JP3069703B1 - 光分岐方法 - Google Patents
光分岐方法Info
- Publication number
- JP3069703B1 JP3069703B1 JP11333411A JP33341199A JP3069703B1 JP 3069703 B1 JP3069703 B1 JP 3069703B1 JP 11333411 A JP11333411 A JP 11333411A JP 33341199 A JP33341199 A JP 33341199A JP 3069703 B1 JP3069703 B1 JP 3069703B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- point
- light
- laser beam
- reflectance
- beams
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 １本のレーザビームを簡単な構成の下で平行
かつ等しい光強度の複数ビームに分岐することができ、
しかもそのアライメントを容易に行うことができるよう
にする。 【解決手段】 この発明の光分岐方法は、互いに平行に
配置した光反射面１と光分岐面２とからなる一組を、レ
ーザビームＬ０の投射方向に対して傾けて配置し、レー
ザビームＬ０を後段側の光分岐面２の第１地点Ｐ１に投
射したときの透過ビームＬ１を第１ビームとするととも
にその第１地点Ｐ１での反射ビームを光反射面２で全反
射させて光分岐面２の第２地点Ｐ２に投射し、この投射
と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてＮ本の透過ビー
ムに分岐するとともに、光分岐面２の各地点での反射率
Ｒｉを次式（１） 【数１】で表される反射率とする、ことを特徴としてい
る。
かつ等しい光強度の複数ビームに分岐することができ、
しかもそのアライメントを容易に行うことができるよう
にする。 【解決手段】 この発明の光分岐方法は、互いに平行に
配置した光反射面１と光分岐面２とからなる一組を、レ
ーザビームＬ０の投射方向に対して傾けて配置し、レー
ザビームＬ０を後段側の光分岐面２の第１地点Ｐ１に投
射したときの透過ビームＬ１を第１ビームとするととも
にその第１地点Ｐ１での反射ビームを光反射面２で全反
射させて光分岐面２の第２地点Ｐ２に投射し、この投射
と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてＮ本の透過ビー
ムに分岐するとともに、光分岐面２の各地点での反射率
Ｒｉを次式（１） 【数１】で表される反射率とする、ことを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、レーザビームを
複数ビームに分岐する光分岐方法に関するものである。
複数ビームに分岐する光分岐方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】１本のレーザビームを複数ビームに分岐
し、その複数ビームを空間伝送し光通信に使用する場
合、受信強度を安定させるために大気のゆらぎを考慮
し、各ビームを数ｃｍ以上離して伝送する必要がある。
し、その複数ビームを空間伝送し光通信に使用する場
合、受信強度を安定させるために大気のゆらぎを考慮
し、各ビームを数ｃｍ以上離して伝送する必要がある。
【０００３】この場合、１本のレーザビームを、平行か
つ光強度の等しい複数のレーザビームに分岐するが、そ
の分岐方法には、（１）１本のハイパワーのレーザビー
ムを光学系で分岐する方法と、（２）複数のレーザ装置
を用いてそれぞれのレーザ装置からレーザビームを出射
する方法とがある。（２）の場合には、複数のレーザ装
置が必要となり、システム全体が大型化し、コストも高
いものとなる。また、それぞれのビームのアライメント
をとる必要があるため、調整が難しくなる。一方、
（１）の場合には、システムが簡単なのでアライメント
は容易となる。
つ光強度の等しい複数のレーザビームに分岐するが、そ
の分岐方法には、（１）１本のハイパワーのレーザビー
ムを光学系で分岐する方法と、（２）複数のレーザ装置
を用いてそれぞれのレーザ装置からレーザビームを出射
する方法とがある。（２）の場合には、複数のレーザ装
置が必要となり、システム全体が大型化し、コストも高
いものとなる。また、それぞれのビームのアライメント
をとる必要があるため、調整が難しくなる。一方、
（１）の場合には、システムが簡単なのでアライメント
は容易となる。
【０００４】そこで、（１）の分岐方法を採用した場
合、その分岐方法には、さらに光ファイバを用いる方法
と、ビームスプリッタ等の光学系を用いる方法とがあ
る。光ファイバを用いた場合、ファイバ出射端において
それぞれのビームにコリメート用の光学系が必要であ
り、各ビームのアライメント調整が必要となる。一方、
ビームスプリッタ等の光学系を用いた場合、分岐する前
の１本のレーザビームをコリメートしアライメント調整
をすることで、すべてのビームのアライメントが共通に
できるので、平行な複数ビームに分岐するのが比較的容
易である。
合、その分岐方法には、さらに光ファイバを用いる方法
と、ビームスプリッタ等の光学系を用いる方法とがあ
