JP4984996B2 - Deflection device, condensing device using the same, and spatial light receiving device using the same - Google Patents

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Description

この発明は、ある範囲の入射方向の変動があった場合でも入射光を一定の方向に導く偏向装置と、該偏向装置からの光を集光する集光装置と、該集光装置からの光を光ファイバに入射することで光信号を光信号処理装置に導く空間光受信装置と、に関している。   The present invention provides a deflecting device that guides incident light in a certain direction even when there is a change in the incident direction within a certain range, a condensing device that condenses light from the deflecting device, and light from the condensing device And a spatial light receiving device that guides an optical signal to an optical signal processing device.

空間光通信を行なう場合、光の伝搬路である空気層の揺らぎによって、受信側から送信側を見た場合に、送信側の方向、つまり受信側への光の入射方向が微小な角度内で絶えず揺らいでいることが知られている。この入射方向の揺らぎによって、入射光を微細な入射領域しか持たない光ファイバに入力することが困難になっている。   When performing spatial optical communication, when the transmission side is viewed from the reception side due to fluctuations in the air layer that is the propagation path of light, the direction of the transmission side, that is, the incident direction of light on the reception side is within a minute angle. It is known to be constantly shaking. This fluctuation in the incident direction makes it difficult to input incident light into an optical fiber having only a fine incident region.

この揺らぎに対処するために、入射方向を追尾する追尾装置と可動鏡を備え、追尾装置からの制御信号で可動鏡を調整して、光ファイバに受信する光を安定に導く装置が知られている。   In order to cope with this fluctuation, there is known a device that has a tracking device that tracks the incident direction and a movable mirror, and that stably adjusts the movable mirror with a control signal from the tracking device and stably guides the light received to the optical fiber. Yes.

また、集光系を工夫して、上記の制御部等をもたない構造にしたものとしては、特許文献1がある。特許文献1には、オフィスや家庭などの室内空間において、光信号による空間伝送により、照明等の機器制御や端末間のデータ通信を行う光空間伝送システムに使用する光リモコン受信器に関し、その目的とするところは、光ノイズの光リモコン受信器への入射を制限するフィルタを効率よく設置することにより、光ノイズの影響の低減化を図るとともに、受信可能距離も十分確保する光リモコン受信器が開示されている。これは、送信器より送信された光信号を、広範囲において受信可能とするための広角受光レンズと、広角受光レンズにより集光された光信号を受信する受光素子、信号増幅回路で構成される受光モジュールと照明光等による光ノイズを遮断するためのフィルタからなる光リモコン受信器において、照明光等の光ノイズの入射光路に、光ノイズを減衰させる光量調整フィルタを挿入したことを特徴とする光リモコン受信器である。   Moreover, there exists patent document 1 as what made the structure which does not have said control part etc. by devising a condensing system. Patent Document 1 relates to an optical remote control receiver used in an optical space transmission system that performs device control such as lighting and data communication between terminals by spatial transmission using an optical signal in an indoor space such as an office or home. This is because an optical remote control receiver that can reduce the effects of optical noise by efficiently installing a filter that limits the incidence of optical noise to the optical remote control receiver and that also ensures a sufficient receivable distance. It is disclosed. This is a light receiving device composed of a wide-angle light-receiving lens that can receive an optical signal transmitted from a transmitter in a wide range, a light-receiving element that receives the optical signal condensed by the wide-angle light-receiving lens, and a signal amplification circuit. In an optical remote control receiver comprising a module and a filter for blocking optical noise due to illumination light, etc., a light quantity adjusting filter for attenuating the optical noise is inserted in the incident optical path of the optical noise such as illumination light Remote control receiver.

また、特許文献2には、広角な画角に対しても測距精度を低下せずにコンパクト化した多点方式の測距装置を提供する測距装置が開示されている。これは、基線長方向に投光系と受光系とを配置し、該投光系から被測距体側に向けて複数のスポット光を発光部の該基線長方向に沿って投光し、該被測距体側で反射したスポット光を位置検出型の該受光系で受光し、被測距体との間の距離を測距する多点方式の測距装置において、該受光系は、受光レンズと、該受光レンズを通過した光を受光する受光部を有する受光素子と、発光部のスポット光を該受光部に向けて反射させる反射部材とを有することを特徴とする測距装置である。   Patent Document 2 discloses a distance measuring device that provides a compact multi-point distance measuring device without reducing distance measuring accuracy even for a wide angle of view. The light emitting system and the light receiving system are arranged in the base line length direction, and a plurality of spot lights are projected from the light projecting system toward the distance measuring object side along the base line length direction of the light emitting unit. In a multi-point distance measuring device that receives spot light reflected on the distance measuring object side by the position detection type light receiving system and measures the distance to the distance measuring object, the light receiving system includes a light receiving lens. And a light receiving element having a light receiving portion that receives light that has passed through the light receiving lens, and a reflecting member that reflects the spot light of the light emitting portion toward the light receiving portion.

