JP2002214461A - Lightl signal processing beam forming circuit and laminate type optical waveguide array used for the same - Google Patents

Lightl signal processing beam forming circuit and laminate type optical waveguide array used for the same

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JP2002214461A
JP2002214461A JP2001009052A JP2001009052A JP2002214461A JP 2002214461 A JP2002214461 A JP 2002214461A JP 2001009052 A JP2001009052 A JP 2001009052A JP 2001009052 A JP2001009052 A JP 2001009052A JP 2002214461 A JP2002214461 A JP 2002214461A
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JP
Japan
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optical waveguide
optical
light
waveguide array
array
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Pending
Application number
JP2001009052A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Akiyama
智浩 秋山
Keizo Inagaki
惠三 稲垣
Makoto Hikita
真 疋田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Advanced Technology Corp
ATR Adaptive Communications Research Laboratories
Original Assignee
NTT Advanced Technology Corp
ATR Adaptive Communications Research Laboratories
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light signal processing beam forming circuit which can control the directivity of a microwave radiated from an antenna over a wide range and realize a smaller antenna and to provide a laminate type optical waveguide array used for it. SOLUTION: A light signal processing beam forming circuit 10 is equipped with optical waveguide arrays 1 and 2 and a lens 3. The optical waveguide arrays 1 and 2 are formed by stacking waveguides and the waveguides on the incidence surface of the optical waveguide array 2 provided in an area which is smaller than the spot diameter of a laser beam converged by the lens 3. The optical waveguide array 1 receives signal light and reference light from two waveguides optionally selected out of the waveguides and projects the signal light and reference light on the lens 3 from different positions. The lens 3 irradiates the optical waveguide array 2 with the signal light and reference light after subjecting signal-and reference light to Fourier transformation. The optical waveguide array 2 samples the signal light and reference light having been Fourier-transformed by the waveguides.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、移動体通信、ワ
イヤレスLAN(Local Area Networ
k)、および衛星通信などの高度な無線通信システムに
おけるビーム制御に用いて有用な積層型光導波路アレー
およびそれを用いた光信号処理ビーム形成回路に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to mobile communication, wireless LAN (Local Area Network)
k), and a stacked optical waveguide array useful for beam control in advanced wireless communication systems such as satellite communication, and an optical signal processing beam forming circuit using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、移動体通信や衛星通信が益々重要
になっている。このような移動体通信や衛星通信におい
ては、できる限り広範囲から電波を受信し、広範囲に電
波を送信する必要がある。
2. Description of the Related Art In recent years, mobile communication and satellite communication have become increasingly important. In such mobile communication and satellite communication, it is necessary to receive radio waves from as wide a range as possible and transmit radio waves to a wide range.

【0003】即ち、図18に示すように、通信衛星20
0のアンテナ201は、地球210上の各地域から広範
囲に電波220を受信することが望ましい。通信衛星2
00のアンテナ201には、通常、アダプティブアレー
アンテナが用いられ、アダプティブアレーアンテナは、
例えば、図19に示すようにアンテナ素子2011〜2
01mと、移相器2021〜202m,2031〜20
3mと、合成器202,203とを備える。図19に示
すアダプティブアレーアンテナは、2つの方向からの電
波を受信する場合を示したものである。移相器2021
〜202mは、それぞれ、アンテナ素子2011〜20
1mが受信した電波のうち、アンテナ素子2011〜2
01mに正面から入射した電波のみを検出し、合成器2
02へ検出した電波を送信する。また、移相器2021
〜202mは、それぞれ、アンテナ素子2011〜20
1mに正面とは異なる別の角度から入射した電波のみを
検出し、合成器203へ検出した電波を送信する。そし
て、合成器202は、移相器2021〜202mからの
電波を合成し、アンテナ素子2011〜201mに正面
から入射した電波を出力する。また、合成器203は、
移相器2031〜203mからの電波を合成し、アンテ
ナ素子2011〜201mに正面とは異なる別の角度か
ら入射した電波を出力する。
[0003] That is, as shown in FIG.
It is desirable that the 0 antenna 201 receives radio waves 220 from various regions on the earth 210 over a wide range. Communication satellite 2
Generally, an adaptive array antenna is used for the antenna 201 of 00, and the adaptive array antenna is
For example, as shown in FIG.
01m, phase shifters 2021 to 202m, 2031 to 20
3 m, and combiners 202 and 203. The adaptive array antenna shown in FIG. 19 shows a case where radio waves from two directions are received. Phase shifter 2021
To 202 m are antenna elements 2011 to 20 respectively.
Of the radio waves received by 1 m, antenna elements 2011 to 2
Only the radio wave incident from the front at 01m is detected,
The detected radio wave is transmitted to 02. Also, the phase shifter 2021
To 202 m are antenna elements 2011 to 20 respectively.
Only a radio wave incident at a different angle from the front at 1 m is detected, and the detected radio wave is transmitted to the synthesizer 203. Then, the combiner 202 combines the radio waves from the phase shifters 2021 to 202m and outputs the radio waves incident on the antenna elements 2011 to 201m from the front. In addition, the synthesizer 203
Radio waves from the phase shifters 2031 to 203m are combined, and radio waves incident on the antenna elements 2011 to 201m from another angle different from the front are output.

【0004】このように、アンテナ素子2011〜20
1mによって2つの方向からの電波を受信しようとすれ
ば、アンテナ素子がm個の場合、2m個の移相器が必要
である。従って、アンテナ素子2011〜201mによ
ってn個の方向からの電波を受信しようとすれば、n×
m個の移相器が必要である。
As described above, the antenna elements 2011 to 20
In order to receive radio waves from two directions with 1 m, if m antenna elements are used, 2 m phase shifters are required. Therefore, if it is attempted to receive radio waves from n directions by the antenna elements 2011 to 201m, nx
m phase shifters are required.

【0005】図19は、電波を受信する受信用のアダプ
ティブアレーアンテナについて示したが、電波を送信す
る送信用のアダプティブアレーアンテナについても同様
であり、n個の異なる方向に電波を送信しようとすれ
ば、n×m個の移相器が必要である。
FIG. 19 shows a receiving adaptive array antenna for receiving a radio wave, but the same applies to a transmission adaptive array antenna for transmitting a radio wave. For example, n × m phase shifters are required.

【0006】一方、異なる方向に電波を出射する方法と
して図20に示す方法がある。アレーアンテナ330の
アンテナ素子331〜334の各々を、それぞれ、光フ
ァイバ341〜344と接続し、光ファイバ341〜3
44の途中にヘテロダイン検波素子321〜324を設
ける。この場合、アンテナ素子331〜334および光
ファイバ341〜344は、1次元的に配列されてい
る。そして、フーリエ変換レンズ300の前側焦点面3
01上の点310から出射した信号光および点311か
ら出射した参照光は、フーリエ変換レンズ300によっ
てフーリエ変換されて後側焦点面302に照射される。
後側焦点面302に照射された信号光および参照光は、
4本の光ファイバ341〜344に入射し、4本の光フ
ァイバ341〜344中を伝搬する。この場合、信号光
および参照光は、フーリエ変換されているので、光ファ
イバ341〜344の各々を伝搬するレーザ光は、各
々、異なる位相を有する。
On the other hand, as a method of emitting radio waves in different directions, there is a method shown in FIG. Each of the antenna elements 331 to 334 of the array antenna 330 is connected to an optical fiber 341 to 344, respectively.
Heterodyne detection elements 321 to 324 are provided in the middle of 44. In this case, the antenna elements 331 to 334 and the optical fibers 341 to 344 are one-dimensionally arranged. Then, the front focal plane 3 of the Fourier transform lens 300
The signal light emitted from the point 310 and the reference light emitted from the point 311 are subjected to Fourier transform by the Fourier transform lens 300 and irradiated to the rear focal plane 302.
The signal light and the reference light applied to the rear focal plane 302 are
The light enters the four optical fibers 341 to 344 and propagates through the four optical fibers 341 to 344. In this case, since the signal light and the reference light have been subjected to Fourier transform, the laser light propagating through each of the optical fibers 341 to 344 has a different phase.

【0007】ヘテロダイン検波素子321〜324は、
各々、光ファイバ341〜344を伝搬したレーザ光を
ヘテロダイン検波し、信号光の周波数と参照光の周波数
との周波数差を有するマイクロ波を生成する。そして、
アレーアンテナ330のアンテナ素子331〜334
は、光ファイバ341〜344からのマイクロ波を受
け、アレーアンテナ330は、複数のマイクロ波が相互
に干渉した一定方向の指向性を有するマイクロ波350
を出射する。また、信号光が出射する位置を前側焦点面
301上で1次元的に変化させることによってアレーア
ンテナ330からマイクロ波351を出射することがで
き、マイクロ波の指向性をDR1の方向に1次元的に制
御することができる。
[0007] The heterodyne detection elements 321 to 324
Each of the laser beams propagated through the optical fibers 341 to 344 is subjected to heterodyne detection to generate a microwave having a frequency difference between the frequency of the signal light and the frequency of the reference light. And
Antenna elements 331 to 334 of array antenna 330
Receives microwaves from the optical fibers 341 to 344, and the array antenna 330 includes a microwave 350 having a directivity in a certain direction where a plurality of microwaves interfere with each other.
Is emitted. Further, by changing the position where the signal light is emitted one-dimensionally on the front focal plane 301, the microwave 351 can be emitted from the array antenna 330, and the directivity of the microwave can be one-dimensionally changed in the direction of DR1. Can be controlled.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の方法で
は、アンテナから出射するマイクロ波の指向性を広範囲
に制御しようとすれば、多数の移相器が必要であり、出
射用のマイクロ波を生成する装置が大掛かりになるとい
う問題がある。
However, according to the conventional method, a large number of phase shifters are required in order to control the directivity of the microwave emitted from the antenna over a wide range. There is a problem that the device to be generated becomes large-scale.

【0009】そこで、2次元的に配列された複数の光フ
ァイバにフーリエ変換された周波数の異なるレーザ光を
入射させ、複数の光ファイバによってフーリエ変換され
たレーザ光をサンプリングし、アレーアンテナの複数の
素子にマイクロ波を給電する光ヘテロダイン検波素子に
サンプリングした複数のビーム光を導く系が提案された
(小西善彦、中條 渉、藤瀬雅行、山田賢一:”光ファ
イバアレーで励起を行う光制御アレーアンテナのビーム
走査特性”,信学論,B−II,J78−B−II,3,p
p150−159(1995−03).)。しかし、こ
の光ファイバーアレーを用いた方法においては、複数の
光ファイバを接着剤によってコアの中心が正三角形の頂
点に来るように配列する必要があり、そのような配列を
正確に実現することが困難である。また、光ファイバ
は、直径10μmのコアと直径125μmのクラッドと
から成るため、2次元状に配列された複数の光ファイバ
に照射されたレーザ光は、殆どクラッド部に照射され、
光の利用効率が低いという問題がある。
[0009] Therefore, Fourier-transformed laser lights having different frequencies are made incident on a plurality of optical fibers arranged two-dimensionally, and the Fourier-transformed laser lights are sampled by the plurality of optical fibers, and the plurality of optical fibers of the array antenna are sampled. A system for guiding multiple sampled light beams to an optical heterodyne detection device that feeds microwaves to the device has been proposed (Yoshihiko Konishi, Wataru Nakajo, Masayuki Fujise, Kenichi Yamada: "An optically controlled array antenna pumped by an optical fiber array" Beam scanning characteristics ", IEICE, B-II, J78-B-II, 3, p.
p150-159 (1995-03). ). However, in this method using an optical fiber array, it is necessary to arrange a plurality of optical fibers with an adhesive so that the center of the core is at the apex of the equilateral triangle, and it is difficult to realize such an arrangement accurately. It is. In addition, since the optical fiber is composed of a core having a diameter of 10 μm and a cladding having a diameter of 125 μm, the laser light applied to the plurality of optical fibers arranged two-dimensionally is almost applied to the clad portion.
There is a problem that light use efficiency is low.

【0010】そのため、コアが3分の1程度の割合を占
める1次元の光導波路を用いて指向性のあるマイクロ波
を出射する試みがなされた。しかしながら、1次元的に
配列した光導波路を用いた方法では、コンパクトな装置
で光の利用効率を高くして出射用のマイクロ波を生成す
る装置を作製できるが、マイクロ波の指向性を1次元的
にしか制御できないという問題がある。
For this reason, an attempt has been made to emit a directional microwave using a one-dimensional optical waveguide whose core occupies about one third of the core. However, in the method using one-dimensionally arranged optical waveguides, a device that generates microwaves for emission by increasing the light use efficiency with a compact device can be manufactured. There is a problem that it can only be controlled in a specific way.

