專利名稱：光操作裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對光的強度、波長、相位、偏振波狀態(tài)或路徑等進行操作的光操作裝置。
背景技術：
近年來的光通信系統(tǒng)由于其方式為點對點(point-to-point)型，因此向環(huán)型或網(wǎng)型的網(wǎng)絡不斷發(fā)展。在這種方式的網(wǎng)絡的節(jié)點上需要作為光操作裝置的光開關裝置，該光操作裝置用于使任意的信號光向任意的口輸入輸出，而任意地變更信號光的路徑。尤其是使用互不相同的波長的信號光被波分復用(Wavelength Division Multiplexing)的波長多重信號光時，需要對于任意的波長的信號光能夠任意地變更路徑的波長選擇光開關裝置。在這種光開關裝置中，為了切換信號光的路徑，有時使用LC0S(Liquid CrystalOn Silicon)(參照專利文獻1、2)。LCOS是利用液晶對入射的光的相位進行調(diào)制，而能夠使其衍射的空間光調(diào)制器。因此，在使用了 LCOS的光開關裝置中，利用LCOS使從某路徑輸入的信號光衍射，向特定的路徑輸出，由此實現(xiàn)光開關動作。這里，LCOS由于利用液晶的雙折射，因此具有偏振波依賴特性。為了解決該問題，使用了 LCOS的光開關裝置具備偏振波分離元件及偏振波旋轉(zhuǎn)元件。這種光開關裝置中，偏振波分離元件將向光開關裝置輸入的信號光分離成彼此正交的2個直線偏振波的信號光，偏振波旋轉(zhuǎn)元件使一方的信號光的偏振波方向旋轉(zhuǎn)而使其與另一方的信號光的偏振波方向一致，從而使得偏振波方向一致的2個信號光向LCOS入射。由此，僅由單一的偏振波方向構成的信號 光向LCOS入射，因此能解決偏振波依賴特性的問題。在先技術文獻專利文獻專利文獻I美國專利申請公開第2006/0067611號說明書專利文獻2美國專利申請公開第2005/0276537號說明書

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題然而，伴隨著光通信系統(tǒng)的高功能化，在構成系統(tǒng)的光通信裝置中使用的光部件的個數(shù)也增加。因此，在裝置的設置空間的制約等的關系方面，強烈地要求以光開關裝置為首的、對光的強度、波長、相位、偏振波狀態(tài)或路徑等進行操作的光操作裝置的小型化。本發(fā)明鑒于上述情況而作出，目的在于提供一種更小型的光操作裝置。解決問題的手段為了解決上述課題，實現(xiàn)目的，本發(fā)明的光操作裝置的特征在于，具備:從外部輸入光或向外部輸出光的光輸入輸出口 ；使從所述光輸入輸出口入射的光朝向所述光輸入輸出口射出且具有偏振波依賴特性的空間光調(diào)制器；配置在所述光輸入輸出口與所述空間光調(diào)制器之間，并使所述光輸入輸出口與所述空間光調(diào)制器光學性地耦合的聚光元件；配置在所述聚光元件與所述空間光調(diào)制器之間，進行操作，以使輸入的光的偏振波狀態(tài)僅由單一的偏振波方向構成，然后將其輸出的偏振波操作兀件。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述偏振波操作元件具有:將從所述光輸入輸出口入射的光分離成彼此正交的2個直線偏振波的光的偏振波分離元件；配置在所述偏振波分離元件的所述空間光調(diào)制器側且用于將所述2個光的偏振波方向形成為相同而輸出的偏振波旋轉(zhuǎn)元件。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述空間光調(diào)制器利用液晶對光進行空間調(diào)制。

