JP2000234959A

JP2000234959A - 波長変化測定器及び波長可変光源

Info

Publication number: JP2000234959A
Application number: JP11034697A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maeda; 稔前田
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1999-02-12
Filing date: 1999-02-12
Publication date: 2000-08-29
Also published as: EP1028311A1

Abstract

(57)【要約】【課題】モードホップフリーで広い波長範囲を波長可
変する波長可変光源の波長変化の測定において、機構部
の可動部が無く、小型で、かつリアルタイムで波長変化
を測定できる波長変化測定器を提供する。【解決手段】入力部１１からの入射光を平行光に変換
するレンズ１２と、レンズ１２からの平行光が入射し
て、平行光を分岐する光分岐素子１３と、光分岐素子１
３で分岐された第１分岐平行光を反射する第１反射器１
４と、光分岐素子１３で分岐された第２分岐平行光を反
射する光路差λ／８となる段差がある第２反射器１５
と、第１反射器１４と第２反射器１５から反射して、光
分岐素子１３によって合波された平行光を分岐する反射
プリズム１６と、反射プリズム１６で分岐された光を受
光する第１受光器１７及び第２受光器１８と、第１受光
器１７と第２受光器１８からの光強度変化を計数して入
射光の波長変化量をカウントデータとして出力する信号
処理手段２０と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、光計測技
術分野で使用する波長可変光源の波長変化を測定する波
長変化測定器と、これを用いた波長制御が行われる波長
可変光源に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一モード発振するＤＦＢ−ＬＤ(Distr
ibuted FeedBack - Laser Diode)光源やＤＢＲ−ＬＤ(D
istributed Bragg Reflector - Laser Diode )光源は、
発振波長が長期的にドリフトすることが、最近問題視さ
れている。そのため、高密度ＷＤＭ(Wavelength Divisi
on Multiplexing)システムには、光源の発振波長を随時
測定し、制御する必要がでてきた。また、最近は、回折
格子を使用した外部共振器型波長可変光源が実用化さ
れ、光学部品の波長特性測定などに多く使用されてい
る。しかし、外部共振器型波長可変光源は、広範囲（１
００ｎｍ以上）の波長帯で任意に波長を設定できるが、
外部の影響も受けやすく、特に、温度変化で発振波長が
変化してしまう問題点がある。また、高密度ＷＤＭシス
テムの高精度化に伴って、波長可変光源の波長高確度化
が必要となっている。

【０００３】そこで、光源の発振波長を測定するため
に、波長測定装置が必要であり、光源の発振波長を測定
する従来の装置として、回折格子を使用した光スペクト
ル測定装置やマイケルソン干渉計を使用した波長測定装
置などがある。

【０００４】図８に、従来技術の最も一般的な回折格子
を使用した光スペクトル測定装置の構成を示す。この光
スペクトル測定装置は、光入力部としての入力ファイバ
８１、凹面鏡８２，８３、回折格子８４、スリット８
５、受光器８６、回転機構８７、信号処理部８８及び回
転駆動回路８９などから構成されている。入力ファイバ
８１は、図示しない光源からの測定光を入射させるもの
であり、第１凹面鏡８２は、入力ファイバ８１から射出
される光を平行光に変換して、回折格子８４へ反射させ
るものである。

【０００５】回折格子８４は、回転駆動回路８９からの
信号で回転する回転機構８７に取り付けられており、平
行光の入射角度θを調整することができる。この回折格
子８４は、入射光のうち次の（１）式で示される波長λ
の光を、反射角度βで反射させる光学素子である。 λ＝ｄ1／ｍ・（ｓｉｎθ＋ｓｉｎβ）・・・・・（１）ただし、（１）式において、λは入射光の波長、ｄ1は
回折格子の溝間隔、ｍは回折格子８４の回折次数を示
す。そのため、回折格子８４へ入射された平行光は、
（１）式で表される入射角度θと反射角度βとにより波
長選択され、第２凹面鏡８３に反射される。

【０００６】第２凹面鏡８３は、回折格子８４で反射さ
れた平行光をスリット８５に集光させる。このスリット
８５を通過した光を受光する受光器８６は、受光された
波長の光強度に応じた電気信号を信号処理部８８に出力
する。この信号処理部８８は、回折格子８４で選択され
た波長による受光器８６からの光信号と回転駆動回路８
９からの波長信号により、測定光の波長を求めている。

