JP3892422B2 - 波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法に係り、特に半導体レーザダイオードや半導体LED(Light Emitting Diode)等を用いる光通信分野や、ガスレーザやYAGレーザや医療用レーザ等を用いる加工産業分野や、DVD(Digital video disk)やCD(Compact Disk)等の民生用記憶メディアを書き込み/読み出しするための光ピックアップ分野や、その他赤外線等を用いた一般民生品関連分野等での利用が好適な波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えばWDM(Wavelength Division Multiplexing:波長多重分割)に代表されるような、半導体レーザダイオードや半導体LED(Light Emitting Diode)等を用いる光多重通信の分野では、狭スペース化に伴う通信波長の過密化が進行しており、高精度の波長制御が必要となってきた。また、ガスレーザやYAGレーザや医療用レーザ等を用いる加工産業分野でも、マイクロマシーンやナノテクノロジー等の超微細技術の開発が盛んになり、高精度の波長制御が要求されるようになってきた。更に、DVD(Digital video disk)やCD(Compact Disk)等の民生用記憶メディアを書き込み/読み出しするための光ピックアップの分野では、高密度記憶へ向けた可視領域波長の短波長化が急速に進行しており、今後、他世代製品とされる記憶メディアを読み書き可能な多波長ピックアップLDや記憶密度混在型等への対応も考慮して、高精度の波長制御が嘱望されている。更にまた、リモコン等に代表される赤外線コントロールは、様々な分野で利用されているが、今後、多チャンネル化やマルチ化等のニーズに応えられる波長制御技術の開発が羨望されている。
【0003】
以上のような光技術では、高精度の波長制御を実現するために、光源からの発振波長を正確に特定する必要がある。従来において、正確に発振波長を特定するための技術としては、例えば以下の特許文献1で開示される技術が存在する。特許文献1には、図1に示すように、光路上の2箇所にそれぞれ異なる感度特性を有する光電変換体層101,102を設け、これらから出力された光電変換電流の比(以下における感度比に相当)に基づいて波長を特定する構成が開示されている。
【0004】
以上のような構成では、図2に示すように、波長感度のピーク(波長λ_A,λ_Bでの波長感度:以下、ピーク波長という))が異なる受光素子PD_A,PD_Bを組み合わせることで、波長λ_Aからλ_Bまでの領域(波長特定可能領域F)において、良好な感度比を得ることができ、精度よく波長を特定することが可能となる。尚、図2は理想的に感度特性が異なる受光素子(光電変換体層101,102に相当:以下、PDという)PD_A,PD_Bを組み合わせた場合の波長特定可能領域Fを示すグラフである。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−340688号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献1に記載された技術では、複数の受光素子PDを組み合わせた構成であるため、波長特定可能領域が各受光素子PDの物理特性により固定されてしまう。このため、例えば図3に示すように、感度特性におけるピーク波長が略等しい場合、波長特性可能領域Fは極めて狭くなってしまうという問題が存在する。また、例えば図4に示すように、感度特性におけるピーク波長が離れすぎている場合、一方の受光素子PDの波長感度が他方の受光素子PDの波長感度におけるピーク波長で十分に得られず、両者の光電変換電流の比を正確に得ることが不可能となってしまうという問題も存在する。更に、受光素子PD_A,PD_Bの組み合わせによっては、図5に示すように、波長特定可能領域Fが所望する波長特定可能領域F’を完全にカバーしないという問題も存在する。
【0007】
所望する波長特性可能領域Fを得るためには、それぞれの波長感度におけるピーク波長が所望する波長特定可能領域F’を跨がって十分に離れている受光素子PD_A,PD_Bを組み合わせる必要がある。しかしながら、所望する波長特定可能領域Fによって使用すべき受光素子PDが異なるため、あらゆる波長特定可能領域F’に対して的確な受光素子PDを選択することは非常に困難であるという問題が存在する。
【0008】
また、特許文献1では2つの受光素子(光電変換体層101,102)PDの温度を制御することで、波長特定可能領域Fを変更可能とした構成が開示されている。しかしながら、本従来技術では、それぞれの受光素子PDを同一の温度で制御するため、図6に示すように、例えば温度を上昇させた場合、波長特定可能領域をF1からF2へ移動したにすぎず、同時に測定できる波長特定可能領域を新たに広げることが不可能であった。更に、例えば各発光素子PD_A,PD_Bにおける波長感度の温度依存性、すなわち温度変換に対するピーク波長のシフト量が、下限を決める受光素子(図6ではPD_A)の方が大きい場合、図6に示すように、温度上昇後の波長特定可能領域F2の帯域幅が温度上昇前の波長特性可能領域F1の帯域幅よりも狭くなってしまうという問題が発生する。逆に温度変化に対するピーク波長のシフト量が上限を決める受光素子(PD_B)の方が大きい場合、温度下降後の波長特定可能領域の帯域幅が温度下降前の波長特性可能領域の帯域幅よりも狭くなってしまうという問題が発生する。
【0009】
そこで本発明は、以上のような問題を鑑み、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現できる波長測定装置、受光ユニット及び波長測定方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明による波長測定装置は、請求項1記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子と、前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に保持する温度制御手段と、前記所望する波長領域において、前記複数の受光素子の前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部と、を有して構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能に構成することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【0011】
また、請求項1記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項2記載のように、同一の温度における受光−感度特性が異なっていてもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で異なっていても構わない。
【0012】
また、請求項1記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項3記載のように、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであってもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で実質的に同一であっても構わない。
