JP2006202781A - 波長選択ミラーユニット、レーザ装置、ビームスプリッタおよび光センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 構造が複雑にならずかつ小型化することが可能な波長選択ミラーユニットを提供する。
【解決手段】 波長選択ミラーユニット（１００）は、入射光に対する屈折率が可変である第１のエタロン（１０）と、第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラー（２０）とを備え、第１のエタロン（１０）は、ミラー（２０）に固定されている。波長選択ミラーユニット（１００）においては、第１のエタロン（１０）の傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、第１のエタロン（１０）の傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係る波長選択ミラーユニット（１００）の構造を単純化することができる。また、本発明に係る波長選択ミラーユニット（１００）を小型化することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、波長選択ミラーユニット、レーザ装置、ビームスプリッタおよび光センサに関する。

近年、半導体レーザを応用した情報処理機器等が開発されている。外部共振器付波長可変レーザ装置は、回折格子ミラーによって特定の波長の光をレーザダイオードへ反射する。この外部共振器付波長可変レーザ装置においては、回折格子ミラーの角度を変化することによりレーザダイオードに反射される光の波長が変化する。それにより、外部共振器付可変レーザ装置が出力するレーザ光の波長が変化する（例えば、非特許文献１参照）。

Ｂｒｏａｄ−Ｂａｎｄ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｔｗｏ−Ｓｅｃｔｉｏｎ Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ ｗｉｔｈ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｇｒａｔｉｎｇ Ｆｅｅｄｂａｃｋ（ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ，ＶＯＬ．２，ＮＯ．２，ＦＥＢＲＵＡＲＹ １９９０ Ｐ８５〜Ｐ８７）

しかしながら、非特許文献１の技術では、回折格子の角度を変化させるためのスペースが必要になる。その結果、上記外部共振器付波長可変レーザ装置の構造が複雑になるとともに、上記外部共振器付波長可変レーザ装置を小型化することができない。

本発明は、構造が複雑にならずかつ小型化することが可能な波長選択ミラーユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る波長選択ミラーユニットは、入射光に対する屈折率が可変である第１のエタロンと、第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備え、第１のエタロンはミラーに固定されていることを特徴とするものである。

本発明に係る波長選択ミラーユニットにおいては、第１のエタロンの傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、第１のエタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係る波長選択ミラーユニットの構造を単純化することができる。また、本発明に係る波長選択ミラーユニットを小型化することができる。

第１のエタロンは、スペーサを介してミラーに固定されていてもよい。また、ミラーと第１のエタロンとは、非平行であることが好ましい。この場合、第１のエタロンを透過しない光は、ミラーから反射される光と異なる方向に反射される。それにより、本発明に係るミラーと外部に配置されるミラーとの間に複合共振が発生することが防止される。

ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有し、第１のエタロンの周期的な透過波長ピークのうち一部の波長ピークに対して高い反射強度を有していてもよい。この場合、第１のエタロンのエタロンピークのうち、不要なピークがミラーにより反射されることが防止される。それにより、本発明に係る波長選択ミラーユニットの波長選択精度が向上する。

ミラーは、所望の反射光の中心波長の実質的に１／４の厚さの誘電体が複数積層されていてもよい。この場合、ミラーにより所望の中心波長を有する光が反射される。

第１のエタロンの入射光に対する屈折率は、第１のエタロンの温度または第１のエタロンに印加される電圧に応じて変化してもよい。この場合、第１のエタロンの傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、第１のエタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係る波長選択ミラーユニットの構造を単純化することができる。

第２のエタロンをさらに備えていてもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンの入射光に対する屈折率は一定であり、第２のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期は、第１のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期よりも小さくてもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンは、入射光に対する屈折率が可変であるエタロンであってもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより幅広い波長範囲から所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンは、スペーサを介して波長選択ミラーユニットに固定されていてもよい。また、ミラーと第２のエタロンとは、非平行であることが好ましい。この場合、第２のエタロンを透過しない光は、ミラーから反射される光と異なる方向に反射される。それにより、本発明に係るミラーと外部に配置されるミラーとの間に複合共振が発生することが防止される。

