JP2010054357A - 光スペクトルモニタ - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＷＤＭ伝送などで高波長精度による光スペクトラムの測定を可能にする。
【解決手段】光スペクトルモニタは、光スペクトルの掃引に応じた回折角で被測定光を回折する回折手段３を有し、回折手段３による１次回折光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換出力する。入射手段２は、被測定光の波長の１／２波長付近で発光する広帯域光源からなる波長モニタ用光源２２と、被測定光と波長モニタ用光源２２からの光とを合成する合波器２３とを含む。波長モニタ手段６は、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とを分波する分波部６１を有し、分波部６１で分波した波長モニタ用光源２２の２次回折光を入力して波長をモニタする。
【選択図】図１

Description

本発明は、光を分光する分光器とその分光器を用いて被測定光の波長やパワーを測定するために用いられる光スペクトルモニタに関する。

図８はリットマン型の分光器を用いた光スペクトルモニタの概略構成を示す図である。図８に示す光スペクトルモニタ１０１は、入射手段１０２、回折手段１０３、回折光受光手段１０４を備えている。入射手段１０２は、被測定光が入射される光入力ポート１０２ａと、光入力ポート１０２ａから入射された光をコリメータ光に変換するコリメータ１０２ｂとから構成される。また、回折手段１０３は、コリメータ光を回折する回折格子１０３ａと、回折格子１０３ａによって回折された回折光を再度回折格子に入射させるための反射鏡１０３ｂとから構成される。さらに、回折光受光手段１０４は、回折格子１０３ａからの回折光を集光する集光器１０４ａと、集光器１０４ａによって集光された光を受光し、この受光した光信号を電気信号に変換して出力する受光器１０４ｂとから構成される。

なお、図８の光スペクトルモニタ１０１を用いた光スペクトルアナライザとしては、例えば下記特許文献１の図３に開示されるものが知られており、分光器から出力した電気信号を使用して被測定光の波長やパワー等を測定している。
特開２００３−１１４１４９号公報

ところで、昨今、光通信の大容量化に伴いＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重方式）通信の高密度化が進み、狭い波長間隔でＷＤＭを行うＤＷＤＭ（Dense Wavelength Division Multiplexing：高密度波長分割多重方式）が行われるようになっており、高波長精度に対する要求が強くなってきた。

しかしながら、従来より知られている光スペクトルモニタでは、十分な波長精度を得ることができていなかった。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、ＤＷＤＭ伝送などの光スペクトラムを高波長精度にて測定することができる光スペクトルモニタを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された光スペクトルモニタは、光スペクトルの掃引に応じた回折角で被測定光を回折する回折手段３を有し、該回折手段による１次回折光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換出力する光スペクトルモニタにおいて、
前記被測定光の波長の１／２波長付近で発光する波長モニタ用光源２２と、前記被測定光と前記波長モニタ用光源からの光とを合成する合波器２３とを含む入射手段２と、
前記被測定光の１次回折光と前記波長モニタ用光源の２次回折光とを分波する分波部６１を有し、該分波部で分波した前記波長モニタ用光源の２次回折光を入力して波長をモニタする波長モニタ手段６とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載された光スペクトルモニタは、請求項１の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源２２は、前記被測定光の波長の１／２波長を含む広帯域の光を発光することを特徴とする。

請求項３に記載された光スペクトルモニタは、請求項２の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ手段６は、前記分波部６１で分波した前記波長モニタ用光源の２次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子６４ａと、該透過素子の透過光を受光して前記光強度変化を波長に対する電気信号に変換する受光器６４ｃとを備えたことを特徴とする。

請求項４に記載された光スペクトルモニタは、請求項３の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ手段６は、前記分波部６１と前記透過素子６４ａとの間の光路に配置され、前記透過素子に向かう光と該透過素子に向かわない光とに分光する分光部６２と、該分光部で分光された前記透過素子に向かわない光を受光する受光器６３ｂとをさらに備えたことを特徴とする。

請求項５に記載された光スペクトルモニタは、請求項１の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源２２は、少なくとも１つの既知の波長の光を含むことを特徴とする。

請求項６に記載された光スペクトルモニタは、請求項１の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源２２は、既知波長の狭帯域の光を発光することを特徴とする。

