JP2003315160A - Polarization independent wavelength monitor - Google Patents

Polarization independent wavelength monitor

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JP2003315160A
JP2003315160A JP2002120351A JP2002120351A JP2003315160A JP 2003315160 A JP2003315160 A JP 2003315160A JP 2002120351 A JP2002120351 A JP 2002120351A JP 2002120351 A JP2002120351 A JP 2002120351A JP 2003315160 A JP2003315160 A JP 2003315160A
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JP
Japan
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wavelength
light
etalon
beam splitter
slope filter
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Pending
Application number
JP2002120351A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Kitamura
敦 北村
Sung Chul Park
成哲 朴
Biraham Pal Syng
ビラハム パル シング
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Suntech Co
Original Assignee
Suntech Co
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Filing date
Publication date
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately monitor wavelength of incident lights having different polarization planes. <P>SOLUTION: An incident light is split by beam splitters 2 to 4, and a pair of almost parallel light beams is received through an etalon 6. In addition, the split lights are received directly or through a slope filter 5. A standard wavelength of the incident light is obtained from a wavelength-transmittance characteristic of the slope filter 5, and the amount of wavelength changed from the standard wavelength is calculated from the transmitted light of the etalon 6. An incident angle of the incident light of the splitters 2 to 4 are adjusted so that the polarization dependent variation of the output from the slope filter is smaller than the transmittance variation of the slope filter per a FSR cycle of the etalon 6, and polarization dependent variation of the output from the etalon is smaller than the transmittance variation of the etalon per wavelength resolving power of a wavelength monitor. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はレーザ光源の波長を
モニタする装置、レーザー光源を用いた光通信の信号光
波長をモニタする装置、および可変波長レーザー光源と
の組み合わせで光通信機器、部品を計測するために用い
る波長モニタ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for monitoring a wavelength of a laser light source, a device for monitoring a signal light wavelength of optical communication using the laser light source, and an optical communication device and parts in combination with a variable wavelength laser light source. The present invention relates to a wavelength monitor device used for measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内部に可動部がなく高速動作がで
き、広帯域と高分解能を両立させている波長モニタとし
て、特開2000−223761号における発明が知られている。
この発明で提案されている構成を図16に示す。この発
明では、入射した光源からの光を平行でないビームサン
プラ101で分岐し、わずかに角度の異なる2つの分岐
光を得る。この分岐光をエタロン102に入射すること
によって、互いに位相のずれた波長−透過率特性を持つ
光とし、夫々の光を受光素子で受光し、S1,S2を得
る。又ビームサンプラ101の透過光をビームサンプラ
103で分岐し、他の2つの分岐光を得る。その分岐光
を直接及びスロープフィルタ104を介して受光素子で
受光し、S3,S4を得る。波長−透過率特性は光信号
S1,S2を参照用の光信号S3で正規化することによ
り、光強度無依存化する。スロープフィルタ104を通
過した光信号S4を参照光信号S3で正規化し、スロー
プフィルタ104の波長−透過率特性から入射光の基準
波長を得る。エタロン102を透過した正規化光信号S
1/S3、S2/S3については、交互に直線性のよい
波長−透過率曲線を用いて基準波長からの波長変化分を
算出する。そして基準波長と波長変化分とを加算して、
入射光の正確な波長を得るようにしている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-223761 is known as a wavelength monitor which has no movable parts inside and can be operated at high speed and has both wide band and high resolution.
The structure proposed by the present invention is shown in FIG. In the present invention, the incident light from the light source is split by the non-parallel beam sampler 101 to obtain two split lights having slightly different angles. By inputting this branched light into the etalon 102, light having wavelength-transmittance characteristics with phases shifted from each other is obtained, and each light is received by the light receiving element to obtain S1 and S2. Further, the transmitted light of the beam sampler 101 is branched by the beam sampler 103 to obtain the other two branched lights. The branched light is received by the light receiving element directly and via the slope filter 104, and S3 and S4 are obtained. The wavelength-transmittance characteristic is made independent of the light intensity by normalizing the optical signals S1 and S2 with the reference optical signal S3. The optical signal S4 that has passed through the slope filter 104 is normalized by the reference optical signal S3, and the reference wavelength of the incident light is obtained from the wavelength-transmittance characteristic of the slope filter 104. Normalized optical signal S transmitted through the etalon 102
For 1 / S3 and S2 / S3, the wavelength variation from the reference wavelength is calculated by alternately using the wavelength-transmittance curve having good linearity. Then add the reference wavelength and the wavelength change,
The exact wavelength of the incident light is obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの従来
例による波長モニタでは、ビームサンプラ101,10
2へは約45°の角度で光が入射している。従って入射
光の分岐比には大きな偏波依存性がある。そのためこの
波長モニタで偏波状態が一定しない光線の波長を測定す
る場合、偏波状態の変動に伴い分岐比が変動し、測定値
に誤差が生じるという問題があった。
However, in the wavelength monitor according to this conventional example, the beam samplers 101 and 10 are used.
Light is incident on 2 at an angle of about 45 °. Therefore, the branching ratio of the incident light has a large polarization dependency. Therefore, when measuring the wavelength of a light beam whose polarization state is not constant with this wavelength monitor, there is a problem that the branching ratio fluctuates as the polarization state fluctuates, causing an error in the measured value.

【0004】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、内部に可動部がなく高速で測定
可能な、広帯域と高分解能を両立した、小型安価で、か
つ、測定精度が被測定光の強度および偏波状態に依存し
ない波長モニタを提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is capable of performing high-speed measurement without a moving part inside, and is compatible with both wide band and high resolution, is small in size, and is inexpensive. An object is to provide a wavelength monitor whose accuracy does not depend on the intensity and polarization state of the light under measurement.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、被測定光を分岐する第1のビームスプリッタ、前記
第1のビームスプリッタで得られた反射光を分岐する第
2のビームスプリッタ及び前記第2のビームスプリッタ
で得られた反射光を分岐する第3のビームスプリッタを
含み、入射光を分岐し、その平行状態から所定角度異な
った第1, 第2の分岐光を含む第1〜第4の分岐光を得
る光分岐部と、前記光分岐部より出射される第1, 第2
の分岐光を透過させるエタロンと、入射波長に対する透
過率特性が連続して変化する特性を有し、前記光分岐部
より出射される第4の分岐光を透過させるスロープフィ
ルタと、前記エタロンを透過した第1, 第2の分岐光を
夫々受光する第1, 第2の光電変換部と、前記光分岐部
より出射される第3の分岐光を直接受光する第3の光電
変換部と、前記スロープフィルタを透過した第4の分岐
光を受光する第4の光電変換部と、前記第1,第2の光
電変換部の各出力を前記第3の光電変換部の出力で割算
することによって夫々正規化する第1,第2の割算部
と、前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出
力値の1つを選択する切換部と、前記第4の光電変換部
の出力を第3の光電変換部の出力で割算することによっ
て正規化する第3の割算部と、前記切換部からの出力に
基づき前記エタロンの波長−透過率特性の各周期毎に所
定の基準波長からの入射光の波長変化分を算出する波長
変化分算出部と、前記第3の割算部の出力に基づいて前
記エタロンの周期的な波長−透過率特性のいずれかの基
準波長を算出する波長算出部と、前記波長算出部及び波
長変化分算出部の出力を加算することによって入射光の
波長を算出する加算部と、を具備し、前記エタロンのF
SR周期あたりの前記スロープフィルタの透過率変化量
よりも正規化されたスロープフィルタの出力強度の偏波
依存変動量の方が小さく、且つ、波長モニタの波長分解
能あたりの前記エタロンの透過率変化量よりも正規化さ
れたエタロンの出力強度の偏波依存変動量の方が小さく
なるように、前記第1〜第3のビームスプリッタへの光
線の入射角を設定したことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a first beam splitter for splitting a light to be measured, and a second beam splitter for splitting a reflected light obtained by the first beam splitter. And a first beam splitter that includes a third beam splitter that splits the reflected light obtained by the second beam splitter, splits the incident light, and includes first and second split lights that differ from the parallel state by a predetermined angle. -A light branching portion for obtaining a fourth branched light, and first and second light emitted from the light branching portion
, An etalon that transmits the branched light, a slope filter that has a characteristic that the transmittance characteristics with respect to the incident wavelength continuously change, and that transmits the fourth branched light emitted from the optical branching portion, and a etalon that transmits the etalon. The first and second photoelectric conversion units that respectively receive the first and second branched lights, the third photoelectric conversion unit that directly receives the third branched light emitted from the optical branch unit, and By dividing each output of the fourth photoelectric conversion unit that receives the fourth branched light transmitted through the slope filter and the first and second photoelectric conversion units by the output of the third photoelectric conversion unit First and second division units for normalizing each, a switching unit for selecting one of output values in a predetermined range among outputs of the first and second division units, and the fourth photoelectric conversion The third division which normalizes by dividing the output of the unit by the output of the third photoelectric conversion unit A wavelength change amount calculation unit that calculates a wavelength change amount of incident light from a predetermined reference wavelength for each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output from the switching unit; The output of the wavelength calculator and the wavelength change calculator is added to the wavelength calculator that calculates one of the reference wavelengths of the periodic wavelength-transmittance characteristics of the etalon based on the output of the divider. And an adder that calculates the wavelength of the incident light according to F of the etalon.
The polarization dependent variation of the output intensity of the normalized slope filter is smaller than the transmittance variation of the slope filter per SR cycle, and the transmittance variation of the etalon per wavelength resolution of the wavelength monitor. It is characterized in that the incident angles of the light rays on the first to third beam splitters are set so that the polarization-dependent fluctuation amount of the normalized etalon output intensity becomes smaller than that. .

【0006】ここで光分岐部は、第1, 第3のビームス
プリッタを透過した光を第1, 第2の分岐光とし、第2
のビームスプリッタを透過した光を第3の分岐光とし、
第3のビームスプリッタで反射された光を第4の分岐光
とすることができる。
Here, the optical branching section uses the light transmitted through the first and third beam splitters as the first and second branched lights, and the second branched light.
The light that has passed through the beam splitter is used as the third split light,
The light reflected by the third beam splitter can be used as the fourth branched light.

【0007】又光分岐部は、第1, 第3のビームスプリ
ッタを透過した光を第1, 第2の分岐光とし、第2のビ
ームスプリッタを透過した光を第4の分岐光とし、第3
のビームスプリッタで反射された光を第3の分岐光とす
ることができる。
Further, the optical branching unit makes the light transmitted through the first and third beam splitters the first and second branched lights, and the light transmitted through the second beam splitter as the fourth branched light, Three
The light reflected by the beam splitter can be used as the third branched light.

