JP4690891B2 - 単極光学波長セレクタ - Google Patents
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Description
(a)複数の波長成分を有する入力光を受け、予め定義された偏光を出力する偏光変換素子と、
(b)予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
(c)予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また当該予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する第1の分散素子と、
(d)前記予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記第1の分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける第1の収束素子と、
(e)前記第1の収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
(f)前記偏光切換素子を通過後の光を収集する第2の収束素子と、
(g)いかなる偏光操作素子をも介することなく前記第2の収束素子からの収集光を受け前記光の個々の波長成分を多重波長出力光に結合する第2の分散素子と、
(h)前記多重波長出力光が所定の前記平面内に圧縮されるように整列されたビーム圧縮素子と、
(i)圧縮された前記多重波長出力光を受け、所定の偏光を有する前記多重波長出力光のそれらの成分のみが透過するように整列された偏光選択素子とを含む。
(a)複数の波長成分を有する入力光を受け、予め定義された偏光を出力する偏光変換素子と、
(b)予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
(c)予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する分散素子と、
(d)予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記第1の分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける収束素子と、
(e)前記収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
(f)前記偏光切換素子の近傍に配置され、また前記光が反射して前記偏光切換素子の前記ピクセルを通って戻るように、前記ピクセルを通過する前記光が入射する側に関して偏光切換素子の遠位側に配置された反射面とを含む。
(a)複数の波長成分を有するファイバ光信号が入力し、複数の波長成分を有する光を出力するデュアルファイバコリメータと、
(b)前記デュアルファイバコリメータからの前記出力光を受け、また予め定義された偏光を出力する第1の偏光変換素子と、
(c)予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
(d)予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する分散素子と、
(e)前記予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける収束素子と、
(f)前記収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
(g)前記直線偏光の前記波長成分が横方向に配置され、また前記収束素子、前記ビーム拡大素子および前記分散素子を通って戻るように方向付けられ、また前記分散素子が前記出力光の個々の波長成分を多重波長出力光に結合するように、前記偏光切換素子の両側に配置される互いに直角に方向付けられた少なくとも2つの反射面と、
(h)前記横方向に配置された前記光を受けるように配置される第2の偏光変換素子であって所定の前記偏光を有する前記多重波長出力光の一部が透過しまた前記デュアルビームコリメータを通って前記スイッチから出力されるように整列された第2の偏光変換素子とを含む。
10、44、52 コリメータ
12、42、56、66、89、90 C偏光子(偏光変換素子および偏光選択素子)
14、26、28、40、54、68、78、91 直線偏光子
15、16、36、38、58、59、69、70、92 アナモフィックプリズムペア(ビーム拡大素子およびビーム圧縮素子)
18、19、34、72、94、100、101、110、111 回折格子(第1および第2の分散素子)
20、32、74、96、102、105 結像(収束)レンズ
21、23 円柱レンズ(ビーム拡大素子およびビーム圧縮素子、第1および第2の分散素子)
24、76、97、104、102、104 偏光回転素子、液晶セル(偏光切換素子)
22、30 折り曲げミラー
46 出力ファイバ
62 サーキュレータ
80、95、98 反射面
84 デュアルファイバーコリメータ
88 ダハプリズム(ビーム偏位素子)
Claims (31)
- 複数の波長成分を有する入力光を受け、予め定義された偏光を出力する偏光変換素子と、
予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また当該予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する第1の分散素子と、
前記予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記第1の分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける第1の収束素子と、
前記第1の収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
前記偏光切換素子を通過後の光を収集する第2の収束素子と、
いかなる偏光操作素子をも介することなく前記第2の収束素子からの収集光を受け前記光の個々の波長成分を多重波長出力光に結合する第2の分散素子と、
前記多重波長出力光が所定の前記平面内に圧縮されるように整列されたビーム圧縮素子と、
圧縮された前記多重波長出力光を受け、所定の偏光を有する前記多重波長出力光のそれらの成分のみが透過するように整列された偏光選択素子とを含む、波長を選択可能な光学スイッチ。 - 前記所定の偏光は、円偏光であり、予め定義された前記偏光と対称な偏光を有する、請求項1に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記所定の偏光は、円偏光であり、予め定義された前記偏光に反対称な偏光を有する、請求項1に記載の波長選択光学スイッチ。
