JPH0764033A

JPH0764033A - 光入力装置

Info

Publication number: JPH0764033A
Application number: JP21410493A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tazaki; 洋志田崎
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-08-30
Filing date: 1993-08-30
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】所望の光回路にのみ効率的に光入力を行うこと
ができる簡単且つコンパクトな光入力装置を提供する。【構成】光回路基板１０と、この光回路基板１０上に形
成された光導波回路１１と、この光導波回路１１の一部
に形成された導波形回折格子１２と、電圧を印加するこ
とによってその偏光方向がπ／２だけ回転可能に構成さ
れた液晶偏光回転子１３とを備える。光導波回路１１
は、その内部に導波光を励振させる機能を有する。導波
形回折格子１２は、図中紙面に平行な偏光成分を有する
入射空間光１４を光導波回路１１に結合させて、この光
導波回路１１内に、ＴＭモードの導波光１５を励振させ
る機能を有する。液晶偏光回転子１３は、印加電圧を制
御することによって、その偏光方向を数十ｍｓ程度の速
度でπ／２だけ回転するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光平面回路が構成され
た光導波路に対して光入力を行う光入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の光入力装置に関して、光
平面回路の三次元集積化を目指して種々の研究開発が行
われている。その主な手法として、例えば、プリズムカ
プラやグレーティングカプラを適用した技術、又は、ブ
レードソー（マイクロ加工）やエッチング等によって４
５度に傾斜加工された受動素子を適用した技術が知られ
ている。また、空間的なホログラフィック素子（ＨＯ
Ｅ）や各種微小レンズ等を併用した技術も検討されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の装置に適用され
た光入力部は、受動素子で構成されているため、この受
動素子を介して結合された全ての光平面回路基板、ある
いは、個別光学素子に光分配が行われてしまうという弊
害、即ち、不要な光平面回路への光供給が行われてしま
うという弊害が生じる。かかる弊害を除去するために
は、不要な光平面回路への光供給を遮断するように、導
波路スイッチや変調器等を新たに付加する必要がある。

【０００４】しかし、これら新たな構成を付加した場合
には、光導波路の回路構成が複雑になって装置が大型化
してしまうといった問題が生じると共に、分岐による光
パワーのロスといった問題も発生する。

【０００５】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされており、その目的は、所望の光回路にのみ効
率的に光入力を行うことができる簡単且つコンパクトな
光入力装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、光平面回路を構成する光導波回路
に空間光を入力する光入力装置において、前記光導波回
路に前記空間光を結合して前記光導波回路中に所定モー
ドの導波光を励振させる導波形回折格子と、印加電圧を
制御して、入力空間光の偏光方向を任意に回転させるこ
とによって、前記導波形回折格子を介して前記光導波回
路に結合する光量を任意且つ選択的に制御可能に構成し
た偏光回転子とを備えている。

【０００７】

【作用】偏光回転子に印加する電圧を制御して、入力空
間光の偏光方向を回転させることによって、導波形回折
格子を介して光導波回路に結合する光量が任意且つ選択
的に制御される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係る光入力装
置について、図１を参照して説明する。図１に示すよう
に、本実施例の光入力装置は、光回路基板１０と、この
光回路基板１０上に形成された光導波回路１１と、この
光導波回路１１の一部に形成された導波形回折格子１２
と、電圧を印加することによってその偏光方向がπ／２
だけ回転可能に構成された液晶偏光回転子１３とを備え
ている。

【０００９】光導波回路１１は、その内部に導波光を励
振させる機能を有する。導波形回折格子１２は、入射空
間光１４のうち図中紙面に平行な偏光成分を光導波回路
１１に結合させて、この光導波回路１１内に、ＴＭモー
ド（図中紙面に平行で且つ光導波回路１１を含む平面に
直交する導波偏光成分）の導波光１５を励振させる機能
を有する。

【００１０】液晶偏光回転子１３は、印加電圧を制御す
ることによって、その偏光方向を数十ｍｓ程度の速度で
π／２だけ回転するように構成されている。このような
構成によれば、液晶偏光回転子１３を透過した入射空間
光１４の偏光方向が図中紙面に対して平行である場合、
その入射空間光１４は、予め設計された結合効率に従っ
て、導波形回折格子１２によって光導波回路１１に結合
し、光導波回路１１内において、導波光１５を励振させ
る。

