JPS6228623A - 光測定器 - Google Patents
光測定器Info
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- JPS6228623A JPS6228623A JP60168975A JP16897585A JPS6228623A JP S6228623 A JPS6228623 A JP S6228623A JP 60168975 A JP60168975 A JP 60168975A JP 16897585 A JP16897585 A JP 16897585A JP S6228623 A JPS6228623 A JP S6228623A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 5
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J3/447—Polarisation spectrometry
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4257—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors applied to monitoring the characteristics of a beam, e.g. laser beam, headlamp beam
-
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- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は被測定光の絶対パワーを測定する機能を持った
光測定器の改良に関する。
光測定器の改良に関する。
光スペクトラムアナライザ等の光測定器には被測定光を
各成分波長に分光させるためにプリズムや回折格子等の
分光素子が用いられる。回折格子はその構造が第４図に
示すようにガラスの表面に微細な溝を等間隔におよそ数
１０本〜数１０００本／ｆｆ１ｌｌｌ刻んだものである
。この回折格子に被測定光Ｑが入射すると各成分波長例
えばλ１、λ２がその方向を異にして出力される。この
ように分光された各成分波長λ１、λ２は回折格子を回
転させることによってフォトダイオード等の受光器に送
っている。そして、この回折格子等の分光素子の回転角
と受光器からの受光パワーに比例した電気信号とにより
、被測定光の波長特性分析が行われる。
各成分波長に分光させるためにプリズムや回折格子等の
分光素子が用いられる。回折格子はその構造が第４図に
示すようにガラスの表面に微細な溝を等間隔におよそ数
１０本〜数１０００本／ｆｆ１ｌｌｌ刻んだものである
。この回折格子に被測定光Ｑが入射すると各成分波長例
えばλ１、λ２がその方向を異にして出力される。この
ように分光された各成分波長λ１、λ２は回折格子を回
転させることによってフォトダイオード等の受光器に送
っている。そして、この回折格子等の分光素子の回転角
と受光器からの受光パワーに比例した電気信号とにより
、被測定光の波長特性分析が行われる。
ところが、上記の如く分光した各成分波長を直接受光器
に送る方法では次のような問題が生じる。
に送る方法では次のような問題が生じる。
すなわち、回折格子等の分光素子は光の偏光方向によっ
て分光効率が異なるという特性を持っているため被測定
光の偏光方向により測定値が異なるという現象が生じる
。例えば、ある波長λでパワー［１０Ｊの被測定光を入
射したとしても被測定光の偏光方向によりそのパワーが
「５」となったり「３」となったりする。第５図は回折
格子の分光特性の偏波による差を示す図であって、ｐａ
は回折格子の溝に対して平行な偏光方向く以下、Ｐ偏光
成分と指称する）の特性を示し、Ｓａは回折格子の溝に
対して垂直な偏光方向く以下、Ｓ偏光成分と指称する）
の特性を示している。このように波長および偏光方向に
より分光効率が大きく異なるため、上記方法では被測定
光Ｑの絶対パワーを正確に測定することは不可能である
。また従来の方法ではこの偏光特性に対する考慮はなさ
れていなかった。
て分光効率が異なるという特性を持っているため被測定
光の偏光方向により測定値が異なるという現象が生じる
。例えば、ある波長λでパワー［１０Ｊの被測定光を入
射したとしても被測定光の偏光方向によりそのパワーが
「５」となったり「３」となったりする。第５図は回折
格子の分光特性の偏波による差を示す図であって、ｐａ
