CN103543496A - 光学单元及波长选择开关 - Google Patents

光学单元及波长选择开关 Download PDF

Info

Publication number
CN103543496A
CN103543496A CN201310295656.6A CN201310295656A CN103543496A CN 103543496 A CN103543496 A CN 103543496A CN 201310295656 A CN201310295656 A CN 201310295656A CN 103543496 A CN103543496 A CN 103543496A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical system
light
wavelength
beam expander
collimator array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201310295656.6A
Other languages
English (en)
Inventor
吉川智
盐崎学
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.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Publication of CN103543496A publication Critical patent/CN103543496A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30—Collimators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/29313—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide characterised by means for controlling the position or direction of light incident to or leaving the diffractive element, e.g. for varying the wavelength response
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29304—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating
    • G02B6/29305—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
    • G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3512—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being reflective, e.g. mirror
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/3534—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being diffractive, i.e. a grating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/354—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types
    • G02B6/356—Switching arrangements, i.e. number of input/output ports and interconnection types in an optical cross-connect device, e.g. routing and switching aspects of interconnecting different paths propagating different wavelengths to (re)configure the various input and output links

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

本发明提供一种能够对光束位置进行微调的光学单元及波长选择开关。在波长选择开关（1）中，通过使用保持部件（80）使准直器阵列（11）及光纤（50）的一端围绕旋转轴（A1）旋转，从而变更准直光（L1）相对于扩束光学系统（12）的入射面（12s）的入射角度。在向扩束光学系统（12）射入的准直光（L1）的入射角度已变更的情况下，从扩束光学系统（12）射出的光（L2）的出射角度的变动量不与扩束光学系统（12）的扩束率成正比（而是成反比）。因此，根据波长选择开关（1），能够通过保持部件（80）的旋转而容易地对光（L3）相对于MEMS反射镜（40）的各反射面的入射位置（光束位置）进行微调。