【0013】
また、本発明による波長測定装置は、請求項4記載のように、被測定光が入射する受光素子と、前記受光素子の異なる温度での感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子を時系列に沿って前記異なる温度に保持する温度制御手段と、前記所望する波長領域において、時系列に沿って得られた前記受光素子の前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部と、を有して構成される。受光素子を温度制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って異なる温度とすることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【0014】
また、請求項1又は4記載の前記温度制御手段は、請求項5記載のように、前記受光素子を保持する温度を変化可能であることが好ましい。受光素子の温度を変化可能に構成することで、例えば異なる温度に制御する際のそれぞれの温度差を大きく取ることで、波長特定のダイナミックレンジを広げることが可能となる。
【0015】
また、請求項1又は4記載の前記温度制御手段は、例えば請求項6記載のように、ペルチェ素子を含んで構成されてもよい。ペルチェ素子は高精度の温度制御が可能であるため、受光素子からの出力を安定且つ正確な値とすることが可能となり、これにより、高精度の波長特定を実現することができる。
【0016】
また、請求項1又は4記載の前記演算部は、例えば請求項7記載のように、前記受光素子から得られる出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されても良い。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【0017】
また、本発明による受光ユニットは、請求項8記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子と、前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、前記被測定光の検知出力を前記複数の受光素子から出力するように構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能に構成することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現させることができる。
【0018】
また、請求項8記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項9記載のように、同一の温度における受光−感度特性が異なっていてもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で異なっていても構わない。
【0019】
また、請求項8記載の前記複数の受光素子は、例えば請求項10記載のように、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであってもよい。本発明では受光素子の温度を制御することで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となるため、使用する受光素子の受光−感度特性が同一温度下で実質的に同一であっても構わない。
【0020】
また、請求項8記載の前記受光ユニットは、例えば請求項11記載のように、前記複数の受光素子が前記被測定光の入射方向に対して直列に設けられ、前記複数の受光素子のうち後段の受光素子には前段の受光素子を透過した被測定光が入射するように構成されても良い。
【0021】
また、請求項8記載の前記受光ユニットは、例えば請求項12記載債のように、前記被測定光を分岐するビームスプリッタを有し、前記複数の受光素子には前記ビームスプリッタによって分岐された被測定光がそれぞれ入射するように構成されても良い。
【0022】
また、請求項8記載の前記受光ユニットは、例えば請求項13記載のように、前記複数の受光素子を移動可能に保持する移動機構を有し、前記移動機構が前記複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させるように構成されても良い。
【0023】
また、請求項8記載の前記受光ユニットは、例えば請求項14記載のように、前記複数の受光素子を回転可能に保持する回転機構を有し、前記回転機構が前記複数の受光素子を回転させることにより、該複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させるように構成されても良い。
【0024】
また、本発明による受光ユニットは、請求項15記載のように、被測定光が入射する受光素子と、前記受光素子の異なる温度での感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子に時系列に沿って前記異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、時系列に沿って得られた前記被測定光の検知出力を前記受光素子から出力するように構成される。受光素子を温度制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って異なる温度とすることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現させることができる。
【0025】
また、請求項8又は15記載の前記温度制御手段は、例えば請求項16記載のように、ペルチェ素子を含んで構成されても良い。ペルチェ素子は高精度の温度制御が可能であるため、受光素子からの出力を安定且つ正確な値とすることが可能となり、これにより、高精度の波長特定を実現することができる。
【0026】
また、本発明は、請求項17記載のように、被測定光が入射する複数の受光素子からの前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて該被測定光の波長を特定する第1のステップを有する波長測定方法であって、前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する第2のステップをして構成される。複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に制御可能とすることで、それぞれの受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となり、高精度の波長特定が可能な領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【0027】
また、請求項17記載の前記第1のステップは、例えば請求項18記載のように、前記複数の受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されてもよい。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【0028】
