JPS6225710A - 光合波・分波器 - Google Patents
光合波・分波器Info
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- JPS6225710A JPS6225710A JP60165125A JP16512585A JPS6225710A JP S6225710 A JPS6225710 A JP S6225710A JP 60165125 A JP60165125 A JP 60165125A JP 16512585 A JP16512585 A JP 16512585A JP S6225710 A JPS6225710 A JP S6225710A
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- Japan
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- hologram
- wave
- optical
- demultiplexer
- diffraction grating
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- G—PHYSICS
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
- H04J14/00—Optical multiplex systems
- H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
- H04J14/03—WDM arrangements
- H04J14/0307—Multiplexers; Demultiplexers
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/32—Holograms used as optical elements
-
- G—PHYSICS
- 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
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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
- G02B6/29304—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
- G02B6/2931—Diffractive element operating in reflection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- 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
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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・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、機械的刻線法または光学的
に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１図に、その−例として、特開昭５４−４１４７号に
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λ４．λ２．λ５．・・・・・・）は、コ
リメイミョンレンズ２によって平行光となシ、回折格子
３によって、波長λ１．λ２．λ、・・・・・・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
力光ファイバ６よシ出射する構造の光分波器や、第２図
に他の例として、特開昭５４−１７０４５号に示すよう
に、多重化された入射光（波長λ、。
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、機械的刻線法または光学的
に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１図に、その−例として、特開昭５４−４１４７号に
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λ４．λ２．λ５．・・・・・・）は、コ
リメイミョンレンズ２によって平行光となシ、回折格子
３によって、波長λ１．λ２．λ、・・・・・・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
力光ファイバ６よシ出射する構造の光分波器や、第２図
に他の例として、特開昭５４−１７０４５号に示すよう
に、多重化された入射光（波長λ、。
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の電束性光伝送体６に入シ、蛇行しながら進行し
、透過形回折格子３によって、波長λ、。
、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の電束性光伝送体６に入シ、蛇行しながら進行し
、透過形回折格子３によって、波長λ、。
λ２．λ３．・・・・・・に応じて回折・分波され、第
２の集束性光伝送体７によって、蛇行しながら集束され
、出力光ファイバ５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Ｉ雉である