また、特許文献3には、広角度 範囲において、被測定物体との距離を正確に測定するとともに小型、軽量化された反射測定装置が開示されている。まず、反射測定装置の受光レンズはレンズ外 周部からレンズ中心部に向けてそれぞれ異なる焦点距離を有する円環状の短焦点部、中焦点部、長焦点部が繰り返し循環して刃状に配置された循環焦点フレネル レンズである。短焦点部、中焦点部、長焦点部はこの順番で焦点距離が長くなっている。短焦点部は受光レンズ対する入射光線の入射角度が0度のときに受光素 子の中心部に受光レンズからの屈折光線を集光し、中焦点部は入射角度が4度のときに受光素子の中心部に屈折光線を集光し、長焦点部は入射角度が8度のとき に受光素子の中心部に屈折光線を集光する。これにより、入射角度に対する受光素子の受光光量特性が平坦化する、とういうものである。   Patent Document 3 discloses a reflection measuring device that accurately measures the distance to the object to be measured in a wide angle range and is small and lightweight. First, the light receiving lens of the reflection measuring device is arranged in a blade shape by repeatedly circulating an annular short focal portion, intermediate focal portion, and long focal portion having different focal lengths from the outer periphery of the lens toward the center of the lens. A circular focus Fresnel lens. The short focal portion, the middle focal portion, and the long focal portion have longer focal lengths in this order. The short focal point condenses the refracted light from the light receiving lens at the center of the light receiving element when the incident angle of the incident light with respect to the light receiving lens is 0 degree, and the middle focal point receives the light receiving element when the incident angle is 4 degrees. Refracted light beam is collected at the center of the light-receiving element, and the long focal point collects refracted light beam at the center of the light receiving element when the incident angle is 8 degrees. Thereby, the received light quantity characteristic of the light receiving element with respect to the incident angle is flattened.

また、特許文献4には、入射側光線のスポットサイズと出射側光線のスポットサイズを桁違いに変換することを可能とした光結合素子および光結合方法が開示されている。これは、スポットサイズが異なる光導波路素子どうしを結合する光結合素子に、前記光導波路素子の利用する光の波長と同程度の間隔で周期的な屈折率の変調構造を有する光結合用フォトニック結晶を用いることにより、その出射端でのスポットサイズを入射端でのスポットサイズと異なるサイズに変換するものである。   Patent Document 4 discloses an optical coupling element and an optical coupling method capable of converting the spot size of the incident side light beam and the spot size of the output side light beam by orders of magnitude. This is because an optical coupling element that couples optical waveguide elements having different spot sizes has a modulation structure with a periodic refractive index at intervals similar to the wavelength of light used by the optical waveguide element. By using crystals, the spot size at the exit end is converted to a size different from the spot size at the entrance end.

また、非特許文献1には、フォトニック結晶を用いたスーパーコリメータが記載されている。このスーパーコリメータでは、光は、フォトニック結晶に入射する時点で集光されており、フォトニック結晶中を集光されたまま進行するが、フォトニック結晶から出射する際に散光してしまう。   Non-Patent Document 1 describes a super collimator using a photonic crystal. In this super collimator, light is collected at the point of incidence on the photonic crystal and travels while being collected in the photonic crystal, but is scattered when emitted from the photonic crystal.

上記の様に、従来の光空間伝搬信号を光電変換素子に導くための光結合装置では、稼動部をもつものと持たないものがあるが、稼動部を持つものでは、その応答速度が低く、速い変化には対応できなかった。さらに,高精度な角度制御が必要も余儀なくされる。   As described above, in the conventional optical coupling device for guiding the optical space propagation signal to the photoelectric conversion element, there are those having an operation part and those having an operation part, but those having an operation part have a low response speed, I couldn't cope with fast changes. In addition, high-precision angle control is required.

