JP2004233341A - Optical device and reverse dispersion type double spectrometer - Google Patents
Optical device and reverse dispersion type double spectrometer Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004233341A JP2004233341A JP2003434674A JP2003434674A JP2004233341A JP 2004233341 A JP2004233341 A JP 2004233341A JP 2003434674 A JP2003434674 A JP 2003434674A JP 2003434674 A JP2003434674 A JP 2003434674A JP 2004233341 A JP2004233341 A JP 2004233341A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- wavelength
- dispersion
- diffracted light
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 title claims abstract description 213
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 192
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 70
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 61
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 104
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 72
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 150000000917 Erbium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、グレーティングやプリズム、またはグリズム(グレーティングとプリズムを合体させたもの)などの波長分散素子を用いた光学装置および逆分散型二重分光器に関し、特に、波長分割多重(WDM)方式の光通信分野での使用に好適な光学装置および逆分散型二重分光器に関する。 The present invention relates to an optical device using a wavelength dispersion element such as a grating, a prism, or a grism (a combination of a grating and a prism) and an inverse dispersion double spectrometer, and more particularly, to a wavelength division multiplexing (WDM) system. The present invention relates to an optical device suitable for use in the field of optical communication and an inverse dispersion double spectrometer.
光カプラを用いて光の一部をタッピングし、この一部の光をモニタする技術が知られている(例えば非特許文献1参照)。また、波長分散素子を用いた光学装置(例えば逆分散型二重分光器など)では、この装置に入力する光や装置から出力された光の光路(すなわち本光路)上に光カプラを配置して、光カプラでタッピングされた一部の光をモニタしている。
しかしながら、上記の技術(光タップ)を利用する場合、本光路上の一部の光をモニタ光として利用するため、光の利用効率が悪いという問題があった。
本発明の目的は、本光路上での光量を損失することなく光をモニタできる光学装置および逆分散型二重分光器を提供することにある。
However, when the above technique (optical tap) is used, a part of the light on the optical path is used as monitor light.
An object of the present invention is to provide an optical device and an inverse dispersion double spectroscope that can monitor light without losing the amount of light on the optical path.
請求項1に記載の光学装置は、複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、前記平行光に対して少なくとも1回の波長分散作用を与えることにより出力用の第1の回折光を生成する波長分散手段と、前記平行光から前記第1の回折光が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、前記第1の回折光を出力する出力手段と、前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路から外れた方向に発生する第2の回折光のスペクトル情報をモニタするモニタ手段とを備えたものである。
The optical device according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光学装置において、前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも1つに対して所定の操作を施す光操作手段と、前記モニタ手段によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段とを備えたものである。
請求項3に記載の逆分散型二重分光器は、複数の波長域からなる入力光を自由空間に射出する入力手段と、前記入力光に対して、第1の波長分散作用を与える第1の波長分散手段と、前記第1の波長分散手段から発生する回折光のうち、0次回折光とは異なる回折次数の第1の回折光に対して、所定の操作を施す光操作手段と、前記光操作手段による操作後の光に対して、前記第1の波長分散作用とは逆向きの第2の波長分散作用を与える第2の波長分散手段と、前記第2の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記複数の波長域に含まれる全ての波長要素が合波されて同一像を形成し得る第2の回折光を出力する出力手段と、前記第1の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記0次回折光および前記第1の回折光とは異なる回折次数の第3の回折光のスペクトル情報と、前記第2の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記第2の回折光とは異なる回折次数の第4の回折光のスペクトル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手段とを備えたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the optical device according to the first aspect, among the diffracted lights generated for each of the wavelength dispersion actions, a predetermined value is provided for at least one of the diffracted lights generated along the output optical path. And a control means for controlling the light operating means based on the spectrum information monitored by the monitoring means.
According to a third aspect of the present invention, there is provided an inverse dispersion double spectroscope according to the first aspect of the present invention, an input unit that emits input light having a plurality of wavelength ranges into free space, and a first chromatic dispersion function for the input light. And a light operating means for performing a predetermined operation on the first diffracted light having a diffraction order different from the 0th-order diffracted light among the diffracted light generated from the first wavelength dispersive means, Generated from the second wavelength dispersion means, the second wavelength dispersion means for giving a second wavelength dispersion action opposite to the first wavelength dispersion action for the light after the operation by the light operation means, Of the diffracted light, all the wavelength elements included in the plurality of wavelength regions are combined to generate second diffracted light that can form the same image, and generated from the first wavelength dispersion means Diffracted light that is different from the 0th-order diffracted light and the first diffracted light At least of the third diffracted light spectrum information and the fourth diffracted light spectrum information of the fourth diffracted light different from the second diffracted light among the diffracted light generated from the second wavelength dispersion means. And a monitoring means for monitoring one of them.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の逆分散型二重分光器において、前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段をさらに備えたものである。
請求項5に記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の逆分散型二重分光器において、前記入力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる入力ポートを含み、前記出力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる出力ポートを含むものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to the third aspect of the present invention, the inverse dispersive double spectroscope further includes a control unit that controls the optical operation unit based on a monitoring result by the monitoring unit. .
According to a fifth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to the third or fourth aspect, the input means includes an input port formed of a single-wire optical fiber or a multi-wire optical fiber bundle. And the output means includes an output port formed of a single-wire optical fiber or a multi-wire optical fiber bundle.
請求項6に記載の発明は、請求項3から請求項5の何れか1項に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してアッテネーション操作を施すアッテネータである。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作を施すものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to any one of the third to fifth aspects, the light operating means is an attenuation operation with respect to the first diffracted light. It is an attenuator that applies
A seventh aspect of the present invention is the inverse dispersion double spectroscope according to the sixth aspect, wherein the light operating means condenses the first diffracted light to collect a plurality of spectral images having different wavelength ranges. And the attenuation operation is performed for each of the plurality of spectral images.
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作を施すものである。
請求項9に記載の発明は、請求項3または請求項5に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してビームステアリング操作を施すものである。
The invention according to
According to a ninth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to the third or fifth aspect, the light operating means performs a beam steering operation on the first diffracted light. is there.
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記ビームステアリング操作を施すものである。
請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記ビームステアリング操作を施すものである。
A tenth aspect of the present invention is the inverse dispersion double spectroscope according to the ninth aspect, wherein the light operating means collects the first diffracted light to collect a plurality of spectral images having different wavelength ranges. And the beam steering operation is performed for each of the plurality of spectral images.
The invention according to
請求項12に記載の発明は、請求項3から請求項5の何れか1項に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してアッテネーション操作とビームステアリング操作とを施すものである。
請求項13に記載の発明は、請求項12に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施すものである。
A twelfth aspect of the present invention is the inverse dispersion double spectroscope according to any one of the third to fifth aspects, wherein the light operating means performs an attenuation operation on the first diffracted light. And beam steering operation.
In a thirteenth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to the twelfth aspect of the invention, the light operating means collects the first diffracted light to collect a plurality of spectral images having different wavelength ranges. And the attenuation operation and the beam steering operation are performed for each of the plurality of spectral images.
請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の逆分散型二重分光器において、前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施すものである。
請求項15に記載の発明は、請求項10,請求項11,請求項13,請求項14の何れか1項に記載の逆分散型二重分光器において、前記出力手段は、複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させるものである。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the inverse dispersion double spectroscope according to the thirteenth aspect, the optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, Each of the plurality of spectral images is subjected to the attenuation operation and the beam steering operation by each of the micromirrors.
The invention according to
請求項16に記載の発明は、請求項10,請求項11,請求項13,請求項14の何れか1項に記載の逆分散型二重分光器において、前記出力手段は、少なくとも1つのオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる、または入射させないものである。
The invention according to
請求項17に記載の発明は、請求項3から請求項16の何れか1項に記載の逆分散型二重分光器において、前記入力手段の端部と、前記第1の波長分散手段と、前記光操作手段と、前記第2の波長分散手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、1つの筐体にパッケージされているものである。
請求項18に記載の発明は、請求項2に記載の光学装置において、前記入力手段の端部と、前記波長分散手段と、前記光操作手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、1つの筐体にパッケージされているものである。
The invention according to
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the optical device according to the second aspect, an end of the input means, the wavelength dispersion means, the optical operation means, the monitoring means, and an end of the output means. Is packaged in one housing.
本発明によれば、本光路上での光量を損失することなく光をモニタすることができる。 According to the present invention, it is possible to monitor light without losing the amount of light on the optical path.
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
(第1実施形態)
ここでは、逆分散型二重分光器を例に説明する。逆分散型二重分光器は、迷光低減に優れた分光器として知られ、逆分散型ダブルモノクロメータまたは零分散分光器と呼ばれることもある。この逆分散型二重分光器では、入力光に対して2回の波長分散作用(互いに逆向き)を順に与えると共に、1回目の波長分散作用を受けた後で2回目の波長分散作用を受ける前の回折光に対して、何らかの操作(例えば第1実施形態ではアッテネーション操作)を施している。なお、操作後の光は、2回目の波長分散作用を受けた後、逆分散型二重分光器の外に出力される。出力光のスペクトルは、上記した操作の内容に応じて変化し得る。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
Here, an inverse dispersion type double spectroscope will be described as an example. An inverse dispersion type double spectrometer is known as a spectrometer excellent in stray light reduction, and is sometimes called an inverse dispersion type double monochromator or a zero dispersion spectrometer. In this inverse dispersion type double spectroscope, two chromatic dispersion actions (in opposite directions) are sequentially given to the input light, and after receiving the first chromatic dispersion action, the second chromatic dispersion action is applied. Some operation (for example, an attenuation operation in the first embodiment) is performed on the previous diffracted light. Note that the light after the operation is output outside the inverse dispersion type double spectroscope after being subjected to the second wavelength dispersion action. The spectrum of the output light can change depending on the contents of the operation described above.
第1実施形態の逆分散型二重分光器10は、図1に示すように、入力ポートのオプティカルファイバ11と、コリメータ12と、グレーティング13と、アッテネータ(14〜17)と、集光光学系18と、出力ポートのオプティカルファイバ19と、スペクトルモニタ(20,21)と、プロセッサ22と、ドライバ23とで構成されている。
この逆分散型二重分光器10は、波長分割多重(WDM)方式の光通信システムにおいて、例えば図2のエルビウム添加ファイバアンプ(EDFA)に組み込まれ、そのゲインを平坦化させるための装置、つまり、ダイナミックゲインイコライザ(DGE)として動作する。EDFAには、逆分散型二重分光器10の他、エルビウム添加ファイバ(EDF)31,32と光合波器33と光分波器34と光アイソレータ35,36と励起光源37,38が設けられている。
As shown in FIG. 1, an inverse dispersion
The inverse dispersion type
そして、逆分散型二重分光器10は、入力ポートのオプティカルファイバ11の入射端面(不図示)がEDF31に接続され、出力ポートのオプティカルファイバ19の射出端面(不図示)がEDF32に接続されている。この逆分散型二重分光器10では、EDF31からオプティカルファイバ11に対し、波長域の異なる多種類の光が多重化された状態で入力され(波長多重光)、後述のアッテネーション操作後の波長多重光がオプティカルファイバ19からEDF32に対して出力される。本明細書における“波長域”の波長幅は極めて狭く、各々の波長域の光をほぼ単色光として捉える。
The inverse dispersion type
ここで、図1に示す逆分散型二重分光器10の各構成要素(11〜23)の配置や機能について説明する。ちなみに、逆分散型二重分光器10は、ハードウエアとしては1台の分光器の中で光路を二重に巡らすことにより、逆分散型二重分光器として機能させる構成となっている。
入力ポートのオプティカルファイバ11(請求項1の「入力手段」に対応)は、単数線であり、EDF31からの波長多重光を逆分散型二重分光器10の内部に取り込むための部材(例えばシングルモードファイバ)である。逆分散型二重分光器10の内部は自由空間であり、オプティカルファイバ11によって、EDF31からの波長多重光が自由空間に射出される。オプティカルファイバ11の射出端面のコアの直径は例えば10μmである。
Here, the arrangement and function of each component (11 to 23) of the inverse dispersion
The
コリメータ12(請求項1の「コリメート手段」に対応)は、オプティカルファイバ11のNA(開口数)に対して最適化された正の焦点距離を有する。コリメータ12は、オプティカルファイバ11の射出端面からの波長多重光をコリメートして、グレーティング13に導くための光学素子(入力インターフェース部)である。
オプティカルファイバ11とコリメータ12(総じて請求項3の「入力手段」に対応)は、オプティカルファイバ11の射出端面がコリメータ12の焦点位置と一致するように配置されている。このため、オプティカルファイバ11とコリメータ12を介して取り込まれた波長多重光L1(請求項の「入力光」に対応)は、平行光となる。波長多重光L1の主光線はコリメータ12の光軸12a(図3)に一致する。以下の説明では、波長多重光L1に含まれる複数の波長域をλ1,λ2,…,λnとする。
The collimator 12 (corresponding to “collimating means” in claim 1) has a positive focal length optimized with respect to the NA (numerical aperture) of the
The
グレーティング13は、多数の直線溝が等間隔で1次元配列された反射型の平面回折格子である。直線溝の配列方向は、グレーティング13の波長分散方向に相当する。また、グレーティング13の格子定数は使用波長域の数倍程度に大きく、比較的偏光特性が小さく、高次回折光にブレーズされている(いわゆるエシェルグレーティング)。
このグレーティング13は、オプティカルファイバ11とコリメータ12を介して取り込まれた波長多重光L1に対して、第1の波長分散作用を与える。その結果、グレーティング13から様々な方向に回折光が発生する。グレーティング13から発生する全ての回折光は、グレーティング13の直線溝に垂直な面(以下「基準面」という)に平行である。
The grating 13 is a reflective planar diffraction grating in which a number of linear grooves are arranged one-dimensionally at equal intervals. The arrangement direction of the linear grooves corresponds to the wavelength dispersion direction of the grating 13. Further, the grating constant of the grating 13 is as large as several times the wavelength range used, has relatively small polarization characteristics, and is blazed by high-order diffracted light (so-called echelle grating).