入射される光のピーク波長の位相を調整する位相調整手段をさらに備え、位相調整手段は波長選択ミラーユニットに固定されていてもよい。この場合、位相調整手段の傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、本発明に係る波長選択ミラーユニットの構造を複雑化することなく、所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

本発明に係るレーザ装置は、光増幅器と、入射光に対する屈折率が可変である第１のエタロンに光増幅器からの光の少なくとも一部を反射するミラーが固定された波長選択ミラーユニットとを備え、波長選択ミラーユニットは光増幅器を含む外部共振器の外部ミラーとして機能することを特徴とするものである。

本発明に係るレーザ装置においては、光増幅器により増幅された光のピーク波長は、第１のエタロンにより変化する。この場合、第１のエタロンの傾斜を変化させることなく、光増幅器により増幅された光のピーク波長が変化する。それにより、エタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係るレーザ装置の構造を単純化することができる。また、本発明に係るレーザ装置を小型化することができる。

ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有していてもよい。この場合、第１のエタロンのエタロンピークのうち、不要なピークがミラーにより反射されることが防止される。それにより、本発明に係るレーザ装置の波長選択精度が向上する。

第２のエタロンをさらに備えていてもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンの入射光に対する屈折率は一定であり、第２のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期は、第１のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期よりも小さくてもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンの入射光に対する屈折率は、第２のエタロンに印加される電圧に応じて変化してもよい。この場合、第１のエタロンおよび第２のエタロンにより幅広い波長範囲から所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第２のエタロンは、スペーサを介して波長選択ミラーユニットに固定されていてもよい。また、入射される光のピーク波長の位相を調整する位相調整手段をさらに備え、位相調整手段は波長選択ミラーユニットに固定されていてもよい。この場合、位相調整手段の傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、本発明に係る波長選択ミラーユニットの構造を複雑化することなく、所望の波長ピークをより正確に選択することができる。

第１のエタロンの入射光に対する屈折率は、第１のエタロンの温度および第１のエタロンに印加される電圧に応じて変化し、第１のエタロンの温度を制御する温度制御装置と、温度制御装置により第１のエタロンの温度を制御しかつ第１のエタロンに印加する電圧を制御する制御手段とをさらに備えていてもよい。この場合、第１のエタロンの入射光に対する屈折率を、第１のエタロンの温度および第１のエタロンに印加される電圧を個別に用いて制御することができる。したがって、本発明に係るレーザ装置の波長選択精度が向上する。

本発明に係るビームスプリッタは、入射光に対する屈折率が可変であり、入射光の一部を透過するとともに入射光の一部を反射するエタロンと、第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備え、エタロンはミラーに固定されており、エタロンとミラーとは、非平行であることを特徴とするものである。

本発明に係るビームスプリッタにおいては、エタロンとミラーとが非平行であることから、エタロンにより反射される光は、ミラーにより反射されてエタロンを透過する光とは異なる方向に進む。それにより、所望の波長ピークを有する光を取り出すことができる。また、エタロンの傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、エタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係るビームスプリッタの構造を単純化することができる。また、本発明に係るビームスプリッタを小型化することができる。

エタロンは、スペーサを介してミラーに固定されていてもよい。また、ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有していてもよい。この場合、エタロンピークのうち、不要なピークがミラーにより反射されることが防止される。それにより、本発明に係るビームスプリッタの波長選択精度が向上する。

ミラーは、エタロンのエタロンピークの少なくとも一部のピークに対して相対的に高い反射強度を有していてもよい。この場合、エタロンピークのうち、必要なピークがミラーにより反射される。それにより、本発明に係るビームスプリッタの波長選択精度がさらに向上する。

本発明に係る光センサは、入射光に対する屈折率が可変であり、入射光の一部を透過するとともに入射光の一部を反射するエタロンと、第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーと、エタロンにより反射された光の光強度を検知する検知手段とを備え、エタロンはミラーに固定されており、エタロンと前記ミラーとは非平行であることを特徴とするものである。

