JP2015090951A - Light source device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light source device that has simple constitution and can be stabilized over a wide wavelength band with high precision.SOLUTION: A wavelength-stabilized light source (light source device) 100 includes: a wavelength discriminator 6 which includes a sealed container 60 where a standard material that light emitted from the light source 1 is transmitted through is charged, and discriminates the wavelength of the light; an optical detector 8 which detects the light discriminated by the wavelength discriminator 6; an error signal arithmetic part 9 which finds an error signal using the detection signal of the optical detector 8; and a control part 101 which controls the wavelength of the light source 1 based upon the error signal from the error signal arithmetic part 9. Here, the standard material contains two or more molecular species, and at least two of the molecular species have a region where absorption bands as absorption line groups of the molecular species overlaps, and the absorption factor of the absorption line at a peak of the absorption band of at least one molecular species is 96% or larger in the region where the absorption bands overlap.

Description

本発明は、光源からの光の波長を安定化させる光源装置に関する。   The present invention relates to a light source device that stabilizes the wavelength of light from a light source.

波長安定化光源(光源装置)は、高精度な測長干渉計のためのレーザーや高密度波長分割多重方式(DWDM)等の光通信用半導体レーザーの波長(周波数)を校正するものとして用いられる。波長安定化光源は、一般的に、安定化される元光源の波長変化を光強度の変化に転換する波長弁別器を含む。そして、より高い精度が要求される波長安定化光源の波長弁別器としては、エタロンや、気体分子または気体原子が封入されたガスセルが用いられ、特に長期的にも安定性が求められる場合には、環境変化に強いガスセルが用いられる。しかしながら、波長弁別器にガスセルを用いると、安定化可能な波長が、封入されている分子の吸収線で決定してしまう。そこで、特許文献1は、封入される気体分子の種類を増やした混合ガスセルや複数のガスセルを用いて安定化可能な波長数を増やす波長安定化光源(光周波数安定化光源)を開示している。この波長安定化光源では、光吸収セルに、NH15NH、C13、HCN、H13CN、HC15N、およびH1315Nのうちの2種類の分子種を封入しており、より多数の周波数で発振周波数を安定化する。また、特許文献2は、波長弁別器にエタロンを用いた場合について、エタロンの透過スペクトルのピークを吸収線に安定化された基準レーザーで保証する波長安定化光源(可変波長光源)を開示している。 A wavelength-stabilized light source (light source device) is used for calibrating the wavelength (frequency) of a laser for high-accuracy measurement interferometers and a semiconductor laser for optical communication such as high-density wavelength division multiplexing (DWDM). . A wavelength-stabilized light source generally includes a wavelength discriminator that converts the wavelength change of the stabilized original light source into a change in light intensity. And as a wavelength discriminator of a wavelength stabilized light source that requires higher accuracy, an etalon or a gas cell in which gas molecules or gas atoms are enclosed is used, especially when stability is required even in the long term. A gas cell that is resistant to environmental changes is used. However, when a gas cell is used for the wavelength discriminator, the wavelength that can be stabilized is determined by the absorption lines of the encapsulated molecules. Therefore, Patent Document 1 discloses a wavelength-stabilized light source (optical frequency-stabilized light source) that increases the number of wavelengths that can be stabilized using a mixed gas cell or a plurality of gas cells in which the types of gas molecules to be sealed are increased. . In this wavelength-stabilized light source, two of NH 3 , 15 NH 3 , C 2 H 2 , 13 C 2 H 2 , HCN, H 13 CN, HC 15 N, and H 13 C 15 N are included in the light absorption cell. Encloses various types of molecular species and stabilizes the oscillation frequency with a larger number of frequencies. Patent Document 2 discloses a wavelength-stabilized light source (variable wavelength light source) that guarantees the peak of the transmission spectrum of the etalon with a reference laser stabilized to an absorption line when an etalon is used for the wavelength discriminator. Yes.

特公平6−14571号公報Japanese Patent Publication No. 6-14571 特公平7−63102号公報Japanese Examined Patent Publication No. 7-63102

しかしながら、特許文献1に示す波長安定化光源は、波長基準にガスの吸収線を使用しているため、同じ吸収バンドでも、吸収バンドの中心部と周辺部とでは吸収率の差が大きくなる。したがって、高精度な安定性を実現するためには、吸収バンド(吸収線群スペクトル)の中心部しか使用することができない。例えば、光通信用の光源に用いられる1.5μm帯の分子ガスセルでは、吸収バンドのピークとなる吸収率に対して20%以上となる吸収バンドの幅は、Cで、27.6nm(1513.20〜1540.83nm、NIST、SRM2517a)程度である。同様に、H13CNでは、35.0nm(1527.63〜1562.56nm、NIST、SRM2519a)程度である。なお、NISTは、National Institute of Standards and Technology(米国国立標準技術研究所)の略称である。すなわち、吸収バンドの中心部の吸収線だけでは、光通信のDWDM帯域である1530nmから1565nm(Cバンド)まで、および1565nmから1625nm(Lバンド)までをカバーする帯域は得られない。また、特許文献2に示す波長安定化光源は、エタロンを基準レーザーに安定化する制御系や、エタロンに元光源を安定化する制御系など複数の制御系を要するため、全体構成が複雑になる。 However, since the wavelength-stabilized light source shown in Patent Document 1 uses a gas absorption line as a wavelength reference, even in the same absorption band, the difference in absorption between the central portion and the peripheral portion of the absorption band becomes large. Therefore, in order to realize highly accurate stability, only the center part of the absorption band (absorption line group spectrum) can be used. For example, in a 1.5 μm band molecular gas cell used for a light source for optical communication, the width of the absorption band that is 20% or more of the absorption rate that is the peak of the absorption band is 27.6 nm with C 2 H 2 . (151.20 to 1540.83 nm, NIST, SRM2517a). Similarly, the H 13 CN, a 35.0nm (1527.63~1562.56nm, NIST, SRM2519a) about. NIST is an abbreviation for National Institute of Standards and Technology (National Institute of Standards and Technology). That is, a band covering 1530 to 1565 nm (C band) and 1565 to 1625 nm (L band), which are DWDM bands of optical communication, cannot be obtained only by the absorption line at the center of the absorption band. Further, the wavelength stabilized light source disclosed in Patent Document 2 requires a plurality of control systems such as a control system that stabilizes the etalon as a reference laser and a control system that stabilizes the original light source in the etalon, so that the overall configuration becomes complicated. .