【００１１】ここで、液晶偏光回転子１３に印加する電
圧を制御して、偏光方向をπ／２だけ回転させると、液
晶偏光回転子１３を透過した入射空間光１４の偏光成分
は、図中紙面に対して垂直方向の偏光成分に変換され
る。

【００１２】図中紙面に垂直な偏光成分を有する入射空
間光１４は、導波形回折格子１２を全て透過するため、
光導波回路１１内には、導波光１５は励振されない。こ
のように、液晶偏光回転子１３に印加する電圧を制御す
ることによって、数十ｍｓ程度の速度で、入射空間光１
４の偏光面をπ／２回転させて所望の偏光成分に切り換
えることが可能となるので、導波形回折格子１２を介し
て光導波回路１１に結合される導波光１５をＯＮ−ＯＦ
Ｆスイッチングすることが可能となる。従って、かかる
偏光成分の大きさに対応した光量を有する導波光１５を
光導波回路１１内に励振させることが可能となる。

【００１３】従って、本実施例によれば、偏光方向依存
性を有する導波形回折格子１２と液晶偏光回転子１３と
を組み合わせることによって、所望の光回路（本実施例
では、光導波回路１１）にのみ効率的に光入力を行うこ
とができる簡単且つコンパクトな光入力装置を提供する
ことが可能となる。

【００１４】なお、本発明は、上述した実施例の構成に
限定されることはなく、例えば、導波形回折格子１２を
設計変更して、光導波回路１１内にＴＥモードの導波光
を励振させるように構成することも可能である。

【００１５】また、液晶偏光回転子１３の代わりに、入
射空間光１４の偏光方向をπ／２だけ回転する方法とし
ては、以下の方法も適用できる。即ち、例えば、λ／２
板を機械的にπ／４だけ回転させる方法、円偏光レーザ
と偏光板とを組み合わせて、この偏光板を機械的にπ／
２だけ回転させる方法、直線偏光レーザとλ／４板と偏
光板とを組み合わせて、この偏光板を機械的にπ／２だ
け回転させる方法、ランダム偏光レーザと光軸上に配さ
れたグラン・トムソンプリズムとを組み合わせて、この
グラン・トムソンプリズムを機械的にπ／２だけ回転さ
せる方法、ファラデー回転子の印加電圧を制御して、そ
の偏光面をπ／２だけ回転させる方法等が考えられる。

【００１６】次に、本発明の第２の実施例に係る光入力
装置について、図２を参照して説明する。なお、本実施
例の説明に際し、第１の実施例と同一の構成には同一符
号を付して、その説明を省略する。

【００１７】図２に示すように、本実施例の光入力装置
は、光回路基板１０と、この光回路基板１０上に形成さ
れた光導波回路１１と、この光導波回路１１上に形成さ
れた一対の導波形回折格子１２と、印加電圧を制御する
ことによって偏光方向がπ／２だけ回転可能な液晶偏光
回転子１３と、この液晶偏光回転子１３を介して導びか
た入射空間光１４のうち図中紙面に対して平行な偏光成
分のみを回折可能に構成された複屈折性回折格子２４と
を備えている。

【００１８】複屈折性回折格子２４は、光回路基板１０
の裏面（即ち、光入力側面）に形成されており、正又は
負の一軸性結晶（例えば、ＬｉＮｂ₂ Ｏ₃ ）の複屈折
性、あるいは、入射光波長の１／２以下の稠密周期構造
による構造複屈折性を利用して構成されている。

【００１９】このような複屈折性回折格子２４は、入射
空間光１４の偏光方向が図中紙面に対して平行な場合、
矩形の断面形状を有する透過形の回折格子を形成する２
つの領域部分を透過した入射空間光１４の位相差を
“π”とし、また、入射空間光１４の偏光方向が図中紙
面に対して垂直な場合、入射空間光１４の位相差を
“０”とする特性を有する。

