JPH075340A - 高出力光を分割するための光学的出力スプリッタ - Google Patents
高出力光を分割するための光学的出力スプリッタInfo
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- JPH075340A JPH075340A JP5210235A JP21023593A JPH075340A JP H075340 A JPH075340 A JP H075340A JP 5210235 A JP5210235 A JP 5210235A JP 21023593 A JP21023593 A JP 21023593A JP H075340 A JPH075340 A JP H075340A
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- light beam
- segmenter
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- light beams
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/106—Beam splitting or combining systems for splitting or combining a plurality of identical beams or images, e.g. image replication
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/143—Beam splitting or combining systems operating by reflection only using macroscopically faceted or segmented reflective surfaces
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複雑な光路や高感度の要素を採用することな
く、簡単に高出力のエネルギーを分割することができる
スプリッタを提供する。 【構成】 周辺部および中央部からなる単一の光ビーム
から複数の分割された光ビームを形成するプリズムセグ
メンタからなる。該プリズムセグメンタはそれぞれが入
力面、出力面および斜面を有する複数のプリズムからな
り、該複数のプリズムは中央軸の回りに中央路を形成す
るように配置されている。前記プリズムの入力面は前記
中央軸に対し実質的に垂直な同方向の面内に存在してお
り、前記プリズムの斜面は前記中央軸側を向いており、
単一の光ビームの周辺部がプリズムの入力面に当たる一
方において中央部が前記中央路を通過するときに、複数
の分割された光ビームが形成されるよう構成されてな
る。
く、簡単に高出力のエネルギーを分割することができる
スプリッタを提供する。 【構成】 周辺部および中央部からなる単一の光ビーム
から複数の分割された光ビームを形成するプリズムセグ
メンタからなる。該プリズムセグメンタはそれぞれが入
力面、出力面および斜面を有する複数のプリズムからな
り、該複数のプリズムは中央軸の回りに中央路を形成す
るように配置されている。前記プリズムの入力面は前記
中央軸に対し実質的に垂直な同方向の面内に存在してお
り、前記プリズムの斜面は前記中央軸側を向いており、
単一の光ビームの周辺部がプリズムの入力面に当たる一
方において中央部が前記中央路を通過するときに、複数
の分割された光ビームが形成されるよう構成されてな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学分野に関する。さら
に詳しくは、高出力の光エネルギーを複数の光ビームに
分割する装置に関する。
に詳しくは、高出力の光エネルギーを複数の光ビームに
分割する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】光フ
ァイバ出力スプリッタ(fiber optic power splitter)
は、ひとつの光ファイバからの光エネルギーを複数の出
力ファイバに分ける光学的な装置である。理想的な出力
スプリッタは、散乱させることなく、光エネルギーを所
定の数の出力ファイバに分け、また各出力ファイバに伝
達される光エネルギーの量によって性能に影響を受ける
ことがない。これらの望ましい特性に基づいて、出力ス
プリッタに対して主として２つのアプローチがなされて
きた。これらは、アルン ケイアガーウォル(Arun K.Ag
arwal)の「リビュー オブ オプチカル ファイバカプ
ラーズ(Review of Optical Fiber Couplers)」（ファイ
バー アンド インテグレイテッド オプチクス(Fiber
and Integrated Optics) 、第６巻第１号、1987年）に
記載されている。
ァイバ出力スプリッタ(fiber optic power splitter)
は、ひとつの光ファイバからの光エネルギーを複数の出
力ファイバに分ける光学的な装置である。理想的な出力
スプリッタは、散乱させることなく、光エネルギーを所
定の数の出力ファイバに分け、また各出力ファイバに伝
達される光エネルギーの量によって性能に影響を受ける
ことがない。これらの望ましい特性に基づいて、出力ス
プリッタに対して主として２つのアプローチがなされて
きた。これらは、アルン ケイアガーウォル(Arun K.Ag
arwal)の「リビュー オブ オプチカル ファイバカプ
ラーズ(Review of Optical Fiber Couplers)」（ファイ
バー アンド インテグレイテッド オプチクス(Fiber
and Integrated Optics) 、第６巻第１号、1987年）に
記載されている。
【０００３】表面相互作用型の出力スプリッタとして知
られる第１の主要なアプローチにおいては、各出力ファ
イバは共通の領域に向かって開口するソースエンド(sou
rceend)を有する。前記共通の領域には、単一の入力フ
ァイバからのすべての光またはその一部分が入って、各
出力ファイバへと反射または案内される。この表面相互
作用型のアプローチの例は、融解双円錐テーパ状構造(f
used biconical tapered structure) と混合要素星型カ
プラー(mixer element star couplers) である。
られる第１の主要なアプローチにおいては、各出力ファ
イバは共通の領域に向かって開口するソースエンド(sou
rceend)を有する。前記共通の領域には、単一の入力フ
ァイバからのすべての光またはその一部分が入って、各
出力ファイバへと反射または案内される。この表面相互
作用型のアプローチの例は、融解双円錐テーパ状構造(f
