JPH11211571A

JPH11211571A - 波長測定装置

Info

Publication number: JPH11211571A
Application number: JP10017346A
Authority: JP
Inventors: Minoru Maeda; 稔前田
Original assignee: Ando Electric Co Ltd
Current assignee: Ando Electric Co Ltd
Priority date: 1998-01-29
Filing date: 1998-01-29
Publication date: 1999-08-06
Also published as: US6094271A; DE19904312A1; DE19904312C2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、機構部の可動部が無く、ソフトに
よるデータ処理のいらない方法で広い波長範囲で単一モ
ード発振する光源の波長を測定ができるとともに、小型
でかつ低コストの波長測定装置を提供することを目的と
する。【解決手段】入力ファイバ１からの射出光を平行光に
変換するレンズ２と、ファイバ１からの平行光の光軸上
に配置され平行光を分光する第１の波長分散素子３と、
第１の波長分散素子３で分光された光が入射する第２の
波長分散素子４とが対向するように配置され、第２の波
長分散素子４からの平行光を分岐する直角反射プリズム
５と、直角反射プリズム５からの反射光をそれぞれ受光
する第１の受光器６と第２の受光器７と、両受光器６，
７からの電気信号を処理する信号処理回路部８によって
波長を求める手段を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば単一モー
ドで発振される光の波長測定を行う光計測技術分野に属
するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一モード発振するＤＦＢ−ＬＤ（Dist
ributed Feedback‐Laser Diode ：分布帰還形レーザ
ー）光源やＤＢＲ−ＬＤ（Distributed Bragg Reflecto
r‐LaserDiode）光源は、発振波長が長期的にドリフト
することが、最近問題視されている。そのため、高密度
ＷＤＭ（wavelength division multiplex ：波長分割多
重）システムには、光源の発振波長を随時測定し、制御
する必要がでてきた。

【０００３】また最近では、回折格子を用いた外部共振
器型波長可変光源が実用化され、光学部品の波長特性測
定などに多く使用されている。しかし、外部共振器型波
長可変光源は、１００ｎｍ以上の波長帯で任意に波長を
設定できるが、その反面、外部からの影響を受けやす
く、特に温度変化で発振波長が変化してしまうという問
題点がある。また、高密度ＷＤＭシステムの高精度化に
伴って、波長可変光源の波長高確度化が必要となってい
る。

【０００４】そこで、光源の発振波長の測定を行うため
に、例えば単一モードで発振される光の波長測定を行う
波長測定装置が必要となっている。光源の発振波長を測
定する従来の装置として、回折格子を使用した光スペク
トル測定装置やマイケルソン干渉計を使用した光波長測
定装置などがある。

【０００５】図１０には、従来技術の最も一般的な回折
格子を使用した光スペクトル測定装置として、回転型光
スペクトル測定装置を示す構成図を示す。この回転型光
スペクトル測定装置は、光入力部としての入力ファイバ
Ｐ１、凹面鏡Ｐ２，Ｐ４、回折格子Ｐ３、スリットＰ
５、受光器Ｐ６、信号処理部Ｐ７、回転機構Ｐ８、およ
び、回転駆動回路Ｐ９等から構成され、図示しない光源
から発振される測定光を入力ファイバＰ１を介して入射
させると共にスリットＰ５を通過した光の強度を検出
し、その一方で、回折格子Ｐ３を回転させて受信した光
の強度変化を解析することで、測定光の波長を測定する
ものである。

【０００６】詳細には、入力ファイバＰ１は、図示しな
い光源からの測定光を入射するものであり、凹面鏡Ｐ２
は、入力ファイバＰ１から射出される光を平行光に変換
して回折格子Ｐ３へ反射させるものである。回折格子Ｐ
３は、回転駆動回路Ｐ９からの信号で回転する回転機構
Ｐ８に取り付けられており、角度を調整することが可能
になっている。この回折格子は、入射光のうち下記
（１）式で示される入射角θにより波長選択された波長
の光を、反射角βで反射させる光学素子である。 λ＝ｄ／ｍ・（ｓｉｎθ＋ｓｉｎβ）・・・・・（１）但し、この（１）式において、λは入射光の波長、ｄは
回折格子Ｐ３の溝間隔、ｍは回折格子Ｐ３の回折次数、
θは回折格子Ｐ３へ入射する光の入射角度、βは回折格
子Ｐ３から反射する光の反射角度を示す。そのため、回
折格子Ｐ３へ入射された平行光は、（１）式で表される
入射角θと反射角βとで決まる波長成分の光を凹面鏡Ｐ
４側に反射する。凹面鏡Ｐ４は、回折格子Ｐ３で分光さ
れた光を受光器Ｐ６に集光させ、受光器Ｐ６は、受光さ
れた波長の光強度に応じた電気信号を信号処理部Ｐ７に
出力する。信号処理部Ｐ７は、回折格子Ｐ３で選択され
た波長による受光器Ｐ６からの光信号と回転駆動回路Ｐ
９からの波長信号により、測定光の波長を求める。