本発明に係る光センサにおいては、エタロンとミラーとが非平行であることから、エタロンにより反射される光は、ミラーにより反射されてエタロンを透過する光とは異なる方向に進む。それにより、所望の波長ピークを有する光の光強度を検知することができる。また、エタロンの傾斜を変化させることなく光増幅器により増幅された光のピーク波長を変化させることができる。それにより、エタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係る光センサの構造を単純化することができる。また、本発明に係る光センサを小型化することができる。

エタロンは、スペーサを介してミラーに固定されていてもよい。また、ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有していてもよい。この場合、エタロンピークのうち、不要なピークがミラーにより反射されることが防止される。それにより、本発明に係る光センサの波長選択精度が向上する。

ミラーは、エタロンのエタロンピークの少なくとも一部のピークに対して相対的に高い反射強度を有していてもよい。この場合、エタロンピークのうち、必要なピークがミラーにより反射される。それにより、本発明に係る光センサの波長選択精度がさらに向上する。

本発明に係る波長選択ミラーユニットの制御方法は、印加される電圧および温度により入射光に対する屈折率が変化する第１のエタロンと、第１のエタロンに固定されかつ第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備える波長選択ミラーユニットにおいて、第１のエタロンの温度および第１のエタロンに印加する電圧を制御することにより第１のエタロンの入射光に対する屈折率を制御することを特徴とするものである。

本発明に係る波長選択ミラーユニットの制御方法においては、第１のエタロンの傾斜を変化させることなく入射光のピーク波長を変化させることができる。それにより、第１のエタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係る波長選択ミラーユニットの構造を単純化することができる。また、本発明に係る波長選択ミラーユニットを小型化することができる。さらに、第１のエタロンの入射光に対する屈折率を、第１のエタロンの温度および第１のエタロンに印加される電圧を個別に用いて制御することができる。したがって、本発明に係る波長選択ミラーユニットの波長選択精度が向上する。

第１のエタロンの温度を制御することにより、第１のエタロンを透過する光の波長の絶対値を所望値に制御してもよい。この場合、第１のエタロンの取付誤差等による波長選択精度の悪化を防止することができる。したがって、本発明に係る波長選択ミラーユニットの波長選択精度が向上する。

波長選択ミラーユニットは外部共振器を構成する外部ミラーとして光増幅器とともに温度制御装置上に搭載されており、第１のエタロンの温度の制御は温度制御装置によりなされてもよい。この場合、第１のエタロンの温度の制御精度が向上する。したがって、本発明に係る波長選択ミラーユニットの波長選択精度が向上する。また、波長選択ミラーユニットは、温度制御装置上に光増幅器と個別に配置されていてもよい。

本発明によれば、第１のエタロンの傾斜を変化させるためのスペースが必要ない。その結果、本発明に係るミラーユニットの構造を単純化することができる。また、本発明に係るミラーユニットを小型化することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、第１実施例に係る波長選択ミラーユニット１００を説明する図である。図１（ａ）は波長選択ミラーユニット１００の全体構成を示す模式図であり、図１（ｂ）は波長選択ミラー２０の模式的断面図である。

図１（ａ）に示すように、波長選択ミラーユニット１００は、屈折率可変エタロン１０および波長選択ミラー２０を含む。屈折率可変エタロン１０は、所定の波長周期で光を透過する液晶型バンドパスフィルタからなる。それにより、屈折率可変エタロン１０に入射された光は、所定の周期の波長ピークを有する光となって屈折率可変エタロン１０を透過する。以下、エタロンが透過光に与える波長ピークのことをエタロンピークと呼ぶ。

また、屈折率可変エタロン１０は、液晶１１を備える。液晶１１の屈折率は、波長選択ミラーユニットの外部に設けられた電圧制御部３０から印加される電圧に応じて変化する。液晶１１の屈折率が変化することにより、屈折率可変エタロン１０のエタロンピークの位相が変化する。

