JP2002188957A - 光パワーセンサ - Google Patents

光パワーセンサ

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JP2002188957A
JP2002188957A JP2000389179A JP2000389179A JP2002188957A JP 2002188957 A JP2002188957 A JP 2002188957A JP 2000389179 A JP2000389179 A JP 2000389179A JP 2000389179 A JP2000389179 A JP 2000389179A JP 2002188957 A JP2002188957 A JP 2002188957A
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JP
Japan
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light
attenuation
optical power
power sensor
glass plate
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JP2000389179A
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English (en)
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Keisuke Asami
圭助 浅見
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Ando Electric Co Ltd
Original Assignee
Ando Electric Co Ltd
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光パワーセンサにおいて、光学系を大型化す
ることなく、測定し得る光パワーの上限を高める。 【解決手段】 被測定ファイバ2から出射した光を平行
光又は収束光に変換するレンズ4と、レンズ4で変換し
た平行光又は収束光を減衰する減衰フィルタ7と、減衰
フィルタ7で減衰した光を受光するフォトダイオード2
とを備える光パワーセンサ10である。減衰フィルタ7
の手前には、表面反射により前記平行光又は収束光のパ
ワーを減衰する減衰用ガラス板7が少なくとも1枚以上
配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光のパワー測定に
用いられる光パワーセンサに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の光パワーセンサについて、図7を
参照しながら説明する。図7の光パワーセンサは主にハ
イパワーの光パワー測定に用いられるもので、被測定フ
ァイバ1から出射した光を平行光に変換するレンズ4
と、レンズ4で変換した平行光を減衰する減衰フィルタ
3(波長特性のフラットなNDフィルタが一般的)と、
減衰フィルタ3で減衰した光を受光するフォトダイオー
ド(受光素子)2とを備えて構成されている。減衰フィ
ルタ3とフォトダイオード2との間には、フォトダイオ
ード2の受光径内に光を集光するためのレンズ5が配置
されている。上記光パワーセンサにおいて、被測定ファ
イバ1から出射した光はレンズ4により平行光に変換さ
れた後、減衰フィルタ3により減衰され、その後、フォ
トダイオード2によって受光される。フォトダイオード
2は受光した光の強度に比例した電流を出力し、その出
力電流に基づいて図示省略の測定部が光のパワーを測定
する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の光パワーセ
ンサでは、小型化のため、減衰フィルタ3に入射させる
光のビーム径を0.5mm前後に設定するのが一般的で
あるが、その場合、減衰フィルタ3の耐光入力から10
〜20dBの減衰がやっとであった。例えば、20dB
以上の減衰フィルタを用いた場合でも、膜のもつ吸収特
性により、膜自身が焼損してしまうおそれがあるため、
光パワーの上限が制限されていた。また、例えば、図8
に示すように、上記ビーム径を大きくすることで光のパ
ワー密度を低下させ結果的に減衰フィルタ3の耐光入力
限界を高めることも可能であるが、ビーム径を大きくす
るには、被測定ファイバ1の出射NA(ビームの広がり
角)が小さいため焦点距離の長い大口径レンズを各レン
ズ4、5に使用しなければならず、光学系が大型化して
しまうという問題点があった。
【0004】本発明の課題は、光パワーセンサにおい
て、光学系を大型化することなく、測定し得る光パワー
