JPH10311905A - 屈折率分布型レンズ光学装置 - Google Patents
屈折率分布型レンズ光学装置Info
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- JPH10311905A JPH10311905A JP10032260A JP3226098A JPH10311905A JP H10311905 A JPH10311905 A JP H10311905A JP 10032260 A JP10032260 A JP 10032260A JP 3226098 A JP3226098 A JP 3226098A JP H10311905 A JPH10311905 A JP H10311905A
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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
- G02B6/29389—Bandpass filtering, e.g. 1x1 device rejecting or passing certain wavelengths
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 二重フィルタリングが、フィルタの透過帯域
又は透過波長で達成され第一及び第二のレンズのみのよ
り簡単な配置で、第一のレンズの光軸に関して異なる角
度又は方向に光を導く。 【解決手段】 ずれた光軸をもつ第一の屈折率分布型レ
ンズ１０ａ及び第二の屈折率分布型レンズ１０ｂを有
し、第一のレンズは１又は２以上の入力ポートを入力端
に有し、第二のレンズは第一のレンズからの光を受ける
ために設け、反射面は第二のレンズの端面にコーティン
グされ、又は第二の端面に近接して設けられ且つ第一の
レンズの入力端面に発射された入力光線を反射するよう
に位置し、該反射面は、第一のレンズに戻すためにそれ
に入力した光が平行光となる位置に設ける。
又は透過波長で達成され第一及び第二のレンズのみのよ
り簡単な配置で、第一のレンズの光軸に関して異なる角
度又は方向に光を導く。 【解決手段】 ずれた光軸をもつ第一の屈折率分布型レ
ンズ１０ａ及び第二の屈折率分布型レンズ１０ｂを有
し、第一のレンズは１又は２以上の入力ポートを入力端
に有し、第二のレンズは第一のレンズからの光を受ける
ために設け、反射面は第二のレンズの端面にコーティン
グされ、又は第二の端面に近接して設けられ且つ第一の
レンズの入力端面に発射された入力光線を反射するよう
に位置し、該反射面は、第一のレンズに戻すためにそれ
に入力した光が平行光となる位置に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、一般に屈折率分
布型レンズを用いた光結合装置に係り、特に、実施の形
態に示すような、同一のフィルタ素子を通過する多重通
過フィルタリングを提供する屈折率分布型レンズ光学装
置に関する。
布型レンズを用いた光結合装置に係り、特に、実施の形
態に示すような、同一のフィルタ素子を通過する多重通
過フィルタリングを提供する屈折率分布型レンズ光学装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的波長分割多重フィルタ（以下、
「ＷＤＭフィルタ」という、ＷＤＭはoptical wabeleng
th division multiplexed の略）の通常の構成の１つ
は、典型的には、２つの四分の一ピッチの屈折率分布型
（ＧＲＩＮ）レンズの間に設置され、透明物質上に設け
た多層の薄膜構造を有するＷＤＭフィルタ素子である。
ある例では、薄膜のコーティングがレンズの端面の一方
に施されている。この型のレンズは、商標名「ＳＥＬＦ
ＯＣ」の下で製造されている。この商標は日本で登録さ
れ、日本板硝子株式会社によって所有されている。
「ＷＤＭフィルタ」という、ＷＤＭはoptical wabeleng
th division multiplexed の略）の通常の構成の１つ
は、典型的には、２つの四分の一ピッチの屈折率分布型
（ＧＲＩＮ）レンズの間に設置され、透明物質上に設け
た多層の薄膜構造を有するＷＤＭフィルタ素子である。
ある例では、薄膜のコーティングがレンズの端面の一方
に施されている。この型のレンズは、商標名「ＳＥＬＦ
ＯＣ」の下で製造されている。この商標は日本で登録さ
れ、日本板硝子株式会社によって所有されている。
【０００３】四分の一ピッチとして示されたレンズに沿
った位置、例えば端面で、入力光線が平行になる。この
現象を図１にさらに示す。そこでは、２つの組み合わさ
れた四分の一ピッチの屈折率分布型レンズが背中合わせ
の関係で設けられている。各屈折率分布型レンズは、光
線を受けまたは透過させるためにレンズの１つの端面に
