JPH11326686A - マルチパス光フィルタシステムおよびそのレンズ付光フィルタの配置構造 - Google Patents
マルチパス光フィルタシステムおよびそのレンズ付光フィルタの配置構造Info
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- JPH11326686A JPH11326686A JP11116755A JP11675599A JPH11326686A JP H11326686 A JPH11326686 A JP H11326686A JP 11116755 A JP11116755 A JP 11116755A JP 11675599 A JP11675599 A JP 11675599A JP H11326686 A JPH11326686 A JP H11326686A
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/29362—Serial cascade of filters or filtering operations, e.g. for a large number of channels
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
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- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
- G02B6/2937—In line lens-filtering-lens devices, i.e. elements arranged along a line and mountable in a cylindrical package for compactness, e.g. 3- port device with GRIN lenses sandwiching a single filter operating at normal incidence in a tubular package
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ビームの結合損失が小さく濾過特性に優れ
たマルチパス光フィルタシステムを提供する。 【解決手段】 ２個のＧＲＩＮレンズ１０ａ、１０ｂの
背面間にフィルタ要素８を配して成る２個のレンズ付の
フィルタ７０ａ、７０ｂを縦続配置する。フィルタ７０
ａの光軸に対する入力ポート１２への入射光ビームのオ
フセットの２倍だけ、フィルタ７０ｂの光軸をフィルタ
７０ａの光軸に対して平行にオフセットする。入力ポー
ト１２からフィルタ７０ａを通して出力ポート１６にで
るビームは出力ポート１６から入力ポート１２へ戻る逆
行の経路と同じフィルタ７０ｂの経路を通してフィルタ
７０ｂの出力ポートから出射させる。各フィルタ７０
ａ、７０ｂを通るビームはフィルタの光軸７３ａ、７３
ｂとの交叉位置でフィルタ要素８を通過させる。
たマルチパス光フィルタシステムを提供する。 【解決手段】 ２個のＧＲＩＮレンズ１０ａ、１０ｂの
背面間にフィルタ要素８を配して成る２個のレンズ付の
フィルタ７０ａ、７０ｂを縦続配置する。フィルタ７０
ａの光軸に対する入力ポート１２への入射光ビームのオ
フセットの２倍だけ、フィルタ７０ｂの光軸をフィルタ
７０ａの光軸に対して平行にオフセットする。入力ポー
ト１２からフィルタ７０ａを通して出力ポート１６にで
るビームは出力ポート１６から入力ポート１２へ戻る逆
行の経路と同じフィルタ７０ｂの経路を通してフィルタ
７０ｂの出力ポートから出射させる。各フィルタ７０
ａ、７０ｂを通るビームはフィルタの光軸７３ａ、７３
ｂとの交叉位置でフィルタ要素８を通過させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般的にレンズを通
した光の結合に関し、より詳細には複数の縦続光フィル
タを配列したマルチパス光フィルタシステムおよびその
システムに使用されるレンズ付光フィルタの配置構造に
関するものである。
した光の結合に関し、より詳細には複数の縦続光フィル
タを配列したマルチパス光フィルタシステムおよびその
システムに使用されるレンズ付光フィルタの配置構造に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光波長分割多重化（ＷＤＭ）フィルタの
より共通な構造の一つは、一般的に、二個の実質的に四
分の一ピッチのグレーデッド・インデックス（ＧＲＩ
Ｎ）レンズ間の透明な基板上に蒸着された多層薄膜構造
を有するＷＤＭフィルタ要素である。ある例では、薄膜
層はレンズの端面の一つにコートされている。この種の
レンズは、商標名“セルホック（ＳＥＬＦＯＣ）”の下
に生産されている。このマークは日本で登録され、日本
板硝子株式会社が所有している。
より共通な構造の一つは、一般的に、二個の実質的に四
分の一ピッチのグレーデッド・インデックス（ＧＲＩ
Ｎ）レンズ間の透明な基板上に蒸着された多層薄膜構造
を有するＷＤＭフィルタ要素である。ある例では、薄膜
層はレンズの端面の一つにコートされている。この種の
レンズは、商標名“セルホック（ＳＥＬＦＯＣ）”の下
に生産されている。このマークは日本で登録され、日本
板硝子株式会社が所有している。
【０００３】例えば、端面に略０．２５ピッチとして示
されたレンズに沿った位置に、入射ビームは視準され
る。この現象は、二個の整合した四分の一ピッチＧＲＩ
Ｎレンズが背面対背面の関係で配置されている。図５に
示されている各ＧＲＩＮレンズは、光ビームを受け、あ
るいは透過するためにレンズの端面に沿った点、あるい
は領域でポートが設けられている。
されたレンズに沿った位置に、入射ビームは視準され
る。この現象は、二個の整合した四分の一ピッチＧＲＩ
Ｎレンズが背面対背面の関係で配置されている。図５に
示されている各ＧＲＩＮレンズは、光ビームを受け、あ
るいは透過するためにレンズの端面に沿った点、あるい
は領域でポートが設けられている。
【０００４】これらのＷＤＭフィルタはその目的とする
機能を発揮するけれども、時折よりシャープな、急峻な
矩形波応答が要求される。この望ましい応答は、多重の
類似縦続フィルタを通してビームを通過させることによ
り、あるいは、あまり好ましくはないが、二個のＷＤＭ
フィルタ要素を一緒に挟むことにより達成される。しか
しながら、後者の解決法方は製造するのが困難であり、
かつ信頼性のある設計とならない可能性がある。
機能を発揮するけれども、時折よりシャープな、急峻な
矩形波応答が要求される。この望ましい応答は、多重の
類似縦続フィルタを通してビームを通過させることによ
り、あるいは、あまり好ましくはないが、二個のＷＤＭ
フィルタ要素を一緒に挟むことにより達成される。しか
しながら、後者の解決法方は製造するのが困難であり、
かつ信頼性のある設計とならない可能性がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】最近、利用可能な光導
波路の数に制限される光システムの帯域を増加する試み
において、超狭チャンネル間隔を持つ光システムに対す
る標準が案出され、採用されてきている。例えば、国際
電気通信連合（ＩＴＵ）は、チャンネル１００および２
００ＧＨｚ間隔用の標準を発展させてきており、これら
の標準に適合させる試みにおいて、低信号損失を持つ狭
域光フィルタに対して益々高まる要求がある。
波路の数に制限される光システムの帯域を増加する試み
において、超狭チャンネル間隔を持つ光システムに対す
る標準が案出され、採用されてきている。例えば、国際
電気通信連合（ＩＴＵ）は、チャンネル１００および２
００ＧＨｚ間隔用の標準を発展させてきており、これら
の標準に適合させる試みにおいて、低信号損失を持つ狭
域光フィルタに対して益々高まる要求がある。
【０００６】光フィルタ製造者に対するこれらの要求
は、極超狭通過域応答を持つフィルタを作らなければな
らないということにより、益々強まりつつあるので、薄
膜層あるいは光境界面の数は増加するであろう。その結
果、基板の光学的厚さ、およびこれらのフィルタのフィ
ルタ層もまた増加し、そこを通過する光は薄い光境界面
を通過する光ビームとは異なる影響を受ける。従って、
厚い光学的厚さを持つフィルタを通過する光の結合は、
更に困難になってくる。
は、極超狭通過域応答を持つフィルタを作らなければな
