(57)【要約】【課題】  波長可変範囲を拡大すると共に光軸調整が容易で小型化が可能な外部共振器型波長可変光源を実現する。【解決手段】  光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、この第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光を平行光にするレンズと、このレンズからの出射光が入射されると共に反射光をレンズを介して第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを設ける。【選択図】                    図１
2006073549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、
これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、
これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、
この第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光を平行光にするレンズと、
このレンズからの出射光が入射されると共に反射光を前記レンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、
前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバと
を備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【請求項２】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、
これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、
これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、
この第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光を平行光にする第１のレンズと、
この第１のレンズからの出射光が入射されると共に反射光を前記第１のレンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、
前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光を平行光にする第２のレンズと、
この第２のレンズからの平行光が入射される光アイソレータと、
この光アイソレータの出射光を集光する第３のレンズと、
この第３のレンズの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバと
を備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【請求項３】
前記波長選択反射手段が、
回転中心を中心に角度が可変な反射器と、
入射された前記平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を前記レンズ若しくは前記第１のレンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる回折格子とから構成されたことを特徴とする
請求項１若しくは請求項２記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項４】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、
これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、
これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、
この第３の光導波路の一方の出射端からの出射光が入射されると共に反射光を前記第３の光導波路の一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、
前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバと
を備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【請求項５】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、
これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、
これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、
この第３の光導波路の一方の出射端からの出射光が入射されると共に反射光を前記第３の光導波路の一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、
前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光を平行光にする第１のレンズと、
この第１のレンズからの平行光が入射される光アイソレータと、
この光アイソレータの出射光を集光する第２のレンズと、
この第２のレンズの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバと
を備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【請求項６】
前記波長選択反射手段が、
前記第３の光導波路からの出射光を平面平行光にするスラブ光導波路に形成された導波路型レンズと、
回転中心を中心に角度が可変な反射器と、
前記導波路型レンズから入射された前記平面平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を前記導波路型レンズを介して前記第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから構成されたことを特徴とする
請求項４若しくは請求項５記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項７】
前記波長選択反射手段が、
回転中心を中心に角度が可変な反射器と、
前記第３の光導波路からの出射光を平面平行光にすると共に前記平面平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を集光して前記第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから構成されたことを特徴とする
請求項４若しくは請求項５記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項８】
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、
前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路とを備えたことを特徴とする
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項９】
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、
前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路と、
前記光学基板上であってスラブ光導波路に形成された前記導波路型レンズ及び前記回折格子領域とを備えたことを特徴とする
請求項６記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項１０】
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、
前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路と、
前記光学基板上であってスラブ光導波路に形成された前記回折格子領域とを備えたことを特徴とする
