JP2003515185A - Stereo and stacked holographic gratings for wavelength division multiplexing (WDM) and spectroscopy - Google Patents
Stereo and stacked holographic gratings for wavelength division multiplexing (WDM) and spectroscopyInfo
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Abstract
(57)【要約】 基板と光活性層を有する立体回折格子は、光活性層中に形成される構造を有する。この構造は、2つの選択されたスペクトル帯域中に光信号を回折させるように動作する。この格子は、両方のスペクトル帯域の複合信号から個々の信号を分離するのに適した高拡散形態で形成されることが可能である。もしくは、この格子は、複合信号を相互から分離できる低拡散型で形成されることが可能である。別の実施形態において、第2の構造は、光活性層中に形成される。それぞれの構造は、スペクトル帯域のうちの1つで動作するように構成され、それによって各帯域中の信号が、相互に独立して回折されることが可能となる。別の実施形態において、この構造は、回折ビームが外部レンズを必要とせずに形成される、または焦束されることを可能とする曲線状の外形を有することが可能である。 (57) [Summary] A three-dimensional diffraction grating having a substrate and a photoactive layer has a structure formed in the photoactive layer. This structure operates to diffract an optical signal into two selected spectral bands. This grating can be formed in a high spread form suitable for separating individual signals from the composite signal of both spectral bands. Alternatively, the grating can be formed in a low-spreading type, which can separate the composite signal from each other. In another embodiment, the second structure is formed in a photoactive layer. Each structure is configured to operate in one of the spectral bands, thereby allowing the signals in each band to be diffracted independently of each other. In another embodiment, the structure can have a curvilinear profile that allows the diffracted beam to be formed or focused without the need for an external lens.
Description
【0001】[0001]
本発明は、分光及びデータ伝送アプリケーション用の波長分散及び組み合わせ
格子に関するものであり、更に詳しくは、スペクトル分割された信号の1本の光
ファイバーへの多重化(或いは、逆多重化)に使用可能な格子に関するものであ
る。The present invention relates to chromatic dispersion and combination gratings for spectroscopy and data transmission applications, and more particularly can be used to multiplex (or demultiplex) spectrally split signals into a single optical fiber. It is about the lattice.
【0002】[0002]
異なる波長又は異なるスペクトル領域(即ち、「波長領域」)を有する複数の
光信号の空間分割を必要とする技術分野は多数存在している(例えば、分光及び
通信等)。又、この逆に異なる波長又はスペクトル領域を有する複数の光信号を
複合信号に組み合わせて一本の光ファイバーで送信する操作もしばしば必要であ
る。前者の操作は逆多重化と呼ばれ、後者は多重化と呼ばれており、これら全体
の工程を波長分割多重(WDM)と呼んでいる。There are numerous fields of technology that require spatial division of multiple optical signals with different wavelengths or different spectral regions (ie, "wavelength regions") (eg, spectroscopy and communications). On the contrary, it is often necessary to combine a plurality of optical signals having different wavelengths or spectral regions into a composite signal and transmit the combined signal with one optical fiber. The former operation is called demultiplexing, the latter operation is called multiplexing, and the entire process is called wavelength division multiplexing (WDM).
【0003】
装置を必要とする状況の一例としては、通信分野が挙げられる。一般的な光フ
ァイバーの稼動スペクトル領域は1100nm〜1700nmであり、これは1
76THz〜273THzの周波数領域に対応している。又、800nm〜、或
いはこれ以下の低いスペクトル領域を有するファイバーもある。光データ通信用
の標準スペクトル帯域のいくつかを表1に一覧表示する。An example of a situation in which a device is required is in the field of communication. The operating spectral range of a typical optical fiber is 1100 nm to 1700 nm, which is 1
It corresponds to the frequency range of 76 THz to 273 THz. Also, some fibers have a low spectral range from 800 nm or below. Some of the standard spectral bands for optical data communications are listed in Table 1.
【0004】 表1.スペクトル領域と対応する周波数及び帯域 スペクトル領域[nm] 周波数[GHz] 帯域幅 最低 最高 最低 最高 [THz] 760 900 390789.5 330000.0 60.8 970 990 306185.6 300000.0 6.2 1260 1360 235714.3 218382.4 17.3 1480 1600 200675.7 185625.0 15.1 1600 1650 185625.0 180000.0 5.6 1528 1561 194117.6 189776.4 4.3[0004] Table 1. Frequency and band corresponding to spectral region Spectral range [nm] Frequency [GHz] Bandwidth Lowest highest lowest highest [THz] 760 900 390789.5 330000.0 60.8 970 990 306185.6 300000.0 6.2 1260 1360 235714.3 218382.4 17.3 1480 1600 2006 55.7 185625.0 15.1 1600 1650 185625.0 180000.0 5.6 1528 1561 1941 17.6 1897766.4 4.3
【0005】
これらの帯域の中には非常に大きな帯域幅を有するものがあるが、その帯域の
帯域幅全体を利用可能な単一の光信号を生成することは不可能である。通常の光
信号は搬送波周波数上に変調されたデータ信号を有しており、この搬送波周波数
が光信号の中心周波数となっている。これまでに達成された最高変調周波数は1
THzの領域であるが、現実に実現可能な変調周波数は100GHz程度であり
、このため、あるスペクトル帯域で変調装置のみによって光信号を生成すると、
利用可能な帯域幅のごくわずかの部分を使用するに過ぎない。例えば、100G
Hzの帯域幅の信号を1260nm〜1380nmの帯域で伝送した場合、利用
可能な帯域幅の0.58%しか利用されないのである。Although some of these bands have very large bandwidths, it is not possible to generate a single optical signal that can utilize the entire bandwidth of that band. A normal optical signal has a data signal modulated on a carrier frequency, and this carrier frequency is the center frequency of the optical signal. The highest modulation frequency achieved so far is 1
Although it is in the THz region, the actually feasible modulation frequency is about 100 GHz. Therefore, when an optical signal is generated only by the modulator in a certain spectrum band,
It uses only a small fraction of the available bandwidth. For example, 100G
When a signal having a bandwidth of Hz is transmitted in the band of 1260 nm to 1380 nm, only 0.58% of the available bandwidth is used.
【0006】
この問題に対する公知の解決策の1つは、異なる中心周波数を有する複数の信
号をその帯域のスペクトル領域よりも広い稼動スペクトル領域を有する1本の光
ファイバーに多重化することである。チャネルのスペクトル領域を拡張すること
なく所望の周波数で1つの信号を変調するのに充分な広さを持ついくつかのオー
バーラップしないチャネルにその帯域のスペクトル領域を分割し、それらの各チ
ャネルに個別の光信号を生成した後に、これらの信号を多重化して光ファイバの
送信側に送り込むのである。One known solution to this problem is to multiplex signals with different center frequencies into a single optical fiber with a wider operating spectral range than the spectral range of the band. Divide the spectral region of the band into several non-overlapping channels that are wide enough to modulate a single signal at the desired frequency without extending the spectral region of the channel, and separate each of those channels After generating the optical signal of 1), these signals are multiplexed and sent to the transmission side of the optical fiber.
【0007】
この組み合わせ光信号は、1本の光ファイバーによって伝送され、反対側の受
信側において、逆多重化−即ち、各々のチャネルに生成された元の信号に対応す
る個別の信号に分割される。This combined optical signal is transmitted by one optical fiber and is demultiplexed at the opposite receiving end—that is, divided into individual signals corresponding to the original signals generated in each channel. .
【0008】
単一のスペクトル帯域を有する個別のチャネルにスペクトル間隔をおいて配置
された複数の信号を多重化し、そのスペクトル帯域内に信号のすべての個別の信
号を含む複合信号を形成した上で、各々が異なるスペクトル帯域の信号セットを
有するそのような複合信号を複数個、更に多重化することも可能である。例えば
、1260mn〜1360nmのスペクトル帯域の複数の個別信号を有する第1
複合信号と1528mn〜1561nmのスペクトル帯域の複数の個別信号を有
する第2複合信号を形成し(これら2つの複合信号は、2つの独立した多重化操
作によって形成する)、次に、第3の多重化操作によって、これらの2つの複合
信号を1本のファイバー(トランク〔基幹〕ファイバーと呼ぶ場合がある)に多
重化することができる。そして、トランクファイバーの他端(受信側)では、こ
の信号をまず2つの複合信号に逆多重化し、次に2つの独立した操作によって逆
多重化して各複合信号を形成している元の光信号を得るのである。After multiplexing a plurality of spectrally spaced signals in individual channels having a single spectral band to form a composite signal containing all individual signals of the signal within the spectral band It is also possible to further multiplex a plurality of such composite signals, each having a signal set in a different spectral band. For example, a first having a plurality of individual signals in the spectral band from 1260 nm to 1360 nm.
Forming a second composite signal having the composite signal and a plurality of individual signals in the spectral band from 1528 mn to 1561 nm (these two composite signals are formed by two independent multiplexing operations), and then a third multiplex signal. These two composite signals can be multiplexed into one fiber (sometimes referred to as a trunk fiber) by a conversion operation. Then, at the other end (reception side) of the trunk fiber, this signal is first demultiplexed into two composite signals, and then demultiplexed by two independent operations to form each composite signal. To get.
