(57)【要約】【課題】  再現性良く高精度に光減衰量を制御可能な光可変減衰装置を提供すること。【解決手段】  光可変減衰装置は，入力側コリメータ１０と出力側コリメータ１２の間に配置された４つの光減衰部材としての光フィルタ２０，２１，２２，２３と，これらの光フィルタを光路中に個別に挿入，離脱させるための挿脱手段３０を有する。これら４つの光フィルタの光減衰量の相対値は，２０，２１，２２，２３のように２のべき乗となるよう構成されている。これらの光フィルタの挿脱により，０〜２ｎ−１の光減衰量の選択範囲で，所定ステップ単位で光減衰量を自由に選択することができるため，再現性良く高精度に光減衰量を制御できる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光減衰部材と，
前記複数の光減衰部材を個別に光路に対して挿脱する挿脱手段と，を備え，
前記複数の光減衰部材それぞれの光路に対する挿脱状態の組み合わせにより光減衰量を設定することを特徴とする光可変減衰装置。
【請求項２】
前記複数の光減衰部材は，それぞれの光減衰量の相対値が２のべき乗であることを特徴とする請求項１に記載の光可変減衰装置。
【請求項３】
前記複数の光減衰部材は，同じ光減衰量を有するｍ（ｍは２以上の自然数）個の光減衰部材の組を複数有し，前記複数の組の光減衰量の相対値は（ｍ＋１）のべき乗であるよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光可変減衰装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，光減衰量を制御する機械式の光可変減衰装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信技術の分野において，光信号を伝送する際，様々な光制御装置が用いられる。例えば，合波・分波装置，光路切替装置であり，さらにこれらと共に，光量を制御するための光可変減衰装置が必要になる。従来では，例えば図２に示すような機械式の光可変減衰装置が広く使用されている。図２に示す例では，対向配置された入力側コリメータ１と出力側コリメータ３の間に，ＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタ２からなる光可変減衰装置が配置されている。ＮＤフィルタ２は，周方向の透過率が連続的に異なるように金属コーティングを施した円形状のフィルタであり，中心軸の周りに回転可能である（非特許文献１参照。）。このＮＤフィルタ２を周方向に回転させて，ＮＤフィルタ２の所定の透過率の部分が光路に位置するよう配置することにより，入力側コリメータ１から出力側コリメータ３へ伝搬する際の光減衰量が所望量となるように制御することができる。
【０００３】
【非特許文献１】「ユニット製品総合カタログ第３４号」，中央精機株式会社，２００２年７月１日，ｐ．１４２−１４３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら，図２に示すような装置では，機械的な微妙な回転量によって光減衰量が決定されるため，再現性が良くないという問題があった。また，この光可変減衰装置を外部から制御する場合には，アナログ的な制御になるため，高精度に光減衰量を制御できないという問題があった。
【０００５】
本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，再現性良く高精度に光減衰量を制御可能な光可変減衰装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために，本発明によれば，複数の光減衰部材と，複数の光減衰部材を個別に光路に対して挿脱する挿脱手段と，を備え，複数の光減衰部材それぞれの光路に対する挿脱状態の組み合わせにより光減衰量を設定することを特徴とする光可変減衰装置が提供される。かかる構成によれば，各光減衰部材の光路に対する挿入，離脱状態の組み合わせにより，光減衰量を設定することができるので，デジタル的に光減衰量を設定することができ，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。
【０００７】
