JP2002190642A - 波長可変光源 - Google Patents
波長可変光源Info
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- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
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- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
- H01S5/143—Littman-Metcalf configuration, e.g. laser - grating - mirror
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長可変光源において、波長損失特性などの
波長に関する各種特性を短時間でかつ正確に測定できる
ようにする。 【解決手段】 半導体レーザ１の片方の端面１ａに反射
防止膜を施し、反射防止膜を施した側の端面１ａから出
射した光をレンズ６により平行光にし、回折格子２とミ
ラー３からなる波長選択部により所望の波長を選択し、
選択した光を再び半導体レーザ１に帰還させることでレ
ーザ発振する波長可変光源１０である。波長可変に際し
てモードホップを抑止し得る位置Ｐ０にミラー３の回転
中心を設け、前記回転中心に回転軸４ａを有するモータ
４によりミラー３をダイレクトドライブ方式で回転駆動
する。
波長に関する各種特性を短時間でかつ正確に測定できる
ようにする。 【解決手段】 半導体レーザ１の片方の端面１ａに反射
防止膜を施し、反射防止膜を施した側の端面１ａから出
射した光をレンズ６により平行光にし、回折格子２とミ
ラー３からなる波長選択部により所望の波長を選択し、
選択した光を再び半導体レーザ１に帰還させることでレ
ーザ発振する波長可変光源１０である。波長可変に際し
てモードホップを抑止し得る位置Ｐ０にミラー３の回転
中心を設け、前記回転中心に回転軸４ａを有するモータ
４によりミラー３をダイレクトドライブ方式で回転駆動
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光コヒーレント通
信・計測技術分野等で使用される波長可変光源に関す
る。
信・計測技術分野等で使用される波長可変光源に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の波長可変光源について、図６を参
照しながら説明する。図６において、１は半導体レーザ
（以下、半導体レーザをＬＤと略称する。）、２は回折
格子、３はミラー、５、６、７はレンズ、８は光アイソ
レータ、１１は光ファイバ、２１はモータである。ＬＤ
１の片方の端面１ａ（回折格子２側の端面）には、ＬＤ
両端面でのファブリペロ共振を避けるため、反射防止膜
が施されている。この反射防止膜が施された端面１ａか
らの出射光は、レンズ６により平行光に変換されて回折
格子２に入射する。そして、回折格子２に入射した光の
うち、回折格子２とミラー３からなる波長選択部で波長
選択された光のみが、再びＬＤ１に帰還する。即ち、Ｌ
Ｄ１の端面１ｂとミラー３により外部共振器が構成され
て、波長選択部により選択された波長でレーザ発振する
ようになっている。一方、ＬＤ１のもう一方の端面１ｂ
からの出射光は、レンズ５により平行光に変換された
後、光アイソレータ８を通過し、その後、レンズ７によ
り集光されて光ファイバ１１により出力光として取り出
される。この波長可変光源では、ミラー３そのものをモ
ータ２１で回転させることによって、波長選択部で選択
される波長、つまり、レーザ発振させる波長が変化す
る。しかしながら、図６に示す波長可変光源では、波長
可変に際してモードホップ（共振器の縦モードが隣接す
る縦モードに飛び移ることによって生じる瞬間的な波長
の飛び）が発生してしまい、連続的な波長掃引ができな
かった。そのため、例えば波長損失特性など、波長に関
する各種特性を測定するのに時間がかかるといった問題
点があった。
照しながら説明する。図６において、１は半導体レーザ
（以下、半導体レーザをＬＤと略称する。）、２は回折
格子、３はミラー、５、６、７はレンズ、８は光アイソ
レータ、１１は光ファイバ、２１はモータである。ＬＤ
１の片方の端面１ａ（回折格子２側の端面）には、ＬＤ
両端面でのファブリペロ共振を避けるため、反射防止膜
が施されている。この反射防止膜が施された端面１ａか
らの出射光は、レンズ６により平行光に変換されて回折
格子２に入射する。そして、回折格子２に入射した光の
うち、回折格子２とミラー３からなる波長選択部で波長
選択された光のみが、再びＬＤ１に帰還する。即ち、Ｌ
Ｄ１の端面１ｂとミラー３により外部共振器が構成され
て、波長選択部により選択された波長でレーザ発振する
ようになっている。一方、ＬＤ１のもう一方の端面１ｂ
からの出射光は、レンズ５により平行光に変換された
後、光アイソレータ８を通過し、その後、レンズ７によ
り集光されて光ファイバ１１により出力光として取り出
される。この波長可変光源では、ミラー３そのものをモ
ータ２１で回転させることによって、波長選択部で選択
される波長、つまり、レーザ発振させる波長が変化す
る。しかしながら、図６に示す波長可変光源では、波長
可変に際してモードホップ（共振器の縦モードが隣接す
る縦モードに飛び移ることによって生じる瞬間的な波長
の飛び）が発生してしまい、連続的な波長掃引ができな
かった。そのため、例えば波長損失特性など、波長に関
する各種特性を測定するのに時間がかかるといった問題
点があった。
【０００３】このような問題点を解消する波長可変光源
として、例えば、図７及び図８に示すリットマン配置の
波長可変光源が知られている。この波長可変光源では、
ミラー３の回転中心を特定のポイント（ミラー３を回転
させて選択波長を変化させたときに、縦モード次数が変
化しないように選択波長に対応して共振器長が変化する
位置）に配置することによって、モードホップの発生を
抑止するようになっている。このリットマン配置の波長
可変光源においては、波長可変分解能を高めるために、
上記特定のポイントに回転中心を有する回転アーム２２
にミラー３を取り付けて、ミラー３の回転中心から数１
０〜１００ｍｍ程度離れた位置（回転アーム２２の先端
部）を直動モータ２３で押す方式が一般的であった。
