JP2002511954A - 異なる周波数の光信号を伝送および処理する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、周波数が異なる光インパルスを光ファイバのファイバグリッドおよび／または光子水晶により減結合されとともに、光ファイバ外の集束要素により構成される周波数分配光構成要素を有する光情報伝送システムに関する。異なる周波数用のファイバグリッドは唯一の周波または異なる周波で連続して配置することができる。光子水晶は光ファイバの端で使用でき、もしくはグラスファイバのチャネルまたはピットに食刻することができる。追加の遅延要素により確実に、周波数が異なる光インパルスを並行した処理によって予め規定された望ましい時間比率で同時に複写される。

Description

【発明の詳細な説明】 光インパルスの並行処理のための周波数分配光構成要素を備えた 情報伝送システム発明の分野 本発明は光インパルスの並行処理のための周波数分配光構成要素を備えた情報 伝送システムに関し、特に周波数符号化光インパルスの空間的分配用のファイバ グリッドおよび光子水晶の使用法に関する。従来技術 光情報伝送は、ほとんどつねに単一の２進コード化光インパルスの連続により 行われる。伝送周波数は今日すでに秘密の伝達のための電子データ処理および特 に複雑な暗号化や暗号解読化を許さない範囲に進出しているため、時間的ビット 伝送速度を一次元または多次元の空間的区域に入力し、さらに光学的に並行処理 する光学要素に高い需要がある。光学的並行処理は、画像または図案に配置され ている大量の２進信号またはアナログ信号を同時に変換する状態にあり、それで 電子計算機よりも相当に迅速に作動する。１０００×１０００光点（ピクセル） の区域では、１０⁶信号の並行処理や、たとえばフーリエ変換など特定の光学操 作についてはきわめて高い時間の節約を簡単に達成することができるとみられる 。光学フーリエ変換はモデル認識の重要な構成要素であるため、通信の完全な暗 号化と暗号解読化が光学的に簡単にかつきわめて迅速に行うことができるとみら れる。 時間的インパルス周期を空間的区域に入力する周知の電子構成要素は、たとえ ばブラウン管の基礎として構成することができる。必ずしも本発明の先行特許と はみなされないドイツ特許第１９６０９２３４．５号から周知のように（Ｈ． コープス、９６年３月出願）、電子ビームは現在、多ギガヘルツ域の信号を読む ためにマイクロ管においてのみ十分に迅速に偏向させることができる。 別の方法では、光の偏光を用いて交互に単一の光インパルスをコード化する。 第１、第３、第５等々、すなわち各奇数のインパルスは、たとえば垂直に、偶数 のインパルスはすべて水平直線に偏光される。次に偏光させるビーム分割器を用 いてそのつど少なくとも偶数と奇数のインパルスが局地的に分割される。カスケ ードが高い分割度を可能とする。この方法の利点は、分離要素−ビーム分割器− が純粋に受動的であることにある。インパルスがたとえば電子光学的に偏光コー ド化された後には、能動的回路は不要となる。この方法の欠点は明らかにカスケ ード段階当たりの並行チャネル数がわずか２本と少ないことである。発明の要約 本発明による方法は、個々の連続する光インパルスが偏光コード化の代わりに 周波数コード化を有することにより特徴づけられる。遠距離通信の光窓内におけ る光の周波数は簡単に１００ｎｍほど変化させることができ、他方では半導体レ ーザは当てられた電圧の変化で数ナノメートルほど調子が狂うため、原則として 光インパルスを広範囲の異なる周波数に関係づける可能性がある。そのために、 多くの半導体レーザを異なる重心周波数で電気的に切換え可能にその放射周波数 で変化させる必要がある。こうして発生する異なる周波数の光インパルスは、次 に情報伝送のために２進コード化され、伝送グラスファイバに供給される。した がって、情報はインパルスの順に刻印され、このうち第１のは周波数ｖ₁を有す る。この場合、たとえばＶ₁＜Ｖ₂Ｖ₃＜−−−＜Ｖ_i＜Ｖ_i+1−−−＜Ｖ_Nが有効で ある。図面の簡単な説明 図１は、本発明の実施例による光ファイバの端における光を分配する受動的光 構成要素の使用法を示す。 図２ａおよび２ｂは、本発明の２つの実施例による光ファイバからの光を減結 合する対角線に配置されたファイバグリッドの使用法を示す。 図３は、本発明の実施例によるファイバグリッドの螺旋状配置を示す。 図４は、本発明の実施例による光の周波数分配のための光グラスファイバに食 刻した光子水晶の使用法を示す。 