Description

光学单元及波长选择开关
技术领域
本发明涉及一种光学单元及波长选择开关。
背景技术
在专利文献1中记载有波长选择开关。专利文献1所记载的波长选择开关具有：光纤阵列，其射入多波长光；光栅，其对从光纤阵列射入的多波长光进行分光；负透镜，其将由光栅分光后的光聚光至规定的位置；MEMS模块，其具有对由负透镜聚光的光进行反射的MEMS反射镜阵列；以及基座部，其用于安装上述部件。
专利文献1：日本特开2007－178523号公报
在专利文献1所记载的波长选择开关中，按照下述方式进行MEMS模块的位置调节。即，在专利文献1所记载的波长选择开关中，在凸出设置在基座部上的一对销之间配置MEMS模块，并且，在MEMS模块与销之间配置规定厚度的板。而且，通过变更该板，进行MEMS模块的位置调节。如上所述，对于专利文献1所记载的波长选择开关，通过使用销和板，实现MEMS模块的位置调节的简单化。
然而，根据专利文献1记载的波长选择开关的结构，虽然实现了MEMS模块的位置调节的简单化，但为了校正光束位置相对于MEMS反射镜阵列的偏差，还必须对光纤阵列或光栅等其他光学部件的位置进行调节。因此，对于专利文献1所记载的波长选择开关，不容易降低由于光束位置的偏差而引起的损耗。
另外，如上述的波长选择开关所示，在将多波长光按照每种规定的波长成分分光的光学装置中，为了防止分光后的各波长成分的光之间的串扰，优选在光栅的前段设置用于对多波长光的光束直径进行扩大的扩束光学系统。在如上所述设置有扩束光学系统的波长选择开关中，为了减少如上所述的损耗，考虑例如调节扩束光学系统中的多波长光的入射位置而对光束位置进行校正。
然而，如果使多波长光向扩束光学系统射入的入射位置相对于扩束光学系统的入射面平行移动，则从扩束光学系统射出的多波长光的出射位置的变动量与扩束光学系统的扩束率成正比地增大。因此，利用上述方法难以对光束位置进行微调。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于提供一种能够对光束位置进行微调的光学单元及波长选择开关。
本发明的一个方式涉及一种光学单元。该光学单元具有：准直光学系统，其与光纤的一端连接，对来自光纤的光进行准直化后射出准直光；扩束光学系统，其从入射面射入从准直光学系统射出的准直光，并且将光束直径扩大后射出；光学基板，其在主面上搭载准直光学系统及扩束光学系统；以及旋转机构，其用于通过使光纤的一端及准直光学系统围绕沿与光学基板的主面垂直的第1方向的第1旋转轴旋转，从而变更准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射角度。
在该光学单元中，通过利用旋转机构使准直光学系统等围绕其旋转轴进行旋转，从而变更准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射角度。这样，在光向扩束光学系统射入的入射角度已变更的情况下，从扩束光学系统射出的光的出射角度的变动量不与扩束光学系统的扩束率成正比（例如与扩束率成反比）。因此，通过该光学单元，能够对光束位置进行微调。
在本发明的一个方式所涉及的光学单元中，能够将扩束光学系统形成为沿与光学基板的主面平行的第2方向对光束直径进行扩大的变形光学系统。在该情况下，由于旋转机构中的第1旋转轴与扩束光学系统中的光束的扩束方向正交，因此，能够将通过旋转机构使准直光学系统等旋转的方向限制为扩束光学系统中的光束的扩束方向。
在本发明的一个方式所涉及的光学单元中，能够将准直光学系统形成为与沿第1方向排列的多根光纤各自的一端连接的准直器阵列。在该情况下，能够使多根光纤的一端与准直器阵列一起围绕第1旋转轴进行旋转。因此，能够适用于例如将来自某根光纤的光返回至其他光纤这样的光学装置中。
在本发明的一个方式所涉及的光学单元中，能够使准直光学系统具有来自光纤的光的入射部及出射部，第1旋转轴与准直光学系统的出射部相比位于准直光学系统的入射部侧。在该情况下，以比准直光学系统的入射部更近的位置为中心使准直光学系统等旋转。因此，能够通过准直光学系统等的旋转，使准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射位置适当地变动。由此，例如即使在扩束光学系统的扩束倍率较大的情况下，也能够充分地确保从扩束光学系统射出的光的到达位置的变动量。其结果，能够有效地调节从扩束光学系统射出的光的到达位置。
