JP2003344715A - 回折格子部材及び光送受信装置 - Google Patents
回折格子部材及び光送受信装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光送受信装置自体を大型化することなく十分
な回折角を得ることができるとともに、回折光の回折効
率を高いものとすることができる回折格子部材及びこれ
を用いた光送受信装置を提供する。 【解決手段】 回折格子部（２２ａ）は入射方向に沿う
立上り面部（２５ａ）と該立上り面部（２５ａ）から張
り出して形成された回折面部（２４ａ）を備えた段部を
所定段数備える階段状格子部（２３ａ）が繰り返し形成
され、該階段状格子部（２３ａ）は隣接する上記回折面
部（２４ａ）を通過する光に一の入射光の波長の整数倍
とした光路差を与えるものにおいて、上記階段状格子部
（２３ａ）には回折面部（２４ａ）が３面形成されてな
り、上記回折面部は上記入射光の入射方向に垂直な面に
対して傾斜して形成される。
な回折角を得ることができるとともに、回折光の回折効
率を高いものとすることができる回折格子部材及びこれ
を用いた光送受信装置を提供する。 【解決手段】 回折格子部（２２ａ）は入射方向に沿う
立上り面部（２５ａ）と該立上り面部（２５ａ）から張
り出して形成された回折面部（２４ａ）を備えた段部を
所定段数備える階段状格子部（２３ａ）が繰り返し形成
され、該階段状格子部（２３ａ）は隣接する上記回折面
部（２４ａ）を通過する光に一の入射光の波長の整数倍
とした光路差を与えるものにおいて、上記階段状格子部
（２３ａ）には回折面部（２４ａ）が３面形成されてな
り、上記回折面部は上記入射光の入射方向に垂直な面に
対して傾斜して形成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回折格子部材及び光
送受信装置に係り、特に異なる波長の光を分波する回折
格子部材と、該回折格子部材を用いて小型に製造するこ
とができ、効率のよい光送受信装置に関する。
送受信装置に係り、特に異なる波長の光を分波する回折
格子部材と、該回折格子部材を用いて小型に製造するこ
とができ、効率のよい光送受信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＤ及びＤＶＤの２種の媒体から
信号を読み取る光ピックアップ用の回折格子部材では、
ＣＤの読み取りに用いられる波長７８５ｎｍのレーザ光
と、ＤＶＤの読み取りに用いられる波長６５５ｎｍのレ
ーザ光とを対象としている。
信号を読み取る光ピックアップ用の回折格子部材では、
ＣＤの読み取りに用いられる波長７８５ｎｍのレーザ光
と、ＤＶＤの読み取りに用いられる波長６５５ｎｍのレ
ーザ光とを対象としている。
【０００３】上述した回折格子部材では、ＣＤ用波長の
レーザ光とＤＶＤ用波長のレーザ光の光軸を同軸化し、
１つの受光素子で信号検出するために、隣接する回折面
部の光路差が一定の波長と同等とし、６面形成された階
段状格子が使われている。
レーザ光とＤＶＤ用波長のレーザ光の光軸を同軸化し、
１つの受光素子で信号検出するために、隣接する回折面
部の光路差が一定の波長と同等とし、６面形成された階
段状格子が使われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような光ピックア
ップの技術は、光ファイバを用いた光通信に応用するこ
とができる。光ピックアップに用いられる階段状格子部
に回折面部が６面形成された回折格子部材を光送受信装
置に用いた場合、１次回折光の回折効率を高いものとす
ることができる。しかしこの場合光の回折角が小さく、
発光素子と受光素子が同一面上に配置される光送受信器
を用いることを考えた場合、送受信光の分離を行うため
には回折格子部材と光送受信器との間隔を広くとる必要
があり、装置が大型になってしまう。
ップの技術は、光ファイバを用いた光通信に応用するこ
とができる。光ピックアップに用いられる階段状格子部
に回折面部が６面形成された回折格子部材を光送受信装
置に用いた場合、１次回折光の回折効率を高いものとす
ることができる。しかしこの場合光の回折角が小さく、
発光素子と受光素子が同一面上に配置される光送受信器
を用いることを考えた場合、送受信光の分離を行うため
には回折格子部材と光送受信器との間隔を広くとる必要
があり、装置が大型になってしまう。
【０００５】階段状格子部の周期を２０μｍ以下ことに
よって回折角を大きくし、装置を小型化する方法があ
る。しかしこの場合６面形成すると高次の回折が増え、
効率が悪くなる。また、回折面部１面当たりの幅が狭く
なるため、回折格子部材を製造するための金型の製作が
非常に難しくなる。
よって回折角を大きくし、装置を小型化する方法があ
る。しかしこの場合６面形成すると高次の回折が増え、
効率が悪くなる。また、回折面部１面当たりの幅が狭く
なるため、回折格子部材を製造するための金型の製作が
非常に難しくなる。
【０００６】本発明は、係る実情に鑑みてなされたもの
であり、十分な回折角を得ることによって光送受信装置
自体を大型化することなく、また回折光の回折効率を高
いものとすることができる回折格子部材及びこれを用い
た光送受信装置を提供しようとするものである。
であり、十分な回折角を得ることによって光送受信装置
自体を大型化することなく、また回折光の回折効率を高
いものとすることができる回折格子部材及びこれを用い
た光送受信装置を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め本発明の回折格子部材は、異なる波長の光を分波する
回折格子部材であって、発光素子及び受光素子を向く面
には回折格子部が形成され、該回折格子部には入射方向
に沿う立上り面部と該立上り面部から張り出して形成さ
れた回折面部とを備えた段部を所定段数備えた階段状格
子部が繰り返し形成され、該階段状格子部は隣接する上
記回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍と
した光路差を与えるものにおいて、上記階段状格子部に
は上記回折面部が３面形成されてなり、上記回折面部は