の上限を高めることである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、例えば、図1に示すよう
に、被測定ファイバ2から出射した光を平行光又は収束
光に変換するレンズ4と、前記レンズで変換した平行光
又は収束光を減衰する減衰フィルタ7と、前記減衰フィ
ルタで減衰した光を受光する受光素子(例えば、フォト
ダイオード2など)とを備える光パワーセンサ10にお
いて、前記減衰フィルタの手前に、表面反射により前記
平行光又は収束光のパワーを減衰する減衰用ガラス板7
を配置したことを特徴とする。
【0006】請求項1記載の発明によれば、減衰用ガラ
ス板で表面反射したフレネル反射光を減衰フィルタに入
射させるようにした(つまり、減衰用ガラス板で1次減
衰した光を減衰フィルタに入射させるようにした)の
で、減衰フィルタのみで測定光を減衰する場合に比べ
て、測定光の減衰量を大きくすることができる。しか
も、減衰フィルタに入射される前の段階で測定光のパワ
ーが弱められることとなるので、小径ビームであっても
減衰フィルタに焼損が生じ難い。従って、光学系を大型
化することなく、測定し得る光パワーの上限を高めるこ
とができる。また、減衰用ガラス板で表面反射したフレ
ネル反射光を光パワーの測定に利用するようにしたの
で、光パワーセンサの各構成部品を直線的に配置する従
来の場合と比べて、各構成部品を集約させることが可能
となり、全体の構造をコンパクトにすることができる。
【0007】請求項2記載の発明は、請求項1記載の光
パワーセンサにおいて、例えば、図4に示すように、前
記減衰フィルタの手前に前記減衰用ガラス板を複数枚
(例えば、2枚)配置したことを特徴とする。
【0008】請求項2記載の発明によれば、減衰フィル
タの手前に減衰用ガラス板を複数枚配置するようにした
ので、測定光の減衰量をさらに拡大することが可能とな
る。従って、測定し得る光パワーの上限をさらに高める
ことができる。
【0009】請求項3記載の発明は、請求項1又は2に
記載の光パワーセンサにおいて、例えば、図1及び図2
に示すように、前記減衰用ガラス板7は、一方の端面が
他方の端面に対してくさび形に傾斜したウエッジ板7a
又は直角プリズム7bであることを特徴とする。
【0010】請求項3記載の発明によれば、減衰用ガラ
ス板をウエッジ板又は直角プリズムで構成するようにし
たので、減衰用ガラス板で表面反射するフレネル反射光
以外の不要光を強制的に光軸から逃がすことができ、不
要光が受光素子に入射するのを防止できる。従って、光
パワーの測定精度を高めることができる。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1〜3の何
れかに記載の光パワーセンサにおいて、前記減衰用ガラ
ス板の表面には反射防止膜が施されていることを特徴と
する。
【0012】請求項4記載の発明によれば、減衰用ガラ
ス板の表面に反射防止膜を施すようにしたので、減衰用
ガラス板で表面反射するフレネル反射光の割合を減少さ
せることができる。従って、測定光の減衰量をさらに拡
大することが可能となる。
【0013】請求項5記載の発明は、請求項1〜4の何
れかに記載の光パワーセンサにおいて、例えば、図3に
示すように、前記被測定ファイバと前記受光素子との間
に、当該光パワーセンサ内で生じる偏光依存性損失(P
DL;Polarization Dependent Loss )を打ち消すため
のPDL打消用ガラス板6を配置したことを特徴とす
る。
【0014】請求項5記載の発明によれば、被測定ファ
イバと受光素子との間にPDL打消用ガラス板を配置す
るようにしたので、当該光パワーセンサ内で生じる偏光
依存性損失を打ち消すことができる。従って、光パワー
の測定に反射光を利用していても、偏光依存性の影響を
受け難くなり、それによる測定精度の低下を回避するこ
とができる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図1〜図6の図面を参照しながら説明する。
【0016】[第1の実施の形態]図1は本発明を適用
した第1の実施の形態の光パワーセンサの概略構成を示
す図である。この実施の形態の光パワーセンサ10は、
被測定ファイバ1から出射した光を平行光(又は収束
光)に変換するレンズ4と、レンズ4で平行光(又は収
束光)に変換した光のパワーを表面反射により1次減衰
する減衰用ガラス板7と、減衰用ガラス板7で表面反射
したフレネル反射光を2次減衰する減衰フィルタ3と、
減衰フィルタ3で2次減衰した光を受光するフォトダイ
オード(受光素子)2とを備えて構成されている。減衰
用ガラス板7はくさび形のウエッジ板7aにより構成さ
れ、レンズ4側の端面7cの向き(法線)が光軸に対し
て若干傾斜する状態で配置されている。減衰フィルタ3
には波長特性のフラットなNDフィルタが用いられ、減
衰フィルタ3とフォトダイオード2との間には、フォト
