JP2006135539A - 多波長分波素子 - Google Patents
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Abstract
【課題】 間隔が狭い波長の分波を行うことが可能な多波長分波素子を提供する。
【解決手段】 入射光のうち最も波長λ1のP波P1を反射すると共に、入射光すべてのS波(S1〜S3)を反射し、且つ、波長λ2、λ3のP波(P2、P3)を透過する第1の波長分離膜15と、第1の波長分離膜15により反射された光のうち、波長λ1のP波P1及びS波S1を透過すると共に、波長λ1以外のS波S2、S3を反射する第2の波長分離膜18とを有する第1の複合プリズム10と、波長λ2、λ3のP波P2、P3のうち、波長λ2のP波P2を反射すると共に、それ以外のP波P3を透過する第3の波長分離膜25と、波長λ2のS波S2を反射すると共に、波長λ3のS波S3を透過する第4の波長分離膜28とを有する第2の複合プリズム20とを備えるようにした。
【選択図】 図1
【解決手段】 入射光のうち最も波長λ1のP波P1を反射すると共に、入射光すべてのS波(S1〜S3)を反射し、且つ、波長λ2、λ3のP波(P2、P3)を透過する第1の波長分離膜15と、第1の波長分離膜15により反射された光のうち、波長λ1のP波P1及びS波S1を透過すると共に、波長λ1以外のS波S2、S3を反射する第2の波長分離膜18とを有する第1の複合プリズム10と、波長λ2、λ3のP波P2、P3のうち、波長λ2のP波P2を反射すると共に、それ以外のP波P3を透過する第3の波長分離膜25と、波長λ2のS波S2を反射すると共に、波長λ3のS波S3を透過する第4の波長分離膜28とを有する第2の複合プリズム20とを備えるようにした。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数の波長成分の光を含んだ多波長光を分波する多波長分波素子に関わり、特に波長間隔が短いランダム偏光を分波するのに好適なものである。
近年、光伝送方式には波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)方式が採用されており、光通信利用者の増大に伴い使用する波長数も増大する傾向にある。
波長分割多重(以下、「WDM」という)は、1本のファイバケーブルにわずかに異なる波長のレーザー光を重ねて情報信号を伝送する技術であり、このようなWDM技術によれば情報を大容量かつ高速に伝送することが可能になる。
ところで、使用する波長数が増えると各波長(チャンネル)の間隔は狭くなるため、その際の光の偏光状態が問題となる。例えば、通常、光を分波する場合には、光分波素子に光を斜めに入射し、各波長の光路を変える必要がある。しかし、光源から出射される出射光は、P偏光光(以下、「P波」という)と、S偏光光(以下、「S波」という)が混在しているランダム偏光のため、P波とS波の両方を制御して光路を偏光する必要があった。なお、光を分波する光分波素子としては光分離プリズムが良く知られている。
図6は、従来の光分離プリズムの構成を示した図である。
この図6に示す光分離プリズム100は、三角柱状の2つのガラスプリズム101、102を、波長分離膜103を介して接合することにより構成されている。
このような光分離プリズム100では、光ファイバ110から入射される入射光111(λ1,λ2・・・λn)のうち、所定の波長成分λ1の入射光112が波長分離膜103により反射される一方、それ以外の波長成分(λ2,λ3・・λn)の入射光113が波長分離膜103を透過するように構成されている。
なお、関連技術としては、2つの三角柱状のプリズム片を、傾斜角度45度の波長分離膜を介して接合することにより立方体に構成した光分離プリズムにおいて、波長分離膜に対する入射角度にずれが生じることに起因して発生する透過率上の問題を解決することができる光分離プリズムなどがある(特許文献1)。
特開2000−162413公報
波長分割多重(以下、「WDM」という)は、1本のファイバケーブルにわずかに異なる波長のレーザー光を重ねて情報信号を伝送する技術であり、このようなWDM技術によれば情報を大容量かつ高速に伝送することが可能になる。
ところで、使用する波長数が増えると各波長(チャンネル)の間隔は狭くなるため、その際の光の偏光状態が問題となる。例えば、通常、光を分波する場合には、光分波素子に光を斜めに入射し、各波長の光路を変える必要がある。しかし、光源から出射される出射光は、P偏光光(以下、「P波」という)と、S偏光光(以下、「S波」という)が混在しているランダム偏光のため、P波とS波の両方を制御して光路を偏光する必要があった。なお、光を分波する光分波素子としては光分離プリズムが良く知られている。
図6は、従来の光分離プリズムの構成を示した図である。
この図6に示す光分離プリズム100は、三角柱状の2つのガラスプリズム101、102を、波長分離膜103を介して接合することにより構成されている。
このような光分離プリズム100では、光ファイバ110から入射される入射光111(λ1,λ2・・・λn)のうち、所定の波長成分λ1の入射光112が波長分離膜103により反射される一方、それ以外の波長成分(λ2,λ3・・λn)の入射光113が波長分離膜103を透過するように構成されている。
