CN108801466B - 波长监测装置、光源装置以及光模块 - Google Patents

Abstract

波长监测装置、光源装置以及光模块。一种波长监测装置包括：偏振旋转元件；标准具元件，该标准具元件包括第一双折射层和单折射层或第二双折射层，该第二双折射层是使第二双折射层的光学轴相对于第一双折射层的光学轴旋转而设置的；偏振分离元件，该偏振分离元件将旋转了偏振方向并透射过标准具元件的输入光分成第一光和第二光，第一光具有与第一双折射层的光学轴平行的偏振方向，第二光具有与第一双折射层的光学轴垂直的偏振方向；第一光接收装置，该第一光接收装置接收第一光而检测第一监测值；以及第二光接收装置，该第二光接收装置接收第二光而检测第二监测值。

Description

波长监测装置、光源装置以及光模块

技术领域

这里所讨论的实施方式涉及波长监测装置、光源装置以及光模块。

背景技术

传统地，存在已知光源装置，该光源装置被称为波长可调谐光源，并且具有用于将从激光器输出的光的波长调节到预定目标波长的功能。在波长可调谐光源中，安装了波长监测装置，并且由该波长监测装置监测从激光器输出的光的波长。然后，基于该波长监测装置获得的监测结果，将从激光器输出的光的波长调节到预定目标波长。

一些波长监测装置通过使用具有周期性的透射特性的标准具(etalon)元件来监测波长。在使用标准具元件的波长监测装置中，向标准具元件输入输入光，并且由光电二极管(PD)接收透射过该标准具元件的输入光。因此，由PD检测用于监测输入光的波长的监测值。PD的监测值相对于输入光的波长周期性地变化。换言之，标准具元件具有PD的监测值相对于输入光的波长周期性地变化的透射特性。

这里，在标准具元件的透射特性的峰顶和底部附近，即使输入光的波长变化，PD的监测值也不大幅变化；因此，难以准确检测输入光的波长变化。相比之下，在标准具元件的透射特性的倾斜部分中，即使输入光的波长轻微变化，PD的监测值也大幅变化。由此，在使用标准具元件的波长监测装置中，为了提高对输入光的波长变化的检测准确度，相对于标准具元件的透射特性的倾斜部分设定输入光的目标波长(即，从激光器输出的激光束的目标波长)。

然而，因为根据由国际电信联盟(ITU)等发展的国际标准可以选择多个波长作为输入光的目标波长，所以还设想输入光的目标波长从标准具元件的透射特性的倾斜部分偏离的情形。

为了避免该情形，研究了使标准具元件的透射特性二重化，并用两个透射特性中的一个的透射特性的倾斜部分插值出另一透射特性的峰顶和底部附近的方法。具体地，例如，在由双折射材料形成的标准具元件的前面设置偏振切换元件；输入光的偏振方向由偏振切换元件在与双折射材料的光学轴(快轴或慢轴)平行和垂直的方向之间切换；并且将输入光入射到标准具元件。因此，因为标准具元件的折射率根据输入光的偏振方向变化，所以可以获得具有相位差的两个透射特性。这里，如果标准具元件的两个透射特性之间的相位差为π/2，则在两个透射特性之间，由一个透射特性的倾斜部分来插值另一透射特性的峰顶和底部的附近。因此，标准具元件的厚度被设定为在标准具元件中的两个透射特性之间的相位差为π/2+2kπ的情况下的多种厚度当中的一种厚度，其中，k为整数。

专利文献1：日本第2005-85904号特开专利公报

附带地，已知标准具元件中的两个透射特性之间的相位差与输入光的波长成反比。由此，如果属于宽波段(例如，C波段)的波长用作输入光的波长，则标准具元件中的两个透射特性之间的相位差在波段的边缘波长中从π/2偏离。因此，因为输入光的目标波长容易从标准具元件中的透射特性的倾斜部分偏离，所以在使用标准具元件的波长监测装置中，降低了输入光的波长变化的检测准确度。

由此，在标准具元件中的两个透射特性之间的相位差在宽波段中的所有波长中保持π/2的情况下，可设想使标准具元件的厚度最小化。即，因为由双折射材料形成的标准具元件具有与高阶波板的偏振特性相同的偏振特性，所以已知两个透射特性之间的相位差相对于π/2+2kπ的移位量与标准具元件的厚度成比例。因此，随着减小标准具元件的厚度，两个透射特性之间的相位差接近π/2。

