JP2004355024A - Apparatus including virtually imaged phase array (vipa) in combination with wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (wdm) light - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a large bandwidth, high resolution wavelength demultiplexer. <P>SOLUTION: Generally, a VIPA is a device which receives an input light having a respective wavelength within a continuous range of wavelengths, and causes multiple reflection of the input light to produce self-interference and thereby form an output light. The output light is spatially distinguishable from an output light formed for an input light having any other wavelength within the continuous range of wavelengths. The apparatus combines the VIPA with a demultiplexer, such as a diffraction grating. More specifically, the VIPA receives an input light and produces a corresponding output light propagating away from the VIPA. The output light includes a plurality of different wavelength components. The demultiplexer demultiplexes the output light into a plurality of separated lights corresponding, respectively, to the plurality of different wavelength components in the output light. Preferably, the demultiplexer has a dispersion direction which is substantially perpendicular to the dispersion direction of the VIPA. In this case, the separated lights from the demultiplexer can be detected with fibers arranged in a grid pattern. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、波長分割多重(WDM)光を分波するためのバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)を含む装置に関する。より詳しくは、本発明は、比較的多数の近接して分かれた波長成分を持つ波長分割多重光が、正確に分波されることを可能にする、回折格子のような波長分波器と組み合わされたVIPAを含む装置に関する。   The present invention relates to an apparatus that includes a virtual image phase array (VIPA) for splitting wavelength division multiplexed (WDM) light. More specifically, the present invention combines wavelength-division multiplexed light with a relatively large number of closely separated wavelength components with a wavelength demultiplexer, such as a diffraction grating, that can be accurately demultiplexed. Related to a device that includes VIPA.

波長分割多重は、比較的大量のデータを高速で転送する光ファイバー通信システムにおいて用いられる。より詳しくは、おのおの情報により変調された複数のキャリアが、波長分割多重光に合波される。波長分割多重光は、1つの光ファイバーを介して受光器に送出される。受光器は、波長分割多重光を個々のキャリアに分け、個々のキャリアを検出する。このように、通信システムは比較的大量のデータを光ファイバーで転送することができる。   Wavelength division multiplexing is used in optical fiber communication systems that transfer relatively large amounts of data at high speed. More specifically, a plurality of carriers modulated by the respective information are multiplexed into the wavelength division multiplexed light. The wavelength division multiplexed light is transmitted to a light receiver via one optical fiber. The light receiver divides the wavelength division multiplexed light into individual carriers and detects the individual carriers. Thus, a communication system can transfer a relatively large amount of data over an optical fiber.

従って、受光器が正確に波長分割多重光を分波する能力は、通信システムのパフォーマンスに大きく影響する。例えば、多数のキャリアが波長分割多重光に結合されることができても、そのような波長分割多重光は、受光器が正確に波長分割多重光を分波することができなければ、送出できない。ゆえに、受光器に高精度波長分波器を含ませることが望まれている。   Therefore, the ability of the optical receiver to accurately split the wavelength division multiplexed light greatly affects the performance of the communication system. For example, even if a large number of carriers can be coupled to wavelength division multiplexed light, such wavelength division multiplexed light cannot be transmitted unless the receiver can accurately separate the wavelength division multiplexed light. . Therefore, it is desired that the optical receiver include a high-precision wavelength demultiplexer.

図19は、波長分波器として用いられる多層干渉フィルムを用いた従来のフィルターを示す図である。図19によると、多層干渉フィルム20は、透過性の基板22の上に形成されている。光24は、平行光であるが、フィルム20に入射し、続いて繰り返しフィルム20内で反射する。フィルム20の特徴により決定される光学的条件から、波長λ2を持つ光26のみが透過する。光学的条件に合わない全ての光を含む光28は、フィルム20を透過できず、反射される。このように、図19に示されるフィルタは、λ1、λ2の異なる波長の2つのキャリアのみ含む波長分割多重光を分波するために有用である。しかしながら、そのようなフィルタは、それ自体で、3以上のキャリアを持つ波長分割多重光を分離することができないという問題があった。   FIG. 19 is a diagram illustrating a conventional filter using a multilayer interference film used as a wavelength demultiplexer. According to FIG. 19, a multilayer interference film 20 is formed on a transparent substrate 22. Light 24 is a collimated light, but is incident on film 20 and is subsequently repeatedly reflected within film 20. Due to the optical conditions determined by the characteristics of the film 20, only the light 26 having the wavelength λ2 is transmitted. Light 28, including all light that does not meet optical conditions, cannot pass through film 20 and is reflected. Thus, the filter shown in FIG. 19 is useful for demultiplexing wavelength division multiplexed light including only two carriers having different wavelengths of λ1 and λ2. However, such a filter has a problem that it cannot separate wavelength division multiplexed light having three or more carriers by itself.

図20は、波長分波器として用いられる従来のファブリー・ぺロー干渉計を示す図である。図20に示すように、高反射率反射フィルム32は、互いに平行である。光34は、平行光であり、反射フィルム30上に入射し、多数回反射フィルム30と32の間で反射される。ファブリー・ぺロー干渉計の特徴により決定される通過条件を満足する波長λ2の光36は、反射フィルム32を通過する。波長λ1の光38は、通過条件を満足しないので、反射される。このように、2つの異なる波長を持つ光は、各々、2つの異なる波長に対応する2つの異なる光に分けられる。従って、図19に示されるフィルタのように、従来のファブリー・ぺロー干渉計は、異なる波長λ1及びλ2の2つのキャリアだけを含む波長分割多重光を分けるのに有用である。しかしながら、そのようなファブリー・ぺロー干渉計は、3つ以上のキャリアを持つ波長分割多重光を分けることができないという問題があった。   FIG. 20 is a diagram showing a conventional Fabry-Perot interferometer used as a wavelength demultiplexer. As shown in FIG. 20, the high reflectance reflection films 32 are parallel to each other. The light 34 is parallel light, is incident on the reflection film 30, and is reflected between the reflection films 30 and 32 many times. Light 36 of wavelength λ2 that satisfies the transmission conditions determined by the characteristics of the Fabry-Perot interferometer passes through the reflective film 32. The light 38 having the wavelength λ1 is reflected because it does not satisfy the passing condition. Thus, light having two different wavelengths is split into two different lights, each corresponding to two different wavelengths. Therefore, like the filter shown in FIG. 19, the conventional Fabry-Perot interferometer is useful for separating a wavelength division multiplexed light including only two carriers of different wavelengths λ1 and λ2. However, such a Fabry-Perot interferometer has a problem that wavelength division multiplexed light having three or more carriers cannot be separated.

図21は、波長分波器として使用する従来のマイケルソン干渉計の構成を示す図である。図21に示すように、平行光40は、ハーフミラー42に入射し、互いに垂直な第一の光44と第二の光46に分けられる。反射ミラー48は、第一の光44を反射し、反射ミラー50は、第二の光46を反射する。ハーフミラー42と反射ミラー48の間の距離及びハーフミラー42と反射ミラー50の間の
距離は、光路差を示す。反射ミラー48によって反射された光は、ハーフミラー42に戻り、反射ミラー50によって反射されてハーフミラー42に戻った光と、干渉する。この結果、各々、波長λ1及びλ2を持つ光52及び光54は、互いに分離される。図19に示すフィルター及び図20に示すファブリー・ぺロー干渉計のように、図21に示すマイケルソン干渉計は、異なる波長λ1及びλ2の2つのキャリアのみを含む波長分割多重光を分けるのに有用である。従って、このようなマイケルソン干渉計は、3つ以上のキャリアを持つ波長分割多重光を分けることができないという問題があった。
FIG. 21 is a diagram showing a configuration of a conventional Michelson interferometer used as a wavelength demultiplexer. As shown in FIG. 21, the parallel light 40 enters the half mirror 42 and is split into a first light 44 and a second light 46 which are perpendicular to each other. The reflecting mirror 48 reflects the first light 44, and the reflecting mirror 50 reflects the second light 46. The distance between the half mirror 42 and the reflection mirror 48 and the distance between the half mirror 42 and the reflection mirror 50 indicate an optical path difference. The light reflected by the reflection mirror 48 returns to the half mirror 42, and interferes with the light reflected by the reflection mirror 50 and returned to the half mirror 42. As a result, the light 52 and the light 54 having the wavelengths λ1 and λ2, respectively, are separated from each other. Like the filter shown in FIG. 19 and the Fabry-Perot interferometer shown in FIG. 20, the Michelson interferometer shown in FIG. 21 separates wavelength division multiplexed light containing only two carriers of different wavelengths λ1 and λ2. Useful. Therefore, there is a problem that such a Michelson interferometer cannot separate a wavelength division multiplexed light having three or more carriers.

他の波長キャリアを1つの波長分割多重光から分けることができるように、複数のフィルタ、つまりファブリ・ぺロー干渉計もしくはマイケルソン干渉計を、巨大な配列に組み合せることは可能である。しかし、そのような配列は、高価で、効率が悪く、受光器が望ましくないほど大きくなってしまうという問題があった。   It is possible to combine multiple filters, ie, Fabry-Perot or Michelson interferometers, into a large array so that other wavelength carriers can be separated from one wavelength division multiplexed light. However, such an arrangement has been problematic in that it is expensive, inefficient, and the receiver is undesirably large.

回折格子もしくはアレイ導波路格子は、しばしば、2以上の異なる波長キャリアからなる波長分割多重光を分ける為に用いられる。
図22は、波長分割多重光を分ける為の従来の回折格子の構成図である。図22に示すように、回折格子56は、格子面58を持つ。複数の異なる波長キャリアを持つ平行光60は、格子面58に入射する。異なる波長キャリアは、格子面58の各々のステップで反射され、互いに干渉する。この結果、異なる波長を持つキャリア62、64及び66は、異なる角度で回折格子56から出力され、従って、互いに分離される。
Diffraction gratings or arrayed waveguide gratings are often used to separate wavelength division multiplexed light consisting of two or more different wavelength carriers.
FIG. 22 is a configuration diagram of a conventional diffraction grating for dividing wavelength division multiplexed light. As shown in FIG. 22, the diffraction grating 56 has a grating surface 58. Parallel light 60 having a plurality of different wavelength carriers is incident on the grating surface 58. Different wavelength carriers are reflected at each step of the grating surface 58 and interfere with each other. As a result, carriers 62, 64 and 66 having different wavelengths are output from diffraction grating 56 at different angles and are therefore separated from one another.

しかし、回折格子は、異なる波長キャリアを比較的小さな分散角度で出力する。その結果、受光器が、回折格子によって分けられたさまざまなキャリア信号を、正確に受光することが困難であるという問題があった。この問題は、特に、比較的近接した波長のキャリアを多数持つ波長分割多重光を分波する回折格子において、厳しい問題であった。この場合、回折格子によって得られた角分散は、極端に小さく、典型的には約0.05度/nmであった。   However, diffraction gratings output different wavelength carriers at relatively small dispersion angles. As a result, there is a problem that it is difficult for the light receiving device to accurately receive various carrier signals separated by the diffraction grating. This problem was particularly severe in a diffraction grating that splits wavelength division multiplexed light having a large number of carriers having relatively close wavelengths. In this case, the angular dispersion obtained by the diffraction grating was extremely small, typically about 0.05 degrees / nm.

さらに、回折格子は、入力光の偏光によって影響される。従って、入力光の偏光は、回折格子の性能に影響を与えるという問題があった。また、回折格子の格子面は、正確な回折格子を生成するために、複雑な製造工程を必要とするという問題があった。   Further, the diffraction grating is affected by the polarization of the input light. Therefore, there is a problem that the polarization of the input light affects the performance of the diffraction grating. Further, there is a problem that the grating surface of the diffraction grating requires a complicated manufacturing process in order to generate an accurate diffraction grating.

図23は、波長分割多重光を分波する為の従来のアレイ導波路格子の構成を示す図である。図23に示すように、複数の異なる波長キャリアからなる光は、入口68を介して受光され、多数の導波路70を介して分割される。出力光74が生成されるように、光の出口72は、各々の導波路70の端にある。導波路70は、互いに長さが異なり、そのため、異なる長さの光路を与える。従って、導波路70を通過する光は互いに異なる位相を持ち、それゆえに、出口72を介して出力される際に相互に干渉する。この干渉により、異なる波長を持つ光を異なる方向に出力するようにさせる。   FIG. 23 is a diagram showing a configuration of a conventional arrayed waveguide grating for demultiplexing wavelength division multiplexed light. As shown in FIG. 23, light composed of a plurality of different wavelength carriers is received through an entrance 68 and split through a number of waveguides 70. A light outlet 72 is at the end of each waveguide 70 so that output light 74 is generated. The waveguides 70 have different lengths from each other, thus providing optical paths of different lengths. Thus, the light passing through the waveguide 70 has a different phase from each other and therefore interferes with each other when output through the outlet 72. This interference causes light having different wavelengths to be output in different directions.

