JP2989775B2 - レーザ光源の波長安定化装置 - Google Patents
レーザ光源の波長安定化装置Info
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- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/0687—Stabilising the frequency of the laser
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信，光情報処
理，光計測等に使用される半導体レーザ等のレーザ光源
の波長を安定化するための安定化装置に関するものであ
る。
理，光計測等に使用される半導体レーザ等のレーザ光源
の波長を安定化するための安定化装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】現在光通信においては、光ファイバに多
数の波長の光を多重化して通信することにより、伝送量
を単一波長の光を用いた場合に比べて大幅に増加させる
波長多重通信方式が検討されている。波長多重通信を実
現するためには、光信号をそのまま増幅できる比較的狭
い波長の帯域内に、例えば１nm以下の間隔で多数の波長
のレーザ光を伝送するため、レーザ光源の波長を十分安
定化させておく必要がある。又、光情報処理，光計測に
おいては、情報の高密度化や計測の高精度化のためにレ
ーザ光源の波長安定化は重要な課題である。
数の波長の光を多重化して通信することにより、伝送量
を単一波長の光を用いた場合に比べて大幅に増加させる
波長多重通信方式が検討されている。波長多重通信を実
現するためには、光信号をそのまま増幅できる比較的狭
い波長の帯域内に、例えば１nm以下の間隔で多数の波長
のレーザ光を伝送するため、レーザ光源の波長を十分安
定化させておく必要がある。又、光情報処理，光計測に
おいては、情報の高密度化や計測の高精度化のためにレ
ーザ光源の波長安定化は重要な課題である。
【０００３】レーザ光源の発光波長を安定化するために
は、例えば何らかの方法で基準となる波長特性を有する
素子を用い、発光波長との誤差を検出してレーザ光源に
帰還する。そのため従来より、原子や分子の吸収を用い
てそれを基準として波長を安定化する装置や、ホログラ
フィ，グレーティング又はマッハツェンダ干渉計やファ
ブリペロー干渉計を用いて基準となる光又は光源の波長
をディザによって変調し、波長を調整するようにした方
法が知られている。ディザとは光の波長を何らかの方法
でわずかに振動させることであり、これによって基準と
なる波長との差及び方向を判別してレーザ光源に帰還す
ることによって、発光波長を安定化している。又多層干
渉光フィルタやエタロン等を用いて波長の基準とし、レ
ーザ光源の発光波長を安定化するようにした方法も用い
られている。
は、例えば何らかの方法で基準となる波長特性を有する
素子を用い、発光波長との誤差を検出してレーザ光源に
帰還する。そのため従来より、原子や分子の吸収を用い
てそれを基準として波長を安定化する装置や、ホログラ
フィ，グレーティング又はマッハツェンダ干渉計やファ
ブリペロー干渉計を用いて基準となる光又は光源の波長
をディザによって変調し、波長を調整するようにした方
法が知られている。ディザとは光の波長を何らかの方法
でわずかに振動させることであり、これによって基準と
なる波長との差及び方向を判別してレーザ光源に帰還す
ることによって、発光波長を安定化している。又多層干
渉光フィルタやエタロン等を用いて波長の基準とし、レ
ーザ光源の発光波長を安定化するようにした方法も用い
られている。
【０００４】又特開昭60-74687号では、ディザをかけず
半導体レーザからの光を分離し、わずかに透過する波長
の異なる２つのフィルタを用いて夫々のフィルタを通過
する光のレベルを光電変換素子によって検出し、その光
強度比が一定となるように半導体レーザに帰還する方法
が提案されている。
半導体レーザからの光を分離し、わずかに透過する波長
の異なる２つのフィルタを用いて夫々のフィルタを通過
する光のレベルを光電変換素子によって検出し、その光
強度比が一定となるように半導体レーザに帰還する方法
が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の方法は、ディザにより光源に微妙な変化を与え
て発光波長を変化させ、電気的に方向を判別し、基準に
対する変化分を検出して光源である半導体レーザにフィ
ードバックしているため、光源の光が変調されてしま
う。そのため情報としての変調信号と重なる可能性があ
り、ディザの影響をなくすためにローパスフィルタ等の
電気フィルタ等が必要になるという欠点があった。又デ
ィザを用いるため制御系が複雑となり、ディザが可動部
を伴う場合には、信頼性が低く、寿命が短くなるという
欠点があった。又特開昭60-74687号の方法においては、
光を分岐するためにビームスプリッタ等が必要となる
が、ビームスプリッタは光の偏光の影響を受け、又温度
によって分光比が変わり易く、理想的に所定の比率で光
を安定に分岐する素子を作ることが難しいという欠点が
あった。又フィルタについてもわずかに透過波長の異な
る２つの光フィルタを製造することが難しいという欠点
があった。
な従来の方法は、ディザにより光源に微妙な変化を与え
て発光波長を変化させ、電気的に方向を判別し、基準に
対する変化分を検出して光源である半導体レーザにフィ
ードバックしているため、光源の光が変調されてしま
う。そのため情報としての変調信号と重なる可能性があ
り、ディザの影響をなくすためにローパスフィルタ等の
電気フィルタ等が必要になるという欠点があった。又デ
ィザを用いるため制御系が複雑となり、ディザが可動部
を伴う場合には、信頼性が低く、寿命が短くなるという
欠点があった。又特開昭60-74687号の方法においては、
光を分岐するためにビームスプリッタ等が必要となる
が、ビームスプリッタは光の偏光の影響を受け、又温度
によって分光比が変わり易く、理想的に所定の比率で光
を安定に分岐する素子を作ることが難しいという欠点が
あった。又フィルタについてもわずかに透過波長の異な
る２つの光フィルタを製造することが難しいという欠点
があった。
【０００６】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、光源にディザによる変調をか
けることなく、極めて簡単な構成で正確に所定の波長の
レーザ光を発光することができるレーザ光源の波長安定
化装置を提供することを目的とする。
てなされたものであって、光源にディザによる変調をか
けることなく、極めて簡単な構成で正確に所定の波長の
レーザ光を発光することができるレーザ光源の波長安定
