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
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- 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
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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 |
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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 |