本発明によれば、高波長精度による光スペクトラムの測定が可能な光スペクトルモニタを提供することができる。また、波長モニタ用光源の光強度が波長に対して一定でなくても、同様に高波長精度による測定が可能な光スペクトルモニタを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る光スペクトルモニタの第１実施形態を示す図、図２（ａ）〜（ｃ）は分波部の各構成例を示す概略図、図３は回折格子における入射角と回折光の回折角の関係を示す図、図４は本発明に係る光スペクトルモニタの第２実施形態を示す図、図５は本発明に係る光スペクトルモニタの第３実施形態を示す図、図６は本発明に係る光スペクトルモニタの第４実施形態を示す図、図７は本発明に係る光スペクトルモニタの第５実施形態を示す図である。

まず、本発明に係る光スペクトルモニタの第１実施形態の構成について図１を参照しながら説明する。

第１実施形態の光スペクトルモニタ１（１Ａ）は、図１に示すように、入射手段２、回折手段３、回折制御手段４、測定用受光手段５、波長モニタ手段６を備えて概略構成される。

入射手段２は、光入力ポート２１、波長モニタ用光源２２、合波器２３、コリメータ２４を備えている。

光入力ポート２１には、測定対象となる被測定光（例えば１．５μｍ帯）が入力している。この光入力ポート２１に入力した被測定光は、光ファイバ２１ａを介して合波器２３の一方の入力ポートに入力される。

波長モニタ用光源２２は、被測定光の波長の１／２波長付近でブロードな光（白色光）を発光する広帯域光源（ＬＥＤ）からなる。例えば、被測定光が１．４μｍから１．６μｍの場合には、０．７μｍから０．８μｍの波長成分を持つ広帯域光源によって波長モニタ用光源２２が構成される。この波長モニタ用光源２２が発光するモニタ光は、光ファイバ２２ａを介して合波器２３の他方の入力ポートに入力される。

合波器２３は、２つの入力ポートと１つの出力ポートを備えた光カプラで構成され、光入力ポート２１から光ファイバ２１ａを介して一方の入力ポートに入力される被測定光と、波長モニタ用光源２２から光ファイバ２２ａを介して他方の入力ポートに入力されるモニタ光とを合波し、この合波された光をコリメータ２４に入射している。

コリメータ２４は、入射光を平行光に変換するコリメートレンズで構成され、合波器２３からの光（被測定光とモニタ光との合波光）を平行光に変換して回折手段３に入射している。

回折手段３は、回折格子３１と反射体３２からなる。回折格子３１は、所定間隔で平行に刻線（溝間隔ｄ）が形成された回折面３１ａをコリメータ２４側に向けてコリメータ２４の出射光路上の後方に固定配置される。この回折格子３は、コリメータ２４から入射される光を回折し、この回折した光を反射体３２に出力している。

反射体３２は、反射面３２ａが回折格子３１の回折面３１ａと対向して配置され、回折格子３１の刻線方向に平行な軸周りに光スペクトルの掃引に応じて回動可能なミラーで構成される。この反射体３２は、回折格子３１からの回折光を再度回折格子３１に反射させている。

回折制御手段４は、制御部４１と駆動部４２とからなる。制御部４１は、回折手段３の回折角を制御するべく、反射体３２の回転角θλの情報を駆動部４２に出力している。また、回折制御手段４は、波長校正を行うための指定波長λの情報を後述する波長校正部６７に出力している。

駆動部４２は、予め決められた初期位置を回転角θλ＝０°として、回折制御手段４から入力される回転角θλとなるように回折手段３の反射体３２を回転駆動している。

測定用受光手段５は、測定用集光器５１と測定用受光器５２とからなる。測定用集光器５１は、回折格子３１から後述する分波部（ハイパスフィルタ）６１を通過した被測定光の１次回折光を測定用受光器５２に集光している。

測定用受光器５２は、測定用集光器５１によって集光される被測定光の１次回折光を受光し、この受光した被測定光の１次回折光の光強度に応じた電気信号（光強度に比例した電圧信号）を後述するスペクトラム表示部６８に出力している。