なお、関連技術としては、2つの三角柱状のプリズム片を、傾斜角度45度の波長分離膜を介して接合することにより立方体に構成した光分離プリズムにおいて、波長分離膜に対する入射角度にずれが生じることに起因して発生する透過率上の問題を解決することができる光分離プリズムなどがある(特許文献1)。
しかしながら、従来の光分離プリズムでは、入射角が大きく、また入射媒質の屈折率が高いため、例えば図7(a)に示した波長分離膜の帯域特性から分かるように光分波を行う際のP/S偏波依存性が大きく、例えば100nm程度まで波長間隔が短い場合には対応できないという欠点があった。
また、例えば図7(b)に示すように、帯域特性を有する波長分離膜を設計することも考えられるが、この場合は膜構造が複雑で高度な膜厚制御精度が必要になるため、実現することが困難である。
そこで、本発明は、上記したような点を鑑みてなされたものであり、間隔が狭い波長の分波を行うことが可能な多波長分波素子を提供することを目的とする。
また、例えば図7(b)に示すように、帯域特性を有する波長分離膜を設計することも考えられるが、この場合は膜構造が複雑で高度な膜厚制御精度が必要になるため、実現することが困難である。
そこで、本発明は、上記したような点を鑑みてなされたものであり、間隔が狭い波長の分波を行うことが可能な多波長分波素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、複数の異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記最も波長の短い光以外の光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、を有する第1の複合プリズムと、複数の異なる波長の第1偏光成分の光を入射光とし、該入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、それ以外の光の第1偏光成分を透過する第3の波長分離膜と、複数の異なる波長の第2偏光成分の光を入射光とし、該入射光のうち、最も波長の短い光の第2偏光成分を反射すると共に、それ以外の光の第2偏光成分を透過する第4の波長分離膜と、を有する第2の複合プリズムと、を備えていることを特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第1の複合プリズムの第1の波長離膜を透過した光が前記第2の複合プリズムの第3の波長分離膜側の入射光であり、前記第1の複合プリズムの第2の波長分離膜を反射した光が前記第2の複合プリズムの第4の波長分離膜側の入射光であることを特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第1の複合プリズムと前記第2の複合プリズムとの間に1/2波長板を設けたことを特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第2の複合プリズムを、前記第2の複合プリズムの透過経路上に複数配置したことを特徴とする。
また請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第1の複合プリズムの第1の波長離膜を透過した光が前記第2の複合プリズムの第3の波長分離膜側の入射光であり、前記第1の複合プリズムの第2の波長分離膜を反射した光が前記第2の複合プリズムの第4の波長分離膜側の入射光であることを特徴とする。
また請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第1の複合プリズムと前記第2の複合プリズムとの間に1/2波長板を設けたことを特徴とする。
また請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の多波長分波素子において、前記第2の複合プリズムを、前記第2の複合プリズムの透過経路上に複数配置したことを特徴とする。
また請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の多波長分波素子において、前記第2の複合プリズム間に1/2波長板を設けたことを特徴とする。
また請求項6に記載の発明は、3つの異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記入射光のうち、最も波長の短い光以外の2つの光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の2つの光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜を透過した光のうち、波長が短い方の光の第1偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第1偏光成分を透過する第3の波長分離膜と、前記第2の波長分離膜により反射された光のうち、波長が短い方の光の第2偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第2偏光成分を透過する第4の波長分離膜と、を備えていることを特徴とする。