The grating 13 gives a first wavelength dispersion action to the wavelength multiplexed light L1 taken in via the
グレーティング13から発生する回折光のうち、図1に示した回折光L2は、後述するアッテネータ(14〜17)の方向に発生した一部の回折光(0次回折光とは異なる回折次数の回折光)(ブレーズが最も強い回折次数の回折光)(例えば1次回折光)であり、請求項の「第1の回折光」に対応する。回折光L2の主光線は、図3に示すように、波長域λ1,λ2,…,λnごとに回折角度が少しずつ異なっている(分波)。各波長域λ1,λ2,…,λnの主光線の分岐点を“C”とする。 Of the diffracted light generated from the grating 13, the diffracted light L2 shown in FIG. ) (Diffracted light of the diffraction order with the strongest blaze) (for example, first-order diffracted light), which corresponds to the “first diffracted light” in the claims. As shown in FIG. 3, the chief ray of the diffracted light L2 is slightly different in diffraction angle for each wavelength region λ1, λ2,. A branch point of the chief ray in each wavelength region λ1, λ2,.
なお、グレーティング13には、後述のアッテネータ(14〜17)によるアッテネーション操作後の光L5(図1)も入射する。この光L5に対して、グレーティング13は、第1の波長分散作用(波長多重光L1に与えた作用)とは逆向きの第2の波長分散作用を与える。この場合にも、グレーティング13から基準面に平行な様々な方向に回折光が発生する。 The grating 13 also receives light L5 (FIG. 1) after an attenuation operation by an attenuator (14 to 17) described later. For this light L5, the grating 13 gives a second chromatic dispersion action that is opposite to the first chromatic dispersion action (the action given to the wavelength multiplexed light L1). Also in this case, diffracted light is generated from the grating 13 in various directions parallel to the reference plane.
2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生する回折光のうち、図1に示した回折光L7は、後述の集光光学系18の方向に発生した一部の回折光(0次回折光とは異なる回折次数の回折光)(ブレーズが最も強い回折次数の回折光)(例えば1次回折光)である。また回折光L8は、後述のスペクトルモニタ(20,21)の方向に発生した一部の回折光(回折光L7とは異なる回折次数の回折光)(例えば0次回折光)である。 Of the diffracted light generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action, the diffracted light L7 shown in FIG. 1 is a part of the diffracted light generated in the direction of the condensing optical system 18 (to be described later). Diffracted light of different diffraction orders) (diffracted light of diffraction order with the strongest blaze) (for example, first-order diffracted light). The diffracted light L8 is a part of diffracted light (diffracted light having a different diffraction order from the diffracted light L7) (for example, 0th order diffracted light) generated in the direction of a spectrum monitor (20, 21) described later.
これら2回目の波長分散作用に関わる光(アッテネーション操作後の光L5と回折光L7,L8)については後で詳細に説明する。回折光L7,L8は、各々、請求項の「第2の回折光」,「第4の回折光」に対応する。第1実施形態において、グレーティング13は、請求項の「第1の波長分散手段」,「第2の波長分散手段」の双方に対応する。
次に、アッテネータ(14〜17)の説明を行う。アッテネータ(14〜17)は、グレーティング13からの回折光L2に対してアッテネーション操作を施す光減衰器であり、リレー光学系14とマイクロミラーアレイ15とトラップミラー16とトラップ17とで構成されている。
The light relating to the second wavelength dispersion action (the light L5 after the attenuation operation and the diffracted lights L7 and L8) will be described in detail later. The diffracted lights L7 and L8 respectively correspond to “second diffracted light” and “fourth diffracted light” in the claims. In the first embodiment, the grating 13 corresponds to both “first wavelength dispersion means” and “second wavelength dispersion means” in the claims.
Next, the attenuator (14-17) will be described. The attenuators (14 to 17) are optical attenuators for performing an attenuation operation on the diffracted light L2 from the grating 13, and are composed of a relay
リレー光学系14は、正の焦点距離を有し、回折光L2をマイクロミラーアレイ15上に集光する。また、リレー光学系14を通過した後の回折光L3の主光線が、図3の通り、波長域λ1,λ2,…,λnごとに平行に並ぶように配置されている(テレセントリック系)。さらに、必要な像範囲で平坦な像が得られ、かつ、十分に小さいスポット状の単色像が得られるように、収差補正がなされている。単色像とは、任意の単一波長域の光による像のことである。
The relay
このリレー光学系14により、マイクロミラーアレイ15上には、図4に示すように、波長域λ1,λ2,…,λnの異なる多数のスペクトル像A1,A2,…,Anが波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。各々のスペクトル像A1,A2,…,Anは、単色像であり、オプティカルファイバ11の射出端面とほぼ相似なスポット状である。波長域λ1,λ2,…,λnは、波長多重光L1に含まれていた複数の波長域(単波長)が分離されたものである。
As shown in FIG. 4, the relay
なお、リレー光学系14に入射する回折光L2の光路を側方(基準面に平行な方向)から見ると、図5(a)に示すように、リレー光学系14の光軸14aに平行で且つ光軸14aから偏心していることが分かる。このため、リレー光学系14を通過した後の回折光L3の光路は、光軸14aに対して斜めとなる。これは、次に説明するマイクロミラーアレイ15で反射した後の光L4,L5が回折光L2,L3と重ならないようにするためである。
When the optical path of the diffracted light L2 incident on the relay
マイクロミラーアレイ15は、図4に示すように、複数のマイクロミラー15aが1次元的に配列されたアレイ部である(例えばMEMS(Mycro Electro Mechanical Systems)方式)。複数のマイクロミラー15aは、全て、同じ大きさの平面ミラーである。マイクロミラー15aの大きさは、およそ数10μm角〜数100μm角程度である。
このマイクロミラーアレイ15は、マイクロミラー15aの配列方向をスペクトル像A1,A2,…,Anの波長分散方向に揃えて、リレー光学系14の焦点位置(スペクトル像A1,A2,…,Anの形成位置)に配置されている。また、マイクロミラーアレイ15は、マイクロミラー15aの大きさがスペクトル像A1,A2,…,Anのスポット径より大きく、かつ、マイクロミラー15aどうしの間隔がスペクトル像A1,A2,…,Anどうしの間隔(図3に示す回折光L3の波長域λ1,λ2,…,λnごとの主光線の間隔)と等しくなるように構成されている。
As shown in FIG. 4, the
This
このため、マイクロミラーアレイ15の各々のマイクロミラー15a上には、スペクトル像A1,A2,…,Anの各々が1つずつ形成されることになる。つまり、各々のマイクロミラー15aと各々のスペクトル像(単色像)は一対一で対応することになる。
さらに、個々のマイクロミラー15aは、その配列方向に平行な回転軸を中心として独立に傾斜可能である。マイクロミラー15aの傾き角度は、一定の範囲内で連続的に可変であり、ドライバ23からの駆動信号に応じて調整される。なお、個々のマイクロミラー15aの回転軸は、反射面に平行であり、互いに平行である。
Therefore, one spectral image A1, A2,..., An is formed on each micromirror 15a of the
Furthermore, the
以下の説明では、マイクロミラー15aの反射面がリレー光学系14の光軸14aに対して垂直である状態を「初期状態」、光軸14aに対して傾いた状態を「傾斜状態」という。
全てのマイクロミラー15aが初期状態のとき(これをマイクロミラーアレイ15の初期状態という)、図6(a)に示すように、全てのマイクロミラー15aの反射面が同一平面上に並ぶ。この同一平面もリレー光学系14の光軸14aに対して垂直である。そして、ドライバ23からの駆動信号に応じて、1つ以上のマイクロミラー15aが傾けられると、各々の反射面は図6(b)に示すような凹凸状態となる。
In the following description, a state where the reflecting surface of the
When all the
ここで、マイクロミラーアレイ15が初期状態のときに(図6(a)参照)、マイクロミラーアレイ15で反射した後の光L4(以下「反射光L4」という)について説明する。前述のように、マイクロミラーアレイ15に入射する回折光L3は、主光線が波長域λ1,λ2,…,λnごとに平行であり、上方から見ると(図3参照)、マイクロミラー15aに対して垂直方向から入射する。また、側方から見ると(図5(a)参照)、マイクロミラー15aに対して斜め方向から入射する。
Here, when the
このため、初期状態のマイクロミラーアレイ15からの反射光L4は、主光線が波長域λ1,λ2,…,λnごとに平行であり、上方から見ると(図7参照)、マイクロミラー15aから垂直方向に射出する。また、側方から見ると(図5(a)参照)、マイクロミラー15aから斜め方向に射出する。
ここで、図5(b)に示すように、マイクロミラー15aに対して回折光L3の主光線が入射するときの角度をθ0とする。角度θ0の基準はリレー光学系14の光軸14aである。また、マイクロミラー15aから反射光L4の主光線が射出するときの角度をθ1とする。角度θ1の基準も光軸14aである。マイクロミラー15aが初期状態のとき、回折光L3の主光線の入射角度θ0と反射光L4の主光線の射出角度θ1は一致する。
Therefore, the reflected light L4 from the
Here, as shown in FIG. 5B, the angle when the chief ray of the diffracted light L3 is incident on the
そして、この反射光L4は、後述のトラップミラー16でケラレることなくリレー光学系14に戻り(図5(a)の状態)、リレー光学系14を再通過した後(光L5)、グレーティング13上に集光される。このとき、光L5の主光線は、図7に示すように、波長域λ1,λ2,…,λnごとにグレーティング13に対する入射角度が少しずつ異なっている。
Then, the reflected light L4 returns to the relay
ただし、光L5の波長域λ1,λ2,…,λnのうち任意の波長域λk(k=1〜n)の主光線と、上述した回折光L2(図3)の波長域λ1,λ2,…,λnのうち任意の波長域λkの主光線とを比較すると、つまり、同じ波長域λkどうしで主光線を比較すると、グレーティング13への光L5の入射角度は、グレーティング13からの回折光L2の回折角度に等しい。また、光L5の各波長域λ1,λ2,…,λnの主光線は、共通の点Dに集合する。この集合点Dは、回折光L2の各波長域λ1,λ2,…,λnの主光線の分岐点Cと共役である。
However, the principal ray in an arbitrary wavelength region λk (k = 1 to n) out of the wavelength regions λ1, λ2,..., Λn of the light L5 and the wavelength regions λ1, λ2,. , λn and the principal ray in an arbitrary wavelength region λk, that is, when the principal rays are compared in the same wavelength region λk, the incident angle of the light L5 to the grating 13 is the diffracted light L2 from the
次に、マイクロミラーアレイ15のうち1つ以上のマイクロミラー15aがドライバ23からの駆動信号に応じて傾けられたとき(図6(b)参照)、その傾斜状態のマイクロミラー15aから射出される反射光L4について説明する。マイクロミラー15aが傾斜状態であっても、上方から見た様子(図7参照)は初期状態と同じである。
しかし、側方から見た様子(図8(a)参照)が、初期状態(図5(a)参照)から変化する。つまり、マイクロミラー15aが傾斜状態(図8(a)参照)のとき、反射光L4は初期状態(図5(a)参照)のときよりもさらに下方に射出する。そして、反射光L4の主光線(図8(b))の射出角度θ1は、回折光L3の主光線の入射角度θ0より大きくなる。このため、トラップミラー16に到達した反射光L4の一部(図8(c)のハッチング部を参照)は、トラップミラー16でケラレることになる。
Next, when one or
However, the state seen from the side (see FIG. 8A) changes from the initial state (see FIG. 5A). That is, when the
トラップミラー16は、マイクロミラーアレイ15とリレー光学系14との間に配置され、使用波長域の光を吸収可能な物質(例えばNDフィルタ)の表面を研磨して平面ミラーに仕上げたものである。トラップミラー16の反射面には、反射防止コートが施されている。
このため、傾斜状態のマイクロミラー15aから射出してトラップミラー16に入射した一部の光(図8(c)のハッチング部)は、その大部分のエネルギーがここで吸収消失する。そして僅かな光L6(図8(a))のみがトラップミラー16を経てトラップ17に到達する。
The
For this reason, most of the energy of some of the light emitted from the tilted
トラップ17は、トラップミラー16と同一物質および同一仕上げの平面ミラーを2枚、くさび型に配置したものである。トラップ17の反射面には反射防止コートを施しても施さなくても構わない。何れにしても、トラップ17に到達する光L6は僅かであり、この光L6を外に逃がすことなくほぼ完全に吸収消失させることができる。
