JP2002232049A - Wavelength variable optical filter, laser apparatus and method for stabilizing laser wavelength - Google Patents
Wavelength variable optical filter, laser apparatus and method for stabilizing laser wavelengthInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はターゲット波長から
のレーザ波長の偏移を高精度に検出し安定化するための
技術に関し、絶対波長確度を必要とする波長多重方式の
光通信や光計測等に用いて有用である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for detecting and stabilizing a deviation of a laser wavelength from a target wavelength with high accuracy, and relates to a wavelength division multiplexing type optical communication and optical measurement requiring absolute wavelength accuracy. Useful for
【０００２】[0002]
【従来の技術】マルチメディアサービスを支えるネット
ワークシステムの基盤技術として、波長多重光ネットワ
ークは重要である。このような光ネットワークに要求さ
れる機能は、単に通信容量の増大のみならず、アッド、
ドロップ、マルチプレクシングなど、光特有の機能が要
求される。このような機能を実現するためには、光キャ
リアの高精度な波長制御技術を確立しなければならな
い。2. Description of the Related Art A wavelength division multiplexing optical network is important as a basic technology of a network system supporting a multimedia service. The functions required for such an optical network include not only an increase in communication capacity but also add,
Light-specific functions such as dropping and multiplexing are required. In order to realize such a function, it is necessary to establish a high-precision wavelength control technique for an optical carrier.
【０００３】上記課題を解決ために従来より用いられて
いる光フィルタや装置の典型は、図６に示すようなファ
ブリペロー共振器の急峻な透過特性を利用したレーザ波
長安定化装置である。図６において、符号５０は透過波
長スペクトル（以下、透過曲線）を示す。例えば、図７
に示すように、ファブリペロー共振器の或る透過曲線５
０に対して、透過率が透過曲線の肩にかかる範囲（例え
ば透過率が０．１〜０．９の範囲）になるような波長λ
0 をターゲット波長として設定し、レーザ光源の光出力
強度は一定のまま波長のみ変化（ディザリング）させて
レーザ光をファブリペロー共振器に入力し、透過光強度
と予め定めた基準値との差を調べる。基準値とは、ゼロ
基準α0 で示すレーザ波長がターゲット波長λ0 に等し
いときの透過光強度である。透過光強度と基準値との差
は、ターゲット波長λ0 に対するレーザ波長の波長偏移
量と波長偏移方向を表す誤差信号となっている。従っ
て、この誤差信号をレーザ光源の波長制御部に負帰還さ
せ、誤差信号が常に０となるように、ループ利得等各種
パラメータを最適化することにより、レーザ波長をター
ゲット波長λ0 にロックすることができる。A typical example of an optical filter or device conventionally used to solve the above problem is a laser wavelength stabilizing device utilizing a steep transmission characteristic of a Fabry-Perot resonator as shown in FIG. In FIG. 6, reference numeral 50 denotes a transmission wavelength spectrum (hereinafter, transmission curve). For example, FIG.
As shown in FIG. 5, a certain transmission curve 5 of the Fabry-Perot resonator
0, the wavelength λ such that the transmittance falls on the shoulder of the transmittance curve (for example, the transmittance is in the range of 0.1 to 0.9).
0 is set as the target wavelength, the laser light is input to the Fabry-Perot resonator by changing (dithering) only the wavelength while keeping the light output intensity of the laser light source constant, and the difference between the transmitted light intensity and a predetermined reference value is set. Find out. The reference values, laser wavelength indicated by zero reference alpha 0 is the transmitted light intensity when equal to the target wavelength lambda 0. The difference between the transmitted light intensity and the reference value is an error signal indicating the wavelength shift amount and the wavelength shift direction of the laser wavelength with respect to the target wavelength λ 0 . Therefore, the error signal is negatively fed back to the wavelength controller of the laser light source, and various parameters such as loop gain are optimized so that the error signal always becomes 0 , thereby locking the laser wavelength to the target wavelength λ 0. Can be.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ここで、レーザ光源の
光出力強度を一定に保持する理由は、基準値に対する透
過光強度の差により波長偏移を検出しているためであ
り、もしレーザ光源の光出力強度を一定に保持しない
と、これによっても透過光強度が変化するため波長偏移
（波長偏移量及び波長偏移方向）の検出精度が低下し
て、波長ロックの精度が低下する。従って、上述のよう
にレーザ光源の光出力強度を一定に保持したままレーザ
波長を変化させる必要がある。The reason why the light output intensity of the laser light source is kept constant is that the wavelength shift is detected based on the difference of the transmitted light intensity with respect to the reference value. If the light output intensity is not kept constant, the transmitted light intensity also changes, thereby lowering the detection accuracy of the wavelength shift (the wavelength shift amount and the wavelength shift direction) and lowering the wavelength lock accuracy. . Therefore, it is necessary to change the laser wavelength while keeping the light output intensity of the laser light source constant as described above.
【０００５】しかし、多くのレーザ光源、特に半導体レ
ーザでは、光出力強度を一定に保持したままレーザ波長
を変化させることは難しく、結果的に、波長偏移を高精
度に検出することができず、波長ロックが安定しないと
いう問題点がある。なぜならば、レーザの発振波長を変
化させる手段は、注入キャリア密度による実効屈折率制
御やキャリア密度変化を伴う温度制御を用いて共振器長
を間接的に制御する手段であるため、レーザ波長の変化
は、光出力強度の変動を必然的に伴うからである。However, with many laser light sources, especially semiconductor lasers, it is difficult to change the laser wavelength while keeping the light output intensity constant, and as a result, the wavelength shift cannot be detected with high accuracy. However, there is a problem that the wavelength lock is not stable. This is because the means for changing the laser oscillation wavelength is a means for indirectly controlling the cavity length using effective refractive index control by injection carrier density or temperature control with carrier density change. Is inevitably accompanied by a change in light output intensity.
【０００６】これとは別に、ファブリペロー共振器の透
過帯域幅を狭くして波長偏移検出の感度を上げようとす
ると、安定な波長ロックが困難になるとう問題点があ
る。その理由を以下に述べる。[0006] Separately, if the transmission band width of the Fabry-Perot resonator is narrowed to increase the sensitivity of wavelength shift detection, there is a problem that stable wavelength locking becomes difficult. The reason is described below.
【０００７】(1) 図７に示すように、波長偏移検出の基
準値に等しい透過光強度を与えるもう１つ別の波長λ0
' が、透過中心波長を挟んでターゲット波長λ0 に対し
反対側に存在する。 (2) この波長λ0 ' と本来のターゲット波長λ0 との差
は、ファブリペロー共振器の透過帯域幅を狭くすると、
極めて近くなる。 (3) 従って、別の波長λ0 ' 近傍ではなく、ターゲット
波長λ0 近傍でレーザ波長が偏移する状態で、波長ロッ
クを行う必要がある。 (4) レーザ波長がターゲット波長λ0 近傍で偏移する状
態と、別の波長λ0 '近傍で偏移する状態とでは、誤差
信号の変化の位相（誤差信号の変化方向と波長偏移方向
との関係）が反転する。 (5) 従って、誤差信号がＤＣ近傍の低周波領域である場
合（波長変化の速度が緩慢な場合）は、誤差信号の変化
の位相から、上記２つの状態を判別することができ、レ
ーザ波長をターゲット波長λ0 にロックすることができ
る。 (6) しかし、波長多重方式の光通信等でレーザ波長を或
るターゲット波長から別のターゲット波長に高速に切り
換えてロックさせるような場合は、誤差信号がＤＣ近傍
よりも高い周波数領域となるため、位相遅れ等の影響を
受けて、２つの状態を誤差信号の変化の位相から判別す
ることは困難となる。その結果、レーザ波長を誤って別
の波長λ0 ' にロックしようとする場合が生じ、負帰還
ループが発振するなどの不安定な状態を引き起こす恐れ
がある。(1) As shown in FIG. 7, another wavelength λ 0 giving a transmitted light intensity equal to the reference value of the wavelength shift detection.
' Exists on the opposite side of the target wavelength λ 0 with respect to the transmission center wavelength. (2) The difference between this wavelength λ 0 ′ and the original target wavelength λ 0 is obtained by narrowing the transmission bandwidth of the Fabry-Perot resonator.
Very close. (3) Therefore, it is necessary to perform wavelength locking in a state where the laser wavelength shifts near the target wavelength λ 0 , not near another wavelength λ 0 ′ . (4) When the laser wavelength shifts near the target wavelength λ 0 and when the laser wavelength shifts near another wavelength λ 0 ′ , the phase of the change of the error signal (the change direction of the error signal and the direction of the wavelength shift) Is inverted). (5) Therefore, when the error signal is in the low frequency region near DC (when the wavelength change speed is slow), the above two states can be determined from the phase of the change in the error signal, and the laser wavelength Can be locked to the target wavelength λ 0 . (6) However, in a case where the laser wavelength is rapidly switched from one target wavelength to another target wavelength and locked in wavelength division multiplexed optical communication or the like, the error signal is in a higher frequency region than near DC. , Phase delay, etc., it is difficult to determine the two states from the phase of the change in the error signal. As a result, there is a case where the laser wavelength is erroneously locked to another wavelength λ 0 ′ , which may cause an unstable state such as oscillation of a negative feedback loop.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】上記従来技術に鑑み、本
発明の第１の課題は、レーザ光源の光出力強度が変動し
ても、精密に波長偏移を検出できることである。また、
本発明の第２の課題は、ファブリペロー共振器の透過帯
域幅を狭くしても、安定な波長ロックを実現できること
である。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above prior art, a first object of the present invention is to accurately detect a wavelength shift even when the light output intensity of a laser light source fluctuates. Also,
A second object of the present invention is to realize stable wavelength locking even when the transmission bandwidth of the Fabry-Perot resonator is narrowed.
【０００９】請求項１に係る発明は、入力した光を２分
岐する分岐手段と、透過中心波長が互いに異なり、該２
つの透過中心波長から等しく離れた中間の波長（以下、
ターゲット波長）での透過率が０．１〜０．９の範囲で
互いに等しくなるように共振器長の差が調整され、か
つ、前記分岐手段により分岐された２つの光が１つずつ
入射される２つのファブリペロー共振器と、該２つのフ
ァブリペロー共振器の共振器長を同時に制御する共振器
長制御手段とを有することを特徴とする波長可変光フィ
ルタである。２つのファブリペロー共振器の透過光がフ
ィルタ出力となる。According to the first aspect of the present invention, the splitting means for splitting the input light into two light beams and the transmission center wavelengths are different from each other.
