JP2003262822A - Arraying intervals transformation optical system of two-dimensionally arrayed light beams - Google Patents

Arraying intervals transformation optical system of two-dimensionally arrayed light beams

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JP2003262822A
JP2003262822A JP2002066447A JP2002066447A JP2003262822A JP 2003262822 A JP2003262822 A JP 2003262822A JP 2002066447 A JP2002066447 A JP 2002066447A JP 2002066447 A JP2002066447 A JP 2002066447A JP 2003262822 A JP2003262822 A JP 2003262822A
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prism
wedge
light beam
array
optical system
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Takeshi Yamamoto
剛 山本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To transform the arraying intervals of two-dimensionally arrayed light beams in a specific direction in a simple composition. <P>SOLUTION: Wedge-shaped prisms 104 and 105 are arrayed with an interval so as to be inserted into an optical path. The light beams intervals of a light beam group of 102 outputted from an optical fiber array 101 are S<SB>fiber-</SB>X, the light beam group 102 is deflected only in an X-axis direction by passing through the wedge-shaped prisms 104 and 105. Further, the light beam group 102 is not deflected in a Y-axis direction even when passing through the wedge-shaped prisms 104 and 105. It means that the arraying directions of the wedge-shaped prisms 104 and 105 are so set that the light beam group 102 is deflected in the X-axis direction but not deflected in the Y-axis direction. The arraying intervals in the X-axis direction of the light beam group 102 deflected in the X-axis direction are transformed into S<SB>mirror-</SB>X on a reference plane R. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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、二次元配列された
光ビームの配列間隔変換光学系に関するものであり、光
通信で用いられる光スイッチの入出力部に適用して有用
なものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-dimensionally arranged optical beam array spacing conversion optical system, which is useful when applied to an input / output section of an optical switch used in optical communication.

【0002】[0002]

【従来の技術】WWWebやビデオ等ストリームデータに
代表されるデータトラヒックの急激な増大により、イン
ターネットを構成する基幹ネットワークの大容量化が求
められている。ネットワークの伝送路部分には10Gbit
/sを越える高速大容量光通信装置や、同一光ファイバ上
に波長の異なる光信号を多重化することでさらなる大容
量化を実現したWDM(wevelength division multiple
xing)光通信装置が導入されている。
2. Description of the Related Art Due to the rapid increase in data traffic represented by stream data such as WWWeb and video, it is required to increase the capacity of a backbone network constituting the Internet. 10Gbit for network transmission line
High-speed and large-capacity optical communication equipment that exceeds / s, and WDM (wevelength division multiple) that realizes even larger capacity by multiplexing optical signals of different wavelengths on the same optical fiber.
xing) An optical communication device has been introduced.

【0003】しかし、ノード部分においては一旦光信号
を電気信号に変換し、従来の電気回路を用いたスイッチ
で方路の切り替えを行った後、再び光信号に変換してネ
ットワークに戻す方法を採ることが一般的である。ここ
に示した電気信号から光信号、あるいは光信号から電気
信号に変換する装置のコストや消費電力は信号帯域の向
上に伴って大幅に上昇することが指摘されている。
However, in the node portion, a method is used in which an optical signal is once converted into an electric signal, the path is switched by a switch using a conventional electric circuit, and then converted into an optical signal again to be returned to the network. Is common. It has been pointed out that the cost and power consumption of the device shown here for converting an electrical signal to an optical signal or from an optical signal to an electrical signal increase significantly as the signal band is improved.

【0004】そこで、特に信号速度が40Gbit/sに到達
する場合には光信号を光のままスイッチングする光スイ
ッチを用いる事が有効であるとされている。中でも、光
ビームを用いた高密度立体配線を用いるフリースペース
型光スイッチは、1000端子を越える大規模光スイッ
チをコンパクトに構成することができるため、光クロス
コネクト装置やルータを構成するスイッチ部への導入が
見込まれる。
Therefore, especially when the signal speed reaches 40 Gbit / s, it is considered effective to use an optical switch for switching an optical signal as it is. Among them, the free space type optical switch using the high-density three-dimensional wiring using the light beam can configure a large-scale optical switch with more than 1000 terminals compactly. Is expected to be introduced.

【0005】図7および図8は、フリースペース型光ス
イッチの従来例(T.Yeow,et al,IEEE Communication Ma
gazine,pp,158-163,Nov.2001)を示す斜視図および側面
図にそれぞれ相当する。両図において、1は入力光ファ
イバアレイ、2はコリメート用マイクロレンズアレイ、
3は光ビーム、4および5はマイクロ可動ミラーアレ
イ、6は集光用マイクロレンズアレイ、7は出力光ファ
イバアレイである。
7 and 8 show a conventional example of a free space type optical switch (T. Yeow, et al, IEEE Communication Ma.
gazine, pp, 158-163, Nov. 2001). In both figures, 1 is an input optical fiber array, 2 is a collimating microlens array,
3 is a light beam, 4 and 5 are micro movable mirror arrays, 6 is a condenser microlens array, and 7 is an output optical fiber array.

【0006】光ファイバアレイ1,7は二次元的に配列
された複数の光ファイバにより構成され、マイクロレン
ズアレイ2,6は二次元的に配列された複数のマイクロ
レンズにより構成され、マイクロ可動ミラーアレイ4,
5は二次元的に配列された複数のマイクロ可動ミラーに
より構成される。また、矢印は光ビームの進行方向を示
している。
The optical fiber arrays 1 and 7 are composed of a plurality of optical fibers arranged two-dimensionally, the microlens arrays 2 and 6 are composed of a plurality of microlenses arranged two-dimensionally, and a micro movable mirror. Array 4,
Reference numeral 5 is composed of a plurality of micro movable mirrors arranged two-dimensionally. The arrow indicates the traveling direction of the light beam.

【0007】マイクロ可動ミラーアレイ4,5は、マイ
クロマシン技術を用いて半導体基板上に形成された能動
素子であり、X軸、およびY軸を回転中心とする回転方
向にそれぞれミラー面の傾きを調整できる。ミラーが形
成された2つの半導体基板面は図中に示すとおりY軸を
回転中心としてそれぞれθ[deg.]傾けられている。
The micro movable mirror arrays 4 and 5 are active elements formed on a semiconductor substrate by using a micromachining technique, and adjust the tilts of the mirror surfaces in the rotation directions about the X axis and the Y axis, respectively. it can. The two semiconductor substrate surfaces on which the mirrors are formed are respectively inclined by θ [deg.] About the Y axis as the center of rotation as shown in the figure.