然而，在减小标准具元件的厚度时，在标准具元件中的两个透射特性中的每个中，增加了被称为自由谱范围(FSR)的周期。即，如果由n表示标准具元件的折射率，由d表示标准具元件的厚度，由λ表示要输入到标准具元件的输入光的波长，则由FSR＝λ²/(2nd)来表示FSR，并且FSR与标准具元件的厚度成反比。如果在标准具元件中的两个透射特性中的每个中增大FSR，则减小倾斜部分的斜度。因此，在使用标准具元件的波长监测装置中，因此降低了输入光的波长变化的检测准确度。

因此，在本发明的实施方式的一个方面中，目的是提供可以提高宽波段中的波长变化的检测准确度的波长监测装置、光源装置以及光模块。

发明内容

根据实施方式的一个方面，一种波长监测装置包括：偏振旋转元件，该偏振旋转元件使输入光的偏振方向旋转；标准具元件，该标准具元件包括第一双折射层和单折射层或第二双折射层，该第二双折射层是使第二双折射层的光学轴相对于第一双折射层的光学轴旋转90°而设置的；偏振分离元件，该偏振分离元件将由偏振旋转元件旋转了偏振方向并透射过标准具元件的输入光分成第一光和第二光，第一光具有与第一双折射层的光学轴平行的偏振方向，第二光具有与第一双折射层的光学轴垂直的偏振方向；第一光接收装置，该第一光接收装置接收第一光而检测用于监测输入光的波长的第一监测值；以及第二光接收装置，该第二光接收装置接收第二光而检测用于监测输入光的波长的第二监测值。

附图说明

图1是例示了根据第一实施方式的波长监测装置的构造的示例的图；

图2是例示了在根据第一实施方式的标准具元件中的双折射层的光学轴、透射过偏振旋转元件且在标准具元件上入射的输入光的偏振方向以及透射过标准具元件的输入光之间的关系的示例的图；

图3是例示了根据第一实施方式的标准具元件中的两个透射特性的图；

图4是例示了根据第二实施方式的波长监测装置的构造的示例的图；

图5是例示了根据第三实施方式的波长监测装置的构造的示例的图；

图6是例示了在根据第三实施方式的标准具元件中的双折射层的光学轴、透射过偏振切换元件且在标准具元件上入射的输入光的偏振方向以及透射过标准具元件的输入光之间的关系的示例的图；

图7是例示了根据第三实施方式的标准具元件中的两个透射特性的图；

图8是例示了根据第四实施方式的标准具元件的构造的示例的图；

图9是例示了波长可调谐光源的构造示例的框图；以及

图10是例示了光模块的构造示例的框图。

具体实施方式

将参照附图说明本发明的优选实施方式。所公开的技术不限于实施方式。

[a]第一实施方式

图1是例示了根据第一实施方式的波长监测装置10的构造的示例的图。如图1例示，波长监测装置10包括偏振旋转元件11、标准具元件12、偏振分束器(PBS)13以及PD 14和15。

偏振旋转元件11例如是法拉第旋转器，并且使输入光的偏振方向旋转。具体地，偏振旋转元件11使输入光的偏振方向旋转，使得输入光的偏振方向相对于标准具元件12的、稍后将描述的双折射层12a的光学轴倾斜45°(π/4)。此外，输入光的偏振方向的旋转角不限于45°，只要使用大于0°且小于90°的任意角度即可。

标准具元件12是具有周期性透射特性的光学滤波器元件，并且对透射过偏振旋转元件11并入射的输入光执行多重反射。标准具元件12包括设置在光的输入面侧上的双折射层12a和设置在光的输出面侧上的单折射层12b。双折射层12a由诸如水晶的双折射材料形成。单折射层12b由诸如光学玻璃的单折射材料形成。在双折射层12a的输入面上且在单折射层12b的输出面上，分别形成有具有大约20％的反射率的反射膜12a-1和反射膜12b-1。