アレイ導波路格子において、分散角度は、適切に導波路を構成することにより、ある範囲で調節できる。しかしながら、アレイ導波路格子は、温度変化及び他の環境的な要因により影響される。従って、温度変化と環境的要因は、適切に分散角度を調節することを困難にしていたという問題があった。   In an arrayed waveguide grating, the dispersion angle can be adjusted within a certain range by appropriately configuring the waveguide. However, arrayed waveguide gratings are affected by temperature changes and other environmental factors. Therefore, there has been a problem that it is difficult to appropriately adjust the dispersion angle due to temperature changes and environmental factors.

従って、本発明の目的は、単純な構成を持ち、波長分割多重光から複数のキャリアを同時に分割することが可能な波長分波器を提供することである。
また、本発明のさらなる目的は、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能な装置を提供することである。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a wavelength demultiplexer having a simple configuration and capable of simultaneously dividing a plurality of carriers from wavelength division multiplexed light.
It is a further object of the present invention to provide a device capable of accurately demultiplexing wavelength division multiplexed light having a relatively large number of closely spaced carriers or wavelength components.

本発明の一態様において、連続する波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受光し、対応する出力光を生成する装置を備える。これにより、上記出力光は、上記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について形成された出力光と、空間的に判別可能(例えば、出力光は、異なる方向に進む)となる。   In one embodiment of the present invention, an apparatus is provided that receives input light having each wavelength within a continuous wavelength range and generates a corresponding output light. Thereby, the output light can be spatially distinguished from the output light formed for the input light having another wavelength in the continuous wavelength region (for example, the output light travels in a different direction).

より詳しくは、上記装置は、連続する波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受光し、上記装置は、入力光の多重反射により自己干渉を生じさせ、それにより、出力光を形成する。このことより、上記出力光は、上記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光についての出力光と、空間的に判別可能となる。上記装置は、バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)と記す。   More specifically, the device receives input light having each wavelength within a continuous wavelength range, and the device causes self-interference by multiple reflections of the input light, thereby forming output light. Thus, the output light can be spatially distinguished from the output light of the input light having another wavelength in the continuous wavelength region. The device is referred to as a virtual image phase array (VIPA).

さらに、本発明の一態様においては、回折格子のような波長スプリッターまたは「分波器」とVIPAを組み合わせた装置を提供する。より詳しくは、上記VIPAは入力光を受光し、上記VIPAから伝播する、対応する出力光を生成する。上記出力光は、複数の異なったキャリアのような、異なる波長成分を含む。上記分波器は、上記出力光内の複数の異なる波長成分に各々対応する、複数の分離された光に上記出力光を分波する。上記分波器は、上記VIPAの分散方向に対し、実質的に垂直な分散方向を持つことが望ましい。この場合、上記分波器から分離された光は、格子パターンに配列されたファイバーによって検出される。これにより、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能になる。   Further, according to one aspect of the present invention, there is provided an apparatus in which a VIPA is combined with a wavelength splitter such as a diffraction grating or a “demultiplexer”. More specifically, the VIPA receives input light and produces corresponding output light that propagates from the VIPA. The output light includes different wavelength components, such as a plurality of different carriers. The splitter splits the output light into a plurality of separated lights corresponding to a plurality of different wavelength components in the output light. Preferably, the duplexer has a dispersion direction substantially perpendicular to the dispersion direction of the VIPA. In this case, the light separated from the splitter is detected by the fibers arranged in a lattice pattern. This makes it possible to accurately split a wavelength division multiplexed light having a relatively large number of close carriers or wavelength components.

さらに、本発明の一態様においては、複数の光を含む入力光を分波する装置を提供する。上記複数の光は、各々異なる波長をもつ。上記装置は、第一の分波器と第二の分波器を備える。上記第一の分波器は、上記入力光を上記入力光内の上記複数の光に各々対応する複数の出力光に分波する。上記第一の分波器は、上記複数の出力光を、各々の出力光について、実質的に直線状の分散方向に異なる出力角度で分散する。さらに、各々の出力光は、複数の波長成分を含む。上記第二の分波器は、各々の出力光を、各々、上記出力光内の複数の波長成分に対応する複数の分離された光に分波する。上記第二の分波器は、上記複数の分離された光を実質的に直線状の分散方向に、各々の分離された光について異なる出力角度で分波する。上記第二の分波器の分散方向は、上記第一の分波器の分散方向に対して平行でなく、好ましくは垂直である。このことにより、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能となる。   Further, according to one embodiment of the present invention, an apparatus for splitting input light including a plurality of lights is provided. The plurality of lights have different wavelengths. The device includes a first duplexer and a second duplexer. The first splitter splits the input light into a plurality of output lights respectively corresponding to the plurality of lights in the input light. The first splitter disperses the plurality of output lights at a different output angle in a substantially linear dispersion direction for each output light. Further, each output light includes a plurality of wavelength components. The second splitter splits each output light into a plurality of separated lights corresponding to a plurality of wavelength components in the output light. The second splitter splits the plurality of separated lights in a substantially linear dispersion direction at different output angles for each of the separated lights. The dispersion direction of the second duplexer is not parallel, but preferably perpendicular, to the dispersion direction of the first duplexer. This makes it possible to accurately demultiplex a wavelength division multiplexed light having a relatively large number of close carriers or wavelength components.

本発明によれば、3つ以上の複数の波長キャリア持つ波長分割多重光を一度に分離することができる。従って、光多重方式の光通信において使用する受光器を小型化することが可能となる。   According to the present invention, wavelength division multiplexed light having three or more wavelength carriers can be separated at a time. Therefore, it is possible to reduce the size of the light receiver used in the optical multiplexing type optical communication.

本発明によれば、異なる波長キャリアを、回折格子よりも大きな分散角度で出力する。従って、分散角度が大きいので、比較的近い波長のキャリアを多数持つ波長分割多重光を分離することより得た分散された光を、受光器が正確に受光することが可能となる。   According to the present invention, different wavelength carriers are output at a larger dispersion angle than the diffraction grating. Accordingly, since the dispersion angle is large, the light receiver can accurately receive the dispersed light obtained by separating the wavelength division multiplexed light having a large number of carriers having relatively close wavelengths.

本発明によれば、連続する波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受光し、入力光の多重反射に自己干渉を生じさせ、それにより、出力光を形成する。このことより、上記出力光は、上記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について形成された出力光と、空間的に判別可能となる。また、多重反射を用いる為、各光線の位相が一定しているため、回折格子のように入力光の偏光により特性が影響を受けるということが少ない。また、アレイ導波路格子のように、特性が環境から影響を受けるということも少ない。   According to the present invention, input light having each wavelength within a continuous wavelength region is received, and self-interference is caused in multiple reflection of the input light, thereby forming output light. Thus, the output light can be spatially distinguished from the output light formed for the input light having another wavelength in the continuous wavelength region. In addition, since multiple reflection is used, the phase of each light beam is constant, so that the characteristics are hardly affected by the polarization of the input light as in a diffraction grating. Also, unlike an arrayed waveguide grating, characteristics are hardly affected by the environment.

さらに、本発明によれば、回折格子のような波長スプリッターまたは「分波器」とVIPAを組み合わせる。上記VIPAは入力光を受光し、上記VIPAから伝播する対応する出力光を生成し、上記分波器は、各々、上記出力光内の複数の異なる波長成分に対応する複数の分離された光に、上記出力光を分波する。これにより、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能になる。   Further, according to the present invention, a VIPA is combined with a wavelength splitter or "demultiplexer" such as a diffraction grating. The VIPA receives input light and generates corresponding output light propagating from the VIPA, and the demultiplexers each convert a plurality of separated lights corresponding to a plurality of different wavelength components in the output light. , And demultiplexes the output light. This makes it possible to accurately split a wavelength division multiplexed light having a relatively large number of close carriers or wavelength components.

さらに、本発明によれば、第一の分波器と第二の分波器を備え、複数の光を含む入力光を分波させる。上記第一の分波器は、上記入力光を各々、上記入力光内の上記複数の光に対応する複数の出力光に分波し、上記複数の出力光を、各々の出力光について、実質的に直線状の分散方向に異なる出力角度で分散する。さらに、上記第二の分波器は、各々の出力光を、各々、上記出力光内の複数の波長成分に対応する複数の分離された光に分波し、上記複数の分離された光を実質的に直線状の分散方向に、各々の分離された光について異なる出力角度で分波する。このことにより、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能となる。   Further, according to the present invention, a first splitter and a second splitter are provided, and input light including a plurality of lights is split. The first splitter splits each of the input lights into a plurality of output lights corresponding to the plurality of lights in the input light, and substantially splits the plurality of output lights for each output light. Are dispersed at different output angles in a linear dispersion direction. Further, the second demultiplexer demultiplexes each output light into a plurality of separated lights corresponding to a plurality of wavelength components in the output light, and outputs the plurality of separated lights. Demultiplex at a different output angle for each separated light in a substantially linear dispersion direction. This makes it possible to accurately demultiplex a wavelength division multiplexed light having a relatively large number of close carriers or wavelength components.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図面において、同じ要素は、同じ参照番号で示されている。
図1は、本発明の一実施例に係わるバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)の構成図である。以下、「波長スプリッター」、「バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ」もしくは「VIPA」という用語は、互いに置き換えて使用する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 is a configuration diagram of a virtual image phase array (VIPA) according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the terms "wavelength splitter", "virtual image phase array" or "VIPA" will be used interchangeably.

図1に示すように、VIPA76は、ガラスの薄い板でできていることが望ましい。入力光77がVIPA76中を進むように、入力光77は、半円柱レンズのようなレンズ80によってライン78上に集束される。以下、ライン78は、「焦点線78」と示す。入力光77は、焦点線78から放射状に伝播して、VIPA76内部に受光される。その後、VIPA76は、コリメートされた光の光束82を出力する。ここで、光束78の出力角度は、入力光77の波長が変化するにつれ、変化する。例えば、入力光77が波長λ1である場合、VIPA76は、特定の方向に波長λ1で光束82aを出力する。入力光77が波長λ2である場合、VIPA76は、異なった方向に波長λ2で光束82bを出力する。もし、入力光77が、波長λ1の光と波長λ2の光を組み合せた波長分割多重光である場合、VIPA76は、2つの分離された光束82a及び82bを異なる方向に同時に出力する。従って、VIPA76は、互いに空間的に判別可能な光束82a及び82bを生成する。同様に、VIPA76は、波長分割多重光からの2以上の異なるキャリア光を同時に分離可能である。   As shown in FIG. 1, the VIPA 76 is preferably made of a thin glass plate. The input light 77 is focused on a line 78 by a lens 80, such as a semi-cylindrical lens, so that the input light 77 travels through the VIPA 76. Hereinafter, the line 78 is referred to as a “focal line 78”. The input light 77 propagates radially from the focal line 78 and is received inside the VIPA 76. Thereafter, the VIPA 76 outputs the light beam 82 of the collimated light. Here, the output angle of the light beam 78 changes as the wavelength of the input light 77 changes. For example, when the input light 77 has the wavelength λ1, the VIPA 76 outputs the light flux 82a at the wavelength λ1 in a specific direction. When the input light 77 has the wavelength λ2, the VIPA 76 outputs the light flux 82b at the wavelength λ2 in a different direction. If the input light 77 is a wavelength division multiplexed light obtained by combining the light having the wavelength λ1 and the light having the wavelength λ2, the VIPA 76 outputs the two separated light beams 82a and 82b simultaneously in different directions. Accordingly, the VIPA 76 generates light fluxes 82a and 82b that can be spatially distinguished from each other. Similarly, the VIPA 76 can simultaneously separate two or more different carrier lights from the wavelength division multiplexed light.

図2は、本発明の実施例に係わる図1で示すVIPA76のVII−VII線にそった横断面図である。図2に示すように、VIPA76は、反射面86及び88を表面上にもつガラスのような部材84を備える。反射面86及び88は、互いに平行であり、間隔tで隔てられている。反射面86及び88は、一般的に部材84上に付着している反射フィルムである。反射面88は、以下により詳しく述べるが、照射窓90以外において、約100%の反射率を持つ。反射面86は、約95%の反射率を持つ。従って、反射面86上に入射した光の約5%は透過され、光の約95%は反射されるように、反射面86は約5%の透過率を持つ。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line VII-VII of the VIPA 76 shown in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, VIPA 76 includes a glass-like member 84 having reflective surfaces 86 and 88 on the surface. The reflecting surfaces 86 and 88 are parallel to each other and are separated by a distance t. The reflective surfaces 86 and 88 are generally reflective films deposited on the member 84. As will be described in more detail below, the reflective surface 88 has a reflectivity of about 100% except for the irradiation window 90. The reflecting surface 86 has a reflectance of about 95%. Accordingly, reflective surface 86 has a transmittance of approximately 5%, such that approximately 5% of the light incident on reflective surface 86 is transmitted and approximately 95% of the light is reflected.

反射率は、VIPAを特殊に応用することによって容易に変えることができる。しかし、一般に反射面86は、入射光の一部が透過できるように100%より小さい値の反射率を持つ必要がある。   The reflectivity can be easily changed by special application of VIPA. However, in general, the reflection surface 86 needs to have a reflectance of less than 100% so that a part of incident light can be transmitted.