【００２０】なお、上記２つの領域部分のデューティ比
は、１対１に規定されている。このような構成によれ
ば、液晶偏光回転子１３を透過した入射空間光１４の偏
光方向が図中紙面に対して垂直である場合、入射空間光
１４は、複屈折性回折格子２４で回折されずにそのまま
直進して、一対の導波形回折格子１２には向かわずに、
光回路基板１０を透過する。この結果、光導波回路１１
内において、ＴＭモードの導波光１５は、励振されな
い。

【００２１】一方、液晶偏光回転子１３に印加する電圧
を制御して、偏光方向をπ／２だけ回転させると、複屈
折性回折格子２４に照射した入射空間光１４の偏光方向
は、図中紙面に対して平行となる。この結果、入射空間
光１４は、複屈折性回折格子２４で全て回折し、その回
折光の大半は±１次回折光２７となって、光回路基板１
０内を夫々対応する導波形回折格子１２に向かって進行
する。

【００２２】これら導波形回折格子１２に到達した±１
次回折光２７は、夫々、導波形回折格子１２を介して光
導波回路１１に結合される。この結果、光導波回路１１
内において、その励振方向が反対向きの２本のＴＭモー
ドの導波光１５が励振される。

【００２３】従って、本実施例の構成によれば、第１の
実施例と同様の効果を達成することが可能となる。な
お、本効果の説明は、第１の実施例と同様であるため、
省略する。また、本実施例の場合も第１の実施例と同様
に設計変更等が可能である。

【００２４】次に、本発明の第３の実施例に係る光入力
装置について、図３を参照して説明する。なお、本実施
例の説明に際し、上述した実施例と同一の構成には同一
符号を付して、その説明を省略する。

【００２５】図３に示すように、本実施例の光入力装置
は、光回路基板１０と、この光回路基板１０上に形成さ
れた光導波回路１１と、この光導波回路１１上に形成さ
れた一対の導波形回折格子１２と、液晶偏光回転子１３
と、この液晶偏光回転子１３に隣接され、液晶偏光回転
子１３を介して導かれた入射空間光１４のうち図中紙面
に対して平行な偏光成分のみを回折するように構成され
た複屈折性回折格子２４と、光回路基板１０の裏面（即
ち、光入力側面）に形成されており、光回路基板１０よ
りも大きな屈折率を有する物質で形成された一対の偏向
用マイクロプリズムアレイ３５とを備えている。

【００２６】これら偏向用マイクロプリズムアレイ３５
は、複屈折性回折格子２４を介して回折された±１次回
折光２７を夫々対応する導波形回折格子１２方向に導く
機能を有する。

【００２７】このような構成によれば、液晶偏光回転子
１３を透過した入射空間光１４の偏光方向が図中紙面に
対して垂直である場合、入射空間光１４は、複屈折性回
折格子２４で回折されずにそのまま直進し、一対の導波
形回折格子１２には向かわずに、光回路基板１０を透過
する。この結果、光導波回路１１内において、ＴＭモー
ドの導波光１５は、励振されない。

【００２８】一方、液晶偏光回転子１３に印加する電圧
を制御して、偏光方向をπ／２だけ回転させると、複屈
折性回折格子２４に入射した入射空間光１４の偏光方向
は、図中紙面に対して平行となる。この結果、入射空間
光１４は、複屈折性回折格子２４で全て回折し、その大
部分は±１次回折光２７となって、夫々対応する偏向用
マイクロプリズムアレイ３５に入射される。

【００２９】これら偏向用マイクロプリズムアレイ３５
に入射された±１次回折光２７は、偏向用マイクロプリ
ズムアレイ３５を介して光回路基板１０内を夫々対応す
る導波形回折格子１２に向かって進行し、導波形回折格
子１２によって光導波回路１１に結合する。この結果、
光導波回路１１内には、その励振方向が反対向きの２本
のＴＭモード導波光１５が励振される。

【００３０】本実施例の構成によれば、複屈折性回折格
子２４を光回路基板１０から分離配置させることによっ
て、光回路基板１０の厚みを薄くすることができる。こ
の結果、装置のコンパクト化が達成される。更に、偏向
用マイクロプリズムアレイ３５を設置することによっ
て、導波形回折格子１２への光入力角度を大きく確保す
ることができる。この結果、導波形回折格子１２の設計
及び製作条件を緩和することが可能となる。

