JP6233189B2 - Beam scanning apparatus, optical wireless communication system, and beam scanning method - Google Patents

Beam scanning apparatus, optical wireless communication system, and beam scanning method Download PDF

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Description

この発明は、ビーム走査装置、光無線通信システムおよびビーム走査方法に関するものである。   The present invention relates to a beam scanning device, an optical wireless communication system, and a beam scanning method.

ビームを走査する技術は様々な用途に用いることができる。例えば、光無線通信や、レーザプリンタ、バーコードリーダ等である。   The technique of scanning the beam can be used for various applications. For example, optical wireless communication, laser printer, barcode reader, and the like.

従来、レーザビーム走査装置として、波長可変光源と、部分透過型エタロンを備え、該波長可変光源からのレーザビームを該部分透過型エタロンに入射させ、レーザビーム走査をするものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。   2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser beam scanning device, a laser beam scanning device that includes a wavelength tunable light source and a partially transmissive etalon and injects a laser beam from the tunable light source into the partially transmissive etalon is known ( For example, see Patent Documents 1 and 2).

特開２００９−１４５８３８号公報JP 2009-145838 A 特開２００６−３２３１７５号公報JP 2006-323175 A

しかしながら、特許文献１、２に開示されている従来のレーザビーム走査装置においては、副次的な回折光が発生して多峰性となり、その副次的な回折光はノイズ光となる。従って、レーザの光波長を変化させて出射角度を走査する場合、常にノイズ成分となる副次的な回折光が付きまとうことになるという問題点があった。例えば短距離の光無線通信においては、この副次的な回折光はノイズとなるため、単峰性の光を走査することが望まれる。   However, in the conventional laser beam scanning devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, secondary diffracted light is generated and becomes multimodal, and the secondary diffracted light becomes noise light. Therefore, when the emission angle is scanned by changing the laser light wavelength, there is a problem that secondary diffracted light that always becomes a noise component is attached. For example, in short-distance optical wireless communication, this secondary diffracted light becomes noise, so it is desirable to scan unimodal light.

この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、例えば光無線通信においてノイズとなるような副次的な回折光を抑制し、波長を変化させて単峰性の光を走査することができるビーム走査装置を実現することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described problems. For example, secondary diffracted light that becomes noise in optical wireless communication is suppressed, and the wavelength is changed to scan unimodal light. An object of the present invention is to realize a beam scanning apparatus capable of performing the above.

この発明に係るビーム走査装置は、波長を変化させて光を出力する波長可変光源と、前記波長可変光源で出力された光を平面波に変換する平面波変換部と、前記平面波変換部で平面波に変換された光を多重反射させ、この多重反射光の隣接ビームがそれぞれ重なることにより波長に応じた単峰性の光強度分布に変換する光強度分布変換部と、前記光強度分布変換部で波長に応じた単峰性の光強度分布に変換された光の位相波面を球面波に変換することにより、この波長に応じた単峰性の光強度分布に応じて光の出射方向を変化させる位相波面変換部と、を備えたものである。   The beam scanning device according to the present invention includes a wavelength tunable light source that outputs light by changing a wavelength, a plane wave converter that converts light output from the wavelength tunable light source into a plane wave, and a plane wave that is converted by the plane wave converter. The light intensity distribution conversion unit that multi-reflects the reflected light and converts the adjacent beams of the multiple reflected light into a single-peak light intensity distribution according to the wavelength, and the light intensity distribution conversion unit converts the light into a wavelength. A phase wavefront that changes the light emission direction according to the unimodal light intensity distribution according to this wavelength by converting the phase wavefront of the light converted into a corresponding unimodal light intensity distribution into a spherical wave And a conversion unit.

この発明によれば、ビーム走査装置において、波長を変化させて単峰性の光を走査することができる。   According to the present invention, the beam scanning apparatus can scan unimodal light by changing the wavelength.