は回折格子の溝に対して平行な偏光方向く以下、Ｐ偏光
成分と指称する）の特性を示し、Ｓａは回折格子の溝に
対して垂直な偏光方向く以下、Ｓ偏光成分と指称する）
の特性を示している。このように波長および偏光方向に
より分光効率が大きく異なるため、上記方法では被測定
光Ｑの絶対パワーを正確に測定することは不可能である
。また従来の方法ではこの偏光特性に対する考慮はなさ
れていなかった。
そこで本発明は上記問題点を解決するために、偏光特性
の影響を全く受けずに正確に？１１！ｌ定光の絶対パワ
ーが測定できる光測定器を提供することを目的と、する
。
の影響を全く受けずに正確に？１１！ｌ定光の絶対パワ
ーが測定できる光測定器を提供することを目的と、する
。
本発明は、被測定光を受けて分光する分光素子と、この
分光素子により分光された各波長成分を被測定光の偏光
方向により互いに異なる方向の成分に分離する偏光素子
と、この偏光素子により分離された各偏光成分を受光し
て各光パワーに対応した電気信号に変換する受光素子と
、この受光素子からの電気信号を受は回折格子の各偏光
成分に対する回折効率および偏光素子の損失率に基づい
て被測定光の絶対パワーを演算して求めるパワー測定部
とを備えた光測定器である。
分光素子により分光された各波長成分を被測定光の偏光
方向により互いに異なる方向の成分に分離する偏光素子
と、この偏光素子により分離された各偏光成分を受光し
て各光パワーに対応した電気信号に変換する受光素子と
、この受光素子からの電気信号を受は回折格子の各偏光
成分に対する回折効率および偏光素子の損失率に基づい
て被測定光の絶対パワーを演算して求めるパワー測定部
とを備えた光測定器である。
（作用）
本発明は上記手段を備えたことにより、分光された被測
定光が偏光素子により互いに偏光方向の異なる各成分に
分離され、これら各偏光成分がそれぞれ電気信号に変換
され、もってこれら電気信号と前記各偏光成分に対する
分光効率、損失率および充電変換素子の変換効率とによ
り絶対パワーが求められる。
定光が偏光素子により互いに偏光方向の異なる各成分に
分離され、これら各偏光成分がそれぞれ電気信号に変換
され、もってこれら電気信号と前記各偏光成分に対する
分光効率、損失率および充電変換素子の変換効率とによ
り絶対パワーが求められる。
以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。
る。
第１図は光測定器の構成図である。同図において１は回
折格子であって、被測定光Ｑを回折して各成分波長に分
光する機能を持ったものである。
折格子であって、被測定光Ｑを回折して各成分波長に分
光する機能を持ったものである。
なお、この回折格子１は分光された各成分波長の出力方
向が異なるため、各成分波長を同一の方向に出力するた
めに分光素子制御部２により例えば回折格子を回転する
回転駆動によりそれぞれの波長に対して所定の回転角度
に設定されている。３は方解石から成る偏光素子であっ
て、これは回折格子１から送られてくる光を互いに垂直
方向となる２成分に分離する、つまりＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分にそれぞれ偏光分離する機能を持ったもので
ある。そうして、Ｐ（１ｍｍ光分はフォトダイオードか
ら構成される受光器４によりそのパワーに比例した第１
の電気信号に変換され、またＳ偏光成分はフォトダイオ
ードから構成された受光器５によりそのパワーに比例し
た第２の電気信号に変換されてそれぞれパワー測定部６
に送出されるようになっている。このパワー測定部６は
、取込んだ第１および第２の電気信号から被測定光Ｑの
分析を行う機能を持ったもので、本装置では特に次のよ
うな機能を備えている。すなわち、予め回折格子１の各
波長におけるＰ偏光成分およびＳ＠光成分に対する各回
折効率ＡＩ）、Ｂｓつまり第５図に示す各回折効率と、
偏光素子３のＰ（ｉ光成分およびＳ偏光成分に対する各
損失率Ｃｐ、Ｄｓと、第２図に示すような受光素子４．
５の波長に対する光電変換効率Ｌｌ、Ｌ２ （偏波方向
による特性）とが記憶された特性記憶部６−１と、第１
および第２の電気信号と特性記憶部６−１に記憶された
回折効率Ａｐ、Ｂｓおよび損失率Ｃｐ、ＤＳとにより被
測定光Ｑの絶対パワーを演算して求めるパワー算出部６
−２と、分光素子制御部２に信号を送出する光波長制御
部６−３との各機能を備えている。７は表示部である。
向が異なるため、各成分波長を同一の方向に出力するた
