JP2002202190A - 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 - Google Patents
波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源Info
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/10—Arrangements of light sources specially adapted for spectrometry or colorimetry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J9/00—Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長モニタにおいて、エタロン単体で２信号
が得られて物理的に安定し、高分解能で広帯域に渡り波
長変化方向も認識できるようにする。 【解決手段】 波長モニタの波長弁別部としてファブリ
ペロエタロン（以下、単にエタロンと呼ぶ）１５を用
い、光ファイバ１１から出射されてレンズ１２を通った
平行光を光分岐手段１３・１４により２分割してエタロ
ン１５にそれぞれ入射させる。その２分割された平行光
のそれぞれの振幅周期が相対的にπ／２の位相差でずれ
るよう互いの光軸を傾斜させる。光分岐手段は、平行光
の一部を側方に反射させるビームスプリッタ１３と、こ
のビームスプリッタ１３による反射光を反射させてエタ
ロン１５に入射させるミラー１４とからなる。ミラー１
４またはビームスプリッタ１３を傾けることで互いの光
軸を前記π／２の位相差を発生するよう傾斜させる。エ
タロン１５を透過後の２分割された平行光を第１及び第
２の受光素子１６・１７によりそれぞれ受光して波長に
依存する信号を検出する。
が得られて物理的に安定し、高分解能で広帯域に渡り波
長変化方向も認識できるようにする。 【解決手段】 波長モニタの波長弁別部としてファブリ
ペロエタロン（以下、単にエタロンと呼ぶ）１５を用
い、光ファイバ１１から出射されてレンズ１２を通った
平行光を光分岐手段１３・１４により２分割してエタロ
ン１５にそれぞれ入射させる。その２分割された平行光
のそれぞれの振幅周期が相対的にπ／２の位相差でずれ
るよう互いの光軸を傾斜させる。光分岐手段は、平行光
の一部を側方に反射させるビームスプリッタ１３と、こ
のビームスプリッタ１３による反射光を反射させてエタ
ロン１５に入射させるミラー１４とからなる。ミラー１
４またはビームスプリッタ１３を傾けることで互いの光
軸を前記π／２の位相差を発生するよう傾斜させる。エ
タロン１５を透過後の２分割された平行光を第１及び第
２の受光素子１６・１７によりそれぞれ受光して波長に
依存する信号を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信分野で使用
される半導体レーザ等のレーザ光源の波長をモニタする
ための波長弁別部にファブリペロエタロン（以下、単に
エタロンとも呼ぶ）を用いた波長モニタと、そのような
波長モニタを内蔵した波長可変光源に関する。
される半導体レーザ等のレーザ光源の波長をモニタする
ための波長弁別部にファブリペロエタロン（以下、単に
エタロンとも呼ぶ）を用いた波長モニタと、そのような
波長モニタを内蔵した波長可変光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信分野において、光ファイバに多数
の波長の光を多重化して通信することにより、情報の伝
送量を単一波長の光を用いた場合よりも大幅に増加させ
る波長多重通信方式がある。そして、最近では、情報の
伝送を、波長（光通信チャンネル）の異なるコヒーレン
ト光を発生する１組のレーザ光源を同時に用いて行う波
長分割多重（ＷＤＭ）方式がある。このような光通信シ
ステムにおいて、レーザ光源の波長を識別するために波
長モニタが用いられる。波長モニタは、光ファイバから
出射した光をレンズによって平行にし、その平行光を波
長依存性を有する（波長によって透過または反射率が変
化する）波長弁別部を通過させた後、受光素子（フォト
ダイオード；ＰＤ）で波長に依存する信号を検出する。
波長モニタとしては、ＷＤＭカプラ型（例えば、米国特
許第５８２２０４９号、特開平９−２９７０５９号参
照）やバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）型（例えば、特開
平１０−２５３４５２号参照）、干渉計型、エタロン型
（例えば、特開平１０−３３９６６８号参照）がある。
の波長の光を多重化して通信することにより、情報の伝
送量を単一波長の光を用いた場合よりも大幅に増加させ
る波長多重通信方式がある。そして、最近では、情報の
伝送を、波長（光通信チャンネル）の異なるコヒーレン
ト光を発生する１組のレーザ光源を同時に用いて行う波
長分割多重（ＷＤＭ）方式がある。このような光通信シ
ステムにおいて、レーザ光源の波長を識別するために波
長モニタが用いられる。波長モニタは、光ファイバから
出射した光をレンズによって平行にし、その平行光を波
長依存性を有する（波長によって透過または反射率が変
化する）波長弁別部を通過させた後、受光素子（フォト
ダイオード；ＰＤ）で波長に依存する信号を検出する。
波長モニタとしては、ＷＤＭカプラ型（例えば、米国特
許第５８２２０４９号、特開平９−２９７０５９号参
照）やバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）型（例えば、特開
平１０−２５３４５２号参照）、干渉計型、エタロン型
（例えば、特開平１０−３３９６６８号参照）がある。
【０００３】図３はＷＤＭカプラ型波長モニタを示した
もので、図示しないレーザ光源からの入射光はＷＤＭカ
プラ３１によって異なる波長毎の光信号に分割される。
分割された信号光は２個の光ファイバ３２・３３からそ
れぞれ出射される。光ファイバ３２・３３からの出射光
はレンズ３４・３５によりそれぞれ集光してＰＤ３６・