另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述空間光調(diào)制器是 LCOS。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述偏振波分離元件由雙折射性材料構成。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述偏振波分離元件由方解石或金紅石構成。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述偏振波分離元件是渥拉斯頓棱鏡(々才9 7卜> )。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，具備配置在所述光輸入輸出口與所述聚光元件之間且對輸入的光的波長成分進行分離的光色散元件，使用所述空間光調(diào)制器對通過所述光色散元件分離后的多個波長成分進行操作。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述光色散元件是衍射光柵。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，具備配置在所述光輸入輸出口與所述光色散兀件之間的變形光學系統(tǒng)。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述空間光調(diào)制器是光開關。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述空間光調(diào)制器是強度調(diào)制器。另外，本發(fā)明的光操作裝置以上述的發(fā)明為基礎，其特征在于，所述空間光調(diào)制器是相位調(diào)制器。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，通過將偏振波分離元件配置在聚光元件與空間光調(diào)制器之間，能夠?qū)崿F(xiàn)使用的光學元件的小型化，因此能起到使光操作裝置更小型的效果。


圖1是表示實施方式I的波長選擇光開關裝置的簡要結構的框圖。圖2是從另一方向觀察圖1所示的波長選擇光開關裝置而得到的圖。圖3是表示圖1所示的波長選擇光開關裝置中的各元件的配置的圖。圖4是表示圖1所示的準直器陣列的結構的圖。
圖5是表示圖1所示的偏振波操作元件的結構的圖。圖6是表示構成圖1所示的空間光調(diào)制器陣列的空間光調(diào)制器的結構的分解圖。圖7是表示以往的波長選擇光開關裝置的衍射光柵中的信號光的光路的圖。圖8是表示圖1所示的波長選擇光開關裝置的衍射光柵中的信號光的光路的圖。圖9是表示以往的波長選擇光開關裝置的偏振波操作元件中的信號光的光路的圖。圖10是表示圖1所示的波長選擇光開關裝置的偏振波操作元件中的信號光的光路的圖。圖11是與圖7不同的從y軸方向正向觀察以往的波長選擇光開關裝置的光路而得到的圖。圖12是從y軸方向正向觀察本實施方式I的波長選擇光開關裝置的光路而得到的圖。
