(57)【要約】  光学系が簡略化されることにより、大型化防止と低コスト化が達成可能な波長モニタ装置を提供する。  コリメートレンズと、複屈折素子と、ファラデー回転子と、複数の溝部又は凸部が平行に形成された格子面を有する回折格子と、リニアイメージセンサとで波長モニタ装置を構成し、前記溝部又は凸部の形成方向が複屈折素子での異常光線の分離方向と平行になるように複屈折素子の結晶軸と回折格子とを位置決めし、更に、WDM装置からの光信号をコリメートレンズでコリメートし、その光信号を複屈折素子で常光線と異常光線とに分離し、常光線のみをファラデー回転子に透過させて偏光方向を90度回転させて常光線と異常光線の偏光方向を同一方向にし、同一の前記溝部若しくは凸部で回折させると共に、回折後の２つの回折光成分のスペクトル像をリニアイメージの１つの受光部に受光させて光信号の強度和を出力する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリメートレンズと、光信号を偏光方向が互いに直交する常光線と異常光線の２つの偏光成分に分離する複屈折素子と、90度の回転角度を有するファラデー回転子と、複数の溝部又は凸部が平行に形成されてなる格子面を有する回折格子と、リニアイメージセンサとを有し、
前記溝部若しくは前記凸部の形成方向が、前記複屈折素子内部における異常光線の分離方向と平行になるように、前記複屈折素子の結晶軸と回折格子とが位置決めされ、
更に、WDM装置からの光信号を前記コリメートレンズに入射させてコリメートすると共に、コリメートした光信号を前記複屈折素子で前記常光線と前記異常光線とに分離し、前記複屈折素子から前記常光線として出射された偏光成分のみを前記ファラデー回転子に透過させることでその偏光方向を90度回転させて、前記２つの偏光成分の偏光方向を同一方向にし、
この状態の前記偏光成分を同一の前記溝部若しくは凸部で回折させると共に、回折後の２つの回折光成分のスペクトル像を、互いの前記スペクトル像が完全に分離した状態で前記リニアイメージの１つの受光部に受光させて、前記光信号の強度和を出力することを特徴とする波長モニタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長分割多重光通信システムの個別のチャンネルの波長を測定するための波長モニタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、光通信システムでは急増する通信トラフィックに対処するため、時間分割多重（Time Division Multiplex：TDM）や波長分割多重（Wavelength Division Multiplex：WDM）と云った多重通信方式が採用されている。その中でもWDM方式は、多くの異なる波長の光信号を光ファイバのような単一の媒体を介して同時に送信することにより、実質的に光通信帯域幅を増大させ大量の情報を送信可能とした多重通信方式である。【０００３】
現在、WDM方式での個別チャンネルの波長間隔及び周波数間隔（以下、必要に応じてまとめて「間隔」と記す）は、0.8nm又は100GHz程度まで引き下げられている。前記間隔を狭めることにより多重可能な波長数を増加させ、通信トラフィック増大化の対応が図られている。しかしながら各チャンネルの光源の波長は、長期的に見ると公称中心周波数から次第に離れるおそれがあり、また一方で前記のように通信トラフィックの増大に伴って前記間隔は今後も狭められて行く傾向にある。【０００４】
従って、波長スケールの点で隣接するチャンネル間同士、或いは、物理的にすぐ隣に配置されているチャンネル間同士で干渉を起こしてクロストークが発生するおそれが増加する。こういった干渉を防止するためには、通常の波長ドリフト±0.1nmを保証しなければならない。従って、各チャンネルの光源の波長および強度（パワー）の安定性が特に重要になり、そのような理由から前記光源の波長や強度を高精度にモニタする波長モニタ装置が必要とされている。【０００５】
WDM方式のチャンネルの波長をモニタする波長モニタ装置としては様々な構造の物が提案されており、一例として、図１０に示すような石英光導波路を用いたアレイ光導波路（以下、「AWG導波路」という）により、各波長の光信号を光導波路毎に分波するものがある（例えば、特許文献１参照）。【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４０２１２号公報（第３頁、第５図）
