JP2002214459A - 波長分光器および光スペクトラムアナライザ - Google Patents
波長分光器および光スペクトラムアナライザInfo
- Publication number
- JP2002214459A JP2002214459A JP2001006273A JP2001006273A JP2002214459A JP 2002214459 A JP2002214459 A JP 2002214459A JP 2001006273 A JP2001006273 A JP 2001006273A JP 2001006273 A JP2001006273 A JP 2001006273A JP 2002214459 A JP2002214459 A JP 2002214459A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- measured
- tunable filter
- diffraction grating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的駆動部がなく、光部品点数が少ない波
長分波器とする。 【解決手段】 波長可変フィルタ120は、ペルチェ素
子121上に、アレイ導波路回折格子122を取り付け
て構成されており、アレイ導波路回折格子122のアレ
イ導波路122aはポリマ導波路である。この波長可変
フィルタ120に、入力用光ファイバ130を介して被
測定光Pを入力すると、温度によって分光特性が異な
り、分光された光は出力用光ファイバ140を介して出
力され、光検出器150にて光検出される。ペルチェ素
子121により温度制御して、切り出す波長を変化さ
せ、各波長での光強度を波長に対してプロットすると被
測定光Pのスペクトラムが得られる。
長分波器とする。 【解決手段】 波長可変フィルタ120は、ペルチェ素
子121上に、アレイ導波路回折格子122を取り付け
て構成されており、アレイ導波路回折格子122のアレ
イ導波路122aはポリマ導波路である。この波長可変
フィルタ120に、入力用光ファイバ130を介して被
測定光Pを入力すると、温度によって分光特性が異な
り、分光された光は出力用光ファイバ140を介して出
力され、光検出器150にて光検出される。ペルチェ素
子121により温度制御して、切り出す波長を変化さ
せ、各波長での光強度を波長に対してプロットすると被
測定光Pのスペクトラムが得られる。
Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分光器および
光スペクトラムアナライザに関するものである。かかる
本発明はAWG(Arrayed Waveguide Grating:アレイ導
波路回折格子)型波長可変フィルタを利用したものであ
り、機械的な駆動部分がなく、光学部品の数が少ない簡
単な構成でポータブルな装置の実現に有用な波長分光器
および光スペトクラムアナライザを実現するものであ
る。
光スペクトラムアナライザに関するものである。かかる
本発明はAWG(Arrayed Waveguide Grating:アレイ導
波路回折格子)型波長可変フィルタを利用したものであ
り、機械的な駆動部分がなく、光学部品の数が少ない簡
単な構成でポータブルな装置の実現に有用な波長分光器
および光スペトクラムアナライザを実現するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より知られている波長分光器として
は、大きくわけて回折格子等の分散分光法を用いたもの
と、マイケルソン干渉計によるフーリエ分光法を用いた
ものがある。また、近年で報告されているように、石英
系AWGを用いた光スペクトラムアナライザ(例えば、
高田他、特願平2000−111751号「波長合分波
器、光スペクトラムアナライザおよび光バンドパスフィ
ルタ」、参照)が提案されている。
は、大きくわけて回折格子等の分散分光法を用いたもの
と、マイケルソン干渉計によるフーリエ分光法を用いた
ものがある。また、近年で報告されているように、石英
系AWGを用いた光スペクトラムアナライザ(例えば、
高田他、特願平2000−111751号「波長合分波
器、光スペクトラムアナライザおよび光バンドパスフィ
ルタ」、参照)が提案されている。
【0003】ここで、後者の波長分光器の原理について
以下に簡単に説明する。AWGの出射端から出射される
光の波長は単一ではなく、原理的に、FSR(フリース
ペクトラルレンジ)とよばれる値の整数倍離れた波長も
透過してしまう。従って、被測定光のバンド幅がFSR
よりも広い場合には、この被測定光のスペクトルは測定
できない。従って、FSRが広くかつ高分解能のAWG
が必要となるが、例えば1GHz以下の分解能で10n
m以上のFSRを有するようなAWGの作製は、極めて
困難であった。
以下に簡単に説明する。AWGの出射端から出射される
光の波長は単一ではなく、原理的に、FSR(フリース
ペクトラルレンジ)とよばれる値の整数倍離れた波長も
透過してしまう。従って、被測定光のバンド幅がFSR
よりも広い場合には、この被測定光のスペクトルは測定
できない。従って、FSRが広くかつ高分解能のAWG
が必要となるが、例えば1GHz以下の分解能で10n
m以上のFSRを有するようなAWGの作製は、極めて
困難であった。
【0004】そこで、FSRの整数倍だけ離れた波長の
光を第一のAWGによって遮断し、次に光学的に直列に
接続された後段の狭い透過バンド幅(高い分解能)を有
するAWGを用いることにより、広帯域、高分解能で被
測定光のスペクトルが得る手法が開発された。
光を第一のAWGによって遮断し、次に光学的に直列に
接続された後段の狭い透過バンド幅(高い分解能)を有
するAWGを用いることにより、広帯域、高分解能で被
測定光のスペクトルが得る手法が開発された。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の場合も、以下のような問題点が存在した。分散分光法
の場合は、回折格子を回転させる機械的な駆動部分が存
在し、フーリエ分光法の場合は、移動鏡を動かすための
機械的な駆動部分が存在した。このように、回折格子を
回転させた従来の波長分光器には機械的な駆動部分が存
在するために、ポータブルな装置を開発する上で振動な
どの対環境性や、小型化、軽量化に問題があった。
の場合も、以下のような問題点が存在した。分散分光法
の場合は、回折格子を回転させる機械的な駆動部分が存