【0008】引き続き、図8を用いて光スイッチの動作
について説明する。入力光ファイバアレイ1から出射し
た光ビーム3はコリメート用マイクロレンズアレイ2に
より平行光(光ビーム3)に変換され、マイクロ可動ミ
ラーアレイ4に到達する。同光ビーム3は、マイクロ可
動ミラーアレイ4のミラー面が半導体基板に対して平行
の状態にある場合には破線で示す方向に進行し、、ミラ
ー面がY軸を回転中心としてδ[deg.]傾いている場合
には実線で示す方向に進行する。マイクロ可動ミラーア
レイ4にて反射した各光ビーム3は、それぞれもう一方
のマイクロ可動ミラーアレイ5に到達して、マイクロ可
動ミラーアレイ5のミラーにより反射された後、集光用
マイクロレンズアレイ6を用いて出力用光ファイバアレ
イ7に導かれる。
Next, the operation of the optical switch will be described with reference to FIG. The light beam 3 emitted from the input optical fiber array 1 is converted into parallel light (light beam 3) by the collimating microlens array 2 and reaches the micro movable mirror array 4. The light beam 3 travels in the direction indicated by the broken line when the mirror surface of the micro movable mirror array 4 is in parallel with the semiconductor substrate, and the mirror surface has δ [deg. If it is inclined, proceed in the direction indicated by the solid line. Each of the light beams 3 reflected by the micro movable mirror array 4 reaches the other micro movable mirror array 5, is reflected by the mirror of the micro movable mirror array 5, and then the condensing micro lens array 6 is passed through. It is then guided to the output optical fiber array 7.

【0009】この様に、Y軸を回転中心としてミラー面
の角度を適当に調整することにより、X軸上に配列され
た任意の入出力光ファイバアレイ1,7間を接続するこ
とができる。
As described above, by appropriately adjusting the angle of the mirror surface with the Y axis as the center of rotation, it is possible to connect the arbitrary input / output optical fiber arrays 1 and 7 arranged on the X axis.

【0010】一方、X軸を回転中心としてミラー面の角
度を調整すると、同様の作用によりY軸上に配列された
任意の光ファイバ間を接続できるため、XY両軸を回転
中心としてミラー面の角度を調整することにより、二次
元配列された任意の入出力光ファイバ間を接続すること
ができる。
On the other hand, if the angle of the mirror surface is adjusted with the X axis as the center of rotation, any optical fibers arranged on the Y axis can be connected by the same action, so that the mirror surface of the mirror surface with both the XY axes as the center of rotation. By adjusting the angle, it is possible to connect arbitrary input and output optical fibers that are two-dimensionally arranged.

【0011】一般に、二次元光ファイバアレイ1,7の
体積は、マイクロレンズアレイ2,6やマイクロ可動ミ
ラーアレイ4,5等の他の光学部品のそれに比べると大
きい事や、光ファイバの取り回しにより光学部品間の干
渉が発生し、図7,図8に示す部品レイアウトを実現す
ることはあまり現実的ではない。
Generally, the volume of the two-dimensional optical fiber arrays 1 and 7 is larger than that of other optical parts such as the microlens arrays 2 and 6 and the micro movable mirror arrays 4 and 5, and the arrangement of the optical fibers. Interference between optical components occurs, and it is not very realistic to realize the component layout shown in FIGS. 7 and 8.

【0012】このため、コーナーキューブミラーを光路
内に配置し、光学部品間の干渉を回避する方法が有効で
ある。図9は入出力部にコーナーキューブミラーを設け
たフリースペース型光スイッチの側面図を示す。図9に
おいて、11は入力光ファイバアレイ、12はコリメー
ト用マイクロレンズアレイ、13,18はコーナーキュ
ーブミラー、14,19は反射ミラー、15は光ビー
ム、16,17はマイクロ可動ミラーアレイ、20は集
光用マイクロレンズアレイ、21は出力光ファイバアレ
イである。コーナーキューブミラー13,18は頂角φ
[deg.]を持つプリズムの斜辺に金属や誘電体多層膜を
用いた反射ミラー14,19が形成されたものである。
Therefore, a method of arranging the corner cube mirror in the optical path and avoiding interference between the optical components is effective. FIG. 9 shows a side view of a free space type optical switch having a corner cube mirror in the input / output section. In FIG. 9, 11 is an input optical fiber array, 12 is a collimating microlens array, 13 and 18 are corner cube mirrors, 14 and 19 are reflection mirrors, 15 is a light beam, 16 and 17 are micro movable mirror arrays, and 20 is A condenser microlens array 21 is an output optical fiber array. The corner cube mirrors 13 and 18 have a vertical angle φ
The reflection mirrors 14 and 19 using a metal or dielectric multilayer film are formed on the hypotenuse of a prism having [deg.].

【0013】ここで、入力光ファイバアレイ11から出
射した光信号は、コーナーキューブミラー14により右
斜め上方向に進行方向を変え、マイクロ可動ミラーアレ
イ16により反射して下方向へ進行した後、マイクロ可
動ミラーアレイ17、コーナーキューブミラー18を経
由して出力光ファイバアレイ21へ導かれる。
Here, the optical signal emitted from the input optical fiber array 11 changes its traveling direction obliquely to the upper right by the corner cube mirror 14, is reflected by the micro movable mirror array 16 and travels downward, and then moves to the micro. It is guided to the output optical fiber array 21 via the movable mirror array 17 and the corner cube mirror 18.

【0014】図9に示す光スイッチでは、前述した図
7,図8に示す光スイッチと同様に、、XY両軸を回転
中心としてマイクロ可動ミラーアレイ16,17の各ミ
ラー面の角度を調整することにより、二次元配列された
任意の入出力光ファイバアレイ11,21間を接続する
ことができる。
In the optical switch shown in FIG. 9, similar to the optical switches shown in FIGS. 7 and 8, the angles of the mirror surfaces of the micro movable mirror arrays 16 and 17 are adjusted with the XY axes as the centers of rotation. As a result, it is possible to connect the two-dimensionally arranged arbitrary input / output optical fiber arrays 11 and 21.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】図7および図8に示す
従来の光スイッチにおいて、入出力光ファイバアレイ
1,7におけるX軸方向、およびY軸方向のファイバ配
列間隔をSfiber-X ,Sfi ber-Y 、マイクロ可動ミラー
アレイ4,5におけるX軸方向およびY軸方向のミラー
配列間隔をSmirror-X,Smirror-Yとし、ここで各軸の
ファイバ間隔が等しい(Sfiber-X =Sfiber-Y =S
fiber )とすれば、各光ビームを対応するミラーの中心
部に導くためには、 Smirror-X=Sfiber /cosθ Smirror-Y=Sfiber という関係を満たす必要がある。これにより、ミラー基
板面の傾きθが0[deg.]以外の場合には、マイクロ可
動ミラーアレイ4,5における各軸のミラー間隔S
mirror-X,Smirror-Yとの間にずれが生じる。
In the conventional optical switch shown in FIGS. 7 and 8, the fiber array intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction in the input / output optical fiber arrays 1 and 7 are S fiber-X , S. fi ber-Y and the mirror arrangement intervals in the X-axis direction and the Y-axis direction in the micro movable mirror arrays 4 and 5 are S mirror-X and S mirror-Y , where the fiber intervals of the respective axes are equal (S fiber-X = S fiber-Y = S
fiber ), it is necessary to satisfy the relationship of S mirror-X = S fiber / cos θ S mirror-Y = S fiber in order to guide each light beam to the center of the corresponding mirror. Accordingly, when the inclination θ of the mirror substrate surface is other than 0 [deg.], The mirror spacing S of each axis in the micro movable mirror arrays 4 and 5 is S.
There is a gap between mirror-X and S mirror-Y .

