JPH02194331A - Optical spectrum analyzer - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、光スペクトル分析を行なう光スペクトラムア
ナライザー、特に詳細には音響光学効果を利用して光ス
ペクトルを分析する光スペクトラムアナライザーに関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an optical spectrum analyzer that performs optical spectrum analysis, and particularly relates to an optical spectrum analyzer that analyzes optical spectrum using the acousto-optic effect. .
(従来の技術)
先スペクトルを分析する光スペクトラムアナライザーと
しては、種々のものが公知となっている。(Prior Art) Various types of optical spectrum analyzers are known to analyze a prior spectrum.
従来より広く実用に供されている光スペクトラムアナラ
イザーの1つとして、例えばツエルニターナ−型と称さ
れるものが知られている。この光スペクトラムアナライ
ザーは、照射された被測定光を回折させる回折格子を回
転させ、それにより回折光をスリット上において移動さ
せ、このスリット越しに回折光を検出したときの回折格
子の回転角に基づいて光スペクトルを分析するものであ
る。As one of the optical spectrum analyzers that have been widely used in practical use, for example, there is known a so-called Zzerny-Turner type optical spectrum analyzer. This optical spectrum analyzer rotates a diffraction grating that diffracts the irradiated light to be measured, thereby moving the diffracted light on a slit, and detecting the diffracted light through the slit based on the rotation angle of the diffraction grating. This method analyzes the optical spectrum.
このような光スペクトラムアナライザーは、高分解能で
光スペクトルを分析可能となっている。Such optical spectrum analyzers are capable of analyzing optical spectra with high resolution.
しかしこのような光スペクトラムアナライザーは、大型
でかつ重いので取扱い性に難があり、例えば携帯使用等
には不向きであった。小型軽量に形成されうる光スペク
トラムアナライザーも種々考えられているが、そのよう
なものの多くは分解能が低いという問題を有している。However, such optical spectrum analyzers are large and heavy, making them difficult to handle, making them unsuitable for portable use, for example. Various optical spectrum analyzers that can be made small and lightweight have been considered, but many of these have the problem of low resolution.
そこで本出願人は先に、小型軽量に形成可能で、しかも
分解能の高い光スペクトラムアナライザを提案した(特
願昭62−1.80779号)。この光スペクトラムア
ナライザーは、
表面弾性波が伝播可能な材料から形成された光導波路と
、
この光導波路内に入射されて該光導波路内を進行する被
測定光としての導波光の光路に交わる方向に進行して、
該導波光を回折、偏向させる連続的に周波数が変化する
表面弾性波を上記光導波路において発生させる表面弾性
波発生手段と、上記表面弾性波によって偏向されて光導
波路外に出射した上記被i1P+定光を検出する光検出
手段と、この光検出手段が被測定光を検出したときの表
面弾性波の周波数を検出する周波数検出手段とから構成
されたことを特徴とするものである。Therefore, the present applicant previously proposed an optical spectrum analyzer that can be made small and lightweight and has high resolution (Japanese Patent Application No. 1.80779/1982). This optical spectrum analyzer includes an optical waveguide formed of a material that allows surface acoustic waves to propagate, and a waveguide that is arranged in a direction that intersects the optical path of guided light as measured light that is input into the optical waveguide and travels within the optical waveguide. Proceed,
surface acoustic wave generating means for generating a surface acoustic wave whose frequency changes continuously to diffract and deflect the guided light in the optical waveguide; The present invention is characterized in that it is comprised of a light detection means for detecting the light to be measured, and a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave when the light detection means detects the light to be measured.
光導波路内を導波する導波光は、この光導波路を伝播す
る表面弾性波と交差すると、音響光学相互作用により回
折、偏向する。この偏向角δは、表面弾性波の進行方向
に対する導波光の入射角をθとすると、δ−20である
。モして導波光の波長をλ、光導波路の実効屈折率をN
eとし、表面弾性波の波長、周波数、速度をそれぞれA
、f、■とすれば、
λ
である。NeおよびVは一定であるから、この式で示さ
れるブラッグ条件を満足して導波光が最も効率良く回折
するときの前記入射角θと表面弾性波周波数fが分かれ
ば、導波光すなわち被測定光の波長λが分かることにな
る。When guided light guided in an optical waveguide intersects with a surface acoustic wave propagated in this optical waveguide, it is diffracted and deflected due to acousto-optic interaction. This deflection angle δ is δ−20, where θ is the incident angle of the guided light with respect to the traveling direction of the surface acoustic wave. The wavelength of the guided light is λ, and the effective refractive index of the optical waveguide is N.
Let e be the wavelength, frequency, and velocity of the surface acoustic wave, respectively.
, f, ■, then λ. Since Ne and V are constant, if the incident angle θ and the surface acoustic wave frequency f at which the guided light is most efficiently diffracted satisfying the Bragg condition expressed by this equation are known, the guided light, that is, the light to be measured, can be determined. The wavelength λ of is known.
また導波光(被測定光)が非常に波長が近接した複数の
スペクトル成分を含む場合、各スペクトル成分を表面弾
性波の回折作用により分離させることができる。したが
って、例えば前記光検出器の前にピンホール板等を配置
して、各スペクトル成分の光がそれぞれ個別に検出され
るようにしておけば、上述のように波長が近接していて
も各スペクトル成分を正確に測定可能となる。Further, when the guided light (light to be measured) includes a plurality of spectral components having very close wavelengths, each spectral component can be separated by the diffraction effect of the surface acoustic wave. Therefore, for example, if a pinhole plate or the like is placed in front of the photodetector so that the light of each spectral component can be detected individually, each spectral component can be detected even if the wavelengths are close to each other as described above. Components can be measured accurately.
(発明が解決しようとする課題)
ところで上述の光スペクトラムアナライザーにおいては
従来、被測定光を導く光ファイバーを光導波路端面に直
接結合させて被測定光を光導波路内に入力させるように
していたので、その入力効率が低いという難点が有った
。つまり、上記光ファイバーのコア径は通常10μm前
後で、一方光導波路厚は表面弾性波による導波光の回折
効率の点から表面弾性波の波長程度が最適で、表面弾性
波周波数がIGHzとすると3μmとなり、このように
光ファイバーのコア径と光導波路厚との差が大きいため
に、結合損が大きくなりがちなのである。(Problems to be Solved by the Invention) Conventionally, in the above-mentioned optical spectrum analyzer, the optical fiber that guides the light to be measured is directly coupled to the end face of the optical waveguide so that the light to be measured is input into the optical waveguide. The problem was that the input efficiency was low. In other words, the core diameter of the above-mentioned optical fiber is usually around 10 μm, while the optical waveguide thickness is optimally about the wavelength of the surface acoustic wave in terms of the diffraction efficiency of the guided light by the surface acoustic wave, and if the surface acoustic wave frequency is IGHz, it is 3 μm. Since there is a large difference between the core diameter of the optical fiber and the thickness of the optical waveguide, coupling loss tends to increase.
上記の入力効率が低いと、微弱な被測定光に対しては光
スペクトル分析が不可能になる、ということも起こり得
る。If the input efficiency is low, optical spectrum analysis may become impossible for weak measured light.