。寸た、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。
２の集束性光伝送体７によって、蛇行しながら集束され
、出力光ファイバ５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Ｉ雉である
。寸た、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・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、またη重回折格
子を用いたものは、集束レンズなどを必要としないが、
形状が凹面であるため、製作が困難であり、いずれも高
価になり、かつ性能的にも多重度をあげることが困難で
あった。
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、またη重回折格
子を用いたものは、集束レンズなどを必要としないが、
形状が凹面であるため、製作が困難であり、いずれも高
価になり、かつ性能的にも多重度をあげることが困難で
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
・分波器を提供するものである。
で、レンズなどが不要であり、かつ多重度の高い光合波
・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合成からなる波面と
球面波の干渉によるホログラムを回折格子に用いること
により、平面状の回折格子で、レンズなどを必要としな
い光学系の簡単な光合波・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合成からなる波面と
球面波の干渉によるホログラムを回折格子に用いること
により、平面状の回折格子で、レンズなどを必要としな
い光学系の簡単な光合波・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λ４．λ２．λ、。
・・・・・・からなる入射光が、１本の入力光ファイバ
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・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・合波され、１本の出
力光ファイ・（より出射する。
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・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・合波され、１本の出
力光ファイ・（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３図〜第６図に基づ
いて説明する。第３図は、光合波・分波器に用いる回折
格子となるホログラムを作成するだ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（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ホログラム（Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ 、Ｃ
ＧＨ）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、電子ビームの直接描画による方法と、プ
ロッタで描画し、縮少する光学的な方法が、するが、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、レーザ光からなる収れんまた
は発散非球面波と、収れんまたは発散球面波をホログラ
ム感光材料層の両面または片面から入射させ、ホログラ
ム感光材料層を露光して、干渉縞からなるホログラムを
作成する。なお、第３図はその一例として、ホログラム
感光材料層８に、垂直なＺ軸を光軸とすると、収れん非
球面波９は、光軸方向に入射させて、光軸上の点○に収
れんさせ（ＯＡ＝Ｒｏ）、 発散球面波１０は、収れ
ん非球面波９の反対側から、光軸に対し、Ｏｒの角度で
、点ＲよりＲムの方向に（ＲＡ＝＝Ｒｒ）に入射させて
、ホログラム１１を作成したものである。
格子を用いた光分波器の実施例を第３図〜第６図に基づ
いて説明する。第３図は、光合波・分波器に用いる回折
格子となるホログラムを作成するだ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（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ホログラム（Ｃｏｍｐｕ
ｔｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｅｄ Ｈｏｌｏｇｒａｍ 、Ｃ
ＧＨ）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、電子ビームの直接描画による方法と、プ
ロッタで描画し、縮少する光学的な方法が、するが、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、レーザ光からなる収れんまた
は発散非球面波と、収れんまたは発散球面波をホログラ
ム感光材料層の両面または片面から入射させ、ホログラ
ム感光材料層を露光して、干渉縞からなるホログラムを
作成する。なお、第３図はその一例として、ホログラム
感光材料層８に、垂直なＺ軸を光軸とすると、収れん非
球面波９は、光軸方向に入射させて、光軸上の点○に収
れんさせ（ＯＡ＝Ｒｏ）、 発散球面波１０は、収れ
ん非球面波９の反対側から、光軸に対し、Ｏｒの角度で