る。光ファイバを用いた場合、ファイバ出射端において
それぞれのビームにコリメート用の光学系が必要であ
り、各ビームのアライメント調整が必要となる。一方、
ビームスプリッタ等の光学系を用いた場合、分岐する前
の１本のレーザビームをコリメートしアライメント調整
をすることで、すべてのビームのアライメントが共通に
できるので、平行な複数ビームに分岐するのが比較的容
易である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のよう
な、（１）の方法であってかつビームスプリッタ等の光
学系を用いて複数ビームに分岐する場合であっても、使
用する光学系部品がなお多く存在し、構成が複雑なもの
となっており、しかも光強度を互いに等しく設定する必
要があるため、構成が複雑なことと相俟ってアライメン
トが困難で時間を要していた。
な、（１）の方法であってかつビームスプリッタ等の光
学系を用いて複数ビームに分岐する場合であっても、使
用する光学系部品がなお多く存在し、構成が複雑なもの
となっており、しかも光強度を互いに等しく設定する必
要があるため、構成が複雑なことと相俟ってアライメン
トが困難で時間を要していた。
【０００６】この発明は上記に鑑み提案されたもので、
１本のレーザビームを簡単な構成の下で平行かつ等しい
光強度の複数ビームに分岐することができ、しかもその
アライメントを容易に行うことができる光分岐方法を提
供することを目的とする。
１本のレーザビームを簡単な構成の下で平行かつ等しい
光強度の複数ビームに分岐することができ、しかもその
アライメントを容易に行うことができる光分岐方法を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、レーザビームを複数ビー
ムに分岐する光分岐方法において、互いに平行な光反射
面と光分岐面とを、レーザビームの投射方向に対して傾
けるとともに光反射面が前段側となるように配置し、レ
ーザビームを後段側の光分岐面の第１地点に投射したと
きの透過ビームを第１ビームとするとともにその第１地
点での反射ビームを前段側の光反射面で全反射させて光
分岐面の第２地点に投射し、この投射と反射を第Ｎ地点
まで繰り返し行わせてレーザビームをＮ本の透過ビーム
に分岐するとともに、光分岐面の第１地点から第Ｎ地点
までの各地点での反射率Ｒｉが次式（１）
に、請求項１に記載の発明は、レーザビームを複数ビー
ムに分岐する光分岐方法において、互いに平行な光反射
面と光分岐面とを、レーザビームの投射方向に対して傾
けるとともに光反射面が前段側となるように配置し、レ
ーザビームを後段側の光分岐面の第１地点に投射したと
きの透過ビームを第１ビームとするとともにその第１地
点での反射ビームを前段側の光反射面で全反射させて光
分岐面の第２地点に投射し、この投射と反射を第Ｎ地点
まで繰り返し行わせてレーザビームをＮ本の透過ビーム
に分岐するとともに、光分岐面の第１地点から第Ｎ地点
までの各地点での反射率Ｒｉが次式（１）
【数１】で表される反射率となるように光分岐面に反射
率の分布を持たせた、ことを特徴としている。
率の分布を持たせた、ことを特徴としている。
【０００８】また、請求項２に記載の発明は、レーザビ
ームを複数ビームに分岐する光分岐方法において、互い
に平行な光反射面と光分岐面とを、レーザビームの投射
方向に対して傾けるとともに光分岐面が前段側となるよ
うに配置し、レーザビームを前段側の光分岐面の第１地
点に投射したときの反射ビームを第１ビームとするとと
もにその第１地点での透過ビームを後段側の光反射面で
全反射させて光分岐面の第２地点に投射し、第２地点に
投射したときの透過ビームを第２ビームとするとともに
その第２地点での反射ビームを光反射面で全反射させて
光分岐面の第３地点に投射し、この第２地点以降の投射
と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビームを
Ｎ本のビームに分岐するとともに、光分岐面の第１地点
での反射率Ｒ１がＲ１＝１／Ｎで表される反射率となる
ように、また、第２地点から第Ｎ地点までの各地点での
反射率Ｒｉが次式（２）
ームを複数ビームに分岐する光分岐方法において、互い
に平行な光反射面と光分岐面とを、レーザビームの投射
方向に対して傾けるとともに光分岐面が前段側となるよ
うに配置し、レーザビームを前段側の光分岐面の第１地
点に投射したときの反射ビームを第１ビームとするとと
もにその第１地点での透過ビームを後段側の光反射面で
全反射させて光分岐面の第２地点に投射し、第２地点に
投射したときの透過ビームを第２ビームとするとともに
その第２地点での反射ビームを光反射面で全反射させて
光分岐面の第３地点に投射し、この第２地点以降の投射
と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビームを
Ｎ本のビームに分岐するとともに、光分岐面の第１地点
での反射率Ｒ１がＲ１＝１／Ｎで表される反射率となる
ように、また、第２地点から第Ｎ地点までの各地点での
反射率Ｒｉが次式（２）
【数２】で表される反射率となるように光分岐面に反射
率の分布を持たせた、ことを特徴としている。
率の分布を持たせた、ことを特徴としている。
【０００９】また、請求項３に記載の発明は、上記した
請求項１または２に記載の発明の構成に加えて、上記光