図５ａおよび５ｂは、本発明の実施例による異なる周波数の光インパルス間に 発生する遅延およびマトリックス上の光インパルスの同時複写を保証するための 遅延要素の使用法を示す。発明の開示 本発明では、空間的区域におけるインパルスを分配するために光をスペクトル で局地的に分配することができる受動的光構成要素を使用する。図１の実施例に おいて、この構成要素１はプリズムまたはグリッドを基礎とする各分光器であり （二ビーム干渉計および多ビーム干渉計でもある）、これは光ファイバ２または その端に組み込まれ、光ファイバは光インパルスとしての周波数コード化ディジ タルまたはアナログ情報３を伝送し、このインパルスは線形またはファイバ区域 ４上に複写される。ファイバグリッドは周波数コード化光インパルスの空間的分 配のために分光器としても使用することができる。このようなファイバグリッド は、たとえばメルツらに対する米国特許第５，５４６，４８１号より周知であり 、本願中に言及される。 図２ａおよび２ｂには、ファイバから光を減結合するために、斜めに（ブレー ズ）内接されたグリッド５が螺旋状に配置されていることが示されている。たと えば本願中に言及されるＨ．コープスの出願ドイツ特許（ＤＥ）１９６３０７０ ５Ａ１（１９９６年７月、公開１９９７年３月）より周知のアナモフィックレン ズのような適切に集束する要素６により、単一周波数（色）のビームは線形区域 ４に点状に集中する。このとき各周波数v_iは、すべてが、たとえばファイバ２に 対して並行の線上にある別の集束点を有する。 レンズ６に関しては、これらも直接、光ファイバに装着することができる。こ のようなレンズの製造方法は、たとえばコープスらの出願ドイツ特許（ＤＥ）１ ９７１３３７４．６（出願１９９７年３月）より周知であり、本願中に言及され る。斜めに（ブレーズ）内接されたブラッグ−ファイバグリッドを有する光ファ イバにおいては、ファイバの光ジャケットにレンズを装着することができる。使 用すべきレンズは円筒形光ジャケットの表面に取付けられ、蒸着工程後、大きな 焦点深度を有する粒子線石版術または輝度変調マスクを有するＸ線石版術により 仕上げることができる。さらに、レンズは重合によっても製造することができる 。すなわちビーム重合により、ファイバから回析により出る光の影響下に吸収さ れ、または蒸着されるモノマーの表面に仕上げることができる。このときレンズ 形状の造型のための材料供給は穴マスクにより調節すべきである。 さらに図２ｂに示した実施例は、斜めに（ブレーズ）内接されたグリッド５が 連続して光ファイバ２に配置された異なる周期の多くのグリッドからなることに より特徴づけられる。各グリッドは唯一の周波数の光を光ファイバ２から減結合 し、放射するように配置されている。それにより図２ａの場合におけるように、 集束要素６により光ファイバ２の外の単一光ファイバの線状配置が達成される。 さらに図３に示された実施例は、斜めに（ブレーズ）内接されたグリッド５が 光ファイバ２において螺旋階段状に配置されていることにより特徴づけられる。 それにより、および適切な集束要素６（ここには図はないが、他の図におけるも のに対応する）と関連して、インパルスが二次元区域４、たとえばスクリーン上 に一列ずつおよび段ごとに配置される。螺旋形のグリッド群の各工程は、並んで 個々のスリットを走るおよそ一列に対応する。列に並んで位置する場所は、わず かに異なるたわみ面のあるファイバ２の連続して位置するグリッドに対応する。 スリットの重なり合って位置する場所は螺旋階段の直接連続して位置するねじの 螺旋のグリッドに対応する。グリッドの螺旋状配置の代わりに、光ファイバ２も 螺旋に巻かれ、または回転され（図なし）、こうして光ファイバの区域配置の同 じ効果が得られる。 図４に示された別の実施例において、光発生ファイバグリッドに代えて、周波 数分配要素もグリッドとして構成され、これは光子水晶７であることにより特徴 づけられる。光子水晶は数百ナノメートルのグリッド定数を有する水晶であり、 屈折指数差がファイバグリッドにおけるよりもはるかに大きいため、上述したフ ァイバグリッドとは対照的にはるかに少ない単一要素（グリッド構成要素）から なる。そのほか共振効果がその効率を増大させる。光子水晶およびその製造法は 論文「高密度の総合光学系を可能にする三次元付加石版術により製造される光子 水晶」、SPIE、第２８４９／２９巻（米国、デンバー、１９９６年）の中でＨ． コープスにより扱われ、これは本願中に言及される。