JP2012203221A - Delay interferometer - Google Patents

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Hitoshi Murai
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亮浩 藤井
Kenji Kojo
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a one-bit delay interferometer which is small-sized and is capable of changing a bit rate and an optical phase.SOLUTION: The delay interferometer includes: rough adjustment means which is disposed in a first optical path and/or a second optical path of light branched by branching means and is configured to include a driving part and wedge-type optical elements having the same apex angle and roughly adjusts an optical path length of light traveling in the first optical path and/or the second optical path by translation of one wedge-type optical driven by the driving part toward the other opposite wedge-type optical element; fine adjustment means which is disposed in the first optical path and/or the second optical path of light branched by branching means and is configured to include a driving part and wedge-type optical elements having the same apex angle and finely adjusts the optical path length of light traveling in the first optical path and/or the second optical path by translation of one wedge-type optical driven by the driving part toward the other opposite wedge-type optical element; and branching and re-coupling means which branches first light traveling in the first optical path and second light traveling in the second optical path, which have been finely adjusted by the fine adjustment means and roughly adjusted by the rough adjustment means, and performs re-coupling based on respective branched light of the first light and the second light and outputs the result.

Description

本発明は、遅延干渉計に関するものであり、例えば、光伝送システムに用いる1ビット遅延干渉計に適用し得るものである。   The present invention relates to a delay interferometer, and can be applied to, for example, a 1-bit delay interferometer used in an optical transmission system.

例えば、マイケルソン干渉計の光路長を制御する方法として、特許文献1のような手法が知られている。図2は、従来のマイケルソン干渉計の光路長を制御する方式を説明する説明図である。図2において、入力ポートコリメータ21から入力された光は、ハーフミラー23で2分岐され、一方の光は全反射ミラー24側に進行し、他方の光はアクチュエータ25により駆動される全反射ミラー26側に進行する。そして、ハーフミラー23に再度戻ってきた2つの反射光を結合して干渉光(干渉信号)が生成され、干渉光が出力ポートコリメータ22に出力する。   For example, as a method for controlling the optical path length of a Michelson interferometer, a technique as in Patent Document 1 is known. FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining a method for controlling the optical path length of a conventional Michelson interferometer. In FIG. 2, the light input from the input port collimator 21 is branched into two by a half mirror 23, one light travels toward the total reflection mirror 24, and the other light is a total reflection mirror 26 driven by an actuator 25. Proceed to the side. Then, the two reflected lights returning to the half mirror 23 are combined to generate interference light (interference signal), and the interference light is output to the output port collimator 22.

従来の方式は、図2に示されるように、上記他方の光路の全反射ミラー26にアクチュエータ25を取り付け、アクチュエータ25の駆動により全反射ミラー26の位置を移動させることで光路長を調整するというものである。   As shown in FIG. 2, in the conventional method, an actuator 25 is attached to the total reflection mirror 26 in the other optical path, and the optical path length is adjusted by moving the position of the total reflection mirror 26 by driving the actuator 25. Is.

例えば、マイケルソン干渉計を高速光通信システムに用いる場合、非特許文献1の記載の技術のように、マイケルソン干渉計の光路長を変化させ、干渉する光の位相を制御する用い方(微動調整(微調))と、ビット周期に相当する比較的大きな光路長を調整する用い方(粗動調整(粗調))との2通りを同時に行うことが想定される。このとき、特許文献1や非特許文献1の方式で、微調と粗調を行うためには、例えば、大きなステッピングモータや、アクチュエータが必要になる。   For example, when a Michelson interferometer is used in a high-speed optical communication system, as in the technique described in Non-Patent Document 1, the optical path length of the Michelson interferometer is changed to control the phase of the interfering light (fine movement). (Adjustment (fine adjustment)) and a method of using a relatively large optical path length corresponding to the bit period (coarse adjustment (coarse adjustment)) are assumed to be performed simultaneously. At this time, in order to perform fine adjustment and coarse adjustment by the methods of Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, for example, a large stepping motor or actuator is required.

一般的に、小型のアクチュエータの1つとして、PZTアクチュエータと呼ばれる、圧電素子を用いたアクチュエータが知られている。PZTアクチュエータには積層された圧電素子に電界を印加したときに生じる伸縮を利用する「積層型」と、電界印加時の伸縮の大きさや符号が異なる素子を張り合わせ、電界印加時に生じるそりを利用した「バイモルフ型」や「モノモルフ型」等がある。   In general, an actuator using a piezoelectric element, called a PZT actuator, is known as one of small actuators. The PZT actuator uses a “stacked type” that uses expansion and contraction that occurs when an electric field is applied to stacked piezoelectric elements, and a warp that is generated when an electric field is applied, by bonding elements that have different magnitudes and signs of expansion and contraction when applying an electric field. There are “bimorph type” and “monomorph type”.

特開平09−243461号公報Japanese Patent Laid-Open No. 09-243461

Yoshihiro Kanda.Hitoshi Murai.Masatoshi Kagawa.Kozo Fujii,”Highly Stable 160-Gb/s Field Transmission Employing Adaptive PMD Compensator with Ultra High Time-Resolution Variable DGD Generator”,ECOC 2008,September 2008,Bryssels,Belguim,We.3.E.6,Vol.3-p.207-p.208Yoshihiro Kanda.Hitoshi Murai.Masatoshi Kagawa.Kozo Fujii, ”Highly Stable 160-Gb / s Field Transmission Employing Adaptive PMD Compensator with Ultra High Time-Resolution Variable DGD Generator”, ECOC 2008, September 2008, Bryssels, Belguim, We.3 .E.6, Vol.3-p.207-p.208

しかしながら、積層型アクチュエータは、非常に精度が高い反面、ダイナミックレンジが比較的狭いため、微調に適しているが、粗調には適していない。   However, the multilayer actuator is very accurate, but has a relatively narrow dynamic range and is suitable for fine adjustment, but is not suitable for coarse adjustment.

これに対して、バイモルフ型やモノモルフ型のアクチュエータの伸縮動作を利用した場合には、圧電素子に付帯した冶具上にステージをのせ、パルス状に電界印加することで生じる振動により、そのステージを駆動させることで直線動作を得る。しかしながら、この場合は、細かいステップで動作できないために、光の位相を制御することができないという問題がある。   On the other hand, when the expansion / contraction operation of a bimorph type or monomorph type actuator is used, the stage is driven by vibration generated by applying a pulsed electric field by placing the stage on a jig attached to the piezoelectric element. To get a linear motion. However, in this case, there is a problem that the phase of light cannot be controlled because the operation cannot be performed in fine steps.

そこで、本発明は、小型でビットレート、光位相とも変更可能な1ビット遅延干渉計を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a 1-bit delay interferometer that is small in size and can change both the bit rate and the optical phase.

かかる課題を解決するために、第1の本発明の遅延干渉計は、(1)入力された光線を2分岐する分岐手段と、(2)分岐手段により分岐された光線の第1の光路及び又は第2の光路に配置されたものであり、第1の駆動部と、それぞれの頂角が同じである第1のくさび型光学素子及び第2のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、第1の駆動部による駆動を受けた第2のくさび型光学素子が、対向する第1のくさび型光学素子に平行に移動することにより、第1の光路及び又は第2の光路を進行する光の光路長の粗動調整を行う粗動調整手段と、(3)分岐手段により分岐された光線の第1の光路及び又は第2の光路に配置されたものであり、第2の駆動部と、それぞれの頂角が同じである第3のくさび型光学素子及び第4のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、第2の駆動部による駆動を受けた第4のくさび型光学素子が、対向する第3のくさび型光学素子に平行に移動することにより、第1の光路及び又は第2の光路を進行する光の光路長の微動調整を行う微動調整手段と、(4)微動調整手段による微動調整、粗動調整手段による粗動調整が行われた、第1の光路を進行する第1の光線及び第2の光路を進行する第2の光線を分岐し、第1の光線及び第2の光線の各分岐光に基づいて再結合して出力する分岐再結合手段とを備えることを特徴とする。   In order to solve this problem, the delay interferometer according to the first aspect of the present invention includes (1) a branching unit that splits an input light beam into two, (2) a first optical path of the light beam branched by the branching unit, and Alternatively, it is disposed in the second optical path, and is configured to include the first drive unit, and the first wedge-type optical element and the second wedge-type optical element having the same apex angle. The second wedge-shaped optical element driven by the first drive unit moves in parallel with the opposing first wedge-shaped optical element, so that the first optical path and / or the second optical element Coarse motion adjustment means for performing coarse motion adjustment of the optical path length of the light traveling in the optical path, and (3) arranged in the first optical path and / or the second optical path of the light beam branched by the branching means, A third wedge-shaped optical element having the same apex angle as that of the second drive unit; A wedge-shaped optical element, and the fourth wedge-shaped optical element driven by the second drive unit moves in parallel to the opposing third wedge-shaped optical element. Thus, fine movement adjusting means for finely adjusting the optical path length of the light traveling in the first optical path and / or the second optical path, and (4) fine movement adjustment by the fine movement adjusting means and coarse movement adjustment by the coarse movement adjusting means are performed. The first light beam traveling in the first light path and the second light beam traveling in the second light path are branched and recombined based on the branched light beams of the first light beam and the second light beam. And a branch recombination means for outputting.

第2の本発明の遅延干渉計は、(1)入力された光線を2分岐する分岐手段と、(2)反射型液晶素子に傾きを持たせ、分岐手段により分岐された一方の第1の光路を進行する光線を反射型液晶素子で反射させて、当該光線の光位相の制御を行う光位相制御手段と、(3)分岐手段と光位相制御手段との間に介在し、駆動部と、それぞれの頂角が同じである第1のくさび型光学素子及び第2のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、駆動部による駆動を受けた第2のくさび型光学素子が、対向する第1のくさび型光学素子に平行に移動することにより、分岐手段からの光線及び光位相手段により反射され戻ってきた光線の光路長の粗動調整を行う粗動調整手段と、(4)分岐手段により分岐された他方の第2の光路を進行する光線を全反射する反射手段と、(5)反射手段により反射された第1の光線及び粗動調整手段から出力された第2の光線を分岐し、第1の光線及び第2の光線の各分岐光に基づいて再結合して出力する分岐再結合手段とを備えることを特徴とする。   The delay interferometer according to the second aspect of the present invention includes: (1) a branching unit that splits an input light beam into two; and (2) one of the first branching units branched by the branching unit by giving a tilt to the reflective liquid crystal element. An optical phase control means for reflecting the light beam traveling in the optical path by a reflective liquid crystal element and controlling the optical phase of the light beam; (3) interposed between the branching means and the optical phase control means; The first wedge-type optical element and the second wedge-type optical element each having the same apex angle, the second wedge-type optical element driven by the drive unit. Coarse motion adjusting means for performing coarse motion adjustment of the optical path length of the light beam reflected by the optical phase device and the light beam from the branching device and the light beam reflected by the optical phase device by moving the element in parallel with the first wedge-shaped optical element facing each other. (4) Proceed along the other second optical path branched by the branching means (5) a first light beam reflected by the reflection unit and a second light beam output from the coarse motion adjustment unit are branched, and each of the first light beam and the second light beam is reflected. And branch recombination means for recombining and outputting based on the branched light.

本発明によれば、小型でビットレート、光位相とも変更可能な1ビット遅延干渉計を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide a 1-bit delay interferometer that is small and can change both the bit rate and the optical phase.

第1の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the delay interferometer of 1st Embodiment. 従来のマイケルソン干渉計の光路長を制御する方法を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the method to control the optical path length of the conventional Michelson interferometer. アクチュエータに駆動されるくさび型光学素子と固定されたくさび型光学素子との配置関係を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the arrangement | positioning relationship between the wedge-shaped optical element driven by an actuator, and the fixed wedge-shaped optical element. 第1の実施形態のハーフミラーにおける光の干渉の様子を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the mode of the interference of the light in the half mirror of 1st Embodiment. 第1の実施形態の微調用遅延素子のウェッジ角と分解能を示す図である。It is a figure which shows the wedge angle and resolution | decomposability of the delay element for fine adjustment of 1st Embodiment. 第1の実施形態のアクチュエータの移動量と光学的な遅延量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the movement amount of the actuator of 1st Embodiment, and optical delay amount. 第2の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the delay interferometer of 2nd Embodiment. 第3の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the delay interferometer of 3rd Embodiment. 第4の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the delay interferometer of 4th Embodiment. くさび型光学素子に垂直に光線が入射するときの構成例を示す犢図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a configuration example when light rays are incident on a wedge-shaped optical element vertically. くさび型光学素子の頂角を2分する面に垂直に光が進行するように入射角を選定した場合の構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structural example at the time of selecting an incident angle so that light may advance perpendicularly | vertically to the surface which bisects the vertex angle of a wedge-shaped optical element. くさび型光学素子内で、くさび型光学素子の頂角を2分する面に垂直に光が進行するように入射角を選定した場合の構成例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structural example at the time of selecting an incident angle so that light may advance perpendicularly | vertically to the surface which bisects the vertex angle of a wedge type optical element within a wedge type optical element. 第5の実施形態の2個のくさび型光学素子の構造及びその周辺の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the two wedge type optical elements of 5th Embodiment, and the structure of the periphery. 第5の実施形態の動作を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining operation | movement of 5th Embodiment.

