JPS6275504A - 光合波・分波器 - Google Patents
光合波・分波器Info
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- JPS6275504A JPS6275504A JP21700985A JP21700985A JPS6275504A JP S6275504 A JPS6275504 A JP S6275504A JP 21700985 A JP21700985 A JP 21700985A JP 21700985 A JP21700985 A JP 21700985A JP S6275504 A JPS6275504 A JP S6275504A
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- Japan
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- optical fiber
- diffraction grating
- layer
- aspherical
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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
- G02B6/29304—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 diffraction, e.g. grating
- G02B6/29305—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 diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
- G02B6/29308—Diffractive element having focusing properties, e.g. curved gratings
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
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- G—PHYSICS
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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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
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- G02B6/29305—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 diffraction, e.g. grating as bulk element, i.e. free space arrangement external to a light guide
- G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- 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
- G02B6/29379—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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Holo Graphy (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、光通信などにおいて、複数の異なる波長の光
を用いて、多重伝送を行うときに用いる光合波・分波器
に関するものである。
を用いて、多重伝送を行うときに用いる光合波・分波器
に関するものである。
従来の技術
従来、光合波１分波器に用いる回折格子は、平面波と平
面波の干渉によって作成したホログラムからなる平面直
線回折格子を用いたものと、機械的刻線法により作成し
た凹面回折格子を用いたものが、一般に知られている。
面波の干渉によって作成したホログラムからなる平面直
線回折格子を用いたものと、機械的刻線法により作成し
た凹面回折格子を用いたものが、一般に知られている。
このうち、平面直線回折格子を用いたものは、第６図に