反射面88は照射窓90を持つ。照射窓90は光を透過させ、なるべく反射がない、もしくは、大変低い反射率を持つ。入力光92が反射面86及び88の間で受光され、反射されるように、照射窓90は入力光92を受光する。   The reflection surface 88 has an irradiation window 90. The irradiation window 90 transmits light and has as little reflection as possible or very low reflectance. Illumination window 90 receives input light 92 such that input light 92 is received and reflected between reflective surfaces 86 and 88.

図2は、図1のVII−VII線にそった横断面を示す為、図1の焦点線78は図2において「点」として見える。入力光92はその後放射状に焦点線78から伝播する。さらに、図2に示すように、焦点線78は反射面86上に位置する。焦点線78が反射面86上にあることは必要ではないが、焦点線78の配置の変化は、VIPA76の特性に小さな変化しか起こさない。   FIG. 2 shows a cross section along the line VII-VII in FIG. 1, so that the focal line 78 in FIG. 1 is seen as a "point" in FIG. Input light 92 then propagates radially from focal line 78. Further, as shown in FIG. 2, the focal line 78 is located on the reflection surface 86. It is not necessary that the focal line 78 be on the reflective surface 86, but a change in the arrangement of the focal line 78 will cause only a small change in the characteristics of the VIPA 76.

図2に示すように、入力光92は照射窓90の領域A0を介して、部材84に入る。ここで、点P0は領域A0の周辺の点を示す。
反射面86の反射能のため、入力光92の約5%もしくはそれ以下は、光線R0によって定義される透過光Out0として反射面86を透過し、入力光92の約95%もしくはそれ以上は、反射面86によって反射され、反射面88の領域A1に入射する。点P1は、領域A1の周辺の点を示す。反射面88上の領域A1で反射した後、入力光92は反射面86へ進み、反射面86を介して、光線R1によって定義される透過光Out1として一部が送出される。こうして、図2に示すように、入力光92は反射面86と88の間で多重反射する。ここで、反射面86の各々の反射は、また、反射面86を透過する各透過光となる。従って、例えば、ちょうど入力光92が反射面88上の領域A2、A3及びA4で反射する毎に、入力光92は、反射面86で反射して、各々透過光Out2、Out3及びOut4を生成する。点P2は領域A2の周辺の点を示し、点P3は、領域A3の周辺の点を示し、点P4は、領域A4の周辺の点を示す。透過光Out2は、光線R2で定義され、透過光Out3は、光線R3で定義され、透過光Out3は、光線R3で定義される。図2において、透過光Out1、Out2、Out3及びOut4しか示されていないが、実際には、入力光92のパワーと反射面86及び88の反射率に依存して、もっと多くの透過光が存在することが可能である。
As shown in FIG. 2, the input light 92 enters the member 84 via the area A0 of the irradiation window 90. Here, the point P0 indicates a point around the area A0.
Due to the reflectivity of the reflective surface 86, about 5% or less of the input light 92 passes through the reflective surface 86 as transmitted light Out0 defined by ray R0, and about 95% or more of the input light 92 The light is reflected by the reflection surface 86 and enters the area A1 of the reflection surface 88. The point P1 indicates a point around the area A1. After being reflected at the area A1 on the reflection surface 88, the input light 92 proceeds to the reflection surface 86, and is partially transmitted through the reflection surface 86 as transmitted light Out1 defined by the ray R1. Thus, as shown in FIG. 2, the input light 92 is multiple-reflected between the reflecting surfaces 86 and 88. Here, each reflection of the reflection surface 86 becomes each transmitted light transmitted through the reflection surface 86. Thus, for example, each time the input light 92 is reflected by the areas A2, A3, and A4 on the reflective surface 88, the input light 92 is reflected by the reflective surface 86 to generate transmitted light Out2, Out3, and Out4, respectively. . Point P2 indicates a point around the area A2, point P3 indicates a point around the area A3, and point P4 indicates a point around the area A4. The transmitted light Out2 is defined by a ray R2, the transmitted light Out3 is defined by a ray R3, and the transmitted light Out3 is defined by a ray R3. In FIG. 2, only transmitted light Out1, Out2, Out3, and Out4 are shown, but actually, more transmitted light exists depending on the power of the input light 92 and the reflectivity of the reflecting surfaces 86 and 88. It is possible to do.

以下により詳しく述べるように、光束を出力光として生成する為に、透過光は互いに干渉する。出力光の方向は入力光92の波長に従って変化する。
図2は、1波長からなる入力光92の例を示す。しかしながら、もし入力光が複数の波長(各々異なる波長の複数のキャリアからなる波長分割多重光のように)からなる場合も、入力光は同様に反射される。なお、複数の光束は、各々複数のキャリアに対応して形成される。各々の光束は、VIPAから他の光束と異なる角度で出力される。
As will be described in more detail below, the transmitted light interferes with each other to produce a light flux as output light. The direction of the output light changes according to the wavelength of the input light 92.
FIG. 2 shows an example of the input light 92 having one wavelength. However, if the input light consists of multiple wavelengths (such as wavelength division multiplexed light consisting of multiple carriers of different wavelengths), the input light is similarly reflected. Note that the plurality of light beams are formed corresponding to the plurality of carriers, respectively. Each light beam is output from the VIPA at a different angle from the other light beams.

図3は、本発明の一実施例に係わるVIPAによって生成される反射光間での干渉を示す図である。図3に示すように、焦点線78から進む光は、反射面88によって反射され、その後反射面86によって反射される。上述のように、反射面88は約100%の反射率を持ち、ゆえに本質的に鏡のように機能する。結果として、透過光Out1は、反射面86と88は存在せず、その代わりに、透過光Out1は焦点線I1から放射されたかのように、光学的に分析することが可能である。同様に、透過光Out2、Out3及びOut4は、各々焦点線I2、I3及びI4から放射されたかのように、光学的に分析することが可能である。焦点線I2、I3及びI4は、焦点線I0の虚像である。   FIG. 3 is a diagram illustrating interference between reflected lights generated by a VIPA according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, light traveling from the focal line 78 is reflected by the reflecting surface 88 and then by the reflecting surface 86. As mentioned above, the reflective surface 88 has a reflectivity of about 100% and thus functions essentially like a mirror. As a result, the transmitted light Out1 can be analyzed optically, as if the transmitted light Out1 were emitted from the focal line I1, without the reflective surfaces 86 and 88 being present. Similarly, transmitted light Out2, Out3, and Out4 can be analyzed optically as if emitted from focal lines I2, I3, and I4, respectively. The focal lines I2, I3, and I4 are virtual images of the focal line I0.

従って、図3に示すように、焦点線I1は焦点線I0から距離2t隔てている。ここで、tは反射面86と88間の距離に等しい。同様に、各々のその後に続く焦点線は、すぐ前の焦点線から距離2t隔てている。このように、焦点線I2は焦点線I1から距離2t隔てている。さらに、各々のその後に続く、反射面86と88の間の多重反射は、先の透過光よりも強度が弱い透過光を生成する。従って、透過光Out2は透過光Out1よりも強度が弱い。   Therefore, as shown in FIG. 3, the focal line I1 is separated from the focal line I0 by a distance 2t. Here, t is equal to the distance between the reflecting surfaces 86 and 88. Similarly, each subsequent focal line is separated by a distance 2t from the immediately preceding focal line. Thus, the focal line I2 is separated from the focal line I1 by the distance 2t. Further, each subsequent multiple reflection between reflective surfaces 86 and 88 produces transmitted light having a lower intensity than the previous transmitted light. Therefore, the intensity of the transmitted light Out2 is lower than that of the transmitted light Out1.

図3に示すように、焦点線からの透過光は互いに重複し、干渉する。さらに、焦点線I1、I2、I3及びI4は焦点線I0の虚像であり、従って、透過光Out1、Out2、Out3及びOut4は、焦点線I0、I1、I2、I3及びI4の位置で、同じ光学的位相を持つ。ゆえに、この干渉は入力光92の波長に依存する特定の方向に進む光束を生成する。   As shown in FIG. 3, the transmitted light from the focal line overlaps and interferes with each other. Further, the focal lines I1, I2, I3, and I4 are virtual images of the focal line I0, and thus the transmitted light Out1, Out2, Out3, and Out4 have the same optics at the positions of the focal lines I0, I1, I2, I3, and I4. It has a proper phase. Thus, this interference produces a beam that travels in a particular direction depending on the wavelength of the input light 92.

上述の本発明の実施例に係わるVIPAは、VIPAの設計の特徴である強め合い条件を持つ。強め合い条件は、光束が形成されるように、透過光の干渉を増大する。VIPAの強め合い条件は次の式(1)で表される。   The VIPA according to the above-described embodiment of the present invention has a constructive condition which is a feature of the design of the VIPA. Constructive conditions increase the interference of transmitted light such that a light beam is formed. The condition for constructing VIPA is expressed by the following equation (1).

2t × cosθ = mλ (1)
ここで、θは、反射面86及び88に垂直な線から測定した、結果として得られる光束の伝播方向を、λは入力光の波長を、tは反射面86と88の距離を、mは整数を示す。
2t × cos θ = mλ (1)
Where θ is the direction of propagation of the resulting light flux, measured from a line perpendicular to the reflective surfaces 86 and 88, λ is the wavelength of the input light, t is the distance between the reflective surfaces 86 and 88, and m is Indicates an integer.

従って、もしtが定数で、mに特定の値が与えられる場合、波長λを持つ入力光について形成された、光束の伝播方向は決定される。
より具体的には、入力光は、特定の角度を介して、放射状に焦点線78から分散する。従って、同じ波長を持つ入力光は、焦点線78から多数の異なる方向に進み、反射面86と88の間で反射される。VIPAの強め合い条件は、入力光の波長に対応する方向を持つ光束を形成するために、特定の方向に進む光を透過光の干渉を介して増強させる。強め合い条件により必要とされる特定の方向以外の異なる方向に進む光は、透過光の干渉により弱められる。
Thus, if t is a constant and m is given a particular value, the direction of propagation of the luminous flux formed for the input light having wavelength λ is determined.
More specifically, the input light diverges radially from focal line 78 through a particular angle. Accordingly, input light having the same wavelength travels from focal line 78 in a number of different directions and is reflected between reflective surfaces 86 and 88. The constructive condition of VIPA enhances light traveling in a particular direction through the interference of transmitted light to form a light beam having a direction corresponding to the wavelength of the input light. Light traveling in different directions than the specific direction required by the constructive conditions is weakened by the interference of transmitted light.

さらに、入力光が複数の異なる波長を持つ光を含む場合、強め合い条件は、入力光内の各々の波長について、異なる光束を形成する。各々の光束は異なる波長である。従って、VIPAは波長分割多重光を受光し、異なる方向に進み、波長分割多重光内の様々な波長に対応する複数の光束を生成することができる。   Further, when the input light includes light having a plurality of different wavelengths, the constructive condition forms a different luminous flux for each wavelength in the input light. Each light beam has a different wavelength. Accordingly, the VIPA can receive the wavelength division multiplexed light, travel in different directions, and generate a plurality of light beams corresponding to various wavelengths in the wavelength division multiplexed light.

図4は、本発明の一実施例に係わる、VIPA76による光束の形成を示し、図1での線VIIにそった横断面を表す図である。より具体的には、図3は複数の光束を形成することが可能なVIPA76を示す。ここで、各々の光束は、入力光の波長に依存して異なる伝播方向を持つ。   FIG. 4 is a diagram illustrating the formation of a light beam by the VIPA 76 according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a cross section taken along line VII in FIG. More specifically, FIG. 3 shows a VIPA 76 capable of forming a plurality of light beams. Here, each light beam has a different propagation direction depending on the wavelength of the input light.

図4に示すように、入力光が反射面86と88の間で反射されるように、複数の波長を持つ入力光は、焦点線78から放射状に分散される。入力光は3つの異なる波長を持つ光を含むと仮定する。ゆえに、各々の波長を持つ光は焦点線78から多くの異なる方向に分散される。入力光の波長に対応する方向を持つ光束を形成する為に、VIPAの強め合い条件は、同じ波長の特定の方向に進む光を、異なる方向に進む光によって増強させる。従って、例えば、波長λ1を持ち、焦点線78から方向θ1に伝播する光は、異なる方向に進む光により増強され、伝播方向θ1を持つ光束LF1を形成する。同様に、波長λ2を持ち、焦点線78から方向θ2に伝播する光は、異なる方向に進む光により増強され、伝播方向θ2を持つ光束LF2を形成する。また、波長λ3を持ち、焦点線78から方向θ3に伝播する光は、異なる方向に進む光により増強され、伝播方向θ3を持つ光束LF3を形成する。   As shown in FIG. 4, input light having a plurality of wavelengths is radially dispersed from focal line 78 such that the input light is reflected between reflective surfaces 86 and 88. Assume that the input light includes light having three different wavelengths. Thus, light having each wavelength is dispersed from the focal line 78 in many different directions. In order to form a light beam having a direction corresponding to the wavelength of the input light, the constructive conditions of the VIPA are such that light traveling in a particular direction at the same wavelength is enhanced by light traveling in a different direction. Thus, for example, light having a wavelength λ1 and propagating in the direction θ1 from the focal line 78 is enhanced by light traveling in different directions to form a light beam LF1 having a propagation direction θ1. Similarly, light having a wavelength λ2 and propagating in the direction θ2 from the focal line 78 is enhanced by light traveling in different directions to form a light beam LF2 having a propagation direction θ2. The light having the wavelength λ3 and propagating in the direction θ3 from the focal line 78 is enhanced by the light traveling in different directions to form a light beam LF3 having the propagation direction θ3.

