JPH10160964A - Optical device, optical guide-in device, and optical detecting device - Google Patents

Optical device, optical guide-in device, and optical detecting device

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JPH10160964A
JPH10160964A JP31655796A JP31655796A JPH10160964A JP H10160964 A JPH10160964 A JP H10160964A JP 31655796 A JP31655796 A JP 31655796A JP 31655796 A JP31655796 A JP 31655796A JP H10160964 A JPH10160964 A JP H10160964A
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JP
Japan
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light
optical waveguide
optical
diffraction grating
reflection type
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Application number
JP31655796A
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Japanese (ja)
Inventor
Akito Okamoto
炳人 岡本
Toshihiro Fujita
俊弘 藤田
Norito Suzuki
範人 鈴木
Shiyuuko Yokoyama
修子 横山
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Idec Izumi Corp
Original Assignee
Idec Izumi Corp
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/34Optical coupling means utilising prism or grating
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/124Geodesic lenses or integrated gratings

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical guide-in device which can guide light in an optical waveguide efficiently. SOLUTION: The optical guide-in device S1 which guides the light in the optical waveguide 1 is provided with an echelette grating G formed on one main surface M2 of the optical waveguide 1l and a projecting element 2 on the main surface M1 on the opposite side from the main surface M2. Then light L11 is emitted by the projecting element 2 so that the echelette grating G is used as a reflection type diffraction grating. At this time, the light L11 is emitted to the echelette grating G so that blaze conditions are met, and diffracted light L13 is obtained with efficiency. Consequently, the light L13 which is propagated in the optical waveguide 1 while totally reflected inside can efficiency be obtained, Further, no prism is used, so compact design become possible and the influence of dirt sticking on the diffraction grating G is reduced.

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、光導波路内部を
伝播する光と前記光導波路外部を伝播する光との変換を
行う光デバイスに関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device for converting between light propagating inside an optical waveguide and light propagating outside the optical waveguide.

【0002】[0002]

【従来の技術】光を用いた情報の伝達、光を用いたスイ
ッチングや情報処理の分野において、光を光導波路に導
いたり光導波路を伝播する光を検出したりすることは基
本技術として要求される。
2. Description of the Related Art In the field of transmission of information using light, switching using light, and information processing, it is required as a basic technique to guide light to an optical waveguide or to detect light propagating through the optical waveguide. You.

【0003】このような基本技術の一つである光導波路
に光を導入する方法では、従来より、プリズムや回折格
子を用いる方法が知られている。図7はその例を示すも
のであり、図7(a)では光導波路100の表面に光導波
路100とほぼ同じ屈折率を有するプリズムT1が結合
(オプティカルコンタクトなど)されている。この例で
は、投光手段200からプリズムT1に向けて出射され
た光が、プリズムT1の一面に入射角θpにて入射し、
屈折角θqにてプリズムT1内部へと進む。そして、光
導波路100内部へとさらに進み、光導波路100内部
では臨界角以上の入射角θrにて外部との境界に入射す
るようになっている。これにより、光L102は全反射
しながら光導波路100内部を伝播していくこととな
る。
As a method of introducing light into an optical waveguide, which is one of such basic techniques, a method using a prism or a diffraction grating has been conventionally known. FIG. 7 shows an example thereof. In FIG. 7A, a prism T1 having substantially the same refractive index as that of the optical waveguide 100 is coupled to the surface of the optical waveguide 100 (optical contact or the like). In this example, light emitted from the light projecting means 200 toward the prism T1 is incident on one surface of the prism T1 at an incident angle θp,
The light advances to the inside of the prism T1 at the refraction angle θq. Then, the light further proceeds into the optical waveguide 100, and enters the boundary with the outside at an incident angle θr equal to or larger than the critical angle inside the optical waveguide 100. Thus, the light L102 propagates inside the optical waveguide 100 while being totally reflected.