反射面と光分岐面との組み合わせを二組、互いに離隔し
て、また互いに異なる向きに傾けて配置し、この二組で
レーザビームを分岐してビームを二次元に分布させる、
ことを特徴としている。
請求項１または２に記載の発明の構成に加えて、上記光
反射面と光分岐面との組み合わせを二組、互いに離隔し
て、また互いに異なる向きに傾けて配置し、この二組で
レーザビームを分岐してビームを二次元に分布させる、
ことを特徴としている。
【００１０】さらに、請求項４に記載の発明は、上記し
た請求項１から３の何れかに記載の発明の構成に加え
て、上記光反射面と光分岐面とはバルク光学材質で一体
に形成されている、ことを特徴としている。
た請求項１から３の何れかに記載の発明の構成に加え
て、上記光反射面と光分岐面とはバルク光学材質で一体
に形成されている、ことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に基づいて詳細に説明する。
面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】図１はこの発明の光分岐方法の説明図であ
る。ここでは、１本のレーザビームＬ０を４本に分岐す
る場合について説明する。図に示すように、この発明の
光分岐方法では、ミラー（光反射面）１とビームスプリ
ッタ（光分岐面）２とからなる一組を、レーザビームＬ
０の投射方向に対して角度α（＝π／２−θ）だけ傾
け、またミラー１が前段に、ビームスプリッタ２が後段
となるように、互いに平行に配置してある。
る。ここでは、１本のレーザビームＬ０を４本に分岐す
る場合について説明する。図に示すように、この発明の
光分岐方法では、ミラー（光反射面）１とビームスプリ
ッタ（光分岐面）２とからなる一組を、レーザビームＬ
０の投射方向に対して角度α（＝π／２−θ）だけ傾
け、またミラー１が前段に、ビームスプリッタ２が後段
となるように、互いに平行に配置してある。
【００１３】この一組のミラー１とビームスプリッタ２
に対して、先ずレーザビームＬ０を、後段側のビームス
プリッタ２の第１地点Ｐ１に直接投射する。このとき、
レーザビームＬ０は、前段のミラー１の外側を通過す
る。レーザビームＬ０は、第１地点に入射角θで入射
し、一部はビームスプリッタ２をそのまま透過して透過
ビームＬ１となり、残りは第１地点Ｐ１において、角度
θの方向に反射する。
に対して、先ずレーザビームＬ０を、後段側のビームス
プリッタ２の第１地点Ｐ１に直接投射する。このとき、
レーザビームＬ０は、前段のミラー１の外側を通過す
る。レーザビームＬ０は、第１地点に入射角θで入射
し、一部はビームスプリッタ２をそのまま透過して透過
ビームＬ１となり、残りは第１地点Ｐ１において、角度
θの方向に反射する。
【００１４】この反射光はその後ミラー１で全反射し
て、ビームスプリッタ２の第２地点Ｐ２に投射され、そ
の第２地点Ｐ２に入射角θで入射し、第１地点Ｐ１での
場合と同様に、一部はビームスプリッタ２をそのまま透
過して透過ビームＬ２となり、残りは第２地点Ｐ２にお
いて、角度θの方向に反射する。
て、ビームスプリッタ２の第２地点Ｐ２に投射され、そ
の第２地点Ｐ２に入射角θで入射し、第１地点Ｐ１での
場合と同様に、一部はビームスプリッタ２をそのまま透
過して透過ビームＬ２となり、残りは第２地点Ｐ２にお
いて、角度θの方向に反射する。
【００１５】この反射光はその後ミラー１で全反射し
て、ビームスプリッタ２の第３地点Ｐ３に投射され、そ
の第３地点Ｐ３に入射角θで入射し、第１地点Ｐ１、第
２地点Ｐ２での場合と同様に、一部はビームスプリッタ
２をそのまま透過して透過ビームＬ３となり、残りは第
３地点Ｐ３において、角度θの方向に反射する。この反
射光はその後ミラー１で全反射して、ビームスプリッタ
２の第４地点Ｐ４に投射され、その第４地点Ｐ４に入射
角θで入射し、この第４地点Ｐ４では、そのすべてが透
過して透過ビームＬ４となる。
て、ビームスプリッタ２の第３地点Ｐ３に投射され、そ
の第３地点Ｐ３に入射角θで入射し、第１地点Ｐ１、第
２地点Ｐ２での場合と同様に、一部はビームスプリッタ
２をそのまま透過して透過ビームＬ３となり、残りは第
３地点Ｐ３において、角度θの方向に反射する。この反
射光はその後ミラー１で全反射して、ビームスプリッタ
２の第４地点Ｐ４に投射され、その第４地点Ｐ４に入射
角θで入射し、この第４地点Ｐ４では、そのすべてが透
過して透過ビームＬ４となる。
【００１６】ここで、ミラー１とビームスプリッタ２と
の距離をｄとすると、これらの透過ビームＬ１〜Ｌ４の
相互間の距離は、２ｄｓｉｎθとなり、この相互間の距
離は、受信強度を安定させるために大気のゆらぎを考慮
し、大気のコヒーレンス長以上離すようにする。また、
互いのレーザビームの干渉を考えると、各ビームの光路
差遅延２ｄｃｏｓθ／ｃ（ｃは光速）は、レーザの時間
コヒーレンス長より長く設定する。
の距離をｄとすると、これらの透過ビームＬ１〜Ｌ４の
相互間の距離は、２ｄｓｉｎθとなり、この相互間の距
離は、受信強度を安定させるために大気のゆらぎを考慮
し、大気のコヒーレンス長以上離すようにする。また、
互いのレーザビームの干渉を考えると、各ビームの光路
差遅延２ｄｃｏｓθ／ｃ（ｃは光速）は、レーザの時間
コヒーレンス長より長く設定する。
【００１７】このようにして、レーザビームＬ０が平行