そこで本発明は、被測定光を効率良く光導波路内に入力
させることができる光導波路型の光スペクトラムアナラ
イザーを提供することを1」的とするものである。Therefore, an object of the present invention is to provide an optical waveguide type optical spectrum analyzer that can efficiently input light to be measured into an optical waveguide.
(課題を解決するための手段及び作用)本発明による第
1の光スペクトラムアナライザーは、先に述べたような
光導波路と、表面弾性波発生手段と、光検出手段と、周
波数検出手段とから構成された光スペクトラムアナライ
ザーにおいて、光導波路外を進行する被測定光を光導波
路内に入力させる光入力手段として、被測定光を偏平に
絞り、この絞られた被測定光を光導波路の端面に対し、
その絞られた方向が端面厚さ方向と一致する状態で照射
するシリンドリカルレンズを設けたことを特徴とするも
のである。(Means and effects for solving the problems) The first optical spectrum analyzer according to the present invention is composed of the above-mentioned optical waveguide, surface acoustic wave generation means, light detection means, and frequency detection means. In the optical spectrum analyzer, the optical input means for inputting the light to be measured traveling outside the optical waveguide into the optical waveguide focuses the light to be measured flatly and directs the focused light to be measured against the end face of the optical waveguide. ,
This is characterized by the provision of a cylindrical lens that emits light in a state in which the converging direction coincides with the end face thickness direction.
また本発明による第2の光スペクトラムアナライザーは
、上記のシリンドリカルレンズに代えて、光導波路の表
面に形成され、光導波路外を進行する被測定光の照射を
受けて該被測定光を光導波路内に入力させる回折格子が
設りられたことを特徴とするものである。In addition, the second optical spectrum analyzer according to the present invention is formed on the surface of an optical waveguide in place of the above-mentioned cylindrical lens, and receives the irradiation of the measured light traveling outside the optical waveguide and directs the measured light into the optical waveguide. The device is characterized by being provided with a diffraction grating that inputs the information into the image.
(実 施 例)
以下、図面に示す実施例に基づいて本発明の詳細な説明
する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an example shown in the drawings.
第1図は本発明の第1の光スペクトラムアナライザーの
一実施例を示すものである。この光スペクトラムアナラ
イザーIOは、基板11上に形成された光導波路12と
、この光導波路■2の表面に形成された光ビーム出力用
線状回折格子(Linear Grating C
oupler、以下LGCと称する) 14と、光導波
路12を進行する導波光り、の光路に交わる方向に進行
する表面弾性波15を発生さぜるチャプ交叉くし形電極
対(Chjrped I ntcr−D jgita
l Transducer 、以下チャープIDTと
称する)j7と、上記表面弾性波15を発生させるため
にこのチャニブIDT17に高周波の交番電圧を印加す
る高周波アンプ19と、上記電圧の周波数を連続的に変
化(掃引)させるスィーパ−20と、コリメーターレン
ズ21とを有している。FIG. 1 shows an embodiment of the first optical spectrum analyzer of the present invention. This optical spectrum analyzer IO includes an optical waveguide 12 formed on a substrate 11 and a linear diffraction grating (Linear Grating C) for light beam output formed on the surface of this optical waveguide 2.
(hereinafter referred to as LGC) 14 and a guided light beam traveling through the optical waveguide 12.
l Transducer (hereinafter referred to as chirp IDT) j7, a high frequency amplifier 19 that applies a high frequency alternating voltage to this chirp IDT 17 in order to generate the surface acoustic wave 15, and a high frequency amplifier 19 that continuously changes (sweeps) the frequency of the voltage. It has a sweeper 20 and a collimator lens 21.
また上記光ビーム出力用L G C14から出射した光
ビームL4が照射される位置には、ピンホール板30と
、」〕記先光−ムL4の強度を測定するフォトダイオー
ド等の光検出器31が配置されている。Further, at the position where the light beam L4 emitted from the light beam output LGC 14 is irradiated, there is a pinhole plate 30 and a photodetector 31 such as a photodiode for measuring the intensity of the target light beam L4. is located.
この光検出器31が出力する光量信号S1は後述する演
算処理回路33に入力され、この演算処理回路33が出
力する光量信号S3は、表示装置34に入力されるよう
になっている。A light amount signal S1 outputted from this photodetector 31 is input to an arithmetic processing circuit 33, which will be described later, and a light amount signal S3 outputted from this arithmetic processing circuit 33 is inputted to a display device 34.
本実施例においては一例として、基板11にLiNbO
3ウェハを用い、このウェハの表面にTi拡散膜を設け
ることにより光導波路12を形成している。なお基板1
1としてその他サファイア、Si等からなる結晶性基板
が用いられてもよい。また光導波路12も上記のTi拡
散に限らず、基板11上にその他の材料をスパッタ、蒸
着する等して形成することもできる。ただし、この光導
波路12は、上記Ti拡散膜等、後述する表面弾性波が
伝播可能な材料から形成されなければならない。また光
導波路は2層以上の積層構造を有していてもよい。In this embodiment, as an example, the substrate 11 has LiNbO
The optical waveguide 12 is formed by using three wafers and providing a Ti diffusion film on the surface of the wafer. Note that substrate 1
1 may also be a crystalline substrate made of sapphire, Si, or the like. Furthermore, the optical waveguide 12 is not limited to the above-mentioned Ti diffusion, but may also be formed by sputtering, vapor depositing, or the like other materials on the substrate 11. However, this optical waveguide 12 must be formed of a material such as the above-mentioned Ti diffusion film that can propagate surface acoustic waves, which will be described later. Further, the optical waveguide may have a laminated structure of two or more layers.
チャープIDT1.7は、例えば光導波路12の表面に
ポジ型電子線レジストを塗布し、さらにその上にAu導
電用薄膜を蒸着し、電極パターンを電子線描画し、Au
薄膜を剥離後視像を行ない、次いでCr薄膜、A1薄膜
を蒸着後、有機溶媒中でリフトオフを行なうことによっ
て形成することができる。なおチャープIDT17は、
基板11や光導波路12が圧電性を有する材料からなる
場合には、直接光導波路12内あるいは基板11上に設
置しても表面弾性波15を発生させることができるが、
そうでない場合には基板11あるいは光導波路12の一
部に例えばZnO等からなる圧電性薄膜を蒸着、スパッ
タ等によって形成し、そこにIDT1.7を設置すれば
よい。The chirp IDT 1.7 is manufactured by, for example, applying a positive electron beam resist to the surface of the optical waveguide 12, further depositing an Au conductive thin film thereon, and drawing an electrode pattern with an electron beam.
It can be formed by peeling off the thin film, performing visual imaging, then depositing a Cr thin film and an A1 thin film, and then performing lift-off in an organic solvent. In addition, chirp IDT17 is
When the substrate 11 and the optical waveguide 12 are made of a piezoelectric material, the surface acoustic waves 15 can be generated even if they are installed directly inside the optical waveguide 12 or on the substrate 11.
If this is not the case, a piezoelectric thin film made of, for example, ZnO may be formed on a part of the substrate 11 or the optical waveguide 12 by vapor deposition, sputtering, etc., and the IDT 1.7 may be installed there.