【0004】また、図7(b)では透過型回折格子T2が
光導波路100の表面に形成されており、投光手段20
0より透過型回折格子T2に垂直に入射する光L103
のうち回折した1次光が光L104として示すように光
導波路100内部を外部と全反射しながら光導波路10
0内部を伝播していくようになっている。
In FIG. 7B, a transmission type diffraction grating T2 is formed on the surface of the optical waveguide 100, and
0, the light L103 which is vertically incident on the transmission diffraction grating T2
Out of the optical waveguide 100 while totally diffracting the inside of the optical waveguide 100 as shown by light L104.
0 is propagated inside.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように光導波路
内部に光を導入する方法にはプリズムや透過型回折格子
を用いる方法が知られているが、プリズムを用いる方法
ではプリズムが光導波路から大きく外部に突出すること
となるので、プリズムを配置するスペースの確保が必要
となる。また、透過型回折格子では使用する形態によっ
ては表面であるということから汚れの影響を受けやす
く、またさらには回折光が光導波路に導入されるので、
導入効率が悪いという課題を有している。なお、これら
は同様の構成にて光を光導波路内部から外部へと導出す
る場合においても同様の課題である。
As described above, as a method of introducing light into an optical waveguide, a method using a prism or a transmission type diffraction grating is known. In the method using a prism, the prism is moved from the optical waveguide. Since the projection largely protrudes to the outside, it is necessary to secure a space for disposing the prism. In addition, the transmission type diffraction grating is easily affected by dirt because it is a surface depending on the form used, and furthermore, since diffracted light is introduced into the optical waveguide,
There is a problem that the introduction efficiency is poor. Note that these are the same problems when light is guided from the inside of the optical waveguide to the outside with the same configuration.

【0006】そこで、この発明は上記課題に鑑みなされ
たものであり、コンパクトであり、かつ汚れの影響も受
けにくく、さらには光も効率よく光導波路に導入または
光導波路から導出することができる光デバイスを提供す
ることを目的とする。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and is compact in size, hardly affected by dirt, and capable of efficiently introducing light into or extracting light from an optical waveguide. The purpose is to provide a device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、光導
波路内部を伝播する第1の光と前記光導波路の一方側の
面の外部を伝播する第2の光との変換を行う光デバイス
であって、前記光導波路の内部に回折面を向ける反射型
回折格子が前記光導波路の他方側の面に設けられてお
り、前記反射型回折格子による回折によって、前記第1
の光と前記第2の光とのうちの一方から他方への光路変
換がなされる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a light for converting between a first light propagating inside an optical waveguide and a second light propagating outside a surface on one side of the optical waveguide. A device, wherein a reflection type diffraction grating for directing a diffraction surface inside the optical waveguide is provided on the other surface of the optical waveguide, and the first diffraction grating is diffracted by the reflection type diffraction grating.
An optical path is changed from one of the light and the second light to the other.

【0008】請求項2の発明は、請求項1に記載の光デ
バイスであって、前記反射型回折格子がエシェレット格
子となっている。
According to a second aspect of the present invention, in the optical device according to the first aspect, the reflection type diffraction grating is an echelette grating.

【0009】請求項3の発明は、請求項1または2に記
載の光デバイスであって、前記反射型回折格子が、前記
光導波路の前記他方側の面自身に形成された回折パター
ンである。
A third aspect of the present invention is the optical device according to the first or second aspect, wherein the reflection type diffraction grating is a diffraction pattern formed on the other surface of the optical waveguide.

【0010】請求項4の発明は、請求項3に記載の光デ
バイスであって、前記回折パターンのうち前記光導波路
の前記他方側の面が光反射層で覆われている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical device according to the third aspect, the other surface of the optical waveguide in the diffraction pattern is covered with a light reflecting layer.

【0011】請求項5の発明は、請求項1または2に記
載の光デバイスであって、前記光導波路自身を構成する
部材とは別の部材に前記反射型回折格子が形成されてお
り、前記別の部材が前記光導波路の前記他方側の面に結
合されている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the optical device according to the first or second aspect, the reflection type diffraction grating is formed on a member different from a member constituting the optical waveguide itself. Another member is coupled to the other surface of the optical waveguide.

【0012】請求項6の発明は、光導波路の一方側の面
の外部から前記光導波路の内部へと光を導入する光導入
装置であって、前記光導波路の内部に回折面を向ける反
射型回折格子が前記光導波路の他方側の面に設けられて
おり、前記一方側の面を介して前記光導波路に入射した
光が前記反射型回折格子によって回折されることによ
り、前記導波路の内部を伝播する光が得られる。
A sixth aspect of the present invention is a light introducing device for introducing light from outside the surface on one side of the optical waveguide to the inside of the optical waveguide, wherein the reflection type device directs a diffraction surface to the inside of the optical waveguide. A diffraction grating is provided on the other surface of the optical waveguide, and light incident on the optical waveguide through the one surface is diffracted by the reflection type diffraction grating, so that the inside of the waveguide is Is obtained.