３７にそれぞれ受光される。ＰＤ３６・３７で波長に依
存する信号がそれぞれ検出される（ＰＤ３６・３７の図
示右側の波長−信号強度特性参照）。
もので、図示しないレーザ光源からの入射光はＷＤＭカ
プラ３１によって異なる波長毎の光信号に分割される。
分割された信号光は２個の光ファイバ３２・３３からそ
れぞれ出射される。光ファイバ３２・３３からの出射光
はレンズ３４・３５によりそれぞれ集光してＰＤ３６・
３７にそれぞれ受光される。ＰＤ３６・３７で波長に依
存する信号がそれぞれ検出される（ＰＤ３６・３７の図
示右側の波長−信号強度特性参照）。
【０００４】図４はＢＰＦ型波長モニタを示したもの
で、光ファイバ４１からの出射光はレンズ４２により平
行光となって波長弁別（バンドパス）フィルタ（ＢＰ
Ｆ）４３を透過し、ＰＤ４４に受光される。ＰＤ４４で
波長に依存する信号が検出される（ＰＤ４４の図示右側
の波長−信号強度特性参照）。
で、光ファイバ４１からの出射光はレンズ４２により平
行光となって波長弁別（バンドパス）フィルタ（ＢＰ
Ｆ）４３を透過し、ＰＤ４４に受光される。ＰＤ４４で
波長に依存する信号が検出される（ＰＤ４４の図示右側
の波長−信号強度特性参照）。
【０００５】図５は干渉計型波長モニタを示したもの
で、光ファイバ５１からの出射光はレンズ５２により平
行光となってビームスプリッタ５３により透過光と反射
光に分けられる。透過光は反射ミラー５４により反射し
て再びビームスプリッタ５３に入射し、反射光は反射ミ
ラー５５により反射して再びビームスプリッタ５３に入
射する。すなわち、光信号はビームスプリッタ５３によ
り合波してＰＤ５６に受光され、ＰＤ５６で波長に依存
する信号が検出される（反射ミラー５４の図示右側の波
長−信号強度特性参照）。
で、光ファイバ５１からの出射光はレンズ５２により平
行光となってビームスプリッタ５３により透過光と反射
光に分けられる。透過光は反射ミラー５４により反射し
て再びビームスプリッタ５３に入射し、反射光は反射ミ
ラー５５により反射して再びビームスプリッタ５３に入
射する。すなわち、光信号はビームスプリッタ５３によ
り合波してＰＤ５６に受光され、ＰＤ５６で波長に依存
する信号が検出される（反射ミラー５４の図示右側の波
長−信号強度特性参照）。
【０００６】図６はエタロン１個型波長モニタを示した
もので、光ファイバ６１からの出射光はレンズ６２によ
り平行光となってエタロン６３に入射し、エタロン６３
で多重反射した後、ＰＤ６４に受光される。ＰＤ６４で
波長に依存する信号が検出される（ＰＤ６４の図示右側
の波長−信号強度特性参照）。
もので、光ファイバ６１からの出射光はレンズ６２によ
り平行光となってエタロン６３に入射し、エタロン６３
で多重反射した後、ＰＤ６４に受光される。ＰＤ６４で
波長に依存する信号が検出される（ＰＤ６４の図示右側
の波長−信号強度特性参照）。
【０００７】図７はエタロン２個型波長モニタを示した
もので、光ファイバ７１からの出射光はレンズ７２によ
り平行光となってビームスプリッタ７３により透過光と
反射光に分けられる。透過光はエタロン７４で多重反射
した後、ＰＤ７５に受光される。反射光はエタロン７６
で多重反射した後、ＰＤ７７に受光される。ＰＤ７５・
７７で波長に依存する信号が検出される。ここで、エタ
ロン７４・７６は、λ／８だけ厚さの異なるものとし
て、π／２の位相差を持たせたものである。
もので、光ファイバ７１からの出射光はレンズ７２によ
り平行光となってビームスプリッタ７３により透過光と
反射光に分けられる。透過光はエタロン７４で多重反射
した後、ＰＤ７５に受光される。反射光はエタロン７６
で多重反射した後、ＰＤ７７に受光される。ＰＤ７５・
７７で波長に依存する信号が検出される。ここで、エタ
ロン７４・７６は、λ／８だけ厚さの異なるものとし
て、π／２の位相差を持たせたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、以上のような
従来の波長モニタでは次のような問題があった。すなわ
ち、ＷＤＭカプラ型やＢＰＦ型の波長モニタは、波長分
解能が低い欠点があった。また、干渉計型やエタロン１
個型の波長モニタでは、周期的な１信号なため、傾斜部
を利用した波長ロック用にしか使えない欠点があった。
なお、エタロン２個型波長モニタは、２信号が得られる
ものの、物理的に不安定な不利があり、小型化しにくい
欠点もあった。
従来の波長モニタでは次のような問題があった。すなわ
ち、ＷＤＭカプラ型やＢＰＦ型の波長モニタは、波長分
解能が低い欠点があった。また、干渉計型やエタロン１
個型の波長モニタでは、周期的な１信号なため、傾斜部
を利用した波長ロック用にしか使えない欠点があった。
なお、エタロン２個型波長モニタは、２信号が得られる
ものの、物理的に不安定な不利があり、小型化しにくい
欠点もあった。
【０００９】本発明の課題は、波長モニタにおいて、エ
タロン単体で２信号が得られて物理的に安定し、高分解
能で広帯域に渡り波長変化方向も認識できるようにする
ことである。また、本発明の課題は、波長可変光源にお
いて、光源の発振波長を監視・補正できるようにするこ
とである。
タロン単体で２信号が得られて物理的に安定し、高分解
能で広帯域に渡り波長変化方向も認識できるようにする
ことである。また、本発明の課題は、波長可変光源にお
いて、光源の発振波長を監視・補正できるようにするこ
とである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、例えば、図１に示すよう
に、光ファイバ１１から出射した光をレンズ１２によっ
て平行にし、その平行光を波長依存性を有する波長弁別
部を通過させた後、受光素子で波長に依存する信号を検
出する波長モニタにおいて、前記波長弁別部として用い
られるファブリペロエタロン１５と、前記平行光を２分
割して前記ファブリペロエタロン１５にそれぞれ入射さ
せる光分岐手段１３・１４と、前記ファブリペロエタロ
ン１５を透過後の前記２分割された平行光をそれぞれ受
光する第１及び第２の受光素子１６・１７とを備え、前
記２分割された平行光のそれぞれの振幅周期が相対的に