在し、フーリエ分光法の場合は、移動鏡を動かすための
機械的な駆動部分が存在した。このように、回折格子を
回転させた従来の波長分光器には機械的な駆動部分が存
在するために、ポータブルな装置を開発する上で振動な
どの対環境性や、小型化、軽量化に問題があった。
【0006】一方、石英系AWGを用いた場合は、機械
的駆動部分は必要ないものの、測定波長を広げるため
に、2個以上の透過バンド幅の異なるAWGが必要で、
1×Nの光スイッチや複数個の光強度検出器が必要であ
った。
的駆動部分は必要ないものの、測定波長を広げるため
に、2個以上の透過バンド幅の異なるAWGが必要で、
1×Nの光スイッチや複数個の光強度検出器が必要であ
った。
【0007】通信工事現場などへの持ち運びが容易な小
型の光スペクトルアナライザを実現するには、構成部品
の点数が少ないほど有利であると考えられる。本発明
は、このような点に鑑み、機械的な駆動部分がなく、光
学部品の数が少ない簡単な構成でポータブルな装置の実
現に有用な波長分光器を提供することにある。
型の光スペクトルアナライザを実現するには、構成部品
の点数が少ないほど有利であると考えられる。本発明
は、このような点に鑑み、機械的な駆動部分がなく、光
学部品の数が少ない簡単な構成でポータブルな装置の実
現に有用な波長分光器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、被測定光を分波して光出射端より出射する
波長分光器において、被測定光を波長分解する素子が、
ペルチェ素子にアレイ導波路回折格子を搭載した波長可
変フィルタによって構成されることを特徴とする。
明の構成は、被測定光を分波して光出射端より出射する
波長分光器において、被測定光を波長分解する素子が、
ペルチェ素子にアレイ導波路回折格子を搭載した波長可
変フィルタによって構成されることを特徴とする。
【0009】また本発明の構成は、被測定光を分波して
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、ペルチェ素子にアレイ導波路回折
格子を搭載した第1の波長可変フィルタと、第1の波長
可変フィルタのアレイ導波路回折格子とは透過バンド幅
が異なるアレイ導波路回折格子をペルチェ素子に搭載し
た1ないし複数の後段の波長可変フィルタとを光学的に
直列接続して構成されており、最終段の波長可変フィル
タの光出射端が前記波長分光器の光出力となることを特
徴とする。
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、ペルチェ素子にアレイ導波路回折
格子を搭載した第1の波長可変フィルタと、第1の波長
可変フィルタのアレイ導波路回折格子とは透過バンド幅
が異なるアレイ導波路回折格子をペルチェ素子に搭載し
た1ないし複数の後段の波長可変フィルタとを光学的に
直列接続して構成されており、最終段の波長可変フィル
タの光出射端が前記波長分光器の光出力となることを特
徴とする。
【0010】また本発明の構成は、被測定光を分波して
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路にヒータを備えた波長可変フィルタによって構成さ
れることを特徴とする。
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路にヒータを備えた波長可変フィルタによって構成さ
れることを特徴とする。
【0011】また本発明の構成は、被測定光を分波して
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路にヒータを備えた第1の波長可変フィルタと、第1
の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子とは透過バ
ンド幅が異なるアレイ導波路にヒータを備えた1ないし
複数の後段の波長可変フィルタとを光学的に直列接続し
て構成されており、最終段の波長可変フィルタの光出射
端が前記波長分光器の光出力となることを特徴とする。
光出射端より出射する波長分光器において、被測定光を
波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子のアレイ導
波路にヒータを備えた第1の波長可変フィルタと、第1
の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子とは透過バ
ンド幅が異なるアレイ導波路にヒータを備えた1ないし
複数の後段の波長可変フィルタとを光学的に直列接続し
て構成されており、最終段の波長可変フィルタの光出射
端が前記波長分光器の光出力となることを特徴とする。
【0012】また本発明の構成は、第1の波長可変フィ
ルタのアレイ導波路回折格子または後段の波長可変フィ
ルタのアレイ導波路回折格子の一方は、フリースペクト
ラルレンジが他方の透過バンド幅よりも広いことを特徴
とする。
ルタのアレイ導波路回折格子または後段の波長可変フィ
ルタのアレイ導波路回折格子の一方は、フリースペクト
ラルレンジが他方の透過バンド幅よりも広いことを特徴
とする。
【0013】また本発明の構成は、前記アレイ導波路回
折格子のアレイ導波路は、熱光学定数が10-4以上の高
分子材料により形成されていることを特徴とする。
折格子のアレイ導波路は、熱光学定数が10-4以上の高
分子材料により形成されていることを特徴とする。
【0014】また本発明の光スペクトラムアナライザの
構成は、被測定光の単位波長あたりの平均光パワーを波
長の関数として測定する光スペクトラムアナライザにお
いて、前記何れか一の波長分光器と、前記波長分光器か
ら出力された出力光の光強度を測定し、かつ単位波長あ
たりの光強度を求める信号処理をする光検出器とを有す
ることを特徴とする。
構成は、被測定光の単位波長あたりの平均光パワーを波
長の関数として測定する光スペクトラムアナライザにお
いて、前記何れか一の波長分光器と、前記波長分光器か
ら出力された出力光の光強度を測定し、かつ単位波長あ
たりの光強度を求める信号処理をする光検出器とを有す
ることを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態ならび
に実施例を図面に基づき詳細に説明する。
に実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【0016】本発明では、ポリマ導波路からなる熱光学
AWG型波長可変フィルタを波長分光器として用いるこ