【0013】請求項7記載の発明は、光導波路の内部を
伝播してきた光を前記光導波路の一方側の面から導出し
て検出する光検出装置であって、前記光導波路の内部に
回折面を向ける反射型回折格子が前記光導波路の他方側
の面に設けられているとともに、前記光導波路の前記一
方側の面に受光手段が光学的に結合されており、前記導
波路内部を伝播してきた光が前記反射型回折格子によっ
て回折された後に前記一方側の面を介して前記光導波路
から導出され、しかる後に前記受光手段によって受光検
出される。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a photodetecting device for detecting and detecting light propagating in an optical waveguide from one surface of the optical waveguide, wherein a diffractive surface is provided in the optical waveguide. Is provided on the other surface of the optical waveguide, and a light receiving means is optically coupled to the one surface of the optical waveguide, and propagates inside the waveguide. After being diffracted by the reflection type diffraction grating, the reflected light is led out of the optical waveguide through the one surface, and then is received and detected by the light receiving means.

【0014】なお、以下の実施形態に関する図のように
光導波路(透明板1)内の導波方向を水平方向としたと
き、その光導波路の「上側」および「下側」を上記の発
明の定義における光導波路の「一方側」および「他方
側」にそれぞれ対応させることができるが、これらを上
下逆転させてもよいことはこの発明の本質から明らかで
ある。
When the waveguide direction in the optical waveguide (transparent plate 1) is a horizontal direction as shown in the drawings relating to the following embodiments, the "upper side" and "lower side" of the optical waveguide correspond to the above-mentioned invention. The "one side" and "the other side" of the optical waveguide in the definition can correspond to each other, but it is obvious from the essence of the present invention that these may be inverted upside down.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

<1. 第1の実施の形態>図1はこの発明の第1の実
施の形態である光導入装置S1を示す図である。この光
導入装置S1は、内部において光を全反射させながら伝
播させることが可能な光導波路である透明板1の内部に
光を導入する装置であり、光を透明板1の一表面である
主面M1に向けて出射する投光素子2と、主面M1とは
反対側の一表面である主面M2の一部に形成された光デ
バイスである回折格子Gとを有している。なお、両主面
はほぼ平行であるとする。
<1. First Embodiment> FIG. 1 is a view showing a light introducing device S1 according to a first embodiment of the present invention. The light introducing device S1 is a device for introducing light into a transparent plate 1, which is an optical waveguide capable of transmitting light while totally reflecting the light therein. It has a light projecting element 2 that emits light toward the surface M1, and a diffraction grating G that is an optical device formed on a part of the main surface M2 which is one surface opposite to the main surface M1. It is assumed that both principal surfaces are substantially parallel.

【0016】また、透明板1の外部の空間の屈折率をn
0、透明板1内部の屈折率をn1とすると、
The refractive index of the space outside the transparent plate 1 is n
0, assuming that the refractive index inside the transparent plate 1 is n1

【0017】[0017]

【数1】 (Equation 1)

【0018】となる関係が満たされている。すなわち、
透明板1は外部との境界面において、
The following relationship is satisfied. That is,
The transparent plate 1 is located at the boundary surface with the outside.

【0019】[0019]

【数2】 (Equation 2)

【0020】となる角度θcが臨界角となっており、こ
の臨界角以上の入射角にて上記境界面に入射する光は全
反射しながら透明板1内部を伝播していくこととなる。
Is a critical angle, and light incident on the boundary surface at an incident angle equal to or greater than the critical angle propagates inside the transparent plate 1 while being totally reflected.

【0021】光L11が投光素子2から出射されて主面
M1を介して透明板1内部へと進入すると、光L12と
なって回折格子Gに入射角αにて入射する。回折格子G
は図2に示すように鋸歯状のエシェレット格子となって
おり、入射する光の特定の波長および特定の入射角に対
して回折光の回折効率が最大となるようになっている。
すなわち、入射光L12と回折光L13とのなす角を
K、回折格子Gに入射する光L12の波長をλb(ブレ
ーズ波長)とすると、格子定数をd、格子溝の面が主面
方向となす角度をθb(ブレーズ角)がブレーズ条件、
When the light L11 is emitted from the light projecting element 2 and enters the transparent plate 1 through the main surface M1, it becomes light L12 and enters the diffraction grating G at an incident angle α. Diffraction grating G
Is a saw-toothed echelette grating as shown in FIG. 2 so that the diffraction efficiency of diffracted light is maximized for a specific wavelength of incident light and a specific incident angle.
That is, assuming that the angle between the incident light L12 and the diffracted light L13 is K and the wavelength of the light L12 incident on the diffraction grating G is λb (blaze wavelength), the lattice constant is d, and the surface of the grating groove is the main surface direction. Angle θb (blaze angle) is the blaze condition,

【0022】[0022]

【数3】 (Equation 3)

【0023】を満たすように回折格子Gが形成されてい
る。
A diffraction grating G is formed so as to satisfy the above.