【０００７】また、従来の光波長測定装置の１つであ
る、マイケルソン干渉計を使用した光波長測定装置は、
マイケルソン干渉計で得られた干渉波形をフーリエ変換
することによって、測定光の波長を求めるものである。

【０００８】また、最近では、回折格子と受光器アレー
（ＰＤ：photodiodeアレー又はＣＣＤ：charge coupled
device ）を使用した光スペクトル測定装置が開発され
ている。図１１には、回折格子Ｐ１２とＰＤアレーＰ１
３を使用した光スペクトル測定装置を示す構成図を示
す。この光スペクトル測定装置は、光入力部としての入
力ファイバＰ１１、凹面回折格子Ｐ１２、ＰＤアレーＰ
１３、および、信号処理部Ｐ１４等から構成されるもの
で、図示しない光源から発振される測定光を入力ファイ
バＰ１１を介して入射させて分光した後にＰＤアレーＰ
１３で受信することで、測定光の波長を測定するもので
ある。

【０００９】詳細には、入力ファイバＰ１１は、図示し
ない光源からの測定光を入射するものであり、この入力
ファイバＰ１１から射出される光は、凹型回折格子Ｐ１
２へ入射する。凹型回折格子Ｐ１２は、図示しない光学
ベース台に入射光軸に対して入射角θで固定され、回転
することは無い。凹面回折格子Ｐ１２へ入射される光
は、ＰＤアレーＰ１３に集光されるが、波長によって集
光位置が変化する。ＰＤアレーＰ１３内の各受光素子に
受光された波長毎の光は、各受光素子で光強度に応じた
電気信号に変換され、該電気信号が信号処理部Ｐ１４に
出力される。そして、この信号処理部Ｐ１４により、Ｐ
ＤアレーＰ１３から波長毎の光信号に基づき測定光の波
長が求められる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の回折格子を使用した光スペクトル測定装置やマイケ
ルソン干渉計を使用した光波長測定装置では、広い波長
範囲を測定できるという利点を有する一方、機構的な可
動部を有しているため長期的な信頼性が低いという問題
を有している。また、波長分解能を向上させるために
は、光学系を大型にする必要があり、装置全体の小型化
が困難である。

【００１１】一方、上記従来のＰＤアレーを使用した測
定装置では、機構的な可動部が無いため信頼性が向上し
且つ構成の小型化が可能であるという利点を有する一
方、ＰＤアレーが高価であるため装置全体の低コスト化
に限度があり、さらにＰＤアレー内の素子数が少ないの
で測定分解能が悪いなどの問題点がある。

【００１２】また、上述した従来の波長測定装置では、
何れも、波長を求める際に測定データをソフト処理する
必要があるため、データ処理部が必要となる。そのた
め、光源の発振波長制御に使用する場合は、ソフト処理
を介しての制御となり、高速な波長制御には不向きであ
る。

【００１３】ところで、最近では、光源の波長制御用に
波長ロッカーと呼ばれる波長測定装置が開発されてい
る。この波長測定装置は、干渉膜を使用したフィルター
や回折格子などの波長分光素子を用いて波長測定を行う
構造である。

【００１４】しかしながら、このような波長測定装置で
は、使用する波長分光素子（フィルター等）の特性で測
定可能な波長範囲が限定されるので、広い波長範囲で使
用することが出来ないという問題がある。また、各波長
で専用の波長分光素子を用意する必要があり、コスト低
減に限度がある。つまり、この波長ロッカーと呼ばれる
波長測定装置では、機構的可動部が無いため信頼性が高
く、構成の小型化が可能であり、ソフト処理もいらない
ので、ＤＢＦ−ＬＤ光源などの波長可変範囲が狭い光源
の発振波長を制御するには良い。しかし、１００ｎｍ以
上の波長可変が得られる外部共振器型波長可変光源など
の波長測定や制御には、使用できないという問題があ
る。