(A)第1の実施形態
以下では、本発明に係る遅延干渉計の第1の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
(A) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a delay interferometer according to the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態では、例えば変調方式としてDPSK(Differential Phase Shift Keying)を採用した光通信システムにおける1ビット遅延干渉計に本発明を適用する場合を例示して説明する。   In the first embodiment, for example, a case where the present invention is applied to a 1-bit delay interferometer in an optical communication system adopting DPSK (Differential Phase Shift Keying) as a modulation method will be described as an example.

(A)第1の実施形態の構成
図1は、第1の実施形態の遅延干渉計1Aの構成を示す構成図である。図1において、第1の実施形態の遅延干渉計1Aは、入力ポートコリメータ101、2個の出力ポートコリメータ102及び103、2個のハーフミラー104及び105、2個のプリズム106及び107、2個のアクチュエータ108及び109、アクチュエータ108及び109が駆動させる2個のくさび(ウェッジ)型光学素子110及び111、固定されたくさび型光学素子112及び113を有して構成される。
(A) Configuration of First Embodiment FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a delay interferometer 1A of the first embodiment. In FIG. 1, a delay interferometer 1A according to the first embodiment includes an input port collimator 101, two output port collimators 102 and 103, two half mirrors 104 and 105, two prisms 106 and 107, and two. Actuators 108 and 109, two wedge-type optical elements 110 and 111 driven by the actuators 108 and 109, and fixed wedge-type optical elements 112 and 113.

アクチュエータ108及び109は、小型のアクチュエータ(マイクロアクチュエータ)である。アクチュエータ108及び109は、可動式のアームを備えており、そのアームにくさび型光学素子110及び111が固定されており、アームを稼働させることによりくさび型光学素子110及び111を押し出したり又は引き込んだりする駆動部として機能するものである。これにより、アクチュエータ108及び109に固定されたくさび型光学素子110及び111を移動させることができる。   The actuators 108 and 109 are small actuators (microactuators). The actuators 108 and 109 have movable arms, and the wedge-shaped optical elements 110 and 111 are fixed to the arms, and the wedge-shaped optical elements 110 and 111 are pushed out or retracted by operating the arms. It functions as a drive unit. Thereby, the wedge-shaped optical elements 110 and 111 fixed to the actuators 108 and 109 can be moved.

くさび型光学素子110及び111は、アクチュエータ110及び1111に固定されたくさび型の形状をした光学素子である。くさび型光学素子110及び111は、アクチュエータ108及び109の駆動により、位置を移動させることができる。   The wedge-shaped optical elements 110 and 111 are wedge-shaped optical elements fixed to the actuators 110 and 1111. The wedge-shaped optical elements 110 and 111 can be moved in position by driving the actuators 108 and 109.

くさび型光学素子112及び113は、所定の位置に固定されたくさび型の形状の光学素子である。   The wedge-shaped optical elements 112 and 113 are wedge-shaped optical elements fixed at predetermined positions.

ここで、この実施形態では、アクチュエータ108に固定されたくさび型光学素子110とくさび型光学素子113が、光路長を微動調整する微動調整手段として機能する。一方、アクチュエータ109に固定されたくさび型光学素子111とくさび型光学素子112が、光路長を粗動調整する粗動調整手段として機能する。   Here, in this embodiment, the wedge type optical element 110 and the wedge type optical element 113 fixed to the actuator 108 function as fine movement adjusting means for finely adjusting the optical path length. On the other hand, the wedge-shaped optical element 111 and the wedge-shaped optical element 112 fixed to the actuator 109 function as coarse motion adjusting means for performing coarse motion adjustment of the optical path length.

微調用として機能するくさび型光学素子110及び113は、それぞれ、向かい合う斜辺が平行となるように設置されている。また、くさび型光学素子110及び113のウェッジ角は、共に等しく、粗調用として機能するくさび型光学素子111及び112のウェッジ角が小さい。   The wedge-shaped optical elements 110 and 113 functioning for fine adjustment are installed so that the oblique sides facing each other are parallel to each other. Moreover, the wedge angles of the wedge-shaped optical elements 110 and 113 are both equal, and the wedge-shaped optical elements 111 and 112 that function for coarse adjustment are small.

粗調用として機能するくさび型光学素子111及び112は、それぞれ、向かい合う斜辺が平行となるように設置されている。また、くさび型光学素子111及び112のウェッジ角は、共に等しく、微調用として機能するくさび型光学素子110及び113のウェッジ角が大きい。   The wedge-shaped optical elements 111 and 112 functioning for coarse adjustment are installed so that the oblique sides facing each other are parallel to each other. The wedge angles of the wedge-shaped optical elements 111 and 112 are both equal, and the wedge-shaped optical elements 110 and 113 functioning for fine adjustment are large.

なお、くさび型光学素子110及び113を1組とする微動調整手段と、くさび型光学素子111及び112を1組とする粗動調整手段とは、それぞれ、ハーフミラー104により分岐された2つの光路のいずれか又は双方に配置するようにしてもよい。   Note that the fine movement adjusting means including the wedge-shaped optical elements 110 and 113 as one set and the coarse movement adjusting means including the wedge-shaped optical elements 111 and 112 as one set each include two optical paths branched by the half mirror 104. You may make it arrange | position to either or both of these.

例えば、図1では、微動調整手段と粗動調整手段とを並べて配置した場合を例示しているが、ハーフミラー104からハーフミラー105までの2つの光路上のいずれであれば、微動調整手段と粗動調整手段の配置位置は特に限定されるものではない。例えば、ハーフミラー104とプリズム106との間に、微動調整手段と粗動調整手段のいずれか一方を配置させ、ハーフミラー104とプリズム107との間に、他方を配置させてもよい。   For example, FIG. 1 illustrates the case where the fine movement adjusting means and the coarse movement adjusting means are arranged side by side. However, any of the two optical paths from the half mirror 104 to the half mirror 105 is fine movement adjusting means and The arrangement position of the coarse adjustment means is not particularly limited. For example, either one of the fine movement adjustment unit and the coarse movement adjustment unit may be disposed between the half mirror 104 and the prism 106, and the other may be disposed between the half mirror 104 and the prism 107.

また例えば、後述するように光路長の変化はくさび型光学素子の頂角に依存するので、ハーフミラー104により分岐された2つの光路の両方に、微動調整手段、粗動調整手段を配置するようにしてもよい。   For example, as will be described later, since the change in the optical path length depends on the apex angle of the wedge-shaped optical element, the fine adjustment means and the coarse adjustment means are arranged in both of the two optical paths branched by the half mirror 104. It may be.

プリズム106及びプリズム107は、入射光を全反射する全反射部である。この実施形態では、入射した光線の入射位置と、反射した光線の反射位置とが異なる位置となるようにするために、全反射部としてプリズムを適用する場合を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、複数のミラー等を組み合わせた全反射部を構成するようにしてもよい。   The prism 106 and the prism 107 are total reflection portions that totally reflect incident light. In this embodiment, a case where a prism is applied as the total reflection portion in order to make the incident position of the incident light beam different from the reflection position of the reflected light beam is exemplified, but the present invention is not limited thereto. It is not a thing. For example, you may make it comprise the total reflection part which combined several mirrors.

入力ポートコリメータ101は、遅延干渉計1Aの入力ポートから入力された入力光を平行光線にするものである。   The input port collimator 101 converts the input light input from the input port of the delay interferometer 1A into parallel rays.

出力ポートコリメータ102及び103は、ハーフミラー105から出射された出射光線を遅延干渉計1Aの出力ポートに出力するものである。   The output port collimators 102 and 103 are configured to output the outgoing light emitted from the half mirror 105 to the output port of the delay interferometer 1A.

ハーフミラー104は、入力ポートコリメータ101からの光線を2分岐して、一方の光線をプリズム106側(図1の上方)に出射し、他方の光線をプリズム107側(図1の右方)に進行させるものである。   The half mirror 104 divides the light beam from the input port collimator 101 into two, emits one light beam to the prism 106 side (upper side in FIG. 1), and emits the other light beam to the prism 107 side (right side in FIG. 1). It is something to make progress.

ハーフミラー105は、プリズム106からの反射光線と、プリズム107の反射光線がくさび型光学素子110〜113を通過して遅延された光線とを入射し、これら反射光線及び遅延された光線を分岐及び結合して干渉光を生成するものである。   The half mirror 105 receives the light beam reflected from the prism 106 and the light beam delayed by the reflected light beam of the prism 107 passing through the wedge-shaped optical elements 110 to 113, and branches the reflected light beam and the delayed light beam. Combined to generate interference light.

(A−2)第1の実施形態の動作
次に、第1の実施形態の遅延干渉計1Aの動作を、図1、図3及び図4を参照しながら説明する。
(A-2) Operation of the First Embodiment Next, the operation of the delay interferometer 1A of the first embodiment will be described with reference to FIG. 1, FIG. 3, and FIG.

まず、図1において、図示しない入力ポートから遅延干渉計1Aに入力された光は、入力ポートコリメータ101を通過することにより平行光線となり、第1のハーフミラー104に入力される。   First, in FIG. 1, the light input to the delay interferometer 1 </ b> A from an input port (not shown) is converted into parallel rays by passing through the input port collimator 101 and is input to the first half mirror 104.

第1のハーフミラー104に入力された光線は、2分岐される。一方の1系統は、プリズム106側に進行し、他方の1系統は、図面での右側へ進行する。   The light beam input to the first half mirror 104 is branched into two. One system proceeds to the prism 106 side, and the other system proceeds to the right side in the drawing.

一方の1系統の光線は、プリズム106に入力し、プリズム106で2回全反射を繰り返す。これにより、光線はプリズム106に入力した入力位置からわずかに異なる位置から出力する。プリズム106から出力した出射光線は、第2のハーフミラー105に入力される。   One line of light is input to the prism 106 and is totally reflected twice by the prism 106. As a result, the light beam is output from a position slightly different from the input position input to the prism 106. The outgoing light beam output from the prism 106 is input to the second half mirror 105.

他方の1系統の光線は、固定されたくさび型光学素子(第1のくさび型光学素子)113を通過し、さらにアクチュエータ108に固定されたくさび型光学素子(第2のくさび型光学素子)110を通過する。   The other beam of light passes through a fixed wedge-shaped optical element (first wedge-shaped optical element) 113 and is further fixed to the actuator 108 by a wedge-shaped optical element (second wedge-shaped optical element) 110. Pass through.

ここで、図3は、くさび型光学素子113及び110の配置関係を説明する説明図である。図3を用いて、くさび型光学素子113及び110の配置関係について説明する。なお、図3の例では、入力光線の進行方向に対いて、くさび型光学素子110及び113の斜辺が垂直となるように配置した場合を示す。   Here, FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the positional relationship between the wedge-shaped optical elements 113 and 110. The positional relationship between the wedge-shaped optical elements 113 and 110 will be described with reference to FIG. In the example of FIG. 3, the wedge-shaped optical elements 110 and 113 are arranged so that the oblique sides of the wedge-shaped optical elements 110 and 113 are perpendicular to the traveling direction of the input light beam.

図3に示すように、アクチュエータ108に駆動されて移動可能なくさび型光学素子110は、斜辺が平行に移動するように設定されている。   As shown in FIG. 3, the wedge-shaped optical element 110 that is movable by being driven by the actuator 108 is set so that the hypotenuse moves in parallel.

例えば、図3(A)は、アクチュエータ108がくさび型光学素子110を遠くに押し込んだときの配置関係を示し、図3(B)は、アクチュエータ108がくさび型光学素子110を近くに引き込んだときの配置関係を示す。   For example, FIG. 3A shows an arrangement relationship when the actuator 108 pushes the wedge-shaped optical element 110 far away, and FIG. 3B shows a case where the actuator 108 pulls the wedge-shaped optical element 110 close. The arrangement relationship of is shown.

アクチュエータ108は、くさび型光学素子110の斜辺が平行になるように位置移動させるので、図3(A)に示す状態から図3(B)に示す状態に移動させる場合、対向する固定されたくさび形光学素子113の斜辺と平行のまま移動する。   The actuator 108 is moved so that the oblique sides of the wedge-shaped optical element 110 are parallel to each other. Therefore, when the actuator 108 is moved from the state shown in FIG. 3A to the state shown in FIG. The optical element 113 moves in parallel with the hypotenuse.

