JP2016103021A - ビーム処理装置、ビーム減衰および切り替え装置、ならびに光波長選択スイッチシステム - Google Patents
ビーム処理装置、ビーム減衰および切り替え装置、ならびに光波長選択スイッチシステム Download PDFInfo
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Abstract
Description
前記ポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを左円偏光および右円偏光に分割し、
前記4分の1波長板アレイは、遅軸の方向が異なる少なくとも2つの4分の1波長板を含み、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られた左円偏光および右円偏光を同じ偏光方向を有する直線偏光に調節する、ビーム処理装置が提供される。
各々の4分の1波長板アレイに対応する前記1つのポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを異なる伝送角度を有する左円偏光および右円偏光に分割するように構成される。
各々の4分の1波長板アレイに対応する前記2つのポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを同じ伝送角度を有する左円偏光および右円偏光に分割するように構成される。
前記切り替え可能な偏光格子は、第1の電圧が印加されたとき、入射ビームの回折後に、入射ビームの偏光状態および伝送角度を変更し、第2の電圧が印加されたとき、入射ビームの回折後に、入射ビームの偏光状態および伝送角度の変更を省略し、あるいは異なる電圧が印加されたとき、入射ビームを回折させ、入射ビームを元の伝送角度とは異なる別の伝送角度に変更し、元の伝送角度の方向のビームを減衰させるように構成され、
前記光路角度調節装置は、前記切り替え可能な偏光格子を通過した後に該光路角度調節装置に入射するビームを異なる伝送角度に調節し、次いで該ビームを出力するように構成されている、ビーム減衰および切り替え装置が提供される。
前記第1の半波長液晶板は、異なる電圧において、該第1の半波長液晶板の表面に入射する直線偏光の偏光方向を変化させるように構成され、
前記第1の4分の1波長板は、前記第1の半波長液晶板による処理の実行後に得られた直線偏光を左円偏光または右円偏光に調節するように構成され、
前記ポリマー偏光格子は、前記第1の4分の1波長板による処理の実行後に得られた左円偏光または右円偏光を異なる伝送角度を有する光に分割するように構成され、
前記光路角度調節装置は、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られ、異なる電促角度を有しており、該光路角度調節装置の表面に入射する光を、異なる伝送角度に調節し、該調節後の光を出力のために反射させるように構成され、該反射させられた光は、前記ポリマー偏光格子、前記第1の4分の1波長板、および前記第1の半波長液晶板を順に通過した後に、同じ偏光方向を有する直線偏光になる、ビーム減衰および切り替え装置が提供される。
当該ビーム減衰および切り替え装置は、前記光伝送路上に続けて配置された第2の4分の1波長板および第2の半波長液晶板をさらに含み、前記第2の4分の1波長板および前記第2の半波長液晶板は、前記シリコン基板上液晶と前記ポリマー偏光格子との間に位置し、前記第2の4分の1波長板が前記ポリマー偏光格子に隣接し、前記第2の半波長液晶板が前記シリコン基板上液晶に隣接し、
前記第2の4分の1波長板は、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られた異なる伝送角度を有する左円偏光または右円偏光を、直線偏光に調節するように構成され、
前記第2の半波長液晶板は、前記第2の4分の1波長板による処理の実行後に得られた直線偏光を、同じ偏光方向を有する直線偏光に調節し、前記シリコン基板上液晶の表面に入射する直線偏光の偏光方向を前記シリコン基板上液晶の光軸の方向に一致させることを可能にするように構成され、
前記シリコン基板上液晶は、前記第2の半波長液晶板によって調節された後に該シリコン基板上液晶の表面に入射する直線偏光を、異なる伝送角度に調節し、該調節後の光を出力のために反射させるように構成され、該反射させられた直線偏光は、前記第2の半波長液晶板、前記第2の4分の1波長板、前記ポリマー偏光格子、前記第1の4分の1波長板、および前記第1の半波長液晶板を順に通過した後に、同じ偏光方向を有する直線偏光になる。