上記入射光の入射方向に垂直な面に対して傾斜している
ことを特徴とする。
め本発明の回折格子部材は、異なる波長の光を分波する
回折格子部材であって、発光素子及び受光素子を向く面
には回折格子部が形成され、該回折格子部には入射方向
に沿う立上り面部と該立上り面部から張り出して形成さ
れた回折面部とを備えた段部を所定段数備えた階段状格
子部が繰り返し形成され、該階段状格子部は隣接する上
記回折面部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍と
した光路差を与えるものにおいて、上記階段状格子部に
は上記回折面部が３面形成されてなり、上記回折面部は
上記入射光の入射方向に垂直な面に対して傾斜している
ことを特徴とする。
【０００８】また本発明の回折格子部材は、上記回折面
部は上記階段状格子部の高さが増加する方向に回折格子
部材の厚みが減少するように傾斜して形成され、波長１
３１０ｎｍの入射光を直進させ、波長１５５０ｎｍの入
射光を回折させることを特徴とする。
部は上記階段状格子部の高さが増加する方向に回折格子
部材の厚みが減少するように傾斜して形成され、波長１
３１０ｎｍの入射光を直進させ、波長１５５０ｎｍの入
射光を回折させることを特徴とする。
【０００９】また本発明の回折格子部材は、上記回折面
部は上記階段状格子部の高さが増加する方向に回折格子
部材の厚みが増加するように傾斜して形成され、波長１
５５０ｎｍの入射光を直進させ、波長１３１０ｎｍの入
射光を回折させることを特徴とする。
部は上記階段状格子部の高さが増加する方向に回折格子
部材の厚みが増加するように傾斜して形成され、波長１
５５０ｎｍの入射光を直進させ、波長１３１０ｎｍの入
射光を回折させることを特徴とする。
【００１０】また本発明の回折格子部材は、上記階段状
格子は隣接する上記回折面部を通過する入射光の一方の
波長の２倍とした光路差を与えるものであることを特徴
とする。
格子は隣接する上記回折面部を通過する入射光の一方の
波長の２倍とした光路差を与えるものであることを特徴
とする。
【００１１】また本発明の光送受信装置は、上記回折格
子部材に向け第１の波長の光を射出する発光素子と、光
ファイバから射出される第２の波長の光を受ける受光素
子と、一方面に上記回折格子部が形成され、他方面に発
光素子から射出される第１の波長の光を光ファイバ端面
に集光させるとともに光ファイバから射出される第２の
波長の光を収束させるレンズ面が形成された回折格子部
材とを備えることを特徴とする。
子部材に向け第１の波長の光を射出する発光素子と、光
ファイバから射出される第２の波長の光を受ける受光素
子と、一方面に上記回折格子部が形成され、他方面に発
光素子から射出される第１の波長の光を光ファイバ端面
に集光させるとともに光ファイバから射出される第２の
波長の光を収束させるレンズ面が形成された回折格子部
材とを備えることを特徴とする。
【００１２】また本発明の回折格子部材は、異なる波長
の光を分波する回折格子部材であって、発光素子及び受
光素子を向く面には回折格子部が形成され、該回折格子
部には入射方向に沿う立上り面部と該立上り面部から張
り出して形成された回折面部とを備えた段部を所定段数
備えた階段状格子部が繰り返し形成され、該階段状格子
部は隣接する上記回折面部を通過する光に一の入射光の
波長の整数倍とした光路差を与えるものにおいて、上記
階段状格子部には上記回折面部が３面形成されてなり、
上記回折面部の少なくとも１つが面内に段差を有してお
り、該段差は隣接する上記回折面部間の段差よりも小さ
い段差で形成されていることを特徴とする。
の光を分波する回折格子部材であって、発光素子及び受
光素子を向く面には回折格子部が形成され、該回折格子
部には入射方向に沿う立上り面部と該立上り面部から張
り出して形成された回折面部とを備えた段部を所定段数
備えた階段状格子部が繰り返し形成され、該階段状格子
部は隣接する上記回折面部を通過する光に一の入射光の
波長の整数倍とした光路差を与えるものにおいて、上記
階段状格子部には上記回折面部が３面形成されてなり、
上記回折面部の少なくとも１つが面内に段差を有してお
り、該段差は隣接する上記回折面部間の段差よりも小さ
い段差で形成されていることを特徴とする。
【００１３】また本発明の回折格子部材は、上記回折面
部内の段差は隣接する上記回折面部の段差の方向と異な
る方向に凹凸になるように形成され、波長１３１０ｎｍ
の入射光を直進させ、波長１５５０ｎｍの入射光を回折
させることを特徴とする。
部内の段差は隣接する上記回折面部の段差の方向と異な
る方向に凹凸になるように形成され、波長１３１０ｎｍ
の入射光を直進させ、波長１５５０ｎｍの入射光を回折
させることを特徴とする。
【００１４】また本発明の回折格子部材は、上記回折面
部内の段差は隣接する上記回折面部の段差の方向と同じ
方向に凹凸になるように形成され、波長１５５０ｎｍの
入射光を直進させ、波長１３１０ｎｍの入射光を回折さ
せることを特徴とする。
部内の段差は隣接する上記回折面部の段差の方向と同じ
方向に凹凸になるように形成され、波長１５５０ｎｍの
入射光を直進させ、波長１３１０ｎｍの入射光を回折さ
せることを特徴とする。
【００１５】また本発明の回折格子部材は、上記階段状
格子は隣接する上記回折面部を通過する入射光の一方の
波長の２倍とした光路差を与えるものであることを特徴
とする。
格子は隣接する上記回折面部を通過する入射光の一方の
波長の２倍とした光路差を与えるものであることを特徴
とする。
【００１６】また本発明の光送受信装置は、上記回折格
子部材に向け第１の波長の光を射出する発光素子と、光
ファイバから射出される第２の波長の光を受ける受光素
子と、一方面に上記回折格子部が形成され、他方面に発
光素子から射出される第１の波長の光を光ファイバ端面
に集光させるとともに光ファイバから射出される第２の
波長の光を収束させるレンズ面が形成された回折格子部
材とを備えることを特徴とする。
子部材に向け第１の波長の光を射出する発光素子と、光
ファイバから射出される第２の波長の光を受ける受光素
子と、一方面に上記回折格子部が形成され、他方面に発
