JP2000223761A - Wavelength monitor and laser light source device - Google Patents

Wavelength monitor and laser light source device

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JP2000223761A
JP2000223761A JP2582699A JP2582699A JP2000223761A JP 2000223761 A JP2000223761 A JP 2000223761A JP 2582699 A JP2582699 A JP 2582699A JP 2582699 A JP2582699 A JP 2582699A JP 2000223761 A JP2000223761 A JP 2000223761A
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wavelength
light
unit
etalon
light source
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Takeshi Igami
剛 伊神
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Suntech Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavelength monitor accurately monitoring the wavelength of a light source and a laser light source using the wavelength monitor. SOLUTION: An incident light from a light source is branched with a beam sampler 11, and two branch lights whose angles are slightly different are obtained. By making the branch lights enter an etalon 13, characteristics wherein phases of wavelength-transmittance characteristics are different from each other are obtained. Wavelength-transmittance characteristics are normalized, and the wavelength changing amount from a reference wavelength is calculated by using wavelength-transmittance curves excellent in mutual linearities. Transmission lights of the beam sampler 11 are branched with a beam sampler 12, and other two branch lights are obtained. The branch lights are directly received via a slope filter 18, and a reference wavelength of an incident light is obtained from wavelength-transmittance of the slope filter 18. The reference wavelength and the wavelength changing amount are added, and an accurate wavelength of the incident light is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源の波長を
モニタする波長モニタ装置及びこれを用いたレーザ光源
装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength monitor for monitoring the wavelength of a laser light source and a laser light source device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来発光波長を制御できるレーザ光源装
置としては、分布帰還型のレーザダイオードを用いてそ
の電流や温度等を制御し、例えば数nmの範囲で波長を
変化させるようにしたレーザ光源装置が知られている。
又外部共振器を用いて共振波長を変化させることによ
り、より広い発光波長を制御できるようにしたレーザ光
源装置や、波長制御領域を持ったモノシック型の半導体
レーザ等によるレーザ光源装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a laser light source device capable of controlling an emission wavelength, a laser light source which uses a distributed feedback laser diode to control its current, temperature, etc., and changes the wavelength within a range of several nm, for example. Devices are known.
Also, a laser light source device that can control a wider emission wavelength by changing a resonance wavelength by using an external resonator, and a laser light source device using a monolithic semiconductor laser having a wavelength control region are known. I have.

【0003】又レーザ光の波長をモニタする波長モニタ
装置としては、透過波長が連続的に変化するスロープフ
ィルタを用い、このフィルタを透過するレベルに基づい
て波長を計測するようにした波長モニタも用いられてい
る。
As a wavelength monitor for monitoring the wavelength of a laser beam, a slope filter whose transmission wavelength continuously changes is used, and a wavelength monitor which measures the wavelength based on a level transmitted through the filter is also used. Have been.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかるにこのような従
来のレーザ光源装置における波長制御は、分布帰還型半
導体レーザを用いた光源にあっては電流や周囲温度等の
制御量と発光波長との関係をあらかじめ認識しておき、
所望の発光波長に応じて制御量を変化させるようにした
オープンループによる制御方式が用いられている。又外
部共振器型レーザ光源装置にあっても、共振波長の制御
量と発光波長との関係をあらかじめ認識しておき、所望
の発光波長に応じて制御量を変化させるようにしたオー
プンループによる制御方式が用いられている。
However, the wavelength control in such a conventional laser light source device is based on the relationship between the amount of control such as current and ambient temperature and the emission wavelength in a light source using a distributed feedback semiconductor laser. Recognize in advance,
An open-loop control method in which a control amount is changed according to a desired emission wavelength is used. In addition, even in the external cavity type laser light source device, the relationship between the control amount of the resonance wavelength and the emission wavelength is recognized in advance, and the open-loop control in which the control amount is changed according to the desired emission wavelength is performed. A method is used.

【0005】近年光通信の分野では、1本の光ファイバ
に多数の波長のレーザ光を同時に伝送する波長多重通信
方式が用いられようとしている。このような波長多重型
通信方式によれば、限られた波長帯域内にチャンネル数
を多くするためには、各チャンネルの波長を正確に規定
すると共に、チャンネル間で波長間隔をできるだけ狭く
して波長多重を行う必要がある。そのため波長多重通信
用のレーザ光源には高い波長設定精度が求められてい
る。しかるに従来の波長可変型レーザ光源では、オープ
ンループ制御系の分解能や再現性等によって設定した波
長の精度が決まってしまう。しかしオープンループ制御
系を高分解能や高精度とすると、装置が大がかりで高価
格になる。しかもオープンループ制御系では、十分な精
度,分解能が得られないという欠点があった。そこで高
精度でレーザ光源の波長を制御するためには、広帯域の
発光波長を高精度で確認することができる波長モニタ装
置が求められている。
[0005] In recent years, in the field of optical communication, a wavelength multiplexing communication system for simultaneously transmitting laser beams of many wavelengths to one optical fiber is being used. According to such a wavelength division multiplexing communication system, in order to increase the number of channels within a limited wavelength band, the wavelength of each channel is accurately defined, and the wavelength interval between channels is made as narrow as possible. You need to do multiplexing. Therefore, high wavelength setting accuracy is required for a laser light source for wavelength multiplex communication. However, in the conventional wavelength-variable laser light source, the accuracy of the set wavelength is determined by the resolution and reproducibility of the open-loop control system. However, if the open-loop control system has high resolution and high accuracy, the device becomes large and expensive. In addition, the open loop control system has a drawback that sufficient accuracy and resolution cannot be obtained. Therefore, in order to control the wavelength of the laser light source with high accuracy, a wavelength monitor device capable of checking the emission wavelength in a wide band with high accuracy is required.

【0006】一般的に波長を広帯域で且つ高精度で測定
するためにマイケルソン干渉計による光波長計が知られ
ている。しかしマイケルソン干渉計は装置自体が大き
く、高価格で測定速度が遅いという欠点があった。又狭
帯域の波長範囲ではエタロンを用いて波長モニタを構成
することが考えられる。エタロンによる波長モニタは小
型で可動部がなく、比較的簡単な構成とすることができ
る。しかしエタロンは波長に対して周期的に透過特性が
変化するため、測定範囲はエタロンの周期、即ちFSR
の範囲に限られてしまう。又FSRの範囲内でも透過特
性の両端の山及び谷の部分では分解能が低下するという
問題点があった。
In general, an optical wavelength meter using a Michelson interferometer is known for measuring a wavelength over a wide band and with high accuracy. However, the Michelson interferometer has disadvantages in that the apparatus itself is large, expensive and the measurement speed is slow. It is conceivable to configure a wavelength monitor using an etalon in a narrow wavelength range. The wavelength monitor using the etalon is small, has no moving parts, and can have a relatively simple configuration. However, since the transmission characteristics of the etalon periodically change with wavelength, the measurement range is the period of the etalon, that is, FSR.
Is limited to the range. Also, there is a problem that the resolution is reduced in the peaks and valleys at both ends of the transmission characteristics even within the range of the FSR.

【0007】更に発光波長の変化に対して透過光量が連
続して変化するスロープフィルタを用いてその透光量か
ら入射光の波長を検出するようにした波長モニタでは、
広帯域と高精度を両立させることが難しいという欠点が
あった。
Further, in a wavelength monitor which uses a slope filter in which the amount of transmitted light continuously changes in response to a change in emission wavelength, and detects the wavelength of incident light from the amount of transmitted light,
There is a drawback that it is difficult to achieve both high bandwidth and high accuracy.

【0008】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、請求項1〜4の発明は狭い波長
範囲で高分解能を有するエタロンを用いて、広帯域で正
確に波長を測定することができる波長モニタを提供する
ことを目的とする。又本願の請求項5〜11の発明はこ
のような波長モニタを用いて広い所定帯域内の任意の波
長を高精度で設定することができ、レーザ光を発光する
ことができるレーザ光源装置を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and the inventions of claims 1 to 4 use an etalon having a high resolution in a narrow wavelength range to accurately control a wavelength in a wide band. It is an object of the present invention to provide a wavelength monitor capable of measuring. The invention of claims 5 to 11 of the present application provides a laser light source device capable of setting an arbitrary wavelength within a wide predetermined band with high accuracy by using such a wavelength monitor and emitting laser light. The purpose is to do.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、入射光の一部を分岐し、平行状態から所定角度異な
った第1〜第n(n≧3)の分岐光を得る第1の光分岐
部と、入射光の一部を分岐し、第n+1,第n+2の分
岐光を得る第2の光分岐部と、周期的な波長−透過率特
性を有し、前記第1の光分岐部より出射される第1〜第
nの分岐光に対して夫々波長−透過率特性の位相のずれ
た出力をするエタロンと、前記エタロンを透過した第1
〜第nの分岐光を光電変換する第1〜第nの光電変換部
と、入射波長に対する透過率特性が連続的に変化する特
性を有し、前記第n+2の分岐光が入射されるスロープ
フィルタと、前記第n+1の分岐光及び前記スロープフ
ィルタを透過した第n+2の分岐光を光電変換する第n
+1,第n+2の光電変換部と、前記第1〜第nの分岐
光を前記第n+1の分岐光で割算することによって夫々
正規化する第1〜第nの割算部と、前記第1〜第nの割
算部の出力のうち所定範囲の出力値の1つを選択する切
換部と、前記第n+2の分岐光を第n+1の分岐光で割
算することによって正規化する第n+1の割算部と、前
記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基準
波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分算
出部と、前記第n+1の割算部の出力に基づいて前記エ
タロンの周期的な波長−透過率特性のいずれかの基準波
長を算出する波長算出部と、前記波長算出部及び波長変
化分算出部の出力を加算することによって入射光の波長
を算出する加算部と、を具備することを特徴とするもの
である。
According to the invention of claim 1 of the present application, a part of incident light is branched to obtain first to n-th (n ≧ 3) branched lights different from the parallel state by a predetermined angle. A first optical branching unit, a second optical branching unit that branches a part of the incident light to obtain the (n + 1) th and (n + 2) th branched lights, and has a periodic wavelength-transmittance characteristic; An etalon that outputs wavelength-transmittance characteristics of the first to n-th branched lights emitted from the optical branching unit with phases shifted from each other, and a first etalon transmitted through the etalon.
A first to an n-th photoelectric conversion unit for photoelectrically converting the n-th branched light, and a slope filter having a characteristic that a transmittance characteristic with respect to an incident wavelength changes continuously, and the n + 2-th branched light is incident. And an nth photoelectric conversion unit for photoelectrically converting the (n + 1) th branched light and the (n + 2) th branched light transmitted through the slope filter.
+1 and n + 2 photoelectric conversion units; first to n-th division units for normalizing by dividing the first to n-th branch lights by the (n + 1) -th branch light, respectively; A switching unit for selecting one of the output values in a predetermined range from among the outputs of the n-th division unit; and an (n + 1) -th division unit for normalizing by dividing the (n + 2) -th division light by the (n + 1) -th division light. A dividing unit, a wavelength change calculating unit that calculates a wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon, and an output of the (n + 1) th dividing unit. The wavelength of the incident light is calculated by adding the outputs of the wavelength calculator and the wavelength calculator for calculating any one of the reference wavelengths of the periodic wavelength-transmittance characteristics of the etalon based on the wavelength. And an adder that performs the operation.

【0010】本願の請求項2の発明は、入射光の一部を
分岐し、平行状態から所定角度異なった第1,第2の分
岐光を得る第1の光分岐部と、入射光の一部を分岐し、
第3,第4の分岐光を得る第2の光分岐部と、周期的な
波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部より出射
される第1,第2の分岐光に対して夫々波長−透過率特
性の位相のずれた出力をするエタロンと、前記エタロン
を透過した第1,第2の分岐光を光電変換する第1,第
2の光電変換部と、入射波長に対する透過率特性が連続
的に変化する特性を有し、前記第4の分岐光が入射され
るスロープフィルタと、前記第3の分岐光及び前記スロ
ープフィルタを透過した第4の分岐光を光電変換する第
3,第4の光電変換部と、前記第1,第2の分岐光を前
記第3の分岐光で割算することによって夫々正規化する
第1,第2の割算部と、前記第1,第2の割算部の出力
のうち所定範囲の出力値を交互に選択する切換部と、前
記第4の分岐光を第3の分岐光で割算することによって
正規化する第3の割算部と、前記エタロンの波長−透過
率特性の各周期毎に所定の基準波長からの入射光の波長
変化分を算出する波長変化分算出部と、前記第3の割算
部の出力に基づいて前記エタロンの周期的な波長−透過
率特性のいずれかの基準波長を算出する波長算出部と、
前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、を具備
することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a first light branching unit for branching a part of incident light to obtain first and second branched lights having different angles by a predetermined angle from a parallel state. Branch off,
A second optical splitter for obtaining third and fourth split lights, and a first and second split light having periodic wavelength-transmittance characteristics and emitted from the first optical splitter. An etalon that outputs a wavelength-transmittance characteristic out of phase, a first and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first and second branched lights transmitted through the etalon, respectively, The transmittance characteristic has a characteristic of continuously changing, and the slope filter into which the fourth branched light is incident, and the third branched light and the fourth branched light transmitted through the slope filter are photoelectrically converted. A third and a fourth photoelectric conversion unit; a first and a second division unit for normalizing the first and the second branch light by dividing the first and the second branch light by the third branch light, respectively; A switching unit for alternately selecting an output value within a predetermined range among the outputs of the first and second division units; A third dividing unit for normalizing by dividing by three branched lights, and a wavelength for calculating a wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon. A change calculator, and a wavelength calculator that calculates any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output of the third divider,
An adder for calculating the wavelength of the incident light by adding the outputs of the wavelength calculator and the wavelength change calculator.

【0011】スロープフィルタとしては、入射光の波長
に対する透過率特性が単調に変化し、その分解能がエタ
ロンの周期的な透過率変化以上の分解能を有するフィル
タを用いるものとする。第1〜第nの割算部、切換部、
波長変化分算出部、波長算出部、加算部はハードウェア
によって構成してもよく、又マイクロコンピュータを用
いてソフトウェア処理によって実現することもできる。
As the slope filter, a filter whose transmittance characteristic with respect to the wavelength of the incident light monotonously changes and whose resolution is higher than the periodic change in the transmittance of the etalon is used. First to n-th division units, switching units,
The wavelength change calculator, the wavelength calculator, and the adder may be configured by hardware, or may be realized by software processing using a microcomputer.

【0012】本願の請求項3の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、前記エタロンは、第1,第2の分岐光
に対する波長−透過率特性の位相差が90°±10°の
範囲内にあることを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to the first aspect, the etalon has a phase difference of wavelength-transmittance characteristics with respect to the first and second branched lights within a range of 90 ° ± 10 °. Is characterized in that:

【0013】本願の請求項4の発明は、請求項1又は2
の波長モニタにおいて、前記エタロンは、表面の反射率
が10〜20%の反射膜を有するエタロンであることを
特徴とするものである。
The invention of claim 4 of the present application is the invention of claim 1 or 2
In the above wavelength monitor, the etalon is an etalon having a reflection film having a surface reflectance of 10 to 20%.

