JP2002374034A - 可変波長光源装置 - Google Patents

可変波長光源装置

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JP2002374034A
JP2002374034A JP2001179460A JP2001179460A JP2002374034A JP 2002374034 A JP2002374034 A JP 2002374034A JP 2001179460 A JP2001179460 A JP 2001179460A JP 2001179460 A JP2001179460 A JP 2001179460A JP 2002374034 A JP2002374034 A JP 2002374034A
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Seiji Funakawa
清次 舩川
Nobuaki Ema
伸明 江間
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Abstract

(57)【要約】 【課題】工場出荷時の波長直線性補正テーブル作成時
と、ユーザの使用時の周囲温度が異なると、微小な温度
の変化が生じて、波長の測定確度に少なからず影響を与
えるという問題を解決する。 【解決手段】可変波長光源部１から出力された光を分岐
して、波長測定装置６及び波長校正用基準器５に与え、
前記波長測定装置の出力に応じて前記可変波長光源部を
制御する可変波長光源装置において、前記波長校正用基
準器の複数の基準波長間に、前記波長測定装置の測定干
渉の周期の少なくとも１個以上のピークとディップ、若
しくは、２個以上のピーク又はディップが含まれる波長
測定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用システム
やデバイスの評価又は製造に使用される可変波長光源装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４を用いて従来の可変波長光源装置の
構成を説明する。図４において、可変波長光源部１１か
ら出力された光は光カプラ１８ａを介して可変波長光源
装置の外部に光出力として出力される。また、前記光カ
プラ１８ａで分岐された光は、光カプラ１８ｂによって
分岐され、分岐された一方の出力は、エタロン等の光路
長間の偏差に基づく周期的な干渉強度変化を利用して波
長を測定する波長測定装置１６に与えられ、他方は前記
波長測定装置１６の波長校正用のガスセル１５に与えら
れる。
【０００３】また、前記波長測定装置１６及び波長校正
用ガスセル１５の検出出力は電気信号に変換されてＣＰ
Ｕで構成される制御回路１４に与えられる。また、前記
制御回路１４には、ユーザインタフェース部１７からの
設定信号に応じてモータ駆動回路１２及びＬＤ電流駆動
回路１３を介して前記可変波長光源部１１から出力され
る光の波長を制御している。
【０００４】次に、前記可変波長光源部１１の詳細を図
３を用いて説明する。図３は、可変波長光源部１１の詳
細な構成を示す図であって、半導体レーザ（ＬＤ）２
１、レンズ２２ａ，２２ｂ、回折格子２３、ミラー２４
及びモータ２５によって構成されている。
【０００５】半導体レーザ２１から出力された光はレン
ズ２２ａで平行光にされて回折格子２３に入射する。回
折格子２３に入射した光の内、当該回折格子２３とミラ
ー２４との位置関係で決まる波長を有する光のみが、再
度半導体レーザ２１に帰還されることにより、この半導
体レーザ２１からは、レンズ２２ｂを介して特定の波長
を有する光が出力される。
【０００６】この出力光の波長は、モータ２５を駆動す
ることによりミラー２４の位置を回転中心Ｏを中心とし
て回転移動させることで、外部共振器長を変えることに
よって変化させることができる。このミラー２４の位置
は、モータ２５を単に所定の位置に設定したのでは、微
小な誤差を生じることがあるので、図４に示す如く、波
長測定装置１６の検出出力を制御回路１４にフィードバ
ックして、常時測定波長が所定波長になるようにモータ
２５を駆動して制御が行われている。
【０００７】また、半導体レーザの発生する光の波長
は、当該半導体レーザの駆動電流によっても制御可能で
あるので、前記波長測定装置の検出出力を半導体レーザ
の駆動回路にフィードバックして制御することも可能で
ある。
【０００８】図４の可変波長光源装置には、波長測定装
置として、前述の如く、エタロン等の光路長間の偏差に
基づく周期的な干渉強度変化を利用して波長を測定する
波長測定装置が用いられているため、周囲温度の変化に
よる光路長間偏差の変化をを補償するために、波長測定
装置を一定の温度に維持するための温度調整装置（温
調）が設けられていた。また、図４の可変波長光源装置
には、波長校正用ガスセル１５が設けられていて、波長
測定装置の校正に用いられている。
【０００９】なお、図４における波長校正用のガスセル
１５は、図７の矢印で示す既知の吸収線波長のうち１点
の波長を基準波長として参照するものである。この既知
の波長を図５に示す如き、周期的な干渉強度変化が存在
する波長測定装置１６の基準波長として設定する。
【００１０】図５に示す如き、周期的な干渉強度変化が