として、例えば、図７及び図８に示すリットマン配置の
波長可変光源が知られている。この波長可変光源では、
ミラー３の回転中心を特定のポイント（ミラー３を回転
させて選択波長を変化させたときに、縦モード次数が変
化しないように選択波長に対応して共振器長が変化する
位置）に配置することによって、モードホップの発生を
抑止するようになっている。このリットマン配置の波長
可変光源においては、波長可変分解能を高めるために、
上記特定のポイントに回転中心を有する回転アーム２２
にミラー３を取り付けて、ミラー３の回転中心から数１
０〜１００ｍｍ程度離れた位置（回転アーム２２の先端
部）を直動モータ２３で押す方式が一般的であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７や
図８に示すリットマン配置の波長可変光源では、直動モ
ータ２３内部に使用されるネジやギヤで発生するバック
ラッシュやスティックスリップなどによって、モータ部
の回転軸は回転していても肝心のミラー３が回転しなか
ったり、繰り返しの再現性が悪いなどの問題点があっ
た。さらに、直動モータ２３のモータ部にステッピング
モータを使用した場合には、原理上、基本ステップ毎に
トルクムラや速度ムラ（図３（ｂ）参照）が発生し、波
長掃引中の波長（位置）情報の割り出しが困難であっ
た。近年の光通信分野では高密度波長多重伝送（ＤＷＤ
Ｍ）方式の普及に伴い、各種光学部品の波長損失特性な
どをより短時間でかつ正確に測定する必要性が高まって
きており、波長掃引中のこうした僅かなトルクムラや速
度ムラによる波長精度や再現性の悪さが問題となりつつ
ある。
図８に示すリットマン配置の波長可変光源では、直動モ
ータ２３内部に使用されるネジやギヤで発生するバック
ラッシュやスティックスリップなどによって、モータ部
の回転軸は回転していても肝心のミラー３が回転しなか
ったり、繰り返しの再現性が悪いなどの問題点があっ
た。さらに、直動モータ２３のモータ部にステッピング
モータを使用した場合には、原理上、基本ステップ毎に
トルクムラや速度ムラ（図３（ｂ）参照）が発生し、波
長掃引中の波長（位置）情報の割り出しが困難であっ
た。近年の光通信分野では高密度波長多重伝送（ＤＷＤ
Ｍ）方式の普及に伴い、各種光学部品の波長損失特性な
どをより短時間でかつ正確に測定する必要性が高まって
きており、波長掃引中のこうした僅かなトルクムラや速
度ムラによる波長精度や再現性の悪さが問題となりつつ
ある。
【０００５】本発明の課題は、波長可変光源において、
波長損失特性などの波長に関する各種特性を短時間でか
つ正確に測定できるようにすることである。
波長損失特性などの波長に関する各種特性を短時間でか
つ正確に測定できるようにすることである。
【０００６】
【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、半導体レーザ１の片方の端面１ａに反射防止膜を施
し、反射防止膜を施した側の端面から出射した光をレン
ズ６により平行光にし、回折格子２とミラー３からなる
波長選択部により所望の波長を選択し、選択した光を再
び前記半導体レーザに帰還させることでレーザ発振する
波長可変光源１０において、波長可変に際してモードホ
ップを抑止し得る位置Ｐ０に前記ミラーの回転中心を設
け、前記回転中心に回転軸４ａを有するモータ４により
前記ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動するこ
とを特徴とする。
め、請求項１記載の発明は、例えば、図１に示すよう
に、半導体レーザ１の片方の端面１ａに反射防止膜を施
し、反射防止膜を施した側の端面から出射した光をレン
ズ６により平行光にし、回折格子２とミラー３からなる
波長選択部により所望の波長を選択し、選択した光を再
び前記半導体レーザに帰還させることでレーザ発振する
波長可変光源１０において、波長可変に際してモードホ
ップを抑止し得る位置Ｐ０に前記ミラーの回転中心を設
け、前記回転中心に回転軸４ａを有するモータ４により
前記ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動するこ
とを特徴とする。
【０００７】請求項１記載の発明によれば、波長可変に
際してモードホップを抑止し得る位置にミラーの回転中
心を設け、その回転中心に回転軸を有するモータにより
ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動するように
したので、波長可変に際してバックラッシュやスティッ
クスリップなどの発生を防止でき、波長精度や再現性を
高めることができる。また、広い帯域にわたりモードホ
ップの発生を防止でき、光出力の変動の少ない連続的な
波長掃引が可能になる。従って、波長損失特性などの波
長に関する各種特性を短時間でかつ正確に測定可能とな
る。ここで、波長可変に際してモードホップを抑止し得
る位置としては、リットマン配置で採用される回転中心
が代表的であるが、これ以外の回転中心（例えば、測定
データ等から導き出される回転中心など）であってもよ
い。つまり、ミラーを回転させて選択波長を変化させた
ときに、縦モード次数が変化しないように選択波長に対
応して共振器長が変化する位置であれば、どの位置であ
ってもよい。
際してモードホップを抑止し得る位置にミラーの回転中
心を設け、その回転中心に回転軸を有するモータにより
ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動するように
したので、波長可変に際してバックラッシュやスティッ
クスリップなどの発生を防止でき、波長精度や再現性を
高めることができる。また、広い帯域にわたりモードホ
ップの発生を防止でき、光出力の変動の少ない連続的な
波長掃引が可能になる。従って、波長損失特性などの波
長に関する各種特性を短時間でかつ正確に測定可能とな
る。ここで、波長可変に際してモードホップを抑止し得
る位置としては、リットマン配置で採用される回転中心
が代表的であるが、これ以外の回転中心（例えば、測定
データ等から導き出される回転中心など）であってもよ
い。つまり、ミラーを回転させて選択波長を変化させた
ときに、縦モード次数が変化しないように選択波長に対
応して共振器長が変化する位置であれば、どの位置であ
ってもよい。
【０００８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の波