在本发明的一个方式所涉及的光学单元中，能够使准直光学系统具有来自光纤的光的入射部及出射部，第1旋转轴与准直光学系统的入射部相比位于准直光学系统的出射部侧。在该情况下，以比准直光学系统的出射部更近的位置为中心使准直光学系统等旋转。因此，能够减小在准直光学系统等旋转时准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射位置的变动。
本发明的一个方式所涉及的光学单元，可以还具有光轴调节单元，该光轴调节单元对从扩束光学系统射出的光的方向进行调节。在该情况下，能够对从扩束光学系统射出的光的出射角度的变动进行补偿。
在此，本发明的其它方式涉及一种波长选择开关。该波长选择开关具有：准直器阵列，其与包含输入端口和输出端口的多根光纤的一端连接，对来自输入端口的多波长光进行准直化后射出准直光；扩束光学系统，其从入射面射入从准直器阵列射出的准直光，并将光束直径扩大后射出；分光元件，其将从扩束光学系统射出的光按照每种规定的波长成分分光后射出；光学基板，其在主面上搭载准直器阵列、扩束光学系统及分光元件；光学引擎，其具有多个反射面，这些反射面用于将从分光元件射出的光按照每种规定的波长成分而向不同的输出端口反射；以及旋转机构，其用于通过使多根光纤的一端及准直器阵列围绕沿与光学基板的主面垂直的第1方向的旋转轴旋转，从而变更准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射角度。
在该波长选择开关中，通过利用旋转机构，使准直器阵列系统等围绕其旋转轴进行旋转，从而变更准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射角度。如上所述，在光向扩束光学系统射入的入射角度已变更的情况下，从扩束光学系统射出的光的出射角度的变动量不与扩束光学系统的扩束率成正比。因此，通过该波长选择开关，能够对光束位置（例如，光射入光学引擎的各反射面的入射位置）进行微调，因此容易降低损耗。
在本发明的其它方式所涉及的波长选择开关中，可以使多根光纤沿着第1方向排列，扩束光学系统是沿与光学基板的主面平行的第2方向将光束直径扩大的变形光学系统，分光元件在第2方向上对从扩束光学系统射出的光进行分光。在该情况下，由于旋转机构中的第1旋转轴与扩束光学系统中的光束的扩束方向正交，因此，能够将通过旋转机构使准直器阵列等旋转的方向限制为扩束光学系统中的光束的扩束方向。另外，由于光束的扩束方向与分光方向一致，因此，能够可靠地抑制分光后的光之间的串扰。
在本发明的其它方式所涉及的波长选择开关中，可以使准直器阵列具有来自输入端口的多波长光的入射部及出射部，第1旋转轴与准直器阵列的出射部相比位于准直器阵列的入射部侧。在该情况下，以比准直器阵列的入射部更近的位置为中心使准直器阵列等旋转。因此，能够通过准直器阵列等的旋转，使准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射位置适当地变动。由此，例如即使在扩束光学系统的扩束倍率较大的情况下，也能够充分地确保从扩束光学系统射出的光的到达位置的变动量。其结果，能够有效地进行从扩束光学系统射出的光的到达位置的调节。
在本发明的其它方式所涉及的波长选择开关中，可以使准直器阵列具有来自输入端口的多波长光的入射部及出射部，第1旋转轴与准直器阵列的入射部相比位于准直器阵列的出射部侧。在该情况下，以比准直器阵列的出射部更近的位置使准直器阵列等旋转。因此，能够减小在准直器阵列等旋转时准直光相对于扩束光学系统的入射面的入射位置的变动量。
本发明的其它方式所涉及的波长选择开关可以还具有光轴调节单元，该光轴调节单元通过使分光元件围绕沿第1旋转轴的第2旋转轴旋转，从而对从分光元件射出的光的方向进行调节。另外，本发明所涉及的波长选择开关可以还具有控制单元，该控制单元通过以变更光学引擎的反射面的角度的方式控制光学引擎，从而调节由反射面反射的光的方向。在这些情况下，通过对从扩束光学系统射出的光的出射角度的变动进行补偿，从而能够进一步降低损耗。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种可对光束位置进行微调的光学单元及波长选择开关。
附图说明
图1是表示本实施方式所涉及的波长选择开关的结构的示意剖视图。
图2是用于说明图1所示的波长选择开关的动作的示意图。
图3是表示通常的扩束光学系统的一个例子的结构的俯视图。
