JPH0219805A - 光波長分割マルチプレクシング装置 - Google Patents
光波長分割マルチプレクシング装置Info
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- JPH0219805A JPH0219805A JP1117175A JP11717589A JPH0219805A JP H0219805 A JPH0219805 A JP H0219805A JP 1117175 A JP1117175 A JP 1117175A JP 11717589 A JP11717589 A JP 11717589A JP H0219805 A JPH0219805 A JP H0219805A
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- G02B6/29398—Temperature insensitivity
-
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- G02F2201/30—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 grating
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、光通信の分野に関するものである。
さらに詳細にいえば、本発明は光通信装置に用いられる
波長分割マルチプレクシング装置に関するものである。
波長分割マルチプレクシング装置に関するものである。
「従来の技術」
回折格子フィルタおよび！ａ函フィルタはいずれも、波
長分割マルチプレクシングのための光学フィルタとして
用いることができるが、これらはいずれち、光ファイバ
による光通信のさいに本来有する広い光バンド幅による
潜在的な古漬を有効に利用しつる十分な波長選択度を有
していない。例えば、現在の半導体レーザ・ダイオード
をＩＱＩＩＺまでの周波数で変調することは比較的容易
である。
長分割マルチプレクシングのための光学フィルタとして
用いることができるが、これらはいずれち、光ファイバ
による光通信のさいに本来有する広い光バンド幅による
潜在的な古漬を有効に利用しつる十分な波長選択度を有
していない。例えば、現在の半導体レーザ・ダイオード
をＩＱＩＩＺまでの周波数で変調することは比較的容易
である。
変調周波数が高くなるとそれに応じてコストもかかるか
ら、ＩＣｌ３という変調周波数は近未来の通信一般に用
いられるものであろう。隣接する光チャンネルを分離す
る周波数差がチャンネル帯域幅よりはるかに大きい場合
、それは光通信容量を浪費することと同じである。１ミ
クロンの波長における１ＧＨ７は０．００３ｒ＋ａ＋の
波長の差を表す。
ら、ＩＣｌ３という変調周波数は近未来の通信一般に用
いられるものであろう。隣接する光チャンネルを分離す
る周波数差がチャンネル帯域幅よりはるかに大きい場合
、それは光通信容量を浪費することと同じである。１ミ
クロンの波長における１ＧＨ７は０．００３ｒ＋ａ＋の
波長の差を表す。
−−５０００本／ ｃｍを有する回折格子の場り
合を考える。１ミクロンの波長において、１次の回角折
は ［）ｎｓｉｎθ−λ、θ＝ ５ｉｎ−’ −＝ ０ 、
３３９ラジアンである。
は ［）ｎｓｉｎθ−λ、θ＝ ５ｉｎ−’ −＝ ０ 、
３３９ラジアンである。
さらに、小形光学＠置が１１の程度の寸法を有すると仮
定する。この場合には、回折格子の角度の分解能は、Ｗ
（光ビームの幅） ＝ １ ｃｔｓとして、次の式で与
えられる。
定する。この場合には、回折格子の角度の分解能は、Ｗ
（光ビームの幅） ＝ １ ｃｔｓとして、次の式で与
えられる。
したがって、この回折格子の角度分解能はである、また
は０．２ｎｍである、すなわち、高密度波長分割マルチ
プレクシングに対して要求される分解能よりも約１００
倍大きい。明らかに、十分な分解能を有する回折格子は
寸払が３３ｃ１１でなければならなく、したがって、こ
の回折格子は大形のものとなり、コストの点で実際に使
用することき糧めて国難である。
は０．２ｎｍである、すなわち、高密度波長分割マルチ
プレクシングに対して要求される分解能よりも約１００
倍大きい。明らかに、十分な分解能を有する回折格子は
寸払が３３ｃ１１でなければならなく、したがって、こ
の回折格子は大形のものとなり、コストの点で実際に使
用することき糧めて国難である。
最もよい干渉フィルタの分解能は約１ ｒｖである、す
なわち、要求される値よりも約１００倍大である。
なわち、要求される値よりも約１００倍大である。
必要な選択度を有する光学構造体は極めて限られた種類
のものしか存在しない。よく知られている例をあげれば
、マイケルソン・エタロン回折格子、ルンマ・ゲールケ
板、およびファブリ・ベロ・エタロンがある。これらの
うちで、ファブリ・ベロ・エタロンは、実効物理長がエ
タロンの「フィネス」だけ倍数化されるので、特異なも
のである。それは、干渉が起こる長さは、光ビームがエ
タロンの外に出るまたは吸収されていまうまでの間に、
エタロンの中で光ビームが往復する全光路長に等しいか
らである。したがって、ファブリ・ベロ・エタロンは極
めて大きな分解能を有する小形の装置である。
のものしか存在しない。よく知られている例をあげれば
、マイケルソン・エタロン回折格子、ルンマ・ゲールケ
板、およびファブリ・ベロ・エタロンがある。これらの
うちで、ファブリ・ベロ・エタロンは、実効物理長がエ
タロンの「フィネス」だけ倍数化されるので、特異なも
のである。それは、干渉が起こる長さは、光ビームがエ
タロンの外に出るまたは吸収されていまうまでの間に、
エタロンの中で光ビームが往復する全光路長に等しいか
らである。したがって、ファブリ・ベロ・エタロンは極
めて大きな分解能を有する小形の装置である。
ファブリ・ベロ共ｆｌ志は多くの共振周波数を有してい
る。これらの共振周波数の間隔は次のｆによって与えら
れる。
る。これらの共振周波数の間隔は次のｆによって与えら
れる。
に
こで、しは共振器内の全伝播距離であり、ｎは屈折率、
Ｃは真空中の光の速さである。このｆｕｆは「自由スペ
クトル領域」と呼ばれている。共振器の共振のピークの
半分の高さにおける全帯域幅は、自由スペクトル領域を
フィネスで除算したものに等しいと定義される。例えば
、屈折率１．５のガラスで作成された厚さ１値のエタロ
ンは１０Ｇｌｌｚの自由スペクトル領域を有する。もし
共振器のフィネスが１００に等しいように作成されるな
らば、そのときのフィルタ帯域幅は１００Ｈｌｌｚに等
しい。エタロンのフィネスは、表面の鏡の反射率や、エ
タロンの内部媒質による吸収、回折損失、および対面し
ている鏡面が完全には平行でないことによってｖ制御さ
れる、すなわち、決定される。
Ｃは真空中の光の速さである。このｆｕｆは「自由スペ
クトル領域」と呼ばれている。共振器の共振のピークの
半分の高さにおける全帯域幅は、自由スペクトル領域を
フィネスで除算したものに等しいと定義される。例えば
、屈折率１．５のガラスで作成された厚さ１値のエタロ
ンは１０Ｇｌｌｚの自由スペクトル領域を有する。もし
共振器のフィネスが１００に等しいように作成されるな
らば、そのときのフィルタ帯域幅は１００Ｈｌｌｚに等
しい。エタロンのフィネスは、表面の鏡の反射率や、エ
タロンの内部媒質による吸収、回折損失、および対面し
ている鏡面が完全には平行でないことによってｖ制御さ
れる、すなわち、決定される。
注意深く作成することにより、少なくとも１００以上の
フィネスを右する平行板ガラス・エタロンを製造するこ
とができる。
フィネスを右する平行板ガラス・エタロンを製造するこ
とができる。
マイケルソン干渉計、すなわちマツハ・ゼンダ干渉計、
とは異って、ファブリ・ベロ干渉計はそのフィネスが大
きいために、エタロンのフィネスの値に等しい数の異な
る波長帯域を区別することができる。例えば、もしファ
ブリ・ベロのフィネスが１００ならば、その場合には原
理的には、１００個の隣接する波長帯域のいずれをも区
別することができる。けれども、フィルタとして使われ
るためには、漏話の大きさを許容範囲以下に抑えるため
に、隣接するチャンネルを帯域の３倍ないし５倍だけ離
さなければならない。
とは異って、ファブリ・ベロ干渉計はそのフィネスが大
きいために、エタロンのフィネスの値に等しい数の異な
る波長帯域を区別することができる。例えば、もしファ
