JPH11218616A - 光フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煩雑な操作や精密な加工を行わずに作製でき
る光フィルタを提供する。 【解決手段】 第２の光ファイバ２の両側に、第１の光
ファイバ１と第３の光ファイバ３が接続されてなり、前
記第１の光ファイバ１と第３の光ファイバ３はシングル
モード光ファイバであり、前記第２の光ファイバ２はシ
ングルモード光ファイバあるいはマルチモード光ファイ
バであり、前記第１の光ファイバ１の基本モードが、前
記第２の光ファイバ２の基本モードと結合するととも
に、この第２の光ファイバ２の基本モード以外の他のモ
ードに結合し、前記第１の光ファイバ１の基本モード
が、前記第２の光ファイバ２を経由して、前記第３の光
ファイバ３の基本モードに結合する光の強度が、伝搬光
の波長によって周期的に変化するようになっている光フ
ィルタを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は特定波長を選択的に
減衰させることができる光フィルタに関し、特に光軸の
煩雑な調整や、精密な加工を行わずに作製することがで
きる光フィルタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来の光フィルタの一例を示す概
略構成図である。符号２１，２１は光ファイバであっ
て、これらの光ファイバ２１，２１は、それぞれ光ファ
イバ保持部２２，２２によって保持されている。一方、
符号２３，２３はコリメートレンズであって、これらの
コリメートレンズ２３，２３は、誘電体多層膜フィルタ
２５を間にはさんで、それぞれレンズ保持部２４，２４
によって保持されている。この光フィルタにおいて、一
方の光ファイバ２１から出力された光は、一方のコリメ
ートレンズ２３を介して誘電体多層膜フィルタ２５に入
射し、ここで特定波長の光が損失させられる。ついでこ
の特定波長が損失した光は、他方のコリメートレンズ２
３を介して他方の光ファイバ２１に入射し、出力され
る。

【０００３】図９は従来の光フィルタの他の例を示す斜
視図であって、符号３１は入出力光ファイバ、３２は導
波路基板、３３はスリット、３４は導波路、３５は誘電
体多層膜フィルタである。導波路基板３２の導波路３４
の両端にはそれぞれ入出力光ファイバ３１，３１が接続
されている。一方、導波路基板３２の中央付近には、導
波路３４に対して斜めに、かつこの導波路３４を横切る
ように形成されたスリット３３に、誘電体多層膜フィル
タ３５が挿入され、接着、固定されている。この光フィ
ルタにおいては、一方の入出力光ファイバ３１から出力
された光が導波路３４を介して誘電体多層膜フィルタ３
５に入射し、ここで特定波長の光が損失させれられる。
そして誘電体多層膜フィルタ３５を通って特定波長が損
失した光は、他方の導波路３４から他方の入出力光ファ
イバ３１に入射し、出力される。

【０００４】しかしながら、図８に示す構成の光フィル
タの製造においては、光ファイバ２１，２１、コリメー
トレンズ２３，２３、および誘電体多層膜フィルタ２５
を正確に配置して光軸を調整する必要があり、製造効率
や製品歩留まりが低かった。また図９に示す構成の光フ
ィルタの製造においては、導波路基板３２にスリット３
３を形成した後、このスリット３３に誘電体多層膜フィ
ルタ３５を挿入し、接着固定する工程があり、精密な加
工が必要であった。また、導波路３４と入出力光ファイ
バ３１との接続において、光軸の調整が面倒であるとい
う問題もあった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記事情に鑑
みてなされたもので、光軸の煩雑な調整や、精密な加工
を行わずに作製することができる光フィルタを提供する
ことを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、第２の光ファイバの両側に、第
１の光ファイバ１と第３の光ファイバが接続されてな
り、前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイバはシ
ングルモード光ファイバであり、前記第２の光ファイバ
はシングルモード光ファイバあるいはマルチモード光フ
ァイバであり、前記第１の光ファイバの基本モードが、
前記第２の光ファイバの基本モードに結合するととも
に、この第２の光ファイバの基本モード以外の他のモー
ドに結合し、前記第１の光ファイバの基本モードが、前
記第２の光ファイバを経由して、前記第３の光ファイバ
の基本モードに結合する光の強度が、伝搬光の波長によ
って周期的に変化するようになっていることを特徴とす
る光フィルタを提案する。本発明において光ファイバと
は、裸光ファイバ、光ファイバ素線、光ファイバ心線な
どを包含するものとする。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の光フィルタの構成
の一例を示したもので、図２は、この光フィルタの動作
を示す説明図である。図中符号１は第１の光ファイバで
あって、この第１の光ファイバ１は、高屈折率のコア１
ａと、このコア１ａの上に設けられたこのコア１ａより
も低屈折率のクラッド１ｂとからなる裸光ファイバ１ｃ
の上に、被覆層１ｄが設けられてなるものである。被覆
層１ｄは、光ファイバ素線とするために裸光ファイバ１
ｃの上に設けられた１次被覆と、さらにこの光ファイバ
素線を光ファイバ心線とするために、この１次被覆の上
に設けられた２次被覆とからなるものである。

