(57)【要約】【課題】  波長可変光源の周波数掃引速度が一定でなくても、精度よく測定することができる光学特性測定装置を実現することにある。【解決手段】  本発明は、周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置に改良を加えたものである。本装置は、波長掃引して第１の入力光を干渉部に出力する第１の波長可変光源と、波長掃引して第２の入力光を干渉部に出力する第２の波長可変光源と、第１、第２の波長可変光源からの第１、第２の入力光の周波数差を検出する検出部と、この検出部の検出した周波数差に基づいて、第１、第２の波長可変光源の周波数差を制御する制御部とを設けたことを特徴とするものである。【選択図】                    図１
2006337239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引して前記第１の入力光を前記干渉部に出力する第１の波長可変光源と、
波長掃引して前記第２の入力光を前記干渉部に出力する第２の波長可変光源と、
前記第１、第２の波長可変光源からの第１、第２の入力光の周波数差を検出する検出部と、
この検出部の検出した周波数差に基づいて、前記第１、第２の波長可変光源の周波数差を制御する制御部と
を設けたことを特徴とする光学特性測定装置。
【請求項２】
周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引してレーザ光を出力する波長可変光源と、
この波長可変光源からのレーザ光を分岐し、一方の分岐光を前記干渉部に出力する分岐部と、
この分岐部からの他方の分岐光の周波数を、所定量シフトさせて前記干渉部に出力する音響光学変調器と
を設けたことを特徴とする光学特性測定装置。
【請求項３】
波長可変光源は、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【請求項４】
第１、第２の波長可変光源は、同一基板上に設けられ、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とする請求項１記載の光学特性測定装置。
【請求項５】
干渉部は、前記第１、第２の入力光を合波し、前記被測定対象に出力する偏光ビームスプリッタを有することを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【請求項６】
干渉部は、
前記被測定対象からの出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を合波すると共にｓ偏光とｐ偏光とに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に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の偏光面を４５°傾けて出力する偏光面回転部と
を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【請求項７】
前記干渉部から出力される干渉光ごとに設けられ、干渉光を受光して、干渉光の光パワーに応じた信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される信号をフィルタリングするローパスフィルタと
を設け、
前記干渉部は、前記第１、第２の入力光それぞれを分岐し、一方の分岐光を前記被測定対象に入力させ、前記被測定対象からの出力光を他方の分岐光で干渉させ、複数の干渉光を出力し、
前記第１の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第１の偏光状態の出力光とを干渉した第１の干渉光と、
前記第２の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第１の偏光状態の出力光とを干渉した第２の干渉光と、
前記第１の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第２の偏光状態の出力光とを干渉した第３の干渉光と、
前記第２の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第２の偏光状態の出力光とを干渉した第４の干渉光と
を出力し、前記第１、第２の偏光状態が互いに直交することを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
ローパスフィルタは、前記光源部が出力する第１、第２の入力光の周波数差よりも低周波の信号を通過させることを特徴とする請求項７記載の光学特性測定装置。
【請求項９】
干渉部は、空間光型の干渉計であることを特徴とする請求項１または２記載の光学特性測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって被測定対象の光学特性、特に被測定対象の伝達関数行列（例えば、ジョーンズ行列）を求める光学特性測定装置に関するものであり、詳しくは、波長可変光源の周波数掃引速度が一定でなくても、精度よく測定することができる光学特性測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光学特性測定装置とは、被測定対象（例えば、光学素子、光学装置、これら光学素子や光学装置の試験装置・測定装置等）の光学特性（例えば、挿入損失、反射率、透過率、偏光依存性、波長分散、偏波モード分散等）を求めるものであり、具体的には被測定対象の伝達関数行列（例えば、ジョーンズ行列）を測定によって求め、この伝達関数から被測定対象の光学特性を一括して、または必要な光学特性のみを求めるものである。
【０００３】
伝達関数行列を測定によって求めるには、被測定対象に周波数ｆｓの信号光を入射し、被測定対象から出力される信号光（透過光や反射光）を参照光（周波数ｆｒ）と合波して干渉させる。そして、干渉信号を受光部で受光して干渉信号の振幅と位相を測定する（いわゆるヘテロダイン検出）。また、所定の測定波長範囲において伝達関数を求めるため、光源を波長掃引（周波数掃引）する（例えば、特許文献１〜特許文献３参照）。
【０００４】
図５は、被測定対象１への入出力特性を示した図である。図５において、被測定対象１への入力光、出力光は、直交する２偏光の振幅と位相を表す２行１列の列ベクトル（いわゆるジョーンズベクトル）で表され、被測定対象１の伝達関数行列（いわゆるジョーンズ行列）は、下記式（１）で示される。
【０００５】
【数１】
2006337239.tif 000003
【０００６】
このようなジョーンズ行列を求めるには、偏光状態が互いに直交する偏光（直線偏光、楕円偏光、円偏光）を有する第１、第２の入力光を被測定対象１に入力する。そして、入力光と被測定対象１から出力される出力光のジョーンズベクトルの振幅と位相を測定して求める。
