(57)【要約】【課題】  屈折率温度依存性を有する位相補償器の機能を利用して、広い外部温度範囲で定な温度特性を得ることを可能とする光波長測定装置を実現する。【解決手段】  被測定光を主ビームスプリッタにより第１分岐光と第２分岐光とに分岐し、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを前記主ビームスプリッタで干渉させると共に、前記第１分岐光の光路及び前記第２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された波長板と、前記第１分岐光の光路及び前記２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された屈折率温度依存性を有する位相補償器と、前記干渉で得られる干渉光をその偏光状態に応じて分岐する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで分岐された干渉光を受光する受光素子と、を具備する光波長測定装置において、  前記位相補償器に取り付けられた加熱手段と、  外部温度に基づいて、前記加熱手段を介して前記位相補償器の温度を制御する制御回路と、を備える。【選択図】                    図１
2010043984.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光を主ビームスプリッタにより第１分岐光と第２分岐光とに分岐し、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを前記主ビームスプリッタで干渉させると共に、前記第１分岐光の光路及び前記第２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された波長板と、前記第１分岐光の光路及び前記２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された屈折率温度依存性を有する位相補償器と、前記干渉で得られる干渉光をその偏光状態に応じて分岐する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで分岐された干渉光を受光する受光素子と、を具備する光波長測定装置において、
前記位相補償器に取り付けられた加熱手段と、
外部温度に基づいて、前記加熱手段を介して前記位相補償器の温度を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする光波長測定装置。
【請求項２】
前記外部温度に対応して前記加熱手段への操作量を予め記憶したメモリを備え、前記制御回路は前記外部温度の測定値を取得したとき、前記メモリを参照して前記加熱手段に所定の操作量を出力することを特徴とする請求項１に記載の光波長測定装置。
【請求項３】
前記主ビームスプリッタは、前記被測定光を第１分岐光及び第２分岐光に分岐する第１ビームスプリッタと、前記第１，第２分岐光を再び重ね合わせる第２ビームスプリッタの２個の同質ビームスプリッタにより構成され、これら第１，第２ビームスプリッタの夫々の分岐膜とこれらが形成されている基板との位置関係が、互いに反対になるように配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光波長測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定光を主ビームスプリッタにより第１分岐光と第２分岐光とに分岐し、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを前記主ビームスプリッタで干渉させると共に、前記第１分岐光の光路及び前記第２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された波長板と、前記第１分岐光の光路及び前記２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された屈折率温度依存性を有する位相補償器と、前記干渉で得られる干渉光をその偏光状態に応じて分岐する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで分岐された干渉光を受光する受光素子と、を具備する光波長測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被測定光を二つに分波し再び合波する、マイケルソン型干渉計を備えた光波長測定装置は、特許文献１の開示されており周知技術である。また、マイケルソン型干渉計の光路上に配置された屈折率温度依存性を有する位相補償器による温度補償の手法も周知技術である。
【０００３】
図２は、マイケルソン型干渉計による光波長測定装置を波長モニタとする、波長可変レーザ光源の機能ブロック図である。可変波長レーザ光源１０から送出されるレーザ光Ｒ０は、ビームスプリッタ２０を透過して出力光Ｒ１を与えると共に、反射光Ｌ２が波長モニタ３０に被測定光Ｒ２として入力される。