沿った点又は領域に１つのポートを設けている。
った位置、例えば端面で、入力光線が平行になる。この
現象を図１にさらに示す。そこでは、２つの組み合わさ
れた四分の一ピッチの屈折率分布型レンズが背中合わせ
の関係で設けられている。各屈折率分布型レンズは、光
線を受けまたは透過させるためにレンズの１つの端面に
沿った点又は領域に１つのポートを設けている。
【０００４】以下の記述において、異なる図面に示され
た同一の要素は、同一の符号が付されていると理解すべ
きである。図１は、波長λ1 の光を反射し波長λ2 の光
を透過させるように設けられた二色性のフィルタ８が、
前記レンズの平行光端面１４ａ，１４ｂの間に挟まれて
いる一対の四分の一ピッチの屈折率分布型レンズ１０ａ
及び１０ｂを示す。
た同一の要素は、同一の符号が付されていると理解すべ
きである。図１は、波長λ1 の光を反射し波長λ2 の光
を透過させるように設けられた二色性のフィルタ８が、
前記レンズの平行光端面１４ａ，１４ｂの間に挟まれて
いる一対の四分の一ピッチの屈折率分布型レンズ１０ａ
及び１０ｂを示す。
【０００５】入力ポート１２及び出力ポート１３がレン
ズ１０ａの焦点端面に設けられている。レンズ１０ｂ
は、焦点端面で、入力ポート１２と光学的に直線上に並
べられた出力ポート１６を有する。本明細書で「ポー
ト」という語句の意味は、屈折率分布型レンズの端面上
にあり、光がレンズに発射され又はレンズから受光され
る位置と理解すべきである。
ズ１０ａの焦点端面に設けられている。レンズ１０ｂ
は、焦点端面で、入力ポート１２と光学的に直線上に並
べられた出力ポート１６を有する。本明細書で「ポー
ト」という語句の意味は、屈折率分布型レンズの端面上
にあり、光がレンズに発射され又はレンズから受光され
る位置と理解すべきである。
【０００６】通常の２色性フィルタ素子は典型的には、
一対の四分の一ピッチの屈折率分布型レンズから構成さ
れ、内側の端面の１つが複数の薄いフィルム層からなる
フィルタによって覆われているか、又は、薄いフィルム
層によって覆われ、一対の屈折率分布型レンズの内側に
対向する端面間に設けられた透明物質を有する。
一対の四分の一ピッチの屈折率分布型レンズから構成さ
れ、内側の端面の１つが複数の薄いフィルム層からなる
フィルタによって覆われているか、又は、薄いフィルム
層によって覆われ、一対の屈折率分布型レンズの内側に
対向する端面間に設けられた透明物質を有する。
【０００７】波長λ1 及びλ2 を含む光線の成分が、入
力ポート１２に発射されると、波長λ1 の光が、フィル
タ８から後方へ屈折率分布型レンズ１０ａの出力ポート
１３方向まで、反射される。波長λ2 の光はフィルタ８
を通って透過され、レンズ１０ｂの出力ポート１６へ向
かう。図２は、図１のフィルタ８による波長対振幅透過
応答についてのグラフを示す。
力ポート１２に発射されると、波長λ1 の光が、フィル
タ８から後方へ屈折率分布型レンズ１０ａの出力ポート
１３方向まで、反射される。波長λ2 の光はフィルタ８
を通って透過され、レンズ１０ｂの出力ポート１６へ向
かう。図２は、図１のフィルタ８による波長対振幅透過
応答についてのグラフを示す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】これらのＷＤＭフィル
タはそれらの意図された機能を遂行するけれども、より
鋭く、より急勾配のよりしっかりとした応答をするフィ
ルタが同時に求められている。この望まれた応答は多重
の、同様の、縦続化（cascaded；カスケード化)された
フィルタを通して光線を通過させることによって達成さ
れるか、又は、代わりに、あまり好ましくはないが、２
個のＷＤＭフィルタ素子をともに挟むことによって達成
される。しかしながら、後者の解決法は製造が困難であ
り信頼性のある設計に結びつかない。
タはそれらの意図された機能を遂行するけれども、より
鋭く、より急勾配のよりしっかりとした応答をするフィ
ルタが同時に求められている。この望まれた応答は多重
の、同様の、縦続化（cascaded；カスケード化)された
フィルタを通して光線を通過させることによって達成さ
れるか、又は、代わりに、あまり好ましくはないが、２
個のＷＤＭフィルタ素子をともに挟むことによって達成
される。しかしながら、後者の解決法は製造が困難であ
り信頼性のある設計に結びつかない。
【０００９】図１のフィルタの応答の傾斜を改善する１
つの方法としては、ポート１６での出力のフィルタリン
グ（濾光）を２回繰り返すことである。これによって、
図４に示すように非常に鋭い出力応答を得る。これは、
図３に示すように再び同じフィルタを通してポート１６
での信号を通過させることによってなし遂げられる。
つの方法としては、ポート１６での出力のフィルタリン
グ（濾光）を２回繰り返すことである。これによって、
図４に示すように非常に鋭い出力応答を得る。これは、