【0016】一般に、光ファイバアレイや半導体素子ア
レイにイレギュラーな配列間隔を持たせることは製造コ
ストの増大を引き起こすだけでなく、ミラーアレイ基板
の傾きθはマイクロ可動ミラーの動作特性やスイッチ光
学系のレイアウトによって変化する事から、別途光学系
内に光ビームの配列間隔を変換するための機構を設ける
必要がある。
In general, providing an optical fiber array or a semiconductor element array with irregular array intervals not only causes an increase in manufacturing cost, but also the inclination θ of the mirror array substrate depends on the operating characteristics of the micro movable mirror and the switch optical system. Since it changes depending on the layout, it is necessary to separately provide a mechanism for converting the arrangement interval of the light beams in the optical system.

【0017】図9に示す従来の光スイッチの構成におい
ても、図7および図8の場合と同様に、光ビーム15の
配列間隔を変換するための機構が必要であるだけでな
く、45[deg.]以外の頂角φを持つコーナーキューブ
ミラー13,18は汎用性が無いため、作製コストの低
減は困難である。
In the structure of the conventional optical switch shown in FIG. 9 as well as in the case of FIGS. 7 and 8, not only a mechanism for converting the arrangement interval of the light beams 15 is required, but also 45 [deg. .], The corner cube mirrors 13 and 18 having the apex angle φ are not versatile, and it is difficult to reduce the manufacturing cost.

【0018】本発明は上記従来技術に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、二次元配列された
光ビームの配列間隔をある一定の方向に着目して変換す
るための光学系を提供することにある。さらに、光学部
品のレイアウトの都合により、光路内にコーナーキュー
ブミラーを挿入する場合でも、汎用性の高い45[de
g.]の頂角を持つコーナーキューブミラーを組み合わせ
た、二次元配列された光ビームの配列間隔をある一定の
方向に着目して変換するための光学系を提供することに
ある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and an object thereof is an optical system for converting the arrangement intervals of the two-dimensionally arranged light beams by focusing on a certain direction. To provide. In addition, due to the layout of the optical components, even if a corner cube mirror is inserted in the optical path, it has a high versatility of 45 [de].
g.] is provided in combination with a corner cube mirror to convert the array spacing of two-dimensionally arrayed light beams by focusing on a certain direction.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、複数個のくさび形プリズムを間隔を設けて
配列して形成されており、最前段のくさび形プリズムに
は二次元配列された光ビーム群が入射されるとともに、
残りのくさび形プリズムは当該くさび形プリズムの直前
のくさび形プリズムにて偏向された光ビーム群が入射さ
れる位置に配置されており、しかも、各くさび形プリズ
ムは、前記二次元配列のうちの一方の一次元方向に関し
て光ビーム群を偏向させるが、前記二次元配列のうちの
他方の一次元方向に関しては光ビーム群を偏向させない
向きに配置されていることを特徴とする。またこのよう
に構成された光ビームの配列間隔変換光学系が2セット
配置されており、しかも、光経路の始端から中央に向か
って見たときの、第1のセットの光ビームの配列間隔変
換光学系を構成する各くさび形プリズムの形状と配置の
向きと、光経路の終端から中央に向かって見たときの、
第2のセットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成す
る各くさび形プリズムの形状と配置の向きとを一致させ
ていることを特徴とする。
The structure of the present invention for solving the above-mentioned problems is formed by arranging a plurality of wedge-shaped prisms at intervals, and the wedge-shaped prisms at the front stage are two-dimensionally arranged. A group of light beams that have been made incident,
The remaining wedge-shaped prisms are arranged at the positions where the light beam group deflected by the wedge-shaped prism immediately before the wedge-shaped prism is incident, and each wedge-shaped prism is one of the two-dimensional arrays. The light beam group is deflected in one one-dimensional direction, but is arranged in a direction in which the light beam group is not deflected in the other one-dimensional direction of the two-dimensional array. Further, two sets of optical-beam array spacing conversion optical systems configured in this manner are arranged, and furthermore, the array-space conversion of the first set of optical beams when viewed from the start end to the center of the optical path. The shape and arrangement direction of each wedge prism that constitutes the optical system, and when viewed from the end of the optical path toward the center,
It is characterized in that the shape and arrangement direction of each of the wedge-shaped prisms constituting the array-space conversion optical system of the second set of light beams are made to coincide with each other.

【0020】また本発明の構成は、直角プリズムとくさ
び形プリズムでなる複数個のプリズムを間隔を設けて配
列して形成されており、最前段のプリズムには二次元配
列された光ビーム群が入射されるとともに、残りのプリ
ズムは当該プリズムの直前のプリズムにて偏向された光
ビーム群が入射される位置に配置されており、しかも、
各プリズムは、前記二次元配列のうちの一方の一次元方
向に関して光ビーム群を偏向させるが、前記二次元配列
のうちの他方の一次元方向に関しては光ビーム群を偏向
させない向きに配置されていることを特徴とする。また
このように構成された光ビームの配列間隔変換光学系が
2セット配置されており、しかも、光経路の始端から中
央に向かって見たときの、第1のセットの光ビームの配
列間隔変換光学系を構成する各プリズムの形状と配置の
向きと、光経路の終端から中央に向かって見たときの、
第2のセットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成す
る各プリズムの形状と配置の向きとを一致させているこ
とを特徴とする。
Further, the structure of the present invention is formed by arranging a plurality of prisms, which are a right-angled prism and a wedge-shaped prism, at intervals, and the two-dimensionally arranged light beam group is formed in the frontmost prism. While being incident, the remaining prisms are arranged at positions where the light beam group deflected by the prism immediately before the prism is incident, and
Each prism is arranged in a direction that deflects the light beam group in one one-dimensional direction of the two-dimensional array but does not deflect the light beam group in the other one-dimensional direction of the two-dimensional array. It is characterized by being Further, two sets of optical-beam array spacing conversion optical systems configured in this manner are arranged, and furthermore, the array-space conversion of the first set of optical beams when viewed from the start end to the center of the optical path. The shape and orientation of each prism that makes up the optical system, and when viewed from the end to the center of the optical path,
It is characterized in that the shapes and the orientations of the respective prisms constituting the array-interval converting optical system of the second set of light beams are matched.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0022】<第1の実施の形態>図1および図2は本
発明の第1の実施の形態にかかる、二次元配列された光
ビームの配列間隔変換光学系を示す。両図に示すように
光ファイバアレイ101は多数本の光ファイバが二次元
配列されたものであり、X軸方向に関しては光ファイバ
相互の間隔がSfiber-x となっており(図1参照)、Y
軸方向に関しては光ファイバ相互の間隔がSfiber-Y
なっている(図2参照)。光ファイバアレイ101から
出射された二次元配列された光ビーム群102は、コリ
メート用レンズアレイ103を通過して平行光となる。
<First Embodiment> FIGS. 1 and 2 show an array spacing conversion optical system for two-dimensionally arrayed light beams according to a first embodiment of the present invention. As shown in both figures, the optical fiber array 101 has a large number of optical fibers arranged two-dimensionally, and the distance between the optical fibers is S fiber-x in the X-axis direction (see FIG. 1). , Y
In the axial direction, the distance between the optical fibers is S fiber-Y (see FIG. 2). The two-dimensionally arrayed light beam group 102 emitted from the optical fiber array 101 passes through the collimating lens array 103 and becomes parallel light.

