JPH11223745A - 波長多重（ｗｄｍ）光を分波するための波長分波器と組み合せたバーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ（ｖｉｐａ）を備える装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広帯域、高分解能をもつ波長分波器を提供す
る。 【解決手段】 一般に、ＶＩＰＡは、連続する波長領域
内の各波長を持つ入力光を受光し、上記入力光の多重干
渉を生じさせ、それにより出力光を生成する装置であ
る。上記出力光は、上記連続する波長領域内の他の波長
を持つ上記入力光について形成された出力光と、空間的
に判別可能である。装置は、上記ＶＩＰＡと回折格子の
ような分波器を組み合せる。より詳しくは、上記ＶＩＰ
Ａは、入力光を受光し、上記ＶＩＰＡから伝播する対応
する出力光を生成する。上記出力光は、複数の異なる波
長成分を含む。上記分波器は、上記出力光を、各々、上
記出力光内の異なる波長成分に対応する複数の分離され
た光に分波する。上記分波器は、実質的に上記ＶＩＰＡ
の分散方向と垂直な分散方向を持つ。このように、分波
器から分離された光は、格子パターンに配置されたファ
イバーによって検出可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重（Ｗ
ＤＭ）光を分波するためのバーチャル・イメージ・フェ
ーズ・アレイ（ＶＩＰＡ）を含む装置に関する。より詳
しくは、本発明は、比較的多数の近接して分かれた波長
成分を持つ波長分割多重光が、正確に分波されることを
可能にする、回折格子のような波長分波器と組み合わさ
れたＶＩＰＡを含む装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】波長分割多重は、比較的大量のデータを
高速で転送する光ファイバー通信システムにおいて用い
られる。より詳しくは、おのおの情報により変調された
複数のキャリアが、波長分割多重光に合波される。波長
分割多重光は、１つの光ファイバーを介して受光器に送
出される。受光器は、波長分割多重光を個々のキャリア
に分け、個々のキャリアを検出する。このように、通信
システムは比較的大量のデータを光ファイバーで転送す
ることができる。

【０００３】従って、受光器が正確に波長分割多重光を
分波する能力は、通信システムのパフォーマンスに大き
く影響する。例えば、多数のキャリアが波長分割多重光
に結合されることができても、そのような波長分割多重
光は、受光器が正確に波長分割多重光を分波することが
できなければ、送出できない。ゆえに、受光器に高精度
波長分波器を含ませることが望まれている。

【０００４】図１９は、波長分波器として用いられる多
層干渉フィルムを用いた従来のフィルターを示す図であ
る。図１９によると、多層干渉フィルム２０は、透過性
の基盤２２の上に形成されている。光２４は、平行光で
あるが、フィルム２０に入射し、続いて繰り返しフィル
ム２０内で反射する。フィルム２０の特徴により決定さ
れる光学的条件から、波長λ２を持つ光２６のみが透過
する。光学的条件に合わない全ての光を含む光２８は、
フィルム２０を透過できず、反射される。このように、
図１９に示されるフィルタは、λ１、λ２の異なる波長
の２つのキャリアのみ含むを波長分割多重光を分波する
ために有用である。しかしながら、そのようなフィルタ
は、それ自体で、２以上のキャリアを持つ波長分割多重
光を分離することができないという問題があった。

【０００５】図２０は、波長分波器として用いられる従
来のファブリー・ぺロー干渉計を示す図である。図２０
に示すように、高反射率反射フィルム３２は、互いに平
行である。光３４は、平行光であり、反射フィルム３０
上に入射し、多数回反射フィルム３０と３２の間で反射
される。ファブリー・ぺロー干渉計の特徴により決定さ
れる通過条件を満足する波長λ２の光３６は、反射フィ
ルム３２を通過する。波長λ１の光３８は、通過条件を
満足しないので、反射される。このように、２つの異な
る波長を持つ光は、各々、２つの異なる波長に対応する
２つの異なる光に分けられる。従って、図１９に示され
るフィルタのように、従来のファブリー・ぺロー干渉計
は、異なる波長λ１及びλ２の２つのキャリアだけを含
む波長分割多重光を分けるのに有用である。しかしなが
ら、そのようなファブリー・ぺロー干渉計は、３つ以上
のキャリアを持つ波長分割多重光を分けることができな
いという問題があった。

【０００６】図２１は、波長分波器として使用する従来
のマイケルソン干渉計の構成を示す図である。図２１に
示すように、平行光４０は、ハーフミラー４２に入射
し、互いに垂直な第一の光４４と第二の光４６に分けら
れる。反射ミラー４８は、第一の光４４を反射し、反射
ミラー５０は、第二の光４６を反射する。ハーフミラー
４２と反射ミラー４８の間の距離及びハーフミラー４２
と反射ミラー５０の間の距離は、光路差を示す。反射ミ
ラー４８によって反射された光は、ハーフミラー４２に
戻り、反射ミラー５０によって反射されてハーフミラー
４２に戻った光と、干渉する。この結果、各々、波長λ
１及びλ２を持つ光５２及び光５４は、互いに分離され
る。図１９に示すフィルター及び図２０に示すファブリ
ー・ぺロー干渉計のように、図２１に示すマイケルソン
干渉計は、異なる波長λ１及びλ２の２つのキャリアの
みを含む波長分割多重光を分けるのに有用である。従っ
て、このようなマイケルソン干渉計は、３つ以上のキャ
リアを持つ波長分割多重光を分けることができないとい
う問題があった。

【０００７】他の波長キャリアを１つの波長分割多重光
から分けることができるように、複数のフィルタ、つま
りファブリ・ぺロー干渉計もしくはマイケルソン干渉計
を、巨大な配列に組み合せることは可能である。しか
し、そのような配列は、高価で、効率が悪く、受光器が
望ましくないほど大きくなってしまうという問題があっ
た。

【０００８】回折格子もしくはアレイ導波路格子は、し
ばしば、２以上の異なる波長キャリアからなる波長分割
多重光を分ける為に用いられる。図２２は、波長分割多
重光を分ける為の従来の回折格子の構成図である。図２
２に示すように、回折格子５６は、格子面５８を持つ。
複数の異なる波長キャリアを持つ平行光６０は、格子面
５８に入射する。異なる波長キャリアは、格子面５８の
各々のステップで反射され、互いに干渉する。この結
果、異なる波長を持つキャリア６２、６４及び６６は、
異なる角度で回折格子５６から出力され、従って、互い
に分離される。

【０００９】しかし、回折格子は、異なる波長キャリア
を比較的小さな分散角度で出力する。その結果、受光器
が、回折格子によって分けられたさまざまなキャリア信
号を、正確に受光することが困難であるという問題があ
った。この問題は、特に、比較的近接した波長のキャリ
アを多数持つ波長分割多重光を分波する回折格子におい
て、厳しい問題であった。この場合、回折格子によって
得られた角分散は、極端に小さく、典型的には約０．０
５度／ｎｍであった。

【００１０】さらに、回折格子は、入力光の偏光によっ
て影響される。従って、入力光の偏光は、回折格子の性
能に影響を与えるという問題があった。また、回折格子
の格子面は、正確な回折格子を生成するために、複雑な
製造工程を必要とするという問題があった。

【００１１】図２３は、波長分割多重光を分波する為の
従来のアレイ導波路格子の構成を示す図である。図２３
に示すように、複数の異なる波長キャリアからなる光
は、入口６８を介して受光され、多数の導波路７０を介
して分割される。出力光７４が生成されるように、光の
出口７２は、各々の導波路７０の端にある。導波路７０
は、互いに長さが異なり、そのため、異なる長さの光路
を与える。従って、導波路７０を通過する光は互いに異
なる位相を持ち、それゆえに、出口７２を介して出力さ
れる際に相互に干渉する。この干渉により、異なる波長
を持つ光を異なる方向に出力するようにさせる。

【００１２】アレイ導波路格子において、分散角度は、
適切に導波路を構成することにより、ある範囲で調節で
きる。しかしながら、アレイ導波路格子は、温度変化及
び他の環境的な要因により影響される。従って、温度変
化と環境的要因は、適切に分散角度を調節することを困
難にしていたという問題があった。

【００１３】従って、本発明の目的は、単純な構成を持
ち、波長分割多重光から複数のキャリアを同時に分割す
ることが可能な波長分波器を提供することである。ま
た、本発明のさらなる目的は、比較的多数の近接したキ
ャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正確に
分波することが可能な装置を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の一態様におい
て、連続する波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受
光し、対応する出力光を生成する装置を備える。これに
より、上記出力光は、上記連続する波長領域内の他の波
長を持つ入力光について形成された出力光と、空間的に
判別可能（例えば、出力光は、異なる方向に進む）とな
る。

【００１５】より詳しくは、上記装置は、連続する波長
領域内で各々の波長を持つ入力光を受光し、上記装置
は、入力光の多重反射により自己干渉を生じさせ、それ
により、出力光を形成する。このことより、上記出力光
は、上記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光に
ついての出力光と、空間的に判別可能となる。上記装置
は、バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ（ＶＩＰ
Ａ）と記す。

