專利名稱：溫度補償型光通信干涉設備和光通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將輸入光分成兩個分支后，使兩者干涉來進行輸出的光設備。
背景技術：
作為將輸入的光分成兩個分支之后，使兩者干涉來進行輸出的光設備，眾所周知的有馬赫辛德干涉儀型或邁克爾遜干涉儀型的設備。
馬赫辛德干涉儀型光設備具備光分支器和光結合器。在光分支器和光結合器之間設置第1和第2光路。如果向該光設備的輸入端輸入光，則該光通過光分支器被分成兩支。一路分支光在第1光路上前進。另一路分支光在第2光路上前進。這些分支光分別經(jīng)由第1光路和第2光路到達光結合器。光結合器結合這些分支光。結合的光從光設備的輸出端射出。該光設備的透射特性(波長和透射率的關系)依存于光分支器的光分支特性和光結合器的光結合特性以及第1光路和第2光路間的光路長度的差。
邁克爾遜干涉儀型光設備具備兼作光分支器和光結合器的雙方的光束分離器以及第1反射鏡和第2反射鏡。該光設備具有使從光束分離器射出的光在第1反射鏡反射而返回光束分離器的第1光路、使從光束分離器射出的光在第2反射鏡反射而返回光束分離器的第2光路。如果向該光設備的輸入端輸入光，則該光通過光分支器被分成兩支。一路分支光在第1光路上前進(光束分離器和第1反射鏡之間的往返光路)。另一路分支光在第2光路上前進(光束分離器和第2反射鏡之間的往返光路)。這些分支光經(jīng)由第1光路和第2光路返回光束分離器。光束分離器結合這些分支光，并發(fā)送到光設備的輸出端。從輸入端到輸出端的該光設備的透射特性依存于光束分離器的光分支特性和第1光路和第2光路間的光路長度的差。
這樣的干涉設備能在光通信系統(tǒng)中作為有少量損失光譜的光過濾器使用。另外，干涉設備還能作為混合器使用，該混合器將多波長的信號光分波為偶數(shù)信道的多波長信號光和奇數(shù)信道的多波長信號光，或者對偶數(shù)信道的多波長信號光和奇數(shù)信道的多波長信號光進行波結合。
如上所述，馬赫辛德干涉儀型或邁克爾遜干涉儀型光設備的透射特性依存于第1光路和第2光路間的光路長度的差。因此，為了將光設備的透射特性保持為一定，必須將第1光路和第2光路間的光路長度的差。保持為一定。因此，將構成光設備的光學元件固定在基板上。
但是，如果將光學元件固定在基板上，則與因溫度變化而造成的基板的膨脹、收縮對應，第1光路和第2光路各自的光路長度發(fā)生變化，兩者的光路長度差也可能發(fā)生變化。如果光路長度差變化，則光設備的透射特性也變化。這樣，光設備的透射特性就具有溫度依存性。
為了抑制該溫度依存性，可以考慮使光設備整體的溫度保持一定。在該情況下，就需要用于將溫度保持一定的溫度調(diào)整裝置。另外，還需要向該溫度調(diào)整裝置提供電力的裝置。因此，導致了光設備的大型化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題的存在，本發(fā)明目的在于提供一種降低了透射特性的溫度依存性的溫度補償型光通信干涉設備。
本發(fā)明的溫度補償型光通信干涉設備包括第1和第2端口；對射入第1端口的光進行分支的光分支器；接受該分支后的第1和第2光，使這些光重合而發(fā)送到第2端口的光結合器；設置在光分支器和光結合器之間的第1光路和第2光路；配置在第1光路上的第1光部件；配置在第2光路上的第2光部件；以及配置有光分支器、光結合器、第1光部件和第2光部件的基板。光結合器和光分支器可以是光束分離器。第1和第2部件可以是反射鏡?；灏ň哂姓木€膨脹系數(shù)的一個以上的部件、具有負的線膨脹系數(shù)的一個以上部件。由于這些線膨脹系數(shù)的符號的不同，而降低了第1和第2光路間的光路長度差的溫度依存性。
通過了第1光路的光和通過了第2光路的光在被發(fā)送到第2端口時通過光結合器相互干涉。因此，從第1端口到第2端口的光的透射特性依存于第1光路和第2光路間的光路長度差?；灏€膨脹系數(shù)的符號不同的部件。由此，抵消與溫度的變化對應的第1光路的光路長度變化和第2光路的光路長度變化，能抑制光路長度差的變化。所以，對于本發(fā)明的干涉設備，即使溫度變化其透射特性也難以變化。由于不需要用于將溫度維持為一定的溫度調(diào)整裝置，所以能使本發(fā)明的干涉設備小型化。