化装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、光の波長を連続的に変化させることができるレーザ
光源と、前記レーザ光源の光が入射され所定波長の光を
透過させ、他を反射させる光フィルタと、前記光フィル
タを透過する光及び前記フィルタに反射される光を夫々
受光する第１，第２の受光素子と、前記第１，第２の受
光素子の出力比を算出する出力比算出手段と、前記出力
比算出手段による出力比が所定値となるように前記光源
の発光波長を制御する波長制御手段と、前記レーザ光源
から前記光フィルタへの入射光の入射位置を所定方向に
対して連続的に変化させるスライド調整機構と、具備
し、前記光フィルタは、透過波長λに対してλ／４の光
学厚さを有する低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に多重
に積層し、透過波長λが基板の前記所定方向に対して連
続的に変化するようにその光学厚さを連続的に変化させ
て構成された干渉光フィルタであることを特徴とするも
のである。
は、光の波長を連続的に変化させることができるレーザ
光源と、前記レーザ光源の光が入射され所定波長の光を
透過させ、他を反射させる光フィルタと、前記光フィル
タを透過する光及び前記フィルタに反射される光を夫々
受光する第１，第２の受光素子と、前記第１，第２の受
光素子の出力比を算出する出力比算出手段と、前記出力
比算出手段による出力比が所定値となるように前記光源
の発光波長を制御する波長制御手段と、前記レーザ光源
から前記光フィルタへの入射光の入射位置を所定方向に
対して連続的に変化させるスライド調整機構と、具備
し、前記光フィルタは、透過波長λに対してλ／４の光
学厚さを有する低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に多重
に積層し、透過波長λが基板の前記所定方向に対して連
続的に変化するようにその光学厚さを連続的に変化させ
て構成された干渉光フィルタであることを特徴とするも
のである。
【０００８】本願の請求項２の発明は、光の波長を連続
的に変化させることができるレーザ光源と、前記レーザ
光源の光が入射され所定波長の光を透過させ、他を反射
させる光フィルタと、前記光フィルタを透過する光及び
前記フィルタに反射される光を夫々受光する第１，第２
の受光素子と、前記第１，第２の受光素子の出力の差分
値を正規化して算出する演算手段と、前記演算手段の出
力比が所定値となるように前記光源の発光波長を制御す
る波長制御手段と、前記レーザ光源から前記光フィルタ
への入射光の入射位置を所定方向に対して連続的に変化
させるスライド調整機構と、具備し、前記光フィルタ
は、透過波長λに対してλ／４の光学厚さを有する低屈
折率膜及び高屈折率膜を交互に多重に積層し、透過波長
λが基板の前記所定方向に対して連続的に変化するよう
にその光学厚さを連続的に変化させて構成された干渉光
フィルタであることを特徴とするものである。
的に変化させることができるレーザ光源と、前記レーザ
光源の光が入射され所定波長の光を透過させ、他を反射
させる光フィルタと、前記光フィルタを透過する光及び
前記フィルタに反射される光を夫々受光する第１，第２
の受光素子と、前記第１，第２の受光素子の出力の差分
値を正規化して算出する演算手段と、前記演算手段の出
力比が所定値となるように前記光源の発光波長を制御す
る波長制御手段と、前記レーザ光源から前記光フィルタ
への入射光の入射位置を所定方向に対して連続的に変化
させるスライド調整機構と、具備し、前記光フィルタ
は、透過波長λに対してλ／４の光学厚さを有する低屈
折率膜及び高屈折率膜を交互に多重に積層し、透過波長
λが基板の前記所定方向に対して連続的に変化するよう
にその光学厚さを連続的に変化させて構成された干渉光
フィルタであることを特徴とするものである。
【０００９】本願の請求項３の発明は、請求項１のレー
ザ光源の波長安定化装置において、前記波長制御手段
は、前記出力比算出手段によって算出された出力比と所
定の基準値との差を検出する誤差検出手段と、前記誤差
検出手段に基準値を設定する基準値設定手段と、前記誤
差検出手段により検出される誤差値が０となるように前
記レーザ光源の発光波長を制御する光源駆動手段と、を
具備することを特徴とするものである。
ザ光源の波長安定化装置において、前記波長制御手段
は、前記出力比算出手段によって算出された出力比と所
定の基準値との差を検出する誤差検出手段と、前記誤差
検出手段に基準値を設定する基準値設定手段と、前記誤
差検出手段により検出される誤差値が０となるように前
記レーザ光源の発光波長を制御する光源駆動手段と、を
具備することを特徴とするものである。
【００１０】本願の請求項４の発明は、請求項２のレー
ザ光源の波長安定化装置において、前記波長制御手段
は、前記演算手段によって算出された値と所定の基準値
との差を検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段に
基準値を設定する基準値設定手段と、前記誤差検出手段
により検出される誤差値が０となるように前記レーザ光
源の発光波長を制御する光源駆動手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
ザ光源の波長安定化装置において、前記波長制御手段
は、前記演算手段によって算出された値と所定の基準値
との差を検出する誤差検出手段と、前記誤差検出手段に
基準値を設定する基準値設定手段と、前記誤差検出手段
により検出される誤差値が０となるように前記レーザ光
源の発光波長を制御する光源駆動手段と、を具備するこ
とを特徴とするものである。
【００１１】本願の請求項５の発明は、前記レーザ光源
と光フィルタとの間に前記光フィルタの透過波長をカッ
トオフ波長とするカットフィルタを更に設けたことを特
徴とするものである。
と光フィルタとの間に前記光フィルタの透過波長をカッ
トオフ波長とするカットフィルタを更に設けたことを特
徴とするものである。
【００１２】このような特徴を有する本発明によれば、
レーザ光源を発光させて、そのレーザ光を光フィルタに
入射する。この光フィルタは所定波長の光を透過し他を
反射させるため、透過した光と反射した光を夫々第１，
第２の受光素子によって受光し、それらの直接の出力比
を出力比算出手段によって算出し、又は正規化した差分
値を演算手段によって算出する。そしてそれらの値が所
定値となるようにレーザ光源の発光波長を制御すること
により、所定の波長のレーザ光を発光させることができ
る。この光フィルタを多層膜による干渉光フィルタによ
って実現し、透過波長が連続的に変化するように多層膜
の光学厚さを連続的に変化させた波長可変型の干渉光フ
ィルタを用いる。そしてスライド調整機構によってその
受光位置を変更するようにすれば、レーザ光源の発光波
