JP4059779B2 - 波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザに関し、特に、所望の波長の光を透過してその他の波長の光は反射するようにした波長選択フィルタを備え、波長選択フィルタを透過した後に後段の反射鏡で反射して再び波長選択フィルタへ戻ってくる光を利用する波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、波長の異なる複数の信号光を多重化することで１本の光ファイバによる大容量伝送を可能とする波長多重通信システム（ＷＤＭシステム）の開発が進んでいる。このようなＷＤＭシステムにおいては、広い波長範囲で所望の波長を選択することのできる波長選択フィルタやこれを用いた波長選択レーザがシステムを構築する上で強く求められている。
【０００３】
図２５は波長選択フィルタを用いた波長選択レーザの概念図である。波長選択レーザを実現する方法のひとつとして、対向する２つの反射鏡２００，２０１で構成される共振器内に、広帯域の利得媒質２０２および波長選択フィルタ２０３を配置する方法がある。この方法において、波長選択フィルタ２０３として、ファブリ・ペロー（ＦＰ）エタロンのように所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射するものを用いる場合、これを透過する光（選択光）は、反射鏡２００，２０１の間で共振され、レーザ発振されるようになる。
【０００４】
このような波長選択フィルタ２０３としては、例えば、透過波長に応じて所定の厚みに設計されその両面に所定の反射コーティングが施された石英板によりＦＰエタロンを構成したものなどを用いることができる。このほか、従来の波長選択フィルタとしては、例えば、入射側および出射側の透明基板を、２枚の偏光子、およびこの２枚の偏光子の外側にそれぞれ接合されていて偏光面を回転させる方向が相互に逆向きの２枚の旋光子で構成し、スペーサを介して液晶を挟んだものもある（特許文献１参照）。この場合、断面台形状の旋光子を設けて旋光子を透過した光の偏光状態にばらつきを持たせて入射光の消偏光化を図るとともに、偏光面を回転させる方向を相互に逆向きにして２枚の旋光子を配置し２方向の入射光に適用できるようにしている。さらに、従来の波長選択フィルタの他の例としては、例えば、２枚の平板状媒質の一端面にそれぞれ反射面を形成してこの反射面を対向させ、その間に所定の長さのスペーサを挟んでＦＰエタロンを構成したものもある（特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、波長選択フィルタを用いた波長選択レーザにおいては、波長選択フィルタを透過せずに反射された光（非選択光）が共振器内に戻ると、所望の波長での安定したレーザ発振が不可能になるといった問題点があった。そのため、波長選択レーザにおいては、このような非選択光の影響を抑制する必要がある。
【０００６】
図２６は従来の非選択光の影響を抑制する方法の説明図である。ただし、図２６では、図２５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。波長選択フィルタ２０３の非選択光が共振器内に戻らないようにするため、従来は、この波長選択フィルタ２０３を光軸に対して傾けて配置するようにしている。これにより、波長選択フィルタ２０３に入射した入射光のうち、選択光はこれを透過し、反射鏡２０１で反射され、再び波長選択フィルタ２０３に戻り、これを透過する。一方、非選択光は、波長選択フィルタ２０３で反射されるが、波長選択フィルタ２０３が傾けて配置されていることで、入射光あるいは選択光の光軸からは外れて反射され、共振器内に戻るのが回避されるようになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１２５８０１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３３８６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、波長選択フィルタを光軸に対して傾けて配置すると、フィネスの悪化や挿入損失の増加が起こり、その結果、波長選択レーザの特性劣化を招くといった問題点があった。特に、フィネスの高いＦＰエタロンでは、例えば入射角を２度以上傾けるとそのフィネスは半分以下になり、挿入損失も５ｄＢ（デシベル）以上増加する。その結果、波長選択フィルタで選択される波長でレーザ発振するようにした波長選択レーザや、さらに、選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振するようにした波長可変レーザにおいて、その波長選択性が悪化し、安定なレーザ発振が困難になる。
【０００９】
さらに、波長選択フィルタを光軸に対して傾けて配置するのに伴い、波長選択フィルタ自体あるいはそれを用いた波長選択レーザや波長可変レーザが大型化する場合があり、また、波長選択フィルタの角度の微調整が必要になるためアライメントが煩雑になる場合があるといった課題も残る。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、波長選択フィルタから反射される非選択光の影響を抑制するとともに、フィネスの悪化や挿入損失の増加を抑えた波長選択装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、波長選択装置を用い、波長選択装置で選択される波長で安定してレーザ発振する波長選択レーザ、および波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してその波長で安定してレーザ発振する波長可変レーザを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、小型でかつアライメントが簡略化された波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示す構成で実現可能な波長選択装置が提供される。本発明の波長選択装置は、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有することを特徴とする。
【００１４】
このような構成を有する波長選択装置１によれば、直線偏光子４を通過した光のうち波長選択フィルタ２を透過する波長の光は、反射鏡３で反射されて直線偏光子４へ戻ってくるまでに、偏光を４５度回転させる素子を計４回通過する。したがって、その偏光は１８０度回転し、直線偏光子４を通過する。一方、波長選択フィルタ２で反射される波長の光は、波長選択フィルタ２で反射されて直線偏光子４へ戻ってくるまでに、偏光を４５度回転させる素子を計２回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子４の偏光方向に対して９０度回転され、直線偏光子４で遮断されることになる。このように、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２を透過した選択光のみを取り出し、波長選択フィルタ２で反射した非選択光は取り出さないようにする。
【００１５】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択装置において、前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする波長選択装置が提供される。
【００１６】
このような構成の波長選択装置では、波長選択フィルタを透過して反射鏡で反射されて波長選択フィルタに戻ってくる光のうち、一部は波長選択フィルタを透過し、波長選択フィルタを透過できなかった光はここで反射されて偏光を４５度回転させる素子を更に通過することで第２の直線偏光子により遮断されるようになる。これにより、波長選択フィルタを透過できなかった光の波長選択フィルタと反射鏡との間での多重反射が抑制されるようになる。
【００１７】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、を有することを特徴とする波長選択レーザが提供される。
【００１８】
このような波長選択レーザによれば、利得媒質から発生した光は、波長選択フィルタで所望の波長が選択され、第２の反射鏡と波長選択装置の反射鏡との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置は、波長選択フィルタの非選択光を、第２の反射鏡の側へ戻すことがないので、レーザ発振への非選択光の影響が抑制される。
【００１９】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、前記利得媒質と前記波長選択装置との間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、を有することを特徴とする波長可変レーザが提供される。
【００２０】
このような波長可変レーザによれば、波長可変フィルタが、利得媒質と波長選択装置との間に配置され、波長選択装置の波長選択フィルタを透過した波長の光のうちから任意のひとつの波長の光のみ選択する。これにより、任意の波長での狭帯域レーザ発振が実現されるようになる。
【００２１】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択レーザまたは波長可変レーザにおいて、前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする波長選択レーザまたは波長可変レーザが提供される。
【００２２】
このような波長選択レーザまたは波長可変レーザでは、波長選択フィルタと反射鏡との間での多重反射が抑制され、精度の良い安定したレーザ発振が可能になる。
【００２３】
また、本発明では、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、前記波長選択フィルタは、前記入射光が入射する側に配置されて偏光を４５度回転させる第１の素子と前記所望の波長の光が透過する側に配置されて偏光を４５度回転させる第２の素子とを備え、前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に形成された反射膜によって形成されるエタロンであり、かつ、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に直線偏光子が配置されていることを特徴とする波長選択装置が提供される。
【００２４】
このような構成を有する波長選択装置では、直線偏光子を通過した光のうち波長選択フィルタのエタロンを透過する波長の光は、透過後に反射鏡で反射して再び直線偏光子へ戻ってくるまでに、第１の素子と第２の素子を計４回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子の偏光方向に対して１８０度回転しており、直線偏光子を通過することができる。一方、エタロンで反射される波長の光は、エタロンで反射して直線偏光子へ戻ってくるまでに、第１の素子を計２回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子の偏光方向に対して９０度回転しており、直線偏光子で遮断されることになる。さらに、この波長選択装置の波長選択フィルタは、第１，第２の素子の対向する端面によって、またはそれらの端面にそれぞれ形成された反射膜によって、エタロンが形成されている。すなわち、波長選択フィルタは、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体にした構造を有する。そのため、波長選択装置が小型化されるとともに、各部品のアライメントが簡略化されるようになる。
【００２５】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択装置の前記第１の素子と前記第２の素子との対向する前記端面の間の距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする波長選択装置が提供される。例えば、第１の素子と第２の素子の間に、温度によって体積が変化する物質や圧電素子をスペーサとして配置すれば、温度や印加電圧の制御により、第１の素子と第２の素子の間の距離を変化させることができ、これによってエタロンの透過波長が変化するため、エタロンを波長可変フィルタとして用いることもできるようになる。
【００２６】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、を有することを特徴とする波長選択レーザが提供される。
【００２７】
このような波長選択レーザによれば、利得媒質から発生した光は、波長選択フィルタのエタロンで所望の波長が選択され、エタロンの非選択光を直線偏光子で遮断してこれを第２の反射鏡の側へ戻すことがないので、安定したレーザ発振が実現される。さらに、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体とした波長選択フィルタを用いることで、波長選択レーザ全体の小型化が図られる。
【００２８】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、前記利得媒質と前記波長選択装置の間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、を有することを特徴とする波長可変レーザが提供される。
【００２９】
このような波長可変レーザによれば、波長可変フィルタが利得媒質と波長選択装置の間に配置され、波長選択装置のエタロンを透過する波長の光のうちから任意のひとつの波長の光のみ選択するので、任意の波長での安定したレーザ発振が実現される。さらに、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体とした波長選択フィルタを用いることで、波長可変レーザ全体の小型化が図られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は第１の実施の形態の波長選択装置の構成図である。図１に示す波長選択装置１は、所望の波長の光（選択光）を透過してその他の波長の光（非選択光）を反射する波長選択フィルタ２と、この波長選択フィルタ２を透過した選択光を反射する反射鏡３とを有している。波長選択装置１は、この波長選択フィルタ２の前段、すなわち波長選択装置１に対して入射光が入射してくる側に、直線偏光子４および第１のファラデー素子５を有している。さらに、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２の後段、すなわち波長選択フィルタ２と反射鏡３との間に、第２のファラデー素子６を有している。
【００３２】
この波長選択装置１の波長選択フィルタ２には、例えばＦＰエタロンを用いることができる。このＦＰエタロンは、例えば石英板で形成されて、その両面に高反射コーティングを施し、透過波長がＩＴＵ−Ｔグリッドと一致するように石英板の厚さが設計される。
【００３３】
反射鏡３は、例えば誘電体多層膜で構成され、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲で９９％以上の反射率を持つように設計される。
直線偏光子４には、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムを用い、入射光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させるようにする。
【００３４】
第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６には、例えば磁性ガーネット単結晶が用いられ、これを通過する光の偏光を４５度回転させるようにその長さが設計される。
【００３５】
このような構成の波長選択装置１において、波長選択フィルタ２からの反射光の影響抑制の原理を、図２および図３を参照して説明する。図２は光が波長選択フィルタを透過する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図、図３は光が波長選択フィルタで反射する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【００３６】
まず、波長選択装置１において、その入射光は直線偏光とし、その偏光方向は直線偏光子４の偏光方向に一致させるようにする。直線偏光子４を通過した光のうち波長選択フィルタ２を透過する波長の光は、図２に示すように、第１のファラデー素子５、波長選択フィルタ２、第２のファラデー素子６を順に通過して反射鏡３に到達する。そして、反射鏡３によって反射された光は、再び第２のファラデー素子６、波長選択フィルタ２、第１のファラデー素子５を順に通過し、直線偏光子４に到達する。この間、波長選択フィルタ２を透過する波長の光、すなわち選択光は、計４回ファラデー素子を通過する。したがって、偏光が４５度回転するファラデー素子を使用した場合、その偏光は、直線偏光子４へ戻ってくるまでに１８０度回転することになり、選択光は直線偏光子４を通過することができる。
【００３７】
一方、波長選択フィルタ２で反射される波長の光は、図３に示すように、第１のファラデー素子５を通過した後、波長選択フィルタ２によって反射され、再び第１のファラデー素子５を通過し、直線偏光子４に到達する。この間、波長選択フィルタ２で反射される波長の光、すなわち非選択光は、ファラデー素子を計２回通過し、その偏光は、直線偏光子４へ戻ってくるまでに９０度回転されている。そのため、非選択光は直線偏光子４で遮断されるようになる。
【００３８】
このように、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２を透過した選択光のみが取り出されるように構成され、波長選択フィルタ２で反射した非選択光は取り出されないようになっている。これにより、波長選択フィルタ２から反射する非選択光の影響が抑制される。
【００３９】
さらに、第１の実施の形態の波長選択装置１では、波長選択フィルタ２を従来のように斜めに傾けて配置することがなく、波長選択フィルタ２に光を垂直に入射することができるため、波長選択フィルタ２のフィネスの悪化、挿入損失の増加を抑えることができる。直線偏光子４、第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６の挿入損失は、最適な素子を用いて最適な配置をした場合、片道で０．７ｄＢ程度である。これは波長選択フィルタ２にＦＰエタロンを用いてこれを斜めに挿入した際の挿入損失の増加に比べて小さく、全体的な損失が大きくなることはない。
【００４０】
また、この波長選択装置１は、共振器内に配置してレーザ発振に用いることができる。図４は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。ただし、図４において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００４１】
図４に示す波長選択レーザ１０は、波長選択装置１と、この波長選択装置１の直線偏光子４の手前に配置された利得媒質１１と、利得媒質１１の直線偏光子４が配置される側と反対の側に配置された第２の反射鏡１２とを有している。この第２の反射鏡１２と波長選択装置１の反射鏡３とは対向して配置され、これにより波長選択レーザ１０における共振器が構成されている。