また、図3(A)に示すように、アクチュエータ108がくさび型光学素子110を押し込んだときに対して、図3(B)に示すように、アクチュエータ108がくさび型光学素子110を若干引き込んだときの方が、光線がくさび型光学素子110内を進行する時間が短く、光線の光路長は短くなる。   Further, as shown in FIG. 3A, when the actuator 108 pushes in the wedge-shaped optical element 110, the actuator 108 slightly retracts the wedge-shaped optical element 110 as shown in FIG. 3B. Sometimes, the time required for the light beam to travel through the wedge-shaped optical element 110 is short, and the optical path length of the light beam is shortened.

例えば、図3(A)及び図3(B)において、アクチュエータ108がくさび型光学素子110を移動させる移動距離を「L」とする。また、図3(A)のくさび型光学素子110を進行する光の光路長を「l」とし、図3(B)のくさび型光学素子110を進行する光の光路長を「l」とする。 For example, in FIGS. 3A and 3B, the movement distance by which the actuator 108 moves the wedge-shaped optical element 110 is “L”. Further, the optical path length of light traveling through the wedge-shaped optical element 110 in FIG. 3A is “l 1 ”, and the optical path length of light traveling through the wedge-shaped optical element 110 in FIG. 3B is “l 2 ”. And

この場合、移動距離Lに対して、その光路長差(l−l)は、Lsinθ/(n−1)で表される。ここで、nは屈折率である。θはくさび型光学素子110及びくさび型光学素子113のウェッジ角であり、第1の実施形態では、例えばウェッジ角θ=1°とする場合を例示する。 In this case, with respect to the moving distance L, the optical path length difference (l 1 −l 2 ) is represented by L sin θ / (n−1). Here, n is a refractive index. θ is the wedge angle of the wedge-shaped optical element 110 and the wedge-shaped optical element 113. In the first embodiment, for example, the case where the wedge angle θ = 1 ° is exemplified.

図1において、くさび型光学素子110を通過した光線は、くさび型光学素子(第3のくさび型光学素子)111を通過し、さらにくさび型光学素子(第4のくさび型光学素子)112を通過する。くさび型光学素子111及び112の配置関係も、図3に例示した、くさび型光学素子113及び110の場合と同じである。   In FIG. 1, the light beam that has passed through the wedge-shaped optical element 110 passes through the wedge-shaped optical element (third wedge-shaped optical element) 111 and further passes through the wedge-shaped optical element (fourth wedge-shaped optical element) 112. To do. The arrangement relationship of the wedge-shaped optical elements 111 and 112 is also the same as that of the wedge-shaped optical elements 113 and 110 illustrated in FIG.

ただし、ウェッジ角が異なる。微調用として機能するくさび型光学素子113及び110の場合、ウェッジ角を例えば1°したのに対して、粗調用として機能するくさび型光学素子111及び112のウェッジ角は、例えばθ=30°と設定するものとする。   However, the wedge angle is different. In the case of the wedge-shaped optical elements 113 and 110 that function for fine adjustment, the wedge angle of the wedge-shaped optical elements 111 and 112 that function for coarse adjustment is, for example, θ = 30 °, while the wedge angle is set to 1 °, for example. Shall be set.

第4のくさび型光学素子112を通過した光線は、第2のプリズム107に入力する。光線は、プリズム107で2回の全反射が行われ、プリズム107に入力した位置に対して、わずかに異なる位置から出力される。   The light beam that has passed through the fourth wedge-shaped optical element 112 is input to the second prism 107. The light beam is totally reflected twice by the prism 107 and is output from a position slightly different from the position input to the prism 107.

プリズム107から出射された光線は、さらに、第4のくさび型光学素子112及び第3のくさび型光学素子111、第2のくさび型光学素子110及び第1のくさび型光学素子113を通過する。そして、第1のくさび型光学素子113を通過した光線は、第2のハーフミラー105に入力される。   The light beam emitted from the prism 107 further passes through the fourth wedge-shaped optical element 112, the third wedge-shaped optical element 111, the second wedge-shaped optical element 110, and the first wedge-shaped optical element 113. Then, the light beam that has passed through the first wedge-shaped optical element 113 is input to the second half mirror 105.

ハーフミラー105には、プリズム106から出射された光線と、第1のくさび型光学素子113から出射された光線とが入力される。   The half mirror 105 receives the light beam emitted from the prism 106 and the light beam emitted from the first wedge-shaped optical element 113.

図4は、ハーフミラー105における光の干渉の様子を説明する説明図である。図4において、ハーフミラー105には、プリズム106からの光線(1)と、第1のくさび型光学素子113からの光線(2)とが入力する。また、光線(3)〜(6)がハーフミラー105から出力する。   FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the state of light interference in the half mirror 105. In FIG. 4, the light beam (1) from the prism 106 and the light beam (2) from the first wedge-shaped optical element 113 are input to the half mirror 105. Light rays (3) to (6) are output from the half mirror 105.

第1のくさび型光学素子からの光線(1)は、ハーフミラー105に入力されると、光線(3)及び光線(4)に分岐される。また、プリズム106からの光線(2)は、ハーフミラー105に入力されると、光線(5)及び光線(6)に分岐される。   When the light beam (1) from the first wedge-shaped optical element is input to the half mirror 105, it is branched into the light beam (3) and the light beam (4). In addition, when the light beam (2) from the prism 106 is input to the half mirror 105, it is branched into the light beam (5) and the light beam (6).

そのため、光線(3)及び光線(6)がそれぞれ干渉し、出力ポートコリメータ103側に進行する。また、光線(4)及び光線(5)がそれぞれ干渉し、出力ポートコリメータ102側に進行する。   Therefore, the light beam (3) and the light beam (6) interfere with each other and travel to the output port collimator 103 side. Further, the light beam (4) and the light beam (5) interfere with each other and travel to the output port collimator 102 side.

このとき、光線(3)の位相は、光線(1)の位相と同相であるが、光線(4)の位相は、光線(1)の位相に対してπ/2の位相シフトが生じる。また、光線(5)の位相は、光線(2)の位相と同相であるが、光線(6)の位相は、光線(2)の位相に対してπ/2の位相シフトが生じる。   At this time, the phase of the light beam (3) is in phase with the phase of the light beam (1), but the phase of the light beam (4) has a phase shift of π / 2 with respect to the phase of the light beam (1). The phase of the light beam (5) is in phase with the phase of the light beam (2), but the phase of the light beam (6) has a phase shift of π / 2 with respect to the phase of the light beam (2).

図4において、光線(1)の位相が「0」であり、光線(2)の位相が「π/2」であるとする。光線(1)及び光線(2)の位相差がπ/2で、ハーフミラー105に結合するとする。   In FIG. 4, it is assumed that the phase of the light beam (1) is “0” and the phase of the light beam (2) is “π / 2”. It is assumed that the phase difference between the light beam (1) and the light beam (2) is π / 2 and is coupled to the half mirror 105.

この場合、光線(3)の位相「0」及び光線(6)の位相「0」であるから、位相差が「0」で再結合する。また、光線(4)の位相「π/2」及び光(5)の位相「−π/2」であるから、位相差が「π」で再結合する。   In this case, the phase “0” of the light beam (3) and the phase “0” of the light beam (6) are recombined with a phase difference of “0”. In addition, since the phase of the light beam (4) is “π / 2” and the phase of the light (5) is “−π / 2”, the phase difference is “π” to recombine.

よって、出力ポートコリメータ102側からの出力が、Constructive Portに対応する。また、出力ポートコリメータ103側からの出力がDestructive Portに対応する。   Therefore, the output from the output port collimator 102 side corresponds to the Constructive Port. Further, the output from the output port collimator 103 side corresponds to Destructive Port.

(A−3)実施例
次に、第1の実施形態の遅延干渉計1Aによる効果について図面を参照しながら説明する。
(A-3) Example Next, effects of the delay interferometer 1A according to the first embodiment will be described with reference to the drawings.

アクチュエータ108及び109のくさび型光学素子110及び111を伸縮する1ステップの分解能が分かれば、アクチュエータ108及び109の1ステップで可変できる光学長は、くさび型光学素子110及び111のウェッジ角で定まる。   If the resolution of one step for expanding and contracting the wedge-shaped optical elements 110 and 111 of the actuators 108 and 109 is known, the optical length that can be changed in one step of the actuators 108 and 109 is determined by the wedge angle of the wedge-shaped optical elements 110 and 111.

図5は、微調用遅延素子のウェッジ角と分解能を示す図である。図5において、くさび型光学素子のウェッジ角(Angle)を横軸に、可変できる最小の光学長を縦軸に記載した図を示す。   FIG. 5 is a diagram showing the wedge angle and resolution of the fine adjustment delay element. In FIG. 5, the wedge angle (Angle) of the wedge-shaped optical element is shown on the horizontal axis, and the minimum optical length that can be varied is shown on the vertical axis.

図5において、光線が1方向に進行した場合の光学長分解能を点線で、往復したときの分解能を実線で示した。第1の実施形態では往復させているので、実線で示した分解能で光学長を変化させることができる。   In FIG. 5, the optical length resolution when the light beam travels in one direction is indicated by a dotted line, and the resolution when the light reciprocates is indicated by a solid line. Since the first embodiment is reciprocated, the optical length can be changed with the resolution indicated by the solid line.

第1のくさび型光学素子113、第2のくさび型光学素子110の角度(ウェッジ角)は1°であるため、アクチュエータ108の1ステップで可変できる光学長は0.017μmとなる。よって、1波長に相当する長さに達するには90ステップを要する。これは、波長の1/90の分解能で位相を制御することができることを意味する。   Since the angle (wedge angle) of the first wedge-shaped optical element 113 and the second wedge-shaped optical element 110 is 1 °, the optical length that can be changed in one step of the actuator 108 is 0.017 μm. Therefore, 90 steps are required to reach a length corresponding to one wavelength. This means that the phase can be controlled with a resolution of 1/90 of the wavelength.

また、アクチュエータ108及び109の最大移動量を4mmとしたとき、どの程度の距離を可変できるかについて説明する。   Further, how much the distance can be changed when the maximum movement amount of the actuators 108 and 109 is 4 mm will be described.

図6は、アクチュエータ108及び109の移動量(横軸)と光学的な遅延量(縦軸)との関係を示す。図6では、くさび型光学素子110及び111のウェッジ角を30°としてある。実線は1組のくさび型光学素子を利用した場合で、点線は2組、破線は3組用いた例である。   FIG. 6 shows the relationship between the movement amounts (horizontal axis) of the actuators 108 and 109 and the optical delay amount (vertical axis). In FIG. 6, the wedge-type optical elements 110 and 111 have a wedge angle of 30 °. A solid line is an example in which one set of wedge-shaped optical elements is used, and two sets of dotted lines and three sets of broken lines are used.

図6において、移動量が0の場合に遅延量が5psであるとしてある。これは、200Gb/sのビットレートに相当する。アクチュエータ108及び109の移動量が4mmの場合、1組では遅延量は12.5psまで変化するため、可変量は200Gb/sから80Gb/sまで対応できるビットレート可変、1ビット遅延干渉計となる。   In FIG. 6, when the movement amount is 0, the delay amount is assumed to be 5 ps. This corresponds to a bit rate of 200 Gb / s. When the movement amount of the actuators 108 and 109 is 4 mm, the delay amount varies from 1 Gps / second to 12.5 ps in one set. Therefore, the variable amount can be changed from 200 Gb / s to 80 Gb / s. .

2組では20psとなるため、200Gb/sから50Gb/sまで対応可能なビットレート可変、1ビット遅延干渉計となる。さらに、3組用いた場合には、30ps程度まで遅延量が増やせるため、40Gb/sにも対応できる1ビット遅延干渉計となる。   Since two sets are 20 ps, the bit rate is variable and a 1-bit delay interferometer capable of handling 200 Gb / s to 50 Gb / s. Further, when three sets are used, the delay amount can be increased to about 30 ps, so that a 1-bit delay interferometer that can cope with 40 Gb / s is obtained.

(A−4)第1の実施形態の効果
以上のように、第1の実施形態によれば、従来よりも、より小さい構造でビットレート、及び位相可変のマイケルソン型1ビット遅延干渉計を構成することができる。
(A-4) Effects of First Embodiment As described above, according to the first embodiment, a Michelson type 1-bit delay interferometer having a smaller structure and a variable bit rate and phase can be used. Can be configured.

(B)第2の実施形態
次に、本発明の遅延干渉計の第2の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(B) Second Embodiment Next, a second embodiment of the delay interferometer of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態では、アクチュエータを2組使用した場合の構成を例示した。第2の実施形態では、第1の実施形態の構成よりも、さらに小型化を実現する構成である。   In 1st Embodiment, the structure at the time of using 2 sets of actuators was illustrated. In the second embodiment, the size is further reduced as compared with the configuration of the first embodiment.