【0023】くさび形プリズム104,105は、頂角
がφ[deg.]となっており、ガラス、あるいはポリマー
系材料を用いて作製されている。このくさび形プリズム
104とくさび形プリズム105は間隔を設けて配列さ
れている。
The wedge prisms 104 and 105 have an apex angle of φ [deg.] And are made of glass or a polymer material. The wedge-shaped prisms 104 and the wedge-shaped prisms 105 are arranged at intervals.

【0024】最前段のくさび形プリズム104は、平行
光となった二次元配列された光ビーム群102が入射さ
れる位置に配置されており、残りのくさび形プリズム1
05は、直前のくさび形プリズム104にて偏向された
光ビーム群102が入射される位置に配置されている。
しかも、くさび形プリズム104,105は、図1に示
すように、X軸方向に関して光ビーム群102を偏向さ
せるが、図2に示すように、Y軸方向に関しては光ビー
ム群102を偏向させない向きに配置されている。つま
り、各くさび形プリズム104,105の光入射面間
は、入出射光軸に対して一定の角度θ1 [deg.],θ2
[deg.]となる様に配置されている。
The wedge-shaped prism 104 at the frontmost stage is arranged at a position where the two-dimensionally arrayed light beam group 102 that has become parallel light is incident, and the remaining wedge-shaped prism 1
Reference numeral 05 is arranged at a position where the light beam group 102 deflected by the wedge prism 104 immediately before is incident.
In addition, the wedge prisms 104 and 105 deflect the light beam group 102 in the X-axis direction as shown in FIG. 1, but do not deflect the light beam group 102 in the Y-axis direction as shown in FIG. It is located in. That is, the light-incident surfaces of the wedge-shaped prisms 104 and 105 have constant angles θ 1 [deg.] And θ 2 with respect to the input and output optical axes.
It is arranged so that it becomes [deg.].

【0025】光ファイバアレイ101から出射されコリ
メート用レンズアレイ103にて平行光となった光ビー
ム群102は、くさび形プリズム104を透過すること
により屈曲(偏向)され、更にくさび形プリズム105
を透過することにより屈曲(偏向)されて参照面Rに入
射される。
The light beam group 102 emitted from the optical fiber array 101 and collimated by the collimating lens array 103 is bent (deflected) by passing through the wedge prism 104, and is further wedge wedge prism 105.
Is bent (deflected) and is incident on the reference surface R.

【0026】参照面RにおけるX軸方向に関する光ビー
ム相互の間隔はSmirror-Xとなっており、プリズム入射
前の間隔Sfiber-X とは異なっている(図1参照)。し
かし、参照面RにおけるY軸方向に関する光ビーム相互
の間隔Smirror-Yは、プリズム入射前の間隔Sfiber-Y
と同じになっている(図2参照)。結局、参照面R上に
おける光ビーム間隔の変換作用は、図1に示すようにX
軸方向に関してにのみ発生し、図2に示すようにY軸方
向に関しては発生しない。つまり、光ビームの配列間隔
をある一定の方向に着目して変換する事ができる。
The distance between the light beams in the X-axis direction on the reference plane R is S mirror-X , which is different from the distance S fiber-X before incidence on the prism (see FIG. 1). However, the distance S mirror-Y between the light beams in the Y-axis direction on the reference plane R is the distance S fiber-Y before the incidence on the prism.
(See Figure 2). After all, the conversion action of the light beam interval on the reference plane R is as shown in FIG.
It occurs only in the axial direction and does not occur in the Y-axis direction as shown in FIG. That is, it is possible to convert the arrangement intervals of the light beams by focusing on a certain direction.

【0027】参照面RにおけるX軸方向に関する光ビー
ム相互の間隔Smirror-Xは、くさび形プリズム104,
105の頂角φや入出射光軸に対する両プリズムの配置
角度( 配置の向き)に応じて変化する。
The distance S mirror-X between the light beams in the X-axis direction on the reference plane R is determined by the wedge prism 104,
The angle changes depending on the apex angle φ of 105 and the arrangement angle (direction of arrangement) of both prisms with respect to the input and output optical axes.

【0028】次に、第1の実施の形態にかかる配列間隔
変換光学系の作用について説明する。図3は、くさび形
プリズム104,105の頂角φが29.5[deg.]、
くさび形プリズム104,105の素材をSF11とし
た場合において、光線追跡法を用いて求めた最前段のく
さび形プリズム104の配置角度θ1 とX軸上の入出力
光ビーム間隔比Smirror-X/Sfiber-X との関係を示
す。ここで、もう一方のくさび形プリズム105の配置
角度θ2 は、入力光ビームの光軸と、出力光ビームの光
軸とが平行となる様、別途調整されているものとする。
この結果から、くさび形プリズム104の配置角度を変
化させることにより、参照面Rにおける光ビームの間隔
mirror-Xを連続的に変化させることができることが理
解される。。
Next, the operation of the array spacing conversion optical system according to the first embodiment will be described. FIG. 3 shows that the wedge-shaped prisms 104 and 105 have an apex angle φ of 29.5 [deg.],
When the material of the wedge prisms 104 and 105 is SF11, the arrangement angle θ 1 of the wedge prism 104 at the front stage obtained by using the ray tracing method and the input / output light beam interval ratio S mirror-X on the X axis. Shows the relationship with / S fiber-X . Here, the arrangement angle θ 2 of the other wedge prism 105 is separately adjusted so that the optical axis of the input light beam and the optical axis of the output light beam are parallel to each other.
From this result, it is understood that the spacing S mirror-X between the light beams on the reference plane R can be continuously changed by changing the arrangement angle of the wedge prism 104. .

【0029】なお、図1,図2では2個のくさび形プリ
ズム104,105を用いて構成したが、3個以上のく
さび形プリズムを配列して構成することもできる。この
場合、複数のくさび形プリズムの配置は、次のの条
件を満たすようにする。 最前段のくさび形プリズムには二次元配列された光ビ
ーム群が入射されるとともに、残りのくさび形プリズム
は当該くさび形プリズムの直前のくさび形プリズムにて
偏向された光ビーム群が入射される位置に配置されてい
る。 各くさび形プリズムは、前記二次元配列のうちの一方
の一次元方向(例えばX軸方向)に関して光ビーム群を
偏向させるが、前記二次元配列のうちの他方の一次元方
向(例えばY軸方向)に関しては光ビーム群を偏向させ
ない向きに配置されている。
Although the two wedge prisms 104 and 105 are used in FIGS. 1 and 2, three or more wedge prisms may be arranged. In this case, the arrangement of the plurality of wedge-shaped prisms should satisfy the following condition. The two-dimensionally arranged light beam group is incident on the wedge-shaped prism at the frontmost stage, and the light beam group deflected by the wedge-shaped prism immediately before the wedge-shaped prism is incident on the remaining wedge-shaped prisms. It is located in a position. Each wedge-shaped prism deflects the light beam group with respect to one one-dimensional direction (for example, the X-axis direction) of the two-dimensional array, but the other one-dimensional direction (for example, the Y-axis direction) of the two-dimensional array. ) Is arranged so as not to deflect the light beam group.

