JP6676843B2 - 光制御システム - Google Patents
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Description
本開示の一側面によれば、コントローラは、回折光の進路を変更することによって、回折光のターゲットへの入射量を調整するように構成されてもよい。本開示の一側面によれば、光制御システムは、上記ターゲットとして、回折光を外部に出力するように構成された出力ユニットを備えることができる。この出力ユニットは、0次回折光が入射されない位置に配置されるとよい。こうした配置によれば、消光比を改善することができ、制御可能な外部への光の出力強度の幅を広げることができる。
変調により、パワースペクトルの形状に変更を加えた光を、ターゲットに入射することも可能である。
図1に示す本実施形態の光制御システム1は、入力ユニット10からの入力光を、波長成分毎に制御して、出力ユニット40から外部に出力するシステムである。この光制御システム1は、入力光の一部成分のみを、出力強度を調整しながら外部に出力することができる。この光制御システム1は、入力光のパワースペクトラムを調整して、外部に出力することができる。この場合、光制御システム1は、可変光源として機能することができる。従って、この光制御システム1は、光通信システムや照明システムなどの様々なシステムに適用することができる。可変光源は、例えば照明シミュレーションに活用することが
できる。
入力ユニット10は、制御対象の光を中間光学系20に入力するように構成される。入力ユニット10は、光源であってもよいし、光源からの光を伝送するオプティカルファイバであってもよいし、光源からの光を任意には整形して中間光学系20に案内する光学系であってもよいし、これらの組合せであってもよい。
Gを、画素電圧Vp=Vmin+(Vmax−Vmin)・G/Mに変換するように動作する。値Vmaxは、DAC60からの最大出力電圧Vmaxを示し、値Vminは、DAC60からの最小出力電圧Vminを示す。Mは、階調値Gの上限である。Nビットで表現されるときの階調値Gは、最小値0から最大値M=(2N−1)までの範囲の値を採る。
る位相シフト量φの空間分布が、目標回折角度θdに対応するピッチΛで、Y軸方向に繰返し形成されている。目標回折角度θdは、ピッチΛの制御により、位相シフト量φの勾配2π/Λが変化することによって調整される。図9に示す太い線分は、夫々、一つの画素に対応する。図9では、各画素で実現される位相シフト量φが離散的に示される。
θin+θd=m・λ/Λ
η={sin(π/Q)/(π/Q)}2
Λ=D・Q
このようにピッチΛを制御することによっては、マルチレベル回折格子の勾配が制御され、結果として、回折角度θdが制御される。
ベル回折格子のピッチΛ、即ち、位相周期の関数であり、光強度及び偏光状態が液晶電圧の関数である上述した従来技術と比較して、波長依存性が低い。結果として、本実施形態の光制御システム1によれば、広い周波数帯域に亘り、高い分解能で光の出力強度を制御することができる。
第一変形例の光制御システム2は、図12に示すように、一つの入力ユニット10に対して、複数の出力ユニット401,402,403を備える光制御システムとして構成される。この光制御システム2は、配置の異なる複数の出力ユニット401,402,403を備える点で、上記実施形態の光制御システム1とは異なり、その他の点で、光制御システム1と一致する。図12において、光制御システム1と同一符号が付された部位は、当該光制御システム1と同一構成部位であると理解されてよい。
第二変形例の光制御システム3は、図13に示すように、共通の回折格子21及び空間光変調器30に対して、入力ユニット10及び出力ユニット40のペアが、複数配置された構成にされる。
符号が付された部位は、光制御システム1と同一構成部位と理解されてよい。
[他の実施形態]
本開示は、第一及び第二変形例を含む上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
Claims (5)
- 液晶型の空間光変調器と、
光を入力するように構成される入力ユニットと、
前記入力ユニットからの入力光に含まれる複数の波長成分を分散させることにより、前記入力光をスペクトラム光として前記空間光変調器に照射する分散ユニットと、
前記空間光変調器を電気的に制御することによって、前記空間光変調器を回折格子として機能させ、更には、前記空間光変調器の前記複数の波長成分のそれぞれが照射される領域の回折格子の形状を制御するように構成されるコントローラと、
前記複数の波長成分に共通して設けられ、前記空間光変調器からの前記複数の波長成分のそれぞれに対応する回折光を外部に出力するように構成される出力ユニットと、
を備え、
前記コントローラは、前記回折格子の形状の制御により、前記出力ユニットに対する前記回折光の入射量を、前記波長成分毎に個別に制御することにより、前記出力ユニットからの出力光のパワースペクトラムを前記入力光のパワースペクトラムから変更し、前記出力ユニットを可変光源として機能させる光制御システム。 - 前記回折格子は、マルチレベル回折格子であり、
前記コントローラは、前記マルチレベル回折格子の勾配の変更によって、前記回折格子の形状を制御する請求項1記載の光制御システム。 - 前記空間光変調器は、液晶と、前記液晶の表面に沿って配列された複数の電極と、を備え、前記複数の電極の夫々から前記液晶に個別の電圧を印加することによって、前記入力ユニットからの入力光に対する位相変調を行うように構成され、
前記コントローラは、回折方向に対応する前記電極の配列方向に対して位相シフト量がノコギリ波形状を示すように前記複数の電極に対する入力電圧を制御することにより、前記空間光変調器を前記マルチレベル回折格子として機能させ、前記位相シフト量の勾配を変更することにより、前記マルチレベル回折格子の勾配を変更するように構成される請求項2記載の光制御システム。 - 前記空間光変調器は、LCOS型の空間光変調器である請求項1〜請求項3のいずれか一項記載の光制御システム。
- 前記出力ユニットは、0次回折光が入射されない位置に配置される請求項1〜請求項4のいずれか一項記載の光制御システム。
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