第1光路可以延伸到具有正的線膨脹系數(shù)的部件和具有負的線膨脹系數(shù)的部件雙方的上方。第2光路也可以延伸到具有正的線膨脹系數(shù)的部件和具有負的線膨脹系數(shù)的部件雙方的上方?？梢詫⒐夥种鳌⒐饨Y合器、第1光部件和第2光部件中的至少一個配置在一個以上的具有正的線膨脹系數(shù)的部件中，將剩下的配置在一個以上的具有負的線膨脹系數(shù)的部件中。
該干涉設備可以構成馬赫辛德干涉儀。也可以構成邁克爾遜干涉儀。該干涉設備能在光通信系統(tǒng)中，作為光過濾器或混合器使用。
本發(fā)明的另一個側面提供光通信系統(tǒng)。該光通信系統(tǒng)在輸送多波長的信號光的傳送路徑上具備上述干涉設備。因此，該光通信系統(tǒng)降低了信號光的傳送特性的溫度依存性。
通過下面的詳細說明和附圖能更充分地理解本發(fā)明。附圖只是示例。所以，不應該將附圖理解為對本發(fā)明的限定。
本發(fā)明更廣泛的應用范圍可以通過以下進行的詳細說明來進一步明確。但是，雖然詳細的說明和特定例子表示在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，但這僅是舉例說明，對本領域技術人員來說，在不脫離本發(fā)明精神實質(zhì)的前提下，它可以包括各種各樣的修改和變形，這一點是不言自明的。


圖1是表示實施例的混合器100和光過濾器120的結構的概略平面圖。
圖2是表示光束分離器123的固定結構的平面圖。
圖3是表示光束分離器123的固定結構的正面圖。
圖4是表示光束分離器123的固定結構的側面圖。
圖5是表示實施例的光通信系統(tǒng)1的結構的概略圖。
圖6是表示另一個實施例的混合器100a和光過濾器120a的結構的概略平面圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例。并且，在附圖的說明中，對相同要素使用同樣的符號，并省略重復說明。
作為本發(fā)明的溫度補償型光通信干涉設備的實施例，說明光過濾器120和包含它的混合器100。圖1表示混合器100和光過濾器120的結構的概略平面圖?；旌掀?00由光循環(huán)器110和光過濾器120構成。
光循環(huán)器110具有第1端子111、第2端子112和第3端子113。如果光經(jīng)由光纖101輸入第1端子111，則光循環(huán)器110經(jīng)由第2端子112將該光發(fā)送到光纖102。另外，如果光經(jīng)由光纖102輸入到第2端子112，則光循環(huán)器110經(jīng)由第3端子113將該光發(fā)送到光纖103。
光過濾器120具有第1端口121、第2端口122、光束分離器123、第1反射鏡124、第2反射鏡125和基板126。第1端口121經(jīng)由光纖102與光循環(huán)器110的第2端子112連接。光束分離器123例如是半反射鏡。
第1端口121、第2端口122、光束分離器123、第1反射鏡124和第2反射鏡125構成邁克爾遜干涉儀。第1反射鏡124和第2反射鏡125是用于反射光的光部件。光束分離器123作為光分支器和光結合器雙方發(fā)揮功能。光束分離器123如果從第1端口121接收到光，則將該光分成兩路。光束分離器123使一路分支光射向第1反射鏡124，使另一路分支光射向第2反射鏡125。這些分支光分別通過第1和第2反射鏡124、125反射，返回到光束分離器123。光束分離器123將由第1反射鏡124反射的光分成兩路，使一路分支光射向第1端口121，使另一路分支光射向第2端口122。另外，光束分離器123將由第2反射鏡125反射的光分成兩路，使一路分支光射向第1端口121，另一路分支光射向第2端口122。
第2反射鏡125是包含透射率為百分之幾十的半反射鏡125a、全反射鏡125b的Gires-Tournois共振器。半反射鏡125a和全反射鏡125b相互平行。半反射鏡125a反射來自光束分離器123的光的一部分，并使剩下的部分透射。該透射光射向全反射鏡125b。全反射鏡125b反射該透射光，并發(fā)送到半反射鏡125a。這樣，半反射鏡125a、全反射鏡125b在兩者間循環(huán)反射來自光束分離器123的光。該光的一部分透射半反射鏡125a，返回到光束分離器123。其結果是，第2反射鏡125的反射特性具有波長依存性。第2反射鏡125的反射率與波長對應地在0％和100％之間循環(huán)變化。反射率變化的周期(波長間隔)由半反射鏡125a和全反射鏡125b之間的光學距離決定。
