JP2005039126A - 広帯域光源 - Google Patents

Abstract

【課題】 発振の可能性が抑制され効率が優れた広帯域光源を提供する。
【解決手段】 励起光源１４ａから出力された励起光は、光カプラ１５および光カプラ１２ａ，１２ｂを経て、ＥＤＦ１１ａに供給される。励起光源１４ｃから出力された励起光は、光カプラ１２ｃを経て、ＥＤＦ１１ｂに供給される。励起光が供給されたＥＤＦ１１ａ，１１ｂそれぞれではＡＳＥ光が発生し、そのＡＳＥ光は、光カプラ１６の第１入力ポート１６₁および第２入力ポート１６₂に入力し合波されて出力ポート１６₃から出力され、更に、光コネクタ１８から外部へ出力される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、広帯域の光を出力することができる広帯域光源に関するものである。

広帯域の光を出力することができる広帯域光源は、例えば光計測の分野において有用である。このような広帯域光源として、光増幅性導波路で放出されて光増幅されたＡＳＥ（Amplified Spontaneous Emission）光を出力するものが知られている。例えば、特許文献１に開示された広帯域光源は、光増幅性導波路としてＥｒ元素添加光ファイバ（ＥＤＦ: Erbium Doped Fiber）を用いるものである。図１１は、特許文献１に開示された従来の広帯域光源８の構成図である。この広帯域光源８は、ＥＤＦ８１を含む光導波路の第１端側に光カプラ８２、光アイソレータ８３および光コネクタ８８を備え、該光導波路の第２端側に反射体８９を備えている。

この広帯域光源８では、励起光源８４から出力された励起光は光カプラ８２を経てＥＤＦ８１に供給されて、ＥＤＦ８１においてＡＳＥ光が発生する。ＥＤＦ８１のうち反転分布が比較的高い（６０％程度以上）領域では、Ｃバンド（１５３０ｎｍ〜１５６５ｎｍ）内に利得ピークが存在する。これに対して、ＥＤＦ８１のうち反転分布が比較的低い（４０％程度）領域では、Ｌバンド（１５６５ｎｍ〜１６２５ｎｍ）内に利得ピークが存在する。ＥＤＦ８１で発生したＡＳＥ光は、反射体８９により反射された後に光アイソレータ８３に入力し、或いは、直接に光アイソレータ８３に入力して、光アイソレータ８３を透過して光コネクタ８８から出力される。したがって、この広帯域光源８は、光コネクタ８８から、ＣバンドおよびＬバンドの双方に跨る広帯域のＡＳＥ光を出力することができる。

しかし、この広帯域光源８は、ＥＤＦ８１を挟んで反射体８９および光アイソレータ８３が共振器を構成していることから、発振する可能性がある。この発振を防止し得る構成として、図１２に示された構成を有する広帯域光源９が考えられる。図１２は、広帯域光源９の構成図である。この広帯域光源９は、ＥＤＦ９１ａを含む第１光導波路の第１端側に光カプラ９２ａおよび光アイソレータ９３ａを備え、ＥＤＦ９１ｂを含む第２光導波路の第１端側に光カプラ９２ｂおよび光アイソレータ９３ｂを備え、第１光導波路および第２光導波路それぞれの第２端は開放端とされている。

この広帯域光源９では、励起光源９４ａから出力された励起光は光カプラ９２ａを経てＥＤＦ９１ａに供給されて、Ｃバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光がＥＤＦ９１ａにおいて発生する。励起光源９４ｂから出力された励起光は光カプラ９２ｂを経てＥＤＦ９１ｂに供給されて、Ｌバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光がＥＤＦ９１ｂにおいて発生する。そして、ＥＤＦ９１ａおよびＥＤＦ９１ｂそれぞれで発生したＡＳＥ光は、光カプラ９６により合波されて光コネクタ９８から出力される。したがって、この広帯域光源９は、光コネクタ９８から、ＣバンドおよびＬバンドの双方に跨る広帯域のＡＳＥ光を出力することができる。
特開２００２−３２９９０７号公報

図１１に示された広帯域光源８は、上述したように発振する可能性がある。一方、図１２に示された広帯域光源９は、第１光導波路および第２光導波路それぞれの第２端が開放端とされていることから、発振の可能性が抑制されるものの、励起光強度に対する出力光強度の比すなわち効率が悪い。

本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、発振の可能性が抑制され効率が優れた広帯域光源を提供することを目的とする。

本発明に係る広帯域光源は、(1) 励起光が供給されることによりＡＳＥ光を発生する光増幅性導波路を含み、第１波長帯のＡＳＥ光を第１端から出力するとともに、第２波長帯のＡＳＥ光を第２端から出力する光導波路と、(2) 光増幅性導波路に励起光を供給する励起光供給手段と、(3) 光導波路の第１端から出力される第１波長帯のＡＳＥ光と、光導波路の第２端から出力される第２波長帯のＡＳＥ光とを入力し、これら入力した第１波長帯のＡＳＥ光と第２波長帯のＡＳＥ光とを合波して出力する光合波手段とを備えることを特徴とする。

この広帯域光源では、励起光供給手段により光増幅性導波路に励起光が供給されて、この光増幅性導波路においてＡＳＥ光が発生する。この光増幅性導波路を含む光導波路の第１端から第１波長帯のＡＳＥ光が出力され、該光導波路の第２端から第２波長帯のＡＳＥ光が出力されて、これら第１波長帯のＡＳＥ光および第２波長帯のＡＳＥ光は、光合波手段により合波されて出力される。

なお、第１波長帯および第２波長帯それぞれの一部が互いに重なっていてもよいが、光導波路の第１端および第２端それぞれから出力されるＡＳＥ光は、各々の強度スペクトルの形状が互いに異なるのが好適であり、また、各々の強度ピーク波長が互いに異なるのが好適である。また、光増幅性導波路は、反転分布の相違により蛍光スペクトル形状が相違する組成を有するのが好適である。

例えば、光増幅性導波路として、Ｅｒ元素やＴｍ元素などの希土類元素が添加された光ファイバが用いられ得る。光増幅性導波路としてＥｒ元素添加光ファイバが用いられる場合には、励起光波長は０.９８μｍ帯または１.４８μｍ帯であり、第１波長帯および第２波長帯のうち、一方をＣバンドと略一致させることができ、他方をＬバンドと略一致させることができて、光合波手段により合波されて出力される光をＣバンドおよびＬバンドの双方に跨るものとすることができる。

本発明に係る広帯域光源は、励起光供給手段が光導波路の中途の位置から励起光を供給するのが好適である。また、本発明に係る広帯域光源は、光導波路の中途の位置に設けられた光アイソレータを更に備えるのが好適である。これらの場合には、光導波路の第１端および第２端それぞれから出力される光の帯域の差異を大きくすることができる。