、点ＲよりＲムの方向に（ＲＡ＝＝Ｒｒ）に入射させて
、ホログラム１１を作成したものである。
第４図は、第３図のホログラムの作成方法と類似の構成
に、入力光ファイバ１３、出力光ファイバ１４！Ｌ、１
４ｂ、１４０．・・・・・・からなる出力光ファイバ群
１４、回折格子１２を配置した光分波器の一実施例を示
す図である。その構成を、第３図と対比しながら説明す
ると、ホログラム１１からなる回折格子１２の中心点を
人とすると、光軸Ｚ軸に対し、ｏｒの角度に等しい角度
０゜で、Ｒｒと同じ距離Ｒｃの位置に、入力光ファイバ
１３の先端をおき、Ｚ軸上で、Ｒｏと同じ距離Ｒ１に相
当する位置に、出力光ファイバ群１４の先端をおく。
に、入力光ファイバ１３、出力光ファイバ１４！Ｌ、１
４ｂ、１４０．・・・・・・からなる出力光ファイバ群
１４、回折格子１２を配置した光分波器の一実施例を示
す図である。その構成を、第３図と対比しながら説明す
ると、ホログラム１１からなる回折格子１２の中心点を
人とすると、光軸Ｚ軸に対し、ｏｒの角度に等しい角度
０゜で、Ｒｒと同じ距離Ｒｃの位置に、入力光ファイバ
１３の先端をおき、Ｚ軸上で、Ｒｏと同じ距離Ｒ１に相
当する位置に、出力光ファイバ群１４の先端をおく。
入力光ファイバ１３よシ入射した多重化された入力光信
号（波長；λ１．λ２．λ５．・・・・・・）は、回折
格子１２で回折・分波され、その波長に応じて、出力光
ファイバ１４１Ｌ、１４ｂ、１４０．・・・・・・に入
り出射する。第６図は第４図を部分的に拡大した図であ
シ、出力光ファイバ間の距離を’ｉ ＋再生時の結像光
の回折角をθｉ、再生時の再生光の入射角をθＣ１結像
距離すなわち回折格子面と出力光ファイバ群の先端位置
との距離をＲ４としたものである。
号（波長；λ１．λ２．λ５．・・・・・・）は、回折
格子１２で回折・分波され、その波長に応じて、出力光
ファイバ１４１Ｌ、１４ｂ、１４０．・・・・・・に入
り出射する。第６図は第４図を部分的に拡大した図であ
シ、出力光ファイバ間の距離を’ｉ ＋再生時の結像光
の回折角をθｉ、再生時の再生光の入射角をθＣ１結像
距離すなわち回折格子面と出力光ファイバ群の先端位置
との距離をＲ４としたものである。
第４図および第５図の構成は、次式に示すグレーティン
グの式によって求める。
グの式によって求める。
λＣ
ｓｌｎ θ４＝ｓｉｎ Ｏｃ ＋ −（ｓｉｎ θ０
− Ｓ！ｎ θｒ ） −・＝（１）λＯ λＣ；再生波長 λ０；記録波長 θ０；記録時の物体光の入射角 ０ｒ；記録時の参照光の入射角 Ｏｃ；再生時の再生光の入射角 第３図に示すように、収れん非球面波を、ホログラム面
に垂直に入射させると、θＱ：１８０°であるため ｓｉｒ＋０□二〇 また、第４図に示すように、θＣ二ｏｒとすると、・・
・・・・（２） となる。第５図よシ、光フアイバ間の距Ｒｅ工は、６ｉ
＝ Ｒ１ｔａｎ Ｏｌ λＣ ： Ｒｉ ｔａｎ ｓｉｎ’″’（ｓｉｎθｃ（１−−
）Ｊλ０ ・・・・・・（３） Ｒ１；結像距離 である。
− Ｓ！ｎ θｒ ） −・＝（１）λＯ λＣ；再生波長 λ０；記録波長 θ０；記録時の物体光の入射角 ０ｒ；記録時の参照光の入射角 Ｏｃ；再生時の再生光の入射角 第３図に示すように、収れん非球面波を、ホログラム面
に垂直に入射させると、θＱ：１８０°であるため ｓｉｒ＋０□二〇 また、第４図に示すように、θＣ二ｏｒとすると、・・
・・・・（２） となる。第５図よシ、光フアイバ間の距Ｒｅ工は、６ｉ
＝ Ｒ１ｔａｎ Ｏｌ λＣ ： Ｒｉ ｔａｎ ｓｉｎ’″’（ｓｉｎθｃ（１−−
）Ｊλ０ ・・・・・・（３） Ｒ１；結像距離 である。
したがって、その−例として、Ｒｏ ” ８００ｎｍ。
λＯ＝８２０ ｎｍ 、 Ｊ ＝３６．７０１１１’ｌ
ｌ、 Ｒｃ＝３２．２０ｆｆｌ、光ファイバの外径（す
なわち出力光ファイバを接して並べた場合の光フアイバ
間の距離６４に相当）を３００μとすると、 θＱ：１９．０８° （＝θｒ） となる。すなわち、参照光あるいは入力光ファイバから
の入射光は、光軸に対して、１９．０８°の角度で入射
させるとよい。
ｌ、 Ｒｃ＝３２．２０ｆｆｌ、光ファイバの外径（す
なわち出力光ファイバを接して並べた場合の光フアイバ
間の距離６４に相当）を３００μとすると、 θＱ：１９．０８° （＝θｒ） となる。すなわち、参照光あるいは入力光ファイバから
の入射光は、光軸に対して、１９．０８°の角度で入射
させるとよい。
計算器ホログラム（ＣＧ Ｈ）の作成は、ホログラムの
位相関数φヨを求める。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φヨに応じ、変化させて作成する方法と、干渉縞に相
当するパターンをプロッタで記録して縮少する光学的な
方法がある。
位相関数φヨを求める。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φヨに応じ、変化させて作成する方法と、干渉縞に相
当するパターンをプロッタで記録して縮少する光学的な
方法がある。
ホログラム膜の位相関数φ、は、物体光の位相関数φ０
．！：参照先の位相関数φｒの差である。すなわち φヨ＝φ。−φ１ 川・・・（４）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 φヨ＝ （φ０＋φ。）−φ１ ・・・・・・
（５）となる。もおよび勾は球面波であるため、次式に
よって示される。
．！：参照先の位相関数φｒの差である。すなわち φヨ＝φ。−φ１ 川・・・（４）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 φヨ＝ （φ０＋φ。）−φ１ ・・・・・・
（５）となる。もおよび勾は球面波であるため、次式に