とを特徴とする。用いるポリマ材料としては、透過帯域
において透明な材料であれば、どんな材料でも良いが、
好ましくは、導波路用材料として開発されている熱架橋
シリコーン、フッ素化ポリイミドが望ましい。熱光学効
果を利用したAWGの中心回折波長λの温度T依存性は
以下の式(1)で表される。 δλ/δT=δn/δT×ΔL/m (1) (ここでΔLは隣接アレイ間長差、mは回折次数を示
す。)
AWG型波長可変フィルタを波長分光器として用いるこ
とを特徴とする。用いるポリマ材料としては、透過帯域
において透明な材料であれば、どんな材料でも良いが、
好ましくは、導波路用材料として開発されている熱架橋
シリコーン、フッ素化ポリイミドが望ましい。熱光学効
果を利用したAWGの中心回折波長λの温度T依存性は
以下の式(1)で表される。 δλ/δT=δn/δT×ΔL/m (1) (ここでΔLは隣接アレイ間長差、mは回折次数を示
す。)
【0017】ポリマ材料は一般に大きな熱光学定数δn
/δTを有するために、式(1)からわかるように、ポ
リマ導波路を用いて作製したAWG型波長可変フィルタ
は、ガラス等の無機材料系を用いて作製した場合にくら
べて波長可変範囲が大きいことを特徴とする。シリコー
ン材料を用いたAWG型波長可変フィルタでは、50℃
の温度上昇で約9nmの波長可変幅が得られている(例
えば、豊田ら、フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ、第11,第9号,pp.1141-1143,1999年、参照)。
/δTを有するために、式(1)からわかるように、ポ
リマ導波路を用いて作製したAWG型波長可変フィルタ
は、ガラス等の無機材料系を用いて作製した場合にくら
べて波長可変範囲が大きいことを特徴とする。シリコー
ン材料を用いたAWG型波長可変フィルタでは、50℃
の温度上昇で約9nmの波長可変幅が得られている(例
えば、豊田ら、フォトニクス・テクノロジー・レター
ズ、第11,第9号,pp.1141-1143,1999年、参照)。
【0018】一方、アレイ導波路上に金属薄膜ヒータを
用いた場合、ペルチェ素子駆動型に比べて、より高速
で、広い帯域で駆動できるメリットを有する。ヒータ点
灯時の波長可変幅Δλは以下の式で与えられる。 Δλ=Δn×ΔLh /m (2) (ここで、Δnはヒータ直下におけるヒータ点灯前後の
等価屈折率の変化、ΔLh はヒータ直下の隣接アレイ導
波路の光路長差を表す。)。4Wの消費電力でおよそ2
0nmの波長可変幅が得られている(例えば豊田ら、エ
レクトロニクスレターズ、第36,第7号,pp.658-66
0,2000年、参照)。
用いた場合、ペルチェ素子駆動型に比べて、より高速
で、広い帯域で駆動できるメリットを有する。ヒータ点
灯時の波長可変幅Δλは以下の式で与えられる。 Δλ=Δn×ΔLh /m (2) (ここで、Δnはヒータ直下におけるヒータ点灯前後の
等価屈折率の変化、ΔLh はヒータ直下の隣接アレイ導
波路の光路長差を表す。)。4Wの消費電力でおよそ2
0nmの波長可変幅が得られている(例えば豊田ら、エ
レクトロニクスレターズ、第36,第7号,pp.658-66
0,2000年、参照)。
【0019】本発明は、波長分波器として、AWG型波
長可変フィルタを用いることを特徴とする。波長固定型
の石英AWGを用いた従来法と異なり、波長可変フィル
タにより分波波長のチューニングが行えるために、第1
および後段の入出力のポートは1つで十分である。従っ
て、第1のAWG型波長可変フィルタと後段の波長可変
フィルタの接続には1×Nの光スイッチは不用であり、
かつ最終段に具備する光検出器も1つですむため、光学
部品が少ない簡単な構成でポータブルな波長分光器が実
現できる。以下に本発明について実施例を用いて具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。
長可変フィルタを用いることを特徴とする。波長固定型
の石英AWGを用いた従来法と異なり、波長可変フィル
タにより分波波長のチューニングが行えるために、第1
および後段の入出力のポートは1つで十分である。従っ
て、第1のAWG型波長可変フィルタと後段の波長可変
フィルタの接続には1×Nの光スイッチは不用であり、
かつ最終段に具備する光検出器も1つですむため、光学
部品が少ない簡単な構成でポータブルな波長分光器が実
現できる。以下に本発明について実施例を用いて具体的
に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではない。
【0020】
【実施例】[第1の実施例]図1は、本発明の第1の実
施例に係る波長分光器100及び光スペクトラムアナラ
イザ110を示す。波長分光器100は、波長可変フィ
ルタ120の光入射端面に入力用光ファイバ130を接
続し、波長可変フィルタ120の光出射端面に出力用光
ファイバ140を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ120は、ペルチェ素子121にアレイ導波路回
折格子122を搭載して構成したものであり、アレイ導
波路回折格子122のアレイ導波路122aは、ポリマ
導波路となっている。このアレイ導波路(ポリマ導波
路)122aは、例えば熱光学定数が10-4以上の高分
子材料により形成されている。更に、波長分光器100
の出力用光ファイバ140に光検出器150を接続する
ことにより光スペクトラムアナライザ110が構成され
ている。光検出器150は、波長分光器100から出力
された出力光の光強度を測定し、かつ単位波長あたりの
光強度を求める信号処理をする。
施例に係る波長分光器100及び光スペクトラムアナラ
イザ110を示す。波長分光器100は、波長可変フィ
ルタ120の光入射端面に入力用光ファイバ130を接
続し、波長可変フィルタ120の光出射端面に出力用光
ファイバ140を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ120は、ペルチェ素子121にアレイ導波路回
折格子122を搭載して構成したものであり、アレイ導
波路回折格子122のアレイ導波路122aは、ポリマ
導波路となっている。このアレイ導波路(ポリマ導波
路)122aは、例えば熱光学定数が10-4以上の高分
子材料により形成されている。更に、波長分光器100
の出力用光ファイバ140に光検出器150を接続する
ことにより光スペクトラムアナライザ110が構成され
ている。光検出器150は、波長分光器100から出力
