JPH0943057A - 波長分波器 - Google Patents
波長分波器Info
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- JPH0943057A JPH0943057A JP7190535A JP19053595A JPH0943057A JP H0943057 A JPH0943057 A JP H0943057A JP 7190535 A JP7190535 A JP 7190535A JP 19053595 A JP19053595 A JP 19053595A JP H0943057 A JPH0943057 A JP H0943057A
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- wavelength demultiplexer
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
- G02B6/29358—Multiple beam interferometer external to a light guide, e.g. Fabry-Pérot, etalon, VIPA plate, OTDL plate, continuous interferometer, parallel plate resonator
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2581—Multimode transmission
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の光を一度に分離できるとともに、分散
角が比較的大きく、簡単な構成で、かつ耐環境性のよい
分波器を提供する。 【構成】 ガラス等でできた平行平板３０の一方の面に
は反射率がほぼ１００％の反射多層膜３２を設け、他方
の面には反射率が１００％より小さい反射多層膜３１を
設ける。反射多層膜３１の設けられている面には反射率
がほぼ０％の照射窓３３が設けられ、入射光３８が入射
される。入射光３８は、コリメートレンズ３４によって
平行光にされた光をシリンドリカルレンズ３５によっ
て、照射窓３３上の焦線３６に集光され、平行平板３０
内で拡がりながら、多重反射を繰り返す。反射多層膜３
２からは１回反射する毎に光の一部が外部に放出され干
渉を起こし、光束３７を形成する。光束３７は光の波長
毎に異なる角度で放出され、レンズ３９で集光されたあ
と、波長毎に受光器４０によって検出される。
角が比較的大きく、簡単な構成で、かつ耐環境性のよい
分波器を提供する。 【構成】 ガラス等でできた平行平板３０の一方の面に
は反射率がほぼ１００％の反射多層膜３２を設け、他方
の面には反射率が１００％より小さい反射多層膜３１を
設ける。反射多層膜３１の設けられている面には反射率
がほぼ０％の照射窓３３が設けられ、入射光３８が入射
される。入射光３８は、コリメートレンズ３４によって
平行光にされた光をシリンドリカルレンズ３５によっ
て、照射窓３３上の焦線３６に集光され、平行平板３０
内で拡がりながら、多重反射を繰り返す。反射多層膜３
２からは１回反射する毎に光の一部が外部に放出され干
渉を起こし、光束３７を形成する。光束３７は光の波長
毎に異なる角度で放出され、レンズ３９で集光されたあ
と、波長毎に受光器４０によって検出される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の異なる波長を有
する光を分波する波長分波器に係り、特には、光ファイ
バを介して波長の異なる搬送波にのせられて伝送されて
くる信号を各搬送波毎の信号に分波する構成に関する。
更には、そのような波長分波器の製造方法に関する。
する光を分波する波長分波器に係り、特には、光ファイ
バを介して波長の異なる搬送波にのせられて伝送されて
くる信号を各搬送波毎の信号に分波する構成に関する。
更には、そのような波長分波器の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信によって高速かつ大量のデ
ータ通信を行うシステムの研究開発が盛んである。特
に、一度に大量のデータを送るために、１本の光ファイ
バ内を異なる波長を有する搬送波にのせて光信号を送る
波長多重の光伝送方式が開発されている。
ータ通信を行うシステムの研究開発が盛んである。特
に、一度に大量のデータを送るために、１本の光ファイ
バ内を異なる波長を有する搬送波にのせて光信号を送る
波長多重の光伝送方式が開発されている。
【０００３】このように、１本の光ファイバで複数の異
なる波長を持つ搬送波にのせられた光信号が送られてき
た場合、受信側では、これらの異なる波長の光信号をそ
れぞれの波長に分波して検出しなくてはならない。
なる波長を持つ搬送波にのせられた光信号が送られてき
た場合、受信側では、これらの異なる波長の光信号をそ
れぞれの波長に分波して検出しなくてはならない。
【０００４】従って、受信側での波長分波の精度によっ
て、光信号の受信特性が大きく左右されることになる。
受信側での波長分波精度が悪いと、送信側で多くの信号
を異なる波長の搬送波にのせで送信したとしても、これ
らの信号を受信することができないということになるの
で、精度の良い波長分波器が望まれるところである。
て、光信号の受信特性が大きく左右されることになる。
受信側での波長分波精度が悪いと、送信側で多くの信号
を異なる波長の搬送波にのせで送信したとしても、これ
らの信号を受信することができないということになるの
で、精度の良い波長分波器が望まれるところである。
【０００５】従来知られている波長分波方法にはさまざ
まな種類のものがある。例えば、２つの波長を分離する
方法としては、多層の干渉膜によるフィルタおよびファ
ブリ・ペロ型やマイケルソン型などの干渉計が知られて
いる。
まな種類のものがある。例えば、２つの波長を分離する
方法としては、多層の干渉膜によるフィルタおよびファ
ブリ・ペロ型やマイケルソン型などの干渉計が知られて
いる。
【０００６】図８は、上記２つの波長を分離する方法を
適用した装置の概略図である。図８（ａ）は、多層の干
渉膜によるフィルタの例である。多層干渉膜８１は透明
基板８０上に形成されており、レンズ等により平行光線
となった入射光８２が入射される。多層干渉膜８１に入
射した入射光８２は、多層干渉膜８１の内部で反射をく
りかえす。このとき、多層干渉膜８１を透過する条件を
満たす波長λ2の光８４だけが多層干渉膜８１を透過す
ることができる。透過する条件を満たさない波長λ1 の
光８３は多層干渉膜８１を透過することができないので
反射される。このように、多層干渉膜フィルタを用いる
ことにより２つの異なる波長の光を分離することができ
る。
適用した装置の概略図である。図８（ａ）は、多層の干
渉膜によるフィルタの例である。多層干渉膜８１は透明
基板８０上に形成されており、レンズ等により平行光線
となった入射光８２が入射される。多層干渉膜８１に入
射した入射光８２は、多層干渉膜８１の内部で反射をく
りかえす。このとき、多層干渉膜８１を透過する条件を
満たす波長λ2の光８４だけが多層干渉膜８１を透過す
ることができる。透過する条件を満たさない波長λ1 の
光８３は多層干渉膜８１を透過することができないので
反射される。このように、多層干渉膜フィルタを用いる
ことにより２つの異なる波長の光を分離することができ
る。
【０００７】図８（ｂ）は、ファブリ・ペロ型干渉計の
概略図である。ファブリ・ペロ型干渉計は、高い反射率
を有する反射板８５と８６を所定の間隔をおいて平行に
設置したものである。この場合も多層干渉膜フィルタの
場合と同様に、平行光線に変換された入射光８２が反射
板８５の裏面から入射し、反射板８５と８６の間で多数
回反射する。そして、透過条件を満たす波長λ2 の光８
４はファブリ・ペロ型干渉計を透過し、条件を満たさな
い波長λ1 の光８３は反射されて、２つの異なる波長の
光の分離が行われる。
概略図である。ファブリ・ペロ型干渉計は、高い反射率
を有する反射板８５と８６を所定の間隔をおいて平行に
設置したものである。この場合も多層干渉膜フィルタの
場合と同様に、平行光線に変換された入射光８２が反射
板８５の裏面から入射し、反射板８５と８６の間で多数
