光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠?qū)馐恢眠M(jìn)行微調(diào)的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)（1）中，通過(guò)使用保持部件（80）使準(zhǔn)直器陣列（11）及光纖（50）的一端圍繞旋轉(zhuǎn)軸（A1）旋轉(zhuǎn)，從而變更準(zhǔn)直光（L1）相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)（12）的入射面（12s）的入射角度。在向擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)（12）射入的準(zhǔn)直光（L1）的入射角度已變更的情況下，從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)（12）射出的光（L2）的出射角度的變動(dòng)量不與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)（12）的擴(kuò)束率成正比（而是成反比）。因此，根據(jù)波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)（1），能夠通過(guò)保持部件（80）的旋轉(zhuǎn)而容易地對(duì)光（L3）相對(duì)于MEMS反射鏡（40）的各反射面的入射位置（光束位置）進(jìn)行微調(diào)。
【專利說(shuō)明】光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]在專利文獻(xiàn)I中記載有波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。專利文獻(xiàn)I所記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)具有:光纖陣列，其射入多波長(zhǎng)光；光柵，其對(duì)從光纖陣列射入的多波長(zhǎng)光進(jìn)行分光；負(fù)透鏡，其將由光柵分光后的光聚光至規(guī)定的位置；MEMS模塊，其具有對(duì)由負(fù)透鏡聚光的光進(jìn)行反射的MEMS反射鏡陣列；以及基座部，其用于安裝上述部件。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2007 - 178523號(hào)公報(bào)
[0004]在專利文獻(xiàn)I所記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，按照下述方式進(jìn)行MEMS模塊的位置調(diào)節(jié)。即，在專利文獻(xiàn)I所記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，在凸出設(shè)置在基座部上的一對(duì)銷之間配置MEMS模塊，并且，在MEMS模塊與銷之間配置規(guī)定厚度的板。而且，通過(guò)變更該板，進(jìn)行MEMS模塊的位置調(diào)節(jié)。如上所述，對(duì)于專利文獻(xiàn)I所記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，通過(guò)使用銷和板，實(shí)現(xiàn)MEMS模塊的位置調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)單化。
[0005]然而，根據(jù)專利文獻(xiàn)I記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)，雖然實(shí)現(xiàn)了 MEMS模塊的位置調(diào)節(jié)的簡(jiǎn)單化，但為了校正光束位置相對(duì)于MEMS反射鏡陣列的偏差，還必須對(duì)光纖陣列或光柵等其他光學(xué)部件的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。因此，對(duì)于專利文獻(xiàn)I所記載的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，不容易降低由于光束位置的偏差而引起的損耗。
[0006]另外，如上述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)所示，在將多波長(zhǎng)光按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分分光的光學(xué)裝置中，為了防止分光后的各波長(zhǎng)成分的光之間的串?dāng)_，優(yōu)選在光柵的前段設(shè)置用于對(duì)多波長(zhǎng)光的光束直徑進(jìn)行擴(kuò)大的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)。在如上所述設(shè)置有擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，為了減少如上所述的損耗，考慮例如調(diào)節(jié)擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)中的多波長(zhǎng)光的入射位置而對(duì)光束位置進(jìn)行校正。
[0007]然而，如果使多波長(zhǎng)光向擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射入的入射位置相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面平行移動(dòng)，則從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的多波長(zhǎng)光的出射位置的變動(dòng)量與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)束率成正比地增大。因此，利用上述方法難以對(duì)光束位置進(jìn)行微調(diào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的在于提供一種能夠?qū)馐恢眠M(jìn)行微調(diào)的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。