長可変光源において、例えば、図５に示すように、半導
体レーザ１と回折格子２との間に、前記波長選択部で波
長選択された光の一部を取り出すための光分岐素子（例
えば、ビームスプリッタ１３など）を設け、この光分岐
素子によって取り出された光を出力光とすることを特徴
とする。
長可変光源において、例えば、図５に示すように、半導
体レーザ１と回折格子２との間に、前記波長選択部で波
長選択された光の一部を取り出すための光分岐素子（例
えば、ビームスプリッタ１３など）を設け、この光分岐
素子によって取り出された光を出力光とすることを特徴
とする。
【０００９】請求項２記載の発明によれば、波長選択部
で波長選択された光の一部を光分岐素子により取り出し
て出力光としたので、出力光に含まれる、半導体レーザ
からの自然放出光成分を減少させることができる。即
ち、自然放出光の極めて少ない純粋な波長を出力光とし
て取り出すことができる。
で波長選択された光の一部を光分岐素子により取り出し
て出力光としたので、出力光に含まれる、半導体レーザ
からの自然放出光成分を減少させることができる。即
ち、自然放出光の極めて少ない純粋な波長を出力光とし
て取り出すことができる。
【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１又は２に
記載の波長可変光源において、例えば、図４に示すよう
に、モータ４の回転軸４ａに結合され、先端部にミラー
３が取り付けられた回転アーム９と、前記回転アームの
回転量を検出する回転量検出手段（例えば、光学式エン
コーダ１６など）とを備えることを特徴とする。
記載の波長可変光源において、例えば、図４に示すよう
に、モータ４の回転軸４ａに結合され、先端部にミラー
３が取り付けられた回転アーム９と、前記回転アームの
回転量を検出する回転量検出手段（例えば、光学式エン
コーダ１６など）とを備えることを特徴とする。
【００１１】請求項３記載の発明によれば、回転量検出
手段による検出結果に基づいて回転アームの回転量を制
御できる。従って、回転アームを正確に位置制御でき、
波長可変に際して波長精度や再現性を高めることができ
る。なお、回転アームの回転量を検出する部位は、回転
アームの先端部であることが望ましい。これによって、
回転量検出手段の分解能を高めることができる。
手段による検出結果に基づいて回転アームの回転量を制
御できる。従って、回転アームを正確に位置制御でき、
波長可変に際して波長精度や再現性を高めることができ
る。なお、回転アームの回転量を検出する部位は、回転
アームの先端部であることが望ましい。これによって、
回転量検出手段の分解能を高めることができる。
【００１２】請求項４記載の発明は、請求項１又は２に
記載の波長可変光源において、例えば、図２に示すよう
に、モータ４はエンコーダ４ｂ付きのサーボモータであ
ることを特徴とする。
記載の波長可変光源において、例えば、図２に示すよう
に、モータ４はエンコーダ４ｂ付きのサーボモータであ
ることを特徴とする。
【００１３】請求項４記載の発明によれば、モータをエ
ンコーダ付きのサーボモータで構成するようにしたの
で、波長掃引中にトルクムラや速度ムラなどが発生し難
くなり、波長精度や再現性を高めることができる。な
お、エンコーダは高分解能であるレーザエンコーダであ
ることが望ましい。これによって、エンコーダによる位
置検出精度を高めることができ、ミラーをダイレクトド
ライブ方式で回転駆動する場合においても、容易に所望
の波長可変分解能を得ることができる。
ンコーダ付きのサーボモータで構成するようにしたの
で、波長掃引中にトルクムラや速度ムラなどが発生し難
くなり、波長精度や再現性を高めることができる。な
お、エンコーダは高分解能であるレーザエンコーダであ
ることが望ましい。これによって、エンコーダによる位
置検出精度を高めることができ、ミラーをダイレクトド
ライブ方式で回転駆動する場合においても、容易に所望
の波長可変分解能を得ることができる。
【００１４】請求項５記載の発明は、請求項１又は２に
記載の波長可変光源において、モータ４は、予め設定さ
れた回転範囲のみにトルクを有するボイスコイルモータ
であることを特徴とする。
記載の波長可変光源において、モータ４は、予め設定さ
れた回転範囲のみにトルクを有するボイスコイルモータ
であることを特徴とする。
【００１５】請求項５記載の発明によれば、予め設定さ
れた回転範囲、つまり、波長可変のために必要とされる
回転範囲のみにトルクを有するボイスコイルモータによ
ってモータが構成されるので、モータが安価で高トル
ク、しかも薄型になる。また、回転アームを正確に位置
制御でき、ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動
する場合においても容易に所望の波長可変分解能を得る
ことができる。
れた回転範囲、つまり、波長可変のために必要とされる
回転範囲のみにトルクを有するボイスコイルモータによ
ってモータが構成されるので、モータが安価で高トル
ク、しかも薄型になる。また、回転アームを正確に位置
制御でき、ミラーをダイレクトドライブ方式で回転駆動
する場合においても容易に所望の波長可変分解能を得る
ことができる。
【００１６】請求項６記載の発明は、請求項３記載の波
長可変光源において、前記回転量検出手段からの出力信
号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出すことを
特徴とする。
長可変光源において、前記回転量検出手段からの出力信
号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出すことを
特徴とする。
【００１７】請求項６記載の発明によれば、回転量検出
手段からの出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報
を割り出すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割
り出しに時間がかからなくなる。従って、波長に関する
光学部品の各種特性を短時間で測定できる。
手段からの出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報
を割り出すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割
り出しに時間がかからなくなる。従って、波長に関する