図３に示すように再び同じフィルタを通してポート１６
での信号を通過させることによってなし遂げられる。
【００１０】第一のフィルタ３０の出力ポート１６は、
屈折率分布型レンズへ向かう光ファイバと結合するため
の光ファイバ・チューブ（図示せず）のような在来の結
合手段を用いて、第二のフィルタ３２の入力ポート１２
（入力端）に接続される。この縦続型装置は、その意図
した機能を遂行するけれども、結合することによって生
じる結合損失は重大である。さらに、この構造では、４
つの四分の一ピッチの屈折率分布型レンズ及び比較的高
価な二色性光学的マッチトフィルタを必要とする。
屈折率分布型レンズへ向かう光ファイバと結合するため
の光ファイバ・チューブ（図示せず）のような在来の結
合手段を用いて、第二のフィルタ３２の入力ポート１２
（入力端）に接続される。この縦続型装置は、その意図
した機能を遂行するけれども、結合することによって生
じる結合損失は重大である。さらに、この構造では、４
つの四分の一ピッチの屈折率分布型レンズ及び比較的高
価な二色性光学的マッチトフィルタを必要とする。
【００１１】それ故に、この発明の目的は、２回以上、
１つのフィルタを通して光の少なくとも１波長が通過す
る方法及び装置を提供することである。本発明のさらな
る目的は、入力光が１つの光学素子を通して反射によっ
て２回以上通過する、新規で、コンパクトな光学装置を
提供することである。本発明のさらなる目的は、最初の
角度で装置に発射された入力光線がもとの入力端に戻り
異なった角度で出力するコンパクトな光学装置を一つの
実施の形態で提供することである。
１つのフィルタを通して光の少なくとも１波長が通過す
る方法及び装置を提供することである。本発明のさらな
る目的は、入力光が１つの光学素子を通して反射によっ
て２回以上通過する、新規で、コンパクトな光学装置を
提供することである。本発明のさらなる目的は、最初の
角度で装置に発射された入力光線がもとの入力端に戻り
異なった角度で出力するコンパクトな光学装置を一つの
実施の形態で提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、その入
力端に発射された入力光を、他方のポートの少なくとも
１つで且つ異なった角度で該装置の同じ端面から出力さ
せるように導く光学装置を提供する。その１つの実施の
形態では、レンズの光軸に関して装置に第一の角度で入
力し、同一の端面から異なった角度で出力するものであ
る。
力端に発射された入力光を、他方のポートの少なくとも
１つで且つ異なった角度で該装置の同じ端面から出力さ
せるように導く光学装置を提供する。その１つの実施の
形態では、レンズの光軸に関して装置に第一の角度で入
力し、同一の端面から異なった角度で出力するものであ
る。
【００１３】さらなる実施の形態では、光は、入力端面
にある第一のポートで装置に入力し、該入力端面の第二
のポートで２回出力しながら装置内にある１つの光学素
子を通過する。少なくとも２つの屈折率分布型レンズ
が、１つのレンズの端面から他のレンズの端面に光が通
過できるような状態で設置される。しかしながら、レン
ズの光軸同士は、ずれている。
にある第一のポートで装置に入力し、該入力端面の第二
のポートで２回出力しながら装置内にある１つの光学素
子を通過する。少なくとも２つの屈折率分布型レンズ
が、１つのレンズの端面から他のレンズの端面に光が通
過できるような状態で設置される。しかしながら、レン
ズの光軸同士は、ずれている。
【００１４】レンズの１つはその端面又はその近傍で、
入力光線の予め定めた光量が入力端に向かって後戻り方
向に反射することができるように少なくとも部分的に反
射する反射コーティングを施している。反射コーティン
グは、装置へ入力した光が平行光となることを確実にす
るような状態に配置されている。
入力光線の予め定めた光量が入力端に向かって後戻り方
向に反射することができるように少なくとも部分的に反
射する反射コーティングを施している。反射コーティン
グは、装置へ入力した光が平行光となることを確実にす
るような状態に配置されている。
【００１５】本発明によれば、少なくとも３つのポート
をもち、該３つのポートの内、少なくとも１つは入力ポ
ートであり少なくとも１つは出力ポートをもつ焦点端、
及び略平行光端をもつ第一の屈折率分布型レンズと、第
一の屈折率分布型レンズの焦点端面上にある少なくとも
１つの出力ポートに対し、少なくとも光の予め定めた波
長部分を反射させるために、少なくとも部分的に反射を
行う略平行光端面、及び略焦点端面をもつ第二の屈折率
分布型レンズと、第一及び第二の屈折率分布型レンズの
略平行光端面間に配置された光学素子と、を有する光学
装置が設けられ、該第一及び第二の屈折率分布型レンズ
は、ずらした光軸を有する光学装置が提供されている。
をもち、該３つのポートの内、少なくとも１つは入力ポ