(B−1)第2の実施形態の構成
図7は、第2の実施形態の遅延干渉計1Bの構成を示す構成図である。図7において、第2の実施形態の遅延干渉計1Bは、入力ポートコリメータ201、2個の出力ポートコリメータ202及び203、2個のハーフミラー204及び205、プリズム206、アクチュエータ207、アクチュエータ207により駆動されるくさび型光学素子208、固定されたくさび型光学素子209、反射型液晶素子210、くさび型光学素子211で構成されるものである。
(B-1) Configuration of Second Embodiment FIG. 7 is a configuration diagram showing a configuration of a delay interferometer 1B of the second embodiment. In FIG. 7, the delay interferometer 1B of the second embodiment is driven by an input port collimator 201, two output port collimators 202 and 203, two half mirrors 204 and 205, a prism 206, an actuator 207, and an actuator 207. The wedge-shaped optical element 208, the fixed wedge-shaped optical element 209, the reflective liquid crystal element 210, and the wedge-shaped optical element 211 are configured.

アクチュエータ207は、第1の実施形態と同様の駆動部である。第1の実施形態では、2組のアクチュエータを備える場合を例示したが、第2の実施形態では、1組のアクチュエータを備えるものとする。これにより、遅延干渉計をより小型化にすることができる。   The actuator 207 is the same drive unit as in the first embodiment. In the first embodiment, the case where two sets of actuators are provided is illustrated, but in the second embodiment, one set of actuators is provided. Thereby, the delay interferometer can be further downsized.

くさび型光学素子208及びくさび型光学素子209のウェッジ角は等しく、それぞれの斜辺が平行となるように配置されている。   The wedge-type optical element 208 and the wedge-type optical element 209 have the same wedge angle, and are arranged so that their hypotenuses are parallel to each other.

反射型液晶素子210は、例えば、LCOS(Liquid Crystal On Silicon)などのように、反射型の液晶素子である。反射型液晶素子210は、印加する電界により液晶の配向が変化する。すなわち、電界を印加して、入射される光に対して所定の角度をもたせる状態に液晶を変化させる。これにより、入力光が反射型液晶素子210の液晶に反射することで、当該入力光の位相状態が制御される。   The reflective liquid crystal element 210 is a reflective liquid crystal element such as LCOS (Liquid Crystal On Silicon). In the reflective liquid crystal element 210, the orientation of the liquid crystal changes depending on the electric field applied. That is, an electric field is applied to change the liquid crystal so that it has a predetermined angle with respect to incident light. Thereby, the input light is reflected by the liquid crystal of the reflective liquid crystal element 210, so that the phase state of the input light is controlled.

くさび型光学素子211は、反射型液晶素子210からの反射光線を、反射型液晶素子210に入力する光線と平行となるように調整するものである。   The wedge-shaped optical element 211 adjusts the reflected light beam from the reflective liquid crystal element 210 so as to be parallel to the light beam input to the reflective liquid crystal element 210.

(B−2)第2の実施形態の動作
次に、第2の実施形態の遅延干渉計1Bの動作を、図7及び図3を参照しながら説明する。
(B-2) Operation of Second Embodiment Next, the operation of the delay interferometer 1B of the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図7の紙面に平行に振動する電界を持つ光が遅延干渉計1Bに入力し、入力された光は、入力ポートコリメータ201により平行光線となる。また、入力ポートコリメータ201からの平行光線は、ハーフミラー204に入力される。   Light having an electric field that oscillates parallel to the paper surface of FIG. 7 is input to the delay interferometer 1 </ b> B, and the input light is converted into parallel rays by the input port collimator 201. Further, the parallel rays from the input port collimator 201 are input to the half mirror 204.

ハーフミラー204では光線が2分岐される。1系統はプリズム206側に進行し、もう一方の1系統はくさび型光学素子209側に進行する。   The half mirror 204 splits the light beam into two. One system proceeds to the prism 206 side, and the other system proceeds to the wedge-shaped optical element 209 side.

プリズム206側に進行した光線は、プリズム206により2回全反射を繰り返し、プリズム206に入力した位置に対し、わずかに異なる位置から出力される。プリズム206からの出射光線は、ハーフミラー205に入力される。   The light beam traveling to the prism 206 side is totally reflected twice by the prism 206, and is output from a position slightly different from the position input to the prism 206. Light emitted from the prism 206 is input to the half mirror 205.

また、くさび型光学素子209側に進行した光線は、固定されたくさび型光学素子209を通過し、さらにアクチュエータ207に固定されたくさび型光学素子208を通過する。くさび型光学素子209及び208は、粗調遅延素子として機能するものであり、例えば、ウェッジ角度を30°とするものを適用することができる。   The light beam traveling toward the wedge-shaped optical element 209 side passes through the wedge-shaped optical element 209 that is fixed, and further passes through the wedge-shaped optical element 208 that is fixed to the actuator 207. The wedge-shaped optical elements 209 and 208 function as coarse delay elements, and for example, those having a wedge angle of 30 ° can be applied.

なお、くさび型光学素子209及び208の配置関係については、図3に例示したように、くさび型光学素子208の相互の斜辺が平行に動くように設置されているものとする。この動作は、第1の実施形態と同様である。   As for the positional relationship between the wedge-shaped optical elements 209 and 208, as shown in FIG. 3, it is assumed that the wedge-shaped optical elements 208 are installed such that their oblique sides move in parallel. This operation is the same as in the first embodiment.

くさび型光学素子208から出射された光線は、反射型液晶素子210に入射する。反射型液晶素子210では、印加する電界に応じて液晶の配向が変化し、この状態によって出力する光の位相状態を制御する。   The light beam emitted from the wedge-shaped optical element 208 enters the reflective liquid crystal element 210. In the reflective liquid crystal element 210, the orientation of the liquid crystal changes according to the applied electric field, and the phase state of the output light is controlled according to this state.

ここで、反射型液晶素子210は、光の入射に対して、若干の角度を持たせるように設置されている。反射型液晶素子210では、入力光が、わずかな角度を持つ液晶に反射する。この液晶に光が反射することで、光の位相は変化する。すなわち、光の位相を微調することができる。その反射した光が反射型液晶素子210から出射される。   Here, the reflective liquid crystal element 210 is installed so as to have a slight angle with respect to the incidence of light. In the reflective liquid crystal element 210, the input light is reflected by the liquid crystal having a slight angle. The phase of the light changes as light is reflected by the liquid crystal. That is, the phase of light can be finely adjusted. The reflected light is emitted from the reflective liquid crystal element 210.

反射型液晶素子210により位相が調整された反射光は、くさび型光学素子211に与えられる。くさび型光学素子211は、反射型液晶素子210から出力された光線が、反射型液晶素子210の入力光線と平行となるようにするものである。そのため、反射型液晶素子210に反射された光線は、くさび型光学素子211を通過すると、入力光線と平行に進行する光線にされる。   The reflected light whose phase is adjusted by the reflective liquid crystal element 210 is given to the wedge-shaped optical element 211. The wedge-shaped optical element 211 is configured so that the light beam output from the reflective liquid crystal element 210 is parallel to the input light beam of the reflective liquid crystal element 210. Therefore, when the light beam reflected by the reflective liquid crystal element 210 passes through the wedge-shaped optical element 211, the light beam travels parallel to the input light beam.

そして、再度、光線は、くさび型光学素子208及びくさび型光学素子209を通解して、ハーフミラー205に入力する。   Then, the light beam again passes through the wedge-shaped optical element 208 and the wedge-shaped optical element 209 and is input to the half mirror 205.

ハーフミラー205では、プリズム206からの光線と、くさび型光学素子209からの光線とが入力し、これら光が分岐し、さらに光の干渉を行う。このハーフミラー205での光の分岐及び干渉に関しては、第1の実施形態と同様である。   In the half mirror 205, the light beam from the prism 206 and the light beam from the wedge-shaped optical element 209 are input, and these light beams are branched and further interfere with each other. The branching and interference of light at the half mirror 205 is the same as in the first embodiment.

(B−3)第2の実施形態の効果
以上のように、第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、ハーフミラーによって、2出力(Constructive、Destructive)を出力することができる。また、第2の実施形態によれば、反射型液晶素子を用いて光の位相の微調を行うことができるので、光の位相の粗調を行うアクチュエータを1組とすることができ、構成規模を小さくすることができる。さらに、ハーフミラーでの光の分岐及び干渉を行うために、くさび型光学素子により平行光線の進行方向をわずかに変えることで実現できる。
(B-3) Effects of the Second Embodiment As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, two outputs (Constructive and Destructive) are output by the half mirror. Can do. Further, according to the second embodiment, since it is possible to finely adjust the phase of light using a reflective liquid crystal element, one set of actuators that perform coarse adjustment of the phase of light can be provided, and the configuration scale Can be reduced. Furthermore, in order to branch and interfere the light at the half mirror, it can be realized by slightly changing the traveling direction of the parallel rays by the wedge-shaped optical element.

(C)第3の実施形態
次に、本発明の遅延干渉計の第3の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(C) Third Embodiment Next, a third embodiment of the delay interferometer of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2の実施形態では、反射型液晶素子を用いた実施形態を説明した。しかし、液晶素子は、光の偏光を利用した素子であるため、例えば光信号の受信のようにあらゆる偏光状態で光が入力する可能性のある装置に利用することが困難である。そこで、第3の実施形態では、偏波面ダイバーシティを行い、あらゆる入力偏波面に対応する構成について説明する。   In the second embodiment, the embodiment using the reflective liquid crystal element has been described. However, since the liquid crystal element is an element using the polarization of light, it is difficult to use the liquid crystal element in an apparatus in which light may be input in any polarization state, such as reception of an optical signal. Therefore, in the third embodiment, a configuration corresponding to all input polarization planes by performing polarization plane diversity will be described.

(C−1)第3の実施形態の構成
図8は、第3の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。図8において、第3の実施形態の遅延干渉計1Cは、入力ポートコリメータ301、2個の出力ポートコリメータ302及び303、分光用偏波面ビームスプリッタ(PBS)304、2個のハーフミラー305及び306、プリズム307、アクチュエータ308、アクチュエータ308により駆動されるくさび型光学素子309、固定されたくさび型光学素子310、2個の1/2波長板311及び312、反射型液晶素子313、くさび型光学素子314、光路調整用素子315、2個の集光用偏波面ビームスプリッタ(PBS)316及び317で構成される。
(C-1) Configuration of the Third Embodiment FIG. 8 is a configuration diagram showing the configuration of the delay interferometer of the third embodiment. In FIG. 8, the delay interferometer 1C of the third embodiment includes an input port collimator 301, two output port collimators 302 and 303, a polarization polarization beam splitter (PBS) 304, and two half mirrors 305 and 306. , Prism 307, actuator 308, wedge-shaped optical element 309 driven by actuator 308, fixed wedge-shaped optical element 310, two half-wave plates 311 and 312, reflective liquid crystal element 313, wedge-shaped optical element 314, an optical path adjusting element 315, and two condensing polarization plane beam splitters (PBS) 316 and 317.

向かい合わせになったくさび型光学素子310及び311は、ウェッジ角が等しい。   The wedge-shaped optical elements 310 and 311 facing each other have the same wedge angle.

(C−2)第3の実施形態の動作
次に、第3の実施形態の遅延干渉計1Cの動作を図8及び図3を参照して説明する。
(C-2) Operation of the Third Embodiment Next, the operation of the delay interferometer 1C of the third embodiment will be described with reference to FIGS.

入力ポートより遅延干渉計1Cに入力された光は、入力ポートコリメータ301により平行光線となる。入力ポートコリメータ301からの平行光線は、偏波面ビームスプリッタ304に入力される。   The light input from the input port to the delay interferometer 1 </ b> C is converted into parallel rays by the input port collimator 301. Parallel rays from the input port collimator 301 are input to the polarization plane beam splitter 304.

分光用偏波面ビームスプリッタ304では、光が、直行する2つの軸(図8では、紙面に平行な面上で光の進行方向に直行する軸、及び、紙面に垂直な面上で光の進行方向に直行する軸)で電界が振動する2つの光線に分離される。   In the polarization plane beam splitter 304 for spectroscopy, light travels on two axes perpendicular to each other (in FIG. 8, an axis perpendicular to the light traveling direction on a surface parallel to the paper surface and a surface perpendicular to the paper surface). The electric field is separated into two light beams that oscillate in the direction perpendicular to the direction.

ここでは、偏波面が直行する2つの光線を光線(1)、光線(2)と呼ぶ。光線(1)及び光線(2)は、分光用偏波面ビームスプリッタ304により分離され、若干の位置ずれを持って出力される。この位置ずれの距離は、特に限定されるものではなく、実験的に求めることができる。   Here, the two light beams whose polarization planes are orthogonal are referred to as light beam (1) and light beam (2). The light beam (1) and the light beam (2) are separated by the polarization polarization beam splitter 304 and output with a slight positional deviation. The distance of this positional deviation is not particularly limited and can be obtained experimentally.

分光用偏波面ビームスプリッタ304から出力された2つの光線(1)及び光線(2)は、ハーフミラー305に入力される。   The two light beams (1) and (2) output from the spectral polarization plane beam splitter 304 are input to the half mirror 305.