らないということにより、益々強まりつつあるので、薄
膜層あるいは光境界面の数は増加するであろう。その結
果、基板の光学的厚さ、およびこれらのフィルタのフィ
ルタ層もまた増加し、そこを通過する光は薄い光境界面
を通過する光ビームとは異なる影響を受ける。従って、
厚い光学的厚さを持つフィルタを通過する光の結合は、
更に困難になってくる。
【０００７】従って、光がフィルタ表面に対して直交し
ない角度でフィルタを通過する時、光の少なくとも一つ
の波長チャンネルがフィルタ波長の少ない信号損失およ
び最小の歪で、縦続光フィルタを通過させる装置を提供
することが、本発明の目的である。
ない角度でフィルタを通過する時、光の少なくとも一つ
の波長チャンネルがフィルタ波長の少ない信号損失およ
び最小の歪で、縦続光フィルタを通過させる装置を提供
することが、本発明の目的である。
【０００８】光ビームをフィルタ表面に対して直交しな
い角度で光フィルタを通過させることに起因するビーム
の歪を実質的に修正する新規でコンパクトな光装置を提
供することが本発明の次の目的である。
い角度で光フィルタを通過させることに起因するビーム
の歪を実質的に修正する新規でコンパクトな光装置を提
供することが本発明の次の目的である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記構
成を有するマルチパス光フィルタシステムが提供されて
いる。すなわち、光学的に配列された第一および第二の
実質的に同様のフィルタが配され、これらのフィルタは
第一フィルタに入射した光ビームがそこを通して伝搬
し、次いで無誘導で第二フィルタに入る配列構成と成
し、前記第一および第二フィルタはそれぞれ、光ブーム
を視準する二個のグレーデッド・インデックス棒状レン
ズ、およびその間に配されたフィルタ要素を有し、光ビ
ームを視準する二個のグレーデッド・インデックス棒状
レンズの少なくとも一個は光を受け又は透過するために
その一端面にポートを持ち、第一フィルタの少なくとも
一つのレンズの光軸は第二フィルタの少なくとも一つの
レンズの光軸からオフセットしている。
成を有するマルチパス光フィルタシステムが提供されて
いる。すなわち、光学的に配列された第一および第二の
実質的に同様のフィルタが配され、これらのフィルタは
第一フィルタに入射した光ビームがそこを通して伝搬
し、次いで無誘導で第二フィルタに入る配列構成と成
し、前記第一および第二フィルタはそれぞれ、光ブーム
を視準する二個のグレーデッド・インデックス棒状レン
ズ、およびその間に配されたフィルタ要素を有し、光ビ
ームを視準する二個のグレーデッド・インデックス棒状
レンズの少なくとも一個は光を受け又は透過するために
その一端面にポートを持ち、第一フィルタの少なくとも
一つのレンズの光軸は第二フィルタの少なくとも一つの
レンズの光軸からオフセットしている。
【００１０】本発明によれば、更に下記構成を有するマ
ルチパス光フィルタシステムが提供されている。すなわ
ち、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに入力ファイ
バを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポートに入射
して前記第一光フィルタ要素を通した光ビームを受ける
出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出力位置で光
ファイバを通して測定される、第一光フィルタ要素の光
学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存して生じる
第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向のオフセット
に対応した測定可能な信号損失Ｉ１を持っており、さら
に、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第二光フィルタ要素を持つ第二光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一方は入力位置を持ち、前記一
対のレンズの他方は前記入力位置に入射して第二光フィ
ルタ要素を通した光ビームを受ける出力ポートを持ち、
前記第二光フィルタは、出力位置で光ファイバを通して
測定される、第二光フィルタ要素の光学的厚さと入力位
置にそれぞれ依存して生じる第二光フィルタ要素の透過
ビームの横方向のオフセットに対応した出力ポートにお
いて測定可能な信号損失Ｉ２を持ち、第一光フィルタの
入力ポートは第二光フィルタの出力ポートと光学的に結
合し、第一光フィルタは第二光フィルタと直列配置され
て、光学的に直接結合されるか又は光学的に自由空間領
域を通して結合され、第一光フィルタのレンズの少なく
とも一つの光軸は、入力ポートから出力ポートへ伝搬す
るビームに対して実質的にＩ１＋Ｉ ２よりも少ない信号
損失をもたらすように第二光フィルタのレンズの少なく
とも一つの光軸に対し平行、かつ、オフセットされてい
る。
ルチパス光フィルタシステムが提供されている。すなわ
ち、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに入力ファイ
バを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポートに入射
して前記第一光フィルタ要素を通した光ビームを受ける
出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出力位置で光
ファイバを通して測定される、第一光フィルタ要素の光
学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存して生じる
第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向のオフセット
に対応した測定可能な信号損失Ｉ１を持っており、さら
に、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第二光フィルタ要素を持つ第二光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一方は入力位置を持ち、前記一
対のレンズの他方は前記入力位置に入射して第二光フィ
ルタ要素を通した光ビームを受ける出力ポートを持ち、
前記第二光フィルタは、出力位置で光ファイバを通して
測定される、第二光フィルタ要素の光学的厚さと入力位
置にそれぞれ依存して生じる第二光フィルタ要素の透過
ビームの横方向のオフセットに対応した出力ポートにお
いて測定可能な信号損失Ｉ２を持ち、第一光フィルタの
入力ポートは第二光フィルタの出力ポートと光学的に結
合し、第一光フィルタは第二光フィルタと直列配置され
て、光学的に直接結合されるか又は光学的に自由空間領
域を通して結合され、第一光フィルタのレンズの少なく
とも一つの光軸は、入力ポートから出力ポートへ伝搬す
るビームに対して実質的にＩ１＋Ｉ ２よりも少ない信号
損失をもたらすように第二光フィルタのレンズの少なく
とも一つの光軸に対し平行、かつ、オフセットされてい
る。
【００１１】本発明によれば、更に下記構成を有するシ
ステムが提供されている。すなわち、一対の実質的に同
一の縦続直列配置フィルタを備え、それぞれのフィルタ
は間にフィルタ要素を挟み持つ一対のＧＲＩＮレンズを
有し、各フィルタは対のＧＲＩＮレンズを通してフィル
タ要素と交叉した縦光軸を持ち、第一と第二の対のフィ
ルタは第一フィルタの光軸からオフセットしている第一
フィルタの入力ポートから該第一フィルタを通して伝播
する光が第二フィルタの端面の出力ポートに向かって直
接透過されるように構成され、第一と第二のフィルタの
各光軸は各フィルタの入力ポートから出力ポートへの直
線がフィルタ要素の縦光軸との交叉点でフィルタ要素を
通して横切るように実質的に平行かつオフセットされて
いる。
ステムが提供されている。すなわち、一対の実質的に同
一の縦続直列配置フィルタを備え、それぞれのフィルタ
は間にフィルタ要素を挟み持つ一対のＧＲＩＮレンズを
有し、各フィルタは対のＧＲＩＮレンズを通してフィル
タ要素と交叉した縦光軸を持ち、第一と第二の対のフィ
ルタは第一フィルタの光軸からオフセットしている第一
フィルタの入力ポートから該第一フィルタを通して伝播
する光が第二フィルタの端面の出力ポートに向かって直