π／２の位相差でずれるよう互いの光軸を傾斜させてな
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、光ファイバ１１から出射した光をレンズ１２によっ
て平行にし、その平行光を波長依存性を有する波長弁別
部を通過させた後、受光素子で波長に依存する信号を検
出する波長モニタにおいて、前記波長弁別部として用い
られるファブリペロエタロン１５と、前記平行光を２分
割して前記ファブリペロエタロン１５にそれぞれ入射さ
せる光分岐手段１３・１４と、前記ファブリペロエタロ
ン１５を透過後の前記２分割された平行光をそれぞれ受
光する第１及び第２の受光素子１６・１７とを備え、前
記２分割された平行光のそれぞれの振幅周期が相対的に
π／２の位相差でずれるよう互いの光軸を傾斜させてな
ることを特徴とする。
【００１１】請求項１記載の発明によれば、波長モニタ
において、波長弁別部にファブリペロエタロンを用い、
そのエタロン手前で光分岐手段によって２分割してから
エタロンにそれぞれ入射させ、その互いの光軸を傾斜さ
せたので、２分割されて単一のエタロン透過後の光は、
所期の通りそれぞれの振幅周期が相対的にπ／２の位相
差でずれる。このように互いの光軸がλ／８傾斜して単
一のエタロン透過後の光をそれぞれ受光する第１及び第
２の受光素子でそれぞれ波長に依存する信号を検出する
ので、物理的に安定した２信号が得られ、高分解能で広
帯域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エ
タロンを用いるだけなので、従来の２エタロン型波長モ
ニタに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エ
タロンが１つで済むので、価格的にも有利である。
において、波長弁別部にファブリペロエタロンを用い、
そのエタロン手前で光分岐手段によって２分割してから
エタロンにそれぞれ入射させ、その互いの光軸を傾斜さ
せたので、２分割されて単一のエタロン透過後の光は、
所期の通りそれぞれの振幅周期が相対的にπ／２の位相
差でずれる。このように互いの光軸がλ／８傾斜して単
一のエタロン透過後の光をそれぞれ受光する第１及び第
２の受光素子でそれぞれ波長に依存する信号を検出する
ので、物理的に安定した２信号が得られ、高分解能で広
帯域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エ
タロンを用いるだけなので、従来の２エタロン型波長モ
ニタに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エ
タロンが１つで済むので、価格的にも有利である。
【００１２】請求項２記載の発明は、請求項１記載の波
長モニタであって、例えば、図１に示すように、前記光
分岐手段は、前記平行光を透過させて前記ファブリペロ
エタロン１５に入射するとともに側方に反射させるビー
ムスプリッタ１３と、このビームスプリッタ１３による
反射光を反射させて前記ファブリペロエタロン１５に入
射させるミラー１４とからなり、前記ビームスプリッタ
１３またはミラー１４を傾けることで前記互いの光軸が
前記π／２の位相差を発生するよう傾斜していることを
特徴とする。
長モニタであって、例えば、図１に示すように、前記光
分岐手段は、前記平行光を透過させて前記ファブリペロ
エタロン１５に入射するとともに側方に反射させるビー
ムスプリッタ１３と、このビームスプリッタ１３による
反射光を反射させて前記ファブリペロエタロン１５に入
射させるミラー１４とからなり、前記ビームスプリッタ
１３またはミラー１４を傾けることで前記互いの光軸が
前記π／２の位相差を発生するよう傾斜していることを
特徴とする。
【００１３】請求項３記載の発明は、請求項１記載の波
長モニタであって、例えば、図２に示すように、前記光
分岐手段は、光源からの光を予め分岐させてから第１及
び第２の光ファイバ２１・２２にそれぞれ導くための光
ファイバカプラ２０であり、前記第１及び第２の光ファ
イバ２１・２２から出射された光をそれぞれ平行光にす
る第１及び第２のレンズ２３・２４を有し、一方の光軸
に対した方の光軸を傾けることで前記互いの光軸が前記
π／２の位相差を発生するよう傾斜していることを特徴
とする。
長モニタであって、例えば、図２に示すように、前記光
分岐手段は、光源からの光を予め分岐させてから第１及
び第２の光ファイバ２１・２２にそれぞれ導くための光
ファイバカプラ２０であり、前記第１及び第２の光ファ
イバ２１・２２から出射された光をそれぞれ平行光にす
る第１及び第２のレンズ２３・２４を有し、一方の光軸
に対した方の光軸を傾けることで前記互いの光軸が前記
π／２の位相差を発生するよう傾斜していることを特徴
とする。
【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１から３の
何れか記載の波長モニタであって、例えば、図１または
図２に示すように、前記光ファイバ１１または前記光フ
ァイバカプラ２０としてとして定偏波ファイバ（ＰＭ
Ｆ）を用いることを特徴とする。
何れか記載の波長モニタであって、例えば、図１または
図２に示すように、前記光ファイバ１１または前記光フ
ァイバカプラ２０としてとして定偏波ファイバ（ＰＭ
Ｆ）を用いることを特徴とする。
【００１５】請求項４記載の発明によれば、請求項１ま
たは３の何れか記載の光ファイバまたは請求項３記載の
光ファイバカプラとしてＰＭＦを用いることで、偏波依
存性による検出誤差を抑えられる。
たは３の何れか記載の光ファイバまたは請求項３記載の
光ファイバカプラとしてＰＭＦを用いることで、偏波依
存性による検出誤差を抑えられる。
【００１６】請求項５記載の発明は、請求項１から４の
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、前記平行光の一部を側方に反
射するビームスプリッタと、このビームスプリッタによ
る反射光を受光する第３の受光素子と、を備えることを
特徴とする。