ブリ・ベロのフィネスが１００ならば、その場合には原
理的には、１００個の隣接する波長帯域のいずれをも区
別することができる。けれども、フィルタとして使われ
るためには、漏話の大きさを許容範囲以下に抑えるため
に、隣接するチャンネルを帯域の３倍ないし５倍だけ離
さなければならない。
けれども、エタロンの自由スペクトル領域の整数倍だけ
分離されている波長は、（１個の）ファブリ・ベロ・エ
タロンによって相互に区別すること、すなわち、相互に
分離することはできない。
分離されている波長は、（１個の）ファブリ・ベロ・エ
タロンによって相互に区別すること、すなわち、相互に
分離することはできない。
この多重共振が起こるために、１個のファブリ・ベロ・
エタロンによる通信容量は、実効的に、１個の自由スペ
クトル領域に限定される。それは１つのファブリ・ベロ
・エタロンはその自由領域を法として、波長を区別する
ことができないからである。このことは、ファブリ・ベ
ロ・エタロンまたは同等な動作をするリング共振器をフ
ィルタとして用いる方法の１つの欠点であるように見え
るが、この曖昧さは、例えば、複数個の７アプリ・ベロ
共振器を縦統して用いることによって解決することがで
きる。この縦続連結されたファブリ・ベロ共振器により
、実効的に、はるかに大きな自由スペクトル領域かえら
れる。補助装置方式で多数の共振器が動作する場合、そ
の自由スペクトル領域は、フィルタ作用のために用いら
れる付加共振ムのおのおののフィネスによって乗算され
る。
エタロンによる通信容量は、実効的に、１個の自由スペ
クトル領域に限定される。それは１つのファブリ・ベロ
・エタロンはその自由領域を法として、波長を区別する
ことができないからである。このことは、ファブリ・ベ
ロ・エタロンまたは同等な動作をするリング共振器をフ
ィルタとして用いる方法の１つの欠点であるように見え
るが、この曖昧さは、例えば、複数個の７アプリ・ベロ
共振器を縦統して用いることによって解決することがで
きる。この縦続連結されたファブリ・ベロ共振器により
、実効的に、はるかに大きな自由スペクトル領域かえら
れる。補助装置方式で多数の共振器が動作する場合、そ
の自由スペクトル領域は、フィルタ作用のために用いら
れる付加共振ムのおのおののフィネスによって乗算され
る。
例えば、らしフィネスが１００で自由スベク１ヘル領域
が１０ＧＩＩＺと１０．１０ＩＩＺである２つの共成器
が用いられるならば、全体としての実効自由スペクトル
領域は１ＱＧｌｌｚから１０００ＧＨｚに増大する。こ
の場合には、おのおののフィルタからの共振の重なりは
、２つの素子フィルタの自由スペクトル領域の９９倍ま
たは１００倍の後でのみ起こる。
が１０ＧＩＩＺと１０．１０ＩＩＺである２つの共成器
が用いられるならば、全体としての実効自由スペクトル
領域は１ＱＧｌｌｚから１０００ＧＨｚに増大する。こ
の場合には、おのおののフィルタからの共振の重なりは
、２つの素子フィルタの自由スペクトル領域の９９倍ま
たは１００倍の後でのみ起こる。
逆にいえば、ファブリ・ペロ共Ｗｌ器の多重共振は利点
を有している。すなわち、それらは補助共振装置として
動作するだけでなく、（１）レーザを使って多数個の自
由スペクトル領域だけ分離された周波数差で動作させる
ことができる（すなわち、レーザ周波数を整合させる必
要が単一の共振器フィルタ装置に対して大幅に緩和され
る）という利点と、（２）多重共振の存在は高度に安定
化した光源の周波数安定度をエタロンに移すことができ
、したがって、レーザをエタロンに共撮するように電気
的に安定化するという利点がえられる。
を有している。すなわち、それらは補助共振装置として
動作するだけでなく、（１）レーザを使って多数個の自
由スペクトル領域だけ分離された周波数差で動作させる
ことができる（すなわち、レーザ周波数を整合させる必
要が単一の共振器フィルタ装置に対して大幅に緩和され
る）という利点と、（２）多重共振の存在は高度に安定
化した光源の周波数安定度をエタロンに移すことができ
、したがって、レーザをエタロンに共撮するように電気
的に安定化するという利点がえられる。
フィネスが１００の１つの単純なファブリ・ベロ・エタ
ロンは１つの波長帯域を選択的に透過して残りの９９個
の波長帯域を排除するから、このような１個のエタロン
は、多くの波長の光を効率的に分離するまたは結合する
マルチプレクサ／デマルチプレクサとして用いることが
できる。マルチプレクシングを行なう１つの方法は、１
００個の区別可能な波長のなかの１つの波長を残りの波
長から分離するために、１００個のファプリ・ベロ・エ
タロンを用いて光ビームをつぎつぎに通し、各エタロン
でそれぞれの波長を分画する方法である。この方法は困
難を伴う。それは、それぞれのエタロンに光が事実上垂
直に入射することが必要であるからである。マルチプレ
クシングとデマルチプレクシングのために１００個の別
々のエタロンを製造しかつ使用するということは明らか
に面倒であり、そしてエタロンの製造と、必要な光学装
置の製造と、温度のような変動する環境条件がある場合
にエタロン・フィルタの波長を安定化するために必要な
電子装置の製造との各点において、コストの面で問題点
がある。
ロンは１つの波長帯域を選択的に透過して残りの９９個
の波長帯域を排除するから、このような１個のエタロン
は、多くの波長の光を効率的に分離するまたは結合する
マルチプレクサ／デマルチプレクサとして用いることが
できる。マルチプレクシングを行なう１つの方法は、１
００個の区別可能な波長のなかの１つの波長を残りの波
長から分離するために、１００個のファプリ・ベロ・エ
タロンを用いて光ビームをつぎつぎに通し、各エタロン
でそれぞれの波長を分画する方法である。この方法は困
難を伴う。それは、それぞれのエタロンに光が事実上垂
直に入射することが必要であるからである。マルチプレ
クシングとデマルチプレクシングのために１００個の別
々のエタロンを製造しかつ使用するということは明らか
に面倒であり、そしてエタロンの製造と、必要な光学装
置の製造と、温度のような変動する環境条件がある場合
にエタロン・フィルタの波長を安定化するために必要な
電子装置の製造との各点において、コストの面で問題点
がある。
必要なことは、ｌ ＧＩＩＺ程度の分解能と１００ＧＩ
ＩＺの自由スペクトル領域を有し、約１００チＡ７ンネ
ルをマルチプレクシングおよびデマルチプレクシングす
ることができる、比較的小形で、かつ、丈夫で、かつ、
製造の容易な装置をうろことである。具体的にいえば、
デマルチプレクシングとは、すべての波長が共通の単一
モード・ファイバを通して入力し、そして異なる波長が
空間的に分離された形式で出力することを意味している
。そしてこれらの分離された波長成分を別々に検出する
ことができる、または別々のファイバに送ることができ
る、または別々に処理することができる。さらに必要な
ことは、空間的な分離が波長の分離に比例するというよ
うに、分離の方法がｔｉｔｔｌｅされていることである
。けれども、回折格子よりもはるかに大きな分解能が高
密度波長分割マルチプレクシングに対して要求される。
ＩＺの自由スペクトル領域を有し、約１００チＡ７ンネ
ルをマルチプレクシングおよびデマルチプレクシングす
ることができる、比較的小形で、かつ、丈夫で、かつ、
製造の容易な装置をうろことである。具体的にいえば、
デマルチプレクシングとは、すべての波長が共通の単一
モード・ファイバを通して入力し、そして異なる波長が
空間的に分離された形式で出力することを意味している
。そしてこれらの分離された波長成分を別々に検出する
ことができる、または別々のファイバに送ることができ
る、または別々に処理することができる。さらに必要な
ことは、空間的な分離が波長の分離に比例するというよ
うに、分離の方法がｔｉｔｔｌｅされていることである
。けれども、回折格子よりもはるかに大きな分解能が高
密度波長分割マルチプレクシングに対して要求される。
チャンネル間の漏話の問題点を考えれば、実際に使える
チャンネルの総数はフィネスの３分の１ないし５分の１
にほぼ等しいことに気が付くはずである。
チャンネルの総数はフィネスの３分の１ないし５分の１
にほぼ等しいことに気が付くはずである。
［発明の目的と要約コ
したがって、本発明の主要な目的は、前記の要請を満た
ず波長分割マルチプレクシング装置をうることである。
ず波長分割マルチプレクシング装置をうることである。
本発明は、波長が非常に接近している複数個の光信号を
