JP2003337080A - 光フィルタ自動測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光フィルタの傾斜角度を自動補正し、測定角
の入射角度を所望の値に自動設定した後、光フィルタの
光学特性として透過中心波長や挿入損失、反射減衰量等
を正確な波長で測定すること。 【解決手段】 光フィルタ９の傾斜角度を角度計１４で
測定し、それに合わせて測定角の入射角度を自動ゴニオ
ステージ１５にて垂直又は所望の角度に自動調整する。
そして波長可変光源１からの所定波長の測定光を光フィ
ルタ９に入力し、その透過特性を透過光受光器１０を介
して測定し、反射特性を反射光受光器１２を介して測定
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光フィルタの光学
特性、例えば透過中心波長や挿入損失、反射減衰量を同
時に測定する光フィルタ自動測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】情報通信の大容量化、デジタル化、低コ
スト化に伴い、高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）方式に
よる光通信ネットワークが普及しつつある。光通信の高
密度化が進むにつれて波長多重のチャンネル間隔は、例
えば１００ＧＨｚ（０．８ｎｍ）から５０ＧＨｚ（０．
４ｎｍ）へと狭くなりつつある。このようなＤＷＤＭ用
に使用する波長選択フィルタ（光フィルタ）は、できる
だけ透過帯域で透過率が平坦であり、且つ隣接チャンネ
ルとのクロストークが大きいことが要求される。例えば
１５５０ｎｍ帯で３２波多重を行う場合、チャンネル間
隔は１００ＧＨｚ、半値全幅は０．５ｎｍとなる。そし
てキャリア光の中心波長から±０．４ｎｍ離れた点での
クロストークを２０ｄＢ以上に確保するには、１００層
を超えるマルキャビティの干渉フィルタが光フィルタと
して必要となる。

【０００３】このような光フィルタに対する光学的要求
は、挿入損失は０．５ｄＢ未満、透過帯域幅０．２ｎｍ
以上、透過帯域内リップルは０．３ｄＢ未満、中心波長
の温度依存性は１ｐｍ／℃未満とされている。このよう
な光フィルタの特性を測定する光フィルタ測定装置は、
特に波長１２００〜１７００ｎｍの光通信分野及び光セ
ンサの産業分野で使用されている。

【０００４】以上の光フィルタの特性を測定する光フィ
ルタ測定装置に要求される仕様を次に示す。 （ａ）中心波長測定精度は±０．００２ｎｍ以下である
こと。この値は、入射角精度による波長精度（ｎｍ）＋
光源波長精度（ｎｍ）で決定される。前記の波長精度に
おいて、入射角度が大きくなると、フィルタの中心波長
は入射角度の自乗に比例して短波長側にシフトする。 （ｂ）ダイナミックレンジは３０ｄＢ以下であること。 （ｃ）透過特性、反射特性が共に測定可能であること。
通常ＤＷＤＭ用に使用する波長選択光フィルタでは反射
特性も必要とされる。 （ｄ）任意の境界条件で測定可能なこと。通常ＤＷＤＭ
用に使用する波長選択光フィルタは、入射角度１．８°
で使用され、入射媒質接着剤（光通信に使用される波長
帯で透明なもの）が用いられるので空気中で測定した光
学特性と異なる。

【０００５】従来から、この種の光フィルタの測定方法
として、下記のような技法が提案されている。 （１）広帯域光源と光スペクトラムアナライザを用いて
測定する方法。 この方法は図２に示すように、光フィルタ２０の透過特
性を測定する場合、広帯域光源１８→光カプラ１９→光
フィルタ２０（透過）→光スペクトラムアナライザ２１
の経路により行う。また光フィルタ２０の反射特性を測
定する場合、広帯域光源１８→光カプラ１９→光フィル
タ２０（反射）→光カプラ１９→光スペクトラムアナラ
イザ２２の経路により行う。

