JP2010230955A - Optical component and wavelength dispersion compensator - Google Patents
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Abstract
Description
ここに開示する技術は、入力光を波長に応じて分波する機能を備えた光部品、及び該光部品を利用して波長分散を補償する波長分散補償器に関する。 The technology disclosed herein relates to an optical component having a function of demultiplexing input light according to a wavelength, and a chromatic dispersion compensator that compensates chromatic dispersion using the optical component.
光通信に使用される波長分散補償器等において、最近では、入力光を波長に応じて空間的に区別可能な複数の光束に分波する光部品の一つとして、VIPA(Virtually Imaged Phased Array)が使用されている。VIPAは、ガラス板に反射膜を形成したVIPA内で入力光を多重反射させることにより、分波を行う。より詳しくは、VIPAは、対向する平行平面を備えたガラス板と、このガラス板の平行平面にそれぞれ形成された反射膜と、を含んで構成される。そのガラス板の一方の反射膜は、ガラス板内に入射した光に対してほぼ100%の反射率を有する反射面層とされ、他方の反射膜は、ガラス板内に入射した光に対して、100%より低い反射率、例えば95%〜98%の反射率を有する出射面層とされる。VIPAへの入力光は、反射面層の側に形成された照射窓を通してガラス板内に入射する。 Recently, VIPA (Virtually Imaged Phased Array) is one of the optical components that demultiplex input light into multiple light fluxes that can be spatially differentiated according to wavelength. Is used. VIPA performs demultiplexing by multiply-reflecting input light in a VIPA in which a reflective film is formed on a glass plate. More specifically, the VIPA includes a glass plate having opposing parallel planes, and a reflective film formed on each of the parallel planes of the glass plate. One reflective film of the glass plate is a reflective surface layer having a reflectivity of almost 100% with respect to light incident on the glass plate, and the other reflective film is for light incident on the glass plate. , An output surface layer having a reflectance lower than 100%, for example, a reflectance of 95% to 98%. Input light to the VIPA enters the glass plate through an irradiation window formed on the reflective surface layer side.
ガラス板内に入射した光は、二つの反射膜の間で多重反射しつつ徐々に出射面層を透過して、複数の光束となって出射する。この出射時、特許文献1の図14や非特許文献1の図4“Constant”に記載されているように、出射光が、VIPA内での反射回数に応じた強度分布(プロファイル)をもつことが知られている。すなわち、出射光の強度は、多重反射方向において、反射回数が増えるに従って弱くなっていく。
The light incident on the glass plate gradually passes through the exit surface layer while being multiple-reflected between the two reflecting films, and is emitted as a plurality of light beams. At the time of the emission, as described in FIG. 14 of
このようなVIPAを波長分散補償器に使用した場合、多重反射しつつVIPAから出射する出射光は、レンズを経て集光された後にミラーにあたって反射し、再びレンズを経てVIPAに入射する。このとき、ミラーによって反射し、VIPAに再入射する反射光は、上記出射光の強度分布をほぼ反転させた強度分布をもつことになる(非特許文献1の図4参照)。 When such a VIPA is used for a chromatic dispersion compensator, outgoing light emitted from the VIPA while being subjected to multiple reflections is collected through a lens, then reflected by a mirror, and again enters the VIPA through the lens. At this time, the reflected light that is reflected by the mirror and re-enters the VIPA has an intensity distribution obtained by substantially inverting the intensity distribution of the emitted light (see FIG. 4 of Non-Patent Document 1).
波長分散補償器など、VIPAの出射光がミラーで反射してVIPAへ再入射するようになっている光デバイスにおいては、上記のような出射光の強度分布に対する反射光の強度分布の反転が、VIPAにおける光損失に影響する。そこで、特許文献1及び非特許文献1に、出射光を透過させる出射面層の反射率を、多重反射方向において変化させることが、提案されている。
In an optical device such as a chromatic dispersion compensator where the exit light of VIPA is reflected by a mirror and re-enters VIPA, the inversion of the intensity distribution of the reflected light with respect to the intensity distribution of the exit light as described above, Affects optical loss in VIPA. Therefore,
特許文献1の場合は、出射面層について、最初の出射位置から最後の出射位置に向かって反射率が減少するように形成し、出射光強度分布が略ベル状曲線の対称形状を呈するようにしている(特許文献1の図15)。また、非特許文献1の場合はさらに、出射面層について、透過率が2段階(2-level)に変化するように形成し、強度のピークが二箇所現れるようにすることで、出射光強度分布がほぼ対称形状を呈するようにしている。
In the case of
VIPAの出射光がミラーで反射してVIPAへ再入射するようになっている光デバイスでは、VIPAにおいて出射光強度分布にピークがあると、VIPAにおける光損失に波長特性が生じることがわかっている。これについて、図8を使用して説明する。図8中の強度分布図は、実線が出射光強度分布、点線が反射光強度分布を表している。 In an optical device in which the exit light of VIPA is reflected by a mirror and re-enters VIPA, it is known that if there is a peak in the exit light intensity distribution in VIPA, wavelength characteristics will occur in the optical loss in VIPA . This will be described with reference to FIG. In the intensity distribution diagram in FIG. 8, the solid line represents the emitted light intensity distribution, and the dotted line represents the reflected light intensity distribution.