ートであり少なくとも１つは出力ポートをもつ焦点端、
及び略平行光端をもつ第一の屈折率分布型レンズと、第
一の屈折率分布型レンズの焦点端面上にある少なくとも
１つの出力ポートに対し、少なくとも光の予め定めた波
長部分を反射させるために、少なくとも部分的に反射を
行う略平行光端面、及び略焦点端面をもつ第二の屈折率
分布型レンズと、第一及び第二の屈折率分布型レンズの
略平行光端面間に配置された光学素子と、を有する光学
装置が設けられ、該第一及び第二の屈折率分布型レンズ
は、ずらした光軸を有する光学装置が提供されている。
【００１６】本発明の別の側面によれば、各々焦点端及
び平行光端をもつ第一及び第二の屈折率分布型レンズ
と、第一の屈折率分布型レンズ及び第二の屈折率分布型
レンズの内方的に対向する端面間に設定された光学素子
とを有する光学装置が提供されている。第一の屈折率分
布型レンズの焦点端及び平行光端のいずれか１つは第二
の屈折率分布型レンズ上にある同一のものに対向し、該
第二の屈折率分布型レンズは、第一の屈折率分布型レン
ズに対し光を反射して戻すために外端面で又はその近傍
に反射面を有するとともに、第一の屈折率分布型レンズ
の光軸から外れた光軸を有する。
び平行光端をもつ第一及び第二の屈折率分布型レンズ
と、第一の屈折率分布型レンズ及び第二の屈折率分布型
レンズの内方的に対向する端面間に設定された光学素子
とを有する光学装置が提供されている。第一の屈折率分
布型レンズの焦点端及び平行光端のいずれか１つは第二
の屈折率分布型レンズ上にある同一のものに対向し、該
第二の屈折率分布型レンズは、第一の屈折率分布型レン
ズに対し光を反射して戻すために外端面で又はその近傍
に反射面を有するとともに、第一の屈折率分布型レンズ
の光軸から外れた光軸を有する。
【００１７】本発明のもう１つ別の側面によれば、２つ
の並置した屈折率分布型レンズ及びこれらの間にあるフ
ィルタ素子を有する１つのＷＤＭフィルタと、２つの並
置された屈折率分布型レンズとを有する光学装置を提供
するものである。該第三の屈折率分布型レンズは、２つ
の並置された屈折率分布型レンズの光軸の少なくとも１
つとずれた光軸をもつものである。
の並置した屈折率分布型レンズ及びこれらの間にあるフ
ィルタ素子を有する１つのＷＤＭフィルタと、２つの並
置された屈折率分布型レンズとを有する光学装置を提供
するものである。該第三の屈折率分布型レンズは、２つ
の並置された屈折率分布型レンズの光軸の少なくとも１
つとずれた光軸をもつものである。
【００１８】本発明のさらに別の実施の形態において、
光軸がずれた第一の屈折率分布型レンズ及び第二の屈折
率分布型レンズと、第二の屈折率分布型レンズの第二の
端面上又はその近傍にあり、第一の屈折率分布型レンズ
の入力端面に発射された入力光線を反射するように位置
する少なくとも部分的に反射する面とを有する光学装置
を提供するものである。第一の屈折率分布型レンズは、
その入力端面で少なくとも１つの入力ポートをもち、第
二の屈折率分布型レンズは、その第１の端面で第一の屈
折率分布型レンズからの光を受光するために配置されて
いるものである。
光軸がずれた第一の屈折率分布型レンズ及び第二の屈折
率分布型レンズと、第二の屈折率分布型レンズの第二の
端面上又はその近傍にあり、第一の屈折率分布型レンズ
の入力端面に発射された入力光線を反射するように位置
する少なくとも部分的に反射する面とを有する光学装置
を提供するものである。第一の屈折率分布型レンズは、
その入力端面で少なくとも１つの入力ポートをもち、第
二の屈折率分布型レンズは、その第１の端面で第一の屈
折率分布型レンズからの光を受光するために配置されて
いるものである。
【００１９】
【発明の実施の形態】発明の好ましい実施の形態が、図
６に示され、そこでは、第３の屈折率分布型レンズ１０
ｃが第２の屈折率分布型レンズ１０ｂの出力端と光学的
に結合されている。第３の屈折率分布型レンズは、それ
に入力した光を反射するために、外端面が反射面（反射
膜）４２によって覆われている。第１及び第２の屈折率
分布型レンズ１０ａ，１０ｂは共通の光軸を共有してい
るが、第３の屈折率分布型レンズ１０ｃは他の２つのレ
ンズの光軸からずれている。
６に示され、そこでは、第３の屈折率分布型レンズ１０
ｃが第２の屈折率分布型レンズ１０ｂの出力端と光学的
に結合されている。第３の屈折率分布型レンズは、それ
に入力した光を反射するために、外端面が反射面（反射
膜）４２によって覆われている。第１及び第２の屈折率
分布型レンズ１０ａ，１０ｂは共通の光軸を共有してい
るが、第３の屈折率分布型レンズ１０ｃは他の２つのレ
ンズの光軸からずれている。
【００２０】これは、反射面（反射膜）４２から戻る光
を、第１の屈折率分布型レンズ１０ａの入力端面にある
第三のポート７に向けるためになされたものである。レ
ンズ１０ｃの位置が、矢印６２ａ又は矢印６２ｂの方向
に変化し、レンズ１０ｃ及びレンズ１０ｂの光軸間の距