請求項７記載の外部共振器型波長可変光源。
【請求項１１】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、
これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、
これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される一端に高反射膜が施された第３の光導波路と、
この第３の光導波路の高反射膜が施された一端から前記分波合波領域との間に設けられた弾性表面波型波長フィルタと、
前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバと
を備えたことを特徴とする外部共振器型波長可変光源。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源に関し、特に波長可変範囲を拡大すると共に光軸調整が容易で小型化が可能な外部共振器型波長可変光源に関する。
【背景技術】
【０００２】
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開平０６−０９７６０１号公報
【特許文献２】特開平０６−１１２５８３号公報
【特許文献３】米国特許登録第５５９４７４４号
【特許文献４】特開平１１−２５１６６５号公報
【０００４】
図９はこのような「特許文献３」に記載された従来の外部共振器型波長可変光源の一例を示す構成ブロック図である。図９において１は一方の出射端に無反射膜が施された半導体レーザを用いた光増幅器、２，４及び６はレンズ、３は光を決められた方向にのみ通過させる光アイソレータ、５は光ファイバ、７は波長選択素子である回折格子、８はミラー等の反射器、９は回転制御手段、１０はモータ等の回転駆動手段、１１は光増幅器駆動手段である。また、９及び１０は波長制御手段５０を、７及び８は波長選択反射手段５１をそれぞれ構成している。
【０００５】
光増幅器１の一方の出射端からの出射光はレンズ２により平行光となり、光アイソレータ３を透過する。光アイソレータ３の透過光はレンズ４によって集光されて光ファイバ５の一端に入射される。
【０００６】
光増幅器１の他方の出射端からの出射光はレンズ６によって平行光となり、回折格子７に入射される。回折格子７における回折光は反射器８に入射され、反射器８からの反射光は回折格子７で反射されレンズ６によって集光されて光増幅器１の他方の出射端に再び入射される。
【０００７】
反射器８は回転駆動手段１０に固定され、回転駆動手段１０の制御入力端子には回転制御手段９の出力が接続される。また、光増幅器駆動手段１１の出力は光増幅器１の制御入力端子に接続される。
【０００８】
ここで、図９に示す従来例の動作を説明する。光増幅器１は半導体レーザによって構成され、図９中”ＮＲ０１”に示す一方の出射端には無反射膜が施されており、光増幅器駆動手段１１から供給される駆動電流に応じて活性層のバンドギャップエネルギーに応じた波長領域の光を両端の出射端から出射する。
【０００９】
光増幅器１の無反射膜が施された一方の出射端から出射された光はレンズ６を介して回折格子７に入射され入射光の波長に応じた回折角度で平行光を反射器８に対して反射させる。
【００１０】
そして、反射器８からの反射光は回折格子７で反射されレンズ６によって集光されて光増幅器１の一方の出射端に再び入射される。
【００１１】
光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置はリットマン配置と呼ばれ、回折格子７の溝間隔を”ｄ”、回折光の次数を”Ｍ”，回折格子７の法線と光増幅器１の出射光軸との角度（回折格子７への入射角度）を”α”、回折格子７の法線と回折格子７で反射した光の反射光軸との角度（回折格子７からの回折角度）を”β”とした場合、回折格子７で選択される波長”λ”は、
λ＝ｄ／Ｍ・[ｓｉｎα＋ｓｉｎβ]      （１）
で表される。
【００１２】
回折格子７から光増幅器１に入射した光は光増幅器１内を伝播すると共に無反射膜が施されていない他方の出射端の反射率で反射され、光増幅器１内を伝播して再び無反射膜が施された一方の出射端から出射されることになる。
【００１３】
このため、光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過しない光は、反射器８と光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器で共振してレーザ発振することになる。
【００１４】
一方、光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過した光は、レーザ光としてレンズ２、光アイソレータ３及びレンズ４を介して光ファイバ５に入射され各種測定等に用いられる。
【００１５】
このような状態で、波長制御手段５０を構成する回転制御手段９の制御信号に基づき回転駆動手段１０が図９中“ＲＣ０１”に示す回転中心を中心に反射器８の角度を変化させると、反射器８に垂直入射する回折光の回折角度βが変化し、（１）式から求められる波長でレーザ発振するので波長が変化することになる。また、反射器８と光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器の共振器長が変化するので、共振波長も変化することになる。
【００１６】
この結果、光増幅器１の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を回折格子７に入射させ、回折格子７の回折光を反射器８で回折格子７に再び反射させ、回折格子７から戻ってきた光を光増幅器１の無反射膜が施されている一方の出射端に入射させるように配置して反射器８と光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に波長制御手段５０で反射器９の角度を変化させることにより、レーザ発振する波長が変化することが可能になる。
【００１７】
また、光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置をリットマン配置にして、反射器８の回転中心の最適化を行うことにより、光増幅器１の光利得波長範囲でモードホップのない波長可変が可能になる。
【００１８】
また、図１０は「特許文献４」に記載された従来の外部共振器型波長可変光源の他の一例を示す構成ブロック図である。
【００１９】
図１０において１２は一方の出射端に無反射膜が施された半導体レーザを用いた光増幅器、１３，１５，１７及び２２はレンズ、１４及び２１は光を決められた方向にのみ通過させる光アイソレータ、１６及び２３は光ファイバ、１８はビームスプリッタ、１９は波長選択素子である回折格子、２０はミラー等の反射器である。
【００２０】
光増幅器１２の一方の出射端からの出射光はレンズ１３により平行光となり、光アイソレータ１４を透過する。光アイソレータ１４の透過光はレンズ１５によって集光されて光ファイバ１６の一端に入射される。
【００２１】
光増幅器１２の他方の出射端からの出射光はレンズ１７によって平行光となり、ビームスプリッタ１８に入射され、ビームスプリッタ１８を透過した光は回折格子１９に入射される。
【００２２】
回折格子１９における回折光は反射器２０に入射され、反射器２０からの反射光は回折格子１９で反射され再びビームスプリッタ１８に入射される。
【００２３】
ビームスプリッタ１８で反射された光は光アイソレータ２１に入射され、光アイソレータ２１の透過光はレンズ２２によって集光されて光ファイバ２３の一端に入射される。一方、ビームスプリッタ１８を透過した光はレンズ１７によって集光されて光増幅器１２の他方の出射端に再び入射される。
【００２４】
ここで、図１０に示す従来例の動作を説明する。光増幅器１２は半導体レーザによって構成され、図１０中”ＮＲ１１”に示す一方の出射端には無反射膜が施されており、光増幅器駆動手段（図示せず。）から供給される駆動電流に応じて活性層のバンドギャップエネルギーに応じた波長領域の光を両端の出射端から出射する。
【００２５】
光増幅器１２の無反射膜が施された一方の出射端から出射された光はレンズ１１を介してビームスプリッタ１８に入射され、ビームスプリッタ１８の分岐比に応じては反射光と透過光に分岐される。
