JP2012181537A - Optical pulse multiplex unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method - Google Patents
Optical pulse multiplex unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012181537A JP2012181537A JP2012097958A JP2012097958A JP2012181537A JP 2012181537 A JP2012181537 A JP 2012181537A JP 2012097958 A JP2012097958 A JP 2012097958A JP 2012097958 A JP2012097958 A JP 2012097958A JP 2012181537 A JP2012181537 A JP 2012181537A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mirror
- optical pulse
- half mirror
- optical
- light
- 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
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
本発明は、光パルス列を生成する光パルス多重化ユニット、それを用いた光パルス発生器、及び光パルス多重化方法に関する。 The present invention relates to an optical pulse multiplexing unit that generates an optical pulse train, an optical pulse generator using the same, and an optical pulse multiplexing method.
従来の光パルス発生器としては、例えば、次の特許文献1に記載のものがある。
As a conventional optical pulse generator, for example, there is one described in
特許文献1に記載のパルス発生器の構成及び作用を図11、図12を用いて簡単に説明する。
図11に示す光パルス発生器は、パルス光源51と、遅延構造52と、集光レンズ53と、導波路54によって構成されている。遅延構造52は、図12に示すように、階段状の形状をしている。これは、屈折率が等しく、厚さが異なる平行平板が複数並んでいるとみなすことができる。各平行平板は、光軸に垂直な方向に、等間隔で並んでいる。また、隣り合う平行平板の光軸に沿った厚さの差は、一定になっている。パルス光源51から出射した光パルスをこの遅延構造52に平面波として入射させると、通過する平行平板の厚さに応じて光路長に変化が生じる。つまり、図12に551,552,…55nで示したように、波面は階段状に変調される。これを、集光レンズ53を介して集光することにより、導波路54に光パルス列を伝送させるというものである。
The configuration and operation of the pulse generator described in
The optical pulse generator shown in FIG. 11 includes a
しかし、特許文献1に記載の光パルス発生器を用いた従来の手法には次に述べるような決定的な欠点があった。
通常、導波路では、伝播する光パルスの伝播モードを制限しないと、モード分散による伝播速度の違いにより、光パルス列のパルス間隔を一定に保つことは困難である。つまり、導波路は単一モードであることが望ましいのであるが、単一モードにすると光結合の条件が非常に厳しくなる。これは、光通信技術において、シングルモードファイバーへの光結合が難しいということと同じ理屈である。
However, the conventional method using the optical pulse generator described in
Normally, in a waveguide, unless the propagation mode of a propagating optical pulse is limited, it is difficult to keep the pulse interval of the optical pulse train constant due to the difference in propagation speed due to mode dispersion. That is, it is desirable that the waveguide has a single mode, but if it is a single mode, the optical coupling condition becomes very strict. This is the same reason that optical coupling to a single mode fiber is difficult in optical communication technology.
図12の構成において、結合効率を高めるためには、導波路54の入力側の開口数(NA)と、集光レンズ53を介して集光される光パルスの開口数(NA)とをほぼ一致させなければならない。ところが、図12に示した従来例においては、階段状に変調された各光パルスのNAは非常に小さくなり、しかも導波路54への入射角度がそれぞれ異なる。この結果、遅延構造52の各平行平板を通過した全ての光パルスに対して、導波路54への結合効率を同時に高めることは不可能である。また、遅延構造52の各平行平板を通過した光パルスのNAが小さくなることにより、集光レンズ53を介して集光した際のスポットサイズを小さくすることができないという問題もある。
In the configuration of FIG. 12, in order to increase the coupling efficiency, the numerical aperture (NA) on the input side of the
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、結合効率が高い光パルス列を射出できる光パルス多重化ユニット、それを用いた光パルス発生器、及び光パルス多重化方法を提供することを目的とする。また、光パルス列のパルス間隔を任意に設定できる光パルス多重化ユニット、それを用いた光パルス発生器、及び光パルス多重化方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and provides an optical pulse multiplexing unit capable of emitting an optical pulse train having high coupling efficiency, an optical pulse generator using the optical pulse multiplexing unit, and an optical pulse multiplexing method. Objective. It is another object of the present invention to provide an optical pulse multiplexing unit that can arbitrarily set the pulse interval of an optical pulse train, an optical pulse generator using the same, and an optical pulse multiplexing method.
上記目的を達成するため、本発明による光パルス多重化ユニットは、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段と、前記分波手段の一方側及び他方側に配置され、前記分波手段により分波された透過光及び反射光を夫々偏向して、再び前記分波手段上の共通箇所で合波を行わせる一対の光偏向手段と、前記分波手段の一方側及び他方側の少なくともいずれかに設けられ、前記分波手段で分波されて、前記分波手段の一方側を進行した光との間で時間遅延を与える遅延手段とを有することを特徴とする。
ここで、実質的な光路長差とは、例えば、屈折率nで光の透過部分における厚みが異なる素子又は多数の反射鏡の組合わせによる素子により実際の光路長に差を設けるものの他、屈折率を適宜異ならせて実質的に光路長に差を設けるもの及びそれらの組合わせを含むものとする。
In order to achieve the above object, an optical pulse multiplexing unit according to the present invention includes a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and is disposed on one side and the other side of the demultiplexing unit. A pair of optical deflecting means for deflecting the transmitted light and reflected light demultiplexed by the demultiplexing means, respectively, and multiplexing again at a common location on the demultiplexing means, and one of the demultiplexing means A delay unit that is provided on at least one of the side and the other side and that is demultiplexed by the demultiplexing unit and that gives a time delay to the light traveling on one side of the demultiplexing unit To do.
Here, the substantial difference in the optical path length is, for example, a difference in the actual optical path length depending on an element having a refractive index n and a different thickness in a light transmission portion or an element formed by a combination of a plurality of reflecting mirrors. It shall include those that vary the rate appropriately and provide a substantial difference in optical path length and combinations thereof.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記分波手段の一方側に、前記遅延手段をN個備え、第1の前記遅延手段による前記実質的な光路長差をDとしたときに、前記第Nの前記遅延手段による前記実質的な光路長差が2N-1Dであることが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit of the present invention, when N of the delay means are provided on one side of the demultiplexing means, and the substantial optical path length difference by the first delay means is D. The substantial optical path length difference by the Nth delay means is preferably 2 N-1 D.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記各遅延手段が屈折率nの遅延素子であり、第1から第Nまでの前記各遅延素子における光の透過部位における厚みが夫々異なるのが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit of the present invention, each delay means is a delay element having a refractive index n, and the thicknesses of the light transmission portions of the first to Nth delay elements are different. preferable.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記各遅延手段が複数のミラーを備え、第1から第Nまでの前記複数のミラー間の間隔が異なるのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it is preferable that each of the delay means includes a plurality of mirrors, and the intervals between the first to Nth mirrors are different.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記一対の光偏向手段が平行に配置された第1ミラー及び第2ミラーであるのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it is preferable that the pair of optical deflecting means are a first mirror and a second mirror arranged in parallel.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記光偏向手段及び前記各遅延手段が楔形プリズムからなるのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it is preferable that the optical deflection means and the delay means are each formed of a wedge-shaped prism.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記一対の光偏向手段が一対の楔形プリズムからなるのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it is preferable that the pair of light deflecting means is composed of a pair of wedge prisms.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、ハーフミラーと、N個の屈折率nの遅延素子を有し、前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2N-1Δであることを特徴としている。 The optical pulse multiplexing unit according to the present invention further includes a half mirror and N delay elements having a refractive index n, and each of the N delay elements has one end on one side of the half mirror. .., 2 N−1 Δ, the thicknesses of the N delay elements are Δ, 2Δ,..., 2 N−1 Δ. It is characterized by being.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、平行に対向配置された第1ミラーと第2ミラーを有し、前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、前記N個の遅延素子の各々が、平行平面板であり、且つ、該平行平面板の面の法線方向が、前記ハーフミラーの一端から他端に向かう方向と異なる角度で配置されているのが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it has a first mirror and a second mirror arranged opposite to each other in parallel, and the half mirror is in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, The N mirrors are arranged in parallel with the first mirror and the second mirror, the N delay elements are arranged between the first mirror and the half mirror, and each of the N delay elements is parallel flat. It is a face plate, and the normal direction of the plane of the plane parallel plate is preferably arranged at an angle different from the direction from one end to the other end of the half mirror.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、平行に対向配置された第1ミラーと第2ミラーを有し、前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、前記N個の遅延素子の各々は、同一形状の楔形プリズムを2つ有するプリズムユニットであり、前記プリズムユニットの各々において、前記2つの楔形プリズムは、最も小さな頂角を形成している面が互いに接触するように、重なって配置され、前記プリズムユニットの各々は、前記接触する面の面積が互いに異なるのが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit of the present invention, it has a first mirror and a second mirror arranged opposite to each other in parallel, and the half mirror is in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, The N delay elements are arranged in parallel with the first mirror and the second mirror, and the N delay elements are arranged between the first mirror and the half mirror, and each of the N delay elements has the same shape. Each of the prism units, the two wedge-shaped prisms are arranged so that the surfaces forming the smallest apex angle are in contact with each other, and the prism units Each unit preferably has a different area of the contacting surface.