回反射する。そして、透過条件を満たす波長λ2 の光８
４はファブリ・ペロ型干渉計を透過し、条件を満たさな
い波長λ1 の光８３は反射されて、２つの異なる波長の
光の分離が行われる。
【０００８】図８（ｃ）は、マイケルソン型干渉計の概
略図である。中央にはハーフミラー８９が据えられ、平
行光線である入射光８２が直交する２方向へ分離される
構成となっている。分離された光の進む方向には、それ
ぞれ反射ミラー８７、８８が設けられ、それぞれに向か
って進んできた光を直角に反射する。ハーフミラー８９
から反射ミラー８７、８８への距離は適当な光路差を生
じるように異なっている。反射ミラー８７、８８で反射
されたそれぞれの光は共にハーフミラー８９の同じ場所
に帰ってきて干渉を起こし、異なる波長λ1 、λ2 の光
８３、８４は分離される。
略図である。中央にはハーフミラー８９が据えられ、平
行光線である入射光８２が直交する２方向へ分離される
構成となっている。分離された光の進む方向には、それ
ぞれ反射ミラー８７、８８が設けられ、それぞれに向か
って進んできた光を直角に反射する。ハーフミラー８９
から反射ミラー８７、８８への距離は適当な光路差を生
じるように異なっている。反射ミラー８７、８８で反射
されたそれぞれの光は共にハーフミラー８９の同じ場所
に帰ってきて干渉を起こし、異なる波長λ1 、λ2 の光
８３、８４は分離される。
【０００９】一方、複数の波長を同時に分離する方法と
しては、実用的には回折格子およびその変形として光導
波路を使ったアレイ導波路格子がある。図９は、複数の
波長を同時に分離する方法を採用した分波器の概略図で
ある。
しては、実用的には回折格子およびその変形として光導
波路を使ったアレイ導波路格子がある。図９は、複数の
波長を同時に分離する方法を採用した分波器の概略図で
ある。
【００１０】図９（ａ）は回折格子の概略図である。回
折格子は、良く知られているように分光器として用いら
れるものであり、複数の波長の光を含んだ平行光線の入
射光９０を照射すると、表面の凹凸によって反射され
る。それぞれの凹凸で反射された入射光９０は互いに干
渉しあい、異なる波長の光は異なる角度で出射される。
折格子は、良く知られているように分光器として用いら
れるものであり、複数の波長の光を含んだ平行光線の入
射光９０を照射すると、表面の凹凸によって反射され
る。それぞれの凹凸で反射された入射光９０は互いに干
渉しあい、異なる波長の光は異なる角度で出射される。
【００１１】図９（ｂ）は光導波路を使ったアレイ導波
路格子の概略構成図である。入射口９３から複数の波長
の光を含んだ光が入射され、多数の導波路９４に分岐さ
せられる。それぞれの導波路９４の先端には光の出射口
９１が設けられ、入射光が出射光９２として出射され
る。各導波路９４は長さ等が一本づつ異なっており、導
波路９４を伝搬して出射口９１から光が出るまでに光が
伝搬する光路長がそれぞれ異なるように構成されてい
る。このような導波路９４を通過した光は、互いに位相
が異なるので、出射口９１から出るときに互いに干渉し
あう。これにより、回折格子と同様な作用で異なる波長
の光を異なる方向へと出射させる。
路格子の概略構成図である。入射口９３から複数の波長
の光を含んだ光が入射され、多数の導波路９４に分岐さ
せられる。それぞれの導波路９４の先端には光の出射口
９１が設けられ、入射光が出射光９２として出射され
る。各導波路９４は長さ等が一本づつ異なっており、導
波路９４を伝搬して出射口９１から光が出るまでに光が
伝搬する光路長がそれぞれ異なるように構成されてい
る。このような導波路９４を通過した光は、互いに位相
が異なるので、出射口９１から出るときに互いに干渉し
あう。これにより、回折格子と同様な作用で異なる波長
の光を異なる方向へと出射させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、２つの異な
る波長を分離するのみの分波器では、多数の異なる波長
の光が多重された光多重通信において光信号の受信に使
うとすると、それぞれの光を分波するのに分波器を何段
にも連結して用いる必要があり、受信器の大型化がまぬ
がれない。
る波長を分離するのみの分波器では、多数の異なる波長
の光が多重された光多重通信において光信号の受信に使
うとすると、それぞれの光を分波するのに分波器を何段
にも連結して用いる必要があり、受信器の大型化がまぬ
がれない。
【００１３】一方、回折格子等においては波長の異なる
光を波長に応じた方向に偏向して分波するものである
が、一般に、回折格子は互いに異なる光を偏向する角度
の差が、すなわち分散角が小さい。光多重通信におい
て、できるだけ多くの情報を一度に送信しようとする
と、異なる信号波の波長の差は小さくならざるを得な
い。分散角が小さい回折格子を受信器の分波器として使
用している場合は、このような信号波を誤受信する可能
性が大きい。従って、受信器の信頼性を著しく損ねるこ
とになる。また、回折格子は、入射する光の偏光状態に
影響を受けやすく、特性が不安定になる傾向がある。更
に、回折格子はその表面の細かな凹凸を規則正しく、製
造しなければならず性能の良い回折格子を得るための製
造工程が難しくなるという面も有している。
光を波長に応じた方向に偏向して分波するものである
が、一般に、回折格子は互いに異なる光を偏向する角度
の差が、すなわち分散角が小さい。光多重通信におい
て、できるだけ多くの情報を一度に送信しようとする
と、異なる信号波の波長の差は小さくならざるを得な
い。分散角が小さい回折格子を受信器の分波器として使
用している場合は、このような信号波を誤受信する可能
性が大きい。従って、受信器の信頼性を著しく損ねるこ
とになる。また、回折格子は、入射する光の偏光状態に
影響を受けやすく、特性が不安定になる傾向がある。更
に、回折格子はその表面の細かな凹凸を規則正しく、製
造しなければならず性能の良い回折格子を得るための製
造工程が難しくなるという面も有している。
【００１４】また、アレイ導波路格子は導波路の構成の
仕方によって分散角をある程度調整可能であるが、所望
の構成を得るための構成の調整が非常に微妙であり、温
度変化などによる影響を受けやすく、耐環境性が悪いと
いう欠点がある。
仕方によって分散角をある程度調整可能であるが、所望
の構成を得るための構成の調整が非常に微妙であり、温
度変化などによる影響を受けやすく、耐環境性が悪いと
いう欠点がある。
【００１５】したがって、本発明は、複数の光を一度に
分離できるとともに、分散角が比較的大きく、簡単な構
成で、かつ耐環境性のよい分波器を提供することを目的
とする。特には、１つの光伝搬路内を伝搬する光波長が
ことなる複数の光を、波長毎に分離し、それぞれの空間
的に異なる位置にある光伝搬路または受光素子で受け、
波長多重の光伝送を可能とすることができる波長分波器
を提供する。
分離できるとともに、分散角が比較的大きく、簡単な構
成で、かつ耐環境性のよい分波器を提供することを目的
とする。特には、１つの光伝搬路内を伝搬する光波長が
ことなる複数の光を、波長毎に分離し、それぞれの空間
的に異なる位置にある光伝搬路または受光素子で受け、
波長多重の光伝送を可能とすることができる波長分波器
を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段及び作用】図１は、本発明
の原理を説明する図であり、本発明の分波器を横方向か
ら見た断面図である。
の原理を説明する図であり、本発明の分波器を横方向か
ら見た断面図である。
【００１７】本発明においては、間隔ｄをあけて２つの
反射面１２、１３を平行に配置する。反射面１２、１３
の反射率は適度に定められるべきものである。しかし、
ここでは、説明の便宜のために、反射面１２、１３のい
ずれか一方の反射率がほぼ１００％であり、他方は数％
の透過率を有する、あるいは反射率が１００％より小さ
く反射面１２から光の一部を透過させるように構成され
ているものとする。
反射面１２、１３を平行に配置する。反射面１２、１３
の反射率は適度に定められるべきものである。しかし、
ここでは、説明の便宜のために、反射面１２、１３のい
ずれか一方の反射率がほぼ１００％であり、他方は数％
の透過率を有する、あるいは反射率が１００％より小さ
く反射面１２から光の一部を透過させるように構成され
ているものとする。