光子水晶はファイバグリッ ドと同じく、周波数選択的鏡、プリズムまたはビーム分割器として形成すること もできる。 光子水晶は図１のようにグラスファイバの端に応用され、または図４のように グラスファイバ２の食刻された小さなチャネルまたは穴８に取付けられる。この グラスファイバ２小さなチャネルまたは穴８の製造方法は、たとえば名称「光子 水晶を有するＤプロフィルファイバによる波長減結合」のＨ．コープスらの出願 ドイツ特許（ＤＥ）１９７１３３７１．１（１９９７年３月）より周知であり、 本願中でも言及される。上記の特許において、Ｄプロフィルファイバの光はファ イバ表面の下部に直接、伝送される。このファイバ表面において、石版術および 乾式食刻により、化学的湿式食刻もしくはレーザまたはイオンアブレーションに より、ほんの数マイクロメートルの幅の切込みが行われる。その後、付加的三次 元石版術により光子水晶が正確に光の進路に差し込まれ、伝送される光に対する 水晶の選択的効果に基づき、スペクトルの小さな一部をファイバ内にまたはファ イバから結合することができる。小さなスペクトル範囲を含むこの光は、一定の 波長を有する限り、光子水晶による媒体が光を透過するか、またはもっぱら物質 の内部で伝わり続けるため、ファイバから片側へ減結合することができる。水晶 の特別な性質に基づき、このようにして光の一部がファイバから９０°未満の角 度で反射される。三次元構成されたレンズを用いて、この光はさらに先へ導くフ ァイバにも偏向させることができる。 チャネルまたは穴から光子水晶はファイバ２からの周波数ｖ₁の光も偏向させ る。光子水晶７の適切なグリッド定数によりグラスファイバ２の連続して位置す る穴には異なる周波数とともに光インパルスがファイバ２から減結合され、集束 する要素とともに区域４に複写され、もしくは別の波長ガイドまたは検出器に結 合される。 図５ａおよび５ｂに示された実施例において、情報伝送は上述した周波数分配 要素を用いて、すなわち個々の光インパルスの連続により行われる。この連続の 各々は、新しい要素により空間的に互いに分離され、たとえばスクリーンに投影 される光インパルスの数からなる。図５ａにより容易に明らかとなるように、イ ンパルスはスクリーン４の特定の位置においてのみ同時にスクリーン上に到着す る。個々の光インパルス連続のいくつかのための遅延機構として、スクリーン４ は傾けることができ、または場合により曲げて、急に輝くことで同時にすべての インパルスを示すことができる。平坦な二次元区域の場合は、曲げることでこの 文書に則って三次元の形が生じる。 遅延は傾けたり曲げたり（または両方）する代わりに、インパルスのすべての インパルス連続が到着するまで長く残光する蛍光材または燐光材でスクリーンを 塗ることでも行うことができる。個々のインパルス連続に部分的に重なる望まし くない強い残光を回避するために、個々の連続を分割する電気または電子光学回 路要素を使用しなければならない。 図５ｂに示された実施例において、単一インパルスはスクリーンの代わりに周 波数分配要素に従いグラスファイバ９により捕捉され、マトリックス１０上に複 写される。個々の各グラスファイバ９はそれらから捕捉されたインパルスを遅延 区間（遅延間隔）として使用するため、周波数連続のインパルスは同時にマトリ ックス１０上に複写される。さらに光学的処理を行うには、インパルス連続の広 帯域性を斟酌する検出器が必要となる。他の遅延要素はエアギャップもしくはグ ラスプリズムまたは傾斜指標プリズムとして形成することができる。 グラスファイバ９の代わりに検出器を直接使用することができる。１連続の各 インパルスは分割されて検出され、さらに並行電子処理のための遅延は電気範囲 で行われる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年７月２８日（１９９８．７．２８） 【補正内容】 明細書 異なる周波数の光信号を伝送および処理する装置 本発明は、同一の光ファイバに連続的に導入される異なる周波数の光信号を伝 送および処理する装置に関する。 光情報伝送は、多くの場合、単一の２進コード化光インパルスの連続により行 われる。伝送周波数は今日すでに秘密の伝達のための電子データ処理および特に 複雑な暗号化や暗号解読化を許さない範囲に進出しているため、時間的ビット伝 送速度を１または多次元の空間的区域に入力し、さらに光学的に並行処理する光 学要素に高い需要がある。