(57)【要約】【課題】  回折格子を巨大化させずに、回折格子により光を受ける際の損失を低くする。【解決手段】  楕円ビームを出射する光ファイバ２と、楕円ビームの長軸と垂直な方向に回折用の溝が設けられており、楕円ビームを回折する回折格子４を備える。ビームスポット１０の短軸１０Ｓ方向の長さは短いため、ビームスポット１０が円形の場合に比べて、さらに短軸１０Ｓ方向に回折格子４を小さくできる。また、回折格子４の分光分解能はビームスポット１０上の回折用の溝４ａの本数に比例する。ここで、回折用の溝４ａは、ビームスポット１０の長軸１０Ｌと垂直であるため、ビームスポット１０上の回折用の溝４ａの本数を多くすることができる。よって、ビームスポット１０を小さくしたにもかかわらず、回折格子４の分光分解能をさほど低減させずにすむ。【選択図】  図２
2006010443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円ビームを出射する楕円ビーム出射手段と、
前記楕円ビームの長軸と垂直な方向に回折用の溝が設けられており、前記楕円ビームを回折する回折格子と、
を備えた光回折装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光回折装置であって、
前記楕円ビーム出射手段が、偏波保存ファイバである、
光回折装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光回折装置であって、
前記楕円ビーム出射手段が、グレーデッド型楕円コアファイバである、
光回折装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光回折装置であって、
前記楕円ビーム出射手段が、フォトニック結晶ファイバである、
光回折装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光回折装置であって、
前記楕円ビーム出射手段が、
円ビームを出射する円ビーム出射手段と、
前記円ビーム出射手段により出射された前記円ビームを受けるシリンドリカルレンズと、
を有する光回折装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光回折装置であって、
前記楕円ビーム出射手段が、光ファイバを有し、
光が出射する部分の近傍において、前記光ファイバのコアが拡大する、
光回折装置。
【請求項７】
請求項６に記載の光回折装置であって、
前記光ファイバが、TECファイバである、
光回折装置。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光回折装置と、
前記光回折装置により回折された回折光を検出する回折光検出手段と、
を備えた光測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光の回折に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光スペクトラムアナライザにより光の波長スペクトルを測定することが行なわれている（特許文献１参照）。光スペクトラムアナライザの入射ファイバに被測定光が与えられると、被測定光は回折格子に入射される。回折格子は被測定光を回折して、光検出器に与える。光検出器は、回折された被測定光を検出する。
【０００３】
ところで、特許文献１においては、被測定光がレンズを介して回折格子に与えられるが、被測定光が直接、回折格子に与えられることもある。被測定光が直接、回折格子に与えられる場合、入射ファイバの開口数NAにより、被測定光が広がりながら回折格子に入射される。よって、回折格子上に形成される被測定光のビームスポットは大きな円形になる。被測定光を低損失で受けるためには、回折格子をビームスポットより大きくしなければならない。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２９２０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、回折格子を大きな円形であるビームスポットよりも大きくしなければならないとうことは、回折格子の巨大化を意味する。回折格子の巨大化により、色々な問題が生じる。例えば、（イ）回折格子を製造するための費用が高くなる、（ロ）光スペクトラムアナライザの小型化が困難となる、（ハ）回折格子を高速回転させることが困難となる、といった問題が生じる。
【０００６】
そこで、本発明は、回折格子を巨大化させずに、回折格子により光を受ける際の損失を低くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による光回折装置は、楕円ビームを出射する楕円ビーム出射手段と、楕円ビームの長軸と垂直な方向に回折用の溝が設けられており、楕円ビームを回折する回折格子とを備えるように構成される。
【０００８】
上記のように構成された光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段は、楕円ビームを出射する。回折格子は、楕円ビームの長軸と垂直な方向に回折用の溝が設けられており、楕円ビームを回折する。
【０００９】
また、本発明による光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段が、偏波保存ファイバであってもよい。
【００１０】
また、本発明による光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段が、グレーデッド型楕円コアファイバであってもよい。
【００１１】
また、本発明による光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段が、フォトニック結晶ファイバであってもよい。
【００１２】
また、本発明による光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段が、円ビームを出射する円ビーム出射手段と、円ビーム出射手段により出射された円ビームを受けるシリンドリカルレンズとを有するようにしてもよい。
【００１３】