光線(1)は、ハーフミラー305により2分岐される。ここでは、一方の1系統を光線(1−1)、他方の1系統を光線(1−2)と呼ぶ。光線(1−1)はプリズム307側に進行し、光線(1−2)はくさび型光学素子310側に進行する。   The light beam (1) is branched into two by the half mirror 305. Here, one system is referred to as a light beam (1-1), and the other system is referred to as a light beam (1-2). The light beam (1-1) travels to the prism 307 side, and the light beam (1-2) travels to the wedge-shaped optical element 310 side.

光線(2)も、同様に、ハーフミラー305により2分岐される。ここでは、一方の1系統の光線(2−1)はプリズム307側に進行し、他方の1系統の光線(2−2)はくさび型光学素子310側に進行する。   Similarly, the light beam (2) is also bifurcated by the half mirror 305. Here, one light beam (2-1) of one system travels to the prism 307 side, and the other light beam (2-2) of the other system travels to the wedge-shaped optical element 310 side.

プリズム307に入力された光線(1−1)及び光線(2−1)はそれぞれ、プリズム307により2回全反射を繰り返し、プリズム307に入力した入力位置からわずかに異なる位置から出力される。プリズム307からの出射された光線(1−1)及び光線(2−1)は、ハーフミラー306に入力される。   The light beam (1-1) and the light beam (2-1) input to the prism 307 are each totally reflected twice by the prism 307, and output from a position slightly different from the input position input to the prism 307. The light beam (1-1) and the light beam (2-1) emitted from the prism 307 are input to the half mirror 306.

一方、光線(1−2)及び光線(2−2)は、固定されたくさび型光学素子310を通過し、さらに、アクチュエータ308に固定されたくさび型光学素子309を通過する。   On the other hand, the light beam (1-2) and the light beam (2-2) pass through the fixed wedge-shaped optical element 310 and further pass through the wedge-shaped optical element 309 fixed to the actuator 308.

なお、アクチュエータ308に固定されたくさび型光学素子309とくさび型光学素子310との配置関係については、図3に例示したように、くさび型光学素子309及び310の斜辺が平行に動くように設置されている。また、くさび型光学素子309及び310は、粗調用の光学素子として機能するものである。   The wedge-shaped optical element 309 fixed to the actuator 308 and the wedge-shaped optical element 310 are arranged so that the oblique sides of the wedge-shaped optical elements 309 and 310 move in parallel as illustrated in FIG. Has been. The wedge-shaped optical elements 309 and 310 function as optical elements for coarse adjustment.

くさび型光学素子309から出射した光線のうち、図8の紙面に垂直な振動する偏波を持った光線(2−2)は、1/2波長板311に入力する。1/2波長板311を通過することで、図8の紙面に平行な偏波を持つ光線(2−2)’となる。そして、光線(2−2)’は、反射型液晶素子313に入力する。   Of the light beams emitted from the wedge-shaped optical element 309, a light beam (2-2) having a polarization that vibrates perpendicular to the paper surface of FIG. 8 is input to the half-wave plate 311. By passing through the half-wave plate 311, it becomes a light beam (2-2) ′ having a polarization parallel to the paper surface of FIG. Then, the light beam (2-2) ′ is input to the reflective liquid crystal element 313.

一方、くさび型光学素子309から出射した光線(1−2)はそのまま、反射型液晶素子313に入力する。   On the other hand, the light beam (1-2) emitted from the wedge-shaped optical element 309 is input to the reflective liquid crystal element 313 as it is.

反射型液晶素子313では、第2の実施形態と同様に、印加する電界に応じて液晶の配向が変化し、この状態によって出力する光の位相状態を制御する。また、反射型液晶素子313は、図8の紙面に平行に振動する偏波を持つ光線の位相だけ変化させることができる。つまり、反射型液晶素子313に入射した光線(1−2)及び光線(2−2)’はそれぞれ、光の入射に対して所定の角度を持った液晶素子に反射し、反射型液晶素子313から出射される。   In the reflective liquid crystal element 313, as in the second embodiment, the orientation of the liquid crystal changes according to the applied electric field, and the phase state of the output light is controlled according to this state. Further, the reflective liquid crystal element 313 can change only the phase of a light beam having a polarization that vibrates parallel to the paper surface of FIG. That is, the light beam (1-2) and the light beam (2-2) ′ incident on the reflective liquid crystal element 313 are reflected by the liquid crystal element having a predetermined angle with respect to the incident light, and the reflective liquid crystal element 313 is obtained. It is emitted from.

反射型液晶素子313により位相が調整された光線(1−2)及び光線(2−2)’はそれぞれ、くさび型光学素子314を通過し、反射型液晶素子313に入力する光線と平行に進行する光線となる。   The light beam (1-2) and the light beam (2-2) ′ whose phases are adjusted by the reflective liquid crystal element 313 pass through the wedge-shaped optical element 314 and travel in parallel with the light beam input to the reflective liquid crystal element 313. It becomes a ray of light.

ここで、くさび型光学素子314から出力された光線(2−2)’は、1/2波長板312に入力する。1/2波長板312は、再度、図8の紙面に垂直に振動する偏波を持った光線とするものである。従って、1/2波長板312を光線(2−2)’が通過することにより、出力光線は紙面に垂直に振動する光線となる。この出力光線を光線(2−2)”と呼ぶ。   Here, the light beam (2-2) ′ output from the wedge-shaped optical element 314 is input to the half-wave plate 312. The half-wave plate 312 is again a light beam having a polarization that vibrates perpendicularly to the paper surface of FIG. Accordingly, when the light beam (2-2) 'passes through the half-wave plate 312, the output light beam becomes a light beam that vibrates perpendicularly to the paper surface. This output light beam is called a light beam (2-2) ".

光線(1−2)及び光線(2−2)”は、くさび型光学素子309及び310を通過した後、ハーフミラー306に入力される。なお、この間、光線(1−2)は、光線(2−2)”との光路長調整のため、光路長調整用素子315を通過する。   The light beam (1-2) and the light beam (2-2) "pass through the wedge-shaped optical elements 309 and 310 and then enter the half mirror 306. During this time, the light beam (1-2) 2-2) ”is passed through the optical path length adjusting element 315 for adjusting the optical path length.

ハーフミラー306では、それぞれ同じ偏波面を持つ、光線(1−1)と光線(1−2)とが干渉し、光線(2−1)と光線(2−2)”とが干渉する。そのため、図8のハーフミラー306に示すように、ハーフミラー306では光の干渉が2箇所で生じる。   In the half mirror 306, the light beam (1-1) and the light beam (1-2) having the same polarization plane interfere with each other, and the light beam (2-1) and the light beam (2-2) '' interfere with each other. As shown in the half mirror 306 in FIG. 8, light interference occurs in two places in the half mirror 306.

ハーフミラー306の左側から出力された2つの光線は、集光用偏波面ビームスプリッタ316で集光され、出力ポートコリメータ302で結合されて出力される。また、ハーフミラー306の下方から出力された2つの光線は、集光用偏波面ビームスプリッタ317で集光され、出力ポートコリメータ303で結合されて出力される。   The two light beams output from the left side of the half mirror 306 are condensed by the condensing polarization plane beam splitter 316, combined by the output port collimator 302, and output. Further, the two light beams output from below the half mirror 306 are condensed by the condensing polarization plane beam splitter 317, combined by the output port collimator 303, and output.

(C−3)第3の実施形態の効果
以上のように、第3の実施形態によれば、入力する入力信号の偏波面に拘らず、反射型液晶素子を用いた小型の遅延干渉計の動作を実現させることができる。
(C-3) Effects of the Third Embodiment As described above, according to the third embodiment, a small delay interferometer using a reflective liquid crystal element is used regardless of the polarization plane of the input signal to be input. Operation can be realized.

(D)第4の実施形態
次に、本発明の遅延干渉計の第4の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(D) Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the delay interferometer of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1の実施形態では、変調方式としてDPSKを採用した光通信システムに適用する遅延干渉計について説明した。   In the first embodiment, the delay interferometer applied to the optical communication system adopting DPSK as the modulation method has been described.

一方、検討が進められているDQPSK(Differential Quadrature Phase Shift Keying)を採用した高速光通信システムでは、2台の1ビット遅延干渉計を用いる方式が適用されている。この場合、第1の実施形態で説明した1ビット遅延干渉計を2台用いることになるが、省スペース化の観点から、1台の1ビット遅延干渉計で実現することが望まれる。   On the other hand, in a high-speed optical communication system employing DQPSK (Differential Quadrature Phase Shift Keying), which is being studied, a system using two 1-bit delay interferometers is applied. In this case, two 1-bit delay interferometers described in the first embodiment are used. From the viewpoint of space saving, it is desirable to realize with one 1-bit delay interferometer.

そこで、第4の実施形態では、DQPSK変調方式の信号にも対応可能な1台の1ビット遅延干渉計について説明する。   Therefore, in the fourth embodiment, a single 1-bit delay interferometer that can cope with a DQPSK modulation signal will be described.

(D−1)第4の実施形態の構成
図9は、第4の実施形態の遅延干渉計の構成を示す構成図である。図9において、第4の実施形態の遅延干渉計1Dは、2個の入力ポートコリメータ401及び402、4個の出力ポートコリメータ403、404、405及び406、2個のハーフミラー407及び408、2個の光位相調整素子409及び410、2個のプリズム411及び412、2個のアクチエエータ413及び414、各アクチュエータ413及び414によって駆動されるくさび型光学素子415及び416、固定された2個のくさび型光学素子417及び418で構成される。
(D-1) Configuration of the Fourth Embodiment FIG. 9 is a configuration diagram showing the configuration of the delay interferometer of the fourth embodiment. In FIG. 9, the delay interferometer 1D of the fourth embodiment includes two input port collimators 401 and 402, four output port collimators 403, 404, 405 and 406, two half mirrors 407 and 408, 2 Optical phase adjusting elements 409 and 410, two prisms 411 and 412, two actuators 413 and 414, wedge-shaped optical elements 415 and 416 driven by each actuator 413 and 414, two fixed wedges Mold optical elements 417 and 418.

くさび型光学素子415及び418は、それぞれの斜辺が向かい合わせに配置されており、それぞれのウェッジ角は等しい。同様に、くさび型光学素子416及び417は、それぞれの斜面が向かい合わせに配置されており、それぞれのウェッジ角は等しい。   The wedge-shaped optical elements 415 and 418 are arranged such that their hypotenuses face each other, and their wedge angles are equal. Similarly, the wedge-shaped optical elements 416 and 417 are arranged so that the inclined surfaces face each other, and the wedge angles are equal.

(D−2)第4の実施形態の動作
次に、第4の実施形態の遅延干渉計1Dの動作について図9及び図3を参照しながら説明する。
(D-2) Operation of the Fourth Embodiment Next, the operation of the delay interferometer 1D of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. 9 and FIG.

遅延干渉計1Dは、2個の入力ポートコリメータ401及び402を備え、2入力の構成をとる。そのため、各入力ポートから遅延干渉計1Dに入力した2つの光はそれぞれ、入力ポートコリメータ401及び402により平行光線となる。そして、入力ポートコリメータ401及び402からの各平行光線は、ハーフミラー407に入力する。   The delay interferometer 1D includes two input port collimators 401 and 402 and has a two-input configuration. Therefore, the two lights input to the delay interferometer 1D from each input port are converted into parallel rays by the input port collimators 401 and 402, respectively. The parallel rays from the input port collimators 401 and 402 are input to the half mirror 407.

入力ポートコリメータ401からの光線は、ハーフミラー407により2分岐され、一方の1系統はプリズム411側に進行し、他方の1系統はくさび型光学素子418側に進行する。   The light beam from the input port collimator 401 is branched into two by the half mirror 407, one of the systems proceeds to the prism 411 side, and the other system travels to the wedge-shaped optical element 418 side.

また、ハーフミラー407とプリズム411との間には、光位相調整素子410が配置されており、ハーフミラー407からプリズム411側に進行した光線は、光位相調整素子410に入力する。光位相調整素子410は、光の位相を−π/4だけ調整するものであり、光位相調整素子410に入力した光線は、光の位相が−π/4だけずれて、プリズム411に入力される。   Further, an optical phase adjusting element 410 is disposed between the half mirror 407 and the prism 411, and the light beam traveling from the half mirror 407 to the prism 411 side is input to the optical phase adjusting element 410. The optical phase adjusting element 410 adjusts the phase of light by −π / 4, and the light beam input to the optical phase adjusting element 410 is input to the prism 411 with the light phase shifted by −π / 4. The

一方、入力ポートコリメータ402からの光線も、ハーフミラー407により、プリズム411側とくさび型光学素子418側に2分岐される。   On the other hand, the light beam from the input port collimator 402 is also bifurcated by the half mirror 407 into the prism 411 side and the wedge-shaped optical element 418 side.