【０００８】第３の光ファイバ３は、例えば高屈折率の
コア３ａと、このコア３ａの上に設けられたこのコア３
ａよりも低屈折率のクラッド３ｂとからなる裸光ファイ
バ３ｃの上に、被覆層３ｄが設けられてなるものであ
る。被覆層３ｄは、光ファイバ素線とするために裸光フ
ァイバ３ｃの上に設けられた１次被覆と、さらにこの光
ファイバ素線を光ファイバ心線とするために、この１次
被覆の上に設けられた２次被覆とからなるものである。
前記第１の光ファイバ１と第３の光ファイバ３は、それ
ぞれ、その一方の端部の被覆層１ｄ，３ｄが除去されて
裸光ファイバ１ｃ，３ｃが露出した状態となっている。

【０００９】第２の光ファイバ２は、高屈折率のコア２
ａと、この外周に設けられた前記コア２ａよりも低屈折
率のクラッド２ｂとからなる裸光ファイバ２ｃから構成
されている。第２の光ファイバ２は、通常、裸光ファイ
バ２ｃの上に設けられている被覆層が除去されたものが
用いられる。この例においては第２の光ファイバ２全体
において被覆層が除去されているが、少なくとも第２の
光ファイバ２の両端において、裸光ファイバ２ｃが露出
されているものであってもよい。

【００１０】前記裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃは、い
ずれも純石英ガラス、あるいはフッ素、ゲルマニウムな
どのドーパントの添加によって屈折率が調整された石英
ガラスから構成されている。また被覆層１ｄ，３ｄを構
成する１次被覆は、通常紫外線硬化型樹脂、シリコーン
樹脂などからなり、２次被覆は、ナイロンなどからなる
ものである。そして、前記第１の光ファイバ１の裸光フ
ァイバ１ｃの先端と、前記第３の光ファイバ３の裸光フ
ァイバ３ｃの先端とが、前記第２の光ファイバ２の裸光
ファイバ２ｃの両端の接続部４ａ，４ｂにてそれぞれ融
着接続されて、この光フィルタが構成されている。

【００１１】第１の光ファイバ１はシングルモード光フ
ァイバであって、そのコア１ａを伝搬するモードは基本
モード（以下ＬＰ01モードと記す）のみである。第１の
光ファイバ１としては、シングルモード光ファイバであ
れば、１．３μｍ用シングルモード光ファイバ、分散シ
フト光ファイバ、偏波保存光ファイバなどを用いること
ができる。

【００１２】第２の光ファイバ２は、第１の光ファイバ
１とは異種の光ファイバ、すなわちモードの電界分布が
異なるものである。このように第１の光ファイバ１と、
この第１の光ファイバ１とは異種の光ファイバである第
２の光ファイバ２とを接続することによって、第１の光
ファイバ１のコア１ａを伝搬してきたＬＰ01モードが、
接続部４ａにおいて、第２の光ファイバ２のＬＰ01モー
ドと結合するとともに、ＬＰ01モード以外のモードのう
ち、少なくともひとつのモード（通常ＬＰ02モードと結
合しやすいので、以下便宜上ＬＰ02モードと記す）に結
合する。

【００１３】このＬＰ02モードは、コア２ａを伝搬する
伝搬モードのうち、基本モード以外の高次モードあって
も、クラッド２ｂを伝搬するモードであってもよい。こ
のため第２の光ファイバ２は、マルチモード光ファイバ
であってもシングルモード光ファイバであってもよい。
しかしＬＰ02モードも、コア２ａに十分に閉じこめられ
た状態で伝搬する方が、損失が小さく好ましい。したが
って、マルチモード光ファイバがより好ましい。

【００１４】第２の光ファイバ２がマルチモード光ファ
イバであれば、必然的に第１の光ファイバ１とはモード
の電界分布が異なる。マルチモード光ファイバは、ステ
ップインデックス型、グレーデッドインデックス型のい
ずれでもよい。第２の光ファイバ２としてシングルモー
ド光ファイバを用いる場合は、１．３μｍ用シングルモ
ード光ファイバ、分散シフト光ファイバ、偏波保存光フ
ァイバなどのうち、前記第１の光ファイバ１とは異なる
ものを用いると、必然的に第１の光ファイバ１とはモー
ドの電界分布が異なるものとなる。また、１．３μｍ用
シングルモード光ファイバ、分散シフト光ファイバ、偏
波保存光ファイバなどから選ばれる同様のものであって
も、例えばコア径あるいはモードフィールド径が異なる
と、モードの電界分布が異なる。効果は小さくなるが、
このようなものを第１の光ファイバ１と第２の光ファイ
バ２として用いることもできる。