【０００７】
図１０の波長モニタ装置100は、入力側の光ファイバ101の１つにλ1〜λ4の光信号が入力されると、第１レンズ102、AWG光導波路103及び第２レンズ104を経て、出力側の複数の光ファイバ105からλ1、λ2、λ3及びλ4の光信号がそれぞれ別々に出力され、この出力光信号を図示しない受光器によって受光して、光信号の波長をモニタするように構成されている。【０００８】
又、他方では図１１に示すように、光信号を複屈折素子により２つの偏光成分に分離し、リトローレンズと回折格子によって２つの偏光成分を各々回折すると共に集光して、完全に分離された状態の２つのスペクトル像を形成し、この２つのスペクトル像の強度和をリニアイメージセンサによって検出する波長モニタ装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。【０００９】
【特許文献２】特開２００３−１９４６２７号公報（第  頁、第１図）
【００１０】
図１１の波長モニタ装置106は、入射光ファイバ107と、２個の複屈折素子（特許文献２では、「サバール板」と表記）108と、リトローレンズ109と、回折格子110と、リニアイメージセンサ（特許文献２では、「１次元アレイセンサ」と表記）111とで構成されており、入射光ファイバからの光信号L1を複屈折素子108によって２つの偏光成分L21、L22に分離し、リトローレンズ109でコリメートして回折格子110に入射させて２つの回折光成分L41、L42に回折した後、再びリトローレンズ109に入射、集光させて２つの完全に分離したスペクトル像を形成し、そのスペクトル像をリニアイメージセンサ111の受光面で受光することによって、光信号L1の波長毎の強度をモニタするものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、図１０の波長モニタ装置では、アレイ構造の作製精度が厳しく、又、将来、WDM方式の高密度化に伴い間隔が50GHz等のように小さくなるにつれて、アレイ全体が大型化するという欠点がある。又、AWG光導波路のコストが高く、波長モニタ装置全体が高価になってしまう。【００１２】
又、図１１の波長モニタ装置では、２枚の複屈折素子を使用するため互いの偏光軸を精密に調整しなければならず、組み立て工程が煩雑になってしまう。更に、光信号を回折格子で回折後に再びリトローレンズに入射させる光学系なので、入射光ファイバから入射する光信号の波長が変化して回折格子の格子面における回折角度が波長毎に変化すると、波長毎に回折角度が異なる回折光をモニタする波長範囲に亘って全てリトローレンズに入射させる必要性があるため、大径のリトローレンズを使用しなければならず、光学系の大型化を招いてしまうという課題がある。【００１３】
又、リトローレンズを小径化しようとすると、回折格子を光信号の波長毎に動かして格子面の角度を波長毎に最適化し、常にリトローレンズに回折光が入射するようにしなければならないため、格子面の角度を可変する駆動機構が別に必要になり、高コストになると共に波長モニタ装置全体が大型化してしまう。更に、回折格子の駆動制御も波長毎に行わなければならず、波長モニタ装置の駆動が複雑且つ煩雑になってしまう。【００１４】
本発明は上記各課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、光学系が簡略化されることにより、大型化防止と低コスト化が達成可能な波長モニタ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の請求項１記載の発明は、コリメートレンズと、光信号を偏光方向が互いに直交する常光線と異常光線の２つの偏光成分に分離する複屈折素子と、90度の回転角度を有するファラデー回転子と、複数の溝部又は凸部が平行に形成されてなる格子面を有する回折格子と、リニアイメージセンサとを有し、前記溝部若しくは前記凸部の形成方向が、前記複屈折素子内部における異常光線の分離方向と平行になるように、前記複屈折素子の結晶軸と回折格子とが位置決めされ、更に、WDM装置からの光信号を前記コリメートレンズに入射させてコリメートすると共に、コリメートした光信号を前記複屈折素子で前記常光線と前記異常光線とに分離し、前記複屈折素子から前記常光線として出射された偏光成分のみを前記ファラデー回転子に透過させることでその偏光方向を90度回転させて、前記２つの偏光成分の偏光方向を同一方向にし、この状態の前記偏光成分を同一の前記溝部若しくは凸部で回折させると共に、回折後の２つの回折光成分のスペクトル像を、互いの前記スペクトル像が完全に分離した状態で前記リニアイメージの１つの受光部に受光させて、前記光信号の強度和を出力することを特徴とする波長モニタ装置である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の波長モニタ装置に依れば、分離させた偏光成分の偏光方向を同一方向に調整した上で、回折格子の格子面に光信号を入射させるため、偏光成分毎に回折角度が変化すること無く、同一な回折角度でリニアイメージセンサの受光部に二つの回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能である。従って、リニアイメージセンサの一つの受光部に二つの同一次数の回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能になり、リニアイメージセンサの異なる受光部に同一周波数・同一次数の二つの回折光成分のスペクトル像が受光されることを防止出来るため、波長モニタ装置の波長分解能を向上させることが可能となる。【００１７】
更に、リニアイメージセンサの複数の受光部毎に、特性のバラツキがあっても、同一周波数の二つのスペクトル像を同一の受光部に受光させられるので、その影響を防止出来る。【００１８】
更に、波長モニタ装置の光学系が、コリメートレンズ、複屈折素子、ファラデー回転子、回折格子、及び、リニアイメージセンサで構成されるため、従来の波長モニタ装置のように、AWG導波路のような高価な構成部品を用いることなく光学系を形成することが可能となる。従って、波長モニタ装置の低コスト化を図ることが可能となる。【００１９】
又、回折格子の直前に従来の波長モニタ装置のように、リロートレンズと云ったレンズ部品を配置しない光学系を形成することにより、光学系を構成する光学素子の大型化が防止されるため、波長モニタ装置の大型化も防止することが出来る。【００２０】
更に、レンズ部品を配置しないため、WDM装置から入射される光信号の波長が変化しても、回折格子をその都度駆動させること無く、リニアイメージセンサの受光部に受光させることができ、波長モニタ装置の部品点数の削減による小型化、低コスト化と、波長モニタ装置の駆動制御の容易化を実現することが可能となる。【００２１】
又、回折格子に入射する光信号の２つの偏光成分の偏光方向を同一方向にすることにより、２つの偏光成分が、回折格子において回折する際に常に一定の角度で回折させることが出来る。更に、２つの偏光成分を同一の溝部又は凸部で回折させる。以上により、回折後の２つの回折光成分間における光路長差を０にすることが可能になる。【００２２】
更に、格子面の溝部又は凸部に２つの偏光成分が入射する時点で、２つの偏光成分の偏光方向を共に、溝部又は凸部の形成方向に対し平行にすることにより、回折後の回折光成分に他方向の偏光成分がノイズとして入り込むことを防止できるため、波長モニタ装置の波長分解能を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態の波長モニタ装置を模式的に示す概略斜視図。
【図２】図１の波長モニタ装置を図１中の矢印a方向から見た概略平面図。
【図３】図１〜図２の波長モニタ装置が組み込まれるWDM装置の構成図。
【図４】図２における破線(a)〜(c)で示した各断面においてｚ軸方向から見た光信              号の偏光面を表わす状態図。
【図５】第１の実施形態の波長モニタ装置を構成する回折格子とリニアイメージセ              ンサのみを示す概略部分斜視図。
【図６】リニアイメージセンサに受光される２つのスペクトル像の受光状態を模式              的に示す状態図。
【図７】第２の実施形態の波長モニタ装置を模式的に示す概略斜視図。
【図８】第２の実施形態の波長モニタ装置を構成する回折格子とリニアイメージセ              ンサのみを示す概略部分斜視図。
