JP5016571B2 - Optical spectrum monitor - Google Patents
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本発明は、光を分光する分光器とその分光器を用いて被測定光の波長やパワーを測定するために用いられる光スペクトルモニタに関する。 The present invention relates to a spectroscope that splits light and an optical spectrum monitor that is used to measure the wavelength and power of light to be measured using the spectroscope.
図8はリットマン型の分光器を用いた光スペクトルモニタの概略構成を示す図である。図8に示す光スペクトルモニタ101は、入射手段102、回折手段103、回折光受光手段104を備えている。入射手段102は、被測定光が入射される光入力ポート102aと、光入力ポート102aから入射された光をコリメータ光に変換するコリメータ102bとから構成される。また、回折手段103は、コリメータ光を回折する回折格子103aと、回折格子103aによって回折された回折光を再度回折格子に入射させるための反射鏡103bとから構成される。さらに、回折光受光手段104は、回折格子103aからの回折光を集光する集光器104aと、集光器104aによって集光された光を受光し、この受光した光信号を電気信号に変換して出力する受光器104bとから構成される。
FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an optical spectrum monitor using a Littman type spectroscope. The
なお、図8の光スペクトルモニタ101を用いた光スペクトルアナライザとしては、例えば下記特許文献1の図3に開示されるものが知られており、分光器から出力した電気信号を使用して被測定光の波長やパワー等を測定している。
ところで、昨今、光通信の大容量化に伴いWDM(Wavelength Division Multiplexing:波長分割多重方式)通信の高密度化が進み、狭い波長間隔でWDMを行うDWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing:高密度波長分割多重方式)が行われるようになっており、高波長精度に対する要求が強くなってきた。 By the way, with the recent increase in capacity of optical communication, the density of WDM (Wavelength Division Multiplexing) communication has increased, and DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing: high density wavelength division multiplexing) that performs WDM at narrow wavelength intervals. System), and there is an increasing demand for high wavelength accuracy.
しかしながら、従来より知られている光スペクトルモニタでは、十分な波長精度を得ることができていなかった。 However, a conventionally known optical spectrum monitor has not been able to obtain sufficient wavelength accuracy.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、DWDM伝送などの光スペクトラムを高波長精度にて測定することができる光スペクトルモニタを提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide an optical spectrum monitor capable of measuring an optical spectrum such as DWDM transmission with high wavelength accuracy.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1に記載された光スペクトルモニタは、光スペクトルの掃引に応じた回折角で被測定光を回折する回折手段3を有し、該回折手段による1次回折光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換出力する光スペクトルモニタにおいて、
前記被測定光の波長の1/2波長付近で発光する波長モニタ用光源22と、前記被測定光と前記波長モニタ用光源からの光とを合成する合波器23とを含む入射手段2と、
前記被測定光の1次回折光と前記波長モニタ用光源の2次回折光とを分波する分波部61を有し、該分波部で分波した前記波長モニタ用光源の2次回折光を入力して波長をモニタする波長モニタ手段6とを備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, an optical spectrum monitor according to
An incident means 2 including a wavelength
A
請求項2に記載された光スペクトルモニタは、請求項1の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源22は、前記被測定光の波長の1/2波長を含む広帯域の光を発光することを特徴とする。
The optical spectrum monitor according to claim 2 is the optical spectrum monitor according to
The wavelength