【００１５】第３の光ファイバ３はシングルモード光フ
ァイバであって、第１の光ファイバ１と第３の光ファイ
バ３とは、モードの電界分布が同じ同種の光ファイバで
あっても、モードの電界分布が異なる異種の光ファイバ
であってもよい。ただし第３の光ファイバ３は、前記第
２の光ファイバ２を伝搬したＬＰ01モードとＬＰ02モー
ドの両方が、接続部４ｂにおいて、第３の光ファイバ３
のＬＰ01モードに結合するものである必要がある。すな
わち、第２の光ファイバ２と第３の光ファイバ３とは異
種の光ファイバである必要がある。

【００１６】以下図２を用いて光フィルタの基本的な動
作について説明する。第１の光ファイバ１に光を入射す
ると、第１の光ファイバ１のコア１ａをＬＰ01モードが
伝搬する。第１の光ファイバ１を伝搬したＬＰ01モード
は、接続部４ａにおいて第２の光ファイバ２のＬＰ01モ
ードとＬＰ02モードに結合し、分割された状態で第２の
光ファイバ２を伝搬する。ここで、例えば接続部４ａに
おける接続が、第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ
２の、光ファイバどうしの単純な突き合わせ接続の場
合、第１の光ファイバ１のＬＰ01モードから、第２の光
ファイバ２のＬＰ01モードへ、光が結合する効率は、こ
れらの第１の光ファイバ１のＬＰ01モードと、第２の光
ファイバ２のＬＰ02モードとの、電界分布の重なり積分
によって求めることができる。また、第１の光ファイバ
１のＬＰ01モードから、第２の光ファイバ２のＬＰ02モ
ードへ、光が結合する効率も同様に、これらの第１の光
ファイバ１のＬＰ01モードと、第２の光ファイバ２のＬ
Ｐ02モードとの、電界分布の重なり積分によって求める
ことができる。ここで、前記電界分布の重なり積分と
は、それぞれのモードの電界分布をかけ合わせて、接続
面全体にわたって積分を行うことである。それぞれのモ
ードに、そのモード自身をかけ合わせて重なり積分を行
った場合の積分の結果を、１．０に規格化した場合、接
続点（接続部４ａ）におけるモード間の結合効率は、重
なり積分の結果そのものとなる。例えば、第１の光ファ
イバ１のＬＰ01モードの規格化された電界分布と、第２
の光ファイバ２のＬＰ01モードの規格化された電界分布
との、重なり積分の結果が０．８の場合、第１の光ファ
イバ１のＬＰ01モードと、第２の光ファイバ２のＬＰ01
モードとの結合効率は８０％である。ついで接続部４ｂ
において、第２の光ファイバ２を伝搬したＬＰ01モード
は、第３の光ファイバ３のＬＰ01モードと、ＬＰ02モー
ドに結合する。同様に、第２の光ファイバ２を伝搬した
ＬＰ02モードは、第３の光ファイバ３のＬＰ01モード
と、ＬＰ02モードに結合する。

【００１７】このとき、第２の光ファイバ２を伝搬した
ＬＰ02モードの光のほとんどが、第３の光ファイバ３の
ＬＰ01モードに結合すれば、第１の光ファイバ１を伝搬
したＬＰ01モードの光を、第３の光ファイバ３から少な
い損失で出力させることができる。すなわち第１の光フ
ァイバ１のＬＰ01モードの光の強度と、第３の光ファイ
バ３から出力されるＬＰ01モードの光の強度との差が小
さくなる。

【００１８】これに対して第２の光ファイバ２を伝搬し
たＬＰ02モードの光のほとんどが、第３の光ファイバ３
のＬＰ01モードに結合しなければ、第１の光ファイバ１
を伝搬したＬＰ01モードの光を、第３の光ファイバ３か
ら大きい損失で出力させることができる。すなわち第１
の光ファイバ１のＬＰ01モードの光の強度と、第３の光
ファイバ３から出力されるＬＰ01モードの光の強度との
差が大きくなる。