な４本の透過ビームＬ１〜Ｌ４に分岐されるとととも
に、この実施形態では、ビームスプリッタ２の第１地点
Ｐ１から第４地点Ｐ４までの各地点での反射率Ｒｉが次
式（３）
な４本の透過ビームＬ１〜Ｌ４に分岐されるとととも
に、この実施形態では、ビームスプリッタ２の第１地点
Ｐ１から第４地点Ｐ４までの各地点での反射率Ｒｉが次
式（３）
【数３】 で表される反射率となるようにビームスプリッタ２に反
射率の分布を持たせている。
射率の分布を持たせている。
【００１８】すなわち、上記の式（３）から、第１地点
Ｐ１での反射率Ｒ１は３／４、第２地点Ｐ２での反射率
Ｒ２は２／３、第３地点Ｐ３での反射率Ｒ３は１／２、
第４地点Ｐ４での反射率Ｒ４は０となる。ここで、レー
ザビームＬ０の光強度をＩ０としたとき、透過ビームＬ
１〜Ｌ４の光強度Ｉ１〜Ｉ４は、次式（４）で与えら
れ、透過ビームＬ１〜Ｌ４の光強度はすべて１／４・Ｉ
０となって等しい強度となる。
Ｐ１での反射率Ｒ１は３／４、第２地点Ｐ２での反射率
Ｒ２は２／３、第３地点Ｐ３での反射率Ｒ３は１／２、
第４地点Ｐ４での反射率Ｒ４は０となる。ここで、レー
ザビームＬ０の光強度をＩ０としたとき、透過ビームＬ
１〜Ｌ４の光強度Ｉ１〜Ｉ４は、次式（４）で与えら
れ、透過ビームＬ１〜Ｌ４の光強度はすべて１／４・Ｉ
０となって等しい強度となる。
【数４】
【００１９】なお、上記の説明では、レーザビームＬ０
を４本に分岐する場合について説明したが、任意のＮ本
に分岐する場合も、上記と同様の手法で、ビームスプリ
ッタ２に反射率の分布を持たせることができ、したがっ
て、Ｎ本の透過ビームＬ１〜ＬＮの光強度はすべて１／
Ｎ・Ｉ０となって等しい強度となる。
を４本に分岐する場合について説明したが、任意のＮ本
に分岐する場合も、上記と同様の手法で、ビームスプリ
ッタ２に反射率の分布を持たせることができ、したがっ
て、Ｎ本の透過ビームＬ１〜ＬＮの光強度はすべて１／
Ｎ・Ｉ０となって等しい強度となる。
【００２０】このように、この発明に係る実施形態で
は、互いに平行に配置したミラー１とビームスプリッタ
２とからなる一組を、レーザビームＬ０の投射方向に対
して傾けて配置し、レーザビームＬ０を後段側のビーム
スプリッタ２の第１地点Ｐ１に投射したときの透過ビー
ムＬ１を第１ビームとするとともにその第１地点Ｐ１で
の反射ビームを前段側のミラー１で全反射させてビーム
スプリッタ２の第２地点Ｐ２に投射し、この投射と反射
を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビームをＮ本の
透過ビームに分岐するとともに、ビームスプリッタ２に
反射率の分布を持たせ、各地点での反射率Ｒｉを上記
（１）で表される反射率となるようにした。このため、
１本のレーザビームＬ０を簡単な構成の下で平行かつ等
しい光強度の複数ビームに分岐することができ、そのア
ライメントも容易に行うことができる。また、レーザビ
ーム分岐装置を低コストで製作することができる。
は、互いに平行に配置したミラー１とビームスプリッタ
２とからなる一組を、レーザビームＬ０の投射方向に対
して傾けて配置し、レーザビームＬ０を後段側のビーム
スプリッタ２の第１地点Ｐ１に投射したときの透過ビー
ムＬ１を第１ビームとするとともにその第１地点Ｐ１で
の反射ビームを前段側のミラー１で全反射させてビーム
スプリッタ２の第２地点Ｐ２に投射し、この投射と反射
を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビームをＮ本の
透過ビームに分岐するとともに、ビームスプリッタ２に
反射率の分布を持たせ、各地点での反射率Ｒｉを上記
（１）で表される反射率となるようにした。このため、
１本のレーザビームＬ０を簡単な構成の下で平行かつ等
しい光強度の複数ビームに分岐することができ、そのア
ライメントも容易に行うことができる。また、レーザビ
ーム分岐装置を低コストで製作することができる。
【００２１】次に、この発明の光分岐方法の第２の実施
形態を図２を用いて説明する。
形態を図２を用いて説明する。
【００２２】図２は図１に対してレーザビームの入射方
向が異なる場合の説明図である。図１では、レーザビー
ムＬ０の投射方向に対してミラー１が前段に、ビームス
プリッタ２が後段となるように配置したが、この図２で
は、レーザビームＬ０の投射方向に対してビームスプリ
ッタ１０２が前段に、ミラー１０１が後段となるように
配置している。
向が異なる場合の説明図である。図１では、レーザビー
ムＬ０の投射方向に対してミラー１が前段に、ビームス
プリッタ２が後段となるように配置したが、この図２で
は、レーザビームＬ０の投射方向に対してビームスプリ
ッタ１０２が前段に、ミラー１０１が後段となるように
配置している。
【００２３】そして、この相違点に伴い、第２の実施形
態では、レーザビームＬ０をビームスプリッタ１０２の
第１地点Ｐ１に投射したときの反射ビームを第１ビーム
Ｌ１０１とするとともにその第１地点Ｐ１での透過ビー
ムを後段側のミラー１０１で全反射させてビームスプリ
ッタ１０２の第２地点Ｐ２に投射し、第２地点Ｐ２に投
射したときの透過ビームを第２ビームＬ１０２とすると
ともにその第２地点Ｐ２での反射ビームをミラー１０１
で全反射させてビームスプリッタ１０２の第３地点Ｐ３
に投射し、この第２地点Ｐ２以降の投射と反射を第４地