また、ハーフミラー407とプリズム411との間には、光位相調整素子409が配置されており、ハーフミラー407からプリズム411側に進行した光は、光位相調整素子409に入力する。光位相調整素子409は、光の位相をπ/4だけ調整するものであり、光位相調整素子409に入力した光線は、光の位相がπ/4だけずれて、プリズム411に入力される。   An optical phase adjustment element 409 is disposed between the half mirror 407 and the prism 411, and light traveling from the half mirror 407 to the prism 411 side is input to the optical phase adjustment element 409. The optical phase adjusting element 409 adjusts the phase of light by π / 4. The light beam input to the optical phase adjusting element 409 is input to the prism 411 with the light phase shifted by π / 4.

プリズム411に入力された各光線は、プリズム411により2回反射されて、それぞれの光線の入力位置からわずかにずれた位置から出力し、ハーフミラー408に進行する。   Each light beam input to the prism 411 is reflected twice by the prism 411, output from a position slightly shifted from the input position of each light beam, and proceeds to the half mirror 408.

一方、ハーフミラー407からくさび型光学素子418に進行した2個の光線は、くさび型光学素子418を通過し、さらにアクチュエータ413に固定されるくさび型光学素子415を通過する。さらに、くさび型光学素子415を通過した2個の光線は、アクチュエータ414に固定されたくさび型光学素子417を通過し、くさび型光学素子416を通過して、プリズム412に入力する。   On the other hand, the two light beams traveling from the half mirror 407 to the wedge-shaped optical element 418 pass through the wedge-shaped optical element 418 and further pass through the wedge-shaped optical element 415 fixed to the actuator 413. Further, the two light beams that have passed through the wedge-shaped optical element 415 pass through the wedge-shaped optical element 417 fixed to the actuator 414, pass through the wedge-shaped optical element 416, and are input to the prism 412.

プリズム412に入力された各光線は、プリズム412により2回反射されて、それぞれの光線の入力位置からわずかにずれた位置から出力する。プリズム412から出力された各光線は、くさび型光学素子416、417、415及び418を通過して、ハーフミラー408に入力する。   Each light beam input to the prism 412 is reflected twice by the prism 412 and output from a position slightly shifted from the input position of each light beam. Each light beam output from the prism 412 passes through the wedge-shaped optical elements 416, 417, 415, and 418 and is input to the half mirror 408.

ハーフミラー408では、プリズム411から出射された2個の光線と、くさび型光学素子418を通過してきた2個の光線とが入力され、第1の実施形態と同様に、それぞれの光線について光の分岐及び干渉が行われる。   In the half mirror 408, the two light beams emitted from the prism 411 and the two light beams that have passed through the wedge-shaped optical element 418 are input, and in the same manner as in the first embodiment, the light of each light beam is transmitted. Bifurcation and interference occurs.

ここで、ハーフミラー408では、4個の光の干渉信号が得られる。1つは、入力ポートコリメータ401からの入力光信号と光位相調整素子410で−π/4だけ位相がずれた信号との干渉信号、2つは、入力ポートコリメータ401からの入力光信号と光位相調整素子409でπ/4だけ位相がずれた信号との干渉信号、3つは、入力ポートコリメータ402からの入力光信号と光位相調整素子410で−π/4だけ位相がずれた信号との干渉信号、4つは、入力ポートコリメータ402からの入力光信号と光位相調整素子409でπ/4だけ位相がずれた信号との干渉信号である。   Here, in the half mirror 408, four light interference signals are obtained. One is an interference signal between an input optical signal from the input port collimator 401 and a signal whose phase is shifted by −π / 4 by the optical phase adjustment element 410, and two is an input optical signal and light from the input port collimator 401. An interference signal with a signal whose phase is shifted by π / 4 by the phase adjustment element 409, and three signals that are an input optical signal from the input port collimator 402 and a signal whose phase is shifted by −π / 4 by the optical phase adjustment element 410 The four interference signals are interference signals between an input optical signal from the input port collimator 402 and a signal whose phase is shifted by π / 4 at the optical phase adjusting element 409.

ハーフミラー408から出力される4つの干渉信号はそれぞれ、出力ポートコリメータ403〜406に与えられ平行光線として出力される。   The four interference signals output from the half mirror 408 are respectively provided to the output port collimators 403 to 406 and output as parallel rays.

このように、従来、DQPSK信号の復調では、第1の干渉計ではπ/4の位相差で干渉させ、もう一方の干渉計では−π/4の位相差で干渉させることが必要であったが、第4の実施形態によれば、光位相調整素子409及び410を備え、それぞれ2つの入力信号と干渉させることで、同様の動作を実現することができる。   Thus, conventionally, in the demodulation of a DQPSK signal, it was necessary to cause the first interferometer to interfere with a phase difference of π / 4 and the other interferometer to cause interference with a phase difference of −π / 4. However, according to the fourth embodiment, the optical phase adjusting elements 409 and 410 are provided, and the same operation can be realized by causing interference with two input signals.

(D−3)第4の実施形態の効果
以上のように、第4の実施形態によれば、DQPSKの復調を行うモデジュレータを1つの干渉計で実現することができる。
(D-3) Effects of the Fourth Embodiment As described above, according to the fourth embodiment, a modulator that performs DQPSK demodulation can be realized by a single interferometer.

(E)第5の実施形態
次に、本発明の遅延干渉計の第5の実施形態について図面を参照しながら説明する。
(E) Fifth Embodiment Next, a fifth embodiment of the delay interferometer of the present invention will be described with reference to the drawings.

第5の実施形態は、第1〜第4の実施形態で説明したくさび型光学素子の設置態様に関するものである。   The fifth embodiment relates to the installation mode of the wedge-shaped optical element described in the first to fourth embodiments.

一般的に、遅延干渉計の精度は、干渉させる光が明るい方がよい。くさび型光学素子は、通常反射防止膜(AR膜)がコーティングされているので、入射された光は反射が起こらないように設計されている。そのため、明るさを維持して干渉信号を得ることができる。   In general, the accuracy of the delay interferometer is better when the interference light is brighter. Since the wedge-shaped optical element is usually coated with an antireflection film (AR film), it is designed so that the incident light is not reflected. Therefore, an interference signal can be obtained while maintaining brightness.

しかし、くさび型光学素子の光学特性は、光の入射角度が変わると変化し得る。特に、入射角が30°を超えて、光が入射されると、その偏光波であるTE波及びTM波の反射率が大きく変わってくる。   However, the optical characteristics of the wedge-shaped optical element can change when the incident angle of light changes. In particular, when the incident angle exceeds 30 ° and light is incident, the reflectivity of TE waves and TM waves, which are polarized waves, greatly changes.

このことから、粗調用のくさび型光学素子に入射する光の偏光状態によっては、反射率が変わり、出射光に損失が生じ、遅延干渉計の精度も悪くなるおそれが生じ得る。   For this reason, depending on the polarization state of the light incident on the wedge-shaped optical element for coarse adjustment, the reflectivity may change, loss may occur in the emitted light, and the accuracy of the delay interferometer may deteriorate.

上記のような問題を回避するために、(1)入射角に合わせた反射防止膜を製膜する方法や、(2)多層膜を構成し、入射角依存を小さくするという方法等が考えられる。しかし、(1)の方法は、入射角に対する依存性が大きくなり、実装時の誤差に対応する許容性が小さくなるという課題が生じ得る。また(2)の方法は、製膜のコストが高くなるという問題が生じ得る。くさび型光学素子の反射防止膜に特別な処置を施すことなく、反射、透過特性の問題を解決することが望まれる。   In order to avoid the above problems, (1) a method of forming an antireflection film according to the incident angle, (2) a method of forming a multilayer film and reducing the incident angle dependency, and the like can be considered. . However, the method (1) has a problem that the dependency on the incident angle increases and the tolerance corresponding to the error at the time of mounting decreases. Further, the method (2) may cause a problem that the cost of film formation becomes high. It is desired to solve the problem of reflection and transmission characteristics without applying a special treatment to the antireflection film of the wedge-shaped optical element.

そこで、第5の実施形態では、くさび型光学素子への光の入射角を極力小さくして損失を極力小さくする実施形態を例示する。   Therefore, the fifth embodiment exemplifies an embodiment in which the incident angle of light to the wedge-shaped optical element is made as small as possible to minimize loss.

(E−1)第5の実施形態の構成
第5の実施形態では、固定されたくさび型光学素子と、アクチュエータに固定されたくさび型光学素子との設置構成に特徴がある。そのため、2個のくさび型光学素子との設置構成を中心に説明する。それ以外の構成については、第1〜第4の実施形態で説明した構成と同様である。つまり、第5の実施形態で説明する2個のくさび型光学素子の設置構成を、第1〜第4の実施形態にも適用することができる。
(E-1) Configuration of Fifth Embodiment The fifth embodiment is characterized by an installation configuration of a wedge-shaped optical element fixed and a wedge-shaped optical element fixed to an actuator. For this reason, the installation configuration with two wedge-shaped optical elements will be mainly described. Other configurations are the same as the configurations described in the first to fourth embodiments. That is, the installation configuration of the two wedge-shaped optical elements described in the fifth embodiment can be applied to the first to fourth embodiments.

図10は、くさび型光学素子に垂直入射するときの構成例を示す構成図である。図10において、くさび型光学素子601は、図示しないアクチュエータの駆動により移動するものである。図10において、一点鎖線はくさび型光学素子601の移動前の位置を示し、実線は移動後の位置を示す。   FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration example when perpendicularly entering the wedge-shaped optical element. In FIG. 10, a wedge-shaped optical element 601 moves by driving an actuator (not shown). In FIG. 10, the alternate long and short dash line indicates the position of the wedge-shaped optical element 601 before movement, and the solid line indicates the position after movement.

なお、くさび型光学素子601及びくさび型光学素子602の向かい合う面は平行であり、ウェッジ角は共に等しく、各面の屈折率nは共に1.5とする。   Note that the opposing surfaces of the wedge-shaped optical element 601 and the wedge-shaped optical element 602 are parallel, the wedge angles are both equal, and the refractive index n of each surface is 1.5.

くさび型光学素子601の第1面に入射する光線は垂直に入射する。光線がくさび型光学素子601から出射するとき、光線が第2面に入射するくさび型光学素子601内の角度は30°となる。このとき、くさび型光学素子601とくさび型光学素子602との間の空気中では48.6°であり、およそ49°となるため、非常に大きな角度となる。なお、空気中での角度はくさび型光学素子602の第1面に入射する角度となる。このように、くさび型光学素子601及び602の各面への入射角度は大きくなるので、反射・透過特性による損失も大きくなり得る。   Light incident on the first surface of the wedge-shaped optical element 601 enters perpendicularly. When the light beam is emitted from the wedge-shaped optical element 601, the angle in the wedge-shaped optical element 601 at which the light beam is incident on the second surface is 30 °. At this time, in the air between the wedge-shaped optical element 601 and the wedge-shaped optical element 602, the angle is 48.6 °, which is approximately 49 °, so that the angle is very large. Note that the angle in the air is an angle incident on the first surface of the wedge-shaped optical element 602. As described above, since the incident angle to each surface of the wedge-shaped optical elements 601 and 602 is increased, loss due to reflection / transmission characteristics can be increased.

そこで、第5の実施形態では、図11に例示するように、くさび型光学素子611及び612の頂角を2分する面に垂直に光が進行するように、入射角を選定する。   Therefore, in the fifth embodiment, as illustrated in FIG. 11, the incident angle is selected so that light travels perpendicular to the plane that divides the apex angle of the wedge-shaped optical elements 611 and 612.

図11は、くさび型光学素子の頂角を2分する面に垂直に光が進行するように入射角を選定した場合の構成例を示す構成図である。図11において、破線が、頂角を2分する面を示す。   FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration example when the incident angle is selected so that light travels perpendicularly to a plane that bisects the apex angle of the wedge-shaped optical element. In FIG. 11, a broken line indicates a plane that divides the apex angle into two.

図11において、くさび型光学素子611の第1面に入射する光線の入射角度が15°であり、第1面からの出射する角度が10°となる。また、光線がくさび型光学素子611の第2面に入射する角度が25°であり、第2面から空気中に出射する角度は39°となる。図11の例の場合、図10の例に比べれば、くさび型光学素子への入射角度を小さくすることができる。   In FIG. 11, the incident angle of the light beam incident on the first surface of the wedge-shaped optical element 611 is 15 °, and the outgoing angle from the first surface is 10 °. Further, the angle at which the light beam is incident on the second surface of the wedge-shaped optical element 611 is 25 °, and the angle at which the light beam is emitted from the second surface into the air is 39 °. In the case of the example in FIG. 11, the incident angle to the wedge-shaped optical element can be reduced as compared with the example in FIG. 10.

図12は、くさび型光学素子内で、くさび型光学素子の頂角を2分する面に垂直に光を進行させるように入射角を選定した場合の構成例を示す構成図である。   FIG. 12 is a configuration diagram showing a configuration example in the case where the incident angle is selected so that light travels perpendicularly to the plane that divides the apex angle of the wedge optical element into two in the wedge optical element.