Intermediate wavelengths equally spaced from one transmission center wavelength (hereinafter,
The difference in the cavity length is adjusted so that the transmittance at the target wavelength) is equal to each other in the range of 0.1 to 0.9, and the two lights branched by the branching unit are input one by one. A wavelength tunable optical filter comprising: two Fabry-Perot resonators; and resonator length control means for simultaneously controlling the resonator lengths of the two Fabry-Perot resonators. The transmitted light of the two Fabry-Perot resonators becomes the filter output.
【００１０】請求項２に係る発明は、請求項１に記載の
波長可変光フィルタにおいて、前記２つのファブリペロ
ー共振器として、表裏に多層膜からなる高反射率層を持
つ段差付きの平行平面基板を有すること、前記共振器長
制御手段は前記平行平面基板を回転させることにより前
記分岐手段から入射された２つの光の透過場所での共振
器長を同時に制御するものであることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided the wavelength tunable optical filter according to the first aspect, wherein the two Fabry-Perot resonators have a stepped parallel flat substrate having a high-reflectance layer composed of a multilayer film on both sides. Wherein the resonator length control means simultaneously controls the resonator lengths at the transmission locations of the two lights incident from the branching means by rotating the parallel plane substrate. .
【００１１】請求項３に係る発明は、請求項１に記載の
波長可変光フィルタにおいて、前記２つのファブリペロ
ー共振器として、表裏に多層膜からなる高反射率層を持
ち、かつ、板厚が円周方向または直線方向に沿って線形
に変化する基板を有すること、前記共振器長制御手段は
前記基板を回転または並進させることにより前記分岐手
段から入射された２つの光の透過場所での共振器長を同
時に制御するものであることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, there is provided the wavelength tunable optical filter according to the first aspect, wherein the two Fabry-Perot resonators have a high reflectivity layer made of a multilayer film on both sides thereof, and have a plate thickness. Having a substrate that varies linearly along a circumferential direction or a linear direction, wherein the resonator length control means rotates or translates the substrate so that resonance occurs at a transmission place of two lights incident from the branching means. It is characterized in that the vessel length is controlled simultaneously.
【００１２】請求項４に係る発明は、請求項１から３い
ずれかに記載の波長可変光フィルタと、該波長可変光フ
ィルタの分岐手段にレーザ光を入力するレーザ光源と、
前記波長可変光フィルタが出力する２つの透過光の強度
を独立に検出する２つの光検出器を有し、該２つの光検
出器により検出された光強度の差が０となるように前記
レーザ光源の波長を制御するものであることを特徴とす
るレーザ装置である。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a tunable optical filter according to any one of the first to third aspects, a laser light source for inputting a laser beam to a branching means of the tunable optical filter,
The wavelength tunable optical filter has two photodetectors for independently detecting the intensities of the two transmitted lights, and the laser is so arranged that the difference between the light intensities detected by the two photodetectors becomes zero. A laser device for controlling a wavelength of a light source.
【００１３】請求項５に係る発明は、請求項４に記載の
レーザ装置において、絶対波長安定化レーザ光源と、該
絶対波長安定化レーザ光源が発生するレーザ光及び前記
レーザ光源が発生するレーザ光のうち任意の一方を選択
して前記光分岐手段に入力する選択手段を有し、該選択
手段により前記絶対波長安定化レーザ光源が発生するレ
ーザ光が選択された場合は前記２つの光検出器により検
出された光強度の差が０となるように前記共振器長制御
手段を制御し、前記選択手段により前記レーザ光源が発
生するレーザ光が選択された場合は前記検出された光強
度の差が０となるように前記レーザ光源の波長を制御す
るものであることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the laser device according to the fourth aspect, an absolute wavelength stabilized laser light source, a laser beam generated by the absolute wavelength stabilized laser light source, and a laser beam generated by the laser light source A selection means for selecting any one of the two, and inputting the selected light to the optical branching means. When the selection means selects a laser beam generated by the absolute wavelength stabilized laser light source, the two photodetectors are selected. Controlling the resonator length control means so that the difference between the light intensities detected by the above becomes zero, and when the laser light generated by the laser light source is selected by the selecting means, the difference in the detected light intensities is obtained. Is controlled so that the wavelength of the laser light source becomes zero.
【００１４】請求項６に係る発明は、請求項１から３い
ずれかに記載の波長可変光フィルタのターゲット波長を
前記共振器長制御手段により設定し、前記波長可変光フ
ィルタにレーザ光源が発生するレーザ光を入力し、前記
波長可変光フィルタが出力する２つの透過光の強度差が
０となるように前記レーザ光源の波長を制御することを
特徴とするレーザ波長安定化方法である。According to a sixth aspect of the present invention, a target wavelength of the tunable optical filter according to any one of the first to third aspects is set by the resonator length control means, and a laser light source is generated in the tunable optical filter. A method of stabilizing a laser wavelength, comprising inputting a laser beam and controlling a wavelength of the laser light source such that an intensity difference between two transmitted lights output from the wavelength variable optical filter becomes zero.
【００１５】請求項７に係る発明は、請求項６に記載の
レーザ波長安定化方法において、前記レーザ光源とは別
の絶対波長安定化レーザ光源が発生するレーザ光を前記
波長可変光フィルタに入力し、このときに前記波長可変
光フィルタが出力する２つの透過光の強度差が０となる
ように、前記共振器長制御手段により前記ターゲット波
長を設定することを特徴とする。According to a seventh aspect of the present invention, in the laser wavelength stabilizing method according to the sixth aspect, a laser beam generated by an absolute wavelength stabilized laser light source different from the laser light source is input to the tunable optical filter. At this time, the target wavelength is set by the resonator length control means so that the intensity difference between the two transmitted lights output from the wavelength variable optical filter becomes zero.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５及び図８を参照
して、本発明を説明する。図１は本発明の第１の実施の
形態を示す。図２は本発明の第２の実施の形態を示し、
図３は回転角度により共振器長が変化する様子を示し、
図４は角度調整手段の一例を示す。図５は本発明の第３
の実施の形態を示す。図８は２つのファブリペロー共振
器の透過曲線（透過波長スペクトル）の典型例を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention,
FIG. 3 shows how the resonator length changes according to the rotation angle.
FIG. 4 shows an example of the angle adjusting means. FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention.
An embodiment will be described. FIG. 8 shows a typical example of a transmission curve (transmission wavelength spectrum) of two Fabry-Perot resonators.
【００１７】［発明の原理」まず、図８を参照して本発
明の原理を説明する。図８に示す典型例では、２つのフ
ァブリペロー共振器は、下記の条件(1) 〜(2) を満たす
ように、それぞれの共振器長の差が調整されている。図
８において、曲線１は１つのファブリペロー共振器の透
過曲線であり、波長λ1 はその透過中心波長である。曲
線２はもう１つのファブリペロー共振器の透過曲線であ
り、波長λ2 はその透過中心波長である。また、波長λ
0 は２つの透過中心波長λ1 、λ2 から等しく離れた中
間の波長である。 (1) ２つの透過中心波長λ1 、λ2 は互いに異なる。 (2) ２つの透過中心波長λ1 、λ2 から等しく離れた中
間の波長λ0 で、互いの透過率は０．１から０．９の範
囲の１点で互いに等しい。この中間の波長λ0 がターゲ
ット波長とされる。[Principle of the Invention] First, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. In the typical example shown in FIG. 8, the difference between the two Fabry-Perot resonators is adjusted so as to satisfy the following conditions (1) and (2). In FIG. 8, curve 1 is a transmission curve of one Fabry-Perot resonator, and wavelength λ 1 is its transmission center wavelength. Curve 2 is the transmission curve of another Fabry-Perot resonator, and wavelength λ 2 is its transmission center wavelength. Also, the wavelength λ
0 is an intermediate wavelength equally spaced from the two transmission center wavelengths λ 1 and λ 2 . (1) The two transmission center wavelengths λ 1 and λ 2 are different from each other. (2) At an intermediate wavelength λ 0, which is equally distant from the two transmission center wavelengths λ 1 and λ 2 , the mutual transmittances are equal at one point in the range of 0.1 to 0.9. The intermediate wavelength λ 0 is the target wavelength.
【００１８】このように共振器長の差が調整された２つ
のファブリペロー共振器に、安定化しようとするレーザ
光源からのレーザ光を光分岐手段により２分岐して、１
つずつ入射する。The laser light from the laser light source to be stabilized is split into two by a light splitting means into the two Fabry-Perot resonators whose difference in the resonator length is adjusted.
One by one.
【００１９】レーザ波長がターゲット波長λ0 に一致し
ている場合は、入射光に対する２つのファブリペロー共
振器の透過率はそれぞれ、ゼロ基準α0 で示す透過率に
等しい。従って、２つのファブリペロー共振器を透過し
たレーザ光の強度を各々光検出器で測定し、検出した光
強度の誤差信号を差動増幅器等で求めれば、誤差信号は
０となる。When the laser wavelength coincides with the target wavelength λ 0 , the transmittance of the two Fabry-Perot resonators for the incident light is respectively equal to the transmittance indicated by the zero reference α 0 . Therefore, if the intensity of the laser light transmitted through the two Fabry-Perot resonators is measured by a photodetector and an error signal of the detected light intensity is obtained by a differential amplifier or the like, the error signal becomes zero.
【００２０】一方、レーザ波長がターゲット波長λ0 か
ら偏移している場合は、誤差信号は波長偏移（ターゲッ
ト波長λ0 からのレーザ波長の偏移）の方向と量を反映
したものであり、一般には、誤差信号は波長偏移に対し
てＳ字状の誤差曲線を描く。この誤差曲線は、安定化し
ようとするレーザ光源の光出力強度の高低にかかわら
ず、ターゲット波長λ0 で原点（誤差信号がゼロの点）
を通過する。従って、レーザ光源の波長をターゲット波
長λ0 近傍で変化させたときに光出力強度が緩やかに変
動するのにとどまれば、誤差信号を適当なループフィル
タを通過させて増幅した後、レーザ光源の波長制御部に
負帰還させることにより、レーザ波長をターゲット波長
λ0 にロックすることが可能となる。On the other hand, when the laser wavelength deviates from the target wavelength λ 0 , the error signal reflects the direction and amount of the wavelength deviation (deviation of the laser wavelength from the target wavelength λ 0 ). Generally, the error signal draws an S-shaped error curve with respect to the wavelength shift. This error curve has the origin (the point where the error signal is zero) at the target wavelength λ 0 irrespective of the level of the light output intensity of the laser light source to be stabilized.