また上記構成において，複数の光減衰部材は，それぞれの光減衰量の相対値が２のべき乗であるよう構成してもよい。例えば，各光減衰部材の光減衰量の相対値は，２０，２１，２２，…，２ｎのように構成できる。ここで，ｎは１以上である。これらの各光減衰部材の光路に対する挿入，離脱状態を組み合わせることにより，０〜２ｎ＋１−１の範囲において所定の変化量の単位で，デジタル的に光減衰量を設定することができるため，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。
【０００８】
上記構成において，複数の光減衰部材は，同じ光減衰量を有するｍ（ｍは２以上の自然数）個の光減衰部材の組を複数有し，これら複数の組の光減衰量の相対値は（ｍ＋１）のべき乗であるよう構成してもよい。例えば，ｍ＝２の場合には，各組の光減衰量の相対値は，３０，３１，３２，…，３ｎとなり，それぞれの光減衰量を有する光減衰部材が２個ずつあることになる。ここで，ｎは１以上である。これらの各光減衰部材の光路に対する挿入，離脱状態を組み合わせることにより，０〜３ｎ＋１−１の範囲において所定の変化量の単位で，デジタル的に光減衰量を設定することができるため，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。また，ｍが３以上の場合も同様にデジタル的に光減衰量を設定することができ，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。
【発明の効果】
【０００９】
以上のように本発明によれば，再現性良く高精度に光減衰量を制御可能な光可変減衰装置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】
【００１０】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
本発明の典型的な態様にかかる光可変減衰装置では，複数の光減衰部材と，この複数の光減衰部材を個別に光路に対して挿入，あるいは離脱させる挿脱手段と，を備える。そして，各光減衰部材それぞれの光路に対する挿脱状態の組み合わせにより，光減衰量を所定の範囲で所定のステップ単位で，デジタル的に自由に設定することができる。
【００１２】
本実施の形態では，複数の光減衰部材それぞれの光減衰量の相対値が２のべき乗，例えば，２０，２１，２２，…，２ｎ（ｎは２より大きい整数）となるよう構成されている場合を例にとり説明する。この場合，本装置により得られる光減衰量Ａは単位をｄＢとして下記式（１）のように考えることができる。
Ａ＝Ａ０×２０＋Ａ１×２１＋Ａ２×２２＋…＋Ａｎ×２ｎ        （１）
ここで，Ａ０，Ａ１，Ａ２，…，Ａｎは０か１のいずれかの値をとる係数であり，それぞれ２０，２１，２２，…，２ｎの光減衰量を有する光減衰部材に対応付けられており，対応する光減衰部材の挿入，あるいは離脱状態を表すものである。すなわち，Ａ０，Ａ１，Ａ２，…，Ａｎはそれぞれ，０の値をとるときは対応する光減衰部材が光路から離脱した状態，１の値をとるときは対応する光減衰部材が光路に挿入された状態を表す。Ａ０，Ａ１，Ａ２，…，Ａｎそれぞれがとる０，１の値の組み合わせにより，式（１）で表される光減衰量Ａは，ステップ単位を１として，０〜２ｎ＋１−１の範囲の値をとることができる。よって，本装置では，各光減衰部材を独立に光路に対して挿入，あるいは離脱させることにより，光減衰量をステップ単位を１として，０〜２ｎ＋１−１の範囲で，デジタル的に自由に設定することができる。
【００１３】
図１は，本発明の実施の形態にかかる光可変減衰装置の構成を示す図である。この光可変減衰装置では，対向配置された入力側コリメータ１０と出力側コリメータ１２の間に設けられた４つの光フィルタ２０，２１，２２，２３と，これらの光フィルタを駆動するための挿脱手段３０とを有する。図１に示す装置は，上記説明のｎ＝３の場合に相当するものである。
【００１４】
入力側コリメータ１０と出力側コリメータ１２は共に，一端に光ファイバが接続されており，他端側の内部にレンズ（不図示）を有する。入力側コリメータ１０は，接続された光ファイバからの光信号をレンズによりビーム径の大きな平行ビーム１４に変換して出射する。平行ビーム１４は，対向配置された出力側コリメータ１２に入射する。出力側コリメータ１２は，平行ビーム１４をレンズで集光し，接続された光ファイバへ伝送する。
【００１５】
挿脱手段３０は，図１の矢印で示すように，それぞれの光フィルタ２０，２１，２２，２３を個別に機械的に駆動して，入力側コリメータ１０と出力側コリメータ１２の間の光路へ挿入したり，光路から離脱させたりする機能を有する。挿脱手段３０は，例えばモータ等の駆動手段を有し，さらに駆動手段を制御する制御回路等を有することが好ましい。
