JP2000075165A - Virtually imaged phased array having lens disposed in order to obtain broad beam width - Google Patents

Virtually imaged phased array having lens disposed in order to obtain broad beam width

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JP2000075165A
JP2000075165A JP17160899A JP17160899A JP2000075165A JP 2000075165 A JP2000075165 A JP 2000075165A JP 17160899 A JP17160899 A JP 17160899A JP 17160899 A JP17160899 A JP 17160899A JP 2000075165 A JP2000075165 A JP 2000075165A
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JP
Japan
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input light
lens
light
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lenses
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JP17160899A
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Japanese (ja)
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Masataka Shirasaki
正孝 白▲崎▼
Kao Simon
カオ サイモン
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable the simultaneous sepn. of plural carriers from wavelength divided multiples light with simple constitution by using an apparatus which has first to third lenses and an angle dispersion device and receives input light of respective wavelengths within a continuous range of wavelengths. SOLUTION: The first lens 200 collimates input light when viewed laterally. The lens does not possess the effect of a lens when viewed from front. The second lens 202 receives the input light from the first lens 200 and condenses the input light when viewed laterally. The lens does not possess the effect of a lens when viewed from front. The third lens 204 receives the input light from the second lens 202 and collimates the input light when viewed from front. The lens does not possess the effect of a lens when viewed laterally. The light from the third lens is received in a virtually imaged phased array(VIPA) 76. This VIPA 76 forms the output light which is spatially discriminatable from the output light formed with respect to the input light having any other wavelengths within the continuous range of the wavelengths.

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】本発明は、バーチャリ・イメ
ージド・フェーズド・アレイ(VIPA:virtually i
maged phased array)、すなわち、複数のキャリアか
らなる波長分割多重光を受光し、波長分割多重光を複数
のキャリアにそれぞれ対応し、互いに空間的に区別可能
な複数の光束に分波する波長分波器に関する。
The present invention relates to a virtual imaged phased array (VIPA).
Magnetized phased array, that is, wavelength division multiplexing that receives wavelength division multiplexed light composed of multiple carriers, and that separates the wavelength division multiplexed light into a plurality of spatially distinguishable luminous fluxes corresponding to a plurality of carriers, respectively. About the vessel.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】波長分
割多重は、高速で、比較的多量のデータを伝送するため
に、光ファイバ通信において使用されている。より詳し
くは、それぞれ情報で変調された複数のキャリアは、合
波されて波長多重光にされる。波長分割多重光は、それ
から、1つの光ファイバを介して受信器に送信される。
受信器は、波長分割多重光を各キャリアに分波し、各キ
ャリアを検波する。このように、通信システムは、光フ
ァイバを用いて、比較的多量のデータを伝送することが
できる。
2. Description of the Related Art Wavelength division multiplexing is used in fiber optic communications to transmit high speed, relatively large amounts of data. More specifically, a plurality of carriers, each of which is modulated with information, are multiplexed into wavelength multiplexed light. The wavelength division multiplexed light is then transmitted to the receiver via one optical fiber.
The receiver demultiplexes the wavelength division multiplexed light into each carrier and detects each carrier. As described above, the communication system can transmit a relatively large amount of data using the optical fiber.

【0003】従って、受信器が波長分割多重光を正確に
分波する能力は通信システムの性能に大きく影響する。
例えば、たとえ、多くのキャリアを合波して波長分割多
重光にできたとしても、そのような波長分割多重光は、
受信器が正確に波長分割多重光を分波できないのであれ
ば、送信されるべきではない。従って、受信器は高精度
の波長分波器を有していることが望まれる。
[0003] Therefore, the ability of a receiver to accurately demultiplex wavelength division multiplexed light greatly affects the performance of a communication system.
For example, even if many carriers are multiplexed into wavelength division multiplexed light, such wavelength division multiplexed light is
If the receiver cannot accurately demultiplex the WDM light, it should not be transmitted. Therefore, it is desired that the receiver has a high-precision wavelength demultiplexer.

【0004】図1は、波長分波器として使用するため
の、多層干渉膜を用いた従来のフィルタを示す図であ
る。図1によれば、多層干渉膜20は、透明な基板22
上に形成される。光24は、これは平行光でなくてはな
らないが、フィルム20上に入射し、それから、繰り返
しフィルム20内で反射される。フィルム20の特性に
よって決定される光学的条件によって、波長λ2の光2
6のみが透過することができる。光28は、これは光学
的条件を満たさない全ての光を含んでいるが、フィルム
20を透過せず、反射される。従って、図1に示されて
いるフィルタは、異なる波長λ1とλ2の2つのキャリ
アのみを含んでいる波長分割多重光を分波するのに有用
である。しかし、このようなフィルタ、それ自体は、2
より多くのキャリアを有している波長分割多重光を分波
することはできない。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional filter using a multilayer interference film for use as a wavelength demultiplexer. According to FIG. 1, the multilayer interference film 20 includes a transparent substrate 22
Formed on top. Light 24, which must be a collimated light, impinges on film 20, and is then repeatedly reflected within film 20. Depending on the optical conditions determined by the characteristics of the film 20, the light 2 having the wavelength λ2
Only 6 can be transmitted. The light 28 includes all light that does not meet the optical conditions, but does not pass through the film 20 and is reflected. Therefore, the filter shown in FIG. 1 is useful for demultiplexing a wavelength division multiplexed light including only two carriers of different wavelengths λ1 and λ2. However, such a filter, itself,
Wavelength division multiplexed light having more carriers cannot be split.

【0005】図2は、波長分波器として使用する従来の
ファブリ・ペロー干渉計を示す図である。図2によれ
ば、高反射率反射膜30と32は、互いに平行である。
光34は、これは平行光でなくてはならないが、反射膜
30上に入射し、反射膜30と32の間で多数回反射さ
れる。ファブリ・ペロー干渉計の特性によって決定され
る透過条件を満たす波長λ2の光36は、反射膜32を
透過する。透過条件を満たさない波長λ1の光38は、
反射される。このように、2つの異なる波長を有する光
は、2つの異なる波長にそれぞれ対応する2つの異なる
光に分波されうる。このように、図1に示されたフィル
タのように、従来のファブリ・ペロー干渉計は、異なる
波長λ1とλ2の2つのキャリアのみを含む波長分割多
重光を分波するのに有用である。しかし、このようなフ
ァブリ・ペロー干渉計は、2より多くのキャリアを有す
る波長分割多重光を分波することはできない。
FIG. 2 is a diagram showing a conventional Fabry-Perot interferometer used as a wavelength demultiplexer. According to FIG. 2, the high-reflectivity reflective films 30 and 32 are parallel to each other.
The light 34, which must be a parallel light, impinges on the reflective film 30 and is reflected between the reflective films 30 and 32 many times. The light 36 having the wavelength λ2 that satisfies the transmission condition determined by the characteristics of the Fabry-Perot interferometer passes through the reflection film 32. Light 38 of wavelength λ1 that does not satisfy the transmission condition is
Is reflected. In this way, light having two different wavelengths can be split into two different lights, each corresponding to two different wavelengths. Thus, like the filter shown in FIG. 1, a conventional Fabry-Perot interferometer is useful for demultiplexing a wavelength division multiplexed light including only two carriers of different wavelengths λ1 and λ2. However, such Fabry-Perot interferometers cannot split wavelength division multiplexed light having more than two carriers.

【0006】図3は、波長分波器として使用する従来の
マイケルソン干渉計を示す図である。図3によれば、平
行光40は、ハーフミラー42に入射し、互いに垂直な
第1の光44と第2の光46に分波される。反射ミラー
48は、第1の光44を反射し、反射ミラー50は、第
2の光46を反射する。ハーフミラー42と反射ミラー
48との距離と、ハーフミラー42と反射ミラー50と
の距離は光路差を示している。反射ミラー48によって
反射される光は、ハーフミラー42に返され、反射ミラ
ー50によって反射され、ハーフミラー42に返される
光と干渉する。結果として、波長λ1とλ2を有する光
52と54は、互いに分離される。図1のフィルタや、
図2のファブリ・ペロー干渉計のように、図3のマイケ
ルソン干渉計は、異なる波長λ1とλ2の2つのキャリ
アのみを含む波長分割多重光を分波するのに有用であ
る。しかし、このようなマイケルソン干渉計は、2より
多くのキャリアを有する波長分割多重光を分波すること
はできない。
FIG. 3 shows a conventional Michelson interferometer used as a wavelength demultiplexer. According to FIG. 3, the parallel light 40 enters the half mirror 42 and is split into a first light 44 and a second light 46 which are perpendicular to each other. The reflection mirror 48 reflects the first light 44, and the reflection mirror 50 reflects the second light 46. The distance between the half mirror 42 and the reflection mirror 48 and the distance between the half mirror 42 and the reflection mirror 50 indicate an optical path difference. The light reflected by the reflection mirror 48 is returned to the half mirror 42, reflected by the reflection mirror 50, and interferes with the light returned to the half mirror 42. As a result, the lights 52 and 54 having the wavelengths λ1 and λ2 are separated from each other. The filter in Figure 1
Like the Fabry-Perot interferometer of FIG. 2, the Michelson interferometer of FIG. 3 is useful for demultiplexing wavelength division multiplexed light containing only two carriers of different wavelengths λ1 and λ2. However, such a Michelson interferometer cannot split a wavelength division multiplexed light having more than two carriers.

【0007】いくつかのフィルタ、ファブリ・ペロー干
渉計、あるいは、マイケルソン干渉計を組み合わせて大
きなアレイにし、更なる波長キャリアを1つの波長分割
多重光から分離できるようにすることは可能である。し
かし、このようなアレイは高価で、非効率的であり、思
わぬ程大きな受信器を構成することになってしまう。
It is possible to combine several filters, Fabry-Perot interferometers or Michelson interferometers into a large array so that additional wavelength carriers can be separated from one wavelength division multiplex. However, such arrays are expensive, inefficient, and result in unexpectedly large receivers.

【0008】回折格子や、導波路アレイ格子は、2以上
の異なる波長キャリアからなる波長分割多重光を分波す
るのに、しばしば使用される。図4は、波長分割多重光
を分波するための従来の回折格子を示す図である。図4
によれば、回折格子56は凹凸面58を有している。複
数の異なる波長キャリアを有する平行光60は凹凸面5
8に入射する。各波長キャリアは、反射され、格子の異
なるステップからの反射光間で干渉する。結果として、
異なる波長のキャリア62、64及び66は回折格子5
6から異なる角度で出力され、互いに分離される。
[0008] Diffraction gratings and waveguide array gratings are often used to split wavelength division multiplexed light consisting of two or more different wavelength carriers. FIG. 4 is a diagram illustrating a conventional diffraction grating for demultiplexing wavelength division multiplexed light. FIG.
According to the above, the diffraction grating 56 has an uneven surface 58. The parallel light 60 having a plurality of different wavelength carriers is applied to the uneven surface 5.
8 is incident. Each wavelength carrier is reflected and interferes between reflected light from different steps of the grating. as a result,
Carriers 62, 64 and 66 of different wavelengths are
6 are output at different angles and are separated from each other.

【0009】しかし、回折格子は、異なる波長のキャリ
アを相対的に小さいな角度差で出力する。従って、回折
格子によって作り出される角分散は非常に小さいものと
なる。結果として、受信器が、回折格子によって分波さ
れた様々なキャリア信号を正確に受光する事が困難とな
る。この問題は、比較的接近した波長を持つ多数のキャ
リアを有する波長分割多重光を分波する回折格子におい
て特に重大である。
However, the diffraction grating outputs carriers of different wavelengths with a relatively small angle difference. Therefore, the angular dispersion created by the diffraction grating is very small. As a result, it becomes difficult for the receiver to accurately receive various carrier signals demultiplexed by the diffraction grating. This problem is particularly serious in a diffraction grating that splits wavelength division multiplexed light having a large number of carriers having relatively close wavelengths.

【0010】更に、回折格子は、入射光の光偏波によっ
て影響を受ける。それゆえ、入射光の偏波が、回折格子
の性能に影響を与えうる。また、回折格子の凹凸面のた
めに、精度の良い回折格子を製造するためには複雑な製
造工程が必要となる。
[0010] Furthermore, the diffraction grating is affected by the polarization of the incident light. Therefore, the polarization of the incident light can affect the performance of the diffraction grating. In addition, due to the uneven surface of the diffraction grating, a complicated manufacturing process is required to manufacture an accurate diffraction grating.

【0011】図5は、波長分割多重光を分波するための
従来の導波路アレイ格子を示す図である。図5によれ
ば、複数の異なる波長キャリアからなる光は、入力口6
8を介して受光され、多数の導波路70に分岐される。
光出力口72は、各導波路70の端にあり、出力光74
を生成するようになっている。導波路70は、互いに長
さが異なっており、従って、異なる長さの光路を設けて
いる。従って、導波路70を通過する光は、互いに異な
るパス長を有し、従って、出力口72を通って互いに干
渉し、異なる波長に対し異なる方向に出力74を形成す
る。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional waveguide array grating for demultiplexing wavelength division multiplexed light. According to FIG. 5, light consisting of a plurality of different wavelength carriers is applied to the input port 6.
The light is received through the optical waveguide 8 and branched into a number of waveguides 70.
A light output port 72 is provided at an end of each waveguide 70 and has an output light 74.
Is generated. The waveguides 70 have different lengths from each other, and thus provide optical paths of different lengths. Thus, the light passing through the waveguide 70 has different path lengths, and thus interferes with each other through the output port 72, forming an output 74 in different directions for different wavelengths.

【0012】導波路アレイ格子においては、角分散は、
適当に導波路を構成することにより、ある程度調整する
ことができる。しかし、導波路アレイ格子は、温度変化
と他の環境要因によって影響を受ける。従って、温度変
化と環境要因によって、適切に性能を調節することが難
しくなる。
In a waveguide array grating, the angular dispersion is
By configuring the waveguide appropriately, it can be adjusted to some extent. However, waveguide array gratings are affected by temperature changes and other environmental factors. Therefore, it is difficult to properly adjust the performance due to temperature changes and environmental factors.