【０００６】このような経路で光が進んだとき、光スペ
クトラムアナライザ２１、２２が波長掃引することによ
って光スペクトルの波長依存性を測定する。尚、この測
定で用いている光カプラ１９は、光サーキュレータに変
更して用いてもよい。

【０００７】（２）波長可変光源と広帯域に感度がある
光パワーメータとを用いて測定する方法。 この方法は図３に示すように、光フィルタ２５の透過特
性を測定する場合、波長可変光源２３→光カプラ２４→
光フィルタ２５（透過）→光パワーメータ２６の経路に
より行う。また光フィルタ２５の反射特性を測定する場
合、波長可変光源２３→光カプラ２４→光フィルタ２５
（反射）→光カプラ２４→光パワーメータ２７の経路に
より行う。光フィルタ２５の波長依存性の測定は、波長
可変光源２３を波長掃引することによって行う。

【０００８】また波長可変光源２３の波長モニタに光波
長計２８を用いて波長確度を確認することもできる。こ
の場合、波長確度を±１５ｐｍから±０．２ｐｍに上げ
ることができる。なお、この測定で用いている光カプラ
２４は、光サーキュレータに変更して用いてもよい。

【０００９】図２のように、広帯域光源と光スペクトラ
ムアナライザを用いて測定する方法では、波長を掃引す
る時間が短いという特徴がある。例えば第１の従来装置
の場合、波長掃引領域１０ｎｍ、サンプリング間隔０．
０１ｎｍ、感度HIGH１のときの掃引時間は１１秒であ
る。しかし、測定する際の波長確度が光スペクトラムア
ナライザに依存するため、波長の測定精度が悪くなって
しまう。例えば第１の従来装置の場合、１５２０〜１６
２０ｎｍの領域では±５０ｐｍ以下である。また透過特
性及び反射特性を同時に測定しようとした場合、高額な
光スペクトラムアナライザを２台用意する必要が生じ
る。

【００１０】図３のように、波長可変光源と光パワーメ
ータを用いて測定する方法では、波長確度は波長可変光
源に依存する。例えば第２の従来装置の場合、波長可変
光源に光波長計機能を内蔵したことで、±１５ｐｍ以下
の波長確度を実現している。但し、このような波長可変
光源と光パワーメータを用いて測定する方法では、波長
可変光源をステップ掃引した場合、時間がかかりすぎ
る。例えば第２の従来装置では、波長掃引領域１０ｎ
ｍ、サンプリング間隔０．０１ｎｍのとき測定時間が４
３秒もかかる。

【００１１】しかし第２の従来装置の波長可変光源は、
波長掃中も常に出力はオンのままになる連続掃引モード
を備えている。そして波長可変光源の共振器からトリガ
信号が出力され、内蔵された光波長計と光パワーメータ
に対して一定の波長間隔でサンプリングされるようにな
っている。光パワーメータが夫々の測定光を測定したト
リガタイミングと同時に、内蔵の光波長計が実際の波長
をサンプリングする。光パワーメータの測定レンジは固
定モードとし、レンジの切り換えの時間を設けない場
合、１０ｎｍの領域を２秒で波長掃引することができ
る。

【００１２】そこで近年は、このように高速の波長掃引
が可能な波長可変光源と光パワーメータとを組み合わせ
た光フィルタ自動測定装置が市販されるようになってき
た。代表的な例を以下に示す。

【００１３】第３の従来装置の場合 第３の従来装置は光フィルタからの反射光を光サーキュ
レータを通してモニタすることにより、光フィルタ毎の
垂直アライメントを行う。そして測定光を垂直又は所望
の入射角度（０°〜５°）で入射させたときの光フィル
タの透過特性を１５１０〜１６４０ｎｍの波長領域で測
定することができる。またこの装置は１台の波長可変光
源からの信号光を４分割して４つの光フィルタを同時に
測定できるステージを備え、かつ光フィルタの自動搬送
機能を有し、ソート・分類を行うことができる。