【0024】このようにして得られる光L13は、光L
12が回折格子Gの面に対して入射角αにて入射したと
すると、
The light L13 thus obtained is the light L13
12 is incident on the surface of the diffraction grating G at an incident angle α,

【0025】[0025]

【数4】 (Equation 4)

【0026】の角度βで以後透明板1と外部との境界面
に入射することとなるので、臨界角θcとの関係におい
て、
After that, the light enters the boundary surface between the transparent plate 1 and the outside at the angle β, so that in relation to the critical angle θc,

【0027】[0027]

【数5】 (Equation 5)

【0028】が満たされていると光L13は透明板1内
部を全反射しながら伝播していくこととなる。
Is satisfied, the light L13 propagates while totally reflecting inside the transparent plate 1.

【0029】以上説明してきたように、第1の実施の形
態では、透明板1の一表面である主面M2に光デバイス
としてエシェレット格子を形成し、これを透明板1内部
に回折面を向ける反射型回折格子として用いているの
で、非常に効率よく回折光L13を取得することができ
る。これにより、透明板1への効率のよい光の導入が実
現されている。
As described above, in the first embodiment, an echelette grating is formed as an optical device on the principal surface M2, which is one surface of the transparent plate 1, and the diffraction surface is directed to the inside of the transparent plate 1. Since it is used as a reflection type diffraction grating, the diffracted light L13 can be obtained very efficiently. Thereby, efficient introduction of light into the transparent plate 1 is realized.

【0030】なお、回折格子はエシェレット格子に限定
されるものではなく、他の回折格子であってもよい。こ
の場合においても回折格子の回折面は透明板1の内側を
向くので、回折格子に付着する汚れの影響を受けにくく
効率のよい光の導入が実現される。
The diffraction grating is not limited to an echelette, but may be another diffraction grating. Also in this case, since the diffraction surface of the diffraction grating faces the inside of the transparent plate 1, efficient introduction of light which is hardly affected by dirt attached to the diffraction grating is realized.

【0031】また、この光導入装置S1はプリズムを用
いないのでコンパクトであり、スペース上の問題も生じ
ない。さらに、透明板1の主面M2自身が回折パターン
となって回折格子Gを形成しているので、透明板1上に
光デバイスを直接形成することができる。
Further, since the light introducing device S1 does not use a prism, it is compact, and there is no space problem. Further, since the main surface M2 of the transparent plate 1 itself forms a diffraction pattern by forming a diffraction pattern, an optical device can be directly formed on the transparent plate 1.

【0032】<2. 第2の実施の形態>図3はこの発
明にかかる第2の実施の形態である光検出装置S2を示
す図である。この光検出装置S2は第1の実施の形態と
同様、表裏面である主面M1、M2を有する透明板1が
光導波路となっている。主面M2には第1の実施の形態
と同様、回折格子(エシェレット格子)Gが形成されて
おり、主面M1側には受光素子3が設けられている。
<2. 2. Second Preferred Embodiment FIG. 3 is a view showing a photodetector S2 according to a second preferred embodiment of the present invention. In the photodetector S2, as in the first embodiment, the transparent plate 1 having the main surfaces M1 and M2, which are the front and back surfaces, is an optical waveguide. As in the first embodiment, a diffraction grating (echelette grating) G is formed on the main surface M2, and the light receiving element 3 is provided on the main surface M1 side.

【0033】この光検出装置S2は透明板1内部を全反
射しながら伝播してくる光L21を検出するものであ
り、回折格子Gでは第1の実施の形態と全く逆の現象が
生じる。
The light detecting device S2 detects the light L21 propagating while totally reflecting inside the transparent plate 1, and the diffraction grating G causes a phenomenon completely opposite to that of the first embodiment.

【0034】すなわち、透明板1と外部との境界におい
て所定の入射角βで全反射しながら伝播してくる波長λ
bの光に対して、回折格子Gによる回折効率がよくなる
ように「数3」に示した関係を満足した回折格子Gが形
成されている。
That is, the wavelength λ propagating while being totally reflected at a predetermined incident angle β at the boundary between the transparent plate 1 and the outside.
A diffraction grating G that satisfies the relationship shown in Equation 3 is formed so that the diffraction efficiency of the diffraction grating G with respect to the light b is improved.

【0035】したがって、回折光L22が透明板1の外
部へと主面M2を介して導出されて光L23となって進
む光路上に受光素子3を配置する(回折格子Gと受光素
子とを光学的に結合する)ことにより、効率よく透明板
1内部を伝播する光L21を検出することができる。
Therefore, the light receiving element 3 is arranged on the optical path where the diffracted light L22 is led out of the transparent plate 1 through the main surface M2 and travels as light L23. The light L21 propagating inside the transparent plate 1 can be efficiently detected.