【0030】<第2の実施の形態>次に、本発明の第2
の実施の形態にかかる二次元配列された光ビームの配列
間隔変換光学系を、図4を用いて説明する。図4に示す
ように、光ファイバアレイ201は多数本の光ファイバ
が二次元配列されたものであり、X軸方向に関しては光
ファイバ相互の間隔がSfiber-x となっており、Y軸方
向に関しては光ファイバ相互の間隔がSfiber-Y となっ
ている。光ファイバアレイ201から出射された二次元
配列された光ビーム群202は、コリメート用レンズア
レイ203を通過して平行光となる。
<Second Embodiment> Next, the second embodiment of the present invention will be described.
The array spacing conversion optical system for two-dimensionally arrayed light beams according to the above embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the optical fiber array 201 has a large number of optical fibers arranged two-dimensionally, and the distance between the optical fibers in the X-axis direction is S fiber-x , and in the Y-axis direction. With respect to, the distance between the optical fibers is S fiber-Y . The two-dimensionally arrayed light beam group 202 emitted from the optical fiber array 201 passes through the collimating lens array 203 and becomes parallel light.

【0031】くさび形プリズム204は頂角がφ[de
g.]となっており、直角プリズム205は頂角が45
[deg.]となっている。両プリズム204,205は、
ガラス、あるいはポリマー系材料を用いて作製されてい
る。更に、直角プリズム205の斜面には、金属あるい
は誘電体多層膜による反射ミラー206が形成されてい
る。くさび形プリズム204と直角プリズム205は間
隔Ti を設けて配列されている。
The wedge prism 204 has an apex angle of φ [de
g.] and the right angle prism 205 has an apex angle of 45.
It is [deg.]. Both prisms 204 and 205 are
It is made of glass or polymer material. Further, a reflection mirror 206 made of a metal or dielectric multilayer film is formed on the inclined surface of the rectangular prism 205. The wedge prisms 204 and the right-angled prisms 205 are arranged at intervals T i .

【0032】最前段のくさび形プリズム204は、平行
光となった二次元配列された光ビーム群202が入射さ
れる位置に配置されており、直角プリズム205は、直
前のくさび形プリズム204にて偏向された光ビーム群
202が入射される位置に配置されている。しかも、両
プリズム204,205は、X軸方向に関して光ビーム
群202を偏向させるが、Y軸方向に関しては光ビーム
群202を偏向させない向きに配置されている。つま
り、各プリズム204,205の光入射面間は一定の間
隔Ti をあけてその光入射面が平行となるように配置さ
れている。
The wedge-shaped prism 204 at the frontmost stage is arranged at a position where the two-dimensionally arrayed light beam group 202, which is parallel light, is incident, and the right-angled prism 205 is the wedge-shaped prism 204 immediately before. It is arranged at a position where the deflected light beam group 202 is incident. Moreover, both prisms 204 and 205 are arranged in a direction that deflects the light beam group 202 in the X-axis direction but does not deflect the light beam group 202 in the Y-axis direction. That is, the light incident surfaces of the prisms 204 and 205 are arranged such that the light incident surfaces thereof are parallel to each other with a certain distance T i .

【0033】光ファイバアレイ201から出射されコリ
メート用レンズアレイ203にて平行光となった光ビー
ム群202は、くさび形プリズム204を透過すること
により屈曲(偏向)され、更に直角プリズム205を透
過することにより屈曲(偏向)されて参照面Rに入射さ
れる。
The light beam group 202 emitted from the optical fiber array 201 and converted into parallel light by the collimating lens array 203 is bent (deflected) by passing through the wedge prism 204, and further passes through the right-angle prism 205. As a result, it is bent (deflected) and is incident on the reference surface R.

【0034】参照面RにおけるX軸方向に関する光ビー
ム相互の間隔はSmirror-Xとなっており、プリズム入射
前の間隔Sfiber-X とは異なっている。しかし、参照面
RにおけるY軸方向に関する光ビーム相互の間隔S
mirror-Yは、プリズム入射前の間隔Sfiber-Y と同じに
なっている。結局、参照面R上における光ビーム間隔の
変換作用は、図4に示すようにX軸方向に関してにのみ
発生し、Y軸方向に関しては発生しない。つまり、光ビ
ームの配列間隔をある一定の方向に着目して変換する事
ができる。
The distance between the light beams in the X-axis direction on the reference plane R is S mirror-X , which is different from the distance S fiber-X before incidence on the prism. However, the distance S between the light beams in the Y-axis direction on the reference plane R is
The mirror-Y is the same as the spacing S fiber-Y before entering the prism. After all, the conversion action of the light beam interval on the reference plane R occurs only in the X-axis direction and does not occur in the Y-axis direction as shown in FIG. That is, it is possible to convert the arrangement intervals of the light beams by focusing on a certain direction.

【0035】次に、第2の実施の形態にかかる光ビーム
の配列間隔変換光学系の作用例について説明する。ここ
で、くさび形プリズム204および直角プリズム205
の材料として石英系の素材であるBK7(ショット社
製)を使用することとし、くさび形プリズム204の厚
みTprism を12[mm]、直角プリズム205の厚み
c-prism を12[mm]、プリズム間の間隔Ti を5
[mm]、光ビーム群202の各光ビームの波長を15
50[nm]、光ファイバアレイ201におけるX軸お
よびY軸上のファイバ間隔Sfiber-X ,Sfiber-Y をそ
れぞれ1.8[mm]であるとする。
Next, an operation example of the optical beam array spacing conversion optical system according to the second embodiment will be described. Here, the wedge prism 204 and the rectangular prism 205
BK7 (manufactured by Schott), which is a quartz-based material, is used as the material of, the thickness T prism of the wedge prism 204 is 12 [mm], the thickness T c-prism of the right-angle prism 205 is 12 [mm], The distance T i between the prisms is 5
[Mm], the wavelength of each light beam of the light beam group 202 is 15
50 [nm], and the fiber spacings S fiber-X and S fiber-Y on the X-axis and the Y-axis in the optical fiber array 201 are each 1.8 [mm].

【0036】光ビーム群202の光軸に対する参照面R
の法線軸の相対角度θを15[deg.]とし、くさび形プ
リズム204の頂角φと参照面Rにおける光ビーム間隔
mi rror-Xとの関係を光線追跡法を用いて求めた結果を
図5に示す。この結果から、くさび形プリズム204の
頂角φを零、すなわちくさび形プリズム204による屈
折作用が無い場合には、参照面Rにおける光ビーム間隔
mirror-Xは約1.87[mm]であるが、頂角φの増
加によりSmirror-Xは連続的に減少することがわかる。
Reference plane R with respect to the optical axis of the light beam group 202
The relative angle θ of the normal axis of is set to 15 [deg.], And the result obtained by using the ray tracing method for the relationship between the apex angle φ of the wedge prism 204 and the light beam interval S mi rror-X on the reference plane R is As shown in FIG. From this result, when the apex angle φ of the wedge prism 204 is zero, that is, when there is no refraction by the wedge prism 204, the light beam interval S mirror-X on the reference plane R is about 1.87 [mm]. However, it can be seen that S mirror-X continuously decreases as the apex angle φ increases.