、その−例として、特開昭６４〜４１４７号公報に示す
ように、入力光ファイバ１より入った多重化された入射
光（波長λ０．λ２．λ３．・・・・・・）は、コリメ
イシゴンレンズによって平行光となり、回折格子３によ
って、波長λ、１ λ２．λ３ 、・・・・・・に応じ
て回折・分波され、集束レンズ４によって集束され、出
力光７アイパ５より出射する構造の光分波器や、第６図
に他の例として、特開昭５４−１７０４５に示すように
、多重化された入射光（波長λ１゜λ２．λ３．・・・
・・・）は、入力光ファイバ１より、屈折率が、中心か
ら周辺に向って、徐々に減少している第１の集束性光伝
送体６に入り、蛇行しながら進行し、透過形回折格子３
によって、波長λ１゜λ２．λ３．・・・・・・に応じ
て回折１分波され、第２の集束性光伝送体７によって、
蛇行しながら集束し、出力光ファイバ６より分波されて
出射する構造の光分波器が知られているのみで、いずれ
も、コリメイションレンズや集束レンズあるいは集束性
光伝送体のようなレンズ類似のものを必要とし、その光
学系は複雑である。また、凹面回折格子を用いたものは
、機械的刻線法によるか、あるいは光学的な方法では、
球面波と球面波の干渉によってホログラムを作成するた
め、コリメイションレンズや集束レンズを特に必要とし
ないが、形状が凹面であるため、製作が困難であり、高
価になる欠点がある。
、その−例として、特開昭６４〜４１４７号公報に示す
ように、入力光ファイバ１より入った多重化された入射
光（波長λ０．λ２．λ３．・・・・・・）は、コリメ
イシゴンレンズによって平行光となり、回折格子３によ
って、波長λ、１ λ２．λ３ 、・・・・・・に応じ
て回折・分波され、集束レンズ４によって集束され、出
力光７アイパ５より出射する構造の光分波器や、第６図
に他の例として、特開昭５４−１７０４５に示すように
、多重化された入射光（波長λ１゜λ２．λ３．・・・
・・・）は、入力光ファイバ１より、屈折率が、中心か
ら周辺に向って、徐々に減少している第１の集束性光伝
送体６に入り、蛇行しながら進行し、透過形回折格子３
によって、波長λ１゜λ２．λ３．・・・・・・に応じ
て回折１分波され、第２の集束性光伝送体７によって、
蛇行しながら集束し、出力光ファイバ６より分波されて
出射する構造の光分波器が知られているのみで、いずれ
も、コリメイションレンズや集束レンズあるいは集束性
光伝送体のようなレンズ類似のものを必要とし、その光
学系は複雑である。また、凹面回折格子を用いたものは
、機械的刻線法によるか、あるいは光学的な方法では、
球面波と球面波の干渉によってホログラムを作成するた
め、コリメイションレンズや集束レンズを特に必要とし
ないが、形状が凹面であるため、製作が困難であり、高
価になる欠点がある。
発明が解決しようとする問題点
従来の平面直線回折格子を用いた光合波１分波器は、コ
リメイションレンズや集束レンズなどのレンズ類似品が
必要であるため、光学系が複雑であり、捷た凹面回折格
子を用いたものは、集束レンズなどは必要でないが、形
状が凹面であるため、製作が困難であり、いずれも高価
になる欠点があり、かつ、性能的にも、多重度の高いも
のをつくることが困難であった。本発明は、この点を考
慮したもので、平面状の回折格子で、レンズなどが不要
であり、かつ多重度の高い光合波９分波器を提供するも
のである。
リメイションレンズや集束レンズなどのレンズ類似品が
必要であるため、光学系が複雑であり、捷た凹面回折格
子を用いたものは、集束レンズなどは必要でないが、形
状が凹面であるため、製作が困難であり、いずれも高価
になる欠点があり、かつ、性能的にも、多重度の高いも
のをつくることが困難であった。本発明は、この点を考
慮したもので、平面状の回折格子で、レンズなどが不要
であり、かつ多重度の高い光合波９分波器を提供するも
のである。
問題点を解決するだめの手段
本発明は、上記問題点を解決するため、収差の補正に非
球面波を用い、非球面波と球面波の干渉によるホログラ
ムを回折格子とし、この回折格子に対向して、入力光フ
ァイバと出力光フプイバを接した配置すなわちＩＪ ）
ロー配置にすることにより、平面状の回折格子でもって
、レンズなどが不要であるため、光学系が簡単であり、
かつ性能的にも多重度の高い光合波１分波器を提供する
ものである。
球面波を用い、非球面波と球面波の干渉によるホログラ
ムを回折格子とし、この回折格子に対向して、入力光フ
ァイバと出力光フプイバを接した配置すなわちＩＪ ）
ロー配置にすることにより、平面状の回折格子でもって
、レンズなどが不要であるため、光学系が簡単であり、