【0014】本願の請求項5の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、少なくとも前記第1〜第nの光分岐
部、前記エタロン及び前記スロープフィルタを保持する
恒温層と、該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部
とを更に有することを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the wavelength monitor of the first aspect, a constant-temperature layer holding at least the first to n-th optical branching units, the etalon and the slope filter, and a constant-temperature layer are provided. A temperature adjusting unit for maintaining the temperature in the range.

【0015】本願の請求項6の発明は、請求項2の波長
モニタにおいて、少なくとも前記第1,第2の光分岐
部、前記エタロン及び前記スロープフィルタを保持する
恒温層と、該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部
とを更に有することを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the wavelength monitor of the second aspect, a constant-temperature layer holding at least the first and second optical branching units, the etalon and the slope filter, and a constant-temperature layer are provided. A temperature adjusting unit for maintaining the temperature in the range.

【0016】本願の請求項7の発明は、外部からの制御
信号によって発光する波長を変化させる波長可変光源
と、前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平
行状態から所定角度異なった第1〜第nの分岐光を得る
第1の光分岐部と、入射光の一部を分岐し、第n+1,
第n+2の分岐光を得る第2の光分岐部と、周期的な波
長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部より出射さ
れる第1〜第nの分岐光に対して夫々波長−透過率特性
の位相のずれた出力をするエタロンと、前記エタロンを
透過した第1〜第nの分岐光を光電変換する第1〜第n
の光電変換部と、入射波長に対する透過率特性が連続的
に変化する特性を有し、前記第n+2の分岐光が入射さ
れるスロープフィルタと、前記第n+1の分岐光及び前
記スロープフィルタを透過した第n+2の分岐光を光電
変換する第n+1,第n+2の光電変換部と、前記第1
〜第nの分岐光を前記第n+1の分岐光で割算すること
によって夫々正規化する第1〜第nの割算部と、前記第
1〜第nの割算部の出力のうち所定範囲の出力値のうち
の1つを選択する切換部と、前記第n+2の分岐光を第
n+1の分岐光で割算することによって正規化する第n
+1の割算部と、前記エタロンの波長−透過率特性の各
周期毎に所定の基準波長からの入射光の波長変化分を算
出する波長変化分算出部と、前記第n+1の割算部の出
力に基づいて前記エタロンの周期的な波長−透過率特性
のいずれかの基準波長を算出する波長算出部と、前記波
長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算することに
よって入射光の波長を算出する加算部と、前記加算部か
らの出力によって前記波長可変光源の発光波長を設定値
となるように制御する光源駆動部と、を有することを特
徴とするものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, and a part of light emitted from the wavelength tunable light source is branched to be different from a parallel state by a predetermined angle. A first optical branching unit that obtains the first to n-th branched lights, and a part of the incident light, and branches the n + 1,
A second optical branching section for obtaining the (n + 2) th branched light; and a first to n-th branched light having periodic wavelength-transmittance characteristics and emitted from the first optical branching section. An etalon that outputs wavelength-transmittance characteristics out of phase, and first to n-th photoelectric conversions of the first to n-th branched lights transmitted through the etalon.
And a slope filter into which the transmittance characteristic with respect to the incident wavelength continuously changes, and the light passes through the slope filter into which the (n + 2) -th branched light is incident, and passes through the (n + 1) -th branched light and the slope filter. The (n + 1) th and (n + 2) th photoelectric conversion units for photoelectrically converting the (n + 2) th branched light;
A first to an n-th division unit for normalizing by dividing the n-th divided light by the (n + 1) -th divided light, and a predetermined range among outputs of the first to the n-th division units And a switching unit for selecting one of the output values of (n) and (n) for normalizing by dividing the (n + 2) -th branched light by the (n + 1) -th branched light.
A division unit for calculating a wavelength change amount of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon, and a (n + 1) th division unit. The wavelength of the incident light is obtained by adding the output of the wavelength calculator and the wavelength calculator for calculating any one of the reference wavelengths of the periodic wavelength-transmittance characteristics of the etalon based on the output. And a light source drive unit that controls the emission wavelength of the variable wavelength light source to be a set value based on an output from the addition unit.

【0017】本願の請求項8の発明は、外部からの制御
信号によって発光する波長を変化させる波長可変光源
と、前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平
行状態から所定角度異なった第1,第2の分岐光を得る
第1の光分岐部と、入射光の一部を分岐し、第3,第4
の分岐光を得る第2の光分岐部と、周期的な波長−透過
率特性を有し、前記第1の光分岐部より出射される第
1,第2の分岐光に対して夫々波長−透過率特性の位相
のずれた出力をするエタロンと、前記エタロンを透過し
た第1,第2の分岐光を光電変換する第1,第2の光電
変換部と、入射波長に対する透過率特性が連続的に変化
する特性を有し、前記第4の分岐光が入射されるスロー
プフィルタと、前記第3の分岐光及び前記スロープフィ
ルタを透過した第4の分岐光を光電変換する第3,第4
の光電変換部と、前記第1,第2の分岐光を前記第3の
分岐光で割算することによって夫々正規化する第1,第
2の割算部と、前記第1,第2の割算部の出力のうち所
定範囲の出力値を交互に選択する切換部と、前記第4の
分岐光を第3の分岐光で割算することによって正規化す
る第3の割算部と、前記エタロンの波長−透過率特性の
各周期毎に所定の基準波長からの入射光の波長変化分を
算出する波長変化分算出部と、前記第3の割算部の出力
に基づいて前記エタロンの周期的な波長−透過率特性の
いずれかの基準波長を算出する波長算出部と、前記波長
算出部及び波長変化分算出部の出力を加算することによ
って入射光の波長を算出する加算部と、前記加算部から
の出力によって前記波長可変光源の発光波長を設定値と
なるように制御する光源駆動部と、を有することを特徴
とするものである。
The invention according to claim 8 of the present application is a wavelength tunable light source for changing the wavelength of light emitted by an external control signal, and a part of light emitted from the wavelength tunable light source is branched so as to be different from a parallel state by a predetermined angle. A first optical branching section for obtaining the first and second branched lights, and a third and fourth
A second optical branching unit that obtains the first and second branched light beams having a periodic wavelength-transmittance characteristic. An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic, a first and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first and second branched lights transmitted through the etalon, and a transmittance characteristic for an incident wavelength is continuous. And a third filter and a fourth filter that photoelectrically convert the third branched light and the fourth branched light that has passed through the slope filter.
A first and a second divider for normalizing the first and second branched lights by dividing the first and second branched lights by the third branched light, respectively; A switching unit that alternately selects an output value in a predetermined range among the outputs of the division unit, a third division unit that normalizes the fourth branch light by dividing the fourth branch light by a third branch light, A wavelength change calculator that calculates a wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon, and a wavelength change calculator that calculates the wavelength of the etalon based on an output of the third divider. A wavelength calculator that calculates any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristic, and an adder that calculates the wavelength of the incident light by adding the outputs of the wavelength calculator and the wavelength change calculator. The emission wavelength of the tunable light source is controlled to a set value by an output from the adding unit. A light source driving section, and is characterized in that it has a.

【0018】本願の請求項9の発明は、外部からの制御
信号によって発光する波長を変化させる波長可変光源
と、前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平
行状態から所定角度異なった第1〜第nの分岐光を得る
第1の光分岐部と、入射光の一部を分岐し、第n+1の
分岐光を得る第2の光分岐部と、周期的な波長−透過率
特性を有し、前記第1の光分岐部より出射される第1〜
第nの分岐光に対して夫々波長−透過率特性の位相のず
れた出力をするエタロンと、前記エタロンを透過した第
1〜第nの分岐光を光電変換する第1〜第nの光電変換
部と、前記第n+1の分岐光を光電変換する第n+1の
光電変換部と、前記第1〜第nの分岐光を前記第n+1
の分岐光で割算することによって夫々正規化する第1〜
第nの割算部と、前記第1〜第nの割算部の出力のうち
所定範囲の出力値を交互に選択する切換部と、前記エタ
ロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基準波長か
らの入射光の波長変化分を算出する波長変化分算出部
と、離散的な発光波長データ及び前記波長変化分算出部
の出力を加算することによって入射光の波長を算出する
加算部と、前記加算部からの出力によって前記波長可変
光源の発光波長を設定値となるように制御すると共に、
前記エタロンの波長−透過率特性のいずれかの基準波長
データを前記加算部に出力する光源制御部と、を有する
ことを特徴とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a tunable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, and a part of light emitted from the tunable light source is branched to be different from a parallel state by a predetermined angle. A first optical splitter for obtaining the first to n-th split lights, a second optical splitter for splitting a part of the incident light to obtain the (n + 1) th split light, and a periodic wavelength-transmittance. It has characteristics, and the first to first emitted from the first optical branching unit
An etalon that outputs a wavelength-transmittance characteristic out of phase with respect to the n-th branched light, and first to n-th photoelectric conversions that photoelectrically convert the first to n-th branched lights transmitted through the etalon. Unit, an (n + 1) th photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the (n + 1) -th branched light, and the (n + 1) -th branched light
Are normalized by dividing by the split light of
An n-th division unit, a switching unit for alternately selecting an output value in a predetermined range among the outputs of the first to n-th division units, and a predetermined unit for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon. A wavelength change calculator that calculates the wavelength change of the incident light from the reference wavelength, and an adder that calculates the wavelength of the incident light by adding the discrete emission wavelength data and the output of the wavelength change calculator. And, while controlling the emission wavelength of the variable wavelength light source to be a set value by the output from the addition unit,
A light source control unit that outputs any reference wavelength data of the wavelength-transmittance characteristics of the etalon to the addition unit.

【0019】本願の請求項10の発明は、外部からの制
御信号によって発光する波長を変化させる波長可変光源
と、前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平
行状態から所定角度異なった第1,第2の分岐光を得る
第1の光分岐部と、入射光の一部を分岐し、第3の分岐
光を得る第2の光分岐部と、周期的な波長−透過率特性
を有し、前記第1の光分岐部より出射される第1,第2
の分岐光に対して夫々波長−透過率特性の位相のずれた
出力をするエタロンと、前記エタロンを透過した第1,
第2の分岐光を光電変換する第1,第2の光電変換部
と、前記第3の分岐光を光電変換する第3の光電変換部
と、前記第1,第2の分岐光を前記第3の分岐光で割算
することによって夫々正規化する第1,第2の割算部
と、前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出
力値を交互に選択する切換部と、前記エタロンの波長−
透過率特性の各周期毎に所定の基準波長からの入射光の
波長変化分を算出する波長変化分算出部と、離散的な発
光波長データ及び前記波長変化分算出部の出力を加算す
ることによって入射光の波長を算出する加算部と、前記
加算部からの出力によって前記波長可変光源の発光波長
を設定値となるように制御すると共に、前記エタロンの
波長−透過率特性のいずれかの基準波長データを前記加
算部に出力する光源制御部と、を有することを特徴とす
るものである。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a wavelength tunable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, and a part of light emitted from the wavelength tunable light source is branched to be different from a parallel state by a predetermined angle. A first optical splitter for obtaining first and second split lights, a second optical splitter for splitting a part of incident light and obtaining a third split light, and a periodic wavelength-transmittance. A first and a second light exiting from the first optical branching section
An etalon that outputs a wavelength-transmittance characteristic out of phase with respect to each of the branched light beams;
A first and second photoelectric converter that photoelectrically converts the second branched light, a third photoelectric converter that photoelectrically converts the third branched light, and the first and second branched light Switching for alternately selecting output values within a predetermined range among the outputs of the first and second division units, each of which is normalized by dividing by the three split lights, and output of the first and second division units. Part and the wavelength of the etalon-
By adding a wavelength change calculator for calculating the wavelength change of the incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the transmittance characteristic, discrete emission wavelength data and the output of the wavelength change calculator. An adder for calculating the wavelength of the incident light, and controlling the emission wavelength of the variable wavelength light source to be a set value by an output from the adder, and any reference wavelength of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon. And a light source control unit that outputs data to the addition unit.

【0020】本願の請求項11の発明は、請求項7又は
9のレーザ光源装置において、入射光の一部を分岐し、
第n+3の分岐光を得る第n+1の光分岐部と、前記第
n+3の光分岐部からの分岐光を受光する光電変換部
と、前記第n+3の光電変換部の出力に基づいて前記波
長可変光源の出力レベルを一定に保つ出力制御部と、を
更に有することを特徴とするものである。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the laser light source device of the seventh or ninth aspect, a part of incident light is branched,
An (n + 1) th optical splitter that obtains an (n + 3) th split light; a photoelectric converter that receives the split light from the (n + 3) th optical splitter; and the wavelength tunable light source based on an output of the (n + 3) th photoelectric converter. And an output control unit for keeping the output level of the control signal constant.

【0021】本願の請求項12の発明は、請求項8又は
10のレーザ光源装置において、入射光の一部を分岐
し、第5の分岐光を得る第3の光分岐部と、前記第5の
光分岐部からの分岐光を受光する光電変換部と、前記第
5の光電変換部の出力に基づいて前記波長可変光源の出
力レベルを一定に保つ出力制御部と、を更に有すること
を特徴とするものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the laser light source device according to the eighth or tenth aspect, a third optical branching unit that branches a part of the incident light to obtain a fifth branched light; Further comprising: a photoelectric conversion unit that receives the branched light from the optical branching unit; and an output control unit that keeps the output level of the variable wavelength light source constant based on the output of the fifth photoelectric conversion unit. It is assumed that.

【0022】本願の請求項13の発明は、請求項7〜1
2のいずれか1項のレーザ光源装置において、前記波長
可変光源は、外部に共振器を有する外部共振型波長可変
光源であることを特徴とするものである。
The invention of claim 13 of the present application is directed to claims 7-1
3. The laser light source device according to claim 2, wherein the variable wavelength light source is an external resonance type variable wavelength light source having an external resonator.

【0023】本願の請求項14の発明は、請求項8又は
10のレーザ光源装置において、前記エタロンは、第
1,第2の分岐光に対する波長−透過率特性の位相差が
90°±10°の範囲内にあることを特徴とするもので
ある。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the laser light source device of the eighth or tenth aspect, the etalon has a phase difference of 90 ° ± 10 ° in wavelength-transmittance characteristics with respect to the first and second branched lights. Is within the range.

【0024】本願の請求項15の発明は、請求項7又は
9のレーザ光源装置において、少なくとも前記第1〜第
nの光分岐部、及び前記エタロンを保持する恒温層と、
該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部とを更に有
することを特徴とするものである。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the laser light source device of the seventh or ninth aspect, there is provided a thermostatic layer for holding at least the first to n-th optical branch portions and the etalon,
A temperature adjusting unit for maintaining the temperature of the thermostatic layer within a predetermined range.

【0025】本願の請求項16の発明は、請求項8又は
10のレーザ光源装置において、少なくとも前記第1,
第2の光分岐部、及び前記エタロンを保持する恒温層
と、該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部とを更
に有することを特徴とするものである。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the laser light source device of the eighth or tenth aspect, at least the first and second laser light sources are provided.
It is characterized by further comprising a second optical branching section, a constant temperature layer for holding the etalon, and a temperature adjusting section for keeping the temperature of the constant temperature layer within a predetermined range.