また、これらの集光系を工夫して回転鏡などの稼動部をもたない構造にしたものでは、集光系に入射する光を光電変換素子に効率的に集めることはできず、その光を部分的に利用しているにすぎない。   In addition, if the light condensing system is devised to have a structure that does not have a moving part such as a rotary mirror, the light incident on the light converging system cannot be efficiently collected in the photoelectric conversion element. Is only partially used.

特開平7−298374号公報JP 7-298374 A 特開平8−14886号公報JP-A-8-14886 特開平9−21874号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-21874 特開2001−4869号公報JP 2001-4869 A

回転鏡などの稼動部をもたない構造にして入射光の速い変化に対応できる構成でありながら、集光系を工夫することにより、受光した光の利用効率を高くする。   The structure that does not have a moving part such as a rotating mirror can cope with a fast change of incident light, but the utilization efficiency of received light is increased by devising a condensing system.

この発明の偏向装置、それを用いた集光装置、さらにそれを用いた空間光受信装置では、光空間伝搬信号を受信装置に入射する際に、集光系を工夫することによって、受光した光の利用効率を高くとることができる。   In the deflecting device of the present invention, the condensing device using the same, and the spatial light receiving device using the same, the light received by devising the condensing system when the optical spatial propagation signal is incident on the receiving device. Can be used with high efficiency.

本発明は、まず、ある立体角にある入射方向から入射する光を、予め決められた方向の光とする偏向装置である。この偏向装置は、中心部の屈折率を周辺部よりも高くした光ファイバを束ねて両端部を平坦にしたファイバプレートと、中心部の屈折率を周辺部よりも低くした光ファイバを束ねて両端部または一端を、平坦あるいは凹レンズ状あるいは凸レンズ状にしたキャピラリプレートと、から成る。また、上記のファイバプレートに光を入射し、次にキャピラリプレートに光を通す構成になっている。このユニークな構成により、入射方向の異なる入射光を、予め決められた方向の光とし、伝送用光ファイバーに入射させるThe present invention is a deflecting device that first converts light incident from an incident direction at a certain solid angle into light in a predetermined direction. This deflecting device has a fiber plate in which both ends are flattened by bundling optical fibers having a refractive index in the center higher than that in the peripheral part, and an optical fiber having a refractive index in the center part lower than that in the peripheral part is bundled at both ends. And a capillary plate having a part or one end in a flat, concave, or convex lens shape. Further, light is incident on the fiber plate, and then the light is passed through the capillary plate. With this unique configuration, incident light having different incident directions is converted into light in a predetermined direction and is incident on a transmission optical fiber .

一般に、ファイバプレートの光ファイバは入射端と出射端とで、鏡面対象の対称性をもっており、これに単一波長の光が入射すると、出射光は、ファイバプレート内の光ファイバの周期的な並びを反映した干渉パターンを持つことが知られている。そこで、本発明では、入射端と出射端とで、鏡面対称を持たないようにその位置を入換ることによって、直線状の光ファイバで1対1に対応した鏡面対称を持つ入射端と出射端との対応関係からずらして、前記入射端と出射端とが鏡面対称を持たないようにして、上記の干渉による効果を抑制するものである。 In general, the optical fiber of the fiber plate has a mirror surface symmetry at the entrance end and the exit end, and when light of a single wavelength is incident on this, the exit light is periodically arranged in the fiber plate. It is known to have an interference pattern reflecting the above. Therefore, in the present invention, by changing the positions of the incident end and the exit end so as not to have mirror symmetry, the incident end and exit having a mirror symmetry corresponding to one-to-one with a linear optical fiber. By shifting from the correspondence relationship with the ends, the incident end and the exit end do not have mirror symmetry , thereby suppressing the effect of the interference.

また、上記のキャピラリプレートに用いる光ファイバを、中空の光ファイバとすることで中心部の屈折率を周辺部よりも低くすることができる。   Moreover, the refractive index of a center part can be made lower than a peripheral part by making the optical fiber used for said capillary plate into a hollow optical fiber.

また、ファイバプレートの出射端の口径を入射端の口径よりも大きくすることで、開口数を大きくすることができる。   Further, the numerical aperture can be increased by making the diameter of the exit end of the fiber plate larger than the diameter of the entrance end.

