WO2010109640A1 - 遅延干渉計 - Google Patents

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輝洋 久保
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富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • G02B17/023—Catoptric systems, e.g. image erecting and reversing system for extending or folding an optical path, e.g. delay lines
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms

Definitions

  • the present invention relates to a delay interferometer and, for example, relates to a delay interferometer capable of giving a delay time to a modulated optical signal at high speed and with high accuracy.
  • phase modulation method such as a differential phase modulation method (DPSK: Differential Phase Shift Keying) or a four-phase differential phase modulation method (DQPSK: Differential Quadrature Phase Shift Keying) with improved frequency utilization efficiency.
  • DPSK Differential Phase Shift Keying
  • DQPSK Differential Quadrature Phase Shift Keying
  • an optical signal (hereinafter referred to as “modulated optical signal”) phase-modulated by DPSK or DQPSK (hereinafter referred to as “DPSK or the like”) is demodulated using a delay interferometer on the receiver side.
  • the delay interferometer branches an input modulated optical signal into two, and a delay time corresponding to one bit with respect to one of the branched modulated optical signals (hereinafter simply referred to as “delay time”).
  • the modulated optical signal is demodulated by causing one modulated optical signal with a delay time to interfere with the other modulated optical signal branched.
  • the conventional techniques described above have the following problems. That is, in the refractive index change method, since a relatively long time is required for the temperature change of the medium serving as the optical path, the time required for providing the delay time also becomes long. In addition, in the optical path distance increase / decrease method, there is a limit to the accuracy of the amount of mechanical movement of the reflection mirror, and the accuracy of the increase / decrease amount of the effective optical path length difference is lowered. The accuracy may be reduced.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems caused by the prior art, and an object thereof is to provide a delay interferometer capable of providing a delay time to a modulated optical signal at high speed and with high accuracy.
  • a delay interferometer disclosed in the present application converts a phase-modulated optical signal into a first branched light and a second branched light that are parallel to each other.
  • a branching light branching unit a first prism that allows the first branched light to enter from the incident surface and exit from the output surface, and a parallel surface that is formed in parallel to the incident surface of the first prism.
  • An optical interference unit that interferes with the first branched light incident from the first prism and the second branched light incident from the second prism, and the first branched light with respect to the incident surface. While maintaining the incident angle, the second prism In a direction coming close to or away from the, by moving the first prism, and a prism moving section for varying the optical path length of the first branched light propagating inside of the first prism.
  • the effect is that the delay time can be given to the modulated optical signal at high speed and with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the delay interferometer according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first prism.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an application example of the delay interferometer according to the present embodiment.
  • the delay interferometer according to this embodiment is for demodulating a modulated optical signal that is an optical signal phase-modulated by DPSK or the like.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a delay interferometer 1 according to the present embodiment.
  • the delay interferometer 1 includes an optical branching unit 10, a prism unit 20, an optical interference unit 30, and a prism moving unit 40.
  • the optical branching unit 10 branches a modulated optical signal incident from an optical fiber (not shown) into a first branched light and a second branched light that are parallel to each other.
  • the optical branching unit 10 includes an optical coupler 12 and a reflection mirror 14.
  • the optical coupler 12 branches the modulated optical signal into a first branched light and a second branched light.
  • the reflection mirror 14 reflects the first branched light so as to be parallel to the second branched light.
  • the prism unit 20 includes a first prism 22 and a second prism 24.
  • the first prism 22 makes the first branched light incident from the incident surface 22a, propagates through the inside, and then emits the light from the output surface 22b.
  • the cross-sectional shape of the first prism 22 is an isosceles triangle having an apex angle ⁇ that is an angle formed by the incident surface 22a and the output surface 22b.
  • the second prism 24 allows the second branched light to be incident from the parallel incident surface 24a, which is an incident surface formed in parallel with the incident surface 22a of the first prism 22, and propagates through the first branched light.
  • the light is emitted from a parallel emission surface 24b which is an emission surface formed in parallel with the emission surface 22b of the prism 22.
  • the cross-sectional shape of the second prism 24 is an isosceles trapezoidal shape in which the parallel incident surface 24a and the parallel exit surface 24b each include two oblique sides.
  • the second branched light incident on the parallel incident surface 24a of the second prism 24 and the first branched light incident on the incident surface 22a of the first prism 22 are parallel to each other.
