JPH02194331A - 光スペクトラムアナライザー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

【図面の簡単な説明】

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−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）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。
2. （２）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
   。