具體實施例方式以下，參照附圖，詳細說明本發(fā)明的光操作裝置的實施方式。另外，并未通過該實施方式來限定本發(fā)明。而且，在各附圖中，對于同一或?qū)剡m當標注同一符號。而且，應當注意的是，附圖是示意性的圖，各層的厚度與寬度的關系、各層的比率等有時與現(xiàn)實的情況不同。在附圖相互之間，有時包括相互的尺寸的關系或比率不同的部分。而且，圖中，適當使用xyz坐標系來說明方向，但各圖中的xyz軸的方向相同。(實施方式I)首先，說明本發(fā)明的實施方式I的光操作裝置即波長選擇光開關裝置。圖1、圖2是表示本實施方式I的波長選擇光開關裝置10的簡要結構的框圖。另外，圖1是從xyz坐標系的X軸方向正向觀察到的圖，圖2是從y軸方向正向觀察到的圖。如圖1所示，該波長選擇光開關裝置10具備準直器陣列1、作為光開關的空間光調(diào)制器陣列2、作為聚光元件的聚光透鏡3、偏振波操作元件4、作為光色散元件的衍射光柵5、以及變形光學系統(tǒng)6。另外，向該波長選擇光開關裝置10輸入或輸出的光并未特別限定，例如是波長1520 1620nm的光通信用的信號光。另外，空間光調(diào)制器陣列2既可以由排列成陣列狀的4個空間調(diào)制器構成，也可以將一個空間調(diào)制器分割成4個區(qū)域而獨立地控制各個區(qū)域。聚光透鏡3配置在準直器陣列I與空間光調(diào)制器陣列2之間，并使它們進行光學耦合。這里，聚光透鏡3既可以由I個透鏡構成，也可以由多個透鏡構成。偏振波操作元件4配置在聚光透鏡3與空間光調(diào)制器陣列2之間，對輸入的光的偏振波狀態(tài)進行操作，具體而言如后述那樣進行輸入的光的偏振波分離和偏振波旋轉(zhuǎn)。衍射光柵5是透過型衍射光柵，配置在準直器陣列I與聚光透鏡3之間，對輸入的光進行分光。變形光學系統(tǒng)6配置在準直器陣列I與衍射光柵5之間,變更輸入的光的光束形狀的縱橫比。圖3是表示圖1所示的波長選擇光開關裝置10中的各元件的配置的圖。如此，由于實際上衍射光柵5中的光路較大地彎曲，因此從變形光學系統(tǒng)6到空間光調(diào)制器陣列2的各元件在衍射光柵5的前后保持角度配置。但是，在圖1、2中，為了簡化而將各元件沿著光路、直線性地配置表示。而且，如圖3所示，作為變形光學系統(tǒng)6，可以使用變形棱鏡對，但例如也可以將圓柱透鏡組合。而且，在圖3中，表不從準直器陣列I輸入的光LI由衍射光柵5分光成波長不同的光L2、L3、L4的狀態(tài)。如此，衍射光柵5配置成在yz平面內(nèi)對光進行分光。接著，依次具體說明準直器陣列1、偏振波操作元件4及空間光調(diào)制器陣列2。圖4是表示圖1所示的準直器陣列I的結構的圖。如圖4所示，準直器陣列I具備:從外部輸入光或向外部輸出光的光輸入輸出口 Ia ;多個準直透鏡Ib ;對光輸入輸出口Ia的各光纖口進行插通固定的光纖固定基材Ic ;安裝于光纖固定基材Ic并保持準直透鏡Ib的透明的墊片部Id。光輸入輸出口 Ia將光纖口 Iaa Iae沿著規(guī)定的排列方向(圖中x軸方向)排列成陣列狀。各光纖口被固定成使其光出射端面與安裝有墊片部Id的光纖固定基材Ic的面在同一平面上。而且，準直透鏡Ib對應于各光纖口 Iaa Iae設置。而且，墊片部Id的厚度成為與準直透鏡Ib的焦距大致相當?shù)暮穸?。其結果是，在該準直器陣列I中，準直透鏡Ib能夠?qū)母鞴饫w口輸出的光形成為平行光，而且使輸入的平行光向光纖口會聚耦合。在該波長選擇光開關裝置10中，光輸入輸出口 Ia中，配置在聚光透鏡3的光軸上的光纖口 Iaa被設定作為從外部輸入光的共用的光纖口(Com 口)，其他的4個光纖口 Iab Iae被設定作為向外部輸出光的光纖口。S卩，該波長選擇光開關裝置10作為1X4的光開關發(fā)揮功能。