【００１４】第４の従来装置の場合 第４の従来装置は光フィルタの透過率を±０．０３ｄＢ
の測定精度で測定でき、１５１０〜１６４０ｎｍの波長
領域を掃引できる。またこの装置は第３の従来装置と同
様に光フィルタの自動搬送機能を有し、ソート・分類を
行うことができる。

【００１５】第５の従来装置の場合 第５の従来装置は光フィルタを±３μｍの精度で位置決
めを行い、透過及び反射特性を同時に測定することがで
きる。しかし、先の要求仕様を全て満足する測定装置で
はない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】波長多重のチャンネル
間隔１００ＧＨｚ、５０ＧＨｚに使用する波長選択フィ
ルタ測定に必要な測定装置の仕様、前述した第３〜第５
の従来装置の仕様、そして本発明の目標とする測定装置
の仕様を夫々図４に示す。そして現在市販されている測
定装置の問題点について以下に説明する。

【００１７】第３の従来装置の場合 光フィルタの傾斜角度の補正は、光フィルタからの反射
光を光サーキュレータから取り出し、その光量が最大に
なるようにゴニオステージに固定されているファイバコ
リメータの角度を調整している。しかしこの方法では、
最低必要とされる角度精度±０．０２°以下を得ること
ができない。しかも、反射光量が最大となるポイントを
見出すため、ゴニオステージの角度をふりながら光量を
モニタする操作を何度も繰り返さなければならず、この
傾斜角度の補正に時間を費やしてしまうという問題点が
ある。また光フィルタに対し、所望の入射角度で測定を
行う場合、反射光はファイバコリメータに戻ることはで
きず、この状態で反射特性の評価は行うことができない
という欠点がある。

【００１８】第４の従来装置の場合 光フィルタの傾斜角度の補正を行っていないため、測定
された光学特性の波長の信頼性は低く、１００ＧＨｚ、
５０ＧＨｚ用の波長選択フィルタの測定には適さない。
また所望の入射角度での光フィルタの光学特性を評価す
ることができない。

【００１９】第５の従来装置の場合 光源波長領域の範囲が狭く、任意の入射角度での光フィ
ルタの光学特性を評価することができない。また角度精
度も明確にされていない。

【００２０】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、任意の境界条件下で（空気
中、又はガラス基板上）における光フィルタの透過特
性、反射特性を任意の入射角度で高速に且つ高精度に評
価できる光フィルタ自動測定装置を提供することを目的
とする。

【００２１】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、所望の波長に制御された測定用の光ビームを出力す
る波長可変光源と、前記波長可変光源から出力された光
ビームを集光するファイバコリメータ、前記ファイバコ
リメータから出力された光ビームを受光する測定用の光
フィルタと、前記光フィルタに入射された前記光ビーム
のうち透過成分を検出する透過光受光器と、前記光ビー
ムの光軸に設けられ、前記光フィルタに入射された前記
光ビームのうち反射成分を抽出するハーフミラーと、前
記ハーフミラーより抽出され、前記光ビームの反射成分
を検出する反射光受光器と、前記光ビームの光軸に対す
る光フィルタの傾斜角度を、前記波長可変光源の波長確
度以内の角度測定精度で測定する角度計と、を具備する
ことを特徴とするものである。