また請求項7に記載の発明は、複数の異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記最も波長の短い光以外の光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、を有する第1の複合プリズムと、2枚の1/4波長板と、該2枚の1/4波長板の間に配置される第5の波長分離膜とから構成され、前記第5の波長分離膜が、入射さされる入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を反射すると共に、それ以外の波長の光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過するように形成されている1/2波長板ユニットと、を備えていることを特徴とする。
また請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の多波長分波素子において、前記第1偏光成分は前記第2偏光成分と直交関係にあることを特徴とする。
また請求項6に記載の発明は、3つの異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記入射光のうち、最も波長の短い光以外の2つの光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の2つの光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜を透過した光のうち、波長が短い方の光の第1偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第1偏光成分を透過する第3の波長分離膜と、前記第2の波長分離膜により反射された光のうち、波長が短い方の光の第2偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第2偏光成分を透過する第4の波長分離膜と、を備えていることを特徴とする。
また請求項7に記載の発明は、複数の異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記最も波長の短い光以外の光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、を有する第1の複合プリズムと、2枚の1/4波長板と、該2枚の1/4波長板の間に配置される第5の波長分離膜とから構成され、前記第5の波長分離膜が、入射さされる入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を反射すると共に、それ以外の波長の光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過するように形成されている1/2波長板ユニットと、を備えていることを特徴とする。
また請求項8に記載の発明は、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の多波長分波素子において、前記第1偏光成分は前記第2偏光成分と直交関係にあることを特徴とする。
請求項1又は請求項2に記載の発明によれば、第1の複合プリズムにより最も短い波長の光の第1偏光成分及び第2偏光成分を分離し、第2の複合プリズムにより次に波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を分離するようにしている。この結果、従来、波長間隔が100nm程度の場合でも困難であった第1偏光成分及び第2偏光成分の分波を、波長間隔が20nm程度の場合でも実現することができるようになる。
また請求項3に記載の発明によれば、第1の複合プリズムと第2の複合プリズムとの間に1/2波長板を設けたことにより、分波する各波長成分を180°対向系にすることができる。これにより、モジュール構造の小型化を図ることが可能になる。
また請求項4に記載の発明によれば、第2の複合プリズムを第2の複合プリズムの透過経路に複数配置してアレイ化すれば、さらに多数の波長の光を第1偏光成分及び第2偏光成分に分離することができるようになる。
また請求項5に記載の発明によれば、第2の複合プリズムが複数配置したアレイ化したときは、第2の複合プリズム間に1/2波長板を設けることで、分波する各波長成分を180°対向系にすることができる。これにより、モジュール構造の小型化を図ることが可能になる。
請求項6に記載の発明によれば、波長間隔が20nm程度とされる3つの異なる波長の光が入射光であった場合でも第1偏光成分及び第2偏光成分に分離することができる。
また請求項7に記載の発明によれば、上記請求項3と同等の効果が得られる。また部品点数が少なくて済むため、小型化、低コスト化が可能であるという利点がある。
また請求項8に記載の発明によれば、第1偏光成分と第2偏光成分とは直交関係にあることから、第1偏光成分を光源からの光のP偏光成分、第2偏光成分を同じく光源からの光のS偏光成分とすることができる。
また請求項3に記載の発明によれば、第1の複合プリズムと第2の複合プリズムとの間に1/2波長板を設けたことにより、分波する各波長成分を180°対向系にすることができる。これにより、モジュール構造の小型化を図ることが可能になる。