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、前記ハーフミラーと平行に配置されたミラーを有し、前記ハーフミラーを挟んで、前記ミラー側とは反対側に、前記N個の遅延素子が配置され、前記N個の遅延素子が、夫々同一形状の楔形プリズムで構成され、前記楔形プリズムの各々は、頂角と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が、互いに異なるように配置されているのが好ましい。 Further, the optical pulse multiplexing unit of the present invention has a mirror arranged in parallel with the half mirror, and the N delay elements are arranged on the opposite side of the mirror side across the half mirror. Each of the N delay elements is configured by a wedge-shaped prism having the same shape, and each of the wedge-shaped prisms has a surface facing the apex angle located on the half mirror side and from the facing surface. It is preferable that the distances to the half mirrors are different from each other.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、更に別のN個の遅延素子を有し、前記別のN個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーを挟んで、前記N個の遅延素子側とは反対側に、前記ハーフミラーの一端から他端に向かって、等間隔で配置され、前記N個の遅延素子と前記別のN個の遅延素子は、夫々同一形状の楔形プリズムで構成され、前記N個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が互いに異なるように配置され、前記別のN個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離を同じにして配置されているのが好ましい。 The optical pulse multiplexing unit of the present invention further includes another N delay elements, and each of the other N delay elements includes the N delay elements with the half mirror interposed therebetween. The N delay elements and the other N delay elements are each configured by a wedge-shaped prism having the same shape, arranged on the opposite side of the half mirror from one end to the other end of the half mirror at equal intervals. In each of the N delay element wedge-shaped prisms, the surface facing the apex having the smallest apex angle is located on the half mirror side, and the distance from the facing surface to the half mirror is mutually Each of the other N delay element wedge-shaped prisms is arranged differently, and the surface facing the apex having the smallest apex angle is located on the half mirror side, and mirror Preferably disposed in the same distance at.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、前記プリズムユニットの楔形プリズムが、互いに接触する面に沿って平行移動可能であるのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit according to the present invention, it is preferable that the wedge-shaped prisms of the prism unit are movable in parallel along surfaces that are in contact with each other.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、前記ハーフミラーが、所定の肉厚を有する平行平板と、該平行平板の一方の面に設けられた半透過反射膜とで構成され、前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち、前記ハーフミラーの前記半透過反射膜が設けられた側に配置されたミラーが、前記ハーフミラーを構成する前記平行平板と同じ肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側とは反対側の面に設けられた反射膜とで構成され、前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち、前記ハーフミラーの前記半透過反射膜が設けられた側とは反対側に配置されたミラーが、平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側の面に設けられた反射膜とで構成されているのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing unit according to the present invention, the half mirror is composed of a parallel flat plate having a predetermined thickness and a transflective film provided on one surface of the parallel flat plate. The parallel plate in which the mirror disposed on the side of the half mirror on which the semi-transmissive reflective film is provided is the same thickness as the parallel plate constituting the half mirror, of the first mirror and the second mirror And a reflective film provided on a surface of the parallel plate opposite to the half mirror side, and the transflective film of the half mirror among the first mirror and the second mirror. It is preferable that the mirror disposed on the side opposite to the side provided with a parallel plate and a reflective film provided on the surface of the parallel plate on the half mirror side.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、前記ハーフミラーが、所定の肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ミラー側の面に設けられた半透過反射膜とで構成され、前記ミラーが、前記ハーフミラーを構成する前記平行平板と同じ肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側とは反対側の面に設けられた反射膜とで構成されているのが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit according to the present invention, the half mirror is composed of a parallel plate having a predetermined thickness and a transflective film provided on the mirror side surface of the parallel plate, The mirror is composed of a parallel plate having the same thickness as the parallel plate constituting the half mirror, and a reflective film provided on a surface of the parallel plate opposite to the half mirror side. Is preferred.
また、本発明による光パルス発生器は、上記本発明のいずれかの光パルス多重化ユニットと、パルス光源を有することを特徴としている。 In addition, an optical pulse generator according to the present invention includes any one of the optical pulse multiplexing units according to the present invention and a pulse light source.
また、本発明による光パルス多重化方法は、入射光を分波して、透過光と反射光を生成し、前記透過光が進行する第1の光路と前記反射光が進行する第2光路の各々で、光路長を変化させ、前記第1の光路を通過した光と前記第2の光路を通過した光を合波して、該合波した光に時間遅延を与える方法であって、前記第1の光路における光路長の変化量と、前記第2光路における光路長の変化量が異なることを特徴としている。 Also, the optical pulse multiplexing method according to the present invention demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and includes a first optical path through which the transmitted light travels and a second optical path through which the reflected light travels. In each of the methods, the optical path length is changed, the light passing through the first optical path and the light passing through the second optical path are combined, and a time delay is given to the combined light, The change amount of the optical path length in the first optical path is different from the change amount of the optical path length in the second optical path.
また、本発明の光パルス多重化方法においては、前記第1の光路で、前記透過光の反射と分波・合波を交互に行い、前記第2の光路で、前記反射光の反射と分波・合波を交互に行うのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing method of the present invention, the reflected light and the demultiplexing / multiplexing are alternately performed in the first optical path, and the reflected light is reflected and separated in the second optical path. It is preferable to alternately perform wave and multiplexing.
また、本発明の光パルス多重化方法においては、前記第1の光路で、前記透過光の分波・合波、屈折及び反射を所定の順番で行い、前記第2の光路で、前記反射光の分波・合波、屈折及び反射を所定の順番で行うのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing method of the present invention, the transmitted light is demultiplexed / multiplexed, refracted and reflected in a predetermined order in the first optical path, and the reflected light is transmitted in the second optical path. It is preferable to perform demultiplexing / combining, refraction and reflection in a predetermined order.
また、本発明の光パルス多重化方法においては、前記第1の光路で、前記透過光の屈折と分波・合波を交互に行い、前記第2の光路で、前記反射光の屈折と分波・合波を交互に行うのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing method of the present invention, refraction and demultiplexing / multiplexing of the transmitted light are alternately performed in the first optical path, and refraction and demultiplexing of the reflected light are performed in the second optical path. It is preferable to alternately perform wave and multiplexing.
本発明の光パルス多重化ユニット、それを用いた光パルス発生器、及び光パルス多重化方法によれば、各光パルスが同一の軸に沿って伝播する光パルス列を生成することができる。よって、射出する光パルス列のNAが小さくなることを防ぐことができる。すなわち、結合効率の高い光パルス列を得ることができる。また、光パルス列のパルス間隔を任意に設定できる。 According to the optical pulse multiplexing unit, the optical pulse generator using the optical pulse multiplexing unit, and the optical pulse multiplexing method of the present invention, it is possible to generate an optical pulse train in which each optical pulse propagates along the same axis. Therefore, it is possible to prevent the NA of the emitted optical pulse train from becoming small. That is, an optical pulse train with high coupling efficiency can be obtained. Further, the pulse interval of the optical pulse train can be arbitrarily set.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1実施形態にかかる光パルス多重化ユニットの説明図であり、(a)は概略構成図、(b)〜(d)は各光パルスの遅延状態を示し、(b)は経路B1O2間の光パルスP、(c)は経路A1O2間の光パルスP1、(d)は経路B2O3間の光パルスP,P1、(e)は経路A2O3間の光パルスP2,P3、(f)は所定箇所O3で分波・合波された直後の光パルスP,P1,P2,P3、を夫々示す説明図である。
第1実施形態の光パルス多重化ユニットは、第1ミラー11と、第2ミラー12と、ハーフミラー2と、N個の屈折率nの遅延素子311、312、…、31Nを有して構成されている。
第1ミラー11と第2ミラー12は、平行に対向配置されている。
ハーフミラー2は、第1ミラー11と第2ミラー12の中間位置近傍に、第1ミラー11及び第2ミラー12と平行に配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment of the present invention, where (a) is a schematic configuration diagram, (b) to (d) show the delay state of each optical pulse, ) Is an optical pulse P between paths B1O2, (c) is an optical pulse P1 between paths A1O2, (d) is an optical pulse P, P1 between paths B2O3, (e) is an optical pulse P2, P3 between paths A2O3, (f) is an explanatory view showing optical pulses P, P1, P2, P3 immediately after being demultiplexed and combined at a predetermined location O3.
The optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment includes a
The
The
ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に対して斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側とに分波(振幅分割)する。分波された一方の光パルスは、第1ミラー11において反射される。また、分波された他方の光パルスは、第2ミラー12において反射される。第1ミラー11及び第2ミラー12で反射された各々の光は、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。合波された光パルスは、再びハーフミラー2で分波される。このように、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、N回繰り返す。第1ミラー11、第2ミラー12及びハーフミラー2は、このような分波と合波が複数回行えるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、第1ミラー11、第2ミラー12及びハーフミラー2が傾斜するように配置して、使用される。
The
また、N個の遅延素子311、312、…、31Nは、平行平板で構成されている。平行平板の各々には、屈折率がnの同じ硝材を用いている。また、平行平板は、夫々、Δ、2Δ、…、2N-1Δの肉厚(厚み)を有する。ここで、Δは、遅延素子311、312、…、31Nのうち、最も小さい肉厚である。そして、平行平面板は、ハーフミラー2と第1ミラー11との間に、所定の間隔で配置されている。図1に示すように、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2から第1ミラー11に向かって、光が進行する光路が複数存在する。所定の間隔は、この複数の光路のうちの、隣り合う光路の間隔と同じである。すなわち、各光路ごとに1つずつ、その光路中に、遅延素子311、312、…、31Nが配置されている。なお、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子311、312、…、31Nは、光パルスの入射側から射出側に向かって、次第に、各遅延素子の肉厚(厚み)が厚くなるように配置されているが、これら遅延素子311、312、…、31Nをランダムな順番で配置しても良い。
In addition, the
このように構成された第1実施形態の光パルス多重化ユニットによれば、ハーフミラー2上の所定箇所O1に、図示省略したパルス光源から出射された光パルスPが入射する。すると、光パルスPは、ハーフミラー2の透過側と反射側とに分波される。ハーフミラー2を透過した光パルスPは、遅延素子311を通過し、時間遅延が生じた光パルスP1になる(図1(c))。光パルスP1は、第1ミラー11上の所定箇所A1で反射されて、ハーフミラー2上の所定箇所O2に入射する。他方、ハーフミラー2で反射された光パルスPは、そのままの状態で(図1(b))、第2ミラー12上の所定箇所B1で反射されて、ハーフミラー2上の所定箇所O2に入射する。即ち、ハーフミラー2上の所定箇所O1で分波された光パルスPは、夫々、経路O1A1O2と経路O1B1O2を経て、ハーフミラー2上の所定箇所O2において交わる。
According to the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment configured as described above, the optical pulse P emitted from a pulse light source (not shown) is incident on the predetermined location O1 on the
次に、所定箇所O2では、経路O1A1O2を進行した光パルスP1が、ハーフミラー2の透過側と反射側とに分波される。同様に、経路O1B1O2を進行した光パルスPも、ハーフミラー2の透過側と反射側とに分波される。よって、経路O1A1O2を進行した光パルスP1のうち、ハーフミラー2を透過した光パルスP1は、経路O1B1O2を進行した光パルスPのうち、ハーフミラー2で反射された光パルスPと、所定箇所O2において合波される。また、経路O1A1O2を進行した光パルスP1のうち、ハーフミラー2で反射された光パルスP1は、経路O1B1O2を進行した光パルスPのうち、ハーフミラー2を透過した光パルスPと、所定箇所O2において合波される。このように、所定箇所O2では、光パルスの分波と合波が同時に行なわれる。
所定箇所O2を通過した直後では、分波された光パルス(透過側と反射側の光パルス)は、両者とも、光パルスPとP1を含んでいる。
分波されたパルスのうち、第1ミラー11に向かう光パルスP及びP1は、遅延素子312を通過する。このとき、時間遅延が生じるので、光パルスPは光パルスP2になり、光パルスP1は光パルスP3になる(図1(e))。この光パルスP2及びP3は、第1ミラー11上の所定箇所A2で反射されてハーフミラー2上の所定箇所O3に入射する。分波された光パルスのうち、第2ミラー12に向かう光パルスP及びP1は、第2ミラー12上の所定箇所B2で反射されるだけなので、時間遅延は生じない。すなわち、光パルスP及びP1のままである(図1(d))。この光パルスP及びP1は、ハーフミラー2上の所定箇所O3に入射する。即ち、ハーフミラー2上の所定箇所O2で分波された光パルスは、夫々経路O2A2O3と経路O2B2O3を経て、ハーフミラー2上の所定箇所O3において交わる。
所定箇所O3では、所定箇所O2と同じように、分波が行なわれる。よって、図1(f)に示すように、分波された光パルスの各々は、光パルスP,P1,P2,P3が含まれる。
このように、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、最初に分波されたときに生じた透過光に対して、光路O1・A1・O2・B2・O3を進行する過程で、反射と分波・合波を交互に繰り返す。同様に、最初に分波されたときに生じた反射光に対して、光路O1・B1・O2・A2・O3で、反射と分波・合波を交互に繰り返す。
Next, at the predetermined location O2, the light pulse P1 that has traveled along the path O1A1O2 is demultiplexed into the transmission side and the reflection side of the
Immediately after passing through the predetermined location O2, the demultiplexed optical pulses (transmission side and reflection side optical pulses) both include optical pulses P and P1.
Among the demultiplexed pulses, the optical pulses P and P1 directed to the
In the predetermined location O3, demultiplexing is performed in the same manner as the predetermined location O2. Therefore, as shown in FIG. 1 (f), each of the demultiplexed optical pulses includes optical pulses P, P1, P2, and P3.
As described above, in the optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment, the reflected light is reflected in the process of traveling through the optical paths O1, A1, O2, B2, and O3 with respect to the transmitted light generated when the light is first demultiplexed. Repeat demultiplexing and multiplexing alternately. Similarly, reflection, demultiplexing, and multiplexing are alternately repeated in the optical paths O1, B1, O2, A2, and O3 with respect to the reflected light generated when the light is first demultiplexed.
つまり、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、例えば、ハーフミラー2上の所定箇所O1から所定箇所O3に至るまでには、
(1)O1A1O2A2O3
(2)O1A1O2B2O3
(3)O1B1O2A2O3
(4)O1B1O2B2O3
の4つの経路が存在する。
That is, in the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment, for example, from the predetermined location O1 on the
(1) O1A1O2A2O3
(2) O1A1O2B2O3
(3) O1B1O2A2O3
(4) O1B1O2B2O3
There are four paths.
図1の構成において、上記4つの経路を経たそれぞれの光パルスは、ハーフミラー2上の所定箇所O3において同時に合波される。このとき、遅延素子311、312が存在しなければ、合波された光パルスには、光パルスPしか含んでいないことは容易に理解できる。これに対し、第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、多重化遅延素子311と遅延素子312が、屈折率がnの同じ硝材を用いた平行平板で構成され、夫々Δ、2Δの肉厚を有している。また、遅延素子の内部における光パルスの光路長は屈折率n−1に肉厚を乗じた長さとなる。このため、上記各経路における光路長差は、下記のように変化する。その結果、上記各経路を経た光パルスには、ハーフミラー2上の所定箇所O3に到達した時点で、時間差(時間遅延)が生じる。
経路 光路長差
O1A1O2A2O3 3Δ(n−1)
O1A1O2B2O3 1Δ(n−1)
O1B1O2A2O3 2Δ(n−1)
O1B1O2B2O3 0Δ(n−1)
In the configuration of FIG. 1, the respective light pulses that have passed through the four paths are simultaneously multiplexed at a predetermined location O <b> 3 on the
Path Optical path length difference O1A1O2A2O3 3Δ (n−1)
O1A1O2B2O3 1Δ (n-1)
O1B1O2A2O3 2Δ (n-1)
O1B1O2B2O3 0Δ (n-1)
つまり、4つの経路を通った光パルスは、光速をCとすると、Δ(n−1)/Cのパルス間隔を有した光パルス列となる。従って、上記経路以降のハーフミラー2上の所定箇所ON+1に至るまでの経路においても上記経路と同様に、光パルスは、N回の分波と合波を繰り返す。これにより、第1実施形態の光パルス多重化ユニットによれば、2のN乗個のパルスの列を生成させることができる。しかも、第1実施形態の光パルス多重化ユニットにおいて生成されたパルス列は、光パルスが空間に分離しているのではなく、完全に同じ軸上を伝播する光パルス列である。このため、第1実施形態の光パルス多重化ユニットを介して多重化された光パルス列を、集光レンズを用いて集光させても、全ての光パルスが全く同一の方向から同一点へ集光するので、光ファイバへの結合を試みたときに良好な結合効率が実現できる。
That is, the optical pulse that has passed through the four paths becomes an optical pulse train having a pulse interval of Δ (n−1) / C, where C is the speed of light. Accordingly, the optical pulse repeats N times of demultiplexing and multiplexing also in the path from the above path to the predetermined location ON + 1 on the
(第2実施形態)
図2は本発明の第2実施形態にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
第1実施形態の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子として肉厚が固定の平行平板を用いたため、光パルス列のパルス間隔は固定であった。これに対し、第2実施形態の光パルス多重化ユニットでは、図1に示した遅延素子311、312、…、31Nの代わりに、肉厚が可変の遅延素子321、322、…、32Nを用いている。これにより、第2実施形態の光パルス多重化ユニットでは、光パルス列のパルス間隔を可変にしている。
(Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the second embodiment of the present invention.
In the optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment, a parallel plate with a fixed thickness is used as the delay element, so that the pulse interval of the optical pulse train is fixed. On the other hand, in the optical pulse multiplexing unit of the second embodiment, delay
図2に示すように、第2実施形態の光パルス多重化ユニットでは、各遅延素子321、322、…、32Nは、夫々、1対の楔形プリズム321aと321b、322aと322b、…、32Naと32Nbで構成されている。
1対の楔形プリズム321aと321b、322aと322b、…、32Naと32Nbは、夫々互いに面同士で接触し、プリズムユニットを構成している。そして、その接触する面(最も小さな頂角を形成している面)に沿って、2つの楔形プリズムが、相対的に平行移動するように構成されている。この移動は、2つの楔形プリズムのうち1つを移動させてもよく、2つを移動させてもよい。このように、第2実施形態の光パルス多重化ユニットでは、2つの楔形プリズムが移動する。よって、この1対の楔形プリズムの重なりに応じて、遅延素子としての肉厚Δ'を可変にすることができる。このため、第2実施形態の光パルス多重化ユニットによれば、光パルス列のパルス間隔を自由に変えることが可能となる。
その他の構成及び作用効果は、第1実施形態の光パルス多重化ユニットとほぼ同じである。
As shown in FIG. 2, in the optical pulse multiplexing unit of the second embodiment, each of the
The pair of wedge-shaped
Other configurations and operational effects are almost the same as those of the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment.
(第3実施形態)
図3は本発明の第3実施形態にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図、図4は第3実施形態の光パルス多重化ユニットにおいて用いられる、遅延素子の一構成例及びこの遅延素子の位置を変化させたときの光路長の変化を示す説明図であり、(a)は状態説明図、(b)は(a)の遅延素子を構成するプリズムの移動量に対する光路長の変化量を示すグラフである。
第3実施形態の光パルス多重化ユニットは、ミラー12と、ハーフミラー2と、N個の屈折率nの遅延素子331、332、…、33Nを有して構成されている。
ハーフミラー2は、ミラー12と平行に配置されている。
(Third embodiment)
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a configuration example of a delay element used in the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment, and of the delay element. It is an explanatory view showing the change of the optical path length when the position is changed, (a) is a state explanatory diagram, (b) is the change amount of the optical path length with respect to the movement amount of the prism constituting the delay element of (a). It is a graph to show.