【図９】図８を矢印b方向から見たときの回折格子とリニアイメージセンサの概略              部分側面図。
【図１０】AWG導波路による従来の波長モニタ装置の一例を示す模式図。
【図１１】他の従来の波長モニタ装置の一例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００２４】
１、16              波長モニタ装置
２                  複屈折素子
3a、3b              ファラデー回転子
４、17              回折格子
５                  コリメートレンズ
６                  リニアイメージセンサ
７                  WDM装置
８                  光送信器
９                  合波器
10                  光増幅器
11                  分波器
12                  光受信器
13、15              光ファイバ
14                  カプラ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の波長モニタ装置に係る第１の実施の形態を、図１〜図６を参照して説明する。図１は第１の実施形態の波長モニタ装置を模式的に示す概略斜視図であり、図２は図１の波長モニタ装置を、図１中の矢印aで示す平面方向から見たときの概略平面図であり、図３は図１〜図２の波長モニタ装置が組み込まれるWDM装置を模式的に示す構成図であり、図４(a)〜(c)は、それぞれ図２における破線(a)〜(c)で示した各断面における、ｚ軸方向に見た光信号の偏光面を表わす図であり、図５は第１の実施形態の波長モニタ装置を構成する回折格子とリニアイメージセンサのみを示す概略部分斜視図であり、図６はリニアイメージセンサに受光される２つのスペクトル像の受光状態を模式的に示す状態図である。なお、図１、図２、図５の二点鎖線は光路を示し、比較的細線で描かれている光路部は、光学系の構成部品内を伝搬していることを示している。【００２６】
図１、図２及び図５に示すように、第１の実施形態の波長モニタ装置１は、１個の複屈折素子２と、２個のファラデー回転子3a、3bと、回折格子４、コリメートレンズ５及びリニアイメージセンサ６とを有して構成される。【００２７】
次に図３より、前記波長モニタ装置１が光学的に接続されるWDM装置７を説明する。WDM装置７は、光信号を送信する図示しない光源を備える複数の光送信器８と、その光送信器８から送信された複数チャンネルの光信号を波長多重化する合波器９と、その合波器９により波長多重化された光信号を増幅中継するために複数段に接続される光増幅器10と、光増幅器10により増幅された光信号を各チャンネル毎に波長分離する分波器11と、その分波器11により波長分離された各光信号を受信する複数の光受信器12とから構成される。【００２８】
送信側では、異なる波長を有する複数の光送信器８の光源から出射された光信号を合波器９により波長軸上に多重化し、多重化した光信号を単一の光ファイバ13で受信側に送信する。受信側では波長軸上に多重化された光信号を分波器11により各波長毎に分離し、光受信器12で受光する。光ファイバ13で受信側に光信号が送信される際、カプラ14で光信号の一部は光ファイバ15へと分岐される。分岐の比率としては、例えば5：95等が挙げられる。95%の光は，光ファイバ13に導かれて受信側に送られ、5%の光信号は光ファイバ14を経由して波長モニタ装置１に導かれる。【００２９】
光ファイバ15は、例えばシングルモード光ファイバであり、コアの直径は例えば10μｍである。光ファイバ15から光信号s1が入射されると、光信号s1は複屈折素子２で偏光方向が互いに直交する常光線s2と異常光線s3の２つの偏光成分に分離される（以下、必要に応じて、s2を「光信号」か「常光線」、s3を、「光信号」か「異常光線」と記載し分けることにする）。光信号s1の偏光面を図４(a)に示す。【００３０】