【0009】
これまで多重化及び逆多重化の操作は、一般的に反射レリーフ型回折格子によ
って行われており、これは、通常、反射素体の表面にエッチングされたラインで
構成されているものである。このような回折格子は、高分散、或いは低分散の装
置として利用できる。高分散反射レリーフ型回折格子においては、単一のスペク
トル帯域の隣接するチャネルの信号間に十分な角分割が提供されており、これに
よってこれらのチャネルの信号を分割できる。一方、低分散反射レリーフ型回折
格子においては、狭い角分割が提供されており、これは異なるスペクトル帯域の
スペクトル幅の広い複合信号のスペクトル分割に適している。Up to now, the operations of multiplexing and demultiplexing have generally been performed by means of reflective relief diffraction gratings, which usually consist of lines etched on the surface of the reflector element. Is. Such a diffraction grating can be used as a device with high dispersion or low dispersion. In high dispersion reflective relief gratings, a sufficient angular division is provided between the signals of adjacent channels of a single spectral band, which allows the signals of these channels to be divided. On the other hand, low-dispersion reflective relief gratings provide a narrow angular division, which is suitable for spectral division of a wide spectrum composite signal in different spectral bands.
【0010】
高分散反射レリーフ型回折格子は、一般的にスペクトル幅の広い複合信号(即
ち、個別の信号)のスペクトル分割には使用できない。これは、通常、一方或い
は両方の信号の回折が不十分か、或いはまったく行われないためである。例えば
、高分散反射レリーフ型回折格子を逆多重装置として使用し、入射信号(2つの
複合信号を含んでいる)を、1つの複合信号を個別の信号に分割できるように適
切に回折させる位置に配置すると、もう一方の複合信号が、通常、第1複合信号
よりも相対的に大きな角度で回折し、不十分な結果となる。High-dispersion reflective relief gratings generally cannot be used for spectral splitting of composite signals (ie, individual signals) with broad spectral width. This is usually due to insufficient or no diffraction of one or both signals. For example, a high dispersion reflective relief grating could be used as an inverse multiplexer to position the incident signal (containing two composite signals) appropriately to diffract one composite signal into separate signals. When placed, the other composite signal will typically diffract at a relatively larger angle than the first composite signal, resulting in poor results.
【0011】
異なるスペクトル帯域の2つの複合信号を含む入射信号を逆多重化するのに低
分散反射レリーフ型回折格子を使用すると、各々の複合信号の個別のチャネルの
個々の信号には、通常、個別の受信光ファイバー又は検出装置が受信するに十分
な間隔が確保されない。When a low dispersion reflective relief grating is used to demultiplex an incident signal containing two composite signals in different spectral bands, the individual signals in the individual channels of each composite signal are typically Insufficient spacing is maintained for reception by individual receiving optical fibers or detectors.
【0012】
又、分光アプリケーションに使用するファイバーブラッグ回折格子、フリース
ペース型格子、エシェル格子等のその他のタイプの格子も各種の欠点を有してい
る。Other types of gratings such as fiber Bragg gratings, free space gratings, echelle gratings used in spectroscopy applications also have various drawbacks.
【0013】[0013]
以上のように、光通信システムにおいて、異なる波長を有する信号の多重化と
逆多重化のために改善された回折格子が必要とされている。As described above, there is a need for improved diffraction gratings for multiplexing and demultiplexing signals having different wavelengths in optical communication systems.
【0014】
第1に、本発明は第1スペクトル領域を備える第1複合信号と第2スペクトル
領域を備える第2複合信号に使用する、基板と;該基板上に積層された光活性層
と;該光活性層に形成された構造を備える立体回折格子を有し、該構造は第1及
び第2スペクトル領域で稼動可能な光結合装置を提供するものである。First, the present invention uses a substrate for a first composite signal having a first spectral region and a second composite signal having a second spectral region; a photoactive layer laminated on the substrate; A three-dimensional diffraction grating having a structure formed in the photoactive layer, the structure providing an optical coupling device operable in the first and second spectral regions.
【0015】
第2に、本発明は第1スペクトル領域を備える第1複合信号と第2スペクトル
領域を備える第2複合信号の多重化と逆多重化に使用する、基板と;該基板上に
積層された第1の光活性素体と;該光活性素体内に形成された第1構造を備え、
該第1構造は少なくとも第1スペクトル領域及び第2スペクトル領域のいずれか
において稼動可能な立体回折格子を提供するものである。Secondly, the invention is used for multiplexing and demultiplexing a first composite signal having a first spectral region and a second composite signal having a second spectral region; a substrate; laminated on the substrate And a first structure formed in the photoactive matrix;
The first structure provides a stereoscopic diffraction grating operable in at least one of the first spectral region and the second spectral region.
【0016】
第3に、本発明は第1スペクトル領域を備える第1複合信号と第2スペクトル
領域を備える第2複合信号の多重化と逆多重化に使用する、基板と;該基板上に
積層された光活性素体と;該光活性素体内に形成された第1構造を備え、該第1
構造は第1スペクトル領域で稼動可能であり、該光活性素体内に形成された第2
構造は第2スペクトル領域で稼動可能な立体回折格子を提供するものである。Thirdly, the present invention is used for multiplexing and demultiplexing a first composite signal having a first spectral region and a second composite signal having a second spectral region, a substrate; And a first structure formed in the photoactive matrix.
The structure is operable in the first spectral region and has a second formed in the photoactive matrix.
The structure is one that provides a stereoscopic diffraction grating operable in the second spectral region.
【0017】
更に、本発明は空間分割されたスペクトルコンポーネントを単一の光ビームに
組み合わせるため(多重化)のフリースペース型装置、及び単一の光ビームの形
態で搬送された複数のスペクトルコンポーネントを各々が1つのスペクトルコン
ポーネントを有する個別の光ビームに空間分割(逆多重化)するための装置の性
能を、適切に最適化された立体回折格子を使用して改善する手段を提供するもの
である。Furthermore, the present invention provides a free space device for combining (multiplexing) spatially divided spectral components into a single light beam, and a plurality of spectral components carried in the form of a single light beam. It provides a means for improving the performance of a device for spatial division (demultiplexing) into individual light beams, each having one spectral component, using a suitably optimized stereoscopic grating. .
【0018】 次に添付の以下の図面を参照しつつ例を挙げて本発明を説明する。[0018] The invention will now be described by way of example with reference to the following accompanying drawings.
【0019】[0019]
まず図1aを参照すると、単一のファイバ12が搬送する2つの複合光信号1
8a(たとえばスペクトル領域が1528nmから1561nm)と18b(た
とえばスペクトル領域が1260nmから1360nm)という2つの複合光信
号を第1のスペクトルビームと第2のスペクトルビーム24bに分離するために
使用するように意図されている、関連技術の高分散イメージングリリーフ反射回
折格子10が示されている。光信号18aのスペクトル領域はn個のチャネルに
分割され、n個のチャネルの各々は独自の中心周波数を有する個別の光信号を搬
送する。n個のチャネルは、チャネルが重複しない限り、光信号18aのスペク
トル領域内で緊密に分離することができる(すなわち、これらは1nm以下の分
離を有する場合がある)。同様に、光信号18bはm個の重複しないチャネルを
含み、m個の重複しないチャネルの各々は、光信号18bのスペクトル領域内で
緊密に分離された個別の光信号を搬送する。Referring first to FIG. 1a, two composite optical signals 1 carried by a single fiber 12
Intended to be used to separate two composite optical signals 8a (eg spectral region 1528nm to 1561nm) and 18b (eg spectral region 1260nm to 1360nm) into a first spectral beam and a second spectral beam 24b. A related art, high dispersion imaging relief reflection grating 10 is shown. The spectral region of optical signal 18a is divided into n channels, each of the n channels carrying an individual optical signal having a unique center frequency. The n channels can be tightly separated within the spectral region of the optical signal 18a (ie, they may have a separation of 1 nm or less), as long as the channels do not overlap. Similarly, optical signal 18b includes m non-overlapping channels, each of the m non-overlapping channels carrying a closely separated individual optical signal within the spectral region of optical signal 18b.
【0020】
スペクトルビーム24aは複合光信号18aに対応し、構造が図1bに示され
ている光ファイバの束14によって光信号の組29aとして捕捉される。スペク
トルビーム24bは光信号18bに対応し、第2の光ファイバの束15によって
光信号の組29bとして捕捉される。Spectral beam 24a corresponds to composite optical signal 18a and is captured as optical signal set 29a by optical fiber bundle 14 whose structure is shown in FIG. 1b. Spectral beam 24b corresponds to optical signal 18b and is captured by second fiber optic bundle 15 as optical signal set 29b.
【0021】
次に、図1bを参照すると、光ファイバの第1の束14がより詳細に描かれて
いる。光ファイバの束14は多くの個別の光ファイバ、14aから14nを含む
。光ファイバ14aから14nの端60は線型の列に配置され、スペクトルビー
ム24aを受信する。スペクトルビーム24aの個別の光成分は複合光信号18
aの個別の光信号に対応し、格子10によってわずかに異なる角度で回折され、
光ファイバ14aから14nは、各々がこの個別の成分のうち1つを受信するよ
うな位置にある。光ファイバの束15は同様な構造を有し、多くの個別の光ファ
イバ15aから15m(図示せず)を含み、個別の光ファイバ15aから15m
も同様に、光信号18bを形成する個別の光信号を受信するような位置にある。Referring now to FIG. 1b, the first bundle 14 of optical fibers is depicted in more detail. Optical fiber bundle 14 includes many individual optical fibers, 14a through 14n. The ends 60 of the optical fibers 14a to 14n are arranged in a linear array and receive the spectral beam 24a. The individual light components of the spectral beam 24a are combined into the composite optical signal 18
corresponding to the individual optical signals of a, diffracted by the grating 10 at slightly different angles,
The optical fibers 14a to 14n are positioned so that each receives one of this individual component. The optical fiber bundle 15 has a similar structure and includes a number of individual optical fibers 15a to 15m (not shown).
Is also in a position to receive the individual optical signals forming the optical signal 18b.