また、キャピラリプレートの出射端の口径を入射端の口径よりも小さくすることで、キャピラリプレートから集光する光を選択することができる。   Further, the light collected from the capillary plate can be selected by making the diameter of the exit end of the capillary plate smaller than the diameter of the entrance end.

また、キャピラリプレートの出射端の形状を凹レンズあるいは凸レンズ形状とすることで、本発明の偏向装置から出射する光を、集光したり、発散したりすることができる。   Further, by making the shape of the exit end of the capillary plate a concave lens or a convex lens, the light emitted from the deflecting device of the present invention can be condensed or diverged.

また、上記のいずれかの偏向装置の前にさらに集光系をもうけることで、出力ビームを絞ることができる。   Further, the output beam can be narrowed by providing a condensing system in front of any of the above-described deflecting devices.

また、上記のいずれかの偏向装置から出射される光を集光する集光系をさらに備えることで、微小領域に集光する集光装置を実現することができる。   Further, by further including a condensing system that condenses the light emitted from any of the above-described deflecting devices, a condensing device that condenses light in a minute region can be realized.

上記の集光装置の光を光ファイバに入射して、光のまま信号処理を行なうか、光電変換を行なった後に電気信号で信号処理を行なうかして光信号を用いた通信装置を実現できる。この場合、上記の集光装置と光ファイバとで空間光通信の受信部に用いる空間光受信装置を構成できることになる。   The communication device using the optical signal can be realized by making the light of the above-described condensing device incident on the optical fiber and performing signal processing as it is or performing signal processing with an electrical signal after performing photoelectric conversion. . In this case, a spatial light receiving device used for the receiving unit of the spatial light communication can be configured by the light condensing device and the optical fiber.

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。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following description, devices having the same function or similar functions are denoted by the same reference numerals unless there is a special reason.

図1は、中心部の屈折率を周辺部よりも高くした光ファイバを束ねて両端部を平坦にしたファイバプレートと、中心部の屈折率を周辺部よりも低くした光ファイバを束ねて両端部を平坦にしたキャピラリプレートとを用いて構成した偏向装置を示す図である。この偏向装置は、入射角が異なるd1、d2方向からの単一波長の入射光について、出射光が同じ方向d4になる、という特徴がある。出射光の方向は、キャピラリプレートに用いる光ファイバの方向に沿った方向である。ここで、キャピラリプレートに用いる光ファイバとしては、通常用いられる中空のファイバ以外に、中心部に周辺部より屈折率の低い光学材料を用いたものでもよい。   FIG. 1 shows a fiber plate in which both ends are flattened by bundling optical fibers whose refractive index is higher in the center than in the peripheral part, and both end parts in which optical fibers whose refractive index is lower in the center than in the peripheral part are bundled. It is a figure which shows the deflection | deviation apparatus comprised using the capillary plate which made flat. This deflecting device is characterized in that outgoing light is in the same direction d4 with respect to incident light having a single wavelength from the directions d1 and d2 having different incident angles. The direction of the emitted light is a direction along the direction of the optical fiber used for the capillary plate. Here, as the optical fiber used for the capillary plate, an optical material having a refractive index lower than that of the peripheral part may be used in the central part, in addition to the hollow fiber normally used.

このような偏向特性は、ファイバプレートとキャピラリプレートとを接近して、あるいは密着して組み合わせた効果である。   Such a deflection characteristic is an effect obtained by combining the fiber plate and the capillary plate close to each other or in close contact with each other.

図2(a)あるいは図2(b)は、それぞれ、ファイバプレート2あるいはキャピラリプレート3に単一波長の光を入射したときの出射光の方向を示す図である。ファイバプレート2に、d1、d2方向からの単一波長の光を入射する場合には、どちらの場合でも、出射光は、拡散してしまう。また、キャピラリプレート3に、d1、d2あるいはd3方向からの単一波長の光を入射する場合には、光軸に沿ったd3のみが選択的に出射されるという特徴がある。   FIG. 2A or FIG. 2B is a diagram showing the direction of outgoing light when single wavelength light is incident on the fiber plate 2 or capillary plate 3, respectively. When light having a single wavelength from the d1 and d2 directions is incident on the fiber plate 2, the emitted light is diffused in either case. Further, when light having a single wavelength from the d1, d2, or d3 direction is incident on the capillary plate 3, only d3 along the optical axis is selectively emitted.