光学的並行処理は、画像または図案に配置されている 大量の２進信号またはアナログ信号を同時に変換する状態にあり、それで従来の 電子計算機よりも相当に迅速に作動する。 並行処理により、たとえばフーリエ変換など一定の操作のため、きわめて高い 時間の節約が達成される。光フーリエ変換は機械的モデル認識の重要な構成要素 であるため、通信の完全な暗号化と暗号解読化が光学的に簡単にかつきわめて迅 速に行うことができるとみられる。時間的インパルス連続を並行処理の目的で空 間的に配置された平面に複写する周知の電子構成要素は、たとえばブラウン管の 基礎として構成することができる。直接、本発明の基礎となる先行技術とはみな されず、代替の解決とみなされるドイツ特許（ＤＥ）１９６０９２３４Ｃ２（ク ープス）から周知のように、電子ビームは現在、多ギガヘルツ域の信号を読むた めにマイクロ管においてのみ十分に迅速に偏向することができる。別の方法では 、光の偏光を用いて交互に単一の光インパルスをコード化する。第１、第３、第 ５等々、すなわち各奇数のインパルスは、たとえば垂直に、偶数のインパルスは すべて水平直線に偏光される。次に偏光させるビーム分割器を用いてそのつど 少なくとも偶数と奇数のインパルスが局地的に分割される。カスケードが高い分 割度を可能とする。この方法の利点は、分離要素−ビーム分割器−が純粋に受動 的であることにある。インパルスがたとえば電子光学的に偏光コード化された後 には、能動的回路は不要となる。この方法の欠点は明らかにカスケード段階当た りの並行チャネル数がわずか２本と少ないことである。 本発明の課題は、光ファイバにおいて連続的に発生し、周波数コード化された 光信号をさらに並行処理することを可能にする冒頭に述べたような装置を提供す ることである。この装置は多くのコストをかけずに製造可能であり、簡単にかつ 場所をとらずに据付け可能である。 このように分割され複写された信号は、直ちに空間平面上に配置したスクリー ンで可視化されるか、または空間平面に沿って配置された光ファイバの受光端の 配置、または空間平面に配置されたＣＣＤアレイなど別の結合要素でさらに処理 を行うことができる。 ファイバの周波数分配構造は分光計として配置され、光インパルスを局地的に 互いに分離し、空問平面上に配置することができる。この目的のためには特にプ リズム分光計、グリッド分光計が適しているが、二ビーム干渉計または多ビーム 干渉計も適している。 本発明による装置を使用するには、個々の連続する光インパルスが偏光コード 化の代わりに周波数コード化を有することが必要である。一方では、遠距離通信 の光窓内における光の周波数は簡単に１００ｎｍほど変化させることができ、他 方では半導体レーザは当てられた電圧の変化で数ナノメートルほど調子が狂うた め、原則として光インパルスを広範囲の異なる周波数に関係づける可能性がある 。そのために、多くの半導体レーザを異なる重心周波数で電気的に切換え可能に その放射周波数で変化させる必要がある。こうして発生する異なる周波数の光イ ン パルスは、次に情報伝送のために２進コード化され、伝送グラスファイバに供給 される。したがって、情報はインパルスの順に刻印され、このうち第１のは周波 数Ｖ１を有する。この場合、たとえばＶ１＜Ｖ２Ｖ３＜．．．＜Ｖｉ＜Ｖｉ＋１ ．．．＜Ｖｎが有効である。 本発明の第１の構成では、ファイバ自体は部分的に周波数分配構造として構成 され、その周波数に従って光信号を分割し、その周波数に依存して互いに空間的 に移動して放射されるようになっている。 これによりきわめてコンパクトな組立て方が達成されるが、これはファイバ自 体の光伝導範囲が機能要素として機能し、構造物を製造するためにファイバ上の 別の上部構造物が過剰となるためである。 空間平面は平坦であり、または一定の効果を達成するため、たとえば複写され た信号の補正や複写の修正のために、別の形を有することができる。さらに、空 間平面の曲げや傾斜により、または追加の遅延要素の使用により、ファイバにお いて連続的に発生する信号の時間的充填が達成されるため、信号は同時に空間平 面から減少するとともに、実際にさらに並行処理することができる。 別の従属クレームにおいて実施される措置により、本発明の別の有利な構造お よび改善が可能である。 本発明の実施例は多数の図面を用いて示され、以下の記述において詳細に述べ る。