【００２６】
ビームスプリッタ１８を透過した光は回折格子１９に入射され入射光の波長に応じた回折角度で平行光を反射器２０に対して反射させる。
【００２７】
そして、反射器２０からの反射光は回折格子１９で反射され再びビームスプリッタ１８に入射される。ビームスプリッタ１８に入射された光はビームスプリッタ１８の分岐比に応じては反射光と透過光に分岐される。
【００２８】
ビームスプリッタ１８を透過した光はレンズ１７によって集光されて光増幅器１２の一方の出射端に再び入射される。
【００２９】
回折格子１９側から光増幅器１２に入射した光は光増幅器１２内を伝播すると共に無反射膜が施されていない他方の出射端の反射率で反射され、光増幅器１２内を伝播して再び無反射膜が施された一方の出射端から出射されることになる。
【００３０】
このため、光増幅器１２の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過しない光は、反射器２０と光増幅器１２の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器で共振してレーザ発振することになる。
【００３１】
一方、光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過した光は、レーザ光としてレンズ２、光アイソレータ３及びレンズ４を介して光ファイバ５に入射され各種測定等に用いられる。
【００３２】
また、回折格子１９で反射されビームスプリッタ１８で反射された光は、レーザ光として光アイソレータ２１及びレンズ２２を介して光ファイバ２３に入射され各種測定等に用いられる。
【００３３】
このような状態で、波長制御手段（図示せず）が回転中心を中心に反射器２０の角度を変化させると、反射器２０に垂直入射する回折格子１９から反射される回折光の回折角度が変化するので、レーザ発振する波長が変化することになる。また、反射器２０と光増幅器１の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器の共振器長が変化するので、共振波長も変化することになる。
【００３４】
この結果、光増幅器１２の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を回折格子１９に入射させ、回折格子１９の回折光を反射器２０で回折格子１９に再び反射させ、回折格子１９から戻ってきた光を光増幅器１２の無反射膜が施されている一方の出射端に入射させるように配置して反射器２０と光増幅器１２無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に反射器２０の角度を変化させることにより、レーザ発振する波長が変化することが可能になる。
【００３５】
また、光ファイバ２３に入射されるレーザ光は回折格子１９及び反射器２０で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ（Amplified Spountaneous Emission）光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
しかし、図９及び図１０に示す従来例では光増幅器の光利得波長範囲は光増幅器の組成で決まり、光増幅器として用いている半導体レーザでは、レーザ発振する波長範囲として”２００ｎｍ”程度得られるものの、実用的な光強度が得られる使用波長範囲は”１５０ｎｍ”程度となってしまうと言った問題点があった。
【００３７】
また、図９及び図１０に示す従来例では回折格子及び反射器、或いは、回折格子、反射器及びビームスプリッタとしてディスクリートの光学部品を用いているので小型化が困難であると言った問題点があった。
【００３８】
さらに、図１０に示す従来例では光学部品の光軸調整箇所が多く、各光学部品の光軸調整が難しくなってしまうと言った問題点があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、波長可変範囲を拡大すると共に光軸調整が容易で小型化が可能な外部共振器型波長可変光源を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３９】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、この第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光を平行光にするレンズと、このレンズからの出射光が入射されると共に反射光を前記レンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００４０】
請求項２記載の発明は、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、この第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光を平行光にする第１のレンズと、この第１のレンズからの出射光が入射されると共に反射光を前記第１のレンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光を平行光にする第２のレンズと、この第２のレンズからの平行光が入射される光アイソレータと、この光アイソレータの出射光を集光する第３のレンズと、この第３のレンズの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００４１】
請求項３記載の発明は、
請求項１若しくは請求項２記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
前記波長選択反射手段が、
回転中心を中心に角度が可変な反射器と、入射された前記平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を前記レンズ若しくは前記第１のレンズを介して前記第３の光導波路の無反射膜が施された一方の出射端に入射させる回折格子とから構成されたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置をリットマン配置にして、反射器８の回転中心の最適化を行うことにより、光増幅器１の光利得波長範囲でモードホップのない波長可変が可能になる。
【００４２】
請求項４記載の発明は、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、この第３の光導波路の一方の出射端からの出射光が入射されると共に反射光を前記第３の光導波路の一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００４３】
請求項５記載の発明は、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される第３の光導波路と、この第３の光導波路の一方の出射端からの出射光が入射されると共に反射光を前記第３の光導波路の一方の出射端に入射させる波長選択反射手段と、前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光を平行光にする第１のレンズと、この第１のレンズからの平行光が入射される光アイソレータと、この光アイソレータの出射光を集光する第２のレンズと、この第２のレンズの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００４４】
請求項６記載の発明は、
請求項４若しくは請求項５記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
前記波長選択反射手段が、
前記第３の光導波路からの出射光を平面平行光にするスラブ光導波路に形成された導波路型レンズと、回転中心を中心に角度が可変な反射器と、前記導波路型レンズから入射された前記平面平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を前記導波路型レンズを介して前記第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから構成されたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、反射器以外はディスクリートの光学部品のレンズと回折格子を用いていないので、光軸調整が容易になり、光学系の小型化が可能なる。