よって示される。
Ａ。
−Ｒ０〕 ・・曲・（６）−Ｒｒ）
・・・・・・（ア）θ。＝０．０
ｒ＝１９．０８°を代入し、さらに、Ｒ６＝３６．７０
１Ｍ、 Ｒｒ ＝３２．２０ＭＭ、 λ。 ＝ ８
ｏ 。
・・・・・・（ア）θ。＝０．０
ｒ＝１９．０８°を代入し、さらに、Ｒ６＝３６．７０
１Ｍ、 Ｒｒ ＝３２．２０ＭＭ、 λ。 ＝ ８
ｏ 。
ｎｍを代入すると、Ｘおよびｙの関数となる。
非球面波φ。は、次式によって、Ｘおよびｙの関数で与
えられる。
えられる。
ス０
十Ｃ０２ｙ２＋Ｃ０４ｙ４＋Ｃ０６ｙ６＋Ｃｏ８ｙ８十
Ｃ２２ｘ２７２＋Ｃａｓ ！’３” ） ’ −・”（
８）（８）式は、波面の対称性のため、Ｃ工、の奇数項
はなくなり、偶数項のみである。
Ｃ２２ｘ２７２＋Ｃａｓ ！’３” ） ’ −・”（
８）（８）式は、波面の対称性のため、Ｃ工、の奇数項
はなくなり、偶数項のみである。
また、このホログラム膜を用いた再生像光の位相関数φ
、は、次式でもって示される。
、は、次式でもって示される。
λＣ
φ、＝φ。＋−（（φ。＋φ。）−φ１）λ０
・・・・・・（９）
非球面波の係数Ｃ工、は、φ、の方向余弦を求め、各波
長ごとに、光線追をおこない、それぞれのスポットダイ
アグラムの分散地より、点像の旋回半径を求めて、評価
関数（ｍｅｒｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）を決定する。
長ごとに、光線追をおこない、それぞれのスポットダイ
アグラムの分散地より、点像の旋回半径を求めて、評価
関数（ｍｅｒｉｔ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ）を決定する。
このとき、非線形最小自乗法（ＤＬＳｍｅｔｈｏｄ ）
を用いて、計算を必要回数、くりかえすことによって、
最適条件を決定する。計算の結果、この実施例の一条件
では、最適非球面波面に相当するＣ工、は、 Ｃ２ｏ； ６．７１００ ｃ４０ ； １．４２５９ Ｃ６ｏ； ０．６０３５３ Ｃｓｏ ； ０．２２７３１ ｃ０２ ； １ １．８１ ３ Ｃ，、； ０．７９９２８ Ｃｏ６ ； ０．２７２６８ ｃ０８ ； ０．８０９１６ Ｃ２２； ５．９６７１ Ｃ４，； １．８７１４ となる。このＣ工ｊ係数を（８）式に代入−し、さらに
、（５）式〜（８）式より、φ８が決定する。
を用いて、計算を必要回数、くりかえすことによって、
最適条件を決定する。計算の結果、この実施例の一条件
では、最適非球面波面に相当するＣ工、は、 Ｃ２ｏ； ６．７１００ ｃ４０ ； １．４２５９ Ｃ６ｏ； ０．６０３５３ Ｃｓｏ ； ０．２２７３１ ｃ０２ ； １ １．８１ ３ Ｃ，、； ０．７９９２８ Ｃｏ６ ； ０．２７２６８ ｃ０８ ； ０．８０９１６ Ｃ２２； ５．９６７１ Ｃ４，； １．８７１４ となる。このＣ工ｊ係数を（８）式に代入−し、さらに
、（５）式〜（８）式より、φ８が決定する。
φ、 ＝ ２ ｙｒ ｐ （μ； ｆｒｉｎｇ １ｎｄ
ｅｘ 、整数）・・・・・・（１（１）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
折効率が低いだめ、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。このようにしてできた
ホログラムを、第４図および第５図に示すように、回折
格子１２として用い、波長８００ｎｍ、８２０ｎｕ１８
４０ｎｍ、８６０ｎｌ１１，８８０ｎｕ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・分波され、出力光ファイバ１４２Ｌ
にｓｏｏｎｍ、出力光ファイバ１４ｂに８２０ｎｍ、出
力光ファイバ１４０に８４０１ｍ、出力光７フイバ１４
ｄに８６０ｎｍ、出力光ファイバ１４１５に８８０ｎｍ
の光信号が入り、出射する。第６図に光線追跡による点
像分布を光ファイバのコア内の点１６で示す。すなわち
、外径３００μの光ファイバ１ ｊＬＬ 、１４ｂ。
ｅｘ 、整数）・・・・・・（１（１）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
折効率が低いだめ、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。このようにしてできた
ホログラムを、第４図および第５図に示すように、回折
格子１２として用い、波長８００ｎｍ、８２０ｎｕ１８
４０ｎｍ、８６０ｎｌ１１，８８０ｎｕ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・分波され、出力光ファイバ１４２Ｌ
にｓｏｏｎｍ、出力光ファイバ１４ｂに８２０ｎｍ、出
力光ファイバ１４０に８４０１ｍ、出力光７フイバ１４
ｄに８６０ｎｍ、出力光ファイバ１４１５に８８０ｎｍ
の光信号が入り、出射する。第６図に光線追跡による点
像分布を光ファイバのコア内の点１６で示す。すなわち
、外径３００μの光ファイバ１ ｊＬＬ 、１４ｂ。
１４Ｃ，１４ｄ、１４ｅｌのそれぞれのコア径２００μ
のコア１６ａ、１６ｂ、１６０，１６ｄ、１６１５内に
出力光がすべて入っている。
のコア１６ａ、１６ｂ、１６０，１６ｄ、１６１５内に
出力光がすべて入っている。
第４図および第６図は、光分波器として説明したが、光
合波器として用いる場合は、入力光ファイバを１４１Ｌ
、１４ｂ、１４０，１４ｄ、１４６゜出力光ファイバを
１３とし、入力光ファイバのそれぞれに、８００ｎｍ
、８２０ｎｍ 、８４０ｎｍ。
合波器として用いる場合は、入力光ファイバを１４１Ｌ
、１４ｂ、１４０，１４ｄ、１４６゜出力光ファイバを
１３とし、入力光ファイバのそれぞれに、８００ｎｍ