【0037】また、計算結果は参照面Rにおける光ビー
ム間隔Smirror-Xを光ファイバ間隔Sfiber-X と等し
く、すなわちSmirror-X=1.8[mm]とするために
は、くさび形プリズム204の頂角φを約12.7[de
g.]に設定すれば良いことを示している。
Further, the calculation result shows that in order to make the light beam interval S mirror-X on the reference plane R equal to the optical fiber interval S fiber-X , that is, S mirror-X = 1.8 [mm], a wedge shape is obtained. The apex angle φ of the prism 204 is about 12.7 [de
g.] is set.

【0038】なお、図4に示す第2の実施の形態では、
1個のくさび形プリズム204と1個の直角プリズム2
05を用いて構成したが、2個以上のくさび形プリズム
や2個以上の直角プリズムを配列して構成することもで
きる。この場合、複数のプリズムの配置は、次のの
条件を満たすようにする。 最前段のプリズムには二次元配列された光ビーム群が
入射されるとともに、残りのプリズムは当該プリズムの
直前のプリズムにて偏向された光ビーム群が入射される
位置に配置されている。 各プリズムは、前記二次元配列のうちの一方の一次元
方向(例えばX軸方向)に関して光ビーム群を偏向させ
るが、前記二次元配列のうちの他方の一次元方向(例え
ばY軸方向)に関しては光ビーム群を偏向させない向き
に配置されている。
Incidentally, in the second embodiment shown in FIG.
One wedge prism 204 and one right angle prism 2
No. 05 is used, it is also possible to arrange two or more wedge prisms or two or more right-angle prisms. In this case, the arrangement of the plurality of prisms should satisfy the following conditions. The two-dimensionally arranged light beam group is incident on the frontmost prism, and the remaining prisms are arranged at positions where the light beam group deflected by the prism immediately before the prism is incident. Each prism deflects the light beam group in one one-dimensional direction (for example, X-axis direction) of the two-dimensional array, but in another one-dimensional direction (for example, Y-axis direction) of the two-dimensional array. Are arranged so as not to deflect the light beam group.

【0039】<第3の実施の形態>次に、本発明の第3
の実施の形態にかかる二次元配列された光ビームの配列
間隔変換光学系を、図6を用いて説明する。
<Third Embodiment> Next, the third embodiment of the present invention will be described.
The array spacing conversion optical system for the two-dimensionally arrayed light beams according to the embodiment will be described with reference to FIG.

【0040】前述した第1の実施の形態および第2の実
施の形態にかかる光ビームの配列間隔変換光学系では、
光ビームの配列間隔をある一定の方向に着目して変換す
る事が可能であるが、これら変換作用に伴って光ビーム
の形状(ビーム断面形状)もある一定の方向に限って変
化する。例えば、配列間隔を変換する前では光ビームの
断面形状が円形であったものが、配列間隔を一定の方向
に着目して変換すると、光ビームの断面形状が楕円形に
なってしまう。
In the optical beam array spacing conversion optical system according to the above-described first and second embodiments,
It is possible to convert the arrangement intervals of the light beams by focusing on a certain direction, but the shape of the light beams (beam cross-sectional shape) also changes only in a certain direction due to the conversion action. For example, the cross-sectional shape of the light beam was circular before the array spacing was converted, but if the array spacing was converted by focusing on a certain direction, the cross-sectional shape of the light beam would be elliptical.

【0041】一般に、光ビームの形状が直交するXY軸
間で非対称である場合、レンズ等を用いてシングルモー
ド光ファイバに集光する場合には過剰接続損失が発生す
る。そこで、第3の実施の形態では2セットの光ビーム
の配列間隔変換光学系を対向して配置することで、光ビ
ームの配列間隔を変換しつつ、光ビーム形状の非対称性
の影響を除去することを可能とするものである。
In general, when the shape of the light beam is asymmetrical between the XY axes which are orthogonal to each other, excessive connection loss occurs when the light beam is focused on the single mode optical fiber by using a lens or the like. Therefore, in the third embodiment, by arranging two sets of light beam arrangement interval conversion optical systems so as to face each other, the influence of the asymmetry of the light beam shape is removed while converting the arrangement intervals of the light beams. It makes it possible.

【0042】図6はその具体例であり、光ビームの配列
間隔変換光学系を導入したフリースペース型光スイッチ
となっている。図6において、301は入力光ファイバ
アレイ、302は光ビーム、303はコリメート用レン
ズアレイ、306,307はマイクロ可動ミラーアレ
イ、308は集光用マイクロレンズアレイ、309は出
力光ファイバアレイ、Aは第1のセットの配列間隔変換
光学系、Bは第2のセットの配列間隔変換光学系であ
る。
FIG. 6 shows a specific example of the free space type optical switch in which an array spacing conversion optical system for the light beams is introduced. 6, 301 is an input optical fiber array, 302 is a light beam, 303 is a collimating lens array, 306 and 307 are micro movable mirror arrays, 308 is a converging microlens array, 309 is an output optical fiber array, and A is A. The first set is an array spacing conversion optical system, and B is a second set of array spacing conversion optical systems.

【0043】第1のセットの配列間隔変換光学系Aは、
くさび形プリズム304aと直角プリズム305aとで
構成されており、第2の実施例のくさび形プリズム20
4と直角プリズム205と同様に配列されており、X軸
方向にのみ光ビーム間隔の変換動作を行なう。また、第
2のセットの配列間隔変換光学系Bは、くさび形プリズ
ム304bと直角プリズム305bとで構成されてお
り、第2の実施例のくさび形プリズム204と直角プリ
ズム205と同様に配列されており、X軸方向にのみ光
ビーム間隔の変換動作を行なう。
The first set of array spacing conversion optical system A is
It is composed of a wedge prism 304a and a right angle prism 305a, and the wedge prism 20 of the second embodiment.
4 and the rectangular prism 205 are arranged in the same manner, and the conversion operation of the light beam interval is performed only in the X-axis direction. The second set of array spacing conversion optical system B is composed of a wedge prism 304b and a rectangular prism 305b, and is arrayed in the same manner as the wedge prism 204 and the rectangular prism 205 of the second embodiment. Therefore, the conversion operation of the light beam interval is performed only in the X-axis direction.

【0044】入力光ファイバアレイ301から出射され
た光ビーム302は、配列間隔変換光学系Aを透過して
X軸方向に関して偏向し(Y軸方向に関しては偏向しな
い)、マイクロ可動ミラーアレイ306,307にて反
射し、配列間隔変換光学系Bを透過してX軸方向に関し
て偏向し(Y軸方向に関しては偏向しない)、集光用マ
イクロレンズアレイ308を介して出力光ファイバアレ
イ309に入る。
The light beam 302 emitted from the input optical fiber array 301 passes through the array spacing conversion optical system A and is deflected in the X-axis direction (not in the Y-axis direction), and the micro movable mirror arrays 306 and 307. In the X-axis direction (not in the Y-axis direction) and then enters the output optical fiber array 309 via the condensing microlens array 308.