光素子から射出される第１の波長の光を光ファイバ端面
に集光させるとともに光ファイバから射出される第２の
波長の光を収束させるレンズ面が形成された回折格子部
材とを備えることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回折格子部材
及び光送受信装置の実施の形態を添付図面に基づいて説
明する。図１は本発明に係る回折格子部材を用いた光送
受信装置の概要を示す図、図２〜図５はそれぞれ本発明
の第１〜第４の実施形態に係る回折格子部材の断面図、
図６は第１の実施形態における格子形状と回折の方向の
関係を示す図、図７は第２の実施形態における格子形状
と回折の方向の関係を示す図、図８は階段状格子部の周
期に対する波長１３１０ｎｍの０次光回折効率の変化を
示すグラフ、図９は階段状格子部の周期に対する波長１
５５０ｎｍの１次光回折効率の変化を示すグラフであ
る。
及び光送受信装置の実施の形態を添付図面に基づいて説
明する。図１は本発明に係る回折格子部材を用いた光送
受信装置の概要を示す図、図２〜図５はそれぞれ本発明
の第１〜第４の実施形態に係る回折格子部材の断面図、
図６は第１の実施形態における格子形状と回折の方向の
関係を示す図、図７は第２の実施形態における格子形状
と回折の方向の関係を示す図、図８は階段状格子部の周
期に対する波長１３１０ｎｍの０次光回折効率の変化を
示すグラフ、図９は階段状格子部の周期に対する波長１
５５０ｎｍの１次光回折効率の変化を示すグラフであ
る。
【００１８】本例では、光送受信装置１は光ファイバ１
０側の面に非球面レンズ２１が形成され、他方の面には
回折格子部２２が形成された回折格子部材２０、回折格
子部材２０を向く面に発光素子であるレーザダイオード
３１および受光素子であるフォトダイオード３２を備え
る光送受信器３０とを備える。
０側の面に非球面レンズ２１が形成され、他方の面には
回折格子部２２が形成された回折格子部材２０、回折格
子部材２０を向く面に発光素子であるレーザダイオード
３１および受光素子であるフォトダイオード３２を備え
る光送受信器３０とを備える。
【００１９】レーザダイオード３１から射出された送信
光は回折格子部２２では回折せず、送信光の０次光が非
球面レンズ２１によって光ファイバ１０の端面に集光さ
れる。また光ファイバ１０から射出された受信光は非球
面レンズ２１によって収束され、その後回折格子部２２
によって回折し、受信光の１次光がフォトダイオード３
２に入射する。
光は回折格子部２２では回折せず、送信光の０次光が非
球面レンズ２１によって光ファイバ１０の端面に集光さ
れる。また光ファイバ１０から射出された受信光は非球
面レンズ２１によって収束され、その後回折格子部２２
によって回折し、受信光の１次光がフォトダイオード３
２に入射する。
【００２０】第１（添字ａ）、第２（添字ｂ）の実施形
態に係る回折格子部２２a、２２ｂには、図２、図３に
示すように、光軸方向に延びる側面部２５ａ、２５ｂ
と、該側面部２５ａ、２５ｂから張り出し細幅に形成さ
れた回折面部２４ａ、２４ｂを３面そなえた階段状格子
部２３ａ、２３ｂが繰り返し形成されている。回折面部
２４ａ、２４ｂを３面にすることにより、階段状格子部
２３ａ、２３ｂの周期を小さくすることができ、回折角
を大きくすることができる。
態に係る回折格子部２２a、２２ｂには、図２、図３に
示すように、光軸方向に延びる側面部２５ａ、２５ｂ
と、該側面部２５ａ、２５ｂから張り出し細幅に形成さ
れた回折面部２４ａ、２４ｂを３面そなえた階段状格子
部２３ａ、２３ｂが繰り返し形成されている。回折面部
２４ａ、２４ｂを３面にすることにより、階段状格子部
２３ａ、２３ｂの周期を小さくすることができ、回折角
を大きくすることができる。
【００２１】ここで、第１の実施形態に係る回折格子部
２２ａにおいて、隣接する回折面部２４ａはそれらの段
差をΔとして、通過する光に光路差（（n−１）Δ：nは
回折格子部材の屈折率、空気の屈折率を１とした）を与
え、この光学的な光路差を送信光の波長である１３１０
ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定している。これに
より、波長１３１０ｎｍの入射光を直進させ、波長１５
５０ｎｍの入射光を回折させることができる。
２２ａにおいて、隣接する回折面部２４ａはそれらの段
差をΔとして、通過する光に光路差（（n−１）Δ：nは
回折格子部材の屈折率、空気の屈折率を１とした）を与
え、この光学的な光路差を送信光の波長である１３１０
ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定している。これに
より、波長１３１０ｎｍの入射光を直進させ、波長１５
５０ｎｍの入射光を回折させることができる。
【００２２】また、図８，図９に階段状格子部の１周期
当たりの回折面部の数を３面、６面及び３面で回折面部
を６度傾斜させた場合の回折効率と階段状格子部の関係
の計算結果を示す。図８は波長１３１０ｎｍの０次光回
折効率、図９は波長１５５０ｎｍの１次光回折効率につ
いての結果である。図８より１３１０ｎｍの０次光で
は、回折面部に傾きを持つ回折格子の回折効率は、回折
面部に傾きを持たない回折格子の回折効率よりも低い結
果となっている。逆に図９より１５５０ｎｍの１次光で
は、回折面部に傾きを持つ回折格子の回折効率は、回折
面部に傾きを持たない回折格子の回折効率よりも高い結
果となっている。
当たりの回折面部の数を３面、６面及び３面で回折面部
を６度傾斜させた場合の回折効率と階段状格子部の関係
の計算結果を示す。図８は波長１３１０ｎｍの０次光回
折効率、図９は波長１５５０ｎｍの１次光回折効率につ
いての結果である。図８より１３１０ｎｍの０次光で
は、回折面部に傾きを持つ回折格子の回折効率は、回折
面部に傾きを持たない回折格子の回折効率よりも低い結
果となっている。逆に図９より１５５０ｎｍの１次光で
は、回折面部に傾きを持つ回折格子の回折効率は、回折
面部に傾きを持たない回折格子の回折効率よりも高い結
果となっている。
【００２３】ここで第１の実施形態に係る回折格子部２