例えば半導体レーザ等の光源23から発せられてスペク
トル分析にかけられる光ビームLは、光源23に接続さ
れた光ファイバー24、結合器25を介して、光ファイ
バー26の端面から発散光として出射する。この光ビー
ムLはコリメーターレンズ21によって平行光とされ、
次にシリンドリカルレンズ22を通過して偏平に絞られ
る。シリンドリカルレンズ22は、絞られた光ビームL
が光導波路12の端面1.2aに照射され、そして光ビ
ームLの絞られる方向が光導波路12の厚さ方向と一致
するように配置されている。したがって絞られた光ビー
ムLは、はぼその全量が光導波路端面12aに照射され
るようになり、該端面12aから効率良く光導波路12
内に取り込まれる。For example, a light beam L emitted from a light source 23 such as a semiconductor laser and subjected to spectrum analysis is emitted as diverging light from the end face of an optical fiber 26 via an optical fiber 24 connected to the light source 23 and a coupler 25. This light beam L is made into parallel light by the collimator lens 21,
Next, the light passes through a cylindrical lens 22 and is focused into a flat shape. The cylindrical lens 22 provides a focused light beam L.
is irradiated onto the end surface 1.2a of the optical waveguide 12, and the direction in which the light beam L is focused coincides with the thickness direction of the optical waveguide 12. Therefore, the entire amount of the focused light beam L is irradiated onto the optical waveguide end face 12a, and the optical waveguide 12 is efficiently guided from the end face 12a.
taken within.
この光ビームL1は、平行ビームの状態で光導波路】2
内を導波する。この導波光し1は、前記(1)で示され
るブラッグ条件が満たされれば、チャープrDT1.7
から発せられた表面弾性波I5との音響光学相互作用に
より、図示のように回折(B ragg回折)する。回
折した導波光L2はL G C14において基板11側
に回折し、斜めにカットされた基板端面11aから光導
波路素子外に出射する。この出射した光ビームL4は、
集束レンズ27によって小さなスポットに絞られる。This light beam L1 passes through the optical waveguide]2 in a parallel beam state.
waveguide inside. If the Bragg condition shown in (1) above is satisfied, this guided light beam 1 has a chirp rDT of 1.7
Due to the acousto-optic interaction with the surface acoustic wave I5 emitted from the surface, it is diffracted (Bragg diffraction) as shown in the figure. The diffracted waveguide light L2 is diffracted toward the substrate 11 side at the LGC 14, and is emitted to the outside of the optical waveguide element from the obliquely cut substrate end surface 11a. This emitted light beam L4 is
A focusing lens 27 focuses the light into a small spot.
以下、光導波路12内における上記導波光の回折、偏向
について、第2図と第3図を参照して詳細に説明する。Hereinafter, the diffraction and deflection of the guided light within the optical waveguide 12 will be explained in detail with reference to FIGS. 2 and 3.
第2図はチャープIDT17の部分を拡大して詳しく示
すものであり、また第3図は導波光L1 と表面弾性波
15の波数ベクトルを示している。第2図に示すように
導波光L1は、表面弾性波15の進行方向に対して一定
の角度θで入射する。FIG. 2 shows a detailed enlarged view of the chirp IDT 17, and FIG. 3 shows the wave number vectors of the guided light L1 and the surface acoustic wave 15. As shown in FIG. 2, the guided light L1 is incident at a constant angle θ with respect to the traveling direction of the surface acoustic wave 15.
また、表面弾性波15に入射する前の導波光L1および
通過した後の導波光L2の波数ベクトルをそれぞれIk
l、IkZとし、表面弾性波15の波数ベクトルをIK
□とすると、前記(1)式で示したブラッグ条件が満た
されるときは第3図に示すようにIkl +1K1−1
に2・・・・・・(2)となっており、導波光L2の導
波光り、に対する偏向角はδ=2θである。この入射角
θが」二連のように一定であれば、上記(2)式が成立
するときの偏向角δも一定である。したがって、ブラッ
グ条件を完全に満たして光導波路■2外に出射する光ビ
ームL4は、一定方向に出射する。光検出器31の前の
ビンポール板30は、上記の一定方向に出射し1ま
た光ビームL4がピンホール30aを通過するように配
設されている。In addition, the wave number vectors of the guided light L1 before entering the surface acoustic wave 15 and the guided light L2 after passing through the surface acoustic wave 15 are respectively Ik
l, IkZ, and the wave number vector of surface acoustic wave 15 is IK
□, when the Bragg condition shown in equation (1) above is satisfied, Ikl +1K1-1 as shown in Figure 3.
(2), and the deflection angle of the guided light L2 with respect to the guided light is δ=2θ. If the incident angle θ is constant as in the case of two series, the deflection angle δ when the above equation (2) is satisfied is also constant. Therefore, the light beam L4 that completely satisfies the Bragg condition and is emitted out of the optical waveguide (2) is emitted in a fixed direction. The bin pole plate 30 in front of the photodetector 31 is arranged so that the light beam L4 is emitted in the above-mentioned fixed direction and passes through the pinhole 30a.
導波光り、(被測定光)の波長をλ、表面弾性波15の
波長をAとすると、
11kl+−2π/λ
であり、また導波光L2の波長もλであるから、lkx
l −1lkz l −2π/λである。したが
って前記(2)式を満足する11に1−2π/Aの値は
、入射角θが固定である以上、1つの1lkxlに対し
て1つだけ存在する。そこでこの(2)式が成立すると
き(つまり光ビームL4がピンホール30aを通過して
光検出器31に検出されたとき)の!lK11の値から
、すなわち表面弾性波】5の波長への値から、波長λが
求められうる。If the wavelength of the guided light (light to be measured) is λ and the wavelength of the surface acoustic wave 15 is A, then 11kl+-2π/λ, and the wavelength of the guided light L2 is also λ, so lkx
l −1lkz l −2π/λ. Therefore, since the incident angle θ is fixed, only one value of 1−2π/A that satisfies the above formula (2) exists for each 1 lkxl. Therefore, when this formula (2) holds true (that is, when the light beam L4 passes through the pinhole 30a and is detected by the photodetector 31)! From the value of lK11, that is, from the value of the surface acoustic wave [5], the wavelength λ can be determined.
この波長λは、前記(1)式から求めることも勿論可能
であるが、入射角θや、導波光L1に対する光導波路1
2の屈折率Neが不明でも求められうる。This wavelength λ can of course be determined from the above equation (1), but it is also possible to determine the wavelength λ using the incident angle θ and the optical waveguide 1 for the guided light L1.
Even if the refractive index Ne of 2 is unknown, it can be determined.
