JPWO2007083609A1 - 光スペクトラムアナライザ - Google Patents
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Abstract
導波路型音響光学波長可変フィルタを用いて構成されており、温度変化に関わらず、高精度に光スペクトラムを測定することが可能である光スペクトラムアナライザを提供する。被測定光中のある波長範囲の光の周波数に依存した光出力を検出するための光スペクトラムアナライザであって、圧電基板3と、光導波路4a,4bとIDT5とを有する導波路型音響光学波長可変フィルタ2と、音響光学波長可変フィルタ2に上記波長範囲外の特定の波長の基準光を与えるための光源10と、音響光学波長可変フィルタのIDTにIDTを励振するための高周波信号を与えるための駆動回路6と、基準光を入射した際の選択光の波長と、励振周波数とに基づいて、被測定光から得られる選択光の波長を補正する演算装置16とを備える、光スペクトラムアナライザ1。
Description
本発明は、導波路型音響光学波長可変フィルタを用いた光スペクトラムアナライザに関する。
従来、被測定光中のある波長範囲における光出力を測定するために、様々な光スペクトラムアナライザが提案されている。例えば、下記の特許文献1には、アレイ導波路型回折格子を用いた波長可変フィルタを含む光スペクトラムアナライザが開示されている。ここでは、アレイ導波路型回折格子を用いることにより、目的とする波長の光が取り出されている。また、アレイ導波路型回折格子を温度調節することにより、波長が変化され得ると記載されている。
さらに、下記の特許文献2には、波長可変型ファイバーグレーティングを用いた光スペクトラムアナライザが開示されている。波長可変型ファイバーグレーティングを用いることにより、目的とする波長の光が取り出される。ここでは、ファイバーグレーティングを圧電素子で伸縮させることにより、波長が変化され得るように構成されている。
特開2002−214459号公報
特開2001−264167号公報
アレイ導波路型回折格子を用いた光スペクトラムアナライザでは、ペルチェ素子やヒーターなどにより温度調節することにより、波長が変化されていた。そのため、機械的な駆動部分は有しないが、温度が変化するまでに比較的長い時間を必要としていた。よって、この光スペクトラムアナライザは、高速測定には不向きであった。
他方、特許文献2に記載のような波長可変型ファイバーグレーティングを用いた光スペクトラムアナライザでは、圧電素子を用いるため、小型であり、かつ高速で測定を行うことが可能とされている。しかしながら、波長可変範囲が狭いという問題があった。
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、導波路型音響光学波長可変フィルタ(AOTF)を用いており、従って、小型に構成でき、かつ高速測定が可能であるだけでなく、光スペクトラムをより高精度に測定することが可能とされている、光スペクトラムアナライザを提供することにある。
本発明は、被測定光中のある波長範囲の光の周波数に依存した光出力を検出する光スペクトラムアナライザであって、圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた光導波路と、伝搬している光のモードを前記光導波路の途中において変換するためのIDTとを有する導波路型音響光学波長可変フィルタと、前記導波路型音響光学波長可変フィルタに前記波長範囲外の特定の波長の基準光を与えるための光源と、前記音響光学波長可変フィルタのIDTに高周波信号を加えて励振するための駆動回路と、前記音響光学波長可変フィルタから出力される光を受光する受光器と、前記音響光学波長可変フィルタに基準光を入射してIDTに所定の周波数の高周波信号を印加して、基準光のモードを変換させたときに出力される選択光の波長と、前記所定の周波数とに基づいて、前記IDTに印加される高周波信号の周波数と、被測定光から選択された選択光の波長との関係を補正する演算装置とを備えることを特徴とする。
本発明に係る光スペクトラムアナライザのある特定の局面では、前記光源が、様々な波長の光を発生する光発生装置と、前記光発生装置から与えられる光の内、特定の波長の光のみを出力することを可能とする、ファイバー・ブラッグ・グレーティング(FBG)とを有する。この場合には、光発生装置として、様々な波長の光を反射する比較的広帯域の光を発生する安価な装置を用いることができる。従って、光スペクトラムアナライザのコストを低減することができる。