出射光を反射させるためのレンズ及びミラー等の光学系を含めたVIPAモジュールは、入力光の波長に応じてVIPAと光学系の位置関係が設定される。この設定は、VIPAから出射する出射光の強度分布とVIPAに再入射する反射光の強度分布との結合が最大となる関係が最適とされる。この最適設定時の出射光強度分布と反射光強度分布の関係が、図8中の中央に示す中心波長の分布図である。すなわち、図示のように、出射光強度分布と反射光強度分布との重なり部分の面積が最大となる関係に、VIPAと光学系の位置が最適化される。 In a VIPA module including an optical system such as a lens and a mirror for reflecting outgoing light, the positional relationship between the VIPA and the optical system is set according to the wavelength of the input light. For this setting, the relationship in which the coupling between the intensity distribution of the outgoing light emitted from the VIPA and the intensity distribution of the reflected light re-entering the VIPA is maximized. The relationship between the outgoing light intensity distribution and the reflected light intensity distribution at the optimum setting is a distribution diagram of the center wavelength shown in the center in FIG. That is, as shown in the drawing, the positions of the VIPA and the optical system are optimized so that the area of the overlapping portion between the outgoing light intensity distribution and the reflected light intensity distribution is maximized.
具体的に、VIPAに入力される信号光は、伝送速度や変調方式等に応じたスペクトル形状を有しており、このスペクトル形状の中心波長に対して長波長側の成分及び短波長側の成分を含んでいる。VIPAから出射する出射光の角度は、VIPAに入射する光の波長成分に応じて変化するので、これら各波長成分に対応した強度分布にずれが生じる。すなわち、図8において、VIPAへの入射光の波長成分が、中心波長に対して、長波長側にずれると、VIPA内の多重反射方向に対して出射光強度分布が下側(照射窓側)にずれ、短波長側にずれると、同多重反射方向に対して出射光強度分布が上側(照射窓の反対側)にずれる。このずれに応じて、反射光強度分布は、出射光が下側にずれたときには上側にずれ、出射光が上側にずれたときには下側にずれる。したがって、信号光の波長成分が中心波長からずれるほど両者の結合効率が小さくなり、光損失が増加する。 Specifically, the signal light input to the VIPA has a spectrum shape corresponding to a transmission speed, a modulation method, etc., and a component on the long wavelength side and a component on the short wavelength side with respect to the center wavelength of the spectrum shape. Is included. Since the angle of the outgoing light emitted from the VIPA changes according to the wavelength component of the light incident on the VIPA, a deviation occurs in the intensity distribution corresponding to each wavelength component. That is, in FIG. 8, when the wavelength component of the incident light to VIPA shifts to the longer wavelength side with respect to the center wavelength, the emitted light intensity distribution is on the lower side (irradiation window side) with respect to the multiple reflection direction in VIPA. When shifted to the short wavelength side, the emitted light intensity distribution shifts to the upper side (the opposite side of the irradiation window) with respect to the same multiple reflection direction. In accordance with this shift, the reflected light intensity distribution shifts upward when the outgoing light shifts downward, and shifts downward when the outgoing light shifts upward. Therefore, as the wavelength component of the signal light deviates from the center wavelength, the coupling efficiency between the two becomes smaller and the optical loss increases.
上記特許文献1及び非特許文献1の技術はいずれも、出射光強度分布がほぼ対称形状を呈するようにするものであるが、出射光強度分布のピークを抑制してはいない。したがって、入力光に含まれる波長成分に応じた出射光強度分布のずれによる上記結合効率の低下を防ぐことは、難しい。
The techniques of
このような背景に鑑みると、光損失の波長特性を解消することができ、透過帯域拡大が可能となるようなVIPAが必要である。 In view of such a background, there is a need for a VIPA that can eliminate the wavelength characteristic of optical loss and can widen the transmission band.