すなわち周波数が既知(λre(’とする)の基準導波
光を光導波路12内に入射させ、そのとき波長Arel
’の基準表面弾性波によってこの基準導波光が回折され
たとする。第3図において基準導波光の波数ベクトルを
OP1波長A rerの基準表面弾性波の波数ベクトル
をv3、回折された基準導波光の波数ベクトルをOQと
すると、
Δ0PQ(1)ΔSPRであるから、
0P−2yr/λref’、 PQ−2π/八re
rであるから、
λ=λref(Δ/Arer)
ここで表面弾性波15の速度、周波数をそれぞれVlf
、基準表面弾性波の速度、周波数をそれぞれVral’
Sf refとすると、
v −f ASvref’ −fref’ ΦA、rc
f’ 5v=vrerであるから、結局上式より
λ−λrer(f rcf / f ) −・=f3
1となる。つまり基準導波光の波長λratおよび基準
表面弾性波の周波数f ref’を予め調べておけば、
この(3)式から被測定光の波長λが求められる。That is, a reference waveguide light having a known frequency (λre(')) is input into the optical waveguide 12, and at that time the wavelength Arel
Suppose that this reference guided light is diffracted by the reference surface acoustic wave of '. In Figure 3, if the wave number vector of the reference guided light is OP1, the wave number vector of the reference surface acoustic wave of wavelength A rer is v3, and the wave number vector of the diffracted reference guided light is OQ, then Δ0PQ(1)ΔSPR, so 0P -2yr/λref', PQ-2π/8re
Since r, λ=λref(Δ/Arer) Here, the velocity and frequency of the surface acoustic wave 15 are respectively Vlf
, the velocity and frequency of the reference surface acoustic wave are respectively Vral'
If Sf ref, v −f ASvref'−fref' ΦA, rc
Since f' 5v=vrer, from the above equation, λ-λrer(f rcf / f ) −・= f3
It becomes 1. In other words, if you check the wavelength λrat of the reference guided light and the frequency f ref' of the reference surface acoustic wave in advance,
The wavelength λ of the light to be measured can be determined from this equation (3).
先に述べた通り、光スペクトル分析を行なうときチャー
ブIDT17に印加される高周波の交番電圧の周波数は
、スィーパ−20によりf winからflllaXま
で連続的に掃引される。こうして交番電圧の周波数すな
わち表面弾性波15の周波数が掃引されるとき、上記f
l1lin 、、f maxO値が適切に設定されて
いれば、前記(1)式を満たすある表面弾性波周波数f
(fmjn≦f≦fmax)において導波光り、の回折
が最も効率良く行なわれる。この際光導波路12から出
射した光ビームL4は、ピンホル30aを通過して光検
出器31によって検出される。As mentioned above, the frequency of the high-frequency alternating voltage applied to the chirb IDT 17 when performing optical spectrum analysis is continuously swept from fwin to flllaX by the sweeper 20. When the frequency of the alternating voltage, that is, the frequency of the surface acoustic wave 15 is swept in this way, the above f
l1lin ,, f If the maxO value is appropriately set, a certain surface acoustic wave frequency f that satisfies the above equation (1)
Diffraction of the guided light is performed most efficiently when (fmjn≦f≦fmax). At this time, the light beam L4 emitted from the optical waveguide 12 passes through the pinhole 30a and is detected by the photodetector 31.
スィーパ−20に接続された周波数計測回路32は、ス
ィーパ−20が高周波アンプ19に送る高周波信号Sf
を受けて、刻々変化する交番電圧周波数、つまり表面弾
性波周波数fを求める。この連続的に変化する周波数f
を示す信号S2は、演算処理回路33に入力される。こ
の演算処理回路33には、前述した基準導波光の波長λ
ref’および基準表面弾性波の周波数f refが予
め記憶されており、該演算処理回路33はこれらの波長
λref %周波数fre「および信号S2が示す表面
弾性波周波数fから、前記(3)式に基づいて導波光L
1の波長λを演算するとともに、信号S2と同期が取ら
れた光量信号S1に基づいて、検出光量対波長λの関係
を求める。A frequency measuring circuit 32 connected to the sweeper 20 receives a high frequency signal Sf that the sweeper 20 sends to the high frequency amplifier 19.
Then, the ever-changing alternating voltage frequency, that is, the surface acoustic wave frequency f, is determined. This continuously changing frequency f
A signal S2 indicating this is input to the arithmetic processing circuit 33. This arithmetic processing circuit 33 has the wavelength λ of the reference waveguide light mentioned above.
ref' and the frequency f ref of the reference surface acoustic wave are stored in advance, and the arithmetic processing circuit 33 calculates the above-mentioned equation (3) from these wavelengths λref % frequency f ref and the surface acoustic wave frequency f indicated by the signal S2. Based on guided light L
In addition to calculating the wavelength λ of 1, the relationship between the detected light amount and the wavelength λ is determined based on the light amount signal S1 synchronized with the signal S2.
こうして求められた導波光L1すなわち被測定光の波長
λと検出光量との関係を示す信号S3は演算処理回路3
3から出力され、例えば液晶表示装置、光電管表示装置
等の表示装置34に入力され、この信号S3に基づいて
、上記光量対波長λの関係が一例としてグラフ状に表示
される。したがってこの表示から、光ビームL4が検出
されたとき、つまりブラッグ条件が成立したときの波長
λを見出せば、それが求める被測定光りの波長となる。A signal S3 indicating the relationship between the guided light L1, that is, the wavelength λ of the light to be measured and the amount of detected light, is sent to the arithmetic processing circuit 3.
3 and is input to a display device 34 such as a liquid crystal display device or a phototube display device, and based on this signal S3, the relationship between the amount of light and the wavelength λ is displayed in a graph as an example. Therefore, if the wavelength λ at the time when the light beam L4 is detected, that is, when the Bragg condition is satisfied, is found from this display, it becomes the wavelength of the light to be measured.
なお上記表示装置34は、適当な記録装置等に置き換え
られてもよい。また本実施例においては、表面弾性波周
波数fに対応する被測定光の波長λを演算処理回路33
が演算して求めるようになっているが、このような演算
は別途人手によって行なうようにしてもよい。つまり少
なくとも、光検出器31が光ビームL4を検出したとき
の表面弾性波周波数fが検出されるようになっていれば
、被測定光の波長λを求めることができる。Note that the display device 34 may be replaced with a suitable recording device or the like. Further, in this embodiment, the wavelength λ of the light to be measured corresponding to the surface acoustic wave frequency f is calculated by the arithmetic processing circuit 33.
is calculated and determined, but such calculations may be performed separately manually. That is, if at least the surface acoustic wave frequency f when the photodetector 31 detects the light beam L4 is detected, the wavelength λ of the light to be measured can be determined.
また上述した実施例におけるように、光検出器31が光
ビームL4を検出したときのみならず、表面弾性波15
を周波数掃引している間はずっとその周波数fを求め、
またその開光ビームL4の検出の有無に係らず光量信号
S1を連続的に演算処理回路33に送ってもよいことは
勿論である。そうすれば表示装置34においては、光ビ
ームL4が全く検出されない波長領域(つまりスペクト
ル成分が存在しない領域)が明確に示されることになる
。Furthermore, as in the embodiment described above, not only when the photodetector 31 detects the light beam L4, but also when the surface acoustic wave 15
While sweeping the frequency, find the frequency f,
It goes without saying that the light amount signal S1 may be continuously sent to the arithmetic processing circuit 33 regardless of whether or not the open beam L4 is detected. In this way, the display device 34 clearly shows a wavelength range in which the light beam L4 is not detected at all (that is, a range in which no spectral component exists).