图2是例示了在根据第一实施方式的标准具元件12中的双折射层12a的光学轴、透射过偏振旋转元件11且在标准具元件12上入射的输入光的偏振方向以及透射过标准具元件12的输入光之间的关系的示例的图。在图2中，与双折射层12a的光学轴平行的轴线是TE轴，并且与双折射层12a的光学轴垂直的轴线是TM轴。因为双折射层12a由双折射材料形成，所以和TE轴关联的双折射层12a的折射率no与和TM轴关联的双折射层12a的折射率ne不同。如上所述，输入光的偏振方向由偏振旋转元件11旋转为相对于双折射层12a的光学轴倾斜45°(π/4)。由此，如图2例示，穿过偏振旋转元件11且在标准具元件12上入射的输入光的偏振方向相对于TE轴倾斜45°(π/4)。因此，在透射过标准具元件12的输入光中，包括具有与双折射层12a的光学轴平行的偏振方向的“第一光”和具有与双折射层12a的光学轴垂直的偏振方向的“第二光”。因为和平行于双折射层12a的光学轴的TE轴关联的折射率no与和垂直于双折射层12a的光学轴的TM轴关联的折射率ne不同，所以在“第一光”与“第二光”之间生成相位差。因此，在标准具元件12中，获得具有相位差的两个周期性的透射特性。稍后将描述标准具元件12中的这两个透射特性。

这里将通过返回参照图1给出描述。PBS 13将由偏振旋转元件11旋转了偏振方向且透射过标准具元件12的输入光分成以上所描述的“第一光”和以上所描述的“第二光”。即，PBS 13分离具有相位差的“第一光”和“第二光”，向PD 14输出“第一光”，并且向PD 15输出“第二光”。

PD 14接收从PBS 13输出的“第一光”，并且检测用于监测输入光的波长的“第一监测值”。

PD 15接收从PBS 13输出的“第二光”，并且检测用于监测输入光的波长的“第二监测值”。

图3是例示了根据第一实施方式的标准具元件12中的两个透射特性的图。在图3中，横轴指示输入光的波长，并且纵轴指示PD 14和15的监测值(即，以上所描述的“第一监测值”和“第二监测值”)。标准具元件12如图3例示的具有为具有相位差的两个周期性透射特性的第一透射特性501和第二透射特性502。第一透射特性501是与平行于双折射层12a的光学轴的方向(即，TE轴的方向)关联的透射特性，并且第二透射特性502是与垂直于双折射层12a的光学轴的方向(即，TM轴的方向)关联的透射特性。此外，在第一透射特性501中，以上所描述的“第一监测值”相对于输入光的波长周期性地变化，而在第二透射特性502中，以上所描述的“第二监测值”相对于输入光的波长周期性地变化。如果第一透射特性501与第二透射特性502之间的相位差是π/2，则在第一透射特性501与第二透射特性502中的一方的透射特性的倾斜部分来插值另一方的透射特性的峰顶部分和底部部分。具体地，关于由图3所例示的虚线指示的输入光的目标波长，在第一透射特性501与第二透射特性502之间的相位差为π/2的情况下，与第二透射特性502的底部部分关联的输入光的目标波长与第一透射特性501的倾斜部分关联。相比之下，与第一透射特性501的峰顶部分关联的输入光的目标波长与第二透射特性502的倾斜部分关联。这样，在第一透射特性501与第二透射特性502具有互相补偿关系时，因为可以避免输入光的目标波长从第一透射特性501或第二透射特性502的倾斜部分偏离的情形，所以优选的是第一透射特性501与第二透射特性502之间的相位差为π/2。

这里，标准具元件12中的两个透射特性之间的相位差由以下的算式(1)来表示：

Δφ＝4π(no-ne)d/λ(1)

其中，no为与TE轴关联的双折射层12a的折射率，ne为与TM轴关联的双折射层12a的折射率，d为双折射层12a的厚度，并且λ为输入光的波长。

在算式(1)中，如果所用波段(例如，C波段)的中心波长为λ0，则如由以下的算式(2)表示的，在标准具元件12中的两个透射特性之间的相位差Δφ变成π/2+2kπ(其中，k为整数)的情况下的多种厚度存在：

d＝(1/4+k)λ0/{2(no-ne)}(2)

在参考上述算式(1)时，标准具元件12中的两个透射特性之间的相位差Δφ与输入光的波长λ成反比。因此，如果属于例如C波段等的宽波段的波长用作输入光的波长，则在波段的边缘波长中，标准具元件12中的两个透射特性之间的相位差从π/2移位。因此，因为输入光的目标波长容易从标准具元件12中的透射特性的倾斜部分偏离，所以在使用标准具元件12的波长监测装置10中，降低了输入光的波长变化的检测准确度。