すなわち、 図１は、光フアイバの端において光を分配する受動的光構成要素の使用法を示 し、 図２は、光ファイバから光を減結合する対角線に配置されたファイバグリッド の使用法を示し、 図３は、光ファイバから光を減結合する別の対角線に配置されたファイバグ リッドの使用法を示し、 図４は、ファイバグリッドの螺旋状配置を示し、 図５は、光の周波数分配のために光ファイバに食刻した光水晶の使用法を示し 、 図６は、異なる周波数の光インパルス間に発生する遅延を示すとともに、 図７は、マトリック上の光インパルスの同時複写を保証するための遅延要素の 使用法を示す。 図面の同一部分には同じ参照符号が付されている。 図面において、光ファイバの部分としてマイクロ技術で製造される構造物は、 レンズやプリズムなどシミュレートされる光要素の図により記号化されている。 以下に使用される光要素のマイクロ技術による製造について詳細に述べる。マイ クロ構造物の光作用は通常、レンズ、プリズム等と比較可能である。したがって 、使用される要素は本文中でもこれらの符号を含む。 本発明では、光ファイバ内で連続的に伝導される周波数コード化インパルスを 分割するために、通過した光をスペクトルで局地的に分配し、これを空間的に配 置された平面に複写する受動的光学的に有効な構造物を使用する。図１はこの目 的のための光構成要素１の使用法を示す。ここで問題となるのは、たとえばプリ ズムを基礎とする分光計であり、これは光ファイバ２またはその端に組み込まれ 、このとき光ファイバは光インパルスとしての周波数コード化ディジタルまたは アナログ情報３を伝送し、このインパルスは線形またはファイバ区域４上に複写 される。ファイバグリッドは周波数コード化光インパルスの空間的分配のために 分光器としても使用することができる。このようなファイバグリッドは、たとえ ば米国特許第５，５４６，４８１号（メルツら）より周知である。 図２および図３には、ファイバから光を減結合するために、斜めに（ブレーズ ）内接されたグリッド５が螺旋状に配置されていることが示されている。たと えばドイツ特許（ＤＥ）１９６３０７０５Ａ１（クープス）より周知のアナモフ ィックレンズのような適切に集束する要素６により、単一周波数（色）のビーム は線形区域４に点状に集中する。このとき各周波数Ｖｉは別の集束点を有する。 空間平面４はファイバ２に対して並行の位置にあり、空間内で曲げられ、または 傾斜することもある。 レンズ６に関しては、これらも直接、光ファイバに装着することができる。こ のようなレンズの製造方法は、たとえばドイツ特許（ＤＥ）１９７１３３７４（ クープスら）より周知である。斜めに（ブレーズ）内接されたブラッグ−ファイ バグリッドを有する光ファイバにおいては、ファイバの光ジャケットにレンズを 装着することができる。使用すべきレンズは円筒形光ジャケットの表面に取付け られ、蒸着工程後、大きな焦点深度を有する粒子線石版術または輝度変調マスク を有するＸ線石版術により仕上げることができる。さらに、レンズは重合によっ ても製造することができる。すなわちビーム重合により、ファイバから回析によ り出る光の影響下に吸収され、または蒸着されるモノマーの表面に仕上げること ができる。このときレンズ形状の造型のための材料供給は穴マスクにより調節す べきである。 図３に示された光ファイバ２では、斜めに（ブレーズ）内接されたグリッド５ が連続して光ファイバ２に配置された異なる周期の多くのグリッドからなること により特徴づけられる。各グリッドは唯一の周波数の光を光ファイバ２から減結 合し、放射するように配置されている。それにより図２の場合におけるように、 集束要素６により光ファイバ２の外の単一光ファイバの線状配置が空間平面４上 で達成される。 図４は、斜めに（ブレーズ）内接されたグリッド５が光ファイバ２において螺 旋階段状に配置されている光ファイバを示す。それにより、および適切な集束要 素６（ここには図はないが、他の図におけるものに対応する）と関連して、イン パルスがここでは平坦な空間平面４、たとえばこれに沿ってスクリーンを配置す ることができ、一列ずつおよび段ごとに複写される。螺旋形のグリッド群の各工 程は、並んで個々のスリットを走るおよそ一列に対応する。列に並んで位置する 場所は、わずかに異なるたわみ面のあるファイバ２の連続して位置するグリッド に対応する。スリットの重なり合って位置する場所は螺旋階段の直接連続して位 置するねじの螺旋のグリッドに対応する。グリッドの螺旋状配置の代わりに、光 ファイバ２も螺旋に巻かれ、または回転され（図なし）、こうして光ファイバの 区域配置の同じ効果を発揮する。 