【００１６】さらに、本発明の一態様においては、回折
格子のような波長スプリッターまたは「分波器」とＶＩ
ＰＡを組み合わせた装置を提供する。より詳しくは、上
記ＶＩＰＡは入力光を受光し、上記ＶＩＰＡから伝播す
る、対応する出力光を生成する。上記出力光は、複数の
異なったキャリアのような、異なる波長成分を含む。上
記分波器は、上記出力光内の複数の異なる波長成分に各
々対応する、複数の分離された光に上記出力光を分波す
る。上記分波器は、上記ＶＩＰＡの分散方向に対し、実
質的に垂直な分散方向を持つことが望ましい。この場
合、上記分波器から分離された光は、格子パターンに配
列されたファイバーによって検出される。これにより、
比較的多数の近接したキャリアまたは波長成分を持つ、
波長分割多重光を正確に分波することが可能になる。

【００１７】さらに、本発明の一態様においては、複数
の光を含む入力光を分波する装置を提供する。上記複数
の光は、各々異なる波長をもつ。上記装置は、第一の分
波器と第二の分波器を備える。上記第一の分波器は、上
記入力光を上記入力光内の上記複数の光に各々対応する
複数の出力光に分波する。上記第一の分波器は、上記複
数の出力光を、各々の出力光について、実質的に直線状
の分散方向に異なる出力角度で分散する。さらに、各々
の出力光は、複数の波長成分を含む。上記第二の分波器
は、各々の出力光を、各々、上記出力光内の複数の波長
成分に対応する複数の分離された光に分波する。上記第
二の分波器は、上記複数の分離された光を実質的に直線
状の分散方向に、各々の分離された光について異なる出
力角度で分波する。上記第二の分波器の分散方向は、上
記第一の分波器の分散方向に対して平行でなく、好まし
くは垂直である。このことにより、比較的多数の近接し
たキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正
確に分波することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について詳細に説明する。図面におい
て、同じ要素は、同じ参照番号で示されている。

【００１９】図１は、本発明の一実施例に係わるバーチ
ャル・イメージ・フェーズ・アレイ（ＶＩＰＡ）の構成
図である。以下、「波長スプリッター」、「バーチャル
・イメージ・フェーズ・アレイ」もしくは「ＶＩＰＡ」
という用語は、互いに置き換えて使用する。

【００２０】図１に示すように、ＶＩＰＡ７６は、ガラ
スの薄い板でできていることが望ましい。入力光７７が
ＶＩＰＡ７６中を進むように、入力光７７は、半円柱レ
ンズのようなレンズ８０によってライン７８上に集束さ
れる。以下、ライン７８は、「焦点線７８」と示す。入
力光７７は、焦点線７８から放射状に伝播して、ＶＩＰ
Ａ７６内部に受光される。その後、ＶＩＰＡ７６は、コ
リメートされた光の光束８２を出力する。ここで、光束
７８の出力角度は、入力光７７の波長が変化するにつ
れ、変化する。例えば、入力光７７が波長λ１である場
合、ＶＩＰＡ７６は、特定の方向に波長λ１で光束８２
ａを出力する。入力光７７が波長λ２である場合、ＶＩ
ＰＡ７６は、異なった方向に波長λ２で光束８２ｂを出
力する。もし、入力光７７が、波長λ１の光と波長λ２
の光を組み合せた波長分割多重光である場合、ＶＩＰＡ
７６は、２つの分離された光束８２ａ及び８２ｂを異な
る方向に同時に出力する。従って、ＶＩＰＡ７６は、互
いに空間的に判別可能な光束８２ａ及び８２ｂを生成す
る。同様に、ＶＩＰＡ７６は、波長分割多重光からの２
以上の異なるキャリア光を同時に分離可能である。

【００２１】図２は、本発明の実施例に係わる図１で示
すＶＩＰＡ７６のＶＩＩ−ＶＩＩ線にそった横断面図で
ある。図２に示すように、ＶＩＰＡ７６は、反射面８６
及び８８を表面上にもつガラスのような部材８４を備え
る。反射面８６及び８８は、互いに平行であり、間隔ｔ
で隔てられている。反射面８６及び８８は、一般的に部
材８４上に付着している反射フィルムである。反射面８
８は、以下により詳しく述べるが、照射窓９０以外にお
いて、約１００％の反射率を持つ。反射面８６は、約９
５％の反射率を持つ。従って、反射面８６上に入射した
光の約５％は透過され、光の約９５％は反射されるよう
に、反射面８６は約５％の透過率を持つ。

【００２２】反射率は、ＶＩＰＡを特殊に応用すること
によって容易に変えることができる。しかし、一般に反
射面８６は、入射光の一部が透過できるように１００％
より小さい値の反射率を持つ必要がある。

【００２３】反射面８８は照射窓９０を持つ。照射窓９
０は光を透過させ、なるべく反射がない、もしくは、大
変低い反射率を持つ。入力光９２が反射面８６及び８８
の間で受光され、反射されるように、照射窓９０は入力
光９２を受光する。

【００２４】図２は、図１のＶＩＩ−ＶＩＩ線にそった
横断面を示す為、図１の焦点線７８は図２において
「点」として見える。入力光９２はその後放射状に焦点
線７８から伝播する。さらに、図２に示すように、焦点
線７８は反射面８６上に位置する。焦点線７８が反射面
８６上にあることは必要ではないが、焦点線７８の配置
の変化は、ＶＩＰＡ７６の特性に小さな変化しか起こさ
ない。

【００２５】図２に示すように、入力光９２は照射窓９
０の領域Ａ０を介して、部材８４に入る。ここで、点Ｐ
０は領域Ａ０の周辺の点を示す。反射面８６の反射能の
ため、入力光９２の約５％もしくはそれ以下は、光線Ｒ
０によって定義される透過光Ｏｕｔ０として反射面８６
を透過し、入力光９２の約９５％もしくはそれ以上は、
反射面８６によって反射され、反射面８８の領域Ａ１に
入射する。点Ｐ１は、領域Ａ１の周辺の点を示す。反射
面８８上の領域Ａ１で反射した後、入力光９２は反射面
８６へ進み、反射面８６を介して、光線Ｒ１によって定
義される透過光Ｏｕｔ１として一部が送出される。こう
して、図２に示すように、入力光９２は反射面８６と８
８の間で多重反射する。ここで、反射面８６の各々の反
射は、また、反射面８６を透過する各透過光となる。従
って、例えば、ちょうど入力光９２が反射面８８上の領
域Ａ２、Ａ３及びＡ４で反射する毎に、入力光９２は、
反射面８６で反射して、各々透過光Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３
及びＯｕｔ４を生成する。点Ｐ２は領域Ａ２の周辺の点
を示し、点Ｐ３は、領域Ａ３の周辺の点を示し、点Ｐ４
は、領域Ａ４の周辺の点を示す。透過光Ｏｕｔ２は、光
線Ｒ２で定義され、透過光Ｏｕｔ３は、光線Ｒ３で定義
され、透過光Ｏｕｔ３は、光線Ｒ３で定義される。図２
において、透過光Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３及びＯ
ｕｔ４しか示されていないが、実際には、入力光９２の
パワーと反射面８６及び８８の反射率に依存して、もっ
と多くの透過光が存在することが可能である。

【００２６】以下により詳しく述べるように、光束を出
力光として生成する為に、透過光は互いに干渉する。出
力光の方向は入力光９２の波長に従って変化する。図２
は、１波長からなる入力光９２の例を示す。しかしなが
ら、もし入力光が複数の波長（各々異なる波長の複数の
キャリアからなる波長分割多重光のように）からなる場
合も、入力光は同様に反射される。なお、複数の光束
は、各々複数のキャリアに対応して形成される。各々の
光束は、ＶＩＰＡから他の光束と異なる角度で出力され
る。

【００２７】図３は、本発明の一実施例に係わるＶＩＰ
Ａによって生成される反射光間での干渉を示す図であ
る。図３に示すように、焦点線７８から進む光は、反射
面８８によって反射され、その後反射面８６によって反
射される。上述のように、反射面８８は約１００％の反
射率を持ち、ゆえに本質的に鏡のように機能する。結果
として、透過光Ｏｕｔ１は、反射面８６と８８は存在せ
ず、その代わりに、透過光Ｏｕｔ１は焦点線Ｉ１から放
射されたかのように、光学的に分析することが可能であ
る。同様に、透過光Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３及びＯｕｔ４
は、各々焦点線Ｉ２、Ｉ３及びＩ４から放射されたかの
ように、光学的に分析することが可能である。焦点線Ｉ
２、Ｉ３及びＩ４は、焦点線Ｉ０の虚像である。

【００２８】従って、図３に示すように、焦点線Ｉ１は
焦点線Ｉ０から距離２ｔ隔てている。ここで、ｔは反射
面８６と８８間の距離に等しい。同様に、各々のその後
に続く焦点線は、すぐ前の焦点線から距離２ｔ隔ててい
る。このように、焦点線Ｉ２は焦点線Ｉ１から距離２ｔ
隔てている。さらに、各々のその後に続く、反射面８６
と８８の間の多重反射は、先の透過光よりも強度が弱い
透過光を生成する。従って、透過光Ｏｕｔ２は透過光Ｏ
ｕｔ１よりも強度が弱い。