離が変化するので、レンズ１０ａの入力端面にあるポー
ト７の位置が変化する。
を、第１の屈折率分布型レンズ１０ａの入力端面にある
第三のポート７に向けるためになされたものである。レ
ンズ１０ｃの位置が、矢印６２ａ又は矢印６２ｂの方向
に変化し、レンズ１０ｃ及びレンズ１０ｂの光軸間の距
離が変化するので、レンズ１０ａの入力端面にあるポー
ト７の位置が変化する。
【００２１】動いているレンズ１０ｃの効果は、レンズ
１０ａでの焦点（ポート７）を変化させる結果となるレ
ンズ１０ａの平行光端へ発射された光線角度を変える。
反射面（反射膜）４２は、そこに入力する光の５％が透
過するように設計され、このようにして信号λ2 の一部
を分岐させる分岐点（tap;タップ）を提供する。もちろ
ん、波長依存フィルタは、代わりに、１以上の波長を反
射し且つ１以上の他の波長を透過するように設けても良
い。
１０ａでの焦点（ポート７）を変化させる結果となるレ
ンズ１０ａの平行光端へ発射された光線角度を変える。
反射面（反射膜）４２は、そこに入力する光の５％が透
過するように設計され、このようにして信号λ2 の一部
を分岐させる分岐点（tap;タップ）を提供する。もちろ
ん、波長依存フィルタは、代わりに、１以上の波長を反
射し且つ１以上の他の波長を透過するように設けても良
い。
【００２２】操作するには、波長λ1 及びλ2 の光を、
レンズ１０ａの一端にある入力端に発射する。ＷＤＭフ
ィルタ３０は波長λ1 の光を反射し、二重矢印で示した
波長λ2 の光を透過させる。該光はレンズ１０ｂ及び１
０ｃに伝播し、大部分は、反射面（反射膜）４２によっ
て異なった経路に沿った後方向に反射し、ポート７でレ
ンズ１０ａの端面から出力する。こうして、波長λ２の
ポート７での信号はフィルタ３０を２回通過したことに
なる。
レンズ１０ａの一端にある入力端に発射する。ＷＤＭフ
ィルタ３０は波長λ1 の光を反射し、二重矢印で示した
波長λ2 の光を透過させる。該光はレンズ１０ｂ及び１
０ｃに伝播し、大部分は、反射面（反射膜）４２によっ
て異なった経路に沿った後方向に反射し、ポート７でレ
ンズ１０ａの端面から出力する。こうして、波長λ２の
ポート７での信号はフィルタ３０を２回通過したことに
なる。
【００２３】別の実施の形態では、図７に示すように、
反射面（反射膜）４２は、波長選択フィルタの形態をも
つ波長依存膜を構成する。この実施の形態では、フィル
タ３０は波長λ1 の光を反射し、波長λ2 及びλ3 の光
を透過させるように設けられている。このように、波長
λ1 、λ2 及びλ3 からなる混成光線がフィルタ３０に
入力すると、波長λ1 は反射され、波長λ2 及びλ3 の
波長の光が透過し、反射面（波長選択フィルタ）４２へ
向かう。
反射面（反射膜）４２は、波長選択フィルタの形態をも
つ波長依存膜を構成する。この実施の形態では、フィル
タ３０は波長λ1 の光を反射し、波長λ2 及びλ3 の光
を透過させるように設けられている。このように、波長
λ1 、λ2 及びλ3 からなる混成光線がフィルタ３０に
入力すると、波長λ1 は反射され、波長λ2 及びλ3 の
波長の光が透過し、反射面（波長選択フィルタ）４２へ
向かう。
【００２４】ここで、波長λ2 の光は反射され、波長λ
3 の光は反射面（フィルタ）４２を透過する。代わり
に、波長λ3 の光は、反射面（フィルタ）４２の端面に
進むことができ、それによって波長λ3 の光の経路を付
け加えることができる。ここで、波長λ2 の光の二重フ
ィルタリングが達成される。
3 の光は反射面（フィルタ）４２を透過する。代わり
に、波長λ3 の光は、反射面（フィルタ）４２の端面に
進むことができ、それによって波長λ3 の光の経路を付
け加えることができる。ここで、波長λ2 の光の二重フ
ィルタリングが達成される。
【００２５】図８は、図６の実施の形態に類似する実施
の形態を示す。しかしながら、分岐ポートが設けられて
いない。この実施の形態における反射素子は全反射を行
う反射鏡である。反射素子（反射面）４２は、反射素子
４２へ入力した光が平行光になるように、レンズ１０ｃ
の端面の近傍又は近接して設けられている。
の形態を示す。しかしながら、分岐ポートが設けられて
いない。この実施の形態における反射素子は全反射を行
う反射鏡である。反射素子（反射面）４２は、反射素子
４２へ入力した光が平行光になるように、レンズ１０ｃ
の端面の近傍又は近接して設けられている。
【００２６】図５に示すように、もし、第３のレンズ１
０ｃの光軸が同軸で、他の２つのレンズ１０ａ、１０ｂ
の軸からずれていない場合には、波長λ2 の２回濾光
（フィルタリング）された光線が進むのと同じ経路に沿
って戻り、入力ポート１２（入力端）で出力することに
帰着する。図６に示すようにレンズ１０ｃを移動しレン
ズ１０ｂ，１０ｃの軸をずらすことによって、２回濾光
された波長λ2 の光線は第三のポート７に導かれる。