[0009]本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種光學(xué)單元。該光學(xué)單元具有:準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，其與光纖的一端連接，對(duì)來(lái)自光纖的光進(jìn)行準(zhǔn)直化后射出準(zhǔn)直光；擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，其從入射面射入從準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)射出的準(zhǔn)直光，并且將光束直徑擴(kuò)大后射出；光學(xué)基板，其在主面上搭載準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)及擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)使光纖的一端及準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)圍繞沿與光學(xué)基板的主面垂直的第I方向的第I旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而變更準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。[0010]在該光學(xué)單元中，通過(guò)利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等圍繞其旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而變更準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。這樣，在光向擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射入的入射角度已變更的情況下，從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的出射角度的變動(dòng)量不與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)束率成正比(例如與擴(kuò)束率成反比)。因此，通過(guò)該光學(xué)單元，能夠?qū)馐恢眠M(jìn)行微調(diào)。
[0011]在本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)單元中，能夠?qū)U(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)形成為沿與光學(xué)基板的主面平行的第2方向?qū)馐睆竭M(jìn)行擴(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)。在該情況下，由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的第I旋轉(zhuǎn)軸與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)中的光束的擴(kuò)束方向正交，因此，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等旋轉(zhuǎn)的方向限制為擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)中的光束的擴(kuò)束方向。
[0012]在本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)單元中，能夠?qū)?zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)形成為與沿第I方向排列的多根光纖各自的一端連接的準(zhǔn)直器陣列。在該情況下，能夠使多根光纖的一端與準(zhǔn)直器陣列一起圍繞第I旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，能夠適用于例如將來(lái)自某根光纖的光返回至其他光纖這樣的光學(xué)裝置中。
[0013]在本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)單元中，能夠使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)具有來(lái)自光纖的光的入射部及出射部，第I旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出射部相比位于準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的入射部側(cè)。在該情況下，以比準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的入射部更近的位置為中心使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等旋轉(zhuǎn)。因此，能夠通過(guò)準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等的旋轉(zhuǎn)，使準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射位置適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)。由此，例如即使在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)束倍率較大的情況下，也能夠充分地確保從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的到達(dá)位置的變動(dòng)量。其結(jié)果，能夠有效地調(diào)節(jié)從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的到達(dá)位置。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)單元中，能夠使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)具有來(lái)自光纖的光的入射部及出射部，第I旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的入射部相比位于準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出射部側(cè)。在該情況下，以比準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出射部更近的位置為中心使準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等旋轉(zhuǎn)。因此，能夠減小在準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)等旋轉(zhuǎn)時(shí)準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射位置的變動(dòng)。
[0015]本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)單元，可以還具有光軸調(diào)節(jié)單元，該光軸調(diào)節(jié)單元對(duì)從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。在該情況下，能夠?qū)臄U(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的出射角度的變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。