【００４２】
このような波長選択レーザ１０においては、利得媒質１１から発生した光は、波長選択フィルタ２で所望の波長が選択され、第２の反射鏡１２と波長選択装置１の反射鏡３との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２の非選択光を、直線偏光子４で遮断し、第２の反射鏡１２の側へ戻すことがないので、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、レーザ発振への非選択光の影響を抑制することができる。これにより、波長選択フィルタ２によって選択された波長で安定したレーザ発振が可能になる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態の波長選択装置１を、所望の波長の光を選択してレーザ発振する波長選択レーザ、さらに、所望の波長の光から任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザに適用した場合について具体的に説明する。（なお、波長可変レーザについて、要すれば、例えば特開２０００−２６１０８６号公報参照）。
【００４４】
まず、波長選択装置１を波長選択レーザに適用した場合について述べる。図５は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。ただし、図５において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００４５】
図５に示す波長選択レーザ２０は、波長選択装置１を有し、この波長選択装置１の直線偏光子４の手前には、利得媒質としての半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier，ＳＯＡ）２１が配置されている。このＳＯＡ２１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、直線偏光子４の透過する偏光方向と一致するように配置されている。さらに、このＳＯＡ２１と直線偏光子４との間には、ＳＯＡ２１と波長選択装置１の光結合のためのコリメートレンズ２２が配置されている。
【００４６】
ＳＯＡ２１の端面のうち、レーザ出射端面、すなわちこの波長選択レーザ２０から光出力される側の端面は、へき開面２１ａであり、このへき開面２１ａが反射鏡としての役割を果たすようになっている。すなわち、へき開面２１ａと波長選択装置１の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面２１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。また、ＳＯＡ２１の端面のうち波長選択装置１に対向する側の端面、およびコリメートレンズ２２には、無反射コーティングが施されている。
【００４７】
この波長選択レーザ２０の波長選択装置１には、波長選択フィルタ２としてＦＰエタロンを用い、反射鏡３として誘電体多層膜ミラーを用いる。また、偏光を回転させる素子として第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を用いる。
【００４８】
このような構成の波長選択レーザ２０によれば、ＦＰエタロンの波長選択フィルタ２の非選択光は、波長選択装置１の直線偏光子４で遮断され、へき開面２１ａに戻されることがなく、選択光のみが共振可能となる。そのため、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリットに一致した波長の光のみがレーザ発振される波長選択レーザ２０を実現することができる。さらに、ＳＯＡ２１を用いることで、波長選択レーザ２０全体の小型化が可能になり、また、ＳＯＡ２１の利得帯域が広いため広波長範囲での波長選択レーザ２０を実現することができる。また、ＳＯＡ２１のへき開面２１ａを反射鏡として用いることで、別個に反射鏡を設ける必要がなくなり、アライメントが簡単になるとともに、波長選択レーザ２０の小型化を図ることができる。
【００４９】
次に、波長選択装置１を波長可変レーザに適用した場合について述べる。図６は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。ただし、図６において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００５０】
図６に示す波長可変レーザ３０は、波長選択装置１を有し、波長選択装置１の直線偏光子４の手前には、利得媒質としてのＳＯＡ３１と、任意の波長の光のみ選択的に透過する音響光学波長可変フィルタ（Accousto-Optically Tunable Filter，ＡＯＴＦ）３２とが配置されている。ＳＯＡ３１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置１の直線偏光子４を透過する偏光方向と一致するように配置されている。
【００５１】
ＳＯＡ３１のレーザ出射端面、すなわち光出力される側は、反射鏡としての役割を果たすへき開面３１ａになっている。このへき開面３１ａと波長選択装置１の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面３１ａには、ある特定の反射率を持つ光学薄膜がコーティングされていてもよい。
【００５２】
ＳＯＡ３１のへき開面３１ａと反対の側の端面、およびＡＯＴＦ３２の両端面には、無反射コーティングが施されている。ＡＯＴＦ３２は、ＳＯＡ３１のへき開面３１ａと反対の側の端面に、例えばバットジョイント結合されている。
【００５３】
さらに、波長可変レーザ３０には、ＡＯＴＦ３２と波長選択装置１の直線偏光子４との間に、ＳＯＡ３１と波長選択装置１の光結合のためのコリメートレンズ３３が配置されている。このコリメートレンズ３３には無反射コーティングが施されている。
【００５４】
この波長可変レーザ３０の波長選択装置１には、波長選択フィルタ２としてＦＰエタロンを用い、反射鏡３として誘電体多層膜ミラーを用いる。また、偏光を回転させる素子として第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を用いる。
【００５５】
このような構成の波長可変レーザ３０によれば、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致する透過波長のうち、ＡＯＴＦ３２によって任意のひとつの波長の光のみを選択することが可能になる。その結果、ＩＴＵ−Ｔグリッドの任意の波長での狭帯域レーザ発振が可能になる。さらに、この波長可変レーザ３０においては、上記の波長選択レーザ２０と同様、ＳＯＡ３１を用い、そのへき開面３１ａを反射鏡として用いることで、小型化が図られている。また、利用帯域の広いＳＯＡ３１を用いることで、広波長範囲での波長可変レーザ３０が実現される。なお、この波長可変レーザ３０において、これに用いる波長可変フィルタは、ＡＯＴＦに限らず、他の波長可変フィルタを用いても同様の効果が得られる。
【００５６】
以上説明したように、第１の実施の形態の波長選択装置１では、波長選択装置１の波長選択フィルタ２の入射光が入射する側に直線偏光子４を配置し、この直線偏光子４と波長選択フィルタ２との間、および波長選択フィルタ２とその透過光を反射させる反射鏡３との間に、それぞれ偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を配置する構成にした。これにより、波長選択装置１において、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、波長選択フィルタ２で反射する非選択光の影響を抑制することができるようになる。また、このような波長選択装置１を波長選択レーザ１０，２０または波長可変レーザ３０に用いることにより、安定したレーザ発振を実現することができる。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図７は第２の実施の形態の波長選択装置の構成図である。ただし、図７において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００５８】
図７に示す第２の実施の形態の波長選択装置４０は、選択光を透過して非選択光を反射する波長選択フィルタ２と、この波長選択フィルタ２を透過した選択光を反射する反射鏡３とを有している。さらに、この波長選択装置４０は、波長選択フィルタ２前段に第１の直線偏光子４ａおよび第１のファラデー素子５を有し、波長選択フィルタ２後段で反射鏡３との間に第２のファラデー素子６および第２の直線偏光子４ｂを有している。この第２の直線偏光子４ｂは、第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に、その偏光方向が第１の直線偏光子４ａの偏光方向と垂直になるように配置されている。
【００５９】
すなわち、第２の実施の形態の波長選択装置４０は、第１の直線偏光子４ａとこれに対して上記の配置関係で設けられた第２の直線偏光子４ｂの２つの直線偏光子を有している点で、図１に示した第１の実施の形態の波長選択装置１と相違し、その他の構成は同じである。
【００６０】
この第２の実施の形態の波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａおよび第２の直線偏光子４ｂには、第１の実施の形態と同様、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムが用いられ、これらに入射する光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させることができるようになっている。
【００６１】
ここで、第２の実施の形態の波長選択装置４０における波長選択フィルタ２からの反射光の影響抑制の原理を、図８および図９を参照して説明する。図８は光が波長選択フィルタで反射する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図、図９は光が波長選択フィルタを透過する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【００６２】
まず、波長選択装置４０において、その入射光は直線偏光とし、その偏光方向は第１の直線偏光子４ａの偏光方向に一致させるようにする。第１の直線偏光子４ａを通過した光のうち、波長選択フィルタ２で反射される光、すなわち非選択光は、図８に示すように、第１のファラデー素子５を通過した後、波長選択フィルタ２によって反射される。そして、この反射光は再び第１のファラデー素子５を通過して第１の直線偏光子４ａに到達する。この間、波長選択フィルタ２からの反射光は、偏光を４５度回転させるファラデー素子を計２回通過するため、その偏光が第１の直線偏光子４ａへ戻ってくるまでに９０度回転され、直線偏光子４で遮断されるようになる。
【００６３】
一方、第１の直線偏光子４ａを通過した光のうち、波長選択フィルタ２を透過する波長の光、すなわち選択光は、図９に示すように、第１のファラデー素子５、波長選択フィルタ２、第２のファラデー素子６を順に通過して第２の直線偏光子４ｂに到達する。この間、波長選択フィルタ２を透過した選択光は、ファラデー素子を２回通過するため、その偏光は９０度回転され、偏光方向が第１の直線偏光子４ａと垂直である第２の直線偏光子４ｂを通過することができる。第２の直線偏光子４ｂを通過した選択光は、反射鏡３によって反射され、再び第２の直線偏光子４ｂを通過し、第２のファラデー素子６を通過して波長選択フィルタ２に到達する。
【００６４】
ここで波長選択フィルタ２の特性によりさらに波長が選択され、一部は波長選択フィルタ２を透過するが、一部が波長選択フィルタ２で反射されてしまう場合がある。このような場合には、波長選択フィルタ２と反射鏡３との間で多重反射が起こり、波長選択フィルタ２の特性が劣化しまうことが起こり得る。
【００６５】
この第２の実施の形態の波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２を反射鏡３側から透過した選択光は、第１のファラデー素子５を通過し、第１の直線偏光子４ａに到達する。この場合は、選択光は、第１の直線偏光子４ａへ戻ってくるまでにファラデー素子を計４回通過するため、その偏光が１８０度回転され、第１の直線偏光子４ａを通過することができる。そして、波長選択フィルタ２で反射鏡３側に反射された一部の光は、第２のファラデー素子６を通過し、第２の直線偏光子４ｂに到達する。この場合、光は第２の直線偏光子４ｂへ戻ってくるまでにファラデー素子を計４回通過するため、その偏光が１８０度回転され、第２の直線偏光子４ｂで遮断されるようになる。これにより、波長選択フィルタ２の反射鏡３側の端面と反射鏡３との間での多重反射を抑制して波長選択フィルタ２の特性が劣化するのを防ぐことができるようになっている。
【００６６】
このように第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に第２の直線偏光子４ｂを設けることにより、波長選択装置４０内での多重反射を抑制しつつ、精度良く選択光を取り出し、非選択光を取り出さないようにすることができる。
【００６７】
図１０は第２の実施の形態の波長選択装置における反射スペクトルの計算結果の一例である。図１０において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は反射率を表している。図１０より、波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２の透過波長において非常に鋭い反射ピークが得られ、良好なフィルタ特性が得られる。波長選択装置４０においては、波長選択フィルタ２での反射、および波長選択フィルタ２と反射鏡３との間での多重反射の影響が良好に抑制されているといえる。
【００６８】
また、第２の直線偏光子４ｂを光軸上に挿入しても、第１の実施の形態の場合と同様、最適な素子を用いて最適な配置をした場合には、全体の挿入損失を片道で０．７ｄＢ程度に小さく抑えることも可能である。
【００６９】
次に、上記原理構成の波長選択装置４０を波長選択レーザ、波長可変レーザに用いた場合について述べる。
まず、波長選択装置４０を波長選択レーザに適用した場合について述べる。図１１は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。ただし、図１１において、図１および図７に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００７０】
この図１１に示す波長選択レーザ５０は、波長選択装置４０と、この波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前に配置された利得媒質５１と、利得媒質５１の第１の直線偏光子４ａが配置される側と反対の側に配置された第２の反射鏡５２とを有している。この第２の反射鏡５２と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。
【００７１】
この波長選択レーザ５０において、利得媒質５１から発生した光は、波長選択フィルタ２で所望の波長が選択され、第２の反射鏡５２と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２からの反射光の影響が抑制されるとともに、その内部での多重反射が抑制され、波長選択装置４０で選択された波長で精度の良い安定したレーザ発振が可能となる。
【００７２】
図１２は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。この図１２に示す波長選択レーザ６０は、波長選択装置４０を有し、第１の直線偏光子４ａの手前には、利得媒質としてのＳＯＡ６１が配置されている。このＳＯＡ６１は、その活性層が多重量子井戸で構成されて、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が第１の直線偏光子４ａの透過する偏光方向と一致するように配置されている。さらに、このＳＯＡ６１と第１の直線偏光子４ａとの間に、ＳＯＡ６１と波長選択装置４０の光結合のためのコリメートレンズ６２が配置されている。
【００７３】
ＳＯＡ６１の端面のうち、波長選択レーザ６０から光出力される側の端面はへき開面６１ａであり、このへき開面６１ａが反射鏡としての役割を果たし、波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面６１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。また、ＳＯＡ６１の端面のうち波長選択装置４０に対向する側の端面、およびコリメートレンズ６２には、無反射コーティングが施されている。
【００７４】
このような構成の波長選択レーザ６０によれば、波長選択装置４０内部での多重反射が抑制され、波長選択フィルタ２によって選択された波長の光のみが共振可能なため、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致した波長の光がレーザ発振する波長選択レーザが実現できる。また、ＳＯＡ６１を用いた場合、その利得帯域が広いことを反映して、広い波長範囲でのレーザ発振が可能になる。
【００７５】
次に、波長選択装置４０を波長可変レーザに適用した場合について述べる。図１３は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの概念図である。ただし、図１３において、図１および図７に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００７６】
この図１３に示す波長可変レーザ７０は、波長選択装置４０と、この波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前に配置された利得媒質７１との間に、ＡＯＴＦなどの波長可変フィルタ７２を有している。さらに、この波長可変レーザ７０は、利得媒質７１の波長可変フィルタ７２が配置される側と反対の側に第２の反射鏡７３を有し、この第２の反射鏡７３と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。
【００７７】
このような波長可変レーザ７０では、波長選択装置４０の波長選択フィルタ２からの反射光の影響が抑制されるとともに、波長選択装置４０内部での多重反射が抑制され、波長選択装置４０で選択される複数の波長のうちの任意の波長で精度の良い安定したレーザ発振が可能となる。
【００７８】
図１４は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。図１４に示す波長可変レーザ８０は、波長選択装置４０を有し、波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前には、ＳＯＡ８１およびＡＯＴＦ８２が配置されている。ＳＯＡ８１のレーザ出射端面はへき開面８１ａとなっており、このへき開面８１ａと反射鏡３とで共振器が構成されている。