【0026】本願の請求項17の発明は、請求項7〜1
6のいずれか1項のレーザ光源装置において、前記エタ
ロンは、表面の反射率が10〜20%の反射膜を有する
エタロンであることを特徴とするものである。
The invention of claim 17 of the present application is directed to claims 7-1
7. The laser light source device according to claim 6, wherein the etalon is an etalon having a reflective film having a surface reflectance of 10 to 20%.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】(第1の実施の形態)次に本発明
の第1の実施の形態による波長モニタについて説明す
る。この実施の形態による波長モニタは光源からのレー
ザ光の波長を計測して波長データを出力するものであ
る。ここでは計測可能な波長範囲を1500〜1600
nmの範囲のレーザ光とする。まず入射光に向けて第1
の光分岐部、例えばビームサンプラ11が設けられる。
ビームサンプラ11はほぼ平行なガラス平板から成り、
出射面をわずかに、例えば0.2°入射面から傾けてお
き、入出射面が所定の反射率となるようにしたものであ
る。ここでは入射面及び出射面の反射率を例えば1%と
し、図中左端からの入射光に対して45°の角度でビー
ムサンプラ11を配置する。こうすればビームサンプラ
11の入射面で反射した第1の分岐光、及びビームサン
プラ11を透過し、内面で反射した第2の分岐光が得ら
れる。このため第1,第2の分岐光は平行状態からわず
かに角度の異なったものとなる。ビームサンプラ11の
透過光は第2の光分岐部、例えばビームサンプラ12に
入射される。ビームサンプラ12は平行なガラス平板に
よって構成されており、入射面と出射面の反射率をビー
ムサンプラ11と同じく1%とする。こうすればその入
射面及び反射面からも夫々第3,第4の分岐光が得られ
る。ビームサンプラ11からの第1,第2の分岐光はエ
タロン13に入射される。エタロン13は入射光である
第1,第2の分岐光のうちの一方をその表面に対して垂
直に、他方の分岐光をこれよりわずかに異なった角度で
入射する位置に配置しておく。エタロン13は例えば厚
さ1mmのガラス板の両面に入射光の約1/8λの2層
の反射膜を施したソリッドエタロンであり、ここでは例
えば15%程度の低い反射率の反射膜としている。
(First Embodiment) Next, a wavelength monitor according to a first embodiment of the present invention will be described. The wavelength monitor according to this embodiment measures the wavelength of laser light from a light source and outputs wavelength data. Here, the wavelength range that can be measured is 1500 to 1600.
It is assumed that the laser light is in the range of nm. First, the first
, For example, a beam sampler 11 is provided.
The beam sampler 11 is made of a substantially parallel glass plate,
The exit surface is slightly inclined, for example, from the incident surface by 0.2 ° so that the entrance / exit surface has a predetermined reflectance. Here, the reflectance of the incident surface and the exit surface is set to, for example, 1%, and the beam sampler 11 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the incident light from the left end in the drawing. In this way, the first split light reflected on the incident surface of the beam sampler 11 and the second split light transmitted through the beam sampler 11 and reflected on the inner surface are obtained. For this reason, the first and second branched lights have slightly different angles from the parallel state. The transmitted light of the beam sampler 11 is incident on a second light branching unit, for example, the beam sampler 12. The beam sampler 12 is formed of a parallel glass plate, and the reflectance on the incident surface and the exit surface is set to 1% as in the beam sampler 11. In this case, third and fourth branched lights can be obtained from the incident surface and the reflecting surface, respectively. The first and second branched lights from the beam sampler 11 enter the etalon 13. The etalon 13 is arranged at a position where one of the first and second split lights, which are incident lights, is perpendicular to the surface thereof and the other split light is incident at a slightly different angle than this. The etalon 13 is, for example, a solid etalon in which two layers of reflective films of about 8λ of incident light are provided on both surfaces of a glass plate having a thickness of 1 mm, and is a reflective film having a low reflectance of, for example, about 15%.

【0028】そしてエタロン13を透過した第1の分岐
光を受光する位置に第1の受光素子、例えばフォトダイ
オード14を配置し、エタロン13を透過した第2の分
岐光を受光する位置に第2の受光素子、例えばフォトダ
イオード15を配置する。又前述したビームサンプラ1
2の表面で反射した第3の分岐光の受光位置に第3の受
光素子であるフォトダイオード16を配置する。その内
面で反射した第4の分岐光の受光位置に第4の受光素子
であるフォトダイオード17を配置する。又ビームサン
プラ12とフォトダイオード17との間には、スロープ
フィルタ18を配置する。スロープフィルタ18は入射
光の波長範囲で透過率が単調に変化し、その波長−透過
率特性が既知のフィルタである。スロープフィルタ18
は入射光の波長を大まかに決定するために用いられる。
これらの光学素子は温度を所定値に保つため恒温層19
内に収納しておくものとする。
A first light receiving element, for example, a photodiode 14 is disposed at a position for receiving the first branched light transmitted through the etalon 13, and a second light receiving element is disposed at a position for receiving the second branched light transmitted through the etalon 13. , For example, a photodiode 15 is disposed. The beam sampler 1 described above
A photodiode 16 as a third light receiving element is arranged at a position where the third branch light reflected by the surface of the second light receiving element is received. A photodiode 17 as a fourth light receiving element is arranged at a position where the fourth branched light reflected by the inner surface is received. Further, a slope filter 18 is disposed between the beam sampler 12 and the photodiode 17. The slope filter 18 is a filter whose transmittance changes monotonously in the wavelength range of the incident light and whose wavelength-transmittance characteristics are known. Slope filter 18
Is used to roughly determine the wavelength of the incident light.
These optical elements have a constant temperature layer 19 to maintain the temperature at a predetermined value.
It shall be stored inside.

【0029】さてフォトダイオード14〜17の出力は
夫々信号処理部20A内の受光増幅器21〜24に与え
られる。受光増幅器21〜24は光信号を電気信号に変
換し、増幅するものであり、夫々フォトダイオード14
〜17と共に第1〜第4の光電変換部を構成している。
受光増幅器21の出力は割算器25に、受光増幅器22
の出力は割算器26に、受光増幅器23の出力は割算器
25と26に与えられる。割算器25は第1のビームサ
ンプラ11から反射した第1の分岐光を第2のビームサ
ンプラ12から反射した基準となる第3の分岐光で割算
することによって、その出力を正規化するものである。
割算器26は第1のビームサンプラ11から反射した第
2の分岐光を第2のビームサンプラ12から反射した基
準となる第3の分岐光で割算することによって、その出
力を正規化するものである。これらの割算器25,26
の出力は切換部27に与えられる。切換部27は2つの
割算出力からピーク部分を除いて双方の出力を切換える
ことにより、エタロン13の直線性のよい領域を交互に
使用するものである。切換部27の出力はA/D変換器
28に入力される。A/D変換器28は入力をデジタル
信号に変換するものであり、リードオンリメモリ(以
下、ROMという)29はこのデジタル値をアドレス信
号として後述するように所定の周期内の波長変化分を出
力するものである。ここでA/D変換器28及びリード
オンリメモリ29は、エタロンの波長−透過率特性の周
期毎に所定の基準波長からの入射光の波長からの変化分
を算出する波長変化分算出部を構成している。
The outputs of the photodiodes 14 to 17 are supplied to light receiving amplifiers 21 to 24 in the signal processing section 20A, respectively. The light receiving amplifiers 21 to 24 convert an optical signal into an electric signal and amplify the electric signal.
Together with the components 17 to 17, they constitute the first to fourth photoelectric conversion units.
The output of the light receiving amplifier 21 is supplied to a divider 25,
Is supplied to a divider 26, and the output of the light receiving amplifier 23 is supplied to dividers 25 and 26. The divider 25 normalizes the output by dividing the first split light reflected from the first beam sampler 11 by the third split light serving as a reference reflected from the second beam sampler 12. Things.
The divider 26 normalizes the output by dividing the second branched light reflected from the first beam sampler 11 by the third branched light serving as a reference reflected from the second beam sampler 12. Things. These dividers 25 and 26
Is supplied to the switching unit 27. The switching unit 27 alternately uses regions having good linearity of the etalon 13 by switching both outputs except for the peak portion from the two calculation powers. The output of the switching unit 27 is input to the A / D converter 28. An A / D converter 28 converts an input into a digital signal, and a read-only memory (hereinafter referred to as a ROM) 29 uses this digital value as an address signal to output a wavelength change within a predetermined period as described later. Is what you do. Here, the A / D converter 28 and the read-only memory 29 constitute a wavelength change calculator for calculating a change from the wavelength of the incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristics of the etalon. are doing.

【0030】一方受光増幅器23,24の出力は夫々割
算器30に与えられる。割算器30は第4の分岐光を第
3の分岐光のレベルで割算して正規化するものであり、
その割算出力がA/D変換器31に与えられる。A/D
変換器31の出力はスロープフィルタ18の特性を正規
化したデジタル値となる。ROM32にはスロープフィ
ルタ18の正規化された透過率−波長特性があらかじめ
保持されており、A/D変換器31の出力はROM32
にアドレス信号として与えられる。A/D変換器31と
ROM32とは、第3の割算部の出力に基づいてエタロ
ンの波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出する
波長算出部を構成している。ROM32で読出された波
長データは加算器33に与えられる。又加算器33はこ
れらのROM29,31の出力を加算することによっ
て、入射した光の波長を算出して出力するものである。
又恒温層19内の各光学素子は温度制御部34によって
所定温度となるように保持しておくものとする。
On the other hand, the outputs of the light receiving amplifiers 23 and 24 are supplied to a divider 30, respectively. The divider 30 divides the fourth branched light by the level of the third branched light to normalize the divided light.
The split calculation power is given to the A / D converter 31. A / D
The output of the converter 31 is a digital value obtained by normalizing the characteristics of the slope filter 18. The ROM 32 previously holds the normalized transmittance-wavelength characteristics of the slope filter 18, and the output of the A / D converter 31 is stored in the ROM 32.
As an address signal. The A / D converter 31 and the ROM 32 constitute a wavelength calculating unit that calculates any reference wavelength of the wavelength-transmittance characteristics of the etalon based on the output of the third dividing unit. The wavelength data read by the ROM 32 is given to the adder 33. The adder 33 calculates the wavelength of the incident light by adding the outputs of the ROMs 29 and 31, and outputs the calculated light.
Each optical element in the thermostatic layer 19 is maintained at a predetermined temperature by the temperature control unit 34.

【0031】次に本実施の形態による波長モニタの動作
について説明する。測定対象となるレーザビームが光フ
ァイバ又は空間を介してビームサンプラ11に入射する
と、その一部の光が表面で反射され、残りが透過する。
そして透過した光のうち出射面でその一部が反射され、
表面を透過する。これらの第1,第2の分岐光がいずれ
もエタロン13に入射され、エタロン13を介してフォ
トダイオード14,15で受光される。又ビームサンプ
ラ11を透過した光は第2のビームサンプラ12に入射
し、その一部が表面で反射され、第3の分岐光となり、
残りが透過する。透過光のうち一部がその出射面で反射
されて表面を透過し、第4の分岐光となる。第3の分岐
光はフォトダイオード16により、第4の分岐光はスロ
ープフィルタ18を介してフォトダイオード17により
受光される。
Next, the operation of the wavelength monitor according to the present embodiment will be described. When a laser beam to be measured enters the beam sampler 11 via an optical fiber or a space, part of the light is reflected on the surface and the rest is transmitted.
Then, part of the transmitted light is reflected on the emission surface,
Transmit through the surface. These first and second branched lights are both incident on the etalon 13 and received by the photodiodes 14 and 15 via the etalon 13. The light transmitted through the beam sampler 11 is incident on the second beam sampler 12, and a part of the light is reflected by the surface to become a third branched light,
The rest is transparent. A part of the transmitted light is reflected on the exit surface and transmits through the surface to become fourth branched light. The third branch light is received by the photodiode 16, and the fourth branch light is received by the photodiode 17 via the slope filter 18.

【0032】第1〜第4の分岐光のレベルをI1〜I
4、これを光電変換して受光増幅器21〜24から得ら
れる出力をS1〜S4とする。ここで前述したようにエ
タロン13は15%程度の低い反射率の反射膜を施して
いるため、表面反射光の波長に対する特性は周期的に変
動し、その周期はエタロンのフリースペクトラムレンジ
(FSR)によって定まる。このFSRを100GHz
としておくと、変動周期は約0.8nmとなる。この場
合にはエタロンの反射レベルI1に対する特性を反射レ
ベルI3によって正規化すると、受光レベルI1,I2
は周期的に変動する。エタロン13の透過率Tは境界面
の反射率をRとすると、次式(1)で算出される。
The levels of the first to fourth branched lights are defined as I1 to I
4. Outputs obtained from the light receiving amplifiers 21 to 24 by photoelectrically converting the output are referred to as S1 to S4. As described above, since the etalon 13 is provided with a reflective film having a low reflectance of about 15%, the characteristic of the surface reflected light with respect to the wavelength fluctuates periodically, and the period is the etalon free spectrum range (FSR). Is determined by This FSR is 100GHz
Then, the fluctuation cycle is about 0.8 nm. In this case, if the characteristics of the etalon with respect to the reflection level I1 are normalized by the reflection level I3, the light reception levels I1 and I2
Fluctuates periodically. The transmittance T of the etalon 13 is calculated by the following equation (1), where R is the reflectance of the boundary surface.

【数1】 但しAは反射率Rによって次式(2)に示すように表さ
れる。
(Equation 1) However, A is represented by the reflectance R as shown in the following equation (2).

【数2】 δはエタロン13の屈折率をn、その厚さをL、エタロ
ン13への入射角度をθ、エタロンへの入射光の波長を
λとすると、次式(3)で示される。
(Equation 2) δ is represented by the following equation (3), where n is the refractive index of the etalon 13, L is its thickness, θ is the angle of incidence on the etalon 13, and λ is the wavelength of light incident on the etalon.

【数3】 (Equation 3)

【0033】前述したようにエタロン13の反射率Rを
例えば0.15とすると、式(1)で示される透過率特
性はサインカーブに近くなる。従って割算器25から得
られる正規化出力は図2(a)に示すものとなる。又同
様にして割算器26から得られる正規化出力は、図2
(b)に示すものとなる。これらの透過率特性は、位相
が約90°ずれたものとなっている。この位相のずれは
エタロン13への入射光である第1,第2の分岐光の角
度差に対応している。この透過率特性の位相差を90°
とするために、ビームサンプラ11の表面と裏面とを平
行から0.2°傾けて構成している。
As described above, if the reflectance R of the etalon 13 is, for example, 0.15, the transmittance characteristic represented by the equation (1) becomes close to a sine curve. Therefore, the normalized output obtained from the divider 25 is as shown in FIG. Similarly, the normalized output obtained from the divider 26 is shown in FIG.
The result is as shown in FIG. These transmittance characteristics have a phase shift of about 90 °. This phase shift corresponds to the angle difference between the first and second branched lights that are incident lights on the etalon 13. The phase difference of this transmittance characteristic is 90 °
In this case, the front surface and the back surface of the beam sampler 11 are inclined at an angle of 0.2 ° from parallel.