【0008】又光分岐部は、第2のビームスプリッタを
透過した光を第1の分岐光とし、第3のビームスプリッ
タで反射された光を第2の分岐光とし、第1のビームス
プリッタを透過した光を第3の分岐光とし、第3のビー
ムスプリッタを透過した光を第4の分岐光とすることが
できる。
The light splitting unit sets the light transmitted through the second beam splitter as the first split light, the light reflected by the third beam splitter as the second split light, and the first beam splitter The transmitted light can be used as the third branched light, and the light transmitted through the third beam splitter can be used as the fourth branched light.

【0009】更に光分岐部は、第2のビームスプリッタ
を透過した光を第1の分岐光とし、第3のビームスプリ
ッタで反射された光を第2の分岐光とし、第1のビーム
スプリッタを透過した光を第4の分岐光とし、第3のビ
ームスプリッタを透過した光を第3の分岐光とすること
ができる。
Further, the optical branching unit defines the light transmitted through the second beam splitter as the first branched light, the light reflected by the third beam splitter as the second branched light, and the first beam splitter. The transmitted light can be the fourth branched light, and the light transmitted through the third beam splitter can be the third branched light.

【0010】本願の請求項2の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、前記光分岐部は、1組の略平行な平面
を持つガラスブロックを有し、前記ガラスブロックの一
方の面に被測定光を入射させるための反射防止膜を蒸着
した反射防止板と、前記第2のビームスプリッタと、を
貼り付けると共に、前記ガラスブロックの相対応する面
に前記第1, 第3のビームスプリッタを貼り付けて構成
したものであり、前記スロープフィルタは、前記ガラス
ブロックの一方の面に貼り付けて構成したことを特徴と
するものである。
According to a second aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to the first aspect, the optical branching portion has a pair of glass blocks having substantially parallel flat surfaces, and one surface of the glass block is covered. An antireflection plate having an antireflection film vapor-deposited thereon for incidence of measurement light and the second beam splitter are attached to each other, and the first and third beam splitters are attached to corresponding surfaces of the glass block. The slope filter is configured by being attached to one surface of the glass block.

【0011】本願の請求項3の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、前記光分岐部は、1組の略平行平面を
持つガラスブロックを有し、前記ガラスブロックの一方
の面に被測定光を入射させるための反射防止膜、及び前
記第2のビームスプリッタの機能を有する膜を夫々蒸着
すると共に、前記ガラスブロックの相対応する面に前記
第1, 第3のビームスプリッタの機能を有する膜を夫々
蒸着して構成したものであり、前記スロープフィルタ
は、スロープフィルタの機能を有する膜を前記ガラスブ
ロックの一方の面に蒸着したことを特徴とするものであ
る。
According to a third aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to the first aspect, the optical branching portion has a pair of glass blocks having substantially parallel flat surfaces, and one surface of the glass block is to be measured. An antireflection film for allowing light to enter and a film having a function of the second beam splitter are respectively vapor-deposited, and also have functions of the first and third beam splitters on surfaces corresponding to each other of the glass block. Each of the films is formed by vapor deposition, and the slope filter is characterized in that a film having a function of a slope filter is vapor-deposited on one surface of the glass block.

【0012】本願の請求項4の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項の波長モニタにおいて、前記第1のビーム
スプリッタの透過率を約25%、前記第2のビームスプリ
ッタの透過率を約33%、前記第3のビームスプリッタの
透過率を約50%としたことを特徴とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to any one of the first to third aspects, the transmittance of the first beam splitter is about 25%, and the transmittance of the second beam splitter is about 25%. Is about 33% and the transmittance of the third beam splitter is about 50%.

【0013】本願の請求項5の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項の波長モニタにおいて、前記スロープフィ
ルタは、その透過率が、使用する波長域で単調に増加、
または単調に減少する特徴をもつものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to any one of the first to third aspects, the transmittance of the slope filter monotonically increases in a wavelength range to be used,
Or, it has a characteristic of monotonically decreasing.

【0014】本願の請求項6の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項の波長モニタにおいて、前記エタロンを透
過した後の光強度波長特性が前記第1の分岐光と第2の
分岐光との間で90°±10°の位相差となるように、
前記第1, 第2の分岐光のなす角度を設定したことを特
徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to any one of the first to third aspects, the light intensity wavelength characteristics after passing through the etalon are the first branched light and the second branched light. In order to have a phase difference of 90 ° ± 10 ° with the light,
The angle formed by the first and second branched lights is set.

【0015】本願の請求項7の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、前記第1〜第3のビームスプリッタ、
および前記スロープフィルタは、その裏面を斜め研磨
し、反射防止膜を蒸着していることを特徴とするもので
ある。
According to a seventh aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to the first aspect, the first to third beam splitters,
Further, the slope filter is characterized in that the back surface thereof is obliquely polished and an antireflection film is vapor-deposited.

【0016】本願の請求項8の発明は、請求項1の波長
モニタにおいて、前記スロープフィルタは入射光光軸に
対する垂直面よりわずかに傾けて配置していることを特
徴とするものである。
The invention according to claim 8 of the present application is the wavelength monitor according to claim 1, characterized in that the slope filter is disposed at a slight inclination from a plane perpendicular to the optical axis of the incident light.

【0017】本願の請求項9の発明は、請求項1〜3の
いずれか1項の波長モニタにおいて、少なくとも前記エ
タロンと前記スロープフィルタの温度を一定に保つため
の温度調節手段を更に有することを特徴とするものであ
る。
The invention according to claim 9 of the present application is the wavelength monitor according to any one of claims 1 to 3, further comprising temperature adjusting means for keeping at least the temperature of the etalon and the slope filter constant. It is a feature.

【0018】本願の請求項10の発明は、請求項2の波
長モニタにおいて、前記ビームスプリッタの基板、前記
スロープフィルタの基板、前記反射防止板の基板、及び
前記ガラスブロックは、同一の屈折率を持つ素材である
ことを特徴とする請求項2記載の波長モニタ。
According to a tenth aspect of the present invention, in the wavelength monitor according to the second aspect, the substrate of the beam splitter, the substrate of the slope filter, the substrate of the antireflection plate, and the glass block have the same refractive index. The wavelength monitor according to claim 2, wherein the wavelength monitor is a material that has.

【0019】本願の請求項11の発明は、請求項2の波
長モニタにおいて、前記反射防止板の基板、前記ビーム
スプリッタ、および前記スロープフィルタの基板は、そ
の裏面を斜めに研磨したことを特徴とするものである。
The invention of claim 11 of the present application is characterized in that, in the wavelength monitor of claim 2, the back surfaces of the substrate of the antireflection plate, the beam splitter, and the slope filter are obliquely polished. To do.

【0020】本願の請求項12の発明は、請求項2又は
3の波長モニタにおいて、ロッドレンズから成り、その
端面をガラスブロックへ直接接着したコリメータを有す
ることを特徴とするものである。
The twelfth aspect of the invention of the present application is the wavelength monitor according to the second or third aspect, characterized in that the wavelength monitor has a collimator which is made of a rod lens and whose end face is directly bonded to the glass block.

【0021】本願の請求項13の発明は、請求項1〜1
2のいずれか1項の波長モニタにおいて、前記第1〜第
4の光電変換部の出力を同じタイミングでサンプリング
することを特徴とするものである。
The invention of claim 13 of the present application is the same as claims 1 to 1.
In the wavelength monitor according to any one of item 2, the outputs of the first to fourth photoelectric conversion units are sampled at the same timing.

【0022】本願の請求項14の発明は、請求項1〜1
3のいずれか1項の波長モニタにおいて、前記エタロン
は、表面の反射率が10〜20%の反射膜を有するエタ
ロンであることを特徴とするものである。
The invention of claim 14 of the present application is the same as claims 1 to 1.
In the wavelength monitor according to any one of 3 above, the etalon is an etalon having a reflective film having a surface reflectance of 10 to 20%.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は本発明の
実施の形態による偏波無依存型波長モニタの光学部分の
構成と全体構成を示すブロック図である。これらの図に
おいて光学部分は光線を平行光にするためのコリメータ
1、光線を分岐させるための第1のビームスプリッタ
2、第2のビームスプリッタ3、第3のビームスプリッ
タ4、スロープフィルタ5、エタロン6、フォトダイオ
ード等の光電変換素子7〜10から構成される。ビーム
スプリッタ2はコリメータ1から出た光線の光路上に、
光線に対して垂直方向から微小角度θ1傾けて配置す
る。ビームスプリッタ3はビームスプリッタ2の反射光
線の光路上に、光線に対して、垂直方向から微小角度θ
2傾けて配置する。ビームスプリッタ4はビームスプリ
ッタ3の反射光線の光路上に、光線に対して垂直方向か
ら微小角度θ3傾けて配置する。これらの角度θ1〜θ
3については後に詳細に説明する。これらのビームスプ
リッタ2〜4は光を4方向に分岐させる光分岐部を構成
している。そして4分岐した各分岐光の強度が均等にな
るように、透過率は夫々ビームスプリッタ2が25%、ビ
ームスプリッタ3が33%、ビームスプリッタ4が50%、
となるように設定することが望ましい。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing the configuration and overall configuration of an optical portion of a polarization independent wavelength monitor according to an embodiment of the present invention. In these figures, the optical parts are a collimator 1 for making a light beam parallel, a first beam splitter 2, a second beam splitter 3, a third beam splitter 4, a slope filter 5, an etalon for splitting a light beam. 6, photoelectric conversion elements 7 to 10 such as photodiodes. The beam splitter 2 is on the optical path of the light beam emitted from the collimator 1,
It is arranged at a slight angle θ1 from the direction perpendicular to the light beam. The beam splitter 3 is arranged on the optical path of the reflected light beam of the beam splitter 2 with respect to the light beam from the vertical direction by a small angle θ.
2 Tilt and place. The beam splitter 4 is arranged on the optical path of the reflected light beam of the beam splitter 3 with a slight angle θ3 inclined from the vertical direction with respect to the light beam. These angles θ1 to θ
3 will be described in detail later. These beam splitters 2 to 4 form an optical branching unit that splits light in four directions. Then, the transmittances of the beam splitter 2 are 25%, the beam splitter 3 is 33%, and the beam splitter 4 is 50% so that the intensity of each of the four branched lights becomes equal.
It is desirable to set so that