【0013】従って、本発明の課題は、簡単な構成で、
波長分割多重光から複数のキャリアを同時に分離するこ
とのできる波長分波器を提供することである。本発明の
更なる課題は、比較的大きな角分散で、分離されたキャ
リアを分散し、環境条件の変化に耐性を持つ波長分波器
を提供することである。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a simple configuration,
An object of the present invention is to provide a wavelength demultiplexer capable of simultaneously separating a plurality of carriers from wavelength division multiplexed light. It is a further object of the present invention to provide a wavelength demultiplexer that disperses separated carriers with relatively large angular dispersion and is resistant to changes in environmental conditions.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の課題は、側面と
正面を有し、波長の連続範囲内の各波長の入力光を受光
する装置を提供することによって達成される。装置は、
第1、第2、及び第3のレンズと、角分散装置を備えて
いる。第1のレンズは、側面から見て入力光をコリメー
トし、正面から見たときにはレンズとしての効果を有し
ない。第2のレンズは第1のレンズから入力光を受光
し、側面から見て入力光を集光し、正面から見たときに
はレンズとしての効果を有しない。第3のレンズは、第
2のレンズから入力光を受光し、正面から見たときに入
力光をコリメートし、側面から見たときにはレンズとし
ての効果を有しない。角分散装置は、第1と第2の面を
有している。第2の面は、入射した光の一部を透過させ
る反射率を有している。角分散装置は第3のレンズから
入力光を受信する。第1及び第2の面は、入力光を第1
と第2の面の間で複数回反射し、複数の光を第2の面を
介して透過させるように配置されている。複数の透過光
は互いに干渉し、波長の連続範囲内の他のいかなる波長
を有する入力光に対して生成された出力光と空間的に区
別可能な出力光を生成する。
The object of the present invention is achieved by providing an apparatus having side and front faces for receiving input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths. The equipment is
First, second, and third lenses and an angular dispersion device are provided. The first lens collimates the input light when viewed from the side, and has no effect as a lens when viewed from the front. The second lens receives the input light from the first lens, collects the input light when viewed from the side, and has no lens effect when viewed from the front. The third lens receives input light from the second lens, collimates the input light when viewed from the front, and has no lens effect when viewed from the side. The angular dispersion device has first and second surfaces. The second surface has a reflectance for transmitting a part of the incident light. The angular dispersion device receives input light from the third lens. The first and second surfaces couple the input light to the first
It is arranged to reflect a plurality of times between the first and second surfaces and to transmit a plurality of lights through the second surface. The plurality of transmitted lights interfere with each other to produce output light that is spatially distinguishable from output light generated for input light having any other wavelength within the continuous range of wavelengths.

【0015】本発明の課題は、更に、側面と正面を有
し、波長の連続範囲内の各波長の入力光を受光する装置
を提供することによって達成される。ここで、装置は、
第1と第2のレンズと、角分散装置とを含んでいる。第
1のレンズは、入力光を受光し、側面から見てレンズと
して作用し、正面から見てレンズの働きを有しない。第
2のレンズは、第1のレンズから入力光を受光し、正面
から見てレンズとして作用し、側面から見てレンズの効
果を有しない。角分散装置は、第1と第2の面を有して
いる。第2の面は、入射した光の一部を透過させる反射
率を有している。角分散装置は、第2のレンズから入力
光を受光する。第1と第2の面は、入力光を第1と第2
の面の間で複数回反射させ、複数の光が第2の面を介し
て透過されるように配置されている。複数の透過光は互
いに干渉し、波長の連続範囲内の他のいかなる波長を有
する入力光に対して生成された出力光と空間的に区別可
能な出力光を生成する。
The object of the present invention is further achieved by providing an apparatus having side and front faces for receiving input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths. Where the device is
It includes first and second lenses and an angular dispersion device. The first lens receives input light, acts as a lens when viewed from the side, and has no lens function when viewed from the front. The second lens receives input light from the first lens, acts as a lens when viewed from the front, and has no lens effect when viewed from the side. The angular dispersion device has first and second surfaces. The second surface has a reflectance for transmitting a part of the incident light. The angular dispersion device receives input light from the second lens. The first and second surfaces couple the input light to the first and second surfaces.
Are arranged such that the light is reflected a plurality of times between the surfaces and a plurality of lights are transmitted through the second surface. The plurality of transmitted lights interfere with each other to produce output light that is spatially distinguishable from output light generated for input light having any other wavelength within the continuous range of wavelengths.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の本好適実施形態につい
て、ここに詳細に述べる。これらの例は、添付の図面に
図示されている。同様な参照符号は、全体を通して、同
様な構成要素に付する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The preferred embodiment of the present invention will now be described in detail. These examples are illustrated in the accompanying drawings. Like reference numerals refer to like components throughout.

【0017】図6は、本発明の一実施形態に従った、バ
ーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ(VIP
A)を示す図である。更に、以後、「波長分波器」、
「バーチャリ・イメージド・フェーズド・アレイ」及び
「VIPA」の用語は、本発明の様々な実施形態を記述
するために、相互に入れ替えて使用可能とする。
FIG. 6 illustrates a virtual imaged phased array (VIP) according to one embodiment of the present invention.
FIG. Further, hereinafter, "wavelength demultiplexer",
The terms "virtual imaged phased array" and "VIPA" are used interchangeably to describe various embodiments of the present invention.

【0018】図6において、VIPA76は、好ましく
は、ガラスの薄いプレートで構成される。入力光77
は、半円筒レンズのようなレンズ80によって線78に
集光され、入力光77はVIPA76内に進む。線78
は、以後、「焦点線78」と呼ぶ。入力光77は、VI
PA76内部の焦点線78から放射状に伝搬する。VI
PA76は、次に、コリメート光の光束82を出力す
る。ここで、光束82の出力角度は入力光77の波長が
変化するに従い変化する。例えば、入力光77が波長λ
1である場合、VIPA76は、波長λ1の光束82a
を特定の方向に出力する。入力光77が波長λ2の場
合、VIPA76は、波長λ2の光束82bを異なる方
向に出力する。従って、VIPA76は、互いに空間的
に区別可能な光束82aと82bを生成する。入力光7
7が波長λ1とλ2の両方を含んでいる場合には、VI
PA76は、光束82aと82bの両方を同時に出力す
る。
In FIG. 6, VIPA 76 is preferably comprised of a thin plate of glass. Input light 77
Is focused on a line 78 by a lens 80, such as a semi-cylindrical lens, and the input light 77 travels into the VIPA 76. Line 78
Is hereinafter referred to as “focal line 78”. The input light 77 is VI
The light propagates radially from a focal line 78 inside the PA 76. VI
Next, the PA 76 outputs the light beam 82 of the collimated light. Here, the output angle of the light flux 82 changes as the wavelength of the input light 77 changes. For example, if the input light 77 has a wavelength λ
In the case of 1, the VIPA 76 has the luminous flux 82a of the wavelength λ1.
Is output in a specific direction. When the input light 77 has the wavelength λ2, the VIPA 76 outputs the light beam 82b having the wavelength λ2 in a different direction. Accordingly, the VIPA 76 generates light fluxes 82a and 82b that are spatially distinguishable from each other. Input light 7
7 includes both wavelengths λ1 and λ2, VI
The PA 76 outputs both the light beams 82a and 82b at the same time.

【0019】図7は、本発明の一実施形態に従った、V
IPA76を詳細に示す図である。図7によれば、VI
PA76は、例えば、ガラスでできたプレート120を
含み、その上に反射膜122と124を有している。反
射膜122は、好ましくは、略95%からそれ以上で、
100%より小さい反射率を有している。反射膜124
は、好ましくは、略100%の反射率を有している。照
射ウィンドウ126は、プレート120上に形成されて
おり、好ましくは、略0%の反射率を有している。
FIG. 7 illustrates V, according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing an IPA 76 in detail. According to FIG.
The PA 76 includes, for example, a plate 120 made of glass, and has reflection films 122 and 124 thereon. The reflective film 122 is preferably about 95% or more,
It has a reflectance of less than 100%. Reflective film 124
Preferably has a reflectivity of approximately 100%. The illumination window 126 is formed on the plate 120 and preferably has a reflectance of approximately 0%.

【0020】入力光77は、照射ウィンドウを介して、
レンズ80により焦点線78に集光され、反射膜122
と124の間で多重反射を起こす。焦点線78は、好ま
しくは、反射膜122が形成されているプレート120
の面上である。焦点線78は、本質的には、照射ウィン
ドウ126を介して反射膜122上に集光された線であ
る。焦点線78の幅は、レンズ80によって集光された
場合の入力光77の「ビームウエスト」と呼ぶことがで
きる。従って、図7に示された本発明の実施形態は、入
力光77のビームウエストをプレート120の遠い方の
面(すなわち、その上に反射膜122を有している面)
に集光する。ビームウエストをプレート120の遠い方
の面に集光することによって、本発明の本実施形態で
は、(i)照射ウィンドウ126を通過する時の入力光
77の領域(例えば、以下により詳細に述べる、図10
に示された領域「a」)と、(ii)入力光77が反射
膜124によって最初に反射されたときの反射膜124
上の光の領域(例えば、以下により詳細に述べる、図1
0に示された領域「b」)との間で重なりが生じる可能
性を減少させる。VIPAの適切な動作を保証するた
め、このような重なりを減少させることが望ましい。
The input light 77 passes through an illumination window,
The light is focused on the focal line 78 by the lens 80,
And 124 are caused by multiple reflections. The focal line 78 preferably corresponds to the plate 120 on which the reflective film 122 is formed.
On the surface. The focal line 78 is essentially a line focused on the reflective film 122 via the irradiation window 126. The width of the focal line 78 can be referred to as the “beam waist” of the input light 77 when collected by the lens 80. Therefore, the embodiment of the present invention shown in FIG. 7 sets the beam waist of the input light 77 to the far surface of the plate 120 (that is, the surface having the reflective film 122 thereon).
Focus on By focusing the beam waist on the far side of the plate 120, this embodiment of the invention provides (i) the area of the input light 77 as it passes through the illumination window 126 (eg, as described in more detail below, FIG.
And (ii) the reflection film 124 when the input light 77 is first reflected by the reflection film 124.
The upper light area (eg, FIG. 1, described in more detail below)
It reduces the likelihood of an overlap with the region "b") shown at 0. It is desirable to reduce such overlap to ensure proper operation of the VIPA.

【0021】図7において、入力光77の光軸132
は、小さな傾き角θ0を有している。反射膜122の反
射率を95%と仮定すると、反射膜122の最初の反射
において、光の5%が反射膜122を通過し、ビームウ
エストの後拡散し、光の95%が反射膜124に向かっ
て反射される。反射膜124によって最初に反射された
後、光は、再び反射膜122に当たるが、dという量だ
けずれている。そして、光の5%が反射膜122を透過
する。同様にして、図7に示されるように、光は、一定
の間隔d離れた多くのパスに分岐される。各パスのビー
ムの形状は、光がビームウエストの虚像134から拡散
するように形成される。虚像134は、プレート120
に垂直な線に沿って一定の間隔2tで配置されている。
ここで、tはプレート120の厚さである。虚像134
におけるビームウエストの位置は、自然に配置されるも
のであり、それぞれの位置を調節する必要はない。虚像
134から拡散する光は互いに干渉し、入力光77の波
長に従って変化する方向に伝搬するコリメート光136
を形成する。
In FIG. 7, the optical axis 132 of the input light 77
Has a small tilt angle θ 0 . Assuming that the reflectance of the reflective film 122 is 95%, at the first reflection of the reflective film 122, 5% of the light passes through the reflective film 122 and diffuses after the beam waist, and 95% of the light is reflected on the reflective film 124. Reflected toward. After being first reflected by the reflective film 124, the light again strikes the reflective film 122, but is shifted by an amount of d. Then, 5% of the light passes through the reflective film 122. Similarly, as shown in FIG. 7, light is split into many paths separated by a fixed distance d. The beam shape of each pass is formed such that the light is diffused from the virtual image 134 of the beam waist. The virtual image 134 is
Are arranged at a constant interval 2t along a line perpendicular to.
Here, t is the thickness of the plate 120. Virtual image 134
The positions of the beam waist in are naturally arranged, and it is not necessary to adjust the respective positions. The light diffused from the virtual image 134 interferes with each other, and the collimated light 136 propagates in a direction that changes according to the wavelength of the input light 77.
To form

【0022】光路の間隔はd=2tSinθ0 であり、
隣接するビーム間のパス長の差は、2tCosθ0 であ
る。角分散はこれらの2つの数の割合に比例しており、
この比は、cotθ0 である。結果として、VIPA
は、かなり大きな角分散を生成する。
The interval between the optical paths is d = 2tSin θ 0 ,
The difference in path length between adjacent beams is 2tCosθ 0. The angular dispersion is proportional to the ratio of these two numbers,
This ratio is cot θ 0 . As a result, VIPA
Produces a fairly large angular dispersion.