された出力光の光強度を測定し、かつ単位波長あたりの
光強度を求める信号処理をする。
【0021】ポリマ導波路であるアレイ導波路122a
を有するアレイ導波路回折格子122は、特願平11−
35655(豊田ら、「アレイ導波路格子型波長可変フ
ィルタ」、参照)に従って作製した。すなわち、脱水ト
ルエン中に重水素フェニルトリクロロシランとメチルト
リエトキシシラン(モル比で60:40)を溶解し、氷
浴中で攪拌している水- テトラヒドロフラン(THF)
- トルエン混合溶媒にゆっくり滴下した。5時間反応さ
せたのち、有機層を分取し中和しながら水洗し、放置後
分離した有機層から不溶分を濾別し、乾燥した。重量平
均分子量は5000であった。1.55μmにおける比
屈折率を測定したところ1.52であった。重水素フェ
ニルトリクロロシランとメチルトリエトキシシラン(モ
ル比で55:45)を用いて、前記のコア材料合成と同
様の操作で白色固体を得た。重量平均分子量は、500
0であった。1.55μmにおける屈折率を測定すると
比屈折率は1.531であった。
を有するアレイ導波路回折格子122は、特願平11−
35655(豊田ら、「アレイ導波路格子型波長可変フ
ィルタ」、参照)に従って作製した。すなわち、脱水ト
ルエン中に重水素フェニルトリクロロシランとメチルト
リエトキシシラン(モル比で60:40)を溶解し、氷
浴中で攪拌している水- テトラヒドロフラン(THF)
- トルエン混合溶媒にゆっくり滴下した。5時間反応さ
せたのち、有機層を分取し中和しながら水洗し、放置後
分離した有機層から不溶分を濾別し、乾燥した。重量平
均分子量は5000であった。1.55μmにおける比
屈折率を測定したところ1.52であった。重水素フェ
ニルトリクロロシランとメチルトリエトキシシラン(モ
ル比で55:45)を用いて、前記のコア材料合成と同
様の操作で白色固体を得た。重量平均分子量は、500
0であった。1.55μmにおける屈折率を測定すると
比屈折率は1.531であった。
【0022】クラッド材をジグリムに溶解後、シリコン
基板上にスピンコートした。この際、膜厚が20μmと
なるように、回転数を調整した。250度で1時間加熱
することにより硬化させ、下部クラッド層とした。つい
で、この上に、コア用シリコーンオリゴマーを6μm厚
となる回転数条件でスピンコートし、250度で1時間
加熱することにより硬化した。続いて、スパッタリング
法により銅薄膜を堆積し、フォトリソグラフィーとイオ
ンミリングにより、AWG導波路マスクパターンを形成
した。更に、反応性イオンエッチングにより、マスクパ
ターン以外の部分のコア層を除去し、幅6μm、高さ6
μmのコアリッジを形成した。エッチングマスクを除去
した後、この上にクラッド用シリコーンオリゴマーをス
ピンコートし、下部クラッド層を形成した場合と同様に
硬化して、埋め込み型光導波路を作製した。32芯ファ
イバーをAWGに実装後、ASE光源と光スペクトラム
アナライザを用いて、AWGのパッシブ光学特性を測定
した。挿入損失は、最低2.9dB、損失偏差は0.5
dB以下であった。ベースラインは−40dB以下、隣
接間クロストークは、平均−23dBであった。また、
スペクトル特性の偏波依存性は0.01nm以下(測定
精度以下)であり、実用上十分な偏波無依存性を示し
た。
基板上にスピンコートした。この際、膜厚が20μmと
なるように、回転数を調整した。250度で1時間加熱
することにより硬化させ、下部クラッド層とした。つい
で、この上に、コア用シリコーンオリゴマーを6μm厚
となる回転数条件でスピンコートし、250度で1時間
加熱することにより硬化した。続いて、スパッタリング
法により銅薄膜を堆積し、フォトリソグラフィーとイオ
ンミリングにより、AWG導波路マスクパターンを形成
した。更に、反応性イオンエッチングにより、マスクパ
ターン以外の部分のコア層を除去し、幅6μm、高さ6
μmのコアリッジを形成した。エッチングマスクを除去
した後、この上にクラッド用シリコーンオリゴマーをス
ピンコートし、下部クラッド層を形成した場合と同様に
硬化して、埋め込み型光導波路を作製した。32芯ファ
イバーをAWGに実装後、ASE光源と光スペクトラム
アナライザを用いて、AWGのパッシブ光学特性を測定
した。挿入損失は、最低2.9dB、損失偏差は0.5
dB以下であった。ベースラインは−40dB以下、隣
接間クロストークは、平均−23dBであった。また、
スペクトル特性の偏波依存性は0.01nm以下(測定
精度以下)であり、実用上十分な偏波無依存性を示し
た。
【0023】ここでアレイ導波路回折格子(AWG)1
22の透過バンドは、0.4nmとなるように設計され
た。このようにして、作製したAWG122をペルチェ
素子121上で温度制御することにより、波長可変フィ
ルタ120として駆動した。AWG122の温度を変化
させると、AWG122の固定された出力ポートに集光
する光の波長が温度に依存して変化する。温度範囲は2
5℃〜75℃であり、約9nmの可変波長範囲を得られ
た。
22の透過バンドは、0.4nmとなるように設計され
た。このようにして、作製したAWG122をペルチェ
素子121上で温度制御することにより、波長可変フィ
ルタ120として駆動した。AWG122の温度を変化
させると、AWG122の固定された出力ポートに集光
する光の波長が温度に依存して変化する。温度範囲は2
5℃〜75℃であり、約9nmの可変波長範囲を得られ
た。
【0024】この波長可変フィルタ120を、図1に示
すような構成により波長分光器100として用いた。A
WG122は1つの固定された光入力導波路と、1つの
固定された光出力導波路を有する。被測定光Pは波長可
変フィルタ120で切り出され、出力光は光検出器(フ
ォトディテクター)150により光強度電圧に変換され
る。ペルチェ素子121の温度を変化させ切り出す波長
を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロット
すると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
すような構成により波長分光器100として用いた。A
WG122は1つの固定された光入力導波路と、1つの
固定された光出力導波路を有する。被測定光Pは波長可
変フィルタ120で切り出され、出力光は光検出器(フ
ォトディテクター)150により光強度電圧に変換され
る。ペルチェ素子121の温度を変化させ切り出す波長
を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロット
すると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
【0025】[第2の実施例]図2は、本発明の第2の
実施例に係る波長分光器200及び光スペクトラムアナ
ライザ210を示す。波長分光器200は、波長可変フ
ィルタ220の光入射端面に入力用光ファイバ230を
接続し、波長可変フィルタ220と波長可変フィルタ2
60とを接続用光ファイバ270により光学的に直列接
続し、波長可変フィルタ260の光出射端面に出力用光
ファイバ240を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ220,260は、ペルチェ素子221,261
にアレイ導波路回折格子222,262を搭載して構成
したものであり、アレイ導波路回折格子222,262
のアレイ導波路222a,262aは、ポリマ導波路と
なっている。更に、波長分光器200の出力用光ファイ
バ240に光検出器250を接続することにより光スペ
クトラムアナライザ210が構成されている。
実施例に係る波長分光器200及び光スペクトラムアナ
ライザ210を示す。波長分光器200は、波長可変フ
ィルタ220の光入射端面に入力用光ファイバ230を
接続し、波長可変フィルタ220と波長可変フィルタ2
60とを接続用光ファイバ270により光学的に直列接
続し、波長可変フィルタ260の光出射端面に出力用光
ファイバ240を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ220,260は、ペルチェ素子221,261
にアレイ導波路回折格子222,262を搭載して構成
したものであり、アレイ導波路回折格子222,262
のアレイ導波路222a,262aは、ポリマ導波路と
なっている。更に、波長分光器200の出力用光ファイ
バ240に光検出器250を接続することにより光スペ
クトラムアナライザ210が構成されている。
【0026】2つのポリマAWG222,262は、第
1の実施例と同様の手法により作製した。ここで、ポリ
マAWG222の透過バンド幅を0.64nm、FSR
を12.8nmに、ポリマAWG262の透過バンド幅
を0.032nm、FSRを1.28nmにそれぞれ設
定した。そして第1の実施の形態と同様に、ペルチェ素
子221,261上で温度制御することにより、波長可
変フィルタ220,260として駆動した。
1の実施例と同様の手法により作製した。ここで、ポリ
マAWG222の透過バンド幅を0.64nm、FSR
を12.8nmに、ポリマAWG262の透過バンド幅
を0.032nm、FSRを1.28nmにそれぞれ設
定した。そして第1の実施の形態と同様に、ペルチェ素
子221,261上で温度制御することにより、波長可
変フィルタ220,260として駆動した。
【0027】この波長可変フィルタ220,260を、
図2に示すような構成により波長分光器200として用
いた。一段目のAWG222および二段目のAWG26
2は、それぞれ1つの固定された光入力導波路と、1つ
の固定された光出力導波路を有し、一段目のAWG22
2の出力導波路と二段目のAWG262の入力導波路と
が接続される。
図2に示すような構成により波長分光器200として用
いた。一段目のAWG222および二段目のAWG26
2は、それぞれ1つの固定された光入力導波路と、1つ
の固定された光出力導波路を有し、一段目のAWG22
2の出力導波路と二段目のAWG262の入力導波路と
が接続される。
【0028】被測定光Pは前段の波長可変フィルタ22
0により、広い透過バンドのスペクトルとして切り出さ
れ、次に、この切り出されたスペクトルは狭い透過バン
ド(高分解能)の後段の波長可変フィルタ260で切り
出され、光検出器(フォトディテクター)250で光強
度電圧に変換される。各段のペルチェ素子221,26
1の温度を変化させ切り出す波長を変化させ、各波長で
の光強度を波長に対してプロットすると被測定光Pのス
ペクトラムが得られた。
0により、広い透過バンドのスペクトルとして切り出さ
れ、次に、この切り出されたスペクトルは狭い透過バン
ド(高分解能)の後段の波長可変フィルタ260で切り
出され、光検出器(フォトディテクター)250で光強
度電圧に変換される。各段のペルチェ素子221,26
1の温度を変化させ切り出す波長を変化させ、各波長で
の光強度を波長に対してプロットすると被測定光Pのス
ペクトラムが得られた。
【0029】[第3の実施例]図3は、本発明の第3の
実施例に係る波長分光器300及び光スペクトラムアナ
ライザ310を示す。波長分光器300は、波長可変フ
ィルタ320の光入射端面に入力用光ファイバ330を
接続し、波長可変フィルタ320の光出射端面に出力用
光ファイバ340を接続して構成されている。波長可変
フィルタ320は、アレイ導波路回折格子322のアレ
イ導波路(ポリマ導波路)322a上に、三角形状の位
相シフタ用ヒータ電極(薄膜ヒータ)321を取り付け
たものである。更に、波長分光器300の出力用光ファ
イバ340に光検出器350を接続することにより光ス
ペクトラムアナライザ310が構成されている。
実施例に係る波長分光器300及び光スペクトラムアナ
ライザ310を示す。波長分光器300は、波長可変フ
ィルタ320の光入射端面に入力用光ファイバ330を
接続し、波長可変フィルタ320の光出射端面に出力用
光ファイバ340を接続して構成されている。波長可変
フィルタ320は、アレイ導波路回折格子322のアレ
イ導波路(ポリマ導波路)322a上に、三角形状の位
相シフタ用ヒータ電極(薄膜ヒータ)321を取り付け
たものである。更に、波長分光器300の出力用光ファ
イバ340に光検出器350を接続することにより光ス
ペクトラムアナライザ310が構成されている。
【0030】ポリマAWG322は、第1の実施例と同
様の手法により、3dB幅が0.4nmとなるように設
計して作製された。このポリマAWG322のアレイ導
波路322a上に三角形状の位相シフタ用ヒータ電極
(薄膜ヒータ)321をとりつけ、これに電流を流すこ
とにより、波長可変フィルタ320として駆動させた。
約4Wの消費電力で25nmの波長可変帯域が得られ
た。動作速度は、数ms程度であった。
様の手法により、3dB幅が0.4nmとなるように設
計して作製された。このポリマAWG322のアレイ導
波路322a上に三角形状の位相シフタ用ヒータ電極
(薄膜ヒータ)321をとりつけ、これに電流を流すこ