【０００７】
入力光、出力光の測定結果から演算によってジョーンズ行列を容易に求めるために、一般的には、偏光面が直交する直線偏光（例えば、ｓ偏光、ｐ偏光）を第１、第２の入力光に用いる。そして、被測定対象１へのｓ偏光、ｐ偏光それぞれの入力光の偏光状態は、被測定対象１の光学特性によって変化して出射する。なお、演算を容易とするため、被測定対象１からの出力光のうち、偏光面が直交する直線偏光（例えば、ｓ偏光、ｐ偏光）を参照光で干渉させて測定する。
【０００８】
つまり、入射ｓ偏光に対する出射ｓ偏光と出射ｐ偏光が存在し、入射ｐ偏光に対する出射ｓ偏光と出射ｐ偏光が存在する。なお、入射ｓ偏光とは、被測定対象１に入力するｓ偏光のことであり、出射ｓ偏光とは、被測定対象１から出力されるｓ偏光のことである。入射ｐ偏光、出射ｐ偏光も同様に、被測定対象１に入力、出力するｐ偏光のことである。
【０００９】
従って、上記の式（１）において、Ｔ１１は、入射ｓ偏光に対する出射ｓ偏光の関係を表し、Ｔ２１は、入射ｓ偏光に対する出射ｐ偏光の関係を表し、Ｔ１２は、入射ｐ偏光に対する出射ｓ偏光の関係を表し、Ｔ２２は、入射ｐ偏光に対する出射ｐ偏光の関係を表す。つまり、Ｔｘｙのうち、ｘは出射側の偏光状態（ｘ＝１がｓ偏光、ｘ＝２がｐ偏光）を表し、ｙは入射側の偏光状態（ｙ＝１がｓ偏光、ｙ＝２がｐ偏光）を表している。
【００１０】
例えば、被測定対象１からの出力光は、被測定対象１への入力光(つまり、信号光)がｓ偏光であればＴ１１とＴ２１が合わさった光となり、入力光がｐ偏光であればＴ１２とＴ２２が合わさった光となる。
【００１１】
このように、偏光面の異なるｓ偏光、ｐ偏光それぞれを入力光として測定を行なう必要があるため、測定方法には、ｓ偏光で波長掃引した後にｐ偏光で再度波長掃引して測定する場合と、ｓ偏光とｐ偏光を同時に被測定対象１に入力し、１回の波長掃引で測定する場合とがある。１回の波長掃引で測定する場合は、測定時間が短縮できると共に、１回目と２回目の波長掃引における再現性（例えば、波長再現性）から生じる誤差もなく、精度よく測定できる。
【００１２】
ただし、ｓ偏光とｐ偏光を被測定対象１に同時に入力するので、ｓ偏光と参照光との干渉信号と、ｐ偏光と参照光との干渉信号とを分離する必要がある。分離には、ｓ偏光の干渉信号とｐ偏光の干渉信号それぞれを異なる測定光路長差にすることで、時間領域で分離する方法や（例えば、特許文献２参照）、ｓ偏光の干渉信号とｐ偏光の干渉信号それぞれを異なる周波数で強度変調し、強度変調する変調周波数の違いから分離する方法（例えば、特許文献３参照）がある。
【００１３】
しかしながら、ｓ偏光に基づく干渉信号とｐ偏光に基づく干渉信号とを時間領域で分離することは非常に困難であり、変調周波数の違いから分離する場合、強度変調器自身の波長依存性により測定波長範囲が限定されると共に、非常に高価という問題があった。
【００１４】
図６は、従来の光学特性測定装置の構成を示した図である（例えば、特許文献１参照）。図６において、波長可変光源２は、所定の波長掃引速度で波長掃引しつつ、レーザ光を出力する。ハーフミラー（以下ＨＭと略す）３は、波長可変光源２からのレーザ光を２分岐する。
【００１５】
偏光遅延部４は、偏光ビームスプリッタ（以下ＰＢＳと略す）４ａ、４ｂ、遅延ファイバ４ｃを有し、ＨＭ３が分岐した一方のレーザ光から、入射ｐ偏光、入射ｓ偏光を生成する。
【００１６】
ＰＢＳ４ａは、レーザ光を偏光面が直交する光（ｐ偏光、ｓ偏光）に２分岐する。ここで、光路ＯＰ１によってｐ偏光が伝送され、光路ＯＰ２によってｓ偏光が伝送されるものとする。ＰＢＳ４ｂは、ＰＢＳ４ａで分岐され異なる光路ＯＰ１、ＯＰ２によって伝送されてきた光を合波し、被測定対象１に出力する。ここで、被測定対象１に入力される光は信号光である。遅延ファイバ４ｃは、ＰＢＳ４ａ、４ｂ間の、光路ＯＰ２上に設けられ、ｓ偏光を遅延させる。
【００１７】
従って、入射ｓ偏光が、遅延ファイバ４ｃを通過するので、入射ｐ偏光の周波数をｆ１（ｔ）とすれば、入射ｓ偏光の周波数はｆ２（ｔ）（ｆ２（ｔ）≠ｆ１（ｔ））となる。ここで、ｆ１（ｔ）、ｆ２（ｔ）のそれぞれは、以下、ｆ１、ｆ２で示す。
【００１８】
ＨＭ５は、被測定対象１からの出力光と、ＨＭ３で分岐され光路ＯＰ３によって伝送された他方の光とを合波し干渉させる。ここで、光路ＯＰ３によって伝送されてきた光は参照光である。ＰＢＳ６は、ＨＭ５が合波した光を、偏光面が直交する光に２分岐する。
【００１９】
受光部７は、ＰＢＳ６が分岐した一方の光（例えば、ｓ偏光）を受光する。受光部８は、ＰＢＳ６が分岐した他方の光（例えば、ｐ偏光）を受光する。
【００２０】
従って、受光部７で説明すると、参照光（周波数ｆ１’）、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）の３種類の光が干渉している。なお、参照光が信号光と異なる周波数ｆ１’になるのは、信号光と参照光とに光路長差によるものである。
【００２１】
つまり、ＨＭ３で分岐されて光路ＯＰ１、ＰＢＳ４ｂ、被測定対象１、ＨＭ５までの光路と、光路ＯＰ３の光路との光路長差で生ずるものであり、この光路長差は、遅延ファイバ４ｃを含む光路ＯＰ１と光路ＯＰ２との光路長差に比較して十分に小さい。従って、周波数差の関係は（｜ｆ１−ｆ２｜＞＞｜ｆ１’−ｆ１｜）である。
【００２２】
同様に、受光部８では、参照光（周波数ｆ１’）、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）の３種類の光が干渉している。
【００２３】
もちろん、ＨＭ３で分岐されて光路ＯＰ１、ＰＢＳ４ｂ、被測定対象１、ＨＭ５までの光路と、光路ＯＰ３の光路との光路長差＝０ならば、周波数ｆ１＝ｆ１’である。
【００２４】
フィルタ回路９、１０は、受光部７、８の後段に設けられ、受光部７、８からの信号をローパス、バンドパスを行なう。演算手段１１は、フィルタ回路９、１０のフィルタリングの信号（ローパス後の信号とバンドパス後の信号）が入力される。
【００２５】
このような装置の動作を説明する。
波長可変光源２が、所定の掃引速度で波長掃引（周波数掃引）する。そして、ＨＭ３が、波長可変光源２からのレーザ光を２分岐する。なお、ＰＢＳ４ａにて、レーザ光が２分岐されるように、波長可変光源２とＨＭ３間の図示しない偏波コントローラが、偏光を適度に調整する。
【００２６】
そして、光路ＯＰ１，ＯＰ２によって伝送されて周波数差が生じたｐ偏光、ｓ偏光を、ＰＢＳ４ｂが合波して被測定対象１に出力する。
【００２７】
ＨＭ５が、被測定対象１からの出力光（信号光）を、光路ＯＰ３によって伝送される他方の光（参照光）で合波する。そして、ＰＢＳ６が、合波した干渉光を偏光面の直交する直線偏光に２分岐する。さらに、ＰＢＳ６で分岐された一方の光は、受光部７で受光され、他方の光は受光部８で受光される。