【００１６】
光フィルタ２０，２１，２２，２３は光減衰部材として機能するものであり，例えば，所定の光減衰量を有する金属コーティングによるＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ  Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタにより構成される。それぞれの光フィルタ２０，２１，２２，２３は，図２に示すような透過率分布を有するフィルタではなく，その透過率は各光フィルタごとに所定の透過率を持って一様に構成されている。詳しくは，光フィルタ２０，２１，２２，２３の光減衰量は，それぞれの相対値が２のべき乗となるよう構成されており，ここではそれぞれ，１ｄＢ，２ｄＢ，４ｄＢ，８ｄＢである。よって，ここでは，０〜１５ｄＢの範囲でステップ単位１ｄＢで光減衰量を自由に選択することができる。
【００１７】
図１に示す状態は，光フィルタ２０，２２，２３が光路に挿入され，光フィルタ２１が光路から離脱している状態である。この状態を上記式（１）の係数を用いて考えると，（Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ａ３）＝（１，０，１，１）であり，このときの光減衰量は２０＋０＋２２＋２３＝１３ｄＢである。図１に示す状態では，入力側コリメータ１０から出射した光信号は，平行ビーム１４となり，光路中に挿入配置された光フィルタ２０，２２，２３を透過して１３ｄＢの光減衰を受けた後，出力側コリメータ１２に入射する。
【００１８】
以上述べたように，上記実施の形態によれば，光減衰部材の光減衰量の相対値が２０，２１，２２，…，２ｎのように２のべき乗となっているため，これらの各光減衰部材の光路に対する挿入，離脱状態を組み合わせることにより，０〜２ｎ＋１−１の範囲において所定の変化量の単位で，デジタル的に光減衰量を設定することができる。このように，機械的な光フィルタの挿脱によって，光減衰量を決定できるため，設定値に対する再現性が極めて良く，例えば測定器として適用するのに有効である。また，外部からの制御はデジタル制御となるため，高精度な制御が可能となる。装置構成としては，個々の光フィルタ自体は一様の透過率を有する単純なものであり，これらを個別に挿脱すればよいだけなので，非常に簡単である。さらに，図２に示すような従来の装置では，光減衰量最低の状態であってもＮＤフィルタは光路に挿入されているため，光減衰量が０とはならず，必ず光量損失が発生するという不具合が発生していた。これに対し，本実施の形態にかかる装置では，光減衰量最低の状態は全ての光フィルタが光路から離脱した状態であるため，光量損失は発生せず，従来装置の有する不具合を解消できる。
【００１９】
各フィルタの光減衰量やステップ単位，用いる光フィルタの数は上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態では，光減衰量を変化させるステップ単位を１ｄＢとしたが，これに限定するものではなく，任意に設定可能である。４つの光フィルタを用いてステップ単位を０．５ｄＢにしたい場合は，例えば４つの光フィルタの光減衰量をそれぞれ，０．５ｄＢ，１ｄＢ，２ｄＢ，４ｄＢにすればよく，４つの光フィルタを用いてステップ単位を２ｄＢにしたい場合は，例えば４つの光フィルタの光減衰量をそれぞれ，２ｄＢ，４ｄＢ，８ｄＢ，１６ｄＢにすればよい。このとき装置により得られる光減衰量は，ステップ単位に応じて，ｎ＝３の場合の上記式（１）全体を係数倍することにより，簡単に求めることができる。また，用いる光フィルタの数を限定せずに，ステップ単位を変更したい場合は，例えば上記実施の形態で説明した４つの光フィルタに，０．５ｄＢの光減衰量を有する光フィルタを追加することによりステップ単位を０．５ｄＢにすることができる。
【００２０】
ところで，光減衰量が小さい場合，例えば０．１ｄＢ，０．２ｄＢ，０．４ｄＢ，０．８ｄＢの場合には，透過率が一様な光フィルタを高精度に作製することが困難になる。そこで，光減衰量が小さい場合は，上記実施の形態の透過率が一様の光フィルタの代わりに，わずかに透過率分布を有する光フィルタを用いて，上記と同様の光可変減衰装置を構成することができる。以下この場合について説明する。
【００２１】