used biconical tapered structure) と混合要素星型カ
プラー(mixer element star couplers) である。
【０００４】しかし、表面相互作用型の出力スプリッタ
のほとんどの適用は低出力の情報分配(information-dis
tribution)への適用である。このような状況は、使用可
能な情報分配要素の種類を制限し、要素へのダメージを
避けるために光学的出力（光）を注意深く管理すること
が必要になる。
のほとんどの適用は低出力の情報分配(information-dis
tribution)への適用である。このような状況は、使用可
能な情報分配要素の種類を制限し、要素へのダメージを
避けるために光学的出力（光）を注意深く管理すること
が必要になる。
【０００５】第２の主要なアプローチであるコア相互作
用型の出力スプリッタにおいては、単一の入力ファイバ
のコアから各出力ファイバのコアへと出力が伝達され
る。そのような簡単なアプローチは、振幅ビームスプリ
ッタと収束光学を採用し、入力ファイバのコアからの出
力を出力ファイバのコアへ分割する。
用型の出力スプリッタにおいては、単一の入力ファイバ
のコアから各出力ファイバのコアへと出力が伝達され
る。そのような簡単なアプローチは、振幅ビームスプリ
ッタと収束光学を採用し、入力ファイバのコアからの出
力を出力ファイバのコアへ分割する。
【０００６】このコア相互作用によるアプローチは、出
力ファイバが２つのばあいには満足できるものである。
しかしながら、充分なカップリングを確保するために
は、ビームスプリッタと出力ファイバとのあいだに複雑
な光学的サブシステムを配置する必要がある。このよう
な理由で、コア相互作用によるアプローチは複雑とな
り、出力ファイバが３よりも多いときには扱いにくい。
力ファイバが２つのばあいには満足できるものである。
しかしながら、充分なカップリングを確保するために
は、ビームスプリッタと出力ファイバとのあいだに複雑
な光学的サブシステムを配置する必要がある。このよう
な理由で、コア相互作用によるアプローチは複雑とな
り、出力ファイバが３よりも多いときには扱いにくい。
【０００７】コア相互作用によるアプローチに必要とさ
れる複雑な光学的サブシステムを省略するひとつの方法
は、２つの溶融シリカマイクロプリズムを採用してファ
イバを直接プリズム表面上で溶融させることである（前
述したアガーウォルの文献の37〜38頁および図１０参
照）。このアプローチは充分なカップリングを提供する
が、要求される出力ファイバの数が増加するときにはや
はり厄介である。このように、光エネルギーを容易に多
数の出力ファイバに分割しうる高出力の出力分割装置に
対する要求がある。
れる複雑な光学的サブシステムを省略するひとつの方法
は、２つの溶融シリカマイクロプリズムを採用してファ
イバを直接プリズム表面上で溶融させることである（前
述したアガーウォルの文献の37〜38頁および図１０参
照）。このアプローチは充分なカップリングを提供する
が、要求される出力ファイバの数が増加するときにはや
はり厄介である。このように、光エネルギーを容易に多
数の出力ファイバに分割しうる高出力の出力分割装置に
対する要求がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、単一の
光ビームから複数の分割光ビームをつくる出力スプリッ
タが提供される。該出力スプリッタは、中央軸回りに配
置された複数のプリズムから構成されており、この構成
により中央路が形成される。プリズムの入力面は前記中
央軸と実質的に垂直な同方向の面内にある。また、プリ
ズムの斜面は中央軸側を向いている。中央軸に沿ったプ
リズムの入力面への入射光ビームの一部が各プリズムの
入力面に当たり、光ビームの中央部分が中央路を通ると
きに、複数の分割光ビームが形成される。
光ビームから複数の分割光ビームをつくる出力スプリッ
タが提供される。該出力スプリッタは、中央軸回りに配
置された複数のプリズムから構成されており、この構成
により中央路が形成される。プリズムの入力面は前記中
央軸と実質的に垂直な同方向の面内にある。また、プリ
ズムの斜面は中央軸側を向いている。中央軸に沿ったプ
リズムの入力面への入射光ビームの一部が各プリズムの
入力面に当たり、光ビームの中央部分が中央路を通ると
きに、複数の分割光ビームが形成される。
【０００９】本発明は、かかる構成により、複雑な光路
や高感度の要素を採用することなく、簡単に高出力の光
エネルギーを分割する方法を提供する。
や高感度の要素を採用することなく、簡単に高出力の光
エネルギーを分割する方法を提供する。
【００１０】本発明の原理を利用した実施例を示す添付
図面および以下の詳細な説明を参照することにより、本
発明の特徴および利点がより一層理解されるであろう。
図面および以下の詳細な説明を参照することにより、本
発明の特徴および利点がより一層理解されるであろう。
【００１１】
【実施例】本発明のファイバ−ファイバ出力分割装置10
の好ましい実施例を図１を参照しつつ説明する。
の好ましい実施例を図１を参照しつつ説明する。
【００１２】本発明の出力分割装置10は、入力ファイバ
12から高出力光ビームを受けて、この高出力光ビームを
多数の光ビームに分割し、そして別々の光ビームを関連
する出力ファイバ内に放射する。明確化かつ簡単化のた
めに、図１には３つの出力ファイバ14a 、14b および14
c が示されている。しかし、現実には単一の入力ファイ
バ12から出力される多数の出力ファイバがある。
12から高出力光ビームを受けて、この高出力光ビームを
多数の光ビームに分割し、そして別々の光ビームを関連
する出力ファイバ内に放射する。明確化かつ簡単化のた
めに、図１には３つの出力ファイバ14a 、14b および14
c が示されている。しかし、現実には単一の入力ファイ
バ12から出力される多数の出力ファイバがある。
【００１３】図１を参照すると、入力ファイバ12からの
高出力光ビームが高出力の発散光ビーム16として出力分
割装置10に向けて出力される。入力ファイバ12と光学的
に一直線上となるようにハウジング19内に配置された集
光レンズ18が、発散光ビーム16を受け、発散光ビーム16
を収束せしめて、集光レンズ18後方の焦点面24上に位置
する領域22内に収束光ビーム20を発する。
高出力光ビームが高出力の発散光ビーム16として出力分
割装置10に向けて出力される。入力ファイバ12と光学的
に一直線上となるようにハウジング19内に配置された集
光レンズ18が、発散光ビーム16を受け、発散光ビーム16
を収束せしめて、集光レンズ18後方の焦点面24上に位置
する領域22内に収束光ビーム20を発する。
【００１４】後方の焦点面24において集光レンズ18と光
学的に一直線上となるようにプリズム装着ブロック27内
に配置された、プリズム分割器またはプリズムセグメン