このように、マイクロミラー15aの傾き角度を初期状態から変化させた状態で、反射光L4の一部(図8(c)のハッチング部)に対してトラップミラー16によるケラレを故意に発生させ、トラップミラー16とトラップ17により吸収消失させるため、リレー光学系14を介してグレーティング13に戻る光L5のエネルギーを吸収消失の分だけ減衰させることができる。
The
Thus, in a state where the tilt angle of the
また、トラップミラー16によるケラレ量をマイクロミラー15aの傾き角度に応じて自在に変化させることができるため、トラップミラー16とトラップ17による吸収消失量も、リレー光学系14を介してグレーティング13に戻る光L5のエネルギーも、連続的に変化させることができる。
さらに、複数のマイクロミラー15aの各々と複数のスペクトル像A1,A2,…,An(単色像)の各々とは一対一で対応している(図4参照)ため、各々のマイクロミラー15aの傾き角度を独立に変化させることで、グレーティング13に戻る光L5のエネルギーを波長域λ1,λ2,…,λnごとに独立に変化させることができる。
Further, since the amount of vignetting by the
Further, each of the plurality of
つまり、第1実施形態の逆分散型二重分光器10に組み込まれたアッテネータ(14〜17)は、各々のマイクロミラー15aにより、各々の波長域λ1,λ2,…,λnごとに(スペクトル像A1,A2,…,Anごとに)、アッテネーション操作を施すものである。このようなアッテネータ(14〜17)は、一般にチャネル型と呼ばれる。1つのチャネルは1つの波長域(λ1,λ2,…,λn)に対応する。上記のアッテネータ(14〜17)とドライバ23とは、総じて請求項の「光操作手段」に対応する。
That is, the attenuators (14 to 17) incorporated in the inverse dispersion
さて、アッテネータ(14〜17)によるアッテネーション操作後の光L5と、2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生する回折光L7,L8について説明する。
アッテネーション操作後の光L5の主光線(図7参照)は、前述のように、グレーティング13に対する入射角度が波長域λ1,λ2,…,λnごとに少しずつ異なり、共通の集合点Dに到達する。この集合点Dは、1回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生した回折光L2(図3)の各波長域λ1,λ2,…,λnの主光線の分岐点Cと共役である。
Now, the light L5 after the attenuation operation by the attenuators (14 to 17) and the diffracted lights L7 and L8 generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action will be described.
As described above, the chief ray of the light L5 after the attenuation operation (see FIG. 7) has an incident angle with respect to the grating 13 slightly different for each of the wavelength regions λ1, λ2,. . This set point D is conjugate with the principal ray branch point C of each wavelength region λ1, λ2,..., Λn of the diffracted light L2 (FIG. 3) generated from the grating 13 by the first wavelength dispersion action.
第1実施形態では、同一のグレーティング13が分岐点Cと集合点Dとで等価な位置関係となるように配置されている。このため、光L5がグレーティング13から受ける2回目の波長分散作用は、回折光L2がグレーティング13から受けた波長分散作用(グレーティング13が波長多重光L1に与えた波長分散作用)とは逆向きとなる。
ここで、図3に示すように、回折光L2の任意の波長域λk(k=1〜n)の主光線がグレーティング13から射出するときの角度をφkとする。角度φkの基準はコリメータ12の光軸12aである。角度φkは、コリメータ12からグレーティング13に入射する波長多重光L1の主光線と回折光L2の波長域λkの主光線との成す角度に相当する。
In the first embodiment, the
Here, as shown in FIG. 3, the angle at which the chief ray in the arbitrary wavelength region λk (k = 1 to n) of the diffracted light L2 is emitted from the grating 13 is φk. The reference for the angle φk is the
そして、図7に示すように、2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生する回折光のうち、アッテネーション操作後の光L5(波長域λk)の主光線との成す角度が、図3で説明した角度φkに等しい回折光L7(波長域λk)の主光線は、全ての波長域λ1,λ2,…,λnで、ほぼ1本の直線方向に重畳(合波)される。回折光L7は、複数の波長域に含まれる全ての波長要素(λ1,λ2,…,λn)が合波されて同一像を形成し得る光である。 Then, as shown in FIG. 7, the angle formed by the principal ray of the light L5 (wavelength region λk) after the attenuation operation among the diffracted light generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action is described with reference to FIG. The principal ray of the diffracted light L7 (wavelength region λk) equal to the angle φk is superimposed (combined) in almost one linear direction in all the wavelength regions λ1, λ2,. The diffracted light L7 is light that can combine all the wavelength elements (λ1, λ2,..., Λn) included in a plurality of wavelength regions to form the same image.
すなわち、全ての波長域λ1,λ2,…,λnの回折光L7が多重化された状態となる。この多重化後の回折光L7(以下「波長多重光L7」という)は、図3に示す波長多重光L1と同じ太さの平行光であり、集光光学系18に向かう。波長多重光L7の主光線は、集光光学系18の光軸18aに一致する。波長多重光L7と波長多重光L1とは互いに平行である。
That is, the diffracted light L7 in all wavelength regions λ1, λ2,..., Λn is multiplexed. The multiplexed diffracted light L7 (hereinafter referred to as “wavelength multiplexed light L7”) is parallel light having the same thickness as the wavelength multiplexed light L1 shown in FIG. The principal ray of the wavelength multiplexed light L7 coincides with the optical axis 18a of the condensing
集光光学系18(図1)は、出力ポートのオプティカルファイバ19のNAに対して最適化された正の焦点距離を有する。集光光学系18は、グレーティング13からの波長多重光L7を集光して、オプティカルファイバ19の入力端面に導くための光学素子(出力インターフェース部)である。
出力ポートのオプティカルファイバ19は、単数線であり、入力ポートのオプティカルファイバ11と同一仕様のシングルモードファイバである。オプティカルファイバ19は、集光光学系18からの波長多重光を図2に示すEDF32に導くための部材である。
The condensing optical system 18 (FIG. 1) has a positive focal length optimized for the NA of the
The
集光光学系18とオプティカルファイバ19(総じて請求項の「出力手段」に対応)は、オプティカルファイバ19の入射端面が集光光学系18の焦点位置と一致するように配置されている。このため、集光光学系18とオプティカルファイバ19を介し、高い結合効率で、アッテネータ(14〜17)によるアッテネーション操作後の波長多重光がEDF32に出力される。
The condensing
一方、図7に示すように、2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生する回折光のうち、回折次数が0次の回折光L8は、その主光線の回折角度が波長域λ1,λ2,…,λnごとに少しずつ異なっている。ただし、0次の回折光L8は正反射光であるため、グレーティング13の法線13aを基準とした場合、回折光L8(波長域λk)の主光線の角度は、光L5(波長域λk)の主光線の角度と等しくなる。
On the other hand, as shown in FIG. 7, among the diffracted light generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action, the diffracted light L8 having the diffraction order of 0th order has a diffraction angle of the principal ray in the wavelength region λ1, λ2, ..., slightly different for each λn. However, since the 0th-order diffracted light L8 is specularly reflected light, when the
そして、波長域λ1,λ2,…,λnの回折光L8は、次に説明するスペクトルモニタ(20,21)に向かう。スペクトルモニタ(20,21)は、グレーティング13から発生した回折光L8のスペクトル情報(分光特性情報)をモニタする機構であり、モニタ光学系20と1次元アレイセンサ21とで構成されている(請求項の「モニタ手段」に対応)。
モニタ光学系20は、正の焦点距離を有し、回折光L8を1次元アレイセンサ21上に集光する。また、モニタ光学系20を通過した後の回折光L9の主光線が、波長域λ1,λ2,…,λnごとに平行に並ぶように配置されている(テレセントリック系)。さらに、必要な像範囲で平坦な像が得られ、かつ、十分に小さいスポット状の単色像が得られるように、収差補正がなされている。
Then, the diffracted light L8 in the wavelength ranges λ1, λ2,..., Λn travels to the spectrum monitor (20, 21) described below. The spectrum monitor (20, 21) is a mechanism for monitoring the spectrum information (spectral characteristic information) of the diffracted light L8 generated from the grating 13, and includes a monitor
The monitor
このモニタ光学系20により、1次元アレイセンサ21上には、図9に示すように、波長域λ1,λ2,…,λnの異なる多数のスペクトル像B1,B2,…,Bnが波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。各々のスペクトル像B1,B2,…,Bnは、単色像であり、オプティカルファイバ11の射出端面とほぼ相似なスポット状である。また、スペクトル像B1,B2,…,Bnは、マイクロミラーアレイ15上のスペクトル像A1,A2,…,An(図4)の共役像に相当する。
As shown in FIG. 9, the monitor
1次元アレイセンサ21は、図9に示すように、多数の受光部21aが1次元配列された受光面を有する。複数の受光部21aは全て大きさが同じである。1次元アレイセンサ21は、受光部21aの配列方向(アレイ方向)をスペクトル像B1,B2,…,Bnの波長分散方向に揃えて、その受光面がモニタ光学系20の焦点位置(スペクトル像B1,B2,…,Bnの形成位置)と一致するように配置されている。
As shown in FIG. 9, the one-
また、1次元アレイセンサ21は、受光部21aの大きさがスペクトル像B1,B2,…,Bnのスポット径より大きく、かつ、受光部21aどうしの間隔がスペクトル像B1,B2,…,Bnどうしの間隔(図7に示す回折光L9の波長域λ1,λ2,…,λnごとの主光線の間隔)と等しくなるように構成されている。
このため、1次元アレイセンサ21の各々の受光部21a上には、スペクトル像B1,B2,…,Bnの各々が1つずつ形成されることになる。つまり、各々の受光部21aと各々のスペクトル像(単色像)は一対一で対応することなる。したがって、各々の受光部21aにより回折光L9のエネルギーを波長域λ1,λ2,…,λnごとに独立に検出することができる。
In the one-
Therefore, one spectral image B1, B2,..., Bn is formed on each light receiving
1次元アレイセンサ21の各受光部21aによる検出結果は、回折光L9のスペクトル情報を表している。また、回折光L8のスペクトル情報にも対応する。このスペクトル情報は、スペクトルモニタ(20,21)によるモニタ結果としてプロセッサ22に出力される。
そして、プロセッサ22は、スペクトル情報を演算処理して、マイクロミラーアレイ15の個々のマイクロミラー15aの現在の傾き角度を求め、予め記憶している目標の傾き角度との差を波長域λ1,λ2,…,λnごとに計算し、この差を補正するために必要なマイクロミラー15aの回転量を求め、その情報をドライバ23に出力する。
The detection result by each
Then, the
ドライバ23は、プロセッサ22からの指示(個々のマイクロミラー15aの回転量の指示値)に基づいて、アッテネータ(14〜17)のマイクロミラーアレイ15に駆動信号を出力し、個々のマイクロミラー15aを回転させ、その傾き角度を変化させる。プロセッサ22は、請求項の「制御手段」に対応する。
このように、プロセッサ22とドライバ23を介して、スペクトルモニタ(20,21)によるモニタ結果をアッテネータ(14〜17)にフィードバックすることで、マイクロミラーアレイ15の個々のマイクロミラー15aを目標の傾き角度に設定することができる。
The
In this way, the monitoring results of the spectrum monitors (20, 21) are fed back to the attenuators (14-17) via the
マイクロミラー15aの目標の傾き角度とは、アッテネータ(14〜17)によるアッテネーション操作後の光L5の目標減衰量に対応し、第1実施形態の逆分散型二重分光器10からEDF32に出力される波長多重光(アッテネーション操作後)の目標スペクトルに対応する。
このため、マイクロミラー15aの目標の傾き角度に代えて、図2のEDF32に出力する波長多重光の目標スペクトルをプロセッサ22内に予め記憶させても構わない。目標スペクトルは、図2のEDFAのゲイン特性に応じた最適なスペクトルである。
The target tilt angle of the
Therefore, instead of the target tilt angle of the
この場合、プロセッサ22は、スペクトルモニタ(20,21)からスペクトル情報を取得すると、このスペクトル情報と目標スペクトルを比較して、波長域λ1,λ2,…,λnごとに光L5の減衰率として必要な値を計算する。さらに、光L5の減衰率とマイクロミラー15aの回転量との既知の相関関係に基づいて、波長域λ1,λ2,…,λnごとにマイクロミラー15aの回転量を求め、その情報をドライバ23に出力する。
In this case, when acquiring the spectrum information from the spectrum monitor (20, 21), the