分ｔｎ？Ｉる性能と結合する性能を有し、かつ、光通信
装置や光検出および光表示における種棒の応用に適切に
用いることができる、光マルチプレクシング／デマルチ
プレクシング装置に関するものである。
分ｔｎ？Ｉる性能と結合する性能を有し、かつ、光通信
装置や光検出および光表示における種棒の応用に適切に
用いることができる、光マルチプレクシング／デマルチ
プレクシング装置に関するものである。
好ましい実施例では、本発明の装置はエタロン構造体を
有する。このエタロン構造体はガラスで作成されていて
、その形状は長方形の平行六面体であり、その対面して
いる２つの表面が研磨されそしてそれらが事実上平行で
あり、かつ、高い反射率の被覆体で被覆される。１つの
被覆表面の反射率は事実上１００％であり、そして他の
被覆表面はわずかに光を透過する。反射率の高い方の鏡
面の−Ｌに、弱い回折格子が配置される。この回折格子
の長さとそれに対応、する鏡面の長さは、表面の長さよ
りも短く、一方、反射率の少し小さな他の鏡面は反射率
の大きな鏡面よりも少し長い。したがって、このエタロ
ンの両端部に透明な部分が配置されることになり、その
位置に光ビームが入力することができる。
有する。このエタロン構造体はガラスで作成されていて
、その形状は長方形の平行六面体であり、その対面して
いる２つの表面が研磨されそしてそれらが事実上平行で
あり、かつ、高い反射率の被覆体で被覆される。１つの
被覆表面の反射率は事実上１００％であり、そして他の
被覆表面はわずかに光を透過する。反射率の高い方の鏡
面の−Ｌに、弱い回折格子が配置される。この回折格子
の長さとそれに対応、する鏡面の長さは、表面の長さよ
りも短く、一方、反射率の少し小さな他の鏡面は反射率
の大きな鏡面よりも少し長い。したがって、このエタロ
ンの両端部に透明な部分が配置されることになり、その
位置に光ビームが入力することができる。
光信号はコリメートされた、すなわち平行光ビームとし
てこの平行六面体の１つの端部からエタロンの内部へ入
り、そして反射率のわずかに小さな鏡面へ予め定められ
た入射角で入射する。光ビームがエタロンの長さ方向に
沿ってあまり減衰せずに伝播する時、光ビームはこの予
め定められた入射角と同じ入射角で回折格子に多数回入
射する。
てこの平行六面体の１つの端部からエタロンの内部へ入
り、そして反射率のわずかに小さな鏡面へ予め定められ
た入射角で入射する。光ビームがエタロンの長さ方向に
沿ってあまり減衰せずに伝播する時、光ビームはこの予
め定められた入射角と同じ入射角で回折格子に多数回入
射する。
予め定められた波長帯域の中の光信号のごく一部分が反
射表面に垂直な方向に回折されるように、弱い回折格子
が配置される。光ビームがエタロンの長さ方向に伝播し
ながら弱い回折格子に入射する位置でこの回折が起こり
、そしてこれらの位置は、下記で示されるように、波長
に精密に共振することができる、等間隔に配置された局
所共振器部分となる。これらの共振器位置のおのおのに
おいて、最初の波長から１つの選定された波長が、回折
格子によって回折されて分離される。個々の光信号は、
それらに対応する共振器位置において、わずかに光を透
過する反射表面を通して、この装置から外へ出力する。
射表面に垂直な方向に回折されるように、弱い回折格子
が配置される。光ビームがエタロンの長さ方向に伝播し
ながら弱い回折格子に入射する位置でこの回折が起こり
、そしてこれらの位置は、下記で示されるように、波長
に精密に共振することができる、等間隔に配置された局
所共振器部分となる。これらの共振器位置のおのおのに
おいて、最初の波長から１つの選定された波長が、回折
格子によって回折されて分離される。個々の光信号は、
それらに対応する共振器位置において、わずかに光を透
過する反射表面を通して、この装置から外へ出力する。
個々の局所共振器は、反射表面の間の局所的な光路長を
制御することによって、共振がえられる。
制御することによって、共振がえられる。
この局所的な光路長のＩＩ、１１１１１は、加熱または
応力を加えることによって、ガラス体の物理的な長さを
変えることにより、エタロンをわずかに楔形にすること
によって行なわれる。または、エタロン媒体が電気光学
的性質を有する材料体で作成されている実施例では、電
界を加えてエタロン媒体の屈折率を変えることによって
、またはその他のこのような効果を利用して、それぞれ
の共振がえられる。
応力を加えることによって、ガラス体の物理的な長さを
変えることにより、エタロンをわずかに楔形にすること
によって行なわれる。または、エタロン媒体が電気光学
的性質を有する材料体で作成されている実施例では、電
界を加えてエタロン媒体の屈折率を変えることによって
、またはその他のこのような効果を利用して、それぞれ
の共振がえられる。
残った光信号は、導波器と集光レンズとを用いて、エタ
ロンの外に取り出される。ここで、集光レンズはエタロ
ンから出た光ビームを集め、そしてそれを導波器の端部
に向けて進める役割りを果たす。
ロンの外に取り出される。ここで、集光レンズはエタロ
ンから出た光ビームを集め、そしてそれを導波器の端部
に向けて進める役割りを果たす。
［実施例］
本発明の特徴である新規な点は、特許請求の範囲に詳細
に開示されている。けれども、本発明それ自身、すなわ
ち、その構成と動作方法および製造方法と、この他の目
的およびその他の利点は、例示された実施例についての
添付図面を参照しての下記説明により、最もよく理解す
ることができるであろう。添付図面において、図面が異
って６、同じ部品には同じ参照番号が付けられている。
に開示されている。けれども、本発明それ自身、すなわ
ち、その構成と動作方法および製造方法と、この他の目
的およびその他の利点は、例示された実施例についての
添付図面を参照しての下記説明により、最もよく理解す
ることができるであろう。添付図面において、図面が異
って６、同じ部品には同じ参照番号が付けられている。
第１図は本発明を実施するマルチプレクシング／デマル
チプレクシング装置１０の図面である。
チプレクシング装置１０の図面である。
装置１０はエタロン１２を有する。このエタロン１２は
、溶融石英またはＢＫ７ガラスのような、高品質で低損
失のガラスで作成される。このエタロン１２の向かい合
っている２つの表面１４および１６は、光学的に平らで
ありかつ相互に平行であるように研磨される。エタロン
１２の平面度は光の波長の２０分の１程度であることが
必要であり、そしてその平行度は、エタロン１２の活性
表面全体にわたって、干渉縞の数分の１であるこ°とが
必要である。これらの要請は、高品質で大きなフィネス
を有するエタロンを製造する場合に要求されるものと同
じであり、そして現在の製造技術で達成可能である。エ
タロン１２の１つの表面上に、弱い回折格子１８が作成
される。この弱い回折格子１８は入射光の約１パーセン
トを１次の回折線に回折し、そして残りの光を鏡面反射
する。
、溶融石英またはＢＫ７ガラスのような、高品質で低損
失のガラスで作成される。このエタロン１２の向かい合
っている２つの表面１４および１６は、光学的に平らで
ありかつ相互に平行であるように研磨される。エタロン
１２の平面度は光の波長の２０分の１程度であることが
必要であり、そしてその平行度は、エタロン１２の活性
表面全体にわたって、干渉縞の数分の１であるこ°とが
必要である。これらの要請は、高品質で大きなフィネス
を有するエタロンを製造する場合に要求されるものと同
じであり、そして現在の製造技術で達成可能である。エ
タロン１２の１つの表面上に、弱い回折格子１８が作成
される。この弱い回折格子１８は入射光の約１パーセン
トを１次の回折線に回折し、そして残りの光を鏡面反射
する。
最後に、高い反射率を有する被覆体２ｏおよび２２がエ
タロン１２の両表面上に付けられる。この反射被覆体は
、エタロン１２の端部２４および２６には付けられない
。これらのｒａ部２４および２６は、光がエタロン１２
に入る部分および出る部分である。
タロン１２の両表面上に付けられる。この反射被覆体は
、エタロン１２の端部２４および２６には付けられない
。これらのｒａ部２４および２６は、光がエタロン１２
に入る部分および出る部分である。
通常の場合には、入力ファイバ２８からの光はコリメー
タ・レンズ３０を通って入力部分２４に進み、そしてエ
タロン１２に垂直でない角度で入射する。したがって、
エタロン１２に入射した光はエタロン１２の向かい合っ
た反）１表面の間で反射を繰り返しながら、予め選定さ