【0022】
次に再び図1aを参照する。複合信号18aの単一の比較的狭いスペクトル帯
内で緊密に分離されたスペクトル成分の1つの組(たとえばスペクトルビーム2
4a)を、容認できる効率と画質で分離、またはデマルチプレクスするように、
高分散リリーフ反射格子である格子10を構成することは可能だが、実際には、
格子10を使用して、スペクトルが互いに大きく離れている2つのスペクトル帯
(すなわち複合信号18aと18bのスペクトル帯)の中の個別のチャネルまた
は光信号を、同時に効率よく分離しイメージングすることはできない。ファイバ
12とファイバの束14が、複合光信号18aを共に形成する個別の光信号をを
効率的に分離するような位置にある場合、スペクトルビーム24bはスペクトル
ビーム24aから実質的に離れている。スペクトルビーム24bは一般に、低い
効率で回折される。Referring again to FIG. 1a. A set of tightly separated spectral components within a single relatively narrow spectral band of composite signal 18a (eg, spectral beam 2
4a) is separated or demultiplexed with acceptable efficiency and image quality,
It is possible to construct the grating 10, which is a high dispersion relief reflection grating, but in practice
The grating 10 cannot be used to efficiently separate and image individual channels or optical signals in two spectral bands that are spectrally far apart from each other (ie, the spectral bands of the composite signals 18a and 18b). . Spectral beam 24b is substantially distant from spectral beam 24a when fiber 12 and fiber bundle 14 are positioned to efficiently separate the individual optical signals that together form composite optical signal 18a. Spectral beam 24b is generally diffracted with low efficiency.
【0023】
この理由の1つは、緊密に分離されたチャネルを別々の受信側ファイバ(すな
わちファイバ14aから14n)にデマルチプレクスするために、格子は各々の
スペクトル帯(すなわちスペクトルビーム24aまたは24b)のチャネル内の
個別の光信号の、容認できる角度分離を提供しなければならないためである。回
折されるスペクトルビーム(24aと24b)の角度分離は、格子の分散に比例
して増大する。格子の構成は、分離すべきスペクトル帯の中の1つのスペクトル
帯の個別のチャネルの中の回折された光から、比較的効率的な角度拡散を提供す
るように最適化することができる。格子10の典型的な構造は、円32の拡大図
である30に示されている。格子10は、ガラスと、適切な周期的なミクロ構造
を伴う高い反射性の層36などの強固な支持部を備える。当業者であれば、層3
6の表面を、単一のスペクトル帯で効率的に光を回折するように構成することが
できるであろう。しかし、2つの異なるスペクトル帯のスペクトル領域の間が比
較的大きく離れているため、2つの帯の中で同じ性能をもたらすことが非常に困
難になる。格子がスペクトルビーム24aのスペクトル領域で使用するように最
適化されている場合、スペクトルビーム24bは正しく回折されない(または全
く回折されない)。逆の動作を実行して、ファイバの組14と15によって2つ
の非常に離れた光の帯域から運ばれた光チャネルの2つの組を単一のファイバ1
2の中に複合しようとしても同じことが起きる。大きく離れたスペクトル帯にフ
ォーカスすることに関する困難に加え、大きな、偏光から独立した効果を確保す
ることも非常に難しい。One of the reasons for this is that in order to demultiplex the closely separated channels into separate receiving fibers (ie fibers 14a to 14n), the grating has to be in each spectral band (ie spectral beam 24a or 24b). This is because it has to provide an acceptable angular separation of the individual optical signals in the channel. The angular separation of the diffracted spectral beams (24a and 24b) increases in proportion to the grating dispersion. The grating configuration can be optimized to provide relatively efficient angular spread from the diffracted light in the individual channels of one of the spectral bands to be separated. A typical structure of the grid 10 is shown at 30 which is an enlarged view of the circle 32. The grating 10 comprises glass and a rigid support such as a highly reflective layer 36 with suitable periodic microstructures. One of ordinary skill in the art would appreciate Layer 3
The surface of 6 could be configured to diffract light efficiently in a single spectral band. However, the relatively large separation between the spectral regions of the two different spectral bands makes it very difficult to achieve the same performance in the two bands. If the grating is optimized for use in the spectral region of spectral beam 24a, spectral beam 24b will not be diffracted correctly (or not at all). Performing the reverse operation, the two sets of optical channels carried by the fiber sets 14 and 15 from two very distant bands of light are combined into a single fiber 1.
The same thing happens when you try to combine in 2. In addition to the difficulties associated with focusing in spectral bands that are far apart, it is also very difficult to ensure a large, polarization-independent effect.
【0024】
格子10などの格子を低分散を有するように構成し、スペクトルビーム24a
と24bの間でより小さくまたより効率的な角度分離を提供するように構成する
こともできる。これは複合信号18aと18bを互いに分離するには有用だが、
低分散格子は、複合信号18aまたは複合信号18bを形成する個別の光信号を
十分に分離することはできない。A grating, such as grating 10, is configured to have low dispersion, and the spectral beam 24a
It may also be configured to provide a smaller and more efficient angular separation between the and 24b. This is useful for separating the composite signals 18a and 18b from each other,
The low dispersion grating cannot adequately separate the individual optical signals forming the composite signal 18a or composite signal 18b.
【0025】
関連技術の格子10をマルチ波長の信号からスペクトル成分を分離するために
使用すると、いくつかの別の不利益がある。The use of related art grating 10 to separate spectral components from multi-wavelength signals has several other disadvantages.
【0026】
第1に、回折されたビーム24a、24bの正確な位置は格子10の位置に非
常に依存しているが、格子10は通常、周囲の温度に非常に敏感であり、温度が
変わると格子10の角度方向が変わる場合がある。たとえば、格子10がx度回
転すると、回折されたビーム24aと24bの位置は2x度移動する。従って、
格子10を本線ファイバ12と支線ファイバ14と15に対して正確に配置する
ことが必要である。First, although the exact location of the diffracted beams 24a, 24b is very dependent on the location of the grating 10, the grating 10 is typically very sensitive to ambient temperature, and the temperature changes. The angle direction of the lattice 10 may change. For example, if the grating 10 rotates x degrees, the positions of the diffracted beams 24a and 24b will move 2x degrees. Therefore,
It is necessary to position the grating 10 accurately with respect to the main fiber 12 and the branch fibers 14 and 15.
【0027】
第2に、格子10はほとんどの場合、信号18aと18bに含まれる所望の方
向の光の一部しか反射し回折しない。典型的には、格子10は光信号18aと1
8bの最大量を、第1の回折オーダ(すなわちオーダ1)に回折し、ビーム24
aと24bを形成し、ビーム24aと24bは順次信号29aと29bを形成す
るように構成される。信号18aと18bの残りの光は、部分反射鏡のように(
回折オーダ0、図示せず)格子10によって部分的に反射されるか、または好ま
しくない方向に回折されるか(すなわちオーダ1以外のオーダ。図示せず)、ま
たは格子10によって部分的に吸収されるか散乱される。1つの信号に対応する
散乱した光は(すなわちたとえばファイバの束14に向けられたスペクトル帯2
4a)は、ファイバの束15の中の個別のファイバによって収集される場合もあ
るが、ファイバの束15はスペクトル帯24bの光を収集することが目的なので
、チャネル間のクロストークの原因となる。これは信号の劣化につながる場合が
ある。Second, grating 10 most often reflects and diffracts only some of the light in the desired direction contained in signals 18a and 18b. Typically, grating 10 has optical signals 18a and 1
The maximum amount of 8b is diffracted into the first diffraction order (ie order 1) and beam 24
a and 24b, and beams 24a and 24b are configured to sequentially form signals 29a and 29b. The remaining light of the signals 18a and 18b acts like a partial reflector (
Diffractive order 0, not shown) partially reflected by grating 10, diffracted in an undesired direction (ie, an order other than order 1, not shown), or partially absorbed by grating 10. Or scattered. The scattered light corresponding to one signal (ie, the spectral band 2 directed to the bundle 14 of fibers, for example)
4a) may be collected by individual fibers within the fiber bundle 15, but since fiber bundle 15 is intended to collect light in the spectral band 24b, it causes crosstalk between channels. . This can lead to signal degradation.
【0028】
第3に、図1の36に示されるような反射回折格子の活性表面は、保護が容易
ではない。有効面の成形は露出しているので、日常の取扱によって容易に汚損さ
れるか破損される可能性がある。典型的には、格子10を洗ってごみまたは他の
汚染物質を除去することはできない。Third, the active surface of a reflective grating, such as that shown at 36 in FIG. 1, is not easy to protect. The molding of the active surface is exposed and can easily be soiled or damaged by routine handling. Typically, the grate 10 cannot be washed to remove dirt or other contaminants.
【0029】
第4に、波長の関数である格子10の効率は、s偏光とp偏光に対して極端に
異なる性能を示す。これは平面で偏光された光を使用して偏光方向が異なってい
る時には、効率に大きなばらつきをもたらす場合がある。Fourth, the efficiency of the grating 10 as a function of wavelength exhibits extremely different performance for s- and p-polarized light. This can lead to large variations in efficiency when using plane polarized light and different polarization directions.
【0030】
次に図2を参照すると、本発明による立体回折格子90が示されている。この
格子は基板111、カバーガラス112、第1の活性回折層211a、及び第2
の活性回折層211bを備える。活性回折層211aは基板111の1つの側の
上に形成される。同様に、活性回折層211bはカバーガラス112の1つの側
に形成される。活性回折層211aと212は光接着剤113の層で共に接着さ
れている。Referring now to FIG. 2, a three-dimensional diffraction grating 90 according to the present invention is shown. This grating includes the substrate 111, the cover glass 112, the first active diffraction layer 211a, and the second active diffraction layer 211a.