【0023】図7から容易に分かるように、「virtuall
y imaged phased array」という用語は、虚像134
の配列の形成に由来するものである。図8は、本発明の
実施形態に従った、図6に示されるVIPA76の線VI
II-VIII に沿った断面を示す図である。図8によれば、
プレート120は、その上に反射面122と124を有
している。反射面122と124は、互いに平行で、プ
レート120の厚さtによって隔離されている。反射面
122と124は、典型的には、プレート120上に形
成された反射膜である。前述したように、反射面124
は、照射ウィンドウを除いて、略100%の反射率を有
しており、反射面122は、略95%かそれ以上の反射
率を有している。従って、反射面122は、略5%かそ
れ以下の透過率を有しており、反射面122への入射光
の略5%かそれ以下を透過させ、光の95%かそれ以上
が反射される。反射面122と124の反射率は、VI
PAの特別な応用に従えば、容易に変更可能である。し
かし、一般的に、反射面122は、入射光の一部を透過
させるため、100%より小さい反射率を有するべきで
ある。
As can be easily understood from FIG.
The term "y imaged phased array"
From the formation of the sequence of FIG. 8 illustrates a line VIA of the VIPA 76 shown in FIG. 6 according to an embodiment of the present invention.
It is a figure showing the section along II-VIII. According to FIG.
Plate 120 has reflective surfaces 122 and 124 thereon. The reflecting surfaces 122 and 124 are parallel to each other and are separated by a thickness t of the plate 120. The reflection surfaces 122 and 124 are typically reflection films formed on the plate 120. As described above, the reflecting surface 124
Has a reflectivity of about 100% except for the irradiation window, and the reflective surface 122 has a reflectivity of about 95% or more. Therefore, the reflective surface 122 has a transmittance of approximately 5% or less, transmits approximately 5% or less of light incident on the reflective surface 122, and reflects 95% or more of the light. You. The reflectance of the reflecting surfaces 122 and 124 is VI
It can be easily changed according to the special application of PA. However, in general, the reflective surface 122 should have a reflectivity of less than 100% to transmit some of the incident light.

【0024】反射面124は、その上に照射ウィンドウ
126を有している。照射ウィンドウ126は、光を透
過させ、好ましくは、全く反射能を持たないか、あるい
は、非常に低い反射率を有している。照射ウィンドウ1
26は、入力光77を受光し、入力光77を反射面12
2と124の間で受光させ、反射させる。
The reflecting surface 124 has an illumination window 126 thereon. Illumination window 126 transmits light and preferably has no or very low reflectivity. Irradiation window 1
26 receives the input light 77 and transmits the input light 77 to the reflection surface 12.
The light is received between 2 and 124 and reflected.

【0025】図8は、図6の線VIII-VIII に沿った断面
を示すので、図6の焦点線78は、図8においては、
「点」として現れている。入力光77は、それから、焦
点線78から放射状に伝搬する。更に、図8に示されて
いるように、焦点線78は、反射面122に配置されて
いる。焦点線78が反射面122上にあることは必要で
はないが、焦点線78の位置の移動はVIPA76の特
性にわずかな変化をもたらす。
FIG. 8 shows a cross section along the line VIII-VIII in FIG. 6, so that the focal line 78 in FIG.
Appears as a "dot". Input light 77 then propagates radially from focal line 78. Further, as shown in FIG. 8, the focal line 78 is disposed on the reflection surface 122. It is not necessary that the focal line 78 be on the reflective surface 122, but moving the position of the focal line 78 will cause a slight change in the characteristics of the VIPA 76.

【0026】図8に示されているように、入力光77
は、照射ウィンドウ126の領域A0を介してプレート
120に入射する。ここで、点P0は領域A0の周囲の
点を示している。
As shown in FIG. 8, the input light 77
Is incident on the plate 120 via the area A0 of the irradiation window 126. Here, the point P0 indicates a point around the area A0.

【0027】反射面122の反射率により、入力光77
の略95%かそれ以上が反射面122によって反射さ
れ、反射面124の領域A1上に入射する。反射面12
4の領域A1から反射した後、入力光77は、反射面1
22に進み、一部が、光線R1で規定される出力光Ou
t1として反射面122を透過する。このように、図8
に示されているように、入力光77は、反射面122と
124の間で多重反射を起こす。ここで、反射面122
からのそれぞれの反射は、また、透過されるそれぞれの
出力光となる。従って、例えば、入力光77は、領域A
2、A3、及びA4で反射され、出力光Out2、Ou
t3、及び、Out4を生成する。点P2は領域A2の
周囲の点を示し、点P3は、領域A3の周囲の点を示
し、点P4は領域A4の周囲の点を示している。出力光
Out2は、光線R2によって規定され、出力光Out
3は、光線R3によって規定され、出力光Out4は光
線R4によって規定される。図8は、出力光Out0、
Out1、Out2、Out3及びOut4のみを図示
しているが、実際には入力光77のパワーと反射面12
2と124の反射率により、もっと多くの出力光が存在
する。以下により詳細に述べるように、出力光は、互い
に干渉し、入力光77の波長に従い変化する方向を有す
る光束を生成する。
The input light 77 is determined by the reflectance of the reflection surface 122.
Is reflected by the reflecting surface 122 and is incident on the area A1 of the reflecting surface 124. Reflective surface 12
4, the input light 77 is reflected from the reflection surface 1.
22, the output light Ou is partially defined by the ray R1.
The light passes through the reflection surface 122 as t1. Thus, FIG.
, The input light 77 causes multiple reflections between the reflection surfaces 122 and 124. Here, the reflection surface 122
Each reflection from also results in a respective output light being transmitted. Therefore, for example, the input light 77
2, A3 and A4, and output light Out2, Ou
Generate t3 and Out4. Point P2 indicates a point around area A2, point P3 indicates a point around area A3, and point P4 indicates a point around area A4. The output light Out2 is defined by the ray R2, and the output light Out2.
3 is defined by ray R3, and output light Out4 is defined by ray R4. FIG. 8 shows output light Out0,
Although only Out1, Out2, Out3, and Out4 are shown, actually, the power of the input light 77 and the reflection surface 12
Due to the reflectivity of 2 and 124, there is more output light. As described in more detail below, the output lights interfere with each other and produce a light beam having a direction that varies according to the wavelength of the input light 77.

【0028】図9は、本発明の一実施形態に従う、VI
PAによって生成される干渉を示す図である。図9によ
れば、焦点線78から進む光は反射面124によって反
射される。前述したように、反射面124は略100%
の反射率を有しており、従って、本質的に鏡として機能
する。結果として、出力光Out1は、反射面122と
124が無く、出力光Out1が焦点線I1 から放出さ
れたように、光学的に分析することができる。同様に、
出力光Out2、Out3及びOut4は、これらが、
焦点線I2 、I3 、及び、I4 からそれぞれ放出された
ように光学的に分析することができる。焦点線I1 、I
2 、I3 、及び、I4 は、焦点線I0 の虚像である。
FIG. 9 illustrates VI, according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating interference generated by a PA. According to FIG. 9, light traveling from the focal line 78 is reflected by the reflecting surface 124. As described above, the reflection surface 124 is approximately 100%
And thus essentially functions as a mirror. As a result, output light Out1 can reflecting surfaces 122 and 124 is no, so that the output light Out1 was emitted from the focal line I 1, can be optically analyzed. Similarly,
The output lights Out2, Out3, and Out4 are
It can be analyzed optically as emitted from the focal lines I 2 , I 3 and I 4 respectively. Focal lines I 1 , I
2 , I 3 and I 4 are virtual images of the focal line I 0 .

【0029】従って、図9に示されているように、焦点
線I1 は、焦点線I0 から距離2tのところにある。こ
こで、tは、反射面122と124の間の距離に等し
い。同様に、それぞれの後続の焦点線は、直前の焦点線
から距離2tのところにある。このように、焦点線I2
は、焦点線I1 から距離2tのところにある。更に、反
射面122と124の間のそれぞれの後続の多重反射
は、前の出力光より強度が小さい出力光を生成する。従
って、出力光Out2は出力光Out1よりも強度が小
さい。
Therefore, as shown in FIG. 9, the focal line I 1 is at a distance 2t from the focal line I 0 . Here, t is equal to the distance between the reflective surfaces 122 and 124. Similarly, each subsequent focal line is at a distance 2t from the previous focal line. Thus, the focal line I 2
Is at the focal line I 1 a distance 2t. Further, each subsequent multiple reflection between the reflective surfaces 122 and 124 produces output light having a lower intensity than the previous output light. Therefore, the output light Out2 has lower intensity than the output light Out1.

【0030】図9に示されているように、焦点線からの
出力光は、互いに重なり、干渉する。この干渉は、入力
光77の波長に依存した特定の方向に進む光束を生成す
る。本発明の上記実施形態に従ったVIPAは、VIP
Aの設計上の特性である強め合いの条件を有している。
強め合いの条件は、出力光の干渉を増加し、光束が形成
されるようにする。VIPAの強め合いの条件は以下の
式(1)によって表される。
As shown in FIG. 9, the output lights from the focal line overlap and interfere with each other. This interference generates a light beam that travels in a specific direction depending on the wavelength of the input light 77. The VIPA according to the above embodiment of the present invention comprises a VIPA
A has the condition of reinforcement, which is a design characteristic of A.
The constructive conditions increase the interference of the output light so that a luminous flux is formed. The condition for constructing VIPA is expressed by the following equation (1).

【0031】2t×cosθ=mλ ここで、θは反射面122と124の面に垂直な線から
計った、形成された光束の伝搬方向である。λは、入力
光の波長を示し、tは、反射面122と124の間の距
離を示し、mは整数を示す。
2t × cos θ = mλ where θ is the propagation direction of the formed light flux measured from a line perpendicular to the surfaces of the reflection surfaces 122 and 124. λ indicates the wavelength of the input light, t indicates the distance between the reflection surfaces 122 and 124, and m indicates an integer.

【0032】従って、tが定数で、mに特定の値が与え
られたなら、波長λの入力光に対して形成される光束の
伝搬方向θを決定することができる。更に詳しくは、入
力光77は、特定の角度で、焦点線78から放射状に拡
散する。従って、同じ波長の入力光は、焦点線78から
多くの異なった方向に進み、反射面122と124の間
で反射される。VIPAの強め合いの条件は特定の方向
に進む光が、出力光の干渉を介して強め合い、入力光の
波長に対応した方向を有する光束を形成する。強め合い
の条件によって要求される特定の方向とは異なった方向
に進む光は出力光の干渉によって弱められる。
Therefore, if t is a constant and m is given a specific value, the propagation direction θ of the light beam formed with respect to the input light having the wavelength λ can be determined. More specifically, input light 77 diverges radially from focal line 78 at a particular angle. Thus, input light of the same wavelength travels in many different directions from focal line 78 and is reflected between reflective surfaces 122 and 124. The condition for VIPA reinforcement is that light traveling in a specific direction reinforces through interference of output light to form a light beam having a direction corresponding to the wavelength of input light. Light traveling in a direction different from the specific direction required by the constructive conditions is weakened by the interference of the output light.

【0033】図10は、本発明の実施形態に従った、入
力光の入射角度、あるいは、傾き角を決定するためのV
IPAの特性を示す、図6に図示されたVIPAの線VI
II-VIII に沿った断面を示す図である。
FIG. 10 shows V for determining the incident angle or the inclination angle of the input light according to the embodiment of the present invention.
Line VI of the VIPA illustrated in FIG. 6 showing the characteristics of the IPA.
It is a figure showing the section along II-VIII.

【0034】図10を参照すると、入力光77は、円筒
レンズ(不図示)によって集光され、焦点線78に収束
される。図10のように、入力光77は、照射ウィンド
ウ126上の「a」に等しい幅を持つ領域をカバーす
る。入力光77が反射面122から1回反射された後、
入力光77は、反射面124上に入射し、反射面124
上の「b」に等しい幅の領域をカバーする。更に、図1
0に示されているように、入力光77は、反射面122
の垂線に対して、傾き角θ0 の光軸132に沿って進
む。
Referring to FIG. 10, input light 77 is collected by a cylindrical lens (not shown) and converged on a focal line 78. As shown in FIG. 10, the input light 77 covers an area on the irradiation window 126 having a width equal to “a”. After the input light 77 is reflected once from the reflection surface 122,
The input light 77 is incident on the reflection surface 124 and is reflected by the reflection surface 124.
Covers an area with a width equal to "b" above. Further, FIG.
As shown in FIG.
Travel along the optical axis 132 at an inclination angle θ 0 with respect to the perpendicular to

【0035】傾き角θ0 は、反射面122によって最初
に反射された後、入力光77が、照射ウィンドウ126
から進み出てしまわないように設定されるべきである。
言い換えれば、傾き角θ0 は、入力光77が反射面12
2と124の間に「捕獲」され、照射ウィンドウ126
から逃げ出さないように設定されるべきである。従っ
て、入力光77が照射ウィンドウ126から進み出てし
まわないためには、傾き角θ0 は、以下の式(2)に従
って設定されるべきである。
After the tilt angle θ 0 is first reflected by the reflecting surface 122, the input light 77
Should be set so as not to get out of
In other words, the inclination angle θ 0 is such that the input light 77
2 and 124, the capture window 126
Should be set so as not to escape from Therefore, in order to prevent the input light 77 from going out of the irradiation window 126, the inclination angle θ 0 should be set according to the following equation (2).

【0036】光軸の傾きθ0 ≧(a+b)/4t (a+b)の項は、a=bの時最小となる。これは、焦
点線78が反射面122上に位置している状況である。
The term of the optical axis inclination θ 0 ≧ (a + b) / 4t (a + b) becomes minimum when a = b. This is a situation where the focal line 78 is located on the reflection surface 122.

【0037】従って、図6〜10に示されているよう
に、本発明の実施形態は、波長の連続範囲内のそれぞれ
の波長を有する入力光を受光するVIPAを含む。VI
PAは入力光の多重反射によって、自己干渉を起こさ
せ、出力光を形成させる。出力光は、波長の連続範囲内
の他のいかなる波長の入力光に対して形成された出力光
と空間的に区別可能である。例えば、図8は、反射面1
22と124の間で多重反射を起こす入力光を図示して
いる。この多重反射は、入力光77の各波長に対して、
空間的に区別可能な光束を生成するように、互いに干渉
する複数の出力光Out0、Out1、Out2、Ou
t3、及び、Out4を生成する。
Accordingly, as shown in FIGS. 6-10, embodiments of the present invention include a VIPA that receives input light having respective wavelengths within a continuous range of wavelengths. VI
The PA causes self-interference by multiple reflection of input light to form output light. The output light is spatially distinguishable from the output light formed for input light of any other wavelength within the continuous range of wavelengths. For example, FIG.
The input light causing multiple reflections between 22 and 124 is illustrated. This multiple reflection is, for each wavelength of the input light 77,
A plurality of output lights Out0, Out1, Out2, Out that interfere with each other so as to generate a spatially distinguishable light flux.
Generate t3 and Out4.