图4是图1所示的波长选择开关的要部放大俯视图。
图5是表示图4所示的保持部件的变形例的俯视图。
图6是表示由LCOS构成的相位调制元件的一个例子的剖视图。
标号的说明
1…波长选择开关，10…光学基板，10f…表面（主面），11…准直器阵列（准直光学系统），11a…入射部，11b…出射部，13…衍射光栅（分光元件），16…扩束光学系统，16s…入射面，17…相位调制元件（光学引擎），21…驱动电路（控制单元），40…MEMS反射镜（光学引擎），50…光纤，80…保持部件（旋转机构），90…光轴调节单元，A1…旋转轴（第1旋转轴），A2…旋转轴（第2旋转轴），L1…准直光，L2、L3…光。
具体实施方式
下面，参照附图，对本实施方式所涉及的光学单元及波长选择开关详细地进行说明。此外，在以下的附图中，对于相同或相当的要素标注相同的标号并省略重复说明。另外，以下附图中的尺寸比例有时与实际的尺寸比例不同。
图1是表示本实施方式所涉及的波长选择开关的结构的示意剖视图。图2是用于说明图1所示的波长选择开关的动作的示意图。图1所示的波长选择开关1包含本实施方式所涉及的光学单元的一个实施方式，因此，下面主要对该波长选择开关1进行说明。如图1所示，波长选择开关1具有光学基板10、电气基板20、MEMS（Micro ElectroMechanical System）反射镜（光学引擎）40、多根光纤50。此外，在光学基板10上设有开口10h，在该开口10h的正上方配置有折回反射镜15。在光学基板10的表面（主面）10f上搭载有用于实现波长选择开关1的功能的各种光学部件。
参照图2对波长选择开关1的动作进行说明。如图2所示，在波长选择开关1中，首先，从输入端口（光纤50）输入多波长光L1。从输入端口输入的多波长光L1穿过例如由多个棱镜12构成的扩束光学系统16，使其光束直径扩大。光束直径的扩束率例如为12倍至15倍左右。光束直径被扩束光学系统16扩大后的多波长光L2射入衍射光栅13。射入至衍射光栅13的多波长光L2按照每种规定的波长成分分散而从衍射光栅13射出。穿过衍射光栅13的各波长成分的光L3在通过未图示的折回反射镜等对光路进行调节后，引导至MEMS反射镜40的反射面。
射入至MEMS反射镜40的反射面的各波长成分的光L3按波长成分的不同而向不同的方向反射，沿着上述路径返回，并且从彼此不同的输出端口（光纤50）输出。即，各波长成分的光L3射入至MEMS反射镜40，并且由MEMS反射镜40按波长成分的不同而向不同的输出端口射出。此外，在图2中，以来自衍射光栅13的各波长成分的光L3中的规定的波长成分的光为代表进行示出。由此，MEMS反射镜40具有与各波长成分的光L3分别对应而设置的多个反射面，MEMS反射镜40能够各自独立地切换光路。另外，MEMS反射镜40与搭载在电气基板20上的驱动电路21电气连接而得到驱动，该驱动电路21的动作通过来自电气连接的控制部22的控制信号进行控制。
接下来，参照图1、4对波长选择开关1的结构进行说明。关于搭载在光学基板10的表面10f上的光学部件，在从光纤50射出而朝向MEMS反射镜40的光的光路上，依次排列有准直器阵列（准直光学系统）11、扩束光学系统（例如多个棱镜12）16、衍射光栅（分光元件）13、聚光透镜14及折回反射镜15。
准直器阵列11与多根光纤50的一端连接，将来自作为输入端口的光纤50的多波长光准直化后射出准直光L1。另外，准直器阵列11具有来自作为输入端口的光纤50的多波长光的入射部11a和出射部11b。从准直器阵列11射出的准直光L1射入扩束光学系统16的入射面16s，并且扩束光学系统16将光束直径扩大后射出。扩束光学系统16是沿着与光学基板10的表面10f平行的方向（第2方向）将光束直径扩大的变形光学系统，例如由多个棱镜12组合而成。衍射光栅13将从扩束光学系统16射出的光L2按照每种规定的波长成分分光后射出。衍射光栅13将射入的光L2在与光学基板10的表面10f平行的方向（第2方向）上进行分光。MEMS反射镜40具有多个反射面，它们用于按照规定的各波长成分，将从衍射光栅13射出的各波长成分的光L3朝向不同的输出端口反射。
在此，参照图3，对通常的扩束光学系统的一个例子进行说明。图3所示的扩束光学系统S是由一对棱镜P1、P2构成的变形光学系统，其扩束率（变形比）是B/A。在上述的扩束光学系统S中，如果使光相对于其入射面（棱镜P1的入射面）Sa的入射位置在入射角度保持恒定的状态下移动△V1（即，如果进行平行移动），则其出射面（棱镜P2的出射面）Sb上的光的出射位置的变动量△V2与扩束率B/A成正比地增大。