本発明に係る広帯域光源は、光導波路が複数の光増幅性導波路を含み、これら複数の光増幅性導波路それぞれの組成が互いに異なるのが好適である。また、本発明に係る広帯域光源は、光導波路が、複数の光増幅性導波路として、Ａｌ元素が共添加されたＥｒ元素添加光導波路と、Ｐ元素およびＡｌ元素が共添加されたＥｒ元素添加光導波路とを含むのが好適である。これらの場合には、広帯域光源から出力される光の強度スペクトルを平坦化することができる。

本発明に係る広帯域光源は、光合波手段が２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有する所定分岐比の２×２カプラを含み、一方の入力ポートが光導波路の第１端に接続され、他方の入力ポートが光導波路の第２端に接続されているのが好適である。この場合には、光導波路の第１端から出力されるＡＳＥ光は、カプラの一方の入力ポートに入力して２分岐され、カプラの２つの出力ポートから出力される。また、光導波路の第２端から出力されるＡＳＥ光は、カプラの他方の入力ポートに入力して２分岐され、カプラの２つの出力ポートから出力される。すなわち、光導波路の両端から出力される光は、カプラの２つの出力ポートから効率よく出力される。

本発明に係る広帯域光源は、光合波手段が２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有するカプラを含み、一方の入力ポートが光導波路の第１端に接続され、他方の入力ポートが光導波路の第２端に接続されており、２つの入力ポートそれぞれから出力ポートに至る透過特性が互いに異なるのが好適である。この場合には、光導波路の第１端から出力されるＡＳＥ光はカプラの一方の入力ポートに入力し、光導波路の第２端から出力されるＡＳＥ光はカプラの他方の入力ポートに入力して、各々所定の透過率でカプラの出力ポートから出力される。一方の入力ポートから出力ポートへの透過率は第１波長帯で大きく、他方の入力ポートから出力ポートへの透過率は第２波長帯で大きいのが好適である。これらの透過特性が適切に設定されることにより、２つの入力ポートそれぞれに入力する光の帯域境界付近の強度ピークが抑圧されて出力ポートから光が出力される。

また、本発明に係る広帯域光源は、(1) 各々異なるスペクトルの光を出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源と、(2) これらＮ個の光源それぞれから出力される光を合波してＮ個の出力ポートから出力するＮ×Ｎカプラを含む光合波手段とを備えることを特徴とする。この広帯域光源では、Ｎ個の光源から出力される光は、Ｎ×Ｎカプラにより合波されてＮ分岐され、Ｎ個の出力ポートから出力される。

本発明に係る広帯域光源は、発振の可能性が抑制され、効率が優れる。

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
先ず、本発明に係る広帯域光源の第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る広帯域光源１の構成図である。この図に示される第１実施形態に係る広帯域光源１は、光カプラ１６の第１入力ポート１６₁から第２入力ポート１６₂までの間に光導波路が構成されている。この光導波路の第１端は光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に接続され、第２端は光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に接続されている。

広帯域光源１は、この光導波路上に第１端から第２端に向かって順に、光アイソレータ１３ａ、光カプラ１２ａ、ＥＤＦ１１ａ、光カプラ１２ｂ、光アイソレータ１３ｂ、ＥＤＦ１１ｂ、光カプラ１２ｃおよび光アイソレータ１３ｃを備える。また、広帯域光源１は、光カプラ１２ａおよび光カプラ１２ｂに接続された光カプラ１５、この光カプラ１５に接続された励起光源１４ａ、光カプラ１２ｃに接続された励起光源１４ｃ、ならびに、光カプラ１６の出力ポート１６₃に接続された光コネクタ１８を更に備える。

ＥＤＦ１１ａおよびＥＤＦ１１ｂそれぞれは、コア領域にＥｒ元素が添加された石英系の光ファイバであり、励起光が供給されることによりＡＳＥ光を発生する光増幅性導波路として用いられる。励起光波長は０.９８μｍ帯または１.４８μｍ帯であり、ＡＳＥ光波長域はＣバンドまたはＬバンドである。

光カプラ１２ａは、ＥＤＦ１１ａから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ１３ａへ出力することができ、光アイソレータ１３ａから到達したＡＳＥ光をＥＤＦ１１ａへ出力することができ、また、光カプラ１５から到達した励起光をＥＤＦ１１ａへ出力することができる。

光カプラ１２ｂは、ＥＤＦ１１ａから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ１３ｂへ出力することができ、光アイソレータ１３ｂから到達したＡＳＥ光をＥＤＦ１１ａへ出力することができ、また、光カプラ１５から到達した励起光をＥＤＦ１１ａへ出力することができる。

光カプラ１２ｃは、ＥＤＦ１１ｂから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ１３ｃへ出力することができ、光アイソレータ１３ｃから到達したＡＳＥ光をＥＤＦ１１ｂへ出力することができ、また、励起光源１４ｃから到達した励起光をＥＤＦ１１ｂへ出力することができる。

光アイソレータ１３ａは、光カプラ１２ａから光カプラ１６へ向かう方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。光アイソレータ１３ｂは、ＥＤＦ１１ｂから光カプラ１２ｂへ向かう方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。また、光アイソレータ１３ｃは、光カプラ１２ｃから光カプラ１６へ向かう方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。

励起光源１４ａは励起光を出力する。光カプラ１５は、分岐比３ｄＢの光カプラであって、励起光源１４ａから出力された励起光を２分岐して、２分岐した一方を光カプラ１２ａへ出力し、他方を光カプラ１２ｂへ出力する。励起光源１４ｃは励起光を光カプラ１２ｃへ出力する。励起光源１４ａ，１４ｃそれぞれとしてレーザダイオードが好適に用いられる。

励起光源１４ａ、光カプラ１５、光カプラ１２ａおよび光カプラ１２ｂは、光増幅性導波路であるＥＤＦ１１ａに励起光を供給する励起光供給手段として作用する。励起光源１４ｃおよび光カプラ１２ｃは、光増幅性導波路であるＥＤＦ１１ｂに励起光を供給する励起光供給手段として作用する。

光カプラ１６は、光導波路の第１端から出力されるＡＳＥ光を第１入力ポート１６₁に入力し、光導波路の第２端から出力されるＡＳＥ光を第２入力ポート１６₂に入力して、これら入力したＡＳＥ光を合波して出力ポート１６₃から出力する。光コネクタ１８は、光カプラ１６の出力ポート１６₃から出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。