【0038】「自己干渉」は、同じ光源からの複数の光
あるいはビーム間に生じる干渉を示す用語である。従っ
て、出力光Out0、Out1、Out2、Out3及
びOut4は全て同じ光源(すなわち、入力光77)か
ら来ているので、出力光Out0、Out1、Out
2、Out3、及び、Out4の干渉は、入力光77の
自己干渉と呼ばれる。
"Self-interference" is a term that refers to interference that occurs between multiple lights or beams from the same light source. Therefore, the output lights Out0, Out1, Out1, and Out4 all come from the same light source (that is, the input light 77) because the output lights Out0, Out1, Out2, Out3, and Out4 all come from the same light source.
The interference of 2, Out3, and Out4 is called self-interference of the input light 77.

【0039】本発明の上記実施形態によれば、入力光は
波長の連続範囲内のいかなる波長であっても良い。よっ
て、入力光は離散的な値の範囲から選択された値を有す
る波長に限定されるものではない。
According to the above embodiment of the present invention, the input light may be at any wavelength within a continuous range of wavelengths. Therefore, the input light is not limited to a wavelength having a value selected from a range of discrete values.

【0040】更に、本発明の上記実施形態によれば、波
長の連続範囲内の特定の波長の入力光に対して生成され
た出力光は、入力光が波長の連続範囲内の異なる波長で
あった場合に生成される出力光と空間的に区別可能であ
る。従って、例えば、図6に示されているように、光束
82の進行方向(すなわち、「空間的特性」)は、入力
光77が波長の連続範囲内の異なる波長である場合、異
なってくる。更に、例えば、図6を参照すると、入力光
77が3つの波長λ1、λ2及びλ3全てを含んでいる
場合、光束82a、82b、及び82cは、同時に生成
され、異なる方向に進む。
Further, according to the above embodiment of the present invention, the output light generated for the input light of a specific wavelength within the continuous wavelength range is such that the input light has a different wavelength within the continuous wavelength range. Is spatially distinguishable from the output light generated when Thus, for example, as shown in FIG. 6, the traveling direction of the light beam 82 (ie, the “spatial characteristic”) will be different if the input light 77 is at a different wavelength within a continuous range of wavelengths. Further, for example, referring to FIG. 6, if the input light 77 includes all three wavelengths λ1, λ2, and λ3, the light fluxes 82a, 82b, and 82c are generated simultaneously and travel in different directions.

【0041】本発明の上記実施形態によれば、焦点線は
入力光が入力する平行板の反対側の面上にあるように記
載されている。しかし、焦点線は、例えば、平行板内、
照射ウィンドウの面上、あるいは、照射ウィンドウの手
前とすることも可能である。
According to the above embodiment of the present invention, the focal line is described as being on the opposite side of the parallel plate from which input light is input. However, the focal line, for example, in a parallel plate,
It is also possible to be on the surface of the irradiation window or just before the irradiation window.

【0042】本発明の上記実施形態によれば、2つの反
射膜は、その間で光を反射し、一つの反射膜の反射率は
略100%である。しかし、同様の効果は、100%よ
り小さい反射率をそれぞれ有する2つの反射膜によって
も得ることができる。例えば、両反射膜は、95%の反
射率を有することができる。この場合、それぞれの反射
膜は、光を透過させ、干渉を起こさせる。結果として、
波長に依存した方向に進む光束は、反射膜が形成された
平行板の両側に形成される。よって、本発明の多様な実
施形態の多様な反射率は、VIPAの必要な特性に従っ
て容易に変更可能である。
According to the above embodiment of the present invention, the two reflective films reflect light between them, and the reflectance of one reflective film is approximately 100%. However, a similar effect can be obtained by two reflective films each having a reflectance of less than 100%. For example, both reflective films can have a reflectivity of 95%. In this case, each reflection film transmits light and causes interference. as a result,
A light beam traveling in a direction depending on the wavelength is formed on both sides of the parallel plate on which the reflection film is formed. Thus, the various reflectivities of the various embodiments of the present invention can be easily changed according to the required characteristics of the VIPA.

【0043】本発明の上記実施形態によれば、導波路装
置は、平行板によって形成される、あるいは、互いに平
行な2つの反射面によって形成されるとして記載されて
いる。しかし、該板あるいは、反射面は必ずしも平行で
ある必要はない。
According to the above embodiment of the present invention, the waveguide device is described as being formed by a parallel plate or by two reflecting surfaces parallel to each other. However, the plates or reflecting surfaces need not necessarily be parallel.

【0044】本発明の上記実施形態によれば、VIPA
は、多重反射を使用し、干渉する光間の一定の位相差を
保持する。結果として、VIPAの特性は安定で、結
果、偏波による光学的特性の変化を削減する。これに対
し、従来の回折格子の光学的特性は、入力光の偏波に依
存して望ましくない変化を受ける。
According to the above embodiment of the present invention, VIPA
Uses multiple reflections to maintain a constant phase difference between the interfering lights. As a result, the characteristics of the VIPA are stable, and as a result, changes in optical characteristics due to polarization are reduced. In contrast, the optical properties of conventional diffraction gratings undergo undesirable changes depending on the polarization of the input light.

【0045】本発明の上記実施形態は、互いに「空間的
に区別可能」な光束を提供するものとして記載した。
「空間的に区別可能」とは、空間において区別可能な光
束のことを述べている。例えば、コリメートされ、異な
る方向に進む、あるいは、異なる地点に集光されるなら
ば、さまざまな光束は空間的に区別可能である。しか
し、本発明は、これらの詳細な例に限定されるものでは
なく、光束を互いに空間的に区別可能とする他の方法も
存在する。
The above embodiments of the present invention have been described as providing light beams that are "spatially distinguishable" from each other.
“Spatially distinguishable” refers to a light beam that can be distinguished in space. For example, the various luminous fluxes are spatially distinguishable if they are collimated and travel in different directions or are focused at different points. However, the invention is not limited to these detailed examples, and there are other ways to make the light beams spatially distinguishable from one another.

【0046】図11は、本発明の一実施形態に従った、
受信器と共に用いられるVIPAを示す図である。図1
1によれば、多層反射膜96と98は、例えば、100
μmの厚さtを有するガラスでできた平行板100の両
側に設けられている。平行板100は、20〜2000
μmの範囲の厚さを有していることが望ましい。反射膜
96と98は好ましくは、多層高反射率干渉膜である。
FIG. 11 illustrates an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a VIPA used with a receiver. FIG.
According to 1, the multilayer reflective films 96 and 98 are, for example, 100
It is provided on both sides of a parallel plate 100 made of glass having a thickness t of μm. The parallel plate 100 is 20 to 2000
It is desirable to have a thickness in the range of μm. The reflective films 96 and 98 are preferably multilayer high reflectivity interference films.

【0047】反射膜98の反射率は、略100%であ
り、反射膜96の反射率は略95%である。しかし、反
射膜96の反射率は95%には限定されず、反射膜96
と98の間で多重反射が起こるように、反射膜96から
十分な光が反射されるならば、異なった値でもよい。好
ましくは、反射膜96の反射率は、80%から100%
より小さい数パーセントの範囲である。更に、反射膜9
8の反射率は100%に限定されないが、反射膜96と
98の間で多重反射を起こさせる程度に充分高い必要が
ある。
The reflectance of the reflection film 98 is approximately 100%, and the reflectance of the reflection film 96 is approximately 95%. However, the reflectance of the reflection film 96 is not limited to 95%,
Different values may be used as long as sufficient light is reflected from the reflective film 96 so that multiple reflections occur between the light and the light. Preferably, the reflectivity of the reflective film 96 is between 80% and 100%.
The range is smaller than a few percent. Further, the reflection film 9
The reflectivity of 8 is not limited to 100%, but needs to be high enough to cause multiple reflections between the reflective films 96 and 98.

【0048】照射ウィンドウ102は、入力光を受光
し、平行板100の反射膜96と同じ面上に配置されて
いる。照射ウィンドウ102は、平行板100の面上に
略0%の反射率を有する膜によって形成されている。図
11に示されるように、照射ウィンドウ102と反射膜
96の間の境界は、好ましくは、直線である。
The irradiation window 102 receives input light and is arranged on the same surface as the reflection film 96 of the parallel plate 100. The irradiation window 102 is formed by a film having a reflectance of approximately 0% on the surface of the parallel plate 100. As shown in FIG. 11, the boundary between the illumination window 102 and the reflective film 96 is preferably a straight line.

【0049】入力光は、例えば、光ファイバ(不図示)
から出力され、コリメートレンズ106によって受光さ
れる。コリメートレンズ106は入力光を、円筒レンズ
108によって受光される平行ビームに変換する。円筒
レンズ108は、平行ビーム104を照射ウィンドウ1
02上の焦点線110に集光する。焦点線110は反射
膜96と照射ウィンドウ102間の直線の境界の近く
に、平行に配置される。このように、入力光は照射ウィ
ンドウ102を介して平行板100に入力される。
The input light is, for example, an optical fiber (not shown).
And is received by the collimating lens 106. The collimating lens 106 converts the input light into a parallel beam received by the cylindrical lens 108. The cylindrical lens 108 irradiates the parallel beam 104 with the irradiation window 1
The light is condensed on the focal line 110 on the reference numeral 02. The focal line 110 is disposed near and parallel to a straight line boundary between the reflective film 96 and the irradiation window 102. Thus, the input light is input to the parallel plate 100 via the irradiation window 102.

【0050】入力光102の光軸は、反射膜96の垂線
に対して傾き角を有しており、入力光が、平行板100
に入った後、照射ウィンドウ102から逃げないように
している。従って、傾き角は、上記式(2)に従って設
定される。
The optical axis of the input light 102 has an inclination angle with respect to the perpendicular of the reflection film 96, and the input light
After entering, it does not escape from the irradiation window 102. Therefore, the tilt angle is set according to the above equation (2).

【0051】一旦、入力光が平行板100の内に入る
と、(例えば、図8に示されるように)反射膜96と9
8の間で多重反射を起こす。入力光が反射膜96に入射
する度に、光の略95%は、反射膜98に向かって反射
され、光の略5%が反射膜96を透過して、出力光を形
成する(例えば、図8に示されるような出力光Out
1)。反射膜96と98間の多重反射によって、複数の
出力光が形成される。複数の出力光は、互いに干渉し、
入力光の波長に依存する伝搬方向に光束を形成する。
Once the input light enters the parallel plate 100, the reflective films 96 and 9 (eg, as shown in FIG. 8)
8 causes multiple reflections. Each time input light is incident on reflective film 96, approximately 95% of the light is reflected toward reflective film 98 and approximately 5% of the light is transmitted through reflective film 96 to form output light (eg, Output light Out as shown in FIG.
1). Multiple output light is formed by multiple reflection between the reflection films 96 and 98. The multiple output lights interfere with each other,
A light beam is formed in a propagation direction depending on the wavelength of the input light.

【0052】光束112は、光束を収束点に収束するレ
ンズ114によって集光される。収束点は、入力光の異
なる波長に対し、直線パス116に沿って移動する。例
えば、入力光の波長が増加するに従い、収束点は、直線
パス116に沿って更に遠くに移動する。複数の受信器
118は、集光された光束112を受光するため、直線
パス116上に配置されている。従って、各受信器11
8は、特定の波長に対応する光束を受信するように配置
されている。
The light beam 112 is collected by a lens 114 that converges the light beam to a convergence point. The convergence point moves along a linear path 116 for different wavelengths of the input light. For example, as the wavelength of the input light increases, the convergence point moves further along the linear path 116. The plurality of receivers 118 are arranged on the linear path 116 to receive the collected light flux 112. Therefore, each receiver 11
Reference numeral 8 is arranged to receive a light beam corresponding to a specific wavelength.

【0053】VIPAの反射膜あるいは反射面間の距離
tを制御することにより、反射膜あるいは反射面間で反
射される光の位相差を所定の量だけシフトすることがで
き、従って、優れた環境耐性を実現することができる。
更に、本発明の上記実施形態は、光学的偏波に依存する
光学的特性に関し、わずかな変化しか起こさない。
By controlling the distance t between the reflection films or the reflection surfaces of the VIPA, the phase difference of the light reflected between the reflection films or the reflection surfaces can be shifted by a predetermined amount. Resistance can be realized.
Furthermore, the above embodiments of the present invention make only small changes in optical properties that depend on optical polarization.

【0054】図12は、本発明の別の実施形態に従っ
た、受信器と共に用いるVIPAを示す図である。図1
2に記載されたVIPAは、反射膜96と98の反射率
が入れ替えられている他は、図11に記載されたVIP
Aと同様である。より詳しくは、図12に記載されたV
IPAにおいては、反射膜98は、略95%の反射率を
有し、反射膜96は、略100%の反射率を有してい
る。図12に示すように、光束112は、反射膜112
を介して透過する出力光の干渉によって形成される。従
って、入力光は、平行板100の片側から入射し、光束
112は、平行板100の反対側に形成される。その他
は、図12に記載のVIPAは、図11に記載のVIP
Aと同様に動作する。
FIG. 12 is a diagram illustrating a VIPA for use with a receiver, according to another embodiment of the present invention. FIG.
The VIPA described in FIG. 2 is the same as the VIPA described in FIG. 11 except that the reflectances of the reflection films 96 and 98 are exchanged.
Same as A. More specifically, the V shown in FIG.
In IPA, the reflection film 98 has a reflectance of approximately 95%, and the reflection film 96 has a reflectance of approximately 100%. As shown in FIG. 12, the light flux 112 is
Formed by the interference of the output light transmitted therethrough. Therefore, the input light enters from one side of the parallel plate 100, and the light flux 112 is formed on the opposite side of the parallel plate 100. Otherwise, the VIPA described in FIG. 12 is the VIPA described in FIG.
It operates similarly to A.