【0024】各ビームスプリッタ2,3,4及びスロー
プフィルタ5は各光学素子内での干渉を防ぐために、干
渉膜のフィルタ蒸着面とは反対の面を斜めに研磨し、無
反射コートを施してある。エタロン6は例えば厚さ1m
mのガラス板の両面に入射光の約1/8λの2層の反射
膜を施したソリッドエタロンであり、ここでは例えば1
5%程度の低い反射率の反射膜としている。エタロン6
はビームスプリッタ2を透過した第1の分岐光と、ビー
ムスプリッタ4を透過した第2の分岐光が並んで透過す
るように配置する。フォトダイオード7は、エタロン6
を透過したビームスプリッタ2の透過光を受光できる位
置に配置する。フォトダイオード8はエタロン6を透過
したビームスプリッタ4の透過光を受光できる位置に配
置する。フォトダイオード9はビームスプリッタ3を透
過した第3の分岐光が受光できる位置に配置する。スロ
ープフィルタ5はビームスプリッタ4で反射された第4
の分岐光の光路上に配置する。又スロープフィルタ5は
干渉を防ぐために、入射光に対して垂直方向から微小角
度、例えば1°傾けて配置してある。フォトダイオード
10はスロープフィルタ5の透過光を受光できる位置に
配置する。これらの光学素子、特にエタロンやスロープ
フィルタの温度に対する特性の変動を解消するために、
温度を一定に保つための調整機能を持つ1つの基板上や
恒温槽11内に配置することが好ましい。
In order to prevent interference in each optical element, the beam splitters 2, 3, 4 and the slope filter 5 are obliquely polished on the surface of the interference film opposite to the filter vapor deposition surface, and are given a non-reflective coating. is there. The etalon 6 has a thickness of 1 m, for example.
It is a solid etalon in which two layers of reflection film of about ⅛λ of incident light are applied to both sides of a glass plate of m, and here, for example, 1
The reflective film has a low reflectance of about 5%. Etalon 6
Is arranged so that the first branched light transmitted through the beam splitter 2 and the second branched light transmitted through the beam splitter 4 are transmitted side by side. The photodiode 7 is the etalon 6
It is arranged at a position where it can receive the transmitted light of the beam splitter 2 which has transmitted. The photodiode 8 is arranged at a position where it can receive the transmitted light of the beam splitter 4 that has passed through the etalon 6. The photodiode 9 is arranged at a position where the third branched light transmitted through the beam splitter 3 can be received. The slope filter 5 is the fourth reflected by the beam splitter 4.
It is placed on the optical path of the branched light. In order to prevent interference, the slope filter 5 is arranged at a small angle, for example 1 °, from the vertical direction with respect to the incident light. The photodiode 10 is arranged at a position where the transmitted light of the slope filter 5 can be received. In order to eliminate fluctuations in the characteristics of these optical elements, especially the etalon and slope filter, with respect to temperature,
It is preferable to dispose on one substrate or in the constant temperature bath 11 having an adjusting function for keeping the temperature constant.

【0025】次に信号処理部分の構成について説明す
る。フォトダイオード7, 8,9,10の電気信号出力
は夫々信号処理部内の増幅器21〜24に与えられる。
増幅器21〜24はフォトダイオードからの電気信号を
増幅するものであり、夫々フォトダイオード7〜10と
共に第1〜第4の光電変換部を構成している。増幅器2
1の出力は割算器25に、増幅器22の出力は割算器2
6に、増幅器23の出力は割算器25と26に与えられ
る。割算器25は第1のビームスプリッタ2から分岐し
た第1の分岐光の出力を第2のビームスプリッタ3から
分岐した基準となる第3の分岐光の出力で割算すること
によって、その出力を正規化するものである。割算器2
6は第3のビームスプリッタ4から分岐した第2の分岐
光の出力を基準となる第3の分岐光の出力で割算するこ
とによって、その出力を正規化するものである。これら
の割算器25,26の出力は切換部27に与えられる。
切換部27は2つの割算出力からピーク部分を除いて双
方の出力を切換えることにより、エタロン6の直線性の
よい領域を交互に使用するものである。切換部27の出
力はA/D変換器28に入力される。A/D変換器28
は入力をデジタル信号に変換するものであり、リードオ
ンリメモリ(以下、ROMという)29はこのデジタル
値をアドレス信号として後述するように所定の周期内の
波長変化分を出力するものである。ここでA/D変換器
28及びリードオンリメモリ29は、エタロンの波長−
透過率特性の周期毎に所定の基準波長からの入射光の波
長からの変化分を算出する波長変化分算出部を構成して
いる。
Next, the configuration of the signal processing portion will be described. The electric signal outputs of the photodiodes 7, 8, 9 and 10 are given to the amplifiers 21 to 24 in the signal processing section, respectively.
The amplifiers 21 to 24 amplify the electric signal from the photodiodes, and constitute the first to fourth photoelectric conversion units together with the photodiodes 7 to 10, respectively. Amplifier 2
The output of 1 is to the divider 25, and the output of the amplifier 22 is to the divider 2
At 6, the output of amplifier 23 is provided to dividers 25 and 26. The divider 25 divides the output of the first branched light branched from the first beam splitter 2 by the output of the reference third branched light branched from the second beam splitter 3 to output the output. To normalize. Divider 2
Reference numeral 6 normalizes the output of the second branched light branched from the third beam splitter 4 by dividing the output of the second branched light by the output of the third branched light serving as a reference. The outputs of the dividers 25 and 26 are given to the switching unit 27.
The switching unit 27 alternately uses the regions of the etalon 6 having good linearity by switching the outputs of the two split calculation forces excluding the peak portion. The output of the switching unit 27 is input to the A / D converter 28. A / D converter 28
Is for converting an input into a digital signal, and a read-only memory (hereinafter, referred to as ROM) 29 outputs the digital value as an address signal for a wavelength variation within a predetermined period as described later. Here, the A / D converter 28 and the read-only memory 29 are the wavelength of the etalon-
A wavelength change amount calculation unit that calculates a change amount from the wavelength of incident light from a predetermined reference wavelength is configured for each cycle of the transmittance characteristic.

【0026】一方増幅器23,24の出力は夫々割算器
30に与えられる。割算器30は第4の分岐光を第3の
分岐光の出力で割算して正規化するものであり、その割
算出力がA/D変換器31に与えられる。A/D変換器
31の出力はスロープフィルタ5の特性を正規化したデ
ジタル値となる。ROM32にはスロープフィルタ5の
正規化された透過率−波長特性があらかじめ保持されて
おり、A/D変換器31の出力はROM32にアドレス
信号として与えられる。A/D変換器31とROM32
とは、第3の割算部の出力に基づいてエタロンの波長−
透過率特性のいずれかの基準波長を算出する波長算出部
を構成している。ROM32で読出された波長データは
加算部33に与えられる。又加算部33はこれらのRO
M29,32の出力を加算することによって、入射した
光の波長を算出して出力するものである。又恒温層11
内の各光学素子は温度制御部34によって所定温度とな
るように保持しておくものとする。
On the other hand, the outputs of the amplifiers 23 and 24 are given to the divider 30, respectively. The divider 30 divides the fourth branched light by the output of the third branched light to normalize it, and the division calculation power is given to the A / D converter 31. The output of the A / D converter 31 is a digital value obtained by normalizing the characteristics of the slope filter 5. The normalized transmittance-wavelength characteristic of the slope filter 5 is held in advance in the ROM 32, and the output of the A / D converter 31 is given to the ROM 32 as an address signal. A / D converter 31 and ROM 32
Is the wavelength of the etalon based on the output of the third division unit −
A wavelength calculation unit that calculates one of the reference wavelengths of the transmittance characteristics is configured. The wavelength data read by the ROM 32 is given to the addition unit 33. In addition, the addition unit 33 is
By adding the outputs of M29 and M32, the wavelength of the incident light is calculated and output. Also constant temperature layer 11
It is assumed that each of the optical elements therein is held by the temperature control unit 34 so as to have a predetermined temperature.

【0027】次に本実施の形態による波長モニタの動作
について説明する。測定対象となるレーザビームが光フ
ァイバよりコリメータ1を介して第1のビームスプリッ
タ2に入射すると、その一部の光が表面で反射され、残
りが透過する。反射光は図示のように第2のビームスプ
リッタ3に入射し、その一部が透過して残りが反射す
る。又反射光はさらにビームスプリッタ2と並列に配置
された第3のビームスプリッタ4に照射され、その一部
が透過し、残りが反射する。そして各ビームスプリッタ
の透過率が前述したように定められているため、各分岐
した光はその光強度がほぼ等しくなる。これらの第1,
第2の分岐光がいずれもエタロン6に入射され、エタロ
ン6を介してフォトダイオード7,8で受光される。第
3の分岐光はフォトダイオード9により、第4の分岐光
はスロープフィルタ5を介してフォトダイオード10に
より受光される。これらの分岐光は同一のタイミングで
サンプリングする。
Next, the operation of the wavelength monitor according to this embodiment will be described. When the laser beam to be measured enters the first beam splitter 2 from the optical fiber through the collimator 1, a part of the light is reflected on the surface and the rest is transmitted. The reflected light is incident on the second beam splitter 3 as shown in the figure, a part of which is transmitted and the rest is reflected. Further, the reflected light is further applied to the third beam splitter 4 arranged in parallel with the beam splitter 2, a part of which is transmitted and the rest is reflected. Since the transmittance of each beam splitter is determined as described above, the light intensity of each branched light becomes substantially equal. First of these
The second branched light is incident on the etalon 6 and is received by the photodiodes 7 and 8 via the etalon 6. The third branched light is received by the photodiode 9, and the fourth branched light is received by the photodiode 10 via the slope filter 5. These branched lights are sampled at the same timing.

【0028】第1〜第4の分岐光のレベルをI1〜I
4、これを光電変換して増幅器21〜24から得られる
出力をS1〜S4とする。エタロン6の透過光の波長に
対する特性は周期的に変動し、その周期はエタロンのフ
リースペクトラムレンジ(FSR)によって定まる。こ
のFSRを100GHzとしておくと、変動周期は約
0.8nmとなる。エタロン6の透過率Tは境界面の反
射率をRとすると、次式(1)で算出される。
The levels of the first to fourth branched lights are I1 to I
4, and the outputs obtained from the amplifiers 21 to 24 by photoelectrically converting them are S1 to S4. The characteristics of the etalon 6 with respect to the wavelength of the transmitted light periodically fluctuate, and the period is determined by the free spectrum range (FSR) of the etalon. If this FSR is set to 100 GHz, the fluctuation period becomes about 0.8 nm. The transmittance T of the etalon 6 is calculated by the following equation (1), where R is the reflectance of the boundary surface.

【数1】 但しAは反射率Rによって次式(2)に示すように表さ
れる。
[Equation 1] However, A is represented by the reflectance R as shown in the following equation (2).

【数2】 δはエタロン6の屈折率をn、その厚さをL、エタロン
6への入射角度をφ、エタロン6への入射光の波長をλ
とすると、次式(3)で示される。
[Equation 2] δ is the refractive index of the etalon 6, n is its thickness, φ is the angle of incidence on the etalon 6, and λ is the wavelength of the light incident on the etalon 6.
Then, it is expressed by the following equation (3).