波長モニタ手段６は、分波部６１、分光部６２、モニタ光第１受光部６３、モニタ光第２受光部６４、透過率算出部６５、記憶部６６、波長校正部６７、スペクトラム表示部６８を備えている。

分波部６１は、回折手段３から入射される回折光を、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分波するもので、例えばハイパスフィルタで構成される。この分波部６１をなすハイパスフィルタでは、回折手段３からの回折光が入射されると、被測定光の１次回折光を測定用受光手段５に透過し、波長モニタ用光源２２の２次回折光を第２分岐部６２に反射している。

なお、分波部６１としては、例えば図２（ａ）〜（ｃ）に示す構成を採用することができる。図２（ａ）の例では、回折手段３からの回折光を長波と短波とに分波するビームスプリッタで分波部６１を構成している。この構成では、回折手段３からの回折光のうち、長波である被測定光の１次回折光を測定用受光手段５側に透過させ、短波である波長モニタ用光源２２の２次回折光を分光部６２側に反射させている。

図２（ｂ）の例では、ハーフミラーと、ハーフミラーの後段にそれぞれ設けられるフィルタで分波部６１を構成している。この構成では、回折手段３からの回折光をハーフミラーによって２分し、その後段のフィルタによって回折手段３からの回折光を、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分離している。

図２（ｃ）の例では、後述する受光器（測定用受光器５１、モニタ光第１受光器６３ｂ、モニタ光第２受光器６４ｃ）で分波部６１を構成している。この構成では、受光器の受光感度特性によって回折手段３からの回折光を、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分離している。

分光部６２は、例えばビームスプリッタで構成され、分波部６１で分波された波長モニタ用光源２２の２次回折光を所定の割合（例えば５０％：５０％の割合）で分光し、一方をモニタ光第１受光部６３に反射させ、他方をモニタ光第２受光部６４に透過させている。

モニタ光第１受光部６３は、モニタ光第１集光器６３ａとモニタ光第１受光器６３ｂからなる。モニタ光第１集光器６３ａは、分光部６２により分光されて反射された波長モニタ用光源２２の２次回折光をモニタ光第１受光器６３ｂに集光している。

モニタ光第１受光器６３ｂは、例えばＳｉ−ＰＤで構成され、モニタ光第１集光器６３ａで集光される波長モニタ用光源２２の２次回折光を受光し、この受光した波長モニタ用光源２２の２次回折光の光強度に応じた電気信号（受光した光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ）を出力している。

モニタ光第２受光部６４は、透過素子６４ａ、モニタ光第２集光器６４ｂ、モニタ光第２受光器６４ｃからなる。透過素子６４ａは、光に対する透過率が波長によって変化する透過特性を有する素子であり、例えば透過特性が安定した光学櫛形フィルタのエタロンで構成される。エタロン６４ａは、波長の単調変化に対して透過率がほぼ一定波長間隔で周期的に増減変化する透過特性を有しており、分光部６２で分光された波長モニタ用光源２２の２次回折光を受けて等間隔に配列された複数の既知波長の光を透過し、透過光が波長に対する光強度変化を生じるものである。

モニタ光第２集光器６４ｂは、透過素子（エタロン）６４ａからの透過光をモニタ光第２受光器６４ｃに集光している。

モニタ光第２受光器６４ｃは、モニタ光第２集光器６４ｂで集光される透過素子６４ａからの透過光を受光し、この受光した透過光の光強度に応じた電気信号（透過素子６４ａの透過特性の影響を受けた光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ）を出力している。

透過率算出部６５は、モニタ光第１受光部６３及びモニタ光第２受光部６４によって受光検出された光の強度に応じた電気信号（スペクトラムデータ）とそれに対応付けされた波長情報とに基づいて、モニタ光の透過素子（エタロン）６４ｂに対する光の透過率を算出している。

記憶部６６には、透過素子（エタロン）６４ａの透過特性（透過プロファイル）が予め記憶されている。エタロン６４ａの透過プロファイルは、フリースペクトルレンジ（ＦＳＲ）毎にローレンシャン形のピークが波長軸上に等間隔に並んだ形状をしている。そして、それぞれのピーク波長は、予め測定された既知波長（例えば・・・１５３５ｎｍ、１５４０ｎｍ、１５４５ｎｍ・・・のように５ｎｍ間隔の既知波長）の透過特性として記憶部６７に記憶されている。