【００３１】他の効果及び設計変更等は、上述した実施
例と同様であるため、その説明は省略する。次に、本発
明の第４の実施例に係る光入力装置について、図４を参
照して説明する。なお、本実施例の説明に際し、第１の
実施例と同一の構成には同一符号を付して、その説明を
省略する。

【００３２】図４に示すように、本実施例の光入力装置
は、第１の実施例の構成を光軸方向に沿って２段階に積
層して構成されている。具体的には、入射空間光１４の
光路中に、印加電圧を制御することによって偏光方向が
可変可能な第１及び第２の液晶偏光回転子４３，４３ａ
が配置されている。そして、これら第１及び第２の液晶
偏光回転子４３，４３ａの間の光路中に第１の導波形回
折格子１２が位置付けられるように第１の光回路基板１
０が配置されている。更に、第２の液晶偏光回転子４３
ａを介して延出した光路中に第２の導波形回折格子１２
ａが位置付けられるように第２の光回路基板１０ａが配
置されている。

【００３３】このような構成によれば、第１の液晶偏光
回転子４３を透過して適当な偏光回転を与えられた入射
空間光１４のうち、図中紙面に対して平行な成分のうち
予め設計された光量が、第１の導波形回折格子１２を介
して第１の光導波回路１１に結合し、残りの成分は、第
１の導波形回折格子１２を透過する。

【００３４】第１の光導波回路１１に結合した入射空間
光１４は、第１の光導波回路１１内にＴＭモードの第１
の導波光１５を励振させる。一方、第１の導波形回折格
子１２を透過した入射空間光１４は、第２の液晶偏光回
転子４３ａに入射する。

【００３５】このとき、第２の液晶偏光回転子４３ａに
印加する電圧を制御することによって適当な偏光回転が
与えられた入射空間光１４のうち、図中紙面に対して平
行な成分は、第２の導波形回折格子１２ａを介して第２
の光導波回路１１ａに結合し、第２の光導波回路１１ａ
内にＴＭモードの第２の導波光１５ａを励振させる。

【００３６】また、第１の液晶偏光回転子４３を透過し
た入射空間光１４の偏光方向が図中紙面に対して垂直で
ある場合、入射空間光１４は、第１の導波形回折格子１
２を全て透過して、第２の導波形回折格子１２ａに入射
する。

【００３７】このとき、第２の液晶偏光回転子４３ａに
印加する電圧を制御して、偏光方向をπ／２だけ回転さ
せると、第２の液晶偏光回転子４３ａを透過した入射空
間光１４の偏光成分は、図中紙面に対して平行の偏光成
分に変換される。図中紙面に平行な偏光成分を有する入
射空間光１４は、第２の導波形回折格子１２ａを介して
第２の光導波回路１１ａに結合し、第２の光導波回路１
１ａ内に第２の導波光１５ａを励振させる。このとき、
第１の光導波回路１１内において、第１の導波光１５は
励振されない。

【００３８】本実施例の構成によれば、第１及び第２の
液晶偏光回転子４３，４３ａの印加電圧を適宜制御する
ことによって、第１及び第２の光導波回路１１，１１ａ
に入力される光量を任意に制御することができると共
に、所望の光導波回路１１又は１１ａにのみ効率的に光
入力を行うことができる。即ち、本実施例の光入力装置
は、１本の空間光路から第１及び第２の光導波回路１
１，１１ａに選択的且つ効率的に任意の光量を入力する
ことができる。

【００３９】なお、本実施例では、２層に積層した第１
及び第２の光導波回路１１，１１ａを適用しているが、
積層する段数は設計上許容可能な範囲において任意に増
加させることが可能である。また、第１及び第２の光導
波回路１１，１１ａ内にＴＥモードの導波光を励振させ
るように構成することも可能である。また、第１及び第
２の液晶偏光回転子４３，４３ａの構成も第１の実施例
と同様に設計変更することが可能である。

【００４０】次に、本発明の第５の実施例に係る光入力
装置について、図５を参照して説明する。なお、本実施
例の説明に際し、第２及び第４の実施例と同一の構成に
は同一符号を付して、その説明を省略する。