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、前記平行光の一部を側方に反
射するビームスプリッタと、このビームスプリッタによ
る反射光を受光する第３の受光素子と、を備えることを
特徴とする。
【００１７】請求項５記載の発明によれば、請求項１か
ら４の何れか記載のエタロン手前において、ビームスプ
リッタによる反射光を第３の受光素子に受光して、パワ
ー変動による波長検出誤差を抑えられる。
ら４の何れか記載のエタロン手前において、ビームスプ
リッタによる反射光を第３の受光素子に受光して、パワ
ー変動による波長検出誤差を抑えられる。
【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１から５の
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、反射光の戻りを防ぐ光アイソ
レータを備えることを特徴とする。
何れか記載の波長モニタであって、前記ファブリペロエ
タロンへの光路手前側に、反射光の戻りを防ぐ光アイソ
レータを備えることを特徴とする。
【００１９】請求項６記載の発明によれば、請求項１か
ら５の何れか記載のファブリペロエタロン手前におい
て、光アイソレータにより反射光の戻りを防げる。
ら５の何れか記載のファブリペロエタロン手前におい
て、光アイソレータにより反射光の戻りを防げる。
【００２０】また、請求項７記載の発明は、発振波長を
可変する波長可変光源であって、請求項１から６の何れ
か記載の波長モニタを内蔵し、この波長モニタによって
得られた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・
補正することを特徴とする。
可変する波長可変光源であって、請求項１から６の何れ
か記載の波長モニタを内蔵し、この波長モニタによって
得られた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・
補正することを特徴とする。
【００２１】請求項７記載の発明によれば、波長可変光
源において、請求項１から６の何れか記載の波長モニタ
を内蔵したので、波長モニタによって得られた波長情報
に基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
源において、請求項１から６の何れか記載の波長モニタ
を内蔵したので、波長モニタによって得られた波長情報
に基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明の実施
の形態を詳細に説明する。
の形態を詳細に説明する。
【００２３】〔第１実施形態〕この実施形態において、
波長モニタは、図１に示すように、光ファイバ１１、レ
ンズ１２、ビームスプリッタ１３、ミラー１４、ファブ
リペロエタロン（以下、単にエタロンと呼ぶ）１５、第
１の受光素子（第１ＰＤ）１６、第２の受光素子（第２
ＰＤ）１７からなる。光ファイバ１１からは、図示しな
いレーザ光源からの光が出射される。この光ファイバ１
１としては、偏波依存性による検出誤差を抑えるため、
定偏波ファイバ（ＰＭＦ）が望ましい。レンズ１２は、
光ファイバ１１からの出射光を平行光にするものであ
る。
波長モニタは、図１に示すように、光ファイバ１１、レ
ンズ１２、ビームスプリッタ１３、ミラー１４、ファブ
リペロエタロン（以下、単にエタロンと呼ぶ）１５、第
１の受光素子（第１ＰＤ）１６、第２の受光素子（第２
ＰＤ）１７からなる。光ファイバ１１からは、図示しな
いレーザ光源からの光が出射される。この光ファイバ１
１としては、偏波依存性による検出誤差を抑えるため、
定偏波ファイバ（ＰＭＦ）が望ましい。レンズ１２は、
光ファイバ１１からの出射光を平行光にするものであ
る。
【００２４】ビームスプリッタ１３は、レンズ１２を通
った平行光を透過させてエタロン１５に入射する透過光
と、その透過光に対し側方へ直角に反射させる反射光
と、に２分割させるものである。このビームスプリッタ
１３による光の分岐比率は５０：５０が望ましい。ミラ
ー１４は、ビームスプリッタ１３による反射光を略直角
に反射させてエタロン１５に入射させるものである。以
上のビームスプリッタ１３及びミラー１４により光を２
分割する光分岐手段が構成されている。
った平行光を透過させてエタロン１５に入射する透過光
と、その透過光に対し側方へ直角に反射させる反射光
と、に２分割させるものである。このビームスプリッタ
１３による光の分岐比率は５０：５０が望ましい。ミラ
ー１４は、ビームスプリッタ１３による反射光を略直角
に反射させてエタロン１５に入射させるものである。以
上のビームスプリッタ１３及びミラー１４により光を２
分割する光分岐手段が構成されている。
【００２５】エタロン１５は、ガラスまたはプリズムの
平行面による両面に反射膜を有して、入射した光を内部
で多重反射させてから出射するものである。第１ＰＤ１
６は、エタロン１５を透過した一方の光を受光して波長
に依存する信号を検出するためのものである。第２ＰＤ
１７は、エタロン１５を透過した他方の光を受光して波
長に依存する信号を検出するためのものである。
平行面による両面に反射膜を有して、入射した光を内部
で多重反射させてから出射するものである。第１ＰＤ１
６は、エタロン１５を透過した一方の光を受光して波長
に依存する信号を検出するためのものである。第２ＰＤ
１７は、エタロン１５を透過した他方の光を受光して波
長に依存する信号を検出するためのものである。
【００２６】以上の波長モニタにおいて、ビームスプリ
ッタ１３またはミラー１４の角度を調整することによっ
て、エタロン１５に入射される平行光の光軸を僅かに傾
ける。具体的には、ビームスプリッタ１３を透過してエ
タロン１５に入射される平行光の光軸に対し、エタロン
１５の厚みに相当する部分においてλ／８分だけ光路
（光学長）が長くなるようミラー１４からエタロン１５
への平行光の光軸を僅かに傾ける。なお、エタロン１５
において、板厚は薄すぎると波長検出分解能が低くな
り、厚すぎるとモードホップが生じた際に誤差が生じる
ため、フリースペクトラムレンジ（ＦＳＲ）が０．１ｎ