【００２８】
そして、フィルタ回路９、１０のそれぞれが、受光部７、８からの信号を、ローパスした信号と、バンドパスした信号を演算手段１１に出力する。そして、演算手段１１が、フィルタリング後の干渉信号の振幅と位相から被測定対象１のジョーンズ行列を演算する。
【００２９】
なお、フィルタ回路９が、フィルタリングするのは、例えば、受光部７には、周波数ｆ１、ｆ２の出射ｓ偏光と、周波数ｆ１’の参照光（ｓ偏光）による干渉信号が存在する。
【００３０】
従って、受光部７からの出力信号でジョーンズ行列の各要素を求めるには、出射ｓ偏光（周波数ｆ１）と参照光（周波数ｆ１’）の干渉信号を抽出し、さらに、出射ｓ偏光（周波数ｆ２）と参照光（周波数ｆ１’）の干渉信号とを抽出する必要がある。
【００３１】
そこでフィルタ回路９が、直流成分付近を通過させるローパスフィルタ（Low-Pass Filter）、周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）近傍を通過するバンドパスフィルタ（Band-Pass Filter）によって分離を行ない、分離した干渉信号を演算手段１１に出力する。
【００３２】
同様に、フィルタ回路１０が、フィルタリングするのは、例えば、受光部８には、周波数ｆ１、ｆ２の出射ｐ偏光と、周波数ｆ１’の参照光による干渉信号が存在する。
【００３３】
従って、受光部８からの出力信号でジョーンズ行列の各要素を求めるには、出射ｐ偏光（周波数ｆ１）と参照光（周波数ｆ１’）の干渉信号を抽出し、さらに、出射ｐ偏光（周波数ｆ２）と参照光（周波数ｆ１’）の干渉信号とを抽出する必要がある。
【００３４】
そこでフィルタ回路１０が、直流成分付近を通過させるローパスフィルタ、周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）近傍を通過するバンドパスフィルタによって分離を行ない、分離した干渉信号を演算手段１１に出力する。そして、演算手段１１が、フィルタ回路９、１０からの干渉信号よりジョーンズ行列を求める。
【００３５】
【特許文献１】特開２００２−２４３５８５号公報
【特許文献２】米国特許第６３７６８３０号
【特許文献３】特開２００４−２０５６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３６】
図６に示す装置では、入射ｐ偏光、入射ｓ偏光の周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）は、光路ＯＰ１、ＯＰ２の光路長差と波長掃引速度（周波数掃引速度）とによって定まり、干渉信号の周波数も定まる。
【００３７】
従って、受光部７、８から出力される信号を、フィルタ回路９、１０が、フィルタリングすることにより、高周波成分（数十〜数百［ＭＨｚ］）の干渉信号と、直流〜低周波成分（高周波成分に対して十分に低く、例えば、ＤＣ〜２００［ｋＨｚ］程度）の干渉信号とを分離している。
【００３８】
しかしながら、波長可変光源２は、直線性をもって全測定波長範囲を波長掃引することが、現状では非常に困難である。そのため、波長掃引の非直線性に起因して、光路ＯＰ１、ＯＰ２それぞれを通過したｐ偏光、ｓ偏光の波長差（周波数差｜ｆ１−ｆ２｜）が一定せず、干渉信号の周波数が変動し、ローパスフィルタ、バンドパスフィルタの特性を変化（例えば、通過する周波数帯を可変）させないと、精度よく光学特性を求めることが困難であるという問題があった。
【００３９】
そこで本発明の目的は、波長可変光源の周波数掃引速度が一定でなくても、精度よく測定することができる光学特性測定装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４０】
請求項１記載の発明は、
周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引して前記第１の入力光を前記干渉部に出力する第１の波長可変光源と、
波長掃引して前記第２の入力光を前記干渉部に出力する第２の波長可変光源と、
前記第１、第２の波長可変光源からの第１、第２の入力光の周波数差を検出する検出部と、
この検出部の検出した周波数差に基づいて、前記第１、第２の波長可変光源の周波数差を制御する制御部と
を設けたことを特徴とするものである。
【００４１】
請求項２記載の発明は、
周波数が異なり偏光状態が直交する第１、第２の入力光を合波して被測定対象に入力させ、この被測定対象から出力される出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を干渉させる干渉部を有し、この干渉部からの干渉光によって前記被測定対象の光学特性を測定する光学特性測定装置において、
波長掃引してレーザ光を出力する波長可変光源と、
この波長可変光源からのレーザ光を分岐し、一方の分岐光を前記干渉部に出力する分岐部と、
この分岐部からの他方の分岐光の周波数を、所定量シフトさせて前記干渉部に出力する音響光学変調器と
を設けたことを特徴とするものである。
【００４２】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
波長可変光源は、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、
第１、第２の波長可変光源は、同一基板上に設けられ、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを有することを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
干渉部は、前記第１、第２の入力光を合波し、前記被測定対象に出力する偏光ビームスプリッタを有することを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
干渉部は、
前記被測定対象からの出力光に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の光を合波すると共にｓ偏光とｐ偏光とに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に、前記第１、第２の入力光の少なくとも一方の偏光面を４５°傾けて出力する偏光面回転部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記干渉部から出力される干渉光ごとに設けられ、干渉光を受光して、干渉光の光パワーに応じた信号を出力する受光部と、
この受光部から出力される信号をフィルタリングするローパスフィルタと
を設け、
前記干渉部は、前記第１、第２の入力光それぞれを分岐し、一方の分岐光を前記被測定対象に入力させ、前記被測定対象からの出力光を他方の分岐光で干渉させ、複数の干渉光を出力し、