【０００７】また、図９に、従来の波長測定装置の１つ
であるマイケルソン干渉計を使用した波長測定装置の構
成を示す。このマイケルソン干渉計の波長測定装置は、
光入力部としての入力ファイバ９１、射出光を平行光に
変換する光学系としてのレンズ９２、光分岐素子９３、
反射器９４，９５、受光器９６，９７、基準波長光源９
８、平行移動機構９９、信号処理回路１０１、平行移動
駆動回路１０２などから構成されている。基準波長光源
９８の光を受光する受光器９６で得られる光強度周期を
基準に、測定光を受光する受光器９７で測定された干渉
波形をフーリエ変換することによって、測定光の波長を
求めている。なお、図１０に、「移動時間−受光器での
光強度」の関係を表した特性図を示している。

【０００８】以上に説明したような回折格子を使用した
光スペクトル測定装置やマイケルソン干渉計を使用した
波長測定装置は、広い波長範囲を測定できる。しかし、
機構的な可動部が有るため長期信頼性が低い。また、波
長を測定するために機構部の移動時間が必要であり、高
速な波長測定が困難であり、リアルタイムでの測定がで
きない。さらに、波長分解能を向上させるためには、光
学系を大型にする必要があり、装置全体の小型化が困難
であるなどの問題がある。最近では、回折格子と受光器
アレーを使用した機構的な可動部のない光スペクトル測
定装置が開発されている。

【０００９】受光器アレーを使用した光スペクトル測定
装置は、光入力部としての入力ファイバ、射出光を平行
光に変換し、波長分散特性で波長分離する凹型回折格
子、受光器アレー、信号処理回路などから構成されてい
る。このような受光器アレーを使用した光スペクトル測
定装置は、図８に示した光スペクトル測定装置とは異な
り、回折格子を回転駆動させる必要は無い。回折格子へ
入射された光は集光され、波長によって集光位置が受光
器アレー上で変化する。受光器アレー内の各受光素子に
集光された波長毎の光は、各受光素子で光強度に応じた
電気信号に変換される。信号処理部は、受光器アレーか
ら波長毎の光信号が入力され、信号処理を行い、測定光
の波長や光スペクトルを求める。以上のような受光器ア
レーを使用した光スペクトル測定装置では、機構的な可
動部が無いため、信頼性が向上し、構成の小型化が可能
である。しかし、受光器アレーの素子数が少ないので、
測定分解能が悪い問題がある。

【００１０】さらに、光源の波長制御用に波長ロッカー
と呼ばる波長測定装置が開発されている。この波長測定
装置は、干渉膜を使用したフィルターや回折格子などの
波長分光素子を使用して波長変動を測定する構造であ
る。このような波長ロッカーと呼ばれる波長測定装置で
は、機構的可動部が無いため、信頼性が高く、小型化が
可能であり、ＤＢＦ−ＬＤ光源などの波長可変範囲が狭
い光源の発振波長を制御するには良い。しかし、使用す
るフィルターや回折格子の波長特性で波長範囲が限定さ
れるので、広範囲な波長可変が得られる外部共振器型波
長可変光源などの波長測定や制御には、使用することが
できない問題がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、回折
格子を使用した光スペクトル測定装置やマイケルソン干
渉計を使用した波長測定装置は、広い波長範囲を測定で
きるという利点を有するが、機構的な可動部が有るた
め、長期信頼性が低い。また、波長を測定するために機
構部の移動時間が必要であり、高速な波長測定が困難で
あり、リアルタイムでの測定ができない。さらに、波長
分解能を向上させるためには、光学系を大型にする必要
があり、装置全体の小型化が困難であるなどの問題があ
る。また、受光器アレーを使用した波長測定装置では、
機構的な可動部が無いため、信頼性が向上し、構成の小
型化が可能であるという利点があるが、受光器アレーの
素子数が少ないので、測定分解能が悪い問題がある。ま
た、波長ロッカーと呼ばれる波長測定装置では、使用す
る波長分光素子（フィルターや回折格子）の特性で波長
範囲が限定されるので、広範囲な波長可変が得られる外
部共振器型波長可変光源などの波長測定や制御には、使
用することができない問題がある。

