JP3269478B2 - アレイ導波路格子の光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒体 - Google Patents
アレイ導波路格子の光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒体Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ導波格子の
光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒
体に関するものである。
光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒
体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、１本の光ファイバ中に多数の異な
る波長の光信号を多重化して伝送する波長多重通信が実
用化されつつある。この種の通信システムでは、光をそ
の波長によって合分波する光合分波器が重要な要素の一
つとなっている。この光合分波器としては、従来からバ
ルクの回折格子や誘電体多層膜等が知られているが、選
択波長の設定が難しい、製造工程が複雑なため高価であ
る、損失が大きい等の欠点があり、多数の波長を合分波
する波長多重通信への適用は困難であった。
る波長の光信号を多重化して伝送する波長多重通信が実
用化されつつある。この種の通信システムでは、光をそ
の波長によって合分波する光合分波器が重要な要素の一
つとなっている。この光合分波器としては、従来からバ
ルクの回折格子や誘電体多層膜等が知られているが、選
択波長の設定が難しい、製造工程が複雑なため高価であ
る、損失が大きい等の欠点があり、多数の波長を合分波
する波長多重通信への適用は困難であった。
【０００３】そこで近年、例えば１９９６年電子情報学
会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集１、Ｃ
−３ｐ１６２に掲載されているアレイ導波路格子が注目
されている。
会エレクトロニクスソサイエティ大会講演論文集１、Ｃ
−３ｐ１６２に掲載されているアレイ導波路格子が注目
されている。
【０００４】図３はアレイ導波路格子の一例を示す平面
図である。図３において、アレイ導波路格子は、複数の
入力導波路１４１、入力導波路１４１より入射される入
力側スラブ導波路１４２、入力側スラブ導波路１４２の
反対端に取り付けられた多数の導波路よりなるアレイ導
波路１４３、アレイ導波路１４３の他端に取り付けられ
た出力側スラブ導波路１４４、スラブ導波路１４４の他
端に取り付けられた複数の出力導波路１４５よりなる。
図である。図３において、アレイ導波路格子は、複数の
入力導波路１４１、入力導波路１４１より入射される入
力側スラブ導波路１４２、入力側スラブ導波路１４２の
反対端に取り付けられた多数の導波路よりなるアレイ導
波路１４３、アレイ導波路１４３の他端に取り付けられ
た出力側スラブ導波路１４４、スラブ導波路１４４の他
端に取り付けられた複数の出力導波路１４５よりなる。
【０００５】入力導波路１４１より入射した光信号は入
力側スラブ導波路１４２に入射し、多数の導波路よりな
るアレイ導波路１４３に等位相で入射する。アレイ導波
路１４３の入力端、入力導波路１４１の出力端は、それ
ぞれ円周上に配置されており、アレイ導波路１４３の入
力端が配置される円周の半径は、入力導波路１４１の出
力端が配置される円周の半径の２倍であり、アレイ導波
路１４３の入力端が配置される円周の中心は、入力導波
路１４１の出力端が配置される円周上に配置されてい
る。
力側スラブ導波路１４２に入射し、多数の導波路よりな
るアレイ導波路１４３に等位相で入射する。アレイ導波
路１４３の入力端、入力導波路１４１の出力端は、それ
ぞれ円周上に配置されており、アレイ導波路１４３の入
力端が配置される円周の半径は、入力導波路１４１の出
力端が配置される円周の半径の２倍であり、アレイ導波
路１４３の入力端が配置される円周の中心は、入力導波
路１４１の出力端が配置される円周上に配置されてい
る。
【０００６】アレイ導波路１４３でそれぞれの導波路は
等間隔の位相差を付与するように調整されており、この
アレイ導波路１４３の他端には出力側スラブ導波路１４
４が配置されている。アレイ導波路１４３、出力側スラ
ブ導波路１４４、出力導波路１４５の配置は、入力側と
同様にアレイ導波路１４３の出力端、出力導波路１４５
の入力端はそれぞれ円周上に配置されており、アレイ導
波路１４３の出力端が配置される円周の半径は、出力導
波路１４５の入力端が配置される円周の半径の２倍であ
り、アレイ導波路１４３の出力端が配置される円周の中
心は、出力導波路１４５の入力端が配置される円周上に
配置されている。
等間隔の位相差を付与するように調整されており、この
アレイ導波路１４３の他端には出力側スラブ導波路１４
４が配置されている。アレイ導波路１４３、出力側スラ
ブ導波路１４４、出力導波路１４５の配置は、入力側と
同様にアレイ導波路１４３の出力端、出力導波路１４５
の入力端はそれぞれ円周上に配置されており、アレイ導
波路１４３の出力端が配置される円周の半径は、出力導
波路１４５の入力端が配置される円周の半径の２倍であ
り、アレイ導波路１４３の出力端が配置される円周の中
心は、出力導波路１４５の入力端が配置される円周上に
配置されている。
【０００７】このアレイ導波路格子の性能指標の一つ
に、選択するべき波長の光のパワーに対する他の波長の
光のパワーの比で定義され、チャンネル間の信号の洩れ
を表すクロストークがあるが、高品位の通信を実現する
為には低いクロストークの実現が必要である。低いクロ
ストークを実現する為には、アレイ導波路１４３の光路
長（長さと屈折率の積）を波長の1/10程度の精度で制御
する必要があり、そのために光路長の正確な測定とその
結果に基づく光路長のトリミングが必要になる。
に、選択するべき波長の光のパワーに対する他の波長の
光のパワーの比で定義され、チャンネル間の信号の洩れ
を表すクロストークがあるが、高品位の通信を実現する
為には低いクロストークの実現が必要である。低いクロ
ストークを実現する為には、アレイ導波路１４３の光路
長（長さと屈折率の積）を波長の1/10程度の精度で制御
する必要があり、そのために光路長の正確な測定とその
結果に基づく光路長のトリミングが必要になる。
【０００８】アレイ導波路１４３の光路長の測定方法と
しては、K.Takada,H.Yamada,Y.Inoue, Optical Low Coh
erence Method for Characterizing Silica-Based Arra
yed-Waveguide, Journal of Lightwave Technology, Vo
l.14, No.7., p1677, 1996に記載されているマッハツェ
ンダ干渉光学系と、フーリエ変換分光法を用いた方法が
知られている。
しては、K.Takada,H.Yamada,Y.Inoue, Optical Low Coh
erence Method for Characterizing Silica-Based Arra
