JPH02194338A - 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） 光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ーを提案した（
特願昭８２−１８０７７９号）。このスペクトラムアナ
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」１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測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
。そ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と表面弾性波周疲数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） ところで上述のような光スペクトラムアナライザーにお
いて光スペクトル分析を行なう場合、被測定光の偏光方
向に関して特に注意を払わなければ、光導波路において
被測定光は、ＴＥ、ＴＭの両導波モードが併せて励振さ
れた状態で導波することになる。光導波路の実効屈折率
ＮＯは、各モードの導波光に対して互いに異なることが
多いから、ＴＥモードの導波光とＴＭモードの導波光は
、表面弾性波への入射角が共通であれば、互いに異なる
周波数の表面弾性波に対して最も効率良く回折すること
になる。したがって、実際の光スペクトル分析に際して
は、時間的にずれて２通りのピーク光が検出されるよう
になり、どちらの検出光に基づいて光波長を求めるべき
であるか判断しかねることになる。また被測定光が互い
に近接した波長の複数のスペクトル成分からなる場合、
上記２通りのピーク光が互いに重なり合って、スペクト
ル分析が全く不可能になることもある。

上述のような不具合の発生を防市するため、被測定光を
光導波路内に導く光学系に偏光板等を配して、光導波路
においてＴＥモードのみあるいは７Ｍモードのみしか励
振されないようにすることも考えられるが、そうした場
合は、被測定光の偏光方向を適切に制御できないと、光
導波路内を被測定光が導波せず、よって光スペクトル分
析が全く不可能になることも起こりうる。また、光スペ
クトル分析の信頼性を確かめるために、回折した被測定
光の絶対強度を前記光検出手段によって確認したいとい
う要求が有るが、上述のような偏光板等を配置すると、
光導波路内に入射する被測定光の光量がその偏光方向に
応じて変わってしまうので、被測定光の絶対強度を測定
するのは不可能となる。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり
、被測定光の偏光方向がどのようになっていてもその光
スペクトルを常に正しく求めることができ、またその絶
対強度を求めることも可能とする光スペクトラムアナラ
イザーを提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明による光スペクトラムアナライザーは、先に述べ
た通りの光導波路と、表面弾性波発生手段と、光検出手
段と、周波数検出手段とを備えた光導波路型の光スペク
トラムアナライザーにおいて、 回折、偏向して光導波路外に出射した被測定光が所定の
光路を進行するときのみ、その通過を許容するスリット
板あるいはピンホール板を備えた光検出光学系と、 上記スリット板あるいはピンホール板を通過した後の被
測定光を、ＴＥモードで導波した成分と７Ｍモードで導
波した成分とに分離する偏光ビームスプリッタ等の分離
手段とを設け、 そして光検出手段として、上記の分離された被測定光を
各々検出する第１および第２の光検出手段を設けたこと
を特徴とするものである。

（作　　用） 上記の構成においては、ＴＥモードで導波した後に光導
波路外に出射した被？ｉ−１定光と、７Ｍモードで導波
した後に光導波路外に出射した被測定光とを、各々別個
に検出できるから、これら２つの被測定光成分が重なり
合って光スペクトル分析が困難あるいは不可能になると
いうことがない。また上記のように２つの成分を別個に
検出すれば、ＴＥモード導波光と７Ｍモード導波光のそ
れぞれが最も効率良く回折するときの表面弾性波周波数
を、互いに明確に区別して知ることができるから、それ
らの周波数に基づいて正確に被測定光の波長を求めるこ
とができる。

被測定光の偏光方向によっては、ＴＥモード、７Ｍモー
ドのうちの一方しか励振されないことも有り得るが、そ
の場合でも、第］、第２の光検出手段のうちの一方にお
いては被測定光が検出されるから、光スペクトル分析が
全く不可能になることがない。

そして第１、第２の光検出手段の各出力を加算すれば、
回折した被測定光の絶対光量を知ることもできる。

（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実施例による光スペクトラムアナ
ライザーの平面形状を示すものであり、また第２図はこ
の光スペクトラムアナライザーの光導波路工２の周辺部
分の側面形状を示している。

この光スペクトラムアナライザーは、基板１１上に形成
された光導波路１２と、光ビーム入力用のコリメーター
レンズ１３およびシリンドリカルレンズ１４と、上記の
光導波路１２において導波光Ｌ１の光路に交わる方向に
進行する表面弾性波１５を発生させるチャーブ交叉くし
形電極対（Ｃｈｉｒｐｃｄ　　Ｉ　ｎｔｅｒＤ　ｉｇＨ
ａｌ　　Ｔ　ｒａｎｓｄｕｃｅｒ　、以下チャーブＩＤ
Ｔと称する）１７と、上記表面弾性波１５を発生させる
ためにこのチャープＩＤＴ１．７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とを有している
。

また、」１記光導波路１２の端面１２ｂから出射した光
ビームＬ３の光路には、シリンドリカルレンズ１６、集
束レンズ１８、スリット板４０、コリメーターレンズ旧
、偏光ビームスプリッタ４２が配されている。この偏光
ビームスプリッタ４２を透過した光ビームＬ４の光路に
は、集束レンズ４３と、この集束レンズ４３で小さなス
ポットに絞られた上記光ビームＬ、の強度を測定するフ
ォトダイオード等の第１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Ａ／Ｄ
変換器３２においてＡ／Ｄ変換され、それにより得られ
たディジタルの光量データＳ２は、演算処理部３３に入
力されるようになっている。

一方偏光ビームスプリッタ４２で反射した光ビームＬ、
゛の光路には、集束レンズ４４と、この集束レンズ４４
で小さなスポットに絞られた上記光ビームＬ４“の強度
をΔ−ｊ定する第２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Ｓｌ’　はＡ
／Ｄ変換器３２゛　においてＡ／Ｄ変換され、それによ
り得られたディジタルの光量データＳ２°は、演算処理
部３３′　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】２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Ｔ１拡
散に限らず、基板］１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Ｔ１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］
　２ 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、Ａ
ｕ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ＩＤＴ１．７
は、基板１１や光導波路１２が圧電性をイｊする材料か
らなる場合には、直接光導波路Ｉ２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ｔｉあるいは光導波路１
２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ＩＤＴ１７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１３によって平行光とされ、
次にシリンドリカルレンズ１４を通過して偏平に絞られ
る。シリンドリカルレンズ１４は、絞られた光ビームＬ
が光導波路１２の端面１２ａ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１．２ａ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。

平行ビームの状態で光導波路１２内を導波する導波光Ｌ
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ＩＤＴ１７から発せられた表面弾性波１５
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、光導波路
厚さ方向に拡散する状態で光導波路端面１２ｂから出射
する。この出射した光ビームＬ３は、シリンドリカルレ
ンズ１６を通過して平行光とされ、次いで集束レンズ１
８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」１記導波光の回折、偏
向について、第３および４図を参照して詳細に説明する
。第３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４図は導波光Ｌ１　と表面弾性
波＋５の波数ベクトルを示している。第３図に示すよう
にＴＥモードで導波する導波光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り、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ｌｋ、、Ｉｋ
２とし、表面弾性波１５の波数ベクトルをＩＫｌ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４図に示すように Ｉｋ　１　＋　ＩＫ　１　＝　ｌｋ　２−　・＝（２）
となっており、導波光Ｌ２の導波光Ｌｌに対する偏向角
はδ＝２０である。この入射角θが上述のように一定で
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１２外に出射する光ビームＬ３は、一定方向に出
射する。

スリット板４０は、光ビームＬ３が上記の一定方向に出
射したとき、小さなスポットに絞られた該光ビームＬ３
がそのスリット４０ａを通過するように配設されている
。なおこのスリット板４０の代りに、ピンホール板が用
いられてもよい。

ここで、光導波路１２をＴＥモードで導波した光ビーム
Ｌ、の成分は、偏光方向が第１図で紙面と平行な方向と
なっており、他方ＴＭモードで導波した光ビームＬ、の
成分は、偏光方向が第１図で紙面と直角な方向となって
いる。前者の成分は偏光ビームスプリッタ４２を透過し
て、光ビームＬ４として第１の光検出器３１に受光され
、後者の成分は偏光ビームスプリッタ４２で反射して、
光ビームＬ、Ｉ　として第２の光検出器３１゛　に受光
される。

ここで、導波光し１　（被測定光）の波長をλ、表面弾
性波１５の波長をＡとすると、 １ｋｘｌ−２π／λ であり、また導波光Ｌ２の波長もλであるから、１ｋ１
１　＝　Ｉ　Ｉｋｚ　　ｌ−２π／λである。したがっ
て前記（９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１ｌｋｌｌ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ＩＩＫＩＩの値から、す
なわち表面弾性波１５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、ＴＥモードの導波光Ｌ１に対す
る光導波路１２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（λｒｅｒ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Δｒｅｌ’
の基準表面弾性波によってこの基準導波光が回折し、第
１の光検出器３１によって検出されたとする。第４図に
おいて基準導波光の波数ベクトルをＯＰ、波長Ａ、ｒｅ
ｖの基準表面弾Δ０ＰＱｃ／）ΔＳＰＲであルカラ、 ０Ｐ−２ｙｒ／λｒｅｆ　％ ＰＱ＝２π／Ａｒｅｆ であるから、 λ−λｒｅｆ　　（Ａ／Ａｒｅｆ） ここで表面弾性波１５の速度、周波数をそれぞれｖ１ｆ
１基準表面弾性波の速度、周波数をそれぞれＶｒｅｒｓ
　　ｆ　ｒｅｆとすると、 ｖ＝ｆＡＳｖｒｅｆ−ｆｒｅＣｌｌＡｒａｆ　、　ｖ＝
ｖｒｅｒであるから、結局上式より λ−λｒｅｆ　　（ｆ　ｒｅｆ’　／　ｆ　）　　−−
（３）となる。つまり基準導波光の波長λｒｅｒ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。

上述のようにして被測定光の波長λが求められる点は、
ＴＭモードで導波した成分である光ビームＬ、Ｉ　につ
いても同様である。しかしＴＥモードの導波光、ＴＭモ
ードの導波光に対して光導波路１２の実効屈折率Ｎｃが
相異なる場合は、ＴＭモードの基準導波光が最大効率で
回折するときの基準表面弾性波周波数は、上記周波数ｆ
　ｒｅｒとは異なる値となる。この基準表面弾性波周波
数を以下、ｆｒｅｆ’　　とする。

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ｆｍｉｎからｆＩＩｌａＸまで掃引される。なお
この周波数掃引のタイミングは、全体制御部９５が出力
するクロック信号Ｃに基づいて制御される。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ｆｍｉｎｓｆＩＩｌａｘの値が適切に
設定されていれば、前述の（１）式を満たすある表面弾
性波周波数ｆ（ｆｍｌｎ≦ｆ≦ｆｍａｘ）においてＴＥ
モードの導波光Ｌｌの回折が最も効率良く行なわれる。

他方ＴＭモードの導波光Ｌ１は、表面弾性波周波数が上
記の値ｆとは異なる値ｆ″をとったときに、最大効率で
回折する。

光検出器３１が出力した光量信号Ｓ１は、Ａ／Ｄ変換器
３２に通してディジタル化される。この際のサンプリン
グ周期は、前記全体制御部９５が出力したクロック信号
Ｃに基づいて制御され、表面弾性波１５の周波数掃引周
期と対応が取られている。したがってＡ／Ｄ変換器３２
から出力されるディジタル光量データＳ２のうち、第何
番目のものは表面弾性波１５の周波数が何Ｈｚのときの
ものである、ということが自ずから分かるようになって
いる。

つまりこの光量データＳ２は、連続的に示せば第６図図
示のように、表面弾性波周波数ｆ（横軸）と検出光量と
の関係を示すものとなりうる。なお上記説明から明らか
なように、本例では全体制御部９５が、光ビームＬ４が
検出されたときの表面弾性波周波数ｆを検出する周波数
検出手段を構成している。

表面弾性波１５の周波数掃引が終了した後、演算処理部
３３は、表面弾性波周波数対検出光量の関係を示してい
る光量データＳ２を、予め入力されている前記基準導波
光の波長λｒｅｆと基準表面弾性波の周波数ｆｒｅｆ、
および前記（３）式に基づいて、導波光波長対検出光量
の関係を示すデータに変換する。同様に演算処理部３３
“　も、表面弾性波周波数対検出光量の関係を示してい
る光量データＳ２’を、予め入力されている基準導波光
の波長λｒｅｆと基準表面弾性波の周波数ｆｒｅｆ”、
および上記（３）式に基づいて、導波光波長対検出光量
の関係を１つ 示すデータに変換する。

変換処理された光量データＳ３、Ｓ３’　は、加算器３
４において、互いに等しい被Δｐ１定光波長と対応する
データ毎に加算される。こうして得られた加算光量デー
タＳ４は、光ビームＬ３の全光量をその波長と対応付け
て示すものとなる。この加算光量データＳ４は、例えば
ＣＲＴ等からなる表示装置３５に入力される。この表示
装置３５においては一例として、上記光ビームＬ３の全
光量対波長の関係が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Ｌ３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。

ここで、加算データＳ４は前述の通り光ビームＬ３の全
光量を示すものとなっているから、このデータＳ４に基
づき表示装置８５において、回折した被測定光の絶対光
量を示すことが可能である。

この絶対光量が分かれば、導波光Ｌ１が確かに効率良く
回折しているか否か等を確認可能で、光スペクトル分析
の信頼性を高めることができる。また被測定光りの偏光
方向がどのようになっていても、ＴＥ導波モードとＴＭ
導波モードの少なくとも一方は励振されるから、光ビー
ムＬ３が全く検出され得ないということがなく、いかな
る場合も光スペクトルの分析が可能となる。

なお上記表示装置３５は、適当な記録装置等に置き換え
られてもよい。さらに上記実施例では、光検出器３１．
３１’が光ビームＬＡ　、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Ｌａ　、
Ｌ４　’　の検出の有無に係らず光量信号Ｓ１．８１°
を連続的にＡ／Ｄ変換器３２．３２′　に送って、上記
光ビームＬ３の全光量対波長の関係をグラフ状に表示し
ているが、光ビームＬ３が検出されたときの波長λを自
動的に検出して、その波長λの値のみを表示装置に表示
する、あるいは記録するようにしてもよい。しかし上記
実施例のようにすれば、表示装置３５においては、光ビ
ームＬＡ、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）が明確に示されるの
で、より好ましい。こうする場合、一般には光量信号Ｓ
１、Ｓｌ’　等にノイズ成分が含まれるので、上記光ビ
ームＬ、　、Ｌ、°が検出されない波長領域においても
、検出光量表示はＯ（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っ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量Ｏ（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」１記の実施例においては、ディジタル処理によっ
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、アナログ処理によって」１記関係を求める
こともできる。

また上記実施例においては、ＴＥモードで導波した成分
である光ビームＬ４と、ＴＭモードで導波した成分であ
る光ビームＬ、＋　とを同時に検出するようにしている
が、例えばＡ／Ｄ変換器３２．３２′への光量信号Ｓ１
．８１′の入力を各々ｈａｔ個に制限するスイッチを設
けるとともに、表面弾性波１５の周波数掃引をＴＥモー
ド導波光用、ＴＭモード導波光用に２回行ない、前者の
場合は光量信号Ｓ１のみが、後者の場合は光量信号Ｓｌ
’のみがそれぞれＡ／Ｄ変換器３２．３２′　に入力さ
れるようにしてもよい。そうするときは、例えば各場合
の周波数掃引範囲を、前記２通りの基準表面弾性波周波
数ｆｒｅｆ　％　ｆｒｅｆ　’　の比に応じた値だけ互
いにずらしておく等により、ディジタルの光量データＳ
２とＳ２°　とをデータ順序（Ａ／Ｄ変換におけるサン
プリング順序）だけ対応を取った上でそのまま加算すれ
ば、両データＳ２とＳ２“が互いに同一波長λに対応す
るデータどうしで加算されるようになる。

ここで、本発明の光スペクトラムアナライザーは、被測
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λ１、λ２、λ
３　（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５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の方向に回折光が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す状態
となる。したがってこれらの波長λ１およびλ３の導波
光も表面弾性波Ｉ５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５図に示すようにそれぞれベクトルｌｋ４
、ベクトル［ｋ５の方向となる（なお第５図において６
１、Ｇ３がそれぞれ、波長λ工、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
のようにしてスリット板４０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、スリット板４０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スリブ）□４０ａ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
電圧周波数すなわち表面弾性波周波数の関係は、第６図
図示のようなものとなる。つまり、波長λ０、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
ｆｌＳ　ｆ２、ｆ３のときに個別に検出される。これら
の表面弾性波周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３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
。

以上のことは、ＴＭモードで導波した後に出射した光ビ
ームＬ４″についても同様である。

次に第７図を参照して本発明の第２実施例について説明
する。なおこの第７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
ての説明は特に必要の無い限り省略する。

この第２実施例の装置は第１図の装置と比べると、加算
器３４が省かれている点が異なっている。

したがってこの場合表示装置３５においては、光量デー
タＳ３、Ｓ３”に基づいて、導波光波長対検出光量の関
係が光ビームＬ４側、光ビームＬ４側とで別個に表示さ
れる。

この装置においては、被測定光りの偏光方向がどのよう
になっていても、ＴＥモード導波光と１Ｍモード導波光
の少なくとも一方に基づいて光スペクトルの分析が可能
である。そしてこの際表示装置３５において、光ビーム
Ｌ４とＬ４゛の光量合計値は直接表示されないが、光量
データＳ３．８３′に基づいて光ビームＬ４とＬ　４＋
　の各絶対光量を示すことは可能である。したがって、
これらの表示を計算によって足し合わせる等により、回
折した被測定光の絶対光量を求めることができる。

なお被測定光である導波光を、光導波路１２において、
２つ以上の表面弾性波によ−〕で２同量上回折させるよ
うにしても構わない。光スペクトル分析の分解能は、導
波光の偏向角δが大きいほど向上するから、このように
複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。なお、こうすることにより光スペクトル分析
の分解能が高くなる理由については、前記特願昭８２−
１８０７７９号明細書に詳しい記述がなされている。

（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、高分解能で光スペクトルを分析可能
となる。しかも本発明の光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。

そして本発明の光スペクトラムアナライザーにおいては
、ＴＥモードで導波した後に光導波路外に出射した被測
定光と、ＴＭモードで導波した後に光導波路外に出射し
た被測定光とを、各々別個に検出するように構成したか
ら、被測定光検出に際してこれら２つの成分が重なり合
うことがなく、また、ＴＥモード導波光と１Ｍモード導
波光のそれぞれが最も効率良く回折するときの表面弾性
波周波数を、互いに明確に区別して知ることができるか
ら、それらの周波数に基づいて常に正確に被測定光の波
長を求めることができる。さらに、被測定光の偏光方向
がどのようになっていても、第１、第２の光検出手段の
うちの少なくとも一方においては被測定光が検出される
から、光スペクトル分析が全く不可能になることがない
。

また上記構成においては、回折した被測定光の絶対光量
を検出することも可能であるから、この絶対光量に基づ
いて、光スペクトル分析の結果が信頼できるものである
か否かを確認することもできる。さらに本発明の光スペ
クトラムアナライザーは、スリット板あるいはピンホー
ル板を通過した後の被測定光を２つの成分に分離するよ
うに構成したから、高価なスリット板あるいはピンホー
ル板を１つ設けるだけで済み、コストを低く抑える上で
有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例装置を示す平面図、第２図
は上記第１実施例装置の一部を示す側面図、 第３図は上記第１実施例装置の一部を拡大して示す平面
図、 第４図は」二足第１実施例装置における光ビーム偏向を
説明する説明図、 第５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６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７図は本発明の第２実施例装置を示す平面図である。 １１・・・基　　板　　　　　　１２・・・光導波路１
３．４１・・・コリメーターレンズ １４．１．６・・・シリンドリカルレンズ１５・・・表
面弾性波　　　　　１７・・・チャーブＩＤＴｊ８．４
３．４４・・集束レンズ　１９・・・高周波アンプ２０
・・・スイーハー２３・・・光　　源３１・・・第１の
光検出器　　　３１”・・・第２の光検出器３２．３２
°・・・Ａ／Ｄ変換器　３３．３３′　・・・演算処理
部３４・・・加仲器　　　　　　　３５・・・表示装置
４０・・・スリット板 ４２・・・偏光ビームスプリッタ ９５・・・全体制御部 Ｌｌ・・・表面弾性波に入射する前の導波光し２　・・
表面弾性波を通過した導波光Ｌ３、Ｌ４、Ｌ。 ・・・光導波路から出射した光ビーム ｍｉｎ ２ｈ ｍａｘ

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が所定の光路を進行する
   ときのみ、その通過を許容するスリット板あるいはピン
   ホール板を備えた光検出光学系と、 前記スリット板あるいはピンホール板を通過した後の被
   測定光を、ＴＥモードで導波した成分とＴＭモードで導
   波した成分とに分離する分離手段と、 これらの分離された被測定光を各々検出する第１および
   第２の光検出手段と、 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からなる
   光スペクトラムアナライザー。
2. （２）前記第１および第２の光検出手段の各出力を加算
   する加算手段が設けられていることを特徴とする請求項
   １記載の光スペクトラムアナライザー。