図２は、第１実施形態に係る広帯域光源１に含まれる光カプラ１６の透過特性を示す図である。光カプラ１６の第１入力ポート１６₁から出力ポート１６₃への透過特性は、図中において破線で示されており、Ｌバンド内に透過率ピークを有している。また、光カプラ１６の第２入力ポート１６₂から出力ポート１６₃への透過特性は、図中において実線で示されており、Ｃバンド内に透過率ピークを有している。

この広帯域光源１は以下のように動作する。励起光源１４ａから出力された励起光は、光カプラ１５により２分岐されて、光カプラ１２ａ，１２ｂを経て、ＥＤＦ１１ａに供給される。励起光源１４ｃから出力された励起光は、光カプラ１２ｃを経て、ＥＤＦ１１ｂに供給される。励起光が供給されたＥＤＦ１１ａ，１１ｂそれぞれではＡＳＥ光が発生する。

ＥＤＦ１１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ｂへ向かうＡＳＥ光は、光アイソレータ１３ｂにより遮断される。一方、ＥＤＦ１１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ａへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ１２ａおよび光アイソレータ１３ａを順に経て光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力する。

ＥＤＦ１１ｂで発生したＡＳＥ光のうち光アイソレータ１３ｂへ向かうＡＳＥ光は、光アイソレータ１３ｂおよび光カプラ１２ｂを順に経てＥＤＦ１１ａに入力し、このＥＤＦ１１ａにおいて光増幅され、更に光カプラ１２ａおよび光アイソレータ１３ａを順に経て光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力する。一方、ＥＤＦ１１ｂで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ｃへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ１２ｃおよび光アイソレータ１３ｃを順に経て光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力する。

光アイソレータ１３ａから出力されて光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力するＡＳＥ光はＬバンド内に強度ピークを有し、光アイソレータ１３ｃから出力されて光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力するＡＳＥ光はＣバンド内に強度ピークを有する。光導波路の第１端から出力されるＬバンドのＡＳＥ光は光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力し、光導波路の第２端から出力されるＣバンドのＡＳＥ光は光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力して、これらＬバンドのＡＳＥ光とＣバンドのＡＳＥ光とは、図２に示されたような透過特性に応じて合波されて光カプラ１６の出力ポート１６₃から出力され、更に、光コネクタ１８から外部へ出力される。

この広帯域光源１は、反射体を備えておらず、共振器構造を有していないので、発振の可能性が抑制される。また、この広帯域光源１は、光導波路の両端に到達したＡＳＥ光を光カプラ１６により合波して出力するので、効率が優れたものとなる。

この広帯域光源１では、光導波路の中途の位置に光カプラ１２ｂが設けられていて、この光カプラ１２ｂからＥＤＦ１１ａへ励起光が供給され、このことにより、ＥＤＦ１１ａおよびＥＤＦ１１ｂそれぞれの励起条件が互いに異なるものとなって、光導波路の第１端および第２端それぞれから互いに異なる帯域のＡＳＥ光を出力することができる。また、この広帯域光源１では、光導波路の中途の位置に光アイソレータ１３ｂが設けられていて、このことにより、光導波路の第１端および第２端それぞれから出力されるＡＳＥ光の帯域の差異を大きくすることができる。なお、光カプラ１２ｂおよび光アイソレータ１３ｂそれぞれは、光導波路の中点以外の位置に設けられるのが好ましい。

また、この広帯域光源１は、２つの入力ポート１６₁，１６₂および１つの出力ポート１６₃を有する光カプラ１６を用いており、第１入力ポート１６₁から出力ポート１６₃への透過特性および第２入力ポート１６₂から出力ポート１６₃への透過特性が適切に設定されていることにより、２つの入力ポート１６₁，１６₂それぞれに入力する光の帯域境界付近の強度ピークが抑圧されて出力ポート１６₃から光が出力される。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る広帯域光源の第２実施形態について説明する。図３は、第２実施形態に係る広帯域光源２の構成図である。この図に示される第２実施形態に係る広帯域光源２は、図１に示された第１実施形態に係る広帯域光源１と比較すると、ＥＤＦ１１ｃを更に備える点で相違する。

ＥＤＦ１１ｃは、ＥＤＦ１１ｂと光カプラ１２ｃとの間に設けられている。ＥＤＦ１１ｃは、コア領域にＥｒ元素が添加された石英系の光ファイバであり、励起光が供給されることによりＡＳＥ光を発生する光増幅性導波路として用いられる。ＥＤＦ１１ｂおよびＥＤＦ１１ｃそれぞれの組成は互いに異なる。具体的には、ＥＤＦ１１ｂはＡｌ元素が共添加されたＥＤＦであり、ＥＤＦ１１ｃはＰ元素およびＡｌ元素が共添加されたＥＤＦである。

この広帯域光源２は以下のように動作する。励起光源１４ａから出力された励起光は、光カプラ１５により２分岐されて、光カプラ１２ａ，１２ｂを経て、ＥＤＦ１１ａに供給される。励起光源１４ｃから出力された励起光は、光カプラ１２ｃを経て、ＥＤＦ１１ｃおよびＥＤＦ１１ｂに供給される。励起光が供給されたＥＤＦ１１ａ，１１ｂ，１１ｃそれぞれではＡＳＥ光が発生する。

ＥＤＦ１１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ｂへ向かうＡＳＥ光は、光アイソレータ１３ｂにより遮断される。一方、ＥＤＦ１１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ａへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ１２ａおよび光アイソレータ１３ａを順に経て光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力する。

ＥＤＦ１１ｂ，１１ｃで発生したＡＳＥ光のうち光アイソレータ１３ｂへ向かうＡＳＥ光は、光アイソレータ１３ｂおよび光カプラ１２ｂを順に経てＥＤＦ１１ａに入力し、このＥＤＦ１１ａにおいて光増幅され、更に光カプラ１２ａおよび光アイソレータ１３ａを順に経て光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力する。一方、ＥＤＦ１１ｂ，１１ｃで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ１２ｃへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ１２ｃおよび光アイソレータ１３ｃを順に経て光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力する。

光アイソレータ１３ａから出力されて光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力するＡＳＥ光はＬバンド内に強度ピークを有し、光アイソレータ１３ｃから出力されて光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力するＡＳＥ光はＣバンド内に強度ピークを有する。光導波路の第１端から出力されるＬバンドのＡＳＥ光は光カプラ１６の第１入力ポート１６₁に入力し、光導波路の第２端から出力されるＣバンドのＡＳＥ光は光カプラ１６の第２入力ポート１６₂に入力して、これらＬバンドのＡＳＥ光とＣバンドのＡＳＥ光とは、図２に示されたような透過特性に応じて合波されて光カプラ１６の出力ポート１６₃から出力され、更に、光コネクタ１８から外部へ出力される。

