射ファイバコリメータユニット６３(第一のファイバコリメータ)として構成されている。同様に、出射光ファイバ６２および第二のコリメートレンズ５２についても、両者を一体化した出射ファイバコリメータユニット６４(第二のファイバコリメータ)として構成されている。
【００２７】
また、入射光ファイバ６１、出射光ファイバ６２としては、実施の形態１と同様にシングルモード光ファイバが用いられている。さらに、第一のコリメートレンズ５１、第二のコリメートレンズ５２には、焦点距離１.５ｍｍ、ファイバ側の開口数ＮＡ＝０.２５のものが用いられる。さらにまた、第一の三角プリズム５３としては、光学ガラスＳＦ１１(ｎ＝１.７５)を硝材とし、光の入射面(第一のコリメートレンズ５１との対向部側)５３ａと出射面(第二の三角プリズム５４との対向部側)５３ｂとのなす角度を１５°とした直角プリズムが用いられている。また、第二の三角プリズム５４としては、光学ガラスＳＦ１１(ｎ＝１.７５)を硝材とし、光の入射面(第一の三角プリズム５３との対向部側)５４ａと出射面(第二のコリメートレンズ５２との対向部側)５４ｂとのなす角度を１５°とした直角プリズムが用いられている。つまり、第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４は同じものである。当然、第一の三角プリズム５３の入射面５３ａと出射面５３ｂとは非平行であり、第二の三角プリズム５４の入射面５４ａと出射面５４ｂとは非平行である。ただし、本実施の形態では、第一の三角プリズム５３の出射面５３ｂと第二の三角プリズム５４の入射面５４ａとが略平行になるように配置される。
【００２８】
また、上述した第一のコリメートレンズ５１、第二のコリメートレンズ５２、第一の三角プリズム５３を駆動するアクチュエータ７０、第二の三角プリズム５４、入射光ファイバ６１、出射光ファイバ６２は、長方形状の基板８０に取り付けられている。基板８０は、入射光ファイバ６１を固定するためのＶ溝８１、出射光ファイバ６２を固定するためＶ溝８２、第一のコリメートレンズ５１を固定するための凹部８３、第二のコリメートレンズ５２を固定するための凹部８４、第一の三角プリズム５３を駆動するアクチュエータ７０および第二の三角プリズム５４を固定するための凹部８５を備えている。そして、これら第一のコリメートレンズ５１、第二のコリメートレンズ５２、アクチュエータ７０、第二の三角プリズム５４、入射光ファイバ６１、出射光ファイバ６２は、紫外線硬化型の接着剤やはんだ等の金属によって基板８０に固定されている。なお、アクチュエータ７０は、実施の形態１で説明したアクチュエータ３０と同じである。
【００２９】
次に、本実施の形態に係る光減衰器１０の基本的な動作について説明する。
入射光ファイバ６１から出射された光ビームは、第一のコリメートレンズ５１に入射し、平行光に変換された後に第一のコリメートレンズ５１より出射される。そして、第一のコリメートレンズ５１から出射された光ビームは、第一の三角プリズム５３に入射する。このとき、第一の三角プリズム５３の入射面５３ａは光ビームの入射方向に対して略直角であり、第一のコリメートレンズ５１より出射された光ビームは、スネルの法則に従ってほとんど方向を変えることなく第一の三角プリズム５３に入射する。そして、第一の三角プリズム５３に入射した光ビームは、第一の三角プリズム５３より出射される。このとき、第一の三角プリズム５３の出射面５３ｂは入射面５３ａに対して１５°傾斜しており、出射面５３ｂから出射される光ビームは、スネルの法則に従って平行状態を維持しながら所定角度だけ方向を変えて第一の三角プリズム５３より出射される。さらに、第一の三角プリズム５３より出射された光ビームは、第二の三角プリズム５４に入射する。このとき、第一の三角プリズム５３の出射面５３ｂより出射された光ビームは、スネルの法則に従って平行状態を維持しながら所定角度だけ方向を変えて第二の三角プリズム５４に入射する。そして、第二の三角プリズム５４に入射した光ビームは、第二の三角プリズム５４より出射される。さらに、第二の三角プリズム５４より出射された光ビームは、第二のコリメートレンズ５２に入射し、集束光に変換されて第二のコリメートレンズ５２より出射される。そして、第二のコリメートレンズ５２より出射された光ビームは、集光された状態で出射光ファイバ６２に入射し、出射光ファイバ６２内を伝送されていく。出射光ファイバ６２内を伝送される光ビームは、例えば図示しない合波器等において他の波長の光ビームと合波される。
【００３０】
そして、この光減衰器１０では、実施の形態１と同様、アクチュエータ７０を用いて第一の三角プリズム５３の位置を調整することで、出射光ファイバ６２を介して出力される光ビームの強度を減衰できるようになっている。
図７は、第一の三角プリズム５３のＺ方向への移動量と、出射光ファイバ６２を介して出力される光ビームの減衰量(光減衰量)との関係を示すグラフ図である。なお、本実施の形態においては、実施の形態１とは異なり、第一の三角プリズム５３を第二の三角プリズム５４に当接させた(第一の三角プリズム５３の出射面５３ｂと第二の三角プリズム５４の入射面５４ａとを接触させた)位置をＺ＝０とし、Ｚ＝０の時に最も光減衰量が少なくなるように各部品を配置している。このため、第一の三角プリズム５３を第二の三角プリズム５４から遠ざけるほど(第一のコリメートレンズ５１に近づけるほど)光減衰量が大きくなっていく。
【００３１】