[0016]在此，本發(fā)明的其它方式涉及一種波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。該波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)具有:準(zhǔn)直器陣列，其與包含輸入端口和輸出端口的多根光纖的一端連接，對(duì)來(lái)自輸入端口的多波長(zhǎng)光進(jìn)行準(zhǔn)直化后射出準(zhǔn)直光；擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，其從入射面射入從準(zhǔn)直器陣列射出的準(zhǔn)直光，并將光束直徑擴(kuò)大后射出；分光元件，其將從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分分光后射出；光學(xué)基板，其在主面上搭載準(zhǔn)直器陣列、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)及分光元件；光學(xué)引擎，其具有多個(gè)反射面，這些反射面用于將從分光元件射出的光按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分而向不同的輸出端口反射；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)使多根光纖的一端及準(zhǔn)直器陣列圍繞沿與光學(xué)基板的主面垂直的第I方向的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而變更準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。
[0017]在該波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，通過(guò)利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，使準(zhǔn)直器陣列系統(tǒng)等圍繞其旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，從而變更準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。如上所述，在光向擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射入的入射角度已變更的情況下，從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的出射角度的變動(dòng)量不與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)束率成正比。因此，通過(guò)該波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，能夠?qū)馐恢?例如，光射入光學(xué)引擎的各反射面的入射位置)進(jìn)行微調(diào)，因此容易降低損耗。
[0018]在本發(fā)明的其它方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，可以使多根光纖沿著第I方向排列，擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)是沿與光學(xué)基板的主面平行的第2方向?qū)⒐馐睆綌U(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)，分光兀件在第2方向上對(duì)從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光進(jìn)行分光。在該情況下，由于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中的第I旋轉(zhuǎn)軸與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)中的光束的擴(kuò)束方向正交，因此，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使準(zhǔn)直器陣列等旋轉(zhuǎn)的方向限制為擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)中的光束的擴(kuò)束方向。另外，由于光束的擴(kuò)束方向與分光方向一致，因此，能夠可靠地抑制分光后的光之間的串?dāng)_。
[0019]在本發(fā)明的其它方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，可以使準(zhǔn)直器陣列具有來(lái)自輸入端口的多波長(zhǎng)光的入射部及出射部，第I旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)直器陣列的出射部相比位于準(zhǔn)直器陣列的入射部側(cè)。在該情況下，以比準(zhǔn)直器陣列的入射部更近的位置為中心使準(zhǔn)直器陣列等旋轉(zhuǎn)。因此，能夠通過(guò)準(zhǔn)直器陣列等的旋轉(zhuǎn)，使準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射位置適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)。由此，例如即使在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的擴(kuò)束倍率較大的情況下，也能夠充分地確保從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的到達(dá)位置的變動(dòng)量。其結(jié)果，能夠有效地進(jìn)行從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的到達(dá)位置的調(diào)節(jié)。
[0020]在本發(fā)明的其它方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)中，可以使準(zhǔn)直器陣列具有來(lái)自輸入端口的多波長(zhǎng)光的入射部及出射部，第I旋轉(zhuǎn)軸與準(zhǔn)直器陣列的入射部相比位于準(zhǔn)直器陣列的出射部側(cè)。在該情況下，以比準(zhǔn)直器陣列的出射部更近的位置使準(zhǔn)直器陣列等旋轉(zhuǎn)。因此，能夠減小在準(zhǔn)直器陣列等旋轉(zhuǎn)時(shí)準(zhǔn)直光相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射位置的變動(dòng)量。