波長校正部６７は、透過率算出部６５によって算出された透過率と、予め記憶部６６に記憶されている透過素子（エタロン）６４ａの透過特性と、制御部４１からの指定波長λとに基づいて、モニタ光第１受光部６３の各サンプル値の波長を求め、この求めた各波長に基づいてモニタ光第１受光部６４の各サンプル値の波長を校正している。

さらに説明すると、各波長検出対象値毎に検出された各波長と各波長検出対象値に対応付けされて記憶された波長情報との誤差をそれぞれ求め、制御部４１からの指定波長λに対する誤差の変化特性を求め、この変化特性に基づいて、モニタ光第１受光部６３のスペクトラムデータの各波長情報を減算補正する。

なお、エタロンを透過素子６４ａとして用いた場合、算出された透過率から波長を一義的に求めることができないので、その算出された一つの透過率に対して透過特性から得られる複数の波長のうち、指定波長λに対応付けされて記憶部６６に記憶されている波長に最も近い波長をその波長検出対象値に対応した正確な波長として選択している。

スペクトラム表示部６８は、液晶表示器などの表示装置で構成され、波長校正部６６によって校正された波長情報に基づくスペクトラムデータを読み出し、横軸を波長軸、縦軸をパワー軸の直交座標を表示器の画面上に表示し、読み出したスペクトラムデータの波形を直交座標上に表示している。このスペクトラム波形の波長軸は波長校正部６６によって校正されているので、各スペクトラムの波長と強度を正確に把握することができる。

以上のように構成される第１実施形態の光スペクトルモニタ１Ａでは、光入力ポート２１から入力した光（被測定光）が、コリメータ２４でコリメート光に変換され、回折格子３１に入射される。回折格子３１に入射された光は、回折面で回折され、この回折による１次回折光が反射体３２に出力される。反射体３２は、回折格子３１の刻線方向に平行な軸で光スペクトルの掃引に応じて回動可能であり、反射体３２で反射された光は再度回折格子３１で回折され、この回折による１次回折光は測定用集光器５１で集光され、測定用受光器５２に受光される。そして、制御部４１の制御により指定波長λに応じて反射体３２を回転させ、測定用受光器５２で光−電気変換された強度信号を観測することにより、スペクトラムを測定することができる。

そして、波長校正を行う場合には、被測定光の波長の１／２波長付近で発光する波長モニタ用光源２２から被測定光の波長の１／２波長付近で発光するモニタ光を合波器２３に入力する。例えば被測定光が１．４μｍから１．６μｍの場合には、０．７μｍから０．８μｍの波長成分を持つ波長モニタ用光源２２からのモニタ光と、被測定光とを合波器２３に入力する。

そして、回折格子３１と測定用集光器５１との間の光路に被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とを分波する分波部６１を配置し、分波した波長モニタ用光源２２の２次回折光を波長モニタ手段６に入力して波長をモニタしている。

すなわち、第１実施形態では、被測定光の波長の１／２波長付近で発光する波長モニタ用光源２２からのモニタ光と、被測定光とを合波器２３で合成して回折手段３に入力し、回折手段３からの回折光を分波部６１で被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分波し、分波した２次回折光を透過素子６４ａとしてのエタロンを透過させ、この透過した光の透過率を算出し、算出した透過率、指定波長λ、記憶部６６のエタロン透過率フロファイルに基づいて波長校正を行っている。

ここで、図３に示すように、波長λの光が溝間隔ｄの回折格子３１に入射角αで入射した場合、その回折光の回折角βは、Ｎλ＝ｄ（ｓｉｎα＋ｓｉｎβ）の式で表すことができる。但し、Ｎ＝０，±１，±２，・・・である。

例えば、λ＝１５５０ｎｍの光を入射角８５°で溝間隔１／１１００ｍｍの回折格子３１に入射する場合、βは４４．６°となる（Ｎ＝１）。また、波長７７５ｎｍの光を入射する場合、Ｎ＝２の光はやはり４４．６°の方向に回折される。

