(57)【要約】【課題】本発明の課題は、光導波路の中空部分に挿入した反射材を磁場発生手段で光導波路の長手方向に移動させて光路長を所望の値に設定することにある。【解決手段】本発明は、中空構造の光導波路４００の中空部分に、磁性を有する反射材５０１が長手方向に移動自在に挿入され、光導波路４００の外部に磁場を発生することが可能な磁場発生手段５０４が設置され、光導波路４００内の光路長を、反射材５０１を磁場発生手段５０４で光導波路４００の長手方向に移動することにより調整する中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空構造の光導波路の中空部分に、磁性を有する反射材が長手方向に移動自在に挿入され、前記光導波路の外部に磁場を発生することが可能な磁場発生手段が設置され、前記反射材は前記磁場発生手段が発生する磁場に引き寄せられることで、前記光導波路内での位置を定め、
前記光導波路の片端から前記光導波路内に入射された光が、前記反射材の端面において反射し、前記光導波路の片端より前記光導波路外に出射するまでの光路長を、前記反射材を前記磁場発生手段で前記光導波路の長手方向に移動することにより調整することを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法において、前記反射材は指定された光路長に合わせた位置に調整されることが可能であることを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法。
【請求項３】
中空構造の光導波路と、
前記光導波路の中空部分に、長手方向に移動自在に挿入された磁性を有する反射材と、
前記光導波路の外部に設置され、前記反射材が引き寄せられることで前記光導波路内での位置を定める磁場を発生することが可能な磁場発生手段と、
前記光導波路の片端から前記光導波路内に入射された光が、前記反射材の端面において反射し、前記光導波路の片端より前記光導波路外に出射するまでの光路長を、前記反射材を前記磁場発生手段で前記光導波路の長手方向に移動することにより調整する手段と
を具備することを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【請求項４】
請求項３に記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記光導波路として、中空コア構造の光ファイバを用いることを特徴とする中空構造の光導波路を用いた光路長調整装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記反射材として、微小磁性体または磁性流体を用いることを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記反射材として、反射材全体または反射材成分を光反射率の高い金属薄膜で覆った反射材を用いることを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれかに記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段の位置は固定であって、前記光導波路の巻き取り機構を用いて、前記光導波路自体が長手方向に移動することによって、前記光導波路の片端と前記反射材との間隔を制御可能に構成したことを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【請求項８】
請求項３乃至６のいずれかに記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段が前記光導波路の長手方向に移動することにより、前記反射材の位置を移動することを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれかに記載の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段は電磁石もしくは永久磁石が適用可能であり、かつ複数で構成することが可能であることを特徴とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信機構において、連続的な光路長調整が可能であり、従来の光路長調整方法と比べても光路長の調整幅を十分に長く確保することを可能とし、かつ反射材挿入挿引機構を不要とする中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な光路長調整方法としては、図８に示すように、光源６０１および受光部６０２と、２つの反射材（ミラーなど）を９０度の角度をつけて設定した反射部６０３および反射部６０３が取り付けられ光軸方向に移動可能なステージ６０４で構成され、光源６０１および受光部６０２と反射部６０３の凹面とは対向するよう設定され、ステージ６０４を光軸方向に移動させることで光路長調整を実施する方法が存在する。
【０００３】
また特許文献１で記載されるように、２つの反射材を並行に配列し、反射材全体を回転させることにより反射回数を調整し、光路長を調整する方法が提案されている。
【０００４】