この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を含む光無線通信システムを示す構成図1 is a configuration diagram showing an optical wireless communication system including a beam scanning device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を示す構成図1 is a block diagram showing a beam scanning device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を説明するための説明図Explanatory drawing for demonstrating the beam scanning apparatus by Embodiment 1 of this invention. この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を示す構成図1 is a block diagram showing a beam scanning device according to a first embodiment of the present invention. この発明の実施の形態２によるビーム走査装置を示す構成図Configuration diagram showing a beam scanning apparatus according to a second embodiment of the present invention.

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を含む光無線通信システムを示す構成図であり、図２、４は、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を示す構成図であり、図３は、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を説明するための説明図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図１、２、４において、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置は、波長可変光源としての波長可変レーザ１と、平面波変換部２と、光強度分布変換部３と、位相波面変換部４を備えている。そして、このビーム走査装置を含む光無線通信システムは、さらに、受信部５を備えている。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing an optical wireless communication system including a beam scanning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIGS. 2 and 4 are block diagrams showing a beam scanning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the beam scanning apparatus according to the first embodiment of the present invention. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. 1, 2 and 4, a beam scanning apparatus according to Embodiment 1 of the present invention includes a wavelength tunable laser 1 as a wavelength tunable light source, a plane wave converter 2, a light intensity distribution converter 3, and a phase wavefront converter. 4 is provided. The optical wireless communication system including the beam scanning device further includes a receiving unit 5.

次に動作について説明する。図１において、波長可変レーザ１から出射した光は、平面波変換部２により平面波に変換され、光強度分布変換部３に入力される。光強度分布変換部３では後述するように波長可変レーザ１の波長、例えばλ１、λ２に応じた光強度分布変換が行われる。また、光強度分布変換部３では、単峰性の強度分布となり、その強度分布を波長に応じて空間的に変化させることができる。その後、位相波面変換部４において、平面波から位相波面を変換することで光の出射方向を変化させることが可能となる。従って、波長を変化させ光を走査することで、受信部５の位置に光を飛ばすことができる。 Next, the operation will be described. In FIG. 1, light emitted from the wavelength tunable laser 1 is converted into a plane wave by the plane wave converter 2 and input to the light intensity distribution converter 3. As will be described later, the light intensity distribution conversion unit 3 performs light intensity distribution conversion in accordance with the wavelength of the wavelength tunable laser 1, for example, λ 1 and λ 2 . Further, the light intensity distribution conversion unit 3 has a unimodal intensity distribution, and the intensity distribution can be spatially changed according to the wavelength. Thereafter, the phase wavefront conversion unit 4 can change the light emission direction by converting the phase wavefront from the plane wave. Therefore, the light can be emitted to the position of the receiving unit 5 by changing the wavelength and scanning the light.

次に各部の具体的な構成および動作について説明する。図１において、波長可変レーザ１はＤＦＢ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ）レーザまたはＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）レーザのような半導体レーザである。なお、ファイバレーザ等を用いるようにしても良い。   Next, a specific configuration and operation of each unit will be described. In FIG. 1, a wavelength tunable laser 1 is a semiconductor laser such as a DFB (Distributed Feed-Back) laser or a DBR (Distributed Bragg Reflector) laser. A fiber laser or the like may be used.

なお、波長可変レーザ１として半導体レーザを使用する場合、半導体レーザの温度を変化させることで容易に波長を変化させることができ、例えば、ペルチェ素子上に半導体レーザを配置して温度を変化させる方法や、半導体レーザ周辺に薄膜抵抗等といった抵抗体を配置して電流を流し、温度を変化させる方法がある。また、半導体レーザにキャリア注入を行い、キャリアプラズマ効果により波長シフトを行っても良い。   When a semiconductor laser is used as the wavelength tunable laser 1, the wavelength can be easily changed by changing the temperature of the semiconductor laser. For example, a method of changing the temperature by arranging a semiconductor laser on a Peltier element Alternatively, there is a method in which a resistor such as a thin film resistor is arranged around the semiconductor laser to flow current and change the temperature. Further, carrier injection may be performed on the semiconductor laser, and wavelength shift may be performed by the carrier plasma effect.