【００２９】図３に示すように、焦点線からの透過光は
互いに重複し、干渉する。さらに、焦点線Ｉ１、Ｉ２、
Ｉ３及びＩ４は焦点線Ｉ０の虚像であり、従って、透過
光Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３及びＯｕｔ４は、焦点
線Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３及びＩ４の位置で、同じ光学
的位相を持つ。ゆえに、この干渉は入力光９２の波長に
依存する特定の方向に進む光束を生成する。

【００３０】上述の本発明の実施例に係わるＶＩＰＡ
は、ＶＩＰＡの設計の特徴である強め合い条件を持つ。
強め合い条件は、光束が形成されるように、透過光の干
渉を増大する。ＶＩＰＡの強め合い条件は次の式（１）
で表される。

【００３１】２ｔ × ｃｏｓθ ＝ ｍλ ここで、θは、反射面８６及び８８に垂直な線から測定
した、結果として得られる光束の伝播方向を、λは入力
光の波長を、ｔは反射面８６と８８の距離を、ｍは整数
を示す。

【００３２】従って、もしｔが定数で、ｍに特定の値が
与えられる場合、波長λを持つ入力光について形成され
た、光束の伝播方向は決定される。より具体的には、入
力光は、特定の角度を介して、放射状に焦点線７８から
分散する。従って、同じ波長を持つ入力光は、焦点線７
８から多数の異なる方向に進み、反射面８６と８８の間
で反射される。ＶＩＰＡの強め合い条件は、入力光の波
長に対応する方向を持つ光束を形成するために、特定の
方向に進む光を透過光の干渉を介して増強させる。強め
合い条件により必要とされる特定の方向以外の異なる方
向に進む光は、透過光の干渉により弱められる。

【００３３】さらに、入力光が複数の異なる波長を持つ
光を含む場合、強め合い条件は、入力光内の各々の波長
について、異なる光束を形成する。各々の光束は異なる
波長である。従って、ＶＩＰＡは波長分割多重光を受光
し、異なる方向に進み、波長分割多重光内の様々な波長
に対応する複数の光束を生成することができる。

【００３４】図４は、本発明の一実施例に係わる、ＶＩ
ＰＡ７６による光束の形成を示し、図１での線ＶＩＩに
そった横断面を表す図である。より具体的には、図３は
複数の光束を形成することが可能なＶＩＰＡ７６を示
す。ここで、各々の光束は、入力光の波長に依存して異
なる伝播方向を持つ。

【００３５】図４に示すように、入力光が反射面８６と
８８の間で反射されるように、複数の波長を持つ入力光
は、焦点線７８から放射状に分散される。入力光は３つ
の異なる波長を持つ光を含むと仮定する。ゆえに、各々
の波長を持つ光は焦点線７８から多くの異なる方向に分
散される。入力光の波長に対応する方向を持つ光束を形
成する為に、ＶＩＰＡの強め合い条件は、同じ波長の特
定の方向に進む光を、異なる方向に進む光によって増強
させる。従って、例えば、波長λ１を持ち、焦点線７８
から方向θ１に伝播する光は、異なる方向に進む光によ
り増強され、伝播方向θ１を持つ光束ＬＦ１を形成す
る。同様に、波長λ２を持ち、焦点線７８から方向θ２
に伝播する光は、異なる方向に進む光により増強され、
伝播方向θ２を持つ光束ＬＦ２を形成する。また、波長
λ３を持ち、焦点線７８から方向θ３に伝播する光は、
異なる方向に進む光により増強され、伝播方向θ３を持
つ光束ＬＦ３を形成する。

【００３６】上述のように、式（１）は、光束を形成す
る透過光の間での干渉を増大させる時に、満足されなけ
ればならない。さらに、好ましくは、部材８４の厚さｔ
は、予め決められている。従って、入力光の入射の角度
範囲は、入力光がＶＩＰＡ７６に、式（１）を満足する
伝播方向θで入るように、設定される必要がある。より
具体的には、入力光の伝播方向を固定し、反射面８６と
８８の間の距離ｔを固定し、入力光の波長を予め決定す
ることが可能である。従って、入力光内の各々の波長に
ついて生成される光束の特定の角度を決定することが可
能であり、ＶＩＰＡ７６の強め合い条件を満足すること
が可能である。

【００３７】さらに、入力光は焦点線７８から多くの方
向に放射するため、入力光は、強め合い条件を満足する
角度に、確実に伝播することができる。図５は、図１で
示すＶＩＰＡのＶＩＩ−ＶＩＩ線にそった横断面を示す
図であり、本発明の一実施例に係わる入力光の入射の角
度もしくは傾斜角度の決定についてのＶＩＰＡの特徴を
示す。

【００３８】図５に示すように、入力光９２は、円柱レ
ンズ（不図示）により集光され、焦点線７８に集束され
る。図１０に示すように、入力光９２は、照射窓９０上
の「ａ」に等しい幅を持つ領域をカバーする。入力光９
２は反射面８６から一度反射した後、入力光９２は反射
面８８上に入射し、反射面８８上の「ｂ」に等しい幅を
持つ領域をカバーする。さらに、図１０に示すように、
入力光９２は、反射面８６の法線に関して傾斜角度θ１
である、光軸９４にそって進む。

【００３９】ＶＩＰＡへ入射する時に、入力光９２が照
射窓９０を介して部材８４から漏れ出ないように、そし
て、反射面８６により一度反射された後に、入力光９２
が反射面８８から漏れ出ないように、傾斜角度θ１は設
定されるべきである。つまり、傾斜角度θ１は、入力光
９２が反射面８６と８８の間に「トラップ」されたまま
で、照射窓９０を通って逃れることができないように、
設定されるべきである。従って、入力光９０が、照射窓
９０を介して部材８４から漏れ出ることのないように、
傾斜角度θ１は、次の式（２）に従って決定されるべき
である。

【００４０】光軸θ１の傾斜 ≧ （ａ＋ｂ）／４ｔ 従って、図１から図５に示すように、本発明の実施例
は、連続する波長領域内の各々の波長を持つ入力光を受
光する、ＶＩＰＡを備える。ＶＩＰＡは、入力光の多重
反射によって自己干渉を生じさせ、それにより出力光を
形成させる。出力光は、連続する波長領域内の他の波長
を持つ入力光について形成された出力光と、空間的に判
別可能である。例えば、図２は、反射面８６と８８の間
で多重反射される入力光９２を示す。この多重反射は、
（図９に示す光束ＬＦ１、ＬＦ２またはＬＦ３のよう
な）光束を生成するように、互いに干渉する複数の透過
光Ｏｕｔ０、Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３及びＯｕｔ
４を生成する。

【００４１】「自己干渉」は、同じ源から生ずる複数の
光またはビームの間で起こる干渉を示す用語である。従
って、透過光Ｏｕｔ０、Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ２、Ｏｕｔ３
及びＯｕｔ４は、全て同じ源（つまり、入力光９２）か
ら生じている為、透過光Ｏｕｔ０、Ｏｕｔ１、Ｏｕｔ
２、Ｏｕｔ３及びＯｕｔ４の干渉は、入力光９２の自己
干渉という。

【００４２】上述の本発明の実施例によると、入力光
は、連続する波長領域内のどの波長であってもよい。こ
のように、入力光は、離散した値の範囲から選ばれた値
の波長に限定されない。

【００４３】さらに、上述の本発明の実施例によると、
連続する波長範囲内の異なる波長の入力光である場合に
生成される出力光と、連続する波長領域内の特定の波長
の入力光について生成された出力光は、空間的に判別可
能である。従って、例えば、図１に示すように、入力光
７７が連続する波長領域内で異なる波長の場合、光束８
２の進行方向（つまり、「空間的特性」）は異なる。出
力光は入力光の２つの異なる波長について空間的に判別
可能であるが、入力光の連続する波長領域内の各々の波
長について、空間的に判別可能な出力光を生成すること
はできない、図１９から図２１に示す従来の波長分波装
置と、この動作は比較することができる。例えば、図１
９のフィルタ−において、波長分割多重光内の波長λ２
を持たない全てのキャリアは、光２８として出力され
る。

【００４４】図６は、本発明の一実施例に関わる、受光
器とともに用いられるＶＩＰＡを示す構成図である。図
に示すように、多層膜反射フィルム９６及び９８は、厚
さｔ、例えば１００μｍ、を持つガラス製の平行平板１
００の両端に設けられている。平行平板１００は、２０
から２０００μｍの範囲の厚みを持つことが望ましい。
反射フィルム９６及び９８は、多層高反射率干渉フィル
ムであることが望ましい。

【００４５】反射フィルム９８の反射率は、約１００％
であり、反射フィルム９６の反射率は、約９５％であ
る。しかし、反射フィルム９６の反射率は、９５％に限
定されず、反射フィルム９６と９８の間で多重反射する
のに、十分な光が反射フィルム９６から反射される限
り、異なる値であってもよい。望ましくは、反射フィル
ム９６の反射率は、８０％から１００％より数パーセン
ト少ない範囲内であるとよい。さらに、反射フィルム９
８の反射率は１００％に限定されないが、反射フィルム
９６と９８の間で多重反射するために、十分高い必要が
ある。

【００４６】照射窓１０２は入力光を受光し、平行平板
１００上、反射フィルム９６と同じ表面上に位置する。
照射窓１０２は、平行平板１００の表面上、反射率約０
％を持つフィルムによって形成できる。図６に示すよう
に、照射窓１０２と反射フィルム９６の間の境界は、直
線状であることが望ましい。