由此，在实施方式中，使标准具元件12中的双折射层12a的厚度最小化。具体地，从在第一透射特性501与第二透射特性502之间的相位差Δφ为π/2+2kπ(其中，k为整数)的情况下的多种厚度(即，上述算式(2)中的厚度d)当中，双折射层12a的厚度被设定为与等于或小于预定值的k关联的厚度。作为预定值，根据双折射层12a中的双折射材料和所用波段来适当设定不同值。例如，如果双折射层12a的双折射材料是水晶且所用波段是C波段，则1被设定为预定值。在这种情况下，双折射层12a的厚度被设定为由以上所描述的算式(2)中的厚度d指示的、与k＝0关联的厚度或与k＝1关联的厚度。与k＝0关联的厚度与零阶1/8波板的厚度对应，并且与k＝1关联的厚度与一阶1/8波板的厚度对应。这样，通过使标准具元件12中的双折射层12a的厚度最小化，例如，在诸如C波段的宽波段中，标准具元件12中的两个透射特性之间的相位差被维持为π/2。

然而，在减小标准具元件12中的双折射层12a的厚度时，在标准具元件12中的第一透射特性501和第二透射特性502中的每个中增大被称为FSR的周期。即，FSR与标准具元件12的整体厚度成反比。在标准具元件12中的第一透射特性501和第二透射特性502中的每个中，如果FSR大，则倾斜部分的斜率变小。因此，在使用标准具元件12的波长监测装置10中，降低了输入光的波长变化的检测准确度。

由此，在实施方式中，由单折射层12b的厚度补偿标准具元件12中的双折射层12a的厚度的不足，并且使得标准具元件12的整体厚度较大。具体地，双折射层12a的厚度和单折射层12b的厚度之和被设定为使得与该和成反比的第一透射特性501的FSR和第二透射特性502的周期FSR变得等于或小于目标FSR。目标FSR例如为0.4nm。这样，通过由单折射层12b的厚度补偿双折射层12a的厚度的不足，在宽波段中将第一透射特性501和第二透射特性502之间的相位差维持为π/2，而且增大了第一透射特性501和第二透射特性502中的每个的倾斜部分的斜率。

如上所述，根据实施方式，透射过具有双折射层和单折射层的标准具元件的输入光被分成具有与双折射层的光学轴平行的偏振方向的光和具有与双折射层的光学轴垂直的偏振方向的光。然后，由两个PD接收所分离的两个光，并且检测用于监测输入光的波长的两个监测值。因此，即使使标准具元件中的双折射层的厚度较小，也由单折射层的厚度补偿了双折射层的厚度的不足。由此，在标准具元件中展示的、与两个监测值关联且具有相位差的两个周期性透射特性之间的相位差被维持为π/2，并且两个透射特性中的每个的FSR变得等于或小于目标FSR。因此，可以提高诸如C波段的波段中的波长变化的检测准确度。

[b]第二实施方式

第二实施方式的特征在于通过用输入光的光功率值对用于监测输入光的波长的两个监测值进行归一化来获得标准具元件中的两个透射特性。

图4是例示了根据第二实施方式的波长监测装置20的构造的示例的图。在图4中，具有与图1所例示的部件相同的构造的部件被分配相同的附图标记，并且将省略其描述。如图4例示，波长监测装置20除了包括图1所例示的构造之外，还包括半反射镜21和PD 22。

半反射镜21设置在偏振旋转元件11与标准具元件12之间。透射过偏振旋转元件11的输入光经由半反射镜21入射在标准具元件12和PD 22上。

PD 22接收透射过偏振旋转元件11的输入光并检测“输入光的光功率值”。由PD22检测的“输入光的光功率值”用于对PD 14和15检测的“第一监测值”和“第二监测值”进行归一化。即，在标准具元件12中展示的第一透射特性501通过将“第一监测值”除以“输入光的光功率值”来获得。此外，在标准具元件12中展示的第二透射特性502通过将“第二监测值”除以“输入光的光功率值”来获得。

如上所述，根据实施方式，通过用输入光的光功率值对用于监测输入光的波长的两个监测值进行归一化来获得在标准具元件中展示的两个透射特性。因此，因为从标准具元件中展示的两个透射特性排除输入光的光功率值的微小变化的影响，所以可以进一步提高波长变化的检测准确度。