Pass through. Therefore, if the light output intensity fluctuates only slowly when the wavelength of the laser light source is changed near the target wavelength λ 0 , the error signal is amplified by passing through an appropriate loop filter, By performing negative feedback to the control unit, the laser wavelength can be locked at the target wavelength λ 0 .
【００２１】即ち、レーザ光源の光出力強度が多少変動
しても、この変動は誤差信号を求める際に相殺されるか
ら、光出力強度の変動に影響されず、精密に波長偏移を
検出でき、精度良くレーザ波長を安定化することができ
る。That is, even if the light output intensity of the laser light source slightly fluctuates, this fluctuation is canceled when the error signal is obtained, so that the wavelength shift can be accurately detected without being affected by the fluctuation of the light output intensity. The laser wavelength can be stabilized with high accuracy.
【００２２】更に、上記の負帰還ループの引き込み範囲
は、２つのファブリペロー共振器の透過曲線１、２の形
状に依存するものの、半値全幅程度に渡り、従来よりも
広い。また、この範囲では、引き込むレーザ波長は唯一
であり、従来のようなターゲット波長近くの別の波長λ
0 ’に起因する不安定な挙動を示すことがないから、透
過曲線１、２の帯域幅が狭くても、また、波長変化が速
くても、安定な波長ロックを実現することができる。Further, the pull-in range of the negative feedback loop depends on the shape of the transmission curves 1 and 2 of the two Fabry-Perot resonators, but is wider than the conventional one over the full width at half maximum. Also, in this range, the only laser wavelength to be pulled in is another wavelength λ near the target wavelength as in the related art.
Since there is no unstable behavior due to 0 ′, stable wavelength locking can be realized even if the bandwidth of the transmission curves 1 and 2 is narrow and the wavelength changes quickly.
【００２３】以上を要するに、「入力光を少なくとも２
分岐する分岐手段と、透過中心波長が互いに異なり、該
２つの透過中心波長から等しく離れたターゲット波長で
の透過率が互いに等しくなるように共振器長の差が調整
され、かつ、前記分岐手段により分岐された２つの光が
１つずつ入射される２つのファブリペロー共振器とを有
する」という構成の光フィルタを用いることにより、レ
ーザ光源の光出力強度の変動に影響されずに、ターゲッ
ト波長に対する波長偏移を精密に検出でき、従って、精
度良くレーザ波長を安定化できる。また、２つのファブ
リペロー共振器の透過曲線の帯域幅を狭くしたり、波長
偏移を速くても、安定な波長ロックを実現できる。In short, "the input light is at least 2
The branching means for branching and the transmission center wavelengths are different from each other, and the difference in the resonator length is adjusted so that the transmittances at target wavelengths that are equally separated from the two transmission center wavelengths are equal to each other. And two Fabry-Perot resonators into which two branched light beams are incident one by one. " The wavelength shift can be accurately detected, and therefore, the laser wavelength can be stabilized with high accuracy. Further, even if the bandwidth of the transmission curve of the two Fabry-Perot resonators is narrowed or the wavelength shift is fast, stable wavelength locking can be realized.
【００２４】また、このような光フィルタに、２つのフ
ァブリペロー共振器の共振器長を同時に制御する共振器
長制御手段を追加することにより、ターゲット波長が可
変となるので、波長可変光フィルタが得られる。波長可
変光フィルタの場合は、ターゲット波長を可変設定する
ことにより、レーザ波長を可変範囲で任意の波長にロッ
クできる。Further, by adding a resonator length control means for simultaneously controlling the resonator lengths of the two Fabry-Perot resonators to such an optical filter, the target wavelength becomes variable. can get. In the case of a wavelength variable optical filter, the laser wavelength can be locked to an arbitrary wavelength within a variable range by variably setting the target wavelength.
【００２５】ここで、２つのファブリペロー共振器のタ
ーゲット波長（中間の波長）λ0 での透過率について述
べる。ターゲット波長λ0 での透過率は、ターゲット波
長での透過率は０．１から０．９の範囲の値であれば良
い。好ましくは、例えば０．３から０．７の範囲の値、
より好ましくは０．４から０．６の範囲の値を挙げるこ
とができ、１点のみ挙げるならば、例えば０．５とすれ
ば良い。なお、ターゲット波長λ0 での透過率が０に近
ほど、負帰還ループの引き込み範囲が広くなり、０に近
過ぎると、ターゲット波長前後で誤差信号の変化が少な
くなる。Here, the transmittance of the two Fabry-Perot resonators at the target wavelength (intermediate wavelength) λ 0 will be described. The transmittance at the target wavelength λ 0 may be any value as long as the transmittance at the target wavelength is in the range of 0.1 to 0.9. Preferably, for example, a value in the range of 0.3 to 0.7,
More preferably, a value in the range of 0.4 to 0.6 can be cited. If only one point is cited, for example, 0.5 may be set. Note that, as the transmittance at the target wavelength λ 0 approaches 0 , the pull-in range of the negative feedback loop increases, and when the transmittance is too close to 0, the change of the error signal around the target wavelength decreases.
【００２６】［第１の実施の形態］図１を参照して、第
１の実施の形態として、波長可変光フィルタを説明す
る。図１において、３は分岐比が５０対５０の方向性結
合器、４と５は入射光用ファイバコリメータ、６は回転
ステージ、７は平行平面基板、８と９は高反射率層、１
０と１１は透過光用ファイバコリメータ、１２と１３は
光ファイバ、１４は波長可変光フィルタである。平行平
面基板７は段差７ａが付いたものであり、その表裏両面
に、高反射率層８、９を備えている。回転ステージ６は
それのモータ６ａにより回転軸周りに回転する。モータ
６ａとしては、例えばステッピングモータや超音波モー
タが利用可能である。[First Embodiment] A tunable optical filter will be described as a first embodiment with reference to FIG. In FIG. 1, 3 is a directional coupler having a branching ratio of 50 to 50, 4 and 5 are fiber collimators for incident light, 6 is a rotary stage, 7 is a parallel plane substrate, 8 and 9 are high-reflectivity layers, 1
Numerals 0 and 11 are transmitted light fiber collimators, 12 and 13 are optical fibers, and 14 is a wavelength variable optical filter. The parallel flat substrate 7 is provided with a step 7a, and has high reflectivity layers 8 and 9 on both front and back surfaces. The rotation stage 6 is rotated around a rotation axis by its motor 6a. As the motor 6a, for example, a stepping motor or an ultrasonic motor can be used.
【００２７】本例の波長可変光フィルタ１４は、表裏に
高反射率層８、９を持つ段差７ａ付きの平行平面基板７
を、２つのファブリペロー共振器として有している。こ
の場合、平行平面基板７上に段差７ａによって設けられ
た２つの領域が、２つのファブリペロー共振器に相当す
る。また、段差７ａの量が、平行平面基板７上の２つの
領域（２つのファブリペロー共振器）の共振器長の差と
なり、透過中心波長のずれに対応する。The tunable optical filter 14 of this embodiment is a parallel flat substrate 7 having a step 7a having high reflectivity layers 8 and 9 on the front and back.
As two Fabry-Perot resonators. In this case, two regions provided by the step 7a on the parallel plane substrate 7 correspond to two Fabry-Perot resonators. Further, the amount of the step 7a is a difference between the resonator lengths of the two regions (two Fabry-Perot resonators) on the parallel plane substrate 7, and corresponds to a shift of the transmission center wavelength.
【００２８】このような２つのファブリペロー共振器
（表裏に高反射率層８、９を持つ平行平面基板７上の段
差７ａで区画される２つの領域）は、段差７ａの量と共
振器のＱ値との条件合わせにより、透過中心波長が互い
に異なり、かつ、２つの透過中心波長から等しく離れた
ターゲット波長（中間の波長）での透過率が０．１〜
０．９の範囲で互いに等しくなるように、共振器長の差
が調整されている。The two Fabry-Perot resonators (two regions partitioned by the step 7a on the parallel flat substrate 7 having the high-reflectance layers 8 and 9 on the front and back) correspond to the amount of the step 7a and the resonator. By adjusting the condition with the Q value, the transmittance at the target wavelength (intermediate wavelength) whose transmission center wavelengths are different from each other and are equally separated from the two transmission center wavelengths is 0.1 to 0.1%.
The difference in resonator length is adjusted so that they are equal to each other in the range of 0.9.
【００２９】波長可変光フィルタ１４は、また、方向性
結合器３を分岐手段として有しており、この方向性結合
器３は入力光を２分岐し、分岐した２つの光を１つず
つ、上述した２つのファブリペロー共振器（表裏に高反
射率層８、９を持つ段差７ａ付きの平行平面基板７の２
つの領域）に入射する。本例では、方向性結合器３で分
岐された２つの光をそれぞれファイバコリメータ４、５
を介して平行ビームに変換し、得られたコリメート光４
ａ、５ａを上述した２つのファブリペロー共振器に入射
することとしている。The tunable optical filter 14 also has a directional coupler 3 as a branching unit. The directional coupler 3 splits the input light into two, and splits the two split lights one by one. The above-mentioned two Fabry-Perot resonators (the two parallel flat substrates 7 having the steps 7a having the high reflectivity layers 8 and 9 on the front and back sides thereof).
Area). In this example, the two lights branched by the directional coupler 3 are respectively separated by the fiber collimators 4 and 5.
The collimated light 4 is converted into a parallel beam through
a and 5a are incident on the two Fabry-Perot resonators described above.
【００３０】波長可変光フィルタ１４は、また、回転ス
テージ６を共振器長制御手段として有しており、表裏に
高反射率層８、９を持つ段差７ａ付きの平行平面基板７
は回転ステージ６上に縦に配置されている。この回転ス
テージ６が回転軸回りに回転することにより、２つの光
の入射方向に沿う高反射率層８、９間の距離が回転角度
に応じて同時に変化するので、入射された２つの光の透
過場所での共振器長が同時に変化し、従って、それぞれ
の透過中心波長が同時に変化する。平行平面基板７の上
記２つの領域（２つのファブリペロー共振器）の各透過
光がフィルタ出力である。本例では、２つの透過光をそ
れぞれファイバコリメータ１０、１１を介して平行ビー
ムに変換し、得られたコリメート光を光ファイバ１２、
１３を介して出力することとしている。The wavelength tunable optical filter 14 also has a rotary stage 6 as a resonator length control means, and a parallel flat substrate 7 having a step 7a having high reflectance layers 8 and 9 on the front and back.
