JP2000028847A - マルチプレクサ - Google Patents
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Abstract
を備える回析格子と、射出面を備える少なくとも1個の
入射ファイバと、入射面を備える少なくとも1個の射出
ファイバと、入射ファイバの射出面と射出ファイバの入
射面とを光学的に結合しリトロー構成による格子の動作
を保証する手段とを具備する、マルチプレクサに関す
る。 【効果】本発明によれば、前記光学結合手段は、大きな
リトロー角を可能にし、かつ、光学軸の折り返しを保証
する反射手段を具備する。
Description
途における構成要素として使用可能である、マルチプレ
クサまたはルータに関する。
であり、特にフランス特許第2,543,768号、同
第2,519,148号、同第2,479,981号、
同第2,496,260号および、「STIMAX」の
登録商標により市販されている欧州特許第0,196,
963号に記載されており、その後も開発が進められて
いる。
ァイバが凹面鏡の焦点の直近に配置されているマルチプ
レクサを特に詳細に述べている。このようにして、入射
ファイバによって受光された発散光線束は、平面回析格
子へ向けられる平行光ビームに凹面鏡によって変換さ
れ、回析格子はさらにその平行ビームを、射出ファイバ
の端に焦点を合わせる凹面鏡へ向ける。このように、そ
の格子はリトロー構成に従って動作する。
が成り立つ。 2asinβ=kλ/n 式中、aは格子のピッチ、βはリトロー角すなわち、格
子平面の法線に対して(入射および屈折)光ビームがな
す角、kは屈折次数、λは波長、nは格子と接触する媒
質の屈折率である。
角分散dβ/dλは、βが大きくなるにつれてその分大
きくなる。
等しい(ここで、fは反射系の焦点距離、xはその焦点
面における分散方向である)。従って、大きい角分散d
β/dλは、一定の分光分散dx/dλに関する焦点距
離fを減少させる。
なるチャネルの波長分離も短縮された焦点面fについて
保たれる。
を要求し、光ファイバの端の位置決めを難しくさせるこ
ともわかっている。
は、入射光波および射出光波が光ファイバによって伝搬
されるデバイスを包含することを了解されたい。
空間的に別個の光ファイバにより伝搬される可変数の入
力光信号が、異なる数としてよい射出光ファイバに方向
づけられる、光ファイバルータにも関係する。
スをマルチプレクサと称するが、それは分波器、合波器
またはルータとし得ることは明白に理解可能であろう。
低クロストークで多数の経路をもたらす多重化リンクを
構築することを可能にしている。
用されるにつれて、それらの性能を高めるための、特
に、小寸法のデバイスすなわち限られた焦点距離のデバ
イスを維持すると同時に、2経路(2つの連続する波
長)間の空間的間隙を縮小する努力がなされている。
は、従来技術に匹敵するまたはよりすぐれた特性および
低クロストークを備える小型のマルチプレクサを提起す
ることである。
光学軸を有し、また、分散平面を備える回析格子と、射
出面を備える少なくとも1個の入射ファイバと、入射面
を備える少なくとも1個の射出ファイバと、入射ファイ
バの射出面と射出ファイバの入射面とを光学的に結合し
リトロー構成による格子の動作を保証する手段とを具備
する、マルチプレクサに関する。
きなリトロー角を可能にし、かつ、光学軸の折り返しを
保証する反射手段を具備する。
において、以下のような多数の技術的に実現可能な組合
せが関係づけられる。 −光学結合手段は入射ファイバの射出面および射出ファ
イバの入射面がその近傍に位置する入射・射出軸を有し
ており、反射手段が前記軸に位置する鏡によって形成さ
れ、その軸に向けられた光束の通過を可能にする中心孔
を具備する。 −鏡が入射ファイバの射出面の水準に配設されている。 −分散系が、光学結合手段の入射・射出軸に平行な平面
を有する平面回析格子である。 −マルチプレクサは、1組の関係づけられた光学素子に
よって構成されており、回析格子が前記光学結合手段の
入射・射出軸に平行な軸を有する素子の側面に固定され
ている。 −光学素子が密着、好ましくは接着されている。 −回析格子が弾性マウントによって前記素子に固定され
ている。 −マルチプレクサが1組の関係づけられた光学素子によ
って構成されており、かつ、回析格子が前記光学素子の
1個の側面の1面に直接形成されている。 −回析格子が、格子のピッチを変化可能にするように膨
張し得る支持体に保持されている。 −格子の支持体が誘電体である。
して詳細に説明する。各図は、本発明によるデバイスの
光学構成要素を示しているにすぎず、それらを支持し、
各々の位置を確保する機械的構造には関係していない。
そのような機械的構造は、多数の形態をとることが可能