【0034】さて切換部27は割算器25,26の出力
から図2に太く示す分解能のよい部分を交互に切換え
る。即ちある波長λ1,λ5,λ9・・・においてエタ
ロン13を透過する反射光I1の透過率がピーク、正規
化された値Aが即ち1.0であり、この位置から0.4
nm離れた波長λ3,λ7,λ11・・・では透過率が
最も低く、例えば0.7であるとする。λ1とλ5,λ
5とλ9の間隔は前述のように0.8nmとなる。切換
器27は透過率が0.956〜0.744の範囲であれ
ば割算器25の出力を選択し、その他の値であれば割算
器26の出力を選択する。その場合には割算器26が透
過率0.956〜0.744の範囲に入っている。こう
すれば入射光の波長によって交互に太く示す分解能の高
い割算出力を切換えることができる。
The switching section 27 alternately switches between the outputs of the dividers 25 and 26 with a portion having a high resolution as shown in FIG. That is, at certain wavelengths λ1, λ5, λ9,..., The transmittance of the reflected light I1 transmitted through the etalon 13 peaks, and the normalized value A is 1.0, ie, 0.4 from this position.
It is assumed that the transmittance is the lowest at wavelengths λ3, λ7, λ11,. λ1, λ5, λ
The interval between 5 and λ9 is 0.8 nm as described above. The switch 27 selects the output of the divider 25 if the transmittance is in the range of 0.956 to 0.744, and selects the output of the divider 26 if the transmittance is any other value. In that case, the divider 26 is in the range of transmittance 0.956 to 0.744. This makes it possible to alternately switch between thick and high-resolution split calculation powers depending on the wavelength of the incident light.

【0035】一方スロープフィルタ18は、入射可能な
波長範囲1500〜1600nmにおいて単調に変化す
るスロープ状の波長−透過率特性を有しているものとす
る。フォトダイオード16,17で第3,第4の分岐光
を受光し、受光増幅器23,24によって出力S3,S
4に変換する。そして割算器30によって第4の分岐光
のレベルS4を第3の分岐光のレベルS3で割算するこ
とによって、スロープフィルタ18の特性を正規化する
ことができる。図3(a)はこの正規化されたスロープ
フィルタ18の全体の特性、図3(b)はその一部分の
拡大図を示しており、正規化後の特性に基づいて入射光
の波長をおおまかに算出できる。A/D変換器31はこ
れをデジタル値に変換し、ROM32からデジタル値に
対応した離散的な波長データλ1,λ2,λ3・・・を
読出すことによって、図2(a)又は(b)に示すエタ
ロンの透過特性の極大値及び極小値のいずれかの波長を
選択する。このときいずれかの割算器25,26のいず
れかの出力が選択されているかによって読出す波長を変
化させる。例えば割算器25が選択されている場合に
は、そのときの波長−透過率特性からλ1,λ3,λ5
・・・に最も近く、短い側の波長のデータを基準波長λ
rとして読出す。例えばλ5からλ7の範囲内にある場
合には基準波長λrをλ5とする。そして割算器25の
出力よりλ5からの波長の変化分Δλを算出する。又割
算器26が選択されている場合にはλ2,λ4,λ6・
・・に最も近く、短い側の波長のデータを読出す。例え
ばλ2からλ4の範囲内にある場合には基準波長λrを
λ2とする。そして割算器26の出力からλ2からの波
長の変化分Δλを算出する。こうして割算器25又は2
6の出力値である透過率に基づいて、基準波長λr例え
ばλ5又はλ2から相違した波長Δλを読出すことがで
きる。そして加算器33でこの基準波長λrとΔλとを
加算することによって、入射した光の波長を正確に算出
して出力することができる。
On the other hand, it is assumed that the slope filter 18 has a slope-like wavelength-transmittance characteristic that changes monotonously in a wavelength range from 1500 to 1600 nm in which light can be incident. The photodiodes 16 and 17 receive the third and fourth branched lights, and the light receiving amplifiers 23 and 24 output S3 and S3.
Convert to 4. Then, by dividing the level S4 of the fourth split light by the level S3 of the third split light by the divider 30, the characteristics of the slope filter 18 can be normalized. FIG. 3A shows the overall characteristics of the normalized slope filter 18, and FIG. 3B shows an enlarged view of a part of the normalized slope filter 18. The wavelength of the incident light is roughly determined based on the normalized characteristics. Can be calculated. The A / D converter 31 converts this into a digital value, and reads out discrete wavelength data λ1, λ2, λ3... Corresponding to the digital value from the ROM 32, thereby obtaining the data shown in FIG. Either the maximum value or the minimum value of the transmission characteristic of the etalon shown in FIG. At this time, the wavelength to be read is changed depending on whether any one of the outputs of the dividers 25 and 26 is selected. For example, when the divider 25 is selected, λ1, λ3, λ5
The data of the shortest wavelength closest to
Read as r. For example, when it is within the range of λ5 to λ7, the reference wavelength λr is set to λ5. Then, a change Δλ in wavelength from λ5 is calculated from the output of the divider 25. When the divider 26 is selected, λ2, λ4, λ6
Read data of the shortest wavelength closest to. For example, when it is within the range from λ2 to λ4, the reference wavelength λr is set to λ2. Then, a change Δλ in wavelength from λ2 is calculated from the output of the divider 26. Thus, the divider 25 or 2
6, a wavelength Δλ different from the reference wavelength λr, for example, λ5 or λ2, can be read out. By adding the reference wavelengths λr and Δλ in the adder 33, the wavelength of the incident light can be accurately calculated and output.

【0036】尚、ROM32から読出される波長を図2
(a),(b)の各波長−透過率特性のピーク値、即ち
λ1,λ5・・・又はλ4,λ8・・・のみとし、透過
率特性の立上り又は立下りのいずれかのスロープによっ
てΔλの値を加算又は減算して正確な波長値を求めるよ
うにしてもよい。又スロープフィルタ18は正確にλn
のデータをそのまま保持しておいてもよい。又これに代
えて、それ以上の分解能を有する多数の波長に対する透
過率特性を保持しておき、図2に示す2つの波長−透過
率特性のピーク値を直線補間等によって算出するように
してもよい。また可変波長範囲が広く、図2(a),
(b)に示すエタロンの波長−透過率特性の周期が一定
値でなく、周期が波長に応じて変化する場合には、スロ
ープフィルタ18より得られる波長の概略値によってそ
の周期を変化しているものとして2つの波長−透過率特
性を切換え、Δλを算出するようにしてもよい。
The wavelength read from the ROM 32 is shown in FIG.
.., Or λ4, λ8... Only the peak value of each wavelength-transmittance characteristic of (a) and (b), and Δλ is determined by either the rising or falling slope of the transmittance characteristic. May be added or subtracted to obtain an accurate wavelength value. Also, the slope filter 18 can accurately calculate λn
May be held as it is. Alternatively, the transmittance characteristics for many wavelengths having higher resolution may be held, and the peak values of the two wavelength-transmittance characteristics shown in FIG. 2 may be calculated by linear interpolation or the like. Good. Further, the variable wavelength range is wide, and FIG.
If the period of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon shown in (b) is not a constant value and the period changes according to the wavelength, the period is changed by the approximate value of the wavelength obtained from the slope filter 18. Alternatively, two wavelength-transmittance characteristics may be switched to calculate Δλ.

【0037】又、この実施の形態ではエタロン13とし
て反射率15%のコーティングを有するソリッドエタロ
ンを用いている。エタロン13の反射率を大きくすれば
透過率の変動幅は大きくなるが、サイン波状の波形から
ずれてきて2つの特性を組合せて波長のずれ分Δλを算
出する際の誤差が大きくなる。又反射率を小さくすれば
よりサイン波に近い透過特性となるが、振幅値が小さく
なるため分解能が低下する。従ってこの反射率は例えば
10〜20%の範囲であることが好ましく、ここではエ
タロンの反射率を15%としている。又エタロンの厚さ
を例えば1mmとすることによってFSRを100GH
zとすることができる。厚さをより大きくすれば透過特
性の周期は短くなるが、スロープフィルタ18の分解能
が悪ければ誤った位置を基準の波長としてしまう可能性
がある。又エタロンの厚さを薄くすればエタロンの波長
−透過率特性の周期が長くなり、波長検出の分解能が低
下する。従って透過特性の例えば周期は0.75〜0.
85nmの範囲とすることが好ましい。更にエタロンは
ソリッドエタロンだけでなく、一対の平行平板から成る
空隙エタロンであってもよい。又エタロン13より得ら
れる波長−透過率特性の位相差は、交互に直線性のよい
部分を用いるために90°±10°の範囲内の位相差と
することが好ましく、90°の位相差とすることが最も
好ましい。
In this embodiment, a solid etalon having a coating with a reflectance of 15% is used as the etalon 13. If the reflectivity of the etalon 13 is increased, the fluctuation range of the transmittance increases, but the deviation from the sinusoidal waveform increases, and the error in calculating the wavelength deviation Δλ by combining the two characteristics increases. If the reflectance is reduced, the transmission characteristic becomes closer to a sine wave, but the resolution decreases because the amplitude value decreases. Therefore, this reflectance is preferably in the range of, for example, 10 to 20%. Here, the reflectance of the etalon is set to 15%. Further, by setting the thickness of the etalon to, for example, 1 mm, the FSR becomes 100 GH.
z. If the thickness is further increased, the period of the transmission characteristic is shortened, but if the resolution of the slope filter 18 is poor, an erroneous position may be used as a reference wavelength. Also, if the thickness of the etalon is reduced, the cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon becomes longer, and the resolution of wavelength detection decreases. Therefore, for example, the period of the transmission characteristic is 0.75 to 0.5.
It is preferable to set the range to 85 nm. Further, the etalon is not limited to a solid etalon, but may be a void etalon composed of a pair of parallel flat plates. Further, the phase difference of the wavelength-transmittance characteristic obtained from the etalon 13 is preferably set to a phase difference within a range of 90 ° ± 10 ° in order to use portions having good linearity alternately. Is most preferred.

【0038】(第2の実施の形態)次に本発明の第2の
実施の形態について説明する。図4は第2の実施の形態
による波長モニタの構成を示すブロック図である。この
実施の形態では信号処理部20Bにマイクロプロセッサ
(CPU)を用いて波長を算出するようにしたものであ
る。本図において図1と同一部分は同一符号を付して詳
細な説明を省略する。この実施の形態では前述した第1
の実施の形態と同様に、フォトダイオード14〜17の
出力は受光増幅器21〜24に与えられ、各受光増幅器
の出力はA/D変換器41〜44に入力され、デジタル
値に変換される。そしてインターフェース45を介して
マイクロプロセッサ46に入力される。マイクロプロセ
ッサ46は後述する割算処理や出力の切換処理及び波長
の加算処理を行うものである。マイクロプロセッサ46
には処理プログラムを保持するRAM47、及び前述し
たエタロン13の波長−透過率特性を保持すると共に、
スロープフィルタ18の透過率特性のデータを保持する
ROM48が接続されている。マイクロプロセッサ46
はこれらのプログラム及びデータに基づいて波長データ
を算出し、出力インターフェース49を介して外部に出
力するものである。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a wavelength monitor according to the second embodiment. In this embodiment, the wavelength is calculated using a microprocessor (CPU) in the signal processing unit 20B. In this figure, the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In this embodiment, the first
Similarly to the embodiment, the outputs of the photodiodes 14 to 17 are supplied to light receiving amplifiers 21 to 24, and the outputs of the respective light receiving amplifiers are input to A / D converters 41 to 44 and converted into digital values. Then, the data is input to the microprocessor 46 via the interface 45. The microprocessor 46 performs a division process, an output switching process, and a wavelength addition process described later. Microprocessor 46
The RAM 47 holds a processing program, and holds the wavelength-transmittance characteristics of the etalon 13 described above.
A ROM 48 for holding data of transmittance characteristics of the slope filter 18 is connected. Microprocessor 46
Calculates wavelength data based on these programs and data, and outputs the calculated data to the outside via the output interface 49.

【0039】図5,図6はこのマイクロプロセッサ46
の動作を示すフローチャートである。マイクロプロセッ
サ46が処理を開始すると、まずステップ51において
各A/D変換器41〜44の出力を取り込む。受光増幅
器21〜24の夫々の出力をS1〜S4とする。そして
ステップ52に進んでA/D変換した値S1,S2,S
4を夫々S3によって正規化してA,B,Cとする。図
2に示すようにこの正規化した値A,Bはエタロン13
によってサイン波状の波長−透過率特性が得られている
が、その位相は90°ずれている。次いでステップ53
においてAのレベルから所定の計数αを乗じてスケール
調整を行い、オフセット成分βを加えてA′を得る。又
同様にしてBのレベルから所定の計数αを乗じてスケー
ル調整を行い、オフセット成分βを加えてB′を得る。
こうしてA′,B′が±1の範囲内で変化するように変
換する。
FIGS. 5 and 6 show this microprocessor 46.
6 is a flowchart showing the operation of the first embodiment. When the microprocessor 46 starts processing, first, in step 51, the outputs of the A / D converters 41 to 44 are fetched. Outputs of the light receiving amplifiers 21 to 24 are denoted by S1 to S4. Then, the process proceeds to step 52, where the A / D converted values S1, S2, S
4 are normalized by S3 to A, B, and C, respectively. As shown in FIG. 2, these normalized values A and B are
Gives a sinusoidal wavelength-transmittance characteristic, but the phase is shifted by 90 °. Then step 53
, The scale is adjusted by multiplying the level of A by a predetermined count α, and A ′ is obtained by adding an offset component β. Similarly, the scale is adjusted by multiplying the level of B by a predetermined count α, and an offset component β is added to obtain B ′.
In this way, conversion is performed so that A 'and B' change within the range of ± 1.

【0040】次いでステップ54に進んで正規化された
値Cをスロープフィルタ18の波長−透過率特性にあて
はめ、入射光の概略波長を算出する。ここではレーザ光
源で発振する波長の変化分を拡大した数値Iを用いる。
発振可能な最小波長をλmin、最大波長をλmax とし、
発振波長λとすると、数値Iを次式(4)で示す。 I=(λ−λmin )×100 ・・・(4) こうすれば最小波長λmin では数値I=0となる。又λ
min が1500nm,λmax が1600nmであれば、
λmax のときの数値はI=10000となる。そして前
述したように、正規化した値Cから、図3に基づいて概
略波長に相当する数値IA を求める。
Next, in step 54, the normalized value C is applied to the wavelength-transmittance characteristic of the slope filter 18 to calculate the approximate wavelength of the incident light. Here, a numerical value I obtained by enlarging the change in the wavelength oscillated by the laser light source is used.
The minimum wavelength can oscillate lambda min, the maximum wavelength is lambda max,
Assuming that the oscillation wavelength is λ, the numerical value I is expressed by the following equation (4). I = (λ−λ min ) × 100 (4) In this case, the numerical value I = 0 at the minimum wavelength λ min . And λ
If min is 1500 nm and λ max is 1600 nm,
The numerical value at the time of λ max is I = 10000. And as described above, the normalized values C, obtaining the numerical I A corresponding to the schematic wavelengths with reference to FIG.