【００１９】さらに、前記第１の光ファイバ１のＬＰ01
モードの光の強度と、第３の光ファイバ３のＬＰ01モー
ドの光の強度との差には、波長依存性がある。すなわち
接続部４ｂにおいて、第２の光ファイバ２のＬＰ01モー
ドから第３の光ファイバ３のＬＰ01モードに結合する光
の位相と、第２の光ファイバ２のＬＰ02モードから第３
の光ファイバ３のＬＰ01モードに結合する光の位相とが
一致し、これらの間の差（以下、位相差と記す）がなけ
れば、第２の光ファイバ２のＬＰ02モードの光のほとん
どが、第３の光ファイバ３のＬＰ01モードに結合する。
一方、前記位相差が半波長存在する場合、第２の光ファ
イバ２のＬＰ02モードの光のほとんどは、第３の光ファ
イバ３のＬＰ01モードに結合しない。そして前記位相差
は波長依存性があり、波長の変化に対応して周期的に変
化する。この結果、この光フィルタの波長−透過損失特
性においては、伝搬光の波長の変化に対応して、周期的
な透過損失の増加と低下が繰り返される。

【００２０】通常、第１の光ファイバ１のＬＰ01モード
は、第２の光ファイバ２のＬＰ01モード以外に、最低次
付近の高次モードの中の、第１の光ファイバ１のＬＰ01
モードに近い電界分布を有するＬＰ02モードに結合しや
すい。モードの電界分布は、光ファイバのコア径または
モードフィールド径、屈折率差などによって変化する。
したがって厳密には、第１の光ファイバ１のＬＰ01モー
ドは、第２の光ファイバ２のＬＰ01モードとＬＰ02モー
ドの他に、ＬＰ02モード以外の高次の伝搬モードや、ク
ラッド２ｂから外部に放射される放射モードにも結合す
る。また第２の光ファイバ２のＬＰ01モードは、第３の
光ファイバ３のＬＰ02モード以外の高次の伝搬モード
や、クラッド３ｂから外部に放射される放射モードにも
結合する。第２の光ファイバ２のＬＰ02モードは、第３
の光ファイバ３のＬＰ02モード以外の高次の伝搬モード
や、クラッド３ｂから外部に放射される放射モードに結
合する。しかし、ＬＰ02モード以外の高次の伝搬モード
や、クラッド２ｂ，３ｂから外部に放射される放射モー
ドへの結合も考慮すると、モード結合関係が複雑にな
る。このためここではＬＰ01モードとＬＰ02モードに限
定して説明している。

【００２１】実際の光フィルタにおいても、ＬＰ01モー
ドとＬＰ02モード以外のモードについてはほとんど無視
できると設計が容易である。したがって第２の光ファイ
バ２は、第１の光ファイバ１のＬＰ01モードが、第２の
光ファイバ２のＬＰ02モード以外の高次の伝搬モード、
あるいはクラッド２ｂから外部に放射される放射モード
に結合しないものであると好ましい。このため第２の光
ファイバ２がマルチモード光ファイバの場合は、ＬＰ02
モード以外の高次のモードが、コア２ａを伝搬しないも
のであると好ましい。第２の光ファイバ２がマルチモー
ド光ファイバの場合は、コア２ａの外径の調整などによ
って、コア２ａを伝搬するモードを選択することができ
る。

【００２２】第２の光ファイバ２がシングルモード光フ
ァイバの場合は、ＬＰ02モード以外のモードが、クラッ
ド２ｂを伝搬しにくいものであると好ましい。

【００２３】以下、数式を用いてさらに詳細に説明す
る。第１の光ファイバ１を伝搬するＬＰ01モードの電界
は、以下の式（１）で表される。

【００２４】

【数１】

【００２５】前記式（１）において、Ａは電界の振幅、
ωは光の周波数、ｔは時間、βiは第１の光ファイバ１
のＬＰ01モードの伝搬定数である。ここで、第１の光フ
ァイバ１のＬＰ01モードと第２の光ファイバ２のＬＰ01
モードとの結合効率をａ1、結合時の位相のずれをφ1、
第２の光ファイバ２のＬＰ01モードの伝搬定数をβ01と
したとき、第２の光ファイバ２のＬＰ01モードの電界
は、以下の式（２）で表される。

【００２６】

【数２】

【００２７】また、第１の光ファイバ１のＬＰ01モード
と第２の光ファイバ２のＬＰ02モードとの結合効率をａ
2とし、結合時の位相のずれをφ2、第２の光ファイバ２
のＬＰ02モードの伝搬定数をβ02としたとき、第２の光
ファイバ２のＬＰ02モードの電界は、以下の式（３）で
表される。