図１（ｂ）に示すように、波長選択ミラー２０は、例えば、酸化シリコンからなる誘電体膜２０ａ、酸化チタンからなる誘電体膜２０ｂが複数積層された構造を有する。波長選択ミラー２０により反射させる所望の反射光の中心波長をλとすると、誘電体膜２０ａ，２０ｂは、所望の光学的膜厚（例えば、λ／４）を有する。この場合、各誘電体膜２０ａ，２０ｂの界面に入射された光のうち波長λの光は相互に強めあう。それにより、波長λの光の反射率が高くなる。また、各誘電体膜２０ａ，２０ｂの界面に入射された光のうち波長λ近傍の波長の光も相互に強めあう。その結果、波長選択ミラー２０は、波長λを中心にその近傍の波長帯域の光を反射する。以上のことから、波長選択ミラーユニット１００の波長選択精度が向上する。

なお、波長選択ミラー２０は、所定の波長において強い反射率を有し、実質的に中心波長のλ／４付近で反射するものであればよい。したがって、波長選択ミラー２０において、各誘電体膜２０ａ，２０ｂを任意に組み合わせることが可能である。この場合、波長選択ミラー２０を構成する各誘電体膜２０ａ，２０ｂは、屈折率が異なる同じ材料からなるものであってもよい。

このように、屈折率可変エタロン１０は、エタロンピークの波長を変化させることができる。この場合、屈折率可変エタロン１０の傾きを変化させる必要がない。それにより、スペーサ等を介さずに、屈折率可変エタロン１０の一面に波長選択ミラー２０を接着させることができる。また、屈折率可変エタロン１０の傾きを変化させるための駆動部を設ける必要がない。さらに、屈折率可変エタロン１０を傾斜させるための空間を設ける必要がない。以上のことから、波長選択ミラーユニット１００を小型化することができる。

なお、本実施例に係る屈折率可変エタロンは、温度に応じて屈折率が変化するエタロンであってもよいし、印加される電圧に応じて屈折率が変化する誘電体膜からなるエタロンであってもよい。また、波長選択ミラーは、入射光を全反射するミラーであってもよい。

本実施例においては、屈折率可変エタロン１０が第１のエタロンに相当し、波長選択ミラー２０がミラーに相当する。

図２は、第２実施例に係る波長選択ミラーユニット１００ａの全体構成を示す模式図である。図２に示すように、波長選択ミラーユニット１００ａが図１の波長選択ミラーユニット１００と異なる点は、屈折率可変エタロン１０と波長選択ミラー２０との間にスペーサ４０が設けられている点および屈折率可変エタロン１０が波長選択ミラー２０に対して傾斜している点である。スペーサ４０は、透過性の高いガラス等から構成される。

波長選択ミラーユニット１００ａにおいては、屈折率可変エタロン１０の傾きを変化させることなくエタロンピークの波長を変化させることができる。したがって、屈折率可変エタロン１０を傾斜させる空間を設ける必要がない。その結果、波長選択ミラーユニット１００ａを小型化することができる。また、屈折率可変エタロン１０が波長選択ミラー２０に対して傾斜していることから、屈折率可変エタロン１０を透過しない光は、ミラー２０から反射される光と異なる方向に反射される。それにより、ミラー２０と外部に配置されるミラーとの間に複合共振が発生することが防止される。

図３は、第３実施例に係る波長選択ミラーユニット１００ｂの全体構成を示す模式図である。波長選択ミラーユニット１００ｂが図２の波長選択ミラーユニット１００ａと異なる点は、屈折率可変エタロン１０の一面側に固定エタロン５０が固定されている点である。ここで、固定エタロンとは、屈折率が一定である波長フィルタのことをいう。

固定エタロン５０は、所定の波長周期で光を透過するバンドパスフィルタからなる。それにより、固定エタロン５０に入射された光は、所定の周期の波長ピークを有する光となって固定エタロン５０から射出される。また、固定エタロン５０のエタロンピークの波長は、入射光に対する固定エタロン５０の傾斜角度によって変化する。