複屈折素子２はルチル等の複屈折結晶で構成され、光学面2aにおける結晶軸X1方向は、水平方向であるx軸方向に対して平行となるように０度に設定され、厚み方向における結晶軸X2方向は、光学面2aから45度の角度を呈するように、それぞれ設定されている。又、複屈折素子２の厚みは入射された光信号s1が常光線s2と異常光線s3に完全に分離される程に設定される。このように構成された複屈折素子２は、コリメートレンズ５の直後に配置され、コリメートレンズ５に入射されてコリメートされた前記光信号s1を２つの偏光成分s2、s3に分離する。【００３１】
前記の通りに結晶軸X1とX2とが設定されているので、複屈折素子２内部で、常光線s2はそのままz軸方向に直進し、異常光線s3はz軸方向に対しては角度φをなす斜め方向に、ｘ軸方向に対しては平行な方向へと屈折し、伝搬する。【００３２】
そして、図４(b)に示すように２つの偏光成分s2、s3に分離された状態で複屈折素子２から出射され、常光線として出射された偏光成分s2のみを後段に配置するファラデー回転子3a、3bに透過させる。２枚のファラデー回転子3a、3bはそれぞれ45度の回転角を有し、回転方向は偏光成分s2の伝搬方向から見たときに同一方向となるように設置されている。従って、ファラデー回転子3a、3bは合わせて90度の回転角度を有していることになる。又、ファラデー回転子3a、3bは図２に示されるように、隣接して配置されたマグネットMによって磁気飽和されている（図１では図示を省略）。【００３３】
従って、偏光成分s2が２枚のファラデー回転子3a、3b内部を透過すると、その偏光方向は合計で90度回転されて図４(c)に示すように、偏光成分s3の偏光方向と同一方向に設定されて、２つの偏光成分s2、s3の偏光方向は同一方向となる。このように２つの偏光成分s2、s3の偏光方向が揃った状態で、光信号は更に後段に配置されている回折格子４の格子面に入射される。【００３４】
回折格子４は反射型の回折格子であり、その格子面には、図５に示すようにｘ軸方向に細長い多数の溝部4aが互いに平行に１次元形成されたものである。【００３５】
このように構成された回折格子４を前記複屈折素子２側から重ねて見た場合、図１に示すように、複屈折素子２内部における異常光線s3の分離方向と、回折格子４の各々の溝部４ａの形成方向（x軸方向）とが同一方向に平行となるように、結晶軸X1とX2の方向と、回折格子４の位置とが決定されることが分かる。この格子面に入射した２つの偏光成分s2、s3は、格子面によって反射、回折され、２つの回折光成分s21、s31に変換される。【００３６】
周知の通り、回折格子４に入射する光信号（ここでは２つの偏光成分s2とs3）の偏光方向が変化すると、同一波長の偏光成分同士であっても、格子面上での反射角度が変化してしまう。しかし、本実施形態の波長モニタ装置１では、前記のように回折格子４に入射する２つの偏光成分s2、s3の偏光方向が、光ファイバ15から出射する光信号s1の偏光状態に関わらず同一にすることが出来る。即ち、光信号s1の偏光状態が変化しても、２つの偏光成分s2、s3の偏光方向を同一方向に保つことが可能である。【００３７】
このため、回折格子４に入射する２つの偏光成分s2、s3は、回折格子４において回折する際、常に一定の反射角度で回折させられるため、回折後の２つの回折光成分s21、s31間における光路長差を０にすることが可能になる。更に、溝部4aに入射する時点で、偏光成分s2とs3の偏光方向は、溝部４ａの形成方向に対し平行になっている。従って、回折後の回折光成分s21、s31に他方向の偏光成分がノイズとして入り込むことを防止できるため、波長モニタ装置１の波長分解能を向上させることが可能となる。【００３８】
更に、２つの偏光成分s2、s3の偏光方向が同一方向の状態で、偏光成分s2、s3を同一の溝部（例えば、図１と図５の例では斜線を引いた溝部）4aで回折することにより、回折後の２つの回折光成分s21とs31との間における光路長差を０にすることが可能になる。なお、回折格子４を回折後の２つの回折光成分s21、s31の強度比は、回折格子４入射前の２つの偏光成分s2、s3の強度比と等しい。【００３９】
回折格子４から回折された２つの回折光成分s21、s31は、図５に示すようにリニアイメージセンサ６に向けて伝搬され、リニアイメージセンサ６の受光面上に、２つの回折光成分s21、s31によるスペクトル像sp1、sp2が完全に分離された状態で受光される。完全に分離された状態とは、２つのスペクトル像sp1、sp2の間に重なり部分が無い状態である。なお、図１及び図２ではリニアイメージ６は省略されている。【００４０】