２ａは、図６に示すように、送信光に波長１３１０ｎｍ
の０次回折光を、受信光に波長１５５０ｎｍの１次回折
光を用いる。光送受信装置１では特に受信側で高効率で
あることが望まれる。このことから本実施形態に係る回
折面部２４ａは階段状格子部２３ａの高さが増加する方
向に回折格子部材２３ａの厚みが減少するように傾斜し
て形成される。こうすることにより、波長１５５０ｎｍ
の受信光の回折光をフォトダイオード側に向け、また受
信光の１次光回折効率を高めることができる。なお、こ
の傾斜は５〜７度が適切である。
２ａは、図６に示すように、送信光に波長１３１０ｎｍ
の０次回折光を、受信光に波長１５５０ｎｍの１次回折
光を用いる。光送受信装置１では特に受信側で高効率で
あることが望まれる。このことから本実施形態に係る回
折面部２４ａは階段状格子部２３ａの高さが増加する方
向に回折格子部材２３ａの厚みが減少するように傾斜し
て形成される。こうすることにより、波長１５５０ｎｍ
の受信光の回折光をフォトダイオード側に向け、また受
信光の１次光回折効率を高めることができる。なお、こ
の傾斜は５〜７度が適切である。
【００２４】また図８、図９より、階段状格子部の周期
は大きいほど回折効率は高くなることがわかるが、階段
状格子部の周期を大きくすると回折角が小さくなるの
で、本実施例では周期を２０μｍとした。また、周期を
２０μｍとした場合でも、階段状格子部２３ａの１周期
当たりの回折面部２４ａの数が３面であるので、回折面
部１面の幅は狭くならず、従来の技術で製作可能であ
る。
は大きいほど回折効率は高くなることがわかるが、階段
状格子部の周期を大きくすると回折角が小さくなるの
で、本実施例では周期を２０μｍとした。また、周期を
２０μｍとした場合でも、階段状格子部２３ａの１周期
当たりの回折面部２４ａの数が３面であるので、回折面
部１面の幅は狭くならず、従来の技術で製作可能であ
る。
【００２５】第２の実施形態に係る回折格子部２２ｂ
は、図７に示すように、送信光に波長１５５０ｎｍの０
次回折光を、受信光に波長１３１０ｎｍの１次回折光を
用いる。隣接する回折面部２４ｂは通過する光に光路差
を与え、この光学的な光路差を送信光の波長である１５
５０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定している。こ
れにより、波長１５５０ｎｍの入射光を直進させ、波長
１３１０ｎｍの入射光を回折させることができる。
は、図７に示すように、送信光に波長１５５０ｎｍの０
次回折光を、受信光に波長１３１０ｎｍの１次回折光を
用いる。隣接する回折面部２４ｂは通過する光に光路差
を与え、この光学的な光路差を送信光の波長である１５
５０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定している。こ
れにより、波長１５５０ｎｍの入射光を直進させ、波長
１３１０ｎｍの入射光を回折させることができる。
【００２６】また、回折面部２４ｂは階段状格子部２３
ｂの高さが増加する方向に回折格子部材の厚みが増加す
るように傾斜して形成される。こうすることにより、波
長１３１０ｎｍの受信光の回折光をフォトダイオード側
に向け、また受信光の１次光回折効率を高めることがで
きる。なお、この傾斜は５．５〜７．５度が適切であ
る。
ｂの高さが増加する方向に回折格子部材の厚みが増加す
るように傾斜して形成される。こうすることにより、波
長１３１０ｎｍの受信光の回折光をフォトダイオード側
に向け、また受信光の１次光回折効率を高めることがで
きる。なお、この傾斜は５．５〜７．５度が適切であ
る。
【００２７】第３（添字ｃ）、第４（添字ｄ）の実施形
態に係る回折格子部２２ｃ、２２ｄには、図４、図５に
示すように、光軸方向に延びる側面部２５ｃ、２５ｄ
と、該側面部２５ｃ、２５ｄから張り出し細幅に形成さ
れた回折面部２４ｃ、２４ｄを３面そなえた階段状格子
部２３ｃ、２３ｄが繰り返し形成されている。ここで回
折面部２４ｃ、２４ｄを３面にすることにより、階段状
格子部２３ｃ、２３ｄの周期を小さくすることができ、
回折角を大きくすることができる。
態に係る回折格子部２２ｃ、２２ｄには、図４、図５に
示すように、光軸方向に延びる側面部２５ｃ、２５ｄ
と、該側面部２５ｃ、２５ｄから張り出し細幅に形成さ
れた回折面部２４ｃ、２４ｄを３面そなえた階段状格子
部２３ｃ、２３ｄが繰り返し形成されている。ここで回
折面部２４ｃ、２４ｄを３面にすることにより、階段状
格子部２３ｃ、２３ｄの周期を小さくすることができ、
回折角を大きくすることができる。
【００２８】また、上記回折格子部２３ｃ、２３ｄの回
折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの低い面に段差２６
ｃ、２６ｄを有している。該段差２６ｃ、２６ｄが実施
例１、２における回折面部２４ａ、２４ｂの傾斜と同等
の効果を奏し、受信光の回折効率を高くする。
折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの低い面に段差２６
ｃ、２６ｄを有している。該段差２６ｃ、２６ｄが実施
例１、２における回折面部２４ａ、２４ｂの傾斜と同等
の効果を奏し、受信光の回折効率を高くする。
【００２９】段差２６ｃ、２６ｄが階段状格子部２３
ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの低い
面に形成されることは回折格子部２２の製造方法に起因
する。回折格子部２２ｃ、２２ｄは金型によって形成さ
れる。回折格子部２２ｃ、２２ｄと金型は形状が正反対
であるので、階段状格子部２３ｃ、２３ｄの最も低い面
は金型の最も高い面となる。金型をバイトによって加工
することを考えた場合、最も高い部分を削ることが最も
容易である。このことより、段差２６ｃ、２６ｄは階段
状格子部２３ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最
も低い面に形成される。
ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの低い