図４は、波長選択ミラーユニット１００ｂから反射される光の波長の一例を説明する図である。図４（ａ）に示すように、波長選択ミラーユニット１００ａから反射される光は、固定エタロン５０を透過する光と屈折率可変エタロン１０を透過する光との合成光になる。それにより、波長選択ミラーユニット１００ａから反射される光の波長ピークは、固定エタロン５０のエタロンピークと屈折率可変エタロン１０のエタロンピークとの重複ピークになる。

以上のことから波長選択ミラーユニット１００ａは、屈折率可変エタロン１０の屈折率を変化させることにより、固定エタロン５０のエタロンピークのうち所望のピーク波長を選択することができる。

また、固定エタロン５０の代わりに、他の屈折率可変エタロンを用いることもできる。図４（ｂ）に示すように、波長選択ミラーユニット１００ａから反射される光は、屈折率可変エタロン１０を透過する光と他の屈折率可変エタロンを透過する光との合成光になる。この場合、屈折率可変エタロン１０のエタロンピークと他の屈折率可変エタロンのエタロンピークとの組合せにより、波長選択ミラーユニット１００ａは、所望のピーク波長の光を反射することができる。

また、固定エタロン５０の代わりに、位相調整素子を用いることもできる。位相調整素子としては、与えられる電圧により屈折率が変化する液晶型フェイズシフタ等を用いることができる。この場合、波長選択ミラーユニット１００ａから反射される光が位相調整素子を透過することにより、屈折率可変エタロン１０の透過光の位相を調整することができる。

本実施例においては、固定エタロン５０が第２のエタロンに相当し、位相調整素子が位相調整手段に相当する。

図５は、第４実施例に係る波長選択ミラーユニット１００ｃの全体構成を示す模式図である。図５に示すように、波長選択ミラーユニット１００ｃは、波長選択ミラー２０、複数のスペーサ６０および複数の波長フィルタ７０を含む。また、波長選択ミラーユニット１００ｃは、波長選択ミラー２０と波長フィルタ７０の間および波長フィルタ７０と他の波長フィルタ７０との間に少なくとも一つのスペーサ６０を備える構造を有する。

波長フィルタ７０としては、固定エタロン、屈折率可変エタロンおよび位相調整素子のいずれを用いることもできる。また、各波長フィルタ７０は、波長選択ミラー２０と平行であっても、非平行であってもよい。波長フィルタ７０として固定エタロンを用いる場合、波長フィルタ７０と波長選択ミラー２０とがなす角度は、波長選択ミラーユニット１００ｃの反射光が所望の波長ピークを有するように設定される。

また、波長フィルタ７０として屈折率可変エタロンまたは位相調整素子を用いる場合には、屈折率可変エタロンまたは位相調整素子に印加する電圧に応じて波長選択ミラーユニット１００ｃの反射光の波長ピークを設定することができる。

波長選択ミラーユニット１００ｃに波長フィルタ７０が複数備わっていることから、波長選択ミラーユニット１００ｃの反射光の波長ピークはより正確に設定される。

図６は、第５実施例に係るレーザ装置２００の全体構成を示す模式図である。レーザ装置２００は、図２の波長選択ミラーユニット１００ａ、光増幅器２０１、温度制御装置２０２、電圧制御部２０３および温度制御部２０４を含む。波長選択ミラーユニット１００ａおよび光増幅器２０１は、温度制御装置２０２上に個別に搭載されている。

光増幅器２０１としては、レーザ光を増幅する半導体光増幅器等を用いることができる。光増幅器２０１により出力されたレーザ光は、波長選択ミラーユニット１００ａに対して出射される。電圧制御部２０３は、屈折率可変エタロン１０の液晶１１に印加する電圧を変化させることにより、液晶１１の屈折率を変化させる。それにより、光増幅器２０１から出力されたレーザ光は、波長選択ミラーユニット１００ａにより所定の波長ピークを有するレーザ光に変換され、レーザ装置２００の外部に出力される。温度制御装置２０２は、温度制御部２０４の指示に従って、波長選択ミラーユニット１００ａおよび光増幅器２０１の温度を制御する。