基板126是用于固定第1端口121、第2端口122、光束分離器123、第1反射鏡124和第2反射鏡125的部件?；?26由主構件126a、第1反射鏡支持構件126b和第2反射鏡支持構件126c構成。反射鏡支持構件126b和126c的線膨脹系數(shù)分別具有與主構件126a的線膨脹系數(shù)不同的符號。第1端口121、第2端口122、光束分離器123和半反射鏡125a被固定在主構件126a上。第1反射鏡124被固定在第1反射鏡支持構件126b上。全反射鏡125b被固定在第2反射鏡支持構件126c上。
以下，設由光束分離器123進行了2分支的一路光被第1反射鏡124反射返回到光束分離器123的光路為第1光路P1，設光束分離器123和第1反射鏡124間的光路長度為L1。另外，設由光束分離器123進行了2分支的另一路光被第2反射鏡125反射返回到光束分離器123的光路為第2光路P2，設光束分離器123和半反射鏡125a間的光路長度為L2。在第1光路P1的一端配置光束分離器123，在另一端配置第1反射鏡124。另外，在第2光路P2的一端配置光束分離器123，在另一端配置第2反射鏡125。在本實施例中，L1＞L2。設主構件126a的線膨脹系數(shù)為α，設第1反射鏡支持構件126b的線膨脹系數(shù)為β1，設第2反射鏡支持構件126c的線膨脹系數(shù)為β2。α和β1的符號不同。α和β2的符號也不同。β1和β2具有相同的符號。
對于第1光路P1，從光束分離器123跨越延伸到光路長度L1α＝(L2+L11)的部分在主構件126a的上方。剩下的光路長度L1β的部分在第1反射鏡支持構件126b的上方。另一方面，對于第2光路P2，光路長度L2的整體在主構件126a的上方。
主構件126a和反射鏡支持構件126b的大小更好是由以下關系式?jīng)Q定L1＝L2+L11+L1β……(1a)α·L11+β1·L1β＝0 ……(1b)如果溫度只變化ΔT，則第1光路P1的光路長度從當初的L1變化為L1｀＝(L2+L11)(1+αΔT)+L1β(1+β1ΔT) ……(2)另一方面，如果溫度只變化ΔT，則第2光路P2的光路長度從當初的L2變化為L2｀＝L2(1+αΔT)……(3)所以，溫度只變化了ΔT時的光路長度差ΔL｀如果考慮上述式(1a)和(1b)，則可以用下式表示ΔL｀＝L1｀-L2｀＝L11(1+αΔT)+L1β(1+β1ΔT)＝L11+L1β(α·L11+β1·L1β)ΔT＝L11+L1＝L1-L2……(4)它等于溫度變化前的光路長度差。這樣，根據(jù)主構件126a和第1反射鏡支持構件126b間的線膨脹系數(shù)的符號的不同，降低了第1光路P1和第2光路P2間的光路長度差的溫度依存性。
更一般的是，更好是主構件126a和反射鏡支持構件126b的大小由以下關系式?jīng)Q定
L1＝L1α+L1β……(5a)(L1α-L2)·α+L1β·β1＝0 ……(5b)在此，L1α是在第1光路P1中位于主構件126a上的部分的光路長度，L1β是在第1光路P1中位于第1反射鏡支持構件126b上的部分的光路長度。
如果溫度只變化ΔT，則第1光路P1的光路長度從當初的L1變化為L1｀＝L1α(1+αΔT)+L1β(1+β1ΔT) ……(6)另一方面，如果溫度只變化ΔT，則第2光路P2的光路長度從當初的L2變化為L2｀＝L2(1+αΔT) ……(7)所以，溫度只變化了ΔT時的光路長度差ΔL｀如果考慮上述式(5a)和(5b)，則可以用下式表示ΔL｀＝|L1｀-L2｀|＝|L1α(1+αΔT)+L1β(1+β1ΔT)-L2(1+αΔT)|＝|(L1α-L2)(1+αΔT)+L1β(1+β1ΔT)|＝|(L1α+L1β-L2)+[(L1α-L2)·α+L1β·β1]ΔT|＝|L1-L2| ……(8)它等于溫度變化前的光路長度差。這樣，如果滿足式(5a)和(5b)那樣地選擇主構件126a和反射鏡支持構件126b的大小，則降低了第1光路P1和第2光路P2間的光路長度差的溫度依存性。實際上，如果代替上述式(5b)而滿足下式-0.1≤(L1α-L2)·α+L1β·β1≤0.1 ……(9)則能充分地降低P1和P2間的光路長度差的溫度依存性。