[0021]本發(fā)明的其它方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)可以還具有光軸調(diào)節(jié)單元，該光軸調(diào)節(jié)單元通過(guò)使分光元件圍繞沿第I旋轉(zhuǎn)軸的第2旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)從分光元件射出的光的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外 ，本發(fā)明所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)可以還具有控制單元，該控制單元通過(guò)以變更光學(xué)引擎的反射面的角度的方式控制光學(xué)引擎，從而調(diào)節(jié)由反射面反射的光的方向。在這些情況下，通過(guò)對(duì)從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的出射角度的變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，從而能夠進(jìn)一步降低損耗。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種可對(duì)光束位置進(jìn)行微調(diào)的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。
[0025]圖2是用于說(shuō)明圖1所示的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的動(dòng)作的示意圖。
[0026]圖3是表示通常的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子的結(jié)構(gòu)的俯視圖。
[0027]圖4是圖1所示的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的要部放大俯視圖。
[0028]圖5是表示圖4所示的保持部件的變形例的俯視圖。
[0029]圖6是表示由LCOS構(gòu)成的相位調(diào)制元件的一個(gè)例子的剖視圖。
[0030]標(biāo)號(hào)的說(shuō)明
[0031]I…波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，10…光學(xué)基板，10f...表面(主面)，11…準(zhǔn)直器陣列(準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng))，Ila…入射部，lib...出射部，13…衍射光柵(分光元件)，16…擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，16s…入射面，17...相位調(diào)制元件(光學(xué)引擎)，21…驅(qū)動(dòng)電路(控制單元)，40…MEMS反射鏡(光學(xué)引擎)，50…光纖，80...保持部件(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))，90…光軸調(diào)節(jié)單元，AL...旋轉(zhuǎn)軸(第I旋轉(zhuǎn)軸)，A2…旋轉(zhuǎn)軸(第2旋轉(zhuǎn)軸)，LI…準(zhǔn)直光，L2、L3...光。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面，參照附圖，對(duì)本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。此外，在以下的附圖中，對(duì)于相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)注相同的標(biāo)號(hào)并省略重復(fù)說(shuō)明。另外，以下附圖中的尺寸比例有時(shí)與實(shí)際的尺寸比例不同。 [0033]圖1是表示本實(shí)施方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)的示意剖視圖。圖2是用于說(shuō)明圖1所示的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的動(dòng)作的示意圖。圖1所示的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I包含本實(shí)施方式所涉及的光學(xué)單元的一個(gè)實(shí)施方式，因此，下面主要對(duì)該波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所不，波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I具有光學(xué)基板10、電氣基板20、MEMS (Micro Electro MechanicalSystem)反射鏡(光學(xué)引擎)40、多根光纖50。此外,在光學(xué)基板10上設(shè)有開(kāi)口 IOh,在該開(kāi)口 IOh的正上方配置有折回反射鏡15。在光學(xué)基板10的表面(主面)IOf上搭載有用于實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I的功能的各種光學(xué)部件。
[0034]參照?qǐng)D2對(duì)波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。如圖2所示，在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，首先，從輸入端口(光纖50)輸入多波長(zhǎng)光LI。從輸入端口輸入的多波長(zhǎng)光LI穿過(guò)例如由多個(gè)棱鏡12構(gòu)成的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16，使其光束直徑擴(kuò)大。光束直徑的擴(kuò)束率例如為12倍至15倍左右。光束直徑被擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16擴(kuò)大后的多波長(zhǎng)光L2射入衍射光柵13。射入至衍射光柵13的多波長(zhǎng)光L2按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分分散而從衍射光柵13射出。穿過(guò)衍射光柵13的各波長(zhǎng)成分的光L3在通過(guò)未圖示的折回反射鏡等對(duì)光路進(jìn)行調(diào)節(jié)后，引導(dǎo)至MEMS反射鏡40的反射面。