かつ性能的にも多重度の高い光合波１分波器を提供する
ものである。
作用
本発明は、多重化された波長λ１．λ２．λ６゜・・・
・・・からなる入射光が、１本の入力光ファイノ（から
入射し、上記した平面ホログラムからなる回折格子によ
り、回折１分波され、後、複数の出力光ファイバより出
射する。あるいは、複数の入力光ファイバから別々に入
った多重化された入射光が、上記した平面ホログラムか
らなる回折格子により、回折０合波され、１本の出力光
ファイバより出射する。
・・・からなる入射光が、１本の入力光ファイノ（から
入射し、上記した平面ホログラムからなる回折格子によ
り、回折１分波され、後、複数の出力光ファイバより出
射する。あるいは、複数の入力光ファイバから別々に入
った多重化された入射光が、上記した平面ホログラムか
らなる回折格子により、回折０合波され、１本の出力光
ファイバより出射する。
実施例
本発明に用いる回折格子の作成方法ならびに、その回折
格子を用いた光分波器の実施例を第１図〜第４図に基づ
いで説明する。第１図は、光合波器ならびに光分波器を
構成する回折格子となるホログラムを作成するための原
理図を示すものである。本発明では、ホログラムは、平
面状すなわち平面回折格子で、収差の少ないものをつく
るため、非球面波と球面波の干渉によって作成する。非
球面波は、非球面波単一のものでも良いが、非球面波に
球面波を合成したものでも、実質的に非球面波である。
格子を用いた光分波器の実施例を第１図〜第４図に基づ
いで説明する。第１図は、光合波器ならびに光分波器を
構成する回折格子となるホログラムを作成するための原
理図を示すものである。本発明では、ホログラムは、平
面状すなわち平面回折格子で、収差の少ないものをつく
るため、非球面波と球面波の干渉によって作成する。非
球面波は、非球面波単一のものでも良いが、非球面波に
球面波を合成したものでも、実質的に非球面波である。
非球面波は、レーザ光を、適当に設計された計算機＊
ｏ り７ ム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ
Ｈｏｌｏｇｒａｍ 、 ＣＧ Ｈ）を通すことにより、
つくることができる。計算機ホログラムは、電子ビーム
による直接描画による方法と、プロッタで描画した後、
縮少してつくる光学的な方法があるが、精度の高いもの
は、電子ビーム描画による方法が良好である。ホログラ
ムの作成は、レーザ光を用い、非球面波からなる物体光
または参照光と球面波からなる物体光または参照光を、
ホログラム感光材料層の両側から入射させて、ホログラ
ム感光材料層を露光し、ホログラムを作成する。物体光
まだは参照光は、必要に応じて、発散光まだは収れん光
として用いる。第１図は、その−例として、ホログラム
感光材料層８に、垂直なＺ軸を光軸とすると、光軸上で
、ホログラム感光材料層８の中心黒人より、Ｒｏの距離
にある点０に収ｎんする非球面物体光９ば、光軸方向す
なわち物体光角θ０−１８００の方向に、また、ホログ
ラム感光材料層８に対し、物体光とは反対側から、かつ
、ホログラム感光材料層８の中心黒人より、Ｒｒの距離
にある点Ｂより、発散する球面参照光１０は、光軸に対
し、参照光角θｒの角度で、ホログラム感光材料層８に
入射させて、露光し、干渉縞からなるホログラム１１を
作成したものである。
ｏ り７ ム（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ
Ｈｏｌｏｇｒａｍ 、 ＣＧ Ｈ）を通すことにより、
つくることができる。計算機ホログラムは、電子ビーム
による直接描画による方法と、プロッタで描画した後、
縮少してつくる光学的な方法があるが、精度の高いもの
は、電子ビーム描画による方法が良好である。ホログラ
ムの作成は、レーザ光を用い、非球面波からなる物体光
または参照光と球面波からなる物体光または参照光を、
ホログラム感光材料層の両側から入射させて、ホログラ
ム感光材料層を露光し、ホログラムを作成する。物体光
まだは参照光は、必要に応じて、発散光まだは収れん光
として用いる。第１図は、その−例として、ホログラム
感光材料層８に、垂直なＺ軸を光軸とすると、光軸上で
、ホログラム感光材料層８の中心黒人より、Ｒｏの距離
にある点０に収ｎんする非球面物体光９ば、光軸方向す
なわち物体光角θ０−１８００の方向に、また、ホログ
ラム感光材料層８に対し、物体光とは反対側から、かつ
、ホログラム感光材料層８の中心黒人より、Ｒｒの距離
にある点Ｂより、発散する球面参照光１０は、光軸に対
し、参照光角θｒの角度で、ホログラム感光材料層８に