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、単純な構成で、かつ高精度に広い波長帯域で安定化可能な光源装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a light source device that can be stabilized in a wide wavelength band with a simple configuration and with high accuracy.

上記課題を解決するために、本発明は、光源から出射される光の波長を安定化させる光源装置であって、光が透過する標準物質が封入された密封容器を含み、光の波長を弁別する波長弁別器と、波長弁別器で弁別された光を検出する光検出器と、光検出器による検出信号を用いて、誤差信号を求める誤差信号演算部と、誤差信号演算部からの誤差信号に基づいて、光源の波長を制御する制御部と、を有し、標準物質は、2つ以上の分子種を含み、分子種のうちの少なくとも2つは、分子種の吸収線群である吸収バンドが重なる領域を有し、吸収バンドが重なる領域では、少なくとも1つの分子種の吸収バンドのピークにある吸収線の吸収率は、96%以上であることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention is a light source device that stabilizes the wavelength of light emitted from a light source, and includes a sealed container that encloses a standard material that transmits light, and discriminates the wavelength of light. A wavelength discriminator, a photodetector for detecting the light discriminated by the wavelength discriminator, an error signal calculation unit for obtaining an error signal using a detection signal from the photodetector, and an error signal from the error signal calculation unit And a control unit that controls the wavelength of the light source, and the standard material includes two or more molecular species, and at least two of the molecular species are absorption line groups of the molecular species In the region where the bands overlap and the absorption band overlaps, the absorption rate of the absorption line at the peak of the absorption band of at least one molecular species is 96% or more.

本発明によれば、例えば、単純な構成で、かつ高精度に広い波長帯域で安定化可能な光源装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide a light source device that can be stabilized in a wide wavelength band with a simple configuration and with high accuracy.

本発明の第1実施形態に係る波長安定化光源の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wavelength stabilization light source which concerns on 1st Embodiment of this invention. 第1実施形態における波長弁別器の吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the absorption spectrum of the wavelength discriminator in 1st Embodiment. 第1実施形態における波長弁別器の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the wavelength discriminator in 1st Embodiment. 第1実施形態における吸収線と誤差信号との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the absorption line in 1st Embodiment, and an error signal. 本発明の第2実施形態に係る波長安定化光源の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the wavelength stabilization light source which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 第2実施形態における波長弁別器の吸収スペクトルを示すグラフである。It is a graph which shows the absorption spectrum of the wavelength discriminator in 2nd Embodiment. 第2実施形態における波長弁別器の特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the wavelength discriminator in 2nd Embodiment. 第2実施形態における分光フィルターの特性を示すグラフである。It is a graph which shows the characteristic of the spectrum filter in a 2nd embodiment.

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。   Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
まず、本発明の第1実施形態に係る光源装置について説明する。図1は、本実施形態に係る光源装置としての波長安定化光源100の構成を示す概略図である。波長安定化光源100は、安定化される元光源としての光源1と、光分波器2と、光変調器3と、変調信号生成器4と、コリメーターレンズ5と、波長弁別器6と、光検出器8と、誤差信号演算部9と、制御部101と、波長変換器110とを有する。
(First embodiment)
First, the light source device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wavelength-stabilized light source 100 as a light source device according to the present embodiment. The wavelength stabilized light source 100 includes a light source 1 as an original light source to be stabilized, an optical demultiplexer 2, an optical modulator 3, a modulation signal generator 4, a collimator lens 5, and a wavelength discriminator 6. , Photodetector 8, error signal calculation unit 9, control unit 101, and wavelength converter 110.

光源(波長可変レーザー光源)1は、その波長可変レーザーとして、複数のDFB(分布帰還型)半導体レーザーが集積化され、Cバンド全域で発振可能なDFBレーザーモジュールである。なお、光源1としては、外部共振器型半導体レーザーや、波長可変型ファイバーレーザーなどを用いるものとしてもよい。以下、光源1の第1の安定化波長を波長λ1とし、波長λ1の波長基準の中心波長を波長λ1cとする。光分波器2は、光源1から出射された光を2つの経路に分岐させる光ファイバー型の分波器であり、一方の光を出力部120に、もう一方の光を光変調器3にそれぞれ導光する。光変調器3は、高効率な電気光学変調器(EOM)である導波路型ニオブ酸リチウムを用いた光ファイバー型の位相変調器(LN位相変調器)である。なお、光変調器3としては、バルク型の電気光学変調器などとしてもよい。変調信号生成器4は、適切な周波数および振幅で正弦信号を生成可能とする電気回路であり、光変調器3を駆動させるとともに、同一信号を参照信号として後述の誤差信号演算部9に出力する。コリメーターレンズ5は、光変調器3からファイバー伝送されて空間へ出射された光を平行光束に変換する収束レンズである。   A light source (wavelength tunable laser light source) 1 is a DFB laser module in which a plurality of DFB (distributed feedback) semiconductor lasers are integrated as the wavelength tunable laser and can oscillate in the entire C band. As the light source 1, an external resonator type semiconductor laser, a wavelength tunable fiber laser, or the like may be used. Hereinafter, the first stabilization wavelength of the light source 1 is assumed to be the wavelength λ1, and the wavelength reference center wavelength of the wavelength λ1 is assumed to be the wavelength λ1c. The optical demultiplexer 2 is an optical fiber type demultiplexer that splits the light emitted from the light source 1 into two paths. One light is output to the output unit 120 and the other light is input to the optical modulator 3. Light guide. The optical modulator 3 is an optical fiber type phase modulator (LN phase modulator) using a waveguide type lithium niobate which is a highly efficient electro-optic modulator (EOM). The optical modulator 3 may be a bulk type electro-optic modulator. The modulation signal generator 4 is an electric circuit that can generate a sine signal with an appropriate frequency and amplitude, drives the optical modulator 3, and outputs the same signal as a reference signal to an error signal calculation unit 9 described later. . The collimator lens 5 is a converging lens that converts light transmitted from the optical modulator 3 through a fiber and emitted into space into a parallel light flux.