、８２０ｎｍ 、８４０ｎｍ。
８６０ｎｍ 、８８０ｎｍの光を入射させると、回折格
子１２で、回折・合波され、出力光ファイバ１３に入っ
て出射する。したがって、光分波器または光合波器とし
て使用することができる。
子１２で、回折・合波され、出力光ファイバ１３に入っ
て出射する。したがって、光分波器または光合波器とし
て使用することができる。
本発明は、収差補正のための非球面波と平面波の干渉縞
に相当するパターンを計算機ホログラムで作成し、これ
に平面波を通して非球面波を発生させ、この波面を、い
ったん収れんさせ後発散させて、非球面波と球面波の合
成からなる波面をつくり、そして、この波面と球面波の
干渉によって光学的に作成したホログラムを回折格子と
しても全く同様である。また、本実施例では、非球面波
と球面波をホログラム感光材料層の両面から入射させて
作成した反射形について説明したが、非球面波と球面波
を、ホログラム感光材料層の片面から入射させて作成し
た透過形ホログラムや、あるいは、このホログラム面に
金やアルミニウムなどの反射膜を形成させたものについ
ても、全く同様の効果を有する。また、本実施例では、
形状が平面状のいわゆる平面回折格子について説明した
が、形状が凹面状の凹面回折格子についても全く同様の
効果を有するものである。あるいはまた、本願を分光器
として用いる場合も、全く同様の効果を有するものであ
る。なお、本実施例では５波の光合波・分波器について
説明したが、非球面波を用いることによシ、１０波のも
のも可能となシ、多重度の高い光合波・分波器をつくる
ことができる。
に相当するパターンを計算機ホログラムで作成し、これ
に平面波を通して非球面波を発生させ、この波面を、い
ったん収れんさせ後発散させて、非球面波と球面波の合
成からなる波面をつくり、そして、この波面と球面波の
干渉によって光学的に作成したホログラムを回折格子と
しても全く同様である。また、本実施例では、非球面波
と球面波をホログラム感光材料層の両面から入射させて
作成した反射形について説明したが、非球面波と球面波
を、ホログラム感光材料層の片面から入射させて作成し
た透過形ホログラムや、あるいは、このホログラム面に
金やアルミニウムなどの反射膜を形成させたものについ
ても、全く同様の効果を有する。また、本実施例では、
形状が平面状のいわゆる平面回折格子について説明した
が、形状が凹面状の凹面回折格子についても全く同様の
効果を有するものである。あるいはまた、本願を分光器
として用いる場合も、全く同様の効果を有するものであ
る。なお、本実施例では５波の光合波・分波器について
説明したが、非球面波を用いることによシ、１０波のも
のも可能となシ、多重度の高い光合波・分波器をつくる
ことができる。
発明の効果
本発明は、非球面波と球面波の干渉によるホログラムを
用いることにより、平面状で、しかも光学系が簡単で、
製作が容易であシ、かつ性能的にも多重度の高い光合波
・分波器をつくることができる。
用いることにより、平面状で、しかも光学系が簡単で、
製作が容易であシ、かつ性能的にも多重度の高い光合波
・分波器をつくることができる。
第１図ならびに第２図は従来の回折格子を用いた光分波
器を示す概念図、第３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４図は
第３図の方法で作成した回折格子を用いた光分波器の概
念図、第６図は第４図の部分的な拡大概念図、第６図は
本発明による回折格子について、光線追跡法による出力
光ファイバ内の点像分布を示す図である。 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、７・・・・・・第
２の集束性光伝送体、８・・・・・・ホログラム感光材
料層、９・・・・・・収れん非球面波、１０・・・・・
−発数球面波、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、１４＆、１４ｂ、
１４０，１４ｄ。 １４０・・・・・・それぞれ出力光ファイバ、１６・・
・・・・光線追跡による点像分布の点、１６ｍ、１６ｂ
。 １６ｃ、１６ｄ、１８ｅ・・・・・・それぞれ出力光フ
ァイバのコア。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ１
１．入／ＪＬファイバ ４・・１１床レンス゛ ５ ・・・出／Ｆ光２フイノζ石イー 第２図 １１− オ、Ω２゛フ人 第５図 第６図 ／６１点。 ７ｋ ・ 出 つ尤ファイバ′０コア
器を示す概念図、第３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４図は
第３図の方法で作成した回折格子を用いた光分波器の概
念図、第６図は第４図の部分的な拡大概念図、第６図は
本発明による回折格子について、光線追跡法による出力
光ファイバ内の点像分布を示す図である。 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、７・・・・・・第
２の集束性光伝送体、８・・・・・・ホログラム感光材
料層、９・・・・・・収れん非球面波、１０・・・・・
−発数球面波、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、１４＆、１４ｂ、
１４０，１４ｄ。 １４０・・・・・・それぞれ出力光ファイバ、１６・・
・・・・光線追跡による点像分布の点、１６ｍ、１６ｂ
。 １６ｃ、１６ｄ、１８ｅ・・・・・・それぞれ出力光フ
ァイバのコア。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ１