入射させて、露光し、干渉縞からなるホログラム１１を
作成したものである。
第２図は、第１図の方法で作成したホログラムを回折格
子とし、この回折格子１２に対向して、入力光ファイバ
１３と出力光ファイバ１４ａ、１４ｂ１１４０．１４ｄ
、１４ｅからなる出力光ファイバ群１４を接した配置い
わゆるＩＪ ）ロー配置にした構成からなる光分波器の
一実施例を示す図である。
子とし、この回折格子１２に対向して、入力光ファイバ
１３と出力光ファイバ１４ａ、１４ｂ１１４０．１４ｄ
、１４ｅからなる出力光ファイバ群１４を接した配置い
わゆるＩＪ ）ロー配置にした構成からなる光分波器の
一実施例を示す図である。
また、第３図は、その部分的な拡大図である。第２図な
らびに第３図は、いずれも、入力光ファイバ１３からの
再生光１５が、回折格子１２で、回折０合波され、出力
光ファイバ１４ａ＋ １４ｂ＋１４０、 １４ｄ、
１４θに、再生光１６が入る様子を示す。第１図〜第３
図の構成は、次式に示す結像式および以下の計算により
決定する。
らびに第３図は、いずれも、入力光ファイバ１３からの
再生光１５が、回折格子１２で、回折０合波され、出力
光ファイバ１４ａ＋ １４ｂ＋１４０、 １４ｄ、
１４θに、再生光１６が入る様子を示す。第１図〜第３
図の構成は、次式に示す結像式および以下の計算により
決定する。
ｓｉｎθ１＝ｓｉｎθｃ＋μ（ｓｉｎθ（、−５ｉｎθ
ｒ） （２またたし、μ＝λＣ／λ０ Ｒｉｉ再生像点距離 Ｒｃｉ再生光距離 ’Ｏｉ物体光距離 Ｒｒ ；参照光距離 λＣ；再生波長 λ０ ；記録波長 θ１ ；主光線に対する再生像光角 θＣ；主光線に対する再生光角 θ０ ：主光線に対する物体光角 θｒ ；主光線に対する参照光角 光分波の波長を８２０μｍ 、８４０μｍ 、８６０μ
ｍ。
ｒ） （２またたし、μ＝λＣ／λ０ Ｒｉｉ再生像点距離 Ｒｃｉ再生光距離 ’Ｏｉ物体光距離 Ｒｒ ；参照光距離 λＣ；再生波長 λ０ ；記録波長 θ１ ；主光線に対する再生像光角 θＣ；主光線に対する再生光角 θ０ ：主光線に対する物体光角 θｒ ；主光線に対する参照光角 光分波の波長を８２０μｍ 、８４０μｍ 、８６０μ
ｍ。
８８０μｍ、９００μｍとし、入力光ファイハノ外径を
１２６μ、コア径を５０μ、出力光ファイバの外径を３
００μ、コア径を２００μとする。また、第１図に示す
ように、物体光は、光軸上の点０に収れんさせ、参照光
は、点Ｂより、光軸Ｚ軸に対し、−〇の角度で発散させ
るとすると、θ０＝π θｒ＝２π−θ （３）となる。この
とき、干渉縞の間隔ｄｘ ば、λ０ ｄｘ＝、、−− ＳｉｎθＱ−５ｉｎθｒ つぎに、μ＝１のとき、θｃ’＝π＋θ１となるときの
θ１を求める。
１２６μ、コア径を５０μ、出力光ファイバの外径を３
００μ、コア径を２００μとする。また、第１図に示す
ように、物体光は、光軸上の点０に収れんさせ、参照光
は、点Ｂより、光軸Ｚ軸に対し、−〇の角度で発散させ
るとすると、θ０＝π θｒ＝２π−θ （３）となる。この
とき、干渉縞の間隔ｄｘ ば、λ０ ｄｘ＝、、−− ＳｉｎθＱ−５ｉｎθｒ つぎに、μ＝１のとき、θｃ’＝π＋θ１となるときの
θ１を求める。
Ｓ工ｎθｃ４ｓｉｎ（π＋０１）＝−ｓｉｎθ工（６）
（２）式より ２ｓｉｎθ１＝ｓｉｎθ 波長が波長＠ＪλＣ変化したときの結像点位置の変化量
θば、 λ。 ｃｏｓθ１ λｏ＝０．８４μ、Δλ。＝ ０．０２６． ＲＣ＝
６０ｍｍ。
（２）式より ２ｓｉｎθ１＝ｓｉｎθ 波長が波長＠ＪλＣ変化したときの結像点位置の変化量
θば、 λ。 ｃｏｓθ１ λｏ＝０．８４μ、Δλ。＝ ０．０２６． ＲＣ＝
６０ｍｍ。
ｅ５＝３００μｍとすると
ｓｉｎθ＝０．２６００２３
θ＝１４．４８゜
（３）式より
ｄｚ＝３．３６μ
また、（６）式より
θ１＝π−７．１８゜
１だ、（３）式より
θｒ＝２π−θ＝２π−１４．４８゜
となり、参照光角θｒが決定する。
つぎに、第３図に示すように、入力光ファイバと隣りあ
う出力光ファイバ間の距離ｅ、は、ｅ、＝−（３００＋
１２６）＝２１２−５μしたがって、入力光ファイバと
隣りあう出力光ファイバ間の角度Δθ１ は、 ＝０．２４３５１ λ０＝０．８４μ、 λＱ＝０．９０μｌ Ｒｉ＝ｓ
ｏ朋のとき、近似的に θ１＝θＣ−π＋Δθ１（９） より、Δθ１ζ○とすると θ、＝θ。−π となる。（２）式より ｓｉｎθ１＝ｓｉｎθｃ＋μ（ｓｉｎθ。−５ｉｎ０ｒ
）ｓｉｎθ１＝０．１３３９５１ （９）式より、Δθ、＝０．２４３５１°を考慮すると
（１０）式は Δθ θ１＝１８０°−（７，６９７９７−−）＝１８０−７