【0036】また、第1の実施の形態と同様、コンパク
トでスペース上の問題も生じない光検出装置が実現され
ているとともに、回折格子Gに付着する汚れの影響も受
けにくい。
Further, similarly to the first embodiment, a compact photodetector which does not cause a problem in space is realized, and is less affected by dirt attached to the diffraction grating G.

【0037】<3. その他の実施の形態>図4および
図5は、投光素子2から出射される光L11を光L13
として示すように透明板1へと導入する光導入装置の他
の形態を示す図である。なお、以下の説明では同様の変
形を光検出装置について行うことができる。
<3. Other Embodiments> FIGS. 4 and 5 show that the light L11 emitted from the light projecting element 2 is
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the light introducing device for introducing light into the transparent plate 1 as shown in FIG. In the following description, similar modifications can be made for the photodetector.

【0038】図4は回折格子Gを主面M2に間接的の設
けた例を示す図である。すなわち、回折格子Gが形成さ
れた部材4を主面M2上に結合している。もちろんこの
場合は、部材4と透明板1との屈折率がほぼ同じである
ことや主面M2との境界において透過する光が乱れない
ことが好ましいが、これらは用途に応じて適宜選択され
る。
FIG. 4 is a diagram showing an example in which the diffraction grating G is provided indirectly on the main surface M2. That is, the member 4 on which the diffraction grating G is formed is connected to the main surface M2. Of course, in this case, it is preferable that the refractive index of the member 4 and the transparent plate 1 be substantially the same and that light transmitted at the boundary with the main surface M2 be not disturbed, but these are appropriately selected according to the application. .

【0039】このように、回折格子Gを別の部材4に形
成して主面M2に結合することにより、例えば、透明板
1が薄いシートであったり、あるいは、薄いコーティン
グであってもこれらを光導波路として利用することがで
きる。
As described above, by forming the diffraction grating G on another member 4 and bonding it to the main surface M2, even if the transparent plate 1 is a thin sheet or a thin coating, for example, It can be used as an optical waveguide.

【0040】図5は、回折格子Gに反射部材(反射膜を
含めて一般的には光反射層)5を設けて覆ったものであ
る。なお、反射部材5と回折格子Gとは格子溝の中まで
オプティカルコンタクトの状態となっており、回折格子
Gに入射する光が反射部材との境界において反射するよ
うになっている。これにより、回折格子Gへの入射光は
格子溝において効率よく反射することとなり、回折効率
をさらに高めることができる。また、回折格子Gに汚れ
が付着することもない。
FIG. 5 shows a diffraction grating G covered with a reflection member (a light reflection layer generally including a reflection film) 5. The reflection member 5 and the diffraction grating G are in an optical contact state up to the inside of the grating groove, so that light incident on the diffraction grating G is reflected at the boundary with the reflection member. Thus, the light incident on the diffraction grating G is efficiently reflected at the grating grooves, and the diffraction efficiency can be further increased. In addition, dirt does not adhere to the diffraction grating G.

【0041】また、この発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、様々な変形および様々な用途に利用
可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be used for various modifications and various applications.

【0042】例えば、上記実施の形態では光導波路とし
て透明板1を用いているが、既述のように薄いシートや
コーティングされた薄膜であってもよく、さらに、ファ
イバの下半面表面などに反射型の回折格子を形成するよ
うにしてもよい。
For example, in the above embodiment, the transparent plate 1 is used as the optical waveguide. However, as described above, a thin sheet or a coated thin film may be used. A type of diffraction grating may be formed.

【0043】また、回折格子は反射型として用いるので
あれば光導波路の表面には限定されず、光導波路内部の
表面近傍部位に存在していてもよい。
Also, the diffraction grating is not limited to the surface of the optical waveguide as long as it is used as a reflection type, and may be present in a portion near the surface inside the optical waveguide.

【0044】また、上記実施の形態では、光として特定
の波長の光について説明してきたが、複数の波長を有す
る光であってもよい。この場合、回折格子をエシェレッ
ト格子として用いるならば入射する光の波長に従って、
入射角を選択することによりそれぞれの光について回折
効率を高めることができる。また、エシェレット格子を
用いた回折を行うといった程度には回折効率の追求しな
いのであるならば、通常の回折格子に白色光を入射する
ようにしても、光導波路内部への光の導入を行うことが
できる。
In the above embodiment, light having a specific wavelength is described as light, but light having a plurality of wavelengths may be used. In this case, if the diffraction grating is used as an echelette grating, according to the wavelength of the incident light,
The diffraction efficiency can be increased for each light by selecting the incident angle. Also, if the diffraction efficiency is not pursued to the extent that diffraction using an echelette grating is performed, light must be introduced into the optical waveguide even if white light is incident on a normal diffraction grating. Can be.