とにより、波長可変フィルタ320として駆動させた。
約4Wの消費電力で25nmの波長可変帯域が得られ
た。動作速度は、数ms程度であった。
【0031】この波長可変フィルタ320を、図3に示
すような構成により波長分光器300として用いた。被
測定光Pは波長可変フィルタ320で切り出され、出力
光は光検出器(フォトディテクター)350により光強
度電圧に変換される。ヒータ電力を変化させ切り出す波
長を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロッ
トすると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
すような構成により波長分光器300として用いた。被
測定光Pは波長可変フィルタ320で切り出され、出力
光は光検出器(フォトディテクター)350により光強
度電圧に変換される。ヒータ電力を変化させ切り出す波
長を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロッ
トすると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
【0032】[第4の実施例]図4は、本発明の第4の
実施例に係る波長分光器400及び光スペクトラムアナ
ライザ410を示す。波長分光器400は、波長可変フ
ィルタ420の光入射端面に入力用光ファイバ430を
接続し、波長可変フィルタ420と波長可変フィルタ4
60とを接続用光ファイバ470により光学的に直列接
続し、波長可変フィルタ460の光出射端面に出力用光
ファイバ440を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ420,460は、アレイ導波路回折格子42
2,462のアレイ導波路(ポリマ導波路)422a,
462a上に、三角形状の位相シフタ用ヒータ電極42
1,461を取り付けたものである。更に、波長分光器
400の出力用光ファイバ440に光検出器450を接
続することにより光スペクトラムアナライザ410が構
成されている。
実施例に係る波長分光器400及び光スペクトラムアナ
ライザ410を示す。波長分光器400は、波長可変フ
ィルタ420の光入射端面に入力用光ファイバ430を
接続し、波長可変フィルタ420と波長可変フィルタ4
60とを接続用光ファイバ470により光学的に直列接
続し、波長可変フィルタ460の光出射端面に出力用光
ファイバ440を接続して構成されている。波長可変フ
ィルタ420,460は、アレイ導波路回折格子42
2,462のアレイ導波路(ポリマ導波路)422a,
462a上に、三角形状の位相シフタ用ヒータ電極42
1,461を取り付けたものである。更に、波長分光器
400の出力用光ファイバ440に光検出器450を接
続することにより光スペクトラムアナライザ410が構
成されている。
【0033】2つのポリマAWG422,462は、第
1の実施例と同様の手法により作製した。ここで、ポリ
マAWG420の透過バンド幅を0.64nm、FSR
を12.8nmに、ポリマAWG460の透過バンド幅
を0.032nm、FSRを1.28nmにそれぞれ設
定した。そして第3の実施の形態と同様に、位相シフタ
用ヒータ電極421,462に流す電流を調整すること
により温度制御して、波長可変フィルタ420,460
として駆動した。
1の実施例と同様の手法により作製した。ここで、ポリ
マAWG420の透過バンド幅を0.64nm、FSR
を12.8nmに、ポリマAWG460の透過バンド幅
を0.032nm、FSRを1.28nmにそれぞれ設
定した。そして第3の実施の形態と同様に、位相シフタ
用ヒータ電極421,462に流す電流を調整すること
により温度制御して、波長可変フィルタ420,460
として駆動した。
【0034】この波長可変フィルタ420,460を、
図4に示すような構成により波長分光器400として用
いた。被測定光Pは前段の波長可変フィルタ420によ
り、広い透過バンドのスペクトルとして切り出され、次
に、この切り出されたスペクトルは狭い透過バンド(高
分解能)の後段の波長可変フィルタ460で切り出さ
れ、光検出器(フォトディテクター)450で光強度電
圧に変換される。各段のヒータ電力を変化させ切り出す
波長を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロ
ットすると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
図4に示すような構成により波長分光器400として用
いた。被測定光Pは前段の波長可変フィルタ420によ
り、広い透過バンドのスペクトルとして切り出され、次
に、この切り出されたスペクトルは狭い透過バンド(高
分解能)の後段の波長可変フィルタ460で切り出さ
れ、光検出器(フォトディテクター)450で光強度電
圧に変換される。各段のヒータ電力を変化させ切り出す
波長を変化させ、各波長での光強度を波長に対してプロ
ットすると被測定光Pのスペクトラムが得られた。
【0035】
【発明の効果】以上に説明したように、ポリマ導波路か
らなる波長可変フィルタを用いると、機械的な駆動部分
や1×N光スイッチや複数の光検出器が不要となり、簡
単な構成で軽量な装置の実現に有用な波長分光器を実現
することができ、よって、通信工事現場などへの持ち運
びが可能なポータブルな波長分光器及びスペクトラムア
ナライザを実現することができた。
らなる波長可変フィルタを用いると、機械的な駆動部分
や1×N光スイッチや複数の光検出器が不要となり、簡
単な構成で軽量な装置の実現に有用な波長分光器を実現
することができ、よって、通信工事現場などへの持ち運
びが可能なポータブルな波長分光器及びスペクトラムア
ナライザを実現することができた。
【図1】本発明の第1の実施例に係る波長分光器及び光
スペクトラムアナライザを示す構成図。
スペクトラムアナライザを示す構成図。
【図2】本発明の第2の実施例に係る波長分光器及び光
スペクトラムアナライザを示す構成図。
スペクトラムアナライザを示す構成図。
【図3】本発明の第3の実施例に係る波長分光器及び光
スペクトラムアナライザを示す構成図。
スペクトラムアナライザを示す構成図。
【図4】本発明の第4の実施例に係る波長分光器及び光
スペクトラムアナライザを示す構成図。
スペクトラムアナライザを示す構成図。
