JPH0229616A - 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。

（発明が解決しようとする課題） 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。

そこで本発明は、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披
４１１１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、上記表面弾性波発生手段の作動、停止を繰り返
させることにより、表面弾性波を前記周波数よりも低い
所定の変調周波数でＯＮ−ＯＦＦ変調する変調手段と、 この変調手段から上記変調周波数に対応した信号を受け
るとともに、上記光検出手段から被測定光検出信号を受
け、この検出信号から上記変調周波数と同じ周波数の成
分のみを取り出すフィルター手段と、 このフィルター手段から取り出された上記成分に基づい
て、光検出手段が被４ｐｊ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。

（作　　用） 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、実効屈折率をλ、Ｎｅ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か分かれ
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。

そして表面弾性波を上述のようにＯＮ−ＯＦＦ変調させ
れば、該表面弾性波によって回折される導波光（被測定
光）も同じ周波数でＯＮ−ＯＦＦ変調されるようになる
。そこで、回折された被７１１１１定光を検出する光検
出器の出力信号から上記変調の周波数と同一の周波数成
分を取り出せば、それはほぼ被測定光のみに基づく成分
となる。したがって、光検出器の出力信号にノイズが含
まれていても、それをカットして、被測定光を高Ｓ／Ｎ
で検出可能となる。

（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
ライザーを示すものである。この光スペクトラムアナラ
イザー１０は、基板ｌｌ上に形成された光導波路１２と
、この光導波路１２に形成された導波路レンズ１３と、
光ビーム出射用集光性回折格子（Ｆ　ｏｃｕｓｔｉｇ　
　Ｇ　ｒａｔｉｎｇ　　Ｃｏｕｐｌｅｒ、以下ＦＣＣと
称する）■４と、これらのレンズ１３および、Ｆ　Ｇ　
Ｃ１４の間を進行する導波光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　ｎｔｅｒ　　Ｄ　１ｇ１
ｔａｌ　　Ｔ　ｒａｎｓｄｕｃｅｒ　、以下チャーブＩ
ＤＴ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、上記チャー
ブ■ＤＴ１７と高周波アンプ１９との間に配されて該Ｉ
ＤＴ１．７に印加される交番電圧をＯＮ−ＯＦＦさせる
スイッチ回路２５と、このスイッチ回路２５の作動を制
御する変１凋制御回路２６とを有している。

また上記光ビーム出射用Ｆ　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
、上記光ビームＬ４の強度をａｌｌｌ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は後述するロ
ックインアンプ３５によって増幅され、このロックイン
アンプ３５の出力信号Ｓ１°　はサンプリング回路３２
に入力され、このサンプリング回路３２が出力する周波
数検出信号Ｓ２は、制御回路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ｌｌ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。なお光導波路につ
いては、例えばティー　タミール（Ｔ、　Ｔａｍ１ｒ）
編「インチグレイテッド　オプティクス（Ｉ　ｎｔｅｇ
ｒａｔｅｄ　　０ｐｔｉｃｓ　）　Ｊ　　（）ビックス
　イン　アプライド　フィジックス（Ｔｏｐｉｃｓ　　
ｉｎ　　Ａｐｐｌｉｅｄ　　Ｐｈｙｓｉｃｓ）第７巻）
スブリンガー　フエアラーグ（Ｓ　ｐｒｉｎｇｅｒ　−
Ｖｅｒｌａｇ　）刊（１９７５）　　；西原、春名、栖
原共著「光集積回路」オーム社刊（１９８５）等の成著
に詳細な記述があり、本発明では光導波路■２としてこ
れら公知の光導波路のいずれをも使用できる。

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。

チャーブＩＤＴ１７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、ＡＩ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ｌｌ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ＩＤＴ１７を設置すればよい
。