【００４７】入力光は、例えば、光ファイバー（不図
示）から出力され、コリメーティング・レンズ１０６に
より受光される。コリメーティング・レンズ１０６は、
入力光をを平行ビーム１０４に変換し、変換された光は
円柱レンズ１０８により受光される。円柱レンズ１０８
は、平行ビーム１０４を反射フィルム９８上の焦点線１
１０に、もしくは平行平板１００内のある点に集束す
る。このように、入力光は照射窓１０２を介して平行平
板１００に入る。

【００４８】入力光が平行平板１００に入った後、放射
窓１０２を介して逃れないように、入力光の光軸は、反
射フィルム９６の法線に関して傾斜角度を持つ。このた
めに、上述の式（２）に従って傾斜角度は設定される。

【００４９】いったん、平行平板１００内で、入力光は
（図２に示すように）反射フィルム９６と９８の間で多
重反射する。入力光が反射フィルム９６に入射する毎
に、入力光の約９５％は、反射フィルム９８に向かって
反射し、入力光の約５％は反射フィルム９６を透過し、
透過光を形成する（例えば、図２に示す透過光Ｏｕｔ１
のように）。反射フィルム９６と９８間の多重反射は、
複数の透過光を形成する。複数の透過光は互いに干渉し
て、入力光の波長に依存する伝播方向を持つ光束１１２
を形成する。

【００５０】光束１１２は、その後レンズ１１４により
集光され、レンズ１１４は、集光点に光束１１２を集束
する。集光点は、入力光の異なる波長について、直線状
ラインパス１１６にそって移動する。例えば、入力光の
波長が増加するにつれ、集光点はさらに直線状ラインパ
ス１１６にそって移動する。複数の受光器１１８は、集
束された光束１１２を受光する為に、直線状ラインパス
１１６上に配置される。従って、各々の受光器１１８
を、特定の波長に対応する光束を受光するように配置す
ることが可能である。

【００５１】ＶＩＰＡの反射フィルムの間または反射面
の間の距離ｔをコントロールすることにより、反射フィ
ルムまたは反射面の間で反射された光の位相差は、所定
の量だけシフトすることが可能である。それにより、す
ばらしい耐環境性を実現する。さらに、上述の本発明の
実施例において、偏光に依存する光学的特性の変化は小
さい。

【００５２】図７は本発明のさらなる実施例に係わる、
受光器と共に持ちいられるＶＩＰＡの構成を示す図であ
る。図７に示すＶＩＰＡは、反射フィルム９６および９
８の反射率が逆であることを除くと、図６に示すＶＩＰ
Ａに似ている。より具体的には、図７に示すＶＩＰＡに
おいて、反射フィルム９８は約９５％の反射率を持ち、
反射フィルム９６は約１００％の反射率を持つ。図７に
示すように、光束１１２は、反射フィルム９８を通って
進む透過光の干渉を介して形成される。このように、入
力光は平行平板１００の一方の側に入り、光束１１２は
平行平板１００の反対側に形成される。その他の点で、
図７に示すＶＩＰＡは図６に示すＶＩＰＡと同様に動作
する。

【００５３】図８は、本発明のさらに別の実施例に係わ
るＶＩＰＡの構成を示す図である。図８に示すように、
プレート１２０は、例えば、ガラス製であり、その上に
反射フィルムを備える。反射フィルム１２２は約９５％
またはそれ以上だが、１００％よりも小さい反射率を持
つ。反射フィルム１２４は約１００％の反射率を持つ。
照射窓１２６は約０％の反射率を持つ。

【００５４】入力光１２８は、照射窓１２６を介して、
円柱レンズ１３０により焦点線１２９に集束される。焦
点線１２９は、プレート１２０の反射フィルム１２２が
設けられた表面上にある。このように、焦点線１２９
は、本質的に照射窓１２６を介して反射フィルム１２２
上に集束された線である。

【００５５】円柱レンズ１３０により集束された時、焦
点線１２９の幅は、入力光１２８の「ビームウェスト」
という。このように、図８に示される本発明の実施例
は、入力光１２８のビームウェストをプレート１２０の
遠い方の表面（つまり、その上に反射フィルム１２２を
持つ表面）上に集束させる。ビームウェストをプレート
１２０の遠い方の表面上に集束することにより、本発明
の本実施例は、（ｉ）入力光１２８が照射窓１２６を通
過する際に、入力光１２８によりカバーされた、プレー
ト１２０の表面上の照射窓１２６の領域（例えば、図５
に示す領域「ａ」）と、（ｉｉ）入力光１２８が最初に
反射フィルム１２４により反射された時、入力光１２８
によりカバーされた反射フィルム１２４上の領域（例え
ば、図５に示す領域「ｂ」）との間の重複の可能性を減
少することができる。ＶＩＰＡの適当な動作を確実にす
る為に、そのような重複は減少させることが望ましい。

【００５６】図８において、入力光１２８の光軸１３２
は、小さな傾斜角度θを持つ。反射フィルム１２２の最
初の反射の後、光の５％は反射フィルム１２２を通過し
て、ビームウェストの後は広がり、光の９５％は、反射
フィルム１２４に向かって反射される。最初に反射フィ
ルム１２４によって反射された後、光は再び反射フィル
ム１２２にぶつかるが、ｄだけずれる。その後、光の５
％は反射フィルム１２２を通過する。同様にして、図８
に示すように、一定の間隔ｄで、光は多くのパスに分か
れる。各々のパスのビーム形は、ビームウェスト１２９
の虚像１３４から光が広がるようになる。虚像１３４
は、プレート１２０に対して法線である直線状にそっ
て、一定の間隔２ｔで配置される。ここで、ｔはプレー
ト１２０の厚さである。虚像１３４でビームウェストの
位置は、自己整列し、位置を調節する必要はない。その
後、虚像１３４から広がる光は、互いに干渉し、入力光
１２８の波長に従って変化する方向に伝播する、コリメ
ートされた光１３６を形成する。

【００５７】光のパスの間隔はｄ＝２ｔＳｉｎθであ
り、隣接したビームとの間のパスの長の差は、２ｔＣｏ
ｓθである。角分散はこれら２つの数字の比に比例し、
ｃｏｔθである。この結果、本発明の実施例は、従来の
波長分波器と比較して、異なるキャリアについての光束
の間で、大変大きな角分散を生成する。

【００５８】上述のように、本発明の実施例は、「バー
チャル・イメージ・フェーズ・アレイ」という。先に図
８で示すように、「バーチャル・イメージ・フェーズ・
アレイ」という語は、虚像（バーチャル・イメージ）１
３４の配列（アレイ）の形成を起源とする。図９は、本
発明の一実施例に関わる、導波路型ＶＩＰＡの構成を示
す図である。

【００５９】図９に示すように、光１３８は、光ファイ
バー（不図示）から出力され、基板１４２上に設けられ
た導波路１４０により受光される。導波路１４０、例え
ばニオブ酸リチウムである。光１３８は、異なる波長を
持つ複数のキャリアに変調が施された光信号を含む。

【００６０】光１３８は、一般的に、光ファイバーから
出力される際に、ある分散幅を持つ。従って、コリメー
ティング・レンズ１４２は、光１３８を平行光に変換す
る。平行光は、その後円柱レンズ１４４により集光さ
れ、焦点線１４６に集束される。光は、その後、焦点線
１４６から照射窓１５０を介して、ＶＩＰＡ１４８に放
射する。

【００６１】ＶＩＰＡ１４８は、平行平板１５６上に反
射フィルム１５２及び１５４を備える。反射フィルム１
５４は平行平板１５６の一方の側にあり、反射フィルム
１５２及び照射窓１５０は、平行平板１５６の他方の側
にある。反射フィルム１５２は、約１００％の反射率を
持ち、反射フィルム１５４は、１００％より低い反射率
を持つ。平行平板１５６により反射された光の光束１５
８は、照射窓１５０と反対の平行平板１５６の側へ出力
される。

【００６２】光１３８が複数の波長を含む場合、入力光
１３８の波長に依存して異なる方向に進む複数の光束１
５８が形成される。ＶＩＰＡ１４８によって形成された
光束１５８は、光束１５８の伝播方向に依存して、レン
ズ１６０により異なる点に集束される。従って、図９に
示すように、各々波長λ１、λ２及びλ３を持つ光束１
５８ａ、１５８ｂ及び１５８ｃは、異なる集光点に形成
される。

【００６３】複数の受光導波路１６２は、集光点に設け
られている。各々の受光導波路１６２は、光信号及び、
１つの波長を持つ対応するキャリアを導波する。従っ
て、複数の光束は、様々なチャネルを介して同時に受光
され、伝送されることが可能である。各々の受光導波路
１６２は、後段に設けられた、対応する受光器（不図
示）を持つ。受光器は、一般的にフォトダイオードであ
る。従って、各々の受光導波路１６２によって導波され
た光は、対応する受光器によって検出された後に処理さ
れる。

