JP3666779B2 - フェイズドアレイ空間光フィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェイズドアレイ空間光フィルタに関わり、特に、光通信システム、光交換システムあるいは光計測システムの分野において、光波長を選択（同調）あるいは分波する際に使用される光フィルタに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システム、光交換システムあるいは光計測システムの分野において、光波長を選択（同調）あるいは分波する際に、光フィルタ、例えば、フェイズドアレイ空間光フィルタが使用される。
図８は、従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
同図において、２は入力用光ファイバ、３は第１の凸レンズ、４は第２の凸レンズ、５は出力用光ファイバ、９はガラス板である。
【０００３】
図８に示すフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、入力用光ファイバ２からの入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、この平行光束は、一方が空気で、もう一方がガラス板９である２つの光路に分かれて伝搬する。
この２つの光路の光路長差による位相差を持った２つの光束は、第２のレンズ４で集光され干渉する。
このように、図８に示すフェイズドアレイ空間光フィルタは、その光路長差を利用した、一種のマッハツェンダー干渉計を構成している。
なお、このような技術は、「R.A.Betts,S.J.Frisken.and D.Wong: " Split-beam fourier filter and its application in a gain-flattened EDFA ",Proceedings of OFC'95 paper TuP4 」に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図８に示す従来のフェイズドアレイ空間光フィルタは、下記のような問題点があった。
（１）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの通過特性（透過特性）は、波長に対してコサイン特性となり、狭帯域なフィルタ特性を実現することは原理的に不可能であった。
（２）光入出力ポート数は各々１つで複数にする構成ではなかった。
（３）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、その通過波長を可変することは可能であるが、通過帯域幅を可変することはできなかった。
（４）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、矩形状のシャープな通過帯域特性を保ったまま帯域幅を広げるチャーピング特性を実現することはできなかった。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、多光束干渉を生じさせ、狭帯域な通過特性を容易に実現することが可能となる技術を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、選択できる波長間隔を任意に設定でき、フィルタ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる技術を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、通過波長および通過帯域を可変することが可能となる技術を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、光学系の構成を単純化し、光学調整を容易にすることが可能となる技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００１２】
本発明は、少なくとも１本の入力用光ファイバと、第１の凸レンズと、前記第１の凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、前記光学媒質の前記第１の凸レンズが設けられる側と反対の側に設けられる第２の凸レンズと、前記第２の凸レンズの前記光学媒質が設けられる側と反対の側に設けられる少なくとも１本の出力用光ファイバとを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
【００１３】
前記第１の凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
【００１４】
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、光サーキュレータと、前記光サーキュレータの第１の端子に接続される入力用光ファイバと、前記光サーキュレータの第２の端子に接続される出力用光ファイバと、前記入力用光ファイバの前記光サーキュレータが設けられる側と反対の側に設けられる凸レンズと、前記凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、前記光学媒質の前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる平面反射鏡とを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
【００１６】
前記凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
【００１７】
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明では、前記光学媒質は、電界、熱、あるいは超音波エネルギー印加により屈折率が変化する光学媒質であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施の形態は、第１の凸レンズ３および第２の凸レンズ４との間に、光減衰器８とフェイズドアレイ媒質１とが設けられる点で、図８に示す従来のフェイズドアレイ空間光フィルタと相違する。
このフェイズドアレイ媒質１は、例えば、石英系等のガラス基板をケミカルエッチング、リアクティブイオンエッチング、光学研磨、あるいは機械加工等で、厚さが△Ｌだけ異なるように、また幅が等間隔になるようにＮ（但し、Ｎは整数で、Ｎ≧１である。）個の階段状に加工したものである。
ただし、フェイズドアレイ媒質１の両端面には、反射防止のため、無反射コートが施されるか、あるいは、入出射端面に斜め研磨が施されている。
【００２２】
第１の凸レンズ３および第２の凸レンズ４は、球面あるいは非球面レンズで、石英系ガラス、ＢＫ７系ガラス、ＴＡＦ３系ガラス、サファイア系ガラス等の光学ガラス、プラスチック、あるいは高分子材料で作製される。
また、入力用光ファイバ２および出力用光ファイバ５は、単一モード光ファイバ、分散シフトファイバ、あるいは偏波保持ファイバ等が使用される。
光減衰器８は、空間的に透過率を変化させた金属膜蒸着のＮＤ（neutral density ）フィルタ、あるいはスリット等が使用される。
【００２３】
以下、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタの動作を詳細に説明する。
１本の入力用光ファイバ２からの入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、自由空間を伝搬後、△Ｌだけ厚さが異なるＮ個の階段状に加工されたフェイズドアレイ媒質１（階段付石英ガラス基板１０１）を通過する。
その際に、Ｎ個の階段に応じて平行光束がＮ本の光束に分岐される。
【００２４】
このとき、厚さが△Ｌずつ異なったところの石英ガラス基板１０１を通過した各平行光束は、石英ガラス基板１０１の厚さの差△Ｌと屈折率ｎとの積で決まる光路長差ｎ△Ｌに応じて互いに一定の位相差が付加される。
これらの平行光束は、第２の凸レンズ４で集光されて１本の出力用光ファイバ５に結合される。
そのとき、各光束により光学的な多光束干渉を生じ、この多光束干渉は通過帯域幅を非常に狭くする効果がある。
即ち、この干渉光波は第２の凸レンズ４の焦点において、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合う。
ここでは、光路長差ｎ△Ｌを波長の整数倍に選んでいる。したがって、各光束の位相関係は同相である。
このため、本実施の形態では、狭帯域な通過帯域を有するフェイズドアレイ空間光フィルタを実現することが可能となる。
【００２５】
さらに、光減衰器８として、透過率が平行光束の入射する場所により異なるＮＤフィルタを平行光束中に設けることにより、平行光束の電界強度分布を調整することが可能となる。
【００２６】
一般に、入力用光ファイバ２および出力用光ファイバ５が単一モード光ファイバの場合に、平行ビームの断面内の電界強度分布は単一モードファイバのコア内の電界強度分布を反映してガウス型であるが、この光減衰器８を用いて、例えば、電界強度分布を｜Ｓｉｎｃ｜関数にすることが可能となる。
さらに、フェイズドアレイ媒質１の階段部分を伝搬する光の位相が、階段位置ｘ＝π〜２π、３π〜４π、‥‥の区間において、πだけ変位した領域を設けた構造、即ち、光路長差ｎ△Ｌをλ／２だけ変化させることにより、フェイズドアレイ媒質１を伝搬する平行光束の電界強度分布をＳｉｎｃ関数にすることができる。
数学的には、このＳｉｎｃ関数のフーリエ変換が矩形関数になることが知られており、この光学系はフーリエ変換を行うものと言える。
その結果、フェイズドアレイ空間光フィルタの光スペクトルの通過帯域形状も矩形になり通過帯域の平坦化も可能となる。
【００２７】
また、光減衰器８を用いなくても通過帯域の平坦化は可能である。
例えば、光軸近傍での階段の幅を初め広く、光軸から離れるにしたがって次第に狭く、ある点でゼロになり、さらに光軸から離れるとまた次第に広くというようにして、電界強度分布を｜Ｓｉｎｃ｜関数的にすることも可能となる。
その結果、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過帯域特性として、従来技術にない平坦な通過帯域特性を実現することが可能である。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、従来例に比べて、極めて狭帯域な帯域通過特性を実現することが可能となる。
また、干渉する位置が波長によって変化するので、図１に示すように、予め多心のファイバアレイを焦点位置に配置しておけば、波長に応じて出力ポートを変えることができ、いわゆる分波機能を実現することが可能となる。
さらに、このフェイズドアレイ媒質１を平行光束に垂直な方向に回転すれば、即ち、フェイズドアレイ媒質１を平行光束に垂直な方向に傾ければ光路長が変化するので、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を可変することが可能となる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、フェイズドアレイ媒質１として、石英ガラス基板を使用したが、これに限定されるものではなく、フェイズドアレイ媒質１として、他の光学ガラス材料、プラスチック、あるいは高分子材料等を使用することも可能である。
【００３０】
図２は、本発明の参考例１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示す図である。
図２に示すフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１の厚さを、光軸方向に不等間隔で変化させたものである。
図２に示すように、フェイズドアレイ媒質１の厚さを、光軸方向に不等間隔で変化させることにより、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、従来例では原理的に実現が不可能であった、矩形状の急峻な立ち上がり、立ち下がり特性を保ったまま通過帯域を増加させる、いわゆるチャーピング特性を実現することが可能となる。
【００３１】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、屈折率が階段状に変化する屈折率変化ガラス基板１０４を使用した点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３２】
この屈折率変化ガラス基板１０４は、例えば、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、５酸化燐（Ｐ２Ｏ５）、あるいは酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）のいずれかをドープした石英ガラス基板、あるいは高圧水素処理を施した石英ガラス基板に、例えば、エキシマレーザ等で発生させた紫外（ＵＶ）線を外部から照射し、光誘起効果による屈折率変化を生じさせて、ガラス基板の屈折率をＮ個の階段状に変化させたものである。
本実施の形態においても、前記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００３３】
さらに、本実施の形態のフェイズドアレイ媒質１として、フッ素化ポリイミド等の高分子材料に電子線、紫外線、あるいはＳＯＲ光を外部から照射して屈折率を階段状に変化させたものを使用することも可能である。
【００３４】
［参考例２］
図４は、本発明の参考例２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本参考例２の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、コア直径が３μｍ程度と小さい短尺の単一モード光ファイバを多数束ねた光ファイバ集合体１０２を用いた点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３５】
この光ファイバ集合体１０２は、隣り合う光ファイバとの間で一定の長さ△Ｌだけ光学長が異なるように、ある曲率で円弧状に曲げられている。
ただし、光ファイバ集合体１０２の両端面は、反射防止のために、無反射コートが施されているか、あるいは、入出射端面に斜め研磨が施されている。
【００３６】
本参考例２においても、光ファイバ集合体１０２の各光ファイバから出射する各光は、第２の凸レンズ４の焦点において多光束干渉する。
その結果、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合うので、その点に出力用光ファイバ（例えば、単一モード光ファイバ）５を設けておけば、狭帯域な光フィルタ特性を実現することが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本参考例２のフェイズドアレイ光フィルタによれば、前記実施の形態１と同様、従来例に比べて狭帯域なフィルタ特性を容易に実現することが可能となる。
また、光ファイバ集合体１０２の曲率半径を変えると、光ファイバ集合体１０２の隣り合う光ファイバの光路長差△Ｌが大きくできるため、フェイズドアレイ空間光フィルタの選択できる波長間隔を任意に設定可能となる。
それにより、フェイズドアレイ空間光フィルタ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる。
また、光ファイバ集合体１０２を使用するため、挿入損失を低減することが可能である。
【００３８】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、入力用光ファイバ２中に光サーキュレータ６を、またフェイズドアレイ媒質１の後に平面反射鏡７を設けた点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３９】
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいては、光サーキュレータ６の第３の端子６ｃに入力された入力光は、第１の端子６ａに接続された入力用光ファイバ２に入力される。
入力用光ファイバ２に入力された入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、自由空間を伝搬後、△Ｌだけ厚さが異なるＮ個の階段に加工されたフェイズドアレイ媒質１（石英ガラス基板１０１）を通過する。
この石英ガラス基板１０１を通過した平行光束は、平面反射鏡７で反射され、再度石英ガラス基板１０１、自由空間を伝搬後、第１の凸レンズ３で集光されて入力用光ファイバ２に結合される。
この入力用光ファイバ２に結合された光は、光サーキュレータ６の第２の端子６ｂを通過して出力用光ファイバ５から出力される。
【００４０】
本実施の形態においても、フェイズドアレイ媒質１を往復する平行光束は、第１の凸レンズ３の焦点において多光束干渉する。
その結果、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合うので、狭帯域な光フィルタ特性を実現することが可能となる。
【００４１】
本実施の形態によれば、第２の凸レンズ４が不要となり、また、フェイズドアレイ媒質１の平行光束が出射される側に出力用光ファイバ５を設ける必要がないので、従来技術に比べて光軸調整が容易となる。
また、本実施の形態においては、平行光束は平面反射鏡７で反射してフェイズドアレイ媒質１を往復するので、光路長差を△Ｌ得るための段差は△Ｌ／２で済むため厚みを薄くできる利点がある。
また、本実施の形態において、フェイズドアレイ媒質１と平面反射鏡７とを一体化することも可能である。
【００４２】
［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の形態４のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、タングステン（Ｗ）やニクロム（ＮｉＣｒ）製等の割スリーブ形状の厚膜ヒータ１０等を用いて、フェイズドアレイ媒質１に熱を印加し、それにより、フェイズドアレイ媒質１の屈折率を、連続的に変化させるようにした点で、前記実施の形態１と相違する。
【００４３】
図６に示すように、厚膜ヒータ１０等を用いて、フェイズドアレイ媒質１を側面から均一に加熱すると、熱光学効果に基づく実効屈折率が変化し、その変化量は階段毎に等しくなる。
これは、等化的に光学長が階段毎にδｎ△Ｌ（ここで、δｎは屈折率変化量）の同じ量だけ微小増加することに相当する。
その結果、フェイズドアレイ媒質１を通過する多光束の干渉条件が他の波長に移るため、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させることが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態４において、フェイズドアレイ媒質１として、石英ガラス以外の光学ガラス材料、フッ素化ポリイミド等の高分子（ポリマー）材料を使用してもよい。
また、本実施の形態において、フェイズドアレイ媒質１として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ2）等を使用し、電界を印加することにより電気光学効果に基づいて実効屈折率を変化させ、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させるようにしてもよい。
あるいは、例えば、二酸化テルル（ＴｅＯ2）等を使用し、超音波を印加することにより音響光学効果に基づいて実効屈折率を変化させ、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させるようにしてもよい。
このように、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、フェイズドアレイ媒質１に、電界、または熱、あるいは超音波エネルギーを印加することにより、フェイズドアレイ媒質１の屈折率を、連続的に変化させることができるので、従来例では不可能だった、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長あるいは通過帯域を可変することが可能となる。
【００４５】
［参考例３］
図７は、本発明の参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタのフェイズドアレイ媒質１の概略構成を示す斜視図である。
本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、螺旋階段付石英ガラス基板１０３を使用した点で、前記実施の形態１と相違する。
【００４６】
この螺旋階段付石英ガラス基板１０３は、第１の凸レンズ３で変換された平行光束の光軸に対して、垂直方向の平面内において、光軸を中心とする半径方向に、その厚みが螺旋階段状に変化している。
これにより、本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、半径方向に階段が形成されるので、フェイズドアレイ空間光フィルタ全体を小型に構成することが可能となる。
【００４７】
なお、本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、フェイズドアレイ媒質１として、その屈折率が、第１の凸レンズ３で変換された平行光束の光軸に対して垂直方向の平面内において、光軸を中心とする半径方向に、屈折率を螺旋階段状に変化させるようにしてもよい。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５０】
（１）本発明によれば、△Ｌだけ厚さが異なるようにＮ個の階段に加工したフェイズドアレイ媒質、あるいは屈折率がＮ個の階段上に変化するフェイズドアレイ媒質を使用するようにしたので、従来例に比べて、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過帯域を狭帯域にすることが可能となる。
【００５１】
（２）本発明によれば、第１の凸レンズと光学媒質との間に光減衰器を設け、また、光学媒質を、光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化する構造としたことにより、光スペクトルの通過帯域形状を矩形にすることができ、通過帯域を平坦化することが可能となる。
【００５２】
（３）本発明によれば、入力用光ファイバ中に光サーキュレータを、またフェイズドアレイ媒質の後に平面反射鏡を設けるようにしたので、従来例に比べてフェイズドアレイ空間光フィルタの光学系を単純化することができ、光学調整を容易にすることが可能となる。
【００５３】
（４）本発明によれば、フェイズドアレイ媒質の屈折率を、電界、熱、あるいは超音波印加により変化させるようにしたので、フェイズドアレイ空間光フィルタの光路長を連続的に変化させることができ、
【００５４】
これにより、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長および通過帯域を可変することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の参考例１のフェイズドアレイ媒質の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の参考例２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタのフェイズドアレイ媒質の概略構成を示す斜視図である。
【図８】従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…フェイズドアレイ媒質、２…入力用光ファイバ、３…第１の凸レンズ、４…第２の凸レンズ、５…出力用光ファイバ、６…光サーキュレータ、７…平面反射鏡、８…光減衰器、９…ガラス板、１０…ヒータ、１０１…階段付ガラス基板、１０２…光ファイバ集合体、１０３…螺旋階段付ガラス基板、１０３…屈折率変化ガラス基板。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フェイズドアレイ空間光フィルタに関わり、特に、光通信システム、光交換システムあるいは光計測システムの分野において、光波長を選択（同調）あるいは分波する際に使用される光フィルタに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システム、光交換システムあるいは光計測システムの分野において、光波長を選択（同調）あるいは分波する際に、光フィルタ、例えば、フェイズドアレイ空間光フィルタが使用される。
図８は、従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
同図において、２は入力用光ファイバ、３は第１の凸レンズ、４は第２の凸レンズ、５は出力用光ファイバ、９はガラス板である。
【０００３】
図８に示すフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、入力用光ファイバ２からの入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、この平行光束は、一方が空気で、もう一方がガラス板９である２つの光路に分かれて伝搬する。
この２つの光路の光路長差による位相差を持った２つの光束は、第２のレンズ４で集光され干渉する。
このように、図８に示すフェイズドアレイ空間光フィルタは、その光路長差を利用した、一種のマッハツェンダー干渉計を構成している。
なお、このような技術は、「R.A.Betts,S.J.Frisken.and D.Wong: " Split-beam fourier filter and its application in a gain-flattened EDFA ",Proceedings of OFC'95 paper TuP4 」に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図８に示す従来のフェイズドアレイ空間光フィルタは、下記のような問題点があった。
（１）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの通過特性（透過特性）は、波長に対してコサイン特性となり、狭帯域なフィルタ特性を実現することは原理的に不可能であった。
（２）光入出力ポート数は各々１つで複数にする構成ではなかった。
（３）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、その通過波長を可変することは可能であるが、通過帯域幅を可変することはできなかった。
（４）従来のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、矩形状のシャープな通過帯域特性を保ったまま帯域幅を広げるチャーピング特性を実現することはできなかった。
【０００５】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、多光束干渉を生じさせ、狭帯域な通過特性を容易に実現することが可能となる技術を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、選択できる波長間隔を任意に設定でき、フィルタ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる技術を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、通過波長および通過帯域を可変することが可能となる技術を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、光学系の構成を単純化し、光学調整を容易にすることが可能となる技術を提供することにある。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００１２】
本発明は、少なくとも１本の入力用光ファイバと、第１の凸レンズと、前記第１の凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、前記光学媒質の前記第１の凸レンズが設けられる側と反対の側に設けられる第２の凸レンズと、前記第２の凸レンズの前記光学媒質が設けられる側と反対の側に設けられる少なくとも１本の出力用光ファイバとを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
【００１３】
前記第１の凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
【００１４】
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、光サーキュレータと、前記光サーキュレータの第１の端子に接続される入力用光ファイバと、前記光サーキュレータの第２の端子に接続される出力用光ファイバと、前記入力用光ファイバの前記光サーキュレータが設けられる側と反対の側に設けられる凸レンズと、前記凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、前記光学媒質の前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる平面反射鏡とを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
【００１６】
前記凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
【００１７】
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明では、前記光学媒質は、電界、熱、あるいは超音波エネルギー印加により屈折率が変化する光学媒質であることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２０】
なお、実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
同図に示すように、本実施の形態は、第１の凸レンズ３および第２の凸レンズ４との間に、光減衰器８とフェイズドアレイ媒質１とが設けられる点で、図８に示す従来のフェイズドアレイ空間光フィルタと相違する。
このフェイズドアレイ媒質１は、例えば、石英系等のガラス基板をケミカルエッチング、リアクティブイオンエッチング、光学研磨、あるいは機械加工等で、厚さが△Ｌだけ異なるように、また幅が等間隔になるようにＮ（但し、Ｎは整数で、Ｎ≧１である。）個の階段状に加工したものである。
ただし、フェイズドアレイ媒質１の両端面には、反射防止のため、無反射コートが施されるか、あるいは、入出射端面に斜め研磨が施されている。
【００２２】
第１の凸レンズ３および第２の凸レンズ４は、球面あるいは非球面レンズで、石英系ガラス、ＢＫ７系ガラス、ＴＡＦ３系ガラス、サファイア系ガラス等の光学ガラス、プラスチック、あるいは高分子材料で作製される。
また、入力用光ファイバ２および出力用光ファイバ５は、単一モード光ファイバ、分散シフトファイバ、あるいは偏波保持ファイバ等が使用される。
光減衰器８は、空間的に透過率を変化させた金属膜蒸着のＮＤ（neutral density ）フィルタ、あるいはスリット等が使用される。
【００２３】
以下、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタの動作を詳細に説明する。
１本の入力用光ファイバ２からの入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、自由空間を伝搬後、△Ｌだけ厚さが異なるＮ個の階段状に加工されたフェイズドアレイ媒質１（階段付石英ガラス基板１０１）を通過する。
その際に、Ｎ個の階段に応じて平行光束がＮ本の光束に分岐される。
【００２４】
このとき、厚さが△Ｌずつ異なったところの石英ガラス基板１０１を通過した各平行光束は、石英ガラス基板１０１の厚さの差△Ｌと屈折率ｎとの積で決まる光路長差ｎ△Ｌに応じて互いに一定の位相差が付加される。
これらの平行光束は、第２の凸レンズ４で集光されて１本の出力用光ファイバ５に結合される。
そのとき、各光束により光学的な多光束干渉を生じ、この多光束干渉は通過帯域幅を非常に狭くする効果がある。
即ち、この干渉光波は第２の凸レンズ４の焦点において、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合う。
ここでは、光路長差ｎ△Ｌを波長の整数倍に選んでいる。したがって、各光束の位相関係は同相である。
このため、本実施の形態では、狭帯域な通過帯域を有するフェイズドアレイ空間光フィルタを実現することが可能となる。
【００２５】
さらに、光減衰器８として、透過率が平行光束の入射する場所により異なるＮＤフィルタを平行光束中に設けることにより、平行光束の電界強度分布を調整することが可能となる。
【００２６】
一般に、入力用光ファイバ２および出力用光ファイバ５が単一モード光ファイバの場合に、平行ビームの断面内の電界強度分布は単一モードファイバのコア内の電界強度分布を反映してガウス型であるが、この光減衰器８を用いて、例えば、電界強度分布を｜Ｓｉｎｃ｜関数にすることが可能となる。
さらに、フェイズドアレイ媒質１の階段部分を伝搬する光の位相が、階段位置ｘ＝π〜２π、３π〜４π、‥‥の区間において、πだけ変位した領域を設けた構造、即ち、光路長差ｎ△Ｌをλ／２だけ変化させることにより、フェイズドアレイ媒質１を伝搬する平行光束の電界強度分布をＳｉｎｃ関数にすることができる。
数学的には、このＳｉｎｃ関数のフーリエ変換が矩形関数になることが知られており、この光学系はフーリエ変換を行うものと言える。
その結果、フェイズドアレイ空間光フィルタの光スペクトルの通過帯域形状も矩形になり通過帯域の平坦化も可能となる。
【００２７】
また、光減衰器８を用いなくても通過帯域の平坦化は可能である。
例えば、光軸近傍での階段の幅を初め広く、光軸から離れるにしたがって次第に狭く、ある点でゼロになり、さらに光軸から離れるとまた次第に広くというようにして、電界強度分布を｜Ｓｉｎｃ｜関数的にすることも可能となる。
その結果、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過帯域特性として、従来技術にない平坦な通過帯域特性を実現することが可能である。
【００２８】
以上説明したように、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、従来例に比べて、極めて狭帯域な帯域通過特性を実現することが可能となる。
また、干渉する位置が波長によって変化するので、図１に示すように、予め多心のファイバアレイを焦点位置に配置しておけば、波長に応じて出力ポートを変えることができ、いわゆる分波機能を実現することが可能となる。
さらに、このフェイズドアレイ媒質１を平行光束に垂直な方向に回転すれば、即ち、フェイズドアレイ媒質１を平行光束に垂直な方向に傾ければ光路長が変化するので、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を可変することが可能となる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、フェイズドアレイ媒質１として、石英ガラス基板を使用したが、これに限定されるものではなく、フェイズドアレイ媒質１として、他の光学ガラス材料、プラスチック、あるいは高分子材料等を使用することも可能である。
【００３０】
図２は、本発明の参考例１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示す図である。
図２に示すフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１の厚さを、光軸方向に不等間隔で変化させたものである。
図２に示すように、フェイズドアレイ媒質１の厚さを、光軸方向に不等間隔で変化させることにより、フェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、従来例では原理的に実現が不可能であった、矩形状の急峻な立ち上がり、立ち下がり特性を保ったまま通過帯域を増加させる、いわゆるチャーピング特性を実現することが可能となる。
【００３１】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、屈折率が階段状に変化する屈折率変化ガラス基板１０４を使用した点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３２】
この屈折率変化ガラス基板１０４は、例えば、酸化ゲルマニウム（ＧｅＯ２）、５酸化燐（Ｐ２Ｏ５）、あるいは酸化ホウ素（Ｂ２Ｏ３）のいずれかをドープした石英ガラス基板、あるいは高圧水素処理を施した石英ガラス基板に、例えば、エキシマレーザ等で発生させた紫外（ＵＶ）線を外部から照射し、光誘起効果による屈折率変化を生じさせて、ガラス基板の屈折率をＮ個の階段状に変化させたものである。
本実施の形態においても、前記実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
【００３３】
さらに、本実施の形態のフェイズドアレイ媒質１として、フッ素化ポリイミド等の高分子材料に電子線、紫外線、あるいはＳＯＲ光を外部から照射して屈折率を階段状に変化させたものを使用することも可能である。
【００３４】
［参考例２］
図４は、本発明の参考例２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本参考例２の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、コア直径が３μｍ程度と小さい短尺の単一モード光ファイバを多数束ねた光ファイバ集合体１０２を用いた点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３５】
この光ファイバ集合体１０２は、隣り合う光ファイバとの間で一定の長さ△Ｌだけ光学長が異なるように、ある曲率で円弧状に曲げられている。
ただし、光ファイバ集合体１０２の両端面は、反射防止のために、無反射コートが施されているか、あるいは、入出射端面に斜め研磨が施されている。
【００３６】
本参考例２においても、光ファイバ集合体１０２の各光ファイバから出射する各光は、第２の凸レンズ４の焦点において多光束干渉する。
その結果、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合うので、その点に出力用光ファイバ（例えば、単一モード光ファイバ）５を設けておけば、狭帯域な光フィルタ特性を実現することが可能となる。
【００３７】
以上説明したように、本参考例２のフェイズドアレイ光フィルタによれば、前記実施の形態１と同様、従来例に比べて狭帯域なフィルタ特性を容易に実現することが可能となる。
また、光ファイバ集合体１０２の曲率半径を変えると、光ファイバ集合体１０２の隣り合う光ファイバの光路長差△Ｌが大きくできるため、フェイズドアレイ空間光フィルタの選択できる波長間隔を任意に設定可能となる。
それにより、フェイズドアレイ空間光フィルタ設計の自由度を大幅に向上させることが可能となる。
また、光ファイバ集合体１０２を使用するため、挿入損失を低減することが可能である。
【００３８】
［実施の形態３］
図５は、本発明の実施の形態３のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、入力用光ファイバ２中に光サーキュレータ６を、またフェイズドアレイ媒質１の後に平面反射鏡７を設けた点で、前記実施の形態１と相違する。
【００３９】
本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいては、光サーキュレータ６の第３の端子６ｃに入力された入力光は、第１の端子６ａに接続された入力用光ファイバ２に入力される。
入力用光ファイバ２に入力された入力光は、第１の凸レンズ３で平行光束に変換され、自由空間を伝搬後、△Ｌだけ厚さが異なるＮ個の階段に加工されたフェイズドアレイ媒質１（石英ガラス基板１０１）を通過する。
この石英ガラス基板１０１を通過した平行光束は、平面反射鏡７で反射され、再度石英ガラス基板１０１、自由空間を伝搬後、第１の凸レンズ３で集光されて入力用光ファイバ２に結合される。
この入力用光ファイバ２に結合された光は、光サーキュレータ６の第２の端子６ｂを通過して出力用光ファイバ５から出力される。
【００４０】
本実施の形態においても、フェイズドアレイ媒質１を往復する平行光束は、第１の凸レンズ３の焦点において多光束干渉する。
その結果、光路長差が波長の整数倍のとき強め合い、１／２波長の整数倍のとき弱め合うので、狭帯域な光フィルタ特性を実現することが可能となる。
【００４１】
本実施の形態によれば、第２の凸レンズ４が不要となり、また、フェイズドアレイ媒質１の平行光束が出射される側に出力用光ファイバ５を設ける必要がないので、従来技術に比べて光軸調整が容易となる。
また、本実施の形態においては、平行光束は平面反射鏡７で反射してフェイズドアレイ媒質１を往復するので、光路長差を△Ｌ得るための段差は△Ｌ／２で済むため厚みを薄くできる利点がある。
また、本実施の形態において、フェイズドアレイ媒質１と平面反射鏡７とを一体化することも可能である。
【００４２】
［実施の形態４］
図６は、本発明の実施の形態４のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
本実施の形態は、タングステン（Ｗ）やニクロム（ＮｉＣｒ）製等の割スリーブ形状の厚膜ヒータ１０等を用いて、フェイズドアレイ媒質１に熱を印加し、それにより、フェイズドアレイ媒質１の屈折率を、連続的に変化させるようにした点で、前記実施の形態１と相違する。
【００４３】
図６に示すように、厚膜ヒータ１０等を用いて、フェイズドアレイ媒質１を側面から均一に加熱すると、熱光学効果に基づく実効屈折率が変化し、その変化量は階段毎に等しくなる。
これは、等化的に光学長が階段毎にδｎ△Ｌ（ここで、δｎは屈折率変化量）の同じ量だけ微小増加することに相当する。
その結果、フェイズドアレイ媒質１を通過する多光束の干渉条件が他の波長に移るため、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させることが可能となる。
【００４４】
なお、本実施の形態４において、フェイズドアレイ媒質１として、石英ガラス以外の光学ガラス材料、フッ素化ポリイミド等の高分子（ポリマー）材料を使用してもよい。
また、本実施の形態において、フェイズドアレイ媒質１として、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ2）等を使用し、電界を印加することにより電気光学効果に基づいて実効屈折率を変化させ、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させるようにしてもよい。
あるいは、例えば、二酸化テルル（ＴｅＯ2）等を使用し、超音波を印加することにより音響光学効果に基づいて実効屈折率を変化させ、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長を変化させるようにしてもよい。
このように、本実施の形態のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、フェイズドアレイ媒質１に、電界、または熱、あるいは超音波エネルギーを印加することにより、フェイズドアレイ媒質１の屈折率を、連続的に変化させることができるので、従来例では不可能だった、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長あるいは通過帯域を可変することが可能となる。
【００４５】
［参考例３］
図７は、本発明の参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタのフェイズドアレイ媒質１の概略構成を示す斜視図である。
本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタは、フェイズドアレイ媒質１として、螺旋階段付石英ガラス基板１０３を使用した点で、前記実施の形態１と相違する。
【００４６】
この螺旋階段付石英ガラス基板１０３は、第１の凸レンズ３で変換された平行光束の光軸に対して、垂直方向の平面内において、光軸を中心とする半径方向に、その厚みが螺旋階段状に変化している。
これにより、本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタでは、半径方向に階段が形成されるので、フェイズドアレイ空間光フィルタ全体を小型に構成することが可能となる。
【００４７】
なお、本参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタにおいて、フェイズドアレイ媒質１として、その屈折率が、第１の凸レンズ３で変換された平行光束の光軸に対して垂直方向の平面内において、光軸を中心とする半径方向に、屈折率を螺旋階段状に変化させるようにしてもよい。
【００４８】
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【００５０】
（１）本発明によれば、△Ｌだけ厚さが異なるようにＮ個の階段に加工したフェイズドアレイ媒質、あるいは屈折率がＮ個の階段上に変化するフェイズドアレイ媒質を使用するようにしたので、従来例に比べて、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過帯域を狭帯域にすることが可能となる。
【００５１】
（２）本発明によれば、第１の凸レンズと光学媒質との間に光減衰器を設け、また、光学媒質を、光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化する構造としたことにより、光スペクトルの通過帯域形状を矩形にすることができ、通過帯域を平坦化することが可能となる。
【００５２】
（３）本発明によれば、入力用光ファイバ中に光サーキュレータを、またフェイズドアレイ媒質の後に平面反射鏡を設けるようにしたので、従来例に比べてフェイズドアレイ空間光フィルタの光学系を単純化することができ、光学調整を容易にすることが可能となる。
【００５３】
（４）本発明によれば、フェイズドアレイ媒質の屈折率を、電界、熱、あるいは超音波印加により変化させるようにしたので、フェイズドアレイ空間光フィルタの光路長を連続的に変化させることができ、
【００５４】
これにより、フェイズドアレイ空間光フィルタの通過波長および通過帯域を可変することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の参考例１のフェイズドアレイ媒質の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の参考例２のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態３のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態４のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の参考例３のフェイズドアレイ空間光フィルタのフェイズドアレイ媒質の概略構成を示す斜視図である。
【図８】従来のフェイズドアレイ空間光フィルタの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１…フェイズドアレイ媒質、２…入力用光ファイバ、３…第１の凸レンズ、４…第２の凸レンズ、５…出力用光ファイバ、６…光サーキュレータ、７…平面反射鏡、８…光減衰器、９…ガラス板、１０…ヒータ、１０１…階段付ガラス基板、１０２…光ファイバ集合体、１０３…螺旋階段付ガラス基板、１０３…屈折率変化ガラス基板。
Claims (3)
- 少なくとも１本の入力用光ファイバと、
第１の凸レンズと、
前記第１の凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、
前記光学媒質の前記第１の凸レンズが設けられる側と反対の側に設けられる第２の凸レンズと、
前記第２の凸レンズの前記光学媒質が設けられる側と反対の側に設けられる少なくとも１本の出力用光ファイバとを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
前記第１の凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、
前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とするフェイズドアレイ空間光フィルタ。 - 光サーキュレータと、
前記光サーキュレータの第１の端子に接続される入力用光ファイバと、
前記光サーキュレータの第２の端子に接続される出力用光ファイバと、
前記入力用光ファイバの前記光サーキュレータが設けられる側と反対の側に設けられる凸レンズと、
前記凸レンズの前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる光学媒質と、
前記光学媒質の前記入力用光ファイバが設けられる側と反対の側に設けられる平面反射鏡とを備えるフェイズドアレイ空間光フィルタであって、
前記凸レンズと前記光学媒質との間に、光の透過率を入射する光の場所により調整する光減衰器を備え、
前記光学媒質は、当該光学媒質に入射される光束の伝搬方向の屈折率あるいは厚みが部分的に異なっており、
前記光学媒質を透過する光束の伝搬方向に垂直な方向の位置ｘに対して、前記光減衰器、次いで前記光学媒質を透過する光束の電界強度分布の包絡線形状が、Ｓｉｎｃ（ｘ）＝Ｓｉｎｘ／ｘの関数形にしたがって変化するように、位置ｘにおける屈折率と厚みとから求められる光路長と、位置ｘにおける光の透過率とが、前記光減衰器と前記光学媒質とによって調整された構造であることを特徴とするフェイズドアレイ空間光フィルタ。 - 前記光学媒質は、電界、熱、あるいは超音波エネルギー印加により屈折率が変化する光学媒質であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフェイズドアレイ空間光フィルタ。
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