【００４１】図５に示すように、本実施例の光入力装置
は、第２の実施例の構成を光軸方向に沿って４段に積層
して構成されている。具体的には、入射空間光１４の光
路中に、偏光方向可変の第１ないし第４の液晶偏光回転
子４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃが配置されている。そ
して、第１及び第２の液晶偏光回転子４３，４３ａの間
の光路中に第１の複屈折性回折格子２４が位置付けられ
るように第１の光回路基板１０が配置されている。ま
た、第２及び第３の液晶偏光回転子４３ａ，４３ｂの間
の光路中に第２の複屈折性回折格子２４ａが位置付けら
れるように第２の光回路基板１０ａが配置されている。
また、第３及び第４の液晶偏光回転子４３ｂ，４３ｃの
間の光路中に第３の複屈折性回折格子２４ｂが位置付け
られるように第３の光回路基板１０ｂが配置されてい
る。更に、第４の液晶偏光回転子４３ｃを介して延出し
た光路中に第４の複屈折性回折格子２４ｃが位置付けら
れるように第４の光回路基板１０ｃが配置されている。

【００４２】このような構成によれば、例えば、第１の
液晶偏光回転子４３を透過して適当な偏光回転が与えら
れた入射空間光１４は、図中紙面に対して平行な偏光成
分が第１の複屈折性回折格子２４によって回折される。
そして、その大半は、±１次回折光２７となって夫々第
１の光回路基板１０内を対応する第１の導波形回折格子
１２に向かって進行する。これら第１の導波形回折格子
１２に到達した±１次回折光２７は、夫々、第１の導波
形回折格子１２を介して第１の光導波回路１１に結合す
る。この結果、第１の光導波回路１１内には、その励振
方向が反対向きの２本のＴＭモードの第１の導波光１５
が励振される。

【００４３】一方、第１の複屈折性回折格子２４によっ
て回折されることなく第１の光回路基板１０を透過した
図中紙面に垂直な偏光成分を有する入射空間光１４は、
第２の液晶偏光回転子４３ａに入射する。このとき、第
２の液晶偏光回転子４３ａに印加する電圧を制御して、
偏光方向を適当に回転させると、第２の液晶偏光回転子
４３ａを透過した入射空間光１４のうち、図中紙面に対
して平行の偏光成分を有する入射空間光１４は、第２の
複屈折性回折格子２４ａによって回折される。そして、
その大半は、±１次回折光２７となって夫々第２の光回
路基板１０ａ内を対応する第２の導波形回折格子１２ａ
に向かって進行する。これら第２の導波形回折格子１２
ａに到達した±１次回折光２７は、夫々、第２の導波形
回折格子１２ａを介して第２の光導波回路１１ａ内に取
り込まれる。この結果、第２の光導波回路１１ａ内に
は、その励振方向が反対向きの２本のＴＭモードの第２
の導波光１５ａが励振される。

【００４４】以下同様に、第３及び第４の液晶偏光回転
子４３ｂ，４３ｃに印加する電圧を制御することによっ
て、第３及び第４の光導波回路１１ｂ，ｃ内に、夫々、
ＴＭモードの第３及び第４の導波光１５ｂ，１５ｃを励
振させることができる。

【００４５】本実施例の構成によれば、第１ないし第４
の液晶偏光回転子４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃに印加
する電圧を制御することによって、第１ないし第４の光
導波回路１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃに入力する光量
を任意に制御することができると共に、第１ないし第４
の光導波回路１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃのいずれか
にのみ効率的に光入力を行うことができる。即ち、本実
施例の光入力装置は、１本の空間光路から第１ないし第
４の光導波回路１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃに選択的
且つ効率的に任意の光量を入力することができる。

【００４６】また、本実施例の光入力装置において、入
射空間光１４の光路中に第１ないし第４の複屈折性回折
格子２４，２４ａ，２４ｂ，２４ｃが配置されるよう
に、第１ないし第４の光回路基板１０，１０ａ，１０
ｂ，１０ｃは、夫々、光軸に直交して配置されている。
この結果、どの光回路基板上でも光入力装置の位置を同
じにできるので、同サイズの各光回路基板相互の入れ換
えが可能となり、光回路基板の汎用性を向上させること
が可能となる。更に、各光回路基板の設計及びアライメ
ントが容易になると共に、組み立ても容易になる。