對于半反射鏡125a和全反射鏡125b間的光路P3，從半反射鏡125a跨越延伸到光路長度L3α的部分在主構件126a的上方，剩下的光路長度L3β的部分在第2反射鏡支持構件126c的上方。在第3光路P3的一端配置半反射鏡125a，在另一端配置全反射鏡125b。半反射鏡125a也位于第2光路P2的一端。主構件126a和第2反射鏡支持構件126c的大小更好是由下面的關系式?jīng)Q定α·L3α+β2·L3＝0 ……(10)根據(jù)主構件126a和第2反射鏡支持構件126c間的線膨脹系數(shù)的符號的不同，降低了半反射鏡125a和全反射鏡125b間的光路長度的溫度依存性。實際上，如果代替上述式(10)而滿足下式-0.1≤α·L3α+β2·L3β≤0.1 ……(11)則能充分降低半反射鏡125a和全反射鏡125b間的光路長度的溫度依存性。
接著，參照圖2～圖4說明光束分離器123的固定結構。圖2～圖4是表示該固定結構的平面圖，正面圖和側面圖。光束分離器123經(jīng)由作為固定構件的外殼20被固定在基板的主構件126a上。在本實施例中，光束分離器123具有正四角柱形狀。但是，并不只限于該形狀。主構件126a由金屬材料(例如SUS304那樣的不銹鋼)構成。外殼20也是由金屬材料(例如SUS304那樣的不銹鋼)構成。外殼20通過焊接與主構件126a接合。外殼20具有底部21、縱壁部分23和25。底部21與主構件126a的上面正接。縱壁部分23和25從底部21的兩端部分向與基板126交叉的方向豎立。
底部21和縱壁部分23所成的角度與光束分離器123鄰接的2個側面所成的角度相同，在本實施例中為90度。因此，由底部21和縱壁部分23形成的角部分27與光束分離器123的連續(xù)的2個側面123b、123d對應，能對光束分離器123進行定位。
并且，在光束分離器123是多角柱形狀的情況下，與外殼20正接的光束分離器123的面的個數(shù)可以是1個面，也可以是3個面以上。另外，在光束分離器123是圓柱形狀的情況下，光束分離器123的外周部分(圓周部分)的一部分或者外周部分中相互分離的2點可以與外殼20正接。
光束分離器123通過配置在光束分離器123和外殼20之間的彈簧31、33的彈性勢能被固定在外殼20上。彈簧31、33由金屬材料(例如不銹鋼)構成。彈簧31、33是板簧。但是，也可以將板簧以外的彈簧例如線圈彈簧作為彈簧31、33來使用。
彈簧31配置在光束分離器123的一個側面和縱壁部分25之間。彈簧31所正接的光束分離器的側面123a位于與縱壁部分23正接的光束分離器的側面123b的相反側。彈簧31的兩端部分31a與縱壁部分25正接。彈簧31的中央部分31b與光束分離器的側面123a正接，對光束分離器123形成彈性勢能。側面123a位于與光束分離器123的縱壁部分23正接的面123b的相反側。光束分離器123通過彈簧31的彈性勢能被按壓在縱壁部分23上。
彈簧33被架設在分別設置于縱壁部分23和25上的結合部件23a和25a之間。彈簧33的兩端部分與結合部件23a和25a接合。彈簧33的中央部分與光束分離器的上面123c正接，對光束分離器123形成彈性勢能。上面123c位于與光束分離器123的底部21正接的面123d的相反側。光束分離器123通過來自彈簧33的彈性勢能被按壓在底部21上。
這樣，光束分離器123通過彈簧31和33被按壓在外殼20上，使得其角部分123e適合于外殼20的角部分27。由此，能確實地將光束分離器123固定在外殼20上。
彈簧31、33的彈性勢能作用于光束分離器123的光入射面123f和光出射面123g以外的面上。由此，能不阻礙光束分離器123的光學功能，而將光束分離器123固定在外殼20上。
彈簧31、33的彈性勢能被設置為不損害光束分離器123的光學特性。由此，能不阻礙光束分離器123的光學功能，而將光束分離器123固定在外殼20上。
接著，說明光束分離器123的固定方法。首先，通過彈簧31、33對光束分離器123形成彈性勢能而固定在外殼20上。將彈簧31頂在光束分離器123的側面123a上，將彈簧33頂在光束分離器123的上面123c上。由此，光束分離器123被按壓在外殼20上，使得光束分離器123的角部分123e適合于外殼20的角部分27。這樣，光束分離器123被固定在了外殼20上。