The optical pulse multiplexing unit of the third embodiment includes a
The
N個の遅延素子331、332、…、33Nは、夫々、屈折率がnの同じ硝材を用いて形成された同一形状の楔形プリズムで構成されている。そして、楔形プリズムの各々は、ハーフミラー2を挟んでミラー12の反対側に配置されている。このとき、また、楔形プリズムの各々は、頂角と対向する面が、ハーフミラー2側に位置するように配置されている。すなわち、頂角がハーフミラー2から離れるように、楔形プリズムの各々が配置されている。
また、楔形プリズムの各々は、対向する面からハーフミラー2までの距離が、互いに異なるように配置されている。また、楔形プリズムの各々は、ハーフミラー2を透過した光パルスに対して、最小偏角を満足するように夫々配置されている。
Each of the
Further, each of the wedge-shaped prisms is arranged such that the distance from the facing surface to the
ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側に分波する。分波された一方の光パルスは、ミラー12において反射される。また、分波された他方の光パルスは、遅延素子331、332、…、33Nを構成するプリズムの屈折作用により偏向される。その後、偏向された光パルスは、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。合波された光パルスは、再びハーフミラー2で分波される。このように、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、N回繰り返す。ハーフミラー2、ミラー12、プリズムは、このような分波と合波が複数回行えるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、ハーフミラー2、ミラー12が傾斜するように配置して、使用される。
The
第3実施形態の光パルス多重化ユニットでも、ハーフミラー2による光パルスの分波とハーフミラー2上における光パルスの合波が、N回繰り返される。そして、分波から合波に至る1つの光路中に、1つの遅延素子が配置されている。そこで、N個の遅延素子331、332、…、33Nは、夫々、(n−1)Δ、2(n−1)Δ、…、2N-1(n−1)Δの光路長差を満足するように、各光路ごとに1つずつ配置されている。
このように、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでは、最初に分波されたときに生じた透過光は、光路O1・プリズム331・O2・B2・O3を進行する過程で、屈折、分波・合波及び反射を所定の順番で行う。図3の場合、所定の順番は、屈折、分波・合波、反射、分波・合波、屈折となる。同様に、最初に分波されたときに生じた反射光は、光路O1・B1・O2・プリズム332・O3を進行する過程で、屈折、分波・合波及び反射を所定の順番で行う。図3の場合、所定の順番は、反射、分波・合波、屈折、分波・合波、反射となる。
Also in the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment, the optical pulse demultiplexing by the
In this way, in the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment, the transmitted light generated when the light is first demultiplexed is refracted and separated in the process of traveling along the optical path O1, the
楔形プリズムで構成された遅延素子331、332、…、33Nは、遅延素子としても機能し、しかも偏向素子としても機能する。このため、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでは、第1実施形態及び第2実施形態の光パルス多重化ユニットで必要とされた第1ミラーを設ける必要がない。
The
さらに、遅延素子331、332、…、33Nの機能を、図4を用いて詳細に説明する。なお、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでは、これらの遅延素子331、332、…、33Nは構成が同じである。そのため、図4ではこれらの遅延素子331、332、…、33Nのうちの一つを、遅延素子33として示してある。
図4(a)に示す遅延素子33は、硝材としては合成石英を用いている。そして、遅延素子33は、頂角が45°の二等辺三角形の形状に形成されている。このプリズム33を用いた第3実施形態の光パルス多重化ユニットにおいて、波長が800nmの光パルスが入射するものとする。
Further, the functions of the
The delay element 33 shown in FIG. 4A uses synthetic quartz as a glass material. The delay element 33 is formed in the shape of an isosceles triangle having an apex angle of 45 °. In the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment using this prism 33, an optical pulse having a wavelength of 800 nm is incident.
その場合、プリズム33は、最小偏角を満たすように配置されている。具体的には、プリズム33の底面が、ハーフミラー2に対して平行となるように、プリズム33は配置されている。さらに、光パルスがプリズム33に入射する際に、光パルスの入射光線と、ハーフミラー2に対して平行な(即ち、紙面において水平な)線L1とのなす角度が、11.291°となるように、プリズム33は配置されている。このとき、プリズム33の入射面の法線に対する光パルスの入射角度は33.79°、プリズム33で屈折する光パルスの屈折角度は22.5°となる。
In that case, the prism 33 is disposed so as to satisfy the minimum deviation angle. Specifically, the prism 33 is arranged so that the bottom surface of the prism 33 is parallel to the
このように楔形プリズムで構成された遅延素子33を、図4(a)に示すように紙面において上下方向に(即ち、ハーフミラー2に対して垂直方向に)変化させる。すると、光パルスが入射する遅延素子33上の位置(位置P1〜位置P3)、及びハーフミラー2を透過した光パルスが遅延素子33に入射するまでの光路長と、遅延素子33に入射した光パルスがハーフミラー2に対して平行に(即ち、紙面において水平に)通る経路(経路P1Q1〜経路P3Q3)及びその長さと、光パルスが出射する遅延素子33上の位置(位置Q1〜位置Q3)及び遅延素子33から出射した光パルスがハーフミラー2に再入射するまでの光路長が変化する。しかし、遅延素子33に対する光パルスの入射光線の角度、及び射出光線の角度は全く変化しない。図4(a)では、所定位置を基準位置とした場合に、基準位置よりも−5mm紙面において下方向に移動させた(即ち、ハーフミラー2に対して垂直方向に近付けた)ときの経路を点線、基準位置に対して0mmの移動量のときの経路を実線、基準位置よりも+5mm紙面において上方向に移動させた(即ち、ハーフミラー2に対して垂直方向に遠ざけた)ときの経路を一点鎖線で夫々表している。
The delay element 33 constituted by the wedge prism is changed in the vertical direction on the paper surface (that is, in the direction perpendicular to the half mirror 2) as shown in FIG. Then, the position (position P1 to position P3) on the delay element 33 where the optical pulse is incident, the optical path length until the optical pulse transmitted through the
この楔形プリズムで構成された遅延素子33を、図4(a)に示すように、所定の基準位置に対して±5mm変化させたとする。このときのA方向から遅延素子33を通りB方向へ向かう光パルスの光路長の変化量は、図4(b)に示すようになる。但し、図4(b)のグラフでは、所定の基準位置に対する遅延素子33の変化量が0mmのときの光路長を基準とし、その光路長との差で示している。
図4(a),(b)より明らかなように、遅延素子33を紙面に対して上下方向に(即ち、ハーフミラー2に対して垂直方向に)に変化させても、遅延素子33に対する光パルスの入射光線及び射出光線の角度は全く変化しない。一方で、光パルスが通過する位置における遅延素子の肉厚が、第1実施形態の光パルス多重化ユニットと同様にΔ、2Δ、…、2N-1Δと変化する。このため、ハーフミラー2上の所定箇所O1から所定箇所ON+1に至る各経路における光路長差が、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでも変化することがわかる。つまり、図3に示した光パルス多重化ユニットにおいて、夫々の遅延素子331、332、…、33Nについて、ハーフミラー2に対する距離を変化させる。これによって、第1実施形態及び第2実施形態の光パルス多重化ユニットと同様に、第3実施形態の光パルス多重化ユニットでも光パルス列を生成させることができる。しかも、第2実施形態の光パルス多重化ユニットと同様に、光パルス列のパルス間隔を自由に変えることができる。
Assume that the delay element 33 formed of the wedge-shaped prism is changed by ± 5 mm with respect to a predetermined reference position as shown in FIG. At this time, the change amount of the optical path length of the optical pulse from the A direction through the delay element 33 toward the B direction is as shown in FIG. However, in the graph of FIG. 4B, the optical path length when the change amount of the delay element 33 with respect to a predetermined reference position is 0 mm is used as a reference, and the difference from the optical path length is shown.
As is apparent from FIGS. 4A and 4B, even if the delay element 33 is changed in the vertical direction with respect to the paper surface (that is, in the direction perpendicular to the half mirror 2), The angles of the incident and exiting rays of the pulse do not change at all. On the other hand, the thickness of the delay element at the position where the optical pulse passes changes as Δ, 2Δ,..., 2 N−1 Δ, as in the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment. Therefore, it can be seen that the optical path length difference in each path from the predetermined location O1 on the
(第4実施形態)
図5は本発明の第4実施形態にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
第4実施形態の光パルス多重化ユニットは、図3に示した第3実施形態の光パルス多重化ユニットにおけるミラー12の代わりに、N個の遅延素子331、332、…、33Nと同様の楔形プリズムで構成されたN個の遅延素子121、122、…、12N)を用いている。
N個の遅延素子121、122、…、12Nは、ハーフミラー2を挟んで、N個の遅延素子331、332、…、33Nに対向して配置されている。また、N個の遅延素子121、122、…、12Nは、ハーフミラー2を透過、反射した光パルスに対して、最少偏角を満足するように配置されている。また、N個の遅延素子121、122、…、12Nは、入射した光パルスを偏向して、ハーフミラー2に向けて出射するようになっている。
第4実施形態の光パルス多重化ユニットでは、最初に分波されたときに生じた透過光に対して、光路O1・プリズム331・O2・プリズム122・O3を進行する過程で、屈折と分波・合波を交互に繰り返す。同様に、最初に分波されたときに生じた反射光に対して、光路O1・プリズム121・O2・プリズム332・O3を進行する過程で、屈折と分波・合波を交互に繰り返す。
(Fourth embodiment)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the fourth embodiment of the present invention.
The optical pulse multiplexing unit of the fourth embodiment has a wedge shape similar to N delay
The
In the optical pulse multiplexing unit of the fourth embodiment, refraction and demultiplexing are performed in the process of traveling through the optical path O1, the
ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側に分波する。分波された夫々の光パルスは、対応する側に配置された遅延素子を構成するプリズムの屈折作用により、偏向される。偏向された各々の光パルスは、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。このように、第4実施形態の光パルス多重化ユニットでは、このハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、N回繰り返す。ハーフミラー2、N個の遅延素子331、332、…、33N及びN個の遅延素子121、122、…、12Nは、このような分波と合波が複数回行なえるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、ハーフミラー2が傾斜するように配置して、使用される。
The
但し、N個の遅延素子121、122、…、12Nは、N個の遅延素子331、332、…、33Nとは異なり、遅延量が変化するようには配置されていない。つまり、ハーフミラー2からの距離がいずれも等しくなるように配置されている。これにより、N個の遅延素子121、122、…、12Nは、第3実施形態の光パルス多重化ユニットにおけるミラー12と同様に機能する。
第4実施形態の光パルス多重化ユニットによれば、第3実施形態の光パルス多重化ユニットと同様の効果が得られる。
However, the
According to the optical pulse multiplexing unit of the fourth embodiment, the same effect as the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment can be obtained.