であり、当業者の理解の範囲であろう。
および射出手段として光ファイバの使用に言及する。し
かし、公知の通り、数ミクロンから2、30ミクロンと
いったファイバコアと同程度の大きさの小寸法であり、
規則的に配置された能動素子を有し、ファイバと矛盾し
ない特性を有する発光構成要素(ダイオード、ダイオー
ドのリニアアレイまたはエリアアレイ)および受光構成
要素(CCD(電荷結合素子)、CCDのリニアアレイ
またはエリアアレイ)が存在する。用途によっては、そ
うした構成要素を、本発明のマルチプレクサの入射側ま
たは射出側におけるファイバと代替させ、ファイバの端
に代えて、スペクトル焦点に直接配置することが可能で
ある。従って、そのような構成要素は、本発明の定義に
おいてファイバと等価である。
べる。ルータを形成するために本発明を実施することは
同様に可能である。
り形成される分散系、多重化された光束をデバイスに供
給する入射ファイバ2、および、各波長について分化さ
れた光束を供給する射出ファイバ3の束を含む。可変数
であるそれらのファイバ3の端は、それ自体が反射光学
系4のほぼ焦点である格子1の中心に位置する。格子1
とミラー4の間の空間5は、要求条件に従って系の特性
を改善するための各種光学構成要素を受容することがで
きる。格子はホログラフィーまたはエッチングによって
可能である。
入射ファイバおよび射出ファイバの組の波長帯域幅を規
定する基本伝達関数は、図2に示す形態をとる。波長λ
0を中心とし、その半値幅がΔλ0である。この半値幅
は、デバイスの全体的な幾何学的および光学的特性に依
存する。
1およびλ2にそれぞれ関係する伝達関数のオーバラッ
プの危険により生じる作用である。
細に示す。入射ファイバ2および射出ファイバ3は、そ
れぞれの端を球面鏡4の焦点に配置されている。従っ
て、入射ファイバ2によって放射された光束は、鏡4に
よって平行光束に変換され、これは、光束の入射−射出
軸10に対して角度αで傾斜している鏡8によって反射
される。こうして、この平行ビームは、軸12を有する
平行二次ビームとして鏡8により反射される。格子支持
体9に配設された回析格子7は、分波器の平面側面13
の一方に適用されており、格子平面の法線は入射−射出
軸10と鏡8の法線がなす平面に含まれる。二次ビーム
12は、格子の法線と角βをなす(リトロー角)。
によって関係づけられる。
一方の入射ファイバ2から他方の射出ファイバ3への光
束の伝送を保証するために、中心孔11が配設されてい
る。この小径の中心孔は、球面鏡4によって反射される
平行ビームの反射にほとんど影響することなく、光束が
ファイバからファイバへ伝送されるようにする。
鏡8により反射され、さらに球面鏡4によって、光束の
波長の関数として、射出ファイバ3に焦点を合わせられ
る。
ことによって、鏡とファイバの端の軸によって作られる
角度αについて、等しく大きな値を保ちつつ、相対的に
大きな角度βを選択することが可能であることが理解で
きよう。このことは、βの大きな値が角分散の増大を許
すと同時に、αの大きな値が球面鏡4の焦点にファイバ
2および3の端を位置決めするのを助成するという結果
をもたらす。
鏡、ブロック6は20mm×20mmの正方形断面、3
00ライン/mm相当のピッチを有する格子7、角α≒
65°、従って角β≒40°であるシリカ構成要素によ
り好結果が得られている。長さDは50mm程度であ
る。この系は4次の格子で機能する。
うに構成することができる。詳細には、LF5シリカ製
の素子6による実施は、−20℃〜+60℃というすぐ
れた安定性が得られる。
に必要ではなく、例えば熱的安定化が外的手段によって
保証される場合など、重要度の低い用途では、純シリカ
または別の透明光学材料で製作したマルチプレクサを使
用することが可能である。
面に配置される。それを支持体9に成形した後に前述の
面に取り付けることが可能である。支持体9はその後、
マルチプレクサの側面13に接着されるか、または、好
ましくは3点で弾性マウントにより固定される。
とも可能である。格子は、支持体または側面13に事前
に堆積された樹脂にパターンを刻印するダイを使用する
従来方法によって成形される。このようにして、良好な
条件のもとで型出しに通常の注意を払い形成された格子
は、反射処理材によって被覆され、ワニスにより保護さ
れる。
5の呼称で周知のシリカにより以下のパラメータ値で製
作することもできる。球面鏡4の半径≒109mm、角
α≒63°、角β≒38°、長さD≒55mm。その他
のパラメータは上述の実施例と同じである。
を特長とするマルチプレクサを製造するために、フラン
ス特許第97,07128号に提起されたような光学ダ
ブレットを使用することができよう。
射ファイバ2および射出ファイバ3を固定するファイバ
ホルダ15を備える。