図3は、ファイバプレート2とキャピラリプレート3を密着し、ファイバプレート側から光を入射するようにした集光装置6を用いて構成した空間光受信装置を示す。集光装置6からの光を伝送に用いる光ファイバ5へ入力する。ここで、入射光として想定するのは、例えば、空間光通信の受信時の入射光である。   FIG. 3 shows a spatial light receiver configured using a condensing device 6 in which the fiber plate 2 and the capillary plate 3 are in close contact with each other so that light enters from the fiber plate side. The light from the condensing device 6 is input to the optical fiber 5 used for transmission. Here, what is assumed as the incident light is, for example, the incident light at the time of reception of the spatial light communication.

ここで、ファイバプレート2とキャピラリプレート3間の距離は、光ファイバ5の入射端に入射する光の強度が最大になるように調整することが望ましい。これは、それぞれに用いるファイバやキャピラリのサイズやピッチの違いにより、ファイバプレートとキャピラリプレート間の距離を調整する必要があるためである。特別な場合として、ファイバとキャピラリが一致する場合は、それらが整合するように密着することが望ましい。   Here, it is desirable to adjust the distance between the fiber plate 2 and the capillary plate 3 so that the intensity of light incident on the incident end of the optical fiber 5 is maximized. This is because the distance between the fiber plate and the capillary plate needs to be adjusted depending on the size and pitch of the fibers and capillaries used for each. As a special case, when the fibers and the capillaries coincide, it is desirable that the fibers and the capillaries be in close contact with each other.

上記の様に、集光装置6から光ファイバ5への入射角は、集光装置6への光の入射角が変化しても極端に大きな変化で無い場合は、集光装置6への光の入射角に依存せず一定と見なすことができる。つまり、空間光通信で、信号光の波面の揺らぎが生じる場合でも、従来に比べて、より安定な受信が可能である。   As described above, if the incident angle from the light collecting device 6 to the optical fiber 5 is not extremely large even if the light incident angle to the light collecting device 6 changes, the light entering the light collecting device 6 It can be regarded as constant regardless of the incident angle. That is, even when the wavefront of the signal light fluctuates in spatial light communication, more stable reception is possible compared to the conventional case.

図4は、キャピラリプレート3からの光を集光レンズ系4で集光する集光装置6で集光して光ファイバ5に入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。光ファイバ5への入射位置は、概ね集光レンズ系4の焦点位置である。集光装置6へ入射する光は、通常、太さのある光ビームであることから、図4に示す様に集光系4を用いることによって、集光効果を高めることが出来る。   FIG. 4 is a diagram showing a spatial light receiving device having a configuration in which light from the capillary plate 3 is collected by a condensing device 6 that condenses light by a condensing lens system 4 and is incident on an optical fiber 5. The incident position on the optical fiber 5 is substantially the focal position of the condenser lens system 4. Since the light incident on the light collecting device 6 is usually a thick light beam, the light collecting effect can be enhanced by using the light collecting system 4 as shown in FIG.

図5は、集光系1で集光してからファイバプレート2に入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。ファイバプレート2の出力光として、光ファイバ5へ向かう光を増大させることによって、光ファイバ5に入射する光量を増加させることができることから、光ファイバ5の延長線上のファイバプレート2の位置に集光させることが望ましいことは、明らかである。   FIG. 5 is a diagram showing a spatial light receiving device having a configuration in which light is collected by the light collecting system 1 and then incident on the fiber plate 2. Since the amount of light incident on the optical fiber 5 can be increased by increasing the light directed to the optical fiber 5 as the output light of the fiber plate 2, the light is condensed at the position of the fiber plate 2 on the extension line of the optical fiber 5. It is clear that it is desirable to do so.

図6は、集光系1で集光してからファイバプレート2に入射し、それに密着したキャピラリプレート3からの光を集光系4で集光する集光装置6で集光して光ファイバ5に入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。この受信装置の利点は、ファイバプレート2やキャピラリプレート3の大口径化が困難な場合でも、容易に入射のため口径を大きくできる点にある。   FIG. 6 shows an optical fiber which is condensed by a condensing device 1 for condensing by a condensing system 4 after being condensed by a condensing system 1 and incident on a fiber plate 2 and condensed by a condensing system 4. FIG. 6 is a diagram illustrating a spatial light receiving device having a configuration that is incident on a light source 5. The advantage of this receiving apparatus is that even when it is difficult to increase the diameter of the fiber plate 2 or capillary plate 3, the diameter can be easily increased for incidence.