タ(prism segmenter) 26が収束光ビーム20を受け、本発
明に従って収束光ビーム20の出力を分割することによ
り、分割された３つのビーム28a 、28b 、28c を形成す
る。分割された光ビーム28a と28c は、そのあと折りた
たみミラー(fold mirror) 48a 、48b によりそれぞれ反
射される。
学的に一直線上となるようにプリズム装着ブロック27内
に配置された、プリズム分割器またはプリズムセグメン
タ(prism segmenter) 26が収束光ビーム20を受け、本発
明に従って収束光ビーム20の出力を分割することによ
り、分割された３つのビーム28a 、28b 、28c を形成す
る。分割された光ビーム28a と28c は、そのあと折りた
たみミラー(fold mirror) 48a 、48b によりそれぞれ反
射される。
【００１５】分割された光ビーム28a 、28b 、28c のそ
れぞれは、そのあとプリズムセグメンタ26からそれぞれ
対応する逆投射レンズ(inverse projector lens)30a 、
30b、30c 上に放射される。各逆投射レンズ30a 、30b
、30c は、対応する分割された光ビーム28a 、28b 、2
8c を受け、対応する出力ファイバ14a 、14b 、14c に
向けて収束光ビーム32a 、32b 、32c を放射する。各逆
投射レンズ30a 、30b 、30c は、対応する出力ファイバ
14a 、14b 、14c の開口36a 、36b 、36c のそれぞれに
プリズムセグメンタ26の像を形成する。収束光ビーム32
a 、32b 、32c は、各出力ファイバ14a 、14b 、14c の
開口36a 、36b 、36c 内の点34a 、34b 、34c に収束す
る。この代わりに、収束光ビーム32a 、32b 、32c をそ
れぞれ、各出力ファイバ14a 、14b 、14c の開口36a 、
36b 、36c の少し外側の点（図１には示されていない）
に収束させることもできる。
れぞれは、そのあとプリズムセグメンタ26からそれぞれ
対応する逆投射レンズ(inverse projector lens)30a 、
30b、30c 上に放射される。各逆投射レンズ30a 、30b
、30c は、対応する分割された光ビーム28a 、28b 、2
8c を受け、対応する出力ファイバ14a 、14b 、14c に
向けて収束光ビーム32a 、32b 、32c を放射する。各逆
投射レンズ30a 、30b 、30c は、対応する出力ファイバ
14a 、14b 、14c の開口36a 、36b 、36c のそれぞれに
プリズムセグメンタ26の像を形成する。収束光ビーム32
a 、32b 、32c は、各出力ファイバ14a 、14b 、14c の
開口36a 、36b 、36c 内の点34a 、34b 、34c に収束す
る。この代わりに、収束光ビーム32a 、32b 、32c をそ
れぞれ、各出力ファイバ14a 、14b 、14c の開口36a 、
36b 、36c の少し外側の点（図１には示されていない）
に収束させることもできる。
【００１６】図２において、図１と同一の要素について
は同一の参照符号が付されている。収束光ビーム20は周
辺部38と中央部40を有する。ビーム20は中心軸42と実質
的に同軸であり、プリズムセグメンタ26に当たる。プリ
ズムセグメンタ26は４つのプリズム50a 、50b 、50c 、
50d から構成される。図３に示されるように、各プリズ
ム50は、入力面52、出力面54、斜面56、第１端部58およ
び第２端部60を有する。
は同一の参照符号が付されている。収束光ビーム20は周
辺部38と中央部40を有する。ビーム20は中心軸42と実質
的に同軸であり、プリズムセグメンタ26に当たる。プリ
ズムセグメンタ26は４つのプリズム50a 、50b 、50c 、
50d から構成される。図３に示されるように、各プリズ
ム50は、入力面52、出力面54、斜面56、第１端部58およ
び第２端部60を有する。
【００１７】図２に示されているように、各プリズム50
a 、50b 、50c 、50d の第１端部58は、他のプリズム50
a 、50b 、50c 、50d のうちのひとつの第２端部60と接
触するように接続されており、これによりプリズム50a
、50b 、50c 、50d は中心軸42の回りに中央路62を形
成する。各プリズム50a 、50b 、50c 、50d は、各入力
面52が共通面64内に位置するように方向づけられてい
る。共通面64は中心軸42に対して実質的に垂直であり、
また各出力面54は各入力面52に対して垂直である。そし
て、各斜面56は中心軸42側を向いている。プリズム50a
、50b 、50c 、50dは、中央路62があらゆる所望のサイ
ズをとりうるように位置せしめることができる。
a 、50b 、50c 、50d の第１端部58は、他のプリズム50
a 、50b 、50c 、50d のうちのひとつの第２端部60と接
触するように接続されており、これによりプリズム50a
、50b 、50c 、50d は中心軸42の回りに中央路62を形
成する。各プリズム50a 、50b 、50c 、50d は、各入力
面52が共通面64内に位置するように方向づけられてい
る。共通面64は中心軸42に対して実質的に垂直であり、
また各出力面54は各入力面52に対して垂直である。そし
て、各斜面56は中心軸42側を向いている。プリズム50a
、50b 、50c 、50dは、中央路62があらゆる所望のサイ
ズをとりうるように位置せしめることができる。
【００１８】分割された光ビーム28a 、28c 、28d 、28
e は、収束光ビーム20の周辺部38が各入力面52の表面領
域66に当たったときに形成される。一方、第５の分割さ
れた光ビーム28b は、プリズムの影響を受けずに中央路
62を通過した収束光ビーム20の中央部40から形成され
る。入力表面領域66に当たる光は、プリズム50a 、50
b、50c 、50d の全内反射によって、各プリズム50a 、5
0b 、50c 、50d の出力面54から、それぞれ分割された
光ビーム28a 、28c 、28d 、28e として放射される。
e は、収束光ビーム20の周辺部38が各入力面52の表面領
域66に当たったときに形成される。一方、第５の分割さ
れた光ビーム28b は、プリズムの影響を受けずに中央路
62を通過した収束光ビーム20の中央部40から形成され
る。入力表面領域66に当たる光は、プリズム50a 、50
b、50c 、50d の全内反射によって、各プリズム50a 、5
0b 、50c 、50d の出力面54から、それぞれ分割された
光ビーム28a 、28c 、28d 、28e として放射される。
【００１９】再び図１に示された概略図を参照すると、