ここで、本実施例に係るレーザ装置２００においては、波長選択ミラーユニット１００ａと光増幅器２０１とが個別に温度制御装置２０２上に搭載されていることから、複数のレーザ装置２００を比較すると、取付誤差等により波長選択ミラーユニット１００ａの波長選択精度に個体差が発生するおそれがある。したがって、レーザ装置２００において波長選択ミラーユニット１００ａを用いる場合、屈折率可変エタロン１０のエタロンピークの初期値をあらかじめ定め、初期波長光の出力が実現してからピーク波長を変化させることが効率の良い波長制御方法になる。なお、本発明に係る屈折率可変エタロン１０が液晶、誘電体等から構成されていることから、屈折率可変エタロン１０の屈折率は、屈折率可変エタロンに印加する電圧および屈折率可変エタロン１０の温度により制御することが可能である。

図７は、温度制御装置２０２によるレーザ装置２００の出力レーザの波長制御を説明する図である。まず、温度制御部２０４は、図７（ａ）に示すように温度制御装置２０２の温度を制御することにより屈折率可変エタロン１０のエタロンピークを初期化する。次に、電圧制御部２０３は、図７（ｂ）に示すように屈折率可変エタロン１０に印加する電圧を制御することにより屈折率可変エタロン１０のエタロンピークを変化させる。

このように、屈折率可変エタロン１０の温度を一定に保持しつつ屈折率可変エタロン１０に印加する電圧によって屈折率可変エタロン１０の屈折率を制御することができることから、上記固体差による波長選択精度の悪化を防止することができる。また、屈折率可変エタロン１０のエタロンピークは、共通の電圧情報を用いて制御することができる。なお、屈折率可変エタロン１０に印加する電圧によって屈折率可変エタロン１０のエタロンピークを初期化し、屈折率可変エタロン１０の温度によって屈折率可変エタロン１０の屈折率を変化させることもできる。

なお、本実施例における波長選択ミラーユニットとして、波長選択ミラーユニット１００ｂ，１００ｃを用いることもできる。波長選択ミラーユニット１００ｂを用いる場合、固定エタロン５０および屈折率可変エタロン１０を用いて所望のピーク波長を選択することは、レーザ装置２００の波長選択手段として有用である。また、位相調整素子および屈折率可変エタロン１０を用いて透過光の位相を調整することは、レーザ装置２００の位相調整手段として有用である。

また、屈折率可変エタロン１０のエタロンピークを初期化する方法は、本実施例に係るレーザ装置２００に適用する場合に限らず、他の装置に利用する場合であっても有効な方法である。また、本実施例においては、電圧制御部２０３および温度制御部２０４が制御手段に相当する。

図８は、第６実施例に係るビームスプリッタ３００の模式図である。図８に示すように、ビームスプリッタ３００として、図２の波長選択ミラーユニット１００ａを用いることができる。上述したように、屈折率可変エタロン１０は、特定の波長の光を透過し、屈折率可変エタロン１０を透過しない光を反射する。この場合、屈折率可変エタロン１０と波長選択ミラー２０とが非平行であることから、屈折率可変エタロン１０により反射される光は、波長選択ミラー２０により反射されて屈折率可変エタロン１０を透過する光とは異なる方向に進む。

以上のことから、ビームスプリッタ３００に入射される光は、屈折率可変エタロン１０を透過する光と屈折率可変エタロン１０により反射される光とに分割される。したがって、ビームスプリッタ３００を用いることにより、ピーク波長情報を有する光を取り出すことができる。