接透過されるように構成され、第一と第二のフィルタの
各光軸は各フィルタの入力ポートから出力ポートへの直
線がフィルタ要素の縦光軸との交叉点でフィルタ要素を
通して横切るように実質的に平行かつオフセットされて
いる。
【００１２】有利なことに本発明は次の構成の二個の実
質的に同等なレンズ付光フィルタの配置構造を提供す
る。すなわち、二個の実質的に同一のレンズ付光フィル
タが配置され、その二個のレンズ付光フィルタは、その
二個のフィルタ間の位置が、一方のフィルタの一方のレ
ンズの入力ポートから他方のフィルタの別のレンズの出
力ポートへ通過する線のフィルタ間の中間点位置である
ように、実質的に平行でかつオフセットしている縦光軸
を持ち、前記オフセットは、光ビームが中間点から入力
ポートに通過する時と、同一の特性を持つビームが中間
点から出力ポートに向かう時とで同じ光学的経路長およ
び屈折率変化を経るように決められている。
質的に同等なレンズ付光フィルタの配置構造を提供す
る。すなわち、二個の実質的に同一のレンズ付光フィル
タが配置され、その二個のレンズ付光フィルタは、その
二個のフィルタ間の位置が、一方のフィルタの一方のレ
ンズの入力ポートから他方のフィルタの別のレンズの出
力ポートへ通過する線のフィルタ間の中間点位置である
ように、実質的に平行でかつオフセットしている縦光軸
を持ち、前記オフセットは、光ビームが中間点から入力
ポートに通過する時と、同一の特性を持つビームが中間
点から出力ポートに向かう時とで同じ光学的経路長およ
び屈折率変化を経るように決められている。
【００１３】本発明の別の面によれば、更に下記構成を
有する多光岐濾過システムが提供されている。すなわ
ち、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに入力ファイ
バを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポートに入射
して前記第一光フィルタ要素を通した光ビームを受ける
出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出力位置で光
ファイバを通して測定される、第一光フィルタ要素の光
学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存して生じる
第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向のオフセット
に対応した測定可能な信号伝搬方向をフィルタの光軸に
対して傾斜して持っており、さらに、それぞれ光軸を持
つ一対のレンズを有してそのレンズ間に第二光フィルタ
要素を持つ第二光フィルタを備え、前記一対のレンズの
一方は入力位置を持ち前記一対のレンズの他方は入力位
置に入射して前記第二光フィルタ要素を通した光ビーム
を受ける出力ポートを持ち、前記第二光フィルタは、第
二光フィルタ要素の光学的厚さと光ビームの入力位置に
それぞれ依存して生じる第二フィルタ要素の透過ビーム
の横方向のオフセットに対応する伝搬方向を入力位置に
持ち、第一光フィルタの入力ポートは第二光フィルタの
出力ポートと光学的に結合し、第一光フィルタは第二光
フィルタと直列配置されて、光学的に直接結合されるか
又は光学的に自由空間領域を通して結合され、第一光フ
ィルタのレンズの少なくとも一つの光軸は、光ビームの
伝搬方向と、その伝搬方向を持って第一フィルタを出る
光の位置と、第二フィルタに入る光の位置とを実質的に
整合させて二個の光フィルタを通した全体的な損失を最
小にするように、第二光フィルタのレンズの少なくとも
一つの光軸に対し、平行、かつ、オフセットされてい
る。
有する多光岐濾過システムが提供されている。すなわ
ち、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレン
ズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フィルタを備
え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに入力ファイ
バを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポートに入射
して前記第一光フィルタ要素を通した光ビームを受ける
出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出力位置で光
ファイバを通して測定される、第一光フィルタ要素の光
学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存して生じる
第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向のオフセット
に対応した測定可能な信号伝搬方向をフィルタの光軸に
対して傾斜して持っており、さらに、それぞれ光軸を持
つ一対のレンズを有してそのレンズ間に第二光フィルタ
要素を持つ第二光フィルタを備え、前記一対のレンズの
一方は入力位置を持ち前記一対のレンズの他方は入力位
置に入射して前記第二光フィルタ要素を通した光ビーム
を受ける出力ポートを持ち、前記第二光フィルタは、第
二光フィルタ要素の光学的厚さと光ビームの入力位置に
それぞれ依存して生じる第二フィルタ要素の透過ビーム
の横方向のオフセットに対応する伝搬方向を入力位置に
持ち、第一光フィルタの入力ポートは第二光フィルタの
出力ポートと光学的に結合し、第一光フィルタは第二光
フィルタと直列配置されて、光学的に直接結合されるか
又は光学的に自由空間領域を通して結合され、第一光フ
ィルタのレンズの少なくとも一つの光軸は、光ビームの
伝搬方向と、その伝搬方向を持って第一フィルタを出る
光の位置と、第二フィルタに入る光の位置とを実質的に
整合させて二個の光フィルタを通した全体的な損失を最
小にするように、第二光フィルタのレンズの少なくとも
一つの光軸に対し、平行、かつ、オフセットされてい
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例を図面
に基づき説明する。なお、下記の記述において、異なる
図面に示される同じ要素は同じ参照番号が割り当てられ
ている。説明の都合上、本実施形態例の説明に先立っ
て、まず、関連する先行技術について説明する。先行技
術の図５に示される光フィルタは、波長λ１の光を反射
し波長λ２の光を通過するように設計され、レンズの視
準端面１４ａおよび１４ｂ間に挟まれた二色性フィルタ
（二色性フィルタ要素）８を持つ棒状（ロッド状）の一
対の四分の一ピッチＧＲＩＮレンズ１０ａおよび１０ｂ
が示されている。入力ポート１２および出力ポート１３
がレンズ１０ａの焦点端面に設けられている。レンズ１
０ｂは、その焦点端面に入力ポート１２と光学的に結合
する出力ポート１６を持つ。本明細書における用語「ポ
ート」の意味は、光がレンズに入射されあるいはレンズ
から受光されるＧＲＩＮレンズの端面での位置を意味し
ている。
に基づき説明する。なお、下記の記述において、異なる
図面に示される同じ要素は同じ参照番号が割り当てられ
ている。説明の都合上、本実施形態例の説明に先立っ
て、まず、関連する先行技術について説明する。先行技
術の図５に示される光フィルタは、波長λ１の光を反射
し波長λ２の光を通過するように設計され、レンズの視
準端面１４ａおよび１４ｂ間に挟まれた二色性フィルタ
（二色性フィルタ要素）８を持つ棒状（ロッド状）の一
対の四分の一ピッチＧＲＩＮレンズ１０ａおよび１０ｂ
が示されている。入力ポート１２および出力ポート１３
がレンズ１０ａの焦点端面に設けられている。レンズ１
０ｂは、その焦点端面に入力ポート１２と光学的に結合
する出力ポート１６を持つ。本明細書における用語「ポ
ート」の意味は、光がレンズに入射されあるいはレンズ
から受光されるＧＲＩＮレンズの端面での位置を意味し
ている。
【００１５】一般の二色性フィルタ要素は、典型的な一
対の四分の一ピッチグレーデッド・インデックス（ＧＲ
ＩＮ）レンズが付いており、それらはその内側端面の一
つが複数の薄膜層を有するフィルタでコートされている
か、あるいは対のＧＲＩＮレンズの内向端面間に配され
た薄膜層でコートされた透明な基板を持つ。
対の四分の一ピッチグレーデッド・インデックス（ＧＲ
ＩＮ）レンズが付いており、それらはその内側端面の一
つが複数の薄膜層を有するフィルタでコートされている