【００２８】

【数３】

【００２９】ついで、第２の光ファイバ２のＬＰ01モー
ドから第３の光ファイバ３のＬＰ01モードに結合する光
の電界は、以下の式（４）で表される。

【００３０】

【数４】

【００３１】前記式（４）において、ｂ1は第１の光フ
ァイバ１のＬＰ01モードと第２の光ファイバ２のＬＰ01
モードとの結合効率、φ3は結合時の位相のずれ、β3は
第３の光ファイバ３のＬＰ01モードの伝搬定数、Ｌは第
２の光ファイバ２の長さを表している。また第２の光フ
ァイバ２のＬＰ02モードから第３の光ファイバ３のＬＰ
02モードに結合する光の電界は、以下の式（５）で表さ
れる。

【００３２】

【数５】

【００３３】前記式（５）において、ｂ2は第２の光フ
ァイバ２のＬＰ02モードと第３の光ファイバ３のＬＰ01
モードとの結合効率、φ4は結合時の位相のずれを示し
ている。またここで、ΔΦを以下の式（６）のように定
義する。

【００３４】

【数６】

【００３５】すると第３の光ファイバ３を伝搬するＬＰ
01モードの光の強度は、電界の自乗で表され、以下の式
（７）で表される。

【００３６】

【数７】

【００３７】したがって、第１の光ファイバ１を伝搬す
るＬＰ01モードの光の強度と、第３の光ファイバ３を伝
搬するＬＰ01モードの光の強度との比率は、第１の光フ
ァイバ１から第３の光ファイバ３への光の透過効率を表
しており、これは、以下の式（８）で表される。

【００３８】

【数８】

【００３９】ここで、モードの実効屈折率をｎe、真空
中での光の波長をλとすると、モードの伝搬定数は、以
下の式（９）で表される。

【００４０】

【数９】

【００４１】この式（９）を、前記式（８）に代入する
と、光の透過効率は以下の式（１０）のようになる。

【００４２】

【数１０】

【００４３】この式（１０）において、ｎ01は第２の光
ファイバ２のＬＰ01モードの実効屈折率、ｎ02は第２の
光ファイバ２のＬＰ02モードの実効屈折率を示してい
る。この式（１０）の右辺の第３項は、光の透過損失を
表しており、これにより、この光ファイバの組み合わせ
は、波長λに対して周期的な透過損失変化を有するもの
であって、光フィルタとして用いることができることが
わかる。

【００４４】そしてこの式（１０）より、損失ピークの
波長間隔は、第２の光ファイバ２の長さＬによって決定
されることがわかる。すなわち第２の光ファイバ２の長
さＬが大きい場合には、損失ピークの波長間隔は短くな
り、第２の光ファイバ２の長さＬが小さい場合には、損
失ピークの波長間隔は長くなる。したがって、第２の光
ファイバ２の長さＬを変化させることによって、損失ピ
ークの波長間隔を調整し、光フィルタの特性を変化させ
ることができる。

【００４５】第２の光ファイバ２の長さＬは、設計時に
設定することもできるし、光フィルタの組立前あるいは
組立後に、第２の光ファイバ２の一部あるいは全体を加
熱し、長さ方向に延伸することによって変化させること
ができる。このときの加熱温度は、一般に約１０００℃
以上とされる。また、第２の光ファイバ２全体を加熱
し、緩やかに延伸すると好ましい。

【００４６】さらに前記式（１０）より、接続部４ａ，
４ｂにおける結合効率ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2を調整するこ
とによって、損失ピークの大きさを調整できることがわ
かる。例えば第１の光ファイバ１と第２の光ファイバ２
との接続、あるいは第２の光ファイバ２と第３の光ファ
イバ３との接続において、融着接続の場合には、融着接
続時の加熱温度と加熱時間を調整する。

【００４７】すなわち、第１の光ファイバ１の先端側の
被覆層１ｄを除去して裸光ファイバ１ｃを露出させ、第
３の光ファイバ３の先端側の被覆層３ｄを除去して裸光
ファイバ３ｃを露出させ、第２の光ファイバ２の裸光フ
ァイバ２ｃの両端に、それぞれ前記裸光ファイバ１ｃの
先端と裸光ファイバ３ｃの先端を当接させた状態で加熱
し、融着接続する。

【００４８】このとき、裸光ファイバ１ｃと裸光ファイ
バ２ｃとの接続部４ａ付近、あるいは裸光ファイバ２ｃ
と裸光ファイバ３ｃとの接続部４ｂ付近を加熱すると、
この加熱部分において各裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃ
に添加されていたドーパントが拡散する。このドーパン
トの拡散によって、接続部４ａあるいは接続部４ｂ付近
における、モードフィールド径が変化し、結合効率ａ
1，ａ2，ｂ1，ｂ2を調整することができる。接続部４ａ
と接続部４ｂの融着接続時の加熱温度は、通常８００〜
２０００℃とされる。また加熱時間は１〜６０秒とされ
る。実際の作業は、光フィルタの波長−透過損失特性を
測定しながら、加熱温度、加熱時間を調整しつつ行う。