また、本発明による波長測定方法は、請求項19記載のように、受光素子に第1の温度を印加する第1のステップと、被測定光が入射され且つ前記第1の温度が印加された前記受光素子からの前記被測定光に応じた出力を取得する第2のステップと、前記受光素子の前記第1の温度の感度曲線のピークを示す波長と前記受光素子の第2の温度の感度曲線のピークを示す波長とが所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子に前記第2の温度を印加する第3のステップと、前記被測定光が入射され且つ前記第2の温度が印加された前記受光素子からの前記被測定光に応じた出力を取得する第4のステップと、前記第2及び第4のステップで取得した前記受光素子の出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する第5のステップとを有して構成される。受光素子を第1の温度と第2の温度とに制御可能に構成することで、受光素子の受光−感度特性を自由に調整することが可能となる。また、制御する温度を時系列に沿って切り替えることで、異なる受光−感度特性に基づく出力を受光素子から時系列に沿って得ることが可能となるため、高精度な波長特定が可能な波長領域を自由に調整することが可能となる。これにより、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【0029】
また、請求項19記載の前記第5のステップは、例えば請求項20記載のように、前記第2及び第4のステップで取得した前記受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得するように構成されてもよい。異なる温度に設定された受光素子からの出力比に基づいて被測定光の波長を特定するように構成することで、正確な波長特定が可能となる。
【0030】
【発明の実施の形態】
〔原理〕
本発明を好適に実施した形態について説明するにあたり、本発明の原理について先に述べる。
【0031】
本発明の目的は、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することにある。これを実現するために本発明では、半導体材料等によって物理的に決定される受光素子の波長−感度特性(以下、単に感度特性という)を可変にする。受光素子の感度特性を可変にする手段として、本発明では、受光素子を温度制御することを採用する。
【0032】
シリコン(Si)やガリウム・砒素(GaAs)やインジウム・リン(InP)等の半導体材料を用いて作製した一般的な受光素子は、図7に示すように、冷却すると、感度特性の曲線(感度曲線)が短波長側へシフトする。逆に加熱すると、感度曲線が長波長側へシフトする。本発明では、受光素子のこのような特性を利用する。すなわち本発明では、図8(a)に示すように、一方(これを低温側とする)の感度曲線がピークを示す波長(ピーク波長)と、他方(これを高温側とする)の感度曲線のピーク波長とが、所望する波長領域を跨がるように、換言すれば2つの感度曲線のピーク波長で決定される波長特定可能領域が所望する波長領域を含むように、それぞれの受光素子の温度を制御する。このように温度制御することで得られる感度曲線の比(感度比)は、図8(b)に示すように、少なくとも所望する波長領域において良好な傾きを持つ。これにより本発明では、所望する波長領域において、被測定光の波長を正確に特定することが可能となる。尚、図8では、単一又は特性が同一の受光素子を温度制御した場合に得られる感度特性に基づいて説明したが、本発明ではこれに限定されず、特性の異なる2つ以上の受光素子の温度を制御した場合でも同様の効果を得ることができる。但し、この場合、組み合わせる受光素子によっては図8における高温側と低温側とが入れ代わる場合も存在する。
【0033】
次に、以上のような原理に基づく本発明の構成を図9を用いて以下に説明する。本発明では、単一又は複数の受光素子を温度制御して、2つ以上(但し、以下の説明では2つ)の異なる感度特性を得る。そこで本発明では、2つの受光素子(受光チップ10)の温度を制御する温度制御手段(ペルチェ素子20等)を設ける。
【0034】
より詳細に説明すると、受光ユニット1a,1b(以下、単に受光ユニット1と記す)は、入力した被測定光3に応じた電流(以下、光電変換電流という)を出力する受光素子(受光チップ10)と、受光素子の温度を制御する温度制御手段(ペルチェ素子20,ラジエータフィン30及び空冷ファン40)とを有する。受光素子と温度制御手段とは、筐体2内部に収納されている。筐体2における受光素子の受光面と向かい合った壁には、被測定光3を透過する窓12が設けられており、光ケーブル61を伝送してきた被測定光3が光コネクタ(メス)50及び光コネクタ(オス)60を介して受光面に入射するように構成されている。
【0035】
受光素子から出力された光電変換電流は、コネクタ(受光チップ電流検出コネクタ21)を介して接続された電流モニタ電源ユニット70に入力される。電流モニタ電源ユニット70は入力された光電変換電流の電流値(以下、光電変換電流値という)を量子化し、その値(これも光電変換電流値という)を制御コンピュータ90に入力する。制御コンピュータ90は、その演算機能を用い、入力された光電変換電流値に基づいて被測定光3の波長を特定する。より詳細には異なる波長特性に制御された受光素子から出力された光電変換電流値の比を演算し、この比に基づいて被測定光3の波長を特定する。
【0036】
また、制御コンピュータ90は温度制御ユニット80を制御する。温度制御ユニット80は、制御端子(ペルチェ素子制御端子11)を介して温度制御手段におけるペルチェ素子20に接続されており、これを駆動制御することで受光素子に温度を印加する。これにより、受光素子の温度が制御される。尚、温度制御手段の概念には温度制御ユニット80を含めることもできる。また、1つの温度制御手段が複数の受光素子をそれぞれ独立した温度に制御できるように構成しても良い。更に、温度制御ユニット80がラジエータフィン30及び空冷ファン40も制御する構成としても良い。
【0037】
以上の構成において、受光ユニット1a,1bは単一の構成であっても別々の構成であってもよい。また、別々の構成とした場合、その受光チップ10が実質的に同一の感度特性であっても異なる感度特性であってもよい。本発明において受光チップ10には、上述したシリコン(Si)やガリウム・砒素(GaAs)やインジウム・リン(InP)等の半導体材料で作製された受光素子を適用することが可能であるが、これに限らず、温度の変化によって感度曲線が変化する受光素子であれば如何なるものも適用することができる。この他、有機物質を用いて作製した受光素子や光電子増倍管等も温度に依って感度特性が変化することから、これらも本発明に適用することが可能である。また、本発明では受光素子に要求する感度特性を温度により制御可能であるため、如何なる感度特性を持った受光素子でも適用することが可能である。すなわち、従来のように波長特性を考慮して組み合わせる必要がなく、自由に受光素子を選択して使用することが可能となる。
【0038】