この広帯域光源２は、反射体を備えておらず、共振器構造を有していないので、発振の可能性が抑制される。また、この広帯域光源２は、光導波路の両端に到達したＡＳＥ光を光カプラ１６により合波して出力するので、効率が優れたものとなる。

特に、第１実施形態の場合と比較して、第２実施形態に係る広帯域光源２では、組成が互いに異なるＥＤＦ１１ｂおよびＥＤＦ１１ｃが縦続接続されていることにより、光コネクタ１８から出力される光は、ＣバンドおよびＬバンドの双方に亘って出力光強度の偏差が小さいものとなる。

図４は、第２実施形態に係る広帯域光源２から出力される光の強度スペクトルを示す図である。ここでは、励起光波長を１.４８μｍとし、励起光源１４ａから出力される励起光の強度を９０ｍＷとし、励起光源１４ｃから出力される励起光の強度を８６ｍＷとして、励起光強度の総計を１７６ｍＷとした。また、この図には、比較例の広帯域光源から出力される光の強度スペクトルも示されている。比較例の広帯域光源は、特許文献１に開示された構成のものであって、励起光強度の総計を１３０ｍＷとした。

この図に示されるように、比較例では、出力光は、Ｃバンドにおいて正のスペクトル傾斜を有しており、Ｃバンドにおける強度偏差が１０ｄＢ程度である。出力光強度密度が−７ｄＢｍ／ｎｍ以上となる波長域は、１５５０ｎｍ〜１６００ｎｍである。

これに対して、第２実施形態に係る広帯域光源２では、Ｐ元素が共添加されたＥＤＦ１１ｃがＥＤＦ１１ｂより光カプラ１６の側に設けられていることにより、このＥＤＦ１１ｃの反転分布を高くすることができて、ＥＤＦ１１ｃでＣバンドにおいて負のスペクトル傾斜を実現することができるので、光コネクタ１８から出力される光は、Ｃバンドにおける強度偏差が小さくなり、ＣバンドおよびＬバンドの双方に亘って出力光強度の偏差が小さいものとなる。波長域１５３２.６ｎｍ〜１５９５.８ｎｍにおいて、出力光強度密度が−５.７ｄＢｍ／ｎｍ以上であり、強度偏差が５.２ｄＢ程度であって、この帯域幅６３.２ｎｍは比較例より広い。

なお、ＥＤＦ１１ｃは、Ｃバンドにおいて正のスペクトル傾斜を実現するには、Ｐ元素が共添加されていればよいが、高い励起効率を得る為に、濃度消光を軽減し得るＡｌ元素またはＬａ元素などの添加物が更に共添加されているのが好ましい。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る広帯域光源の第３実施形態について説明する。図５は、第３実施形態に係る広帯域光源３の構成図である。この図に示される第３実施形態に係る広帯域光源３は、図１に示された第１実施形態に係る広帯域光源１と比較すると、光カプラ１６および光コネクタ１８に替えて、光カプラ１７，光コネクタ１８ａおよび光コネクタ１８ｂを備える点で相違する。

光カプラ１７は、２つの入力ポート１７₁，１７₂および２つの出力ポート１７₃，１７₄を有する分岐比３ｄＢの２×２カプラである。この光カプラ１７は、光導波路の第１端から出力されるＡＳＥ光を第１入力ポート１７₁に入力し、その第１入力ポート１７₁に入力した光を２分岐して第１出力ポート１７₃および第２出力ポート１７₄から出力し、また、光導波路の第２端から出力されるＡＳＥ光を第２入力ポート１７₂に入力し、その第２入力ポート１７₂に入力した光を２分岐して第１出力ポート１７₃および第２出力ポート１７₄から出力する。

光コネクタ１８ａは、光カプラ１７の第１出力ポート１７₃から出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。光コネクタ１８ｂは、光カプラ１７の第２出力ポート１７₄から出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。光カプラ１７の分岐比が３ｄＢであることにより、２つの光コネクタ１８ａ，１８ｂそれぞれから出力される光のスペクトルが互いに等しくなるので好ましい。

この広帯域光源３では、光導波路の第１端から出力されるＬバンドのＡＳＥ光は光カプラ１７の第１入力ポート１７₁に入力し、光導波路の第２端から出力されるＣバンドのＡＳＥ光は光カプラ１７の第２入力ポート１７₂に入力して、これらＬバンドのＡＳＥ光およびＣバンドのＡＳＥ光それぞれは光カプラ１７により２分岐される。ＬバンドのＡＳＥ光およびＣバンドのＡＳＥ光それぞれの２分岐された一方は、光カプラ１７の第１出力ポート１７₃から出力され、更に、光コネクタ１８ａから外部へ出力される。ＬバンドのＡＳＥ光およびＣバンドのＡＳＥ光それぞれの２分岐された他方は、光カプラ１７の第２出力ポート１７₄から出力され、更に、光コネクタ１８ｂから外部へ出力される。

この広帯域光源３は、反射体を備えておらず、共振器構造を有していないので、発振の可能性が抑制される。また、この広帯域光源３は、光導波路の両端に到達したＡＳＥ光を光カプラ１７により合波して出力するので、効率が優れたものとなる。

特に、第１実施形態の場合と比較して、第３実施形態に係る広帯域光源３では、光カプラ１７，光コネクタ１８ａおよび光コネクタ１８ｂそれぞれにおける損失を無視するならば、光コネクタ１８ａおよび光コネクタ１８ｂそれぞれから出力されるＡＳＥ光の強度の総計は、光カプラ１７の第１入力ポート１７₁および第２入力ポート１７₂それぞれに入力するＡＳＥ光の強度の総計に等しいので、効率が更に優れたものとなる。

図６は、第３実施形態に係る広帯域光源３の一方の光コネクタから出力される光の強度スペクトルを示す図である。この図には、光コネクタ１８ａ（または光コネクタ１８ｂ）から出力される光の強度スペクトルが実線で示されているだけでなく、光カプラ１７の第１入力ポート１７₁に入力する光の強度スペクトルが破線で示され、また、光カプラ１７の第２入力ポート１７₂に入力する光の強度スペクトルが一点鎖線で示されている。

この図に示されるように、光カプラ１７の第１入力ポート１７₁に入力する光の強度スペクトル（破線）はＬバンド内にピークを有し、光カプラ１７の第２入力ポート１７₂に入力する光の強度スペクトル（一点鎖線）はＣバンド内にピークを有する。そして、光コネクタ１８ａ（または光コネクタ１８ｂ）から出力される光の強度スペクトル（実線）は、ＣバンドおよびＬバンドの双方に跨るものとなっている。