【００１８】ただし、反射面１２、１３のうち、どちら
を反射率がほぼ１００％を有するように構成するかは任
意であり、例えば、反射面１３が数％の透過率、あるい
は１００％より小さく反射面１２から光の一部を透過さ
せるような反射率を有し、反射面１２がほぼ１００％の
反射率を有するように構成してもよい。
を反射率がほぼ１００％を有するように構成するかは任
意であり、例えば、反射面１３が数％の透過率、あるい
は１００％より小さく反射面１２から光の一部を透過さ
せるような反射率を有し、反射面１２がほぼ１００％の
反射率を有するように構成してもよい。
【００１９】図１においては、反射面１３がほぼ１００
％の反射率を有し、反射面１２が１００％より小さい反
射率を有して光の一部を透過させるように構成されてい
ることとして説明する。
％の反射率を有し、反射面１２が１００％より小さい反
射率を有して光の一部を透過させるように構成されてい
ることとして説明する。
【００２０】反射面１２の一部には光をほとんど、ある
いは全く反射しない照射窓１１を設けるようにして、こ
こから光を入射するようにしてもよい。この照射窓１１
は、必ずしも必要ではないが、光の損失を考えると設け
ることが望ましい。
いは全く反射しない照射窓１１を設けるようにして、こ
こから光を入射するようにしてもよい。この照射窓１１
は、必ずしも必要ではないが、光の損失を考えると設け
ることが望ましい。
【００２１】入射光１０は、シリンドリカル・レンズ等
を用いて１線分上に集束されるようになっている。この
ようにシリンドリカルレンズ等によって光が集光させら
れる線分のことを、以下焦線と呼ぶ。同図にｉで示され
る点は入射光１０の焦線を横から見たものである。
を用いて１線分上に集束されるようになっている。この
ようにシリンドリカルレンズ等によって光が集光させら
れる線分のことを、以下焦線と呼ぶ。同図にｉで示され
る点は入射光１０の焦線を横から見たものである。
【００２２】なお、同図の場合、焦線ｉは照射窓１１が
設けられている面内に存在することを仮定して記載して
あるが、実際には焦線は必ずしも照射窓１１が設けられ
ている面内に存在する必要はない。ただし、このように
焦線の位置がずれることにより、本発明の波長分波器の
分波特性に若干の変化を生じる可能性がある。
設けられている面内に存在することを仮定して記載して
あるが、実際には焦線は必ずしも照射窓１１が設けられ
ている面内に存在する必要はない。ただし、このように
焦線の位置がずれることにより、本発明の波長分波器の
分波特性に若干の変化を生じる可能性がある。
【００２３】焦線ｉに収束された入射光１０は、その
後、焦線ｉを軸として放射状に次第に拡がっていき反射
面１３に達する。反射面１３では入射光１０はで示さ
れる点（正確には線）の間の幅にまで光が拡がってい
る。そして、反射面１３によって反射され反射面１２に
向かう。反射面１２は光を一部透過する性質を有してい
るのでから反射されてきた光は一部が’として外部
に放出される。
後、焦線ｉを軸として放射状に次第に拡がっていき反射
面１３に達する。反射面１３では入射光１０はで示さ
れる点（正確には線）の間の幅にまで光が拡がってい
る。そして、反射面１３によって反射され反射面１２に
向かう。反射面１２は光を一部透過する性質を有してい
るのでから反射されてきた光は一部が’として外部
に放出される。
【００２４】一方、透過しなかった光は反射面１２で反
射され反射面１３ので示される範囲に到達する。同図
より明らかなように入射光１０は焦線ｉを軸として放射
状に次第に拡がっていく光線なので、反射面１３と反射
面１２の間で反射を繰り返しながら次第に光線の幅を拡
げていく。これは、の間の間隔よりもの間の間隔の
方がより拡がっていることによって示されている。
射され反射面１３ので示される範囲に到達する。同図
より明らかなように入射光１０は焦線ｉを軸として放射
状に次第に拡がっていく光線なので、反射面１３と反射
面１２の間で反射を繰り返しながら次第に光線の幅を拡
げていく。これは、の間の間隔よりもの間の間隔の
方がより拡がっていることによって示されている。
【００２５】同様に、から反射された光は反射面１２
で反射されると共に、一部が’として外部に放出され
る。以下同様に、で反射された光の内、反射面１２で
反射された光は２つので示される範囲で、で反射さ
れた光の内、反射面１２で反射された光は２つので示
される反射面１３上の範囲で反射される。
で反射されると共に、一部が’として外部に放出され
る。以下同様に、で反射された光の内、反射面１２で
反射された光は２つので示される範囲で、で反射さ
れた光の内、反射面１２で反射された光は２つので示
される反射面１３上の範囲で反射される。
【００２６】それぞれ及びで示される範囲で反射さ
れた光は反射面１２で反射されるとともに、一部が
’、’として外部に放出される。このように、反射
面１３と反射面１２との間では何回も反射が行われ（多
重反射）、反射されるごとに反射面１２から一部の光が
外部へ放出される。外部に放出された光’〜’等は
互いに干渉しあい、光束を形成するようになる。異なる
波長の光からなる光束は、異なる進行方向を有し、反射
面１２から異なる角度で放射される。
れた光は反射面１２で反射されるとともに、一部が
’、’として外部に放出される。このように、反射
面１３と反射面１２との間では何回も反射が行われ（多
重反射）、反射されるごとに反射面１２から一部の光が
外部へ放出される。外部に放出された光’〜’等は
互いに干渉しあい、光束を形成するようになる。異なる
波長の光からなる光束は、異なる進行方向を有し、反射
面１２から異なる角度で放射される。
【００２７】図２は、本発明の多重反射の原理を同等な
モデルに置き換えたものである。焦線ｉから放出された
光は反射面１３で反射されるが、反射面１３は鏡と同じ
であり、反射面１２、１３がなかったとしたときに、焦
線ｉ０から光が放出された作用と同等である。また、１
回多重反射を行った光（反射面１２で反射され、再び反
射面１３で反射されて外部に放出された光）は、焦線ｉ
０から反射面１２、１３の間隔ｄの２倍だけ離れた焦線
から放出された光と同等である。同様に、２回多重反射
した光は焦線ｉ２から、３回多重反射した光は焦線ｉ３
から、４回多重反射した光は焦線ｉ４からそれぞれ放出
された光と同等である。
モデルに置き換えたものである。焦線ｉから放出された
光は反射面１３で反射されるが、反射面１３は鏡と同じ
であり、反射面１２、１３がなかったとしたときに、焦
線ｉ０から光が放出された作用と同等である。また、１
回多重反射を行った光（反射面１２で反射され、再び反
射面１３で反射されて外部に放出された光）は、焦線ｉ
０から反射面１２、１３の間隔ｄの２倍だけ離れた焦線
から放出された光と同等である。同様に、２回多重反射
した光は焦線ｉ２から、３回多重反射した光は焦線ｉ３
から、４回多重反射した光は焦線ｉ４からそれぞれ放出
された光と同等である。
【００２８】ここで、実際には焦線ｉから放出され反射
を繰り返して外部に放出される光は、反射を繰り返す毎
に強度が弱くなっていくので、それぞれの焦線から放出
される光は、焦線ｉ１から焦線ｉ４にいくに従って、次
第に光の強度が弱くなっていくようになっている。
を繰り返して外部に放出される光は、反射を繰り返す毎
に強度が弱くなっていくので、それぞれの焦線から放出
される光は、焦線ｉ１から焦線ｉ４にいくに従って、次
第に光の強度が弱くなっていくようになっている。
【００２９】また、焦線ｉ０〜ｉ４のそれぞれの間隔は
常に反射面１２、１３の間隔ｄの２倍に等しい。同図か
ら明らかなように、それぞれの焦線から放出される光は
互いに重なり合っており、互いに干渉しあう。ここで、
焦線ｉから放出される光が複数の波長の光を含んでいた
とする。焦線ｉから放出される光はある角度で放射状に
拡がる光であるので多くのフーリエ成分、すなわち波長
が同じ光に関して多くの異なる進行方向を持った光を含
むことになる。光が強め合う条件式は、波長をλ、反射
面１２、１３間の間隔をｄ、反射面１２、１３に垂直な
方向を０°としたときの光の進行方向の角度をθとする
と、 ２ｄ×ｃｏｓθ＝ｍλ ・・・・・（１） と表せる。ここで、ｍは任意の整数である。したがっ
て、ｄとλが一定であるとすると、ｍがある特定の値を
とることによって、波長λの光が出射する方向θが決定
されることになる。