(第5実施形態)
図6は本発明の第5実施形態にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図であり、(a)は全体図、(b)は(a)中の第1の遅延手段(円で囲んだ部分)の拡大図である。
第5実施形態の光パルス多重化ユニットでは、第2実施形態における1対の楔形プリズムを組合わせてなる遅延素子321、322、…、32Nの代わりに、4枚のミラー341、342、…、34Nの組み合せを用いて光パルス列のパルス間隔を可変とするように構成されている。
即ち、第5実施形態では、図6に示すとおり、第1の遅延手段としてのミラーユニット341は、それぞれ直交方向に光を偏向するミラー3411、3412、3413、3414を備えている。そして、ミラー3412及びミラー3413は、ミラー移動ユニット3415に一体に固定され、ミラー移動ユニット3415は、ミラー3411及び3414に対して対向間隔が可変である。
(Fifth embodiment)
6A and 6B are schematic configuration diagrams of an optical pulse multiplexing unit according to the fifth embodiment of the present invention, where FIG. 6A is an overall view, and FIG. 6B is a first delay means in FIG. FIG.
In the optical pulse multiplexing unit of the fifth embodiment, instead of the
That is, in the fifth embodiment, as shown in FIG. 6, the
第2の遅延手段としてのミラーユニット342、…、第Nの遅延手段としてのミラーユニット34Nも同様に構成され、ミラー移動ユニット3415により、ミラーユニット341による光路長差をDとしたときに、ミラーユニット34Nによる光路長差が2N-1Dとなるように夫々の光路長が適宜調整されている。
その他の構成及び作用効果は、第1及び第2実施形態の光パルス多重化ユニットとほぼ同じである。
The
Other configurations and operational effects are almost the same as those of the optical pulse multiplexing units of the first and second embodiments.
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図7は本発明の実施例1にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
実施例1の光パルス多重化ユニットは、図1に示した第1実施形態の光パルス多重化ユニットの構成を具体化したものであり、第1ミラー11と、第2ミラー12と、ハーフミラー2と、3個の屈折率nの遅延素子311、312、313を有して構成されている。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment of the present invention.
The optical pulse multiplexing unit of Example 1 embodies the configuration of the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment shown in FIG. 1, and includes a
ハーフミラー2は、所定の肉厚を有する平行平板2aの一方の面2bに、半透過反射膜を備えて構成されている。第2ミラー12は、平行平板2aと同じ肉厚を有する平行平板12aを有している。そして、ミラー12は、平行平板12aの2つの面のうち、ハーフミラー2側とは反対側の面12bに反射膜を備えている。第1のミラー11は、平行平板11aを有している。そして、第1のミラー11は、平行平板11aの2つの面のうち、ハーフミラー2側の面11bに反射膜を備えている。
ハーフミラー2、及び2つのミラー11,12の半透過反射膜及び反射膜の配置、並びに平行平板の肉厚をこのように設計することで、ハーフミラー2を介して分波される光パルスの光路長を、いずれの経路を辿っても等しくすることができ、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波することができるようにしている。
The
By designing the
第1ミラー11と第2ミラー12は、平行に対向配置されている。
ハーフミラー2は、第1ミラー11と第2ミラー12の中間位置近傍に、第1ミラー11及び第2ミラー12と平行に配置されている。
そして、ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に対して斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側とに分波する。分波された一方の光パルスは、第1ミラー11において反射される。また、分波された他方の光パルスは、第2ミラー12において反射される。第1ミラー11及び第2ミラー12で反射された各々の光は、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。合波された光パルスは、再びハーフミラー2で分波される。このように、実施例1の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、3回繰り返す。第1ミラー11、第2ミラー12及びハーフミラー2は、このような分波と合波が複数回行えるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、第1ミラー11、第2ミラー12及びハーフミラー2が傾斜するように配置して、使用される。
The
The
The
また、3個の遅延素子311、312、313は、平行平板で構成されている。平行平板の各々には、屈折率がnの同じ硝材を用いている。また、平行平板は、夫々、Δ、2Δ、4Δの肉厚を有する。そして、平行平面板は、ハーフミラー2と第1ミラー11との間に、所定の間隔で配置されている。図7に示すように、実施例1の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2から第1ミラー11に向かって、光が進行する光路が3つ存在する。所定の間隔は、この複数の光路のうちの、隣り合う光路の間隔と同じである。すなわち、各光路ごとに1つずつ、その光路中に、遅延素子311、312、313が配置されている。なお、実施例1の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子311、312、313は、光パルスの入射側から射出側に向かって、次第に肉厚が厚くなるように配置されている。
その他の構成及び作用効果は、第1実施形態の光パルス多重化ユニットと同じである。
なお、実施例1の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子を3個配置したが、勿論それ以上配置して光パルス多重化ユニットを構成することも可能である。
Further, the three
Other configurations and operational effects are the same as those of the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment.
In the optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment, three delay elements are arranged. Of course, more optical elements can be arranged by arranging more delay elements.
図8は本発明の実施例2にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
実施例2の光パルス多重化ユニットは、図2に示した第2実施形態の光パルス多重化ユニットの構成を具体化したものであり、図7に示した実施例1の光パルス多重化ユニットの構成における遅延素子311、312、313の代わりに、肉厚を可変の遅延素子321、322、323を用いて光パルス列のパルス間隔を可変に構成されている。
各遅延素子321、322、323は、夫々、1対の楔形プリズム321aと321b、322aと322b、323aと323bで構成されている。
1対の楔形プリズム321aと321b、322aと322b、323aと323bは、夫々互いに面同士で接触し、プリズムユニットを構成している。そして、その接触する面に沿って、平行移動可能に構成されている。そして、この1対の楔形プリズムの重なりに応じて、遅延素子としての肉厚Δ'を可変にすることができるようになっている。このため、実施例2の光パルス多重化ユニットによれば、光パルス列のパルス間隔を自由に変えることが可能となる。
その他の構成及び作用効果は実施例1の光パルス多重化ユニットとほぼ同じである。
なお、実施例1の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子を3個配置したが、勿論それ以上配置して光パルス多重化ユニットを構成することも可能である。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the second embodiment of the present invention.
The optical pulse multiplexing unit of Example 2 embodies the configuration of the optical pulse multiplexing unit of the second embodiment shown in FIG. 2, and the optical pulse multiplexing unit of Example 1 shown in FIG. Instead of the
Each of the
The pair of wedge-shaped
Other configurations and operational effects are almost the same as those of the optical pulse multiplexing unit of the first embodiment.
In the optical pulse multiplexing unit according to the first embodiment, three delay elements are arranged. Of course, more optical elements can be arranged by arranging more delay elements.
図9は本発明の実施例3にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
実施例3の光パルス多重化ユニットは、図3及び図4に示した第3実施形態の光パルス多重化ユニットの構成を具体化したものであり、ミラー12と、ハーフミラー2と、3個の屈折率nの遅延素子331、332、333を有して構成されている。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to the third embodiment of the present invention.
The optical pulse multiplexing unit of Example 3 is a specific example of the configuration of the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment shown in FIGS. 3 and 4, and includes a
ハーフミラー2は、所定の肉厚を有する平行平板2aの一方の面2bに、半透過反射膜を備えている。ミラー12は、平行平板2aと同じ肉厚を有する平行平板12aを有している。そして、ミラー12は、平行平板12aの2つの面のうち、ハーフミラー2側とは反対側の面12bに、反射膜を備えて構成されている。
ハーフミラー2、及びミラー12の半透過反射膜及び反射膜の配置、並びに平行平板の肉厚をこのように設計することで、ハーフミラー2を介して分波される光パルスの光路長を、いずれの経路を辿っても等しくすることができ、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波することができるようにしている。
The
By designing the arrangement of the semi-transmissive reflection film and the reflection film of the
ハーフミラー2は、ミラー12と平行に配置されている。
3個の遅延素子331、332、333は、夫々、屈折率がnの同じ硝材を用いて形成された同一形状の楔形プリズムで構成されている。そして、楔形プリズムの各々は、ハーフミラー2を挟んでミラー12の反対側に、配置されている。また、楔形プリズムの各々は、ハーフミラー2を透過した光パルスに対して、最小偏角を満足するように夫々配置されている。
The
Each of the three
ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側に分波する。分波された一方の光パルスは、ミラー12において反射される。また、分波された他方の光パルスは、遅延素子331、332、333を構成するプリズムの屈折作用により偏向される。その後、偏光された光パルスは、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。合波された光パルスは、再びハーフミラー2で分波される。このように、実施例3の光パルス多重化ユニットでは、ハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、3回繰り返す。ハーフミラー2、ミラー12、プリズムは、このような分波と合波が複数回行なえるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、ハーフミラー2、ミラー12が傾斜するように配置して、使用される。
The
実施例3の光パルス多重化ユニットでも、ハーフミラー2による光パルスの分波とハーフミラー2上における光パルスの合波が、3回繰り返される。そして、分波から合波に至る1つの光路中に、1つの遅延素子が配置されている。そこで、3個の遅延素子331、332、333は、夫々、(n−1)Δ、2(n−1)Δ、4(n−1)Δの光路長差を満足するように、各光路ごとに1つずつ配置されている。
その他の構成及び作用効果は、第3実施形態の光パルス多重化ユニットと同じである。
なお、実施例3の光パルス多重化ユニットでは、遅延素子を3個配置したが、勿論それ以上配置して光パルス多重化ユニットを構成することも可能である。
Also in the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment, the optical pulse demultiplexing by the
Other configurations and operational effects are the same as those of the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment.