【００７９】
ＡＯＴＦ８２は、ＳＯＡ８１のへき開面８１ａの側と反対側の端面にバットジョイント結合されている。このＡＯＴＦ８２と第１の直線偏光子４ａとの間にはコリメートレンズ８３が配置され、ＡＯＴＦ８２からの出射光が波長選択フィルタ２に平行に入射するようになっている。なお、この波長可変レーザ８０においては、ＳＯＡ８１のへき開面８１ａの側と反対側の端面、ＡＯＴＦ８２の両端面およびコリメートレンズ８３に無反射コーティングが施されている。また、へき開面８１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。
【００８０】
このような構成の波長可変レーザ８０では、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致する透過波長のうち、ＡＯＴＦ８２によって任意のひとつの波長の光のみを選択することが可能になる。その結果、ＩＴＵ−Ｔグリッドの任意の波長での狭帯域レーザ発振が可能になる。さらに、波長可変フィルタとしてＡＯＴＦ８２を用いた場合、その波長帯域が広いこと、動作速度が１ミリ秒以下と非常に速いことを反映して、広帯域かつ高速波長可変動作が可能な波長可変レーザを実現することができる。なお、ここで用いたＡＯＴＦ８２に限らず、その他の波長可変フィルタでも同様の効果が得られる。また、図１４において、ＳＯＡ８１とＡＯＴＦ８２の配置は入れ代わっていても構わない。
【００８１】
以上説明したように、第２の実施の形態の波長選択装置４０では、第１の実施の形態の波長選択装置１の直線偏光子４を第１の直線偏光子４ａとし、第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に、偏光方向が第１の直線偏光子４ａと垂直である第２の直線偏光子４ｂを配置する構成にした。これにより、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、波長選択フィルタ２からの非選択光の影響を抑制するとともに、波長選択フィルタ２と反射鏡３との間での多重反射を抑制することができる。また、このような波長選択装置４０を波長選択レーザ５０，６０または波長可変レーザ７０，８０に用いることにより、非選択光の影響を抑制して精度の良い安定したレーザ発振を実現することができる。
【００８２】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１５は第３の実施の形態の波長選択装置の構成例である。図１５に例示する構成の波長選択装置９０は、選択光を透過して非選択光を反射する波長選択フィルタ９１を有している。この波長選択フィルタ９１の後段、すなわち波長選択装置９０に入射した入射光が波長選択フィルタ９１を透過した側には、波長選択フィルタ９１を透過した選択光を反射する反射鏡９２が配置されている。さらに、この波長選択フィルタ９１の前段、すなわち波長選択装置９０に入射光が入射してくる側には、直線偏光子９３が配置されている。
【００８３】
波長選択フィルタ９１は、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５が、スペーサ９６を挟んで、それらの対向する端面を平行にした状態で、固定配置された構造を有している。第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５には、対向する端面に反射膜９４ａ，９５ａがそれぞれ形成されている。この第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の間隔は、スペーサ９６によって所定の長さとなるよう調節されている。これにより、波長選択フィルタ９１は、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の端面に形成された反射膜９４ａ，９５ａでの反射を利用するエアギャップのＦＰエタロン９７が、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５と一体に形成された構造になっている。なお、第１のファラデー素子９４の直線偏光子９３側の端面、および第２のファラデー素子９５の反射鏡９２側の端面には、それぞれ無反射コーティングが施されている。
【００８４】
このように各部品が配置された波長選択装置９０において、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５には、例えば、磁性ガーネット結晶を材料として偏光が４５度回転するように設計されたファラデー素子が用いられる。また、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５にそれぞれ形成された反射膜９４ａ，９５ａは、例えば、１．５５μｍ波長帯の光に対して端面反射率が８０％程度になるように設計された誘電体多層膜とする。さらに、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５は、反射膜９４ａ，９５ａを施した端面が、例えば、間隔がおよそ１．５ｍｍでかつ平行になるように厚さ１．５ｍｍの石英を材料としたスペーサ９６を介して固定される。この固定には例えば樹脂からなる接着剤などを用い、スペーサ９６、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５を接合したときに外側に露出する部分に、このような接着剤を塗布するなどして、これらの各部品を接合した状態で固定する。スペーサ９６で保たれる１．５ｍｍの間隔と端面反射率８０％の反射膜９４ａ，９５ａにより、１．５５μｍ波長帯において透過波長間隔が１００ＧＨｚのＩＴＵ−Ｔグリッドに一致したエアギャップのＦＰエタロン９７が形成される。
【００８５】
また、反射鏡９２は、例えば誘電体多層膜で構成され、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲で９９％以上の反射率を持つように設計される。直線偏光子９３には、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムを用い、入射光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させるようにする。
【００８６】
ここで、第３の実施の形態の波長選択装置９０において非選択光の影響を抑制する原理について説明する。まず、入射光は直線偏光とし、その偏光方向は直線偏光子９３の偏光方向に一致させるようにする。直線偏光子９３を通過した光のうち、ＦＰエタロン９７を透過する波長の光は、第１のファラデー素子９４、ＦＰエタロン９７、第２のファラデー素子９５を順に通過して反射鏡９２に到達する。そして、反射鏡９２で反射した光は、第２のファラデー素子９５、ＦＰエタロン９７、第１のファラデー素子９４を順に通過し、直線偏光子９３まで戻る。この間、ＦＰエタロン９７を透過する波長の光は、第１のファラデー素子９４を２回、第２のファラデー素子９５を２回通過し、偏光を４５度回転させるファラデー素子を計４回通過することになる。したがって、このＦＰエタロン９７を透過する選択光は、直線偏光子９３を通過してから再び直線偏光子９３へ戻ってくるまでに、その偏光が１８０度回転しているので、選択光は直線偏光子９３を通過することができる。
【００８７】
一方、ＦＰエタロン９７で反射される波長の光は、第１のファラデー素子９４を通過した後、ＦＰエタロン９７で反射され、再び第１のファラデー素子９４を通過し、直線偏光子９３に戻る。この間、ＦＰエタロン９７で反射する波長の光である非選択光は、第１のファラデー素子９４を計２回通過し、その偏光は、直線偏光子９３へ戻ってくるまでに９０度回転されている。そのため、非選択光は直線偏光子９３で遮断されるようになる。
【００８８】
このように、上記構成の波長選択装置９０では、ＦＰエタロン９７を透過する選択光は取り出されるが、ＦＰエタロン９７で反射する非選択光は取り出されないようになっている。これにより、波長選択装置９０を用いたレーザ発振などにおいて、非選択光の影響を抑制することができる。さらに、ＦＰエタロン９７に光を垂直に入射することができるので、ＦＰエタロン９７のフィネスなどの特性を損なうことなく所望の波長の光を取り出すことが可能である。
【００８９】
さらに、この波長選択装置９０では、波長選択フィルタ９１を、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体にした構造とすることにより、波長選択装置９０全体を小型化することができる。さらに、波長選択フィルタ９１を一体形成することで、波長選択装置９０の組立てに必要となる部品点数を少なくすることができ、組立ておよびアライメントが簡略化されるようになる。
【００９０】
第３の実施の形態の波長選択装置は、上記の図１５に示した構成のほか、以下の図１６から図１８に第１〜第３の変形例として例示する構成とすることも可能である。ただし、図１６から図１８において、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００９１】
図１６は波長選択装置の第１の変形例を示す図である。第１の変形例の波長選択装置１００は、図１５の反射鏡９２に代えて、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に高反射膜１０１が形成されている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。高反射膜１０１は、例えば、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲の光に対して端面反射率が９９％程度になるように設計された誘電体多層膜とすることができ、図１５の反射鏡９２と同じ役割を果たす。このような構成とすれば、反射鏡９２が不要となるため、波長選択装置１００を、図１５の波長選択装置９０に比べてより小型化することができるとともに、反射鏡９２についてのアライメントも不要になる。
【００９２】
図１７は波長選択装置の第２の変形例を示す図である。第２の変形例の波長選択装置１１０は、反射鏡９２が、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に貼り付けられている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。反射鏡９２は、反射鏡９２および第２のファラデー素子９５を接合したときに外側に露出する部分に例えば樹脂からなる接着剤を塗布することにより、第２のファラデー素子９５に貼り付けられる。このような構成とすることにより、第１の変形例と同様、装置の小型化およびアライメントの簡略化が図られる。
【００９３】
図１８は波長選択装置の第３の変形例を示す図である。第３の変形例の波長選択装置１２０は、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に高反射膜１０１が形成されているとともに、直線偏光子９３が、第１のファラデー素子９４の反射膜９４ａ側と反対側の端面に貼り付けられている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。直線偏光子９３は、直線偏光子９３および第１のファラデー素子９４を接合したときに外側に露出する部分に例えば樹脂からなる接着剤を塗布することにより、第１のファラデー素子９４に貼り付けられる。このような構成とすれば、装置の更なる小型化が可能になる。なお、図１７に示した波長選択装置１１０を、第３の変形例に示した波長選択装置１２０と同様に、直線偏光子９３を第１のファラデー素子９４に貼り付けた構成とすることも可能である。
【００９４】
また、図１５に示した波長選択装置９０においては、その波長選択フィルタ９１のスペーサ９６として、温度によってその体積が変化する物質あるいは圧電素子を用いた構成とすることもできる。このように、温度あるいは電圧によって第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を制御することができるようにすれば、この波長選択フィルタ９１を、透過波長を変化させることのできる波長可変フィルタとすることが可能になる。
【００９５】
図１９は第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を温度で制御する場合の波長選択装置の構成例、図２０は第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を電圧で制御する場合の波長選択装置の構成例である。ただし、図１９および図２０においては、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００９６】
第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を温度で制御する場合には、図１９に示すように、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５との間のスペーサ９６を、温度によってその体積が変化する物質を用いて形成する。このような物質としては、例えば石英を用いることができる。そして、このスペーサ９６の温度を調節するため、その付近にヒータ１３０を配置する。このヒータ１３０による加熱温度を制御することによってスペーサ９６の体積を変化させ、ＦＰエタロン９７の透過波長を変化させるようにする。例えば上記のように石英をスペーサ９６として用い、そのスペーサ９６の温度によって厚さを変化させる場合、必要な温度変化は４５℃程度となる。したがって、例えば温度を２０℃〜６５℃に調整できればよい。
【００９７】
一方、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を電圧で制御する場合には、図２０に示すように、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５との間のスペーサ９６を、圧電素子を用いて形成する。このような圧電素子としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3，ＰＺＴ）などの多結晶質セラミックを用いることができる。そして、このスペーサ９６となる圧電素子には、光軸方向に電圧を印加するための電圧源１３１が接続されており、その印加電圧を制御することによってスペーサ９６の体積を変化させ、ＦＰエタロン９７の透過波長を変化させるようにする。例えば上記のようにＰＺＴをスペーサ９６として用い、光軸方向に電圧を印加することによりその厚さを変化させる場合、必要な電圧は２００Ｖ程度となる。
【００９８】
このように温度や電圧の制御によってＦＰエタロン９７の透過波長を調整する場合には、スペーサ９６の厚さを波長の半分以上変化させる必要がある。ここでは波長１．５５μｍの半分で０．７７５μｍ以上変化させることが必要となる。
【００９９】
図２１はスペーサの厚さの変化によるエタロンの透過波長の変化を説明する図であって、（Ａ）はスペーサの厚さ変化のない場合、（Ｂ）はスペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合、（Ｃ）はスペーサの厚さ変化が１／２波長分の場合についてそれぞれ示している。
【０１００】
スペーサの厚さ変化のない状態で図２１（Ａ）に示すような透過波長のエタロンの場合、スペーサの厚さを１／４波長分だけ変化させると、図２１（Ｂ）に示すように、エタロンの透過波長が、エタロンの透過波長の間隔（Free Spectrum Range）の半分だけずれる。すなわち、スペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合には、変化後のエタロンの透過波長は、変化させる前の透過波長とその隣の透過波長との中間の位置に変化する。そして、更にスペーサの厚さを１／４波長分、すなわちエタロンの厚さを元の状態から半波長分変化させると、図２１（Ｃ）に示すように、エタロンの透過波長が、ちょうどエタロンの透過波長の間隔分だけ変化し、変化させる前の隣の透過波長の位置に変化する。したがって、半波長分だけスペーサの厚さを変えられれば、エタロンの透過波長を任意の場所に設定することができるようになり、十分な波長調節が可能になる。
【０１０１】
上記の波長選択装置９０では、スペーサ９６の厚さを１．５ｍｍとしたときに半波長分の０．７７５μｍの変化を起こすために必要な温度変化、印加電圧が、例えば上記の温度変化２０℃〜６５℃程度、印加電圧２００Ｖ程度ということになる。
【０１０２】
なお、図１５に示した波長選択装置９０のほか、図１６から図１８にそれぞれ示した波長選択装置１００，１１０，１２０を、温度あるいは電圧によって第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を制御して透過波長を変化させるようにした構成とすることも勿論可能である。
【０１０３】
また、第３の実施の形態の波長選択装置９０を、共振器内に配置するようにすれば、エタロンを透過する波長で選択的にレーザ発振する波長選択レーザを形成することができる。
【０１０４】
図２２は第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。ただし、図２２では、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１０５】
図２２に示す波長選択レーザ１４０は、波長選択装置９０と、この波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に配置された利得媒質としてのＳＯＡ１４１を有している。このＳＯＡ１４１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置９０の直線偏光子９３を透過する偏光方向と一致するように配置されている。このＳＯＡ１４１の両端面には無反射コーティングが施される。さらに、波長選択レーザ１４０は、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面側、すなわち直線偏光子９３が配置される側と反対の端面側に配置された第２の反射鏡１４２を有している。この第２の反射鏡１４２は、波長選択装置９０の反射鏡９２に対向して配置され、第２の反射鏡１４２と反射鏡９２で波長選択レーザ１４０の共振器が構成されている。
【０１０６】
このような波長選択レーザ１４０においては、ＳＯＡ１４１から発生した光は、波長選択フィルタ９１のＦＰエタロン９７で所望の波長が選択され、反射鏡９２と第２の反射鏡１４２との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置９０は、ＦＰエタロン９７の非選択光を直線偏光子９３で遮断し、第２の反射鏡１４２側へ戻すのを抑制する。これにより、ＦＰエタロン９７によって選択された波長で安定したレーザ発振が可能となる。また、この波長選択レーザ１４０に、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体とした波長選択フィルタ９１を用いるので、波長選択レーザ１４０全体の小型化が可能となる。
【０１０７】