図7は、ファイバプレート8の入射端の口径を小さくし、キャピラリプレート3側の口径を大きくした例である。この構成では、キャピラリプレート3の開口数(NA)を大きくとることができ、キャピラリプレート3の後にレンズ径を接地する場合に、開口数の大きな光源からの光とすることができる。このようなファイバプレート8は、光ファイバを束ねて、軟化点を越える高温にして引き伸ばして冷却し硬化させたのち切断することで作成することができる。また、なるべく低温で作成するためには、プラスチック材のファイバと酸化ケイ素の光ファイバをほぼ均一な分布を維持するように束ねて、プラスチック材のファイバの軟化点を越える高温でその束の径を細めるようなストレスを印加することで一部にくびれのあるファイバ束をつくり、冷却して硬化させて切断することでも製造することができる。   FIG. 7 shows an example in which the aperture at the incident end of the fiber plate 8 is reduced and the aperture on the capillary plate 3 side is increased. In this configuration, the numerical aperture (NA) of the capillary plate 3 can be increased, and when the lens diameter is grounded after the capillary plate 3, light from a light source having a large numerical aperture can be obtained. Such a fiber plate 8 can be produced by bundling optical fibers, drawing them to a high temperature exceeding the softening point, stretching them, cooling them, hardening them, and then cutting them. Also, in order to produce as low a temperature as possible, the fiber of plastic material and the optical fiber of silicon oxide are bundled so as to maintain a substantially uniform distribution, and the diameter of the bundle is increased at a high temperature exceeding the softening point of the fiber of plastic material. It can also be produced by applying a thinning stress to form a fiber bundle with a constriction in a part, and cooling and curing to cut.

図8は、円形のファイバプレート2と先細りのキャピラリプレート9とを組み合わせたものの断面を示す図である。キャピラリプレート9のそれぞれのキャピラリは、それぞれ焦点Fに向かっており、この構成で、焦点Fに向かう光だけを選択することができる。   FIG. 8 is a view showing a cross section of a combination of a circular fiber plate 2 and a tapered capillary plate 9. Each capillary of the capillary plate 9 is directed toward the focal point F. With this configuration, only light directed toward the focal point F can be selected.

図9(a)、(b)は、円形のファイバプレート2とレンズ状のキャピラリプレート10aあるいは10bとを組み合わせたものの断面を示す図である。これらのキャピラリプレート10aあるいは10bのキャピラリは、光軸と並行するものである。このようにすることによって、出射光を集光したり分散させたりすることができる。   FIGS. 9A and 9B are views showing a cross section of a combination of a circular fiber plate 2 and a lens-shaped capillary plate 10a or 10b. The capillaries of these capillary plates 10a or 10b are parallel to the optical axis. By doing so, the emitted light can be condensed or dispersed.

上記のファイバプレートは、例えば、その入射端と出射端が、直線状の光ファイバで1対1に対応し、鏡面対称を持つ。このため、図2(a)で単一波長の光を入射すると、出射光の分布は、ファイバプレート光ファイバの周期性を反映した濃淡のあるパターンになることが知られている。このような濃淡のあるパターンは、光通信の大気揺らぎによる入射波面の変動がある場合に、このような濃淡のあるパターンが、光ファイバへの入射光量の揺らぎの原因になる。   The above-mentioned fiber plate has, for example, a one-to-one correspondence between the incident end and the emission end with a linear optical fiber and has mirror symmetry. For this reason, it is known that when light of a single wavelength is incident in FIG. 2A, the distribution of the emitted light becomes a pattern having a shading that reflects the periodicity of the fiber plate optical fiber. Such a shading pattern causes fluctuations in the amount of incident light on the optical fiber when the incident wavefront varies due to atmospheric fluctuations in optical communication.