【００２２】本願の請求項２の発明は、所望の波長に制
御された測定用の光ビームを出力する波長可変光源と、
前記波長可変光源から出力された光ビームを集光するフ
ァイバコリメータ、前記ファイバコリメータから出力さ
れた光ビームを受光する測定用の光フィルタと、前記光
フィルタに入射された前記光ビームのうち透過成分を検
出する透過光受光器と、前記光ビームの光軸に設けら
れ、前記光フィルタに入射された前記光ビームのうち反
射成分を抽出するハーフミラーと、前記ハーフミラーよ
り抽出され、前記光ビームの反射成分を検出する反射光
受光器と、前記光ビームの光軸に対する光フィルタの傾
斜角度を、前記波長可変光源の波長確度以内の角度測定
精度で測定する角度計と、前記ファイバコリメータ、前
記透過光受光器、前記ハーフミラー、及び前記反射光受
光器を含む光学測定部品をその相対的な光軸関係が変化
しないように支持し、前記光フィルタの測定光軸に対し
て前記光学測定部品の支持角度を前記角度計の角度測定
精度で微調整するようにした自動ゴニオステージと、前
記角度計で測定された前記光フィルタの傾斜角度に基づ
き、前記自動ゴニオステージにて前記光フィルタの傾斜
角度を波長確度以内の精度に補正すると共に、測定用の
光ビームが前記光フィルタに対して所望の入射角度とな
るよう制御する制御部と、を具備することを特徴とする
ものである。

【００２３】本願の請求項３の発明は、請求項１又は２
の光フィルタ自動測定装置において、前記波長可変光源
は、５ｎｍ／秒までの速度で掃引可能で、動作波長領域
が１５１０〜１６４０ｎｍ、波長確度が±１５ｐｍ以
下、波長分解能が１ｐｍの半導体レーザを用いたもので
あり、前記波長可変光源の発振波長、前記透過光受光器
の光パワーメータ、前記反射光受光器の光パワーメー
タ、前記波長可変光源のパワーメータは、前記制御部を
介して同期して動作することを特徴とするものである。

【００２４】本願の請求項４の発明は、請求項１〜３の
何れか１項の光フィルタ自動測定装置において、前記フ
ァイバコリメータは、出射ビーム径が０．４φ、反射減
衰量が４０ｄＢ以上であり、前記ハーフミラーは、反射
斜面に無偏光誘電体多層膜コート、垂直入出射面に多層
反射防止膜が施されており、前記無偏光誘電体多層膜コ
ートの透過率は５０±５％であり、前記多層反射防止膜
の２面当たりの透過率は９９．４％以上であることを特
徴とするものである。

【００２５】本願の請求項５の発明は、請求項１〜４の
何れか１項の光フィルタ自動測定装置において、前記透
過光受光器、前記反射光受光器、前記光パワーメータの
検出感度は＋１０〜−９０ｄＢｍであることを特徴とす
るものである。

【００２６】このように構成された光フィルタ自動測定
装置において、光フィルタの傾斜角度を角度計で読み取
って補正を行うことにより、±０．００１４°の入射角
度精度が得られ、波長確度±１５ｐｍ以下の波長可変光
源を使用することにより、入射角度１．８°の場合±
０．０１７ｎｍの精度にて光フィルタの波長を測定する
ことができる。また、測定光が所望の入射角度となるよ
う自動ゴニオメータにて設定を行った後、波長可変光源
からの所定波長の光を光フィルタに入射して、その透過
及び反射特性を同時に測定することができ、光フィルタ
に対して垂直入射だけではなく、所望の入射角度（０°
〜５°）での光フィルタの光学特性の評価を行うことが
できる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１における光フィルタ自動測定装置について、図面
を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態における光
フィルタ自動測定装置のシステム構成図である。波長可
変光源１（Agilent Technologies 81640A ）は−７ｄＢ
ｍの出力にて１５１０〜１６４０ｎｍの範囲内で、５ｎ
ｍ／秒までの高速で波長掃引が可能な光源である。波長
可変光源１の出射光の一部は１５ｄＢカプラ２により取
り出され、光パワーメータ３（Agilent Technologies 8
1634A ）により出力レベルがモニタされる。

【００２８】波長可変光源１の出力光の大半は光サーキ
ュレータ４を通ってファイバコリメータ６から出射され
る。ファイバコリメータ６からの出力光は、ハーフミラ
ー７からフィルタトレイ８ａ上に載置された光フィルタ
９へ入射される。光フィルタ９はここでは測定対象の波
長選択フィルタとする。光フィルタ９への入射光は、一
部が反射され、一部が透過され、残りが吸収される。光
フィルタ９からの透過光は透過光受光器１０（Agilent
Technologies 81624A ）に入射され、パワーメータ１１
（Agilent Technologies 81619A ）によりその光量が測
定される。