請求項3に記載された光スペクトルモニタは、請求項2の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ手段6は、前記分波部61で分波した前記波長モニタ用光源の2次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子64aと、該透過素子の透過光を受光して前記光強度変化を波長に対する電気信号に変換する受光器64cとを備えたことを特徴とする。
The optical spectrum monitor according to claim 3 is the optical spectrum monitor according to claim 2,
The
請求項4に記載された光スペクトルモニタは、請求項3の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ手段6は、前記分波部61と前記透過素子64aとの間の光路に配置され、前記透過素子に向かう光と該透過素子に向かわない光とに分光する分光部62と、該分光部で分光された前記透過素子に向かわない光を受光する受光器63bとをさらに備えたことを特徴とする。
The optical spectrum monitor according to
The wavelength monitoring means 6 is disposed in an optical path between the
請求項5に記載された光スペクトルモニタは、請求項1の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源22は、少なくとも1つの既知の波長の光を含むことを特徴とする。
The optical spectrum monitor according to
The wavelength
請求項6に記載された光スペクトルモニタは、請求項1の光スペクトルモニタにおいて、
前記波長モニタ用光源22は、既知波長の狭帯域の光を発光することを特徴とする。
The optical spectrum monitor according to
The wavelength
本発明によれば、高波長精度による光スペクトラムの測定が可能な光スペクトルモニタを提供することができる。また、波長モニタ用光源の光強度が波長に対して一定でなくても、同様に高波長精度による測定が可能な光スペクトルモニタを提供することができる。 According to the present invention, an optical spectrum monitor capable of measuring an optical spectrum with high wavelength accuracy can be provided. Moreover, even if the light intensity of the light source for wavelength monitoring is not constant with respect to the wavelength, it is possible to provide an optical spectrum monitor that can be similarly measured with high wavelength accuracy.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。図1は本発明に係る光スペクトルモニタの第1実施形態を示す図、図2(a)〜(c)は分波部の各構成例を示す概略図、図3は回折格子における入射角と回折光の回折角の関係を示す図、図4は本発明に係る光スペクトルモニタの第2実施形態を示す図、図5は本発明に係る光スペクトルモニタの第3実施形態を示す図、図6は本発明に係る光スペクトルモニタの第4実施形態を示す図、図7は本発明に係る光スペクトルモニタの第5実施形態を示す図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of an optical spectrum monitor according to the present invention, FIGS. 2A to 2C are schematic diagrams illustrating configuration examples of a demultiplexing unit, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a relationship between diffraction angles of diffracted light, FIG. 4 is a diagram showing a second embodiment of an optical spectrum monitor according to the present invention, and FIG. 5 is a diagram showing a third embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention. 6 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention, and FIG. 7 is a diagram showing a fifth embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention.
まず、本発明に係る光スペクトルモニタの第1実施形態の構成について図1を参照しながら説明する。 First, the configuration of the first embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention will be described with reference to FIG.
第1実施形態の光スペクトルモニタ1(1A)は、図1に示すように、入射手段2、回折手段3、回折制御手段4、測定用受光手段5、波長モニタ手段6を備えて概略構成される。
