JPH0514867U - 光波長計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 小型，安価，長寿命で、高精度な波長測定が
可能な装置を実現する。 【構成】 ガスの吸収線を周波数基準として使用しレ−
ザダイオ−ドの発振周波数を注入電流若しくは温度によ
って常に一定となるように制御して基準となる光を出射
する周波数安定化レ−ザ光源３、被測定光を入射させる
測定光入射用光学系４、移動鏡１４をその光学系に有す
るマイケルソン干渉計１、前記基準光と被測定光との干
渉信号を検出する光検出器２を備え、前記周波数安定化
レ−ザ光源３からの基準光と前記測定光入射用光学系４
からの被測定光を同時に前記マイケルソン干渉計１に入
射させ、前記移動鏡１４を変位する事により生じる干渉
の強度変化を前記光検出器２で測定することにより、前
記被測定光の波長を求めるようにしたことを特徴とす
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光の波長を測定する光波長計に関し、特に小型、安価、長寿命であ ると共に、測定精度をより高精度にした光波長計に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

光波長計は、光通信、光応用機器、各種光学測定等に使用する光源の波長を測 定する装置である。現在、光の波長を測定するものとしては、光スペクトラムア ナライザにより、各波長に対応した光パワ−を分光により測定し、そのスペクト ルからピ−ク波長または中心波長を求める分光器によるものや、干渉膜フィルタ の反射と透過の比が波長に応じて変化することを利用した干渉膜フィルタタイプ や水晶等の偏波面が波長に応じて回転することを利用した旋光子タイプなどの光 波長板によるものや、マイケルソン干渉計で移動鏡を変位することにより生ずる 干渉の強度変化を測定して、波長を求めるマイケルソン干渉計によるものなどが ある。この内、１０^-6オ−ダ以上の高精度測定が可能で、取り扱いが容易などの 点を考慮すると、マイケルソン干渉計によるものが優れている。

【０００３】 このマイケルソン干渉計による光波長計は、図２に示すように、基準光と被測 定光をハ−フミラ−１１，ミラ−１２，１３，移動鏡１４で構成されるマイケル ソン干渉計１に同時に入射させ、移動鏡１４を変位させたときの干渉信号を光検 出器２で光電変換して、図示しない演算部で被測定光の波長を求めるようにした ものである。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記従来技術に示すマイケルソン干渉計による光波長計におい て、その測定分解能（精度）は、例えば光源に使用されているＨｅ−Ｎｅレ−ザ の安定度（波長の絶対精度）でほぼ決定されており、〜１×１０^-6程度であった 。また、Ｈｅ−Ｎｅレ−ザはガスレ−ザであるため、小型化が難しく、寿命も短 かった。

【０００５】 本考案は上記従来技術の課題を踏まえて成されたものであり、小型、安価、長 寿命にできると共に、より高精度な波長測定が可能な光波長計を提供することを 目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の構成は、ガスの吸収線を周波数基準として 使用しレ−ザダイオ−ドの発振周波数を注入電流若しくは温度によって常に一定 となるように制御して基準となる光を出射する周波数安定化レ−ザ光源と、被測 定光を入射させる測定光入射用光学系と、移動鏡をその光学系に有するマイケル ソン干渉計と、前記基準光と被測定光との干渉信号を検出する光検出器とを備え 、前記周波数安定化レ−ザ光源からの基準光と前記測定光入射用光学系からの被 測定光を同時に前記マイケルソン干渉計に入射させ、前記移動鏡を変位すること により生じる干渉の強度変化を前記光検出器で測定することにより、前記被測定 光の波長を求めるようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、光波長計の光源としてガスの吸収セルに発振周波数を固定し た周波数安定化レ−ザ光源を使用している。したがって、光源にＨｅ−Ｎｅレ− ザを用いたものに比べ、波長精度を２〜３桁向上できると共に、小型、安価、長 寿命な装置にできる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案を図面に基づいて説明する。 図１は本考案の光波長計の一実施例を示す構成図であり、マイケルソン干渉計 を用いたものである。なお、図１において図２と同一要素には同一符号を付して 重複する説明は省略する。図１において、３は基準光を出射するための周波数安 定化レ−ザ光源であり、この周波数安定化レ−ザ光源３は、レ−ザダイオ−ド３ １、出力を取り出すためのハ−フミラ−３２、パワ−モニタ用のハ−フミラ−３ ３、Ｒｂガスの吸収セル３４、光検出器３５，３６、レ−ザダイオ−ド３１の注 入電流を制御する制御回路３７で構成される。レ−ザダイオ−ド３１を出射した 光は、ハ−フミラ−３３で分岐され、一方はＲｂガスの吸収セル３４に入射され て、その透過強度が光検出器３５で検出される。他方はパワ−モニタ用として光 検出器３６で検出され、両者の信号が制御回路３７に出力され、レ−ザダイオ− ド３１の発振波長が常に一定となるように制御される。４は被測定光を入射させ る測定光入射用光学系、５は被測定光をマイケルソン干渉計１に導くためのミラ −である。