接著，將固定了光束分離器123的外殼20定位在主構件126a上后，將外殼20焊接在主構件126a上。焊接比粘接更理想。如果將外殼20焊接在主構件126a上，則即使溫度變化，外殼20也幾乎不動。因此，能抑制光路程度L1、L2的溫度依存性。與此相對，在粘接外殼20的情況下，由于與溫度變化對應地粘接劑收縮，所以外殼20移動。該移動量比焊接的情況大。因此，如果粘接外殼20，則光路長度L1、L2容易依存于溫度變化。
更好是使用YAG激光束焊接外殼20和主構件126a。通過YAG激光焊接，能極大地縮短焊接時間。如果進行YAG激光焊接，外殼20由于沖擊而移動。但是，該移動一般比因樹脂粘接劑的硬化收縮造成的移動小。
對于YAG激光焊接的條件，例如YAG激光束的強度和光束照射位置，考慮到由于焊接時的沖擊而外殼20移動，而與外殼20和基板126的材料及形狀對應地適當?shù)卦O置。并且，除了YAG激光焊接以外，也可以使用碳酸氣體激光焊接等其他激光焊接。
更好是至少在2點進行YAG激光焊接。由此，能確實地將外殼20固定在主構件126a上。在將2點以上的YAG激光焊接分為數(shù)次執(zhí)行的情況下，也可以通過第2點以后的YAG激光焊接修正由于第1點的YAG激光焊接產(chǎn)生的位置偏離。
在本實施例中，使用與光束分離器123同樣的固定結構，也將半反射鏡125a固定在主構件126a上。因此，半反射鏡125a也難以產(chǎn)生與溫度變化對應的位置偏離。由此，能進一步抑制光路長度L2的溫度依存性。
混合器100象下面這樣工作。光纖101的傳輸光進入光循環(huán)器110的第1端子111，并從第2端子112射出。該光經(jīng)由光纖102和第1端口121進入光過濾器120。該輸入光通過光束分離器123被分成兩支。一路分支光被發(fā)送到第1光路P1，另一路分支光被發(fā)送到第2光路P2。
通過光束分離器123發(fā)送到第1光路P1的光在光束分離器123和第1反射鏡124之間往返后，返回到光束分離器123并被分成兩支。一路的分支光射向第1端口121，另一路分支光射向第2端口122。
通過光束分離器123發(fā)送到第2光路P2的光，在光束分離器123和第2反射鏡125之間往返后，返回到光束分離器123并被分成兩支。一路的分支光射向第1端口121，另一路的分支光射向第2端口。
在第1端口121和光束分離器123之間的光路上，來自第1光路P1的光的一部分與來自第2光路P2的光的一部分重疊，相互干涉。該重疊光經(jīng)由第1端口121和光纖102，進入到光循環(huán)器110的第2端子112。然后，該重疊光經(jīng)由第3端子113進入到光纖103。
同樣，在第2端口122和光束分離器123之間的光路上，來自第1光路P1的光的一部分與來自第2光路P2的光的一部分重疊，相互干涉。該重疊光經(jīng)由第2端口122進入到光纖104。
如上所述，第2反射鏡125成為Gires-Tournois共振器，其反射特性具有波長依存性。因此，混合器100從光纖101接受多波長(λ1、λ2、…、λ2n-1、λ2n、…)的信號光并進行分波，能向光纖104輸出第1波長群Λ1(λ1、λ3、…、λ2n-1、…)的信號光，向光纖103輸出第2波長群Λ2(λ2、λ4、…、λ2n、…)的信號光。在此，λ1＜λ2＜…λ2n-1＜λ2n＜…。多波長信號光的波長間隔由半反射鏡125a和全反射鏡125b之間的光學距離決定。
在混合器100中，如已經(jīng)說明的那樣，降低了第1光路P1和第2光路P2之間的光路長度差(L11+L1β)的溫度依存性。另外，也降低了半反射鏡125a和全反射鏡125b之間的光路長度(L3α+L3β)的溫度依存性。所以，對于第1波長群Λ1的光和第2波長群Λ2的光，降低了其透射率的溫度依存性。即，混合器100的透射特性(波長和透射率的關系)具有降低了的溫度依存性。由于不需要用于將溫度維持為一定的溫度調(diào)整裝置，所以能使混合器100小型化。