[0035]射入至MEMS反射鏡40的反射面的各波長(zhǎng)成分的光L3按波長(zhǎng)成分的不同而向不同的方向反射，沿著上述路徑返回，并且從彼此不同的輸出端口(光纖50)輸出。即，各波長(zhǎng)成分的光L3射入至MEMS反射鏡40，并且由MEMS反射鏡40按波長(zhǎng)成分的不同而向不同的輸出端口射出。此外，在圖2中，以來(lái)自衍射光柵13的各波長(zhǎng)成分的光L3中的規(guī)定的波長(zhǎng)成分的光為代表進(jìn)行不出。由此，MEMS反射鏡40具有與各波長(zhǎng)成分的光L3分別對(duì)應(yīng)而設(shè)置的多個(gè)反射面，MEMS反射鏡40能夠各自獨(dú)立地切換光路。另外，MEMS反射鏡40與搭載在電氣基板20上的驅(qū)動(dòng)電路21電氣連接而得到驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)電路21的動(dòng)作通過(guò)來(lái)自電氣連接的控制部22的控制信號(hào)進(jìn)行控制。
[0036]接下來(lái)，參照?qǐng)D1、4對(duì)波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于搭載在光學(xué)基板10的表面IOf上的光學(xué)部件，在從光纖50射出而朝向MEMS反射鏡40的光的光路上，依次排列有準(zhǔn)直器陣列(準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng))11、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)(例如多個(gè)棱鏡12)16、衍射光柵(分光兀件)13、聚光透鏡14及折回反射鏡15。
[0037]準(zhǔn)直器陣列11與多根光纖50的一端連接,將來(lái)自作為輸入端口的光纖50的多波長(zhǎng)光準(zhǔn)直化后射出準(zhǔn)直光LI。另外，準(zhǔn)直器陣列11具有來(lái)自作為輸入端口的光纖50的多波長(zhǎng)光的入射部Ila和出射部lib。從準(zhǔn)直器陣列11射出的準(zhǔn)直光LI射入擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s,并且擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16將光束直徑擴(kuò)大后射出。擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16是沿著與光學(xué)基板10的表面IOf平行的方向(第2方向)將光束直徑擴(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)，例如由多個(gè)棱鏡12組合而成。衍射光柵13將從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的光L2按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分分光后射出。衍射光柵13將射入的光L2在與光學(xué)基板10的表面IOf平行的方向(第2方向)上進(jìn)行分光。MEMS反射鏡40具有多個(gè)反射面，它們用于按照規(guī)定的各波長(zhǎng)成分，將從衍射光柵13射出的各波長(zhǎng)成分的光L3朝向不同的輸出端口反射。
[0038]在此，參照?qǐng)D3，對(duì)通常的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。圖3所示的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)S是由一對(duì)棱鏡P1、P2構(gòu)成的變形光學(xué)系統(tǒng)，其擴(kuò)束率(變形比)是B/A。在上述的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)S中，如果使光相對(duì)于其入射面(棱鏡Pl的入射面)Sa的入射位置在入射角度保持恒定的狀態(tài)下移動(dòng)Λ Vl (即，如果進(jìn)行平行移動(dòng))，則其出射面(棱鏡Ρ2的出射面)Sb上的光的出射位置的變動(dòng)量Λ V2與擴(kuò)束率Β/Α成正比地增大。
[0039]在具有與上述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)S相當(dāng)?shù)臄U(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，如果準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射位置進(jìn)行平行移動(dòng),則同樣地,從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的出射位置與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的擴(kuò)束率成正比地增大。因此，在上述方法中，難以對(duì)光L3相對(duì)于MEMS反射鏡40的各反射面的入射位置(光束位置)進(jìn)行微調(diào)。鑒于上述情況，本實(shí)施方式所涉及的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I具有能夠容易地對(duì)光束位置進(jìn)行微調(diào)的結(jié)構(gòu)。
[0040]S卩，如圖4所示，波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I還具有保持部件(旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu))80，該保持部件80用于保持準(zhǔn)直器陣列11。準(zhǔn)直器陣列11經(jīng)由保持部件80搭載在光學(xué)基板10的表面IOf上。保持部件80構(gòu)成為可圍繞沿著與光學(xué)基板10的表面IOf垂直的方向(與紙面垂直的方向:第I方向)的旋轉(zhuǎn)軸(第I旋轉(zhuǎn)軸)Al旋轉(zhuǎn)。即，保持部件80以可繞旋轉(zhuǎn)軸Al (S卩，在與光學(xué)基板10的表面IOf平行的面內(nèi))旋轉(zhuǎn)的方式保持準(zhǔn)直器陣列11及光纖50的一端。
[0041]在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，通過(guò)使用上述保持部件80，使準(zhǔn)直器陣列11及光纖50的一端繞旋轉(zhuǎn)軸Al旋轉(zhuǎn)，從而能夠變更準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射角度。在準(zhǔn)直光LI向擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射入的入射角度已變更的情況下，從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)12射出的光L2的出射角度的變動(dòng)量不與擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的擴(kuò)束率成正比(成反比)。因此，根據(jù)該波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)1，能夠通過(guò)保持部件80的旋轉(zhuǎn)容易地對(duì)光束位置進(jìn)行微調(diào)，進(jìn)而容易地減少損耗。