そのような場合、一般には光量信号81等にノイズ成分
が含まれるので、上記光ビームL4が検出されない波長
領域においても、検出光量表示は0(ゼロ)とならない
ことが多い。そうなっても、光量表示のあるレベルまで
はノイズ成分であるということが予め分かつていれば何
ら問題はない。In such a case, since noise components are generally included in the light amount signal 81 and the like, the detected light amount display often does not become 0 (zero) even in the wavelength region where the light beam L4 is not detected. Even if this happens, there is no problem as long as it is known in advance that up to a certain level of the light amount display is a noise component.
またこのようなことを回避するため、上記ノイズ成分よ
りもやや高い所定レベルを光ff1o(ゼロ)レベルと
して表示するようにしてもよい。さらにこの所定レベル
を上記よりもさらに高く設定すれば、スペクトラム(縦
モードは1つでも複数でもよい)の中心波長近辺の波長
のみを表示することも可能である。Further, in order to avoid such a situation, a predetermined level slightly higher than the above noise component may be displayed as the light ff1o (zero) level. Further, by setting this predetermined level higher than the above, it is possible to display only wavelengths near the center wavelength of the spectrum (one or more longitudinal modes may be used).
また上記の実施例においては、アナログ処理によって被
測定光の検出光量と波長λとの関係を求めるようにして
いるが、光検出器31が出力する光量信号をディジタル
化して、ディジタル処理によって上記関係を求めること
もできる。Furthermore, in the above embodiment, the relationship between the detected light amount of the light to be measured and the wavelength λ is determined by analog processing, but the light amount signal output from the photodetector 31 is digitized, and the above relationship is determined by digital processing. You can also ask for
ここで、本発明の光スペクトラムアナライザーは、被1
tFJ定光が互いに波長が極めて近接した複数のスペク
トル成分からなる場合でも、各スペクトル成分を高分解
能で測定可能となっている。以下、この点について詳述
する。例えば被測定光が、互いに近接した波長λ工、λ
2、λ3 (λ1くλ2くλ3)のスペクトル成分から
なるものとする。Here, the optical spectrum analyzer of the present invention
Even when the tFJ constant light consists of a plurality of spectral components whose wavelengths are very close to each other, each spectral component can be measured with high resolution. This point will be explained in detail below. For example, if the light to be measured has wavelengths λ and λ that are close to each other,
2, λ3 (λ1 × λ2 × λ3).
そして第4図に示すように、中間の波長λ2の導波光と
表面弾性波15との間でブラッグ条件が満たされ、ベク
トルIk2の方向に回折光か出射するものとする。この
とき波長λ1およびλ3の導波光も、表面弾性波15に
対して、完全では無いがほぼブラッグ条件を満たず状態
となる。したがってこれらの波長λlおよびλ3の導波
光も表面弾性波15によって回折され、光導波路12か
ら出射する。As shown in FIG. 4, it is assumed that the Bragg condition is satisfied between the guided light of intermediate wavelength λ2 and the surface acoustic wave 15, and the diffracted light is emitted in the direction of vector Ik2. At this time, the guided lights of wavelengths λ1 and λ3 also almost, but not completely, satisfy the Bragg condition with respect to the surface acoustic wave 15. Therefore, the guided lights of these wavelengths λl and λ3 are also diffracted by the surface acoustic wave 15 and exit from the optical waveguide 12.
しかしこれらの光の回折角は、波長λ2の光の回折角と
は異なり、第4図に示すようにそれぞれベクトル1に4
、ベクトルIk5の方向となる(なお第4図において0
1、G3がそれぞれ、波長λ1、λ3の導波光の波数ベ
クトルの始点である)。したがって光導波路12から出
射した光ビームは、各スペクトル成分毎に分離する。こ
のようにしてピンホール板30上で各スペクトル成分が
完全に分離されれば、前記交番電圧の周波数が掃引され
るとき、ピンホール板30上を3つのビームスポットが
移動し、各波長の光は順次個別にピンホール30aを通
過する。However, the diffraction angles of these lights are different from the diffraction angles of light with wavelength λ2, and as shown in Figure 4, the diffraction angles of these lights are
, in the direction of vector Ik5 (in Fig. 4, 0
1 and G3 are the starting points of the wave number vectors of the guided lights with wavelengths λ1 and λ3, respectively). Therefore, the light beam emitted from the optical waveguide 12 is separated into each spectral component. If each spectral component is completely separated on the pinhole plate 30 in this way, when the frequency of the alternating voltage is swept, three beam spots move on the pinhole plate 30, and light of each wavelength is pass through the pinholes 30a one after another.
したがって、光検出器31が検出する光量と、上記交番
電圧周波数ずなわぢ表面弾性波周波数の関係は、第5図
図示のようなものとなる。つまり、波長λ1、λ2、λ
3の各スペクトル成分は、それぞれ表面弾性波周波数が
fl、T2、T3のときに個別に検出される。これらの
表面弾性波周波数fl % f’、T3が検出されれば
、波長λ工、λ2、λ3は前述と同様にして求められう
る。Therefore, the relationship between the amount of light detected by the photodetector 31 and the surface acoustic wave frequency of the alternating voltage frequency band is as shown in FIG. In other words, the wavelengths λ1, λ2, λ
The three spectral components are individually detected when the surface acoustic wave frequencies are fl, T2, and T3, respectively. Once these surface acoustic wave frequencies fl%f' and T3 are detected, the wavelengths λ2 and λ3 can be determined in the same manner as described above.
次に第6.7および8図を参照して、本発明の第1の光
スペクトラムアナライザーの別の実施例について説明す
る。なおこれら第6〜8図において、既に説明したもの
と同じ要素等については同符号を付してあり、それらに
つい−この説明は特に必要の無い限り省略する(以下、
同様)。第6図および第7図に示されるように本実施例
の光スペクトラムアナライザー50においては光導波路
12に、前記チャーブIDT17に加えて第2のチャー
ブIDT1.8が設けられている。このチャーブIDT
1gは第2の表面弾性波16を発生させるものであり、
この表面弾性波16は、第1の表面弾性波15によって
回折、偏向した導波光L2を、該偏向をさらに増幅させ
る方向に回折、偏向さぜる。本例において第1および第
2のチャーブIDT17.18には、] 9
高周波アンプ19から互いに等しい周波数の掃引交番電
圧が印加されるようになっている。したがって第1およ
び第2の表面弾性波15.16の周波数は、常に互いに
等しい値を保って連続的に変化する。Next, another embodiment of the first optical spectrum analyzer of the present invention will be described with reference to FIGS. 6.7 and 8. In these Figures 6 to 8, the same elements as those already explained are denoted by the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted unless it is particularly necessary (hereinafter,
similar). As shown in FIGS. 6 and 7, in the optical spectrum analyzer 50 of this embodiment, the optical waveguide 12 is provided with a second chirb IDT 1.8 in addition to the chirb IDT 17. This chive IDT
1g generates the second surface acoustic wave 16,
This surface acoustic wave 16 diffracts and deflects the guided light L2 that has been diffracted and deflected by the first surface acoustic wave 15 in a direction that further amplifies the deflection. In this example, sweep alternating voltages having mutually equal frequencies are applied to the first and second chirped IDTs 17 and 18 from the high frequency amplifier 19. Therefore, the frequencies of the first and second surface acoustic waves 15, 16 change continuously while always maintaining the same value.
