JPH1123371A - Wavefront measurement method for coherent light source - Google Patents
Wavefront measurement method for coherent light sourceInfo
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- JPH1123371A JPH1123371A JP17690697A JP17690697A JPH1123371A JP H1123371 A JPH1123371 A JP H1123371A JP 17690697 A JP17690697 A JP 17690697A JP 17690697 A JP17690697 A JP 17690697A JP H1123371 A JPH1123371 A JP H1123371A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 複雑な光学系が不要であり、被測定コヒーレ
ント光源からの出射ビームの波面を収差を持つ光学系を
通さずにダイレクトに評価できるコヒーレント光源の波
面測定法を得ることを課題とする。
【解決手段】 被測定コヒーレント光源1から少なくと
も数十μm離れた参照面13において、マルチモード光
ファイバ14とシングルモード光ファイバ14をそれぞ
れプローブとして掃引することにより、被測定コヒーレ
ント光源1の強度分布を測定するステップと、マルチモ
ード光ファイバ14をプローブとして測定した強度分布
と、シングルモード光ファイバ14をプローブとして測
定した強度分布とに基づいて、演算処理により被測定コ
ヒーレント光源1の波面の傾き角度分布を求めるステッ
プと、この波面の傾き角度分布から演算処理により被測
定コヒーレント光源1の波面を求めるステップとを備え
た。
Abstract: PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wavefront measuring method for a coherent light source which does not require a complicated optical system and can directly evaluate the wavefront of a beam emitted from a measured coherent light source without passing through an optical system having an aberration. That is the task. SOLUTION: A multimode optical fiber 14 and a single mode optical fiber 14 are each used as a probe on a reference surface 13 at least tens of μm away from the measured coherent light source 1 to sweep the intensity distribution of the measured coherent light source 1. Measuring, based on the intensity distribution measured using the multi-mode optical fiber 14 as a probe and the intensity distribution measured using the single-mode optical fiber 14 as a probe, the inclination angle distribution of the wavefront of the coherent light source 1 to be measured by arithmetic processing And a step of calculating the wavefront of the coherent light source 1 to be measured from the inclination angle distribution of the wavefront by arithmetic processing.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は半導体レーザ・固
体レーザ・ガスレーザなどのコヒーレント光源の簡易的
な波面測定法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a simple wavefront measuring method for a coherent light source such as a semiconductor laser, a solid-state laser, and a gas laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】まず、従来のコヒーレント光源の波面測
定法について説明する。図8はMatsubo Technical Re
port (1986.No.6、P14〜P17)「SELF-REFERENCING WAVEF
RONT INTERFEROMETER FOR LASER SOURCES」に記載の従
来のコヒーレント光源の波面測定法である自己参照干渉
法の構成を示す基本構成図である。図8において、1は
半導体レーザなどの被測定コヒーレント光源、2はこの
被測定コヒーレント光源1からの出射ビーム、3はこの
被測定コヒーレント光源1からの出射ビーム2を平行光
に変換するための被測定ビームコリメートレンズ、4は
被測定ビームコリメートレンズ3で変換された平行ビー
ム、5はこの平行ビーム4を2つの光路A、Bに分離す
るためのビームスプリッタ、6aはビームスプリッタ5
を透過し光路Aに導かれたビームA、6bはビームスプ
リッタ5を反射し光路Bに導かれたビームB、7aはビ
ームA6aを反射するミラー、8a、8bはそれぞれビ
ームA6a及びビームB6bを一度集光するための集光
レンズ、9はビーム6aの集光位置に設置された集光ビ
ームより充分に小さい穴径を有したピンホール、10
a、10bは集光されたビームA6a及びビームB6b
を再び平行光に変換するためのコリメートレンズ、7b
はコリメートされたビームB6bを反射するミラー、1
1はコリメートされたビームA6aとビームB6bを合
成するためのビーム合成器、12は合成されたビームA
6aとビームB6bの強度パターンを検出するためのデ
ィテクタアレイである。2. Description of the Related Art First, a conventional wavefront measuring method for a coherent light source will be described. Fig. 8 shows Matsubo Technical Re
port (1986.No.6, P14-P17) `` SELF-REFERENCING WAVEF
FIG. 11 is a basic configuration diagram illustrating a configuration of a self-referencing interferometry, which is a conventional coherent light source wavefront measurement method described in “RONT INTERFEROMETER FOR LASER SOURCES”. 8, reference numeral 1 denotes a coherent light source to be measured such as a semiconductor laser, 2 denotes an output beam from the coherent light source 1 to be measured, and 3 denotes an output beam for converting the output beam 2 from the coherent light source 1 to parallel light. The measuring beam collimating lens 4 is a parallel beam converted by the measured beam collimating lens 3, 5 is a beam splitter for separating the parallel beam 4 into two optical paths A and B, and 6 a is a beam splitter 5.