【0011】そこで、本発明は、かかる問題を解決する
ためになされたものであり、その目的は、アンテナから
出射するマイクロ波の指向性を広範囲に制御でき、か
つ、アンテナのコンパクト化が可能な光信号処理ビーム
形成回路およびそれに用いる積層型光導波路アレーを提
供することである。
Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to control the directivity of microwaves emitted from an antenna over a wide range and to make the antenna compact. An object of the present invention is to provide an optical signal processing beam forming circuit and a laminated optical waveguide array used for the same.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】この発明によれば、光信
号処理ビーム形成回路は、第1の周波数を有するレーザ
光から成る信号光と第1の周波数と異なる第2の周波数
を有するレーザ光から成る参照光とに基づいて複数のビ
ーム光を形成する光信号処理ビーム形成回路であって、
複数の入射口のうちの第1の入射口から参照光を入射
し、第1の入射口と異なる第2の入射口から信号光を入
射して信号光および参照光を出射する第1の光導波路ア
レーと、第1および第2の焦点面を有し、第1の焦点面
から入射された信号光および参照光をフーリエ変換し、
その変換した信号光および参照光を所定のスポット径に
集光して第2の焦点面に照射するレンズと、第2の焦点
面に照射された信号光および参照光を複数の入射口から
入射し、複数のビーム光を複数の出射口から出射する第
2の光導波路アレーとを備え、第1および第2の光導波
路アレーは、複数の入射口を有する入射面と、入射面に
対向して設けられ、かつ、複数の入射口に対応する複数
の出射口を有する出射面と、入射口から入射されたレー
ザ光を出射口へ導く複数の光導波路とを含み、第1の光
導波路アレーの複数の出射口および第2の光導波路アレ
ーの複数の入射口は、複数の層状に配置されている。
According to the present invention, an optical signal processing beam forming circuit comprises: a signal light comprising a laser light having a first frequency; and a laser light having a second frequency different from the first frequency. An optical signal processing beam forming circuit for forming a plurality of light beams based on a reference light consisting of
A first light guide that receives reference light from a first one of the plurality of entrances, receives signal light from a second entrance different from the first entrance, and emits signal light and reference light. A wave path array, and first and second focal planes, Fourier-transforming the signal light and the reference light incident from the first focal plane,
A lens that focuses the converted signal light and reference light to a predetermined spot diameter and irradiates the second focal plane with the signal light and the reference light that irradiates the second focal plane from a plurality of entrances A second optical waveguide array that emits a plurality of light beams from a plurality of exit ports, wherein the first and second optical waveguide arrays face an entrance surface having a plurality of entrance ports and an entrance surface. A first optical waveguide array including: an output surface provided with a plurality of output ports corresponding to the plurality of input ports; and a plurality of optical waveguides for guiding laser light incident from the input port to the output port. And the plurality of entrances of the second optical waveguide array are arranged in a plurality of layers.

【0013】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第2の光導波路アレーは、指向性のあるマイクロ波を出
射するアレーアンテナの複数の素子に所定の位相を有す
る複数のマイクロ波を給電する複数の光ヘテロダイン検
波素子に複数のビーム光を出射する。
Preferably, the second optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit comprises a plurality of elements for feeding a plurality of microwaves having a predetermined phase to a plurality of elements of an array antenna for emitting directional microwaves. A plurality of light beams are emitted to the optical heterodyne detecting element.

【0014】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第2の光導波路アレーは、指向性のあるマイクロ波を受
信するアレーアンテナの複数の素子に対応して接続され
た複数の混合器に所定の位相を有する複数のマイクロ波
を給電する複数の光ヘテロダイン検波素子に前記複数の
ビーム光を出射する。
Preferably, the second optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit includes a plurality of mixers connected to a plurality of elements of an array antenna for receiving directional microwaves. The plurality of light beams are emitted to a plurality of optical heterodyne detection elements that feed a plurality of microwaves having phases.

【0015】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第2の光導波路アレーの複数の入射口の配置形状は、ア
レーアンテナの複数の素子の配置形状と相似である。
Preferably, the arrangement of the plurality of entrances of the second optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit is similar to the arrangement of the plurality of elements of the array antenna.

【0016】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第1の光導波路アレーの複数の出射口の配置形状は、信
号光を生成する光源と参照光を生成する光源との配置形
状に相似である。
Preferably, the arrangement of the plurality of exit ports of the first optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit is similar to the arrangement of the light source for generating signal light and the light source for generating reference light. .

【0017】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第2の光導波路アレーの複数の入射口が設けられた領域
は、所定のスポット径よりも小さい。
Preferably, an area of the second optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit where the plurality of entrances are provided is smaller than a predetermined spot diameter.

【0018】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第2の光導波路アレーの複数の光導波路は、入射面から
出射面に向かう方向に拡がるように設けられている。
Preferably, the plurality of optical waveguides of the second optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit are provided so as to expand in a direction from the incident surface to the emission surface.

【0019】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
第1の光導波路アレーの複数の光導波路は、入射面から
出射面に向かう方向に収束するように設けられている。
Preferably, the plurality of optical waveguides of the first optical waveguide array of the optical signal processing beam forming circuit are provided so as to converge in a direction from the incident surface to the emission surface.

【0020】好ましくは、光信号処理ビーム形成回路の
レンズは、第1の焦点面を含む第1の面と、第2の焦点
面を含む第2の面とを有する円柱形状から成る。
[0020] Preferably, the lens of the optical signal processing beam forming circuit has a cylindrical shape having a first surface including a first focal plane and a second surface including a second focal plane.

【0021】また、この発明によれば、積層型光導波路
アレーは、第1の面と、第1の面に対向する第2の面
と、第1の面と前記第2の面との間に設けられた複数の
光導波路とを備え、複数の光導波路の各々は、一方の口
を第1の面に有し、他方の口を第2の面に有し、複数の
光導波路の複数の一方の口は、第1の面において複数の
層状に配列されている。
According to the present invention, the laminated optical waveguide array includes a first surface, a second surface opposed to the first surface, and a first surface and the second surface. A plurality of optical waveguides, each of the plurality of optical waveguides has one port on the first surface, the other port on the second surface, and a plurality of the optical waveguides. Are arranged in a plurality of layers on the first surface.

【0022】好ましくは、積層型光導波路アレーの複数
の光導波路は、第1の面から第2の面に向かう方向に拡
がるように設けられている。
Preferably, the plurality of optical waveguides of the stacked optical waveguide array are provided so as to extend in a direction from the first surface to the second surface.

【0023】好ましくは、積層型光導波路アレーの複数
の一方の口は、指向性のあるマイクロ波を送受信するア
レーアンテナテの複数の素子の配置形状に相似して配列
されている。
Preferably, the plurality of one openings of the stacked optical waveguide array are arranged in a manner similar to the arrangement of a plurality of elements of an array antenna for transmitting and receiving microwaves having directivity.

【0024】好ましくは、積層型光導波路アレーの複数
の一方の口は、周波数の異なる複数のレーザ光の複数の
出射点の配置形状に相似して配列されている。
Preferably, the plurality of one ports of the stacked optical waveguide array are arranged in a manner similar to the arrangement of a plurality of emission points of a plurality of laser beams having different frequencies.

【0025】好ましくは、複数の光導波路の複数のコア
およびクラッドは、ポリマーから成る。
Preferably, the plurality of cores and claddings of the plurality of optical waveguides are made of a polymer.

【0026】好ましくは、コアは、ポリメチルメタクリ
レートから成り、クラッドは、エポキシ樹脂から成る。
Preferably, the core is made of polymethyl methacrylate and the clad is made of epoxy resin.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一
または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さ
ない。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding portions have the same reference characters allotted, and description thereof will not be repeated.

【0028】図1は、この発明による光信号処理ビーム
形成回路の実施の形態を示し、光信号処理ビーム形成回
路10は、光導波路アレー1,2と、レンズ3とを備え
る。レンズ3は、光導波路アレー1と光導波路アレー2
との間に挟持される。
FIG. 1 shows an embodiment of an optical signal processing beam forming circuit according to the present invention. An optical signal processing beam forming circuit 10 includes optical waveguide arrays 1 and 2 and a lens 3. The lens 3 comprises an optical waveguide array 1 and an optical waveguide array 2
Is sandwiched between.

【0029】図2は、図1に示す光信号処理ビーム形成
回路10を構成する光導波路アレー1,2の斜視図を示
す。光導波路アレー1,2は、基板20と、光導波路1
1〜13とから成る。光導波路11〜13は、基板20
上に、順次、積層されている。光導波路11は、コア1
12とクラッド113とから成る。コア112は、クラ
ッド113により周囲を囲まれている。また、光導波路
12は、コア122とクラッド123とから成る。コア
122は、クラッド123により周囲を囲まれている。
さらに、光導波路13は、コア132とクラッド133
とから成る。コア132は、クラッド133により周囲
を囲まれている。出射口111,121,131は、そ
れぞれ、入射口110,120,130に対応して設け
られる。なお、コア112,122,132は、それぞ
れ、入射口110,120,130と出射口111,1
21,131との間に曲線状に形成される。
FIG. 2 is a perspective view of the optical waveguide arrays 1 and 2 constituting the optical signal processing beam forming circuit 10 shown in FIG. The optical waveguide arrays 1 and 2 include a substrate 20 and an optical waveguide 1
1 to 13. The optical waveguides 11 to 13 are
The layers are sequentially stacked on top. The optical waveguide 11 includes the core 1
12 and a cladding 113. The core 112 is surrounded by a clad 113. The optical waveguide 12 includes a core 122 and a clad 123. The core 122 is surrounded by a clad 123.
Further, the optical waveguide 13 includes a core 132 and a clad 133.
Consisting of The core 132 is surrounded by a cladding 133. The exit ports 111, 121, and 131 are provided corresponding to the entrance ports 110, 120, and 130, respectively. The cores 112, 122, and 132 are respectively provided with entrances 110, 120, and 130 and exits 111 and 1 respectively.
21 and 131 are formed in a curved shape.

【0030】コア112,122,132は、ポリマー
である重水素化ポリメチルメタクリレート(PMMA
(PolyMethylMethAcrylate))
から成り、クラッド113,123,133は、紫外線
により硬化されたエポキシ樹脂から成る。従って、コア
112は、クラッド113よりも大きな屈折率を有し、
入射口110から入射したレーザ光を出射口111へ導
く。同様に、コア122,132は、それぞれ、クラッ
ド123,133よりも大きな屈折率を有し、コア12
2は、入射口120から入射したレーザ光を出射口12
1へ導き、コア132は、入射口130から入射したレ
ーザ光を出射口131へ導く。本発明においては、コア
112,122,132に重水素化PMMAが用いられ
ているが、これは、次の理由に基づく。重水素化PMM
Aは、PMMAに含まれる水素を重水素で置換したもの
であり、水素を重水素に置換することによりPMMA中
の水素の振動周波数が低周波数側へシフトし、光通信に
用いられる波長1.3〜1.5μmのレーザ光が重水素
化PMMA中の水素によって吸収されにくくなり、透過
率が大きくなるからである。
The cores 112, 122 and 132 are made of polymer deuterated polymethyl methacrylate (PMMA).
(PolyMethylMethylAcrylate))
, And the claddings 113, 123, 133 are made of epoxy resin cured by ultraviolet rays. Accordingly, the core 112 has a higher refractive index than the cladding 113,
The laser beam incident from the entrance 110 is guided to the exit 111. Similarly, the cores 122 and 132 have a larger refractive index than the claddings 123 and 133, respectively.
Reference numeral 2 denotes a laser beam incident from the entrance 120
1, and the core 132 guides the laser light incident from the entrance 130 to the exit 131. In the present invention, deuterated PMMA is used for the cores 112, 122, and 132 for the following reason. Deuterated PMM
A is a gas obtained by replacing hydrogen contained in PMMA with deuterium. By replacing hydrogen with deuterium, the vibration frequency of hydrogen in PMMA shifts to a lower frequency side, and the wavelength 1.A used for optical communication. This is because the laser light of 3 to 1.5 μm is hardly absorbed by hydrogen in deuterated PMMA, and the transmittance increases.

【0031】このように、光導波路11〜13は、エポ
キシ樹脂の中に複数個の棒状の重水素化PMMAを形成
した構造を有する。従って、全体的には、光導波路アレ
ー1,2は、略平板状のエポキシ樹脂の1つの面Bに入
射口110,120,130を有し、面Bに対向するも
う1つの面Aに出射口111,121,131を有する
ように複数個の棒状の重水素化PMMAを形成したもの
である。
As described above, the optical waveguides 11 to 13 have a structure in which a plurality of rod-shaped deuterated PMMAs are formed in an epoxy resin. Therefore, as a whole, the optical waveguide arrays 1 and 2 have the entrances 110, 120 and 130 on one surface B of the substantially flat epoxy resin and emit the light on the other surface A opposite to the surface B. A plurality of rod-shaped deuterated PMMAs are formed to have ports 111, 121, and 131.

【0032】図3および図4は、光導波路アレー1,2
を作製する工程を示す。シリコン(Si)基板20上に
液状の紫外線硬化エポキシ樹脂を20μmの厚さにスピ
ンコートする。そして、スピンコートしたエポキシ樹脂
に60mJの紫外線を照射してエポキシ樹脂を硬化さ
せ、基板20上に20μmのエポキシ樹脂層21を形成
する(図3の(a))。このエポキシ樹脂層21は、ク
ラッドを構成するものである。その後、エポキシ樹脂層
21の上にスピンコートとベーキングとを繰返すことに
より重水素化PMMA22を6μmの厚さに塗布する
(図3の(b))。この、重水素化PMMA22はコア
を構成するものである。
FIGS. 3 and 4 show optical waveguide arrays 1 and 2 respectively.
The steps for fabricating are described below. A liquid ultraviolet curing epoxy resin is spin-coated on the silicon (Si) substrate 20 to a thickness of 20 μm. Then, the spin-coated epoxy resin is irradiated with 60 mJ of ultraviolet light to cure the epoxy resin, thereby forming a 20 μm epoxy resin layer 21 on the substrate 20 (FIG. 3A). This epoxy resin layer 21 constitutes a clad. Thereafter, spin coating and baking are repeated on the epoxy resin layer 21 to apply deuterated PMMA 22 to a thickness of 6 μm (FIG. 3B). The deuterated PMMA 22 constitutes a core.