また請求項4に記載の発明によれば、第2の複合プリズムを第2の複合プリズムの透過経路に複数配置してアレイ化すれば、さらに多数の波長の光を第1偏光成分及び第2偏光成分に分離することができるようになる。
また請求項5に記載の発明によれば、第2の複合プリズムが複数配置したアレイ化したときは、第2の複合プリズム間に1/2波長板を設けることで、分波する各波長成分を180°対向系にすることができる。これにより、モジュール構造の小型化を図ることが可能になる。
請求項6に記載の発明によれば、波長間隔が20nm程度とされる3つの異なる波長の光が入射光であった場合でも第1偏光成分及び第2偏光成分に分離することができる。
また請求項7に記載の発明によれば、上記請求項3と同等の効果が得られる。また部品点数が少なくて済むため、小型化、低コスト化が可能であるという利点がある。
また請求項8に記載の発明によれば、第1偏光成分と第2偏光成分とは直交関係にあることから、第1偏光成分を光源からの光のP偏光成分、第2偏光成分を同じく光源からの光のS偏光成分とすることができる。
以下、図面を参照して、本発明の多波長分波素子の実施形態について説明する。図1は、本発明の第1の実施形態に係る多波長分波素子の概略構成を示した図である。なお、本実施形態では光ファイバから入射される入射光を3つの波長成分(λ1、λ2、λ3、但しλ1<λ2<λ3であるとする)に分波する場合を例に挙げて説明する。
この図1に示す多波長分波素子1は、第1の複合プリズム10と第2の複合プリズム20により構成されている。
第1の複合プリズム10は、キュービックプリズム11とキュービックプリズム12とを接合して構成されている。キュービックプリズム11は、三角柱状の2つのガラスプリズム13、14を、第1の波長分離膜15を介して接合することにより構成される。またキュービックプリズム12は三角柱状の2つのガラスプリズム16、17を、第2の波長分離膜18を介して接合することにより構成される。
同様に第2の複合プリズム20はキュービックプリズム21とキュービックプリズム22を接合して構成されている。キュービックプリズム21は三角柱状の2つのガラスプリズム23、24を、第3の波長分離膜25を介して接合することにより構成される。またキュービックプリズム22は三角柱状の2つのガラスプリズム26、27を、第4の波長分離膜28を介して接合することにより構成される。
この図1に示す多波長分波素子1は、第1の複合プリズム10と第2の複合プリズム20により構成されている。
第1の複合プリズム10は、キュービックプリズム11とキュービックプリズム12とを接合して構成されている。キュービックプリズム11は、三角柱状の2つのガラスプリズム13、14を、第1の波長分離膜15を介して接合することにより構成される。またキュービックプリズム12は三角柱状の2つのガラスプリズム16、17を、第2の波長分離膜18を介して接合することにより構成される。
同様に第2の複合プリズム20はキュービックプリズム21とキュービックプリズム22を接合して構成されている。キュービックプリズム21は三角柱状の2つのガラスプリズム23、24を、第3の波長分離膜25を介して接合することにより構成される。またキュービックプリズム22は三角柱状の2つのガラスプリズム26、27を、第4の波長分離膜28を介して接合することにより構成される。
第1の複合プリズム10に設けられている第1の波長分離膜15は、図2(a)に示したように、光ファイバ2から入射される複数の波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31のうち、最も波長が短い波長λ1の第1の偏光波(P波)P1を反射する一方、それ以外の波長λ2、λ3のP波P2、P3を透過するような帯域特性を有する。また第1の波長分離膜15は、光ファイバ2から入射される波長λ1、λ2、λ3の第2偏光波(S波)S1、S2、S3を反射するような帯域特性を有する。
また同じく第1の複合プリズム10に設けられている第2の波長分離膜18は、図2(b)に示したように、入射される波長λ1のS波S1を透過し、波長λ2、λ3のS波S2、S3については反射するような帯域特性を有する。また、第2の波長分離膜18は波長λ1、λ2、λ3のP波P1、P2、P3を透過するような帯域特性を有する。従って、この場合は第1の波長分離膜15において反射した波長λ1のP波P1とS波S1だけが第2の波長分離膜18を透過することになる。
このように第1の複合プリズム10においては、光ファイバ2から入射されたランダム偏光31から、最も短い波長λ1のP波P1及びS波S1だけを分離することができる。
また同じく第1の複合プリズム10に設けられている第2の波長分離膜18は、図2(b)に示したように、入射される波長λ1のS波S1を透過し、波長λ2、λ3のS波S2、S3については反射するような帯域特性を有する。また、第2の波長分離膜18は波長λ1、λ2、λ3のP波P1、P2、P3を透過するような帯域特性を有する。従って、この場合は第1の波長分離膜15において反射した波長λ1のP波P1とS波S1だけが第2の波長分離膜18を透過することになる。