点Ｐ４まで繰り返し行わせてレーザビームＬ０を４本の
ビームに分岐している。
態では、レーザビームＬ０をビームスプリッタ１０２の
第１地点Ｐ１に投射したときの反射ビームを第１ビーム
Ｌ１０１とするとともにその第１地点Ｐ１での透過ビー
ムを後段側のミラー１０１で全反射させてビームスプリ
ッタ１０２の第２地点Ｐ２に投射し、第２地点Ｐ２に投
射したときの透過ビームを第２ビームＬ１０２とすると
ともにその第２地点Ｐ２での反射ビームをミラー１０１
で全反射させてビームスプリッタ１０２の第３地点Ｐ３
に投射し、この第２地点Ｐ２以降の投射と反射を第４地
点Ｐ４まで繰り返し行わせてレーザビームＬ０を４本の
ビームに分岐している。
【００２４】また、このビームスプリッタ１０２につい
ては、第１地点Ｐ１での反射率Ｒ１がＲ１＝１／Ｎ＝１
／４で表される反射率となるように、また、第２地点Ｐ
２から第Ｎ地点までの各地点での反射率Ｒｉが次式
（５）
ては、第１地点Ｐ１での反射率Ｒ１がＲ１＝１／Ｎ＝１
／４で表される反射率となるように、また、第２地点Ｐ
２から第Ｎ地点までの各地点での反射率Ｒｉが次式
（５）
【数５】 で表される反射率となるように、ビームスプリッタ１０
２に反射率の分布を持たせている。
２に反射率の分布を持たせている。
【００２５】なお、この第２の実施形態の場合も、レー
ザビームＬ０は４本に限られることはなく、上記と同様
の手法で、ビームスプリッタ１０２に反射率の分布を持
たせることで、光強度がすべて等しい任意のＮ本に分岐
することができる。
ザビームＬ０は４本に限られることはなく、上記と同様
の手法で、ビームスプリッタ１０２に反射率の分布を持
たせることで、光強度がすべて等しい任意のＮ本に分岐
することができる。
【００２６】また、上記図２の説明では、ミラー１０１
とビームスプリッタ１０２とを平行に配置するようにし
たが、このミラー１０１とビームスプリッタ１０２とに
代えて、図３に示すように、ガラス等からなるバルク光
学材質１０３を用いるようにしてもよい。このバルク光
学材質１０３を用いる場合は、バルク光学材質１０３の
両面１０３ａ，１０３ｂを平行に加工し、その一方の面
１０３ａを光反射面とし、他方の面１０３ｂを光分岐面
として使用する。ミラー１０１とビームスプリッタ１０
２とを用いた場合と比較して、一体型のバルク光学材質
１０３を用いることで、その部品点数を半減させること
ができ、また平行のアライメントを極めて簡単に得るこ
とができる。
とビームスプリッタ１０２とを平行に配置するようにし
たが、このミラー１０１とビームスプリッタ１０２とに
代えて、図３に示すように、ガラス等からなるバルク光
学材質１０３を用いるようにしてもよい。このバルク光
学材質１０３を用いる場合は、バルク光学材質１０３の
両面１０３ａ，１０３ｂを平行に加工し、その一方の面
１０３ａを光反射面とし、他方の面１０３ｂを光分岐面
として使用する。ミラー１０１とビームスプリッタ１０
２とを用いた場合と比較して、一体型のバルク光学材質
１０３を用いることで、その部品点数を半減させること
ができ、また平行のアライメントを極めて簡単に得るこ
とができる。
【００２７】次に、この発明の光分岐方法の第３の実施
形態を図４を用いて説明する。
形態を図４を用いて説明する。
【００２８】上記の図１、図２ではレーザビームＬ０を
一次元的に分岐させる方法について説明したが、ここで
はレーザビームＬ０を二次元的に分岐させる方法につい
て説明する。
一次元的に分岐させる方法について説明したが、ここで
はレーザビームＬ０を二次元的に分岐させる方法につい
て説明する。
【００２９】図４はこの発明の光分岐方法によりレーザ
ビームを二次元に分岐させる場合の説明図である。レー
ザビームＬ０を二次元に分岐させるには、図に示すよう
に、先ず、ミラー１１とビームスプリッタ１２とからな
る一組Ｃ１と、ミラー２１とビームスプリッタ２２とか
らなる一組Ｃ２とを、レーザビームＬ０の投射方向に対
して互いに離隔して配置する。なお、何れの組Ｃ１，Ｃ
２においても、ミラー１１，２１を前段に、ビームスプ
リッタ１２，２２を後段に、それらを互いに平行に配置
する。そして、一方の組Ｃ１は、レーザビームＬ０の投
射方向とは直交する面に設けた垂直軸Ｍ１を中心にし
て、平面視（図中、Ｘ矢視）で所定角度βだけ回転させ
てセッティングする。また、他方の組Ｃ２は、レーザビ
ームＬ０の投射方向に平行な面内にそのレーザビームＬ
０の投射方向とは直交するように設けた軸Ｍ２を中心に
して、側面視（図中、Ｙ矢視）で所定角度γだけ回転さ
せてセッティングする。
ビームを二次元に分岐させる場合の説明図である。レー
ザビームＬ０を二次元に分岐させるには、図に示すよう
に、先ず、ミラー１１とビームスプリッタ１２とからな
る一組Ｃ１と、ミラー２１とビームスプリッタ２２とか
らなる一組Ｃ２とを、レーザビームＬ０の投射方向に対
して互いに離隔して配置する。なお、何れの組Ｃ１，Ｃ
２においても、ミラー１１，２１を前段に、ビームスプ
リッタ１２，２２を後段に、それらを互いに平行に配置
する。そして、一方の組Ｃ１は、レーザビームＬ０の投
射方向とは直交する面に設けた垂直軸Ｍ１を中心にし
て、平面視（図中、Ｘ矢視）で所定角度βだけ回転させ
てセッティングする。また、他方の組Ｃ２は、レーザビ
ームＬ０の投射方向に平行な面内にそのレーザビームＬ