[c]第三实施方式

第三实施方式的特征在于通过代替偏振旋转元件设置偏振切换元件、通过切换偏振方向并且通过由单个PD接收透射过标准具元件的输入光来减小装置的尺寸。

图5是例示了根据第三实施方式的波长监测装置30的构造的示例的图。在图5中，具有与图1所例示的部件相同的构造的部件被分配相同的附图标记，并且将省略其描述。如图5例示，波长监测装置30包括偏振切换元件31，代替图1所例示的偏振旋转元件11。此外，波长监测装置30包括PD 32，代替图1所例示的PBS 13、PD14以及PD 15。

偏振切换元件31例如是液晶元件，并且切换输入光的偏振方向。具体地，偏振切换元件31根据偏振切换元件31的开关将输入光的偏振方向切换到与标准具元件12中的双折射层12a的光学轴平行或垂直的方向。

标准具元件12是具有周期性透射特性的光学滤波器元件，对透射过偏振切换元件31的输入光执行多重反射，并且使输入光通过。

图6是例示了在根据第三实施方式的标准具元件12中的双折射层12a的光学轴、透射过偏振切换元件31且在标准具元件12上入射的输入光的偏振方向以及透射过标准具元件12的输入光之间的关系的示例的图。在图6中，与双折射层12a的光学轴平行的轴线是TE轴，并且与双折射层12a的光学轴垂直的轴线是TM轴。因为双折射层12a由双折射材料形成，所以和TE轴关联的双折射层12a的折射率no与和TM轴关联的双折射层12a的折射率ne不同。如上所述，输入光的偏振方向由偏振切换元件31切换到与标准具元件12中的双折射层12a的光学轴平行或垂直的方向。由此，如图6例示，穿过偏振切换元件31且在标准具元件12上入射的输入光的偏振方向被切换到TE轴或TM轴的方向。因此，在偏振方向被切换为TE轴的方向且透射过标准具元件12的输入光与偏振方向被切换为TM轴的方向且透射过标准具元件12的输入光之间生成相位差。因此，在标准具元件12中，获得具有相位差的两个周期性的透射特性。稍后将描述标准具元件12中的两个透射特性。

这里将通过返回参照图5给出描述。PD 32接收具有由偏振切换元件31切换到与双折射层12a的光学轴平行的方向(即，TE轴的方向)的偏振方向且透射过标准具元件12的输入光，然后PD 32检测用于监测输入光的波长的“第一监测值”。此外，PD 32接收具有由偏振切换元件31切换到与双折射层12a的光学轴垂直的方向(即，TM轴的方向)的偏振方向且透射过标准具元件12的输入光，然后PD 32检测用于监测输入光的波长的“第二监测值”。

图7是例示了根据第三实施方式的标准具元件12中的两个透射特性的图。在图7中，横轴指示输入光的波长，并且纵轴指示PD 32的监测值(即，以上所描述的“第一监测值”和“第二监测值”)。标准具元件12如图7例示的具有是具有相位差的两个周期性透射特性的第一透射特性511和第二透射特性512。第一透射特性511是与平行于双折射层12a的光学轴的方向(即，TE轴的方向)关联的透射特性，并且第二透射特性512是与垂直于双折射层12a的光学轴的方向(即，TM轴的方向)关联的透射特性。此外，在第一透射特性511中，以上所描述的“第一监测值”相对于输入光的波长周期性地变化，而在第二透射特性512中，以上所描述的“第二监测值”相对于输入光的波长周期性地变化。如果第一透射特性511与第二透射特性512之间的相位差是π/2，则在第一透射特性511与第二透射特性512中的一方的透射特性的倾斜部分来插值另一方的透射特性的峰顶部分和底部部分。具体地，关于由图7所例示的虚线指示的输入光的目标波长，在第一透射特性511与第二透射特性512之间的相位差为π/2的情况下，与第二透射特性512的底部部分关联的输入光的目标波长与第一透射特性511的倾斜部分关联。相比之下，与第一透射特性511的峰顶部分关联的输入光的目标波长与第二透射特性512的倾斜部分关联。这样，在第一透射特性511与第二透射特性512具有互相补偿关系时，因为可以避免输入光的目标波长从第一透射特性511或第二透射特性512的倾斜部分偏离的情形，所以优选的是第一透射特性511与第二透射特性512之间的相位差为π/2。

由此，在实施方式中，双折射层12a的厚度被设定为来自在第一透射特性511与第二透射特性512之间的相位差Δφ为π/2+2kπ(其中，k为整数)的情况下的多种厚度(即，由上述算式(2)表示的厚度d)当中的、与等于或小于预定值的k关联的厚度。此外，双折射层12a的厚度和单折射层12b的厚度之和被设定为使得与该和成反比的第一透射特性511的FSR和第二透射特性512的周期FSR变得等于或小于目标FSR。

