JPH0936470A

JPH0936470A - パルスレーザ装置及びｏｔｄｒ装置

Info

Publication number: JPH0936470A
Application number: JP18286795A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Mobara; 政一茂原
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-07-19
Filing date: 1995-07-19
Publication date: 1997-02-07
Anticipated expiration: 2015-07-19
Also published as: JP3344877B2

Abstract

(57)【要約】【目的】狭波長域のパルスレーザ光を安定に出射する
パルスレーザ装置を提供する。【構成】安定化電力発生回路２４から出力される安定
化電流Ｉs とパルス電力発生回路２６から出力されるパ
ルス電流Ｉp が電流加算回路２８で加算され、その加算
電流（駆動電流）Ｉがファブリペロ型レーザに供給され
ることにより、光導波路型回折格子１２に光が導波され
る。光導波路型回折格子１２に設定されている反射波長
λの光の一部がファブリペロ型レーザに反射供給され、
レーザ光の誘導放出に寄与する。安定化電流Ｉs の電流
値はパルス電流Ｉp のそれより小さく、パルス電流Ｉp
の供給前に予め供給される。これにより、ファブリペロ
型レーザは安定なレーザ発振状態となり、パルス電流Ｉ
p が供給された直後に狭波長域のパルスレーザ光を出射
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、狭波長域のパルス
レーザ光を発生するパルスレーザ装置と、そのパルスレ
ーザ装置を用いたＯＴＤＲ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】狭波長域のパルスレーザ光を発生する従
来のパルスレーザ装置にあっては、ファブリペロ型半導
体レーザと光導波路型回折格子とを組み合わせ、論理
“０”から論理“１”に成るパルス状の駆動電流を上記
ファブリペロ型半導体レーザに供給することによりパル
ス変調発振を行わせるようにしていた。

【０００３】即ち、ファブリペロ型半導体レーザの光出
力位置に反射波長選択性を有する光導波路型回折格子を
対向配置しておき、ファブリペロ型半導体レーザから出
射した光の一部が光導波路型回折格子で反射してファブ
リペロ型半導体レーザのレーザ媒質へ戻る状態を繰り返
えさせることによって、光導波路型回折格子の選択波長
と略等しい狭波長域のパルスレーザ光を誘導放出させる
構成となっていた。

【０００４】更に、上記駆動電流は、図５(a) に示す如
く、論理“０”のときに０アンペア、論理“１”のとき
に誘導放出を励起させ得る電流値に設定されていた。

【０００５】また、従来のＯＴＤＲ装置は、かかる構成
のパルスレーザ装置から出射されるパルスレーザ光を被
検体である光ファイバ伝送路等に入射させ、それによっ
て光ファイバ中の各部位で生じる後方散乱光を検出する
ことにより、光ファイバ伝送路の異常の有無や異常箇所
を検出していた。そして、上記パルスレーザ装置を適用
することにより、最も狭い波長域（半値幅）が約３０ｎ
ｍのパルスレーザ光で測定を行っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のパルスレーザ装置にあっては、図５(a) に示すよう
な、０アンペアから所定電流値に反転するパルス状の駆
動電流を供給することによってレーザ光を励起させるこ
とにすると、このパルス状の駆動電流を供給した直後に
レーザ媒質から出射される光は広波長域であり、少なく
とも、この光が上記光導波路型回折格子で波長選択され
て再びレーザ媒質へ戻ってくるまでの期間中は、所望の
狭波長域のパルスレーザ光が得られないという問題があ
った。即ち、図５(b) のスペクトラム分布に示す如く、
パルス状の駆動電流を供給した直後の時点ｔ₀から或る
期間中では広波長域の光が出射され、その後に所望の狭
波長域のパルスレーザ光が出射されることとなり、応答
性並びに波長域に関する安定性に問題があった。尚、図
５(b) は、時間経過に伴うスペクトラム分布の変化を示
し、図中のＺ軸は、各波長における光強度を示す。

【０００７】また、ＯＴＤＲ装置にあっては、上記の如
き広波長域の光では、高精度で光ファイバ伝送路の検査
等を行い得ないという問題がある。例えば、ＯＴＤＲ装
置の一機能として、パルスレーザ装置から光ファイバ伝
送路等にパルスレーザ光を導入した時点（例えば、
ｔ₁）から後方散乱光を検出する時点（例えば、ｔ₂）
までの時間（＝ｔ₂−ｔ₁）を計測し、その計測時間に
基づいて異常発生部位までの距離を判定する等の機能を
有しているが、導入する光が狭波長域のレーザパルス光
でない場合には、検出時点ｔ₁が変動等することになる
ので、測定精度の向上に支障を来す等の問題を招くこと
となる。また、上記パルス状の駆動電流の供給時点に同
期して測定を行うことが困難となるので、測定タイミン
グの設定が難しい等の問題もある。