【数3】 [Equation 3]

【0029】前述したようにエタロン6の反射率Rを例
えば0.15とすると、式(1)で示される透過率特性
はサインカーブに近くなる。従って割算器25から得ら
れる正規化出力は図2(a)に示すものとなる。又同様
にして割算器26から得られる正規化出力は、図2
(b)に示すものとなる。これらの透過率特性は、位相
がずれたものとなっている。この位相のずれはエタロン
6への入射光である第1,第2の分岐光の角度差に対応
している。そこでビームスプリッタ2に対するビームス
プリッタ3の角度をわずかに、例えば0.1 °傾ける。こ
れにより、エタロン6を透過する光線を平行からわずか
にずれた状態に設定し、かつエタロン6の設置角度によ
って、2光線の位相差を設定する。又エタロン6より得
られる波長−透過率特性の位相差は、交互に直線性のよ
い部分を用いるために90°±10°の範囲内の位相差
とすることが好ましく、90°の位相差とすることが最
も好ましい。
As described above, when the reflectance R of the etalon 6 is set to 0.15, for example, the transmittance characteristic represented by the equation (1) becomes close to a sine curve. Therefore, the normalized output obtained from the divider 25 is as shown in FIG. Similarly, the normalized output obtained from the divider 26 is shown in FIG.
It becomes what is shown in (b). These transmittance characteristics are out of phase. This phase shift corresponds to the angular difference between the first and second branched lights that are incident lights on the etalon 6. Therefore, the angle of the beam splitter 3 with respect to the beam splitter 2 is slightly tilted, for example, 0.1 °. As a result, the light rays passing through the etalon 6 are set to be slightly deviated from parallel, and the phase difference between the two light rays is set depending on the installation angle of the etalon 6. Further, the phase difference of the wavelength-transmittance characteristic obtained from the etalon 6 is preferably a phase difference within a range of 90 ° ± 10 ° in order to alternately use parts having good linearity, and the phase difference of 90 ° Most preferably.

【0030】さて切換部27は割算器25,26の出力
から図2に太く示す分解能のよい部分を交互に切換え
る。即ちある波長λ1,λ5,λ9・・・においてエタ
ロン6を透過する分岐光I1の透過率がピーク、正規化
された値Aが即ち1.0であり、この位置から0.4n
m離れた波長λ3,λ7,λ11・・・では透過率が最
も低く、例えば0.7であるとする。λ1とλ5,λ5
とλ9の間隔は前述のように0.8nmとなる。切換部
27は透過率が0.956〜0.744の範囲であれば
割算器25の出力を選択し、その他の値であれば割算器
26の出力を選択する。その場合には割算器26が透過
率0.956〜0.744の範囲に入っている。こうす
れば入射光の波長によって交互に太く示す分解能の高い
割算出力を切換えることができる。
The switching unit 27 alternately switches from the outputs of the dividers 25 and 26 to the portion with good resolution shown in bold in FIG. That is, at a certain wavelength λ1, λ5, λ9 ... The transmittance of the branched light I1 transmitted through the etalon 6 has a peak, and the normalized value A is 1.0, that is, 0.4n from this position.
It is assumed that the transmittance is lowest at wavelengths λ3, λ7, λ11, ... λ1 and λ5, λ5
The distance between λ9 and λ9 is 0.8 nm as described above. The switching unit 27 selects the output of the divider 25 if the transmittance is in the range of 0.956 to 0.744, and selects the output of the divider 26 if it has any other value. In that case, the divider 26 is in the range of transmittance 0.956 to 0.744. By doing so, it is possible to switch the high-resolution split calculation power, which is alternately shown in bold according to the wavelength of the incident light.

【0031】一方スロープフィルタ5は、入射可能な波
長範囲1500〜1600nmにおいて単調に変化する
スロープ状の波長−透過率特性を有しているものとす
る。フォトダイオード9,10で第3,第4の分岐光を
受光し、増幅器23,24によって出力S3,S4に変
換する。そして割算器30によって第4の分岐光の出力
S4を第3の分岐光の出力S3で割算することによっ
て、スロープフィルタ5の特性を正規化することができ
る。図3(a)はこの正規化されたスロープフィルタ5
の全体の特性、図3(b)はその一部分の拡大図を示し
ており、正規化後の特性に基づいて入射光の波長をおお
まかに算出できる。A/D変換器31はこれをデジタル
値に変換し、ROM32からデジタル値に対応した離散
的な波長データλ1,λ2,λ3・・・を読出すことに
よって、図2(a)又は(b)に示すエタロンの透過特
性の極大値及び極小値のいずれかの波長を選択する。こ
のときいずれかの割算器25,26のいずれかの出力が
選択されているかによって読出す波長を変化させる。例
えば割算器25が選択されている場合には、そのときの
波長−透過率特性からλ1,λ3,λ5・・・に最も近
く、短い側の波長のデータを基準波長λrとして読出
す。例えばλ5からλ7の範囲内にある場合には基準波
長λrをλ5とする。そして割算器25の出力よりλ5
からの波長の変化分Δλを算出する。又割算器26が選
択されている場合にはλ2,λ4,λ6・・・に最も近
く、短い側の波長のデータを読出す。例えばλ2からλ
4の範囲内にある場合には基準波長λrをλ2とする。
そして割算器26の出力からλ2からの波長の変化分Δ
λを算出する。こうして割算器25又は26の出力値で
ある透過率に基づいて、基準波長λr例えばλ5又はλ
2から相違した波長Δλを読出すことができる。そして
加算部33でこの基準波長λrとΔλとを加算すること
によって、入射した光の波長を正確に算出して出力する
ことができる。
On the other hand, the slope filter 5 is assumed to have a slope-like wavelength-transmittance characteristic that monotonously changes in the incident wavelength range 1500 to 1600 nm. The photodiodes 9 and 10 receive the third and fourth branched lights, and the amplifiers 23 and 24 convert them into outputs S3 and S4. Then, the characteristic of the slope filter 5 can be normalized by dividing the output S4 of the fourth branched light by the output S3 of the third branched light by the divider 30. FIG. 3A shows this normalized slope filter 5
3B shows an enlarged view of a part thereof, and the wavelength of incident light can be roughly calculated based on the normalized characteristics. The A / D converter 31 converts this into a digital value and reads the discrete wavelength data λ1, λ2, λ3, ... Corresponding to the digital value from the ROM 32, so that FIG. 2A or FIG. The wavelength of either the maximum value or the minimum value of the transmission characteristics of the etalon shown in is selected. At this time, the wavelength to be read is changed depending on which output of any of the dividers 25 and 26 is selected. For example, when the divider 25 is selected, the wavelength-transmittance characteristic at that time causes the data of the shortest wavelength closest to λ1, λ3, λ5 ... to be read as the reference wavelength λr. For example, when it is in the range of λ5 to λ7, the reference wavelength λr is set to λ5. And from the output of the divider 25, λ5
The change Δλ in wavelength from is calculated. When the divider 26 is selected, the data of the wavelength on the short side closest to λ2, λ4, λ6 ... Is read. For example λ2 to λ
When it is within the range of 4, the reference wavelength λr is set to λ2.
Then, from the output of the divider 26, the change Δ in wavelength from λ2
Calculate λ. Thus, based on the transmittance which is the output value of the divider 25 or 26, the reference wavelength λr, for example, λ5 or λ
It is possible to read out different wavelengths Δλ from 2. By adding the reference wavelengths λr and Δλ in the adder 33, the wavelength of the incident light can be accurately calculated and output.

【0032】尚、ROM32から読出される波長を図2
(a),(b)の各波長−透過率特性のピーク値、即ち
λ1,λ5・・・又はλ4,λ8・・・のみとし、透過
率特性の立上り又は立下りのいずれかのスロープによっ
てΔλの値を加算又は減算して正確な波長値を求めるよ
うにしてもよい。又スロープフィルタ5は正確にλnの
データをそのまま保持しておいてもよい。又これに代え
て、それ以上の分解能を有する多数の波長に対する透過
率特性を保持しておき、図2に示す2つの波長−透過率
特性のピーク値を直線補間等によって算出するようにし
てもよい。また可変波長範囲が広く、図2(a),
(b)に示すエタロンの波長−透過率特性の周期が一定
値でなく、周期が波長に応じて変化する場合には、スロ
ープフィルタ5より得られる波長の概略値によってその
周期を変化しているものとして2つの波長−透過率特性
を切換え、Δλを算出するようにしてもよい。
The wavelength read from the ROM 32 is shown in FIG.
Only the peak value of each wavelength-transmittance characteristic of (a) and (b), that is, λ1, λ5 ... Or λ4, λ8 ... Is set, and Δλ is set according to the slope of the rising or falling of the transmittance characteristic. The accurate wavelength value may be obtained by adding or subtracting the value of. Further, the slope filter 5 may hold the data of λn exactly as it is. Alternatively, the transmittance characteristics for a large number of wavelengths having a higher resolution may be held, and the peak values of the two wavelength-transmittance characteristics shown in FIG. 2 may be calculated by linear interpolation or the like. Good. In addition, the variable wavelength range is wide, as shown in FIG.
When the period of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon shown in (b) is not a constant value and the period changes according to the wavelength, the period is changed according to the approximate value of the wavelength obtained from the slope filter 5. Alternatively, two wavelength-transmittance characteristics may be switched to calculate Δλ.

【0033】又、この実施の形態ではエタロン6として
反射率15%のコーティングを有するソリッドエタロン
を用いている。エタロン6の反射率を大きくすれば透過
率の変動幅は大きくなるが、サイン波状の波形からずれ
てきて2つの特性を組合せて波長のずれ分Δλを算出す
る際の誤差が大きくなる。又反射率を小さくすればより
サイン波に近い透過特性となるが、振幅値が小さくなる
ため分解能が低下する。従ってこの反射率は例えば10
〜20%の範囲であることが好ましく、ここではエタロ
ンの反射率を15%としている。又エタロンの厚さを例
えば1mmとすることによってFSRを100GHzと
することができる。厚さをより大きくすれば透過特性の
周期は短くなるが、スロープフィルタ5の分解能が悪け
れば誤った位置を基準の波長としてしまう可能性があ
る。又エタロンの厚さを薄くすればエタロンの波長−透
過率特性の周期が長くなり、波長検出の分解能が低下す
る。従って透過特性の例えば周期は0.75〜0.85
nmの範囲とすることが好ましい。更にエタロンはソリ
ッドエタロンだけでなく、一対の平行平板から成る空隙
エタロンであってもよい。
Further, in this embodiment, a solid etalon having a coating with a reflectance of 15% is used as the etalon 6. If the reflectance of the etalon 6 is increased, the fluctuation range of the transmittance is increased, but the deviation from the sine wave waveform is increased and the error in calculating the wavelength deviation Δλ by combining the two characteristics is increased. Further, if the reflectance is made smaller, the transmission characteristic becomes closer to that of a sine wave, but the amplitude value becomes smaller, so the resolution becomes lower. Therefore, this reflectance is, for example, 10
It is preferably in the range of ˜20%, and here, the reflectance of the etalon is set to 15%. The FSR can be set to 100 GHz by setting the thickness of the etalon to 1 mm, for example. The larger the thickness, the shorter the cycle of the transmission characteristic, but if the resolution of the slope filter 5 is poor, there is a possibility that an incorrect position will be the reference wavelength. Further, if the thickness of the etalon is reduced, the period of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon becomes longer and the resolution of wavelength detection is lowered. Therefore, for example, the transmission characteristic has a period of 0.75 to 0.85.
It is preferably in the range of nm. Further, the etalon is not limited to a solid etalon and may be a void etalon composed of a pair of parallel flat plates.