  • the incident surface 22a and the parallel incident surface 24a are also parallel to each other. Therefore, according to the so-called Snell's law, the first branched light propagating inside the first prism 22 and the second branched light propagating inside the second prism 24 are parallel to each other.
  • the exit surface 22b of the first prism 22 and the parallel exit surface 24b of the second prism 24 are parallel to each other. Therefore, according to Snell's law, the first branched light emitted from the emission surface 22b of the first prism 22 and the second branched light emitted from the parallel emission surface 24b of the second prism 24 are mutually Parallel.
  • the incident surface 22a of the first prism 22 and the parallel incident surface 24a of the second prism 24 are parallel to each other, and the exit surface 22b of the first prism 22 and the second prism 24 are Since the parallel emission surfaces 24b are parallel to each other, the parallel relationship between the first branched light and the second branched light can be maintained before and after passing through the prism portion 20.
  • the optical interference unit 30 demodulates the modulated light signal by causing the first branched light incident from the first prism 22 and the second branched light incident from the second prism 24 to interfere with each other.
  • the optical interference unit 30 includes a reflection mirror 32 and an optical coupler 34.
  • the reflection mirror 32 reflects the first branched light emitted from the emission surface 22b of the first prism 22 in the direction toward the second branched light emitted from the parallel emission surface 24b of the second prism 24.
  • the optical coupler 34 demodulates the modulated light signal by causing the first branched light reflected by the reflecting mirror 32 and the second branched light emitted from the parallel emission surface 24b of the second prism 24 to interfere with each other.
  • the two demodulated optical signals are output as outputs.
  • the first branched light emitted from the emission surface 22b of the first prism 22 and the second branched light emitted from the parallel emission surface 24b of the second prism 24 are: They maintain a parallel relationship with each other. Thereby, the interference efficiency in the optical coupler 34 can be improved.
  • the prism moving unit 40 moves the first prism 22 in the direction approaching or moving away from the second prism 24 while maintaining the incident angle of the first branched light with respect to the incident surface 22a.
  • the optical path length of the first branched light propagating through the inside of one prism 22 is varied.
  • the prism moving unit 40 includes a movable mechanism using a micromotor, a piezo element, or a thermally expansible medium, and moves the first prism 22 by moving the movable mechanism.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the operation of the first prism 22.
  • the surroundings are vacuum (that is, the surrounding refractive index is 1)
  • the refractive index of the first prism 22 is n
  • the apex angle of the first prism 22 is 2 ⁇ .
  • the incident angle of the first branched light with respect to the incident surface 22a of the first prism 22 is ⁇ i
  • the refraction angle of the first branched light propagating through the first prism 22 is ⁇ r
  • the angle ⁇ r is set so that the optical path of the first branched light propagating through the first prism 22 and the symmetry axis SL of the first prism 22 are orthogonal to each other.
  • the prism moving unit 40 moves the first prism 22 by ⁇ L in a direction away from the second prism 24 while maintaining the incident angle ⁇ i of the first branched light with respect to the incident surface 22a. And In particular, in the example illustrated in FIG. 2, the prism moving unit 40 moves the first prism 22 by ⁇ L in a direction away from the second prism 24 along the extending direction of the symmetry axis SL. .
  • the prism moving unit 40 moves the first prism 22 from the position indicated by the solid line in FIG. 2 to the position indicated by the broken line, the incident point P of the first branched light with respect to the first prism 22 becomes the incident point Q. Move to.
  • the first branched light that has propagated in the vacuum by the distance PQ before the movement of the first prism 22 is moved to the first prism 22 after the movement of the first prism 22. Will propagate inside.
  • X1 and x2 are respectively expressed by the following equations, where x2 is an increase QR of the mechanical distance at which the first branched light propagates through the first prism 22 after the movement of x2.
  • x1 ( ⁇ L ⁇ sin ⁇ ) / cos ⁇ i (1)
  • the delay interferometer 1 includes the prism unit 20 having the first prism 22 and the second prism 24. Then, the delay interferometer 1 maintains the incident angle of the first branched light with respect to the incident surface of the first prism 22 while maintaining the first prism 22 in the direction approaching or separating from the second prism 24. Is moved to vary the optical path length of the first branched light propagating through the first prism 22. As a result, even when the accuracy of the mechanical movement amount of the first prism 22 is low, the delay interferometer 1 generates a modulated optical signal by appropriately selecting the apex angle of the first prism 22. On the other hand, the delay time can be given with high accuracy.