長を変化させることができる。又請求項３，４の発明で
は、基準値設定手段により基準値を設定しておき、出力
比算出手段によって算出された出力比又は演算手段の出
力と基準値との差を誤差として検出する。そして光源駆
動手段により誤差が０となるようにレーザ光源を制御す
ることにより、レーザ光源の発光波長を微調整すること
ができる。更に請求項５の発明では、光源と光フィルタ
との間にカットフィルタを設けることにより、光フィル
タの特性のうち一方のスロープ部分のみをロック点とし
て規定するようにしたものである。
レーザ光源を発光させて、そのレーザ光を光フィルタに
入射する。この光フィルタは所定波長の光を透過し他を
反射させるため、透過した光と反射した光を夫々第１，
第２の受光素子によって受光し、それらの直接の出力比
を出力比算出手段によって算出し、又は正規化した差分
値を演算手段によって算出する。そしてそれらの値が所
定値となるようにレーザ光源の発光波長を制御すること
により、所定の波長のレーザ光を発光させることができ
る。この光フィルタを多層膜による干渉光フィルタによ
って実現し、透過波長が連続的に変化するように多層膜
の光学厚さを連続的に変化させた波長可変型の干渉光フ
ィルタを用いる。そしてスライド調整機構によってその
受光位置を変更するようにすれば、レーザ光源の発光波
長を変化させることができる。又請求項３，４の発明で
は、基準値設定手段により基準値を設定しておき、出力
比算出手段によって算出された出力比又は演算手段の出
力と基準値との差を誤差として検出する。そして光源駆
動手段により誤差が０となるようにレーザ光源を制御す
ることにより、レーザ光源の発光波長を微調整すること
ができる。更に請求項５の発明では、光源と光フィルタ
との間にカットフィルタを設けることにより、光フィル
タの特性のうち一方のスロープ部分のみをロック点とし
て規定するようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
による波長安定化装置の全体構成を示すブロック図であ
る。本図においてレーザ光源は、この実施の形態では分
布帰還型のレーザダイオード（ＬＤ）１を用いるものと
し、１本の線スペクトルのレーザ光を発光する。このレ
ーザ光源の発光波長は電流又は温度制御によって例えば
２〜３nm以内の範囲で外部より制御することができる。
このレーザ光は光カップラ２に導かれる。光カップラ２
は入射光の一部を分岐し、他を透過させて通信用又は測
定用光源とするように光を分岐させるものであり、分岐
された光は光分岐手段３に与えられる。これらの間は光
ファイバで連結しておいてもよく、又直接空間で接続す
るようにしてもよい。さて光分岐手段３は図示のように
入射光の光の一部を遮光するカットフィルタ４を有し、
カットフィルタ４を通過した光は干渉光フィルタ５に与
えられる。この干渉光フィルタ５は入射位置に応じて透
過する波長が連続的に変化するように構成したものであ
る。そしてこの干渉光フィルタ５を機械的にＸ軸方向に
微小距離スライドさせるためのスライド調整機構６を有
しており、スライド調整機構６によってフィルタを透過
する光の波長を連続的に変化させることができる。
による波長安定化装置の全体構成を示すブロック図であ
る。本図においてレーザ光源は、この実施の形態では分
布帰還型のレーザダイオード（ＬＤ）１を用いるものと
し、１本の線スペクトルのレーザ光を発光する。このレ
ーザ光源の発光波長は電流又は温度制御によって例えば
２〜３nm以内の範囲で外部より制御することができる。
このレーザ光は光カップラ２に導かれる。光カップラ２
は入射光の一部を分岐し、他を透過させて通信用又は測
定用光源とするように光を分岐させるものであり、分岐
された光は光分岐手段３に与えられる。これらの間は光
ファイバで連結しておいてもよく、又直接空間で接続す
るようにしてもよい。さて光分岐手段３は図示のように
入射光の光の一部を遮光するカットフィルタ４を有し、
カットフィルタ４を通過した光は干渉光フィルタ５に与
えられる。この干渉光フィルタ５は入射位置に応じて透
過する波長が連続的に変化するように構成したものであ
る。そしてこの干渉光フィルタ５を機械的にＸ軸方向に
微小距離スライドさせるためのスライド調整機構６を有
しており、スライド調整機構６によってフィルタを透過
する光の波長を連続的に変化させることができる。
【００１４】そして干渉光フィルタ５を通過する位置に
第１の受光素子、例えばフォトダイオードＰＤ１を配置
し、干渉光フィルタ５から反射された光を受光する位置
に第２の受光素子であるフォトダイオードＰＤ２を配置
する。これらのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力
は出力比算出手段７に与えられる。出力比算出手段７は
第１，第２の受光素子であるフォトダイオードＰＤ１，
ＰＤ２の出力比を算出するものであり、その出力は波長
制御手段８に与えられる。波長制御手段８は出力比算出
手段７による出力比が所定値となるようにレーザ光源の
発光波長を制御するものである。レーザ光源１の発光波
長はレーザダイオード１の駆動電流を変化させたり、周
囲温度を変化させることによって調整するものとする。
第１の受光素子、例えばフォトダイオードＰＤ１を配置
し、干渉光フィルタ５から反射された光を受光する位置
に第２の受光素子であるフォトダイオードＰＤ２を配置
する。これらのフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の出力
は出力比算出手段７に与えられる。出力比算出手段７は
第１，第２の受光素子であるフォトダイオードＰＤ１，
ＰＤ２の出力比を算出するものであり、その出力は波長
制御手段８に与えられる。波長制御手段８は出力比算出
手段７による出力比が所定値となるようにレーザ光源の
発光波長を制御するものである。レーザ光源１の発光波
長はレーザダイオード１の駆動電流を変化させたり、周
囲温度を変化させることによって調整するものとする。
【００１５】次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。光分岐手段３までの構成については前述した第
１の実施の形態と同一であるので、詳細な説明を省略す
る。この実施の形態では光分岐手段３の第１，第２のフ
ォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からの出力は演算手段７
Ａ内のＩ／Ｖ変換器１１，１２に与えられ、電圧信号に
変換される。Ｉ／Ｖ変換器１１，１２の出力は加算器１
３及び減算器１４に与えられ、夫々の出力は加算及び減
算されて割算器１５に与えられる。割算器１５は第１，
第２のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２で受光した出力
の差分値を正規化して入力光の波長を検出するものであ