【０００８】本発明はこのような課題に鑑みて成された
ものであり、応答性並びに波長域に関する安定性の高い
パルスレーザ装置を提供すると共に、そのパルスレーザ
装置を適用して、波長域が３０ｎｍ以下のパルスレーザ
光により高精度の測定を可能にするＯＴＤＲ装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のパルス
レーザ装置にあっては、ファブリペロ型レーザと、前記
ファブリペロ型レーザの光出射端に連設されると共に、
前記ファブリペロ型レーザより出射される所定波長の光
の一部を選択的に反射して前記ファブリペロ型レーザへ
戻すと共に、残余の光を出力側へ導波する光導波路型回
折格子と、前記ファブリペロ型レーザに、その発振しき
い値電流以上の安定化電流を所定期間に渡って供給する
のに続いてパルスレーザ光発生に要するパルス状のパル
ス電流を供給する駆動部とを具備する構成とした。

【００１０】これにより、ファブリペロ型レーザは、パ
ルス電流の供給を受けてパルスレーザ光を出射する前
に、予め安定化電流によってそのレーザ発振動作が安定
化することとなり、パルス電流の供給直後から直ちに、
狭波長域のパルスレーザ光を出射する。

【００１１】請求項２に記載のパルスレーザ装置にあっ
ては、請求項１に記載の前記駆動部は、前記期間中に供
給する安定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常
に、若しくは前記パルス電流の供給時前の所定期間中に
おいて供給する構成とした。

【００１２】これによっても、ファブリペロ型レーザ
は、パルス電流の供給を受けてパルスレーザ光を出射す
る前に、予め安定化電流によってそのレーザ発振動作が
安定化することとなり、パルス電流の供給直後から直ち
に、狭波長域のパルスレーザ光を出射する。

【００１３】請求項３に記載のパルスレーザ装置にあっ
ては、請求項１又は請求項２の何れか一項に記載の前記
駆動部は、前記ファブリペロ型レーザに前記パルス電流
を供給する前に供給する前記安定化電流を、前記ファブ
リペロ型レーザの共振器中をレーザ光が１回ないし２０
０回の内の何れかの回数往復する期間中に供給する構成
とした。

【００１４】これによれば、前記ファブリペロ型レーザ
の共振器中をレーザ光が１回ないし２００回の内の何れ
かの回数往復する期間中に、レーザ光の誘導放出が安定
化し、パルス電流の供給直後から狭波長域のパルスレー
ザ光が出射される。

【００１５】請求項４に記載のパルスレーザ装置にあっ
ては、請求項１又は請求項３の何れか一項に記載の前記
駆動部は、前記パルス電流と前記安定化電流の電流値の
比率を約１０対１以上に設定する構成とした。

【００１６】これによれば、安定化電流の供給に伴って
発生する光成分の光強度が、本来必要とするパルスレー
ザ光の光強度より低減され、ＳＮの良好なレーザ光が出
射される。

【００１７】請求項５に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、ファブリペロ型レーザと、前記ファブリペロ型レー
ザの光出射端に連設されると共に、前記ファブリペロ型
レーザより出射される所定波長の光の一部を選択的に反
射して前記ファブリペロ型レーザへ戻すと共に、残余の
光を出力側へ導波する光導波路型回折格子と、前記ファ
ブリペロ型レーザに、その発振しきい値電流以上の安定
化電流を所定期間に渡って供給するのに続いてパルスレ
ーザ光発生に要するパルス状のパルス電流を供給する駆
動部と、前記光導波路型回折格子を導波する残余の光を
ストローブ光として被検体へ入射すると共に、前記被検
体よりの反射光を計測する計測部とを具備する構成とし
た。

【００１８】これにより、ファブリペロ型レーザから
は、パルス電流の供給直後から直ちに、狭波長域のパル
スレーザ光（ストローブ光）が出射されることにより、
被検体が高い精度で測定される。

【００１９】請求項６に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、請求項５に記載の前記駆動部は、前記期間中に供給
する安定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常に、
若しくは前記パルス電流の供給時前の所定期間中におい
て供給する構成とした。