【0041】次いでステップ55において、変換した値
A′が下限値k1〜上限値k2の範囲内かどうかを判別
する。ここで下限値k1はλ2,λ3の中間の切換レベ
ル,上限値k2はλ1,λ2の中間の切換レベルであ
り、図7に示すように夫々約−0.7,0.7である。
この範囲内にあれば、ステップ56以下において変換し
た値A′とIA を用いて発振波長λを算出する。以下こ
の手順について詳細に説明する。
Next, at step 55, it is determined whether or not the converted value A 'is within the range of the lower limit value k1 to the upper limit value k2. Here, the lower limit value k1 is an intermediate switching level between λ2 and λ3, and the upper limit value k2 is an intermediate switching level between λ1 and λ2, which are approximately -0.7 and 0.7, respectively, as shown in FIG.
If within this range, it calculates the oscillation wavelength λ using the values A 'and I A converted in step 56 below. Hereinafter, this procedure will be described in detail.

【0042】まず式(1)の透過率変化が、数値Iに対
して図2に示されるようにサイン波で近似できるものと
し、サイン波の周期をπとして後述するようにその角度
Lを算出する。但し比較的広い波長範囲内では、発振波
長λの変化によって透過率特性の周期H(nm)も変化
する。図8(a)は数nmの範囲内の透過率特性の一例
を示すグラフである。ここでは数値Iに対して透過率特
性の周期Hは、I=0のときの初期周期をH0 、変化分
をD0 として、図8(b)及び式(5)に示すように直
線的に変化するものと近似する。 H=D0 I+H0 ・・・(5) 例えば発光波長が1500nmから1600nmに変化
したとき、その周期は約0.75nm〜0.85nmの
範囲で変化する。従って発振可能な最小波長λmi n から
の角度Lに対する透過率を図7で表すものとすると、角
度Lと数値I,周期Hの間には次式(6)が成り立つ。
First, it is assumed that the transmittance change of the equation (1) can be approximated by a sine wave as shown in FIG. 2 with respect to the numerical value I, and its angle L is calculated as described later, with the period of the sine wave being π. I do. However, within a relatively wide wavelength range, the period H (nm) of the transmittance characteristic also changes due to the change in the oscillation wavelength λ. FIG. 8A is a graph showing an example of a transmittance characteristic in a range of several nm. Here, the period H of the transmittance characteristic with respect to the numerical value I is linear as shown in FIG. 8B and equation (5), where H 0 is the initial period when I = 0, and D 0 is the change. It changes to something that changes. H = D 0 I + H 0 (5) For example, when the emission wavelength changes from 1500 nm to 1600 nm, the period changes in a range of about 0.75 nm to 0.85 nm. Therefore if it is assumed to represent the transmittance with respect to the angle L of the oscillation smallest possible wavelength lambda mi n in Figure 7, the angle L and the numerical I, the following equation (6) holds between the period H.

【数4】 従ってI=0のときの角度をL0 とすると、発振可能な
最小波長λmin から発振波長λまでの角度変化を積分し
て、LとIのと間には次式(7)の関係が成り立つ。
(Equation 4) Therefore, if the angle at I = 0 is L 0 , the angle change from the minimum oscillatable wavelength λ min to the oscillation wavelength λ is integrated, and the relationship between L and I is expressed by the following equation (7). Holds.

【数5】 (Equation 5)

【0043】そして発振している波長での角度LX はI
=0から透過率特性の正又は負のピーク値までの角度L
2と微小角度ΔLとの和となる。ステップ54で求めた
概略の数値IA を式(7)に代入して概略の角度LA
得る。1周期(=π)にそれぞれ1つの正及び負のピー
クがあることから、次式(8)のようにそのときの角度
A を整数化することによって、ピーク数Nが求められ
る。
The angle L X at the oscillating wavelength is I
= 0 to the angle L from the positive or negative peak value of the transmittance characteristic
2 and the small angle ΔL. Obtaining an angle L A schematic numerical I A schematic obtained in step 54 are substituted into equation (7). Since each has one positive and negative peak per cycle (= [pi), by integer the angular L A at that time by the following equation (8), peak number N is determined.

【数6】 角度L2はこのピーク数Nを用いて次式のように表され
る。 L2=N・(π/2)+L0 ・・・(9)
(Equation 6) The angle L2 is expressed by the following equation using the number of peaks N. L2 = N · (π / 2) + L 0 (9)

【0044】次いでステップ57において、選択した
A′を用いて、正のピーク値から発振している波長まで
の角度L1を算出する。こうすれば発振波長の角度LX
は、L1,L2を用いて次式(10)又は(11)で算
出される。Nが奇数の場合、図8(c)に示すように LX =L2+ΔL =L2+L1 ・・・(10) Nが偶数の場合 LX =L2+ΔL =L2+(π/2)−L1 ・・・(11) となる。即ち透過率特性が正又は負の場合に、夫々の波
長までの角度LX は式(10),(11)で示される。
ステップ58ではLX を算出する。ステップ59におい
てこの角度LX から再び正確な数値Icを求め、これを
用いて波長と数値Iの換算式(4)から正確な発振波長
λを求めることができる。この場合、角度L2に相当す
る波長が基準波長λrとなり、ΔLに相当する波長を加
算して発振波長を算出している。
Next, at step 57, the angle L1 from the positive peak value to the oscillating wavelength is calculated using the selected A '. In this case, the oscillation wavelength angle L X
Is calculated by the following equation (10) or (11) using L1 and L2. When N is an odd number, as shown in FIG. 8C, L X = L 2 + ΔL = L 2 + L 1 (10) When N is an even number L X = L 2 + ΔL = L 2 + (π / 2) −L 1 (11) ). That is, when the transmittance characteristic is positive or negative, the angles L X up to the respective wavelengths are expressed by Expressions (10) and (11).
In step 58 to calculate the L X. Seeking again precise figures Ic from this angle L X in step 59, it is possible to obtain an accurate oscillation wavelength λ from conversion equation wavelength and numerical I (4) using the same. In this case, the wavelength corresponding to the angle L2 becomes the reference wavelength λr, and the wavelength corresponding to ΔL is added to calculate the oscillation wavelength.

【0045】又ステップ55においてA′がk1〜k2
の範囲内になければB′を選択し、ステップ61に進ん
でステップ56と同様に角度L2を算出し、ステップ6
2においてB′より角度L1を算出する。そしてステッ
プ59において同様にして発振波長の角度LX を算出す
る。
In step 55, A 'is k1 to k2.
If it is not within the range, B 'is selected, and the routine proceeds to step 61, where the angle L2 is calculated in the same manner as in step 56.
In step 2, the angle L1 is calculated from B '. And similarly in step 59 calculates an angle L X of the oscillation wavelength.

【0046】こうして入射されたレーザ光の波長を算出
し、ステップ60において出力インターフェース49を
介して外部に出力する。こうすれば広い波長範囲で高精
度で入射光の波長をモニタすることができる。
The wavelength of the laser beam thus incident is calculated, and output to the outside via the output interface 49 in step 60. This makes it possible to monitor the wavelength of the incident light with high accuracy over a wide wavelength range.

【0047】(第3の実施の形態)次に本発明の第3の
実施の形態による波長モニタ装置について説明する。図
9,図10は波長モニタ装置の構成を示すブロック図で
あり、前述した第1,第2の実施の形態と同一部分は同
一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形態
においては恒温層19内にビームサンプラ11の出力側
にビームサンプラ51を設けて、入射光を互いに角度が
異なるように第1〜第3の分岐光とする。その出射光を
ビームサンプラ12に入射し、その入射面及び出射面よ
り第4,第5の分岐光を得る。第1〜第3の分岐光は夫
々光電変換器14,15,52により受光し、第4,第
5の分岐光は光電変換器16,17で受光する。光電変
換器52の出力も図10に示すように受光増幅器53に
より増幅し、A/D変換器54によってA/D変換して
インターフェース回路45を介してマイクロプロセッサ
46に加える。この場合には図11(a)〜(c)に示
すように正規化した出力が互いに異なった位相差、例え
ば夫々60°の位相差を有するようにエタロン13への
入射角度を設定しておく。こうして3つの正規化された
光電変換出力から中心付近の最もリニアリティの高い領
域の出力を1つ選択する。こうすればより正確に入射光
の波長を検出することができる。
(Third Embodiment) Next, a wavelength monitor according to a third embodiment of the present invention will be described. FIGS. 9 and 10 are block diagrams showing the configuration of the wavelength monitoring device. The same parts as those in the first and second embodiments described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a beam sampler 51 is provided in the constant temperature layer 19 on the output side of the beam sampler 11, and the first to third branch lights are formed so that incident lights have different angles. The emitted light is incident on the beam sampler 12, and fourth and fifth branched lights are obtained from the incident surface and the output surface. The first to third branched lights are received by the photoelectric converters 14, 15, and 52, respectively, and the fourth and fifth branched lights are received by the photoelectric converters 16 and 17, respectively. As shown in FIG. 10, the output of the photoelectric converter 52 is also amplified by the light receiving amplifier 53, A / D converted by the A / D converter 54, and applied to the microprocessor 46 via the interface circuit 45. In this case, as shown in FIGS. 11A to 11C, the incidence angle to the etalon 13 is set so that the normalized outputs have different phase differences, for example, 60 °, respectively. . In this way, one output in the area with the highest linearity near the center is selected from the three normalized photoelectric conversion outputs. This makes it possible to more accurately detect the wavelength of the incident light.

【0048】この実施の形態では第1〜第3の入射光を
エタロンに入射するようにしているが、互いに角度の異
なった第1〜第n(n≧3)の入射光をエタロンに入射
して同様の処理を行ってもよい。この場合にはn+1,
n+2の分岐光をスロープフィルタの特性検出用とす
る。
In this embodiment, the first to third incident lights are made to enter the etalon, but the first to n-th (n ≧ 3) incident lights having different angles from each other are made to enter the etalon. A similar process may be performed. In this case, n + 1,
The n + 2 branched light is used for detecting the characteristics of the slope filter.

【0049】(第4の実施の形態)次に第4の実施の形
態によるレーザ光源装置について説明する。図12はレ
ーザ光源装置の全体構成を示すブロック図であり、前述
した実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説
明を省略する。本図において波長可変光源101は外部
からの制御信号によって発振波長を連続的に変化させる
ことができるレーザ光源である。ここでは波長可変光源
101は例えば分布帰還型のレーザダイオードとし、そ
の電流や温度等を制御することによって、数nmの波長
の範囲で波長を変化させるものとする。発光したレーザ
光は光バンドパスフィルタ102に導かれる。光バンド
パスフィルタ102はレーザ光源のうち出射可能な範囲
の波長のレーザ光を透過させるフィルタであり、このフ
ィルタ102を通過した波長の光を前述した波長モニタ
の恒温層19内に保持されているビームサンプラ11に
向けて照射する。恒温層19内の光学素子については前
述した波長モニタと同様とする。即ちビームサンプラ1
1はほぼ平行なガラス平板から成り、出射面をわずか
に、例えば0.2°入射面から傾けておき、入出射面が
所定の反射率となるようにしたものである。ここでは入
射面及び出射面の反射率を例えば1%とし、図中左端か
らの入射光に対して45°の角度でビームサンプラ11
を配置する。こうすればビームサンプラ11の入射面で
反射した第1の分岐光、及びビームサンプラ11を透過
し、内面で反射した第2の分岐光が得られる。このため
第1,第2の分岐光は平行状態からわずかに角度の異な
ったものとなる。ビームサンプラ11の透過光は第2の
光分岐部、例えばビームサンプラ12に入射される。ビ
ームサンプラ12は平行なガラス平板によって構成され
ており、入射面と出射面の反射率をビームサンプラ11
と同じく1%とする。こうすればその入射面及び反射面
からも夫々第3,第4の分岐光が得られる。ビームサン
プラ11からの第1,第2の分岐光はエタロン13に入
射される。エタロン13は入射光である第1,第2の分
岐光のうちの一方をその表面に対して垂直に、他方の分
岐光をこれよりわずかに異なった角度で入射する位置に
配置しておく。エタロン13は例えば厚さ1mmのガラ
ス板の両面に入射光の約1/8λの2層の反射膜を施し
たソリッドエタロンであり、ここでは例えば15%程度
の低い反射率の反射膜としている。
(Fourth Embodiment) Next, a laser light source device according to a fourth embodiment will be described. FIG. 12 is a block diagram showing the overall configuration of the laser light source device. The same parts as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted. In FIG. 1, a variable wavelength light source 101 is a laser light source that can continuously change an oscillation wavelength by an external control signal. Here, the wavelength variable light source 101 is, for example, a distributed feedback type laser diode, and the wavelength is changed within a wavelength range of several nm by controlling the current, temperature, and the like. The emitted laser light is guided to the optical bandpass filter 102. The optical band-pass filter 102 is a filter of a laser light source that transmits laser light having a wavelength within a range that can be emitted. Light having a wavelength that has passed through the filter 102 is held in the constant temperature layer 19 of the above-described wavelength monitor. Irradiation is performed on the beam sampler 11. The optical elements in the constant temperature layer 19 are the same as the wavelength monitor described above. That is, beam sampler 1
Reference numeral 1 denotes a substantially parallel glass flat plate whose exit surface is slightly inclined, for example, by 0.2 ° from the entrance surface so that the entrance / exit surface has a predetermined reflectance. Here, the reflectivity of the incident surface and the exit surface is set to, for example, 1%, and the beam sampler 11 is formed at an angle of 45 ° with respect to the incident light from the left end in the drawing.
Place. In this way, the first split light reflected on the incident surface of the beam sampler 11 and the second split light transmitted through the beam sampler 11 and reflected on the inner surface are obtained. For this reason, the first and second branched lights have slightly different angles from the parallel state. The transmitted light of the beam sampler 11 is incident on a second light branching unit, for example, the beam sampler 12. The beam sampler 12 is formed of a parallel glass plate, and the reflectance of the incident surface and the exit surface is measured by the beam sampler 11.
1% as in. In this case, third and fourth branched lights can be obtained from the incident surface and the reflecting surface, respectively. The first and second branched lights from the beam sampler 11 enter the etalon 13. The etalon 13 is arranged at a position where one of the first and second split lights, which are incident lights, is perpendicular to the surface thereof and the other split light is incident at a slightly different angle than this. The etalon 13 is, for example, a solid etalon in which two layers of reflective films of about 8λ of incident light are provided on both surfaces of a glass plate having a thickness of 1 mm, and is a reflective film having a low reflectance of, for example, about 15%.

【0050】そしてエタロン13を透過した第1の分岐
光を受光する位置に第1の受光素子、例えばフォトダイ
オード14を配置し、エタロン13を透過した第2の分
岐光を受光する位置に第2の受光素子、例えばフォトダ
イオード15を配置する。又前述したビームサンプラ1
2の表面で反射した第3の分岐光の受光位置に第3の受
光素子であるフォトダイオード16を配置する。その内
面で反射した第4の分岐光の受光位置に第4の受光素子
であるフォトダイオード17を配置する。又ビームサン
プラ12とフォトダイオード17との間には、スロープ
フィルタ18を配置する。スロープフィルタ18は入射
光の波長範囲で透過率が単調に変化し、その波長−透過
率特性が既知のフィルタである。スロープフィルタ18
は入射光の波長を大まかに決定するために用いられる。
これらの光学素子は温度を所定値に保つため恒温層19
内に収納しておくものとする。これらの素子は温度制御
部34によって一定の温度に制御されている。
Then, a first light receiving element, for example, a photodiode 14 is disposed at a position for receiving the first branch light transmitted through the etalon 13, and a second light receiving element is disposed at a position for receiving the second branch light transmitted through the etalon 13. , For example, a photodiode 15 is disposed. The beam sampler 1 described above
A photodiode 16 as a third light receiving element is arranged at a position where the third branch light reflected by the surface of the second light receiving element is received. A photodiode 17 as a fourth light receiving element is arranged at a position where the fourth branched light reflected by the inner surface is received. Further, a slope filter 18 is disposed between the beam sampler 12 and the photodiode 17. The slope filter 18 is a filter whose transmittance changes monotonously in the wavelength range of the incident light and whose wavelength-transmittance characteristics are known. Slope filter 18
Is used to roughly determine the wavelength of the incident light.
These optical elements have a constant temperature layer 19 to maintain the temperature at a predetermined value.
It shall be stored inside. These elements are controlled at a constant temperature by a temperature control unit 34.