接著，說明偏振波操作元件4。圖5是表示圖1所示的偏振波操作元件4的結構的圖。如圖5所7]^，該偏振波操作兀件4具有:偏振波分尚兀件4a ;在偏振波分尚兀件4a的空間光調(diào)制器陣列2側(紙面右側)的側面下部配置的偏振波旋轉(zhuǎn)元件4b ;在偏振波分離元件4a的空間光調(diào)制器陣列2側的側面上部配置的光路調(diào)整元件4c。偏振波分離元件4a例如由金紅石(TiO2)單結晶或方解石等的雙折射性材料構成，將包含彼此正交的2個直線偏振波成分Pl (X軸偏振波)、P2 (y軸偏振波)在內(nèi)的光L5,偏振波分尚成具有直線偏振波成分Pl的光L6和具有直線偏振波成分P2的光L7ο這里,從偏振波分離兀件4a射出的光L6和光L7沿著光輸入輸出口 Ia的排列方向分離。偏振波旋轉(zhuǎn)元件4b是λ /2波長板，使輸入的光L6的偏振波方向旋轉(zhuǎn)90度而與光L7的偏振波方向一致,然后將其輸出。光路調(diào)整兀件4c由光學板(例如玻璃板)構成，具有對輸入的光L7的光路長度進行調(diào)整的功能。即，如圖5所示，光L7比在偏振波分離元件4a中進行偏振波旋轉(zhuǎn)的光L6的光路長度短。因此，光路調(diào)整元件4c使光L7通過，由此調(diào)整光L7的光路長度，使光L6的光路長度與光L7的光路長度一致。光L7的光路長度的調(diào)整可以通過光路調(diào)整元件4c的厚度及折射率的設定來進行。另外，偏振波分離元件4a可以是由雙折射性材料形成的棱鏡構成的渥拉斯頓棱鏡。而且，在該偏振波操作元件4中，僅將光路調(diào)整元件配置在光L7的光路上，但也可以分別配置在光L6、L7的光路上。接著，說明空間光調(diào)制器陣列2。空間光調(diào)制器陣列2由沿著圖1的y方向排列成陣列狀的4個空間光調(diào)制器構成。圖6是表示構成圖1所示的空間光調(diào)制器陣列2的空間光調(diào)制器2A的結構的分解圖。如圖6所示，該空間光調(diào)制器2A是LC0S，具有在形成有液晶驅(qū)動回路的硅基板2a上依次層疊了反射率大致為100%的反射層即像素電極組2b、作為空間光調(diào)制層的液晶層2c、取向膜2d、ITOdndium Tin Oxide)電極2e、罩玻璃2f的結構。
該空間光調(diào)制器2A能夠進行如下控制:通過向像素電極組2b與ITO電極2e之間施加電壓而使液晶層2c沿著圖中X軸的方向具有折射率的等級。并且，通過調(diào)整該折射率的等級，在從罩玻璃2f側入射的光由像素電極組2b反射而在液晶層2c中傳播時，能夠?qū)⒐庹{(diào)整成以規(guī)定的衍射角衍射而射出。另夕卜，空間光調(diào)制器2A配置成使光輸入輸出口 Ia的光纖口 Iaa Iae的排列方向與液晶層2c的折射率的等級的方向在X軸方向上一致。其結果是，該空間光調(diào)制器2A通過控制向液晶層2c施加的施加電壓,而能夠以從光纖口 Iaa入射的光L8作為光L9朝向其他的光纖口 Iab Iae中的任一個射出的方式控制光的出射角度Θ。另外，構成空間光調(diào)制器陣列2的其他的3個空間光調(diào)制器也具有與空間光調(diào)制器2A同樣的結構。接著，參照圖1、2，說明該波長選擇光開關裝置10的動作。首先，向該波長選擇光開關裝置10的準直器陣列I的Com 口(圖4的光纖口 Iaa)輸入由波長互不相同的4個信號光構成的波長多重信號光OS。準直器陣列I將波長多重信號光OS形成為平行光而向變形光學系統(tǒng)6輸出。變形光學系統(tǒng)6使波長多重信號光OS的光束直徑向衍射光柵5的光柵的排列方向擴大而輸出。其結果是，波長多重信號光OS與更多的光柵接觸，從而提高波長選擇的分解能。衍射光柵5將波長多重信號光OS分光成波長互不相同的信號光0S1、0S2、0S3、0S4,以規(guī)定的角度輸出。聚光透鏡3使各信號光OSl 0S4的光路折射，經(jīng)由偏振波操作元件4向空間光調(diào)制器陣列2會聚。