【００２０】これによっても、ファブリペロ型レーザか
らは、パルス電流の供給直後から直ちに、狭波長域のパ
ルスレーザ光（ストローブ光）が出射されることによ
り、被検体が高い精度で測定される。

【００２１】請求項７に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、請求項５に記載の前記駆動部は、前記期間中に供給
する安定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常に、
若しくは前記パルス電流の供給時前の所定期間中におい
て供給する構成とした。

【００２２】これによっても、ファブリペロ型レーザか
らは、パルス電流の供給直後から直ちに、狭波長域のパ
ルスレーザ光（ストローブ光）が出射されることによ
り、被検体が高い精度で測定される。

【００２３】請求項８に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、請求項５乃至請求項７の何れか一項に記載の前記駆
動部は、前記ファブリペロ型レーザに前記パルス電流を
供給する前に供給する前記安定化電流を、前記ファブリ
ペロ型レーザの共振器中をレーザ光が１回ないし２００
回の内の何れかの回数往復する期間中に供給する構成と
した。

【００２４】これによっても、ファブリペロ型レーザか
らは、パルス電流の供給直後から直ちに、狭波長域のパ
ルスレーザ光（ストローブ光）が出射されることによ
り、被検体が高い精度で測定される。

【００２５】請求項９に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、請求項５乃至請求項８の何れか一項に記載の前記駆
動部は、前記パルス電流と前記安定化電流の電流値の比
率を約１０対１以上に設定する構成とした。

【００２６】これによっても、ファブリペロ型レーザか
らは、パルス電流の供給直後から直ちに、狭波長域のパ
ルスレーザ光（ストローブ光）が出射されることによ
り、被検体が高い精度で測定される。

【００２７】請求項１０に記載のＯＴＤＲ装置にあって
は、請求項５に記載の前記計測部は、前記反射光中の直
流成分を除去するオフセット除去回路又は低域除去フィ
ルタを有するＡＣ結合回路を具備する構成とした。

【００２８】これによれば、安定化電流の供給に伴って
発生する光成分がストローブ光に含まれることに起因す
る前記反射光中の直流成分が除去されることにより、実
質的に、パルスレーザ光のみをストローブ光として得ら
れる反射光の情報が得られて、被検体が高い精度で測定
される。

【００２９】

【発明の実施の形態】

（第１の実施の形態）図１ないし図３に基づいて、本発
明によるパルスレーザ装置の実施の形態を説明する。ま
ず、図１に基づいて装置構成を説明すると、例えばＩｎ
ＧａＡｓＰ／ＩｎＰのヘテロ構造を有する半導体等から
成るレーザ媒質２の両端に光反射面４と６が対向配置さ
れて成るファブリペロ型レーザが備えられている。一方
の光反射面４は例えば８０％程度の高反射率を有し、他
方の光反射面６は例えば５％程度の低反射率を有し、レ
ーザ媒質２で誘導放出されるレーザ光が光反射面６を透
過して出射される様になっている。

【００３０】光反射面６に対向してコンデンサレンズ８
が対向配置され、更にコンデンサレンズ８の後方に、後
述する光導波路型回折格子１２が形成された光ファイバ
１０のコアの端面が対向配置されている。尚、上記レー
ザ光の出射位置と光ファイバ１０のコアの端面は何れも
コンデンサレンズ８の光軸に合致して配置されている。

【００３１】光導波路回折格子１２は、図中に拡大して
示す縦断面図の如く、光ファイバ１０のクラッド１６中
に設けられているコア１４の一部分にその光導波方向に
沿って紫外線等を照射することによって、コア１２の本
来の屈折率ｎ₁とは異なる屈折率ｎ₂（この実施の形態
では、ｎ₁＜ｎ₂）の複数個の屈折率変化部（図中の縞
状の部分）が形成された構造となっている。即ち、光導
波方向に沿って屈折率ｎ₁とｎ₂の部分が所定ピッチΔ
で周期的に変化するいわゆる屈折率変化分布を有し、こ
の屈折率変化分布を透過する光のうち、λ＝２ｎ₁Δの
波長光を選択的に反射する波長選択性を発揮する。つま
り、コア１２の一端（コンデンサレンズ８に対向する
側）から入射光が導入すると、光導波路回折格子１２の
波長選択性により波長λの光が反射光としてコンデンサ
レンズ８側へ戻ると共に、波長λを除く光が出射光とし
て他端へ出力される。尚、ここでは、光導波路回折格子
１２の光透過率が約４７％に設定されている。