また、温度制御手段は、受光ユニット1a及び受光ユニット1bをそれぞれ独立に温度制御することで、一方(これを受光ユニット1a側とする)の受光素子における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも短波長側に制御し、他方(これを受光ユニット1b側とする)の受光素子における感度曲線のピーク波長を所望する波長領域よりも長波長側に制御する。これにより、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となり、この波長領域で正確に被測定光3の波長を特定することが可能となる。特に、被測定光3の中心波長が波長特定可能領域の中心波長となるように2つの受光素子の感度特性を制御することで、効果的に波長特定可能領域を設定することが可能となる。更に、2つの受光素子の温度は温度制御手段により変化可能であり、この温度差をより広げるように制御することで、波長特定可能領域の帯域幅を拡大する、すなわち波長特定のダイナミックレンジを広く確保することが可能となる。
【0039】
以下、上記に原理に基づいた本発明の好適な実施の形態を、図面と共に詳細に説明する。
【0040】
〔第1の実施形態〕
先ず、本発明の第1の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した原理図(図9)では、複数(例では2つ)の受光素子及び温度制御手段をそれぞれ別々の筐体に収納していた。これに対し本実施形態では、複数の受光素子及び温度制御手段を同一の筐体に収納している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を2組設けた場合について例を挙げる。
【0041】
図10は、本発明の第1の実施形態による受光ユニット1Aの構成を示す内部透視図である。図10に示すように、本実施形態による受光ユニット1Aは、窓12を介して入力された被測定光3を平行光に変換するコリメータレンズ13と、平行光に変換された被測定光3を前段で受光する半透過型の受光チップ10A1と、受光チップ10A1を透過した透過光3aを後段で受光する受光チップ10A2と、受光チップ10A1を温度制御するペルチェ素子20A1a及び20A1bと、受光チップ10A2を温度制御するペルチェ素子20A2とを有し、これらが筐体2Aに収納されている。尚、窓12は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体2A外部に面し、これと対向する他方の面が筐体2A内部に面している。
【0042】
筐体2A内部は、受光チップ10A1及び10A2の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体2Aにおける窓12の外側には、光ケーブル61の端に設けられた光コネクタ(オス)60と係合される光コネクタ(メス)50が設けられている。尚、光ケーブル61の他方の端側には光源が接続されている。
【0043】
光源から出力された被測定光3は、光ケーブル61内を伝送し、光コネクタ(オス)60及び光コネクタ(メス)50を介して窓12から筐体2A内部に出射する。出射した被測定光3は、コリメータレンズ13で平行光に変更された後、受光チップ10A1の受光面に入射する。
【0044】
受光チップ10A1は、例えば透過率50%の半透過型受光素子であり、入射された被測定光3の50%の光量に基づいて電流(光電変換電流I1)を発生させる。発生した光電変換電流I1は、受光チップ電流検出コネクタ21A1を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。但し、受光チップ10A1の透過率は50%に限定されず、十分な光量を吸収でき且つ十分な光量を透過できる程度の透過率であれば如何様にも変形することができる。
【0045】
また、受光チップ10A1に入射した被測定光3の50%は、これを透過して後段の受光チップ10A2の受光面に入射する。受光チップ10A2は、入射された透過光3aの光量に基づいて電流(光電変換電流I2)を発生させる。発生した光電変換電流I2は、受光チップ電流検出コネクタ21A2を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0046】
本実施形態において、受光チップ10A1及び10A2は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ10A1及び10A2はペルチェ素子制御端子11を介して接続された温度制御ユニット80(図9参照)によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ10A1を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ10A2を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット80は、ペルチェ素子20A1a及び20A2bを制御して受光チップ10A1を低温側に制御し、同時にペルチェ素子20A2を制御して受光チップ10A2を高温側に制御する。
【0047】
このように本実施形態では、被測定光3の入射方向に対して、それぞれ異なる温度に制御された2つの受光チップ10A1及び10A2を直列に設け、後段の受光チップ10A2が前段の受光チップ10A1を透過した被測定光3(透過光3a)を入射し、それぞれの受光チップ10A1及び10A2から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光3の波長を特定する。
【0048】
以上のように、本実施形態によれば、2つの受光素子(受光チップ10A1及び10A2)を各々個別の温度制御手段(ペルチェ素子20A1及び20A2)で異なる温度(低温側,高温側)に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる(図8参照)。
【0049】
次に、上記の構成を具体化した際に得られる温度毎の感度特性と感度比とのグラフを図11及び図12に示す。尚、以下の説明では、受光チップ10A1及び10A2に、それぞれ浜松フォトニクス株式会社(登録商標)製の受光素子を適用した。
【0050】
図11は、受光チップ10A1を−20°に制御し、受光チップ10A2を70°に制御した場合に得られる感度曲線と感度比とを示すグラフである。図12は、図11における1.6μm付近(1.52μmから1.63μmまで)の拡大図である。尚、参考のため、受光チップ10A1及び10A2を常温(25°)とした場合に得られる感度曲線も示す。また、比較結果の理解を容易にするために、それぞれの感度曲線を波長感度のピーク値で規格化した。図11及び図12に示すように、70°に制御された受光チップ10A2の感度曲線は、−20°に制御された受光チップ10A1の感度曲線と比較して、長波長側にシフトしている。また、1.6μm付近、すなわち−20°に制御された受光チップ10A1の感度曲線のピーク波長と、70°に制御された受光チップ10A2の感度曲線のピーク波長との間の波長領域、すなわち波長特定可能領域では、良好な傾きを持つ感度比を得ることができる。具体的に図11及び図12に示す例では、−20°に制御された受光チップ10A1の感度曲線のピーク波長=1.5μmから、70°に制御された受光チップ10A2の感度曲線のピーク波長=1.63μmまでが波長特定可能領域であり、この波長領域で良好な感度比が得られている。
【0051】
このように本実施形態による波長特定可能領域は、短波長側の受光チップ10A1をより低温度化し、長波長側の受光チップ10A2をより高温度化することで拡大することができるなど、種々目的に合わせた波長領域に設定することが可能である。
【0052】
尚、本実施形態による受光ユニット1Aは、図13に示すように、回路基板4上に搭載することが可能である。
【0053】