平面波変換部２はコリメートレンズ２ａにより構成され、波長可変レーザ１からのレーザビームのスポットサイズに合わせ、焦点距離を自由に調整し、光強度分布変換部３において望まれるビーム径まで拡大する。例えば、光強度分布変換部３へ入射するビーム径をコリメートレンズ２ａにより０．５ｍｍまで拡大する場合、波長を１５５０ｎｍとすると、ガウスビームの広がり角度は約０．０９４°程度となり、疑似的に平面波と見なすことができる。   The plane wave conversion unit 2 includes a collimator lens 2a, and adjusts the focal length freely according to the spot size of the laser beam from the wavelength tunable laser 1, and expands it to a desired beam diameter in the light intensity distribution conversion unit 3. For example, when the beam diameter incident on the light intensity distribution conversion unit 3 is expanded to 0.5 mm by the collimator lens 2a, if the wavelength is 1550 nm, the spread angle of the Gaussian beam is about 0.094 °, which is a pseudo plane wave. Can be considered.

図２において、光強度分布変換部３としてエタロン３ａを用いたファブリペロー干渉を利用する。エタロン３ａの入射面には光が無反射で入射するようにＡＲ（Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ ）コートが一部分に施されるとともに内部で光が全反射するように金コートが他の部分に施されている。一方、エタロン３ａの出射面には光が部分反射するように部分反射コートが施されている。なお、図２で示すように、平面波変換部２からの平面波の進行方向をｚ方向、紙面に垂直な方向をｙ方向としている。   In FIG. 2, Fabry-Perot interference using an etalon 3 a is used as the light intensity distribution conversion unit 3. An AR (Anti-Reflection) coating is applied to a part of the incident surface of the etalon 3a so that the light is incident without reflection, and a gold coating is applied to the other part so that the light is totally reflected inside. . On the other hand, a partial reflection coat is applied to the emission surface of the etalon 3a so that light is partially reflected. As shown in FIG. 2, the traveling direction of the plane wave from the plane wave converting unit 2 is the z direction, and the direction perpendicular to the paper surface is the y direction.

図２において、実線の矢印で模式的に示すように、エタロン３ａに入射された光はエタロン内部で多重反射され、複数のビームがエタロン３ａから出射することになる。この複数のビームにおいて、隣接する光がそれぞれ点光源とならないように重なるビーム径とする。例えば、エタロン３ａに入射する光を０．５ｍｍのスポットサイズを有するガウスビームと仮定し、エタロン３ａの厚みを２．０ｍｍとする。エタロン内部光線角度θを１．５°とすると、多重反射によりエタロン３ａから出射されるビームの間隔は０．１８６ｍｍとなる。従って、隣接するビームである隣接ビームが十分に重なる配置となる。   In FIG. 2, as schematically shown by solid arrows, light incident on the etalon 3a is multiple-reflected inside the etalon, and a plurality of beams are emitted from the etalon 3a. In this plurality of beams, adjacent beam diameters are set so as not to become point light sources. For example, assuming that the light incident on the etalon 3a is a Gaussian beam having a spot size of 0.5 mm, the thickness of the etalon 3a is 2.0 mm. When the etalon internal ray angle θ is 1.5 °, the interval between beams emitted from the etalon 3a by multiple reflection is 0.186 mm. Therefore, the adjacent beams, which are adjacent beams, are sufficiently overlapped.