存在する波長測定装置１６の出力を前記基準波長を基に
した波長直線性補正テーブルを作成して、制御回路１４
内の記憶手段（図示せず）に格納してある。
【００１１】ガスセル１５は、図５に示す如く、特定の
既知の波長を吸収する特性を有しており、周囲温度の変
化やその他の環境変化に対してガスセルの吸収線波長は
極めて安定している。これに対して、光路長間の偏差を
利用した波長測定装置１６の測定出力は、図５の如く、
周期的にその強度がピークとディップとを有して変化す
る。しかし、そのピーク（ディップ）とピーク（ディッ
プ）との間隔は、周囲の温度変化に依存する特性を有し
ている。
【００１２】即ち、図５に示す如く、ある周囲温度にお
いて、ガスセル１５は、矢印で示す既知の吸収線波長
を、波長測定装置１６の測定出力の基準値として波長直
線性補正テーブルを作成しても、周囲温度が変化する
と、図５の波長測定装置１６の測定出力は横軸方向に伸
び縮みするので、前記波長直線性補正テーブルに誤差が
生じることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、図４に記
載の従来の可変波長光源装置では、以下の問題があっ
た。波長測定装置は、工場出荷時の波長直線性補正テー
ブル作成時と、ユーザの使用時の周囲温度が異なると、
温度調整は行ってはいるが、微小な温度の変化が生じる
ので、波長の測定確度に少なからず影響を与えることに
なる。外気温変動に対しても、工場出荷時の波長確度を
維持するために、波長測定装置を、高性能な温度調整機
構（恒温槽）内に設置する必要があった。一般にこれら
高性能恒温槽は大型かつ高価である。
【００１４】本発明の課題（目的）は、従来の図４に記
載の可変波長光源装置の問題点の内の、工場出荷時の波
長直線性補正テーブル作成時と、ユーザの使用時の周囲
温度が異なると、微小は温度の変化が生じて、波長の測
定確度に少なからず影響を与えるという問題を解決する
ことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、可変波長光源部１から出力された光を分岐して、波
長測定装置６及び波長校正用基準器５に与え、前記波長
測定装置の出力に応じて前記可変波長光源部を制御する
可変波長光源装置において、前記波長校正用基準器の複
数の基準波長間に、前記波長測定装置の測定干渉の周期
の少なくとも１個以上のピークとディップ、若しくは、
２個以上のピーク又はディップが含まれるようにする。
（請求項１） このことにより、前記波長測定装置の測定干渉の周期の
少なくとも１個以上のピークとディップの２点を波長校
正用基準器で校正できるので、外部環境が変化しても正
確な波長の測定が可能になる。
【００１６】また、前記波長校正用基準器はガスセルと
する。（請求項２） また、前記波長測定装置は光路長間の偏差に基づく周期
的な干渉強度変化を利用して波長を測定する波長測定装
置とする。（請求項３） また、前記波長測定装置は、エタロンとする。（請求項
４） また、前記可変波長光源部は、波長の連続掃引が可能な
構成とすることにより、連続波長掃引時の波長確度の向
上に対する効果が大きい。（請求項５） これらは、高確度連続掃引可能な可変波長光源装置は光
通信などに使用される光学部品の波長依存性特性の測定
を大幅に高確度化することに寄与する。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１を用いて従来の可変波長光源
装置の構成を説明する。図１において、可変波長光源部
１から出力された光は光カプラ８ａを介して可変波長光
源装置の外部に光出力として出力される。また、前記光
カプラ８ａで分岐された光は、光カプラ８ｂによって分
岐され、分岐された一方の出力は、エタロン等の光路長
間の偏差に基づく周期的な干渉強度変化を利用して波長
を測定する波長測定装置６に与えられ、他方は前記波長
測定装置６の波長校正用のガスセル５に与えられる。
【００１８】また、前記波長測定装置６及び波長校正用
ガスセル５の検出出力は電気信号に変換されてＣＰＵで
構成される制御回路４に与えられる。また、前記制御回
路４には、ユーザインタフェース部７からの設定信号に
応じてモータ駆動回路２及びＬＤ電流駆動回路３を介し
て前記可変波長光源部１から出力される光の波長を制御
している。また、前記可変波長光源部１の詳細は、図３
に記載のとおりであって、図４に記載の従来のものと同
様であるので、その説明は省略する。図１に記載の本発
明の適用される可変波長光源装置のハードウエアとして
の特徴は、波長校正用のガスセルは、図２の矢印で示す
既知の吸収線波長が複数（図２では２点）存在すること
である。
【００１９】図２は、ガスセル（図２の５）とエタロン
等の光路長間の偏差に基づく周期的な干渉強度変化を利
用した波長測定装置（図１の６）との関係を示す図であ
る。図２において、横軸は波長(Wavelength)を縦軸は強
度(Power)を示している。ガスセルは、図２に示す如
く、特定の既知の複数（図２では２点）の波長を吸収す
る特性を有しており、周囲温度の変化やその他の環境変
化に対してガスセルの吸収線波長は極めて安定してい
る。これに対して、光路長間の偏差を利用した波長測定
装置の測定出力は、図２の如く、周期的にその強度がピ
ークとディップとを有して変化する。しかし、そのピー
