(57)【要約】【課題】外部に供給する光の強度を従来よりも向上させる。【解決手段】光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、グレーティングから出射される０次回折光を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、また、上記光の他方を外部に供給する。【選択図】      図１
2004349283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変自在で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、
前記グレーティングから出射される０次回折光を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に前記分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、
また、前記光の他方を外部に供給する
ことを特徴とする波長可変光源。
【請求項２】
光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変自在で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、
前記光の他方を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に前記分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、
また、前記グレーティングから出射される０次回折光を外部に供給する
ことを特徴とする波長可変光源。
【請求項３】
光分岐器、ガスセル、第１受光器及び第２受光器を前記光源、グレーティング及び反射鏡と共にベース上に実装することを特徴とする請求項１または２記載の波長可変光源。
【請求項４】
光分岐器、ガスセル、第１受光器及び第２受光器をホルダに実装し、該ホルダをベース上に実装することを特徴とする請求項３記載の波長可変光源。
【請求項５】
光分岐器はナイフエッジミラーであることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の波長可変光源。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、波長可変光源に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
可変長光源の１つとして、リットマン配置型波長可変光源が知られている。このリットマン配置型波長可変光源は、レーザダイオードの出射光をグレーティングを介して反射鏡に照射すると共に、当該反射鏡の角度をアクチュエータを用いて変えることによりレーザダイオードの共振波長を連続的に可変するものである。また、このリットマン配置型波長可変光源では、特定波長を吸収スペクトルとするガスが封入されたガスセル及び光検出器を備えた第１ホルダと、当該第１ホルダからガスセルのみを除去した構成の第２ホルダとを備えており、外部に取り出す出射光の一部を第１ホルダ及び第２ホルダを通過させて得られた２つの光を対比することによって上記特定波長を検出し、この特定波長を与えるアクチュエータの動作位置を基準として出射光の波長を設定するようにしている。
【０００３】
ところで、上述した従来のリットマン配置型波長可変光源では、光コネクタを介して外部に供給する光を光カプラ等の光分岐器を用いることによって分岐させ、一方を上記光コネクタに供給すると共に、他方を第１ホルダ上のガスセル及び第２ホルダの光検出器に供給する構成を採用しているために、外部に供給する光の強度が低下してしまうという問題がある。また、レーザダイオード、グレーティング、反射鏡及びアクチュエータ等々が実装されたベースとは別体として第１ホルダ及び第２ホルダを備えているので、装置構成を小型化することが困難であると共に装置コストを低減することができなかった。なお、このようなリットマン配置型波長可変光源については、例えば以下の公知文献に詳細が記載されている。
【０００４】
【非特許文献１】
Ｏｐｔｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ／ｖｏｌ．６，Ｎｏ．３／Ｍａｒｃｈ  １９８１
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、リットマン配置型波長可変光源の装置構成を小型化することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第１の手段として、光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変自在で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、
前記グレーティングから出射される０次回折光を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に前記分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、
また、前記光の他方を外部に供給するという構成を採用する。
【０００７】
また、第２の手段として、光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変自在で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、