【0051】図13は制御装置103を示すブロック図
である。制御装置103は前述した第2の実施の形態と
同様に、フォトダイオード14〜17の出力を増幅する
受光増幅器21〜24が設けられ、その出力をA/D変
換するA/D変換器41〜44、インターフェース4
5、及びマイクロプロセッサを46等を含んでいる。マ
イクロプロセッサ46は第2の実施の形態と同様に、入
射光のレベルを正規化し、スロープフィルタ18とエタ
ロン13との波長透過率特性に基づいて波長を検出する
ものである。波長モニタ部のビームサンプラ12の出力
は光アッテネータ104を介して外部に出射される。更
に制御装置103には波長設定部105が接続され、又
光アッテネータ104のフォトダイオード104aが増
幅器及びA/D変換器107を介して接続される。又出
力インターフェース49にはレーザダイオード(LD)
を駆動するレーザダイオード駆動部108,アッテネー
タ(ATT)駆動部109が接続されている。波長設定
部105は発光波長と、その出力レベルを設定するもの
である。制御装置103は設定された波長となるように
波長可変光源101の波長を制御し、出力レベルを所定
値に設定するものである。光アッテネータ104は出力
されるレーザ光のレベルを検出するフォトダイオード1
04a及び出力レベルの調整部を有し、出力レベルを制
御装置103に帰還すると共に、制御装置103のアッ
テネータ駆動部109からの制御信号に基づいて出力レ
ベルを所定値となるように減衰させるものである。
FIG. 13 is a block diagram showing the control device 103. The control device 103 is provided with light receiving amplifiers 21 to 24 for amplifying the outputs of the photodiodes 14 to 17, similarly to the above-described second embodiment, and A / D converters 41 to 41 for A / D converting the outputs. 44, interface 4
5 and a microprocessor 46 and the like. As in the second embodiment, the microprocessor 46 normalizes the level of the incident light and detects the wavelength based on the wavelength transmittance characteristics of the slope filter 18 and the etalon 13. The output of the beam sampler 12 of the wavelength monitor is emitted to the outside via the optical attenuator 104. Further, a wavelength setting unit 105 is connected to the control device 103, and a photodiode 104a of the optical attenuator 104 is connected via an amplifier and an A / D converter 107. The output interface 49 has a laser diode (LD).
And an attenuator (ATT) drive unit 109 are connected. The wavelength setting unit 105 sets an emission wavelength and its output level. The control device 103 controls the wavelength of the tunable light source 101 so that the wavelength becomes the set wavelength, and sets the output level to a predetermined value. The optical attenuator 104 is a photodiode 1 for detecting the level of the output laser light.
04a and an output level adjustment unit, which feeds back the output level to the control device 103 and attenuates the output level to a predetermined value based on a control signal from the attenuator drive unit 109 of the control device 103. is there.

【0052】次に本実施の形態の動作について説明す
る。あらかじめ波長設定部105により波長可変光源1
01で発光可能な任意の波長と、その出力レベルを設定
しておくものとする。こうすれば波長可変光源101よ
り発光した波長がバンドパスフィルタ102を介して恒
温層内のビームサンプラ11,12に入射され、前述し
たようにその発光波長が算出される。そして制御装置で
は前述した図5,図6のフローチャートと同様にして発
光波長を算出する。そして発光波長と設定された波長と
の誤差を算出し、その誤差が0となるように波長可変光
源の発光波長を制御する。又設定されたレベルとなるよ
うに光アッテネータ104の減衰比を制御する。こうす
れば前述した波長モニタを用いて正確にレーザ光源の発
光波長を制御することができる。
Next, the operation of this embodiment will be described. The wavelength tunable light source 1 is set in advance by the wavelength setting unit 105.
It is assumed that an arbitrary wavelength capable of emitting light at 01 and its output level are set. In this way, the wavelength emitted from the variable wavelength light source 101 is incident on the beam samplers 11 and 12 in the constant temperature layer via the band pass filter 102, and the emission wavelength is calculated as described above. Then, the control device calculates the emission wavelength in the same manner as in the flowcharts of FIGS. 5 and 6 described above. Then, an error between the emission wavelength and the set wavelength is calculated, and the emission wavelength of the variable wavelength light source is controlled so that the error becomes zero. Also, the attenuation ratio of the optical attenuator 104 is controlled so as to be at the set level. In this case, the emission wavelength of the laser light source can be accurately controlled using the above-described wavelength monitor.

【0053】(第5の実施の形態)次に本発明の第5の
実施の形態について図14のブロック図を用いて説明す
る。この実施の形態では恒温層19内に波長可変光源1
01と光バンドパスフィルタ102とを同時に収納する
ようにした点を除いて第4の実施の形態と同様とする。
この場合には波長可変光源101の発光波長の制御は駆
動電流を制御することによって行われる。こうすれば光
源の温度制御を改めて行う必要がなく、レーザ光源装置
の主要部を恒温層内に収納することができるため、極め
て小型軽量化することが可能となる。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. In this embodiment, the wavelength-variable light source 1 is
The fourth embodiment is the same as the fourth embodiment except that the optical bandpass filter 01 and the optical bandpass filter 102 are housed at the same time.
In this case, the emission wavelength of the variable wavelength light source 101 is controlled by controlling the drive current. In this case, it is not necessary to control the temperature of the light source again, and the main part of the laser light source device can be housed in the constant temperature layer, so that the size and weight can be extremely reduced.

【0054】(第6の実施の形態)次に本発明の第6の
実施の形態について図15のブロック図を用いて説明す
る。この実施の形態では波長可変光源110として外部
に共振器を有する外部共振型の光源を用いている。図中
レーザダイオード111の左側端面には無反射コーティ
ング(ARコーティング)が施されている。その左側の
出射面側にはレンズ112及び回折格子113とこれに
対して所定角度傾けた位置に配置されたミラー114が
設けられ、これらによって外部共振器が構成されてい
る。回折格子113は図示のように回転テーブル115
上に配置されており、そのレーザ光の入射位置と入射角
度とを変化させることによって、例えば100nmの範
囲で発光波長を変化させることができる。レーザダイオ
ード111の出射端側にはレンズ116及びアイソレー
タ117が設けられる。アイソレータ117は戻り光を
抑圧するものである。アイソレータ117の出射端側に
は外部からの制御によって透過波長を変化させる光バン
ドパスフィルタ118及び波長モニタの光学部が配置さ
れている。光バンドパスフィルタ118は特公平7−9
2530号に示されているように、ガラスやシリコン等
のサブストレート上に多層膜を蒸着した干渉光フィルタ
であり、各層の光学厚さをλ/4とし、その光学厚さを
長手方向に連続的に変化させることによって、透過波長
λを入射位置に応じて連続的に変化させるようにしたも
のである。そしてバンドパスフィルタ駆動部によりその
入射位置を発光波長と一致するように変化させるものと
する。その他の波長モニタの光学部については前述した
第3の実施の形態と同様であり、ビームサンプラ11及
び12、エタロン13、4つのフォトダイオード14〜
17、スロープフィルタ18が設けられ、フォトダイオ
ード14〜17の出力がマイクロプロセッサを含む制御
装置120に入力される。又ビームサンプラ12を透過
する位置に光アッテネータ121及びレンズ122を配
置する。レンズ122は光ファイバコネクタ123を介
して光ファイバ124にレーザ光を入射するものであ
る。光ファイバ124にはファイバ125と融着させた
分岐部126が設けられ、この分岐部126を通過した
レーザ光が外部に出射される。光ファイバ125の一端
にはフォトダイオード127が設けられる。フォトダイ
オード127は分岐したレーザ光を電気信号に変換する
ものであり、その出力は制御装置120に与えられる。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram of FIG. In this embodiment, an external resonance type light source having an external resonator is used as the wavelength variable light source 110. In the figure, the left end face of the laser diode 111 is provided with an anti-reflection coating (AR coating). A lens 112 and a diffraction grating 113 and a mirror 114 disposed at a position inclined by a predetermined angle with respect to the lens 112 and the diffraction grating 113 are provided on the left side of the emission surface, and these constitute an external resonator. The diffraction grating 113 has a rotating table 115 as shown.
The emission wavelength can be changed, for example, in the range of 100 nm by changing the incident position and the incident angle of the laser light. A lens 116 and an isolator 117 are provided on the emission end side of the laser diode 111. The isolator 117 suppresses return light. On the emission end side of the isolator 117, an optical band-pass filter 118 for changing a transmission wavelength by external control and an optical unit of a wavelength monitor are arranged. The optical band-pass filter 118 is a 7-7 Japanese Patent Publication.
As shown in No. 2530, this is an interference light filter in which a multilayer film is deposited on a substrate such as glass or silicon, and the optical thickness of each layer is λ / 4, and the optical thickness is continuous in the longitudinal direction. Thus, the transmission wavelength λ is continuously changed according to the incident position. Then, the incident position is changed by the band-pass filter driving unit so as to coincide with the emission wavelength. The other optical parts of the wavelength monitor are the same as those in the third embodiment described above, and include the beam samplers 11 and 12, the etalon 13, the four photodiodes 14 to
17, a slope filter 18 is provided, and outputs of the photodiodes 14 to 17 are input to a control device 120 including a microprocessor. Further, an optical attenuator 121 and a lens 122 are arranged at a position where the light passes through the beam sampler 12. The lens 122 irradiates a laser beam to the optical fiber 124 via the optical fiber connector 123. The optical fiber 124 is provided with a branch portion 126 fused with the fiber 125, and the laser light passing through the branch portion 126 is emitted to the outside. At one end of the optical fiber 125, a photodiode 127 is provided. The photodiode 127 converts the branched laser light into an electric signal, and its output is given to the control device 120.

【0055】図16は制御装置120の構成を示すブロ
ック図であり、前述した第2の実施の形態と同一部分は
同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形
態ではフォトダイオード127からの出力が増幅器10
6及びA/D変換器107を介してインターフェース4
5に入力される。又マイクロプロセッサ46からの出力
が回転テーブル駆動部131及びアッテネータ駆動部1
32に与えられる。回転テーブル駆動部131は波長可
変光源111の回転テーブルの回転角度やレーザダイオ
ードからの距離を変化させることによって、発光波長を
制御するものである。アッテネータ駆動部132は光ア
ッテネータ121からの出力レベルを制御するものであ
る。又バンドパスフィルタ駆動部133はそのときの発
光波長が透過波長となるように光バンドパスフィルタ1
18に入射する入射光の入射位置をX軸方向に変化させ
るものである。マイクロプロセッサ46にはRAM13
4,ROM135が接続されている。制御装置120は
前述した第4の実施の形態と同様に、レーザ光源の発光
波長を検出し、波長設定部105で設定された所定波長
となるように制御する。そしてフォトダイオード127
から得られる出力レベルが一定となるように、光アッテ
ネータ121の減衰率又はレーザダイオード111に供
給する電流値を制御すると共に、発光波長と光バンドパ
スフィルタ118との透過波長が一致するように入射位
置を制御するものである。
FIG. 16 is a block diagram showing the configuration of the control unit 120. The same parts as those in the above-described second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, the output from the photodiode 127 is
6 and the interface 4 via the A / D converter 107
5 is input. The output from the microprocessor 46 is the rotation table driving unit 131 and the attenuator driving unit 1.
32. The rotary table driving unit 131 controls the emission wavelength by changing the rotation angle of the rotary table of the variable wavelength light source 111 and the distance from the laser diode. The attenuator driving unit 132 controls the output level from the optical attenuator 121. The band-pass filter driving unit 133 controls the optical band-pass filter 1 so that the emission wavelength at that time becomes the transmission wavelength.
The incident position of the incident light incident on the reference numeral 18 is changed in the X-axis direction. The microprocessor 46 has a RAM 13
4, ROM 135 is connected. The control device 120 detects the emission wavelength of the laser light source and controls the wavelength to be a predetermined wavelength set by the wavelength setting unit 105, as in the fourth embodiment. And the photodiode 127
Is controlled so that the output level obtained from the optical attenuator 121 becomes constant, and the current value supplied to the laser diode 111 is controlled so that the emission wavelength matches the transmission wavelength of the optical bandpass filter 118. It controls the position.

【0056】この実施の形態では第4の実施の形態と同
様に、波長設定部105よりレーザ光源の発光すべき波
長が設定される。そして実際の発光波長を検出し、回転
テーブル115の回転角度とレーザダイオード111と
の間隔によって発光波長を例えば100nm程度の範囲
で制御することによって波長制御を行う。尚この実施の
形態においても、レーザダイオード111とレンズ10
2,106、アイソレータ117、光バンドパスフィル
タ118と波長モニタの光学部とを同一の恒温層128
内に保持しておき、その温度を一定に保つように制御す
ることが好ましい。こうすれば温度変化にかかわらず、
正確に設定された波長のレーザ光を出力することができ
る。
In this embodiment, as in the fourth embodiment, the wavelength to be emitted by the laser light source is set by the wavelength setting unit 105. Then, the actual emission wavelength is detected, and the wavelength is controlled by controlling the emission wavelength within a range of, for example, about 100 nm based on the rotation angle of the turntable 115 and the distance between the laser diode 111. In this embodiment, the laser diode 111 and the lens 10 are also used.
2, 106, the isolator 117, the optical band-pass filter 118, and the optical part of the wavelength monitor
It is preferable to control the temperature so that the temperature is kept constant. This way, regardless of temperature changes,
It is possible to output a laser beam having a wavelength that is accurately set.

【0057】(第7の実施の形態)次に本発明の第7の
実施の形態について説明する。図17はこの実施の形態
によるレーザ光源装置の全体構成を示すブロック図であ
る。前述した第6の実施の形態と同一部分は同一符号を
付して説明を省略する。この実施の形態では前述した第
6の実施の形態からスロープフィルタ18及び第4の受
光素子であるフォトダイオード17や受光増幅器24を
除いて構成したものである。光源の発光波長の概略値は
回転テーブル115の回転角度によって既知であるた
め、制御装置140はこのデータを用いて正確な発光波
長を算出し、所望の発光波長となるように制御すること
ができる。
(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a block diagram showing the overall configuration of the laser light source device according to this embodiment. The same parts as those in the above-described sixth embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. This embodiment is configured by removing the slope filter 18 and the photodiode 17 and the light receiving amplifier 24 as the fourth light receiving elements from the sixth embodiment. Since the approximate value of the emission wavelength of the light source is known from the rotation angle of the turntable 115, the control device 140 can calculate an accurate emission wavelength using this data and control the emission wavelength to be a desired emission wavelength. .