【００４５】
請求項７記載の発明は、
請求項４若しくは請求項５記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
前記波長選択反射手段が、
回転中心を中心に角度が可変な反射器と、前記第３の光導波路からの出射光を平面平行光にすると共に前記平面平行光を回折光として前記反射器に出射し、前記反射器からの反射光を集光して前記第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから構成されたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、導波路型レンズの機能を回折格子領域に兼ね備えさせているので、光学系のより小型化が可能なる。
【００４６】
請求項８記載の発明は、
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路とを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置をリットマン配置にして、反射器８の回転中心の最適化を行うことにより、光増幅器１の光利得波長範囲でモードホップのない波長可変が可能になる。
【００４７】
請求項９記載の発明は、
請求項６記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路と、前記光学基板上であってスラブ光導波路に形成された前記導波路型レンズ及び前記回折格子領域とを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、反射器以外はディスクリートの光学部品のレンズと回折格子を用いていないので、光軸調整が容易になり、光学系の小型化が可能なる。
【００４８】
請求項１０記載の発明は、
請求項７記載の発明である外部共振器型波長可変光源において、
光学基板上に形成された前記第３の光導波路と、前記光学基板上であって前記第３の光導波路の両側に平行に形成されると共に中間部分がそれぞれ前記第３の光導波路に近接して前記分波合波領域を構成する前記第１及び第２の光導波路と、前記光学基板上であってスラブ光導波路に形成された前記回折格子領域とを備えたことにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、導波路型レンズの機能を回折格子領域に兼ね備えさせているので、光学系のより小型化が可能なる。
【００４９】
請求項１１記載の発明は、
光増幅器と光増幅器の外部に配置された波長選択反射手段によって波長を変化させる外部共振器型波長可変光源において、
一方の出射端に無反射膜が施され波長範囲のそれぞれ異なる第１及び第２の光増幅器と、これら第１及び第２の光増幅器の無反射膜が施された一方の出射端からの出射光がそれぞれ入射される第１及び第２の光導波路と、これらの第１及び第２の光導波路を伝播する光が分波合波領域により結合される一端に高反射膜が施された第３の光導波路と、この第３の光導波路の高反射膜が施された一方の出射端から前記分波合波領域との間に設けられた弾性表面波型波長フィルタと、前記第３の光導波路の無反射膜が施された他方の出射端からの出射光が一端に入射され他端から出射光を出力する光ファイバとを備えたことにより、広い波長範囲で高速な波長可変が可能になり、光学基板に出射する光がなくなるので光軸調整がほとんど必要なくなることになる。
【発明の効果】
【００５０】
本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，４及び請求項５の発明によれば、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を第１及び第２の光導波路に入射し、分波合波領域において第３の光導波路に結合した光を波長選択反射手段に入射し、波長選択反射手段からの反射光を再び第３の光導波路に入射させ、分波合波領域において第１若しくは第２の光導波路に結合した光を２つの光増幅器に入射させ、反射器と２つの光増幅器の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に反射器の角度を変化させることにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００５１】
また、請求項３及び請求項８の発明によれば、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置をリットマン配置にして、反射器８の回転中心の最適化を行うことにより、光増幅器１の光利得波長範囲でモードホップのない波長可変が可能になる。
【００５２】
また、請求項６及び請求項９の発明によれば、第３の光導波路の一方の出射端からの出射光を平行光にするスラブ光導波路に形成された導波路型レンズと、回転中心を中心に角度が可変な反射器と、導波路型レンズから入射された平行光を回折光として反射器に出射し、反射器からの反射光を導波路型レンズを介して第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから波長選択反射手段を構成することにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、反射器以外はディスクリートの光学部品のレンズと回折格子を用いていないので、光軸調整が容易になり、光学系の小型化が可能なる。
【００５３】
また、請求項７及び請求項１０の発明によれば、回転中心を中心に角度が可変な反射器と、第３の光導波路の一方の出射端からの出射光を平行光にすると共に平行光を回折光として反射器に出射し、反射器からの反射光を集光して第３の光導波路に入射させるスラブ光導波路に形成された回折格子領域とから波長選択反射手段を構成することにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。また、光ファイバに入射されるレーザ光は回折格子領域及び反射器で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。また、導波路型レンズの機能を回折格子領域に兼ね備えさせているので、光学系のより小型化が可能なる。
【００５４】
また、請求項１１の発明によれば、第３の光導波路の他端に高反射膜を形成し、当該高反射膜と分波合波領域との間であって第３の光導波路上に弾性表面波型波長フィルタを設けることにより、広い波長範囲で高速な波長可変が可能になり、光学基板に出射する光がなくなるので光軸調整がほとんど必要なくなることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５５】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る外部共振器型波長可変光源の一実施例を示す構成ブロック図である。
【００５６】
図１において２４は石英系材料、有機系材料若しくは半導体材料を用い分波合波領域を有する３つの光導波路が形成された光学基板、２５は光学基板２４上に形成され一方の出射端に無反射膜が施された半導体レーザを用いた光増幅器、２６は光学基板２４上に形成され一方の出射端に無反射膜が施され光増幅器２５とは波長範囲の異なる半導体レーザを用いた光増幅器、２７，２９及び３１はレンズ、２８は光を決められた方向にのみ通過させる光アイソレータ、３０は光ファイバ、３２は波長選択素子である回折格子、３３はミラー等の反射器である。また、３２及び３３は波長選択反射手段５２を構成している。
【００５７】
また、図２は光学基板２４の詳細を説明する説明図（平面図）である。図２において２４，２５、２６、ＮＲ２１及びＮＲ２２は図１と同一符号を付してあり、３４，３５及び３６は光学基板２４に形成された光導波路、３７は或る結合効率で光が結合される分波合波領域である。
【００５８】
図２において、光学基板２４には直線状の光導波路３６が形成され、光導波路３６の両側には光導波路３４及び光導波路３５が平行に形成されると共に光導波路３４及び光導波路３５の中間部分はそれぞれ光導波路３６に近接して分波合波領域３７を構成する。