る。ここでＩ／Ｖ変換器１１，１２、加算器１３、減算
器１４、割算器１５は第１，第２の受光素子の差分値を
正規化してレーザ光の波長を検出する演算手段７Ａを構
成しており、その出力は誤差検出器１６に与えられる。
誤差検出器１６の他方の入力端には基準電圧が与えられ
ている。この基準電圧は＋ＶCC〜−ＶDDの間で基準値設
定手段１７、例えば可変抵抗器ＶＲ１によって調整でき
るように構成する。誤差検出器１６はこの基準電圧と入
力電圧との差を誤差信号として検出し、誤差信号をＰＩ
Ｄ制御部１８に与える。ＰＩＤ制御部１８は誤差信号が
０となるようにＰＩＤ制御するものであり、その出力は
レーザダイオード駆動部１９を介してレーザダイオード
１に帰還するように構成されている。レーザダイオード
駆動部１９はレーザダイオード１に流す電流、又はレー
ザダイオード１の温度を制御することにより、レーザダ
イオード１の発光波長を、例えば２〜３nm以下の範囲内
で変化するように制御するものである。ここで誤差検出
器１６と誤差検出器１６に基準電圧を与える可変抵抗器
ＶＲ１，ＰＩＤ制御部１８，レーザダイオード駆動部１
９は、演算手段７Ａの出力値が所定値となるようにレー
ザ光源の発光波長を制御する波長制御手段８を構成して
いる。
明する。光分岐手段３までの構成については前述した第
１の実施の形態と同一であるので、詳細な説明を省略す
る。この実施の形態では光分岐手段３の第１，第２のフ
ォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２からの出力は演算手段７
Ａ内のＩ／Ｖ変換器１１，１２に与えられ、電圧信号に
変換される。Ｉ／Ｖ変換器１１，１２の出力は加算器１
３及び減算器１４に与えられ、夫々の出力は加算及び減
算されて割算器１５に与えられる。割算器１５は第１，
第２のフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２で受光した出力
の差分値を正規化して入力光の波長を検出するものであ
る。ここでＩ／Ｖ変換器１１，１２、加算器１３、減算
器１４、割算器１５は第１，第２の受光素子の差分値を
正規化してレーザ光の波長を検出する演算手段７Ａを構
成しており、その出力は誤差検出器１６に与えられる。
誤差検出器１６の他方の入力端には基準電圧が与えられ
ている。この基準電圧は＋ＶCC〜−ＶDDの間で基準値設
定手段１７、例えば可変抵抗器ＶＲ１によって調整でき
るように構成する。誤差検出器１６はこの基準電圧と入
力電圧との差を誤差信号として検出し、誤差信号をＰＩ
Ｄ制御部１８に与える。ＰＩＤ制御部１８は誤差信号が
０となるようにＰＩＤ制御するものであり、その出力は
レーザダイオード駆動部１９を介してレーザダイオード
１に帰還するように構成されている。レーザダイオード
駆動部１９はレーザダイオード１に流す電流、又はレー
ザダイオード１の温度を制御することにより、レーザダ
イオード１の発光波長を、例えば２〜３nm以下の範囲内
で変化するように制御するものである。ここで誤差検出
器１６と誤差検出器１６に基準電圧を与える可変抵抗器
ＶＲ１，ＰＩＤ制御部１８，レーザダイオード駆動部１
９は、演算手段７Ａの出力値が所定値となるようにレー
ザ光源の発光波長を制御する波長制御手段８を構成して
いる。
【００１６】この干渉光フィルタ５は特公平７-92530号
に示されるように、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に
積層し、積層した波長の光学厚さを連続的に変化させる
ようにしたものである。次にこの干渉光フィルタについ
て図３を用いて説明する。本実施の形態による波長可変
型の干渉光フィルタ５は、例えばガラス，シリコン等の
サブストレート２１上に物質を多層蒸着させて構成して
いる。このサブストレート２１は使用する波長の範囲で
光の透過率が高い材質を用いて構成するものとし、誘電
体や半導体が用いられる。本実施の形態では石英ガラス
を用いている。そしてこのサブストレート２１の上部に
は、使用する波長での光の透過率の高い蒸着物質、誘電
体，半導体等の多層膜２２を蒸着する。ここで多層膜２
２は図示のように下部多層膜２３，キャビティ層２４及
び上部多層膜２５から形成されるものとする。又サブス
トレート２１の下面には反射防止膜２６を蒸着によって
形成する。
に示されるように、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に
積層し、積層した波長の光学厚さを連続的に変化させる
ようにしたものである。次にこの干渉光フィルタについ
て図３を用いて説明する。本実施の形態による波長可変
型の干渉光フィルタ５は、例えばガラス，シリコン等の
サブストレート２１上に物質を多層蒸着させて構成して
いる。このサブストレート２１は使用する波長の範囲で
光の透過率が高い材質を用いて構成するものとし、誘電
体や半導体が用いられる。本実施の形態では石英ガラス
を用いている。そしてこのサブストレート２１の上部に
は、使用する波長での光の透過率の高い蒸着物質、誘電
体，半導体等の多層膜２２を蒸着する。ここで多層膜２
２は図示のように下部多層膜２３，キャビティ層２４及
び上部多層膜２５から形成されるものとする。又サブス
トレート２１の下面には反射防止膜２６を蒸着によって
形成する。
【００１７】ここで多層膜２２，反射防止膜２６の蒸着
材料として用いられる物質は、例えばＳi Ｏ2 （屈折率
ｎ＝1.46），Ｔa2Ｏ5 （ｎ＝2.15），Ｓi （ｎ＝3.46）
やＡl2Ｏ3 ，Ｓi2Ｎ4 ，Ｍg Ｆ等が用いられる。又本実
施の形態では多層膜２３，２５は低屈折率膜と高屈折率
膜とを交互に積層して蒸着させている。ここで膜厚ｄと
透過波長λ，屈折率ｎとは以下の関係となるようにす
る。 λ＝４ｎｄ ・・・（１） 即ち各層はその光学厚さｎｄをλ／４とする。そして低
屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積み重ねることによっ
て透過率のピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）を小さくして
いる。又キャビティ層２４の膜厚ｄc とは透過波長λ，
屈折率ｎとは以下の関係になるようにする。 λ＝２ｎｄc ・・・（２） 即ちキャビティ層２４の光学厚さｎｄc はλ／２とす
る。
材料として用いられる物質は、例えばＳi Ｏ2 （屈折率
ｎ＝1.46），Ｔa2Ｏ5 （ｎ＝2.15），Ｓi （ｎ＝3.46）
やＡl2Ｏ3 ，Ｓi2Ｎ4 ，Ｍg Ｆ等が用いられる。又本実
施の形態では多層膜２３，２５は低屈折率膜と高屈折率
膜とを交互に積層して蒸着させている。ここで膜厚ｄと
透過波長λ，屈折率ｎとは以下の関係となるようにす
る。 λ＝４ｎｄ ・・・（１） 即ち各層はその光学厚さｎｄをλ／４とする。そして低
屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積み重ねることによっ
て透過率のピークの半値全幅（ＦＷＨＭ）を小さくして
いる。又キャビティ層２４の膜厚ｄc とは透過波長λ，
屈折率ｎとは以下の関係になるようにする。 λ＝２ｎｄc ・・・（２） 即ちキャビティ層２４の光学厚さｎｄc はλ／２とす
る。
【００１８】さて本実施の形態による干渉光フィルタ５
は、透過波長と膜厚とが式（１），（２）の関係を有す
ることから、サブストレート２１を細長い板状の基板と
し、多層膜２２の屈折率を一定とし、膜厚を連続的に変
化させて透過波長λを異ならせるようにしている。そし
てこの波長可変型干渉光フィルタ５の透過波長をλa〜
λc （λa ＜λc ）とし、その中心点（ｘ＝ｘb ）での
透過波長をλb とする。上下の多層膜２３，２５は、夫
々第１の屈折率ｎ1 の第１の蒸着物質膜とこれより屈折
率の低い第２の屈折率ｎ2 の第２の蒸着物質膜とを、交
互に積層して構成する。即ち図３（ａ）の円形部分の拡
大図を図３（ｃ）に示すように、夫々の膜厚を連続的に
変化させている。図３（ｃ）において、下部多層膜２３
の低屈折率膜を２３Ｌ，高屈折率膜を２３Ｈとし、上部
多層膜２５の高屈折率膜を２５Ｈ，低屈折率膜を２５Ｌ
とする。そして図３（ａ）のフィルタのＸ軸上での端部
ｘa の透過波長λa に対して、夫々低屈折率膜及び高屈
折率膜で上記の式（１），（２）が成り立つように設定
する。又ｘb ，ｘc での透過波長λb ，λc に対して
も、その波長λb ，λc で式（１），（２）が成り立つ
ようにその膜厚を設定する。そしてその間の膜厚も波長
の変化が直線的に変化するように設定する。従って層の
各膜厚は図示のようにｘ軸上の位置ｘa 〜ｘc につれて
連続的に変化し、Ｘ軸の正方向に向かって膜厚が大きく
なる。
は、透過波長と膜厚とが式（１），（２）の関係を有す
ることから、サブストレート２１を細長い板状の基板と
し、多層膜２２の屈折率を一定とし、膜厚を連続的に変
化させて透過波長λを異ならせるようにしている。そし
てこの波長可変型干渉光フィルタ５の透過波長をλa〜
λc （λa ＜λc ）とし、その中心点（ｘ＝ｘb ）での
透過波長をλb とする。上下の多層膜２３，２５は、夫
々第１の屈折率ｎ1 の第１の蒸着物質膜とこれより屈折
率の低い第２の屈折率ｎ2 の第２の蒸着物質膜とを、交
互に積層して構成する。即ち図３（ａ）の円形部分の拡
大図を図３（ｃ）に示すように、夫々の膜厚を連続的に
変化させている。図３（ｃ）において、下部多層膜２３
の低屈折率膜を２３Ｌ，高屈折率膜を２３Ｈとし、上部
多層膜２５の高屈折率膜を２５Ｈ，低屈折率膜を２５Ｌ
とする。そして図３（ａ）のフィルタのＸ軸上での端部
ｘa の透過波長λa に対して、夫々低屈折率膜及び高屈
折率膜で上記の式（１），（２）が成り立つように設定
する。又ｘb ，ｘc での透過波長λb ，λc に対して
も、その波長λb ，λc で式（１），（２）が成り立つ
ようにその膜厚を設定する。そしてその間の膜厚も波長
の変化が直線的に変化するように設定する。従って層の
各膜厚は図示のようにｘ軸上の位置ｘa 〜ｘc につれて
連続的に変化し、Ｘ軸の正方向に向かって膜厚が大きく
なる。
【００１９】このように膜厚を連続的に変化させること
は、サブストレート２１上に多層膜２２を蒸着して形成
する際に、蒸着源との間隔を連続的に変化するようにサ
ブストレートを傾けて配置しておくことにより、実現す
ることができる。
は、サブストレート２１上に多層膜２２を蒸着して形成
する際に、蒸着源との間隔を連続的に変化するようにサ
ブストレートを傾けて配置しておくことにより、実現す
ることができる。
【００２０】又干渉光フィルタ５の膜厚自体を連続して
変化させるようにしているが、各膜厚は一定とし、多層
膜２２の屈折率ｎ1 ，ｎ2 をＸ軸方向に連続的に変化さ
せるようにして光学厚さを連続的に可変するようにして
もよい。
変化させるようにしているが、各膜厚は一定とし、多層
膜２２の屈折率ｎ1 ，ｎ2 をＸ軸方向に連続的に変化さ
せるようにして光学厚さを連続的に可変するようにして
もよい。
【００２１】このようにして構成した干渉光フィルタ５
は狭帯域特性を有し、しかも温度変化等に対して十分安
定した特性を有している。従って干渉光フィルタ５へ光
が入射する位置をスライド調整機構６を用いて機械的に
Ｘ軸方向に移動させることによって、透過波長自体を連
続的に変化させることができる。
は狭帯域特性を有し、しかも温度変化等に対して十分安
定した特性を有している。従って干渉光フィルタ５へ光
が入射する位置をスライド調整機構６を用いて機械的に
Ｘ軸方向に移動させることによって、透過波長自体を連
続的に変化させることができる。
【００２２】次にこの実施の形態による波長安定化装置
の動作について説明する。図４（ａ）はカットフィルタ
４の特性を示すグラフであり、図４（ｂ），（ｃ）は干
渉光フィルタ５の透過率，反射率の特性を示すグラフで
ある。これらの図より明らかなようにカットフィルタ４
は干渉光フィルタ５の中心波長をカットオフ波長として
これより長い波長の光を透過し、波長の短い光を遮断す
るような特性を選択する。又干渉光フィルタ５は所定の
波長λ１の光を透過させ、図４（ｃ）に示すようにその
他の光を反射させる特性を有している。このときレーザ
ダイオード１の発光波長λに対してフォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２に得られる光出力は夫々図４（ｄ），
（ｅ）に示すものとなる。このときフォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２で得られる出力は夫々図４（ｂ）の透過率
及び図４（ｃ）の反射率に対応している。
の動作について説明する。図４（ａ）はカットフィルタ
４の特性を示すグラフであり、図４（ｂ），（ｃ）は干
渉光フィルタ５の透過率，反射率の特性を示すグラフで
ある。これらの図より明らかなようにカットフィルタ４
は干渉光フィルタ５の中心波長をカットオフ波長として
これより長い波長の光を透過し、波長の短い光を遮断す
るような特性を選択する。又干渉光フィルタ５は所定の
波長λ１の光を透過させ、図４（ｃ）に示すようにその
他の光を反射させる特性を有している。このときレーザ
ダイオード１の発光波長λに対してフォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２に得られる光出力は夫々図４（ｄ），
（ｅ）に示すものとなる。このときフォトダイオードＰ
Ｄ１，ＰＤ２で得られる出力は夫々図４（ｂ）の透過率
及び図４（ｃ）の反射率に対応している。
【００２３】従ってフォトダイオードＰＤ１，ＰＤ２の
Ｉ／Ｖ変換出力をＡ，Ｂとすると、これらを加算及び減
算し、割算器１５により割算し、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）を算出する。割算することにより正規化したレベル
は図５に示すものとなる。このようにレーザ光源の発光
波長に応じて波長モニタ信号が連続的に変化する。波長
モニタ信号のレベルと誤差検出器１６の基準電圧との差
分値を誤差信号とし、誤差信号が零となるように制御す
ることによって、誤差検出器１６に設定された基準電圧
と一致するようにレーザダイオード１の波長を制御する
ことができる。例えば基準電圧を０Ｖとすれば、ＰＤ
１，ＰＤ２の出力レベルが等しい波長λ２を発光したと
き、誤差信号は０となり、レーザダイオードの発光波長
をλ２に制御することができる。又基準電圧を図５のレ
ベルＶ１に設定すれば、短波長側のλ４に波長がロック
されることとなる。このように誤差検出器１６の基準電
圧を変化させることによって図４，図５に示す波長λ１
〜λ３の範囲内で発光波長を微調整することができる。
Ｉ／Ｖ変換出力をＡ，Ｂとすると、これらを加算及び減
算し、割算器１５により割算し、（Ａ−Ｂ）／（Ａ＋
Ｂ）を算出する。割算することにより正規化したレベル
は図５に示すものとなる。このようにレーザ光源の発光
波長に応じて波長モニタ信号が連続的に変化する。波長
モニタ信号のレベルと誤差検出器１６の基準電圧との差
分値を誤差信号とし、誤差信号が零となるように制御す
ることによって、誤差検出器１６に設定された基準電圧
と一致するようにレーザダイオード１の波長を制御する
ことができる。例えば基準電圧を０Ｖとすれば、ＰＤ
１，ＰＤ２の出力レベルが等しい波長λ２を発光したと
き、誤差信号は０となり、レーザダイオードの発光波長
をλ２に制御することができる。又基準電圧を図５のレ
ベルＶ１に設定すれば、短波長側のλ４に波長がロック
されることとなる。このように誤差検出器１６の基準電
圧を変化させることによって図４，図５に示す波長λ１
〜λ３の範囲内で発光波長を微調整することができる。
【００２４】図６（ａ）はこの実施の形態による波長安
定化装置の光分岐手段３，演算手段７Ａ及び波長制御手
段８を１つのケース３１に収納した状態を示す斜視図で
ある。この実施の形態では、図示しない光カップラ２よ
り光ファイバ３２を介してケース３１にレーザ光の一部
が入射しており、レーザダイオード駆動部１９からの信
号が出力できるように構成される。そしてスライド調整
機構６の調整つまみ３３と可変抵抗器ＶＲ１による基準
電圧の設定つまみ３４とが設けられ、ケースの外部より
調整できるように構成されている。
定化装置の光分岐手段３，演算手段７Ａ及び波長制御手
段８を１つのケース３１に収納した状態を示す斜視図で
ある。この実施の形態では、図示しない光カップラ２よ
り光ファイバ３２を介してケース３１にレーザ光の一部
が入射しており、レーザダイオード駆動部１９からの信
号が出力できるように構成される。そしてスライド調整
機構６の調整つまみ３３と可変抵抗器ＶＲ１による基準
電圧の設定つまみ３４とが設けられ、ケースの外部より
調整できるように構成されている。
【００２５】又発光波長を大きく変化させるためにはス
ライド調整機構６の調整つまみ３３を回転させて干渉光
フィルタ５への入射光の入射位置を変えれば、図４
（ｂ），（ｃ）に示す干渉光フィルタ５の透過波長λ１
を変化させることができる。この場合にはカットフィル
タ４もこれに応じた特性を有するフィルタを用いる必要
がある。こうすれば発光可能な波長を大きく変化させる
ことができる。従って発光波長を干渉光フィルタ５への
入射位置によって大まかに調整し、微妙な波長の調整を
基準値設定手段１７の基準電圧を変化させることによっ
て調整すれば、使用者が任意の波長に設定することが可
能となる。このように本発明では１つの光学素子を用い
ることにより、ビームスプリッタや２つの近接する透過
波長を有するフィルタを用いることなく、正確に波長を
制御することができる。
ライド調整機構６の調整つまみ３３を回転させて干渉光
フィルタ５への入射光の入射位置を変えれば、図４
（ｂ），（ｃ）に示す干渉光フィルタ５の透過波長λ１
を変化させることができる。この場合にはカットフィル
タ４もこれに応じた特性を有するフィルタを用いる必要
がある。こうすれば発光可能な波長を大きく変化させる
ことができる。従って発光波長を干渉光フィルタ５への
入射位置によって大まかに調整し、微妙な波長の調整を
基準値設定手段１７の基準電圧を変化させることによっ
て調整すれば、使用者が任意の波長に設定することが可
能となる。このように本発明では１つの光学素子を用い
ることにより、ビームスプリッタや２つの近接する透過
波長を有するフィルタを用いることなく、正確に波長を
制御することができる。
【００２６】尚前述した第２の実施の形態では、スライ
ド調整機構６と可変抵抗器ＶＲ１のつまみ３３，３４を
ケースの外部から調整できるようにしているが、図６
（ｂ）に示すように可変抵抗器ＶＲ１による基準値設定
手段を設けることなくスライド調整機構６のつまみ３３
のみで波長を変化させるようにしてもよい。又図６
（ｃ）に示すように、製造時に必要な波長に設定してお
き、スライド調整機構６のつまみ３３、及び微調整のた
めの可変抵抗器のつまみ３４をケース外部に露出させ
ず、レーザ光源の発光波長を調整できないようにするこ
ともできる。こうすれば使用者が逐一波長を調整するこ
となく極めて簡単な構成でレーザ光源の発光波長を安定
化させた安定化装置を実現することができ、気密封止も
容易となる。又スライド調整機構のつまみ３３をケース
３１外に露出させることなく、図６（ｄ）に示すように
微調整のための可変抵抗器のつまみ３４のみを調整可能
としてもよい。この場合には製造時にスライド調整機構
によって必要な波長に設定しておくことより、使用者は
設定波長の所定範囲内で発光波長の微調整をすることが
できる。
ド調整機構６と可変抵抗器ＶＲ１のつまみ３３，３４を
ケースの外部から調整できるようにしているが、図６
（ｂ）に示すように可変抵抗器ＶＲ１による基準値設定
手段を設けることなくスライド調整機構６のつまみ３３
のみで波長を変化させるようにしてもよい。又図６
（ｃ）に示すように、製造時に必要な波長に設定してお
き、スライド調整機構６のつまみ３３、及び微調整のた
めの可変抵抗器のつまみ３４をケース外部に露出させ
ず、レーザ光源の発光波長を調整できないようにするこ
ともできる。こうすれば使用者が逐一波長を調整するこ
となく極めて簡単な構成でレーザ光源の発光波長を安定
化させた安定化装置を実現することができ、気密封止も
容易となる。又スライド調整機構のつまみ３３をケース
３１外に露出させることなく、図６（ｄ）に示すように
微調整のための可変抵抗器のつまみ３４のみを調整可能
としてもよい。この場合には製造時にスライド調整機構
