JP4678587B2 - 光学特性測定装置 - Google Patents
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Description
波長可変光源2が、所定の掃引速度で波長掃引(周波数掃引)する。そして、HM3が、波長可変光源2からのレーザ光を2分岐する。なお、PBS4aにて、レーザ光が2分岐されるように、波長可変光源2とHM3間の図示しない偏波コントローラが、偏光を適度に調整する。
周波数が異なり偏光状態が直交する第1、第2の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引して前記第1の入力光を前記干渉部に出力する第1の波長可変光源と、
波長掃引して前記第2の入力光を前記干渉部に出力する第2の波長可変光源と、
前記第1、第2の波長可変光源からの第1、第2の入力光の前記波長掃引に基づく周波数差を検出する検出部と、
この検出部の検出した周波数差に基づいて、前記第1、第2の波長可変光源の周波数差を制御する制御部と
を設けたことを特徴とするものである。
周波数が異なり偏光状態が直交する第1、第2の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引してレーザ光を出力する波長可変光源と、
この波長可変光源からのレーザ光を分岐し、一方の分岐光を前記干渉部に出力する分岐部と、
この分岐部からの他方の分岐光の周波数を、所定量シフトさせて前記干渉部に出力する音響光学変調器と
を設けたことを特徴とするものである。
波長可変光源は、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とするものである。
請求項4記載の発明は、請求項1記載の発明において、
第1、第2の波長可変光源は、同一基板上に設けられ、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とするものである。
請求項5記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
干渉部は、前記第1、第2の入力光を合波し、前記被測定対象に出力する偏光ビームスプリッタを有することを特徴とするものである。
請求項6記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
干渉部は、
前記被測定対象からの出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を合波すると共にs偏光とp偏光とに分岐する偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタに、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の偏光面を45°傾けて出力する偏光面回転部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項7記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
前記干渉部から出力される干渉光ごとに設けられ、干渉光を受光して、干渉光の光パワーに応じた信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される信号をフィルタリングするローパスフィルタと
を設け、
前記干渉部は、前記第1、第2の入力光それぞれを分岐し、一方の分岐光を前記被測定対象に入力させ、前記被測定対象からの出力光を他方の分岐光で干渉させ、複数の干渉光を出力し、
前記第1の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第1の偏光状態の出力光とを干渉した第1の干渉光と、
前記第2の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第1の偏光状態の出力光とを干渉した第2の干渉光と、
前記第1の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第2の偏光状態の出力光とを干渉した第3の干渉光と、
前記第2の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第2の偏光状態の出力光とを干渉した第4の干渉光と
を出力し、前記第1、第2の偏光状態が互いに直交することを特徴とするものである。
請求項8記載の発明は、請求項7記載の発明において、
ローパスフィルタは、前記光源部が出力する第1、第2の入力光の周波数差よりも低周波の信号を通過させることを特徴とするものである。
請求項9記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
干渉部は、空間光型の干渉計であることを特徴とするものである。
請求項1、3〜9によれば、検出部が、第1、第2の波長可変光源から出力される光の前記波長掃引に基づく周波数差を検出し、制御部が、検出部の検出した周波数差に基づいて第1、第2の波長可変光源の少なくとも一方の波長掃引速度を制御するので、一方の光源が、他方の光源に対して一定の光周波数差を保ちながら波長掃引される。これにより、干渉部から出力される干渉光の中心周波数が、変動しない。従って、波長可変光源の波長掃引速度が一定でなくとも、被測定対象の光学特性を精度よく測定することができる。
[第1の実施例]
図1は本発明の第1の実施例を示した構成図である。ここで、図5、図6と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図1において、波長可変光源2の代わりに光源部LS1が設けられる。光源部LS1は、第1の波長可変光源12、第2の波長可変光源13、検出部14、制御部15を有し、所定の周波数差の第1、第2の入力光を、干渉部100に出力する。
波長可変光源12、13の波長掃引回路12b、13bのそれぞれが、LD光源12a、13aに周波数f1、f2のレーザ光を出力させ、所定の波長掃引速度で波長掃引させる。なお、波長掃引回路12b、13bは、図示しないメモリから設定値(波長掃引の開始波長・終了波長、掃引速度等)を読み出し、この設定値に従ってLD光源12a、13aに指示を出す。また、レーザ光の出力開始時における波長可変光源12、13の周波数差(|f1−f2|)の設定値を、例えば、50[MHz]とする。
図2は、本発明の第2の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図1において、光源部LS1の代わりに光源部LS2が設けられる。光源部LS2は、波長可変光源12、HM19、音響光学変調器(以下、AOMと略す)20、偏波コントローラ21、22が設けられる。また、干渉部100のHM17が取り外される。