As shown in FIG. 1, the optical spectrum monitor 1 (1A) of the first embodiment is roughly configured to include an incident means 2, a diffraction means 3, a diffraction control means 4, a measurement
入射手段2は、光入力ポート21、波長モニタ用光源22、合波器23、コリメータ24を備えている。
The incident means 2 includes an
光入力ポート21には、測定対象となる被測定光(例えば1.5μm帯)が入力している。この光入力ポート21に入力した被測定光は、光ファイバ21aを介して合波器23の一方の入力ポートに入力される。
The
波長モニタ用光源22は、被測定光の波長の1/2波長付近でブロードな光(白色光)を発光する広帯域光源(LED)からなる。例えば、被測定光が1.4μmから1.6μmの場合には、0.7μmから0.8μmの波長成分を持つ広帯域光源によって波長モニタ用光源22が構成される。この波長モニタ用光源22が発光するモニタ光は、光ファイバ22aを介して合波器23の他方の入力ポートに入力される。
The wavelength
合波器23は、2つの入力ポートと1つの出力ポートを備えた光カプラで構成され、光入力ポート21から光ファイバ21aを介して一方の入力ポートに入力される被測定光と、波長モニタ用光源22から光ファイバ22aを介して他方の入力ポートに入力されるモニタ光とを合波し、この合波された光をコリメータ24に入射している。
The
コリメータ24は、入射光を平行光に変換するコリメートレンズで構成され、合波器23からの光(被測定光とモニタ光との合波光)を平行光に変換して回折手段3に入射している。
The
回折手段3は、回折格子31と反射体32からなる。回折格子31は、所定間隔で平行に刻線(溝間隔d)が形成された回折面31aをコリメータ24側に向けてコリメータ24の出射光路上の後方に固定配置される。この回折格子3は、コリメータ24から入射される光を回折し、この回折した光を反射体32に出力している。
The diffractive means 3 includes a diffraction grating 31 and a
反射体32は、反射面32aが回折格子31の回折面31aと対向して配置され、回折格子31の刻線方向に平行な軸周りに光スペクトルの掃引に応じて回動可能なミラーで構成される。この反射体32は、回折格子31からの回折光を再度回折格子31に反射させている。
The
回折制御手段4は、制御部41と駆動部42とからなる。制御部41は、回折手段3の回折角を制御するべく、反射体32の回転角θλの情報を駆動部42に出力している。また、回折制御手段4は、波長校正を行うための指定波長λの情報を後述する波長校正部67に出力している。
The
駆動部42は、予め決められた初期位置を回転角θλ=0°として、回折制御手段4から入力される回転角θλとなるように回折手段3の反射体32を回転駆動している。
The
測定用受光手段5は、測定用集光器51と測定用受光器52とからなる。測定用集光器51は、回折格子31から後述する分波部(ハイパスフィルタ)61を通過した被測定光の1次回折光を測定用受光器52に集光している。
The light receiving means for
測定用受光器52は、測定用集光器51によって集光される被測定光の1次回折光を受光し、この受光した被測定光の1次回折光の光強度に応じた電気信号(光強度に比例した電圧信号)を後述するスペクトラム表示部68に出力している。
The light receiver for
波長モニタ手段6は、分波部61、分光部62、モニタ光第1受光部63、モニタ光第2受光部64、透過率算出部65、記憶部66、波長校正部67、スペクトラム表示部68を備えている。
The wavelength monitoring means 6 includes a
分波部61は、回折手段3から入射される回折光を、被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分波するもので、例えばハイパスフィルタで構成される。この分波部61をなすハイパスフィルタでは、回折手段3からの回折光が入射されると、被測定光の1次回折光を測定用受光手段5に透過し、波長モニタ用光源22の2次回折光を第2分岐部62に反射している。
The
なお、分波部61としては、例えば図2(a)〜(c)に示す構成を採用することができる。図2(a)の例では、回折手段3からの回折光を長波と短波とに分波するビームスプリッタで分波部61を構成している。この構成では、回折手段3からの回折光のうち、長波である被測定光の1次回折光を測定用受光手段5側に透過させ、短波である波長モニタ用光源22の2次回折光を分光部62側に反射させている。
In addition, as the branching
図2(b)の例では、ハーフミラーと、ハーフミラーの後段にそれぞれ設けられるフィルタで分波部61を構成している。この構成では、回折手段3からの回折光をハーフミラーによって2分し、その後段のフィルタによって回折手段3からの回折光を、被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分離している。
In the example of FIG. 2B, the
図2(c)の例では、後述する受光器(測定用受光器51、モニタ光第1受光器63b、モニタ光第2受光器64c)で分波部61を構成している。この構成では、受光器の受光感度特性によって回折手段3からの回折光を、被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分離している。
In the example of FIG. 2C, a
分光部62は、例えばビームスプリッタで構成され、分波部61で分波された波長モニタ用光源22の2次回折光を所定の割合(例えば50%:50%の割合)で分光し、一方をモニタ光第1受光部63に反射させ、他方をモニタ光第2受光部64に透過させている。
The
モニタ光第1受光部63は、モニタ光第1集光器63aとモニタ光第1受光器63bからなる。モニタ光第1集光器63aは、分光部62により分光されて反射された波長モニタ用光源22の2次回折光をモニタ光第1受光器63bに集光している。