めに分光素子制御部２により例えば回折格子を回転する
回転駆動によりそれぞれの波長に対して所定の回転角度
に設定されている。３は方解石から成る偏光素子であっ
て、これは回折格子１から送られてくる光を互いに垂直
方向となる２成分に分離する、つまりＰ偏光成分および
Ｓ偏光成分にそれぞれ偏光分離する機能を持ったもので
ある。そうして、Ｐ（１ｍｍ光分はフォトダイオードか
ら構成される受光器４によりそのパワーに比例した第１
の電気信号に変換され、またＳ偏光成分はフォトダイオ
ードから構成された受光器５によりそのパワーに比例し
た第２の電気信号に変換されてそれぞれパワー測定部６
に送出されるようになっている。このパワー測定部６は
、取込んだ第１および第２の電気信号から被測定光Ｑの
分析を行う機能を持ったもので、本装置では特に次のよ
うな機能を備えている。すなわち、予め回折格子１の各
波長におけるＰ偏光成分およびＳ＠光成分に対する各回
折効率ＡＩ）、Ｂｓつまり第５図に示す各回折効率と、
偏光素子３のＰ（ｉ光成分およびＳ偏光成分に対する各
損失率Ｃｐ、Ｄｓと、第２図に示すような受光素子４．
５の波長に対する光電変換効率Ｌｌ、Ｌ２ （偏波方向
による特性）とが記憶された特性記憶部６−１と、第１
および第２の電気信号と特性記憶部６−１に記憶された
回折効率Ａｐ、Ｂｓおよび損失率Ｃｐ、ＤＳとにより被
測定光Ｑの絶対パワーを演算して求めるパワー算出部６
−２と、分光素子制御部２に信号を送出する光波長制御
部６−３との各機能を備えている。７は表示部である。
次に上記の如く構成された測定器の作用について説明す
る。被測定光Ｑが回折格子１に入射するとこの回折格子
１は被測定光Ｑを回折して各成分波長に分光して出力す
る。このとき、回折格子１は分光素子制御部２により測
定波長に応じて所定の回転角度に設定されており、これ
により回折格子１から出力される回折格子１の設定角度
で決められる特定の波長の光が偏光素子３に入射する。
る。被測定光Ｑが回折格子１に入射するとこの回折格子
１は被測定光Ｑを回折して各成分波長に分光して出力す
る。このとき、回折格子１は分光素子制御部２により測
定波長に応じて所定の回転角度に設定されており、これ
により回折格子１から出力される回折格子１の設定角度
で決められる特定の波長の光が偏光素子３に入射する。
ところで、被測定光Ｑの任意の波長における入力パワー
レベルをＧｉｎとすると、このパワーレベルＧｉｎは各
偏光成分Ｐ、Ｓに分けると、Ｑ ｉｎ −ｐ ｉｎ＋
Ｓｉｎ ・［ｌ）と表わせる。
レベルをＧｉｎとすると、このパワーレベルＧｉｎは各
偏光成分Ｐ、Ｓに分けると、Ｑ ｉｎ −ｐ ｉｎ＋
Ｓｉｎ ・［ｌ）と表わせる。
また、回折格子１からの出射パワーレベルをＱｏｕｔと
するとこのＧｏｕｔは、 Ｇｏｕｔ＝Ａｐ−Ｐｉｎ＋Ｂｓ−８ｉｎ −（２
）と表わせる。
するとこのＧｏｕｔは、 Ｇｏｕｔ＝Ａｐ−Ｐｉｎ＋Ｂｓ−８ｉｎ −（２
）と表わせる。
このように回折された各成分波長は偏光素子３に送られ
この偏光素子３により各成分波長ごとにＰ偏光成分およ
びＳｇＡ光成分に分離される。ここで、各偏光成分Ｐ、
Ｓの各出力パワーｐｗ 、 ｓｗは、 Ｐｗ ＝Ａｐ−Ｐｉｎ−ＣＤ ・
（３ＳＷ−Ｂｓ ＠ ５ｉｎ−Ｄｓ
、、べ巾となる。
この偏光素子３により各成分波長ごとにＰ偏光成分およ
びＳｇＡ光成分に分離される。ここで、各偏光成分Ｐ、
Ｓの各出力パワーｐｗ 、 ｓｗは、 Ｐｗ ＝Ａｐ−Ｐｉｎ−ＣＤ ・
（３ＳＷ−Ｂｓ ＠ ５ｉｎ−Ｄｓ
、、べ巾となる。
したがって、このパワーをもった各偏光成分Ｐ。
Ｓがそれぞれ受光器４．５に送られる。そして、受光器
４からはＰ偏光成分のパワーｐｗに比例した第１の電気
信号ｅ１が出力され、また受光器５からはＳ偏光成分の
パワーＳｗに比例した第２の電気信号ｅ２が出力される
。さて、パワー測定部６はこれら第１および第２の電気
信号ｅ１、ｅｌを取込み、パワー算出部６−２において
特性記憶部６−１に記憶された回折格子１におけるＰ偏
光成分の回折効率ＡｐＳＳ（ｌ光成分の回折効率ＢＳ、
！ｉ光素子３における各偏光成分Ｐ、Ｓに対する各損失
率ＣｐＳＤｓおよび受光素子３．４の光電変換効率Ｌ１
、Ｌ２を読み出して被測定光Ｑの絶対パワーを演算して
求める。よって、ｅｌ、ｅｌは次式のように表わせる。
４からはＰ偏光成分のパワーｐｗに比例した第１の電気
信号ｅ１が出力され、また受光器５からはＳ偏光成分の
パワーＳｗに比例した第２の電気信号ｅ２が出力される
。さて、パワー測定部６はこれら第１および第２の電気
信号ｅ１、ｅｌを取込み、パワー算出部６−２において