０の投射方向とは直交するように設けた軸Ｍ２を中心に
して、側面視（図中、Ｙ矢視）で所定角度γだけ回転さ
せてセッティングする。
【００３０】このような構成の下で、先ずレーザビーム
Ｌ０を一方の組Ｃ１のミラー１１の外を通過させて直接
ビームスプリッタ１２に投射し、上記した図１と同じ手
法で投射と反射を繰り返し、それによって４本の透過ビ
ームＬ１１〜Ｌ１４を得る。
Ｌ０を一方の組Ｃ１のミラー１１の外を通過させて直接
ビームスプリッタ１２に投射し、上記した図１と同じ手
法で投射と反射を繰り返し、それによって４本の透過ビ
ームＬ１１〜Ｌ１４を得る。
【００３１】続いて、この４本の透過ビームＬ１１〜Ｌ
１４を他方の組Ｃ２のミラー２１の外を通過させて直接
ビームスプリッタ２２に投射し、上記した図１と同じ手
法で投射と反射を繰り返し、それによって例えば１本の
透過ビームＬ１１からは４本の透過ビームＬ１１１〜Ｌ
１１４が得られ、このようにして４行×４列で合計１６
本の透過ビームが二次元で得られる。そして、ビームス
プリッタ２１，２２においてレーザビームが投射される
各地点での反射率は、図１の場合と同様に、上記した式
（３）で求まる反射率に設定されているので、これら１
６本の透過ビームＬ１１１等も、互いに平行でかつ等し
い光強度（１／１６・Ｉ０）を有している。
１４を他方の組Ｃ２のミラー２１の外を通過させて直接
ビームスプリッタ２２に投射し、上記した図１と同じ手
法で投射と反射を繰り返し、それによって例えば１本の
透過ビームＬ１１からは４本の透過ビームＬ１１１〜Ｌ
１１４が得られ、このようにして４行×４列で合計１６
本の透過ビームが二次元で得られる。そして、ビームス
プリッタ２１，２２においてレーザビームが投射される
各地点での反射率は、図１の場合と同様に、上記した式
（３）で求まる反射率に設定されているので、これら１
６本の透過ビームＬ１１１等も、互いに平行でかつ等し
い光強度（１／１６・Ｉ０）を有している。
【００３２】したがって、１本のレーザビームＬ０を二
次元に分岐させる場合でも、簡単な構成の下で平行かつ
等しい光強度の複数ビームに分岐することができ、その
アライメントも、従来手法に比べて格段に容易にかつ短
時間で行うことができる。また、レーザビーム分岐装置
を低コストで製作することができる。
次元に分岐させる場合でも、簡単な構成の下で平行かつ
等しい光強度の複数ビームに分岐することができ、その
アライメントも、従来手法に比べて格段に容易にかつ短
時間で行うことができる。また、レーザビーム分岐装置
を低コストで製作することができる。
【００３３】なお、上記の説明では、レーザビームＬ０
を４×４＝１６本に分岐する場合について説明したが、
同様にして任意の（Ｎ×Ｎ）本に分岐することもでき、
その場合の（Ｎ×Ｎ）本の透過ビームの光強度はすべて
｛１／（Ｎ×Ｎ）｝・Ｉ０となる。
を４×４＝１６本に分岐する場合について説明したが、
同様にして任意の（Ｎ×Ｎ）本に分岐することもでき、
その場合の（Ｎ×Ｎ）本の透過ビームの光強度はすべて
｛１／（Ｎ×Ｎ）｝・Ｉ０となる。
【００３４】このようにして得られる複数のレーザビー
ムは、例えば空間的にレーザビームを照射する空間光通
信の分野において、また光信号を等分配する必要がある
光通信の分野において、また空間的な位置決めが必要な
加工技術の分野において、さらには、空間的なマーカー
により物体の形状を認識する計測技術の分野において、
有効に活用することができる。
ムは、例えば空間的にレーザビームを照射する空間光通
信の分野において、また光信号を等分配する必要がある
光通信の分野において、また空間的な位置決めが必要な
加工技術の分野において、さらには、空間的なマーカー
により物体の形状を認識する計測技術の分野において、
有効に活用することができる。
【００３５】
【発明の効果】この発明は上記した構成からなるので、
以下に説明するような効果を奏することができる。
以下に説明するような効果を奏することができる。
【００３６】請求項１および請求項２に記載の発明で
は、互いに平行に配置した光反射面と、所定の反射率分
布を持たせた光分岐面とからなる一組を用いて、レーザ
ビームを複数ビームに分岐するようにしたので、１本の
レーザビームを簡単な構成の下で平行かつ等しい光強度
の複数ビームに分岐することができ、そのアライメント
も容易に行うことができる。また、レーザビーム分岐装
置を低コストで製作することができる。
は、互いに平行に配置した光反射面と、所定の反射率分
布を持たせた光分岐面とからなる一組を用いて、レーザ
ビームを複数ビームに分岐するようにしたので、１本の
レーザビームを簡単な構成の下で平行かつ等しい光強度
の複数ビームに分岐することができ、そのアライメント
も容易に行うことができる。また、レーザビーム分岐装
置を低コストで製作することができる。
【００３７】また、請求項３に記載の発明では、互いに
平行に配置した光反射面と、所定の反射率分布を持たせ
た光分岐面とからなる組を二組用いて、レーザビームを
分岐させるので、簡単な構成の下で平行かつ等しい光強
度の複数ビームに分岐することができるとともに、その
複数ビームを二次元に分岐させることができ、アライメ
ントも、従来手法に比べて格段に容易にかつ短時間で行
うことができる。また、二次元に分岐させるレーザビー
ム分岐装置を低コストで製作することができる。
