JPH06317705A - Diffraction element and optical multiplxing/ demultiplxing device using the same - Google Patents

Diffraction element and optical multiplxing/ demultiplxing device using the same

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JPH06317705A
JPH06317705A JP3740094A JP3740094A JPH06317705A JP H06317705 A JPH06317705 A JP H06317705A JP 3740094 A JP3740094 A JP 3740094A JP 3740094 A JP3740094 A JP 3740094A JP H06317705 A JPH06317705 A JP H06317705A
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incident
diffractive element
wavelength
diffracted
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正憲 飯田
Hiroyuki Asakura
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a diffraction element capable of using one element for plural wavelength band and to provide an optical multiplexing/demultiplexing device using the effect of this diffraction element. CONSTITUTION:The diffraction element comprises a transparent substrate 2 having a first and a second surfaces, a periodic groove marked on the first surface, a reflection film 1 provided on the groove and an anti-reflection film 4 provided on the second surface. The multiplexing/demultiplexing device having the diffraction element is provided with a first optical input device 10 making a light beam incident on the first incident plane of the diffraction element (the first surface side provided with the reflection film), a first light receiving device 12 receiving a light beam made incident on the first incident plane and diffracted, a second optical input device 11 receiving a light beam reflected after being made incident on the first incident plane and making it incident on the second incident plane of the diffraction element (the surface provided with the anti-reflection film) and a second light receiving device 13 receiving the light beam made incident on the second surface and diffracted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、分光器や波長多重光通
信システムに用いる回折素子及びそれを用いた光合分波
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffractive element used in a spectroscope or a wavelength division multiplexing optical communication system, and an optical multiplexer / demultiplexer using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、回折素子やそれを用いた光合分波
装置は、波長多重光通信システムのキーデバイスとして
様々な形態が提案され検討されている。特に、高密度波
長多重光通信では、用いられる光の波長間隔が狭く、多
数の波長が多重されるため、回折素子を用いた光合分波
器が有望視されている。しかしながら、広い波長範囲に
わたって高い回折効率を有する回折素子は一般にないの
が現状である。
2. Description of the Related Art In recent years, various forms of a diffractive element and an optical multiplexer / demultiplexer using the same have been proposed and studied as key devices of a wavelength division multiplexing optical communication system. In particular, in high-density wavelength-division multiplex optical communication, the wavelength spacing of the light used is narrow and a large number of wavelengths are multiplexed, so an optical multiplexer / demultiplexer using a diffraction element is considered promising. However, at present, there is generally no diffractive element having a high diffraction efficiency over a wide wavelength range.

【0003】図9は、反射型の回折素子で、格子溝の断
面形状が鋸歯状であるものについての回折効率の波長依
存性を示している。図9は、R.Petit:Electromagnetic
Theory of Gratings <Springer-Verlag Berlin Heidelb
erg New York 1980>. Chap.6, p.164の文献より引用し
ている。図9において、TE偏光は、回折素子に入射す
る光のうち、偏光方向が格子溝方向に平行な成分であ
り、TM偏光は、回折素子に入射する光のうち、偏光方
向が格子溝方向に垂直な成分である。図9から分かるよ
うに、使用される入射光の波長、あるいは入射光の波長
と格子間隔との比、及び入射光の偏光方向により、回折
効率が大きく影響される。図9から、回折効率が高く、
かつTE偏光とTM偏光の回折効率の差異が小さい波長
範囲は非常に狭いことがわかる。例えば、回折効率が8
5%以上で両偏光の回折効率の差異が10%以内の波長
範囲は、格子溝間隔を0.8μmの回折格子で換算した
場合、40nm以下である。
FIG. 9 shows the wavelength dependence of the diffraction efficiency of a reflection type diffraction element in which the grating groove has a sawtooth cross section. Fig. 9 shows R.Petit: Electromagnetic
Theory of Gratings <Springer-Verlag Berlin Heidelb
erg New York 1980>. Chap.6, p.164. In FIG. 9, TE polarized light is a component of the light incident on the diffraction element whose polarization direction is parallel to the grating groove direction, and TM polarized light is the light incident on the diffraction element whose polarization direction is the grating groove direction. It is a vertical component. As can be seen from FIG. 9, the diffraction efficiency is greatly affected by the wavelength of the incident light used, the ratio of the wavelength of the incident light to the lattice spacing, and the polarization direction of the incident light. From FIG. 9, the diffraction efficiency is high,
Moreover, it can be seen that the wavelength range in which the difference in diffraction efficiency between TE polarized light and TM polarized light is small is very narrow. For example, the diffraction efficiency is 8
The wavelength range in which the difference in diffraction efficiency between both polarized lights is 5% or more and 10% or less is 40 nm or less when converted with a diffraction grating having a grating groove spacing of 0.8 μm.

【0004】そこで、使用される光の波長を調整するた
めに、このような回折素子の回折格子の格子溝の上に透
光材を設ける提案もなされている。図10はその一例を
示している。基板51上に、格子溝を刻印した反射型回
折基板52が形成され、その上に透光材53が形成され
ている。
Therefore, in order to adjust the wavelength of the light used, it has been proposed to provide a transparent material on the grating groove of the diffraction grating of such a diffraction element. FIG. 10 shows an example thereof. On a substrate 51, a reflection type diffractive substrate 52 in which a grating groove is engraved is formed, and a translucent material 53 is formed thereon.

【0005】このような構成の回折素子に於いては、光
は回折素子表面54より入射し、透過材53を介して反
射型回折基板52の回折格子により回折される。回折さ
れた光は、再び透過材53を介して回折格子表面54よ
り出射する。透過材53の屈折率をnとすれば、透過材
53中の光は、等価的に1/nの波長を有することにな
る。従って、透光材53の屈折率を調整することによ
り、入射光の回折時の波長を変化させることができるの
で、図9に示される回折効率の高い波長帯で光を回折さ
せることができる(例えば、特開昭62−61002号
公報参照)。
In the diffractive element having such a structure, light enters from the diffractive element surface 54 and is diffracted by the diffraction grating of the reflection type diffractive substrate 52 via the transmission material 53. The diffracted light is emitted from the diffraction grating surface 54 again via the transmitting material 53. If the refractive index of the transmissive material 53 is n, the light in the transmissive material 53 equivalently has a wavelength of 1 / n. Therefore, the wavelength of the incident light at the time of diffraction can be changed by adjusting the refractive index of the translucent material 53, so that the light can be diffracted in the wavelength band with high diffraction efficiency shown in FIG. 9 ( See, for example, JP-A-62-61002).

【0006】また、分散する波長領域が異なる2つの回
折格子を組み合わせて用いることにより、2種類の波長
帯で光合分波を行う装置も提案されている。例えば、特
開平4−282603号公報には、図11に示すような
光合分波器が記載されている。入力ファイバ61からの
波長多重された光は、レンズ63を介して第1の回折格
子64に入射する。波長多重された光のうち、短波長領
域の光λa〜λcは、第1の回折格子64によって波長分
散され、レンズ63を介して、各々、出力ファイバ62
a〜62cに結合する。一方、長波長領域の光λd〜λ
fは、第1の回折格子64では波長分散されずに全反射
される。全反射された光は、第2の回折格子65で波長
分散されて第1の回折格子64に入射する。入射した光
は第1の回折格子64で再び全反射され、レンズ63を
介して、各々、出力ファイバ62c〜62fに結合す
る。
An apparatus has also been proposed which performs optical multiplexing / demultiplexing in two types of wavelength bands by using two diffraction gratings having different wavelength regions to be dispersed in combination. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-282603 describes an optical multiplexer / demultiplexer as shown in FIG. The wavelength-multiplexed light from the input fiber 61 enters the first diffraction grating 64 via the lens 63. Of the wavelength-multiplexed lights, lights λ a to λ c in the short wavelength region are wavelength-dispersed by the first diffraction grating 64 and are output via the lens 63 to the output fiber 62, respectively.
bind to a to 62 c . On the other hand, light in the long wavelength region λ d ~ λ
The wavelength f is totally reflected by the first diffraction grating 64 without being wavelength-dispersed. The totally reflected light is wavelength-dispersed by the second diffraction grating 65 and enters the first diffraction grating 64. The incident light is totally reflected again by the first diffraction grating 64, and is coupled to the output fibers 62c to 62f via the lens 63, respectively.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術においては、図10のものにおいては、回折素
子表面34から透過材33を介して光が入射するため、
入射光の分光特性を長波長側に調整することはできる
が、反射型回折基板32の本来持つ分光特性自体は、透
光材33を設けることによって失われてしまう。また、
さらに広範囲な波長範囲、例えば0.8μm、1.3μ
m、1.55μm帯の光に対しても良好な分光特性を得
るためには、各々の波長帯に適した屈折率を有する異な
った透光材33を配した回折素子を、別々に用意しなけ
ればならないといった問題点を有している。また、上述
の従来技術の図11のものにおいても、やはり、2種類
の回折格子64及び65を用意しなければならない。回
折格子は高価であり、1つの装置に2つの回折格子を用
いることは装置全体の価格を低減する妨げとなってい
る。
However, in the above-described conventional technique, in the case of FIG. 10, since light is incident from the diffractive element surface 34 through the transmissive material 33,
Although the spectral characteristic of the incident light can be adjusted to the long wavelength side, the inherent spectral characteristic of the reflection type diffractive substrate 32 is lost by providing the translucent material 33. Also,
Wider wavelength range, for example 0.8μm, 1.3μ
In order to obtain a good spectral characteristic even for light in the m and 1.55 μm band, separate diffractive elements provided with different light-transmitting materials 33 having a refractive index suitable for each wavelength band are prepared separately. It has a problem that it must be. In addition, also in the above-mentioned prior art shown in FIG. 11, two types of diffraction gratings 64 and 65 must be prepared. Diffraction gratings are expensive, and using two diffraction gratings in one device is an obstacle to reducing the overall cost of the device.

【0008】また、特に、図11のもののような場合に
は、2つの回折格子の配置を正確に調節するための装置
が必要となり、装置は更に高価なものとならざるを得な
い。
Further, in particular, in the case of the one shown in FIG. 11, a device for accurately adjusting the arrangement of the two diffraction gratings is required, and the device inevitably becomes more expensive.