常に反射面１２、１３の間隔ｄの２倍に等しい。同図か
ら明らかなように、それぞれの焦線から放出される光は
互いに重なり合っており、互いに干渉しあう。ここで、
焦線ｉから放出される光が複数の波長の光を含んでいた
とする。焦線ｉから放出される光はある角度で放射状に
拡がる光であるので多くのフーリエ成分、すなわち波長
が同じ光に関して多くの異なる進行方向を持った光を含
むことになる。光が強め合う条件式は、波長をλ、反射
面１２、１３間の間隔をｄ、反射面１２、１３に垂直な
方向を０°としたときの光の進行方向の角度をθとする
と、 ２ｄ×ｃｏｓθ＝ｍλ ・・・・・（１） と表せる。ここで、ｍは任意の整数である。したがっ
て、ｄとλが一定であるとすると、ｍがある特定の値を
とることによって、波長λの光が出射する方向θが決定
されることになる。
【００３０】反射面１２、１３間に入射する光が複数の
波長を含む平行光線であったばあいには、全ての波長の
光が同一の方向を目指して進んでいくので（θが決定さ
れているので）、式（１）を満たす波長の光は多くとも
１つに限られてしまう。したがって、この場合は２つの
波長を分離することができるだけである（これはファブ
リ・ペロ型干渉計等に対応する）。
波長を含む平行光線であったばあいには、全ての波長の
光が同一の方向を目指して進んでいくので（θが決定さ
れているので）、式（１）を満たす波長の光は多くとも
１つに限られてしまう。したがって、この場合は２つの
波長を分離することができるだけである（これはファブ
リ・ペロ型干渉計等に対応する）。
【００３１】一方、本発明の場合は、焦線ｉから放出さ
れる光がある角度をもって放射状に拡がる光であるため
にそれぞれの波長の光が異なる進行方向を持つ光の重ね
合わせとなっているので、式（１）において、λが異な
る光は式（１）を満たす進行方向θを持つ成分だけが抽
出されて光束を形成するように作用する。しがって、複
数の異なる波長の光を含む光を波長毎に異なる方向へと
放出し、一度に複数の光の分波を行うことができる。
れる光がある角度をもって放射状に拡がる光であるため
にそれぞれの波長の光が異なる進行方向を持つ光の重ね
合わせとなっているので、式（１）において、λが異な
る光は式（１）を満たす進行方向θを持つ成分だけが抽
出されて光束を形成するように作用する。しがって、複
数の異なる波長の光を含む光を波長毎に異なる方向へと
放出し、一度に複数の光の分波を行うことができる。
【００３２】
【実施例】図３は、本発明の一実施例の斜視図である。
同図においては、例えば厚さ１００μｍのガラスの平行
平板３０の両面に、反射率の高い多層の干渉膜である反
射多層膜３１、３２を施してある。ここで、平行平板３
０の厚さｄとしては、５０〜１００μｍ程度が実用的に
好ましい。
同図においては、例えば厚さ１００μｍのガラスの平行
平板３０の両面に、反射率の高い多層の干渉膜である反
射多層膜３１、３２を施してある。ここで、平行平板３
０の厚さｄとしては、５０〜１００μｍ程度が実用的に
好ましい。
【００３３】反射多層膜３１、３２の垂直入射およびそ
れに近い入射角度、例えば２０度以下の光に対する反射
率は、一方の面に対してほぼ１００％、他方の面に対し
て９５％程度とする。しかし、他方の面の反射率は特に
９５％でなくてはならないわけではなく、入射した光が
反射多層膜３１、３２の間で十分な多重反射を行うこと
ができればよく、実用上は８０％以上で１００％よりも
小さい値であれば特に問題はない。従って、便宜上、他
方の面の反射率は９５％として説明する。
れに近い入射角度、例えば２０度以下の光に対する反射
率は、一方の面に対してほぼ１００％、他方の面に対し
て９５％程度とする。しかし、他方の面の反射率は特に
９５％でなくてはならないわけではなく、入射した光が
反射多層膜３１、３２の間で十分な多重反射を行うこと
ができればよく、実用上は８０％以上で１００％よりも
小さい値であれば特に問題はない。従って、便宜上、他
方の面の反射率は９５％として説明する。
【００３４】また、反射多層膜３１と３２のどちらをほ
ぼ１００％の反射率を有する膜とするかは全くの任意で
あるが、図３においては、反射多層膜３２の方をほぼ１
００％の反射率を有する構成としている。
ぼ１００％の反射率を有する膜とするかは全くの任意で
あるが、図３においては、反射多層膜３２の方をほぼ１
００％の反射率を有する構成としている。
【００３５】反射率が９５％の干渉膜を施した反射多層
膜３１の一部に、この干渉膜の代わりに反射率ほぼ０％
の干渉膜（あるいは反射防止膜）を施した領域を設け、
入射光の照射窓３３とし、反射多層膜３１と照射窓３３
の境界を直線となるように構成する。
膜３１の一部に、この干渉膜の代わりに反射率ほぼ０％
の干渉膜（あるいは反射防止膜）を施した領域を設け、
入射光の照射窓３３とし、反射多層膜３１と照射窓３３
の境界を直線となるように構成する。
【００３６】入射光は、例えば、不図示の光ファイバか
ら出て、コリメートレンズ３４で平行光線に変換された
のち、シリンドリカルレンズ３５によって１つの線分の
上に集光される。このように光が集光される線分のこと
を焦線３６と呼ぶことにする。光を１点に集光しないの
は、反射多層膜３１と照射窓３３の境界に平行な方向に
は多重反射による干渉が生じないからである。
ら出て、コリメートレンズ３４で平行光線に変換された
のち、シリンドリカルレンズ３５によって１つの線分の
上に集光される。このように光が集光される線分のこと
を焦線３６と呼ぶことにする。光を１点に集光しないの
は、反射多層膜３１と照射窓３３の境界に平行な方向に
は多重反射による干渉が生じないからである。
【００３７】この集光された光は入射光３８として反射
率がほぼ０％の上記照射窓３３の部分を通って反射多層
膜３１、３２間に入る。この際、焦線３６は、上記反射
多層膜３１と照射窓３３の境界に平行でしかも十分に近
くなるように設定する。また、この入射光３８の光軸は
垂直入射から傾け、反射多層膜３１、３２間を１往復し
て拡がった光が照射窓３３から漏れ出ないようにする。
率がほぼ０％の上記照射窓３３の部分を通って反射多層
膜３１、３２間に入る。この際、焦線３６は、上記反射
多層膜３１と照射窓３３の境界に平行でしかも十分に近
くなるように設定する。また、この入射光３８の光軸は
垂直入射から傾け、反射多層膜３１、３２間を１往復し
て拡がった光が照射窓３３から漏れ出ないようにする。
【００３８】この時の入射光軸の傾き角は、光が平行平
板３０の中をその厚さの２倍の距離進んだ位置における
光線の太さと入射光３８の集光位置（すなわち、焦線３
６）における光線の太さの平均値と、ガラス平板の厚さ
ｄの２倍との比に、ガラスの屈折率を乗じたものより大
きくなるようにする。
板３０の中をその厚さの２倍の距離進んだ位置における
光線の太さと入射光３８の集光位置（すなわち、焦線３
６）における光線の太さの平均値と、ガラス平板の厚さ
ｄの２倍との比に、ガラスの屈折率を乗じたものより大
きくなるようにする。
【００３９】図４（ａ）を用いて上記入射光軸の傾きに
ついて説明する。光が平行平板３０の中をその厚さの２
倍の距離進んだ位置における光線の太さとは、図４
（ａ）においては、ｂで現される光線の幅である。入射
光３８の集光位置即ち焦線３６での光線の太さとは図４
（ａ）でａと示されている。このａは、例えば入射光３
８がシリンドリカルレンズによって集光されたものであ
る場合、光の回折限界程度の大きさである。そしてこれ
らの平均値とは、同図のｃで現される長さが０のときの
光軸４１が反射多層膜３１が設けられている面と交わる
点ａ1 、ｂ1 の間の距離を現す。このｃが０の時が、入
射光３８が反射多層膜３２から反射して戻ってきたとき
照射窓３３から漏れ出さない最小の条件である。
ついて説明する。光が平行平板３０の中をその厚さの２
倍の距離進んだ位置における光線の太さとは、図４
（ａ）においては、ｂで現される光線の幅である。入射
光３８の集光位置即ち焦線３６での光線の太さとは図４
（ａ）でａと示されている。このａは、例えば入射光３
８がシリンドリカルレンズによって集光されたものであ
る場合、光の回折限界程度の大きさである。そしてこれ
らの平均値とは、同図のｃで現される長さが０のときの
光軸４１が反射多層膜３１が設けられている面と交わる
点ａ1 、ｂ1 の間の距離を現す。このｃが０の時が、入