いずれの方法においても、連続的な光路長調整は実現可能であるものの、光路長調整幅を大きくしようとすると、光路長調整系自体を大きくしなければならず、現実的な調整幅としてはあまり大きく設定できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１９３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記のような問題を解決するものであり、光導波路の中空部分に挿入した反射材を磁場発生手段で光導波路の長手方向に移動させて光路長を所望の値に設定することにより、長尺な反射材を用いることなく、小型な装置であっても大きな光路長調整幅を実現することができ、且つ連続的な光路長調整を行うことができる中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法は、中空構造の光導波路の中空部分に、磁性を有する反射材が長手方向に移動自在に挿入され、前記光導波路の外部に磁場を発生することが可能な磁場発生手段が設置され、前記反射材は前記磁場発生手段が発生する磁場に引き寄せられることで、前記光導波路内での位置を定め、前記光導波路の片端から前記光導波路内に入射された光が、前記反射材の端面において反射し、前記光導波路の片端より前記光導波路外に出射するまでの光路長を、前記反射材を前記磁場発生手段で前記光導波路の長手方向に移動することにより調整することを特徴とする。
【０００８】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整方法において、前記反射材は指定された光路長に合わせた位置に調整されることが可能であることを特徴とする。
【０００９】
また本発明の中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置は、中空構造の光導波路と、前記光導波路の中空部分に、長手方向に移動自在に挿入された磁性を有する反射材と、前記光導波路の外部に設置され、前記反射材が引き寄せられることで前記光導波路内での位置を定める磁場を発生することが可能な磁場発生手段と、前記光導波路の片端から前記光導波路内に入射された光が、前記反射材の端面において反射し、前記光導波路の片端より前記光導波路外に出射するまでの光路長を、前記反射材を前記磁場発生手段で前記光導波路の長手方向に移動することにより調整する手段とを具備することを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記光導波路として、中空コア構造の光ファイバを用いることを特徴とするものである。
【００１１】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記反射材として、微小磁性体または磁性流体を用いることを特徴とするものである。
【００１２】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記反射材として、反射材全体または反射材成分を光反射率の高い金属薄膜で覆った反射材を用いることを特徴とするものである。
【００１３】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段の位置は固定であって、前記光導波路の巻き取り機構を用いて、前記光導波路自体が長手方向に移動することによって、前記光導波路の片端と前記反射材との間隔を制御可能に構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段が前記光導波路の長手方向に移動することにより、前記反射材の位置を移動することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記中空光導波路における磁場を用いた光路長調整装置において、前記磁場発生手段は電磁石もしくは永久磁石が適用可能であり、かつ複数で構成することが可能であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、中空構造の光導波路内における反射材の位置を当該光導波路外部に設置した磁場発生手段によって制御することで、当該光導波路の片端より入射した光を前記光導波路内の任意の位置で反射させることにより、連続的な光路長調整を可能とする。さらに、本発明は、当該光導波路として、中空コア構造の光ファイバを用いることが可能であることから、従来方法と比べて十分に大きな光路長調整幅を確保可能であるとともに、調整幅に対する調整系の大きさを従来方法と比べて小さくすることが可能である。
【００１７】
さらに本発明では、反射位置に関わらず、反射材の量を一定とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。
【図５】本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第１の例を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第２の例を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第３の例を示す縦断面図である。
【図８】従来の光路長調整装置を示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。図１において、１００は光源、２００は受光器、３００は光サーキュレータ、３０１は入力ポート、３０２は出力ポート、３０３は入出力ポート、４００は光導波路であり、例えば中空コア構造を有する光ファイバ（例えばフォトニックバンドギャップファイバ）である。５０１は磁性を有する反射材であり、例えば微小磁性体または磁性流体であって、反射材全体または反射材成分を光反射率の高い金属薄膜で覆う場合を含む。５０２は制御端末であり、例えばパソコンである。５０３はモータ、５０４は磁場を発生することが可能な磁場発生手段であり、例えば強磁性体を用いた永久磁石または電磁石である。５０５はリール、５０６は巻き取り機構、５０７はモータ、５０８はリール、５０９は巻き取り機構である。
【００２０】
図１に示すように、中空構造の光導波路４００の片端を光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と接続し、光サーキュレータ３００の入力ポート３０１には光源１００を接続し、光サーキュレータ３００の出力ポート３０２には受光器２００を接続する構成をとる。光導波路４００の外部には磁場発生手段５０４が設置され、磁場発生手段５０４に対応した光導波路４００の中空部分には反射材５０１が長手方向（軸方向）に移動自在にして挿入される。モータ５０３，５０７は制御端末５０２に接続される。