【0033】重水素化PMMA22が塗布されると、そ
の上にスピンコートによってレジスト23を所定の厚さ
に塗布し(図3の(c))、所定パターンの空孔26を
有するマスク24を介して光を照射することによりレジ
スト23を所定のパターンに露光する(図3の
(d))。この場合、マスク24は、平面的には図5に
示すように曲線状に形成された空孔26を有するため、
レジスト23は、平面的には曲線状のパターンに露光さ
れる。レジスト23の露光後、露光部分を残してレジス
ト23を除去し、重水素化PMMA22上に所定パター
ンのレジスト23aを残す。そして、酸素ガスを用いた
反応性イオンエッチングによりレジスト23aが形成さ
れていない領域の重水素化PMMA22を除去し(図3
の(e))、レジスト23aを除去する。その結果、エ
ポキシ樹脂層21上に所定パターンの重水素化PMMA
から成るコア112が形成される(図4の(f))。こ
れにより、光導波路11のコア112が形成される。
After the deuterated PMMA 22 is applied, a resist 23 is applied thereon to a predetermined thickness by spin coating (FIG. 3C), and is passed through a mask 24 having holes 26 of a predetermined pattern. Then, the resist 23 is exposed to a predetermined pattern by irradiating light (FIG. 3D). In this case, the mask 24 has voids 26 formed in a curved shape as shown in FIG.
The resist 23 is exposed in a curved pattern in plan view. After the exposure of the resist 23, the resist 23 is removed except for the exposed portion, and a predetermined pattern of the resist 23a is left on the deuterated PMMA 22. Then, the deuterated PMMA 22 in the region where the resist 23a is not formed is removed by reactive ion etching using oxygen gas (FIG. 3).
(E)), the resist 23a is removed. As a result, a predetermined pattern of deuterated PMMA is formed on the epoxy resin layer 21.
Is formed (FIG. 4F). Thereby, the core 112 of the optical waveguide 11 is formed.

【0034】その後、液状の紫外線硬化エポキシ樹脂を
下地のエポキシ樹脂層21から14μmの厚さになるス
ピンコートし、60mJの紫外線を照射してエポキシ樹
脂を硬化させ、所定パターンの重水素化PMMAから成
るコア112を囲むようにエポキシ樹脂25を形成する
(図4の(g))。これにより、エポキシ樹脂の中に複
数の重水素化PMMAから成るコア112を形成した光
導波路11が完成する(図4の(h))。
Thereafter, a liquid ultraviolet-curing epoxy resin is spin-coated to a thickness of 14 μm from the underlying epoxy resin layer 21 and irradiated with 60 mJ of ultraviolet light to cure the epoxy resin. The epoxy resin 25 is formed so as to surround the core 112 (FIG. 4G). Thereby, the optical waveguide 11 in which the core 112 made of a plurality of deuterated PMMAs is formed in the epoxy resin is completed ((h) in FIG. 4).

【0035】光導波路11が完成した後、光導波路11
上に図3の(b)〜(e)および図4の(f)、(g)
の各工程を繰返すことにより、光導波路11上に光導波
路12を作製し、さらに、光導波路12上に図3の
(b)〜(e)および図4の(f)、(g)の各工程を
繰返すことにより光導波路12上に光導波路13を作製
する。これにより、光導波路アレー1,2が作製され
る。
After the optical waveguide 11 is completed, the optical waveguide 11
(B) to (e) of FIG. 3 and (f) and (g) of FIG.
By repeating the above steps, an optical waveguide 12 is formed on the optical waveguide 11, and further, each of FIGS. 3 (b) to 3 (e) and FIGS. 4 (f) and 4 (g) is formed on the optical waveguide 12. By repeating the steps, an optical waveguide 13 is formed on the optical waveguide 12. Thereby, the optical waveguide arrays 1 and 2 are manufactured.

【0036】図6は、上述した作製方法により作製した
光導波路アレー1,2の面A(図2参照)におけるコア
112,122,132の配列を示したものである。N
o.1〜No.4がコア132の出射口131に相当
し、No.5〜No.9がコア122の出射口121に
相当し、No.10〜No.13がコア112の出射口
111に相当する。図6から明らかなように、平坦性良
く、水平方向DR1の位置精度も高く複数のコアNo.
1〜No.13が作製されている。図6の結果から、作
製したコアのサイズは約5μm×5μmであり、コアの
水平方向DR1の間隔は約15μmであり、コアの垂直
方向DR2の間隔は約13(=(15(3)1/2)/
2)μmである。このように、エポキシ樹脂をスピンコ
ートによって塗布することにより複数のコアが層状に平
坦性良く形成されるとともにコアの垂直方向DR2の距
離の均一性が向上し、光露光によるパターニング技術を
用いることによってコアの水平方向DR1の位置精度が
向上する。特に、平坦性が良いのは、エポキシ樹脂の粘
度が小さいため所定パターンの突出したコア112が表
面に形成されたエポキシ樹脂層21の上にも(図4の
(f)参照)、スピンコートによって平坦性の良く紫外
線硬化エポキシ樹脂を塗布できるからである。
FIG. 6 shows the arrangement of the cores 112, 122 and 132 on the surface A (see FIG. 2) of the optical waveguide arrays 1 and 2 manufactured by the above-described manufacturing method. N
o. 1 to No. No. 4 corresponds to the emission port 131 of the core 132, 5-No. No. 9 corresponds to the emission port 121 of the core 122, 10-No. 13 corresponds to the emission port 111 of the core 112. As is clear from FIG. 6, a plurality of core Nos. Have good flatness and high positional accuracy in the horizontal direction DR1.
1 to No. 13 have been produced. 6, the size of the fabricated core is about 5 μm × 5 μm, the interval between the cores in the horizontal direction DR1 is about 15 μm, and the interval between the cores in the vertical direction DR2 is about 13 (= (15 (3) 1 ) / 2 ) /
2) It is μm. In this way, by applying the epoxy resin by spin coating, a plurality of cores are formed in a layered manner with good flatness, and the uniformity of the distance in the vertical direction DR2 of the cores is improved. The positional accuracy of the core in the horizontal direction DR1 is improved. In particular, the flatness is good because the viscosity of the epoxy resin is small, so that the protruding core 112 of a predetermined pattern is also formed on the epoxy resin layer 21 on the surface (see FIG. 4F) by spin coating. This is because an ultraviolet curable epoxy resin can be applied with good flatness.

【0037】図6に示したコアNo.1〜No.13の
配列においては、例えば、3つのコアNo.1,No.
5,No.6は、正三角形の頂点に位置する。また、3
つのコアNo.2,No.6,No.7も正三角形の頂
点に位置する。本発明においては、1つの層に配列され
た複数のコアNo.5〜No.9の中から任意に選択し
た隣接する2つのコアをNo.7,No.8とし、隣接
する層に配列された複数のコアNo.1〜No.4の中
から2つのコアNo.7,No.8に最近接な1つのコ
アNo.3を選択すると、3つのコアNo.3,No.
7,No.8は、正三角形の頂点に位置するように複数
のコアNo.1〜No.13が配列される。また、コア
No.1〜No.13は、正三角形に限らず、正方形に
配列されていても良い。コアNo.1〜No.13を正
三角形に配列したときは、レンズ3から出射されるレー
ザ光におけるサイドローブをカットできるメリットがあ
る。
The core No. shown in FIG. 1 to No. In the sequence of No. 13, for example, three core Nos. 1, No.
5, No. 6 is located at the vertex of the equilateral triangle. Also, 3
Core No. 2, No. 6, No. 7 is also located at the vertex of the equilateral triangle. In the present invention, a plurality of core Nos. 5-No. 9, two adjacent cores arbitrarily selected from No. 9 7, No. 8 and a plurality of core Nos. Arranged in adjacent layers. 1 to No. 4 and two core Nos. 7, No. 8 is one of the core Nos. When 3 is selected, three core Nos. 3, No.
7, No. No. 8 has a plurality of core Nos. 8 located at the vertices of an equilateral triangle. 1 to No. 13 are arranged. In addition, the core No. 1 to No. 13 is not limited to an equilateral triangle and may be arranged in a square. Core No. 1 to No. When 13 are arranged in an equilateral triangle, there is an advantage that the side lobe in the laser light emitted from the lens 3 can be cut.

【0038】図7は、図6に示すように配列されたコア
No.7の近視野像を示したものである。図7の(a)
は、水平方向DR1のレーザ光の強度分布を示し、図7
の(b)は、垂直方向DR2のレーザ光の強度分布を示
す。図7の(a)において、横軸は水平方向DR1の距
離であり、縦軸はピーク強度で規格化したレーザ光の強
度である。また、図7の(b)において、横軸は垂直方
向DR2の距離であり、縦軸はピーク強度で規格化した
レーザ光の強度分布である。
FIG. 7 shows core Nos. Arranged as shown in FIG. 7 shows a near-field image of FIG. (A) of FIG.
7 shows the intensity distribution of the laser beam in the horizontal direction DR1, and FIG.
(B) shows the intensity distribution of the laser beam in the vertical direction DR2. In FIG. 7A, the horizontal axis is the distance in the horizontal direction DR1, and the vertical axis is the intensity of the laser light normalized by the peak intensity. In FIG. 7B, the horizontal axis represents the distance in the vertical direction DR2, and the vertical axis represents the intensity distribution of the laser beam normalized by the peak intensity.

【0039】近視野像の測定においては、コアNo.7
の入射口に偏波面保存ファイバを接続し、波長1.3μ
mのレーザ光を偏波面保存ファイバを介してコアNo.
7に入射することにより行なった。図7の結果から、コ
アNo.7のスポットサイズは、横方向が7.42μm
で縦方向が8.13μmである。なお、縦横のサイズ
は、レーザ光の強度がピーク強度の1/e2になるレー
ザ光の幅と規定した。また、図7の結果からレーザ光は
コアNo.7中をシングルモードで伝搬していることが
確認された。他のコアNo.1〜No.6,No.8〜
13についても同様の測定を行ない、各々、レーザ光が
シングルモードで伝搬していることを確認し、平均のス
ポットサイズを求めた結果、7.5μm(横方向、標準
偏差:0.20)×8.2μm(縦方向、標準偏差:
0.16)であった。このように、スピンコートと光露
光技術により作製した複数のコア(複数の導波路)は、
均一性の良い光学的特性を示す。
In the measurement of the near-field image, the core no. 7
A polarization preserving fiber is connected to the entrance of
m through the polarization-maintaining fiber.
7 was performed. From the results of FIG. The spot size of 7 is 7.42 μm in the horizontal direction
And the vertical direction is 8.13 μm. Note that the vertical and horizontal sizes are defined as the width of the laser light at which the intensity of the laser light becomes 1 / e 2 of the peak intensity. Also, from the results in FIG. 7, it was confirmed that the signal propagated in the single mode. Other core Nos. 1 to No. 6, No. 8 ~
The same measurement was carried out for each sample No. 13 and it was confirmed that the laser light was propagating in a single mode, and the average spot size was obtained. As a result, 7.5 μm (horizontal direction, standard deviation: 0.20) × 8.2 μm (vertical direction, standard deviation:
0.16). Thus, a plurality of cores (a plurality of waveguides) manufactured by spin coating and light exposure technology are
Shows optical properties with good uniformity.

【0040】図1に示すように、光導波路アレー1にお
いては、入射口110,120,130が形成された面
B(図2参照)がレーザ光の入射面であり、出射口11
1,121,131が形成された面Aがレーザ光の出射
面である。また、光導波路アレー2においては、光導波
路アレー1とは逆に出射口111,121,131が形
成された面Aがレーザ光の入射面であり、入射口11
0,120,130が形成された面Bがレーザ光の出射
面である。
As shown in FIG. 1, in the optical waveguide array 1, the surface B (see FIG. 2) on which the entrances 110, 120, and 130 are formed is a laser light entrance surface, and the exit 11
The surface A on which 1, 121 and 131 are formed is a laser light emission surface. In the optical waveguide array 2, the surface A on which the emission ports 111, 121, and 131 are formed is the laser light incident surface, which is opposite to the optical waveguide array 1, and
The surface B on which 0, 120, and 130 are formed is a laser light emission surface.