100,200,300,400 波長分光器 110,210,310,410 光スペトラムアナライザ 120,220,260,320,420,460 波長可変フィルタ 121,221,261 ペルチェ素子 122,222,262,322,422,462 アレイ導波路回折格子 122a,222a,262a,322a,422a,462a アレイ導波路 321,421,461 位相シフタ用ヒータ 130,230,330,430 入力用光ファイバ 140,240,340,440 出力用光ファイバ 150,250,350,450 光検出器 270,470 接続用光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗原 隆 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2G020 CB04 CC02 CC08 CC26 CD22 2H047 KA04 KA12 LA01 LA19 MA05 NA05 PA21 PA24 QA05 RA02 TA01
Claims (7)
- 【請求項1】 被測定光を分波して光出射端より出射す
る波長分光器において、 被測定光を波長分解する素子が、ペルチェ素子にアレイ
導波路回折格子を搭載した波長可変フィルタによって構
成されることを特徴とする波長分光器。 - 【請求項2】 被測定光を分波して光出射端より出射す
る波長分光器において、 被測定光を波長分解する素子が、ペルチェ素子にアレイ
導波路回折格子を搭載した第1の波長可変フィルタと、
第1の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子とは透
過バンド幅が異なるアレイ導波路回折格子をペルチェ素
子に搭載した1ないし複数の後段の波長可変フィルタと
を光学的に直列接続して構成されており、 最終段の波長可変フィルタの光出射端が前記波長分光器
の光出力となることを特徴とする波長分光器。 - 【請求項3】 被測定光を分波して光出射端より出射す
る波長分光器において、 被測定光を波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子
のアレイ導波路にヒータを備えた波長可変フィルタによ
って構成されることを特徴とする波長分光器。 - 【請求項4】 被測定光を分波して光出射端より出射す
る波長分光器において、 被測定光を波長分解する素子が、アレイ導波路回折格子
のアレイ導波路にヒータを備えた第1の波長可変フィル
タと、第1の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子
とは透過バンド幅が異なるアレイ導波路にヒータを備え
た1ないし複数の後段の波長可変フィルタとを光学的に
直列接続して構成されており、 最終段の波長可変フィルタの光出射端が前記波長分光器
の光出力となることを特徴とする波長分光器。 - 【請求項5】 請求項2または請求項4の波長分光器に
おいて、 第1の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子または
後段の波長可変フィルタのアレイ導波路回折格子の一方
は、フリースペクトラルレンジが他方の透過バンド幅よ
りも広いことを特徴とする波長分光器。 - 【請求項6】 請求項1ないし請求項4の何れか一項に
おいて、前記アレイ導波路回折格子のアレイ導波路は、
熱光学定数が10-4以上の高分子材料により形成されて
いることを特徴とする波長分光器。 - 【請求項7】 被測定光の単位波長あたりの平均光パワ
ーを波長の関数として測定する光スペクトラムアナライ
ザにおいて、 請求項1ないし請求項4の何れか一項の波長分光器と、 前記波長分光器から出力された出力光の光強度を測定
し、かつ単位波長あたりの光強度を求める信号処理をす
る光検出器とを有することを特徴とする光スペクトラム
アナライザ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001006273A JP2002214459A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 波長分光器および光スペクトラムアナライザ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001006273A JP2002214459A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 波長分光器および光スペクトラムアナライザ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002214459A true JP2002214459A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18874183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001006273A Pending JP2002214459A (ja) | 2001-01-15 | 2001-01-15 | 波長分光器および光スペクトラムアナライザ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002214459A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007083609A1 (ja) | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 光スペクトラムアナライザ |
JP2009522595A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ネオフォトニクス・コーポレイション | 光学部品の熱制御 |
CN102175330A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-09-07 | 武汉理工大学 | 波分复用光栅解调设备绝对波长参考信号产生方法及装置 |
EP3953672A4 (en) * | 2019-06-18 | 2023-01-11 | Ruolin Li | METHOD, SYSTEM AND APPARATUS FOR A RAMAN SPECTROSCOPIC MEASUREMENT SYSTEM |
-
2001