か、あるいは対のＧＲＩＮレンズの内向端面間に配され
た薄膜層でコートされた透明な基板を持つ。
【００１６】波長λ１およびλ２を含む光の複合ビーム
が入力ポート１２に入射した時、波長λ１の光はフィル
タ８からＧＲＩＮレンズ１０ａの出力ポート１３へ向か
って後方に反射される。波長λ２の光はフィルタ８を透
過しレンズ１０ｂの出力ポート１６に向かう。
が入力ポート１２に入射した時、波長λ１の光はフィル
タ８からＧＲＩＮレンズ１０ａの出力ポート１３へ向か
って後方に反射される。波長λ２の光はフィルタ８を透
過しレンズ１０ｂの出力ポート１６に向かう。
【００１７】図６は、図５のフィルタ８に対する波長対
振幅透過応答のグラフである。図５のフィルタの応答の
傾斜を改善する一つの方法は、出力ポート１６での出力
光の濾過を２回反復することで、それにより図８に示さ
れるようなかなり急峻な出力応答を作り出す。このこと
は、同じフィルタを通して出力ポート１６で再度信号を
通過させることにより行われ、このような構成が図７に
示してある。
振幅透過応答のグラフである。図５のフィルタの応答の
傾斜を改善する一つの方法は、出力ポート１６での出力
光の濾過を２回反復することで、それにより図８に示さ
れるようなかなり急峻な出力応答を作り出す。このこと
は、同じフィルタを通して出力ポート１６で再度信号を
通過させることにより行われ、このような構成が図７に
示してある。
【００１８】図７において、第一フィルタ３０の出力１
６は、光ファイバをＧＲＩＮレンズに結合するために光
ファイバ管（図示せず）のような従来の結合手段を用い
て第二フィルタ３２の入力ポート１２に接続される。縦
続光フィルタの別のもう一つの構成が図９に示されてい
るが、後で説明するようにこの装置は望ましくない効果
を持つ（この望ましくない効果は本発明によって修正さ
れる）。従って、これらの光フィルタ縦続装置はその意
図する機能（λ１、λ２の波長の一方を反射し、他方を
透過するという２色性フィルタの機能）を発揮するけれ
ども、従来の縦続フィルタ設計に関連する結合損失は顕
著なものとなり得る。
６は、光ファイバをＧＲＩＮレンズに結合するために光
ファイバ管（図示せず）のような従来の結合手段を用い
て第二フィルタ３２の入力ポート１２に接続される。縦
続光フィルタの別のもう一つの構成が図９に示されてい
るが、後で説明するようにこの装置は望ましくない効果
を持つ（この望ましくない効果は本発明によって修正さ
れる）。従って、これらの光フィルタ縦続装置はその意
図する機能（λ１、λ２の波長の一方を反射し、他方を
透過するという２色性フィルタの機能）を発揮するけれ
ども、従来の縦続フィルタ設計に関連する結合損失は顕
著なものとなり得る。
【００１９】図１０の（ａ）には、内側に向く視準端部
および外側に向く焦点端部を持つ棒状の一対の四分の一
ＧＲＩＮレンズ１０ａおよび１０ｂが示されている。点
線で示されるレンズ１０ａおよび１０ｂの光軸に沿って
レンズと同軸で、かつ、それに結合している二個の光導
波路（例えば光ファイバ）１１ａおよび１１ｂが示され
ている。光が導波路１１ａおよび１１ｂの一つからそれ
ぞれのレンズに入射したかのように、ビームプロフィー
ルがレンズ１０ａおよび１０ｂ内に示されている。二個
のレンズ間の境界面におけるビームプロフィールが周辺
の２点である点１２ａおよび１２ｂによって示されるレ
ンズの周辺に拡張する、ということに注目すべきであ
る。
および外側に向く焦点端部を持つ棒状の一対の四分の一
ＧＲＩＮレンズ１０ａおよび１０ｂが示されている。点
線で示されるレンズ１０ａおよび１０ｂの光軸に沿って
レンズと同軸で、かつ、それに結合している二個の光導
波路（例えば光ファイバ）１１ａおよび１１ｂが示され
ている。光が導波路１１ａおよび１１ｂの一つからそれ
ぞれのレンズに入射したかのように、ビームプロフィー
ルがレンズ１０ａおよび１０ｂ内に示されている。二個
のレンズ間の境界面におけるビームプロフィールが周辺
の２点である点１２ａおよび１２ｂによって示されるレ
ンズの周辺に拡張する、ということに注目すべきであ
る。
【００２０】図１０の（ｂ）は同図の（ａ）と同じ対の
ＧＲＩＮレンズを図示するが、二本の光導波路１１ａお
よび１１ｂはレンズ１０ａおよび１０ｂの共通光軸から
同一の光学距離だけ上下にオフセットしているのが示さ
れている。ここで、二個のレンズ間の境界面におけるビ
ームプロフィールは図１０の（ａ）と同じ周辺に拡張す
るが、ビームの角度は変化している。二個のレンズ間に
分離（分離間隔）がないこと、および光導波路はそれぞ
れのレンズと直接結合することを確実にすることによ
り、導波路が二個のレンズによって分担する共通光軸に
平行である時、光は一つの導波路１１ａから他の１１ｂ
に（あるいは逆に）最も効率的に結合される。同様の配
置が図１０の（ｃ）に示され、ここでは出力／入力導波
路１１ａおよび１１ｂは、レンズの光軸に関して図１０
の（ｂ）のそれとは反対側に置かれている。
ＧＲＩＮレンズを図示するが、二本の光導波路１１ａお
よび１１ｂはレンズ１０ａおよび１０ｂの共通光軸から
同一の光学距離だけ上下にオフセットしているのが示さ
れている。ここで、二個のレンズ間の境界面におけるビ
ームプロフィールは図１０の（ａ）と同じ周辺に拡張す
るが、ビームの角度は変化している。二個のレンズ間に
分離（分離間隔）がないこと、および光導波路はそれぞ
れのレンズと直接結合することを確実にすることによ
り、導波路が二個のレンズによって分担する共通光軸に
平行である時、光は一つの導波路１１ａから他の１１ｂ
に（あるいは逆に）最も効率的に結合される。同様の配
置が図１０の（ｃ）に示され、ここでは出力／入力導波
路１１ａおよび１１ｂは、レンズの光軸に関して図１０
の（ｂ）のそれとは反対側に置かれている。
【００２１】図１１に示すものは、図１０の（ｃ）に示
されたレンズがある固定距離だけ離隔配置されている。
導波路１１ａの光軸は、レンズ１０ａの光軸ＯＡと平行
であるように示されている。しかしながら、出力導波路
１１ｂからの光を効率的に結合するためにそれは入力導
波路１１ａとは非平行で、かつ、分離の大きさ（レンズ
１０ａと１０ｂの分離間隔の大きさ）に依存し、レンズ
１０ｂの光軸に対して角度θでなければならない。二個
のレンズ間の分離（分離間隔）が増加するに従い、出力
ビームはレンズ１０ｂの光軸から逸れてゆく。
されたレンズがある固定距離だけ離隔配置されている。
導波路１１ａの光軸は、レンズ１０ａの光軸ＯＡと平行
であるように示されている。しかしながら、出力導波路
１１ｂからの光を効率的に結合するためにそれは入力導
波路１１ａとは非平行で、かつ、分離の大きさ（レンズ
１０ａと１０ｂの分離間隔の大きさ）に依存し、レンズ
１０ｂの光軸に対して角度θでなければならない。二個
のレンズ間の分離（分離間隔）が増加するに従い、出力
ビームはレンズ１０ｂの光軸から逸れてゆく。
【００２２】この現象はまた図９に示される構造におい
ても発生し、光の結合に有害となる。この問題を更に容
易に評価するために、図１２は対のＧＲＩＮレンズ１０
ａおよび１０ｂ間の光フィルタ要素６０が比較的厚い場
合の光フィルタを図示している。しかしながら、フィル
タの光学的厚みは物理的厚みよりも実質的に大きい、と
いうことを理解すべきである。両方の場合、かなり大き
な物理的厚みあるいは光学的厚みは、同じ問題（前記光
の結合に有害となる問題）に帰着する。
ても発生し、光の結合に有害となる。この問題を更に容
易に評価するために、図１２は対のＧＲＩＮレンズ１０
ａおよび１０ｂ間の光フィルタ要素６０が比較的厚い場
合の光フィルタを図示している。しかしながら、フィル
タの光学的厚みは物理的厚みよりも実質的に大きい、と
いうことを理解すべきである。両方の場合、かなり大き
な物理的厚みあるいは光学的厚みは、同じ問題（前記光
の結合に有害となる問題）に帰着する。
【００２３】図５に示された光フィルタ構成と同様の構
成の図１２を参照するが、図１２では、狭域フィルタ６
０は図５に示された広域フィルタ８の厚みよりもかなり
厚い光学的厚みを持っている。ここで、波長λ１を持つ
出力信号は、点線６２で示される経路を通った直線に沿
って出ずに、ビームがフィルタ６０を出る時に存在する
波長依存オフセットによって線６２に対して角度θ―、
θ、θ＋の複数で出るのが見られる。
成の図１２を参照するが、図１２では、狭域フィルタ６
０は図５に示された広域フィルタ８の厚みよりもかなり
厚い光学的厚みを持っている。ここで、波長λ１を持つ