【００１５】この発明は、光波長測定において主構成に
機構的可動部が不要であり、波長の決定にソフト処理が
不要であり、測定可能な光波長範囲を広域にすることの
可能な波長測定装置を提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、入力部からの入射光を平行
光に変換する光学系と、該光学系からの平行光を受けて
該平行光を所定の第１方向に送出すると共に、この送出
される平行光の位置を該平行光の波長に応じて、前記第
１方向の垂直成分を含む第２方向に平行移動させる分光
手段と、該分光手段から送出される平行光を、前記第１
方向および第２方向の各垂直成分を含む所定の分岐線を
境に２分割して分岐させる第１分岐手段と、この第１分
岐手段により分岐された第１分岐光と第２分岐光との光
量の比較に基づき前記入射光の波長を特定する信号を出
力する信号処理手段とを備えた構成とした。

【００１７】この請求項１記載の発明によれば、入射光
の波長がずれた場合に、分光手段から送出される平行光
が上記第２方向に平行移動し、このずれ量が上記第１分
岐手段で分岐される第１分岐光と第２分岐光との光量比
となって表れる。従って、この光量の比較に基づき波長
が特定されて、信号処理手段から出力される信号により
入射光の波長測定が実現される。この構成によれば、波
長測定に従来のような機構の可動部が不要であるので、
波長測定に対する長期的な信頼性の低下（可動機構の劣
化に基づく）が回避され、更に、可動部が不要であるこ
とから構成のコンパクト化が計れる。また、入射光の波
長変化は、分光手段から送出される平行光の平行な位置
変動となって表れ、この平行光を上記分岐線を境に２分
割した第１第２分岐光を用いて波長測定を行うので、分
光手段から送出される平行光の幅の分だけ、測定可能な
波長範囲となる。を広げることで、その分、測定可能な
波長範囲を広げることが出来る。即ち、ダイナミックレ
ンジの広い測定装置を容易に実現可能である。

【００１８】請求項２記載の発明は、請求項１記載の波
長測定装置に加え、前記入力部から前記分岐手段に伝播
する平行光に対して該平行光を所定の割合で分岐させる
第２分岐手段を備え、前記信号処理手段が、第１分岐
光、第２分岐光、および、前記第２分岐手段で分岐され
る第３分岐光の各光量の比較に基づいて、前記入射光の
波長を特定する信号を出力する構成とした。

【００１９】この請求項２記載の発明によれば、上記第
３分岐光の光量を用いた比較処理により、入射光自体の
光量が変化した場合に、この変化に対応した補正を行う
ことが出来る。なお、上記第３分岐光の分岐位置は限定
されるものでなく、前記入力部から前記分岐手段に伝播
する平行光に対してどの位置から分岐させても良い。

【００２０】また、請求項３記載の発明のように、請求
項１又は２記載の波長測定装置において、前記分光手段
は、前記光学系からの平行光を受けて波長分散する第１
回折格子と、この第１回折格子からの分散光を受けて再
度波長分散する第２回折格子とから実現可能である。な
お、これら第１第２回折格子は、反射型でも透過型のも
のでも利用可能である。また、分光手段は、例えば、そ
れぞれ同一特性を有する第１回折格子と第２回折格子と
を使用し、対称的に平行に配置することで、上記分光手
段として機能する。

【００２１】また、請求項４記載の発明のように、請求
項１又は２記載の波長測定装置において、前記分光手段
は、前記光学系からの平行光を受けて波長分散する第１
プリズムと、この第１プリズムからの透過光を受けて波
長分散する第２プリズムとから実現可能である。

【００２２】請求項５記載の発明は、請求項２記載の波
長測定装置において、前記分光手段が、前記光学系から
の平行光を受けて波長分散する第１回折格子と、この第
１回折格子からの分散光を受けて波長分散する第２回折
格子とから構成され、前記第３分岐手段が、前記第１回
折格子から構成され、前記第３分岐光として前記第１回
折格子から波長選択されずに反射される０次光を用いる
構成とした。