【００６４】図１０、図１１、図１２及び図１３は、本
発明の一実施例に係わるＶＩＰＡを製造するための方法
を示す。図１０に示すように、平行平板１６４は、望ま
しくはガラス製で、良い平行性を持つ。反射フィルム１
６６及び１６８は、真空蒸着、イオンスパッタリングま
たは他の同様な方法により平行平板１６４の両側に形成
される。反射フィルム１６６及び１６８の一方は、ほぼ
１００％の反射率を持ち、他方は望ましくは８０％以上
で、１００％より低い反射率を持つ。

【００６５】図１１に示すように、反射フィルム１６６
及び１６８の一方は、照射窓１７０を形成するために部
分的に削られている。図１１において、反射フィルム１
６６は、反射フィルム１６６と平行平板１６４の同じ表
面上に、照射窓１７０を形成する為に削られている。し
かし、代わりに、反射フィルム１６８が、平行平板１６
４の反射フィルム１６８と同じ表面上に、照射窓１７０
を形成する為に部分的に削られることも可能である。本
発明の様々な実施例によって示すように、照射窓は平行
平板１６４のどちらの側にあってもよい。

【００６６】反射フィルムを削ることは、エッチング処
理によって行うことが可能である。しかし、機械的切削
処理もまた使用でき、より安価である。しかし、反射フ
ィルムが機械的に削られる場合、平行平板１６４への損
傷を最低限にするように、平行平板１６４は注意深く処
理されなければならない。例えば、照射窓を形成する平
行平板１６４の一部がひどく損傷した場合、平行平板１
６４は受光した入力光の散乱によって起こされる余分な
ロスを生成する。

【００６７】反射フィルムの最初の形成とその後の切削
の代わりに、照射窓は予め、照射窓に対応する平行平板
１６４の一部をマスキングすることにより、この部分が
反射フィルムで覆われないように防止して、生成するこ
とが可能である。

【００６８】図１２に示すように、透明接着剤１７２が
反射フィルム１６６上及び、反射フィルム１６６が除か
れるべき平行平板１６４の一部に用いられている。照射
窓を形成する平行平板１６４の一部に透明接着剤１７２
は用いられることになる為、透明接着剤１７２は、でき
る限り光学的欠損をおこさないようにすべきである。

【００６９】図１３に示すように、透明防護板１７４
は、反射フィルム１６６と平行平板１６４を防護するた
めに、透明接着剤１７２上に用いられている。透明接着
剤１７２は、反射フィルム１６６を除くことにより得ら
れた窪んだ部分を満たす為に用いられているので、透明
防護板１７４を平行平板１６４の最表面と平行に備える
ことが可能である。

【００７０】同様に、反射フィルム１６８を防護する為
に、接着剤（不図示）は、反射フィルム１６８の最表面
に用いられ、防護板（不図示）を備えるようにすべきで
ある。

【００７１】反射フィルム１６８が約１００％の反射率
を持ち、かつ、平行平板１６４の同じ表面に照射窓はな
い場合、接着剤と防護板は必ずしも透明でなければなら
ないわけではない。

【００７２】さらに、反射防止フィルム１７６は、透明
防護板１７４に用いられている。例えば、透明防護板１
７４及び照射窓１７０は、反射防止フィルム１７６によ
り覆われている。

【００７３】上述の本発明の実施例において、焦点線は
入力光が入る平行平板の表面の反対側の表面上にあると
している。しかし、焦点線は平行平板内、照射窓上、ま
たは照射窓の前にあってもよい。

【００７４】上述の本発明の実施例において、２つの反
射フィルムは、１つの反射フィルムの反射率は約１００
％であり、フィルム間で光を反射する。しかし、各々１
００％より少ない反射率を持つ２つの反射フィルムで
も、同様な効果は得られる。例えば両反射フィルムは、
９５％の反射率を持ってもよい。この場合、各々の反射
フィルムは、自身を透過し、干渉を起こす光を持つこと
になる。この結果、波長に依存する方向に進む光束は、
反射フィルムが形成された平行平板の両側に形成され
る。このように、本発明の様々な実施例の様々な反射
は、必要とされるＶＩＰＡの特性に従って容易に変える
ことが可能である。

【００７５】上述の本発明の実施例では、ＶＩＰＡは平
行平板または互いに平行な２つの反射面によって形成さ
れるとして、説明した。しかし、板もしくは反射面は、
必ずしも平行である必要はない。

【００７６】上述の本発明の実施例によると、複数の波
長を含む光を、同時に分割することが可能である。従っ
て、波長多重通信に用いる受光器は、うまく小型化でき
る。上述の本発明の実施例によると、ＶＩＰＡは、光の
各々の波長について波長分割多重光を同時に分割するこ
とができる。さらに、分散の角度は、ＶＩＰＡを形成す
る平行平板の厚さｔによって調節することが可能であ
る。その結果、各々の分割された信号を、受光器が容易
に受光することができるように、分散の角度を十分広く
することができる。例えば、従来の回折格子では、大き
な回折角度を得る為に細かい凹凸表面が必要であった。
しかし、細かく、正確な凸凹表面をあつらえることは困
難であり、従って、回折の角度の大きさは制限されてい
た。一方、上述の本発明の実施例に関わるＶＩＰＡで
は、比較的大きな分散の角度を得る為には、平行平板の
厚さを変えるだけで良い。

【００７７】さらに、上述の本発明の実施例に関わるＶ
ＩＰＡは、従来の回折格子より大きな分散角度を生成す
る。従って、上述の本発明の実施例に関わるＶＩＰＡを
用いる受光器は、高度の多重処理を実現する波長多重通
信においても、失敗なく正確に光信号を受光できる。さ
らに、そのような受光器は、比較的単純な構造を持ち、
比較的安価に製造できる。

【００７８】上述の本発明の実施例によると、ＶＩＰＡ
は、反射を用い、干渉する光の間で一定の位相差を維持
する。その結果、ＶＩＰＡの特性は安定し、これによ
り、偏光により起こる光学的特性の変化を減少すること
ができる。一方、従来の回折格子の光学的特性は、入力
光の偏光に依存して、好ましくない変化があった。

【００７９】さらに、アレイ導波路格子と比較して、上
述の本発明の実施例に関わるＶＩＰＡは、比較的単純な
構造を持ち、安定した光学的特性及び環境条件の変化に
対する抵抗力を達成する。

【００８０】上述の本発明の実施例は、互いに「空間的
に判別可能な」光束を供給する、と説明する。「空間的
に判別可能」とは、光束が間隔で判別可能であることを
いう、例えば、様々な光束がコリメートされて異なる方
向に進む、または異なる場所に集束される場合、光束は
空間的に判別可能である。しかし、本発明はこのような
例に限られるものではなく、光束が互いに空間的に判別
可能である、多くの他の方法が存在する。

【００８１】ＶＩＰＡは、ＶＩＰＡの反射面間の厚さｔ
（図２の反射面８６と８８の間の厚さｔのように）に対
応する自由スペクトラル領域を持つ。ＶＩＰＡが波長分
波器として用いられる場合、自由スペクトラル領域は、
ＶＩＰＡの波長帯域を制限する。一般的に、波長帯域
は、実質的に自由スペクトラル領域と等しい。例えば、
厚さｔが５０μｍの場合、ＶＩＰＡの波長帯域は１６ｎ
ｍであり、各々の連続する１６ｎｍの波長帯域について
の出力角度が、繰り返される。

【００８２】従って、ＶＩＰＡへの入力光は、比較的広
い波長領域内に入る。この波長領域は、ＶＩＰＡの自由
スペクトラル帯域により決定される複数の波長帯域に分
割される。各々の波長帯域について、ＶＩＰＡからの出
力角度は繰り返される。

【００８３】ＶＩＰＡに広い波長帯域を与えることは、
しばしば望ましい。例えば、最近の技術進歩により、光
アンプの帯域幅は大変増加している。光アンプにより増
幅された光を効率的に分割するために、ＶＩＰＡに広い
波長帯域または帯域幅を与えることが望ましい。このた
めに、ＶＩＰＡの反射面の間の厚さｔは、より薄くなら
なければならない。しかし、５０μｍより小さい厚さｔ
のＶＩＰＡは、容易に制作できない。

【００８４】ＶＩＰＡの波長帯域を制限するこの問題を
解決する為に、広い波長帯域を持つ装置を提供するよう
に、ＶＩＰＡを波長スプリッター（または、分波器とも
いう）と組み合せて用いることが可能である。

【００８５】より具体的に、図１４及び図１５は、本発
明の一実施例に関わる、分波器とＶＩＰＡを組み合せた
装置を示す。図１４は装置の平面図、図１５は装置の側
面図である。

【００８６】図１４及び図１５に示すように、波長分割
多重光のような入力光は、ファイバー２００からコリメ
ーティング・レンズ２１０へ進む。コリメーティング・
レンズ２１０は、入力光をコリメートし、半円柱レンズ
２２０にコリメートされた光を供給する。半円柱レンズ
２２０はＶＩＰＡ２３０へ光を線集束させる。

【００８７】ＶＩＰＡは、回折格子２４０のような分波
器へ供給される（光束のような）出力光を生成する。回
折格子２４０は、複数の分離された光または光束に、光
を分波し、複数の分離された光または光束は、集束レン
ズ２５０によって焦点面２６０に集束される。