このように第1の複合プリズム10においては、光ファイバ2から入射されたランダム偏光31から、最も短い波長λ1のP波P1及びS波S1だけを分離することができる。
また第2複合プリズム20に設けられている第3の波長分離膜25は、図2(c)に示したように、次に短い波長λ2のP波P2を反射し、波長λ3のP波P3を透過するような帯域特性を有する。
また第2の複合プリズム20に設けられている第4の波長分離膜25は、図2(d)に示したように、波長λ1、λ2のS波S1、S2を反射し、波長λ3のS波S3を透過するような帯域特性を有する。従って、第4の波長分離膜28では、第2の波長分離膜18を介して入射される波長λ2、λ3のS波S2、S3のうち、λ2のS波P2を反射し、λ3のS波P3を透過することになる。
従って、第2の複合プリズム20においては、第1の複合プリズム10から入射された入射光に含まれる波長成分の中で最も短い波長λ2のP波P2及びS波S2を分離することができる。
また第2の複合プリズム20に設けられている第4の波長分離膜25は、図2(d)に示したように、波長λ1、λ2のS波S1、S2を反射し、波長λ3のS波S3を透過するような帯域特性を有する。従って、第4の波長分離膜28では、第2の波長分離膜18を介して入射される波長λ2、λ3のS波S2、S3のうち、λ2のS波P2を反射し、λ3のS波P3を透過することになる。
従って、第2の複合プリズム20においては、第1の複合プリズム10から入射された入射光に含まれる波長成分の中で最も短い波長λ2のP波P2及びS波S2を分離することができる。
また本実施の形態では、光ファイバ2から入射される複数の波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31を分離するようにしているため、第2の複合プリズム20において波長λ2のP波P2とS波S2を分離することにより、波長λ3のP波P3とS波S3についても分離することができる。
さらに、本実施の形態の多波長分波素子1を光通信帯に適用すれば、従来、λ/4構造の分離膜を用いて分離プリズムを構成したとしても、波長間隔が100nm程度の場合でも困難であったP波及びS波の分波を、波長間隔が20nm程度の場合でも分波することができるようになる。従って、本実施の形態の多波長分波素子1は、3つの波長が含まれているWDM方式の波長を分割するのに好適なものである。
なお、本実施形態の多波長分波素子1では、光ファイバ2から入射される3つの波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31としているため、波長分離膜の分離特性が異なる2つの複合プリズム10、20により構成するようにしているが、例えば波長分離膜25、27の分離特性が異なる第2の複合プリズム20を、第2の複合プリズム20の透過経路(波長λ3のP波及びS波の出射経路)に複数並べてアレイ化すれば、さらに多数の波長(λ1,λ2,λ3・・・λn、但しλ1<λ2<λ3・・・<λn)を含むランダム偏光31を分離することができる。
さらに、本実施の形態の多波長分波素子1を光通信帯に適用すれば、従来、λ/4構造の分離膜を用いて分離プリズムを構成したとしても、波長間隔が100nm程度の場合でも困難であったP波及びS波の分波を、波長間隔が20nm程度の場合でも分波することができるようになる。従って、本実施の形態の多波長分波素子1は、3つの波長が含まれているWDM方式の波長を分割するのに好適なものである。
なお、本実施形態の多波長分波素子1では、光ファイバ2から入射される3つの波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31としているため、波長分離膜の分離特性が異なる2つの複合プリズム10、20により構成するようにしているが、例えば波長分離膜25、27の分離特性が異なる第2の複合プリズム20を、第2の複合プリズム20の透過経路(波長λ3のP波及びS波の出射経路)に複数並べてアレイ化すれば、さらに多数の波長(λ1,λ2,λ3・・・λn、但しλ1<λ2<λ3・・・<λn)を含むランダム偏光31を分離することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る多波長分波素子について説明する。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る多波長分波素子の概略構成を示した図である。なお、図1に示した多波長分波素子と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また第2の実施形態に係る多波長分波素子の波長分離膜の特性は上記図2と同じであるので図示は省略する。
この図3に示す多波長分波素子40は、第1の複合プリズム10と第2の複合プリズム20との間に1/2波長板(HWP)41を設けるようにしている。1/2波長板41は第1の複合プリズム10から入射される波長λ2、λ3のP波P2、P3及びS波S2、S3を、それぞれS波S2’、S3’及びP波P2’、P3’に変換するようにしている。即ち分波された各波長が180°対向系になるようにしている。
このように構成した場合も、上記した第1の実施形態に係る多波長分波素子1と同様の効果が得られる。