図３（ａ）、図３（ｂ）にエタロン３ａから出射されるビームのシミュレーション結果を示す。図３（ａ）、図３（ｂ）において、縦軸は光強度（図中、ａ．ｕ．で示す任意単位）であり、横軸は図２に示すｘ軸（ｍｍ単位）である。エタロン３ａの入射面の電場反射率を０％または１００％とし、エタロン３ａの出射面の電場反射率を６０％として光強度の計算を行った。図３（ａ）において、波長がλ１＝１５５０．４ｎｍの場合、マイナスｘ方向０．１２ｍｍの位置に光強度ピークが発生し、図３（ｂ）において、波長がλ２＝１５５０．８ｎｍの場合、プラスｘ方向０．１２ｍｍに光強度ピークが発生する。位相波面は平面波に近いため、ほぼ出射角度は変わらずに光強度分布を維持したまま位相波面変換部４に伝搬することになる。 FIGS. 3A and 3B show the simulation results of the beam emitted from the etalon 3a. 3A and 3B, the vertical axis represents the light intensity (arbitrary unit indicated by au in the figure), and the horizontal axis represents the x-axis (mm unit) shown in FIG. The light intensity was calculated by setting the electric field reflectance of the incident surface of the etalon 3a to 0% or 100% and the electric field reflectance of the emission surface of the etalon 3a to 60%. In FIG. 3A, when the wavelength is λ 1 = 1550.4 nm, a light intensity peak occurs at a position of 0.12 mm in the negative x direction. In FIG. 3B, the wavelength is λ 2 = 1550.8 nm. In this case, a light intensity peak occurs in the positive x direction of 0.12 mm. Since the phase wavefront is close to a plane wave, it propagates to the phase wavefront conversion unit 4 while maintaining the light intensity distribution with almost no change in the emission angle.

図４に位相波面変換部４として球面波変換が可能な凸レンズ４ａを示す。図４において、光強度分布変換部３により光の強度分布を空間的に変化させることで、凸レンズ４ａに入射する強度分布が変化するため、実線、粗い波線および細かい波線の矢印で模式的に示すように、光強度分布に応じた出射角度に変換することが可能である。   FIG. 4 shows a convex lens 4 a capable of spherical wave conversion as the phase wavefront conversion unit 4. In FIG. 4, the intensity distribution incident on the convex lens 4a is changed by spatially changing the intensity distribution of the light by the light intensity distribution conversion unit 3, and therefore, it is schematically shown by arrows of a solid line, a rough wavy line, and a fine wavy line. In this way, it is possible to convert to an emission angle corresponding to the light intensity distribution.

なお、図１、４において、受信部５の位置までが非常に短距離の場合、凸レンズ４ａの焦点距離以下で使用することも可能であるが、焦点距離以降の結像後の光を使用しても良い。その場合、光は球面波となるため、減衰が大きくなる。また、凸レンズ４ａの中心位置からずれるため、レンズによる収差が発生し易くなるため、レンズ中心軸近傍を使用することが好ましい。   1 and 4, when the distance to the position of the receiving unit 5 is very short, it can be used below the focal length of the convex lens 4 a, but light after imaging after the focal length is used. May be. In that case, since the light is a spherical wave, attenuation is increased. In addition, since the lens is displaced from the center position of the convex lens 4a and aberrations due to the lens are easily generated, it is preferable to use the vicinity of the lens center axis.

以上のように、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置では、光強度分布変換部３により、エタロン内部で多重反射される平面波としての複数のビームの隣接ビームがそれぞれ重なるビーム径とすることで、副次的な回折光が抑制され、単峰性の光強度分布となり、その光強度分布を波長に応じて空間的に変化させ、位相波面変換部４により、その光強度分布に応じた出射角度に変換するようにしている。これにより、波長を変化させて光を走査するビーム走査装置において、単峰性の光を走査することができるという作用効果を奏する。   As described above, in the beam scanning apparatus according to the first embodiment of the present invention, the light intensity distribution conversion unit 3 sets the beam diameters so that adjacent beams of a plurality of beams as plane waves that are multiple-reflected inside the etalon overlap each other. Therefore, the secondary diffracted light is suppressed to a unimodal light intensity distribution, the light intensity distribution is spatially changed according to the wavelength, and the phase wavefront conversion unit 4 responds to the light intensity distribution. Conversion to the emission angle is made. Thereby, in the beam scanning apparatus which scans light by changing a wavelength, there exists an effect that a unimodal light can be scanned.

また、この発明の実施の形態１によるビーム走査装置を含む光無線通信システムにおいては、副次的な回折光が抑制されて走査された単峰性の光信号を受信部５で受信するようにしている。これにより、副次的な回折光としてのノイズが抑制され、信号対雑音比といった通信品質に優れた光空間通信を行うことができるという作用効果を奏する。   Further, in the optical wireless communication system including the beam scanning device according to the first embodiment of the present invention, the receiving unit 5 receives the unimodal optical signal scanned with the secondary diffracted light being suppressed. ing. As a result, noise as secondary diffracted light is suppressed, and there is an effect that optical space communication excellent in communication quality such as a signal-to-noise ratio can be performed.