波長弁別器(波長基準素子)6は、ガスセル60と、入射した光をガスセル60内で往復させるミラー61、62とを含み、光変調器3で変調された光源1の波長を吸収スペクトルに応じて弁別する。具体的には、波長弁別器6は、入射した光を基準波長からの波長ずれに応じて光の強度を変化させるものである。ガスセル60は、光学的に透明な密封容器に、標準物質としてH12CNとH13CNとの2種類の分子種(シアン化水素ガスの同位体)を封入したものであり、光線が入射または出射する窓部には、反射防止膜がコーティングされている。より具体的には、ガスセル60は、長さ200mmの石英ガラス管に、H12CNが2.6Torr、H13CNが13.4Torr封入されたものとし得る。ミラー61、62は、近赤外帯域で反射率が高い銀膜ミラーであり、例えば、コリメーターレンズ5で平行光束となった光がガスセル60を5回通過するような角度に調整されて配置されている。すなわち、この構成によれば、波長弁別器6は、セル長(光が密封容器を通過する実行距離)が1000mmのガスセル60と等価の波長弁別器として作用する。なお、セル長は、1000mmのみに限定するものではなく、1000mm以上とすれば、本実施形態において最適である。 The wavelength discriminator (wavelength reference element) 6 includes a gas cell 60 and mirrors 61 and 62 that reciprocate incident light in the gas cell 60, and the wavelength of the light source 1 modulated by the light modulator 3 depends on the absorption spectrum. Discriminate. Specifically, the wavelength discriminator 6 changes the intensity of the incident light according to the wavelength shift from the reference wavelength. The gas cell 60 is an optically transparent sealed container in which two kinds of molecular species (hydrogen cyanide gas isotopes) of H 12 CN and H 13 CN are sealed as a standard substance, and light enters or exits. The window portion is coated with an antireflection film. More specifically, the gas cell 60 may be a quartz glass tube having a length of 200 mm sealed with 2.6 Torr of H 12 CN and 13.4 Torr of H 13 CN. The mirrors 61 and 62 are silver film mirrors having high reflectivity in the near-infrared band. For example, the mirrors 61 and 62 are arranged so as to be adjusted to an angle such that the light that has become a parallel light beam by the collimator lens 5 passes through the gas cell 60 five times. Has been. That is, according to this configuration, the wavelength discriminator 6 functions as a wavelength discriminator equivalent to the gas cell 60 having a cell length (execution distance through which light passes through the sealed container) of 1000 mm. Note that the cell length is not limited to only 1000 mm, and is optimal in the present embodiment if it is 1000 mm or more.

図2は、本実施形態における波長弁別器6の吸収スペクトルを示すグラフである。図2では、横軸の吸収率(計算値)に対して、点線はH12CNの、実線はH13CNのそれぞれの吸収線を示している。H13CNの圧力は、H12CNの圧力よりも高いため、波長弁別器6では、吸収バンド全体の吸収率が高くなる。ここで、「吸収バンド」とは、分子の微細吸収線のピークを結んだ包絡線により形成される吸収線群スペクトルをいう。 FIG. 2 is a graph showing an absorption spectrum of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment. In FIG. 2, with respect to the absorption rate (calculated value) on the horizontal axis, the dotted line indicates the absorption line of H 12 CN and the solid line indicates the absorption line of H 13 CN. Since the pressure of H 13 CN is higher than the pressure of H 12 CN, the wavelength discriminator 6 increases the absorption rate of the entire absorption band. Here, the “absorption band” refers to an absorption line group spectrum formed by an envelope connecting peaks of fine absorption lines of molecules.

図3は、本実施形態における波長弁別器6の特性を示すグラフである。図3では、横軸の圧力に対して、左縦軸は吸収線の性能係数、右縦軸は吸収率を示している。また、各吸収線は、セル長1000mmのシアン化水素ガスセルにおける封入圧力に対するものである。吸収線の性能係数は、後述する図4(b)の誤差信号の傾きに比例する量であり、高いほど高精度な波長基準に適する。また、最適な圧力における強い吸収線の性能係数を1として規格化しており、本実施形態では、性能係数が0.5以上である波長基準を高精度な波長基準とする。また、図3では、Strong、Weak、Middleの3系列の値は、それぞれ、吸収バンドのピークにある強い吸収線、吸収バンドの裾にある弱い吸収線、その中間にある中程度の吸収線を示し、性能係数を実線で、吸収率を点線でプロットしている。ただし、中程度の吸収線の吸収率は、不図示している。さらに、H12CNとH13CNとは、吸収バンドの特性が類似しているため、図3では、両同位体の吸収線の特徴を代表的に示している。 FIG. 3 is a graph showing the characteristics of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment. In FIG. 3, with respect to the pressure on the horizontal axis, the left vertical axis represents the performance coefficient of the absorption line, and the right vertical axis represents the absorption rate. Moreover, each absorption line is with respect to the sealing pressure in a hydrogen cyanide gas cell having a cell length of 1000 mm. The performance coefficient of the absorption line is an amount proportional to the slope of an error signal in FIG. 4B described later, and the higher the value, the more suitable the wavelength reference is. In addition, the performance coefficient of a strong absorption line at an optimum pressure is standardized as 1, and in this embodiment, a wavelength reference having a performance coefficient of 0.5 or more is set as a highly accurate wavelength reference. In FIG. 3, the values of the three series Strong, Weak, and Middle are respectively a strong absorption line at the peak of the absorption band, a weak absorption line at the bottom of the absorption band, and a medium absorption line in the middle. The performance coefficient is plotted with a solid line, and the absorption rate is plotted with a dotted line. However, the absorption rate of the medium absorption line is not shown. Further, since H 12 CN and H 13 CN have similar absorption band characteristics, FIG. 3 representatively shows the characteristics of absorption lines of both isotopes.