【００５９】
図２中”ＮＲ２１”に示すように光導波路３４、光導波路３５及び光導波路３６の一端には無反射膜が施され、図２中”ＮＲ２２”に示すように光導波路３６の他端にも無反射膜が施される。光導波路３４及び光導波路３５の他端には光増幅器２５及び光増幅器２６の一方の出射端が接続されるように形成される。
【００６０】
また、光増幅器２５及び光増幅器２６において図２中”ＮＲ３１”及び”ＮＲ３２”に示す一方の出射端には無反射膜が施される。
【００６１】
一方、図１において図１中”ＮＲ２２”に示す無反射膜が施された光導波路３６の一端からの出射光はレンズ２７により平行光となり、光アイソレータ２８を透過する。光アイソレータ２８の透過光はレンズ２９によって集光されて光ファイバ３０の一端に入射される。
【００６２】
図１中”ＮＲ２１”に示す無反射膜が施された光導波路３６の他端からの出射光はレンズ３１によって平行光となり、回折格子３２に入射される。回折格子３２における回折光は反射器３３に入射される。反射器３３に入射された回折光の内、反射器３３に垂直入射した回折格子からの回折光は、反射器３３からの垂直反射光となって、回折格子３２で回折されレンズ３１によって集光されて無反射膜が施された光導波路３６の他端に再び入射される。反射器３３に垂直入射しない回折格子からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子３２で回折されレンズ３１によって集光されても無反射膜が施された光導波路３６の他端に入射されない。
【００６３】
ここで、図１に示す実施例の動作を図３を用いて説明する。図３は光増幅器２５及び光増幅器２６の発振波長範囲と分波合波領域３７の結合効率との関係を示す特性曲線図である。
【００６４】
光増幅器２５及び光増幅器２６は半導体レーザによって構成され、供給される駆動電流に応じて活性層のバンドギャップエネルギーに応じた波長領域の光を両端の出射端から出射する。但し、光増幅器２５及び光増幅器２６の発振波長範囲は図３中”ＷＲ４１”及び”ＷＲ４２”に示す通り互いに異なる発振波長範囲を有している。
【００６５】
光導波路３４と光導波路３６の結合効率は、光増幅器２５の発振波長範囲”ＷＲ４１”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器２６の発振波長範囲”ＷＲ４２”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【００６６】
その結果、光導波路３４を伝播して分波合波領域３７に到達した光増幅器２５からの光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路３６に結合導され、光導波路３６を伝播する。
【００６７】
一方、光導波路３５と光導波路３６の結合効率は、光増幅器２６の発振波長範囲”ＷＲ４２”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器２５の発振波長範囲”ＷＲ４１”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【００６８】
その結果、光導波路３５を伝播して分波合波領域３７に到達した光増幅器２６からの光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路３６に結合導され、光導波路３６を伝播する。
【００６９】
このように光導波路３６を伝播する光増幅器２５及び光増幅器２６から出射した光は図１中”ＮＲ２１”に示す無反射膜が施された光導波路３６の他端から出射され、レンズ３１によって平行光となり、波長選択反射手段５２に入射、言い換えれば、波長選択反射手段５２を構成する回折格子３２に入射される。
【００７０】
回折格子３２における回折光は反射器３３に入射される。反射器３３に入射された回折光の内、反射器３３に垂直入射した回折格子からの回折光は、反射器３３からの垂直反射光となって、回折格子３２で回折されレンズ３１によって集光されて無反射膜が施された光導波路３６の他端に再び入射される。反射器３３に垂直入射しない回折格子からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子３２で回折されレンズ３１によって集光されても無反射膜が施された光導波路３６の他端に入射されない。
【００７１】
反射選択手段５２からの反射光はレンズ３１によって集光されて図１中“ＮＲ２１”に示す無反射膜が施された光導波路３６の他端に再び入射される。
【００７２】
光導波路３６を伝播して分波合波領域３７に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲ＷＲ４１の光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路３４に結合され、光増幅器２５に入射される。一方、光導波路３５への結合効率は低下しているので、光導波路３５を伝播して光増幅器２６に入射する光は非常に少なくなる。
【００７３】
同様に光導波路３６を伝播して分波合波領域３７に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲ＷＲ４２の光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路３５に結合され、光増幅器２６に入射される。一方、光導波路３４への結合効率は低下しているので、光導波路３４を伝播して光増幅器２５に入射する光は非常に少なくなる。
【００７４】
光導波路３６から光増幅器２５若しくは光増幅器２６に入射した光は光増幅器２５若しくは光増幅器２６内を伝播すると共に無反射膜が施されていない他方の出射端の反射率で反射され、光増幅器２５若しくは光増幅器２６内を伝播して再び無反射膜が施された一方の出射端から出射されることになる。
【００７５】
このため、光増幅器２５若しくは光増幅器２６の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過しない光は、反射器３３と光増幅器２５若しくは光増幅器２６の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器で共振してレーザ発振することになる。
【００７６】
一方、光導波路３６を伝播して分波合波領域３７において光導波路３４若しくは光導波路３５に結合されなかった光は、そのまま光導波路３６を伝播して図１中”ＮＲ２２”に示す無反射膜が施された光導波路３６の他端から出射される。
【００７７】
このように光導波路３６の他端から出射された光、レンズ２７、光アイソレータ２８及びレンズ２９を介して光ファイバ３０に入射され各種測定等に用いられる。
【００７８】
このような状態で、波長制御手段（図示せず）が回転中心を中心に反射器３３の角度を変化させると、反射器３３に垂直入射する回折格子３２から反射される回折光の回折角度が変化するので、レーザ発振する波長が変化することになる。また、反射器３３と光増幅器２６の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器の共振器長が変化するので、共振波長も変化することになる。
【００７９】
この結果、光増幅器２５及び光増幅器２６の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を光導波路３４及び光導波路３５に入射し、分波合波領域３７において光導波路３６に結合した光を波長選択反射手段５２に入射し、波長選択反射手段５２からの反射光を再び光導波路３６に入射させ、分波合波領域３７において光導波路３４若しくは光導波路３５に結合した光を光増幅器２５若しくは光増幅器２６に入射させ、反射器３３と光増幅器２５及び光増幅器２６の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に反射器３３の角度を変化させることにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【００８０】
また、光ファイバ３０に入射されるレーザ光は回折格子３２及び反射器３３で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。
