專利名稱：光學(xué)器件及光學(xué)晶體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信中使用的光學(xué)器件。
背景技術(shù)：


圖19中示出了利用作為現(xiàn)有的光學(xué)器件的Y分波波導(dǎo)的光合波器的例?，F(xiàn)有的光合波器206是一種在基板204上形成Y形芯子203的結(jié)構(gòu)。第一輸入側(cè)光導(dǎo)纖維201和第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維202設(shè)置在光混頻器206的一個(gè)端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維設(shè)置在另一端面上，分別配置在Y形芯子203的端面附近。
光通過第一輸入側(cè)光導(dǎo)纖維201及第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維202后入射到光混頻器206中，這些光在芯子203中傳播，進(jìn)行合波，出射后在輸出側(cè)光導(dǎo)纖維205中傳播。另外，被合波的光之間必須相位相同。
另一方面，光分波器也可以將上述的光合波器的輸入側(cè)和輸出側(cè)反過來用。即，使入射光在輸出側(cè)光導(dǎo)纖維205中傳播，分波后分別入射到第一輸入側(cè)光導(dǎo)纖維201及第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維202中。
上述的光合波器206這樣的光學(xué)器件為了使光在芯子203和第一、第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維201、202及輸出側(cè)光導(dǎo)纖維205之間進(jìn)行耦合，光軸必須高精度地一致、模形狀必須匹配，因此，存在裝配需要熟練的問題。此外，由于光合波器206的合波角度小，所以還存在不能小型化的問題。
另外，在現(xiàn)有的光學(xué)器件中，將多束光合波或分開的WDM接收與發(fā)送模塊用光波導(dǎo)及多層膜濾波器等構(gòu)成。因此，構(gòu)件的個(gè)數(shù)多，難以低成本化。
為了解決以上的問題，近年來用光學(xué)晶體構(gòu)成光學(xué)器件引人注目。例如，在特開平11-271541號(hào)公報(bào)中公開了一種利用呈二維三角晶格的光學(xué)晶體的波長(zhǎng)分離電路。
另外，在該說明書中，所謂“光學(xué)晶體”意味著具有光的波長(zhǎng)大小的周期性的人工性的多維周期結(jié)構(gòu)。已知在光學(xué)晶體中傳播的規(guī)定頻率的光發(fā)生偏轉(zhuǎn)。即，光學(xué)晶體具有通常的光學(xué)晶體所沒有的強(qiáng)偏轉(zhuǎn)的波長(zhǎng)分散特性。因此，利用該特性，能用于WDM用的裝置等光學(xué)器件中。
特開平11-271541號(hào)公報(bào)中公開的使用光學(xué)晶體的波長(zhǎng)分離電路使光相對(duì)于光學(xué)晶體的入射面不垂直于晶格矢量，或者使光相對(duì)于垂直于晶格矢量方向的入射面傾斜地入射。這是因?yàn)槭褂谜骄Ц?、三角晶格等?duì)稱性高的光學(xué)晶體。如果這樣構(gòu)成，則光學(xué)晶體制作時(shí)的加工精度需要更高級(jí)的光學(xué)系統(tǒng)的入射角精度，難以模塊化。
另外，使用現(xiàn)有的光學(xué)晶體的光學(xué)器件，例如在濾光器中，只能處理兩種波長(zhǎng)的光，在功率分波用的光學(xué)器件中，只能處理一種波長(zhǎng)的光。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上問題，本發(fā)明的目的在于提供一種容易制造對(duì)三種以上波長(zhǎng)進(jìn)行波長(zhǎng)分離的WDM用濾光器或ADD-DROP裝置、對(duì)兩種以上波長(zhǎng)進(jìn)行功率分離的WDM用分波器及光合波器等、能小型化的光學(xué)器件及光學(xué)晶體的制造方法。
本發(fā)明的光學(xué)器件備有折射率不同的多種物質(zhì)周期性地排列、具有周期性的折射率分布的多個(gè)光學(xué)晶體沿著共同的基本晶格矢量方向縱向排列的復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體中的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。因此，容易制造光通信用的光學(xué)器件。
另外，上述各光學(xué)晶體也可以這樣構(gòu)成上述多種物質(zhì)的折射率或折射率的周期結(jié)構(gòu)至少一者在每個(gè)上述光學(xué)晶體中不同。
另外，上述各光學(xué)晶體也可以作成二維光學(xué)晶體。
另外，多個(gè)上述各光學(xué)晶體中的兩個(gè)基本晶格矢量方向最好互相平行，某一者與光軸一致。因此，在光學(xué)晶體中存在呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性的光(選擇光)，能控制該光。
另外，上述光學(xué)晶體用第一包層和第二包層夾在中間構(gòu)成即可。
另外，上述第一包層或上述第二包層中的至少某一者的折射率最好為1。因此，用空氣作為包層即可，能減少構(gòu)件個(gè)數(shù)。
另外，最好有對(duì)作為光導(dǎo)纖維的上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)進(jìn)行定位的槽。因此，不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配，能容易地進(jìn)行光導(dǎo)纖維的定位。
另外，上述槽也可以與上述各光學(xué)晶體直接或間接地一體化。
另外，最好用氣密外殼將上述復(fù)合光學(xué)晶體全部覆蓋，上述氣密外殼內(nèi)填充氣體或抽成真空。因此，氣體或柱狀物質(zhì)的折射率不隨外部環(huán)境的變化而變化。因此，能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的光學(xué)器件。
另外，上述各光學(xué)晶體最好在上述各光學(xué)晶體中有由偏轉(zhuǎn)的光的固有波長(zhǎng)決定的折射率周期，上述固有的波長(zhǎng)對(duì)于上述各光學(xué)晶體來說各不相同。因此，能處理多種波長(zhǎng)的光。
另外，上述各光學(xué)晶體的縱向排列順序根據(jù)上述各光學(xué)晶體的固有波長(zhǎng)決定即可。
另外，上述光學(xué)晶體最好備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，在上述光學(xué)晶體的兩個(gè)基本晶格矢量之間的角度內(nèi)，90°以下者的角度是比90°小而比60°大的角度，沿著作為上述基本矢量?jī)?nèi)的一者的第一基本晶格矢量的方向縱向排列，形成上述復(fù)合光學(xué)晶體。在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最初一級(jí)中的光學(xué)晶體上、沿著上述第一基本晶格矢量方向?qū)⑸鲜龈鞴鈱W(xué)晶體的固有波長(zhǎng)的光以外的光入射到所述復(fù)合光學(xué)晶體的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上、入射上述各光學(xué)晶體固有的波長(zhǎng)的光的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)，上述輸出側(cè)光波導(dǎo)被配置得與上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)具有同一光軸。因此，能容易地制造，能實(shí)現(xiàn)能按照任意的順序合波多種波長(zhǎng)的光的光學(xué)器件。
另外，上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的側(cè)面即可。
另外，上述光學(xué)晶體的端面最好在每個(gè)上述光學(xué)晶體中依次變大，上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的端面上。因此，上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)不是從橫向設(shè)置在上述光學(xué)晶體上，所以能實(shí)現(xiàn)橫幅小的光學(xué)器件。
另外，至少最后一級(jí)的光學(xué)晶體以外的光學(xué)晶體在縱向排列連接的出射側(cè)的端面的一部分上備有相對(duì)于上述端面有一定的角度的反射鏡，來自上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)的光在上述反射鏡上反射，入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體中即可。
另外，上述光學(xué)晶體最好備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，在上述光學(xué)晶體的兩個(gè)基本晶格矢量之間的角度內(nèi)，90°以下者的角度是比90°小而比60°大的角度，沿著作為上述基本矢量?jī)?nèi)的一者的第一基本晶格矢量的方向縱向排列，形成上述復(fù)合光學(xué)晶體。上述輸入側(cè)光波導(dǎo)沿著上述第一基本晶格矢量方向入射光到所述復(fù)合光學(xué)晶體，在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的光學(xué)晶體上、接受沿著上述第一基本晶格矢量方向出射的光第一輸出側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)。因此，能容易地制造，能實(shí)現(xiàn)能按照任意的順序分離多種波長(zhǎng)的光的光學(xué)器件。
另外，設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上的上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)接受在上述各光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的上述固有波長(zhǎng)的光。
另外，上述各光學(xué)晶體各自的晶格常數(shù)為每個(gè)上述光學(xué)晶體的上述固有的波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的大小即可。
另外，上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的側(cè)面上即可。
另外，最好只是連接在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的光學(xué)晶體上的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)被設(shè)置在上述光學(xué)晶體的端面上。因此，能縮短上述最后一級(jí)的光學(xué)晶體的長(zhǎng)度，所以能使光學(xué)器件總體小型化。
另外，上述光學(xué)晶體的端面最好在每個(gè)上述光學(xué)晶體中依次變小，上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述端面上。因此，能實(shí)現(xiàn)橫幅小的光學(xué)器件。
另外，至少最初一級(jí)的光學(xué)晶體以外的光學(xué)晶體在縱向排列連接的入射側(cè)的端面的一部分上備有相對(duì)于上述端面有一定的角度的反射鏡，在接受從前一級(jí)的光學(xué)晶體出射的上述固有波長(zhǎng)的光在上述反射鏡上反射的反射光的位置上有上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)即可。
另外，本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有使第一光學(xué)晶體及第二光學(xué)晶體接合的多個(gè)第一復(fù)合光學(xué)晶體的各界面在同一平面上、縱向排列接合構(gòu)成的第二復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述第二復(fù)合光學(xué)晶體中的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述第二復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。因此，能容易地制造光學(xué)器件，能謀求低成本化。
另外，上述第二復(fù)合光學(xué)晶體用第一包層和第二包層夾在中間構(gòu)成即可。
另外，上述第一包層或上述第二包層中的至少某一者的折射率為1即可。
另外，也可以有對(duì)作為光導(dǎo)纖維的上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)進(jìn)行定位的槽。
另外，上述槽也可以與上述第二復(fù)合光學(xué)晶體直接或間接地一體化。
另外，也可以用氣密外殼將上述第二復(fù)合光學(xué)晶體全部覆蓋，上述氣密外殼內(nèi)填充氣體或抽成真空。
另外，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體最好都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，平行于上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體接合的界面，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體的晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在位于上述第二復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的第一復(fù)合光學(xué)晶體的端面上。因此，能容易地制造，能實(shí)現(xiàn)能按照任意的順序合波多種波長(zhǎng)的光的光學(xué)器件。
另外，也可以設(shè)定上述各第一復(fù)合光學(xué)晶體的長(zhǎng)度，以便在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光從上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體的端面出射。
另外，設(shè)定上述各第一復(fù)合光學(xué)晶體的長(zhǎng)度，以便在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)的各自固有波長(zhǎng)的光在上述各光學(xué)晶體端相交。
另外，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體最好都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，平行于上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體接合的界面，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體的晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，上述輸出側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述第二復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的第一光學(xué)晶體上、接受沿著上述第一基本晶格矢量方向出射的光第一輸出側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各第一光學(xué)晶體上、在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)。因此，能容易地制造，能實(shí)現(xiàn)能按照任意的順序分離多種波長(zhǎng)的光的光學(xué)器件。
另外，上述第一物質(zhì)的折射率和上述柱狀物質(zhì)的折射率的差為1.0以上即可。
另外，上述第一物質(zhì)是聚合物材料、上述柱狀物質(zhì)是氣體即可。
另外，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的晶格常數(shù)為上述固有波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的大小即可。
另外上述柱狀物質(zhì)的斷面形狀呈半徑為上述各固有波長(zhǎng)的0.08～0.3倍的圓即可。