ここで、図2および図3を参照すると、まず、図2において1565nm付近にあるH13CNの吸収バンド裾の吸収線の性能係数は、図3における圧力13.6TorrでのWeak系列の値に相当し、およそ0.5である。これに対して、図2において1535.54nmから1538.52nmまで(Rバンド)の帯域にある、H13CNの強い吸収線の性能係数は、図3における圧力13.6TorrにおけるStrong系列の値に相当し、およそ0.04である。また、1545.96nmから1549.73nmまで(Pバンド)の帯域についても同様である。したがって、この帯域に関しては、高精度な波長基準としては使用できない。一方、図2に示すように、1.5μm帯のH13CNとH13CNとの吸収バンドに重なりがあり、H13CNの強い吸収線の帯域には、H12CNの強い吸収線または中程度の吸収線が存在する。ここで、「吸収バンドに重なりがある」とは、2つの吸収バンドの包絡線が、波長帯域を共有している場合をいう。特に、2つの包絡線のピーク(Pブランチの包絡線ピークとRブランチの包絡線ピーク)が存在する分子間では、一方の分子の2つのピークの間に、もう一方の分子のピークが存在する場合をいう。H12CNのこれらの吸収線の性能係数は、図3における圧力2.6TorrでのStrong系列およびMidddle系列の値に相当し、それぞれ0.58、0.87である。したがって、ここでのH13CNの強い吸収線の帯域の波長基準には、H12CNの吸収線を代用して使用することができる。ここで、(表1)に、本実施形態における波長弁別器6の代表的な吸収線の吸収率を示す。 2 and FIG. 3, first, the performance coefficient of the absorption line at the bottom of the absorption band of H 13 CN near 1565 nm in FIG. 2 is the value of the Weak series at a pressure of 13.6 Torr in FIG. Corresponding to about 0.5. In contrast, the performance coefficient of the strong absorption line of H 13 CN in the band from 1535.54 nm to 1538.52 nm (R band) in FIG. 2 is the Strong series value at the pressure of 13.6 Torr in FIG. Corresponding to approximately 0.04. The same applies to the band from 1545.96 nm to 1549.73 nm (P band). Therefore, this band cannot be used as a highly accurate wavelength reference. On the other hand, as shown in FIG. 2, there is an overlap in the absorption band of the H 13 CN and H 13 CN of 1.5μm band, the band of strong absorption lines of H 13 CN, H 12 CN strong absorption lines or There is a moderate absorption line. Here, “there is an overlap between absorption bands” means that the envelopes of the two absorption bands share a wavelength band. In particular, between molecules where there are two envelope peaks (P branch envelope peak and R branch envelope peak), there is a peak of the other molecule between the two peaks of one molecule. Refers to cases. The performance coefficients of these absorption lines of H 12 CN correspond to the values of the Strong series and the Middle series at a pressure of 2.6 Torr in FIG. 3 and are 0.58 and 0.87, respectively. Therefore, the absorption line of H 12 CN can be used in place of the wavelength reference of the band of strong absorption line of H 13 CN here. Here, (Table 1) shows absorptance of typical absorption lines of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment.

Figure 2015090951
Figure 2015090951

本実施形態では、H13CNの分圧を、吸収バンドのピーク(吸収線番号:R8、P8)の強い吸収線における最適な圧力0.8Torrの17倍(最大13.6Torr以上)まで高め、その吸収率を96%以上とする。これにより、吸収バンド裾(吸収線番号:P27)の吸収率を、(表1)に示すように24.6%まで高めることができる。同様に見ると、波長弁別器6において、吸収率が24%以上(図3に示す性能係数0.5以上の高精度な波長基準として使用可能な弱い吸収線の吸収率に相当)となる吸収線の帯域は、1521.65nmから1564.44nmまでとなる。したがって、波長弁別器6は、Sバンド(1460nmから1530nmまで)の一部とCバンドのほぼ全域とをカバーする広い帯域で高精度な波長基準を提供できる。 In the present embodiment, the partial pressure of H 13 CN is increased to 17 times (maximum 13.6 Torr or more) of the optimum pressure 0.8 Torr in the absorption line having a strong absorption band peak (absorption line numbers: R8, P8), The absorption rate is 96% or more. Thereby, the absorption factor of the absorption band skirt (absorption line number: P27) can be increased to 24.6% as shown in (Table 1). Similarly, in the wavelength discriminator 6, the absorption is 24% or more (corresponding to the absorption of a weak absorption line that can be used as a highly accurate wavelength reference with a performance coefficient of 0.5 or more shown in FIG. 3). The band of the line is from 1521.65 nm to 1564.44 nm. Therefore, the wavelength discriminator 6 can provide a highly accurate wavelength reference in a wide band covering a part of the S band (from 1460 nm to 1530 nm) and almost the entire C band.

光検出器8は、1.5μm波長帯のInGaAs型フォトダイオードである。なお、光検出器8としては、光源1の波長に感度のあるものであれば、アバランシェフォトダイオードなどとしてもよい。誤差信号演算部9は、同期検波器や位相調整器などを含む電気回路であり、変調信号生成器4からの参照信号と光検出器8からの検出信号とを用いて、光源1の波長λ1と中心波長λ1cとの差に比例する電圧信号(誤差信号)を求め、出力する。制御部101は、PCやFPGA(Field Programmable Gate Array)などの集積回路が実装された計算機であり、制御信号を波長変換器110にフィードバックする。なお、光検出器8の出力信号をAD変換した上で、誤差信号演算部9と制御部101とをデジタル制御系として、同一のPCやFPGA上に実装する構成としてもよい。波長変換器110は、光源1内の駆動素子、およびその駆動電流と動作温度とを任意に選択、設定可能なLDドライバーである。これにより、光源(DFBレーザーモジュール)1は、発振波長を変換(変更)することができる。   The photodetector 8 is an InGaAs photodiode having a wavelength band of 1.5 μm. The photodetector 8 may be an avalanche photodiode as long as it is sensitive to the wavelength of the light source 1. The error signal calculation unit 9 is an electric circuit including a synchronous detector, a phase adjuster, and the like, and uses the reference signal from the modulation signal generator 4 and the detection signal from the photodetector 8 to use the wavelength λ1 of the light source 1. A voltage signal (error signal) proportional to the difference between the center wavelength λ1c and the center wavelength λ1c is obtained and output. The control unit 101 is a computer on which an integrated circuit such as a PC or an FPGA (Field Programmable Gate Array) is mounted, and feeds back a control signal to the wavelength converter 110. The output signal of the photodetector 8 may be AD converted, and the error signal calculation unit 9 and the control unit 101 may be mounted on the same PC or FPGA as a digital control system. The wavelength converter 110 is an LD driver that can arbitrarily select and set a driving element in the light source 1 and its driving current and operating temperature. Thereby, the light source (DFB laser module) 1 can convert (change) the oscillation wavelength.