【００４９】図３は、本発明の光フィルタの第１の実施
例において得られた波長−透過損失特性の関係を示すグ
ラフである。この第１の実施例において、第１の光ファ
イバ１、第３の光ファイバ３は、１．５５μｍにゼロ分
散波長を有する分散シフト光ファイバ、第２の光ファイ
バ２はマルチモード光ファイバとした。

【００５０】第２の光ファイバ２として用いたマルチモ
ード光ファイバは、コア径１７μｍ、比屈折率差１．５
％のステップインデックス型であった。そしてこれらの
第１ないし第３の光ファイバ１，２，３を、図１に示す
ように、接続部４ａ，４ｂにて融着接続して光フィルタ
を製造した。この光フィルタにおいて、第２の光ファイ
バ２の長さＬは２０ｍｍであった。また、融着接続時
の、接続部４ａと接続部４ｂの加熱温度と加熱時間は、
いずれも約２０００℃，３秒であった。

【００５１】この第１の実施例の光フィルタにおいて
は、図３に示すように、波長λに対して、周期的な損失
ピークが生じた。このグラフにおいて、隣接する損失ピ
ークの中心波長間の間隔は２５〜３０ｎｍであった。ま
た、損失ピークの中心波長の損失値は０．８〜２．５ｄ
Ｂであった。さらに、この光フィルタの第２の光ファイ
バ２を加熱して延伸し、第２の光ファイバ２の長さＬを
２２ｍｍとして第２の実施例の光フィルタを得た。この
光フィルタの波長−透過損失特性のグラフにおいて、隣
接する損失ピークの中心波長間の間隔は２２〜２７ｎｍ
であった。したがって、第２の光ファイバ２の長さを調
整することによって光フィルタの特性を調節することが
できることが確認できた。

【００５２】また、融着接続時の、接続部４ａと接続部
４ｂの加熱温度と加熱時間を、いずれも２２００℃，４
秒とした以外は、第１の実施例と同様にして光フィルタ
を構成した。この結果、この光フィルタの波長−透過損
失特性のグラフにおいて、損失ピークの中心波長の損失
値は０．５〜２．３ｄＢであった。したがって、接続部
４ａ，４ｂにおける加熱時間、加熱温度を調節すること
によって、損失ピークの大きさを変化させることができ
ることが確認できた。

【００５３】このように本発明の光フィルタは、第１な
いし第３の光ファイバ１，２，３を接続するだけで構成
することができるので、光軸の煩雑な調整や、精密な加
工を行わずに作製することができる。また、第２の光フ
ァイバ２の長さＬによって損失ピークの波長間隔を調整
することができる。また、接続部４ａ，４ｂにおける結
合効率ａ1，ａ2，ｂ1，ｂ2を調整することによって、損
失ピークの大きさを調整することができる。したがっ
て、例えば用いる第１ないし第３の光ファイバ１，２，
３が同じであっても、前記第２の光ファイバ２の長さＬ
や接続部４ａ，４ｂにおける結合効率ａ1，ａ2，ｂ1，
ｂ2を変更することによって、異なる特性を有する様々
な光フィルタを提供することができる。また、例えば融
着接続後などの組立後においても前記第２の光ファイバ
２の長さＬや接続部４ａ，４ｂにおける結合効率ａ1，
ａ2，ｂ1，ｂ2を調整することができるので、特性の制
御が容易である。

【００５４】また、裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃが露
出した部分は脆弱なので、保護された状態で使用するの
が好ましい。図４（ａ）、図４（ｂ）は、図１に示す光
フィルタを保護ケースに収めた状態の一例を示すもので
あって、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は、図４
（ａ）におけるＡ−Ａで切断した断面図である。

【００５５】符号５ａは台座であって、この台座５ａは
断面半円状で、平面部５ａ’を有している。この平面部
５ａ’には、光フィルタの裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３
ｃが露出した部分と、被覆層１ｄ，３ｄの終端が配置さ
れ、裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃが露出した部分の両
側付近と、被覆層１ｄ，３ｄが、それぞれ接着剤５ｃに
よって固定されている。そして、前記台座５ａの平面部
５ａ’の上から、断面半円状の中空部５ｂ’を有する蓋
５ｂがかぶせられて、外形円筒状の保護ケース５が形成
され、裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃが露出した部分が
保護されている。前記保護ケース５の材料としては、好
ましくは石英ガラスなどが用いられるが、金属、セラミ
ックスなどを用いることもできる。