図１〜図６では、光ファイバ15で伝搬される光信号s1が単色光（任意の単一の波長を有する光）の場合を想定し、スポット状のスペクトル像sp1、sp2を図示した。光信号s1が単色光ではなく、例えば、波長の異なる２種類の光を含む場合、２つのスペクトル像sp1、sp2は、受光面における波長分散方向（z軸方向）に沿って広がった状態となる。更に、多種類の波長を含む光信号s1が入射された場合は、前記波長分散方向に沿ってスポット状のスペクトル像が離散的に多数配列された状態となる。前記波長分散方向は、２つのスペクトル像sp1、sp2の分離方向（x軸方向）に直交する。【００４１】
２つのスペクトル像sp1、sp2の中心間の分離距離D1（図６参照）は、複屈折素子２の厚さに比例する。本実施形態の波長モニタ装置１では、２つのスペクトル像sp1、sp2が完全に分離された状態となるように、且つ、一方の偏光成分s2のみがファラデー回転子3a、3bに透過可能となる分離距離となるように、複屈折素子２の厚さを設定する必要がある。【００４２】
リニアイメージセンサ６はその受光面にスペクトル像sp1、sp2の分離方向であるx軸方向に細長い多数の受光部6aを有すると共に、これらの受光部6aが前記波長分離方向に沿って１次元配列された受光素子である。各々の受光部6aは、細長い短冊状である。各々の受光部6aの分離方向（x軸方向）の大きさは、２つのスペクトル像sp1、sp2を同時に受光可能な大きさに設定されており、例えば、２つのスペクトル像sp1、sp2の分離距離D1と、各々のスペクトル像sp1、sp2のx軸方向の大きさD2との合計より大きく設定される。【００４３】
また、各々の受光部6aの分離方向の大きさは、スペクトル像sp1、sp2の分離距離D1と前記大きさD2との合計より小さく設定することも出来る。この場合、スペクトル像sp1、sp2が部分的にケラレることになるが、各々の受光部6aの中心に分離距離D1の中心が合うようにリニアイメージセンサ６を配置すれば、スペクトル像sp1、sp2の各々のケラレ量を等しくすることが出来る。【００４４】
更に、各々の受光部6aのz軸方向の大きさは、スペクトル像sp1、sp2の測定に必要な波長分解能に応じて設定される。又、受光部6aの数は、スペクトル像sp1、sp2の測定に必要な波長範囲に応じて、その波長範囲を漏れなく受光可能なように設定される。なお、リニアイメージセンサ６としては、各々の受光部6aの受光感度が均一なもの（又は、少なくとも２つのスペクトル像sp1、sp2の受光位置で受光感度が等しいもの）を用いることが好ましい。【００４５】
リニアイメージセンサ６で２つのスペクトル像sp1、sp2を同時に受光するとき、２つのスペクトル像sp1、sp2の間に重なり部分が存在すると、この重なり部分で干渉が発生してしまい、重なり部分に光信号s1の元々の偏光状態に類似した偏光状態が現れてしまう。即ち、重なり部分での偏光状態が、入射される光信号s1の偏光状態に応じて変化してしまう。このため、リニアイメージセンサ６の受光感度が何らかの偏光依存性を持っている場合には、スペクトル像sp1、sp2の重なり部分での偏光状態に応じてリニアイメージセンサ６の出力が変化してしまう。又、干渉の結果、重なり部分での像強度が変化する場合にも、リニアイメージセンサ６の出力が変化してしまう。【００４６】
しかし、本実施形態の波長モニタ装置１では、２つのスペクトル像sp1、sp2は完全に分離された状態でリニアイメージセンサ６に受光される。その結果、リニアイメージセンサ６は、常に２つのスペクトル像sp1、sp2の強度和を出力することが可能となる。【００４７】
従って、WDM装置７において、光送信器８から出射される光信号の波長毎の強度特性（強度和）をモニタすることが可能となる。本実施形態の波長モニタ装置１による測定結果を光送信器８にフィードバックすることで、光送信器８から出射される光信号の強度を波長毎に一定に保つことができ、安定した光通信が可能となる。【００４８】