【0055】図13は、本発明の一実施形態に従った、
導波路型VIPAを示す図である。図13によると、光
138は、光ファイバ(不図示)から出力され、基板1
42に設けられた導波路140によって受光される。導
波路140は、例えば、ニオブ酸リチウムである。光1
38は、異なる波長を有する複数のキャリア上に変調さ
れた光信号を含んでいる。
FIG. 13 illustrates an embodiment of the present invention.
It is a figure which shows a waveguide type VIPA. According to FIG. 13, light 138 is output from an optical fiber (not shown) and
The light is received by a waveguide 140 provided at 42. The waveguide 140 is, for example, lithium niobate. Light 1
38 includes optical signals modulated on a plurality of carriers having different wavelengths.

【0056】光138は、典型的には、光ファイバから
出力されるときに、拡散された幅を有している。従っ
て、コリメートレンズ142は、光138を平行光に変
換する。平行光は、次に、円筒レンズ144によって集
光され、焦点線146に収束される。光は、そして、照
射ウィンドウ150を介して、焦点線146からVIP
A148の中に放射される。
Light 138 typically has a diffuse width when output from an optical fiber. Therefore, the collimating lens 142 converts the light 138 into parallel light. The parallel light is then collected by a cylindrical lens 144 and converged on a focal line 146. The light then passes through the illumination window 150 from the focal line 146 to the VIP
Emitted into A148.

【0057】VIPA148は、平行板156上に反射
膜152と154を備えている。反射膜154は、平行
板156の片側にあり、反射膜152と照射ウィンドウ
150は、平行板156の他の側にある。反射膜152
は、略100%の反射率を有し、反射膜154は、10
0%よりも小さい反射率を有している。平行板156に
よって反射される光の光束158は、平行板156の照
射ウィンドウ150とは反対側に出力される。
The VIPA 148 has reflection films 152 and 154 on a parallel plate 156. The reflective film 154 is on one side of the parallel plate 156, and the reflective film 152 and the irradiation window 150 are on the other side of the parallel plate 156. Reflective film 152
Has a reflectance of about 100%, and the reflective film 154 has a reflectance of 10%.
It has a reflectance of less than 0%. The light beam 158 of the light reflected by the parallel plate 156 is output to the opposite side of the parallel plate 156 from the irradiation window 150.

【0058】入力光138が複数の波長を含んでいる場
合には、入力光138の波長に依存した異なる方向に進
む、複数の光束158が形成される。VIPA148に
よって形成される光束158は、レンズ160によっ
て、光束158の伝搬方向に依存した、異なる点に集光
される。従って、図13に示されるように、それぞれ、
波長λ1、λ2、及びλ3を有する光束158a、15
8b、及び158cは、異なる集光点に形成される。
When the input light 138 includes a plurality of wavelengths, a plurality of light beams 158 are formed which travel in different directions depending on the wavelength of the input light 138. The light beam 158 formed by the VIPA 148 is collected by the lens 160 at different points depending on the propagation direction of the light beam 158. Therefore, as shown in FIG.
Light beams 158a, 15 having wavelengths λ1, λ2, and λ3
8b and 158c are formed at different focusing points.

【0059】複数の受光導波路162が、集光点に設け
られる。各受光導波路162は、光信号と単一の波長を
有する対応するキャリアを導く。従って、複数の光束
は、同時に受光され、さまざまなチャネルを介して送出
される。各受光導波路162は、後段に設けられる対応
する受信器(不図示)を有している。受信器は、典型的
には、光ダイオードである。従って、各受光導波路16
2によって導かれる光は、対応する受信器によって受信
された後、処理される。
A plurality of light receiving waveguides 162 are provided at the converging point. Each receiving waveguide 162 guides an optical signal and a corresponding carrier having a single wavelength. Thus, a plurality of light beams are received at the same time and transmitted through various channels. Each light receiving waveguide 162 has a corresponding receiver (not shown) provided at a subsequent stage. The receiver is typically a photodiode. Therefore, each light receiving waveguide 16
The light guided by 2 is received and processed by the corresponding receiver.

【0060】しかし、あるVIPAの応用においては、
得られた光束の正面のビームサイズは、以下に詳細に示
すように、最適な動作をさせるほど十分に大きくない。
例えば、図14(A)は、VIPAを使用する装置の側
面図であり、図14(B)は、装置の正面図である。図
14(A)及び14(B)によれば、入力光104は、
入力ファイバ170からコリメートレンズ106へと進
む。コリメートレンズ106は、入力光104を、円筒
レンズ108によって受光される平行ビームに変換す
る。円筒レンズ108は、平行ビームをVIPA76に
集光して、光束112を形成させる。
However, in some VIPA applications,
The beam size in front of the resulting light beam is not large enough for optimal operation, as will be described in detail below.
For example, FIG. 14A is a side view of an apparatus using VIPA, and FIG. 14B is a front view of the apparatus. According to FIGS. 14A and 14B, the input light 104 is
Proceed from input fiber 170 to collimating lens 106. The collimating lens 106 converts the input light 104 into a parallel beam received by the cylindrical lens 108. The cylindrical lens 108 focuses the parallel beam on the VIPA 76 to form a light beam 112.

【0061】光は、図14(A)の側面図においては、
1 とa2 のビーム幅を、図14(B)の正面図におい
てはb2のビーム幅を有している。図15は、図14
(A)の側面図を簡単化した図である。図15を参照す
ると、コリメートレンズ106と円筒レンズ108は、
それぞれ、焦点距離f1 とf 2 を有している。理想的な
ビームサイズa2 は、VIPA76の厚さやVIPA7
6への光入射角度などのパラメータによって決定され
る。図15に示されているように、ビームサイズは、焦
点距離f1 とf2 の比によって拡大する。より詳しく
は、 a2 /a1 =f2 /f1 特別な応用においては、a1 、a2 と、入力ファイバ1
70からVIPA76までの距離は典型的には、与えら
れているか、あるいは、固定されている。従って、最大
の焦点距離f1 は、容易に決定できる。しかし、ビーム
サイズb2 は、焦点距離f1 によって決定され、最大許
容焦点距離f1 は、一般には、充分大きなビームサイズ
2 を与えない。
In the side view of FIG.
a1And aTwoOf the beam width of FIG. 14 (B) in the front view.
BTwoBeam width. FIG.
It is the figure which simplified the side view of (A). Referring to FIG.
Then, the collimating lens 106 and the cylindrical lens 108
Respectively, the focal length f1And f Twohave. ideal
Beam size aTwoIs the thickness of VIPA76 and VIPA7
Determined by parameters such as the angle of incidence of light on
You. As shown in FIG.
Point distance f1And fTwoExpand by the ratio of More
Is aTwo/ A1= FTwo/ F1 In special applications, a1, ATwoAnd input fiber 1
The distance from 70 to VIPA 76 is typically given
Is fixed or fixed. Therefore, the maximum
Focal length f1Can be easily determined. But beam
Size bTwoIs the focal length f1Determined by the maximum allowed
Focal length f1Is generally a sufficiently large beam size
bTwoDo not give.

【0062】以下に、大きなビームサイズb2 が必要な
理由を述べる。図16は、VIPA76の動作を示す図
である。図16は、図7に示されるものと同じ動作を示
しているが、最初の3つの干渉光にそれぞれビーム1、
ビーム2、及びビーム3としてラベルを付けてある。干
渉光のそれぞれには、対応するビーム番号が付けること
ができる。例えば、100番目の干渉光はビーム100
というように呼ぶ。
The reason why the large beam size b 2 is necessary will be described below. FIG. 16 shows the operation of the VIPA 76. FIG. 16 shows the same operation as that shown in FIG. 7, but the first three interfering light beams 1 and 2, respectively.
Beams 2 and 3 are labeled. Each of the interfering lights can have a corresponding beam number. For example, the 100th interference light is beam 100
And so on.

【0063】図17(A)、17(B)及び17(C)
は、それぞれ、ビーム1、ビーム2、及びビーム3に対
する装置の正面図を示す図である。図17(A)は、ビ
ーム1に対する装置を示しているので、図17(A)
は、入力ファイバ170、コリメートレンズ106、及
び円筒レンズ108の実際の物理的位置を示している。
これに対し、図17(B)は、ビーム2に対する装置を
記載しているので、図17(B)は、入力ファイバ17
0、コリメートレンズ106、及び円筒レンズ108の
「仮想的」位置を示している。同様に、図17(C)
は、ビーム3に対する装置を示しているので、図17
(C)は、入力ファイバ170、コリメートレンズ10
6、及び円筒レンズ108の「仮想的」位置を示してい
る。図17(A)、17(B)及び17(C)から分か
るように、VIPA76の前段の構成の「仮想的」位置
は、各後続の干渉光に対し、VIPA76からより遠い
ところへ移動するであろう。
FIGS. 17A, 17B and 17C
FIG. 2 shows front views of the apparatus for beam 1, beam 2 and beam 3, respectively. FIG. 17A shows an apparatus for the beam 1, and FIG.
Shows the actual physical positions of the input fiber 170, the collimating lens 106, and the cylindrical lens 108.
On the other hand, FIG. 17B shows an apparatus for the beam 2, and FIG.
0, the “virtual” positions of the collimating lens 106 and the cylindrical lens 108 are shown. Similarly, FIG.
17 shows an apparatus for the beam 3, and FIG.
(C) shows the input fiber 170 and the collimating lens 10
6 and the “virtual” position of the cylindrical lens 108. As can be seen from FIGS. 17 (A), 17 (B) and 17 (C), the “virtual” position of the previous configuration of the VIPA 76 moves farther from the VIPA 76 for each subsequent interfering light. There will be.

【0064】図18(A)、18(B)及び18(C)
は、それぞれ、図17(A)、17(B)及び187
(C)のシステムと等価なシステムを示す図である。更
に、図18(A)、18(B)、及び18(C)は、そ
れぞれレンズ間の異なる長さL 1 、L2 及びL3 を示し
ている。図18(A)、18(B)、及び18(C)か
ら分かるように、レンズ間の長さは、各後続の干渉光に
対し増加していくであろう。従って、例えば、100番
目の干渉光(ビーム100)に対する長さは、比較的長
くなるであろう。
FIGS. 18 (A), 18 (B) and 18 (C)
17A, 17B and 187, respectively.
It is a figure which shows the system equivalent to the system of (C). Change
18 (A), 18 (B), and 18 (C) show
Different lengths L between the lenses 1, LTwoAnd LThreeIndicates
ing. 18 (A), 18 (B) and 18 (C)
As can be seen, the distance between the lenses is
On the contrary, it will increase. Therefore, for example, number 100
The length of the eye with respect to the interference light (beam 100) is relatively long.
It will be.

【0065】回折限界のために、コリメート光は、光が
進む距離が長くなるに従い、広がっていく。従って、ビ
ーム100のような非常に長い進行距離を有する光は、
非常に広がってしまう。結果として、VIPAは、様々
な干渉光間に十分な干渉を起こさせることができない。
Because of the diffraction limit, the collimated light spreads as the distance traveled by the light increases. Thus, light having a very long travel distance, such as beam 100,
Will spread very much. As a result, VIPA cannot cause sufficient interference between various interference lights.

【0066】例として、VIPAの厚さのような様々な
要因に依存する典型的な構成に対して、ビーム1のL1
は、典型的には、1cmである。ビーム100に対する
10 0 は、典型的には、20cmである。このように、
1 とL100 の差は比較的大きい。結果として、ビーム
100は、適切な干渉量を得るには、あまりにも広がり
すぎている。
As an example, various thicknesses such as VIPA thickness
For a typical configuration depending on the factors, the L of beam 11
Is typically 1 cm. For beam 100
LTen 0Is typically 20 cm. in this way,
L1And L100Is relatively large. As a result, the beam
100 is too wide to get the right amount of interference
Too much.

【0067】ビームサイズb2 をより大きくすれば、コ
リメート光がより長い距離保持されることによって、こ
の問題が解決される。しかし、上記したように、図14
(A)及び14(B)の装置では、多くの場合、十分に
大きなビームサイズb2 を得ることができない。
If the beam size b 2 is made larger, this problem is solved by holding the collimated light for a longer distance. However, as described above, FIG.
In the apparatus of (A) and 14 (B) it is often not possible to obtain a sufficiently large beam size b 2.

【0068】例として、ビームサイズb2 は、典型的な
応用において好ましいサイズである、3mmより大きい
べきであると仮定する。しかし、a1 、a2 及び入力フ
ァイバ170からVIPA76までの距離は、一般に、
固定されているので、最大許容焦点距離f1 は、3mm
より大きいビームサイズb2 を得るには十分ではない。
As an example, assume that beam size b 2 should be greater than 3 mm, which is the preferred size for typical applications. However, the distances from a 1 , a 2 and input fiber 170 to VIPA 76 are generally
Since it is fixed, the maximum allowable focal length f 1 is 3 mm
Not sufficient to obtain a larger beam size b 2 it is.

【0069】あるいは、装置のサイズを大きくして、3
mmより大きいビームサイズb2を得ることも可能であ
る。このビームサイズを得るためには、f1 は、典型的
には、2〜3cmの範囲にある。更に、典型的な構成に
おいては、a2 /a1 は3〜4の範囲であるべきであ
り、f2 は略10cmとなる。従って、f1 +f2 は略
13cmとなる。この全長は多くの場合大きすぎる。む
しろ、もっとコンパクトな装置が望まれている。
Alternatively, by increasing the size of the device,
It is also possible to obtain mm larger beam size b 2. To obtain the beam size, f 1 is typically in the range of 2-3 cm. Further, in a typical configuration, a 2 / a 1 should be in the range of 3 to 4, f 2 is substantially 10 cm. Therefore, f 1 + f 2 is approximately 13 cm. This total length is often too large. Rather, a more compact device is desired.