【0058】図18,図19はこの実施の形態の動作を
示すフローチャートである。制御装置140は動作を開
始すると、まずステップ141においてA/D変換値を
取り込む。そしてステップ142においてA/D変換値
から第2の実施の形態と同様に正規化した値A及びBを
算出する。この値は前述したように約サイン波状の波形
を有している。そしてステップ143に示すようにA,
Bのレベルから所定の係数αを乗じてスケール調整を行
い、オフセット成分βを加えてA′及びB′を算出す
る。そしてステップ144に進んでこのときの回転テー
ブル115の回転角度から図20に示すように回転角度
に対応して変化する波長に対応する概略の数値IA を算
出する。例えば回転テーブルを制御するモータをパルス
モータとすると、パルスモータに出力するパルス数によ
って回転角度を算出することができる。こうして得られ
た回転角度に対応して発光波長の概略値に相当する数値
Aを算出できる。そしてステップ145〜150にお
いて、補正値A′が所定の下限値k1〜上限値k2の範
囲内であれば図6のステップ56〜60と同様にA′,
A よりλを算出する。又A′がk1〜K2の範囲内に
なければ、ステップ151,152に進んで図6のステ
ップ61,62と同様にB′,IA よりλを算出する。
FIGS. 18 and 19 are flow charts showing the operation of this embodiment. When the control device 140 starts the operation, first, in step 141, the control device 140 takes in the A / D conversion value. Then, in step 142, normalized values A and B are calculated from the A / D converted values in the same manner as in the second embodiment. This value has a substantially sinusoidal waveform as described above. Then, as shown in step 143, A,
The scale is adjusted by multiplying the level of B by a predetermined coefficient α, and an offset component β is added to calculate A ′ and B ′. Then the routine proceeds to step 144 to calculate the numerical value I A schematic corresponding the rotation angle of the wavelength that varies in response to the rotational angle as shown in Figure 20 of the rotary table 115 at this time. For example, if the motor that controls the rotary table is a pulse motor, the rotation angle can be calculated from the number of pulses output to the pulse motor. Thus obtained in response to the rotation angle can be calculated numerically I A corresponding to the approximate value of the emission wavelength. In steps 145 to 150, if the correction value A 'is within the range of the predetermined lower limit value k1 to the upper limit value k2, A',
To calculate the λ than I A. The 'If is not within the range of K1~K2, the routine proceeds to step 151 and 152 similarly B and step 61 of FIG. 6' A, calculates the λ from I A.

【0059】次いでステップ153において設定波長λ
S との差λERR を算出し、ステップ154において差λ
ERR が0となるように回転テーブル駆動部131より波
長制御信号を出力する。又このとき同時に設定された出
力レベルとなるように光アッテネータ121の減衰率を
変化させる。光アッテネータ121に代えてレーザダイ
オード111の出力レベルを制御するようにしてもよ
い。ここで制御装置140は、ステップ144及びステ
ップ153,154において、波長可変光源の発光波長
を設定値になるように制御すると共に、エタロンの波長
−透過率特性のいずれかの基準波長データを読出して加
算部に出力する光源制御部の機能を有している。
Next, at step 153, the set wavelength λ
The difference λ ERR from S is calculated, and in step 154, the difference λ ERR
The turntable driving unit 131 outputs a wavelength control signal so that ERR becomes 0. At this time, the attenuation rate of the optical attenuator 121 is changed so that the output level is set at the same time. Instead of the optical attenuator 121, the output level of the laser diode 111 may be controlled. Here, the controller 140 controls the emission wavelength of the variable wavelength light source to be a set value in steps 144, 153, and 154, and reads out any reference wavelength data of the wavelength-transmittance characteristics of the etalon. It has the function of a light source control unit that outputs to the addition unit.

【0060】このようにしてこの回転角度から離散的な
波長値を算出し、この波長値をエタロンを介して得られ
る波長値と加算することによって、そのときの波長を算
出することができる。この場合にはスロープフィルタや
スロープフィルタを透過する第4の受光素子、受光増幅
器を設ける必要がないため、構成を簡略化することがで
きる。
As described above, a discrete wavelength value is calculated from the rotation angle, and the wavelength at that time can be calculated by adding the wavelength value to the wavelength value obtained via the etalon. In this case, there is no need to provide a slope filter, a fourth light receiving element that transmits through the slope filter, and a light receiving amplifier, so that the configuration can be simplified.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1〜6の発明によれば、その分解能のよい部分を交互に
切換えて用いているため、高精度で広帯域の波長モニタ
を構成することができるという効果が得られる。又エタ
ロンには低反射率のエタロンを用いているため、製作が
容易であり、安価に製造することができる。更に光学系
部分を極めて小型化することができ、又可動部がないた
め信頼性を向上させることもできる。請求項5,6の発
明によれば、光学系の主要部品を恒温槽に保持し、一定
温度に保っているため、温度変化の影響を受けない波長
モニタとすることができる。又本願の請求項7〜16の
レーザ光源装置によれば、前述した波長モニタを用いて
一定波長となるように正確に波長を制御することができ
る。又請求項9,10の発明によれば、スロープフィル
タを用いることがないため、構成を簡略化することがで
きる。更に請求項11,12の発明では、出力レベルを
一定に保つことができる。更に請求項13では、外部に
共振器を有する外部共振型レーザ光源装置を用いている
ため、広い範囲で波長を正確に制御することができると
いう効果が得られる。更に請求項15,16の発明によ
れば、光学系の主要部品を恒温槽に保持し、一定温度に
保っているため、温度変化の影響を受けないレーザ光源
とすることができる。
As described above in detail, according to the first to sixth aspects of the present invention, the high-resolution portions are alternately switched and used, so that a high-precision and wide-band wavelength monitor is constructed. The effect that it can be obtained is obtained. Further, since an etalon having a low reflectance is used as the etalon, the etalon can be easily manufactured and can be manufactured at low cost. Furthermore, the size of the optical system can be extremely reduced, and the reliability can be improved because there are no movable parts. According to the fifth and sixth aspects of the present invention, the main components of the optical system are held in a constant temperature bath and maintained at a constant temperature, so that a wavelength monitor that is not affected by a temperature change can be provided. Further, according to the laser light source device of claims 7 to 16 of the present application, it is possible to accurately control the wavelength so as to have a constant wavelength by using the above-described wavelength monitor. According to the ninth and tenth aspects of the present invention, since the slope filter is not used, the configuration can be simplified. Further, according to the present invention, the output level can be kept constant. Furthermore, in the thirteenth aspect, since an external resonance type laser light source device having an external resonator is used, it is possible to obtain an effect that the wavelength can be accurately controlled in a wide range. Furthermore, according to the fifteenth and sixteenth aspects of the present invention, the main components of the optical system are held in a constant temperature bath and maintained at a constant temperature, so that a laser light source which is not affected by a temperature change can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態による波長モニタ装
置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitoring device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態によるエタロンの正規化された波
長−透過率特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing normalized wavelength-transmittance characteristics of the etalon according to the present embodiment.

【図3】本発明の正規化されたスロープフィルタの波長
−透過率特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a wavelength-transmittance characteristic of a normalized slope filter of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施の形態による波長モニタ装
置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本実施の形態による波長モニタ装置の動作を示
すフローチャート(その1)である。
FIG. 5 is a flowchart (part 1) illustrating an operation of the wavelength monitor device according to the present embodiment.

【図6】本実施の形態による波長モニタ装置の動作を示
すフローチャート(その2)である。
FIG. 6 is a flowchart (part 2) illustrating the operation of the wavelength monitor device according to the present embodiment.

【図7】本実施の形態による角度Lに対する正規化され
た透過率の変化を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a change in normalized transmittance with respect to an angle L according to the present embodiment.

【図8】本実施の形態による波長と透過率の変化及びそ
の周期を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a change in wavelength and transmittance and a cycle thereof according to the present embodiment.

【図9】本発明の第3の実施の形態による波長モニタ装
置の光学部の構成を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of an optical unit of a wavelength monitor according to a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第3の実施の形態による波長モニタ
装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a signal processing unit of a wavelength monitoring device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本実施の形態によるエタロンの正規化された
波長−透過率特性を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing normalized wavelength-transmittance characteristics of the etalon according to the present embodiment.

【図12】本発明の第4の実施の形態によるレーザ光源
装置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an overall configuration of a laser light source device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第4の実施の形態によるレーザ光源
装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram illustrating a configuration of a control device of a laser light source device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第5の実施の形態によるレーザ光源
装置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram illustrating an overall configuration of a laser light source device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第6の実施の形態によるレーザ光源
装置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing an overall configuration of a laser light source device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6の実施の形態によるレーザ光源
装置の制御装置の構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a control device of a laser light source device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第7の実施の形態によるレーザ光源
装置の全体構成を示すブロック図である。
FIG. 17 is a block diagram illustrating an overall configuration of a laser light source device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図18】本実施の形態によるレーザ光源装置の波長算
出処理を示すフローチャート(その1)である。
FIG. 18 is a flowchart (part 1) illustrating a wavelength calculation process of the laser light source device according to the present embodiment.

【図19】本実施の形態によるレーザ光源装置の波長算
出処理を示すフローチャート(その2)である。
FIG. 19 is a flowchart (part 2) illustrating a wavelength calculation process of the laser light source device according to the present embodiment.

【図20】本実施の形態によるモータの回転角度と波長
との関係を示すグラフである。
FIG. 20 is a graph showing the relationship between the rotation angle and the wavelength of the motor according to the present embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12 ビームサンプラ 13 エタロン 14〜17,104a,127 フォトダイオード 18 スロープフィルタ 19,128 恒温層 20A,20B 信号処理部 21〜24,106 受光増幅器 25,26,30 割算器 27 切換部 28,31,41〜44,107 A/D変換器 29,32,48 ROM 33 加算部 34 温度制御部 46 マイクロプロセッサ 47 RAM 101,110 波長可変光源 102,118 光バンドパスフィルタ 103,120,140 制御装置 104,121 光アッテネータ 105 波長設定部 111 レーザダイオード 112,116,122 レンズ 113 回折格子 114 ミラー 115 回転テーブル 117 アイソレータ 124,125 光ファイバ 126 融着部 131 回転テーブル駆動部 132 アッテネータ駆動部 133 光バンドパスフィルタ駆動部 11, 12 beam sampler 13 etalon 14 to 17, 104a, 127 photodiode 18 slope filter 19, 128 thermostat 20A, 20B signal processing unit 21 to 24, 106 light receiving amplifier 25, 26, 30 divider 27 switching unit 28, 31, 41-44, 107 A / D converters 29, 32, 48 ROM 33 Adder 34 Temperature controller 46 Microprocessor 47 RAM 101, 110 Variable wavelength light source 102, 118 Optical bandpass filter 103, 120, 140 Control device 104, 121 Optical attenuator 105 Wavelength setting unit 111 Laser diode 112, 116, 122 Lens 113 Diffraction grating 114 Mirror 115 Rotary table 117 Isolator 124, 125 Optical fiber 126 Fusion unit 131 Rotary table drive unit 132 Attenuator driver 133 Optical bandpass filter driver