出力面54a 、54c から出ていく分割された光ビーム28a
、28c は、プリズム50a 、50c の斜面56a 、56c によ
って定められる所定の角度で、収束光ビーム20から遠ざ
かるように放射される。本発明の好ましい実施例におい
ては、メレス−グリオット（Melles-Griot）社製のモデ
ル01-PQB-002/078のような商業的に入手可能な直角プリ
ズムが使用される。
出力面54a 、54c から出ていく分割された光ビーム28a
、28c は、プリズム50a 、50c の斜面56a 、56c によ
って定められる所定の角度で、収束光ビーム20から遠ざ
かるように放射される。本発明の好ましい実施例におい
ては、メレス−グリオット（Melles-Griot）社製のモデ
ル01-PQB-002/078のような商業的に入手可能な直角プリ
ズムが使用される。
【００２０】このように、直角プリズムが使用されたと
き、プリズム50を通して反射した分割された光ビーム28
は収束光ビーム20から遠ざかるように直角に放射され
る。図１に示されているように、折りたたみミラー48a
、48b によって、分割された光ビーム28a 、28c が、
再び対応する逆投射レンズ30a 、30c へと方向づけられ
る。
き、プリズム50を通して反射した分割された光ビーム28
は収束光ビーム20から遠ざかるように直角に放射され
る。図１に示されているように、折りたたみミラー48a
、48b によって、分割された光ビーム28a 、28c が、
再び対応する逆投射レンズ30a 、30c へと方向づけられ
る。
【００２１】これに代えて、あらゆる角度のプリズムを
使用することができる。しかしながら、直角プリズム以
外のプリズムが使用されたばあいには、収束光ビーム20
の周辺部38のすべてがプリズム50を通して反射すること
を確保するために、プリズム50の斜面56に反射コーティ
ングを施す必要がある。
使用することができる。しかしながら、直角プリズム以
外のプリズムが使用されたばあいには、収束光ビーム20
の周辺部38のすべてがプリズム50を通して反射すること
を確保するために、プリズム50の斜面56に反射コーティ
ングを施す必要がある。
【００２２】図２を参照すると、分割された光ビーム28
a 、28b 、28c 、28d 、28e の強度は、収束光ビーム20
が当たる表面領域66の面積に正比例している。本発明の
好ましい実施例においては、収束光ビーム20は各入力面
52に等しい面積で当たる。これに代えて、収束光ビーム
20が当たる表面領域66、つまり分割された光ビーム28a
、28b 、28c 、28d 、28e の強度が不均一になるよう
にプリズムセグメンタ26を位置決めしてもよい。
a 、28b 、28c 、28d 、28e の強度は、収束光ビーム20
が当たる表面領域66の面積に正比例している。本発明の
好ましい実施例においては、収束光ビーム20は各入力面
52に等しい面積で当たる。これに代えて、収束光ビーム
20が当たる表面領域66、つまり分割された光ビーム28a
、28b 、28c 、28d 、28e の強度が不均一になるよう
にプリズムセグメンタ26を位置決めしてもよい。
【００２３】収束光ビーム20の一部分が各入力面52に当
たり、一部分が中央路62を通過するように、プリズム50
a 、50b 、50c 、50d を配置することもできる。これに
代えて、図４に示されるように、中央路62が形成されな
いようにプリズム50a 、50b、50c 、50d を中心軸42の
回りに配置することもできる。図４に示された実施例に
おいては、分割光は分割された光ビーム28a 、28c 、28
d 、28e のみからなる。
たり、一部分が中央路62を通過するように、プリズム50
a 、50b 、50c 、50d を配置することもできる。これに
代えて、図４に示されるように、中央路62が形成されな
いようにプリズム50a 、50b、50c 、50d を中心軸42の
回りに配置することもできる。図４に示された実施例に
おいては、分割光は分割された光ビーム28a 、28c 、28
d 、28e のみからなる。
【００２４】現在のところ、図２のように中央路を設け
るという考えは図４の実施例に対して２つの利点を有す
ると考えられている。第１の利点は、中央路62は分割さ
れた光ビーム28b をひとつ追加するということである。
これにより、より少ない数のプリズムで所望の数の分割
光をうることができる。第２の利点は、中央路62のサイ
ズを変更することにより、異なる強度の分割された光ビ
ーム28a 、28b 、28c、28d 、28e をうることができる
ということである。中央路62を大きくすると、光ビーム
は、強度の高いビームがひとつと複数の強度の低いビー
ムになる。逆に中央路62を小さくすると、強度の低いビ
ームがひとつと複数の強度の高いビームが発生する。こ
のように、中央路を設ける実施例は実際の適用において
柔軟性が高いことは明らかである。
るという考えは図４の実施例に対して２つの利点を有す
ると考えられている。第１の利点は、中央路62は分割さ
れた光ビーム28b をひとつ追加するということである。
これにより、より少ない数のプリズムで所望の数の分割
光をうることができる。第２の利点は、中央路62のサイ
ズを変更することにより、異なる強度の分割された光ビ
ーム28a 、28b 、28c、28d 、28e をうることができる
ということである。中央路62を大きくすると、光ビーム
は、強度の高いビームがひとつと複数の強度の低いビー
ムになる。逆に中央路62を小さくすると、強度の低いビ
ームがひとつと複数の強度の高いビームが発生する。こ
のように、中央路を設ける実施例は実際の適用において
柔軟性が高いことは明らかである。
【００２５】プリズムセグメンタ26に使用されるプリズ
ム50の数は任意であり、設計上の制約によってのみ制限
される。設計上の制約とは、送信に関する要求や実際に
機械に組み込むときの制限などである。本発明の柔軟性
を示す一例として、３つのプリズムからなるプリズムセ
グメンタ26が図５に示されている。
ム50の数は任意であり、設計上の制約によってのみ制限
される。設計上の制約とは、送信に関する要求や実際に
機械に組み込むときの制限などである。本発明の柔軟性
を示す一例として、３つのプリズムからなるプリズムセ
グメンタ26が図５に示されている。
【００２６】再び図３を参照すると、本発明の好ましい
実施例においては、プリズムセグメンタ26（図３には示
されていない）は、プリズム装着ブロック27（図３には
示されていない）を各プリズム50の側方にクランプして
各プリズム50をそれぞれの位置に個別に支持することに
より形成される。これに代えて、プリズムを相互に安定
させる適切な高温接着剤または他の適切な接続手段を使
用してプリズムセグメンタ26を構成してもよい。