【００２１】
光サーキュレータ３００の出力ポート３０２と磁場発生手段５０４の間には巻き取り機構５０６が設けられ、巻き取り機構５０６は光導波路４００が巻き付けられたリール５０５をモータ５０３で回転することにより、光サーキュレータ３００の出力ポート３０２と磁場発生手段５０４の間の光導波路４００の長さを調節することができる。磁場発生手段５０４の光サーキュレータ３００と反対側には巻き取り機構５０９が設けられ、巻き取り機構５０９は光導波路４００が巻き付けられたリール５０８をモータ５０７で回転することにより、光導波路４００の巻き取り及び送り出しを行う。
【００２２】
光源１００から射出された光は、光サーキュレータ３００を経由し、光導波路４００の片端から光導波路４００内に入射し、反射材５０１の端面において反射し、光導波路４００の片端より光導波路４００外に出射し、光サーキュレータ３００を経由して受光器２００に達する。
【００２３】
反射材５０１は、磁場発生手段５０４が発生する磁場に引き寄せられることによって磁場発生手段５０４の光導波路４００における位置に固定される。
【００２４】
図１の場合、磁場発生手段５０４自体はその位置が固定になっており、従って、反射材５０１自体の位置も固定となっている。光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と反射材５０１端面との距離、即ち光導波路４００内の光路長は、光導波路４００自体が長手方向に前後することによって実現される。具体的には、磁場発生手段５０４を挟むように、光導波路４００の両端に設置された２箇所の巻き取り機構５０６、５０９の動作によって、光導波路４００は自身の長手方向への前後移動が可能となる。
【００２５】
巻き取り機構５０６、５０９のモータ５０３、５０７の動作は制御端末５０２によって制御される。例えば、光導波路４００内の光路長を現在より延長する場合は、制御端末５０２は光サーキュレータ３００側の巻き取り機構５０６に巻き取り動作を開始させると同時に、反対側の巻き取り機構５０９に送り出し動作を開始させる。制御端末５０２は、光導波路４００の移動長が設定された光路長に達すると、巻き取り機構５０６、５０９の動作を停止する。
【００２６】
また例えば、光導波路４００内の光路長を現在より短縮する場合は、制御端末５０２は光サーキュレータ３００側の巻き取り機構５０６に送り出し動作を開始させると同時に、反対側の巻き取り機構５０９に巻き取り動作を開始させる。制御端末５０２は、光導波路４００の移動長が設定された光路長に達すると、巻き取り機構５０６および５０９の動作を停止する。
【００２７】
磁場発生手段５０４が電磁石である場合は、磁場発生手段５０４がスイッチ５１２を介して制御端末５０２に接続され、制御端末５０２はスイッチ５１２を制御し、磁場発生手段５０４への通電するしないを実施する。
【００２８】
すなわち、反射材５０１は磁場発生手段５０４が発生する磁場に引き寄せられることで、光導波路４００内での位置を定め、光導波路４００の片端から光導波路４００内に入射された光が、反射材５０１の端面において反射し、光導波路４００の片端より光導波路４００外に出射するまでの光路長を、反射材５０１を磁場発生手段５０４で光導波路４００の長手方向に移動することにより調整することができる。したがって、反射材５０１は指定された光路長に合わせた位置に調整されることが可能である。
【００２９】
図２は本発明の第２の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。図２において、磁場発生手段５０４は電磁石であり、複数の電磁石が光導波路４００の外部長手方向に沿うように配列されて設置される。各電磁石はそれぞれスイッチ５１２に接続され、スイッチ５１２は制御端末５０２に接続される。
【００３０】
中空構造の光導波路４００の片端を光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３に接続し、光サーキュレータ３００の入力ポート３０１には光源１００を接続し、光サーキュレータ３００の出力ポート３０２には受光器２００を接続する構成をとり、光源１００から射出された光は、光サーキュレータ３００を経由し、光導波路４００に入射し、反射材５０１端面において反射し、光サーキュレータ３００を経由して受光器２００に達する。
【００３１】
反射材５０１は、磁場発生手段５０４が発生する磁場によって磁場発生手段５０４の光導波路４００における位置に引き寄せられて固定される。
【００３２】
光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と反射材５０１端面との距離、即ち光導波路４００内の光路長は、反射材５０１が光導波路４００内の長手方向に移動することによって実現される。具体的には、スイッチ５１２によって通電する磁場発生手段５０４を、反射材５０１の現在位置から指定位置の磁場発生手段５０４に向かって次々と切り替えて通電することにより、反射材５０１は磁場発生手段５０４が発生する磁場によって引き寄せられ、光導波路４００内の長手方向への前後移動が可能となる。
【００３３】
通電すべき磁場発生手段５０４の特定は、制御端末５０２からの制御情報に基づいてスイッチ５１２が切り替える。
【００３４】
例えば、光導波路４００内の光路長を現在より延長する場合は、制御端末５０２はスイッチ５１２に反射材５０１の現在位置から、光路長延長方向に隣接する磁場発生手段５０４への通電を実施すると同時に先に通電していた磁場発生手段５０４への通電を切断し、この動作を繰り返し実施させる。制御端末５０２は反射材５０１の移動長が設定された光路長に達すると、スイッチ５１２の動作を停止する。