１．入／ＪＬファイバ ４・・１１床レンス゛ ５ ・・・出／Ｆ光２フイノζ石イー 第２図 １１− オ、Ω２゛フ人 第５図 第６図 ／６１点。 ７ｋ ・ 出 つ尤ファイバ′０コア
Claims (4)
- （１）非球面波と球面波の干渉によるホログラムを、回
折格子としたことを特徴とする光合波・分波器。 - （２）非球面波は、実質的に、非球面波と球面波の合成
からな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）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）項または第（
２）項記載の光合波・分波器。 - （４）ホログラムは、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 |
|---|---|---|---|
| JP60165125A JPS6225710A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 光合波・分波器 |
| EP86305741A EP0213726B1 (en) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Holographic multiplexer/demultiplexer and its manufacturing method |
| DE8686305741T DE3687869T2 (de) | 1985-07-26 | 1986-07-25 | Holographische multiplex/demultiplexvorrichtung, und ihr herstellungsverfahren. |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP60165125A JPS6225710A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 光合波・分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6225710A true JPS6225710A (ja) | 1987-02-03 |
Family
ID=15806385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60165125A Pending JPS6225710A (ja) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | 光合波・分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6225710A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329989A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Mettler-Toledo Ag | 小型秤量システムのための平行案内機構 |
Citations (4)
| 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 |
| JPS5590984A (en) * | 1978-12-29 | 1980-07-10 | Ricoh Co Ltd | Making method of multibranching hologram photo coupler |
| JPS55146403A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo branching and distributing device |
| JPS579048A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-18 | Toshiba Corp | Metal vapor discharge lamp |
-
1985
- 1985-07-26 JP JP60165125A patent/JPS6225710A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| 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 |
| JPS5590984A (en) * | 1978-12-29 | 1980-07-10 | Ricoh Co Ltd | Making method of multibranching hologram photo coupler |
| JPS55146403A (en) * | 1979-05-04 | 1980-11-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo branching and distributing device |
| JPS579048A (en) * | 1980-06-18 | 1982-01-18 | Toshiba Corp | Metal vapor discharge lamp |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006329989A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Mettler-Toledo Ag | 小型秤量システムのための平行案内機構 |
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