接著，說明本實施例相關的混合器100的具體例子。該例子提供對頻率間隔100GHz的多波長信號光進行分波的混合器100。由于干涉頻率周期(FSRFree Spectral Range(自由光譜范圍))是100GHz，所以第1光路P1和第2光路P2之間的光路長度差(L11+L1β)是1.498570mm。主構件126a由不銹鋼SUS304構成。其線膨脹系數(shù)α是1.73×10-5。第1和第2反射鏡支持構件126b、126c由陶瓷(日本電氣玻璃公司制造的CERSAT(商標))構成。其線膨脹系數(shù)β1和β2是-8.2×10-6。根據(jù)上式(1b)，光路長度L11為0.4819mm，光路長度L1β為1.01667mm。
接著，說明本實施例相關的光通信系統(tǒng)1。圖5是表示光通信系統(tǒng)1的結構的概要圖。該光通信系統(tǒng)1具備光發(fā)送器11、12、合波用混合器20、光纖傳送路徑30、分波用混合器40、光接收器51、52。合波用混合器20和分波用混合器40具有與上述實施例相關的混合器100相同的結構。所以，降低了混合器20、40的光透射特性的溫度依存性。
光發(fā)送器11對第1波長群Λ1(λ1、λ3、…、λ2n-1、…)的信號光進行多路復用并輸出。光發(fā)送器12對第2波長群Λ2(λ2、λ4、…、λ2n、…)的信號光進行多路復用并輸出。在第1波長群Λ1中只包含奇數(shù)信道，在第2波長群Λ2中只包含偶數(shù)信道。合波用混合器20從光發(fā)送器11接受在第1波長群Λ1的多波長信號光，同時從光發(fā)送器12接受在第2波長群Λ2的多波長信號光。合波用混合器20對這些信號光進行合波，并發(fā)送到光纖傳送路徑30。分波用混合器40經(jīng)由光纖傳送路徑30接受該合波了的信號光。分波用混合器40將該合波了的信號光分波為第1波長群Λ1的多波長信號光和第2波長群Λ2的多波長信號光。分波用混合器40將第1波長群Λ1的信號光發(fā)送到光接收器51，將第2波長群Λ2的信號光發(fā)送到光接收器52。光接收器51對第1波長群Λ1的信號光進行分波，并個別地接收包含在第1波長群Λ1中的波長的信號光。光接收器52對第2波長群Λ2的信號光進行分波，并個別地接收包含在第2波長群Λ2中的波長的信號光。
如上所述，在該光通信系統(tǒng)1中，對于合波用混合器20和分波用混合器40，降低了光透射特性的溫度依存性。因此，也降低了光通信系統(tǒng)1的信號光的傳輸質(zhì)量的溫度依存性。
本發(fā)明并不只限于上述實施例?？梢杂懈鞣N變形。例如，本發(fā)明的溫度補償型光通信干涉設備并不只限于混合器或光過濾器，也可以是其他任意的光部件。另外，本發(fā)明的溫度補償型光通信干涉設備并不只限于上述邁克爾遜干涉儀型的光部件，例如，也可以是馬赫辛德干涉儀型的光部件。
在上述實施例中，第1反射鏡24和全反射鏡125b分波被固定在個別的構件126b和126c上。代替它，也可以將這些反射鏡124、125b固定在相同的構件上。
圖6是表示將第1反射鏡124和全反射鏡125b固定在L字狀的反射鏡支持構件126d上的混合器100a的概略平面圖。L字構件126d與主構件126a的相鄰的兩邊接合?；旌掀?00a和光過濾器120a的其他結構與圖1的混合器100和光過濾器120相同。因此省略重復的說明。
以下，設主構件126a的線膨脹系數(shù)為α，L字構件126d的線膨脹系數(shù)為β3。α和β3的符號不同。
對于第1光路P1，從光束分離器123在光路長度L1α＝(L2+L11)上延伸的部分位于主構件126a的上方，剩下的光路長度L1β的部分位于L字構件126d的上方。另一方面，對于第2光路P2，光路長度L2整體位于主構件126a的上方。對于半反射鏡125a和全反射鏡125b間的光路P3，從半反射鏡125a在光路長度L3α上延伸的部分在主構件126a的上方，剩下的光路長度L3β的部分在L字構件126d的上方。
更好是，主構件126a和L字構件126d的大小由以下關系式?jīng)Q定L1＝L1α+L1β……(11a)(L1α-L2)·α+L1β·β3＝0 ……(11b)α·L3α+β3·L3β＝0……(11c)式(11b)和(11c)與圖1的混合器100相關的式(5b)和(10)對應。
如果滿足式(11a)和(11b)那樣地決定主構件126a和L字構件126d的大小，則降低了第1光路P1和第2光路P2之間的光路長度差的溫度依存性。實際上，如果代替上述式(11b)而滿足下式-0.1≤(L1α-L2)·α+L1β·β3≤0.1 ……(12)
則能充分降低P1和P2之間的光路長度差的溫度依存性。