波長可変光源12の波長掃引回路12bが、図1に示す装置と同様に、LD光源12aにレーザ光を出力させ、所定の波長掃引速度で波長掃引させる。なお、波長掃引回路12bは、図示しないメモリから設定値(波長掃引の開始波長、終了波長、掃引速度等)を読み出し、この設定値に従ってLD光源12aに指示を出す。
図3は、本発明の第3の実施例を示した構成図である。ここで、図1と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図3において、干渉部100のHM5が取り外され、PBS6が、参照光と信号光の合波と共に、分岐をする。また、PBS6と受光部7間に偏光子23、PBS6と受光部8間に偏光子24が設けられる。
PBS6が、出力光を互いに直交する直線偏光に分岐し、また、参照光も互いに直交する直線偏光に分岐し、分岐される出力光と参照光それぞれを合波して、偏光子23、24に出力する。合波光は、偏光面が直交しており干渉しないので、偏光子23、24が、偏光面を傾けて干渉させて受光部7、8に出力する。その他の動作は、図1に示す装置と同様なので説明を省略する。
図1〜図3に示す装置では、ジョーンズ行列T11〜T22の各要素を求めるため、フィルタ回路9、10が、受光部7、8の干渉信号から低周波成分と高周波成分を分離する構成を示したが、各要素を求めるための干渉信号が、全てDC近傍の低周波成分で得られるように、干渉部を構成してもよい。
(b)参照光のs偏光(周波数f2’)と、信号光の出射p偏光(周波数f1、f2)。
(c)参照光のp偏光(周波数f1’)と、信号光の出射s偏光(周波数f1、f2)。
(d)参照光のs偏光(周波数f2’)と、信号光の出射s偏光(周波数f1、f2)。
光源部LS1が、所定の波長範囲で連続的に波長掃引される入射p偏光、入射s偏光を干渉部200に出力する。もちろん、光源部LS1は、入射p偏光と、入射s偏光は、干渉部200からの合波光に基づいて、周波数差が一定となるように制御している。
干渉部200は、分岐部25〜28、合波部29、PBS30、31、波長板32、33、偏光子34〜37を有する。
分岐部25が、光源部LS1からの入射p偏光(周波数f1)を2分岐し、一方を信号光として合波部29に出力し、他方を参照光として波長板32に出力する。また、分岐部26が、光源部LS1からの入射s偏光(周波数f2)を2分岐し、一方を信号光として合波部29に出力し、他方を参照光として波長板33に出力する。さらに、波長板32、33のそれぞれが、参照光の偏光面を45°傾ける。
図1〜図3に示す装置において、HMで3、17、19で分岐する構成を示したが、偏光状態に依存せずに光を分岐するものならばどのようなものでよく、例えば、無偏光ビームスプリッタ、光ファイバカプラ等である。
12、13 波長可変光源
14 検出部
15 制御部
6、16、29、30、31 PBS
18、32、33 偏光面回転部
20 AOM
38〜41 受光部
42〜45 ローパスフィルタ
100、200 干渉部
Claims (9)
- 周波数が異なり偏光状態が直交する第1、第2の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引して前記第1の入力光を前記干渉部に出力する第1の波長可変光源と、
波長掃引して前記第2の入力光を前記干渉部に出力する第2の波長可変光源と、
前記第1、第2の波長可変光源からの第1、第2の入力光の前記波長掃引に基づく周波数差を検出する検出部と、
この検出部の検出した周波数差に基づいて、前記第1、第2の波長可変光源の周波数差を制御する制御部と
を設けたことを特徴とする光学特性測定装置。 - 周波数が異なり偏光状態が直交する第1、第2の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引してレーザ光を出力する波長可変光源と、
この波長可変光源からのレーザ光を分岐し、一方の分岐光を前記干渉部に出力する分岐部と、
この分岐部からの他方の分岐光の周波数を、所定量シフトさせて前記干渉部に出力する音響光学変調器と
を設けたことを特徴とする光学特性測定装置。 - 波長可変光源は、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とする請求項1または2記載の光学特性測定装置。
- 第1、第2の波長可変光源は、同一基板上に設けられ、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とする請求項1記載の光学特性測定装置。
- 干渉部は、前記第1、第2の入力光を合波し、前記被測定対象に出力する偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする請求項1または2記載の光学特性測定装置。
- 干渉部は、
前記被測定対象からの出力光に、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の光を合波すると共にs偏光とp偏光とに分岐する偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタに、前記第1、第2の入力光の少なくとも一方の偏光面を45°傾けて出力する偏光面回転部と
を設けたことを特徴とする請求項1または2記載の光学特性測定装置。 - 前記干渉部から出力される干渉光ごとに設けられ、干渉光を受光して、干渉光の光パワーに応じた信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される信号をフィルタリングするローパスフィルタと
を設け、
前記干渉部は、前記第1、第2の入力光それぞれを分岐し、一方の分岐光を前記被測定対象に入力させ、前記被測定対象からの出力光を他方の分岐光で干渉させ、複数の干渉光を出力し、
前記第1の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第1の偏光状態の出力光とを干渉した第1の干渉光と、
前記第2の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第1の偏光状態の出力光とを干渉した第2の干渉光と、
前記第1の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第2の偏光状態の出力光とを干渉した第3の干渉光と、
前記第2の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第2の偏光状態の出力光とを干渉した第4の干渉光と
を出力し、前記第1、第2の偏光状態が互いに直交することを特徴とする請求項1または2記載の光学特性測定装置。 - ローパスフィルタは、前記光源部が出力する第1、第2の入力光の周波数差よりも低周波の信号を通過させることを特徴とする請求項7記載の光学特性測定装置。
- 干渉部は、空間光型の干渉計であることを特徴とする請求項1または2記載の光学特性測定装置。
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