ここで提案する光部品は、
対向する平行平面を備えたガラス板と、このガラス板の平行平面にそれぞれ形成された反射膜と、を含んで構成され、
前記反射膜の一方は、前記ガラス板内に入射した光に対してほぼ100%の反射率を有する反射面層とされ、且つ前記反射膜の他方は、前記ガラス板内に入射した光に対して100%より低い反射率を有する出射面層とされ、
前記ガラス板内に入射した光が、前記二つの反射膜間で多重反射しつつ前記出射面層を透過して出射する、
光部品であって、次のような態様とする。
The optical component proposed here is
A glass plate having opposing parallel planes, and a reflective film formed on each of the parallel planes of the glass plate,
One of the reflective films is a reflective surface layer having a reflectance of approximately 100% with respect to light incident on the glass plate, and the other reflective film is for light incident on the glass plate. And an output surface layer having a reflectance lower than 100%,
The light that has entered the glass plate is transmitted through the emission surface layer while being multiple-reflected between the two reflection films, and then emitted.
An optical component having the following mode.
当該提案に係る光部品は、
前記出射面層が、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ、光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっていくように形成されることにより、この出射面層を透過して出射する出射光の強度が、最初の出射位置から最後の出射位置までほぼ均一となるものである。
The optical component related to the proposal is
The emission surface layer is formed so that the transmittance increases as the number of reflections of light increases from the portion where the light incident on the glass plate is first reflected to the multiple reflection direction. The intensity of the outgoing light that is transmitted through the surface layer is substantially uniform from the first outgoing position to the last outgoing position.
この提案に係る光部品である、いわゆるVIPAは、出射面層の透過率を多重反射方向において変化させたものであるが、その透過率変化について、最初の出射位置から最後の出射位置まで出射光の強度がほぼ均一となるように、変化させている。すなわち、ガラス板内を多重反射する光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなるように変化させて、出射光の強度がほぼ均一となるようにしている。ガラス板内を多重反射する光は、出射面層から徐々に出射していくので、反射を重ねる毎に次第に弱くなっていく。これに対応して出射面層の透過率が次第に高くなっていけば、出射光の強度をほぼ一定にすることが可能である。 The so-called VIPA, which is an optical component according to this proposal, is one in which the transmittance of the exit surface layer is changed in the multiple reflection direction. With regard to the change in transmittance, the emitted light from the first exit position to the last exit position. The strength is changed so as to be almost uniform. In other words, the transmittance is changed so as to increase as the number of times of reflection of the light reflected in the glass plate increases, so that the intensity of the emitted light becomes substantially uniform. The light that is multiple-reflected in the glass plate is gradually emitted from the emission surface layer, and thus gradually becomes weaker each time reflection is repeated. Correspondingly, if the transmittance of the emission surface layer gradually increases, the intensity of the emitted light can be made substantially constant.
多重反射方向において出射光の強度が一様であれば、その強度分布は、ピークが抑制された平坦で対称な形状を呈する。強度分布が、平坦で対称な形状を示していれば、出射光強度分布と反射光強度分布の結合の割合が高くなり、光部品に入力される光の中心波長での結合効率が向上する。また、入力光の波長成分に応じて強度分布が多重反射方向にずれたとしても、出射光強度分布と反射光強度分布の結合効率が従来のように小さくはならない。したがって、結合効率の低下が抑制され、光損失の波長特性を改善して透過帯域拡大を図ることが可能となる。 If the intensity of the emitted light is uniform in the multiple reflection direction, the intensity distribution has a flat and symmetric shape with suppressed peaks. If the intensity distribution shows a flat and symmetric shape, the coupling ratio of the outgoing light intensity distribution and the reflected light intensity distribution increases, and the coupling efficiency at the center wavelength of the light input to the optical component is improved. Further, even if the intensity distribution is shifted in the multiple reflection direction according to the wavelength component of the input light, the coupling efficiency between the outgoing light intensity distribution and the reflected light intensity distribution is not reduced as in the prior art. Therefore, a decrease in coupling efficiency is suppressed, and it is possible to improve the wavelength characteristic of optical loss and expand the transmission band.
図1に、VIPAを含んで構成された光デバイスの一例として、波長分散補償器を示している。
図示の波長分散補償器は、補償前の入力光をVIPA1に照射し、補償後の出力光をVIPA1から出力する第1光学系として、光サーキュレータ2、光ファイバ3、コリメートレンズ4、ライン焦点レンズ5を備えている。波長分散補償器への入力光は、光サーキュレータ2を通って光ファイバ3から出力された後、コリメートレンズ4及びライン焦点レンズ5を通り、一つの線分上に集光される。
FIG. 1 shows a chromatic dispersion compensator as an example of an optical device including a VIPA.