【００８８】一般に、ＶＩＰＡ２３０のようなＶＩＰＡ
は、狭い波長領域で比較的高い分解能を持つ。例えば、
図１６は、波長対ＶＩＰＡの出力角度を示すグラフであ
る。図１６に示すように、ＶＩＰＡは、ＶＩＰＡの自由
スペクトラル領域によって決定される、複数の反復する
波長帯域２８０を持つ。一般に、各々の波長帯域２８０
の帯域は、実質的に自由スペクトラル領域に等しい。

【００８９】図１６に示すように、波長λ１、λ２、λ
３、λ４及びλ５は、各々同じ出力角度θでＶＩＰＡか
ら分散される。従って、ＶＩＰＡは、波長λ１、λ２、
λ３、λ４及びλ５に対応する波長成分を持つ、出力角
度θで出力光を分散する。

【００９０】一方、図１７は、波長対回折格子の出力角
度を示すグラフである。図１７に示すように、回折格子
は、波長λ１、λ２、λ３、λ４及びλ５を含む広い波
長帯域２９０を持つ。回折格子は、各々出力角度θ１、
θ２、θ３、θ４及びθ５で、波長λ１、λ２、λ３、
λ４及びλ５を分散する。

【００９１】図１６及び図１７から、ＶＩＰＡは、（波
長帯域２８０のような）波長帯域内の比較的近接した波
長を、大きく異なる出力角度で出力することを可能とす
る。従って、ＶＩＰＡは、狭い波長帯域においても比較
的高い分解能を持つ。一方、回折格子は、広い波長帯域
で波長を分割することを可能とするが、出力角度は、互
いに比較的近接している。従って、回折格子は広い波長
帯域であっても、比較的低い分解能を持つ。

【００９２】図１４及び１５は、ＶＩＰＡ２３０及び回
折格子２４０の分解能を参照することにより、容易に理
解できる。より具体的には、再び図１４及び１５を参照
すると、入力光はまず、比較的高い分解能のＶＩＰＡ２
３０で分波され、その後、さらに比較的低い分解能の回
折格子２４０で分波される。

【００９３】図１８は、本発明の一実施例に係わる、Ｖ
ＩＰＡ−回折装置の動作例を示す。図１８に示すよう
に、波長λ１、λ２、λ３、λ４、λ５、λ６、λ７、
λ８、λ９、λ１０、λ１１及びλ１２を持つ入力光２
９５を、ＶＩＰＡ２３０は受光する。その結果、ＶＩＰ
Ａ２３０は、ＶＩＰＡ２３０から伝播する複数の光束ま
たは出力光３００、３１０、３２０、３３０及び３４０
を生成する。出力光３００は、波長λ１、λ６及びλ１
１を含む。出力光３１０は、波長λ２、λ７及びλ１２
を含む。出力光３２０は、波長λ３及びλ８を含む。出
力光３３０は、波長λ４及びλ９を含む。出力光３４０
は、波長λ５及びλ１０を含む。

【００９４】回折格子２４０は、出力光３００、３１、
３２０、３３０及び３４０を受光し、各々、出力光内の
波長に対応する分離された光に、各々の出力光を分波す
る。例えば、回折格子２４０は、出力光３００を、波長
λ１、λ６及びλ１１を持つ３つの分離された光に分波
する。

【００９５】ＶＩＰＡ２３０が、回折格子２４０が分離
された光を分散する分散方向に対して平行でない、分散
方向に出力光を分散する場合、ＶＩＰＡ２３０と回折格
子２４０の組合せにより、比較的多数の間隔が近接した
波長成分を持つ波長分割多重光を正確に分波することが
可能になる。

【００９６】例えば、図１８は、格子パターンに、点１
から１２を持つグリッド３５０を示す。点１から１２
は、個々のファイバーの端を表す。ＶＩＰＡ２４０の分
散方向が実質的に回折格子２４０の分散方向に対して垂
直である場合、回折格子２４０によって生成された分離
された光は、格子パターンに配列されたファイバーによ
って受光されることが可能である。この構成により、比
較的多数の空間的に近接した波長成分を持つ、波長分割
多重光は正確に分波されることが可能になる。

【００９７】ＶＩＰＡ２４０の分散角度は、回折格子２
４０の分散角度に対して、実質的に垂直であることに限
定されるものではない。例えば、分散方向は互いに、単
純に「平行でない」ことは可能である。さらに、本発明
は、分散方向の関係によって限定されるものではない。
従って、応用の仕方によっては、分散方向が平行である
ことが適当であることもありうる。

【００９８】ＶＩＰＡ及び回折格子は共に、ある分散方
向にある出力角度で、光を出力すると理解するべきであ
る。従って、ＶＩＰＡ２３０は、異なる出力角度でＶＩ
ＰＡから各々分散される、複数の出力光を生成する。し
かし、出力光は、同じ分散方向に分散される。図１８に
おいて、ＶＩＰＡ２３０と回折格子２４０の分散方向
は、共に実質的に直線状であることが望ましい。例え
ば、図１８で、ＶＩＰＡ２３０の分散方向は、図に対し
て垂直であってもよく、回折格子２４０の分散方向は、
図に対して水平であってもよい。この場合、分散方向
は、互いに垂直になる。

【００９９】図１８の装置により、広い波長領域内の入
力光を、非常に正確に、高い分解能で分波することが可
能になる。例えば、ＶＩＰＡ２３０が１６ｎｍの波長帯
域内で０．８ｎｍ間隔で、２０波長を分波し、回折格子
２４０が、各々のＶＩＰＡ波長帯で５波長を分波する場
合、０．０８ｎｍ間隔の１００波長が、８０ｎｍの全帯
域幅において分波される。

【０１００】上述の本発明の実施例において、回折格子
２４０は、分波器として用いられる。しかし、本発明
は、回折格子の使用に限定されるものではない。代わり
に、他の適切な分波器を用いることも可能である。例え
ば、多層干渉フィルムを使用してもよい。

【０１０１】上述の本発明の実施例によると、装置は、
ＶＩＰＡと、例えば回折格子のような分波器を備える。
ＶＩＰＡは、連続する波長領域内の波長を持つ入力光を
受光する。その結果、ＶＩＰＡは、ＶＩＰＡから伝播す
る対応する出力光を生成する。出力光は、各々の波長に
対して異なる出力角度で、実質的に直線状の分散方向
に、ＶＩＰＡから分散される。さらに、分散された出力
光は、複数の異なる波長成分を含む。分波器は、出力光
内の複数の異なる波長成分に各々対応する、複数の分離
された光に、出力光を分波する。分割された複数の光
は、各々の分離された光について、異なる出力角度で実
質的に直線状の分散方向に、分波器によって分散され
る。ＶＩＰＡの分散方向は、分波器の分散方向と平行で
なく、垂直であることが望ましい。焦点面に複数の分離
された光を集束するレンズを備えてもよい。ここで、各
々の分離された光は、他の分離された光と焦点面上の異
なる点に集束される。

【０１０２】一般に、入力光は、各々異なる波長の２以
上の光を含む波長分割多重光である。その後、ＶＩＰＡ
は、入力光の各々の光について、各出力光を形成する。
各出力光は、他の出力光と空間的に判別可能であり、各
々複数の異なった波長成分を含む。この場合、分波器
は、各々、出力光内の複数の異なる波長成分に対応する
分離された光に、出力光を分波する。そして、焦点面に
分波器からの分離された光を集束させる為に、レンズを
設けることは可能である。ＶＩＰＡの分散方向が、実質
的に分波器の分散方向に対して垂直である場合、焦点面
上に格子パターンを形成するように、各々の分離された
光を、他の分離された光と焦点面上の異なった点へ集束
させることが可能である。

【０１０３】例えば、図１８に示すように、本発明の実
施例によると、装置は、各々異なる波長の複数の光を含
む入力光を分波する。装置は、第一、第二の分波器を備
える。例えば、図１８において、ＶＩＰＡ２３０は、第
一の分波器として、回折格子２４０は、第二の分波器と
して動作する。第一の分波器は、各々の入力光内の複数
の光に対応する複数の出力光に、入力光を分波する。第
一の分波器は、複数の出力光を、実質的に直線上の分散
方向に、それぞれの出力光に対し異なる出力角度で分散
する。さらに、各々の出力光は、複数の波長成分を含
む。第二の分波器は、各々の出力光内の複数の波長成分
に対応する複数の分離された光に、出力光を分波する。
第二の分波器は、各々の分離された光について、異なる
出力角度で実質的に直線状の分散方向に、複数の分離さ
れた光を分散させる。第二の分波器の分散方向は、第一
の分波器の分散方向に平行でなく、垂直であることが望
ましい。第一、第二の分波器は、ＶＩＰＡや回折格子に
限定されるものではない。代わりに、適切な分波器また
は波長スプリッターを用いることが可能である。

【０１０４】一般に、ＶＩＰＡは、自身に光を受光し、
自身から出力する為の通過領域を持つ角分散コンポーネ
ントである。通過領域を介して、ＶＩＰＡは、連続する
波長領域内で各々の波長を持つ入力光を受光する。ＶＩ
ＰＡは、入力光の多重反射によって、出力光を形成する
自己干渉を起こさせる。出力光はＶＩＰＡから進み、連
続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について生成
された出力光と、空間的に判別可能である。