この場合、導波光Li2第1の表面弾性波I5によって
回折した後の導波光L2、第2の表面弾性波16によっ
て回折した後の導波光L3の波数ベクトルを各々IJ
% [lc2、IK3とし、第1、第2の表面弾性波1
5.16の波数ベクトルをIK、 、IK2とすると、
上記2回の回折が行なわれるときは、lkl +lK1
−1に2
1に2+lK2−uc3
を満足する。そして第1の表面弾性波15に対する導波
光し1の入射角と、第2の表面弾性波16に対する導波
光L2の入射角とが互いにθで等しくなるようにチャー
ブIDT1.7.18を配置しておけば、この場合も第
1および第2の表面弾性波15.16の周波数f、すな
わちIDT17.18に印加される交番電圧の周波数の
値に基づいて被測定光りの波長λを求めることができる
。In this case, the wave number vectors of the guided light L2 after being diffracted by the guided light Li2 and the guided light L3 after being diffracted by the second surface acoustic wave 16 are IJ
% [lc2, IK3, first and second surface acoustic waves 1
If the wave number vector of 5.16 is IK, , IK2, then
When the above two diffraction steps are performed, lkl +lK1
-1 to 2 1 to 2+lK2-uc3. The chirb IDT 1.7.18 is arranged so that the incident angle of the guided light L2 to the first surface acoustic wave 15 and the incident angle of the guided light L2 to the second surface acoustic wave 16 are equal to each other at θ. In this case, too, the wavelength λ of the light to be measured can be determined based on the frequency f of the first and second surface acoustic waves 15.16, that is, the frequency of the alternating voltage applied to the IDT 17.18. can.
本例においても前述したような基準導波光と基準表面弾
性波(本例では互いに等しい周波数の第1、第2の2つ
の基準表面弾性波を用いる)を用いるのであれば、前記
(3)式に基づいて被測定光の波長λを求めることがで
きる。つまり第8図において、基準導波光の波数ベクト
ルをOP1P2O3準表面弾性波の波数ベクトルをPQ
、この第]の基準表面弾性波により回折された基準導波
光の波数ベクトルをOQ、第2の基準表面弾性波の波数
ベクトルをQT、この第2の基準表面弾性波にとすると
、この場合も
Δ0PQQOΔSPR
であるから、結局前記(3)式が成立する。In this example, if the reference guided light and the reference surface acoustic wave (in this example, the first and second reference surface acoustic waves having the same frequency are used) as described above, the above equation (3) is used. The wavelength λ of the light to be measured can be determined based on . In other words, in Fig. 8, the wave number vector of the reference waveguide light is OP1, the wave number vector of the quasi-surface acoustic wave is PQ
, this second reference surface acoustic wave, the wave number vector of the reference guided light diffracted by the reference surface acoustic wave is OQ, the wave number vector of the second reference surface acoustic wave is QT, and this second reference surface acoustic wave. Since Δ0PQQOΔSPR, the above equation (3) is finally established.
ただし本例では、導波光り工に対する2回回折後の導波
光L3の偏向角δは、導波光L1の第1の表面弾性波1
5への入射角をθとすると40となる。これは先に説明
した実施例における偏向角δ−20の2倍であり、その
ため本実施例においては、スペクトル分析の分解能が先
の実施例におけるよりも高められうる。以下、この点に
ついて詳述する。However, in this example, the deflection angle δ of the guided light L3 after the second diffraction with respect to the guided light beam is the first surface acoustic wave 1 of the guided light L1.
If the angle of incidence on 5 is θ, it is 40. This is twice the deflection angle δ-20 in the previously described embodiment, so that in this embodiment the resolution of the spectral analysis can be higher than in the previous embodiment. This point will be explained in detail below.
例えば第4図において、ベクトル11(2と、ベクトル
1に4あるいはIk5とがなす角度は、ベクトルIk1
に対してベクトル1に2がなす角度が大きいほど、つ
まり表面弾性波による導波光の回折角が大きいほど大と
なる。すなわち、光導波路12から同時に出射する何本
かの光ビームの出射角の差は、導波光の偏向角δが大き
いほど大となり、各光ビームは前述のピンホール板30
上で、より大きな間隔をおいて分離するようになる。そ
のようになれば、より近接した波長のスペクトル成分を
分離可能となるので、結局偏向角δが大きいほどスペク
トル分析の分解能が向上することになる。For example, in FIG. 4, the angle between vector 11 (2 and vector 1 and 4 or Ik5 is vector Ik1
The larger the angle between the vectors 1 and 2 is, that is, the larger the diffraction angle of the guided light by the surface acoustic wave. That is, the difference in the emission angles of several light beams simultaneously emitted from the optical waveguide 12 increases as the deflection angle δ of the guided light increases, and each light beam is
At the top, they become separated at larger intervals. If this happens, it will be possible to separate spectral components with closer wavelengths, so that the larger the deflection angle δ is, the better the resolution of spectrum analysis will be.
なお以上説明した実施例においては、第1および第2の
表面弾性波15.16の周波数が常に等しくなるように
されているが、これら第1および第2の表面弾性波15
.16の周波数は、常に等しい比を保って相異なる値を
とるようにされてもよい。In the embodiments described above, the frequencies of the first and second surface acoustic waves 15 and 16 are always equal;
.. The 16 frequencies may be set to take different values while always maintaining an equal ratio.
また被測定光である導波光を、3つ以上の表面弾性波に
よって3回置上回折させるようにしても構わない。先に
述べた通り、導波光の偏向角δが大きいほどスペクトル
分析の分解能が向上するから、このように多数回の回折
を行なえば、表面弾性波の周波数をさほど上げずにスペ
クトル分析の分解能を高めることができて好ましい。Further, the guided light, which is the light to be measured, may be refracted three times by three or more surface acoustic waves. As mentioned earlier, the resolution of spectral analysis improves as the deflection angle δ of the guided light increases, so if diffraction is performed multiple times in this way, the resolution of spectral analysis can be improved without significantly increasing the frequency of the surface acoustic wave. It is preferable because it can be improved.
以」二説明した2つの実施例においては、光導波路端面
12aが空気中に露出している。この場合は光入力効率
を良くするために、この端面12aを例えば厚さ2〜3
μm程度の部分を導波路方向にわたって均一に研磨して
、エツジが欠けたりすることのないようにする必要があ
る。それに対して、第9図に示すように光導波路端面1
.2aを、基板11によっである程度の長さ被覆するよ
うにしてもよい。こうする場合は、基板端面11bの光
ビームLが入射する部分を、上記の2〜3μmよりはず
っと厚い範囲(例えば数百μm〜1mrn程度)に亘っ
て研磨することになるが、その゛1屯面、基板端面11
−bのエツジが多少欠けたりしても光入力効率が大きく
低下することがないので好都合である。In the two embodiments described below, the optical waveguide end face 12a is exposed in the air. In this case, in order to improve the light input efficiency, the end surface 12a has a thickness of, for example, 2 to 3 mm.