光学部品の各種特性を短時間で測定できる。
【００１８】請求項７記載の発明は、請求項４記載の波
長可変光源において、エンコーダ４ｂからの出力信号に
基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出すことを特徴
とする。
長可変光源において、エンコーダ４ｂからの出力信号に
基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出すことを特徴
とする。
【００１９】請求項７記載の発明によれば、エンコーダ
からの出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割
り出すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割り出
しに時間がかからなくなる。従って、波長に関する光学
部品の各種特性を短時間で測定できる。
からの出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割
り出すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割り出
しに時間がかからなくなる。従って、波長に関する光学
部品の各種特性を短時間で測定できる。
【００２０】
【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５の図面を参照しながら説明する。
て、図１〜図５の図面を参照しながら説明する。
【００２１】［第１の実施の形態］図１は本発明を適用
した第１の実施の形態の波長可変光源の概略構成を示す
図である。この実施の形態の波長可変光源１０は、ＬＤ
１、回折格子２、ミラー３、モータ４、レンズ５、６、
７、光アイソレータ８、回転アーム９等により構成され
ている。そして、ＬＤ１の片方の端面１ａ（回折格子２
側の端面）には、反射防止膜が施されている。
した第１の実施の形態の波長可変光源の概略構成を示す
図である。この実施の形態の波長可変光源１０は、ＬＤ
１、回折格子２、ミラー３、モータ４、レンズ５、６、
７、光アイソレータ８、回転アーム９等により構成され
ている。そして、ＬＤ１の片方の端面１ａ（回折格子２
側の端面）には、反射防止膜が施されている。
【００２２】図１の波長可変光源１０において、ＬＤ１
の端面１ａからの出射光は、レンズ６により平行光に変
換されて回折格子２に入射する。そして、回折格子２に
入射した光のうち、回折格子２とミラー３からなる波長
選択部で波長選択された光のみが、再びＬＤ１に帰還す
る。即ち、ＬＤ１の端面１ｂとミラー３により外部共振
器が構成されて、波長選択部により選択された波長でレ
ーザ発振するようになっている。一方、ＬＤ１のもう一
方の端面１ｂからの出射光は、レンズ５により平行光に
変換された後、光アイソレータ８を通過し、その後、レ
ンズ７により集光されて光ファイバ１１により出力光と
して取り出される。
の端面１ａからの出射光は、レンズ６により平行光に変
換されて回折格子２に入射する。そして、回折格子２に
入射した光のうち、回折格子２とミラー３からなる波長
選択部で波長選択された光のみが、再びＬＤ１に帰還す
る。即ち、ＬＤ１の端面１ｂとミラー３により外部共振
器が構成されて、波長選択部により選択された波長でレ
ーザ発振するようになっている。一方、ＬＤ１のもう一
方の端面１ｂからの出射光は、レンズ５により平行光に
変換された後、光アイソレータ８を通過し、その後、レ
ンズ７により集光されて光ファイバ１１により出力光と
して取り出される。
【００２３】また、図１の波長可変光源１０には、回転
アーム９とモータ４からなる回転機構が設けられてい
て、この回転機構によるミラー３の回転により波長掃引
が可能となっている。ここで、ミラー３の回転中心は、
回折格子２に対するＬＤ１の端面１ｂの光学的位置Ｐ１
（レンズ６及びＬＤ１の光軸方向の長さを空気換算した
場合の、回折格子２に対する端面１ｂの位置）を起点に
して光軸に対し垂直に延ばした線分Ｌ１と、回折格子２
の回折面を延長した線分Ｌ２とが交わる点Ｐ０に一致し
ている。また、ミラー３は、その反射面を延長した線分
Ｌ３が点Ｐ０を通過する方向に向けられている。このよ
うなミラー３、回折格子２及びＬＤ１の配置はリットマ
ン配置と呼ばれ、このリットマン配置によれば、広い帯
域にわたりモードホップの発生を防止でき、光出力の変
動の少ない連続的な波長掃引が可能となっている。即
ち、波長可変に際してモードホップを抑止し得る位置に
ミラー３の回転中心が設けられている。図２に示すよう
に、モータ４は、高分解能のレーザエンコーダを備える
サーボモータによって構成されている。また、図１に示
すように、モータ４の回転軸４ａは前記点Ｐ０に配置さ
れ、回転軸４ａには回転アーム９の基端部が結合されて
いる。回転アーム９の先端部にはミラー３が取り付けら
れ、回転軸４ａの回転に伴い、ミラー３及び回転アーム
９が回転軸４ａと一体となって回転するようになってい
る。即ち、モータ４がミラー３をダイレクトドライブ方
式で回転駆動するようになっている。
アーム９とモータ４からなる回転機構が設けられてい
て、この回転機構によるミラー３の回転により波長掃引
が可能となっている。ここで、ミラー３の回転中心は、
回折格子２に対するＬＤ１の端面１ｂの光学的位置Ｐ１
（レンズ６及びＬＤ１の光軸方向の長さを空気換算した
場合の、回折格子２に対する端面１ｂの位置）を起点に
して光軸に対し垂直に延ばした線分Ｌ１と、回折格子２
の回折面を延長した線分Ｌ２とが交わる点Ｐ０に一致し
ている。また、ミラー３は、その反射面を延長した線分
Ｌ３が点Ｐ０を通過する方向に向けられている。このよ
うなミラー３、回折格子２及びＬＤ１の配置はリットマ
ン配置と呼ばれ、このリットマン配置によれば、広い帯
域にわたりモードホップの発生を防止でき、光出力の変
動の少ない連続的な波長掃引が可能となっている。即
ち、波長可変に際してモードホップを抑止し得る位置に
ミラー３の回転中心が設けられている。図２に示すよう
に、モータ４は、高分解能のレーザエンコーダを備える
サーボモータによって構成されている。また、図１に示
すように、モータ４の回転軸４ａは前記点Ｐ０に配置さ
れ、回転軸４ａには回転アーム９の基端部が結合されて
いる。回転アーム９の先端部にはミラー３が取り付けら
れ、回転軸４ａの回転に伴い、ミラー３及び回転アーム