【００２９】一方、光フィルタ９で反射された反射光は
ハーフミラー７により側方に取り出され、反射光受光器
１２（Agilent Technologies 81624A ）に入射され、パ
ワーメータ１３（Agilent Technologies 81619A ）によ
りその光量が測定される。

【００３０】ハーフミラー７は、反射斜面に無偏光誘電
体多層膜コートが形成され、垂直入射及び出射面に多層
反射防止膜が形成されている。無偏光誘電体多層膜コー
トの透過率は５０±５％であり、多層反射防止膜の２面
当たりの透過率は９９．４％以上である。

【００３１】角度計１４は、光ビームの光軸に対する光
フィルタ９の傾斜角度を、波長可変光源１の波長確度以
内の角度測定精度で測定するものであり、例えばキーエ
ンスLA-2000 を用いる。その測定原理は、レーザ光源１
４ａからレーザ光をハーフミラー１４ｂを介して光フィ
ルタに向けて照射し、その反射光をハーフミラー１４ｂ
を介してＣＣＤ１４ｃで受光する。ここで用いるＣＣＤ
１４ｃは光電変換素子が１次元又は２次元に配列された
ものである。角度計１４の対物レンズ外から見た光電変
換素子の配列ピッチを、波長可変光源１の波長確度以内
になるよう光学系を設定する。そして到来した光ビーム
を受光し、各光電変換素子の受光レベルの分布を調べ、
そのピーク値を有する光電変換素子の位置情報を調べ
る。この位置情報は、ＣＣＤの電荷転送パルスの初期位
置からのカウント数、又は画像メモリのアドレスなどか
ら得られる。

【００３２】なお、ファイバコリメータ６、ハーフミラ
ー７、透過光受光器１０、反射光受光器１２は、図１に
示すように自動ゴニオステージ１５（駿河精機 K521-6
0T）のステージ（図示せず）に固定されており、自動ゴ
ニオステージ１５の角度を制御することにより、光フィ
ルタ９に対して測定光の入射角度を所望の角度に高精度
に自動設定することができる。設定精度は波長可変光源
１の波長確度以内の角度内に納めることができる。この
角度の自動設定は制御部である制御用ＰＣ１７からＧＰ
−ＩＢを介して行われる。本実施の形態では入射角度を
０°、即ち垂直入射としている。

【００３３】次に光フィルタ９の傾斜角度の補正方法に
ついて説明する。自動ＸＹステージ１６（シグマ光機
SGS MS 33-200 XY）により固定されたフィルタトレイ８
ａ上の光フィルタ９をまず角度計１４の真下に移動させ
る。この状態で角度計１４を用いて光フィルタ９の傾斜
角度を測定する。測定値はＲＳ−２３２Ｃを経由して制
御用ＰＣ１７に取り込まれる。この傾斜角度に合わせて
自動ゴニオステージ１５の回転量を制御し、測定光の入
射角度を１秒以内の時間で補正する。

【００３４】光フィルタ９の光学特性の測定について説
明する。自動ＸＹステージ１６により光フィルタ９が透
過光受光器１０の真下に位置するようフィルタトレイ８
ａを移動させる。そして光フィルタ９の光学特性を測定
する。

【００３５】次に光フィルタ９の透過光及び反射リファ
レンス光の測定方法を図５〜図７を用いて説明する。透
過リファレンスの測定には図５に示すようにフィルタト
レイ８ａ上に光フィルタを置かず、直接ハーフミラー７
からの出力光が透過光受光器１０に入力されるようにす
る。このときの透過光量をＴ０（ｄＢｍ）とする。