It is necessary to uniformly polish the micrometer-sized portion along the waveguide direction to prevent the edges from chipping. On the other hand, as shown in FIG.
.. 2a may be covered by the substrate 11 for a certain length. In this case, the part of the substrate end surface 11b on which the light beam L is incident will be polished over a much thicker range (for example, about several hundred μm to 1 mrn) than the above-mentioned 2 to 3 μm. Bottom surface, board end surface 11
This is advantageous because even if the edge of -b is chipped to some extent, the light input efficiency will not be significantly reduced.
またこの第9図に示すように、光導波路端面12bから
そのまま導波光L2を出射させ、この出射した光ビーム
L4をシリンドリカルレンズ28に通して平行光化して
から、集束レンズ27に通して小さなスポットに絞るよ
うにしてもよい。Further, as shown in FIG. 9, the guided light L2 is directly emitted from the optical waveguide end face 12b, and the emitted light beam L4 is passed through the cylindrical lens 28 to be parallelized, and then passed through the converging lens 27 to form a small spot. You may narrow it down to .
また、被測定光を光導波路内に入力させるためのシリン
ドリカルレンズ22として、色収差補正作用を果たすも
のを用いることもできる。そのようなシリンドリカルレ
ンズ22を用いれば、絞られた光ビームL4の焦点位置
がその波長に応じて変動してしまう、ということを防止
できる。例えば可視領域の半導体レーザ光、あるいは長
波長域の半導体レーザ光のスペクトル分析をする場合は
、それぞれ800−900 n m、 1200−18
00n m程度の波長測定範囲を有すればよいが、この
程度の波長範囲において色収差が生じないようにするこ
とは十分可能である。Further, as the cylindrical lens 22 for inputting the light to be measured into the optical waveguide, a lens that corrects chromatic aberration can also be used. By using such a cylindrical lens 22, it is possible to prevent the focal position of the narrowed light beam L4 from varying depending on its wavelength. For example, when performing spectrum analysis of semiconductor laser light in the visible region or semiconductor laser light in the long wavelength region, 800-900 nm and 1200-18 nm, respectively.
It is sufficient to have a wavelength measurement range of approximately 00 nm, but it is sufficiently possible to prevent chromatic aberration from occurring within this wavelength range.
次に第10図と第11図を参照して、本発明の第2の光
スペクトラムアナライザーの実施例について説明する。Next, a second embodiment of the optical spectrum analyzer of the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
この実施例の光スペクトラムアナライザー70において
は、光導波路12の表面に被測定光入力用のLGC71
が設けられ、基板11の端面1.1. bが斜めにカッ
トされて、被測定光としての光ビームLがこの基板端面
11bを通してLGC71の部分に照射されるようにな
っている。こうしてLGC71の部分に照射された光ビ
ームLは、このLGC7Iにおいて回折して、光導波路
12内に取り込まれる。この装置においても、光ビーム
Lの波長λを求める仕組みは、第1図の装置におけるの
と同様である。In the optical spectrum analyzer 70 of this embodiment, an LGC 71 for inputting the light to be measured is provided on the surface of the optical waveguide 12.
are provided, and the end surface 1.1. of the substrate 11 is provided. b is cut diagonally so that the light beam L as the light to be measured is irradiated onto the LGC 71 through this substrate end surface 11b. The light beam L thus irradiated onto the LGC 71 is diffracted at the LGC 7I and taken into the optical waveguide 12. In this device as well, the mechanism for determining the wavelength λ of the light beam L is similar to that in the device shown in FIG.
上記の実施例において、LGC71は光導波路12の空
気側の表面に設けられているが、このLGC71は基板
11側の光導波路表面に設けられてもよい。In the above embodiment, the LGC 71 is provided on the surface of the optical waveguide 12 on the air side, but this LGC 71 may be provided on the surface of the optical waveguide on the substrate 11 side.
また上述のようにLGC71を用いて被測定光を光導波
路12内に人力させる場合においても、先に述べた第6
図の装置におけるように、導波光を相異なる表面弾性波
によって2同量上回折、偏向させることが可能である。Furthermore, even when the LGC 71 is used to manually introduce the light to be measured into the optical waveguide 12 as described above, the sixth
As in the device shown, it is possible to refract and deflect the guided light by two equal amounts by different surface acoustic waves.
なお上述のようなLGC71は、光ビームLの波長に応
じて光入力効率が変動する。そこで第12図に示すよう
に、このLGC71に入射する前の光ビムLを透過型あ
るいは反射型の波長変動補正用回折格子72に通し、光
ビームLの波長変動に応じてその回折格子72からの出
射角(つまりLGC71への入射角)が変化するように
して、LGC71における光入力効率を安定化するよう
にしてもよい。Note that the light input efficiency of the LGC 71 as described above varies depending on the wavelength of the light beam L. Therefore, as shown in FIG. 12, the light beam L before entering the LGC 71 is passed through a transmission type or reflection type wavelength fluctuation correction diffraction grating 72, and the light beam L is changed from the diffraction grating 72 according to the wavelength fluctuation of the light beam L. The light input efficiency in the LGC 71 may be stabilized by changing the output angle (that is, the incident angle to the LGC 71) of the light.
なおこのような波長変動補正用回折格子については、本
出願人による昭和63年12月16日付は特許願(2)
(代理人柳田征史他]名)の明細書に詳しい記載がなさ
れている。Regarding such a diffraction grating for wavelength fluctuation correction, the present applicant has filed a patent application (2) dated December 16, 1988.
(Agent Masashi Yanagita et al.)'s detailed description.
(発明の効果)
以上詳細に説明した通り、本発明の光スペクトラムアナ
ライザーによれば、高分解能で先スペクトルを分析可能
となる。しかも本発明の先スペクトラムアナライザーは
、光導波路に被測定光を入射させ、表面弾性波によって
被測定光を回折させる構造となっているので、小型軽量
に形成され、その上機械的な作動部分を備えないので、
耐久性、信頼性も高いものとなる。(Effects of the Invention) As explained in detail above, according to the optical spectrum analyzer of the present invention, it is possible to analyze the previous spectrum with high resolution. Furthermore, the spectrum analyzer of the present invention has a structure in which the light to be measured enters the optical waveguide and the light to be measured is diffracted by surface acoustic waves, so it is small and lightweight, and has no mechanical operating parts. Because I am not prepared,
It also has high durability and reliability.
その上本発明の光スペクトラムアナライザーは、被測定
光をシリンドリカルレンズで偏平に絞って光導波路端面
に照射することにより、あるいは光導波路表面に形成し
た回折格子において回折させて光導波路内に入力させる
ように(7たから、被71Pj定光を導く光ファイバー
を光導波路端面に直接結合する場合に比べれば、被測定
光の光導波路への入力効率が高められる。よって本装置
によれば、微弱な被測定光も十分にスペクトル分析が可
能となる。Furthermore, the optical spectrum analyzer of the present invention is capable of inputting the light to be measured into the optical waveguide by concentrating the measured light into a flat shape using a cylindrical lens and irradiating it onto the end face of the optical waveguide, or by diffracting it at a diffraction grating formed on the surface of the optical waveguide. (7) Therefore, compared to the case where the optical fiber guiding the constant light to be measured 71Pj is directly coupled to the end face of the optical waveguide, the input efficiency of the light to be measured into the optical waveguide is increased. Therefore, according to this device, the weak light to be measured can be spectrum analysis is also possible.