〔第2の実施形態〕
次に、本発明の第2の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第1の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、受光素子を保持する筐体を回転可能に構成し、この回転体の側面、すなわち回転により移動する面に複数の受光素子を配置することで、複数の受光素子で被測定光を受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を2組設けた場合について例を挙げる。また、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0054】
図14は、本実施形態による受光ユニット1Bの構成を示す内部透視図である。図14に示すように、本実施形態による受光ユニット1Bは、筐体2Bの対向する面にそれぞれ設けられた窓12B1及び12B2と、窓12B1から入射された被測定光3を受光する受光チップ10B1と、窓12B2から入射された被測定光3を受光する受光チップ10B2と、受光チップ10B1を温度制御するペルチェ素子20B1と、受光チップ10B2を温度制御するペルチェ素子20B2とを有し、これらが筐体2Bに収納されている。尚、窓12B1及び12B2は、例えば石英ガラス等で構成されており、それぞれ一方の面が筐体2B外部に面し、これと対向する他方の面が筐体2B内部に面している。
【0055】
筐体2Bの側壁には、回転機構14が設けられており、受光ユニット1Bが筐体2Bごと回転可能に構成されている。これにより、窓12B1,12B2を介して受光チップ10B1,10B2それぞれに被測定光3を入射することが可能となる。
【0056】
筐体2B内部は、受光チップ10B1及び10B2の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。被測定光3を出射する光ケーブル61の端部(光コネクタ(オス)60)は、受光ユニット1Bと所定距離離れた位置に固定されている。尚、光ケーブル61の他方の端側には光源が接続されている。
【0057】
光源から出力された被測定光3は、光ケーブル61内を伝送し、光ケーブル61の端部から出射する。この際、端部に窓12B1が面していれば、被測定光3は窓12B1がを介して受光チップ10B1の受光面に入射する。また、端部に窓12B2が面していれば、被測定光3は窓12B2がを介して受光チップ10B2の受光面に入射する。
【0058】
受光チップ10B1及び10B2は、それぞれ入射された被測定光3の光量に基づいて電流(光電変換電流I1又はI2)を発生させる。発生した光電変換電流I1又はI2は、受光チップ電流検出コネクタ21B1又は21B2を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0059】
本実施形態において、受光チップ10B1及び10B2は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ10B1及び10B2はペルチェ素子制御端子11を介して接続された温度制御ユニット80(図9参照)によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ10B1を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ10B2を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット80は、ペルチェ素子20B1を制御して受光チップ10B1を低温側に制御し、また、ペルチェ素子20B2を制御して受光チップ10B2を高温側に制御する。
【0060】
このように本実施形態では、それぞれ異なる温度に制御された2つ受光チップ10B1及び10B2を回転可能に保持する回転機構14を設け、この回転機構14を用いて2つの受光チップ10B1及び10B2を交互に被測定光3の入射位置に移動させ、それぞれの受光チップ10B1及び10B2から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光3の波長を特定する。尚、上記では受光チップ10B1及び10B2を回転させる場合について説明したが、この他、例えば被測定光3の出力端、すなわち光ケーブル61の端部を受光ユニット1Bを中心として回転させるように構成しても良い。
【0061】
また、本実施形態のように2つの受光チップ10B1及び10B2を背面で対向させ、それぞれの間に筐体材料を介在させることで(図14参照)、相互の受光チップ10B1及び10B2における熱交換効率を向上させることが可能となり、結果として受光ユニット1Bを小型化することが可能となる。
【0062】
以上のように、本実施形態によれば、2つの受光素子(受光チップ10B1及び10B2)を各々個別の温度制御手段(ペルチェ素子20B1及び20B2)で異なる温度(低温側,高温側)に制御することで、第1の実施形態と同様に、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる(図8参照)。尚、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0063】
〔第3の実施形態〕
次に、本発明の第3の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第1の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、被測定光を複数本に分岐するビームスプリッタを設け、これを1対1に設けられた複数の受光素子で受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を2組設けた場合について例を挙げる。また、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0064】
図15は、本実施形態による受光ユニット1Cの構成を示す内部透視図である。図15に示すように、本実施形態による受光ユニット1Cは、窓12を介して入力された被測定光3を平行光に変換するコリメータレンズ13と、平行光に変換された被測定光3を2本に分岐するビームスプリッタとして機能する半透過型ミラー15と、半透過型ミラー15を透過した透過光3bを受光する受光チップ10C1と、半透過型ミラー15で反射された反射光3cを受光する受光チップ10C2と、受光チップ10C1を温度制御するペルチェ素子20C1と、受光チップ10C2を温度制御するペルチェ素子20C2とを有し、これらが筐体2Cに収納されている。尚、窓12は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体2C外部に面し、これと対向する他方の面が筐体2C内部に面している。
【0065】
筐体2C内部は、受光チップ10C1及び10C2の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体2Cにおける窓12の外側には、光ケーブル61の端に設けられた光コネクタ(オス)60と係合される光コネクタ(メス)50が設けられている。尚、光ケーブル61の他方の端側には光源が接続されている。
【0066】