The monitor light first
モニタ光第1受光器63bは、例えばSi−PDで構成され、モニタ光第1集光器63aで集光される波長モニタ用光源22の2次回折光を受光し、この受光した波長モニタ用光源22の2次回折光の光強度に応じた電気信号(受光した光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ)を出力している。
The monitor light
モニタ光第2受光部64は、透過素子64a、モニタ光第2集光器64b、モニタ光第2受光器64cからなる。透過素子64aは、光に対する透過率が波長によって変化する透過特性を有する素子であり、例えば透過特性が安定した光学櫛形フィルタのエタロンで構成される。エタロン64aは、波長の単調変化に対して透過率がほぼ一定波長間隔で周期的に増減変化する透過特性を有しており、分光部62で分光された波長モニタ用光源22の2次回折光を受けて等間隔に配列された複数の既知波長の光を透過し、透過光が波長に対する光強度変化を生じるものである。
The monitor light second
モニタ光第2集光器64bは、透過素子(エタロン)64aからの透過光をモニタ光第2受光器64cに集光している。
The monitor light second
モニタ光第2受光器64cは、モニタ光第2集光器64bで集光される透過素子64aからの透過光を受光し、この受光した透過光の光強度に応じた電気信号(透過素子64aの透過特性の影響を受けた光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ)を出力している。
The monitor light second
透過率算出部65は、モニタ光第1受光部63及びモニタ光第2受光部64によって受光検出された光の強度に応じた電気信号(スペクトラムデータ)とそれに対応付けされた波長情報とに基づいて、モニタ光の透過素子(エタロン)64bに対する光の透過率を算出している。
The
記憶部66には、透過素子(エタロン)64aの透過特性(透過プロファイル)が予め記憶されている。エタロン64aの透過プロファイルは、フリースペクトルレンジ(FSR)毎にローレンシャン形のピークが波長軸上に等間隔に並んだ形状をしている。そして、それぞれのピーク波長は、予め測定された既知波長(例えば・・・1535nm、1540nm、1545nm・・・のように5nm間隔の既知波長)の透過特性として記憶部67に記憶されている。
The
波長校正部67は、透過率算出部65によって算出された透過率と、予め記憶部66に記憶されている透過素子(エタロン)64aの透過特性と、制御部41からの指定波長λとに基づいて、モニタ光第1受光部63の各サンプル値の波長を求め、この求めた各波長に基づいてモニタ光第1受光部64の各サンプル値の波長を校正している。
The
さらに説明すると、各波長検出対象値毎に検出された各波長と各波長検出対象値に対応付けされて記憶された波長情報との誤差をそれぞれ求め、制御部41からの指定波長λに対する誤差の変化特性を求め、この変化特性に基づいて、モニタ光第1受光部63のスペクトラムデータの各波長情報を減算補正する。
More specifically, an error between each wavelength detected for each wavelength detection target value and the wavelength information stored in association with each wavelength detection target value is obtained, and the error of the specified wavelength λ from the
なお、エタロンを透過素子64aとして用いた場合、算出された透過率から波長を一義的に求めることができないので、その算出された一つの透過率に対して透過特性から得られる複数の波長のうち、指定波長λに対応付けされて記憶部66に記憶されている波長に最も近い波長をその波長検出対象値に対応した正確な波長として選択している。
When an etalon is used as the
スペクトラム表示部68は、液晶表示器などの表示装置で構成され、波長校正部66によって校正された波長情報に基づくスペクトラムデータを読み出し、横軸を波長軸、縦軸をパワー軸の直交座標を表示器の画面上に表示し、読み出したスペクトラムデータの波形を直交座標上に表示している。このスペクトラム波形の波長軸は波長校正部66によって校正されているので、各スペクトラムの波長と強度を正確に把握することができる。
The
以上のように構成される第1実施形態の光スペクトルモニタ1Aでは、光入力ポート21から入力した光(被測定光)が、コリメータ24でコリメート光に変換され、回折格子31に入射される。回折格子31に入射された光は、回折面で回折され、この回折による1次回折光が反射体32に出力される。反射体32は、回折格子31の刻線方向に平行な軸で光スペクトルの掃引に応じて回動可能であり、反射体32で反射された光は再度回折格子31で回折され、この回折による1次回折光は測定用集光器51で集光され、測定用受光器52に受光される。そして、制御部41の制御により指定波長λに応じて反射体32を回転させ、測定用受光器52で光−電気変換された強度信号を観測することにより、スペクトラムを測定することができる。
In the optical spectrum monitor 1 </ b> A according to the first embodiment configured as described above, light (measured light) input from the
そして、波長校正を行う場合には、被測定光の波長の1/2波長付近で発光する波長モニタ用光源22から被測定光の波長の1/2波長付近で発光するモニタ光を合波器23に入力する。例えば被測定光が1.4μmから1.6μmの場合には、0.7μmから0.8μmの波長成分を持つ波長モニタ用光源22からのモニタ光と、被測定光とを合波器23に入力する。