このため、図10に示す様に、それぞれの光ファイバの入射端と出射端の対応関係を、上記の対応関係からずらして、鏡面対称を持たない様にすることで、上記の濃淡を緩和することができる。特に、上記の、光ファイバの入射端と出射端の対応関係としては、なるべくランダムであることが望ましい。このようにランダムにするためには、通常のファイバプレート長さではなく、ファイバ束と呼ぶべき長さになる。本発明においては、ファイバプレートの光路長は、長くても問題ない。上記のそれぞれの実施例において、そのファイバプレートに図7のファイバプレートを用いることによって、上記の濃淡による、光ファイバへの入射光量の変動を抑制することができる。   For this reason, as shown in FIG. 10, the correspondence between the incident end and the exit end of each optical fiber is shifted from the above correspondence so as not to have mirror symmetry, thereby reducing the above-described shading. be able to. In particular, the correspondence relationship between the incident end and the exit end of the optical fiber is desirably as random as possible. In order to make it random in this way, the length should be called a fiber bundle, not the normal fiber plate length. In the present invention, there is no problem even if the optical path length of the fiber plate is long. In each of the above embodiments, by using the fiber plate of FIG. 7 as the fiber plate, it is possible to suppress fluctuations in the amount of light incident on the optical fiber due to the above-described shading.

また、上記の集光系としては、集光レンズ系や、凹面反射鏡、ゾーンプレートなどを用いることができる。   Moreover, as said condensing system, a condensing lens system, a concave reflecting mirror, a zone plate, etc. can be used.

また、本発明では、複数の異方向からの光波を同時に受信することができる。   Moreover, in this invention, the light wave from several different directions can be received simultaneously.

中心部の屈折率を周辺部よりも高くした光ファイバを束ねて両端部を平坦にしたファイバプレートと、中心部の屈折率を周辺部よりも低くした光ファイバを束ねて両端部を平坦にしたキャピラリプレートとを用いて構成した偏向装置を示す図である。A fiber plate in which both ends are flattened by bundling optical fibers having a refractive index higher than that in the peripheral part and an optical fiber having a refractive index lower in the central part than that in the peripheral part are bundled to flatten both ends. It is a figure which shows the deflection | deviation apparatus comprised using the capillary plate. ファイバプレートあるいはキャピラリプレートに単一波長の光を入射したときの出射光の方向を示す図である。It is a figure which shows the direction of the emitted light when the light of a single wavelength injects into a fiber plate or a capillary plate. ファイバプレートとキャピラリプレートを密着し、ファイバプレート側から光を入射するようにした集光装置を用いて構成した空間光受信装置を示す図である。It is a figure which shows the spatial light receiver comprised using the condensing apparatus which closely_contact | adhered the fiber plate and the capillary plate and made it inject light from the fiber plate side. キャピラリプレート3からの光を集光レンズ系4で集光する集光装置6で集光して光ファイバ5に入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a spatial light receiving device having a configuration in which light from a capillary plate 3 is collected by a condensing device 6 that condenses light by a condensing lens system 4 and is incident on an optical fiber 5. 集光系で集光してからファイバプレートに入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。It is a figure which shows the spatial light receiver with the structure which injects into a fiber plate after condensing by a condensing system. 集光系で集光してからファイバプレートに入射し、それに密着したキャピラリプレートからの光を集光レンズ系で集光する集光装置で集光して光ファイバに入射する構成をもった空間光受信装置を示す図である。A space with a configuration in which the light is collected by the light collecting system and then incident on the fiber plate, and the light from the capillary plate in close contact with the light is condensed by the light collecting device that collects the light from the condenser lens system and is incident on the optical fiber. It is a figure which shows an optical receiver. ファイバプレートの入射端の口径を小さくし、キャピラリプレート側の口径を大きくした例を示す図である。It is a figure which shows the example which made the diameter of the entrance end of a fiber plate small, and enlarged the diameter by the side of a capillary plate. 円形のファイバプレートと先細りのキャピラリプレート9とを組み合わせたものの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of what combined the circular fiber plate and the taper capillary plate. 円形のファイバプレートとレンズ状のキャピラリプレートとを組み合わせたものの断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of what combined the circular fiber plate and the lens-shaped capillary plate. それぞれの光ファイバの入射端と出射端の対応関係を、通常の対応関係からずらして、鏡面対称を持たない様にすることで、その出射光の濃淡を緩和したファイバプレートを示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a fiber plate in which the density of the outgoing light is relaxed by shifting the correspondence between the incident end and the outgoing end of each optical fiber from the normal correspondence so as not to have mirror symmetry. .