次に、波長安定化光源100による波長安定化制御について説明する。まず、波長安定化の開始時には、波長変換器110は、開始時の波長(初期波長)が波長基準の中心波長λ1cと略一致するような、駆動素子、動作温度および初期駆動電流で光源1を立ち上げる。このときの駆動素子、動作温度および初期駆動電流は、予め計測された光源1内の各駆動素子の波長温度特性および波長電流特性に基づいて決定する。光源1から出射された光は、光変調器3を介して変調信号生成器4の変調周波数fで周波数変調(すなわち波長変調)され、コリメーターレンズ5で平行光束とされた後に波長弁別器6に入射する。波長弁別器6に入射した光は、その内部で吸収され、光源1の波長λ1および波長変調量に応じて強度変調される。ガスセル60を透過した光は、光検出器8で電圧信号に変換され、誤差信号演算部9で変調信号生成器4の変調周波数fに対して同期検波され、誤差信号に変換される。 Next, wavelength stabilization control by the wavelength stabilization light source 100 will be described. First, at the start of wavelength stabilization, the wavelength converter 110 illuminates the light source 1 with a drive element, an operating temperature, and an initial drive current such that the start wavelength (initial wavelength) substantially matches the wavelength reference center wavelength λ1c. Launch. The driving element, operating temperature, and initial driving current at this time are determined based on the wavelength temperature characteristic and wavelength current characteristic of each driving element in the light source 1 measured in advance. The light emitted from the light source 1 is frequency-modulated (that is, wavelength-modulated) at the modulation frequency f M of the modulation signal generator 4 via the optical modulator 3, converted into a parallel light flux by the collimator lens 5, and then the wavelength discriminator. 6 is incident. The light incident on the wavelength discriminator 6 is absorbed inside and is intensity-modulated according to the wavelength λ1 of the light source 1 and the amount of wavelength modulation. The light transmitted through the gas cell 60 is converted by the photodetector 8 into a voltage signal, it is synchronized detection on the modulation frequency f M of the modulation signal generator 4 by the error signal calculation unit 9, and is converted into an error signal.

図4は、波長弁別器6の各吸収線に関する吸収スペクトルと、それに対応した誤差信号とを模式的に示すグラフであり、図4(a)が吸収スペクトルを示し、図4(b)が誤差信号を示す。誤差信号は、吸収線の一次微分値に比例したプロファイルを有し、図4(b)に示すマイナスピークからプラスピークまでの間の傾きが直線的な領域において、光源1の波長λ1と吸収線の中心波長λ1cとの差に比例した量となる。制御部101および波長変換器110は、誤差信号演算部9から出力された誤差信号がゼロとなるように光源1の駆動電流に対してフィードバック制御を行い、光源1の波長λ1を吸収線の中心波長λ1cに安定化制御する。   FIG. 4 is a graph schematically showing an absorption spectrum for each absorption line of the wavelength discriminator 6 and an error signal corresponding to the absorption spectrum. FIG. 4 (a) shows the absorption spectrum, and FIG. 4 (b) shows the error. Signals are shown. The error signal has a profile proportional to the first derivative value of the absorption line, and the wavelength λ1 of the light source 1 and the absorption line in a region where the slope from the minus peak to the plus peak shown in FIG. Is proportional to the difference from the center wavelength λ1c. The control unit 101 and the wavelength converter 110 perform feedback control on the drive current of the light source 1 so that the error signal output from the error signal calculation unit 9 becomes zero, and the wavelength λ1 of the light source 1 is the center of the absorption line. Stabilization control is performed to the wavelength λ1c.

次に、光源1の安定化波長を、第1の安定化波長λ1とは異なる第2の安定化波長λ2に変更する場合について説明する。この場合、まず、波長変換器110は、第1安定化波長λ1への安定化制御を解除し、初期波長が第2波長基準の中心波長λ2cと略一致するような、駆動素子、動作温度および初期駆動電流を再設定し、この値で光源1を立ち上げる。このときも、駆動素子、動作温度および初期駆動電流は、予め計測された光源1内の各駆動素子の波長温度特性および波長電流特性に基づいて決定する。なお、第2波長基準の中心波長λ2cが第1波長基準の中心波長λ1cと近い値である場合には、波長変換器110は、駆動素子の再設定はせずに、動作温度および駆動電流の再設定のみを行うものとしてもよい。以下、波長安定化光源100は、上記の第1安定化波長λ1の場合と同様に、第2の波長基準のピークに対して安定化制御を行う。ただし、制御部101のフィードバックゲイン等のパラメーターについては、波長基準ごとに変更してもよい。   Next, a case where the stabilization wavelength of the light source 1 is changed to a second stabilization wavelength λ2 different from the first stabilization wavelength λ1 will be described. In this case, first, the wavelength converter 110 cancels the stabilization control to the first stabilization wavelength λ1, and the driving element, the operating temperature, and the initial wavelength are substantially matched with the center wavelength λ2c of the second wavelength reference. The initial drive current is reset and the light source 1 is started up with this value. Also at this time, the driving element, the operating temperature, and the initial driving current are determined based on the wavelength temperature characteristic and the wavelength current characteristic of each driving element in the light source 1 measured in advance. When the center wavelength λ2c of the second wavelength reference is close to the center wavelength λ1c of the first wavelength reference, the wavelength converter 110 does not reset the driving element, and the operating temperature and the driving current are not reset. Only resetting may be performed. Hereinafter, the wavelength-stabilized light source 100 performs the stabilization control on the second wavelength reference peak as in the case of the first stabilized wavelength λ1. However, parameters such as the feedback gain of the control unit 101 may be changed for each wavelength reference.

このように、波長安定化光源100は、光源1にCバンドの全帯域で波長可変のDFBレーザーモジュールを使用し、波長弁別器6にCバンド全帯域をカバーする高精度な波長基準に適した吸収線群を有するガスセル60を使用する。すなわち、波長安定化光源100は、従来の波長安定化光源ではカバーできなかった帯域までカバーできることとなる。また、従来の波長安定化光源では、カバーする帯域を広げるために、複数のガスセルを用いたり、また複数のエタロンを用いる場合には複数の制御系を要したりと全体構成が複雑であったが、波長安定化光源100では、構成自体を単純化可能である。   As described above, the wavelength-stabilized light source 100 is suitable for a high-accuracy wavelength reference that uses a wavelength-tunable DFB laser module in the entire C band as the light source 1 and covers the entire C band in the wavelength discriminator 6. A gas cell 60 having an absorption line group is used. That is, the wavelength-stabilized light source 100 can cover a band that cannot be covered by the conventional wavelength-stabilized light source. In addition, the conventional wavelength stabilized light source has a complicated overall configuration, such as using a plurality of gas cells in order to widen the band to be covered, or a plurality of control systems when using a plurality of etalon. However, with the wavelength-stabilized light source 100, the configuration itself can be simplified.