In the optical pulse multiplexing unit of the third embodiment, three delay elements are arranged. Of course, more optical elements can be arranged by arranging more delay elements.
図10は本発明の実施例4にかかる光パルス多重化ユニットの概略構成図である。
実施例4の光パルス多重化ユニットは、図5に示した第4実施形態の光パルス多重化ユニットの構成を具体化したものであり、図8に示した実施例3の光パルス多重化ユニットの構成におけるミラー12の代わりに、3個の遅延素子331、332、333と同様の楔形プリズムで構成された3個の遅延素子121、122、123を用いている。
3個の遅延素子121、122、123は、ハーフミラー2を挟んで、3個の遅延素子331、332、333に対向して配置されている。また、N個の遅延素子121、122、123は、ハーフミラー2を透過、反射した光パルスに対して、最少偏角を満足するように配置されている。また、N個の遅延素子121、122、123は、入射した光パルスを偏向して、ハーフミラー2に向けて出射するようになっている。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical pulse multiplexing unit according to
The optical pulse multiplexing unit of Example 4 embodies the configuration of the optical pulse multiplexing unit of the fourth embodiment shown in FIG. 5, and the optical pulse multiplexing unit of Example 3 shown in FIG. Instead of the
The three
ハーフミラー2は、光パルスをハーフミラー2に斜入射させたときに、光パルスを反射側と透過側に分波する。分波された夫々の光パルスは、対応する側に配置された遅延素子を構成するプリズムの屈折作用により、偏向される。偏向された各々の光パルスは、再びハーフミラー2上の共通箇所において合波される。このように、実施例4の光パルス多重化ユニットでは、このハーフミラー2による光パルスの分波から、ハーフミラー2上における光パルスの合波までを、3回繰り返す。ハーフミラー2、3個の遅延素子331、332、333及び3個の遅延素子121、122、123は、このような分波と合波が3回行えるように、所定の大きさを有している。このように構成された光パルス多重化ユニットは、光パルスの入射光路に対して、ハーフミラー2が傾斜するように配置して、使用される。
The
但し、3個の遅延素子121、122、123は、3個の遅延素子331、332、333とは異なり、遅延量が変化するようには配置されていない。つまり、ハーフミラー2からの距離がいずれも等しくなるように配置されている。これにより、3個の遅延素子121、122、123は、実施例3の光パルス多重化ユニットにおけるミラー12と同様に機能する。
However, unlike the three
その他の構成及び作用効果は実施例4の光パルス多重化ユニットとほぼ同じである。
なお、実施例3の光パルス多重化ユニットでは、2組の遅延素子331〜333、121〜123を夫々3個ずつ配置したが、勿論それ以上配置して光パルス多重化ユニットを構成することも可能である。
Other configurations and operational effects are almost the same as those of the optical pulse multiplexing unit of the fourth embodiment.
In the optical pulse multiplexing unit according to the third embodiment, two sets of
以上、本発明の光パルス多重化ユニットの実施形態及び実施例について説明した。これらの本発明の各実施形態、各実施例の光パルス多重化ユニットと、その光パルス多重化ユニットに向けてパルス光を出射するパルス光源を備えれば、本発明の光パルス発生器が得られる。 The embodiments and examples of the optical pulse multiplexing unit of the present invention have been described above. If each of the embodiments of the present invention, the optical pulse multiplexing unit of each example, and a pulse light source that emits pulsed light toward the optical pulse multiplexing unit are provided, the optical pulse generator of the present invention can be obtained. It is done.
本発明の光パルス多重化ユニット、光パルス発生器、及び光パルス多重化方法は、顕微鏡や計測装置を用いて、非常に微小な領域での、非常に短い時間領域で起こる物性変化を、ポンプ−プローブ法、コヒーレント分光等、複数の照明光を時間遅延を設けて照射することによって、測定することが求められる生物学、医学、薬学の分野において有用である。 The optical pulse multiplexing unit, the optical pulse generator, and the optical pulse multiplexing method of the present invention use a microscope or a measurement device to pump a physical property change that occurs in a very short time domain in a very short time domain. -It is useful in the fields of biology, medicine, and pharmacy that require measurement by irradiating a plurality of illumination lights with a time delay, such as a probe method and coherent spectroscopy.
2 ハーフミラー
2a、11a、12a 平行平板
11 第1ミラー
12 第2ミラー
33、121、122、123、12N、311、312、313、31N、321、322、323、323N、331、332、33N、341、342、34N
遅延素子
3411、3412、3413、3414、3421、3422、3423、3424、34N1,34N2、34N3、34N4 ミラー
51 パルス光源
52 遅延構造
53 集光レンズ
54 導波路
551,552,…55n 各光パルスの波面
2 Half mirrors 2a, 11a,
Delay
上記目的を達成するため、本発明による光パルス多重化ユニットは、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段と、前記分波手段の一方側及び他方側に配置され、前記分波手段により分波された透過光及び反射光を夫々偏向して、再び前記分波手段上の共通箇所で合波を行わせる一対の光偏向手段と、前記分波手段の一方側及び他方側の少なくともいずれかに設けられ、前記分波手段で分波されて、前記分波手段の一方側を進行した光との間で時間遅延を与える遅延手段とを有し、前記一対の光偏向手段が互いに平行に配置されていることを特徴とする。
ここで、実質的な光路長差とは、例えば、屈折率nで光の透過部分における厚みが異なる素子又は多数の反射鏡の組合わせによる素子により実際の光路長に差を設けるものの他、屈折率を適宜異ならせて実質的に光路長に差を設けるもの及びそれらの組合わせを含むものとする。In order to achieve the above object, an optical pulse multiplexing unit according to the present invention includes a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and is disposed on one side and the other side of the demultiplexing unit. A pair of optical deflecting means for deflecting the transmitted light and reflected light demultiplexed by the demultiplexing means, respectively, and multiplexing again at a common location on the demultiplexing means, and one of the demultiplexing means provided on at least one side and the other side, are demultiplexed by said demultiplexing means, have a delay means for providing a time delay between light traveling one side of the dividing means, the pair light deflecting means is characterized that you have to be parallel to each other.
Here, the substantial difference in the optical path length is, for example, a difference in the actual optical path length depending on an element having a refractive index n and a different thickness in a light transmission portion or an element formed by a combination of a plurality of reflecting mirrors. It shall include those that vary the rate appropriately and provide a substantial difference in optical path length and combinations thereof.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段としてのハーフミラーと、N個の屈折率nの遅延素子を有し、前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2N−1Δであるとともに、平行に対向配置された光偏向手段としての第1ミラーと第2ミラーを有し、前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、前記N個の遅延素子の各々が、平行平面板であり、且つ、該平行平面板の面の法線方向が、前記ハーフミラーの一端から他端に向かう方向と異なる角度で配置されていることを特徴としている。In addition, the optical pulse multiplexing unit according to the present invention includes a half mirror as a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and N delay elements having a refractive index n. The N delay elements are arranged on one side of the half mirror from one end to the other end, have different thicknesses, and when the smallest thickness is Δ, the N thickness of each of the number of delay elements, delta, have 2Δ, ..., 2 N-1 Δ der Rutotomoni, the first mirror and the second mirror as light deflector in parallel to opposed, the half A mirror is disposed in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, in parallel with the first mirror and the second mirror, and the N mirrors are disposed between the first mirror and the half mirror. Delay elements are arranged, and each of the N delay elements is A plane parallel plate, and the normal direction of the surface of the parallel flat plate is characterized that you have been placed at one end an angle different from the direction toward the other end from said half mirror.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段としてのハーフミラーと、N個の屈折率nの遅延素子を有し、前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2 N−1 Δであるとともに、平行に対向配置された光偏向手段としての第1ミラーと第2ミラーを有し、前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、前記N個の遅延素子の各々は、同一形状の楔形プリズムを2つ有するプリズムユニットであり、前記プリズムユニットの各々において、前記2つの楔形プリズムは、最も小さな頂角を形成している面が互いに接触するように、重なって配置され、前記プリズムユニットの各々は、前記接触する面の面積が互いに異なるのが好ましい。In addition, the optical pulse multiplexing unit of the present invention includes a half mirror as a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and N delay elements having a refractive index n. The N delay elements are arranged on one side of the half mirror from one end to the other end, have different thicknesses, and when the smallest thickness is Δ, the N Each of the delay elements has a thickness of Δ, 2Δ,..., 2 N-1 Δ, and includes a first mirror and a second mirror as light deflecting means arranged in parallel to face each other, and the half mirror Is arranged in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, in parallel with the first mirror and the second mirror, and the N delays between the first mirror and the half mirror. Each of the N delay elements is the same. A prism unit having two wedge-shaped prisms having one shape, and in each of the prism units, the two wedge-shaped prisms are arranged so that the surfaces forming the smallest apex angle are in contact with each other, Each of the prism units preferably has a different area of the contacting surface.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段としてのハーフミラーと、N個の屈折率nの遅延素子を有し、前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2 N−1 Δであるとともに、前記ハーフミラーの他方の側に平行に配置された光偏向手段としてのミラーを有し、前記N個の遅延素子が、夫々同一形状の光偏向手段としても機能する楔形プリズムで構成され、前記楔形プリズムの各々は、頂角と対向する面が、前記ハーフミラーと平行であり、且つ、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が、互いに異なるように配置されていることを特徴としている。In addition, the optical pulse multiplexing unit of the present invention includes a half mirror as a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and N delay elements having a refractive index n. The N delay elements are arranged on one side of the half mirror from one end to the other end, have different thicknesses, and when the smallest thickness is Δ, the N Each of the delay elements has a thickness of Δ, 2Δ,..., 2 N−1 Δ, and has a mirror as light deflecting means arranged in parallel on the other side of the half mirror , Each of the delay elements is composed of a wedge-shaped prism that also functions as an optical deflecting means having the same shape, and each of the wedge-shaped prisms has a surface facing the apex angle parallel to the half mirror and the half mirror. Located on the mirror side and facing Distance from a surface to the half mirror, is characterized in that it is arranged differently from each other.