Of the active diffraction layer 211b. The active diffraction layer 211a is formed on one side of the substrate 111. Similarly, the active diffraction layer 211b is formed on one side of the cover glass 112. The active diffraction layers 211a and 212 are adhered together by a layer of photoadhesive 113.
【0031】
回折層211a、211bは、ハーフスペース200からの入射ビームが格子
90にあたると、選択された回折オーダの回折されたビームが、格子が完全に透
過性または部分的に透過性であった場合には送信された光を含むハーフスペース
222の中を伝播するように構成することができ、送信の(または「送信」)回
折格子を形成することができる。別法としては、回折層211aと211bは、
ハーフスペース220からの入射ビームが格子90にあたると、選択された回折
オーダの回折されたビームが、格子が完全に反射性または部分的に反射性であっ
た場合には反射された光を含むハーフスペース222に伝播するように構成する
ことができ、反射回折格子を形成することができる。The diffractive layers 211a, 211b were such that when the incident beam from the half-space 200 hits the grating 90, the diffracted beam of the selected diffraction order was such that the grating was completely transparent or partially transparent. In some cases, it can be configured to propagate in a half-space 222 that contains the transmitted light, and a transmit (or “transmit”) diffraction grating can be formed. Alternatively, the diffractive layers 211a and 211b are
When the incident beam from the half-space 220 strikes the grating 90, the diffracted beam of the selected diffraction order will contain half the reflected light if the grating was fully or partially reflective. It can be configured to propagate into the space 222 and a reflective diffraction grating can be formed.
【0032】
回折層211aと211bは、重クロム酸塩のゼラチン、または光信号を回折
するように構成できる他の任意の材料で形成してもよい。重クロム酸塩のゼラチ
ンまたは他の光学的に活性素材を使用する場合は、回折格子は、1つまたは両方
の回折層の中で高い屈折率の領域と低い屈折率の領域を交互に作成することによ
って形成してもよい。これはさらに回折格子100に関して次に説明される。The diffractive layers 211a and 211b may be formed of dichromated gelatin or any other material that can be configured to diffract an optical signal. When using dichromated gelatin or other optically active material, the grating creates alternating high and low refractive index regions in one or both diffractive layers. It may be formed by This is further described below with respect to diffraction grating 100.
【0033】
格子90が反射回折格子として構成されている時、基板111またはカバーガ
ラス112のいずれかは、少なくとも動作スペクトル領域内では透過的である材
料から作らなければならない。格子100が送信回折格子として構成されている
時には、基板111とカバーガラス112の両方を、少なくとも動作スペクトル
領域内では透過的である材料から作らなければならない。When the grating 90 is configured as a reflective diffraction grating, either the substrate 111 or the cover glass 112 must be made of a material that is transparent at least in the operating spectral range. When the grating 100 is configured as a transmission diffraction grating, both the substrate 111 and the cover glass 112 must be made of a material that is transparent, at least in the operating spectral range.
【0034】
基板111とカバーガラス112を両方ともフィルタガラスから作り、活性回
折層211aと211bと相互作用する光のスペクトル領域を限定することがで
きる。フィルタガラスを使用して、格子90によって回折される光のスペクトル
特性を修正することもできる。基板111とカバーガラス112のフィルタリン
グ性質はさらに、薄層技術(または別の方法)で作成された1つまたは複数の干
渉フィルタ114a、114b、114c、114dを、基板111とカバーガ
ラス112表面の任意の組合せの上に加えることによって、さらに強化すること
ができる。たとえば、格子100が反射送信格子として構成され、光がカバーガ
ラス112の側から格子100に入射する場合、干渉フィルタ114cと114
dのいずれか1つまたは両方を、カバーガラス112の表面上に形成することが
できる。格子100を送信回折格子として構成する場合、干渉フィルタ114a
と114bのいずれか1つまたは両方を、基板111の側面に形成することがで
きる。干渉フィルタ114a、114b、114c、114dを使用して、回折
された光のスペクトルを修正し、光の強度のスペクトルの変動と、検出器の不均
一なスペクトルの応答を補償することもできるし、または、システムが光ファイ
バ通信システム内で使用される時にはEDFA(エルビウム添加光ファイバ増幅
器)のスペクトルの不均一性を補償することができる。さらに、基板とカバーガ
ラスの両方の選択された表面またはすべての表面を、薄層反射防止コーティング
115a、115b、115c、115dでカバーし、これらの表面上で発生す
る可能性のある反射を低減することもできる。Both the substrate 111 and the cover glass 112 can be made of filter glass to limit the spectral range of light that interacts with the active diffractive layers 211a and 211b. Filter glass can also be used to modify the spectral characteristics of the light diffracted by the grating 90. The filtering properties of the substrate 111 and the cover glass 112 further include one or more interference filters 114a, 114b, 114c, 114d made by thin layer technology (or another method), any of the surfaces of the substrate 111 and the cover glass 112. Can be further strengthened by adding on top of the combination. For example, if grating 100 is configured as a reflective transmission grating and light enters grating 100 from the cover glass 112 side, interference filters 114c and 114c.
Either one or both of d can be formed on the surface of the cover glass 112. When the grating 100 is configured as a transmission diffraction grating, the interference filter 114a
Either one or both of and 114b may be formed on the side surface of the substrate 111. The interference filters 114a, 114b, 114c, 114d may be used to modify the spectrum of the diffracted light to compensate for spectral variations in the intensity of the light and non-uniform spectral response of the detector. Alternatively, the EDFA (Erbium-Doped Optical Fiber Amplifier) spectral non-uniformity can be compensated when the system is used in an optical fiber communication system. In addition, selected or all surfaces of both the substrate and cover glass are covered with a thin antireflective coating 115a, 115b, 115c, 115d to reduce possible reflections on these surfaces. You can also
【0035】
好ましい形態の格子90を説明した。カバーガラス112、第2の光学的に活
性層211b、接着剤層113、干渉フィルタ114aから114d、及び反射
防止コーティング115aから115dはオプションである。もっとも簡単な形
態では、本発明による格子は上に光学的に活性信号層(すなわち層211a)が
形成された基板(すなわち基板111)だけから成り立っていてもよい。基板1
11は光学的に活性層211aに強固な支持を提供するために必要である。基板
111を使用する時、カバーガラス112は基板111と共に、取扱または清掃
の間に格子100を損傷から守る。A preferred form of grid 90 has been described. The cover glass 112, the second optically active layer 211b, the adhesive layer 113, the interference filters 114a to 114d, and the antireflection coatings 115a to 115d are optional. In its simplest form, the grating according to the invention may consist solely of a substrate (ie substrate 111) on which an optically active signal layer (ie layer 211a) is formed. Board 1
11 is necessary to optically provide strong support to the active layer 211a. When using the substrate 111, the cover glass 112, along with the substrate 111, protects the grid 100 from damage during handling or cleaning.
【0036】
基板111とカバーガラス112を平面の要素として示した。これらの要素の
うち1つまたは両方は異なる形状を有してもよい。たとえば、所望の光学的な機
能を提供するためにいずれかの要素または両方の要素をプリズムとしてもよいし
、カーブさせてもよい。The substrate 111 and cover glass 112 are shown as planar elements. One or both of these elements may have different shapes. For example, either or both elements may be prisms or curved to provide the desired optical function.
【0037】
次に図3A、図3B、図3C、図3Dを参照すると、各々の図は、各々が本発
明によって作成された立体回折格子100a、100b、100c、100dの
使用を示す。格子90(図2)の要素と同一である格子100aから100dの
要素は、同じ参照番号で識別されている。格子100aの構造は、円108の拡
大図である106に示されている。格子100aは基板111、光学的に活性層
211a、及びカバーガラス112を備える。Referring now to FIGS. 3A, 3B, 3C, 3D, each figure illustrates the use of a cubic diffraction grating 100a, 100b, 100c, 100d, each made according to the present invention. Elements of grids 100a-100d that are identical to elements of grid 90 (FIG. 2) are identified by the same reference numbers. The structure of grating 100a is shown at 106, which is an enlarged view of circle 108. The grating 100a comprises a substrate 111, an optically active layer 211a and a cover glass 112.
【0038】
上記のように、光学的に活性層211aは、重クロム酸塩のゼラチンまたは他
の光学的に活性材料の層であってよい。示されているように、格子100aは屈
折率が高い領域109と屈折率が低い領域110を交互に有する。交互に並んだ
領域109、110は異なる形状を取ってもよく(106に示されているように
一部の用途では平面を含む)、一般に、これらは格子100の平面に垂直である
必要はない。回折格子として効率的に機能するために、増加した屈折率を有する
連続する領域109の位置は、あらかじめ定義されている、ほとんど周期的な関
数に従わなければならず、場合によっては、周期的である場合もある(すなわち
等間隔)。これらの領域を正しい位置に向け、格子100aが回折することが求
められているスペクトル領域で正しい性能を保証しなければならない。領域10
9、110の形と位置は格子の「構造」を形成し、この構造は送信格子または反
射格子としての格子の動作を制御する。図3Aでは、格子100aは低分散送信
回折格子として構成されている。当業者であれば、領域109と110を交互に
形成し、選択されたスペクトル領域の光を回折するように格子100aの構造を
選択することができるであろう。As mentioned above, the optically active layer 211a may be a layer of dichromated gelatin or other optically active material. As shown, grating 100a has alternating high refractive index regions 109 and low refractive index regions 110. The alternating regions 109, 110 may take different shapes (including planes for some applications as shown at 106), and generally they need not be perpendicular to the plane of the grating 100. . In order to function efficiently as a diffraction grating, the position of the continuous region 109 with increased index of refraction must follow a pre-defined, almost periodic function, which in some cases is periodic. In some cases (ie evenly spaced). These areas must be oriented to ensure correct performance in the spectral range where grating 100a is required to diffract. Area 10
The shape and position of 9,110 form the "structure" of the grating, which controls the operation of the grating as a transmission or reflection grating. In FIG. 3A, grating 100a is configured as a low dispersion transmit diffraction grating. One of ordinary skill in the art will be able to select the structure of grating 100a to alternately form regions 109 and 110 and diffract light in the selected spectral region.