【0070】図19(A)は、本発明の一実施形態に従
った、大きなビームサイズb2を得る、VIPAを使用
する装置の側面図、図19(B)は正面図である。図1
9(A)及び19(B)によれば、装置は、3つのレン
ズ200、202、及び204を入力ファイバ170と
VIPA76の間に有している。全てのレンズは、好ま
しくは、円筒レンズ、あるいは、半円筒レンズ、あるい
は、同様な機能を有したレンズである。レンズ200と
202は、正面から見たときレンズの作用を有しない。
レンズ204は、側面から見たとき、レンズの作用を有
しない。焦点距離f3 は、入力ファイバ170からVI
PA76までの距離と同じ程度の長さである。
FIG. 19A is a side view of an apparatus using VIPA for obtaining a large beam size b 2 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 19B is a front view. FIG.
According to 9 (A) and 19 (B), the device has three lenses 200, 202 and 204 between the input fiber 170 and the VIPA 76. All lenses are preferably cylindrical lenses, semi-cylindrical lenses, or lenses with similar functions. Lenses 200 and 202 have no lens action when viewed from the front.
The lens 204 has no lens function when viewed from the side. The focal length f 3 is equal to VI
It is as long as the distance to PA76.

【0071】側面図においては(すなわち、図19
(A)においては)、光は、図14(A)の場合と同様
に、コリメートされ、VIPA76に集光されている。
従って、ビームサイズa2 は、f1 とf2 としてちょう
ど良い数を選択することにより任意に決定可能である。
更に、ビームサイズb2 は、正面図(図19(B))に
示されるように、焦点距離f3 によって、ほとんど独立
に決定可能である。
In the side view (ie, FIG. 19)
14A), the light is collimated and focused on the VIPA 76 as in the case of FIG.
Therefore, the beam size a 2 can be arbitrarily determined by selecting just the right numbers for f 1 and f 2 .
Further, as shown in the front view (FIG. 19B), the beam size b 2 can be almost independently determined by the focal length f 3 .

【0072】図19(A)及び19(B)の装置は、図
14(A)及び14(B)の装置と比較可能である。例
えば、図14(A)及び図14(B)の装置に対して上
記したように、3mmより大きなビームサイズb2 を得
るためには、f1 +f2 を略13cmにしなければなら
ない。これに対し、図19(A)及び図19(B)の装
置の場合には、f1 +f2 を非常に小さく、そして、1
3cmよりもずっと小さくすることができる。更に、図
19(A)及び19(B)において、f3 は、3mmよ
りも大きなビームサイズb2 を得るためには、典型的に
は、略2〜3cmである。従って、図19(A)及び1
9(B)の装置は、図14(A)及び14(B)の装置
より、かなり小さい。
The devices of FIGS. 19A and 19B are comparable to the devices of FIGS. 14A and 14B. For example, as described above with respect to the apparatus of FIG. 14 (A) and FIG. 14 (B), the in order to obtain a large beam size b 2 than 3mm must the f 1 + f 2 substantially 13cm. On the other hand, in the case of the apparatus shown in FIGS. 19A and 19B, f 1 + f 2 is very small, and
It can be much smaller than 3 cm. Further, in FIGS. 19A and 19B, f 3 is typically about 2 to 3 cm in order to obtain a beam size b 2 larger than 3 mm. Therefore, FIG.
The device of FIG. 9 (B) is considerably smaller than the devices of FIGS. 14 (A) and 14 (B).

【0073】上記の数値例は、一般的な、概略の例を単
に示すものであって、本発明を限定するものではない。
従って、本発明の実施形態によれば、第1のレンズは、
側面から見て入力光をコリメートし、正面から見た場合
には、レンズの作用を有しない。第2のレンズは、第1
のレンズから入力光を受光し、側面から見て入力光を集
光し、正面から見た場合には、レンズの作用を有しな
い。第3のレンズは、第2のレンズから入力光を受光
し、正面から見て入力光をコリメートし、側面から見た
場合には、レンズの作用を有しない。第3のレンズから
の光は、VIPAによって受光される。
The above numerical examples merely show general, schematic examples, and do not limit the present invention.
Thus, according to an embodiment of the present invention, the first lens is
It collimates the input light when viewed from the side, and has no lens function when viewed from the front. The second lens is the first lens
When the input light is received from the lens and the input light is collected when viewed from the side and viewed from the front, the lens has no function. The third lens receives the input light from the second lens, collimates the input light when viewed from the front, and has no lens function when viewed from the side. Light from the third lens is received by the VIPA.

【0074】更に、図19(A)及び19(B)のレン
ズ200と202は、組み合わせて1つのレンズにする
ことができる。例えば、図20(A)は、本発明の一実
施形態に従った、入力ファイバ170とVIPA76の
間に2つのレンズを有する装置の側面図であり、図20
(B)は、正面図である。図20(A)と20(B)に
よれば、レンズ206は、側面から見てレンズとして作
用し、正面から見た場合、レンズの作用を有しない。こ
れに対し、レンズ208は、正面から見てレンズとして
作用し、側面から見た場合、レンズの作用を有しない。
Further, the lenses 200 and 202 in FIGS. 19A and 19B can be combined into one lens. For example, FIG. 20A is a side view of an apparatus having two lenses between input fiber 170 and VIPA 76, according to one embodiment of the present invention.
(B) is a front view. According to FIGS. 20A and 20B, the lens 206 acts as a lens when viewed from the side, and has no lens function when viewed from the front. On the other hand, the lens 208 functions as a lens when viewed from the front, and does not have a lens function when viewed from the side.

【0075】本発明の上記実施形態のさまざまな態様に
おいて、VIPAは、得られた光束を光ファイバへ向け
る。しかし、本発明は、光束を他の点や光素子に向ける
VIPAにも適用可能である。例えば、本発明は、光が
VIPAに反射・返送されるように、鏡に光束を向ける
ことによって、色分散を補償あるいは生成するためにV
IPAを使用する装置に適用可能である。
In various aspects of the above embodiment of the invention, the VIPA directs the resulting light beam to an optical fiber. However, the present invention is also applicable to a VIPA that directs a light beam to another point or an optical element. For example, the present invention provides a method for compensating or generating chromatic dispersion by directing a light beam to a mirror so that light is reflected and returned to the VIPA.
Applicable to an apparatus using IPA.

【0076】例えば、図21(A)及び21(B)は、
本発明の一実施形態に従った、色分散を補償あるいは生
成するためにVIPAを使用する装置を示す図である。
図21(A)を参照すると、VIPA76によって生成
される光束は、レンズ210によって鏡212上に集光
される。鏡212は、光をVIPAに反射・返送して、
返送された光がVIPA76内で多重反射を起こし、V
IPA76からレンズ204、202、及び200を介
して、入力ファイバ170に出力されるようにする。図
21(B)の装置は、レンズ200、202、及び20
4の代わりにレンズ206と208を使用して、同様に
動作する。光返送装置(鏡など)と共にVIPAを用い
た装置の更なる詳細は、1997年2月7日出願のU.
S.出願08/796,842「色分散を生成するためにバーチャ
リ・イメージド・フェーズド・アレイを使用する光装
置」、及び1997年8月13日出願のU.S.出願08
/910,251「色分散を生成するためにバーチャリ・イメー
ジド・フェーズド・アレイを使用する光装置」に開示さ
れているので、ここに、参照文献として記載する。
For example, FIGS. 21 (A) and 21 (B)
FIG. 4 illustrates an apparatus that uses VIPA to compensate or generate chromatic dispersion, according to one embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 21A, the light beam generated by the VIPA 76 is collected on the mirror 212 by the lens 210. The mirror 212 reflects and returns the light to the VIPA,
The returned light causes multiple reflections in the VIPA 76,
The output from the IPA 76 is input to the input fiber 170 via the lenses 204, 202, and 200. The device shown in FIG. 21B includes lenses 200, 202, and 20.
The same operation is performed using lenses 206 and 208 instead of 4. For further details of devices using VIPA with optical return devices (such as mirrors), see U.S. Pat.
S. Application 08 / 796,842, "Optical Device Using Virtually Imaged Phased Array to Generate Chromatic Dispersion", and U.S. application Ser. S. Application 08
No./910,251, entitled "Optical Device Using Virtually Imaged Phased Array to Generate Chromatic Dispersion," and is hereby incorporated by reference.

【0077】図19(A)、19(B)、20(A)、
20(B)、21(A)及び21(B)によれば、各レ
ンズ200、202、204、206、208は、好ま
しくは、円筒レンズ、半円筒レンズ、あるいは、一次元
グレーディッドインデックスレンズである。しかし、本
発明は、いかなる特定のタイプのレンズの使用に限定す
るものではない。
FIGS. 19 (A), 19 (B), 20 (A),
According to 20 (B), 21 (A) and 21 (B), each lens 200, 202, 204, 206, 208 is preferably a cylindrical lens, a semi-cylindrical lens or a one-dimensional graded index lens. is there. However, the invention is not limited to the use of any particular type of lens.

【0078】本発明の上記実施形態によれば、VIPA
は、第1と第2反射面を含んでいる。第2の面は、入射
した光の一部を透過させるような反射率を有している。
VIPAは波長の連続範囲内の各波長の入力光を受光す
る。第1と第2の面は、入力光が第1の面と第2の面の
間で複数回反射し、複数の光を第2の面を介して透過さ
せるように配置されている。複数の透過光は、互いに干
渉し、波長の連続範囲内の他のいかなる波長を有する入
力光に対して生成された出力光とも空間的に区別可能な
出力光(図6の光束82aあるいは82b等)を生成す
る。
According to the above embodiment of the present invention, VIPA
Includes first and second reflecting surfaces. The second surface has a reflectance such that a part of incident light is transmitted.
VIPA receives input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths. The first and second surfaces are arranged such that the input light is reflected multiple times between the first and second surfaces and transmits a plurality of lights through the second surface. The plurality of transmitted lights interfere with each other and are spatially distinguishable from output light generated for input light having any other wavelength within the continuous range of wavelengths (such as light flux 82a or 82b in FIG. 6). ).

【0079】本発明の上記実施形態によれば、VIPA
は、平行板、あるいは、互いに平行な2つの反射面によ
って形成されているとして記載した。しかし、板あるい
は反射面は、必ずしも平行である必要はない。
According to the above embodiment of the present invention, VIPA
Has been described as being formed by a parallel plate or two reflecting surfaces parallel to each other. However, the plates or reflecting surfaces need not necessarily be parallel.

【0080】本発明の上記実施形態によれば、複数の波
長を含む光は同時に分波される。従って、波長多重通信
に使用する受信器のサイズをうまく小さくすることがで
きる。
According to the above embodiment of the present invention, light including a plurality of wavelengths is demultiplexed simultaneously. Therefore, the size of the receiver used for the wavelength multiplex communication can be reduced.

【0081】本発明の上記実施形態によれば、VIPA
は、入力光の各波長に対し、波長多重光を同時に分波す
ることができる。更に、分散角は、VIPAを形成する
平行板の厚さtによって調節することができる。結果と
して、分散角は、分波された各信号を容易に受信器が受
光できるように、充分大きくすることができる。例え
ば、従来の回折格子は、大きな分散角に対し、精緻な凹
凸面を必要とする。しかし、精緻な凹凸面を設けること
は非常に困難で、分散角の大きさを限定している。これ
に対し、本発明の上記実施形態に従ったVIPAは、比
較的大きな分散角を実現するために平行板の厚さを変化
させるのみでよい。
According to the above embodiment of the present invention, VIPA
Can simultaneously demultiplex the wavelength multiplexed light for each wavelength of the input light. Further, the dispersion angle can be adjusted by the thickness t of the parallel plate forming the VIPA. As a result, the dispersion angle can be made large enough so that the receiver can easily receive each of the split signals. For example, a conventional diffraction grating requires a fine uneven surface for a large dispersion angle. However, it is very difficult to provide a fine uneven surface, and the size of the dispersion angle is limited. On the other hand, the VIPA according to the embodiment of the present invention only needs to change the thickness of the parallel plate in order to realize a relatively large dispersion angle.

【0082】更に、本発明の上記実施形態によるVIP
Aは、従来の回折格子よりも大きな分散角を生成する。
従って、本発明の実施形態に従ったVIPAを使用する
受信器は、ハイレベル多重処理を実現する波長多重通信
においても、間違いなく、光信号を正しく受光すること
ができる。更に、このような受信器は、比較的簡単な構
成を有し、製造するのにも比較的安価である。
Further, the VIP according to the above embodiment of the present invention
A produces a larger dispersion angle than a conventional diffraction grating.
Therefore, the receiver using the VIPA according to the embodiment of the present invention can correctly receive an optical signal even in the wavelength multiplexing communication that realizes the high-level multiplexing processing. Furthermore, such a receiver has a relatively simple construction and is relatively inexpensive to manufacture.

【0083】本発明の上記実施形態によれば、VIPA
は、多重反射を使用し、干渉光間の一定の位相差を保持
する。結果として、VIPAの特性は安定で、偏波によ
る光学的特性の変化を抑制する。これに対し、従来の回
折格子の光学的特性は、入力光の偏波に依存して、望ま
しくない変化を被る。
According to the above embodiment of the present invention, VIPA
Uses multiple reflections to maintain a constant phase difference between the interfering light beams. As a result, the characteristics of VIPA are stable, and change in optical characteristics due to polarization is suppressed. In contrast, the optical properties of conventional diffraction gratings undergo undesirable changes depending on the polarization of the input light.

【0084】更に、導波路アレイ格子に比較して、本発
明の上記実施形態に従ったVIPAは、比較的簡単な構
成で、安定な特性と、環境条件の変化に対する耐性を達
成する。
Further, compared to the waveguide array grating, the VIPA according to the above embodiment of the present invention achieves stable characteristics and resistance to changes in environmental conditions with a relatively simple configuration.

【0085】本発明の上記実施形態においては、VIP
Aは、光を反射するための反射膜を有している。例え
ば、図7は、光を反射するための反射膜122と124
を有しているVIPA76を示している。しかし、VI
PAは、反射面を得るために「膜」を使用することに限
定されるものではない。むしろ、VIPAは、単に、適
当な反射面を有しているべきであり、これらの反射面は
「膜」で形成されていてもいなくても良い。
In the above embodiment of the present invention, the VIP
A has a reflective film for reflecting light. For example, FIG. 7 shows reflective films 122 and 124 for reflecting light.
Is shown. However, VI
PA is not limited to using a "film" to obtain a reflective surface. Rather, the VIPA should simply have a suitable reflective surface, which may or may not be formed of a "film".