【００４７】なお、光回路基板の積層段数も４段階に限
定されることはなく、設計上の許容範囲内で更に増加す
ることも可能である。また、第１ないし第４の光導波回
路１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ内にＴＥモードの導波
光を励振させるように構成することも可能である。ま
た、第１ないし第４の液晶偏光回転子４３，４３ａ，４
３ｂ，４３ｃの構成も第１の実施例と同様に設計変更す
ることが可能である。

【００４８】次に、本発明の第６の実施例に係る光入力
装置について、図６及び図７を参照して説明する。な
お、本実施例の説明に際し、第２の実施例と同一の構成
には同一符号を付して、その説明を省略する。

【００４９】図６及び図７に示すように、本実施例の光
入力装置には、液晶偏光回転子１３を介して延出する入
射空間光１４の光路中に、図中紙面に対して平行な偏光
成分のみを回折するように構成された第１の複屈折性回
折格子２４と、図中紙面に対して垂直な偏光成分のみを
回折するように構成された第２の複屈折性回折格子２４
ａとが配置されるように、第１及び第２の光回路基板１
０，１０ａが積層されている。

【００５０】これら第１及び第２の光回路基板１０，１
０ａは、第１及び第２の複屈折性回折格子２４，２４ａ
の格子ベクトルが互いに直交するように、配置されてい
る。このような構成によれば、液晶偏光回転子１３を透
過した入射空間光１４の偏光方向が図中紙面に対して垂
直である場合、入射空間光１４は、第１の複屈折性回折
格子２４で回折されずにそのまま直進して、一対の第１
の導波形回折格子１２には向かわずに、第１の光回路基
板１０を透過する。この結果、第１の光導波回路１１内
において、ＴＭモードの第１の導波光１５は、励振され
ない。

【００５１】第１の光回路基板１０を透過した入射空間
光１４は、第１の複屈折性回折格子２４と直交する格子
ベクトルを有する第２の複屈折性回折格子２４ａによっ
て回折される。そして、その回折光の大半は、±１次回
折光（図示しない）となって第２の光回路基板１０ａ中
を夫々対応する第２の導波形回折格子１２ａ（図７参
照）に向かって進行する。

【００５２】これら第２の導波形回折格子１２ａに到達
した±１次回折光は、夫々、第２の導波形回折格子１２
ａを介して第２の光導波回路１１ａに結合する。この結
果、第２の光導波回路１１ａ内には、その励振方向が反
対向きの２本のＴＭモードの第２の導波光１５ａが励振
される（図７参照）。

【００５３】一方、液晶偏光回転子１３に適当な電圧を
印加して偏光方向をπ／２だけ回転させた場合、この液
晶偏光回転子１３を透過した入射空間光１４の偏光方向
は、図中紙面に対して平行となる。この結果、入射空間
光１４は、第１の複屈折性回折格子２４で全て回折し、
その回折光の大半は±１次回折光２７となって、第１の
光回路基板１０内を夫々対応する第１の導波形回折格子
１２に向かって進行する。

【００５４】これら第１の導波形回折格子１２に到達し
た±１次回折光２７は、夫々、第１の導波形回折格子１
２を介して第１の光導波回路１１に結合する。この結
果、第１の光導波回路１１内において、その励振方向が
反対向きの２本のＴＭモードの第１の導波光１５が励振
される。このとき、第２の光導波回路１１ａ内には、第
２の導波光１５ａは励振されない。

【００５５】本実施例の構成によれば、液晶偏光回転子
１３に印加する電圧を制御することによって、数十ｍｓ
程度の速度で、入射空間光１４の偏光面をπ／２回転さ
せて所望の偏光成分に切り換えることが可能となる。こ
の結果、第１及び第２の導波形回折格子１２，１２ａを
介して第１及び第２の光導波回路１１，１１ａに結合す
るＴＭモードの導波光１５，１５ａのうち、一方を選択
することによって他方の光導波回路への光入力を遮断す
ることができると共に、所望の光導波回路１１又は１１
ａにのみ効率的に光入力を行うことができる。即ち、本
実施例の光入力装置は、１本の空間光路から第１及び第
２の光導波回路１１，１１ａに選択的且つ効率的に光入
力することができる。