【００８１】
また、光増幅器１、回折格子７及び反射器８の光学配置をリットマン配置にして、反射器８の回転中心の最適化を行うことにより、光増幅器１の光利得波長範囲でモードホップのない波長可変が可能になる。
【００８２】
また、図４は本発明に係る外部共振器型波長可変光源の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【００８３】
図４において２７，２８，２９及び３０は図１と同一符号を付してあり、３８は石英系材料、有機系材料若しくは半導体材料を用い分波合波領域を有する３つの光導波路が形成された光学基板、３９は光学基板３８上に形成され一方の出射端に無反射膜が施された半導体レーザを用いた光増幅器、４０は光学基板３８上に形成され一方の出射端に無反射膜が施され光増幅器３９とは波長範囲の異なる半導体レーザを用いた光増幅器である。
【００８４】
また、図５及び図６は光学基板３８の詳細を説明する説明図（平面図及び側面図）である。図５及び図６において３８，３９，４０及びＮＲ５１は図４と同一符号を付してあり、４１，４２及び４３は光学基板３８に形成された光導波路、４４は或る結合効率で光が結合される分波合波領域、４５はスラブ光導波路（平面光導波路）に形成されている導波路型レンズ、４６はスラブ光導波路（平面光導波路）に形成された回折格子領域、４７はミラー等の反射器である。また、４６及び４７は波長選択反射手段５３を構成する。
【００８５】
図５において光学基板３８には直線状の光導波路４３が形成され、光導波路４３の両側には光導波路４１及び光導波路４２が平行に形成されると共に光導波路４１及び光導波路４２の中間部分はそれぞれ光導波路４３に近接して分波合波領域４４を構成する。
【００８６】
図５中”ＮＲ５１”に示すように光導波路４３の一端に無反射膜が施され、光導波路４１及び光導波路４２の一端には光増幅器３９及び光増幅器４０の一方の出射端が接続されるように形成される。
【００８７】
また、光増幅器３９及び光増幅器４０において図５中”ＮＲ６１”及び”ＮＲ６２”に示す一方の出射端には無反射膜が施される。
【００８８】
一方、図４において図４中”ＮＲ５１”に示す無反射膜が施された光導波路４３の一端からの出射光はレンズ２７により平行光となり、光アイソレータ２８を透過する。光アイソレータ２８の透過光はレンズ２９によって集光されて光ファイバ３０の一端に入射される。
【００８９】
光導波路４３の他端からの出射光は光学基板３８に形成されたスラブ光導波路（平面光導波路）を伝播し、スラブ光導波路（平面光導波路）に形成された導波路型レンズ４５によって平面平行光となり、スラブ光導波路（平面光導波路）に形成された回折格子領域４６に入射される。
【００９０】
回折格子領域４６では入射光を波長に対応した角度でスラブ光導波路（平面光導波路）から光学基板３８外に出射させ、当該出射光は光学基板３８の外部に配置された反射器４７に入射される。
【００９１】
反射器４７に入射された回折光の内、反射器４７に垂直入射した回折格子領域からの回折光は、反射器４７らの垂直反射光となって、回折格子領域４６で回折され導波路型レンズ４５によって集光されて光導波路４３の他端に再び入射される。反射器４７に垂直入射しない回折格子領域からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子領域４６で回折され導波路型レンズ４５によって集光されても光導波路４３の他端に入射されない。
【００９２】
ここで、図４に示す他の実施例の動作を図３を用いて説明する。図３においては各光増幅器３９及び４０の発振波長範囲と分波合波領域４４の結合効率との関係を示す特性曲線図として読み替えて援用するものとする。
【００９３】
光増幅器３９及び光増幅器４０は半導体レーザによって構成され、供給される駆動電流に応じて活性層のバンドギャップエネルギーに応じた波長領域の光を両端の出射端から出射する。但し、光増幅器３９及び光増幅器４０の発振波長範囲は図３中”ＷＲ４１”及び”ＷＲ４２”に示す通り互いに異なる発振波長範囲を有しているものとする。
【００９４】
光導波路４１と光導波路４３の結合効率は、光増幅器３９の発振波長範囲”ＷＲ４１”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器４０の発振波長範囲”ＷＲ４２”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【００９５】
その結果、光導波路３９を伝播して分波合波領域４４に到達した光増幅器３９からの光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４３に結合導され、光導波路４３を伝播する。
【００９６】
一方、光導波路４２と光導波路４３の結合効率は、光増幅器４０の発振波長範囲”ＷＲ４２”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器３９の発振波長範囲”ＷＲ４１”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【００９７】
その結果、光導波路４２を伝播して分波合波領域４４に到達した光増幅器４０からの光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４３に結合導され、光導波路４３を伝播する。
【００９８】
このように光導波路４３を伝播する光増幅器３９及び光増幅器４０から出射した光は光導波路４３の一端から出射され、導波路型レンズ４５によって平面平行光となり、回折格子領域４６に入射される。
【００９９】
回折格子領域４６における回折光は反射器４７に入射され、回折格子領域４６における回折光は反射器４７に入射される。反射器４７に入射された回折光の内、反射器４７に垂直入射した回折格子からの回折光は、反射器４７からの垂直反射光となって、回折格子領域４６で回折され導波路型レンズ４５によって集光されて光導波路４３の他端に再び入射される。反射器４７に垂直入射しない回折格子からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子領域４６で回折され導波路型レンズ４５によって集光されても光導波路４３の他端に入射されない。
【０１００】
反射選択手段５３からの反射光は導波路型レンズ４５によって集光されて光導波路４３の他端に再び入射される。
【０１０１】
光導波路４３を伝播して分波合波領域４４に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲”ＷＲ４１”の光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４１に結合され、光増幅器３９に入射される。一方、光導波路４２への結合効率は低下しているので、光導波路４２を伝播して光増幅器４０に入射する光は非常に少なくなる。
【０１０２】
同様に光導波路４３を伝播して分波合波領域４４に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲”ＷＲ４２”の光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４２に結合され、光増幅器４０に入射される。一方、光導波路４１への結合効率は低下しているので、光導波路４１を伝播して光増幅器３９に入射する光は非常に少なくなる。
【０１０３】
光導波路４３から光増幅器３９若しくは光増幅器４０に入射した光は光増幅器３９若しくは光増幅器４０内を伝播すると共に無反射膜が施されていない他方の出射端の反射率で反射され、光増幅器３９若しくは光増幅器４０内を伝播して再び無反射膜が施された一方の出射端から出射されることになる。
【０１０４】
このため、光増幅器３９若しくは光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過しない光は、反射器４７と光増幅器３９若しくは光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器で共振してレーザ発振することになる。
【０１０５】