０ｃの光軸が同軸で、他の２つのレンズ１０ａ、１０ｂ
の軸からずれていない場合には、波長λ2 の２回濾光
（フィルタリング）された光線が進むのと同じ経路に沿
って戻り、入力ポート１２（入力端）で出力することに
帰着する。図６に示すようにレンズ１０ｃを移動しレン
ズ１０ｂ，１０ｃの軸をずらすことによって、２回濾光
された波長λ2 の光線は第三のポート７に導かれる。
【００２７】図９によると、発明の別の実施の形態が示
されている。ここでは、第１の屈折率分布型レンズ１０
ａは、第１の屈折率分布型レンズ１０ａの光軸から外れ
た光軸をもつ第２の屈折率分布型レンズ１０ｂと光学的
に結合している。反射面（反射素子）４２は、レンズ１
０ｂの端面若しくはその近傍にある分離した光学素子で
あるか、又は、レンズ１０ｂの端面上の膜であって、反
射面（反射素子）４２に入力した光線が略平行光となる
ことを確実とするような位置に設けられている。
されている。ここでは、第１の屈折率分布型レンズ１０
ａは、第１の屈折率分布型レンズ１０ａの光軸から外れ
た光軸をもつ第２の屈折率分布型レンズ１０ｂと光学的
に結合している。反射面（反射素子）４２は、レンズ１
０ｂの端面若しくはその近傍にある分離した光学素子で
あるか、又は、レンズ１０ｂの端面上の膜であって、反
射面（反射素子）４２に入力した光線が略平行光となる
ことを確実とするような位置に設けられている。
【００２８】この実施の形態では、レンズ１０ａの光軸
に関して、第一の角度αで入力端面に入力した光は、レ
ンズ１０ａの端面から異なる第二の角度βで出力する。
他の実施の形態では、角度α及び角度βは同じとなりう
るが、端面に対して入力及び出力する光の方向は異な
る。
に関して、第一の角度αで入力端面に入力した光は、レ
ンズ１０ａの端面から異なる第二の角度βで出力する。
他の実施の形態では、角度α及び角度βは同じとなりう
るが、端面に対して入力及び出力する光の方向は異な
る。
【００２９】都合の良いことには、これは第一の方向か
らの装置へ入力した光学的信号を、装置から遠ざけるよ
うに第二の方向に信号を導くことによって異なった場所
への経路を定める手段を提供する。他の実施の形態で
は、反射面が、分岐ポートを提供するように光の予め定
めた量がそれを透過することを許すようにコーティング
されても良い。
らの装置へ入力した光学的信号を、装置から遠ざけるよ
うに第二の方向に信号を導くことによって異なった場所
への経路を定める手段を提供する。他の実施の形態で
は、反射面が、分岐ポートを提供するように光の予め定
めた量がそれを透過することを許すようにコーティング
されても良い。
【００３０】もちろん、発明の精神及び範囲内で、多数
の他の実施の形態を構成しても良い。また、１９９７年
１月３１日に米国で出願された明細書、請求の範囲及び
図面を含む米国出願No.08/791,325 の完全な開示は、こ
の出願にそっくりそのまま含まれるものである。
の他の実施の形態を構成しても良い。また、１９９７年
１月３１日に米国で出願された明細書、請求の範囲及び
図面を含む米国出願No.08/791,325 の完全な開示は、こ
の出願にそっくりそのまま含まれるものである。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
２回以上、１つのフィルタを通して光の少なくとも１波
長が通過することを可能とするとともに、さらに、入力
光が１つの光学素子を通して反射によって２回以上通過
する新規で、コンパクトな光学装置を得ることができ
る。
２回以上、１つのフィルタを通して光の少なくとも１波
長が通過することを可能とするとともに、さらに、入力
光が１つの光学素子を通して反射によって２回以上通過
する新規で、コンパクトな光学装置を得ることができ
る。
【００３２】また、最初の角度で装置に発射された入力
光線が入力端に戻り異なった角度で出ていくようにして
いるので、やはり、コンパクトな光学装置を提供するこ
とができる。
光線が入力端に戻り異なった角度で出ていくようにして
いるので、やはり、コンパクトな光学装置を提供するこ
とができる。
【図１】２つの四分の一ピッチの屈折率分布型レンズを
用いたＷＤＭフィルタの従来技術に係るブロック図であ
る。
用いたＷＤＭフィルタの従来技術に係るブロック図であ
る。
【図２】図１のフィルタの出力応答の図である。
【図３】λ２の波長の入力信号の２回のフィルタリング
を提供するために縦続化された一対のＷＤＭフィルタの
従来技術に係るブロック図である。
を提供するために縦続化された一対のＷＤＭフィルタの
従来技術に係るブロック図である。
【図４】図３のフィルタの出力応答の図である。
【図５】共通の光軸をもつ３つの屈折率分布型レンズを
示す図である。
示す図である。
【図６】各々異なった波長を受光するための１つの入力
ポート及び２つの出力ポートを有するようにし、該入力