【0009】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、1つの素子
で複数の波長帯に対して使用することができる回折素子
を提供し、併せてこの回折素子の効果を用いた光合分波
装置を提供することにあ。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a diffractive element which can be used for a plurality of wavelength bands by one element. To provide an optical multiplexer / demultiplexer using the effect of a leverage element.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明の回折素子は、第
1及び第2の面を有する透明基板と、該第1の面に刻印
された周期的な溝と、該周期的な溝が刻印された該第1
の面上に設けられた反射膜とを有し、該周期的な溝と該
反射膜とから回折格子が形成されており、そのことによ
り上記目的が達成される。
A diffractive element of the present invention comprises a transparent substrate having first and second surfaces, periodic grooves engraved on the first surface, and the periodic grooves. The first stamped
The reflecting film is provided on the surface of, and a diffraction grating is formed from the periodic grooves and the reflecting film, thereby achieving the above object.

【0011】また、第2の面には、反射防止膜が形成さ
れていてもよい。
An antireflection film may be formed on the second surface.

【0012】前記反射膜の形状は、好ましくは、前記溝
に平行な軸を中心とした180度の回転に対して実質的
に対称である。
The shape of the reflective film is preferably substantially symmetrical with respect to a rotation of 180 degrees about an axis parallel to the groove.

【0013】本発明の1つの実施例によれば、前記第1
の面と前記第2の面とは実質的に平行である。
According to one embodiment of the present invention, the first
And the second surface are substantially parallel to each other.

【0014】本発明の他の実施例によれば、前記第1の
面と前記第2の面とは所定の角度をなしている。
According to another embodiment of the present invention, the first surface and the second surface form a predetermined angle.

【0015】本発明の回折素子は、前記反射膜の上に設
けられた透明保護層を有していてもよい。
The diffractive element of the present invention may have a transparent protective layer provided on the reflective film.

【0016】本発明の回折素子は、前記透明保護層の上
に設けられたもう一つの反射防止膜を更に有していても
よい。
The diffractive element of the present invention may further have another antireflection film provided on the transparent protective layer.

【0017】前記透明基板は、各々異なる屈折率を有す
る複数の部分を有していてもよく、前記透明保護層は、
各々異なる屈折率を有する複数の部分を有していてもよ
い。
The transparent substrate may have a plurality of portions each having a different refractive index, and the transparent protective layer comprises:
It may have a plurality of portions each having a different refractive index.

【0018】本発明による光合分波装置は、第1及び第
2の入射面を有する回折素子を有しており、該回折素子
の該第1の入射面に光を入射させる第1の光入力手段
と、該第1の入射面に入射して該回折素子によって回折
された光を受け取る第1の受光手段と、該第1の入射面
に入射して該回折素子によって反射された光を受け取
り、該回折素子の該第2の入射面に入射させる第2の光
入力手段と、該第2の入射面に入射して該回折素子によ
って回折された光を受け取る第2の受光手段と、を備え
ており、そのことにより上記目的が達成される。
An optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention has a diffractive element having first and second incident surfaces, and a first light input for making light incident on the first incident surface of the diffractive element. Means for receiving light that is incident on the first incident surface and diffracted by the diffractive element, and means for receiving light that is incident on the first incident surface and reflected by the diffractive element A second light input means for making the light incident on the second incident surface of the diffractive element, and a second light receiving means for receiving the light made incident on the second incident surface and diffracted by the diffractive element. It is provided, and thereby the above-mentioned object is achieved.

【0019】本発明の1つの実施例によれば、前記回折
素子は、第1及び第2の面を有する透明基板と、該第1
の面に刻印された周期的な溝と、該周期的な溝が刻印さ
れた該第1の面上に設けられた反射膜とを有しており、
前記第1の入射面は、該反射膜が設けられた該第1の面
に対応し、前記第2の入射面は、第2の面に対応してい
る。
According to one embodiment of the present invention, the diffractive element includes a transparent substrate having first and second surfaces, and the first substrate.
And a reflective film provided on the first surface on which the periodic grooves are engraved,
The first incident surface corresponds to the first surface provided with the reflection film, and the second incident surface corresponds to the second surface.

【0020】また、第2の面には、反射防止膜が形成さ
れていてもよい。
An antireflection film may be formed on the second surface.

【0021】前記回折素子の前記反射膜の形状は、好ま
しくは、前記溝に平行な所定の軸を中心とした180度
の回転に対して実質的に対称である。
The shape of the reflection film of the diffractive element is preferably substantially symmetrical with respect to a rotation of 180 degrees about a predetermined axis parallel to the groove.

【0022】前記回折素子は、前記反射膜の上に設けら
れた透明保護層を有してもよい。
The diffractive element may have a transparent protective layer provided on the reflective film.

【0023】本発明の合分波装置は、前記回折素子の前
記第1の入射面に関してリトロー配置された第1のレン
ズと、該回折素子の前記第2の入射面に関してリトロー
配置された第2のレンズと、を備えていてもよい。
In the multiplexing / demultiplexing device of the present invention, a first lens arranged in a Littrow arrangement with respect to the first incident surface of the diffractive element and a second lens arranged in a Littrow arrangement with respect to the second incident surface of the diffractive element. The lens may be included.

【0024】好ましくは、前記第1及び第2の光入力手
段は、各々、前記第1の入射面及び前記第2の入射面に
入射する前記光の入射角θが、リトロー角θLとして、
θL−5°≦θ≦θL+5°であるように該光を入射さ
せ、該第1の入射面に入射して回折された該光の波長λ
1、及び前記反射された光の波長λ2(但しλ2>λ1
は、前記透明基板の屈折率がn、前記溝の間隔(ピッ
チ)がdであるとき、λ2−λ1/2>d、及びn=λ2
/λ1の関係をみたしている。
Preferably, in the first and second light input means, an incident angle θ of the light incident on the first incident surface and the second incident surface is a Littrow angle θ L , respectively.
The light is made incident such that θ L −5 ° ≦ θ ≦ θ L + 5 °, and the wavelength λ of the light that is diffracted by being incident on the first incident surface
1 and the wavelength λ 2 of the reflected light (where λ 2 > λ 1 )
When the refractive index of the transparent substrate is n, the interval of the grooves (pitch) is d, λ 2 -λ 1/2 > d, and n = lambda 2
The relationship of / λ 1 is satisfied.

【0025】また、好ましくは、該第1の入射面に入射
して回折された該光の波長λ1、及び前記反射された光
の波長λ2(但しλ2>λ1)は、前記透明基板の屈折率
がn、前記透明保護層の屈折率がn1、前記溝の間隔
(ピッチ)がdであるとき、λ2−λ1/2>n1・d、
及びn=n1・λ2/λ1の関係をみたしている。
Preferably, the wavelength λ 1 of the light that is incident on the first incident surface and diffracted and the wavelength λ 2 of the reflected light (where λ 2 > λ 1 ) are the transparent. refractive index of the substrate is n, the refractive index n 1 of the transparent protective layer, the interval of the grooves (pitch) is d, λ 2 -λ 1/2 > n 1 · d,
And n = n 1 · λ 2 / λ 1 are satisfied.

【0026】本発明の合分波装置は、第1及び第2の入
射面を有する回折素子を有しており、該回折素子に光を
入射させる光入力手段と、該回折素子によって回折され
た光を、該回折光の波長毎に受け取る受光手段と、該回
折素子、該光入力手段、及び該受光手段のうちの少なく
とも1つの位置及び/又は方向を変更するための配置手
段とを備えており、そのことにより上記目的が達成され
る。
The multiplexer / demultiplexer of the present invention has a diffractive element having first and second incident surfaces, and light input means for making light incident on the diffractive element, and diffracted by the diffractive element. A light receiving means for receiving light for each wavelength of the diffracted light; and an arranging means for changing the position and / or direction of at least one of the diffractive element, the light inputting means, and the light receiving means. Therefore, the above object is achieved.

【0027】本発明の1つの実施例によれば、前記配置
手段は、前記光入力手段からの光を前記回折素子の前記
第1の入射面に入射させる第1の配置と、該光入力手段
からの光を前記回折素子の前記第2の入射面に入射させ
る第2の配置と、を可能とする。
According to one embodiment of the present invention, the arrangement means comprises a first arrangement for causing the light from the light input means to be incident on the first incident surface of the diffractive element, and the light input means. A second arrangement in which the light from is incident on the second incident surface of the diffractive element.

【0028】本発明の合分波装置は、好ましくは、前記
光入力手段からの光をコリメートし、前記回折素子によ
って反射された光を前記受光手段に集光するためのレン
ズを備えており、前記第1の配置は、該回折素子の前記
第1の入射面に関するリトロー配置であり、前記第2の
配置は、該回折素子の前記第2の入射面に関するリトロ
ー配置である。
The multiplexer / demultiplexer of the present invention preferably comprises a lens for collimating the light from the light input means and condensing the light reflected by the diffraction element on the light receiving means. The first arrangement is a Littrow arrangement with respect to the first entrance surface of the diffractive element, and the second arrangement is a Littrow arrangement with respect to the second entrance surface of the diffractive element.

【0029】前記配置手段は、前記回折素子を回転させ
る機構を備え、該回折素子を回転することによって、前
記第1及び第2の配置の一方から他方へ配置替えを行っ
てもよい。
The arranging means may be provided with a mechanism for rotating the diffractive element, and by rotating the diffractive element, the arrangement may be changed from one of the first and second arrangements to the other.

【0030】本発明の1つの実施例に於いては、前記回
折素子は、第1及び第2の面を有する透明基板と、該第
1の面に刻印された周期的な溝と、該周期的な溝が刻印
された該第1の面上に設けられた反射膜とを有してお
り、前記第1の入射面は、該反射膜が設けられた該第1
の面に対応し、前記第2の入射面は該第2の面に対応し
ている。
In one embodiment of the present invention, the diffractive element comprises a transparent substrate having first and second surfaces, periodic grooves engraved on the first surface, and the periodic grooves. A reflective film provided on the first surface on which a typical groove is engraved, and the first incident surface has the first film on which the reflective film is provided.
Surface, and the second incident surface corresponds to the second surface.

【0031】また、第2の面に反射防止膜が形成されて
いてもよい。
An antireflection film may be formed on the second surface.

【0032】好ましくは、前記回折素子の前記反射膜の
形状は、前記溝に平行な軸を中心とした180度の回転
に対して実質的に対称である。
Preferably, the shape of the reflection film of the diffractive element is substantially symmetrical with respect to a rotation of 180 degrees about an axis parallel to the groove.

【0033】前記回折素子は、前記反射膜の上に設けら
れた透明保護層を有していてもよい。
The diffractive element may have a transparent protective layer provided on the reflective film.

【0034】好ましくは、前記光入力手段は、前記第1
の入射面及び前記第2の入射面に入射する光の各々の入
射角θが、リトロー角θLとして、θL−5°≦θ≦θL
+5°であるように該光を入射させ、該第1の入射面に
入射して回折される光の波長λ1、及び該第2の入射面
に入射して回折される光の波長λ2(但しλ2>λ1
は、前記透明基板の屈折率がn、前記記溝の間隔(ピッ
チ)がdであるとき、λ2−λ1/2>d、及びn=λ2
/λ1の関係をみたしている。
Preferably, the light input means is the first
Of the incident surface and incident angle of each of the light incident on the second incident face theta is the Littrow angle θ L, θ L -5 ° ≦ θ ≦ θ L
The wavelength λ 1 of the light which is incident on the first incident surface and is diffracted by the light so that the incident light is + 5 °, and the wavelength λ 2 of the light which is incident on the second incident surface and is diffracted. (However, λ 2 > λ 1 )
When the refractive index of the transparent substrate is n, the interval of the SL grooves (pitch) is d, λ 2 -λ 1/2 > d, and n = lambda 2
The relationship of / λ 1 is satisfied.

【0035】また、好ましくは、該第1の入射面に入射
して回折される光の波長λ1、及び該第2の入射面に入
射して回折される光の波長λ2(但しλ2>λ1)は、前
記透明基板の屈折率がn、前記透明保護層の屈折率がn
1、前記溝の間隔(ピッチ)がdであるとき、λ2−λ1
/2>n1・d、及びn=n1・λ2/λ1の関係をみたし
ている。
Further, preferably, the wavelength λ 1 of light incident on the first incident surface and diffracted, and the wavelength λ 2 of light incident on the second incident surface and diffracted (where λ 2 > Λ 1 ) has a refractive index n of the transparent substrate and a refractive index n of the transparent protective layer.
1. When the groove pitch is d, λ 2 −λ 1
/ 2> n 1 · d and n = n 1 · λ 2 / λ 1 are satisfied.

【0036】[0036]

【作用】上述の構成により、本発明の回折素子は、回折
素子の第1の入射面(反射膜が設けられた側:表の面)
に入射して回折する光と、第2の入射面(反射防止膜が
設けられた面:裏の面)に入射し、透明基板を介して回
折する光との、2つの異なる波長帯の光を波長分散す
る。反射膜を、「表」と「裏」とで対称な形状に形成す
ることにより、第1及び第2の入射面に入射する各々の
光は、実質的に同一の分光特性(回折効率等)で波長分
散される。透明基板の屈折率を変化させることによっ
て、第2の入射面に入射して回折される光の波長を調整
できる。
With the above-described structure, the diffractive element of the present invention has the first incident surface of the diffractive element (the side on which the reflective film is provided: the front surface).
Light of two different wavelength bands, that is, the light that is incident on and diffracted on the second incident surface and the light that is incident on the second incident surface (the surface provided with the antireflection film: the back surface) and is diffracted through the transparent substrate Wavelength dispersion. By forming the reflective film in a symmetrical shape between the "front" and the "back", the respective lights incident on the first and second incident surfaces have substantially the same spectral characteristics (diffraction efficiency, etc.). Is wavelength dispersed. By changing the refractive index of the transparent substrate, the wavelength of light that is incident on the second incident surface and diffracted can be adjusted.

【0037】透明基板(及び/又は透明保護層)が、異
なる屈折率を持つ複数の部分を有している場合には、更
に異なる波長帯の光をも回折させて波長分散できる。
When the transparent substrate (and / or the transparent protective layer) has a plurality of portions having different refractive indexes, light in different wavelength bands can be diffracted and wavelength-dispersed.

【0038】波長多重された光(λ1及びλ2)が第1の
入射面に入力された場合、波長等の条件を適切に選んで
於くことにより、一方の波長帯(λ2)の光は、回折さ
れずに全反射される。
When the wavelength-multiplexed lights (λ 1 and λ 2 ) are input to the first incident surface, one of the wavelength bands (λ 2 ) of one wavelength band (λ 2 ) can be obtained by appropriately selecting the conditions such as the wavelength. The light is totally reflected without being diffracted.

【0039】本発明の回折素子を用いた光合分波装置に
よれば、第1の光入力装置から上記の第1の入射面に入
射した波長多重光は、ある波長帯(λ1)の光が波長分
散され、第1の受光装置で受け取られる。他の波長帯の
光は回折されず、一定の条件をみたす場合には反射膜に
よって全反射される。全反射された光(λ2)は、回折
素子の第2の入射面に導かれ、透明基板を介して同様に
回折される。第2の入射面に入射して波長分散された光
は第2の受光装置で受け取られる。
According to the optical multiplexer / demultiplexer using the diffractive element of the present invention, the wavelength-multiplexed light incident on the first incident surface from the first optical input device is a light in a certain wavelength band (λ 1 ). Are wavelength-dispersed and are received by the first light receiving device. Light in other wavelength bands is not diffracted and is totally reflected by the reflective film when certain conditions are met. The totally reflected light (λ 2 ) is guided to the second incident surface of the diffractive element and is similarly diffracted through the transparent substrate. The light that is incident on the second incident surface and is wavelength-dispersed is received by the second light receiving device.

【0040】本発明の回折素子を用いた他の光合分波装
置は、回折素子、光入力装置、受光装置のうち少なくと
も1つの位置及び/又は方向を変える配置機構を設ける
ことにより、回折すべき波長に応じて回折素子の第1又
は第2の入射面を使い分けることにより、複数の波長帯
の光に対して波長分散を行う。
Another optical multiplexer / demultiplexer using the diffractive element of the present invention should be diffracted by providing an arrangement mechanism for changing the position and / or direction of at least one of the diffractive element, the optical input device and the light receiving device. Wavelength dispersion is performed for light in a plurality of wavelength bands by properly using the first or second incident surface of the diffraction element according to the wavelength.

【0041】特に、回折素子を回転するための回転機構
部を設けた場合には、所望の波長の光が受光装置に集光
するように、回転機後部により回折格子の角度を調節す
る。特に波長多重光のうち、長波長側(λ2)の光に対
して波長分散を行う場合は、回折素子の第2の入射面
(裏面)に光が入射するように、回転機構部により回折
素子を裏返すように回転させ、受光装置に所望の波長の
光が集光するように角度を調整する。
In particular, when the rotating mechanism for rotating the diffraction element is provided, the angle of the diffraction grating is adjusted by the rear part of the rotating machine so that the light of the desired wavelength is focused on the light receiving device. In particular, when wavelength dispersion is performed on the long wavelength side (λ 2 ) of the wavelength multiplexed light, the rotating mechanism section diffracts the light so that the light is incident on the second incident surface (back surface) of the diffraction element. The element is rotated so as to turn it over, and the angle is adjusted so that light having a desired wavelength is condensed on the light receiving device.

【0042】[0042]

【実施例】以下に、本発明を実施例について、図面を参
照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0043】(実施例1)図1(a)は本発明の第1の
実施例における回折素子30の構成を示すものである。
本実施例に於ける回折素子は、透明な基板2の一方の表
面31に、ピッチdで格子溝が刻印され、その上に反射
膜1が形成されている。反射膜1は、反射膜としての特
性を有しつつ、膜厚は十分に薄く形成される。例えば、
反射膜1は、アルミニウムなどの反射率の高い金属の
膜、あるいは誘電体多層膜を格子表面31に設けること
により形成できる。反射膜1は、膜厚が50〜300n
m、好ましくは100nm程度であれば格子溝の形状を
損なうことなく均一に形成することができる。透明基板
2は、代表的にはガラスが用いられ、使用する光の波長
に対して透光性を有する基板材料であればよい。以下、
この明細書に於いて「透明」というときには、使用する
光の波長に対して透光性を有することを意味する。
(Embodiment 1) FIG. 1A shows the structure of a diffraction element 30 according to the first embodiment of the present invention.
In the diffractive element of this embodiment, grating grooves are engraved on one surface 31 of the transparent substrate 2 at a pitch d, and the reflective film 1 is formed on the grating grooves. The reflective film 1 has characteristics as a reflective film and is formed to have a sufficiently thin film thickness. For example,
The reflective film 1 can be formed by providing a metal film having a high reflectance such as aluminum or a dielectric multilayer film on the lattice surface 31. The reflective film 1 has a film thickness of 50 to 300 n.
If m, preferably about 100 nm, the grooves can be formed uniformly without damaging the shape. The transparent substrate 2 is typically made of glass, and may be any substrate material that is transparent to the wavelength of light used. Less than,
In this specification, the term "transparent" means having a light-transmitting property with respect to the wavelength of light used.

【0044】表面31の格子溝の形状は、好ましくは、
表面31に形成される回折格子が、その表裏両面で対称
となるように刻印される。ここに、対称とは、格子溝に
平行な所定の軸を中心とした実質上180度の回転に対
して重なるような、実質的に対称的形状をしている。例
えば、図1(a)に於いては、格子溝は正弦波形状に示
され、所定の軸は、0度のところである。もっとも、格
子溝の形状はこれに限られるものではない。
The shape of the lattice grooves on the surface 31 is preferably
The diffraction grating formed on the front surface 31 is engraved so as to be symmetrical on both front and back surfaces. The term "symmetrical" as used herein means a substantially symmetrical shape that overlaps with respect to a rotation of substantially 180 degrees about a predetermined axis parallel to the lattice groove. For example, in FIG. 1 (a), the grating grooves are shown in a sinusoidal shape with the predetermined axis at 0 degrees. However, the shape of the lattice groove is not limited to this.

【0045】次に、この回折素子30の動作を図1
(a)を参照しながら説明する。図1(a)に示される
透明基板2の上方から、反射膜1に波長λ1の光が角度
θ0で入射した場合、回折素子30は、反射型の回折格
子として機能する。このとき、1次回折される回折光の
角度αは、下記の式(1)で表される。ここで、回折角
αは、回折光が格子面の法線となす角である。尚、以下
の議論では、1次の回折光について説明する。
Next, the operation of the diffractive element 30 will be described with reference to FIG.
A description will be given with reference to (a). When light of wavelength λ 1 is incident on the reflective film 1 at an angle θ 0 from above the transparent substrate 2 shown in FIG. 1A, the diffraction element 30 functions as a reflection type diffraction grating. At this time, the angle α of the diffracted light that is first-order diffracted is represented by the following formula (1). Here, the diffraction angle α is the angle that the diffracted light makes with the normal to the lattice plane. In the following discussion, first-order diffracted light will be described.

【0046】 sinθ0+sinα=λ1/d (1) 特に、回折素子を30リトロー配置(Littrow mountin
g)する場合には、入射角θ0と回折角αとがほぼ等しく
なり、回折効率を最大にすることができる。このとき、
近似的にθ0=α=θL(θL:リトロー角)とすれば、
式(1)より、 sinθ0=λ1/(2d) (2) となる。光の入射角θ0がリトロー角θLを中心として±
5度程度の範囲内にあれば、回折効率が高く、回折効率
の偏光依存性も少ない。この条件の下で、角度θ0で回
折素子30に入射した光は、波長λ1に応じた回折角α
で回折される。例えば、入射光が波長λ1近傍の複数の
波長λa、λb、・・・の光を含んでいる場合、各々の波
長に応じた角度αa、αb、・・・で回折される。
Sin θ 0 + sin α = λ 1 / d (1) Especially, the diffractive element is arranged in 30 Littrow mounts.
In the case of g), the incident angle θ 0 and the diffraction angle α become almost equal, and the diffraction efficiency can be maximized. At this time,
Approximately θ 0 = α = θ LL : Littrow angle),
From equation (1), sin θ 0 = λ 1 / (2d) (2). The incident angle theta 0 of light is ± about the Littrow angle theta L
Within the range of about 5 degrees, the diffraction efficiency is high and the polarization efficiency of the diffraction efficiency is small. Under this condition, the light incident on the diffractive element 30 at the angle θ 0 has a diffraction angle α according to the wavelength λ 1.
Is diffracted by. For example, if the incident light contains a plurality of wavelengths lambda a wavelength lambda 1 near, lambda b, the light of ..., the angle corresponding to each wavelength alpha a, is diffracted alpha b, with ... .

【0047】一方、図1(a)に於いて、透明基板2の
下方から、波長λ2の光が、透明基板2を介して反射膜
1に入射する場合を考える。波長λ2の光は、透明基板
2の裏面32に角度φで入射し、透明基板2中で、角度
θ0’で反射膜1に入射する。透明基板2の屈折率をn
とすると、このとき、角度θ0’及びφの関係は、スネ
ルの法則から式(3)のように表せる。
On the other hand, in FIG. 1A, consider a case where light of wavelength λ 2 enters the reflective film 1 from below the transparent substrate 2 through the transparent substrate 2. The light of wavelength λ 2 is incident on the back surface 32 of the transparent substrate 2 at an angle φ, and is incident on the reflective film 1 in the transparent substrate 2 at an angle θ 0 ′. The refractive index of the transparent substrate 2 is n
Then, at this time, the relationship between the angles θ 0 ′ and φ can be expressed by Expression (3) from Snell's law.

【0048】 n・sinθ0’=sinφ (3) また、透明基板2の中での光の等価波長λ2’は、次式
(4)で表せる。
N · sin θ 0 ′ = sin φ (3) Further, the equivalent wavelength λ 2 ′ of light in the transparent substrate 2 can be expressed by the following equation (4).

【0049】 λ2’=λ2/n (4) 従って、波長λ2’が波長λ1に実質的に等しく、そして
θ0’がθ0に実質的に等しくなるように、屈折率n及び
入射角φを選択することにより、反射膜1による透明基
板2の中での波長λ2の光の回折は、透明基板2を介さ
ない波長λ1の光の回折と実質的に同じものとなる。回
折素子30は、波長λ1及びλ2の光の両方に対して、同
様の回折効率を有する反射型回折格子として機能する。
また、格子溝の形状を表裏対称に形成すれば、回折素子
30は、波長λ2に対しても、波長λ1に対する分光特性
と同じ分光特性を有することになる。
Λ 2 ′ = λ 2 / n (4) Therefore, the refractive index n and the refractive index n and the wavelength λ 2 ′ are substantially equal to the wavelength λ 1 , and θ 0 ′ is substantially equal to θ 0. By selecting the incident angle φ, the diffraction of the light having the wavelength λ 2 in the transparent substrate 2 by the reflective film 1 becomes substantially the same as the diffraction of the light having the wavelength λ 1 which does not pass through the transparent substrate 2. . The diffractive element 30 functions as a reflection type diffraction grating having the same diffraction efficiency with respect to both lights of wavelengths λ 1 and λ 2 .
Further, if the grating grooves are formed symmetrically on the front and back sides, the diffraction element 30 will have the same spectral characteristic with respect to the wavelength λ 2 as the spectral characteristic with respect to the wavelength λ 1 .

【0050】なお、透明基板2の裏面32は平面とする
ことが望ましい。裏面32の格子溝配列方向に対する方
向(角度)は、格子溝配列方向と必ずしも平行である必
要はない。例えば、図1(b)に示すようなプリズム状
の形状の透明基材21の一面31に格子溝を刻印して回
折素子33を構成することもできる。
The back surface 32 of the transparent substrate 2 is preferably flat. The direction (angle) of the back surface 32 with respect to the lattice groove arrangement direction does not necessarily have to be parallel to the lattice groove arrangement direction. For example, it is possible to form the diffraction element 33 by engraving a grating groove on one surface 31 of the transparent base material 21 having a prismatic shape as shown in FIG.

【0051】このように、本実施例によれば、格子溝が
刻印されている面(反射膜1)の表裏両面に入射される
異なる波長の光に対して分光特性を同じくすることがで
き、1つの素子で2つ以上の波長帯に利用可能な回折素
子を構成することができる。
As described above, according to this embodiment, the spectral characteristics can be made the same for the light of different wavelengths incident on both the front and back surfaces of the surface (reflection film 1) on which the grating grooves are engraved. A single element can form a diffraction element that can be used in two or more wavelength bands.

【0052】(実施例2)図2は、本発明の第2の実施
例の回折素子20を示している。回折素子20は、透明
基板2の裏面32に反射防止膜4を備えている。その他
の点は実施例1で説明した回折素子30と同様である。
(Embodiment 2) FIG. 2 shows a diffraction element 20 according to a second embodiment of the present invention. The diffractive element 20 includes an antireflection film 4 on the back surface 32 of the transparent substrate 2. The other points are similar to those of the diffraction element 30 described in the first embodiment.

【0053】数式(3)から分かるように、一般に、波
長λ2の光が透明基板2の裏面32(41)に入射する
角度φは、透明基板2の中を伝搬して反射膜1に入射す
る角度θ0’よりも大きくなるため、波長λ2の光は裏面
32で反射され易い。そこで、透明基板2の裏面に反射
防止膜4をもうけて裏面41とすることにより、透明基
板2へ入射する光の透過強度を高める事が出来る。
As can be seen from the equation (3), generally, the angle φ at which the light of wavelength λ 2 enters the back surface 32 (41) of the transparent substrate 2 propagates through the transparent substrate 2 and enters the reflective film 1. Since the angle θ 0 ′ is larger than the angle θ 0 ′, the light having the wavelength λ 2 is easily reflected by the back surface 32. Therefore, by providing the antireflection film 4 on the back surface of the transparent substrate 2 to form the back surface 41, the transmission intensity of light incident on the transparent substrate 2 can be increased.

【0054】波長λ2の光が、入射角θ0で反射膜1に入
射し、回折角α’で回折される場合には、式(1)と同
様に、次式(5)をみたす。
When the light of wavelength λ 2 is incident on the reflection film 1 at the incident angle θ 0 and is diffracted at the diffraction angle α ', the following equation (5) is satisfied similarly to the equation (1).

【0055】 sinθ0+sinα’=λ2/d (5) ここで、波長λ2の光が反射膜1で回折されずに全て反
射されるならば、波長λ2の回折光の回折角α’は、次
式(6)をみたしている。但し、λ2>λ1であるとして
いる。
Sin θ 0 + sin α ′ = λ 2 / d (5) Here, if all the light of wavelength λ 2 is reflected by the reflective film 1 without being diffracted, the diffraction angle α ′ of diffracted light of wavelength λ 2 Satisfies the following equation (6). However, it is assumed that λ 2 > λ 1 .

【0056】 sinα’>1 (6) 入射角θ0はリトロー角θLである場合には、式(2)が
成り立つので、式(6)に式(5)及び(2)を代入す
ると、次式(7)が得られる。
Sin α ′> 1 (6) When the incident angle θ 0 is the Littrow angle θ L , the equation (2) is established. Therefore, substituting the equations (5) and (2) into the equation (6), The following expression (7) is obtained.

【0057】 λ2−λ1/2>d (7) 従って、波長λ1及びλ2が上式(7)の関係をみたして
いれば、これらの波長のが多重された光が回折素子20
(または30)に入射した場合、波長λ1の光のみが回
折され、波長λ2の光は全反射される。
[0057] λ 2 -λ 1/2> d (7) Therefore, if the wavelength lambda 1 and lambda 2 satisfies the relationship of the equation (7), the light of these wavelengths are multiplexed diffraction element 20
When incident on (or 30), only the light of wavelength λ 1 is diffracted and the light of wavelength λ 2 is totally reflected.

【0058】一方、波長λ2の光が回折素子20(また
は30)の裏面41(32)から入射した場合には、透
明基板2の屈折率nが次式(8) n=λ2/λ1 (8) をみたしていれば、波長λ2の光の透明基板中での等価
波長はλ1となるため、波長λ2で入射した光は全反射
されることなく反射膜1で回折される。
On the other hand, when light of wavelength λ 2 enters from the back surface 41 (32) of the diffractive element 20 (or 30), the refractive index n of the transparent substrate 2 is expressed by the following equation (8) n = λ 2 / λ 1 (8) is satisfied, the equivalent wavelength of light of wavelength λ 2 in the transparent substrate is λ 1 , so light incident at wavelength λ 2 is diffracted by the reflection film 1 without being totally reflected. It

【0059】(実施例3)次に、本発明の第3の実施例
の回折素子34について図3を参照しながら説明する。
回折素子34においては、反射膜1の上面に透明保護層
5が形成されている。その他の点は実施例1で説明した
回折素子30と同様である。
(Embodiment 3) Next, a diffraction element 34 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the diffraction element 34, the transparent protective layer 5 is formed on the upper surface of the reflective film 1. The other points are similar to those of the diffraction element 30 described in the first embodiment.

【0060】波長λ3の光が透明保護層5の上面51に
入射角ψで入射し、透明保護層5を伝搬して反射膜1に
入射角θ’で入射するとき、透明保護層5の屈折率をn
1とすると、入射角ψとθ’との関係は、次式(9)で
与えられる。
When light of wavelength λ 3 is incident on the upper surface 51 of the transparent protective layer 5 at an incident angle ψ, propagates through the transparent protective layer 5 and is incident on the reflective film 1 at an incident angle θ ′, the transparent protective layer 5 Refractive index n
Assuming 1 , the relationship between the incident angle ψ and θ ′ is given by the following equation (9).

【0061】 n1・sinθ’=sinψ (9) 透明保護層5の中を伝搬する光の等価波長λ3’は次式
(10)で与えられる 。 λ3’=λ3/n1 (10) 従って、n1=λ1/λ3であるような屈折率n1を有する
透明保護層5を用い、θ’=θ0(=θL)となるように
入射角ψを調節することにより、回折格子34に入射し
た波長λ3の光は、第1の実施例の回折素子30に入射
した波長λ1の光が回折される場合と同様の回折効率及
び分光特性で回折される。
N 1 · sin θ ′ = sin ψ (9) The equivalent wavelength λ 3 ′ of the light propagating in the transparent protective layer 5 is given by the following expression (10). λ 3 '= λ 3 / n 1 (10) Therefore, using the transparent protective layer 5 having the refractive index n 1 such that n 1 = λ 1 / λ 3 , θ ′ = θ 0 (= θ L ). By adjusting the incident angle ψ so that the light having the wavelength λ 3 incident on the diffraction grating 34 is the same as the case where the light having the wavelength λ 1 incident on the diffraction element 30 of the first embodiment is diffracted. Diffracted with diffraction efficiency and spectral characteristics.

【0062】透明基板2中に於ける入射光の振舞いは、
透明基板2の屈折率をnとして、第1の実施例と同様に
式(3)及び(4)で表せる。
The behavior of incident light in the transparent substrate 2 is
When the refractive index of the transparent substrate 2 is n, it can be expressed by equations (3) and (4) as in the first embodiment.

【0063】また、波長λ2の光が角度ψで回折素子3
4の上面51に入射し、保護膜5中を伝搬して反射膜1
3に角度θ’で入射した光が、反射膜1で回折されずに
全反射される条件は、実施例2で説明したのと同様に、
以下のようにして求められる。 透明保護層5の中に於
いて、等価波長λ2”=λ2/n1及び等価波長λ3’=λ
3/n1=λ1について、式(7)が成り立つので、 λ2−λ3/2>n1・d (11) n=n1・λ2/λ3 (12) 本実施例によれば、反射膜1上に透明保護層5を設ける
ことにより、格子表面が外気より遮断され腐食などをお
さえて長期にわたる使用に耐えられるようにすることが
できる。
The light of wavelength λ 2 is diffracted by the diffraction element 3 at the angle ψ.
4 is incident on the upper surface 51, propagates through the protective film 5, and is reflected by the reflective film 1.
The conditions under which the light incident on the light source 3 at the angle θ ′ is totally reflected without being diffracted by the reflective film 1 are the same as those described in the second embodiment.
It is calculated as follows. In the transparent protective layer 5, the equivalent wavelength λ 2 ″ = λ 2 / n 1 and the equivalent wavelength λ 3 ′ = λ
About 3 / n 1 = λ 1, since Equation (7) holds, λ 2 -λ 3/2> n 1 · d (11) n = n 1 · λ 2 / λ 3 (12) According to the present embodiment For example, by providing the transparent protective layer 5 on the reflective film 1, it is possible to block the surface of the grating from the outside air, suppress corrosion, and endure long-term use.

【0064】(実施例4)図4は、本発明の第4の実施
例の回折素子35を示している。回折素子35は、透明
基板2の裏面32に反射防止膜4を備え、更に透明保護
層5の表面51に反射防止膜6を設けている。その他の
点は実施例3で説明した回折素子34と同様である。
(Embodiment 4) FIG. 4 shows a diffractive element 35 according to a fourth embodiment of the present invention. The diffractive element 35 includes the antireflection film 4 on the back surface 32 of the transparent substrate 2, and further provides the antireflection film 6 on the surface 51 of the transparent protective layer 5. The other points are the same as those of the diffraction element 34 described in the third embodiment.

【0065】このような構成により、回折素子35の上
面52及び下面41へ入射する光の反射を押え、効率よ
く透明保護層5及び透明基板2に伝搬させることができ
る。
With such a structure, the reflection of the light incident on the upper surface 52 and the lower surface 41 of the diffraction element 35 can be suppressed and efficiently propagated to the transparent protective layer 5 and the transparent substrate 2.

【0066】(実施例5)図5(a)及び(b)は、本
発明の第5の実施例の回折素子36及び37を示してい
る。回折素子36の透明基板2及び透明保護層5は、各
々屈折率の異なる複数の部分から形成されている。図5
(a)に示されるように、例えば、透明基板2は、屈折
率n3の部分及びn4の部分の2つ部分から形成されてい
る。屈折率nkの部分に入射した波長λの光は、等価波
長λ’=λ/nk(k=3,4)で回折されるため、回
折素子36は、裏面32に入射する2つの波長領域(λ
=nkλ1,k=3,4)の光を回折することができる。
透明保護層5も同様に、屈折率n1の部分及びn2の部分
の2つ部分から形成されてい場合、回折素子36は、上
面51に入射する2つの波長領域(λ=nkλ1,k=
1,2)の光を回折することができる。異なる屈折率を
有する部分は2つに限らず、また、必要に応じて、透明
基板2又は透明保護層5の一方にのみ設けることもでき
る。
(Embodiment 5) FIGS. 5A and 5B show diffractive elements 36 and 37 of the fifth embodiment of the present invention. The transparent substrate 2 and the transparent protective layer 5 of the diffractive element 36 are each formed of a plurality of portions having different refractive indexes. Figure 5
As shown in (a), for example, the transparent substrate 2 is formed of two parts, a part having a refractive index n 3 and a part having a refractive index n 4 . The light having the wavelength λ that has entered the portion having the refractive index n k is diffracted at the equivalent wavelength λ ′ = λ / n k (k = 3, 4). Area (λ
= N k λ 1 , k = 3, 4) can be diffracted.
Similarly, when the transparent protective layer 5 is also formed of two parts, that is, a part having a refractive index n 1 and a part having a refractive index n 2 , the diffractive element 36 has two wavelength regions (λ = n k λ 1) which are incident on the upper surface 51. , K =
The light of 1, 2) can be diffracted. The number of portions having different refractive indexes is not limited to two, and if necessary, it may be provided only on one of the transparent substrate 2 or the transparent protective layer 5.

【0067】図5(b)に示される回折素子37は、透
明基板2の裏面32に反射防止膜4を備え、更に透明保
護層5の表面51に反射防止膜6を設けている。その他
の点は回折素子36と同様である。このような構成によ
り、回折素子35の上面52及び下面41へ入射する光
の反射を押え、効率よく透明保護層5及び透明基板2に
伝搬させることができる。反射防止膜は上面51又は下
面32のどちらか一方にのみ設けてもよい。
In the diffraction element 37 shown in FIG. 5B, the antireflection film 4 is provided on the back surface 32 of the transparent substrate 2, and the antireflection film 6 is provided on the surface 51 of the transparent protective layer 5. The other points are similar to those of the diffraction element 36. With such a configuration, reflection of light incident on the upper surface 52 and the lower surface 41 of the diffractive element 35 can be suppressed and efficiently propagated to the transparent protective layer 5 and the transparent substrate 2. The antireflection film may be provided on only one of the upper surface 51 and the lower surface 32.

【0068】(実施例6)次に、本発明の回折素子を用
いた光合分波装置を図6を参照しながら説明する。
(Embodiment 6) Next, an optical multiplexer / demultiplexer using the diffraction element of the present invention will be described with reference to FIG.

【0069】図6は本発明の第2の実施例の回折素子2
0を用いた場合の光合分波装置の構成図である。回折素
子は、この他に、上述の実施例における回折素子30、
または34〜37を用いてもよい。回折素子20、レン
ズ7、第1の入力ファイバ10、及び第1の受光ファイ
バアレイ12はリトロー配置されている。回折素子2
0、レンズ9、第2の入力ファイバ11、及び第2の受
光ファイバアレイ13も同様である。レンズ8は、回折
素子20の反射膜1で全反射された光を第2の入力ファ
イバ11に導くためのものである。
FIG. 6 shows a diffraction element 2 according to the second embodiment of the present invention.
It is a block diagram of the optical multiplexer / demultiplexer when 0 is used. In addition to this, the diffractive element includes
Alternatively, 34 to 37 may be used. The diffractive element 20, the lens 7, the first input fiber 10, and the first light receiving fiber array 12 are arranged in a Littrow arrangement. Diffractive element 2
The same applies to 0, the lens 9, the second input fiber 11, and the second light receiving fiber array 13. The lens 8 is for guiding the light totally reflected by the reflective film 1 of the diffraction element 20 to the second input fiber 11.

【0070】第1の入力ファイバ10から出射される光
は波長多重されており、例えば、図7に示されるような
スペクトル分布を有している。短波長側の波長多重光1
4は、波長λa、λb、λc、及びλdのスペクトル成分を
有するの波長帯であり、長波長側の波長多重光15は、
波長λe、λf、λg、及びλhののスペクトル成分を有す
るの波長帯である。以下、短波長側の波長帯をλ1、長
波長側の波長帯をλ2と表すことにする。
The light emitted from the first input fiber 10 is wavelength-multiplexed and has a spectral distribution as shown in FIG. 7, for example. Wavelength multiplexed light 1 on the short wavelength side
4 is a wavelength band having spectral components of wavelengths λ a , λ b , λ c , and λ d , and the wavelength-multiplexed light 15 on the long wavelength side is
Is a wavelength band having spectral components of wavelengths λ e , λ f , λ g , and λ h . Hereinafter, the wavelength band on the short wavelength side will be represented by λ 1 , and the wavelength band on the long wavelength side will be represented by λ 2 .

【0071】以下、本発明の光合分波装置について、そ
の動作を説明する。ここでは光分波器の動作について説
明するが、光の入力と出力を逆にすれば、光合波器の動
作も全く同様に考えることができる。
The operation of the optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention will be described below. Although the operation of the optical demultiplexer will be described here, the operation of the optical multiplexer can be considered in exactly the same way by reversing the input and output of light.

【0072】波長λa〜λhで波長多重された光は、第1
の入力ファイバ10から出射され、レンズ7によってコ
リメートされて、回折素子20の反射膜1を設けた格子
面19に入射角θ0で入射する。回折素子20の反射膜
1を設けた格子面19は、短波長側の波長域λ1の波長
多重光14に対して、回折効率の高い波長分散能力を有
している。波長λa〜λdの光は式(1)に従って波長分
散され、再びレンズ7を介して第1の受光ファイバアレ
イ12のそれぞれの光ファイバに集束する。図6には、
波長λdの光について模式的に示されている。このよう
にして、波長λa〜λdの光は、波長分離されて受光ファ
イバアレイ12の各々光ファイバから出力される。一
方、長波長側の波長域λ2の波長多重光15は、式
(7)の不等式を満足しているので、反射膜1を設けた
格子面19では回折及び波長分散されずに全反射され
る。全反射された波長λe〜λhの光は、レンズ8を介し
て第2の入力ファイバ11に導かれる。
The light wavelength-multiplexed with wavelengths λ a to λ h is
Is emitted from the input fiber 10, is collimated by the lens 7, and is incident on the grating surface 19 of the diffractive element 20 provided with the reflection film 1 at an incident angle θ 0 . The grating surface 19 of the diffractive element 20 provided with the reflection film 1 has a wavelength dispersion ability with high diffraction efficiency for the wavelength multiplexed light 14 in the wavelength region λ 1 on the short wavelength side. The light having the wavelengths λ a to λ d is wavelength-dispersed according to the equation (1), and is focused again on each optical fiber of the first light receiving fiber array 12 via the lens 7. In Figure 6,
It is shown schematically for light of wavelength λ d . In this way, the light having the wavelengths λ a to λ d is wavelength-separated and output from each optical fiber of the light receiving fiber array 12. On the other hand, since the wavelength-multiplexed light 15 in the wavelength range λ 2 on the long wavelength side satisfies the inequality of the expression (7), it is totally reflected by the grating surface 19 provided with the reflection film 1 without being diffracted and wavelength-dispersed. It The totally reflected light having the wavelengths λ e to λ h is guided to the second input fiber 11 via the lens 8.

【0073】第2の入力ファイバ11から出射された波
長多重光15は、レンズ9によってコリメートされ、回
折素子20の反射防止膜4を設けた裏面41に入射角φ
で入射する。透明基板2の屈折率nは式(6)をみたし
ているので、波長帯λ2の波長多重光15は、透明基板
2を介して、反射膜1によって同様に高い回折効率で波
長分散される。波長分散された各々の波長λe〜λhの光
は、レンズ9を介して第2の受光ファイバアレイ13の
各々の光ファイバに結合され、出力される。
The wavelength multiplexed light 15 emitted from the second input fiber 11 is collimated by the lens 9 and is incident on the back surface 41 of the diffractive element 20 provided with the antireflection film 4 with an incident angle φ.
Is incident at. Since the refractive index n of the transparent substrate 2 satisfies the expression (6), the wavelength-multiplexed light 15 in the wavelength band λ 2 is wavelength-dispersed with high diffraction efficiency by the reflective film 1 through the transparent substrate 2 as well. It The wavelength-dispersed light of each wavelength λ e to λ h is coupled to each optical fiber of the second light receiving fiber array 13 via the lens 9 and output.

【0074】回折素子20は、格子間隔dが、例えば、
格子溝本数が1200本/mmであるようなブレーズド
(blazed)回折格子を用いると、回折効率の高いものと
なる。例えば、短波長側の波長域λ1が0.8μm帯、長
波長側の波長域λ2が1.3μm帯であるような波長多重
光の光分波をを行う場合には、透明基板2の屈折率nを
1.5〜1.6に設定すればよい。この場合、第1の入力
ファイバ10から回折素子20へ入射する光の入射角θ
0は約30度であり、第2の入力ファイバ11から回折
素子20へ入射する光の入射角は約54度となる。透明
基板2の材質としてはガラスや透明樹脂などの誘電帯材
料を用いればよい。
The diffraction element 20 has a lattice spacing d of, for example,
When a blazed diffraction grating having a number of grating grooves of 1200 / mm is used, the diffraction efficiency is high. For example, when performing optical demultiplexing of wavelength-multiplexed light such that the wavelength range λ 1 on the short wavelength side is 0.8 μm band and the wavelength range λ 2 on the long wavelength side is 1.3 μm band, the transparent substrate 2 The refractive index n may be set to 1.5 to 1.6. In this case, the incident angle θ of the light that enters the diffraction element 20 from the first input fiber 10
0 is about 30 degrees, and the incident angle of the light entering the diffractive element 20 from the second input fiber 11 is about 54 degrees. As a material for the transparent substrate 2, a dielectric band material such as glass or transparent resin may be used.

【0075】このように、本実施例によれば、1つの回
折素子を用いることによって、2つの波長帯で回折効率
の高い光合分波装置を得ることができる。即ち、入射光
の挿入損失が低く、且つ広い帯域出波長分散を行うこと
ができる光合分波装置を構成することができる。
As described above, according to this embodiment, by using one diffractive element, it is possible to obtain an optical multiplexing / demultiplexing device having high diffraction efficiency in two wavelength bands. That is, it is possible to configure an optical multiplexing / demultiplexing device that has a low insertion loss of incident light and is capable of wide wavelength band chromatic dispersion.

【0076】(実施例7)次に、本発明のもう一つの実
施例による光合分波装置について、図8(a)及び
(b)を参照しながら説明する。
(Embodiment 7) Next, an optical multiplexer / demultiplexer according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 (a) and 8 (b).

【0077】図8(a)及び(b)において、回折素子
20、レンズ7、入力ファイバ10、及び受光ファイバ
16は、リトロー配置されている。受光素子20は、回
転機構部17によって、格子溝方向に平行な回転軸を中
心に回転させることができる。即ち、レンズ7を介して
入射する光に対して、回折素子20の表裏両面(19及
び41)を用いることができ、各々の面に入射する光の
入射角を調節することができる。図8(a)は短波長側
の波長域λ1の波長多重光14を選択的に波長分散する
場合の構成であり、図8(b)は長波長帯の波長域λ2
の波長多重光15を選択的に波長分散する場合の構成で
ある。回折素子は、この他に、上述の実施例における回
折素子30、または34〜37を用いてもよい。
In FIGS. 8A and 8B, the diffractive element 20, the lens 7, the input fiber 10 and the light receiving fiber 16 are arranged in a Littrow arrangement. The light receiving element 20 can be rotated about the rotation axis parallel to the lattice groove direction by the rotation mechanism section 17. That is, both front and back surfaces (19 and 41) of the diffractive element 20 can be used for the light incident through the lens 7, and the incident angle of the light incident on each surface can be adjusted. FIG. 8A shows a configuration for selectively wavelength-dispersing the wavelength division multiplexed light 14 in the wavelength region λ 1 on the short wavelength side, and FIG. 8B shows a wavelength region λ 2 in the long wavelength band.
This is a configuration for selectively wavelength-dispersing the wavelength-multiplexed light 15 of. In addition to this, the diffractive element may be the diffractive element 30 or 34 to 37 in the above-described embodiment.

【0078】以上のように構成された光合分波装置につ
いて、以下、上記図7、図8(a)及び(b)を参照し
ながらその動作を説明する。
The operation of the optical multiplexer / demultiplexer configured as described above will be described below with reference to FIGS. 7, 8 (a) and 8 (b).

【0079】図8(a)及び(b)において、波長λa
〜λhで波長多重された光は、入力ファイバ10から出
射され、レンズ7によってコリメートされて、回折素子
20に入射する。図8(a)の場合、合分波装置は、入
射光が回折素子20の反射膜1を設けた格子面19に入
射角θで入射するように配置されている。入射角θがθ
0にほぼ等しいとき、波長域λ1の波長多重光14は、回
折素子20によって高い回折効率で波長分散される。入
力ファイバ10と受光ファイバ16とは隣接して配置さ
れているため、式(2)で表わされる入射角度、即ちリ
トロー角で回折される波長の回折光のみが受光ファイバ
16に結合する。このとき、波長域λ2の光は、回折素
子20によって回折されないため、波長域λ1の光のみ
が、以下のようにして選択的に波長分散される。
In FIGS. 8A and 8B, the wavelength λ a
The light wavelength-multiplexed with ˜λ h is emitted from the input fiber 10, collimated by the lens 7, and enters the diffraction element 20. In the case of FIG. 8A, the multiplexer / demultiplexer is arranged so that the incident light is incident on the grating surface 19 of the diffraction element 20 provided with the reflection film 1 at the incident angle θ. Incident angle θ is θ
When substantially equal to 0 , the wavelength division multiplexed light 14 in the wavelength range λ 1 is wavelength-dispersed with high diffraction efficiency by the diffraction element 20. Since the input fiber 10 and the light receiving fiber 16 are arranged adjacent to each other, only the diffracted light having a wavelength diffracted at the incident angle represented by the equation (2), that is, the Littrow angle is coupled to the light receiving fiber 16. At this time, since the light in the wavelength range λ 2 is not diffracted by the diffraction element 20, only the light in the wavelength range λ 1 is selectively chromatically dispersed as follows.

【0080】図8(a)で、入射角θ=θaのときに波
長λaの光が受光ファイバ16に結合していたとする。
回折素子20を回転機構部17により反時計方向に微少
に回転させ、入射角をθb、θc、θdと変化させるに従
い、波長λb,λc,λdの光を順次受光ファイバ16に
結合させることができる。
In FIG. 8A, it is assumed that light of wavelength λ a is coupled to the light receiving fiber 16 when the incident angle θ = θ a .
The diffractive element 20 is slightly rotated in the counterclockwise direction by the rotation mechanism section 17 and the light of wavelengths λ b , λ c , and λ d is sequentially received as the incident angle is changed to θ b , θ c , and θ d. Can be combined with.

【0081】次に、長波長側の波長域λ2の波長多重光
15を選択的に波長分散させる場合には、回転機構部1
7により、入射光に対して回折素子20を裏返すように
回転させ、図8(b)に示される様に配置する。これに
より、入力ファイバ10から出射された波長多重光は、
入射角φで裏面41に入射し、反射防止膜4及び透明基
板2を介して格子面(反射膜1)に入射する。そして、
波長多重光15は、波長多重光14の場合と同様に、回
折素子20によって高い回折効率で波長分散される。上
述したのと同様に、回転機構部17によって入射角を調
節することによって、所望の波長λe〜λhの光を受光フ
ァイバ16に結合させ、選択的に出力させることができ
る。
Next, in the case of selectively wavelength-dispersing the wavelength multiplexed light 15 in the wavelength range λ 2 on the long wavelength side, the rotation mechanism section 1
7, the diffractive element 20 is rotated so as to be turned upside down with respect to the incident light, and is arranged as shown in FIG. As a result, the wavelength multiplexed light emitted from the input fiber 10 is
The light enters the back surface 41 at an incident angle φ and then enters the lattice surface (reflection film 1) through the antireflection film 4 and the transparent substrate 2. And
The wavelength-multiplexed light 15 is wavelength-dispersed with high diffraction efficiency by the diffraction element 20, as in the case of the wavelength-multiplexed light 14. Similarly to the above, by adjusting the incident angle by the rotation mechanism unit 17, it is possible to couple the lights of the desired wavelengths λ e to λ h to the light receiving fiber 16 and selectively output them.

【0082】以上のように、本実施例によれば、1つの
回折素子を回転させることによって、2つの波長帯にお
いて回折効率の高い波長分散を選択的に行い、1本の受
光ファイバから出力することができる。即ち、入射光の
挿入損失が低く、且つ広い帯域出波長分散を行うことが
できる。更に、実施例6に比べ、第2の入力ファイバ及
び第2の受光ファイバアレイを備える必要がない。回転
機構17としては、高精度に位置決めできるステッピン
グモータや、その他の回転機構を制御する各種の駆動方
法によっても実現(inplement)できる。
As described above, according to the present embodiment, by rotating one diffractive element, wavelength dispersion with high diffraction efficiency is selectively performed in two wavelength bands, and output from one light receiving fiber. be able to. That is, the insertion loss of incident light is low, and wide wavelength band chromatic dispersion can be performed. Further, as compared with the sixth embodiment, it is not necessary to provide the second input fiber and the second light receiving fiber array. The rotating mechanism 17 can also be implemented by a stepping motor capable of highly accurate positioning, and various driving methods for controlling other rotating mechanisms.

【0083】本実施例では回折素子20を回転させる例
を挙げたが、入力ファイバ10や受光ファイバ16を移
動させることによっても同等の効果を挙げることができ
る。この場合、高精度な移動機構、例えばピエゾ素子等
の積層形圧電素子や光ピックアップに応用されるリニア
アクチュエータを用いることにより実現できる。
In this embodiment, the example in which the diffraction element 20 is rotated has been described, but the same effect can be obtained by moving the input fiber 10 and the light receiving fiber 16. In this case, it can be realized by using a highly accurate moving mechanism, for example, a laminated piezoelectric element such as a piezo element or a linear actuator applied to an optical pickup.

【0084】なお、本実施例では回折素子20を用いて
説明したが、例えば、回折素子34又は35を用いた場
合には、2つの波長帯だけでなく、更に多くの波長帯に
於いて高い回折効率で波長分散を行うことができる。本
発明は、特に0.8μm帯と1.3μm帯での多重数の多
い波長多重光通信に有用である。
In this embodiment, the diffractive element 20 is used for explanation. However, for example, when the diffractive element 34 or 35 is used, it is high not only in two wavelength bands but also in more wavelength bands. Wavelength dispersion can be performed with diffraction efficiency. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is particularly useful for wavelength division multiplexing optical communication in which the number of multiplexed signals is large in the 0.8 μm band and the 1.3 μm band.

【0085】[0085]

【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明によれば、1つの素子で複数の波長帯に対して、
高い回折効率で使用することができる回折素子を提供す
ることができる。併せて、この回折素子を用いることに
より、複数の波長帯に対して、高い回折効率で波長分散
を行うことのできる光合分波装置を提供することができ
る。さらに、複数の回折格子を用いる必要がないため、
光分波装置を簡単な構成で低価格で提供することができ
る。
As is apparent from the above description,
According to the present invention, one element for a plurality of wavelength bands,
A diffractive element that can be used with high diffraction efficiency can be provided. In addition, by using this diffractive element, it is possible to provide an optical multiplexer / demultiplexer capable of performing wavelength dispersion with high diffraction efficiency for a plurality of wavelength bands. Furthermore, because it is not necessary to use multiple diffraction gratings,
The optical demultiplexer can be provided at a low price with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)及び(b)は、本発明の第1の実施例に
おける回折素子の構成を示す図である。
1A and 1B are diagrams showing a configuration of a diffractive element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例における回折素子の構成
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a diffractive element according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施例における回折素子の構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a diffractive element according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施例における回折素子の構成
を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a diffraction element according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図5】(a)及び(b)は、本発明の第5の実施例に
おける回折素子の構成を示す図である。
5 (a) and 5 (b) are diagrams showing a configuration of a diffraction element in a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明による光合分波装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.

【図7】波長λa〜λhの波長多重光のスペクトル分布を
表す概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a spectral distribution of wavelength multiplexed light having wavelengths λ a to λ h .

【図8】(a)及び(b)は、本発明によるもう一つの
光合分波装置の構成を示す図である。
8A and 8B are diagrams showing the configuration of another optical multiplexer / demultiplexer according to the present invention.

【図9】回折効率の波長及び格子間隔依存性を示した図
である。
FIG. 9 is a diagram showing wavelength and lattice spacing dependence of diffraction efficiency.

【図10】従来の回折素子の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional diffraction element.

【図11】従来の光合分波装置の構成を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a conventional optical multiplexer / demultiplexer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反射膜 2 透明基板 4 反射防止膜 7 レンズ 8 レンズ 9 レンズ 10 第1の入力ファイバ 11 第2の入力ファイバ 12 第1の受光ファイバアレイ 13 第2の受光ファイバアレイ 20 回折素子 1 Reflective Film 2 Transparent Substrate 4 Antireflection Film 7 Lens 8 Lens 9 Lens 10 First Input Fiber 11 Second Input Fiber 12 First Light-Receiving Fiber Array 13 Second Light-Receiving Fiber Array 20 Diffractive Element

Claims (31)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1及び第2の面を有する透明基板と、 該第1の面に刻印された周期的な溝と、 該周期的な溝が刻印された該第1の面上に設けられた反
射膜と、 を有し、 該周期的な溝と該反射膜とから回折格子が形成されてい
ることを特徴とする回折素子。
1. A transparent substrate having first and second surfaces, a periodic groove imprinted on the first surface, and a periodic groove provided on the first surface imprinted with the periodic groove. And a diffraction grating formed from the periodic grooves and the reflection film.
【請求項2】 第2の面には、反射防止膜が形成されて
いることを特徴とする請求項1に記載の回折素子。
2. The diffractive element according to claim 1, wherein an antireflection film is formed on the second surface.
【請求項3】 前記反射膜の形状は、前記溝に平行な所
定の軸を中心とした実質上180度の回転に対して実質
的に対称であることを特徴とする請求項1に記載の回折
素子。
3. The shape of the reflective film is substantially symmetric with respect to a rotation of substantially 180 degrees about a predetermined axis parallel to the groove. Diffractive element.
【請求項4】 前記第1の面と前記第2の面とは実質的
に平行であることを特徴とする請求項1に記載の回折素
子。
4. The diffractive element according to claim 1, wherein the first surface and the second surface are substantially parallel to each other.
【請求項5】 前記第1の面と前記第2の面とは所定の
角度をなしていることを特徴とする請求項1に記載の回
折素子。
5. The diffractive element according to claim 1, wherein the first surface and the second surface form a predetermined angle.
【請求項6】 前記反射膜の上に設けられた透明保護層
を有することを特徴とする請求項1に記載の回折素子。
6. The diffractive element according to claim 1, further comprising a transparent protective layer provided on the reflective film.
【請求項7】 前記透明保護層の上に設けられたもう一
つの反射防止膜を更に有することを特徴とする請求項6
に記載の回折素子。
7. The method according to claim 6, further comprising another antireflection film provided on the transparent protective layer.
The diffraction element according to 1.
【請求項8】 前記透明基板は、各々異なる屈折率を有
する複数の部分を有することを特徴とする請求項1に記
載の回折素子。
8. The diffraction element according to claim 1, wherein the transparent substrate has a plurality of portions each having a different refractive index.
【請求項9】 前記透明基板は、各々異なる屈折率を有
する複数の部分を有することを特徴とする請求項6に記
載の回折素子。
9. The diffraction element according to claim 6, wherein the transparent substrate has a plurality of portions each having a different refractive index.
【請求項10】 前記透明保護層は、各々異なる屈折率
を有する複数の部分を有することを特徴とする請求項6
に記載の回折素子。
10. The transparent protective layer has a plurality of portions each having a different refractive index.
The diffraction element according to 1.
【請求項11】 前記透明保護層は、各々異なる屈折率
を有する複数の部分を有することを特徴とする請求項9
に記載の回折素子。
11. The transparent protective layer has a plurality of portions each having a different refractive index.
The diffraction element according to 1.
【請求項12】 前記透明保護層の上に設けられたもう
一つの反射防止膜を、更に有することを特徴とする請求
項9、10、又は11に記載の回折素子。
12. The diffractive element according to claim 9, further comprising another antireflection film provided on the transparent protective layer.
【請求項13】 第1及び第2の入射面を有する回折素
子を有する合分波装置であって、 該回折素子の該第1の入射面に光を入射させる第1の光
入力手段と、 該第1の入射面に入射して該回折素子によって回折され
た光を受け取る第1の受光手段と、 該第1の入射面に入射して該回折素子によって反射され
た光を受け取り、該回折素子の該第2の入射面に入射さ
せる第2の光入力手段と、 該第2の入射面に入射して該回折素子によって回折され
た光を受け取る第2の受光手段と、 を備えたことを特徴とする光合分波装置。
13. A multiplexer / demultiplexer having a diffractive element having first and second incident surfaces, the first light input means for making light incident on the first incident surface of the diffractive element, First light receiving means for receiving the light incident on the first incident surface and diffracted by the diffractive element; and light for receiving the light incident on the first incident surface and reflected by the diffractive element, Second light input means for making the light incident on the second incident surface of the element, and second light receiving means for receiving the light made incident on the second incident surface and diffracted by the diffractive element. An optical multiplexing / demultiplexing device.
【請求項14】 前記回折素子は、第1及び第2の面を
有する透明基板と、該第1の面に刻印された周期的な溝
と、該周期的な溝が刻印された該第1の面上に設けられ
た反射膜とを有しており、 前記第1の入射面は、該反射膜が設けられた該第1の面
に対応し、 前記第2の入射面は、該第2の面に対応していることを
特徴とする請求項13に記載の光合分波装置。
14. The diffractive element includes a transparent substrate having first and second surfaces, a periodic groove imprinted on the first surface, and the first groove imprinted with the periodic groove. And a reflection film provided on the surface of the first incidence surface, the first incidence surface corresponds to the first surface on which the reflection film is provided, and the second incidence surface is the first incidence surface. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 13, which corresponds to the second surface.
【請求項15】 前記第2の面には、反射防止膜が形成
されていることを特徴とする請求項14に記載の光合分
波装置。
15. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 14, wherein an antireflection film is formed on the second surface.
【請求項16】 前記回折素子の前記反射膜の形状は、
前記溝に平行な所定の軸を中心とした180度の回転に
対して実質的に対称であることを特徴とする請求項14
に記載の光合分波装置。
16. The shape of the reflection film of the diffraction element is
15. Substantially symmetrical about a 180 degree rotation about a predetermined axis parallel to the groove.
The optical multiplexer / demultiplexer described in.
【請求項17】 前記回折素子は、前記反射膜の上に設
けられた透明保護層を有していることを特徴とする請求
項14に記載の光合分波装置。
17. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 14, wherein the diffraction element has a transparent protective layer provided on the reflective film.
【請求項18】 前記回折素子の前記第1の入射面に関
してリトロー配置された第1のレンズと、該回折素子の
前記第2の入射面に関してリトロー配置された第2のレ
ンズと、を備えていることを特徴とする請求項14に記
載の光合分波装置。
18. A first lens arranged in a Littrow arrangement with respect to the first incident surface of the diffractive element, and a second lens arranged in a Littrow arrangement with respect to the second incident surface of the diffractive element. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 14, wherein
【請求項19】 前記第1及び第2の光入力手段は、各
々、前記第1の入射面及び前記第2の入射面に入射する
前記光の入射角θが、リトロー角θLとして、
θL−5°≦θ≦θL+5° であるように該光を入射させ、 該第1の入射面に入射して回折された該光の波長λ1
及び前記反射された光の波長λ2(但しλ2>λ1)は、
前記透明基板の屈折率がn、前記溝の間隔(ピッチ)が
dであるとき、 λ2−λ1/2>d n=λ2/λ1 の関係をみたしていることを特徴とする請求項14に記
載の光合分波装置。
19. The first and second light input means, wherein an incident angle θ of the light incident on the first incident surface and the second incident surface is a Littrow angle θ L , respectively.
The light is incident such that θ L −5 ° ≦ θ ≦ θ L + 5 °, and the wavelength λ 1 of the light diffracted by being incident on the first incident surface,
And the wavelength λ 2 of the reflected light (where λ 2 > λ 1 ) is
Refractive index of the transparent substrate is n, the interval of the grooves (pitch) when it is d, characterized in that it satisfies the λ 2 -λ 1/2> d n = λ 2 / λ 1 of the relationship The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 14.
【請求項20】 前記回折素子の前記第1の入射面に関
してリトロー配置された第1のレンズと、該回折素子の
前記第2の入射面に関してリトロー配置された第2のレ
ンズと、を備えていることを特徴とする請求項17に記
載の光合分波装置。
20. A first lens Littrow arranged with respect to the first entrance surface of the diffractive element, and a second lens Littrow arranged with respect to the second entrance surface of the diffractive element. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 17, wherein
【請求項21】 前記第1及び第2の光入力手段は、各
々、前記第1の入射面及び前記第2の入射面に入射する
前記光の入射角θが、リトロー角θLとして、
θL−5°≦θ≦θL+5° であるように該光を入射させ、 該第1の入射面に入射して回折された該光の波長λ1
及び前記反射された光の波長λ2(但しλ2>λ1)は、
前記透明基板の屈折率がn、前記透明保護層の屈折率が
1、前記溝の間隔(ピッチ)がdであるとき、 λ2−λ1/2>n1・d n=n1・λ2/λ1 の関係をみたしていることを特徴とする請求項17に記
載の光合分波装置。
21. In each of the first and second light input means, an incident angle θ of the light incident on the first incident surface and the second incident surface is a Littrow angle θ L ,
The light is incident such that θ L −5 ° ≦ θ ≦ θ L + 5 °, and the wavelength λ 1 of the light diffracted by being incident on the first incident surface,
And the wavelength λ 2 of the reflected light (where λ 2 > λ 1 ) is
Refractive index n of the transparent substrate, a refractive index n 1 of the transparent protective layer, the interval of the grooves (pitch) is d, λ 2 -λ 1/2 > n 1 · d n = n 1 · The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 17, wherein the relationship of λ 2 / λ 1 is satisfied.
【請求項22】 第1及び第2の入射面を有する回折素
子を有する合分波装置であって、 該回折素子に光を入射させる光入力手段と、 該回折素子によって回折された光を、該回折光の波長毎
に受け取る受光手段と、 該回折素子、該光入力手段、及び該受光手段のうちの少
なくとも1つの位置及び/又は方向を変更するための配
置手段と、 を備えたことを特徴とする光合分波装置。
22. A multiplexer / demultiplexer having a diffractive element having first and second incident surfaces, wherein light input means for making light incident on the diffractive element, and light diffracted by the diffractive element are provided. Light receiving means for receiving each wavelength of the diffracted light, and arranging means for changing the position and / or direction of at least one of the diffractive element, the light inputting means, and the light receiving means. A characteristic optical multiplexer / demultiplexer.
【請求項23】 前記配置手段は、前記光入力手段から
の光を前記回折素子の前記第1の入射面に入射させる第
1の配置と、該光入力手段からの光を前記回折素子の前
記第2の入射面に入射させる第2の配置と、を可能とす
ることを特徴とする請求項22に記載の光合分波装置。
23. The first arranging means causes the light from the light inputting means to be incident on the first incident surface of the diffractive element, and the light from the light inputting means into the diffractive element of the diffractive element. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 22, which enables a second arrangement in which the light is incident on the second incident surface.
【請求項24】 前記光入力手段からの光をコリメート
し、前記回折素子によって反射された光を前記受光手段
に集光するためのレンズを備えており、 前記第1の配置は、該回折素子の前記第1の入射面に関
するリトロー配置であり、前記第2の配置は、該回折素
子の前記第2の入射面に関するリトロー配置であること
を特徴とする請求項23に記載の光合分波装置。
24. A lens for collimating the light from said light input means and condensing the light reflected by said diffractive element on said light receiving means, said first arrangement comprising said diffractive element. 24. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 23, wherein the first Littrow arrangement of the diffractive element is a Littrow arrangement and the second arrangement is a Littrow arrangement of the diffractive element. .
【請求項25】 前記配置手段は、前記回折素子を回転
させる機構を備え、該回折素子を回転することによっ
て、前記第1及び第2の配置の一方から他方へ配置替え
を行うことを特徴とする請求項23に記載の光合分波装
置。
25. The arrangement means includes a mechanism for rotating the diffractive element, and by rotating the diffractive element, the arrangement is changed from one of the first and second arrangements to the other. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 23.
【請求項26】 前記回折素子は、第1及び第2の面を
有する透明基板と、該第1の面に刻印された周期的な溝
と、該周期的な溝が刻印された該第1の面上に設けられ
た反射膜とを有しており、 前記第1の入射面は、該反射膜が設けられた該第1の面
に対応し、 前記第2の入射面は、該第2の面に対応していることを
特徴とする請求項23に記載の光合分波装置。
26. The diffractive element includes a transparent substrate having first and second surfaces, a periodic groove engraved on the first surface, and the first groove engraved with the periodic groove. And a reflection film provided on a surface of the first incidence surface, the first incidence surface corresponds to the first surface provided with the reflection film, and the second incidence surface is the first incidence surface. 24. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 23, which corresponds to the second surface.
【請求項27】 前記第2の面には、反射防止膜が形成
されていることを特徴とする光合分波装置。
27. An optical multiplexing / demultiplexing device, wherein an antireflection film is formed on the second surface.
【請求項28】 前記回折素子の前記反射膜の形状は、
前記溝に平行な軸を中心とした180度の回転に対して
実質的に対称であることを特徴とする請求項26に記載
の光合分波装置。
28. The shape of the reflection film of the diffraction element is
27. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 26, which is substantially symmetrical with respect to a rotation of 180 degrees about an axis parallel to the groove.
【請求項29】 前記回折素子は、前記反射膜の上に設
けられた透明保護層を有していることを特徴とする請求
項26に記載の光合分波装置。
29. The optical multiplexer / demultiplexer according to claim 26, wherein the diffractive element has a transparent protective layer provided on the reflective film.
【請求項30】 前記光入力手段は、前記第1の入射面
及び前記第2の入射面に入射する光の各々の入射角θ
が、リトロー角θLとして、 θL−5°≦θ≦θL+5° であるように該光を入射させ、 該第1の入射面に入射して回折される光の波長λ1、及
び該第2の入射面に入射して回折される光の波長λ
2(但しλ2>λ1)は、前記透明基板の屈折率がn、前
記記溝の間隔(ピッチ)がdであるとき、 λ2−λ1/2>d n=λ2/λ1 の関係をみたしていることを特徴とする請求項26に記
載の光合分波装置。
30. The incident angle θ of each of the lights incident on the first incident surface and the second incident surface is formed by the light input unit.
As the Littrow angle θ L , the light is made incident such that θ L −5 ° ≦ θ ≦ θ L + 5 °, and the wavelength λ 1 of the light diffracted by being incident on the first incident surface, and Wavelength λ of light that is incident on the second incident surface and is diffracted
2 (where lambda 2> lambda 1) when the refractive index of the transparent substrate is n, the interval of the SL grooves (pitch) is d, λ 2 -λ 1/2 > d n = λ 2 / λ 1 27. The optical multiplexing / demultiplexing device according to claim 26, wherein
【請求項31】 前記光入力手段は、前記第1の入射面
及び前記第2の入射面に入射する前記光の入射角θが、
リトロー角θLとして、 θL−5°≦θ≦θL+5° であるように該光を入射させ、 該第1の入射面に入射して回折される光の波長λ1、及
び該第2の入射面に入射して回折される光の波長λ
2(但しλ2>λ1)は、前記透明基板の屈折率がn、前
記透明保護層の屈折率がn1、前記溝の間隔(ピッチ)
がdであるとき、 λ2−λ1/2>n1・d n=n1・λ2/λ1 の関係をみたしていることを特徴とする請求項27に記
載の光合分波装置。
31. The light input means has an incident angle θ of the light incident on the first incident surface and the second incident surface,
The Littrow angle θ L is such that θ L −5 ° ≦ θ ≦ θ L + 5 °, and the wavelength λ 1 of the light diffracted by the first incident surface and diffracted. Wavelength λ of light that is incident on the incident surface of 2 and is diffracted
2 (where λ 2 > λ 1 ) is such that the refractive index of the transparent substrate is n, the refractive index of the transparent protective layer is n 1 , and the groove spacing (pitch)
When There is d, λ 2 -λ 1/2 > n 1 · d n = optical multiplexing and demultiplexing device according to claim 27, characterized in that satisfies the n 1 · λ 2 / λ 1 of the relationship .
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