【００３２】光ファイバ１０の他端には、他の光ファイ
バ等と結合させる為の光コネクタ１８が設けられてい
る。

【００３３】上記のレーザ媒質２に励起用の駆動電流
（電力）Ｉを供給する駆動部２０と、この駆動電流Ｉの
出力タイミングを制御する為のタイミング制御回路２２
が備えられている。駆動部２０は、後述するレーザ発振
の安定化等の為の安定化電流（電力）Ｉs を出力する安
定化電力発生回路２４と、パルス電流（電力）Ｉp を出
力するパルス電力発生回路２６を有し、これらの回路２
４，２６の上記電流Ｉs ，Ｉp の出力タイミングがタイ
ミング制御回路２２で制御される。

【００３４】更に駆動部２０には、上記電流Ｉs ，Ｉp
を加算することによって駆動電流Ｉ（＝Ｉs ＋Ｉp ）を
レーザ媒質２に供給する電流加算回路２８が設けられて
いる。

【００３５】次に、かかる構成のパルスレーザ装置の動
作を図１及び図２と共に説明する。駆動部２０中の安定
化電力発生回路２４が、タイミング制御回路２２の制御
に従って、図２(a) に示す様に、或る一定値の安定化電
流Ｉs を継続して出力し、パルス電力発生回路２６が、
タイミング制御回路２２からの所定タイミングの制御信
号に従って、図２(b) に示す様なパルス状のパルス電流
Ｉp を出力する。

【００３６】パルス電流Ｉp は、タイミング制御回路２
２からの上記制御信号で指示されない期間中においては
０アンペアであり、上記制御信号で指示された時点で
は、レーザ媒質２が励起するのに十分な電流値Ｉm に設
定されている。また、安定化電流Ｉs の電流値は、上記
電流値Ｉm の約１／１０、即ちＩm ／１０の一定電流値
に設定されている。また、安定化電流Ｉs の電流値は、
ファブリペロ型レーザがレーザ発振を起こさせるのに必
要なしきい値電流の値又はそれ以上の電流値に設定され
ている。そして、これらの電流Ｉs とＩp が電流加算
回路２８で加算されることにより、図２(c) に示す様な
駆動電流Ｉ（＝Ｉs ＋Ｉp ）がレーザ媒質２に供給され
る。

【００３７】駆動電流Ｉが安定化電流Ｉs （＝Ｉm ／１
０）である期間においては、その電流Ｉs によってレー
ザ媒質２で励起された光が光反射面６ないしコンデンサ
レンズ８を介して光ファイバ１０のコア１４に導入し、
更に光導波路型回折格子１２に設定されている反射波長
（ブラッグ波長）λの光の一部が反射して再びコンデン
サレンズ８ないし光反射面６を介してレーザ媒質２に入
射し、光反射面４及び６による干渉現象に伴う誘導放出
に寄与することとなる。更に、その誘導放出された光が
光反射面６ないしコンデンサレンズ８を介して光ファイ
バ１０のコア１４に導入すると共に、光導波路型回折格
子１２に設定されている反射波長（ブラッグ波長）λの
光の一部が反射して再びコンデンサレンズ８ないし光反
射面６を介してレーザ媒質２に入射して上記の誘導放出
に寄与することとなる。従って、ファブリペロ型レーザ
からは、上記誘導放出現象が連続的に生じることによっ
て、光導波路型回折格子１２に設定されている反射波長
λと等しい波長のレーザ光を出射する。但し、この期間
中の駆動電流Ｉが安定化電流Ｉs （＝Ｉm ／１０）であ
るため、この期間中に出射されるレーザ光の光強度は、
所望のパルスレーザ光の強度より低くなる。具体的に
は、Ｉs ＝Ｉm ／１０の関係に設定されているので、所
望のパルスレーザ光の強度より−１０ｄＢ低くなる。

【００３８】次に、駆動電流Ｉ中にパルス電流Ｉp が発
生する時点では、駆動電流Ｉの急上昇に伴って、ファブ
リペロ型レーザから光強度の高いパルス状のパルスレー
ザ光が出射し、コンデンサレンズ８ないし光ファイバ１
０及び光コネクタ１８を介して出射光として出力され
る。