実施の形態２．
この発明の実施の形態１によるビーム走査装置においては、ファブリペローの干渉を利用するため、波長変化に対応するＦＳＲ（Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｒａｎｇｅ）に応じて光の出力パワーが変動する。これに対し、この発明の実施の形態２によるビーム走査装置は、光出力一定でのビーム走査を可能とするものである。 Embodiment 2. FIG.
In the beam scanning apparatus according to the first embodiment of the present invention, Fabry-Perot interference is used, so that the output power of light varies according to FSR (Free Spectral Range) corresponding to the wavelength change. In contrast, the beam scanning apparatus according to the second embodiment of the present invention enables beam scanning with a constant light output.

図５は、この発明の実施の形態２によるビーム走査装置を示す構成図である。なお、各図において、同一符号は同一または相当部分を示す。図５において、実施の形態２によるビーム走査装置は、実施の形態１によるビーム走査装置の構成に代え、エタロン３ｂを備え、実施の形態１によるビーム走査装置の構成に加え、光強度受光部６を備えている。なお、それ以外の構成は、図１、２、４に示した実施の形態１によるビーム走査装置と同様であるため、その動作も含めて説明を省略する。   FIG. 5 is a block diagram showing a beam scanning apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In each figure, the same numerals indicate the same or corresponding parts. In FIG. 5, the beam scanning device according to the second embodiment includes an etalon 3b instead of the configuration of the beam scanning device according to the first embodiment, and in addition to the configuration of the beam scanning device according to the first embodiment, the light intensity light receiving unit 6 It has. Since the other configuration is the same as that of the beam scanning apparatus according to the first embodiment shown in FIGS. 1, 2, and 4, the description including the operation thereof is omitted.

図５において、エタロン３ｂの入射面には光が無反射で入射するようにＡＲコートが一部分に施されるとともに内部で光が部分反射するように部分反射コートが他の部分に施されている。一方、エタロン３ｂの出射面には光が部分反射するように部分反射コートが施されている。   In FIG. 5, an AR coat is applied to a part of the incident surface of the etalon 3b so that the light is incident without reflection, and a partial reflection coat is applied to the other part so that the light is partially reflected inside. . On the other hand, a partial reflection coat is applied to the emission surface of the etalon 3b so that light is partially reflected.

次に動作について説明する。図５において、波長可変レーザ１が平面波変換部であるコリメートレンズ２ａの光軸に対してオフセットして配置され、平面波がエタロン３ｂに対して斜めに入射する。これにより、エタロン３ｂの通過後に出射面側でＦＳＲに応じて与えられる光強度の変動と同等の変動を入射面側で得ることができる。この光強度を、光強度受光部６を配置してモニタし、エタロン３ｂの通過後で発生する光強度の変動を補償するように波長可変レーザ１に電流を流すことで、光強度一定でのレーザビーム走査が可能となる。   Next, the operation will be described. In FIG. 5, the wavelength tunable laser 1 is arranged offset from the optical axis of the collimating lens 2a, which is a plane wave converter, and the plane wave is incident on the etalon 3b obliquely. As a result, a fluctuation equivalent to the fluctuation of the light intensity given according to the FSR on the emission surface side after passing through the etalon 3b can be obtained on the incident surface side. The light intensity is monitored by arranging the light intensity light receiving unit 6, and a current is passed through the wavelength tunable laser 1 so as to compensate for the fluctuation of the light intensity generated after passing through the etalon 3b. Laser beam scanning is possible.