一方、光導波路４３を伝播して分波合波領域４４において光導波路４１若しくは光導波路４２に結合されなかった光は、そのまま光導波路４３を伝播して図４中”ＮＲ５１”に示す無反射膜が施された光導波路４３の他端から出射される。
【０１０６】
このように光導波路４３の他端から出射された光は、レンズ２７、光アイソレータ２８及びレンズ２９を介して光ファイバ３０に入射され各種測定等に用いられる。
【０１０７】
このような状態で、波長制御手段が図６中“ＲＣ７１”に示すような回転中心を中心に図６中“ＲＴ７１”に示すように反射器４７の角度を変化させると、反射器４７に垂直入射する回折格子領域４６から出射される回折光の回折角度が変化するので、レーザ発振する波長が変化することになる。また、反射器４７と光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器の共振器長が変化するので、共振波長も変化することになる。
【０１０８】
この結果、光増幅器３９及び光増幅器４０の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を光導波路４１及び光導波路４２に入射し、分波合波領域４４において光導波路４３に結合した光を波長選択反射手段５３に入射し、波長選択反射手段５３からの反射光を再び光導波路４３に入射させ、分波合波領域４４において光導波路４１若しくは光導波路４２に結合した光を光増幅器３９若しくは光増幅器４０に入射させ、反射器４７と光増幅器３９及び光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に反射器４７の角度を変化させることにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【０１０９】
また、光ファイバ３０に入射されるレーザ光は回折格子領域４６及び反射器４７で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。
【０１１０】
また、図１に示す実施例と比較して反射器４７以外はディスクリートの光学部品のレンズ３１と回折格子３２を用いていないので、光軸調整が容易になり、光学系の小型化が可能なる。
【０１１１】
また、図７は本発明に係る外部共振器型波長可変光源の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【０１１２】
図７において２７，２８，２９，３０，３９及び４０は図４と同一符号を付してあり、３８ａは石英系材料、有機系材料若しくは半導体材料を用い分波合波領域を有する３つの光導波路が形成された光学基板である。
【０１１３】
また、図８は光学基板３８ａの詳細を説明する説明図（平面図）である。但し、反射器の位置関係は図６に示す説明図（側面図）と同様であるので説明はその説明は省略する。
【０１１４】
図８において３８ａ，３９，４０及びＮＲ８１は図７と同一符号を、４１，４２，４３，４４，ＮＲ６１及びＮＲ６２は図５と同一符号を、４７は図６と同一符号をそれぞれ付してあり、４８はスラブ光導波路（平面光導波路）に形成されている導波路型レンズ機能を有する回折格子領域である。また、４７及び４８は波長選択反射手段５４（図示せず。）を構成する。
【０１１５】
図８において光学基板３８ａには直線状の光導波路４３が形成され、光導波路４３の両側には光導波路４１及び光導波路４２が平行に形成されると共に光導波路４１及び光導波路４２の中間部分はそれぞれ光導波路４３に近接して分波合波領域４４を構成する。
【０１１６】
図８中”ＮＲ８１”に示すように光導波路４３の一端に無反射膜が施され、光導波路４１及び光導波路４２の一端には光増幅器３９及び光増幅器４０の一方の出射端が接続されるように形成される。
【０１１７】
また、光増幅器３９及び光増幅器４０において図８中”ＮＲ６１”及び”ＮＲ６２”に示す一方の出射端には無反射膜が施される。
【０１１８】
一方、図７において図７中”ＮＲ８１”に示す無反射膜が施された光導波路４３の一端からの出射光はレンズ２７により平行光となり、光アイソレータ２８を透過する。光アイソレータ２８の透過光はレンズ２９によって集光されて光ファイバ３０の一端に入射される。
【０１１９】
光導波路４３の他端からの出射光は光学基板３８ａに形成されたスラブ光導波路（平面光導波路）を伝播し、スラブ光導波路（平面光導波路）に形成された回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって平面平行光となる。
【０１２０】
回折格子領域４８では入射光を波長に対応した角度でスラブ光導波路（平面光導波路）から光学基板３８ａ外に出射させ、当該出射光は光学基板３８の外部に配置された反射器４７に入射される。
【０１２１】
反射器４７に入射された回折光の内、反射器４７に垂直入射した回折格子からの回折光は、反射器４７からの垂直反射光となって、回折格子領域４８で回折され回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって集光されて光導波路４３の他端に再び入射される。反射器３３に垂直入射しない回折格子からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子４７で回折され回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって集光されても光導波路４３の他端に入射されない。
【０１２２】
ここで、図７に示す他の実施例の動作を図３を用いて説明する。図３においては光増幅器３９及び光増幅器４０の発振波長範囲と分波合波領域４４の結合効率との関係を示す特性曲線図として読み替えて援用するものとする。
【０１２３】
光増幅器３９及び光増幅器４０は半導体レーザによって構成され、供給される駆動電流に応じて活性層のバンドギャップエネルギーに応じた波長領域の光を両端の出射端から出射する。但し、光増幅器３９及び光増幅器４０の発振波長範囲は図３中”ＷＲ４１”及び”ＷＲ４２”に示す通り互いに異なる発振波長範囲を有しているものとする。
【０１２４】
光導波路４１と光導波路４３の結合効率は、光増幅器３９の発振波長範囲”ＷＲ４１”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器４０の発振波長範囲”ＷＲ４２”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【０１２５】
その結果、光導波路４１を伝播して分波合波領域４４に到達した光増幅器３９からの光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４３に結合導され、光導波路４３を伝播する。
【０１２６】
一方、光導波路４２と光導波路４３の結合効率は、光増幅器４０の発振波長範囲”ＷＲ４２”内で８０％程度の結合効率を有しており、光増幅器３９の発振波長範囲”ＷＲ４１”内では結合効率が急激に低下している特性である。
【０１２７】
その結果、光導波路４２を伝播して分波合波領域４４に到達した光増幅器４０からの光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４３に結合導され、光導波路４３を伝播する。
【０１２８】
このように光導波路４３を伝播する光増幅器３９及び光増幅器４０から出射した光は光導波路４３の一端から出射され、回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって平面平行光となる。
【０１２９】
回折格子領域４８における回折光は反射器４７に入射される。反射器４７に入射された回折光の内、反射器４７に垂直入射した回折格子からの回折光は、反射器４７からの垂直反射光となって、回折格子４７で回折され回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって集光されて導波路４３の他端に再び入射される。反射器４７に垂直入射しない回折格子領域からの回折光は、異なった角度で反射されるので、回折格子領域４８で回折され回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって集光されても光導波路４３の他端に入射されない。
【０１３０】