【００２３】この請求項５記載の発明によれば、第３分
岐手段が分光手段と兼用されるので、その分、光学部品
点数の低減、コストの低減、組立作業の簡素化、およ
び、構成のコンパクト化が計れる。また、第３分岐光と
して第１回折格子の０次光（回折次数が０次の反射光）
を利用しているので、第３分岐光をとるために測定光の
光損失を増加させないで済む。

【００２４】請求項６記載の発明は、請求項２記載の波
長測定装置において、前記分光手段が、前記光学系から
の平行光を受けて波長分散する第１プリズムと、この第
１プリズムからの透過光を受けて波長分散する第２プリ
ズムとから構成され、前記第３分岐手段が、前記第１プ
リズムから構成され、前記第３分岐光として前記第１プ
リズムの前記入射光の入射面における反射光を用いてい
る構成とした。

【００２５】この請求項６載の発明によれば、第３分岐
手段が分光手段と兼用されるので、その分、光学部品点
数の低減、コストの低減、組立作業の簡素化、および、
構成のコンパクト化が計れる。また、第３分岐光として
第１プリズムの反射光を利用しているので、第３分岐光
をとるために測定光の光損失を増加させないで済む。

【００２６】請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何
れかに記載の波長測定装置において、前記入力部からの
入射光の偏光状態の変動を減少する偏光解消手段を備え
る構成とした。

【００２７】この請求項７記載の発明によれば、偏光特
性が大きい分光手段（例えば偏光特性が大きい波長分散
素子である回折格子を使用した場合など）でも、偏光解
消手段で入射光の偏光状態の変動が減少されるので、分
光手段での偏光特性による分散（反射）効率の低減を阻
止することが可能となる。従って、入射光の偏光特性に
基づく第１第２分岐光の光強度の低減がなくなり、信号
処理手段で行われる光強度の比較を正確に行うことが出
来る。また、波長測定に上記第３分岐光を用いる場合に
おいて、一般に、入射光の偏光特性による光強度の低減
率が、第３分岐光と第１第２分岐光とで異なってくるこ
とから、偏光特性が大きいと第３分岐光の光強度と第１
又は第２分岐光の光強度との比較が不正確になってくる
が、この発明では、上記偏光特性を低減して、第３分岐
光と第１又は第２分岐光との光強度の比較を正確に行う
ことが出来る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の波長測定装置の
実施の各形態について、図１〜図８の図面を参照しなが
ら詳細に説明する。＜第１の実施形態例＞図１は本発明の第１実施形態によ
る波長測定装置を示す構成図である。図１に示すよう
に、この波長測定装置は、入力部としての入力ファイバ
１、平行光変換用の光学系としてのレンズ２、分光手段
を構成する波長分散素子としての第１と第２の回折格子
３，４、第１分岐手段としての直角反射プリズム５、お
よび、第１と第２の受光器６，７等を、図示しない光学
ベース台上に固定配置し、更に、第１と第２の受光器
６，７からの出力信号を処理する信号処理部（信号処理
手段）８を備えて構成される。

【００２９】入力ファイバ１は、図１に記載していない
光源からの入力光を導いてファイバ端面から射出する。
レンズ２は、入力ファイバ１の射出光軸上に配置され、
ファイバ端面から射出される光を平行光に変換する。

【００３０】平行光に変換された射出光は、射出光の光
軸上に配置された第１の回折格子３に入射する。第１の
回折格子３は、波長分散反射器として機能し、前述した
（１）式で示される入射角θで入射された平行光を、各
波長により決定される反射角βで、第２の回折格子に反
射する。

【００３１】第２の回折格子４は、第１の回折格子３か
ら反射された光（例えば回折次数が一次の反射光）を再
度（１）式で求められる反射角で直角反射プリズム５に
反射する。ここで、第１の回折格子３と第２の回折格子
４とは、光学的性能が同じ回折格子であり、平行に対向
する位置に配置している。そのため、第２の回折格子４
に入射する光の入射角度は第１の回折格子３からの反射
角と等しく、第２の回折格子４から反射する光の反射角
度は第１の回折格子３への入射角度と等しいことにな
る。その結果、第２の回折格子４からの反射光の光軸
は、入力ファイバ１の射出光軸と平行になると共に、入
力ファイバ１の射出光の波長に応じて、ファイバ射出光
軸と上記反射光軸の間隔を変化させるように平行に位置
変動する。