．５７６ （１１）θｃ ＝３６００
−（７，６９７９７＋＃−）＝３６Ｑ−７．８１９
θ２）となる。
う出力光ファイバ間の距離ｅ、は、ｅ、＝−（３００＋
１２６）＝２１２−５μしたがって、入力光ファイバと
隣りあう出力光ファイバ間の角度Δθ１ は、 ＝０．２４３５１ λ０＝０．８４μ、 λＱ＝０．９０μｌ Ｒｉ＝ｓ
ｏ朋のとき、近似的に θ１＝θＣ−π＋Δθ１（９） より、Δθ１ζ○とすると θ、＝θ。−π となる。（２）式より ｓｉｎθ１＝ｓｉｎθｃ＋μ（ｓｉｎθ。−５ｉｎ０ｒ
）ｓｉｎθ１＝０．１３３９５１ （９）式より、Δθ、＝０．２４３５１°を考慮すると
（１０）式は Δθ θ１＝１８０°−（７，６９７９７−−）＝１８０−７
．５７６ （１１）θｃ ＝３６００
−（７，６９７９７＋＃−）＝３６Ｑ−７．８１９
θ２）となる。
なお、再生像点距離Ｊ、再生光距離ＲＣｌ物体光距離Ｒ
ｏ、参照光距離Ｒ，は、収差を少くするために、 Ｒ，＝Ｒ＝Ｒ＝Ｒ １００ｒ とした。
ｏ、参照光距離Ｒ，は、収差を少くするために、 Ｒ，＝Ｒ＝Ｒ＝Ｒ １００ｒ とした。
計算機ホログラム（ＣＣＨ）の作成は、ホログラムの位
相関数φ■を求める。記録は、電子ビーム直接描画法に
よる場合は、計算機制御によって、基板上のレジスト膜
にあたえる露光量すなわち電子ビーム照射量を、位相関
数φＨに応じ、変化させて作成し、光学的な方法は、位
相関数φＨに相当するパターンを、プロツメで記録し、
縮少して作成する。
相関数φ■を求める。記録は、電子ビーム直接描画法に
よる場合は、計算機制御によって、基板上のレジスト膜
にあたえる露光量すなわち電子ビーム照射量を、位相関
数φＨに応じ、変化させて作成し、光学的な方法は、位
相関数φＨに相当するパターンを、プロツメで記録し、
縮少して作成する。
ホログラム膜の位相関数φＨは、物体光の位相関数φ０
と参照光の位相関数φｒの差である。すなわち φ□＝φ０−φ１ θ３）収差補
正のため、位相関数φＧからなる非球面波を物体光に加
えると φ４＝（φ。十φ、）−φｒ （１４）と
なる。φ０およびφｒば、次式に示す球面波を用いる。
と参照光の位相関数φｒの差である。すなわち φ□＝φ０−φ１ θ３）収差補
正のため、位相関数φＧからなる非球面波を物体光に加
えると φ４＝（φ。十φ、）−φｒ （１４）と
なる。φ０およびφｒば、次式に示す球面波を用いる。
θＱ ＝ｆｆ、 θｒ＝２ｒｒ−１４，４Ｅｌ°＋
ＲＯ””Ｒｒ−５０朋、λＱ＝８４０ｎｍ を代入す
ると、Ｘおよびｙの関数となる。
ＲＯ””Ｒｒ−５０朋、λＱ＝８４０ｎｍ を代入す
ると、Ｘおよびｙの関数となる。
非球面波面の位相関数φ０は
ｃ’ｙ”＋ｃ’ｙ′＋ｃ’ ｙ６＋ ｃ’ Ｙ８＋ただ
し・Ｃｉ、ｊは・ Ｃｉ、コをλで規格化しており、Ｘ
、 Ｙは、ホログラム面上の規格化座標である。
し・Ｃｉ、ｊは・ Ｃｉ、コをλで規格化しており、Ｘ
、 Ｙは、ホログラム面上の規格化座標である。
なお、非球面波の回転対称性のため、偶関数のみとした
。
。
このホログラムの再生像光の位相関数φ１は、次式によ
って示される。
って示される。
φ１−φＣ十μ（（φ０＋φＧ）−φｒｌ （１８
）ただし、φＣは、再生光の位相関数である。非球面波
面の係数Ｃ１，ｊは、φ工の方向余弦を求め、各波長ご
とに光線追跡をおこない、それぞれのスポットダイアグ
ラムの分散値より、点像の節回半径を求め、評価関数（
ｍｅｒｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を決定する。このとき
、非線形最小自乗法（ＤＬＳｍｅｔｈｏｄ ）を用い、
分散が小さくなるように、計算を必要回数くりかえすこ
とにより、Ｃｉ、ｊの最適条件を決定する。計算の結果
、最適非球面波面に相当するＣ工２．は、 ０２ｏ＝ −２３，２０９ Ｃ４ｏ＝ −８，３９８０ Ｃ６ａ＝ −０，４７４７７ Ｃ８ｏ＝ ３．１８８６ Ｃ２２＝ ８．３３７５ Ｑａ４： ０．６１９５５ Ｃｏ２＝−１，５１６５ Ｃｏ４＝ ０．２９５３８ Ｃｏ６＝−３，９７３４ Ｃｏ８＝＝＝−１，２７２９ となる。このＣｉ、ｊ の値を、θ７）式に代入し、
さらに、それを（１５）式および（１６）式とともに、
（１４）式に代入し、φＨをＸおよびＹの関数とする。
）ただし、φＣは、再生光の位相関数である。非球面波
面の係数Ｃ１，ｊは、φ工の方向余弦を求め、各波長ご
とに光線追跡をおこない、それぞれのスポットダイアグ
ラムの分散値より、点像の節回半径を求め、評価関数（
ｍｅｒｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を決定する。このとき