以上のように、本実施形態によれば、単純な構成で、高精度に広い波長帯域で安定化可能な光源装置を提供することができる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a light source device that can be stabilized in a wide wavelength band with high accuracy with a simple configuration.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る光源装置について説明する。第1実施形態では、波長安定化光源100が、1つの光源1からの光の波長を安定化させる場合を例示した。これに対して、本実施形態に係る光源装置の特徴は、複数の光源からの複数の光の波長を同時に安定化させる点にある。図5は、本実施形態に係る光源装置としての波長安定化光源200の構成を示す概略図である。波長安定化光源200は、第1実施形態に係る波長安定化光源100と比較すると、光源、光検出器、誤差信号演算部、および波長変換器をそれぞれ2つ有するとともに、さらに、波長弁別器6からの光を複数に分岐させる分光フィルター7を有する。以下、波長安定化光源200の構成として、一例として、安定化される元光源を2つ有するものと想定し、特に第1実施形態に係る波長安定化光源100の構成と異なる点について説明する。
(Second Embodiment)
Next, a light source device according to a second embodiment of the invention will be described. In 1st Embodiment, the case where the wavelength stabilization light source 100 stabilized the wavelength of the light from the one light source 1 was illustrated. On the other hand, the light source device according to the present embodiment is characterized in that the wavelengths of a plurality of lights from a plurality of light sources are simultaneously stabilized. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a wavelength-stabilized light source 200 as a light source device according to the present embodiment. Compared with the wavelength stabilized light source 100 according to the first embodiment, the wavelength stabilized light source 200 includes two light sources, a photodetector, an error signal calculation unit, and a wavelength converter, and further includes a wavelength discriminator 6. And a spectral filter 7 for branching the light from the light into a plurality. Hereinafter, as an example of the configuration of the wavelength-stabilized light source 200, it is assumed that two original light sources to be stabilized are included, and differences from the configuration of the wavelength-stabilized light source 100 according to the first embodiment will be described.

第1光源11および第2光源12は、それぞれ、第1実施形態における光源1と同様の構成とし得る。以下、第1光源11の安定化波長を波長λ1とし、第2光源12の安定化波長を波長λ2とする。この場合、光分波器2は、2つの光源11、12から出射された2つの光を一旦同軸とした後に2つの経路に分岐させる。分岐先は、第1実施形態と同様である。また、変調信号生成器4の送信先は、ここでは、光変調器3の他、第1誤差信号演算部91および第2誤差信号演算部92の計3つとなる。   The 1st light source 11 and the 2nd light source 12 can each be set as the structure similar to the light source 1 in 1st Embodiment. Hereinafter, the stabilization wavelength of the first light source 11 is assumed to be the wavelength λ1, and the stabilization wavelength of the second light source 12 is assumed to be the wavelength λ2. In this case, the optical demultiplexer 2 once splits the two lights emitted from the two light sources 11 and 12 into two paths after being coaxial. The branch destination is the same as in the first embodiment. Here, the transmission destination of the modulation signal generator 4 is three in total, that is, the first error signal calculation unit 91 and the second error signal calculation unit 92 in addition to the optical modulator 3.

波長弁別器6は、ここでは、光変調器3で変調された第1光源11および第2光源12の周波数を吸収スペクトルに応じた強度変化に変換する。また、ガスセル60は、第1実施形態においては、2種類のシアン化水素ガスの同位体を封入していたが、本実施形態では、1213との2種類の分子種(アセチレンガスの同位体)を封入している。より具体的には、ガスセル60は、長さ100mmの石英ガラス管に、12が2.5Torr、13が7.5Torr封入されたものとし得る。ミラー61、62を第1実施形態と同様に設置するものとすると、この構成によれば、波長弁別器6は、セル長が500mmのガスセル60と等価の波長弁別器として作用する。なお、セル長は、500mmのみに限定するものではなく、500mm以上とすれば、本実施形態において最適である。 Here, the wavelength discriminator 6 converts the frequencies of the first light source 11 and the second light source 12 modulated by the optical modulator 3 into intensity changes corresponding to the absorption spectrum. In the first embodiment, the gas cell 60 encapsulates two types of hydrogen cyanide gas isotopes, but in this embodiment, two types of molecules, 12 C 2 H 2 and 13 C 2 H 2 , are used. Encapsulates seeds (acetylene gas isotopes). More specifically, the gas cell 60 may be a quartz glass tube having a length of 100 mm, in which 12 C 2 H 2 is filled with 2.5 Torr and 13 C 2 H 2 is filled with 7.5 Torr. If the mirrors 61 and 62 are installed similarly to the first embodiment, according to this configuration, the wavelength discriminator 6 functions as a wavelength discriminator equivalent to the gas cell 60 having a cell length of 500 mm. Note that the cell length is not limited to only 500 mm, and if it is 500 mm or more, it is optimal in the present embodiment.

図6は、本実施形態における波長弁別器6の吸収スペクトルを示すグラフである。図6では、横軸の吸収率(計算値)に対して、点線は12の、実線は13のそれぞれの吸収線を示している。13の圧力は、12よりも高いため、波長弁別器6では、吸収バンド全体の吸収率が高くなる。 FIG. 6 is a graph showing an absorption spectrum of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment. In FIG. 6, with respect to the absorption rate (calculated value) on the horizontal axis, the dotted line indicates the absorption line of 12 C 2 H 2 and the solid line indicates the absorption line of 13 C 2 H 2 . Since the pressure of 13 C 2 H 2 is higher than that of 12 C 2 H 2 , the wavelength discriminator 6 increases the absorption rate of the entire absorption band.

図7は、本実施形態における波長弁別器6の特性を示すグラフである。なお、図7の見方(各種の定義等)は、第1実施形態における図3と同様である。ここで、図6および図7を参照すると、まず、図6において1550nm付近にある13の吸収バンド裾の吸収線の性能係数は、図7における圧力7.5TorrでのWeak系列の値に相当し、およそ0.5である。これに対して、図6において1518.67nmから1521.56nmまで(Rバンド)の帯域にある、13の強い吸収線の性能係数は、図7における圧力7.5TorrにおけるStrong系列の値に相当し、およそ0.1である。また、1528.59nmから1532.21nmまで(Pバンド)の帯域についても同様である。したがって、この帯域に関しては、高精度な波長基準としては使用できない。一方、図6に示すように、1.5μm帯の1312との吸収バンドに重なりがあり、13の強い吸収線の帯域には、12の強い吸収線または中程度の吸収線が存在する。12のこれらの吸収線の性能係数は、図7における圧力2.5TorrでのStrong系列およびMidddle系列の値に相当し、それぞれ0.78、0.93である。したがって、ここでの13の強い吸収線の帯域の波長基準には、12の吸収線を代用して使用することができる。ここで、(表2)に、本実施形態における波長弁別器6の代表的な吸収線の吸収率を示す。 FIG. 7 is a graph showing the characteristics of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment. Note that the way of viewing FIG. 7 (various definitions and the like) is the same as FIG. 3 in the first embodiment. 6 and 7, first, the performance coefficient of the absorption line at the bottom of the 13 C 2 H 2 absorption band near 1550 nm in FIG. 6 is the weak series at a pressure of 7.5 Torr in FIG. Corresponds to a value of approximately 0.5. On the other hand, the performance coefficient of the strong absorption line of 13 C 2 H 2 in the band from 151.67 nm to 1521.56 nm (R band) in FIG. 6 is the Strong series at a pressure of 7.5 Torr in FIG. Corresponds to a value of approximately 0.1. The same applies to the band from 1528.59 nm to 1532.21 nm (P band). Therefore, this band cannot be used as a highly accurate wavelength reference. On the other hand, as shown in FIG. 6, there is an overlap in the absorption band of 13 C 2 H 2 and 12 C 2 H 2 in the 1.5 μm band, and the band of strong absorption line of 13 C 2 H 2 includes 12 C 2 H 2 strong absorption lines or absorption lines of moderate exists. The performance coefficients of these absorption lines of 12 C 2 H 2 correspond to the values of the Strong series and the Middle series at a pressure of 2.5 Torr in FIG. 7 and are 0.78 and 0.93, respectively. Therefore, the 12 C 2 H 2 absorption line can be substituted for the wavelength reference of the band of the strong absorption line of 13 C 2 H 2 here. Here, (Table 2) shows absorptance of typical absorption lines of the wavelength discriminator 6 in the present embodiment.

Figure 2015090951
Figure 2015090951

本実施形態では、13の分圧を、吸収バンドのピーク(吸収線番号:R8、P8)の強い吸収線における最適な圧力1.3Torrの6倍(最大7.5Torr以上)まで高め、その吸収率を98%以上とする。これにより、吸収バンド裾(吸収線番号:P28)の吸収率を、(表2)に示すように26.3%まで高めることができる。同様に見ると、波長弁別器6において、吸収率が21%以上(図7に示す性能係数0.5以上の高精度な波長基準として使用可能な弱い吸収線の吸収率に相当)となる吸収線の帯域は、1514.77nmから1550.18nmまでとなる。したがって、波長弁別器6は、Sバンドの一部とCバンドを含む広い帯域で高精度な波長基準を提供できる。 In this embodiment, the partial pressure of 13 C 2 H 2 is increased up to 6 times (maximum 7.5 Torr or more) of the optimum pressure 1.3 Torr in the absorption line having a strong absorption band peak (absorption line numbers: R8, P8). To increase the absorption rate to 98% or more. Thereby, the absorption rate of the absorption band skirt (absorption line number: P28) can be increased to 26.3% as shown in (Table 2). Similarly, in the wavelength discriminator 6, the absorption is 21% or more (corresponding to the absorption of a weak absorption line that can be used as a highly accurate wavelength reference with a performance coefficient of 0.5 or more shown in FIG. 7). The bandwidth of the line is from 1514.77 nm to 1550.18 nm. Therefore, the wavelength discriminator 6 can provide a highly accurate wavelength reference in a wide band including a part of the S band and the C band.

図8は、分光フィルター7の分光特性を示すグラフである。分光フィルター7は、図8(a)に示すように波長λ1の光を透過し、図8(b)に示すように波長λ2の光を反射する分光特性を有する、誘電体多層膜が蒸着されたハイパスフィルターである。なお、分光フィルター7としては、波長λ2の近傍波長を選択的に反射するバンドパスフィルターとしてもよい。分光フィルター7で分光された光のうち、波長λ1の光は、第1光検出器81に導光され、波長λ2の光は、第2光検出器82に導光される。第1誤差信号演算部91は、変調信号生成器4からの参照信号と第1光検出器81からの出力信号とに基づいて、第1光源11の波長λ1と中心波長λ1cとの差に比例する電圧信号を出力する。同様に、第2誤差信号演算部92は、変調信号生成器4からの参照信号と第2光検出器82からの出力信号とに基づいて、第2光源12の波長λ2と中心波長λ2cとの差に比例する電圧信号を出力する。制御部101は、この場合、第1実施形態で要した演算機能を2つの光源11、12用に2チャンネル有する。そして、第1波長変換器111は、第1光源11内の駆動素子、およびその駆動電流と動作温度とを任意に選択、設定し、一方、第2波長変換器112は、第2光源12内の駆動素子、およびその駆動電流と動作温度とを任意に選択、設定する。なお、波長安定化光源200は、安定化される元光源、分光フィルター、光検出器、および誤差信号演算部を増やすことで、対応する波長数を増やすことができる。   FIG. 8 is a graph showing the spectral characteristics of the spectral filter 7. As shown in FIG. 8A, the spectral filter 7 is deposited with a dielectric multilayer film having a spectral characteristic of transmitting light having a wavelength λ1 and reflecting light having a wavelength λ2 as shown in FIG. 8B. High pass filter. The spectral filter 7 may be a band pass filter that selectively reflects a wavelength in the vicinity of the wavelength λ2. Of the light split by the spectral filter 7, the light with the wavelength λ 1 is guided to the first photodetector 81, and the light with the wavelength λ 2 is guided to the second photodetector 82. The first error signal calculation unit 91 is proportional to the difference between the wavelength λ1 and the center wavelength λ1c of the first light source 11 based on the reference signal from the modulation signal generator 4 and the output signal from the first photodetector 81. Output voltage signal. Similarly, the second error signal calculation unit 92 calculates the wavelength λ2 and the center wavelength λ2c of the second light source 12 based on the reference signal from the modulation signal generator 4 and the output signal from the second photodetector 82. Outputs a voltage signal proportional to the difference. In this case, the control unit 101 has two channels for the two light sources 11 and 12 having the calculation function required in the first embodiment. The first wavelength converter 111 arbitrarily selects and sets the driving element in the first light source 11 and its driving current and operating temperature, while the second wavelength converter 112 is in the second light source 12. These drive elements, and their drive current and operating temperature are arbitrarily selected and set. Note that the wavelength stabilized light source 200 can increase the number of corresponding wavelengths by increasing the number of stabilized original light sources, spectral filters, photodetectors, and error signal calculation units.