The beams A and 6b transmitted through the optical path A are reflected by the beam splitter 5, and the beams B and 7a guided by the optical path B are mirrors that reflect the beam A6a, and 8a and 8b are the beams A6a and B6b, respectively. A condensing lens 9 for condensing the light is provided with a pinhole 10 having a sufficiently smaller hole diameter than the converging beam provided at the condensing position of the beam 6a.
a and 10b are focused beams A6a and B6b
Collimator lens for converting light into parallel light again, 7b
Are mirrors that reflect the collimated beam B6b,
1 is a beam combiner for combining the collimated beam A6a and the beam B6b, and 12 is a combined beam A
6 is a detector array for detecting the intensity pattern of the beam 6a and the beam B6b.
【0003】次に、上記従来例における自己参照干渉法
による波面測定法の動作について図8を用いて説明す
る。図8に示したようにこの測定系は基本的にはビーム
を2つの光束に分離し合成する二光束干渉計であり、干
渉計の形式はマッハツエンダー干渉計である。被測定コ
ヒーレント光源1から出射した出射ビーム2は、被測定
ビームコリメートレンズ3により平行ビーム4に変換さ
れ、干渉計の2つの光路に分配される。一方の光路Aに
入射したビームA6aは集光レンズ8aにより集光さ
れ、ピンホール9に入射する。ここでこのピンホール9
の穴径を、集光されたビームのエアリディスク径に比べ
て充分に小さく設定することにより、ピンホール9より
出射したビームは理想的な球面波になる。一方、他方の
光路Bに入射したビームB6bは集光レンズ8bにより
一度集光されるがそのまま発散ビームとなる。したがっ
て、ビームB6bは被測定コヒーレント光源1の波面情
報をそのまま維持している。次に理想球面波となったビ
ームA6aはコリメートレンズ10aにより再度平行ビ
ームに変換される。また被測定コヒーレント光源1の波
面情報をそのまま維持しているビームB6bはコリメー
トレンズ10bにより再度平行ビームに変換される。こ
れらの再度平行ビームに変換されたビームA6aとビー
ムB6bは、ビーム合成器11により合成されディテク
タアレイ12に入射する。したがって、ディテクタアレ
イ12においてはビームA6aを参照光とした干渉縞が
観測され、この干渉縞のパターンより被測定コヒーレン
ト光源1の波面を求めることが出来る。なお詳細につい
ては「光学的測定ハンドブック」朝倉書店などに記載さ
れている。Next, the operation of the wavefront measuring method using the self-reference interferometry in the above-mentioned conventional example will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, this measurement system is basically a two-beam interferometer that separates and combines a beam into two light beams, and the type of the interferometer is a Mach-Zehnder interferometer. An output beam 2 emitted from a measured coherent light source 1 is converted into a parallel beam 4 by a measured beam collimating lens 3 and distributed to two optical paths of an interferometer. The beam A6a incident on one optical path A is condensed by the condensing lens 8a and is incident on the pinhole 9. Here this pinhole 9
By setting the diameter of the hole to be sufficiently smaller than the diameter of the Airy disk of the focused beam, the beam emitted from the pinhole 9 becomes an ideal spherical wave. On the other hand, the beam B6b incident on the other optical path B is once condensed by the condenser lens 8b, but becomes a divergent beam as it is. Therefore, the beam B6b maintains the wavefront information of the measured coherent light source 1 as it is. Next, the beam A6a that has become an ideal spherical wave is converted again into a parallel beam by the collimating lens 10a. The beam B6b that maintains the wavefront information of the measured coherent light source 1 as it is is converted again into a parallel beam by the collimating lens 10b. The beam A6a and the beam B6b converted into the parallel beams again are combined by the beam combiner 11 and enter the detector array 12. Therefore, in the detector array 12, interference fringes using the beam A6a as reference light are observed, and the wavefront of the coherent light source 1 to be measured can be obtained from the pattern of the interference fringes. The details are described in "Optical Measurement Handbook" Asakura Shoten and the like.