９が回転軸４ａと一体となって回転するようになってい
る。即ち、モータ４がミラー３をダイレクトドライブ方
式で回転駆動するようになっている。
【００２４】また、モータ４には図示省略の制御部が電
気的に接続されている。制御部はエンコーダ４ｂからの
出力信号に基づいてモータ４をフィードバック制御する
と共に、エンコーダ４ｂからの出力信号に基づいて波長
掃引中の波長情報（現在波長）を割り出すようになって
いる。そのため、図３に示すように、ステッピングモー
タの場合に発生していた波長掃引中のトルクムラや速度
ムラなどを防止でき、波長掃引中の波長情報の割り出し
にも時間がかからなくなる。
気的に接続されている。制御部はエンコーダ４ｂからの
出力信号に基づいてモータ４をフィードバック制御する
と共に、エンコーダ４ｂからの出力信号に基づいて波長
掃引中の波長情報（現在波長）を割り出すようになって
いる。そのため、図３に示すように、ステッピングモー
タの場合に発生していた波長掃引中のトルクムラや速度
ムラなどを防止でき、波長掃引中の波長情報の割り出し
にも時間がかからなくなる。
【００２５】つまり、この実施の形態の波長可変光源に
よれば、波長可変に際してモードホップを抑止し得る位
置にミラー３の回転中心を設け、その回転中心に回転軸
４ａを有するモータ４によりミラー３をダイレクトドラ
イブ方式で回転駆動するようにしたので、波長可変に際
してバックラッシュやスティックスリップなどの発生を
防止でき、波長精度や再現性を高めることができる。ま
た、広い帯域にわたりモードホップの発生を防止でき、
光出力の変動の少ない連続的な波長掃引が可能になる。
従って、波長損失特性などの波長に関する各種特性を短
時間でかつ正確に測定できる。
よれば、波長可変に際してモードホップを抑止し得る位
置にミラー３の回転中心を設け、その回転中心に回転軸
４ａを有するモータ４によりミラー３をダイレクトドラ
イブ方式で回転駆動するようにしたので、波長可変に際
してバックラッシュやスティックスリップなどの発生を
防止でき、波長精度や再現性を高めることができる。ま
た、広い帯域にわたりモードホップの発生を防止でき、
光出力の変動の少ない連続的な波長掃引が可能になる。
従って、波長損失特性などの波長に関する各種特性を短
時間でかつ正確に測定できる。
【００２６】また、モータ４をエンコーダ４ｂ付きのサ
ーボモータで構成するようにしたので、波長掃引中にト
ルクムラや速度ムラなどが発生し難くなり、波長精度や
再現性を高めることができる。そして、エンコーダ４ｂ
をレーザエンコーダとしたので、容易に所望の波長可変
分解能を得ることができる。また、エンコーダ４ｂから
の出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出
すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割り出しに
時間がかからなくなる。従って、波長に関する光学部品
の各種特性を短時間で測定できる。
ーボモータで構成するようにしたので、波長掃引中にト
ルクムラや速度ムラなどが発生し難くなり、波長精度や
再現性を高めることができる。そして、エンコーダ４ｂ
をレーザエンコーダとしたので、容易に所望の波長可変
分解能を得ることができる。また、エンコーダ４ｂから
の出力信号に基づいて、波長掃引中の波長情報を割り出
すようにしたので、波長掃引中の波長情報の割り出しに
時間がかからなくなる。従って、波長に関する光学部品
の各種特性を短時間で測定できる。
【００２７】なお、本発明はこの実施の形態の波長可変
光源１０に限られるものではなく、これ以外にも種々の
バリエーションが有り得る。例えば、この実施の形態で
は、モータ４をサーボモータにより構成するようにした
が、例えば、予め設定された範囲のみにトルクを有する
のボイスコイルモータ（例えば、回転自在に保持された
アームの一端にボイスコイルが配置されて、ボイスコイ
ルに電流を送ることでアームが揺動運動するように構成
されたスイング式ボイスコイルモータなど）により構成
することも可能である。この場合にも、サーボモータの
場合と同様に、回転アーム９を正確に位置制御でき、容
易に所望の波長可変分解能を得ることができる。
光源１０に限られるものではなく、これ以外にも種々の
バリエーションが有り得る。例えば、この実施の形態で
は、モータ４をサーボモータにより構成するようにした
が、例えば、予め設定された範囲のみにトルクを有する
のボイスコイルモータ（例えば、回転自在に保持された
アームの一端にボイスコイルが配置されて、ボイスコイ
ルに電流を送ることでアームが揺動運動するように構成
されたスイング式ボイスコイルモータなど）により構成
することも可能である。この場合にも、サーボモータの
場合と同様に、回転アーム９を正確に位置制御でき、容
易に所望の波長可変分解能を得ることができる。
【００２８】また、この第１の実施の形態では、エンコ
ーダ４ａ付きのモータ４を例示したが、エンコーダ無し
のモータであってもよく、その場合には、ミラー３又は
回転アーム９の回転量を検出する回転量検出手段（外部
エンコーダ）を備えることが望ましい。回転量検出手段
には、透過型或いは反射型の光学式エンコーダを用いる
ことができる。例えば、図４に示すように、反射型の光
学式エンコーダ１６を用いる場合には、回転アーム９の
先端部に光学スケール１６ｂを配置し、この光学スケー
ル１６ｂと対向する位置に本体部１６ａを配置する。本
体部１６ａには、光学スケール１６ｂに向けて光を照射
する発光素子、光学スケール１６ｂから出力されるＡ相
・Ｂ相の回転信号を検出する受光素子等を設ける。そし
て、各受光素子によって検出されたＡ相・Ｂ相の回転信
号に基づいて、光学スケール１６ｂと本体部１６ａとの
相対移動変位量及び移動方向を検出する。このように回
転量検出手段を備えることで、回転アーム９を正確に位
置制御でき、波長可変に際して波長精度や再現性を高め
ることができる。また、回転アーム９の先端部に光学ス
ケール４ｂを配置することによって、回転量検出手段の
分解能を高めることができる。
ーダ４ａ付きのモータ４を例示したが、エンコーダ無し
のモータであってもよく、その場合には、ミラー３又は
回転アーム９の回転量を検出する回転量検出手段（外部
エンコーダ）を備えることが望ましい。回転量検出手段
には、透過型或いは反射型の光学式エンコーダを用いる
ことができる。例えば、図４に示すように、反射型の光
学式エンコーダ１６を用いる場合には、回転アーム９の