The illustrated chromatic dispersion compensator irradiates the
VIPA1は、ガラス板1aの対向する平行平面に反射膜を形成した構造を有する。その一方の反射膜が、ガラス板1a内に入射した光に対してほぼ100%の反射率を有する反射面層1bとされ、他方の反射膜が、ガラス板1a内に入射した光に対して、後述のように100%より低い反射率を有する出射面層1cとされる。反射面層1bの下端部分には、ライン焦点レンズ5からガラス板1a内に光を照射するための照射窓1dが形成されている。
The
ライン焦点レンズ5から照射される光は、照射窓1dを通して出射面層1c上に線状に集光される。この光が集光される部分が、出射面層1cにおける最初の反射部分となる。このようにガラス板1a内に入射した光は、出射面層1cと反射面層1bとの間で多重反射しつつ徐々に出射面層1cを透過して、複数の光束となって出射する。
The light irradiated from the
出射面層1cを透過した出射光は、収束レンズ6及びミラー7を備えた第2光学系によって反射し、再び出射面層1cからガラス板1a内へ入射する。すなわち、出射光は、波長に応じて異なる位置に集光する収束レンズ6を経てミラー7上に集光されて反射し、この反射光が再び収束レンズ6を経て出射面層1cを透過し、ガラス板1a内に入射する。ガラス板1a内に再入射した反射光は、照射窓1d、ライン焦点レンズ5、コリメートレンズ4、及び光ファイバ3を順に通過し、光サーキュレータ2を経て入力光とは違うポートへ出力される。
The outgoing light transmitted through the
この波長分散補償器に使用されるVIPA1において、出射面層1cは、ライン焦点レンズ5からガラス板1a内に入射した光が最初に反射する部分の透過率が一番低くなっており、図1中にY軸で示す多重反射方向へ、徐々に透過率が高くなっている。すなわち、入射した光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっていくように形成されている。これにより、出射面層1cを透過して出射する出射光の強度が、最初の出射位置から最後の出射位置までほぼ均一となる。この出射面層1cの透過率について、図2を参照して説明する。
In the
図2Aには、比較例として、出射面層の透過率を一定とした一般的なVIPAが示されており、図2Bに、上記VIPA1が示されている。図2Aに示す比較例の場合、出射面層の透過率が一定なので、前述したように、出射光強度分布は、最初の出射位置で一番強く、反射回数が増すにつれて弱くなっていく分布を示す。この強度分布の出射光が反射光として帰ってくると、図8に示したように、強度分布が反転しているので、光損失の波長特性が強く現れる。 As a comparative example, FIG. 2A shows a general VIPA in which the transmittance of the exit surface layer is constant, and FIG. 2B shows the VIPA1. In the case of the comparative example shown in FIG. 2A, since the transmittance of the exit surface layer is constant, as described above, the exit light intensity distribution is the strongest at the first exit position and becomes weaker as the number of reflections increases. Show. When the emitted light having this intensity distribution returns as reflected light, as shown in FIG. 8, the intensity distribution is inverted, so that the wavelength characteristic of optical loss appears strongly.
一方、図2Bに示す本実施形態のVIPA1における出射面層1cは、光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっていくように形成されている。これにより、出射面層1cを透過して出射する出射光の強度は、最初の出射位置から最後の出射位置までほぼ均一となり、したがって強度分布は、平坦(矩形)な分布となる。すなわち、ガラス板1a内を多重反射する光は、出射面層1cから徐々に出射していくので、反射を重ねる毎に次第に弱くなっていく。これに対応して出射面層1cの透過率を次第に高くしていけば、出射光の強度をほぼ一定にすることができる。
On the other hand, the
図1中Y軸で示す多重反射方向において出射光の強度が一定していれば、この出射光の強度分布は、平坦で対称な形状を呈する。強度分布が、ピークの抑制された平坦で対称な形状を示していれば、入力光に含まれる波長成分に応じて強度分布が多重反射方向にずれたとしても、出射光強度分布と反射光強度分布の結合効率が従来のように小さくはならない。これについて、図3に示している。 If the intensity of the emitted light is constant in the multiple reflection direction indicated by the Y axis in FIG. 1, the intensity distribution of the emitted light exhibits a flat and symmetric shape. If the intensity distribution shows a flat and symmetric shape with suppressed peaks, even if the intensity distribution shifts in the multiple reflection direction according to the wavelength component contained in the input light, the outgoing light intensity distribution and the reflected light intensity The coupling efficiency of the distribution is not reduced as in the prior art. This is illustrated in FIG.