前記第１の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第１の偏光状態の出力光とを干渉した第１の干渉光と、
前記第２の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第１の偏光状態の出力光とを干渉した第２の干渉光と、
前記第１の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第２の偏光状態の出力光とを干渉した第３の干渉光と、
前記第２の入力光と前記被側対象からの出力光のうち第２の偏光状態の出力光とを干渉した第４の干渉光と
を出力し、前記第１、第２の偏光状態が互いに直交することを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
ローパスフィルタは、前記光源部が出力する第１、第２の入力光の周波数差よりも低周波の信号を通過させることを特徴とするものである。
請求項９記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
干渉部は、空間光型の干渉計であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１、３〜９によれば、検出部が、第１、第２の波長可変光源から出力される光の周波数差を検出し、制御部が、検出部の検出した周波数差に基づいて第１、第２の波長可変光源の少なくとも一方の波長掃引速度を制御するので、一方の光源が、他方の光源に対して一定の光周波数差を保ちながら波長掃引される。これにより、干渉部から出力される干渉光の中心周波数が、変動しない。従って、波長可変光源の波長掃引速度が一定でなくとも、被測定対象の光学特性を精度よく測定することができる。
【００４４】
請求項２〜９によれば、音響光学変調器が、波長可変光源から出力されるレーザ光を所定量周波数シフトさせて干渉部に出力するので、干渉部には一定の光周波数差を保った第１、第２の入力光が入力される。これにより、干渉部から出力される干渉光の中心周波数が、変動しない。従って、波長可変光源の波長掃引速度が一定でなくとも、被測定対象の光学特性を精度よく測定することができる。
【００４５】
請求項３、４によれば、波長可変光源は、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを用いてレーザ光を出力するので、コストを低減でき、波長掃引速度を早くすることできる。これにより、所定の時間内において波長掃引の回数が増えて平均処理を多くでき、測定精度が向上する。また、干渉部の干渉計は、外乱（振動）の影響を非常に受けやすいが、波長掃引時間を短くすることにより、外乱の影響を抑えることができ、測定精度が向上する。
【００４６】
請求項５によれば、干渉部の偏光ビームスプリッタが、第１、第２の入力光を合波し、被測定対象に出力するので、第１、第２の入力光を効率よく合波することができる。これにより、光パワーのロスを抑えることができ、光パワーの強い干渉光をえることができる。
【００４７】
請求項７によれば、干渉部が、ジョーンズ行列の各要素を求めるための干渉信号を、低周波の干渉信号にして出力する。これにより、波長可変光源の周波数掃引の非直線性で生ずる第１、第２の入力光の周波数差の影響を、より軽減できる。従って、第１、第２の入力光の周波数差が変動しても、精度よく測定することができる。また、低周波成分の信号のみを扱うので、ローパスフィルタ、フィルタ後段の電気回路等の回路設計が容易であり、回路構成が簡単になる。
【００４８】
請求項９によれば、干渉部を空間光型の干渉計にすることにより、光学系が小型化でき、振動にも強くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例を示した構成図である。ここで、図５、図６と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図１において、波長可変光源２の代わりに光源部ＬＳ１が設けられる。光源部ＬＳ１は、第１の波長可変光源１２、第２の波長可変光源１３、検出部１４、制御部１５を有し、所定の周波数差の第１、第２の入力光を、干渉部１００に出力する。
【００５０】
マスター側の第１の波長可変光源１２は、ＬＤ光源１２ａ、波長掃引回路１２ｂを有し、ｐ偏光（第１の入力光）を波長掃引して干渉部１００に出力する。ＬＤ光源１２ａは、波長掃引回路１２ｂからの指示により、測定波長範囲を連続的に波長掃引してレーザ光を出力する。
【００５１】
スレーブ側の第２の波長可変光源１３は、ＬＤ光源１３ａ、波長掃引回路１３ｂを有し、ｓ偏光（第２の入力光）を波長掃引して干渉部１００に出力する。ＬＤ光源１３ａは、波長掃引回路１３ｂからの指示により、測定波長範囲を連続的に波長掃引してレーザ光を出力する。
【００５２】
また、レーザ光を出力するＬＤ光源１２ａ、１３ａは、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラー（反射層）によって共振器を形成する面発光レーザである。なお、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）は、半導体層を多層膜等で形成された反射層で挟み込んだ構造を有するものである。そして、半導体層は、活性層およびこの活性層を挟み込むスペーサ層（クラッド層とも呼ばれる）を含む多層で形成されている（例えば、「Connie J. Chang-Hasnain, "Tunable VCSEL", IEEE JOURNAL ON SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol.6, No.6, NOVEMBER/DECEMBER 2000, pp978-987」や「D. Vakhashoori, P. D. Wang, M. Azimi, K. J. Knopp, M. Jiang, "MEMs-Tunable Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers", Proc. of OFC2001, TuJ1-1〜TuJ1-3」等参照）。
【００５３】
検出部１４は、偏光子１４ａ、受光部１４ｂを有し、波長可変光源１２、１３が出力したｓ偏光、ｐ偏光の周波数差を検出する。偏光子１４ａは、ｓ偏光、ｐ偏光の偏光面を回転させて干渉させる。受光部１４ｂは、ｓ偏光、ｐ偏光の干渉光を受光し、受光した光パワーに応じた信号を出力する。
【００５４】
制御部１５は、検出部１４の検出した周波数差に基づいて、波長可変光源１３の波長掃引速度を制御し、波長可変光源１２、１３の出力するレーザ光の周波数差を一定に制御する。
【００５５】