【0041】図8は、図1に示す光信号処理ビーム形成
回路10のレンズ3の斜視図である。レンズ3は石英か
ら成る円柱形状のレンズである。焦点距離は1.34m
mであり、円柱の半径rは0.5mmであり、レンズ長
Lは3.2mmである。レンズ3は、円柱の中心から周
囲に向かうに従って放物線状に減少する屈折率分布を有
する。円柱の中心30においては、屈折率は1.48で
あり、外周上の点31においては、屈折率は1.44〜
1.46である。即ち、レンズ3は、一般に市販されて
いるGRIN(GRadient INdex)レンズ
である。
FIG. 8 is a perspective view of the lens 3 of the optical signal processing beam forming circuit 10 shown in FIG. The lens 3 is a cylindrical lens made of quartz. The focal length is 1.34m
m, the radius r of the cylinder is 0.5 mm, and the lens length L is 3.2 mm. The lens 3 has a refractive index distribution that decreases parabolically from the center of the cylinder toward the periphery. At the center 30 of the cylinder, the refractive index is 1.48, and at the point 31 on the outer circumference, the refractive index is between 1.44 and
1.46. That is, the lens 3 is a commercially available GRIN (GRadient Index) lens.

【0042】レンズ3は、面Cからレーザ光を入射し、
その入射したレーザ光をフーリエ変換して面Dから出射
する。つまり、レンズ3は、円柱の中心から外周までの
各位置において位相が異なるレーザ光を出射する。そし
て、レンズ3は、ピッチ0.25を有するので、前側焦
点面が面Cと一致し、後側焦点面が面Dと一致する。そ
の結果、光導波路アレー1のA面にレンズ3のC面を接
触させ、光導波路アレー2のA面にレンズ3のD面を接
触させれば図1に示す光信号処理ビーム形成回路10を
組立てることができ、光学アライメントが容易になる。
The lens 3 receives a laser beam from the surface C,
The incident laser light is Fourier-transformed and emitted from the surface D. That is, the lens 3 emits laser light having a different phase at each position from the center of the cylinder to the outer periphery. Since the lens 3 has a pitch of 0.25, the front focal plane coincides with the plane C, and the rear focal plane coincides with the plane D. As a result, if the C surface of the lens 3 is brought into contact with the A surface of the optical waveguide array 1 and the D surface of the lens 3 is brought into contact with the A surface of the optical waveguide array 2, the optical signal processing beam forming circuit 10 shown in FIG. Can be assembled, making optical alignment easy.

【0043】図9は、送信用の光信号を指向性のあるマ
イクロ波に変換して出射する原理を示す。フーリエ変換
レンズ90の前側焦点面91内の点92から周波数f1
のレーザ光LB1(信号光)が出射され、点93から周
波数frのレーザ光LBr(参照光)が出射され、点9
4から周波数f2のレーザ光LB2(信号光)が出射さ
れると、フーリエ変換レンズ90は、3つのレーザ光L
B1,LBr,LB2を入射し、その入射した3つのレ
ーザ光LB1,LBr,LB2をフーリエ変換して中心
から外周までの各領域で位相の異なるレーザ光を後側焦
点面95へ集光照射する。後側焦点面95に照射された
レーザ光は、複数の光ファイバ(図9の場合は7本の光
ファイバ)96によってサンプリングされ、複数の光フ
ァイバ96中を伝搬して光ヘテロダイン検波回路97の
各ヘテロダイン検波素子へ入射される。この場合、後側
焦点面95に照射されるレーザ光のビームスポット径
は、複数の光ファイバ96が配列された領域よりも大き
くなるようにする必要がある。
FIG. 9 shows the principle of converting a transmission optical signal into a microwave having directivity and emitting the microwave. From the point 92 in the front focal plane 91 of the Fourier transform lens 90, the frequency f1
LB1 (signal light) is emitted, and a laser light LBr (reference light) having a frequency fr is emitted from a point 93, and a point 9
4 emits a laser beam LB2 (signal light) having a frequency f2, the Fourier transform lens 90 causes the three laser beams L
B1, LBr, and LB2 are incident, and the three incident laser beams LB1, LBr, and LB2 are Fourier-transformed, and laser beams having different phases in the respective regions from the center to the outer periphery are focused and irradiated on the rear focal plane 95. . The laser light applied to the rear focal plane 95 is sampled by a plurality of optical fibers (seven optical fibers in the case of FIG. 9) 96, propagates through the plurality of optical fibers 96, and passes through the optical heterodyne detection circuit 97. The light enters each heterodyne detection element. In this case, the beam spot diameter of the laser beam applied to the rear focal plane 95 needs to be larger than the area where the plurality of optical fibers 96 are arranged.

【0044】光ヘテロダイン検波回路97中の各ヘテロ
ダイン検波素子は、入射したレーザ光を光電変換し、信
号光と参照光との2光波のヘテロダイン検波を行なう。
そして、各ヘテロダイン検波素子は、信号光の周波数と
参照光の周波数との差に相当する周波数を有するマイク
ロ波を生成する。この場合、各ヘテロダイン検波素子
は、レーザ光LB1とレーザ光LBrとからf1−fr
の周波数を有するマイクロ波を生成し、レーザ光LB2
とレーザ光LBrとからf2−frの周波数を有するマ
イクロ波を生成する。
Each heterodyne detection element in the optical heterodyne detection circuit 97 performs photoelectric conversion of the incident laser light, and performs heterodyne detection of two lightwaves of a signal light and a reference light.
Each heterodyne detection element generates a microwave having a frequency corresponding to the difference between the frequency of the signal light and the frequency of the reference light. In this case, each heterodyne detector detects f1-fr from the laser beam LB1 and the laser beam LBr.
To generate a microwave having a frequency of
And a laser beam LBr to generate a microwave having a frequency of f2-fr.

【0045】各ヘテロダイン検波素子によって生成され
たマイクロ波は、アレーアンテナ98の複数のアンテナ
素子(図9の場合は7個のアンテナ素子)に給電され
る。そして、複数のアンテナ素子に給電された複数のマ
イクロ波は、回折して指向性のあるマイクロ波としてア
レーアンテナ98から出射する。
The microwave generated by each heterodyne detection element is supplied to a plurality of antenna elements (seven antenna elements in FIG. 9) of the array antenna 98. Then, the plurality of microwaves supplied to the plurality of antenna elements are diffracted and emitted from the array antenna 98 as microwaves having directivity.

【0046】この場合、出射されたマイクロ波の中心軸
から水平方向へのずれ角(Azimuth角)をΘ、中
心軸から垂直方向へのずれ角(Elevation角)
をΦとすると、 sinΘ=((doptx/λopt)/(dmwx/λmwx))*X/f ・・・・・・・・(1) sinΦ=((dopty/λopt)/(dmwy/λmwy))*Y/f ・・・・・・・・(2) となる。
In this case, the deviation angle (Azimuth angle) of the emitted microwave from the central axis in the horizontal direction is Θ, and the deviation angle (Elevation angle) from the central axis in the vertical direction.
Is Φ, sinΘ = ((doptx / λopt) / (dmwx / λmwx)) * X / f (1) sinΦ = ((dopty / λopt) / (dmwy / λmwy)) * Y / f (2)

【0047】但し、Xは、参照光の出射点93を基準に
したときの信号光の水平方向の位置、Yは、参照光の出
射点93を基準にしたときの信号光の垂直方向の位置、
fはフーリエ変換レンズ95の焦点距離、doptx、
doptyは、それぞれ、後側焦点面における水平、垂
直方向の光ファイバー96のコア間隔、λoptはレー
ザ光の波長、dmwx、dmwyは、それぞれ、アレー
アンテナ98の複数のアンテナ素子の水平、垂直方向の
間隔、λmwxはマイクロ波の波長である。また、
(1)式および(2)式が成立するためには、後側焦点
面95における複数の光ファイバ96の配列形状と、ア
レーアンテナ98の複数のアンテナ素子の配列とが相似
であることが必要である。
Here, X is the horizontal position of the signal light with reference to the emission point 93 of the reference light, and Y is the vertical position of the signal light with reference to the emission point 93 of the reference light. ,
f is the focal length of the Fourier transform lens 95, doptx,
dopty is the core spacing of the optical fiber 96 in the horizontal and vertical directions at the rear focal plane, λopt is the wavelength of the laser light, dmwx and dmwy are the horizontal and vertical spacings of a plurality of antenna elements of the array antenna 98, respectively. , Λmwx are microwave wavelengths. Also,
In order to satisfy the expressions (1) and (2), the arrangement shape of the plurality of optical fibers 96 in the rear focal plane 95 and the arrangement of the plurality of antenna elements of the array antenna 98 need to be similar. It is.

【0048】従って、(1)式および(2)式より信号
光の出射位置(X,Y)を変化させることにより角度
Θ,Φを変化させることができ、その結果、アレーアン
テナ98から出射するマイクロ波の方向を変えることが
できる。
Accordingly, the angles Θ and Φ can be changed by changing the emission position (X, Y) of the signal light from the expressions (1) and (2), and as a result, the light is emitted from the array antenna 98. The direction of the microwave can be changed.

【0049】図1に示すように光導波路アレー1のA面
はレンズ3のC面(図8参照)に接触し、光導波路アレ
ー2のA面はレンズ3のD面に接触する。そして、レン
ズ3は、図10に示すようにC面に前側焦点面91を有
し、D面に後側焦点面95を有する。また、レンズ3の
C面には、光導波路アレー1のA面に設けられた複数の
コア112,121,131の出射口が接しており、出
射口のサイズは上述したように約5μm×5μmであ
る。従って、レンズ3は、C面(前側焦点面91)内の
点光源から出射されたレーザ光を入射し、その入射した
レーザ光をフーリエ変換してD面(後側焦点面95)に
集光照射する。即ち、前側焦点面91内の出射口32か
ら参照光が出射され、出射口33から信号光が出射され
ると、レンズ3は、信号光と参照光とをフーリエ変換し
て後側焦点面95に集光照射する。そして、後側焦点面
95に照射されたレーザ光のスポットサイズRは、光導
波路アレー2の複数の入射口が設けられた領域よりも大
きいため、レンズ3によってフーリエ変換されたレーザ
光は、光導波路アレー2の複数のコア(導波路)によっ
てサンプリングされる。
As shown in FIG. 1, the A surface of the optical waveguide array 1 contacts the C surface of the lens 3 (see FIG. 8), and the A surface of the optical waveguide array 2 contacts the D surface of the lens 3. The lens 3 has a front focal plane 91 on the C plane and a rear focal plane 95 on the D plane as shown in FIG. The exits of the plurality of cores 112, 121, and 131 provided on the A-side of the optical waveguide array 1 are in contact with the C-side of the lens 3, and the size of the exit is about 5 μm × 5 μm as described above. It is. Accordingly, the lens 3 receives the laser light emitted from the point light source in the C plane (the front focal plane 91), Fourier-transforms the incident laser light, and condenses it on the D plane (the rear focal plane 95). Irradiate. That is, when the reference light is emitted from the emission port 32 in the front focal plane 91 and the signal light is emitted from the emission port 33, the lens 3 performs a Fourier transform on the signal light and the reference light to perform the rear focal plane 95. Is focused and irradiated. Since the spot size R of the laser light applied to the rear focal plane 95 is larger than the area of the optical waveguide array 2 where a plurality of entrances are provided, the laser light Fourier-transformed by the lens 3 is It is sampled by a plurality of cores (waveguides) of the waveguide array 2.

【0050】また、信号光を入射する光導波路アレー1
のコア(導波路)を変化させることによって、レンズ3
へのレーザ光の出射位置を出射口33から出射口34の
ように変えられる。レンズ3へのレーザ光の出射位置を
変化させると、上記(1)式および(2)式によってア
レーアンテナ98から出射するマイクロ波の方向を変化
させることができる(図9参照)。
An optical waveguide array 1 for receiving signal light is also provided.
By changing the core (waveguide) of the lens 3
The emission position of the laser beam to the emission port 33 can be changed from the emission port 33 to the emission port 34. When the emission position of the laser beam to the lens 3 is changed, the direction of the microwave emitted from the array antenna 98 can be changed by the above equations (1) and (2) (see FIG. 9).

【0051】このように、レンズ3は、図9に示す前側
焦点面91から後側焦点面95までの領域を構成したも
のである。
As described above, the lens 3 forms an area from the front focal plane 91 to the rear focal plane 95 shown in FIG.

【0052】図11は、図1に示す光信号処理ビーム形
成回路10を用いて指向性のあるマイクロ波をアレーア
ンテナから出射できるかを実験するための実験系を示し
たものである。
FIG. 11 shows an experimental system for experimenting whether or not a microwave having directivity can be emitted from the array antenna using the optical signal processing beam forming circuit 10 shown in FIG.

【0053】実験系は、レーザ光源40と、光ファイバ
41,42,96と、光学チャネル選択器43と、光信
号処理ビーム形成回路10と、光ヘテロダイン検波回路
97と、アレーアンテナ98と、スペクトルアナライザ
ー100とから成る。レーザ光源40は、参照レーザ4
0Aと、信号レーザ40Bと、PLL(PhaseLo
cked Loop)回路40Cとから構成される。参
照レーザ40Aは周波数frのレーザ光を出射する。信
号レーザ光40Bは、周波数f1のレーザ光を出射す
る。PLL回路40Cは、所定の周波数を有する同期信
号を生成し、参照レーザ40Aと信号レーザ40Bとへ
同期信号を出力する。これにより、参照レーザ40Aお
よび信号レーザ40Bは、同期した参照光と信号光とを
出射できる。
The experimental system includes a laser light source 40, optical fibers 41, 42 and 96, an optical channel selector 43, an optical signal processing beam forming circuit 10, an optical heterodyne detection circuit 97, an array antenna 98, a spectrum And an analyzer 100. The laser light source 40 is a reference laser 4
0A, the signal laser 40B, and the PLL (PhaseLo).
ced Loop) circuit 40C. The reference laser 40A emits a laser beam having a frequency fr. The signal laser light 40B emits a laser light having a frequency f1. The PLL circuit 40C generates a synchronization signal having a predetermined frequency, and outputs the synchronization signal to the reference laser 40A and the signal laser 40B. Thus, the reference laser 40A and the signal laser 40B can emit synchronized reference light and signal light.