- 2001-01-15 JP JP2001006273A patent/JP2002214459A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009522595A (ja) * | 2005-12-29 | 2009-06-11 | ネオフォトニクス・コーポレイション | 光学部品の熱制御 |
KR101232573B1 (ko) * | 2005-12-29 | 2013-02-12 | 네오포토닉스 코포레이션 | 광학 컴포넌트의 열적 제어 |
WO2007083609A1 (ja) | 2006-01-17 | 2007-07-26 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | 光スペクトラムアナライザ |
US7609383B2 (en) | 2006-01-17 | 2009-10-27 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Optical spectrum analyzer |
CN102175330A (zh) * | 2011-01-04 | 2011-09-07 | 武汉理工大学 | 波分复用光栅解调设备绝对波长参考信号产生方法及装置 |
CN102175330B (zh) * | 2011-01-04 | 2013-01-02 | 武汉理工大学 | 波分复用光栅解调设备绝对波长参考信号产生方法及装置 |
EP3953672A4 (en) * | 2019-06-18 | 2023-01-11 | Ruolin Li | METHOD, SYSTEM AND APPARATUS FOR A RAMAN SPECTROSCOPIC MEASUREMENT SYSTEM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Trinh et al. | Silicon-on-insulator (SOI) phased-array wavelength multi/demultiplexer with extremely low-polarization sensitivity | |
US6084050A (en) | Thermo-optic devices | |
EP1840631A1 (en) | Variable light controlling device and variable light controlling method | |
Eldada et al. | Thermooptic planar polymer Bragg grating OADMs with broad tuning range | |
EP0978740A2 (en) | Wavelength division multi/demultiplexer | |
US6055349A (en) | Optical waveguide device and manufacturing method therefor | |
Offrein et al. | Resonant coupler-based tunable add after-drop filter in silicon-oxynitride technology for WDM networks | |
US7035505B2 (en) | Optical performance monitor | |
US9819435B2 (en) | Optical apparatus, method, and applications | |
US7027690B2 (en) | Optical waveguide coupler circuit device | |
JP5998651B2 (ja) | 光送信器 | |
CN111157112A (zh) | 一种大带宽且分辨率可调的微型芯片光谱仪 | |
Tozzetti et al. | Fast FBG interrogator on chip based on silicon on insulator ring resonator add/drop filters | |
Park et al. | Polymer waveguide WDM channel selector operating over the entire C and L bands | |
Rabus | Realization of optical filters using ring resonators with integrated semiconductor optical amplifiers in GaInAsP/InP | |
JP2002214459A (ja) | 波長分光器および光スペクトラムアナライザ | |
US20030174926A1 (en) | Optical circuit | |
Jiang et al. | Arrayed waveguide gratings based on perfluorocyclobutane polymers for CWDM applications | |
Ashar-Ali et al. | Compact arrayed waveguide gratings for visible wavelengths based on silicon nitride | |
Zhang et al. | Reconfigurable multichannel amplitude equalizer based on cascaded silicon photonic microrings | |
Driessen et al. | Microresonators as promising building blocks for VLSI photonics | |
Yi et al. | High-resolution and broadband two-stage speckle spectrometer | |
Offrein et al. | Wavelength tunable 1-from-16 and flat passband 1-from-8 add-drop filters | |
Rasras et al. | Lab-on-chip silicon photonic sensor | |
JP3397699B2 (ja) | 時間分割型波長監視装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031128 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20031224 |