支持体17によって保持されている。ファイバホルダ1
5および格子支持体17は境界面18によって接触して
いる。
境界面22によって接合されている2個の素子20およ
び21により形成されるダブレットと一体となってい
る。
光束は、回析素子16の中心領域13において、ジオプ
タ18により屈折後、さらにダブレット20および21
により屈折後、鏡19により回析素子16へ反射され
る。光束はその回析素子16によって、対象となる光束
の波長に依存する回析により回析される。
射され、各々の波長の関数として射出ファイバ3に結合
される。
よび曲率半径は、ダブレットがアセンブリの幾何学的収
差および色収差を補正するように決定する。
オプタ26との間の空間25には、空気またはガスが充
填されるか、または、真空下に置かれる。
であることが好ましい。
BaF52の呼称で周知のガラスで製造し、その中心厚
さは7.66mmであり、鏡保持面の曲率半径は40
1.56mm、その第2の面の曲率半径は748.90
mmである。
K3の呼称で周知のガラスで製造し、その第2の面の曲
率は217.77mmであり、境界面22と反射鏡との
間の距離は271.6mmである。格子を保持する素子
17の材料はシリカである。面28からフィルタ支持体
の端までの距離は21.49mmである。
との間の平均距離は22mmであり、境界面23と反射
鏡との間の距離は271.1mmである。
トを保持する、2個のサブアセンブリは、面16および
26が圧接される、シリカまたは低膨張率である他の材
料で製作された正方形断面の管によって組み立てられ
る。
ファイバの組の基本伝達関数である。
である。
Claims (10)
- 【請求項1】光学軸を有し、また、分散平面を備える回
析格子と、射出面を備える少なくとも1個の入射ファイ
バと、入射面を備える少なくとも1個の射出ファイバ
と、入射ファイバの射出面と射出ファイバの入射面とを
光学的に結合しリトロー構成による格子の動作を行なわ
させる光学結合手段とを備えるマルチプレクサであっ
て、 前記光学結合手段が、大きなリトロー角を可能にし、か
つ、光学軸の折り返しを保証する反射手段を含むことを
特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項2】請求項1記載のマルチプレクサであって、
前記光学結合手段が、入射ファイバの射出面および射出
ファイバの入射面がその近傍に位置する入射・射出軸を
有しており、前記反射手段が前記軸に位置する鏡によっ
て形成され、その軸に向けられた光束の通過を可能にす
る中心孔を具備することを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項3】請求項2記載のマルチプレクサであって、
前記鏡が入射ファイバの射出面の水準に配設されている
ことを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項4】請求項2および3のいずれかに記載のマル
チプレクサであって、前記回析格子が、前記光学結合手
段の入射・射出軸に平行な平面を有する、平面回析格子
であることを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項5】請求項4記載のマルチプレクサであって、
当該マルチプレクサが1組の関係づけられた光学素子に
よって構成されており、前記回析格子が前記光学結合手
段の入射・射出軸に平行な軸を有する素子の側面に固定
されていることを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項6】請求項5記載のマルチプレクサであって、
前記光学素子が接着されていることを特徴とするマルチ
プレクサ。 - 【請求項7】請求項5記載のマルチプレクサであって、
前記回析格子が弾性マウントによって前記素子に固定さ
れていることを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項8】請求項4記載のマルチプレクサであって、
当該マルチプレクサが1組の関係づけられた光学素子に
よって構成されており、かつ、前記回析格子が前記光学
素子の1個の側面の1面に直接形成されていることを特
徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項9】請求項4から8のいずれかに記載のマルチ
プレクサであって、前記回析格子が、格子のピッチを変
化可能にするように膨張し得る支持体に保持されている
ことを特徴とするマルチプレクサ。 - 【請求項10】請求項9記載のマルチプレクサであっ
て、前記格子の支持体が誘電体であることを特徴とする
マルチプレクサ。
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