【0034】さて一般的な物理現象として、光が屈折率
の異なる媒質から他の媒質へ入射する際、反射率、透過
率は光線の入射角度によって変動し、その変動量は入射
光線の偏波状態によって異なる。図4は、屈折率1の媒
質から屈折率1.5の媒質、例えば空気中からガラスへ
光を入射させる場合に、S偏光とP偏光で反射率の入射
角依存性を示したものである。本実施の形態で使用して
いるビームスプリッタ2〜4、スロープフィルタ5にお
いても同様の現象が発生する。例えば図5はビームスプ
リッタ3へS偏光とP偏光をそれぞれ入射させた場合の
入射角に対する反射率を表したものである。すでに説明
したように、本実施の形態ではビームスプリッタを光線
に対して微小角度ずらして対向させて配置し、ビームス
プリッタへの光線の入射角をできるだけ小さくすること
により、光学系全体の偏波依存性を低減させている。例
えば入射角θ1,θ2又はθ3が3°の場合、S偏光と
P偏光とは反射率は0.15%しか変化していない。但
し被測定光の偏波状態の変動に伴うフォトダイオード7
〜10で測定される光強度が変動する。従ってビームス
プリッタへの入射角は以下のように決定する。
As a general physical phenomenon, when light is incident on a medium having a different refractive index from another medium, the reflectance and the transmittance vary depending on the incident angle of the light beam, and the variation amount is the polarization of the incident light beam. It depends on the condition. FIG. 4 shows the incident angle dependence of reflectance for S-polarized light and P-polarized light when light is incident on a glass from a medium having a refractive index of 1 to a medium having a refractive index of 1.5, for example, from the air. . The same phenomenon occurs in the beam splitters 2 to 4 and the slope filter 5 used in this embodiment. For example, FIG. 5 shows the reflectance with respect to the incident angle when S-polarized light and P-polarized light are made incident on the beam splitter 3. As described above, in the present embodiment, the beam splitters are arranged so as to be opposed to each other with a slight angle offset, and the incident angle of the light beam to the beam splitter is made as small as possible, whereby the polarization dependence of the entire optical system is reduced. Sex is reduced. For example, when the incident angle θ1, θ2 or θ3 is 3 °, the reflectances of the S-polarized light and the P-polarized light change by only 0.15%. However, the photodiode 7 associated with the change in the polarization state of the measured light
The light intensity measured at -10 varies. Therefore, the angle of incidence on the beam splitter is determined as follows.

【0035】図6は波長に対するスロープフィルタ5の
透過率を曲線A、エタロン6の透過率を曲線B、エタロ
ンの1周期(FSR)当たりのスロープフィルタ5の透
過率の変化量を曲線Cで表している。又図7はエタロン
の透過率を示す曲線Bの波長範囲を拡大して示すグラフ
である。このような透過率変化量を持つスロープフィル
タ5とエタロン6の組み合わせで、波長1525nmか
ら1565nmの範囲を測定範囲とする場合、入射角度
θ1〜θ3は以下の第1, 第2の条件によって決定す
る。 (1)第1の条件 スロープフィルタの透過率変化量は曲線Cから最も低い
部分で0.07dBぐらいなので、被測定光の強度の変
動はこれ以下、即ち0.06dBまで許容される。被測
定光の強度変動が偏波状態のみによって決定されると仮
定する。ここで受光出力S3はビームスプリッタ2の反
射とビームスプリッタ3の透過の影響を受け、受光出力
S4はビームスプリッタ2,3,4の3回の反射の影響
を受ける。従って割算器30での正規化出力のS4/S
3の偏波依存性は一回の反射が相殺され、反射2回、透
過1回分の影響を受けることとなる。図8はビームスプ
リッタのP偏光、S偏光の入射に対して反射率の入射角
度に対する依存特性を示す図である。又図9はこれらの
ビームスプリッタのP偏光、S偏光透過率の入射角度に
対する依存特性を示す図である。このビームスプリッタ
を用いて反射2回、透過1回の合計の変動率が0.06
dB以下とするためには、図8に示すように入射角度を
4.5°とする。こうすれば図8から0.015dB×
2=0.03dBとなり、図9から4.5°のとき約
0.03dBとなる。従ってビームスプリッタ2,3,
4への光線の入射角θ1,θ2,θ3を4.5°以下に
設定する必要がある。
In FIG. 6, the transmittance of the slope filter 5 with respect to the wavelength is represented by a curve A, the transmittance of the etalon 6 is represented by a curve B, and the change amount of the transmittance of the slope filter 5 per one cycle (FSR) of the etalon is represented by a curve C. ing. Further, FIG. 7 is an enlarged graph showing the wavelength range of the curve B showing the transmittance of the etalon. When the slope filter 5 and the etalon 6 having such an amount of change in transmittance are combined and the measurement range is from 1525 nm to 1565 nm, the incident angles θ1 to θ3 are determined by the following first and second conditions. . (1) First Condition Since the change amount of the transmittance of the slope filter is about 0.07 dB at the lowest portion from the curve C, the fluctuation of the intensity of the measured light is allowed to be less than this, that is, 0.06 dB. It is assumed that the intensity fluctuation of the measured light is determined only by the polarization state. Here, the received light output S3 is affected by the reflection of the beam splitter 2 and the transmission of the beam splitter 3, and the received light output S4 is affected by the reflection of the beam splitters 2, 3, 4 three times. Therefore, S4 / S of the normalized output in the divider 30
With respect to the polarization dependence of 3, the reflection of one time is canceled, and the influence of reflection twice and transmission once is affected. FIG. 8 is a diagram showing the dependence of the reflectance on the incident angle of P-polarized light and S-polarized light of the beam splitter. FIG. 9 is a diagram showing the dependence of the P-polarized light and S-polarized light transmittance of these beam splitters on the incident angle. Using this beam splitter, the total fluctuation rate of two reflections and one transmission is 0.06.
In order to make it equal to or lower than dB, the incident angle is set to 4.5 ° as shown in FIG. By doing this, 0.015 dB x from Fig. 8
2 = 0.03 dB, which is about 0.03 dB at 4.5 ° from FIG. Therefore, the beam splitters 2, 3,
It is necessary to set the incident angles θ1, θ2, θ3 of the light rays on the beam No. 4 to 4.5 ° or less.

【0036】(2)第2の条件 次に例えば、波長モニタの波長分解能を10pmに設定
する。そうすれば図7においてエタロンの透過率は特性
を示すように、例えば分解能の高い直線性のよい155
0.1〜1550.3の範囲が用いられるものとする
と、この200pmの範囲で、エタロンの透過率は−
2.4dBまで変化している。従って波長分解能10p
mあたりのエタロンの透過率変化量は図7より約0.1
dBとなる。従って出力S1が光路上にあるビームスプ
リッタ2の透過1回分の偏波の影響を受け、出力S3が
ビームスプリッタの反射1回透過1回の偏波依存の影響
を受ける。従ってエタロンの正規化出力S1/S3の偏
波依存性は透過1回分が相殺されて反射1回分のみとな
る。又他方のエタロンの出力S3は反射2回透過1回の
影響を受けるため、相殺されてエタロンの正規化出力S
2/S3も反射1回分の影響を受ける。このため図9に
示すP偏光、S偏光透過率の角度依存特性を持つビーム
スプリッタを使用する場合、S偏光とP偏光との差が
0.1dBである角度は約8°である。そのためビーム
スプリッタへの光線の入射角を8°以下に設定する必要
がある。
(2) Second Condition Next, for example, the wavelength resolution of the wavelength monitor is set to 10 pm. Then, as shown in FIG. 7, the transmittance of the etalon shows a characteristic, for example, 155 with high resolution and good linearity.
Assuming that the range of 0.1 to 1550.3 is used, the transmittance of the etalon is −200 in this range of 200 pm.
It has changed to 2.4 dB. Therefore, wavelength resolution 10p
The amount of change in the transmittance of the etalon per m is about 0.1 from Fig. 7.
It becomes dB. Therefore, the output S1 is affected by the polarization of one transmission of the beam splitter 2 on the optical path, and the output S3 is affected by the polarization of one reflection and one transmission of the beam splitter. Therefore, the polarization dependence of the normalized outputs S1 / S3 of the etalon becomes only one reflection, because one transmission is canceled. Further, the output S3 of the other etalon is affected by two reflections and one transmission, so that it is canceled out and the normalized output S of the etalon is S3.
2 / S3 is also affected by one reflection. Therefore, when the beam splitter having the angle-dependent characteristics of the P-polarized light and S-polarized light transmittance shown in FIG. 9 is used, the angle at which the difference between the S-polarized light and the P-polarized light is 0.1 dB is about 8 °. Therefore, it is necessary to set the incident angle of the light beam on the beam splitter to 8 ° or less.

【0037】よって上記の2つの条件からこの場合は、
ビームスプリッタ2,3,4への入射角θ1,θ2,θ
3は以下の条件であることが必要である。 0<θ1<θ2<θ3≦4.5°
Therefore, from the above two conditions, in this case,
Incident angles θ1, θ2, θ on the beam splitters 2, 3, 4
No. 3 needs to be the following conditions. 0 <θ1 <θ2 <θ3 ≦ 4.5 °

【0038】これらの条件はエタロンの種類やFSR、
スロープフィルタの傾き、要求される波長分解能等によ
って変化することはいうまでもない。又θ1,θ2の角
度の差は0.1°としたが、エタロンから出射される2
光線の強度変化に90°±10°の位相差ができればよ
く、θ1,θ2は上記の範囲内であれば他の角度であっ
てもよい。
These conditions depend on the type of etalon, FSR,
It goes without saying that it changes depending on the slope of the slope filter, the required wavelength resolution, and the like. Although the angle difference between θ1 and θ2 is 0.1 °,
It suffices that a phase difference of 90 ° ± 10 ° can be generated in the change of the intensity of the light beam, and θ1 and θ2 may be other angles as long as they are within the above range.