Are arranged vertically on the rotary stage 6. When the rotary stage 6 rotates about the rotation axis, the distance between the high reflectance layers 8 and 9 along the two light incident directions changes simultaneously according to the rotation angle. The length of the resonator at the transmission location changes simultaneously, and therefore the respective transmission center wavelengths change simultaneously. Each transmitted light of the two regions (two Fabry-Perot resonators) of the parallel plane substrate 7 is a filter output. In this example, the two transmitted lights are converted into parallel beams via fiber collimators 10 and 11, respectively, and the obtained collimated light is converted into an optical fiber 12,
13 to be output.
【００３１】ここで、平行平面基板７の表裏の反射層は
基本的には限定されないが、反射率を高くするために多
層膜からなる高反射率層８、９を用いている。本例では
高反射率層８、９を、それぞれ屈折率が異なる２種類の
４分の１波長の誘電体膜を交互に積層して構成してあ
る。外側の２つの層は同じ屈折率を持つように配置して
あり、このため、各高反射率層８、９とも全層数は奇数
となる。Here, the reflection layers on the front and back of the parallel plane substrate 7 are not basically limited, but high reflectance layers 8 and 9 made of a multilayer film are used to increase the reflectance. In this example, the high reflectivity layers 8 and 9 are formed by alternately stacking two types of quarter-wavelength dielectric films having different refractive indexes. The two outer layers are arranged so as to have the same refractive index, so that the total number of layers in each of the high reflectivity layers 8 and 9 is odd.
【００３２】一方、透過スペクトル（透過曲線）の形状
は、上述した２つのファブリペロー共振器（平行平面基
板７の２つの領域）の共振器長とは無関係に、共振器の
Ｑ値に依存する。従って、Ｑ値に応じた段差７ａの量、
または、段差７ａの量に応じたＱ値のいずれかの条件合
わせを行うことにより、ターゲット波長（２つの透過中
心波長から等しく離れた中間の波長）における互いの透
過率を０．１〜０．９の範囲で等しくすることができ
る。On the other hand, the shape of the transmission spectrum (transmission curve) depends on the Q value of the two Fabry-Perot resonators (two regions of the parallel plane substrate 7) irrespective of the resonator length. . Therefore, the amount of the step 7a according to the Q value,
Alternatively, by adjusting any condition of the Q value according to the amount of the step 7a, the mutual transmittance at the target wavelength (intermediate wavelength equally separated from the two transmission center wavelengths) is set to 0.1 to 0. It can be made equal in the range of 9.
【００３３】ファブリペロー共振器のＱ値は、高反射率
層８、９の反射率、即ち、高反射率層８、９を構成する
誘電体多層膜の総数に依存し、計算によって正確に予測
可能である。また、エッチング等、半導体プロセスにお
いて成熟した技術を用いれば、ナノメートルオーダーで
段差７ａの量を制御可能である。従って、ターゲット波
長における互いの透過率を０．１〜０．９の範囲で等し
くするように、Ｑ値に応じた段差７ａの量、または、段
差７ａの量に応じたＱ値のいずれかの条件を満たすよう
に、２つのファブリペロー共振器（平行平面基板７の２
つの領域）を設計し、作成することが可能である。The Q value of the Fabry-Perot resonator depends on the reflectivity of the high reflectivity layers 8 and 9, that is, the total number of dielectric multilayer films constituting the high reflectivity layers 8 and 9 and is accurately predicted by calculation. It is possible. Also, if a technology mature in a semiconductor process such as etching is used, the amount of the step 7a can be controlled on the order of nanometers. Therefore, either the amount of the step 7a according to the Q value or the Q value according to the amount of the step 7a so that the transmittances at the target wavelength are equal in the range of 0.1 to 0.9. In order to satisfy the condition, two Fabry-Perot resonators (2
Three areas) can be designed and created.
【００３４】レーザ光源の波長を安定化するには、波長
可変光フィルタ１４のターゲット波長を回転ステージ６
の回転により予め設定し、波長可変光フィルタ１４にレ
ーザ光源が発生するレーザ光を入力し、波長可変光フィ
ルタ１４が出力する２つの透過光の強度差が０となるよ
うにレーザ光源の波長制御部に負帰還をかけて波長を制
御することで実現できる。従って、波長可変光フィルタ
１４と、それの方向性結合器３にレーザ光を入力するレ
ーザ光源を組合せ、波長可変光フィルタ１４の２つの透
過光の強度を光検出器で独立に検出し、検出された光強
度の差が０となるようにレーザ光源の波長を制御するよ
うに構成することにより、波長が安定化したレーザ装置
が得られる。To stabilize the wavelength of the laser light source, the target wavelength of the wavelength tunable optical
The laser light generated by the laser light source is input to the wavelength tunable optical filter 14, and the wavelength control of the laser light source is performed so that the intensity difference between the two transmitted lights output from the wavelength tunable optical filter 14 becomes zero. This can be realized by controlling the wavelength by applying negative feedback to the section. Therefore, the tunable optical filter 14 is combined with a laser light source for inputting laser light to the directional coupler 3 thereof, and the intensities of the two transmitted lights of the tunable optical filter 14 are independently detected by the photodetector. By controlling the wavelength of the laser light source such that the difference between the obtained light intensities becomes zero, a laser device having a stabilized wavelength can be obtained.
【００３５】また、レーザ波長の安定化に際し、安定化
対象のレーザ光源とは別の絶対波長安定化レーザ光源を
用意し、絶対波長安定化レーザ光源が発生するレーザ光
を波長可変光フィルタ１４に入力し、このときに波長可
変光フィルタ１４が出力する２つの透過光の強度差が０
となるように、モータ６ａの回転駆動でターゲット波長
を設定することにより、レーザ波長が極めて安定化す
る。従って、波長可変光フィルタ１４と、それの方向性
結合器３にレーザ光を入力するレーザ光源、これとは別
の絶対波長安定化レーザ光源を組合せ、絶対波長安定化
レーザ光源が発生するレーザ光及びレーザ光源が発生す
るレーザ光のうち任意の一方を選択手段で選択して方向
性結合器３に入力し、絶対波長安定化レーザ光源が発生
するレーザ光を選択した場合に光検出器で独立に検出し
た２つの透過光の強度の差が０となるようにモータ６ａ
を制御し、レーザ光源が発生するレーザ光を選択した場
合に検出した光強度の差が０となるようにレーザ光源の
波長を制御するように構成することにより、波長が極め
て安定化したレーザ装置が得られる。When stabilizing the laser wavelength, an absolute wavelength stabilized laser light source different from the laser light source to be stabilized is prepared, and the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source is supplied to the wavelength tunable optical filter 14. And the intensity difference between the two transmitted lights output from the wavelength tunable optical filter 14 at this time is zero.
By setting the target wavelength by rotating the motor 6a such that the laser wavelength becomes extremely stable, the laser wavelength is extremely stabilized. Therefore, the wavelength tunable optical filter 14, the laser light source for inputting the laser light to the directional coupler 3 thereof, and another absolute wavelength stabilized laser light source other than this are combined to generate the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source. And any one of the laser beams generated by the laser light source is selected by the selection means and input to the directional coupler 3, and when the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source is selected, the laser detector becomes independent. Motor 6a so that the difference between the intensities of the two transmitted lights detected at
Is controlled by controlling the wavelength of the laser light source so that the difference in light intensity detected when the laser light generated by the laser light source is selected becomes zero, thereby making the laser device extremely stabilized in wavelength. Is obtained.
【００３６】［第２の実施の形態］図２、図３、図４を
参照して、第２の実施の形態として、別の波長可変光フ
ィルタを説明する。図２において、３は方向性結合器、
４と５は入射光用ファイバコリメータ、８と９は高反射
率層、１０と１１は透過光用ファイバコリメータ、１２
と１３は光ファイバ、１５はウェッジ形円板、１６は波
長可変光フィルタ、２４はモータである。ウェッジ形円
板１５は、その表裏両面に、高反射率層８、９を備えて
いる。モータ２４はウェッジ形円板１５をその軸の周り
に回転駆動する。モータ２４としては、例えばステッピ
ングモータや超音波モータが利用可能である。[Second Embodiment] Another tunable optical filter will be described as a second embodiment with reference to FIGS. In FIG. 2, 3 is a directional coupler,
4 and 5 are fiber collimators for incident light, 8 and 9 are high reflectivity layers, 10 and 11 are fiber collimators for transmitted light, 12
And 13 are optical fibers, 15 is a wedge-shaped disk, 16 is a tunable optical filter, and 24 is a motor. The wedge-shaped disk 15 has high reflectivity layers 8 and 9 on both front and back surfaces. The motor 24 drives the wedge-shaped disk 15 to rotate around its axis. As the motor 24, for example, a stepping motor or an ultrasonic motor can be used.
【００３７】本例の波長可変光フィルタ１６は、表裏に
高反射率層８、９を持つウェッジ形円板１５を、２つの
ファブリペロー共振器として有している。ウェッジ形円
板１５自体は、その板厚が円周方向に沿って線形に変化
する円形の基板である。本例では、ウェッジ形円板１５
の板厚は半径方向には一様なものとしている。The tunable optical filter 16 of this embodiment has a wedge-shaped disk 15 having high reflectivity layers 8 and 9 on the front and back as two Fabry-Perot resonators. The wedge-shaped disk 15 itself is a circular substrate whose thickness changes linearly along the circumferential direction. In this example, the wedge-shaped disk 15
Is uniform in the radial direction.
【００３８】この場合、表裏に高反射率層８、９を持つ
ウェッジ形円板１５上の、円周方向に離れた２つの点
が、２つのファブリペロー共振器に相当する。また、こ
れら円周方向の２点での板厚の差が、当該２点（２つの
ファブリペロー共振器）の共振器長の差となり、透過中
心波長のずれに対応する。In this case, two points separated in the circumferential direction on the wedge-shaped disk 15 having the high reflectance layers 8 and 9 on the front and back correspond to two Fabry-Perot resonators. Further, the difference between the plate thicknesses at these two points in the circumferential direction becomes the difference between the resonator lengths of the two points (two Fabry-Perot resonators), and corresponds to the shift of the transmission center wavelength.