【0039】
格子100aの効率は構造上の特徴だけではなく、光学的に活性層211aの
厚さT、光学的に活性層211aの平均屈折率、交互になっている領域109と
111の屈折率の間の差のマグニチュード、単一の周期内で屈折率が低から高に
変わる状態(すなわち領域109と1110の間の遷移の鋭さ)、及びこの遷移
が格子の異なる領域でどのように変化するかなどを含む、他の要因にも依存する
。当業者であれば、格子100の要求される性能を得るためには、これらのすべ
てのパラメータを考慮しなければならないことが分かるであろう。回折効果は、
格子の光学的に活性層211aの中の層109と110の間の屈折率によって生
じる(すなわち、リリーフ反射格子10の場合のような表面の回折とは対照的な
、格子のボリューム(図1))。このために、格子90と100などの格子は「
立体格子」と呼ばれる。The efficiency of the grating 100a is not only a structural feature, but also the thickness T of the optically active layer 211a, the average refractive index of the optically active layer 211a, the refractive index of the alternating regions 109 and 111. The magnitude of the difference between, the state where the refractive index changes from low to high within a single period (ie the sharpness of the transition between regions 109 and 1110), and how this transition changes in different regions of the lattice. It also depends on other factors, including One of ordinary skill in the art will appreciate that all these parameters must be considered in order to obtain the required performance of grating 100. The diffraction effect is
Caused by the index of refraction between layers 109 and 110 in the optically active layer 211a of the grating (ie, the volume of the grating, as opposed to surface diffraction as in the case of the relief reflective grating 10 (FIG. 1) ). For this reason, grids such as grids 90 and 100 are
It is called a three-dimensional lattice.
【0040】
特に図3Bを参照すると、図1と同じように信号18aと18bはスペクトル
が離れた複合光信号の2つの組である。信号18aは1528nmから1561
nmのスペクトル領域を有していてもよい。信号18bは1260nmから13
60nmのスペクトル領域を有していてもよい。(これらの領域は例示的なもの
であり、実際には表1にリストされているような別の領域を使用することができ
る)。スペクトルビーム16は信号18aと18bの両方に対応する発散信号と
して本線ファイバ12から出る。スペクトルビーム16はレンズ102によって
平行になっている。平行になった信号が格子100にあたる。格子100aは格
子10と同じように、スペクトルビーム16を、スペクトルビーム24a、24
b、114を含む一連のスペクトルビームに回折する。スペクトルビーム114
はゼロオーダのビームであり、回折されずに格子100から伝播する。スペクト
ルビーム24aと24bは第1のオーダの回折されたビームであり、それぞれ信
号18aと18bに対応する。スペクトルビーム24aと24bは互いに角度が
外れており、それぞれ、複合信号18a、18bに対応する。スペクトルビーム
24aはレンズ104によって、共に複合信号18aを形成する個別の信号の組
に対応する、1組の単一波長の信号29aとして、ファイバの束14(図2のよ
うにn個の個別のファイバの組から構成される)上にフォーカスされる。同様に
、ビーム24bはレンズ104によって、共に複合信号18bを形成する個別の
信号の組に対応する1組の単一波長の信号29bとして、ファイバの束15(m
個の個別のファイバの組から構成される)の上にフォーカスされる。With particular reference to FIG. 3B, as in FIG. 1, signals 18a and 18b are two sets of spectrally separated composite optical signals. The signal 18a is from 1528 nm to 1561
It may have a spectral region of nm. The signal 18b is from 1260 nm to 13
It may have a spectral region of 60 nm. (These areas are exemplary, and in fact other areas as listed in Table 1 can be used). Spectral beam 16 exits mains fiber 12 as a divergent signal corresponding to both signals 18a and 18b. The spectral beam 16 is collimated by the lens 102. The parallel signals hit the grating 100. Like the grating 10, the grating 100a converts the spectral beam 16 into spectral beams 24a and 24a.
b, diffracts into a series of spectral beams including 114. Spectral beam 114
Is a zero-order beam that propagates out of the grating 100 without being diffracted. Spectral beams 24a and 24b are first order diffracted beams and correspond to signals 18a and 18b, respectively. Spectral beams 24a and 24b are offset from each other and correspond to composite signals 18a and 18b, respectively. Spectral beam 24a is transmitted by lens 104 as a set of single wavelength signals 29a, which correspond to the individual signal sets that together form composite signal 18a, into a bundle of fibers 14 (n individual individual signals as in FIG. 2). Is composed of a set of fibers). Similarly, beam 24b is transmitted by lens 104 into a bundle of fibers 15 (m) as a set of single-wavelength signals 29b, which together correspond to the individual sets of signals forming composite signal 18b.
(Consisting of a set of individual fibers).
【0041】
構造を適切に構成することによって立体格子90(図2)などの立体格子を構
成し、効率的な高分散格子または効果的な低分散格子を提供することができる。
さらに、立体格子90などの立体格子を、送信格子または反射格子として構成す
ることもできる。格子90などの立体格子の次の特徴は、高分散格子または低分
散格子としての動作、あるいは送信格子または反射格子としてのその動作に関連
する。
(i)活性層の厚さ
(ii)格子の活性媒体の屈折率
(iii)格子の周期
(iv)回折構造の、格子の表面に対する斜めの角度
(v)屈折率の修正の深さ
(vi)回折ミクロ構造全体の屈折率の分布
(vii)入射角By appropriately configuring the structure, a three-dimensional lattice such as the three-dimensional lattice 90 (FIG. 2) can be formed to provide an efficient high dispersion lattice or an effective low dispersion lattice.
Further, a solid grating such as solid grating 90 may be configured as a transmission grating or a reflective grating. The next feature of a cubic grating, such as grating 90, relates to its operation as a high-dispersion or low-dispersion grating, or its transmission or transmission grating. (I) thickness of the active layer (ii) refractive index of the active medium of the grating (iii) period of the grating (iv) oblique angle of the diffractive structure to the surface of the grating (v) depth of modification of the refractive index (vi) ) Refractive index distribution throughout the diffractive microstructure (vii) Incident angle
【0042】
当業者であればこれらの特徴を選択し構成して、所望の程度の分散と、送信特
性または反射特性を格子に提供することができるであろう。Those skilled in the art will be able to select and configure these features to provide the desired degree of dispersion and transmission or reflection characteristics to the grating.
【0043】
図3Aから図3Dは、立体回折格子のいくつかの動作モードを示す。図3Bと
図1Aの要素に対応する図3A、図3C、図3Dの中の要素には、同じ参照番号
が与えられている。3A to 3D show several modes of operation of a stereoscopic diffraction grating. Elements in FIGS. 3A, 3C, and 3D that correspond to elements in FIGS. 3B and 1A are given the same reference numbers.
【0044】
図3Aと図3Bは、回折格子100aと100bを送信回折格子として使用し
ている様子を示す。特に、格子100aは、1つのファイバ(すなわちファイバ
12)から、異なるスペクトル領域(すなわち複合信号18aと18b)を有す
る2つの複合信号を、2つまたは2つ以上のファイバ40と42に分離するのに
適した、低分散格子である。3A and 3B show how the diffraction gratings 100a and 100b are used as transmission diffraction gratings. In particular, grating 100a separates two composite signals having different spectral regions (ie, composite signals 18a and 18b) from one fiber (ie, fiber 12) into two or more fibers 40 and 42. It is a low dispersion grating suitable for.
【0045】
格子100bは、2つのスペクトル帯の個別の信号を、2つの別々のファイバ
の束(すなわちファイバの束14(図2)とファイバの束15)の個別ファイバ
に分離(または結合する)のに適した、高分散格子として構成されている。格子
100bの特徴を正しく構成することによって、スペクトルビーム24aと24
bの角度分離を制御し、複合信号18aの成分信号を互いに効率的に分離し、複
合信号18bの成分信号も互いに効率的に分離できるようにすることができる。Grating 100b separates (or combines) the individual signals in the two spectral bands into individual fibers in two separate fiber bundles (ie fiber bundle 14 (FIG. 2) and fiber bundle 15). It is configured as a high dispersion grating suitable for By properly configuring the features of the grating 100b, the spectral beams 24a and 24a
It is possible to control the angular separation of b so that the component signals of the composite signal 18a can be efficiently separated from each other and the component signals of the composite signal 18b can also be efficiently separated from each other.
【0046】
格子100cと100dは、それぞれ低分散格子と高分散格子として構成され
ている反射格子であり、格子100aと100bと似たようにそれぞれ動作する
。Gratings 100c and 100d are reflective gratings configured as a low dispersion grating and a high dispersion grating, respectively, and operate similarly to gratings 100a and 100b, respectively.
【0047】
低分散格子100aと100cは、2つの離れた帯域のスペクトル領域に渡っ
て効率的であるように設計されている。成分信号(すなわち信号18aと18b
の組)を受信するファイバの相対的な位置は、格子の構造によって決定される。The low dispersion gratings 100a and 100c are designed to be efficient over the spectral regions of two separate bands. Component signals (ie signals 18a and 18b
The relative position of the fibers receiving the
【0048】
高分散格子100bと100dは、2つの特定のスペクトル領域内でより精密
に信号を分離するように構成できるという利点を有する。しかしこれらの格子は
低分散格子100a、100dよりも正確な構成を必要とする。The high-dispersion gratings 100b and 100d have the advantage that they can be configured to more accurately separate the signals within two particular spectral regions. However, these gratings require a more accurate configuration than the low dispersion gratings 100a, 100d.