在具有与上述扩束光学系统S相当的扩束光学系统16的波长选择开关1中，如果准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射位置进行平行移动，则同样地，从扩束光学系统16射出的出射位置与扩束光学系统16的扩束率成正比地增大。因此，在上述方法中，难以对光L3相对于MEMS反射镜40的各反射面的入射位置（光束位置）进行微调。鉴于上述情况，本实施方式所涉及的波长选择开关1具有能够容易地对光束位置进行微调的结构。
即，如图4所示，波长选择开关1还具有保持部件（旋转机构）80，该保持部件80用于保持准直器阵列11。准直器阵列11经由保持部件80搭载在光学基板10的表面10f上。保持部件80构成为可围绕沿着与光学基板10的表面10f垂直的方向（与纸面垂直的方向：第1方向）的旋转轴（第1旋转轴）A1旋转。即，保持部件80以可绕旋转轴A1（即，在与光学基板10的表面10f平行的面内）旋转的方式保持准直器阵列11及光纤50的一端。
在波长选择开关1中，通过使用上述保持部件80，使准直器阵列11及光纤50的一端绕旋转轴A1旋转，从而能够变更准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射角度。在准直光L1向扩束光学系统16射入的入射角度已变更的情况下，从扩束光学系统12射出的光L2的出射角度的变动量不与扩束光学系统16的扩束率成正比（成反比）。因此，根据该波长选择开关1，能够通过保持部件80的旋转容易地对光束位置进行微调，进而容易地减少损耗。
特别地，在本实施方式中，保持部件80的旋转轴A1与准直器阵列11的入射部11a相比配置在出射部11b侧。因此，准直器阵列11以比该出射部11b更近的位置为中心进行旋转。即，准直器阵列11的出射部11b的位置在准直器阵列11旋转时几乎不发生变化。因此，在准直器阵列11旋转时，能够减小准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射位置的变动量。
另外，在本实施方式中，扩束光学系统16是沿着与光学基板10的表面10f平行的方向（与纸面平行的方向：第2方向）将光束直径扩大的变形光学系统，保持部件80的旋转轴A1与光学基板10的表面10f垂直，因此，能够将准直器阵列11等的旋转方向限制为扩束光学系统16的扩束方向。
此外，波长选择开关1还具有光轴调节单元90，该光轴调节单元90通过使衍射光栅13分别围绕沿旋转轴A1的旋转轴A2旋转，从而对分别从衍射光栅13射出的光L3的光轴方向进行调节。
另外，在波长选择开关1中，驱动电路21作为控制单元起作用，其通过以变更MEMS反射镜40的各反射面的角度的方式控制MEMS反射镜40，从而调节由MEMS反射镜40的反射面反射的光的光轴方向。如上所述，在波长选择开关1中，通过在衍射光栅13和MEMS反射镜40中调节光轴的方向，从而对从扩束光学系统16射出的光的出射角度的变动进行补偿，能够进一步降低损耗。
以上的实施方式对本发明所涉及的光学单元及波长选择开关的一个实施方式进行了说明。因此，本发明所涉及的光学单元及波长选择开关并不限定于上述实施方式。本发明所涉及的光学单元及波长选择开关在不变更各权利要求的主旨的范围内，能够任意地对上述内容进行变更。
例如，在上述的实施方式中，保持部件80的旋转轴A1与准直器阵列11的入射部11a相比位于准直器阵列11的出射部11b侧。然而，如图5所示，保持部件80的旋转轴A1也可以与准直器阵列11的出射部11b相比位于准直器阵列11的入射部11a侧。在该情况下，以比准直器阵列11的入射部11a更近的位置为中心使准直器阵列11等旋转。因此，能够通过准直器阵列11等的旋转，使准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射位置适当地变动。
在此，在扩束光学系统16中的光束直径的扩束倍率较大，例如为20倍至40倍左右的情况下，如果准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射位置的变动量较小，则从扩束光学系统16射出的光L2的到达位置的变动量也可能变得更小。在上述情况下，如上述所示，如果通过以比准直器阵列11的入射部11a更近的位置为中心使准直器阵列11等旋转，从而使准直光L1相对于扩束光学系统16的入射面16s的入射位置适当地变动，则能够充分地确保从扩束光学系统16射出的光L2的到达位置的变动量。其结果，即使在扩束光学系统16中的光束直径的扩束倍率较大的情况下，也能够有效地对光L2的到达位置进行调节。