例えば半導体レーザ等の光源２１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２１に接続さ
れた光ファイバー２２、結合器２３、および光導波路１
２の端面Ｌ２ａに直接結合された光ファイバー２４を介
して、該端面１２ａから光導波路１２内に取り込まれる
。この光ビームＬ（発散ビーム）は導波路レンズ１３に
よって平行ビームとされ、光導波路１２内を導波する。

この導波光Ｌ１は前記（１）式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（Ｂｒａｇｇ回折）する。回折した導波光Ｌ２は
、Ｆ　Ｇ　Ｃ１４の作用で、集束しつつ光導波路１２外
に出射する。

以下、上記導波光の回折、偏向について、第２．３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Ｉｋｌ　、ｌ
ｋｚ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３図に示すように Ｉｋｌ　＋１Ｋ１−１に２・・・・・・（２Ｊとなって
おり、導波光Ｌ２の導波光Ｌｌに対する偏向角はδ−２
０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。光
検出器３１の前のピンホール板３０は、上記の一定方向
に出射した光ビーム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Ｌｌ　　（被７１１１１定光）の波長をλ、表面
弾性波１５の波長をＡとすると、 Ｉｋｌ　＋−２π／λ であり、また導波光Ｌ２の波長もλであるから、ｌｋ、
　　ｌ　−１１に２　１−２π／λである。したｂ（っ
て前記（２）式を満足するＩＩＫＩ−２π／Ａの値は、
入射角θが固定である以上、１つの１１ｋｌｌ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１ｌＫ１１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。

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（λｒｅｆ’とする）の基準導波
光を光導波路Ｉ２内に入射させ、そのとき波長Δｒｅｒ
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Ｏ
Ｐ１波長Δｒｅｆ’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ＯＱとす
ると、 Δ０ＰＱｃ＝ΔＳＰＲであるから、 ０Ｐ−２ｙｒ／λｒａｒ　。

であるから、 ＰＱ−２ｙｒ／Δｒｅｒ λ−λｒｅｌ’　　（Δ／Ａｒｃ「） 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Ｖｒｅｆ’
　％ｆ　ｒｅ（’とすると、 ｖ−ｆＡ、　ｖｒｅｆ’　−ｆｒｅｔ’　拳ΔｒｅｒＳ
ｖ−ｖｒｅｆであるから、結局上式より λ−λｒｅｒ（ｆ　ｒｅｆ’　／　ｆ　）　　−−（３
）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　ｒｅｒ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
プ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ｆＩＩｌａｘま
で連続的に掃引される。またこのとき、変調制御回路２
６はスイッチ回路２５を繰り返しＯＮ−ＯＦＦさせる。

それにより、チャープＩＤＴ１７に対する交番電圧の印
加がＯＮ−ＯＰＩ’され、表面弾性波１５は所定の変調
周波数ｆ「でＯＮ−ＯＦＦ変調される。この変１週周波
数ｆｒは、例えばｆｍｉｎ　−１，０ＧＨｚＳｆｍａｘ
　−２，０ＧＨｚに対して１００ｋＨｚ程度と、上記交
番電圧の周波数に対して十分に低い値とされる。上述の
ように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ｆｍｉｎｓｆ　ｍａｘの値が
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（ｆｍｉｎ≦ｆ≦ｆｍａｘ）において
導波光Ｌ１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、ピンホール３
０ａを通過して光検出器３１によって検出される。

ここで、表面弾性波１５は上記のようにＯＮ−Ｏｒ’Ｆ
変調されているから、この表面弾性波１５によって回折
した光ビームＬ４も変調周波数ｆｒで変調されており、
したがって光検出器３１が出力する光量信号Ｓ１も変調
周波数ｆｒで変調されるようになる。