  • the delay interferometer 1 since the delay interferometer 1 only moves the first prism 22 one-dimensionally in the direction approaching or moving away from the second prism 24, the moving mechanism can be simplified. As a result, it is possible to speed up the application of the delay time to the modulated optical signal as compared with the conventional refractive index change method.
  • the incident surface 22a of the first prism 22 and the parallel incident surface 24a of the second prism 24 are parallel to each other, and the output surface 22b of the first prism 22 and the parallel output surface 24b of the second prism 24 are Are parallel to each other.
  • the cross-sectional shape of the first prism 22 is an isosceles triangle having an apex angle formed by the incident surface 22a and the output surface 22b
  • the cross-sectional shape of the second prism 24 is
  • Each of the parallel incident surface 24a and the parallel exit surface 24b has an isosceles trapezoidal shape including two oblique sides.
  • the optical branching unit 10 includes the optical coupler 12 that branches the modulated optical signal into the first branched light and the second branched light, and the first so as to be parallel to the second branched light.
  • the reflection mirror 14 that reflects the branched light can be easily formed so that the parallel relationship between the first branched light and the second branched light incident on the prism unit 20 can be easily formed. The interference efficiency in can be improved.
  • the prism moving unit 40 includes a movable mechanism using a micromotor, a piezo element, or a thermally expandable medium, and moves the first prism 22 by moving the movable mechanism. .
  • a movable mechanism can be made easy and manufacturing cost can also be held down.
  • the delay interferometer 1 has a configuration in which one prism unit 20 is provided between the optical branching unit 10 and the optical interference unit 30.
  • the configuration is not limited thereto, and as illustrated in FIG.
  • a plurality of prism portions having different apex angles may be provided between the light branching portion 10 and the light interference portion 30.
  • the prism unit 50 includes a first prism 52 and a second prism 54, and the first prism 52 maintains the incident angle of the first branched light with respect to the incident surface by the prism moving unit 60.