図12において、くさび型光学素子621の第1面に入射する光線の入射角度が23°であり、15°の角度で出射する。くさび型光学素子621の素子内において、光線は、くさび型光学素子621の頂角を2分する面に垂直に進行する。そして、くさび型光学素子621の第2面への光線の入射角は15°となり、空気中への出射角度は23°となる。   In FIG. 12, the incident angle of the light incident on the first surface of the wedge-shaped optical element 621 is 23 °, and is emitted at an angle of 15 °. Within the element of the wedge-shaped optical element 621, the light beam travels perpendicular to a plane that bisects the apex angle of the wedge-shaped optical element 621. The incident angle of the light beam on the second surface of the wedge-shaped optical element 621 is 15 °, and the emission angle into the air is 23 °.

図11の例の場合、最大の入射角が39°であるのに対して、図12の例の場合、最大の入射角が23°であり、図11の例の場合よりも小さい。図11の場合も効果的に出射光の損失を抑えているが、図12の場合の方が、より効果的に出射光の損失を抑えていることが分かる。   In the example of FIG. 11, the maximum incident angle is 39 °, whereas in the example of FIG. 12, the maximum incident angle is 23 °, which is smaller than in the example of FIG. In the case of FIG. 11, the loss of the emitted light is effectively suppressed, but it is understood that the loss of the emitted light is more effectively suppressed in the case of FIG.

しかし、図11及び図12の場合、光線が、プリズム613及び623に反射し、再度くさび型光学素子に戻ってきて通過し、くさび型光学素子から出射するとき、光線の光線軸が、くさび型光学素子611及び612の移動に伴い、平行に移動してしまう(図11及び図12の「A」参照)。   However, in the case of FIGS. 11 and 12, when the light beam is reflected by the prisms 613 and 623, returns to the wedge-shaped optical element again, and exits from the wedge-shaped optical element, the beam axis of the light beam is wedge-shaped. As the optical elements 611 and 612 move, they move in parallel (see “A” in FIGS. 11 and 12).

光ファイバに再結合することを考慮すると、このような光線軸の移動があると、光ファイバに再結合することができなくなるという問題や、損失が大きくなる等といった問題が生じ得る。また、図11及び図12のように、プリズム613及び623を用いると、光線が反転してしまうという問題もある。   In consideration of recombination with the optical fiber, such a movement of the light axis may cause problems such as failure to recombine with the optical fiber and increased loss. Further, as shown in FIGS. 11 and 12, when the prisms 613 and 623 are used, there is a problem that the light beam is inverted.

図13は、第5の実施形態の2個のくさび型光学素子の構造及びその周辺の構成例を示す構成図である。図13に示す構成例は、図示しないアクチュエータにより駆動されるくさび型光学素子501、固定されたくさび型光学素子502、反射部503〜505を少なくとも有する。   FIG. 13 is a configuration diagram illustrating a structure of two wedge-shaped optical elements according to the fifth embodiment and a configuration example in the vicinity thereof. The configuration example shown in FIG. 13 includes at least a wedge-shaped optical element 501 driven by an actuator (not shown), a fixed wedge-shaped optical element 502, and reflecting portions 503 to 505.

くさび型光学素子501及びくさび型光学素子502は、光学素子内で、光線が頂角を2分する面に垂直に進行するように入射角を選定した配置構成である。くさび型光学素子501及びくさび型光学素子502の頂角は等しく、向かい合う斜辺は平行である。   The wedge-shaped optical element 501 and the wedge-shaped optical element 502 have an arrangement configuration in which the incident angle is selected so that the light beam travels perpendicular to the plane that divides the apex angle into two in the optical element. The apex angles of the wedge-shaped optical element 501 and the wedge-shaped optical element 502 are equal, and the hypotenuses facing each other are parallel.

反射部503〜505は、くさび型光学素子502の第2面から出射された光線を、複数の反射部を一組として、くさび型光学素子502に折り返すものである。図13では、3個の反射部503〜505を一組とする場合を例示しているが、反射部の数は特に限定されるものではない。   The reflecting portions 503 to 505 are configured to fold back the light emitted from the second surface of the wedge-shaped optical element 502 to the wedge-shaped optical element 502 with a plurality of reflecting portions as a set. Although FIG. 13 illustrates a case where the three reflecting portions 503 to 505 are set as one set, the number of the reflecting portions is not particularly limited.

(E−2)第5の実施形態の動作
次に、第5の実施形態の動作について図面を参照しながら説明する。図14は、第5の実施形態の動作を説明する説明図である。図14では、一点鎖線で表された位置にあるくさび型光学素子501が移動し、実線で表された位置にくさび型光学素子501が移動する場合を例示する。
(E-2) Operation of Fifth Embodiment Next, the operation of the fifth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining the operation of the fifth embodiment. FIG. 14 illustrates a case where the wedge-shaped optical element 501 at the position represented by the alternate long and short dash line moves and the wedge-shaped optical element 501 moves to the position represented by the solid line.

光線(1)は、くさび型光学素子501の第1面に入射する。移動前の一点鎖線の位置にくさび型光学素子501が位置する場合、光線(1)は第1面に入射し、光学素子内を光線(2)が進行する。光線(2)は、くさび型光学素子501の第2面に入射し、空気中に出射し、光線(4)の光路をたどって、くさび型光学素子502の第2面を出射する。   The light beam (1) is incident on the first surface of the wedge-shaped optical element 501. When the wedge-shaped optical element 501 is located at the position of the alternate long and short dash line before the movement, the light beam (1) enters the first surface, and the light beam (2) travels through the optical element. The light beam (2) enters the second surface of the wedge-shaped optical element 501, exits into the air, follows the optical path of the light beam (4), and exits the second surface of the wedge-shaped optical element 502.

一方、移動後の実線の位置にくさび型光学素子501が位置する場合、光線(1)は、第1面に入射し、光学素子内を光線(3)が進行する。光線(3)は、くさび型光学素子501の第2面に入射し、空気中に出射し、光線(5)の光路をたどって、くさび型光学素子502の第2面を出射する。   On the other hand, when the wedge-shaped optical element 501 is positioned at the position of the solid line after movement, the light beam (1) is incident on the first surface, and the light beam (3) travels through the optical element. The light beam (3) enters the second surface of the wedge-shaped optical element 501, exits into the air, follows the optical path of the light beam (5), and exits the second surface of the wedge-shaped optical element 502.

このとき、光線(4)と光線(5)では、くさび型光学素子501の位置の移動に伴い、進行する光路の位置が変化している。   At this time, in the light beam (4) and the light beam (5), the position of the traveling optical path changes with the movement of the position of the wedge-shaped optical element 501.

次に、光線(4)及び光線(5)は、反射部503に向けて進行し、反射部503に反射し、反射部504に向けて進行する。さらに、光線(4)及び光線(5)は、反射部504に反射し、反射部505に向けて進行する。反射部505に反射された光線(6)及び光線(7)は、くさび型光学素子502に向けて進行する。   Next, the light beam (4) and the light beam (5) travel toward the reflecting portion 503, are reflected by the reflecting portion 503, and travel toward the reflecting portion 504. Furthermore, the light beam (4) and the light beam (5) are reflected by the reflecting portion 504 and travel toward the reflecting portion 505. The light beam (6) and the light beam (7) reflected by the reflection unit 505 travel toward the wedge-shaped optical element 502.

上記のように、3個の反射部503〜505を用いて、光線(4)及び光線(5)の進行方向を反転させる。この反射によって、2つの光線(4)及び光線(5)との間の位置関係及び距離は変わらないものとなる。   As described above, the traveling directions of the light beam (4) and the light beam (5) are reversed using the three reflecting portions 503 to 505. This reflection ensures that the positional relationship and distance between the two rays (4) and (5) remains unchanged.

つまり、くさび型光線素子502の第2面から出射される光線(4)及び光線(5)と、反射部505に反射された光線(6)及び光線(7)とが平行となる。また、くさび型光学素子502の第2面から出射される光線(4)と光線(5)との間の距離と、反射部505に反射されてくさび型光学素子502の第2面に入射する光線(6)と光線(7)との間の距離は同じである。   That is, the light beam (4) and the light beam (5) emitted from the second surface of the wedge-shaped light element 502 are parallel to the light beam (6) and the light beam (7) reflected by the reflection unit 505. Further, the distance between the light rays (4) and (5) emitted from the second surface of the wedge-shaped optical element 502 and the second surface of the wedge-shaped optical element 502 reflected by the reflecting portion 505 are incident on the second surface. The distance between ray (6) and ray (7) is the same.

そのため、光線(4)及び光線(5)がくさび型光学素子502の第2面から出射する角度と、光線(6)及び光線(7)がくさび型光学素子502の第2面に入射する角度とが等しくなる。   Therefore, the angles at which the light rays (4) and (5) are emitted from the second surface of the wedge-shaped optical element 502, and the angles at which the light beams (6) and (7) are incident on the second surface of the wedge-shaped optical element 502. And become equal.

従って、光線(6)及び(7)が、図14に示す光路をたどり、くさび型光学素子501の第1面から出射する角度と、光線(2)及び光線(3)がくさび型光学素子501の第1面に入射する角度とが等しくなる。その結果、くさび型光学素子501の移動前の光線軸と移動後の光線軸とが同じとなる。   Accordingly, the light beams (6) and (7) follow the optical path shown in FIG. 14, and the angles at which the light beams (2) and (3) are emitted from the first surface of the wedge-shaped optical element 501 and the wedge-shaped optical element 501 are obtained. The angle of incidence on the first surface is equal. As a result, the beam axis before the movement of the wedge-shaped optical element 501 is the same as the beam axis after the movement.

ここで、反射部503〜505は、光線(4)及び光線(5)と光線(6)及び光線(7)とが平行にすることが必要である。反射部503〜505の設置角度は、光線(4)及び光線(5)と光線(6)及び光線(7)とが平行にすることができれば、広く適用することができる。   Here, the reflection parts 503 to 505 require that the light beam (4) and the light beam (5) are parallel to the light beam (6) and the light beam (7). The installation angles of the reflecting portions 503 to 505 can be widely applied if the light beam (4) and the light beam (5) can be parallel to the light beam (6) and the light beam (7).

例えば、図14において、反射部503の設置角度をα、反射部504の設置角度をβ、反射部505の設置角度をγとする。なお、反射部503〜505は、くさび型光学素子501の頂角を2分する面内にあるものとする。この場合、β+γ=α+8°の関係を満たすように反射部503〜505を設置する。   For example, in FIG. 14, the installation angle of the reflection unit 503 is α, the installation angle of the reflection unit 504 is β, and the installation angle of the reflection unit 505 is γ. In addition, the reflection parts 503 to 505 are assumed to be in a plane that bisects the apex angle of the wedge-shaped optical element 501. In this case, the reflectors 503 to 505 are installed so as to satisfy the relationship of β + γ = α + 8 °.

(E−3)第5の実施形態の効果
以上のように、第5の実施形態によれば、図14に示す光線(6)及び光線(7)は、プリズムの反射による上下関係の反転を回避することができる。また、光路間の距離は、入射角が同じであれば、図14に示した「x」で決まる。図14において、光線(1)と光線(6)及び光線(7)との入射の位置が異なるので、光線の進行するくさび型光学素子の厚さが異なる。
(E-3) Effect of Fifth Embodiment As described above, according to the fifth embodiment, the light beam (6) and the light beam (7) shown in FIG. It can be avoided. Further, the distance between the optical paths is determined by “x” shown in FIG. 14 if the incident angles are the same. In FIG. 14, since the incident positions of the light beam (1), the light beam (6), and the light beam (7) are different, the thickness of the wedge-shaped optical element through which the light beam travels is different.

しかしながら、xは、入射の位置や、移動前後のくさび型光学素子の厚みの違いに依存しないため、光学素子通過後に光線(6)と光線(7)の光路は接近し、同一となる。よって、反射部503〜505の設置により、光ファイバ端面に実装されたコリメータレンズに結合することができる。   However, since x does not depend on the incident position or the difference in the thickness of the wedge-shaped optical element before and after the movement, the optical paths of the light beam (6) and the light beam (7) come close to each other after passing through the optical element. Therefore, it can couple | bond with the collimator lens mounted in the optical fiber end surface by installation of the reflection parts 503-505.

(F)他の実施形態
上述した第1〜第5の実施形態で示した遅延干渉計の構成は一例であり、第1〜第5の実施形態で説明した光の遅延干渉を行うことができれば、その構成は広く適用することができる。
(F) Other Embodiments The configuration of the delay interferometer shown in the first to fifth embodiments described above is an example, and if the delayed interference of light described in the first to fifth embodiments can be performed. The configuration can be widely applied.