【0054】参照レーザ40Aは、光ファイバ41によ
って光導波路アレー1のコアNo.5に接続されてい
る。信号レーザ40Bは、光ファイバ42によって光学
チャネル選択器43に接続されている。光ファイバ4
1,42はレーザ光の偏向面を保存する偏波面保存ファ
イバから成る。光学チャネル選択器43は、光導波路ア
レー1のコアNo.1〜No.4,No.6〜No.1
3の中のコアNo.3に信号レーザ40Bから出射され
たレーザ光が入射するようにチャネリングされている。
The reference laser 40 A is provided with an optical fiber 41 and a core No. of the optical waveguide array 1. 5 is connected. The signal laser 40B is connected to an optical channel selector 43 by an optical fiber. Optical fiber 4
Numerals 1 and 42 are polarization plane preserving fibers for preserving the deflection plane of the laser beam. The optical channel selector 43 outputs the core No. of the optical waveguide array 1. 1 to No. 4, No. 6-No. 1
3 core No. 3 3 is channeled so that the laser light emitted from the signal laser 40B is incident on it.

【0055】光導波路アレー2の複数のコアは複数の光
ファイバ96に接続されている。そして、複数の光ファ
イバ96は、各々シングルモードの光ファイバから成
り、複数のヘテロダイン検波素子を含む光ヘテロダイン
検波回路97を介してアレーアンテナ98の複数のアン
テナ素子に接続されている。アレーアンテナ98の複数
のアンテナ素子は、正方形であり、光導波路アレー2の
レーザ光の入射面における複数のコアの配列と相似な配
列であり、具体的には3つのアンテナ素子が正三角形の
頂点に位置するような配列になっている。そして、複数
のアンテナ素子の水平方向の間隔は0.75λであり、
垂直方向の間隔は0.75*(3)1/2λである。な
お、λはマイクロ波の波長である。また、光導波路アレ
ー1の出射面における複数の出射口の配列形状は、参照
光および信号光が出射される複数の出射点の配列形状と
相似である。
A plurality of cores of the optical waveguide array 2 are connected to a plurality of optical fibers 96. The plurality of optical fibers 96 are each composed of a single mode optical fiber, and are connected to a plurality of antenna elements of an array antenna 98 via an optical heterodyne detection circuit 97 including a plurality of heterodyne detection elements. The plurality of antenna elements of the array antenna 98 are square and have an arrangement similar to the arrangement of the plurality of cores on the laser light incident surface of the optical waveguide array 2. The array is located at The horizontal interval between the plurality of antenna elements is 0.75λ,
The vertical spacing is 0.75 * (3) 1/2 λ. Here, λ is the wavelength of the microwave. The arrangement shape of the plurality of emission ports on the emission surface of the optical waveguide array 1 is similar to the arrangement shape of the plurality of emission points from which the reference light and the signal light are emitted.

【0056】スペクトルアナライザー100は、受信部
99によってアレーアンテナ98から出射されたマイク
ロ波を受信し、その受信したマイクロ波を分析する。
The spectrum analyzer 100 receives the microwave emitted from the array antenna 98 by the receiving unit 99 and analyzes the received microwave.

【0057】参照レーザ40Aから出射した参照光は、
光ファイバ41を介して光導波路アレー1のコアNo.
5に入射する。また、信号レーザ40Bから出射された
信号光は、光ファイバ42を介して光学チャネル選択器
43に入射し、光学チャネル選択器43によって光導波
路アレー1のコアNo.3に入射される。参照光は光導
波路アレー1のコアNo.5を伝搬し、信号光はコアN
o.3を伝搬してレンズ3の前側焦点面91に接した出
射面からレンズ3へ出射される。レンズ3は、参照光と
信号光とをフーリエ変換し、前側焦点面91における参
照光の出射位置を基準にした信号光の出射位置に応じて
波面が傾いたレーザ光を後側焦点面95に照射する。光
導波路アレー2は、複数のコアによって後側焦点面95
に照射されたレーザ光をサンプリングし、そのサンプリ
ングしたレーザ光を複数の光ファイバ96へ出射する。
The reference light emitted from the reference laser 40A is
The core No. of the optical waveguide array 1 is transmitted through the optical fiber 41.
5 is incident. The signal light emitted from the signal laser 40B enters the optical channel selector 43 via the optical fiber 42, and the optical channel selector 43 causes the core No. of the optical waveguide array 1 to emit light. 3 is incident. The reference light is the core No. of the optical waveguide array 1. 5 and the signal light is transmitted through the core N
o. The light 3 is transmitted to the lens 3 from the light exit surface in contact with the front focal plane 91 of the lens 3. The lens 3 Fourier-transforms the reference light and the signal light, and outputs the laser light whose wavefront is inclined in accordance with the emission position of the signal light with respect to the emission position of the reference light on the front focal plane 91 to the rear focal plane 95. Irradiate. The optical waveguide array 2 has a rear focal plane 95 formed by a plurality of cores.
Is sampled, and the sampled laser light is emitted to a plurality of optical fibers 96.

【0058】光ヘテロダイン検波回路97は、複数のヘ
テロダイン検波素子によって複数の光ファイバ96から
入射されたレーザ光をヘテロダイン検波し、信号光の周
波数f1と参照光の周波数frとの周波数差f1−fr
を有するマイクロ波を生成してアレーアンテナ98の複
数のアンテナ素子へ供給する。そして、アレーアンテナ
98は、一定の方向に指向されたマイクロ波を出射す
る。スペクトルアナライザー100は、受信部99によ
ってアレーアンテナ98から出射されたマイクロ波を受
信し、その受信したマイクロ波を分析する。
The optical heterodyne detection circuit 97 heterodyne-detects the laser light incident from the plurality of optical fibers 96 by the plurality of heterodyne detection elements, and obtains a frequency difference f1-fr between the frequency f1 of the signal light and the frequency fr of the reference light.
Is generated and supplied to the plurality of antenna elements of the array antenna 98. Then, the array antenna 98 emits the microwave directed in a certain direction. The spectrum analyzer 100 receives the microwaves emitted from the array antenna 98 by the receiving unit 99 and analyzes the received microwaves.

【0059】図11に示す光学系においては、アレーア
ンテナ98のアンテナ素子は正三角形に配列された3列
の7素子であり、光導波路アレー2の入射面におけるコ
アも7個のアンテナ素子と相似の正三角形に配列されて
いる。また、レンズ3の後側焦点面95におけるレーザ
光のスポットサイズをω1とすると、 ω1/2=λoptf/(πω0/2)・・・・・・・(3) となる。但し、ω0は前側焦点面91におけるレーザ光
のスポットサイズである。
In the optical system shown in FIG. 11, the antenna elements of the array antenna 98 are seven elements in three rows arranged in a regular triangle, and the core on the incident surface of the optical waveguide array 2 is similar to the seven antenna elements. Are arranged in an equilateral triangle. Also, if the spot size of the laser beam and omega 1 in the back focal plane 95 of lens 3, the ω 1/2 = λ opt f / (πω 0/2) ······· (3). Here, ω 0 is the spot size of the laser beam on the front focal plane 91.

【0060】従って、後側焦点面95に照射されたレー
ザ光が光導波路アレー2の7本のコア(導波路)によっ
てサンプリングされるためには、スポットサイズω1
φ38.2μm以上になるように(3)式を用いてレン
ズ3の焦点距離fを決定する必要がある。そこで、スポ
ットサイズω1がφ38.2μm以上になるには、λo pt
=1319nm、コアのスポットサイズ7.5×8.2
μmを用いて(3)式からf>0.19mmでなければ
ならない。上述したようにレンズ3は1.34mmの焦
点距離fを有するので、このときのスポットサイズω1
は275μmになる。その結果、レンズ3の後側焦点面
95に照射されたレーザ光は、光導波路アレー2の7本
のコアによってサンプリングされる。
[0060] Therefore, in order to rear laser beam irradiated in the focal plane 95 is sampled by the seven core of the optical waveguide array 2 (waveguide) is such that the spot size omega 1 is more φ38.2μm In addition, it is necessary to determine the focal length f of the lens 3 using the equation (3). Therefore, the spot size ω 1 is equal to or greater than the φ38.2μm, λ o pt
= 1319 nm, core spot size 7.5 x 8.2
f> 0.19 mm from equation (3) using μm. As described above, since the lens 3 has the focal length f of 1.34 mm, the spot size ω 1 at this time is set.
Becomes 275 μm. As a result, the laser light applied to the rear focal plane 95 of the lens 3 is sampled by the seven cores of the optical waveguide array 2.

【0061】次に、図11に示す光学系における光導波
路アレー1,2の各コア(導波路)の挿入損失および隣
接導波路間のクロストークについて説明する。図12
は、光導波路アレー1,2のコアに光ファイバを接続
し、コアへレーザ光を入射したときの光ファイバからの
出力光の損失の測定結果を示す。図12の(a)は、光
導波路アレー1に偏波面保存ファイバを接続したときの
測定結果であり、図12の(b)は、光導波路アレー2
にシングルモードの光ファイバを接続したときの測定結
果である。図12の(a)、(b)において、縦軸は、
挿入損失を示し、横軸はコアの番号および光ファイバの
番号である。挿入損失は、レーザ光を入射したコアに接
続した光ファイバからの出力光の損失に基づいて測定さ
れ、出力光の損失が小さい方が挿入損失が小さいことを
意味する。また、クロストークは、レーザ光を入射した
コアと異なるコアに接続した光ファイバからの出力光の
損失を検出することによって測定され、出力光の損失が
大きいほど、クロストークが小さいことを意味する。
Next, the insertion loss of each core (waveguide) of the optical waveguide arrays 1 and 2 and the crosstalk between adjacent waveguides in the optical system shown in FIG. 11 will be described. FIG.
Shows the measurement results of the loss of the output light from the optical fibers when the optical fibers are connected to the cores of the optical waveguide arrays 1 and 2 and the laser light enters the cores. FIG. 12A shows a measurement result when a polarization maintaining fiber is connected to the optical waveguide array 1, and FIG. 12B shows an optical waveguide array 2.
Is a measurement result when a single-mode optical fiber is connected to the optical fiber. 12A and 12B, the vertical axis represents
The insertion loss is shown, and the horizontal axis is the number of the core and the number of the optical fiber. The insertion loss is measured based on the loss of the output light from the optical fiber connected to the core on which the laser light is incident, and the smaller the loss of the output light, the smaller the insertion loss. Crosstalk is also measured by detecting the loss of output light from an optical fiber connected to a core different from the core on which the laser light is incident, and the larger the loss of output light, the smaller the crosstalk. .

【0062】図12の結果から、No.10のコアにお
いては、挿入損失5.35dBとなったが、それ以外の
コアにおいては2dB前後であった。また、クロストー
クについては、全てのコアについて概ね30dB以上で
あった。従って、図11に示す光学系の光導波路アレー
1,2におけるレーザ光の挿入損失およびクロストーク
は小さいことが確認された。なお、挿入損失には、コア
の伝搬損失、コアと光ファイバとの間の接続損失も含ま
れている。
From the results shown in FIG. In the core of No. 10, the insertion loss was 5.35 dB, but in other cores, it was around 2 dB. The crosstalk was about 30 dB or more for all the cores. Therefore, it was confirmed that the insertion loss of laser light and the crosstalk in the optical waveguide arrays 1 and 2 of the optical system shown in FIG. 11 were small. The insertion loss includes the propagation loss of the core and the connection loss between the core and the optical fiber.

【0063】図11に示す光学系における結合効率、つ
まり、光導波路アレー1から出射したレーザ光と、光導
波路アレー2との結合効率について説明する。レンズ3
の後側焦点面95におけるレーザ光のスポットサイズを
ω1、光導波路アレー2のコアのスポットサイズをω2
し、いずれも、レーザ光がガウシアン分布を有する場
合、結合効率ηは、 η=(4/(ω1/ω22/ω12)exp(−2(x2+y2)/(ω1 22 2 )−2π2θ2ω1 2ω2 2/(λ2(ω1 22 2)))・・・・・(4) となる。但し、x,yは光導波路アレー2の光軸からの
水平、垂直方向の距離であり、θは光導波路アレー2へ
の光線の入射角である。ここで、レンズ3の焦点距離f
=1.34mm、スポットサイズω1=140μm、ω2
=8.2μmとすると、(4)式からいずれの素子間で
も結合効率ηは、η=−24.5dBとなる。
The coupling efficiency in the optical system shown in FIG. 11, that is, the coupling efficiency between the laser light emitted from the optical waveguide array 1 and the optical waveguide array 2 will be described. Lens 3
When the spot size of the laser beam on the rear focal plane 95 is ω 1 and the spot size of the core of the optical waveguide array 2 is ω 2 , when the laser beam has a Gaussian distribution, the coupling efficiency η becomes η = ( 4 / (ω 1 / ω 2 + ω 2 / ω 1) 2) exp (-2 (x 2 + y 2) / (ω 1 2 + ω 2 2) -2π 2 θ 2 ω 1 2 ω 2 2 / (Λ 21 2 + ω 2 2 ))) (4) Here, x and y are horizontal and vertical distances from the optical axis of the optical waveguide array 2, and θ is an incident angle of a light beam to the optical waveguide array 2. Here, the focal length f of the lens 3
= 1.34 mm, spot size ω 1 = 140 μm, ω 2
= 8.2 μm, the coupling efficiency η between any of the elements is η = −24.5 dB from equation (4).