【００１２】本発明の目的は、モードホップフリーで広
い波長範囲を波長可変する波長可変光源の波長変化の測
定において、機構的可動部が無く、小型で、リアルタイ
ムで波長変化を測定できる波長変化測定器を提供するこ
とにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決すべく
請求項１記載の発明は、入力部からの入射光を平行光に
変換する光学素子と、光学素子からの平行光が入射し
て、平行光を第１分岐平行光と第２分岐平行光に２分岐
する光分岐素子と、光分岐素子で２分岐された第１分岐
平行光と第２分岐平行光を反射する第１反射器及び第２
反射器と、から構成されるマイケルソン干渉計の光学系
において、第２分岐平行光に一往復すると光ビーム面の
半分がλ／４の光路差を発生させる光学手段と、第１反
射器と第２反射器から反射して、光分岐素子によって合
波された平行光をλ／４の光路差が発生している光軸面
で２分岐させる反射プリズムと、反射プリズムで２分岐
された光を受光する第１受光器及び第２受光器と、第１
受光器と第２受光器の光強度変化を計数処理する信号処
理手段と、を備えた波長変化測定器の構成、を特徴とし
ている。

【００１４】このように、請求項１記載の発明によれ
ば、マイケルソン干渉計を使用した波長変化測定器であ
って、光学手段により、光分岐素子で分岐された第２分
岐平行光に一往復で光ビーム面の半分がλ／４の光路差
を発生し、反射プリズムにより、第１反射器と第２反射
器から反射し光分岐素子で合波された平行光をλ／４の
光路差が発生している光軸面で２分岐させ、その２分岐
された光を第１受光器及び第２受光器で受光し、その第
１受光器と第２受光器の光強度変化を信号処理手段で計
数処理することによって、波長可変光源の実際の波長変
化を測定するため、精度の高い波長制御が可能になる。
また、信号処理手段が、カウンタの高速な読み込み周期
での測定となるため、波長変化をリアルタイムで測定す
ることが可能になる。さらに、機構部の可動が無いの
で、経時劣化が起き難く、信頼性が高いなどの効果が得
られる。

【００１５】請求項２記載の発明は、請求項１記載の波
長変化測定器において、前記光学手段として、平行光が
入射する光軸中心でλ／８の段差がある平面型の第２反
射器を使用した構成、を特徴としている。

【００１６】このように、請求項２記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第２分岐平
行光に一往復すると光ビーム面の半分がλ／４の光路差
を発生させる光学手段として、平行光が入射する光軸中
心でλ／８の段差がある平面型の第２反射器を使用した
ので、第２の反射器の他に別部品を用意する必要が無
く、部品増加と組付作業の複雑化を回避できる。

【００１７】請求項３記載の発明は、請求項１記載の波
長変化測定器において、前記光学手段として、光分岐素
子と第２反射器の間に挿入され、平行光が入射する光軸
中心で光路差λ／８となる段差がある平行平面基板と、
平面型の第２反射器と、からなるものを使用した構成、
を特徴としている。

【００１８】このように、請求項３記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第２分岐平
行光に一往復すると光ビーム面の半分がλ／４の光路差
を発生させる光学手段として、光分岐素子と第２反射器
の間に挿入され、平行光が入射する光軸中心で光路差λ
／８となる段差がある平行平面基板と、光分岐素子で分
岐された第２分岐平行光を反射する平面型の第２反射器
と、からなるものを使用したので、異なった反射器を使
用しなくても良く、反射器の統一ができる。また、段差
量の異なった平行平面基板を用意するだけで、その他の
光学素子は同一のものを使用しても、異なった波長帯に
対応できる。

【００１９】請求項４記載の発明は、請求項１記載の波
長変化測定器において、前記光学手段として、光分岐素
子の第２分岐平行光が射出する射出面の光軸中心で光路
差λ／８となる段差があるキューブ型光分岐素子と、平
面型の第２反射器と、からなるものを使用した構成、を
特徴としている。

【００２０】このように、請求項４記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第２分岐平
行光に一往復すると光ビーム面の半分がλ／４の光路差
を発生させる光学手段として、光分岐素子の第２分岐平
行光が射出する射出面の光軸中心で光路差λ／８となる
段差があるキューブ型光分岐素子と、光分岐素子で分岐
された第２分岐平行光を反射する平面型の第２反射器
と、からなるものを使用したので、異なった反射器を使
用しなくても良く、反射器の統一ができる。

【００２１】請求項５記載の発明は、請求項１記載の波
長変化測定器において、前記光学手段として、光分岐素
子の第２分岐平行光が分岐された面の光軸中心で光路差
λ／８となる段差があり、段差表面に反射膜が施されて
いるキューブ型光分岐素子を使用した構成、を特徴とし
ている。

【００２２】このように、請求項５記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第２分岐平
行光に一往復すると光ビーム面の半分がλ／４の光路差
を発生させる光学手段として、光分岐素子の第２分岐平
行光が分岐された面の光軸中心で光路差λ／８となる段
差があり、段差表面に反射膜が施されているキューブ型
光分岐素子を使用したことによって、光分岐素子が第２
反射器も兼ねるので、反射器を低減することができ、コ
スト低減と組立作業の簡素化が可能となる。