這里，如上所述，偏振波操作元件4對各信號光OSl 0S4進行偏振波分離，進行使分離后的2個光的偏振波方向一致并使其光路長度也一致的操作，然后輸出。因此,各信號光OSl 0S4作為進行了上述操作后的信號光OSla 0S4a而向空間光調(diào)制器陣列2會聚。另外，信號光OSla 0S4a分別向構成空間光調(diào)制器陣列2的4個空間光調(diào)制器會聚。另外，各信號光OSl 0S4的向偏振波操作元件4入射的入射角度不是O度，且互不相同，但其角度通常設計成小角度。因此，偏振波操作元件4對于各信號光OSl 0S4的偏振波操作特性不取決于其入射角度而幾乎相同。接著，空間光調(diào)制器陣列2通過未圖示的控制器來控制施加電壓，使各信號光OSla 0S4a朝向光纖口 Iab Iae中的對應的口以規(guī)定的角度衍射。這里，空間光調(diào)制器陣列2具有偏振波依賴特性，但由于信號光OSla 0S4a接受偏振波操作元件4的操作且由單一的偏振波方向構成，因此能不受空間光調(diào)制器陣列2的偏振波依賴特性的影響地衍射。接著,各信號光OSla 0S4a再次向偏振波操作兀件4輸入。偏振波操作兀件4向各信號光OSla 0S4a施加與去路相反的操作，即，使2個一致的偏振波方向的光正交而合成，作為各信號光OSl 0S4而輸出。各信號光OSl 0S4依次經(jīng)由聚光透鏡3、衍射光柵5、變形光學系統(tǒng)6,向準直器陣列I的對應的光纖口 Iab Iae輸入，從光波長選擇光開關裝置10輸出。如此，該波長選擇光開關裝置10能夠進行將從Com 口輸入的波長多重信號光OS按照各波長的信號光OSl 0S4向所希望的口輸出的波長選擇光開關動作。這里，該波長選擇光開關裝置10中，將偏振波操作元件4配置在聚光透鏡3與空間光調(diào)制器陣列2之間，因此能比以往小型化。
以下，對以往的波長選擇光開關裝置進行比較說明。以往的波長選擇光開關裝置將進行偏振波分離的偏振波操作元件配置在緊接著光輸入輸出口的后方。因此，接著偏振波操作元件配置的光元件需要用于確保2個偏振波狀態(tài)的光的光路的尺寸。例如，圖7是表示以往的波長選擇光開關裝置的衍射光柵5B中的波長多重信號光OS的光路的圖。另外，變形光學系統(tǒng)6也可以根據(jù)需要而配置在例如準直器陣列I的后方。如圖7所示，在準直器陣列1、偏振波操作元件4B、衍射光柵5B、聚光透鏡3B、及空間光調(diào)制器陣列2B依次排列的以往的波長選擇光開關裝置中，波長多重信號光OS以通過偏振波操作兀件4B分別分離成具有直線偏振波的2個信號光OSlO和信號光0S20的狀態(tài)向衍射光柵5B輸入。因此，需要使用具有用于確保信號光OSlO和信號光0S20這2個光路的寬度Wl的衍射光柵5B。具體而言，需要是信號光OSlO和信號光0S20的光束直徑的2倍以上的寬度。相對于此，圖8是表示圖1所示的本實施方式I的波長選擇光開關裝置10的衍射光柵5中的波長多重信號光OS的光路的圖。另外，變形光學系統(tǒng)6省略記載。如圖8所示，在該波長選擇光開關裝置10中，波長多重信號光OS以未進行偏振波分離的狀態(tài)向衍射光柵5輸入。因此，衍射光柵5的寬度W2只要確保I個波長多重信號光OS的光路即可，因此比以往的衍射光柵5a的寬度Wl窄，例如只要為寬度Wl的1/2以下的寬度即可。因此，在該波長選擇光開關裝置10中，作為衍射光柵5，可以使用比以往的衍射光柵5B小型的衍射光柵。接著，圖9是表示以往的波長選擇光開關裝置的偏振波操作元件4B中的信號光的光路的圖。如圖9所示，在以往的波長選擇光開關裝置中，由于偏振波操作元件4B配置在緊接著準直器陣列I的后方，因此需要具有用于使相對于準直器陣列I輸入輸出的由虛線表示的信號光全部通過的高度Hl。