【００３６】次に図６に示すように、測定波長領域で全
反射ミラーとなる光フィルタ９ｂをフィルタトレイ８ａ
上に置く。このときに得られるハーフミラー７から反射
光量をＲ０（ｄＢｍ）とする。そして図７に示すよう
に、フィルタトレイ８ａ上に測定用の光フィルタ９ｃを
置く。このときの測定による透過光量及び反射光量を夫
々Ｔｓ（ｄＢｍ）、Ｒｓ（ｄＢｍ）とすると、光フィル
タ９ｃの透過率Ｔ（ｄＢ）及び反射率Ｒ（ｄＢ）は夫々
次式のように表される。 Ｔ＝Ｔｓ−Ｔ０・・・（１） Ｒ＝Ｒｓ−Ｒ０・・・（２）

【００３７】上記の方法で実際に１５４５ｎｍ〜１５５
７ｎｍ以上の範囲に渡って波長可変光源１の発光波長を
スキャンし、反射率と透過率を同時に測定した。この光
学特性の１例を図８に示す。図８は入射角１．８°にお
ける光フィルタの透過率を曲線Ａ、反射率を曲線Ｂで示
している。この特性より光フィルタは中心波長１５５
１．５ｎｍ、半値幅（−３ｄＢ）０．７ｎｍの狭帯域の
バンドパスフィルタであることが判る。

【００３８】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における光フィルタ自動測定装置について説明する。
光フィルタ自動測定装の全体構成は図１に示すものと同
一である。本実施の形態における測定方法を図９〜図１
１に示す。本実施の形態では屈折率調整剤を使用するた
め、フィルタトレイ８ｂとして光を透過するガラス基板
を用いる。その上に屈折率調整剤、即ちガラス基板と同
じ屈折率を有するものを塗布し、図９に示すように光フ
ィルタ９ａを置く。そして透過光量を透過光受光器１０
にて測定する。このときの光量をＴ０’（ｄＢｍ）とす
る。この光フィルタ９ａはフィルタトレイ８ｂの屈折率
と同一の材料のものである。

【００３９】次に、光フィルタ９ａを除去し、測定波長
領域にて全反射ミラーとなる光フィルタ９ｂを屈折率整
合剤を塗布した後、図１０に示すようにフィルタトレイ
８ｂ上に置く。このときハーフミラー７から取り出され
た反射光量を反射光受光器１２で測定する。このときの
光量をＲ０’（ｄＢｍ）とする。次に光フィルタ９ｂを
除去し、フィルタトレイ８ｂ上に屈折率整合剤を塗布し
た測定用の光フィルタ９ｃを図１１のように置く。この
ときの透過光量をＴｓ’（ｄＢｍ）とし、反射光量をＲ
ｓ’（ｄＢｍ）とする。この場合の光フィルタ９ｃの透
過率Ｔ’（ｄＢ）及び反射率Ｒ’（ｄＢ）は夫々次式の
ように表される。

【００４０】Ｔ’＝Ｔｓ’−Ｔ０’・・・（３） Ｒ’＝Ｒｓ’−Ｒ０’・・・（４）

【００４１】実施の形態２で実際に測定した光学特性の
１例を図１２に示す。１５４５ｎｍ〜１５５７ｎｍ以上
の範囲に渡って波長可変光源１の発光波長をスキャン
し、反射率と透過率を同時に測定した。ここでも入射角
1.8 °における光フィルタの透過率を曲線Ａ、反射率を
曲線Ｂで示している。この特性より光フィルタは中心波
長１５５１．５ｎｍ、半値幅（−３ｄＢ）０．７ｎｍの
狭帯域のバンドパスフィルタであることが判る。

【００４２】このように光フィルタの測定領域にフィル
タトレイの開口部がなく、フィルタトレイ全体をガラス
基板を用いても、図８の場合と同様に光フィルタの透過
率と反射率とを高精度に測定することができる。