、非線形最小自乗法（ＤＬＳｍｅｔｈｏｄ ）を用い、
分散が小さくなるように、計算を必要回数くりかえすこ
とにより、Ｃｉ、ｊの最適条件を決定する。計算の結果
、最適非球面波面に相当するＣ工２．は、 ０２ｏ＝ −２３，２０９ Ｃ４ｏ＝ −８，３９８０ Ｃ６ａ＝ −０，４７４７７ Ｃ８ｏ＝ ３．１８８６ Ｃ２２＝ ８．３３７５ Ｑａ４： ０．６１９５５ Ｃｏ２＝−１，５１６５ Ｃｏ４＝ ０．２９５３８ Ｃｏ６＝−３，９７３４ Ｃｏ８＝＝＝−１，２７２９ となる。このＣｉ、ｊ の値を、θ７）式に代入し、
さらに、それを（１５）式および（１６）式とともに、
（１４）式に代入し、φＨをＸおよびＹの関数とする。
つぎに、
φ）ｌ ： ２ｒｒｐ （μ； ｆｒｌｎｇ １ｎｄｅ
ｘ 、整数）θ７）になるように、ＸおよびＹをプロッ
トすると、干渉縞に相当するホログラムが得られる。こ
のホログラムは、そのままでは、回折効率が低いため、
適当な方法たとえば露光条件を変えて、溝形状を三角波
状または鋸歯状にすることにより、回折効率を高めるこ
とができる。なお、本発明は、非球面波をあたえる位相
関数φ。と平面波に相当する位相関数の合成からなるホ
ログラムを計算機制御によって作成し、このホログラム
に平面波を入射させると、−次回折光として、非球面波
が得られる。この非球面波を、いったん収れんさせ、・
後、発散させることにより、非球面波と球面波の合成か
らなる波面が得られ、この波面と球面波を光学的に干渉
させて、位相関数φヨに相当するホログラムをつくるこ
ともできる。
ｘ 、整数）θ７）になるように、ＸおよびＹをプロッ
トすると、干渉縞に相当するホログラムが得られる。こ
のホログラムは、そのままでは、回折効率が低いため、
適当な方法たとえば露光条件を変えて、溝形状を三角波
状または鋸歯状にすることにより、回折効率を高めるこ
とができる。なお、本発明は、非球面波をあたえる位相
関数φ。と平面波に相当する位相関数の合成からなるホ
ログラムを計算機制御によって作成し、このホログラム
に平面波を入射させると、−次回折光として、非球面波
が得られる。この非球面波を、いったん収れんさせ、・
後、発散させることにより、非球面波と球面波の合成か
らなる波面が得られ、この波面と球面波を光学的に干渉
させて、位相関数φヨに相当するホログラムをつくるこ
ともできる。
第１図の方法で作成したホログラムを回折格子とし、第
２図ならびに第３図に示すような構成すなわちリトロ−
配置した分波器で、波長８２０ｎｍ＋８４０ ｎｍ ｌ
８６０ ｎｍｌ ８８０ ｎｍ ｌ ９００ ｎｍの
多重化された光信号を入力光ファイバ１３より入射させ
ると、回折格子１２で、回折１分波され、出力光ファイ
バ１４？Ｌに９００ｎｍ、出力光ファイバ１４ｂに８８
０ ｎｍ 、出力光ファイバ１４Ｃに８４０ｎｍ 、
出力光フフイバに８２０ ｎｍの光信号が入り、出射
する。この場合、出力光ファイバ内の光線分布を、第４
図に、光線追跡による点像分布として、すなわち、出力
光ファイバのコア１７ａ＋１７ｂ。
２図ならびに第３図に示すような構成すなわちリトロ−
配置した分波器で、波長８２０ｎｍ＋８４０ ｎｍ ｌ
８６０ ｎｍｌ ８８０ ｎｍ ｌ ９００ ｎｍの
多重化された光信号を入力光ファイバ１３より入射させ
ると、回折格子１２で、回折１分波され、出力光ファイ
バ１４？Ｌに９００ｎｍ、出力光ファイバ１４ｂに８８
０ ｎｍ 、出力光ファイバ１４Ｃに８４０ｎｍ 、
出力光フフイバに８２０ ｎｍの光信号が入り、出射
する。この場合、出力光ファイバ内の光線分布を、第４
図に、光線追跡による点像分布として、すなわち、出力
光ファイバのコア１７ａ＋１７ｂ。
１７Ｃ・ １７θ内の点１８によって示す。なお、本願
実施例では、５波について説明したが、最適設計によっ
て、１０波以上の分波器をつくることができる。さらに
、本願実施例では、主に光分波器について説明したが、
たとえば、第２図の光分波器において、出力光ファイバ
群１４を、入力光ファイバ群とし、入力光ファイバ１３
を出力光ファイバとし、入力光ファイバ１４２Ｌに、９
０ｏｎｍ。
実施例では、５波について説明したが、最適設計によっ
て、１０波以上の分波器をつくることができる。さらに
、本願実施例では、主に光分波器について説明したが、
たとえば、第２図の光分波器において、出力光ファイバ
群１４を、入力光ファイバ群とし、入力光ファイバ１３
を出力光ファイバとし、入力光ファイバ１４２Ｌに、９
０ｏｎｍ。
入力光ファイバ１４ｂに８８０ｎｍ、入力光ファイバ１
４Ｃに８６０ ｎｍ 、入力元ファイバ１４ｄに８４０
