JPH0622189Y2 - 光スペクトル測定装置 - Google Patents

光スペクトル測定装置

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JPH0622189Y2
JPH0622189Y2 JP16198486U JP16198486U JPH0622189Y2 JP H0622189 Y2 JPH0622189 Y2 JP H0622189Y2 JP 16198486 U JP16198486 U JP 16198486U JP 16198486 U JP16198486 U JP 16198486U JP H0622189 Y2 JPH0622189 Y2 JP H0622189Y2
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optical
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和生 永田
直 杉山
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Description

【考案の詳細な説明】 <産業状の利用分野> この考案は、半導体レーザーの出力光のスペクトル分析
に用いて好適な光スペクトル測定装置に関するものであ
る。
<従来例> 半導体レーザー等の発光素子の出力光のスペクトルを求
める手段として、局部発振光源が不要な光スペクトル測
定装置が提案されている。この様な光スペクトル測定装
置の構成を第4図に示す。第4図において、被測定光は
光分岐器1で2つに分岐される。この2つに分岐された
光の一方は音響光学変調器2で周波数変調され、他方は
遅延素子3で遅延され、光合流器4で合流される。この
合流された光は検波器5で検波されて周波数分析器6で
そのスペクトルが解析される。遅延素子3を通過した光
は局部発振光として働く。遅延素子3の遅延時間が測定
光のコーヒーレンス時間より充分長いと、2つの光路を
通った光の間には相関がなくなり、このときの雑音の統
計的性質は等しくなるので、合流器4の光パワースペク
トルから被測定光のスペクトルを求めることができる。
この方法によると、高安定な局部発振光源が不要にな
る。この様な光スペクトル測定装置は例えば1980年
に発行された刊行物である信学技報OQE80−50に
「半導体レーザーの発振スペクトルの新しい高分解能測
定法(遅延自己ヘテロダイン法)」として記載されてい
る。
この様な光スペクトル測定装置は極度に安定な局部発振
光源が不要であるという特徴があるものの、合流した光
の偏波面が一致していないと信号強度が低下するという
欠点があった。そのため出願人は合流した光の偏波面が
一致するように制御する光スペクトル測定装置を提案し
た。この光スペクトル測定装置の構成を第5図に示す。
なお、第4図と同じ要素には同一符号を付し、説明を省
略する。第5図において、音響光学変調器2および遅延
素子3の出力光はそれぞれ偏波制御素子7、8に入力さ
れる。偏波制御素子7、8はひねりファイバ偏光素子等
で構成され、入射光の偏波状態を変化させる。この偏波
制御素子7、8はそれぞれステッピングモータ等が内蔵
された駆動部9、10で駆動される。偏波制御素子7、
8の出力光は光合波・分波器11で合流され、再び分岐
される。分岐された光の1つは受光部12で特定の偏波
成分のみが電気信号に変換されて制御部13に入力され
る。制御部13はこの電気信号が極値をとるように駆動
部9、10を駆動する。このようにすると、光合波・分
波器11に入力される光の偏波面は一致するので、S/
N比のよい測定ができる。
<考案が解決すべき問題点> しかしながら、この様な光スペクトル測定装置には次の
ような問題点がある。偏波制御素子7、8は光の波長に
よって特性が変わるので、例えば0.85μmと1.5
μmのような波長が大きく異なる光に対しては共用する
ことができない。そのため、広い範囲の光のスペクトル
を測定できるようにするには特性の異なった複数の偏波
制御素子が必要になる。また偏波制御素子を駆動するた
めには駆動部が必要であり、駆動部も偏波制御素子の数
に対応して複数個必要である。しかし、駆動部にはステ
ッピングモータのような大型でかつ複雑な部品が不可欠
であり、駆動部を複数個内蔵すると装置が大型・複雑化
して高価になり、また取扱い難くなるという欠点があっ
た。
<考案の目的> この考案の目的は、被測定光の周波数帯に応じ、特性の
異なった偏波制御素子を有しても、取扱が容易で、かつ
装置を小型化、簡単にできる光スペクトル測定装置を提
供することにある。
<問題点を解決するための手段> 本考案は、被測定光を2つに分岐し、この分岐した光の
一方を所定の時間遅延して再び合流し、この合流した光
の干渉から前記被測定光のスペクトルを分析する光スペ
クトル測定装置において、 第1および第2の被測定光を入力し、各々の光を分岐す
るための第1および第2の光分岐器と、 第1の光分岐器によって分岐した光のうち一方の光路を
介した光信号を入力する第1の偏波制御素子と、 第2の光分岐器によって分岐した光のうち一方の光路を
介した光信号を入力する第2の偏波制御素子と、 これら第1および第2の偏波制御素子を駆動する単一の
駆動部と、 前記第1の光分岐器の分岐した光のうち他方の光路を介
して得られる出力および前記第1の偏波制御素子から得
られる出力を入力し合流する第1の光合流器と、 前記第2の光分岐器の分岐した光のうち他方の光路を介
して得られる出力および前記第2の偏波制御素子から得