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光の一部を分岐し、平行状態から所
定角度異なった第1〜第n(n≧3)の分岐光を得る第
1の光分岐部と、 入射光の一部を分岐し、第n+1,第n+2の分岐光を
得る第2の光分岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1〜第nの分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1〜第nの分岐光を光電変換
する第1〜第nの光電変換部と、 入射波長に対する透過率特性が連続的に変化する特性を
有し、前記第n+2の分岐光が入射されるスロープフィ
ルタと、 前記第n+1の分岐光及び前記スロープフィルタを透過
した第n+2の分岐光を光電変換する第n+1,第n+
2の光電変換部と、 前記第1〜第nの分岐光を前記第n+1の分岐光で割算
することによって夫々正規化する第1〜第nの割算部
と、 前記第1〜第nの割算部の出力のうち所定範囲の出力値
の1つを選択する切換部と、 前記第n+2の分岐光を第n+1の分岐光で割算するこ
とによって正規化する第n+1の割算部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 前記第n+1の割算部の出力に基づいて前記エタロンの
周期的な波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出
する波長算出部と、 前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、を具備
することを特徴とする波長モニタ。
A first light branching unit that branches a part of the incident light to obtain first to n-th (n ≧ 3) branched lights different in angle by a predetermined angle from a parallel state; A second optical branching unit that obtains the (n + 1) th and (n + 2) th branched light beams, and a first to n-th light beams having a periodic wavelength-transmittance characteristic and emitted from the first optical branching unit; Each wavelength-
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic; a first to an n-th photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first to n-th branched lights transmitted through the etalon; A slope filter that has a characteristic that changes in a horizontal direction and into which the (n + 2) -th branched light is incident;
2, a first to n-th division unit for normalizing by dividing the first to n-th branch light by the (n + 1) -th branch light, respectively, and a first to n-th division unit. A switching unit for selecting one of the output values in a predetermined range from among the outputs of the division unit; and an (n + 1) th division unit for normalizing the division by dividing the (n + 2) th divided light by the (n + 1) th divided light. A wavelength change calculator that calculates a wavelength change of the incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon, and based on an output of the (n + 1) th division unit. A wavelength calculator for calculating any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristics of the etalon, and an adder for calculating the wavelength of the incident light by adding the outputs of the wavelength calculator and the wavelength change calculator. And a wavelength monitor comprising:
【請求項2】 入射光の一部を分岐し、平行状態から所
定角度異なった第1,第2の分岐光を得る第1の光分岐
部と、 入射光の一部を分岐し、第3,第4の分岐光を得る第2
の光分岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1,第2の分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1,第2の分岐光を光電変換
する第1,第2の光電変換部と、 入射波長に対する透過率特性が連続的に変化する特性を
有し、前記第4の分岐光が入射されるスロープフィルタ
と、 前記第3の分岐光及び前記スロープフィルタを透過した
第4の分岐光を光電変換する第3,第4の光電変換部
と、 前記第1,第2の分岐光を前記第3の分岐光で割算する
ことによって夫々正規化する第1,第2の割算部と、 前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出力値
を交互に選択する切換部と、 前記第4の分岐光を第3の分岐光で割算することによっ
て正規化する第3の割算部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 前記第3の割算部の出力に基づいて前記エタロンの周期
的な波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出する
波長算出部と、 前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、を具備
することを特徴とする波長モニタ。
2. A first light branching unit for branching a part of the incident light to obtain first and second branched lights different in angle by a predetermined angle from a parallel state, and a third light branching unit for branching a part of the incident light to obtain a third light. , To obtain the fourth branched light
An optical branching portion having a periodic wavelength-transmittance characteristic, and each of the first and second branched lights emitted from the first optical branching portion has a wavelength
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic, a first and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first and second branched lights transmitted through the etalon, and a transmittance characteristic with respect to an incident wavelength is continuous. A slope filter having a characteristic that changes in a vertical direction, and the third branch light and the fourth branch light photoelectrically converting the third branch light and the fourth branch light transmitted through the slope filter, into which the fourth branch light is incident. And a first and second division unit for normalizing by dividing the first and second branch lights by the third branch light, respectively, and the first and second division units. A switching unit that alternately selects an output value within a predetermined range among the outputs of the division unit; a third division unit that normalizes the fourth branch light by dividing the fourth branch light by a third branch light; Wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon A wavelength change calculating section for calculating the wavelength, a wavelength calculating section for calculating any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output of the third dividing section, A wavelength monitor, comprising: an adder that calculates the wavelength of incident light by adding outputs of a calculator and a wavelength change calculator.
【請求項3】 前記エタロンは、第1,第2の分岐光に
対する波長−透過率特性の位相差が90°±10°の範
囲内にあることを特徴とする請求項2記載の波長モニ
タ。
3. The wavelength monitor according to claim 2, wherein the etalon has a phase difference of wavelength-transmittance characteristics with respect to the first and second branched lights within a range of 90 ° ± 10 °.
【請求項4】 前記エタロンは、表面の反射率が10〜
20%の反射膜を有するエタロンであることを特徴とす
る請求項1又は2記載の波長モニタ。
4. The etalon has a surface reflectance of 10 to 10.
3. The wavelength monitor according to claim 1, wherein the wavelength monitor is an etalon having a reflection film of 20%.
【請求項5】 少なくとも前記第1〜第nの光分岐部、
前記エタロン及び前記スロープフィルタを保持する恒温
層と、該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部とを
更に有するものであることを特徴とする請求項1記載の
波長モニタ。
5. At least the first to n-th optical branching units,
The wavelength monitor according to claim 1, further comprising: a constant temperature layer that holds the etalon and the slope filter; and a temperature adjustment unit that keeps the temperature of the constant temperature layer within a predetermined range.
【請求項6】 少なくとも前記第1,第2の光分岐部、
前記エタロン及び前記スロープフィルタを保持する恒温
層と、該恒温層を所定範囲の温度に保つ温度調整部とを
更に有するものであることを特徴とする請求項2記載の
波長モニタ。
6. At least the first and second optical branching units,
The wavelength monitor according to claim 2, further comprising: a constant temperature layer that holds the etalon and the slope filter; and a temperature adjustment unit that keeps the temperature of the constant temperature layer in a predetermined range.
【請求項7】 外部からの制御信号によって発光する波
長を変化させる波長可変光源と、 前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平行状
態から所定角度異なった第1〜第nの分岐光を得る第1
の光分岐部と、 入射光の一部を分岐し、第n+1,第n+2の分岐光を
得る第2の光分岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1〜第nの分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1〜第nの分岐光を光電変換
する第1〜第nの光電変換部と、 入射波長に対する透過率特性が連続的に変化する特性を
有し、前記第n+2の分岐光が入射されるスロープフィ
ルタと、 前記第n+1の分岐光及び前記スロープフィルタを透過
した第n+2の分岐光を光電変換する第n+1,第n+
2の光電変換部と、 前記第1〜第nの分岐光を前記第n+1の分岐光で割算
することによって夫々正規化する第1〜第nの割算部
と、 前記第1〜第nの割算部の出力のうち所定範囲の出力値
のうちの1つを選択する切換部と、 前記第n+2の分岐光を第n+1の分岐光で割算するこ
とによって正規化する第n+1の割算部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 前記第n+1の割算部の出力に基づいて前記エタロンの
周期的な波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出
する波長算出部と、 前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、 前記加算部からの出力によって前記波長可変光源の発光
波長を設定値となるように制御する光源駆動部と、を有
することを特徴とするレーザ光源装置。
7. A wavelength-variable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, a part of light emitted from the wavelength-variable light source being branched, and first to n-th light beams different from the parallel state by a predetermined angle. The first to obtain the split light
An optical branching unit, a second optical branching unit for branching a part of the incident light to obtain the (n + 1) th and (n + 2) th branched lights, and having a periodic wavelength-transmittance characteristic, wherein the first light For each of the first to n-th branched lights emitted from the branch part,
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic; a first to an n-th photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first to n-th branched lights transmitted through the etalon; A slope filter that has a characteristic that changes in a horizontal direction and into which the (n + 2) -th branched light is incident;
2, a first to n-th division unit for normalizing by dividing the first to n-th branch light by the (n + 1) -th branch light, respectively, and a first to n-th division unit. A switching unit for selecting one of the output values in a predetermined range from among the outputs of the dividing unit; and an (n + 1) th dividing unit for normalizing by dividing the (n + 2) th branched light by the (n + 1) th branched light. A calculating unit, a wavelength change calculating unit that calculates a wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon, based on an output of the (n + 1) th dividing unit. A wavelength calculator that calculates any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristics of the etalon, and calculates the wavelength of the incident light by adding the outputs of the wavelength calculator and the wavelength change calculator. An adder, and an output of the wavelength tunable light source based on an output from the adder. A light source driving unit that controls a light wavelength to be a set value.
【請求項8】 外部からの制御信号によって発光する波
長を変化させる波長可変光源と、 前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平行状
態から所定角度異なった第1,第2の分岐光を得る第1
の光分岐部と、 入射光の一部を分岐し、第3,第4の分岐光を得る第2
の光分岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1,第2の分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1,第2の分岐光を光電変換
する第1,第2の光電変換部と、 入射波長に対する透過率特性が連続的に変化する特性を
有し、前記第4の分岐光が入射されるスロープフィルタ
と、 前記第3の分岐光及び前記スロープフィルタを透過した
第4の分岐光を光電変換する第3,第4の光電変換部
と、 前記第1,第2の分岐光を前記第3の分岐光で割算する
ことによって夫々正規化する第1,第2の割算部と、 前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出力値
を交互に選択する切換部と、 前記第4の分岐光を第3の分岐光で割算することによっ
て正規化する第3の割算部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 前記第3の割算部の出力に基づいて前記エタロンの周期
的な波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出する
波長算出部と、 前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、 前記加算部からの出力によって前記波長可変光源の発光
波長を設定値となるように制御する光源駆動部と、を有
することを特徴とするレーザ光源装置。
8. A wavelength-variable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, and a first and a second light sources that branch a part of light emitted from the wavelength-variable light source and that differ from the parallel state by a predetermined angle. The first to obtain the split light
And a second branch for splitting a part of the incident light to obtain third and fourth split lights.
An optical branching portion having a periodic wavelength-transmittance characteristic, and each of the first and second branched lights emitted from the first optical branching portion has a wavelength
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic, a first and a second photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first and second branched lights transmitted through the etalon, and a transmittance characteristic with respect to an incident wavelength is continuous. A slope filter having a characteristic that changes in a vertical direction, and the third branch light and the fourth branch light photoelectrically converting the third branch light and the fourth branch light transmitted through the slope filter, into which the fourth branch light is incident. And a first and second division unit for normalizing by dividing the first and second branch lights by the third branch light, respectively, and the first and second division units. A switching unit that alternately selects an output value within a predetermined range among the outputs of the division unit; a third division unit that normalizes the fourth branch light by dividing the fourth branch light by a third branch light; Wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon A wavelength change calculating section for calculating the wavelength, a wavelength calculating section for calculating any reference wavelength of the periodic wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output of the third dividing section, An addition unit that calculates the wavelength of the incident light by adding the outputs of the calculation unit and the wavelength change calculation unit; and a light source that controls the emission wavelength of the variable wavelength light source to be a set value by the output from the addition unit. And a driving unit.
【請求項9】 外部からの制御信号によって発光する波
長を変化させる波長可変光源と、 前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平行状
態から所定角度異なった第1〜第nの分岐光を得る第1
の光分岐部と、 入射光の一部を分岐し、第n+1の分岐光を得る第2の
光分岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1〜第nの分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1〜第nの分岐光を光電変換
する第1〜第nの光電変換部と、 前記第n+1の分岐光を光電変換する第n+1の光電変
換部と、 前記第1〜第nの分岐光を前記第n+1の分岐光で割算
することによって夫々正規化する第1〜第nの割算部
と、 前記第1〜第nの割算部の出力のうち所定範囲の出力値
を交互に選択する切換部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 離散的な発光波長データ及び前記波長変化分算出部の出
力を加算することによって入射光の波長を算出する加算
部と、 前記加算部からの出力によって前記波長可変光源の発光
波長を設定値となるように制御すると共に、前記エタロ
ンの波長−透過率特性のいずれかの基準波長データを前
記加算部に出力する光源制御部と、を有することを特徴
とするレーザ光源装置。
9. A wavelength-variable light source for changing a wavelength of light emitted by an external control signal, a part of light emitted from the wavelength-variable light source being branched, and a first to n-th light sources different from the parallel state by a predetermined angle. The first to obtain the split light
An optical branching unit, a second optical branching unit that branches a part of the incident light to obtain an (n + 1) th branched light, and has a periodic wavelength-transmittance characteristic. For each of the emitted first to n-th branched lights, the wavelength-
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic; a first to an n-th photoelectric conversion unit that photoelectrically converts the first to n-th branched light transmitted through the etalon; An (n + 1) th photoelectric conversion unit to be converted; a first to an nth division unit for normalizing by dividing the first to nth branched light by the (n + 1) th branched light, respectively; A switching unit for alternately selecting an output value within a predetermined range from among the outputs of the nth division unit; and a wavelength change amount of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon. A wavelength change calculator that calculates the wavelength of the incident light by adding the discrete emission wavelength data and the output of the wavelength change calculator, and the wavelength based on the output from the adder. When the emission wavelength of the variable light source is controlled to the set value, A laser light source device, comprising: a light source control unit that outputs any reference wavelength data of the wavelength-transmittance characteristics of the etalon to the addition unit.
【請求項10】 外部からの制御信号によって発光する
波長を変化させる波長可変光源と、 前記波長可変光源からの出射光の一部を分岐し、平行状
態から所定角度異なった第1,第2の分岐光を得る第1
の光分岐部と、 入射光の一部を分岐し、第3の分岐光を得る第2の光分
岐部と、 周期的な波長−透過率特性を有し、前記第1の光分岐部
より出射される第1,第2の分岐光に対して夫々波長−
透過率特性の位相のずれた出力をするエタロンと、 前記エタロンを透過した第1,第2の分岐光を光電変換
する第1,第2の光電変換部と、 前記第3の分岐光を光電変換する第3の光電変換部と、 前記第1,第2の分岐光を前記第3の分岐光で割算する
ことによって夫々正規化する第1,第2の割算部と、 前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出力値
を交互に選択する切換部と、 前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所定の基
準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長変化分
算出部と、 離散的な発光波長データ及び前記波長変化分算出部の出
力を加算することによって入射光の波長を算出する加算
部と、 前記加算部からの出力によって前記波長可変光源の発光
波長を設定値となるように制御すると共に、前記エタロ
ンの波長−透過率特性のいずれかの基準波長データを前
記加算部に出力する光源制御部と、を有することを特徴
とするレーザ光源装置。
10. A wavelength-variable light source that changes a wavelength of light emitted by an external control signal, and a first and a second light sources that branch a part of light emitted from the wavelength-variable light source and that differ from the parallel state by a predetermined angle. The first to obtain the split light
An optical branching unit, a second optical branching unit that branches a part of the incident light to obtain a third branched light, and has a periodic wavelength-transmittance characteristic. The wavelengths of the emitted first and second branched lights are respectively-
An etalon that outputs an out-of-phase transmittance characteristic; a first and a second photoelectric converter that photoelectrically converts the first and second branch lights that have passed through the etalon; A third photoelectric conversion unit for converting; a first and second division unit for normalizing by dividing the first and second branch lights by the third branch light, respectively; A switching unit for alternately selecting a predetermined range of output values from the outputs of the second division unit; and a wavelength change of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon. A wavelength change calculator that calculates the wavelength of the incident light by adding the discrete emission wavelength data and the output of the wavelength change calculator, and the wavelength based on the output from the adder. The emission wavelength of the variable light source is controlled to a set value, and A laser light source device comprising: a light source control unit that outputs any reference wavelength data of the wavelength-transmittance characteristic of the Talon to the addition unit.
【請求項11】 入射光の一部を分岐し、第n+3の分
岐光を得る第n+1の光分岐部と、 前記第n+3の光分岐部からの分岐光を受光する光電変
換部と、 前記第n+3の光電変換部の出力に基づいて前記波長可
変光源の出力レベルを一定に保つ出力制御部と、を更に
有することを特徴とする請求項7又は9記載のレーザ光
源装置。
11. An (n + 1) th optical splitter for splitting a part of incident light to obtain an (n + 3) th split light; a photoelectric conversion unit for receiving split light from the (n + 3) th optical splitter; The laser light source device according to claim 7, further comprising: an output control unit that keeps an output level of the variable wavelength light source constant based on an output of the n + 3 photoelectric conversion unit.
【請求項12】 入射光の一部を分岐し、第5の分岐光
を得る第3の光分岐部と、 前記第5の光分岐部からの分岐光を受光する光電変換部
と、 前記第5の光電変換部の出力に基づいて前記波長可変光
源の出力レベルを一定に保つ出力制御部と、を更に有す
ることを特徴とする請求項8又は10記載のレーザ光源
装置。
12. A third light branching unit that branches a part of the incident light to obtain a fifth branched light, a photoelectric conversion unit that receives the branched light from the fifth light branching unit, The laser light source device according to claim 8, further comprising: an output control unit that keeps the output level of the variable wavelength light source constant based on the output of the photoelectric conversion unit.
【請求項13】 前記波長可変光源は、外部に共振器を
有する外部共振型波長可変光源であることを特徴とする
請求項7〜12のいずれか1項記載のレーザ光源装置。
13. The laser light source device according to claim 7, wherein the variable wavelength light source is an external resonance type variable wavelength light source having an external resonator.
【請求項14】 前記エタロンは、第1,第2の分岐光
に対する波長−透過率特性の位相差が90°±10°の
範囲内にあることを特徴とする請求項8又は10記載の
レーザ光源装置。
14. The laser according to claim 8, wherein the etalon has a phase difference of wavelength-transmittance characteristics with respect to the first and second branch lights within a range of 90 ° ± 10 °. Light source device.
【請求項15】 少なくとも前記第1〜第nの光分岐
部、及び前記エタロンを保持する恒温層と、該恒温層を
所定範囲の温度に保つ温度調整部とを更に有するもので
あることを特徴とする請求項7又は9記載のレーザ光源
装置。
15. The apparatus further comprises: a thermostatic layer for holding at least the first to n-th optical branching units and the etalon; and a temperature adjusting unit for keeping the temperature of the thermostatic layer within a predetermined range. The laser light source device according to claim 7 or 9, wherein
【請求項16】 少なくとも前記第1,第2の光分岐
部、及び前記エタロンを保持する恒温層と、該恒温層を
所定範囲の温度に保つ温度調整部とを更に有するもので
あることを特徴とする請求項8又は10記載のレーザ光
源装置。
16. The apparatus according to claim 1, further comprising: a constant temperature layer for holding at least the first and second optical branching units and the etalon; and a temperature adjusting unit for keeping the temperature of the constant temperature layer within a predetermined range. The laser light source device according to claim 8 or 10, wherein
【請求項17】 前記エタロンは、表面の反射率が10
〜20%の反射膜を有するエタロンであることを特徴と
する請求項7〜16のいずれか1項記載のレーザ光源装
置。
17. The etalon has a surface reflectance of 10
The laser light source device according to any one of claims 7 to 16, wherein the etalon has a reflection film of about 20%.
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