【0049】 格子100aから100dは、格子10に比べて改善された性能を提供する。[0049] The gratings 100a-100d provide improved performance over the grating 10.
【0050】
第1に、格子100aと100bは反射格子ではなく送信格子であるので、格
子が本線ファイバ12及びファイバ40と42、またはファイバの束14と15
に対して物理的に動いてもそれに対する感度は低い。First, since the gratings 100a and 100b are transmission gratings rather than reflection gratings, the gratings are either main fiber 12 and fibers 40 and 42, or fiber bundles 14 and 15.
Even if it physically moves against, the sensitivity to it is low.
【0051】
第2に、上記のように、活性層の厚さ、その屈折率、格子全体の屈折率の変化
の領域とその分布を正しく選択することにより、格子100の効率は、値とスペ
クトル特性の点からはるかによく制御できる。正しく設計された格子100の内
部の回折効率は99%よりも大きく、通信システムで使用可能な反射格子の効率
をはるかに超える。この結果、信号が強くなり、チャネル間のクロストークの危
険性も大幅に低減される。Secondly, as described above, by properly selecting the thickness of the active layer, its index of refraction, and the region of variation of the index of refraction of the entire grating and its distribution, the efficiency of the grating 100 can be determined by the value and the spectrum. It is much more controllable in terms of characteristics. The diffraction efficiency inside a properly designed grating 100 is greater than 99%, far exceeding the efficiency of reflective gratings available in communication systems. As a result, the signal is stronger and the risk of crosstalk between channels is significantly reduced.
【0052】
第3に、上記のように、格子100の表面はカバーガラスまたは他の保護材料
によって容易に保護できる。Third, as mentioned above, the surface of the grid 100 can be easily protected by a cover glass or other protective material.
【0053】
第4に、当業者であれば、格子100が信号18a、18bを回折する効率は
、リリーフ格子10よりも入射信号(すなわち信号18a、18b)の偏光に対
してより感度が低いことが理解されるであろう。Fourth, those skilled in the art will appreciate that the efficiency of the grating 100 diffracting the signals 18a, 18b is less sensitive to the polarization of the incident signal (ie the signals 18a, 18b) than the relief grating 10. Will be understood.
【0054】
第5に、格子100は送信または反射のいずれかとして機能でき、空間的な構
成が異なるファイバの注入及び収集を可能にする。これによって、マルチプレク
サとデマルチプレクサの設計の融通性が高まる。Fifth, the grating 100 can function as either a transmitter or a reflector, allowing the injection and collection of fibers with different spatial configurations. This increases the flexibility of the multiplexer and demultiplexer design.
【0055】
次に図4を参照すると、本発明によって作成された別の実施形態の格子200
が示されている。格子200は格子100aから100d(図3Aから図3D)
と同じように使用される。格子200は2つの独立した構造を有する。当業者で
あれば、2つの独立した構造を格子200の中に形成することができるであろう
。Referring now to FIG. 4, another embodiment grid 200 made in accordance with the present invention.
It is shown. Lattice 200 includes lattices 100a to 100d (FIGS. 3A to 3D)
Used in the same way as. The grating 200 has two independent structures. One of ordinary skill in the art will be able to form two independent structures in the grating 200.
【0056】
第1の構造は、高い屈折率を有する領域202と、低い屈折率を有する領域2
04から成り、信号18aのスペクトル領域を含む比較的狭い領域の光を回折す
るように設計されている。したがって、この第1の構造は、たとえば約1528
nmから1561nmの間の波長領域の光を回折する帯域通過特性を有するよう
に構成される。The first structure is a region 202 having a high refractive index and a region 2 having a low refractive index.
04, and is designed to diffract light in a relatively narrow region including the spectral region of the signal 18a. Thus, this first structure is, for example, about 1528.
It is configured to have a bandpass characteristic for diffracting light in the wavelength region between nm and 1561 nm.
【0057】
第2の構造は、高い屈折率を有する領域206と、低い屈折率を有する領域2
08から成り、信号18bの1260nmと1360nmの間のスペクトル領域
の光を回折する帯域通過特性を有する。周期、屈折率修正深度、及び周期全体と
格子全体の屈折率の分布など、2つの別々の回折構造のすべてのパラメータが異
なるように構成し、各スペクトル帯の中で個別に最良の性能を達成することがで
きる。The second structure has a region 206 having a high refractive index and a region 2 having a low refractive index.
No. 08, and has a bandpass characteristic for diffracting light in the spectral region between 1260 nm and 1360 nm of the signal 18b. Achieve best performance individually within each spectral band by configuring all parameters of two separate diffractive structures such as period, refractive index correction depth, and refractive index distribution across period and grating can do.
【0058】
動作においては、格子200は図3Bに示された格子100aと同じように使
用される。格子200の第1の構造と第2の構造は互いに独立して動作し、それ
ぞれ信号18aと18bに対応するスペクトルビーム16の部分を回折する。格
子100と比較すると、格子200は、構造が両方とも単一のスペクトル領域で
動作する高分散格子として構成でき、したがって、各構造はそれぞれのスペクト
ル領域内のスペクトルビームのより正確な回折を提供するように形成できるとい
う利点を有する。In operation, the grating 200 is used in the same manner as the grating 100a shown in FIG. 3B. The first and second structures of grating 200 operate independently of each other and diffract the portions of spectral beam 16 that correspond to signals 18a and 18b, respectively. Compared to the grating 100, the grating 200 can be configured as a high-dispersion grating, both structures operating in a single spectral region, so that each structure provides a more accurate diffraction of the spectral beam in its respective spectral region. It has the advantage that it can be formed as follows.
【0059】
格子200は2つの構造だけしか有しないが、実際には格子に2つより多くの
構造を埋め込み、各々が異なるスペクトル領域を有する多くの信号の異なる組を
分離することができる。各構造の動作は、格子の厚さTが十分である限り(すな
わち、格子200のボリュームが十分である)互いに独立している。当業者であ
れば、十分な厚さのTを選択して、2つの構造の動作を独立させることができる
であろう。Although the grating 200 has only two structures, it is possible in practice to embed more than two structures in the grating to separate many different sets of signals, each having a different spectral region. The operation of each structure is independent of each other as long as the thickness T of the grating is sufficient (ie, the volume of the grating 200 is sufficient). One of ordinary skill in the art will be able to choose a T of sufficient thickness to allow independent operation of the two structures.
【0060】
同様に、立体回折格子が格子90(図2)のように2つの接着された活性層か
ら成る場合、各層は複数の回折構造を含み、別々の仕事を行なうことができる。
これはさらに本発明の機能を拡大し、非常に複雑な機能を伴う回折素子の生成を
可能にする。Similarly, if the three-dimensional diffraction grating consists of two bonded active layers, such as grating 90 (FIG. 2), each layer may contain multiple diffractive structures and perform separate tasks.
This further extends the functionality of the invention and allows the production of diffractive elements with very complex functionality.
【0061】
図5A、5B、5C、5Dは、格子200のように2つの構造を伴う立体回折
格子の別の実施形態を示す。5A, 5B, 5C, 5D show another embodiment of a cubic diffraction grating with two structures, such as grating 200.
【0062】
図5Aは、2つの別々のスペクトル帯を分離または結合する2つの独立した回
折構造を伴う低分散立体送信格子200aの応用を示し、図5Bは両方のスペク
トル帯の回折幾何構造を独立して制御し、各帯域の中の通信チャネルの分離を同
時に行なう、独立した2つの回折構造を伴う高分散格子200bの応用を示す。FIG. 5A shows an application of a low dispersion stereo transmission grating 200a with two independent diffractive structures that separate or combine two separate spectral bands, and FIG. 5B separates the diffractive geometry of both spectral bands. The application of a high-dispersion grating 200b with two independent diffractive structures, which is controlled and controlled simultaneously to separate the communication channels in each band, is shown.
【0063】
図5Cと図5Dは、図5Aと図5Bの送信格子200aと200bのように、
2つの構造がそれぞれ同じ機能を行う反射立体回折格子を示す。5C and 5D, like the transmission gratings 200a and 200b of FIGS. 5A and 5B,
Figure 2 shows a reflective cubic diffraction grating with two structures each performing the same function.
【0064】
格子の構造が比較的狭い領域で動作するように構成されている時は、より効率
的になる。すなわち、格子200aから200dのうち1つを格子10の代わり
に使用する場合、2つの構造の特定の帯域通過領域内で格子200にあたる信号
16からの入力光はより多く回折され、レンズ104を介して支線ファイバ14
、15に伝えられる。内部の効率(回折構造内に入る光に対する効率であり、格
子の表面で光が失われる可能性があるため、総入射光よりも少ないであろう)は
格子の特性によって異なるが、格子200aから200dの各構造ごとに100
%に近づき得る。従って、チャンネル間のクロストークの危険性は、格子10と
比較して更に減少できる。ファイバ14、15の各々が実際に多くの信号を搬送
し、多くのファイバを含む、図1bを参照して説明された上の場合では、格子2
00に対応する格子は関連する領域に渡って波長を回折するように設計しなけれ
ばならない。It becomes more efficient when the structure of the grating is arranged to operate in a relatively narrow area. That is, if one of the gratings 200a-200d is used in place of the grating 10, the input light from the signal 16 that hits the grating 200 within the particular bandpass region of the two structures will be more diffracted and passed through the lens 104. Branch line 14
, 15. The internal efficiency (efficiency for light entering the diffractive structure, which may be less than total incident light due to possible loss of light at the surface of the grating) depends on the characteristics of the grating, but from grating 200a 100 for each 200d structure
Can approach%. Therefore, the risk of crosstalk between channels can be further reduced compared to the grating 10. In the above case described with reference to FIG. 1b, where each of the fibers 14, 15 actually carries many signals and contains many fibers, the grating 2
The grating corresponding to 00 must be designed to diffract the wavelength over the relevant region.