また、本発明の光パルス多重化ユニットにおいては、入射光を分波して、透過光及び反射光を生成する分波手段としてのハーフミラーと、N個の屈折率nの遅延素子を有し、前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2 N−1 Δであるとともに、更に別のN個の遅延素子を有し、前記別のN個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーを挟んで、前記N個の遅延素子側とは反対側に、前記ハーフミラーの一端から他端に向かって、等間隔で配置され、前記N個の遅延素子と前記別のN個の遅延素子は、夫々光偏向手段としても機能する同一形状の楔形プリズムで構成され、前記N個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラーと平行であり、且つ、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が互いに異なるように配置され、前記別のN個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラーと平行であり、且つ、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離を同じにして配置されていることを特徴としている。In addition, the optical pulse multiplexing unit of the present invention includes a half mirror as a demultiplexing unit that demultiplexes incident light to generate transmitted light and reflected light, and N delay elements having a refractive index n. The N delay elements are arranged on one side of the half mirror from one end to the other end, have different thicknesses, and when the smallest thickness is Δ, the N Each of the delay elements has a thickness of Δ, 2Δ,..., 2 N−1 Δ, and further includes another N delay elements, each of the other N delay elements being The N mirrors are arranged at equal intervals from one end of the half mirror to the other end on the side opposite to the N delay elements, with the N delay elements and the other N delay elements interposed therebetween. Each delay element is composed of wedge-shaped prisms of the same shape that also function as light deflecting means. Each of the wedge-shaped prisms of the N delay elements has a surface facing the apex having the smallest apex angle parallel to the half mirror and positioned on the half mirror side and facing the half mirror. The distance from the surface to the half mirror is different from each other, and each of the wedge delay prisms of the other N delay elements has a surface facing the apex having the smallest apex angle parallel to the half mirror. There, and, while located on the half mirror side, it is characterized in that it is arranged in the same distance to the half mirror from the opposing surfaces.
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、前記ハーフミラーが、所定の肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ミラー側の面に設けられた半透過反射膜とで構成され、前記ミラーが、前記ハーフミラーを構成する前記平行平板と同じ肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側とは反対側の面に設けられた反射膜とで構成されているのが好ましい。
また、本発明による光パルス多重化ユニットにおいては、前記楔形プリズムは前記ハーフミラーを透過した光に対して最小偏角を満足するように配置されているのが好ましい。 Further, in the optical pulse multiplexing unit according to the present invention, the half mirror is composed of a parallel plate having a predetermined thickness and a transflective film provided on the mirror side surface of the parallel plate, The mirror is composed of a parallel plate having the same thickness as the parallel plate constituting the half mirror, and a reflective film provided on a surface of the parallel plate opposite to the half mirror side. Is preferred.
In the optical pulse multiplexing unit according to the present invention, it is preferable that the wedge-shaped prism is arranged so as to satisfy a minimum deviation angle with respect to the light transmitted through the half mirror.
また、本発明による光パルス多重化方法は、分波手段を用いて、入射光を分波して、透過光と反射光を生成し、前記分波手段の一方側及び他方側に互いに平行に配置した一対の偏向手段を用いて、前記透過光が進行する第1の光路と前記反射光が進行する第2光路の各々で、光路長を変化させ、前記第1の光路を通過した光と前記第2の光路を通過した光を合波して、該合波した光に時間遅延を与える方法であって、前記第1の光路における光路長の変化量と、前記第2光路における光路長の変化量が異なることを特徴としている。Also, the optical pulse multiplexing method according to the present invention uses a demultiplexing means to demultiplex incident light to generate transmitted light and reflected light, and is parallel to one side and the other side of the demultiplexing means. The light passing through the first optical path by changing the optical path length in each of the first optical path in which the transmitted light travels and the second optical path in which the reflected light travels using a pair of deflecting means arranged A method of combining light passing through the second optical path and giving a time delay to the combined light, the amount of change in the optical path length in the first optical path, and the optical path length in the second optical path The feature is that the amount of change is different.
また、本発明による光パルス多重化方法においては、前記第1の光路で、前記透過光の屈折と分波・合波を交互に行い、前記第2の光路で、前記反射光の屈折と分波・合波を交互に行うのが好ましい。
また、本発明による光パルス多重化方法においては、前記第1の光路で、前記透過光の屈折と分波・合波を交互に行い、前記第2の光路で、前記反射光の反射と分波・合波を交互に行うのが好ましい。 In the optical pulse multiplexing method according to the present invention, refraction and demultiplexing / multiplexing of the transmitted light are alternately performed in the first optical path, and refraction and demultiplexing of the reflected light are performed in the second optical path. It is preferable to alternately perform wave and multiplexing.
In the optical pulse multiplexing method according to the present invention, refraction and demultiplexing / multiplexing of the transmitted light are alternately performed in the first optical path, and reflection and demultiplexing of the reflected light are performed in the second optical path. It is preferable to alternately perform wave and multiplexing.
Claims (20)
前記分波手段の一方側及び他方側に配置され、前記分波手段により分波された透過光及び反射光を夫々偏向して、再び前記分波手段上の共通箇所で合波を行わせる一対の光偏向手段と、
前記分波手段の一方側及び他方側の少なくともいずれかに設けられ、前記分波手段で分波されて、前記分波手段の一方側を進行した光との間で時間遅延を与える遅延手段とを有することを特徴とする光パルス多重化ユニット。 Demultiplexing means for demultiplexing incident light to generate transmitted light and reflected light;
A pair that is disposed on one side and the other side of the demultiplexing means, deflects the transmitted light and the reflected light demultiplexed by the demultiplexing means, respectively, and performs multiplexing again at a common location on the demultiplexing means. Light deflecting means,
A delay unit provided on at least one of the one side and the other side of the demultiplexing unit, demultiplexing by the demultiplexing unit, and providing a time delay with the light traveling on one side of the demultiplexing unit; An optical pulse multiplexing unit comprising:
第1の前記遅延手段による前記実質的な光路長差をDとしたときに、前記第Nの前記遅延手段による前記実質的な光路長差が2N-1Dである請求項1に記載の光パルス多重化ユニット。 N delay means are provided on one side of the demultiplexing means,
2. The substantial optical path length difference by the Nth delay means is 2 N-1 D, where D is the substantial optical path length difference by the first delay means. Optical pulse multiplexing unit.
前記N個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーの一方の側に、一端から他端に向かって配置され、且つ、互いに異なる厚みを有し、
最も小さい厚みをΔとしたとき、前記N個の遅延素子の各々の厚みが、Δ,2Δ,…,2N-1Δであることを特徴とする光パルス多重化ユニット。 A half mirror and N delay elements having a refractive index n,
Each of the N delay elements is disposed on one side of the half mirror from one end to the other end, and has a different thickness.
An optical pulse multiplexing unit, wherein the thickness of each of the N delay elements is Δ, 2Δ,..., 2 N-1 Δ, where Δ is the smallest thickness.
前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、
前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、
前記N個の遅延素子の各々が、平行平面板であり、且つ、該平行平面板の面の法線方向が、前記ハーフミラーの一端から他端に向かう方向と異なる角度で配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光パルス多重化ユニット。 A first mirror and a second mirror disposed opposite to each other in parallel;
The half mirror is disposed in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, in parallel with the first mirror and the second mirror,
The N delay elements are disposed between the first mirror and the half mirror,
Each of the N delay elements is a plane parallel plate, and the normal direction of the plane of the plane parallel plate is arranged at an angle different from the direction from one end to the other end of the half mirror. The optical pulse multiplexing unit according to claim 8.
前記ハーフミラーが、前記第1ミラーと前記第2ミラーの中間位置近傍に、該前記第1ミラー及び前記第2ミラーと平行に配置され、
前記第1ミラーと前記ハーフミラーの間に、前記N個の遅延素子が配置され、
前記N個の遅延素子の各々は、同一形状の楔形プリズムを2つ有するプリズムユニットであり、
前記プリズムユニットの各々において、前記2つの楔形プリズムは、最も小さな頂角を形成している面が互いに接触するように、重なって配置され、
前記プリズムユニットの各々は、前記接触する面の面積が互いに異なることを特徴とする請求項8に記載の光パルス多重化ユニット。 A first mirror and a second mirror disposed opposite to each other in parallel;
The half mirror is disposed in the vicinity of an intermediate position between the first mirror and the second mirror, in parallel with the first mirror and the second mirror,
The N delay elements are disposed between the first mirror and the half mirror,
Each of the N delay elements is a prism unit having two wedge-shaped prisms having the same shape,
In each of the prism units, the two wedge-shaped prisms are arranged so that the surfaces forming the smallest apex angle are in contact with each other,
9. The optical pulse multiplexing unit according to claim 8, wherein each of the prism units has a contact area different from each other.
前記ハーフミラーを挟んで、前記ミラー側とは反対側に、前記N個の遅延素子が配置され、
前記N個の遅延素子が、夫々同一形状の楔形プリズムで構成され、
前記楔形プリズムの各々は、頂角と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が、互いに異なるように配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光パルス多重化ユニット。 Having a mirror arranged in parallel with the half mirror;
The N delay elements are arranged on the opposite side of the mirror side across the half mirror,
Each of the N delay elements is composed of a wedge-shaped prism having the same shape,
Each of the wedge-shaped prisms is arranged such that a surface facing the apex angle is located on the half mirror side, and a distance from the facing surface to the half mirror is different from each other. The optical pulse multiplexing unit according to claim 8.