面に形成されることは回折格子部２２の製造方法に起因
する。回折格子部２２ｃ、２２ｄは金型によって形成さ
れる。回折格子部２２ｃ、２２ｄと金型は形状が正反対
であるので、階段状格子部２３ｃ、２３ｄの最も低い面
は金型の最も高い面となる。金型をバイトによって加工
することを考えた場合、最も高い部分を削ることが最も
容易である。このことより、段差２６ｃ、２６ｄは階段
状格子部２３ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最
も低い面に形成される。
【００３０】ここで、第３の実施形態に係る回折格子部
２２ｃにおいて、隣接する回折面部２４ｃは通過する光
に光路差を与え、この光学的な光路差を送信光の波長で
ある１３１０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定して
いる。これにより、波長１３１０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１５５０ｎｍの入射光を回折させることができ
る。
２２ｃにおいて、隣接する回折面部２４ｃは通過する光
に光路差を与え、この光学的な光路差を送信光の波長で
ある１３１０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定して
いる。これにより、波長１３１０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１５５０ｎｍの入射光を回折させることができ
る。
【００３１】回折面部２４ｃ内の段差２６ｃは、隣接す
る上記回折面部２４ｃの段差の方向と異なる方向に凹凸
になるように形成される。こうすることにより、波長１
５５０ｎｍの受信光の回折光をフォトダイオード側に向
け、また受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
る上記回折面部２４ｃの段差の方向と異なる方向に凹凸
になるように形成される。こうすることにより、波長１
５５０ｎｍの受信光の回折光をフォトダイオード側に向
け、また受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
【００３２】ここで、第４の実施形態に係る回折格子部
２２ｄにおいて、隣接する回折面部２４ｄは通過する光
に光路差を与え、この光学的な光路差を送信光の波長で
ある１５５０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定して
いる。これにより、波長１５５０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１３１０ｎｍの入射光を回折させることができ
る。
２２ｄにおいて、隣接する回折面部２４ｄは通過する光
に光路差を与え、この光学的な光路差を送信光の波長で
ある１５５０ｎｍの整数倍（ここでは２倍）に設定して
いる。これにより、波長１５５０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１３１０ｎｍの入射光を回折させることができ
る。
【００３３】回折面部内の段差２６ｄは、隣接する上記
回折面部２４ｄの段差の方向と同じ方向に凹凸になるよ
うに形成される。こうすることにより、波長１３１０ｎ
ｍの受信光の回折光をフォトダイオード側に向け、また
受信光の１次光回折効率を高めることができる。
回折面部２４ｄの段差の方向と同じ方向に凹凸になるよ
うに形成される。こうすることにより、波長１３１０ｎ
ｍの受信光の回折光をフォトダイオード側に向け、また
受信光の１次光回折効率を高めることができる。
【００３４】以上、本発明の実施形態を図面に沿って説
明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に記載さ
れた事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づい
てその変更、改良が可能である。例えば、第１の実施形
態においては回折面部の傾斜を５〜７度、第２の実施形
態においては回折面部の傾斜を５．５〜７．５度とした
が、これ以外の角度に形成してもよい。また第３，第４
の実施形態において、段差２６ｃ、２６ｄは回折格子部
２３ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの
低い面にのみ形成したが、技術的に可能であれば３面全
てに段差を形成してもよい。これにより、より受信光の
回折効率を高くすることができる。
明した。しかしながら、本発明は上記実施形態に記載さ
れた事項に限定されず、特許請求の範囲の記載に基づい
てその変更、改良が可能である。例えば、第１の実施形
態においては回折面部の傾斜を５〜７度、第２の実施形
態においては回折面部の傾斜を５．５〜７．５度とした
が、これ以外の角度に形成してもよい。また第３，第４
の実施形態において、段差２６ｃ、２６ｄは回折格子部
２３ｃ、２３ｄの回折面部２４ｃ、２４ｄの最も高さの
低い面にのみ形成したが、技術的に可能であれば３面全
てに段差を形成してもよい。これにより、より受信光の
回折効率を高くすることができる。
【００３５】
【発明の効果】以上、説明したように本発明に係る回折
格子部材によれば、回折面部を３面にすることにより、
階段状格子部の周期を小さくすることができ、回折角を
大きくすることができる。これにより回折格子部材と送
受信器との間隔を狭くすることができ、装置を小型化す
ることができる。また回折面部が入射光の入射方向に垂
直な面に対して傾斜していることにより、回折光の回折
効率を高めることができる。
格子部材によれば、回折面部を３面にすることにより、
階段状格子部の周期を小さくすることができ、回折角を
大きくすることができる。これにより回折格子部材と送
受信器との間隔を狭くすることができ、装置を小型化す
ることができる。また回折面部が入射光の入射方向に垂
直な面に対して傾斜していることにより、回折光の回折
効率を高めることができる。
【００３６】さらに、回折面部は階段状格子部の高さが