前記光ファイバアレイは、少なくとも1つの入力ビームを前記ビーム処理サブシステムに送るとともに、該ビーム処理サブシステムによって出力される少なくとも1つの出力ビームを受け取るように構成され、
前記ビーム処理サブシステムは、第1の態様または第1の態様のいずれかの実施の方法に係るビーム処理装置を含み、該ビーム処理装置を使用することによって前記入力ビームまたは前記出力ビームについて偏光状態の分割および調節を実行して同じ偏光方向を有する直線偏光を得、
前記光路伝送サブシステムは、前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置による処理の実行後に得られた前記同じ偏光方向を有する直線偏光について、異なる角度に応じた回折および分割をもたらし、次いで該直線偏光を前記光路切り替えサブシステムに伝送するように構成され、
前記光路切り替えサブシステムは、第2の態様、第2の態様の実施の方法、第3の方法、または第3の態様のいずれかの実施の方法に係るビーム減衰および切り替え装置を含み、前記光路伝送サブシステムによって伝送された光の角度を変更して、減衰および光路切り替えの機能を実現するように構成されている、光波長選択スイッチシステムが提供される。
前記第2の円柱レンズの光軸と前記第1の円柱レンズの光軸とが互いに垂直であり、
前記透過回折格子は、前記第1の円柱レンズと前記第2の円柱レンズとの間に位置し、該透過回折格子と前記第2の円柱レンズとの間の距離が、該透過回折格子と前記第1の円柱レンズとの間の距離よりも小さく、
前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置ならびに前記光路切り替えサブシステム内の前記ビーム減衰および切り替え装置は、前記第1の円柱レンズおよび前記第2の円柱レンズの焦点の位置に位置し、
前記第1の円柱レンズは、前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置による処理の実行後に得られた前記同じ偏光方向を有する直線偏光を、該第1の円柱レンズの光軸に垂直な平面内の平行な直線偏光に反射させるように構成され、
前記透過回折格子は、前記第1の円柱レンズによって実行された反射の後に得られた前記平行な直線偏光について、第1の回折を、異なる角度に応じて実行するとともに、前記第2の円柱レンズによって反射させられたビームについて、第2の回折を、異なる角度に応じて実行するように構成され、
前記第2の円柱レンズは、前記透過回折格子による前記第1の回折の実行後に得られたビームを、該第2の円柱レンズの光軸に垂直な平面内の平行な直線偏光に反射させ、該反射後の平行な直線偏光の前記透過回折格子への入射を可能にするように構成される。
回折格子にさらに反射させることで、ビームについて透過回折格子による第2の回折の実行を可能にでき、したがってビームが透過回折格子を2回通過し、さらにはビームの分割の角度がより大きくなり、さらにはビームの伝送に使用される装置の光システムにおける位置をよりコンパクトにし、光システムの全体としてのサイズを縮小し、電力の消費を低減することができる。
第1の半波長液晶板は、異なる電圧において、第1の半波長液晶板の表面に入射する直線偏光の偏光方向を変化させるように構成され、
第1のQWPは、第1の半波長液晶板による処理の実行後に得られた直線偏光を左円偏光または右円偏光に調節するように構成され、
PPGは、第1のQWPによる処理の実行後に得られた左円偏光または右円偏光を異なる伝送角度を有する光に分割するように構成され、
光路角度調節装置は、光路角度調節装置の表面に入射する直線偏光を異なる伝送角度に調節し、次いで調節後の光を出力のために反射させるように構成され、
ここでPPG、第1のQWP、および第1の半波長液晶板を順に通過した後で、反射された直線偏光は同じ偏光方向を有する直線偏光となる、ビーム減衰および切り替え装置をさらに提供する。
第2のQWPは、PPGによる分割の実行後に得られた異なる伝送角度を有する左円偏光または右円偏光を直線偏光に調節するように構成され、
第2の半波長液晶板は、第2のQWPによる処理の実行後に得られた直線偏光を同じ偏光方向を有する直線偏光に調節し、LCOSの表面に入射する直線偏光の偏光方向をLCOSの光軸の方向に一致させることを可能にするように構成され、
LCOSは、第2の半波長液晶板による調節後にLCOSの表面に入射する直線偏光を異なる伝送角度に調節し、調節後の光を出力のために反射させるように構成され、ここで第2の半波長液晶板、第2のQWP、PPG、第1のQWP、および第1の半波長液晶板を順に通過した後で、反射された直線偏光は同じ偏光方向を有する直線偏光になる。