光導波路４３を伝播して分波合波領域４４に到達した光は、図３中”ＣＨ４１”若しくは”ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４１若しくは光導波路４２に結合され、光導波路４１若しくは光導波路４２を伝播して光増幅器３９若しくは光増幅器４０に入射される。
【０１３１】
反射選択手段５３からの反射光は回折格子領域４８の導波路型レンズ機能によって集光されて光導波路４３の他端に再び入射される。
【０１３２】
光導波路４３を伝播して分波合波領域４４に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲”ＷＲ４１”の光は、図３中“ＣＨ４１”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４１に結合され、光増幅器３９に入射される。一方、光導波路４２への結合効率は低下しているので、光導波路４２を伝播して光増幅器４０に入射する光は非常に少なくなる。
【０１３３】
同様に光導波路４３を伝播して分波合波領域４４に到達した反射選択手段からの反射光の内、波長範囲”ＷＲ４２”の光は、図３中“ＣＨ４２”に示す特性のように８０％程度の結合効率で光導波路４２に結合され、光増幅器４０に入射される。一方、光導波路４１への結合効率は低下しているので、光導波路４１を伝播して光増幅器３９に入射する光は非常に少なくなる。
【０１３４】
このため、光増幅器３９若しくは光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端を透過しない光は、反射器４７と光増幅器３９若しくは光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器で共振してレーザ発振することになる。
【０１３５】
一方、光導波路４３を伝播して分波合波領域４４において光導波路４１若しくは光導波路４２に結合されなかった光は、そのまま光導波路４３を伝播して図７中”ＮＲ８１”に示す無反射膜が施された光導波路４３の他端から出射される。
【０１３６】
このように光導波路４３の他端から出射された光は、レンズ２７、光アイソレータ２８及びレンズ２９を介して光ファイバ３０に入射され各種測定等に用いられる。
【０１３７】
このような状態で、波長制御手段（図示せず）が回転中心を中心に反射器４７の角度を変化させると、反射器４７に垂直入射する回折格子領域４８から出射される回折光の回折角度が変化するので、レーザ発振する波長が変化することになる。また、反射器４７と光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で構成される共振器の共振器長が変化するので、共振波長も変化することになる。
【０１３８】
この結果、光増幅器３９及び光増幅器４０の無反射膜が施されている一方の出射端からの出射光を光導波路４１及び光導波路４２に入射し、分波合波領域４４において光導波路４３に結合した光を波長選択反射手段５４に入射し、波長選択反射手段５４からの反射光を再び光導波路４３に入射させ、分波合波領域４４において光導波路４１若しくは光導波路４２に結合した光を光増幅器３９若しくは光増幅器４０に入射させ、反射器４７と光増幅器３９及び光増幅器４０の無反射膜が施されていない他方の出射端との間で共振器を構成すると共に反射器４７の角度を変化させることにより、波長範囲のそれぞれ異なる２つの光増幅器の出射光を利用できるのでレーザ発振する波長可変範囲を拡大することが可能になる。
【０１３９】
また、光ファイバ３０に入射されるレーザ光は回折格子領域４８及び反射器４７で波長選択された光であるので自然放出光（ＡＳＥ光）が除去された低ＡＳＥ光レベルのレーザ光となる。
【０１４０】
また、図４に示す実施例と比較して導波路型レンズ４５の機能を回折格子領域４８に兼ね備えさせているので、光学系のより小型化が可能なる。
【０１４１】
なお、波長選択反射手段の他の構成としては「特開２０００−２６１０８６」に記載されているように、中央の光導波路４３を光学基板３８の他端まで延長して、当該他端に高反射膜を形成し、当該高反射膜と分波合波領域４４との間であって光導波路４３上に弾性表面波型波長フィルタを設けても構わない。
【０１４２】
この場合には、広い波長範囲で高速な波長可変が可能になり、光学基板に出射する光がなくなるので光軸調整がほとんど必要なくなることになる。
【０１４３】
また、弾性表面波型波長フィルタとしては、音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Acousto-Optic Tunable Filter）を用いることができる。
【０１４４】
また、波長選択反射手段としては、従来技術で用いられているバンドパスフィルタと反射器を用いた構成であっても構わない。
【０１４５】
また、出力光ファイバ３０からの反射戻り光の影響が軽微な場合には、レンズ２７、光アイソレータ２８及びレンズ２９は不要であり、光導波路４３の他端に直接光ファイバ３０を結合する構造であっても構わない。
【０１４６】
ちなみに、光導波路４３の他端に直接光ファイバ３０を結合する方法としては、Ｖ溝構造を用いた周知の技術を用いることができる。
【０１４７】
この場合には、更なる小型化が可能になると共に出力光側のパッシブアライメント（無調芯固定）が可能になる。
【０１４８】
また、図１等に示す実施例では１つの光学基板上に３つの光導波路及び２つの光増幅器がそれぞれ形成されている構造が例示されているが、勿論、この構造に限定されるわけではない。
【０１４９】
また、図１等に示す実施例では１つの光学基板上に平面的に、中央部分に直線状の第３の光導波路が形成され、第３の光導波路の両側には第１及び第２の光導波路が平行に形成されると共に第１及び第２の導波路の中間部分はそれぞれ第３の光導波路に近接して分波合波領域を構成するように例示しているが、勿論、この構造に限定されるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【０１５０】
【図１】本発明に係る外部共振器型波長可変光源の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】光学基板の詳細を説明する説明図（平面図）である。
【図３】各光増幅器の発振波長範囲と分波合波領域の結合効率との関係を示す特性曲線図である。
【図４】本発明に係る外部共振器型波長可変光源の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【図５】光学基板の詳細を説明する説明図（平面図）である。
【図６】光学基板の詳細を説明する説明図（側面図）である。
【図７】本発明に係る外部共振器型波長可変光源の他の実施例を示す構成ブロック図である。
【図８】光学基板の詳細を説明する説明図（平面図）である。
【図９】従来の外部共振器型波長可変光源の一例を示す構成ブロック図である。
【図１０】従来の外部共振器型波長可変光源の他の一例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
【０１５１】
１，１２，２５，２６，３９，４０  光増幅器
２，４，６，１３，１５，１７，２２，２７，２９，３１  レンズ
３，１４，２１，２８  光アイソレータ
５，１６，２３，３０  光ファイバ
７，１９，３２  回折格子
８，２０，３３，４７  反射器
９  回転制御手段
１０  回転駆動手段
１１  光増幅器駆動手段
１８  ビームスプリッタ
２４，３８，３８ａ  光学基板
３４，３５，３６，４１，４２，４３  光導波路
３７，４４  分波合波領域
４５  導波路型レンズ
４６，４８  回折格子領域
５０  波長制御手段
５１，５２，５３，５４  波長選択反射手段
【図１】
2006073549.tif 000003
【図２】
2006073549.tif 000004
【図３】
2006073549.tif 000005
【図４】
2006073549.tif 000006
【図５】
2006073549.tif 000007
【図６】
2006073549.tif 000008
【図７】
2006073549.tif 000009
【図８】
2006073549.tif 000010
【図９】
2006073549.tif 000011
【図１０】
2006073549.tif 000012