JP2018049223A - スイッチ式光アンテナ、スイッチ式光アンテナアレイ、および光走査装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光の入力端および出力端を有する導波路20と、導波路20に第1の方向性結合器14−2を介して結合されたリング導波路16と、リング導波路16の内部に配置されるとともに、リング導波路16と第2の方向性結合器14−1を介して結合された回折格子12と、リング導波路16の少なくとも一部の屈折率を変化させる屈折率調整部18と、を含む。
【選択図】図1
Description
図1を参照して、本実施の形態に係るスイッチ式光アンテナについて説明する。図1は、本実施の形態に係るスイッチ式光アンテナ10の平面図を示している。
そのため、ヒータ18によってリング導波路16に熱を付与することによって、入力光Pinとして導波路20に導入された光のうち、特定の波長の光を方向性結合器14−2を介してリング導波路16に導くとともに、方向性結合器14−1を介して回折格子12から出射させることができる。なお、入力光Pinのうちリング導波路16に導入されなかった光は、透過光Pthとして導波路20から外部に導かれる。
図2を参照して、本実施の形態に係るスイッチ式光アンテナアレイ50について説明する。図2は、スイッチ式光アンテナアレイ50の平面図を示している。スイッチ式光アンテナアレイ50は、上記実施の形態に係るスイッチ式光アンテナ10を複数個(図2では、12個の場合を例示している)配置して構成されている。
図3を参照して、本実施の形態にかかる光走査装置について説明する。図3は、本実施の形態に係る光走査装置100の斜視図を示している。
その際、スイッチ式光アンテナ10−1ないし10−12の各々に含まれる回折格子12の指向性を異ならせておくことで、出力光Poutの2次元スキャンが可能となる。回折格子12の指向性は、例えば回折格子12に設けるスリットのピッチや角度を変えることにより異ならせることができる。
図4を参照して、本実施の形態に係る光走査装置100aについて説明する。光走査装置100aは、上記の光走査装置100にレンズ102を設けた形態である。レンズ102は、スイッチ式光アンテナアレイ50に配置されたスイッチ式光アンテナ10−1ないし10−12の上部に配置されている。
図5を参照して、本実施の形態に係る光走査装置100bについて説明する。光走査装置100bは、上記実施の形態に係る光走査装置100aにマイクロレンズアレイ104を追加した形態である。図5(a)に示すように、マイクロレンズアレイ104の個々のレンズは、スイッチ式光アンテナアレイ50に配置されたスイッチ式光アンテナ10−1ないし10−12の各々の上部に配置されている。
図6を参照して、本実施の形態に係る光走査装置100cについて説明する。光走査装置100cは、上記実施の形態に係る光走査装置100にマイクロレンズアレイ104を追加し、さらにマイクロレンズアレイ104を構成する各レンズのピッチを上記実施の形態に係る光走査装置100bと異ならせた形態である。
図7を参照して、本実施の形態に係るスイッチ式光アンテナ10a、10bについて説明する。スイッチ式光アンテナ10a、10bは、上記実施の形態に係るスイッチ式光アンテナ10における回折格子12の代わりに、偏光分離回折格子を用いた形態である。スイッチ式光アンテナ10aは送信用のスイッチ式光アンテナであり、スイッチ式光アンテナ10bは受信用のスイッチ式光アンテナである。
図8を参照して、本実施の形態に係るスイッチ式光アンテナアレイ50aについて説明する。スイッチ式光アンテナアレイ50aは、上記実施の形態に係る複数の(図8では、12個の場合を例示している)スイッチ式光アンテナ10bをアレイ状に配置して構成され、光受信器としての機能を有している。
12 回折格子
14−1、14−2、14−3、14−4 方向性結合器
16 リング導波路
18 ヒータ
20、20−1、20−2 導波路
22 偏光分離回折格子
30 基板
50、50a スイッチ式光アンテナアレイ
52 基板
54−1、54−2、54−3、54−4、54−5、54−6、54−7 リング導波路
56−1、56−2、56−3、56−4、56−5、56−6、56−7、56−8、56−9、56−10、56−11 ヒータ
58−1、58−2、58−3、58−4、58−5、58−6、58−7、58−8、58−9 導波路
60−1、60−2 配線
62−1、62−2 方向性結合器
64−1、64−2 方向性結合器
100、102a、100b、100c 光走査装置
102 レンズ
104 マイクロレンズアレイ
Pin 入力光
Pout 出力光
Pt 送信光
Pr 受信光
Pth 透過光
Pip、Pis 入力光
Pop、Pos 出力光
Px、Px1、Px2、Py パッド
Claims (6)
- 光の入力端および出力端を有する導波路と、
前記導波路に第1の方向性結合器を介して結合されたリング導波路と、
前記リング導波路の内部に配置されるとともに、前記リング導波路と第2の方向性結合器を介して結合された回折格子と、
前記リング導波路の少なくとも一部の屈折率を変化させる屈折率調整部と、
を含むスイッチ式光アンテナ。 - 前記導波路同士が接続された第1の走査導波路を介して第1の方向に配列された複数の請求項1に記載のスイッチ式光アンテナ、前記第1の走査導波路に第3の方向性結合器で結合された第1の走査リング導波路、および前記第1の走査リング導波路の少なくとも一部の屈折率を変化させる第1の走査屈折率調整部を備えた単位走査アレイが前記第1の方向と交差する第2の方向に複数配列された走査アレイと、
複数の前記単位走査アレイの前記屈折率調整部同士が前記第2の方向に接続された複数の第2の走査屈折率調整部と、
複数の前記第1の走査リング導波路の各々に各々第4の方向性結合器を介して結合された第2の走査導波路と、
を含むスイッチ式光アンテナアレイ。 - 複数の前記回折格子の各々が偏光分離回折格子であり、
前記第2の方向に配列された複数のスイッチ式光アンテナのリング導波路が各々第5の方向性結合器を介して結合された複数の第3の走査導波路と、
前記複数の第3の走査導波路の各々に各々第6の方向性結合器を介して結合された複数の第2の走査リング導波路と、
前記複数の第2の走査リング導波路の各々に各々第7の方向性結合器を介して結合された第3の走査導波路と、
を含む請求項2に記載のスイッチ式光アンテナアレイ。 - 請求項2または請求項3に記載のスイッチ式光アンテナアレイと、
複数の前記スイッチ式光アンテナの上部に設けられたレンズと、
を含む光走査装置。 - 前記レンズが複数の前記スイッチ式光アンテナの各々に対応させて配置された複数のマイクロレンズを含むマイクロレンズアレイである
請求項4に記載の光走査装置。 - 前記複数のマイクロレンズの配列ピッチが複数の前記スイッチ式光アンテナの配列ピッチより大きい
請求項5に記載の光走査装置。
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