【００３５】
また例えば、光導波路４００内の光路長を現在より短縮する場合は、制御端末５０２はスイッチ５１２に反射材５０１の現在位置から、光路長短縮方向に隣接する磁場発生手段５０４への通電を実施すると同時に先に通電していた磁場発生手段５０４への通電を切断し、この動作を繰り返し実施させる。制御端末５０２は反射材５０１の移動長が設定された光路長に達すると、スイッチ５１２の動作を停止する。
【００３６】
図３は本発明の第３の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。図３において、磁場発生手段５０４は電磁石であり、複数の電磁石が円柱状の巻枠の外周にらせん状に所定間隔離して配列して設置されており、光導波路４００は磁場発生手段５０４の各電磁石に沿うようにらせん状に設置されている。磁場発生手段５０４の各電磁石はそれぞれスイッチ５１２に接続され、スイッチ５１２は制御端末５０２に接続される。
【００３７】
中空構造の光導波路４００の片端を光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と接続して以降の光サーキュレータ３００側の構成は図２と同じであり、光導波路４００内の光路長調整の方法も図２と同じである。
【００３８】
尚、磁場発生手段５０４および光導波路４００は、らせん状にかつ層状に配列することも可能である。
【００３９】
図４は本発明の第４の実施形態に係る光路長調整装置を示す構成説明図である。図４において、磁場発生手段５０４は光導波路４００の外部に長手方向に移動自在に設けられ、磁場発生手段５０４はステージ５１１に装着される。ステージ５１１はシャフト５１０に搭載されており、シャフト５１０は光導波路４００に平行に設置される。シャフト５１０の片端はモータ５０３と接続されており、モータ５０３はシャフト５１０を順回転および逆回転させることが可能である。シャフト５１０にはらせん状の溝が刻まれており、このらせん状の溝にステージ５１１の一部が噛み合わされて搭載される。ステージ５１１はシャフト５１０に刻まれた溝の回転方向に応じて、シャフト５１０の長手方向に沿って前後移動する。モータ５０３は制御端末５０２に接続される。
【００４０】
中空構造の光導波路４００の片端を光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と接続し、光サーキュレータ３００の入力ポート３０１には光源１００を接続し、光サーキュレータ３００の出力ポート３０２には受光器２００を接続する構成をとり、光源１００から射出された光は、光サーキュレータ３００を経由し、光導波路４００内に入射し、反射材５０１端面において反射し、光サーキュレータ３００を経由して受光器２００に達する。反射材５０１は、磁場発生手段５０４の発する磁場によって磁場発生手段５０４の光導波路４００における位置に固定される。
【００４１】
図４の場合、光サーキュレータ３００の入出力ポート３０３と反射材５０１端面との距離、即ち光導波路４００内の光路長は、磁場発生手段５０４が光導波路４００の長手方向に前後移動することによって実現される。
【００４２】
モータ５０３の動作は制御端末５０２によって制御される。例えば、光導波路４００内の光路長を現在より延長する場合は、制御端末５０２はモータ５０３にシャフト５１０をステージ５１１が光サーキュレータ３００から遠ざかる方向に回転させる。制御端末５０２は、光導波路４００の移動長が設定された光路長に達すると、モータ５０３の動作を停止する。
【００４３】
また例えば、光導波路４００内の光路長を現在より短縮する場合は、制御端末５０２はモータ５０３にシャフト５１０をステージ５１１が光サーキュレータ３００に近づく方向に回転させる。制御端末５０２は、光導波路４００の移動長が設定された光路長に達すると、モータ５０３の動作を停止する。
【００４４】
図５は本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第１の例を示す。すなわち、光導波路４００に対する磁場発生手段５０４の設置方法であり、磁場発生手段５０４は光導波路４００の外部上下位置にそれぞれ光導波路４００を挟むように設置される。Ｎ極、Ｓ極の配置は図５に記載の配置に限らない。
【００４５】
図６は本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第２の例を示す。すなわち、光導波路４００に対する磁場発生手段５０４の設置方法であり、磁場発生手段５０４は光導波路４００外部の上下位置及び左右側部位置にそれぞれ光導波路４００を挟むように設置される。Ｎ極、Ｓ極の配置は図６に記載の配置に限らない。
【００４６】
図７は本発明の実施形態に係る磁場発生手段の設置方法の第３の例を示す。すなわち、光導波路４００に対する磁場発生手段５０４の設置方法であり、磁場発生手段５０４は光導波路４００の外周を囲むように設置される。Ｎ極、Ｓ極の配置は図７に記載の配置に限らない。
【００４７】
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１００…光源、２００…受光器、３００…光サーキュレータ、３０１…入力ポート、３０２…出力ポート、３０３…入出力ポート、４００…光導波路、５０１…反射材、５０２…制御端末、５０３…モータ、５０４…磁場発生手段、５０５…リール、５０６…巻き取り機構、５０７…モータ、５０８…リール、５０９…巻き取り機構、５１０…シャフト、５１１…ステージ、５１２…スイッチ、６０１…光源、６０２…受光部、６０３…反射部、６０４…ステージ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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