相對于此，圖10是表示圖1所示的本實施方式I的波長選擇光開關裝置10的偏振波操作元件4中的信號光的光路的圖。如圖10所示，在波長選擇光開關裝置10中，信號光OSl 0S4通過聚光透鏡3折射而以光路密集的狀態(tài)通過偏振波操作元件4。因此，偏振波操作元件4的高度H2比以往的偏振波操作元件4B的高度Hl低。因此，作為偏振波操作元件4，可以使用比以往的偏振波操作元件4B小型的偏振波操作元件。同樣地在本實施方式I的波長選擇光開關裝置10中，關于變形光學系統(tǒng)6及聚光透鏡3，也可以使用比以往小型的部件。因此，該波長選擇光開關裝置10能夠?qū)崿F(xiàn)使用的光學元件的小型化，因此能夠形成為比以往更小型。另外，在聚光透鏡3的跟前進行偏振波分離時，利用聚光透鏡3內(nèi)的從光軸分離的部分來進行聚光，所以存在受到聚光透鏡3的像差的影響大的問題。因此，無法利用空間光調(diào)制器陣列2使光束完美地會聚，波長選擇光開關裝置的特性發(fā)生劣化。而且，在以往的波長選擇光開關裝置中，被進行了偏振波分離的2個偏振波狀態(tài)的信號光在到達空間光調(diào)制器陣列之前，長距離傳播且通過多個光學元件。這里，2個偏振波狀態(tài)的信號光的光路由于空間性地分離，因此每當通過光學元件時光路長度可能會產(chǎn)生差異。其結果是，在以往的波長選擇光開關裝置中，用于使2個偏振波狀態(tài)的信號光的光路長度一致的光路調(diào)整和光學元件的配置設計較為復雜。另外，尤其是如圖3所示光路在衍射光柵的前后彎曲較大時，優(yōu)選分別調(diào)整從偏振波操作元件到衍射光柵的光路長度、及從衍射光柵到空間光調(diào)制器陣列的光路長度。然而這種情況下，需要在至少兩個部位配置光路調(diào)整元件，因此光路調(diào)整元件的配置設計變得煩雜,且部件個數(shù)增加，因此成本高。相對于此，在本實施方式I的波長選擇光開關裝置10中，由偏振波操作元件4進行了偏振波分離后的2個信號光的到達空間光調(diào)制器陣列2為止的距離短，且不會通過其他的光學元件。而且，在比衍射光柵5靠前方處無需調(diào)整光路長度。因此，與以往相比，該波長選擇光開關裝置10的光路調(diào)整和光學元件的配置設計容易，且成本低。另外，在米取使用變形光學系統(tǒng)來使光束直徑向規(guī)定方向擴大的結構時，若在變形光學系統(tǒng)的前方進行偏振波分離，則接著變形光學系統(tǒng)配置的光學元件的為了確保光路所需的尺寸特別增大。相對于此，本實施方式I的波長選擇光開關裝置10可以采用變形光學系統(tǒng)6并同時使各光學元件小型化，從而能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的小型化，特別優(yōu)選。例如，圖11是與圖7不同的從y軸方向正向觀察以往的波長選擇光開關裝置的光路而得到的圖。另外，變形光學系統(tǒng)6根據(jù)需要也可以配置在例如準直器陣列I的后方。而且，圖12是從y軸方向正向觀察本實施方式I的波長選擇光開關裝置10的光路而得到的圖。另外，變形光學系統(tǒng)6省略記載。如圖11所示，在以往的波長選擇光開關裝置中，波長多重信號光OS以通過偏振波操作元件4C沿著X軸方向分別分離成具有直線偏振波的2個信號光OSlO和信號光0S20的狀態(tài)向衍射光柵5C和聚光透鏡3C輸入,然后向空間光調(diào)制器陣列2C輸入。因此，為了確保信號光OSlO和信號光0S20這2個光路，以往的波長選擇光開關裝置的高度需要為圖12所示的本實施方式I的波長選擇光開關裝置10的2倍以上的高度。