【００２３】請求項６記載の発明は、請求項１から請求
項５の何れか記載の波長変化測定器において、第１反射
器として、平行光を集光するレンズと、集光された光が
入射し、その入射端面と反対側の端面側に反射膜が施さ
れた光ファイバと、からなるものを使用した構成、を特
徴としている。

【００２４】このように、請求項６記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第１分岐平
行光を反射する第１反射器として、平行光を集光するレ
ンズと、集光された光が入射し、その入射端面と反対側
の端面側に反射膜が施された光ファイバと、からなるも
のを使用したので、第１分岐光の光路長と第２分岐光の
光路長との光路差を大きくすることが容易になり、ＦＳ
Ｒを短くして波長変化の感度を高くできる。

【００２５】請求項７記載の発明は、請求項１から請求
項５の何れか記載の波長変化測定器において、第１反射
器として、コーナーキューブプリズムを使用した構成、
を特徴としている。

【００２６】このように、請求項７記載の発明によれ
ば、請求項１記載の光分岐素子で分岐された第１分岐平
行光を反射する第１反射器として、コーナーキューブプ
リズムを使用したので、第１反射器の角度調整が要ら
ず、組立作業の簡素化が可能になる。

【００２７】請求項８記載の発明は、波長可変機構を有
する波長可変光源であって、請求項１から請求項７の何
れか記載の波長変化測定器により波長変化が測定され、
波長が制御されるようにした構成、を特徴としている。

【００２８】このように、請求項８記載の発明によれ
ば、請求項１から請求項７の何れか記載の波長変化測定
器によって、波長可変光源の実際の波長変化を測定して
いるため、波長可変光源において、精度の高い波長制御
が可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る波長変化測
定器及び波長可変光源の実施の各形態例を図１から図７
に基づいて説明する。

【００３０】＜第１の実施形態例＞図１は本発明の第１
実施形態による波長変化測定器を示す構成図である。図
１に示すように、この波長変化測定器１０は、入力ファ
イバ（光入力部）１１、平行光変換用のレンズ（光学素
子）１２、光分岐素子１３、第１反射器１４及び第２反
射器１５、反射プリズム１６、第１受光器１７及び第２
受光器１８が、図示しない光学ベース台上に固定配置さ
れていて、その第１受光器１７及び第２受光器１８から
の信号を処理する信号処理部（信号処理手段）２０を有
して構成される。

【００３１】入力ファイバ１１は、図示しない波長可変
光源からの光を導いて、ファイバ端面から光を射出す
る。レンズ１２は、入力ファイバ１１の射出光軸上に配
置され、ファイバ端面から射出される光を平行光に変換
する。レンズ１２により平行光に変換された射出光は、
射出光軸上に配置された光分岐素子１３に入射する。光
分岐素子１３は、入射された平行光を第１反射器１４側
と第２反射器１５側とに２分岐する。第１反射器１４
は、光分岐素子１３で分岐された第１分岐平行光の光路
に垂直に配置され、入射された第１分岐平行光が光分岐
素子１３に再度入射するように反射する。第２反射器１
５は、光分岐素子１３で分岐された第２分岐平行光の光
路に垂直に配置され、入射された第２分岐平行光が光分
岐素子１３に再度入射するように反射する。そして、こ
の第２反射器１５は、第２分岐平行光が入射する光軸中
心でλ／８の段差ｄのある平面型反射器である。その結
果、第２分岐平行光は、第２反射器１５で反射し、一往
復すると光ビーム面の半分がλ／４の光路差を発生する
ことになる。

【００３２】第１反射器１４と第２反射器１５で反射さ
れ、光分岐素子１３に再度入射した平行光は、光分岐素
子１３で合波され、反射プリズム１６に入射する。反射
プリズム１６は、光分岐素子１３で合波された平行光が
入射し、第２反射器１５で光路差が発生している光軸面
と反射プリズム１６のエッジ先端面とが一致するように
配置する。この反射プリズム１６に入射された平行光
は、反射プリズム１６のエッジ先端面で分岐され、分岐
光軸上に配置された第１受光器１７と第２受光器１８に
入射する。なお、図示例では、受光器１７，１８に平行
光を直接入射させる構成としたが、平行光を図示しない
レンズで集光して受光器１７，１８に受光しても良いこ
とは明らかである。ここで、第１受光器１７と第２受光
器１８は、例えば、フォトダイオード等からなり、反射
プリズム１６で分岐された光を電気信号に変換して、光
の光強度に応じた電流を出力する。

