JPWO2020174461A5 - 光学ビーム合成のためのデバイスおよび方法 - Google Patents

Claims (21)

1. 複数の光ファイバから発せられる複数のスペクトル微分された入射光学ビームを合成するためのスペクトルビーム合成（ＳＢＣ）デバイスであって、
   モノリシック本体であって、少なくとも部分的に透明であり、かつ
   －前記複数の光ファイバに固定的に接続された、または接続可能な入力面と、
   －回折面と、
   －出力面と、
   の少なくとも３つの異なる面を有する、モノリシック本体を備え、
   前記モノリシック本体は、前記入射光学ビームを方向付けるように構成され、前記出力面を介して前記モノリシック本体を出射する単一のマルチスペクトル合成出力光学ビームに前記入射光学ビームを合成するために、前記回折面に少なくとも２回衝突させるように前記入射光学ビームを方向付けることにより、前記モノリシック本体の内側の多重回折光学路を通って、前記入力面を介して内部に入射する、ＳＢＣデバイス。
2. 前記モノリシック本体は、すべての光学ビームが、互いに平行な出射軌道で前記出力面を介して前記モノリシック本体から出射して、前記合成出力光学ビームを形成するように、前記入射光学ビームを、前記多重回折光学路を通って方向付けることで合成するように構成される、請求項１に記載のＳＢＣデバイス。
3. 前記モノリシック本体は、前記回折面に向かって方向付けるために、少なくとも１回光学ビームを反射するように位置決めされた少なくとも１つの反射面をさらに備える、請求項１または２に記載のＳＢＣデバイス。
4. 前記少なくとも１つの反射面のうちの１つは、前記回折面に平行に、かつ前記回折面に対して角度を付けて位置決めされる、請求項１～３のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
5. 前記少なくとも１つの反射面のうちの１つは、前記回折面に対して角度を付けて位置決めされる、請求項１～３のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
6. 全内部反射（ＴＩＲ）または部分内部反射（ＰＩＲ）のために構成された多数の反射面をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
7. 前記出力面は、反射領域および透明領域を含み、前記反射領域に衝突する光学ビームを前記モノリシック本体内に向かって反射して戻し、前記回折面に再び方向付けられるようにし、かつ前記透明領域に方向付けられた光学ビームがそこから前記モノリシック本体を出射することを可能にするように位置決めされる、請求項１～６のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
8. すべての入射光学ビームは、互いに対して平行な軌道で前記入力面を通って前記モノリシック本体に入射し、前記モノリシック本体に入射する際の前記入射光学ビームの前記軌道は、前記回折面に対して角度を有する、請求項１～７のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
9. 前記モノリシック本体の前記回折面、前記入力面、および／または前記出力面のうちの少なくともは、平坦である、請求項１～８のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
10. 前記モノリシック本体の構成およびそれに対する前記光ファイバの接続は、前記入射ビームを前記入力面から前記回折面に向かって、前記回折面から前記少なくとも１つの反射面に、前記少なくとも１つの反射面から再び前記回折面に、および前記回折面から前記出力面に方向付けるように、互いに平行に入射する前記入射光学ビームを、二重光学路を通るよう方向付けるように設計される、請求項１～９のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
11. 前記入射光学ビームは、異なる波長または波長帯域のもので、それにより、互いとスペクトル微分され、前記位相マスクは、前記入射光学ビームの前記波長間の差に関して構成される、請求項１～１０のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
12. 前記回折面の前記位相マスクは、回折格子マスク、プリズムのうちの少なくとも１つを含み、前記少なくとも１つの回折格子マスクは、前記モノリシック本体の幾何学的形状および寸法、ならびに前記入射光学ビームの前記波長に対応して構成される、請求項１～１１のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
13. 前記位相マスクは、前記モノリシック本体の片側にエッチングされるか、エンボス加工されるか、または取り付けられて、前記回折面を形成する、請求項１～１２のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
14. 複数のスペクトル微分された入射光学ビームを合成するためのスペクトルビーム合成（ＳＢＣ）デバイスであって、
    出力端から、複数のスペクトル微分された光学ビームを出力する複数の光ファイバと、
    モノリシック本体であって、少なくとも部分的に透明であり、かつ
    －前記複数の光ファイバに固定的に接続された、または接続可能な入力面と、
    －回折面と、
    －出力面と、
    の少なくとも３つの異なる面を有する、モノリシック本体を備え、
    前記モノリシック本体は、前記入射光学ビームを方向付けるように構成され、前記出力面を介して前記モノリシック本体を出射する単一のマルチスペクトル合成出力光学ビームに前記入射光学ビームを合成するために、前記回折面に少なくとも２回衝突させるように前記入射光学ビームを方向付けることにより、前記モノリシック本体の内側の多重回折光学路を通って、前記入力面を介して内部に入射する、ＳＢＣデバイス。
15. 前記光ファイバは、ドープされた光ファイバおよび／または二重クラッド光ファイバを含む、請求項１４に記載のＳＢＣデバイス。
16. 前記モノリシック本体の前記入力面は、平坦であり、前記入射ビームが互いに平行な入射軌道でそこを通って入射するように、前記光ファイバはそれに固定的に接続される、請求項１４または１５に記載のＳＢＣデバイス。
17. 前記光ファイバは、互いに等間隔で前記入力面に接続する、請求項１４～１６のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
18. 前記回折面の前記位相マスクは、回折格子マスク、プリズムのうちの少なくとも１つを含む、請求項１４～１７のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
19. 前記モノリシック本体は、光学ビームを前記回折面に向かって方向付けるように、少なくとも１回反射させるように位置決めされる少なくとも１つの反射面をさらに備える、請求項１４～１８のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
20. 前記モノリシック本体は、すべての光学ビームが、互い平行な出射軌道で、前記出力面を介して前記モノリシック本体から出射するように、前記多重回折光学路を通って方向付けることで、前記入射光学ビームを合成して、前記合成出力光学ビームを形成するように構成される、請求項１４～１９のいずれか一項以上に記載のＳＢＣデバイス。
21. スペクトル微分された光学ビームをスペクトルビーム合成（ＳＢＣ）するための方法であって、
    －多数の光ファイバに接続可能な入力面と、出力面と、回折面の少なくとも３つの異なる面を有するモノリシック本体を含むＳＢＣデバイスを提供することと、
    －多数のスペクトル微分された光学ビームを、前記入力面を通して前記ＳＢＣデバイスの前記モノリシック本体に方向付けることと、
    －前記回折面に少なくとも２回インピングさせるよう、前記多数のスペクトル微分された光学ビームを方向付けることによって可能となる、多重回折光学路を通って方向付けることで前記ＳＢＣデバイスの前記モノリシック本体の内側で前記多数のスペクトル微分された光学ビームを合成し、マルチスペクトル合成出力ビームを形成することと、
    －前記ＳＢＣデバイスのモノリシック本体の出力面を介して前記マルチスペクトル合成出力光学ビームを出力することと、含む方法。