励起光波長を１.４８μｍとし、励起光源１４ａから出力される励起光の強度を９０ｍＷとし、励起光源１４ｃから出力される励起光の強度を８６ｍＷとすると、第２実施形態に係る広帯域光源２の出力光強度は＋１５.３ｄＢｍであるのに対して、第３実施形態に係る広帯域光源３の全出力光強度は＋１６.８ｄＢｍであり、後者の方が１.５ｄＢだけ大きい。第３実施形態に係る広帯域光源３は、波長域１５３２.６ｎｍ〜１５９５.８ｎｍにおいて強度偏差が８ｄＢ程度である。

図７は、第３実施形態に係る広帯域光源３を用いた光計測システム４の構成図である。この図に示される光計測システム４は、広帯域光源３、光サーキュレータ２１，２２、光ファイバ２３，２４、光スイッチ２７、光スペクトラムアナライザ２８および制御部２９を備える。

光サーキュレータ２１は、第１ポート２１₁，第２ポート２１₂および第３ポート２１₃を有していて、第１ポート２１₁が広帯域光源３の出力コネクタ１８ａに接続されている。光サーキュレータ２１は、第１ポート２１₁に入力した光を第２ポート２１₂から出力し、第２ポート２１₂に入力した光を第３ポート２１₃から出力する。同様に、光サーキュレータ２２は、第１ポート２２₁，第２ポート２２₂および第３ポート２２₃を有していて、第１ポート２２₁が広帯域光源３の出力コネクタ１８ｂに接続されている。光サーキュレータ２２は、第１ポート２２₁に入力した光を第２ポート２２₂から出力し、第２ポート２２₂に入力した光を第３ポート２２₃から出力する。

光ファイバ２３は、その一端が光サーキュレータ２１の第２ポート２１₂に接続されており、その一端から順に所定の間隔をおいてグレーティング２５₁，グレーティング２５₂およびグレーティング２５₃が形成されている。同様に、光ファイバ２４は、その一端が光サーキュレータ２２の第２ポート２２₂に接続されており、その一端から順に所定の間隔をおいてグレーティング２６₁，グレーティング２６₂およびグレーティング２６₃が形成されている。

グレーティング２５₁〜２５₃およびグレーティング２６₁〜２６₃それぞれは、ブラッグ型のものであって、広帯域光源３から出力される広帯域光のうち何れかの波長（反射波長）の光をブラッグ反射させることができる。グレーティング２５₁〜２５₃それぞれにおける反射波長は互いに異なる。グレーティング２６₁〜２６₃それぞれにおける反射波長は互いに異なる。また、グレーティング２５₁〜２５₃およびグレーティング２６₁〜２６₃それぞれの反射波長は、各々のグレーティングに付与される張力または温度により変化する。

光スイッチ２７は、第１入力ポート２７₁，第２入力ポート２７₂および出力ポート２７₃を有している。第１入力ポート２７₁は、光サーキュレータ２１の第３ポート２１₃に接続されている。第２入力ポート２７₂は、光サーキュレータ２２の第３ポート２２₃に接続されている。この光スイッチ２７は、第１入力ポート２７₁と出力ポート２７₃との間、および、第２入力ポート２７₂と出力ポート２７₃との間の、何れか一方を選択的に光学的に接続する。

光スペクトラムアナライザ２８は、光スイッチ２７の出力ポート２７₃から出力される光を入力し、その入力した光の強度スペクトルを測定する。制御部２９は、光スイッチ２７および光スペクトラムアナライザ２８それぞれの動作を制御する。

例えば、この光計測システム４は、河川の各位置における水位を計測するものとして、以下のように用いられる。河川の流れに沿った或る位置に、広帯域光源３、光サーキュレータ２１，２２、光スイッチ２７、光スペクトラムアナライザ２８および制御部２９が配置される。その位置より上流側に光ファイバ２３が延在され、下流側に光ファイバ２４が延在される。グレーティング２５₁〜２５₃およびグレーティング２６₁〜２６₃それぞれは、各々のグレーティングが設置されている位置における水位に応じた張力または温度が与えられる。そして、この光計測システム４は以下のように動作する。

広帯域光源３の一方の光コネクタ１８ａから出力された広帯域光は、光サーキュレータ２１の第１ポート２１₁に入力して第２ポート２１₂から出力され、河川の上流に向かって光ファイバ２３を伝搬していく。上流に向かって光ファイバ２３を伝搬していく広帯域光のうちグレーティング２５₁〜２５₃それぞれによりブラッグ反射された光は、逆方向に光ファイバ２３を伝搬していき、光サーキュレータ２１の第２ポート２１₂に入力して第３ポート２１₃から出力され、光スイッチ２７の第１入力ポート２７₁に入力する。

広帯域光源３の他方の光コネクタ１８ｂから出力された広帯域光は、光サーキュレータ２２の第１ポート２２₁に入力して第２ポート２２₂から出力され、河川の下流に向かって光ファイバ２４を伝搬していく。下流に向かって光ファイバ２４を伝搬していく広帯域光のうちグレーティング２６₁〜２６₃それぞれによりブラッグ反射された光は、逆方向に光ファイバ２４を伝搬していき、光サーキュレータ２２の第２ポート２２₂に入力して第３ポート２２₃から出力され、光スイッチ２７の第２入力ポート２７₂に入力する。

光スイッチ２７の第１入力ポート２７₁および第２入力ポート２７₂それぞれ入力した光は、交互に、光スイッチ２７の出力ポート２７₃から出力され、光スペクトラムアナライザ２８に入力する。光スペクトラムアナライザ２８に入力した光は、光スペクトラムアナライザ２８によりスペクトルが解析される。そして、その解析結果に基づいて、グレーティング２５₁〜２５₃およびグレーティング２６₁〜２６₃それぞれの反射波長が求められ、さらに、各々のグレーティングの設置位置における水位が求められる。

なお、この光計測システム４は、河川の各位置における水位の計測だけでなく、建造物に発生する歪みの計測などの用途にも用いられ得る。

ここで、光計測システム４において、光スペクトラムアナライザ２８が受光可能な光の最小強度をＰ_r［ｄＢｍ］とし、広帯域光源３から出力される光の全強度をＰ_t[ｄＢｍ]とする。また、光ファイバ２３，２４それぞれの伝送損失をα［ｄＢ／ｋｍ］とする。

仮に、広帯域光源の単一の光コネクタから強度Ｐ_tの光が出力されて、その光が１本の光ファイバを伝搬するとする。この場合、光計測システムを用いて水位を測定することができる区間の距離Ｌ₁［ｋｍ］は、
Ｌ₁＝(Ｐ_t−Ｐ_r)／(２α) …(1)
なる式で表される。