なお、プロセッサ22がスペクトルモニタ(20,21)によるモニタ結果に基づいてマイクロミラー15aの回転量を求める際、マイクロミラー15aの傾き角度とオプティカルファイバ19の結合効率(カップリング効率)との既知の相関関係も考慮される。また、プロセッサ22は、必要に応じて外部CPUからの指令も考慮する。
したがって、スペクトルモニタ(20,21)によるモニタ結果をアッテネータ(14〜17)にフィードバックすることで、逆分散型二重分光器10からEDF32に出力される波長多重光(アッテネーション操作後)のスペクトルを図2のEDFAのゲイン特性に応じた最適なものとすることができる。つまり、適切な分光特性のアッテネーション操作を施すことができる。その結果、安定したWDM方式の光通信が可能となる。
Note that when the
Therefore, the spectrum of the wavelength multiplexed light (after the attenuation operation) output from the inverse dispersion type
スペクトルモニタ(20,21)によるスペクトル情報のモニタを常時行うことにより、図2のEDF31から入力される波長多重光のスペクトルが変動しても、その変動に応じてマクロミラー15aの傾き角度を調整し、アッテネータ(14〜17)によるアッテネーション操作を適切に保つことで、EDF32に出力する波長多重光のスペクトルを最適な状態に保持できる。
By constantly monitoring the spectrum information by the spectrum monitor (20, 21), even if the spectrum of the wavelength multiplexed light input from the
このように、第1実施形態の逆分散型二重分光器10はダイナミックゲインイコライザ(DGE)として動作するため、図2のEDFA内での分光特性を状況に応じてリアルタイムで変化させることができ、40Gbps 以上のビットレートにおける超長距離伝送システムにおいて、温度変動などの様々な要因によって発生するスペクトル変動が光アンプの許容範囲を超える事態を回避できる。
As described above, since the inverse dispersion
さらに、マイクロミラーアレイ15の各々のマイクロミラー15aにより、各々の波長域λ1,λ2,…,λnごとに(スペクトル像A1,A2,…,Anごとに)、独立してアッテネーション操作を施すので(チャネル型)、厳密なイコライジングが可能となる。
なお、第1実施形態の逆分散型二重分光器10は、図2のEDFAに限らず、他の希土類元素(Ndなど)を添加した光アンプ(光増幅器)のゲインを平坦化させるために用いることもできる。
Furthermore, since each micromirror 15a of the
Note that the inverse dispersion
また、第1実施形態の逆分散型二重分光器10をコンベンショナルなフリースペース光学素子で実現すれば、導波路型の分光器を用いた場合に比べて格段に温度特性が安定する。このため取り扱いが簡単になる。光通信機器には一般に厳しい環境温度条件の下で作動することが要求されるため、好適である。環境温度が変化した場合でも、安定した光通信が可能となる。
Further, if the inverse dispersion type
さらに、第1実施形態の逆分散型二重分光器10では、スペクトルモニタ(20,21)を内蔵するため、適切なアッテネーション操作を施すことが可能なだけでなく省スペース化や低コスト化も実現する。
また、グレーティング13から発生する回折光のうち、本光路(波長多重光L7)とは外れた方向に発生する不要な回折光L8(,L9)を取り込んでスペクトル情報をモニタリングするため、逆分散型二重分光器10から出力される波長多重光の光量を損失することがない。つまり、効率よくモニタリングできる。
Furthermore, since the inverse dispersion type
In addition, among the diffracted lights generated from the grating 13, in order to monitor the spectrum information by taking in unnecessary diffracted light L8 (, L9) generated in a direction deviating from the main optical path (wavelength multiplexed light L7), the inverse dispersion type is used. The amount of wavelength multiplexed light output from the
さらに、マイクロミラーアレイ15を用いてアッテネーション操作を施すので、逆分散型二重分光器10内での光量損失(インサーションロス)を小さく抑えることができる。このため、アッテネーション操作とスペクトル情報のモニタリングを効率よく行うことができる。
また、逆分散型二重分光器10では、2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生した回折光L8(,L9)をスペクトルモニタ(20,21)に取り込むため、次の効果《1》,《2》を奏する。
Further, since the attenuation operation is performed using the
Further, in the inverse dispersion
《1》 逆分散型二重分光器10から出力される波長多重光のスペクトルと比較的類似した出力側のスペクトル情報をモニタリングすることができる。このため、モニタ結果のスペクトル情報からマイクロミラー15aの回転量を求める際の演算が容易になる。
《2》 回折光L8(,L9)の分散を大きく確保できるため、1次元ラインセンサ21の各々の受光部21aにより、確実に、波長域λ1,λ2,…,λnごとの個別のエネルギーを検出できる。
<< 1 >> The spectrum information on the output side that is relatively similar to the spectrum of the wavelength multiplexed light output from the inverse dispersion
<< 2 >> Since the dispersion of the diffracted light L8 (, L9) can be largely secured, each
さらに、モニタ用のスペクトル像B1,B2,…,Bnを検出する素子として1次元アレイセンサ21を用いたので、多数の波長域λ1,λ2,…,λnのスペクトル像B1,B2,…,Bnを同時に検出できる。つまり、波長多重光の波長域λ1,λ2,…,λnごとの強度を簡単に測定(モニタ)することができる。
また、アッテネータ(14〜17)におけるリレー光学系14の配置をテレセントリック系とし、リレー光学系14を通過した後の回折光L3の主光線が波長域λ1,λ2,…,λnごとに平行に並ぶようにしたので、マイクロミラー15aの回転軸が互いに平行な簡素な構成のマイクロミラーアレイ15を用いることができる(1軸で制御可能)。
Further, since the one-
Further, the arrangement of the relay
さらに、1つのリレー光学系14で“グレーティング13からマイクロミラーアレイ15への光路”と“マイクロミラーアレイ15からグレーティング13への光路”とを兼用したため、2回目の波長分散作用によってグレーティング13から発生する本光路の回折光L7を精度よく多重化することができる。
また、アッテネータ(14〜17)にトラップ17を設け、トラップミラー16で反射した僅かな光L6をここで完全に吸収消失させるため、逆分散型二重分光器10内での迷光を確実に防止できる。このため、正確なモニタリングが可能となる。
In addition, since one relay
Further, the
さらに、グレーティング13から発生する不要な回折光L8によりモニタリングするので、アッテネータ(14〜17)の構成に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
すなわち、マイクロミラーアレイ15に代えて液晶素子を用いた場合でも、グレーティング13から発生する不要な回折光L8により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。ちなみに、この場合のアッテネーション操作は、液晶素子の各セルに単色像を対応させ、セルごとに偏光面を回転させることにより行われる。
Furthermore, since the monitoring is performed by the unnecessary diffracted light L8 generated from the grating 13, the spectrum information can be reliably monitored regardless of the configuration of the attenuators (14-17).
That is, even when a liquid crystal element is used in place of the
また、アッテネータ(14〜17)をチャネル型の構成に代えてサブバンド型の構成とした場合でも、グレーティング13から発生する不要な回折光L8により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。サブバンド型の構成とは、スペクトル像A1,A2,…,Anから外れた箇所にマイクロミラーアレイ15や液晶素子を配置し、複数の波長チャネルからなるサブバンドごとにアッテネーション操作を施すような構成である。
Even when the attenuators (14 to 17) have a subband configuration instead of the channel configuration, the spectrum information can be reliably monitored by the unnecessary diffracted light L8 generated from the
さらに、アッテネータ(14〜17)を構成するリレー光学系14の配置が非テレセントリック光学系の場合にも、トラップ17を省略した場合にも、グレーティング13から発生する不要な回折光L8により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
また、アッテネーション操作を施すアッテネータ(14〜17)に代えて、他の操作(例えば次に説明する<1>や<2>や<3>など)を施すような機構を設けた場合にも、グレーティング13から発生する不要な回折光L8により、確実にスペクトル情報をモニタすることができる。
Further, even when the arrangement of the relay
Also, in place of the attenuators (14 to 17) for performing the attenuation operation, when a mechanism for performing other operations (for example, <1>, <2>, <3>, etc. described below) is provided, Spectral information can be reliably monitored by the unnecessary diffracted light L8 generated from the
アッテネーション操作以外の操作には、例えば、<1>1つのスリットを設置して波長多重光に含まれる1つの波長域のみを切り出す操作や、<2>複数のスリットを設置して波長多重光に含まれる複数の波長域を切り出し合波する操作や、<3>ビームステアリング操作などが考えられる。ビームステアリング操作を施す構成例については、後述の第2実施形態で具体的に説明する。 For operations other than the attenuation operation, for example, <1> one slit is installed to cut out only one wavelength range included in the wavelength multiplexed light, or <2> multiple slits are installed to make the wavelength multiplexed light. An operation to cut out and combine a plurality of included wavelength ranges, a <3> beam steering operation, and the like are conceivable. A configuration example for performing the beam steering operation will be specifically described in a second embodiment described later.
このように、第1実施形態の逆分散型二重分光器10に内蔵されたスペクトルモニタ(20,21)は、2回の波長分散作用(互いに逆向き)の間における操作の形態に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタできるため、汎用性が向上する。
ここで、操作対象の光に対してアッテネーション操作を施すように構成され、かつ、このアッテネーション操作がマイクロミラーアレイにより施される従来の逆分散型二重分光器(例えば特開2002−196173号公報を参照)との相違点について説明する。
As described above, the spectrum monitor (20, 21) built in the inverse dispersion type
Here, a conventional inverse dispersion double spectroscope (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-196173) configured to perform an attenuation operation on the light to be operated and in which the attenuation operation is performed by a micromirror array. The difference from FIG.
従来装置では、適切なアッテネーション操作を行うと共に省スペース化と低コスト化を実現するため、スペクトル情報のモニタ機構を内蔵することが提案されている。また、従来装置では、マイクロミラーアレイに入射する光(操作対象の光)のスポット径が個々のマイクロミラーより大きく、スポット径の中に多数のマイクロミラーを2次元的に含むように設定されている。このため、スポット径の中の一部のマイクロミラーを傾斜させて一部の光を本光路外に導く(つまり廃棄する)ことでアッテネーション操作を行い、そのとき廃棄された光を取り込むことでスペクトル情報のモニタを行うことができる(モニタ機構)。そして、傾斜させるマイクロミラー数の制御がスペクトル情報に基づいて行われ、アッテネーション操作を実現させている。 It has been proposed that a conventional apparatus incorporates a spectrum information monitoring mechanism in order to perform an appropriate attenuation operation and realize space saving and cost reduction. Further, in the conventional apparatus, the spot diameter of light (operation target light) incident on the micromirror array is larger than that of each micromirror, and the spot diameter is set so as to include a number of micromirrors two-dimensionally. Yes. For this reason, a part of the micromirror in the spot diameter is tilted and a part of the light is guided out of the optical path (that is, discarded), the attenuation operation is performed, and then the spectrum is obtained by capturing the discarded light. Information can be monitored (monitor mechanism). The number of micromirrors to be tilted is controlled based on the spectrum information, thereby realizing an attenuation operation.