なお、ビームスプリッタ３００として、波長選択ミラーユニット１００ｂ，１００ｃを用いることもできる。

図９は、第７実施例に係る光センサ４００の模式図である。図９に示すように、光センサ４００は、図２の波長選択ミラーユニット１００ａおよび光検知素子４０１を含む。

上述したように、屈折率可変エタロン１０により反射される光は、屈折率可変エタロン１０を透過する光とは異なる方向に進む。光検知素子４０１は、屈折率可変エタロン１０により反射される光の光路上に配置される。それにより、光検知素子４０１は、屈折率可変エタロン１０により反射される光の強度を検知する。以上のことから、光センサ４００は、ピーク波長情報を有する光の光強度を検知することができる。なお、波長選択ミラーユニットとして、波長選択ミラーユニット１００ｂ，１００ｃを用いることもできる。

第１実施例に係る波長選択ミラーユニットを説明する図である。 第２実施例に係る波長選択ミラーユニットの全体構成を示す模式図である。 第３実施例に係る波長選択ミラーユニットの全体構成を示す模式図である。 波長選択ミラーユニットから反射される光の波長の一例を説明する図である。 第４実施例に係る波長選択ミラーユニットの全体構成を示す模式図である。 第５実施例に係るレーザ装置の全体構成を示す模式図である。 温度制御装置によるレーザ装置の出力レーザの波長制御を説明する図である。 第６実施例に係るビームスプリッタの模式図である。 第７実施例に係る光センサの模式図である。

符号の説明

１０ 屈折率可変エタロン
１１ 液晶
２０ 波長選択ミラー
３０，２０３ 電圧制御部
４０，６０ スペーサ
５０ 固定エタロン
７０ 波長フィルタ
１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ 波長選択ミラーユニット
２００ レーザ装置
２０１ 光増幅器
２０２ 温度制御装置
２０４ 温度制御部
３００ ビームスプリッタ
４００ 光センサ

Claims (32)