【００３３】このようなマイケルソン干渉計で得られる
波長に対する光強度変化は、次の（２）式で示される。Ｉ＝[１＋cos[４π(ｎＬ1−ｎＬ2)／λ]]／２・・・（２）ただし、Ｉは受光器で受光される規格化された光強度、
λは光源から入射される光の波長、ｎは屈折率、Ｌ1と
Ｌ2はマイケルソン干渉計の光分岐素子中心から第１反
射器１４と第２反射器１５までの距離である。

【００３４】図２に、第１受光器１７と第２受光器１８
に入射する光の波長に対する光強度変化を示す。前述し
たように、第２反射器１５にλ／８の段差があるため、
光分岐素子１３と第２反射器１５までの距離には、Ｌ2
で示される距離と、Ｌ2＋λ／８で示される距離が存在
する。その結果、光強度Ｉは、λ／８の段差軸で分かれ
る両面で、π／２の位相ずれが発生し、第１受光器１７
出力と第２受光器１８出力では、図２（ａ）に示したよ
うに、位相が、π／２ずれた特性となる。

【００３５】また、自由スペクトル領域（ＦＳＲ）とい
われる光強度変化の周期は、次の（３）式で示される。ＦＳＲ＝λ²／[２(ｎＬ1−ｎＬ2)] ・・・（３）そして、光路差（Ｌ1−Ｌ2）を大きくすると、ＦＳＲが
短くなり、波長変化の感度を高くできる。例えば、光路
差１０ｍｍで約１２０ｐｍのＦＳＲ、光路差０．１ｍで
約１２ｐｍのＦＳＲが得られる。

【００３６】ところで、信号処理部２０は、第１受光器
１７と第２受光器１８からの光強度に比例した電気を電
圧に変換する第１のＩ／Ｖ変換器２１及び第２のＩ／Ｖ
変換器２２と、基準電圧源２３と、第１のコンパレータ
２４及び第２のコンパレータ２５と、カウンタ２６など
から構成される。Ｉ／Ｖ変換器２１，２２は、受光器１
７，１８からの光強度に比例した電流を電圧に変換し、
出力する。コンパレータ２４，２５は、Ｉ／Ｖ変換器２
１，２２からの電圧出力と、基準電圧源２３の電圧とを
比較し、矩形（Hi／Lo）出力に変換し、出力する。カウ
ンタ２６は、コンパレータ２４，２５から出力された矩
形信号の２相の状態を比較計数し、カウントデータとし
て出力する。ここで、４逓倍カウントで計数すること
で、ＦＳＲの１／４の波長分解能のデータが得られる。
上記の信号処理部２０の構成の他に、Ｉ／Ｖ変換器２
１，２２の出力をコンパレータ２４，２５出力に変換す
るだけではなく、図示しないＡ／Ｄ変換器で同時に光強
度を測定し、より波長分解能の高い波長データとして出
力することも可能である。

【００３７】以上の結果、この波長変化測定器１０は、
入射光の波長変化量をカウンタで計数したカウントデー
タとして出力することが可能になる。この第１の実施形
態によれば、カウンタ２６の高速な読み込み周期での測
定となるため、リアルタイムでの波長変化を測定するこ
とが可能になる。また、機構部の可動が無いので、経時
劣化が起き難く、信頼性が高いなどの効果が得られる。

【００３８】＜第２の実施形態例＞図３は本発明の第２
実施形態による波長変化測定器を示す構成図である。な
お、図３において、前述した図１と同一部品には同一符
号を付し、その説明は省略する。この実施形態の波長変
化測定器３０は、第２分岐平行光に一往復すると光ビー
ム面の半分がλ／４の光路差を発生させる光学手段が、
光分岐素子１３と第２反射器の間に挿入され、平行光が
入射する光軸中心で光路差λ／８となる段差ｄのある平
行平面基板３１と、平面型の第２反射器３５とを使用し
て構成されている。この第２の実施形態での光学的光路
差λ／８は、（ｎ−１）ｄで示され、ｎは平行平面基板
３１の屈折率であり、ｄは段差の物理的距離である。

【００３９】この第２の実施形態によれば、異なった反
射器を使用しなくても良く、反射器１４，３５の統一が
できる。さらに、段差量の異なった平行平面基板３１を
用意するだけで、その他の光学素子は同一のものを使用
しても、異なった波長帯に対応できる。