出力信号は、点線６２で示される経路を通った直線に沿
って出ずに、ビームがフィルタ６０を出る時に存在する
波長依存オフセットによって線６２に対して角度θ―、
θ、θ＋の複数で出るのが見られる。
【００２４】点線６２からのこの複数の拡散は、お互い
から僅かにオフセットされ（スミアされ）、レンズを通
した点線として示される光軸（縦光軸）ＯＡから中心ず
れした状態でレンズ１０ｂに入射するサブビームによ
る。その外形線が６１ｂおよび６１ａで示されるレンズ
１０ａを出るビームは、光軸ＯＡ付近に集中させられ
る、ということに注目すべきである。フィルタ６０の厚
みにより、６３ａおよび６３ｂおよび波長λ１の表示に
よって示されるビームの中心軸は、光軸ＯＡに対して偏
心している。
から僅かにオフセットされ（スミアされ）、レンズを通
した点線として示される光軸（縦光軸）ＯＡから中心ず
れした状態でレンズ１０ｂに入射するサブビームによ
る。その外形線が６１ｂおよび６１ａで示されるレンズ
１０ａを出るビームは、光軸ＯＡ付近に集中させられ
る、ということに注目すべきである。フィルタ６０の厚
みにより、６３ａおよび６３ｂおよび波長λ１の表示に
よって示されるビームの中心軸は、光軸ＯＡに対して偏
心している。
【００２５】このように、線ＯＡからその中心がオフセ
ットしているレンズ１０ｂに入射する波長λ１のビーム
は、線６２に対して角度θ―、θ、θ＋で出る。更に、
フィルタ６０の光学的厚みによって、僅かなオフセット
ビームへの望ましくない偏移が波長に従って生じ、その
結果、図示したフィルタ構成からの光信号の結合に非常
に悪影響を及ぼすスミアリング（smearing）となる。本
発明はこの望ましくないスミアリングを、あたかも線６
２に対して角度θ―、θ、θ＋で出る同じ歪光線がそこ
からそれらがそれぞれ透過される経路に沿った逆方向に
入射されるように、前方向に効果的に元に戻す手段を提
供する。有利なことに、本発明は更に光の２回の濾過の
利益を提供し、それによって最適な結合を得ながら全体
的に希望する結果を果たす。
ットしているレンズ１０ｂに入射する波長λ１のビーム
は、線６２に対して角度θ―、θ、θ＋で出る。更に、
フィルタ６０の光学的厚みによって、僅かなオフセット
ビームへの望ましくない偏移が波長に従って生じ、その
結果、図示したフィルタ構成からの光信号の結合に非常
に悪影響を及ぼすスミアリング（smearing）となる。本
発明はこの望ましくないスミアリングを、あたかも線６
２に対して角度θ―、θ、θ＋で出る同じ歪光線がそこ
からそれらがそれぞれ透過される経路に沿った逆方向に
入射されるように、前方向に効果的に元に戻す手段を提
供する。有利なことに、本発明は更に光の２回の濾過の
利益を提供し、それによって最適な結合を得ながら全体
的に希望する結果を果たす。
【００２６】本発明の好ましい実施形態例が図１に示さ
れ、そこでは、フィルタ７０ａと７０ｂは同じもので共
に一対の棒状の四分の一ピッチのレンズ（ＧＲＩＮレン
ズ）１０ａ、１０ｂを有し（この図１の例ではレンズ１
０ａと１０ｂは同じレンズが使用されている）、そのレ
ンズの対向背面間に同じフィルタ要素８を配した構成で
あり、フィルタ７０ａのポート１２に入射した光ビーム
あるいは光線が光軸（フィルタ７０ａの縦光軸）７３ａ
においてフィルタ要素８と交叉し、次いでフィルタ７０
ｂと結合し、そして光軸（フィルタ７０ｂの縦光軸）７
３ｂにおいてフィルタ要素８と交叉するように、二個の
直列配置縦続光フィルタ７０ａおよび７０ｂが、入射ビ
ームのフィルタ７０ａの光軸からのオフセットの略２倍
に等しい距離だけオフセットした、平行なそれぞれの光
軸７３ａおよび７３ｂを持つ。すなわち、この図１の例
では、第一光フィルタ７０ａの入力ポート１２へ入射す
る入射光ビームがフィルタ光軸７３ａに対してオフセッ
トしている分の２倍だけ第二光フィルタ７０ｂの光軸７
３ｂが第一フィルタ７０ａの光軸７３ａに対してオフセ
ットされている。この状態で、フィルタ７０ａの出力ポ
ート１６からフィルタ７０ｂの入力ポートに至る光線の
中間点は互いに平行なフィルタ光軸７３ａと７３ｂの間
隔の中間点に一致する。
れ、そこでは、フィルタ７０ａと７０ｂは同じもので共
に一対の棒状の四分の一ピッチのレンズ（ＧＲＩＮレン
ズ）１０ａ、１０ｂを有し（この図１の例ではレンズ１
０ａと１０ｂは同じレンズが使用されている）、そのレ
ンズの対向背面間に同じフィルタ要素８を配した構成で
あり、フィルタ７０ａのポート１２に入射した光ビーム
あるいは光線が光軸（フィルタ７０ａの縦光軸）７３ａ
においてフィルタ要素８と交叉し、次いでフィルタ７０
ｂと結合し、そして光軸（フィルタ７０ｂの縦光軸）７
３ｂにおいてフィルタ要素８と交叉するように、二個の
直列配置縦続光フィルタ７０ａおよび７０ｂが、入射ビ
ームのフィルタ７０ａの光軸からのオフセットの略２倍
に等しい距離だけオフセットした、平行なそれぞれの光
軸７３ａおよび７３ｂを持つ。すなわち、この図１の例
では、第一光フィルタ７０ａの入力ポート１２へ入射す
る入射光ビームがフィルタ光軸７３ａに対してオフセッ
トしている分の２倍だけ第二光フィルタ７０ｂの光軸７
３ｂが第一フィルタ７０ａの光軸７３ａに対してオフセ
ットされている。この状態で、フィルタ７０ａの出力ポ
ート１６からフィルタ７０ｂの入力ポートに至る光線の
中間点は互いに平行なフィルタ光軸７３ａと７３ｂの間
隔の中間点に一致する。
【００２７】この構成とすることにとり、入力ポート１
２に入射してフィルタ要素（第一光フィルタ要素）８を
通してフィルタ（第一光フィルタ）７０ａの出力ポート
１６から出る光は、この出力ポート１６からフィルタ７
０ａの入力ポートに逆行して戻る経路と同じ経路を経て
フィルタ（第二光フィルタ）７０ｂの入力ポートからフ
ィルタ要素（第二光フィルタ要素）８を通ってフィルタ
７０ｂの出力ポートから出る。
２に入射してフィルタ要素（第一光フィルタ要素）８を
通してフィルタ（第一光フィルタ）７０ａの出力ポート
１６から出る光は、この出力ポート１６からフィルタ７
０ａの入力ポートに逆行して戻る経路と同じ経路を経て
フィルタ（第二光フィルタ）７０ｂの入力ポートからフ
ィルタ要素（第二光フィルタ要素）８を通ってフィルタ
７０ｂの出力ポートから出る。
【００２８】つまり、フィルタ７０ａの出力ポートとフ
ィルタ７０ｂの入力ポートとの間の光ビームの中間点を
境として、その中間点から光ビームがフィルタ７０ａの
入力ポートまで戻る経路の光学的経路長および屈折率変
化は、前記中間点から光ビームがフィルタ７０ｂの出力
ポートに至る進行経路の光学的経路長および屈折率変化
と等しくなるように、フィルタ光軸７３ａと７３ｂの平
光軸のオフセットが決められている。
ィルタ７０ｂの入力ポートとの間の光ビームの中間点を
境として、その中間点から光ビームがフィルタ７０ａの
入力ポートまで戻る経路の光学的経路長および屈折率変
化は、前記中間点から光ビームがフィルタ７０ｂの出力
ポートに至る進行経路の光学的経路長および屈折率変化
と等しくなるように、フィルタ光軸７３ａと７３ｂの平
光軸のオフセットが決められている。
【００２９】なお、本明細書において上記用語「直列配
置」は、光を一つのフィルタレンズから別のフィルタレ
ンズに誘導する光ファイバのような光導波路を使用する
ことなく、一方のフィルタから光を受光するように他方
のフィルタが配置されるように置かれている一対のフィ
ルタをいう。フィルタ７０ａおよび７０ｂは、フィルタ
７０ａを出た光が誘導されずに自由空間領域を通ってフ
ィルタ７０ｂに伝搬（直接伝搬）するように、離隔配置
され、直列配置している。勿論、自由空間領域はその中
に一方のレンズ端面から他方のレンズ端面への光の結合
を改善する屈折率整合材料を持つ。あるいは代わりに、
自由空間領域はビームが出る付近のＧＲＩＮレンズの屈
折率と実質的に同じ屈折率を持つ固体材料である。
置」は、光を一つのフィルタレンズから別のフィルタレ
ンズに誘導する光ファイバのような光導波路を使用する
ことなく、一方のフィルタから光を受光するように他方
のフィルタが配置されるように置かれている一対のフィ
ルタをいう。フィルタ７０ａおよび７０ｂは、フィルタ
７０ａを出た光が誘導されずに自由空間領域を通ってフ
ィルタ７０ｂに伝搬（直接伝搬）するように、離隔配置
され、直列配置している。勿論、自由空間領域はその中
に一方のレンズ端面から他方のレンズ端面への光の結合
を改善する屈折率整合材料を持つ。あるいは代わりに、
自由空間領域はビームが出る付近のＧＲＩＮレンズの屈