によって必要な波長に設定しておくことより、使用者は
設定波長の所定範囲内で発光波長の微調整をすることが
できる。
【００２７】次に本発明の第３の実施の形態について図
７を用いて説明する。第３の実施の形態においては、入
射位置によって透過光を連続的に変化させることができ
る干渉光フィルタ５に代えて、一定の波長の光を透過さ
せる通常の干渉光フィルタを用いたものである。図７は
第３の実施の形態によるレーザ光源の波長安定化装置の
全体構成を示すブロック図であり、前述した第１，第２
の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明
を省略する。この実施の形態では干渉光フィルタ５に代
えて、波長分岐手段３Ａ内に一定の波長の光を透過させ
る干渉光フィルタ４１を設ける。この場合にはスライド
調整機構６は不要となる。そしてレーザダイオード１の
発光波長を干渉光フィルタ４１の透過特性とほぼ一致さ
せておく。この場合には発光波長の微調整を基準値設定
手段１７で設定する基準電圧によって行うことができ
る。
７を用いて説明する。第３の実施の形態においては、入
射位置によって透過光を連続的に変化させることができ
る干渉光フィルタ５に代えて、一定の波長の光を透過さ
せる通常の干渉光フィルタを用いたものである。図７は
第３の実施の形態によるレーザ光源の波長安定化装置の
全体構成を示すブロック図であり、前述した第１，第２
の実施の形態と同一部分は同一符号を付して詳細な説明
を省略する。この実施の形態では干渉光フィルタ５に代
えて、波長分岐手段３Ａ内に一定の波長の光を透過させ
る干渉光フィルタ４１を設ける。この場合にはスライド
調整機構６は不要となる。そしてレーザダイオード１の
発光波長を干渉光フィルタ４１の透過特性とほぼ一致さ
せておく。この場合には発光波長の微調整を基準値設定
手段１７で設定する基準電圧によって行うことができ
る。
【００２８】又発光波長の調整範囲が例えば２〜３nm以
内であればこれだけでもよいが、更に広い範囲に渡って
発光波長を変化させる場合には、干渉光フィルタ４１と
フォトダイオードＰＤ２の角度を調整する角度調整機構
４２を設ける。角度調整機構４２はカットフィルタ４を
通過して干渉光フィルタ４１に入射する光の入射角度を
わずかに変化させることによって透過波長λを入射角に
応じて連続して変化させるものである。この場合には反
射光を正確に受光できるように、角度調整機構４２によ
って第２の受光素子ＰＤ２の位置を干渉光フィルタ５の
角度に応じて変化させる必要がある。又この角度をあま
り大きくするとＰ偏光とＳ偏光とで透過レベルが変化す
るため、例えば５°以内とすることが必要となる。又入
射光の入射角度を０付近にすれば偏光成分による光強度
の変化の影響を少なくすることができるが、反射光を受
光するため光学系の形状が大きくなる。従って角度調整
機構４２は数０°〜５°の範囲内に入射角度を設定し、
各入射角度に応じて反射光を受光できるようにフォトダ
イオードＰＤ２の位置と方向を調整できるようにするこ
とが好ましい。
内であればこれだけでもよいが、更に広い範囲に渡って
発光波長を変化させる場合には、干渉光フィルタ４１と
フォトダイオードＰＤ２の角度を調整する角度調整機構
４２を設ける。角度調整機構４２はカットフィルタ４を
通過して干渉光フィルタ４１に入射する光の入射角度を
わずかに変化させることによって透過波長λを入射角に
応じて連続して変化させるものである。この場合には反
射光を正確に受光できるように、角度調整機構４２によ
って第２の受光素子ＰＤ２の位置を干渉光フィルタ５の
角度に応じて変化させる必要がある。又この角度をあま
り大きくするとＰ偏光とＳ偏光とで透過レベルが変化す
るため、例えば５°以内とすることが必要となる。又入
射光の入射角度を０付近にすれば偏光成分による光強度
の変化の影響を少なくすることができるが、反射光を受
光するため光学系の形状が大きくなる。従って角度調整
機構４２は数０°〜５°の範囲内に入射角度を設定し、
各入射角度に応じて反射光を受光できるようにフォトダ
イオードＰＤ２の位置と方向を調整できるようにするこ
とが好ましい。
【００２９】尚第３の実施の形態においても、角度調整
機構４２によって干渉光フィルタ４１とフォトダイオー
ドＰＤ２の角度を変化させるようにしているが、これら
を同時に調整することは機構上難しいため、所定の波長
を設定する際に所定の角度に調整した後、これを固定し
ておくようにしてもよい。この場合には可変抵抗器ＶＲ
１の設定によって発光波長を微調整することができる。
機構４２によって干渉光フィルタ４１とフォトダイオー
ドＰＤ２の角度を変化させるようにしているが、これら
を同時に調整することは機構上難しいため、所定の波長
を設定する際に所定の角度に調整した後、これを固定し
ておくようにしてもよい。この場合には可変抵抗器ＶＲ
１の設定によって発光波長を微調整することができる。
【００３０】尚前述した第２，第３の実施の形態では、
信号処理回路として加算器と減算器及びその比を算出す
る割算器を設け差分値を正規化する演算手段を構成して
いるが、２つのＩ／Ｖ変換器の比を直接算出して出力比
算出手段としてもよいことはいうまでもない。又カット
フィルタ４を設けることなく、図４（ｂ），（ｃ）に示
すように透過／反射特性のスロープの２つの位置でロッ
ク点を設定できるようにしてもよい。この場合には誤差
信号の移動方向によって２つのロック点の一方に発光波
長を制御することができる。
信号処理回路として加算器と減算器及びその比を算出す
る割算器を設け差分値を正規化する演算手段を構成して
いるが、２つのＩ／Ｖ変換器の比を直接算出して出力比
算出手段としてもよいことはいうまでもない。又カット
フィルタ４を設けることなく、図４（ｂ），（ｃ）に示
すように透過／反射特性のスロープの２つの位置でロッ
ク点を設定できるようにしてもよい。この場合には誤差
信号の移動方向によって２つのロック点の一方に発光波
長を制御することができる。
【００３１】又前述した実施の形態ではレーザ光源とし
てレーザダイオードを用いているが、その他のレーザ光
源を用いてもよい。又光カップラ２に代えて、他の種々
の光分岐素子を用いることができることはいうまでもな
い。
てレーザダイオードを用いているが、その他のレーザ光
源を用いてもよい。又光カップラ２に代えて、他の種々
の光分岐素子を用いることができることはいうまでもな
い。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜５の発明によれば、干渉光フィルタを用いることに
より入射光と反射光との関係から光源の発光波長を制御
するようにしている。そのため従来の波長制御方法のよ
うに分光比を正確に一定に保つことが難しいビームスプ
リッタを用いる必要がなく、その温度制御も不要とな
る。又波長選択特性が近接する２つのフィルタを用いる
ことも不要となる。従って極めて簡単な構成で正確な波
長制御が可能となる。又、干渉光フィルタへの入射位置
を制御することによって発光波長を広い範囲内で制御す
ることができるという効果が得られる。又請求項３，４
の発明では、基準値設定手段により設定する基準値を変
化させることによって、レーザ光源の発光波長を微調整
することが可能となる。
１〜５の発明によれば、干渉光フィルタを用いることに
より入射光と反射光との関係から光源の発光波長を制御
するようにしている。そのため従来の波長制御方法のよ
うに分光比を正確に一定に保つことが難しいビームスプ
リッタを用いる必要がなく、その温度制御も不要とな
る。又波長選択特性が近接する２つのフィルタを用いる
ことも不要となる。従って極めて簡単な構成で正確な波
長制御が可能となる。又、干渉光フィルタへの入射位置
を制御することによって発光波長を広い範囲内で制御す
ることができるという効果が得られる。又請求項３，４
の発明では、基準値設定手段により設定する基準値を変
化させることによって、レーザ光源の発光波長を微調整
することが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施の形態による光源の波長安
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による光源の波長安
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施の形態によるシン
グルキャビティ構造の干渉光フィルタの構成を示す断面
図、（ｂ）はそのＸ軸上で透過率の変化を示すグラフ、
（ｃ）は（ａ）の円形部分の拡大断面図である。
グルキャビティ構造の干渉光フィルタの構成を示す断面
図、（ｂ）はそのＸ軸上で透過率の変化を示すグラフ、
（ｃ）は（ａ）の円形部分の拡大断面図である。
【図４】カットフィルタと干渉光フィルタ及びフォトダ
イオードＰＤ１，ＰＤ２の発光波長に対する特性変化を
示すグラフである。
イオードＰＤ１，ＰＤ２の発光波長に対する特性変化を
示すグラフである。
【図５】波長に対する誤差信号の変化を示すグラフであ
る。
る。
【図６】第２の実施の形態による波長制御装置の構成を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態による光源の波長安
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
定化装置の全体構成を示すブロック図である。
１ レーザダイオード ２ ビームスプリッタ ３，３Ａ 光分岐手段 ４ カットフィルタ ５，４１ 干渉光フィルタ ６ スライド調整機構 ７ 出力比算出手段７Ａ 演算手段 ８ 波長制御手段 １１，１２ Ｉ／Ｖ変換器 １３ 加算器 １４ 減算器 １５ 割算器 １６ 誤差検出器 １７ 基準値設定手段 １８ ＰＩＤ制御部 １９ レーザダイオード駆動部 ３３，３４ つまみ ４２ 角度調整機構 ＰＤ１，ＰＤ２ フォトダイオード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−103551（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−55683（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−92530（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01S 3/13 - 3/139 H01S 3/00 G01J 1/00 - 3/52
Claims (5)
- 【請求項１】 光の波長を連続的に変化させることがで
きるレーザ光源と、 前記レーザ光源の光が入射され所定波長の光を透過さ
せ、他を反射させる光フィルタと、 前記光フィルタを透過する光及び前記フィルタに反射さ
れる光を夫々受光する第１，第２の受光素子と、 前記第１，第２の受光素子の出力比を算出する出力比算
出手段と、 前記出力比算出手段による出力比が所定値となるように
前記光源の発光波長を制御する波長制御手段と、前記レーザ光源から前記光フィルタへの入射光の入射位
置を所定方向に対して連続的に変化させるスライド調整
機構と、具備し、 前記光フィルタは、透過波長λに対してλ／４の光学厚
さを有する低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に多重に積
層し、透過波長λが基板の前記所定方向に対して連続的
に変化するようにその光学厚さを連続的に変化させて構
成された干渉光フィルタである ことを特徴とするレーザ
光源の波長安定化装置。 - 【請求項２】 光の波長を連続的に変化させることがで
きるレーザ光源と、 前記レーザ光源の光が入射され所定波長の光を透過さ
せ、他を反射させる光フィルタと、 前記光フィルタを透過する光及び前記フィルタに反射さ
れる光を夫々受光する第１，第２の受光素子と、 前記第１，第２の受光素子の出力の差分値を正規化して
算出する演算手段と、 前記演算手段の出力比が所定値と
なるように前記光源の発光波長を制御する波長制御手段
と、 前記レーザ光源から前記光フィルタへの入射光の入射位
置を所定方向に対して連続的に変化させるスライド調整
機構と、具備し、 前記光フィルタは、透過波長λに対してλ／４の光学厚
さを有する低屈折率膜及び高屈折率膜を交互に多重に積
層し、透過波長λが基板の前記所定方向に対して連続的
に変化するようにその光学厚さを連続的に変化させて構
成された干渉光フィルタであることを特徴とするレーザ
光源の波長安定化装置。 - 【請求項３】 前記波長制御手段は、前記出力比算出手
段によって算出された出力比と所定の基準値との差を検
出する誤差検出手段と、 前記誤差検出手段に基準値を設定する基準値設定手段
と、 前記誤差検出手段により検出される誤差値が０となるよ
うに前記レーザ光源の発光波長を制御する光源駆動手段
と、を具備することを特徴とすることを特徴とする請求
項１記載のレーザ光源の波長安定化装置。 - 【請求項４】 前記波長制御手段は、前記演算手段によ
って算出された値と所定の基準値との差を検出する誤差
検出手段と、 前記誤差検出手段に基準値を設定する基準値設定手段
と、 前記誤差検出手段により検出される誤差値が０となるよ
うに前記レーザ光源の発光波長を制御する光源駆動手段
と、を具備することを特徴とすることを特徴とする請求
項２記載のレーザ光源の波長安定化装置。 - 【請求項５】 前記レーザ光源と光フィルタとの間に前
記光フィルタの透過波長をカットオフ波長とするカット
フィルタを更に設けたことを特徴とする請求項１〜４の
いずれか１項記載のレーザ光源の波長安定化装置。
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