【0045】<4. スイッチへの応用例>図6はこの
発明に係る光導入装置および光検出装置の応用例である
スイッチPSを示す断面図である。スイッチPSは図6
(b)に示すように押圧Pである入力を検出するスイッチ
であり、基台となる第1透明板11、スペーサ6、およ
び、可撓性を有する第2透明板12が重なるように配置
されている。また、第1透明板11の側方端部下面には
回折格子G1が形成されており、その上方には投光素子
2が配置され、光導入装置S1が構成されている。ま
た、第2透明板12の側方端部下面には回折格子G2が
形成されており、その上方には受光素子3が配置され、
光検出装置S2が構成されている。
<4. Application Example to Switch> FIG. 6 is a cross-sectional view showing a switch PS which is an application example of the light introducing device and the light detecting device according to the present invention. The switch PS is shown in FIG.
As shown in (b), the switch is a switch for detecting an input of pressing P, and is arranged so that a first transparent plate 11 serving as a base, a spacer 6, and a second transparent plate 12 having flexibility are overlapped. ing. Further, a diffraction grating G1 is formed on the lower surface of the side end of the first transparent plate 11, and the light projecting element 2 is disposed above the diffraction grating G1, thereby forming a light introducing device S1. Further, a diffraction grating G2 is formed on the lower surface of the side end of the second transparent plate 12, and the light receiving element 3 is disposed above the diffraction grating G2.
The light detection device S2 is configured.

【0046】2つのスペーサ6の間の領域はスイッチP
Sの押圧Pが入力される領域となっており、押圧Pが入
力されていない状態では第1透明板11と第2透明板1
2とはスペーサ6が介在して図6(a)に示すように分離
した状態となっている。したがって、投光素子2から出
射された光L31は回折格子G1にて回折し、第1の実
施の形態にて説明したように第1透明板11内部を光L
32となって伝播していくのみである。
The area between the two spacers 6 is the switch P
The first transparent plate 11 and the second transparent plate 1 are in an area where the pressing P of S is input, and when no pressing P is input.
2 is in a state of being separated as shown in FIG. Therefore, the light L31 emitted from the light projecting element 2 is diffracted by the diffraction grating G1, and the light L31 passes through the inside of the first transparent plate 11 as described in the first embodiment.
It only reaches 32 and propagates.

【0047】ここで、図6(b)に示すように2つのスペ
ーサ6の間の領域に第2透明板12側から第1透明板1
1へ向けて押圧Pが入力されると、第1透明板11が撓
んで第1および第2透明板11、12が互いに接触位置
Eにて接触する。これにより、第1透明板11内部を伝
播してきた光L32の一部はこの接触位置Eから第2透
明板12内部へと導かれて光L33として示すように第
2透明板12内部を伝播していくこととなる。
Here, as shown in FIG. 6B, the first transparent plate 1 is placed in the region between the two spacers 6 from the second transparent plate 12 side.
When the pressure P is input toward 1, the first transparent plate 11 bends and the first and second transparent plates 11 and 12 come into contact with each other at the contact position E. Thereby, a part of the light L32 that has propagated inside the first transparent plate 11 is guided from the contact position E to the inside of the second transparent plate 12, and propagates inside the second transparent plate 12 as shown by light L33. It will go.

【0048】光L33が第2透明板12内部を伝播して
いくと、やがて回折格子G2に到達し、ここで回折され
て光L34に示すように受光素子3に入射することとな
る。
When the light L33 propagates through the inside of the second transparent plate 12, the light L33 reaches the diffraction grating G2, and is diffracted there, and enters the light receiving element 3 as shown by the light L34.

【0049】また、押圧Pを取り除くと第2透明板12
自らの復元力により図6(a)に示すように元の状態に戻
る。
When the pressure P is removed, the second transparent plate 12
Due to its own restoring force, it returns to the original state as shown in FIG.