[0042]特別地，在本實(shí)施方式中，保持部件80的旋轉(zhuǎn)軸Al與準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila相比配置在出射部Iib側(cè)。因此，準(zhǔn)直器陣列11以比該出射部Ilb更近的位置為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。即，準(zhǔn)直器陣列11的出射部Ilb的位置在準(zhǔn)直器陣列11旋轉(zhuǎn)時(shí)幾乎不發(fā)生變化。因此，在準(zhǔn)直器陣列11旋轉(zhuǎn)時(shí)，能夠減小準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射位置的變動(dòng)量。
[0043]另外，在本實(shí)施方式中，擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16是沿著與光學(xué)基板10的表面IOf平行的方向(與紙面平行的方向:第2方向)將光束直徑擴(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)，保持部件80的旋轉(zhuǎn)軸Al與光學(xué)基板10的表面IOf垂直，因此，能夠?qū)?zhǔn)直器陣列11等的旋轉(zhuǎn)方向限制為擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的擴(kuò)束方向。
[0044]此外，波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I還具有光軸調(diào)節(jié)單元90，該光軸調(diào)節(jié)單元90通過(guò)使衍射光柵13分別圍繞沿旋轉(zhuǎn)軸Al的旋轉(zhuǎn)軸A2旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)分別從衍射光柵13射出的光L3的光軸方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。[0045]另外，在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，驅(qū)動(dòng)電路21作為控制單元起作用，其通過(guò)以變更MEMS反射鏡40的各反射面的角度的方式控制MEMS反射鏡40，從而調(diào)節(jié)由MEMS反射鏡40的反射面反射的光的光軸方向。如上所述，在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，通過(guò)在衍射光柵13和MEMS反射鏡40中調(diào)節(jié)光軸的方向，從而對(duì)從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的光的出射角度的變動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，能夠進(jìn)一步降低損耗。
[0046]以上的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所涉及的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。因此，本發(fā)明所涉及的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)并不限定于上述實(shí)施方式。本發(fā)明所涉及的光學(xué)單元及波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)在不變更各權(quán)利要求的主旨的范圍內(nèi)，能夠任意地對(duì)上述內(nèi)容進(jìn)行變更。
[0047]例如，在上述的實(shí)施方式中，保持部件80的旋轉(zhuǎn)軸Al與準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila相比位于準(zhǔn)直器陣列11的出射部Ilb側(cè)。然而，如圖5所示，保持部件80的旋轉(zhuǎn)軸Al也可以與準(zhǔn)直器陣列11的出射部Ilb相比位于準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila側(cè)。在該情況下，以比準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila更近的位置為中心使準(zhǔn)直器陣列11等旋轉(zhuǎn)。因此，能夠通過(guò)準(zhǔn)直器陣列11等的旋轉(zhuǎn)，使準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射位置適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)。
[0048]在此，在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16中的光束直徑的擴(kuò)束倍率較大，例如為20倍至40倍左右的情況下，如果準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射位置的變動(dòng)量較小，則從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的光L2的到達(dá)位置的變動(dòng)量也可能變得更小。在上述情況下，如上述所示，如果通過(guò)以比準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila更近的位置為中心使準(zhǔn)直器陣列11等旋轉(zhuǎn)，從而使準(zhǔn)直光LI相對(duì)于擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16的入射面16s的入射位置適當(dāng)?shù)刈儎?dòng)，則能夠充分地確保從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的光L2的到達(dá)位置的變動(dòng)量。其結(jié)果，即使在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16中的光束直徑的擴(kuò)束倍率較大的情況下，也能夠有效地對(duì)光L2的到達(dá)位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0049]另外，在上述的實(shí)施方式中，作為在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中使用的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)例子，例示出由多個(gè)棱鏡構(gòu)成的變形光學(xué)系統(tǒng)，但在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中使用的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)并不限定于此，例如可以是使用變形透鏡的變形光學(xué)系統(tǒng)。