本発明に係る光スペクトラムアナライザの他の特定の局面では、前記光源が、レーザー光源である。レーザー光源を用いた場合には、特定の波長の光をレーザー光源から得ることができるので、FBGなどを必要とせず、光源の小型化及び構造の簡略化を図ることができる。
本発明に係る光スペクトラムアナライザのさらに他の特定の局面では、前記光源が、前記基準光として、波長の異なる第1,第2の基準光を与えるように構成されており、第1,第2の基準光により、IDTに印加される高周波信号の周波数と、選択光の波長との関係が補正されることになる。従って、後述するように、選択光の波長と、IDTを励振するための高周波信号の周波数との関係を2点で把握することができるので、高周波信号の周波数変化dfに対する選択光の波長変化dλの傾き、すなわちdλ/dfの温度による変化に関わらす、より高精度に光スペクトラムを測定することができる。
本発明に係る光スペクトラムアナライザのさらに他の特定の局面では、所定の物理量を検出するための光センサーと組み合わせて用いられる本発明の光スペクトラムアナライザであって、前記光センサーが、光源と、光検出部とを有し、前記光スペクトラムアナライザの前記光源が、前記光センサーの前記光源と共用されるものであることを特徴とする。この場合には、光センサーと光源の共用化が図られるため、光センサーと光スペクトラムアナライザとを含む装置全体の小型化を図ることができる。
(発明の効果)
(発明の効果)
本発明に係る光スペクトラムアナライザでは、被測定光の中のある波長範囲の光の周波数に依存した光出力を検出するにあたり、前記導波路型音響光学波長可変フィルタ、光源、駆動回路、受光器、及び演算装置を備えるため、予め波長が既知である前記基準光を用いることにより、IDTを励振するための信号の周波数を選択光の波長に正確に換算することができる。
すなわち、導波路型音響光学波長可変フィルタでは、光導波路において、被測定光は単一の偏光モードで伝搬される。この状態において、IDTから所定の周波数の高周波信号が印加されると、伝搬している光の偏光モードが変換され、音響光学波長可変フィルタから、特定の波長の光のみを分離し、出力することができる。この場合、出力される選択光の波長は、IDTに印加される高周波信号の周波数と1:1で対応している。従って、IDTを励振するための信号の周波数を、上記ある波長範囲に応じて変化させることにより、ある波長範囲における光の周波数に依存した光出力を検出することができる。
しかしながら、上記IDTを励振するための高周波信号の周波数と、選択光の波長とは1対1で対応しているものの、高周波信号の周波数を変化させた場合の選択光の波長が変化する割合は温度によって変化する。つまり、dfを、高周波信号の周波数の変化、dλを高周波信号の周波数に対する選択光の波長の変化とするとき、dλ/dfは温度依存性を有する。従って、使用温度によって、選択光の波長が、IDTを励振する際に印加された高周波信号の周波数に対応した波長からずれるおそれがある。
これに対して、本発明では、既知の特定の波長の基準光を光源から入力し、IDTに所定の周波数の高周波信号を印加した際の該高周波信号の周波数と選択光の波長とに基づいて、被測定光から選択された選択光の波長が補正される。従って、温度変化に関わらず、より高精度に光スペクトラムを検出することができる。
よって、本発明によれば、機械的駆動部品を必要とせず、小型化を図ることができる導波路型音響光学波長可変フィルタを用い、高速で、かつより一層高精度に、光スペクトラムを測定することが可能となる。
1…光スペクトラムアナライザ
2…音響光学波長可変フィルタ
3…圧電基板
4a,4b…光導波路
5…IDT
6…駆動回路
7,8…偏光スプリッター
7a…入射端
8a…出射端
9…入力用光ファイバー
10…光源
11…広帯域光源
12…光サーキュレータ
13…FBG
13a…コア層
13b…クラッド層
13c…異屈折率層
14…出力用光ファイバー
15…受光器
16…演算装置
21…光スペクトラムアナライザ
22…レーザー光源
31…光スペクトラムアナライザ
32…温度検出センサ
33…温度補正装置
41…光スペクトラムアナライザ
42…光源
43,44…FBG
45…光ファイバー
50…広帯域光源
51…光センサー