【００３２】直角反射プリズム５は、直角に形成された
２面が交わる辺を分岐線として、該分岐線を境に、第２
の回折格子４から反射された平行光を第１と第２の受光
器６，７に入射するように２分割して分岐させる。第１
の受光器６側に分割された平行光が第１分岐光、第２の
受光器７側に分割された平行光が第２分岐光である。第
１と第２の受光器６，７は、例えばフォトダイオード等
からなり、直角反射プリズム５で分割された反射光を電
気信号に変換して、該反射光の光量に応じた電流を出力
する。信号処理部８は、第１と第２の受光器６，７から
の電気信号である光強度に比例した電流を電圧に変換す
るＩ／Ｖ変換器８ａ，８ｂと、第１と第２の受光器６，
７からの各信号強度を比較増幅する差動増幅器８ｅとか
ら構成され、この比較増幅した電圧量を入射光の波長を
特定する波長信号として出力する。

【００３３】図２には、入射光の波長による直角反射プ
リズム５に入射する反射光の位置変動を説明するための
説明図を示す。同図中、Ａは第１および第２の回折格子
３，４の法線、Ｃは入射光の光ビーム径を示している。
入射光は第１の回折格子３に角度θで入射し、波長に応
じて所定の反射角（例えば波長λ１で反射角β１、波長
λ２で反射角β２）に反射する。そして、この反射光は
第２の回折格子４に波長に応じた角度で入射し、何れの
波長においても角度θで反射する。従って、この第２の
回折格子４からの反射光は、入射光とほぼ平行であり、
光ビーム径もほぼ同一である。そして、図２に示した配
置においては、第２の回折格子４からの反射光は、レン
ズ２から射出した入射光軸に近い軸が長波長側となり、
入射光軸から遠い軸が短波長側となる。

【００３４】図３には、入射光の波長による第１と第２
の受光器６，７の出力特性のグラフを示す。図２に示し
たように、第１と第２の回折格子３，４によって反射さ
れた光は、直角反射プリズム５に入射される位置が波長
によって異なるため、直角反射プリズム５で分割される
光ビームの割合も波長によって変化する。そして、この
変化に伴って、図３のグラフに示すように、第１と第２
の受光器６，７に入力する光強度が変化する。そのた
め、第１と第２の受光器６，７に分けられる光強度の比
率から、入射された光の波長を測定することができる。

【００３５】この波長測定装置で波長測定を行うには、
第１と第２の受光器６，７に光が入射し、両方の受光器
６，７から出力がある必要があるため、その測定波長範
囲は、第１と第２の受光器６，７の両方に光が入射する
波長範囲となる。従って、第１と第２の回折格子３，４
の配置が一定であっても、入射光のビーム径を大きくす
ることで測定波長範囲が広がり、逆にビーム径を小さく
することで測定波長範囲が狭くなる。即ち、測定波長範
囲を比較的容易に広げることが出来る。

【００３６】さらに、対向配置された２個の波長分散素
子（回折格子やプリズム：この実施の形態では第１と第
２の回折格子３，４）間の距離、平行光のビーム径や２
個の波長分散素子の配置角度を変化させることで、測定
波長範囲や測定分解能を調整することが可能である。即
ち、同一の光学部品を使用し、それらの配置を変更する
ことで、各種の波長測定特性（測定波長範囲や測定分解
能）を持った波長測定装置を作製することができる。つ
まり、各種の波長測定特性（測定波長範囲や測定分解
能）を持った波長測定装置を作成する場合でも、各種特
性の光学素子を用意する必要がなく低コストで行える。

【００３７】以上のように、この実施の形態の波長測定
装置によれば、波長測定に際して機構的な可動部を必要
としないので、長期的な信頼性の向上、構成のコンパク
ト化、また、波長測定に掛る時間の短縮（測定光の入射
とほぼ同時に波長の特定が可能）が計れる。更に、波長
を特定する波長信号出力を行う信号処理部は、第１と第
２の受光器６，７からの電気信号である光強度に比例し
た電流を電圧に変換するＩ／Ｖ変換器８ａ，８ｂと、こ
れらＩ／Ｖ変換器８ａ，８ｂからの出力電圧を比較する
差動増幅器８ｅ程度の簡単な回路で構成可能であり、波
長の決定にソフト処理を必要としない。更に、測定可能
な波長範囲を、上述したように、容易に広くすることが
可能である。また、この実施の形態の波長測定装置の構
造では、構成の小型化、特に、レンズ２、分光手段３，
４、直角反射プリズム５等からなる光学系の小型化が可
能なので、使用環境状態が大きく変化しても、光学系全
体を温度コントロールすることで波長測定確度の低下を
容易に避けることが出来る。