前述した変調制御回路２Ｂからロックインアンプ３５に
は、周波数ｆｒのクロック信号Ｃが入力される。

該ロックインアンプ３５は内蔵しているバンドパスフィ
ルターにより、光量信号Ｓ１から上記周波数ｆ「と同じ
周波数の成分を取り出し、その成分を増幅し、光量信号
Ｓ１°として出力する。一般に光量信号Ｓ１には、光ビ
ームＬ、を検出した信号成分以外の各種ノイズが含まれ
るが、上述のようなバンドパスフィルターに通すことに
より、光量信号Ｓｌ’　は各種ノイズをカットした高Ｓ
／Ｎのものとなりつる。こうして本装置においては、回
折した光ビームＬ１の強度を精度良く検出可能となる。

スィーパ−２０に接続されたサンプリング回路３２は、
ロックインアンプ３５が出力する光量信号８１′が所定
レベル以上の光量を示したとき、つまりブラッグ条件が
成立して導波光Ｌ１が回折されたときの交番゛電圧周波
数、つまり表面弾性波周波数ｆを求める。この周波数ｆ
を示す信号Ｓ２は、制御回路３３に人力される。この制
御回路３３には、前述、した基準導波光の波長λｒａｒ
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、該制御回路３３はこれらの波長λｒｃｆ　、
周波数ｆ　ｒｅｆ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！の波長λ
を演算する。

こうして求められた導波光し１すなわち被測定光の波長
λを示す信号Ｓ３は制御回路３３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に基づいて上記波長λの値が表示さ
れる。

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、被測定光の波
長λを制御回路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が所定レベ
ル以上の光量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。

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λ１１λ２、λ
３　（λ工く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ｌｋ２の方向に回折光が出射するものとする。この
とき波長λｌ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ｌｋ５の方向となる（なお第４図においてＧ
、　、　ｃｒ３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３０
ａ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５図
図示のようなものとなる。つまり、波長λ１１λ２、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　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ｆ１、Ｔ２、ｆ、が検出されれば、
波長λ１、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２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、それらについての説明は特に必要の無い限り省略
する。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１
２に、前記チャーブＩＤＴ１７に加えて第２のチャーブ
ＩＤＴ１８が設けられている。このチャーブＩＤＴ１８
は第２の表面弾性波１Ｂ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、偏向させる。本例において第１および第２の
チャーブＩＤＴＬ７．１８にば、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１
５．１Ｂ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。また、これも第１実施例と同様であるが
、表面弾性波１５．１６はスイッチ回路２５と変調制御
回路２６の作用により、掃引される上記周波数よりも十
分に低い変調周波数ｆ「でＯＮ−ＯＦＦ変調される。

この場合、導波光Ｌ１、第１の表面弾性波１５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ｌｋｌ
　、ｌｋ２、Ｉｋ３とし、第１、第２の表面弾性波１５
．１６の波数ベクトルをｌＫ１　、ｌＫ２とすると、上
記２回の回折が行なわれるときは、Ｉｋｌ＋ＩＫｌ　　
調１に２ １に２　＋ｌＫ２　ｍ１ｋ３ である。そして第１の表面弾性波１５に対する導波光Ｌ
１の入射角と、第２の表面弾性波１６に対する導波光Ｌ
２の入射角とが互いにθで等しくなるようにチャーブＩ
ＤＴ１７．１８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ｆ１すなわちＩ
ＤＴ１７．１８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。ま
た本実施例においても、光検出器３１が出力する光量信
号Ｓ１をロックインアンプ３５に通しているので、光ビ
ームＬ４の強度を高Ｓ／Ｎで正確に検出可能となる。

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 Δ０ＰＱＯ−！ΔＳＰＲ 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Ｌｌ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４θとなる。これは前記第１
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第１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ｌｋ２と、ベクトルＩ
ｋ、あるいはｌｋ５とかなす角度は、ベクトルｌｋ、に
対してベクトルｌｋ２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
。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。以下、具体的に数
値例を挙げて説明する。２回回折の場合の偏向角δは前
述の通り４θであるから、前記（１）式より、 である。したがって微小な波長の変化量Δλに対する偏
向角の変化量Δδは大略、 となる。ここでＸカットのＬｉＮｂＯ３からなる光導波
路１２を考えてＮｅ　−２，２、Ｖ　ｍ３４Ｂ３ｍ／　
ｓ　ｓまたｆ−１，５ＧＨ２，そして回折点から前記ピ
ンホール板３０までの距離ｉ＝９０ｍｍとすると、入射
光ビーム径Ｄ　＝　１５ｍ　ｍのときピンホール上で１
０μｍのビームスポットを形成し、ピンホール板３０上
でのビームスポットの分離量は大略免・Δδで、免・Δ
δ−３５，４００ＸΔλ となり、空気中では 見・Δδ−２，２Ｘ３５，４００ＸΔλ−７７，８８０
ＸΔλ となる。このビームスポット分離１５１．・Δδは、最
小でビームスポット径だけ確保されれば、２つの光ビー
ムを分離して検出可能となる。したがって、前記光ビー
ム出射用Ｆ　Ｇ　Ｃ１４により光ビームＬ４か例えば光
通信用光ファイバーのコア径と等しい１０μｍのスポッ
ト径に絞られるとすると、７７．８８０ＸΔλ−１０μ
ｍ であれば、波長差がΔλの２つの光ビームを分離して検
出可能となる。上記式を解くと、Δλは約０．１３ｎｍ
となる。つまりこの第２実施例装置は、約０．１ｎｍ単
位でスペクトル分析を行なうことができる。

またこの光スペクトラムアナライザーを、例えば半導体
レーザの光スペクトル分析用に形成する場合は、上記Δ
λは通常数ｎｍ程度であり、Δλ＝１００ｎｒｎを想定
すれば十分であるから、上述のように表面弾性波周波数
を１．５ＧＨｚ程度とするならば、その帯域は５０〜ｌ
ｏＯＭＨｚ程度確保すればよい。

なお以上説明した第２実施例装置においては、第１およ
び第２の表面弾性波Ｉ５．１６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１５．１Ｂ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。

（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。

その上、本発明の光スペクトラムアナライザーにおいて
は、表面弾性波をＯＮ−ＯＦＦ変調させることによって
、回折される被＆ｌｌＩ足先をＯＮ−ＯＦＦ変調させ、
被１１１１＋定光検出手段の出力信号から上記変調の周
波数と同じ周波数の成分を取り出して被７１１１＋定光
の検出に供するようにしているから、該被測定光を高Ｓ
／Ｎで精度良く検出可能となる。よって本装置によれば
、光スペクトル分析を極めて正確に行なうことができる
。また上記被測定光の変調は電気的に行なわれるので、
この変調を機械的なチョッパーを用いて行なう場合と異
なり、被−ｐ】足先を高Ｓ／Ｎで精度良く検出可能とす
るために装置が著しく大型化してしまうようなこともな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例装置を示す概略斜視図、 第２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３図は上記第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２実施例装置を示す概略斜視図、 第７図は上記第２実施例装置の一部を拡大して示す平面
図、 第８図は上記第２実施例装置における光ビーム偏向を説
明する説明図である。 １０．５０・・・光スペクトラムアナライザー１１・・
・基　　板　　　　　１２・・・光導波路１３・・・導
波路ンズ　　　■４・・・光ビーム出射用ＦＣＣ１５・
・・第１の表面弾性波　１Ｂ・・・第２の表面弾性波１
７・・・第１のチャーブＩＤＴ １８・・・第２のチャーブＩＤＴ

Claims (1)

【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
   、前記表面弾性波発生手段の作動、停止を繰り返させる
   ことにより、前記表面弾性波を前記周波数よりも低い所
   定の変調周波数でＯＮ−ＯＦＦ変調する変調手段と、 この変調手段から前記変調周波数に対応した信号を受け
   るとともに、前記光検出手段から被測定光検出信号を受
   け、この検出信号から前記変調周波数と同じ周波数の成
   分のみを取り出すフィルター手段と、 このフィルター手段から取り出された前記成分に基づい
   て、前記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。