しかし、上記した従来のモニタ機構は、廃棄された入力光の一部を使ってスペクトラムをモニタリングする手法であるため、飽くまでも、(1)マイクロミラーアレイによりアッテネーション操作を施す、(2)マイクロミラーアレイへの入射光のビーム径内に多数のマイクロミラーが含まれるように設定する、という要件(1),(2)を満たす逆分散型二重分光器に固有の技術である。したがって、他の様々な形態の逆分散型二重分光器、例えばマイクロミラーアレイ以外の手段によりアッテネーション操作を施す形態や、アッテネーション操作以外の操作を施す形態など、要件(1),(2)を満足しない逆分散型二重分光器に、上記のモニタ機構を適用することは困難である。つまり、上記のモニタ機構には汎用性に欠けるという問題があった。 However, since the conventional monitoring mechanism described above is a technique for monitoring the spectrum using a part of the discarded input light, (1) the attenuation operation is performed by the micromirror array. (2) the micromirror array. This is a technique unique to an inverse dispersion double spectroscope that satisfies the requirements (1) and (2) that a large number of micromirrors are included within the beam diameter of the incident light on the beam. Accordingly, the requirements (1) and (2) are satisfied, such as a mode in which an attenuation operation is performed by means other than various other forms of inverse dispersion double spectroscopes, for example, a micromirror array, and a mode in which an operation other than the attenuation operation is performed. It is difficult to apply the above monitoring mechanism to an unsatisfactory inverse dispersion type double spectrometer. That is, the monitor mechanism has a problem that it lacks versatility.
これに対し、第1実施形態の逆分散型二重分光器10では、既に説明した通り、内蔵のモニタ機構(つまりスペクトルモニタ(20,21))によって、2回の波長分散作用(互いに逆向き)の間における操作の形態に拘わらず確実にスペクトル情報をモニタできるため、汎用性が向上する。
(第1実施形態の変形例)
上記した第1実施形態では、2回目の波長分散作用によりグレーティング13から発生した不要な回折光L8をスペクトルモニタ(20,21)に取り込み、回折光L8のスペクトル情報をモニタしたが、本発明はこれに限定されない。
On the other hand, in the inverse dispersion type
(Modification of the first embodiment)
In the first embodiment described above, unnecessary diffracted light L8 generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action is taken into the spectrum monitor (20, 21) and the spectrum information of the diffracted light L8 is monitored. It is not limited to this.
例えば図10の逆分散型二重分光器50のように、1回目の波長分散作用[1]によりグレーティング13から発生した不要な回折光L10(請求項2の「回折光の少なくとも1つ」に対応)を別のスペクトルモニタ51に取り込み、回折光L10のスペクトル情報をモニタしても構わない。逆分散型二重分光器50の光操作部52は、所定の操作(例えばアッテネーション操作)を施す機構である。
For example, as in the case of the inverse dispersion type double spectrometer 50 of FIG. 10, unnecessary diffracted light L10 generated from the grating 13 by the first wavelength dispersion action [1] (in “at least one of the diffracted lights” in claim 2). May be taken into another spectrum monitor 51 and the spectrum information of the diffracted light L10 may be monitored. The
1回目の波長分散作用[1]による回折光L10は、0次回折光および光操作部52への回折光L2とは異なる回折次数の回折光である。回折光L10の主光線も、回折光L2の主光線と同様、図11に示すように、波長域λ1,…,λnごとに回折角度が少しずつ異なっている。スペクトルモニタ51は、スペクトルモニタ(20,21)と同様、モニタ光学系と1次元アレイセンサとで構成される。
The diffracted light L10 by the first wavelength dispersion action [1] is diffracted light having a diffraction order different from that of the 0th-order diffracted light and the diffracted light L2 to the
この場合、プロセッサ22には、スペクトルモニタ(20,21)によるモニタ結果(出力側のスペクトル情報)と、スペクトルモニタ51によるモニタ結果(入力側のスペクトル情報)とが出力される。このため、プロセッサ22では、2種類のスペクトル情報に基づいてマイクロミラー15aの回転量を求め、その情報をドライバ23に出力する。
図10,図11の変形例によれば、2回の波長分散作用[1],[2]の各々によりグレーティング13から発生した不要な回折光L8,L10をモニタリングし、得られた2種類のスペクトル情報に基づいて光操作部52を制御するため、さらに高精度な操作(例えばアッテネーション操作)を施すことができる。
In this case, the
According to the modified examples of FIGS. 10 and 11, unnecessary diffracted lights L8 and L10 generated from the grating 13 are monitored by each of the two wavelength dispersion actions [1] and [2], and two types of obtained diffracted lights L8 and L10 are obtained. Since the
また、図10の逆分散型二重分光器50のうち、出力側のスペクトルモニタ(20,21)を省略しても構わない。この場合には、スペクトルモニタ51によるモニタ結果のみがプロセッサ22に出力され、プロセッサ22では、入力側のスペクトル情報に基づいてマイクロミラー15aの回転量を求め、その情報をドライバ23に出力する。
さらに、図12の逆分散型二重分光器55のように、光操作部56が光束群を分解する機能を含み、この光操作部56からグレーティング13に戻る光L5が複数(つまり光L5-1,L5-2,…,L5-n)に分かれている場合にも、本発明は適用できる。光操作部56は、所定の操作(例えばアッテネーション操作)を施す機構である。
Further, in the inverse dispersion double spectrometer 50 of FIG. 10, the output side spectrum monitor (20, 21) may be omitted. In this case, only the monitoring result by the spectrum monitor 51 is output to the
Further, like the inverse dispersion type double spectroscope 55 of FIG. 12, the
操作後の光L5-1,L5-2,…,L5-nの各光線は、それぞれ、図13に示すように、波長域λ1,…,λnごとにグレーティング13に対する入射角度が少しずつ異なり、グレーティング13に到達する。なお、図13では、わかりやすいようグレーティング13表面の点D-1,D-2,…,D-nの各点に集合する光線を選んで図示してある。光L5-1,L5-2,…,L5-nの任意の波長域λk(k=1〜n)の光線どうしは互いに平行である。 The light beams L5-1, L5-2,..., L5-n after the operation have slightly different incident angles with respect to the grating 13 for each wavelength region λ1,. The grating 13 is reached. In FIG. 13, for easy understanding, light rays gathering at points D-1, D-2,..., Dn on the surface of the grating 13 are selected and illustrated. Light beams in an arbitrary wavelength range λk (k = 1 to n) of the lights L5-1, L5-2,..., L5-n are parallel to each other.
そして、集合点D-1,D-2,…,D-nのそれぞれからの波長多重光L7-1,L7-2,…,L7-nは、すべて互いに平行であり、波長多重光L1とも平行であり、図12の集光光学系18を介して出力ポート(OUT1,OUT2,…,OUTn)から外部へ出力される。
一方、2回目の波長分散作用[2]によりグレーティング13から発生する回折光のうち、回折次数が0次の回折光L8-1,L8-2,…,L8-nは、図13に示すように、その主光線の回折角度が波長域λ1,…,λnごとに少しずつ異なっている。ただし、回折光L8-1,L8-2,…,L8-nの任意の波長域λk(k=1〜n)の主光線どうしは互いに平行である。
Further, the wavelength multiplexed lights L7-1, L7-2,..., L7-n from the respective collection points D-1, D-2,. These are parallel and output from the output ports (OUT1, OUT2,..., OUTn) to the outside via the condensing
On the other hand, among the diffracted lights generated from the grating 13 by the second wavelength dispersion action [2], the diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n of the zeroth order are as shown in FIG. In addition, the diffraction angle of the principal ray is slightly different for each wavelength region λ1,. However, chief rays in an arbitrary wavelength region λk (k = 1 to n) of the diffracted beams L8-1, L8-2,..., L8-n are parallel to each other.
また、0次の回折光L8-1,L8-2,…,L8-nは正反射光であるため、グレーティング13の法線13aを基準とした場合、回折光L8-1,L8-2,…,L8-n(波長域λk)の主光線の角度は、光L5-1,L5-2,…,L5-n(波長域λk)の主光線の角度と等しくなる。
これらの回折光L8-1,L8-2,…,L8-nは、スペクトルモニタ(57,58)に向かう。スペクトルモニタ(57,58)は、スペクトルモニタ(20,21)と同様、モニタ光学系57と1次元アレイセンサ58とで構成される。ただし、モニタ光学系57の配置は非テレセントリック系である。
Further, since the 0th-order diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n are specularly reflected lights, when the
These diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n go to the spectrum monitor (57, 58). The spectrum monitor (57, 58) is composed of a monitor
スペクトルモニタ(57,58)では、モニタ光学系57が回折光L8-1,L8-2,…,L8-nの各々を1次元アレイセンサ58上に集光する。このとき、回折光L8-1,L8-2,…,L8-nの任意の波長域λk(k=1〜n)どうしは、1次元アレイセンサ58上の同じ位置に集光する。
つまり、グレーティング13の集合点D-1,D-2,…,D-nが異なっていても、モニタ光学系57の通過位置が異なっていても、同じ波長域λkであれば1次元アレイセンサ58上の同じ位置に集光する。
In the spectrum monitor (57, 58), the monitor
That is, even if the collection points D-1, D-2,..., D-n of the grating 13 are different or the passing positions of the monitor
その結果、1次元アレイセンサ58上には、波長域λ1,…,λnの異なる多数のスペクトル像(図9のB1,…,Bn参照)が波長分散方向に沿って離散的に一列に並んだ状態で形成される。
このため、回折光L8-1,L8-2,…,L8-nの各々に含まれる波長域λk(k=1〜n)のエネルギーの和を1次元アレイセンサ58によって検出し、2回目の波長分散作用[2]によりグレーティング13から発生した不要な回折光L8-1,L8-2,…,L8-nのスペクトル情報をモニタすることができる。
As a result, on the one-
Therefore, the sum of the energy in the wavelength region λk (k = 1 to n) included in each of the diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n is detected by the one-
図12の変形例によれば、2回の波長分散作用[1],[2]の各々によりグレーティング13から発生した不要な回折光L8-1,L8-2,…,L8-n,L10をモニタリングし、得られた2種類のスペクトル情報に基づいて光操作部56を制御するため、さらに高精度な操作(例えばアッテネーション操作)を施すことができる。図12の逆分散型二重分光器55のうち、入力側のスペクトルモニタ51は省略しても構わない。
According to the modification of FIG. 12, unnecessary diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n, L10 generated from the grating 13 by each of the two wavelength dispersion actions [1], [2] are generated. Since the
さらに、上記した実施形態では、ハードウエアとしては1台の分光器の中で光路を二重に巡らすことにより逆分散型二重分光器として機能させる構成例を説明したが、本発明はこれに限定されない。
図14に示す逆分散型二重分光器60のように、ハードウエアとして2台の分光器を連結させても構わない。この逆分散型二重分光器40は、図12に示す逆分散型二重分光器55にグレーティング13とは別のグレーティング61を設け、このグレーティング61により2回目の波長分散作用[2]を与えるものである。グレーティング61はグレーティング13と同一設計であることが好ましい。
Furthermore, in the above-described embodiment, the configuration example in which the hardware functions as an inverse dispersion type double spectroscope by wrapping the optical path twice in one spectroscope has been described. It is not limited.
As in the case of the inverse dispersion double spectrometer 60 shown in FIG. 14, two spectrometers may be connected as hardware. In this inverse dispersion type double spectrometer 40, a grating 61 different from the grating 13 is provided in the inverse dispersion type double spectrometer 55 shown in FIG. 12, and this
この場合、スペクトルモニタ(57,58)は、2回目の波長分散作用[2]によりグレーティング61から発生した不要な回折光L8-1,L8-2,…,L8-nを取り込み、回折光L8-1,L8-2,…,L8-nのスペクトル情報をモニタする。
図14の変形例によれば、2回の波長分散作用[1],[2]の各々によりグレーティング13,61から発生した不要な回折光L8-1,L8-2,…,L8-n,L10をモニタリングし、得られた2種類のスペクトル情報に基づいて光操作部56を制御するため、さらに高精度な操作(例えばアッテネーション操作)を施すことができる。逆分散型二重分光器60のうち、入力側のスペクトルモニタ51は省略しても構わない。光操作部56に代えて図10の光操作部52を設けても構わない。
In this case, the spectrum monitor (57, 58) takes in unnecessary diffracted light L8-1, L8-2,..., L8-n generated from the grating 61 by the second wavelength dispersion action [2], and diffracted light L8. -1, L8-2,..., L8-n spectral information is monitored.