光源から出力された被測定光3は、光ケーブル61内を伝送し、光コネクタ(オス)60及び光コネクタ(メス)50を介して窓12から筐体2C内部に出射する。出射した被測定光3は、コリメータレンズ13で平行光に変更された後、半透過型ミラー15に入射する。半透過型ミラー15は、例えば透過率が50%であって反射率が50%である。但し、半透過型ミラー15の透過率及び反射率は50%に限定されず、十分な光量の透過及び反射が可能であれば如何様にも変形することができる。
【0067】
半透過型ミラー15を透過した透過光3bは、受光チップ10C1に入射する。受光チップ10C1は、入射された透過光3bの光量に基づいて電流(光電変換電流I1)を発生させる。発生した光電変換電流I1は、受光チップ電流検出コネクタ21C1を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0068】
また、半透過型ミラー15で反射された反射光3cは、受光チップ10C2に入射する。受光チップ10C2は、入射された反射光3cの光量に基づいて電流(光電変換電流I2)を発生させる。発生した光電変換電流I2は、受光チップ電流検出コネクタ21C2を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0069】
本実施形態において、受光チップ10C1及び10C2は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ10C1及び10C2はペルチェ素子制御端子11C1又は11C2を介して接続された温度制御ユニット80(図9参照)によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ10C1を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ10C2を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット80は、ペルチェ素子20C1を制御して受光チップ10C1を低温側に制御し、同時にペルチェ素子20C2を制御して受光チップ10C2を高温側に制御する。
【0070】
このように本実施形態では、被測定光3を分岐するビームスプリッタを設け、このビームスプリッタで分岐された被測定光3をそれぞれ2つの受光チップ1010C1及び10C2に入射し、それぞれの受光チップ10C1及び10C2から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光3の波長を特定する。
【0071】
以上のように、本実施形態によれば、2つの受光素子(受光チップ10C1及び10C2)を各々個別の温度制御手段(ペルチェ素子20C1及び20C2)で異なる温度(低温側,高温側)に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる(図8参照)。尚、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0072】
〔第4の実施形態〕
次に、本発明の第4の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した第1の実施形態では、受光素子を多段に設け、前段に半透過型の受光素子を適用することで、複数の受光素子で同時に被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、複数の受光素子を複数並べて配置し、これらをスライド可能に構成することで、被測定光を複数の受光素子で受光できるように構成している。尚、以下の説明では、受光素子及び温度制御手段を2組設けた場合について例を挙げる。また、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0073】
図16は、本実施形態による受光ユニット1Dの構成を示す内部透視図である。図16に示すように、本実施形態による受光ユニット1Dは、窓12を介して入力された被測定光3を平行光に変換するコリメータレンズ13と、平行光に変換された被測定光3を受光する受光チップ10D1及び10D2と、受光チップ10D1を温度制御するペルチェ素子20D1と、受光チップ10D2を温度制御するペルチェ素子20D2と、受光チップ10D1及び10D2とペルチェ素子20D1及び20D2をスライドさせるスライド機構16とを有し、これらが筐体2Dに収納されている。尚、窓12は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体2D外部に面し、これと対向する他方の面が筐体2D内部に面している。
【0074】
但し、上記のように、受光チップ10D1及び10D2とペルチェ素子20D1及び20D2をスライドさせる構成でなく、コリメータレンズ13,窓12,光コネクタ(メス)50及びこれに接続された光コネクタ(オス)60とをスライドさせる構成としても良い。すなわち、上記では、被測定光3の光路(光軸としても良い)が固定された状態でこれを受光するための構成がスライドする構成となっているが、これとは別に、被測定光3の光路(光軸としても良い)がスライドし、これを受光するための構成が固定された構成としてもよい。このような構成でも、被測定光3の光路(光軸としても良い)が固定された状態でこれを受光するための構成がスライドする構成と同様の目的及び効果を達成することができる。
【0075】
筐体2D内部は、受光チップ10D1及び10D2の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。但し、本実施形態では、受光チップ10D1及び10D2とペルチェ素子20D1及び20D2をスライドさせる構成であるため、少なくとも被測定光3を測定中の受光チップ10D1又は10D2の受光面を気密性高く保持するために、筐体2Dを2重構造とし、内部壁2dで測定中の受光チップ10D1又は10D2の受光面の気密性を確保できるように構成する。
【0076】
筐体2Dにおける窓12の外側には、光ケーブル61の端に設けられた光コネクタ(オス)60と係合される光コネクタ(メス)50が設けられている。尚、光ケーブル61の他方の端側には光源が接続されている。
【0077】
光源から出力された被測定光3は、光ケーブル61内を伝送し、光コネクタ(オス)60及び光コネクタ(メス)50を介して窓12から筐体2D内部に出射する。出射した被測定光3は、コリメータレンズ13で平行光に変更された後、先ず、受光チップ10D1の受光面に入射する。但し、本説明では、先に受光チップ10D1で被測定光3を測定するようにセットされていることを前提とする。
【0078】
受光チップ10D1は、入射された被測定光3に基づいて電流(光電変換電流I1)を発生させる。発生した光電変換電流I1は、受光チップ電流検出コネクタ21D1を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0079】
次に、スライド機構16を用いて受光チップ10D1及び10D2とペルチェ素子20D1及び20D2をスライドさせ、被測定光3が受光チップ10D2の受光面に入射するようにセットする。受光チップ10D2は、入射された被測定光3の光量に基づいて電流(光電変換電流I2)を発生させる。発生した光電変換電流I2は、受光チップ電流検出コネクタ21D2を介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0080】