yed-Waveguide, Journal of Lightwave Technology, Vo
l.14, No.7., p1677, 1996に記載されているマッハツェ
ンダ干渉光学系と、フーリエ変換分光法を用いた方法が
知られている。
【０００９】図４は、上記従来の方法を用いたアレイ導
波路格子の光路長測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図４において、ＬＥＤ光源２１より、コヒーレント
長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光８１を、光カプラ５
１、測定対象としてのアレイ導波路格子３１、光路長可
変装置３２及び光カプラ５２からなるマッハツェンダ干
渉光学系に入射した時、マッハツェンダ干渉光学系内の
各アレイ導波路を伝搬した光８２と、光路長可変装置３
２を伝搬した参照光８３とが波長分波器３３により合波
され、伝搬した光８２と参照光８３との干渉により孤立
したビート信号８４が発生し、これらのビート信号８４
を光検出器４１で光電変換したビート信号８５をフーリ
エ変換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を
求めることができる。
波路格子の光路長測定装置の構成を示すブロック図であ
る。図４において、ＬＥＤ光源２１より、コヒーレント
長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光８１を、光カプラ５
１、測定対象としてのアレイ導波路格子３１、光路長可
変装置３２及び光カプラ５２からなるマッハツェンダ干
渉光学系に入射した時、マッハツェンダ干渉光学系内の
各アレイ導波路を伝搬した光８２と、光路長可変装置３
２を伝搬した参照光８３とが波長分波器３３により合波
され、伝搬した光８２と参照光８３との干渉により孤立
したビート信号８４が発生し、これらのビート信号８４
を光検出器４１で光電変換したビート信号８５をフーリ
エ変換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を
求めることができる。
【００１０】尚、上記参照光８３の光路長変化を正確に
測長するために、ＬＤ光源２２からの１．３μｍ光が、
上記光路長可変装置３２を含むマッハツェンダ干渉光学
系に入射されている。また、光の強度を電気信号に変換
する光検出器４１、４２と、１．３μｍ帯光検出器４２
からの電気信号より参照光８３の光路長変化を検出する
クロック発生器４３と、光検出器４１及びクロック発生
器４３で得られた電気信号を記録する波形記録装置４４
とが設けられている。
測長するために、ＬＤ光源２２からの１．３μｍ光が、
上記光路長可変装置３２を含むマッハツェンダ干渉光学
系に入射されている。また、光の強度を電気信号に変換
する光検出器４１、４２と、１．３μｍ帯光検出器４２
からの電気信号より参照光８３の光路長変化を検出する
クロック発生器４３と、光検出器４１及びクロック発生
器４３で得られた電気信号を記録する波形記録装置４４
とが設けられている。
【００１１】次に、従来例（上記文献）おけるアレイ導
波路の正確な光路長を求める方法について簡単に説明す
る。図３のアレイ導波路格子おいて、ｉ番目のアレイ導
波路のビート光信号８４Ｃｉ（y ）は式（１）で表され
る。
波路の正確な光路長を求める方法について簡単に説明す
る。図３のアレイ導波路格子おいて、ｉ番目のアレイ導
波路のビート光信号８４Ｃｉ（y ）は式（１）で表され
る。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここで、y ：各アレイ導波路の光路長変化
量、Ａｉはｉ番目のアレイ導波路の光振幅、Ｂｉは1.5
μｍＬＥＤ光源２１の光振幅、σは波長の逆数である。
式（１）をフーリエ変換することにより、ｉ番目のアレ
イ導波路の正確な光路長を算出することができる。
量、Ａｉはｉ番目のアレイ導波路の光振幅、Ｂｉは1.5
μｍＬＥＤ光源２１の光振幅、σは波長の逆数である。
式（１）をフーリエ変換することにより、ｉ番目のアレ
イ導波路の正確な光路長を算出することができる。
【００１４】従って、フーリエ変換によりアレイ導波路
の正確な光路長を求めるためには、図４の光検出器４１
に入ってくる光学雑音、及び電気変換時の電気雑音以上
の振幅を持つビート光信号８４を光検出器４１に入力さ
せなければならないことは自明である。
の正確な光路長を求めるためには、図４の光検出器４１
に入ってくる光学雑音、及び電気変換時の電気雑音以上
の振幅を持つビート光信号８４を光検出器４１に入力さ
せなければならないことは自明である。
【００１５】図４の従来のマッハツェンダ干渉光学系に
おいては、コヒーレント長の十分短い１．５μｍ光８１
Ｐo は光カプラ５１、アレイ導波路格子３１からなる測
定対象アーム部と、光カプラ５１、光路長可変装置３２
からなる参照アーム部とに分岐される。そのときの測定
対象アーム部の上記光８２の強度Ｐ１、参照アーム部の
参照光８３の強度Ｐ２は、式（２）、（３）で表され
る。
おいては、コヒーレント長の十分短い１．５μｍ光８１
Ｐo は光カプラ５１、アレイ導波路格子３１からなる測
定対象アーム部と、光カプラ５１、光路長可変装置３２
からなる参照アーム部とに分岐される。そのときの測定
対象アーム部の上記光８２の強度Ｐ１、参照アーム部の
参照光８３の強度Ｐ２は、式（２）、（３）で表され
る。
【００１６】 Ｐ１＝Ｃ＊Ｌ＊２ＣＬ＊Ｐ0 ・・・・・（２） Ｐ２＝（１―Ｃ）＊Ｌ＊ＤＬ＊Ｐ0 ・・・（３） ここで、Ｃは光カプラ５１の分岐比、ＣＬは光カプラ５
１、及び、５２とアレイ導波路格子３１の入出力導波路
とのファイバ−導波路間の結合損失、ＤＬは光路長可変
装置の損失である。
１、及び、５２とアレイ導波路格子３１の入出力導波路
とのファイバ−導波路間の結合損失、ＤＬは光路長可変
装置の損失である。
【００１７】光カプラ５１で合波されたＰ１、Ｐ２は干
渉し、孤立した式（１）のビート信号８４が発生する。
その時のＰ１、Ｐ２は式（４）、（５）で表せる。
渉し、孤立した式（１）のビート信号８４が発生する。
その時のＰ１、Ｐ２は式（４）、（５）で表せる。
【００１８】
【数２】
【００１９】光検出器４１に入力される光Ｐinは式
（６）により Ｐｉｎ＝Ｐ１＋Ｐ２ ・・・（６） であり、ビート信号８４の振幅は式（１）のアレイ導波
路の振幅Ａｉ（σ）と参照光の振幅Ｂ（σ）のオーバラ
ップ積の式（７）で近似することが可能である。
（６）により Ｐｉｎ＝Ｐ１＋Ｐ２ ・・・（６） であり、ビート信号８４の振幅は式（１）のアレイ導波
路の振幅Ａｉ（σ）と参照光の振幅Ｂ（σ）のオーバラ
ップ積の式（７）で近似することが可能である。
【００２０】
【数３】
【００２１】従って、光検出器４１が検出するビート信
号８４の振幅：ＡＭＰは式（８） ＡＭＰ＝α／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（８） と近似することが可能である。ただしＡＭＰ＜１であ
る。ここで、Ｐ２＝βＰ１（βは一定値）、式（８）は ＡＭＰ＝α／（（１＋β）Ｐ１） ・・・（９） と置き換えることができる。