また、上記第1の実施形態のように多波長分波素子を構成した場合、波長λ1、λ2の光(P波及びS波)が多波長分波素子の一方面(図中下方)から出力されている。
これに対して、第2の実施形態のように多波長分波素子を構成した場合、波長λ1の光(P波及びS波)と波長λ2の光(P波及びS波)が多波長分波素子の両側(図中上方及び下方)から出力することができる。
従って、第2の実施形態の多波長分波素子を用いて波長分割モジュールを構成すると、図4(a)に示すように受光部(PD)71を横並びに配置することなく、図4(b)に示すように各波長の光を受光する受光部71を多波長分波素子の両側に配置することができる。よって、受光部71の配線等を容易に行うことができる。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る多波長分波素子の概略構成を示した図である。なお、図1に示した多波長分波素子と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また第2の実施形態に係る多波長分波素子の波長分離膜の特性は上記図2と同じであるので図示は省略する。
この図3に示す多波長分波素子40は、第1の複合プリズム10と第2の複合プリズム20との間に1/2波長板(HWP)41を設けるようにしている。1/2波長板41は第1の複合プリズム10から入射される波長λ2、λ3のP波P2、P3及びS波S2、S3を、それぞれS波S2’、S3’及びP波P2’、P3’に変換するようにしている。即ち分波された各波長が180°対向系になるようにしている。
このように構成した場合も、上記した第1の実施形態に係る多波長分波素子1と同様の効果が得られる。
また、上記第1の実施形態のように多波長分波素子を構成した場合、波長λ1、λ2の光(P波及びS波)が多波長分波素子の一方面(図中下方)から出力されている。
これに対して、第2の実施形態のように多波長分波素子を構成した場合、波長λ1の光(P波及びS波)と波長λ2の光(P波及びS波)が多波長分波素子の両側(図中上方及び下方)から出力することができる。
従って、第2の実施形態の多波長分波素子を用いて波長分割モジュールを構成すると、図4(a)に示すように受光部(PD)71を横並びに配置することなく、図4(b)に示すように各波長の光を受光する受光部71を多波長分波素子の両側に配置することができる。よって、受光部71の配線等を容易に行うことができる。
また、実際の受光部71のサイズは、多波長分波素子を構成している複合プリズム10、20より大きいため、図4(a)に示すように受光部71を多波長分波素子の片側に横並びに配置した場合と、図4(b)に示すように受光部71を多波長分波素子の両側に配置した場合を比較すると、受光部71を両側に配置したほうが、受光部71、71の間隔L、即ち第1の複合プリズム11と第2の複合プリズム21との間隔Lを狭くできる(L2<L1)。
よって、第1の実施形態の多波長分波素子と、第2の実施形態の多波長分波素子とでは、第2の実施形態の多波長分波素子のほうがモジュール化したときに、より小型化することができる。
なお、第2の実施形態の場合も、例えば波長分離膜25、28の分離特性が異なる第2の複合プリズム20を第2の複合プリズム20の透過経路(波長λ3のP波及びS波の出射経路)に複数並べると共に、それぞれの第2の複合プリズム20間に、1/2波長板を設けるようにすれば、分波する各波長を180°対向させながら複数の波長(λ1,λ2,λ3・・・λn、但し、λ1<λ2<λ3・・・<λn)を含むランダム偏光31を分離することが可能できる。
よって、第1の実施形態の多波長分波素子と、第2の実施形態の多波長分波素子とでは、第2の実施形態の多波長分波素子のほうがモジュール化したときに、より小型化することができる。
なお、第2の実施形態の場合も、例えば波長分離膜25、28の分離特性が異なる第2の複合プリズム20を第2の複合プリズム20の透過経路(波長λ3のP波及びS波の出射経路)に複数並べると共に、それぞれの第2の複合プリズム20間に、1/2波長板を設けるようにすれば、分波する各波長を180°対向させながら複数の波長(λ1,λ2,λ3・・・λn、但し、λ1<λ2<λ3・・・<λn)を含むランダム偏光31を分離することが可能できる。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る多波長分波素子の概略構成を示した図である。なお、図1に示した多波長分波素子と同一部位には同一符号を付して詳細な説明は省略する。また第3の実施形態に係る多波長分波素子の波長分離膜の特性は上記図2と同じであるので図示は省略する。
この図5に示す多波長分波素子40は、第1の複合プリズム10と、1/2波長板ユニット51とから構成される。1/2波長板ユニット51は、2枚の1/4波長板(QWP)52、53と、その間に挿入されている第5の波長分離膜54によって形成されている。