図５に示されているように、光発生ファイバグリッドに代えて、周波数分配要 素は光子水晶７として構成される。光子水晶は数百ナノメートルのグリッド定数 を有する水晶であり、屈折指数差がファイバグリッドにおけるよりもはるかに大 きいため、上述したファイバグリッドとは対照的にはるかに少ない単一要素（グ リッド構成要素）からなる。そのほか共振効果がその効率を増大させる。光子水 晶およびその製造法は論文「高密度の総合光学系を可能にする三次元付加石版術 により製造される光子水晶」、ＳＰＩＥ、第２８４９／２９巻（米国、デンバー 、１９９６年）の中でＨ．クープスにより扱われ、これは本願中に言及される。 光子水晶はファイバグリッドと同じく、周波数選択的鏡、プリズムまたはビーム 分割器として形成することもできる。 光子水晶は図１のようにグラスファイバの端に応用され、または図４のように グラスファイバ２の食刻された小さなチャネルまたは穴８に取付けられる。この グラスファイバ２の小さなチャネルまたは穴８の製造方法が、たとえば名称「光 子水晶を有するＤプロフィルファイバによる波長減結合」のドイツ特許（ＤＥ） １９７１３３７１（クープスら）より周知であり、本願中でも言及される。上記 の特許において、Ｄプロフィルファイバの光はファイバ表面の下部に直接、伝送 される。このファイバ表面において、石版術および乾式食刻により、化学的湿式 食刻もしくはレーザまたはイオンアブレーションにより、ほんの数マイクロメー トルの幅の切込みが行われる。その後、付加的三次元石版術により光子水晶が正 確に光の進路に差し込まれ、伝送される光に対する水晶の選択的効果に基づき、 スペクトルの小さな一部をファイバ内にまたはファイバから結合することができ る。小さなスペクトル範囲を含むこの光は、一定の波長を有する限り、光子水晶 による媒体が光を透過するか、またはもっぱら物質の内部で伝わり続けるため、 ファイバから片側へ減結合することができる。水晶の特別な性質に基づき、この ようにして光の一部がファイバから９０°未満の角度で反射される。三次元構成 されたレンズを用いて、この光はさらに先へ導くファイバにも偏向させることが できる。 チャネルまたは穴から光子水晶はファイバ２からの周波数Ｖｉの光も偏向させ る。光子水晶７の適切なグリッド定数によりグラスファイバ２の連続して位置す る穴には異なる周波数とともに光インパルスがファイバ２から減結合され、集束 する要素とともに空間平面４に複写され、もしくは別の波長ガイドまたは検出器 に結合される。 図６および図７に示された例では、情報伝送は上述した周波数分配要素を用い て、すなわち個々の光インパルスの連続により行われる。この連続の各々は、周 波数分配構造物（ここでは細かい平行線を引いた領域として示されている）によ り空間的に互いに分離され、たとえば空間平面４に沿って配置されたスクリーン に投影される光インパルスの数からなる。図６により容易にわかるように、イン パルスＶｉはスクリーンの特定の位置においてのみ同時に（時間遅延デルタｔに 移動）スクリーン上に到着する。個々の光インパルス連続のいくつかのための遅 延機構として、スクリーンは傾けることができ、または場合により曲げて、急に 輝くことで同時にすべてのインパルスを示すことができる。 遅延は傾けたり曲げたり（または両方）する代わりに、インパルスのすべての インパルス連続が到着するまで長く残光する蛍光材または燐光材でスクリーンを 塗ることでも行うことができる。個々のインパルス連続に部分的に重なる望まし くない強い残光を回避するために、個々の連続を分割する電気または電子光学回 路要素を使用しなければならない。 図７が示すように、単一インパルスは光の結合のために減結合され、空間平面 ４に沿って配置された光ファイバ９の端１１により捕捉され、マトリックス１０ 上に複写される。個々の各グラスファイバ９はそれらから捕捉されたインパルス を遅延区間（遅延間隔）として使用するため、周波数連続のインパルスは同時に マトリックス１０上に複写される。さらに光学的処理を行うには、インパルス連 続の広帯域性を斜酌する検出器が必要となる。他の遅延要素はエアギャップもし くはグラスプリズムまたは傾斜指標プリズムとして形成することができる。 グラスファイバ９の代わりに検出器を直接使用することができる。１連続の各 インパルスは分割されて検出され、さらに並行電子処理のための遅延は電気的方 法で行われる。 請求の範囲 １． 