特性記憶部６−１に記憶された回折格子１におけるＰ偏
光成分の回折効率ＡｐＳＳ（ｌ光成分の回折効率ＢＳ、
！ｉ光素子３における各偏光成分Ｐ、Ｓに対する各損失
率ＣｐＳＤｓおよび受光素子３．４の光電変換効率Ｌ１
、Ｌ２を読み出して被測定光Ｑの絶対パワーを演算して
求める。よって、ｅｌ、ｅｌは次式のように表わせる。
つまり、
ｅｔ −Ｌ １ ・Ｐｗ −１５
））ｅｌ −１２・Ｓｗ −＝（
６Ｉである。そこで、パワー算出部６−２は測定波長お
よび電気信号ｅ１、ｅｌにより上記第（１）式ないし第
（６）式により得られる次式すなわち、Ｇｌｎ−（ｅ１
／Ａｐ−ＣＤ −Ｌｌ ）＋ （ｅ２／Ｂｓ −ＤＳ
−１２） ・・・（７） を演算して被測定光Ｑの絶対パワーＧｉｎを求める・な
お、Ａｐ、Ｃｐ、Ｌｌ、Ｓｓ、Ｄｓ、Ｌ２は波長により
異なった値を持っている。そうして求められた絶対パワ
ーＱｉｎが表示部７に表示される。
））ｅｌ −１２・Ｓｗ −＝（
６Ｉである。そこで、パワー算出部６−２は測定波長お
よび電気信号ｅ１、ｅｌにより上記第（１）式ないし第
（６）式により得られる次式すなわち、Ｇｌｎ−（ｅ１
／Ａｐ−ＣＤ −Ｌｌ ）＋ （ｅ２／Ｂｓ −ＤＳ
−１２） ・・・（７） を演算して被測定光Ｑの絶対パワーＧｉｎを求める・な
お、Ａｐ、Ｃｐ、Ｌｌ、Ｓｓ、Ｄｓ、Ｌ２は波長により
異なった値を持っている。そうして求められた絶対パワ
ーＱｉｎが表示部７に表示される。
このように上記一実施例においては、分光された被測定
光Ｑを偏光素子３によりＰ＠ｌ光成分よびＳ偏光成分に
分離し、これら各偏光成分Ｐ、Ｓをそれぞれ第１および
第２の電気信号に変換し、もって各偏光成分Ｐ、Ｓに対
する回折効率、損失率および光電変換効率により絶対パ
ワーを演算して求める構成としたので、波長の違いおよ
び偏光方向の違いにより回折格子１の回折効率が異なっ
てもこれに影響されずに被測定光Ｑの絶対パワーを正確
に求めることができる。また、各偏光成分Ｐ、Ｓに分け
ているので、これら偏光成分ＰＳＳの比をとって被測定
光の偏光特性を測定することができる。
光Ｑを偏光素子３によりＰ＠ｌ光成分よびＳ偏光成分に
分離し、これら各偏光成分Ｐ、Ｓをそれぞれ第１および
第２の電気信号に変換し、もって各偏光成分Ｐ、Ｓに対
する回折効率、損失率および光電変換効率により絶対パ
ワーを演算して求める構成としたので、波長の違いおよ
び偏光方向の違いにより回折格子１の回折効率が異なっ
てもこれに影響されずに被測定光Ｑの絶対パワーを正確
に求めることができる。また、各偏光成分Ｐ、Ｓに分け
ているので、これら偏光成分ＰＳＳの比をとって被測定
光の偏光特性を測定することができる。
なお、本発明は上記一実施例に限定されるものではなく
その主旨を逸脱しない範囲で変形することができる。例
えば、第３図に示すように受光器４のみとして新たに光
スィッチ１０を設け、偏向素子３からの各偏向成分を光
スィッチ１０により時分割に送出してｐＨｌ向成分およ
びＳ偏向成分に比例した各電気信号を得るようにしても
良い。この場合、パワー測定部６は時分割に取込んだ各
電気信号から絶対パワーＱｉｎを求める。また、分光素
子も回折格子を回転させるもののほか、音響光学的素子
によるものでもよい。
その主旨を逸脱しない範囲で変形することができる。例
えば、第３図に示すように受光器４のみとして新たに光
スィッチ１０を設け、偏向素子３からの各偏向成分を光
スィッチ１０により時分割に送出してｐＨｌ向成分およ
びＳ偏向成分に比例した各電気信号を得るようにしても
良い。この場合、パワー測定部６は時分割に取込んだ各
電気信号から絶対パワーＱｉｎを求める。また、分光素
子も回折格子を回転させるもののほか、音響光学的素子
によるものでもよい。
以上詳記したように本発明によれば、分光された被測定
光の各波長成分をさらに偏光素子により互いに異なった
方向となる成分に分離し、これら各偏光成分をそれぞれ
電気信号に変換し、もって各偏光成分に対する回折効率
、損失率および受光素子の光電変換効率により絶対パワ
ーを求めるようにしたので、偏光特性の影響を全く受け
ずに正確に被測定光の絶対パワーが測定できる光測定器
を提供できる。
光の各波長成分をさらに偏光素子により互いに異なった
方向となる成分に分離し、これら各偏光成分をそれぞれ
電気信号に変換し、もって各偏光成分に対する回折効率
、損失率および受光素子の光電変換効率により絶対パワ
ーを求めるようにしたので、偏光特性の影響を全く受け
ずに正確に被測定光の絶対パワーが測定できる光測定器
を提供できる。