上述のように、式(1)は、光束を形成する透過光の間での干渉を増大させる時に、満足されなければならない。さらに、好ましくは、部材84の厚さtは、予め決められている。従って、入力光の入射の角度範囲は、入力光がVIPA76に、式(1)を満足する伝播方向θで入るように、設定される必要がある。より具体的には、入力光の伝播方向を固定し、反射面86と88の間の距離tを固定し、入力光の波長を予め決定することが可能である。従って、入力光内の各々の波長について生成される光束の特定の角度を決定することが可能であり、VIPA76の強め合い条件を満足することが可能である。   As mentioned above, equation (1) must be satisfied when increasing the interference between the transmitted light forming the light flux. Further, preferably, the thickness t of the member 84 is predetermined. Therefore, the angle range of incidence of the input light needs to be set so that the input light enters the VIPA 76 in the propagation direction θ that satisfies the expression (1). More specifically, it is possible to fix the propagation direction of the input light, fix the distance t between the reflection surfaces 86 and 88, and determine the wavelength of the input light in advance. Therefore, it is possible to determine a specific angle of the light beam generated for each wavelength in the input light, and it is possible to satisfy the constructive condition of the VIPA 76.

さらに、入力光は焦点線78から多くの方向に放射するため、入力光は、強め合い条件を満足する角度に、確実に伝播することができる。
図5は、図1で示すVIPAのVII−VII線にそった横断面を示す図であり、本発明の一実施例に係わる入力光の入射の角度もしくは傾斜角度の決定についてのVIPAの特徴を示す。
Further, since the input light radiates from the focal line 78 in many directions, the input light can surely propagate at an angle that satisfies the constructive condition.
FIG. 5 is a view showing a cross section of the VIPA shown in FIG. 1 taken along the line VII-VII. The VIPA according to one embodiment of the present invention is characterized by determining the angle of incidence or inclination of input light. Show.

図5に示すように、入力光92は、円柱レンズ(不図示)により集光され、焦点線78に集束される。図5に示すように、入力光92は、照射窓90上の「a」に等しい幅を持つ領域をカバーする。入力光92は反射面86から一度反射した後、入力光92は反射面88上に入射し、反射面88上の「b」に等しい幅を持つ領域をカバーする。さらに、図5に示すように、入力光92は、反射面86の法線に関して傾斜角度θ1である、光軸94にそって進む。   As shown in FIG. 5, the input light 92 is condensed by a cylindrical lens (not shown) and is focused on a focal line 78. As shown in FIG. 5, the input light 92 covers an area on the irradiation window 90 having a width equal to “a”. After the input light 92 is reflected once from the reflection surface 86, the input light 92 is incident on the reflection surface 88 and covers an area on the reflection surface 88 having a width equal to "b". Further, as shown in FIG. 5, the input light 92 travels along an optical axis 94, which is at an inclination angle θ1 with respect to the normal to the reflecting surface 86.

VIPAへ入射する時に、入力光92が照射窓90を介して部材84から漏れ出ないように、そして、反射面86により一度反射された後に、入力光92が反射面88から漏れ出ないように、傾斜角度θ1は設定されるべきである。つまり、傾斜角度θ1は、入力光92が反射面86と88の間に「トラップ」されたままで、照射窓90を通って逃れることができないように、設定されるべきである。従って、入力光90が、照射窓90を介して部材84から漏れ出ることのないように、傾斜角度θ1は、次の式(2)に従って決定されるべきである。   When entering the VIPA, the input light 92 is prevented from leaking out of the member 84 through the irradiation window 90, and is not leaked out of the reflecting surface 88 after being reflected once by the reflecting surface 86. , The inclination angle θ1 should be set. That is, the tilt angle θ1 should be set such that the input light 92 cannot escape through the illumination window 90 while being “trapped” between the reflective surfaces 86 and 88. Therefore, the inclination angle θ1 should be determined according to the following equation (2) so that the input light 90 does not leak out of the member 84 through the irradiation window 90.

光軸θ1の傾斜 ≧ (a+b)/4t (2)
従って、図1から図5に示すように、本発明の実施例は、連続する波長領域内の各々の波長を持つ入力光を受光する、VIPAを備える。VIPAは、入力光の多重反射によって自己干渉を生じさせ、それにより出力光を形成させる。出力光は、連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について形成された出力光と、空間的に判別可能である。例えば、図2は、反射面86と88の間で多重反射される入力光92を示す。この多重反射は、(図9に示す光束LF1、LF2またはLF3のような)光束を生成するように、互いに干渉する複数の透過光Out0、Out1、Out2、Out3及びOut4を生成する。
Inclination of optical axis θ1 ≧ (a + b) / 4t (2)
Accordingly, as shown in FIGS. 1 to 5, embodiments of the present invention include a VIPA that receives input light having each wavelength within a continuous wavelength range. VIPA causes self-interference by multiple reflections of input light, thereby forming output light. The output light is spatially distinguishable from the output light formed for the input light having another wavelength in the continuous wavelength range. For example, FIG. 2 shows input light 92 that is multiple reflected between reflective surfaces 86 and 88. This multiple reflection produces a plurality of transmitted lights Out0, Out1, Out2, Out3, and Out4 that interfere with each other to produce a light flux (such as the light fluxes LF1, LF2 or LF3 shown in FIG. 9).

「自己干渉」は、同じ源から生ずる複数の光またはビームの間で起こる干渉を示す用語である。従って、透過光Out0、Out1、Out2、Out3及びOut4は、全て同じ源(つまり、入力光92)から生じている為、透過光Out0、Out1、Out2、Out3及びOut4の干渉は、入力光92の自己干渉という。   “Self interference” is a term that describes interference that occurs between multiple light or beams originating from the same source. Therefore, since the transmitted lights Out0, Out1, Out2, Out3, and Out4 are all generated from the same source (that is, the input light 92), the interference of the transmitted lights Out0, Out1, Out2, Out3, and Out4 is caused by the interference of the input light 92. It is called self-interference.

上述の本発明の実施例によると、入力光は、連続する波長領域内のどの波長であってもよい。このように、入力光は、離散した値の範囲から選ばれた値の波長に限定されない。
さらに、上述の本発明の実施例によると、連続する波長範囲内の異なる波長の入力光である場合に生成される出力光と、連続する波長領域内の特定の波長の入力光について生成された出力光は、空間的に判別可能である。従って、例えば、図1に示すように、入力光77が連続する波長領域内で異なる波長の場合、光束82の進行方向(つまり、「空間的特性」)は異なる。出力光は入力光の2つの異なる波長について空間的に判別可能であるが、入力光の連続する波長領域内の各々の波長について、空間的に判別可能な出力光を生成することはできない、図19から図21に示す従来の波長分波装置と、この動作は比較することができる。例えば、図19のフィルタ−において、波長分割多重光内の波長λ2を持たない全てのキャリアは、光28として出力される。
According to the embodiments of the present invention described above, the input light may be at any wavelength within a continuous wavelength range. As described above, the input light is not limited to the wavelength having the value selected from the discrete value range.
Further, according to the above-described embodiment of the present invention, the output light generated when the input light has different wavelengths within the continuous wavelength range and the input light having the specific wavelength within the continuous wavelength range are generated. The output light is spatially distinguishable. Therefore, for example, as shown in FIG. 1, when the input light 77 has a different wavelength within a continuous wavelength range, the traveling direction of the light flux 82 (that is, the “spatial characteristic”) is different. Although the output light can be spatially distinguished for two different wavelengths of the input light, it is not possible to generate spatially distinguishable output light for each wavelength in a continuous wavelength region of the input light. This operation can be compared with the conventional wavelength demultiplexer shown in FIGS. For example, in the filter of FIG. 19, all carriers having no wavelength λ2 in the wavelength division multiplexed light are output as light 28.

図6は、本発明の一実施例に関わる、受光器とともに用いられるVIPAを示す構成図である。図に示すように、多層膜反射フィルム96及び98は、厚さt、例えば100μm、を持つガラス製の平行平板100の両端に設けられている。平行平板100は、20から2000μmの範囲の厚みを持つことが望ましい。反射フィルム96及び98は、多層高反射率干渉フィルムであることが望ましい。   FIG. 6 is a configuration diagram showing a VIPA used with a light receiver according to one embodiment of the present invention. As shown in the figure, the multilayer reflective films 96 and 98 are provided at both ends of a glass parallel plate 100 having a thickness t, for example, 100 μm. The parallel plate 100 preferably has a thickness in the range of 20 to 2000 μm. Desirably, the reflective films 96 and 98 are multilayer high reflectivity interference films.

反射フィルム98の反射率は、約100%であり、反射フィルム96の反射率は、約95%である。しかし、反射フィルム96の反射率は、95%に限定されず、反射フィルム96と98の間で多重反射するのに、十分な光が反射フィルム96から反射される限り、異なる値であってもよい。望ましくは、反射フィルム96の反射率は、80%から100%より数パーセント少ない範囲内であるとよい。さらに、反射フィルム98の反射率は100%に限定されないが、反射フィルム96と98の間で多重反射するために、十分高い必要がある。   The reflectivity of the reflective film 98 is about 100%, and the reflectivity of the reflective film 96 is about 95%. However, the reflectivity of the reflective film 96 is not limited to 95%, and may be different as long as sufficient light is reflected from the reflective film 96 to cause multiple reflection between the reflective films 96 and 98. Good. Desirably, the reflectivity of the reflective film 96 is in the range of 80% to a few percent less than 100%. Further, the reflectivity of the reflective film 98 is not limited to 100%, but needs to be sufficiently high for multiple reflection between the reflective films 96 and 98.

照射窓102は入力光を受光し、平行平板100上、反射フィルム96と同じ表面上に位置する。照射窓102は、平行平板100の表面上、反射率約0%を持つフィルムによって形成できる。図6に示すように、照射窓102と反射フィルム96の間の境界は、直線状であることが望ましい。   The irradiation window 102 receives the input light and is located on the parallel plate 100 and on the same surface as the reflection film 96. The irradiation window 102 can be formed by a film having a reflectance of about 0% on the surface of the parallel plate 100. As shown in FIG. 6, it is desirable that the boundary between the irradiation window 102 and the reflection film 96 be linear.

入力光は、例えば、光ファイバー(不図示)から出力され、コリメーティング・レンズ106により受光される。コリメーティング・レンズ106は、入力光を平行ビーム104に変換し、変換された光は円柱レンズ108により受光される。円柱レンズ108は、平行ビーム104を反射フィルム98上の焦点線110に、もしくは平行平板100内のある点に集束する。このように、入力光は照射窓102を介して平行平板100に入る。   The input light is output from, for example, an optical fiber (not shown) and received by the collimating lens 106. The collimating lens 106 converts the input light into the parallel beam 104, and the converted light is received by the cylindrical lens 108. The cylindrical lens 108 focuses the parallel beam 104 at a focal line 110 on the reflective film 98 or at a point in the parallel plate 100. Thus, the input light enters the parallel plate 100 through the irradiation window 102.

入力光が平行平板100に入った後、放射窓102を介して逃れないように、入力光の光軸は、反射フィルム96の法線に関して傾斜角度を持つ。このために、上述の式(2)に従って傾斜角度は設定される。   The optical axis of the input light has a tilt angle with respect to the normal of the reflective film 96 so that the input light does not escape through the radiation window 102 after entering the parallel plate 100. For this purpose, the tilt angle is set according to the above equation (2).

いったん、平行平板100内で、入力光は(図2に示すように)反射フィルム96と98の間で多重反射する。入力光が反射フィルム96に入射する毎に、入力光の約95%は、反射フィルム98に向かって反射し、入力光の約5%は反射フィルム96を透過し、透過光を形成する(例えば、図2に示す透過光Out1のように)。反射フィルム96と98間の多重反射は、複数の透過光を形成する。複数の透過光は互いに干渉して、入力光の波長に依存する伝播方向を持つ光束112を形成する。   Once in parallel plate 100, the input light is multiple reflected between reflective films 96 and 98 (as shown in FIG. 2). Each time the input light is incident on the reflective film 96, about 95% of the input light is reflected toward the reflective film 98 and about 5% of the input light is transmitted through the reflective film 96 to form transmitted light (eg, , Like the transmitted light Out1 shown in FIG. 2). The multiple reflections between the reflective films 96 and 98 form a plurality of transmitted lights. The plurality of transmitted lights interfere with each other to form a light flux 112 having a propagation direction depending on the wavelength of the input light.