前記光の他方を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に前記分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、
また、前記グレーティングから出射される０次回折光を外部に供給するという構成を採用する。
【０００８】
第３の手段として、上記第１または第２の手段において、光分岐器、ガスセル、第１受光器及び第２受光器を前記光源、グレーティング及び反射鏡と共にベース上に実装するという構成を採用する。
【０００９】
第４の手段として、上記第３の手段において、光分岐器、ガスセル、第１受光器及び第２受光器をホルダに実装し、該ホルダをベース上に実装するという構成を採用する。
【００１０】
第５の手段として、上記第１〜第４いずれかの手段において、光分岐器はナイフエッジミラーであるという構成を採用する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる波長可変光源の実施形態について説明する。
【００１２】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態の構成を示す平面図である。この図において、符号１はＬＤ（レーザダイオード）、２は第１レンズ、３はグレーティング、４は反射鏡、５はアーム、６はアクチュエータ、７はナイフエッジミラー、８はガスセル、９は第１ＰＤ（フォトダイオード）、１０は第２ＰＤ（フォトダイオード）、１１はホルダ、１２は第２レンズ、１３はアイソレータ、１４はフェルール、１５は光ファイバ、１６は光コネクタ、１７はベース、１８は制御部、また１９は装置筐体である。
【００１３】
ＬＤ１は、対向する２面（主面及び副面）からレーザー光を照射するタイプのものであり、主面から主出力としてのレーザ光を第２レンズ１２に向けて放射すると共に、副面から副出力としてのレーザ光を第１レンズ２に向けて放射する。第１レンズ２は、このようなＬＤ１から入射されたレーザ光を平行光化してグレーティング３に出射する。グレーティング３は、第１レンズ２から入射されたレーザ光を回折し、０次回折光をホルダ１１に向けて出射する一方、１次回折光を反射鏡４に向けて出射する。
【００１４】
反射鏡４は、上記１次回折光をグレーティング３に向けて反射するものであり、アーム５の一端部に取り付けられている。アーム５は、軸５ａによって回動自在に支持されており、当該軸５ａを挟んだ他端部がアクチュエータ６によって押圧されるようになっている。アクチュエータ６は、制御部１８による制御の下にアーム５の上記他端部を押圧するものである。すなわち、上記反射鏡４は、アクチュエータ６の作動によって軸５ａを中心としたアーム５の回動角が設定されることにより、グレーティング３に対する傾斜角が規定されるようになっている。
【００１５】
ナイフエッジミラー７は、ホルダ１１上に設けられており、上記０次回折光の一部をガスセル８に向けて反射する。ガスセル８は、上記ナイフエッジミラー７と同じくホルダ１１上に設けられており、特定波長を吸収スペクトルとするガスが封入されたものであり、したがってナイフエッジミラー７から入射した０次回折光から特定波長成分のみを除去し、透過光として第１ＰＤ９に向けて出射する。第１ＰＤ９は、ホルダ１１の一端部に設けられており、このようなガスセル８の透過光の光強度を検出し、第１検出信号として制御部１７に出力する。第２ＰＤ１０は、ホルダ１１の他端部に設けられており、ナイフエッジミラー７によって反射されることなく入射した０次回折光の光強度を検出し、第２検出信号として制御部１７に出力する。ホルダ１１は、上記ナイフエッジミラー７、ガスセル８、第１ＰＤ９及び第２ＰＤ１０が実装された方形状部材である。
【００１６】
第２レンズ１２は、上記ＬＤ１から入射したレーザ光（主出力）を集光させアイソレータ１３に向けて出射する。アイソレータ１３は、レーザ光のフェルール１４における反射を抑制するために設けられたものであり、第２レンズ１２から入射したレーザ光をフェルール１４に出射する。フェルール１４は、光ファイバ１５の一端を高精度に位置決め固定するものである。すなわち、上記第２レンズ１２は、このフェルール１４によって高精度に位置決めされた光ファイバ１５の一端（より正確には当該一端のコア部分）に焦点を結ぶようにレーザ光を集光させ、一方、第２レンズ１２とフェルール１４との間に介挿された上記アイソレータ１３は、レーザ光が光ファイバ１５の一端に入射する際の反射を抑制する。
【００１７】
上述したＬＤ１、第１レンズ２、……、フェルール１４は、図示するようにベース１７上に配置されている。光ファイバ１５は、当該ベース１７上のフェルール１４によって固定された一端から入射したレーザ光を装置筐体１９に固定された光コネクタ１６まで光伝送する。光コネクタ１６は、この光ファイバ１５を介して入射したレーザ光を外部に供給するためのものである。さらに、制御部１８は、上記第１検出信号及び第２検出信号に基づいてアクチュエータ６を駆動するものである。すなわち、制御部１８は、第１検出信号及び第２検出信号に基づいてアクチュエータ６を駆動することにより、アーム５の回動、つまり角反射鏡４のグレーティング３に対する傾斜角をコントロールするものである。
【００１８】
このように、本実施形態に係る波長可変光源は、基本的にリットマン配置型波長可変光源としても構成を備えるものである。そして、第１レンズ２、グレーティング３、反射鏡４、アーム５及びアクチュエータ６は、周知のように波長選択性の可変光共振器として作用する。すなわち、グレーティング３に入射するレーザ光の波長に応じて１次回折光の回折角が異なるので、アクチュエータ６によって反射鏡４のグレーティング３に対する傾斜角を変えることによって、光共振周波数（波長）を可変すること、つまり光コネクタ１６を介して外部に供給される主出力としてのレーザ光の波長を規定することができる。