なお、波長可変レーザ１として半導体レーザを使用し、半導体レーザの温度を変化させるなどで波長を変化させる場合、波長変化とともに半導体レーザの光出力パワーも変動するが、実施の形態２によるビーム走査装置においては、光強度受光部６により光強度をモニタすることができるため、光出力は一定に保たれる。   When a semiconductor laser is used as the wavelength tunable laser 1 and the wavelength is changed by changing the temperature of the semiconductor laser or the like, the optical output power of the semiconductor laser varies as the wavelength changes, but the beam scanning apparatus according to the second embodiment Since the light intensity can be monitored by the light intensity light receiving unit 6, the light output is kept constant.

以上のように、この発明の実施の形態２によるビーム走査装置においては、部分反射コートが施されたエタロン３ｂの入射面側に光強度受光部６を配置して光強度をモニタし、光強度の変動を補償するようにしている。これにより、実施の形態１によるビーム走査装置の作用効果に加え、光出力一定でのビーム走査が可能となるという作用効果を奏する。   As described above, in the beam scanning apparatus according to the second embodiment of the present invention, the light intensity light receiving unit 6 is disposed on the incident surface side of the etalon 3b on which the partial reflection coating is applied, and the light intensity is monitored. To compensate for fluctuations. Thus, in addition to the operational effect of the beam scanning apparatus according to the first embodiment, there is an operational effect that beam scanning with a constant light output becomes possible.

また、この発明の実施の形態２によるビーム走査装置を含む光無線通信システムにおいては、副次的な回折光が抑制され、光出力一定で走査された単峰性の光信号を受信部５で受信するようにしている。これにより、実施の形態１による光無線通信システムの作用効果に加え、光出力一定で安定性に優れた光空間通信を行うことができるという作用効果を奏する。   Further, in the optical wireless communication system including the beam scanning device according to the second embodiment of the present invention, the receiving unit 5 receives a single-peak optical signal scanned with a constant optical output while suppressing secondary diffracted light. I try to receive it. Thereby, in addition to the operation and effect of the optical wireless communication system according to the first embodiment, there is an operation and effect that optical space communication with a constant light output and excellent stability can be performed.

なお、この発明の実施の形態１、２によるビーム走査装置において、光の波長、エタロンの反射率や寸法、ビームの径や間隔などの数値は一例であって、これに限られる訳ではない。   In the beam scanning devices according to the first and second embodiments of the present invention, numerical values such as the wavelength of light, the reflectance and dimensions of the etalon, and the diameter and interval of the beams are merely examples, and are not limited thereto.

また、この発明の実施の形態１、２によるビーム走査装置において、波長可変レーザ１としての半導体レーザ、平面波変換部２としてのコリメートレンズ２ａ、光強度分布変換部３としてのエタロン３ａ、３ｂ、位相波面変換部４としての凸レンズ４ａなどの構成は、これに限られる訳ではなく、同様の作用効果を奏する構成を適用可能である。   In the beam scanning apparatus according to the first and second embodiments of the present invention, the semiconductor laser as the wavelength tunable laser 1, the collimator lens 2a as the plane wave converter 2, the etalons 3a and 3b as the light intensity distribution converter 3, the phase The configuration of the convex lens 4a or the like as the wavefront conversion unit 4 is not limited to this, and a configuration that exhibits the same effect can be applied.

また、この発明の実施の形態１、２によるビーム走査装置は、上述のように、光無線通信システムへの適用に好適であるものの、これに限られる訳ではなく、例えばレーザプリンタ、バーコードリーダ等に適用しても良く、要するに、副次的な回折光が抑制され、さらに光出力一定で走査された単峰性の光を利用することが望まれるものであれば、どのようなシステムにおいても同様の作用効果を奏するのである。   Further, as described above, the beam scanning apparatus according to the first and second embodiments of the present invention is suitable for application to an optical wireless communication system, but is not limited to this. For example, a laser printer, a barcode reader, etc. In short, in any system where secondary diffracted light is suppressed and it is desired to use unimodal light scanned with a constant light output Has the same effect.

１ 波長可変レーザ、２ 平面波変換部、２ａ コリメートレンズ、３ 光強度分布変換部、３ａ、３ｂ エタロン、４ 位相波面変換部、４ａ 凸レンズ、５ 受信部、６ 光強度受光部。   1 tunable laser, 2 plane wave converter, 2a collimating lens, 3 light intensity distribution converter, 3a, 3b etalon, 4 phase wavefront converter, 4a convex lens, 5 receiver, 6 light intensity receiver.