実施例においては、プリズムセグメンタ26（図３には示
されていない）は、プリズム装着ブロック27（図３には
示されていない）を各プリズム50の側方にクランプして
各プリズム50をそれぞれの位置に個別に支持することに
より形成される。これに代えて、プリズムを相互に安定
させる適切な高温接着剤または他の適切な接続手段を使
用してプリズムセグメンタ26を構成してもよい。
【００２７】集光レンズ18後方の焦点面24に配置される
ことが望ましいプリズムセグメンタ26を除いて、所望の
結果は、集光レンズ18と逆投射レンズ30との相対的位置
の関数としてえられる。集光レンズ18の焦点距離と光線
16の入力ファイバからの拡がり角とによって、収束光ビ
ーム20の直径が決定される。収束光ビーム20の直径は、
焦点距離と拡がり角との積に等しい。
ことが望ましいプリズムセグメンタ26を除いて、所望の
結果は、集光レンズ18と逆投射レンズ30との相対的位置
の関数としてえられる。集光レンズ18の焦点距離と光線
16の入力ファイバからの拡がり角とによって、収束光ビ
ーム20の直径が決定される。収束光ビーム20の直径は、
焦点距離と拡がり角との積に等しい。
【００２８】本発明の好ましい実施例において、集光レ
ンズ18は、入力ファイバ12から約1.2 〜1.3 cmの位置に
配置される。集光レンズ18は、メレス−グリオット（Me
lles-Griot）社製のモデル01-CMP-119のような、いかな
る商業的に入手可能な集光レンズでもよい。
ンズ18は、入力ファイバ12から約1.2 〜1.3 cmの位置に
配置される。集光レンズ18は、メレス−グリオット（Me
lles-Griot）社製のモデル01-CMP-119のような、いかな
る商業的に入手可能な集光レンズでもよい。
【００２９】逆投射レンズ30は、プリズムセグメンタ26
に関して、逆投射レンズ30がプリズムセグメンタ26によ
って放射される分割された光ビーム28を捕捉するのに便
利ないかなる位置にも配置されうる。本発明の好ましい
実施例においては、それぞれの逆投射レンズ30は、プリ
ズムセグメンタ26から約20.3〜25.4cmの位置に配置され
る。逆投射レンズ30は、ジェイエムエル オプティクス
（JML Optics）社製のモデルFPX-11610/000 のような、
いかなる商業的に入手可能なレンズでもよい。逆投射レ
ンズ30は、出力ファイバ14に関して、出力ファイバ14の
開口36の上にプリズムセグメンタ26の像を描くのに便利
ないかなる位置または出力ファイバ14の開口36の中に収
束光ビーム32の焦点を合わせるのに便利ないかなる位置
にも配置されうる。
に関して、逆投射レンズ30がプリズムセグメンタ26によ
って放射される分割された光ビーム28を捕捉するのに便
利ないかなる位置にも配置されうる。本発明の好ましい
実施例においては、それぞれの逆投射レンズ30は、プリ
ズムセグメンタ26から約20.3〜25.4cmの位置に配置され
る。逆投射レンズ30は、ジェイエムエル オプティクス
（JML Optics）社製のモデルFPX-11610/000 のような、
いかなる商業的に入手可能なレンズでもよい。逆投射レ
ンズ30は、出力ファイバ14に関して、出力ファイバ14の
開口36の上にプリズムセグメンタ26の像を描くのに便利
ないかなる位置または出力ファイバ14の開口36の中に収
束光ビーム32の焦点を合わせるのに便利ないかなる位置
にも配置されうる。
【００３０】出力ファイバ14に対する逆投射レンズ30の
相対的な位置決めは、主として出力ファイバ14の開口36
の上にプリズムセグメンタ26の像がいかによく結ばれる
か、または出力ファイバ14の開口36に関して焦点34がど
の位置にくるかということに影響を及ぼす。出力ファイ
バ14が逆投射レンズ30に近接して配置されればされるほ
ど、出力ファイバ14の中の焦点34は、開口36からさらに
遠ざかる。本発明の好ましい実施例において、逆投射レ
ンズ30は、出力ファイバ14から約1.2 〜1.3cmの位置に
配置される。
相対的な位置決めは、主として出力ファイバ14の開口36
の上にプリズムセグメンタ26の像がいかによく結ばれる
か、または出力ファイバ14の開口36に関して焦点34がど
の位置にくるかということに影響を及ぼす。出力ファイ
バ14が逆投射レンズ30に近接して配置されればされるほ
ど、出力ファイバ14の中の焦点34は、開口36からさらに
遠ざかる。本発明の好ましい実施例において、逆投射レ
ンズ30は、出力ファイバ14から約1.2 〜1.3cmの位置に
配置される。
【００３１】本発明の他の態様において、高出力の発散
光ビーム16は、入力ファイバ12からプリズムセグメンタ
26の入力面52の上に直接に放射されてもよい。この態様
では、集光レンズ18を除去できる点では有利だが、プリ
ズムセグメンタ26の入力面52に当たる光ビームの強度の
均一性を低下させる点で不利である。
光ビーム16は、入力ファイバ12からプリズムセグメンタ
26の入力面52の上に直接に放射されてもよい。この態様
では、集光レンズ18を除去できる点では有利だが、プリ
ズムセグメンタ26の入力面52に当たる光ビームの強度の
均一性を低下させる点で不利である。
【００３２】本発明のさらに他の態様において、プリズ
ムセグメンタ26は、複数のプリズム50の代わりに、傾斜
ミラー(beveled mirror)を含む複数の三角形形状のセグ
メントからなっていてもよい。この態様において、それ
ぞれの傾斜ミラーは、収束光ビーム20の周辺部38が傾斜
ミラーに当たり、かつ、収束光ビーム20から遠ざかるよ
うに反射されるべく、プリズム50の１つの斜面56に対応
する位置に配置される。
ムセグメンタ26は、複数のプリズム50の代わりに、傾斜
ミラー(beveled mirror)を含む複数の三角形形状のセグ
メントからなっていてもよい。この態様において、それ
ぞれの傾斜ミラーは、収束光ビーム20の周辺部38が傾斜
ミラーに当たり、かつ、収束光ビーム20から遠ざかるよ
うに反射されるべく、プリズム50の１つの斜面56に対応
する位置に配置される。
【００３３】本発明のさらに他の態様において、収束光
ビーム20は、入力ファイバ12または集光レンズ18を通ら
ずに、レーザまたは他の光源からプリズムセグメンタの
上に直接放射されるレーザまたは他の光源であってもよ
い。この態様において、出力ファイバへの光の分割は前
述した実施例のばあいと同じである。
ビーム20は、入力ファイバ12または集光レンズ18を通ら
ずに、レーザまたは他の光源からプリズムセグメンタの
上に直接放射されるレーザまたは他の光源であってもよ
い。この態様において、出力ファイバへの光の分割は前
述した実施例のばあいと同じである。
【００３４】本発明の他の態様において、プリズムセグ
メンタを通る光の方向を、光が中央路42およびそれぞれ