【０００４】
波長モニタ３０の干渉出力光Ｃ１〜Ｃ４は、受光器４０で受光され、sinλ,cosλ,-sinλ,-cosλの電気信号に変換されて演算回路５０に入力され、波長測定信号λｉが演算されて制御回路６０に出力される。制御回路６０は、波長測定信号λｉと波長目標値λｓの偏差に基づいて可変波長レーザ光源１０から送出されるレーザ光Ｒ０の波長を調節する、フィードバック制御系を形成している。
【０００５】
図３は、マイケルソン型干渉計による従来の光波長測定装置の光学系を示す構成図である。被測定光Ｌ０は、集光レンズ１を経由して主ビームスプリッタ２に入力され、分岐膜２１で反射光Ｌ１と透過光Ｌ２に２分岐される。
【０００６】
反射光Ｌ１は、直角プリズムミラー３で反射され、主ビームスプリッタ２に戻る。透過光Ｌ２は、直角プリズムミラー４で反射され、主ビームスプリッタ２に戻り、分岐膜２１で反射光Ｌ１と合波される。
【０００７】
分岐光Ｌ１の往路と復路中には、λ／８波長板５が挿入されており、Ｌ１の偏光状態を直線偏光から楕円偏光に変換する。ここで、λ／８波長板５は、分岐光Ｌ１の往路及び復路の双方に挿入されているため、分岐光Ｌ１が光路を往復すると偏光状態がλ／４、即ち９０度変化する。
【０００８】
分岐光Ｌ２の往路と復路中に位相補償器６が配置されている。この位相補償器６は、温度変化による分岐光Ｌ１の光路長の変化を、分岐光Ｌ２の光路長の変化と位相補償器６の屈折率温度依存性とにより相殺（補償）している。このため、温度変化が生じても干渉計の大幅な特性の変化が生ずることなく安定且つ正確な動作を行うことができる。
【０００９】
分岐膜２１では、偏光状態が９０度変化した分岐光Ｌ１と、偏光状態が変化していない分岐光Ｌ２とが入射して、合波されて干渉光が生成される。そして、この干渉により得られた干渉光Ｌ３，Ｌ４が所定の強度比（例えば、１対１）で分岐され、一方の干渉光Ｌ３は偏光ビームスプリッタ７に入射し、他方の干渉光Ｌ４は偏光ビームスプリッタ８に入射する。
【００１０】
偏光ビームスプリッタ７に入射した干渉光Ｌ３は、その偏光状態に応じて分岐されてフォトダイオードで構成された受光素子９ａ及び９ｂに入射する。偏光ビームスプリッタ８に入射した干渉光はその偏光状態に応じて分岐されてフォトダイオードで構成された受光素子１０ａ，１０ｂに入射する。これら受光素子９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂの受光結果から波長の変化が測定される。
【００１１】
【特許文献１】特開２００２−２０２２０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来手法による温度補償では、位相補償器６を設けて温度に対して安定化する構成としていても、実際の素子のパラメータの誤差を完全になくすことはできないため、残存する温度特性がある。
【００１３】
実際、金属材料の線膨張係数と硝子のような誘電体倍異質の屈折率温度係数の線形性は異なっているので、温度特性を低減する際、その適用可能な範囲に制約があり、広い外部温度範囲での温度補償に限界がある。
【００１４】
このため、この光波長測定装置を図２に示した可変波長レーザ光源の波長モニタとした場合に、出力光Ｒ１の波長制御精度に限界があり、広い外部温度範囲で所定の波長精度を確保できない問題がある。
【００１５】
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、屈折率温度依存性を有する位相補償器の機能を利用して、広い外部温度範囲で安定な温度特性を得ることを可能とする光波長測定装置の実現を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような課題を達成するために、本発明は次の通りの構成になっている。
（１）被測定光を主ビームスプリッタにより第１分岐光と第２分岐光とに分岐し、互いに異なる光路を介した前記第１分岐光と前記第２分岐光とを前記主ビームスプリッタで干渉させると共に、前記第１分岐光の光路及び前記第２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された波長板と、前記第１分岐光の光路及び前記２分岐光の光路の少なくとも一方の光路上に配置された屈折率温度依存性を有する位相補償器と、前記干渉で得られる干渉光をその偏光状態に応じて分岐する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで分岐された干渉光を受光する受光素子と、を具備する光波長測定装置において、
前記位相補償器に取り付けられた加熱手段と、
外部温度に基づいて、前記加熱手段を介して前記位相補償器の温度を制御する制御回路と、
を備えることを特徴とする光波長測定装置。
【００１７】
（２）前記外部温度に対応して前記加熱手段への操作量を予め記憶したメモリを備え、前記制御回路は前記外部温度の測定値を取得したとき、前記メモリを参照して前記加熱手段に所定の操作量を出力することを特徴とする（１）に記載の光波長測定装置。