【0065】
格子200aから200dの別の利点は、信号18aと18bのスペクトル領
域で動作するように構成されている2つの構造の設計された動作領域の外側の光
が、これらのスペクトル領域の外側の光を回折しないことである。このような光
は近くの光源によって生成される場合があり、格子200aから200dは、こ
のような一過性の光の送信を低減するノイズフィルタとして機能することもでき
る。Another advantage of the gratings 200a-200d is that light outside the designed operating regions of the two structures that are configured to operate in the spectral regions of the signals 18a and 18b will be outside those spectral regions. Is not to diffract the light. Such light may be generated by nearby light sources, and the gratings 200a-200d may also function as noise filters to reduce the transmission of such transient light.
【0066】
次に図6を参照すると、本発明による立体送信回折格子300の別の実施形態
が示されている。格子300は、円304の拡大図である302によりはっきり
と示されている単一の構造を有する。示されているように、格子300は高い屈
折率の領域306と、低い屈折率の領域308を有する。交互になっている領域
は、格子100と200との構造とは対照的に、平面の断面ではなくカーブにな
っている断面を有する。領域302と304の形状は、回折されたビーム24a
、24b(上記のように信号18a、18bに対応する第一のオーダの回折され
たビーム)の形状を修正するように機能する。Referring now to FIG. 6, another embodiment of a stereoscopic transmission diffraction grating 300 according to the present invention is shown. The grating 300 has a unitary structure, which is more clearly shown by the enlarged view 302 of the circle 304. As shown, the grating 300 has a high index region 306 and a low index region 308. The alternating regions have a curved cross-section rather than a planar cross-section, as opposed to the structure of gratings 100 and 200. The shapes of the regions 302 and 304 are such that the diffracted beam 24a
, 24b (first order diffracted beam corresponding to signals 18a, 18b as described above).
【0067】
信号18aと18bは本線ファイバ12に沿って送信され、発散ビーム310
で出る。発散ビーム310は格子300にあたり、格子300は上記のように信
号16の成分である信号18aと18bの波長を含む一定領域の波長に渡って光
を回折する。格子300の構造はそれぞれ信号18a、18bに対応する、第1
のオーダの回折されたビーム24a、24bを、支線ファイバ14、15にフォ
ーカスするように選択される。格子300はどの波長についてもゼロオーダのビ
ーム312はフォーカスしない。Signals 18 a and 18 b are transmitted along mains fiber 12 and diverge beam 310
Come out with. The diverging beam 310 strikes the grating 300, which diffracts light over a range of wavelengths, including the wavelengths of the signals 18a and 18b that are components of the signal 16 as described above. The structure of the grating 300 corresponds to the signals 18a and 18b, respectively.
, Diffracted beams 24a, 24b are selected to focus on the branch fibers 14, 15. The grating 300 does not focus the zero order beam 312 for any wavelength.
【0068】
格子300は、信号16を平行にしてビーム24a、24bをフォーカスする
レンズ102と104を必要としないという利点を提供する。格子300はまた
、図1の格子10に比べ、図2の格子100の他の利点も提供する。The grating 300 offers the advantage of not requiring the lenses 102 and 104 to collimate the signal 16 and focus the beams 24a, 24b. Grating 300 also provides other advantages of grating 100 of FIG. 2 over grating 10 of FIG.
【0069】
本発明による格子の別の実施形態では(図示せず)、格子300の利点は、格
子の中に2つの構造を作ることによって、格子200のノイズフィルタリングと
いう利点と高い効率という利点を組み合わせることができる。構造のうち1つは
信号18aのスペクトル領域内の比較的狭い通過帯域を有し、第1のオーダの回
折されたビーム24aをフォーカスするように構成することができる。同様に、
別の構造は信号18bのスペクトル領域内の狭い通過帯域を有し、第1のオーダ
の回折された信号24bをフォーカスすることができる。In another embodiment of the grating according to the present invention (not shown), the advantages of the grating 300 are the advantages of the noise filtering and the high efficiency of the grating 200 by making two structures in the grating. Can be combined. One of the structures has a relatively narrow passband in the spectral region of the signal 18a and can be configured to focus the first order diffracted beam 24a. Similarly,
Another structure has a narrow passband in the spectral region of the signal 18b and can focus the first order diffracted signal 24b.
【0070】
本発明のこれらの好ましい実施形態を、1対の複合信号(18aと18b)か
ら異なる波長を有する幾つかの信号を分離(またはデマルチプレクス)すること
に関して説明したが、実施形態は2つの異なるスペクトル帯のいくつかの個別の
信号を、単一の本線ファイバ上で送信される複合信号の対に組み合わせる(また
は多重化する)ためにも使用できる。組み合わされた多重波長信号。While these preferred embodiments of the present invention have been described in terms of separating (or demultiplexing) several signals having different wavelengths from a pair of composite signals (18a and 18b), embodiments do not It can also be used to combine (or multiplex) several individual signals in two different spectral bands into a composite signal pair transmitted on a single main fiber. Combined multi-wavelength signal.
【0071】
記述された実施形態は、首記の請求項でのみ限定される本発明の範囲から離れ
ることなく修正または変更できる。The described embodiments can be modified or changed without departing from the scope of the invention, which is limited only by the appended claims.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1A】
通信システムで使用されている従来技術による高分散反射回折格子を示してい
る。FIG. 1A shows a prior art high dispersion reflective grating used in a communication system.
【図1B】
多数の通信チャネルを収容する多数のファイバからなるトランクファイバーの
束の拡大図である。FIG. 1B is an enlarged view of a bundle of trunk fibers consisting of multiple fibers that accommodate multiple communication channels.
【図2】 本発明による立体回折格子の実施例である。[Fig. 2] 3 is an example of a three-dimensional diffraction grating according to the present invention.
【図3A】
光通信システムで使用する2つの個別のスペクトル帯域を一本のファイバーか
ら2本のファイバーに(或いはこの逆に)分割する(或いは組み合わせる)低分
散立体伝送回折格子を示している。FIG. 3A illustrates a low dispersion stereo transmission grating that splits (or combines) two individual spectral bands for use in an optical communication system from one fiber to two fibers (or vice versa).
【図3B】
光通信システムで使用する単一のスペクトル帯域内の多数の個別のチャネルを
一本のファイバーから複数本のファイバーに(或いはこの逆に)分割する(或い
は組み合わせる)高分散立体伝送回折格子を示している。FIG. 3B: High dispersion stereo transmission diffraction for splitting (or combining) multiple individual channels within a single spectral band for use in optical communication systems from one fiber to multiple fibers (or vice versa). Shows a grid.
【図3C】
光通信システムで使用する2つの個別のスペクトル帯域を1本のファイバーか
ら2本のファイバーに(或いはこの逆に)分割する(或いは組み合わせる)別の
低分散立体反射回折格子を示している。FIG. 3C shows another low-dispersion stereoreflecting grating that splits (or combines) two separate spectral bands for use in an optical communication system from one fiber to two fibers (or vice versa). There is.
【図3D】
光通信システムで使用する単一のスペクトル帯域内の多数の個別のチャネルを
一本のファイバーから複数本のファイバーに(或いはこの逆に)分割する(或い
は組み合わせる)別の高分散立体反射回折格子を示している。FIG. 3D is another high dispersion stereo that splits (or combines) multiple individual channels within a single spectral band for use in optical communication systems from one fiber to multiple fibers (or vice versa). A reflective diffraction grating is shown.
【図4】
本発明による異なるスペクトル帯域を個別に処理する2つの個別の回折構造を
備える立体伝送回折格子の別の実施例を示している。FIG. 4 shows another embodiment of a stereoscopic transmission diffraction grating with two individual diffractive structures for individually treating different spectral bands according to the present invention.
【図5A】 本発明による複数の構造を内蔵した立体回折格子を示している。FIG. 5A 3 illustrates a three-dimensional diffraction grating incorporating multiple structures according to the present invention.
【図5B】 本発明による複数の構造を内蔵した立体回折格子を示している。FIG. 5B 3 illustrates a three-dimensional diffraction grating incorporating multiple structures according to the present invention.
【図5C】 本発明による複数の構造を内蔵した立体回折格子を示している。FIG. 5C 3 illustrates a three-dimensional diffraction grating incorporating multiple structures according to the present invention.
【図5D】 本発明による複数の構造を内蔵した立体回折格子を示している。FIG. 5D 3 illustrates a three-dimensional diffraction grating incorporating multiple structures according to the present invention.