これに対して、第３実施形態に係る広帯域光源３を用いた光計測システム４では、一方の光コネクタ１８ａから出力された強度(Ｐ_t−３)の光が河川の上流に向かって光ファイバ２３を伝搬していき、他方の光コネクタ１８ｂから出力された強度(Ｐ_t−３)の光が河川の下流に向かって光ファイバ２４を伝搬していく。したがって、この光計測システム４を用いて水位を測定することができる区間の距離Ｌ₂［ｋｍ］は、
Ｌ₂＝２(Ｐ_t−３−Ｐ_r)／(２α) …(2)
なる式で表される。

したがって、ロスバジェット（Ｐ_t−Ｐ_r）が６ｄＢより大きければ、距離Ｌ₂が距離Ｌ₁より長く、２出力の広帯域光源３を用いることが有利となる。例えば、ロスバジェットが２０ｄＢであり、光ファイバ２３，２４それぞれの伝送損失αが０.５ｄＢ／ｋｍであるとする。このとき、距離Ｌ₁は２０ｋｍであるのに対して、距離Ｌ₂は３４ｋｍであり、距離Ｌ₂は距離Ｌ₁の１.７倍である。

なお、この光計測システム４において、グレーティング２５₁〜２５₃それぞれの反射波長とグレーティング２６₁〜２６₃それぞれの反射波長とを一定間隔で交互に配置して、光スイッチ２７に替えて、ＦＳＲが狭い光ファイバカプラまたはインターリーバを用いてもよい。また、グレーティング２５₁〜２５₃それぞれの反射波長を特定波長より長波長側に配置し、グレーティング２６₁〜２６₃それぞれの反射波長を該特定波長より短波長側に配置して、光スイッチ２７に替えて、光サーキュレータ２１の第３ポート２１₃および光サーキュレータ２２の第３ポート２２₃それぞれから出力される光を合波する光合波器を用いてもよい。これらの場合には、光スペクトラムアナライザ２８により、グレーティング２５₁〜２５₃およびグレーティング２６₁〜２６₃それぞれの反射波長を同時に測定することができる。

（第４実施形態）
次に、本発明に係る広帯域光源の第４実施形態について説明する。図８は、第４実施形態に係る広帯域光源５の構成図である。この図に示される第４実施形態に係る広帯域光源５は、光カプラ５６の第１入力ポート５６₁から第２入力ポート５６₂までの間に光導波路が構成されている。この光導波路の第１端は光カプラ５６の第１入力ポート５６₁に接続され、第２端は光カプラ５６の第２入力ポート５６₂に接続されている。

広帯域光源５は、この光導波路上に第１端から第２端に向かって順に、光アイソレータ５３ａ、光カプラ５２ａ、ＴＤＦ５１ａ、光カプラ５２ｂ、光アイソレータ５３ｂ、光カプラ５２ｃ、ＴＤＦ５１ｂ、光カプラ５２ｄおよび光アイソレータ５３ｄを備える。また、広帯域光源５は、光カプラ５２ａに接続された励起光源５４ａ、光カプラ５２ｄに接続された励起光源５４ｄ、ならびに、光カプラ５６の出力ポート５６₃に接続された光コネクタ５８を更に備える。

ＴＤＦ５１ａおよびＴＤＦ５１ｂそれぞれは、フッ化物系ガラスまたはテルライト系ガラスをホストガラスとしコア領域にＴｍ元素が添加された光ファイバ（ＴＤＦ: Thulium Doped Fiber）であり、励起光が供給されることによりＡＳＥ光を発生する光増幅性導波路として用いられる。ＴＤＦは、反転分布が高い状態であるときには波長１.４７μｍ付近に利得ピークを有し、反転分布が低い状態であるときには波長１.４９μｍ付近に利得ピークを有する。

光カプラ５２ａは、ＴＤＦ５１ａから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ５３ａへ出力することができ、光アイソレータ５３ａから到達したＡＳＥ光をＴＤＦ５１ａへ出力することができ、また、励起光源５４ａから到達した励起光をＴＤＦ５１ａへ出力することができる。

光カプラ５２ｂは、ＴＤＦ５１ａから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ５３ｂへ出力することができ、ＴＤＦ５１ａから到達した励起光を光カプラ５２ｃへ出力することができる。また、光カプラ５２ｂは、光アイソレータ５３ｂから到達したＡＳＥ光をＴＤＦ５１ａへ出力することができ、光カプラ５２ｃから到達した励起光をＴＤＦ５１ａへ出力することができる。

光カプラ５２ｃは、光アイソレータ５３ｂから到達したＡＳＥ光をＴＤＦ５１ｂへ出力することができ、光カプラ５２ｂから到達した励起光をＴＤＦ５１ｂへ出力することができる。また、光カプラ５２ｃは、ＴＤＦ５１ｂから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ５３ｂへ出力することができ、ＴＤＦ５１ｂから到達した励起光を光カプラ５２ｂへ出力することができる。

光カプラ５２ｄは、ＴＤＦ５１ｂから到達したＡＳＥ光を光アイソレータ５３ｄへ出力することができ、光アイソレータ５３ｄから到達したＡＳＥ光をＴＤＦ５１ｂへ出力することができ、また、励起光源５４ｄから到達した励起光をＴＤＦ５１ｂへ出力することができる。

光アイソレータ５３ａは、光カプラ５２ａから光カプラ５６へ向かう方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。また、光アイソレータ５３ｄは、光カプラ５２ｄから光カプラ５６へ向かう方向に光を通過させるが、逆方向には光を通過させない。

励起光源５４ａは励起光を光カプラ５２ａへ出力する。励起光源５４ｄは励起光を光カプラ５２ｄへ出力する。励起光源５４ａ，５４ｄそれぞれとしてレーザダイオードが好適に用いられる。

励起光源５４ａおよび光カプラ５２ａは、光増幅性導波路であるＴＤＦ５１ａに励起光を供給する励起光供給手段として作用する。励起光源５４ｄおよび光カプラ５２ｄは、光増幅性導波路であるＴＤＦ５１ｂに励起光を供給する励起光供給手段として作用する。

光カプラ５６は、光導波路の第１端から出力されるＡＳＥ光を第１入力ポート５６₁に入力し、光導波路の第２端から出力されるＡＳＥ光を第２入力ポート５６₂に入力して、これら入力したＡＳＥ光を合波して出力ポート５６₃から出力する。光コネクタ５８は、光カプラ５６の出力ポート５６₃から出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。