光線の１つの波長は２回フィルタリングされるようなＷ
ＤＭフィルタが設けられた本発明の実施の形態に係るブ
ロック図である。
ポート及び２つの出力ポートを有するようにし、該入力
光線の１つの波長は２回フィルタリングされるようなＷ
ＤＭフィルタが設けられた本発明の実施の形態に係るブ
ロック図である。
【図７】全反射を行う反射素子をもつがそれ以外は図６
の実施の形態に類似の本発明の他の実施の形態に係るブ
ロック図である。
の実施の形態に類似の本発明の他の実施の形態に係るブ
ロック図である。
【図８】レンズの１つの端面から離して反射素子が示さ
れた本発明の他の実施の形態に係るブロック図である。
れた本発明の他の実施の形態に係るブロック図である。
【図９】２つのずれた屈折率分布型レンズを有する本発
明の他の実施の形態であって、該レンズは、その入力光
線と異なる方向で装置から出力する出力光線を供給する
ブロック図である。
明の他の実施の形態であって、該レンズは、その入力光
線と異なる方向で装置から出力する出力光線を供給する
ブロック図である。
７…ポート ８…二色性フィルタ １０ａ…第１の屈折率分布型レンズ １０ｂ…第２の屈折率分布型レンズ １０ｃ…第３の屈折率分布型レンズ １２…入力ポート １３，１６…出力ポート ３０，３２…ＷＤＭフィルタ ４２…反射面（反射素子、反射膜、波長選択フィルタ）
Claims (19)
- 【請求項１】 入力端面で少なくとも１つの入力ポート
をもつ第一の屈折率分布型レンズと、第一の端面で第一
の屈折率分布型レンズから光を受けるように設けられた
第二の屈折率分布型レンズと、を光軸をずらせた状態で
設けるとともに、第二の屈折率分布型レンズの第二の端
面又はその近傍で、第一の屈折率分布型レンズの入力端
面に発射された入力光線を反射するように位置する少な
くとも部分的に反射を行う反射面を設けたことを特徴と
する屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項２】 前記第一の屈折率分布型レンズ、前記第
二の屈折率分布型レンズ、及び少なくとも部分的に反射
を行う前記反射面は、該反射面で入力光線を略平行光に
するように設けられていることを特徴とする請求項１に
記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項３】 少なくとも部分的に反射する前記反射面
は、実質上反射鏡を有することを特徴とする請求項２に
記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項４】 少なくとも部分的に反射する前記反射面
は、少なくとも光の１つの波長を透過させ、他の光の波
長を略反射するように設けられた光学フィルタを有する
ことを特徴とする請求項２に記載の屈折率分布型レンズ
光学装置。 - 【請求項５】 前記入力光線及び出力光線は、前記第一
の屈折率分布型レンズの光軸に関して異なる角度を形成
することを特徴とする請求項２に記載の屈折率分布型レ
ンズ光学装置。 - 【請求項６】 前記入力光線及び出力光線は、各々、前
記第一の屈折率分布型レンズの光軸に関して異なる方向
で、入力し又は出力することを特徴とする請求項２に記
載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項７】 前記第一の屈折率分布型レンズと前記第
二の屈折率分布型レンズとの間には、第三の屈折率分布
型レンズを設け、該第三の屈折率分布型レンズは、該第
一の屈折率分布型レンズ及び該第二の屈折率分布型レン
ズの内の１つと同じ光軸をもつことを特徴とする請求項
２に記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項８】 前記第三の屈折率分布型レンズの端面
と、前記第一の屈折率分布型レンズ及び前記第二の屈折
率分布型レンズの内の１つとの間に設けた光学素子を有
することを特徴とする請求項７に記載の屈折率分布型レ
ンズ光学装置。 - 【請求項９】 前記光学素子は光学フィルタであること
を特徴とする請求項８に記載の屈折率分布型レンズ光学
装置。 - 【請求項１０】 前記屈折率分布型レンズは略四分の一
ピッチの屈折率分布型レンズであることを特徴とする請
求項８に記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１１】ａ） 少なくとも１つが入力ポートであ
り、少なくとも１つが出力ポートである少なくとも２つ
のポートをもつ焦点端、及び略平行光端を有する第一の
屈折率分布型レンズと、 ｂ） 略平行光端面と略焦点端面を有する第二の屈折率
分布型レンズと、前記第一の屈折率分布型レンズの前記
焦点端の少なくとも１つの前記出力ポートへ入力光を反
射するために前記略平行光端面又はその近傍で少なくと
も部分的に反射を行う反射素子と、 ｃ） 前記第一の屈折率分布型レンズの前記略平行光端