52〜54…FBG
55…光ファイバー
61…光スペクトラムアナライザ
62,63…レーザー光源
2…音響光学波長可変フィルタ
3…圧電基板
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11…広帯域光源
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13b…クラッド層
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21…光スペクトラムアナライザ
22…レーザー光源
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41…光スペクトラムアナライザ
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51…光センサー
52〜54…FBG
55…光ファイバー
61…光スペクトラムアナライザ
62,63…レーザー光源
以下、図面を参照しつつ、本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る光スペクトラムアナライザの概略構成図である。
本発明の光スペクトラムアナライザ1は、被測定光が入力され、選択光が出力される導波路型音響光学波長可変フィルタ2を有する。導波路型音響光学波長可変フィルタ2は、圧電基板3を用いて構成されている。本発明では、圧電基板3は、LiNbO3圧電単結晶基板からなる。もっとも、圧電基板3は、他の圧電単結晶、あるいは圧電セラミックスにより構成されていてもよい。
上記圧電基板3には、光導波路4a,4bが設けられている。光導波路4a,4bの一部に、IDT5が配置されている。IDT5は、駆動回路6に電気的に接続されている。IDT5は、互いに間挿し合う複数本の電極指を有する一対のくし歯電極からなる。そして、IDT5に、駆動回路6から高周波信号が与えられると、IDT5が励振され、弾性表面波が励振される。この弾性表面波の励振により、光導波路4a,4bを単一偏光モードで変換している光の偏光モードが変換されることになる。
また、上記IDT5よりも入力側に、交差導波路型の偏光スプリッター7が配置されており、同様に、光導波路4a,4bの出力側に、交差導波路型の偏光スプリッター8が配置されている。
このような光導波路4a,4b、IDT5及び偏光スプリッター7,8を有する導波路型音響光学波長可変フィルタ2は、従来より、無依存型AOTFとして周知である。
偏波無依存型AOTFである導波路型音響光学波長可変フィルタ2では、入射側に配置された交差導波路型偏光スプリッター7の一方入射端7aに被測定光及び後述する基準光が入射されることになる。そして、後述するように、選択された光が、第2の交差導波路型偏光スプリッター8の一方出射端8aから出射されることになる。
IDT5は、Al、Cuまたは適宜の金属もしくは合金により形成され得る。
さらに、上記光導波路4a,4b、交差導波路型偏光スプリッター7,8は、圧電基板の一部にTiなどを拡散させる公知の手法に従って形成され得る。
本実施形態では、上記導波路型音響光学波長可変フィルタ2の一方入射端7aに、入射用光ファイバー9が接続されている。入射用光ファイバー9には、被測定光または基準光が入射されることになる。ここでは、基準光は、光源10から入射用光ファイバー9に入射される。光源10は、比較的帯域の広い広帯域光源11、すなわち様々な波長の光を発生する光発生装置としての広帯域光源11と、光サーキュレータ12と、FBG13とを有する。FBGとは、ファイバー・ブラッグ・グレーティングであり、所定の波長の光のみを反射し、出射する機能を有する。なお、基準光の波長は、上記被測定光においてスペクトラムを測定する波長範囲外で、AOTFでモニタ可能な波長範囲内とされている。
図2は、FBG13の機能を説明するための模式的斜視図である。FBG13は、光ファイバーの一部に、あるいは連結して設けられる。FBG13は、光ファイバーと同様に、コア層13aとコア層13aの周囲に配置されたクラッド層13bとを有する。光ファイバーと同様に、コア層13aとクラッド層13bとの間に屈折率差が設けられている。加えて、クラッド層13bの一部において、屈折率が周期的に変化するように、コア層13aと屈折率が異なる異屈折率層13cが所定のピッチで設けられている。この異屈折率層13cが所定のピッチで設けられているため、矢印Aで示すように、入射してきた光の内、上記異屈折率層13cのピッチに応じた波長の光のみが矢印Bで示すように反射される。すなわち、特定の波長の光のみが矢印Bで示すように反射され、他の波長の光が透過されることとなる。