【００５６】なお、本実施例において、第１及び第２の
光導波回路１１，１１ａ内にＴＥモードの導波光を励振
させるように構成することも可能である。また、液晶偏
光回転子１３の構成も第１の実施例と同様に設計変更す
ることが可能である。

【００５７】次に、本発明の第７の実施例に係る光入力
装置について、図８及び図９を参照して説明する。な
お、本実施例の説明に際し、第２及び第６の実施例と同
一の構成には同一符号を付して、その説明を省略する。

【００５８】図８及び図９に示すように、本実施例の光
入力装置には、液晶偏光回転子１３を介して延出する入
射空間光１４の光路中に第１及び第２の複屈折性回折格
子２４，２４ａが配置されるように、１枚の光回路基板
１０が配置されている。

【００５９】具体的には、第１の複屈折性回折格子２４
は、光回路基板１０の裏面（即ち、光入力側面）に設け
られ、第２の複屈折性回折格子２４ａは、光回路基板１
０の表面に、第１の複屈折性回折格子２４と対面して設
けられている。

【００６０】なお、第１及び第２の複屈折性回折格子２
４，２４ａは、その格子ベクトルが互いに直交するよう
に配置されている。第２の複屈折性回折格子２４ａは、
その厚みが第１の複屈折性回折格子２４の半分となるよ
うに設計されており、光回路基板１０の表面側から密着
された反射ミラー７５と組み合わされて全体で第２の反
射形回折格子として構成されている。

【００６１】また、光回路基板１０の表面には、上記反
射形回折格子の周囲に第１の光導波回路１１が設けられ
ており、この第１の光導波回路１１には、図９中符号１
５で示す方向にＴＭモードの第１の導波光１５を励振さ
せるように、一対の第１の導波形回折格子１２が設けら
れている。

【００６２】また、光回路基板１０の裏面には、第１の
複屈折性回折格子２４の周囲に第２の光導波回路１１ａ
（図８参照）が設けられており、この第２の光導波回路
１１ａには、図９中符号１５ａで示す方向にＴＭモード
の第２の導波光１５ａを励振させるように、一対の第２
の導波形回折格子１２ａ（図９参照）が設けられてい
る。

【００６３】このような構成によれば、液晶偏光回転子
１３を透過した入射空間光１４の偏光方向が図中紙面に
対して垂直である場合、入射空間光１４は、第１の複屈
折性回折格子２４で回折されずにそのまま直進し、上記
第２の反射形回折格子（２４ａ，７５）によって全て反
射回折される。そして、その反射回折光の大半は、±１
次回折光（図示しない）となって光回路基板１０中を対
応する第２の導波形回折格子１２ａ（図９参照）に向か
って進行する。

【００６４】第２の導波形回折格子１２ａに到達した±
１次回折光は、夫々、第２の導波形回折格子１２ａを介
して第２の光導波回路１１ａに結合する。この結果、第
２の光導波回路１１ａ内には、その励振方向が反対向き
の２本のＴＭモードの第２の導波光１５ａが励振され
る。

【００６５】一方、液晶偏光回転子１３に適当な電圧を
印加して偏光方向をπ／２だけ回転させた場合、この液
晶偏光回転子１３を透過した入射空間光１４の偏光方向
は、図中紙面に対して平行となる。この結果、入射空間
光１４は、第１の複屈折性回折格子２４で全て回折し、
その回折光の大半は±１次回折光２７（図８参照）とな
って、夫々対応する第１の導波形回折格子１２に向かっ
て進行する。

【００６６】第１の導波形回折格子１２に到達した±１
次回折光２７は、夫々、第１の導波形回折格子１２を介
して第１の光導波回路１１に結合する。この結果、第１
の光導波回路１１内において、その励振方向が反対向き
の２本のＴＭモードの第１の導波光１５が励振される。
このとき、第２の光導波回路１１ａ内には、第２の導波
光１５ａは励振されない。

【００６７】本実施例の構成によれば、液晶偏光回転子
１３に印加する電圧を制御することによって、数十ｍｓ
程度の速度で、入射空間光１４の偏光面をπ／２回転さ
せて所望の偏光成分に切り換えることが可能となる。こ
の結果、第１及び第２の導波形回折格子１２，１２ａを
介して第１及び第２の光導波回路１１，１１ａに結合す
るＴＭモードの導波光１５，１５ｂのうち、一方を選択
することによって他方の光導波回路への光入力を遮断す
ることができる。即ち、本実施例の光入力装置は、１本
の空間光路から第１及び第２の光導波回路１１，１１ａ
に選択的且つ効率的に光入力することができる。