のプリズム50の出力面54に入るように逆方向にしてもよ
い。光は、そのときプリズムセグメンタ内部で結合さ
れ、１本の出力ファイバに送られる。この態様におい
て、プリズムセグメンタは、結合器として機能する。
メンタを通る光の方向を、光が中央路42およびそれぞれ
のプリズム50の出力面54に入るように逆方向にしてもよ
い。光は、そのときプリズムセグメンタ内部で結合さ
れ、１本の出力ファイバに送られる。この態様におい
て、プリズムセグメンタは、結合器として機能する。
【００３５】ここに記載された構造に対するの様々な変
更を、本発明の実施に際し採用しうることを理解するべ
きである。次のクレームが本発明を規定し、かつ、これ
らのクレームの範囲内の構造およびその均等物がクレー
ムによって保護される。
更を、本発明の実施に際し採用しうることを理解するべ
きである。次のクレームが本発明を規定し、かつ、これ
らのクレームの範囲内の構造およびその均等物がクレー
ムによって保護される。
【００３６】
【発明の効果】本発明のスプリッタによれば、複雑な光
路や高感度の要素を採用することなく、簡単に高出力の
エネルギーを分割することができる。
路や高感度の要素を採用することなく、簡単に高出力の
エネルギーを分割することができる。
【図１】ファイバからファイバへ出力を分割する本発明
の装置の説明図である。
の装置の説明図である。
【図２】本発明の４プリズム型のプリズムセグメンタの
斜視図である。
斜視図である。
【図３】本発明の単一プリズムの斜視図である。
【図４】本発明のプリズムセグメンタの他の実施例の斜
視図である。
視図である。
【図５】本発明の３プリズム型のプリズムセグメンタの
斜視図である。
斜視図である。
【符号の説明】 10 出力分割装置 12 入力ファイバ 14a 、14b 、14c 出力ファイバ 18 集光レンズ 20 収束光ビーム 26 プリズムセグメンタ 50 プリズム 52 入力面 54 出力面 56 斜面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン ジェイ クリスンセン アメリカ合衆国、95336 カリフォルニア 州、マンテカ、シーニック プレイス 349
Claims (13)
- 【請求項１】 周辺部および中央部からなる単一の光ビ
ームから複数の分割された光ビームを形成するプリズム
セグメンタであって、それぞれが入力面、出力面および
斜面を有する複数のプリズムからなり、該複数のプリズ
ムは中央軸の回りに中央路を形成するように配置されて
おり、前記プリズムの入力面は前記中央軸に対し実質的
に垂直な同方向の面内に存在しており、前記プリズムの
斜面は前記中央軸側を向いており、単一の光ビームの周
辺部がプリズムの入力面に当たる一方において中央部が
前記中央路を通過するときに、複数の分割された光ビー
ムが形成されるよう構成されてなることを特徴とするプ
リズムセグメンタ。 - 【請求項２】 各プリズムの入力面に当たる前記光ビー
ムの周辺部が実質的に等しい請求項１記載のプリズムセ
グメンタ。 - 【請求項３】 前記プリズムが直角プリズムである請求
項１記載のプリズムセグメンタ。 - 【請求項４】 単一の光ビームから複数の分割された光
ビームを形成する出力スプリッタであって、発散する光
ビームを受け、該発散する光ビームを集めることによ
り、その後方の焦点面の収束領域に、周辺部および中央
部を有する収束光ビームを投射する集光レンズと、前記
集光レンズの後方の焦点面に配置されており、収束光ビ
ームを受けて複数の分割された光ビームを投射するプリ
ズムセグメンタと、前記複数の分割された光ビームを受
けて複数の収束光ビームを投射する複数の逆投射レンズ
とからなり、前記プリズムセグメンタはそれぞれが入力
面、出力面および斜面を有する複数のプリズムから構成
されており、該複数のプリズムは中央軸の回りに中央路
を形成するように配置されており、前記プリズムの入力
面は前記中央軸に対し実質的に垂直な同方向の面内に存
在しており、前記プリズムの斜面は前記中央軸側を向い
ており、前記逆投射レンズのそれぞれは前記プリズムセ
グメンタからの対応する分割された光ビームを受けると
ともにプリズムセグメンタの像を出力光ファイバの開口
に結ぶことによって、収束する光ビームを対応する出力
光ファイバに投射し、単一の光ビームの周辺部がプリズ
ムの入力面に当たる一方において中央部が前記中央路を
通過するときに、複数の分割された光ビームが形成され
るよう構成されてなることを特徴とする出力スプリッ
タ。 - 【請求項５】 各プリズムの入力面に当たる前記収束さ
れた光ビームの周辺部が実質的に等しい請求項４記載の
出力スプリッタ。 - 【請求項６】 前記プリズムが直角プリズムである請求
項４記載の出力スプリッタ。 - 【請求項７】 前記プリズムセグメンタが、それぞれが
入力面、出力面および斜面を有する複数のプリズムから
なり、該複数のプリズムはプリズムの入力面が平行面内
に存在するように配置されており、各出力面は各入力面
と垂直であり、かつ各プリズムは収束された光ビームが
各入力面に当たるように他のプリズムに関して配置され
てなる請求項４記載の出力スプリッタ。 - 【請求項８】 前記プリズムセグメンタが、それぞれが
反射面および非反射面を有する複数のミラーからなり、
該複数のミラーは中央軸の回りに中央路を形成するよう
に配置されており、前記ミラーの反射面は単一の光ビー
ム側を向くとともに単一の光ビームに平行なラインと反
射面に平行なラインとのあいだに鈍角を形成しており、
前記ミラーの非反射面は前記中央軸側を向いており、単
一の光ビームの周辺部がミラーの反射面に当たる一方に
おいて中央部が前記中央路を通過するときに、複数の分
割された光ビームが形成されるよう構成されてなる請求
項４記載の出力スプリッタ。 - 【請求項９】 単一の光ビームから複数の分割された光
ビームを形成するプリズムセグメンタであって、それぞ
れが入力面、出力面および斜面を有する複数のプリズム
からなり、該複数のプリズムはプリズムの入力面が同方
向の面内に存在するように配置されており、各出力面は
各入力面と垂直であり、各プリズムは単一の光ビームが
各入力面に当たるように他のプリズムに関して配置され
てなることを特徴とするプリズムセグメンタ。 - 【請求項１０】 前記プリズムが直角プリズムである請
求項９記載のプリズムセグメンタ。 - 【請求項１１】 各プリズムの入力面に当たる光ビーム
の部分が実質的に等しい請求項９記載のプリズムセグメ
ンタ。 - 【請求項１２】 単一の光ビームから複数の分割された
光ビームを形成する方法であって、発散する光ビームを
集中せしめて、周辺部および中央部を有する収束光ビー
ムを形成すること、それぞれが入力面、出力面および斜
面を有し、かつ、中央軸の回りに中央路を形成するよう
に配置された複数のプリズムを提供すること、前記収束