【図6】 本発明による、集束力を格子に実装した立体伝送回折格子である。[Figure 6] 3 is a three-dimensional transmission diffraction grating in which a focusing force is mounted on the grating according to the present invention.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure for Amendment] Submission for translation of Article 34 Amendment of Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成14年1月2日(2002.1.2)[Submission date] January 2, 2002 (2002.1.2)
【手続補正1】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Name of item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正の内容】[Contents of correction]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ , UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, B Z, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK , DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, J P, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR , LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, R O, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ , TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW
Claims (19)
って、前記第1の複合信号は第1のスペクトル領域を有し、前記第2の複合信号
は第2のスペクトル領域を有し、前記装置は、 (i)基板と、 (ii)前記基板に取付けられた光活性層と、 (iii)前記光活性層中に形成された構造であって、前記第1及び第2のス
ペクトル領域において動作可能な構造とを有する (a)立体回折格子を含む。1. An optical combiner for use with a first and a second composite signal, wherein the first composite signal has a first spectral region and the second composite signal is a second spectral signal. A device having a spectral region, the device comprising: (i) a substrate; (ii) a photoactive layer attached to the substrate; and (iii) a structure formed in the photoactive layer, wherein And a structure operable in the second spectral region (a) including a stereoscopic diffraction grating.
クトル・ビームと、前記第2の複合信号に対応する第2の回折スペクトル・ビー
ムとを供給するように構成され、前記第1及び第2のスペクトル・ビームは、角
度分離を有する請求項1に記載の装置。2. The structure is configured to provide a first diffractive spectral beam corresponding to the first composite signal and a second diffractive spectral beam corresponding to the second composite signal. The apparatus of claim 1, wherein the first and second spectral beams have angular separation.
複合信号に対応する第1及び第2の平行信号を供給するための入射レンズをさら
に含み、前記第1及び第2の平行信号は、前記立体回折格子上に入射する請求項
1に記載の装置。3. An entrance lens for receiving the first and second composite signals and providing first and second parallel signals corresponding to the first and second composite signals, The apparatus according to claim 1, wherein the first and second parallel signals are incident on the three-dimensional diffraction grating.
の受光素子上に前記第1の回折ビームを焦束し、第2の受光素子上に前記第2の
回折ビームを焦束する焦束レンズをさらに含む請求項2に記載の装置。4. The first and second diffracted spectral beams are received and a first diffracted beam is received.
3. The apparatus according to claim 2, further comprising a focusing lens for focusing the first diffracted beam on the second light receiving element and focusing the second diffracted beam on the second light receiving element.
2の受光素子は第2の受光ファイバーである請求項4に記載の装置。5. The device according to claim 4, wherein the first light receiving element is a first light receiving fiber, and the second light receiving element is a second light receiving fiber.
入射スペクトル・ビームとを受光し、(ii)前記第1の複合信号を供給するた
めに前記第1の入射スペクトル・ビームを回折し、さらに(iii)前記第2の
複合信号を供給するために前記第2の入射スペクトル・ビームを回折するように
構成される請求項1に記載の装置。6. The structure comprises: (i) receiving a first incident spectral beam and a second incident spectral beam; and (ii) the first composite signal for providing the first composite signal. The apparatus of claim 1, configured to diffract an incident spectral beam, and (iii) diffract the second incident spectral beam to provide the second composite signal.
された複合信号の第1の組を有し、前記第2の複合信号は、前記第2のスペクト
ル領域内で密分離された複合信号の第2の組を有し、さらに、前記構造は、密分
離された複合信号の前記第1の組中の前記複合信号のそれぞれを、受光ファイバ
ーの第1の組中の1本のファイバーに回折し、密分離された複合信号の前記第2
の組中の前記複合信号のそれぞれを、受光ファイバーの第2の組中の1本のファ
イバーに回折するように構成される請求項1に記載の装置。7. The first composite signal comprises a first set of composite signals that are tightly separated within the first spectral region, and the second composite signal is within the second spectral region. A second set of closely separated composite signals at the first set of receiving fibers for each of the composite signals in the first set of tightly separated composite signals. The second of the densely separated composite signal diffracted into one fiber in
The apparatus of claim 1, configured to diffract each of the composite signals in the second set of fibers into a fiber in a second set of receiving fibers.
折格子であって、前記第1の複合光信号は第1のスペクトル領域を有し、前記第
2の複合光信号は第2のスペクトル領域を有し、前記格子は、 (a)基板と、 (b)前記基板に取付けられた光活性素子と、 (c)前記光活性素子中に形成された第1の構造であって、前記第1のスペク
トル領域において動作可能な第1の構造と、 (d)前記光活性素子中に形成された第2の構造であって、前記第2のスペク
トル領域において動作可能な第2の構造とを含む。9. A three-dimensional diffraction grating for multiplexing and demultiplexing first and second composite optical signals, said first composite optical signal having a first spectral region, said second composite optical signal. The optical signal has a second spectral region and the grating comprises: (a) a substrate; (b) a photoactive element attached to the substrate; and (c) a first formed in the photoactive element. A first structure operable in the first spectral region, and (d) a second structure formed in the photoactive element that operates in the second spectral region. Possible second structures.
・ビームを回折するように構成され、前記第2の構造は前記第2のスペクトル領
域のスペクトル・ビームを回折するように構成される請求項9記載の格子。10. The first structure is configured to diffract a spectral beam in the first spectral region, and the second structure is diffracted to a spectral beam in the second spectral region. The grid of claim 9 constructed.
回折格子であって、前記第1の複合光信号は第1のスペクトル領域を有し、前記
第2の複合光信号は第2のスペクトル領域を有し、前記格子は、 (a)基板と、 (b)前記基板に取付けられた第1の光活性素子と、 (c)前記光活性素子中に形成された第1の構造であって、前記第1及び第2
のスペクトル領域の少なくとも一方において動作可能である第1の構造とを含む
。11. A three-dimensional diffraction grating that multiplexes and demultiplexes first and second composite optical signals, the first composite optical signal having a first spectral region and the second composite optical signal. The optical signal has a second spectral region, and the grating is formed in: (a) a substrate; (b) a first photoactive element attached to the substrate; and (c) a photoactive element. A first structure, wherein the first and second structures are
A first structure operable in at least one of the spectral regions of.
光ファイバーグラスは、前記第1または第2のスペクトル領域の少なくとも一方
に対して透過的である請求項11に記載の立体回折格子。12. The three-dimensional diffraction grating according to claim 11, wherein the substrate is made of optical fiber glass, and the optical fiber glass is transparent to at least one of the first and second spectral regions. .
ーティングをさらに含み、前記薄膜フィルター・コーティングは、前記格子上に
入射する光のスペクトル成分を修正するように動作可能な請求項11または12
に記載の立体回折格子。13. The method of claim 11, further comprising a thin film filter coating on at least one side of the substrate, the thin film filter coating being operable to modify a spectral component of light incident on the grating. Or 12
The three-dimensional diffraction grating described in.
ングをさらに含む請求項11、12または13に記載の立体回折格子。14. The stereoscopic diffraction grating of claim 11, 12 or 13 further comprising a thin film anti-reflective coating on at least one side of the substrate.
含む請求項11、12、13または14に記載の立体回折格子。15. The three-dimensional diffraction grating according to claim 11, 12, 13 or 14, further comprising a second structure formed in the first photoactive element.
記基板と前記カバーガラスとの間に配置される請求項11、12、13、14ま
たは15に記載の立体回折格子。16. The stereoscopic diffraction grating according to claim 11, 12, 13, 14 or 15, further comprising a cover glass, wherein the first photoactive element is disposed between the substrate and the cover glass. .
第1の光活性素子を前記第2の光活性素子に結合する光透過接着剤層とをさらに
含む請求項16に記載の立体回折格子。17. The method further comprising a second photoactive layer attached to the cover glass and a light transmissive adhesive layer coupling the first photoactive element to the second photoactive element. The three-dimensional diffraction grating described in.
活性素子に結合される請求項11、12、13、14または15に記載の立体回
折格子。18. The three-dimensional diffraction grating of claim 11, 12, 13, 14 or 15, wherein the cover glass is bonded to the first photoactive element using a light impermeable adhesive.
の少なくとも一方において不透明である請求項16、17または18に記載の立
体回折格子。19. The three-dimensional diffraction grating according to claim 16, 17 or 18, wherein the cover glass is opaque in at least one of the first and second spectral regions.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6909826B2 (en) * | 1999-10-28 | 2005-06-21 | Princeton Lightwave, Inc. | Multiple grating optical waveguide monitor |
US20020191913A1 (en) * | 2001-06-08 | 2002-12-19 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for processing light |
DE10359752B4 (en) * | 2003-12-19 | 2015-04-02 | Carl Zeiss Jena Gmbh | Arrangement for spectrally selective beam guidance in optical devices |
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Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1549186A (en) * | 1975-10-03 | 1979-08-01 | Nat Res Dev | Optical connectors |
US4540246A (en) * | 1983-03-28 | 1985-09-10 | Polaroid Corporation | Holographic optical apparatus for use with expanded-beam type fiber optical components |
US4671603A (en) * | 1983-11-17 | 1987-06-09 | Pilkington P.E. Limited | Optical filters and multiplexing-demultiplexing devices using the same |
JPS60184217A (en) * | 1984-03-02 | 1985-09-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical demultiplexer |
FR2579044B1 (en) * | 1985-03-13 | 1988-02-26 | Commissariat Energie Atomique | DEVICE FOR MULTIPLEXING MULTIPLE LIGHT SIGNALS IN INTEGRATED OPTICS |
US4923271A (en) * | 1989-03-28 | 1990-05-08 | American Telephone And Telegraph Company | Optical multiplexer/demultiplexer using focusing Bragg reflectors |
JPH08507879A (en) * | 1993-02-26 | 1996-08-20 | イエダ リサーチ アンド デベロツプメント カンパニー リミテツド | Holographic optical device |
US5442439A (en) * | 1993-04-21 | 1995-08-15 | Kaiser Optical Systems, Inc. | Spectrograph with multiplexing of different wavelength regions onto a single opto-electric detector array |
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2000
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004097496A1 (en) * | 2003-04-25 | 2004-11-11 | Nikon Corporation | Attenuator device and optical switching device |
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Also Published As
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