ｍ〜０．５ｎｍ程度に設定することが望ましい。具体的
な板厚としては、例えば、１．５ｍｍ〜８ｍｍ程度（但
し、エタロンの屈折率１．５とした場合）である。
ッタ１３またはミラー１４の角度を調整することによっ
て、エタロン１５に入射される平行光の光軸を僅かに傾
ける。具体的には、ビームスプリッタ１３を透過してエ
タロン１５に入射される平行光の光軸に対し、エタロン
１５の厚みに相当する部分においてλ／８分だけ光路
（光学長）が長くなるようミラー１４からエタロン１５
への平行光の光軸を僅かに傾ける。なお、エタロン１５
において、板厚は薄すぎると波長検出分解能が低くな
り、厚すぎるとモードホップが生じた際に誤差が生じる
ため、フリースペクトラムレンジ（ＦＳＲ）が０．１ｎ
ｍ〜０．５ｎｍ程度に設定することが望ましい。具体的
な板厚としては、例えば、１．５ｍｍ〜８ｍｍ程度（但
し、エタロンの屈折率１．５とした場合）である。
【００２７】この実施形態の波長モニタによれば、ビー
ムスプリッタ１３を透過した光と、ビームスプリッタ１
３で反射してミラー１４で更に反射した光とが、エタロ
ン１５にそれぞれ入射される。そして、エタロン１５で
それぞれ多重反射して出射して光は、第１ＰＤ１６及び
第２ＰＤ１７でそれぞれ受光される。第１ＰＤ１６、第
２ＰＤ１７のそれぞれ受光によって、図示しないが、波
長−信号強度特性上における正弦波に近似する周期的な
振幅を持つ信号がそれぞれ検出される。ここで、この信
号は、正弦波特性に近づけることが望ましく、エタロン
１５の両面の反射膜の反射率を予め最適化しておくこと
が望ましい。特に、第２ＰＤ１６による検出信号は第１
ＰＤ１７による検出信号に対しπ／２位相ずれする。
ムスプリッタ１３を透過した光と、ビームスプリッタ１
３で反射してミラー１４で更に反射した光とが、エタロ
ン１５にそれぞれ入射される。そして、エタロン１５で
それぞれ多重反射して出射して光は、第１ＰＤ１６及び
第２ＰＤ１７でそれぞれ受光される。第１ＰＤ１６、第
２ＰＤ１７のそれぞれ受光によって、図示しないが、波
長−信号強度特性上における正弦波に近似する周期的な
振幅を持つ信号がそれぞれ検出される。ここで、この信
号は、正弦波特性に近づけることが望ましく、エタロン
１５の両面の反射膜の反射率を予め最適化しておくこと
が望ましい。特に、第２ＰＤ１６による検出信号は第１
ＰＤ１７による検出信号に対しπ／２位相ずれする。
【００２８】ところで、周期的な振幅は高い波長分解能
を実現できるが、１信号だけでは、正弦波特性の山谷部
分の分解能が低く、広帯域に渡って波長の変化方向を認
識することができない。これに対して、π／２位相ずれ
した２信号を使用することで、例えば、サーボモータで
使用するエンコーダの原理と同様に、正弦波特性による
互いの信号の山谷部分を互いにカバーするため、安定し
た分解能と波長変化方向の認識が可能となる。
を実現できるが、１信号だけでは、正弦波特性の山谷部
分の分解能が低く、広帯域に渡って波長の変化方向を認
識することができない。これに対して、π／２位相ずれ
した２信号を使用することで、例えば、サーボモータで
使用するエンコーダの原理と同様に、正弦波特性による
互いの信号の山谷部分を互いにカバーするため、安定し
た分解能と波長変化方向の認識が可能となる。
【００２９】従って、エタロン１５を用いた波長モニタ
によれば、高分解能で広帯域に渡り波長変化方向も認識
できる。そして、単体のエタロン１５を用いるだけなの
で、従来の２エタロン型波長モニタに比べ構成が簡素で
足りる。しかも、単体のエタロン１５により２信号が得
られるので、物理的に安定したものであり、小型化でき
る。更に、１つのエタロン１５で済むため、価格的にも
有利である。
によれば、高分解能で広帯域に渡り波長変化方向も認識
できる。そして、単体のエタロン１５を用いるだけなの
で、従来の２エタロン型波長モニタに比べ構成が簡素で
足りる。しかも、単体のエタロン１５により２信号が得
られるので、物理的に安定したものであり、小型化でき
る。更に、１つのエタロン１５で済むため、価格的にも
有利である。
【００３０】〔第２実施形態〕この実施形態の波長モニ
タは、図２に示すように、光ファイバカプラ２０、第１
の光ファイバ２１、第２の光ファイバ２２、第１のレン
ズ２３、第２のレンズ２４、ファブリペロエタロン（以
下、単にエタロンと呼ぶ）２５、第１の受光素子（第１
ＰＤ）２６、第２の受光素子（第２ＰＤ）２７からな
る。図示しないレーザ光源からの光は光ファイバカプラ
（光分岐手段）２０によって２分割される。この光ファ
イバカプラ２０としては、偏波依存性による検出誤差を
抑えるため、定偏波ファイバ（ＰＭＦ）が望ましい。
タは、図２に示すように、光ファイバカプラ２０、第１
の光ファイバ２１、第２の光ファイバ２２、第１のレン
ズ２３、第２のレンズ２４、ファブリペロエタロン（以
下、単にエタロンと呼ぶ）２５、第１の受光素子（第１
ＰＤ）２６、第２の受光素子（第２ＰＤ）２７からな
る。図示しないレーザ光源からの光は光ファイバカプラ
（光分岐手段）２０によって２分割される。この光ファ
イバカプラ２０としては、偏波依存性による検出誤差を
抑えるため、定偏波ファイバ（ＰＭＦ）が望ましい。
【００３１】第１及び第２の光ファイバ２１・２２から
は、光ファイバカプラ２０によって２分割された光がそ
れぞれ出射される。この光ファイバカプラ２０による光
の分岐比率は５０：５０が望ましい。第１及び第２のレ
ンズ２３・２４は、第１及び第２の光ファイバ２１・２
２からの出射光をそれぞれ平行光にするものである。エ
タロン２５は、ガラスまたはプリズムの平行面による両
面に反射膜を有して、入射した光を内部で多重反射させ
てから出射するものである。第１ＰＤ２６は、エタロン
２５を透過した一方の光を受光して波長に依存する信号
を検出するためのものである。第２ＰＤ２７は、エタロ
ン２５を透過した他方の光を受光して波長に依存する信
号を検出するためのものである。
は、光ファイバカプラ２０によって２分割された光がそ
れぞれ出射される。この光ファイバカプラ２０による光
の分岐比率は５０：５０が望ましい。第１及び第２のレ