ｎｍ 、入力光ファイバ１４ｅｌに８２０ ｎｍの光
信号を入射させると、回折格子１２で、回折０合波され
、出力光ファイバ１３のコア１９に入り、出射する光合
波器として動作することは、もちろんである。
４Ｃに８６０ ｎｍ 、入力元ファイバ１４ｄに８４０
ｎｍ 、入力光ファイバ１４ｅｌに８２０ ｎｍの光
信号を入射させると、回折格子１２で、回折０合波され
、出力光ファイバ１３のコア１９に入り、出射する光合
波器として動作することは、もちろんである。
発明の効果
本発明は、ホログラム感光材料層の両側からの非球面波
と球面波の干渉によるホログラムを回折格子とし、この
回折格子に対向して、入力光ファイバおよび出力光ファ
イバをリトロ−配置にすることにより、平面状で、しか
も光学系が簡単であり、かつ多重度の高い光合波器なら
びに分波器をつくることができる。
と球面波の干渉によるホログラムを回折格子とし、この
回折格子に対向して、入力光ファイバおよび出力光ファ
イバをリトロ−配置にすることにより、平面状で、しか
も光学系が簡単であり、かつ多重度の高い光合波器なら
びに分波器をつくることができる。
第１図は本発明によるホログラムすなわち回折格子の作
成方法の一例を示す原理図、第２図は第１図の方法で作
成した反射型回折格子を用いた光分波器の概念図、第３
図は、第２図の部分的拡大図、第４図は第２図に示す光
分波器の回折格子について、光線追跡法による出力光フ
ァイバのコア内の点像分布を示す図、第５図ならびに第
６図は従来の回折格子を用いた光分波器の概念図である
。 １・・・・・・入力光ファイバ、２・・・・・・コリメ
イションレンズ、３・・・・・・回折格子、４・・・・
・・集束レンズ、５・・・・・・出力光ファイバ群、６
・・・・・・第１の集束性光伝送体、Ｔ・・・・・・第
２の集束性光伝送体、８・・・・・・ホログラム感光材
料層、９・・・・・・収れん非球面物体光、１０・・・
・・・発散球面参照光、１１・・・・・・ホログラム、
１２・・・・・・回折格子、１３・・・・・入力光ファ
イバ、１４・・・・・・出力光ファイバ群、１４ａ、１
４ｂ。 １４Ｃ，１４ｄ、１４６・・・・・それぞれ出力光ファ
イバ、１６・・・・・再生光、１６−・・・・・再生像
光、１７１Ｌ、１７ｂ、１７０．１７（１，１７ローー
ー、、、それぞれ出力光ファイバのコア、１８・・・・
・・点像分布を示す点、１９・・・・・入力光ファイバ
のコア。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名δ
−−ホＪグラム葛光材府）電 ／１ −−− ホログラム １３− 入力光ファイバ ｆ４−出力光ファイバ群 第３図 １１ａ−ｍ−出力光ファイバＱコア ７ｂ−−ｔ １７ｃｍ−−− ｔｇ−一点 １９ −人力光ファイバのコア １４ｅ ／４ｄ ／４ｃ Ｍｂ １４
ａ ／３（３２０騙ン（８４−０η〕ηン（品θ力１
η）（８８θη騨ン（９００ｖｎυＩ−人７１７光ファ
イバ ２−一 コリメイシ日ンレンズ ５−一 出力光ファイバＶ詳 第６図 ６−．１１の集束・比光仏送依 ７− 第２の粟末性光伝道体
成方法の一例を示す原理図、第２図は第１図の方法で作
成した反射型回折格子を用いた光分波器の概念図、第３
図は、第２図の部分的拡大図、第４図は第２図に示す光
分波器の回折格子について、光線追跡法による出力光フ
ァイバのコア内の点像分布を示す図、第５図ならびに第
６図は従来の回折格子を用いた光分波器の概念図である
。 １・・・・・・入力光ファイバ、２・・・・・・コリメ
イションレンズ、３・・・・・・回折格子、４・・・・
・・集束レンズ、５・・・・・・出力光ファイバ群、６
・・・・・・第１の集束性光伝送体、Ｔ・・・・・・第
２の集束性光伝送体、８・・・・・・ホログラム感光材
料層、９・・・・・・収れん非球面物体光、１０・・・
・・・発散球面参照光、１１・・・・・・ホログラム、
１２・・・・・・回折格子、１３・・・・・入力光ファ
イバ、１４・・・・・・出力光ファイバ群、１４ａ、１
４ｂ。 １４Ｃ，１４ｄ、１４６・・・・・それぞれ出力光ファ
イバ、１６・・・・・再生光、１６−・・・・・再生像
光、１７１Ｌ、１７ｂ、１７０．１７（１，１７ローー
ー、、、それぞれ出力光ファイバのコア、１８・・・・
・・点像分布を示す点、１９・・・・・入力光ファイバ
のコア。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名δ
−−ホＪグラム葛光材府）電 ／１ −−− ホログラム １３− 入力光ファイバ ｆ４−出力光ファイバ群 第３図 １１ａ−ｍ−出力光ファイバＱコア ７ｂ−−ｔ １７ｃｍ−−− ｔｇ−一点 １９ −人力光ファイバのコア １４ｅ ／４ｄ ／４ｃ Ｍｂ １４