【0050】以上説明してきたように、光導入装置S1
を用いて第1透明板11内部に光を導入し、押圧Pによ
り第2透明板12へと導かれた光を光検出装置S2を用
いて検出することによりスイッチPSを構成することが
できる。また、このスイッチPSでは第1および第2の
実施の形態にて説明したようにプリズムなどの配置スペ
ースを考慮する必要はなく、また、効率のよい光の導
入、導出が行われているため第1および第2透明板1
1、12が薄いシート状のものであっても動作性能に優
れたスイッチとして機能させることができる。
As described above, the light introducing device S1
The switch PS can be formed by introducing light into the first transparent plate 11 using the light detecting device S2 and detecting light guided to the second transparent plate 12 by the pressing P using the photodetector S2. Further, in the switch PS, as described in the first and second embodiments, it is not necessary to consider the arrangement space of the prism and the like. Further, since the light is efficiently introduced and derived, 1 and 2nd transparent plate 1
Even if the sheets 1 and 12 are thin sheets, they can function as switches having excellent operation performance.

【0051】[0051]

【発明の効果】請求項1記載の光デバイスでは、光導波
路に回折面を向ける反射型回折格子が光導波路内部を伝
播する第1の光と光導波路の外部を伝播する第2の光と
の変換を行うので、光の変換が実現されるとともに、光
デバイス自体がプリズムを用いる場合に比べてコンパク
トとなる。また、反射型回折格子は回折面を光導波路の
内部へと向けているので汚れの影響を受けにくく効率の
よい光の変換が実現される。
According to the optical device of the first aspect, the reflection type diffraction grating which directs the diffraction surface to the optical waveguide is formed by the first light propagating inside the optical waveguide and the second light propagating outside the optical waveguide. Since the conversion is performed, light conversion is realized, and the optical device itself is more compact than when a prism is used. In addition, since the reflection type diffraction grating directs the diffraction surface toward the inside of the optical waveguide, it is hardly affected by dirt and efficient light conversion is realized.

【0052】請求項2記載の光デバイスでは、反射型回
折格子がエシェレット格子となっているので、さらに効
率のよい第1の光と第2の光との変換を実現することが
できる。
In the optical device according to the second aspect, since the reflection type diffraction grating is an echelette grating, more efficient conversion between the first light and the second light can be realized.

【0053】請求項3記載の光デバイスでは、光導波路
の面自身に形成された回折パターンであるので、光デバ
イスを光導波路に直接形成することができる。
In the optical device according to the third aspect, since the diffraction pattern is formed on the surface of the optical waveguide itself, the optical device can be directly formed on the optical waveguide.

【0054】請求項4記載の光デバイスでは、回折パタ
ーンが形成された面が光反射層で覆われているので、さ
らに効率のよい第1の光と第2の光との変換が可能とな
るとともに、反射型回折格子に汚れが付着することもな
い。
In the optical device according to the fourth aspect, since the surface on which the diffraction pattern is formed is covered with the light reflecting layer, more efficient conversion between the first light and the second light becomes possible. At the same time, no dirt adheres to the reflection type diffraction grating.

【0055】請求項5記載の光デバイスでは、反射型回
折格子を別部材として結合するので、光導波路が薄い層
状のものであっても、第1の光と第2の光との変換を行
うことができる。
In the optical device according to the fifth aspect, since the reflection type diffraction grating is coupled as a separate member, the conversion between the first light and the second light is performed even if the optical waveguide has a thin layer shape. be able to.

【0056】請求項6記載の光導入装置では、上記の光
デバイスを用いて投光手段からの光を光導波路内部を伝
播する光に変換するので、効率のよい光の導入が実現さ
れる。
In the light introducing device according to the sixth aspect, the light from the light projecting means is converted into light propagating inside the optical waveguide by using the above-described optical device, so that efficient light introduction is realized.

【0057】請求項7記載の光検出装置では、光導波路
内部を伝播する光を上記の光デバイスを用いてを光導波
路外部へと導き、これを受光手段において検出するの
で、検出能力の高い光検出装置が実現される。
In the photodetector according to the seventh aspect, the light propagating inside the optical waveguide is guided to the outside of the optical waveguide by using the above-mentioned optical device, and is detected by the light receiving means. A detection device is realized.

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

【図1】この発明に係る光導入装置を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a light introducing device according to the present invention.

【図2】エシェレット格子を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an echelette grating.

【図3】この発明に係る光検出装置を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a photodetector according to the present invention.

【図4】光導入装置の他の形態を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing another embodiment of the light introducing device.

【図5】光導入装置の他の形態を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the light introducing device.

【図6】この発明に係る光導入装置および光検出装置を
利用したスイッチを示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a switch using the light introducing device and the light detecting device according to the present invention.