【００５６】また、保護ケースにかわって熱収縮チュー
ブを用いることもできる。図５（ａ）、図５（ｂ）、図
５（ｃ）は、熱収縮チューブを用いて図１に示す光フィ
ルタを保護した場合の構造の一例を示すものである。図
５（ａ）、図５（ｂ）は、熱収縮チューブを加熱する前
の状態を示したもので、図５（ｃ）は熱収縮チューブを
加熱し、収縮させた後の状態を示している。以下、この
構造の作製手順を追って説明する。

【００５７】すなわち、最初に図５（ａ）、図５（ｂ）
に示すように、裸光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃが露出し
た部分と、被覆層１ｄ，３ｄの終端を、細径チューブ
（熱収縮チューブ）６ａ内に配置する。さらにこの細径
チューブ６ａを、テンションメンバ６ｂと平行に、太径
チューブ（熱収縮チューブ）６ｃ内に配置する。テンシ
ョンメンバ６ｂの長さは、前記細径チューブ６ａの長さ
と同程度とされる。太径チューブ６ｃの長さは、収縮後
に細径チューブ６ａと太径チューブ６ｃの両端を覆うこ
とができるように、細径チューブ６ａの長さよりも長く
なっている。

【００５８】この状態で所定の温度にまで加熱すると、
図５（ｃ）に示すよう細径チューブ６ａと太径チューブ
６ｃが収縮する。そして細径チューブ６ａの内面は、裸
光ファイバ１ｃ，２ｃ，３ｃの外面と、被覆層１ｄ，３
ｄの終端付近の外面に密着する。一方、太径チューブ６
ｃの内面は、細径チューブ６ａの外面と、テンションメ
ンバ６ｂの外面に密着する。そして、太径チューブ６ｃ
の両端は、前記細径チューブ６ａとテンションメンバ６
ｂの両端を覆うようにして、第１の光ファイバ１の被覆
層１ｄの外面と、第３の光ファイバ３の被覆層３ｄの外
面に密着した状態となる。

【００５９】前記テンションメンバ６ｂは、裸光ファイ
バ１ｃ，２ｃ，３ｃが露出した部分に曲げが付与されて
劣化するのを防ぐために設けられているもので、金属、
セラミックス、ガラスなどからなるものである。熱収縮
チューブ（細径チューブ６ａ、太径チューブ６ｃ）はポ
リエチレンなどのプラスチックからなるものであって、
通常１００〜２５０℃に加熱することによって、収縮さ
せることができるものである。

【００６０】上述の例においては、第１ないし第３の光
ファイバ１，２，３は、融着接続によって接続されてい
るが、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように突き合わせ
た状態で固定して、接続することもできる。図６（ａ）
は斜視図であって、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＢ
−Ｂで切断した断面図である。

【００６１】図中符号７は長方形板状の台座であって、
その上面にはＶ溝７ａが設けられている。このＶ溝７ａ
には、第１の光ファイバ１において被覆層１ｄを除去し
て露出された裸光ファイバ１ｃと、第２の光ファイバ２
の裸光ファイバ２ｃと、第３の光ファイバ３において被
覆層３ｄを除去して露出された裸光ファイバ３ｃが配置
され、これらの接続部４ａ，４ｂでそれぞれ突き合わさ
れている。そして、これらの接続部４ａ，４ｂは接着剤
７ｂによってそれぞれ固定されている。台座７の材料と
しては好ましくは石英ガラスが用いられるが、金属、セ
ラミックスなどを用いることもできる。そしてこの台座
７は、他の保護ケース内に収められて保護されるのが通
常である。保護ケースは、内部に中空部を有する外形円
筒形、直方体形などのものであり、その材料としては、
金属、セラミックス、ガラス、プラスチックなどが用い
られる。

【００６２】また本発明の光フィルタの用途の一例とし
て、エルビウムドープ光ファイバ増幅器があげられる。
図７は従来のエルビウムドープ光ファイバ増幅器の一例
を示す概略構成図である。図中符号１１は光ファイバ
（光伝送路）１１であって、この光ファイバ１１には、
入射側から順に、エルビウムドープ光ファイバを収容し
たエルビウムドープ光ファイバ収容部１２、ＷＤＭ（波
長合分波）カプラ１３、光アイソレータ１５が設けられ
ている。前記ＷＤＭカプラ１３は入射側にひとつのポー
トを有し、出射側にふたつのポートを有している。そし
て入射側のポートと、出射側のひとつポートとが光ファ
イバ１１の途中に挿入、接続されている。一方、出射側
の他方のポートは、ポンプ光源１４に接続されている。