射光３８が反射多層膜３２から反射して戻ってきたとき
照射窓３３から漏れ出さない最小の条件である。
【００４０】ところで、光軸の傾きθ1 は点ａ1 、ｂ1
の間の距離を平行平板３０の厚さｄを２倍した値で割っ
た値から得られ、特に、θ1 が小さいときにはこの値に
ほぼ等しいことが知られている。従って、入射光３８が
反射多層膜３２で反射されて戻ってきたときに照射窓３
３から漏れ出さないための光軸４１の傾きの条件は、屈
折率の異なる媒体に光が入射すると屈折することを考慮
して、以下の式のように表せる。
の間の距離を平行平板３０の厚さｄを２倍した値で割っ
た値から得られ、特に、θ1 が小さいときにはこの値に
ほぼ等しいことが知られている。従って、入射光３８が
反射多層膜３２で反射されて戻ってきたときに照射窓３
３から漏れ出さないための光軸４１の傾きの条件は、屈
折率の異なる媒体に光が入射すると屈折することを考慮
して、以下の式のように表せる。
【００４１】 光軸の傾きθ1 ≧ｎ（ａ＋ｂ）／４ｄ ・・・・（２） ここで、ｎは平行平板３０の屈折率である。図３に戻っ
て本発明の実施例についての説明をする。
て本発明の実施例についての説明をする。
【００４２】平行平板３０の中に入った光は多重反射を
繰り返すが、その際、反射率９５％の反射多層膜３１の
面で反射する毎に５％の光がこの面を透過して外へ出
る。平行平板３０中から外へ出た各透過光は相互に干渉
し、１本の光束３７を作るが、その光束３７の進行方向
は光の波長に依存する。その結果、光束３７をレンズで
１点に集光すると、その集光位置は波長変化に伴って直
線上を移動する。この直線上に複数の受光器４０を配列
すれば、波長毎に異なる受光器４０で受けることができ
る。
繰り返すが、その際、反射率９５％の反射多層膜３１の
面で反射する毎に５％の光がこの面を透過して外へ出
る。平行平板３０中から外へ出た各透過光は相互に干渉
し、１本の光束３７を作るが、その光束３７の進行方向
は光の波長に依存する。その結果、光束３７をレンズで
１点に集光すると、その集光位置は波長変化に伴って直
線上を移動する。この直線上に複数の受光器４０を配列
すれば、波長毎に異なる受光器４０で受けることができ
る。
【００４３】図４（ｂ）を用いて光束の進行方向が光の
波長によって異なることをより詳しく説明する。先に述
べたように、本発明においては複数の波長を含む光を焦
線３６に集光させ、その後焦線３６を軸にして放射状に
拡がるように反射面４４と４５の間に入射させる。ここ
で、反射面４４は反射多層膜３１に、反射面４５は反射
多層膜３２に対応する。
波長によって異なることをより詳しく説明する。先に述
べたように、本発明においては複数の波長を含む光を焦
線３６に集光させ、その後焦線３６を軸にして放射状に
拡がるように反射面４４と４５の間に入射させる。ここ
で、反射面４４は反射多層膜３１に、反射面４５は反射
多層膜３２に対応する。
【００４４】複数の波長を含んだ光を焦線３６から一定
の角度で放射状に拡がる光として入射させることによ
り、この光は個々の波長の光がさまざまな進行方向を持
って重ね合わされたものになる。すなわち、多くのフー
リエ成分を含むものとなる。
の角度で放射状に拡がる光として入射させることによ
り、この光は個々の波長の光がさまざまな進行方向を持
って重ね合わされたものになる。すなわち、多くのフー
リエ成分を含むものとなる。
【００４５】そこで、一つの波長の光に注目すると、同
一波長の光が様々な角度で平行平板３０に入射すること
になる。同図には、この内の３つの異なる進行方向を有
する光が図示されている。
一波長の光が様々な角度で平行平板３０に入射すること
になる。同図には、この内の３つの異なる進行方向を有
する光が図示されている。
【００４６】平行平板３０内で多重反射した光が外部に
放出され干渉を起こし、互いに強め合って光束を形成す
るためには、前記式（１）を満たす必要があるが、平行
平板３０の厚さｄが固定されていた場合、ある波長の光
が光束を形成するようにするためには、入射角度が条件
を満たすようにならなければならない。特に、入射光が
平行光線であった場合は、光の進行方向は一定に定めら
れるので、入射角と平行平板３０の厚さｄによって決め
られる波長の光しか光束を形成することはできない。
放出され干渉を起こし、互いに強め合って光束を形成す
るためには、前記式（１）を満たす必要があるが、平行
平板３０の厚さｄが固定されていた場合、ある波長の光
が光束を形成するようにするためには、入射角度が条件
を満たすようにならなければならない。特に、入射光が
平行光線であった場合は、光の進行方向は一定に定めら
れるので、入射角と平行平板３０の厚さｄによって決め
られる波長の光しか光束を形成することはできない。
【００４７】しかしながら、本発明のように、入射光を
焦線３６を軸として放射状に拡がる光を用いることによ
り、同一波長の光でも異なる進行方向の光の集まりとす
ることができる。すなわち、入射角を一々設定しなくて
も、これら異なる進行方向を有する光の集まりの中に
は、干渉によって互いに強めあう条件を満たす角度で入
射する光が必ず存在する。
焦線３６を軸として放射状に拡がる光を用いることによ
り、同一波長の光でも異なる進行方向の光の集まりとす
ることができる。すなわち、入射角を一々設定しなくて
も、これら異なる進行方向を有する光の集まりの中に
は、干渉によって互いに強めあう条件を満たす角度で入
射する光が必ず存在する。
【００４８】同図にしめされるように、同一波長の光が
、、の角度で一度に入射することになる。このう
ちの光が互いに強めあう条件を満たす場合、との
光は条件を満たさないので外部に放出された後は干渉に
よって弱め合って光束をつくらない。一方の光は互い
に強め合うために、の矢印で示される方向に光束を作
る。
、、の角度で一度に入射することになる。このう
ちの光が互いに強めあう条件を満たす場合、との
光は条件を満たさないので外部に放出された後は干渉に
よって弱め合って光束をつくらない。一方の光は互い
に強め合うために、の矢印で示される方向に光束を作
る。
【００４９】また、他の波長の光の場合には、、の
光が条件を満たさず、の光が条件を満たすということ
が起こる。すると、この波長の場合には、の矢印で示
される方向に光束を作ることになる。
光が条件を満たさず、の光が条件を満たすということ
が起こる。すると、この波長の場合には、の矢印で示
される方向に光束を作ることになる。
【００５０】このように、複数の異なる波長の光が重ね
合わされて入射された場合は、前述したように、波長毎
に異なる方向に光束を作ることになる。以上のような作
用により、波長多重信号を異なる波長毎に同時に分波可
能である。更に、分散角は平行平板３０の厚さｄにより
調節することができるので、分散角も大きく取ることが
できる。すなわち、回折格子の場合は分散角を大きくす
るために、凹凸の間隔を狭くしなければならないが、間
隔の狭い凹凸を精度良く製造するのは困難であり、分散
角を大きくするには限界が生じる。一方、本発明は、平
行平板３０の厚さを変えるだけでよいので、製造するの
が容易であり、分散角を大きくすることができる。
合わされて入射された場合は、前述したように、波長毎
に異なる方向に光束を作ることになる。以上のような作
用により、波長多重信号を異なる波長毎に同時に分波可
能である。更に、分散角は平行平板３０の厚さｄにより
調節することができるので、分散角も大きく取ることが
できる。すなわち、回折格子の場合は分散角を大きくす
るために、凹凸の間隔を狭くしなければならないが、間
隔の狭い凹凸を精度良く製造するのは困難であり、分散
角を大きくするには限界が生じる。一方、本発明は、平
行平板３０の厚さを変えるだけでよいので、製造するの
が容易であり、分散角を大きくすることができる。
【００５１】また、平行平板３０を平行に作るだけで、
多重反射された光の位相差を正確に所定の値だけずらす
ことができるので、耐環境性にも優れている。また、本
実施例の構成は、光の偏光状態による特性の変化も少な
い。
多重反射された光の位相差を正確に所定の値だけずらす
ことができるので、耐環境性にも優れている。また、本
実施例の構成は、光の偏光状態による特性の変化も少な
い。
【００５２】図５は、本発明の他の実施例の構成図であ
る。同図においては、反射多層膜３１’の反射率がほぼ