【図7】従来の光導波路への光の導入方法を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing a conventional method for introducing light into an optical waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 透明板 2 投光素子 3 受光素子 4 部材 5 反射部材 L11〜L13、L21〜L23 光 G 回折格子(エシェレット格子) M1、M2 主面 S1 光導入装置 S2 光検出装置 REFERENCE SIGNS LIST 1 transparent plate 2 light emitting element 3 light receiving element 4 member 5 reflecting member L11 to L13, L21 to L23 light G diffraction grating (echelette grating) M1, M2 main surface S1 light introducing device S2 light detecting device

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 修子 京都府亀岡市本梅町中野清水口13番地の17 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Shuko Yokoyama 13-17 Shimizuguchi, Nakano, Honme-cho, Kameoka-shi, Kyoto

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光導波路内部を伝播する第1の光と前記
光導波路の一方側の面の外部を伝播する第2の光との変
換を行う光デバイスにおいて、 前記光導波路の内部に回折面を向ける反射型回折格子が
前記光導波路の他方側の面に設けられており、 前記反射型回折格子による回折によって、前記第1の光
と前記第2の光とのうちの一方から他方への光路変換が
なされることを特徴とする光デバイス。
1. An optical device for converting between first light propagating inside an optical waveguide and second light propagating outside a surface on one side of the optical waveguide, wherein a diffractive surface is provided inside the optical waveguide. Is provided on the other surface of the optical waveguide, and by diffraction by the reflection type diffraction grating, one of the first light and the second light is transmitted to the other. An optical device, wherein an optical path is changed.
【請求項2】 請求項1に記載の光デバイスにおいて、 前記反射型回折格子がエシェレット格子となっているこ
とを特徴とする光デバイス。
2. The optical device according to claim 1, wherein said reflection type diffraction grating is an echelette grating.
【請求項3】 請求項1または2に記載の光デバイスに
おいて、 前記反射型回折格子が、前記光導波路の前記他方側の面
自身に形成された回折パターンであることを特徴とする
光デバイス。
3. The optical device according to claim 1, wherein the reflection-type diffraction grating is a diffraction pattern formed on the other surface of the optical waveguide.
【請求項4】 請求項3に記載の光デバイスにおいて、 前記回折パターンのうち前記光導波路の前記他方側の面
が光反射層で覆われていることを特徴とする光デバイ
ス。
4. The optical device according to claim 3, wherein the other surface of the optical waveguide in the diffraction pattern is covered with a light reflecting layer.
【請求項5】 請求項1または2に記載の光デバイスに
おいて、 前記光導波路自身を構成する部材とは別の部材に前記反
射型回折格子が形成されており、 前記別の部材が前記光導波路の前記他方側の面に結合さ
れていることを特徴とする光デバイス。
5. The optical device according to claim 1, wherein the reflection type diffraction grating is formed on a member different from a member forming the optical waveguide itself, and the another member is formed on the optical waveguide. An optical device, wherein the optical device is coupled to the other surface of the optical device.
【請求項6】 光導波路の一方側の面の外部から前記光
導波路の内部へと光を導入する光導入装置において、 前記光導波路の内部に回折面を向ける反射型回折格子が
前記光導波路の他方側の面に設けられており、 前記一方側の面を介して前記光導波路に入射した光が前
記反射型回折格子によって回折されることにより、前記
導波路の内部を伝播する光が得られることを特徴とする
光導入装置。
6. A light introducing device for introducing light from outside a surface on one side of an optical waveguide to the inside of the optical waveguide, wherein a reflection type diffraction grating for directing a diffraction surface to the inside of the optical waveguide is provided. The light incident on the optical waveguide through the one surface is diffracted by the reflection type diffraction grating, so that light propagating inside the waveguide is obtained. A light introducing device characterized by the above-mentioned.
【請求項7】 光導波路の内部を伝播してきた光を前記
光導波路の一方側の面から導出して検出する光検出装置
において、 前記光導波路の内部に回折面を向ける反射型回折格子が
前記光導波路の他方側の面に設けられているとともに、 前記光導波路の前記一方側の面に受光手段が光学的に結
合されており、 前記導波路内部を伝播してきた光が前記反射型回折格子
によって回折された後に前記一方側の面を介して前記光
導波路から導出され、しかる後に前記受光手段によって
受光検出されることを特徴とする光検出装置。
7. A light detection device for detecting light propagating inside an optical waveguide from one surface of the optical waveguide and detecting the light, wherein a reflection type diffraction grating for directing a diffraction surface to the inside of the optical waveguide is provided. The light guide is provided on the other surface of the optical waveguide, and light receiving means is optically coupled to the one surface of the optical waveguide, and the light propagating inside the waveguide is reflected by the reflection type diffraction grating. A light detecting device that is guided out of the optical waveguide through the one surface after being diffracted by the optical waveguide, and then received and detected by the light receiving unit.
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