According to the modification of FIG. 14, unnecessary diffracted lights L8-1, L8-2,..., L8-n, generated from the
また、上記した実施形態では、入力ポートを単数線のオプティカルファイバにより構成したが、複数線のオプティカルファイババンドルに置き換えても構わない。この場合、独立した複数系統の波長多重光を並行して取り込むことができる。光操作部52,56とスペクトルモニタ(20,21),51,(57,58)とプロセッサ22とドライバ23は、複数系統の波長多重光に対応可能な並列処理型の構成にする必要がある。出力ポート(OUT1,OUT2,…,OUTn)も各々の波長多重光に含まれる信号系統に応じた構成となる。
In the above-described embodiment, the input port is configured with a single-line optical fiber, but may be replaced with a multi-line optical fiber bundle. In this case, a plurality of independent wavelength-division multiplexed lights can be taken in parallel. The
さらに、上記した実施形態では、2回目の波長分散作用[2]によりグレーティング13(または61)から発生した回折光のうち、0次の回折光L8(または回折光L8-1,L8-2,…,L8-n)を、出力側のスペクトルモニタ(20,21),(57,58)に取り込んだが、本発明はこれに限定されない。波長多重光L7とは異なる回折次数の回折光であれば0次回折光以外であってもスペクトル情報のモニタリングに用いることができる。 Furthermore, in the above-described embodiment, of the diffracted light generated from the grating 13 (or 61) by the second wavelength dispersion action [2], the 0th-order diffracted light L8 (or diffracted light L8-1, L8-2, .., L8-n) are incorporated in the spectrum monitor (20, 21), (57, 58) on the output side, but the present invention is not limited to this. If the diffracted light has a diffraction order different from that of the wavelength multiplexed light L7, it can be used for monitoring spectrum information even if it is other than the 0th order diffracted light.
さらに、上記した実施形態では、スペクトルモニタ(20,21),51,(57,58)を構成する1次元アレイセンサの各々の受光部により、波長域λ1,…,λnの異なるスペクトル像(図9のB1,…,Bn参照)の各々を独立に検出したが、本発明はこれに限定されない。複数の受光部により1つのスペクトル像を検出しても構わない。
また、上記した実施形態では、スペクトル像を検出する素子として1次元ラインセンサを用いたが、これに代えて射出スリットとディテクタを用いることもできる。射出スリットは、細長い1つの開口部を有し、この開口部がスペクトル像の形成位置と一致するように配置される。そして、スペクトル像のうち開口部を通過した部分像がディテクタにより受光される。この構成では、射出スリットおよびディテクタを波長分散方向に沿って移動させることで、異なる波長域のスペクトル像を検出できる。
Further, in the above-described embodiment, spectrum images (FIG. 5) having different wavelength regions λ1,..., Λn are received by the respective light receiving portions of the one-dimensional array sensor constituting the spectrum monitors (20, 21), 51, (57, 58). 9 (see B1,..., Bn) are detected independently, but the present invention is not limited to this. One spectral image may be detected by a plurality of light receiving units.
In the above-described embodiment, a one-dimensional line sensor is used as an element for detecting a spectral image, but an exit slit and a detector can be used instead. The exit slit has one elongated opening, and is arranged so that the opening coincides with the formation position of the spectral image. And the partial image which passed the opening part among the spectrum images is received by the detector. In this configuration, spectral images in different wavelength ranges can be detected by moving the exit slit and the detector along the wavelength dispersion direction.
さらに、上記した実施形態では、スペクトルモニタ(20,21),51,(57,58)によるモニタ結果に基づいてアッテネータ(14〜17)や光操作部52,56をフィードバック制御したが、オープンループで制御してもよい。
また、上記した実施形態では、反射型のグレーティングを用いた逆分散型二重分光器の例を説明したが、透過型のグレーティングを用いた構成にも本発明を適用できる。平面回折格子に代えて凹面回折格子を用いても構わない。さらに、波長分散素子としてグレーティング(回折格子)を用いたが、プリズムまたはグリズム(グレーティングとプリズムを合体させたもの)を用いることもできる。コリメータ12と集光光学系18は反射光学系でも良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the attenuators (14-17) and the
In the above-described embodiment, an example of an inverse dispersion double spectroscope using a reflection type grating has been described. However, the present invention can also be applied to a configuration using a transmission type grating. A concave diffraction grating may be used instead of the planar diffraction grating. Furthermore, although a grating (diffraction grating) is used as a wavelength dispersion element, a prism or a grism (a combination of a grating and a prism) can also be used. The
さらに、上記した実施形態では、逆分散型二重分光器の入出力ポートとして、単数線のオプティカルファイバ(11,19)または複数線のオプティカルファイババンドルを用いたが、光通信分野での使用を前提としない場合には、スリット部材に置き換えることもできる。スリット部材は、1つまたは複数の細長い開口部を有する。
また、上記した逆分散型二重分光器を1つの筐体にパッケージしてもよい。例えば、図1の逆分散型二重分光器10を例に説明すると、図15に示す通り、オプティカルファイバ11の端面近傍、コリメータ12、グレーティング13、アッテネータ(14〜17)、集光光学系18、オプティカルファイバ19の端面近傍、スペクトルモニタ(20,21)、プロセッサ22、および、ドライバ23を、1つの筐体24にパッケージすればよい。この場合、逆分散型二重分光器10の全ての構成要素が一体化するので、取り扱いが簡便になる。なお、オプティカルファイバ11の端面近傍とコリメータ12とは総じて請求項の「入力手段の端部」に対応する。オプティカルファイバ19の端面近傍と集光光学系18とは総じて請求項の「出力手段の端部」に対応する。
(第2実施形態)
ここでも、逆分散型二重分光器を例に説明する。
Further, in the above-described embodiment, the single-line optical fiber (11, 19) or the multi-line optical fiber bundle is used as the input / output port of the inverse dispersion type double spectrometer, but it is used in the optical communication field. If not presupposed, it can be replaced with a slit member. The slit member has one or more elongated openings.
Moreover, you may package the above-mentioned reverse dispersion type | mold double spectrometer in one housing | casing. For example, the reverse dispersion
(Second Embodiment)
Here, an inverse dispersion double spectroscope will be described as an example.
第2実施形態の逆分散型二重分光器70(図16)は、オプティカルクロスコネクト(OXC:Optical Cross Connect)として動作するものであり、入力ポートのオプティカルファイバ9および出力ポートのオプティカルファイバ1〜8を含む光ファイバ束と、拡大光学系71と、透過型グレーティング72と、ビームステアリング機構(73〜75)と、スペクトルモニタ(76,77)と、制御部78とで構成されている。
The inverse dispersion type dual spectrometer 70 (FIG. 16) of the second embodiment operates as an optical cross connect (OXC), and includes an optical fiber 9 for an input port and
また、拡大光学系71は、オプティカルファイバ1〜9の各々の端面近傍に設けられたマイクロレンズ11aと、正の焦点距離を有する2つのレンズ11b,11cとで構成されている。この拡大光学系71は、その焦点位置が、オプティカルファイバ1〜9の各々の端面の位置と一致している。入力ポートのオプティカルファイバ9からの光(波長多重光)は、拡大光学系71を介してビーム径が拡大された平行光となる。なお、入力ポートのオプティカルファイバ9と拡大光学系71とは総じて請求項の「入力手段」に対応する。出力ポートのオプティカルファイバ1〜8と拡大光学系71とは総じて請求項の「出力手段」に対応する。
The magnifying
透過型グレーティング72は、多数の直線溝が等間隔で1次元配列されたものであり、ここを光が一方の方向から通過することで、光に所定の波長分散作用(1回目)を与え、光が逆の方向から通過することで、所定の波長分散作用とは逆向きの波長分散作用(2回目)を光に与える。この透過型グレーティング12は、本実施形態において、ブレーズの最も強い回折次数の回折光が1次回折光で、後述の0次回折光は、1次回折光に対して極めて弱いブレーズである。透過型グレーティング12は、請求項の「波長分散手段」に対応する。
The
ビームステアリング機構(73〜75)は、透過型グレーティング72からの回折光(例えば1次回折光)を結像させる結像光学系73と、マイクロミラーアレイ74と、ミラードライバ75とで構成される。マイクロミラーアレイ74は、MEMS(Mycro Electro Mechanical System)と呼ばれるもので、複数のマイクロミラー74a,74b,74c,…(図18)を1次元的に並べたものである。マイクロミラー74a,74b,74c,…の反射面は、結像光学系73の焦点位置と一致する。マイクロミラー74a,74b,74c,…の大きさは、およそ数10μm〜数100μm角である。マイクロミラー74a,74b,74c,…が1次元的に並べられている方向は、透過型グレーティング72の波長分散方向と同じである。そして、ミラードライバ75は、マイクロミラーアレイ74を構成する各マイクロミラー74a,74b,74c,…を個別に駆動する。
The beam steering mechanism (73 to 75) includes an imaging optical system 73 that forms an image of diffracted light (for example, first-order diffracted light) from the
マイクロミラーアレイ74で反射した光は、再び、結像光学系73を通って、透過型グレーティング72に至る。透過型グレーティング72に至った光は、ここで逆向きの波長分散作用(合波作用)を受け、逆向きの波長分散作用を受けた光のうちの1次回折光が拡大光学系71を介して、出力ポートのオプティカルファイバ1〜8の何れかに入射する。
スペクトルモニタ(76,77)は、マイクロミラーアレイ74で反射して透過型グレーティング72で波長分散作用を受けた光のうちの0次回折光のスペクトル情報をモニタする機構であり、その0次回折光を結像させる結像光学系76と、結像光学系76からの光を受光する受光センサ77とで構成されている。
The light reflected by the
The spectrum monitor (76, 77) is a mechanism for monitoring the spectral information of the 0th-order diffracted light out of the light reflected by the
受光センサ77は、複数の受光素子が1次元的に並べられたもので、複数の受光素子のうち、光を受けた受光素子が受光量に応じた電気信号を制御部78へ出力する。すなわち、受光センサ77は、どの位置にどの程度の光を受光したかを示す信号を制御部78へ出力する。受光センサ77は、その受光面がマイクロミラーアレイ74の反射面と共役な位置、つまり結像光学系76の焦点位置に配置されている。
The
次に、第2実施形態の逆分散型二重分光器70の作用および動作について、図17〜図19を用いて説明する。
図17に示すように、入力ポートのオプティカルファイバ9から、仮に、白色光L(同図中、実線)が出力されたとする。この光Lは、拡大光学系71でビーム径が拡大された後、透過型グレーティング72を通過し、ここを通過した光のうちの1次回折光が結像光学系73およびマイクロミラーアレイ74に向う。入力ポートのオプティカルファイバ9からの光Lは、透過型グレーティング72での波長分散作用(1回目)により、各波長λ1,λ2,λ3,…の光に分散する。その後、各波長λ1,λ2,λ3,…の光は、前述したように、結像光学系73を経てマイクロミラーアレイ74に向う。
Next, the operation and operation of the inverse dispersion double spectroscope 70 of the second embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 17, it is assumed that white light L (solid line in the figure) is output from the optical fiber 9 of the input port. The light L has its beam diameter enlarged by the magnifying
図18に示すように、各波長λ1,λ2,λ3,…毎の光は、マイクロミラーアレイ74を構成する個々のマイクロミラー74a,74b,74c,…で、その傾斜角度に応じて、個別の方向に反射される。
その後、各波長λ1,λ2,λ3,…毎の光は、図17に示すように、再び、結像光学系73を経て、透過型グレーティング72で合波作用(2回目の波長分散作用)を受ける。波長λ1の光と波長λ2の光とは、仮に、透過型グレーティング72中の同じ位置を通過した場合、合波される。しかし、ここでは、各波長λ1,λ2,λ3,…の光は、透過型グレーティング72中の異なる位置を通過するので、1回目に通過したときの波長分散作用とは逆の作用を受け、合波されることなく互いに平行な状態で通過する。
As shown in FIG. 18, the light of each wavelength λ1, λ2, λ3,... Is individually micromirrors 74a, 74b, 74c,. Reflected in the direction.