れた方向にエタロンに沿って伝播する。光ビームの入用
角と回折格子の格子定数とが相互に適当に選定されて、
斜めに入射した光の一部分（前記のように１パ一セント
程度の部分）がエタロンの向かい合った表面に垂直な方
向に回折される。エタロンの向かい合った表面は光をほ
ぼ完全に反射しかつガラスは光を吸収しないから、回折
した光はエタロン１２によって捕えられ、そして回折し
た光は、その後の弱い回折作用によってまたは表面がわ
ずかに光を通すことによってのみ、外部に出ることがで
きる。
タ・レンズ３０を通って入力部分２４に進み、そしてエ
タロン１２に垂直でない角度で入射する。したがって、
エタロン１２に入射した光はエタロン１２の向かい合っ
た反）１表面の間で反射を繰り返しながら、予め選定さ
れた方向にエタロンに沿って伝播する。光ビームの入用
角と回折格子の格子定数とが相互に適当に選定されて、
斜めに入射した光の一部分（前記のように１パ一セント
程度の部分）がエタロンの向かい合った表面に垂直な方
向に回折される。エタロンの向かい合った表面は光をほ
ぼ完全に反射しかつガラスは光を吸収しないから、回折
した光はエタロン１２によって捕えられ、そして回折し
た光は、その後の弱い回折作用によってまたは表面がわ
ずかに光を通すことによってのみ、外部に出ることがで
きる。
したがって、このようにエタ［ｌン１２の中に捕えられ
た光は、１００回以上エタロンの中で反（ト）されて往
復した後、外に出る。
た光は、１００回以上エタロンの中で反（ト）されて往
復した後、外に出る。
エタロン１２の中に捕えられたこのような光は、侵から
くる斜入射光ビームの回折光部と干渉して、相互に強め
合うまたは打ち消し合うことがエタロン１２の中で起こ
る。入射光と捕えられている光とが打ち消し合うように
干渉する場合、エタロン１２の中の電界は入射光のエネ
ルギの約０．０１％位にまで比較的小さくなる（すなわ
ち、光エネルギの流れは約１／（フィネス）に小さくな
る）ことが起こる。けれども、エタロン１２の中の光と
回折格子１８を通してエタロンの内部を「ボンピング」
する入射光との間にもし強め合う干渉が起こるならば、
エタロン１２の中の光エネルギは入射光のエネルギの１
００倍位大きくなる（フィネス比だけ大きくなる）であ
ろう。１往復の光路が光の波長の整数倍である場合、エ
タロンは入射光の波長と「共振」シ、そしてエタロンは
入射光ビームから光エネルギのかなりの部分を取り出す
。
くる斜入射光ビームの回折光部と干渉して、相互に強め
合うまたは打ち消し合うことがエタロン１２の中で起こ
る。入射光と捕えられている光とが打ち消し合うように
干渉する場合、エタロン１２の中の電界は入射光のエネ
ルギの約０．０１％位にまで比較的小さくなる（すなわ
ち、光エネルギの流れは約１／（フィネス）に小さくな
る）ことが起こる。けれども、エタロン１２の中の光と
回折格子１８を通してエタロンの内部を「ボンピング」
する入射光との間にもし強め合う干渉が起こるならば、
エタロン１２の中の光エネルギは入射光のエネルギの１
００倍位大きくなる（フィネス比だけ大きくなる）であ
ろう。１往復の光路が光の波長の整数倍である場合、エ
タロンは入射光の波長と「共振」シ、そしてエタロンは
入射光ビームから光エネルギのかなりの部分を取り出す
。
したがって、光は、回折を受けずに、共振するエタロン
を通過することはできない。もし回折以外に光の損失が
ないならば、回折作用は前方方向に伝播する光の一部分
を取り除く働きをし、そして回折光を後方方向に進める
働きをする。けれども、エタロン１２の１つの表面がわ
ずかに透明である時、さらに有効な状態が実現する。そ
れは、共振しているエタロンの中を大きな電界を有する
光が往復しているので、光のかなりの部分がわずかに透
明な鏡を通して外に出ることができるからである。エタ
ロン１２の中に存在している光のうち、わずかに透明な
鏡を透過する先部分が有効な出力となる。もしエタロン
１２が共振状態にない場合には、わずかに透明なこの表
面を透過する光は非常に少ないであろう。
を通過することはできない。もし回折以外に光の損失が
ないならば、回折作用は前方方向に伝播する光の一部分
を取り除く働きをし、そして回折光を後方方向に進める
働きをする。けれども、エタロン１２の１つの表面がわ
ずかに透明である時、さらに有効な状態が実現する。そ
れは、共振しているエタロンの中を大きな電界を有する
光が往復しているので、光のかなりの部分がわずかに透
明な鏡を通して外に出ることができるからである。エタ
ロン１２の中に存在している光のうち、わずかに透明な
鏡を透過する先部分が有効な出力となる。もしエタロン
１２が共振状態にない場合には、わずかに透明なこの表
面を透過する光は非常に少ないであろう。
第１図の構造体を見るとすぐにわかるように、等価な位
置が多数個あって、それらの位置ではいずれも光が回折
され、そして局所的なエタロンの中にこれらの回折光が
捕えられている。これらは表面１６を通る鎖線の矢印で
示され／Ｃ位置に対応する。波長マルチプレクシング／
デマルチプレクシングが起こるために、つぎつぎの局所
エタロンが異なる波長で共振するようにされる。例えば
、もし局所エタロンがフィネス１００を有するならば、
つぎつぎの局所エタロンのおのおのはガラスの中で測ら
れた光の波長の少なくとも１／１００の物理長差を有し
なければならない。実際の場合には、エタロン１２の厚
さは、製造のさいに系統的な変化を精密に有するように
製造されそしてそれが精密にυ制御される場合を除いて
、通常のエタロンの製造の場合と全く同じように、一定
であるのが通常の場合である。この場合には、前記の小
さな物理長差は研磨工程の制御にさらに手を加えること
によって作成することもできる。しかし、エタロンの局
所温度を゛系統的に制御してエタロンの長さ方向に温度
勾配を作ることにより、エタロンの各位置での光路長差
をより容易に作成することができる。第１近似では、多
重局所エタロン構造体の両端の端部３２と端部３４が制
御された異なる温度に保持され、そしてエタロンに沿っ
て１次関数状の温度勾配が与えられる。この温度勾配に
より、隣り合う局所エタロンの間に、１次関数状の小さ
な光路差がえられる。さらにこのことをより精密に実行
するとすれば、エタロン構造体の各局所位置を個別に温
度制御することによって、より精密にυＩｔｌＧされた
光路差をうることができる。
置が多数個あって、それらの位置ではいずれも光が回折
され、そして局所的なエタロンの中にこれらの回折光が
捕えられている。これらは表面１６を通る鎖線の矢印で
示され／Ｃ位置に対応する。波長マルチプレクシング／
デマルチプレクシングが起こるために、つぎつぎの局所
エタロンが異なる波長で共振するようにされる。例えば
、もし局所エタロンがフィネス１００を有するならば、
つぎつぎの局所エタロンのおのおのはガラスの中で測ら
れた光の波長の少なくとも１／１００の物理長差を有し
なければならない。実際の場合には、エタロン１２の厚
さは、製造のさいに系統的な変化を精密に有するように
製造されそしてそれが精密にυ制御される場合を除いて
、通常のエタロンの製造の場合と全く同じように、一定
であるのが通常の場合である。この場合には、前記の小
さな物理長差は研磨工程の制御にさらに手を加えること
によって作成することもできる。しかし、エタロンの局
所温度を゛系統的に制御してエタロンの長さ方向に温度
勾配を作ることにより、エタロンの各位置での光路長差
をより容易に作成することができる。第１近似では、多
重局所エタロン構造体の両端の端部３２と端部３４が制
御された異なる温度に保持され、そしてエタロンに沿っ
て１次関数状の温度勾配が与えられる。この温度勾配に
より、隣り合う局所エタロンの間に、１次関数状の小さ
な光路差がえられる。さらにこのことをより精密に実行
するとすれば、エタロン構造体の各局所位置を個別に温
度制御することによって、より精密にυＩｔｌＧされた
光路差をうることができる。
この場合には、最初のエタロン構造体全体が一定温度に
ある時でも、またはその局所厚さが一定でない場合でも
、この局所温度制御により、１次関数状光路差を精密に
うろことができる。または、厚さ一定のエタロン構造体
の場合、もし温度勾配が１次関数的でない時、局所温度
制御によりそれを補正することができる。温度制御を行
なう場合、その温度範囲はマルチプレクサが動作する全
自由スペクトル領域にわたるように調節することもぐき