【００４０】＜第３の実施形態＞図４は本発明の第３実
施形態による波長変化測定器を示す構成図である。な
お、図４において、前述した図１と同一部品には同一符
号を付し、その説明は省略する。この実施形態の波長変
化測定器４０は、第２分岐平行光に一往復すると光ビー
ム面の半分がλ／４の光路差を発生させる光学手段が、
光分岐素子の第２分岐平行光が射出する射出面の光軸中
心で光路差λ／８となる段差ｄがあり、全面に無反射膜
が施されたキューブ型光分岐素子４３と、平面型の第２
反射器４５とを使用して構成されている。この第３の実
施形態での光学的光路差λ／８は、（ｎ−１）ｄで示さ
れ、ｎはキューブ型光分岐素子４３の屈折率であり、ｄ
は段差の物理的距離である。

【００４１】この第３の実施形態によれば、異なった反
射器を使用しなくても良く、反射器１４，４５の統一が
できる。

【００４２】＜第４の実施形態＞図５は本発明の第４実
施形態による波長変化測定器を示す構成図である。な
お、図５において、前述した図１と同一部品には同一符
号を付し、その説明は省略する。この実施形態の波長変
化測定器５０は、第２分岐平行光に一往復すると光ビー
ム面の半分がλ／４の光路差を発生させる光学手段が、
光分岐素子の第２分岐平行光が分岐された面の光軸中心
で光路差λ／８となる段差ｄがあり、段差表面に反射膜
が施され、他の３面には無反射膜が施されたキューブ型
光分岐素子５３を使用する構成とした。この第４の実施
形態での光学的光路差λ／８は、ｎｄで示され、ｎはキ
ューブ型光分岐素子５３の屈折率であり、ｄは段差の物
理的距離である。

【００４３】この第４の実施形態によれば、光分岐素子
５３が第２反射器も兼ねるので、反射器を低減すること
ができ、コストの低減と、組立作業の簡素化が可能とな
る。

【００４４】＜第５の実施形態＞図６は本発明の第５実
施形態による第１反射器の構成を示す図である。第５の
実施形態による波長変化測定器は、前記した第１から第
４の実施形態までの第１反射器に代えて、平行光を集光
する光学系としてのレンズ６１と、集光された光が入射
し、入射端面ではない端面側に反射膜が施された光ファ
イバ６２とから構成された構造の第１反射器６０を使用
した。

【００４５】この第５の実施形態によれば、光路差（Ｌ
1−Ｌ2）を大きくすることが容易になり、ＦＳＲが短く
なり、波長変化の感度を高くできる。例えば、長さ１ｍ
の光ファイバ６２を使用すると、約０．８ｐｍのＦＳＲ
が得られる。そして、前記信号処理部２０の前記カウン
タ２６を４逓倍カウントとして使用し、コンパレータ２
４，２５信号を計数することで、約０．２ｐｍの波長分
解能が得られ、波長分解能の高い波長変化測定器を得る
ことが可能になる。

【００４６】＜第６の実施形態＞第６の実施形態による
波長変化測定器は、前記した第１から第４の実施形態ま
での第１反射器に代えて、図示しないが、コーナキュー
ブプリズムによる第１反射器を使用する構成とした。こ
の第６の実施形態によれば、第１反射器の角度調整が要
らず、組立作業の簡素化が可能になる。

【００４７】＜第７の実施形態＞図７は本発明の第７実
施形態による波長変化測定器を使用した波長可変光源の
構成を示す。波長可変光源部７１は、モードホップフリ
ーで波長可変することが可能な波長可変光源であり、波
長制御部７２からの信号で波長可変する。波長制御部７
２は、ソフト処理部７３からの信号が入力し、その信号
に基づいて波長可変光源部７１に波長制御信号を出力す
る。波長可変光源部７１からの光出力は、光分岐素子７
４，７５に入力し、出力光として射出される光と基準波
長測定器７６及び波長変化測定器７７に入力する光とに
分岐される。

【００４８】基準波長測定器７６は、吸収線ガスセルな
どを使用し、基準波長を測定して基準波長信号を出力す
る。即ち、基準波長測定器７６は、波長可変光源部７１
を波長変化させながら基準波長測定器７６で光強度を測
定すると、吸収線ガスセルなどの特定波長になると光強
度が急激に変化（減少）する。その光強度が急激に変化
する波長で基準波長信号を出力する。波長変化測定器７
７は、前述したようにして入力した光の波長変化を測定
する。即ち、波長変化測定器７７は、基準波長測定器７
６からの波長基準信号で前記カウンタ２６のカウントデ
ータをリセットして、その後に波長変化した量をカウン
トデータとして、ソフト処理部７３に出力する。ソフト
処理部７３は、基準波長測定器７６からの信号と波長変
化測定器７７からの波長変化量であるカウントデータか
ら、波長可変光源部７１の波長を計算し、波長制御部７
２に制御信号を出力する。