折率と実質的に同じ屈折率を持つ固体材料である。
【００３０】この実施形態例の縦続オフセットフィルタ
の配列構造を提供することにより、スミアリングおよび
出口角度拡散の望ましくない影響は反転され、装置の入
力から出力へ光の卓越した結合を提供するように実質的
に元に戻される。つまり、フィルタ７０ａの入力ポート
１２からフィルタ要素８を通ってフィルタ７０ａの出力
ポート１６から出る光（光ビーム）に生じるスミアリン
グおよび出口角度拡散の望ましくない影響はその逆行経
路と同じフィルタ７０ｂの進行経路を通ることによっ
て、反転されて解消し、フィルタ７０ｂの出力ポートを
出る光（光ビーム）はスミアリングや出口角度拡散の望
ましくない影響を持たない（ビーム歪を持たない）元の
正常状態に戻されて出射する。
の配列構造を提供することにより、スミアリングおよび
出口角度拡散の望ましくない影響は反転され、装置の入
力から出力へ光の卓越した結合を提供するように実質的
に元に戻される。つまり、フィルタ７０ａの入力ポート
１２からフィルタ要素８を通ってフィルタ７０ａの出力
ポート１６から出る光（光ビーム）に生じるスミアリン
グおよび出口角度拡散の望ましくない影響はその逆行経
路と同じフィルタ７０ｂの進行経路を通ることによっ
て、反転されて解消し、フィルタ７０ｂの出力ポートを
出る光（光ビーム）はスミアリングや出口角度拡散の望
ましくない影響を持たない（ビーム歪を持たない）元の
正常状態に戻されて出射する。
【００３１】驚くべきことに、二個のフィルタ７０ａお
よび７０ｂの角度的不良配列による信号損失は、単一段
の光フィルタからの角度的不良配列による信号損失より
も実質的に少ない。このことが、一般的な２００ＧＨｚ
フィルタに対して図２、図３および図４のグラフに例示
してあり、そこではｄＢｓで表示した角度的不良配列に
よる損失がμｍで表示した光ファイバ分離に対してプロ
ットしてある。図３において、一個のフィルタに対する
角度的不良配列による損失は、３００μｍのファイバ分
離に対して略０．９ｄＢであり、図４において、オフセ
ットしていない図９に示されたような二個の縦続直列配
置フィルタに対する角度的不良配列は実質的に同じであ
り、３００μｍのファイバ分離に対して略０．９ｄＢで
ある。対照的に、本実施形態例の図１の光学的構成は、
図２に示す応答を持ち、ここでは３００μｍのファイバ
分離に対する角度的不良配列による損失は、２×１０
−８ｄＢである。なお、これら図２〜図４において、フ
ァイバ分離とは、図１、図５に示すように、フィルタの
一端側の入力ポート１２と出力ポート１３にそれぞれ接
続されるファイバの間隔である。
よび７０ｂの角度的不良配列による信号損失は、単一段
の光フィルタからの角度的不良配列による信号損失より
も実質的に少ない。このことが、一般的な２００ＧＨｚ
フィルタに対して図２、図３および図４のグラフに例示
してあり、そこではｄＢｓで表示した角度的不良配列に
よる損失がμｍで表示した光ファイバ分離に対してプロ
ットしてある。図３において、一個のフィルタに対する
角度的不良配列による損失は、３００μｍのファイバ分
離に対して略０．９ｄＢであり、図４において、オフセ
ットしていない図９に示されたような二個の縦続直列配
置フィルタに対する角度的不良配列は実質的に同じであ
り、３００μｍのファイバ分離に対して略０．９ｄＢで
ある。対照的に、本実施形態例の図１の光学的構成は、
図２に示す応答を持ち、ここでは３００μｍのファイバ
分離に対する角度的不良配列による損失は、２×１０
−８ｄＢである。なお、これら図２〜図４において、フ
ァイバ分離とは、図１、図５に示すように、フィルタの
一端側の入力ポート１２と出力ポート１３にそれぞれ接
続されるファイバの間隔である。
【００３２】要約すると本発明は、フィルタの光軸に対
して傾斜して第一フィルタを出る同じビームが第二フィ
ルタのＧＲＩＮレンズの入力端面における予め定めた同
じ位置のポートに入射するように、実質的に同じ第二フ
ィルタを第一フィルタからオフセットさせて配置し、第
一フィルタのＧＲＩＮレンズの予め定めた入力端位置に
光ビームを入射してその光ビームを第一フィルタと第二
フィルタによって２回濾過することにより、良好な光結
合と光の濾過を果たす。更に、効率の良い良好な光結合
を提供することに加えて、本発明は、そこを通過する光
信号のより狭い狭域フィルタを達成するために、二個の
廉価な、より広い縦続広域フィルタの利用を許容してい
る。
して傾斜して第一フィルタを出る同じビームが第二フィ
ルタのＧＲＩＮレンズの入力端面における予め定めた同
じ位置のポートに入射するように、実質的に同じ第二フ
ィルタを第一フィルタからオフセットさせて配置し、第
一フィルタのＧＲＩＮレンズの予め定めた入力端位置に
光ビームを入射してその光ビームを第一フィルタと第二
フィルタによって２回濾過することにより、良好な光結
合と光の濾過を果たす。更に、効率の良い良好な光結合
を提供することに加えて、本発明は、そこを通過する光
信号のより狭い狭域フィルタを達成するために、二個の
廉価な、より広い縦続広域フィルタの利用を許容してい
る。
【００３３】なお、第一フィルタ７０ａの光軸７３ａと
第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとのオフセット量の調
整は、第一フィルタ７０ａへのビーム入力位置と第一フ
ィルタ要素８の厚みに依存する第一フィルタ透過ビーム
のオフセットに起因する信号損失の測定値Ｉ１と、第二
フィルタ７０ｂへのビーム入力位置と第二フィルタ要素
８の厚みに依存する第二フィルタ透過ビームのオフセッ
トに起因する信号損失の測定値Ｉ２との和Ｉ１＋Ｉ２又
はＩ１とＩ２の何れか一方よりも第一および第二の両フ
ィルタを伝搬する信号損失が小さくなるように調整して
もよいものである。
第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとのオフセット量の調
整は、第一フィルタ７０ａへのビーム入力位置と第一フ
ィルタ要素８の厚みに依存する第一フィルタ透過ビーム
のオフセットに起因する信号損失の測定値Ｉ１と、第二
フィルタ７０ｂへのビーム入力位置と第二フィルタ要素
８の厚みに依存する第二フィルタ透過ビームのオフセッ
トに起因する信号損失の測定値Ｉ２との和Ｉ１＋Ｉ２又
はＩ１とＩ２の何れか一方よりも第一および第二の両フ
ィルタを伝搬する信号損失が小さくなるように調整して
もよいものである。
【００３４】また、この第一フィルタ７０ａの光軸７３
ａと第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとのオフセット量
の調整は、光ビームの伝搬方向とその伝搬方向を持って
第一フィルタを出る光の位置と、第二フィルタに入る位
置とを実質的に整合させて、第一および第二の両フィル
タ７０ａ、７０ｂを通した（伝搬した）全体的な信号損
失が最小となるように調整してもよいものである。
ａと第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとのオフセット量
の調整は、光ビームの伝搬方向とその伝搬方向を持って
第一フィルタを出る光の位置と、第二フィルタに入る位
置とを実質的に整合させて、第一および第二の両フィル
タ７０ａ、７０ｂを通した（伝搬した）全体的な信号損
失が最小となるように調整してもよいものである。
【００３５】さらに、付言すれば、第一フィルタ７０ａ
の光軸７３ａと第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとの平
行軸間のオフセットの量はフィルタに使用されている棒
状レンズ１０ａ、１０ｂの直径よりも小さいことが好ま
しい。
の光軸７３ａと第二フィルタ７０ｂの光軸７３ｂとの平
行軸間のオフセットの量はフィルタに使用されている棒
状レンズ１０ａ、１０ｂの直径よりも小さいことが好ま
しい。
【００３６】多数の他の実施の形態例が本発明の意図と
その範囲から逸脱せずに考えられる。
その範囲から逸脱せずに考えられる。
【図１】本発明の実施形態例に係るマルチパス光フィル
タシステムを光軸オフセットを持つ二個のレンズ付フィ
ルタの配置構造で示す側面図である。
タシステムを光軸オフセットを持つ二個のレンズ付フィ
ルタの配置構造で示す側面図である。
【図２】図１の構成におけるフィルタの入力端面での光
ファイバの分離に対する角度的不良配列に因る損失を示
すグラフである。