るし、または全自由スペクトル領域の一部分にわたるよ
うにすることもできる。前者の場合、このマルチプレク
サの第１局所共振器と最後の局在共振器との温度を制御
するために、１つのり型周波数または２つの基ＩＰ−周
波数を用いることができる。このことにより、安定化の
ための電子装置を付加して用いないでも、中間の共振器
は中間のチャンネル周波数にわたるようにすることがで
きる。
ある時でも、またはその局所厚さが一定でない場合でも
、この局所温度制御により、１次関数状光路差を精密に
うろことができる。または、厚さ一定のエタロン構造体
の場合、もし温度勾配が１次関数的でない時、局所温度
制御によりそれを補正することができる。温度制御を行
なう場合、その温度範囲はマルチプレクサが動作する全
自由スペクトル領域にわたるように調節することもぐき
るし、または全自由スペクトル領域の一部分にわたるよ
うにすることもできる。前者の場合、このマルチプレク
サの第１局所共振器と最後の局在共振器との温度を制御
するために、１つのり型周波数または２つの基ＩＰ−周
波数を用いることができる。このことにより、安定化の
ための電子装置を付加して用いないでも、中間の共振器
は中間のチャンネル周波数にわたるようにすることがで
きる。
温度を制御するのに加えて、局所エタロン部分の光路長
を制御する装置として、応力を利用した装置を使用する
こともできる。
を制御する装置として、応力を利用した装置を使用する
こともできる。
光検出器のアレイ３３が、第１図に示されているように
、装置１ｏの出力表面上にまたは出力表面と向かい合っ
た表面上に配置される。光検出器アレイ３３の中の個々
の光検出器セルの１つが３５で示されている。この光検
出器アレイ３３により、分離された別々の光信号のおの
おのが電気信号に変換される。
、装置１ｏの出力表面上にまたは出力表面と向かい合っ
た表面上に配置される。光検出器アレイ３３の中の個々
の光検出器セルの１つが３５で示されている。この光検
出器アレイ３３により、分離された別々の光信号のおの
おのが電気信号に変換される。
装置１０には多くの利用が考えられる。第１は、長距離
通信にすぐに使うことができることである。
通信にすぐに使うことができることである。
それは、１つの装置で連結線の容量全体を１桁以上ＷＤ
Ｍにより多重化することができるからである。第２は、
この装置が偏光の影響を受けないように作成することが
できることである。この性質は、光フアイバ共振４また
は集積化された光共振器のいずれにおいても、必ずしも
有するとは限らない。第３は、１つの５Ａ置の中に多数
個の共振器がそなえられているので、おのおのの共振器
の個別の波長制御が要求されないことである。したがっ
て、電子装置の複雑さは大幅に軽減される。第４は、前
記のように、この構造体は単純であり、かつ、頑丈であ
り、そして製造が容易であることである。最後に、１つ
の装置の中に多数個の共振器をそなえることにより、こ
のような装置を多重局所ドロップとして使うことをより
実際的なものとする。すなわち、入力／出力ビームまた
は母線ビームに対するスルーブツト結合損失は、それは
通常はドロップ当り約２ｄＢという高い値であるが、実
効的に多数の局所ドロップと関連しており、したがって
、ドロップ当りの損失は非常に小さくなることが可能で
ある。例えば、１０個の共振器構造体を有する場合、０
．２ｄＢ以下であることが可能である。実際、この多重
共振器光学装置によってうることができるような小さな
ドロップ損失を有する、ファイバ光共振器または集積化
された光共振器をうることは不可能であることがわがっ
ている。
Ｍにより多重化することができるからである。第２は、
この装置が偏光の影響を受けないように作成することが
できることである。この性質は、光フアイバ共振４また
は集積化された光共振器のいずれにおいても、必ずしも
有するとは限らない。第３は、１つの５Ａ置の中に多数
個の共振器がそなえられているので、おのおのの共振器
の個別の波長制御が要求されないことである。したがっ
て、電子装置の複雑さは大幅に軽減される。第４は、前
記のように、この構造体は単純であり、かつ、頑丈であ
り、そして製造が容易であることである。最後に、１つ
の装置の中に多数個の共振器をそなえることにより、こ
のような装置を多重局所ドロップとして使うことをより
実際的なものとする。すなわち、入力／出力ビームまた
は母線ビームに対するスルーブツト結合損失は、それは
通常はドロップ当り約２ｄＢという高い値であるが、実
効的に多数の局所ドロップと関連しており、したがって
、ドロップ当りの損失は非常に小さくなることが可能で
ある。例えば、１０個の共振器構造体を有する場合、０
．２ｄＢ以下であることが可能である。実際、この多重
共振器光学装置によってうることができるような小さな
ドロップ損失を有する、ファイバ光共振器または集積化
された光共振器をうることは不可能であることがわがっ
ている。
これらの母線共振器は、もちろん、回折格子１８の特性
を変えることによって、または自分自身の回折格子間隔
を有するものを縦続させた・視数個の部分装置を用いる
ことによって、異なる帯域に共振さゼることかできる。
を変えることによって、または自分自身の回折格子間隔
を有するものを縦続させた・視数個の部分装置を用いる
ことによって、異なる帯域に共振さゼることかできる。
回折格子の分解能は、直径１ｓの入力ビームの場合、ｌ
ｎｍの程度である。
ｎｍの程度である。
したがって、エタロンの表面に垂直な方向に光のか４【
りの部分を回折するように波長（または斜入（ト）角）
がもし正しく選定されていないならば、マルチプレクサ
／デマルチプレクサのスループット損失は比較的小さい
であろう。もし関与しているエタロンが共振状態にない
ならば、入力ビームに対する回折損失は回折格子反射当
り１％の程度であるであろう。
りの部分を回折するように波長（または斜入（ト）角）
がもし正しく選定されていないならば、マルチプレクサ
／デマルチプレクサのスループット損失は比較的小さい
であろう。もし関与しているエタロンが共振状態にない
ならば、入力ビームに対する回折損失は回折格子反射当
り１％の程度であるであろう。
このマルチプレクサ／デマルチプレクサの１つのチャン
ネルが１つの加入者に割り当てられているならば、この
加入者は異なるエタロンの次数を異なる目的のために用
いることができる。この場合には、この加入者は母線マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサと同様な第２デマルチ
プレクサ／マルチプレクサを有する。その動作により、
母線デマルチプレクサの異なる次数がこの加入者の局内
デマルチプレクサによって分離される、粗いフィルタ作
用がえられる。
ネルが１つの加入者に割り当てられているならば、この
加入者は異なるエタロンの次数を異なる目的のために用
いることができる。この場合には、この加入者は母線マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサと同様な第２デマルチ
プレクサ／マルチプレクサを有する。その動作により、
母線デマルチプレクサの異なる次数がこの加入者の局内
デマルチプレクサによって分離される、粗いフィルタ作
用がえられる。
溝切削機またはフォトリソグラフィ法により、適切な回
折格子をエタロン表面上に作成することができる。溝切
削機を用いる場合でもまたはフォトリソグラフィ法を用
いる場合でも、回折格子溝作成のさい「ブレーズ」を行
なうことができる。
折格子をエタロン表面上に作成することができる。溝切
削機を用いる場合でもまたはフォトリソグラフィ法を用
いる場合でも、回折格子溝作成のさい「ブレーズ」を行
なうことができる。
このブレーズにより、要求された方向に光を優先的に回
折させることができ、それにより、光が要求されていな
い次数へ回折されて損失となることが少なくなる。エタ
ロン１２の反射率の大きな表面は、多層誘電体被覆体に
よってまたは多層メタライゼーションによって、作成す
ることができる。
折させることができ、それにより、光が要求されていな
い次数へ回折されて損失となることが少なくなる。エタ
ロン１２の反射率の大きな表面は、多層誘電体被覆体に
よってまたは多層メタライゼーションによって、作成す
ることができる。
銀は０．８ミク［１ンの光の約９９％を反射し、したが
って、それを共振器の少なくとも１つの反射鏡に用いる
ことによってフィネス１００をうろことができるが、こ