如果滿足式(11c)那樣地決定主構件126a和L字構件126d的大小，則降低了半反射鏡125a和全反射鏡125b之間的光路長度的溫度依存性。實際上，如果代替上述式(11c)而滿足下式-0.1≤α·L3α+β3·L3β≤0.1 ……(13)則能充分降低半反射鏡125a和全反射鏡125b之間的光路長度的溫度依存性。
在混合器100a中，第1反射鏡124和半反射鏡125a被固定在單一構件126d上。因此，與分別將第1反射鏡124、半反射鏡125a固定在第1和第2反射鏡支持構件126b、126c上的混合器100相比，能以較少的工序制造混合器100a。
在上述實施例中，將光束分離器和第1反射鏡分開配置在線膨脹系數(shù)的符號不同的構件上。但是，在本發(fā)明中，也可以將光分支器、光結合器和光部件配置在具有相同符號的線膨脹系數(shù)的一個以上構件上。在該情況下，如果第1和第2光路的至少一個延伸到具有正線膨脹系數(shù)和負線膨脹系數(shù)的構件雙方的上方，則抵消了與溫度變化對應的第1和第2光路的光路長度的變化，能降低第1和第2光路之間的光路長度差的溫度依存性。這可以通過將光分支器、光結合器和光部件分開配置在具有正或負的任意一方的線膨脹系數(shù)的多個構件上，并在這些構件之間夾著具有與其相反的符號的線膨脹系數(shù)的構件來實現(xiàn)。
本發(fā)明通過使用具有線膨脹系數(shù)的符號不同的構件的基板，就能抵消與溫度變化對應的第1光路和第2光路的光路長度變化，并能抑制光路長度差的變化。因此，本發(fā)明能提供降低了透射特性的溫度依存性的干涉設備和降低了信號光傳送特性的溫度依存性的光通信系統(tǒng)。
權利要求
1.一種溫度補償型光通信干涉設備，包括第1和第2端口；使射入上述第1端口的光分支的光分支器；接受該分支后的第1和第2光，并使這些光重合而發(fā)送到上述第2端口的光結合器；設置在上述光分支器和光結合器之間的第1和第2光路；配置在上述第1光路上的第1光部件；配置在上述第2光路上的第2光部件；和配置上述光分支器、光結合器、第1光部件和第2光部件的基板；其中，上述基板具備具有正的線膨脹系數(shù)的一個以上的構件，和具有負的線膨脹系數(shù)的一個以上構件；由于這些線膨脹系數(shù)的符號不同，使上述第1和第2光路間的光路長度差的溫度依存性降低。
2.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，構成邁克爾遜干涉儀。
3.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，構成馬赫辛德干涉儀。
4.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，其特征在于上述光分支器、光結合器、第1光部件和第2光部件中的至少一個配置在上述一個以上的具有正的線膨脹系數(shù)的構件上，其余的配置在上述一個以上的具有負的線膨脹系數(shù)的構件上。
5.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，其特征在于上述光分支器和光結合器配置在具有正或負的任意一方的線膨脹系數(shù)的一個以上的上述構件上；上述第1光部件配置在具有與其相反的符號的線膨脹系數(shù)的上述構件上。
6.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，其特征在于上述第2光部件具備彼此相對的半反射鏡和全反射鏡，上述光分支器、光結合器和半反射鏡配置在具有正或負的任意一方的線膨脹系數(shù)的一個以上的上述構件上，上述全反射鏡和第1光部件配置在具有與其相反的符號的線膨脹系數(shù)的一個以上的上述構件上。
7.根據(jù)權利要求1所述的干涉設備，其特征在于上述基板具有金屬構件，在上述金屬構件上焊接有用于固定光學元件的金屬制的固定構件，在上述固定構件上安裝有彈簧，上述光學元件通過上述彈簧的彈力固定在上述固定構件上，作為固定在上述固定構件上的上述光學元件，上述干涉設備具有上述光分支器、第1光部件、第2光部件和光結合器中的至少一個。