ａ ／３（３２０騙ン（８４−０η〕ηン（品θ力１
η）（８８θη騨ン（９００ｖｎυＩ−人７１７光ファ
イバ ２−一 コリメイシ日ンレンズ ５−一 出力光ファイバＶ詳 第６図 ６−．１１の集束・比光仏送依 ７− 第２の粟末性光伝道体
Claims (3)
- （１）非球面波と球面波の干渉によるホログラムからな
る平面回折格子に対向し、１本もしくは数本の入力光フ
ァイバと数本もしくは１本の出力光ファイバを、リトロ
ー配置にした構成からなることを特徴とする光合波・分
波器。 - （２）非球面波は、収差補正のために用いることを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の光合波・分波器
。 - （３）収差補正用の非球面波は、計算機ホログラムによ
って作成することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
項記載の光合波・分波器。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21700985A JPS6275504A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 光合波・分波器 |
| DE8686305741T DE3687869T2 (de) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Holographische multiplex/demultiplexvorrichtung, und ihr herstellungsverfahren. |
| EP86305741A EP0213726B1 (en) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Holographic multiplexer/demultiplexer and its manufacturing method |
| US06/889,890 US4824193A (en) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Holographic multiplexer/demultiplexer and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21700985A JPS6275504A (ja) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | 光合波・分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6275504A true JPS6275504A (ja) | 1987-04-07 |
Family
ID=16697392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21700985A Pending JPS6275504A (ja) | 1985-07-26 | 1985-09-30 | 光合波・分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6275504A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545454A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Nec Corp | Multiple branching circuit of optical wavelength using holograms |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP21700985A patent/JPS6275504A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545454A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Nec Corp | Multiple branching circuit of optical wavelength using holograms |
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