なお、この波長選択レーザ１４０において、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面を、反射率１０％の光学薄膜がコーティングされたへき開面とし、このへき開面と反射鏡９２の間で共振器を構成するようにしてもよい。この場合には、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面の側と反対側の端面にのみ無反射コーティングが施される。また、ＳＯＡ１４１と直線偏光子９３の間に無反射コーティングが施されたコリメートレンズ（図示せず）を配置すれば、ＳＯＡ１４１からの出射光が波長選択装置９０のＦＰエタロン９７に平行に入射するようになる。
【０１０８】
さらに、図１５に示した波長選択装置９０を、共振器内に利得媒質、エタロンおよびＡＯＴＦを有していて、エタロンの周期的な透過波長のうちＡＯＴＦによって選択した任意の波長でレーザ発振する波長可変レーザに適用することもできる。
【０１０９】
図２３は第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。ただし、図２３では、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１１０】
図２３に示す波長可変レーザ１５０には、波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に、利得媒質としてのＳＯＡ１５１、および任意の波長の光のみ選択的に透過するＡＯＴＦ１５２が配置されている。ＳＯＡ１５１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置９０の直線偏光子９３を透過する偏光方向と一致するように配置されている。ＳＯＡ１５１のレーザ出射端面側には、第２の反射鏡１５３が配置され、第２の反射鏡１５３と波長選択装置９０の反射鏡９２とで共振器が構成されている。
【０１１１】
このような波長可変レーザ１５０によれば、ＦＰエタロン９７の特性を劣化させることなく、ＦＰエタロン９７の周期的な透過波長のうちＡＯＴＦ１５２によって選択した任意の波長でのレーザ発振を、非選択光の影響を抑制して実現することができる。また、波長選択装置９０の第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体にしているため、波長選択装置９０を小型化でき、波長可変レーザ１５０全体の小型化が可能になる。
【０１１２】
図２４は第３の実施の形態の波長選択装置の波長可変レーザへの適用例である。ただし、図２４では、図１５および図２３に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１１３】
波長可変レーザ１６０には、波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に、ＳＯＡ１６１およびＡＯＴＦ１６２が配置されている。ＳＯＡ１６１のレーザ出射端面は、反射率１０％の低反射膜１６３がコーティングされたへき開面となっており、この低反射膜１６３と反射鏡９２とで共振器が構成されている。
【０１１４】
ＡＯＴＦ１６２は、ＳＯＡ１６１の低反射膜１６３の側と反対側の端面にバットジョイント結合されている。このＡＯＴＦ１６２と直線偏光子９３の間にはコリメートレンズ１６４が配置され、ＡＯＴＦ１６２からの出射光が波長選択装置９０のＦＰエタロン９７に平行に入射するようになっている。なお、この波長可変レーザ１６０においては、ＳＯＡ１６１の低反射膜１６３の側と反対側の端面、ＡＯＴＦ１６２の両端面およびコリメートレンズ１６４に無反射コーティングが施されている。
【０１１５】
このような構成とすることにより、安定したレーザ発振を実現することができるとともに、波長可変レーザ１６０全体が小型化される。なお、上記の波長可変レーザ１５０，１６０において、これに用いる波長可変フィルタは、ＡＯＴＦ１５２，１６２に限らず、他の波長可変フィルタを用いても同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、上記の波長選択レーザ１４０および波長可変レーザ１５０，１６０には、図１５に示した波長選択装置９０のほか、図１６から図１８に示した波長選択装置１００，１１０，１２０も勿論適用することが可能である。
【０１１７】
以上説明したように、第３の実施の形態の波長選択装置９０では、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の対向した平行な端面に形成された反射膜９４ａ，９５ａによってＦＰエタロン９７を形成した波長選択フィルタ９１を、直線偏光子９３と反射鏡９２の間に配置する構成にした。これにより、ＦＰエタロン９７の特性を損なわずに、ＦＰエタロン９７からの反射光の影響を抑制することが可能となるとともに、波長選択装置９０の小型化、各部品のアライメントの簡略化が可能となる。また、このような波長選択装置９０を用いることにより、安定したレーザ発振が可能で小型化された波長選択レーザ１４０、波長可変レーザ１５０，１６０を実現することができる。
【０１１８】
なお、この第３の実施の形態の波長選択装置９０では、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の対向する端面に反射膜９４ａ，９５ａを形成してＦＰエタロン９７を形成したが、反射膜９４ａ，９５ａを形成することなく第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の対向する端面のみによってＦＰエタロンを構成することも可能である。
【０１１９】
また、第２の実施の形態と同様に、第３の実施の形態の波長選択装置９０の第２のファラデー素子９５と反射鏡９２との間にさらに直線偏光子を設ける構成とすることも可能である。波長選択装置９０の変形例として述べた波長選択装置１００，１１０，１２０についても同様である。この場合、第２のファラデー素子９５と反射鏡９２との間や第２のファラデー素子９５と高反射膜１０１との間に直線偏光子を配置するようにすれば装置内部での多重反射を抑制することが可能になる。
【０１２０】
なお、以上の説明では、偏光を回転させる素子としてファラデー素子を用いた場合を例にしたが、偏光を４５度回転させることができる素子であれば、ファラデー素子に限らず用いることが可能である。
【０１２１】
（付記１） 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、
を有することを特徴とする波長選択装置。
【０１２２】
（付記２） 前記波長選択フィルタは、ファブリ・ペローエタロンであることを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
（付記３） 前記素子は、偏光を４５度回転させるファラデー素子であることを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
【０１２３】
（付記４） 前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
【０１２４】
（付記５） 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。
【０１２５】
（付記６） 前記波長選択装置と前記利得媒質との間に配置されて前記波長選択装置と前記利得媒質との光結合を行うレンズを有することを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２６】
（付記７） 前記利得媒質は、半導体光増幅器であって、前記第２の反射鏡が前記半導体光増幅器のへき開面であることを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２７】
（付記８） 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２８】
（付記９） 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置との間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。
【０１２９】
（付記１０） 前記波長選択装置と前記波長可変フィルタとの間に配置されて前記波長選択装置と前記利得媒質との光結合を行うレンズを有することを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３０】
（付記１１） 前記利得媒質は、半導体光増幅器であって、前記第２の反射鏡が前記半導体光増幅器のへき開面であることを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３１】
（付記１２） 前記波長可変フィルタは、音響光学波長可変フィルタであることを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
（付記１３） 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３２】
（付記１４） 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタは、前記入射光が入射する側に配置されて偏光を４５度回転させる第１の素子と前記所望の波長の光が透過する側に配置されて偏光を４５度回転させる第２の素子とを備え、前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に形成された反射膜によって形成されるエタロンであり、かつ、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に直線偏光子が配置されていることを特徴とする波長選択装置。
【０１３３】
（付記１５） 前記第１の素子および前記第２の素子は、偏光を４５度回転させるファラデー素子であることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
（付記１６） 前記反射鏡は、前記第２の素子の前記第１の素子の側と反対側の端面に形成された高反射膜であることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３４】
（付記１７） 前記反射鏡は、前記第２の素子の前記第１の素子の側と反対側の端面に接合されていることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
（付記１８） 前記直線偏光子は、前記第１の素子の前記第２の素子の側と反対側の端面に接合されていることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３５】
（付記１９） 前記第１の素子と前記第２の素子との対向する前記端面の間の距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３６】
（付記２０） 前記第１の素子と前記第２の素子の間に、温度によって体積が変化する物質をスペーサとして配置し、前記物質の温度を変化させることによって前記距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１９記載の波長選択装置。
【０１３７】
（付記２１） 前記第１の素子と前記第２の素子の間に、圧電素子をスペーサとして配置し、前記圧電素子に印加する電圧を変化させることによって前記距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１９記載の波長選択装置。
【０１３８】
（付記２２） 前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３９】
（付記２３） 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。
【０１４０】
（付記２４） 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置の間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、波長選択フィルタの入射光が入射する側に直線偏光子を配置し、直線偏光子と波長選択フィルタとの間、および波長選択フィルタとその透過光を反射させる反射鏡との間に、それぞれ偏光を４５度回転させる素子を配置した構成とする。これにより、波長選択フィルタから反射する非選択光の影響を抑制できるとともに、波長選択フィルタのフィネスの悪化、挿入損失の増加を抑えることができる。さらに、この波長選択装置を波長選択レーザまたは波長可変レーザに用いることにより、波長選択フィルタの特性を損なわずに、非選択光の影響を抑制し、安定したレーザ発振を実現することができる。
【０１４２】
また、波長選択フィルタと反射鏡との間に配置された偏光を４５度回転させる素子と反射鏡との間にも、波長選択フィルタの入射光が入射する側に配置されている直線偏光子と偏光方向が垂直である直線偏光子を配置することにより、波長選択装置内部での多重反射の発生を抑制することができる。
【０１４３】
また、本発明では、偏光を４５度回転させる第１の素子および第２の素子によりそれらの対向した平行な端面または端面に形成された反射膜によってエタロンを形成した波長選択フィルタを、直線偏光子と反射鏡の間に配置した構成とする。これにより、エタロンからの反射光の影響を抑制することが可能となるとともに、波長選択装置の小型化、各部品のアライメントの簡略化が可能となる。さらに、この波長選択装置を用いることにより、安定したレーザ発振が可能な小型の波長選択レーザ、波長可変レーザを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の波長選択装置の構成図である。
【図２】光が波長選択フィルタを透過する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図３】光が波長選択フィルタで反射する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図４】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。
【図５】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図６】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図７】第２の実施の形態の波長選択装置の構成図である。
【図８】光が波長選択フィルタで反射する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図９】光が波長選択フィルタを透過する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図１０】第２の実施の形態の波長選択装置における反射スペクトルの計算結果の一例である。
【図１１】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。
【図１２】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図１３】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの概念図である。
【図１４】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図１５】第３の実施の形態の波長選択装置の構成例である。
【図１６】波長選択装置の第１の変形例を示す図である。
【図１７】波長選択装置の第２の変形例を示す図である。
【図１８】波長選択装置の第３の変形例を示す図である。
【図１９】第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を温度で制御する場合の波長選択装置の構成例である。
【図２０】第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を電圧で制御する場合の波長選択装置の構成例である。
【図２１】スペーサの厚さの変化によるエタロンの透過波長の変化を説明する図であって、（Ａ）はスペーサの厚さ変化のない場合、（Ｂ）はスペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合、（Ｃ）はスペーサの厚さ変化が１／２波長分の場合につてそれぞれ示している。
【図２２】第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図２３】第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図２４】第３の実施の形態の波長選択装置の波長可変レーザへの適用例である。
【図２５】波長選択フィルタを用いた波長選択レーザの概念図である。
【図２６】従来の非選択光の影響を抑制する方法の説明図である。
【符号の説明】
１，４０，９０，１００，１１０，１２０ 波長選択装置
２，９１ 波長選択フィルタ
３，９２ 反射鏡
４，９３ 直線偏光子
４ａ 第１の直線偏光子
４ｂ 第２の直線偏光子
５，９４ 第１のファラデー素子
６，９５ 第２のファラデー素子
１０，２０，５０，６０，１４０ 波長選択レーザ
１１，５１，７１ 利得媒質
１２，５２，７３，１４２，１５３ 第２の反射鏡
２１，３１，６１，８１，１４１，１５１，１６１ ＳＯＡ
２１ａ，３１ａ，６１ａ，８１ａ へき開面
２２，３３，６２，８３，１６４ コリメートレンズ
３０，７０，８０，１５０，１６０ 波長可変レーザ
３２，８２，１５２，１６２ ＡＯＴＦ
７２ 波長可変フィルタ
９４ａ，９５ａ 反射膜
９６ スペーサ
９７ ＦＰエタロン
１０１ 高反射膜
１３０ ヒータ
１３１ 電圧源
１６３ 低反射膜
【発明の属する技術分野】
本発明は波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザに関し、特に、所望の波長の光を透過してその他の波長の光は反射するようにした波長選択フィルタを備え、波長選択フィルタを透過した後に後段の反射鏡で反射して再び波長選択フィルタへ戻ってくる光を利用する波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の通信需要の飛躍的な増大に伴い、波長の異なる複数の信号光を多重化することで１本の光ファイバによる大容量伝送を可能とする波長多重通信システム（ＷＤＭシステム）の開発が進んでいる。このようなＷＤＭシステムにおいては、広い波長範囲で所望の波長を選択することのできる波長選択フィルタやこれを用いた波長選択レーザがシステムを構築する上で強く求められている。
【０００３】
図２５は波長選択フィルタを用いた波長選択レーザの概念図である。波長選択レーザを実現する方法のひとつとして、対向する２つの反射鏡２００，２０１で構成される共振器内に、広帯域の利得媒質２０２および波長選択フィルタ２０３を配置する方法がある。この方法において、波長選択フィルタ２０３として、ファブリ・ペロー（ＦＰ）エタロンのように所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射するものを用いる場合、これを透過する光（選択光）は、反射鏡２００，２０１の間で共振され、レーザ発振されるようになる。