ンズ２３・２４は、第１及び第２の光ファイバ２１・２
２からの出射光をそれぞれ平行光にするものである。エ
タロン２５は、ガラスまたはプリズムの平行面による両
面に反射膜を有して、入射した光を内部で多重反射させ
てから出射するものである。第１ＰＤ２６は、エタロン
２５を透過した一方の光を受光して波長に依存する信号
を検出するためのものである。第２ＰＤ２７は、エタロ
ン２５を透過した他方の光を受光して波長に依存する信
号を検出するためのものである。
【００３２】以上の波長モニタにおいて、図示例では、
第２のレンズ２４を通ってエタロン２５に入射される平
行光の光軸を僅かに傾ける。具体的には、第１のレンズ
２３を透過してエタロン２５に入射される平行光の光軸
に対し、エタロン２５の厚みに相当する部分においてλ
／８分だけ光路（光学長）が長くなるよう第２のレンズ
２４からエタロン２５への平行光の光軸を僅かに傾け
る。なお、第１のレンズ２３を通ってエタロン２５に入
射される平行光の光軸を僅かに傾けても良い。その場
合、第２のレンズ２４を透過してエタロン２５に入射さ
れる平行光の光軸に対し、エタロン２５の厚みに相当す
る部分においてλ／８分だけ光路が長くなるよう第１の
レンズ２３からエタロン２５への平行光の光軸を僅かに
傾ける。
第２のレンズ２４を通ってエタロン２５に入射される平
行光の光軸を僅かに傾ける。具体的には、第１のレンズ
２３を透過してエタロン２５に入射される平行光の光軸
に対し、エタロン２５の厚みに相当する部分においてλ
／８分だけ光路（光学長）が長くなるよう第２のレンズ
２４からエタロン２５への平行光の光軸を僅かに傾け
る。なお、第１のレンズ２３を通ってエタロン２５に入
射される平行光の光軸を僅かに傾けても良い。その場
合、第２のレンズ２４を透過してエタロン２５に入射さ
れる平行光の光軸に対し、エタロン２５の厚みに相当す
る部分においてλ／８分だけ光路が長くなるよう第１の
レンズ２３からエタロン２５への平行光の光軸を僅かに
傾ける。
【００３３】この実施形態の波長モニタによれば、第１
のレンズ２３を通った光と、第２のレンズ２４を通った
光とが、エタロン２５にそれぞれ入射される。そして、
エタロン２５でそれぞれ多重反射して出射した光は、第
１ＰＤ２６及び第２ＰＤ２７でそれぞれ受光される。第
１ＰＤ２６、第２ＰＤ２７のそれぞれ受光によって、図
示しない波長−信号強度特性上における正弦波特性によ
る信号がそれぞれ検出される。特に、第２ＰＤ２６によ
る検出信号は第１ＰＤ２７による検出信号に対しπ／２
位相ずれする。
のレンズ２３を通った光と、第２のレンズ２４を通った
光とが、エタロン２５にそれぞれ入射される。そして、
エタロン２５でそれぞれ多重反射して出射した光は、第
１ＰＤ２６及び第２ＰＤ２７でそれぞれ受光される。第
１ＰＤ２６、第２ＰＤ２７のそれぞれ受光によって、図
示しない波長−信号強度特性上における正弦波特性によ
る信号がそれぞれ検出される。特に、第２ＰＤ２６によ
る検出信号は第１ＰＤ２７による検出信号に対しπ／２
位相ずれする。
【００３４】〔他の実施形態〕前述した両実施形態の構
成に加え、エタロン１５・２５の手前の光路において
（第１実施形態ではレンズ１２とビームスプリッタ１３
の間が望ましい）、図示しないが、ビームスプリッタに
より平行光の一部を側方に反射させ、その反射光を第３
ＰＤに受光してパワー変動を検出するようにしても良
い。なお、パワー変動検出用に入れるビームスプリッタ
は反射率５〜５０％程度のものが望ましい。更に、同様
の位置に光アイソレータを入れて反射光の戻りを防ぐよ
うにしても良い。
成に加え、エタロン１５・２５の手前の光路において
（第１実施形態ではレンズ１２とビームスプリッタ１３
の間が望ましい）、図示しないが、ビームスプリッタに
より平行光の一部を側方に反射させ、その反射光を第３
ＰＤに受光してパワー変動を検出するようにしても良
い。なお、パワー変動検出用に入れるビームスプリッタ
は反射率５〜５０％程度のものが望ましい。更に、同様
の位置に光アイソレータを入れて反射光の戻りを防ぐよ
うにしても良い。
【００３５】〔波長モニタ内蔵型波長可変光源につい
て〕なお、前述した本発明のエタロン１５・２５を用い
た各実施形態の波長モニタを図示しない波長可変光源に
内蔵することで、その内蔵した波長モニタによって得ら
れた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・補正
できるものとなる。
て〕なお、前述した本発明のエタロン１５・２５を用い
た各実施形態の波長モニタを図示しない波長可変光源に
内蔵することで、その内蔵した波長モニタによって得ら
れた波長情報に基づいて、光源の発振波長を監視・補正
できるものとなる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、予め２分
割してからエタロンにそれぞれ入射させる光の互いの光
軸を傾斜させた波長モニタのため、２分割されて単一の
エタロン透過後の光は、所期の通りそれぞれの振幅周期
が相対的にπ／２の位相差でずれる。このように２分割
して互いの光軸を傾斜させた光は、単一のエタロン透過
後に第１及び第２の受光素子でそれぞれ受光されるた
め、物理的に安定した２信号が得られ、高分解能で広帯
域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エタ
ロンを用いるだけのため、従来の２エタロン型波長モニ
タに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エタ
ロンが１つで済むため、価格的にも有利である。
割してからエタロンにそれぞれ入射させる光の互いの光
軸を傾斜させた波長モニタのため、２分割されて単一の
エタロン透過後の光は、所期の通りそれぞれの振幅周期
が相対的にπ／２の位相差でずれる。このように２分割
して互いの光軸を傾斜させた光は、単一のエタロン透過
後に第１及び第２の受光素子でそれぞれ受光されるた
め、物理的に安定した２信号が得られ、高分解能で広帯
域に渡り波長変化方向も認識できる。しかも、単体エタ