この理由は次の通りである。第一の三角プリズム５３をＺ方向に移動させると、光ビームが傾く位置(光ビームを曲げる位置)がずれ、第一の三角プリズム５３から出射された光ビームが第二の三角プリズム５４に入射する位置もずれる。すると、第二のコリメートレンズ５２に入射する光ビームがレンズ中心からずれ、出射光ファイバ６２に入射する光ビームが出射光ファイバ６２に対し傾いて入射する。その結果、出射光ファイバ６２の結合効率が低下し、光減衰量が増加する。本実施の形態に係る光減衰器１０では、第一の三角プリズム５３を約０.４５ｍｍＺ方向に移動させることにより、３０ｄＢ以上の光減衰量を得ることができる。
そして、本実施の形態では、第一の三角プリズム５３と第二の三角プリズム５４とを用い、第一の三角プリズム５３で傾けられた光ビームを第二の三角プリズム５４にて逆方向に傾けることにより、結果として入射光ファイバ６１(入射ファイバコリメータユニット６３)と出射光ファイバ６２(出射ファイバコリメータユニット６４)とを同一軸上に配置できるため、他の光学部品等と接続する際の作業性がよくなる。
【００３２】
また、図８は、第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４を構成する硝材として、光学ガラスＳＦ１１に代えて光学ガラスＢＫ７(ｎ＝１.５１)を用いた場合における第一の三角プリズム５３のＺ方向への移動量と、出射光ファイバ６２を介して出力される光ビームの減衰量(光減衰量)との関係を示すグラフ図である。なお、第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４の形状については上述したものと同じである。このように第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４を構成する硝材の屈折率を低くした場合、３０ｄＢ以上の減衰量を得るには、第一の三角プリズム５３を約１ｍｍ動かせばよいことがわかる。すなわち、プリズムを構成する硝材(屈折率)と入射面と出射面とのなす角度を必要に応じて適宜選択することにより、所望とする特性を容易に得ることができるようになる。
【００３３】
なお、本実施の形態では、第一の三角プリズム５３だけを移動させるようにしていたが、これに限られるものではなく、第二の三角プリズム５４だけを移動可能に構成してもよい。また、第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４を共に移動可能に構成してもよいことはもちろんである。また、本実施の形態では、二つの三角プリズム(第一の三角プリズム５３および第二の三角プリズム５４)を用いていたが、３以上のプリズムを用いてもかまわない。さらに、本実施の形態では、アクチュエータ７０を用いて第一の三角プリズム５３を移動させることにより可変型の光減衰器を構成していたが、例えば、第二の三角プリズム５４と同様に第一の三角プリズム５３も接着等で固定することにより、一定量の減衰量を得る光減衰器を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施の形態１に係る光減衰器を示す図である。
【図２】アクチュエータの側部断面図である。
【図３】(ａ)はアクチュエータの分解図、(ｂ)はアクチュエータの電気系統図、(ｃ)はアクチュエータの動作を説明する図である。
【図４】三角プリズムのＺ方向への移動量と出力される光ビームの減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図５】三角プリズムを透過する光ビームの光軸の曲がる角度と、生じる挿入損失との関係を示すグラフ図である。
【図６】実施の形態２に係る光減衰器を示す図である。
【図７】第一の三角プリズムのＺ方向への移動量と出力される光ビームの減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図８】第一、第二の三角プリズムの構成材料を異ならせた場合における、第一の三角プリズムのＺ方向への移動量と出力される光ビームの減衰量との関係を示すグラフ図である。
【図９】従来の光減衰器におけるレンズの移動量と出力される光ビームの減衰量との関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…光減衰器、１１…第一のコリメートレンズ、１２…第二のコリメートレンズ、１３…三角プリズム、１３ａ…入射面、１３ｂ…出射面、２１…入射光ファイバ、２２…出射光ファイバ、２３…入射ファイバコリメータユニット、２４…出射ファイバコリメータユニット、３０…アクチュエータ、３１…プリズム保持部材、３１ａ…貫通孔、３２…圧電素子、３２ａ…本体、３２ｂ〜３２ｅ…電極、３３…リング、３４…筐体、３５…接着剤、３６,３７…リブ、３８…シャフト、３９ａ,３９ｂ…交流電源、４０…基板、５１…第一のコリメートレンズ、５２…第二のコリメートレンズ、５３…第一の三角プリズム、５４…第二の三角プリズム、６１…入射光ファイバ、６２…出射光ファイバ、６３…入射ファイバコリメータユニット、６４…出射ファイバコリメータユニット、７０…アクチュエータ、８０…基板
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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