本実施形態によれば、第1実施形態と同様の作用、効果を奏するとともに、光源(安定化される元光源)が複数となっても、光変調器や波長弁別器を共通化することで、波長安定化光源全体として単純な構成とし得る。また、第1実施形態におけるガスセル60に用いたシアン化水素に対して、本実施形態におけるガスセル60に用いたアセチレンの吸収線強度が強いことから、特に本実施形態における波長弁別器6は、第1実施形態でのものよりも小型とし得る。本実施形態における波長安定化光源200は、例えば、発振波長の選択性および安定性が重要である多波長干渉計のための波長安定化光源として特に有効となり得る。   According to the present embodiment, the same operations and effects as those of the first embodiment can be achieved, and even if there are a plurality of light sources (stabilized original light sources), the light modulator and the wavelength discriminator can be shared. The entire wavelength-stabilized light source can have a simple configuration. Moreover, since the absorption line intensity | strength of the acetylene used for the gas cell 60 in this embodiment is strong with respect to the hydrogen cyanide used for the gas cell 60 in 1st Embodiment, especially the wavelength discriminator 6 in this embodiment is 1st implementation. It can be smaller than in form. The wavelength-stabilized light source 200 in this embodiment can be particularly effective as a wavelength-stabilized light source for a multi-wavelength interferometer in which, for example, the selectivity and stability of the oscillation wavelength are important.

なお、上記各実施形態では、ガスセル60に封入される標準物質として、シアン化水素またはアセチレンの同位体を用いるものとした。しかしながら、本発明では、同位体のみに限らず、シアン化水素を含めたシアン化水素同位体の群(アセチレンを含めたアセチレン同位体の群)から選択された2つ以上の分子種であってもよい。また、標準物質としては、例えば、NISTからSRM2514、SRM2515として提案されている一酸化炭素も使用し得る。さらに、M.Lackner, M.Schwarzott, and F.Winter, "CO and CO2 spectroscopy
using a 60nm broadband tunable MEMS-VCSEL at 〜1.55μm, Maximilian Lackner, Michael Schwarzott, Franz Winter",
Optics Letters, Vol.31, No.21, pp.3170-3172 (2006) に記載されている二酸化炭素なども使用し得る。
In each of the above embodiments, hydrogen cyanide or acetylene isotope is used as the standard substance sealed in the gas cell 60. However, in the present invention, not only isotopes but also two or more molecular species selected from a group of hydrogen cyanide isotopes including hydrogen cyanide (a group of acetylene isotopes including acetylene) may be used. Further, as the standard substance, for example, carbon monoxide proposed by NIST as SRM2514 and SRM2515 can also be used. In addition, M. Lackner, M. Schwarzott, and F. Winter, "CO and CO2 spectroscopy
using a 60nm broadband tunable MEMS-VCSEL at 〜1.55μm, Maximilian Lackner, Michael Schwarzott, Franz Winter ",
Carbon dioxide and the like described in Optics Letters, Vol. 31, No. 21, pp. 3170-3172 (2006) can also be used.

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。   As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.

1 光源
6 波長弁別器
8 光検出器
9 誤差信号演算部
60 ガスセル
100 波長安定化光源
101 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 6 Wavelength discriminator 8 Photo detector 9 Error signal calculating part 60 Gas cell 100 Wavelength stabilization light source 101 Control part

Claims (5)

光源から出射される光の波長を安定化させる光源装置であって、
前記光が透過する標準物質が封入された密封容器を含み、前記光の波長を弁別する波長弁別器と、
前記波長弁別器で弁別された光を検出する光検出器と、
前記光検出器による検出信号を用いて、誤差信号を求める誤差信号演算部と、
前記誤差信号演算部からの前記誤差信号に基づいて、前記光源の波長を制御する制御部と、を有し、
前記標準物質は、2つ以上の分子種を含み、
前記分子種のうちの少なくとも2つは、該分子種の吸収線群である吸収バンドが重なる領域を有し、
前記吸収バンドが重なる領域では、少なくとも1つの分子種の前記吸収バンドのピークにある吸収線の吸収率は、96%以上である、
ことを特徴とする光源装置。
A light source device that stabilizes the wavelength of light emitted from a light source,
A wavelength discriminator for discriminating the wavelength of the light, including a sealed container enclosing the standard material through which the light is transmitted;
A photodetector for detecting the light discriminated by the wavelength discriminator;
An error signal calculation unit that obtains an error signal using a detection signal from the photodetector;
A control unit that controls the wavelength of the light source based on the error signal from the error signal calculation unit;
The reference material includes two or more molecular species;
At least two of the molecular species have a region where an absorption band that is an absorption line group of the molecular species overlaps,
In the region where the absorption band overlaps, the absorption rate of the absorption line at the peak of the absorption band of at least one molecular species is 96% or more.
A light source device characterized by that.
前記標準物質は、シアン化水素、アセチレン、一酸化炭素、および二酸化炭素の分子種の群から選択された2つ以上の分子種であることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。   2. The light source device according to claim 1, wherein the standard substance is two or more molecular species selected from the group of molecular species of hydrogen cyanide, acetylene, carbon monoxide, and carbon dioxide. 前記標準物質は、シアン化水素およびシアン化水素同位体の群から選択された2つ以上の分子種であり、
前記光が前記密封容器を通過する実行距離は、1000mm以上であり、
前記密封容器における前記標準物質のうちの少なくとも1つの分子種の封入圧力の最大は、13.6Torr以上である、
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The reference material is two or more molecular species selected from the group of hydrogen cyanide and hydrogen cyanide isotope,
The effective distance that the light passes through the sealed container is 1000 mm or more,
The maximum sealing pressure of at least one molecular species of the standard substance in the sealed container is 13.6 Torr or more;
The light source device according to claim 2.
前記標準物質は、アセチレンおよびアセチレン同位体の群から選択された2つ以上の分子種であり、
前記光が前記密封容器を通過する実行距離は、500mm以上であり、
前記密封容器における前記標準物質のうちの少なくとも1つの分子種の封入圧力の最大は、7.5Torr以上である、
ことを特徴とする請求項2に記載の光源装置。
The reference material is two or more molecular species selected from the group of acetylene and acetylene isotopes;
The effective distance that the light passes through the sealed container is 500 mm or more,
The maximum sealing pressure of at least one molecular species of the standard substance in the sealed container is 7.5 Torr or more;
The light source device according to claim 2.
前記光源は、波長可変レーザー光源であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の光源装置。
The light source device according to claim 1, wherein the light source is a wavelength tunable laser light source.
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