図1に戻り、本実施形態では、様々な波長成分の光を含む広帯域光源11から光サーキュレータ12に入射された光の内、特定の波長の光のみが、FBG13により反射され、基準光として入力用光ファイバー9に与えられることになる。
従って、FBG13を用いて、特定の波長の光のみを取り出すことができるので、光源11としては、例えばASE光源などの広帯域の光源を用いることができる。
他方、上記導波路型音響光学波長可変フィルタ2の出射端8aには、光ファイバー14が接続されている。この光ファイバー14の出力側には、受光器15が接続されている。受光器15は、例えばフォトダイオードなどの適宜の光電変換素子からなり、入力された光の強度に応じた電気信号を出力する。
本実施形態では、演算装置16が、上記受光器15に電気的に接続されている。また、演算装置16は、上記駆動回路6にも電気的に接続されている。
演算装置16は、受光器15から与えられる電気信号に応じて出力された光の出力を演算する。また、演算装置16は、後述するように、IDT5を励振するために加えられる高周波信号の周波数と、予め既知の基準光の波長との関係に基づき、上記高周波信号の周波数と被測定光から選択された選択光の波長との関係を補正し、精度の高い光スペクトラムを与える。
本実施形態の光スペクトラムアナライザ1の動作を説明する。光スペクトラムアナライザ1では、被測定光が入力用光ファイバー9から一方入射端7aに入射される。この場合、被測定光は、様々な波長成分の光を含んでおり、光スペクトラムアナライザ1によりある波長範囲における光の波長に依存した出力変化すなわちある波長範囲における光の周波数に依存した光出力が測定される。
より具体的には、入射された光が、偏光スプリッター7により、TEモードの光と、TMモードの光に分光される。一方の光導波路4aに、TEモードまたはTMモードの光が、他方の光導波路4bに、TMモードまたはTEモードの光が導波されることになる。他方、IDT5に、駆動回路6から高周波信号を印加すると、IDT5が励振され、弾性表面波が伝搬することになる。この弾性表面波の伝搬により、圧電基板3の結晶構造が歪み、光導波路4a,4bを単一モードの偏光モードで伝搬している偏光モードの内、IDTを駆動する高周波信号の周波数に応じた特定の波長の偏光の偏光モードが変換されることになる。
すなわち、駆動回路6から周波数faの高周波信号をIDT5に印加した場合、例えばTEモードの偏光が光導波路4aを伝搬されているとき、該TEモードの偏光の内、特定の波長λaの波長の偏光モードのみがTMモードに変換されることになる。そして、このようにしてモード変化された光が、偏光スプリッター8により他の波長の光と分離され、出射端8aから選択光として出力され、受光器15に与えられる。
この場合、IDT5に加えられる高周波信号の周波数と、選択光の波長とには、1対1の関係が存在する。
よって、駆動回路6から、ある波長範囲に応じた周波数範囲の高周波信号をIDT5に掃引しつつ印加し、測定を行えば、ある波長範囲における波長に依存した光出力変化を得ることができる。
しかしながら、上記IDT5に印加される高周波信号の周波数と、選択光の波長とには1対1の関係はあるものの、温度により、周波数に対する選択光の波長の傾きdλ/dfが変化する。ここで、dλは、選択光の波長の変化を示し、dfは、高周波信号の変化分を示す。すなわち、選択光の波長のIDT5に印加される高周波信号の周波数との関係は、温度依存性を有する。
従って、周囲温度が変化すると、得られた光スペクトラムにおける選択光の波長が、正確な波長からずれるおそれがある。
これに対して、本実施形態では、上記光源10から基準光を入射し、基準光の結果に基づいて、上記被測定光から得られた選択光の波長が補正される。