の反射率の大きな金属鏡は透過光に対して大きな損失を
示す。反射率が与えられていて透過率を最大にするには
、少なくとも半透明鏡として誘電体被覆体を用いること
が好ましい。
って、それを共振器の少なくとも１つの反射鏡に用いる
ことによってフィネス１００をうろことができるが、こ
の反射率の大きな金属鏡は透過光に対して大きな損失を
示す。反射率が与えられていて透過率を最大にするには
、少なくとも半透明鏡として誘電体被覆体を用いること
が好ましい。
またらし誘電体被覆体が用いられるならば、斜入ｇＡす
る励振ビームに対して１００％の反射率がえられ、一方
、エタロン１２に垂直に伝播する光に対してはわずかに
透明である（例えば、反射率９８．５％）であることが
好ましい。このことにより、用いられるべき光をより容
易に外に取り出すことができる。
る励振ビームに対して１００％の反射率がえられ、一方
、エタロン１２に垂直に伝播する光に対してはわずかに
透明である（例えば、反射率９８．５％）であることが
好ましい。このことにより、用いられるべき光をより容
易に外に取り出すことができる。
第２図は、３６で示された多重化された光ビームがエタ
ロン表面に対して斜めに入射する関係と、回折格子１８
の周ＩＩ間隔との関連を示したものである。第２図には
また、回折ビーム３８と、鏡面反射されたビーム４０と
が示されている。回折格子の周期りが与えられている場
合、回折光が表面に垂直であるためには、入射角をθと
して、λ ばならない。弱い回折格子はフォトリソグラフ法によっ
て作成される。このフォトリソグラフ法では、フォト・
レジストの上にフォトリソグラフ・マスキング工程が行
なわれ、それからこのフォトレジストを現像し、そして
この現像されたフォトレジストを通して弱いＨＦ溶液で
ガラスがエツチングされ、そしてその後、フォトレジス
トが除去される。
ロン表面に対して斜めに入射する関係と、回折格子１８
の周ＩＩ間隔との関連を示したものである。第２図には
また、回折ビーム３８と、鏡面反射されたビーム４０と
が示されている。回折格子の周期りが与えられている場
合、回折光が表面に垂直であるためには、入射角をθと
して、λ ばならない。弱い回折格子はフォトリソグラフ法によっ
て作成される。このフォトリソグラフ法では、フォト・
レジストの上にフォトリソグラフ・マスキング工程が行
なわれ、それからこのフォトレジストを現像し、そして
この現像されたフォトレジストを通して弱いＨＦ溶液で
ガラスがエツチングされ、そしてその後、フォトレジス
トが除去される。
第３図は、標準的な溝切削法によってブレーズが行なわ
れた時の回折格子１８の表面の様子を示したものである
。
れた時の回折格子１８の表面の様子を示したものである
。
第４図と第５ａ図〜第５Ｃ図は、ガラスの代りに電気光
学媒体を用いた、同等なマルチプレクサ／デマルチプレ
クサ構造体を示したものである。
学媒体を用いた、同等なマルチプレクサ／デマルチプレ
クサ構造体を示したものである。
これらの実施例では、個々の共振器の共振は、熱的制御
で行なう代りに、電気的制御によって行なうことができ
る。さらに、この共振器に電気信号を加えることによっ
て、多重化された光ビームに現われるｃｗｍ送波周波数
を変調することができる。
で行なう代りに、電気的制御によって行なうことができ
る。さらに、この共振器に電気信号を加えることによっ
て、多重化された光ビームに現われるｃｗｍ送波周波数
を変調することができる。
第４図はＡＤＰ （リン酸２水素アンモニウム）または
ＡＤＰ （リン酸２水素カリウム）のような結晶５２で
性成された共振器装置５０を示している。結晶５２のＣ
軸、りなわら、光軸は、紙面の巾にあって下を向いてい
る。回折格子は５４で示されている。結晶５２の回折格
子と反対側には反射率９９％の導電性の鎖５５が作成さ
れる。この導電性反ｒＪＪ鏡５５は、誘電体反［の上に
酸化インジウム・スズをスパッタリングすることによっ
て作られる。結晶５２に沿って配置された局所エタロン
部分のおのおのに対応して、反射率１００％の導電性電
極５６〜６０と、これらの電極５６〜６ｏのおのおのに
付随する共振用でかつ信号用の電圧￥ｌ源６２〜６６が
Ｒｎされる。前記のように、入力ファイバ６８はコリメ
ータ・レンズ７０により、結晶５２の端部に光を入射す
る。集光レンズ７２は残った信号を出力母線ファイバ７
４に集め、そしてこの出力母線ファイバ７４に送られた
信号は次の装置でさらに利用される。装置５゜の配置の
場合、捕えられた光ビームの方向に電解が加えられる。
ＡＤＰ （リン酸２水素カリウム）のような結晶５２で
性成された共振器装置５０を示している。結晶５２のＣ
軸、りなわら、光軸は、紙面の巾にあって下を向いてい
る。回折格子は５４で示されている。結晶５２の回折格
子と反対側には反射率９９％の導電性の鎖５５が作成さ
れる。この導電性反ｒＪＪ鏡５５は、誘電体反［の上に
酸化インジウム・スズをスパッタリングすることによっ
て作られる。結晶５２に沿って配置された局所エタロン
部分のおのおのに対応して、反射率１００％の導電性電
極５６〜６０と、これらの電極５６〜６ｏのおのおのに
付随する共振用でかつ信号用の電圧￥ｌ源６２〜６６が
Ｒｎされる。前記のように、入力ファイバ６８はコリメ
ータ・レンズ７０により、結晶５２の端部に光を入射す
る。集光レンズ７２は残った信号を出力母線ファイバ７
４に集め、そしてこの出力母線ファイバ７４に送られた
信号は次の装置でさらに利用される。装置５゜の配置の
場合、捕えられた光ビームの方向に電解が加えられる。
この場合には、エタロンの光路はＣ軸方向にあるから、
２つの偏光状態の光が同じ波長で共振する。
２つの偏光状態の光が同じ波長で共振する。
第５ａ図〜第５Ｃ図は、ニオブ酸リチウムまたはタンタ
ル酸リチウムで作成されたエタロンを用いた装Ｗ！８０
の図面である。装置８０の場合、電界は捕えられた光の
進む方向ではなくて、捕えられた光ビームと垂直の方向
に加えられる。第５ａ図に示されているように、装置ａ
８０はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの研
磨された結晶８１を有し、そしてこの結晶８１の１つの
側面が回折格子８２をそなえている。この回折格子８２
の裏側は反射率１００％の反ｏ４鏡８４になっている。
ル酸リチウムで作成されたエタロンを用いた装Ｗ！８０
の図面である。装置８０の場合、電界は捕えられた光の
進む方向ではなくて、捕えられた光ビームと垂直の方向
に加えられる。第５ａ図に示されているように、装置ａ
８０はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムの研
磨された結晶８１を有し、そしてこの結晶８１の１つの
側面が回折格子８２をそなえている。この回折格子８２
の裏側は反射率１００％の反ｏ４鏡８４になっている。
この反射鏡８４と対面している表面が反射率９９％の反
１［８６になっていて、選定された光のごく一部分がそ
れを透過する。
１［８６になっていて、選定された光のごく一部分がそ
れを透過する。
光ファイバ８８は入力局間線路である。この光ファイバ
８８を出た光はコリメータ・レンズ９０を通って、回折
格子８２の表面に入射する。出力光は集光レンズ９４に
よって集められ、分岐ファイバ９２によって次の５ＡＭ
に送られる。局間線路から分岐線路へ信号を転送するこ
とができる、またはその逆の方向に転送することができ
る分岐部が、典型的な光ファイバ１ｏＯとそれに付随し
たレンズ１０２によって表されている。
８８を出た光はコリメータ・レンズ９０を通って、回折
格子８２の表面に入射する。出力光は集光レンズ９４に
よって集められ、分岐ファイバ９２によって次の５ＡＭ
に送られる。局間線路から分岐線路へ信号を転送するこ
とができる、またはその逆の方向に転送することができ
る分岐部が、典型的な光ファイバ１ｏＯとそれに付随し
たレンズ１０２によって表されている。
第５ａ図と第５ｂ図に示されているように、装Ｍ８０の
正面側面はアースされた電極１０４を有し、そしてこの
正面側面と対面している側面表面は分岐部に対して分離
された電極１０６〜１１２のアレイを有する。電極１０
６〜１１２のおのおのにはそれぞれ可変電圧源１１４〜
１２０が接続される。これらの電圧源と電極とにより、
結晶８１内を伝播する信号の方向と直角の方向に電界が
加えられ、信号との共振が保持される。
正面側面はアースされた電極１０４を有し、そしてこの
正面側面と対面している側面表面は分岐部に対して分離