【００３９】図２(d) は、光コネクタ１８から出力され
る出射光のスペクトラム分布の変化を時間経過と共に実
測した測定結果を模式的に示したものであり、光強度を
Ｚ軸で示している。これによると、駆動電流Ｉが安定化
電流Ｉs （＝Ｉm ／１０）となる期間においては、波長
λで光強度の小さなレーザ光が発生され、パルス電流Ｉ
p が供給される時点では、波長λで光強度の大きなパル
ス状に発生することが確認された。尚、実際には、波長
λを中心波長として半値幅が約０．３ｎｍの波長域のレ
ーザ光を実現することができた。

【００４０】更に、相互に隣接するパルス電流Ｉp の供
給間隔（換言すれば、安定化電流Ｉs のみを供給してい
る期間）は、少なくともレーザ媒質２から出射された光
が光導波路型回折格子１２で反射して戻り誘導放出に寄
与するまでの期間（１往復の期間）に設定する必要があ
る。実測結果によれば、約２００往復期間にわって安定
化電流Ｉs を継続供給した時点でパルス電流Ｉp を供給
すると、極めて安定且つ狭波長域のパルスレーザ光を出
力することができた。

【００４１】このように、この実施の形態によれば、本
来必要とする狭波長域のパルスレーザ光を発生させる前
に、ファブリペロ型レーザに安定化電流Ｉs を供給する
ことによって、予めレーザ発振を行わせておくようにし
たので、パルス電流Ｉp を供給した時点で、所望の狭波
長域のパルスレーザ光を得ることができ、従来技術に比
べて、応答性が極めて良く且つ狭波長域に関して安定性
が極めて良好なパルスレーザ装置を提供することができ
る。即ち、従来技術では、図５(a) のスペクトラム分布
に示したように、パルスレーザ装置にパルス電流を供給
した直後では広波長域の光が発生して、所望の狭波長域
のパルスレーザ光を得ることができないのに対し、この
実施の形態によるパルスレーザ装置では、パルス電流を
供給した直後から、安定した狭波長域のパルスレーザ光
を得ることができるという優れた効果を発揮する。

【００４２】また、安定化電流Ｉs のみをレーザ媒質２
に供給する期間中においてもレーザ光が出力され、これ
がノイズ光成分となるが、上述した如く、安定化電流Ｉ
s をパルス電流Ｉp に比べて小さな値に設定することに
よって、このノイズ光成分を所望のパルスレーザ光の光
強度より小さくすることができるので、各種の光学機器
や光通信等の分野に適用した場合にあっても、実質的な
問題とならない。

【００４３】尚、この実施の形態の駆動部２０は、安定
化電力発生回路２４とパルス電力発生回路２６を個々独
立に設けて安定化電流Ｉs とパルス電流Ｉp を出力さ
せ、これらの電流Ｉs とＩp を電流加算することによっ
て駆動電流Ｉを発生させる構成にしたが、本発明は、こ
のような個々独立の回路２４，２６を備える場合に限定
されるものではなく、例えば、図２(c) に示す波形の駆
動電流Ｉを直接出力する駆動部を備える等の構成にして
も良い。

【００４４】（第２の実施の形態）次に、パルスレーザ
装置の第２の実施の形態を図３と共に説明する。尚、こ
の装置の構成は基本的に図１に示したパルスレーザ装置
と同様であるので、説明を省略し、相違点を詳述するも
のとする。

【００４５】図１中の安定化電力発生回路２４は、タイ
ミング制御回路２２からの制御信号に従って、図３(a)
に示す如く、矩形状の安定化電流Ｉs を出力する。更
に、パルス電力発生回路２６は、タイミング制御回路２
２からの制御信号に従って、図３(b) に示す如く、パル
ス状のパルス電流p を出力する。ここで、夫々の安定化
電流Ｉs の時間幅（発生期間）は、パルス電流p の時間
幅よりも長く、且つパルス電流Ｉp の出力時点よりも一
定時間前に安定化電流Ｉs が同期して出力されるよう
に、タイミング制御が成されている。

【００４６】従って、図１中のレーザ媒質２に供給され
る駆動電流Ｉ（＝Ｉs ＋Ｉp ）は、図３(c) に示す如
く、階段状態に変化する。尚、パルス電流Ｉp は、タイ
ミング制御回路２２からの上記制御信号で指示されない
期間中においては０アンペアであり、上記制御信号で指
示された時点では、レーザ媒質２が励起するのに十分な
電流値Ｉm に設定されている。また、安定化電流Ｉs の
電流値は、上記電流値Ｉm の約１／１０、即ちＩm ／１
０の一定電流値に設定されている。また、安定化電流Ｉ
s の電流値は、ファブリペロ型レーザがレーザ発振を起
こさせるのに必要なしき値電流の値又はそれ以上の電流
値に設定されている。