【００４３】またこの場合の測定手順を図１３のフロー
チャートに示す。先ずステップＳ１で光フィルタ９ａを
用いて透過リファランスを測定する。次にステップＳ２
では光フィルタ９ｂを用いて反射リファランスを測定す
る。そしてステップＳ３に移り、測定用の光フィルタ９
ｃをセットする。

【００４４】次のステップＳ４では、測定用の光フィル
タ９ｃを角度計１４の下まで移動し、ステップＳ５にお
いて光フィルタ９ｃの載置角度を測定する。ステップＳ
６では載置角度が所定値か否かを調べ、所定値でなけれ
ば自動ゴニオステージの角度を補正する。角度補正が完
了するとステップＳ７に移り、光フィルタ９ｃを測定位
置に移動させる。そしてステップＳ８で光学特性を測定
する。１つの資料（測定用光フィルタ）の測定が終了す
れば、ステップＳ３に戻り、他の資料に対して同様の処
理を行う。

【００４５】こうして実現された本実施の形態の光フィ
ルタ自動測定装置の測定性能を、第１〜第５の従来装置
の測定性能を含めて図４に示す。本図に示すように光源
波長確度Ａについて、本発明の装置では、第３の従来装
置及び第４の従来装置と同様、±０．０１５ｎｍ以下で
あるが、角度精度に関しては第３の従来装置が±０．１
°であるのに対して、本発明の装置では±０．００１４
°という高精度の値が得られた。また入射角度１．８°
時の入射角度のずれを波長のずれに換算した値を波長ず
れＢと呼ぶと、第３の従来装置の波長ずれＢが±０．１
ｎｍであるのに対し、本実施の形態の装置ではＡ＋Ｂよ
り±０．００２ｎｍ以下の値が得られた。以上の結果、
光フィルタの波長測定精度は、第３の従来装置では±
０．１１５ｎｍ以下であるのに対し、本実施の形態の装
置では±０．０１７ｎｍ以下の値が得られた。また任意
の境界条件で測定可能である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明からも明らかのように、本発
明の光フィルタ自動測定装置を用いることにより、任意
の境界条件におけるフィルタの透過、反射特性を任意の
入射角度で測定し、例えば±０．０１７ｎｍの波長精度
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における光フィルタ自動測
定装置のシステム構成図である。

【図２】広帯域光源と光スペクトラムアナライザを用い
た従来の光フィルタ測定方法の概念図である。

【図３】波長可変光源と光パワーメータを用いた従来の
光フィルタ測定方法の概念図である。

【図４】従来の光フィルタ測定装置と本実施の形態の光
フィルタ測定装置の仕様を比較した説明図である。

【図５】実施の形態１における光フィルタの測定方法の
説明図（その１）である。

【図６】実施の形態１における光フィルタの測定方法の
説明図（その２）である。

【図７】実施の形態１における光フィルタの測定方法の
説明図（その３）である。

【図８】実施の形態１の測定方法を用いて測定した光学
特性の１例である。

【図９】実施の形態２における光フィルタの測定方法の
説明図（その１）である。

【図１０】実施の形態２における光フィルタの測定方法
の説明図（その２）である。

【図１１】実施の形態２における光フィルタの測定方法
の説明図（その３）である。

【図１２】実施の形態２の測定方法を用いて測定した光
学特性の１例である。

【図１３】実施の形態２の測定手順を示すフローチャー
トである。

【符号の説明】

１，２３ 波長可変光源 ２ １５ｄＢカプラ ３，５，１１，１３，２６，２７ 光パワーメータ ４ 光サーキュレータ ６ ファイバコリメータ ７ ハーフミラー ８ａ，８ｂ フィルタトレイ ９，２０，２５ 光フィルタ １０ 透過光受光器 １２ 反射光受光器 １４ 角度計 １５ 自動ゴニオステージ １６ 自動ＸＹステージ １７ 制御用ＰＣ １８ 広帯域光源 １９，２４ 光カプラ ２１，２２ 光スペクトラムアナライザ ２８ 波長計