【0086】更に、本発明の上記実施形態においては、
VIPAは、内部で多重反射が起こる透明なガラス板を
含んでいる。例えば、図7は、その上に反射膜を有する
透明なガラス板を備えるVIPA76が示されている。
しかし、VIPAは、反射面を隔離するためにガラス部
材やいかなるタイプの「板」を使用することに限定する
ものではない。例えば、VIPAの反射面は、ガラス板
ではなくて、低い熱膨張のガラスや金属のような部材に
よって安定に保持される反射面を有し、間に単に「空
気」があるようなものでもよい。従って、反射面は、そ
の間に、例えば、光学ガラスや空気である、透明部材を
有するように記述することが可能である。
Further, in the above embodiment of the present invention,
VIPA includes a transparent glass plate in which multiple reflections occur. For example, FIG. 7 shows a VIPA 76 having a transparent glass plate having a reflective film thereon.
However, VIPA is not limited to using glass members or any type of "plate" to isolate the reflective surface. For example, the reflection surface of VIPA may have a reflection surface that is stably held by a member such as glass or metal having a low thermal expansion, instead of a glass plate, and simply have “air” between them. . Thus, the reflective surface can be described as having a transparent member therebetween, for example, optical glass or air.

【0087】本発明のいくつかの好適な実施形態につい
て示し、記載したが、当業者によれば、請求項やその均
等物によって規定される発明の原理や精神から離れるこ
となく、これらの実施形態に変更を加え得ることが理解
されるであろう。
While several preferred embodiments of the present invention have been shown and described, it will be apparent to those skilled in the art that these embodiments can be used without departing from the principles and spirit of the invention as defined by the appended claims and equivalents thereof. It will be understood that changes can be made to

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

【図1】従来の、多層干渉膜を用いたフィルタを示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional filter using a multilayer interference film.

【図2】従来の、ファブリ・ペロー干渉計を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram illustrating a conventional Fabry-Perot interferometer.

【図3】従来の、マイケルソン干渉計を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a conventional Michelson interferometer.

【図4】従来の、回折格子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional diffraction grating.

【図5】従来の、波長分割多重光を分波するための導波
路アレイ格子を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a conventional waveguide array grating for demultiplexing wavelength division multiplexed light.

【図6】本発明の一実施形態に従った、バーチャリ・イ
メージド・フェーズド・アレイ(VIPA)を示す図で
ある。
FIG. 6 illustrates a virtual imaged phased array (VIPA) according to one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態に従った、図6に図示され
たVIPAの詳細を示す図である。
FIG. 7 illustrates details of the VIPA illustrated in FIG. 6, according to one embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施形態に従った、図6に図示された
VIPAの、線VIII-VIII に沿った断面を示す図であ
る。
FIG. 8 illustrates a cross section of the VIPA illustrated in FIG. 6 along line VIII-VIII, in accordance with an embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施形態に従った、VIPAによっ
て生成される干渉を示す図である。
FIG. 9 illustrates interference generated by a VIPA, according to one embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施形態に従った、入力光の傾き
角を決定するための、図6に図示されたVIPAの線VI
II-VIII に沿った断面を示す図である。
FIG. 10 illustrates a line VIA of the VIPA illustrated in FIG. 6 for determining an inclination angle of input light according to an embodiment of the present invention;
It is a figure showing the section along II-VIII.

【図11】本発明の一実施形態に従った、受信器と共に
用いられるVIPAを示す図である。
FIG. 11 illustrates a VIPA used with a receiver, according to one embodiment of the present invention.

【図12】本発明の別の実施形態に従った、受信器と共
に用いられるVIPAを示す図である。
FIG. 12 illustrates a VIPA used with a receiver, according to another embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施形態に従った、導波路型VI
PAを示す図である。
FIG. 13 shows a waveguide VI according to one embodiment of the present invention.
It is a figure showing PA.

【図14】本発明の一実施形態に従った、VIPAを使
用した装置の側面図と正面図である。
FIG. 14 is a side view and a front view of a device using VIPA, according to one embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施形態に従った、図14(A)
の側面図を簡単化した図である。
FIG. 15 (A) according to one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a simplified side view of FIG.

【図16】本発明の一実施形態に従った、VIPAの動
作を示す図である。
FIG. 16 illustrates the operation of a VIPA according to one embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施形態に従った、第1、第2、
及び第3以降の干渉光に対して、VIPAを用いた装置
の正面図を示す図である。
FIG. 17 illustrates a first, second, and third embodiment according to one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing a front view of an apparatus using VIPA for the third and subsequent interference lights.

【図18】本発明の一実施形態に従った、図17のシス
テムと等価のシステムを示す図である。
FIG. 18 illustrates a system equivalent to the system of FIG. 17, according to one embodiment of the present invention.

【図19】本発明の一実施形態に従った、VIPAを用
い、正面において大きなビームサイズを与える装置の側
面図と正面図を示す図である。
FIG. 19 shows a side view and a front view of an apparatus for providing a large beam size in front using VIPA, according to one embodiment of the present invention.

【図20】本発明の一実施形態に従った、入力ファイバ
とVIPAの間に2つのレンズを有する装置の側面図と
正面図を示す図である。
FIG. 20 illustrates a side view and a front view of a device having two lenses between an input fiber and a VIPA, according to one embodiment of the present invention.

【図21】本発明の一実施形態に従った、色分散を補償
あるいは生成するためのVIPAを用いた装置を示す図
である。
FIG. 21 illustrates an apparatus using VIPA to compensate or generate chromatic dispersion, according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

76 VIPA 78 焦点線 80 レンズ 82 光束 106 コリメートレンズ 108 円筒レンズ 120 ガラス板 122、124 反射膜 126 照射ウィンドウ 132 光軸 170 入力ファイバ 200、202、204、206、208、210
レンズ 212 鏡
76 VIPA 78 Focal line 80 Lens 82 Light flux 106 Collimating lens 108 Cylindrical lens 120 Glass plate 122, 124 Reflective film 126 Irradiation window 132 Optical axis 170 Input fiber 200, 202, 204, 206, 208, 210
Lens 212 mirror