された電極１０６〜１１２のアレイを有する。電極１０
６〜１１２のおのおのにはそれぞれ可変電圧源１１４〜
１２０が接続される。これらの電圧源と電極とにより、
結晶８１内を伝播する信号の方向と直角の方向に電界が
加えられ、信号との共振が保持される。
当業者にとって、本発明の範囲内において他の実施例を
作成することはまた可能である。例えば、エタロンの反
射表面の間隔をさらに小さくし、かつ同時に、入射ビー
ムを広げることにより、光がエタロンを伝播して行く時
のつぎつぎの反射が反対端で重なり、それにより、出力
光が離散的波長で規則正しい間隔位置に現われるのでは
なく、スペクトル分析＾におけるように出力が連続した
波長で現われる。また、この装置はデマルチプレクシン
グ動作とマルヂブレクシング動作とにも完全に両用に使
えることがわかるであろう。したがって、前記説明また
は添付図面に示されているすべての事項は例示のための
ものであって、本発明がそれらに限定されると解しては
ならない。
作成することはまた可能である。例えば、エタロンの反
射表面の間隔をさらに小さくし、かつ同時に、入射ビー
ムを広げることにより、光がエタロンを伝播して行く時
のつぎつぎの反射が反対端で重なり、それにより、出力
光が離散的波長で規則正しい間隔位置に現われるのでは
なく、スペクトル分析＾におけるように出力が連続した
波長で現われる。また、この装置はデマルチプレクシン
グ動作とマルヂブレクシング動作とにも完全に両用に使
えることがわかるであろう。したがって、前記説明また
は添付図面に示されているすべての事項は例示のための
ものであって、本発明がそれらに限定されると解しては
ならない。
第１図は本発明の１つの実施例の平面概要図、第２図は
本発明の回折格子周期構造体を有するエタロン表面と斜
入射光との間の関係を示した概要図、第３図は本発明に
用いられるブレーズされた回折格子表面での光の反射と
回折の概要図、第４図は本発明の他の実施例の平面概要
図、第５ａ図、第５ｂ図および第５Ｃ図は本発明のまた
別の実施例の、それぞれ、平面概要図、正面概要図、Ｊ
３よび端面Ｉ１１要図である。 ［符号の説明］ １２．２０．２２．８１゜ ８４．８６ エタロン状構造体１８．
５４．８２ 回折格子２８．３０．６８．７
０゜ ８８．９０ 光ビーム結合装置５５．
５６〜６０．６２〜 ６６．１０４．１０６〜 １１２．１１４〜１２０ 局所光路長制御装置２９゜ ９２゜ ２８゜ ３０゜ ２９゜ ３１ 。 ７４゜ 残った光ビームの結合装置 先導波器 コリメータ・レンズ 光導波器 集光レンズ ３１、 ７２゜ ６８、 ８８ ７０．９０ ７４、 ９２ ７２．９４ 光検出器アレイ
本発明の回折格子周期構造体を有するエタロン表面と斜
入射光との間の関係を示した概要図、第３図は本発明に
用いられるブレーズされた回折格子表面での光の反射と
回折の概要図、第４図は本発明の他の実施例の平面概要
図、第５ａ図、第５ｂ図および第５Ｃ図は本発明のまた
別の実施例の、それぞれ、平面概要図、正面概要図、Ｊ
３よび端面Ｉ１１要図である。 ［符号の説明］ １２．２０．２２．８１゜ ８４．８６ エタロン状構造体１８．
５４．８２ 回折格子２８．３０．６８．７
０゜ ８８．９０ 光ビーム結合装置５５．
５６〜６０．６２〜 ６６．１０４．１０６〜 １１２．１１４〜１２０ 局所光路長制御装置２９゜ ９２゜ ２８゜ ３０゜ ２９゜ ３１ 。 ７４゜ 残った光ビームの結合装置 先導波器 コリメータ・レンズ 光導波器 集光レンズ ３１、 ７２゜ ６８、 ８８ ７０．９０ ７４、 ９２ ７２．９４ 光検出器アレイ
Claims (22)
- （１）一定の間隔をもつて配置され、かつ、事実上平行
である反射率の大きな１対の鏡面を有し、かつ、前記鏡
面のうちの少なくとも１つの鏡面がわずかに光を透過す
るエタロン状構造体と、前記反射鏡面のうちの１つの反
射鏡面の上に作成された弱い回折格子と、 前記エタロンに平行光ビームを入射させる装置と、前記
装置により前記エタロンに入射した前記光ビームが前記
反射鏡面の間で多数回の反射を繰り返し、そのさい前記
光ビームが前記エタロンの１つの端部から他の端部へ伝
播する時前記光ビームが前記回折格子に繰り返し入射し
、かつ、前記回折格子自身の作用によつて伝播する前記
光ビーム信号が前記回折格子に入射する毎に伝播する前
記光ビーム信号の強度が減少しかつ前記光ビームが予め
定められた帯域の光波長に対応する適切な角度で前記回
折格子へ入射して前記反射鏡面に垂直な方向に光ビーム
の回折が起こるように前記回折格子が構成されており、 前記光ビームが前記反射表面に垂直な方向に回折される
位置に対応する前記エタロンの長さ方向の各位置におい
て前記反射鏡面間の光路長を局所的に制御する装置と、
前記制御により予め定められた前記帯域の波長のうちの
１個または複数個の波長が前記各位置において共振し、
それにより選定された前記波長のおのおのが長さ方向に
沿つての前記各位置からわずかに光を透過する前記反射
鏡面を透過して出力する、 を有する光マルチプレクシング／デマルチプレクシング
装置。 - （２）請求項１において、前記光ビームの残つた光ビー
ム部分を前記エタロンの前記他の端部から取り出して次
の装置で使用するための装置をさらに有する、前記光マ
ルチプレクシング／デマルチプレクシング装置。 - （３）請求項１において、長さ方向に沿つての前記各位
置において物理的に制御された光路長差を有するように
反射率の大きな前記反射鏡面が相互にわずかに平行でな
いように製造される、前記光マルチプレクシング／デマ
ルチプレクシング装置。 - （４）請求項１において、前記反射鏡面の間の光路長を
変えるための前記装置が前記エタロンの各部分を個別に
加熱することによつて前記反射鏡面の間の距離を変える
装置を有する、前記光マルチプレクシング／デマルチプ
レクシング装置。 - （５）請求項１において、前記エタロンが研磨された表
面をそなえたガラス体を有し、かつ、前記エタロンの前
記反射表面がその反射率を大きくするための被覆体を有
する前記ガラス体の対向している前記研磨された表面で
ある、前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシン
グ装置。 - （６）請求項５において、光ビーム信号が前記ガラス体
に入力することができるおよび出力することができる透
明な端部をそなえるために前記反射表面のうちの１つの
反射表面が他の反射表面よりも短い、前記光マルチプレ
クシング／デマルチプレクシング装置。 - （７）請求項５において、前記ガラス体が前記エタロン
の長さ方向の前記各位置において前記反射表面の間の光
路長を局所的に変えるために屈折率を変更することがで
きる電気光学材料体である、前記光マルチプレクシング
／デマルチプレクシング装置。 - （８）請求項７において、前記電気光学材料がニオブ酸
リチウム、タンタル酸リチウム、ＡＤＰ（リン酸２水素
アンモニウム）およびＫＤＰ（リン酸２水素カリウム）
を包含する材料群から選定される、前記光マルチプレク
シング／デマルチプレクシング装置。 - （９）請求項７において、前記エタロンの長さ方向に沿
つての前記各位置において前記反射表面の間の光路長を
変えるための前記装置が前記光学材料体に電界を局所的
に加える装置を有する、前記光マルチプレクシング／デ
マルチプレクシング装置。 - （１０）請求項９において、前記光信号が前記エタロン
を通つて伝播する方向に前記電界が加えられる、前記光
マルチプレクシング／デマルチプレクシング装置。 - （１１）請求項９において、前記光信号が前記エタロン
を通つて伝播する方向と直角の方向に前記電界が加えら
れる、前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシン
グ装置。 - （１２）請求項１において、前記回折格子がブレーズさ
れている、前記光マルチプレクシング／デマルチプレク
シング装置。 - （１３）請求項１において、前記光信号を前記エタロン
に入射させる前記装置が光導波器とコリメータ・レンズ
とを有し、この前記入射装置により前記光信号が前記反
射表面のうちの１つの反射表面の一部分に予め定められ
て入射角で入射する、前記光マルチプレクシング／デマ
ルチプレクシング装置。 - （１４）請求項２において、前記エタロンから出てくる
残りの光信号を受け取る前記装置が光導波器と、前記エ
タロンから出てくる残りの光信号を受け取りかつ前記光