干渉部１００は、偏光遅延部４が取り外され、ＨＭ３と被測定対象１の間に、ＰＢＳ１６、ＨＭ１７が設けられる。また、ＨＭ３とＨＭ５の間（参照光側の光路）に偏光面回転部１８が設けられる。
【００５６】
ＰＢＳ１６は、ＨＭ３からの一方の分岐光と、波長可変光源１３からのｓ偏光とを合波する。ＨＭ１７は、ＰＢＳ１６からの光を分岐し、一方を被測定対象１、他方を検出部１４に出力する。
【００５７】
偏光面回転部１８は、例えば、ＨＭ３とＨＭ５間が空間光であれば、１／２波長板であり、偏波保持光ファイバであれば入射端と出射端が４５°傾いて設置され、ＨＭ３からの他方の分岐光の偏光面を、ＰＢＳ６の光学軸に対して４５°回転させる。
【００５８】
このような装置の動作を説明する。
波長可変光源１２、１３の波長掃引回路１２ｂ、１３ｂのそれぞれが、ＬＤ光源１２ａ、１３ａに周波数ｆ１、ｆ２のレーザ光を出力させ、所定の波長掃引速度で波長掃引させる。なお、波長掃引回路１２ｂ、１３ｂは、図示しないメモリから設定値（波長掃引の開始波長・終了波長、掃引速度等）を読み出し、この設定値に従ってＬＤ光源１２ａ、１３ａに指示を出す。また、レーザ光の出力開始時における波長可変光源１２、１３の周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）の設定値を、例えば、５０［ＭＨｚ］とする。
【００５９】
そして、図示しない偏波コントローラが、波長可変光源１２、１３それぞれからのレーザ光の偏光状態をｐ偏光、ｓ偏光に変換し、干渉部１００に入射ｐ偏光、入射ｓ偏光として出力する。もちろん、波長可変光源１２、１３から出力されるレーザ光が、ｐ偏光、ｓ偏光であれば、偏波コントローラは必要ない。
【００６０】
さらに、干渉部１００のＨＭ３が、入射ｐ偏光を分岐し、一方を信号光としてＰＢＳ１６に出力し、他方を参照光として偏光面回転部１８に出力する。そして、偏光面回転部１８が、後段のＰＢＳ６にて光パワーが均等に分岐されるように、参照光の偏光面を４５°傾ける。
【００６１】
続いて、ＨＭ３からの一方の分岐光（信号光）側の説明をする。ＰＢＳ１６が、入射ｓ偏光と、ＨＭ３からの入射ｐ偏光とを合波する。もちろん、ＰＢＳ１６によって合波されるので、互いに直交する直線偏光になる。そして、ＨＭ１７が、ＰＢＳ１６からの合波光を分岐し、一方を被測定対象１に出力し、他方を検出部１４に出力する。
【００６２】
そして、検出部１４の偏光子１４ａが、入射ｐ偏光と入射ｓ偏光とを干渉させるため、偏光面を傾けて干渉させて、受光部１４ｂに出力する。さらに、受光部１４ｂが、干渉光の光パワーに応じた信号を出力し、検出部１４が、受光部１４ｂからの干渉信号（ビート信号）の周波数を求め、入射ｐ偏光と入射ｓ偏光の周波数差を検出して制御部１５に出力する。
【００６３】
そして、制御部１５が、検出部１４の検出した周波数差に基づいて、波長可変光源１３の波長掃引回路１３ｂを制御して、波長可変光源１２、１３が出力するレーザ光の周波数差を一定（５０［ＭＨｚ］）にさせる。なお、制御部１５は、図示しないメモリからあらかじめ、周波数差の値を読み込んでおく。
【００６４】
なお、偏光面回転部１８からの参照光と、被測定対象１からの出力光とを、ＨＭ７が合波してＰＢＳ６に出力し、受光部７、８が受光する以降の動作は、図６に示す装置と同様である。
【００６５】
すなわち、ＰＢＳ６で分岐され、受光部７に入力する干渉光は、ジョーンズ行列Ｔ１１，Ｔ１２の合わさった出力光と、参照光とによるものである。また、受光部８に入力する干渉光は、ジョーンズ行列Ｔ２１、Ｔ２２の合わさった出力光と、参照光とによるものである。
【００６６】
そして、Ｔ１１の影響を受けた干渉信号は、スレーブ側の波長可変光源１３から出力され、被測定対象１を通過した入射ｓ偏光（周波数ｆ２）である。つまり、マスター側の波長可変光源１２からの参照光（周波数ｆ１’）とは、約５０［ＭＨｚ］周波数が異なる。従って、Ｔ１１の影響を受けた出射ｓ偏光（周波数ｆ２）と参照光のｓ偏光（周波数ｆ１’）との干渉信号は、５０［ＭＨｚ］の周波数近傍に得られる。一方、Ｔ１２の影響を受けた出射ｓ偏光（周波数ｆ１）と参照光のｓ偏光（周波数ｆ１’）との干渉信号は、ＤＣ近傍に得られる。
【００６７】
この周波数差を利用することにより、フィルタ回路９が、受光部７から出力される干渉信号のなかから、バンドパスフィルタ（通過帯域５０［ＭＨｚ］近傍）によってＴ１１の出射ｓ偏光と参照光の干渉信号（高周波成分）を抽出し、ローパスフィルタ（通過帯域ＤＣ近傍）によってＴ１２の出射ｓ偏光と参照光の干渉信号（低周波成分）を抽出し、それぞれフィルタリングした干渉信号を演算回路１１に出力する。
【００６８】
同様に、受光部８で得られるＴ２１、Ｔ２２の影響を受けた干渉信号についても、周波数差を利用することにより、フィルタ回路１０が、受光部８から出力される干渉信号のなかから、バンドパスフィルタ（通過帯域５０［ＭＨｚ］近傍）によってＴ２１の出射ｐ偏光と参照光（ｐ偏光）の干渉信号（高周波成分）を抽出し、ローパスフィルタ（通過帯域ＤＣ近傍）によってＴ２２の出射ｐ偏光と参照光（ｐ偏光）の干渉信号（低周波成分）を抽出し、それぞれのフィルタリングした干渉信号を演算回路１１に出力する。
【００６９】
そして、演算回路１１が、フィルタ回路９、１０でフィルタリングされた４個の干渉信号の振幅と位相から、ジョーンズ行列の各要素を求め、このジョーンズ行列から被測定対象１の光学特性を求める。
【００７０】
このように、検出部１４が、波長可変光源１２、１３から出力される光の周波数差を検出し、制御部１５が、検出部１４の検出した周波数差に基づいて波長可変光源１３の波長掃引速度を制御するので、スレーブ側の波長可変光源１３が、マスター側の波長可変光源１２に対して一定の光周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）を保ちながら波長掃引される。これにより、受光部７、８からの干渉信号の中心周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）が、変動しない。従って、マスター側の波長可変光源１２の波長掃引速度が一定でなくとも、被測定対象１のジョーンズ行列を精度よく測定することができる。
【００７１】
また、干渉部１００のＰＢＳ１６が、ｐ偏光、ｓ偏光の入力光を合波し、被測定対象１に出力するので、ＨＭを用いる場合と比較して、第１、第２の入力光を効率よく合波することができる。これにより、光パワーのロスを抑えることができ、光パワーの強い干渉光をえることができる。
【００７２】
そして、波長可変光源１２、１３のＬＤ光源１２ａ、１３ａが、半導体微細加工技術によって形成された可動ミラーによって共振器を形成する面発光レーザを用いてレーザ光を出力するので、コストを低減でき、波長掃引速度を早くすることできる。これにより、所定の時間内において波長掃引の回数が増えて平均処理を多くでき、測定精度が向上する。また、干渉部１００の干渉計は、外乱（振動）の影響を非常に受けやすいが、波長掃引時間を短くすることにより、外乱の影響を抑えることができ、測定精度が向上する。