【0004】上述したように、図8の構成においてディ
テクタアレイ12においては被測定コヒーレント光源1
の波面分布を反映した干渉縞のパターンが観測される
が、実際にはこの干渉縞パターンには、被測定ビームコ
リメートレンズ3、集光レンズ8a、8b、コリメート
レンズ10a、10bなどの収差が重畳されている。し
たがって、実際の測定においてはこれらの収差成分を予
め除去する補正作業が必要となる。As described above, the coherent light source 1 to be measured in the detector array 12 in the configuration of FIG.
Is observed, but in reality, aberrations of the measured beam collimating lens 3, the condenser lenses 8a and 8b, and the collimating lenses 10a and 10b are superimposed on this interference fringe pattern. Have been. Therefore, in actual measurement, a correction operation for removing these aberration components in advance is required.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
コヒーレント光源の波面測定法では、測定系の構成が複
雑である、干渉計を構成する2つの光路の軸合わせが必
要である、観測面に被測定光が達するまでに収差を持っ
た多くの光学部品を経由してきておりこれらの補正が必
要である、参照光を発生するためにピンホールを通過さ
せなければならず光量が低下し干渉縞のコントラストが
低下するなどの問題があった。As described above, in the conventional method of measuring the wavefront of a coherent light source, the configuration of the measurement system is complicated, and the alignment of the two optical paths constituting the interferometer is required. The light to be measured has passed through many optical components with aberrations before reaching the surface, and it is necessary to correct these.The amount of light must be reduced by passing through a pinhole to generate reference light. There were problems such as a decrease in the contrast of interference fringes.
【0006】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、複雑な光学系が不要であり、被
測定コヒーレント光源からの出射ビームの波面を収差を
持つ光学系を通さずにダイレクトに評価できるコヒーレ
ント光源の波面測定法を得ることを目的とする。The present invention has been made to solve such a problem, and does not require a complicated optical system. The wavefront of the beam emitted from the measured coherent light source does not pass through an optical system having an aberration. It is an object of the present invention to obtain a wavefront measurement method of a coherent light source that can be directly evaluated.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1に係わるコヒー
レント光源の波面測定法は、コヒーレント光源から少な
くとも数十μm離れた領域の、上記コヒーレント光源か
らの出射ビームの断面において、マルチモード光ファイ
バとシングルモード光ファイバをそれぞれプローブとし
て掃引することにより、上記コヒーレント光源の強度分
布を測定するステップと、上記マルチモード光ファイバ
をプローブとして測定した強度分布と、上記シングルモ
ード光ファイバをプローブとして測定した強度分布とに
基づいて、演算処理により上記コヒーレント光源の波面
の傾き角度分布を求めるステップと、この波面の傾き角
度分布から演算処理により上記コヒーレント光源の波面
を求めるステップとを備えたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a wavefront of a coherent light source, comprising the steps of: Measuring the intensity distribution of the coherent light source by sweeping the single-mode optical fiber as a probe, the intensity distribution measured using the multi-mode optical fiber as a probe, and the intensity measured using the single-mode optical fiber as a probe A step of calculating the inclination angle distribution of the wavefront of the coherent light source based on the distribution, and a step of calculating the wavefront of the coherent light source by operation processing from the inclination angle distribution of the wavefront.
【0008】請求項2に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記マルチモード光ファイバと上記シングル
モード光ファイバを隣接させ端面をそろえて設置し、上
記コヒーレント光源の強度分布をそれぞれ測定するもの
である。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of measuring a wavefront of a coherent light source, wherein the multimode optical fiber and the single mode optical fiber are arranged adjacent to each other and their end faces are aligned, and the intensity distribution of the coherent light source is measured. .