ファイバの分離に対する角度的不良配列に因る損失を示
すグラフである。
【図３】一般的な２００ＧＨｚに対して図１２に示され
た一個の光フィルタにおける光ファイバの分離に対する
角度的不良配列に因る損失を示すグラフである。
た一個の光フィルタにおける光ファイバの分離に対する
角度的不良配列に因る損失を示すグラフである。
【図４】図８に示された構成を持つフィルタの入力端面
における光ファイバの分離に対する角度的不良配列に因
る損失を示すグラフである。
における光ファイバの分離に対する角度的不良配列に因
る損失を示すグラフである。
【図５】二個の四分の一ピッチＧＲＩＮレンズを用いた
ＷＤＭフィルタの先行技術のブロック図である。
ＷＤＭフィルタの先行技術のブロック図である。
【図６】図５に示したフィルタの出力応答のグラフであ
る。
る。
【図７】波長λ２の入力信号の二度の濾過を提供する一
対の縦続ＷＤＭフィルタの先行技術のブロック図であ
る。
対の縦続ＷＤＭフィルタの先行技術のブロック図であ
る。
【図８】図７に示したフィルタの出力応答のグラフであ
る。
る。
【図９】光軸を共通にして２個のフィルタをオフセット
せずに縦続配列した先行技術の説明図である。
せずに縦続配列した先行技術の説明図である。
【図１０】一対の背面対背面四分の一ピッチＧＲＩＮレ
ンズと入力／出力導波路との各種結合関係を示す先行技
術の説明図である。
ンズと入力／出力導波路との各種結合関係を示す先行技
術の説明図である。
【図１１】レンズの光軸からオフセットして配置された
入力／出力導波路を持つ一対の背面対背面離隔配置ＧＲ
ＩＮレンズの構成の側面図である。
入力／出力導波路を持つ一対の背面対背面離隔配置ＧＲ
ＩＮレンズの構成の側面図である。
【図１２】二個のＧＲＩＮレンズ間に実質的に厚い光フ
ィルタ要素が配されたフィルタの側面図である。
ィルタ要素が配されたフィルタの側面図である。
８ フィルタ要素（光フィルタ要素） １０ａ、１０ｂ レンズ（ＧＲＩＮレンズ） １２ 入力ポート １６ 出力ポート ７０ａ フィルタ（第一光フィルタ） ７０ｂ フィルタ（第二光フィルタ） ７３ａ、７３ｂ フィルタ光軸
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 597175606 570 Ｗｅｓｔ Ｈｕｎｔ Ｃｌｕｂ Ｒ ｏａｄ，Ｎｅｐｅａｎ，Ｏｎｔａｒｉｏ, Ｃａｎａｄａ Ｋ２Ｇ５Ｗ８ (72)発明者 ブライアン エス カワサキ カナダ オンタリオ州 Ｋ４Ｍ マノティ ック ペタピースクレセント 5541 (72)発明者 イハオ チェン カナダ オンタリオ州 Ｋ２Ｍ ２Ｌ６ カナタ メドウブリーズドライブ 36 (72)発明者 ネボシャ ガリク カナダ オンタリオ州 Ｋ１Ｖ ６Ｌ８ オッタワ 434 スプリングランドドライ ブ 740 (72)発明者 ギャリイ ポメラント カナダ オンタリオ州 Ｋ１Ｒ ６Ｎ７ オッタワ スプルスストリート 20
Claims (14)
- 【請求項１】 光学的に配列された第一および第二の実
質的に同様のフィルタが配され、これらのフィルタは第
一フィルタに入射した光ビームがそこを通して伝搬し、
次いで無誘導で第二フィルタに入る配列構成と成し、前
記第一および第二フィルタはそれぞれ、光ブームを視準
する二個のグレーデッド・インデックス棒状レンズ、お
よびその間に配されたフィルタ要素を有し、光ビームを
視準する二個のグレーデッド・インデックス棒状レンズ
の少なくとも一個は光を受け又は透過するためにその一
端面にポートを持ち、第一フィルタの少なくとも一つの
レンズの光軸は第二フィルタの少なくとも一つのレンズ
の光軸からオフセットしていることを特徴とするマルチ
パス光フィルタシステム。 - 【請求項２】 第一と第二のフィルタのレンズの光軸の
オフセットは、第一フィルタに入射した光ビームがそこ
を通して伝播し、無誘導の自由空間領域を通して伝搬し
た後第二フィルタに入射可能とするオフセットであるこ
とを特徴とする請求項１記載のマルチパス光フィルタシ
ステム。 - 【請求項３】 第一および第二フィルタは実質的に平行
なオフセット光軸を持ち、その平行な光軸のオフセット
はグレーデッド・インデックス棒状レンズの直径よりも
実質的に小さいことを特徴とする請求項２記載のマルチ
パス光フィルタシステム。 - 【請求項４】 第一と第二のフィルタの光軸は、フィル
タの光学的厚みに依存した角度的偏向をもって第一フィ
ルタを出る光ビームの、前記角度的偏向の修正が第二の
フィルタ側で行われるに足る十分のオフセットを有して
おり、第一および第二フィルタは直列配置されているこ
とを特徴とする請求項１記載のマルチパス光フィルタシ
ステム。 - 【請求項５】 それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有し
てそのレンズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フィ
ルタを備え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに入
力ファイバを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポー
トに入射して前記第一光フィルタ要素を通した光ビーム
を受ける出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出力
位置で光ファイバを通して測定される、第一光フィルタ
要素の光学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存し
て生じる第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向のオ
フセットに対応した測定可能な信号損失Ｉ１を持ってお
り、さらに、それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有して
そのレンズ間に第二光フィルタ要素を持つ第二光フィル
タを備え、前記一対のレンズの一方は入力位置を持ち、
前記一対のレンズの他方は入力位置に入射して前記第二
光フィルタ要素を通した光ビームを受ける出力ポートを
持ち、前記第二光フィルタは、出力位置で光ファイバを
通して測定される、第二光フィルタ要素の光学的厚さと
入力位置にそれぞれ依存して生じる第二光フィルタ要素
の透過ビームの横方向のオフセットに対応した出力ポー
トにおいて測定可能な信号損失Ｉ２を持ち、第一光フィ
ルタの入力ポートは第二光フィルタの出力ポートと光学
的に結合し、第一光フィルタは第二光フィルタと直列配
置されて、光学的に直接結合されるか又は光学的に自由
空間領域を通して結合され、第一光フィルタのレンズの
少なくとも一つの光軸は、入力ポートから出力ポートへ
伝搬するビームに対して実質的にＩ１＋Ｉ２よりも少な
い信号損失をもたらすように第二光フィルタのレンズの
少なくとも一つの光軸に対し平行、かつ、オフセットさ
れていることを特徴とするマルチパス光フィルタシステ
ム。 - 【請求項６】 レンズは実質的に四分の一ピッチグレー
デッド・インデックスレンズであり、第一光フィルタの
レンズの光軸は、入力ポートから出力ポートに伝搬する
ビームの信号損失がＩ１又はＩ２のいずれかよりも実質
的に小さい信号損失をもたらすように第二光フィルタの
レンズの光軸に対し平行、かつ、オフセットされている
ことを特徴とする請求項５記載のマルチパス光フィルタ
システム。 - 【請求項７】 第一光フィルタは実質的に第二光フィル
タと同じであることを特徴とする請求項５記載のマルチ
パス光フィルタシステム。 - 【請求項８】 第一および第二光フィルタ要素はそれぞ
れ多層薄膜光フィルタを有して構成されていることを特
徴とする請求項７記載のマルチパス光フィルタシステ
ム。 - 【請求項９】 一対の実質的に同一の縦続直列配置フィ
ルタを備え、それぞれのフィルタは間にフィルタ要素を
挟み持つ一対のＧＲＩＮレンズを有し、各フィルタは対
のＧＲＩＮレンズを通してフィルタ要素と交叉した縦光
軸を持ち、第一と第二の対のフィルタは第一フィルタの
光軸からオフセットしている第一フィルタの入力ポート
から該第一フィルタを通して伝播する光が第二フィルタ
の端面の出力ポートに向かって直接透過されるように構
成され、第一と第二のフィルタの各光軸は各フィルタの
入力ポートから出力ポートへの直線がフィルタ要素の縦
光軸との交叉点でフィルタ要素を通して横切るように実