【００１８】
（３）前記主ビームスプリッタは、前記被測定光を第１分岐光及び第２分岐光に分岐する第１ビームスプリッタと、前記第１，第２分岐光を再び重ね合わせる第２ビームスプリッタの２個の同質ビームスプリッタにより構成され、これら第１，第２ビームスプリッタの夫々の分岐膜とこれらが形成されている基板との位置関係が、互いに反対になるように配置されていることを特徴とする（１）または（２）に記載の光波長測定装置。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の構成によれば、次のような効果を期待することができる。
（１）屈折率温度依存性を有する既存の位相補償器を利用し、これを外部温度に基づいて温度制御することにより、光波長測定装置としての干渉計出力の温度安定性を格段の向上せしめることができる。
【００２０】
（２）従って、本発明を適用した光波長測定装置を波長モニタとする、波長可変レーザ光源の出力波長の温度安定性を広い外部温度範囲で向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を図面により詳細に説明する。図１は、本発明を適用した光波長測定装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。図３で説明した従来構成と同一要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２２】
従来構成に対比した本発明の特徴部の第１は、位相補償器６に取り付けられた加熱手段１００にある。加熱手段１００としては、ニクロム線等の抵抗体ヒータまたはペルチェ素子でもよい。
【００２３】
制御回路２００は、この加熱手段１００に電流等の操作量Ｍを出力する。制御回路２００は、外部温度に対応して加熱手段１００への操作量をテーブル手段等により予め記憶したメモリ３００を備え、外部温度センサ４００からの測定値Ｔを取得したとき、メモリ３００を参照して加熱手段１００に所定の操作量Ｍを出力する。
【００２４】
外部温度センサ４００は１個を例示したが、装置近傍に複数個を配置し、各センサの測定値を演算処理（平均演算等）した測定値Ｔを用いることもできる。
【００２５】
従来構成に対比した本発明の特徴部の第２は、主ビームスプリッタ２の構成にある。即ち、主ビームスプリッタ２は、透明部材の直角プリズム２ａ，２ｂの互いの傾斜部を、光学接着層５００を介して接着し、この接着層を基板として同質の第１分岐膜６０１及び第２分岐膜６０２を挟んだ形状となっている。
【００２６】
第１分岐膜６０１及び第２分岐膜６０２の位置関係は、基板を挟んで互いに反対になるように配置されている。第１分岐膜６０１と基板により第１ビームスプリッタが形成され、第２分岐膜６０２と基板により第２ビームスプリッタが形成されている。
【００２７】
第１ビームスプリッタは、被測定光Ｌ０を、第１分岐光Ｌ１及び第２分岐光Ｌ２に分岐する。第２ビームスプリッタは、直角プリズムで反射されて返される第１，第２分岐光を再び重ね合わせる。
【００２８】
このような主ビームスプリッタの構成により、分岐膜６０１で分岐されてから分岐膜６０２に入射するまでに、分岐光Ｌ１，Ｌ２の各々が１度ずつ光学接着剤層５００を通過する。このため、温度変化が生じた場合に分岐光Ｌ１，Ｌ２の何れか一方のみの光路長が何れか他方の光路長に比べて大きく変動するといった事態を防止することができ、これにより安定且つ正確な動作を行うことができる。
【００２９】
更に、このような主ビームスプリッタの構成により、被測定光Ｌ０が主ビームスプリッタ２の第１分岐膜６０１で分岐される際に、分岐光Ｌ１，Ｌ２間の位相差が生じたとしても、その位相差は分岐光Ｌ１，Ｌ２がビームスプリッタ２の第２分岐膜６０２に入射することにより補償され、延干渉計の位相が被測定光Ｌ０の偏光状態によって変化する現象（ＰＤＦＳ）も低減される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を適用した光波長測定装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。
【図２】干渉計による光波長測定装置を波長モニタとする、波長可変レーザ光源の機能ブロック図である。
【図３】マイケルソン型干渉計による従来の光波長測定装置の光学系を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  集光レンズ
２  主ビームスプリッタ
３，４  直角プリズムミラー
５  λ／８波長板
６  位相補償器
７，８  偏向ビームスプリッタ
８ａ，８ｂ  受光素子
９ａ，９ｂ  受光素子
１００  加熱手段
２００  制御回路
３００  メモリ
４００  外部温度センサ
５００  光学接着層
６０１，６０２  分岐膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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