8.一種溫度補償型光通信干涉設備，包括第1和第2光路；配置在上述第1光路的一端，同時配置在上述第2光路的一端，使輸入光分支，將第1分支光發(fā)送到上述第1光路，將第2分支光發(fā)送到上述第2光路的光束分離器；配置在上述第1光路的另一端，反射上述第1分支光并沿著上述第1光路將其發(fā)送到上述光束分離器的第1反射鏡；配置在上述第2光路的另一端，反射上述第2分支光并沿著上述第2光路將其發(fā)送到上述光束分離器的第2反射鏡；和配置有上述光束分離器、笫1反射鏡和第2反射鏡的基板；其中，上述基板包括具有正的線膨脹系數(shù)的一個以上的構件和具有負的線膨脹系數(shù)的一個以上構件；由于這些線膨脹系數(shù)的符號不同，使上述第1和第2光路間的光路長度差的溫度依存性降低。
9.根據(jù)權利要求8所述的干涉設備，其特征在于上述光束分離器配置在具有正或負的任意一方的線膨脹系數(shù)的上述構件上，上述第1反射鏡配置在具有與其相反的符號的線膨脹系數(shù)的上述構件上。
10.根據(jù)權利要求8所述的干涉設備，其特征在于上述光束分離器配置在具有線膨脹系數(shù)α的主構件上，上述第1反射鏡配置在具有線膨脹系數(shù)β1的構件上，線膨脹系數(shù)α和β1具有不同的符號，如果設上述第1光路的光路長度為L1，上述第2光路的光路長度為L2，上述第1光路中的、位于具有上述線膨脹系數(shù)α的構件的上方的部分的光路長度為L1α，上述第1光路中的、位于具有上述線膨脹系數(shù)β1的構件的上方的部分的光路長度為L1β，則-0.1≤(L1α-L2)·α+L1β·β1≤0.1成立。
11.根據(jù)權利要求8所述的干涉設備，其特征在于上述第2反射鏡是具備彼此相對的半反射鏡和全反射鏡的Gires-Tournois共振器，上述半反射鏡配置在上述第2光路的上述另一端，上述光束分離器和半反射鏡配置在具有正或負的任意一方的線膨脹系數(shù)的一個以上的上述構件上，上述全反射鏡和第1反射鏡配置在具有與其相反的符號的線膨脹系數(shù)的一個以上的上述構件上。
12.根據(jù)權利要求8所述的干涉設備，其特征在于上述光束分離器配置在具有線膨脹系數(shù)α的構件上，上述第2反射鏡是具備彼此相對的半反射鏡和全反射鏡的Gires-Tournois共振器，上述半反射鏡配置在具有線膨脹系數(shù)α的構件上，上述全反射鏡配置在具有線膨脹系數(shù)β2的構件上，線膨脹系數(shù)α和β2具有不同的符號，如果設上述半反射鏡和全反射鏡之間的光路中的、位于具有上述線膨脹系數(shù)α的構件的上方的部分的光路長度為L3α，位于具有上述線膨脹系數(shù)β2的構件的上方的部分的長度為L3β，則-0.1≤α·L3α+β2·L3β≤0.1成立。
13.根據(jù)權利要求8所述的干涉設備，其特征在于上述基板具有金屬構件，在上述金屬構件上焊接有用于固定光學元件的金屬制的固定構件，在上述固定構件上安裝有彈簧，上述光學元件通過上述彈簧的彈力固定在上述固定構件上，作為固定在上述固定構件上的上述光學元件，上述干涉設備具有上述光分支器、第1反射鏡和第2反射鏡中的至少一個。
14.根據(jù)權利要求7或13所述的干涉設備，其特征在于上述固定構件具有能與上述光學元件的至少兩個面正接的角部分，上述彈簧的彈力產(chǎn)生作用，使上述光學元件的上述至少兩個面與上述固定構件的上述角部分正接。
15.根據(jù)權利要求7或13所述的干涉設備，其特征在于上述彈簧的彈力作用在除了上述光學元件的光入射面和/或光出射面的面上。
16.根據(jù)權利要求7或13所述的干涉設備，其特征在于上述彈簧的彈力具有不損害上述光學元件的光學特性的范圍內(nèi)的值。
17.根據(jù)權利要求1或8所述的干涉設備，其特征在于上述第1和第2光路的至少一方延伸到上述具有正的線膨脹系數(shù)的構件和上述具有負的線膨脹系數(shù)的構件雙方的上方。
18.一種光通信系統(tǒng)，其特征在于包括傳送多波長的信號光的傳送路徑；配置在上述傳送路徑上的權利要求1或8所述的干涉設備。
全文摘要
本發(fā)明涉及溫度補償型光通信干涉設備。該干涉設備包含第1光路P
文檔編號G02B6/12GK1561467SQ0281926
公開日2005年1月5日 申請日期2002年10月2日 優(yōu)先權日2001年10月4日
發(fā)明者佐野知己, 菅沼寬, 劍持妥茂哉 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社