如此，本實施方式I的波長選擇光開關裝置10具有能夠抑制高度而實現(xiàn)小型化的特征和使用的光學部件為小光學部件而成本低的特征。而且，在本實施方式I的波長選擇開關裝置10中，在到空間光調(diào)制器陣列2的跟前為止未將信號光分離成2個直線偏振波的信號光，因此光路長度的調(diào)整容易。另外，在上述實施方式中，光開關裝置為1X4型，但在本發(fā)明中，光輸入輸出的口數(shù)并未特別限定，只要是NXM光開關裝置即可(其中，N、M為I以上的整數(shù))。另外，在上述實施方式中，空間光調(diào)制器為LC0S，但只要是使用液晶或能夠?qū)膺M行開關的其他的構件作為空間光調(diào)制層且具有偏振波依賴特性的空間光調(diào)制器或光開關即可，并未特別限定。另外，在上述實施方式中，衍射光柵為透過型，但也可以為反射型。而且也可以取代衍射光柵而使用棱鏡等光色散元件。而且，作為光色散元件，優(yōu)選偏振波依賴特性小的光色散元件。另外，上述實施方式是波長選擇光開關裝置，但本發(fā)明并不局限于此，也可以適用于不具備光色散元件而用于任意變更特定波長的信號光的路徑的光開關裝置。而且，本發(fā)明還可以適用于不具備變形光學系統(tǒng)的光開關裝置。另外，在上述實施方式中，說明了使用光開關的波長選擇光開關裝置，但本發(fā)明只要是使用具有偏振波依賴性的空間光調(diào)制器的光操作裝置即可，并未特別限定。例如在上述實施方式中，作為空間光調(diào)制器，若取代光開關而使用強度調(diào)制器，則可以被利用作為強度調(diào)制裝置。而且，通過沿著衍射光柵產(chǎn)生的色散方向即圖1的y軸方向來排列強度調(diào)制器，而能夠按照向各強度調(diào)制器入射的各波長的光來操作光的強度，因此能夠控制折回的光的強度光譜形狀。而且，例如，作為空間光調(diào)制器，若取代光開關而使用相位調(diào)制器，則可以作為相位調(diào)制裝置而被利用。而且，通過沿著衍射光柵產(chǎn)生的色散方向即圖1的y軸方向來排列相位調(diào)制器，而能夠按照向各相位調(diào)制器入射的各波長的光來操作光的相位，因此能夠控制折回的光的群速度色散的波長依賴性。通過控制群速度色散的波長依賴性，而能夠使相位調(diào)制裝置具有例如光信號的色散補償?shù)墓δ堋Ｔ谶M行上述部件的空間光調(diào)制時，不必一定將操作后的光向與光所輸入的口不同的口輸出，也可以向與光所輸入的口相同的口折回。這種情況下，使用循環(huán)器等，能夠?qū)⑤斎牍馀c輸出光分離。另外，并不是通過上述實施方式來限定本發(fā)明。將上述的各結構要素適當組合而構成的方式也包含于本發(fā)明。而且，本領域技術人員能夠容易地導出進一步的效果和變形例。因此，本發(fā)明的更寬泛的形態(tài)并未由上述的實施方式限定，而能夠進行各種變更。工業(yè)實用性
如以上所述，本發(fā)明的光操作裝置主要適合于在光通信的用途中利用。符號說明I準直器陣列Ia光輸入輸出口Iaa Iae 光纖口Ib準直透鏡Ic光纖固定基材Id墊片部2空間光調(diào)制器陣列2A空間光調(diào)制器2a硅基板2b像素電極組2c液晶層2d取向膜2e ITO 電極2f罩玻璃3聚光透鏡4偏振波操作元件4a偏振波分離元件4b偏振波旋轉(zhuǎn)元件4c光路調(diào)整元件5衍射光柵6變形光學系統(tǒng)10波長選擇光開關裝置H1、H2 高度LI L9 光OS波長多重信號光OSl 0S4、OSla 0S4a 信號光
P1、P2直線偏振波成分WU W2 寬度Θ出射角度
權利要求
1.一種光操作裝置，其特征在于， 具備: 光輸入輸出口，其從外部輸入光或向外部輸出光； 空間光調(diào)制器，其使從所述光輸入輸出口入射的光朝向所述光輸入輸出口射出且具有偏振波依賴特性； 聚光兀件，其配置在所述光輸入輸出口與所述空間光調(diào)制器之間，并使所述光輸入輸出口與所述空間光調(diào)制器光學性地耦合；以及 偏振波操作元件，其配置在所述聚光元件與所述空間光調(diào)制器之間，進行操作，以使輸入的光的偏振波狀態(tài)僅由單一的偏振波方向構成，然后將其輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的光操作裝置，其特征在于， 所述偏振波操作元件具有: 偏振波分尚兀件，其將從所述光輸入輸出口入射的光分尚成彼此正交的2個直線偏振波的光；以及 偏振波旋轉(zhuǎn)元件，其配置在所述偏振波分離元件的所述空間光調(diào)制器側且用于將所述2個光的偏振波方向形成為相同而輸出。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的光操作裝置，其特征在于， 所述空間光調(diào)制器利用液晶對光進行空間調(diào)制。
4.根據(jù)權利要求3所述的光操作裝置，其特征在于， 所述空間光調(diào)制器是LCOS。
5.根據(jù)權利要求2 4中任一項所述的光操作裝置，其特征在于， 所述偏振波分離元件由雙折射性材料構成。
6.根據(jù)權利要求5所述的光操作裝置，其特征在于， 所述偏振波分尚兀件由方解石或金紅石構成。
7.根據(jù)權利要求5所述的光操作裝置，其特征在于， 所述偏振波分離元件是渥拉斯頓棱鏡。
8.根據(jù)權利要求1 7中任一項所述的光操作裝置，其特征在于， 具備配置在所述光輸入輸出口與所述聚光元件之間且對輸入的光的波長成分進行分離的光色散元件，使用所述空間光調(diào)制器對由所述光色散元件分離后的多個波長成分進行操作。
9.根據(jù)權利要求8所述的光操作裝置，其特征在于， 所述光色散元件是衍射光柵。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的光操作裝置，其特征在于， 具備配置在所述光輸入輸出口與所述光色散元件之間的變形光學系統(tǒng)。
11.根據(jù)權利要求1 10中任一項所述的光操作裝置，其特征在于， 所述空間光調(diào)制器是光開關。
12.根據(jù)權利要求1 10中任一項所述的光操作裝置，其特征在于， 所述空間光調(diào)制器是強度調(diào)制器。
13.根據(jù)權利要求1 10中任一項所述的光操作裝置，其特征在于， 所述空間光調(diào)制器是相位調(diào)制器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光操作裝置，其具備從外部輸入光或向外部輸出光的光輸入輸出口；使從光輸入輸出口入射的光朝向光輸入輸出口射出且具有偏振波依賴特性的空間光調(diào)制器；配置在光輸入輸出口與空間光調(diào)制器之間，并使光輸入輸出口與空間光調(diào)制器光學性地耦合的聚光元件；配置在聚光元件與空間光調(diào)制器之間，進行操作，以使輸入的光的偏振波狀態(tài)僅由單一的偏振波方向構成，然后將其輸出的偏振波操作元件。由此，提供一種更小型的光操作裝置。
文檔編號G02F1/061GK103168270SQ201180050008
公開日2013年6月19日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者松浦寬, 小栗淳司 申請人:古河電氣工業(yè)株式會社