このように、任意の被測定光波長の回折格子３１の１次回折光の回折角は、波長モニタ用光源２２の回折格子３１の２次回折光の回折角に一致するため、任意の波長の被測定光が測定用受光手段５に向かう光路と、被測定光の１／２波長の波長モニタ用光源２２の光とは同一光路となる。

従って、被測定波長と波長モニタ用光源２２の光、すなわち被測定光波長の１／２波長の波長モニタ用光源２２の光には相関が得られ、波長モニタ用光源２２の光波長をモニタすることにより、被測定光の波長を特定することができる。

なお、被測定光と波長モニタ用光源２２の光とは、波長が異なるため、分波部６１により容易に分波することが可能である。

また、第１実施形態では、モニタ光第２受光部６４として、分波部６１で分波した波長モニタ用光源２２の２次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子（エタロン）６４ａと、透過素子６４ａの透過光を集光するモニタ光第２集光器６４ｂと、集光された透過光を受光して光強度変化を波長に対する電気信号に変換するモニタ光第２受光器６４ｃで構成している。そして、モニタ光第２受光器６４ｃの出力信号、すなわち波長モニタ用光源２２の光の透過素子６４ａ透過後の光強度変化信号から、波長モニタ用光源２２の波長を求めることにより、その波長の２倍の波長である被測定波長を特定することができる。

さらに、第１実施形態では、上記構成の波長モニタ用光源２２の２次回折光を分波する分波部６１と透過素子６４ａの間の光路に分光部６２をなすハーフミラーを配置し、透過素子６４ａに向かう光と透過素子６４ａに向かわない光とに分光して透過素子６４ａに向かう光の一部を取り出し、モニタ光第１受光部６３として、ハーフミラーの光（透過素子６４ａに向かわない光）を集光するモニタ光第１集光器６３ａと、集光された光を受光するモニタ光第１受光器６３ｂとからなるモニタ光第１受光部６３とを備えた構成としている。

この構成では、モニタ光第２受光器６４ｃには透過素子６４ａ透過後の信号が、またモニタ光第１受光器６３ｂには透過素子６４ａ透過前の信号が検出されるので、モニタ光第２受光器６４ｃの光−電気変換信号強度と、モニタ光第１受光器６３ｂの光−電気変換信号強度の比を求めることにより、波長モニタ用光源２２の光の波長−光パワーの変化に依存しない光スペクトルモニタの波長目盛りとなる信号を得ることができる。

そして、上述した透過素子（エタロン）６４ａの透過光強度から得られる波長目盛りとなる信号を基にサンプリングトリガを発生させることにより、高速で、しかも波長高精度の測定も可能になる。

さらに、精度を上げるために、この波長目盛りとなる信号を位相分割して、細かい波長ステップでの位置信号を発生させることも可能である。

次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第２実施形態の構成について図４を参照しながら説明する。

なお、図４の第２実施形態の光スペクトルモニタ１（１Ｂ）において、第１実施形態の光スペクトルモニタ１Ａと略同一の構成要素には同一符号を付し、第１実施形態との構成上の差異についてのみ説明する。

第２実施形態の光スペクトルモニタ１Ｂでは、第１実施形態の波長モニタ手段６のモニタ光第１受光部６３および透過率算出部６５が削除され、モニタ光第２受光部６４の透過素子６４ａが入射手段２内に設けられた構成である。すなわち、入射手段２の波長モニタ用光源２２と合波器２３との間に既知波長透過部２５が設けられた構成である。

既知波長透過部２５は、集光レンズ２５ａ、透過素子（エタロン）２５ｂ、集光レンズ２５ｃの順に波長モニタ用光源２２側から配置された構成からなる。この既知波長透過部２５では、波長モニタ用光源２２からのモニタ光を、集光レンズ２５ａにより透過素子２５ｂに集光している。そして、透過素子２５ｂは、集光レンズ２５ａによって集光される光を受けて等間隔に配列された複数の既知波長の光を透過し、集光レンズ２５ｃにより合波器２３の他方の入力ポートに集光して入力している。なお、透過素子２５ｂは、前述したモニタ光第２受光部６４の透過素子６４ａと同様に、例えば透過特性が安定した光学櫛形フィルタのエタロンが用いられる。