１００％であり、反射多層膜３２’の反射率が９５％と
したものである。この場合、作用は図３、４に関して述
べたものと同じであって、異なるのは光の多重反射によ
って生じる光束３７’が入射光３８とは反対側に形成さ
れている点である。
る。同図においては、反射多層膜３１’の反射率がほぼ
１００％であり、反射多層膜３２’の反射率が９５％と
したものである。この場合、作用は図３、４に関して述
べたものと同じであって、異なるのは光の多重反射によ
って生じる光束３７’が入射光３８とは反対側に形成さ
れている点である。
【００５３】すなわち、コリメートレンズ３４で平行光
線にされた光はシリンドリカルレンズ３５によって焦線
３６に集光する入射光３８となる。平行平板３０に入射
した入射光３８は反射多層膜３１’、３２’の間で多重
反射を起こす。本実施例では、反射多層膜３１’は反射
率がほぼ１００％であるので、反射多層膜３１’側から
は光は放出されず、反射多層膜３２’の側から放出され
る。放出された光は互いに干渉しあい進行方向がその波
長に依存した光束３７’を形成する。これをレンズ３９
で集光し、受光器４０で検出する。
線にされた光はシリンドリカルレンズ３５によって焦線
３６に集光する入射光３８となる。平行平板３０に入射
した入射光３８は反射多層膜３１’、３２’の間で多重
反射を起こす。本実施例では、反射多層膜３１’は反射
率がほぼ１００％であるので、反射多層膜３１’側から
は光は放出されず、反射多層膜３２’の側から放出され
る。放出された光は互いに干渉しあい進行方向がその波
長に依存した光束３７’を形成する。これをレンズ３９
で集光し、受光器４０で検出する。
【００５４】図６は本発明の分波器の製造方法の一例で
ある。まず、図６（ａ）では、なるべく平行性のよい平
行平板３０をガラス等で形成し、その両面に真空蒸着や
イオンスパッタリング等の方法で反射膜６０及び６１を
形成する。このとき、反射膜６０と６１のうち、どちら
かを反射率がほぼ１００％に近い値になるようにすると
ともに、もう一方を反射率が１００％より小さく、好ま
しくは８０％以上になるように形成しておく。
ある。まず、図６（ａ）では、なるべく平行性のよい平
行平板３０をガラス等で形成し、その両面に真空蒸着や
イオンスパッタリング等の方法で反射膜６０及び６１を
形成する。このとき、反射膜６０と６１のうち、どちら
かを反射率がほぼ１００％に近い値になるようにすると
ともに、もう一方を反射率が１００％より小さく、好ま
しくは８０％以上になるように形成しておく。
【００５５】次に図６（ｂ）においては、反射膜６０と
６１のいずれか一方の一部を削り取る。同図において
は、反射膜６０の側が削り取られているが、削り取る面
はいずれでもよく、反射膜６０、６１の反射率の設定に
より図３の実施例のような構成になるか、図５の実施例
のような構成になるかが変わるだけである。
６１のいずれか一方の一部を削り取る。同図において
は、反射膜６０の側が削り取られているが、削り取る面
はいずれでもよく、反射膜６０、６１の反射率の設定に
より図３の実施例のような構成になるか、図５の実施例
のような構成になるかが変わるだけである。
【００５６】また、この削り取る方法としては、エッチ
ング等を用いても良いが機械的に削り取るのが最も安価
に行うことができる。但し、機械的に削り取る場合に、
平行平板３０をあまり傷つけないように注意する必要が
ある。すなわち、この反射膜が削り取られた部分は、図
３あるいは図５の実施例の照射窓３３になる部分である
ので、あまり傷が大きいと光の入射に際して不要な散乱
光を多く生じる可能性があるからである。
ング等を用いても良いが機械的に削り取るのが最も安価
に行うことができる。但し、機械的に削り取る場合に、
平行平板３０をあまり傷つけないように注意する必要が
ある。すなわち、この反射膜が削り取られた部分は、図
３あるいは図５の実施例の照射窓３３になる部分である
ので、あまり傷が大きいと光の入射に際して不要な散乱
光を多く生じる可能性があるからである。
【００５７】なお、照射窓の部分を形成するのに上記方
法のように反射膜を最初に形成しておき削り取るという
方法を用いなくても良く、予め照射窓に対応する部分に
マスクを施しておき、この部分だけ反射膜が形成されな
いようにすることも可能である。
法のように反射膜を最初に形成しておき削り取るという
方法を用いなくても良く、予め照射窓に対応する部分に
マスクを施しておき、この部分だけ反射膜が形成されな
いようにすることも可能である。
【００５８】図６（ｃ）の工程では、反射膜６０とこれ
が削り取られた部分の上に透明な接着剤６２を塗る。こ
の接着剤６２は、照射窓の部分にも塗られるためなるべ
く光の損失を生じないものが好ましい。
が削り取られた部分の上に透明な接着剤６２を塗る。こ
の接着剤６２は、照射窓の部分にも塗られるためなるべ
く光の損失を生じないものが好ましい。
【００５９】図６（ｄ）では、透明な接着剤６２の上か
ら透明な透明保護板６３を取り付け、反射膜等が傷つく
のを保護するようにする。この時、透明な接着剤６０は
反射膜６０を削り取ったためにできた段差を埋めるよう
に充満するので、透明保護板６３を平行平板３０の上面
に平行に接着することができる。
ら透明な透明保護板６３を取り付け、反射膜等が傷つく
のを保護するようにする。この時、透明な接着剤６０は
反射膜６０を削り取ったためにできた段差を埋めるよう
に充満するので、透明保護板６３を平行平板３０の上面
に平行に接着することができる。
【００６０】また、同様に、図示されてはいないが、反
射膜６１を保護するために、こちらの面にも接着剤を塗
って、保護板を取り付けることも可能である。なお、同
図の場合、反射膜６１が反射率約１００％ならば、照射
窓３３が設けられていないので、光がこちらの面を透過
することがなく、接着剤や保護板は必ずしも透明なもの
でなくてもよい。
射膜６１を保護するために、こちらの面にも接着剤を塗
って、保護板を取り付けることも可能である。なお、同
図の場合、反射膜６１が反射率約１００％ならば、照射
窓３３が設けられていないので、光がこちらの面を透過
することがなく、接着剤や保護板は必ずしも透明なもの
でなくてもよい。
【００６１】更には、光が入射あるいは出射する面の透
明保護板には、反射防止膜を設けるのもよい。例えば、
図６（ｄ）の透明保護板６３には、この面に照射窓３３
があることから、反射防止膜６４が設けられている。
明保護板には、反射防止膜を設けるのもよい。例えば、
図６（ｄ）の透明保護板６３には、この面に照射窓３３
があることから、反射防止膜６４が設けられている。
【００６２】図７は、本発明の波長分波器７３を導波路
型分波器に適用した一構成例の図である。基板６５上に
はニオブ酸リチウム等で形成された導波路等が設けられ
ている。入射導波路７０からは光ファイバ等からの光が
入射される。この光には波長の異なる複数の搬送波にの
せられた光信号が含まれている。一般に光はその幅が拡
がるように光ファイバ等から出てくるので、光ファイバ
等からの入射光はコリメートレンズ７１によって平行光
線に変換される。
型分波器に適用した一構成例の図である。基板６５上に
はニオブ酸リチウム等で形成された導波路等が設けられ
ている。入射導波路７０からは光ファイバ等からの光が
入射される。この光には波長の異なる複数の搬送波にの
せられた光信号が含まれている。一般に光はその幅が拡
がるように光ファイバ等から出てくるので、光ファイバ
等からの入射光はコリメートレンズ７１によって平行光
線に変換される。
【００６３】平行光線に変換された入射光はシリンドリ
カルレンズ７２によって、同図の図面の表面に平行な方
向にのみ集光させられる。そして、同図の図面の表面に
垂直な焦線上に集光させられた入射光は、照射窓７６か
ら波長分波器７３に入射させられる。
カルレンズ７２によって、同図の図面の表面に平行な方
向にのみ集光させられる。そして、同図の図面の表面に
垂直な焦線上に集光させられた入射光は、照射窓７６か
ら波長分波器７３に入射させられる。
【００６４】本構成例においては、波長分波器７３は前
述したように平行平板７９の一方の面に反射膜７４が、
他方の面に反射膜７５と照射窓７６とが設けられてい
る。また、平行平板７９で多重反射した光の光束は照射
窓７６と反対側に出射するように構成されている。すな
わち、反射膜７５の反射率は約１００％であり、反射膜