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥田 亮介 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 CA11 CD12 CD13 2G086 EE05

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所望の波長に制御された測定用の光ビー
   ムを出力する波長可変光源と、 前記波長可変光源から出力された光ビームを集光するフ
   ァイバコリメータ、 前記ファイバコリメータから出力された光ビームを受光
   する測定用の光フィルタと、 前記光フィルタに入射された前記光ビームのうち透過成
   分を検出する透過光受光器と、 前記光ビームの光軸に設けられ、前記光フィルタに入射
   された前記光ビームのうち反射成分を抽出するハーフミ
   ラーと、 前記ハーフミラーより抽出され、前記光ビームの反射成
   分を検出する反射光受光器と、 前記光ビームの光軸に対する光フィルタの傾斜角度を、
   前記波長可変光源の波長確度以内の角度測定精度で測定
   する角度計と、を具備することを特徴とする光フィルタ
   自動測定装置。
2. 【請求項２】 所望の波長に制御された測定用の光ビー
   ムを出力する波長可変光源と、 前記波長可変光源から出力された光ビームを集光するフ
   ァイバコリメータ、 前記ファイバコリメータから出力された光ビームを受光
   する測定用の光フィルタと、 前記光フィルタに入射された前記光ビームのうち透過成
   分を検出する透過光受光器と、 前記光ビームの光軸に設けられ、前記光フィルタに入射
   された前記光ビームのうち反射成分を抽出するハーフミ
   ラーと、 前記ハーフミラーより抽出され、前記光ビームの反射成
   分を検出する反射光受光器と、 前記光ビームの光軸に対する光フィルタの傾斜角度を、
   前記波長可変光源の波長確度以内の角度測定精度で測定
   する角度計と、 前記ファイバコリメータ、前記透過光受光器、前記ハー
   フミラー、及び前記反射光受光器を含む光学測定部品を
   その相対的な光軸関係が変化しないように支持し、前記
   光フィルタの測定光軸に対して前記光学測定部品の支持
   角度を前記角度計の角度測定精度で微調整するようにし
   た自動ゴニオステージと、 前記角度計で測定された前記光フィルタの傾斜角度に基
   づき、前記自動ゴニオステージにて前記光フィルタの傾
   斜角度を波長確度以内の精度に補正すると共に、測定用
   の光ビームが前記光フィルタに対して所望の入射角度と
   なるよう制御する制御部と、を具備することを特徴とす
   る光フィルタ自動測定装置。
3. 【請求項３】 前記波長可変光源は、 ５ｎｍ／秒までの速度で掃引可能で、動作波長領域が１
   ５１０〜１６４０ｎｍ、波長確度が±１５ｐｍ以下、波
   長分解能が１ｐｍの半導体レーザを用いたものであり、 前記波長可変光源の発振波長、前記透過光受光器の光パ
   ワーメータ、前記反射光受光器の光パワーメータ、前記
   波長可変光源のパワーメータは、前記制御部を介して同
   期して動作することを特徴とする請求項１又は２記載の
   光フィルタ自動測定装置。
4. 【請求項４】 前記ファイバコリメータは、出射ビーム
   径が０．４φ、反射減衰量が４０ｄＢ以上であり、 前記ハーフミラーは、反射斜面に無偏光誘電体多層膜コ
   ート、垂直入出射面に多層反射防止膜が施されており、 前記無偏光誘電体多層膜コートの透過率は５０±５％で
   あり、前記多層反射防止膜の２面当たりの透過率は９
   ９．４％以上であることを特徴とする請求項１〜３の何
   れか１項記載の光フィルタ自動測定装置。
5. 【請求項５】 前記透過光受光器、前記反射光受光器、
   前記光パワーメータの検出感度は＋１０〜−９０ｄＢｍ
   であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項記載
   の光フィルタ自動測定装置。