号８４の振幅：ＡＭＰは式（８） ＡＭＰ＝α／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（８） と近似することが可能である。ただしＡＭＰ＜１であ
る。ここで、Ｐ２＝βＰ１（βは一定値）、式（８）は ＡＭＰ＝α／（（１＋β）Ｐ１） ・・・（９） と置き換えることができる。
【００２２】よって、全アレイ導波路のビート光信号の
振幅ＡＭＰが、光検出器４１に入ってくる光学雑音、及
び電気変換時の電気雑音以上であれば、全アレイ導波路
のビート信号が検出可能となり、全てのアレイ導波路の
光路長測定が実現できる。
振幅ＡＭＰが、光検出器４１に入ってくる光学雑音、及
び電気変換時の電気雑音以上であれば、全アレイ導波路
のビート信号が検出可能となり、全てのアレイ導波路の
光路長測定が実現できる。
【００２３】しかしながら、上述した従来の方法では、
測定対象アーム部の光Ｐ１（８１）は、測定対象である
アレイ導波路格子素子の損失、及び測定時の光軸調心に
よりファイバ導波路間の結合損失が発生しているため、
参照光Ｐ２（８３）よりも小さくなり、即ちＡＭＰの値
が小さくなり、特に、端の方のアレイ導波路は振幅が微
弱であるため、端の方のアレイ導波路の十分なビート信
号振幅が得られないという問題が生じていた。
測定対象アーム部の光Ｐ１（８１）は、測定対象である
アレイ導波路格子素子の損失、及び測定時の光軸調心に
よりファイバ導波路間の結合損失が発生しているため、
参照光Ｐ２（８３）よりも小さくなり、即ちＡＭＰの値
が小さくなり、特に、端の方のアレイ導波路は振幅が微
弱であるため、端の方のアレイ導波路の十分なビート信
号振幅が得られないという問題が生じていた。
【００２４】また、測定対象アーム部の光Ｐ１は、測定
対象であるアレイ導波路格子の損失が素子毎に異なった
り、及び測定時の光軸調心によりファイバ導波路間の結
合損失が測定毎に異なったりするため、参照光Ｐ２との
比が一定ではなく、即ち、ＡＭＰの値が一定ではなく、
特に、端の方のアレイ導波路は振幅が微弱であるため、
端の方のアレイ導波路の十分なビート信号振幅が得られ
たり、得られなかったりする場合があるという、測定の
再現性の問題も生じていた（ここでは、十分な振幅と
は、光検出器４１に入力されるビート光信号の振幅が光
検出器４１に入ってくる光学雑音、及び電気変換時の電
気雑音以上であることを示す）。
対象であるアレイ導波路格子の損失が素子毎に異なった
り、及び測定時の光軸調心によりファイバ導波路間の結
合損失が測定毎に異なったりするため、参照光Ｐ２との
比が一定ではなく、即ち、ＡＭＰの値が一定ではなく、
特に、端の方のアレイ導波路は振幅が微弱であるため、
端の方のアレイ導波路の十分なビート信号振幅が得られ
たり、得られなかったりする場合があるという、測定の
再現性の問題も生じていた（ここでは、十分な振幅と
は、光検出器４１に入力されるビート光信号の振幅が光
検出器４１に入ってくる光学雑音、及び電気変換時の電
気雑音以上であることを示す）。
【００２５】上記の問題点を詳細に説明するため、以下
に上記従来例において測定した結果の一例を用いて説明
する。図４において、コヒーレント長の十分短い１．５
μｍ光８１にはＬＥＤ光源２１を用い、コヒーレント長
の短い１．３μｍＬＤ光源２２のレーザ光には波長可変
光源を用いた。光カプラ５１及び５２は、３ｄＢファイ
バカプラを、光路長可変装置３２にはプリズムと反射ミ
ラーをリニアステージに搭載した構造を採用したものを
使用した。波長分波器３３は、１．５／１．３分波ファ
イバカプラを使用した。光検出器４１、４２は、光パワ
ーメータのアナログアウト出力を電気増幅器で増幅し、
Ａ／Ｄコンバータによりディジタル変換する構成で実現
した。波形記録装置４４にはＰＣを使用した。
に上記従来例において測定した結果の一例を用いて説明
する。図４において、コヒーレント長の十分短い１．５
μｍ光８１にはＬＥＤ光源２１を用い、コヒーレント長
の短い１．３μｍＬＤ光源２２のレーザ光には波長可変
光源を用いた。光カプラ５１及び５２は、３ｄＢファイ
バカプラを、光路長可変装置３２にはプリズムと反射ミ
ラーをリニアステージに搭載した構造を採用したものを
使用した。波長分波器３３は、１．５／１．３分波ファ
イバカプラを使用した。光検出器４１、４２は、光パワ
ーメータのアナログアウト出力を電気増幅器で増幅し、
Ａ／Ｄコンバータによりディジタル変換する構成で実現
した。波形記録装置４４にはＰＣを使用した。
【００２６】かかる構成において、アレイ導波路格子数
４０本のアレイ導波路格子３１のビート波形の測定結果
を図５に示す。図５において、縦軸はビート波形の振幅
であり、横軸は参照光の光路長変化量を規格化した値で
ある。尚、このとき、測定対象アーム部の光強度Ｐ１と
参照光強度Ｐ２との比は２：１であった。
４０本のアレイ導波路格子３１のビート波形の測定結果
を図５に示す。図５において、縦軸はビート波形の振幅
であり、横軸は参照光の光路長変化量を規格化した値で
ある。尚、このとき、測定対象アーム部の光強度Ｐ１と
参照光強度Ｐ２との比は２：１であった。
【００２７】図５に示す通り、アレイ導波路３０本分の
ビート波形しか観測できていず、残りのアレイ導波路の
ビート波形は光学雑音、及び電気変換時の電気雑音の中
に埋もれてしまっている。従って、アレイ導波路格子の
一部のアレイ導波路のビート信号が得られない場合、ビ
ート信号をフーリエ変換しても、全てのアレイ導波路の
光路長差はできず、また、その測定結果が何番目のアレ
イ導波路のものであるかという、測定結果の特定付けが
できないという問題があった。
ビート波形しか観測できていず、残りのアレイ導波路の
ビート波形は光学雑音、及び電気変換時の電気雑音の中
に埋もれてしまっている。従って、アレイ導波路格子の
一部のアレイ導波路のビート信号が得られない場合、ビ
ート信号をフーリエ変換しても、全てのアレイ導波路の
光路長差はできず、また、その測定結果が何番目のアレ
イ導波路のものであるかという、測定結果の特定付けが
できないという問題があった。
【００２８】そこで、測定結果のアレイ導波路への特定
付けを行うため、従来用いられた手法の一つは、一度光
路長を測定しておき、その後、アレイ導波路格子の任意
の１本に物理的に光路長差を与え、再び光路長を測定
し、その前後の光路長測定結果を照合し、測定結果と個
々のアレイ導波路との特定付けを行うという方法があっ
た。
付けを行うため、従来用いられた手法の一つは、一度光
路長を測定しておき、その後、アレイ導波路格子の任意
の１本に物理的に光路長差を与え、再び光路長を測定
し、その前後の光路長測定結果を照合し、測定結果と個
々のアレイ導波路との特定付けを行うという方法があっ
た。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は、任意の１本に物理的に光路長差を与える作業、
及び二回測定の作業を行わなければならないという、測
定手順、及び時間がかかるという問題があった。
方法は、任意の１本に物理的に光路長差を与える作業、
及び二回測定の作業を行わなければならないという、測
定手順、及び時間がかかるという問題があった。
【００３０】本発明は、上記の問題を解決するために成
されたもので、アレイ導波路格子の一回の光路長測定に
より、全てのアレイ導波路の光路長を求めることができ
るようにすることを目的としている。