増加する方向に回折格子部材の厚みが減少するように傾
斜して形成されることにより、波長１３１０ｎｍの光を
送信光、波長１５５０ｎｍの光を受信光とした場合、受
信光の回折光を受光素子側に向け、傾斜がない場合に比
べて受信光の１次光回折効率を高めることができる。
増加する方向に回折格子部材の厚みが減少するように傾
斜して形成されることにより、波長１３１０ｎｍの光を
送信光、波長１５５０ｎｍの光を受信光とした場合、受
信光の回折光を受光素子側に向け、傾斜がない場合に比
べて受信光の１次光回折効率を高めることができる。
【００３７】さらにまた、回折面部は階段状格子部の高
さが増加する方向に回折格子部材の厚みが増加するよう
に傾斜して形成されることにより、波長１５５０ｎｍの
光を送信光、波長１３１０ｎｍの光を受信光とした場
合、受信光の回折光を受光素子側に向け、傾斜がない場
合に比べて受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
さが増加する方向に回折格子部材の厚みが増加するよう
に傾斜して形成されることにより、波長１５５０ｎｍの
光を送信光、波長１３１０ｎｍの光を受信光とした場
合、受信光の回折光を受光素子側に向け、傾斜がない場
合に比べて受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
【００３８】また、回折面部の少なくとも１つが面内に
段差を有しており、該段差は隣接する回折面部間の段差
よりも小さい段差で形成されていることにより、回折面
部に形成された傾斜を場合と同様、回折光の回折効率を
高めることができる。
段差を有しており、該段差は隣接する回折面部間の段差
よりも小さい段差で形成されていることにより、回折面
部に形成された傾斜を場合と同様、回折光の回折効率を
高めることができる。
【００３９】さらに、回折面部内の段差が、隣接する回
折面部の段差の方向と異なる方向に凹凸になるように形
成されることにより、波長１３１０ｎｍの光を送信光、
波長１５５０ｎｍの光を受信光とした場合、受信光の回
折光をフォトダイオード側に向け、段差がない場合に比
べて受信光の１次光回折効率を高めることができる。
折面部の段差の方向と異なる方向に凹凸になるように形
成されることにより、波長１３１０ｎｍの光を送信光、
波長１５５０ｎｍの光を受信光とした場合、受信光の回
折光をフォトダイオード側に向け、段差がない場合に比
べて受信光の１次光回折効率を高めることができる。
【００４０】さらにまた、回折面部内の段差が、隣接す
る回折面部の段差の方向と同じ方向に凹凸になるように
形成されることにより、波長１５５０ｎｍの光を送信
光、波長１３１０ｎｍの光を受信光とした場合、受信光
の回折光をフォトダイオード側に向け、段差がない場合
に比べて受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
る回折面部の段差の方向と同じ方向に凹凸になるように
形成されることにより、波長１５５０ｎｍの光を送信
光、波長１３１０ｎｍの光を受信光とした場合、受信光
の回折光をフォトダイオード側に向け、段差がない場合
に比べて受信光の１次光回折効率を高めることができ
る。
【００４１】その上、光送受信装置が、回折格子部材に
向け第１の波長の光を発する発光素子と、回折格子部材
からの第２の波長の光を受ける受光素子と、一方面に回
折格子部が形成され、他方面に発光素子から射出される
第１の波長の光を光ファイバ端面に集光させるとともに
光ファイバから射出される第２の波長の光を収束させる
レンズ面が形成された回折格子部材とを備えることによ
り、小型で回折効率の高い光送受信装置を提供すること
ができる。
向け第１の波長の光を発する発光素子と、回折格子部材
からの第２の波長の光を受ける受光素子と、一方面に回
折格子部が形成され、他方面に発光素子から射出される
第１の波長の光を光ファイバ端面に集光させるとともに
光ファイバから射出される第２の波長の光を収束させる
レンズ面が形成された回折格子部材とを備えることによ
り、小型で回折効率の高い光送受信装置を提供すること
ができる。
【図１】本発明に係る回折格子部材を用いた光送受信装
置の概要を示す図である。
置の概要を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る回折格子部材の
断面図である。
断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に係る回折格子部材の
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に係る回折格子部材の
断面図である。
断面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態に係る回折格子部材の
断面図である。
断面図である。
【図６】第１の実施形態における格子形状と回折の方向
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図７】第２の実施形態における格子形状と回折の方向
の関係を示す図である。
の関係を示す図である。
【図８】階段状格子部の周期に対する波長１３１０ｎｍ
の０次光回折効率の変化を示すグラフである。
の０次光回折効率の変化を示すグラフである。
【図９】階段状格子部の周期に対する波長１５５０ｎｍ
の１次光回折効率の変化を示すグラフである。
の１次光回折効率の変化を示すグラフである。
１ 光送受信装置
１０ 光ファイバ
２０ 回折格子部材
２１ レンズ面
２２ 回折格子部
２２（ａ）〜（ｄ） 回折格子部
２３（ａ）〜（ｄ） 階段状格子部
２４（ａ）〜（ｄ） 回折面部
２５（ａ）〜（ｄ） 立上り面部
２６（ａ）〜（ｄ） 段差
３０ 光送受信器
３１ レーザダイオード
３２ フォトダイオード
Claims (10)
- 【請求項１】 異なる波長の光を分波する回折格子部材
であって、発光素子及び受光素子を向く面には回折格子
部が形成され、該回折格子部には入射方向に沿う立上り
面部と該立上り面部から張り出して形成された回折面部
とを備えた段部を所定段数備えた階段状格子部が繰り返