光ビームの周辺部を前記複数のプリズムの入力面に当て
て、前記出力面を通って複数のプリズムから出る複数の
分割された光ビームを形成すること、前記収束光ビーム
の中央部を前記複数のプリズムにより形成された中央路
を通過せしめて、分割された光ビームを形成すること、
および前記複数の分割された光のそれぞれの焦点を合わ
せて、複数の収束光ビームを形成することからなり、前
記プリズムの入力面が、前記中央軸と実質的に垂直な同
方向の面内に存在することを特徴とする方法。 - 【請求項１３】 周辺部および中央部からなる単一の光
ビームから複数の分割された光ビームを形成するプリズ
ムセグメンタであって、該プリズムセグメンタが、それ
ぞれが反射面および非反射面を有し、かつ、中央軸の回
りに中央路を形成するように配置されてなる複数のミラ
ーからなり、前記ミラーの反射面は単一の光ビーム側を
向くとともに単一の光ビームに平行なラインと反射面に
平行なラインとのあいだに鈍角を形成しており、前記ミ
ラーの非反射面は前記中央軸側を向いており、単一の光
ビームの周辺部がミラーの反射面に当たる一方において
中央部が前記中央路を通過するときに、複数の分割され
た光ビームが形成されるよう構成されてなることを特徴
とするプリズムセグメンタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US935,330 | 1992-08-26 | ||
| US07/935,330 US5408553A (en) | 1992-08-26 | 1992-08-26 | Optical power splitter for splitting high power light |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075340A true JPH075340A (ja) | 1995-01-10 |
Family
ID=25466934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5210235A Pending JPH075340A (ja) | 1992-08-26 | 1993-08-25 | 高出力光を分割するための光学的出力スプリッタ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5408553A (ja) |
| JP (1) | JPH075340A (ja) |
| FR (1) | FR2695214B1 (ja) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0557475A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ光学装置 |
| KR960039944A (ko) * | 1995-04-26 | 1996-11-25 | 윌리엄 이. 힐러 | 공간 광 변조기용 조명 광학 시스템 |
| DE19523097A1 (de) * | 1995-06-26 | 1997-01-02 | Abb Research Ltd | Informationsverteiler |
| FR2739944B1 (fr) * | 1995-10-11 | 1997-12-19 | Telecommunications Sa | Systeme optique pour des vues a grand champ |
| JPH09230244A (ja) * | 1996-02-20 | 1997-09-05 | Asahi Optical Co Ltd | 実像式ファインダー |
| US5852693A (en) * | 1996-11-26 | 1998-12-22 | Ultratech Stepper, Inc. | Low-loss light redirection apparatus |
| JP3468660B2 (ja) * | 1997-03-27 | 2003-11-17 | 三菱電機株式会社 | レーザビーム分岐装置 |
| EP0881515B1 (en) * | 1997-05-29 | 2004-03-17 | Corning Incorporated | Spatial filter for high power laser beam |
| US6324320B1 (en) * | 1998-03-17 | 2001-11-27 | Polaroid Corporation | Optical apparatus for producing a high-brightness multi-laser radiation source |
| US6075912A (en) * | 1998-03-17 | 2000-06-13 | Polaroid Corporation | Apparatus for coupling radiation beams into an optical waveguide |
| WO2000064623A1 (en) * | 1999-04-27 | 2000-11-02 | Gsi Lumonics Inc. | A system and method for material processing using multiple laser beams |
| US6542304B2 (en) * | 1999-05-17 | 2003-04-01 | Toolz, Ltd. | Laser beam device with apertured reflective element |
| US6513992B2 (en) | 2000-11-29 | 2003-02-04 | Lucent Technologies Inc. | Planar fiber optical housing |
| AU2002311597A1 (en) * | 2001-06-13 | 2002-12-23 | Orbotech Ltd. | Multi-beam micro-machining system and method |
| US6563646B1 (en) | 2001-12-28 | 2003-05-13 | Trimble Navigation Limited | Portable laser layout instrument |
| US6987240B2 (en) * | 2002-04-18 | 2006-01-17 | Applied Materials, Inc. | Thermal flux processing by scanning |
| US7521651B2 (en) * | 2003-09-12 | 2009-04-21 | Orbotech Ltd | Multiple beam micro-machining system and method |