られる出力を入力し合流する第2の光合流器と、 この第1および第2の光合流器の出力を各々受光する第
1および第2の受光部と、 これら第1および第2の受光部から得られる出力を選択
するスイッチと、 このスイッチで選択された受光部の検波出力が極値をと
るように前記駆動部を制御するための制御部と、 を設けたことを特徴とする光スペクトル測定装置であ
る。
<実施例> 第1図に本考案に係る光スペクトル測定装置の一実施例
を示す。この実施例は0.85μm帯と1.3〜1.5
μm帯の半導体レーザーのスペクトルを測定できるもの
である。第1図において、20、21はそれぞれ1.3
〜1.5μm帯、0.85μm帯の波長の光を発光する
半導体レーザーである。この半導体レーザー20、21
の出力光はそれぞれレンズ22を介してアイソレータ2
3に入力される。アイソレータ23はもどり光を遮断し
て半導体レーザー20、21を安定に動作させるために
用いる。アイソレータ23の出力光はそれぞれレンズ2
2を介して光分岐器24、25に入力されて2つに分岐
される。光分岐器24、25として2×2の光カプラを
用いる。光分岐器24の出力の1つは波長分波器26で
1.3μm帯と1.5μm帯の光に分波され、それぞれ
音響光学変調器27、28に入力される。音響光学変調
器27、28はそれぞれ発振器29、30によって駆動
され、入力光の周波数を140MHzシフトさせる。周波
数がシフトされた1.3μm帯と1.5μm帯の光は波
長合波器31で合波される。光分岐器24の他方の出力
光は遅延素子32で遅延される。また、光分岐器25の
出力光の1つは音響光学変調器33に入力され、発振器
34により駆動され、その周波数が140MHzシフトさ
れる。また光分岐器25の他方の出力光は遅延素子35
に入力される。遅延素子32、35は2kmの長さのシン
グルモード光ファイバで構成され、光をそのコーヒレン
ス時間より充分長い時間、すなわち10μs程度遅延さ
せる。波長合波器31と音響光学変調器33の出力光は
偏波制御素子36に入力される。偏波制御素子36は
1.3μm〜1.5μm帯用と0.85μm帯用の2つ
の部分から構成され、波長合波器31の出力光は1.3
μm〜1.5μm帯用の部分に、音響光学変調器33の
出力光は0.85μm帯用の部分に入力される。遅延素
子32、35の出力光は偏波制御素子37に入力され
る。偏波制御素子37は偏波制御素子36と同様な構成
になっている。偏波制御素子36と37は駆動部38、
39で駆動される。偏波制御素子36、37の1.3μ
m〜1.5μm帯および0.85μm帯の出力光はそれ
ぞれ光合波・分波器40、41に入力されて合流され、
再び分岐される。光合波・分波器40の出力光は高速受
光部42および受光部43に入力されて電気信号に変換
される。また光合波・分波器41の出力光は高速受光部
44および受光部45に入力されて同様に電気信号に変
換される。高速受光部42、44の出力はスイッチ46
で選択されてスペクトルアナライザ47に入力され、そ
のスペクトルが解析される。受光部43、45には偏光
プリズム48、50とフォトダイオード49、51が含
まれ、特定の偏波成分のみが偏光プリズム48、50で
選択されてフォトダイオード49、51により電気信号
に変換される。受光部43、45の出力はスイッチ52
により選択されて制御部53に入力される。制御部53
は駆動部38、39を制御して、受光部43、45の出
力が極値をとるように偏波制御素子36、37を駆動す
る。すなわち、1.3〜1.5μm帯の光のスペクトル
を求めるときは、スイッチ46、52をA側にし、被測
定光を音響光学変調器27、28で周波数シフトし、ま
た遅延素子32で遅延してそれぞれ偏波制御素子36、
37で偏波面を変化させて光合波・分波器40で合流、
分岐して受光部43で特定の偏波成分のみ検出してその
検出出力が極値をとるように制御部53にて駆動部3
8、39を制御する。また、0.85μm帯の光のスペ
クトルを求めるときは、スイッチ46、52をB側に
し、音響光学変調器33で周波数シフト、遅延素子35
で遅延した後、偏波制御素子36、37を通して光合波
・分波器41で合流、分岐し、受光部45で特定の偏波
成分のみ検出して、この検出出力が極値をとるように制
御部53で駆動部38、39を駆動する。
第2図に偏波制御素子36と駆動部38の構成を示す。
第2図において、60は0.85μm帯用のひねりファ
イバ偏光素子であり、シングルモードファイバを約30
mmの直径で1ターン巻いたもの、61は1.3〜1.5
μm帯用のひねりファイバ偏光素子であり、同様にシン
グルモードファイバを約30mmの直径で2ターン巻いた
ものである。光ファイバは小径に巻くことで光ファイバ
内に応力が加わるため、光弾性効果による屈折率の異方
性が生じ、波長板と同様の効果を持たせることができ
る。ひねりファイバ偏光素子60、61は重ねて配置さ
れ、また直列に2つ接続されている。62はひねりファ
イバ偏光素子60、61を固定する固定具であり、63
はステッピングモータである。ステッピングモータ63
の軸は固定具62に固定されており、ステッピングモー
タ63が回転すると固定具62と共にひねりファイバ偏
光素子60、61が回転し、偏波面状態が変化する。ス
テッピングモータ63の回転は駆動手段64で駆動され
る。ステッピングモータ63の回転角を制御することに
より、ひねりファイバ偏光素子60、61を伝播する光
の偏波面状態を変化させることができる。このひねりフ
ァイバ偏光素子が第1図の偏波制御素子36に対応し、