本実施形態では、ＴＤＦ５１ａは６０００ｗｔ.ｐｐｍ程度の比較的高い濃度のＴｍ元素が添加され、また、ＴＤＦ５１ｄは２０００ｗｔ.ｐｐｍ程度の比較的低い濃度のＴｍ元素が添加されている。そして、励起光源５４ａ，５４ｄそれぞれは波長１.０５μｍ帯の励起光を出力する。したがって、Ｔｍ添加濃度が高いＴＤＦ５１ａは、濃度消光に因り反転分布が低く、波長１.４９μｍ付近に利得ピークを有する。一方、Ｔｍ添加濃度が低いＴＤＦ５１ｄは、反転分布が高く、波長１.４７μｍ付近に利得ピークを有する。

この広帯域光源５は以下のように動作する。励起光源５４ａから出力された励起光は、光カプラ５２ａを経て、ＴＤＦ５１ａに供給される。励起光源５４ｄから出力された励起光は、光カプラ５２ｄを経て、ＥＤＦ５１ｂに供給される。励起光が供給されたＴＤＦ５１ａ，５１ｂそれぞれではＡＳＥ光が発生する。

ＴＤＦ５１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ５２ｂへ向かうＡＳＥ光は、光アイソレータ５３ｂにより遮断される。一方、ＴＤＦ５１ａで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ５２ａへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ５２ａおよび光アイソレータ５３ａを順に経て光カプラ５６の第１入力ポート５６₁に入力する。

ＴＤＦ５１ｂで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ５２ｃへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ５２ｃ，光アイソレータ５３ｂおよび光カプラ５２ｂを順に経てＴＤＦ５１ａに入力し、このＴＤＦ５１ａにおいて光増幅され、更に光カプラ５２ａおよび光アイソレータ５３ａを順に経て光カプラ５６の第１入力ポート５６₁に入力する。一方、ＴＤＦ５１ｂで発生したＡＳＥ光のうち光カプラ５２ｄへ向かうＡＳＥ光は、光カプラ５２ｄおよび光アイソレータ５３ｄを順に経て光カプラ５６の第２入力ポート５６₂に入力する。

光アイソレータ５３ａから出力されて光カプラ５６の第１入力ポート５６₁に入力するＡＳＥ光は波長１.４９μｍ付近に強度ピークを有し、光アイソレータ５３ｄから出力されて光カプラ５６の第２入力ポート５６₂に入力するＡＳＥ光は波長１.４７μｍ付近に強度ピークを有する。

光導波路の第１端から出力される波長１.４９μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光は光カプラ５６の第１入力ポート５６₁に入力し、光導波路の第２端から出力される波長１.４７μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光は光カプラ５６の第２入力ポート５６₂に入力して、これら波長１.４９μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光と波長１.４７μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光とは、所定の透過特性に応じて合波されて光カプラ５６の出力ポート５６₃から出力され、更に、光コネクタ５８から外部へ出力される。

この広帯域光源５は、反射体を備えておらず、共振器構造を有していないので、発振の可能性が抑制される。また、この広帯域光源５は、光導波路の両端に到達したＡＳＥ光を光カプラ５６により合波して出力するので、効率が優れたものとなる。

この広帯域光源５では、光導波路の中途の位置に光アイソレータ５３ｂが設けられていて、このことにより、光導波路の第１端および第２端それぞれから出力されるＡＳＥ光の帯域の差異を大きくすることができる。なお、光アイソレータ５３ｂは、光導波路の中点以外の位置に設けられるのが好ましい。

また、この広帯域光源５は、２つの入力ポート５６₁，５６₂および１つの出力ポート５６₃を有する光カプラ５６を用いており、第１入力ポート５６₁から出力ポート５６₃への透過特性および第２入力ポート５６₂から出力ポート５６₃への透過特性が適切に設定されていることにより、２つの入力ポート５６₁，５６₂それぞれに入力する光の帯域境界付近の強度ピークが抑圧されて出力ポート５６₃から光が出力される。

なお、図８に示された構成において、ＴＤＦ５１ａおよびＴＤＦ５１ｂの何れも低い濃度のＴｍ元素が添加されていて、励起光源５４ａおよび励起光源５４ｄそれぞれが互いに異なる波長帯（波長１.０５μｍ帯、１.２μｍ帯、１.４μｍ帯、または、１.５５〜１.６５μｍ帯）の励起光を出力してもよい。このような場合にも、広帯域光源５は同様の効果を得ることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明に係る広帯域光源の第５実施形態について説明する。図９は、第５実施形態に係る広帯域光源６の構成図である。この図に示される第５実施形態に係る広帯域光源６は、光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ、光カプラ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、および、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄを備える。

４個の光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄそれぞれは、各々異なるスペクトルの光を出力する。光源６１ａは、波長１.４７μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光を出力するＡＳＥ光源である。光源６１ｂは、波長１.４９μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光を出力するＡＳＥ光源である。光源６１ｃは、Ｃバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光を出力するＡＳＥ光源である。また、光源６１ｄは、Ｌバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光を出力するＡＳＥ光源である。

光カプラ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄそれぞれは、２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有する所定分岐比の２×２カプラである。光カプラ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、全体として、４個の光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄそれぞれから出力されるＡＳＥ光を合波して４個の出力ポートから出力する４×４カプラを構成している。

光カプラ６２ａは、光源６１ａから出力されたＡＳＥ光を一方の入力ポートに入力し、光源６１ｂから出力されたＡＳＥ光を他方の入力ポートに入力して、これらのＡＳＥ光を合波して２分岐して、分岐した各々のＡＳＥ光を２つの出力ポートから出力する。光カプラ６２ｂは、光源６１ｃから出力されたＡＳＥ光を一方の入力ポートに入力し、光源６１ｄから出力されたＡＳＥ光を他方の入力ポートに入力して、これらのＡＳＥ光を合波して２分岐して、分岐した各々のＡＳＥ光を２つの出力ポートから出力する。

光カプラ６２ｃは、光カプラ６２ａの一方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を一方の入力ポートに入力し、光カプラ６２ｂの一方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を他方の入力ポートに入力して、これらのＡＳＥ光を合波して２分岐して、分岐した各々のＡＳＥ光を２つの出力ポートから出力する。光カプラ６２ｄは、光カプラ６２ａの他方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を一方の入力ポートに入力し、光カプラ６２ｂの他方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を他方の入力ポートに入力して、これらのＡＳＥ光を合波して２分岐して、分岐した各々のＡＳＥ光を２つの出力ポートから出力する。

光コネクタ６８ａは、光カプラ６２ｃの一方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。光コネクタ６８ｂは、光カプラ６２ｃの他方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。光コネクタ６８ｃは、光カプラ６２ｄの一方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。また、光コネクタ６８ｄは、光カプラ６２ｄの他方の出力ポートから出力されたＡＳＥ光を外部へ出力する。