前述のように、VIPA1と第2光学系(収束レンズ6及びミラー7)の位置関係は、VIPA1から出射する出射光の強度分布とVIPA1に再入射する反射光の強度分布との結合が最大となる関係に設定される。このときの出射光強度分布と反射光強度分布の関係が、図3中の中央に示す中心波長の分布図である。出射面層1cの透過率調整により平坦化した強度分布を出射光が有していると、反転して反射してくる反射光の強度分布も同様に平坦になる。したがって、出射光強度分布と反射光強度分布との重なり部分の面積が最大となる関係にVIPA1と第2光学系の位置を最適化すると、両者はほぼ一致することになる。その結果、ピークのある分布に比べて結合効率が向上する。
As described above, the positional relationship between the
また、図3に示しているように、入力光の中心波長からずれた波長成分は、その出射光の出射角度が変化するので、強度分布もずれることになる。すなわち、図3において、入力光の中心波長に対し、長波長側にずれた波長成分は、VIPA1内の多重反射方向に対して出射光強度分布が下側(照射窓側)にずれ、短波長側にずれた波長成分は、VIPA1内の多重反射方向に対して出射光強度分布が上側(照射窓の反対側)にずれる。このずれに応じて、反射光強度分布は、出射光が下側にずれたときには上側にずれ、出射光が上側にずれたときには下側にずれる。しかしながら、両者の強度分布が平坦化していると、ピークのある分布に比べて結合の割合が高いので、出射光と反射光の強度分布が互いにずれたとしても、ピークのある分布のときのように結合効率が小さくなることはない。したがって、結合効率の低下が抑制され、光損失の波長特性を改善して透過帯域拡大を図ることが可能となる。
Further, as shown in FIG. 3, the wavelength component deviated from the center wavelength of the input light changes the intensity distribution because the emission angle of the emitted light changes. That is, in FIG. 3, the wavelength component shifted to the long wavelength side with respect to the center wavelength of the input light has the emission light intensity distribution shifted downward (irradiation window side) with respect to the multiple reflection direction in the
このような出射光強度分布を得る出射面層1cの透過率変化については、次のようにして求めることができる。ここでは、出射面層1cから出射する光の強度をY軸(多重反射方向)の距離yの関数としてP(y)で表すと共に、出射面層1cの単位長さあたりの透過率を同じく距離yの関数としてα(y)で表すことにする。このとき、出射面層1cにおける最初の出射位置をy=y1とすると、その出射光強度P(y1)は、VIPA1への入力光強度をPiとして、次の式1に従うことになる。
[式1]
P(y1)=Pi・α(y1)
The change in transmittance of the
[Formula 1]
P (y1) = Pi · α (y1)
また、2番目の出射位置をy=y2とすると、VIPA1内で多重反射して当該出射位置y2に到達する光の強度はPi・{1−α(y1)}であるので、その出射光強度P(y2)は、次の式2に従う。
[式2]
P(y2)=Pi・{1−α(y1)}・α(y2)
If the second emission position is y = y2, the intensity of the light that reaches the emission position y2 after multiple reflection in VIPA1 is Pi · {1-α (y1)}. P (y2) follows the
[Formula 2]
P (y2) = Pi · {1-α (y1)} · α (y2)
上記式1及び式2について、各出射位置における光強度P(y1),P(y2)が一定という関係を用いると、次の式3が得られ、これを整理すると式4となる。
[式3]
Pi・α(y1)=Pi・{1−α(y1)}・α(y2)
[式4]
α(y2)=α(y1)/{1−α(y1)}
Using the relationship that the light intensities P (y1) and P (y2) at the respective emission positions are constant in the
[Formula 3]
Pi · α (y1) = Pi · {1−α (y1)} · α (y2)
[Formula 4]
α (y2) = α (y1) / {1-α (y1)}
さらに、3番目の出射位置をy=y3とすると、VIPA1内で多重反射して当該出射位置y3に到達する光の強度はPi・{1−α(y1)}・{1−α(y2)}となるので、その出射光強度P(y3)は、次の式5に従う。
[式5]
P(y3)=Pi・{1−α(y1)}・{1−α(y2)}・α(y3)
Further, if the third emission position is y = y3, the intensity of the light reaching the emission position y3 after multiple reflection in VIPA1 is Pi · {1-α (y1)} · {1-α (y2) }, The output light intensity P (y3) follows the following