When wavelength calibration is performed, the monitor light emitted near the half wavelength of the wavelength of the measured light from the wavelength monitor
そして、回折格子31と測定用集光器51との間の光路に被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とを分波する分波部61を配置し、分波した波長モニタ用光源22の2次回折光を波長モニタ手段6に入力して波長をモニタしている。
A
すなわち、第1実施形態では、被測定光の波長の1/2波長付近で発光する波長モニタ用光源22からのモニタ光と、被測定光とを合波器23で合成して回折手段3に入力し、回折手段3からの回折光を分波部61で被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分波し、分波した2次回折光を透過素子64aとしてのエタロンを透過させ、この透過した光の透過率を算出し、算出した透過率、指定波長λ、記憶部66のエタロン透過率フロファイルに基づいて波長校正を行っている。
That is, in the first embodiment, the monitor light from the wavelength monitor
ここで、図3に示すように、波長λの光が溝間隔dの回折格子31に入射角αで入射した場合、その回折光の回折角βは、Nλ=d(sinα+sinβ)の式で表すことができる。但し、N=0,±1,±2,・・・である。
Here, as shown in FIG. 3, when light having a wavelength λ is incident on the
例えば、λ=1550nmの光を入射角85°で溝間隔1/1100mmの回折格子31に入射する場合、βは44.6°となる(N=1)。また、波長775nmの光を入射する場合、N=2の光はやはり44.6°の方向に回折される。
For example, when light of λ = 1550 nm is incident on the
このように、任意の被測定光波長の回折格子31の1次回折光の回折角は、波長モニタ用光源22の回折格子31の2次回折光の回折角に一致するため、任意の波長の被測定光が測定用受光手段5に向かう光路と、被測定光の1/2波長の波長モニタ用光源22の光とは同一光路となる。
As described above, the diffraction angle of the first-order diffracted light of the
従って、被測定波長と波長モニタ用光源22の光、すなわち被測定光波長の1/2波長の波長モニタ用光源22の光には相関が得られ、波長モニタ用光源22の光波長をモニタすることにより、被測定光の波長を特定することができる。
Accordingly, a correlation is obtained between the wavelength to be measured and the light from the wavelength monitoring
なお、被測定光と波長モニタ用光源22の光とは、波長が異なるため、分波部61により容易に分波することが可能である。
Since the light to be measured and the light from the wavelength monitoring
また、第1実施形態では、モニタ光第2受光部64として、分波部61で分波した波長モニタ用光源22の2次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子(エタロン)64aと、透過素子64aの透過光を集光するモニタ光第2集光器64bと、集光された透過光を受光して光強度変化を波長に対する電気信号に変換するモニタ光第2受光器64cで構成している。そして、モニタ光第2受光器64cの出力信号、すなわち波長モニタ用光源22の光の透過素子64a透過後の光強度変化信号から、波長モニタ用光源22の波長を求めることにより、その波長の2倍の波長である被測定波長を特定することができる。
In the first embodiment, the second-order diffracted light of the wavelength monitor
さらに、第1実施形態では、上記構成の波長モニタ用光源22の2次回折光を分波する分波部61と透過素子64aの間の光路に分光部62をなすハーフミラーを配置し、透過素子64aに向かう光と透過素子64aに向かわない光とに分光して透過素子64aに向かう光の一部を取り出し、モニタ光第1受光部63として、ハーフミラーの光(透過素子64aに向かわない光)を集光するモニタ光第1集光器63aと、集光された光を受光するモニタ光第1受光器63bとからなるモニタ光第1受光部63とを備えた構成としている。
Further, in the first embodiment, a half mirror that forms the
この構成では、モニタ光第2受光器64cには透過素子64a透過後の信号が、またモニタ光第1受光器63bには透過素子64a透過前の信号が検出されるので、モニタ光第2受光器64cの光−電気変換信号強度と、モニタ光第1受光器63bの光−電気変換信号強度の比を求めることにより、波長モニタ用光源22の光の波長−光パワーの変化に依存しない光スペクトルモニタの波長目盛りとなる信号を得ることができる。
In this configuration, the monitor light second
そして、上述した透過素子(エタロン)64aの透過光強度から得られる波長目盛りとなる信号を基にサンプリングトリガを発生させることにより、高速で、しかも波長高精度の測定も可能になる。 Then, by generating a sampling trigger based on a signal having a wavelength scale obtained from the transmitted light intensity of the transmission element (etalon) 64a described above, high-speed and high-accuracy measurement can be performed.