【００３８】なお、本発明は、この実施の形態の波長測
定装置に限られるものでなく、例えば分光手段を構成す
る波長分散素子は、透過型の回折格子、分散プリズムな
どとしても良い。また、第１の分岐手段として、直角反
射プリズムを使用して平行光を分割する構成を示した
が、例えば、表面反射型のプリズム（ミラー）等を用い
て分割するなど、種々の構成が可能である。また、第１
第２の受光器８ａ，８ｂに分割した平行光を直接入射さ
せる構成でなく、いうまでもなく、平行光を集光手段で
集光して受光させるようにしても良い。

【００３９】＜第２の実施形態例＞図４は本発明の第２
の実施の形態の波長測定装置を示す構成図である。な
お、この第２の実施の形態において、前述した第１の実
施の形態と同一の構成には同一符号を付し、その説明を
省略する。この実施の形態の波長測定装置は、第１の実
施の形態の波長測定装置に、第２分岐手段としての光分
岐器１０と、第３の受光器１１との各構成を加えると共
に、第１の実施の形態の信号処理部８を、上記第３の受
光器１１からの電気信号をも処理する信号処理部８Ａに
変更して構成される。

【００４０】光分岐器１０は、平行光変換用のレンズ２
と第１の回折格子３との間に配置され、入射された平行
光を所定の割合で分岐させて第３の受光器４に反射し、
残りの光を第１の回折格子３に透過する。ここで、第３
の受光器４の方向に反射する平行光が弟３分岐光であ
る。また、第１の回折格子３に入射した光は、第１の実
施の形態と同様に振る舞う。第３の受光器１１は、例え
ばフォトダイオード等から構成され、光分岐器１０で分
岐反射された光を電気信号に変換する。

【００４１】信号処理部８Ａは、第１と第２および第３
の受光器６，７，１１からの電気信号を比較増幅し、入
射光の波長を特定する波長信号出力を行う。この信号処
理部８Ａは、各第１〜第３の受光器６，７，１１からの
電気信号である光強度に比例した電流を電圧に変換する
各Ｉ／Ｖ変換器８ａ，８ｂ，８ｃ、第３の受光器１１か
らの信号を基準強度として第１と第２の受光器６，７か
らの各信号強度をそれぞれ比較増幅する差動増幅器８
ｆ，８ｇ、更にこれら両差動増幅器８ｆ，８ｇからの両
信号を比較増幅する差動増幅器８ｈ等の簡単な回路で構
成される。

【００４２】第１の実施の形態の波長測定装置では、入
力ファイバ１からの入射光（例えば光源からの入射光）
の光強度が変動すると、波長による第１と第２の受光器
６，７で得られる光強度の比率は一定であるが、信号強
度自体が変動してしまう。そのため、入射光の波長を測
定することは可能であるが、信号処理部８から得られる
信号自体で、入射光の光源の波長制御を行うことは不可
能である。そこで、この第２の実施の形態の波長測定装
置では、入射光の光強度が変動しても、入射光の光強度
を基準強度として第１と第２の受光器６，７で得られる
光強度を規格化してから、波長による第１と第２の受光
器６，７からの信号を比較増幅する。この構成により、
最終的に信号処理部８Ａから出力される波長を特定する
波長信号出力は、波長のみに基づいて一義的に決まり、
入射光の光強度が変動しても変化することはない。その
結果、この波長測定装置により入射光の光源の波長を測
定することが可能であると共に、信号処理部８Ａから得
られる信号自体で、光源の波長制御を行うことが可能と
なる。

【００４３】なお、本発明は、この実施の形態の波長測
定装置に限られず、例えば、第２分岐手段として示した
光分岐器の配置は、レンズ２と第１の回折格子３との間
に限られず、例えば、分光手段と直角反射プリズム５と
の間、分光手段中の第１の回折格子３と第２の回折格子
４との間などとしても良い。