【００６８】なお、本実施例において、第１及び第２の
光導波回路１１，１１ａ内にＴＥモードの導波光を励振
させるように構成することも可能である。また、液晶偏
光回転子１３の構成も第１の実施例と同様に設計変更す
ることが可能である。

【００６９】次に、本発明の第８の実施例に係る光入力
装置について、図１０を参照して説明する。なお、本実
施例の説明に際し、第２の実施例と同一の構成には同一
符号を付して、その説明を省略する。

【００７０】図１０に示すように、本実施例の光入力装
置は、±１次回折光２７ａ，２７ｂのうち、一方の回折
光２７ｂが導波形回折格子１２を介して光導波回路１１
に取り込まれることによって励振された導波光１５ｂの
光強度を検出する光検出素子８８を備えている。

【００７１】±１次回折光２７ａ，２７ｂの光強度は相
互に等しい値であるため、光導波回路１１の一方に光検
出素子８８を配置することによって、反対方向に導波す
る導波光１５ａのパワーモニタとして、実際に導波する
光強度と等しい数値を常時観察することができる。な
お、他の効果は、第２の実施例と同様であるため、その
説明は省略する。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、偏光回転子に印加する
電圧を制御することによって、空間光の偏光成分を所望
の偏光成分に切り換えることが可能となる。この結果、
導波形回折格子を介して光導波回路に結合する偏光成分
の大きさに対応した光量を偏光回転子によって任意に制
御することができる。従って、かかる偏光成分の大きさ
に対応した光量を有する所定のモードの導波光を光導波
回路内に能動的に励振させることが可能となる。従っ
て、偏光方向依存性を有する導波形回折格子と偏光回転
子とを組み合わせることによって、所望の光回路にのみ
効率的に光入力を行うことのできる簡単且つコンパクト
な光入力装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す図。

【図２】本発明の第２の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す図。

【図３】本発明の第３の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す図。

【図４】本発明の第４の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す図。

【図５】本発明の第５の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す図。

【図６】本発明の第６の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す側面図。

【図７】図６に示す装置の平面図。

【図８】本発明の第７の実施例に係る光入力装置の主要
な構成を概略的に示す側面図。

【図９】図８に示す装置の平面図。

【図１０】本発明の第８の実施例に係る光入力装置の主
要な構成を概略的に示す図。

【符号の説明】

１０…光回路基板、１１…光導波回路、１２…導波形回
折格子、１３…液晶偏光回転子、１４…入射空間光、１
５…導波光。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６０】なお、第１及び第２の複屈折性回折格子２
４，２４ａは、その格子ベクトルが互いに直交するよう
に配置されている。第２の複屈折性回折格子２４ａは、
その厚みが第１の複屈折性回折格子２４の半分となるよ
うに設計されており、光回路基板１０の表面側から密着
された反射ミラー７５と組み合わされて全体で反射型の
複屈折性回折格子として構成されている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６３】このような構成によれば、液晶偏光回転子
１３を透過した入射空間光１４の偏光方向が図中紙面に
対して垂直である場合、入射空間光１４は、第１の複屈
折性回折格子２４で回折されずにそのまま直進し、上記
第２の複屈折性回折格子（２４ａ，７５）によって全て
反射回折される。そして、その反射回折光の大半は、±
１次回折光（図示しない）となって光回路基板１０中を
対応する第２の導波形回折格子１２ａ（図９参照）に向
かって進行する。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光平面回路を構成する光導波回路に空間
光を入力する光入力装置において、前記光導波回路に前記空間光を結合して前記光導波回路
中に所定モードの導波光を励振させる導波形回折格子
と、印加電圧を制御して、入力空間光の偏光方向を任意に回
転させることによって、前記導波形回折格子を介して前
記光導波回路に結合する光量を任意且つ選択的に制御可
能に構成した偏光回転子とを備えていることを特徴とす
る光入力装置。