[0050]另外，在上述實(shí)施方式中，光軸調(diào)節(jié)單元90用于使衍射光柵13旋轉(zhuǎn)，但在采用使用有多個(gè)衍射光柵的光學(xué)系統(tǒng)的情況下，可以形成為僅使多個(gè)衍射光柵中的某一個(gè)旋轉(zhuǎn)，也可以在全部的衍射光柵上設(shè)置光軸調(diào)節(jié)單元。
[0051]另外，在上述波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，MEMS反射鏡40搭載在電氣基板20上，但MEMS反射鏡40的搭載方式并不限定于此。S卩，MEMS反射鏡40也可以搭載在光學(xué)基板10上，或搭載在光學(xué)基板10及電氣基板20之外的其他部件上。
[0052]并且，光學(xué)引擎并不限定于MEMS反射鏡40，也能夠形成為例如由透過(guò)型液晶元件和雙折射晶體構(gòu)成的兀件、LCOS (Liquid Crystal on Silicon)、和 DLP (Digital LightProcessing)等任意的光偏轉(zhuǎn)元件。
[0053]例如，在波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)I中，能夠取代MEMS反射鏡40而采用圖6所示的相位調(diào)制元件17。圖6是表示由LCOS構(gòu)成的相位調(diào)制元件的一個(gè)例子的剖視圖。如圖6所示,相位調(diào)制元件17具有硅基板171和設(shè)置在硅基板171的主面上的多個(gè)像素電極172。多個(gè)像素電極172沿硅基板171的主面排列成二維狀。另外，在硅基板171的主面上依次配置有液晶層173、透明電極174及保護(hù)玻璃175。
[0054]并且，根據(jù)形成在透明電極174和多個(gè)像素電極172之間的電場(chǎng)的大小，對(duì)入射至液晶層173的各波長(zhǎng)成分的光L3的相位進(jìn)行調(diào)制。由于針對(duì)各像素電極172形成不同大小的電場(chǎng)，因此該相位調(diào)制量的大小隨著各像素的不同而不同。此外，相位調(diào)制元件17的調(diào)制面17a主要由多個(gè)像素電極172、液晶層173及透明電極174構(gòu)成。另外，在圖6中，將在調(diào)制面17a上呈現(xiàn)出衍射光柵狀的相位調(diào)制圖案時(shí)的各像素的相位調(diào)制量作為圖形Gll而概念性地示出。
[0055]在調(diào)制面17a上，相位調(diào)制量從O (rad)至2 π (rad)階段性地增加，如果到達(dá)2 n (rad),則再次返回O (rad),相位調(diào)制量從O (rad)至2 π (rad)階段性地增加。利用上述相位調(diào)制圖案，實(shí)質(zhì)上實(shí)現(xiàn)了以階梯狀單調(diào)增加的衍射光柵狀的相位調(diào)制圖案。并且，如果各波長(zhǎng)成分的光L3入射至呈現(xiàn)出上述相位調(diào)制圖案的調(diào)制面17a，則各波長(zhǎng)成分的光L3以與衍射光柵的周期相對(duì)應(yīng)的出射角Θ進(jìn)行反射。S卩，相位調(diào)制元件17是由LCOS構(gòu)成的、具有多個(gè)反射面(例如調(diào)制面17a中的各像素)的光學(xué)引擎，其中，多個(gè)反射面用于將從衍射光柵13射出的光L3按照規(guī)定的各波長(zhǎng)成分朝向不同的輸出端口反射。
[0056]在使用上述相位調(diào)制元件17進(jìn)行用于使輸入光(各波長(zhǎng)成分的光L3)與期望的輸出端口耦合的偏轉(zhuǎn)控制的情況下，優(yōu)選使用在調(diào)制面17a處沿開(kāi)關(guān)方向(例如輸入/輸出端口的排列方向)擴(kuò)束后的光束。這是由于以階梯狀單調(diào)增加的衍射光柵狀的相位調(diào)制圖案在調(diào)制面17a中沿開(kāi)關(guān)方向形成，因此，通過(guò)增加在光束(各波長(zhǎng)成分的光L3)內(nèi)包含的像素?cái)?shù)量，能夠利用更精細(xì)的衍射光柵狀的相位調(diào)制圖案進(jìn)行光束的相位調(diào)制。
[0057]例如，有時(shí)在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16和相位調(diào)制元件17之間配置聚光元件，并且將利用該聚光兀件使開(kāi)關(guān)方向上的光束直徑和與開(kāi)關(guān)方向垂直的方向上的光束直徑變換后的光束(即，寬高(aspect)比變換后的光束)入射至調(diào)制面17a。在該情況下，由于在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16和相位調(diào)制元件之間插入有該聚光元件，因此，如果在擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16中在與開(kāi)關(guān)方向垂直的方向上擴(kuò)束，則在調(diào)制面17a上形成沿開(kāi)關(guān)方向擴(kuò)束的光束。在利用上述相位調(diào)制元件17進(jìn)行的偏轉(zhuǎn)控制中優(yōu)選的擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16中的擴(kuò)束倍率較大，是例如20倍至40倍左右。
[0058]因此，在上述情況下，如上所述，如果以比準(zhǔn)直器陣列11的入射部Ila更近的位置為中心使準(zhǔn)直器陣列11等旋轉(zhuǎn)，則能夠充分地確保從擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)16射出的光束的到達(dá)位置的變動(dòng)量，能夠有效地進(jìn)行光束的到達(dá)位置的調(diào)節(jié)。另一方面，如果以比準(zhǔn)直器陣列11的出射部Ilb更近的位置為中心使準(zhǔn)直器陣列11等旋轉(zhuǎn)，則能夠精密地進(jìn)行光束的到達(dá)位置的調(diào)節(jié)。