102 ビーム処理装置
201 ガラス基板
202 光学立体規則性ポリマー材料
203 紫外光
204 液晶材料
205 紫外光
900 光波長選択スイッチシステム
901 ビーム処理サブシステム
902 光路伝送サブシステム
903 光路切り替えサブシステム
904 光ファイバアレイ
1011 円柱レンズ
1012 透過回折格子
1013 プリズム
1014 円柱レンズ
1021 ポリマー偏光格子
1022 4分の1波長板アレイ
1101 ガラス基板
1102 電極層
1103 感光ポリマー材料
1104 紫外光
1105 液晶
1303 光路角度調節装置
1401 半波長液晶板
1405 半波長液晶板
1406 光路角度調節装置
Claims (10)
- 少なくとも1つの4分の1波長板アレイを備えるビーム処理装置であって、
各々の4分の1波長板アレイは、少なくとも1つのポリマー偏光格子に対応しており、前記ポリマー偏光格子および前記4分の1波長板アレイは、光伝送路上に続けて配置されており、
前記ポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを左円偏光および右円偏光に分割し、
前記4分の1波長板アレイは、遅軸の方向が異なる少なくとも2つの4分の1波長板を備えており、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られた左円偏光および右円偏光を同じ偏光方向を有する直線偏光に調節する、ビーム処理装置。 - 各々の4分の1波長板アレイは、1つのポリマー偏光格子に対応しており、
各々の4分の1波長板アレイに対応する前記1つのポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを異なる伝送角度を有する左円偏光および右円偏光に分割するように構成されている、請求項1に記載のビーム処理装置。 - 各々の4分の1波長板アレイは、2つのポリマー偏光格子に対応しており、
各々の4分の1波長板アレイに対応する前記2つのポリマー偏光格子は、該ポリマー偏光格子の表面に入射するビームを同じ伝送角度を有する左円偏光および右円偏光に分割するように構成されている、請求項1に記載のビーム処理装置。 - 切り替え可能な偏光格子と、光路角度調節装置とを備えるビーム減衰および切り替え装置であって、
前記切り替え可能な偏光格子および前記光路角度調節装置は、光伝送路上に続けて配置されており、
前記切り替え可能な偏光格子は、第1の電圧が印加されたとき、入射ビームの回折後に、入射ビームの偏光状態および伝送角度を変更し、第2の電圧が印加されたとき、入射ビームの回折後に、入射ビームの偏光状態および伝送角度の変更を省略し、あるいは異なる電圧が印加されたとき、入射ビームを回折させ、入射ビームを元の伝送角度とは異なる別の伝送角度に変更し、元の伝送角度の方向のビームを減衰させるように構成され、
前記光路角度調節装置は、前記切り替え可能な偏光格子を通過した後に該光路角度調節装置に入射するビームを異なる伝送角度に調節し、次いで該ビームを出力するように構成されている、ビーム減衰および切り替え装置。 - 前記光路角度調節装置は、シリコン基板上液晶またはマイクロ電気機械システムである、請求項4に記載のビーム減衰および切り替え装置。
- 第1の半波長液晶板、第1の4分の1波長板、ポリマー偏光格子、および光路角度調節装置を光伝送路上に続けて配置して備えるビーム減衰および切り替え装置であって、
前記第1の半波長液晶板は、異なる電圧において、該第1の半波長液晶板の表面に入射する直線偏光の偏光方向を変化させるように構成され、
前記第1の4分の1波長板は、前記第1の半波長液晶板による処理の実行後に得られた直線偏光を左円偏光または右円偏光に調節するように構成され、
前記ポリマー偏光格子は、前記第1の4分の1波長板による処理の実行後に得られた左円偏光または右円偏光を異なる伝送角度を有する光に分割するように構成され、
前記光路角度調節装置は、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られ、異なる電促角度を有しており、該光路角度調節装置の表面に入射する光を、異なる伝送角度に調節し、該調節後の光を出力のために反射させるように構成され、該反射させられた光は、前記ポリマー偏光格子、前記第1の4分の1波長板、および前記第1の半波長液晶板を順に通過した後に、同じ偏光方向を有する直線偏光になる、ビーム減衰および切り替え装置。 - 前記光路角度調節装置は、マイクロ電気機械システムである、請求項6に記載のビーム減衰および切り替え装置。