【0045】第3の実施の形態、即ちフリースペース型
光スイッチを構成する光学系は、図6に示すとおりマイ
クロ可動ミラーアレイ306,307間の中央部を中心
に対称となる様に配置されており、これにより配列間隔
変換光学系Aにより生じた光ビーム形状の形状変化は、
配列間隔変換光学系Bにより逆方向に形状変化させら
れ、最終的に光ビーム形状の非対称性を解消することが
できる。
The third embodiment, that is, the optical system constituting the free space type optical switch is arranged symmetrically with respect to the central portion between the micro movable mirror arrays 306 and 307 as shown in FIG. As a result, the shape change of the light beam shape caused by the array spacing conversion optical system A is
The array spacing conversion optical system B changes the shape in the opposite direction, and finally the asymmetry of the light beam shape can be eliminated.

【0046】更に詳述すると、第1のセットの配列間隔
変換光学系Aを光経路の始端(入力光ファイバアレイ3
01側)から中央(マイクロ可動ミラーアレイ306,
307間の中央部)に向かって見たときには、くさび形
プリズム304aの次に直角プリズム305aが並んで
おり、第2のセットの配列間隔変換光学系Bを光経路の
終端(出力光ファイバアレイ309側)から中央に向か
って見たときには、くさび形プリズム304bの次に直
角プリズム305bが並んでおり、配列順序に沿って対
比すると、第1セットと第2セットとでプリズムの形状
が一致している。即ち、配列順序に沿って対比すると、
第1セットも第2セットも、最初のプリズム形状はくさ
び型プリズムであり、その次のプリズム形状は直角プリ
ズムであり、プリズムの形状が一致している。しかも、
前述した配列順序に沿って見たときは、第1セット側の
くさび形プリズム304aと第2セット側のくさび形プ
リズム304bの配置の向きが一致しており、且つ、第
1セット側の直角プリズム305aと第2セット側の直
角プリズム305bの配置の向きが一致している。
More specifically, the first set of array spacing conversion optical system A is connected to the start end of the optical path (input optical fiber array 3
01 side) to the center (micro movable mirror array 306,
When viewed toward the central portion between 307, the right-angled prisms 305a are arranged next to the wedge prisms 304a, and the second set of array spacing conversion optical system B is connected to the end of the optical path (output optical fiber array 309). When viewed from the side) toward the center, right-angle prisms 305b are arranged next to the wedge prisms 304b, and when compared along the arrangement order, the prism shapes in the first set and the second set are the same. There is. That is, when comparing along the arrangement order,
In both the first set and the second set, the first prism shape is a wedge prism, the second prism shape is a right-angle prism, and the prism shapes are the same. Moreover,
When viewed along the above-mentioned arrangement order, the wedge-shaped prisms 304a on the first set side and the wedge-shaped prisms 304b on the second set side are arranged in the same direction, and the right-angled prisms on the first set side are arranged. The arrangement directions of the right-angle prism 305b on the second set side are the same as those of the second set 305a.

【0047】このため、例えば、配列間隔変換光学系A
を透過することにより光ビーム形状が楕円形になった光
ビーム302は、配列間隔変換光学系Bを透過すること
により、光ビーム形状が円形に戻るのである。
Therefore, for example, the array spacing conversion optical system A
The light beam 302 which has an elliptical light beam shape after passing through is returned to a circular light beam shape by passing through the array spacing conversion optical system B.

【0048】なお、配列間隔変換光学系A,Bを、図1
に示すのと同様に2つのくさび形プリズムにより構成す
るようにしてもよい。勿論この場合にあっても、光経路
の始端から中央に向かって見たときの、第1のセットの
光ビームの配列間隔変換光学系Aを構成する各くさび形
プリズムの形状と配置の向きと、光経路の終端から中央
に向かって見たときの、第2のセットの光ビームの配列
間隔変換光学系Bを構成する各くさび形プリズムの形状
と配置の向きとを一致させている必要がある。
The array spacing conversion optical systems A and B are shown in FIG.
It may be configured by two wedge prisms as shown in FIG. Of course, even in this case, the shape and the direction of arrangement of the wedge-shaped prisms forming the arrangement interval conversion optical system A of the first set of light beams when viewed from the start end of the optical path toward the center. As seen from the end of the optical path toward the center, it is necessary that the shape and arrangement direction of each wedge-shaped prism forming the array spacing conversion optical system B of the second set of light beams are matched. is there.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、複数個のくさび形プリズムを一定
の間隔をあけて配置して、二次元配列された光ビームの
光路に挿入し、しかも、光ビームの配列間隔をある一定
の方向に着目して変換させる状態で、各くさび形プリズ
ムの配置状態を設定した。このため、本発明では、二次
元配列された光ビーム群内の光ビーム配列間隔を、特定
の一次元方向にのみ着目して変換することができる。し
かも、その構成は簡単である。
As described above in detail with the embodiments, according to the present invention, a plurality of wedge-shaped prisms are arranged at regular intervals and are inserted into the optical path of a two-dimensionally arranged light beam. Moreover, the arrangement state of each wedge-shaped prism is set in a state where the arrangement intervals of the light beams are focused and converted in a certain direction. Therefore, in the present invention, it is possible to convert the light beam array interval in the two-dimensionally arrayed light beam group by focusing only on a specific one-dimensional direction. Moreover, its configuration is simple.

【0050】また本発明では、直角プリズムとくさび形
プリズムでなる複数個のプリズムを一定の間隔をあけて
配置して、二次元配列された光ビームの光路に挿入し、
しかも、光ビームの配列間隔をある一定の方向に着目し
て変換させる状態で、各プリズムの配置状態を設定し
た。このため、本発明では、二次元配列された光ビーム
群内の光ビーム配列間隔を、特定の一次元方向にのみ着
目して変換することができる。しかも、その構成は簡単
であり、汎用品であるくさび形プリズムと直角プリズム
を用いて容易に構成することができる。
In the present invention, a plurality of prisms, which are a right-angled prism and a wedge-shaped prism, are arranged at a constant interval and are inserted in the optical path of a two-dimensionally arranged light beam,
Moreover, the arrangement state of each prism is set in a state in which the arrangement interval of the light beams is focused and converted in a certain direction. Therefore, in the present invention, it is possible to convert the light beam array interval in the two-dimensionally arrayed light beam group by focusing only on a specific one-dimensional direction. Moreover, the structure is simple, and can be easily formed by using the wedge-shaped prism and the right-angled prism which are general-purpose products.