質的に平行かつオフセットされていることを特徴とする
マルチパス光フィルタシステム。 - 【請求項１０】 各フィルタ要素はビームがフィルタ要
素に入射する角度によって変化する実質的に同一の出力
応答を持つことを特徴とする請求項９記載のマルチパス
光フィルタシステム。 - 【請求項１１】 第一フィルタのポートに入射したビー
ムは各フィルタの光軸に対して零でない同じ角度で第一
フィルタ要素および第二フィルタ要素の両方と交叉する
ことを特徴とする請求項１０記載のマルチパス光フィル
タシステム。 - 【請求項１２】 二個の実質的に同一のレンズ付光フィ
ルタが配置され、その二個のレンズ付光フィルタは、そ
の二個のフィルタ間の位置が、一方のフィルタの一方の
レンズの入力ポートから他方のフィルタの別のレンズの
出力ポートへ通過する線のフィルタ間の中間点位置であ
るように、実質的に平行でかつオフセットしている縦光
軸を持ち、前記オフセットは、光ビームが中間点から入
力ポートに通過する時と、同一の特性を持つビームが中
間点から出力ポートに向かう時とで同じ光学的経路長お
よび屈折率変化を経るように決められていることを特徴
とする二個の実質的に同等なレンズ付光フィルタの配置
構造。 - 【請求項１３】 レンズはグレーデッド・インデックス
レンズであり、各フィルタは一対の背面対背面視準ＧＲ
ＩＮレンズ間に配された実質的に同一のフィルタ要素を
有することを特徴とする請求項１２記載の二個の実質的
に同等なレンズ付光フィルタの配置構造。 - 【請求項１４】 それぞれ光軸を持つ一対のレンズを有
してそのレンズ間に第一光フィルタ要素を持つ第一光フ
ィルタを備え、前記一対のレンズの一つは入力ポートに
入力ファイバを持ち、前記一対のレンズの他方は入力ポ
ートに入射して前記第一光フィルタ要素を通した光ビー
ムを受ける出力位置を持ち、前記第一光フィルタは、出
力位置で光ファイバを通して測定される、第一光フィル
タ要素の光学的厚さと入力ポートの位置にそれぞれ依存
して生じる第一光フィルタ要素の透過ビームの横方向の
オフセットに対応した測定可能な信号伝搬方向をフィル
タの光軸に対して傾斜して持っており、さらに、それぞ
れ光軸を持つ一対のレンズを有してそのレンズ間に第二
光フィルタ要素を持つ第二光フィルタを備え、前記一対
のレンズの一方は入力位置を持ち前記一対のレンズの他
方は入力位置に入射して前記第二光フィルタ要素を通し
た光ビームを受ける出力ポートを持ち、前記第二光フィ
ルタは、第二光フィルタ要素の光学的厚さと光ビームの
入力位置にそれぞれ依存して生じる第二フィルタ要素の
透過ビームの横方向のオフセットに対応する伝搬方向を
入力位置に持ち、第一光フィルタの入力ポートは第二光
フィルタの出力ポートと光学的に結合し、第一光フィル
タは第二光フィルタと直列配置されて、光学的に直接結
合されるか又は光学的に自由空間領域を通して結合さ
れ、第一光フィルタのレンズの少なくとも一つの光軸
は、光ビームの伝搬方向と、その伝搬方向を持って第一
フィルタを出る光の位置と、第二フィルタに入る光の位
置とを実質的に整合させて二個の光フィルタを通した全
体的な損失を最小にするように、第二光フィルタのレン
ズの少なくとも一つの光軸に対し、平行、かつ、オフセ
ットされていることを特徴とするマルチパス光フィルタ
システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CA2235850 | 1998-04-24 | ||
| CA002235850A CA2235850C (en) | 1997-07-18 | 1998-04-24 | Lensed cascaded optical filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11326686A true JPH11326686A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=4162362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11116755A Pending JPH11326686A (ja) | 1998-04-24 | 1999-04-23 | マルチパス光フィルタシステムおよびそのレンズ付光フィルタの配置構造 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6055112A (ja) |
| EP (1) | EP0959373A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11326686A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6631018B1 (en) | 1997-08-27 | 2003-10-07 | Nortel Networks Limited | WDM optical network with passive pass-through at each node |
| US6480661B2 (en) * | 2000-03-03 | 2002-11-12 | The Whitaker Corporation | Optical ADD/DROP filter and method of making same |
| JP2002196182A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-10 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 傾斜面を有する光学素子 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3829195A (en) * | 1973-06-25 | 1974-08-13 | Bell Telephone Labor Inc | Optical couplers |
| US5453827A (en) * | 1993-02-24 | 1995-09-26 | Dicon Fiberoptics | Fiberoptic in-line filter and technique for measuring the transmission quality of an optical fiber through the use of a fiberoptic in-line filter |
| CA2146738C (en) * | 1995-04-10 | 1999-09-14 | Y. Calvin Si | Narrow band filter and method of making same |
| US5539577A (en) * | 1995-05-16 | 1996-07-23 | Jds Fitel, Inc. | Means to lessen unwanted reflections in an optical device |
| US5790314A (en) * | 1997-01-31 | 1998-08-04 | Jds Fitel Inc. | Grin lensed optical device |
-
1998
- 1998-06-10 US US09/095,065 patent/US6055112A/en not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-04-22 EP EP99107951A patent/EP0959373A1/en not_active Withdrawn
- 1999-04-23 JP JP11116755A patent/JPH11326686A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003043420A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Fujikura Ltd | 誘電体多層膜付光コリメータ部品およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0959373A1 (en) | 1999-11-24 |
| US6055112A (en) | 2000-04-25 |
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