  • the second prism 54 is moved toward or away from the second prism 54.
  • the prism unit 50 is different from the prism unit 20 in which the apex angle of the first prism 52 is ⁇ in that the apex angle of the first prism 52 is ⁇ .
  • a plurality of prism portions having different apex angles are provided between the optical branching unit 10 and the optical interference unit 30, so that the first branched light is not affected.
  • the apex angle of the prism which is one of the parameters for determining the delay time to be given, can be set more finely.

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Abstract

　変調光信号に対して高速かつ高精度に遅延時間を付与することを課題とする。この課題を解決するため、遅延干渉計は、第１のプリズムと第２のプリズムとを有するプリズム部を備えている。そして、遅延干渉計は、第１のプリズムの入射面に対する第１の分岐光の入射角を維持しつつ、第２のプリズムに対して近接若しくは離反する方向に、第１のプリズムを移動させることにより、第１のプリズムの内部を伝搬する第１の分岐光の光路長を変動させる。これにより、遅延干渉計は、第１のプリズムの機械的な移動量の精度が低い場合であっても、第１のプリズムの頂角を適当に選択するだけで、変調光信号に対して高精度に遅延時間を付与することができる。

Description

遅延干渉計
　この発明は、遅延干渉計に関し、例えば、変調光信号に対して高速かつ高精度に遅延時間を付与することができる遅延干渉計に関する。
　近年、次世代のネットワークの実現に向けて、高速かつ大容量の光通信システムが求められている。かかる光通信システムを実現するため、周波数利用効率を向上させた差動位相変調方式（ＤＰＳＫ：Ｄｅｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）や４相差動位相変調方式（ＤＱＰＳＫ：Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ　Ｐｈａｓｅ　Ｓｈｉｆｔ　Ｋｅｙｉｎｇ）等の位相変調方式を用いた光通信システムが広く検討されている。
　かかる光通信システムでは、ＤＰＳＫやＤＱＰＳＫ（以下、「ＤＰＳＫ等」という。）によって位相変調された光信号（以下、「変調光信号」という。）を、受信機側における遅延干渉計を用いて復調する。具体的には、遅延干渉計は、入力される変調光信号を２つに分岐し、分岐した一方の変調光信号に対して１ビット相当分の遅延時間（以下、単に「遅延時間」という）を付与すると共に、遅延時間の付与された一方の変調光信号と、分岐した他方の変調光信号とを干渉させることにより、変調光信号を復調する。ただし、変調光信号を高精度に変調するためには、分岐した一方の変調光信号に対して正確な遅延時間を付与する必要がある。
　分岐した一方の変調光信号に対して遅延時間を付与する方式としては、例えば、分岐した一方の変調光信号の光路となる媒体の温度を変化させ、その媒体の屈折率を変化させることにより、分岐した他方の変調光信号の光路に対する実行光路長差を増減させる方式（以下、「屈折率変化方式」という）がある。また、分岐した一方の変調光信号の光路上に配置された反射ミラーを機械的に移動して、分岐した一方の変調光信号の光路と、分岐した他方の変調光信号の光路との距離を直接増減することにより、実行光路長差を増減させる方式（以下、「光路間距離増減方式」という）も提案されている（特許文献１参照）。
特開２００２－１３１７１０号公報
　しかしながら、上記した従来の技術では、以下に示す問題があった。すなわち、屈折率変化方式では、光路となる媒体の温度変化に比較的に長い時間が必要となるため、遅延時間の付与に要する時間も長くなる。また、光路間距離増減方式では、反射ミラーの機械的な移動量の精度に限界があり、実行光路長差の増減量の精度が低くなるため、変調光信号に対して付与される遅延時間の精度が低下する恐れがある。
　この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するためになされたものであり、変調光信号に対して高速かつ高精度に遅延時間を付与することができる遅延干渉計を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するため、本願の開示する遅延干渉計は、一つの態様において、位相変調された光信号を互いに平行な第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐部と、入射面から前記第１の分岐光を入射させ、出射面から出射させる第１のプリズムと、前記第１のプリズムの入射面と平行に形成された入射面である平行入射面から前記第２の分岐光を入射させ、前記第１のプリズムの出射面と平行に形成された出射面である平行出射面から出射させる第２のプリズムとを有するプリズム部と、前記第１のプリズムから入射される前記第１の分岐光と、前記第２のプリズムから入射される前記第２の分岐光とを干渉させる光干渉部と、前記入射面に対する前記第１の分岐光の入射角を維持しつつ、前記第２のプリズムに対して近接若しくは離反する方向に、前記第１のプリズムを移動させることにより、前記第１のプリズムの内部を伝搬する前記第１の分岐光の光路長を変動させるプリズム移動部とを備える。