【００３９】このようなウェッジ形円板１５の２点（２
つのファブリペロー共振器）は、板厚差と共振器のＱ値
との条件合わせにより、透過中心波長が互いに異なり、
かつ、２つの透過中心波長から等しく離れたターゲット
波長（中間の波長）での透過率が０．１〜０．９の範囲
で互いに等しくなるように、共振器長の差が調整され
る。The wedge-shaped disk 15 has two points (2
Two Fabry-Perot resonators) have different transmission center wavelengths depending on the condition of the plate thickness difference and the Q value of the resonator.
In addition, the difference between the resonator lengths is adjusted such that the transmittances at target wavelengths (intermediate wavelengths) that are equally separated from the two transmission center wavelengths are equal to each other in the range of 0.1 to 0.9.
【００４０】波長可変光フィルタ１６は、また、方向性
結合器３を分岐手段として有しており、この方向性結合
器３は入力光を２分岐し、分岐した２つの光を１つず
つ、上述した２つのファブリペロー共振器（表裏に高反
射率層８、９を持つウェッジ形円板１５の２点）に入射
する。本例では、方向性結合器３で分岐された２つの光
をそれぞれファイバコリメータ４、５を介して平行ビー
ムに変換し、得られたコリメート光４ａ、５ａを上述し
た２つのファブリペロー共振器に入射することとしてい
る。The tunable optical filter 16 also has the directional coupler 3 as a branching means. The directional coupler 3 divides the input light into two, and separates the two branched lights one by one. The light is incident on the two Fabry-Perot resonators described above (two points on the wedge-shaped disk 15 having the high reflectance layers 8 and 9 on the front and back). In this example, the two lights branched by the directional coupler 3 are converted into parallel beams via the fiber collimators 4 and 5, respectively, and the obtained collimated lights 4a and 5a are converted into the two Fabry-Perot resonators described above. It is to be incident.
【００４１】波長可変光フィルタ１６は、また、モータ
２４を共振器長制御手段として有しており、モータ２４
は表裏に高反射率層８、９を持つウェッジ形円板１５を
ディスク回転軸回りに回転する。これにより、図３に示
すように、２つの光の入射方向に沿う高反射率層８、９
間の距離が、ディスク回転軸回りの角度Ψに比例して同
時に変化するので、入射された２つの光の透過場所（表
裏に高反射率層８、９を持つウェッジ形円板１５の２
点）での共振器長が同時に変化でき、従って、それぞれ
の透過中心波長が同時に変化する。ウェッジ形円板１５
の上記２点（２つのファブリペロー共振器）の各透過光
がフィルタ出力である。本例では、２つの透過光をそれ
ぞれファイバコリメータ１０、１１を介して平行ビーム
に変換し、得られたコリメート光を光ファイバ１２、１
３を介して出力することとしている。The tunable optical filter 16 also has a motor 24 as resonator length control means.
Rotates a wedge-shaped disk 15 having high reflectivity layers 8 and 9 on the front and rear sides around a disk rotation axis. Thereby, as shown in FIG. 3, the high reflectivity layers 8 and 9 along the two light incident directions.
Since the distance between them changes simultaneously in proportion to the angle Ψ about the axis of rotation of the disk, the two incident light transmission locations (the two wedge-shaped disks 15 having the high-reflectance layers 8 and 9 on the front and back sides) are formed.
The cavity length at point () can be changed at the same time, so that the respective transmission center wavelengths are changed at the same time. Wedge shaped disk 15
Each transmitted light of the above two points (two Fabry-Perot resonators) is a filter output. In this example, the two transmitted lights are converted into parallel beams via fiber collimators 10 and 11, respectively, and the obtained collimated light is converted into optical fibers 12, 1
3 is output.
【００４２】ここで、ウェッジ形円板１５の表裏の高反
射率層８、９は、第１の実施の形態と同様の誘電体の多
層膜からなっている。Here, the high reflectance layers 8 and 9 on the front and back of the wedge-shaped disk 15 are formed of the same dielectric multilayer film as in the first embodiment.
【００４３】また、透過スペクトル（透過曲線）の形状
は、上述した２つのファブリペロー共振器（ウェッジ形
円板１５の２つの点）の共振器長とは無関係に、共振器
のＱ値に依存する。従って、Ｑ値に応じたウェッジ形円
板１５の２つの点での板厚差、または、ウェッジ形円板
１５の２つの点での板厚差に応じたＱ値のいずれかの条
件合わせを行うことにより、ターゲット波長（２つの透
過中心波長から等しく離れた中間の波長）における互い
の透過率を０．１〜０．９の範囲で等しくすることがで
きる。The shape of the transmission spectrum (transmission curve) depends on the Q value of the two Fabry-Perot resonators (two points on the wedge-shaped disk 15), regardless of the resonator length. I do. Therefore, either the thickness difference at two points of the wedge-shaped disk 15 according to the Q value or the Q value according to the thickness difference at two points of the wedge-shaped disk 15 is adjusted. By doing so, the mutual transmittances at the target wavelength (intermediate wavelengths equally spaced from the two transmission center wavelengths) can be made equal within the range of 0.1 to 0.9.
【００４４】ファブリペロー共振器のＱ値は、前述のよ
うに、高反射率層８、９の反射率、即ち、高反射率層
８、９を構成する誘電体多層膜の総数に依存し、計算に
よって正確に予測可能である。また、エッチング等、半
導体プロセスにおいて成熟した技術を用いれば、ウェッ
ジ形円板１５の円周方向に沿う板厚の線形変化量をナノ
メートルオーダーで制御可能である。As described above, the Q value of the Fabry-Perot resonator depends on the reflectivity of the high reflectivity layers 8 and 9, that is, the total number of the dielectric multilayer films constituting the high reflectivity layers 8 and 9. It can be accurately predicted by calculation. In addition, if a technique mature in a semiconductor process such as etching is used, the linear change in the thickness of the wedge-shaped disk 15 along the circumferential direction can be controlled on the order of nanometers.
【００４５】従って、第１の実施の形態と同様、ターゲ
ット波長における互いの透過率を０．１〜０．９の範囲
で等しくするように、Ｑ値に応じたウェッジ形円板１５
の２つの点での板厚差、または、ウェッジ形円板１５の
２つの点での板厚差に応じたＱ値のいずれかの条件を満
たすように、２つのファブリペロー共振器（ウェッジ形
円板１５の２つの点）を設計し、作成することは可能で
ある。Therefore, similarly to the first embodiment, the wedge-shaped disk 15 corresponding to the Q value is set so that the transmittances at the target wavelength are equal within the range of 0.1 to 0.9.
The two Fabry-Perot resonators (wedge-shaped disks 15) satisfy either of the following two conditions: the thickness difference at the two points, or the Q value corresponding to the thickness difference between the two points of the wedge-shaped disk 15. It is possible to design and create the two points of the disk 15).
【００４６】本例では、図３に示すように、２つの光４
ａ、５ａがウェッジ形円板１５を透過する場所（位置）
がなす角度ΔΨによってウェッジ形円板１５の２つの点
での板厚差、即ち共振器長差が変化することに着目し、
この角度ΔΨを調整することにより、２つのファブリペ
ロー共振器の互いの透過率を０．１〜０．９の範囲で等
しくなるようにしている。図４に角度ΔΨの調整手段の
一例を示す。In this example, as shown in FIG.
a (location) where a and 5a penetrate the wedge-shaped disk 15
Paying attention to the fact that the thickness difference at two points of the wedge-shaped disk 15, that is, the resonator length difference changes depending on the angle ΔΨ formed by
By adjusting the angle ΔΨ, the two Fabry-Perot resonators have the same transmittance in the range of 0.1 to 0.9. FIG. 4 shows an example of the means for adjusting the angle ΔΨ.
【００４７】図４において、１７と１９はコリメートビ
ーム系の取付具、１８はモータである。取付具１７はフ
ァイバコリメータ４を取り付けるものであり、その位置
は固定している。取付具１９はファイバコリメータ５を
取り付けるものであり、その位置はウェッジ形円板１５
のディスク面と平行な面内に回転可能である。モータ１
８は位置可変の取付具１９を回転駆動する。モータ１８
の回転により角度ΔΨが調整される。このようなモータ
１８としては、例えばステッピングモータや超音波モー
タが利用可能である。図４中の４ａと５ａはウェッジ形
円板１５に入射される２つの光であるが、これらの位置
は角度ΔΨの調整時のビームの透過位置を示している。
前述のように、表裏に高反射率層８、９を有するウェッ
ジ形円板１５は円周方向には線形の透過波長の変化特性
を有しているが、半径方向には一様である。このため、
調整時のビーム透過位置が角度ΔΨとともに変化して
も、実効的に上記２つのファブリペロー共振器の共振器
長の差を変えることができる。In FIG. 4, reference numerals 17 and 19 denote collimating beam-based fixtures, and reference numeral 18 denotes a motor. The attachment 17 is for attaching the fiber collimator 4 and its position is fixed. The fixture 19 is for attaching the fiber collimator 5 and its position is the wedge-shaped disc 15.
Can be rotated in a plane parallel to the disk surface. Motor 1
Numeral 8 drives the mounting fixture 19 whose position is variable. Motor 18
The angle ΔΨ is adjusted by the rotation of. As such a motor 18, for example, a stepping motor or an ultrasonic motor can be used. In FIG. 4, 4a and 5a are two lights incident on the wedge-shaped disk 15, and these positions indicate the transmission positions of the beam when the angle ΔΨ is adjusted.
As described above, the wedge-shaped disk 15 having the high-reflectance layers 8 and 9 on the front and back sides has a linear transmission wavelength change characteristic in the circumferential direction, but is uniform in the radial direction. For this reason,
Even if the beam transmission position at the time of adjustment changes with the angle ΔΨ, the difference between the resonator lengths of the two Fabry-Perot resonators can be effectively changed.
【００４８】レーザ光源の波長を安定化するには、上記
角度調整手段を有する波長可変光フィルタ１６全体をモ
ータ２４で回転駆動して、２つのファブリペロー共振器
の透過中心波長を一括制御することにより、ターゲット
波長を予め設定し、波長可変光フィルタ１６にレーザ光
源が発生するレーザ光を入力し、波長可変光フィルタ１
６が出力する２つの透過光の強度差が０となるようにレ
ーザ光源の波長制御部に負帰還をかけて波長を制御する
ことで実現できる。従って、波長可変光フィルタ１６
と、それの方向性結合器３にレーザ光を入力するレーザ
光源を組合せ、波長可変光フィルタ１６の２つの透過光
の強度を光検出器で独立に検出し、検出された光強度の
差が０となるようにレーザ光源の波長を制御するように
構成することにより、波長が安定化したレーザ装置が得
られる。To stabilize the wavelength of the laser light source, the entire wavelength tunable optical filter 16 having the angle adjusting means is driven to rotate by a motor 24 to control the transmission center wavelengths of the two Fabry-Perot resonators collectively. , The target wavelength is set in advance, the laser light generated by the laser light source is input to the tunable optical filter 16, and the tunable optical filter 1
This can be realized by applying negative feedback to the wavelength control unit of the laser light source to control the wavelength so that the difference in intensity between the two transmitted lights output from 6 becomes zero. Therefore, the wavelength tunable optical filter 16
And a laser light source for inputting laser light to the directional coupler 3 thereof, and independently detect the intensities of the two transmitted lights of the wavelength tunable optical filter 16 with a photodetector, and determine the difference between the detected light intensities. By controlling the wavelength of the laser light source to be 0, a laser device having a stabilized wavelength can be obtained.