【０００９】 このような構成において、周波数安定化レ−ザ光源３から発振波長を常に一定 となるように制御され、ハ−フミラ−３２を介して出射された基準光と、測定光 入射用光学系４から出射され、ミラ−５により導かれた被測定光は、同時にハ− フミラ−１１、ミラ−１２，１３、移動鏡１４からなるマイケルソン干渉計１に 入射され、移動鏡１４を変位した時の干渉信号は、光検出器２で光電変換され、 図示しない演算部で被測定光の波長が求められる。

【００１０】 ここで、周波数安定化レ−ザ光源３から出射される基準光の波長をλr 、測定 光入射用光学系４から出射される被測定光の波長をλm 、空気屈折率をｎa 、移 動鏡１４の変位をＬとすると、基準光による干渉信号θr と被測定光による干渉 信号θm は、それぞれ次式で表される。 θr ＝（２π／λr ）・４ｎa Ｌ … θm ＝（２π／λm ）・４ｎa Ｌ … 上記構成において、基準光と被測定光は同一光路を逆方向に通しており、基準 光と被測定光の空気屈折率ｎa と移動鏡１４の変位Ｌは同一であるため、前記 式と式の比をとれば、 λm ＝λr ・θr ／θm … となり、この式から被測定光の波長を求めることができる。

【００１１】 この結果、従来の光波長計の測定精度は、光源に使用されているＨｅ−Ｎｅレ −ザの波長精度（〜１×１０^-6）に決められていたが、本考案のように光源に波 長精度が１×１０^-8〜１０^-9の周波数安定化レ−ザ光源を用いることにより、光 波長計の測長精度は２〜３桁の精度の向上が可能となる。また、ＬＤ光源はＨｅ −Ｎｅレ−ザと比較して、小型、安価、長寿命であり、本考案の光波長計の特徴 となる。

【００１２】 なお、上記実施例において、周波数安定化レ−ザ光源３で用いたガスの吸収セ ル３４は、Ｒb に限るものではなく、Ｃs （セシウム）やＮＨ4 （アセチレン） などでも良い。また、干渉計はマイケルソン形に限るものではなく、フィゾ−形 やマッハツェンダ形でも良い。

【００１３】

【考案の効果】

以上、実施例と共に具体的に説明したように、本考案によれば、小型、安価、 長寿命にできると共に、より高精度な波長測定が可能な光波長計を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光波長計の一実施例を示す構成図であ
る。

【図２】マイケルソン干渉計による光波長計の原理を示
す構成図である。

【符号の説明】

１ マイケルソン干渉計 ２，３５，３６ 光検出器 ３ 周波数安定化レ−ザ光源 ４ 測定光入射用光学系 ５，１２，１３ ミラ− １１，３２，３３ ハ−フミラ− １４ 移動鏡 ３１ レ−ザダイオ−ド ３４ Ｒｂガスの吸収セル ３７ 制御回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガスの吸収線を周波数基準として使用し
   レ−ザダイオ−ドの発振周波数を注入電流若しくは温度
   によって常に一定となるように制御して基準となる光を
   出射する周波数安定化レ−ザ光源と、被測定光を入射さ
   せる測定光入射用光学系と、移動鏡をその光学系に有す
   るマイケルソン干渉計と、前記基準光と被測定光との干
   渉信号を検出する光検出器とを備え、前記周波数安定化
   レ−ザ光源からの基準光と前記測定光入射用光学系から
   の被測定光を同時に前記マイケルソン干渉計に入射さ
   せ、前記移動鏡を変位することにより生じる干渉の強度
   変化を前記光検出器で測定することにより、前記被測定
   光の波長を求めるようにしたことを特徴とする光波長
   計。