この場合、第1の複合プリズム10に設けられている第1の波長分離膜15は、上記図1と同様、光ファイバ2から入射された複数の波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31のうち、波長λ1のP波P1を反射する一方、それ以外の波長λ2、λ3のP波P2、P3を透過する。また光ファイバ2から入射された波長λ1、λ2、λ3のS波S1、S2、S3を反射する。また第2の波長分離膜18では、波長λ1のS波S1を透過し、波長λ2、λ3のS波S2、S3については反射する。また第2の波長分離膜18は波長λ1、λ2、λ3のP波P1、P2、P3を透過する。
従って、この場合は第1の波長分離膜15において反射した波長λ1のP波P1とS波S1だけが第2の波長分離膜18を透過することになる。
このように第1の複合プリズム10においては、光ファイバ2から入射されたランダム偏光31から、最も短い波長λ1のP波P1及びS波S1だけを分離することができる。
この図5に示す多波長分波素子40は、第1の複合プリズム10と、1/2波長板ユニット51とから構成される。1/2波長板ユニット51は、2枚の1/4波長板(QWP)52、53と、その間に挿入されている第5の波長分離膜54によって形成されている。
この場合、第1の複合プリズム10に設けられている第1の波長分離膜15は、上記図1と同様、光ファイバ2から入射された複数の波長(λ1、λ2、λ3)を含むランダム偏光31のうち、波長λ1のP波P1を反射する一方、それ以外の波長λ2、λ3のP波P2、P3を透過する。また光ファイバ2から入射された波長λ1、λ2、λ3のS波S1、S2、S3を反射する。また第2の波長分離膜18では、波長λ1のS波S1を透過し、波長λ2、λ3のS波S2、S3については反射する。また第2の波長分離膜18は波長λ1、λ2、λ3のP波P1、P2、P3を透過する。
従って、この場合は第1の波長分離膜15において反射した波長λ1のP波P1とS波S1だけが第2の波長分離膜18を透過することになる。
このように第1の複合プリズム10においては、光ファイバ2から入射されたランダム偏光31から、最も短い波長λ1のP波P1及びS波S1だけを分離することができる。
一方、第1の波長分離膜15を透過した波長λ2、λ3のP波P2、P3、及び第2の波長分離膜18により反射されたλ2、λ3のS波S2、S3は、1/2波長板ユニット51に入射され、そのうち波長λ2のP波P2及びS波S2は第5の波長分離膜54により反射される。この場合、波長λ2のP波P2及びS波S2は1/4波長板52を往復することになるので、それぞれP/S変換されて、波長λ2のP波P2はS波S2’に変換された後、第1の波長分離膜15で反射されて第1の複合プリズム10の図中の上方側から出力されることになる。一方、波長λ2のS波S2はP波P2’に変換された後、第2の波長分離膜18で反射された後、第1の波長分離膜15を透過して第1の複合プリズム10の図中上方側から出力されることになる。
また1/2波長板ユニット51に設けられている第5の波長分離膜54を透過した波長λ3のP波P3及びS波S3は、2枚の1/4波長板52、53を通過することになるので、それぞれP/S変換されて、波長λ3のP波P3はS波S3’、S波S3はP波P3’にそれぞれ変換された後、1/4波長板53から出力されることになる。
このように構成した場合も、上記した図3に示した多波長分波素子40と同等の効果を得ることができる。また部品点数を削減できるため、上記多波長分波素子40より、小型化、低コスト化を図ることができる。
また1/2波長板ユニット51に設けられている第5の波長分離膜54を透過した波長λ3のP波P3及びS波S3は、2枚の1/4波長板52、53を通過することになるので、それぞれP/S変換されて、波長λ3のP波P3はS波S3’、S波S3はP波P3’にそれぞれ変換された後、1/4波長板53から出力されることになる。
このように構成した場合も、上記した図3に示した多波長分波素子40と同等の効果を得ることができる。また部品点数を削減できるため、上記多波長分波素子40より、小型化、低コスト化を図ることができる。
1 40 50 多波長分波素子、10、20 複合プリズム、11、12、21、22 キュービックプリズム、13、14、16、17、23、24 ガラスプリズム、15、18、25、28、54 波長分離膜、41 1/2波長板、51 1/2波長板ユニット、52、53 1/4波長板、71 PD
Claims (8)
- 複数の異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、
前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記最も波長の短い光以外の光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、を有する第1の複合プリズムと、
複数の異なる波長の第1偏光成分の光を入射光とし、該入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、それ以外の光の第1偏光成分を透過する第3の波長分離膜と、複数の異なる波長の第2偏光成分の光を入射光とし、該入射光のうち、最も波長の短い光の第2偏光成分を反射すると共に、それ以外の光の第2偏光成分を透過する第4の波長分離膜と、を有する第2の複合プリズムと、