本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有有設(shè)置在入射端面上的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、以及設(shè)置在出射端面上的第一輸出側(cè)光波導(dǎo)及DROP用光波導(dǎo)的第一光學(xué)晶體；設(shè)置在入射端面上的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)及ADD用光波導(dǎo)；以及設(shè)置在出射端面上的有第二輸出側(cè)光波導(dǎo)的第二光學(xué)晶體。另外，上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)和上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)連接、或者上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)連接，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度。入射到上述DROP用光波導(dǎo)中的光是在上述第一光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)的固有波長(zhǎng)的光，從上述ADD用光波導(dǎo)入射到上述第二光學(xué)晶體中的光是在上述第二光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)的固有波長(zhǎng)的光。因此，能實(shí)現(xiàn)在波長(zhǎng)多重傳輸路徑上能將特定波長(zhǎng)的光取出到外部后再返回波長(zhǎng)多路傳輸?shù)墓鈱W(xué)器件。
另外，在上述第一光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)后入射到上述DROP用光波導(dǎo)中的光最好被加工后入射到上述ADD用光波導(dǎo)中。因此，能實(shí)現(xiàn)在波長(zhǎng)多重傳輸路徑上能將特定波長(zhǎng)的光取出到外部，加工后再返回波長(zhǎng)多路傳輸?shù)墓鈱W(xué)器件。
另外，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)、上述ADD用光波導(dǎo)及上述DROP用光波導(dǎo)是光導(dǎo)纖維即可。
另外，本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有波導(dǎo)部分被夾在第一光學(xué)晶體和第二光學(xué)晶體之間構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體；設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的另一端面上的三條輸出側(cè)光波導(dǎo)。上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸的方向與上述第一光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面及上述第二光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述波導(dǎo)部分對(duì)稱，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸位于上述波導(dǎo)部分中，與一個(gè)輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸為同一光軸，另外的兩條輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸配置在相對(duì)于上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸對(duì)稱的位置。因此，能容易地制造，能實(shí)現(xiàn)能分成三個(gè)分波的光分波器。
另外，上述波導(dǎo)部分的寬度最好比上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的芯子直徑小。因此，能實(shí)現(xiàn)能分成三個(gè)分波的光分波器。
另外，本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有波導(dǎo)部分被夾在第一光學(xué)晶體和第二光學(xué)晶體之間構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體；設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上的三條輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的另一端面上的輸出側(cè)光波導(dǎo)。上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、一條上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸的方向與上述第一光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面及上述第二光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述波導(dǎo)部分對(duì)稱，上述一條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸位于上述波導(dǎo)部分中，與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸為同一光軸，另外的兩條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸配置在相對(duì)于上述一條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸對(duì)稱的位置。因此，能實(shí)現(xiàn)能容易制造的三光波合波器。
另外，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)最好是光導(dǎo)纖維。因此，由于能彎曲，所以容易處理、容易設(shè)置。
另外，上述波導(dǎo)部分的寬度最好比上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的芯子直徑小。因此，能實(shí)現(xiàn)三光波合波器。
另外，本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有第一光學(xué)晶體及第二光學(xué)晶體接合的復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體的上述第一光學(xué)晶體中的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體的上述第二光學(xué)晶體中的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上相交。因此，能實(shí)現(xiàn)能容易制造的光合波器。
另外，本發(fā)明的另一光學(xué)器件備有光學(xué)晶體；使光入射到上述光學(xué)晶體中的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和第二輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。上述光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述光學(xué)晶體的基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度是比60°大而比90°小的角度，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)沿著上述光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向入射光，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸和上述輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸為同一光軸。因此，能實(shí)現(xiàn)能容易制造的光分波器。
另外，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)是光導(dǎo)纖維即可。
另外，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和上述第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維的距離與上述光學(xué)晶體的長(zhǎng)度成正比即可。
另外，本發(fā)明的光學(xué)晶體的制造方法如下在基板上形成的第一物質(zhì)上，在所希望的柱狀物質(zhì)的配置位置，照射單一離子，在上述第一物質(zhì)中形成了痕跡后，將上述基板及第一物質(zhì)浸漬在堿溶液中，對(duì)上述痕跡部分進(jìn)行腐蝕，形成柱狀穴。因此，能容易地構(gòu)成光裂痕另外，上述單一離子至少照射一個(gè)即可。
另外，上述單一離子的能量最好為1MeV以上。因此，離子能進(jìn)入得深。
另外，將具有與上述第一物質(zhì)不同的折射率的物質(zhì)填充在上述柱狀穴中即可。
另外，上述第一物質(zhì)作成聚合物材料，將氣體填充在上述柱狀穴中即可。
附圖的簡(jiǎn)單說明圖1是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面2表示對(duì)稱性低的斜交晶格的晶格結(jié)構(gòu)及布里淵區(qū)，圖2(a)是對(duì)稱性低的斜交晶格的晶格結(jié)構(gòu)的平面圖，圖2(b)是布里淵區(qū)的平面3是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面4是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面5是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面6是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面7是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面8是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面9是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面10是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)8的又一光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面11是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)9的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面12是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面13是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)11的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面14是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)12的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面15是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)13的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面16是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)14的光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)的平面17是表示本發(fā)明的光導(dǎo)纖維的固定方法的斜視18是表示本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)15的光學(xué)晶體的制造方法的工序19是表示現(xiàn)有的光合波器的結(jié)構(gòu)的平面圖發(fā)明的具體實(shí)施形態(tài)(實(shí)施形態(tài)1)用圖1說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)器件是將波長(zhǎng)相同的兩束光合波為一束光用的光合波器。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1、2被設(shè)置在復(fù)合光學(xué)晶體4的一側(cè)端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3被設(shè)置在復(fù)合光學(xué)晶體4的相反一側(cè)端面上。兩種光學(xué)晶體5、6在界面7上接合起來構(gòu)成復(fù)合光學(xué)晶體4。
光學(xué)晶體5、6的晶格結(jié)構(gòu)呈二維結(jié)構(gòu)，圓柱狀的柱狀物質(zhì)10周期性地配置在第一物質(zhì)9中構(gòu)成。各個(gè)柱狀物質(zhì)10的中心軸全部平行地配置。例如，第一物質(zhì)9的折射率為1.5～1.7左右，采用SiO2、丙烯酸系列樹脂(PMMA、UV丙烯酸酯樹脂等)、環(huán)氧系列樹脂、聚酰亞胺樹脂、硅樹脂、碳酸脂系列的聚碳酸脂等樹脂，柱狀物質(zhì)10采用空氣即可。如果是這樣的結(jié)構(gòu)，則由于能在SiO2基板上只作成空穴，所以能容易地作成光學(xué)晶體。
為了使光學(xué)晶體5、6顯著地呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)分散特性，柱狀物質(zhì)10的晶格常數(shù)a(柱狀物質(zhì)之間的距離)最好為傳播的光的波長(zhǎng)的0.4～0.6倍。柱狀物質(zhì)10的半徑r最好為傳播的光的波長(zhǎng)的0.08～0.3倍(晶格常數(shù)a的0.2～0.5倍)。
實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)晶體5呈對(duì)稱性低的斜交晶格。圖2中示出了對(duì)稱性低的斜交晶格的晶格結(jié)構(gòu)及布里淵區(qū)的平面圖。柱狀物質(zhì)10形成晶格。如圖2(a)所示，對(duì)稱性低的斜交晶格的晶格矢量(a1、a2)之間構(gòu)成的角內(nèi)，90°以下的角度的內(nèi)角θ取比60°大、比90°小的值。
在圖2(b)中示出了該晶格結(jié)構(gòu)中的布里淵區(qū)。布里淵區(qū)21的重要的對(duì)稱點(diǎn)為(H1、H2、H3)三點(diǎn)。在此情況下，基本晶格矢量(a1、a2)方向的入射光與布里淵區(qū)21的重要的對(duì)稱點(diǎn)方向不一致，所以呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)分散。因此，使光垂直入射到相對(duì)于基本晶格矢量(a1、a2)垂直的入射面上時(shí)，呈對(duì)稱性低的斜交晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體呈現(xiàn)很強(qiáng)的偏轉(zhuǎn)分散特性。就是說，對(duì)稱性低的斜交晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體的沿基本晶格矢量a1方向入射的光有偏轉(zhuǎn)的特性。另外，不是對(duì)全部光有偏轉(zhuǎn)特性，而只是對(duì)任意波長(zhǎng)的光偏轉(zhuǎn)(以下，將呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性的光稱為選擇光)。由晶格結(jié)構(gòu)決定哪種波長(zhǎng)的光沿怎樣的方向偏轉(zhuǎn)。
如上所述，在有對(duì)稱性低的斜交晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體中，沿基本晶格矢量a1或a2方向入射的選擇光呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)的特性。
這里，雖然說明了二維晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體，但即使是三維晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體，但如果呈對(duì)稱性低的斜交晶格的結(jié)構(gòu)，就會(huì)呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)分散特性，如果使光沿其基本晶格矢量方向入射，該光就會(huì)偏轉(zhuǎn)。