光束112は、その後レンズ114により集光され、レンズ114は、集光点に光束112を集束する。集光点は、入力光の異なる波長について、直線状ラインパス116にそって移動する。例えば、入力光の波長が増加するにつれ、集光点はさらに直線状ラインパス116にそって移動する。複数の受光器118は、集束された光束112を受光する為に、直線状ラインパス116上に配置される。従って、各々の受光器118を、特定の波長に対応する光束を受光するように配置することが可能である。   The light beam 112 is then condensed by a lens 114, which focuses the light beam 112 at a focal point. The focal point moves along a linear line path 116 for different wavelengths of the input light. For example, as the wavelength of the input light increases, the focal point moves further along the linear line path 116. The plurality of light receivers 118 are arranged on the linear line path 116 to receive the focused light flux 112. Therefore, each light receiver 118 can be arranged to receive a light beam corresponding to a specific wavelength.

VIPAの反射フィルムの間または反射面の間の距離tをコントロールすることにより、反射フィルムまたは反射面の間で反射された光の位相差は、所定の量だけシフトすることが可能である。それにより、すばらしい耐環境性を実現する。さらに、上述の本発明の実施例において、偏光に依存する光学的特性の変化は小さい。   By controlling the distance t between the reflective films or the reflective surfaces of the VIPA, the phase difference of the light reflected between the reflective films or the reflective surfaces can be shifted by a predetermined amount. Thereby, excellent environmental resistance is achieved. Further, in the above-described embodiments of the present invention, the change in the optical characteristics depending on the polarization is small.

図7は本発明のさらなる実施例に係わる、受光器と共に用いられるVIPAの構成を示す図である。
図7に示すVIPAは、反射フィルム96および98の反射率が逆であることを除くと、図6に示すVIPAに似ている。より具体的には、図7に示すVIPAにおいて、反射フィルム98は約95%の反射率を持ち、反射フィルム96は約100%の反射率を持つ。図7に示すように、光束112は、反射フィルム98を通って進む透過光の干渉を介して形成される。このように、入力光は平行平板100の一方の側に入り、光束112は平行平板100の反対側に形成される。その他の点で、図7に示すVIPAは図6に示すVIPAと同様に動作する。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a VIPA used with a light receiver according to a further embodiment of the present invention.
The VIPA shown in FIG. 7 is similar to the VIPA shown in FIG. 6, except that the reflectances of the reflective films 96 and 98 are reversed. More specifically, in the VIPA shown in FIG. 7, the reflective film 98 has a reflectivity of about 95%, and the reflective film 96 has a reflectivity of about 100%. As shown in FIG. 7, the light flux 112 is formed through the interference of transmitted light traveling through the reflective film 98. As described above, the input light enters one side of the parallel plate 100, and the light beam 112 is formed on the opposite side of the parallel plate 100. In other respects, the VIPA shown in FIG. 7 operates similarly to the VIPA shown in FIG.

図8は、本発明のさらに別の実施例に係わるVIPAの構成を示す図である。図8に示すように、プレート120は、例えば、ガラス製であり、その上に反射フィルムを備える。反射フィルム122は約95%またはそれ以上だが、100%よりも小さい反射率を持つ。反射フィルム124は約100%の反射率を持つ。照射窓126は約0%の反射率を持つ。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration of a VIPA according to still another embodiment of the present invention. As shown in FIG. 8, the plate 120 is made of, for example, glass, and has a reflective film thereon. The reflective film 122 has a reflectivity of about 95% or more, but less than 100%. The reflection film 124 has a reflectance of about 100%. The irradiation window 126 has a reflectance of about 0%.

入力光128は、照射窓126を介して、円柱レンズ130により焦点線129に集束される。焦点線129は、プレート120の反射フィルム122が設けられた表面上にある。このように、焦点線129は、本質的に照射窓126を介して反射フィルム122上に集束された線である。   The input light 128 is focused on the focal line 129 by the cylindrical lens 130 via the irradiation window 126. The focal line 129 is on the surface of the plate 120 on which the reflective film 122 is provided. Thus, the focal line 129 is essentially a line focused on the reflective film 122 via the illumination window 126.

円柱レンズ130により集束された時、焦点線129の幅は、入力光128の「ビームウェスト」という。このように、図8に示される本発明の実施例は、入力光128のビームウェストをプレート120の遠い方の表面(つまり、その上に反射フィルム122を持つ表面)上に集束させる。ビームウェストをプレート120の遠い方の表面上に集束することにより、本発明の本実施例は、(i)入力光128が照射窓126を通過する際に、入力光128によりカバーされた、プレート120の表面上の照射窓126の領域(例えば、図5に示す領域「a」)と、(ii)入力光128が最初に反射フィルム124により反射された時、入力光128によりカバーされた反射フィルム124上の領域(例えば、図5に示す領域「b」)との間の重複の可能性を減少することができる。VIPAの適当な動作を確実にする為に、そのような重複は減少させることが望ましい。   When focused by cylindrical lens 130, the width of focal line 129 is referred to as the “beam waist” of input light 128. Thus, the embodiment of the present invention shown in FIG. 8 focuses the beam waist of input light 128 on the far surface of plate 120 (ie, the surface having reflective film 122 thereon). By focusing the beam waist onto the far surface of the plate 120, this embodiment of the invention provides (i) a plate that is covered by the input light 128 as the input light 128 passes through the illumination window 126. The area of illumination window 126 on the surface of surface 120 (eg, area “a” shown in FIG. 5) and (ii) the reflection covered by input light 128 when input light 128 was first reflected by reflective film 124 The potential for overlap with regions on film 124 (eg, region "b" shown in FIG. 5) can be reduced. It is desirable to reduce such duplication to ensure proper operation of the VIPA.

図8において、入力光128の光軸132は、小さな傾斜角度θを持つ。反射フィルム122の最初の反射の後、光の5%は反射フィルム122を通過して、ビームウェストの後は広がり、光の95%は、反射フィルム124に向かって反射される。最初に反射フィルム124によって反射された後、光は再び反射フィルム122にぶつかるが、dだけずれる。その後、光の5%は反射フィルム122を通過する。同様にして、図8に示すように、一定の間隔dで、光は多くのパスに分かれる。各々のパスのビーム形は、ビームウェスト129の虚像134から光が広がるようになる。虚像134は、プレート120に対して法線である直線状にそって、一定の間隔2tで配置される。ここで、tはプレート120の厚さである。虚像134でビームウェストの位置は、自己整列し、位置を調節する必要はない。その後、虚像134から広がる光は、互いに干渉し、入力光128の波長に従って変化する方向に伝播する、コリメートされた光136を形成する。   8, the optical axis 132 of the input light 128 has a small inclination angle θ. After the initial reflection of the reflective film 122, 5% of the light passes through the reflective film 122 and spreads after the beam waist, and 95% of the light is reflected toward the reflective film 124. After first being reflected by the reflective film 124, the light strikes the reflective film 122 again, but is shifted by d. Thereafter, 5% of the light passes through the reflective film 122. Similarly, as shown in FIG. 8, light is split into many paths at a constant interval d. The beam shape of each pass causes light to spread from the virtual image 134 of the beam waist 129. The virtual images 134 are arranged at a constant interval 2t along a straight line that is a normal to the plate 120. Here, t is the thickness of the plate 120. The position of the beam waist in the virtual image 134 is self-aligned and does not need to be adjusted. Thereafter, the light emanating from the virtual image 134 interferes with one another to form collimated light 136 that propagates in a direction that varies according to the wavelength of the input light 128.

光のパスの間隔はd=2tSinθであり、隣接したビームとの間のパスの長の差は、2tCosθである。角分散はこれら2つの数字の比に比例し、cotθである。この結果、本発明の実施例は、従来の波長分波器と比較して、異なるキャリアについての光束の間で、大変大きな角分散を生成する。   The interval between light paths is d = 2tSinθ, and the difference in path length between adjacent beams is 2tCosθ. The angular variance is proportional to the ratio of these two numbers, cotθ. As a result, embodiments of the present invention produce very large angular dispersion between the luminous fluxes for different carriers, as compared to conventional wavelength demultiplexers.

上述のように、本発明の実施例は、「バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ」という。先に図8で示すように、「バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ」という語は、虚像(バーチャル・イメージ)134の配列(アレイ)の形成を起源とする。   As described above, embodiments of the present invention are referred to as "virtual image phase arrays." As previously shown in FIG. 8, the term “virtual image phase array” originates from the formation of an array of virtual images 134.

図9は、本発明の一実施例に関わる、導波路型VIPAの構成を示す図である。
図9に示すように、光138は、光ファイバー(不図示)から出力され、基板142上に設けられた導波路140により受光される。導波路140、例えばニオブ酸リチウムである。光138は、異なる波長を持つ複数のキャリアに変調が施された光信号を含む。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a waveguide VIPA according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 9, light 138 is output from an optical fiber (not shown) and received by a waveguide 140 provided on a substrate 142. The waveguide 140 is, for example, lithium niobate. The light 138 includes an optical signal obtained by modulating a plurality of carriers having different wavelengths.

光138は、一般的に、光ファイバーから出力される際に、ある分散幅を持つ。従って、コリメーティング・レンズ142は、光138を平行光に変換する。
平行光は、その後円柱レンズ144により集光され、焦点線146に集束される。光は、その後、焦点線146から照射窓150を介して、VIPA148に放射する。
The light 138 generally has a certain dispersion width when output from the optical fiber. Thus, collimating lens 142 converts light 138 to parallel light.
The parallel light is then collected by a cylindrical lens 144 and focused on a focal line 146. The light then radiates from the focal line 146 through the illumination window 150 to the VIPA 148.

VIPA148は、平行平板156上に反射フィルム152及び154を備える。反射フィルム154は平行平板156の一方の側にあり、反射フィルム152及び照射窓150は、平行平板156の他方の側にある。反射フィルム152は、約100%の反射率を持ち、反射フィルム154は、100%より低い反射率を持つ。平行平板156により反射された光の光束158は、照射窓150と反対の平行平板156の側へ出力される。   The VIPA 148 includes reflective films 152 and 154 on a parallel plate 156. The reflective film 154 is on one side of the parallel plate 156, and the reflective film 152 and the irradiation window 150 are on the other side of the parallel plate 156. The reflective film 152 has a reflectance of about 100%, and the reflective film 154 has a reflectance lower than 100%. The light beam 158 of the light reflected by the parallel plate 156 is output to the side of the parallel plate 156 opposite to the irradiation window 150.

光138が複数の波長を含む場合、入力光138の波長に依存して異なる方向に進む複数の光束158が形成される。VIPA148によって形成された光束158は、光束158の伝播方向に依存して、レンズ160により異なる点に集束される。従って、図9に示すように、各々波長λ1、λ2及びλ3を持つ光束158a、158b及び158cは、異なる集光点に形成される。   When the light 138 includes a plurality of wavelengths, a plurality of light beams 158 traveling in different directions depending on the wavelength of the input light 138 are formed. The light beam 158 formed by the VIPA 148 is focused to different points by the lens 160 depending on the propagation direction of the light beam 158. Therefore, as shown in FIG. 9, the light beams 158a, 158b, and 158c having the wavelengths λ1, λ2, and λ3 are formed at different light condensing points.

複数の受光導波路162は、集光点に設けられている。各々の受光導波路162は、光信号及び、1つの波長を持つ対応するキャリアを導波する。従って、複数の光束は、様々なチャネルを介して同時に受光され、伝送されることが可能である。各々の受光導波路162は、後段に設けられた、対応する受光器(不図示)を持つ。受光器は、一般的にフォトダイオードである。従って、各々の受光導波路162によって導波された光は、対応する受光器によって検出された後に処理される。   The plurality of light receiving waveguides 162 are provided at the focal point. Each light receiving waveguide 162 guides an optical signal and a corresponding carrier having one wavelength. Therefore, a plurality of light beams can be received and transmitted simultaneously via various channels. Each light receiving waveguide 162 has a corresponding light receiver (not shown) provided at a subsequent stage. The light receiver is generally a photodiode. Thus, the light guided by each light receiving waveguide 162 is processed after being detected by the corresponding light receiver.

図10、図11、図12及び図13は、本発明の一実施例に係わるVIPAを製造するための方法を示す。
図10に示すように、平行平板164は、望ましくはガラス製で、良い平行性を持つ。反射フィルム166及び168は、真空蒸着、イオンスパッタリングまたは他の同様な方法により平行平板164の両側に形成される。反射フィルム166及び168の一方は、ほぼ100%の反射率を持ち、他方は望ましくは80%以上で、100%より低い反射率を持つ。
FIGS. 10, 11, 12 and 13 show a method for manufacturing a VIPA according to one embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 10, the parallel plate 164 is desirably made of glass and has good parallelism. The reflective films 166 and 168 are formed on both sides of the parallel plate 164 by vacuum deposition, ion sputtering or other similar methods. One of the reflective films 166 and 168 has a reflectivity of approximately 100%, and the other desirably has a reflectivity of 80% or more and less than 100%.