また、第２実施形態の光スペクトルモニタ１Ｂでは、波長モニタ手段６が第１実施形態よりも簡略された構成であって、分波部６１、モニタ光第２受光部６４、記憶部６６、波長校正部６７、スペクトラム表示部６８を備えて構成される。

この第２実施形態の光スペクトルモニタ１Ｂでは、回折手段３からの回折光が、分波部６１によって、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分波される。そして、被測定光の１次回折光が測定用受光手段５によって受光検出され、この受光検出の結果に基づくスペクトラム波形がスペクトラム表示部６８に表示される。また、波長モニタ用光源２２の２次回折光がモニタ光第２受光部６４に受光検出され、この受光検出された光強度に応じた電気信号（透過素子２５ｂの透過特性の影響を受けた光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ）が波長校正部６７に入力される。そして、波長校正部６７は、制御部４１からの指定波長λ、予め記憶部６６に記憶された波長−レベル情報に基づいて、モニタ光第２受光部６４から入力される電気信号に対して波長校正し、この波長校正されたスペクトラム波形をスペクトラム表示部６８に表示している。

次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第３実施形態の構成について図５を参照しながら説明する。

なお、図５の第３実施形態の光スペクトルモニタ１（１Ｃ）において、前述した第１，第２実施形態の光スペクトルモニタ１Ａ，１Ｂと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した実施形態の構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。

第３実施形態の光スペクトルモニタ１Ｃでは、第１実施形態の波長モニタ手段６のモニタ光第１受光部６３、モニタ光第２受光部６４の透過素子６４ａ、および透過率算出部６５が削除された構成であり、入射手段２の波長モニタ用光源２２が、被測定光の波長の１／２波長である既知波長（例えば０．７μｍ帯）のモニタ光を発光する狭帯域光源で構成される。

また、第３実施形態の光スペクトルモニタ１Ｃでは、波長モニタ手段６が第１実施形態よりも簡略された構成であって、第２実施形態と同一構成、すなわち分波部６１、モニタ光第２受光部６４、記憶部６６、波長校正部６７、スペクトラム表示部６８を備えて構成される。なお、回折手段３からの回折光を、被測定光の１次回折光と波長モニタ用光源２２の２次回折光とに分波した以降の動作については、第２実施形態と同様なので、ここでの説明は省略する。

次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第４実施形態の構成について図６を参照しながら説明する。

なお、図６の第４実施形態の光スペクトルモニタ１（１Ｄ）において、前述した第１〜第３実施形態の光スペクトルモニタ１Ａ〜１Ｃと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。

第４実施形態の光スペクトルモニタ１Ｄでは、回折手段３の反射体（ミラー）３２を固定として回折格子３１が制御部４１の制御に基づく駆動部４２の駆動により回転可能なダブルパスによるリトロー分光器の構成を採用している。なお、他の構成及び各構成の動作については第１実施形態と同一である。

次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第５実施形態の構成について図７を参照しながら説明する。

なお、図７の第５実施形態の光スペクトルモニタ１Ｅにおいて、前述した第１〜第４実施形態の光スペクトルモニタ１Ａ〜１Ｄと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。

第５実施形態の光スペクトルモニタ１Ｅでは、回折手段３を構成する回折格子３１と反射体（ミラー）３２の位置関係が第１実施形態とは逆になっており、シングルパスによるリトマン分光器の構成を採用している。なお、他の構成及び各構成の動作については第１実施形態と同一である。

このように、本発明に係る光スペクトルモニタによれば、光スペクトラムを高波長精度にて測定するスペクトルモニタを提供することができる。また、波長モニタ用の光強度が波長に対して一定でなくても、同様に高波長精度でのスペクトルモニタを提供することができる。

ところで、上述した実施形態の回折手段３としては、回折格子と反射体とを組み合わせ、一方を固定とし、他方が刻線と平行な軸周りに回転する構成を例にとって説明したが、反射体を省き、刻線と平行な軸周りに回転可能な凹面型の回折格子のみで回折手段３を構成し、シングルパスによる分光器を構成してもよい。