【００４７】図３(c) に示す波形の駆動電流Ｉを図１の
ファブリペロ型レーザに供給すると、安定化電流Ｉs の
みが供給される期間中では、光強度が小さいものの光導
波路型回折格子１２に設定されている波長λのレーザ光
が出力され、パルス電流Ｉpと安定化電流Ｉs とが加算
された駆動電流Ｉが供給されると、光強度が高く且つ中
心波長λの狭波長域のパルスレーザ光が出力される。

【００４８】図３(d) は、図１の光コネクタ１８から出
力される出射光のスペクトラム分布の変化を時間経過と
共に実測した測定結果を模式的に示したものであり、光
強度をＺ軸で示している。これによると、駆動電流Ｉが
０アンペアからＩm ／１０に立ち上がった直後（換言す
れば、安定化電流Ｉs が０アンペアからＩm ／１０に立
ち上がった直後）においては、短時間の間だけ広波長域
の光が発生するが、その期間の経過後は、光強度の小さ
な波長λのレーザ光が出力し、更に、パルス電流Ｉp が
供給された時点では、光強度が高く且つ中心波長λの狭
波長域の所望のパルスレーザ光が出力されることが確認
された。尚、実際には、波長λを中心波長として半値幅
が約０．３ｎｍの波長域のパルスレーザ光を実現するこ
とができた。

【００４９】更に、パルス電流Ｉp を供給する前に安定
化電流Ｉs を供給する期間（換言すれば、安定化電流Ｉ
s のみを供給している期間）は、少なくともレーザ媒質
２から出射された光が光導波路型回折格子１２で反射し
て戻り誘導放出に寄与するまでの期間（１往復の期間）
に設定する必要があるが、約２００往復期間にわって安
定化電流Ｉs を継続供給した時点でパルス電流Ｉp を供
給すれば、極めて安定且つ狭波長域のパルスレーザ光を
出力することができることが実験的に確認された。

【００５０】このように、この実施の形態によれば、広
波長域の光が若干発生するものの、従来技術のレーザ装
置と比べて、応答性が極めて良く且つ狭波長域に関して
安定性が極めて良好なパルスレーザ装置を提供すること
ができる。

【００５１】また、安定化電流Ｉs のみをレーザ媒質２
に供給する期間中においてもレーザ光が出力され、これ
がノイズ光成分となるが、上述した如く、安定化電流Ｉ
s をパルス電流Ｉp に比べて小さな値に設定することに
よって、このノイズ光成分を所望のパルスレーザ光の光
強度より小さくすることができるので、各種の光学機器
や光通信等の分野に適用した場合にあっても、実質的な
問題とならない。

【００５２】尚、この実施の形態の駆動部２０は、安定
化電力発生回路２４とパルス電力発生回路２６を個々独
立に設けて安定化電流Ｉs とパルス電流Ｉp を出力さ
せ、これらの電流Ｉs とＩp を電流加算することによっ
て駆動電流Ｉを発生させる構成にしたが、本発明は、こ
のような個々独立の回路２４，２６を備える場合に限定
されるものではなく、例えば、図３(c) に示す波形の駆
動電流Ｉを直接出力する駆動部を備える等の構成にして
も良い。

【００５３】（第３の実施の形態）次に、本発明による
ＯＴＤＲ装置の実施の形態を図４と共に説明する。尚、
図４において図１と同一又は相当する部分を同一符号に
て示すものとする。

【００５４】このＯＴＤＲ装置は、図１に示したファブ
リペロ型レーザＬＤと、図１に示した駆動部２０を有す
ると共に、マイクロコンピュータシステムなどに備えら
れたタイミング制御回路３０が設けられている。このタ
イミング制御回路３０は、前記駆動部２０に対して、図
２(c) や図３(c) に示した波形の駆動電流Ｉをファブリ
ペロ型レーザ２８に供給させる為の制御信号を出力する
と共に、ＯＴＤＲ装置全体の動作タイミングを制御する
ための信号も出力する。

【００５５】ファブリペロ型レーザＬＤの光出射端に対
向してコンデンサレンズ８が配置され、更にコンデンサ
レンズ８の後方に、光導波路型回折格子１２の形成され
ている光ファイバ１０のコア端が対向して設けられるこ
とによって、図１に示したパルスレーザ装置が実現され
ている。