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)單元，其中，具有: 準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)，其與光纖的一端連接，將來(lái)自所述光纖的光進(jìn)行準(zhǔn)直化后射出準(zhǔn)直光; 擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，其從入射面射入從所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)射出的所述準(zhǔn)直光，并且將光束直徑擴(kuò)大后射出； 光學(xué)基板，其在主面上搭載所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)和所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)使所述光纖的所述一端及所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)圍繞沿與所述光學(xué)基板的所述主面垂直的第I方向的第I旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而變更所述準(zhǔn)直光相對(duì)于所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)單元，其中， 所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)是沿與所述光學(xué)基板的所述主面平行的第2方向?qū)馐睆竭M(jìn)行擴(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)單元，其中， 所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)是與沿所述第I方向排列的多根光纖各自的一端連接的準(zhǔn)直器陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其中， 所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)具有來(lái)自所述光纖的光的入射部及出射部， 所述第I旋轉(zhuǎn)軸與所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出射部相比位于所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的入射部側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其中， 所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)具有來(lái)自所述光纖的光的入射部及出射部， 所述第I旋轉(zhuǎn)軸與所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的入射部相比位于所述準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的出射部側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的光學(xué)單元，其中， 還具有光軸調(diào)節(jié)單元，該光軸調(diào)節(jié)單元對(duì)從所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
7.—種波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān),其中，具有: 準(zhǔn)直器陣列，其與包含輸入端口和輸出端口的多根光纖的一端連接，將來(lái)自所述輸入端口的多波長(zhǎng)光進(jìn)行準(zhǔn)直化后射出準(zhǔn)直光； 擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)，其從入射面射入從所述準(zhǔn)直器陣列射出的所述準(zhǔn)直光，并且將光束直徑擴(kuò)大后射出； 分光元件，其將從所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光按照每種規(guī)定的波長(zhǎng)成分分光后射出； 光學(xué)基板，其在主面上搭載所述準(zhǔn)直器陣列、所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)及所述分光元件； 光學(xué)引擎，其具有多個(gè)反射面，這些反射面用于使從所述分光元件射出的光按照每種所述規(guī)定的波長(zhǎng)成分而向不同的所述輸出端口反射；以及 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其用于通過(guò)使所述多根光纖的所述一端及所述準(zhǔn)直器陣列圍繞沿與所述光學(xué)基板的主面垂直的第I方向的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而變更所述準(zhǔn)直光相對(duì)于所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)的入射面的入射角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，其中，所述多根光纖沿著所述第I方向排列， 所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)是沿與所述光學(xué)基板的所述主面平行的第2方向?qū)馐睆竭M(jìn)行擴(kuò)大的變形光學(xué)系統(tǒng)， 所述分光元件在所述第2方向上對(duì)從所述擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)射出的光進(jìn)行分光。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，其中， 所述準(zhǔn)直器陣列具有來(lái)自所述輸入端口的所述多波長(zhǎng)光的入射部及出射部， 所述第I旋轉(zhuǎn)軸與所述準(zhǔn)直器陣列的出射部相比位于所述準(zhǔn)直器陣列的入射部側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，其中， 所述準(zhǔn)直器陣列具有來(lái)自所述輸入端口的所述多波長(zhǎng)光的入射部及出射部， 所述第I旋轉(zhuǎn)軸與所述準(zhǔn)直器陣列的入射部相比位于所述準(zhǔn)直器陣列的出射部側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，其中， 還具有光軸調(diào)節(jié)單元，該光軸調(diào)節(jié)單元通過(guò)使所述分光元件圍繞沿所述第I旋轉(zhuǎn)軸的第2旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，從而對(duì)從所述分光元件射出的光的方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中任一項(xiàng)所述的波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)，其中， 還具有控制單元，該控制單元通過(guò)以變更所述光學(xué)引擎的所述反射面的角度的方式控制所述光學(xué)引擎，從而調(diào)節(jié)由所述反射面反射的光的方向。
【文檔編號(hào)】G02B6/35GK103543496SQ201310295656
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月13日
【發(fā)明者】吉川智, 鹽崎學(xué) 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社