1. 入射光に対する屈折率が可変である第１のエタロンと、
   前記第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備え、
   前記第１のエタロンは、前記ミラーに固定されていることを特徴とする波長選択ミラーユニット。
2. 前記第１のエタロンは、スペーサを介して前記ミラーに固定されていることを特徴とする請求項１記載の波長選択ミラーユニット。
3. 前記ミラーと前記第１のエタロンとは、非平行であることを特徴とする請求項２記載の波長選択ミラーユニット。
4. 前記ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有し、前記第１のエタロンの周期的な透過波長ピークのうち一部の波長ピークに対して高い反射強度を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波長選択ミラーユニット。
5. 前記ミラーは、所望の反射光の中心波長の実質的に１／４の厚さの誘電体が複数積層されていることを特徴とする請求項４記載の波長選択ミラーユニット。
6. 前記第１のエタロンの入射光に対する屈折率は、前記第１のエタロンの温度または前記第１のエタロンに印加される電圧に応じて変化することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の波長選択ミラーユニット。
7. 第２のエタロンをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の波長選択ミラーユニット。
8. 前記第２のエタロンの入射光に対する屈折率は一定であり、前記第２のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期は、前記第１のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期よりも小さいことを特徴とする請求項７記載の波長選択ミラーユニット。
9. 前記第２のエタロンは、入射光に対する屈折率が可変であるエタロンであることを特徴とする請求項７記載の波長選択ミラーユニット。
10. 前記第２のエタロンは、スペーサを介して前記波長選択ミラーユニットに固定されていることを特徴とする請求項７記載の波長選択ミラーユニット。
11. 前記ミラーと前記第２のエタロンとは、非平行であることを特徴とする請求項７記載の波長選択ミラーユニット。
12. 入射される光のピーク波長の位相を調整する位相調整手段をさらに備え、
    前記位相調整手段は、前記波長選択ミラーユニットに固定されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の波長選択ミラーユニット。
13. 光増幅器と、
    入射光に対する屈折率が可変である第１のエタロンに前記光増幅器からの光の少なくとも一部を反射するミラーが固定された波長選択ミラーユニットとを備え、
    前記波長選択ミラーユニットは、前記光増幅器を含む外部共振器の外部ミラーとして機能することを特徴とするレーザ装置。
14. 前記ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有することを特徴とする請求項１３記載のレーザ装置。
15. 第２のエタロンをさらに備えることを特徴とする請求項１３または１４記載のレーザ装置。
16. 前記第２のエタロンの入射光に対する屈折率は一定であり、前記第２のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期は、前記第１のエタロンの周期的な透過波長ピークの周期よりも小さいことを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
17. 前記第２のエタロンの入射光に対する屈折率は、前記第２のエタロンに印加される電圧に応じて変化することを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
18. 前記第２のエタロンは、スペーサを介して前記波長選択ミラーユニットに固定されていることを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
19. 入射される光のピーク波長の位相を調整する位相調整手段をさらに備え、
    前記位相調整手段は、前記波長選択ミラーユニットに固定されていることを特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載のレーザ装置。
20. 前記第１のエタロンの入射光に対する屈折率は、前記第１のエタロンの温度および前記第１のエタロンに印加される電圧に応じて変化し、
    前記第１のエタロンの温度を制御する温度制御装置と、
    前記温度制御装置により前記第１のエタロンの温度を制御し、かつ、前記第１のエタロンに印加する電圧を制御する制御手段とをさらに備えることを特徴とする請求項１３〜１９のいずれかに記載のレーザ装置。
21. 入射光に対する屈折率が可変であり、入射光の一部を透過するとともに入射光の一部を反射するエタロンと、
    前記第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備え、
    前記エタロンは、前記ミラーに固定されており、
    前記エタロンと前記ミラーとは、非平行であることを特徴とするビームスプリッタ。
22. 前記エタロンは、スペーサを介して前記ミラーに固定されていることを特徴とする請求項２１記載のビームスプリッタ。
23. 前記ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有することを特徴とする請求項２１または２２記載のビームスプリッタ。
24. 前記ミラーは、前記エタロンのエタロンピークの少なくとも一部のピークに対して相対的に高い反射強度を有することを特徴とする請求項２１〜２３のいずれかに記載のビームスプリッタ。
25. 入射光に対する屈折率が可変であり、入射光の一部を透過するとともに入射光の一部を反射するエタロンと、
    前記第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーと、
    前記エタロンにより反射された光の光強度を検知する検知手段とを備え、
    前記エタロンは、前記ミラーに固定されており、
    前記エタロンと前記ミラーとは非平行であることを特徴とする光センサ。
26. 前記エタロンは、スペーサを介して前記ミラーに固定されていることを特徴とする請求項２５記載の光センサ。
27. 前記ミラーは、所定の波長の光に対して相対的に高い反射強度を有することを特徴とする請求項２５または２６記載の光センサ。
28. 前記ミラーは、前記エタロンのエタロンピークの少なくとも一部のピークに対して相対的に高い反射強度を有することを特徴とする請求項２５〜２７のいずれかに記載の光センサ。
29. 印加される電圧および温度により入射光に対する屈折率が変化する第１のエタロンと、前記第１のエタロンに固定されかつ前記第１のエタロンを透過した入射光を反射するミラーとを備える波長選択ミラーユニットにおいて、
    前記第１のエタロンの温度および前記第１のエタロンに印加する電圧を制御することにより前記第１のエタロンの入射光に対する屈折率を制御することを特徴とする波長選択ミラーユニットの制御方法。
30. 前記第１のエタロンの温度を制御することにより、前記第１のエタロンを透過する光の波長の絶対値を所望値に制御することを特徴とする請求項２９記載の波長選択ミラーユニットの制御方法。
31. 前記波長選択ミラーユニットは、外部共振器を構成する外部ミラーとして光増幅器とともに温度制御装置上に搭載されており、
    前記第１のエタロンの温度の制御は、前記温度制御装置によりなされることを特徴とする請求項３０記載の波長選択ミラーユニットの制御方法。
32. 前記波長選択ミラーユニットは、前記温度制御装置上に前記光増幅器と個別に配置されていることを特徴とする請求項３１記載の波長選択ミラーユニットの制御方法。

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