【００４９】この第７の実施形態によれば、波長可変光
源７１の実際の波長変化を測定し、波長可変光源７１の
波長を制御しているため、波長可変用モーターに内蔵さ
れているエンコーダを使用した波長制御とは異なり、精
度の高い波長制御が可能になる。

【００５０】以上の通り、本発明による波長変化測定器
によって、モードホップフリーで波長可変する波長可変
光源の波長変化を測定すると、機構部が移動する従来技
術の波長測定装置とは異なり、カウンタの高速な読み込
み周期での測定となるため、リアルタイムで波長変化を
測定することが可能になる。さらに、光路差（Ｌ1−Ｌ
2）を大きくすると、ＦＳＲの周期が短くなり、波長変
化の感度を高くできる。その上、機構部の可動が無いの
で、経時劣化が起き難く、信頼性が高いなどの効果が得
られる。また、波長可変光源の波長制御に使用すると、
波長可変用モーターに内蔵されているエンコーダを使用
した波長制御とは異なり、実際の波長変化を測定してい
るため、精度の高い波長制御が可能になる。

【００５１】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明に係
る波長変化測定器によれば、マイケルソン干渉計を使用
し、光分岐素子で分岐された第２分岐平行光に一往復で
光ビーム面の半分がλ／４の光路差を発生し、第１反射
器と第２反射器から反射し光分岐素子で合波された平行
光をλ／４の光路差が発生している光軸面で２分岐さ
せ、その２分岐された光を受光する第１受光器及び第２
受光器の光強度変化を信号処理手段で計数処理して、波
長可変光源の実際の波長変化を測定するため、精度の高
い波長制御を行うことができ、また、カウンタの高速な
読み込み周期での測定となるため、波長変化をリアルタ
イムで測定することができ、さらに、機構部の可動が無
いため、経時劣化が起き難く、信頼性が高いなどの優れ
た諸効果を発揮することができる。

【００５２】請求項２記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、光学手段として、平行光が入射する光軸中心
でλ／８の段差がある平面型の第２反射器を使用したた
め、請求項１記載の発明により得られる効果に加えて、
第２の反射器の他に別部品を用意する必要が無く、部品
増加と組付作業の複雑化を回避することができるといっ
た利点が得られる。

【００５３】請求項３記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、光学手段として、光分岐素子と第２反射器の
間に挿入され、平行光が入射する光軸中心で光路差λ／
８となる段差がある平行平面基板と、第２分岐平行光を
反射する平面型の第２反射器と、からなるものを使用し
たため、請求項１記載の発明により得られる効果に加え
て、異なった反射器を使用しなくても良く、反射器を統
一することができ、また、段差量の異なった平行平面基
板を用意するだけで、その他の光学素子は同一のものを
使用しても、異なった波長帯に対応することができると
いった利点が得られる。

【００５４】請求項４記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、光学手段として、第２分岐平行光が射出する
射出面の光軸中心で光路差λ／８となる段差があるキュ
ーブ型光分岐素子と平面型の第２反射器とからなるもの
を使用したため、請求項１記載の発明により得られる効
果に加えて、異なった反射器を使用しなくても良く、反
射器を統一することができるといった利点が得られる。

【００５５】請求項５記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、光学手段として、第２分岐平行光が分岐され
た面の光軸中心で光路差λ／８となる段差があり、その
段差表面に反射膜を有するキューブ型光分岐素子を使用
したため、請求項１記載の発明により得られる効果に加
えて、キューブ型光分岐素子が第２反射器も兼ねること
から、反射器を低減することができ、従って、コスト低
減と組立作業の簡素化を達成することができるといった
利点が得られる。

【００５６】請求項６記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、第１反射器として、集光レンズと入射端面で
はない端面側に反射膜を有する光ファイバとからなるも
のを使用したため、請求項１から請求項５の何れかの発
明により得られる効果に加えて、第１分岐光の光路長と
第２分岐光の光路長との光路差を大きくすることが容易
になり、ＦＳＲを短くして波長変化の感度を高くするこ
とができるといった利点が得られる。