光學(xué)晶體5、6有上述的對(duì)稱性低的斜交晶格的結(jié)構(gòu)，有偏轉(zhuǎn)分散特性。光學(xué)晶體5和光學(xué)晶體6中的晶格結(jié)構(gòu)是相對(duì)于其界面7對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。即，在各個(gè)第一物質(zhì)9中，半徑為r的圓柱狀的柱狀物質(zhì)10的中心軸平行，排列得使晶格常數(shù)為a。另外，晶格常數(shù)a是相鄰的各柱狀物質(zhì)10之間的距離。另外，光學(xué)晶體5和光學(xué)晶體6中的各柱狀物質(zhì)10相對(duì)于界面7對(duì)稱地排列，光學(xué)晶體5的基本晶格矢量(a1、a2)之間的內(nèi)角θ和光學(xué)晶體6的基本晶格矢量(a1’、a2’)之間的內(nèi)角θ’取相等的值。
例如，光學(xué)晶體5、6是半徑為r的、即半徑為在玻璃或聚合物等作為第一物質(zhì)9的薄膜芯子中傳播的光的波長(zhǎng)的0.14倍的作為柱狀物質(zhì)10的空孔以光的波長(zhǎng)的0.54倍的晶格常數(shù)a周期性地排列的二維晶格，光學(xué)晶體5的基本晶格矢量(a1、a2)之間的內(nèi)角θ和光學(xué)晶體6的基本晶格矢量(a1’、a2’)之間的內(nèi)角θ’都為80°。
另外，輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1、2及輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3各自的光軸和光學(xué)晶體5的基本晶格矢量(a1、a2)、以及光學(xué)晶體6的基本晶格矢量(a1’、a2’)呈同一平面狀，而且，光學(xué)晶體5的第一基本晶格矢量a1和光學(xué)晶體6的第一基本晶格矢量a1’共有。
光學(xué)晶體5、6相接合，構(gòu)成復(fù)合光學(xué)晶體4。各輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1及2相對(duì)于界面7對(duì)稱地設(shè)置在各光學(xué)晶體5及6的規(guī)定的位置，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3設(shè)置在其光軸被包含在界面7上的位置。
復(fù)合光學(xué)晶體4和輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1、2連接的地方與光學(xué)晶體5、6的基本晶格矢量a1垂直。
如果使呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性的波長(zhǎng)的光即選擇光沿著基本晶格矢量a1方向入射到光學(xué)晶體5中，則沿行進(jìn)方向8a偏轉(zhuǎn)。另外，由于光學(xué)晶體6與光學(xué)晶體5的結(jié)構(gòu)相對(duì)于界面7對(duì)稱，所以同樣，如果使同一波長(zhǎng)的選擇光沿著基本晶格矢量a1’方向入射，則相對(duì)于界面7沿著與行進(jìn)方向8a呈對(duì)稱方向的行進(jìn)方向8b偏轉(zhuǎn)。例如，選擇光的入射方向和偏轉(zhuǎn)方向構(gòu)成的角度(偏轉(zhuǎn)角度)為10度。這時(shí)，合波角為20度，它比現(xiàn)有的Y分波波導(dǎo)構(gòu)成的合波器的合波角大。
行進(jìn)方向8a、8b都朝向界面7。因此，在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1中傳播的光和在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2中傳播的光相交的位置取決于復(fù)合光學(xué)晶體4的尺寸，以便上述相交的位置恰好為復(fù)合光學(xué)晶體4的端面。相交的光之間合波后，從復(fù)合光學(xué)晶體4的端面出射。出射的光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3中，在輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3中傳播。另外，合波的光之間的相位相等。
如上所述，通過改變光學(xué)晶體5、6的結(jié)構(gòu)，能控制選擇光的偏轉(zhuǎn)角度或選擇光的波長(zhǎng)。例如，改變柱狀物質(zhì)10之間的距離a，或變更柱狀物質(zhì)10及第一物質(zhì)9等，能控制選擇光的波長(zhǎng)及偏轉(zhuǎn)角度等。
這樣，如果用光學(xué)晶體構(gòu)成光學(xué)器件，則由于不使用Y分波波導(dǎo)，所以不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配。因此，能容易地制造光合波器。另外，還能實(shí)現(xiàn)具有比使用現(xiàn)有的Y分波波導(dǎo)的合波器大的合波角的合波器。因此，能用短距離使光充分地合波，所以能使光學(xué)器件小型化。
另外，作為構(gòu)成上述的第一物質(zhì)9的聚合物材料，能舉出丙烯酸系列聚合物(PMMA、UV丙烯酸酯聚合物等)、環(huán)氧系列聚合物、聚酰亞胺系列聚合物、硅系列聚合物、聚碳酸脂等。
另外，構(gòu)成光學(xué)晶體的第一物質(zhì)9和柱狀物質(zhì)10的折射率的相對(duì)折射率差為1.0以上也可，作為第一物質(zhì)9，使用Si或GaAs或Ti2O5等高折射材料，將SiO2等低折射率材料用于柱狀物質(zhì)即可。另外，由于光學(xué)晶體利用構(gòu)成材料的折射率改變特性，所以材料的選擇是重要的，在上述材料以外，如果是能滿足上述折射率的條件的材料，則不管是固體(氧化物等全部電介質(zhì))、液體(水或乙二醇等)、氣體(空氣或氣體等)都可以。
(實(shí)施形態(tài)2)用圖3說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)2。實(shí)施形態(tài)2的光學(xué)器件由輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1、2、11、輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3、以及復(fù)合光學(xué)晶體14構(gòu)成。復(fù)合光學(xué)晶體14不是使光學(xué)晶體5和光學(xué)晶體6直接接合，而是將光學(xué)晶體12夾在它們之間接合起來。就是說，光學(xué)晶體5、6分別與光學(xué)晶體12接合。
光學(xué)晶體12與光學(xué)晶體5、6相同，圓柱狀的柱狀物質(zhì)10以其中心軸呈平行的狀態(tài)排列在第一物質(zhì)9中，晶格常數(shù)a也與光學(xué)晶體5、6相同?？墒?，光學(xué)晶體12呈對(duì)稱性高的結(jié)構(gòu)，基本晶格矢量之間的內(nèi)角為90°。在這樣構(gòu)成的光學(xué)晶體12中，使規(guī)定的光沿著其基本晶格矢量方向入射，光也不偏轉(zhuǎn)，而是在光學(xué)晶體12中沿入射方向直線前進(jìn)。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1配置在光學(xué)晶體5的端面上，以便在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1中傳播的光能入射到光學(xué)晶體5中。另外，輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2配置在光學(xué)晶體6的端面上，以便在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2中傳播的光能入射到光學(xué)晶體6中。另外，輸入側(cè)光導(dǎo)纖維11配置在光學(xué)晶體12的端面上，以便在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維11中傳播的光能入射到光學(xué)晶體12中。
輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3配置在復(fù)合光學(xué)晶體14中與輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1、2、11配置的端面相反的端面上。另外，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3的光軸包含在光學(xué)晶體12中，以便與從復(fù)合光學(xué)晶體14出射的光耦合，其光軸與輸入側(cè)光導(dǎo)纖維11的光軸13同樣地配置。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1和輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2相對(duì)于輸入側(cè)光導(dǎo)纖維11的光軸13配置在成為對(duì)象的位置上。另外，光軸13最好位于光學(xué)晶體12的中心位置。
通過輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1入射到復(fù)合光學(xué)晶體14(光學(xué)晶體5)中的選擇光沿著行進(jìn)方向8a偏轉(zhuǎn)。另外，通過輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2入射到復(fù)合光學(xué)晶體14(光學(xué)晶體6)中的選擇光沿著行進(jìn)方向8b偏轉(zhuǎn)。另外，通過輸入側(cè)光導(dǎo)纖維11入射到復(fù)合光學(xué)晶體14(光學(xué)晶體12)中的選擇光沿原方向直線前進(jìn)，所以沿光軸13按照行進(jìn)方向8c行進(jìn)。復(fù)合光學(xué)晶體14的尺寸這樣確定這三種光相交的位置為端面。通過這樣處理，三種光在復(fù)合光學(xué)晶體14的端面上相交，合波后出射。從復(fù)合光學(xué)晶體14出射的合波光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3中傳播。
如上所述，通過利用將光學(xué)晶體5、6、12接合起來的復(fù)合光學(xué)晶體14構(gòu)成光學(xué)器件，能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)由于使光軸一致和模形狀的匹配難而制造起來非常困難的三光束合波器。
(實(shí)施形態(tài)3)用圖4說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)3的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)3的光學(xué)器件是WDM用功率合波器。
實(shí)施形態(tài)3與實(shí)施形態(tài)1的復(fù)合光學(xué)晶體4相同，相對(duì)于界面具有對(duì)稱的晶格結(jié)構(gòu)的多個(gè)光學(xué)晶體4a1～4an沿縱向排列并接合起來構(gòu)成。即，與復(fù)合光學(xué)晶體4相同，相對(duì)于界面具有對(duì)稱的晶格結(jié)構(gòu)的復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an沿縱向排列并接合起來，它們的界面7a1～7an配置在基板15a上，以便在同一面上形成。另外，各復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，在每個(gè)復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an中，偏轉(zhuǎn)的光(選擇光)的波長(zhǎng)不同。
各復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an由具有相對(duì)于界面7a1～7an對(duì)稱的晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體5a1～5an、6a1～6an構(gòu)成。各復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an的一個(gè)基本晶格矢量方向與全部輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3a的光軸為同一方向。
復(fù)合光學(xué)晶體4a1在沿基本晶格矢量方向傳播選擇光的情況下，具有使選擇光朝向靠近界面7a1偏轉(zhuǎn)的晶格結(jié)構(gòu)。同樣，在其他復(fù)合光學(xué)晶體4ak中沿基本晶格矢量方向傳播選擇光的情況下，朝向靠近界面7ak偏轉(zhuǎn)。這里，1≤k≤n。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a、2a配置在復(fù)合光學(xué)晶體4a1的端面上。另外，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3a配置在復(fù)合光學(xué)晶體4an的端面上，其光軸13a包含在界面7a1～7an上。
全部復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an的選擇光合波后的光分別在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a、2a中傳播，沿著與其基本晶格矢量相同的方向入射到復(fù)合光學(xué)晶體4a1中。從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a入射的光中，波長(zhǎng)為f4a1的光在復(fù)合光學(xué)晶體4a1的光學(xué)晶體5a1中偏轉(zhuǎn)，其行進(jìn)方向?yàn)槌蚩拷缑?a1的方向。另外，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2a入射的光中，波長(zhǎng)為f4a1的光在復(fù)合光學(xué)晶體4a1的光學(xué)晶體6a1中偏轉(zhuǎn)，其行進(jìn)方向?yàn)槌蚩拷缑?a1的方向。在界面7a1附近兩束光合波，在下一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4a2中沿界面7a2入射。
選擇光以外的光在復(fù)合光學(xué)晶體4a1中沿輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a、2a的光軸直線行進(jìn)，沿著其基本晶格矢量方向入射到復(fù)合光學(xué)晶體4a2中。
以下同樣，依次在復(fù)合光學(xué)晶體4ak中，選擇光偏轉(zhuǎn)后從沿著輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a、2a的光軸行進(jìn)的光中分離出來，合波到沿其界面7ak行進(jìn)的合波光中。在位于最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4an中，沿輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1a及2a的光軸入射的光只是復(fù)合光學(xué)晶體4an的選擇光。該選擇光在復(fù)合光學(xué)晶體4an的光學(xué)晶體5an及6an中朝向靠近界面7ak的方向偏轉(zhuǎn)。在界面7an附近，波長(zhǎng)為f4an的光和在界面7an附近行進(jìn)的合波光相合波，從復(fù)合光學(xué)晶體4an的端面出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3a中傳播。另外，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3a的光軸包含在界面7an中，配置在與來自復(fù)合光學(xué)晶體4an的光耦合的位置。
上述的復(fù)合光學(xué)晶體4a1～4an有1.3～2.0左右的折射率，例如在玻璃或作為聚合物的第一物質(zhì)9的薄膜芯子中，沿著具有80°的內(nèi)角θ的兩個(gè)基本晶格矢量方向，使具有各選擇光波長(zhǎng)的0.14倍的半徑r的圓柱狀的空孔9以選擇光的波長(zhǎng)的0.54倍的晶格常數(shù)a周期性地排列。
這樣，通過將能使固有波長(zhǎng)有選擇地偏轉(zhuǎn)的光學(xué)晶體呈反射鏡對(duì)稱地接合起來，且使其基本晶格矢量方向包含在界面內(nèi)，沿基本晶格矢量方向入射的選擇光就會(huì)沿相對(duì)于界面對(duì)稱的方向偏轉(zhuǎn)。通過將這樣構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體沿縱向排列接合起來，能實(shí)現(xiàn)處理多種波長(zhǎng)的WDM用功率合波器。
(實(shí)施形態(tài)4)用圖5說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)器件是光合波器。
實(shí)施形態(tài)4的光合波器不使用多個(gè)具有晶格結(jié)構(gòu)的復(fù)合光學(xué)晶體，而是用單一的具有晶格結(jié)構(gòu)的光學(xué)晶體6b構(gòu)成，光學(xué)晶體6b與實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)晶體6同樣地具有偏轉(zhuǎn)分散特性。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b、2b設(shè)置在光學(xué)晶體6b的一側(cè)端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3b設(shè)置在另一端面上。另外，輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3b的光軸13b是同一個(gè)光軸。
在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b中雖然傳播多種波長(zhǎng)的光，但不傳播光學(xué)晶體6b的選擇光。在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2b中傳播光學(xué)晶體6b的選擇光。光從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b、2b沿著其基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6b中。從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b入射的光在光學(xué)晶體6b中由于不偏轉(zhuǎn)，所以仍沿著光軸13b直線行進(jìn)。
另一方面，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2b入射的光在光學(xué)晶體6b中偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)方向?yàn)槌蚺c光軸13b接近的方向。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b入射到光學(xué)晶體6b中的光和從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2b入射到光學(xué)晶體6b中的光在光學(xué)晶體6b中相交合波。如果使光學(xué)晶體6b中的光的傳播方向的長(zhǎng)度達(dá)到這些光相交的位置，則合波光便從光學(xué)晶體6b的端面出射。由于輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3b的光軸13b是同一個(gè)光軸，所以從光學(xué)晶體6b出射的光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3b中傳播。
另外，如果輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1b、2b之間的距離寬，則必須將光學(xué)晶體6b中的光的傳播方向的長(zhǎng)度與該距離成比例地延長(zhǎng)。
能如上利用光學(xué)晶體構(gòu)成光合波器。這樣構(gòu)成的光合波器不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配。因此，能容易地制造光合波器。
(實(shí)施形態(tài)5)用圖6說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)5的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)5的光學(xué)器件是WDM用波長(zhǎng)合波器。
實(shí)施形態(tài)5的光學(xué)器件與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體沿縱向排列并接合起來構(gòu)成。光學(xué)晶體6c1～6cn沿縱向排列接合，配置在基板15c上。各光學(xué)晶體6c1～6cn的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c設(shè)置在光學(xué)晶體6c1的端面上，光學(xué)晶體6c2(圖中未示出)接合在光學(xué)晶體6c1的另一端上，這樣光學(xué)晶體6c1～6cn依次沿縱向排列接合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3c設(shè)置在位于最后一級(jí)的光學(xué)晶體6cn的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3c的光軸13c為同一個(gè)光軸。另外，輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2c1～2cn分別設(shè)置在各光學(xué)晶體6c1～6cn的側(cè)面上。
在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c中傳播的光沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6c1中。在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c中傳播的光雖然是波長(zhǎng)不同的多束光的合波光波，但在各光學(xué)晶體6c1～6cn的任意一者中都不呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c入射到光學(xué)晶體6c1中的光波沿光軸13c直線行進(jìn)。
另外，在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2c1中傳播的光雖然也從光學(xué)晶體6c1的側(cè)面沿基本晶格矢量方向入射，但在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2c1中傳播的光是光學(xué)晶體6c1的選擇光。因此，相對(duì)于光軸13c傾斜約10°偏轉(zhuǎn)。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1c入射的光和從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2c1入射的光在光學(xué)晶體6c1中相交合波。合波后的光沿光軸13c行進(jìn)，入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體6c2(圖中未示出)中。
另外，在圖6中，雖然輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2c1的光軸方向與光學(xué)晶體6c1中的基本晶格矢量方向不同，但利用入射時(shí)的折射，也可以沿基本晶格矢量方向入射。
光學(xué)晶體6c1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度這樣確定使該光相交的位置為端面。由于選擇光相對(duì)于基本晶格矢量方向(與光軸13c一致)偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角約10°)，所以光學(xué)晶體6c1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度也可以比從光軸13c到側(cè)面的距離除以tan(偏轉(zhuǎn)角)所得之值大。
以下相同，在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2ck中傳播的光從光學(xué)晶體6ck的側(cè)面沿基本晶格矢量方向入射，該光是光學(xué)晶體6ck的選擇光。從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2ck入射到光學(xué)晶體6ck中的光偏轉(zhuǎn)，向光軸13c方向行進(jìn)。從前一級(jí)的光學(xué)晶體6ck-1入射到光學(xué)晶體6ck中的合波光波沿光軸13c行進(jìn)。這些光在光學(xué)晶體6ck中合波，沿光軸13c入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體6ck+1中。就是說，在各光學(xué)晶體6c1～6cn中，各光學(xué)晶體6c1～6cn的選擇光被合波在從前一級(jí)向光軸13c入射的光中。全部合波光從最后一級(jí)的光學(xué)晶體6cn的端面出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3c中傳播。
如上所述，用光學(xué)晶體構(gòu)成的WDM用波長(zhǎng)合波器不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配。因此，能容易地制造。
(實(shí)施形態(tài)6)
用圖7說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)6的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)6的光學(xué)器件是WDM用波長(zhǎng)合波器，使選擇光入射的光導(dǎo)纖維的設(shè)置位置雖然與實(shí)施形態(tài)5不同，但基本結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施形態(tài)6的光學(xué)器件與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體沿縱向排列并接合起來構(gòu)成。光學(xué)晶體6d1～6dn沿縱向排列接合，配置在基板15d上。各光學(xué)晶體6d1～6dn的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d設(shè)置在光學(xué)晶體6d1的端面上，光學(xué)晶體6d2(圖中未示出)接合在光學(xué)晶體6d1的另一端上，這樣，光學(xué)晶體6d1～6dn依次沿縱向排列接合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3d設(shè)置在位于最后一級(jí)的光學(xué)晶體6dn的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3d的光軸13d為同一個(gè)光軸。另外，各光學(xué)晶體6d1～6dn分別隨著向后一級(jí)推進(jìn)，相對(duì)于光軸13d垂直方向的長(zhǎng)度增大。另外，光學(xué)晶體6d1～6dn的一個(gè)側(cè)面全部為同一面，因此，光學(xué)晶體6dk的端面內(nèi)有與其前一級(jí)的光學(xué)晶體6dk-1不連接的部分。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2dk設(shè)置在該部分上。但是，光學(xué)晶體6d1是最初一級(jí)，所以配置著輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d、2d1。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2d1～2dn與光軸13d平行地配置，所以實(shí)施形態(tài)6的光學(xué)器件能縮小橫向?qū)挾取?br> 在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d中傳播的光沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6d1中。在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d中傳播的光在各光學(xué)晶體6d1～6dn的任意一者中都有不呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性的波長(zhǎng)。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6d1中的光波沿光軸13d直線行進(jìn)。
另外，在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2d1中傳播的光雖然也沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6d1中，但在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2d1中傳播的光是光學(xué)晶體6d1的選擇光。因此，光相對(duì)于光軸13d偏轉(zhuǎn)。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1d1入射的光和從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2d1入射的光在光學(xué)晶體6d1中合波。合波后的光沿光軸13d行進(jìn)，入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體中。
光學(xué)晶體6d1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度這樣確定使該光相交的位置為端面。由于選擇光相對(duì)于基本晶格矢量方向(與光軸13d一致)偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角約10°)，所以光學(xué)晶體6d1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度也可以比從光軸13d到輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2d1的設(shè)置位置的距離除以tan(偏轉(zhuǎn)角)所得之值大。
在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2dk中傳播的光從光學(xué)晶體6dk的側(cè)面沿基本晶格矢量方向入射，該光是光學(xué)晶體6dk的選擇光。從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2dk入射到光學(xué)晶體6dk中的光偏轉(zhuǎn)，向光軸13d方向行進(jìn)。從前一級(jí)的光學(xué)晶體6dk-1入射到光學(xué)晶體6dk中的合波光波沿光軸13d行進(jìn)。這些光在光學(xué)晶體6dk中合波，沿光軸13d入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體6dk+1中。就是說，在各光學(xué)晶體6d1～6dn中，各光學(xué)晶體6d1～6dn的選擇光被合波在從前一級(jí)沿光軸13d入射的光中。全部合波光從最后一級(jí)的光學(xué)晶體6dn的端面出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3d中傳播。
如上所述，用光學(xué)晶體構(gòu)成的WDM用波長(zhǎng)合波器不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配。因此，能容易地制造。
(實(shí)施形態(tài)7)用圖8說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件是WDM用波長(zhǎng)合波器，使選擇光入射的光導(dǎo)纖維的設(shè)置位置雖然與實(shí)施形態(tài)5不同，但基本結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件與實(shí)施形態(tài)5的光學(xué)器件相同，在多級(jí)中使用具有不同的偏轉(zhuǎn)分散特性的光學(xué)晶體6e1～6en，在每個(gè)光學(xué)晶體中合波不同波長(zhǎng)的光。另外，使光從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1～2en入射到各光學(xué)晶體6e1～6en中時(shí)，使用反射鏡進(jìn)行入射的結(jié)構(gòu)。
實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件這樣構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體6e1～6en沿縱向排列并接合起來，配置在基板15e上。各光學(xué)晶體6e1～6en的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e設(shè)置在光學(xué)晶體6e1的端面上，光學(xué)晶體6e2(圖中未示出)接合在光學(xué)晶體6e1的另一端上，這樣，光學(xué)晶體6e1～6en依次沿縱向排列接合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3e設(shè)置在位于最后一級(jí)的光學(xué)晶體6en的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3e的光軸13e為同一個(gè)光軸。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1設(shè)置在光學(xué)晶體6e1的端面上。
光學(xué)晶體6e1～6en-1有輸出側(cè)端面的一角被切掉的倒角部17e1～17en-1，以便相對(duì)于光軸13e呈大約45度的角度。反射鏡設(shè)置在倒角部17e1～17en-1上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e2～2en相對(duì)于光軸13e垂直設(shè)置。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e2～2en被配置在這樣的位置上從這里輸出的光在反射鏡上反射后，沿基本晶格矢量方向入射到各光學(xué)晶體6e2～6en中，這些光沿輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1的光軸13e2行進(jìn)。
這樣，實(shí)施形態(tài)7的光學(xué)器件即使輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e2～2en垂直設(shè)置，但利用反射鏡能使選擇光沿各光學(xué)晶體6e2～6en的基本晶格矢量方向入射。另外，通過使倒角部17e1～17en-1周邊的折射率、以及光學(xué)晶體6e1～6en-1的折射率達(dá)到引起全反射的條件，不使用反射鏡，也能利用損失小的全反射。
在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e中傳播的光入射到光學(xué)晶體6e1中。在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e中傳播的光在各光學(xué)晶體6e1～6en的任意一者中都有不呈現(xiàn)偏轉(zhuǎn)特性的波長(zhǎng)。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6e1中的光波沿光軸13e直線行進(jìn)。
另外，在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1中傳播的光雖然也沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6e1中，但在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1中傳播的光是光學(xué)晶體6e1的選擇光。因此，光朝向接近光軸13e的方向偏轉(zhuǎn)。因此，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1e1入射的光和從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1入射的光在光學(xué)晶體6e1中合波。合波后的光沿光軸13e1行進(jìn)，入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體6e2(圖中未示出)中。
光學(xué)晶體6e1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度這樣確定使該光相交的位置為端面。由于選擇光相對(duì)于基本晶格矢量方向(與光軸13e2一致)偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角約10°)，所以光學(xué)晶體6e1沿光傳播方向上的長(zhǎng)度也可以比從光軸13e2到輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2e1的設(shè)置位置的距離除以tan(偏轉(zhuǎn)角)所得之值大。
同樣，光學(xué)晶體6ek的選擇光從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2ek出射，在光學(xué)晶體6ek-1的倒角部17ek-1的反射鏡上反射，在基本晶格矢量方向上沿光軸13e2入射到光學(xué)晶體6ek中，在光學(xué)晶體6ek中偏轉(zhuǎn)，與直線行進(jìn)的沿光軸13e1入射到光學(xué)晶體6ek中的來自前級(jí)的合波光合波后出射。
這樣，選擇光能依次在每個(gè)光學(xué)晶體6e1～6en中合波，合波光從最后一級(jí)的光學(xué)晶體6en出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3e中傳播。
如上所述，用光學(xué)晶體構(gòu)成的WDM用波長(zhǎng)合波器不需要高精度的光軸一致和模形狀的匹配。因此，能容易地制造。
如果采用上述的實(shí)施形態(tài)5～7的WDM用波長(zhǎng)合波器，則在各光學(xué)晶體中，由光學(xué)晶體的折射率周期結(jié)構(gòu)決定偏轉(zhuǎn)光的固有波長(zhǎng)(選擇波長(zhǎng))。因此，能控制各復(fù)合光學(xué)晶體的選擇光，另外，利用該復(fù)合光學(xué)晶體的縱向排列順序，能自由地控制合波光波的波長(zhǎng)順序。因此，在處理多種波長(zhǎng)的WDM中，能按照任意的順序合波·追加任意的波長(zhǎng)。
另外，雖然縱向排列接合了多個(gè)復(fù)合光學(xué)晶體，但也可以通過在一個(gè)第一物質(zhì)中沿光的傳播方向每隔一定距離形成使半徑或周期結(jié)構(gòu)變化的柱狀物質(zhì)，形成不同的周期結(jié)構(gòu)，形成實(shí)施形態(tài)5～7所示的光學(xué)器件。
(實(shí)施形態(tài)8)用圖9說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件是WDM用濾光器。實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件與實(shí)施形態(tài)5相同，將偏轉(zhuǎn)分散特性不同的光學(xué)晶體接合成多級(jí)，將具有多種波長(zhǎng)成分的光分波成各種波長(zhǎng)。
實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件這樣構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體沿縱向排列并接合起來，配置在基板15f上。各光學(xué)晶體6f1～6fn的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1f設(shè)置在光學(xué)晶體6f1的端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3f設(shè)置在最后一級(jí)的光學(xué)晶體6fn的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1f和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3f的光軸13f與各光學(xué)晶體6f1～6fn的基本晶格矢量為同一方向。分離后的光傳播用的輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31f1～31fn設(shè)置在各光學(xué)晶體6f1～6fn的側(cè)面上。
多種不同波長(zhǎng)的光的合波光波從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1f中傳播，它們當(dāng)中包含各光學(xué)晶體6f1～6fn的選擇光。合波光波一旦從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1f沿著光軸13f入射到光學(xué)晶體6f1中，合波光波中的光學(xué)晶體6f1的選擇光便相對(duì)于光軸13f偏離行進(jìn)方向13f。剩余的合波光波沿光軸13f在行進(jìn)方向上直線行進(jìn)。
偏轉(zhuǎn)的選擇光從光學(xué)晶體6f1的側(cè)面出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31f1中。選擇光以外的剩余的合波光波沿著光軸13f入射到多級(jí)的光學(xué)晶體中。
同樣，在光學(xué)晶體6fk中，光學(xué)晶體6fk的選擇光被分離，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31fk中傳播，剩余的光沿著光軸13f入射到下級(jí)的光學(xué)晶體中。使其一直到達(dá)最后一級(jí)的光學(xué)晶體6fn中。
另外，關(guān)于各光學(xué)晶體6f1～6fn中的選擇光和非選擇光的出射位置可以這樣確定由于非選擇光在光軸13f上傳播，所以將輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3f連接在光軸13f上的輸出端上即可，而由于選擇光從第一基本晶格矢量(與光軸一致)偏轉(zhuǎn)約10°，所以由各光學(xué)晶體6f1～6fn的光的傳播方向的長(zhǎng)度決定出射位置，在從側(cè)面出射的情況下，使光學(xué)晶體6f1～6fn長(zhǎng)度為選擇光不到達(dá)縱向排列連接面上的程度即可。
另外，如圖10所示，在最后一級(jí)的光學(xué)晶體6fn中，不將輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31fn設(shè)置在側(cè)面，而是設(shè)置在端面上，使分離的選擇光從端面出射即可。在此情況下，能使光學(xué)晶體6fn比其他二維光學(xué)晶體短。
這樣，由于能按照構(gòu)成復(fù)合光學(xué)晶體的各光學(xué)晶體6f1～6fn的縱向排列順序，分離每一波長(zhǎng)，還能自由地控制分離波長(zhǎng)的順序，所以在處理多種波長(zhǎng)的WDM中能按照任意的順序分離任意的波長(zhǎng)。
(實(shí)施形態(tài)9)用圖11說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)9的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)9的光學(xué)器件是WDM用濾光器，使選擇光出射的光導(dǎo)纖維的設(shè)置位置雖然與實(shí)施形態(tài)8不同，但基本結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施形態(tài)9的光學(xué)器件與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體沿縱向排列并接合起來構(gòu)成。光學(xué)晶體6g1～6gn縱向排列接合起來，配置在基板15g上。各光學(xué)晶體6g1～6gn的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1g設(shè)置在光學(xué)晶體6g1的端面上，光學(xué)晶體6g2(圖中未示出)接合在光學(xué)晶體6g1的另一端上，同樣，光學(xué)晶體6g1～6gn依次沿縱向排列接合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3g設(shè)置在位于最后一級(jí)的光學(xué)晶體6gn的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1g和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3g的光軸13g與各光學(xué)晶體6g1～6gn的基本晶格矢量方向?yàn)橥环较颉?br> 另外，各光學(xué)晶體6g1～6gn分別隨著向后一級(jí)推進(jìn)，相對(duì)于光軸13g垂直方向的長(zhǎng)度變小。另外，光學(xué)晶體6g1～6gn的一個(gè)側(cè)面全部為同一面，因此，光學(xué)晶體6gk的端面內(nèi)有與其前一級(jí)的光學(xué)晶體不連接的部分。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31gk設(shè)置在該部分上。但是，光學(xué)晶體6gn是最后一級(jí)，所以輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3g、31gn配置在其端面上。
一旦多種不同波長(zhǎng)的光的合波光波從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1g沿著基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6g1中，合波光波中的光學(xué)晶體6g1的選擇光便相對(duì)于光軸13g偏轉(zhuǎn)。剩余的合波光波沿光軸13g直線行進(jìn)。
偏轉(zhuǎn)的光從光學(xué)晶體6g1的側(cè)面出射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31g1中傳播。選擇光以外的剩余的合波光波沿著光軸13g入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體中。
同樣，在光學(xué)晶體6gk中，光學(xué)晶體6gk的選擇光被分離，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31gk中傳播，剩余的光沿著光軸13g入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體6gk+1中。使其一直到達(dá)最后一級(jí)的光學(xué)晶體6gn中。
另外，構(gòu)成光學(xué)晶體的第一物質(zhì)9的折射率為1.5～1.7左右。光學(xué)晶體這樣作成例如在SiO2或聚合物制的片中，沿著有65～58°的內(nèi)角θ的兩個(gè)基本晶格矢量(a1、a2)方向，以選擇光波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的晶格常數(shù)a，周期性地排列有選擇光波長(zhǎng)的0.08～0.3倍的半徑r19的呈圓柱狀空氣圓孔的柱狀物質(zhì)10。
另外，選擇光從基本晶格矢量方向(與光軸一致)偏轉(zhuǎn)約10°，所以光學(xué)晶體6g1～6gn沿光的傳播方向的長(zhǎng)度決定出射位置。因此，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31g1～31gn根據(jù)上述出射位置確定設(shè)置位置。
(實(shí)施形態(tài)10)用圖12說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件是WDM用濾光器，使選擇光出射的光導(dǎo)纖維的設(shè)置位置雖然與實(shí)施形態(tài)8不同，但基本結(jié)構(gòu)相同。
實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件這樣構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)8的光學(xué)器件相同，在多級(jí)中使用具有不同的偏轉(zhuǎn)分散特性的光學(xué)晶體6h1～6hn，在每個(gè)光學(xué)晶體中取出不同波長(zhǎng)的光。另外，用光學(xué)晶體6h1～6hn中備有的反射鏡，使從各光學(xué)晶體6h1～6hn取出的光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31h1～31hn中。
實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件這樣構(gòu)成與實(shí)施形態(tài)4的光學(xué)晶體6b相同，具有偏轉(zhuǎn)分散特性的多個(gè)光學(xué)晶體6h1～6hn沿縱向排列并接合起來，配置在基板15h上。各光學(xué)晶體6h1～6hn的晶格結(jié)構(gòu)各不相同，偏轉(zhuǎn)的光的波長(zhǎng)(選擇光)各不相同。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1h設(shè)置在光學(xué)晶體6h1的端面上，光學(xué)晶體6h2(圖中未示出)接合在光學(xué)晶體6h1的另一端上，同樣，光學(xué)晶體6h1～6hn依次沿縱向排列接合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3h設(shè)置在位于最后一級(jí)的光學(xué)晶體6hn的端面上。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1h和輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3h的光軸13h與各光學(xué)晶體6h1～6hn的基本晶格矢量方向?yàn)橥环较颉?br> 實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)晶體6h1～6hn有輸入側(cè)端面的一角被切掉的倒角部17h1～17hn-1，以便相對(duì)于光軸13h呈大約45度的角度。反射鏡設(shè)置在倒角部17h1～17hn-1上。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31h1～31hn-1相對(duì)于光軸13h垂直設(shè)置。從光學(xué)晶體6h1～6hn-1的端面出射的偏轉(zhuǎn)后的光在倒角部17h1～17hn-1的反射鏡上反射后，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31h1～31hn-1中。
含有多種波長(zhǎng)的光的合波光波一旦從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1h沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6h1中，合波光波中的光學(xué)晶體6h1的選擇光便相對(duì)于光軸13h偏轉(zhuǎn)。剩余的合波光波沿光軸13h直線行進(jìn)。
偏轉(zhuǎn)的光從光學(xué)晶體6h1的端面出射，在倒角部17h1的反射鏡上反射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31h1中。選擇光以外的剩余的合波光波沿光軸13h入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體中。在光學(xué)晶體6h2(圖中未示出)中選擇光偏轉(zhuǎn)，從合波光波中分離出來，剩余的合波光波直線行進(jìn)，入射到下一個(gè)光學(xué)晶體中。
同樣，從光學(xué)晶體6hk-1的端面出射的偏轉(zhuǎn)后的選擇光在倒角部17hk-1的反射鏡上反射，入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31hk-1中。選擇光以外的剩余的合波光波沿光軸13h入射到光學(xué)晶體6hk中，在光學(xué)晶體6hk中選擇光偏轉(zhuǎn)，從合波光波中分離出來，剩余的合波光波直線行進(jìn)，入射到下一個(gè)光學(xué)晶體中。
這樣，在各光學(xué)晶體6h1～6hn中選擇光依次被分離出來，從最后一級(jí)的光學(xué)晶體6hn中出射的偏轉(zhuǎn)后的選擇光直接入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31hn中。
這樣，實(shí)施形態(tài)10的光學(xué)器件即使輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31h1～31hn-1相對(duì)于光軸13h垂直設(shè)置，但利用反射鏡能使選擇光沿各光學(xué)晶體6h2～6hn的基本晶格矢量方向入射。另外，通過使倒角部17h1～17hn-1周邊的折射率、以及光學(xué)晶體6h2～6hn的折射率達(dá)到引起全反射的條件，不使用反射鏡，也能利用損失小的全反射。
(實(shí)施形態(tài)11)用圖13說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)11的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)11的光學(xué)器件是WDM用帶有分波功能的濾光器，將由光學(xué)晶體接合起來構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體再縱向排列多級(jí)接合起來構(gòu)成。
各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in由各光學(xué)晶體6i1～6in和各光學(xué)晶體5i1～5in在各界面7i1～7in上接合起來構(gòu)成。各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in在基板15i上形成。各光學(xué)晶體5i1～5in及各光學(xué)晶體6i1～6in是具有不同的波長(zhǎng)分散特性的光學(xué)晶體。分別由光學(xué)晶體5ik和光學(xué)晶體6ik在界面7ik上接合起來形成復(fù)合光學(xué)晶體4ik。光學(xué)晶體5ik和光學(xué)晶體6ik是這樣一種晶格結(jié)構(gòu)兩者的選擇光的波長(zhǎng)雖然相同，但選擇光的偏轉(zhuǎn)方向相對(duì)于界面7ik對(duì)稱。因此，復(fù)合光學(xué)晶體4ik的晶格結(jié)構(gòu)在界面7ik上形成柱狀物質(zhì)10，而且，相對(duì)于界面7ik對(duì)稱地配置其他柱狀物質(zhì)10。另外，光學(xué)晶體5ik的基本晶格矢量a1和基本晶格矢量a2的角度內(nèi)小的角度及光學(xué)晶體6ik的基本晶格矢量a1’和基本晶格矢量a2’的角度內(nèi)小的角度相等，其值比90度小而比60度大。
另外，各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in接合成多級(jí)，且界面7i1～7in為同一平面，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31i1～31in、32i1～32in設(shè)置在其兩側(cè)側(cè)面上。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1i設(shè)置在復(fù)合光學(xué)晶體4i1的端面上，以便光軸13i位于界面7i1～7in上。另外，光軸13i也是設(shè)置在最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4in的端面上的輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3i的光軸。波長(zhǎng)不同的多束光的合波光通過輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1i沿著基本晶格矢量方向一旦入射到復(fù)合光學(xué)晶體4i1中，選擇光便在光學(xué)晶體5i1、6i1中偏轉(zhuǎn)后行進(jìn)。入射到復(fù)合光學(xué)晶體4i1中的合波光的一半在光學(xué)晶體5i1中傳播，另一半在光學(xué)晶體6i1中傳播，所以選擇光內(nèi)的一半被分波到光學(xué)晶體5i1一側(cè)，選擇光內(nèi)的另一半被分波到光學(xué)晶體6i1一側(cè)。就是說，能將選擇光從合波光分波成兩束而分離。
偏轉(zhuǎn)的光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31i1、32i1中。另外，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31i1、32i1設(shè)置在偏轉(zhuǎn)的光入射的位置。
復(fù)合光學(xué)晶體4i1的選擇光以外的光直線行進(jìn)，入射到下一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4i2(圖中未示出)中。同樣，在每個(gè)復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in中選擇光都被分離，而且被分波。另外，各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in的選擇光各不相同。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3i設(shè)置在最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體5in的端面上，以便光軸13i包含在界面7in中，在各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in中未被分離的剩余的光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3I中。
另外，構(gòu)成光學(xué)晶體的第一物質(zhì)9的折射率為1.5～1.7左右。光學(xué)晶體這樣作成例如在SiO2或聚合物制的片中，沿著有65～58°的內(nèi)角θ的兩個(gè)基本晶格矢量(a1、a2)方向，以選擇光波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的晶格常數(shù)a，周期性地排列有選擇光波長(zhǎng)的0.08～0.3倍的半徑r19的呈圓柱狀空氣圓孔的柱狀物質(zhì)10。
另外，在最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4in上設(shè)置的輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31gn、32gn也可以不設(shè)置在側(cè)面、而設(shè)置在端面上。這樣，能使最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4in短。
這樣，通過將能使固有波長(zhǎng)有選擇地偏轉(zhuǎn)的光學(xué)晶體呈反射鏡對(duì)稱地接合起來的復(fù)合光學(xué)晶體沿縱向排列接合成多級(jí)，能使選擇光沿著相對(duì)于基本晶格矢量對(duì)稱的方向偏轉(zhuǎn)。因此，在處理多種波長(zhǎng)的WDM中能將每?jī)蓚€(gè)任意的波長(zhǎng)按照任意的順序分離。
(實(shí)施形態(tài)12)用圖14說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)12的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)12的光學(xué)器件是WDM用功率分波器。與實(shí)施形態(tài)11相同，將由光學(xué)晶體接合起來構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體再縱向排列多級(jí)接合起來構(gòu)成。
實(shí)施形態(tài)12的光學(xué)器件的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)11的光學(xué)器件相同。就是說，各復(fù)合光學(xué)晶體4j1～4jn在基板15j上按縱列接合，復(fù)合光學(xué)晶體4j1～4jn由各光學(xué)晶體6j1～6jn和各光學(xué)晶體5j1～5jn在各界面7j1～7jn上接合起來構(gòu)成。各光學(xué)晶體6j1～6jn及各光學(xué)晶體5j1～5jn的晶格結(jié)構(gòu)雖然與實(shí)施形態(tài)11的各光學(xué)晶體6i1～6in和各光學(xué)晶體5i1～5in相同，但光的傳播方向(光軸13j方向)上的長(zhǎng)度，實(shí)施形態(tài)12的各光學(xué)晶體短，其長(zhǎng)度是這樣確定的在選擇光從端面沿其界面入射的情況下，偏轉(zhuǎn)后不從側(cè)面出射，而是從相反一側(cè)的端面出射。因此，與實(shí)施形態(tài)11的各復(fù)合光學(xué)晶體4i1～4in相比，能使實(shí)施形態(tài)12的復(fù)合光學(xué)晶體4j1～4jn短。因此，光學(xué)器件能小型化。
這樣的復(fù)合光學(xué)晶體4j1～4jn被接合起來，且使它們的界面7j1～7jn成為同一平面。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1j設(shè)置在最初一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4j1的端面上，且界面7j1和光軸13j重合，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31j、32j設(shè)置在最后一級(jí)的復(fù)合光學(xué)晶體4jn的端面上。另外，光軸13j的方向也是基本晶格矢量方向。
波長(zhǎng)不同的多束光的合波光通過輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1j沿著基本晶格矢量方向一旦入射到復(fù)合光學(xué)晶體4j1中，選擇光便在光學(xué)晶體5j1、6j1中偏轉(zhuǎn)后行進(jìn)。入射到復(fù)合光學(xué)晶體4j1中的合波光的一半在光學(xué)晶體5j1中傳播，另一半在光學(xué)晶體6j1中傳播，所以選擇光內(nèi)的一半向光學(xué)晶體5j1一側(cè)偏轉(zhuǎn)，選擇光內(nèi)的另一半向光學(xué)晶體6j1一側(cè)。非選擇光沿光軸13j直線行進(jìn)，所以光被分波成三束，從復(fù)合光學(xué)晶體4j1的端面出射，入射到復(fù)合光學(xué)晶體4j2(圖中未示出)中。
沿光軸13j入射的光、以及在該光的兩側(cè)行進(jìn)的復(fù)合光學(xué)晶體4jk-1中的選擇光入射到復(fù)合光學(xué)晶體4jk中。由于各復(fù)合光學(xué)晶體4j1～4jn中的選擇光不同，所以復(fù)合光學(xué)晶體4j1中的選擇光直線行進(jìn)。另外，沿光軸13j入射到復(fù)合光學(xué)晶體4jk中的光合波光，其中的復(fù)合光學(xué)晶體4jk的選擇光光學(xué)晶體5jk、6jk側(cè)偏轉(zhuǎn)，從合波光中分波而分離出來。然后，與來自直線行進(jìn)的復(fù)合光學(xué)晶體4j1的合波光相合波，從復(fù)合光學(xué)晶體4jk出射。除去了選擇光的合波光沿光軸13j直線行進(jìn)，從光學(xué)晶體4jk出射。這樣，各光學(xué)晶體4jk中的選擇光與兩端的光合波，反之，各選擇光被從沿光軸13j直線行進(jìn)的合波光中除去。
在最后一級(jí)的光學(xué)晶體4jn中，從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1j輸入的合波光被完全分波成兩束，分別輸出給第一輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31j和第二輸出側(cè)光導(dǎo)纖維32j。
這樣，將能使固有波長(zhǎng)有選擇地偏轉(zhuǎn)的光學(xué)晶體呈反射鏡對(duì)稱地接合起來的各光學(xué)晶體沿著縱向排列并接合起來，構(gòu)成簡(jiǎn)單的光學(xué)器件，利用該光學(xué)器件能實(shí)現(xiàn)迄今將合波光按照每一種波長(zhǎng)分離后進(jìn)行分波，再通過將它們合波起來進(jìn)行的處理多種波長(zhǎng)的WDM中的功率分波。
(實(shí)施形態(tài)13)用圖15說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)13的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)13的光學(xué)器件是三光束分波器。
實(shí)施形態(tài)13的光學(xué)器件由輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1m、輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31m、輸出側(cè)光導(dǎo)纖維32m、輸出側(cè)光導(dǎo)纖維33m、以及復(fù)合光學(xué)晶體4m構(gòu)成。復(fù)合光學(xué)晶體4m不是將光學(xué)晶體5m及光學(xué)晶體6m直接接合起來，而是它們之間通過光學(xué)晶體12m接合起來。就是說，光學(xué)晶體5m、6m分別與光學(xué)晶體12m接合。
光學(xué)晶體5m、6m的晶格結(jié)構(gòu)與實(shí)施形態(tài)1的光學(xué)晶體5、6相同。即，如果呈對(duì)稱性低的結(jié)構(gòu)、規(guī)定的波長(zhǎng)的光沿著基本晶格矢量方向在光學(xué)晶體5m、6m中傳播，則該光發(fā)生偏轉(zhuǎn)。光學(xué)晶體5m、6m的基本晶格矢量方向相同，與輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1m的光軸13m為同一方向，光學(xué)晶體5m、6m的晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于光軸13m對(duì)稱。
光學(xué)晶體12與光學(xué)晶體5m、6m相同，圓柱狀的柱狀物質(zhì)10在第一物質(zhì)9中其中心軸呈平行狀態(tài)排列，晶格常數(shù)a也與光學(xué)晶體5m、6m相同?？墒?，光學(xué)晶體12m呈對(duì)稱性高的結(jié)構(gòu)，基本晶格矢量之間的內(nèi)角為90°。即使使規(guī)定的光沿其基本晶格矢量方向入射到這樣構(gòu)成的光學(xué)晶體12m中，光也不偏轉(zhuǎn)，而是在光學(xué)晶體12m中直線行進(jìn)。
輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1m設(shè)置在復(fù)合光學(xué)晶體4m的端面上，其光軸13m存在于光學(xué)晶體12m中，最好位于其中心位置。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31m、32m、33m設(shè)置在復(fù)合光學(xué)晶體4m的相反一側(cè)的端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維33m的光軸與輸入側(cè)光導(dǎo)纖維的光軸13m為同一光軸。
在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1m中傳播的選擇光沿基本晶格矢量方向入射到復(fù)合光學(xué)晶體5m中時(shí)分別入射到各光學(xué)晶體5m、6m、12m中。其中入射到光學(xué)晶體5m中的光沿離開光軸13m的方向偏轉(zhuǎn)，入射到光學(xué)晶體6m中的光也沿離開光軸13m的方向偏轉(zhuǎn)。另外，入射到光學(xué)晶體12m中的光直線行進(jìn)。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31m設(shè)置在光學(xué)晶體5m的出射端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維32m設(shè)置在光學(xué)晶體6m的出射端面上，輸出側(cè)光導(dǎo)纖維33m設(shè)置在光學(xué)晶體12m的出射端面上。各輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31m、32m、33m配置得能入射從復(fù)合光學(xué)晶體4m出射的光。
這樣，能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)有的合波器中非常困難的三光波合波。
另外，構(gòu)成光學(xué)晶體的第一物質(zhì)9的折射率為1.5～1.7左右。光學(xué)晶體這樣作成例如在SiO2或聚合物制的片中，沿著有65～58°的內(nèi)角θ的兩個(gè)基本晶格矢量(a1、a2)方向，以選擇光波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的晶格常數(shù)a，周期性地排列有選擇光波長(zhǎng)的0.08～0.3倍的半徑r19的呈圓柱狀空氣圓孔的柱狀物質(zhì)10。
(實(shí)施形態(tài)14)用圖16說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)14的光學(xué)器件。實(shí)施形態(tài)14的光學(xué)器件是Add-Drop裝置。
實(shí)施形態(tài)14的光學(xué)器件是光學(xué)晶體6p1和光學(xué)晶體6p2通過光導(dǎo)纖維連接起來構(gòu)成的。輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1p連接在光學(xué)晶體6p1的端面上。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p連接在光學(xué)晶體6p1的相反一側(cè)的端面上。另外，DROP用光導(dǎo)纖維32p設(shè)置在設(shè)置著輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p的端面上。
與輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p接合的輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2p設(shè)置在光學(xué)晶體6p2的端面上。在其相反一側(cè)的端面上設(shè)置著輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3p。另外，ADD用光導(dǎo)纖維33p也設(shè)置在輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2p一側(cè)的端面上。
如果選擇光和非選擇光從輸入側(cè)光導(dǎo)纖維1p沿著基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6p1中，則選擇光偏轉(zhuǎn)，非選擇光直線行進(jìn)。直線行進(jìn)的非選擇光從光學(xué)晶體6p1的端面出射，在輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p中傳播。另一方面，選擇光偏轉(zhuǎn)后，從光學(xué)晶體6p1的端面出射，入射到DROP用光導(dǎo)纖維32p中。
DROP用光導(dǎo)纖維32p預(yù)先設(shè)置在偏轉(zhuǎn)后的選擇光從光學(xué)晶體6p1的端面出射的位置。輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p和DROP用光導(dǎo)纖維32p的距離與光學(xué)晶體6p1的長(zhǎng)度成比例。
在輸出側(cè)光導(dǎo)纖維31p中傳播的光被輸入與輸入側(cè)光導(dǎo)纖維2p接合的光學(xué)晶體6p2中。另外，選擇光在ADD用光導(dǎo)纖維33p中傳播，沿基本晶格矢量方向入射到光學(xué)晶體6p2中。
非選擇光直線行進(jìn)，選擇光朝向靠近非選擇光方向偏轉(zhuǎn)。預(yù)先調(diào)節(jié)光學(xué)晶體6p2的長(zhǎng)度，以便選擇光及非選擇光在其端面上合波。將輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3p設(shè)置在這些合波光輸出的地方。從端面出射的選擇光和非選擇光的合波光入射到輸出側(cè)光導(dǎo)纖維3p2中。
這樣構(gòu)成的光學(xué)器件能在外部對(duì)從Drop用光導(dǎo)纖維32p取出的光進(jìn)行調(diào)制等加工后，再入射到Add用光導(dǎo)纖維33p中。
這樣，能用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)能在WDM等波長(zhǎng)多路傳輸路途中只將特定的波長(zhǎng)取出，在外部加工后再追加進(jìn)去的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的光學(xué)器件。
在以上的實(shí)施形態(tài)1～14中，構(gòu)成上述二維光學(xué)晶體的片波導(dǎo)和圓孔的折射率的相對(duì)折射率差在1.0以上也可，片波導(dǎo)也可以使用Si、GaAs或Ti2O5等高折射材料，圓孔部分也可以使用SiO2等低折射率材料。
另外，光學(xué)晶體的兩面雖然也可以呈用包層夾著的結(jié)構(gòu)，但也可以不設(shè)置包層，通過將光學(xué)晶體設(shè)置在氣體中，將該氣體作為包層即可。例如，通過設(shè)置在空氣中，能形成折射率為1的包層。另外，沒有必要使兩面的包層相同，可以將不同的材料適當(dāng)?shù)亟M合。
另外，在用光導(dǎo)纖維與各光學(xué)晶體進(jìn)行光的交接的情況下，如圖17所示，作為光導(dǎo)纖維的固定方法，可以使起光學(xué)晶體74的包層的作用的基板75大一些，在基板75上設(shè)置光導(dǎo)纖維定位用的V形槽81、82、83，對(duì)光導(dǎo)纖維71、72、73進(jìn)行定位，或者也可以在包層下面另外設(shè)置Si等制的基板，在該基板上設(shè)置定位用的V形槽。另一方面，在使用光波導(dǎo)的情況下，也可以在起包層作用的基板上形成芯子。
另外，在使用由圓孔構(gòu)成柱狀物質(zhì)的光學(xué)晶體的情況下，由于空氣的折射率隨外部環(huán)境而變化，所以將光學(xué)晶體封入具有氣密性的外殼中，將氣體(Ar、N等)填充在內(nèi)部，或抽成真空，使柱狀物質(zhì)穩(wěn)定。
(實(shí)施形態(tài)15)用圖18(a)、圖18(b)、圖18(c)、圖18(d)說明本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)15的光學(xué)晶體的制造方法。實(shí)施形態(tài)16的制造方法是一種用高能量離子腐蝕所制作的痕跡，設(shè)置作為柱狀物質(zhì)的圓孔110的方法。首先，用濺射法等在玻璃基板111上蒸鍍薄膜，或用旋轉(zhuǎn)涂敷法涂敷聚合物制作，或者對(duì)通過用溶解在溶劑中的樹脂進(jìn)行澆鑄制作的作為第一物質(zhì)的聚合物片112進(jìn)行離子照射，即，使用離子注入器113，欲在聚合物片112上設(shè)置圓孔110的位置，照射H、O、Ar、Kr、Xe、Pb、Zn離子等單一離子114，將其貫通。離子的能量為1MeV以上，離子的種類根據(jù)聚合物片112的密度或厚度決定。通過使能量為1MeV以上，離子能侵入得深一些。
在聚合物片112中，在單一離子貫通的部分形成痕跡115(分子接合被切割的痕跡)。通過將該聚合物片112浸漬在NaOH等強(qiáng)堿116中，痕跡115部分被腐蝕，成為圓孔110，能在聚合物片112上制作所希望的光學(xué)晶體。
從離子注入器113發(fā)射的單一離子114能用外部電場(chǎng)控制入射位置，所以不管什么樣的晶體結(jié)構(gòu)都能通過控制外部電場(chǎng)來制作。另外，由于能任意地設(shè)定注入同一位置的離子的個(gè)數(shù)，所以能進(jìn)行具有重復(fù)性的加工。
另外，通過移動(dòng)上述離子注入器113和作為靶的聚合物片112任意一者，能控制離子注入位置。另外，光學(xué)晶體118雖然使圓孔112周期性地配置，但也可以將具有與聚合物片112的折射率不同折射率的物質(zhì)填充在圓孔112中。
另外，也可以在光學(xué)晶體上不設(shè)置基板，而是在玻璃基板111上形成了聚合物片112后，將玻璃基板111除去，只留下聚合物片112后，如上照射高能量離子，進(jìn)行刻蝕制造光學(xué)晶體。
如果采用本發(fā)明，則容易作成制造時(shí)需要高精度的光學(xué)器件，且具有能小型化的效果。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)器件，其特征在于備有折射率不同的多種物質(zhì)周期性地排列、具有周期性的折射率分布的多個(gè)光學(xué)晶體沿著共同的基本晶格矢量方向縱向排列的復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體中的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于上述各光學(xué)晶體的上述多種物質(zhì)的折射率或折射率的周期結(jié)構(gòu)至少一者在每個(gè)上述光學(xué)晶體中不同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于上述各光學(xué)晶體是二維光學(xué)晶體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于多個(gè)上述各光學(xué)晶體中的兩個(gè)基本晶格矢量方向互相平行，某一者與光軸一致。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于上述光學(xué)晶體被第一包層和第二包層夾在中間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一包層或上述第二包層中的至少某一者的折射率為1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于有對(duì)作為光導(dǎo)纖維的上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)進(jìn)行定位的槽。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)器件，其特征在于上述槽與上述各光學(xué)晶體直接或間接地一體化。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于用氣密外殼將上述復(fù)合光學(xué)晶體全部覆蓋，上述氣密外殼內(nèi)填充氣體或抽成真空。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)器件，其特征在于上述各光學(xué)晶體在上述各光學(xué)晶體中有由偏轉(zhuǎn)的光的固有波長(zhǎng)決定的折射率周期，上述固有的波長(zhǎng)對(duì)于上述各光學(xué)晶體來說各不相同。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)器件，其特征在于上述各光學(xué)晶體的縱向排列順序根據(jù)上述各光學(xué)晶體的固有波長(zhǎng)決定。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)器件，其特征在于上述光學(xué)晶體備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，在上述光學(xué)晶體的兩個(gè)基本晶格矢量之間的角度內(nèi)，90°以下者的角度是比90°小而比60°大的角度，沿著作為上述基本矢量?jī)?nèi)的一者的第一基本晶格矢量的方向縱向排列，形成上述復(fù)合光學(xué)晶體，在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最初一級(jí)中的光學(xué)晶體上、沿著上述第一基本晶格矢量方向?qū)⑸鲜龈鞴鈱W(xué)晶體的固有波長(zhǎng)的光以外的光入射到所述復(fù)合光學(xué)晶體的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上、入射上述各光學(xué)晶體固有的波長(zhǎng)的光的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)，上述輸出側(cè)光波導(dǎo)被設(shè)置得與上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)具有同一光軸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的側(cè)面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)器件，其特征在于上述光學(xué)晶體的端面在每個(gè)上述光學(xué)晶體中依次變大，上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的端面上。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光學(xué)器件，其特征在于至少最后一級(jí)的光學(xué)晶體以外的光學(xué)晶體在縱向排列連接的出射側(cè)的端面的一部分上備有相對(duì)于上述端面有一定的角度的反射鏡，來自上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)的光在上述反射鏡上反射，入射到下一級(jí)的光學(xué)晶體中。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)器件，其特征在于上述光學(xué)晶體備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，在上述光學(xué)晶體的兩個(gè)基本晶格矢量之間的角度內(nèi)，90°以下者的角度是比90°小而比60°大的角度，沿著作為上述基本矢量?jī)?nèi)的一者的第一基本晶格矢量的方向縱向排列，形成上述復(fù)合光學(xué)晶體，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)沿著上述第一基本晶格矢量方向入射光到所述復(fù)合光學(xué)晶體，在上述輸入側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的光學(xué)晶體上、接受沿著上述第一基本晶格矢量方向出射的光第一輸出側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)器件，其特征在于設(shè)置在上述各光學(xué)晶體上的上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)接受在上述各光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的上述固有波長(zhǎng)的光。
18.根據(jù)權(quán)利要求12或16所述的光學(xué)器件，其特征在于上述各光學(xué)晶體各自的晶格常數(shù)為每個(gè)上述光學(xué)晶體的上述固有的波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的大小。
19.根據(jù)權(quán)利要求16述的光學(xué)器件，其特征在于上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述各光學(xué)晶體的側(cè)面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的光學(xué)器件，其特征在于只是連接在位于上述復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的光學(xué)晶體上的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)被設(shè)置在上述光學(xué)晶體的端面上。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)器件，其特征在于上述光學(xué)晶體的端面在每個(gè)上述光學(xué)晶體中依次變小，上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在上述端面上。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的光學(xué)器件，其特征在于至少最初一級(jí)的光學(xué)晶體以外的光學(xué)晶體在縱向排列連接的入射側(cè)的端面的一部分上備有相對(duì)于上述端面有一定的角度的反射鏡，在接受從前一級(jí)的光學(xué)晶體出射的上述固有波長(zhǎng)的光在上述反射鏡上反射的反射光的位置上有上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)。
23.一種光學(xué)器件，其特征在于備有使第一光學(xué)晶體及第二光學(xué)晶體接合的多個(gè)第一復(fù)合光學(xué)晶體的各界面在同一平面上、縱向排列接合構(gòu)成的第二復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述第二復(fù)合光學(xué)晶體中的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述第二復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第二復(fù)合光學(xué)晶體被第一包層和第二包層夾在中間。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一包層或上述第二包層中的至少某一者的折射率為1。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)器件，其特征在于有對(duì)作為光導(dǎo)纖維的上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)進(jìn)行定位的槽。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的光學(xué)器件，其特征在于上述槽與上述第二復(fù)合光學(xué)晶體直接或間接地一體化。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)器件，其特征在于用氣密外殼將上述第二復(fù)合光學(xué)晶體全部覆蓋，上述氣密外殼內(nèi)填充氣體或抽成真空。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，平行于上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體接合的界面，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體的晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，輸出側(cè)光波導(dǎo)設(shè)置在位于上述第二復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的第一復(fù)合光學(xué)晶體的端面上。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)器件，其特征在于設(shè)定上述各第一復(fù)合光學(xué)晶體的長(zhǎng)度，以便在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光從上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體的端面出射。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的光學(xué)器件，其特征在于設(shè)定上述各第一復(fù)合光學(xué)晶體的長(zhǎng)度，以便在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)的各自固有波長(zhǎng)的光在上述各光學(xué)晶體端相交。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，平行于上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體接合的界面，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體的晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，上述輸出側(cè)光波導(dǎo)中有設(shè)置在位于上述第二復(fù)合光學(xué)晶體的最后一級(jí)中的第一光學(xué)晶體上、接受沿著上述第一基本晶格矢量方向出射的光第一輸出側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述各第一光學(xué)晶體上、在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光的第二輸出側(cè)光波導(dǎo)。
33.根據(jù)權(quán)利要求12、16、29、32中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一物質(zhì)的折射率和上述柱狀物質(zhì)的折射率的差為1.0以上。
34.根據(jù)權(quán)利要求12、16、29、32中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一物質(zhì)是聚合物材料、上述柱狀物質(zhì)是氣體。
35.根據(jù)權(quán)利要求29或32所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的晶格常數(shù)為上述固有波長(zhǎng)的0.4～0.6倍的大小。
36.根據(jù)權(quán)利要求12、16、29、32中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于上述柱狀物質(zhì)的斷面形狀呈半徑為上述各固有波長(zhǎng)的0.08～0.3倍的圓。
37.一種光學(xué)器件，其特征在于備有設(shè)置在入射端面上的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、以及設(shè)置在出射端面上的第一輸出側(cè)光波導(dǎo)及DROP用光波導(dǎo)的第一光學(xué)晶體；有設(shè)置在入射端面上的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)及ADD用光波導(dǎo)；以及設(shè)置在出射端面上的有第二輸出側(cè)光波導(dǎo)的第二光學(xué)晶體，上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)和上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)連接、或者上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)連接，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，入射到上述DROP用光波導(dǎo)中的光是在上述第一光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)的固有波長(zhǎng)的光，從上述ADD用光波導(dǎo)入射到上述第二光學(xué)晶體中的光是在上述第二光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)的固有波長(zhǎng)的光。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的光學(xué)器件，其特征在于在上述第一光學(xué)晶體中偏轉(zhuǎn)后入射到上述DROP用光波導(dǎo)中的光被加工后入射到上述ADD用光波導(dǎo)中。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第一輸出側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸出側(cè)光波導(dǎo)、上述ADD用光波導(dǎo)及上述DROP用光波導(dǎo)是光導(dǎo)纖維。
40.一種光學(xué)器件，其特征在于備有波導(dǎo)部分被夾在第一光學(xué)晶體和第二光學(xué)晶體之間構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體；設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上的輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的另一端面上的三條輸出側(cè)光波導(dǎo)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸的方向與上述第一光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面及上述第二光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述波導(dǎo)部分對(duì)稱，上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸位于上述波導(dǎo)部分中，與一個(gè)輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸一致，另外的兩條輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸配置在相對(duì)于上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸對(duì)稱的位置。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的光學(xué)器件，其特征在于上述波導(dǎo)部分的寬度比上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的芯子直徑小。
42.一種光學(xué)器件，其特征在于備有波導(dǎo)部分被夾在第一光學(xué)晶體和第二光學(xué)晶體之間構(gòu)成的復(fù)合光學(xué)晶體；設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上的三條輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及設(shè)置在上述復(fù)合光學(xué)晶體的另一端面上的輸出側(cè)光波導(dǎo)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向、一條上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸的方向與上述第一光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面及上述第二光學(xué)晶體和上述波導(dǎo)部分的界面平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述波導(dǎo)部分對(duì)稱，上述一條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸位于上述波導(dǎo)部分中，與上述輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸一致，另外的兩條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸配置在相對(duì)于上述一條輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸對(duì)稱的位置。
43.根據(jù)權(quán)利要求1、23、40、42中的任意一項(xiàng)所述的光學(xué)器件，其特征在于上述輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)是光導(dǎo)纖維。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的光學(xué)器件，其特征在于上述波導(dǎo)部分的寬度比上述輸入側(cè)光波導(dǎo)的芯子直徑小。
45.一種光學(xué)器件，其特征在于備有第一光學(xué)晶體及第二光學(xué)晶體接合的復(fù)合光學(xué)晶體；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體的上述第一光學(xué)晶體中的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)；使光入射到上述復(fù)合光學(xué)晶體的上述第二光學(xué)晶體中的第二輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述復(fù)合光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述第一光學(xué)晶體及上述第二光學(xué)晶體的各基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度都是比60°大而比90°小的角度，上述第一光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量和上述第二光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向平行，所述第一光學(xué)晶體與所述第二光學(xué)晶體在接合的界面平行，上述第一光學(xué)晶體和上述第二光學(xué)晶體晶格結(jié)構(gòu)相對(duì)于上述界面對(duì)稱，在上述各第一光學(xué)晶體及上述各第二光學(xué)晶體內(nèi)偏轉(zhuǎn)后出射的各自固有波長(zhǎng)的光在上述復(fù)合光學(xué)晶體的端面上相交。
46.一種光學(xué)器件，其特征在于備有光學(xué)晶體；使光入射到上述光學(xué)晶體中的第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和第二輸入側(cè)光波導(dǎo)；以及接受從上述光學(xué)晶體出射的光的輸出側(cè)光波導(dǎo)，上述光學(xué)晶體都分別備有折射率不同的第一物質(zhì)和柱狀物質(zhì)，上述柱狀物質(zhì)具有多個(gè)上述柱狀物質(zhì)的軸平行地周期性地在上述第一物質(zhì)中排列的二維晶格結(jié)構(gòu)，上述光學(xué)晶體的基本晶格矢量之間的角度為90°以下者的角度是比60°大而比90°小的角度，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)沿著上述光學(xué)晶體的第一基本晶格矢量的方向入射光，上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)的光軸和上述輸出側(cè)光波導(dǎo)的光軸為同一光軸。
47.根據(jù)權(quán)利要求45或46所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)、上述第二輸入側(cè)光波導(dǎo)及上述輸出側(cè)光波導(dǎo)是光導(dǎo)纖維。
48.根據(jù)權(quán)利要求46所述的光學(xué)器件，其特征在于上述第一輸入側(cè)光波導(dǎo)和上述第二輸入側(cè)光導(dǎo)纖維的距離與上述光學(xué)晶體的長(zhǎng)度成正比。
49.一種光學(xué)晶體的制造方法，其特征在于在基板上形成的第一物質(zhì)上，在所希望的柱狀物質(zhì)的配置位置，照射單一離子，在上述第一物質(zhì)中形成了痕跡后，將上述基板及第一物質(zhì)浸漬在堿溶液中，對(duì)上述痕跡部分進(jìn)行腐蝕，形成柱狀穴。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的光學(xué)晶體的制造方法，其特征在于上述單一離子至少照射一個(gè)。
51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的光學(xué)晶體的制造方法，其特征在于上述單一離子的能量為1MeV以上。
52.根據(jù)權(quán)利要求49所述的光學(xué)晶體的制造方法，其特征在于將具有與上述第一物質(zhì)不同的折射率的物質(zhì)填充在上述柱狀穴中。
53.根據(jù)權(quán)利要求49所述的光學(xué)晶體的制造方法，其特征在于上述第一物質(zhì)作成聚合物材料，將氣體填充在上述柱狀穴中。
全文摘要
提供一種容易制造、能小型化的光學(xué)器件及光學(xué)晶體的制造方法。光學(xué)器件的特征在于備有通過周期性地配置折射率不同的多種物質(zhì)，而有周期性的折射率分布的多個(gè)光學(xué)晶體6c
文檔編號(hào)G02B6/30GK1409142SQ02142659
公開日2003年4月9日 申請(qǐng)日期2002年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月17日
發(fā)明者浜田英伸 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社