如上所述，根据实施方式，由偏振切换元件切换偏振方向，由单个PD接收透射过具有双折射层和单折射层的标准具元件的输入光，并且检测用于监测输入光的波长的两个监测值。因此，即使使得标准具元件中的双折射层的厚度较小，也由单折射层的厚度补偿了双折射层的厚度的不足。由此，在标准具元件中展示的、与两个监测值关联的且具有相位差的两个周期性透射特性之间的相位差被维持为π/2，并且两个透射特性中的每个的FSR变得等于或小于目标FSR。因此，可以提高诸如C波段的波段中的波长变化的检测准确度。此外，根据实施方式，因为可以取消PBS并可以减少PD的数量，所以可以减小波长监测装置30的尺寸。

[d]第四实施方式

第四实施方式涉及被包括在第一实施方式中的标准具元件的变体。

根据第四实施方式的波长监测装置的构造与根据第一实施方式的波长监测装置10的构造相同；因此，将省略其描述。在第四实施方式中，标准具元件12的构造与第一实施方式所描述的构造不同。

图8是例示了根据第四实施方式的标准具元件12的构造的示例的图。标准具元件12是具有周期性透射特性的光学滤波器元件，对透射过偏振旋转元件11的输入光执行多重反射，并且使输入光通过。标准具元件12如图8例示地包括设置在光的输入面侧上的双折射层12a和设置在光的输出面侧上的双折射层12c。双折射层12a与根据第一实施方式的双折射层12a关联。双折射层12c与双折射层12a类似地由诸如水晶的双折射材料形成。然而，双折射层12c的光学轴是相对于双折射层12a的光学轴旋转90°而设置的。在双折射层12a的输入面上以及在双折射层12c的输出面上，分别形成具有大约20％的反射率的反射膜12a-1和反射膜12c-1。

在实施方式中，双折射层12a的厚度与双折射层12c的厚度之差被设定为来自在第一透射特性501与第二透射特性502之间的相位差Δφ为π/2+2kπ(其中，k为整数)的情况下的多种厚度(即，上述算式(2)中的厚度d)当中的、与等于或小于预定值的k关联的厚度。此外，双折射层12a的厚度和双折射层12c的厚度之和被设定为使得与该和成反比的第一透射特性501的FSR和第二透射特性502的周期FSR变得等于或小于目标FSR。

如上所述，根据实施方式，透射过具有各个的光学轴被移位90°的两个双折射层的标准具元件的输入光被分成具有与一个双折射层的光学轴平行的偏振方向的光和具有与另一双折射层的光学轴垂直的偏振方向的光。然后，由两个PD接收所分离的两个光，然后检测用于监测输入光的波长的两个监测值。因此，即使使得标准具元件中的一个双折射层的厚度较小，也由另一双折射层的厚度补偿了该双折射层的厚度的不足。由此，在标准具元件中展示的、与两个监测值关联的且具有相位差的两个透射特性之间的相位差被维持为π/2，并且两个透射特性中的每一个的FSR变得等于或小于目标FSR。因此，可以提高诸如C波段的波段中的波长变化的检测准确度。

应用示例

在各个实施方式中描述的波长监测装置可以用于具有以预定目标波长调节从激光器输出的激光束的波长的功能的、被称为波长可调谐光源的光源装置等。图9是例示了波长可调谐光源100的构造示例的框图。此外，在图9中，作为示例，将给出内部设置根据第二实施方式的波长监测装置20的波长可调谐光源100的描述。

如图9例示，波长可调谐光源100包括激光器101、透镜102、光隔离器103、半反射镜104和105、标准具元件106、PBS 107、PD 108和109、PD 110以及热敏电阻111。此外，波长可调谐光源100包括热电冷却器(TEC)112以及中央处理单元(CPU)113。

激光器101是可以改变输出光的波长的激光器，并且输出具有预定波长的光。从激光器101输出的光(下文中被称为“激光束”)经由透镜102输入到光隔离器103。

光隔离器103沿一个方向透射激光束。此外，光隔离器103包括法拉第旋转器，并且在透射激光束时使激光束的偏振方向旋转。光隔离器103与在第二实施方式中描述的偏振旋转元件11关联。