　変調光信号に対して高速かつ高精度に遅延時間を付与することができるという効果を奏する。
図１は、本実施例に係る遅延干渉計の構成を示す図である。 図２は、第１のプリズムの作用について説明するための図である。 図３は、本実施例に係る遅延干渉計の応用例について説明するための図である。
符号の説明
１　　　　　遅延干渉計
１０　　　　光分岐部
１２　　　　光カプラ
１４　　　　反射ミラー
２０　　　　プリズム部
２２　　　　第１のプリズム
２２ａ　　　入射面
２２ｂ　　　出射面
２４　　　　第２のプリズム
２４ａ　　　平行入射面
２４ｂ　　　平行出射面
３０　　　　光干渉部
３２　　　　反射ミラー
３４　　　　光カプラ
４０　　　　プリズム移動部
５０　　　　プリズム部
５２　　　　第１のプリズム
５４　　　　第２のプリズム
６０　　　　プリズム移動部
θ　　　　　頂角
φ　　　　　頂角
　以下に、本願の開示する遅延干渉計の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施例に係る遅延干渉計は、ＤＰＳＫ等によって位相変調された光信号である変調光信号を復調するためのものである。
　まず、本実施例に係る遅延干渉計の構成について説明する。図１は、本実施例に係る遅延干渉計１の構成を示す図である。図１に示すように、遅延干渉計１は、光分岐部１０と、プリズム部２０と、光干渉部３０と、プリズム移動部４０とを有する。
　光分岐部１０は、図示しない光ファイバから入射される変調光信号を互いに平行な第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する。具体的には、光分岐部１０は、光カプラ１２と、反射ミラー１４とを有する。光カプラ１２は、変調光信号を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する。反射ミラー１４は、第２の分岐光と平行となるように第１の分岐光を反射する。
　プリズム部２０は、第１のプリズム２２と、第２のプリズム２４とを有する。第１のプリズム２２は、入射面２２ａから第１の分岐光を入射させ、内部を伝搬させた後、出射面２２ｂから出射させる。第１のプリズム２２の断面形状は、入射面２２ａと出射面２２ｂとの成す角を頂角θとする二等辺三角形状である。
　第２のプリズム２４は、第１のプリズム２２の入射面２２ａと平行に形成された入射面である平行入射面２４ａから第２の分岐光を入射させ、内部を伝搬させた後、第１のプリズム２２の出射面２２ｂと平行に形成された出射面である平行出射面２４ｂから出射させる。第２のプリズム２４の断面形状は、平行入射面２４ａと平行出射面２４ｂとにそれぞれ２斜辺が含まれる等脚台形状である。
　ここで、第２のプリズム２４の平行入射面２４ａに入射される第２の分岐光と、第１のプリズム２２の入射面２２ａに入射される第１の分岐光とは、互いに平行であり、これら入射面２２ａ及び平行入射面２４ａも互いに平行である。したがって、いわゆるスネルの法則により、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光と、第２のプリズム２４の内部を伝搬する第２の分岐光とは、互いに平行となる。また、第１のプリズム２２の出射面２２ｂ及び第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂとは互いに平行である。したがって、スネルの法則により、第１のプリズム２２の出射面２２ｂから出射される第１の分岐光と、第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂから出射される第２の分岐光とは、互いに平行となる。
　すなわち、本実施例では、第１のプリズム２２の入射面２２ａと第２のプリズム２４の平行入射面２４ａとが互いに平行であり、第１のプリズム２２の出射面２２ｂと第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂとが互いに平行であることにより、プリズム部２０の通過前後で第１の分岐光及び第２の分岐光の平行関係を維持することができる。
　光干渉部３０は、第１のプリズム２２から入射される第１の分岐光と、第２のプリズム２４から入射される第２の分岐光とを干渉させることにより、変調光信号を復調する。具体的には、光干渉部３０は、反射ミラー３２と、光カプラ３４とを有する。反射ミラー３２は、第１のプリズム２２の出射面２２ｂから出射される第１の分岐光を、第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂから出射される第２の分岐光に向かう方向に反射する。光カプラ３４は、反射ミラー３２により反射された第１の分岐光と、第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂから出射される第２の分岐光とを干渉させることにより、変調光信号を復調し、復調後の光信号を２つ出力として出射する。ここで、上述したように、第１のプリズム２２の出射面２２ｂから出射される第１の分岐光と、第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂから出射される第２の分岐光とは、互いに平行関係を維持している。これにより、光カプラ３４における干渉効率を向上することができる。