ク（ディップ）とピーク（ディップ）との間隔は、周囲
の温度変化に依存する特性を有している。即ち、図２の
如くある周囲温度において、ガスセルの既知の吸収線波
長を、光路長間の偏差を利用した波長測定装置の測定出
力の２つのディップに対応していても、周囲温度が変化
すると、図２の光路長間の偏差を利用した波長測定装置
の測定出力は横軸方向に伸び縮みするので一致しなくな
る。
【００２０】本発明では、ガスセルの特定の既知の複数
（図２では２点）の吸収線波長Ａ及びＢ間に、波長測定
装置の測定出力の周期的な強度変化のピークとディップ
を所定数以上含むようにすることである。即ち、ガスセ
ルによる既知の複数（図２では２点）の波長を吸収線波
長Ａ及びＢ間に対応する区間ａ及びｂ間に、少なくと
も、1個以上のピークとディップ、若しくは、２個以上
のピーク又はディップを含むようにする。（図２では、
ａｂ間に２個のディップと１個のピークが含まれてい
る。）
【００２１】このように、少なくとも２点の既知の波長
の間（図２のＡとＢの間）に、１個以上のピークとディ
ップ、若しくは、２個以上のピーク又はディップが存在
するので、波長測定装置の周期性から、既知の２点以外
（外側）においても、換算により測定波長を算出するこ
とができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１に記載の発明では、可変波長光
源部１から出力された光を分岐して、波長測定装置６及
び波長校正用基準器５に与え、前記波長測定装置の出力
に応じて前記可変波長光源部を制御する可変波長光源装
置において、前記波長校正用基準器の複数の基準波長間
に、前記波長測定装置の測定干渉の周期の少なくとも１
個以上のピークとディップ、若しくは、２個以上のピー
ク又はディップが含まれるので、前記波長測定装置の測
定干渉の周期の少なくとも１個以上のピークとディップ
の２点を波長校正用基準器で校正できるので、外部環境
が変化しても正確な波長の測定が可能になる。
【００２３】また、請求項２〜４に記載の発明では、前
記波長校正用基準器はガスセルとし、前記波長測定装置
は光路長間の偏差に基づく周期的な干渉強度変化を利用
して波長を測定するエタロンの如き波長測定装置とする
ことにより、ガスセルの吸収線波長に基づく２点以上の
既知の波長において、その波長間隔測定と、波長測定装
置における測定結果とを一致させるように波長測定装置
の温度を調整することにより、ガスセルの吸収線長点の
外の波長においても極めて高い波長直線性を得ることが
できる。
【００２４】また、請求項５に記載の発明では、前記可
変波長光源部は、波長の連続掃引が可能な構成とするこ
とにより、連続波長掃引時の波長確度の向上に対する効
果が大きい。また、高確度連続掃引可能な可変波長光源
装置は光通信などに使用される光学部品の波長依存性特
性の測定を大幅に高確度化することに寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の可変波長光源装置の構成を示す図であ
る。
【図２】本発明の波長測定装置と波長校正用ガスセルと
の出力の関係を示す図である。
【図３】可変波長光源の構成を示す図である。
【図４】従来のの可変波長光源装置の構成を示す図であ
る。
【図５】従来の波長測定装置と波長校正用ガスセルとの
出力の関係を示す図である。
【符号の説明】
１，１１ 可変波長光源 ２，１２ モータ駆動回路 ３，１３ ＬＤ電流駆動回路 ４，１４ 制御回路 ５，１５ 波長校正用ガスセル ６，１６ 波長測定装置 ７，１７ ユーザインタフェース部 ８ａ，１８ａ 光カプラ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 CB23 CC23 5F073 AA67 AB25 AB29 EA03 GA13 GA20 HA10 HA12

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 可変波長光源部から出力された光を分岐
    して、波長測定装置及び波長校正用基準器に与え、前記
    波長測定装置の出力に応じて前記可変波長光源部を制御
    する可変波長光源装置において、 前記波長校正用基準器の複数の基準波長間に、前記波長
    測定装置の測定干渉の周期の少なくとも１個以上のピー
    クとディップ、若しくは、２個以上のピーク又はディッ
    プが含まれることを特徴とする波長測定装置。
  2. 【請求項２】 前記波長校正用基準器はガスセルである
    ことを特徴とする請求項１に記載の可変波長光源装置。
  3. 【請求項３】 前記波長測定装置は光路長間の偏差に基
    づく周期的な干渉強度変化を利用して波長を測定する波
    長測定装置であることを特徴とする請求項１又は２に記
    載の可変波長光源装置。
  4. 【請求項４】 前記波長測定装置は、エタロンであるこ
    とを特徴とする請求項３に記載の可変波長光源装置。
  5. 【請求項５】 前記可変波長光源部は、波長の連続掃引
    が可能であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか
    １項に記載の可変波長光源装置。
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