【0009】請求項3に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記マルチモード光ファイバとして1次元又
は2次元マルチモード光ファイバアレイを用い、上記シ
ングルモード光ファイバとして1次元又は2次元シング
ルモード光ファイバアレイを用い、上記コヒーレント光
源の強度分布をそれぞれ測定するものである。According to a third aspect of the present invention, in the wavefront measuring method for a coherent light source, a one-dimensional or two-dimensional multimode optical fiber array is used as the multimode optical fiber, and a one-dimensional or two-dimensional single-mode optical fiber is used as the single-mode optical fiber. The intensity distribution of the coherent light source is measured using an array.
【0010】請求項4に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記2次元マルチモード光ファイバアレイと
上記2次元シングルモード光ファイバアレイを隣接させ
端面をそろえて設置し、上記2次元マルチモード光ファ
イバアレイと上記2次元シングルモード光ファイバアレ
イを切り替えて上記コヒーレント光源の強度分布を測定
するものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the method for measuring a wavefront of a coherent light source, the two-dimensional multi-mode optical fiber array and the two-dimensional single-mode optical fiber array are installed adjacent to each other and the end faces thereof are aligned. The intensity distribution of the coherent light source is measured by switching between the array and the two-dimensional single mode optical fiber array.
【0011】請求項5に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記マルチモード光ファイバとしてフォトダ
イオードを用い、上記コヒーレント光源の強度分布を測
定するものである。According to a fifth aspect of the present invention, a method of measuring a wavefront of a coherent light source uses a photodiode as the multimode optical fiber and measures the intensity distribution of the coherent light source.
【0012】請求項6に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記マルチモード光ファイバと上記シングル
モード光ファイバを交互に配置した2次元マルチモード
・シングルモード光ファイバ・ハイブリッドアレイをプ
ローブとして用い、上記コヒーレント光源の強度分布を
測定するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a wavefront of a coherent light source, wherein a two-dimensional multi-mode single-mode optical fiber hybrid array in which the multi-mode optical fibers and the single-mode optical fibers are alternately arranged is used as a probe. It measures the intensity distribution of a coherent light source.
【0013】請求項7に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記シングルモード光ファイバの後方に反射
点の位置を測定するリフレクトメータを接続し、上記シ
ングルモード光ファイバの端面と上記コヒーレント光源
の距離をモニタするものである。According to a seventh aspect of the present invention, in the wavefront measuring method for a coherent light source, a reflectometer for measuring a position of a reflection point is connected behind the single mode optical fiber, and a distance between the end face of the single mode optical fiber and the coherent light source is measured. Is monitored.
【0014】請求項8に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、コヒーレント光源から少なくとも数十μm離
れた領域の、上記コヒーレント光源からの出射ビームの
断面において、中心にシングルモードコアを有し、この
シングルモードコアの周囲にこのシングルモードコアと
同軸に形成したマルチモードコアを有するダブルコア光
ファイバをプローブとして掃引することにより、上記コ
ヒーレント光源の強度分布を測定するステップと、上記
マルチモードコアにより測定した強度分布と、上記シン
グルモードコアにより測定した強度分布とに基づいて、
演算処理により上記コヒーレント光源の波面の傾き角度
分布を求めるステップと、この波面の傾き角度分布から
演算処理により上記コヒーレント光源の波面を求めるス
テップとを備えたものである。According to a wavefront measuring method for a coherent light source according to claim 8, a single mode core is provided at the center of a cross section of an output beam from the coherent light source in a region at least tens of μm away from the coherent light source. Measuring the intensity distribution of the coherent light source by sweeping as a probe a double-core optical fiber having a multi-mode core formed coaxially with the single-mode core around the mode core; and Distribution, based on the intensity distribution measured by the single mode core,
The method includes a step of calculating the inclination angle distribution of the wavefront of the coherent light source by arithmetic processing, and a step of calculating the wavefront of the coherent light source by arithmetic processing from the inclination angle distribution of the wavefront.
【0015】請求項9に係わるコヒーレント光源の波面
測定法は、上記ダブルコア光ファイバとして1次元又は
2次元ダブルコア光ファイバアレイを用い、上記コヒー
レント光源の強度分布を測定するものである。According to a ninth aspect of the present invention, a method of measuring a wavefront of a coherent light source uses a one-dimensional or two-dimensional double-core optical fiber array as the double-core optical fiber, and measures the intensity distribution of the coherent light source.
【0016】[0016]
実施の形態1.以下、この発明の一実施の形態を図に基
づいて説明する。図1はこの実施の形態1のコヒーレン
ト光源の波面測定法の測定系を示す構成図である。図1
において、1は半導体レーザ・固体レーザ・ガスレーザ
などの被測定コヒーレント光源、2はこの被測定コヒー
レント光源1からの出射ビーム、13は被測定コヒーレ
ント光源1から少なくとも数十μm以上離れた参照面
(観測面)、14はこの参照面13に入射端面を有する
マルチモード光ファイバ(以下MMFという)及びシン
グルモード光ファイバ(以下SMFという)である。Embodiment 1 FIG. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a measurement system of the wavefront measurement method of the coherent light source according to the first embodiment. FIG.
1, reference numeral 1 denotes a coherent light source to be measured such as a semiconductor laser, a solid-state laser, and a gas laser; 2, a beam emitted from the coherent light source 1 to be measured; Surfaces 14 and 14 are a multi-mode optical fiber (hereinafter referred to as MMF) and a single-mode optical fiber (hereinafter referred to as SMF) having an incident end face on the reference surface 13.
【0017】次に、動作について説明する。まず、参照
面13の位置はフラウンホーファ領域に設定する。フラ
ウンホーファ領域は被測定コヒーレント光源1から出射
した光が発光点の開口による回折効果を受けずに、波面
の形状が定常状態になる領域であり、次式を満足する距
離Z0で表される。Next, the operation will be described. First, the position of the reference plane 13 is set in the Fraunhofer area. The Fraunhofer region is a region where the light emitted from the measured coherent light source 1 is not subjected to the diffraction effect due to the aperture of the light emitting point and the wavefront shape is in a steady state, and is represented by a distance Z0 satisfying the following equation.
【0018】[0018]
【数1】 (Equation 1)
【0019】ここで、ωLは被測定コヒーレント光源1
のモード形状がガウス分布である時のスポットサイズ、
λは波長である。被測定コヒーレント光源1が半導体レ
ーザであるとするとωLは約1μmである。また、波長
は1〜2μm程度であるとすると式(1)よりフラウン
ホーファ領域は数十μm以上となる。Here, ωL is the coherent light source 1 to be measured.
Spot size when the mode shape of Gaussian distribution,
λ is the wavelength. Assuming that the measured coherent light source 1 is a semiconductor laser, ωL is about 1 μm. If the wavelength is about 1 to 2 μm, the Fraunhofer region becomes several tens μm or more according to the equation (1).
【0020】図1において、被測定コヒーレント光源1
の参照面13におけるX軸上の実際の強度分布をP
L(x)、MMF及びSMF14を用いてX軸上を掃引
した場合の測定結果をそれぞれPM(x)、PS(x)と
置くと次式の関係がある。In FIG. 1, a coherent light source 1 to be measured
Is the actual intensity distribution on the X axis on the reference plane 13 of P
L (x), MMF and measurement at the time of sweeping the X-axis using the SMF14 results each P M (x), a relationship of the following equation by placing the P S (x).
【0021】[0021]
【数2】 (Equation 2)
【0022】ここで、ηMはMMF14への結合効率、
ηSはSMF14への結合効率である。Here, ηM is the coupling efficiency to the MMF 14,
ηS is the coupling efficiency to SMF14.