【０００４】
このような波長選択フィルタ２０３としては、例えば、透過波長に応じて所定の厚みに設計されその両面に所定の反射コーティングが施された石英板によりＦＰエタロンを構成したものなどを用いることができる。このほか、従来の波長選択フィルタとしては、例えば、入射側および出射側の透明基板を、２枚の偏光子、およびこの２枚の偏光子の外側にそれぞれ接合されていて偏光面を回転させる方向が相互に逆向きの２枚の旋光子で構成し、スペーサを介して液晶を挟んだものもある（特許文献１参照）。この場合、断面台形状の旋光子を設けて旋光子を透過した光の偏光状態にばらつきを持たせて入射光の消偏光化を図るとともに、偏光面を回転させる方向を相互に逆向きにして２枚の旋光子を配置し２方向の入射光に適用できるようにしている。さらに、従来の波長選択フィルタの他の例としては、例えば、２枚の平板状媒質の一端面にそれぞれ反射面を形成してこの反射面を対向させ、その間に所定の長さのスペーサを挟んでＦＰエタロンを構成したものもある（特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、波長選択フィルタを用いた波長選択レーザにおいては、波長選択フィルタを透過せずに反射された光（非選択光）が共振器内に戻ると、所望の波長での安定したレーザ発振が不可能になるといった問題点があった。そのため、波長選択レーザにおいては、このような非選択光の影響を抑制する必要がある。
【０００６】
図２６は従来の非選択光の影響を抑制する方法の説明図である。ただし、図２６では、図２５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付している。波長選択フィルタ２０３の非選択光が共振器内に戻らないようにするため、従来は、この波長選択フィルタ２０３を光軸に対して傾けて配置するようにしている。これにより、波長選択フィルタ２０３に入射した入射光のうち、選択光はこれを透過し、反射鏡２０１で反射され、再び波長選択フィルタ２０３に戻り、これを透過する。一方、非選択光は、波長選択フィルタ２０３で反射されるが、波長選択フィルタ２０３が傾けて配置されていることで、入射光あるいは選択光の光軸からは外れて反射され、共振器内に戻るのが回避されるようになる。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１２５８０１号公報
【特許文献２】
特開２０００−１３３８６３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、波長選択フィルタを光軸に対して傾けて配置すると、フィネスの悪化や挿入損失の増加が起こり、その結果、波長選択レーザの特性劣化を招くといった問題点があった。特に、フィネスの高いＦＰエタロンでは、例えば入射角を２度以上傾けるとそのフィネスは半分以下になり、挿入損失も５ｄＢ（デシベル）以上増加する。その結果、波長選択フィルタで選択される波長でレーザ発振するようにした波長選択レーザや、さらに、選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振するようにした波長可変レーザにおいて、その波長選択性が悪化し、安定なレーザ発振が困難になる。
【０００９】
さらに、波長選択フィルタを光軸に対して傾けて配置するのに伴い、波長選択フィルタ自体あるいはそれを用いた波長選択レーザや波長可変レーザが大型化する場合があり、また、波長選択フィルタの角度の微調整が必要になるためアライメントが煩雑になる場合があるといった課題も残る。
【００１０】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、波長選択フィルタから反射される非選択光の影響を抑制するとともに、フィネスの悪化や挿入損失の増加を抑えた波長選択装置を提供することを目的とする。
【００１１】
さらに、本発明は、波長選択装置を用い、波長選択装置で選択される波長で安定してレーザ発振する波長選択レーザ、および波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してその波長で安定してレーザ発振する波長可変レーザを提供することを目的とする。
【００１２】
また、本発明は、小型でかつアライメントが簡略化された波長選択装置、波長選択レーザおよび波長可変レーザを提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記課題を解決するために、図１に示す構成で実現可能な波長選択装置が提供される。本発明の波長選択装置は、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有することを特徴とする。
【００１４】
このような構成を有する波長選択装置１によれば、直線偏光子４を通過した光のうち波長選択フィルタ２を透過する波長の光は、反射鏡３で反射されて直線偏光子４へ戻ってくるまでに、偏光を４５度回転させる素子を計４回通過する。したがって、その偏光は１８０度回転し、直線偏光子４を通過する。一方、波長選択フィルタ２で反射される波長の光は、波長選択フィルタ２で反射されて直線偏光子４へ戻ってくるまでに、偏光を４５度回転させる素子を計２回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子４の偏光方向に対して９０度回転され、直線偏光子４で遮断されることになる。このように、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２を透過した選択光のみを取り出し、波長選択フィルタ２で反射した非選択光は取り出さないようにする。
【００１５】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択装置において、前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする波長選択装置が提供される。
【００１６】
このような構成の波長選択装置では、波長選択フィルタを透過して反射鏡で反射されて波長選択フィルタに戻ってくる光のうち、一部は波長選択フィルタを透過し、波長選択フィルタを透過できなかった光はここで反射されて偏光を４５度回転させる素子を更に通過することで第２の直線偏光子により遮断されるようになる。これにより、波長選択フィルタを透過できなかった光の波長選択フィルタと反射鏡との間での多重反射が抑制されるようになる。
【００１７】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、を有することを特徴とする波長選択レーザが提供される。
【００１８】
このような波長選択レーザによれば、利得媒質から発生した光は、波長選択フィルタで所望の波長が選択され、第２の反射鏡と波長選択装置の反射鏡との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置は、波長選択フィルタの非選択光を、第２の反射鏡の側へ戻すことがないので、レーザ発振への非選択光の影響が抑制される。
【００１９】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、前記利得媒質と前記波長選択装置との間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、を有することを特徴とする波長可変レーザが提供される。
【００２０】
このような波長可変レーザによれば、波長可変フィルタが、利得媒質と波長選択装置との間に配置され、波長選択装置の波長選択フィルタを透過した波長の光のうちから任意のひとつの波長の光のみ選択する。これにより、任意の波長での狭帯域レーザ発振が実現されるようになる。
【００２１】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択レーザまたは波長可変レーザにおいて、前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする波長選択レーザまたは波長可変レーザが提供される。
【００２２】
このような波長選択レーザまたは波長可変レーザでは、波長選択フィルタと反射鏡との間での多重反射が抑制され、精度の良い安定したレーザ発振が可能になる。
【００２３】
また、本発明では、入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、前記波長選択フィルタは、前記入射光が入射する側に配置されて偏光を４５度回転させる第１の素子と前記所望の波長の光が透過する側に配置されて偏光を４５度回転させる第２の素子とを備え、前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に形成された反射膜によって形成されるエタロンであり、かつ、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に直線偏光子が配置されていることを特徴とする波長選択装置が提供される。
【００２４】
このような構成を有する波長選択装置では、直線偏光子を通過した光のうち波長選択フィルタのエタロンを透過する波長の光は、透過後に反射鏡で反射して再び直線偏光子へ戻ってくるまでに、第１の素子と第２の素子を計４回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子の偏光方向に対して１８０度回転しており、直線偏光子を通過することができる。一方、エタロンで反射される波長の光は、エタロンで反射して直線偏光子へ戻ってくるまでに、第１の素子を計２回通過する。したがって、その偏光は、直線偏光子の偏光方向に対して９０度回転しており、直線偏光子で遮断されることになる。さらに、この波長選択装置の波長選択フィルタは、第１，第２の素子の対向する端面によって、またはそれらの端面にそれぞれ形成された反射膜によって、エタロンが形成されている。すなわち、波長選択フィルタは、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体にした構造を有する。そのため、波長選択装置が小型化されるとともに、各部品のアライメントが簡略化されるようになる。
【００２５】
さらに、本発明では、上記構成の波長選択装置の前記第１の素子と前記第２の素子との対向する前記端面の間の距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする波長選択装置が提供される。例えば、第１の素子と第２の素子の間に、温度によって体積が変化する物質や圧電素子をスペーサとして配置すれば、温度や印加電圧の制御により、第１の素子と第２の素子の間の距離を変化させることができ、これによってエタロンの透過波長が変化するため、エタロンを波長可変フィルタとして用いることもできるようになる。
【００２６】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、を有することを特徴とする波長選択レーザが提供される。
【００２７】
このような波長選択レーザによれば、利得媒質から発生した光は、波長選択フィルタのエタロンで所望の波長が選択され、エタロンの非選択光を直線偏光子で遮断してこれを第２の反射鏡の側へ戻すことがないので、安定したレーザ発振が実現される。さらに、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体とした波長選択フィルタを用いることで、波長選択レーザ全体の小型化が図られる。
【００２８】
さらに、本発明では、波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、前記利得媒質と前記波長選択装置の間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、を有することを特徴とする波長可変レーザが提供される。
【００２９】
このような波長可変レーザによれば、波長可変フィルタが利得媒質と波長選択装置の間に配置され、波長選択装置のエタロンを透過する波長の光のうちから任意のひとつの波長の光のみ選択するので、任意の波長での安定したレーザ発振が実現される。さらに、第１の素子および第２の素子とエタロンを一体とした波長選択フィルタを用いることで、波長可変レーザ全体の小型化が図られる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００３１】
図１は第１の実施の形態の波長選択装置の構成図である。図１に示す波長選択装置１は、所望の波長の光（選択光）を透過してその他の波長の光（非選択光）を反射する波長選択フィルタ２と、この波長選択フィルタ２を透過した選択光を反射する反射鏡３とを有している。波長選択装置１は、この波長選択フィルタ２の前段、すなわち波長選択装置１に対して入射光が入射してくる側に、直線偏光子４および第１のファラデー素子５を有している。さらに、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２の後段、すなわち波長選択フィルタ２と反射鏡３との間に、第２のファラデー素子６を有している。
【００３２】
この波長選択装置１の波長選択フィルタ２には、例えばＦＰエタロンを用いることができる。このＦＰエタロンは、例えば石英板で形成されて、その両面に高反射コーティングを施し、透過波長がＩＴＵ−Ｔグリッドと一致するように石英板の厚さが設計される。
【００３３】
反射鏡３は、例えば誘電体多層膜で構成され、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲で９９％以上の反射率を持つように設計される。
直線偏光子４には、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムを用い、入射光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させるようにする。
【００３４】
第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６には、例えば磁性ガーネット単結晶が用いられ、これを通過する光の偏光を４５度回転させるようにその長さが設計される。
【００３５】
このような構成の波長選択装置１において、波長選択フィルタ２からの反射光の影響抑制の原理を、図２および図３を参照して説明する。図２は光が波長選択フィルタを透過する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図、図３は光が波長選択フィルタで反射する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【００３６】
まず、波長選択装置１において、その入射光は直線偏光とし、その偏光方向は直線偏光子４の偏光方向に一致させるようにする。直線偏光子４を通過した光のうち波長選択フィルタ２を透過する波長の光は、図２に示すように、第１のファラデー素子５、波長選択フィルタ２、第２のファラデー素子６を順に通過して反射鏡３に到達する。そして、反射鏡３によって反射された光は、再び第２のファラデー素子６、波長選択フィルタ２、第１のファラデー素子５を順に通過し、直線偏光子４に到達する。この間、波長選択フィルタ２を透過する波長の光、すなわち選択光は、計４回ファラデー素子を通過する。したがって、偏光が４５度回転するファラデー素子を使用した場合、その偏光は、直線偏光子４へ戻ってくるまでに１８０度回転することになり、選択光は直線偏光子４を通過することができる。
【００３７】
一方、波長選択フィルタ２で反射される波長の光は、図３に示すように、第１のファラデー素子５を通過した後、波長選択フィルタ２によって反射され、再び第１のファラデー素子５を通過し、直線偏光子４に到達する。この間、波長選択フィルタ２で反射される波長の光、すなわち非選択光は、ファラデー素子を計２回通過し、その偏光は、直線偏光子４へ戻ってくるまでに９０度回転されている。そのため、非選択光は直線偏光子４で遮断されるようになる。
【００３８】
このように、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２を透過した選択光のみが取り出されるように構成され、波長選択フィルタ２で反射した非選択光は取り出されないようになっている。これにより、波長選択フィルタ２から反射する非選択光の影響が抑制される。
【００３９】
さらに、第１の実施の形態の波長選択装置１では、波長選択フィルタ２を従来のように斜めに傾けて配置することがなく、波長選択フィルタ２に光を垂直に入射することができるため、波長選択フィルタ２のフィネスの悪化、挿入損失の増加を抑えることができる。直線偏光子４、第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６の挿入損失は、最適な素子を用いて最適な配置をした場合、片道で０．７ｄＢ程度である。これは波長選択フィルタ２にＦＰエタロンを用いてこれを斜めに挿入した際の挿入損失の増加に比べて小さく、全体的な損失が大きくなることはない。
【００４０】
また、この波長選択装置１は、共振器内に配置してレーザ発振に用いることができる。図４は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。ただし、図４において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００４１】
図４に示す波長選択レーザ１０は、波長選択装置１と、この波長選択装置１の直線偏光子４の手前に配置された利得媒質１１と、利得媒質１１の直線偏光子４が配置される側と反対の側に配置された第２の反射鏡１２とを有している。この第２の反射鏡１２と波長選択装置１の反射鏡３とは対向して配置され、これにより波長選択レーザ１０における共振器が構成されている。
【００４２】
このような波長選択レーザ１０においては、利得媒質１１から発生した光は、波長選択フィルタ２で所望の波長が選択され、第２の反射鏡１２と波長選択装置１の反射鏡３との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置１は、波長選択フィルタ２の非選択光を、直線偏光子４で遮断し、第２の反射鏡１２の側へ戻すことがないので、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、レーザ発振への非選択光の影響を抑制することができる。これにより、波長選択フィルタ２によって選択された波長で安定したレーザ発振が可能になる。
【００４３】
次に、第１の実施の形態の波長選択装置１を、所望の波長の光を選択してレーザ発振する波長選択レーザ、さらに、所望の波長の光から任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザに適用した場合について具体的に説明する。（なお、波長可変レーザについて、要すれば、例えば特開２０００−２６１０８６号公報参照）。
【００４４】
まず、波長選択装置１を波長選択レーザに適用した場合について述べる。図５は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。ただし、図５において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００４５】