【００７３】
［第２の実施例］
図２は、本発明の第２の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図１において、光源部ＬＳ１の代わりに光源部ＬＳ２が設けられる。光源部ＬＳ２は、波長可変光源１２、ＨＭ１９、音響光学変調器（以下、ＡＯＭと略す）２０、偏波コントローラ２１、２２が設けられる。また、干渉部１００のＨＭ１７が取り外される。
【００７４】
ＨＭ１９は、分岐部であり、波長掃引してレーザ光を出力する波長可変光源１２からのレーザ光を分岐し、一方を偏波コントローラ２１に出力し、他方をＡＯＭ２０に出力する。ＡＯＭ２０は、ＨＭ１９からの他方の分岐光の周波数を、所定量、例えば、５０［ＭＨｚ］シフトさせる。
【００７５】
偏波コントローラ２１は、ＨＭ１９からの一方の分岐光をｐ偏光（第１の入力光）に変換し、干渉部１００のＨＭ３に出力する。偏波コントローラ２２は、ＡＯＭ２０からの光をｓ偏光（第２の入力光）に変換し、干渉部１００のＰＢＳ１６に出力する。
【００７６】
このような装置の動作を説明する。
波長可変光源１２の波長掃引回路１２ｂが、図１に示す装置と同様に、ＬＤ光源１２ａにレーザ光を出力させ、所定の波長掃引速度で波長掃引させる。なお、波長掃引回路１２ｂは、図示しないメモリから設定値（波長掃引の開始波長、終了波長、掃引速度等）を読み出し、この設定値に従ってＬＤ光源１２ａに指示を出す。
【００７７】
そして、ＨＭ１９が、波長可変光源１２からのレーザ光を２分岐し、一方を偏波コントローラ２１に出力し、他方をＡＯＭ２０に出力する。さらに、偏波コントローラ２１が、ＨＭ１９で分岐された一方の分岐光をｐ偏光に変換して干渉部１００のＨＭ３に出力する。
【００７８】
また、ＡＯＭ２０が、ＨＭ１９で分岐された他方の分岐光の周波数を５０［ＭＨｚ］シフトした後、偏波コントローラ２２に出力する。そして、偏波コントローラ２２が、ｓ偏光に変換して干渉部１００のＰＢＳ１６に出力する。従って、干渉部１００に入力される入射ｐ偏光と入射ｓ偏光は、５０［ＭＨｚ］の周波数差をもつ。なお、この他の動作は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００７９】
このように、ＡＯＭ２０が、波長可変光源１２から出力されるレーザ光を所定量（５０［ＭＨｚ］）シフトさせて干渉部１００に出力するので、波長可変光源１２に対して一定の光周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）を保った光が出力される。これにより、受光部７、８からの干渉信号の中心周波数（｜ｆ１−ｆ２｜）が、変動しない。従って、波長可変光源１２の波長掃引速度が一定でなくとも、被測定対象１のジョーンズ行列を精度よく測定することができる。
【００８０】
［第３の実施例］
図３は、本発明の第３の実施例を示した構成図である。ここで、図１と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図３において、干渉部１００のＨＭ５が取り外され、ＰＢＳ６が、参照光と信号光の合波と共に、分岐をする。また、ＰＢＳ６と受光部７間に偏光子２３、ＰＢＳ６と受光部８間に偏光子２４が設けられる。
【００８１】
このような装置の動作を説明する。
ＰＢＳ６が、出力光を互いに直交する直線偏光に分岐し、また、参照光も互いに直交する直線偏光に分岐し、分岐される出力光と参照光それぞれを合波して、偏光子２３、２４に出力する。合波光は、偏光面が直交しており干渉しないので、偏光子２３、２４が、偏光面を傾けて干渉させて受光部７、８に出力する。その他の動作は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００８２】
このように、ＰＢＳ６が、合波と分岐を行なうので、ＨＭ５を用いる場合と比較して、干渉部１００を小型にでき、光学系の調整もし易くなる。
【００８３】
［第４の実施例］
図１〜図３に示す装置では、ジョーンズ行列Ｔ１１〜Ｔ２２の各要素を求めるため、フィルタ回路９、１０が、受光部７、８の干渉信号から低周波成分と高周波成分を分離する構成を示したが、各要素を求めるための干渉信号が、全てＤＣ近傍の低周波成分で得られるように、干渉部を構成してもよい。
【００８４】
すなわち、被測定対象１からの出力光には、出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）が含まれるが、下記の（ａ）〜（ｄ）の組み合わせの干渉光を出力するように、干渉部を構成する。
【００８５】
（ａ）参照光のｐ偏光（周波数ｆ１’）と、信号光の出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）。
（ｂ）参照光のｓ偏光（周波数ｆ２’）と、信号光の出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）。
（ｃ）参照光のｐ偏光（周波数ｆ１’）と、信号光の出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）。
（ｄ）参照光のｓ偏光（周波数ｆ２’）と、信号光の出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）。
【００８６】
上記（ａ）〜（ｄ）の干渉光を、受光部で受光し、後段のローパスフィルタでフィルタリングすることにより、各要素を求めるための干渉信号は、全てＤＣ近傍の低周波成分で得ることができる。
【００８７】
ここで、参照光の周波数ｆ１’、ｆ２’は、図１〜図３と同様に、干渉部における信号光と参照光とが、異なる光路によって伝送され合波されるので、この光路長差によって生ずるものである。そのため、信号光と合波される直前における参照光の周波数をｆ１’、ｆ２’とすると、光源部ＬＳ１が出力する第１、第２の入力光の周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）は、信号光と参照光との光路長差により生ずる周波数差（｜ｆ２−ｆ２’｜、｜ｆ１−ｆ１’｜）に比べ、十分に大きくなるように設定する。
【００８８】
図４は、本発明の第４の実施例を示した構成図である。ここで、図３と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図４において、干渉部１００の代わりに干渉部２００が設けられる。
【００８９】
干渉部２００は、上述の（ａ）〜（ｄ）の干渉光を出力する。また、光源部ＬＳ１に入射ｓ偏光と入射ｐ偏光の合波光を出力する。
【００９０】