すなわち、基準光は、上記FBG13により定められた予め既知の特定の波長を有する。図1に矢印で示すように、被測定光と基準光とを同時に入力用光ファイバー9から音響光学波長可変フィルタ2に導く。導かれた被測定光及び基準光は、偏光スプリッター7でTEモード光及びTMモード光に偏光される。そして、この場合、例えば、駆動回路6からIDT5に、所定の周波数範囲の高周波信号をステップ掃引するように印加する。例えば、25℃の温度で、1545nmの波長の基準光を用い、1550nm近傍の波長を有する被測定光を測定する場合を例にとる。この場合、例えば、IDTを励振する高周波信号を、171MHz〜173MHzでステップ掃引する。受光器15から得られる出力波形の一例は、図3(a)に示す通りとなる。図3(a)の横軸は、高周波信号の周波数であり、縦軸は、光出力である。図3(a)から明らかなように、光出力において、2つのピークが表れるが、矢印Cが波長1545nmの基準光に応答するピークであり、矢印Dは、被測定光に基づくピークである。
周知のように、音響光学波長可変フィルタにおける選択光の波長は、IDTを励振する高周波信号の逆数に比例することになる。従って、基準光と被測定光とを測定する場合、上記のように、基準光の波長の方が低い場合、高周波信号の周波数が低い側に基準光のピークが表れることになる。従って、図3(a)において、矢印Cが基準光に基づくピークであることがわかる。もっとも、特定の波長の基準光を用いる場合、該基準光の特定波長に応じた高周波信号の周波数をある温度において予め測定しておけば、図3(a)における2つのピークの内、いずれが基準光によるピークであるかは直ちに判別することができる。
他方、上記高周波信号の周波数と、選択光の波長とは1対1の関係を有するが、前述したように、温度が変化すると、dλ/dfが変化する。本実施形態では、このdλ/dfの温度による変化に関わらず、光スペクトラムを高精度に測定することができる。これを、図3(b)及び図4(a),(b)を参照して説明する。
図4(a)は、上記高周波信号の周波数変化dfに対する選択光の波長変化dλの傾き、すなわちdλ/dfの温度による変化を示す。図4(a)から明らかなように、dλ/dfは、25℃において−8.55nm/MHzである。また、基準光である1545nmの波長に対応する上記周波数は既知である。従って、演算装置16において、被測定光から選択された選択光の波長を、上記基準光の波長に対する高周波信号の周波数との関係に基づいて高周波信号の周波数から求めることができる。すなわち、被測定光から選択された選択光の波長を、上記基準光を入射した場合の基準光の波長と、高周波信号との関係に基づいて補正することができる。図3(b)は、このようにして基準光を入射した際の結果に基づく上記dλ/dfを用いて光の波長を補正した結果に基づいて、図3(a)に示す光スペクトラムを書き換えた図である。
例えば温度35℃において、1545nmの基準光を用い、1550nm近傍の被測定光を測定した場合を想定する。この場合、上記dλ/dfで補正しなかった場合には、図4(b)の破線Eで示す結果が得られることになる。これに対して、上記dλ/dfによる補正を行った場合には、図4(b)に実線Fで示すように補正されることになる。
従って、周囲の温度が変化したとしても、より一層高精度に光スペクトラムを測定することができる。
基準光は、上記のように、励振周波数と選択光との波長との関係を補正するために用いられるものであるため、基準光の波長は、被測定光の波長範囲外に存在することが必要である。
図5は、第1の実施形態の変形例に係る光スペクトラムアナライザの概略構成図である。本変形例の光スペクトラムアナライザ21は、光源10に代えて、単一の波長の光を発するレーザー光源22を用いたことを除いては、第1の実施形態と同様とされている。このように、広帯域の光源11及びFBG13を有する構成に代えて、単一波長の光を出射し得るレーザー光源22を用いて、基準光を音響光学波長可変フィルタ2に与えてもよい。すなわち、本発明において、基準光を与える光源については、FBG13を用いた光源装置の他、レーザー光源22などの様々な単一波長の光を出射し得る光源を適宜用いることができる。
図6は、本発明の第2の実施形態に係る光スペクトラムアナライザ31の概略構成図である。
光スペクトラムアナライザ31は、FBG13と、FBG13が設けられている部分の温度を検出する温度センサ32と、温度センサ32に電気的に接続されさた温度補正装置33とを有することを除いては、第1の実施形態の光スペクトラムアナライザと同様に構成されている。