Claims (5)

波長を変化させて光を出力する波長可変光源と、
前記波長可変光源で出力された光を平面波に変換する平面波変換部と、
前記平面波変換部で平面波に変換された光を多重反射させ、この多重反射光の隣接ビームがそれぞれ重なることにより波長に応じた単峰性の光強度分布に変換する光強度分布変換部と、
前記光強度分布変換部で波長に応じた単峰性の光強度分布に変換された光の位相波面を球面波に変換することにより、この波長に応じた単峰性の光強度分布に応じて光の出射方向を変化させる位相波面変換部と、
を備えたことを特徴とするビーム走査装置。 A variable wavelength light source that outputs light by changing the wavelength;
A plane wave converter for converting light output from the wavelength tunable light source into a plane wave;
A light intensity distribution converter that multi-reflects the light converted into a plane wave by the plane wave converter and converts the adjacent beams of the multi-reflected light into a unimodal light intensity distribution according to the wavelength; and
By converting the phase wavefront of the light converted into a unimodal light intensity distribution according to the wavelength by the light intensity distribution conversion unit into a spherical wave, according to the unimodal light intensity distribution according to this wavelength A phase wavefront converter for changing the light exit direction;
A beam scanning device comprising: 前記光強度分布変換部は、前記平面波変換部で平面波に変換された光をエタロン内部で多重反射させ、この多重反射光の隣接ビームがそれぞれ重なることにより波長に応じた単峰性の光強度分布に変換することを特徴とする請求項１に記載のビーム走査装置。   The light intensity distribution conversion unit multiplex-reflects the light converted into a plane wave by the plane wave conversion unit inside the etalon, and adjacent beams of the multiple reflection light overlap each other, thereby unimodal light intensity distribution according to the wavelength The beam scanning device according to claim 1, wherein the beam scanning device is converted into: 前記光強度分布変換部からの光を受光して光強度の変動をモニタする光強度受光部と、を備え、
前記光強度受光部のモニタ結果に基づいて光出力一定でビームが走査されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のビーム走査装置。 A light intensity receiving unit that receives light from the light intensity distribution conversion unit and monitors fluctuations in light intensity, and
3. The beam scanning apparatus according to claim 1, wherein the beam is scanned with a constant light output based on a monitoring result of the light intensity light receiving unit. 請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のビーム走査装置と、
このビーム走査装置で走査された光信号を受信する受信部と、
を備えたことを特徴とする光無線通信システム。 The beam scanning apparatus according to any one of claims 1 to 3,
A receiver for receiving an optical signal scanned by the beam scanning device;
An optical wireless communication system comprising: 波長を変化させて光を出力する波長可変ステップと、
前記波長可変ステップで出力された光を平面波に変換する平面波変換ステップと、
前記平面波変換ステップで平面波に変換された光を多重反射させ、この多重反射光の隣接ビームがそれぞれ重なることにより波長に応じた単峰性の光強度分布に変換する光強度分布変換ステップと、
前記光強度分布変換ステップで波長に応じた単峰性の光強度分布に変換された光の位相波面を球面波に変換することにより、この波長に応じた単峰性の光強度分布に応じて光の出射方向を変化させる位相波面変換ステップと、
を備えたことを特徴とするビーム走査方法。 A wavelength variable step for changing the wavelength and outputting light,
A plane wave conversion step of converting the light output in the wavelength variable step into a plane wave;
A light intensity distribution conversion step of multiply-reflecting the light converted into the plane wave in the plane wave conversion step, and converting the light beams adjacent to the multiple reflection light into a unimodal light intensity distribution according to the wavelength; and
By converting the phase wavefront of the light converted into a unimodal light intensity distribution according to the wavelength in the light intensity distribution conversion step into a spherical wave, according to the unimodal light intensity distribution according to this wavelength A phase wavefront conversion step for changing the light emission direction;
A beam scanning method comprising:
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