【００５６】光ファイバ１０の一側端には、後述する測
定光を導波する為の他の光ファイバ（以下、導入ファイ
バと言う）３２と光結合する双方向光分岐カプラ３４が
設けられている。光ファイバ１０の終端には光コネクタ
３６が設けられ、被検査対象である光ファイバ伝送路３
８等がこの光コネクタ３６に連結される。

【００５７】導入ファイバ３２の一端には、光の反射を
抑止する無反射材等により終端され、他端には次に述べ
る各構成要素４０〜５２を有する計測部が接続されてい
る。

【００５８】即ち、導入ファイバ３２の他端には、分岐
カプラ３４を介して導波してくる測定光を光電変換する
光電変換素子を有する光検出器４０が連結され、更に、
光検出器４０には、その出力信号である光電変換信号を
増幅する増幅回路４２と、増幅器４２から出力される信
号中の直流成分を除去するオフセット除去回路や低域除
去フィルタなどを有するＡＣ結合回路４４と、ＡＣ結合
回路４４を通過した信号をデジタルデータに変換するＡ
／Ｄ変換器４６と、そのデジタルデータを所定演算周期
で積算して時間平均の値を演算する積算平均化回路４８
と、積算平均化回路４８から出力される上記時間平均値
を対数変換する対数変換回路と、対数変換回路５０から
出力される対数値データを種々のグラフィック処理によ
ってＣＲＴディスプレイ等に表示する表示部５２とがカ
スケード接続されている。

【００５９】尚、Ａ／Ｄ変換器４６のＡ／Ｄ変換タイミ
ングと積算平均化回路４８の演算周期は、タイミング制
御回路３０によって制御され、更にこれらのタイミング
は、駆動電流Ｉによりファブリペロ型レーザＬＤから狭
波長域のパルスレーザ光が出射されるタイミングと同期
している。

【００６０】次に、かかる構成のＯＴＤＲ装置の動作を
説明する。図２(c) や図３(c) に示した波形の駆動電流
Ｉをファブリペロ型レーザＬＤに供給することによって
狭波長域のパルスレーザ光が出射され、光ファイバ１０
ないし分岐カプラ３４及び光コネクタ３６を介して光フ
ァイバ伝送路３８へ導入される。即ち、この狭波長域の
パルスレーザ光ｈν₁が光ファイバ伝送路３８の異常の
有無などを検査するためのストローブ光となる。

【００６１】光ファイバ伝送路３８では、レーリ散乱に
より逆方向（光カプラ３６側）へ進行する後方散乱光等
が発生し、かかる光が測定光ｈν₂となり光分岐カプラ
３４を介して導入ファイバ３２へ導波する。

【００６２】そして、光検出器４０が測定光ｈν₂を光
電変換し、増幅器４２によりこの光電変換信号が増幅さ
れると共にＡＣ結合回路４４で不要な直流成分が除去さ
れてＡ／Ｄ変換器へ供給され、デジタルデータに変換さ
れる。更に積算平均回路４８においてデジタルデータを
積算し且つその平均値を演算することにより、光ファイ
バ伝送路３８中の異常の程度や異常発生部位までの距離
などを表す光パワーが抽出され、更に対数変換回路５０
においてその平均値を対数変換した後に表示部５２に表
示することによって、光ファイバ伝送路３８の異常検査
結果が示される。

【００６３】このＯＴＤＲ装置によれば、極めて狭波長
域のパルスレーザ光をストローブ光りｈν₁として被測
定対象を計測するので、被測定対象における異常発生部
位までの距離を精密に計測したり、ＳＮの高い測定が可
能となる。

【００６４】

【発明の効果】以上説明したように本発明のパルスレー
ザ装置によれば、本来必要とするパルスレーザ光をファ
ブリペロ型レーザより出射させる為に、そのファブリペ
ロ型レーザにパルス電流を供給する時点よりも前に、予
め安定化電流を供給しておくので、ファブリペロ型レー
ザは安定化電流によって予め安定したレーザ発振状態と
なり、パルス電流を供給した時点直後から安定な狭波長
域のパルスレーザ光を得ることができる。また、実測に
よれば、約０．３ｎｍの狭波長域のパルスレーザ光を得
ることができ、例えば種々の計測装置などに適用して優
れた効果を発揮する。

【００６５】本発明のＯＴＤＲ装置によれば、上記本発
明のパルスレーザ装置を光源として適用することによ
り、被検体を高精度で測定することができるという優れ
た効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるパルスレーザ装置の第１の実施の
形態の概略構成を示す説明図である。