　プリズム移動部４０は、入射面２２ａに対する第１の分岐光の入射角を維持しつつ、第２のプリズム２４に対して近接若しくは離反する方向に、第１のプリズム２２を移動させることにより、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の光路長を変動させる。このプリズム移動部４０は、マイクロモータ、ピエゾ素子、又は熱膨張性媒体を用いた可動機構を備え、この可動機構を可動させることにより、第１のプリズム２２を移動させる。
　次に、プリズム移動部４０によって移動される第１のプリズム２２の作用について説明する。図２は、第１のプリズム２２の作用について説明するための図である。なお、図２に示す例では、断面形状が二等辺三角形状である第１のプリズム２２の対称軸ＳＬと、断面形状が等脚台形状である第２のプリズム２４の対称軸（図示せず）とが一致しているものとする。
　また、周囲を真空（すなわち、周囲の屈折率を１）とし、第１のプリズム２２の屈折率をｎ、第１のプリズム２２の頂角を２αとする。また、第１のプリズム２２の入射面２２ａに対する第１の分岐光の入射角をθｉ、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の屈折角をθｒとし、入射角θｉ及び屈折角θｒは、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の光路と第１のプリズム２２の対称軸ＳＬとが直交するように設定されている。
　また、プリズム移動部４０が、入射面２２ａに対する第１の分岐光の入射角θｉを維持しつつ、第２のプリズム２４に対して離反する方向に、ΔＬだけ第１のプリズム２２を移動させるものとする。特に、図２に示す例では、プリズム移動部４０は、対称軸ＳＬの伸延方向に沿って第２のプリズム２４に対して離反する方向に、ΔＬだけ第１のプリズム２２を移動させるものとする。
　プリズム移動部４０が、図２の実線で示す位置から破線で示す位置に、第１のプリズム２２を移動させると、第１のプリズム２２に対する第１の分岐光の入射点Ｐは、入射点Ｑへ移動する。これと共に、図２に示すように、第１のプリズム２２の移動前に真空中を距離ＰＱだけ伝搬していた第１の分岐光は、第１のプリズム２２の移動後に、第１のプリズム２２の内部を伝搬することとなる。このとき、第１のプリズム２２の移動後に第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の光路に対して入射点Ｐから下ろした垂線と、この第１の分岐光の光路との交点をＲとすると、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の機械的な距離は、距離ＱＲだけ増加する。
　ここで、対称軸ＳＬを挟んで片側の第１のプリズム２２に注目すると、第１のプリズム２２の移動前に第１の分岐光が真空中を伝搬する距離ＰＱをｘ１、第１のプリズム２２の移動後に第１の分岐光が第１のプリズム２２の内部を伝搬する機械的な距離の増加分ＱＲをｘ２とすると、ｘ１及びｘ２は、それぞれ、次式で表される。
　ｘ１＝（ΔＬ・ｓｉｎα）／ｃｏｓθｉ　　　　　　　　　　　　・・・（１）
　ｘ２＝ｘ１・ｃｏｓ（θｉ－θｒ）
　　　＝｛ΔＬ・ｓｉｎα・ｃｏｓ（θｉ－θｒ）｝／ｃｏｓθｉ　・・・（２）
　したがって、対称軸ＳＬを挟んで両側の第１のプリズム２２において、第１のプリズム２２が移動したときに、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の光路長は、
　Δｘ＝２（ｎ・ｘ２－ｘ１）　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（３）
だけ増加することになる。したがって、光速をｃとすると、対称軸ＳＬを挟んで両側の第１のプリズム２２において、第１のプリズム２２が移動したときに、第１の分岐光に対して付与される遅延時間ｔは、次式で表される。
　ｔ＝Δｘ／ｃ
　　＝２（ｎ・ｘ２－ｘ１）／ｃ
　　＝２ΔＬ・ｓｉｎα・｛ｎ・ｃｏｓ（θｉ－θｒ）－１｝
／（ｃ・ｃｏｓθｉ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（４）
　上記式（４）では、遅延時間ｔを決定するパラメータとして、第１のプリズム２２の機械的な移動量であるΔＬだけでなく、第１のプリズム２２の頂角の半分の角度であるαを含んでいる。したがって、本実施例の遅延干渉計１では、プリズム移動部４０による第１のプリズム２２の機械的な移動量ΔＬの精度が低い場合であっても、第１のプリズム２２の頂角２αを適当に選択することにより、第１の分岐光に対して高精度に遅延時間ｔを付与することができる。
　上述してきたように、本実施例に係る遅延干渉計１は、第１のプリズム２２と第２のプリズム２４とを有するプリズム部２０を備えている。そして、遅延干渉計１は、第１のプリズム２２の入射面に対する第１の分岐光の入射角を維持しつつ、第２のプリズム２４に対して近接若しくは離反する方向に、第１のプリズム２２を移動させることにより、第１のプリズム２２の内部を伝搬する第１の分岐光の光路長を変動させる。これにより、遅延干渉計１は、第１のプリズム２２の機械的な移動量の精度が低い場合であっても、第１のプリズム２２の頂角を適当に選択することにより、変調光信号に対して高精度に遅延時間を付与することができる。