第１図は本発明に係わる光測定器の一実施例を示す構成
図、第２図は受光器の光電変換効率を示す図、第３図は
本発明測定器の変形例を示す図、第４図は回折格子の作
用を説明するための図、第５図は回折格子の偏光特性を
示す図である。 １・・・・・・回折格子、 ２・・・・・・分光素子制
御部、３・・・・・・偏光素子、 ４．５・・・・・・
受光器、 ６・・・・・・パワー測定部、 ６−１・・
・・・・特性記憶部、６−２・・・・・・パワー算出部
、 ６−３・・・・・・光波長制御部、 ７・・・・・
・表示部、 １０・・・・・・光スィッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 ４図 ！支長（、Ｌｌ ｍ） ＠ Ｓ 図
図、第２図は受光器の光電変換効率を示す図、第３図は
本発明測定器の変形例を示す図、第４図は回折格子の作
用を説明するための図、第５図は回折格子の偏光特性を
示す図である。 １・・・・・・回折格子、 ２・・・・・・分光素子制
御部、３・・・・・・偏光素子、 ４．５・・・・・・
受光器、 ６・・・・・・パワー測定部、 ６−１・・
・・・・特性記憶部、６−２・・・・・・パワー算出部
、 ６−３・・・・・・光波長制御部、 ７・・・・・
・表示部、 １０・・・・・・光スィッチ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 ４図 ！支長（、Ｌｌ ｍ） ＠ Ｓ 図
Claims (1)
- 被測定光を受けて各波長成分に分光する分光素子（１）
と、この分光素子により分光された光を偏光成分の異な
る２つ以上の偏光に分離して出力する偏光素子（３）と
、この偏光素子により偏光された各偏向成分をそれぞれ
受光して前記偏光成分の異なる光量に対応した電気信号
をそれぞれ出力する受光素子（４、５）と、この受光素
子における各波長毎の受光特性、前記分光素子の各波長
毎の分光効率特性および前記偏光素子の各波長毎の損失
率特性をそれぞれ記憶させた特性記憶部と、前記被測定
光の各波長成分と前記記憶回路に記憶された各特性とか
ら前記分光された各波長毎に光パワーの絶対値を求める
パワー測定部（６）とを具備したことを特徴とする光測
定器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60168975A JPS6228623A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光測定器 |
| US07/007,350 US4758086A (en) | 1985-07-31 | 1987-01-27 | Apparatus for measuring spectral power of a light beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60168975A JPS6228623A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光測定器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6228623A true JPS6228623A (ja) | 1987-02-06 |
| JPH0478129B2 JPH0478129B2 (ja) | 1992-12-10 |
Family
ID=15878033
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60168975A Granted JPS6228623A (ja) | 1985-07-31 | 1985-07-31 | 光測定器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4758086A (ja) |
| JP (1) | JPS6228623A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02227619A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Anritsu Corp | 光スペクトラムアナライザ |
| JPH02140489U (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-26 | ||
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