【０１０５】ここで、さまざまなレンズを開示する。例
えば、図１４は、コリメーティング・レンズ２１０、半
円柱レンズ２２０及び集束レンズ２５０の使用を開示す
る。しかし、本発明は、いかなるタイプのレンズの使用
にも限定されるものではない。代わりに、適切な効果を
得る為に、異なるタイプのレンズまたは装置を用いるこ
とが可能である。

【０１０６】ここで、「複数の」という語は、「１より
多い」という意味である。従って、複数の光とは、「１
より多い」光をいう。例えば、２つの光は、複数の光で
ある。

【０１０７】

【発明の効果】本発明によれば、３つ以上の複数の波長
キャリア持つ波長分割多重光を一度に分離することがで
きる。従って、光多重方式の光通信において使用する受
光器を小型化することが可能となる。

【０１０８】本発明によれば、異なる波長キャリアを、
回折格子よりも大きな分散角度で出力する。従って、分
散角度が大きいので、比較的近い波長のキャリアを多数
持つ波長分割多重光を分離することより得た分散された
光を、受光器が正確に受光することが可能となる。

【０１０９】本発明によれば、連続する波長領域内で各
々の波長を持つ入力光を受光し、入力光の多重反射に自
己干渉を生じさせ、それにより、出力光を形成する。こ
のことより、上記出力光は、上記連続する波長領域内の
他の波長を持つ入力光について形成された出力光と、空
間的に判別可能となる。また、多重反射を用いる為、各
光線の位相が一定しているため、回折格子のように入力
光の偏光により特性が影響を受けるということが少な
い。また、アレイ導波路格子のように、特性が環境から
影響を受けるということも少ない。

【０１１０】さらに、本発明によれば、回折格子のよう
な波長スプリッターまたは「分波器」とＶＩＰＡを組み
合わせる。上記ＶＩＰＡは入力光を受光し、上記ＶＩＰ
Ａから伝播する対応する出力光を生成し、上記分波器
は、各々、上記出力光内の複数の異なる波長成分に対応
する複数の分離された光に、上記出力光を分波する。こ
れにより、比較的多数の近接したキャリアまたは波長成
分を持つ、波長分割多重光を正確に分波することが可能
になる。

【０１１１】さらに、本発明によれば、第一の分波器と
第二の分波器を備え、複数の光を含む入力光を分波させ
る。上記第一の分波器は、上記入力光を各々、上記入力
光内の上記複数の光に対応する複数の出力光に分波し、
上記複数の出力光を、各々の出力光について、実質的に
直線状の分散方向に異なる出力角度で分散する。さら
に、上記第二の分波器は、各々の出力光を、各々、上記
出力光内の複数の波長成分に対応する複数の分離された
光に分波し、上記複数の分離された光を実質的に直線状
の分散方向に、各々の分離された光について異なる出力
角度で分波する。このことにより、比較的多数の近接し
たキャリアまたは波長成分を持つ、波長分割多重光を正
確に分波することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係わるバーチャル・イメー
ジ・フェーズ・アレイ（ＶＩＰＡ）の構成を示す図であ
る。

【図２】本発明の実施例に係わる、図１に示すＶＩＰＡ
のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係わる、ＶＩＰＡによって生
成される反射間の干渉を示す図である。

【図４】本発明の一実施例に係わる、光束の形成を示す
為に、図１に示すＶＩＰＡのＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った
横断面を示す図である。

【図５】本発明の一実施例に係わる、入力光の傾斜角度
を決定するＶＩＰＡの特性を表す、図１に示すＶＩＰＡ
のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った横断面を示す図である。

【図６】本発明の一実施例に係わる、受光器と共に用い
られる時のＶＩＰＡを示す図である。

【図７】本発明のさらなる一実施例に係わる、受光器と
共に用いられる時のＶＩＰＡの構成を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例に係わる、ＶＩＰＡの構成
を示す図である。

【図９】本発明の一実施例に係わる、導波路型ＶＩＰＡ
を示す図である。

【図１０】本発明の一実施例に係わる、ＶＩＰＡの作成
方法を示す図（その１）である。

【図１１】本発明の一実施例に係わる、ＶＩＰＡの作成
方法を示す図（その２）である。

【図１２】本発明の一実施例に係わる、ＶＩＰＡの作成
方法を示す図（その３）である。

【図１３】本発明の一実施例に係わる、ＶＩＰＡの作成
方法を示す図（その４）である。

【図１４】本発明の一実施例に係わる、回折格子のよう
な分波器とＶＩＰＡを組み合せた装置の平面図である。

【図１５】本発明の一実施例に係わる、回折格子のよう
な分波器とＶＩＰＡを組み合せた装置の側面図である。

【図１６】本発明の一実施例に係わる、波長対ＶＩＰＡ
の出力角度を示すグラフである。

【図１７】波長対回折格子の出力角度を示すグラフであ
る。

【図１８】本発明の一実施例に係わる、ＶＩＰＡ−回折
格子の動作例をを示す図である。

【図１９】多層干渉フィルムを用いた従来のフィルター
を示す図である。

【図２０】従来のファブリー・ぺロー干渉計を示す図で
ある。

【図２１】従来のマイケルソン干渉計を示す図である。

【図２２】従来の回折格子を示す図である。

【図２３】波長分割多重光を分波する為の、従来のアレ
イ導波路格子を示す図である。

【符号の説明】

７６ バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ（ＶＩ
ＰＡ） ７７ 入力光 ７８ ライン（焦点線） ８０ レンズ ８２ 光束 ８４ 部材 ８６ 反射面 ８８ 反射面 ９０ 照射窓 ９２ 入力光 ９４ 光軸 ９６ 反射面 ９８ 反射面 １００ 平行平板 １０４ 平行ビーム １０６ コリメーティング・レンズ １０８ 円柱レンズ １１０ 焦点線 １１２ 光束 １１４ レンズ １１６ 直線状ラインパス １１８ 受光器 １２０ プレート １２２ 反射フィルム １２４ 反射フィルム １２６ 照射窓 １２８ 入力光 １２９ ビーム・ウェスト １３０ 円柱レンズ １３２ 光軸 １３４ 虚像 １３６ 光 １３７ 基板 １３８ 光 １４０ 導波路 １４２ コリメーティング・レンズ １４４ 円柱レンズ １４６ 焦点線 １４８ ＶＩＰＡ １５０ 照射窓 １５２ 反射フィルム １５４ 反射フィルム １５６ 平行平板 １５８ 光束 １６０ レンズ １６２ 受光導波路 １６４ 平行平板 １６６ 反射フィルム １６８ 反射フィルム １７０ 照射窓 １７２ 透明接着剤 １７４ 防護板（保護板） １７６ 反射防止フィルム ２００ ファイバー ２１０ コリメーティング・レンズ ２２０ 半円柱レンズ ２３０ ＶＩＰＡ ２４０ 回折格子 ２５０ 集束レンズ ２６０ 焦点面 ２８０ 波長帯域 ２９０ 広波長帯域 ２９５ 入力光 ３００、３１０、３２０、３３０、３４０ 出力光 ３５０ 格子 ａ、ｂ 幅 ＯＵＴ０、ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、ＯＵＴ４
透過光 Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４ 光線 Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４ 点 Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４ 領域 Ｉ０、Ｉ２、Ｉ３、Ｉ４、Ｉ５、Ｉ６ 焦点線 ＬＦ１、ＬＦ２、ＬＦ３ 光束 Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３ 伝播方向 θ１ 傾斜角度 ｔ 厚さ ｄ 量 λ１からλ１２ 波長 θ１、θ２、θ３、θ４、θ５ 出力角度