| US20060257929A1 (en) * | 2003-11-12 | 2006-11-16 | Microbiosystems, Limited Partnership | Method for the rapid taxonomic identification of pathogenic microorganisms and their toxic proteins |
| US7099528B2 (en) * | 2004-01-07 | 2006-08-29 | International Business Machines Corporation | Methods and devices for coupling electromagnetic radiation using diffractive optical elements |
| US7006298B2 (en) * | 2004-04-05 | 2006-02-28 | Trimble Navigation Limited | Optical system providing four beams from a single source |
| US7440192B2 (en) * | 2004-04-05 | 2008-10-21 | Trimble Navigation Limited | Optical system providing several beams from a single source |
| CN102540480B (zh) * | 2012-02-10 | 2014-07-30 | 上海理工大学 | 一种多焦点光束焦点分离方法 |
| US9058753B2 (en) | 2012-03-23 | 2015-06-16 | Documotion Research, Inc. | Paper, labels made therefrom and methods of making paper and labels |
| US8988674B2 (en) | 2013-07-29 | 2015-03-24 | Ultratech, Inc. | Systems and methods for measuring high-intensity light beams |
| DE102017210350B3 (de) * | 2017-06-21 | 2018-03-29 | Trumpf Laser Gmbh | Vorrichtung zur Auskopplung von Strahlung aus einer Lichtleitfaser, Lichtleitkabel und Bearbeitungskopf damit |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB211147A (en) * | 1923-02-08 | 1925-07-07 | Hermann May | Process and means for taking and projecting pictures in natural colours |
| FR2337958A1 (fr) * | 1976-01-07 | 1977-08-05 | Comp Generale Electricite | Dispositif laser a gaz |
| JPS5389750A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-07 | Nec Corp | Photo branching coupler |
| DD222432A1 (de) * | 1984-03-01 | 1985-05-15 | Zeiss Jena Veb Carl | Anordnung zur strahlenteilung eines laserstrahles |
| US4737023A (en) * | 1986-07-11 | 1988-04-12 | Varo, Inc. | Binocular periscope viewing device including triple prism for image splitting |
| JPH01167818A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-03 | Agency Of Ind Science & Technol | ビーム強度平担化装置 |
| DE4035144A1 (de) * | 1990-11-06 | 1992-05-07 | Bio Photonics Gmbh | Optisches strahlenteilersystem zur erzeugung einer mehrzahl von reellen abbildungen |
| US5105299A (en) * | 1990-12-31 | 1992-04-14 | Texas Instruments Incorporated | Unfolded optics for multiple row deformable mirror device |
| DE4113795C1 (en) * | 1991-04-25 | 1992-12-17 | Krone Ag, 1000 Berlin, De | Optical light beam distributor for fibre=optic network - has beam deflector in form of truncated equilateral pyramid between input dispensing optics and output focusing optics |
-
1992
- 1992-08-26 US US07/935,330 patent/US5408553A/en not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-08-25 FR FR9310228A patent/FR2695214B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1993-08-25 JP JP5210235A patent/JPH075340A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5408553A (en) | 1995-04-18 |
| FR2695214B1 (fr) | 1996-02-02 |
| FR2695214A1 (fr) | 1994-03-04 |
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