【0039】(実施の形態2)次に本発明の実施の形態
2について説明する。この実施の形態では図10に示す
ように、ビームスプリッタ2〜4で分岐された光を処理
する光学系を変化させたものである。この実施の形態2
では図示のように、ビームスプリッタ2,4を透過した
光を第1, 第2の分岐光としてエタロン6に入射させて
いる。又第2のビームスプリッタ3を透過した光を第4
の分岐光としてスロープフィルタ5を介してフォトダイ
オード10で受光する。第3のビームスプリッタ4で反
射した光を第3の分岐光とし、フォトダイオード9で受
光する。その他の構成は実施の形態1と同一である。
(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 10, the optical system for processing the light split by the beam splitters 2 to 4 is changed. This Embodiment 2
Then, as shown in the figure, the light transmitted through the beam splitters 2 and 4 is made incident on the etalon 6 as first and second branched lights. In addition, the light transmitted through the second beam splitter 3
The branched light is received by the photodiode 10 via the slope filter 5. The light reflected by the third beam splitter 4 is used as the third branched light and is received by the photodiode 9. Other configurations are the same as those in the first embodiment.

【0040】次にビームスプリッタへの入射角度につい
て説明する。この場合も前述した第1,第2の条件によ
り決定される。 (1)第1の条件 受光出力S3はビームスプリッタ2,3,4の3回の反
射の影響を受け、受光出力S4はビームスプリッタ2の
反射とビームスプリッタ3の透過の影響を受ける。従っ
て割算器30での正規化出力S4/S3の偏波依存性は
1回の反射が相殺され、反射1回透過1回分の影響を受
けることとなる。従って実施の形態1と同様に、入射角
度θ1,θ2,θ3は4.5°以下とする必要がある。 (2)第2の条件 波長分解能を実施の形態1と同様とすると、エタロンの
出力S1はビームスプリッタ2の透過1回分の偏波の影
響を受け、出力S3がビームスプリッタの反射3回の偏
波依存の影響を受ける。従ってエタロンの正規化出力S
1/S3は反射3回透過1回の影響を受ける。又エタロ
ンの出力S2は反射2回透過1回の影響を受ける。従っ
て正規化出力S2/S3は反射1回透過1回の影響を受
ける。そのため正規化出力S1/S3の方が偏波依存性
の影響を受け易くなる。そして図8より入射角が5°の
ときは反射率からの変化量が約0.02dB×0.06
dBとなり、図9から5°のとき約0.04dBとな
り、これらの合計は0.1dBとなる。従ってビームス
プリッタへの入射角は5°以下とする必要がある。
Next, the angle of incidence on the beam splitter will be described. In this case as well, it is determined by the first and second conditions described above. (1) First Condition The received light output S3 is affected by the three reflections of the beam splitters 2, 3 and 4, and the received light output S4 is affected by the reflection of the beam splitter 2 and the transmission of the beam splitter 3. Therefore, the polarization dependence of the normalized output S4 / S3 in the divider 30 is affected by one reflection and one transmission, because one reflection is canceled. Therefore, similarly to the first embodiment, the incident angles θ1, θ2, θ3 need to be 4.5 ° or less. (2) If the second conditional wavelength resolution is the same as that of the first embodiment, the output S1 of the etalon is affected by the polarization of one transmission of the beam splitter 2, and the output S3 is polarized by three reflections of the beam splitter. It is affected by wave dependence. Therefore, the normalized output S of the etalon
1 / S3 is affected by three reflections and one transmission. The output S2 of the etalon is affected by two reflections and one transmission. Therefore, the normalized output S2 / S3 is affected by one reflection and one transmission. Therefore, the normalized outputs S1 / S3 are more susceptible to the polarization dependence. From FIG. 8, when the incident angle is 5 °, the amount of change from the reflectance is about 0.02 dB × 0.06.
9 dB from FIG. 9, which is about 0.04 dB, and the sum of these is 0.1 dB. Therefore, the angle of incidence on the beam splitter must be 5 ° or less.

【0041】従ってこの場合は条件1から、各ビームス
プリッタへの入射角θ1,θ2,θ3は4.5°以下で
あることが必要である。
Therefore, in this case, from the condition 1, the incident angles θ1, θ2, and θ3 to each beam splitter must be 4.5 ° or less.

【0042】(実施の形態3)次に本発明の実施の形態
3について説明する。この実施の形態では図11に示す
ように、ビームスプリッタ2〜4で分岐された光を処理
する光学系を変化させたものである。図11に示すよう
に、ビームスプリッタ2で反射し、ビームスプリッタ3
を透過した光及びビームスプリッタ2,3,4で反射し
た光を第1, 第2の分岐光としてエタロン6に入射させ
る。エタロン6を透過した光は実施の形態1と同様に、
フォトダイオード7,8で受光する。ビームスプリッタ
2を透過した光は第3の分岐光としてそのままフォトダ
イオード9で受光する。又ビームスプリッタ2,3で反
射され、ビームスプリッタ4を透過した光を第4の分岐
光としてスロープフィルタ5を介してフォトダイオード
10で受光する。その他の構成は実施の形態1と同様で
ある。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, as shown in FIG. 11, the optical system for processing the light split by the beam splitters 2 to 4 is changed. As shown in FIG. 11, the beam is reflected by the beam splitter 2 and is reflected by the beam splitter 3.
The light transmitted through and the light reflected by the beam splitters 2, 3 and 4 are incident on the etalon 6 as first and second branched lights. The light transmitted through the etalon 6 is the same as in the first embodiment.
The light is received by the photodiodes 7 and 8. The light transmitted through the beam splitter 2 is directly received by the photodiode 9 as the third branched light. The light reflected by the beam splitters 2 and 3 and transmitted through the beam splitter 4 is received by the photodiode 10 as the fourth branched light via the slope filter 5. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0043】次に前述の実施の形態と同様の要件下で、
ビームスプリッタへの入射角について説明する。第1の
条件については、スロープフィルタの正規化出力S4/
S3の偏波依存性は反射2回分となり、ビームスプリッ
タへの入射角は図8より6°以下となる。又第2の条件
としてエタロン6への2つの入力を正規化した出力、S
1/S3とS2/S3のうち偏波依存性を大きく受ける
のはS2/S3であり、これは反射3回透過1回とな
る。従って同様にして図8及び図9によりビームスプリ
ッタへの入射角の設定は5°以下となる。従ってこの場
合には、第2の条件からビームスプリッタへの各入射角
θ1,θ2,θ3は5°以下であることが必要となる。
こうすれば実施の形態1と同様の効果を得ることができ
る。
Next, under the same requirements as in the above-mentioned embodiment,
The angle of incidence on the beam splitter will be described. Regarding the first condition, the normalized output S4 /
The polarization dependence of S3 is two reflections, and the angle of incidence on the beam splitter is 6 ° or less from FIG. As the second condition, the output obtained by normalizing the two inputs to the etalon 6, S,
Of 1 / S3 and S2 / S3, it is S2 / S3 that receives the polarization dependence greatly, and this is three reflections and one transmission. Therefore, similarly, the incident angle to the beam splitter is set to 5 ° or less according to FIGS. 8 and 9. Therefore, in this case, from the second condition, it is necessary that the incident angles θ1, θ2, θ3 on the beam splitter be 5 ° or less.
This makes it possible to obtain the same effects as those of the first embodiment.

【0044】(実施の形態4)この実施の形態4では実
施の形態3に対してスロープフィルタの位置を異ならせ
たものである。即ち図12に示すように、ビームスプリ
ッタ2で反射し、ビームスプリッタ3を透過した光及び
ビームスプリッタ2,3,4で反射した光を第1, 第2
の分岐光としてエタロン6に入射させる。エタロン6を
透過した光は実施の形態1と同様に、フォトダイオード
7,8で受光する。ビームスプリッタ2を透過した光を
第4の分岐光としてスロープフィルタ5を介してフォト
ダイオード10で受光する。又ビームスプリッタ2,3
で反射され、ビームスプリッタ4を透過した光を第3の
分岐光としてそのままフォトダイオード9で受光する。
(Fourth Embodiment) In the fourth embodiment, the position of the slope filter is different from that of the third embodiment. That is, as shown in FIG. 12, the light reflected by the beam splitter 2 and transmitted through the beam splitter 3 and the light reflected by the beam splitters 2, 3 and 4 are first and second
It is incident on the etalon 6 as the branched light of. The light transmitted through the etalon 6 is received by the photodiodes 7 and 8 as in the first embodiment. The light transmitted through the beam splitter 2 is received by the photodiode 10 as the fourth branched light via the slope filter 5. Beam splitters 2 and 3
The light reflected by the beam splitter 4 and transmitted through the beam splitter 4 is directly received by the photodiode 9 as the third branched light.

【0045】次に前述の実施の形態と同様の要件下でビ
ームスプリッタへの入射角について説明する。第1の条
件としてスロープフィルタの正規化出力S4/S3は反
射2回分となり、ビームスプリッタへの入射角は6°以
下となる。又第2の条件としてエタロン6への2つの正
規化入力のうち、S1/S3とS2/S3のうち偏波依
存性を大きく受けるのはS2/S3で、反射3回透過 1
回となる。従って図8、図9よりビームスプリッタへの
入射角の設定は6.5°以下となる。従ってこの場合に
は第1の条件より、ビームスプリッタへの入射角θ1〜
θ3は6°以下であることが必要となる。こうすれば実
施の形態1と同様の効果を得ることができる。
Next, the angle of incidence on the beam splitter will be described under the same requirements as in the above-described embodiment. As a first condition, the normalized output S4 / S3 of the slope filter is for two reflections, and the incident angle on the beam splitter is 6 ° or less. As the second condition, of the two normalized inputs to the etalon 6, S1 / S3 and S2 / S3 have the greatest polarization dependence, and S2 / S3 has three reflections.
Times. Therefore, according to FIGS. 8 and 9, the angle of incidence on the beam splitter is set to 6.5 ° or less. Therefore, in this case, from the first condition, the incident angle θ1 to the beam splitter is
θ3 needs to be 6 ° or less. This makes it possible to obtain the same effects as those of the first embodiment.