【0064】図13は、光導波路アレー1からの出射光
と、光導波路アレー2との結合効率ηを測定した測定結
果を示す。図13の(a)は、光導波路アレー2の入射
面における光軸から垂直方向へのずれ量Elevati
onが13μmの場合を示し、図13の(b)は、光導
波路アレー2の入射面における光軸から垂直方向へのず
れ量Elevationが0μmの場合を示し、図13
の(c)は、光導波路アレー2の入射面における光軸か
ら垂直方向へのずれ量Elevationが−13μm
の場合を示す。図13の(a)、(b)、(c)におい
て、縦軸は結合効率ηであり、横軸は光導波路アレー2
の入射面における光軸から水平方向へのずれ量Azim
uthである。なお、図13の(a)、(b)、(c)
に示す測定値は図12に示す測定値を用いて光導波路ア
レー2の各コアの挿入損失を校正している。
FIG. 13 shows a measurement result obtained by measuring the coupling efficiency η between the light emitted from the optical waveguide array 1 and the optical waveguide array 2. FIG. 13A shows the amount of deviation Elevati in the vertical direction from the optical axis on the incident surface of the optical waveguide array 2.
FIG. 13B shows a case where the shift amount Elevation in the vertical direction from the optical axis on the incident surface of the optical waveguide array 2 is 0 μm, and FIG.
(C) shows that the amount of deviation Elevation in the vertical direction from the optical axis on the incident surface of the optical waveguide array 2 is −13 μm.
The case of is shown. 13A, 13B, and 13C, the vertical axis represents the coupling efficiency η, and the horizontal axis represents the optical waveguide array 2.
Azim in the horizontal direction from the optical axis at the entrance surface of
uth. 13 (a), (b), (c) of FIG.
The measurement values shown in FIG. 12 are used to calibrate the insertion loss of each core of the optical waveguide array 2 using the measurement values shown in FIG.

【0065】図13の結果から、結合効率ηの平均値は
−25.0dB(標準偏差1.4dB)であり、理論通
りの結合効率が得られた。
From the results shown in FIG. 13, the average value of the coupling efficiency η was −25.0 dB (standard deviation 1.4 dB), and the coupling efficiency as theoretical was obtained.

【0066】図14は、図11に示す光学系において光
導波路アレー2に入射するレーザ光の位相特性を測定し
た結果を示す。レーザ光の位相特性の測定においては、
光学チャネル選択器43によって信号光を光導波路アレ
ー1のコアNo.2,No.3,No.6,No.7,
No.8,No.11,No.12に順次入射させて行
ない、信号光をコアNo.7に入射させたとき、光導波
路アレー2の全てのコア(導波路)の出力が同じ位相に
なるように校正した。また、光導波路アレー2のコアN
o.5の出力を基準にして、他のコアからの出力の相対
位相をネットワークアナライザ(HP8510)によっ
て測定した。
FIG. 14 shows the result of measuring the phase characteristics of the laser beam incident on the optical waveguide array 2 in the optical system shown in FIG. In measuring the phase characteristics of laser light,
The optical channel selector 43 transfers the signal light to the core No. of the optical waveguide array 1. 2, No. 3, No. 6, No. 7,
No. 8, No. 11, No. 12 and the signal light is applied to the core no. 7 was calibrated so that the outputs of all the cores (waveguides) of the optical waveguide array 2 had the same phase. The core N of the optical waveguide array 2
o. With reference to the output of No. 5, the relative phase of the output from the other core was measured by a network analyzer (HP8510).

【0067】図14の各図は、信号光を接続したコアに
対応し、黒丸は各コアの出力である。また、各図におい
て縦軸は相対位相を示し、横軸は光導波路アレー2の入
射面における光軸からの水平方向および垂直方向へのず
れ量を示す。更に、図中の平面は理論値である。信号光
を入射させる光導波路アレー1のコアをコアNo.2,
No.3,No.6,・・・と変化させることにより、
光導波路アレー2の各コアから出力されるレーザ光の位
相が変化し、実測値と理論値とが良い一致を示す。
Each diagram in FIG. 14 corresponds to a core to which signal light is connected, and black circles indicate outputs of each core. In each figure, the ordinate indicates the relative phase, and the abscissa indicates the amount of deviation in the horizontal and vertical directions from the optical axis on the incident surface of the optical waveguide array 2. Further, the plane in the figure is a theoretical value. The core of the optical waveguide array 1 into which the signal light is incident is designated as a core No. 2,
No. 3, No. By changing to 6, ...
The phase of the laser light output from each core of the optical waveguide array 2 changes, and the measured value and the theoretical value show good agreement.

【0068】図15は、アレーアンテナ98から出射さ
れたマイクロ波の指向性を測定した結果を示す。図中の
No.2,No.3,No.6,・・・等は、光導波路
アレー1のコアNo.2,No.3,No.6,・・・
に信号光を入射させたときにアレーアンテナ98から出
射されたマイクロ波を測定した結果であることを示す。
図15の各図において、横軸は正面方向に対するAzi
muth角であり、縦軸はElevation角であ
る。また、各図の濃淡はビーム強度を示し、白い部分が
メインビームの方向である。さらに、「×」印は、メイ
ンビームの方向の計算値である。信号光を入射させる光
導波路アレー1のコアをコアNo.2,No.3,N
o.6,・・・と変化させることにより、メインビーム
の方向が大きく変化しており、アレーアンテナ98から
出射されるマイクロ波の方向が変化していることが確認
された。また、メインビームの方向の実測値と計算値と
が良く一致していることも確認された。
FIG. 15 shows the result of measuring the directivity of the microwave emitted from the array antenna 98. No. in the figure. 2, No. 3, No. , Etc. are the core numbers of the optical waveguide array 1. 2, No. 3, No. 6, ...
5 shows the result of measuring the microwave emitted from the array antenna 98 when the signal light is made incident on the antenna.
In each figure of FIG. 15, the horizontal axis is Azi with respect to the front direction.
The angle is a mut angle, and the vertical axis is an elevation angle. The shading in each drawing indicates the beam intensity, and the white portion is the direction of the main beam. Further, “x” marks are calculated values in the direction of the main beam. The core of the optical waveguide array 1 into which the signal light is incident is designated as a core No. 2, No. 3, N
o. By changing to 6,..., It was confirmed that the direction of the main beam changed greatly, and the direction of the microwave emitted from the array antenna 98 changed. It was also confirmed that the measured value in the direction of the main beam and the calculated value were in good agreement.

【0069】このように、光信号処理ビーム形成回路1
0は、複数の導波路を積層した光導波路アレー1,2
と、レンズ3とから成り、周波数の異なる信号光と参照
光とをフーリエ変換して複数の導波路に入射するので、
コンパクトな装置でマイクロ波の指向性を2次元的に変
化させることができる。
As described above, the optical signal processing beam forming circuit 1
Reference numeral 0 denotes an optical waveguide array in which a plurality of waveguides are stacked,
And the lens 3, and the signal light and the reference light having different frequencies are Fourier-transformed and incident on a plurality of waveguides.
Microwave directivity can be changed two-dimensionally with a compact device.

【0070】上記においては、2次元的に指向性が変化
するマイクロ波を出射するために、図1に示す光信号処
理ビーム形成回路10を用いることについて説明した
が、光信号処理ビーム形成回路10は、指向性の異なる
マイクロ波を受信する場合にも用いることができる。
In the above description, the use of the optical signal processing beam forming circuit 10 shown in FIG. 1 to emit a microwave whose directivity changes two-dimensionally has been described. Can also be used when receiving microwaves having different directivities.

【0071】図16は、指向性の異なるマイクロ波を受
信し、その受信した受信信号を処理する系に光信号処理
ビーム形成回路10を用いた場合の構成図を示す。レー
ザ光源40、光ファイバ41,42,96、光学チャネ
ル選択器43、光信号処理ビーム形成回路10、光ヘテ
ロダイン検波回路97、アレーアンテナ98についての
説明は上述したとおりであり、これらの配置は図11の
配置と同じである。ミキサ101〜107は、光ヘテロ
ダイン検波回路97とアレーアンテナ98との間に配置
される。図16においては、レーザ光源40は、信号レ
ーザ40Dをさらに含む。信号レーザ40Dは、PLL
回路40Cからの同期信号によって、参照レーザ40A
および信号レーザ40Bから出射されるレーザ光と同期
してレーザ光を出射する。この場合、参照レーザ40
A、および信号レーザ40B,40Dは、相互に周波数
が異なるレーザ光を出射する。信号レーザ40Dから出
射されたレーザ光は、光ファイバ44を介して光学チャ
ネル選択器43に入射される。光学チャネル選択器43
は、光ファイバ44からのレーザ光をコアNo.6に入
射する。従って、光導波路アレー1は、1つの参照光と
2つの信号光とをレンズ3へ出射する。
FIG. 16 is a block diagram showing a case where an optical signal processing beam forming circuit 10 is used in a system for receiving microwaves having different directivities and processing the received signals. The description of the laser light source 40, the optical fibers 41, 42, and 96, the optical channel selector 43, the optical signal processing beam forming circuit 10, the optical heterodyne detection circuit 97, and the array antenna 98 is as described above. 11 is the same as the arrangement. Mixers 101 to 107 are arranged between optical heterodyne detection circuit 97 and array antenna 98. In FIG. 16, the laser light source 40 further includes a signal laser 40D. The signal laser 40D is a PLL
The reference laser 40A is output by the synchronization signal from the circuit 40C.
The laser beam is emitted in synchronization with the laser beam emitted from the signal laser 40B. In this case, the reference laser 40
A and the signal lasers 40B and 40D emit laser lights having mutually different frequencies. The laser light emitted from the signal laser 40D enters the optical channel selector 43 via the optical fiber 44. Optical channel selector 43
Converts the laser light from the optical fiber 44 into the core No. 6 is incident. Therefore, the optical waveguide array 1 emits one reference light and two signal lights to the lens 3.

【0072】そして、レンズ3は、前側焦点面91から
1つの参照光と2つの信号光とを入射し、その入射した
1つの参照光と2つの信号光とをフーリエ変換して後側
焦点面95に所定のスポットサイズで集光照射する。光
導波路アレー2は、レンズ3の後側焦点面95に照射さ
れたレーザ光を複数の導波路によってサンプリングし、
光ファイバ96を介して光ヘテロダイン検波回路97へ
サンプリングしたレーザ光を導く。光ヘテロダイン検波
回路97は、複数のヘテロダイン検波素子によって入射
したレーザ光をヘテロダイン検波してマイクロ波を生成
し、その生成したマイクロ波をミキサ101〜107へ
給電する。この場合、参照光の周波数をfr、信号光の
周波数をf1,f2とすると、光ヘテロダイン検波回路
97は、周波数f1−frのマイクロ波M1と周波数f
2−frのマイクロ波M2とをミキサ101〜107へ
給電する。そして、マイクロ波M1とマイクロ波M2と
は、相互に異なる位相を有する。
The lens 3 receives one reference light and two signal lights from the front focal plane 91 and performs a Fourier transform on the incident one reference light and two signal lights to perform a rear focal plane. 95 is condensed and irradiated with a predetermined spot size. The optical waveguide array 2 samples the laser light applied to the rear focal plane 95 of the lens 3 using a plurality of waveguides,
The sampled laser light is guided to an optical heterodyne detection circuit 97 via an optical fiber 96. The optical heterodyne detection circuit 97 heterogeneously detects the laser light incident by the plurality of heterodyne detection elements to generate a microwave, and supplies the generated microwave to the mixers 101 to 107. In this case, assuming that the frequency of the reference light is fr and the frequencies of the signal light are f1 and f2, the optical heterodyne detection circuit 97 generates the microwave M1 having the frequency f1-fr and the frequency f1
A 2-fr microwave M2 is supplied to the mixers 101 to 107. The microwaves M1 and M2 have mutually different phases.