を備えていることを特徴とする多波長分波素子。 - 前記第1の複合プリズムの第1の波長離膜を透過した光が、前記第2の複合プリズムの第3の波長分離膜側の入射光であり、前記第1の複合プリズムの第2の波長分離膜を反射した光が、前記第2の複合プリズムの第4の波長分離膜側の入射光であることを特徴とする請求項1に記載の多波長分波素子。
- 前記第1の複合プリズムと前記第2の複合プリズムとの間に1/2波長板を設けたことを特徴とする請求項1に記載の多波長分波素子。
- 前記第2の複合プリズムを、前記第2の複合プリズムの透過経路上に複数配置したことを特徴とする請求項1に記載の多波長分波素子。
- 前記第2の複合プリズム間に1/2波長板を設けたことを特徴とする請求項4に記載の多波長分波素子。
- 3つの異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、
前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記入射光のうち、最も波長の短い光以外の2つの光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、
前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の2つの光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、
前記第1の波長分離膜を透過した光のうち、波長が短い方の光の第1偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第1偏光成分を透過する第3の波長分離膜と、
前記第2の波長分離膜により反射された光のうち、波長が短い方の光の第2偏光成分を反射すると共に、波長の長い方の光の第2偏光成分を透過する第4の波長分離膜と、
を備えていることを特徴とする多波長分波素子。 - 複数の異なる波長の光を入射光とする多波長分波素子であって、
前記入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分を反射すると共に、前記入射光すべての第2偏光成分を反射し、且つ、前記最も波長の短い光以外の光の第1偏光成分を透過する第1の波長分離膜と、前記第1の波長分離膜により反射された光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過すると共に、前記最も波長の短い光以外の光の第2偏光成分を反射する第2の波長分離膜と、を有する第1の複合プリズムと、
2枚の1/4波長板と、該2枚の1/4波長板の間に配置される第5の波長分離膜とから構成され、前記第5の波長分離膜が、入射さされる入射光のうち、最も波長の短い光の第1偏光成分及び第2偏光成分を反射すると共に、それ以外の波長の光の第1偏光成分及び第2偏光成分を透過するように形成されている1/2波長板ユニットと、
を備えていることを特徴とする多波長分波素子。 - 前記第1偏光成分は、前記第2偏光成分と直交関係にあることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一項に記載の多波長分波素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004321097A JP2006135539A (ja) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | 多波長分波素子 |
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JP2004321097A JP2006135539A (ja) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | 多波長分波素子 |
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JP2006135539A true JP2006135539A (ja) | 2006-05-25 |
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ID=36728700
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JP2004321097A Pending JP2006135539A (ja) | 2004-11-04 | 2004-11-04 | 多波長分波素子 |
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JP (1) | JP2006135539A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013097183A1 (zh) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | 华为技术有限公司 | 可调激光器波长初始化方法、装置和系统 |
-
2004
- 2004-11-04 JP JP2004321097A patent/JP2006135539A/ja active Pending
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