図５に示す波長選択レーザ２０は、波長選択装置１を有し、この波長選択装置１の直線偏光子４の手前には、利得媒質としての半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier，ＳＯＡ）２１が配置されている。このＳＯＡ２１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、直線偏光子４の透過する偏光方向と一致するように配置されている。さらに、このＳＯＡ２１と直線偏光子４との間には、ＳＯＡ２１と波長選択装置１の光結合のためのコリメートレンズ２２が配置されている。
【００４６】
ＳＯＡ２１の端面のうち、レーザ出射端面、すなわちこの波長選択レーザ２０から光出力される側の端面は、へき開面２１ａであり、このへき開面２１ａが反射鏡としての役割を果たすようになっている。すなわち、へき開面２１ａと波長選択装置１の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面２１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。また、ＳＯＡ２１の端面のうち波長選択装置１に対向する側の端面、およびコリメートレンズ２２には、無反射コーティングが施されている。
【００４７】
この波長選択レーザ２０の波長選択装置１には、波長選択フィルタ２としてＦＰエタロンを用い、反射鏡３として誘電体多層膜ミラーを用いる。また、偏光を回転させる素子として第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を用いる。
【００４８】
このような構成の波長選択レーザ２０によれば、ＦＰエタロンの波長選択フィルタ２の非選択光は、波長選択装置１の直線偏光子４で遮断され、へき開面２１ａに戻されることがなく、選択光のみが共振可能となる。そのため、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリットに一致した波長の光のみがレーザ発振される波長選択レーザ２０を実現することができる。さらに、ＳＯＡ２１を用いることで、波長選択レーザ２０全体の小型化が可能になり、また、ＳＯＡ２１の利得帯域が広いため広波長範囲での波長選択レーザ２０を実現することができる。また、ＳＯＡ２１のへき開面２１ａを反射鏡として用いることで、別個に反射鏡を設ける必要がなくなり、アライメントが簡単になるとともに、波長選択レーザ２０の小型化を図ることができる。
【００４９】
次に、波長選択装置１を波長可変レーザに適用した場合について述べる。図６は第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。ただし、図６において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００５０】
図６に示す波長可変レーザ３０は、波長選択装置１を有し、波長選択装置１の直線偏光子４の手前には、利得媒質としてのＳＯＡ３１と、任意の波長の光のみ選択的に透過する音響光学波長可変フィルタ（Accousto-Optically Tunable Filter，ＡＯＴＦ）３２とが配置されている。ＳＯＡ３１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置１の直線偏光子４を透過する偏光方向と一致するように配置されている。
【００５１】
ＳＯＡ３１のレーザ出射端面、すなわち光出力される側は、反射鏡としての役割を果たすへき開面３１ａになっている。このへき開面３１ａと波長選択装置１の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面３１ａには、ある特定の反射率を持つ光学薄膜がコーティングされていてもよい。
【００５２】
ＳＯＡ３１のへき開面３１ａと反対の側の端面、およびＡＯＴＦ３２の両端面には、無反射コーティングが施されている。ＡＯＴＦ３２は、ＳＯＡ３１のへき開面３１ａと反対の側の端面に、例えばバットジョイント結合されている。
【００５３】
さらに、波長可変レーザ３０には、ＡＯＴＦ３２と波長選択装置１の直線偏光子４との間に、ＳＯＡ３１と波長選択装置１の光結合のためのコリメートレンズ３３が配置されている。このコリメートレンズ３３には無反射コーティングが施されている。
【００５４】
この波長可変レーザ３０の波長選択装置１には、波長選択フィルタ２としてＦＰエタロンを用い、反射鏡３として誘電体多層膜ミラーを用いる。また、偏光を回転させる素子として第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を用いる。
【００５５】
このような構成の波長可変レーザ３０によれば、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致する透過波長のうち、ＡＯＴＦ３２によって任意のひとつの波長の光のみを選択することが可能になる。その結果、ＩＴＵ−Ｔグリッドの任意の波長での狭帯域レーザ発振が可能になる。さらに、この波長可変レーザ３０においては、上記の波長選択レーザ２０と同様、ＳＯＡ３１を用い、そのへき開面３１ａを反射鏡として用いることで、小型化が図られている。また、利用帯域の広いＳＯＡ３１を用いることで、広波長範囲での波長可変レーザ３０が実現される。なお、この波長可変レーザ３０において、これに用いる波長可変フィルタは、ＡＯＴＦに限らず、他の波長可変フィルタを用いても同様の効果が得られる。
【００５６】
以上説明したように、第１の実施の形態の波長選択装置１では、波長選択装置１の波長選択フィルタ２の入射光が入射する側に直線偏光子４を配置し、この直線偏光子４と波長選択フィルタ２との間、および波長選択フィルタ２とその透過光を反射させる反射鏡３との間に、それぞれ偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子５および第２のファラデー素子６を配置する構成にした。これにより、波長選択装置１において、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、波長選択フィルタ２で反射する非選択光の影響を抑制することができるようになる。また、このような波長選択装置１を波長選択レーザ１０，２０または波長可変レーザ３０に用いることにより、安定したレーザ発振を実現することができる。
【００５７】
次に、第２の実施の形態について説明する。
図７は第２の実施の形態の波長選択装置の構成図である。ただし、図７において、図１に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００５８】
図７に示す第２の実施の形態の波長選択装置４０は、選択光を透過して非選択光を反射する波長選択フィルタ２と、この波長選択フィルタ２を透過した選択光を反射する反射鏡３とを有している。さらに、この波長選択装置４０は、波長選択フィルタ２前段に第１の直線偏光子４ａおよび第１のファラデー素子５を有し、波長選択フィルタ２後段で反射鏡３との間に第２のファラデー素子６および第２の直線偏光子４ｂを有している。この第２の直線偏光子４ｂは、第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に、その偏光方向が第１の直線偏光子４ａの偏光方向と垂直になるように配置されている。
【００５９】
すなわち、第２の実施の形態の波長選択装置４０は、第１の直線偏光子４ａとこれに対して上記の配置関係で設けられた第２の直線偏光子４ｂの２つの直線偏光子を有している点で、図１に示した第１の実施の形態の波長選択装置１と相違し、その他の構成は同じである。
【００６０】
この第２の実施の形態の波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａおよび第２の直線偏光子４ｂには、第１の実施の形態と同様、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムが用いられ、これらに入射する光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させることができるようになっている。
【００６１】
ここで、第２の実施の形態の波長選択装置４０における波長選択フィルタ２からの反射光の影響抑制の原理を、図８および図９を参照して説明する。図８は光が波長選択フィルタで反射する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図、図９は光が波長選択フィルタを透過する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【００６２】
まず、波長選択装置４０において、その入射光は直線偏光とし、その偏光方向は第１の直線偏光子４ａの偏光方向に一致させるようにする。第１の直線偏光子４ａを通過した光のうち、波長選択フィルタ２で反射される光、すなわち非選択光は、図８に示すように、第１のファラデー素子５を通過した後、波長選択フィルタ２によって反射される。そして、この反射光は再び第１のファラデー素子５を通過して第１の直線偏光子４ａに到達する。この間、波長選択フィルタ２からの反射光は、偏光を４５度回転させるファラデー素子を計２回通過するため、その偏光が第１の直線偏光子４ａへ戻ってくるまでに９０度回転され、直線偏光子４で遮断されるようになる。
【００６３】
一方、第１の直線偏光子４ａを通過した光のうち、波長選択フィルタ２を透過する波長の光、すなわち選択光は、図９に示すように、第１のファラデー素子５、波長選択フィルタ２、第２のファラデー素子６を順に通過して第２の直線偏光子４ｂに到達する。この間、波長選択フィルタ２を透過した選択光は、ファラデー素子を２回通過するため、その偏光は９０度回転され、偏光方向が第１の直線偏光子４ａと垂直である第２の直線偏光子４ｂを通過することができる。第２の直線偏光子４ｂを通過した選択光は、反射鏡３によって反射され、再び第２の直線偏光子４ｂを通過し、第２のファラデー素子６を通過して波長選択フィルタ２に到達する。
【００６４】
ここで波長選択フィルタ２の特性によりさらに波長が選択され、一部は波長選択フィルタ２を透過するが、一部が波長選択フィルタ２で反射されてしまう場合がある。このような場合には、波長選択フィルタ２と反射鏡３との間で多重反射が起こり、波長選択フィルタ２の特性が劣化しまうことが起こり得る。
【００６５】
この第２の実施の形態の波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２を反射鏡３側から透過した選択光は、第１のファラデー素子５を通過し、第１の直線偏光子４ａに到達する。この場合は、選択光は、第１の直線偏光子４ａへ戻ってくるまでにファラデー素子を計４回通過するため、その偏光が１８０度回転され、第１の直線偏光子４ａを通過することができる。そして、波長選択フィルタ２で反射鏡３側に反射された一部の光は、第２のファラデー素子６を通過し、第２の直線偏光子４ｂに到達する。この場合、光は第２の直線偏光子４ｂへ戻ってくるまでにファラデー素子を計４回通過するため、その偏光が１８０度回転され、第２の直線偏光子４ｂで遮断されるようになる。これにより、波長選択フィルタ２の反射鏡３側の端面と反射鏡３との間での多重反射を抑制して波長選択フィルタ２の特性が劣化するのを防ぐことができるようになっている。
【００６６】
このように第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に第２の直線偏光子４ｂを設けることにより、波長選択装置４０内での多重反射を抑制しつつ、精度良く選択光を取り出し、非選択光を取り出さないようにすることができる。
【００６７】
図１０は第２の実施の形態の波長選択装置における反射スペクトルの計算結果の一例である。図１０において、横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は反射率を表している。図１０より、波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２の透過波長において非常に鋭い反射ピークが得られ、良好なフィルタ特性が得られる。波長選択装置４０においては、波長選択フィルタ２での反射、および波長選択フィルタ２と反射鏡３との間での多重反射の影響が良好に抑制されているといえる。
【００６８】
また、第２の直線偏光子４ｂを光軸上に挿入しても、第１の実施の形態の場合と同様、最適な素子を用いて最適な配置をした場合には、全体の挿入損失を片道で０．７ｄＢ程度に小さく抑えることも可能である。
【００６９】
次に、上記原理構成の波長選択装置４０を波長選択レーザ、波長可変レーザに用いた場合について述べる。
まず、波長選択装置４０を波長選択レーザに適用した場合について述べる。図１１は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。ただし、図１１において、図１および図７に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００７０】
この図１１に示す波長選択レーザ５０は、波長選択装置４０と、この波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前に配置された利得媒質５１と、利得媒質５１の第１の直線偏光子４ａが配置される側と反対の側に配置された第２の反射鏡５２とを有している。この第２の反射鏡５２と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。
【００７１】
この波長選択レーザ５０において、利得媒質５１から発生した光は、波長選択フィルタ２で所望の波長が選択され、第２の反射鏡５２と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置４０では、波長選択フィルタ２からの反射光の影響が抑制されるとともに、その内部での多重反射が抑制され、波長選択装置４０で選択された波長で精度の良い安定したレーザ発振が可能となる。
【００７２】
図１２は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。この図１２に示す波長選択レーザ６０は、波長選択装置４０を有し、第１の直線偏光子４ａの手前には、利得媒質としてのＳＯＡ６１が配置されている。このＳＯＡ６１は、その活性層が多重量子井戸で構成されて、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が第１の直線偏光子４ａの透過する偏光方向と一致するように配置されている。さらに、このＳＯＡ６１と第１の直線偏光子４ａとの間に、ＳＯＡ６１と波長選択装置４０の光結合のためのコリメートレンズ６２が配置されている。
【００７３】
ＳＯＡ６１の端面のうち、波長選択レーザ６０から光出力される側の端面はへき開面６１ａであり、このへき開面６１ａが反射鏡としての役割を果たし、波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。なお、このへき開面６１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。また、ＳＯＡ６１の端面のうち波長選択装置４０に対向する側の端面、およびコリメートレンズ６２には、無反射コーティングが施されている。
【００７４】
このような構成の波長選択レーザ６０によれば、波長選択装置４０内部での多重反射が抑制され、波長選択フィルタ２によって選択された波長の光のみが共振可能なため、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致した波長の光がレーザ発振する波長選択レーザが実現できる。また、ＳＯＡ６１を用いた場合、その利得帯域が広いことを反映して、広い波長範囲でのレーザ発振が可能になる。
【００７５】
次に、波長選択装置４０を波長可変レーザに適用した場合について述べる。図１３は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの概念図である。ただし、図１３において、図１および図７に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００７６】
この図１３に示す波長可変レーザ７０は、波長選択装置４０と、この波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前に配置された利得媒質７１との間に、ＡＯＴＦなどの波長可変フィルタ７２を有している。さらに、この波長可変レーザ７０は、利得媒質７１の波長可変フィルタ７２が配置される側と反対の側に第２の反射鏡７３を有し、この第２の反射鏡７３と波長選択装置４０の反射鏡３との間で共振器が構成されている。
【００７７】
このような波長可変レーザ７０では、波長選択装置４０の波長選択フィルタ２からの反射光の影響が抑制されるとともに、波長選択装置４０内部での多重反射が抑制され、波長選択装置４０で選択される複数の波長のうちの任意の波長で精度の良い安定したレーザ発振が可能となる。
【００７８】
図１４は第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。図１４に示す波長可変レーザ８０は、波長選択装置４０を有し、波長選択装置４０の第１の直線偏光子４ａの手前には、ＳＯＡ８１およびＡＯＴＦ８２が配置されている。ＳＯＡ８１のレーザ出射端面はへき開面８１ａとなっており、このへき開面８１ａと反射鏡３とで共振器が構成されている。
【００７９】
ＡＯＴＦ８２は、ＳＯＡ８１のへき開面８１ａの側と反対側の端面にバットジョイント結合されている。このＡＯＴＦ８２と第１の直線偏光子４ａとの間にはコリメートレンズ８３が配置され、ＡＯＴＦ８２からの出射光が波長選択フィルタ２に平行に入射するようになっている。なお、この波長可変レーザ８０においては、ＳＯＡ８１のへき開面８１ａの側と反対側の端面、ＡＯＴＦ８２の両端面およびコリメートレンズ８３に無反射コーティングが施されている。また、へき開面８１ａには、ある特定の反射率をもつ光学薄膜がコーティングされていてもよい。
【００８０】
このような構成の波長可変レーザ８０では、波長選択フィルタ２のＩＴＵ−Ｔグリッドに一致する透過波長のうち、ＡＯＴＦ８２によって任意のひとつの波長の光のみを選択することが可能になる。その結果、ＩＴＵ−Ｔグリッドの任意の波長での狭帯域レーザ発振が可能になる。さらに、波長可変フィルタとしてＡＯＴＦ８２を用いた場合、その波長帯域が広いこと、動作速度が１ミリ秒以下と非常に速いことを反映して、広帯域かつ高速波長可変動作が可能な波長可変レーザを実現することができる。なお、ここで用いたＡＯＴＦ８２に限らず、その他の波長可変フィルタでも同様の効果が得られる。また、図１４において、ＳＯＡ８１とＡＯＴＦ８２の配置は入れ代わっていても構わない。
【００８１】
以上説明したように、第２の実施の形態の波長選択装置４０では、第１の実施の形態の波長選択装置１の直線偏光子４を第１の直線偏光子４ａとし、第２のファラデー素子６と反射鏡３との間に、偏光方向が第１の直線偏光子４ａと垂直である第２の直線偏光子４ｂを配置する構成にした。これにより、波長選択フィルタ２の特性を損なわずに、波長選択フィルタ２からの非選択光の影響を抑制するとともに、波長選択フィルタ２と反射鏡３との間での多重反射を抑制することができる。また、このような波長選択装置４０を波長選択レーザ５０，６０または波長可変レーザ７０，８０に用いることにより、非選択光の影響を抑制して精度の良い安定したレーザ発振を実現することができる。
【００８２】
次に、第３の実施の形態について説明する。
図１５は第３の実施の形態の波長選択装置の構成例である。図１５に例示する構成の波長選択装置９０は、選択光を透過して非選択光を反射する波長選択フィルタ９１を有している。この波長選択フィルタ９１の後段、すなわち波長選択装置９０に入射した入射光が波長選択フィルタ９１を透過した側には、波長選択フィルタ９１を透過した選択光を反射する反射鏡９２が配置されている。さらに、この波長選択フィルタ９１の前段、すなわち波長選択装置９０に入射光が入射してくる側には、直線偏光子９３が配置されている。
【００８３】
波長選択フィルタ９１は、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５が、スペーサ９６を挟んで、それらの対向する端面を平行にした状態で、固定配置された構造を有している。第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５には、対向する端面に反射膜９４ａ，９５ａがそれぞれ形成されている。この第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の間隔は、スペーサ９６によって所定の長さとなるよう調節されている。これにより、波長選択フィルタ９１は、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の端面に形成された反射膜９４ａ，９５ａでの反射を利用するエアギャップのＦＰエタロン９７が、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５と一体に形成された構造になっている。なお、第１のファラデー素子９４の直線偏光子９３側の端面、および第２のファラデー素子９５の反射鏡９２側の端面には、それぞれ無反射コーティングが施されている。
【００８４】
このように各部品が配置された波長選択装置９０において、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５には、例えば、磁性ガーネット結晶を材料として偏光が４５度回転するように設計されたファラデー素子が用いられる。また、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５にそれぞれ形成された反射膜９４ａ，９５ａは、例えば、１．５５μｍ波長帯の光に対して端面反射率が８０％程度になるように設計された誘電体多層膜とする。さらに、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５は、反射膜９４ａ，９５ａを施した端面が、例えば、間隔がおよそ１．５ｍｍでかつ平行になるように厚さ１．５ｍｍの石英を材料としたスペーサ９６を介して固定される。この固定には例えば樹脂からなる接着剤などを用い、スペーサ９６、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５を接合したときに外側に露出する部分に、このような接着剤を塗布するなどして、これらの各部品を接合した状態で固定する。スペーサ９６で保たれる１．５ｍｍの間隔と端面反射率８０％の反射膜９４ａ，９５ａにより、１．５５μｍ波長帯において透過波長間隔が１００ＧＨｚのＩＴＵ−Ｔグリッドに一致したエアギャップのＦＰエタロン９７が形成される。
【００８５】
また、反射鏡９２は、例えば誘電体多層膜で構成され、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲で９９％以上の反射率を持つように設計される。直線偏光子９３には、例えば方解石を用いたグラントムソンプリズムを用い、入射光のうち特定の偏光方向の光のみ通過させるようにする。
【００８６】
ここで、第３の実施の形態の波長選択装置９０において非選択光の影響を抑制する原理について説明する。まず、入射光は直線偏光とし、その偏光方向は直線偏光子９３の偏光方向に一致させるようにする。直線偏光子９３を通過した光のうち、ＦＰエタロン９７を透過する波長の光は、第１のファラデー素子９４、ＦＰエタロン９７、第２のファラデー素子９５を順に通過して反射鏡９２に到達する。そして、反射鏡９２で反射した光は、第２のファラデー素子９５、ＦＰエタロン９７、第１のファラデー素子９４を順に通過し、直線偏光子９３まで戻る。この間、ＦＰエタロン９７を透過する波長の光は、第１のファラデー素子９４を２回、第２のファラデー素子９５を２回通過し、偏光を４５度回転させるファラデー素子を計４回通過することになる。したがって、このＦＰエタロン９７を透過する選択光は、直線偏光子９３を通過してから再び直線偏光子９３へ戻ってくるまでに、その偏光が１８０度回転しているので、選択光は直線偏光子９３を通過することができる。
【００８７】
一方、ＦＰエタロン９７で反射される波長の光は、第１のファラデー素子９４を通過した後、ＦＰエタロン９７で反射され、再び第１のファラデー素子９４を通過し、直線偏光子９３に戻る。この間、ＦＰエタロン９７で反射する波長の光である非選択光は、第１のファラデー素子９４を計２回通過し、その偏光は、直線偏光子９３へ戻ってくるまでに９０度回転されている。そのため、非選択光は直線偏光子９３で遮断されるようになる。
【００８８】
このように、上記構成の波長選択装置９０では、ＦＰエタロン９７を透過する選択光は取り出されるが、ＦＰエタロン９７で反射する非選択光は取り出されないようになっている。これにより、波長選択装置９０を用いたレーザ発振などにおいて、非選択光の影響を抑制することができる。さらに、ＦＰエタロン９７に光を垂直に入射することができるので、ＦＰエタロン９７のフィネスなどの特性を損なうことなく所望の波長の光を取り出すことが可能である。
【００８９】
さらに、この波長選択装置９０では、波長選択フィルタ９１を、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体にした構造とすることにより、波長選択装置９０全体を小型化することができる。さらに、波長選択フィルタ９１を一体形成することで、波長選択装置９０の組立てに必要となる部品点数を少なくすることができ、組立ておよびアライメントが簡略化されるようになる。
【００９０】
第３の実施の形態の波長選択装置は、上記の図１５に示した構成のほか、以下の図１６から図１８に第１〜第３の変形例として例示する構成とすることも可能である。ただし、図１６から図１８において、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００９１】
図１６は波長選択装置の第１の変形例を示す図である。第１の変形例の波長選択装置１００は、図１５の反射鏡９２に代えて、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に高反射膜１０１が形成されている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。高反射膜１０１は、例えば、波長１．５２μｍ〜１．６２μｍの範囲の光に対して端面反射率が９９％程度になるように設計された誘電体多層膜とすることができ、図１５の反射鏡９２と同じ役割を果たす。このような構成とすれば、反射鏡９２が不要となるため、波長選択装置１００を、図１５の波長選択装置９０に比べてより小型化することができるとともに、反射鏡９２についてのアライメントも不要になる。
【００９２】
図１７は波長選択装置の第２の変形例を示す図である。第２の変形例の波長選択装置１１０は、反射鏡９２が、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に貼り付けられている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。反射鏡９２は、反射鏡９２および第２のファラデー素子９５を接合したときに外側に露出する部分に例えば樹脂からなる接着剤を塗布することにより、第２のファラデー素子９５に貼り付けられる。このような構成とすることにより、第１の変形例と同様、装置の小型化およびアライメントの簡略化が図られる。
【００９３】
図１８は波長選択装置の第３の変形例を示す図である。第３の変形例の波長選択装置１２０は、第２のファラデー素子９５の反射膜９５ａ側と反対側の端面に高反射膜１０１が形成されているとともに、直線偏光子９３が、第１のファラデー素子９４の反射膜９４ａ側と反対側の端面に貼り付けられている点で、図１５の波長選択装置９０と相違する。その他の構成およびその原理は、図１５の波長選択装置９０と同様である。直線偏光子９３は、直線偏光子９３および第１のファラデー素子９４を接合したときに外側に露出する部分に例えば樹脂からなる接着剤を塗布することにより、第１のファラデー素子９４に貼り付けられる。このような構成とすれば、装置の更なる小型化が可能になる。なお、図１７に示した波長選択装置１１０を、第３の変形例に示した波長選択装置１２０と同様に、直線偏光子９３を第１のファラデー素子９４に貼り付けた構成とすることも可能である。
【００９４】
また、図１５に示した波長選択装置９０においては、その波長選択フィルタ９１のスペーサ９６として、温度によってその体積が変化する物質あるいは圧電素子を用いた構成とすることもできる。このように、温度あるいは電圧によって第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を制御することができるようにすれば、この波長選択フィルタ９１を、透過波長を変化させることのできる波長可変フィルタとすることが可能になる。
【００９５】
図１９は第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を温度で制御する場合の波長選択装置の構成例、図２０は第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を電圧で制御する場合の波長選択装置の構成例である。ただし、図１９および図２０においては、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【００９６】
第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を温度で制御する場合には、図１９に示すように、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５との間のスペーサ９６を、温度によってその体積が変化する物質を用いて形成する。このような物質としては、例えば石英を用いることができる。そして、このスペーサ９６の温度を調節するため、その付近にヒータ１３０を配置する。このヒータ１３０による加熱温度を制御することによってスペーサ９６の体積を変化させ、ＦＰエタロン９７の透過波長を変化させるようにする。例えば上記のように石英をスペーサ９６として用い、そのスペーサ９６の温度によって厚さを変化させる場合、必要な温度変化は４５℃程度となる。したがって、例えば温度を２０℃〜６５℃に調整できればよい。
【００９７】
一方、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を電圧で制御する場合には、図２０に示すように、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５との間のスペーサ９６を、圧電素子を用いて形成する。このような圧電素子としては、例えばチタン酸ジルコン酸鉛（ＰｂＴｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3，ＰＺＴ）などの多結晶質セラミックを用いることができる。そして、このスペーサ９６となる圧電素子には、光軸方向に電圧を印加するための電圧源１３１が接続されており、その印加電圧を制御することによってスペーサ９６の体積を変化させ、ＦＰエタロン９７の透過波長を変化させるようにする。例えば上記のようにＰＺＴをスペーサ９６として用い、光軸方向に電圧を印加することによりその厚さを変化させる場合、必要な電圧は２００Ｖ程度となる。
【００９８】
このように温度や電圧の制御によってＦＰエタロン９７の透過波長を調整する場合には、スペーサ９６の厚さを波長の半分以上変化させる必要がある。ここでは波長１．５５μｍの半分で０．７７５μｍ以上変化させることが必要となる。
【００９９】
図２１はスペーサの厚さの変化によるエタロンの透過波長の変化を説明する図であって、（Ａ）はスペーサの厚さ変化のない場合、（Ｂ）はスペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合、（Ｃ）はスペーサの厚さ変化が１／２波長分の場合についてそれぞれ示している。
【０１００】
スペーサの厚さ変化のない状態で図２１（Ａ）に示すような透過波長のエタロンの場合、スペーサの厚さを１／４波長分だけ変化させると、図２１（Ｂ）に示すように、エタロンの透過波長が、エタロンの透過波長の間隔（Free Spectrum Range）の半分だけずれる。すなわち、スペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合には、変化後のエタロンの透過波長は、変化させる前の透過波長とその隣の透過波長との中間の位置に変化する。そして、更にスペーサの厚さを１／４波長分、すなわちエタロンの厚さを元の状態から半波長分変化させると、図２１（Ｃ）に示すように、エタロンの透過波長が、ちょうどエタロンの透過波長の間隔分だけ変化し、変化させる前の隣の透過波長の位置に変化する。したがって、半波長分だけスペーサの厚さを変えられれば、エタロンの透過波長を任意の場所に設定することができるようになり、十分な波長調節が可能になる。
【０１０１】
上記の波長選択装置９０では、スペーサ９６の厚さを１．５ｍｍとしたときに半波長分の０．７７５μｍの変化を起こすために必要な温度変化、印加電圧が、例えば上記の温度変化２０℃〜６５℃程度、印加電圧２００Ｖ程度ということになる。
【０１０２】
なお、図１５に示した波長選択装置９０のほか、図１６から図１８にそれぞれ示した波長選択装置１００，１１０，１２０を、温度あるいは電圧によって第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の間隔を制御して透過波長を変化させるようにした構成とすることも勿論可能である。
【０１０３】
また、第３の実施の形態の波長選択装置９０を、共振器内に配置するようにすれば、エタロンを透過する波長で選択的にレーザ発振する波長選択レーザを形成することができる。
【０１０４】
図２２は第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。ただし、図２２では、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１０５】
図２２に示す波長選択レーザ１４０は、波長選択装置９０と、この波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に配置された利得媒質としてのＳＯＡ１４１を有している。このＳＯＡ１４１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置９０の直線偏光子９３を透過する偏光方向と一致するように配置されている。このＳＯＡ１４１の両端面には無反射コーティングが施される。さらに、波長選択レーザ１４０は、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面側、すなわち直線偏光子９３が配置される側と反対の端面側に配置された第２の反射鏡１４２を有している。この第２の反射鏡１４２は、波長選択装置９０の反射鏡９２に対向して配置され、第２の反射鏡１４２と反射鏡９２で波長選択レーザ１４０の共振器が構成されている。
【０１０６】
このような波長選択レーザ１４０においては、ＳＯＡ１４１から発生した光は、波長選択フィルタ９１のＦＰエタロン９７で所望の波長が選択され、反射鏡９２と第２の反射鏡１４２との間で共振された後、レーザ発振される。その際、波長選択装置９０は、ＦＰエタロン９７の非選択光を直線偏光子９３で遮断し、第２の反射鏡１４２側へ戻すのを抑制する。これにより、ＦＰエタロン９７によって選択された波長で安定したレーザ発振が可能となる。また、この波長選択レーザ１４０に、第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体とした波長選択フィルタ９１を用いるので、波長選択レーザ１４０全体の小型化が可能となる。
【０１０７】
なお、この波長選択レーザ１４０において、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面を、反射率１０％の光学薄膜がコーティングされたへき開面とし、このへき開面と反射鏡９２の間で共振器を構成するようにしてもよい。この場合には、ＳＯＡ１４１のレーザ出射端面の側と反対側の端面にのみ無反射コーティングが施される。また、ＳＯＡ１４１と直線偏光子９３の間に無反射コーティングが施されたコリメートレンズ（図示せず）を配置すれば、ＳＯＡ１４１からの出射光が波長選択装置９０のＦＰエタロン９７に平行に入射するようになる。
【０１０８】
さらに、図１５に示した波長選択装置９０を、共振器内に利得媒質、エタロンおよびＡＯＴＦを有していて、エタロンの周期的な透過波長のうちＡＯＴＦによって選択した任意の波長でレーザ発振する波長可変レーザに適用することもできる。
【０１０９】
図２３は第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。ただし、図２３では、図１５に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１１０】
図２３に示す波長可変レーザ１５０には、波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に、利得媒質としてのＳＯＡ１５１、および任意の波長の光のみ選択的に透過するＡＯＴＦ１５２が配置されている。ＳＯＡ１５１は、その活性層が多重量子井戸で構成されており、その利得が偏光方向に依存し、利得が最大になる偏光方向が、波長選択装置９０の直線偏光子９３を透過する偏光方向と一致するように配置されている。ＳＯＡ１５１のレーザ出射端面側には、第２の反射鏡１５３が配置され、第２の反射鏡１５３と波長選択装置９０の反射鏡９２とで共振器が構成されている。
【０１１１】
このような波長可変レーザ１５０によれば、ＦＰエタロン９７の特性を劣化させることなく、ＦＰエタロン９７の周期的な透過波長のうちＡＯＴＦ１５２によって選択した任意の波長でのレーザ発振を、非選択光の影響を抑制して実現することができる。また、波長選択装置９０の第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５とＦＰエタロン９７を一体にしているため、波長選択装置９０を小型化でき、波長可変レーザ１５０全体の小型化が可能になる。
【０１１２】
図２４は第３の実施の形態の波長選択装置の波長可変レーザへの適用例である。ただし、図２４では、図１５および図２３に示した要素と同一の要素については同一の符号を付し、その説明の詳細は省略する。
【０１１３】
波長可変レーザ１６０には、波長選択装置９０の直線偏光子９３の手前に、ＳＯＡ１６１およびＡＯＴＦ１６２が配置されている。ＳＯＡ１６１のレーザ出射端面は、反射率１０％の低反射膜１６３がコーティングされたへき開面となっており、この低反射膜１６３と反射鏡９２とで共振器が構成されている。
【０１１４】
ＡＯＴＦ１６２は、ＳＯＡ１６１の低反射膜１６３の側と反対側の端面にバットジョイント結合されている。このＡＯＴＦ１６２と直線偏光子９３の間にはコリメートレンズ１６４が配置され、ＡＯＴＦ１６２からの出射光が波長選択装置９０のＦＰエタロン９７に平行に入射するようになっている。なお、この波長可変レーザ１６０においては、ＳＯＡ１６１の低反射膜１６３の側と反対側の端面、ＡＯＴＦ１６２の両端面およびコリメートレンズ１６４に無反射コーティングが施されている。
【０１１５】
このような構成とすることにより、安定したレーザ発振を実現することができるとともに、波長可変レーザ１６０全体が小型化される。なお、上記の波長可変レーザ１５０，１６０において、これに用いる波長可変フィルタは、ＡＯＴＦ１５２，１６２に限らず、他の波長可変フィルタを用いても同様の効果が得られる。
【０１１６】
また、上記の波長選択レーザ１４０および波長可変レーザ１５０，１６０には、図１５に示した波長選択装置９０のほか、図１６から図１８に示した波長選択装置１００，１１０，１２０も勿論適用することが可能である。
【０１１７】
以上説明したように、第３の実施の形態の波長選択装置９０では、偏光を４５度回転させる第１のファラデー素子９４および第２のファラデー素子９５の対向した平行な端面に形成された反射膜９４ａ，９５ａによってＦＰエタロン９７を形成した波長選択フィルタ９１を、直線偏光子９３と反射鏡９２の間に配置する構成にした。これにより、ＦＰエタロン９７の特性を損なわずに、ＦＰエタロン９７からの反射光の影響を抑制することが可能となるとともに、波長選択装置９０の小型化、各部品のアライメントの簡略化が可能となる。また、このような波長選択装置９０を用いることにより、安定したレーザ発振が可能で小型化された波長選択レーザ１４０、波長可変レーザ１５０，１６０を実現することができる。
【０１１８】
なお、この第３の実施の形態の波長選択装置９０では、第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の対向する端面に反射膜９４ａ，９５ａを形成してＦＰエタロン９７を形成したが、反射膜９４ａ，９５ａを形成することなく第１のファラデー素子９４と第２のファラデー素子９５の対向する端面のみによってＦＰエタロンを構成することも可能である。
【０１１９】
また、第２の実施の形態と同様に、第３の実施の形態の波長選択装置９０の第２のファラデー素子９５と反射鏡９２との間にさらに直線偏光子を設ける構成とすることも可能である。波長選択装置９０の変形例として述べた波長選択装置１００，１１０，１２０についても同様である。この場合、第２のファラデー素子９５と反射鏡９２との間や第２のファラデー素子９５と高反射膜１０１との間に直線偏光子を配置するようにすれば装置内部での多重反射を抑制することが可能になる。
【０１２０】
なお、以上の説明では、偏光を回転させる素子としてファラデー素子を用いた場合を例にしたが、偏光を４５度回転させることができる素子であれば、ファラデー素子に限らず用いることが可能である。
【０１２１】
（付記１） 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、
を有することを特徴とする波長選択装置。
【０１２２】
（付記２） 前記波長選択フィルタは、ファブリ・ペローエタロンであることを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
（付記３） 前記素子は、偏光を４５度回転させるファラデー素子であることを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
【０１２３】
（付記４） 前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記１記載の波長選択装置。
【０１２４】
（付記５） 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。
【０１２５】
（付記６） 前記波長選択装置と前記利得媒質との間に配置されて前記波長選択装置と前記利得媒質との光結合を行うレンズを有することを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２６】
（付記７） 前記利得媒質は、半導体光増幅器であって、前記第２の反射鏡が前記半導体光増幅器のへき開面であることを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２７】
（付記８） 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記５記載の波長選択レーザ。
【０１２８】
（付記９） 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置との間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。
【０１２９】
（付記１０） 前記波長選択装置と前記波長可変フィルタとの間に配置されて前記波長選択装置と前記利得媒質との光結合を行うレンズを有することを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３０】
（付記１１） 前記利得媒質は、半導体光増幅器であって、前記第２の反射鏡が前記半導体光増幅器のへき開面であることを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３１】
（付記１２） 前記波長可変フィルタは、音響光学波長可変フィルタであることを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
（付記１３） 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記９記載の波長可変レーザ。
【０１３２】
（付記１４） 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタは、前記入射光が入射する側に配置されて偏光を４５度回転させる第１の素子と前記所望の波長の光が透過する側に配置されて偏光を４５度回転させる第２の素子とを備え、前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に形成された反射膜によって形成されるエタロンであり、かつ、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に直線偏光子が配置されていることを特徴とする波長選択装置。
【０１３３】
（付記１５） 前記第１の素子および前記第２の素子は、偏光を４５度回転させるファラデー素子であることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
（付記１６） 前記反射鏡は、前記第２の素子の前記第１の素子の側と反対側の端面に形成された高反射膜であることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３４】
（付記１７） 前記反射鏡は、前記第２の素子の前記第１の素子の側と反対側の端面に接合されていることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
（付記１８） 前記直線偏光子は、前記第１の素子の前記第２の素子の側と反対側の端面に接合されていることを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３５】
（付記１９） 前記第１の素子と前記第２の素子との対向する前記端面の間の距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３６】
（付記２０） 前記第１の素子と前記第２の素子の間に、温度によって体積が変化する物質をスペーサとして配置し、前記物質の温度を変化させることによって前記距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１９記載の波長選択装置。
【０１３７】
（付記２１） 前記第１の素子と前記第２の素子の間に、圧電素子をスペーサとして配置し、前記圧電素子に印加する電圧を変化させることによって前記距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする付記１９記載の波長選択装置。
【０１３８】
（付記２２） 前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする付記１４記載の波長選択装置。
【０１３９】
（付記２３） 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。
【０１４０】
（付記２４） 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置の間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。
【０１４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、波長選択フィルタの入射光が入射する側に直線偏光子を配置し、直線偏光子と波長選択フィルタとの間、および波長選択フィルタとその透過光を反射させる反射鏡との間に、それぞれ偏光を４５度回転させる素子を配置した構成とする。これにより、波長選択フィルタから反射する非選択光の影響を抑制できるとともに、波長選択フィルタのフィネスの悪化、挿入損失の増加を抑えることができる。さらに、この波長選択装置を波長選択レーザまたは波長可変レーザに用いることにより、波長選択フィルタの特性を損なわずに、非選択光の影響を抑制し、安定したレーザ発振を実現することができる。
【０１４２】
また、波長選択フィルタと反射鏡との間に配置された偏光を４５度回転させる素子と反射鏡との間にも、波長選択フィルタの入射光が入射する側に配置されている直線偏光子と偏光方向が垂直である直線偏光子を配置することにより、波長選択装置内部での多重反射の発生を抑制することができる。
【０１４３】
また、本発明では、偏光を４５度回転させる第１の素子および第２の素子によりそれらの対向した平行な端面または端面に形成された反射膜によってエタロンを形成した波長選択フィルタを、直線偏光子と反射鏡の間に配置した構成とする。これにより、エタロンからの反射光の影響を抑制することが可能となるとともに、波長選択装置の小型化、各部品のアライメントの簡略化が可能となる。さらに、この波長選択装置を用いることにより、安定したレーザ発振が可能な小型の波長選択レーザ、波長可変レーザを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の波長選択装置の構成図である。
【図２】光が波長選択フィルタを透過する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図３】光が波長選択フィルタで反射する場合の第１の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図４】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。
【図５】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図６】第１の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図７】第２の実施の形態の波長選択装置の構成図である。
【図８】光が波長選択フィルタで反射する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図９】光が波長選択フィルタを透過する場合の第２の実施の形態の波長選択装置の原理説明図である。
【図１０】第２の実施の形態の波長選択装置における反射スペクトルの計算結果の一例である。
【図１１】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの概念図である。
【図１２】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図１３】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの概念図である。
【図１４】第２の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図１５】第３の実施の形態の波長選択装置の構成例である。
【図１６】波長選択装置の第１の変形例を示す図である。
【図１７】波長選択装置の第２の変形例を示す図である。
【図１８】波長選択装置の第３の変形例を示す図である。
【図１９】第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を温度で制御する場合の波長選択装置の構成例である。
【図２０】第１のファラデー素子と第２のファラデー素子の間隔を電圧で制御する場合の波長選択装置の構成例である。
【図２１】スペーサの厚さの変化によるエタロンの透過波長の変化を説明する図であって、（Ａ）はスペーサの厚さ変化のない場合、（Ｂ）はスペーサの厚さ変化が１／４波長分の場合、（Ｃ）はスペーサの厚さ変化が１／２波長分の場合につてそれぞれ示している。
【図２２】第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長選択レーザの構成例である。
【図２３】第３の実施の形態の波長選択装置を用いた波長可変レーザの構成例である。
【図２４】第３の実施の形態の波長選択装置の波長可変レーザへの適用例である。
【図２５】波長選択フィルタを用いた波長選択レーザの概念図である。
【図２６】従来の非選択光の影響を抑制する方法の説明図である。
【符号の説明】
１，４０，９０，１００，１１０，１２０ 波長選択装置
２，９１ 波長選択フィルタ
３，９２ 反射鏡
４，９３ 直線偏光子
４ａ 第１の直線偏光子
４ｂ 第２の直線偏光子
５，９４ 第１のファラデー素子
６，９５ 第２のファラデー素子
１０，２０，５０，６０，１４０ 波長選択レーザ
１１，５１，７１ 利得媒質
１２，５２，７３，１４２，１５３ 第２の反射鏡
２１，３１，６１，８１，１４１，１５１，１６１ ＳＯＡ
２１ａ，３１ａ，６１ａ，８１ａ へき開面
２２，３３，６２，８３，１６４ コリメートレンズ
３０，７０，８０，１５０，１６０ 波長可変レーザ
３２，８２，１５２，１６２ ＡＯＴＦ
７２ 波長可変フィルタ
９４ａ，９５ａ 反射膜
９６ スペーサ
９７ ＦＰエタロン
１０１ 高反射膜
１３０ ヒータ
１３１ 電圧源
１６３ 低反射膜
Claims (10)
- 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、
前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、
を有することを特徴とする波長選択装置。 - 前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする請求項１記載の波長選択装置。
- 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。 - 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする請求項３記載の波長選択レーザ。
- 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタを透過した光を反射させる反射鏡と、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記直線偏光子と前記波長選択フィルタとの間および前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間にそれぞれ配置されて偏光を４５度回転させる素子と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡との間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置との間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。 - 前記波長選択装置の前記直線偏光子を第１の直線偏光子とし、前記波長選択フィルタと前記反射鏡との間に配置されている前記素子と前記反射鏡との間に、偏光方向が前記第１の直線偏光子と垂直である第２の直線偏光子を配置したことを特徴とする請求項５記載の波長可変レーザ。
- 入射光のうち所望の波長の光を透過してその他の波長の光を反射する波長選択フィルタを有し、前記波長選択フィルタを透過した光を反射鏡で反射させて前記波長選択フィルタへ戻し、前記所望の波長の光を得る波長選択装置において、
前記波長選択フィルタは、前記入射光が入射する側に配置されて偏光を４５度回転させる第１の素子と前記所望の波長の光が透過する側に配置されて偏光を４５度回転させる第２の素子とを備え、前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に形成された反射膜によって形成されるエタロンであり、かつ、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に直線偏光子が配置されていることを特徴とする波長選択装置。 - 前記第１の素子と前記第２の素子との対向する前記端面の間の距離を変化させることができるようにしたことを特徴とする請求項７記載の波長選択装置。
- 波長選択装置で選択される波長でレーザ発振する波長選択レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
を有することを特徴とする波長選択レーザ。 - 波長選択装置で選択される波長のうち任意の波長の光を選択してレーザ発振する波長可変レーザにおいて、
偏光を４５度回転させる第１の素子と第２の素子とを備え前記第１の素子と前記第２の素子との対向した平行な端面または前記端面に施された反射膜によってエタロンが形成された波長選択フィルタと、前記波長選択フィルタの前記入射光が入射する側に配置された直線偏光子と、前記波長選択フィルタを透過した光を反射する反射鏡と、を有する波長選択装置と、
前記波長選択装置の前記入射光が入射する側であって前記反射鏡に対向して配置された第２の反射鏡と、
前記波長選択装置と前記第２の反射鏡の間に配置されて光利得を発生する利得媒質と、
前記利得媒質と前記波長選択装置の間に配置され、前記波長選択装置によって選択された光のうち任意の波長の光を選択する波長可変フィルタと、
を有することを特徴とする波長可変レーザ。
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