Thereafter, as shown in FIG. 17, the light of each wavelength λ1, λ2, λ3,... Again passes through the imaging optical system 73 and is combined by the transmission grating 72 (second wavelength dispersion action). receive. The light of wavelength λ1 and the light of wavelength λ2 are combined if they pass through the same position in the
透過型グレーティング72を通過した光のうちの1次回折光λ11,λ12,λ13,…は、前述したように、拡大光学系71を介して、出力ポートのオプティカルファイバ1,2,…,8に入射する。このとき、マイクロミラーアレイ74を構成する各マイクロミラー74a,74b,74c,…の傾斜角度に応じて、各々の波長域の光(1次回折光λ11,λ12,λ13,…)が、出力ポートの目的のオプティカルファイバ(1,2,…,8の何れか)に導かれる。
The first-order diffracted light λ11, λ12, λ13,... Out of the light that has passed through the transmission grating 72 is incident on the
一方、透過型グレーティング72を通過した光のうちの0次回折光λ01,λ02,λ03,…は、スペクトルモニタ(76,77)の結像光学系76に向かう。結像光学系76を通った0次回折光λ01,λ02,λ03,…は、受光センサ77で受光される。なお、以上において、「λ」の後の小さな添え字は、回折次数を示している。
マクロミラーアレイ74と光学的に共役な位置に配置されている受光センサ77は、受光面のうちのどの位置で受光すると、受光した光がどのような波長λ01,λ02,λ03,…であるかが対応付けられている。
On the other hand, the 0th-order diffracted
When the
具体的には、図19に示すように、受光センサ77は、その受光面が複数の領域に分割され、領域毎に領域ナンバーが付されている。受光センサ77に関しては、どの領域ナンバー1,2,…が光を受光すると、その光の波長が何であるかが関係付けられている。例えば、領域ナンバー8で受光される光は波長λ01であり、領域ナンバー19で受光される光は波長λ02であり、領域ナンバー30で受光される光は波長λ03である、というように関係付けられている。このような、受光面の位置と波長との関係は、予め調べておき、これが制御部78(図16)にテーブルとして記憶されている。
Specifically, as shown in FIG. 19, in the
制御部78は、受光センサ77から、例えば、領域ナンバー19で受光した旨の信号を受けると、前述したテーブルを参照して、波長λ02の光を受光したと認識する。また、その受光強度から波長λ02の光の強度がどのくらいであるかを認識する。
このように、第2実施形態の逆分散型二重分光器70によれば、ビームステアリング機構(73〜75)のマイクロミラー74a,74b,74c,…の各々により、各々の波長域ごとに(スペクトル像ごとに)、ビームステアリング操作を施すことができる。また、スペクトルモニタ(76,77)により、透過型グレーティング72を通過した0次回折光λ01,λ02,λ03,…のスペクトル情報をモニタすることができる。
For example, when the
Thus, according to the inverse dispersion double spectrometer 70 of the second embodiment, each of the
また、第2実施形態の逆分散型二重分光器70では、スペクトルモニタ(76,77)を内蔵するため、適切なビームステアリング操作を施すことが可能なだけでなく省スペース化や低コスト化も実現する。
さらに、透過型グレーティング72から発生する回折光のうち、本光路(入力ポートのオプティカルファイバ9から取り込まれた光が出力ポートのオプティカルファイバ1〜8に導かれるまでの出力光路)から外れた方向に発生する不要な0次回折光λ01,λ02,λ03,…を取り込んでスペクトル情報をモニタリングするため、逆分散型二重分光器70から出力される光の光量を損失することがない。つまり、光を有効利用し、効率よくモニタリングできる。
In addition, since the inverse dispersion type double spectrometer 70 according to the second embodiment has a built-in spectrum monitor (76, 77), it is possible not only to perform an appropriate beam steering operation but also to save space and cost. Also realized.
Further, out of the diffracted light generated from the
また、マイクロミラーアレイ74を用いてビームステアリング操作を施すので、逆分散型二重分光器70内での光量損失(インサーションロス)を小さく抑えることができる。このため、ビームステアリング操作とスペクトル情報のモニタリングを効率よく行うことができる。
(第2実施形態の変形例)
上記した第2実施形態の逆分散型二重分光器70では、モニタ用の光として、透過型グレーティング72からの0次回折光λ01,λ02,λ03,…用いたが、本発明はこれに限定されない。出力光として利用される回折次数の光(第2実施形態では1次回折光)以外の回折次数の光であれば、基本的に如何なる次数の光をモニタ用の光として用いても構わない。
Further, since the beam steering operation is performed using the
(Modification of the second embodiment)
In the inverse dispersion type dual spectrometer 70 of the second embodiment described above, the 0th-order diffracted light λ01, λ02, λ03,... From the transmission type grating 72 is used as the monitoring light, but the present invention is not limited to this. . As long as the light of the diffraction order other than the light of the diffraction order used as the output light (first-order diffracted light in the second embodiment), basically any order of light may be used as the monitoring light.
また、上記した第2実施形態では、透過型グレーティング72による2回目の波長分散作用(つまり上記の合波作用)により発生した不要な回折光(例えば0次回折光λ01,λ02,λ03,…)に基づいてスペクトル情報をモニタしたが、本発明はこれに限定されない。その他、透過型グレーティング72による1回目の波長分散作用により発生した不要な回折光(図17の各波長λ1,λ2,λ3,…の光以外の光)に基づいてスペクトル情報をモニタしてもよく、その両方に基づいてスペクトル情報をモニタしてもよい。 In the second embodiment described above, unnecessary diffracted light (for example, 0th-order diffracted light λ01, λ02, λ03,...) Generated by the second wavelength dispersion action (that is, the above-described combining action) by the transmission grating 72 is added. Although spectrum information was monitored based on this, the present invention is not limited to this. In addition, spectrum information may be monitored based on unnecessary diffracted light (light other than the light of the wavelengths λ1, λ2, λ3,... In FIG. 17) generated by the first wavelength dispersion action by the transmission type grating 72. , Spectrum information may be monitored based on both.
また、上記した第2実施形態では、波長分散手段として、透過型グレーティングを用いた例を説明したが、反射型のグレーティングを用いた構成にも本発明を適用できる。
(第1実施形態と第2実施形態とに共通の変形例)
上記した実施形態では、アッテネーション操作とビームステアリング操作との各々を施すように構成された逆分散型二重分光器の例を説明したが、その双方を施す場合にも、本発明を適用できる。
In the second embodiment described above, an example in which a transmissive grating is used as the wavelength dispersion means has been described. However, the present invention can also be applied to a configuration using a reflective grating.
(Modification common to the first embodiment and the second embodiment)
In the above-described embodiment, an example of an inverse dispersion double spectroscope configured to perform each of an attenuation operation and a beam steering operation has been described. However, the present invention can also be applied to performing both of them.
この場合、逆分散型二重分光器70を利用し、出力ポートのオプティカルファイバ1〜8のうち、例えば1つおきに配置されたオプティカルファイバ2,4,6,8を捨て光用とし、残りのオプティカルファイバ1,3,5,7を出力光用として、隣接する2つのオプティカルファイバ(捨て光用と出力光用)に入射する光の割合を調整することにより、出力光の強度(スペクトル)を調整することができ、簡単にアッテネーション操作とビームステアリング操作との双方を実現できる。
In this case, using the inverse dispersion type double spectroscope 70, out of the
また、この場合には、スペクトルモニタ(76,77)によるモニタ結果に基づいて、ビームステアリング機構(73〜75)のマイクロミラー74a,74b,74c,…をフィードバック制御することで、出力光のスペクトル(各々の波長域ごとの光強度)を最適化することができる。すなわち、適切なアッテネーション操作とビームステアリング操作との双方を実現できる。
In this case, the spectrum of the output light is controlled by feedback-controlling the
さらに、上記した実施形態では、逆分散型二重分光器を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば図20に示す光学装置80のように、入力光に対して波長分散作用を1回だけ与えるような場合にも、本発明を適用できる。また、入力光に対して3回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置(不図示)にも、本発明を適用できる。上記した通り、2回以上の波長分散作用を与える構成では、各々の波長分散作用を同じグレーディングにより与えても良いし、異なるグレーディングにより与えても良い。
Furthermore, in the above-described embodiment, the inverse dispersion type double spectrometer has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the present invention can also be applied to a case where a wavelength dispersion action is given only once to input light as in the
光学装置80は、複数の波長域からなる入力光K1を取り込み、該入力光K1をコリメートして平行光K2を射出する入力手段(不図示の入力ポートのオプティカルファイバとコリメータレンズ81を含む)と、平行光K2に対して1回の波長分散作用を与えることにより、出力用の第1の回折光K3,K4,K5,…を生成する波長分散手段(例えば反射型グレーティング82)と、平行光K2から第1の回折光K3,K4,K5,…が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、第1の回折光K3,K4,K5,…を出力する出力手段(コリメータレンズ81と不図示の出力ポートのオプティカルファイバを含む)と、上記の反射型グレーティング82での波長分散作用により発生する回折光のうち、出力光路から外れた方向に発生する第2の回折光K6,K7,K8,…のスペクトル情報をモニタするモニタ手段(集光レンズ83と受光センサ84を含む)とで構成される。
The
出力光(第1の回折光K3,K4,K5,…)の回折次数“m”と、モニタ光(第2の回折光K6,K7,K8,…)の回折次数“n”とは、互いに異なる。
光学装置80でも、例えば反射型グレーティング82から発生する回折光のうち、出力光路(入力ポートのオプティカルファイバから取り込まれた光が出力ポートのオプティカルファイバに導かれるまでの本光路)から外れた方向に発生する不要な回折光K6,K7,K8,…を取り込んでスペクトル情報をモニタするため、光学装置80から出力される光の光量を損失することがない。つまり、光を有効利用し、効率よくモニタリングできる。光学装置80の反射型グレーティング82に代えて、透過型グレーティングを用いる場合にも同様の効果が得られる。
The diffraction order “m” of the output light (first diffracted lights K3, K4, K5,...) And the diffraction order “n” of the monitor light (second diffracted lights K6, K7, K8,. Different.
Also in the
このような光学装置80には、出力光路に沿って発生する回折光に対して光操作(例えばアッテネーション操作とビームステアリング操作との少なくとも一方)を施す機構を設けても良い。また、アッテネーション操作を施す場合には、モニタ手段(集光レンズ83と受光センサ84を含む)によるモニタ結果に基づいて、アッテネータをフィードバック制御することが好ましい。さらに、光学装置80を図15の筐体24と同様の筐体によりパッケージすることが好ましい。
Such an
また、光学装置80には、モニタ手段(集光レンズ83と受光センサ84を含む)によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、入力光のスペクトル情報と出力光のスペクトル情報との少なくとも一方を算出する演算手段をさらに設けることが好ましい。ちなみに、入力ポートのオプティカルファイバ(不図示)は、入力光K1を自由空間に放出する。コリメータレンズ81は、自由空間内を伝搬する入力光K1をコリメートする。
Further, the
さらに、入力光に対して3回以上の波長分散作用を順に与えるような光学装置では、光操作(例えばアッテネーション操作とビームステアリング操作との少なくとも一方)を施す機構を設ける場合、出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも1つに対して所定の操作を施すようにすればよい。 Further, in an optical apparatus that sequentially applies the wavelength dispersion action three times or more to the input light, when a mechanism for performing an optical operation (for example, at least one of an attenuation operation and a beam steering operation) is provided, along the output optical path. A predetermined operation may be performed on at least one of the diffracted light generated.
10,50,55,60,70 逆分散型二重分光器
1〜9,11,19 オプティカルファイバ
12 コリメータ
13,61 グレーティング
14 リレー光学系
15,74 マイクロミラーアレイ
16 トラップミラー
17 トラップ
18 集光光学系
20,57 モニタ光学系
21,58 1次元アレイセンサ
22 プロセッサ
23 ドライバ
24 筐体
31,32 エルビウム添加ファイバ(EDF)
33 光合波器
34 光分波器
35,36 光アイソレータ
37,38 励起光源
51 スペクトルモニタ
52,56 光操作部
71 拡大光学系
72 透過型グレーティング
73,76 結像光学系
75 ミラードライバ
77 受光センサ
78 制御部
80 光学装置
10, 50, 55, 60, 70 Inverse dispersion double spectrometer 1-9, 11, 19
33
Claims (18)
前記入力光をコリメートして平行光を射出するコリメート手段と、
前記平行光に対して少なくとも1回の波長分散作用を与えることにより出力用の第1の回折光を生成する波長分散手段と、
前記平行光から前記第1の回折光が生成されるまでの出力光路の延長上に配置され、前記第1の回折光を出力する出力手段と、
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路から外れた方向に発生する第2の回折光のスペクトル情報をモニタするモニタ手段とを備えた
ことを特徴とする光学装置。 Input means for emitting input light composed of a plurality of wavelength regions to free space;
Collimating means for collimating the input light and emitting parallel light;
Wavelength dispersion means for generating first diffracted light for output by giving at least one wavelength dispersion action to the parallel light;
An output means arranged on an extension of an output optical path from the parallel light until the first diffracted light is generated, and outputs the first diffracted light;
An optical device comprising: monitor means for monitoring spectrum information of second diffracted light generated in a direction deviating from the output optical path among diffracted light generated for each wavelength dispersion action.