【0046】(実施の形態5)次に本発明の実施の形態
5について説明する。この実施の形態では光分岐部とし
て3つのビームスプリッタを配置する代わりに、ガラス
ブロック41を用いる。そしてガラスブロック41にビ
ームスプリッタとスロープフィルタの機能を持つ膜の基
板、及び無反射(AR)コーティングを施したガラス基
板を貼り付けたものである。これらのガラス基板はガラ
スブロックと同一の屈折率を有することが好ましい。即
ち図13に示すように、ガラスブロック41のコリメー
タ1から光が入射される面には、無反射コーティングを
施したAR基板42を貼り付ける。又この光軸に沿って
第1のビームスプリッタを表面に蒸着したビームスプリ
ッタ板43を配置し、この反射面に沿ってガラスブロッ
クの対称な面に第2のビームスプリッタとなるビームス
プリッタ板44を貼り付ける。更にガラスブロックの他
方の面の反射光を受光する位置に第3のビームスプリッ
タとなるビームスプリッタ板45を貼り付け、更にこの
反射光を受光する位置にスロープフィルタ46を貼り付
ける。第1〜第3のビームスプリッタとなるビームスプ
リッタ板43,44,45は、夫々前述したように透過
率を25%、33%及び50%とすることが好ましい。
(Fifth Embodiment) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a glass block 41 is used instead of arranging three beam splitters as a light branching part. Then, a glass substrate having a film splitter function and a glass substrate having an antireflection (AR) coating is attached to the glass block 41. These glass substrates preferably have the same refractive index as the glass block. That is, as shown in FIG. 13, an AR substrate 42 having an antireflection coating is attached to the surface of the glass block 41 on which light is incident from the collimator 1. A beam splitter plate 43 having a first beam splitter vapor-deposited on its surface is arranged along the optical axis, and a beam splitter plate 44 serving as a second beam splitter is provided on the symmetrical surface of the glass block along this reflecting surface. paste. Further, a beam splitter plate 45 serving as a third beam splitter is attached to a position where the reflected light on the other surface of the glass block is received, and a slope filter 46 is attached to a position where the reflected light is received. It is preferable that the beam splitter plates 43, 44, and 45 that serve as the first to third beam splitters have transmittances of 25%, 33%, and 50%, respectively, as described above.

【0047】この実施の形態では、ガラスブロック41
を平行な面を有するガラスブロックとし、その両側の面
に貼り付けるビームスプリッタのうちビームスプリッタ
43と45のいずれか一方の接着面を斜めに、(例えば
1°)研磨して貼り付けることにより、出射光をずらせ
ることができる。又ガラスブロック41を平行なガラス
とせずに、ガラス板の対向する面をわずかに斜めに研磨
してガラスブロックとし、平行なビームスプリッタを貼
り付けるようにしてもよい。こうすれば前述したように
フォトダイオード7,8の出力が図2に示すような90
°の位相差を有するように構成することができる。その
他の構成は実施の形態1と同様である。
In this embodiment, the glass block 41 is used.
Is a glass block having parallel surfaces, and one of the beam splitters 43 and 45 among the beam splitters to be attached to the surfaces on both sides thereof is obliquely (for example, 1 °) polished and attached, The emitted light can be shifted. Alternatively, instead of forming the glass block 41 into parallel glass, the opposite surfaces of the glass plate may be slightly obliquely polished to form a glass block, and parallel beam splitters may be attached. By doing so, as described above, the outputs of the photodiodes 7 and 8 are 90% as shown in FIG.
It can be configured to have a phase difference of °. Other configurations are similar to those of the first embodiment.

【0048】この実施の形態によると、入射角をより小
さくすることが可能となり、偏波依存性の低減効果が増
すと共に、装置自体が小型化する効果も得られる。又実
施の形態1〜4のようにビームスプリッタを用いる場合
に比べて光軸あわせが不要となり、作成にかかる工数を
削減できるという効果も得られる。
According to this embodiment, the incident angle can be made smaller, the effect of reducing the polarization dependence is increased, and the device itself can be miniaturized. Further, as compared with the case where the beam splitter is used as in the first to fourth embodiments, the optical axis alignment becomes unnecessary, and the effect of reducing the man-hour required for production can be obtained.

【0049】(実施の形態6)次に本発明の実施の形態
6について図14を用いて説明する。この実施の形態で
は実施の形態5と同様のガラスブロック51を設ける。
そしてガラスブロック51にスロープフィルタやビーム
スプリッタを貼り付ける代わりに、ガラスブロック51
に無反射コーティング52を形成すると共に、ビームス
プリッタ53,54,55、スロープフィルタ56の機
能を有する膜を形成したものである。この場合にはガラ
スブロック51を平行なガラスブロックとせずにガラス
板の対向する面をわずかに斜めに研磨することによって
フォトダイオード7,8の出力が図2に示すような90
°の位相差を有するように構成する。その他の構成は実
施の形態5と同様である。この場合にも実施の形態5と
同様の効果が得られ、これに加えてガラスブロックにフ
ィルタ等を貼り付ける作業を省略することができる。
(Sixth Embodiment) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, a glass block 51 similar to that of the fifth embodiment is provided.
Instead of attaching a slope filter or a beam splitter to the glass block 51, the glass block 51
In addition to forming the non-reflective coating 52 on the surface, a film having the functions of the beam splitters 53, 54, 55 and the slope filter 56 is formed. In this case, the outputs of the photodiodes 7 and 8 are 90% as shown in FIG.
It is configured to have a phase difference of °. Other configurations are similar to those of the fifth embodiment. In this case as well, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained, and in addition, the work of attaching a filter or the like to the glass block can be omitted.

【0050】(実施の形態7)次に本発明の実施の形態
7について、図15を用いて説明する。この実施の形態
では、ガラスブロック51に直接コリメータ1を接続し
たものである。この場合にはコリメータ1を接続するガ
ラスブロックは反射光の影響を避けるため斜めに切断し
ている。その他の構成は実施の形態6と同様とする。こ
の場合にも実施の形態6と同様の効果が得られる。
(Seventh Embodiment) Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, the collimator 1 is directly connected to the glass block 51. In this case, the glass block connecting the collimator 1 is obliquely cut to avoid the influence of reflected light. Other configurations are similar to those of the sixth embodiment. Also in this case, the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained.

【0051】尚実施の形態5〜7において、ガラスブロ
ックに取付けるビームスプリッタやスロープフィルタ等
を図10〜図12に示すようにその場所を変え、それに
対応するエタロンやフォトダイオードの位置を変化させ
ても同様の効果が得られることはいうまでもない。
In the fifth to seventh embodiments, the positions of the beam splitter, the slope filter, etc. attached to the glass block are changed as shown in FIGS. 10 to 12, and the positions of the corresponding etalons and photodiodes are changed. Needless to say, the same effect can be obtained.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本願の請求
項1〜14の発明によれば、入射光の偏波状態にかかわ
らず正確に入射光の波長を正確にモニタすることができ
るという効果が得られる。
As described above in detail, according to the inventions of claims 1 to 14, the wavelength of the incident light can be accurately monitored regardless of the polarization state of the incident light. The effect is obtained.

【0053】請求項2,3の波長モニタによれば、この
ような効果に加えて、入射角を小さくすることができ、
光学系の小型化、光軸あわせの簡略化が可能となる。又
部品点数が減少し、これに伴う信頼性を向上することが
できるという優れた効果が得られる。
According to the wavelength monitor of claims 2 and 3, in addition to such an effect, the incident angle can be reduced,
It is possible to downsize the optical system and simplify the optical axis alignment. Moreover, the excellent effect that the number of parts is reduced and the reliability associated therewith can be improved is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態1による偏波面無依存型の
波長モニタの全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a polarization plane independent type wavelength monitor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施の形態によるエタロンの正規化された波
長−透過率特性を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing normalized wavelength-transmittance characteristics of an etalon according to the present embodiment.

【図3】本発明の正規化されたスロープフィルタの波長
−透過率特性を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing wavelength-transmittance characteristics of the normalized slope filter of the present invention.

【図4】空気からガラス層への光を入射する場合に、光
の偏波状態毎に入射角に対する反射率の変化を示すグラ
フである。
FIG. 4 is a graph showing a change in reflectance with respect to an incident angle for each polarization state of light when light is incident on a glass layer from air.

【図5】ビームスプリッタの入射角に対するS偏光とP
偏光との反射率の変化を示すグラフである。
FIG. 5 shows S-polarized light and P-polarized light with respect to an incident angle of a beam splitter
It is a graph which shows the change of the reflectance with respect to polarized light.

【図6】スロープフィルタとエタロンの透過率及びスロ
ープフィルタの透過率変化量の波長に対する変化を示す
グラフである。
FIG. 6 is a graph showing changes in transmittance of a slope filter and an etalon and changes in transmittance of the slope filter with respect to wavelength.

【図7】エタロンの透過率波長特性を拡大して示すグラ
フである。
FIG. 7 is a graph enlarging and showing transmittance wavelength characteristics of an etalon.

【図8】ビームスプリッタのP偏光とS偏光別の反射率
の入射角度依存特性を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing incident angle dependence characteristics of reflectance of P-polarized light and S-polarized light of a beam splitter.

【図9】ビームスプリッタのP偏光とS偏光別の透過率
の入射角度依存特性を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing incident angle dependence characteristics of transmittances of P-polarized light and S-polarized light of a beam splitter.

【図10】本発明の実施の形態2による波長モニタの全
体構成を示すブロック図である。
FIG. 10 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitor according to a second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施の形態3による波長モニタの全
体構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitor according to a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施の形態4による波長モニタの全
体構成を示すブロック図である。
FIG. 12 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施の形態5による波長モニタの全
体の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing an overall configuration of a wavelength monitor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施の形態6による波長モニタの光
学系部分の構成を示すブロック図である。
FIG. 14 is a block diagram showing a configuration of an optical system portion of a wavelength monitor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施の形態7による波長モニタの光
学系部分の構成を示すブロック図である。
FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of an optical system portion of a wavelength monitor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図16】従来の波長モニタの一例を示す概略図であ
る。
FIG. 16 is a schematic diagram showing an example of a conventional wavelength monitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 コリメータ 2,3,4 ビームスプリッタ 5 スロープフィルタ 6 エタロン 7,8,9,10 フォトダイオード 11 恒温層 21〜24 増幅器 25,26,30 割算器 27 切換部 28,31 A/D変換器 29,32 ROM 33 加算部 34 温度制御部 41, 51 ガラスブロック 42 AR基板 43,44,45 ビームスプリッタ板 46 スロープフィルタ板 52 無反射コーティング 53,54,55 ビームスプリッタ 56 スロープフィルタ 1 Collimator 2, 3, 4 beam splitter 5 slope filter 6 etalon 7,8,9,10 Photodiode 11 Constant temperature layer 21-24 amplifier 25,26,30 divider 27 Switching unit 28,31 A / D converter 29, 32 ROM 33 Adder 34 Temperature controller 41, 51 glass block 42 AR substrate 43,44,45 Beam splitter plate 46 Slope filter plate 52 Anti-reflection coating 53,54,55 beam splitter 56 slope filter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 成哲 愛知県小牧市大字大草字年上坂5823番地 株式会社サンテック・フォトニクス研究所 内 (72)発明者 シング ビラハム パル 愛知県小牧市大字大草字年上坂5823番地 株式会社サンテック・フォトニクス研究所 内 Fターム(参考) 2G020 CB23 CC23 CD16 CD22 CD39 2H048 GA09 GA13 GA24 GA48 GA61   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Park Sung-she             5823 Tonokamisaka, Komaki City, Aichi Prefecture             Suntec Photonics Laboratory Co., Ltd.             Within (72) Inventor Sing Villaham Pal             5823 Tonokamisaka, Komaki City, Aichi Prefecture             Suntec Photonics Laboratory Co., Ltd.             Within F term (reference) 2G020 CB23 CC23 CD16 CD22 CD39                 2H048 GA09 GA13 GA24 GA48 GA61