【００４９】また、レーザ波長の安定化に際し、安定化
対象のレーザ光源とは別の絶対波長安定化レーザ光源を
用意し、絶対波長安定化レーザ光源が発生するレーザ光
を波長可変光フィルタ１６に入力し、このときに波長可
変光フィルタ１６が出力する２つの透過光の強度差が０
となるように、モータ２４の回転駆動でターゲット波長
を設定することにより、レーザ波長が極めて安定化す
る。従って、波長可変光フィルタ１６と、それの方向性
結合器３にレーザ光を入力するレーザ光源、これとは別
の絶対波長安定化レーザ光源を組合せ、絶対波長安定化
レーザ光源が発生するレーザ光及びレーザ光源が発生す
るレーザ光のうち任意の一方を選択手段で選択して方向
性結合器３に入力し、絶対波長安定化レーザ光源が発生
するレーザ光を選択した場合に光検出器で独立に検出し
た２つの透過光の強度の差が０となるようにモータ２４
を制御し、レーザ光源が発生するレーザ光を選択した場
合に検出した光強度の差が０となるようにレーザ光源の
波長を制御するように構成することにより、波長が極め
て安定化したレーザ装置が得られる。When stabilizing the laser wavelength, an absolute wavelength stabilized laser light source different from the laser light source to be stabilized is prepared, and the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source is supplied to the wavelength tunable optical filter 16. And the intensity difference between the two transmitted lights output by the wavelength tunable optical filter 16 at this time is zero.
By setting the target wavelength by the rotational driving of the motor 24 so as to satisfy the above condition, the laser wavelength is extremely stabilized. Therefore, the wavelength tunable optical filter 16 is combined with a laser light source for inputting laser light to the directional coupler 3 thereof, and another absolute wavelength stabilized laser light source is combined with the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source. And any one of the laser beams generated by the laser light source is selected by the selection means and input to the directional coupler 3, and when the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source is selected, the laser detector becomes independent. Motor 24 so that the difference between the intensities of the two transmitted lights detected at
Is controlled by controlling the wavelength of the laser light source so that the difference in light intensity detected when the laser light generated by the laser light source is selected becomes zero, thereby making the laser device extremely stabilized in wavelength. Is obtained.
【００５０】［第２の実施の形態のバリエーション］上
述した第２の実施の形態では、表裏に高反射率層８、９
を持つ基板として、板厚が円周方向に沿って線形に変化
するウェッジ形円板１５を用いたが、ウェッジ形円板１
５の代わりに、板厚が直線方向に沿って線形に変化する
基板を用いることが可能である。この場合の共振器長制
御手段は、板厚の変化方向に沿って基板を移動させるも
の、つまり基板を並進させるものであれば良く、この並
進駆動により、方向性結合器３から入射された２つの光
の透過場所での共振器長が同時に制御できる。[Variation of Second Embodiment] In the second embodiment described above, the high reflectance layers 8 and 9
The wedge-shaped disk 15 whose thickness changes linearly along the circumferential direction is used as the substrate having
Instead of 5, it is possible to use a substrate whose thickness varies linearly along the linear direction. The resonator length control means in this case may be any means for moving the substrate along the direction of change in the thickness of the substrate, that is, for translating the substrate. Resonator lengths at two light transmission locations can be controlled simultaneously.
【００５１】［第３の実施の形態］次に、図５を参照し
て、第３の実施の形態として、第２の実施の形態で説明
した波長可変光フィルタ１６を用いたレーザ装置及びレ
ーザ波長安定化方法を説明する。図５において、３は方
向性結合器、４と５は入射光用ファイバコリメータ、１
０と１１は透過光用ファイバコリメータ、１６は図２〜
図４に示したウェッジ形円板を用いた波長可変光フィル
タ、２０は安定化対象のレーザ光源、２１は絶対波長安
定化レーザ光源、２２はハーフミラー、２３は１×２の
光スイッチ、２４を波長可変光フィルタ１６の共振器長
制御用モータ、２５はモータ２４の駆動回路、２６はロ
ータリーエンコーダ、２７はカウンタ、２８はと２９は
フォトダイオード等の光検出器、３０と３１は利得調整
回路、３２は差動増幅器、３３はアナログ／デジタル変
換器、３４はバス、３５は演算処理回路（ＣＰＵ）、３
６はメモリ、３７はインターフェイス、３８は位置指令
信号、３９は駆動信号、４０は位置検出信号、４１は位
置検出データ、４２は波長制御信号、４３は波長が安定
化されたレーザ光である。レーザ光源２０としては、波
長可変範囲の狭いもの、あるいは、波長可変範囲の広い
いわゆる波長可変レーザ光源、いずれも用いることがで
きる。インターフェイス３７は、外部との適宜な信号授
受に使用される。Third Embodiment Next, referring to FIG. 5, as a third embodiment, a laser device and a laser using the tunable optical filter 16 described in the second embodiment will be described. The wavelength stabilizing method will be described. In FIG. 5, 3 is a directional coupler, 4 and 5 are fiber collimators for incident light, 1
0 and 11 are transmitted light fiber collimators, and 16 is FIGS.
A wavelength tunable optical filter using the wedge-shaped disk shown in FIG. 4, 20 is a laser light source to be stabilized, 21 is an absolute wavelength stabilized laser light source, 22 is a half mirror, 23 is a 1 × 2 optical switch, 24 Is a motor for controlling the resonator length of the wavelength tunable optical filter 16, 25 is a drive circuit for the motor 24, 26 is a rotary encoder, 27 is a counter, 28 and 29 are photodetectors such as photodiodes, and 30 and 31 are gain adjustments. Circuit, 32 is a differential amplifier, 33 is an analog / digital converter, 34 is a bus, 35 is an arithmetic processing circuit (CPU), 3
6 is a memory, 37 is an interface, 38 is a position command signal, 39 is a drive signal, 40 is a position detection signal, 41 is position detection data, 42 is a wavelength control signal, and 43 is a laser beam whose wavelength is stabilized. As the laser light source 20, either a light source having a narrow wavelength variable range or a so-called wavelength variable laser light source having a wide wavelength variable range can be used. The interface 37 is used for appropriate signal exchange with the outside.
【００５２】絶対波長安定化レーザ光源２１は波長基準
として用いられるものである。このような絶対波長安定
化レーザ光源２１としては、アセチレンやＨＣＮなど
１．５５μｍ帯に吸収線を持つガスセルを用いた絶対波
長安定化ＤＦＢレーザが使用可能である。The absolute wavelength stabilized laser light source 21 is used as a wavelength reference. As such an absolute wavelength stabilized laser light source 21, an absolute wavelength stabilized DFB laser using a gas cell having an absorption line in the 1.55 μm band such as acetylene or HCN can be used.
【００５３】本例では、この絶対波長安定化レーザ光源
２１の波長をアンカーとして、２つのファブリペロー共
振器として機能する波長可変光フィルタ１６のＦＳＲ(f
reespectral range：例えば波長多重における１ｎｍの
波長間隔）毎にずれた波長で、レーザ光源２０のレーザ
波長をロックする。In the present embodiment, the FSR (f) of the wavelength tunable optical filter 16 functioning as two Fabry-Perot resonators is set with the wavelength of the absolute wavelength stabilized laser light source 21 as an anchor.
The laser wavelength of the laser light source 20 is locked at a wavelength shifted every reespectral range (for example, a wavelength interval of 1 nm in wavelength multiplexing).
【００５４】ここで、図５に示すレーザ装置は、基本的
には、波長可変光フィルタ１６と、レーザ光源２０と、
絶対波長安定化レーザ光源２１と、絶対波長安定化レー
ザ光源２１が発生するレーザ光及びレーザ光源２０が発
生するレーザ光のうち任意の一方を選択して波長可変光
フィルタ１６の方向性結合器３に入力する１×２の光ス
イッチ２３と、波長可変光フィルタ１６が出力する２つ
の透過光の強度を独立に検出する２つの光検出器２８、
２９を有し、光スイッチ２３により絶対波長安定化レー
ザ光源２１が発生するレーザ光が選択された場合は２つ
の光検出器２８、２９により検出された光強度の差が０
となるようにモータ（共振器長制御手段２４）を制御
し、レーザ光源２０が発生するレーザ光が選択された場
合は検出された光強度の差が０となるようにレーザ光源
２０の波長を制御するするものである。Here, the laser device shown in FIG. 5 basically includes a wavelength tunable optical filter 16, a laser light source 20,
The directional coupler 3 of the tunable optical filter 16 selects an absolute wavelength stabilized laser light source 21 and any one of the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source 21 and the laser light generated by the laser light source 20. A 1 × 2 optical switch 23 input to the first and second photodetectors 28 for independently detecting the intensities of the two transmitted lights output from the wavelength tunable optical filter 16;
29, when the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source 21 is selected by the optical switch 23, the difference between the light intensities detected by the two photodetectors 28 and 29 is zero.
Motor (resonator length control means 24) is controlled so that when the laser light generated by the laser light source 20 is selected, the wavelength of the laser light source 20 is adjusted so that the difference between the detected light intensities becomes zero. To control.