さらに、精度を上げるために、この波長目盛りとなる信号を位相分割して、細かい波長ステップでの位置信号を発生させることも可能である。 Furthermore, in order to increase the accuracy, it is possible to phase-divide the signal that becomes the wavelength scale to generate a position signal at fine wavelength steps.
次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第2実施形態の構成について図4を参照しながら説明する。 Next, the configuration of the second embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention will be described with reference to FIG.
なお、図4の第2実施形態の光スペクトルモニタ1(1B)において、第1実施形態の光スペクトルモニタ1Aと略同一の構成要素には同一符号を付し、第1実施形態との構成上の差異についてのみ説明する。
In addition, in the optical spectrum monitor 1 (1B) of the second embodiment shown in FIG. 4, the same reference numerals are given to substantially the same components as those of the
第2実施形態の光スペクトルモニタ1Bでは、第1実施形態の波長モニタ手段6のモニタ光第1受光部63および透過率算出部65が削除され、モニタ光第2受光部64の透過素子64aが入射手段2内に設けられた構成である。すなわち、入射手段2の波長モニタ用光源22と合波器23との間に既知波長透過部25が設けられた構成である。
In the
既知波長透過部25は、集光レンズ25a、透過素子(エタロン)25b、集光レンズ25cの順に波長モニタ用光源22側から配置された構成からなる。この既知波長透過部25では、波長モニタ用光源22からのモニタ光を、集光レンズ25aにより透過素子25bに集光している。そして、透過素子25bは、集光レンズ25aによって集光される光を受けて等間隔に配列された複数の既知波長の光を透過し、集光レンズ25cにより合波器23の他方の入力ポートに集光して入力している。なお、透過素子25bは、前述したモニタ光第2受光部64の透過素子64aと同様に、例えば透過特性が安定した光学櫛形フィルタのエタロンが用いられる。
The known
また、第2実施形態の光スペクトルモニタ1Bでは、波長モニタ手段6が第1実施形態よりも簡略された構成であって、分波部61、モニタ光第2受光部64、記憶部66、波長校正部67、スペクトラム表示部68を備えて構成される。
Further, in the
この第2実施形態の光スペクトルモニタ1Bでは、回折手段3からの回折光が、分波部61によって、被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分波される。そして、被測定光の1次回折光が測定用受光手段5によって受光検出され、この受光検出の結果に基づくスペクトラム波形がスペクトラム表示部68に表示される。また、波長モニタ用光源22の2次回折光がモニタ光第2受光部64に受光検出され、この受光検出された光強度に応じた電気信号(透過素子25bの透過特性の影響を受けた光に含まれる各波長毎の強度のデータ列で表されるスペクトラムデータ)が波長校正部67に入力される。そして、波長校正部67は、制御部41からの指定波長λ、予め記憶部66に記憶された波長−レベル情報に基づいて、モニタ光第2受光部64から入力される電気信号に対して波長校正し、この波長校正されたスペクトラム波形をスペクトラム表示部68に表示している。
In the
次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第3実施形態の構成について図5を参照しながら説明する。 Next, the configuration of the third embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention will be described with reference to FIG.
なお、図5の第3実施形態の光スペクトルモニタ1(1C)において、前述した第1,第2実施形態の光スペクトルモニタ1A,1Bと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した実施形態の構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。 In the optical spectrum monitor 1 (1C) of the third embodiment shown in FIG. 5, the same reference numerals are given to substantially the same components as those of the optical spectrum monitors 1A and 1B of the first and second embodiments described above. A description of the same components as those of the embodiment described above will be omitted.