透射过光隔离器103的激光束被半反射镜104分开，并且由分支获得的一个激光束作为输出束例如输出到光纤。相比之下，由分支获得的另一激光束经由半反射镜105入射在标准具元件106和PD 110上。半反射镜105与在第二实施方式中描述的半反射镜21关联。

标准具元件106是具有周期性透射特性的光学滤波器元件，对从半反射镜105入射的激光束执行多重反射，并且透射激光束。标准具元件106包括设置在束的输入面侧上的双折射层和设置在束的输出面侧上的单折射层。标准具元件106包括具有相位差的两个周期性透射特性。标准具元件106与在第二实施方式中描述的标准具元件12关联。

PBS 107将从标准具元件106透射的激光束分成具有与标准具元件106中的双折射层的光学轴平行的偏振方向的“第一光”和具有与标准具元件106的光学轴垂直的偏振方向的“第二光”。PBS 107与在第二实施方式中描述的PBS 13关联。

PD 108接收从PBS 107输出的“第一光”，检测用于监测激光束的波长的“第一监测值”，并且向CPU 113输出所检测的“第一监测值”。PD 108与在第二实施方式中描述的PD 14关联。

PD 109接收从PBS 107输出的“第二光”，检测用于监测激光束的波长的“第二监测值”，并且向CPU 113输出所检测的“第二监测值”。PD 109与在第二实施方式中描述的PD 15关联。

PD 110接收透射过光隔离器103的激光束，检测“激光束的光功率值”，并且向CPU113输出所检测的“激光束的功率值”。PD 110与在第二实施方式中描述的PD 22关联。

凭借以上所描述的构造，光隔离器103、半反射镜105、标准具元件106、PBS 107、PD108、PD 109以及PD 110形成根据第二实施方式的波长监测装置20，并且监测激光束的波长。然后，作为监测激光束的波长的结果，向CPU 113输出“第一监测值”、“第二监测值”等。然后，基于监测激光束的波长的结果，CPU 113执行波长控制，使得从激光器101输出的激光束的波长被调节为预定目标波长。例如，CPU 113用“激光束的光功率值”对“第一监测值”和“第二监测值”进行归一化，获得标准具元件106中的两个透射特性，并且通过使用两个所获得的透射特性执行波长控制。因此，将激光束的波长高准确度地调节为目标波长。

热敏电阻111测量TEC 112的温度。

TEC 112包括激光器101、透镜102、光隔离器103、半反射镜104和105、标准具元件106、PBS 107、PD 108和109、PD 110以及热敏电阻111。然后，TEC 112根据来自CPU 113的指令保持各个所安装部件的温度恒定。即，CPU 113将由热敏电阻111检测的温度与预定温度进行比较，并且根据比较结果调节TEC 112的温度。

应用示例

在应用示例中描述的波长可调谐光源可以用于各种光模块。图10是例示了光模块200的构造示例的框图。如图10例示，光模块200包括波长可调谐光源201、数据生成电路202、驱动器203、光调制器204、波长可调谐光源205以及接收器206。

波长可调谐光源201和波长可调谐光源205是在以上所描述的应用示例中描述的波长可调谐光源，并且输出具有预定波长的光。从波长可调谐光源201输出的光输入到光调制器204，并且从波长可调谐光源205输出的光输入到接收器206。

数据生成电路202生成发送数据。发送数据输入到驱动器203，并且由驱动器203生成具有根据发送数据的波形的射频(RF)信号。然后，RF信号输入到光调制器204。

光调制器204通过使用从驱动器203接收的RF信号对来自波长可调谐光源201的光执行光调制，并且向例如光纤输出作为所获得的光信号的发送信号。

接收器206经由例如光纤接收是光信号的接收信号，通过使用从波长可调谐光源205接收的光解调所接收的接收信号，并且获得被包括在接收信号中的接收数据。由接收器206获得的接收数据输出到更高层装置。

根据在本发明中公开的波长监测装置的一个方面，提供的优点在于可以提高宽波段的波长变化的检测准确度。

Claims (8)

1.一种波长监测装置，该波长监测装置包括：

法拉第旋转器，该法拉第旋转器使输入光的偏振方向旋转；

标准具元件，该标准具元件包括第一双折射层和单折射层；

偏振分离元件，该偏振分离元件将由所述法拉第旋转器旋转了偏振方向并透射过所述标准具元件的所述输入光分成第一光和第二光，所述第一光具有与所述第一双折射层的光学轴平行的偏振方向，所述第二光具有与所述第一双折射层的所述光学轴垂直的偏振方向；