特に通信目的のため、同一の光ファイバに連続的に導入される異なる周波 数の光信号を伝送および処理する装置において、ファイバ（２）は周波数に従っ て分配される構造（１）の光を有し、該光はファイバ（２）により導入される光 信号（３）によりその周波数に従って分割され、互いに空間的に移された周波数 に依存して外部に放射され、放射された信号（Ｖｉ）はさらに適した装置（６） を用いて処理するために、ファイバ（２）の外部にある空間平面（４）のそのつ どの周波数に関係づけられた位置（ｘ）に複写されることを特徴とする装置。 ２． ファイバ（２）自体は部分的に周波数分配構造（１）として形成され、光 信号（３）をその周波数に従って分割し、周波数に依存して互いに空間的に移さ れて放射することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装置。 ３． 投影／集束装置（６）が備えられ、放射された信号を空間平面（４）に複 写することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の装置。 ４． 空間平面には空間平面に複写された信号を受けるための少なくとも１つの 集束要素が備えられていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第３項のいずれ か１つに記載の装置。 ５． 信号が到達する空間平面のすべての位置にそれぞれ集束要素が備えられて いることを特徴とする請求の範囲第１〜第４項のいずれか１つに記載の装置。 ６． 集束要素は光ファイバ（９）の端にあり、信号をさらに処理するために使 用されることを特徴とする請求の範囲第１項〜第５項のいずれか１つに記載の装 置。 ７． 信号は空間平面（４）の線状に配置された位置に複写されることを特徴と する請求の範囲第１項〜第６項のいずれか１つに記載の装置。 ８． 空間平面（４）の形は、個々の各信号（Ｖｉ）がその周波数に依存して一 定の予め規定された時間的ずれをもって空間的平面に到達するように構成されて いることを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１つに記載の装置。 ９． 平面空間（４）の形および配置は、信号が周期的に同時に平面空間に到達 するように設置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第８項のいずれ か１つに記載の装置。 １０． 周波数分配構造はファイバグリッド構造（５）として構成され、光ファ イバにおけるそのグリッド要素が斜め（ブレーズ）か、または螺旋状のいずれか に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第９項のいずれか１つに 記載の装置。 １１． 周波数分配構造は光ファイバにおける光子水晶構造（７）として構成さ れていることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１０項のいずれか１つに記載の 装置。 １２． ファイバから減結合された信号の時間的遅延により走行時間の差を調整 するために、少なくとも１つの遅延要素を備えていることを特徴とする請求の範 囲第１項〜第１１項のいずれか１つに記載の装置。 １３． 遅延要素は燐光／蛍光物質であり、個々のインパルス走行時間の差を残 光により調整することを特徴とする請求の範囲第１項〜第１２項のいずれか１つ に記載の装置。 １４． 投影スクリーンは、前記物質と層を成す空間平面に沿って配置されてい ることを特徴とする請求の範囲第１項〜第１３項のいずれか１つに記載の装置。 １５． 遅延要素は、その長さが所望の遅延に対応する光ファイバ（９）である ことを特徴とする請求の範囲第１項〜第１４項のいずれか１つに記載の装置。 【図１】【図２】【図３】【図４】【図５】【図６】【図７】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリンス，エルナ ウルグアイ国．11600 モンテヴィデオ, ガリバルディ 2859，エーピー．403 (72)発明者 メルツ，ジェラルド アメリカ合衆国．06001 コネチカット, エイヴォン，ダヴェントリー，ダヴェント リー ヒル ロード 77