固定具62、ステッピングモータ63、駆動手段64が
駆動部38に対応する。また、偏波制御素子37、駆動
部39も同様な構成になっている。第3図に本考案に係
る光スペクトル測定装置の他の実施例を示す。なお、第
1図実施例と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略
する。この実施例では遅延素子が挿入されている側の光
路にのみ偏波制御素子37を配置し、またスペクトルア
ナライザ47によって、音響光学変調器27、28、3
3で周波数変調した成分すなわち140MHz成分を抽出
して制御部53に入力するようにしたものである。ま
た、光合波・分波器40、41の代りに光合流器54、
55を用いる。この実施例では、この140MHz成分が
最大になるように制御部53にて駆動部39を駆動す
る。スペクトルアナライザ47の出力の代りに、高速受
光部42、44の出力を140MHzのバンドパスフィル
タを通して制御部53に加えるようにしてもよい。
なお、第1図、第3図実施例において、偏波制御素子3
6、37を波長合波器31、音響光学変調器33、遅延
素子32、35の後ろに配置するようにしたが、前に配
置してもよい。要は、光分岐器24、25で分岐された
光路中に配置されていればよい。
また、第3図実施例において、偏波制御素子37を遅延
素子32、35が挿入されている光路中に配置したが、
波長合波器31、音響光学変調器33が挿入されている
側の光路中に配置してもよい。
また、偏波制御素子としてひねりファイバ偏光素子を用
いたが、光ファイバに圧力を加えて発生する複屈折効果
を利用する素子、ニオブ酸リチウム(LiNbO)結
晶のような電気光学結晶を用いる素子、λ/4波長板の
ような位相補償板を用いる素子、磁界によって偏波面が
回転するファラデー効果を利用した素子等を用いてもよ
い。
さらに、この実施例では光分岐器によって分岐した光の
一方を音響光学変調器でその周波数をシフトするように
したが、音響光学変調器を省いて周波数シフトしないよ
うにしてもよい。このような方法を遅延自己ホモダイン
法と呼ぶこともある。
<考案の効果> 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
考案では複数の波長に対応する複数の偏波制御素子を重
ねて配置し、これら複数の偏波制御素子を単一の駆動部
で駆動するようにした。そのため、構造が複雑で形状が
大きい駆動部を少なくすることができるため、装置を小
型にし、かつその構造を簡単にすることができるという
特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案に係る光スペクトル測定装置の一実施例
を示すブロック図、第2図は偏波制御素子および駆動部
の構成を示す構成図、第3図は他の実施例を示すブロッ
ク図、第4図、第5図は従来の光スペクトル測定装置の
構成を示すブロック図である。 20,21……半導体レーザー、23……アイソレー
タ、24,25……光分岐器、26……波長分波器、2
7,28,33……音響光学変調器、31……波長合波
器、32,35……遅延素子、36,37……偏波制御
素子、38,39……駆動部、40,41……光合波・
分波器、42,44……高速受光部、43,45……受
光部、48,50……偏光プリズム、49,51……フ
ォトダイオード、53……制御部、54,55……光合
流器、60,61……ひねりファイバ偏光素子、62…
…固定具、63……ステッピングモータ、64……駆動
手段。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】被測定光を2つに分岐し、この分岐した光
    の一方を所定の時間遅延して再び合流し、この合流した
    光の干渉から前記被測定光のスペクトルを分析する光ス
    ペクトル測定装置において、 第1および第2の被測定光を入力し、各々の光を分岐す
    るための第1および第2の光分岐器と、 第1の光分岐器によって分岐した光のうち一方の光路を
    介した光信号を入力する第1の偏波制御素子と、 第2の光分岐器によって分岐した光のうち一方の光路を
    介した光信号を入力する第2の偏波制御素子と、 これら第1および第2の偏波制御素子を駆動する単一の
    駆動部と、 前記第1の光分岐器の分岐した光のうち他方の光路を介
    して得られる出力および前記第1の偏波制御素子から得
    られる出力を入力し合流する第1の光合流器と、 前記第2の光分岐器の分岐した光のうち他方の光路を介
    して得られる出力および前記第2の偏波制御素子から得
    られる出力を入力し合流する第2の光合流器と、 この第1および第2の光合流器の出力を各々受光する第
    1および第2の受光部と、 これら第1および第2の受光部から得られる出力を選択
    するスイッチと、 このスイッチで選択された受光部の検波出力が極値をと
    るように前記駆動部を制御するための制御部と、 を設けたことを特徴とする光スペクトル測定装置。
JP16198486U 1986-10-22 1986-10-22 光スペクトル測定装置 Expired - Lifetime JPH0622189Y2 (ja)

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JPS6367946U JPS6367946U (ja) 1988-05-07
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