　また、遅延干渉計１は、第２のプリズム２４に対して近接若しくは離反する方向に第１のプリズム２２を一次元的に移動させるだけであるため、移動機構を単純化することができ、その結果、従来の屈折率変化方式に比べて、変調光信号に対する遅延時間の付与を高速化することができる。
　しかも、第１のプリズム２２の入射面２２ａと第２のプリズム２４の平行入射面２４ａとが互いに平行であり、第１のプリズム２２の出射面２２ｂと第２のプリズム２４の平行出射面２４ｂとが互いに平行である。これにより、プリズム部２０の通過前後で第１の分岐光及び第２の分岐光の平行関係を維持することができ、その結果、光カプラ３４における干渉効率を向上することができる。
　また、本実施例では、第１のプリズム２２の断面形状は、入射面２２ａと出射面２２ｂとの成す角を頂角とする二等辺三角形状であり、第２のプリズム２４の断面形状は、平行入射面２４ａと平行出射面２４ｂとにそれぞれ２斜辺が含まれる等脚台形状である。このため、所望の頂角を有する断面視二等辺三角形状のプリズムを用意し、このプリズムを２片に分割するだけで、第１のプリズム２２及び第２のプリズム２４を容易かつ高精度に製作することができる。
　また、本実施例では、光分岐部１０は、変調光信号を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光カプラ１２と、第２の分岐光に平行となるように第１の分岐光を反射する反射ミラー１４とを備えることにより、プリズム部２０へ入射する第１の分岐光及び第２の分岐光の平行関係を容易に形成することができ、その結果、光カプラ３４における干渉効率を向上することができる。
　また、本実施例では、プリズム移動部４０は、マイクロモータ、ピエゾ素子、又は熱膨張性媒体を用いた可動機構を備え、当該可動機構を可動させることにより、前記第１のプリズム２２を移動させる。このため、可動機構を容易化することができ、製造コストも抑えることができる。
　さて、これまで本発明の実施例について説明したが、本発明は上述した実施例以外にも、上記特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内において種々の異なる実施例にて実施されてもよいものである。
　例えば、上記実施例に係る遅延干渉計１では、光分岐部１０と光干渉部３０との間に１つのプリズム部２０を設けた構成としたが、かかる構成に限らず、図３に示すように、光分岐部１０と光干渉部３０との間に、互いに頂角の異なる複数のプリズム部を設けた構成としてもよい。
　図３に示す例では、光分岐部１０と光干渉部３０との間に、２つのプリズム部２０、５０を設けている。また、プリズム部５０は、第１のプリズム５２と、第２のプリズム５４とを有し、第１のプリズム５２は、プリズム移動部６０によって、入射面に対する第１の分岐光の入射角を維持しつつ、第２のプリズム５４に対して近接若しくは離反する方向に移動される。プリズム部５０は、第１のプリズム５２の頂角がφである点で、第１のプリズム２２の頂角がθであるプリズム部２０と異なる。
　このように、応用例に係る遅延干渉計では、光分岐部１０と光干渉部３０との間に、互いに頂角の異なる複数のプリズム部を設けているため、第１の分岐光に対して付与される遅延時間を決定するパラメータの一つであるプリズムの頂角を更に細かく設定することができる。その結果、応用例に係る遅延干渉計によれば、変調光信号に対してより高精度に遅延時間を付与することができる。

Claims (4)

  1. 　位相変調された光信号を互いに平行な第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光分岐部と、
    　入射面から前記第１の分岐光を入射させ、出射面から出射させる第１のプリズムと、前記第１のプリズムの入射面と平行に形成された入射面である平行入射面から前記第２の分岐光を入射させ、前記第１のプリズムの出射面と平行に形成された出射面である平行出射面から出射させる第２のプリズムとを有するプリズム部と、
    　前記第１のプリズムから入射される前記第１の分岐光と、前記第２のプリズムから入射される前記第２の分岐光とを干渉させる光干渉部と、
    　前記入射面に対する前記第１の分岐光の入射角を維持しつつ、前記第２のプリズムに対して近接若しくは離反する方向に、前記第１のプリズムを移動させることにより、前記第１のプリズムの内部を伝搬する前記第１の分岐光の光路長を変動させるプリズム移動部と
    　を備えることを特徴とする遅延干渉計。
  2. 　前記第１のプリズムの断面形状は、前記入射面と前記出射面との成す角を頂角とする二等辺三角形状であり、前記第２のプリズムの断面形状は、前記平行入射面と前記平行出射面とにそれぞれ２斜辺が含まれる等脚台形状であることを特徴とする請求項１に遅延干渉計。
  3. 　前記光分岐部は、前記光信号を第１の分岐光と第２の分岐光とに分岐する光カプラと、前記第２の分岐光に平行となるように前記第１の分岐光を反射する反射ミラーとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の遅延干渉計。
  4. 　前記プリズム移動部は、マイクロモータ、ピエゾ素子、又は熱膨張性媒体を用いた可動機構を備え、当該可動機構を可動させることにより、前記第１のプリズムを移動させることを特徴とする請求項１に記載の遅延干渉計。
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