されたもので、アレイ導波路格子の一回の光路長測定に
より、全てのアレイ導波路の光路長を求めることができ
るようにすることを目的としている。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によるマッハツェンダ干渉光学系とフーリ
エ変換分光法を用いたアレイ導波路格子の光路長測定装
置においては、参照アーム部にアレイ導波路格子を通過
した光と異なる光強度に参照光の光強度を調節する光強
度調節手段を設けている。
めに、本発明によるマッハツェンダ干渉光学系とフーリ
エ変換分光法を用いたアレイ導波路格子の光路長測定装
置においては、参照アーム部にアレイ導波路格子を通過
した光と異なる光強度に参照光の光強度を調節する光強
度調節手段を設けている。
【００３２】上記のマッハツェンダ干渉光学系は、アレ
イ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光路長可変
手段と光強度調整手段とを設けた参照アーム部とを有
し、波長の異なる第１、第２の光を光カプラを介して入
力し、アレイ導波路格子を通過した光と、光路長可変手
段と光強度調整手段を通過した参照光とを他の光カプラ
を介して取り出すようになされ、取り出された各光を波
長分波してビート光信号と参照光とを得る波長分波手段
と、ビート光信号を光電変換してビート信号を得る光電
変換手段と、参照光を光電変換して参照信号を得る光電
変換手段と、参照信号に応じたクロック信号を生成する
生成手段と、ビート信号をクロック信号に基づいてフー
リエ変換する演算手段とを設けている。
イ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光路長可変
手段と光強度調整手段とを設けた参照アーム部とを有
し、波長の異なる第１、第２の光を光カプラを介して入
力し、アレイ導波路格子を通過した光と、光路長可変手
段と光強度調整手段を通過した参照光とを他の光カプラ
を介して取り出すようになされ、取り出された各光を波
長分波してビート光信号と参照光とを得る波長分波手段
と、ビート光信号を光電変換してビート信号を得る光電
変換手段と、参照光を光電変換して参照信号を得る光電
変換手段と、参照信号に応じたクロック信号を生成する
生成手段と、ビート信号をクロック信号に基づいてフー
リエ変換する演算手段とを設けている。
【００３３】また、上記の光強度調整手段は、アレイ導
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
【００３４】また、上記の光強度調整手段は、参照光の
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
【００３５】また、本発明によるマッハツェンダ干渉光
学系とフーリエ変換分光法を用いたアレイ導波路格子の
光路長測定方法においては、マッハツェンダ干渉光学系
内の参照アーム部でアレイ導波路格子を通過した光と異
なる光強度に参照光の光強度を調整するようにしてい
る。
学系とフーリエ変換分光法を用いたアレイ導波路格子の
光路長測定方法においては、マッハツェンダ干渉光学系
内の参照アーム部でアレイ導波路格子を通過した光と異
なる光強度に参照光の光強度を調整するようにしてい
る。
【００３６】上記のマッハツェンダ干渉光学系として、
アレイ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光路長
可変手段と光強度調整手段とを設けた参照アーム部とを
有し、波長の異なる第１、第２の光を光カプラを介して
入力し、アレイ導波路格子を通過した光と、光路長可変
手段と光強度調整手段を通過した参照光とを他の光カプ
ラを介して取り出すようになされたものを用い、取り出
された光を波長分波して得られるビート光信号を光電変
換したビート信号を、取り出された参照光を光電変換し
た参照信号に応じて生成されたクロック信号に基づいて
フーリエ変換するようにしている。
アレイ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光路長
可変手段と光強度調整手段とを設けた参照アーム部とを
有し、波長の異なる第１、第２の光を光カプラを介して
入力し、アレイ導波路格子を通過した光と、光路長可変
手段と光強度調整手段を通過した参照光とを他の光カプ
ラを介して取り出すようになされたものを用い、取り出
された光を波長分波して得られるビート光信号を光電変
換したビート信号を、取り出された参照光を光電変換し
た参照信号に応じて生成されたクロック信号に基づいて
フーリエ変換するようにしている。
【００３７】また、上記の光強度調整手段は、アレイ導
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
【００３８】また、上記の光強度調整手段は、参照光の
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
【００３９】また、本発明による記憶媒体においては、
マッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変換分光法を用い
てアレイ導波路格子の光路長を測定する処理において、
参照アーム部における参照光の光強度をアレイ導波路格
子を通過した光と異なる光強度に調整する光強度調整処
理を実行するためのプログラムを記憶している。
マッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変換分光法を用い
てアレイ導波路格子の光路長を測定する処理において、
参照アーム部における参照光の光強度をアレイ導波路格
子を通過した光と異なる光強度に調整する光強度調整処
理を実行するためのプログラムを記憶している。
【００４０】上記のマッハツェンダ干渉光学系から取り
出され波長分波されたビート光信号を光電変換してビー
ト信号を得る処理と、波長分波され光強度を調整された
参照光を光電変換して参照信号を得る処理と、参照信号
に応じたクロック信号を生成する処理と、ビート信号を
クロック信号に基づいてフーリエ変換する処理とを実行
するためのプログラムを記憶している。
出され波長分波されたビート光信号を光電変換してビー
ト信号を得る処理と、波長分波され光強度を調整された
参照光を光電変換して参照信号を得る処理と、参照信号
に応じたクロック信号を生成する処理と、ビート信号を
クロック信号に基づいてフーリエ変換する処理とを実行
するためのプログラムを記憶している。
【００４１】また、上記の光強度調整処理は、アレイ導
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
波路格子を通過した光よりも低い光強度に参照光の光強
度を調節することを特徴とする。
【００４２】また、上記の光強度調整処理は、参照光の
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
光強度を調節し、アレイ導波路格子を通過した光と参照
光の光強度との比を３：１〜５：１とすることを特徴と
する。
【００４３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
と共に説明する。図１は本発明によるアレイ導波路格子
の光路長測定装置の実施の形態を示すブロック図であ
る。
と共に説明する。図１は本発明によるアレイ導波路格子
の光路長測定装置の実施の形態を示すブロック図であ
る。
【００４４】本実施の形態は、図１において、コヒーレ
ント長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光８１を光カプラ５
１、５２、アレイ導波路格子３１、光路長可変装置３
２、光可変減衰器３４からなるマッハツェンダ干渉光学
系に入射した時、マッハツェンダ干渉光学系内のアレイ
導波路格子を伝搬した光８２と光路長可変装置３２、光
可変減衰器３４を伝搬した参照光８３とが波長分波器３
３により合波され、伝搬した光８２と参照光８３の干渉
により孤立したビート信号８４が発生し、これらのビー
ト信号８４を光電変換したビート信号８５をフーリエ変
換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を求め
るマッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変換分光法を用
いたアレイ導波路格子のアレイ導波路光路長測定器にお
いて、光可変減衰器３４を調節することにより、測定光
強度Ｐ１（８２）と参照光Ｐ２（８３）との比率を最適
化し、光検出器４１に入ってくる光学ノイズ、及び電気
変換時の電気ノイズ以上のビート信号８４の振幅を得る
ことを特徴とする。
ント長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光８１を光カプラ５
１、５２、アレイ導波路格子３１、光路長可変装置３
２、光可変減衰器３４からなるマッハツェンダ干渉光学
系に入射した時、マッハツェンダ干渉光学系内のアレイ
導波路格子を伝搬した光８２と光路長可変装置３２、光
可変減衰器３４を伝搬した参照光８３とが波長分波器３
３により合波され、伝搬した光８２と参照光８３の干渉
により孤立したビート信号８４が発生し、これらのビー
ト信号８４を光電変換したビート信号８５をフーリエ変
換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を求め
るマッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変換分光法を用
いたアレイ導波路格子のアレイ導波路光路長測定器にお
いて、光可変減衰器３４を調節することにより、測定光
強度Ｐ１（８２）と参照光Ｐ２（８３）との比率を最適
化し、光検出器４１に入ってくる光学ノイズ、及び電気
変換時の電気ノイズ以上のビート信号８４の振幅を得る
ことを特徴とする。
【００４５】上記の特徴により、アレイ導波路格子３１
の全アレイ導波路の光路長を一回の測定で求めることが
できる。また、測定結果とアレイ導波路との一対一の対
応付けができる。
の全アレイ導波路の光路長を一回の測定で求めることが
できる。また、測定結果とアレイ導波路との一対一の対
応付けができる。
【００４６】次に、図１の構成及び動作の詳細を説明す
る。尚、本発明による光路長測定装置の測定対象として
は、図３のアレイ導波路格子が用いられるものとする。
る。尚、本発明による光路長測定装置の測定対象として
は、図３のアレイ導波路格子が用いられるものとする。
【００４７】図１において、本発明によるアレイ導波路
格子の光路長測定装置は、ビート信号を得るために使用
するコヒーレント長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光源２
１と、参照光８３の光路長変化を正確に測長するために
使用するコヒーレント長の短い１．３μｍＬＤ光源２２
と、１．３μｍ帯光と１．５μｍ帯光とを分波する波長
分波器３３と、光の強度を電気信号に変換する光検出器
４１、４２と、１．３μｍ帯光検出器４２からの電気信
号より参照光８３の光路長変化を検出するクロック発生
器４３と、光検出器４１及びクロック発生器４３で得ら
れた電気信号を記録する波形記録装置４４と、参照光８
３の光路変化を実現する光路長可変装置３２と、光路長
可変装置３２出力された参照光８３の光強度を調節する
ための光可変減衰器３４からなる。
格子の光路長測定装置は、ビート信号を得るために使用
するコヒーレント長の十分短い１．５μｍＬＥＤ光源２
１と、参照光８３の光路長変化を正確に測長するために
使用するコヒーレント長の短い１．３μｍＬＤ光源２２
と、１．３μｍ帯光と１．５μｍ帯光とを分波する波長
分波器３３と、光の強度を電気信号に変換する光検出器
４１、４２と、１．３μｍ帯光検出器４２からの電気信
号より参照光８３の光路長変化を検出するクロック発生
器４３と、光検出器４１及びクロック発生器４３で得ら
れた電気信号を記録する波形記録装置４４と、参照光８
３の光路変化を実現する光路長可変装置３２と、光路長
可変装置３２出力された参照光８３の光強度を調節する
ための光可変減衰器３４からなる。
【００４８】１．５μｍＬＥＤ光源２１は光カプラ５１
の入力端に接続され、１．３μｍＬＤ光源２２は光カプ
ラ５１のもう一方の入力端に接続されている。光カプラ
５１の出力端と、光カプラ５２の入力端とは、測定対象
アーム部における測定対象物であるアレイ導波路格子３
１と光学的に接続されている。光カプラ５１のもう一方
の出力端と参照アーム部における光路長可変装置３２と
光ファイバ６３と光可変減衰器３４と光カプラ５２のも
う一方の入力端とが直列に接続されている。以上により
マッハツェンダ干渉光学系を形成している。
の入力端に接続され、１．３μｍＬＤ光源２２は光カプ
ラ５１のもう一方の入力端に接続されている。光カプラ
５１の出力端と、光カプラ５２の入力端とは、測定対象
アーム部における測定対象物であるアレイ導波路格子３
１と光学的に接続されている。光カプラ５１のもう一方
の出力端と参照アーム部における光路長可変装置３２と
光ファイバ６３と光可変減衰器３４と光カプラ５２のも
う一方の入力端とが直列に接続されている。以上により
マッハツェンダ干渉光学系を形成している。
【００４９】波長分波器３３は光カプラ５２の出力端に
接続され、波長分波器３３の１．５μｍ光出力部と１．
５μｍ光検出器４２とは光ファイバ６１を介して接続さ
れ、波長分波器３３の１．３μｍ光出力部と１．３μｍ
光検出器４２とは光ファイバ６２を介して接続されてい
る。尚、光検出器４１、４２とクロック発生器４３及び
波形記録装置４４は、電気配線７１、７２、７３により
接続されている。
接続され、波長分波器３３の１．５μｍ光出力部と１．
５μｍ光検出器４２とは光ファイバ６１を介して接続さ
れ、波長分波器３３の１．３μｍ光出力部と１．３μｍ
光検出器４２とは光ファイバ６２を介して接続されてい
る。尚、光検出器４１、４２とクロック発生器４３及び
波形記録装置４４は、電気配線７１、７２、７３により
接続されている。
【００５０】１．５μｍ光源２１は広い波長スペクトル
持つものであれば、ＬＥＤ光源でも光ファイバアンプの
自然放出光でも良い。光検出器４１、４２は使用する波
長に適したものであれば構造は問わないが、入力される
光信号が微弱な場合、電気的な信号に変換する際、電気
的に増幅する機能を有し、出力される電気信号がアナロ
グ信号である場合、アナログ・ディジタル信号に変換す
る必要がある。
持つものであれば、ＬＥＤ光源でも光ファイバアンプの
自然放出光でも良い。光検出器４１、４２は使用する波
長に適したものであれば構造は問わないが、入力される
光信号が微弱な場合、電気的な信号に変換する際、電気
的に増幅する機能を有し、出力される電気信号がアナロ
グ信号である場合、アナログ・ディジタル信号に変換す
る必要がある。
【００５１】次に、上記構成による動作を説明する。図
１において、コヒーレント長の十分短い１．５μｍＬＥ
Ｄ光８１を光カプラ５１、５２、アレイ導波路格子３
１、光路長可変装置３２、光可変減衰器３４からなるマ
ッハツェンダ干渉光学系に入射した時、マッハツェンダ
干渉光学系内の測定対象アーム部におけるアレイ導波路
格子３１を伝搬した光８２と、参照アーム部における光
路長可変装置３２を通過し、光可変減衰器３４を伝搬し
た参照光８３とが波長分波器３３により合波され、伝搬
した光８２と参照光８３の干渉により孤立したビート信
号８４が発生する。
１において、コヒーレント長の十分短い１．５μｍＬＥ
Ｄ光８１を光カプラ５１、５２、アレイ導波路格子３
１、光路長可変装置３２、光可変減衰器３４からなるマ
ッハツェンダ干渉光学系に入射した時、マッハツェンダ
干渉光学系内の測定対象アーム部におけるアレイ導波路
格子３１を伝搬した光８２と、参照アーム部における光
路長可変装置３２を通過し、光可変減衰器３４を伝搬し
た参照光８３とが波長分波器３３により合波され、伝搬
した光８２と参照光８３の干渉により孤立したビート信
号８４が発生する。
【００５２】これらのビート信号８４は波長分波器３３
により１．５μｍ帯光検出器４１に入射され、電気的な
ビート信号８５に変換された後、波形記録装置４４で記
録される。この記録されたビート信号８５をフーリエ変
換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を求め
ることができる。また、1.3 μｍＬＤレーザ光２２は、
参照光の光路長変化を正確に測長するためにマッハツェ
ンダ干渉光学系に入射され、波長分波器３３により１．
３μｍ帯光検出器４２に入射され、電気信号に変換され
た後、クロック発生器４３により参照光８３の光路長変
化に応じた情報に変換され、波形記録装置４４で記録さ
れる。
により１．５μｍ帯光検出器４１に入射され、電気的な
ビート信号８５に変換された後、波形記録装置４４で記
録される。この記録されたビート信号８５をフーリエ変
換することにより、アレイ導波路の正確な光路長を求め
ることができる。また、1.3 μｍＬＤレーザ光２２は、
参照光の光路長変化を正確に測長するためにマッハツェ
ンダ干渉光学系に入射され、波長分波器３３により１．
３μｍ帯光検出器４２に入射され、電気信号に変換され
た後、クロック発生器４３により参照光８３の光路長変
化に応じた情報に変換され、波形記録装置４４で記録さ
れる。
【００５３】アレイ導波路の正確な光路長を導出する方
法については、従来例において前述した通り、ｉ番目の
アレイ導波路のビート信号８４Ｃｉ（ｙ）は前記式
（１）で表される。従って、前述した通り、フーリエ変
換によりアレイ導波路の正確な光路長を求めるために
は、光検出器４１に入って来る光学ノイズ、及び電気変
換時の電気ノイズ以上の振幅を持つビート信号８４を光
検出器４１に入力させなければならないことは自明であ
る。
法については、従来例において前述した通り、ｉ番目の
アレイ導波路のビート信号８４Ｃｉ（ｙ）は前記式
（１）で表される。従って、前述した通り、フーリエ変
換によりアレイ導波路の正確な光路長を求めるために
は、光検出器４１に入って来る光学ノイズ、及び電気変
換時の電気ノイズ以上の振幅を持つビート信号８４を光
検出器４１に入力させなければならないことは自明であ
る。
【００５４】図１のマッハツェンダ干渉光学系において
は、光強度Ｐo のコヒーレント長の十分短い１．５μｍ
ＬＥＤ光８１は、光カプラ５１、アレイ導波路格子３１
からなる測定対象アーム部と、光カプラ５１、光路長可
変装置３２、光可変減衰器３４からなる参照アーム部と
に分岐される。そのときの測定対象アーム部の光強度Ｐ
１、参照アーム部の光強度Ｐ２は式（１０）、（１１）
で表される。
は、光強度Ｐo のコヒーレント長の十分短い１．５μｍ
ＬＥＤ光８１は、光カプラ５１、アレイ導波路格子３１
からなる測定対象アーム部と、光カプラ５１、光路長可
変装置３２、光可変減衰器３４からなる参照アーム部と
に分岐される。そのときの測定対象アーム部の光強度Ｐ
１、参照アーム部の光強度Ｐ２は式（１０）、（１１）
で表される。
【００５５】 Ｐ１＝Ｃ＊Ｌ＊２ＣＬ＊Ｐ0 ・・・・・・・・・（１０） Ｐ２＝（１−Ｃ）＊Ｌ＊ＤＬ＊ＡＴＴ＊Ｐ0 ・・・（１１） ここで、Ｃは光カプラ５１の分岐比、ＣＬは光カプラ５
１、５２とアレイ導波路格子３１の入出力導波路とのフ
ァイバ導波路間の結合損失、ＤＬは光路長可変装置３２
の損失、ＡＴＴは光可変減衰器３４の減衰比である。
１、５２とアレイ導波路格子３１の入出力導波路とのフ
ァイバ導波路間の結合損失、ＤＬは光路長可変装置３２
の損失、ＡＴＴは光可変減衰器３４の減衰比である。
【００５６】光カプラ５２で合波されたＰ１、Ｐ２によ
り干渉し孤立した式（１）のビート信号８４が発生す
る。その時のＰ１、Ｐ２は式（１２）、（１３）で表さ
れる。
り干渉し孤立した式（１）のビート信号８４が発生す
る。その時のＰ１、Ｐ２は式（１２）、（１３）で表さ
れる。
【００５７】
【数４】
【００５８】光検出器４１に入力される光Ｐinは式（１
４）により Ｐｉｎ＝Ｐ１＋Ｐ２・・・（１４） であり、ビート信号８４の振幅は式（１）のアレイ導波
路の振幅Ａｉ（σ）と参照光の振幅Ｂ（σ）のオーバラ
ップ積との式（１５）で近似することが可能である。
４）により Ｐｉｎ＝Ｐ１＋Ｐ２・・・（１４） であり、ビート信号８４の振幅は式（１）のアレイ導波
路の振幅Ａｉ（σ）と参照光の振幅Ｂ（σ）のオーバラ
ップ積との式（１５）で近似することが可能である。
【００５９】
【数５】
【００６０】従って、光検出器４１が検出するビート信
号８４の振幅：ＡＭＰは式（１６） ＡＭＰ＝α／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（１６） で近似することが可能である。ただしＡＭＰ＜１であ
る。
号８４の振幅：ＡＭＰは式（１６） ＡＭＰ＝α／（Ｐ１＋Ｐ２）・・・（１６） で近似することが可能である。ただしＡＭＰ＜１であ
る。
【００６１】ここで、Ｐ２＝βＰ１（β＜１）となるよ
うに光可変減衰器３４を調節することにより、式（１
６）は ＡＭＰ＝α／｛（１＋β）Ｐ１｝・・・（１７） と置き換えることができる。
うに光可変減衰器３４を調節することにより、式（１
６）は ＡＭＰ＝α／｛（１＋β）Ｐ１｝・・・（１７） と置き換えることができる。
【００６２】よって、βを小さくすることにより、即
ち、光可変減衰器３４の減衰比を大きくすることによ
り、光検出器４１が検出するビート信号８４の振幅を大
きくすることができる。従って、光検出器４１に入って
来る光学雑音、及び電気変換時の電気雑音以上のビート
信号振幅が全アレイ導波路において得られるように、光
可変減衰器３４の減衰比を最適化することにより、全ア
レイ導波路のビート信号が検出可能となり、全てのアレ
イ導波路の光路長測定が実現できる。
ち、光可変減衰器３４の減衰比を大きくすることによ
り、光検出器４１が検出するビート信号８４の振幅を大
きくすることができる。従って、光検出器４１に入って
来る光学雑音、及び電気変換時の電気雑音以上のビート
信号振幅が全アレイ導波路において得られるように、光
可変減衰器３４の減衰比を最適化することにより、全ア
レイ導波路のビート信号が検出可能となり、全てのアレ
イ導波路の光路長測定が実現できる。
【００６３】以下に本実施の形態を用いて行った測定結
果の一例について記述する。図１において、コヒーレン
ト長の十分短い１．５μｍ光８１にはＬＥＤモジュール
を、コヒーレント長の短い１．３μｍＬＤレーザ光には
波長可変光源を用いた。光カプラ５１、５２は３ｄＢフ
ァイバカプラを、光路長可変装置３２にはプリズムと反
射ミラーをリニアステージに搭載した構造を採用したも
のを使用した。光可変減衰器３４は手動制御型可変減衰
器を、波長分波器は１．５／１．３分波ファイバカプラ
を使用した。光検出器４１、４２は光パワーメータのア
ナログアウト出力を電気増幅器で増幅し、Ａ／Ｄコンバ
ータによりディジタル変換する構成で実現した。波形記
録装置４４にはＰＣを使用した。
果の一例について記述する。図１において、コヒーレン
ト長の十分短い１．５μｍ光８１にはＬＥＤモジュール
を、コヒーレント長の短い１．３μｍＬＤレーザ光には
波長可変光源を用いた。光カプラ５１、５２は３ｄＢフ
ァイバカプラを、光路長可変装置３２にはプリズムと反
射ミラーをリニアステージに搭載した構造を採用したも
のを使用した。光可変減衰器３４は手動制御型可変減衰
器を、波長分波器は１．５／１．３分波ファイバカプラ
を使用した。光検出器４１、４２は光パワーメータのア
ナログアウト出力を電気増幅器で増幅し、Ａ／Ｄコンバ
ータによりディジタル変換する構成で実現した。波形記
録装置４４にはＰＣを使用した。
【００６４】かかる構成において、アレイ導波路格子数
４０本のアレイ導波路格子３１のビート波形の測定結果
を図２に示す。グラフの縦軸はビート波形の振幅であ
り、横軸は参照光の光路長変化量を規格化した値であ
る。尚、このとき、光可変減衰器３４を調節し、測定対
象アーム部の光強度Ｐ１と参照光強度Ｐ２との比を４：
１に設定した。図２に示す通り、アレイ導波路４０本分
のビート波形の観測を実現した。
４０本のアレイ導波路格子３１のビート波形の測定結果
を図２に示す。グラフの縦軸はビート波形の振幅であ
り、横軸は参照光の光路長変化量を規格化した値であ
る。尚、このとき、光可変減衰器３４を調節し、測定対
象アーム部の光強度Ｐ１と参照光強度Ｐ２との比を４：
１に設定した。図２に示す通り、アレイ導波路４０本分
のビート波形の観測を実現した。
【００６５】また、本実施の形態において、光可変減衰
器３４を調節し、測定対象アーム部の光強度Ｐ１（８
２）と参照光強度Ｐ２（８３）との比を必ず４：１に設
定する必要はなく、光可変減衰器３４を調節し、測定対
象アーム部の光強度Ｐ１と参照光強度Ｐ２との比を３：
１〜５：１の間に設定しておけば、全てのアレイ導波路
のビート信号が検出可能となり、全てのアレイ導波路の
光路長測定が実現できる。
器３４を調節し、測定対象アーム部の光強度Ｐ１（８
２）と参照光強度Ｐ２（８３）との比を必ず４：１に設
定する必要はなく、光可変減衰器３４を調節し、測定対
象アーム部の光強度Ｐ１と参照光強度Ｐ２との比を３：
１〜５：１の間に設定しておけば、全てのアレイ導波路
のビート信号が検出可能となり、全てのアレイ導波路の
光路長測定が実現できる。
【００６６】尚、図１の構成は、ＣＰＵとメモリで構成
されるコンピュータシステムにより制御することができ
る。コンピュータシステムにより構成する場合には、上
記メモリは、本発明による記憶媒体を構成することにな
る。この記憶媒体には、上記実施の形態で説明した動作
を実行するためのプログラムが格納されることになる。
されるコンピュータシステムにより制御することができ
る。コンピュータシステムにより構成する場合には、上
記メモリは、本発明による記憶媒体を構成することにな
る。この記憶媒体には、上記実施の形態で説明した動作
を実行するためのプログラムが格納されることになる。
【００６７】この記憶媒体としては、半導体記憶装置、
光ディスク、光磁気ディスク、磁気記録媒体等を用いる
ことができる。
光ディスク、光磁気ディスク、磁気記録媒体等を用いる
ことができる。
【００６８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来例に比べて、一回のアレイ導波路格子の光路長測定
により、全てのアレイ導波路の光路長測定ができると共
に、測定結果のアレイ導波路への特定付けを行うことが
できる。その理由は、ビート信号の振幅を最適化するこ
とにより、全てのアレイ導波路のビート信号の振幅が検
出できるからである。
従来例に比べて、一回のアレイ導波路格子の光路長測定
により、全てのアレイ導波路の光路長測定ができると共
に、測定結果のアレイ導波路への特定付けを行うことが
できる。その理由は、ビート信号の振幅を最適化するこ
とにより、全てのアレイ導波路のビート信号の振幅が検
出できるからである。
【００６９】また、本発明によれば、従来例に比べて、
約半分の測定時間でアレイ導波路の光路長を測定するこ
とができる。その理由は、ビート信号の振幅を最適化す
ることにより、全てのアレイ導波路のビート信号の振幅
を検出できるからである。
約半分の測定時間でアレイ導波路の光路長を測定するこ
とができる。その理由は、ビート信号の振幅を最適化す
ることにより、全てのアレイ導波路のビート信号の振幅
を検出できるからである。
【図１】本発明によるアレイ導波路格子の光路長測定装
置の実施の形態を示すブロック図である。
置の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明によるアレイ導波路格子のビート波形の
測定結果を示すグラフである。
測定結果を示すグラフである。
【図３】本発明の測定対象としてのアレイ導波路格子の
構成図である。
構成図である。
【図４】従来のアレイ導波路格子の光路長測定装置を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図５】従来のアレイ導波路格子のビート波形の測定結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
２１ ＬＥＤ光源 ２２ ＬＤ光源 ３１ アレイ導波路格子 ３２ 光路長可変装置 ３３ 波長分波器 ４１、４２ 光検出器 ４３ クロック発生器 ４４ 波形記録装置 ５１、５２ 光カプラ ６１、６２、６３ 光ファイバ ７１、７２、７３ 電気配線 ８１ １．５μｍＬＥＤ光 ８２ 伝搬した光 ８３ 参照光 ８４ ビート信号
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 9/00 - 11/30 102 G01J 9/00 - 9/04 G02B 6/12 - 6/14 G02B 6/293
Claims (12)
- 【請求項１】 マッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変
換分光法を用いたアレイ導波路格子の光路長測定装置に
おいて、 前記マッハツェンダ干渉光学系内の参照アーム部に、前
記アレイ導波路格子を通過した光と異なる光強度に参照
光の光強度を調節する光強度調節手段を設けたことを特
徴とするアレイ導波路格子の光路長測定装置。 - 【請求項２】 前記マッハツェンダ干渉光学系は、前記
アレイ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光路長
可変手段と前記光強度調整手段とを設けた前記参照アー
ム部とを有し、波長の異なる第１、第２の光を光カプラ
を介して入力し、前記アレイ導波路格子を通過した光
と、前記光路長可変手段と光強度調整手段を通過した参
照光とを他の光カプラを介して取り出すようになされ、 前記取り出された各光を波長分波してビート光信号と参
照光とを得る波長分波手段と、 前記ビート光信号を光電変換してビート信号を得る光電
変換手段と、 前記参照光を光電変換して参照信号を得る光電変換手段
と、 前記参照信号に応じたクロック信号を生成する生成手段
と、 前記ビート信号を前記クロック信号に基づいてフーリエ
変換する演算手段とを設けたことを特徴とする請求項１
記載のアレイ導波路格子の光路長測定装置。 - 【請求項３】 前記光強度調整手段は、 前記アレイ導波路格子を通過した光よりも低い光強度に
前記参照光の光強度を調節することを特徴とする請求項
１または２記載のアレイ導波路格子の光路長測定装置。 - 【請求項４】 前記光強度調整手段は、 前記参照光の光強度を調節し、前記アレイ導波路格子を
通過した光と前記参照光の光強度との比を３：１〜５：
１とすることを特徴とする請求項１から３のいずれか１
項に記載のアレイ導波路格子の光路長測定装置。 - 【請求項５】 マッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変
換分光法を用いたアレイ導波路格子の光路長測定方法に
おいて、 前記マッハツェンダ干渉光学系内の参照アーム部で前記
アレイ導波路格子を通過した光と異なる光強度に参照光
の光強度を調整することを特徴とするアレイ導波路格子
の光路長測定方法。 - 【請求項６】 前記マッハツェンダ干渉光学系として、
前記アレイ導波路格子を設けた測定対象アーム部と、光
路長可変手段と前記光強度調整手段とを設けた前記参照
アーム部とを有し、波長の異なる第１、第２の光を光カ
プラを介して入力し、前記アレイ導波路格子を通過した
光と、前記光路長可変手段と光強度調整手段を通過した
参照光とを他の光カプラを介して取り出すようになされ
たものを用い、 前記取り出された光を波長分波して得られるビート光信
号を光電変換したビート信号を、前記取り出された参照
光を光電変換した参照信号に応じて生成されたクロック
信号に基づいてフーリエ変換することを特徴とする請求
項５記載のアレイ導波路格子の光路長測定方法。 - 【請求項７】 前記光強度調整手段は、 前記アレイ導波路格子を通過した光よりも低い光強度に
前記参照光の光強度を調節することを特徴とする請求項
５または６記載のアレイ導波路格子の光路長測定方法。 - 【請求項８】 前記光強度調整手段は、 前記参照光の光強度を調節し、前記アレイ導波路格子を
通過した光と前記参照光の光強度との比を３：１〜５：
１とすることを特徴とする請求項５から７のいずれか１
項に記載のアレイ導波路格子の光路長測定方法。 - 【請求項９】 マッハツェンダ干渉光学系とフーリエ変
換分光法を用いてアレイ導波路格子の光路長を測定する
処理において、 前記マッハツェンダ干渉光学系内の参照アーム部におけ
る参照光の光強度を前記アレイ導波路格子を通過した光
と異なる光強度に調整する光強度調整処理を実行するた
めのプログラムを記憶したことを特徴とするプログラム
を記憶した記憶媒体。 - 【請求項１０】 前記マッハツェンダ干渉光学系から取
り出され波長分波されたビート光信号を光電変換してビ
ート信号を得る処理と、 前記波長分波され上記光強度を調整された参照光を光電
変換して参照信号を得る処理と、 前記参照信号に応じたクロック信号を生成する処理と、 前記ビート信号を上記クロック信号に基づいてフーリエ
変換する処理とを実行するためのプログラムを記憶した
ことを特徴とする請求項９記載のプログラムを記憶した
記憶媒体。 - 【請求項１１】 前記光強度調整処理は、 前記アレイ導波路格子を通過した光よりも低い光強度に
前記参照光の光強度を調節することを特徴とする請求項
９または１０記載のプログラムを記憶した記憶媒体。 - 【請求項１２】 前記光強度調整処理は、 前記参照光の光強度を調節し、前記アレイ導波路格子を
通過した光と前記参照光の光強度との比を３：１〜５：
１とすることを特徴とする請求項９から１１のいずれか
１項に記載のプログラムを記憶した記憶媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4182999A JP3269478B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | アレイ導波路格子の光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4182999A JP3269478B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | アレイ導波路格子の光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241110A JP2000241110A (ja) | 2000-09-08 |
| JP3269478B2 true JP3269478B2 (ja) | 2002-03-25 |
Family
ID=12619172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4182999A Expired - Fee Related JP3269478B2 (ja) | 1999-02-19 | 1999-02-19 | アレイ導波路格子の光路長測定装置、方法及びプログラムを記憶した記憶媒体 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3269478B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP3317281B2 (ja) | 1999-07-19 | 2002-08-26 | 日本電気株式会社 | アレイ導波路回折格子の光路長測定装置 |
| CN112484647B (zh) * | 2020-11-18 | 2022-06-10 | 北京华卓精科科技股份有限公司 | 干涉仪位移测量系统及方法 |
-
1999
- 1999-02-19 JP JP4182999A patent/JP3269478B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000241110A (ja) | 2000-09-08 |
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