７４の反射率は１００％よりも小さく、平行平板７９内
で多重反射する光の一部を外部に出射するように構成さ
れている。
述したように平行平板７９の一方の面に反射膜７４が、
他方の面に反射膜７５と照射窓７６とが設けられてい
る。また、平行平板７９で多重反射した光の光束は照射
窓７６と反対側に出射するように構成されている。すな
わち、反射膜７５の反射率は約１００％であり、反射膜
７４の反射率は１００％よりも小さく、平行平板７９内
で多重反射する光の一部を外部に出射するように構成さ
れている。
【００６５】波長分波器７３を通過した光は波長毎に異
なる進行方向に向かって光束となって出射し、レンズ７
７によって集束される。そして、図７に図示されている
ように、レンズ７７によって集光させられることによっ
て、異なる角度で波長分波器７３を出てきた光は、異な
る点に集光する。すなわち、例えば、波長λ1 、λ2、
λ3 のそれぞれの光は、図示されているような点に集光
されることになる。
なる進行方向に向かって光束となって出射し、レンズ７
７によって集束される。そして、図７に図示されている
ように、レンズ７７によって集光させられることによっ
て、異なる角度で波長分波器７３を出てきた光は、異な
る点に集光する。すなわち、例えば、波長λ1 、λ2、
λ3 のそれぞれの光は、図示されているような点に集光
されることになる。
【００６６】レンズ７７によって光が集光される場所に
は、波長毎に集光された光を受光するための受光導波路
７８が複数設けられている。各受光導波路７８は、それ
ぞれ単一の波長の搬送波にのせられた光信号を導くよう
に設けられており、波長多重方式によって送られてき
た、各チャンネルの信号を同時に受光する。
は、波長毎に集光された光を受光するための受光導波路
７８が複数設けられている。各受光導波路７８は、それ
ぞれ単一の波長の搬送波にのせられた光信号を導くよう
に設けられており、波長多重方式によって送られてき
た、各チャンネルの信号を同時に受光する。
【００６７】各受光導波路７８によって導かれる光は、
その後段に各受光導波路７８に１対１に対応して設けら
れるフォトダイオード等の受光器により検出され、信号
として処理される。
その後段に各受光導波路７８に１対１に対応して設けら
れるフォトダイオード等の受光器により検出され、信号
として処理される。
【００６８】なお、上記実施例においては、焦線は照射
窓の表面内に含まれることを仮定して説明したが、必ず
しもこれに限られるものではなく、焦線が平行平板の中
に入り込んでいても、また照射窓の手前で入射光が焦線
に集光される構成であってもよい。
窓の表面内に含まれることを仮定して説明したが、必ず
しもこれに限られるものではなく、焦線が平行平板の中
に入り込んでいても、また照射窓の手前で入射光が焦線
に集光される構成であってもよい。
【００６９】また、上記実施例においては、２つの反射
多層膜の一方の反射率がほぼ１００％の構成のみ示した
が、必ずしもこの構成に限られない。すなわち、例え
ば、両方の反射多層膜の反射率を９５％としたばあいに
も同様の作用が得られる。この場合、両方の反射多層膜
から外部に光線が漏れ、干渉の結果、進行方向が波長に
依存した光束を平行平板の両側に形成することになる。
多層膜の一方の反射率がほぼ１００％の構成のみ示した
が、必ずしもこの構成に限られない。すなわち、例え
ば、両方の反射多層膜の反射率を９５％としたばあいに
も同様の作用が得られる。この場合、両方の反射多層膜
から外部に光線が漏れ、干渉の結果、進行方向が波長に
依存した光束を平行平板の両側に形成することになる。
【００７０】
【発明の効果】本発明によれば、複数の波長の光を一度
に分離することができるので、光多重方式の光通信にお
ける受信機を小型化することができる。
に分離することができるので、光多重方式の光通信にお
ける受信機を小型化することができる。
【００７１】回折格子を用いた受信器に比べ、波長変化
に対する分散角が大きいので、多重度の大きい光多重通
信においても光信号を正確に受光することができる。ま
た、構造が単純で、安価となりうる。更に、多重反射を
使うため、各光線の位相差が常に一定しており、特性が
安定であり、回折格子を用いた場合には避けることので
きない偏光による特性の変化を小さくできる。
に対する分散角が大きいので、多重度の大きい光多重通
信においても光信号を正確に受光することができる。ま
た、構造が単純で、安価となりうる。更に、多重反射を
使うため、各光線の位相差が常に一定しており、特性が
安定であり、回折格子を用いた場合には避けることので
きない偏光による特性の変化を小さくできる。
【００７２】また、アレイ導波路格子と比較しても、構
造が単純であると共に、多重反射を利用することによる
特性の安定性が良く、耐環境性に優れている。
造が単純であると共に、多重反射を利用することによる
特性の安定性が良く、耐環境性に優れている。
【図１】本発明の原理を説明する図（その１）である。
【図２】本発明の原理を説明する図（その２）である。
【図３】本発明の一実施例を示す斜視図である。
【図４】実施例の構成及び作用を説明する図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す斜視図である。
【図６】本発明の波長分波器の製造工程を示す図であ
る。
る。
【図７】本発明の波長分波器を導波路型波長分波器に適
用した正面図である。
用した正面図である。
【図８】従来の波長分波器を説明する図（その１）であ
る。
る。
【図９】従来の波長分波器を説明する図（その２）であ
る。
る。
１０、３８ 入射光 １１、３３、７６ 照射窓 １２、１３、４４、４５ 反射面 ３０ 平行平板 ３１、３２、３１’、３２’ 反射多層膜 ３４、７１ コリメートレ
ンズ ３５、７２ シリンドリカ
ルレンズ ３６ 焦線 ３７、３７’ 光束 ３９、７７ レンズ ４０ 受光器 ４１ 光軸 ６０、６１、７４、７５ 反射膜 ６２ 透明な接着剤 ６３ 透明保護板 ６４ 反射防止膜 ６５ 基板 ７０ 入射導波路 ７３ 波長分波器 ７８ 受光導波路 ７９ 平行平板 ８０ 透明基板 ８１ 多層干渉膜 ８５、８６ 反射板 ８７、８８ 反射ミラー ８９ ハーフミラー ９１ 出射口 ９３ 入射口 ９４ 導波路
ンズ ３５、７２ シリンドリカ
ルレンズ ３６ 焦線 ３７、３７’ 光束 ３９、７７ レンズ ４０ 受光器 ４１ 光軸 ６０、６１、７４、７５ 反射膜 ６２ 透明な接着剤 ６３ 透明保護板 ６４ 反射防止膜 ６５ 基板 ７０ 入射導波路 ７３ 波長分波器 ７８ 受光導波路 ７９ 平行平板 ８０ 透明基板 ８１ 多層干渉膜 ８５、８６ 反射板 ８７、８８ 反射ミラー ８９ ハーフミラー ９１ 出射口 ９３ 入射口 ９４ 導波路
Claims (15)
- 【請求項１】 相対する第１および第２の互いに平行な
反射面を持ち、該第１及び第２の反射面のいずれか一方
の面上もしくはその近傍に面に平行に設定される線分か
らその線分に垂直方向に放射状に広がる光線を、前記第
１、第２の反射面間に入射させ、多重反射の毎に第１及
び第２のいずれか一方の反射面を透過して光を出力し、
それらの干渉の結果、進行方向が光の波長により異なる
光束を形成することを特徴とする波長分波器。 - 【請求項２】 前記第１および第２の反射面が、透明体
よりなる平行平板の相対する２つの面に形成されること
を特徴とする請求項１記載の波長分波器。 - 【請求項３】 前記平行平板を形成する前記透明体はガ
ラスでできていることを特徴とする請求項２記載の波長
分波器。 - 【請求項４】 前記光束を集光するレンズと、該光束の
集光位置に集光された光束を受ける受光素子または光伝
搬路とを更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のい
ずれか１つに記載の波長分波器。 - 【請求項５】 前記放射状に拡がる光線は、光導波路内
を伝搬する光線から形成されることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１つに記載の波長分波器。 - 【請求項６】 前記放射状に拡がる光線は、３次元空間
内の平行光線から１方向のみにレンズ機能を有する素子
によって作られる請求項１〜５のいずれか１つに記載の
波長分波器。 - 【請求項７】 前記１方向のみにレンズ機能を有する素