以上、本実施形態の波長モニタ装置１は、分離させた偏光成分の偏光方向を同一方向に調整した上で、回折格子４の格子面に光信号を入射させるため、偏光成分毎に回折角度が変化すること無く、同一な回折角度でリニアイメージセンサの受光部に二つの回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能である。従って、リニアイメージセンサの一つの受光部に二つの同一次数の回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能になり、異なる受光部に同一周波数で同一次数の二つの回折光成分のスペクトル像が受光されることを防止出来るため、波長モニタ装置１の波長分解能を向上させることが可能となる。【００４９】
更に、リニアイメージセンサ６の複数の受光部毎に、若干の特性バラツキがあっても、同一周波数の二つのスペクトル像を同一の受光部に受光させられるので、その影響を受けることが無い。【００５０】
更に、波長モニタ装置１の光学系が、コリメートレンズ５、複屈折素子２、ファラデー回転子3a、3b、回折格子４、及び、リニアイメージセンサ６で構成されるため、従来の波長モニタ装置のように、AWG導波路のような高価な構成部品を用いることなく光学系を形成することが可能となる。従って、波長モニタ装置１の低コスト化を図ることが可能となる。【００５１】
又、回折格子４の直前に従来の波長モニタ装置のように、リロートレンズと云ったレンズ部品を配置しない光学系を形成することにより、光学系を構成する光学素子の大型化が防止されるため、波長モニタ装置１の大型化を防止することも出来る。【００５２】
更に、レンズ部品を配置しないため、光信号s1の波長が変化しても回折格子４をその都度駆動させること無く、リニアイメージセンサ６の受光部に受光させることができ、波長モニタ装置１の部品点数の削減による小型化、低コスト化と、波長モニタ装置１の駆動制御の容易化を実現することが可能となる。【００５３】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の波長モニタ装置に係る第２の実施の形態を、図７〜図９を参照して説明する。図７は第２の実施形態の波長モニタ装置を模式的に示す概略斜視図であり、図８は第２の実施形態の波長モニタ装置を構成する回折格子とリニアイメージセンサのみを示す概略部分斜視図であり、図９は図８を矢印b方向から見たときの、回折格子とリニアイメージセンサの概略部分側面図である。なお、前記第１の実施の形態と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略、若しくは簡略化して記述する。図７、図８、図９の二点鎖線は光路を示し、比較的細線で描かれている光路部は、光学系の構成部品内を伝搬していることを示している。【００５４】
第２の実施形態の波長モニタ装置16が、第１の実施形態の波長モニタ装置１と異なる点は、回折格子17に透過型のものを用いている点である。その格子面には、図９に示すように矩形波状に多数の凸部17aが、x軸方向に細長く互いに平行に１次元形成されている。【００５５】
このように構成された回折格子17を前記複屈折素子２側から重ねて見た場合、図７に示すように、複屈折素子２内部における異常光線s3の分離方向と、回折格子17の各々の前記凸部17aの形成方向（x軸方向）とが同一方向に平行となるように、結晶軸X1とX2の方向と、回折格子17の位置とが決定されている。この格子面に入射した２つの偏光成分s2、s3は、格子面に透過されて凸部17aで回折され、図８に示すように２つの回折光成分s21、s31に変換される。なお、図７〜図９では簡略化のため、０次の回折光成分のみを表している。【００５６】
本実施形態の波長モニタ装置16でも、回折格子17に入射する２つの偏光成分s2、s3の偏光方向を、光ファイバ15から出射する光信号s1の偏光状態に関わらず同一にすることが出来る。即ち、光信号s1の偏光状態が変化しても、２つの偏光成分s2、s3の偏光方向を同一方向に保つことが可能である。このため、回折格子17に入射する２つの偏光成分s2、s3は、回折格子17において回折する際、同じ次数の回折光成分は常に同一方向に回折することになる。【００５７】
更に、凸部17aに入射する時点で、偏光成分s2とs3の偏光方向は、凸部17aの形成方向に対し平行になっている。従って、回折後の回折光成分s21、s31に他方向の偏光成分がノイズとして入り込むことを防止できるため、波長モニタ装置16の波長分解能を向上させることが可能となる。【００５８】