先端部に光学スケール１６ｂを配置し、この光学スケー
ル１６ｂと対向する位置に本体部１６ａを配置する。本
体部１６ａには、光学スケール１６ｂに向けて光を照射
する発光素子、光学スケール１６ｂから出力されるＡ相
・Ｂ相の回転信号を検出する受光素子等を設ける。そし
て、各受光素子によって検出されたＡ相・Ｂ相の回転信
号に基づいて、光学スケール１６ｂと本体部１６ａとの
相対移動変位量及び移動方向を検出する。このように回
転量検出手段を備えることで、回転アーム９を正確に位
置制御でき、波長可変に際して波長精度や再現性を高め
ることができる。また、回転アーム９の先端部に光学ス
ケール４ｂを配置することによって、回転量検出手段の
分解能を高めることができる。
【００２９】［第２の実施の形態］図５は本発明を適用
した第２の実施の形態の波長可変光源の概略構成を示す
図である。この第２の実施の形態特有の部分以外は、上
記第１の実施の形態におけると同様である。第２の実施
の形態において、上記第１の実施の形態と同一部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。
した第２の実施の形態の波長可変光源の概略構成を示す
図である。この第２の実施の形態特有の部分以外は、上
記第１の実施の形態におけると同様である。第２の実施
の形態において、上記第１の実施の形態と同一部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３０】図５に示すように、第２の実施の形態の波
長可変光源１０Ａは、回折格子２とＬＤ１との間に光分
岐素子として例示するビームスプリッタ１３を備えてい
る。即ち、波長選択部で波長選択された光はビームスプ
リッタ１３で２分岐して、一方の光がＬＤ１に帰還する
一方、他方の光が光アイソレータ１４を通過して、レン
ズ１５により集光された後、光ファイバ１２により出力
光として取り出される。従って、この第２の実施の形態
の波長可変光源１０Ａによれば、ＬＤ１からの自然放出
光成分の極めて少ない純粋な波長を出力光として取り出
すことができる。
長可変光源１０Ａは、回折格子２とＬＤ１との間に光分
岐素子として例示するビームスプリッタ１３を備えてい
る。即ち、波長選択部で波長選択された光はビームスプ
リッタ１３で２分岐して、一方の光がＬＤ１に帰還する
一方、他方の光が光アイソレータ１４を通過して、レン
ズ１５により集光された後、光ファイバ１２により出力
光として取り出される。従って、この第２の実施の形態
の波長可変光源１０Ａによれば、ＬＤ１からの自然放出
光成分の極めて少ない純粋な波長を出力光として取り出
すことができる。
【００３１】なお、この第２の実施の形態においては、
光分岐素子としてビームスプリッタ１３を例示したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、回折格子２か
らＬＤ１に帰還する回折光を分岐して、該分岐した一方
の光を出力光として取り出すことが可能であればどのよ
うなものであってもよい。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。
光分岐素子としてビームスプリッタ１３を例示したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、回折格子２か
らＬＤ１に帰還する回折光を分岐して、該分岐した一方
の光を出力光として取り出すことが可能であればどのよ
うなものであってもよい。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。
【００３２】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、波長可変
に際してバックラッシュやスティックスリップなどの発
生を防止でき、波長精度や再現性を高めることができ
る。また、広い帯域にわたりモードホップの発生を防止
でき、光出力の変動の少ない連続的な波長掃引が可能に
なる。従って、波長損失特性などの波長に関する各種特
性を短時間でかつ正確に測定できる。請求項２記載の発
明によれば、半導体レーザからの自然放出光成分が極め
て少ない純粋な単一スペクトラム光を出力光として取り
出すことができる。請求項３記載の発明によれば、回転
アームを正確に位置制御でき、波長可変に際して波長精
度や再現性を高めることができる。請求項４記載の発明
によれば、波長掃引中にトルクムラや速度ムラなどが発
生し難くなり、波長精度や再現性を高めることができ
る。請求項５記載の発明によれば、モータが安価で高ト
ルク、しかも薄型になる。請求項６及び７記載の発明に
よれば、波長掃引中の波長情報の割り出しに時間がかか
らなくなる。従って、波長に関する光学部品の各種特性
を短時間で測定できる。
に際してバックラッシュやスティックスリップなどの発
生を防止でき、波長精度や再現性を高めることができ
る。また、広い帯域にわたりモードホップの発生を防止
でき、光出力の変動の少ない連続的な波長掃引が可能に
なる。従って、波長損失特性などの波長に関する各種特
性を短時間でかつ正確に測定できる。請求項２記載の発
明によれば、半導体レーザからの自然放出光成分が極め
て少ない純粋な単一スペクトラム光を出力光として取り
出すことができる。請求項３記載の発明によれば、回転
アームを正確に位置制御でき、波長可変に際して波長精
度や再現性を高めることができる。請求項４記載の発明
によれば、波長掃引中にトルクムラや速度ムラなどが発
生し難くなり、波長精度や再現性を高めることができ
る。請求項５記載の発明によれば、モータが安価で高ト
ルク、しかも薄型になる。請求項６及び７記載の発明に
よれば、波長掃引中の波長情報の割り出しに時間がかか
らなくなる。従って、波長に関する光学部品の各種特性
を短時間で測定できる。
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態の波長可変
光源の概略構成を示す図である。
光源の概略構成を示す図である。
【図２】図１の波長可変光源に備わるモータを示す斜視
図である
図である
【図３】サーボモータとステッピングモータの回転速度
特性を比較した図である。
特性を比較した図である。
【図４】回転量検出手段の一構成例を示す斜視図であ
る。
る。
【図５】本発明を適用した第２の実施の形態の波長可変
光源の概略構成を示す図である。