[Formula 5]
P (y3) = Pi · {1-α (y1)} · {1-α (y2)} · α (y3)
上記式2及び式5について、P(y2)及びP(y3)が一定という関係を用いると、次の式6が得られ、これを式4を用いて整理すると式7となる。
[式6]
Pi・{1−α(y1)}・α(y2)
=Pi・{1−α(y1)}・{1−α(y2)}・α(y3)
[式7]
α(y3)=α(y2)/{1−α(y2)}
=α(y1)/{1−2・α(y1)}
When the relationship that P (y2) and P (y3) are constant is used for the
[Formula 6]
Pi · {1-α (y1)} · α (y2)
= Pi · {1-α (y1)} · {1-α (y2)} · α (y3)
[Formula 7]
α (y3) = α (y2) / {1-α (y2)}
= Α (y1) / {1-2 · α (y1)}
上記式4及び式7と同様にして、n番目の出力位置での関数α(yn)を求めると、次の式8の関係が得られる。
[式8]
α(yn)=α(y1)/{1−(n−1)・α(y1)}
When the function α (yn) at the n-th output position is obtained in the same manner as
[Formula 8]
α (yn) = α (y1) / {1- (n−1) · α (y1)}
上記式8の関係により、多重反射の回数が増える(Y軸方向の距離が長くなる)と出射面層1cの透過率が高くなるようにすることによって、出射光の強度を一定とし、平坦な強度分布を得ることができる。
By the relationship of the
出射面層1cの透過率を変化させる構造について、図4を参照して説明する。
図4に示すVIPA1における出射面層1cは、反射膜の一例として誘電体膜を利用しており、複数の誘電体膜10〜15を積層して形成されている。誘電体膜10〜15の積層数は、ガラス板1a内に入射した光が最初に反射する部分、すなわち照射窓1dの側から多重反射方向(Y軸方向)へ少なくなっている。これにより、出射面層1cは、入射光が最初に反射する部分から多重反射方向へ段階的に薄くなっている。誘電体膜10〜15の積層数が少なくなると、透過率は高くなるので、図示の出射面層1cは、多重反射方向へ、光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっている。
A structure for changing the transmittance of the
The
最下層の誘電体膜10は、ガラス板1aの平行平面全体に蒸着形成されている。この上に積層する誘電体膜11は、蒸着範囲を減縮することにより、上端部分が誘電体膜10よりも短く形成されている。同様にして、下層膜よりも上端部分が短くなるようにして、誘電体膜12〜15を蒸着形成する。各誘電体膜10〜15の膜厚は、すべて同じ厚さとしてもよいが、各誘電体膜10〜15の膜厚を変えて、透過率を微調整することも可能である。これら誘電体膜10〜15は、フォトリソグラフィ工程などを利用してガラス板1a上に形成することができる。
The
例えば、出射面層1cは、最も透過率の低い部分で透過率1%、最も透過率の高い部分で透過率100%となるように、誘電体膜を積層し、透過率を段階変化させることができる。
For example, the
一例として、出射光の強度が均一となるように出射面層1cの透過率を計算した結果を図5のグラフに示す。横軸がY軸方向の距離を表し、縦軸が透過率を表している。この例におけるY軸方向距離の原点は、ガラス板1a内に入射した光が出射面層1cで最初に反射する位置にある。
As an example, the graph of FIG. 5 shows the result of calculating the transmittance of the
図5の透過率は、Y軸方向距離の原点で1%であり、図2Aに示したような出射光強度分布を打ち消すように、原点から離れていくに従って増加する。そして、この例ではY軸方向距離が2mmを越えたところで、透過率が100%となっている。この透過率が100%となる位置が、多重反射光の最後の出射位置近傍に該当している。これに対し、図5に一緒に示した、出射面層の透過率が一定の場合は、透過率が1%を維持している。 The transmittance in FIG. 5 is 1% at the origin of the distance in the Y-axis direction, and increases with increasing distance from the origin so as to cancel out the emitted light intensity distribution as shown in FIG. 2A. In this example, the transmittance is 100% when the distance in the Y-axis direction exceeds 2 mm. The position where the transmittance is 100% corresponds to the vicinity of the final emission position of the multiple reflected light. On the other hand, when the transmittance of the emission surface layer shown in FIG. 5 is constant, the transmittance is maintained at 1%.