受光部３８〜４１は、受光部７、８の代わりに設けられ、干渉部２００から出力される干渉光ごとに設けられ、干渉光を受光して、干渉光の光パワーに応じた信号を出力する。
【００９１】
ローパスフィルタ４２〜４５は、フィルタ回路９、１０の代わりに設けられ、受光部３８〜４１ごとに設けられ、各受光部３８〜４１から出力される信号をフィルタリングし、入射ｓ偏光と入射ｐ偏光の周波数差（｜ｆ１−ｆ２｜）よりも、低周波成分の信号のみを通過させ、演算回路１１（図示は省略）に出力する。
【００９２】
このような装置の動作を説明する。
光源部ＬＳ１が、所定の波長範囲で連続的に波長掃引される入射ｐ偏光、入射ｓ偏光を干渉部２００に出力する。もちろん、光源部ＬＳ１は、入射ｐ偏光と、入射ｓ偏光は、干渉部２００からの合波光に基づいて、周波数差が一定となるように制御している。
【００９３】
干渉部２００が、入射ｓ偏光、入射ｐ偏光を分岐し、一方を信号光として被測定対象１に出力する。もちろん、被測定対象１からの出力光は、入射ｓ偏光に対する出射ｓ偏光と出射ｐ偏光、入射ｐ偏光に対する出射ｓ偏光と出射ｐ偏光とが含まれる。
【００９４】
そして、干渉部２００が、被測定対象１からの出射ｓ偏光、出射ｐ偏光を、参照光の入射ｓ偏光、入射ｐ偏光で合波し干渉する。
【００９５】
具体的には、出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）と入射ｓ偏光（ｆ２’）の干渉光を受光部３８に出力し、出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）と入射ｐ偏光（ｆ１’）の干渉光を受光部３９に出力し、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）と入射ｓ偏光（ｆ２’）の干渉光を受光部４０に出力し、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）と入射ｐ偏光（ｆ１’）の干渉光を受光部４１に出力する。
【００９６】
そして、各受光部３８〜４１が、干渉光の光パワーに応じた信号をローパスフィルタ４２〜４５に出力する。さらに、ローパスフィルタ４２〜４５が、受光部３８〜４１から出力される干渉信号のうち、低周波成分（例えば、ＤＣ〜２００［ｋＨｚ］程度）の信号を通過し、後段の図示しない演算手段１１に出力する。
【００９７】
具体的に受光部３８で説明する。受光部３８では、出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）、すなわち、ジョーンズ行列のＴ１１、Ｔ１２の作用を受けた信号光と、参照光（周波数ｆ２’）とが入力される。従って、受光部３８からの干渉信号を、ローパスフィルタ４２がフィルタリングすることにより、このフィルタリング後の干渉信号（周波数ｆ２’の入射ｓ偏光と、周波数ｆ２の出射ｓ偏光）は、ジョーンズ行列のＴ１１のみの作用をうけた干渉信号だけを抽出している。
【００９８】
同様に、ローパスフィルタ４２〜４５それぞれによるフィルタリング後の干渉信号は、ジョーンズ行列のＴ１２、Ｔ２１、Ｔ２２のみの作用をうけた干渉信号だけを抽出している。
【００９９】
そして、演算手段１１が、ローパスフィルタ４２〜４５からの出力信号である干渉信号の振幅と位相から、ジョーンズ行列の各要素を求め、このジョーンズ行列から被測定対象１の光学特性を求める。
【０１００】
次に、干渉部２００の詳細を説明する。
干渉部２００は、分岐部２５〜２８、合波部２９、ＰＢＳ３０、３１、波長板３２、３３、偏光子３４〜３７を有する。
【０１０１】
なお、分岐部２５〜２８は、偏光状態に依存せずに光を分岐するものであり、例えば、ＨＭ、無偏光ビームスプリッタ、光ファイバカプラ等である。また、波長板３２、３３は、偏光面回転部であり、例えば、１／２波長板等である。
【０１０２】
第１の入力光分岐部２５は、光源部ＬＳ１からの入射ｐ偏光（周波数ｆ１）を２分岐し、一方を信号光として合波部２９に出力し、他方を参照光として波長板３２に出力する。
【０１０３】
第２の入力光分岐部２６は、光源部ＬＳ１からの入射ｓ偏光（周波数ｆ２）を２分岐し、一方を信号光として合波部２９に出力し、他方を参照光として波長板３３に出力する。
【０１０４】
合波部２９は、例えば、ＰＢＳ、無偏光ビームスプリッタ、ＨＭ、光ファイバカプラ等であり、分岐部２５、２６からの信号光を合波し、被測定対象１に出力する。
【０１０５】
光源用分岐部２７は、合波部２９と被測定対象１の間に設けられ、入射ｐ偏光、入射ｓ偏光の合波光を分岐し、被測定対象１、光源部ＬＳ１に出力する。
【０１０６】
出力光分岐部２８は、被側対象１からの出力光（信号光）を２分岐し、一方をＰＢＳ３０に出力し、他方をＰＢＳ３１に出力する。
【０１０７】
波長板３２は、分岐部２５とＰＢＳ３０との間に設けられ、参照光の入射ｐ偏光の偏光面を４５°傾ける。波長板３３は、分岐部２６とＰＢＳ３１との間に設けられ、参照光の入射ｓ偏光の偏光面を４５°傾ける。
【０１０８】
第１のＰＢＳ３０は、分岐部２８からの一方の分岐光（信号光）と、波長板３２からの参照光の入射ｐ偏光とを合波すると共に、直交する偏光面の光に２分岐し、偏光子３５、３７に出力する。
【０１０９】
第２のＰＢＳ３１は、分岐部２８からの他方の分岐光（信号光）と、波長板３３からの参照光の入射ｓ偏光とを合波すると共に、直交する偏光面の光に２分岐し、偏光子３４、３６に出力する。
【０１１０】
偏光子３４〜３７のそれぞれは、ＰＢＳ３０、３１の分岐光ごとに設けられ、すなわち、ＰＢＳ３１と受光部３８間、ＰＢＳ３０と受光部３９間、ＰＢＳ３１と受光部４０間、ＰＢＳ３０と受光部４１間に設けられる。
【０１１１】
このような干渉部２００の動作を説明する。
分岐部２５が、光源部ＬＳ１からの入射ｐ偏光（周波数ｆ１）を２分岐し、一方を信号光として合波部２９に出力し、他方を参照光として波長板３２に出力する。また、分岐部２６が、光源部ＬＳ１からの入射ｓ偏光（周波数ｆ２）を２分岐し、一方を信号光として合波部２９に出力し、他方を参照光として波長板３３に出力する。さらに、波長板３２、３３のそれぞれが、参照光の偏光面を４５°傾ける。
【０１１２】
そして、合波部２９が、分岐部２５、２６からの信号光を合波し、分岐部２７に出力する。分岐部２７は、合波光を分岐し、被測定対象１、光源部ＬＳ１に出力する。なお、合波部２９にＰＢＳを用いて合波すると、偏光状態に依存せずに光を合波・分岐する光学素子（例えば、ＨＭ、無偏光ビームスプリッタ、光ファイバカプラ等）に比較して、ｐ偏光、ｓ偏光を効率よく合波することができる。これにより、光パワーのロスを抑えることができ、光パワーの強い干渉光をえることができる。
【０１１３】