平行に配置した光反射面と、所定の反射率分布を持たせ
た光分岐面とからなる組を二組用いて、レーザビームを
分岐させるので、簡単な構成の下で平行かつ等しい光強
度の複数ビームに分岐することができるとともに、その
複数ビームを二次元に分岐させることができ、アライメ
ントも、従来手法に比べて格段に容易にかつ短時間で行
うことができる。また、二次元に分岐させるレーザビー
ム分岐装置を低コストで製作することができる。
【００３８】また、請求項４に記載の発明では、光反射
面と光分岐面とに代えて、バルク光学材質を用いるよう
にしたので、部品点数を半減させることができ、また平
行のアライメントを極めて簡単に得ることができる。
面と光分岐面とに代えて、バルク光学材質を用いるよう
にしたので、部品点数を半減させることができ、また平
行のアライメントを極めて簡単に得ることができる。
【図１】この発明の光分岐方法の説明図である。
【図２】この発明の第２の実施形態の説明図である。
【図３】バルク光学材質を用いる場合の説明図である。
【図４】この発明の第３の実施形態で、レーザビームを
二次元に分岐させる場合の説明図である。
二次元に分岐させる場合の説明図である。
１ ミラー（光反射面） ２ ビームスプリッタ（光分岐面） １１ ミラー（光反射面） １２ ビームスプリッタ（光分岐面） ２１ ミラー ２２ ビームスプリッタ １０１ ミラー １０２ ビームスプリッタ １０３ バルク光学材質 １０３ａ 光反射面 １０３ｂ 光分岐面 Ｌ０ レーザビーム Ｌ１〜Ｌ４ 透過ビーム Ｌ１１〜Ｌ１４ 透過ビーム Ｌ１１１〜Ｌ１１４ 透過ビーム Ｌ１０１ 反射ビーム（第１ビーム） Ｌ１０２〜Ｌ１０４ 透過ビーム（第２〜第４ビー
ム）
ム）
Claims (4)
- 【請求項１】 レーザビームを複数ビームに分岐する光
分岐方法において、 互いに平行な光反射面と光分岐面とを、レーザビームの
投射方向に対して傾けるとともに光反射面が前段側とな
るように配置し、レーザビームを後段側の光分岐面の第
１地点に投射したときの透過ビームを第１ビームとする
とともにその第１地点での反射ビームを前段側の光反射
面で全反射させて光分岐面の第２地点に投射し、この投
射と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビーム
をＮ本の透過ビームに分岐するとともに、光分岐面の第
１地点から第Ｎ地点までの各地点での反射率Ｒｉが次式
（１） 【数１】 で表される反射率となるように光分岐面に反射率の分布
を持たせた、 ことを特徴とする光分岐方法。 - 【請求項２】 レーザビームを複数ビームに分岐する光
分岐方法において、 互いに平行な光反射面と光分岐面とを、レーザビームの
投射方向に対して傾けるとともに光分岐面が前段側とな
るように配置し、レーザビームを前段側の光分岐面の第
１地点に投射したときの反射ビームを第１ビームとする
とともにその第１地点での透過ビームを後段側の光反射
面で全反射させて光分岐面の第２地点に投射し、第２地
点に投射したときの透過ビームを第２ビームとするとと
もにその第２地点での反射ビームを光反射面で全反射さ
せて光分岐面の第３地点に投射し、この第２地点以降の
投射と反射を第Ｎ地点まで繰り返し行わせてレーザビー
ムをＮ本のビームに分岐するとともに、光分岐面の第１
地点での反射率Ｒ１がＲ１＝１／Ｎで表される反射率と
なるように、また、第２地点から第Ｎ地点までの各地点
での反射率Ｒｉが次式（２） 【数２】 で表される反射率となるように光分岐面に反射率の分布
を持たせた、 ことを特徴とする光分岐方法。 - 【請求項３】 上記光反射面と光分岐面との組み合わせ
を二組、互いに離隔して、また互いに異なる向きに傾け
て配置し、この二組でレーザビームを分岐してビームを
二次元に分布させる、請求項１または２に記載の光分岐
方法。 - 【請求項４】 上記光反射面と光分岐面とはバルク光学
材質で一体に形成されている、請求項１から３の何れか
に記載の光分岐方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11333411A JP3069703B1 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 光分岐方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11333411A JP3069703B1 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 光分岐方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3069703B1 true JP3069703B1 (ja) | 2000-07-24 |