第3実施形態の光スペクトルモニタ1Cでは、第1実施形態の波長モニタ手段6のモニタ光第1受光部63、モニタ光第2受光部64の透過素子64a、および透過率算出部65が削除された構成であり、入射手段2の波長モニタ用光源22が、被測定光の波長の1/2波長である既知波長(例えば0.7μm帯)のモニタ光を発光する狭帯域光源で構成される。
In the optical spectrum monitor 1C of the third embodiment, the monitor light first
また、第3実施形態の光スペクトルモニタ1Cでは、波長モニタ手段6が第1実施形態よりも簡略された構成であって、第2実施形態と同一構成、すなわち分波部61、モニタ光第2受光部64、記憶部66、波長校正部67、スペクトラム表示部68を備えて構成される。なお、回折手段3からの回折光を、被測定光の1次回折光と波長モニタ用光源22の2次回折光とに分波した以降の動作については、第2実施形態と同様なので、ここでの説明は省略する。
Further, in the optical spectrum monitor 1C of the third embodiment, the wavelength monitoring means 6 has a simplified configuration compared to the first embodiment, and has the same configuration as that of the second embodiment, that is, the
次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第4実施形態の構成について図6を参照しながら説明する。 Next, the configuration of the fourth embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention will be described with reference to FIG.
なお、図6の第4実施形態の光スペクトルモニタ1(1D)において、前述した第1〜第3実施形態の光スペクトルモニタ1A〜1Cと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。 In addition, in the optical spectrum monitor 1 (1D) of the fourth embodiment in FIG. 6, the same reference numerals are given to substantially the same components as the optical spectrum monitors 1A to 1C of the first to third embodiments described above. A description of the same components as those described above will be omitted.
第4実施形態の光スペクトルモニタ1Dでは、回折手段3の反射体(ミラー)32を固定として回折格子31が制御部41の制御に基づく駆動部42の駆動により回転可能なダブルパスによるリトロー分光器の構成を採用している。なお、他の構成及び各構成の動作については第1実施形態と同一である。
In the optical spectrum monitor 1 </ b> D of the fourth embodiment, the reflector (mirror) 32 of the diffractive means 3 is fixed, and the
次に、本発明に係る光スペクトルモニタの第5実施形態の構成について図7を参照しながら説明する。 Next, the configuration of the fifth embodiment of the optical spectrum monitor according to the present invention will be described with reference to FIG.
なお、図7の第5実施形態の光スペクトルモニタ1Eにおいて、前述した第1〜第4実施形態の光スペクトルモニタ1A〜1Dと略同一の構成要素には同一符号を付し、前述した構成要素と同一の構成要素についての説明を省略する。
In addition, in the
第5実施形態の光スペクトルモニタ1Eでは、回折手段3を構成する回折格子31と反射体(ミラー)32の位置関係が第1実施形態とは逆になっており、シングルパスによるリトマン分光器の構成を採用している。なお、他の構成及び各構成の動作については第1実施形態と同一である。
In the
このように、本発明に係る光スペクトルモニタによれば、光スペクトラムを高波長精度にて測定するスペクトルモニタを提供することができる。また、波長モニタ用の光強度が波長に対して一定でなくても、同様に高波長精度でのスペクトルモニタを提供することができる。 Thus, according to the optical spectrum monitor of the present invention, it is possible to provide a spectrum monitor that measures the optical spectrum with high wavelength accuracy. Further, even if the light intensity for wavelength monitoring is not constant with respect to the wavelength, a spectrum monitor with high wavelength accuracy can be provided similarly.
ところで、上述した実施形態の回折手段3としては、回折格子と反射体とを組み合わせ、一方を固定とし、他方が刻線と平行な軸周りに回転する構成を例にとって説明したが、反射体を省き、刻線と平行な軸周りに回転可能な凹面型の回折格子のみで回折手段3を構成し、シングルパスによる分光器を構成してもよい。 By the way, as the diffraction means 3 of the above-described embodiment, the diffraction grating and the reflector are combined, one is fixed, and the other rotates around an axis parallel to the score line. Omitting, the diffraction means 3 may be composed of only a concave diffraction grating that can rotate around an axis parallel to the score line, and a single-pass spectroscope may be configured.