面及び前記第二の屈折率分布型レンズの前記略平行光端
面間に設けられた光学素子と、を有するとともに、前記
第一の屈折率分布型レンズ及び前記第二の屈折率分布型
レンズの光軸がずれていることを特徴とする屈折率分布
型レンズ光学装置。 - 【請求項１２】 少なくとも部分的に反射を行う前記反
射素子は、入力光の予め定めた波長の少なくとも一部を
反射するような波長依存性をもつことを特徴とする請求
項１１に記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１３】 部分的に反射を行う前記反射素子は、
そこに入力した入力光の一部を反射し一部を透過させる
ことを特徴とする請求項１１に記載の屈折率分布型レン
ズ光学装置。 - 【請求項１４】 略平行光端及び焦点端をもつ他の屈折
率分布型レンズをさらに設けるとともに、該屈折率分布
型レンズは、前記光学素子と前記第二の屈折率分布型レ
ンズとの間に設けられ、前記第一の屈折率分布型レンズ
と光軸を略共有することを特徴とする請求項１１に記載
の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１５】 前記屈折率分布型レンズはすべて略四
分の一ピッチのレンズであることを特徴とする請求項１
２に記載の屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１６】 各々平行光端及び焦点端をもつ第一の
屈折率分布型レンズ及び第二の屈折率分布型レンズを光
軸をずらせて設けるとともに、第一の屈折率分布型レン
ズの焦点端及び平行光端の１つは第二の屈折率分布型レ
ンズ上にある同一のものと対向し、第一の屈折率分布型
レンズへ光を戻すように反射するために第二の屈折率分
布型レンズの外端面で反射面を有し、内方に対向する該
第一の屈折率分布型レンズ及び該第二の屈折率分布型レ
ンズの端面の間に設けた光学素子を有する屈折率分布型
レンズ光学装置。 - 【請求項１７】 略平行光端及び焦点端をもつ他の屈折
率分布型レンズをさらに設け、該屈折率分布型レンズ
は、前記光学素子と前記第二の屈折率分布型レンズとの
間に設けられ、前記第一の屈折率分布型レンズと略共軸
上に設けられた、ことを特徴とする請求項１６に記載の
屈折率分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１８】ａ） ２つの並置された屈折率分布型レ
ンズ及び該レンズ間に設けられたフィルタ素子を有する
ＷＤＭフィルタと、 ｂ） ２つの並置した屈折率分布型レンズの光軸の少な
くとも１つとずれた光軸をもち、２つの並置された屈折
率分布型レンズの内の１つから光を受けるために設けら
れた第三の屈折率分布型レンズと、光線の少なくとも一
部を２つの並置した屈折率分布型レンズに戻るように通
過させるために第三の屈折率分布型レンズ又はその近傍
に設けた反射素子と、を有することを特徴とする屈折率
分布型レンズ光学装置。 - 【請求項１９】 ２つの並置された前記屈折率分布型レ
ンズに、光線の少なくとも一部が戻るように通過するた
めに前記第三の屈折率分布型レンズ又はその近傍に設け
た前記反射素子は、少なくとも予め定めた光の波長を透
過し少なくとも予め定めた他の光の波長を反射する波長
依存性の素子であることを特徴とする請求項１８に記載
の屈折率分布型レンズ光学装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/791,325 | 1997-01-31 | ||
| US08/791,325 US5790314A (en) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Grin lensed optical device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10311905A true JPH10311905A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=25153371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10032260A Pending JPH10311905A (ja) | 1997-01-31 | 1998-01-30 | 屈折率分布型レンズ光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5790314A (ja) |
| EP (1) | EP0856764A3 (ja) |
| JP (1) | JPH10311905A (ja) |
| CA (1) | CA2223667C (ja) |
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