光源の概略構成を示す図である。
【図６】従来の波長可変光源の一構成例を示す図であ
る。
る。
【図７】リットマン配置の波長可変光源の一構成例を示
す図である。
す図である。
【図８】図７の波長可変光源の変形例を示す図である。
１ 半導体レーザ ２ 回折格子 ３ ミラー ４ モータ ４ａ 回転軸 ４ｂ エンコーダ ５、６、７、１５ レンズ ８、１４ 光アイソレータ ９ 回転アーム １０、１０Ａ 波長可変光源 １１、１２ 光ファイバ １３ ビームスプリッタ（光分岐素子） １６ 光学式エンコーダ（回転量検出手段）
Claims (7)
- 【請求項１】半導体レーザの片方の端面に反射防止膜を
施し、反射防止膜を施した側の端面から出射した光をレ
ンズにより平行光にし、回折格子とミラーからなる波長
選択部により所望の波長を選択し、選択した光を再び前
記半導体レーザに帰還させることでレーザ発振する波長
可変光源において、 波長可変に際してモードホップを抑止し得る位置に前記
ミラーの回転中心を設け、前記回転中心に回転軸を有す
るモータにより前記ミラーをダイレクトドライブ方式で
回転駆動することを特徴とする波長可変光源。 - 【請求項２】前記半導体レーザと前記回折格子との間
に、前記波長選択部で波長選択された光の一部を取り出
すための光分岐素子を設け、この光分岐素子によって取
り出された光を出力光とすることを特徴とする請求項１
記載の波長可変光源。 - 【請求項３】前記モータの回転軸に結合され、先端部に
前記ミラーが取り付けられた回転アームと、 前記回転アームの回転量を検出する回転量検出手段とを
備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長可
変光源。 - 【請求項４】前記モータはエンコーダ付きのサーボモー
タであることを特徴とする請求項１又は２に記載の波長
可変光源。 - 【請求項５】前記モータは、予め設定された回転範囲の
みにトルクを有するボイスコイルモータであることを特
徴とする請求項１又は２に記載の波長可変光源。 - 【請求項６】前記回転量検出手段からの出力信号に基づ
いて、波長掃引中の波長情報を割り出すことを特徴とす
る請求項３記載の波長可変光源。 - 【請求項７】前記エンコーダからの出力信号に基づい
て、波長掃引中の波長情報を割り出すことを特徴とする
請求項４記載の波長可変光源。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389178A JP2002190642A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 波長可変光源 |
| US10/008,448 US6850545B2 (en) | 2000-12-21 | 2001-12-07 | Wavelength tunable light source |
| EP01130494A EP1229617A3 (en) | 2000-12-21 | 2001-12-20 | Wavelength tunable light source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000389178A JP2002190642A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 波長可変光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002190642A true JP2002190642A (ja) | 2002-07-05 |
Family
ID=18855782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000389178A Withdrawn JP2002190642A (ja) | 2000-12-21 | 2000-12-21 | 波長可変光源 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6850545B2 (ja) |
| EP (1) | EP1229617A3 (ja) |
| JP (1) | JP2002190642A (ja) |
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| US7042918B2 (en) | 2004-09-17 | 2006-05-09 | Yokogawa Electric Corporation | Tunable laser source |
| WO2015089869A1 (zh) * | 2013-12-20 | 2015-06-25 | 武汉光迅科技股份有限公司 | 采用小型mems镜的宽带可调谐外腔激光器 |
| JP2017135314A (ja) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 浜松ホトニクス株式会社 | 波長可変光源及びその駆動方法 |
| JP2020109856A (ja) * | 2014-06-05 | 2020-07-16 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニーＲｅｎｉｓｈａｗ Ｐｕｂｌｉｃ Ｌｉｍｉｔｅｄ Ｃｏｍｐａｎｙ | レーザデバイス |
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| US8681825B2 (en) | 2008-06-18 | 2014-03-25 | National Institute of Metrology Peoples Republic of China | Grating external-cavity laser and quasi-synchronous tuning method thereof |
| US9036668B2 (en) | 2008-06-18 | 2015-05-19 | National Institute Of Metrology P.R. China | Grating external-cavity semiconductor laser and quasi-synchronous tuning method thereof |