例えば、第1〜第5の実施形態では、アクチュエータに固定されたくさび型光学素子と、固定されたくさび型光学素子とを向かい合わせに配置した場合を例示した、複数のくさび型光学素子をアクチュエータに固定して、それぞれのくさび型光学素子を移動させることができるようにしてもよい。   For example, in the first to fifth embodiments, a plurality of wedge-shaped optical elements are illustrated as an example in which a wedge-shaped optical element fixed to the actuator and a fixed wedge-shaped optical element are arranged facing each other. The wedge-shaped optical elements may be moved by being fixed to each other.

また例えば、第2の実施形態では、図7に示すハーフミラー204により分岐された2つの光路の一方の光路(図7では右方に進行する光路)に、2個のくさび型光学素子からなる1組の粗動調整手段と、反射型液晶素子を備える場合を例示している。しかし、上述したように、くさび型光学素子の頂角に応じて光路長を調整することができるので、遅延干渉計の装置規模は大きくなるが、2つの光路の双方に粗動調整手段と反射型液晶素子を備える構成としてもよい。   Also, for example, in the second embodiment, two wedge-shaped optical elements are included in one of the two optical paths branched by the half mirror 204 shown in FIG. 7 (the optical path traveling rightward in FIG. 7). A case where a set of coarse motion adjusting means and a reflective liquid crystal element are provided is illustrated. However, as described above, since the optical path length can be adjusted according to the apex angle of the wedge-shaped optical element, the device scale of the delay interferometer becomes large, but the coarse adjustment means and the reflection are provided in both of the two optical paths. It is good also as a structure provided with a type | mold liquid crystal element.

上述した第1〜第5の実施形態では、マイケルソン型干渉計に本発明を適用する場合を例示したが、本発明はマイケルソン型干渉計に限定されるものではない。例えば、複数のくさび型光学素子を1組とする遅延手段を、マッハツェンダ型の干渉計に適用するようにしてもよい。   In the first to fifth embodiments described above, the case where the present invention is applied to a Michelson interferometer is illustrated, but the present invention is not limited to the Michelson interferometer. For example, a delay unit including a set of a plurality of wedge-shaped optical elements may be applied to a Mach-Zehnder interferometer.

第1〜第5の実施形態では、光通信システムに利用する干渉計を想定して説明したが、光通信システムに利用される干渉計に限定されるものではなく、広く干渉計に適用することができる。   The first to fifth embodiments have been described assuming an interferometer used in an optical communication system. However, the present invention is not limited to an interferometer used in an optical communication system, and is widely applied to an interferometer. Can do.

101…入力ポートコリメータ、102及び103…出力ポートコリメータ、104及び105ハーフミラー、106及び107…プリズム、108及び109…アクチュエータ、110及び111…くさび型光学素子、112及び113…くさび型光学素子、
201…入力ポートコリメータ、202及び203…出力ポートコリメータ、204及び205…ハーフミラー、206…プリズム、207…アクチュエータ、208…くさび型光学素子、209…くさび型光学素子、210…反射型液晶素子、211…くさび型光学素子211、
301…入力ポートコリメータ、302及び303…出力ポートコリメータ、304…偏波面ビームスプリッタ(PBS)、305及び306…ハーフミラー、307…プリズム、308…アクチュエータ、309…くさび型光学素子、310…くさび型光学素子、311及び312…1/2波長板、313…反射型液晶素子、314…くさび型光学素子、315…光路調整用素子、316及び317…集光レンズ316、
401及び402…入力ポートコリメータ、403〜406…出力ポートコリメータ、407及び408…ハーフミラー、409及び410…光位相調整素子、411および412…プリズム、413及び414…アクチュエータ、415及び416…くさび型光学素子、417及び418…くさび型光学素子、501…くさび型光学素子、502…くさび型光学素子、
1A〜1D…遅延干渉計。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Input port collimator, 102 and 103 ... Output port collimator, 104 and 105 half mirror, 106 and 107 ... Prism, 108 and 109 ... Actuator, 110 and 111 ... Wedge type optical element, 112 and 113 ... Wedge type optical element,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 201 ... Input port collimator, 202 and 203 ... Output port collimator, 204 and 205 ... Half mirror, 206 ... Prism, 207 ... Actuator, 208 ... Wedge type optical element, 209 ... Wedge type optical element, 210 ... Reflective type liquid crystal element, 211 ... Wedge type optical element 211,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 301 ... Input port collimator, 302 and 303 ... Output port collimator, 304 ... Polarization plane beam splitter (PBS), 305 and 306 ... Half mirror, 307 ... Prism, 308 ... Actuator, 309 ... Wedge type optical element, 310 ... Wedge type Optical elements, 311 and 312... Half-wave plate, 313... Reflective liquid crystal element, 314... Wedge-shaped optical element, 315... Optical path adjusting element, 316 and 317.
401 and 402 ... input port collimator, 403 to 406 ... output port collimator, 407 and 408 ... half mirror, 409 and 410 ... optical phase adjusting element, 411 and 412 ... prism, 413 and 414 ... actuator, 415 and 416 ... wedge type Optical elements 417 and 418 ... wedge-shaped optical elements, 501 ... wedge-shaped optical elements, 502 ... wedge-shaped optical elements,
1A to 1D: Delay interferometer.

Claims (6)

入力された光線を2分岐する分岐手段と、
上記分岐手段により分岐された光線の第1の光路及び又は第2の光路に配置されたものであり、第1の駆動部と、それぞれの頂角が同じである第1のくさび型光学素子及び第2のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、上記第1の駆動部による駆動を受けた上記第2のくさび型光学素子が、対向する上記第1のくさび型光学素子に平行に移動することにより、上記第1の光路及び又は上記第2の光路を進行する光の光路長の粗動調整を行う粗動調整手段と、
上記分岐手段により分岐された光線の第1の光路及び又は第2の光路に配置されたものであり、第2の駆動部と、それぞれの頂角が同じである第3のくさび型光学素子及び第4のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、上記第2の駆動部による駆動を受けた上記第4のくさび型光学素子が、対向する上記第3のくさび型光学素子に平行に移動することにより、上記第1の光路及び又は上記第2の光路を進行する光の光路長の微動調整を行う微動調整手段と、
上記微動調整手段による上記微動調整、上記粗動調整手段による粗動調整が行われた、上記第1の光路を進行する第1の光線及び上記第2の光路を進行する第2の光線を分岐し、上記第1の光線及び上記第2の光線の各分岐光に基づいて再結合して出力する分岐再結合手段と
を備えることを特徴とする遅延干渉計。
Branching means for branching the input light beam into two;
A first wedge-shaped optical element arranged in the first optical path and / or the second optical path of the light beam branched by the branching means, and having the same apex angle with the first drive unit; A second wedge-shaped optical element, wherein the second wedge-shaped optical element driven by the first drive unit is opposed to the first wedge-shaped optical element. Coarse motion adjusting means for performing coarse motion adjustment of the optical path length of the light traveling in the first optical path and / or the second optical path by moving in parallel with the element;
A third wedge-shaped optical element which is arranged in the first optical path and / or the second optical path of the light beam branched by the branching means, and has the same apex angle as the second driving unit; And a fourth wedge-shaped optical element, wherein the fourth wedge-shaped optical element driven by the second drive unit is opposed to the third wedge-shaped optical element. Fine movement adjustment means for performing fine movement adjustment of the optical path length of the light traveling in the first optical path and / or the second optical path by moving in parallel with the element;
The first light beam traveling in the first optical path and the second light beam traveling in the second optical path, which have been subjected to the fine movement adjustment by the fine movement adjustment means and the coarse movement adjustment by the coarse movement adjustment means, are branched. And a branch recombination means for recombining and outputting based on the respective branched lights of the first light beam and the second light beam.
上記分岐手段は、2つの光線が入力され、各光線を2分岐するものであり、
上記分岐手段と上記分岐再結合手段との間に配置され、上記2つの光線のうち一方の光線についての上記第1の光線の光位相を、π/4だけ調整する第1の移相調整手段と、
上記分岐手段と上記分岐再結合手段との間に配置され、上記2つの光線のうち他方の光線についての上記第1の光線の光位相を、−π/4だけ調整する第1の移相調整手段と
をさらに備え、
上記分岐再結合手段が、上記微動調整手段による上記微動調整、上記粗動調整手段による粗動調整が行われた上記各光線についての上記各第2の光線に対して、上記第1の移相調整手段及び上記第2の位相調整手段からの各光線を用いてπ/4及び−π/4の位相差で干渉させるものである
ことを特徴とする請求項1に記載の遅延干渉計。
The branching means receives two light beams and splits each light beam into two.
First phase shift adjusting means, which is arranged between the branching means and the branch recombining means, and adjusts the optical phase of the first light beam for one of the two light beams by π / 4. When,
A first phase shift adjustment that is arranged between the branching means and the branch recombination means and adjusts the optical phase of the first light beam with respect to the other of the two light beams by −π / 4. Further comprising means and
The branch recombination means performs the first phase shift with respect to each second light beam for each light beam that has undergone the fine movement adjustment by the fine movement adjustment means and the coarse movement adjustment by the coarse movement adjustment means. 2. The delay interferometer according to claim 1, wherein each of the light beams from the adjusting unit and the second phase adjusting unit is caused to interfere with a phase difference of π / 4 and −π / 4.
入力された光線を2分岐する分岐手段と、
反射型液晶素子に傾きを持たせ、上記分岐手段により分岐された一方の第1の光路を進行する光線を上記反射型液晶素子で反射させて、当該光線の光位相の制御を行う光位相制御手段と、
上記分岐手段と上記光位相制御手段との間に介在し、駆動部と、それぞれの頂角が同じである第1のくさび型光学素子及び第2のくさび型光学素子とを有して構成されるものであって、上記駆動部による駆動を受けた上記第2のくさび型光学素子が、対向する上記第1のくさび型光学素子に平行に移動することにより、上記分岐手段からの光線及び上記光位相手段により反射され戻ってきた光線の光路長の粗動調整を行う粗動調整手段と、
上記分岐手段により分岐された他方の第2の光路を進行する光線を全反射する反射手段と、
上記反射手段により反射された第1の光線及び上記粗動調整手段から出力された第2の光線を分岐し、上記第1の光線及び上記第2の光線の各分岐光に基づいて再結合して出力する分岐再結合手段と
を備えることを特徴とする遅延干渉計。
Branching means for branching the input light beam into two;
An optical phase control for controlling the optical phase of the light beam by causing the reflective liquid crystal element to be inclined and causing the light beam traveling on the first optical path branched by the branching means to be reflected by the reflective liquid crystal element. Means,
It is interposed between the branching means and the optical phase control means, and comprises a drive unit, and a first wedge-type optical element and a second wedge-type optical element having the same apex angle. The second wedge-shaped optical element driven by the drive unit moves in parallel to the opposed first wedge-shaped optical element, so that the light beam from the branching unit and the above-mentioned Coarse motion adjusting means for performing coarse motion adjustment of the optical path length of the light beam reflected and returned by the optical phase means;
Reflecting means for totally reflecting the light beam traveling in the other second optical path branched by the branching means;
The first light beam reflected by the reflecting means and the second light beam output from the coarse motion adjusting means are branched and recombined based on the branched lights of the first light beam and the second light beam. And a branch recombination means for outputting the delayed interferometer.
上記分岐手段の前段に、入力される光線を、偏波面の直行する2つの平行光線に分離する偏波光線分離手段を備え、
上記分岐手段が、上記偏波光線分離手段からの上記各平行光線を2分岐するものであり、
上記分岐再結合手段が、上記各平行光線についての上記第1の光線及び上記各平行光線についての上記第2の光線を用いて、上記各平行光線について別々に干渉させるものである
ことを特徴とする請求項3に記載の遅延干渉計。
Provided in front of the branching means is a polarized light beam separating means for separating the input light beam into two parallel light beams perpendicular to the plane of polarization,
The branching means bifurcates each parallel light from the polarized light separating means;
The branching / recombining means causes the parallel rays to interfere separately using the first ray for each parallel ray and the second ray for each parallel ray. The delay interferometer according to claim 3.
上記第1のくさび型光学素子及び上記第2のくさび型光学素子が、上記第1のくさび型光学素子及び上記第2のくさび型光学素子の頂角を2分する面に垂直に光線が入射し、上記第1のくさび型光学素子及び上記第2のくさび型光学素子への光線の入射角が最小となるように配置されたものであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の遅延干渉計。   The first wedge-shaped optical element and the second wedge-shaped optical element are incident on a plane perpendicular to a plane that bisects the apex angle of the first wedge-shaped optical element and the second wedge-shaped optical element. And the first wedge-shaped optical element and the second wedge-shaped optical element are arranged so that an incident angle of a light beam is minimized. The delay interferometer described in 1. 上記第1のくさび型光学素子及び上記第2のくさび型光学素子から出射された光線を、複数の反射部を用いて光路のずれを補正する光路補正手段を備えることを特徴とする請求項5に記載の遅延干渉計。   6. An optical path correction unit that corrects a deviation of an optical path of light beams emitted from the first wedge-type optical element and the second wedge-type optical element using a plurality of reflection units. The delay interferometer described in 1.
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