FBG13は、前述したように、特定の光の波長のみを反射し、出力する。しかしながら、FBG13における上記特定の波長もまた、温度依存性を有する。すなわち、FBG13においては、入力された光の内、特定の波長の光のみが反射され、出射されるが、この特定の波長が、温度によって変化する。第2の実施形態の光スペクトラムアナライザ31では、温度検出装置としての温度センサ32により、FBG13の温度が検出され、該温度に基づくFBG13の反射する光の波長、すなわち基準光の波長の変動が、温度補正装置33により補正され、演算装置16に与えられる。従って、本実施形態では、温度変化による基準光の波長の変化も補償されるため、より一層高精度に光スペクトラムを測定することができる。
なお、第2の実施形態では、温度検出装置としての温度センサ32及び温度補正装置33を用いたが、例えば、FBG13の温度を一定温度に調節するために、温度調節装置を設けてもよい。すなわち、FBG13の温度を一定とするように、温度調節装置を用いてもよい。その場合には、補正を行ずとも、常に一定の波長の基準光を音響光学波長可変フィルタ2に与えることができる。
このような温度調節装置としては、特に限定されず、ヒーターと、温度センサと、温度センサにより測定された温度によりヒーターをオン・オフする制御装置とを含む適宜の温度調節装置を用いることができる。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る光スペクトラムアナライザの概略構成図である。光スペクトラムアナライザ41は、第1の実施形態の光源10に代えて、図7に示す光源50を有し、かつ光スペクトラムアナライザと共に用いられることが多い光センサー51に接続されていることを除いては、光スペクトラムアナライザと同様である。従って、同一部分については、同一の参照番号を付することにより、その詳細な説明を省略する。
本実施形態では、様々な波長の光を発生させる光発生装置として比較的広帯域の光源50が備えられている。光源50は、光スペクトラムアナライザ41において、基準光を与えるための光源であるとともに、光センサー51の光源を兼ねている。すなわち、光源50は、光スペクトラムアナライザ41及び光センサー51で共用されている。
光センサー51は、例えば、地盤における歪みに基づく変位を検出するセンサのように、様々な物理量を光の波長や強度の変化に基づいて検出するセンサである。光センサー51では、対象物理量の変化に基づいた光の変化が検出される。ところで、光センサー51では、複数のFBG52〜54が配置されている。FBG52〜54は、それぞれ、波長λ1,λ2及びλ3の波長の光を反射させるように構成されており、かつ互いに直列に接続されている。
よって、広帯域の光源50から、FBG52〜54に入射されてきた光の内、波長λ1,λ2,λ3の光、すなわち3種類の波長の光が、光センサー51で用いられ得ることになる。
他方、本実施形態では、音響光学波長可変フィルタ2に与えられる基準光として、2種類の波長の基準光が用いられる。そのため、FBG42,43が直列に接続されている。FBG42,43は、それぞれ、光源50から与えられる光の内、波長λa、及びλbの光のみを反射するように構成されている。よって、光源50から入射された光の内、波長λa及びλbの2種類の波長の光が、第1,第2の基準光として音響光学波長可変フィルタ2に与えられることになる。
本実施形態では、上記のように、第1の波長λa及び第2の波長λbの2種類の特定の波長の基準光が音響光学波長可変フィルタ2に与えられることになる。このように、複数種類の基準光を用いて補正することにより、より一層高精度に、光スペクトラムを測定することができる。これを、図8(a)及び(b)を参照して説明する。
本実施形態の光スペクトラムアナライザ41に、被測定光として、1550nm付近の光を入射し、光スペクトラムを測定する場合を例にとる。この場合、第1の基準光の波長λa=1545nm、第2の基準光の波長λb=1555nmとして、第1の実施形態の場合と同様に、光スペクトラムを測定する。図8(a)に示すように、横軸をIDT5を励振する高周波信号の周波数とした場合、3つのピークG〜Iが表れる。ここで、第1,第2の基準光の波長λa,λbと、励振周波数との関係は、予め求められている。また、選択光の波長と、対応する高周波信号の周波数とは逆比例との関係にある。従って、ピークGが1545nmの基準光であり、ピークIが1555nmの波長の基準光であることがわかる。そして、ピークHが、被測定光のピークであることがわかる。