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定光を分岐する第1のビームスプリ
ッタ、前記第1のビームスプリッタで得られた反射光を
分岐する第2のビームスプリッタ及び前記第2のビーム
スプリッタで得られた反射光を分岐する第3のビームス
プリッタを含み、入射光を分岐し、その平行状態から所
定角度異なった第1, 第2の分岐光を含む第1〜第4の
分岐光を得る光分岐部と、 前記光分岐部より出射される第1, 第2の分岐光を透過
させるエタロンと、 入射波長に対する透過率特性が連続して変化する特性を
有し、前記光分岐部より出射される第4の分岐光を透過
させるスロープフィルタと、 前記エタロンを透過した第1, 第2の分岐光を夫々受光
する第1, 第2の光電変換部と、 前記光分岐部より出射される第3の分岐光を直接受光す
る第3の光電変換部と、 前記スロープフィルタを透過した第4の分岐光を受光す
る第4の光電変換部と、 前記第1,第2の光電変換部の各出力を前記第3の光電
変換部の出力で割算することによって夫々正規化する第
1,第2の割算部と、 前記第1,第2の割算部の出力のうち所定範囲の出力値
の1つを選択する切換部と、 前記第4の光電変換部の出力を第3の光電変換部の出力
で割算することによって正規化する第3の割算部と、 前記切換部からの出力に基づき前記エタロンの波長−透
過率特性の各周期毎に所定の基準波長からの入射光の波
長変化分を算出する波長変化分算出部と、 前記第3の割算部の出力に基づいて前記エタロンの周期
的な波長−透過率特性のいずれかの基準波長を算出する
波長算出部と、 前記波長算出部及び波長変化分算出部の出力を加算する
ことによって入射光の波長を算出する加算部と、を具備
し、 前記エタロンのFSR周期あたりの前記スロープフィル
タの透過率変化量よりも正規化されたスロープフィルタ
の出力強度の偏波依存変動量の方が小さく、且つ、波長
モニタの波長分解能あたりの前記エタロンの透過率変化
量よりも正規化されたエタロンの出力強度の偏波依存変
動量の方が小さくなるように、前記第1〜第3のビーム
スプリッタへの光線の入射角を設定したことを特徴とす
る波長モニタ。
1. A first beam splitter that splits a light to be measured, a second beam splitter that splits a reflected light obtained by the first beam splitter, and a reflected light obtained by the second beam splitter. An optical branching unit that includes a third beam splitter that splits the incident light, splits the incident light, and obtains first to fourth branched lights including first and second branched lights that differ from each other by a predetermined angle from the parallel state, An etalon for transmitting the first and second branched lights emitted from the light branching part, and a fourth etalon having a characteristic in which the transmittance characteristic with respect to the incident wavelength continuously changes. A slope filter that transmits branched light, first and second photoelectric conversion units that respectively receive the first and second branched lights that have transmitted the etalon, and third branched light emitted from the optical branching unit. And a third photoelectric conversion unit for directly receiving light , A fourth photoelectric conversion unit that receives the fourth branched light that has passed through the slope filter, and each output of the first and second photoelectric conversion units is divided by the output of the third photoelectric conversion unit. The first and second dividers, which normalize each of them, and a switching unit that selects one of the output values of a predetermined range among the outputs of the first and second dividers, and the fourth. A third division unit that normalizes the output of the photoelectric conversion unit by dividing it by the output of the third photoelectric conversion unit, and each cycle of the wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output from the switching unit. One of a wavelength change amount calculation unit that calculates a wavelength change amount of incident light from a predetermined reference wavelength for each, and a periodic wavelength-transmittance characteristic of the etalon based on the output of the third division unit. And a wavelength calculation unit that calculates the reference wavelength of the output of the wavelength calculation unit and the wavelength change amount calculation unit. And an addition unit that calculates the wavelength of incident light by adding, and the polarization-dependent variation of the output intensity of the slope filter normalized by the transmittance change amount of the slope filter per FSR cycle of the etalon. The amount is smaller, and the polarization dependent variation of the normalized output intensity of the etalon is smaller than the variation of the transmittance of the etalon per wavelength resolution of the wavelength monitor. A wavelength monitor characterized in that an incident angle of a light beam on a third beam splitter is set.
【請求項2】 前記光分岐部は、1組の略平行な平面を
持つガラスブロックを有し、 前記ガラスブロックの一方の面に被測定光を入射させる
ための反射防止膜を蒸着した反射防止板と、前記第2の
ビームスプリッタと、を貼り付けると共に、 前記ガラスブロックの相対応する面に前記第1, 第3の
ビームスプリッタを貼り付けて構成したものであり、 前記スロープフィルタは、前記ガラスブロックの一方の
面に貼り付けて構成したことを特徴とする請求項1記載
の波長モニタ。
2. The anti-reflection coating, wherein the light branching portion has a pair of glass blocks having substantially parallel flat surfaces, and an anti-reflection film is vapor-deposited on one surface of the glass block for allowing light to be measured to enter. A plate and the second beam splitter are attached, and the first and third beam splitters are attached to the surfaces of the glass block corresponding to each other, and the slope filter is The wavelength monitor according to claim 1, wherein the wavelength monitor is attached to one surface of the glass block.
【請求項3】 前記光分岐部は、1組の略平行平面を持
つガラスブロックを有し、 前記ガラスブロックの一方の面に被測定光を入射させる
ための反射防止膜、及び前記第2のビームスプリッタの
機能を有する膜を夫々蒸着すると共に、 前記ガラスブロックの相対応する面に前記第1, 第3の
ビームスプリッタの機能を有する膜を夫々蒸着して構成
したものであり、 前記スロープフィルタは、スロープフィルタの機能を有
する膜を前記ガラスブロックの一方の面に蒸着したこと
を特徴とする請求項1記載の波長モニタ。
3. The light branching section includes a pair of glass blocks having substantially parallel flat surfaces, an antireflection film for allowing light to be measured to enter one surface of the glass block, and the second block. A film having a function of a beam splitter is vapor-deposited, and a film having a function of the first and third beam splitters is vapor-deposited on corresponding surfaces of the glass block. The wavelength monitor according to claim 1, wherein a film having a function of a slope filter is deposited on one surface of the glass block.
【請求項4】 前記第1のビームスプリッタの透過率を
約25%、前記第2のビームスプリッタの透過率を約33
%、前記第3のビームスプリッタの透過率を約50%とし
たことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記載の
波長モニタ。
4. The transmittance of the first beam splitter is about 25%, and the transmittance of the second beam splitter is about 33%.
%, And the transmittance of the third beam splitter is about 50%. 4. The wavelength monitor according to claim 1, wherein
【請求項5】 前記スロープフィルタは、その透過率
が、使用する波長域で単調に増加、または単調に減少す
る特徴をもつ請求項1〜3のいずれか1項記載の波長モ
ニタ。
5. The wavelength monitor according to claim 1, wherein the slope filter has a characteristic that its transmittance monotonously increases or monotonically decreases in a wavelength range to be used.
【請求項6】 前記エタロンを透過した後の光強度波長
特性が前記第1の分岐光と第2の分岐光との間で90°
±10°の位相差となるように、前記第1,第2の分岐
光のなす角度を設定したことを特徴とする請求項1〜3
のいずれか1項記載の波長モニタ。
6. The wavelength characteristic of light intensity after passing through the etalon is 90 ° between the first branched light and the second branched light.
The angle formed by the first and second branched lights is set so as to have a phase difference of ± 10 °.
The wavelength monitor according to any one of 1.
【請求項7】 前記第1〜第3のビームスプリッタ、お
よび前記スロープフィルタは、その裏面を斜め研磨し、
反射防止膜を蒸着していることを特徴とする請求項1記
載の波長モニタ。
7. The first to third beam splitters and the slope filter have their back surfaces obliquely polished,
The wavelength monitor according to claim 1, wherein an antireflection film is vapor-deposited.
【請求項8】 前記スロープフィルタは入射光光軸に対
する垂直面よりわずかに傾けて配置していることを特徴
とする請求項1項記載の波長モニタ。
8. The wavelength monitor according to claim 1, wherein the slope filter is arranged so as to be slightly inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the incident light.
【請求項9】 少なくとも前記エタロンと前記スロープ
フィルタの温度を一定に保つための温度調節手段を更に
有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項記
載の波長モニタ。
9. The wavelength monitor according to claim 1, further comprising temperature adjusting means for keeping at least the temperatures of the etalon and the slope filter constant.
【請求項10】 前記ビームスプリッタの基板、前記ス
ロープフィルタの基板、前記反射防止板の基板、及び前
記ガラスブロックは、同一の屈折率を持つ素材であるこ
とを特徴とする請求項2記載の波長モニタ。
10. The wavelength according to claim 2, wherein the substrate of the beam splitter, the substrate of the slope filter, the substrate of the antireflection plate, and the glass block are materials having the same refractive index. monitor.
【請求項11】 前記反射防止板の基板、前記ビームス
プリッタ、および前記スロープフィルタの基板は、その
裏面を斜めに研磨したものであることを特徴とする請求
項2記載の波長モニタ。
11. The wavelength monitor according to claim 2, wherein the substrate of the antireflection plate, the beam splitter, and the substrate of the slope filter have their back surfaces obliquely polished.
【請求項12】 ロッドレンズから成り、その端面をガ
ラスブロックへ直接接着したコリメータを有することを
特徴とする請求項2又は3記載の波長モニタ。
12. The wavelength monitor according to claim 2, further comprising a collimator which is made of a rod lens and whose end surface is directly adhered to the glass block.
【請求項13】 前記第1〜第4の光電変換部の出力を
同じタイミングでサンプリングすることを特徴とする請
求項1〜12のいずれか1項記載の波長モニタ。
13. The wavelength monitor according to claim 1, wherein the outputs of the first to fourth photoelectric conversion units are sampled at the same timing.
【請求項14】 前記エタロンは、表面の反射率が10
〜20%の反射膜を有するエタロンであることを特徴と
する請求項1〜13のいずれか1項記載の波長モニタ。
14. The etalon has a surface reflectance of 10
The wavelength monitor according to any one of claims 1 to 13, which is an etalon having a reflection film of 20% to 20%.
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