ダイオード2の受光径内に光を集光するためのレンズ5
が必要に応じて適宜配置される。
【0017】上記の如く構成される光パワーセンサ10
において、被測定ファイバ1から出射した光はレンズ4
により平行光に変換された後、減衰用ガラス板7に入射
し、その一部(例えば、全体の約4%)が減衰用ガラス
板7で表面反射して減衰フィルタ3に入射する。一方、
減衰用ガラス板7の表面7cを透過した不要光(例え
ば、全体の約96%)は反対側の傾斜面7dを透過或い
は反射してそれぞれ光軸とは異なる方向に進行する。減
衰用ガラス板7で表面反射した光は減衰フィルタ3で2
次減衰された後、フォトダイオード2によって受光され
る。フォトダイオード2は受光した光のパワーに比例し
た電流を出力し、その出力電流に基づいて図示省略の測
定部が光のパワーを測定する。
【0018】つまり、この第1の実施の形態の光パワー
センサ10によれば、減衰用ガラス板7で表面反射した
フレネル反射光(即ち、減衰用ガラス板7で1次減衰し
た光)を減衰フィルタ3に入射させるようにしたので、
減衰フィルタ3のみで測定光を減衰する場合に比べて、
測定光の減衰量を大きくすることができる。例えば、上
記フレネル反射光の割合を入射光の約4%(つまり、減
衰用ガラス板7による減衰量を14dB)、減衰フィル
タ3の減衰量を約20dBとした場合、フォトダイオー
ド2に受光されるまでに減衰される測定光の減衰量は、
約34dBとなる。また、この第1の実施の形態の光パ
ワーセンサ10によれば、減衰フィルタ3に入射される
前の段階で測定光のパワーが弱められることとなるの
で、小径ビームであっても減衰フィルタ3に焼損が生じ
難い。従って、光学系を大型化することなく、測定し得
る光パワーの上限を高めることができる。また、減衰用
ガラス板7で表面反射したフレネル反射光を光パワーの
測定に利用するようにしたので、光パワーセンサ10の
各構成部品(フォトダイオード2、減衰フィルタ3、レ
ンズ4、5など)を直線的に配置する従来の場合(図
7)と比べて、各構成部品を集約させることが可能とな
り、全体の構造をコンパクトにすることができる。さら
に、減衰用ガラス板7をウエッジ板7aで構成するよう
にしたので、減衰用ガラス板7で表面反射するフレネル
反射光以外の不要光を強制的に光軸から逃がすことがで
き、不要光がフォトダイオード2に入射するのを防止で
きる。従って、光パワーの測定精度を高めることができ
る。
【0019】なお、この第1の実施の形態では、減衰用
ガラス板7をウエッジ板7aで構成するようにしたが、
これに限られるものではなく、互いに傾斜した2端面を
有するガラス板であれば如何なるものであってもよい。
例えば、図2に示すように、減衰用ガラス板7を直角プ
リズム7bによって構成することも可能である。また、
例えば、減衰用ガラス板7の表面7cに誘電体多層膜等
からなる反射防止膜(ARコート)を施すようにしても
よく、そうすることで、減衰用ガラス板7で表面反射す
る割合を減少させて、1次減衰量をさらに大きくするこ
とも可能である。
【0020】[第2の実施の形態]図3は本発明を適用
した第2の実施の形態の光パワーセンサの概略構成を示
す図である。第2の実施の形態の光パワーセンサ11は
該光パワーセンサ11内で生じる偏光依存性損失(PD
L;Polarization Dependent Loss )を打ち消すための
PDL打消用ガラス板6を、被測定ファイバ1とフォト
ダイオード2との間に備える構成となっている。PDL
打消用ガラス板6は光軸に対して傾けた状態、具体的に
は、減衰用ガラス板7、レンズ4、減衰フィルタ3、被
測定ファイバ1及びフォトダイオード2等の光学部品を
経由する過程で生じる偏光依存性損失を打ち消す向きに
傾けた状態で配置されている。
【0021】従って、光パワーの測定に反射光を利用し
ていても、偏光依存性の影響を受け難くなり、それによ
る測定精度の低下を回避することができる。なお、PD
L打消用ガラス板6は、互いに平行な2端面を有するフ
ラットなガラス板によって構成することも可能である
が、ウエッジ板で構成することが望ましい。そうするこ
とで、PDL打消用ガラス板6内での多重反射光を光軸
に対し強制的に逃がすことができると共に、板厚の連続
的な変化によって特定波長での共振を抑え、干渉を防止
することができる。
【0022】[第3の実施の形態]図4は本発明を適用
した第3の実施の形態の光パワーセンサの概略構成を示
す図である。第3の実施の形態の光パワーセンサ12は
減衰フィルタ3の手前に減衰用ガラス板を複数枚備える
構成となっている。上記の如く構成される光パワーセン
サ12において、被測定ファイバ1から出射した光はレ
ンズ4により平行光に変換された後、第1の減衰用ガラ
ス板7に入射し、その一部が第1の減衰用ガラス板7で
表面反射して第2の減衰用ガラス板8に入射する。そし
て、第2の減衰用ガラス板8に入射した光の一部が第2