本実施形態において、受光チップ10D1及び10D2は同一の感度特性を有する受光素子で構成する。但し、異なる感度特性を有する受光素子で構成した場合でも同様な構成を適用することが可能である。受光チップ10D1及び10D2はペルチェ素子制御端子11D1及び11D2を介して接続された温度制御ユニット80(図9参照)によりそれぞれ制御される。ここで、受光チップ10D1を低温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が短波長側となる受光素子とし、受光チップ10D2を高温側、すなわち所望する波長領域に対して感度曲線のピーク波長が長波長側となる受光素子とすると、温度制御ユニット80は、ペルチェ素子20D1を制御して受光チップ10D1を低温側に制御し、また、ペルチェ素子20D2を制御して受光チップ10D2を高温側に制御する。
【0081】
このように本実施形態では、それぞれ異なる温度に制御された2つ受光チップ10D1及び10D2を移動可能に保持する移動機構であるスライド機構16を設け、このスライド機構16を用いて2つの受光チップ10D1及び10D2を交互に被測定光3の入射位置に移動させ、それぞれの受光チップ10D1及び10D2から得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光3の波長を特定する。
【0082】
以上のように、本実施形態によれば、2つの受光素子(受光チップ10D1及び10D2)を各々個別の温度制御手段(ペルチェ素子20D1及び20D2)で異なる温度(低温側,高温側)に制御することで、それぞれの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる(図8参照)。尚、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0083】
〔第5の実施形態〕
次に、本発明の第5の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。上記した各実施形態では、受光素子を複数用い、これらをそれぞれ異なる温度に制御して被測定光を受光するように構成されていた。これに対し本実施形態では、単一の受光素子を用い、この受光素子の温度を変化させることで、時系列に沿って異なる複数の感度特性を実現し、これに基づいて被測定光を受光できるように構成している。尚、以下の説明において、第1の実施形態と同様の構成には、同一の符号を付して説明を省略する。
【0084】
図17は、本実施形態による受光ユニット1Eの構成を示す内部透視図である。図17に示すように、本実施形態による受光ユニット1Eは、窓12を介して入力された被測定光3を受光する受光チップ10Eと、受光チップ10Eを温度制御するペルチェ素子20E,ラジエータフィン30及び空冷ファン40とを有し、これらが筐体2Eに収納されている。尚、窓12は、例えば石英ガラス等で構成されており、一方の面が筐体2E外部に面し、これと対向する他方の面が筐体2E内部に面している。
【0085】
筐体2E内部は、受光チップ10E1及び10E2の受光面が結露したり、検出特性が悪化したりすることを防止するために、真空化又は不活性ガスや窒素ガス等を充填した構成とすると良い。筐体2Eにおける窓12の外側には、光ケーブル61の端に設けられた光コネクタ(オス)60と係合される光コネクタ(メス)50が設けられている。尚、光ケーブル61の他方の端側には光源が接続されている。
【0086】
光源から出力された被測定光3は、光ケーブル61内を伝送し、光コネクタ(オス)60及び光コネクタ(メス)50を介して窓12から筐体2E内部に出射する。出射した被測定光3は、受光チップ10Eの受光面に入射する。この際、ペルチェ素子20E,ラジエータフィン30,空冷ファン40及び温度制御ユニット80(図9参照)を含む温度制御手段は、先ず受光チップ10Eを低温側(但し、高温側であってもよい)の温度に制御する。受光チップ10Eは、入射された被測定光3に基づいて電流(光電変換電流I1)を発生させる。発生した光電変換電流I1は、受光チップ電流検出コネクタ21Eを介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0087】
次に、ペルチェ素子20E,ラジエータフィン30,空冷ファン40及び温度制御ユニット80(図9参照)を含む温度制御手段は、受光チップ10Eを先ず低温側(但し、高温側であってもよい)の温度に制御する。受光チップ10Eは、入射された被測定光3に基づいて電流(光電変換電流I2)を発生させる。発生した光電変換電流I2は、受光チップ電流検出コネクタ21Eを介して電流モニタ電源ユニット70(図9参照)に出力される。
【0088】
このように本実施形態では、受光チップ10Eを時系列に沿って異なる温度に制御し、このような温度制御下で時系列に沿って得られた光電変換電流値の比に基づいて、被測定光3の波長を特定する。
【0089】
以上のように、本実施形態によれば、単一の受光素子10Eを異なる温度に制御することで、それぞれの温度下における受光チップ10Eの感度曲線のピーク波長を所望する波長に調整することが可能となる。すなわち、所望する波長領域を含むように波長特定可能領域を設定することが可能となる(図8参照)。尚、他の構成は、第1の実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0090】
〔他の実施形態〕
以上、説明した実施形態は本発明の好適な一実施形態にすぎず、本発明はその趣旨を逸脱しない限り種々変形して実施可能である。
【0091】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、所望する波長領域での高精度な波長特定を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術による波長を特定するための構成を示す回路である。
【図2】従来技術において理想的に感度特性が異なる受光素子を組み合わせた場合の感度曲線を示すグラフである。
【図3】従来技術において組み合わせた受光素子の感度特性におけるピーク波長が略等しい場合の問題点を説明するための図である。
【図4】従来技術において組み合わせた受光素子の感度特性におけるピーク波長が離れすぎている場合の問題点を説明するための図である。
【図5】従来技術において組み合わせた受光素子による波長特定可能領域Fが所望する波長特定可能領域F’を完全にカバーしない場合を示すグラフである。
【図6】従来技術において組み合わせた受光素子の温度を上昇させた場合に発生する問題点を説明するための図である。
【図7】半導体材料を用いて作製した一般的な受光素子の温度を変化させた場合の感度曲線の推移を説明するための図である。
【図8】(a)は本発明により制御される2つの感度曲線を説明するためのグラフであり、(b)は(a)に示す感度曲線から得られる感度比を示すグラフである。
【図9】本発明の原理に基づく構成を示すブロック図である。
【図10】本発明の第1の実施形態による受光ユニット1Aの構成を示す内部透視図である。
【図11】本発明の第1の実施形態を具体化した際に得られる温度毎の感度特性と感度比とを示すグラフである。
【図12】図11に示すグラフにおける波長1.6μm付近の拡大図である。
【図13】本発明の第1の実施形態による受光ユニット1Aを回路基板4に搭載した場合の構成を示す外観図である。