【0073】アレーアンテナ98は、マイクロ波15
0,151を受信し、アレーアンテナ98の複数のアン
テナ素子は、マイクロ波150の位相を有する受信信号
RS1とマイクロ波151の位相を有する受信信号RS
2とを対応するミキサ101〜107へ送信する。そし
て、ミキサ101〜107は、アレーアンテナ98の複
数のアンテナ素子からの受信信号RS1,RS2と光ヘ
テロダイン検波回路97からの複数のマイクロ波M1,
M2とを混合し、受信信号とマイクロ波との中間周波数
の信号を合成器108へ出力する。マイクロ波150,
151の周波数をfrfとすると、ミキサ101〜10
7は、中間周波数frf−(f1−fr),frf−
(f2−fr)の2つの信号を合成器108へ出力す
る。この場合、図17に示すようにミキサ101〜10
7は、位相の異なる2つの受信信号RS1,RS2をア
レーアンテナ98の複数のアンテナ素子から受け、位相
の異なる2つのマイクロ波M1,M2を光ヘテロダイン
検波回路97から受ける。受信信号RS1は、マイクロ
波M1と同じ位相を有する。受信信号RS2は、マイク
ロ波M2の位相を反転すると同位相になる位相を有す
る。そして、ミキサ101〜107は、受信信号Rs1
をマイクロ波M1と混合し、受信信号RS2をマイクロ
波M2と混合する。
The array antenna 98 is connected to the microwave 15
0, 151, and the plurality of antenna elements of the array antenna 98 receive the received signal RS1 having the phase of the microwave 150 and the receiving signal RS1 having the phase of the microwave 151.
Is transmitted to the corresponding mixers 101-107. Mixers 101 to 107 receive signals RS1 and RS2 from a plurality of antenna elements of array antenna 98 and a plurality of microwaves M1 and R2 from optical heterodyne detection circuit 97, respectively.
M2, and outputs a signal of an intermediate frequency between the received signal and the microwave to the synthesizer 108. Microwave 150,
If the frequency of 151 is frf, the mixers 101 to 101
7 is the intermediate frequency frf- (f1-fr), frf-
The two signals (f2-fr) are output to the synthesizer 108. In this case, as shown in FIG.
7 receives two reception signals RS1 and RS2 having different phases from a plurality of antenna elements of the array antenna 98, and receives two microwaves M1 and M2 having different phases from the optical heterodyne detection circuit 97. Received signal RS1 has the same phase as microwave M1. The reception signal RS2 has a phase that becomes the same when the phase of the microwave M2 is inverted. Then, the mixers 101 to 107 receive the reception signal Rs1.
Is mixed with the microwave M1, and the received signal RS2 is mixed with the microwave M2.

【0074】そして、合成器108は、中間周波数fr
f−(f1−fr),frf−(f2−fr)を有する
2つの信号を合成して受信信号RSを出力する。
Then, the synthesizer 108 outputs the intermediate frequency fr
The two signals having f- (f1-fr) and frf- (f2-fr) are combined to output a received signal RS.

【0075】このように、マイクロ波M1,M2をミキ
サ101〜107に給電することによって異なる位相を
有する2つのマイクロ波を受信することができる。
As described above, by supplying the microwaves M1 and M2 to the mixers 101 to 107, two microwaves having different phases can be received.

【0076】図16および図17においては、受信する
2つのマイクロ波の位相に対応する位相を有する2つの
マイクロ波をミキサに給電することによって、指向性の
異なる(位相が異なる)2つのマイクロ波を受信する場
合について説明したが、本発明は、これに限らず、一般
に、指向性の異なるn個のマイクロ波を受信することが
可能であり、その場合、1つの参照光と、周波数が相互
に異なるn個の信号光とがレーザ光源40から出射され
る。そして、光信号処理ビーム形成回路10は、1つの
参照光とn個の信号光とをフーリエ変換し、そのフーリ
エ変換した1つの参照光とn個の信号光とを複数の導波
路によってサンプリングして光ヘテロダイン検波回路9
7へ出射する。光ヘテロダイン検波回路97は、参照光
との周波数と各信号光の周波数との周波数差を有するn
個のマイクロ波を生成してミキサ101〜107へ給電
する。一方、アレーアンテナ98は、相互に異なる位相
を有するn個のマイクロ波を受信し、複数のアンテナ素
子から異なる位相を有するn個の受信信号をミキサ10
1〜107へ送信する。ミキサ101〜107は、n個
の受信信号を対応するマイクロ波と混合し、受信信号と
マイクロ波との中間周波数を有するn個の信号を合成器
108へ出力する。合成器108は、中間周波数を有す
るn個の信号を合成して受信信号を出力する。
In FIGS. 16 and 17, two microwaves having different directivities (different phases) are supplied to the mixer by feeding two microwaves having phases corresponding to the phases of the two microwaves to be received. However, the present invention is not limited to this, and it is generally possible to receive n microwaves having different directivities. In this case, one reference light and the frequency Are emitted from the laser light source 40. The optical signal processing beam forming circuit 10 Fourier-transforms one reference light and n signal lights, and samples the Fourier-transformed one reference light and n signal lights by a plurality of waveguides. Optical heterodyne detection circuit 9
Emitted to 7. The optical heterodyne detection circuit 97 has a frequency difference n between the frequency of the reference light and the frequency of each signal light.
The microwaves are generated and supplied to the mixers 101 to 107. On the other hand, the array antenna 98 receives n microwaves having different phases from each other and converts n received signals having different phases from the plurality of antenna elements into the mixer 10.
1 to 107. Mixers 101 to 107 mix the n received signals with the corresponding microwaves and output n signals having an intermediate frequency between the received signals and the microwaves to combiner 108. The combiner 108 combines the n signals having the intermediate frequency and outputs a received signal.

【0077】このように、指向性の異なる複数のマイク
ロ波を受信する場合にも、光信号処理ビーム形成回路1
0を用いることができ、これによってマイクロ波の受信
用アンテナを小型化が可能になる。
As described above, even when a plurality of microwaves having different directivities are received, the optical signal processing beam forming circuit 1
0 can be used, so that the microwave receiving antenna can be reduced in size.

【0078】上記においては、光導波路アレー1,2の
コア112,122,132は重水素化PMMAから成
ると説明したが、これは、波長1.3〜1.5μmのレ
ーザ光の透過率を大きくするためであり、光通信に用い
られるレーザ光の波長が1.3〜1.5μmからずれは
ときは、重水素化PMMAを用いる必要はなく、通常の
PMMAであっても良い。また、本発明においては、P
MMAに限らず、コア112,122,132は、熱架
橋シリコーン、ポリイミド、ゼオネックス、およびアー
トンによって作製されていても良い。また、上記におい
ては、光導波路アレー1,2は、光導波路11,12,
13を3層に積層した構造として説明したが、本発明に
おいては、3層に限らず、光導波路を4層以上に積層し
て光導波路アレーを作製しても良い。その場合、各光導
波路に形成するコアの数は任意に選択可能である。
In the above description, the cores 112, 122 and 132 of the optical waveguide arrays 1 and 2 are made of deuterated PMMA. When the wavelength of the laser beam used for optical communication deviates from 1.3 to 1.5 μm, it is not necessary to use deuterated PMMA, and ordinary PMMA may be used. In the present invention, P
Not limited to MMA, the cores 112, 122, 132 may be made of thermally crosslinked silicone, polyimide, ZEONEX, and ARTON. Further, in the above, the optical waveguide arrays 1 and 2 have the optical waveguides 11 and 12,
In the present invention, the optical waveguide array is not limited to three layers, but may be formed by laminating four or more optical waveguides. In that case, the number of cores formed in each optical waveguide can be arbitrarily selected.

【0079】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

【0080】[0080]

【発明の効果】本発明による光信号処理ビーム形成回路
は、周波数の異なる信号レーザ光と参照レーザ光とをフ
ーリエ変換し、レーザ光の径方向において位相分布を有
するレーザ光を複数の導波路でサンプリングして出射す
るので、複数の導波路から出射された周波数の異なるレ
ーザ光をヘテロダイン検波することによりマイクロ波を
生成でき、生成された複数のマイクロ波を重ね合わせる
ことによって指向性のあるマイクロ波を出射できる。
The optical signal processing beam forming circuit according to the present invention Fourier-transforms signal laser light and reference laser light having different frequencies, and converts the laser light having a phase distribution in the radial direction of the laser light into a plurality of waveguides. Since sampling and emission are performed, microwaves can be generated by heterodyne detection of laser light having different frequencies emitted from a plurality of waveguides, and directional microwaves can be generated by superimposing a plurality of generated microwaves. Can be emitted.

【0081】また、光信号処理ビーム形成回路に用いる
光導波路アレーは、コアの少なくとも一方の端が複数の
層に積層された配列になっているので、参照レーザ光に
対する信号レーザ光の入射位置を変化させることによっ
てマイクロ波の指向性を2次元的に制御可能である。
In the optical waveguide array used in the optical signal processing beam forming circuit, at least one end of the core is arranged in a plurality of layers, so that the incident position of the signal laser light with respect to the reference laser light is determined. The microwave directivity can be controlled two-dimensionally by changing it.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の実施の形態による光信号処理ビーム
形成回路の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of an optical signal processing beam forming circuit according to an embodiment of the present invention.

【図2】 光導波路アレーの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of an optical waveguide array.

【図3】 光導波路アレーの作製方法を示す第1の工程
図である。
FIG. 3 is a first process chart showing a method for manufacturing an optical waveguide array.

【図4】 光導波路アレーの作製方法を示す第2の工程
図である。
FIG. 4 is a second process chart illustrating a method for manufacturing an optical waveguide array.

【図5】 レジストのパターニングに用いるマスクの平
面図である。
FIG. 5 is a plan view of a mask used for patterning a resist.

【図6】 光導波路アレーの一方端におけるコアの配列
図である。
FIG. 6 is an array diagram of cores at one end of an optical waveguide array.

【図7】 光導波路の近視野像である。FIG. 7 is a near-field image of an optical waveguide.

【図8】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路に用い
るレンズの斜視図である。
8 is a perspective view of a lens used in the optical signal processing beam forming circuit shown in FIG.

【図9】 指向性を2次元的に制御したマイクロ波を発
生させる原理を説明するための構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram for explaining the principle of generating a microwave whose directivity is controlled two-dimensionally.

【図10】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路に用
いるレンズの機能を説明するためのレンズの斜視図であ
る。
FIG. 10 is a perspective view of the lens for explaining the function of the lens used in the optical signal processing beam forming circuit shown in FIG. 1;

【図11】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路を用
いて指向性を2次元的に制御したマイクロ波を出射する
実験を行なう光学系を示す構成図である。
11 is a configuration diagram showing an optical system for performing an experiment for emitting a microwave whose directivity is two-dimensionally controlled using the optical signal processing beam forming circuit shown in FIG. 1;

【図12】 光導波路の挿入損失とクロストークの測定
結果である。
FIG. 12 shows measurement results of insertion loss and crosstalk of an optical waveguide.

【図13】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路にお
けるレンズと光導波路アレーとの結合効率の測定結果で
ある。
13 is a measurement result of a coupling efficiency between a lens and an optical waveguide array in the optical signal processing beam forming circuit shown in FIG.

【図14】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路にお
けるレンズ透過後のレーザ光の径方向の位相分布を示す
図である。
FIG. 14 is a diagram showing a radial phase distribution of laser light after transmission through a lens in the optical signal processing beam forming circuit shown in FIG. 1;

【図15】 図11に示すアレーアンテナから出射され
たマイクロ波の指向性の測定結果である。
FIG. 15 shows a measurement result of directivity of microwaves emitted from the array antenna shown in FIG. 11;

【図16】 図1に示す光信号処理ビーム形成回路を用
いて指向性の異なるマイクロ波を受信する場合の光学系
を示す構成図である。
16 is a configuration diagram illustrating an optical system when receiving microwaves having different directivities by using the optical signal processing beam forming circuit illustrated in FIG. 1;

【図17】 図16に示すミキサの機能を説明するため
の図である。
FIG. 17 is a diagram for explaining a function of the mixer shown in FIG. 16;

【図18】 通信衛星による電波の受信概念を説明する
ための図である。
FIG. 18 is a diagram for explaining the concept of radio wave reception by a communication satellite.

【図19】 従来のアレーアンテナの構成図である。FIG. 19 is a configuration diagram of a conventional array antenna.