ところで、前述したように、dλ/dfは温度依存性を有する。第1の実施形態の場合のように、単一の基準光を用いて上記dλ/dfの補正を行った場合、基準光の波長と、励振周波数との対応は1点のみで把握することができる。しかしながら、dλ/df自体が不明であるため、高周波信号の周波数の掃引範囲がどの光波長範囲に対応するかはわからない。そのため、第1の実施形態の場合には、事前に音響光学波長可変フィルタの温度特性を把握した上で、測定時に温度をモニタリングしつつ、対応するdλ/dfの変化を求めることが望ましい。
これに対して、本実施形態では、波長λa,λbの第1,第2の基準光を用いるため、選択光の波長と、励振周波数との関係を2点で把握することができる。従って、測定と同時に、この2点間の傾きによりdλ/df自体を求めることができる。すなわち、図8(b)に励振周波数を選択光の波長に換算した結果を示すように、2本の基準光の対応波長がわかるため、他の波長域における波長も正確に把握することができる。よって、複雑な温度調節装置や温度モニター装置を設けずとも、高精度に、光スペクトラムを検出することができる。
なお、複数種、特に2種の基準光を用いる場合、望ましくは、被測定光の波長範囲の低域側及び高域側とに基準光の波長λaと、波長λbとが分散されていることが望ましい。それによって、被測定光の波長範囲の温度補正をより高精度に行うことができる。
また、本実施形態では、光スペクトラムアナライザ41が、光センサー51と、光源を共用しているため、光センサー装置と共に用いられる光スペクトラムアナライザでは、部品点数の低減及びコストの節減並びに小型化を図ることが可能となる。なお、本発明における光スペクトラムアナライザの光源については、上記のように、光センサー51と共用することかできるが、装置の光源と共用することも可能である。
図9は、第3の実施形態の光スペクトラムアナライザの変形図を示す概略構成図である。上記実施形態では、光源50が、光センサー51と共用されていたが、本変形例では、発光波長が異なる2種類のレーザー光源62,63を用いて2種類の基準光が音響光学波長可変フィルタ2に与えられている。本変形例の光スペクトラムアナライザ61のように、複数種の基準光を与えるに際し、それぞれの基準光の波長に応じたレーザー光源を光源として用いてもよい。
Claims (5)
- 被測定光中のある波長範囲の光の周波数に依存した光出力を検出する光スペクトラムアナライザであって、
圧電基板と、前記圧電基板上に設けられた光導波路と、前記光導波路の途中において伝搬している光のモードを変換するためのIDTとを有する導波路型音響光学波長可変フィルタと、
前記導波路型音響光学波長可変フィルタに前記波長範囲外の特定の波長の基準光を与えるための光源と、
前記音響光学波長可変フィルタのIDTに高周波信号を加えて励振するための駆動回路と、
前記音響光学波長可変フィルタから出力される光を受光する受光器と、
前記音響光学波長可変フィルタに基準光を入射し、かつIDTに所定の周波数の高周波を印加して、基準光のモードを変換させたときに出力される選択光の波長と、前記IDTを励振させた所定の周波数とに基づいて、前記IDTに印加する高周波の周波数と、被測定光から選択された選択光の波長との関係を補正する演算装置とを備えることを特徴とする、光スペクトラムアナライザ。 - 前記光源が、様々な波長の光を発生する光発生装置と、前記光発生装置から与えられる光の内、特定の波長の光のみを出力することを可能とする、ファイバー・ブラッグ・グレーティングとを有する、請求項1に記載の光スペクトラムアナライザ。
- 前記光源が、レーザー光源である、請求項1に記載の光スペクトラムアナライザ。
- 前記光源が、前記基準光として、波長が異なる第1,第2の基準光を与えるように構成されており、第1,第2の基準光により、前記IDTに印加される高周波の周波数と選択光の波長との関係が補正される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光スペクトラムアナライザ。
- 所定の物理量を検出するための光センサーと組み合わせて用いられる請求項1,2,4のいずれか1項に記載の光スペクトラムアナライザであって、
前記光センサーが、光源と、光検出部とを有し、前記光スペクトラムアナライザの前記光源が、前記光センサーの前記光源と共用されるものであることを特徴とする、光スペクトラムアナライザ。
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