- 前記光路角度調節装置は、シリコン基板上液晶であり、
当該ビーム減衰および切り替え装置は、前記光伝送路上に続けて配置された第2の4分の1波長板および第2の半波長液晶板をさらに備え、前記第2の4分の1波長板および前記第2の半波長液晶板は、前記シリコン基板上液晶と前記ポリマー偏光格子との間に位置し、前記第2の4分の1波長板が前記ポリマー偏光格子に隣接し、前記第2の半波長液晶板が前記シリコン基板上液晶に隣接しており、
前記第2の4分の1波長板は、前記ポリマー偏光格子による分割の実行後に得られた異なる伝送角度を有する左円偏光または右円偏光を、直線偏光に調節するように構成され、
前記第2の半波長液晶板は、前記第2の4分の1波長板による処理の実行後に得られた直線偏光を、同じ偏光方向を有する直線偏光に調節し、前記シリコン基板上液晶の表面に入射する直線偏光の偏光方向を前記シリコン基板上液晶の光軸の方向に一致させることを可能にするように構成され、
前記シリコン基板上液晶は、前記第2の半波長液晶板によって調節された後に該シリコン基板上液晶の表面に入射する直線偏光を、異なる伝送角度に調節し、該調節後の光を出力のために反射させるように構成され、該反射させられた直線偏光は、前記第2の半波長液晶板、前記第2の4分の1波長板、前記ポリマー偏光格子、前記第1の4分の1波長板、および前記第1の半波長液晶板を順に通過した後に、同じ偏光方向を有する直線偏光になる、請求項6に記載のビーム減衰および切り替え装置。 - 光ファイバアレイと、ビーム処理サブシステムと、光路伝送サブシステムと、光路切り替えサブシステムとを備える光波長選択スイッチシステムであって、
前記光ファイバアレイは、少なくとも1つの入力ビームを前記ビーム処理サブシステムに送るとともに、該ビーム処理サブシステムによって出力される少なくとも1つの出力ビームを受け取るように構成され、
前記ビーム処理サブシステムは、請求項1から3のいずれか一項に記載のビーム処理装置を備え、該ビーム処理装置を使用することによって前記入力ビームまたは前記出力ビームについて偏光状態の分割および調節を実行して同じ偏光方向を有する直線偏光を得、
前記光路伝送サブシステムは、前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置による処理の実行後に得られた前記同じ偏光方向を有する直線偏光について、異なる角度に応じた回折および分割をもたらし、次いで該直線偏光を前記光路切り替えサブシステムに伝送するように構成され、
前記光路切り替えサブシステムは、請求項4から8のいずれか一項に記載のビーム減衰および切り替え装置を備え、前記光路伝送サブシステムによって伝送された光の角度を変更して、減衰および光路切り替えの機能を実現するように構成されている、光波長選択スイッチシステム。 - 前記光路伝送サブシステムは、第1の円柱レンズと、透過回折格子と、第2の円柱レンズとを備え、
前記第2の円柱レンズの光軸と前記第1の円柱レンズの光軸とが互いに垂直であり、
前記透過回折格子は、前記第1の円柱レンズと前記第2の円柱レンズとの間に位置し、該透過回折格子と前記第2の円柱レンズとの間の距離が、該透過回折格子と前記第1の円柱レンズとの間の距離よりも小さく、
前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置ならびに前記光路切り替えサブシステム内の前記ビーム減衰および切り替え装置は、前記第1の円柱レンズおよび前記第2の円柱レンズの焦点の位置に位置し、
前記第1の円柱レンズは、前記ビーム処理サブシステム内の前記ビーム処理装置による処理の実行後に得られた前記同じ偏光方向を有する直線偏光を、該第1の円柱レンズの光軸に垂直な平面内の平行な直線偏光に反射させるように構成され、
前記透過回折格子は、前記第1の円柱レンズによって実行された反射の後に得られた前記平行な直線偏光について、第1の回折を、異なる角度に応じて実行するとともに、前記第2の円柱レンズによって反射させられたビームについて、第2の回折を、異なる角度に応じて実行するように構成され、
前記第2の円柱レンズは、前記透過回折格子による前記第1の回折の実行後に得られたビームを、該第2の円柱レンズの光軸に垂直な平面内の平行な直線偏光に反射させ、該反射後の平行な直線偏光の前記透過回折格子への入射を可能にするように構成されている、請求項9に記載の光波長選択スイッチシステム。
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