更に、２つの偏光成分s2、s3の偏光方向が同一方向の状態で、偏光成分s2、s3を同一の凸部17aで回折することにより、回折後の２つの回折光成分s21とs31との間における光路長差を０にすることが可能になる。なお、回折格子17を回折後の２つの回折光成分s21、s31の強度比は、回折格子17入射前の２つの偏光成分s2、s3の強度比と等しい。【００５９】
回折格子17から回折された２つの回折光成分s21、s31は、図８に示すようにリニアイメージセンサ６に向けて伝搬され、リニアイメージセンサ６の受光面上に、２つの回折光成分s21、s31によるスペクトル像sp1、sp2が完全に分離された状態で受光される。【００６０】
図７〜図９では、光ファイバ15で伝搬される光信号s1が単色光（任意の単一の波長を有する光）の場合を想定し、スポット状のスペクトル像sp1、sp2を図示した。本実施形態の波長モニタ装置16では、２つのスペクトル像sp1、sp2は完全に分離された状態でリニアイメージセンサ６に受光される。その結果、リニアイメージセンサ６は、常に２つのスペクトル像sp1、sp2の強度和を出力することが可能となる。【００６１】
従って、図３で示すWDM装置７において、光送信器８から出射される光信号の波長毎の強度特性（強度和）をモニタすることが可能となる。本実施形態の波長モニタ装置13による測定結果を光送信器８にフィードバックすることで、光送信器８から出射される光信号の強度を波長毎に一定に保つことができ、安定した光通信が可能となる。【００６２】
以上、本実施形態の波長モニタ装置16は、分離させた偏光成分の偏光方向を同一方向に調整した上で、回折格子17の格子面に光信号を入射させるため、偏光成分毎に回折角度が変化すること無く、同一な回折角度でリニアイメージセンサの受光部に二つの回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能である。従って、リニアイメージセンサの一つの受光部に二つの同一次数の回折光成分のスペクトル像を受光させることが可能になり、異なる受光部に同一周波数で同一次数の二つの回折光成分のスペクトル像が受光されることを防止出来るため、波長モニタ装置16の波長分解能を向上させることが可能となる。【００６３】
更に、リニアイメージセンサ６の複数の受光部毎に、若干の特性バラツキがあっても、同一周波数の二つのスペクトル像を同一の受光部に受光させられるので、その影響を受けることが無い。【００６４】
又、波長モニタ装置16の光学系も、コリメートレンズ５、複屈折素子２、ファラデー回転子3a、3b、回折格子４、及び、リニアイメージセンサ６で構成されるため、従来の波長モニタ装置のように、AWG導波路のような高価な構成部品を用いることなく光学系を形成することが可能となる。従って、波長モニタ装置16の低コスト化を図ることが可能となる。【００６５】
又、回折格子17の直前に従来の波長モニタ装置のように、リロートレンズと云ったレンズ部品を配置しない光学系を形成することにより、光学系を構成する光学素子の大型化が防止されるため、波長モニタ装置16の大型化を防止することも出来る。【００６６】
更に、レンズ部品を配置しないため、光信号s1の波長が変化しても回折格子17をその都度駆動させること無く、リニアイメージセンサ６の受光部に受光させることができ、波長モニタ装置16の部品点数の削減による小型化、低コスト化と、波長モニタ装置16の駆動制御の容易化を実現することが可能となる。【００６７】
なお、本実施形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、透過型の回折格子17の格子面に形成する凸部の形状を、前述の矩形波状に変えて、例えば三角波状の凸部に形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明の波長モニタ装置は、WDM装置の個別のチャンネルの波長毎における強度特性（強度和）用モニタ装置はもとより、光スペクトルアナライザ、或いは分光器としても使用することが可能である。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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