まず，０．１ｄＢ用の光フィルタを例にとり説明する。簡単のために光フィルタの形状は長方形とする。光フィルタの短辺の一辺から対向する他辺にいくに従い，光減衰量が（０．１−Δ１）ｄＢ〜（０．１＋Δ２）ｄＢの範囲で連続的に変化するよう透過率分布を有する光フィルタを形成する。Δ１，Δ２は任意の正の数値でよいが，０．１より小さな値であることが好ましく，例えば０．１ｄＢ用の光フィルタを作製する際の作製誤差の値を採用できる。
【００２２】
この光フィルタを図１に示す装置に組み込み，光路に挿入する。このとき，図１の紙面に垂直な方向が光フィルタの長辺方向となるようにする。そして，この光フィルタによる光減衰量を測定しながら，光フィルタを長辺方向に移動させて，光減衰量が０．１ｄＢとなる位置を探す。この位置が決定したら光フィルタが長辺方向に移動できないように固定する。固定後，短辺方向への移動は可能であるため，挿脱手段３０による光路への挿脱は可能である。これにより，０．１ｄＢの光減衰量を有する透過率が一様な光フィルタを高精度に作製しなくても，０．１ｄＢの減衰機能を果たす光フィルタを得ることができる。
【００２３】
他の０．２ｄＢ，０．４ｄＢ，０．８ｄＢ等のフィルタについても同様に，透過率分布を有する光フィルタを形成し，所望の光減衰量が得られる位置で長辺方向に移動できないよう光フィルタを固定する。固定後は上記実施の形態の光フィルタ２０，２１，２２，２３の場合と同様に光路に挿脱して使用する。
【００２４】
上記構成により，光減衰量が小さい場合も，図１に示す装置と同様の機能を有する装置が得られ，再現性良く高精度に光減衰量を制御可能な光可変減衰装置を提供できる。また，この場合は特に，光減衰量が小さいにも関わらず光フィルタを高精度に作製する必要はないため，歩留まりが高くなり，コストダウンに貢献できる。なお，上記説明では光フィルタは長方形状としたが，これに限定するものではなく円形等の別の形状でもよい。光フィルタは，連続して透過率が変化するような透過率分布を有するものであればよい。
【００２５】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００２６】
また，上記で説明した実施の形態では，光フィルタが有する光減衰量の相対値は２のべき乗としたが，３以上の数のべき乗とすることもできる。この場合には，同じ光減衰量を有するｍ（ｍは２以上の自然数）個の光フィルタの組を複数有し，これら複数の組の光減衰量の相対値が（ｍ＋１）のべき乗であるよう構成してもよい。例えば，ｍ＝２とすると，各組の光減衰量の相対値は，３０，３１，３２，…，３ｎとなり，それぞれの光減衰量を有する光フィルタが２個ずつあることになる。ここで，ｎは１以上である。これらの各光減衰部材の光路に対する挿入，離脱状態を組み合わせることにより，０〜３ｎ＋１−１の範囲において所定の変化量の単位で，デジタル的に光減衰量を設定することができ，同様に，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。ｍが３以上の場合も同様にデジタル的に光減衰量を設定することができ，再現性良く高精度に光減衰量を制御することができる。
【００２７】
なお，光減衰部材は上記のような光フィルタに限定されず，他の減衰手段を用いてもよい。上記の実施の形態では光フィルタとしてＮＤフィルタを用いたが，これに限定されず，所定の波長に対して減衰作用を有する波長選択性のあるフィルタを用いた場合にも本発明は適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は，光減衰量を制御する機械式の光可変減衰装置に適用可能であり，例えば光通信分野において光信号の入力側と出力側の間の光減衰量を制御する機械式の光可変減衰装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光可変減衰装置の構成を示す図である。
【図２】従来の光可変減衰装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      入力側コリメータ
２      ＮＤフィルタ
３      出力側コリメータ
１０      入力側コリメータ
１２      出力側コリメータ
１４      平行ビーム
２０      光フィルタ
２１      光フィルタ
２２      光フィルタ
２３      光フィルタ
３０      挿脱手段
【図１】
2005338216.tif 000003
【図２】
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