符号の説明Explanation of symbols

1 集光系
2 ファイバプレート
3 キャピラリプレート
4 集光系
5 光ファイバ
6 集光装置
7 ファイバプレート
8 ファイバプレート
9 キャピラリプレート
10a 凹レンズ状のキャピラリプレート
10b 凸レンズ状のキャピラリプレート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Condensing system 2 Fiber plate 3 Capillary plate 4 Condensing system 5 Optical fiber 6 Condensing apparatus 7 Fiber plate 8 Fiber plate 9 Capillary plate 10a Concave lens-shaped capillary plate 10b Convex-lens-shaped capillary plate

Claims (10)

中心部の屈折率を周辺部よりも高くした光ファイバを束ねたファイバプレートと、
中心部の屈折率を周辺部よりも低くした光ファイバを束ねたキャピラリプレートと、
上記のファイバプレートに光を入射する構成と、
を備え、
入射方向の異なる入射光を、前記のファイバプレートとキャピラリプレートとを通して、予め決められた方向の光とし、伝送用光ファイバーに入射させるものであって、
上記のファイバプレートの光ファイバは、直線状の光ファイバで1対1に対応した鏡面対称を持つ入射端と出射端との対応関係からずらして、前記入射端と出射端とが鏡面対称を持たないことを特徴とする偏向装置。
A fiber plate in which optical fibers having a refractive index at the center higher than that at the periphery are bundled;
A capillary plate bundled with optical fibers having a refractive index at the center lower than that at the periphery;
A structure in which light is incident on the fiber plate;
With
Incident light having different incident directions is passed through the fiber plate and capillary plate as light in a predetermined direction, and is incident on a transmission optical fiber,
The optical fiber of the above-mentioned fiber plate is a straight optical fiber and is shifted from the correspondence between the incident end and the exit end having a mirror symmetry corresponding to 1: 1, and the entrance end and the exit end have mirror symmetry. A deflecting device characterized by not having .
上記のキャピラリプレートに用いる光ファイバは、中空の光ファイバであることを特徴とする請求項に記載の偏向装置。 2. The deflecting device according to claim 1 , wherein the optical fiber used for the capillary plate is a hollow optical fiber. 上記のファイバプレートは、出射端の口径を入射端の口径よりも大きくすることを特徴とする請求項に記載の偏向装置。 The deflection apparatus according to claim 1 , wherein the fiber plate has a diameter of an output end larger than a diameter of an input end. 上記のファイバプレートの両端部を平坦にしたことを特徴とする請求項あるいはに記載の偏向装置。 Deflection device according to claim 1 or 3, characterized in that the flat end portions of the fiber plate. 上記のキャピラリプレートは、出射端の口径を入射端の口径よりも小さくすることを特徴とする請求項1あるいはに記載の偏向装置。 It said capillary plates, the deflection device according to claim 1 or 2, characterized in that less than the diameter of the entrance end of the aperture of the exit end. 上記のキャピラリプレートは,入射端もしくは出射端もしくは両端の形状を平坦にすることを特徴とする請求項1、あるいはに記載の偏向装置。 It said capillary plates, the deflection device according to claim 1, 2 or 4, characterized in that flattening the shape of the incident end or the exit end or both ends. 上記のキャピラリプレートは、入射端もしくは出射端もしくは両端の形状を凹レンズあるいは凸レンズ形状とすることを特徴とする請求項1あるいはに記載の偏向装置。 The deflection apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the capillary plate has a shape of a concave lens or a convex lens at an incident end, an output end, or both ends. 請求項あるいはのいずれかに記載の偏向装置の前にさらに集光系を備えることを特徴とする偏向装置。 3. A deflecting device, further comprising a condensing system in front of the deflecting device according to claim 1 . 請求項1、あるいはに記載の偏向装置から出射される光を集光する集光系をさらに備えることを特徴とする集光装置。 9. A condensing device, further comprising a condensing system for condensing light emitted from the deflection device according to claim 1, 2 or 8 . 請求項に記載の集光装置の光を入射する光ファイバをさらに備え、
入射方向の異なる入射光を予め決められた入射角で光ファイバに入射することを特徴とする空間光受信装置。
An optical fiber for entering the light of the light collecting device according to claim 9 is further provided,
A spatial light receiving apparatus, wherein incident light having different incident directions is incident on an optical fiber at a predetermined incident angle.
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