【００６３】すなわち、光ファイバ１１に入射した光は
エルビウムドープ光ファイバ収容部１２を経て伝搬し、
途中でポンプ光源１４から光ファイバ１１にポンプ光が
入射され、このポンプ光はＷＤＭカプラ１３において光
ファイバ１１を進行する伝搬光と合波し、これにより増
幅された光が光ファイバ１１から出射される。光アイソ
レータ１５は、光ファイバ１１において反射をおさえ、
安定させるために設けられているものである。

【００６４】しかし、従来のエルビウムドープ光ファイ
バ増幅器においては、利得に波長依存性があるという問
題がある。波長多重伝送を行うにおいて、波長依存性が
大きいと、波長によって利得がばらつくため不都合であ
る。このため本発明の光フィルタを、このエルビウムド
ープ光ファイバ増幅器に挿入し、利得が大きい波長範囲
の光を損失させることによって、波長−利得特性の平坦
化を図ることができる。このとき、光フィルタの挿入位
置は光ファイバ１１の入射端から出射端までの間であれ
ば特に限定するものではなく、図７に符号１１ａ，１１
ｂ，１１ｃ，１１ｄで示した挿入位置のいずれでもよ
い。

【００６５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の光フィルタ
は、第１の光ファイバ、第２の光ファイバ、第３の光フ
ァイバを接続するだけで構成することができるので、光
軸の煩雑な調整や、精密な加工を行わずに作製すること
ができる。また、第２の光ファイバの長さによって損失
ピークの波長間隔を調整することができる。また、接続
部における結合効率を調整することによって、損失ピー
クの大きさを調整することができる。したがって、例え
ば第１の光ファイバ、第２の光ファイバ、第３の光ファ
イバが同じであっても、前記第２の光ファイバの長さや
結合効率を変更することによって、異なる特性を有する
様々な光フィルタを提供することができる。また、例え
ば融着接続後などの組立後においても前記第２の光ファ
イバの長さや接続部における結合効率を調整することが
できるので、特性の制御が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光フィルタの構成の一例を示す一部
側断面図である。

【図２】 本発明の光フィルタの動作の一例を示す説明
図である。

【図３】 本発明の光フィルタの第１の実施例において
得られる波長−透過損失特性の関係を示すグラフであ
る。

【図４】 図４（ａ）、図４（ｂ）は、図１に示す光フ
ィルタを、保護ケースに収めた状態の一例を示すもので
あって、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は、図４
（ａ）におけるＡ−Ａで切断した断面図である。

【図５】 図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、熱
収縮チューブを用いて本発明の光フィルタを保護する場
合の構造の一例を示すものである。図５（ａ）、図５
（ｂ）は、それぞれ熱収縮チューブを加熱する前の状態
を示した斜視図と断面図で、図５（ｃ）は熱収縮チュー
ブを加熱し、収縮させた状態を示す一部側断面図であ
る。

【図６】 図６（ａ）、図６（ｂ）は、第１の光ファイ
バないし第３の光ファイバを、突き合わせて接続した例
を示すものであって、図６（ａ）は斜視図、図６（ｂ）
は、図６（ａ）に示すＢ−Ｂで切断した断面図である。

【図７】 従来のエルビウムドープ光ファイバ増幅器の
一例を示す概略構成図である。

【図８】 従来の光フィルタの一例を示す概略構成図で
ある。

【図９】 従来の光フィルタの他の例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１…第１の光ファイバ、１ａ…コア、１ｂ…クラッド、
１ｃ…裸光ファイバ、２…第２の光ファイバ、２ａ…コ
ア、２ｂ…クラッド、２ｃ…裸光ファイバ、３…第３の
光ファイバ、３ａ…コア、３ｂ…クラッド、３ｃ…裸光
ファイバ、３ｄ…被覆層、４ａ…接続部、４ｂ…接続
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第２の光ファイバの両側に、第１の光フ
   ァイバ１と第３の光ファイバが接続されてなり、 前記第１の光ファイバと前記第３の光ファイバはシング
   ルモード光ファイバであり、前記第２の光ファイバはシ
   ングルモード光ファイバあるいはマルチモード光ファイ
   バであり、 前記第１の光ファイバの基本モードが、前記第２の光フ
   ァイバの基本モードに結合するとともに、この第２の光
   ファイバの基本モード以外の他のモードに結合し、 前記第１の光ファイバの基本モードが、前記第２の光フ
   ァイバを経由して、前記第３の光ファイバの基本モード
   に結合する光の強度が、伝搬光の波長によって周期的に
   変化するようになっていることを特徴とする光フィル
   タ。