ロンを用いるだけのため、従来の２エタロン型波長モニ
タに比べ構成が簡素で足り、小型化できる。更に、エタ
ロンが１つで済むため、価格的にも有利である。
【００３７】請求項４記載の発明によれば、定偏波ファ
イバを用いるため、請求項１から３の何れか記載の発明
により得られる効果に加え、偏波依存性による検出誤差
を抑えられるといった利点が得られる。
イバを用いるため、請求項１から３の何れか記載の発明
により得られる効果に加え、偏波依存性による検出誤差
を抑えられるといった利点が得られる。
【００３８】請求項５記載の発明によれば、請求項１か
ら４の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、ビームスプリッタによる反射光を
第３の受光素子に受光するので、パワー変動による波長
検出誤差を抑えられるといった利点が得られる。
ら４の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、ビームスプリッタによる反射光を
第３の受光素子に受光するので、パワー変動による波長
検出誤差を抑えられるといった利点が得られる。
【００３９】請求項６記載の発明によれば、請求項１か
ら５の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、光アイソレータにより反射光の戻
りを防げるといった利点が得られる。
ら５の何れか記載の発明により得られる効果に加え、エ
タロン手前において、光アイソレータにより反射光の戻
りを防げるといった利点が得られる。
【００４０】また、請求項７記載の発明によれば、請求
項１から６の何れか記載の波長モニタを内蔵した波長可
変光源のため、波長モニタによって得られた波長情報に
基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
項１から６の何れか記載の波長モニタを内蔵した波長可
変光源のため、波長モニタによって得られた波長情報に
基づいて、光源の発振波長を監視・補正できる。
【図１】本発明を適用した波長モニタの第１実施形態を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図２】本発明を適用した波長モニタの第２実施形態を
示す概略構成図である。
示す概略構成図である。
【図３】従来のＷＤＭカプラ型波長モニタを示したもの
で、ＰＤで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
で、ＰＤで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
【図４】従来のＢＰＦ型波長モニタを示したもので、Ｐ
Ｄで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
Ｄで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
【図５】従来の干渉計型波長モニタを示したもので、Ｐ
Ｄで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
Ｄで検出される波長−信号強度特性を併記した概略構成
図である。
【図６】従来のエタロン１個型波長モニタを示したもの
で、ＰＤで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
で、ＰＤで検出される波長−信号強度特性を併記した概
略構成図である。
【図７】従来のエタロン２個型波長モニタを示した概略
構成図である。
構成図である。
１１ 光ファイバ １２ レンズ １３ ビームスプリッタ １４ ミラー １５ ファブリペロエタロン １６ 第１の受光素子（第１ＰＤ） １７ 第２の受光素子（第２ＰＤ） ２０ 光ファイバカプラ ２１ 第１の光ファイバ ２２ 第２の光ファイバ ２３ 第１のレンズ ２４ 第２のレンズ ２５ ファブリペロエタロン ２６ 第１の受光素子（第１ＰＤ） ２７ 第２の受光素子（第２ＰＤ）
Claims (7)
- 【請求項１】光ファイバから出射した光をレンズによっ
て平行にし、その平行光を波長依存性を有する波長弁別
部を通過させた後、受光素子で波長に依存する信号を検
出する波長モニタにおいて、 前記波長弁別部として用いられるファブリペロエタロン
と、 前記平行光を２分割して前記ファブリペロエタロンにそ
れぞれ入射させる光分岐手段と、 前記ファブリペロエタロンを透過後の前記２分割された
平行光をそれぞれ受光する第１及び第２の受光素子とを
備え、 前記２分割された平行光のそれぞれの振幅周期が相対的
にπ／２の位相差でずれるよう互いの光軸を傾斜させて
なることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項２】請求項１記載の波長モニタであって、 前記光分岐手段は、 前記平行光を透過させて前記ファブリペロエタロンに入
射するとともに側方に反射させるビームスプリッタと、 このビームスプリッタによる反射光を反射させて前記フ
ァブリペロエタロンに入射させるミラーとからなり、 前記ビームスプリッタまたはミラーを傾けることで前記
互いの光軸が前記π／２の位相差を生じるよう傾斜して
いることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項３】請求項１記載の波長モニタであって、 前記光分岐手段は、光源からの光を予め分岐させてから
第１及び第２の光ファイバにそれぞれ導くための光ファ
イバカプラであり、 前記第１及び第２の光ファイバから出射された光をそれ
ぞれ平行光にする第１及び第２のレンズを有し、 一方の光軸に対し他方の光軸を傾けることで前記互いの
光軸が前記π／２の位相差を生じる傾斜していることを
特徴とする波長モニタ。 - 【請求項４】請求項１から３の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記光ファイバまたは前記光ファイバカプラとして定偏