信号を前記光導波器の端部に集光するためのレンズとを
有する、前記光マルチプレクサ／デマルチプレクサ装置
。 - （１５）請求項５において、前記エタロンの長さ方向に
沿つての前記各位置における光路長を変えるための前記
装置が前記エタロンの両端に配置された加熱器を有し、
かつ、前記加熱器により前記エタロンの長さ方向に沿つ
て予め定められた方式で変化する温度勾配がえられる、
前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシング装置
。 - （１６）請求項１において、前記エタロンの長さ方向に
沿つての前記各位置に配置され、かつ、予め定められた
波長の光を受け取る光検出器のアレイをさらに有する、
前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシング装置
。 - （１７）請求項１において、前記反射表面の反射率が９
９％の程度であり、かつ、前記回折格子の回折効率が１
％である、前記光マルチプレクシング／デマルチプレク
シング装置。 - （１８）請求項１において、前記反射表面の間の光路長
を変えるための前記装置が前記エタロン状構造体の１つ
の端部に取り付けられた少なくとも１つの加熱素子を有
し、かつ、前記加熱素子により区別して加熱することに
より前記反射表面の間の距離を制御可能に変えることが
できる、前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシ
ング装置。 - （１９）請求項１において、前記エタロン状構造体の前
記反射表面の間の距離と平行な前記光ビームの幅とがそ
の出力側から出る出力が波長連続体の形式であるように
選定される、前記光マルチプレクシング／デマルチプレ
クシング装置。 - （２０）請求項１において、平行な前記入力光ビームの
残りの部分をそのある部分を取り除き前記装置によつて
デマルチプレクシングした後さらに利用するように結合
する装置をさらに有する、前記光マルチプレクシング／
デマルチプレクシング装置。 - （２１）請求項１において、前記装置がマルチプレクシ
ングの用途に用いることができるように前記装置の長さ
方向に沿つて局在する前記各共振位置に予め定められた
波長の個別信号を結合するための装置をさらに有する、
前記光マルチプレクシング／デマルチプレクシング装置
。 - （２２）請求項２１において、前記装置がマルチプレク
シングまたはデルチプレクシングのいずれの用途にも完
全に可逆的に動作するように平行な光を予め定められた
入射角で第２位置において入射するように結合するまた
は出てくる光に結合する装置をさらに有する、前記光マ
ルチプレクサ／デマルチプレクサ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US197590 | 1988-05-23 | ||
| US07/197,590 US5119454A (en) | 1988-05-23 | 1988-05-23 | Bulk optic wavelength division multiplexer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0219805A true JPH0219805A (ja) | 1990-01-23 |
| JP2648364B2 JP2648364B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=22730001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1117175A Expired - Lifetime JP2648364B2 (ja) | 1988-05-23 | 1989-05-10 | 光波長分割マルチプレクシング装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5119454A (ja) |
| EP (1) | EP0347563B1 (ja) |
| JP (1) | JP2648364B2 (ja) |
| CA (1) | CA1325295C (ja) |
| DE (1) | DE68918764T2 (ja) |
Families Citing this family (98)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5440669A (en) * | 1991-07-26 | 1995-08-08 | Accuwave Corporation | Photorefractive systems and methods |
| US5491570A (en) * | 1991-07-26 | 1996-02-13 | Accuwave Corporation | Methods and devices for using photorefractive materials at infrared wavelengths |
| JPH06509429A (ja) * | 1991-07-26 | 1994-10-20 | アキュウェーブ コーポレーション | 光屈折性システムおよび方法 |
| US5691989A (en) * | 1991-07-26 | 1997-11-25 | Accuwave Corporation | Wavelength stabilized laser sources using feedback from volume holograms |
| US5335098A (en) * | 1991-07-26 | 1994-08-02 | Accuwave Corporation | Fixing method for narrow bandwidth volume holograms in photorefractive materials |
| US5796096A (en) * | 1991-07-26 | 1998-08-18 | Accuwave Corporation | Fabrication and applications of long-lifetime, holographic gratings in photorefractive materials |
| JPH08507879A (ja) * | 1993-02-26 | 1996-08-20 | イエダ リサーチ アンド デベロツプメント カンパニー リミテツド | ホログラフィー光学装置 |
| US5682255A (en) * | 1993-02-26 | 1997-10-28 | Yeda Research & Development Co. Ltd. | Holographic optical devices for the transmission of optical signals of a plurality of channels |
| US5521628A (en) * | 1993-08-30 | 1996-05-28 | Lumonics Corporation | Laser system for simultaneously marking multiple parts |
| US5930045A (en) * | 1995-07-26 | 1999-07-27 | Fujitsu, Ltd. | Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion |
| US5973838A (en) * | 1995-07-26 | 1999-10-26 | Fujitsu Limited | Apparatus which includes a virtually imaged phased array (VIPA) in combination with a wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (WDM) light |
| US6028706A (en) * | 1995-07-26 | 2000-02-22 | Fujitsu Limited | Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile |
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