【００４４】＜第３の実施形態＞図５は本発明の第３の
実施の形態の波長測定装置を示す構成図である。なお、
この第３の実施の形態において、前述の第１と第２の実
施の形態の波長測定装置と同一の構成については、同一
符号を付して、その説明を省略する。この実施の形態の
波長測定装置は、分光手段の波長分散素子として分散プ
リズムを用いた点のみ異なり、その他の構成は第２の実
施の形態の波長測定装置と同様のものである。第１の分
散プリズム１３は、レンズ２からの射出光の光軸上に固
定配置され、波長に応じて異なる角度に分散透過する。
第２の分散プリズム１４は、第１の分散プリズム１３か
らの透過光の光軸上に対称的に固定配置され、第１の分
散プリズム１３からの透過光を受けて直角反射プリズム
５方向に分散透過する。この実施の形態の波長測定装置
においても、第１および第２の実施の形態と同様の作用
効果を奏する。

【００４５】＜第４の実施形態＞図６は本発明の第４の
実施の形態の波長測定装置を示す構成図である。なお、
この第４の実施の形態において、前述した第１〜第３の
実施の形態の波長測定装置と同一の構成については、同
一符号を付して、その説明を省略する。この第４の実施
の形態の波長測定装置は、第２の実施の形態の波長測定
装置において、レンズ２と光分岐器１０の間に偏光解消
素子（偏光解消手段）１２を挿入配置した構成である。

【００４６】図７には、偏光解消素子１２による透過光
の分離の様子を説明する三面図を示す。なお、同図にお
いて光分岐器１０や分光手段（第１と第２の回折格子
３，４）は省略してある。偏光解消素子１２は、例えば
水晶偏光解消板や方解石を使用したビームディスプレー
サーなどを用いることが可能であり、これらのビームデ
ィスプレーサーにより、入射光を偏光面が互いに直交す
る２つの直線偏光の平行光ビームに分離させる。そし
て、図７に示すように、ビームの分離方向は、直角反射
プリズム５で第１と第２の受光器に２分割する分割方向
と垂直になるように（直角反射プリズム５の分岐線５ａ
と平行になるように）調整する。この実施の形態の波長
測定装置によれば、偏光解消素子１２を使用すること
で、分光手段として偏光特性が大きい波長分散素子であ
る回折格子を使用しても、偏光解消素子１２で入力光の
偏光状態の変動を減少でき、波長分散素子での偏光特性
による分散（反射）効率の低減を阻止することが可能と
なり、偏光特性による第１と第２の受光器６，７に入力
する光強度の低減を回避することが出来る。

【００４７】＜第５の実施形態＞図８は本発明の第５の
実施の形態の波長測定装置を示す構成図である。なお、
この第５の実施の形態において、前述した第１〜第４の
実施の形態の波長測定装置と同一の構成については、同
一符号を付して、その説明を省略する。この第５の実施
の形態の波長測定装置は、分光手段の波長分散素子とし
て第１の回折格子３と第２の回折格子４とを用いてお
り、この第１の回折格子３を第２分岐手段として機能さ
せ、第１の回折格子３に入力した光で波長選択されない
０次光を第３分岐光として、該第３分岐光を受光するよ
うに第３の受光器１１を配置して構成される。この構成
の波長測定装置によれば、第２の実施の形態で使用てい
る光分岐器１０を無くせ、その結果、光学部品の点数を
低減すことができ、コスト低減と組立作業の簡素化が可
能となる。また、光分岐器で光を分岐する必要でないの
で、その分、光損失を低減できる。