図11に示すように、反射フィルム166及び168の一方は、照射窓170を形成するために部分的に削られている。図11において、反射フィルム166は、反射フィルム166と平行平板164の同じ表面上に、照射窓170を形成する為に削られている。しかし、代わりに、反射フィルム168が、平行平板164の反射フィルム168と同じ表面上に、照射窓170を形成する為に部分的に削られることも可能である。本発明の様々な実施例によって示すように、照射窓は平行平板164のどちらの側にあってもよい。   As shown in FIG. 11, one of the reflective films 166 and 168 has been partially shaved to form the irradiation window 170. In FIG. 11, the reflection film 166 is shaved to form the irradiation window 170 on the same surface of the reflection film 166 and the parallel plate 164. However, it is alternatively possible for the reflective film 168 to be partially ground to form the illumination window 170 on the same surface of the parallel plate 164 as the reflective film 168. The illumination window may be on either side of the parallel plate 164, as shown by various embodiments of the present invention.

反射フィルムを削ることは、エッチング処理によって行うことが可能である。しかし、機械的切削処理もまた使用でき、より安価である。しかし、反射フィルムが機械的に削られる場合、平行平板164への損傷を最低限にするように、平行平板164は注意深く処理されなければならない。例えば、照射窓を形成する平行平板164の一部がひどく損傷した場合、平行平板164は受光した入力光の散乱によって起こされる余分なロスを生成する。   The shaving of the reflective film can be performed by an etching process. However, mechanical cutting processes can also be used and are less expensive. However, if the reflective film is mechanically scraped, the parallel plates 164 must be carefully treated to minimize damage to the parallel plates 164. For example, if a portion of the parallel plate 164 forming the illumination window is severely damaged, the parallel plate 164 creates extra loss caused by scattering of the received input light.

反射フィルムの最初の形成とその後の切削の代わりに、照射窓は予め、照射窓に対応する平行平板164の一部をマスキングすることにより、この部分が反射フィルムで覆われないように防止して、生成することが可能である。   Instead of the initial formation of the reflective film and subsequent cutting, the irradiation window is preliminarily masked on a part of the parallel plate 164 corresponding to the irradiation window to prevent this part from being covered with the reflective film. , Can be generated.

図12に示すように、透明接着剤172が反射フィルム166上及び、反射フィルム166が除かれるべき平行平板164の一部に用いられている。照射窓を形成する平行平板164の一部に透明接着剤172は用いられることになる為、透明接着剤172は、できる限り光学的欠損をおこさないようにすべきである。   As shown in FIG. 12, a transparent adhesive 172 is used on the reflective film 166 and a part of the parallel plate 164 from which the reflective film 166 is to be removed. Since the transparent adhesive 172 is used for a part of the parallel flat plate 164 forming the irradiation window, the transparent adhesive 172 should be made so as not to cause optical defects as much as possible.

図13に示すように、透明防護板174は、反射フィルム166と平行平板164を防護するために、透明接着剤172上に用いられている。透明接着剤172は、反射フィルム166を除くことにより得られた窪んだ部分を満たす為に用いられているので、透明防護板174を平行平板164の最表面と平行に備えることが可能である。   As shown in FIG. 13, the transparent protective plate 174 is used on the transparent adhesive 172 to protect the reflective film 166 and the parallel flat plate 164. Since the transparent adhesive 172 is used to fill the depressed portion obtained by removing the reflective film 166, the transparent protective plate 174 can be provided in parallel with the outermost surface of the parallel flat plate 164.

同様に、反射フィルム168を防護する為に、接着剤(不図示)は、反射フィルム168の最表面に用いられ、防護板(不図示)を備えるようにすべきである。
反射フィルム168が約100%の反射率を持ち、かつ、平行平板164の同じ表面に照射窓はない場合、接着剤と防護板は必ずしも透明でなければならないわけではない。
Similarly, to protect the reflective film 168, an adhesive (not shown) should be used on the outermost surface of the reflective film 168 to provide a protective plate (not shown).
If the reflective film 168 has a reflectivity of about 100% and there is no illumination window on the same surface of the parallel plate 164, the adhesive and the guard plate need not necessarily be transparent.

さらに、反射防止フィルム176は、透明防護板174に用いられている。例えば、透明防護板174及び照射窓170は、反射防止フィルム176により覆われている。
上述の本発明の実施例において、焦点線は入力光が入る平行平板の表面の反対側の表面上にあるとしている。しかし、焦点線は平行平板内、照射窓上、または照射窓の前にあってもよい。
Further, the antireflection film 176 is used for the transparent protection plate 174. For example, the transparent protective plate 174 and the irradiation window 170 are covered with an antireflection film 176.
In the above-described embodiments of the present invention, it is assumed that the focal line is on the surface opposite to the surface of the parallel plate where the input light enters. However, the focal line may be in a parallel plate, on the illumination window, or in front of the illumination window.

上述の本発明の実施例において、2つの反射フィルムは、1つの反射フィルムの反射率は約100%であり、フィルム間で光を反射する。しかし、各々100%より少ない反射率を持つ2つの反射フィルムでも、同様な効果は得られる。例えば両反射フィルムは、95%の反射率を持ってもよい。この場合、各々の反射フィルムは、自身を透過し、干渉を起こす光を持つことになる。この結果、波長に依存する方向に進む光束は、反射フィルムが形成された平行平板の両側に形成される。このように、本発明の様々な実施例の様々な反射は、必要とされるVIPAの特性に従って容易に変えることが可能である。   In the embodiment of the present invention described above, the two reflective films reflect light between the films, with one reflective film having a reflectivity of about 100%. However, a similar effect can be obtained with two reflective films each having a reflectance of less than 100%. For example, both reflective films may have a reflectivity of 95%. In this case, each reflective film has light that transmits through and causes interference. As a result, a light beam traveling in a direction depending on the wavelength is formed on both sides of the parallel plate on which the reflection film is formed. Thus, the various reflections of the various embodiments of the present invention can be easily varied according to the required properties of the VIPA.

上述の本発明の実施例では、VIPAは平行平板または互いに平行な2つの反射面によって形成されるとして、説明した。しかし、板もしくは反射面は、必ずしも平行である必要はない。   In the embodiment of the present invention described above, the VIPA is described as being formed by a parallel plate or two reflecting surfaces parallel to each other. However, the plates or reflecting surfaces need not necessarily be parallel.

上述の本発明の実施例によると、複数の波長を含む光を、同時に分割することが可能である。従って、波長多重通信に用いる受光器は、うまく小型化できる。
上述の本発明の実施例によると、VIPAは、光の各々の波長について波長分割多重光を同時に分割することができる。さらに、分散の角度は、VIPAを形成する平行平板の厚さtによって調節することが可能である。その結果、各々の分割された信号を、受光器が容易に受光することができるように、分散の角度を十分広くすることができる。例えば、従来の回折格子では、大きな回折角度を得る為に細かい凹凸表面が必要であった。しかし、細かく、正確な凸凹表面をあつらえることは困難であり、従って、回折の角度の大きさは制限されていた。一方、上述の本発明の実施例に関わるVIPAでは、比較的大きな分散の角度を得る為には、平行平板の厚さを変えるだけで良い。
According to the above-described embodiment of the present invention, light including a plurality of wavelengths can be split at the same time. Therefore, the light receiver used for the wavelength division multiplexing communication can be reduced in size.
According to the embodiment of the present invention described above, the VIPA can simultaneously split the wavelength division multiplexed light for each wavelength of light. Further, the angle of dispersion can be adjusted by the thickness t of the parallel plate forming the VIPA. As a result, the angle of dispersion can be made sufficiently wide so that the light receiver can easily receive each divided signal. For example, in a conventional diffraction grating, a fine uneven surface is required to obtain a large diffraction angle. However, it is difficult to tailor a fine and accurate uneven surface, and thus the size of the diffraction angle is limited. On the other hand, in the VIPA according to the above-described embodiment of the present invention, in order to obtain a relatively large angle of dispersion, it is only necessary to change the thickness of the parallel plate.

さらに、上述の本発明の実施例に関わるVIPAは、従来の回折格子より大きな分散角度を生成する。従って、上述の本発明の実施例に関わるVIPAを用いる受光器は、高度の多重処理を実現する波長多重通信においても、失敗なく正確に光信号を受光できる。さらに、そのような受光器は、比較的単純な構造を持ち、比較的安価に製造できる。   Further, the VIPA according to the above-described embodiment of the present invention generates a larger dispersion angle than the conventional diffraction grating. Therefore, the photodetector using the VIPA according to the above-described embodiment of the present invention can accurately receive an optical signal without failure even in wavelength multiplexing communication that realizes advanced multiplexing processing. Moreover, such a receiver has a relatively simple structure and can be manufactured relatively inexpensively.

上述の本発明の実施例によると、VIPAは、反射を用い、干渉する光の間で一定の位相差を維持する。その結果、VIPAの特性は安定し、これにより、偏光により起こる光学的特性の変化を減少することができる。一方、従来の回折格子の光学的特性は、入力光の偏光に依存して、好ましくない変化があった。   According to the embodiments of the present invention described above, VIPAs use reflection to maintain a constant phase difference between interfering lights. As a result, the properties of the VIPA are stable, thereby reducing the change in optical properties caused by polarization. On the other hand, the optical characteristics of the conventional diffraction grating have changed unfavorably depending on the polarization of the input light.

さらに、アレイ導波路格子と比較して、上述の本発明の実施例に関わるVIPAは、比較的単純な構造を持ち、安定した光学的特性及び環境条件の変化に対する抵抗力を達成する。   Furthermore, compared to arrayed waveguide gratings, the VIPAs according to the above-described embodiments of the present invention have a relatively simple structure and achieve stable optical characteristics and resistance to changes in environmental conditions.

上述の本発明の実施例は、互いに「空間的に判別可能な」光束を供給する、と説明する。「空間的に判別可能」とは、光束が間隔で判別可能であることをいう、例えば、様々な光束がコリメートされて異なる方向に進む、または異なる場所に集束される場合、光束は空間的に判別可能である。しかし、本発明はこのような例に限られるものではなく、光束が互いに空間的に判別可能である、多くの他の方法が存在する。   The above-described embodiments of the present invention are described as providing light beams that are "spatically distinguishable" from each other. "Spatially identifiable" means that the luminous flux is identifiable at intervals, for example, when various luminous fluxes are collimated and travel in different directions or are focused at different locations, the luminous flux is spatially distinguishable. It can be determined. However, the invention is not limited to such an example, and there are many other ways in which the light beams can be spatially distinguished from one another.

VIPAは、VIPAの反射面間の厚さt(図2の反射面86と88の間の厚さtのように)に対応する自由スペクトラル領域を持つ。VIPAが波長分波器として用いられる場合、自由スペクトラル領域は、VIPAの波長帯域を制限する。一般的に、波長帯域は、実質的に自由スペクトラル領域と等しい。例えば、厚さtが50μmの場合、VIPAの波長帯域は16nmであり、各々の連続する16nmの波長帯域についての出力角度が、繰り返される。   VIPA has a free spectral region corresponding to the thickness t between the reflective surfaces of the VIPA (like the thickness t between the reflective surfaces 86 and 88 in FIG. 2). When VIPA is used as a wavelength demultiplexer, the free spectral region limits the wavelength band of VIPA. Generally, the wavelength band is substantially equal to the free spectral region. For example, when the thickness t is 50 μm, the wavelength band of VIPA is 16 nm, and the output angle for each successive 16 nm wavelength band is repeated.

従って、VIPAへの入力光は、比較的広い波長領域内に入る。この波長領域は、VIPAの自由スペクトラル帯域により決定される複数の波長帯域に分割される。各々の波長帯域について、VIPAからの出力角度は繰り返される。   Therefore, the input light to the VIPA falls within a relatively wide wavelength range. This wavelength region is divided into a plurality of wavelength bands determined by the free spectral band of VIPA. The output angle from the VIPA is repeated for each wavelength band.

VIPAに広い波長帯域を与えることは、しばしば望ましい。例えば、最近の技術進歩により、光アンプの帯域幅は大変増加している。光アンプにより増幅された光を効率的に分割するために、VIPAに広い波長帯域または帯域幅を与えることが望ましい。このために、VIPAの反射面の間の厚さtは、より薄くならなければならない。しかし、50μmより小さい厚さtのVIPAは、容易に制作できない。   It is often desirable to provide VIPA with a wide wavelength band. For example, recent technological advances have greatly increased the bandwidth of optical amplifiers. In order to efficiently split the light amplified by the optical amplifier, it is desirable to give the VIPA a wide wavelength band or bandwidth. For this, the thickness t between the reflective surfaces of the VIPA must be smaller. However, VIPA with a thickness t smaller than 50 μm cannot be easily produced.

VIPAの波長帯域を制限するこの問題を解決する為に、広い波長帯域を持つ装置を提供するように、VIPAを波長スプリッター(または、分波器ともいう)と組み合せて用いることが可能である。   To solve this problem of limiting the wavelength band of VIPA, VIPA can be used in combination with a wavelength splitter (also referred to as a duplexer) to provide a device with a wide wavelength band.