また、上述した実施形態では、コリメータ２４が入射手段２に含まれる構成として説明したが、このコリメータ２４を省いた構成としてもよい。また、波長モニタ用光源２２としては、発光波長が被測定光の１／２波長に限定されるものではなく、例えば被測定光の１／３波長付近で発光する広帯域光源で波長モニタ用光源２２を構成することもできる。その場合、回折手段３における被測定光の回折効率と波長モニタ用光源２２からのモニタ光の回折効率がほぼ同等であることが望まれる。

さらに、第１、第４、第５実施形態（図１、図６、図７）において、分光部６２、モニタ光第１受光部６３および透過率算出部６５の構成を省くこともできる。この場合、記憶部６６には予め波長−レベルの関係を示す情報が記憶される。そして、波長校正部６７は、第２および第３実施形態と同様に、制御部４１からの指定波長λ、記憶部６６の波長−レベル情報に基づき、モニタ光第２受光部６４からの電気信号に対して波長校正を行うことになる。

本発明に係る光スペクトルモニタの第１実施形態を示す図である。 （ａ）〜（ｃ） 分波部の各構成例を示す概略図である。 回折格子における入射角と回折光の回折角の関係を示す図である。 本発明に係る光スペクトルモニタの第２実施形態を示す図である。 本発明に係る光スペクトルモニタの第３実施形態を示す図である。 本発明に係る光スペクトルモニタの第４実施形態を示す図である。 本発明に係る光スペクトルモニタの第５実施形態を示す図である。 従来の光スペクトルモニタの概略構成図である。

符号の説明

１（１Ａ〜１Ｅ） 光スペクトルモニタ
２ 入射手段
３ 回折手段
４ 回折制御手段
５ 測定用受光手段
６ 波長モニタ手段
２１ 光入力ポート
２２ 波長モニタ用光源
２３ 合波器
２４ コリメータ
２５ 既知波長透過部
３１ 回折格子
３２ 反射体
４１ 制御部
４２ 駆動部
５１ 測定用集光器
５２ 測定用受光器
６１ 分波部
６２ 分光部
６３ モニタ光第１受光部
６３ａ モニタ光第１集光器
６３ｂ モニタ光第１受光器
６４ モニタ光第２受光部
６４ａ エタロン（透過素子）
６４ｂ モニタ光第２集光器
６４ｃ モニタ光第２受光器
６５ 透過率算出部
６６ 記憶部
６７ 波長校正部
６８ スペクトラム表示部

Claims (6)

1. 光スペクトルの掃引に応じた回折角で被測定光を回折する回折手段（３）を有し、該回折手段による１次回折光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換出力する光スペクトルモニタにおいて、
   前記被測定光の波長の１／２波長付近で発光する波長モニタ用光源（２２）と、前記被測定光と前記波長モニタ用光源からの光とを合成する合波器（２３）とを含む入射手段（２）と、
   前記被測定光の１次回折光と前記波長モニタ用光源の２次回折光とを分波する分波部（６１）を有し、該分波部で分波した前記波長モニタ用光源の２次回折光を入力して波長をモニタする波長モニタ手段（６）とを備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。
2. 前記波長モニタ用光源（２２）は、前記被測定光の波長の１／２波長を含む広帯域の光を発光することを特徴とする請求項１記載の光スペクトルモニタ。
3. 請求項２記載の光スペクトルモニタにおいて、
   前記波長モニタ手段（６）は、前記分波部（６１）で分波した前記波長モニタ用光源の２次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子（６４ａ）と、該透過素子の透過光を受光して前記光強度変化を波長に対する電気信号に変換する受光器（６４ｃ）とを備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。
4. 請求項３記載の光スペクトルモニタにおいて、
   前記波長モニタ手段（６）は、前記分波部（６１）と前記透過素子（６４ａ）との間の光路に配置され、前記透過素子に向かう光と該透過素子に向かわない光とに分光する分光部（６２）と、該分光部で分光された前記透過素子に向かわない光を受光する受光器（６３ｂ）とをさらに備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。
5. 前記波長モニタ用光源（２２）は、少なくとも１つの既知の波長の光を含むことを特徴とする請求項１記載の光スペクトルモニタ。
6. 前記波長モニタ用光源（２２）は、既知波長の狭帯域の光を発光することを特徴とする請求項１記載の光スペクトルモニタ。

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