図5の透過率変化をもたせた出射面層1cから出射される出射光の強度分布を、図6に示している。横軸がY軸方向距離を表し、縦軸はVIPA1への入力光強度を1として規格化した出射光強度を表している。出射光の強度が一定となるように出射面層1cの透過率を変化させているので、Y軸方向の出射光強度分布は平坦となり、透過率が100%となる2mmを越えたところ(最後の出射位置近傍)で、出射光が無くなっている。つまり、出射光強度分布は矩形を示す。これに対し、図6に一緒に示した、出射面層の透過率が一定の場合は、Y軸方向距離原点部分で最も出射光強度が強く、Y軸方向距離が進むにつれて出射光強度が減少していく。
FIG. 6 shows the intensity distribution of the outgoing light emitted from the
この図6に示す出射光強度分布の結果として結合損失を推定したグラフを、図7に示している。横軸が入力光の中心波長からの波長差であり、縦軸は、入力光がVIPA1を往復することで受ける損失(結合損失)を負の値で示している。出射光強度を一定とする透過率変化をもたせた出射面層1cによれば、全体的に結合損失が減少しており、中心波長での結合損失が−0.1dBほどになっている。そして、中心波長から−0.4nmの波長差がある短波長側では絶対値で0.1dBほどの結合損失の増加がみられ、+の波長差がある長波長側では結合損失の増加はほとんどみられない。一方、図7に一緒に示した、出射面層の透過率が一定の場合は、中心波長での結合損失が−1.3dBほどある。また、中心波長から−0.4nmの波長差がある短波長側で絶対値で0.4dBほどの結合損の増加がみられ、+0.4nmの波長差がある長波長側で絶対値で0.1dBほどの結合損失の増加がみられる。
FIG. 7 shows a graph in which the coupling loss is estimated as a result of the emitted light intensity distribution shown in FIG. The horizontal axis represents the wavelength difference from the center wavelength of the input light, and the vertical axis represents the loss (coupling loss) received by the input light traveling back and forth through the
以上の実施形態に関する付記を以下に開示する。 Additional notes regarding the above embodiments are disclosed below.
(付記1)
対向する平行平面を有するガラス板と、前記ガラス板の前記平行平面にそれぞれ形成された第1の反射膜及び第2の反射膜と、を含んで構成され、
前記第1の反射膜は、前記ガラス板内に入射した光に対してほぼ100%の反射率を有する反射面層とされ、
前記第2の反射膜は、前記ガラス板内に入射した光に対して100%より低い反射率を有する出射面層とされ、
前記ガラス板内に入射した光が、前記第1の反射膜及び前記第2の反射膜の間で多重反射しつつ前記出射面層を透過して出射する、光部品であって、
前記出射面層は、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ、光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっていくように形成され、
前記出射面層を透過して出射する出射光の強度が、最初の出射位置から最後の出射位置までほぼ均一となる、光部品。
(Appendix 1)
A glass plate having parallel planes facing each other, and a first reflective film and a second reflective film respectively formed on the parallel plane of the glass plate,
The first reflective film is a reflective surface layer having a reflectance of approximately 100% with respect to light incident on the glass plate;
The second reflective film is an output surface layer having a reflectance lower than 100% with respect to light incident in the glass plate,
An optical component in which light incident on the glass plate is transmitted through the emission surface layer while being multiple-reflected between the first reflection film and the second reflection film,
The exit surface layer is formed so that the transmittance increases as the number of reflections of light increases from the portion where light incident into the glass plate is first reflected to the multiple reflection direction.
An optical component in which the intensity of outgoing light that is transmitted through the outgoing surface layer is substantially uniform from the first outgoing position to the last outgoing position.
(付記2)
付記1記載の光部品であって、
前記出射面層が、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ段階的に薄くなっている、光部品。
(Appendix 2)
An optical component according to
The optical component in which the said output surface layer becomes thin gradually in the multiple reflection direction from the part which the light which injected into the said glass plate reflects first.
(付記3)
付記2記載の光部品であって、
前記出射面層は、反射膜を積層して形成されており、その積層数が、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ少なくなっていく、光部品。
(Appendix 3)
An optical component according to
The light-emitting surface layer is formed by laminating a reflective film, and the number of laminated layers decreases in the multiple reflection direction from the portion where the light incident on the glass plate is first reflected.
(付記4)
付記1〜3のいずれかに記載の光部品であって、
前記出射面層は、透過率の最も低い部分における透過率が1%である。光部品。
(Appendix 4)
The optical component according to any one of
The emission surface layer has a transmittance of 1% at the lowest transmittance portion. Optical parts.
(付記5)
付記1〜4のいずれかに記載の光部品であって、
前記出射面層は、透過率の最も高い部分における透過率が100%である、光部品。
(Appendix 5)
The optical component according to any one of
The light emitting surface layer is an optical component having a transmittance of 100% at a portion having the highest transmittance.