前記波長分散作用ごとに発生する回折光のうち、前記出力光路に沿って発生する回折光の少なくとも1つに対して所定の操作を施す光操作手段と、
前記モニタ手段によりモニタされたスペクトル情報に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段とを備えた
ことを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 1.
Light operating means for performing a predetermined operation on at least one of the diffracted lights generated along the output optical path among the diffracted lights generated for each of the wavelength dispersion actions;
An optical apparatus comprising: control means for controlling the light operating means based on spectrum information monitored by the monitoring means.
前記入力光に対して、第1の波長分散作用を与える第1の波長分散手段と、
前記第1の波長分散手段から発生する回折光のうち、0次回折光とは異なる回折次数の第1の回折光に対して、所定の操作を施す光操作手段と、
前記光操作手段による操作後の光に対して、前記第1の波長分散作用とは逆向きの第2の波長分散作用を与える第2の波長分散手段と、
前記第2の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記複数の波長域に含まれる全ての波長要素が合波されて同一像を形成し得る第2の回折光を出力する出力手段と、
前記第1の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記0次回折光および前記第1の回折光とは異なる回折次数の第3の回折光のスペクトル情報と、前記第2の波長分散手段から発生する回折光のうち、前記第2の回折光とは異なる回折次数の第4の回折光のスペクトル情報との少なくとも一方をモニタするモニタ手段とを備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 Input means for emitting input light composed of a plurality of wavelength regions to free space;
First chromatic dispersion means for giving a first chromatic dispersion action to the input light;
Light operating means for performing a predetermined operation on the first diffracted light having a diffraction order different from the 0th order diffracted light among the diffracted light generated from the first wavelength dispersion means;
A second chromatic dispersion means for giving a second chromatic dispersion action opposite to the first chromatic dispersion action for the light after the operation by the light manipulation means;
Output means for outputting second diffracted light that can form the same image by combining all the wavelength elements included in the plurality of wavelength regions among the diffracted light generated from the second wavelength dispersion means;
Of the diffracted light generated from the first wavelength dispersion means, spectral information of the 0th-order diffracted light and third diffracted light having a different diffraction order from the first diffracted light, and from the second wavelength dispersion means And a monitor means for monitoring at least one of spectral information of fourth diffracted light having a diffraction order different from that of the second diffracted light among the generated diffracted light. Spectroscope.
前記モニタ手段によるモニタ結果に基づいて、前記光操作手段を制御する制御手段をさらに備えた
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 3,
The inverse dispersion type double spectroscope further comprising control means for controlling the optical operation means based on a monitoring result by the monitoring means.
前記入力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる入力ポートを含み、
前記出力手段は、単数線のオプティカルファイバまたは複数線のオプティカルファイババンドルからなる出力ポートを含む
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 3 or 4,
The input means includes an input port composed of a single-wire optical fiber or a multi-wire optical fiber bundle,
The output means includes an output port formed of a single-line optical fiber or a multi-line optical fiber bundle.
前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してアッテネーション操作を施すアッテネータである
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to any one of claims 3 to 5,
The optical dispersion means is an attenuator that performs an attenuation operation on the first diffracted light.
前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 6,
The light operating means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light, and performs the attenuation operation for each of the plurality of spectral images. Double spectrometer.
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 7,
The optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and the attenuation operation is performed on each of the plurality of spectral images by each of the plurality of micromirrors. Dispersive double spectrometer.
前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 3 or 5,
The light dispersion means performs a beam steering operation on the first diffracted light.
前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記ビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 9,
The light operating means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light, and performs the beam steering operation for each of the plurality of spectral images. Type double spectrometer.
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記ビームステアリング操作を施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 10,
The optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and the beam steering operation is performed on each of the plurality of spectral images by each of the plurality of micromirrors. Inverse dispersion type double spectrometer.
前記光操作手段は、前記第1の回折光に対してアッテネーション操作とビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to any one of claims 3 to 5,
The light operating means performs an attenuation operation and a beam steering operation on the first diffracted light.
前記光操作手段は、前記第1の回折光を集光することにより波長域の異なる複数のスペクトル像を形成し、該複数のスペクトル像ごとに前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 12,
The light operating means forms a plurality of spectral images having different wavelength ranges by condensing the first diffracted light, and performs the attenuation operation and the beam steering operation for each of the plurality of spectral images. Inverse dispersion type dual spectrometer.
前記光操作手段は、複数のマイクロミラーが1次元的に配列されたアレイ部を含み、前記複数のマイクロミラーの各々により前記複数のスペクトル像の各々に前記アッテネーション操作と前記ビームステアリング操作とを施す
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to claim 13,
The optical operation means includes an array unit in which a plurality of micromirrors are arranged one-dimensionally, and performs the attenuation operation and the beam steering operation on each of the plurality of spectral images by each of the plurality of micromirrors. An inverse dispersion type double spectrometer characterized by that.
前記出力手段は、複数のオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、
前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 In the inverse dispersion double spectroscope according to any one of claims 10, 11, 13, and 14,
The output means includes an output port composed of a plurality of optical fibers,
The optical operation unit causes light having a different wavelength range to be incident on any one of the output ports.
前記出力手段は、少なくとも1つのオプティカルファイバからなる出力ポートを含み、
前記光操作手段は、前記波長域の異なる光を前記出力ポートのうち何れかのオプティカルファイバに入射させる、または入射させない
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 In the inverse dispersion double spectroscope according to any one of claims 10, 11, 13, and 14,
The output means includes an output port made of at least one optical fiber,
The light operating means causes the light having a different wavelength range to enter or not enter any optical fiber of the output ports.
前記入力手段の端部と、前記第1の波長分散手段と、前記光操作手段と、前記第2の波長分散手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、1つの筐体にパッケージされている
ことを特徴とする逆分散型二重分光器。 The inverse dispersion double spectroscope according to any one of claims 3 to 16,
The end of the input means, the first wavelength dispersion means, the optical manipulation means, the second wavelength dispersion means, the monitor means, and the end of the output means are one case. An inverse dispersion type dual spectrometer characterized by being packaged in
前記入力手段の端部と、前記波長分散手段と、前記光操作手段と、前記モニタ手段と、前記出力手段の端部とは、1つの筐体にパッケージされている
ことを特徴とする光学装置。 The optical device according to claim 2.
An end of the input unit, the wavelength dispersion unit, the optical operation unit, the monitor unit, and the end of the output unit are packaged in one housing. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003434674A JP4407282B2 (en) | 2003-01-08 | 2003-12-26 | Inverse dispersion type dual spectrometer |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003002595 | 2003-01-08 | ||
JP2003434674A JP4407282B2 (en) | 2003-01-08 | 2003-12-26 | Inverse dispersion type dual spectrometer |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004233341A true JP2004233341A (en) | 2004-08-19 |
JP4407282B2 JP4407282B2 (en) | 2010-02-03 |
Family
ID=32964626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003434674A Expired - Lifetime JP4407282B2 (en) | 2003-01-08 | 2003-12-26 | Inverse dispersion type dual spectrometer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4407282B2 (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284740A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | Wavelength selection switch |
JP2006303877A (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Nikon Corp | Wavelength routing device |
JP2012501106A (en) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | ニスティカ,インコーポレーテッド | Optical channel monitor |
JP2014163839A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Spectrometer |
JP2016511420A (en) * | 2013-03-12 | 2016-04-14 | サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド | High resolution MEMS applied Hadamard spectroscopy |
JP2016111339A (en) * | 2014-10-17 | 2016-06-20 | ルメンタム オペレーションズ エルエルシーLumentum Operations LLC | Wavelength combined laser system |
JPWO2015115301A1 (en) * | 2014-01-30 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | Beam combiner and output recovery method of beam combiner |
JP2019530876A (en) * | 2016-10-13 | 2019-10-24 | エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・エスアーエス | Spectrophotometer with multiple spectral measurement bands |
JP2020159973A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | Light source device for light measurement, spectroscopic measurement device and spectroscopic measurement method |
-
2003
- 2003-12-26 JP JP2003434674A patent/JP4407282B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006284740A (en) * | 2005-03-31 | 2006-10-19 | Fujitsu Ltd | Wavelength selection switch |
JP4493538B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-06-30 | 富士通株式会社 | Wavelength selective switch |
JP2006303877A (en) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Nikon Corp | Wavelength routing device |
JP2012501106A (en) * | 2008-08-21 | 2012-01-12 | ニスティカ,インコーポレーテッド | Optical channel monitor |
JP2014163839A (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-08 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Spectrometer |
JP2016511420A (en) * | 2013-03-12 | 2016-04-14 | サーモ サイエンティフィック ポータブル アナリティカル インスツルメンツ インコーポレイテッド | High resolution MEMS applied Hadamard spectroscopy |
JPWO2015115301A1 (en) * | 2014-01-30 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | Beam combiner and output recovery method of beam combiner |
JP2016111339A (en) * | 2014-10-17 | 2016-06-20 | ルメンタム オペレーションズ エルエルシーLumentum Operations LLC | Wavelength combined laser system |
JP2019530876A (en) * | 2016-10-13 | 2019-10-24 | エアバス・ディフェンス・アンド・スペース・エスアーエス | Spectrophotometer with multiple spectral measurement bands |
JP2020159973A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | ウシオ電機株式会社 | Light source device for light measurement, spectroscopic measurement device and spectroscopic measurement method |
JP7115387B2 (en) | 2019-03-27 | 2022-08-09 | ウシオ電機株式会社 | Light source device for light measurement, spectroscopic measurement device and spectroscopic measurement method |
JP7405175B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-12-26 | ウシオ電機株式会社 | Light source device for light measurement, spectrometer measurement device, and spectrometer measurement method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4407282B2 (en) | 2010-02-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6978062B2 (en) | Wavelength division multiplexed device | |
US7852475B2 (en) | Scanning spectrometer with multiple photodetectors | |
US20030067645A1 (en) | Wavelength division multiplexed device | |
JP4908838B2 (en) | Multi-wavelength spectrometer | |
US8699024B2 (en) | Tunable optical filter and spectrometer | |
JP2008536168A (en) | Optimized reconfigurable optical add-drop multiplexer architecture with MEMS-based attenuation or power management | |
JP2005283932A (en) | Wavelength demultiplexing unit | |
JP2008065329A (en) | Light beam conditioner | |
RU2682061C2 (en) | Tdlas architecture for widely spaced wavelengths | |
JP6172928B2 (en) | Optical processing device using a digital micromirror device (DMD) with reduced wavelength dependent loss | |
JP4407282B2 (en) | Inverse dispersion type dual spectrometer | |
US7855781B2 (en) | Optical device | |
US20220390681A1 (en) | Optical switching apparatus, redirection method, and reconfigurable optical add-drop multiplexer | |
US6842239B2 (en) | Alignment of multi-channel diffractive WDM device | |
JP2009003282A (en) | Optical switch and mems package | |
US9874434B2 (en) | Position-measuring system, having scanning units multiplexed to light sources and detectors, for optically scanning a measuring standard and method for operating such a position-measuring system | |
WO2022049986A1 (en) | Pulse spectroscopy device and multi-fiber radiation unit | |
JPWO2004097496A1 (en) | Attenuator device and optical switching device | |
JP2010134027A (en) | Wavelength selection switch | |
WO2004063684A1 (en) | Optical device, monitor device, inverse dispersion double spectroscope, and method for controlling inverse dispersion double spectroscope | |
JPWO2006085650A1 (en) | Wavelength monitoring device | |
JP2004325928A (en) | Output monitoring device of inverse dispersion double spectroscope, inverse dispersion double spectral device equipped with the same, and control method of inverse dispersion type double spectroscope | |
JP4466303B2 (en) | Waveguide substrate and apparatus including the same | |
JP5128444B2 (en) | Wavelength monitoring device | |
JP2010113155A (en) | Wavelength selection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061012 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20081127 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090616 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090806 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091020 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 4407282 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121120 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151120 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151120 Year of fee payment: 6 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |