JPH02194342A - Optical spectrum analyzer - Google Patents
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- JPH02194342A JPH02194342A JP1361289A JP1361289A JPH02194342A JP H02194342 A JPH02194342 A JP H02194342A JP 1361289 A JP1361289 A JP 1361289A JP 1361289 A JP1361289 A JP 1361289A JP H02194342 A JPH02194342 A JP H02194342A
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
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先スペクトラムア
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先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 a spectrum analyzer that performs optical spectrum analysis, and particularly relates to a spectrum analyzer that analyzes optical spectrum using an acousto-optic effect. .
(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。(Prior Art) Various types of optical spectrum analyzers for analyzing optical spectra are known.
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 Zernitana-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
分解能の高い先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。Therefore, the present applicant has previously proposed a 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; and the measured light that is deflected by the surface acoustic wave and emitted out of 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−2θ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
Qとし、表面弾性波の波長、周波数、速度をそれぞれA
、f。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−2θ, 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 Q be the wavelength, frequency, and velocity of the surface acoustic wave, respectively.
, f.
■とすれば、
λ
である。NO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。If ■, then λ. Since NO and V are constant, if the incident angle θ and the surface acoustic wave frequency f at which the guided light is diffracted most efficiently satisfying the Bragg condition expressed by this equation are known, the guided light, that is, the measured light 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)
ところで従来より、縦モードが1本の分布帰還型(D
jsirjbuLed F eedback : D
F B )半導体レーザや分布反射型(D jstr
ibuted B ragg Rer 1ecto
r : D B R)半導体レーザが知られている。(Problem to be solved by the invention) Conventionally, distributed feedback type (D
jsirjbuLed Feedback: D
F B ) Semiconductor laser or distributed reflection type (D jstr
ibuted Bragg Rer 1ecto
r: DBR) semiconductor lasers are known.
これらの半導体レーザを例えば長距離通信に用いる場合
は、そのスペクトル幅が伝送距離限界を左右する要素と
なるので、このスペクトル幅を正確に測定したいという
要求がある。しかしこれらの半導体レーザにおけるスペ
クトル幅(半値全幅)は1/IQQpmのオーダーであ
り、このように微小なスペクトル幅は上記のような光ス
ペクトラムアナライザーを用いても測定不可能である。When these semiconductor lasers are used for long-distance communications, for example, the spectral width is a factor that determines the transmission distance limit, so there is a demand for accurate measurement of this spectral width. However, the spectral width (full width at half maximum) of these semiconductor lasers is on the order of 1/IQQpm, and such a minute spectral width cannot be measured even using the optical spectrum analyzer as described above.
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
、上述のように極めて狭いスペクトル幅を求めることも
できる、光導波路型の光スペクトラムアナライザーを提
供することを目的とするものである。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical waveguide type optical spectrum analyzer that can also obtain an extremely narrow spectral width as described above.
(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、上記の構成要素を有効に利用して、遅延
自己へテロダイン法により微小なスペクトル幅をも測定
できるようにしたものであり、具体的には上記の各要素
に加えて、
導波光の光路に交わる方向に進行して、該導波光を回折
、偏向させる周波数一定の表面弾性波を前記光導波路に
おいて発生させる第2の表面弾性波発生手段と、
上記周波数が変化する表面弾性波および周波数一定の表
面弾性波に入射する前の被測定光の一部を分岐する分岐
手段と、
上記周波数一定の表面弾性波により偏向されて光導波路
外に出射した被測定光を受けるように配された合波手段
と、
上記分岐手段で分岐された被測定光を上記合波手段に導
く光伝達系と、
この光伝達系に設けられ、該光伝達系の光路長を、上記
分岐手段から周波数一定の表面弾性波を経て合波手段に
至るまでの光路長よりも十分に長くする、例えば長さ数
km程度の単一モード光ファイバー束等からなる光遅延
手段と、
上記合波手段で合波された被測定光を検出する第2の光
検出手段と、
この第2の光検出手段が出力した電気信号を周波数分析
する高周波スペクトラムアナライザーとを設けたことを
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. This is an optical spectrum analyzer that makes effective use of the above components to be able to measure minute spectral widths using the delayed self-heterodyne method.Specifically, in addition to each of the above components, , a second surface acoustic wave generating means for generating in the optical waveguide a surface acoustic wave with a constant frequency that propagates in a direction intersecting the optical path of the guided light and causes the guided light to be diffracted and deflected; and the surface where the frequency changes. a branching means for branching a part of the light to be measured before it is incident on the elastic wave and the surface acoustic wave with a constant frequency; a multiplexing means disposed in the branching means; an optical transmission system for guiding the light to be measured branched by the branching means to the multiplexing means; and an optical delay means made of, for example, a single mode optical fiber bundle of several kilometers in length, which is sufficiently longer than the optical path length from the means to the multiplexing means via a surface acoustic wave with a constant frequency; and the multiplexing means. and a high-frequency spectrum analyzer that analyzes the frequency of the electrical signal output by the second light detection means. .
第7図は上記の構成におけるスペクトル幅の測定系を概
略的に示すものであり、以下、この第7図を参照してス
ペクトル幅の測定を説明する。なおこの第7図は、先に
述べたようにして光スペクトルをApj定する測定系は
特に示し−こいない。前記DFB半導体レーザ等の光源
23から発せられた被測定光りは、分岐手段としてのビ
ームスプリッタ50によって2系統に分岐され、一方は
光導波路12に入射され、他方は単一モード光ファイバ
ー51からなる光伝達系に送られる。光導波路12に入
射してそこを導波する被測定光りは、該光導波路12を
進行する周波数一定の第2の表面弾性波16によって回
折され、光ビームL6として光導波路j2外に出射する
。一方単一モード光ファイバー51は例えば1.5km
程度の長さか束ねられて、光遅延手段51.Aを形成し
ている。この光遅延手段5iAを通った被11all定
光り了は、ビームスプリッタ52において上記光ビーム
L6と合波され、先ビームL8として第′、2の光検出
手段53に受光される。この光検出手段53が出力する
信号S5は、高周波スペクトラムアナライザー54に送
られてスペクトル分析を受ける。FIG. 7 schematically shows a spectral width measurement system in the above configuration, and the measurement of spectral width will be described below with reference to FIG. 7. Note that FIG. 7 does not particularly show the measurement system for determining Apj of the optical spectrum as described above. The light to be measured emitted from the light source 23 such as the DFB semiconductor laser is split into two systems by a beam splitter 50 as a splitting means, one of which is input into the optical waveguide 12, and the other is a light beam formed by a single mode optical fiber 51. sent to the transmission system. The light to be measured that enters the optical waveguide 12 and is guided through the optical waveguide 12 is diffracted by the second surface acoustic wave 16 with a constant frequency traveling through the optical waveguide 12, and is emitted to the outside of the optical waveguide j2 as a light beam L6. On the other hand, the single mode optical fiber 51 has a length of 1.5 km, for example.
The optical delay means 51. It forms A. The 11 all constant light beams passing through the optical delay means 5iA are combined with the light beam L6 at the beam splitter 52, and received by the 1'th and 2nd light detection means 53 as the first beam L8. The signal S5 outputted by the photodetecting means 53 is sent to a high frequency spectrum analyzer 54 and subjected to spectrum analysis.
ここで導波光りの中心周波数をν、スペクトル幅(半値
全幅)に対応する周波数変動分をΔνとする。この導波
光りは第2の表面弾性波16で回折されることにより、
周波数か表面弾性波16の周波数fAたけシフトする。Here, the center frequency of the guided light is ν, and the frequency variation corresponding to the spectral width (full width at half maximum) is Δν. This guided light is diffracted by the second surface acoustic wave 16, so that
The frequency is shifted by the frequency fA of the surface acoustic wave 16.
他方被71IIJ定光L7の周波数は(ν」−Δν)の
ままであり、この被測定光L7と周波数(シ十Δシ+f
A)の被11all定光L6が合波されると、そこで両
者が干渉する。この干渉により被測定光L8には、両者
の周波数の違いによるビート成分が重畳するが、被測定
光L7が遅延しているため、両者は互いに変動範囲内で
不規則に出現する周波数成分が互いにランダムに干渉し
合う形となり、ビート成分には半値全幅約2Δνで変動
する成分が残される。つまり」−2被測定光L8の検出
信号S5には、第8図に示すように、中心周波数がfA
で半値全幅がΔf′=2Δνのと−)・か現われる。そ
こでこの信号S5を高周波スペクトラムアナライザー5
4に送って上記Δfを求めれば、その値の約半分がΔν
となる。On the other hand, the frequency of the constant light L7 to be measured 71IIJ remains (ν" - Δν), and this light to be measured L7 and the frequency
When the 11 all constant beams L6 of A) are combined, they interfere there. Due to this interference, a beat component due to the difference in frequency between the two is superimposed on the light to be measured L8, but since the light to be measured L7 is delayed, the frequency components that appear irregularly within the fluctuation range of both are superimposed on each other. They randomly interfere with each other, and a component that fluctuates with a full width at half maximum of about 2Δν is left in the beat component. In other words, the detection signal S5 of the "-2 light to be measured L8 has a center frequency of fA, as shown in FIG.
Then, the full width at half maximum appears as Δf'=2Δν. Therefore, this signal S5 is transmitted to the high frequency spectrum analyzer 5.
4 to find the above Δf, about half of that value is Δν
becomes.
光速をC1光波長をλ、周波数をνとすると、λ2
Δλ = −□ 壷 Δν
であるから、Δしが分かれば上式から究へベクトル幅Δ
λを求めることができる。If the speed of light is C1, the wavelength of light is λ, and the frequency is ν, then λ2 Δλ = −□ Δν, so if Δ is known, the vector width Δ can be calculated from the above equation.
λ can be found.
一方本発明による第2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先ス
ペクトラムアナライザーにおいて、上記の構成要素を有
効に利用して、遅延自己ホモダイン法により微小なスペ
クトル幅をも測定できるようにしたものであり、具体的
には上記の各要素に加えて、
光導波路において進行する周波数が連続的に変化する表
面弾性波に入射する前の被測定光の一部を分岐する分岐
手段と、
上記表面弾性波を0次光として通過し、光導波路外に出
射した被測定光を受けるように配された合波手段と、
上記分岐手段で分岐された被測定光を上記合波] 2
手段に導く光伝達系と、
この光伝達系に設りられ、該光伝達系の光路長を、」1
記分岐手段から表面弾性波を経て合波手段に至るまでの
光路長よりも十分に長くする光遅延手段と、
上記合波手段で合波された被11pノ定光を検出する第
2の光検出手段と、
この第2の光検出手段が出力した電気信号を周波数分析
する高周波スペクi・ラムアナライザーとを設けたこと
を特徴とするものである。On the other hand, a second optical spectrum analyzer according to the present invention is a spectrum analyzer comprising the above-mentioned optical waveguide, surface acoustic wave generation means, light detection means, and frequency detection means. By making effective use of these elements, it is possible to measure even minute spectral widths using the delayed self-homodyne method. Specifically, in addition to the above-mentioned elements, the frequency propagating in the optical waveguide is continuously a branching means for branching a part of the light to be measured before it is incident on the changing surface acoustic wave; and a branching means arranged to receive the light to be measured that passes through the surface acoustic wave as zero-order light and is emitted outside the optical waveguide. a combining means for combining the light to be measured branched by the branching means; an optical transmission system for guiding the light to be measured branched by the branching means;
an optical delay means that is sufficiently longer than the optical path length from the branching means to the multiplexing means via the surface acoustic wave; and a second optical detection unit that detects the 11p constant light multiplexed by the multiplexing means. and a high-frequency spectrum analyzer for frequency-analyzing the electrical signal output by the second photodetecting means.
この光スペクトラムアナライザーのスペクトル幅i+p
j定系は、第7図の71I+1定系と比べれば、ビーム
スプリッタ50を透過して図中右方に向かう被ΔP1定
光りが、表面弾性波16と交差することなくビームスプ
リッタ52に入射するように構成されている点が異なっ
ている。したがってその場合、被測定光りが表面弾性波
16において回折して表面弾性波周波数fAだけ周波数
シフトすることがないから、光検出手段53が出力する
検出信号S5には第9図に示すように、中心周波数がf
Aではなく0(ゼロ)で、半値全幅がΔf′=2Δνの
ビートが現われることになる。この場合、Δf゛ は直
接的には確認できず、Δf′/2が分かることになる。Spectral width i+p of this optical spectrum analyzer
In the j constant system, compared to the 71I+1 constant system in FIG. The difference is that they are structured as follows. Therefore, in that case, the light to be measured is not diffracted by the surface acoustic wave 16 and the frequency is not shifted by the surface acoustic wave frequency fA, so the detection signal S5 outputted from the light detection means 53 has the following characteristics as shown in FIG. The center frequency is f
A beat with 0 (zero) instead of A and a full width at half maximum of Δf'=2Δν appears. In this case, Δf' cannot be directly confirmed, but Δf'/2 is known.
このΔf′/2の値は、求めるスペクトル幅Δλに対応
する周波数変動分Δνとほぼ等しい。The value of Δf'/2 is approximately equal to the frequency variation Δν corresponding to the desired spectral width Δλ.
(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図は本発明の一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12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、この
光導波路12の表面に形成された光ビーム出力用の線状
回折格子(Lincar GraLing Coup
ler、以下LGCと称する)13および光ビーム出力
用LGC14と、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、周波数が変化する第1の表
面弾性波15を発生させるチャープ交叉くし形電極対(
Chirped 1nter−D jgital
T ransducer 、以下チャープ■DTと称す
る)17と、光導波路12において一定周波数の第2の
表面弾性波16を発生させるIDT1.8と、上記第1
の表面弾性波I5を発生させるためにチャーブ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、上記第2の表面弾性波16を発生させるた
めにIDT1.8に一定周波数の交番電圧を印加する高
周波アンプ40と、そこに一定周波数の発振信号を入力
する発振器41とを有している。FIG. 1 shows the planar shape of an optical spectrum analyzer according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows the side surface shape of the peripheral portion of the optical waveguide 12 of this optical spectrum analyzer. This optical spectrum analyzer includes an optical waveguide 12 formed on a substrate 11 and a linear diffraction grating (Lincar GraLing Coup) for outputting a light beam formed on the surface of this optical waveguide 12.
ler (hereinafter referred to as LGC) 13 and a light beam output LGC 14, and a chirped intersecting comb that generates a first surface acoustic wave 15 whose frequency changes, which travels in the optical waveguide 12 in a direction intersecting the optical path of the guided light L1. Electrode pair (
Chirped 1nter-D jgital
transducer (hereinafter referred to as chirp DT) 17, an IDT 1.8 that generates a second surface acoustic wave 16 of a constant frequency in the optical waveguide 12, and the first
Chirb IDT1 to generate surface acoustic wave I5 of
a high-frequency amplifier 19 that applies a high-frequency alternating voltage to 7;
a sweeper 20 that continuously changes (sweeps) the frequency of the voltage; a high-frequency amplifier 40 that applies an alternating voltage of a constant frequency to the IDT 1.8 in order to generate the second surface acoustic wave 16; It has an oscillator 41 that inputs an oscillation signal of a constant frequency.
また光導波路12から出射した光ビームL4の光路には
、集束レンズ29と、ピンホール板30と、集束レンズ
29で小さなスポットに絞られた上記光ビームL4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、上記
光ビームL4とは異なる方向に出射して集束レンズ29
を通過した光ビームL6の光路には、合波手段としての
ビームスプリッタ52と、このビームスプリッタ52か
ら出射した光ビームL8の光量を検出する、フォトダイ
オード等の第2の光検出器53が配置されている。この
光検出器53が出力する光検出信号S5は、高周波スペ
クトラムアナライザー54に入力される。Further, the optical path of the light beam L4 emitted from the optical waveguide 12 includes a focusing lens 29, a pinhole plate 30, and a photodiode or the like that measures the intensity of the light beam L4 focused into a small spot by the focusing lens 29. 1 photodetector 31
is located. The light amount signal S1 outputted from the photodetector 31 is A/D converted by an A/D converter 32, and the digital light amount data S2 obtained thereby is input to an arithmetic processing section 33. . On the other hand, the light beam L4 is emitted in a different direction from the focusing lens 29.
A beam splitter 52 as a combining means and a second photodetector 53 such as a photodiode for detecting the amount of light beam L8 emitted from the beam splitter 52 are disposed on the optical path of the light beam L6 that has passed through the beam splitter 52. has been done. A photodetection signal S5 output from this photodetector 53 is input to a high frequency spectrum analyzer 54.
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.
チャーブIDTl7およびIDT18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薄膜を剥離後現像を行ない、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。なおチャーブ
IDT17およびIDT18は、基板11や光導波路1
2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1
5.16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Zn
O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IDT17.18を設置すればよい。Charb IDT17 and IDT18 are 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, drawing an electrode pattern with an electron beam, and developing after peeling off the Au thin film. , then Cr
The thin film can be formed by depositing an A1 thin film and then performing lift-off in an organic solvent. Note that the Charb IDT 17 and IDT 18 are connected to the substrate 11 and the optical waveguide 1.
If 2 is made of a piezoelectric material, the surface acoustic wave 1 may be installed directly within the optical waveguide 12 or on the substrate 11.
5.16, but if this is not the case, a part of the substrate 11 or the optical waveguide 12 is coated with, for example, Zn.
A piezoelectric thin film made of O or the like may be formed by vapor deposition, sputtering, etc., and the IDTs 17 and 18 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27によって平行光とされ、
次にビームスプリッタ50において2系統に分岐される
。ビームスプリッタ50を透過した先ビームLは、反射
型の波長変動補正用回折格子28で回折し、斜めにカッ
トされた基板端面1.1. aを通ってL G C13
の部分に入射し、そこ−ご回折して効率良く光導波路1
2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 27,
Next, the beam splitter 50 branches the beam into two systems. The first beam L transmitted through the beam splitter 50 is diffracted by the reflection type wavelength fluctuation correction diffraction grating 28, and the end beam L passes through the diagonally cut substrate end face 1.1. Through a L G C13
is incident on the optical waveguide 1, where it is diffracted and efficiently connected to the optical waveguide 1.
It is taken into 2.
この光は、平行ビームの状態て光導波路12内を導波す
る。This light is guided in the optical waveguide 12 in the form of a parallel beam.
なお上述のようなLGCl3は、光ビームLの波長に応
じて光入力効率が変動する。上記の波長変動補正用回折
格子28は、光ビームLの波長変動に応じてそこからの
出射角(つまりLGCl、3への入射角)が変化するよ
うにして、LGCl3における光入力効率を安定化する
ものである。この回折格子28としては、反射型のもの
の他、透過型のものが用いられてもよい。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日伺は特許願(2)(代理人柳[
η征史他1名)の明細書に詳しい記載がなされている。Note that the optical input efficiency of the above-mentioned LGCl3 varies depending on the wavelength of the light beam L. The above-mentioned wavelength fluctuation correction diffraction grating 28 stabilizes the light input efficiency in LGCl3 by changing the output angle thereof (that is, the angle of incidence on LGCl3) according to the wavelength fluctuation of the light beam L. It is something to do. As this diffraction grating 28, a transmissive type may be used in addition to a reflective type. Regarding such a diffraction grating for wavelength fluctuation correction, the present applicant filed a patent application (2) on December 16, 1988 (Representative Yanagi [
A detailed description is given in the specification of η Seishi et al.
本実施例の装置は、−例として中心波長λ=1゜55μ
mの崖導体レーザ光のスペクトル分析を前提とし、チャ
ーブIDT17には1. G Hz前後で周波数掃引さ
れる交番電圧が印加され、一方IDT18には0.2G
B(zの一定周波数の交番電圧が印加される。また導波
光I、1の第2の表面弾性波1Gへの入射角θ° は、
前記(1)式で示すブラッグ条件が満たされる角度に設
定されている。The device of this embodiment has a center wavelength λ=1°55μ as an example.
Based on the premise of spectrum analysis of a cliff conductor laser beam of m, the Charb IDT17 has 1. An alternating voltage whose frequency is swept around GHz is applied, while a voltage of 0.2G is applied to the IDT18.
An alternating voltage with a constant frequency of B(z) is applied. Also, the incident angle θ° of the guided light I, 1 to the second surface acoustic wave 1G is:
The angle is set to satisfy the Bragg condition shown in equation (1) above.
したがって導波光L1の一部は表面弾性波16において
回折して導波光Ls (これについては後述する)と
して光導波路12を進行するが、表面弾性波16を0次
光と(7゛C通過した導波光り、は、前記(1)で示さ
れるブラッグ条件か満たされれば、チャブIDTl7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
り回i5 (B ragg回折)する。Therefore, a part of the waveguide light L1 is diffracted by the surface acoustic wave 16 and travels through the optical waveguide 12 as a waveguide light Ls (this will be described later), but the surface acoustic wave 16 is considered to be the zero-order light (passed by 7°C). If the Bragg condition shown in (1) above is satisfied, the guided light undergoes diffraction i5 (Bragg diffraction) due to acousto-optic interaction with the surface acoustic wave 15 emitted from the Chubb IDT 17.
回折【7た導波光L2は、LGCl、4において回↑h
し、プリズノ、21を通って光導波路12外に出射する
。出η11シた光ビームL4は集束1ノンズ29によっ
て小さなスポットに絞られる。Diffraction [7] The guided light L2 is diffracted at LGCl, 4↑h
The light then passes through the prism 21 and exits to the outside of the optical waveguide 12. The light beam L4 emitted from η11 is focused into a small spot by a focusing lens 29.
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3および4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. 3 and 4.
第3図はチャープIDT17およびiDTlgの部分を
拡大して詳しく示すものであり、ま1つ
た第4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3図に示すように第2の表面弾性波1
6を0次光として通過した導波光L1は、表面弾性波1
5の進行方向に対して一定の角度θて入射する。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1kl、1
に2とし、表面弾性波15の波数ベクトルをlK1 と
すると、(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 1−1k 2・・・・(2)とな
っており、導波光L2の導波光T、1に対する偏向角は
δ−2θ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L4は、一定方向に出射
する。−刃表面弾性波1Bによ−って回4Ji した光
ビームL5は、第1の表面弾性波15に対してはブラッ
グ条件を満たさない角度で入射するので、そこでは回折
しないで、光ビームL6として光ビームL、とは異なる
一定方向に出射する。FIG. 3 shows an enlarged detailed view of the chirp IDT 17 and iDTlg, and FIG. 4 shows the wave number vectors of the guided light L1 and the surface acoustic wave 15. As shown in Fig. 3, the second surface acoustic wave 1
The guided light L1 that has passed through 6 as the zero-order light is the surface acoustic wave 1
The light is incident at a constant angle θ with respect to the direction of travel of the vehicle. Also,
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 1 kl and 1, respectively.
2 and the wave number vector of the surface acoustic wave 15 is lK1. When the Bragg condition shown in equation (1) is satisfied, Ik 1 + IK 1-1k 2... ( 2), and the deflection angle of the guided light L2 with respect to the guided light T,1 is δ-2θ. If the incident angle θ is constant as described above, 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 12 is emitted in a fixed direction. - The light beam L5 rotated by the blade surface acoustic wave 1B is incident on the first surface acoustic wave 15 at an angle that does not satisfy the Bragg condition, so it is not diffracted there, and the light beam L6 The light beam L is emitted in a fixed direction different from the light beam L.
ピンホール板30は、光ビーム1.4が」−2の一定方
向に出射したとき、小さなスポットに絞られた光ビーム
L4がそのビンポール30aを通過するように配設され
ている。ピンホール板30を通過した光ビームL4は、
光検出器31に受光される。なおピンホール板30の代
りに、スリット板か用いられてもよい。The pinhole plate 30 is arranged so that when the light beam 1.4 is emitted in a certain direction of "-2", the light beam L4 narrowed to a small spot passes through the pin pole 30a. The light beam L4 that passed through the pinhole plate 30 is
The light is received by the photodetector 31. Note that a slit plate may be used instead of the pinhole plate 30.
ここで、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、
+に、1=2π/λ
であり、また導波光L2の波長もλであるから、lkl
1 = l Ik2 1 =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か固定である以上、1つの11に11に対
して1つたけ存在する。そこでこの(2)式が成立する
とき(つまり光ビームL4かピンホール30aを通過し
て光検出器31に検出されたとき)の11に11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
が求められつる。Here, 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 1=2π/λ, and since the wavelength of the guided light L2 is also λ. , lkl
1 = l Ik2 1 = 2π/λ. Therefore, since the incident angle θ is fixed, only one value of 1=2π/A for 11 exists for each 11 that satisfies the equation (2). Therefore, when this equation (2) holds true (that is, when the light beam L4 passes through the pinhole 30a and is detected by the photodetector 31), the value of 11 changes from the value of 11 to the wavelength of the surface acoustic wave 15. From the value, the wavelength λ
is sought after.
この波長λは、前述の(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
12の実効屈折率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A rerの基
準表面弾性波によってこの基準導波光が回折し、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
導波光の波数ペクト−チ
ルをOP1波長A refの基準表面弾性波の波数ベク
トルをPQ、回折された基準導波光の波数ベクトルをO
Qとすると、
ΔOPQωΔSPRであるから、
0P=2π/λrar 、 PQ=2π/Aref
’であるから、
λ−λrer(A/Arer)
ここで表面弾性波15の速度、周波数をそれぞれv5f
、基準表面弾性波の速度、周波数をそれぞれVref
、 f refとすると、
v=fA、vrcf =frcf −Δref 、 v
−vrefであるから、結局上式より
λ−λref (f ref / f ) −43
)となる。つまり基準導波光の波長λref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。This wavelength λ can of course be determined from the above-mentioned equation (1), but it can also be determined even if the incident angle θ and the effective refractive index Ne of the optical waveguide 12 with respect to the guided light L1 are unknown. That is, when a reference guided light having a known frequency (assumed as λrer) is made to enter the optical waveguide 12, this reference guided light is diffracted by a reference surface acoustic wave having a wavelength A rer and detected by the photodetector 31. do. In Fig. 4, the wave number vector of the reference guided light is OP1, the wave number vector of the reference surface acoustic wave of wavelength A is PQ, and the wave number vector of the diffracted reference guided light is O.
If Q, then ΔOPQωΔSPR, so 0P=2π/λrar, PQ=2π/Aref
', therefore, λ-λrer(A/Arer) Here, the velocity and frequency of the surface acoustic wave 15 are respectively v5f
, the velocity and frequency of the reference surface acoustic wave are Vref, respectively.
, f ref, then v=fA, vrcf = frcf −Δref, v
-vref, so from the above equation, λ-λref (f ref / f ) -43
). In other words, if the wavelength λref of the reference guided light and the frequency f ref of the reference surface acoustic wave are checked in advance, the wavelength λ of the light to be measured can be determined from equation (3).
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 minからf max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第1の表面弾性波15の周波数
が掃引されるとき、上記f min Sf max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(fmin≦f≦fmax)の表
面弾性波15により導波光り、が最も効率良く回折する
。The frequency of the high-frequency alternating voltage applied to the chirb IDT 17 when performing optical spectrum analysis is the same as that of the sweeper 20.
is swept from f min to f max. Note that the timing of this frequency sweep is controlled based on the clock signal C output by the overall control section 95. When the frequency of the alternating voltage, that is, the frequency of the first surface acoustic wave 15 is swept in this way, if the value of f min Sf max is appropriately set, a certain surface acoustic wave frequency that satisfies the above equation (1) The light guided by the surface acoustic wave 15 of f (fmin≦f≦fmax) is most efficiently diffracted.
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。The light amount signal S1 outputted by the photodetector 31 is passed through an A/D converter 32 and digitized. The sampling period at this time is controlled based on the clock signal C output by the overall control section 95, and corresponds to the frequency sweep period of the surface acoustic wave 15. Therefore, the A/D converter 32
Of the digital light quantity data S2 outputted from the digital light amount data S2, it is automatically known at what Hz the frequency of the surface acoustic wave 15 is.
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。In other words, if this light amount data S2 is shown continuously, it can show the relationship between the surface acoustic wave frequency f (horizontal axis) and the detected light amount, as shown in FIG. Note that, as is clear from the above description, in this example, the overall control unit 95 controls the light beam L4.
It constitutes a frequency detection means for detecting the surface acoustic wave frequency f when is detected.
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f ref
、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。変換処理された光量
データS3は、光ビームL4の光量をその波長と対応付
けて示すものとなる。この光量データS3は、例えばC
RT等からなる表示装置34に入力される。この表示装
置34においては一例として、上記光ビームL4の光量
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。After the frequency sweep of the surface acoustic wave 15 is completed, the arithmetic processing unit 33 compares the light amount data S2 indicating the relationship between the surface acoustic wave frequency and the detected light amount with the wavelength λref of the reference guided light inputted in advance. Frequency of surface acoustic wave f ref
, and is converted into data indicating the relationship between the guided light wavelength and the amount of detected light based on the above equation (3). The converted light amount data S3 indicates the light amount of the light beam L4 in association with its wavelength. This light amount data S3 is, for example, C
The information is input to a display device 34 such as an RT. As an example, the display device 34 displays the relationship between the amount of light and the wavelength of the light beam L4 in the form of a graph. 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。さらに上記実施例では、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1
5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A/D変換器32に送って、上記光ビ
ームL4の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L4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34においては、光ビームL
4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〕等にノイズ成
分か含まれるので、上記光ビーム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7ノイズ成分よりもやや高い所定レベルを光ff1
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」−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
。Note that the display device 34 may be replaced with a suitable recording device or the like. Furthermore, in the above embodiment, not only when the photodetector 31 detects the light beam L4, but also when the surface acoustic wave 1
While the frequency of the light beam L4 is being swept, the frequency f is continuously determined, and the light amount signal S1 is continuously sent to the A/D converter 32 regardless of whether the open beam L4 is detected. Although the relationship between the amount of light and the wavelength is displayed in a graph, the wavelength λ when the light beam L4 is detected is automatically detected, and only the value of that wavelength λ is displayed on the display device.
Alternatively, it may be recorded. However, if the above embodiment is adopted, in the display device 34, the light beam L
This is more preferable because it clearly shows the wavelength range where 4 is not detected at all (that is, the range where no spectral component exists). In this case, since noise components are generally included in the light amount signal S, etc., the detected light amount display is often not O (zero) even in the wavelength region where the light beam L 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. Also, to avoid this,
The light ff1 is set at a predetermined level slightly higher than the above 7 noise components.
It may also be displayed as O (zero) level. Furthermore, if this predetermined level is set higher than "-", the spectrum (the number of longitudinal modes may be one or more)
It is also possible to display only wavelengths near the center wavelength.
また上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上記関係を求めること
もてきる。Furthermore, in the embodiments described above, the relationship between the detected amount of light to be measured and the wavelength λ is determined by digital processing, but the relationship can also be determined by analog processing.
ここで、本発明による光スペクトラムアナライザーは、
被A11l定光かrHいに波長が極め°C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
を高分解能で測定司能となっている。Here, the optical spectrum analyzer according to the present invention is
Even when the target A11l constant light rH consists of a plurality of spectral components whose wavelengths are extremely close to each other, each spectral component can be measured with high resolution.
以下この点について説明する。例えば披Mj定光か、互
いに近接した波長λ1、A2、A3 (A1くA2〈A
3)のスペクトル成分からなるものとする。This point will be explained below. For example, if the wavelengths λ1, A2, A3 (A1 × A2 <A
3) shall consist of the spectral components.
そ(7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I5との間でブラッグ条件が満たされ、ベ
クトルlk2の力向に回折光が出射するものとする。こ
のとき波長λjおよびA3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。したかってこれらの波長λ1およびA3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。(7) As shown in FIG. 5, it is assumed that the Bragg condition is satisfied between the guided light with the intermediate wavelength λ2 and the surface acoustic wave I5, and the diffracted light is emitted in the force direction of the vector lk2. Then, the guided light of wavelength λj and A3 is also a surface acoustic wave 15
In contrast, the Bragg condition is almost, although not completely, satisfied. Therefore, the guided lights of these wavelengths λ1 and A3 are also diffracted by the surface acoustic wave 15, and are transmitted through the optical waveguide 12.
Emits from.
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1に4
、ベクI・ルlk5の方向となる(なお第5図において
G 1 、G 3がそれぞれ、波長λ1、A3の導波光
の波数ベクトルの始点である)。したかって光導波路1
2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ビンポール3
0a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 FIG.
, the direction of the vector I.lk5 (in FIG. 5, G 1 and G 3 are the starting points of the wave number vectors of the guided lights of wavelengths λ1 and A3, respectively). So optical waveguide 1
The light beam emitted from 2 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 are sequentially individually bin pole 3
Pass through 0a.
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λ1、A2、A
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、fl、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、fl、f3が検出されれば、波
長λ1、A2、A3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 alternating voltage frequency, that is, the surface acoustic wave frequency is as shown in FIG. In other words, the wavelengths λ1, A2, A
The 3 spectral components are individually detected when the surface acoustic wave frequencies are fl, fl, and f3, respectively. Once these surface acoustic wave frequencies f1, fl, and f3 are detected, wavelengths λ1, A2, and A3 can be determined in the same manner as described above.
ここで、光源23が前述したDFB平導体レーザ等であ
る場合、以上のようにして表示装置34に表示される光
量対波長の関係は、第10図図示のようなものとなる。Here, when the light source 23 is the above-mentioned DFB flat conductor laser or the like, the relationship between the amount of light and the wavelength displayed on the display device 34 as described above is as shown in FIG. 10.
つまり、その縦モードは1−本で、スペクトル幅Δλ(
半値全幅)は極めて狭いものとなっている。以下、この
スペクトル幅Δλを求める点について説明する。第2図
に示されるようにビームスプリッタ50において反射し
て、光導波路I2に向かう先ビームI、から分岐された
光ビームL7は、集束レンズ55によって集束されて、
単一モード光ファイバー51内に入射される。この単一
モード光ファイバー51は例えば1..5km程度の長
さがドラム57に巻回されており、この巻回されたファ
イバー束が、光遅延手段51Aを構成している。In other words, the number of longitudinal modes is 1-, and the spectral width Δλ(
(full width at half maximum) is extremely narrow. Hereinafter, the point of determining this spectral width Δλ will be explained. As shown in FIG. 2, a light beam L7 reflected by the beam splitter 50 and split from the destination beam I heading toward the optical waveguide I2 is focused by a focusing lens 55.
The light is input into a single mode optical fiber 51. This single mode optical fiber 51 is, for example, 1. .. A length of approximately 5 km is wound around the drum 57, and this wound fiber bundle constitutes the optical delay means 51A.
この光遅延手段51.Aを通過した光ビームL7は単一
モード光ファイバー51から発散光として出射し、集束
レンズ56によって絞られ−C1前述のビームスプリッ
タ52に入射する。This optical delay means 51. The light beam L7 that has passed through A exits from the single mode optical fiber 51 as a diverging light, is condensed by a condenser lens 56, and enters the beam splitter 52 mentioned above at -C1.
一方光導波路12から出射した光ビームL6は、集束レ
ンズ29によって絞られてビームスプリッタ52に入射
し、そこで上記光ビームL7と合波される。この際、第
2の表面弾性波16で回折したことにより0.2GHz
周波数シフトしている光ビームL6と、元の被4I11
定光りの周波数のままである光ビームLTとの間で、前
述した通りの干渉が生じる。合波された光ビームL8は
第2の光検出器53で検出され、その光検出信号S5は
、高周波スペクトラムアナライザー54に入力されて周
波数分析される。この高周波スペクトラムアナライザー
54が示す第8図図示のようなビート成分から、被測定
光りの周波数変動幅Δνが求められることは、先に第7
図を参照して説明した通りである。On the other hand, the light beam L6 emitted from the optical waveguide 12 is focused by the focusing lens 29 and enters the beam splitter 52, where it is combined with the light beam L7. At this time, due to diffraction by the second surface acoustic wave 16, the frequency of 0.2 GHz
The frequency-shifted light beam L6 and the original target 4I11
Interference occurs as described above with the light beam LT, which remains at a constant frequency. The combined light beam L8 is detected by a second photodetector 53, and its photodetection signal S5 is input to a high frequency spectrum analyzer 54 for frequency analysis. The fact that the frequency fluctuation range Δν of the light to be measured can be obtained from the beat component as shown in FIG.
This is as described with reference to the figures.
なお以上述べた遅延自己ヘテロダイン法により周波数変
動幅Δνを求めるのに当り、光ビームLを第2の表面弾
性波16で回折させて周波数シフトさせるのは、第8図
に示すビート信号のスペクトルの中心周波数をfAとし
て、このスペクトルが0(ゼロ)周波数から離れた領域
に現われるようにするためである。したがって、スペク
トル幅Δλに対応する周波数変動幅Δνが、前述したD
FB半導体レーザ等にあっては通常100MHzに達し
ないことを考慮すると、上記周波数シフト幅つまり第2
の表面弾性波16の周波数は、1.00MHz前後に設
定すれば十分である。Furthermore, in determining the frequency fluctuation width Δν using the delayed self-heterodyne method described above, the reason why the light beam L is diffracted by the second surface acoustic wave 16 and shifted in frequency is based on the spectrum of the beat signal shown in FIG. This is to make the spectrum appear in a region away from 0 (zero) frequency, with the center frequency being fA. Therefore, the frequency fluctuation width Δν corresponding to the spectral width Δλ is
Considering that FB semiconductor lasers etc. usually do not reach 100MHz, the above frequency shift width, that is, the second
It is sufficient to set the frequency of the surface acoustic wave 16 to around 1.00 MHz.
次に第11.12および13図を参照して、本発明の第
2実施例について説明する。なおこれら第11〜13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(以下、同様)。第11図および第1
2図に示されるように本実施例の光スペクトラムアナラ
イザーにおいては光導波路12に、前記チャープIDT
17に加えてもう1つのチャープIDT17°が設けら
れている。このチャープID717″ も周波数が変化
する表面弾性波15′を発生させるものであり、この表
面弾性波15′ は、前記表面弾性波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、偏向させる。本例においてこれらのチャープ
IDT17.17° には、高周波アンプI9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。したがって表面弾性波1.5.1.5″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, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 11.12 and 13. In FIGS. 11 to 13, the same elements as those already described are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted unless particularly necessary (the same applies hereinafter). Figure 11 and 1
As shown in FIG. 2, in the optical spectrum analyzer of this embodiment, the chirp IDT is connected to the optical waveguide 12.
In addition to 17, another chirp IDT 17° is provided. This chirp ID 717'' also generates a surface acoustic wave 15' whose frequency changes, and this surface acoustic wave 15' further amplifies the guided light L2 that has been diffracted and deflected by the surface acoustic wave 15. In this example, sweep alternating voltages of the same frequency are applied to these chirp IDTs 17.17° from a high frequency amplifier I9.Therefore, surface acoustic waves 1.5.1 The frequencies of .5'' change continuously, always keeping the same value.
この場合、導波光L1、表面弾性波15によって回折し
た後の導波光L2、表面弾性波15’ によって回折し
た後の導波光L3の波数ベクトルを各々Ik1 、lk
2、Ik3とし、表面弾性波15.15′ の波数ベク
トルをIKl、IK2とすると、上記2回の回折が行な
われるときは、
Ikl +lKl −1kz
1に2+IK2雪1に3
のブラッグ回折条件を満足するようになっている。In this case, the wave number vectors of the guided light L1, the guided light L2 after being diffracted by the surface acoustic wave 15, and the guided light L3 after being diffracted by the surface acoustic wave 15' are Ik1 and lk, respectively.
2. If Ik3 and the wave number vectors of surface acoustic wave 15.15' are IKl and IK2, then when the above two diffraction is performed, the following Bragg diffraction conditions are satisfied: Ikl + lKl - 1kz 1 to 2 + IK2 Snow 1 to 3 It is supposed to be done.
そして表面弾性波15に対する導波光L1の入射角と、
表面弾性波15’ に対する導波光し2の入射角とが互
いにθで等しくなるようにチャープIDT17.17′
を配置しておけば、この場合も表面弾性波15.15
゛ の周波数f1すなわちIDT17.17’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。And the angle of incidence of the guided light L1 with respect to the surface acoustic wave 15,
The chirped IDT 17 and 17' are set so that the incident angles of the guided light beam 2 and the surface acoustic wave 15' are equal to each other at θ.
If you place , surface acoustic waves 15.15
The wavelength λ of the light to be measured can be determined based on the frequency f1 of ゛, that is, the frequency value of the alternating voltage applied to the IDT 17.17'.
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13図において、基準導波光の波数ベク
トルを5下、第1の基準表面弾性波の波数ベクトルをP
Q、この第1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より回
折された基準導波光の波数ベクトルをOTとすると、こ
の場合も
Δ0PQ(1)ΔSPR
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. 13, the wave number vector of the reference guided light is 5 below, and the wave number vector of the first reference surface acoustic wave is P.
Q, the wave number vector of the reference guided light diffracted by this first reference surface acoustic wave is OQ, the wave number vector of the second reference surface acoustic wave is QT, the reference guided light diffracted by this second reference surface acoustic wave is If the wave number vector of the wave light is OT, then also in this case, Δ0PQ(1)ΔSPR, so the above equation (3) holds true after all.
ただし本例では、導波光L1に対する2回回折後の導波
光L3の偏向角δは、導波光L1の表面弾性波15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−2θ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つる。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 L1 is 40, where θ is the angle of incidence of the guided light L1 on the surface acoustic wave 15. This is twice the deflection angle δ-2θ in the previously described embodiment, and therefore, in this embodiment, the resolution of the spectral analysis is higher than in the previous embodiment. This point will be explained in detail below.
例えば第5図において、ベクトルIk2と、ベクトルl
k、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Ik2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はと大となる
。ずなわち、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、各光ビムは前述のピンポール板30 、J
−で、より大きなljl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l〜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か大きいほど
スペクトル分析の分解能か向−Lすることになる。For example, in FIG. 5, vector Ik2 and vector l
The angle formed by k or Ik5 becomes larger as the angle formed by the vector Ik2 with respect to the vector Ik1 is larger, 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.
-, they will be separated by a larger ljl interval. In this case, it becomes possible to separate spectral components of wavelengths that are closer to each other, so that the larger the deflection angle δ, the lower the resolution of spectrum analysis.
なお以上説明した実施例においては、表面弾性波15.
15′ の周波数が常に等しくなるようにされているか
、これらの表面弾性波15.15゛ 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, surface acoustic waves 15.
The frequencies of the surface acoustic waves 15' may always be equal, or the frequencies of these surface acoustic waves 15.15' may always maintain an equal ratio and take different values.
また被測定光である導波光を、周波数が連続的に変化す
る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が大きいはどスペクトル分析の分解能か向」二するか
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I−げすにスペクトル分析の分解能を高
めることがてきて好ましい。Further, the guided light, which is the light to be measured, may be refracted three times by three or more surface acoustic waves whose frequencies change continuously. As mentioned earlier, a large deflection angle δ of the guided light will affect the resolution of spectral analysis, so if diffraction is performed multiple times in this way, the frequency of the surface acoustic wave can be reduced to a very small spectral value. This is preferable because the resolution of analysis can be improved.
またこの第11図の装置においては、光ビームLから、
光遅延1段51Aに送る先ビームI、7を分岐させる分
岐ず段と、この光ビームL7と光ビームL6とをr)波
するご技手段とか、第1図の装置のものと異なっている
。すなわち上記分岐手段としては、光ファイバー24か
ら送られて来る光ビームLをは1J等光量に分岐する光
フアイバーカブラ70か用いられている。また合波手段
としては、一端側の2又状部分かそれぞれ、光導波路1
2を出射した光ビームL6か入力される光ファイバー7
1と、光ビームL7か導波する光ファイバー51とに接
続された先ファイバーカブラ72か用いられている。In addition, in the apparatus shown in FIG. 11, from the light beam L,
The branching stage that branches the destination beams I and 7 to be sent to the first optical delay stage 51A, and the technique of r) wave-forming the light beams L7 and L6 are different from those in the apparatus shown in Fig. 1. . That is, as the above-mentioned branching means, an optical fiber coupler 70 is used which branches the light beam L sent from the optical fiber 24 into equal amounts of 1J. In addition, as the combining means, the bifurcated portion on one end side or the optical waveguide 1
The optical fiber 7 into which the light beam L6 emitted from the light beam L6 is inputted
1 and a fiber optic coupler 72 connected to the optical fiber 51 that guides the light beam L7.
この光フアイバーカブラ72の他端側には第2の光検出
器53か結合されており、互いに干渉(7て合波される
光ビー1.I−6、L7が、この光検出器53によって
検出される。A second photodetector 53 is coupled to the other end of the optical fiber coupler 72, and the optical beams 1, I-6 and L7 that interfere with each other (7) are combined by this photodetector 53. Detected.
次に第14図を参照して、本発明の第3実施例について
説明する。この装置は第11図に小した装置と比べると
、表面弾性波16を発生ずる手段が省かれ、周波数一定
の表面弾性波を発生させる手段として、周波数が変化す
る表面弾性波を発生させる手段が兼用されている。すな
わち本装置においては、通常のスペクトル分析と、スペ
クトル幅Δλを求める操作を、時間をすらして別個に行
なう。Next, referring to FIG. 14, a third embodiment of the present invention will be described. Compared to the smaller device shown in FIG. 11, this device does not include a means for generating surface acoustic waves 16, and instead of generating surface acoustic waves with a constant frequency, means for generating surface acoustic waves with a varying frequency is used. It is also used. That is, in this apparatus, the normal spectrum analysis and the operation for determining the spectral width Δλ are performed separately over time.
スペクトル幅Δλを求める際は、表面弾性波I5の周波
数を掃引範囲内のある所定値に固定する。When determining the spectral width Δλ, the frequency of the surface acoustic wave I5 is fixed to a certain predetermined value within the sweep range.
それによりこの場合は、一定周波数の表面弾性波15か
発せられる。この表面弾性波15において回折した後、
表面弾性波15″を0次光として通過した導波光L2は
、光ビームL6として光導波路12外に出射し、その後
は第11図の装置におけるのと同様にして光ビームL7
と合波される。As a result, in this case, a surface acoustic wave 15 of a constant frequency is emitted. After diffraction in this surface acoustic wave 15,
The guided light L2 that has passed through the surface acoustic wave 15'' as zero-order light is outputted to the outside of the optical waveguide 12 as a light beam L6, and thereafter is converted into a light beam L7 in the same manner as in the apparatus shown in FIG.
It is combined with
なお例えば先に述べたDFB半導体レーザ等にあっては
、予め中心波長が大略骨かっているから、その値に応じ
て上記の所定値を定めれば、上記光ビームI、6を一定
方向に出射させることができる。For example, in the case of the aforementioned DFB semiconductor laser, etc., the center wavelength is roughly determined in advance, so if the above predetermined value is determined according to that value, the light beams I and 6 can be emitted in a certain direction. can be done.
また特にそのようにしないで、例えば表面弾性波15の
周波数はその掃引範囲内の最大値や最小値等に定め、被
測定光りの波長に応じて出射方向が変わる光ビームL6
を、比較的大きな受光面を有する光検出器で検出したり
、また第14図の装置にあっては光ファ1′ハーフ1を
適宜移動させて光ビームL6を検出するようにしてもよ
い。Also, without doing so, for example, the frequency of the surface acoustic wave 15 is set to the maximum value or minimum value within the sweep range, and the light beam L6 whose emission direction changes depending on the wavelength of the light to be measured.
The light beam L6 may be detected by a photodetector having a relatively large light-receiving surface, or in the apparatus shown in FIG. 14, the optical fiber 1' half 1 may be appropriately moved to detect the light beam L6.
また高周波アンプ19とIDT17° との間にスイッ
チを設け、スペクトル幅Δλの分析を行なう際は表面弾
性波15′ を発生させないようにしてもよい。そうす
れば光ビームL6の光量が増大するので好ましい。Further, a switch may be provided between the high frequency amplifier 19 and the IDT 17° so that the surface acoustic wave 15' is not generated when the spectral width Δλ is analyzed. This is preferable because the amount of light beam L6 increases.
この装置においては、上述のような表面弾性波15て光
ビームL6を周波数ンフトさせているので、このンフト
ffi f Aは例えばIGHz等と極めて高くなる。In this device, since the frequency of the light beam L6 is shifted by the surface acoustic wave 15 as described above, this frequency shift ffi f A becomes extremely high, for example, IGHz.
そこで本装置においては、光検出器53が出力する検出
信号S5を混合器76に送り、局部発振器75が出力す
る局部発振信号S8と混合させる。Therefore, in this device, the detection signal S5 output from the photodetector 53 is sent to the mixer 76 and mixed with the local oscillation signal S8 output from the local oscillator 75.
例えば表1f11弾性波15の周波数が1. G Hz
の場合、局部発振信号S8として0.9GHzの信号を
用いれば、混合器76を出て高周波スペクトラムアナラ
イザー54に送られる信号S9を、0.1GH2+2Δ
νのビート成分を持つものとすることができる。For example, the frequency of elastic wave 15 in Table 1f11 is 1. GHz
In this case, if a 0.9 GHz signal is used as the local oscillation signal S8, the signal S9 output from the mixer 76 and sent to the high frequency spectrum analyzer 54 will be 0.1 GH2+2Δ
It can have a beat component of ν.
なお第1図の第1実施例装置や、第11図の第2実施例
装置においても上記と同様に、スペクトル幅Δλの分析
を行なう際は、表面弾性波15あるいは表面弾性波15
および15゛ を発生させないようにしてもよい。そう
すれば、それらの表面弾性波15.15′ で導波光が
回折することがないから、スペクトル幅分析における検
出光量を高めることができて好ましい。これは次に説明
する第4実施例においても同様である。Note that in the first embodiment device shown in FIG. 1 and the second embodiment device shown in FIG.
and 15゛ may be prevented from occurring. This is preferable because the guided light will not be diffracted by these surface acoustic waves 15,15', and the amount of light detected in spectral width analysis can be increased. This also applies to the fourth embodiment described below.
次に第15図を参照して、本発明の第4実施例について
説明する。この第15図の光スペクトラムアナライザー
は、先に述べた遅延自己ホモダイン法によってスペクト
ル幅Δλを求めるように構成されたものであり、本装置
においては、表面弾性波発生手段として、周波数掃引さ
れる表面弾性波15を発生させるチャープIDT17の
みが設けられている。この表面弾性波15に入射した導
波光L1のうち、0次光としてこの表面弾性波15を通
過した導波光し、は回折していないので、周波数シフト
することはない。この導波光L9は光導波路12から出
射して、光ビームL6としてビームスプリッタ52に入
射し、そこで、光遅延手段51.Aを通過して来た光ビ
ームL7と合波される。Next, referring to FIG. 15, a fourth embodiment of the present invention will be described. The optical spectrum analyzer shown in Fig. 15 is configured to obtain the spectral width Δλ by the delayed self-homodyne method described above. Only a chirp IDT 17 that generates an elastic wave 15 is provided. Of the guided light L1 that has entered the surface acoustic wave 15, the guided light that has passed through the surface acoustic wave 15 as zero-order light is not diffracted and therefore does not undergo a frequency shift. The guided light L9 exits from the optical waveguide 12 and enters the beam splitter 52 as a light beam L6, where it enters the optical delay means 51. It is combined with the light beam L7 that has passed through A.
この場合は、光ビームL6が周波数シフトしていないか
ら、高周波スペクトラムアナライザー54に示されるビ
ート信号は第9図図示のようなものとなるが、この場合
もΔf′/2の値に基づいて光ビームLの周波数変動幅
Δνを求めることができ、この値からスペクトル幅Δλ
が分かる。In this case, since the light beam L6 has not been frequency shifted, the beat signal shown on the high frequency spectrum analyzer 54 will be as shown in FIG. The frequency fluctuation width Δν of the beam L can be determined, and from this value the spectral width Δλ
I understand.
また本実施例においては、フリメーターレンズ27で平
行光とされた光ビームLをシリンドリカルレンズ80に
通して偏平に絞り、この光ビームLを絞られた方向が光
導波路I2の厚さ方向と一致する状態で光導波路端面1
,2aに照射することにより、光導波路12内に入力さ
せるようにしている。Further, in this embodiment, the light beam L that has been made parallel by the frimeter lens 27 is passed through the cylindrical lens 80 and focused into a flat shape, and the direction in which this light beam L is focused coincides with the thickness direction of the optical waveguide I2. The optical waveguide end face 1 is
, 2a, the light is input into the optical waveguide 12.
なおこの場合でも、第1I図に示した光フアイバーカプ
ラ72で光ビームL6とL7とを合波可能である。Note that even in this case, the optical fiber coupler 72 shown in FIG. 1I can combine the light beams L6 and L7.
(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3つ
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。(Effects of the Invention) As described above in detail, the three-spectrum optical spectrum analyzer of the present invention enables optical spectra to be analyzed with high resolution. Moreover, the optical 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.
It is small and lightweight, and has no mechanical operating parts, so it is highly durable and reliable.
しかも本発明の光スペクトラムアナライザーは、通常の
光スペクトル分析を行なうための要素を有効に利用して
、遅延自己ヘテロダイン法あるいは遅延自己ホモダイン
法により、極めて微小なスペクトル幅を分析可能に形成
したから、その利用範囲が広く実用上極めて便利なもの
となりうる。Moreover, the optical spectrum analyzer of the present invention effectively utilizes the elements for performing ordinary optical spectrum analysis, and uses the delayed self-heterodyne method or the delayed self-homodyne method to form an extremely small spectrum width that can be analyzed. Its range of use is wide and it can be extremely convenient in practice.
第1図は本発明の第1実施例装置を示す平面図、第2図
は上記実施例装置の一部を示す側面図、第3図は上記実
施例装置の一部を拡大して示す平面図、
第4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図は上記実施例装置のスペクトル幅測定系を概略的
に示す系統図、
第8図は本発明に係る遅延自己ヘテロダイン法によるビ
ート信号の概略を示すグラフ、第9図は本発明に係る遅
延自己ホモダイン法によるビート信号の概略を示すグラ
フ、
第1O図は半導体レーザの発振スペクトルの一例を示す
グラフ、
第1■図は本発明の第2実施例装置を示す平面図、第1
2図は上記第11図の装置の一部を拡大して示す平面図
、
第13図は上記第11図の装置における光ビーム偏向を
説明する説明図、
第14図と第15図はそれぞれ、本発明の第3および第
4実施例装置を示す平面図である。
月・・基 板 12・・・光導波路T3・
・・光入力用LGC14・光出力用LGC15,15′
・・・第1の表面弾性波1G・・・第2の表面弾性波
17.17’ ・・・チャープIDT 18・・I
DT19.40・・・高周波アンプ 20・・・スィ
ーパ−23・・・光 源 27・・・コリメ
ーターレンズ29.55.5G・・集光レンズ
30・・・ピンホール板 31・・第1の光検出器
32・・・A/D変換器 33・・・演算処理部3
4・・表示装置 41・・・発振器50.52
・・・ビームスプリッタ
51・・・単一モード光ファイバー
51A・・・光遅延手段 53・・・第2の光検出
器54・・・高周波スペクトラムアナライザ70.72
・・・光フアイバーカブラ
75・・・局部発振器 76・・・混合器80・
・・ンリンドリカルレンズ
95・・・全体制御部FIG. 1 is a plan view showing a device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view showing a part of the device of the above embodiment, and FIG. 3 is a plan view showing an enlarged part of the device of the above embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the optical beam deflection in the above-mentioned embodiment device, FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the separation of the optical spectrum in the device of the present invention, and FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining the amount of light detected in the device of the present invention, A graph showing the relationship between surface acoustic wave frequencies, FIG. 7 is a system diagram schematically showing the spectral width measurement system of the above embodiment device, and FIG. 8 is a schematic diagram showing the beat signal by the delayed self-heterodyning method according to the present invention. 9 is a graph showing an outline of a beat signal obtained by the delayed self-homodyne method according to the present invention. FIG. 1O is a graph showing an example of the oscillation spectrum of a semiconductor laser. FIG. Plan view showing the device, 1st
FIG. 2 is an enlarged plan view of a part of the device shown in FIG. 11, FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating light beam deflection in the device shown in FIG. 11, and FIGS. 14 and 15 are, respectively, FIG. 7 is a plan view showing devices according to third and fourth embodiments of the present invention. Moon...Substrate 12...Optical waveguide T3...
・・LGC14 for optical input・LGC15, 15' for optical output
...First surface acoustic wave 1G...Second surface acoustic wave 17.17' ...Chirp IDT 18...I
DT19.40...High frequency amplifier 20...Sweeper 23...Light source 27...Collimator lens 29.55.5G...Condensing lens 30...Pinhole plate 31...First Photodetector 32... A/D converter 33... Arithmetic processing unit 3
4... Display device 41... Oscillator 50.52
...Beam splitter 51...Single mode optical fiber 51A...Optical delay means 53...Second photodetector 54...High frequency spectrum analyzer 70.72
...Optical fiber coupler 75...Local oscillator 76...Mixer 80.
...Nlindrical lens 95...Overall control section
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第1の表
面弾性波発生手段と、前記導波光の光路に交わる方向に
進行して、該導波光を回折、偏向させる周波数一定の表
面弾性波を前記光導波路において発生させる第2の表面
弾性波発生手段と、 前記周波数が変化する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第1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、 前記周波数が変化する表面弾性波および周波数一定の表
面弾性波に入射する前の被測定光の一部を分岐する分岐
手段と、 前記周波数一定の表面弾性波により偏向されて光導波路
外に出射した被測定光を受けるように配された合波手段
と、 前記分岐手段で分岐された被測定光を前記合波手段に導
く光伝達系と、 この光伝達系に設けられ、該光伝達系の光路長を、前記
分岐手段から周波数一定の表面弾性波を経て合波手段に
至るまでの光路長よりも十分に長くする光遅延手段と、 前記合波手段で合波された被測定光を検出する第2の光
検出手段と、 この第2の光検出手段が出力した電気信号を周波数分析
する高周波スペクトラムアナライザーとからなる光スペ
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 first surface acoustic wave generating means that generates in the optical waveguide a surface acoustic wave whose frequency changes continuously to diffract and deflect the guided light; a second surface acoustic wave generating means for generating in the optical waveguide a surface acoustic wave having a constant frequency that diffracts and deflects the wave light; a first light detection means for detecting light; a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave when the light detection means detects the light to be measured; and a surface acoustic wave whose frequency changes and the frequency thereof. branching means for branching a part of the light to be measured before it is incident on the surface acoustic wave having a constant frequency; and a branching means arranged to receive the light to be measured that has been deflected by the surface acoustic wave having a constant frequency and emitted to the outside of the optical waveguide. combining means; an optical transmission system that guides the light to be measured branched by the branching means to the combining means; and an optical transmission system provided in the optical transmission system, the optical path length of the optical transmission system being controlled from the branching means to a constant frequency. an optical delay means that is sufficiently longer than the optical path length from the surface acoustic wave to the multiplexing means; a second optical detection means that detects the light to be measured that has been multiplexed by the multiplexing means; An optical spectrum analyzer comprising a high frequency spectrum analyzer that frequency-analyzes the electrical signal output by the second optical detection means.
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第1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、 前記表面弾性波に入射する前の被測定光の一部を分岐す
る分岐手段と、 前記表面弾性波を0次光として通過し、光導波路外に出
射した被測定光を受けるように配された合波手段と、 前記分岐手段で分岐された被測定光を前記合波手段に導
く光伝達系と、 この光伝達系に設けられ、該光伝達系の光路長を、前記
分岐手段から表面弾性波を経て合波手段に至るまでの光
路長よりも十分に長くする光遅延手段と、 前記合波手段で合波された被測定光を検出する第2の光
検出手段と、 この第2の光検出手段が出力した電気信号を周波数分析
する高周波スペクトラムアナライザーとからなる光スペ
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 first light detection means for detecting the light to be measured; a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave when the light to be measured is detected by the light detection means; and a frequency detection means for detecting the frequency of the surface acoustic wave before being incident on the surface acoustic wave. branching means for branching a part of the light; a combining means disposed to receive the light to be measured that passes the surface acoustic wave as zero-order light and exits out of the optical waveguide; an optical transmission system that guides the light to be measured to the multiplexing means; and an optical transmission system provided in this optical transmission system, the optical path length of the optical transmission system being set by an optical path from the branching means to the multiplexing means via the surface acoustic wave. a second light detection means for detecting the light to be measured that is multiplexed by the multiplexing means; and a frequency analysis of the electrical signal outputted by the second light detection means. An optical spectrum analyzer consisting of a high frequency spectrum analyzer and a high frequency spectrum analyzer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1361289A JPH02194342A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1361289A JPH02194342A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02194342A true JPH02194342A (en) | 1990-07-31 |
Family
ID=11838051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1361289A Pending JPH02194342A (en) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Optical spectrum analyzer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02194342A (en) |
-
1989
- 1989-01-23 JP JP1361289A patent/JPH02194342A/en active Pending
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