し形成され、該階段状格子部は隣接する上記回折面部を
通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路差を
与えるものにおいて、 上記階段状格子部には上記回折面部が３面形成されてな
り、 上記回折面部は上記入射光の入射方向に垂直な面に対し
て傾斜していることを特徴とする回折格子部材。 - 【請求項２】 上記回折面部は上記階段状格子部の高さ
が増加する方向に回折格子部材の厚みが減少するように
傾斜して形成され、波長１３１０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１５５０ｎｍの入射光を回折させることを特徴
とする請求項１記載の回折格子部材。 - 【請求項３】 上記回折面部は上記階段状格子部の高さ
が増加する方向に回折格子部材の厚みが増加するように
傾斜して形成され、波長１５５０ｎｍの入射光を直進さ
せ、波長１３１０ｎｍの入射光を回折させることを特徴
とする請求項１記載の回折格子部材。 - 【請求項４】 上記階段状格子は隣接する上記回折面部
を通過する入射光の一方の波長の２倍とした光路差を与
えるものであることを特徴とする請求項１乃至３記載の
回折格子部材。 - 【請求項５】 上記回折格子部材に向け第１の波長の光
を射出する発光素子と、光ファイバから射出される第２
の波長の光を受ける受光素子と、一方面に請求項２又は
３記載の回折格子部が形成され、他方面に発光素子から
射出される第１の波長の光を光ファイバ端面に集光させ
るとともに光ファイバから射出される第２の波長の光を
収束させるレンズ面が形成された回折格子部材とを備え
ることを特徴とする光送受信装置。 - 【請求項６】 異なる波長の光を分波する回折格子部材
であって、発光素子及び受光素子を向く面には回折格子
部が形成され、該回折格子部には入射方向に沿う立上り
面部と該立上り面部から張り出し細幅に形成された回折
面部とを備えた段部を所定段数備えた階段状格子部が繰
り返し形成され、該階段状格子部は隣接する上記回折面
部を通過する光に一の入射光の波長の整数倍とした光路
差を与えるものにおいて、 上記階段状格子部には上記回折面部が３面形成されてな
り、 上記回折面部の少なくとも１つが面内に段差を有してお
り、該段差は隣接する上記回折面部間の段差よりも小さ
い段差で形成されていることを特徴とする回折格子部
材。 - 【請求項７】 上記回折面部内の段差は隣接する上記回
折面部の段差の方向と異なる方向に凹凸になるように形
成され、波長１３１０ｎｍの入射光を直進させ、波長１
５５０ｎｍの入射光を回折させることを特徴とする請求
項５記載の回折格子部材。 - 【請求項８】 上記回折面部内の段差は隣接する上記回
折面部の段差の方向と同じ方向に凹凸になるように形成
され、波長１５５０ｎｍの入射光を直進させ、波長１３
１０ｎｍの入射光を回折させることを特徴とする請求項
５記載の回折格子部材。 - 【請求項９】 上記階段状格子は隣接する上記回折面部
を通過する入射光の一方の波長の２倍とした光路差を与
えるものであることを特徴とする請求項６乃至８記載の
回折格子部材。 - 【請求項１０】 上記回折格子部材に向け第１の波長の
光を射出する発光素子と、光ファイバから射出される第
２の波長の光を受ける受光素子と、一方面に請求項６又
は７記載の回折格子部が形成され、他方面に発光素子か
ら射出される第１の波長の光を光ファイバ端面に集光さ
せるとともに光ファイバから射出される第２の波長の光
を収束させるレンズ面が形成された回折格子部材とを備
えることを特徴とする光送受信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002149437A JP4210471B2 (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 回折格子部材及び光送受信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002149437A JP4210471B2 (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 回折格子部材及び光送受信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003344715A true JP2003344715A (ja) | 2003-12-03 |
| JP4210471B2 JP4210471B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
ID=29767610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002149437A Expired - Fee Related JP4210471B2 (ja) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | 回折格子部材及び光送受信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4210471B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006039506A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-02-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 光学デバイス及び光通信モジュール |
| EP1691224A1 (en) | 2005-02-10 | 2006-08-16 | Konica Minolta Opto, Inc. | Diffractive grating member and optical communication module |
| US7121741B2 (en) | 2004-10-26 | 2006-10-17 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Optical communication module |