Claims (32)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】側面と正面を有し、波長の連続範囲内の各
波長の入力光を受光する装置であって、 側面から見て入力光をコリメートし、正面から見てレン
ズとしての効果を有しない第1のレンズと、 該第1のレンズから入力光を受光し、側面から見て入力
光を収束し、正面から見てレンズとしての効果を有しな
い第2のレンズと、 該第2のレンズから入力光を受光し、正面から見て入力
光をコリメートし、側面から見てレンズとしての効果を
有しない第3のレンズと、 第1と第2の面を有し、第2の面は、入射した光の一部
を透過させるような反射率を備え、該第3のレンズから
入力光を受光し、該第1と第2の面は、入力光が該第1
と第2の面の間で複数回反射され、複数の光が該第2の
面を介して透過され、該複数の透過光は、互いに干渉し
て波長の連続範囲内の他のいかなる波長を有する入力光
に対しても生成された出力光と空間的に区別可能な出力
光を生成するように配置された角分散装置と、を備える
ことを特徴とする装置。
An apparatus having a side surface and a front surface for receiving input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths, collimating the input light as viewed from the side surface, and having an effect as a lens as viewed from the front surface. A second lens that receives input light from the first lens, converges the input light when viewed from the side, and has no lens effect when viewed from the front; A third lens that receives input light from the lens and collimates the input light when viewed from the front and has no effect as a lens when viewed from the side; and a third lens that has a first and a second surface. The surface has a reflectivity to transmit a part of the incident light, receives input light from the third lens, and the first and second surfaces are configured to receive input light from the first lens.
And a plurality of lights are reflected between the second surface and the plurality of lights are transmitted through the second surface, and the plurality of transmitted lights interfere with each other to emit any other wavelength within the continuous wavelength range. And an angular dispersion device arranged to generate output light that is spatially distinguishable from output light that is also generated for the input light.
【請求項2】前記第1、第2、及び第3のレンズは、入
力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、側面から
見て入力光は、該収束位置において対応するビームサイ
ズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 側面から見た該ビームサイズは、比f1 /f2 によって
決定されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
2. The first, second, and third lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from a side, the input light has a corresponding beam size at the converging position. Wherein the first, second and third lenses have focal lengths f 1 , f 2 and f 3 respectively, and the beam size as viewed from the side has a ratio f 1 / f 2 Apparatus according to claim 1, characterized in that:
【請求項3】前記第1、第2、及び第3のレンズは、入
力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から
見て入力光は、該収束位置において対応するビームサイ
ズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f3 によって
決定されることを特徴とする請求項1に記載の装置。
3. The first, second, and third lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. Wherein the first, second, and third lenses have focal lengths f 1 , f 2 , and f 3 , respectively, and the beam size as viewed from the front is determined by the focal length f 3 The device of claim 1, wherein
【請求項4】前記第1、第2、及び第3のレンズは、入
力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から
見て入力光は、該収束位置において対応するビームサイ
ズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、比f1 /f2 によって
影響されないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
4. The first, second, and third lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. The first, second, and third lenses have focal lengths f 1 , f 2 , and f 3 respectively, and the beam size as viewed from the front has a ratio f 1 / f 2 The device of claim 1, wherein the device is not affected by.
【請求項5】前記第1、第2、及び第3のレンズは、入
力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から
見て入力光は、該収束位置において対応するビームサイ
ズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 焦点距離f3 は、正面から見てビームサイズが3mm以
上であるような長さであることを特徴とする請求項1に
記載の装置。
5. The first, second, and third lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. the has, first, second, and third lenses, each having a focal length f 1, f 2, f 3, a focal length f 3, the beam size is 3mm or more when viewed from the front The apparatus of claim 1, wherein the length is such that
【請求項6】前記第1、第2、及び第3のレンズは入力
光を、前記角分散装置の前記第1と第2の面の間に線収
束させることを特徴とする請求項1に記載の装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein said first, second, and third lenses linearly converge input light between said first and second surfaces of said angular dispersion device. The described device.
【請求項7】入力光は、波長の連続範囲内の異なる波長
をそれぞれ有する少なくとも2つのキャリアからなる波
長分割多重光であり、複数の透過光は互いに干渉し、他
の出力光とは空間的に区別可能な各出力光を、入力光の
各キャリアに対しそれぞれ生成することを特徴とする請
求項1に記載の装置。
7. The input light is wavelength division multiplexed light composed of at least two carriers each having a different wavelength within a continuous range of wavelengths. A plurality of transmitted lights interfere with each other and are spatially separated from other output lights. The apparatus according to claim 1, wherein each output light that can be distinguished is generated for each carrier of the input light.
【請求項8】前記第1、第2、及び第3のレンズのそれ
ぞれは、円筒レンズ、半円筒レンズ、及び1次元グレー
ディッドインデックスレンズからなるグループの一つで
あることを特徴とする請求項1に記載の装置。
8. The apparatus according to claim 1, wherein each of said first, second, and third lenses is one of a group consisting of a cylindrical lens, a semi-cylindrical lens, and a one-dimensional graded index lens. An apparatus according to claim 1.
【請求項9】側面と正面を有し、波長の連続範囲内の各
波長の入力光を受光する装置であって、 側面から見て入力光をコリメートし、正面から見てレン
ズとしての効果を有しない第1のレンズと、 該第1のレンズから入力光を受光し、側面から見て入力
光を収束し、正面から見てレンズとしての効果を有しな
い第2のレンズと、 該第2のレンズから入力光を受光し、正面から見て入力
光をコリメートし、側面から見てレンズとしての効果を
有せず、従って、入力光を線に収束する第3のレンズ
と、 第1と第2の面を有し、第2の面は入射した光の一部を
透過させるような反射率を有し、第1と第2の面が、該
第3のレンズからの入力光が該線から放射され、第1と
第2の面の間で複数回反射され、複数の光を第2の面を
介して透過し、複数の透過光は、互いに干渉して、異な
る波長の入力光に対して生成された出力光と空間的に区
別可能な出力光を生成するように配置された角分散装置
と、を備えることを特徴とする装置。
9. A device having a side surface and a front surface for receiving input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths, collimating the input light as viewed from the side surface, and having an effect as a lens as viewed from the front surface. A second lens that receives input light from the first lens, converges the input light when viewed from the side, and has no lens effect when viewed from the front; A third lens that receives the input light from the lens, collimates the input light when viewed from the front, has no lens effect when viewed from the side, and therefore converges the input light to a line; A second surface having a reflectivity for transmitting a part of the incident light; and a first and a second surface having an input light from the third lens. Emanating from the line, reflected multiple times between the first and second surfaces, transmitting a plurality of light through the second surface, Transmitted light interfere with each other to generate output light that is spatially distinguishable from output light generated for input light of different wavelengths. And equipment.
【請求項10】前記第1、第2、及び第3のレンズは、
入力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、側面か
ら見て入力光は、該収束位置において対応するビームサ
イズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 側面から見た該ビームサイズは、比f1 /f2 によって
決定されることを特徴とする請求項9に記載の装置。
10. The first, second and third lenses,
The input light converges to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the side, the input light has a corresponding beam size at the converging position. The first, second, and third lenses are , each having a focal length f 1, f 2, f 3 , the beam size as seen from the side, according to claim 9, characterized in that it is determined by the ratio f 1 / f 2.
【請求項11】前記第1、第2、及び第3のレンズは、
入力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面か
ら見て入力光は、該収束位置において対応するビームサ
イズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f3 によって
決定されることを特徴とする請求項9に記載の装置。
11. The first, second, and third lenses,
The input light converges to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. The first, second, and third lenses , each having a focal length f 1, f 2, f 3 , the beam size as seen from the front, according to claim 9, characterized in that it is determined by the focal length f 3.
【請求項12】前記第1、第2、及び第3のレンズは、
入力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面か
ら見て入力光は、該収束位置において対応するビームサ
イズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、比f1 /f2 によって
影響されないことを特徴とする請求項9に記載の装置。
12. The first, second, and third lenses,
The input light converges to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. The first, second, and third lenses , each having a focal length f 1, f 2, f 3 , the beam size as seen from the front, according to claim 9, characterized in that not affected by the ratio f 1 / f 2.
【請求項13】前記第1、第2、及び第3のレンズは、
入力光を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面か
ら見て入力光は、該収束位置において対応するビームサ
イズを有しており、 該第1、第2、及び第3のレンズは、それぞれ焦点距離
1 、f2 、f3 を有し、 焦点距離f3 は、正面から見てビームサイズが3mm以
上であるような長さであることを特徴とする請求項9に
記載の装置。
13. The first, second and third lenses,
The input light converges to a converging position in the angular dispersion device, and when viewed from the front, the input light has a corresponding beam size at the converging position. The first, second, and third lenses are The focal lengths f 1 , f 2 , and f 3 , respectively, wherein the focal length f 3 is such that the beam size is 3 mm or more when viewed from the front. apparatus.
【請求項14】前記第1、第2、及び第3のレンズは入
力光を、前記角分散装置の前記第1と第2の面の間に線
収束させることを特徴とする請求項9に記載の装置。
14. The apparatus according to claim 9, wherein said first, second and third lenses linearly converge input light between said first and second surfaces of said angular dispersion device. The described device.
【請求項15】入力光は、波長の連続範囲内の異なる波
長をそれぞれ有する少なくとも2つのキャリアからなる
波長分割多重光であり、複数の透過光は互いに干渉し、
他の出力光とは空間的に区別可能な各出力光を、入力光
の各キャリアに対しそれぞれ生成することを特徴とする
請求項9に記載の装置。
15. The input light is wavelength division multiplexed light comprising at least two carriers each having a different wavelength within a continuous range of wavelengths, and a plurality of transmitted lights interfere with each other;
The apparatus according to claim 9, wherein each output light that is spatially distinguishable from other output light is generated for each carrier of the input light.
【請求項16】前記第1、第2、及び第3のレンズのそ
れぞれは、円筒レンズ、半円筒レンズ、及び1次元グレ
ーディッドインデックスレンズからなるグループの一つ
であることを特徴とする請求項9に記載の装置。
16. The system of claim 1, wherein each of the first, second, and third lenses is one of a group consisting of a cylindrical lens, a semi-cylindrical lens, and a one-dimensional graded index lens. Device according to claim 9.
【請求項17】側面と正面を有し、波長の連続範囲内の
各波長の入力光を受光する装置であって、 入力光を受光し、側面から見てレンズとして働き、正面
から見てレンズとしての効果を有しない第1のレンズ
と、 該第1のレンズから入力光を受光し、正面から見てレン
ズとして働き、側面から見てレンズとしての効果を有し
ない第2のレンズと、 第1と第2の面を有し、第2の面は、入射した光の一部
を透過させるような反射率を備え、該第2のレンズから
入力光を受光し、該第1と第2の面が、入力光が該第1
と第2の面の間で複数回反射され、複数の光が該第2の
面を介して透過され、該複数の透過光は、互いに干渉し
て波長の連続範囲内の他のいかなる波長を有する入力光
に対して生成された出力光と空間的に区別可能な出力光
を生成するように配置された角分散装置と、を備えるこ
とを特徴とする装置。
17. A device having a side surface and a front surface for receiving input light of each wavelength within a continuous wavelength range, receiving the input light, acting as a lens when viewed from the side, and a lens when viewed from the front. A first lens having no effect as described above, a second lens receiving input light from the first lens, acting as a lens when viewed from the front, and having no effect as a lens as viewed from the side, A first surface and a second surface, the second surface having a reflectivity for transmitting a part of incident light, receiving input light from the second lens, and receiving the first and second surfaces. Of the input light is the first
And a plurality of lights are reflected between the second surface and a plurality of lights are transmitted through the second surface, and the plurality of transmitted lights interfere with each other to emit any other wavelength within a continuous range of wavelengths. An angular dispersion device arranged to generate spatially distinguishable output light from output light generated for the input light.
【請求項18】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f2 によって
決定されることを特徴とする請求項17に記載の装置。
18. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, the beam size as seen from the front, according to claim 17, characterized in that it is determined by the focal length f 2.
【請求項19】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f1 によって
影響を受けないことを特徴とする請求項17に記載の装
置。
19. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, the beam size as viewed from the front, according to claim 17, characterized in that not affected by the focal length f 1.
【請求項20】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 焦点距離f2 は、正面から見てビームサイズが3mm以
上であるような長さであることを特徴とする請求項17
に記載の装置。
20. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, claim the focal length f 2 is characterized by beam size when viewed from the front is the length such that 3mm or more 17
An apparatus according to claim 1.
【請求項21】前記第1、及び第2のレンズは入力光
を、前記角分散装置の前記第1と第2の面の間に線収束
させることを特徴とする請求項17に記載の装置。
21. The apparatus according to claim 17, wherein said first and second lenses linearly converge input light between said first and second surfaces of said angular dispersion device. .
【請求項22】入力光は、波長の連続範囲内の異なる波
長をそれぞれ有する少なくとも2つのキャリアからなる
波長分割多重光であり、複数の透過光は互いに干渉し、
他の出力光とは空間的に区別可能な各出力光を、入力光
の各キャリアに対しそれぞれ生成することを特徴とする
請求項17に記載の装置。
22. The input light is a wavelength division multiplexed light composed of at least two carriers each having a different wavelength within a continuous range of wavelengths, a plurality of transmitted lights interfere with each other,
18. The apparatus according to claim 17, wherein each output light that is spatially distinguishable from other output light is generated for each carrier of the input light.
【請求項23】前記第1、及び第2のレンズのそれぞれ
は、円筒レンズ、半円筒レンズ、及び1次元グレーディ
ッドインデックスレンズからなるグループの一つである
ことを特徴とする請求項17に記載の装置。
23. The apparatus according to claim 17, wherein each of the first and second lenses is one of a group consisting of a cylindrical lens, a semi-cylindrical lens, and a one-dimensional graded index lens. Equipment.
【請求項24】側面と正面を有し、入力光を受光する装
置であって、 入力光を受光し、側面から見てレンズとして働き、正面
から見てレンズとしての効果を有しない第1のレンズ
と、 該第1のレンズから入力光を受光し、正面から見てレン
ズとして働き、側面から見てレンズとしての効果を有せ
ず、従って、入力光を線に収束する第2のレンズと、 第1と第2の面を有し、第2の面は、入射した光の一部
を透過させるような反射率を備え、該第1と第2の面
が、第2のレンズからの入力光が該線から放射され、該
第1と第2の面の間で複数回反射され、複数の光が該第
2の面を介して透過され、該複数の透過光は、互いに干
渉して異なる波長の入力光に対して生成された出力光と
空間的に区別可能な出力光を生成するように配置された
角分散装置と、を備えることを特徴とする装置。
24. A device for receiving input light, having a side surface and a front surface, wherein the device receives the input light, acts as a lens when viewed from the side, and has no effect as a lens when viewed from the front. A second lens that receives input light from the first lens, acts as a lens when viewed from the front, has no lens effect when viewed from the side, and thus converges the input light to a line; A first surface and a second surface, wherein the second surface has a reflectivity for transmitting a part of incident light, and the first and second surfaces have a reflectance from the second lens. Input light is emitted from the line and is reflected multiple times between the first and second surfaces, a plurality of lights are transmitted through the second surface, and the plurality of transmitted lights interfere with each other. Angle components arranged to produce spatially distinguishable output light from output light generated for input light of different wavelengths. Device characterized in that it comprises apparatus and, a.
【請求項25】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f2 によって
決定されることを特徴とする請求項24に記載の装置。
25. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, the beam size as seen from the front, according to claim 24, characterized in that it is determined by the focal length f 2.
【請求項26】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 正面から見た該ビームサイズは、焦点距離f1 によって
影響を受けないことを特徴とする請求項24に記載の装
置。
26. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, the beam size as viewed from the front, according to claim 24, characterized in that not affected by the focal length f 1.
【請求項27】前記第1、及び第2のレンズは、入力光
を前記角分散装置内の収束位置に収束し、正面から見て
入力光は、該収束位置において対応するビームサイズを
有しており、 該第1、及び第2のレンズは、それぞれ焦点距離f1
2 を有し、 焦点距離f2 は、正面から見てビームサイズが3mm以
上であるような長さであることを特徴とする請求項24
に記載の装置。
27. The first and second lenses converge input light to a converging position in the angular dispersion device, and the input light has a corresponding beam size at the converging position when viewed from the front. The first and second lenses have a focal length f 1 ,
has f 2, a focal length f 2 is claim wherein the beam size when viewed from the front is the length such that 3mm or more 24
An apparatus according to claim 1.
【請求項28】前記第1、及び第2のレンズは入力光
を、前記角分散装置の前記第1と第2の面の間に線収束
させることを特徴とする請求項24に記載の装置。
28. The apparatus according to claim 24, wherein said first and second lenses linearly converge input light between said first and second surfaces of said angular dispersion device. .
【請求項29】入力光は、波長の連続範囲内の異なる波
長をそれぞれ有する少なくとも2つのキャリアからなる
波長分割多重光であり、複数の透過光は互いに干渉し、
他の出力光とは空間的に区別可能な各出力光を、入力光
の各キャリアに対しそれぞれ生成することを特徴とする
請求項24に記載の装置。
29. The input light is wavelength division multiplexed light comprising at least two carriers each having a different wavelength within a continuous range of wavelengths, wherein a plurality of transmitted lights interfere with each other,
26. The apparatus of claim 24, wherein each output light is spatially distinguishable from the other output light for each carrier of the input light.
【請求項30】前記第1、及び第2のレンズのそれぞれ
は、円筒レンズ、半円筒レンズ、及び1次元グレーディ
ッドインデックスレンズからなるグループの一つである
ことを特徴とする請求項24に記載の装置。
30. The apparatus according to claim 24, wherein each of the first and second lenses is one of a group consisting of a cylindrical lens, a semi-cylindrical lens, and a one-dimensional graded index lens. Equipment.
【請求項31】側面と正面を有し、波長の連続範囲内の
各波長の入力光を受光する装置であって、 入力光を受光し、側面から見て入力光を収束し、正面か
ら見てレンズとしての効果を有しない第1のレンズと、 該第1のレンズから入力光を受光し、正面から見て入力
光をコリメートし、側面から見てレンズとしての効果を
有せず、入力光を線に集光する第2のレンズと、 第1と第2の面を有し、第2の面は、入射した光の一部
を透過させるような反射率を備え、該第2のレンズから
入力光を受光し、該第1と第2の面が、入力光が該第1
と第2の面の間で複数回反射され、複数の光が該第2の
面を介して透過され、該複数の透過光は、互いに干渉し
て波長の連続範囲内の他のいかなる波長を有する入力光
に対して生成された出力光と空間的に区別可能な出力光
を生成するように配置された角分散装置と、を備えるこ
とを特徴とする装置。
31. A device for receiving input light of each wavelength within a continuous range of wavelengths having a side surface and a front surface, wherein the device receives the input light, converges the input light when viewed from the side, and when viewed from the front. A first lens having no lens effect, receiving input light from the first lens, collimating the input light when viewed from the front, and having no lens effect when viewed from the side; A second lens for condensing light into a line; a first lens and a second surface, the second surface having a reflectivity for transmitting a part of incident light, The first and second surfaces receive input light from a lens, and the first and second surfaces are coupled to the first light.
And a plurality of lights are reflected between the second surface and a plurality of lights are transmitted through the second surface, and the plurality of transmitted lights interfere with each other to emit any other wavelength within a continuous range of wavelengths. An angular dispersion device arranged to generate spatially distinguishable output light from output light generated for the input light.
【請求項32】側面と正面とを有し、各波長の入力光を
受光する装置であって、 入力光を受光し、側面から見て入力光を収束し、正面か
ら見てレンズとしての効果を有しない第1のレンズと、 該第1のレンズから入力光を受光し、正面から見て入力
光をコリメートし、側面から見てレンズとしての効果を
有せず、入力光を線に集光する第2のレンズと、 第1と第2の面を有し、第2の面は、入射した光の一部
を透過させるような反射率を備え、該第1と第2の面
が、入力光が該第1と第2の面の間で複数回反射され、
複数の光が該第2の面を介して透過され、該複数の透過
光は、互いに干渉して異なる波長を有する入力光に対し
て生成された出力光と空間的に区別可能な出力光を生成
するように配置された角分散装置と、を備えることを特
徴とする装置。
32. An apparatus having a side surface and a front surface for receiving input light of each wavelength, wherein the device receives the input light, converges the input light when viewed from the side, and has an effect as a lens when viewed from the front. A first lens having no lens, receiving the input light from the first lens, collimating the input light as viewed from the front, and collecting the input light as a line without the lens effect as viewed from the side. A second lens that emits light, a first surface and a second surface, wherein the second surface has a reflectivity for transmitting a portion of incident light, and the first and second surfaces are The input light is reflected multiple times between the first and second surfaces;
A plurality of lights are transmitted through the second surface, the plurality of transmitted lights interfering with each other to produce output light spatially distinguishable from output light generated for input light having different wavelengths. An angular dispersion device arranged to generate.
JP17160899A 1998-08-26 1999-06-17 Virtually imaged phased array having lens disposed in order to obtain broad beam width Pending JP2000075165A (en)

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US09/140,639 US6169630B1 (en) 1995-07-26 1998-08-26 Virtually imaged phased array (VIPA) having lenses arranged to provide a wide beam width
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6765730B2 (en) 2002-07-03 2004-07-20 Olympus Optical Co., Ltd. Dispersion compensator and dispersion compensating system
US7720226B2 (en) 2002-11-19 2010-05-18 Essex Corporation Private and secure optical communication system using an optical tapped delay line

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