前記別のN個の遅延素子の各々は、前記ハーフミラーを挟んで、前記N個の遅延素子側とは反対側に、前記ハーフミラーの一端から他端に向かって、等間隔で配置され、
前記N個の遅延素子と前記別のN個の遅延素子は、夫々同一形状の楔形プリズムで構成され、
前記N個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離が互いに異なるように配置され、
前記別のN個の遅延素子の楔形プリズムの各々は、最も小さな頂角を有する頂点と対向する面が、前記ハーフミラー側に位置すると共に、前記対向する面から前記ハーフミラーまでの距離を同じにして配置されていることを特徴とする請求項8に記載の光パルス多重化ユニット。 Furthermore, it has another N delay elements,
Each of the other N delay elements is arranged at equal intervals from one end of the half mirror toward the other end on the opposite side of the N delay element side with the half mirror interposed therebetween.
The N delay elements and the other N delay elements are each composed of wedge-shaped prisms having the same shape,
Each of the wedge delay prisms of the N delay elements has a surface facing the apex having the smallest apex angle located on the half mirror side, and a distance from the facing surface to the half mirror is different from each other. Placed in
Each of the wedge prisms of the other N delay elements has a surface facing the apex having the smallest apex angle located on the half mirror side, and the same distance from the facing surface to the half mirror. 9. The optical pulse multiplexing unit according to claim 8, wherein the optical pulse multiplexing unit is arranged as follows.
前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち、前記ハーフミラーの前記半透過反射膜が設けられた側に配置されたミラーが、前記ハーフミラーを構成する前記平行平板と同じ肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側とは反対側の面に設けられた反射膜とで構成され、
前記第1のミラーと前記第2のミラーのうち、前記ハーフミラーの前記半透過反射膜が設けられた側とは反対側に配置されたミラーが、平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側の面に設けられた反射膜とで構成されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の光パルス多重化ユニット。 The half mirror is composed of a parallel flat plate having a predetermined thickness and a transflective film provided on one surface of the parallel flat plate,
Of the first mirror and the second mirror, the mirror disposed on the side of the half mirror on which the semi-transmissive reflective film is provided has the same thickness as the parallel plate constituting the half mirror. It is composed of a parallel plate and a reflective film provided on a surface opposite to the half mirror side of the parallel plate,
Of the first mirror and the second mirror, a mirror disposed on the opposite side of the half mirror to the side on which the semi-transmissive reflective film is provided is a parallel plate, and the half mirror of the parallel plate 10. The optical pulse multiplexing unit according to claim 8, wherein the optical pulse multiplexing unit is configured by a reflective film provided on a side surface.
前記ミラーが、前記ハーフミラーを構成する前記平行平板と同じ肉厚を有する平行平板と、該平行平板の前記ハーフミラー側とは反対側の面に設けられた反射膜とで構成されていることを特徴とする請求項11に記載の光パルス多重化ユニット。 The half mirror is composed of a parallel flat plate having a predetermined thickness and a transflective film provided on the mirror side surface of the parallel flat plate,
The mirror is composed of a parallel plate having the same thickness as the parallel plate constituting the half mirror, and a reflective film provided on a surface of the parallel plate opposite to the half mirror side. The optical pulse multiplexing unit according to claim 11.
前記透過光が進行する第1の光路と前記反射光が進行する第2光路の各々で、光路長を変化させ、
前記第1の光路を通過した光と前記第2の光路を通過した光を合波して、該合波した光に時間遅延を与える方法であって、
前記第1の光路における光路長の変化量と、前記第2光路における光路長の変化量が異なることを特徴とする光パルス多重化方法。 The incident light is demultiplexed to generate transmitted light and reflected light,
In each of the first optical path in which the transmitted light travels and the second optical path in which the reflected light travels, the optical path length is changed,
A method of combining the light that has passed through the first optical path and the light that has passed through the second optical path to give a time delay to the combined light,
An optical pulse multiplexing method characterized in that an amount of change in optical path length in the first optical path is different from an amount of change in optical path length in the second optical path.
前記第2の光路で、前記反射光の反射と分波・合波を交互に行うことを特徴とする請求項17に記載の光パルス多重化方法。 In the first optical path, the reflected light is reflected and demultiplexed / combined alternately.
18. The optical pulse multiplexing method according to claim 17, wherein the reflected light and the demultiplexing / multiplexing are alternately performed in the second optical path.
前記第2の光路で、前記反射光の分波・合波、屈折及び反射を所定の順番で行うことを特徴とする請求項17に記載の光パルス多重化方法。 In the first optical path, demultiplexing / multiplexing, refraction and reflection of the transmitted light are performed in a predetermined order,
18. The optical pulse multiplexing method according to claim 17, wherein the reflected light is demultiplexed / multiplexed, refracted and reflected in a predetermined order in the second optical path.
前記第2の光路で、前記反射光の屈折と分波・合波を交互に行うことを特徴とする請求項17に記載の光パルス多重化方法。 In the first optical path, refraction and demultiplexing / combining of the transmitted light are alternately performed,
18. The optical pulse multiplexing method according to claim 17, wherein the reflected light is refracted and demultiplexed / combined alternately in the second optical path.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012097958A JP5744787B2 (en) | 2005-03-28 | 2012-04-23 | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005092036 | 2005-03-28 | ||
JP2005092036 | 2005-03-28 | ||
JP2012097958A JP5744787B2 (en) | 2005-03-28 | 2012-04-23 | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006082978A Division JP5060733B2 (en) | 2005-03-28 | 2006-03-24 | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012181537A true JP2012181537A (en) | 2012-09-20 |
JP5744787B2 JP5744787B2 (en) | 2015-07-08 |
Family
ID=47012724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012097958A Active JP5744787B2 (en) | 2005-03-28 | 2012-04-23 | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5744787B2 (en) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5565919A (en) * | 1978-09-08 | 1980-05-17 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Light quantity bisecting device |
JPS63249827A (en) * | 1987-04-06 | 1988-10-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical pulse multiplexing circuit |
JPH0283521A (en) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Optical scanner |
JPH05508279A (en) * | 1991-03-29 | 1993-11-18 | トムソン―セーエスエフ | Optically activated lateral electrical filter |
US5309456A (en) * | 1992-10-30 | 1994-05-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Pulse stretcher |
JPH0815618A (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical signal delay control circuit |
JPH0980361A (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Hitachi Ltd | Method and device for light signal processing |
JPH11118704A (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-30 | Nikon Corp | Durability inspecting device and pulsed light irradiating device |
JP2003270551A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for controlling laser pulse and method and apparatus for generating x-ray |
JP2004093926A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Alnair Labs:Kk | Optical alignment system, optical alignment method, and regulating method of optical alignment system |
-
2012
- 2012-04-23 JP JP2012097958A patent/JP5744787B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5565919A (en) * | 1978-09-08 | 1980-05-17 | Yokogawa Hokushin Electric Corp | Light quantity bisecting device |
JPS63249827A (en) * | 1987-04-06 | 1988-10-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical pulse multiplexing circuit |
JPH0283521A (en) * | 1988-09-20 | 1990-03-23 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | Optical scanner |
JPH05508279A (en) * | 1991-03-29 | 1993-11-18 | トムソン―セーエスエフ | Optically activated lateral electrical filter |
US5309456A (en) * | 1992-10-30 | 1994-05-03 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Pulse stretcher |
JPH0815618A (en) * | 1994-06-27 | 1996-01-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical signal delay control circuit |
JPH0980361A (en) * | 1995-09-12 | 1997-03-28 | Hitachi Ltd | Method and device for light signal processing |
JPH11118704A (en) * | 1997-10-08 | 1999-04-30 | Nikon Corp | Durability inspecting device and pulsed light irradiating device |
JP2003270551A (en) * | 2002-03-15 | 2003-09-25 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method and apparatus for controlling laser pulse and method and apparatus for generating x-ray |
JP2004093926A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Alnair Labs:Kk | Optical alignment system, optical alignment method, and regulating method of optical alignment system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5744787B2 (en) | 2015-07-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5060733B2 (en) | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method | |
US6978061B1 (en) | Optical switching device | |
JP5692865B2 (en) | Wavelength cross-connect equipment | |
US6751373B2 (en) | Wavelength division multiplexing with narrow band reflective filters | |
US8346086B2 (en) | Optical signal processing device | |
KR101858306B1 (en) | Optical device | |
US7660499B2 (en) | Optical spot displacement apparatus | |
JP2006276216A (en) | Optical switch | |
JP2000147304A (en) | Multiplexer and demultiplexer for single mode optical fiber communication link | |
US6343170B1 (en) | Optical spectrum analyzer | |
JP2005275101A (en) | Wavelength dispersion compensating device | |
US6943957B2 (en) | Laser light source and an optical system for shaping light from a laser-bar-stack | |
JP2003029168A (en) | Variable wavelength dispersion compensator | |
JP5744787B2 (en) | Optical pulse multiplexing unit, optical pulse generator using the same, and optical pulse multiplexing method | |
JP2015102796A (en) | Optical branching device | |
JP2003057588A (en) | Shaping optical system for laser bar layered body and laser light source | |
US20030228108A1 (en) | Optical signal processor | |
JP2008256784A (en) | Optical pulse multiplexing unit | |
JP5004545B2 (en) | Optical pulse multiplexing unit | |
CN109254410A (en) | space imaging device | |
JP2007058102A (en) | Optical multiplexer/demultiplexer and optical multiplexing unit | |
JP4545784B2 (en) | Reflective micro-optic interferometer type filter and its application equipment | |
JP4889417B2 (en) | Optical pulse multiplexing unit | |
JP4400317B2 (en) | Optical parts | |
JP3536031B2 (en) | Variable group delay unit and variable group delay module |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120628 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130319 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131119 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140116 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20140116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140908 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20141209 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150302 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150309 |
|
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: 20150407 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150430 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5744787 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
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 |