【0051】また、前述した2セットの光ビームの配列
変換光学系を対向して配置してフリースペース光スイッ
チの入力部および出力部にそれぞれ導入するようにし
た。このため、光ビームの配列を変換することができる
ことは勿論、配列間隔変換光学系の通過に伴って生ずる
光ビーム形状の非軸対称性を解消することができる。
Further, the above-mentioned two sets of array conversion optical systems for the light beams are arranged so as to face each other and introduced into the input section and the output section of the free space optical switch, respectively. For this reason, the arrangement of the light beams can be converted, and of course, the non-axial symmetry of the shape of the light beams caused by the passage of the arrangement interval conversion optical system can be eliminated.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態にかかる光ビームの
配列間隔変換光学系を示す側面図である。
FIG. 1 is a side view showing a light beam array spacing conversion optical system according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態にかかる光ビームの
配列間隔変換光学系を示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a light beam array spacing conversion optical system according to the first embodiment of the present invention.

【図3】第1の実施の形態における、プリズム配置角度
と入出力光ビームの間隔比を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a prism arrangement angle and an input / output light beam interval ratio in the first embodiment.

【図4】本発明の第2の実施の形態にかかる光ビームの
配列間隔変換光学系を示す側面図である。
FIG. 4 is a side view showing a light beam array spacing conversion optical system according to a second embodiment of the present invention.

【図5】第2の実施の形態での、くさび形プリズムの頂
角と参照面における光ビーム間隔を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an apex angle of a wedge-shaped prism and a light beam interval on a reference surface in the second embodiment.

【図6】本発明の第3の実施の形態にかかる光ビームの
配列間隔変換光学系を示す側面図である。
FIG. 6 is a side view showing a light beam array spacing conversion optical system according to a third embodiment of the present invention.

【図7】フリースペース型光スイッチの一例を示す斜視
図である。
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a free space type optical switch.

【図8】フリースペース型光スイッチの一例を示す側面
図である。
FIG. 8 is a side view showing an example of a free space type optical switch.

【図9】フリースペース型光スイッチの他の一例を示す
側面図である。
FIG. 9 is a side view showing another example of the free space type optical switch.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 光ファイバアレイ 102 光ビーム群 103 コリメート用レンズアレイ 104,105 くさび形プリズム 201 光ファイバアレイ 202 光ビーム群 203 コリメート用レンズアレイ 204 くさび形プリズム 205 直角プリズム 206 反射ミラー 301 入力光ファイバアレイ 302 光ビーム 303 コリメート用レンズアレイ 304a,304b くさび形プリズム 305a,305b 直角プリズム 306,307 マイクロ可動ミラーアレイ 308 集光用マイクロレンズアレイ 309 出力光ファイバアレイ A, B 配列間隔変換光学系 R 参照面 101 optical fiber array 102 Light beam group 103 Collimating lens array 104,105 wedge prism 201 Optical fiber array 202 light beam group 203 Collimating lens array 204 wedge prism 205 Right angle prism 206 reflective mirror 301 input optical fiber array 302 light beam 303 Collimating lens array 304a, 304b Wedge prism 305a, 305b Right angle prism 306,307 Micro movable mirror array 308 Condensing microlens array 309 Output Fiber Optic Array A, B array spacing conversion optical system R reference plane

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数個のくさび形プリズムを間隔を設け
て配列して形成されており、 最前段のくさび形プリズムには二次元配列された光ビー
ム群が入射されるとともに、残りのくさび形プリズムは
当該くさび形プリズムの直前のくさび形プリズムにて偏
向された光ビーム群が入射される位置に配置されてお
り、 しかも、各くさび形プリズムは、前記二次元配列のうち
の一方の一次元方向に関して光ビーム群を偏向させる
が、前記二次元配列のうちの他方の一次元方向に関して
は光ビーム群を偏向させない向きに配置されていること
を特徴とする二次元配列された光ビームの配列間隔変換
光学系。
1. A plurality of wedge-shaped prisms are arranged at intervals to form a wedge-shaped prism, and a wedge-shaped prism at the frontmost stage receives a two-dimensionally arranged light beam group and the remaining wedge-shaped prisms. The prism is arranged at a position where the light beam group deflected by the wedge prism immediately before the wedge prism is incident, and each wedge prism is one dimension of one of the two-dimensional array. The two-dimensional array of light beams is arranged so as to deflect the light beam group with respect to a direction but not with respect to the other one-dimensional direction of the two-dimensional array. Interval conversion optical system.
【請求項2】 直角プリズムとくさび形プリズムでなる
複数個のプリズムを間隔を設けて配列して形成されてお
り、 最前段のプリズムには二次元配列された光ビーム群が入
射されるとともに、残りのプリズムは当該プリズムの直
前のプリズムにて偏向された光ビーム群が入射される位
置に配置されており、 しかも、各プリズムは、前記二次元配列のうちの一方の
一次元方向に関して光ビーム群を偏向させるが、前記二
次元配列のうちの他方の一次元方向に関しては光ビーム
群を偏向させない向きに配置されていることを特徴とす
る二次元配列された光ビームの配列間隔変換光学系。
2. A plurality of prisms, which are a right-angled prism and a wedge-shaped prism, are arranged at intervals, and a two-dimensionally arranged light beam group is incident on the frontmost prism. The remaining prisms are arranged at positions where the light beam group deflected by the prism immediately in front of the prism is incident, and each prism is arranged in the one-dimensional direction of one of the two-dimensional arrays. A two-dimensionally arranged optical beam array spacing conversion optical system, which is arranged so as to deflect the group but does not deflect the other one-dimensional direction of the two-dimensional array. .
【請求項3】 請求項1の光ビームの配列間隔変換光学
系が2セット配置されており、 しかも、光経路の始端から中央に向かって見たときの、
第1のセットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成す
る各くさび形プリズムの形状と配置の向きと、 光経路の終端から中央に向かって見たときの、第2のセ
ットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成する各くさ
び形プリズムの形状と配置の向きとを一致させているこ
とを特徴とする二次元配列された光ビームの配列間隔変
換光学系。
3. The two sets of array spacing conversion optical systems for the light beams according to claim 1 are arranged, and when viewed from the starting end of the optical path toward the center,
The arrangement and orientation of the wedge prisms that form the array spacing conversion optical system of the first set of light beams, and the direction of the second set of light beams when viewed from the end to the center of the optical path. An array spacing conversion optical system for two-dimensionally arrayed light beams, characterized in that the shape and arrangement direction of each wedge prism constituting the array spacing conversion optical system are matched.
【請求項4】 請求項2の光ビームの配列間隔変換光学
系が2セット配置されており、 しかも、光経路の始端から中央に向かって見たときの、
第1のセットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成す
る各プリズムの形状と配置の向きと、 光経路の終端から中央に向かって見たときの、第2のセ
ットの光ビームの配列間隔変換光学系を構成する各プリ
ズムの形状と配置の向きとを一致させていることを特徴
とする二次元配列された光ビームの配列間隔変換光学
系。
4. Two sets of the array spacing conversion optical system of the light beam according to claim 2 are arranged, and when viewed from the starting end of the optical path toward the center,
Arrangement Interval of the First Set of Light Beams The shape and arrangement direction of each prism constituting the conversion optical system, and the arrangement interval of the second set of light beams when viewed from the end to the center of the optical path. An array spacing conversion optical system for two-dimensionally arrayed light beams, characterized in that the shape and arrangement direction of each prism constituting the conversion optical system are matched.
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