光カプラ６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄそれぞれは、入力ポートから出力ポートへ至る光の透過特性の波長依存性が無いのが好適である。この場合、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される光のパワースペクトルは、互いに同等であって、Ｓ，ＣおよびＬバンドに亘る広帯域のものとなる。

この広帯域光源６は以下のように動作する。光源６１ａから出力される波長１.４７μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光は、光カプラ６２ａにより２分岐され、その２分岐された光が更に光カプラ６２ｃ，６２ｄそれぞれにより２分岐され、全体として４分岐されて、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される。光源６１ｂから出力される波長１.４９μｍ付近に強度ピークを有するＡＳＥ光は、光カプラ６２ａにより２分岐され、その２分岐された光が更に光カプラ６２ｃ，６２ｄそれぞれにより２分岐され、全体として４分岐されて、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される。

光源６１ｃから出力されるＣバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光は、光カプラ６２ｂにより２分岐され、その２分岐された光が更に光カプラ６２ｃ，６２ｄそれぞれにより２分岐され、全体として４分岐されて、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される。光源６１ｄから出力されるＬバンド内に強度ピークを有するＡＳＥ光は、光カプラ６２ｂにより２分岐され、その２分岐された光が更に光カプラ６２ｃ，６２ｄそれぞれにより２分岐され、全体として４分岐されて、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される。

図１０は、第５実施形態に係る広帯域光源６の各所における光パワースペクトルを示す図である。同図（ａ）は、光源６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄそれぞれから出力される光のパワースペクトルを示す。同図（ｂ）は、光カプラ６２ａから出力される光のパワースペクトルを示す。同図（ｃ）は、光カプラ６２ｂから出力される光のパワースペクトルを示す。また、同図（ｄ）は、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される光のパワースペクトルを示す。このように、光コネクタ６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄそれぞれから出力される光は、Ｓ，ＣおよびＬバンドに亘る広帯域のものとなる。

（変形例）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。光増幅性導波路は、上記実施形態ではＥＤＦまたはＴＤＦであったが、これらに限られるものではなく、反転分布の相違により蛍光スペクトル形状が相違する組成を有するものであればよい。

また、光増幅性導波路のホスト材料は、石英ガラスでなくてもよく、他のガラス、結晶およびセラミックスなどであってもよい。結晶またはセラミックスをホスト材料とする光増幅性導波路は、蛍光および吸収のピークが顕著で利得スペクトルの凹凸が大きいが、広帯域の蛍光を発することができ、図７に示されたような光計測システムで用いられる広帯域光源において好適に用いられ得る。

また、光増幅性導波路は、光ファイバであってもよいが、平面基板上に形成された光導波路であってもよい。

第１実施形態に係る広帯域光源１の構成図である。 第１実施形態に係る広帯域光源１に含まれる光カプラ１６の透過特性を示す図である。 第２実施形態に係る広帯域光源２の構成図である。 第２実施形態に係る広帯域光源２から出力される光の強度スペクトルを示す図である。 第３実施形態に係る広帯域光源３の構成図である。 第３実施形態に係る広帯域光源３の一方の光コネクタから出力される光の強度スペクトルを示す図である。 第３実施形態に係る広帯域光源３を用いた光計測システム４の構成図である。 第４実施形態に係る広帯域光源５の構成図である。 第５実施形態に係る広帯域光源６の構成図である。 第５実施形態に係る広帯域光源６の各所における光パワースペクトルを示す図である。 従来の広帯域光源８の構成図である。 広帯域光源９の構成図である。

符号の説明

１〜３…広帯域光源、４…光計測システム、５，６…広帯域光源、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…ＥＤＦ、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…光カプラ、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ…光アイソレータ、１４ａ，１４ｃ…励起光源、１５，１６，１７…光カプラ、１８，１８ａ，１８ｂ…光コネクタ、２１，２２…光サーキュレータ、２３，２４…光ファイバ、２５₁〜２５₃，２６₁〜２６₃…グレーティング、２７…光スイッチ、２８…光スペクトラムアナライザ、２９…制御部、５１ａ，５１ｂ…ＴＤＦ、５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ…光カプラ、５３ａ，５３ｂ，５３ｄ…光アイソレータ、５４ａ，５４ｄ…励起光源、５６…光カプラ、５８…光コネクタ、６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ…光源、６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ…光カプラ、６８ａ，６８ｂ，６８ｃ，６８ｄ…光コネクタ。

Claims (8)

1. 励起光が供給されることによりＡＳＥ光を発生する光増幅性導波路を含み、第１波長帯のＡＳＥ光を第１端から出力するとともに、第２波長帯のＡＳＥ光を第２端から出力する光導波路と、
   前記光増幅性導波路に励起光を供給する励起光供給手段と、
   前記光導波路の前記第１端から出力される前記第１波長帯のＡＳＥ光と、前記光導波路の前記第２端から出力される前記第２波長帯のＡＳＥ光とを入力し、これら入力した前記第１波長帯のＡＳＥ光と前記第２波長帯のＡＳＥ光とを合波して出力する光合波手段と
   を備えることを特徴とする広帯域光源。
2. 前記励起光供給手段が前記光導波路の中途の位置から励起光を供給することを特徴とする請求項１記載の広帯域光源。
3. 前記光導波路の中途の位置に設けられた光アイソレータを更に備えることを特徴とする請求項１記載の広帯域光源。
4. 前記光導波路が複数の光増幅性導波路を含み、これら複数の光増幅性導波路それぞれの組成が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の広帯域光源。
5. 前記光導波路が、前記複数の光増幅性導波路として、Ａｌ元素が共添加されたＥｒ元素添加光導波路と、Ｐ元素およびＡｌ元素が共添加されたＥｒ元素添加光導波路とを含むことを特徴とする請求項４記載の広帯域光源。
6. 前記光合波手段が２つの入力ポートおよび２つの出力ポートを有する所定分岐比の２×２カプラを含み、一方の入力ポートが前記光導波路の前記第１端に接続され、他方の入力ポートが前記光導波路の前記第２端に接続されていることを特徴とする請求項１記載の広帯域光源。
7. 前記光合波手段が２つの入力ポートおよび１つの出力ポートを有するカプラを含み、一方の入力ポートが前記光導波路の前記第１端に接続され、他方の入力ポートが前記光導波路の前記第２端に接続されており、前記２つの入力ポートそれぞれから前記出力ポートに至る透過特性が互いに異なることを特徴とする請求項１記載の広帯域光源。
8. 各々異なるスペクトルの光を出力するＮ個（Ｎは２以上の整数）の光源と、
   これらＮ個の光源それぞれから出力される光を合波してＮ個の出力ポートから出力するＮ×Ｎカプラを含む光合波手段と、
   を備えることを特徴とする広帯域光源。
   
   
   

Images