【００５５】まず、絶対波長安定化レーザ光源２１から
出力される光を１×２光スイッチ２３で選択した後、波
長可変光フィルタ１６に入力する。この場合、波長可変
光フィルタ１６では、入力光を分岐比が５０：５０の方
向性結合器３により２分岐した後、各々透過中心が異な
る２つのファブリペロー共振器を透過し、２つの光検出
器２８、２９で２つの透過光の強度を独立に検出し、そ
れぞれの検出信号を差動増幅器３２に入力する。ここ
で、２つの光検出器２８、２９の検出出力をターゲット
波長において全く等しくするために、２つの光検出器２
８、２９からの検出信号は、利得調整回路３０、３１に
より個別に信号強度を補償した後、差動増幅器３２に入
力される。つまり、２つの光検出器２８、２９の検出感
度のバラツキを補償している。差動増幅器２３の出力信
号は、波長可変光フィルタ１６の２つのファブリペロー
共振器を透過した光の強度差に比例した信号（誤差信
号）である。この誤差信号が０となるように、波長可変
光フィルタ１６の２つのファブリペロー共振器の透過中
心波長を調整することにより、以下に述べる手順で、波
長可変光フィルタ１６に絶対波長安定化レーザ光源２１
による波長基準を与えることができる。First, the light output from the absolute wavelength stabilized laser light source 21 is selected by the 1 × 2 optical switch 23 and then input to the wavelength variable optical filter 16. In this case, in the wavelength tunable optical filter 16, after the input light is split into two by the directional coupler 3 having a split ratio of 50:50, the input light is transmitted through two Fabry-Perot resonators having different transmission centers, and two light detections are performed. The intensity of the two transmitted lights is independently detected by the devices 28 and 29, and the respective detection signals are input to the differential amplifier 32. Here, in order to make the detection outputs of the two photodetectors 28 and 29 exactly equal at the target wavelength, the two photodetectors 2 and 29 are used.
The detection signals from 8 and 29 are input to a differential amplifier 32 after the signal strengths are individually compensated by gain adjustment circuits 30 and 31. That is, variations in the detection sensitivity of the two photodetectors 28 and 29 are compensated. The output signal of the differential amplifier 23 is a signal (error signal) proportional to the intensity difference of the light transmitted through the two Fabry-Perot resonators of the wavelength tunable optical filter 16. By adjusting the transmission center wavelengths of the two Fabry-Perot resonators of the wavelength tunable optical filter 16 so that the error signal becomes 0, the absolute wavelength stabilized laser light source is added to the wavelength tunable optical filter 16 in the following procedure. 21
Can be provided.
【００５６】波長可変光フィルタ１６に属する２つのフ
ァブリペロー共振器の透過中心波長を一括調整するに
は、第２の実施の形態と同様に、波長可変光フィルタ１
６のウェッジ形円板１５を回転させれば良い。光波長可
変光フィルタ１６における光ビームの透過位置と透過中
心波長は一義的に決まるので、本例では、高確度で透過
中心波長を制御するために、絶対的な回転角度制御を行
う。このため、ウェッジ形円板１５の外縁部に回転角度
検出用のマークを付与してある。そして、そのマークを
センサで読み取ることにより原点からそのマークまでの
移動角度を検出するロータリーエンコーダ２６を、波長
可変光フィルタ１６と一体となって組み込んである。ま
た、絶対回転角度情報を得るために、ロータリーエンコ
ーダ２６で検出した位置信号４０を角度に変換するため
のカウンター２７を設けている。このようにして得られ
る角度情報（位置データ）４０と、差動増幅器３２が発
生する誤差信号をそれぞれデジタル値に変換し、バス３
４を介してメモリ３６に蓄積し、更に、ＣＰＵ３５で誤
差信号を０とするような回転移動角度を算出する。この
回転移動角度の値を位置指令信号３８として駆動回路２
５に与え、この駆動回路２５が位置指令信号３８に基づ
いて発生する駆動信号３９をウェッジ形円板１５ドライ
ブ用のモータ２４に負帰還して与える。このようにし
て、誤差信号が常に０となるまで、または、誤差信号が
或る許容値以下となるまで、波長可変光フィルタ１６の
回転制御を行うことにより、絶対波長安定化レーザ光源
２１による波長基準を波長可変光フィルタ１６に与える
ことができる。To adjust the transmission center wavelengths of the two Fabry-Perot resonators belonging to the wavelength tunable optical filter 16 collectively, as in the second embodiment,
The wedge-shaped disk 15 of No. 6 may be rotated. Since the transmission position and the transmission center wavelength of the light beam in the light wavelength variable optical filter 16 are uniquely determined, in this example, absolute rotation angle control is performed in order to control the transmission center wavelength with high accuracy. For this reason, a mark for detecting the rotation angle is provided on the outer edge of the wedge-shaped disk 15. Then, a rotary encoder 26 for detecting the moving angle from the origin to the mark by reading the mark with a sensor is incorporated integrally with the wavelength variable optical filter 16. Further, a counter 27 is provided for converting the position signal 40 detected by the rotary encoder 26 into an angle in order to obtain absolute rotation angle information. The angle information (position data) 40 obtained in this way and the error signal generated by the differential amplifier 32 are converted into digital values, respectively.
4 and stored in the memory 36, and the CPU 35 calculates a rotational movement angle so that the error signal becomes zero. The value of the rotational movement angle is used as a position command signal 38 in the drive circuit 2.
5, a drive signal 39 generated based on the position command signal 38 by the drive circuit 25 is fed back to the motor 24 for driving the wedge-shaped disc 15 by negative feedback. In this way, by controlling the rotation of the wavelength tunable optical filter 16 until the error signal always becomes 0 or the error signal becomes equal to or less than a certain allowable value, the wavelength of the laser light emitted from the absolute wavelength stabilizing laser light source 21 is controlled. A reference can be provided to the tunable optical filter 16.
【００５７】かくして、波長可変光フィルタ１６のター
ゲット波長は、絶対波長安定化レーザ光源２１の波長を
基準として、ＦＳＲ毎に刻まれる。ここで、波長多重の
場合、波長多重における各チャンネルはグリッドと呼ば
れ、各チャンネルの波長はグリッド波長と呼ばれる。従
って、波長可変光フィルタ１６のターゲット波長はグリ
ッド波長に相当する。Thus, the target wavelength of the tunable optical filter 16 is carved for each FSR with reference to the wavelength of the absolute wavelength stabilized laser light source 21. Here, in the case of wavelength multiplexing, each channel in wavelength multiplexing is called a grid, and the wavelength of each channel is called a grid wavelength. Therefore, the target wavelength of the tunable optical filter 16 corresponds to the grid wavelength.
【００５８】次に、ＣＰＵ３５はバス３４を介して１×
２光スイッチ２３を制御し、１×２光スイッチ２３によ
り、波長可変光フィルタ１６に入力する光源をレーザ光
源（例えば波長可変レーザ光源）２０に切り換える。こ
れにより、レーザ光源２０からの光の一部がハーフミラ
ー２２を通して波長可変光フィルタ１６の方向性結合器
３に入力する。そして、絶対波長安定化レーザ光源２１
を選択した上記の場合と同様、２つの光が波長可変光フ
ィルタ１６を透過することによる誤差信号を、光検出器
２８、２９及び差動増幅器３２により得る。但し、今度
の誤差信号は、絶対波長安定化レーザ光源２１の波長を
基準として波長可変光フィルタ１６のＦＳＲ毎に刻んだ
グリッドの中で、レーザ光源２０のレーザ波長に最も近
いグリッド波長と、レーザ光源２０のレーザ波長との差
に相当する。Next, the CPU 35 sends 1 × via the bus 34.
The two-optical switch 23 is controlled, and the light source input to the tunable optical filter 16 is switched to the laser light source (for example, the tunable laser light source) 20 by the 1 × 2 optical switch 23. As a result, part of the light from the laser light source 20 enters the directional coupler 3 of the wavelength tunable optical filter 16 through the half mirror 22. Then, the absolute wavelength stabilized laser light source 21
As in the above case where is selected, an error signal due to two lights passing through the wavelength tunable optical filter 16 is obtained by the photodetectors 28 and 29 and the differential amplifier 32. However, the error signal of this time is a grid wavelength closest to the laser wavelength of the laser light source 20 in the grid carved for each FSR of the wavelength tunable optical filter 16 with reference to the wavelength of the absolute wavelength stabilized laser light source 21, This corresponds to the difference from the laser wavelength of the light source 20.
【００５９】そこで、目標となるグリッド波長を選択
し、その近傍にレーザ光源の波長が来るように、まずレ
ーザ光源２０を祖調整する。その後、上記の誤差信号を
波長制御信号４２としてレーザ光源２０の波長制御部に
負帰還する。その際、適当なループパラメータの元で誤
差信号が０または或る許容値以下となるように、レーザ
光源２０の波長を制御することにより、レーザ光源２０
を目標のグリッド波長（ターゲット波長）にロックオン
することができる。従って、ハーフミラー２２を通し
て、波長が安定化したレーザ光４３が出力される。Therefore, the target grid wavelength is selected, and the laser light source 20 is first adjusted so that the wavelength of the laser light source comes near the grid wavelength. Thereafter, the error signal is negatively fed back to the wavelength control unit of the laser light source 20 as the wavelength control signal 42. At this time, the wavelength of the laser light source 20 is controlled by controlling the wavelength of the laser light source 20 so that the error signal becomes 0 or less than a certain allowable value under appropriate loop parameters.
Can be locked on to a target grid wavelength (target wavelength). Therefore, the laser light 43 whose wavelength is stabilized is output through the half mirror 22.
【００６０】本例では、レーザ波長の安定化をデジタル
回路処理で行っているため、波長安定化に用いる波長可
変フィルタ１６やレーザ光源（波長可変レーザ光源を含
む）２０に合わせて、最適な制御パラメータをソフトウ
ェア的に設定することができるという利点がある。ま
た、バス３４を介して外部通信用にインターフェイス３
７を設けることにより、レーザ光源２０の波長を遠隔制
御することが可能となる。デジタル回路処理以外の手法
でレーザ波長を安定化するようにしても良い。In this embodiment, since the laser wavelength stabilization is performed by digital circuit processing, optimum control is performed in accordance with the wavelength variable filter 16 and the laser light source (including the wavelength variable laser light source) 20 used for wavelength stabilization. There is an advantage that parameters can be set by software. An interface 3 for external communication via the bus 34
By providing 7, the wavelength of the laser light source 20 can be remotely controlled. The laser wavelength may be stabilized by a method other than digital circuit processing.