【図２】第１の実施の形態の動作・原理を説明する為の
説明図である。

【図３】本発明によるパルスレーザ装置の第２の実施の
形態の動作・原理を説明する為の説明図である。

【図４】本発明によるＯＴＤＲ装置の実施の形態の概略
構成を示す説明図である。

【図５】従来のパルスレーザ装置の課題を説明するため
の説明図である。

【符号の説明】

２…レーザ媒質、４，６…光反射面、８…コンデンサレ
ンズ、１０…光ファイバ、１２…光導波路型回折格子、
１４…コア、１６…クラッド、１８…光コネクタ、２０
…駆動部、２２…タイミング制御回路、２４…安定化電
力発生回路、２６…パルス電力発生回路、２８…電流加
算回路、３０…タイミング制御回路、３２…導入ファイ
バ、３４…分岐カプラ、３６…光カプラ、４０…光検出
器、４２…増幅器、４４…ＡＣ結合回路、４６…Ａ／Ｄ
変換器、４８…積算平均化回路、５０…対数回路、５２
…表示部、ＬＤ…ファブリペロ型レーザ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ファブリペロ型レーザと、前記ファブリペロ型レーザの光出射端に連設されると共
に、前記ファブリペロ型レーザより出射される所定波長
の光の一部を選択的に反射して前記ファブリペロ型レー
ザへ戻すと共に、残余の光を出力側へ導波する光導波路
型回折格子と、前記ファブリペロ型レーザに、その発振しきい値電流以
上の安定化電流を所定期間に渡って供給するのに続いて
パルスレーザ光発生に要するパルス状のパルス電流を供
給する駆動部と、を具備することを特徴とするパルスレ
ーザ装置。
【請求項２】前記駆動部は、前記期間中に供給する安
定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常に、若しく
は前記パルス電流の供給時前の所定期間中において供給
することを特徴とする請求項１に記載のパルスレーザ装
置。
【請求項３】前記駆動部は、前記ファブリペロ型レー
ザに前記パルス電流を供給する前に供給する前記安定化
電流を、前記ファブリペロ型レーザの共振器中をレーザ
光が１回ないし２００回の内の何れかの回数往復する期
間中に供給することを特徴とする請求項１又は請求項２
の何れか一項に記載のパルスレーザ装置。
【請求項４】前記駆動部は、前記パルス電流と前記安
定化電流の電流値の比率を約１０対１以上に設定するこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記
載のパルスレーザ装置。
【請求項５】ファブリペロ型レーザと、前記ファブリペロ型レーザの光出射端に連設されると共
に、前記ファブリペロ型レーザより出射される所定波長
の光の一部を選択的に反射して前記ファブリペロ型レー
ザへ戻すと共に、残余の光を出力側へ導波する光導波路
型回折格子と、前記ファブリペロ型レーザに、その発振しきい値電流以
上の安定化電流を所定期間に渡って供給するのに続いて
パルスレーザ光発生に要するパルス状のパルス電流を供
給する駆動部と、前記光導波路型回折格子を導波する残余の光をストロー
ブ光として被検体へ入射すると共に、前記被検体よりの
反射光を計測する計測部と、を具備することを特徴とす
るＯＴＤＲ装置。
【請求項６】前記駆動部は、前記期間中に供給する安
定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常に供給する
ことを特徴とする請求項５に記載のＯＴＤＲ装置。
【請求項７】前記駆動部は、前記期間中に供給する安
定化電流を、前記ファブリペロ型レーザに常に、若しく
は前記パルス電流の供給時前の所定期間中において供給
することを特徴とする請求項５に記載のＯＴＤＲ装置。
【請求項８】前記駆動部は、前記ファブリペロ型レー
ザに前記パルス電流を供給する前に供給する前記安定化
電流を、前記ファブリペロ型レーザの共振器中をレーザ
光が１回ないし２００回の内の何れかの回数往復する期
間中に供給することを特徴とする請求項５乃至請求項７
の何れか一項に記載のＯＴＤＲ装置。
【請求項９】前記駆動部は、前記パルス電流と前記安
定化電流の電流値の比率を約１０対１以上に設定するこ
とを特徴とする請求項５乃至請求項８の何れか一項に記
載のＯＴＤＲ装置。
【請求項１０】前記計測部は、前記反射光中の直流成
分を除去するオフセット除去回路又は低域除去フィルタ
を有するＡＣ結合回路を具備することを特徴とする請求
項５に記載のＯＴＤＲ装置。