另外，在上述的实施方式中，作为在波长选择开关1中使用的扩束光学系统的一个例子，例示出由多个棱镜构成的变形光学系统，但在波长选择开关1中使用的扩束光学系统并不限定于此，例如可以是使用变形透镜的变形光学系统。
另外，在上述实施方式中，光轴调节单元90用于使衍射光栅13旋转，但在采用使用有多个衍射光栅的光学系统的情况下，可以形成为仅使多个衍射光栅中的某一个旋转，也可以在全部的衍射光栅上设置光轴调节单元。
另外，在上述波长选择开关1中，MEMS反射镜40搭载在电气基板20上，但MEMS反射镜40的搭载方式并不限定于此。即，MEMS反射镜40也可以搭载在光学基板10上，或搭载在光学基板10及电气基板20之外的其他部件上。
并且，光学引擎并不限定于MEMS反射镜40，也能够形成为例如由透过型液晶元件和双折射晶体构成的元件、LCOS（Liquid Crystalon Silicon）、和DLP（Digital Light Processing）等任意的光偏转元件。
例如，在波长选择开关1中，能够取代MEMS反射镜40而采用图6所示的相位调制元件17。图6是表示由LCOS构成的相位调制元件的一个例子的剖视图。如图6所示，相位调制元件17具有硅基板171和设置在硅基板171的主面上的多个像素电极172。多个像素电极172沿硅基板171的主面排列成二维状。另外，在硅基板171的主面上依次配置有液晶层173、透明电极174及保护玻璃175。
并且，根据形成在透明电极174和多个像素电极172之间的电场的大小，对入射至液晶层173的各波长成分的光L3的相位进行调制。由于针对各像素电极172形成不同大小的电场，因此该相位调制量的大小随着各像素的不同而不同。此外，相位调制元件17的调制面17a主要由多个像素电极172、液晶层173及透明电极174构成。另外，在图6中，将在调制面17a上呈现出衍射光栅状的相位调制图案时的各像素的相位调制量作为图形G11而概念性地示出。
在调制面17a上，相位调制量从0（rad）至2π（rad）阶段性地增加，如果到达2π（rad），则再次返回0（rad），相位调制量从0（rad）至2π（rad）阶段性地增加。利用上述相位调制图案，实质上实现了以阶梯状单调增加的衍射光栅状的相位调制图案。并且，如果各波长成分的光L3入射至呈现出上述相位调制图案的调制面17a，则各波长成分的光L3以与衍射光栅的周期相对应的出射角θ进行反射。即，相位调制元件17是由LCOS构成的、具有多个反射面（例如调制面17a中的各像素）的光学引擎，其中，多个反射面用于将从衍射光栅13射出的光L3按照规定的各波长成分朝向不同的输出端口反射。
在使用上述相位调制元件17进行用于使输入光（各波长成分的光L3）与期望的输出端口耦合的偏转控制的情况下，优选使用在调制面17a处沿开关方向（例如输入/输出端口的排列方向）扩束后的光束。这是由于以阶梯状单调增加的衍射光栅状的相位调制图案在调制面17a中沿开关方向形成，因此，通过增加在光束（各波长成分的光L3）内包含的像素数量，能够利用更精细的衍射光栅状的相位调制图案进行光束的相位调制。
例如，有时在扩束光学系统16和相位调制元件17之间配置聚光元件，并且将利用该聚光元件使开关方向上的光束直径和与开关方向垂直的方向上的光束直径变换后的光束（即，宽高（aspect）比变换后的光束）入射至调制面17a。在该情况下，由于在扩束光学系统16和相位调制元件之间插入有该聚光元件，因此，如果在扩束光学系统16中在与开关方向垂直的方向上扩束，则在调制面17a上形成沿开关方向扩束的光束。在利用上述相位调制元件17进行的偏转控制中优选的扩束光学系统16中的扩束倍率较大，是例如20倍至40倍左右。
因此，在上述情况下，如上所述，如果以比准直器阵列11的入射部11a更近的位置为中心使准直器阵列11等旋转，则能够充分地确保从扩束光学系统16射出的光束的到达位置的变动量，能够有效地进行光束的到达位置的调节。另一方面，如果以比准直器阵列11的出射部11b更近的位置为中心使准直器阵列11等旋转，则能够精密地进行光束的到达位置的调节。