| JP2006285222A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Konica Minolta Holdings Inc | 回折光学素子及び光通信モジュール |
| WO2006134794A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 光双方向モジュール |
| US7292391B2 (en) | 2003-12-15 | 2007-11-06 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a lens substrate with straight light control portions, a lens substrate with straight light control portions, a transmission screen and a rear projection |
| JP2007322737A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Konica Minolta Holdings Inc | 表面反射回折格子を用いた光学系及び光学装置 |
| US7599119B2 (en) | 2005-01-19 | 2009-10-06 | Konica Minolta Opto, Inc. | Antireflection coating, optical element, and optical transceiver module |
| US7835081B2 (en) | 2005-03-09 | 2010-11-16 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Diffractive optical element and bidirectional optical communication module using the same |
| CN114460745A (zh) * | 2020-11-09 | 2022-05-10 | 宏达国际电子股份有限公司 | 波导装置及光学引擎 |
-
2002
- 2002-05-23 JP JP2002149437A patent/JP4210471B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7292391B2 (en) | 2003-12-15 | 2007-11-06 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing a lens substrate with straight light control portions, a lens substrate with straight light control portions, a transmission screen and a rear projection |
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| US7599119B2 (en) | 2005-01-19 | 2009-10-06 | Konica Minolta Opto, Inc. | Antireflection coating, optical element, and optical transceiver module |
| US7182528B2 (en) | 2005-02-10 | 2007-02-27 | Konica Minolta Opto, Inc. | Diffractive grating member and optical communication module |
| EP1691224A1 (en) | 2005-02-10 | 2006-08-16 | Konica Minolta Opto, Inc. | Diffractive grating member and optical communication module |
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| WO2006134794A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Konica Minolta Holdings, Inc. | 光双方向モジュール |
| JPWO2006134794A1 (ja) * | 2005-06-15 | 2009-01-08 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 光双方向モジュール |
| US7708471B2 (en) | 2005-06-15 | 2010-05-04 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Bi-directional optical module |
| JP2007322737A (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Konica Minolta Holdings Inc | 表面反射回折格子を用いた光学系及び光学装置 |
| CN114460745A (zh) * | 2020-11-09 | 2022-05-10 | 宏达国际电子股份有限公司 | 波导装置及光学引擎 |
| CN114460745B (zh) * | 2020-11-09 | 2024-06-07 | 宏达国际电子股份有限公司 | 波导装置及光学引擎 |
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|---|---|
| JP4210471B2 (ja) | 2009-01-21 |
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