【００４８】＜第６の実施形態＞図９は本発明の第６の
実施の形態の波長測定装置を示す構成図である。なお、
この第６の実施の形態において、前述した第１〜第５の
実施の形態の波長測定装置と同一の構成については、同
一符号を付して、その説明を省略する。この第６の実施
の形態の波長測定装置は、分光手段の波長分散素子とし
て第１の分散プリズム１３と第２の分散プリズム１４と
を用いており、この第１の分散プリズム１３を第２分岐
手段として機能させ、第１の分散プリズム１３に入力し
た光の反射光を第３分岐光として、該第３分岐光を受光
するように第３の受光器１１を配置して構成される。こ
の構成では、第２の実施の形態で使用ている光分岐器１
０を無くせ、その結果、光学部品の点数を低減すことが
でき、コスト低減と組立作業の簡素化が可能となる。ま
た、光分岐器で光を分岐する必要でないので、その分、
光損失を低減できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明による波長測定装置によれば、機
構部の可動が無いので経時劣化が起き難く、信頼性の高
い測定装置を実現できる。また、ＰＤアレーのような高
価な部品を使用する必要が無く、低価格に構成可能であ
る。また、波長の特定にソフトによるデータ処理が要ら
ず、高速に波長測定が可能であり、特に光源制御に使用
する場合に高速なハード制御が可能となって有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図２】波長に応じた直角反射プリズムに入射する反射
光の位置変動を説明する図である。

【図３】波長に応じた第１と第２の受光器の出力特性を
示す特性グラフである。

【図４】本発明の第２の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図７】偏光解消光学素子に方解石を使用したビームデ
ィスプレーサーを使用した場合におけるビームの分離方
向の調整を説明する図である。

【図８】本発明の第５の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図９】本発明の第６の実施の形態の波長測定装置を示
す構成図である。

【図１０】従来技術の回折格子回転型の光スペクトル測
定装置の構成を示す図である。

【図１１】従来技術の回折格子固定でＰＤアレーを使用
した光スペクトル測定装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１入力ファイバ２レンズ３第１の回折格子４第２の回折格子５直角反射プリズム６第１の受光器７第２の受光器８，８Ａ信号処理回路８ａ，８ｂ，８ｃＩ／Ｖ変換器８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈ差動増幅器１０光分岐器１１第３の受光器１２偏光解消素子１３第１の分散プリズム１４第２の分散プリズム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力部からの入射光を平行光に変換する
光学系と、該光学系からの平行光を受けて該平行光を所定の第１方
向に送出すると共に、この送出される平行光の位置を該
平行光の波長に応じて、前記第１方向の垂直成分を含む
第２方向に平行移動させる分光手段と、該分光手段から送出される平行光を、前記第１方向およ
び第２方向の各垂直成分を含む所定の分岐線を境に２分
割して分岐させる第１分岐手段と、この第１分岐手段により分岐された第１分岐光と第２分
岐光との光量の比較に基づき前記入射光の波長を特定す
る信号を出力する信号処理手段とを備えたことを特徴と
する波長測定装置。
【請求項２】前記入力部から前記分岐手段に伝播する
平行光に対して該平行光を所定の割合で分岐させる第２
分岐手段を備え、前記信号処理手段は、第１分岐光、第２分岐光、およ
び、前記第２分岐手段で分岐される第３分岐光の各光量
の比較に基づいて、前記入射光の波長を特定する信号を
出力することを特徴とする請求項１記載の波長測定装
置。
【請求項３】前記分光手段は、前記光学系からの平行光を受けて波長分散する第１回折
格子と、この第１回折格子からの分散光を受けて再度波
長分散する第２回折格子とから構成されることを特徴と
する請求項１又は２記載の波長測定装置。
【請求項４】前記分光手段は、前記光学系からの平行光を受けて波長分散する第１プリ
ズムと、この第１プリズムからの透過光を受けて波長分
散する第２プリズムとから構成されることを特徴とする
請求項１又は２記載の波長測定装置。
【請求項５】前記分光手段は、前記光学系からの平行
光を受けて波長分散する第１回折格子と、この第１回折
格子からの分散光を受けて波長分散する第２回折格子と
から構成され、前記第３分岐手段は、前記第１回折格子から構成され、
前記第３分岐光として前記第１回折格子から波長選択さ
れずに反射される０次光を用いていることを特徴とする
請求項２記載の波長測定装置。
【請求項６】前記分光手段は、前記光学系からの平行
光を受けて波長分散する第１プリズムと、この第１プリ
ズムからの透過光を受けて波長分散する第２プリズムと
から構成され、前記第３分岐手段は、前記第１プリズムから構成され、
前記第３分岐光として前記第１プリズムの前記入射光の
入射面における反射光を用いていることを特徴とする請
求項２記載の波長測定装置。
【請求項７】前記入力部からの入射光の偏光状態の変
動を減少する偏光解消手段を備えることを特徴とする請
求項１〜６の何れかに記載の波長測定装置。