【図20】 指向性を1次元的に制御したマイクロ波を
発生させる原理を説明するための構成図である。
FIG. 20 is a configuration diagram for explaining a principle of generating a microwave whose directivity is controlled one-dimensionally.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,2 光導波路アレー、3 レンズ、10 光信号処
理ビーム形成回路、11〜13 光導波路、20 基
板、21 エポキシ樹脂層、22 重水素化PMMA、
23,23a レジスト、24 マスク、26 空孔、
30 中心、31,92,93,310,311 点、
32〜34,110,120,130 入射口、40
レーザ光源、40A 参照レーザ、40B,40D 信
号レーザ、40C PLL回路、41,42,44,9
6,341〜344 光ファイバ、43 光学チャネル
選択器、90,300 フーリエ変換レンズ、91,3
01前側焦点面、95,302 後側焦点面、97 光
ヘテロダイン検波回路、98,330 アレーアンテ
ナ、99 受信部、100 スペクトルアナライザ、1
08,202,203 合成器、101〜107 ミキ
サ、111,121,131 出射口、112,12
2,132 コア、113,123,133 クラッ
ド、150,151,350,351 マイクロ波、2
00 通信衛星、201 アンテナ、210 地球、2
20 マイクロ波、321〜324 ヘテロダイン検波
素子、331〜334,2011〜201m アンテナ
素子、2021〜202m,2031〜203m 移相
器。
1, 2 optical waveguide array, 3 lens, 10 optical signal processing beam forming circuit, 11 to 13 optical waveguide, 20 substrate, 21 epoxy resin layer, 22 deuterated PMMA,
23, 23a resist, 24 mask, 26 holes,
30 centers, 31, 92, 93, 310, 311 points,
32-34,110,120,130 entrance, 40
Laser light source, 40A reference laser, 40B, 40D signal laser, 40C PLL circuit, 41, 42, 44, 9
6,341-344 Optical fiber, 43 Optical channel selector, 90,300 Fourier transform lens, 91,3
01 front focal plane, 95, 302 rear focal plane, 97 optical heterodyne detection circuit, 98, 330 array antenna, 99 receiver, 100 spectrum analyzer, 1
08, 202, 203 Combiners, 101 to 107 mixers, 111, 121, 131 Outlets, 112, 12
2,132 cores, 113,123,133 cladding, 150,151,350,351
00 communication satellite, 201 antenna, 210 earth, 2
20 microwave, 321-324 heterodyne detector, 331-334, 2011-201m antenna element, 2021-202m, 2031-203m phase shifter.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋山 智浩 京都府相楽郡精華町光台二丁目2番地2 株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信 研究所内 (72)発明者 稲垣 惠三 京都府相楽郡精華町光台二丁目2番地2 株式会社エイ・ティ・アール環境適応通信 研究所内 (72)発明者 疋田 真 東京都新宿区西新宿二丁目1番1号 エ ヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株 式会社内 Fターム(参考) 2H047 KA04 KA12 KB09 MA03 MA07 QA05 QA07 TA00 2K002 AA07 AB19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomohiro Akiyama 2-1-2 Koikodai, Seika-cho, Soraku-gun, Kyoto Prefecture Within AT-R Environmentally Adaptive Communication Laboratory (72) Inventor Keizo Inagaki Kyoto Soraku 2nd-2nd, Kodai, Seika-cho, ATR Research Institute for Environmentally Adaptive Communications, ATR Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Hikita 2-1-1 Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo NTT Advanced Technology F-term within the company (reference) 2H047 KA04 KA12 KB09 MA03 MA07 QA05 QA07 TA00 2K002 AA07 AB19

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の周波数を有するレーザ光から成る
信号光と前記第1の周波数と異なる第2の周波数を有す
るレーザ光から成る参照光とに基づいて複数のビーム光
を形成する光信号処理ビーム形成回路であって、 複数の入射口のうちの第1の入射口から前記参照光を入
射し、前記第1の入射口と異なる第2の入射口から前記
信号光を入射して前記信号光および前記参照光を出射す
る第1の光導波路アレーと、 第1および第2の焦点面を有し、前記第1の焦点面から
入射された信号光および参照光をフーリエ変換し、その
変換した信号光および参照光を所定のスポット径に集光
して前記第2の焦点面に照射するレンズと、 前記第2の焦点面に照射された前記信号光および前記参
照光を複数の入射口から入射し、前記複数のビーム光を
複数の出射口から出射する第2の光導波路アレーとを備
え、 前記第1および第2の光導波路アレーは、 前記複数の入射口を有する入射面と、 前記入射面に対向して設けられ、かつ、前記複数の入射
口に対応する複数の出射口を有する出射面と、 前記入射口から入射されたレーザ光を前記出射口へ導く
複数の光導波路とを含み、 前記第1の光導波路アレーの複数の出射口および前記第
2の光導波路アレーの複数の入射口は、複数の層状に配
置されている、光信号処理ビーム形成回路。
An optical signal forming a plurality of light beams based on a signal light composed of a laser light having a first frequency and a reference light composed of a laser light having a second frequency different from the first frequency. A processing beam forming circuit, wherein the reference light is incident from a first entrance of a plurality of entrances, and the signal light is incident from a second entrance different from the first entrance. A first optical waveguide array that emits signal light and the reference light, and first and second focal planes, and Fourier transforms the signal light and the reference light incident from the first focal plane, A lens that focuses the converted signal light and reference light to a predetermined spot diameter and irradiates the second focal plane with the signal light and the reference light that irradiates the second focal plane with a plurality of incident lights Incident from the mouth, and the plurality of light beams A second optical waveguide array that emits from an exit port, wherein the first and second optical waveguide arrays are provided so as to face the entrance surface having the plurality of entrance ports, and the entrance surface, and An output surface having a plurality of output ports corresponding to the plurality of input ports, and a plurality of optical waveguides for guiding laser light incident from the input ports to the output port, wherein a plurality of the first optical waveguide arrays are provided. And a plurality of entrances of the second optical waveguide array are arranged in a plurality of layers.
【請求項2】 前記第2の光導波路アレーは、指向性の
あるマイクロ波を出射するアレーアンテナの複数の素子
に所定の位相を有する複数のマイクロ波を給電する複数
の光ヘテロダイン検波素子に前記複数のビーム光を出射
する、請求項1に記載の光信号処理ビーム形成回路。
2. The optical waveguide array according to claim 1, wherein the second optical waveguide array includes a plurality of optical heterodyne detecting elements for feeding a plurality of microwaves having a predetermined phase to a plurality of elements of an array antenna that emits microwaves having directivity. 2. The optical signal processing beam forming circuit according to claim 1, which emits a plurality of light beams.
【請求項3】 前記第2の光導波路アレーは、指向性の
あるマイクロ波を受信するアレーアンテナの複数の素子
に対応して接続された複数の混合器に所定の位相を有す
る複数のマイクロ波を給電する複数の光ヘテロダイン検
波素子に前記複数のビーム光を出射する、請求項1に記
載の光信号処理ビーム形成回路。
3. A plurality of microwaves having a predetermined phase in a plurality of mixers connected corresponding to a plurality of elements of an array antenna for receiving directional microwaves, said second optical waveguide array comprising: 2. The optical signal processing beam forming circuit according to claim 1, wherein the plurality of light beams are emitted to a plurality of optical heterodyne detection elements that supply power.
【請求項4】 前記第2の光導波路アレーの前記複数の
入射口の配置形状は、前記アレーアンテナの前記複数の
素子の配置形状と相似である、請求項2または請求項3
に記載の光信号処理ビーム形成回路。
4. The arrangement of the plurality of entrances of the second optical waveguide array is similar to the arrangement of the plurality of elements of the array antenna.
3. An optical signal processing beam forming circuit according to claim 1.
【請求項5】 前記第1の光導波路アレーの前記複数の
出射口の配置形状は、前記信号光を生成する光源と前記
参照光を生成する光源との配置形状に相似である、請求
項2から請求項4のいずれか1項に記載の光信号処理ビ
ーム形成回路。
5. The arrangement of the plurality of exit ports of the first optical waveguide array is similar to the arrangement of a light source for generating the signal light and a light source for generating the reference light. The optical signal processing beam forming circuit according to any one of claims 1 to 4.
【請求項6】 前記第2の光導波路アレーの前記複数の
入射口が設けられた領域は、前記所定のスポット径より
も小さい、請求項2から請求項5のいずれか1項に記載
の光信号処理ビーム形成回路。
6. The light according to claim 2, wherein a region of the second optical waveguide array provided with the plurality of entrances is smaller than the predetermined spot diameter. Signal processing beam forming circuit.
【請求項7】 前記第2の光導波路アレーの複数の光導
波路は、前記入射面から前記出射面に向かう方向に拡が
るように設けられている、請求項2から請求項6のいず
れか1項に記載の光信号処理ビーム形成回路。
7. The optical waveguide according to claim 2, wherein the plurality of optical waveguides of the second optical waveguide array are provided so as to expand in a direction from the incident surface to the emission surface. 3. An optical signal processing beam forming circuit according to claim 1.
【請求項8】 前記第1の光導波路アレーの複数の光導
波路は、前記入射面から前記出射面に向かう方向に収束
するように設けられている、請求項2から請求項7のい
ずれか1項に記載の光信号処理ビーム形成回路。
8. The optical waveguide according to claim 2, wherein the plurality of optical waveguides of the first optical waveguide array are provided so as to converge in a direction from the incident surface to the emission surface. Item 6. An optical signal processing beam forming circuit according to item 1.
【請求項9】 前記レンズは、前記第1の焦点面を含む
第1の面と、前記第2の焦点面を含む第2の面とを有す
る円柱形状から成る、請求項1から請求項8のいずれか
1項に記載の光信号処理ビーム形成回路。
9. The lens according to claim 1, wherein the lens has a cylindrical shape having a first surface including the first focal plane and a second surface including the second focal plane. The optical signal processing beam forming circuit according to any one of the preceding claims.
【請求項10】 第1の面と、 前記第1の面に対向する第2の面と、 前記第1の面と前記第2の面との間に設けられた複数の
光導波路とを備え、 前記複数の光導波路の各々は、一方の口を前記第1の面
に有し、他方の口を前記第2の面に有し、 前記複数の光導波路の複数の一方の口は、前記第1の面
において複数の層状に配列されている、積層型光導波路
アレー。
10. A semiconductor device comprising: a first surface; a second surface facing the first surface; and a plurality of optical waveguides provided between the first surface and the second surface. Each of the plurality of optical waveguides has one port on the first surface and the other port on the second surface, and the plurality of one ports of the plurality of optical waveguides are A stacked optical waveguide array arranged in a plurality of layers on a first surface.
【請求項11】 前記複数の光導波路は、前記第1の面
から前記第2の面に向かう方向に拡がるように設けられ
ている、請求項10に記載の積層型光導波路アレー。
11. The stacked optical waveguide array according to claim 10, wherein the plurality of optical waveguides are provided so as to expand in a direction from the first surface toward the second surface.
【請求項12】 前記複数の一方の口は、指向性のある
マイクロ波を送受信するアレーアンテナテの複数の素子
の配置形状に相似して配列されている、請求項10また
は請求項11に記載の積層型光導波路アレー。
12. The array according to claim 10, wherein the plurality of one openings are arranged in a manner similar to an arrangement shape of a plurality of elements of an array antenna for transmitting and receiving directional microwaves. Laminated optical waveguide array.
【請求項13】 前記複数の一方の口は、周波数の異な
る複数のレーザ光の複数の出射点の配置形状に相似して
配列されている、請求項10または請求項11に記載の
積層型光導波路アレー。
13. The stacked optical waveguide according to claim 10, wherein the plurality of one ports are arranged in a manner similar to an arrangement shape of a plurality of emission points of a plurality of laser lights having different frequencies. Wave path array.
【請求項14】 前記複数の光導波路の複数のコアおよ
びクラッドは、ポリマーから成る、請求項10から請求
項13のいずれか1項に記載の積層型光導波路アレー。
14. The stacked optical waveguide array according to claim 10, wherein the plurality of cores and claddings of the plurality of optical waveguides are made of a polymer.
【請求項15】 前記コアは、ポリメチルメタクリレー
トから成り、 前記クラッドは、エポキシ樹脂から成る、請求項14に
記載の積層型光導波路アレー。
15. The stacked optical waveguide array according to claim 14, wherein said core is made of polymethyl methacrylate, and said cladding is made of epoxy resin.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021011267A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 GenXComm, Inc. Efficiently combining multiple taps of an optical filter
US11150409B2 (en) 2018-12-27 2021-10-19 GenXComm, Inc. Saw assisted facet etch dicing
US11215755B2 (en) 2019-09-19 2022-01-04 GenXComm, Inc. Low loss, polarization-independent, large bandwidth mode converter for edge coupling
US11330464B2 (en) 2016-07-16 2022-05-10 GenXComm, Inc. Interference cancellation methods and apparatus
US11469821B2 (en) 2015-12-13 2022-10-11 GenXComm, Inc. Interference cancellation methods and apparatus
US11539394B2 (en) 2019-10-29 2022-12-27 GenXComm, Inc. Self-interference mitigation in in-band full-duplex communication systems
US11796737B2 (en) 2020-08-10 2023-10-24 GenXComm, Inc. Co-manufacturing of silicon-on-insulator waveguides and silicon nitride waveguides for hybrid photonic integrated circuits
US11838056B2 (en) 2021-10-25 2023-12-05 GenXComm, Inc. Hybrid photonic integrated circuits for ultra-low phase noise signal generators

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11469821B2 (en) 2015-12-13 2022-10-11 GenXComm, Inc. Interference cancellation methods and apparatus
US11330464B2 (en) 2016-07-16 2022-05-10 GenXComm, Inc. Interference cancellation methods and apparatus
US11150409B2 (en) 2018-12-27 2021-10-19 GenXComm, Inc. Saw assisted facet etch dicing
WO2021011267A1 (en) * 2019-07-15 2021-01-21 GenXComm, Inc. Efficiently combining multiple taps of an optical filter
CN114207487A (en) * 2019-07-15 2022-03-18 振克斯通讯股份有限公司 Efficient combination of multiple taps for optical filters
US11309965B2 (en) 2019-07-15 2022-04-19 GenXComm, Inc. Efficiently combining multiple taps of an optical filter
US11215755B2 (en) 2019-09-19 2022-01-04 GenXComm, Inc. Low loss, polarization-independent, large bandwidth mode converter for edge coupling
US11539394B2 (en) 2019-10-29 2022-12-27 GenXComm, Inc. Self-interference mitigation in in-band full-duplex communication systems
US11796737B2 (en) 2020-08-10 2023-10-24 GenXComm, Inc. Co-manufacturing of silicon-on-insulator waveguides and silicon nitride waveguides for hybrid photonic integrated circuits
US11838056B2 (en) 2021-10-25 2023-12-05 GenXComm, Inc. Hybrid photonic integrated circuits for ultra-low phase noise signal generators

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