| JP2001156371A JP2001156371A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18265822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11333411A Expired - Lifetime JP3069703B1 (ja) | 1999-11-24 | 1999-11-24 | 光分岐方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3069703B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104678558A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 精工爱普生株式会社 | 光分路装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4655263B2 (ja) * | 2004-08-12 | 2011-03-23 | ブラザー工業株式会社 | 画像表示装置及びその板状反射素子 |
| US20130216180A1 (en) * | 2010-10-29 | 2013-08-22 | Michael Renne Ty Tan | Optical interconnect fabrics implemented with star couplers |
| KR101738155B1 (ko) | 2015-06-10 | 2017-05-22 | 주식회사 필옵틱스 | 라인 빔 형성 장치 |
-
1999
- 1999-11-24 JP JP11333411A patent/JP3069703B1/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104678558A (zh) * | 2013-11-27 | 2015-06-03 | 精工爱普生株式会社 | 光分路装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001156371A (ja) | 2001-06-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11686944B2 (en) | Method and system for high resolution digitized display | |
| US7413311B2 (en) | Speckle reduction in laser illuminated projection displays having a one-dimensional spatial light modulator | |
| US7446315B1 (en) | System and method for aircraft infrared countermeasures to missiles | |
| US5408553A (en) | Optical power splitter for splitting high power light | |
| JP2000137139A (ja) | 光学的光束変換装置 | |
| JP3989375B2 (ja) | 光線形成装置、光線を導光ファイバに結合するための構成ならびに前記光線形成装置または前記構成のための光線回転ユニット | |
| US6724951B1 (en) | Using fibers as shifting elements in optical interconnection devices based on the white cell | |
| JP3069703B1 (ja) | 光分岐方法 | |
| JPH0557475A (ja) | レーザ光学装置 | |
| US6424756B1 (en) | Fourier optical switch | |
| US6400512B1 (en) | Refractive/reflective optical element multiple beam spacer | |
| JPH1039250A (ja) | フラットビームを成形する装置 | |
| JP2554772B2 (ja) | レーザパルスストレッチャー | |
| US6407867B1 (en) | Multiple beam spacer with a beam splitter cube and two roof mirrors | |
| JP2002523808A (ja) | 光パルス伸張装置 | |
| US4645302A (en) | Light beam-splitter | |
| CN110927839A (zh) | 光学重排器件和包括光学重排器件的系统 | |
| US11719947B1 (en) | Prism beam expander | |
| JP2813123B2 (ja) | 光線の配列を結合する方法と装置 | |
| JP2934292B2 (ja) | 光路分割素子 | |
| CN218675291U (zh) | 一种多线激光雷达系统 | |
| JPH02166783A (ja) | エキシマレーザーのホモジナイザー | |
| JP2022096461A5 (ja) | ||
| CN114252941A (zh) | 一种光波导透镜 | |
| KR20210026975A (ko) | 프리즘 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3069703 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |