JPH0682623A - 光ビーム分離素子及びその作製方法 - Google Patents

光ビーム分離素子及びその作製方法

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JPH0682623A
JPH0682623A JP23228192A JP23228192A JPH0682623A JP H0682623 A JPH0682623 A JP H0682623A JP 23228192 A JP23228192 A JP 23228192A JP 23228192 A JP23228192 A JP 23228192A JP H0682623 A JPH0682623 A JP H0682623A
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JP
Japan
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light beam
beam separating
refractive index
layer
substrates
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Application number
JP23228192A
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English (en)
Inventor
Masamichi Okamura
正通 岡村
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • G02B27/285Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining comprising arrays of elements, e.g. microprisms

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で、複数の光ビーム分離層間の位置精度
ならびに面角度の精度の高い、光ビーム分離素子を作製
すること。 【構成】 透明な基板32の片面に光ビーム分離層31
を形成し、該基板31を複数枚積層して接着した後に、
光ビーム分離層31に対し特定の角度で光ビーム入射面
を切り出すことで、複数の光ビーム分離層間の位置精度
ならびに面角度の精度を高く保ったまま、素子を小型化
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光情報処理等
の分野で、偏光分離や光路切り替え等に用いる光ビーム
分離素子及びその作製方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光ビーム分離素子(ビームスプリ
ッタ)は、例えば、図4に示すように、透明媒質(例え
ば石英ガラスやBK7ガラス)の3角柱41を2個張り
合わせた構造の立方体で、張り合わせ面に光ビーム分離
層42(例えば金属薄膜や誘電体薄膜多層膜)を形成し
たものが使用されている。
【0003】最近、このような構造の光ビーム分離素子
のうち、入射光の偏光方向によって光ビームを分離する
立方体状の偏光ビームスプリッタ(PBS:Polarizing
Beam Splitters)を用いて、図5に示すようなPBS5
1と同じく立方体状のガラス体52とを多数個並列に実
装してなるルーティング素子50を作製し、図6に示す
ようにこのルーティング素子50と、液晶偏光制御素子
61、偏光ビームスプリッタ62、S波及びP波光入力
ポート板63、64、S波及びP波光出力ポート板6
5、66を組み合わせてなる、マルチチャネル空間光ス
イッチが提案され、原理確認実験がなされている(坂野
寿和他:1991年電子情報通信学会春季大会講演論文集第
4分冊pp.4-447 SC-3-7)。
【0004】図5に示すように、このルーティング素子
50へ入射した光ビームのうち、P波の入射光ビーム5
4は直進し、入力ポートと同じ出力ポートから出力され
る。一方、S波の入射光ビーム53はPBS51の光ビ
ーム分離層で反射され、光路が切り替わり、隣の出力ポ
ートから出力される。従って、図6に示すマルチチャネ
ル空間光スイッチにおいて液晶偏光制御素子61を用い
て、入力光の偏光状態をP波あるいはS波と切り替える
ことで、出力ポートを切り替えることができる。
【0005】ルーティング素子50は、図5に示すよう
に、PBS51を接着剤を用いて複数個張り合わせた構
造である。また、空間光スイッチは、図6に示すよう
に、ルーティング素子50と液晶偏光制御素子61を多
段に接続して構成するため、入力ポートから出力ポート
までは数十cmの距離がある。入力ポートの光ファイバ
から出た光ビームを、出力ポートの光ファイバに入れる
ためには、数十cmの距離を進行しても数μm以内の精
度で光ビームの位置を制御する必要があり、ルーティン
グ素子60に用いるPBS51の個々の加工精度とこれ
らを複数個ならべるときの張り合わせ精度が重要であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】個々のPBSの加工精
度ならびに、複数個張り合わせたときの張り合わせ位置
精度を高くするためには、PBSの大きさとして、1辺
が3〜4mm程度必要である。これよりも小さくする
と、PBSの光ビーム分離層(偏光分離層)の面角度の
精度が悪くなり、さらに複数個張り合わせるときのハン
ドリングも難しくなり、光ビーム分離層間の位置精度が
悪くなる。そのため、図5に示すルーティング素子の小
型化は困難で、図6の空間光スイッチを小型化すること
は不可能であった。
【0007】本発明の目的は、小型で、複数の光ビーム
分離層間の位置精度ならびに面角度の精度の高い、光ビ
ーム分離素子及びその作製方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項1では、光ビーム分離層を、光ビーム入射
面に対して特定の角度で透明基板をはさんで複数個積層
配置した。また請求項2では、透明な基板の片面に光ビ
ーム分離層を形成し、該基板を複数枚積層して接着した
後に、光ビーム分離層に対し特定の角度で光ビーム入射
面を切り出すことにより、光ビーム分離素子を作製す
る。
【0009】
【作 用】本発明によれば、正確に厚みを制御した基板
に光ビーム分離層を形成し、それを積層するので、各光
ビーム分離層間の位置精度ならびに面角度の精度は、基
板の厚み精度によって自動的に決まり、容易に高精度に
できる。しかも、各光ビーム分離層間の距離は基板の厚
みで制御できるため、基板を薄くして、例えば各光ビー
ム分離層間の距離が1mm以下の小型の光ビーム分離素
子を作製した場合でも各光ビームの分離層間の位置精度
ならびに面角度の精度を高く保ったまま作製できる。
【0010】
【実施例】図1に、本発明の実施例の光ビーム分離素子
の構造を示す。図1(a) は、光ビーム分離層12が光ビ
ーム入射面に対して一定の面角度で、透明基板11a〜
11fの間に、素子の厚みと同じ間隔で繰り返し並んだ
構造である。一方、図1(b) は、光ビーム分離層14が
図1(a) の2倍の周期で透明基板13a〜13eの間に
繰り返し並んだ構造である。
【0011】図1(a) の構造の光ビーム分離素子におい
て、光ビーム分離層12を偏光分離層とし、面角度を4
5度とした場合の、入射した光ビームの経路を図2に示
す。P波の入射光ビーム21の場合は、偏光分離層12
を直進し、入射ポートと同じポートから出力する。S波
の入射光ビーム22の場合は、偏光分離層12で反射
し、さらに隣の偏光分離層12で反射して、入射ポート
の隣のポートから出力させることができる。図1(a) と
図1(b) の構造の光ビーム分離素子を張り合わせれば、
図5に示したルーティング素子が形成可能なことは明ら
かである。なお、実施例では角度が45度の場合につい
て説明したが、光ビーム分離素子の用途に応じて、角度
は任意の値を設定することが可能で、同様の効果を得る
ことができる。
【0012】次に、図1(a) の光ビーム分離素子の作製
方法を、図3を用いて説明する。図3(a) に断面で示す
ように、平坦で厚みを正確に制御した透明基板32の片
面に、金属薄膜あるいは誘電体薄膜の多層膜である光ビ
ーム分離層31を形成する。例えば、透明基板32とし
て石英ガラスを用い、光ビーム分離層31としては、偏
光分離を行うため、高屈折率ZrO2 と低屈折率のMg
2 を用いて、1/2波長膜厚の低屈折率層、1波長膜
厚の高屈折率層、1/2波長膜厚の低屈折率層の3層を
5回交互に積層した構造とした。つぎに、図3(a) の構
造の基板を図3(b) に断面で示すように複数個積層し、
最上段には光ビーム分離層の形成してない基板33を積
層して、屈折率整合透明接着剤で接着する。つぎに、図
3(c) に示すように、光ビーム分離層31に対して適当
な角度、例えば45度の面34,35,36,37で切
り出し、切り出した面を精密に研磨して平坦にすれば、
図1(a) に示した構造の光ビーム分離素子が作製でき
る。なお、図中( )内の符号は図1(a) の各部分に対
応する。
【0013】なお、用いる透明基板の厚みを2倍にすれ
ば、同一の作製方法で、図1(b) に示した構造の光ビー
ム分離素子が作製できることは明らかである。切り出す
面の角度に応じて、透明基板の厚みを制御すれば、所望
の構造を作製できる。
【0014】
【発明の効果】以上説明した様に本発明の請求項1によ
れば、複数の光ビーム分離層間の位置精度ならびに面角
度の精度を高く保ったまま、光ビーム分離素子を小型化
することが可能である。従って、これを用いた空間光ス
イッチ等の光装置の小型化が容易に行える。また、本発
明の請求項2によれば、前述した小型の光ビーム分離素
子を容易かつ適確に作製できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の光ビーム分離素子の実施例を示す図
【図2】本発明の光ビーム分離素子における光ビームの
経路を説明する図
【図3】本発明の光ビーム分離素子の作製方法を説明す
る図
【図4】従来の光ビーム分離素子の構造を示す図
【図5】偏光ビームスプリッタを多数並列に実装したル
ーティング素子の構造を示す図
【図6】ルーティング素子と、液晶の偏光制御素子を組
み合わせた、マルチチャネル空間光スイッチの構成を示
す図
【符号の説明】
12,14…光ビーム分離層、11a〜11f,13a
〜13e…透明基板、31…光ビーム分離層、32…透
明基板、33…光ビーム分離層を形成していない基板、
34,35,36,37…切り出す面。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光ビーム分離層を、光ビーム入射面に対
    して特定の角度で透明基板をはさんで複数個積層配置し
    たことを特徴とする光ビーム分離素子。
  2. 【請求項2】 透明な基板の片面に光ビーム分離層を形
    成し、該基板を複数枚積層して接着した後に、光ビーム
    分離層に対し特定の角度で光ビーム入射面を切り出すこ
    とを特徴とする光ビーム分離素子の作製方法。
JP23228192A 1992-08-31 1992-08-31 光ビーム分離素子及びその作製方法 Pending JPH0682623A (ja)

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