子は、シリンドリカルレンズであることを特徴とする請
求項６記載の波長分波器。 - 【請求項８】 前記第１及び第２の反射面のうち、一方
の反射率が実質的に１００％であり、他方の反射率が１
００％よりも低く８０％よりも高いことを特徴とする請
求項１〜７のいずれか１つに記載の波長分波器。 - 【請求項９】 前記第１及び第２の反射面のうち、反射
率が実質的に１００％の反射面上の一部に、反射が無視
できるほどに反射率が低い部分を設け、その部分より光
を入射させるとともに、該光が２つの反射面間を１往復
した際に該反射率の低い部分から光が漏れ出さないよう
に、該光の光軸を前記反射面に対して垂直から傾けたこ
とを特徴とする請求項８記載の波長分波器。 - 【請求項１０】 前記第１及び第２の反射面のうち、反
射率が１００％より低く８０％より高い反射面の上の一
部に、反射が無視できる程度に反射率が低い部分を設
け、その部分より光を入射させるとともに、、該光が２
つの反射面間を１往復した際に該反射率の低い部分から
光が漏れ出さないように、該光の光軸を前記反射面に対
して垂直入射から傾けたことを特徴とする請求項８記載
の波長分波器。 - 【請求項１１】 光を線分上に集光させ、該線分が第１
及び第２のいずれか一方の反射面の一部に設けられた反
射率の低い部分の上にくるように構成したことにより、
前記第１及び第２の反射面間に光を入射させることを特
徴とする請求項９または１０記載の波長分波器。 - 【請求項１２】 異なる波長の光を異なる進行方向を有
する光束に分離する波長分波器の製造方法において、 少なくとも互いに平行な２つの面を有する平行平板の該
互いに平行なそれぞれの面にそれぞれ反射膜を形成し、 前記反射膜のいずれか一方の反射膜の一部に反射率の低
い部分を形成し、 少なくとも前記反射率の低い部分が形成された面の上に
透明体を形成することを特徴とする波長分波器の製造方
法。 - 【請求項１３】 前記反射率の低い部分は、前記反射膜
の一部を機械的に削り取ることにより形成されることを
特徴とする請求項１２記載の波長分波器の製造方法。 - 【請求項１４】 前記反射率の低い部分は、前記反射膜
の一部をエッチングにより取り除くことにより形成され
ることを特徴とする請求項１２記載の波長分波器の製造
方法。 - 【請求項１５】 前記反射率の低い部分は、マスキング
により予めこの部分に反射膜を形成しないようにするこ
とにより形成されることを特徴とする請求項１２記載の
波長分波器の製造方法。
Priority Applications (13)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19053595A JP3464081B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 波長分波器 |
| US08/685,362 US5999320A (en) | 1995-07-26 | 1996-07-24 | Virtually imaged phased array as a wavelength demultiplexer |
| KR1019960030251A KR100271565B1 (ko) | 1995-07-26 | 1996-07-25 | 파장분파기 및 그의 제조방법 |
| CN96110861A CN1125369C (zh) | 1995-07-26 | 1996-07-26 | 作为波长信号分离器的虚像相控阵及其制备方法 |
| US08/796,842 US5930045A (en) | 1995-07-26 | 1997-02-07 | Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion |
| US08/910,251 US5969865A (en) | 1995-07-26 | 1997-08-13 | Optical apparatus which uses a virtually imaged phased array to produce chromatic dispersion |
| US08/948,945 US5973838A (en) | 1995-07-26 | 1997-10-10 | Apparatus which includes a virtually imaged phased array (VIPA) in combination with a wavelength splitter to demultiplex wavelength division multiplexed (WDM) light |
| US09/099,422 US5969866A (en) | 1995-07-26 | 1998-06-18 | Virtually imaged phased array (VIPA) having air between reflecting surfaces |
| US09/114,071 US6028706A (en) | 1995-07-26 | 1998-07-13 | Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile |
| US09/140,639 US6169630B1 (en) | 1995-07-26 | 1998-08-26 | Virtually imaged phased array (VIPA) having lenses arranged to provide a wide beam width |
| US09/140,638 US6144494A (en) | 1995-07-26 | 1998-08-26 | Virtually imaged phased array (VIPA) having spacer element and optical length adjusting element |
| US09/352,660 US6185040B1 (en) | 1995-07-26 | 1999-07-07 | Virtually imaged phased array (VIPA) having spacer element and optical length adjusting element |
| US09/431,206 US6304382B1 (en) | 1995-07-26 | 1999-11-01 | Virtually imaged phased array (VIPA) having a varying reflectivity surface to improve beam profile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19053595A JP3464081B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 波長分波器 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003198044A Division JP3611842B2 (ja) | 2003-07-16 | 2003-07-16 | 波長分波器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943057A true JPH0943057A (ja) | 1997-02-14 |
| JP3464081B2 JP3464081B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=16259710
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19053595A Expired - Lifetime JP3464081B2 (ja) | 1995-07-26 | 1995-07-26 | 波長分波器 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3464081B2 (ja) |
| KR (1) | KR100271565B1 (ja) |
| CN (1) | CN1125369C (ja) |
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