また、上述した実施形態では、コリメータ24が入射手段2に含まれる構成として説明したが、このコリメータ24を省いた構成としてもよい。また、波長モニタ用光源22としては、発光波長が被測定光の1/2波長に限定されるものではなく、例えば被測定光の1/3波長付近で発光する広帯域光源で波長モニタ用光源22を構成することもできる。その場合、回折手段3における被測定光の回折効率と波長モニタ用光源22からのモニタ光の回折効率がほぼ同等であることが望まれる。
In the above-described embodiment, the
さらに、第1、第4、第5実施形態(図1、図6、図7)において、分光部62、モニタ光第1受光部63および透過率算出部65の構成を省くこともできる。この場合、記憶部66には予め波長−レベルの関係を示す情報が記憶される。そして、波長校正部67は、第2および第3実施形態と同様に、制御部41からの指定波長λ、記憶部66の波長−レベル情報に基づき、モニタ光第2受光部64からの電気信号に対して波長校正を行うことになる。
Furthermore, in the first, fourth, and fifth embodiments (FIGS. 1, 6, and 7), the configurations of the
1(1A〜1E) 光スペクトルモニタ
2 入射手段
3 回折手段
4 回折制御手段
5 測定用受光手段
6 波長モニタ手段
21 光入力ポート
22 波長モニタ用光源
23 合波器
24 コリメータ
25 既知波長透過部
31 回折格子
32 反射体
41 制御部
42 駆動部
51 測定用集光器
52 測定用受光器
61 分波部
62 分光部
63 モニタ光第1受光部
63a モニタ光第1集光器
63b モニタ光第1受光器
64 モニタ光第2受光部
64a エタロン(透過素子)
64b モニタ光第2集光器
64c モニタ光第2受光器
65 透過率算出部
66 記憶部
67 波長校正部
68 スペクトラム表示部
1 (1A to 1E) Optical spectrum monitor 2 Incident means 3 Diffraction means 4 Diffraction control means 5 Measurement light receiving means 6 Wavelength monitoring means 21
64b Monitor light
Claims (6)
前記被測定光の波長の1/2波長付近で発光する波長モニタ用光源(22)と、前記被測定光と前記波長モニタ用光源からの光とを合成する合波器(23)とを含む入射手段(2)と、
前記被測定光の1次回折光と前記波長モニタ用光源の2次回折光とを分波する分波部(61)を有し、該分波部で分波した前記波長モニタ用光源の2次回折光を入力して波長をモニタする波長モニタ手段(6)とを備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。 An optical spectrum monitor having a diffracting means (3) for diffracting the light to be measured at a diffraction angle corresponding to the sweep of the optical spectrum, receiving the first-order diffracted light by the diffracting means, and converting it into an electrical signal corresponding to the amount of received light In
A wavelength monitor light source (22) that emits light in the vicinity of a half wavelength of the wavelength of the light to be measured; and a multiplexer (23) that combines the light to be measured and the light from the wavelength monitor light source. Incident means (2);
A demultiplexing unit (61) for demultiplexing the first-order diffracted light of the light to be measured and the second-order diffracted light of the wavelength monitoring light source; and the second-order diffracted light of the wavelength monitoring light source demultiplexed by the demultiplexing unit An optical spectrum monitor comprising wavelength monitor means (6) for monitoring the wavelength by inputting.
前記波長モニタ手段(6)は、前記分波部(61)で分波した前記波長モニタ用光源の2次回折光を透過し、その透過光が波長に対する光強度変化を生じる透過素子(64a)と、該透過素子の透過光を受光して前記光強度変化を波長に対する電気信号に変換する受光器(64c)とを備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。 The optical spectrum monitor according to claim 2,
The wavelength monitoring means (6) transmits the second-order diffracted light of the wavelength monitoring light source demultiplexed by the demultiplexing unit (61), and the transmitted light (64a) generates a change in light intensity with respect to the wavelength. An optical spectrum monitor comprising: a light receiver (64c) that receives light transmitted through the transmissive element and converts the light intensity change into an electrical signal with respect to wavelength.
前記波長モニタ手段(6)は、前記分波部(61)と前記透過素子(64a)との間の光路に配置され、前記透過素子に向かう光と該透過素子に向かわない光とに分光する分光部(62)と、該分光部で分光された前記透過素子に向かわない光を受光する受光器(63b)とをさらに備えたことを特徴とする光スペクトルモニタ。 The optical spectrum monitor according to claim 3.
The wavelength monitoring means (6) is disposed in an optical path between the demultiplexing unit (61) and the transmissive element (64a), and splits the light toward the transmissive element and the light not directed to the transmissive element. An optical spectrum monitor, further comprising: a spectroscopic unit (62); and a light receiver (63b) that receives light that is split by the spectroscopic unit and does not travel toward the transmission element.
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