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． ディジタルまたはアナログの情報伝達が行われる多くの光単一インパルス が異なる光周波数を有し、 光ファイバと、 異なる光周波数により光単一インパルスを分配する周波数分配光学構成要 素と、 区域であって、光単一インパルスが光ファイバにより伝送されるとともに 周波数分パリ光構成要素により分配され、さらに処理するために並列して該区域 に複写されることを特徴とする区域と、 からなることを特徴とする光情報伝送システム。 ２． 分配された光単一インパルスの少なくとも１つを集束するための少なくと も１つの集束要素が前記区域に備えられているいることを特徴とする請求の範囲 第１項に記載の光情報伝送システム。 ３． 分配された光単一インパルスの各々に対応する集束要素が備えられている ことを特徴とする請求の範囲第２項に記載の光情報伝送システム。 ４． 周波数分配構成要素は分光器であり、これにより光インパルスが局地的に 互いに分離し、区域に配置されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光 情報伝送システム。 ５． 区域は線形区域として形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の光情報伝送システム。 ６． 区域は二次元区域として形成されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の光情報伝送システム。 ７． 区域は三次元区域として形成されていることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の光情報伝送システム。 ８． 区域は、光単一インパルスが同時に並行に該区域上に複写される用に形成 されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 ９． 周波数分配光構成要素はプリズム分光器の基礎上に形成されていることを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 １０． 周波数分配光構成要素はグリッド分光器の基礎上に構成されていること を特徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 １１． 周波数光構成要素は二ビーム干渉計の基礎上に形成されていることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 １２． 周波数光構成要素は多ビーム干渉計上に形成されていることを特徴とす る請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 １３． 周波数光構成要素は、光ファイバにおいて対角線に（ブレーズ）内接さ れたファイバグリッドまたは螺旋階段状のファイバグリッドのいずれかとして配 置されている多くのファイバグリッドからなることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の光情報伝送システム。 １４． 周波数分配光構成要素は多くの光子水晶の形で形成されていることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送システム。 １５． 区域は二次元に形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項に記 載の光情報伝送システム。 １６． 選択された光インパルスを遅延させるために少なくとも１つの遅延要素 が備えられていることをさらに特徴とする請求の範囲第１項に記載の光情報伝送 システム。 １７． 遅延要素は光単一インパルスの走行時間の差を調整するため、区域上で 同時にさらに処理できることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の光情報伝 送システム。 １８． 遅延要素は、単一インパルスの走行時間の差を十分に長い光減衰時間に より調整する蛍光板または光子板として形成されていることを特徴とする請求の 範囲第１６項に記載の光情報伝送システム。 １９． 遅延要素はエアギャップまたはグラスファイバ束として形成されている ことを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の光情報伝送システム。 ２０． 遅延要素はグラスプリズムまたは傾斜指標プリズムとして形成されてい ることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の光情報伝送システム。