より具体的に、図14及び図15は、本発明の一実施例に関わる、分波器とVIPAを組み合せた装置を示す。図14は装置の平面図、図15は装置の側面図である。
図14及び図15に示すように、波長分割多重光のような入力光は、ファイバー200からコリメーティング・レンズ210へ進む。コリメーティング・レンズ210は、入力光をコリメートし、半円柱レンズ220にコリメートされた光を供給する。半円柱レンズ220はVIPA230へ光を線集束させる。
More specifically, FIGS. 14 and 15 show an apparatus in which a duplexer and a VIPA are combined according to an embodiment of the present invention. FIG. 14 is a plan view of the apparatus, and FIG. 15 is a side view of the apparatus.
As shown in FIGS. 14 and 15, input light, such as wavelength division multiplexed light, travels from fiber 200 to collimating lens 210. The collimating lens 210 collimates the input light and supplies the collimated light to the semi-cylindrical lens 220. The semi-cylindrical lens 220 focuses light onto the VIPA 230.

VIPAは、回折格子240のような分波器へ供給される(光束のような)出力光を生成する。回折格子240は、複数の分離された光または光束に、光を分波し、複数の分離された光または光束は、集束レンズ250によって焦点面260に集束される。   VIPA produces output light (such as a light beam) that is supplied to a demultiplexer such as diffraction grating 240. The diffraction grating 240 splits the light into a plurality of separated lights or light beams, and the plurality of separated lights or light beams are focused on the focal plane 260 by the focusing lens 250.

一般に、VIPA230のようなVIPAは、狭い波長領域で比較的高い分解能を持つ。例えば、図16は、波長対VIPAの出力角度を示すグラフである。図16に示すように、VIPAは、VIPAの自由スペクトラル領域によって決定される、複数の反復する波長帯域280を持つ。一般に、各々の波長帯域280の帯域は、実質的に自由スペクトラル領域に等しい。   In general, VIPAs such as VIPA 230 have relatively high resolution in a narrow wavelength range. For example, FIG. 16 is a graph showing wavelength versus output angle of VIPA. As shown in FIG. 16, a VIPA has a plurality of repeating wavelength bands 280 determined by the free spectral region of the VIPA. In general, the band of each wavelength band 280 is substantially equal to the free spectral region.

図16に示すように、波長λ1、λ2、λ3、λ4及びλ5は、各々同じ出力角度θでVIPAから分散される。従って、VIPAは、波長λ1、λ2、λ3、λ4及びλ5に対応する波長成分を持つ、出力角度θで出力光を分散する。   As shown in FIG. 16, wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5 are each dispersed from VIPA at the same output angle θ. Therefore, the VIPA disperses the output light at an output angle θ having wavelength components corresponding to the wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5.

一方、図17は、波長対回折格子の出力角度を示すグラフである。図17に示すように、回折格子は、波長λ1、λ2、λ3、λ4及びλ5を含む広い波長帯域290を持つ。回折格子は、各々出力角度θ1、θ2、θ3、θ4及びθ5で、波長λ1、λ2、λ3、λ4及びλ5を分散する。   On the other hand, FIG. 17 is a graph showing the wavelength versus the output angle of the diffraction grating. As shown in FIG. 17, the diffraction grating has a wide wavelength band 290 including wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, and λ5. The diffraction grating disperses the wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4 and λ5 at output angles θ1, θ2, θ3, θ4 and θ5, respectively.

図16及び図17から、VIPAは、(波長帯域280のような)波長帯域内の比較的近接した波長を、大きく異なる出力角度で出力することを可能とする。従って、VIPAは、狭い波長帯域においても比較的高い分解能を持つ。一方、回折格子は、広い波長帯域で波長を分割することを可能とするが、出力角度は、互いに比較的近接している。従って、回折格子は広い波長帯域であっても、比較的低い分解能を持つ。   From FIGS. 16 and 17, VIPA allows relatively close wavelengths within a wavelength band (such as wavelength band 280) to be output at greatly different output angles. Therefore, VIPA has a relatively high resolution even in a narrow wavelength band. On the other hand, diffraction gratings allow wavelengths to be split over a wide wavelength band, but the output angles are relatively close to each other. Therefore, the diffraction grating has a relatively low resolution even in a wide wavelength band.

図14及び15は、VIPA230及び回折格子240の分解能を参照することにより、容易に理解できる。より具体的には、再び図14及び15を参照すると、入力光はまず、比較的高い分解能のVIPA230で分波され、その後、さらに比較的低い分解能の回折格子240で分波される。   14 and 15 can be easily understood by referring to the resolution of the VIPA 230 and the diffraction grating 240. More specifically, referring again to FIGS. 14 and 15, the input light is first split by a relatively high-resolution VIPA 230 and then further split by a relatively low-resolution diffraction grating 240.

図18は、本発明の一実施例に係わる、VIPA−回折装置の動作例を示す。図18に示すように、波長λ1、λ2、λ3、λ4、λ5、λ6、λ7、λ8、λ9、λ10、λ11及びλ12を持つ入力光295を、VIPA230は受光する。その結果、VIPA230は、VIPA230から伝播する複数の光束または出力光300、310、320、330及び340を生成する。出力光300は、波長λ1、λ6及びλ11を含む。出力光310は、波長λ2、λ7及びλ12を含む。出力光320は、波長λ3及びλ8を含む。出力光330は、波長λ4及びλ9を含む。出力光340は、波長λ5及びλ10を含む。   FIG. 18 shows an operation example of the VIPA-diffraction apparatus according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 18, the VIPA 230 receives input light 295 having wavelengths λ1, λ2, λ3, λ4, λ5, λ6, λ7, λ8, λ9, λ10, λ11 and λ12. As a result, the VIPA 230 generates a plurality of light beams or output lights 300, 310, 320, 330, and 340 that propagate from the VIPA 230. Output light 300 includes wavelengths λ1, λ6, and λ11. Output light 310 includes wavelengths λ2, λ7, and λ12. Output light 320 includes wavelengths λ3 and λ8. Output light 330 includes wavelengths λ4 and λ9. Output light 340 includes wavelengths λ5 and λ10.

回折格子240は、出力光300、31、320、330及び340を受光し、各々、出力光内の波長に対応する分離された光に、各々の出力光を分波する。例えば、回折格子240は、出力光300を、波長λ1、λ6及びλ11を持つ3つの分離された光に分波する。   The diffraction grating 240 receives the output lights 300, 31, 320, 330, and 340, and separates each of the output lights into separated light corresponding to a wavelength in the output light. For example, diffraction grating 240 splits output light 300 into three separate lights having wavelengths λ1, λ6, and λ11.

VIPA230が、回折格子240が分離された光を分散する分散方向に対して平行でない、分散方向に出力光を分散する場合、VIPA230と回折格子240の組合せにより、比較的多数の間隔が近接した波長成分を持つ波長分割多重光を正確に分波することが可能になる。   When the VIPA 230 disperses the output light in the dispersion direction, which is not parallel to the dispersion direction in which the diffraction grating 240 disperses the separated light, the combination of the VIPA 230 and the diffraction grating 240 allows a relatively large number of closely spaced wavelengths. The wavelength division multiplexed light having the component can be accurately demultiplexed.

例えば、図18は、格子パターンに、点1から12を持つグリッド350を示す。点1から12は、個々のファイバーの端を表す。VIPA240の分散方向が実質的に回折格子240の分散方向に対して垂直である場合、回折格子240によって生成された分離された光は、格子パターンに配列されたファイバーによって受光されることが可能である。この構成により、比較的多数の空間的に近接した波長成分を持つ、波長分割多重光は正確に分波されることが可能になる。   For example, FIG. 18 shows a grid 350 having points 1 to 12 in a grid pattern. Points 1 to 12 represent the ends of the individual fibers. If the dispersion direction of the VIPA 240 is substantially perpendicular to the dispersion direction of the diffraction grating 240, the separated light generated by the diffraction grating 240 can be received by the fibers arranged in a grating pattern. is there. With this configuration, wavelength division multiplexed light having a relatively large number of spatially close wavelength components can be accurately split.

VIPA240の分散角度は、回折格子240の分散角度に対して、実質的に垂直であることに限定されるものではない。例えば、分散方向は互いに、単純に「平行でない」ことは可能である。さらに、本発明は、分散方向の関係によって限定されるものではない。従って、応用の仕方によっては、分散方向が平行であることが適当であることもありうる。   The dispersion angle of VIPA 240 is not limited to being substantially perpendicular to the dispersion angle of diffraction grating 240. For example, the directions of dispersion can simply be "not parallel" to each other. Furthermore, the present invention is not limited by the relationship of the dispersion directions. Therefore, depending on the application, it may be appropriate that the dispersion directions are parallel.

VIPA及び回折格子は共に、ある分散方向にある出力角度で、光を出力すると理解するべきである。従って、VIPA230は、異なる出力角度でVIPAから各々分散される、複数の出力光を生成する。しかし、出力光は、同じ分散方向に分散される。図18において、VIPA230と回折格子240の分散方向は、共に実質的に直線状であることが望ましい。例えば、図18で、VIPA230の分散方向は、図に対して垂直であってもよく、回折格子240の分散方向は、図に対して水平であってもよい。この場合、分散方向は、互いに垂直になる。   It should be understood that both the VIPA and the diffraction grating output light at an output angle in a certain dispersion direction. Accordingly, VIPA 230 generates a plurality of output lights, each of which is dispersed from the VIPA at a different output angle. However, the output light is dispersed in the same dispersion direction. In FIG. 18, it is desirable that both the dispersion directions of the VIPA 230 and the diffraction grating 240 are substantially linear. For example, in FIG. 18, the dispersion direction of the VIPA 230 may be perpendicular to the figure, and the dispersion direction of the diffraction grating 240 may be horizontal to the figure. In this case, the dispersion directions are perpendicular to each other.

図18の装置により、広い波長領域内の入力光を、非常に正確に、高い分解能で分波することが可能になる。例えば、VIPA230が16nmの波長帯域内で0.8nm間隔で、20波長を分波し、回折格子240が、各々のVIPA波長帯で5波長を分波する場合、0.08nm間隔の100波長が、80nmの全帯域幅において分波される。   With the device shown in FIG. 18, it is possible to split the input light within a wide wavelength range very accurately and with high resolution. For example, if the VIPA 230 splits 20 wavelengths at 0.8 nm intervals in the 16 nm wavelength band and the diffraction grating 240 splits 5 wavelengths in each VIPA wavelength band, 100 wavelengths at 0.08 nm intervals will be used. , 80 nm.

上述の本発明の実施例において、回折格子240は、分波器として用いられる。しかし、本発明は、回折格子の使用に限定されるものではない。代わりに、他の適切な分波器を用いることも可能である。例えば、多層干渉フィルムを使用してもよい。   In the embodiment of the present invention described above, the diffraction grating 240 is used as a duplexer. However, the invention is not limited to the use of a diffraction grating. Alternatively, other suitable duplexers can be used. For example, a multilayer interference film may be used.

上述の本発明の実施例によると、装置は、VIPAと、例えば回折格子のような分波器を備える。VIPAは、連続する波長領域内の波長を持つ入力光を受光する。その結果、VIPAは、VIPAから伝播する対応する出力光を生成する。出力光は、各々の波長に対して異なる出力角度で、実質的に直線状の分散方向に、VIPAから分散される。さらに、分散された出力光は、複数の異なる波長成分を含む。分波器は、出力光内の複数の異なる波長成分に各々対応する、複数の分離された光に、出力光を分波する。分割された複数の光は、各々の分離された光について、異なる出力角度で実質的に直線状の分散方向に、分波器によって分散される。VIPAの分散方向は、分波器の分散方向と平行でなく、垂直であることが望ましい。焦点面に複数の分離された光を集束するレンズを備えてもよい。ここで、各々の分離された光は、他の分離された光と焦点面上の異なる点に集束される。   According to the embodiment of the invention described above, the device comprises a VIPA and a duplexer, for example a diffraction grating. VIPA receives input light having wavelengths in a continuous wavelength range. As a result, the VIPA produces a corresponding output light that propagates from the VIPA. Output light is dispersed from the VIPA in a substantially linear dispersion direction at different output angles for each wavelength. Further, the dispersed output light includes a plurality of different wavelength components. The demultiplexer splits the output light into a plurality of separated lights, each corresponding to a plurality of different wavelength components in the output light. The split lights are split by the splitter in a substantially linear spreading direction at different output angles for each split light. It is desirable that the dispersion direction of the VIPA is not parallel to the dispersion direction of the duplexer but is perpendicular. The focal plane may include a lens that focuses the plurality of separated lights. Here, each separated light is focused to a different point on the focal plane than the other separated light.

一般に、入力光は、各々異なる波長の2以上の光を含む波長分割多重光である。その後、VIPAは、入力光の各々の光について、各出力光を形成する。各出力光は、他の出力光と空間的に判別可能であり、各々複数の異なった波長成分を含む。この場合、分波器は、各々、出力光内の複数の異なる波長成分に対応する分離された光に、出力光を分波する。そして、焦点面に分波器からの分離された光を集束させる為に、レンズを設けることは可能である。VIPAの分散方向が、実質的に分波器の分散方向に対して垂直である場合、焦点面上に格子パターンを形成するように、各々の分離された光を、他の分離された光と焦点面上の異なった点へ集束させることが可能である。   Generally, input light is wavelength division multiplexed light that includes two or more lights of different wavelengths. The VIPA then forms each output light for each input light. Each output light is spatially distinguishable from the other output lights, and each includes a plurality of different wavelength components. In this case, the demultiplexers each split the output light into separated lights corresponding to a plurality of different wavelength components in the output light. Then, it is possible to provide a lens to focus the light separated from the duplexer on the focal plane. If the direction of dispersion of the VIPA is substantially perpendicular to the direction of dispersion of the duplexer, each separated light is combined with the other separated light to form a grating pattern on the focal plane. It is possible to focus to different points on the focal plane.