【図14】本発明の第2の実施形態による受光ユニット1Bの構成を示す内部透視図である。
【図15】本発明の第3の実施形態による受光ユニット1Cの構成を示す内部透視図である。
【図16】本発明の第4の実施形態による受光ユニット1Dの構成を示す内部透視図である。
【図17】本発明の第5の実施形態による受光ユニット1Eの構成を示す内部透視図である。
【符号の説明】
1a,1b、1A,1B,1C,1D,1E 受光ユニット
2,2A,2B,2C,2D,2E 筐体
2d 内部壁
3 被測定光
3a、3b 透過光
3c 反射光
4 回路基板
10、10A1,10A2,10B1,10B2,10C1,10C2,10D1,10D2,10E 受光チップ
11、11C1,11C2、11D1,11D2,11E ペルチェ素子制御端子
12,12B1,12B2 窓
13 コリメータレンズ
14 回転機構
15 半透過型ミラー
16 スライド機構
20,20A1a,20A1b,20A2,20B1,20B2,20C1,20C2,20D1,20D2,20E ペルチェ素子
21,21A1,21A2,21B1,21B2,21C1,21C2,21D1,21D2,21E 受光チップ電流検出コネクタ
30 ラジエータフィン
40 空冷ファン
50 光コネクタ(メス)
60 光コネクタ(オス)
61 光ケーブル
70 電流モニタ電源ユニット
80 温度制御ユニット
90 制御コンピュータ
Claims (20)
- 被測定光が入射する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子をそれぞれ異なる温度に保持する温度制御手段と、
前記所望する波長領域において、前記複数の受光素子の前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部と、
を有することを特徴とする波長測定装置。 - 前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が異なることを特徴とする請求項1記載の波長測定装置。
- 前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであることを特徴とする請求項1記載の波長測定装置。
- 被測定光が入射する受光素子と、
前記受光素子の異なる温度での感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子を時系列に沿って前記異なる温度に保持する温度制御手段と、
前記所望する波長領域において、時系列に沿って得られた前記受光素子の前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する演算部と、
を有することを特徴とする波長測定装置。 - 前記温度制御手段は前記受光素子を保持する温度を変化可能であることを特徴とする請求項1又は4記載の波長測定装置。
- 前記温度制御手段はペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項1又は4記載の波長測定装置。
- 前記演算部は、前記受光素子から得られる出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項1又は4記載の波長測定装置。
- 被測定光が入射する複数の受光素子と、
前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、
前記被測定光の検知出力を前記複数の受光素子から出力することを特徴とする受光ユニット。 - 前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が異なることを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。
- 前記複数の受光素子は、同一の温度における受光−感度特性が実質的に同じであることを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。
- 前記複数の受光素子は前記被測定光の入射方向に対して直列に設けられ、
前記複数の受光素子のうち後段の受光素子には前段の受光素子を透過した被測定光が入射することを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。 - 前記被測定光を分岐するビームスプリッタを有し、
前記複数の受光素子には、前記ビームスプリッタによって分岐された被測定光がそれぞれ入射することを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。 - 前記複数の受光素子を移動可能に保持する移動機構を有し、
前記移動機構は、前記複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させることを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。 - 前記複数の受光素子を回転可能に保持する回転機構を有し、
前記回転機構は、前記複数の受光素子を回転させることにより、該複数の受光素子のうち何れかを前記被測定光の入射位置に移動させることを特徴とする請求項8記載の受光ユニット。 - 被測定光が入射する受光素子と、
前記受光素子の異なる温度での感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子に時系列に沿って前記異なる温度を印加する温度制御手段とを有し、
時系列に沿って得られた前記被測定光の検知出力を前記受光素子から出力することを特徴とする受光ユニット。 - 前記温度制御手段は、ペルチェ素子を含むことを特徴とする請求項8又は15記載の受光ユニット。
- 被測定光が入射する複数の受光素子からの前記被測定光に応じたそれぞれの出力の感度比に基づいて該被測定光の波長を特定する第1のステップを有する波長測定方法であって、
前記複数の受光素子のそれぞれの感度曲線のピークを示す波長が所望する波長領域にまたがるように、前記複数の受光素子にそれぞれ異なる温度を印加する第2のステップを有することを特徴とする波長測定方法。 - 前記第1のステップは、前記複数の受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項17記載の波長測定方法。
- 受光素子に第1の温度を印加する第1のステップと、
被測定光が入射され且つ前記第1の温度が印加された前記受光素子からの前記被測定光に応じた出力を取得する第2のステップと、
前記受光素子の前記第1の温度の感度曲線のピークを示す波長と前記受光素子の第2の温度の感度曲線のピークを示す波長とが所望する波長領域にまたがるように、前記受光素子に前記第2の温度を印加する第3のステップと、
前記被測定光が入射され且つ前記第2の温度が印加された前記受光素子からの前記被測定光に応じた出力を取得する第4のステップと、
前記第2及び第4のステップで取得した前記受光素子の出力の感度比に基づいて前記被測定光の波長を取得する第5のステップと
を有することを特徴とする波長測定方法。 - 前記第5のステップは、前記第2及び第4のステップで取得した前記受光素子からの出力の比に基づいて前記被測定光の波長を取得することを特徴とする請求項19記載の波長測定方法。
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