【００５７】請求項７記載の発明に係る波長変化測定器
によれば、第１反射器としてコーナーキューブプリズム
を使用したため、請求項１から請求項５の何れかの発明
により得られる効果に加えて、第１反射器の角度調整が
要らなくなり、さらなる組立作業の簡素化を達成するこ
とができるといった利点が得られる。

【００５８】請求項８記載の発明に係る波長可変光源に
よれば、請求項１から請求項７の何れか記載の波長変化
測定器によって、実際の波長変化を測定しているため、
精度の高い波長制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による波長変化測定器
を示す構成図である。

【図２】波長による第１と第２の受光器の出力変化
（ａ）とコンパレータ出力（ｂ）を説明する特性グラフ
である。

【図３】本発明の第２の実施形態による波長変化測定器
を示す構成図である。

【図４】本発明の第３の実施形態による波長変化測定器
を示す構成図である。

【図５】本発明の第４の実施形態による波長変化測定器
を示す構成図である。

【図６】本発明の第５の実施形態による波長変化測定器
を示す構成図である。

【図７】本発明の第７の実施形態による波長変化測定器
を使用した波長可変光源の構成を示す図である。

【図８】従来技術の回折格子が回転する光スペクトル測
定装置の構成を示す図である。

【図９】従来技術のマイケルソン干渉計を使用した波長
測定装置の構成を示す図である。

【図１０】図９の波長測定装置による「移動時間−受光
器での光強度」の関係を表した特性図である。

【符号の説明】

１０波長変化測定器１１入力ファイバ（光入力部）１２レンズ（光学素子）１３光分岐素子１４第１反射器１５第２反射器１６反射プリズム１７第１受光器１８第２受光器２０信号処理部（信号処理手段）２１，２２Ｉ／Ｖ変換器２３基準電圧源２４，２５コンパレータ２６カウンタ３０波長変化測定器３１平行平面基板３５第２反射器４０波長変化測定器４３光分岐素子４５第２反射器５０波長変化測定器５３光分岐素子６０第１反射器６１レンズ６２光ファイバ７１波長可変光源部７２波長制御部７３ソフト処理部７４，７５光分岐素子７６基準波長測定器７７波長変化測定器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部からの入射光を平行光に変換する光
学素子と、光学素子からの平行光が入射して、平行光を第１分岐平
行光と第２分岐平行光に２分岐する光分岐素子と、光分岐素子で２分岐された第１分岐平行光と第２分岐平
行光を反射する第１反射器及び第２反射器と、から構成されるマイケルソン干渉計の光学系において、第２分岐平行光に一往復すると光ビーム面の半分がλ／
４の光路差を発生させる光学手段と、第１反射器と第２反射器から反射して、光分岐素子によ
って合波された平行光をλ／４の光路差が発生している
光軸面で２分岐させる反射プリズムと、反射プリズムで２分岐された光を受光する第１受光器及
び第２受光器と、第１受光器と第２受光器の光強度変化を計数処理する信
号処理手段と、を備えたこと、を特徴とする波長変化測定器。
【請求項２】前記光学手段は、平行光が入射する光軸中心でλ／８の段差がある平面型
の第２反射器であること、を特徴とする請求項１記載の
波長変化測定器。
【請求項３】前記光学手段は、光分岐素子と第２反射器の間に挿入され、平行光が入射
する光軸中心で光路差λ／８となる段差がある平行平面
基板と、平面型の第２反射器と、からなること、を特徴とする請求項１記載の波長変化測定器。
【請求項４】前記光学手段は、光分岐素子の第２分岐平行光が射出する射出面の光軸中
心で光路差λ／８となる段差があるキューブ型光分岐素
子と、平面型の第２反射器と、から構成されていること、を特徴とする請求項１記載の
波長変化測定器。
【請求項５】前記光学手段は、光分岐素子の第２分岐平行光が分岐された面の光軸中心
で光路差λ／８となる段差があり、その段差表面に反射
膜が施されているキューブ型光分岐素子であること、を
特徴とする請求項１記載の波長変化測定器。
【請求項６】前記第１反射器は、平行光を集光する光学系と、集光された光が入射し、その入射端面と反対側の端面側
に反射膜が施された光ファイバと、からなること、を特徴とする請求項１から請求項５の何
れか記載の波長変化測定器。
【請求項７】前記第１反射器は、コーナーキューブプリズムであること、を特徴とする請
求項１から請求項５の何れか記載の波長変化測定器。
【請求項８】波長可変機構を有する光源であって、請求項１から請求項７の何れか記載の波長変化測定器に
より波長変化が測定され、波長を制御されること、を特徴とする波長可変光源。