| US10025266B2 (en) | 2012-12-14 | 2018-07-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Process cartridge including a coupling member and a sheet that contacts the coupling member |
| JP6420216B2 (ja) * | 2015-07-31 | 2018-11-07 | ファナック株式会社 | 折返しミラーを備えたレーザ発振器 |
| JPWO2019031328A1 (ja) * | 2017-08-07 | 2020-08-06 | パイオニア株式会社 | 光学装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2066985B (en) * | 1980-01-03 | 1984-05-31 | Moeller R P | Spetrophotometer with servo-positioned dispersive element |
| DE69221565T2 (de) * | 1991-08-30 | 1998-02-12 | Canon Kk | Kopfpositionierungsgerät |
| US5233405A (en) * | 1991-11-06 | 1993-08-03 | Hewlett-Packard Company | Optical spectrum analyzer having double-pass monochromator |
| DE69200586T2 (de) * | 1992-01-24 | 1995-05-24 | Hewlett Packard Gmbh | Verfahren und Apparat zum Abstimmen der Wellenlänge in einer optischen Vorrichtung und deren Anwendung in einem Laser. |
| US5319668A (en) * | 1992-09-30 | 1994-06-07 | New Focus, Inc. | Tuning system for external cavity diode laser |
| FR2724496B1 (fr) * | 1994-09-13 | 1996-12-20 | Photonetics | Source laser monomode accordable en longueur d'onde a cavite externe autoalignee |
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| US6076256A (en) * | 1997-04-18 | 2000-06-20 | Seagate Technology, Inc. | Method for manufacturing magneto-optical data storage system |
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| US6275454B1 (en) * | 1997-08-18 | 2001-08-14 | Seagate Technology, Inc. | Microactuator for track positioning a slider-mounted lens of an optical disc drive |
| US6292447B1 (en) * | 1997-10-24 | 2001-09-18 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Head for optical disc drive |
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| EP0921614B1 (en) | 1997-12-09 | 2001-03-14 | Hewlett-Packard Company | Low noise and wide power range laser source |
| WO2000016453A1 (en) * | 1998-09-11 | 2000-03-23 | New Focus, Inc. | Tunable laser |
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| JP3713987B2 (ja) * | 1998-11-25 | 2005-11-09 | 横河電機株式会社 | 外部共振器型光源 |
| EP1159775B1 (en) * | 1999-02-19 | 2004-09-01 | Radians Innova AB | Device and method for tuning the wavelength of the light in an external cavity laser |
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-
2000
- 2000-12-21 JP JP2000389178A patent/JP2002190642A/ja not_active Withdrawn
-
2001
- 2001-12-07 US US10/008,448 patent/US6850545B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-12-20 EP EP01130494A patent/EP1229617A3/en not_active Withdrawn
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Also Published As
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|---|---|
| EP1229617A3 (en) | 2004-01-21 |
| US20040013138A1 (en) | 2004-01-22 |
| EP1229617A2 (en) | 2002-08-07 |
| US6850545B2 (en) | 2005-02-01 |
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