そして、分岐部２８が、被測定対象１から出力される出力光（出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）、出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２））を２分岐し、一方をＰＢＳ３０に出力し、他方をＰＢＳ３１に出力する。もちろん、出射ｓ偏光は、Ｔ１１、Ｔ１２の作用を受け、出射ｐ偏光は、Ｔ２１、Ｔ２２の作用を受けている。
【０１１４】
さらに、ＰＢＳ３０が、波長板３２からの参照光（入射ｐ偏光（周波数ｆ１’））と、信号光（出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２））とを合波後、偏光面が直交する光に分岐し、一方を、偏光子３５に出力し、他方を、偏光子３７に出力する。
【０１１５】
これにより、ＰＢＳ３０から出力される分岐光は、一方の分岐光が入射ｐ偏光（周波数ｆ１’）と出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）を合波した光であり、他方の分岐光が入射ｐ偏光（周波数ｆ１’）と出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）を合波した光となる。
【０１１６】
そして、ＰＢＳ３０で合波され分岐された光は、偏光面が直交しているので、偏光子３５、３７によって偏光面を傾けて干渉させ、受光部３９、４１で受光される。
【０１１７】
同様に、ＰＢＳ３１が、波長板３３からの参照光（入射ｓ偏光（周波数ｆ２’））と、信号光（出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）、出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２））とを合波後、偏光面が直交する光に分岐し、一方を、偏光子３４に出力し、他方を、偏光子３６に出力する。
【０１１８】
これにより、ＰＢＳ３１から出力される分岐光は、一方の分岐光が入射ｓ偏光（周波数ｆ２’）と出射ｓ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）を合波した光であり、他方の分岐光が入射ｓ偏光（周波数ｆ２’）と出射ｐ偏光（周波数ｆ１、ｆ２）を合波した光となる。
【０１１９】
そして、ＰＢＳ３１で合波され分岐された光は、偏光面が直交しているので、偏光子３４、３６によって偏光面を傾けて干渉させ、受光部３８、４０で受光される。
【０１２０】
さらに、上述したように受光部３８〜４１からの出力信号をローパスフィルタ４２〜４５それぞれがフィルタリングし、フィルタリング後の信号のそれぞれが、ジョーンズ行列のＴ１１、Ｔ１２、Ｔ２１、Ｔ２２のみの作用をうけた干渉信号になる。
【０１２１】
このように、干渉部２００が、入射ｐ偏光と出射ｓ偏光の干渉光、入射ｐ偏光と出射ｐ偏光の干渉光、入射ｓ偏光と出射ｓ偏光の干渉光、入射ｓ偏光と出射ｐ偏光の干渉光を出力し、干渉信号をローパスフィルタ４２〜４５でフィルタリングする。これにより、ローパスフィルタ４２〜４５を通過した低周波成分の干渉信号は、光源部ＬＳ１の周波数掃引の非直線性から生ずる入射ｓ偏光と入射ｐ偏光の周波数差の影響を、さらに軽減することができる。従って、入射ｐ偏光と入射ｓ偏光の周波数差が変動しても、精度よく測定することができる。また、低周波成分の信号のみを扱うので、バンドパスフィルタが不要となり、ローパスフィルタ４２〜４５、フィルタ後段の電気回路等の回路設計が容易であり、回路構成が簡単になる。
【０１２２】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
図１〜図３に示す装置において、ＨＭで３、１７、１９で分岐する構成を示したが、偏光状態に依存せずに光を分岐するものならばどのようなものでよく、例えば、無偏光ビームスプリッタ、光ファイバカプラ等である。
【０１２３】
図１〜図３に示す装置において、入射ｐ偏光を分岐して参照光にする構成を示したが、入射ｓ偏光を分岐して参照光にしてもよく、入射ｐ偏光、入射ｓ偏光の両方を参照光に用いてもよい。
【０１２４】
図１、図３に示す装置において、ＶＣＳＥＬ１２ａ、１３ａを同一基板上に設け、１チップで形成してもよい。
【０１２５】
図１、図３、図４に示す装置において、制御部１５は、波長可変光源１３の波長掃引速度を制御する構成を示したが、波長可変光源１４または波長可変光源１３、１４両方の波長掃引速度を制御してもよい。
【０１２６】
図１〜図４に示す装置において、光源部ＬＳ１、ＬＳ２が、直線偏光で偏光面が直交するｐ偏光、ｓ偏光を、第１、第２の入力光を出力する構成を示したが、第１、第２の入力光の偏光状態が互いに直交すればよく、例えば、円偏光、楕円偏光等でもよい。
【０１２７】
図１〜図４に示す装置において、参照光と干渉させるための出力光（出射ｐ偏光、出射ｓ偏光）を、互いに直線偏光に分岐する構成を示したが、周波数ｆ１、ｆ２を含む出力光を、第１の偏光状態の光と、第２の偏光状態の光とに分岐し、それぞれを参照光と干渉させてもよい。なお、第１、第２の偏光状態は、互いに直交する。
【０１２８】
図１〜図４に示す装置において、干渉部１００、２００は、空間光型の干渉計にするとよい。このように干渉部１００、２００を、空間光型の干渉計にすることにより、光学系が小型化でき、振動にも強くなる。
【０１２９】
図１〜図４に示す装置において、干渉部１００、２００は、マッハ・ツェンダー型の干渉計を用いる構成を示したが、どのような２光束干渉計を用いてもよい。
【０１３０】
図１〜図４に示す装置において、ＬＤ光源１２ａ、１３ａにＶＣＳＥＬを用いる構成を示したが、その他の波長可変レーザを用いてもよい。
【０１３１】
図２に示す装置において、図３に示すように、干渉部１００のＨＭ５を取り外し、ＰＢＳ６で信号光と参照光の合波および分岐を行なってもよい。
【０１３２】
図２に示す装置において、図４に示すように、干渉部１００の代わりに干渉部２００を用いてもよい。この場合、分岐部２７は設けなくてよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図３】本発明の第３の実施例を示した構成図である。
【図４】本発明の第４の実施例を示した構成図である。
【図５】被測定対象の入出力特性を示した図である。
【図６】従来の光学特性測定装置の構成を示した図である。
【符号の説明】
【０１３４】
１  被測定対象
１２、１３  波長可変光源
１４  検出部
１５  制御部
６、１６、２９、３０、３１  ＰＢＳ
１８、３２、３３  偏光面回転部
２０  ＡＯＭ
３８〜４１  受光部
４２〜４５  ローパスフィルタ
１００、２００  干渉部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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