Claims (12)

1.一种光学单元，其中，具有：
准直光学系统，其与光纤的一端连接，将来自所述光纤的光进行准直化后射出准直光；
扩束光学系统，其从入射面射入从所述准直光学系统射出的所述准直光，并且将光束直径扩大后射出；
光学基板，其在主面上搭载所述准直光学系统和所述扩束光学系统；以及
旋转机构，其用于通过使所述光纤的所述一端及所述准直光学系统围绕沿与所述光学基板的所述主面垂直的第1方向的第1旋转轴旋转，从而变更所述准直光相对于所述扩束光学系统的入射面的入射角度。
2.根据权利要求1所述的光学单元，其中，
所述扩束光学系统是沿与所述光学基板的所述主面平行的第2方向对光束直径进行扩大的变形光学系统。
3.根据权利要求1或2所述的光学单元，其中，
所述准直光学系统是与沿所述第1方向排列的多根光纤各自的一端连接的准直器阵列。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的光学单元，其中，
所述准直光学系统具有来自所述光纤的光的入射部及出射部，
所述第1旋转轴与所述准直光学系统的出射部相比位于所述准直光学系统的入射部侧。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的光学单元，其中，
所述准直光学系统具有来自所述光纤的光的入射部及出射部，
所述第1旋转轴与所述准直光学系统的入射部相比位于所述准直光学系统的出射部侧。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学单元，其中，
还具有光轴调节单元，该光轴调节单元对从所述扩束光学系统射出的光的方向进行调节。
7.一种波长选择开关，其中，具有：
准直器阵列，其与包含输入端口和输出端口的多根光纤的一端连接，将来自所述输入端口的多波长光进行准直化后射出准直光；
扩束光学系统，其从入射面射入从所述准直器阵列射出的所述准直光，并且将光束直径扩大后射出；
分光元件，其将从所述扩束光学系统射出的光按照每种规定的波长成分分光后射出；
光学基板，其在主面上搭载所述准直器阵列、所述扩束光学系统及所述分光元件；
光学引擎，其具有多个反射面，这些反射面用于使从所述分光元件射出的光按照每种所述规定的波长成分而向不同的所述输出端口反射；以及
旋转机构，其用于通过使所述多根光纤的所述一端及所述准直器阵列围绕沿与所述光学基板的主面垂直的第1方向的旋转轴旋转，从而变更所述准直光相对于所述扩束光学系统的入射面的入射角度。
8.根据权利要求7所述的波长选择开关，其中，
所述多根光纤沿着所述第1方向排列，
所述扩束光学系统是沿与所述光学基板的所述主面平行的第2方向对光束直径进行扩大的变形光学系统，
所述分光元件在所述第2方向上对从所述扩束光学系统射出的光进行分光。
9.根据权利要求7或8所述的波长选择开关，其中，
所述准直器阵列具有来自所述输入端口的所述多波长光的入射部及出射部，
所述第1旋转轴与所述准直器阵列的出射部相比位于所述准直器阵列的入射部侧。
10.根据权利要求7或8所述的波长选择开关，其中，
所述准直器阵列具有来自所述输入端口的所述多波长光的入射部及出射部，
所述第1旋转轴与所述准直器阵列的入射部相比位于所述准直器阵列的出射部侧。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的波长选择开关，其中，
还具有光轴调节单元，该光轴调节单元通过使所述分光元件围绕沿所述第1旋转轴的第2旋转轴旋转，从而对从所述分光元件射出的光的方向进行调节。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的波长选择开关，其中，
还具有控制单元，该控制单元通过以变更所述光学引擎的所述反射面的角度的方式控制所述光学引擎，从而调节由所述反射面反射的光的方向。
CN201310295656.6A 2012-07-13 2013-07-15 光学单元及波长选择开关 Pending CN103543496A (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012157847 2012-07-13
JP2012-157847 2012-07-13
JP2013-118694 2013-06-05
JP2013118694A JP6225492B2 (ja) 2012-07-13 2013-06-05 光学ユニット、及び、波長選択スイッチ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103543496A true CN103543496A (zh) 2014-01-29