また、本発明による光回折装置によれば、楕円ビーム出射手段が光ファイバを有し、光が出射する部分の近傍において光ファイバのコアが拡大するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明による光回折装置によれば、光ファイバが、TECファイバであるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明による光測定装置は、光回折装置と、光回折装置により回折された回折光を検出する回折光検出手段とを備えるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態にかかる光スペクトラムアナライザ（光測定装置）１の構成を示す図である。光スペクトラムアナライザ１は、光ファイバ（楕円ビーム出射手段）２、回折格子４、光検出器６を備える。光スペクトラムアナライザ１は、被測定光の波長スペクトルを測定する。
【００１８】
光ファイバ２は被測定光を出射し、直方体の回折格子４に与える。回折格子４は被測定光を回折して光検出器６に与える。なお、回折格子４を水平な回転軸Ａを中心として回転させる。光検出器６は、回折された被測定光を検出する。これにより、被測定光の波長スペクトルを測定することができる。なお、便宜上、光ファイバ２からは光が一直線に出射するように図示しているが、実際は、光ファイバ２の開口数NAにより、光はある程度広がって回折格子４に与えられる。
【００１９】
図２は、光ファイバ２から出射される光の実際の状態を示す図である。図２（ａ）に示すように、光ファイバ２から光がある程度広がって回折格子４に与えられる。ここで、光ファイバ２側から回折格子４を見ると（図２（ｂ）参照）、ビームスポット１０は楕円状である。すなわち、光ファイバ２は楕円ビームを出射する。ビームスポット１０の長軸１０Ｌと短軸１０Ｓとは直交する。長軸１０Ｌ（Y方向）は、回折格子４の表面に設けられている回折用の溝４ａと直交する。短軸１０Ｓ（X方向）は、回転軸Ａと平行である。
【００２０】
図３は、光ファイバ２の断面図である。光ファイバ２のコア２ａは、光が出射する端面３の近傍において拡大している。コア２ａが同じ太さを保つ光ファイバの光が出射する端面３にTEC（Thermally-diffused
Expanded Core：熱拡散コア）加工を施すことにより、図３に示すように形成できる。
【００２１】
図４は、光ファイバ２の端面３を示す図である。光ファイバ２は偏波保存(PANDA : Polarization-maintaining and Absorption reducing)ファイバである。応力付与部２ｂがコア２ａの両脇にあり、円形のコア２ａをX方向に圧縮するため、コア２ａは図４に示すように、円形から、Y方向に延びたほぼ楕円形になる。ただし、応力付与部２ｂの近傍がX方向にくぼむ。
【００２２】
なお、コア２ａがY方向に延びて細長い形状になればよいので、光ファイバ２は偏波保存ファイバでなくてもよく、GIO（グレーデッド型楕円コア：Graded-Index Oval Core）ファイバであってもよい。
【００２３】
また、コア２ａが円形であっても、光ファイバ２が楕円ビームを出射するようにすることも可能である。例えば、光ファイバ２をフォトニック結晶ファイバとすればよい。あるいは、図５に示すように、円形のビームを出射する光ファイバ２から出射された円形のビームを、シリンドリカルレンズに与えても楕円ビームを得ることができる。
【００２４】
図５は、光ファイバ２およびシリンドリカルレンズ２０により構成される楕円ビーム出射手段を示す正面図（図５（ａ））、平面図（図５（ｂ））である。図５（ａ）に示すように、シリンドリカルレンズ２０はＸ方向から見ると長方形状なので、光ファイバ２から出射された光はＹ方向にそのまま広がる。一方、図５（ｂ）に示すように、シリンドリカルレンズ２０はＹ方向から見るとかまぼこ状なので、光ファイバ２から出射された光はＸ方向には広がらない。よって、光ファイバ２から出射されたビームは、Ｙ方向に長い楕円ビームとなる。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００２６】
光ファイバ２（あるいは、光ファイバ２およびシリンドリカルレンズ２０）から出射された楕円ビームは、回折格子４に与えられる。回折格子４には楕円状のビームスポット１０が得られる。回折格子４は水平な回転軸Ａを中心に回転し、楕円ビームを回折して光検出器６に与える。
【００２７】
図６は、光ファイバ２から出射する光の広がりを示す図である。コア２ａが同じ太さを保っている場合（図６（ａ）参照）に比べて、コア２ａが端面３の近傍において拡大している場合（図６（ｂ）参照）の方が、開口数NAが小さい。
【００２８】
本発明の実施形態によれば、光ファイバ２のコア２ａは、光が出射する端面３の近傍において拡大しているため（図６（ｂ）参照）、コア２ａが同じ太さを保っている場合（図６（ａ）参照）に比べて、ビームスポット１０が小さくなる。よって、回折格子４を小さくできる。
【００２９】
しかも、ビームスポット１０の短軸１０Ｓ方向の長さは短いため、ビームスポット１０が円形の場合に比べて、さらに短軸１０Ｓ方向に回折格子４を小さくできる。
【００３０】
さらに、回折格子４の分光分解能はビームスポット１０上の回折用の溝４ａの本数に比例する。ここで、回折用の溝４ａは、ビームスポット１０の長軸１０Ｌと垂直であるため、ビームスポット１０上の回折用の溝４ａの本数を多くすることができる。よって、ビームスポット１０を小さくしたにもかかわらず、回折格子４の分光分解能をさほど低減させずにすむ。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態にかかる光スペクトラムアナライザ（光測定装置）１の構成を示す図である。
【図２】光ファイバ２から出射される光の実際の状態を示す図である。
【図３】光ファイバ２の断面図である。
【図４】光ファイバ２の端面３を示す図である。
【図５】光ファイバ２およびシリンドリカルレンズ２０により構成される楕円ビーム出射手段を示す正面図（図５（ａ））、平面図（図５（ｂ））である。
【図６】光ファイバ２から出射する光の広がりを示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  光スペクトラムアナライザ（光測定装置）
２  光ファイバ
２ａ  コア
２ｂ  応力付与部
３  端面
４  回折格子
Ａ  回転軸
１０  ビームスポット
１０Ｌ  長軸
１０Ｓ  短軸
２０  シリンドリカルレンズ
【図１】
2006010443.tif 000003
【図２】
2006010443.tif 000004
【図３】
2006010443.tif 000005
【図４】
2006010443.tif 000006
【図５】
2006010443.tif 000007
【図６】
2006010443.tif 000008