の減衰用ガラス板8で表面反射して減衰フィルタ3に入
射する。即ち、第1の減衰用ガラス板7、第2の減衰用
ガラス板8及び減衰フィルタ3の各々によって測定光が
順次減衰されることとなる。従って、測定光の減衰量を
さらに拡大することができ、これによって、測定し得る
光パワーの上限をさらに高めることができる。
【0023】なお、この第3の実施の形態では、各減衰
用ガラス板7、8をウエッジ板7a、8aで構成するよ
うにしたが、例えば、図5に示すように、直角プリズム
7b、8bで構成することも可能である。また、図6に
示すように、被測定ファイバ1とフォトダイオード2と
の間に前述したPDL打消用ガラス板6を配置するよう
にしてもよい。その他、具体的な細部構造等についても
本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更可能である
ことは勿論である。
【0024】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、減衰フィ
ルタのみで測定光を減衰する場合に比べて、測定光の減
衰量を大きくすることが可能となる。また、小径ビーム
であっても減衰フィルタに焼損が生じ難い。従って、光
学系を大型化することなく、測定し得る光パワーの上限
を高めることができる。請求項2記載の発明によれば、
測定光の減衰量をさらに拡大することが可能となる。請
求項3記載の発明によれば、不要光を強制的に光軸から
逃がすことができ、不要光が受光素子に入射するのを防
止できる。請求項4記載の発明によれば、減衰用ガラス
板で表面反射するフレネル反射光の割合を減少させるこ
とができる。従って、測定光の減衰量をさらに拡大する
ことが可能となる。請求項5記載の発明によれば、当該
光パワーセンサ内で生じる偏光依存性損失を打ち消すこ
とができる。従って、光パワーの測定に反射光を利用し
ていても、偏光依存性の影響を受け難くなり、それによ
る測定精度の低下を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した第1の実施の形態の光パワー
センサの概略構成を示す図である。
【図2】図1の光パワーセンサの変形例を示す図であ
る。
【図3】本発明を適用した第2の実施の形態の光パワー
センサの概略構成を示す図である。
【図4】本発明を適用した第3の実施の形態の光パワー
センサの概略構成を示す図である。
【図5】図4の光パワーセンサの変形例を示す図であ
る。
【図6】図4の光パワーセンサの変形例を示す図であ
る。
【図7】従来の光パワーセンサの概略構成を示す図であ
る。
【図8】図7の光パワーセンサの変形例を示す図であ
る。
【符号の説明】
1 被測定ファイバ 2 フォトダイオード(受光素子) 3 減衰フィルタ 4、5 レンズ 6 PDL打消用ガラス板 7、8 減衰用ガラス板 10、11、12 光パワーセンサ

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定ファイバから出射した光を平行光又
    は収束光に変換するレンズと、 前記レンズで変換した平行光又は収束光を減衰する減衰
    フィルタと、 前記減衰フィルタで減衰した光を受光する受光素子とを
    備える光パワーセンサにおいて、 前記減衰フィルタの手前に、表面反射により前記平行光
    又は収束光のパワーを減衰する減衰用ガラス板を配置し
    たことを特徴とする光パワーセンサ。
  2. 【請求項2】前記減衰フィルタの手前に前記減衰用ガラ
    ス板を複数枚配置したことを特徴とする請求項1記載の
    光パワーセンサ。
  3. 【請求項3】前記減衰用ガラス板は、一方の端面が他方
    の端面に対してくさび形に傾斜したウエッジ板又は直角
    プリズムであることを特徴とする請求項1又は2に記載
    の光パワーセンサ。
  4. 【請求項4】前記減衰用ガラス板の表面には反射防止膜
    が施されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか
    に記載の光パワーセンサ。
  5. 【請求項5】前記被測定ファイバと前記受光素子との間
    に、当該光パワーセンサ内で生じる偏光依存性損失(P
    DL;Polarization Dependent Loss )を打ち消すため
    のPDL打消用ガラス板を配置したことを特徴とする請
    求項1〜4の何れかに記載の光パワーセンサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190022337A (ko) * 2017-08-25 2019-03-06 가부시기가이샤 디스코 레이저 빔 프로파일러 유닛 및 레이저 가공 장치

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