【００６１】図５に示すように、本例では、２つの利得
調整回路３０、３１を用いたが、一方のみでも、光検出
器２８、２９の出力が等しくなるように補償することが
できる。２つの光検出器２８、２９間に感度のバラツキ
がなければ、利得調整回路３０、３１は不要となる。ま
た、処理速度向上のために２つの光検出器２８、２９を
用いて独立に２つの透過光の強度を検出する代わりに、
処理速度は遅くなるが、１つの光検出器で２つの透過光
の強度を交互に検出することも可能である。更に、分岐
手段（方向性結合器３）としては分岐比が５０：５０の
ものが好ましいが、それ以外でも、利得調整回路３０、
３１の両方または一方を用いて信号強度を補償すること
により、使用可能である。As shown in FIG. 5, in this example, two gain adjustment circuits 30 and 31 are used. However, only one of them can be compensated so that the outputs of the photodetectors 28 and 29 become equal. If there is no variation in sensitivity between the two photodetectors 28 and 29, the gain adjustment circuits 30 and 31 become unnecessary. Further, instead of independently detecting the intensities of the two transmitted lights using the two photodetectors 28 and 29 to improve the processing speed,
Although the processing speed decreases, it is also possible to detect the intensity of two transmitted lights alternately with one photodetector. Further, the branching means (directional coupler 3) preferably has a branching ratio of 50:50.
It can be used by compensating the signal strength using both or one of 31.
【００６２】また、本例では、表裏に高反射率層８、９
を持つウェッジ形円板１５を利用した波長可変光フィル
タ１６を用いているが、その代わりに、表裏に高反射率
層８、９を持つ段差付きの平行平面基板７を利用した波
長可変光フィルタ１４（第１の実施の形態）や、表裏に
高反射率層８、９を持つ板厚が直線方向に沿って線形に
変化する基板（第２の実施の形態のバリエーション）を
用いても、同様に、レーザ光源２０を目標のグリッド波
長（ターゲット波長）にロックオンすることができる。In this example, the high reflectance layers 8 and 9 are
A wavelength tunable optical filter using a wedge-shaped disc 15 having a step is used. Instead, a wavelength tunable optical filter using a stepped parallel plane substrate 7 having high reflectivity layers 8 and 9 on the front and back sides is used. 14 (first embodiment) or a substrate having a high reflectivity layer 8 or 9 on the front and back (a variation of the second embodiment) in which the thickness changes linearly along the linear direction. Similarly, the laser light source 20 can be locked on to a target grid wavelength (target wavelength).
【００６３】[0063]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
レーザ光源の光出力強度が変動に影響されず、常にター
ゲットとする波長との偏移を精密に検出ことができ、こ
れによって、精密な波長ロックを実現することができ
る。また、ファブリペロー共振器の透過帯域幅を狭くし
ても、安定な波長ロックを実現できることである。As described above, according to the present invention,
The optical output intensity of the laser light source is not affected by the fluctuation, and the deviation from the target wavelength can always be detected accurately, thereby realizing precise wavelength locking. Further, even if the transmission bandwidth of the Fabry-Perot resonator is narrowed, stable wavelength locking can be realized.
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る波長可変光フ
ィルタの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wavelength tunable optical filter according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る波長可変光フ
ィルタの構成を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a wavelength tunable optical filter according to a second embodiment of the present invention.
【図３】回転角度により共振器長が変化する様子を示す
図。FIG. 3 is a diagram showing a state in which a resonator length changes according to a rotation angle.
【図４】角度調整手段の一例を示す図。FIG. 4 is a diagram showing an example of an angle adjusting unit.
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るレーザ装置の
構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a laser device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】ファブリペロー共振器の透過波長スペクトル
（以下、透過曲線）を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a transmission wavelength spectrum (hereinafter, transmission curve) of a Fabry-Perot resonator.
【図７】ファブリペロー共振器を用いた従来のレーザ波
長安定化技術を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a conventional laser wavelength stabilization technique using a Fabry-Perot resonator.
【図８】本発明の原理説明のため、２つのファブリペロ
ー共振器の透過曲線（透過波長スペクトル）の典型例を
示す図。FIG. 8 is a view showing a typical example of transmission curves (transmission wavelength spectra) of two Fabry-Perot resonators for explaining the principle of the present invention.
３ 方向性結合器 ６ 回転ステージ ６ａ モータ ７ 平行平面基板 ７ａ 段差 ８、９ 高反射率層 １４、１６ 波長可変光フィルタ １５ ウェッジ形円板 ２０ レーザ光源 ２１ 絶対波長安定化レーザ光源 ２４ モータ ２８、２９ 光検出器 ３２ 差動増幅器 3 Directional coupler 6 Rotary stage 6a Motor 7 Parallel plane substrate 7a Step 8,9 High reflectivity layer 14,16 Wavelength tunable optical filter 15 Wedge-shaped disk 20 Laser light source 21 Absolute wavelength stabilized laser light source 24 Motor 28,29 Photodetector 32 Differential amplifier
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H041 AA21 AB10 AC04 2H048 GA01 GA13 GA25 GA48 GA51 GA62 5F072 HH05 JJ05 KK30 YY11 YY15 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H041 AA21 AB10 AC04 2H048 GA01 GA13 GA25 GA48 GA51 GA62 5F072 HH05 JJ05 KK30 YY11 YY15
Claims (7)
過中心波長が互いに異なり、該２つの透過中心波長から
等しく離れた中間の波長（以下、ターゲット波長）での
透過率が０．１〜０．９の範囲で互いに等しくなるよう
に共振器長の差が調整され、かつ、前記分岐手段により
分岐された２つの光が１つずつ入射される２つのファブ
リペロー共振器と、該２つのファブリペロー共振器の共
振器長を同時に制御する共振器長制御手段とを有するこ
とを特徴とする波長可変光フィルタ。1. A splitting means for splitting input light into two light beams and a transmission center wavelength different from each other, and a transmittance at an intermediate wavelength (hereinafter, a target wavelength) equally spaced from the two transmission center wavelengths is 0.1%. Two Fabry-Perot resonators in which the difference between the resonator lengths is adjusted so as to be equal to each other in the range of 0.9 to 0.9, and the two lights branched by the branching unit are incident one by one; Resonator length control means for simultaneously controlling the length of two Fabry-Perot resonators.
おいて、前記２つのファブリペロー共振器として、表裏
に多層膜からなる高反射率層を持つ段差付きの平行平面
基板を有すること、前記共振器長制御手段は前記平行平
面基板を回転させることにより前記分岐手段から入射さ
れた２つの光の透過場所での共振器長を同時に制御する
ものであることを特徴とする波長可変光フィルタ。2. The wavelength tunable optical filter according to claim 1, wherein the two Fabry-Perot resonators include a stepped parallel plane substrate having a high-reflectance layer composed of a multilayer film on both sides. A wavelength tunable optical filter, wherein the device length control means controls the resonator length at a transmission place of two lights incident from the branching means by rotating the parallel plane substrate.
おいて、前記２つのファブリペロー共振器として、表裏
に多層膜からなる高反射率層を持ち、かつ、板厚が円周
方向または直線方向に沿って線形に変化する基板を有す
ること、前記共振器長制御手段は前記基板を回転または
並進させることにより前記分岐手段から入射された２つ
の光の透過場所での共振器長を同時に制御するものであ
ることを特徴とする波長可変光フィルタ。3. The tunable optical filter according to claim 1, wherein the two Fabry-Perot resonators have a high reflectivity layer made of a multilayer film on the front and back, and have a plate thickness in a circumferential direction or a linear direction. The resonator length control means simultaneously controls the resonator length at a transmission place of two lights incident from the branching means by rotating or translating the substrate. A wavelength tunable optical filter, characterized in that:
変光フィルタと、該波長可変光フィルタの分岐手段にレ
ーザ光を入力するレーザ光源と、前記波長可変光フィル
タが出力する２つの透過光の強度を独立に検出する２つ
の光検出器を有し、該２つの光検出器により検出された
光強度の差が０となるように前記レーザ光源の波長を制
御するものであることを特徴とするレーザ装置。4. A wavelength tunable optical filter according to claim 1, a laser light source for inputting a laser beam to a branching means of said wavelength tunable optical filter, and two transmissions output by said wavelength tunable optical filter. It has two photodetectors that independently detect the intensity of light, and controls the wavelength of the laser light source so that the difference between the light intensities detected by the two photodetectors becomes zero. Characteristic laser device.
絶対波長安定化レーザ光源と、該絶対波長安定化レーザ
光源が発生するレーザ光及び前記レーザ光源が発生する
レーザ光のうち任意の一方を選択して前記光分岐手段に
入力する選択手段を有し、該選択手段により前記絶対波
長安定化レーザ光源が発生するレーザ光が選択された場
合は前記２つの光検出器により検出された光強度の差が
０となるように前記共振器長制御手段を制御し、前記選
択手段により前記レーザ光源が発生するレーザ光が選択
された場合は前記検出された光強度の差が０となるよう
に前記レーザ光源の波長を制御するものであることを特
徴とするレーザ装置。5. The laser device according to claim 4, wherein
An absolute wavelength stabilized laser light source, and a selecting means for selecting any one of laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source and laser light generated by the laser light source and inputting the selected light to the light branching means. When the laser light generated by the absolute wavelength stabilized laser light source is selected by the selection means, the resonator length control means is controlled so that the difference between the light intensities detected by the two photodetectors becomes zero. And controlling the wavelength of the laser light source such that the difference between the detected light intensities becomes zero when the laser light generated by the laser light source is selected by the selection means. Laser device.
変光フィルタのターゲット波長を前記共振器長制御手段
により設定し、前記波長可変光フィルタにレーザ光源が
発生するレーザ光を入力し、前記波長可変光フィルタが
出力する２つの透過光の強度差が０となるように前記レ
ーザ光源の波長を制御することを特徴とするレーザ波長
安定化方法。6. A tunable optical filter according to claim 1, wherein a target wavelength of said tunable optical filter is set by said resonator length control means, and a laser beam generated by a laser light source is input to said tunable optical filter. A method of stabilizing a laser wavelength, comprising controlling a wavelength of the laser light source such that an intensity difference between two transmitted lights output from the wavelength variable optical filter becomes zero.
において、前記レーザ光源とは別の絶対波長安定化レー
ザ光源が発生するレーザ光を前記波長可変光フィルタに
入力し、このときに前記波長可変光フィルタが出力する
２つの透過光の強度差が０となるように、前記共振器長
制御手段により前記ターゲット波長を設定することを特
徴とするレーザ波長安定化方法。7. The laser wavelength stabilizing method according to claim 6, wherein a laser beam generated by an absolute wavelength stabilizing laser light source different from the laser light source is input to the wavelength tunable optical filter. A method for stabilizing a laser wavelength, characterized in that the target wavelength is set by the resonator length control means so that the intensity difference between two transmitted lights output from the wavelength tunable optical filter becomes zero.
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