- 予め定義された前記偏光は直線偏光である、請求項1に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記第1の分散素子は予め定義された偏光の前記拡大光の前記分散波長成分を前記偏光切換素子上に焦点を合わせるように動作する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記第2の分散素子は前記偏光切換素子を通過後の前記光の前記分散波長成分を収集するように動作する、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 所定の前記平面は前記直線偏光の方向にほぼ平行である、請求項4ないし6のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 所定の前記平面は前記直線偏光の方向とほぼ直角である、請求項4ないし7のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ピクセルに適用される前記制御信号は前記ピクセルを通過する光の偏光方向を基本的に90度まで回転させる、請求項4ないし8のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記偏光変換素子は、その出力ポートの一部に1/2波長板を有する複屈折結晶である、請求項4ないし8のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記偏光変換素子は、該偏光変換素子から出力される直線偏光の少なくとも一つの出力ビームの偏光方向が前記入力光の偏光に依存しないようなものである、請求項4ないし9のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- さらに、その出力ポートの一部に1/2波長板を有する前記複屈折結晶の出力に直線偏光子を含む、請求項10および11のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ビーム拡大素子および前記ビーム圧縮素子の少なくとも一方は一対のアナモフィックプリズムである、請求項1ないし12のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ビーム拡大素子および前記ビーム圧縮素子の少なくとも一方は単一プリズムである、請求項1ないし13のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ビーム拡大素子および前記ビーム圧縮素子の少なくとも一方は円柱レンズを含む、請求項1ないし14のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ
- さらに、前記偏光切換素子の前の光路に配置された第1の直線偏光素子、および前記偏光切換素子の後の光路に配置された第2の直線偏光素子の少なくとも一方を含む、請求項1ないし15のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記偏光切換素子は液晶セルである、請求項1ないし16のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 請求項1ないし17に記載の複数の波長選択光学スイッチを含む波長選択スイッチモジュールであって、波長に依存する少なくとも2つの前記スイッチは、分散素子、収束素子および偏光回転素子のうちの少なくとも一つの素子を共通に使用する、波長選択スイッチモジュール。
- 複数の波長成分を有する入力光を受け、予め定義された偏光を出力する偏光変換素子と、
予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する分散素子と、
前記予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記第1の分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける収束素子と、
前記収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
前記偏光切換素子の近傍に配置され、また前記光が反射して前記偏光切換素子の前記ピクセルを通って戻るように、前記ピクセルを通過する前記光が入射する側に関して偏光切換素子の遠位側に配置された反射面とを含む、波長選択光学スイッチ。 - 予め定義された前記偏光は円偏光である、請求項19に記載の波長選択光学スイッチ。
- 予め定義された前記偏光は直線偏光である、請求項19に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ピクセルに適用される前記制御信号は、前記ピクセルを通って戻った後の前記波長成分の光の偏光方向を基本的に90度まで回転させる、請求項21に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ピクセルを通って戻る前記光は前記スイッチからの出力のために前記偏光変換素子を通って戻るように方向付けられる、請求項19ないし22のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記入力光は入力ファイバから得られ、前記スイッチからの出力のために前記ピクセルを通って戻る前記光は出力ファイバに方向付けられ、前記スイッチはさらに前記入力ファイバの光から前記出力ファイバの光を分離するためのサーキュレータを含む、請求項19ないし23のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記偏光切換素子と前記反射面との間に配置された、消光比を有する直線偏光子を含み、該直線偏光子は前記直線偏光の偏光方向に本質的に平行な偏光方向を有し、前記ピクセルに適用される前記制御信号は、前記直線偏光子を通って前方へ伝えられる前記波長成分の前記光が前記直線偏光子の前記消光比で減衰されるように、前記ピクセルを通過する前記波長成分の前記偏光方向を基本的に90度だけ回転させる、請求項22に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記反射面から反射された前記波長成分の光は、前記波長成分の前記光の減衰が前記直線偏光子の消光比の自乗にほぼ比例するように、前記直線偏光子を通って戻るときにも該直線偏光子の前記消光比で減衰される、請求項25に記載の波長選択光学スイッチ。
- 複数の波長成分を有するファイバ光信号が入力し、複数の波長成分を有する光を出力するデュアルファイバコリメータと、
前記デュアルファイバコリメータからの前記出力光を受け、また予め定義された偏光を出力する第1の偏光変換素子と、
予め定義された前記偏光を所定の平面内で拡大するためのビーム拡大素子と、
予め定義された前記偏光の拡大光を受け、また予め定義された前記偏光の前記拡大光の波長成分を所定の前記平面内に分散する分散素子と、
前記予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記分散素子からの波長成分をいかなる偏光操作素子をも介することなく受ける収束素子と、
前記収束素子の焦点面に配置され、予め定義された前記偏光の前記拡大光の分散された前記波長成分を受ける偏光切換素子であって個々のピクセルが前記拡大光の個々の波長成分と関連づけられるように前記分散方向に沿ってピクセル化され、少なくとも1つのピクセルが該ピクセルに適用される制御信号に従って該ピクセルを通過する前記偏光を切り換えるように動作する偏光切換素子と、
前記直線偏光の前記波長成分が横方向に配置され、また前記収束素子、前記ビーム拡大素子および前記分散素子を通って戻るように方向付けられ、また前記分散素子が前記出力光の個々の波長成分を多重波長出力光に結合するように、前記偏光切換素子の両側に配置される互いに直角に方向付けられた少なくとも2つの反射面と、
前記横方向に配置された前記光を受けるように配置される第2の偏光変換素子であって所定の前記偏光を有する前記多重波長出力光の一部が透過しまた前記デュアルビームコリメータを通って前記スイッチから出力されるように整列された第2の偏光変換素子とを含む、波長選択光学スイッチ。 - 予め定義された前記偏光は円偏光である、請求項27に記載の波長選択光学スイッチ。
- 予め定義された前記偏光は直線偏光である、請求項27に記載の波長選択光学スイッチ。
- 前記ピクセルに適用される前記制御信号は前記ピクセルを通過する光の偏光方向を基本的に90度まで回転させる、請求項29に記載の波長選択光学スイッチ。
- また、前記デュアルファイバコリメータからの光ビーム出力を受け該ビームを前記第1の偏光変換素子に方向付け、また前記第2の偏光変換素子からの前記出力光を受け該出力光を前記デュアルファイバコリメータに向けるように、動作するビーム偏向素子を含む、請求項27ないし30のいずれか一項に記載の波長選択光学スイッチ。
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