例えば、図18に示すように、本発明の実施例によると、装置は、各々異なる波長の複数の光を含む入力光を分波する。装置は、第一、第二の分波器を備える。例えば、図18において、VIPA230は、第一の分波器として、回折格子240は、第二の分波器として動作する。第一の分波器は、各々の入力光内の複数の光に対応する複数の出力光に、入力光を分波する。第一の分波器は、複数の出力光を、実質的に直線上の分散方向に、それぞれの出力光に対し異なる出力角度で分散する。さらに、各々の出力光は、複数の波長成分を含む。第二の分波器は、各々の出力光内の複数の波長成分に対応する複数の分離された光に、出力光を分波する。第二の分波器は、各々の分離された光について、異なる出力角度で実質的に直線状の分散方向に、複数の分離された光を分散させる。第二の分波器の分散方向は、第一の分波器の分散方向に平行でなく、垂直であることが望ましい。第一、第二の分波器は、VIPAや回折格子に限定されるものではない。代わりに、適切な分波器または波長スプリッターを用いることが可能である。   For example, as shown in FIG. 18, according to an embodiment of the present invention, an apparatus splits input light including a plurality of lights, each having a different wavelength. The apparatus includes first and second duplexers. For example, in FIG. 18, the VIPA 230 operates as a first splitter, and the diffraction grating 240 operates as a second splitter. The first splitter splits the input light into a plurality of output lights corresponding to a plurality of lights in each input light. The first demultiplexer disperses the plurality of output lights in a substantially linear dispersion direction at different output angles with respect to the respective output lights. Further, each output light includes a plurality of wavelength components. The second demultiplexer splits the output light into a plurality of separated lights corresponding to a plurality of wavelength components in each output light. The second splitter disperses the plurality of separated lights in a substantially linear dispersion direction at different output angles for each separated light. It is desirable that the dispersion direction of the second duplexer is not parallel to the dispersion direction of the first duplexer but is perpendicular. The first and second duplexers are not limited to VIPA and diffraction grating. Alternatively, a suitable splitter or wavelength splitter can be used.

一般に、VIPAは、自身に光を受光し、自身から出力する為の通過領域を持つ角分散コンポーネントである。通過領域を介して、VIPAは、連続する波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受光する。VIPAは、入力光の多重反射によって、出力光を形成する自己干渉を起こさせる。出力光はVIPAから進み、連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について生成された出力光と、空間的に判別可能である。   In general, a VIPA is an angular dispersion component having a passage area for receiving light from itself and outputting the light from itself. Via the passband, the VIPA receives input light with each wavelength in a continuous wavelength range. VIPA causes self-interference to form output light by multiple reflection of input light. The output light proceeds from the VIPA and is spatially distinguishable from the output light generated for input light having another wavelength in a continuous wavelength range.

ここで、さまざまなレンズを開示する。例えば、図14は、コリメーティング・レンズ210、半円柱レンズ220及び集束レンズ250の使用を開示する。しかし、本発明は、いかなるタイプのレンズの使用にも限定されるものではない。代わりに、適切な効果を得る為に、異なるタイプのレンズまたは装置を用いることが可能である。   Here, various lenses are disclosed. For example, FIG. 14 discloses the use of a collimating lens 210, a semi-cylindrical lens 220 and a focusing lens 250. However, the invention is not limited to the use of any type of lens. Alternatively, different types of lenses or devices can be used to achieve the appropriate effect.

ここで、「複数の」という語は、「1より多い」という意味である。従って、複数の光とは、「1より多い」光をいう。例えば、2つの光は、複数の光である。   Here, the word “plurality” means “more than one”. Thus, a plurality of lights refers to "more than one" light. For example, the two lights are a plurality of lights.

本発明の一実施例に係わるバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a virtual image phase array (VIPA) according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係わる、図1に示すVIPAのVII−VII線に沿った横断面を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section taken along line VII-VII of the VIPA illustrated in FIG. 1 according to the embodiment of the present invention. 本発明の実施例に係わる、VIPAによって生成される反射間の干渉を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating interference between reflections generated by a VIPA according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、光束の形成を示す為に、図1に示すVIPAのVII−VII線に沿った横断面を示す図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of the VIPA shown in FIG. 1 taken along the line VII-VII in order to illustrate formation of a light beam according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、入力光の傾斜角度を決定するVIPAの特性を表す、図1に示すVIPAのVII−VII線に沿った横断面を示す図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a cross section taken along a line VII-VII of the VIPA illustrated in FIG. 1 and illustrating a characteristic of a VIPA that determines an inclination angle of input light according to the embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、受光器と共に用いられる時のVIPAを示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a VIPA when used with a light receiver according to one embodiment of the present invention. 本発明のさらなる一実施例に係わる、受光器と共に用いられる時のVIPAの構成を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a VIPA when used with a light receiver according to a further embodiment of the present invention. 本発明の他の実施例に係わる、VIPAの構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a VIPA according to another embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、導波路型VIPAを示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a waveguide VIPA according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、VIPAの作成方法を示す図(その1)である。FIG. 4 is a diagram (part 1) illustrating a method of creating a VIPA according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、VIPAの作成方法を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating a VIPA creation method according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、VIPAの作成方法を示す図(その3)である。FIG. 11 is a diagram (part 3) illustrating a method of creating a VIPA according to one embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、VIPAの作成方法を示す図(その4)である。FIG. 11 is a diagram (part 4) illustrating a method of creating a VIPA according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、回折格子のような分波器とVIPAを組み合せた装置の平面図である。FIG. 3 is a plan view of an apparatus in which a duplexer such as a diffraction grating and VIPA are combined according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、回折格子のような分波器とVIPAを組み合せた装置の側面図である。FIG. 4 is a side view of an apparatus in which a duplexer such as a diffraction grating and VIPA are combined according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施例に係わる、波長対VIPAの出力角度を示すグラフである。4 is a graph showing wavelength versus output angle of VIPA according to one embodiment of the present invention. 波長対回折格子の出力角度を示すグラフである。5 is a graph showing wavelength versus output angle of a diffraction grating. 本発明の一実施例に係わる、VIPA−回折格子の動作例を示す図である。It is a figure which shows the operation example of a VIPA-diffraction grating concerning one Example of this invention. 多層干渉フィルムを用いた従来のフィルターを示す図である。It is a figure showing the conventional filter using a multilayer interference film. 従来のファブリー・ぺロー干渉計を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional Fabry-Perot interferometer. 従来のマイケルソン干渉計を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional Michelson interferometer. 従来の回折格子を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a conventional diffraction grating. 波長分割多重光を分波する為の、従来のアレイ導波路格子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a conventional arrayed waveguide grating for demultiplexing wavelength division multiplexed light.

符号の説明Explanation of reference numerals

76 バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)
77 入力光
78 ライン(焦点線)
80 レンズ
82 光束
84 部材
86 反射面
88 反射面
90 照射窓
92 入力光
94 光軸
96 反射面
98 反射面
100 平行平板
104 平行ビーム
106 コリメーティング・レンズ
108 円柱レンズ
110 焦点線
112 光束
114 レンズ
116 直線状ラインパス
118 受光器
120 プレート
122 反射フィルム
124 反射フィルム
126 照射窓
128 入力光
129 ビーム・ウェスト
130 円柱レンズ
132 光軸
134 虚像
136 光
137 基板
138 光
140 導波路
142 コリメーティング・レンズ
144 円柱レンズ
146 焦点線
148 VIPA
150 照射窓
152 反射フィルム
154 反射フィルム
156 平行平板
158 光束
160 レンズ
162 受光導波路
164 平行平板
166 反射フィルム
168 反射フィルム
170 照射窓
172 透明接着剤
174 防護板(保護板)
176 反射防止フィルム
200 ファイバー
210 コリメーティング・レンズ
220 半円柱レンズ
230 VIPA
240 回折格子
250 集束レンズ
260 焦点面
280 波長帯域
290 広波長帯域
295 入力光
300、310、320、330、340 出力光
350 格子
a、b 幅
OUT0、OUT1、OUT2、OUT3、OUT4 透過光
R1、R2、R3、R4 光線
P1、P2、P3、P4 点
A1、A2、A3、A4 領域
I0、I2、I3、I4、I5、I6 焦点線
LF1、LF2、LF3 光束
Q1、Q2、Q3 伝播方向
θ1 傾斜角度
t 厚さ
d 量
λ1からλ12 波長
θ1、θ2、θ3、θ4、θ5 出力角度
76 Virtual Image Phase Array (VIPA)
77 input light 78 lines (focal line)
80 lens 82 light beam 84 member 86 reflecting surface 88 reflecting surface 90 irradiation window 92 input light 94 optical axis 96 reflecting surface 98 reflecting surface 100 parallel plate 104 parallel beam 106 collimating lens 108 cylindrical lens 110 focal line 112 light beam 114 lens 116 Linear line path 118 Light receiver 120 Plate 122 Reflecting film 124 Reflecting film 126 Irradiation window 128 Input light 129 Beam waist 130 Cylindrical lens 132 Optical axis 134 Virtual image 136 Light 137 Substrate 138 Light 140 Waveguide 142 Collimating lens 144 Cylindrical Lens 146 Focal line 148 VIPA
150 Irradiation window 152 Reflective film 154 Reflective film 156 Parallel plate 158 Light beam 160 Lens 162 Light receiving waveguide 164 Parallel plate 166 Reflective film 168 Reflective film 170 Irradiation window 172 Transparent adhesive 174 Protective plate (protective plate)
176 Anti-reflection film 200 Fiber 210 Collimating lens 220 Semi-cylindrical lens 230 VIPA
240 diffraction grating 250 focusing lens 260 focal plane 280 wavelength band 290 wide wavelength band 295 input light 300, 310, 320, 330, 340 output light 350 grating a, b width OUT0, OUT1, OUT2, OUT3, OUT4 transmitted light R1, R2 , R3, R4 Rays P1, P2, P3, P4 Point A1, A2, A3, A4 Area I0, I2, I3, I4, I5, I6 Focus line LF1, LF2, LF3 Light beam Q1, Q2, Q3 Propagation direction θ1 Inclination angle t Thickness d Amount λ1 to λ12 Wavelength θ1, θ2, θ3, θ4, θ5 Output angle

Claims (1)

集束した入力光を第1と第2の反射面間を伝播させることにより虚像配列化して出力することで、干渉光の出射角度が所定の波長で繰り返すバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ(VIPA)素子と、
前記角度分散した方向と異なる方向に前記VIPA素子からの出力光を各々複数の異なる波長光に分波する分波器とを備えることを特徴とする装置。
A virtual image phase array (VIPA) element in which the focused input light is propagated between the first and second reflecting surfaces to form a virtual image array and output, so that the emission angle of the interference light repeats at a predetermined wavelength. When,
An apparatus comprising: a splitter that splits output light from the VIPA element into a plurality of light beams having different wavelengths in a direction different from the angle-dispersed direction.
JP2004242920A 1997-10-10 2004-08-23 Apparatus including virtually imaged phase array (vipa) in combination with wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (wdm) light Pending JP2004355024A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6608721B1 (en) 2000-06-02 2003-08-19 Essex Corporation Optical tapped delay line
US6392807B1 (en) * 2000-12-22 2002-05-21 Avanex Corporation Tunable chromatic dispersion compensator utilizing a virtually imaged phased array and folded light paths
JP3973021B2 (en) 2002-03-29 2007-09-05 富士通株式会社 Equipment using a virtual imaged phased array (VIPA) with improved transmission wavelength characteristics of output light
JP2004037840A (en) 2002-07-03 2004-02-05 Olympus Corp Dispersion compensator and dispersion compensation system
US7720226B2 (en) 2002-11-19 2010-05-18 Essex Corporation Private and secure optical communication system using an optical tapped delay line
JP4810083B2 (en) 2004-11-10 2011-11-09 富士通株式会社 Dispersion compensation device and optical transmission system
KR100765432B1 (en) * 2006-02-23 2007-10-11 경북대학교 산학협력단 Micro optic interferometric filter
JP2015212798A (en) * 2014-04-15 2015-11-26 日本電信電話株式会社 Wavelength dispersion element
JP6225075B2 (en) * 2014-06-11 2017-11-01 日本電信電話株式会社 Wavelength selective switch
JP6212456B2 (en) * 2014-09-08 2017-10-11 日本電信電話株式会社 Wavelength selective switch
KR101836613B1 (en) * 2016-04-08 2018-03-09 한국과학기술원 Radiator for adjusting emission angle of light wave emitted to free space

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69325607T2 (en) * 1992-04-07 2000-04-06 Raytheon Co Wide spectral band virtual image display optical system
JP3464081B2 (en) * 1995-07-26 2003-11-05 富士通株式会社 Wavelength splitter

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