波ファイバを用いることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項５】請求項１から４の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記ファブリペロエタロンへの光路手前側に、 前記平行光の一部を側方に反射するビームスプリッタ
と、 このビームスプリッタによる反射光を受光する第３の受
光素子と、を備えることを特徴とする波長モニタ。 - 【請求項６】請求項１から５の何れか記載の波長モニタ
であって、 前記ファブリペロエタロンへの光路手前側に、反射光の
戻りを防ぐ光アイソレータを備えることを特徴とする波
長モニタ。 - 【請求項７】発振波長を可変する波長可変光源であっ
て、 請求項１から６の何れか記載の波長モニタを内蔵し、 この波長モニタによって得られた波長情報に基づいて、
光源の発振波長を監視・補正することを特徴とする波長
モニタ内蔵型波長可変光源。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000398583A JP2002202190A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 |
| US10/011,812 US20020080367A1 (en) | 2000-12-27 | 2001-12-11 | Wavelength measuring apparatus and wavelength tunable light source device with built-in wavelength measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000398583A JP2002202190A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002202190A true JP2002202190A (ja) | 2002-07-19 |
Family
ID=18863514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000398583A Withdrawn JP2002202190A (ja) | 2000-12-27 | 2000-12-27 | 波長モニタ及び波長モニタ内蔵型波長可変光源 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020080367A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002202190A (ja) |
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| JP2005249775A (ja) * | 2004-03-02 | 2005-09-15 | Ind Technol Res Inst | 光波長計 |
| JP2006184077A (ja) * | 2004-12-27 | 2006-07-13 | Komatsu Ltd | 受光部のスペックル軽減機能を有する分光器 |
| WO2013187114A1 (ja) * | 2012-06-11 | 2013-12-19 | コニカミノルタ株式会社 | 分光光学系、分光測定装置 |
| US9395504B2 (en) | 2013-09-19 | 2016-07-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | System to control wavelength and method to control wavelength |
| US9395487B2 (en) | 2013-09-26 | 2016-07-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Wavelength monitor |
| CN108768516A (zh) * | 2018-07-02 | 2018-11-06 | 北京卫星信息工程研究所 | 波长快速可调谐的空间激光通信终端 |
| WO2024095424A1 (ja) * | 2022-11-02 | 2024-05-10 | 三菱電機株式会社 | 波長ロッカー及び波長ロッカー内蔵型波長可変光源 |
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|---|---|---|---|---|
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| GB2461573A (en) * | 2008-07-05 | 2010-01-06 | Bookham Technology Plc | A wavelength locker for locking the beam of a laser |
| JP2010249808A (ja) * | 2009-03-24 | 2010-11-04 | Olympus Corp | 分光透過率可変素子を備えた分光イメージング装置及び分光イメージング装置における分光透過率可変素子の調整方法 |
| GB2551968A (en) | 2016-06-28 | 2018-01-10 | Oclaro Tech Ltd | Optical locker |
| DE102017202636A1 (de) * | 2017-02-20 | 2018-08-23 | Robert Bosch Gmbh | Mikrospektrometer, Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines Mikrospektrometers |
| CN107063478A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-08-18 | 深圳大学 | 一种波长测量系统和测量方法 |
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