Family

ID=49913784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310295656.6A Pending CN103543496A (zh) 2012-07-13 2013-07-15 光学单元及波长选择开关

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9081201B2 (zh)
JP (1) JP6225492B2 (zh)
CN (1) CN103543496A (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023136089A1 (ja) * 2022-01-17 2023-07-20 富士フイルム株式会社 波長選択スイッチ、および、それを用いた光クロスコネクト装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2394237Y (zh) * 1999-09-28 2000-08-30 信息产业部武汉邮电科学研究院 一种能进行共轴补偿的多端口光学无源器件
CN2535812Y (zh) * 2002-03-20 2003-02-12 信息产业部电子第三十四研究所光器件中心 1×2单多模光开关
US20070147219A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Olympus Corporation Wavelength selection switch

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04313478A (ja) * 1991-02-18 1992-11-05 Matsushita Electric Works Ltd レーザビーム切り換え装置
US6842239B2 (en) 2001-08-10 2005-01-11 Ibsen Photonics A/S Alignment of multi-channel diffractive WDM device
US20030091276A1 (en) * 2001-11-13 2003-05-15 Adc Telecommunications, Inc. Grating-based MUX/DMUX with expanded waveguides
US6983090B2 (en) * 2002-03-21 2006-01-03 Jds Uniphase Inc. High resolution tunable optical filter
JP4836488B2 (ja) * 2005-05-09 2011-12-14 株式会社東芝 データ転送装置及び半導体集積回路装置
JP2007183370A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Fujitsu Ltd 波長選択デバイス
JP5166380B2 (ja) * 2009-09-18 2013-03-21 日本電信電話株式会社 波長選択スイッチ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2394237Y (zh) * 1999-09-28 2000-08-30 信息产业部武汉邮电科学研究院 一种能进行共轴补偿的多端口光学无源器件
CN2535812Y (zh) * 2002-03-20 2003-02-12 信息产业部电子第三十四研究所光器件中心 1×2单多模光开关
US20070147219A1 (en) * 2005-12-27 2007-06-28 Olympus Corporation Wavelength selection switch

Also Published As

Publication number Publication date
JP6225492B2 (ja) 2017-11-08
JP2014032390A (ja) 2014-02-20
US20140016209A1 (en) 2014-01-16
US9081201B2 (en) 2015-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110168419B (zh) 用于具有扫描反射器的大视场显示器的方法和系统
CN101384933B (zh) 减少mems微镜边缘衍射的方法
US5648859A (en) Liquid crystal microprism array, free-space optical interconnector, and optical switch
CN109765658B (zh) 2x2波长选择开关阵列
US7126740B2 (en) Multifunctional optical device having a spatial light modulator with an array of micromirrors
US20190033684A1 (en) Saw Modulator Having Optical Power Component for Extended Angular Redirection of Light
US10613412B2 (en) Light beam deflecting element, wavelength-selective cross-connect device using same, and optical cross-connect device
TW201719234A (zh) 全像顯示器
US20120257279A1 (en) Grating based tunable filter
US10048445B2 (en) Multicast exchange optical switch
CN105182474B (zh) 一种波长选择开关
US9326050B2 (en) Wavelength selective switch and method of manufacturing same
US10126556B2 (en) Light operation device
CN103246015A (zh) 多播光学开关
US20100149434A1 (en) Multibeam digital projection video motor having static or dynamic pointing correction with or without deviation periscope
CN103308986A (zh) 非对称小透镜阵列
US9316846B2 (en) Systems and methods to provide high brightness diode laser outputs
CN107577010A (zh) 一种双波长选择开关
CN107367796A (zh) 一种波长选择开关
CN102227667B (zh) 光调制装置
JP2011085916A (ja) 複数ビーム偏向器、二次元スキャナ及び複数ビーム偏向モジュール
CN108897102B (zh) 一种双波长选择开关
CN103543496A (zh) 光学单元及波长选择开关
EP3921695B1 (fr) Dispositif optique de combinaison d'une pluralite de faisceaux, et système employant un tel dispositif
JP5651904B2 (ja) Ｎ×ｎ波長選択スイッチ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20140129