(付記6)
付記1〜5のいずれかに記載の光部品と、
前記光部品の前記出射面層から出射した出射光を波長に応じて異なる位置に集光するレンズと、
前記レンズで集光された光を反射させ、前記反射光を前記レンズを介して前記出射面層から前記光部品のガラス板内へ再入射させるミラーと、
を含んで構成される波長分散補償器。
(Appendix 6)
The optical component according to any one of
A lens for condensing outgoing light emitted from the outgoing surface layer of the optical component at different positions according to wavelength;
A mirror that reflects the light collected by the lens and re-enters the reflected light from the exit surface layer into the glass plate of the optical component via the lens;
A chromatic dispersion compensator comprising:
(付記7)
付記6記載の波長分散補償器であって、
入力光が与えられる光サーキュレータと、
前記光サーキュレータを通って光ファイバから出力される前記入力光を平行光にするコリメートレンズと、
前記コリメートレンズを経た光を一線分上に集光して、前記光部品の前記ガラス板内に入射させるライン焦点レンズと、
をさらに含む波長分散補償器。
(Appendix 7)
The chromatic dispersion compensator according to
An optical circulator to which input light is applied;
A collimating lens that collimates the input light output from the optical fiber through the optical circulator;
A line focus lens that condenses the light that has passed through the collimator lens onto one line, and enters the glass plate of the optical component; and
A chromatic dispersion compensator further comprising:
1 VIPA
1a ガラス板
1b 反射面層(ほぼ100%の反射膜)
1c 出射面層(100%よりも低い反射膜)
1d 照射窓
2 光サーキュレータ
3 光ファイバ
4 コリメートレンズ
5 ライン焦点レンズ
6 収束レンズ
7 ミラー
1 VIPA
1c Outgoing surface layer (reflective film lower than 100%)
Claims (4)
前記第1の反射膜は、前記ガラス板内に入射した光に対してほぼ100%の反射率を有する反射面層とされ、
前記第2の反射膜は、前記ガラス板内に入射した光に対して100%より低い反射率を有する出射面層とされ、
前記ガラス板内に入射した光が、前記第1の反射膜及び前記第2の反射膜の間で多重反射しつつ前記出射面層を透過して出射する、光部品であって、
前記出射面層は、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ、光の反射回数が増えるに従って透過率が高くなっていくように形成され、
前記出射面層を透過して出射する出射光の強度が、最初の出射位置から最後の出射位置までほぼ均一となる、光部品。 A glass plate having parallel planes facing each other, and a first reflective film and a second reflective film respectively formed on the parallel plane of the glass plate,
The first reflective film is a reflective surface layer having a reflectance of approximately 100% with respect to light incident on the glass plate;
The second reflective film is an output surface layer having a reflectance lower than 100% with respect to light incident in the glass plate,
An optical component in which light incident on the glass plate is transmitted through the emission surface layer while being multiple-reflected between the first reflection film and the second reflection film,
The exit surface layer is formed so that the transmittance increases as the number of reflections of light increases from the portion where light incident into the glass plate is first reflected to the multiple reflection direction.
An optical component in which the intensity of outgoing light that is transmitted through the outgoing surface layer is substantially uniform from the first outgoing position to the last outgoing position.
前記出射面層が、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ段階的に薄くなっている、光部品。 The optical component according to claim 1,
The optical component in which the said output surface layer becomes thin gradually in the multiple reflection direction from the part which the light which injected into the said glass plate reflects first.
前記出射面層は、反射膜を積層することにより形成されており、その反射膜の積層数が、前記ガラス板内に入射した光が最初に反射する部分から多重反射方向へ少なくなっていく、光部品。 The optical component according to claim 2,
The emission surface layer is formed by laminating a reflection film, and the number of the reflection films is reduced in the multiple reflection direction from the part where the light incident on the glass plate is first reflected, Optical parts.
前記光部品の前記出射面層から出射した出射光を波長に応じて異なる位置に集光するレンズと、
前記レンズで集光された光を反射させ、前記反射光を前記レンズを介して前記出射面層から前記光部品のガラス板内へ再入射させるミラーと、
を含んで構成される波長分散補償器。 The optical component according to any one of claims 1 to 3,
A lens for condensing outgoing light emitted from the outgoing surface layer of the optical component at different positions according to wavelength;
A mirror that reflects the light collected by the lens and re-enters the reflected light from the exit surface layer into the glass plate of the optical component via the lens;
A chromatic dispersion compensator comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009078098A JP2010230955A (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Optical component and wavelength dispersion compensator |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2009078098A JP2010230955A (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Optical component and wavelength dispersion compensator |
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JP2009078098A Withdrawn JP2010230955A (en) | 2009-03-27 | 2009-03-27 | Optical component and wavelength dispersion compensator |
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-
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