【００１９】
また、このような本波長可変光源では、光コネクタ１６を介して外部に供給されるレーザ光の波長（出射波長）を正確に規定し、ユーザが指定する波長に正確に一致したレーザ光を光コネクタ１６に供給する必要がある。ホルダ１１に実装されたナイフエッジミラー７、ガスセル８、第１ＰＤ９及び第２ＰＤ１０は、このような出射波長の正確な規定を実現させるために設けられたものである。
【００２０】
すなわち、ガスセル８の吸収スペクトルつまり特定波長は予め既知である。したがって、この特定波長を含む所定範囲に亘って反射鏡４の傾斜角つまり出射波長を可変した際に第１検出信号及び第２検出信号を逐次比較することによって、特定波長を与える反射鏡４の傾斜角、つまりアクチュエータ６の作動位置を検出することができるので、当該アクチュエータ６の作動位置を特定波長に基づいて校正することが可能となる。本波長可変光源では、定期的あるいは所望のタイミングでアクチュエータ６の作動位置を校正することにより、基準となる出射波長を校正する。
【００２１】
本波長可変光源によれば、ＬＤ１から出射したレーザ光（主出力）を何等分岐させることなく光コネクタ１６に供給するので、当該光コネクタ１６を介して外部に供給するレーザ光の強度を従来の波長可変光源よりも向上させることが可能である。
【００２２】
また、従来の同種の波長可変光源では、上述したように第１ホルダと第２ホルダとを備え、主出力であるレーザ光を光カプラ等を用いて分岐させることにより第１ホルダ及び第２ホルダに導き、該第１ホルダ及び第２ホルダを通過した２つの光を光検出器で各々検出する構成を採用していたので、つまりベースとは別体の第１ホルダ及び第２ホルダを有していたので、小型化が困難であった。これに対して、本波長可変光源では、ホルダ１１をベース１７上に配置構成を採用しているので装置構成を小型化することが可能である。さらに、本波長可変光源では、ホルダ１１上のナイフエッジミラー７によって０次回折光を分岐させてガスセル８及び第２ＰＤ１０に入射させるので、装置コストを低減することが可能である。
【００２３】
〔第２実施形態〕
次に、  図２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第１実施形態で説明したと同一の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。
【００２４】
上記第１実施形態は、副出力としてのレーザ光から第１検出信号及び第２検出信号を得ると共に主出力としてのレーザ光を外部に供給する構成を採用しているが、本第２実施形態に係る波長可変光源は、主出力としてのレーザ光から第１検出信号及び第２検出信号を得ると共に副出力としてのレーザ光を外部に供給する構成を採用するものである。
【００２５】
すなわち、本波長可変光源では、グレーティング３から出射された０次回折光を第３レンズ２０とアイソレータ２２とを介してフェルール１４で固定された光ファイバ１５の一端に集光・入射させる一方、主出力としてのレーザ光を第２レンズを用いて平行光化し、さらにナイフエッジミラー７Ａを用いてガスセル８と第２ＰＤ１０とに分岐させる。本波長可変光源のナイフエッジミラー７Ａは、アイソレータ２２から入射したレーザ光の一部を第２ＰＤ１０に向けて反射すると共に、残りのレーザ光をそのまま通過させることによってガスセル８に入射させるものであり、ガスセル８、第１ＰＤ９及び第２ＰＤ１０と共にホルダ１１Ａに実装されている。
【００２６】
このような構成を採用する本波長可変光源も、従来の波長可変光源に比較して外部に供給する光の強度を向上させること、装置構成を小型化すること、及び装置コストを低減することが可能である。
【００２７】
なお、上記各実施形態においては、光分岐器をして機能する光学部材としてナイフエッジミラーを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばビームスプリッタ等、他の光分岐器を用いても良い。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源の２面から出射した光の一方をグレーティングと該グレーティングに対する傾斜角が可変自在で高次回折光を反射する反射鏡とから構成された可変光共振器に導くことにより光源の出射波長を可変設定する波長可変光源であって、グレーティングから出射される０次回折光を光分岐器を用いて分岐させ、分岐光の一方を特定波長を吸収スペクトルとするガスセルを通過させて第１受光器で受光することにより第１検出信号を得ると共に前記分岐光の他方をガスセルを通過させることなく第２受光器で受光することにより第２検出信号を取得し、これら第１検出信号と第２検出信号とを対比することにより特定波長を与える反射鏡の傾斜角を検出して出射波長を校正し、また、上記光の他方を外部に供給するので、つまり当該光の他方を何等分岐させることがないので、よって外部に供給する光の強度を従来よりも向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１……ＬＤ（レーザダイオード）
２……第１レンズ
３……グレーティング
４……反射鏡
５……アーム
６……アクチュエータ
７，７Ａ……ナイフエッジミラー
８……ガスセル
９……第１ＰＤ（フォトダイオード）
１０……第２ＰＤ（フォトダイオード）
１１，１１Ａ……ホルダ
１２，２１……第２レンズ
１３，２２……アイソレータ
１４……フェルール
１５……光ファイバ
１６……光コネクタ
１７……ベース
１８……制御部
１９……装置筐体
２０……第３レンズ
【図１】
2004349283.tif 000003
【図２】
2004349283.tif 000004