第1図は本発明の第1の光スペクトラムアナライザーの
一実施例を示す概略斜視図、
第2図は上記実施例装置の一部を拡大して示す平面図、
第3図は上記実施例装置における光ビーム偏向を説明す
る説明図、
第4図は本発明装置における光スペクトルの分離を説明
する説明図、
第5図は本発明装置における検出光量と、表面弾性波周
波数の関係を示すグラフ、
第6図は本発明の第1の光スペクトラムアナライザーの
別の実施例を示す概略斜視図、第7図は上記第6図の装
置の一部を拡大して示す平面図、
第8図は上記第6図の装置における光ビーム偏向を説明
する説明図、
第9図は本発明の第1の光スペクトラムアナライザーの
さらに異なる実施例の一部を示す側面図、第10図と第
11図はそれぞれ、本発明の第2の光スペクトラムアナ
ライザーの一実施例を示す平面図と側面図、
第12図は本発明の第2の光スペクトラムアナライザー
の別の実施例を示す側面図である。
10、50.70・・・光スペクトラムアナライザーI
I・・・基 板 I2・・・光導波路12a
・・・光導波路端面 14・・・先ビーム出力用LGC
15・・・第1の表面弾性波 16・・・第2の表面弾
性波I7・・・第1のチャーブIDT
18・・・第2のチャープIDT
19・・・高周波アンプ 20・・・スィーパ−2
1・・・コリメーターレンズ
22・・・シリンドリカルレンズ 23・・・光
源30・・・ピンホール板 30a・・・ピンホー
ル31・・・光検出器 32・・・周波数計測
回路33・・・演算処理回路 34・・・表示装置
7I・・・光入力用LGC
72・・・波長変動補正用回折格子
Ll・・・第1の表面弾性波に入射する前の導波光L2
・・・第1の表面弾性波を通過した導波光L3・・・第
2の表面弾性波を通過した導波光Ik1・・・導波光L
1の波数ベクトル[k2・・・導波光L2の波数ベクト
ル+に3・・・導波光L3の波数ベクトル1に1・・・
第1の表面弾性波の波数ベクトルIK2・・・第2の表
面弾性波の波数ベクトル〇−FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the first optical spectrum analyzer of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing an enlarged part of the device of the above embodiment, and FIG. 3 is a diagram of the device of the embodiment described above. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating the separation of optical spectra in the device of the present invention; FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of light detected in the device of the present invention and the surface acoustic wave frequency; FIG. 6 is a schematic perspective view showing another embodiment of the first optical spectrum analyzer of the present invention, FIG. 7 is a plan view showing an enlarged part of the device shown in FIG. 6, and FIG. 8 is the above-mentioned device. An explanatory diagram for explaining the optical beam deflection in the device of FIG. 6, FIG. 9 is a side view showing a part of still another embodiment of the first optical spectrum analyzer of the present invention, and FIGS. 10 and 11 are respectively , a plan view and a side view showing one embodiment of the second optical spectrum analyzer of the present invention, and FIG. 12 is a side view showing another embodiment of the second optical spectrum analyzer of the present invention. 10, 50.70... Optical spectrum analyzer I
I...Substrate I2...Optical waveguide 12a
... Optical waveguide end face 14 ... LGC for forward beam output
15... First surface acoustic wave 16... Second surface acoustic wave I7... First chirp IDT 18... Second chirp IDT 19... High frequency amplifier 20... Sweeper 2
1... Collimator lens 22... Cylindrical lens 23... Light
Source 30... Pinhole plate 30a... Pinhole 31... Photodetector 32... Frequency measurement circuit 33... Arithmetic processing circuit 34... Display device 7I... LGC for light input 72 ... Wavelength fluctuation correction diffraction grating Ll ... Guided light L2 before entering the first surface acoustic wave
... Guided light L3 that has passed through the first surface acoustic wave... Guided light Ik1 that has passed through the second surface acoustic wave... Guided light L
1 wave number vector [k2... wave number vector of guided light L2 + 3... wave number vector 1 of guided light L3 1...
Wave number vector of the first surface acoustic wave IK2... Wave number vector of the second surface acoustic wave 〇-
Claims (2)
波路と、 この光導波路内に入射されて該光導波路内を進行する被
測定光としての導波光の光路に交わる方向に進行して、
該導波光を回折、偏向させる連続的に周波数が変化する
表面弾性波をこの光導波路において発生させる表面弾性
波発生手段と、前記表面弾性波によって偏向されて光導
波路外に出射した前記被測定光を検出する光検出手段と
、この光検出手段が前記被測定光を検出したときの前記
表面弾性波の周波数を検出する周波数検出手段と、 光導波路外を進行する被測定光を偏平に絞り、この絞ら
れた被測定光を前記光導波路の端面に対し、その絞られ
た方向が端面厚さ方向と一致する状態で照射して、該被
測定光を光導波路内に入力させるシリンドリカルレンズ
とからなる光スペクトラムアナライザー。(1) An optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate; ,
a surface acoustic wave generating means for generating in the optical waveguide a surface acoustic wave whose frequency changes continuously to diffract and deflect the guided light; and the measured light that is deflected by the surface acoustic wave and emitted out of the optical waveguide. a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave when the light detection means detects the light to be measured; A cylindrical lens that irradiates the focused light to be measured onto the end face of the optical waveguide in a state where the focused direction coincides with the thickness direction of the end face, and inputs the light to be measured into the optical waveguide. An optical spectrum analyzer.
波路と、 この光導波路内に入射されて該光導波路内を進行する被
測定光としての導波光の光路に交わる方向に進行して、
該導波光を回折、偏向させる連続的に周波数が変化する
表面弾性波をこの光導波路において発生させる表面弾性
波発生手段と、前記表面弾性波によって偏向されて光導
波路外に出射した前記被測定光を検出する光検出手段と
、この光検出手段が前記被測定光を検出したときの前記
表面弾性波の周波数を検出する周波数検出手段と、 前記光導波路の表面に形成され、光導波路外を進行する
被測定光の照射を受けて該被測定光を光導波路内に入力
させる回折格子とからなる光スペクトラムアナライザー
。(2) An optical waveguide formed of a material through which surface acoustic waves can propagate; ,
a surface acoustic wave generating means for generating in the optical waveguide a surface acoustic wave whose frequency changes continuously to diffract and deflect the guided light; and the measured light that is deflected by the surface acoustic wave and emitted out of the optical waveguide. a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave when the light detection means detects the light to be measured; An optical spectrum analyzer comprising a diffraction grating that is irradiated with light to be measured and inputs the light to be measured into an optical waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1360189A JPH02194331A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1360189A JPH02194331A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194331A true JPH02194331A (en) | 1990-07-31 |
Family
ID=11837735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1360189A Pending JPH02194331A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194331A (en) |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1360189A patent/JPH02194331A/en active Pending
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