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力光を受光して、バーチャル・イメー
   ジ・フェーズ・アレイ（ＶＩＰＡ）から伝播する、対応
   する複数の異なる波長成分を含んだ、出力光を生成する
   前記ＶＩＰＡと、 前記出力光を各々、前記出力光中の複数の異なる波長成
   分に対応する、複数の分離された光に分波する分波器と
   を備えることを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 前記ＶＩＰＡは、実質的に直線状の分散
   方向に前記出力光を分散させ、 前記分波器は、実質的に直線状の分散方向に、前記分離
   された光を分散させ、 前記ＶＩＰＡの前記分散方向は、前記分波器の前記分散
   方向と平行でないことを特徴とする請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】 前記ＶＩＰＡの前記分散方向は、前記分
   波器の前記分散方向に対して垂直であることを特徴とす
   る請求項２に記載の装置。
4. 【請求項４】 前記入力光は、前記ＶＩＰＡの自由スペ
   クトラル領域によって決定される、複数の波長帯域に分
   離された波長領域内であり、 各々の波長帯域において、前記ＶＩＰＡは、前記分波器
   よりも高い分解能を有することを特徴とする請求項１に
   記載の装置。
5. 【請求項５】 前記入力光は連続する波長領域内の波長
   を持ち、 前記入力光の前記波長が前記連続する波長領域内で変化
   するにつれ、 前記ＶＩＰＡは、前記出力光を実質的に直線状の分散方
   向に、各々の波長によって異なる出力角度で分散させ、 前記分波器は、前記複数の分離された光を実質的に直線
   状の分散方向に、各々の分離された光によって異なる出
   力角度で分散させ、 前記ＶＩＰＡの前記分散方向は、前記分波器の前記分散
   方向に対して平行でないことを特徴とする請求項１に記
   載の装置。
6. 【請求項６】 前記ＶＩＰＡの前記分散方向は、前記分
   波器の前記分散方向と実質的に垂直であることを特徴と
   する請求項５に記載の装置。
7. 【請求項７】 前記ＶＩＰＡは、自由スペクトラル領域
   を持ち、 前記入力光の前記波長は前記ＶＩＰＡの前記自由スペク
   トラル領域によって決定される、複数の波長帯域に分離
   された波長領域内であり、 各々の波長帯域について、前記入力光の前記波長が、前
   記波長帯域内で変化するにつれ、 前記ＶＩＰＡは、実質的に直線状の分散方向に、各々の
   波長によって異なる出力角度で前記出力光を分散させ、 前記分波器は、実質的に直線状の分散方向に、各々の分
   離された光によって異なる出力角度で前記複数の分離さ
   れた光を分散させ、 前記ＶＩＰＡの前記分散方向は、前記分波器の前記分散
   方向に対して平行でないことを特徴とする請求項１に記
   載の装置。
8. 【請求項８】 前記分波器は、回折格子であることを特
   徴とする請求項１に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記分波器は、回折格子であることを特
   徴とする請求項２に記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記ＶＩＰＡは、前記ＶＩＰＡ内に光
    を受光し、前記ＶＩＰＡから光を出力する為の通過領域
    を持つ、角分散コンポーネントであり、 前記ＶＩＰＡは、前記通過領域を介して、連続する波長
    領域内の各波長を持つ入力光を受光し、 前記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光に対し
    て形成された出力光と空間的に判別可能な、前記ＶＩＰ
    Ａから伝播する前記出力された光を形成する自己干渉
    が、前記入力光の多重反射によって生じることを特徴と
    する請求項１に記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記複数の分離された光を焦点面に集
    束させるレンズをさらに備え、各々の分離された光は、
    前記焦点面上で他の分離された光とは異なる点に集束さ
    れることを特徴とする請求項２に記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記入力光は、各々異なる波長の２以
    上の光からなり、 前記ＶＩＰＡは、各々の前記入力光について各々出力光
    を形成し、 前記各々の出力光は、他の出力光と空間的に判別可能で
    あり、かつ複数の異なる波長成分を持ち、 前記分波器は、各々、前記出力光中の前記複数の異なる
    波長成分に対応する、複数の分離された光に各々の出力
    光を分波することを特徴とする請求項１に記載の装置。
13. 【請求項１３】 焦点面上に、前記分波器から前記分離
    された光を集束するレンズをさらに備え、前記焦点面上
    に格子パターンを形成するように、各々の分離された光
    は、前記焦点面上で他の分離された光と異なる点に集束
    されることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 【請求項１４】 連続する波長領域内の波長を持つ入力
    光を受光し、バーチャル・イメージ・フェーズ・アレイ
    （ＶＩＰＡ）から伝播する対応する出力光を生成する前
    記ＶＩＰＡと、 前記出力光中の複数の異なる各波長成分に対応する、複
    数の分離された光に前記出力光を分波する分波器を備
    え、 、前記出力光は、前記ＶＩＰＡから実質的に直線状の分
    散方向に、各々の波長によって異なる出力角度で分散さ
    れ、前記分散された出力光は複数の異なる波長成分を含
    み、 前記複数の分離された光は、実質的に直線状の分散方向
    に、各々の分離された光について異なる分散角度で、分
    波器によって分散され、前記ＶＩＰＡの前記分散方向
    は、前記分波器の前記分散方向に対して平行でないこと
    を特徴とする装置。
15. 【請求項１５】 前記複数の分離された光を焦点面に集
    束し、各々の分離された光は、前記焦点面上で他の分離
    された光と異なる点に集束させる、レンズをさらに備え
    ることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 【請求項１６】 前記入力光は、各々異なる波長の２以
    上の光からなり、前記ＶＩＰＡは、各々の入力光につい
    て各出力光を形成し、各々の出力光は他の出力光と空間
    的に判別可能であり、各々の出力光は複数の異なる波長
    成分を含み、 前記分波器は、前記出力光中の複数の異なる波長成分に
    各々対応する複数の分離された光に、各々の出力光を分
    波することを特徴とする請求項１４に記載の装置。
17. 【請求項１７】 前記分離された光を前記分波器から焦
    点面上に集束するレンズをさらに備え、 各々の分離された光は、前記焦点面上で格子パターンを
    形成するように、他の分離された光と前記焦点面上で異
    なる点に集束することを特徴とする請求項１６に記載の
    装置。
18. 【請求項１８】 前記ＶＩＰＡは、前記ＶＩＰＡに光を
    受光し、前記ＶＩＰＡから光を出力するための通過領域
    を持つ、角分散コンポーネントであり、 前記ＶＩＰＡは、前記通過領域を介して、連続する波長
    領域内で各々の波長を持つ前記入力光を受光し、前記連
    続する波長領域内の他の波長を持つ入力光について、形
    成された出力光と空間的に判別可能な、前記ＶＩＰＡか
    ら伝播する出力光を形成する自己干渉が、入力光の多重
    反射によって生じることを特徴とする請求項１４に記載
    の装置。
19. 【請求項１９】 光を受光し、光を出力するための通過
    領域を持つ角分散コンポーネントと、 各々、前記出力光内の複数の異なった波長成分に対応す
    る、複数の分離された光に前記出力光を分波する分波器
    と、 前記複数の分離された光を焦点面に集束し、各々の分離
    された光う、他の分離された光と異なった点に集束する
    レンズを備え、 前記角分散コンポーネントは、前記通過領域を介して、
    連続する波長領域内で各々波長を持つ前記入力光を受光
    し、前記連続する波長領域内の他の波長を持つ入力光に
    ついて形成された出力光と空間的に判別可能な、前記角
    分散コンポーネントから伝播する前記出力光を形成する
    自己干渉を、前記入力光の多重反射により生じさせ、 前記出力光は、前記角分散コンポーネントから実質的に
    直線状の分散方向に、各々の波長について異なった出力
    角度で分散され、 前記分離された出力光は、複数の異なった波長成分を含
    み、 前記複数の分離された光は、前記分波器によって、実質
    的に直線状の分散方向に、各々の分離された光について
    異なる出力角度で分散され、 前記角分散コンポーネントの前記分散方向は、前記分波
    器の前記分散方向に平行でないことを特徴とする装置。
20. 【請求項２０】 前記分波器は回折格子であることを特
    徴とする請求項１９に記載の装置。
21. 【請求項２１】 前記入力光は、各々異なった波長の２
    以上の光からなり、前記角分散コンポーネントは、各々
    の入力光について各々出力光を形成し、各々の出力光
    は、他の出力光と空間的に判別可能であり、各々の出力
    光は複数の異なる波長成分を含み、 前記分波器は、前記出力光内の前記複数の異なった波長
    成分に各々対応する、複数の分離された光に各々の出力
    光を分波し、 前記レンズは、前記焦点面上に格子パターンを形成する
    ように、各々の分離された光を、他の分離された光と前
    記焦点面上の異なった点に集束することを特徴とする請
    求項１９に記載の装置。
22. 【請求項２２】 各々異なる波長の複数の光を含む入力
    光を分波するための装置であって、 前記入力光内の複数の光に各々対応する複数の出力光に
    前記入力光を分波し、実質的に直線状の分散方向に、各
    々の出力光について異なる出力角度で、複数の波長成分
    を含む前記複数の出力光を分散させる第一の分波器と、 前記出力光内の複数の波長成分に各々対応する複数の分
    離された光に各々の出力光を分波し、実質的に直線状の
    分散方向に、各々の分離された光について異なる出力角
    度で、前記第一の分波器の前記分散方向に平行でない前
    記分散方向に、前記複数の分離された光を分散する第二
    の分波器とを備えることを特徴とする装置。
23. 【請求項２３】 前記第二の分波器の前記分散方向は、
    前記第一の分波器の前記分散方向に対して垂直であるこ
    とを特徴とする請求項２２に記載の装置。
24. 【請求項２４】 前記第一の分波器は、バーチャル・イ
    メージ・フェーズ・アレイ（ＶＩＰＡ）であることを特
    徴とする請求項２２に記載の装置。
25. 【請求項２５】 前記第二の分波器は、回折格子である
    ことを特徴とする請求項２２に記載の装置。
26. 【請求項２６】 前記第二の分波器は、回折格子である
    ことを特徴とする請求項２４に記載の装置。
27. 【請求項２７】 前記第一の分波器は、対応する自由ス
    ペクトラル領域を持ち、 前記入力光は、前記第一の分波器の前記自由スペクトラ
    ル領域によって決定された、複数の波長帯域に分離され
    た波長領域内であり、 各々の波長帯域において、前記第一の分波器は、前記第
    二の分波器より高い分解能を持つことを特徴とする請求
    項２２に記載の装置。
28. 【請求項２８】 前記第二の分波器から焦点面上に、前
    記分離された光を集束し、各々の分離された光は、前記
    焦点面上に格子パターンを形成するように、他の分離さ
    れた光と前記焦点面上の異なる点に集束するレンズを、
    さらに備えることを特徴とする請求項２２に記載の装
    置。