第一光接收装置，该第一光接收装置接收所述第一光而检测用于监测所述输入光的波长的第一监测值；以及

第二光接收装置，该第二光接收装置接收所述第二光而检测用于监测所述输入光的波长的第二监测值，

其中，

所述标准具元件具有第一透射特性和第二透射特性，该第一透射特性关联于与所述第一双折射层的光学轴平行的方向，并且在第一透射特性中，所述第一监测值相对于所述输入光的波长周期性地变化，第二透射特性关联于与所述第一双折射层的光学轴垂直的方向，并且在第二透射特性中，所述第二监测值相对于所述输入光的波长周期性地变化，

所述第一双折射层的厚度被设定为所述标准具元件中的所述第一透射特性与所述第二透射特性之间的相位差为π/2+2kπ的情况下的多种厚度当中的、与等于或小于预定值的k关联的厚度，其中，k为整数，并且

所述第一双折射层的厚度和所述单折射层的厚度之和被设定为使得与所述和成反比的所述第一透射特性的周期和所述第二透射特性的周期变得等于或小于目标周期。

2.根据权利要求1所述的波长监测装置，所述波长监测装置还包括另一光接收装置，该另一光接收装置接收尚未透射过所述标准具元件的所述输入光而检测所述输入光的光功率值，其中，

通过用所述输入光的所述光功率值对所述第一监测值进行归一化来获得所述标准具元件中的所述第一透射特性，并且

通过用所述输入光的所述光功率值对所述第二监测值进行归一化来获得所述标准具元件中的所述第二透射特性。

3.一种光源装置，该光源装置包括：

激光器，该激光器能够改变输出光的波长；

根据权利要求1所述的波长监测装置，该波长监测装置监测从所述激光器输出的激光束的波长；以及

控制单元，该控制单元基于由所述波长监测装置获得的监测结果来执行波长控制，在该波长控制中，将所述激光束的波长调节为预定目标波长。

4.一种光模块，该光模块包括根据权利要求3所述的光源装置。

5.一种波长监测装置，该波长监测装置包括：

偏振切换元件，该偏振切换元件切换输入光的偏振方向；

标准具元件，该标准具元件包括第一双折射层和单折射层；以及

光接收装置，该光接收装置接收偏振方向被所述偏振切换元件切换为与所述第一双折射层的光学轴平行的方向并透射过所述标准具元件的所述输入光，检测用于监测所述输入光的波长的第一监测值，并且所述光接收装置接收偏振方向被所述偏振切换元件切换为与所述第一双折射层的光学轴垂直的方向并透射过所述标准具元件的所述输入光，检测用于监测所述输入光的波长的第二监测值，

其中，

所述标准具元件具有第一透射特性和第二透射特性，该第一透射特性关联于与所述第一双折射层的光学轴平行的方向，并且在第一透射特性中，所述第一监测值相对于所述输入光的波长周期性地变化，第二透射特性关联于与所述第一双折射层的光学轴垂直的方向，并且在第二透射特性中，所述第二监测值相对于所述输入光的波长周期性地变化，

所述第一双折射层的厚度被设定为所述标准具元件中所述第一透射特性与所述第二透射特性之间的相位差为π/2+2kπ的情况下的多种厚度当中的、与等于或小于预定值的k关联的厚度，其中，k为整数，并且

所述第一双折射层的厚度和所述单折射层的厚度之和被设定为使得与所述和成反比的所述第一透射特性的周期和所述第二透射特性的周期变得等于或小于目标周期。

6.根据权利要求5所述的波长监测装置，所述波长监测装置还包括另一光接收装置，该另一光接收装置接收尚未透射过所述标准具元件的所述输入光而检测所述输入光的光功率值，其中，

用所述输入光的所述光功率值对所述第一监测值进行归一化来获得所述标准具元件中的所述第一透射特性，并且

用所述输入光的所述光功率值对所述第二监测值进行归一化来获得所述标准具元件中的所述第二透射特性。

7.一种光源装置，该光源装置包括：

激光器，该激光器能够改变输出光的波长；

根据权利要求5所述的波长监测装置，该波长监测装置监测从所述激光器输出的激光束的波长；以及

控制单元，该控制单元基于由所述波长监测装置获得的监测结果来执行波长控制，在该波长控制中，将所述激光束的波长调节为预定目标波长。

8.一种光模块，该光模块包括根据权利要求7的光源装置。

Images