【0023】まずηMについて見てみる。MMF14へ
の光の結合条件は、有効開口であるコア内に最大入射角
以内に入射することである。したがって、図1において
MMF14が被測定コヒーレント光源1を見込む角度ψ
がファイバの最大入射角以内であれば、ηMはxにかか
わらず一定値をとる。したがってこの場合、MMF14
での測定結果は実際の被測定コヒーレント光源1の参照
面13での強度分布をそのまま反映した分布となる。First, let us look at ηM. The condition for coupling light to the MMF 14 is that light enters the core, which is an effective aperture, within the maximum incident angle. Therefore, in FIG. 1, the angle MM at which the MMF 14 looks at the measured coherent light source 1 ψ
Is within the maximum incident angle of the fiber, ηM takes a constant value regardless of x. Therefore, in this case, MMF14
Is a distribution that reflects the actual intensity distribution on the reference surface 13 of the measured coherent light source 1.
【0024】次ぎにηSについて見てみる。図2に参照
面13の位置xにおける被測定コヒーレント光源1から
の出射ビーム2とSMF14の結合モデルを示す。ここ
で、E10は被測定コヒーレント光源1の参照面13での
電界分布、E20はSMF14の参照面13での電界分
布、φ1は被測定コヒーレント光源1の参照面13での
位相分布、φ2はSMF14の参照面13での位相分
布、FZは被測定コヒーレント光源1の波面分布であ
る。この時SM14Fへの光の結合効率ηSは次式で表
される。Next, let us look at ηS. FIG. 2 shows a combined model of the output beam 2 from the measured coherent light source 1 and the SMF 14 at the position x on the reference plane 13. Here, the electric field distribution in the reference surface 13 E 10 is to be measured coherent light source 1, E 20 is an electric field distribution in the reference surface 13 of the SMF 14, .phi.1 phase distribution in the reference surface 13 to be measured coherent light source 1, .phi.2 Is the phase distribution on the reference surface 13 of the SMF 14, and F Z is the wavefront distribution of the coherent light source 1 to be measured. At this time, the coupling efficiency ηS of light to SM14F is expressed by the following equation.
【0025】[0025]
【数3】 (Equation 3)
【0026】ここでは被測定コヒーレント光源1の波面
をSMF14の導波モードの変化に対してゆるやかに変
化するものと仮定する。換言すると、SMF14の導波
モードが存在する局所領域内においては、被測定コヒー
レント光源1の波面は平面であると仮定する。この仮定
のもとでは、SMF14の導波モードが存在する局所に
おいては、被測定コヒーレント光源1からの出射ビーム
2とSMF14の結合は2つの交差角θを成す平面波の
結合として表される。Here, it is assumed that the wavefront of the coherent light source 1 to be measured changes gradually with respect to the change in the waveguide mode of the SMF 14. In other words, it is assumed that the wavefront of the coherent light source 1 to be measured is flat in the local region where the waveguide mode of the SMF 14 exists. Under this assumption, the coupling between the outgoing beam 2 from the coherent light source 1 to be measured and the SMF 14 is expressed as a combination of plane waves having two intersection angles θ in a portion where the guided mode of the SMF 14 exists.
【0027】次にSMF14の導波モードの電界分布は
ガウス分布で良く近似されるのでガウス分布と仮定す
る。一方、参照面13における被測定コヒーレント光源
1の電界分布は任意の分布であるとする。ただし、X軸
上において、被測定コヒーレント光源1の電界分布変化
はSMF14の電界分布の変化に対して充分小さいもの
と仮定する。更に、SMF14の導波モードが存在する
領域においては、被測定コヒーレント光源1の電界分布
は一定であると仮定する。以上の仮定を導入することに
より、結合効率ηSは次式で表される。Next, since the electric field distribution of the guided mode of the SMF 14 is well approximated by a Gaussian distribution, it is assumed to be a Gaussian distribution. On the other hand, it is assumed that the electric field distribution of the measured coherent light source 1 on the reference surface 13 is an arbitrary distribution. However, it is assumed that the change in the electric field distribution of the measured coherent light source 1 on the X axis is sufficiently smaller than the change in the electric field distribution of the SMF 14. Further, it is assumed that the electric field distribution of the measured coherent light source 1 is constant in a region where the guided mode of the SMF 14 exists. By introducing the above assumption, the coupling efficiency ηS is expressed by the following equation.
【0028】[0028]
【数4】 (Equation 4)
【0029】ここで、κは波数、ωFはSMF14のス
ポットサイズ、またCは定数で次式で表される。Here, κ is the wave number, ωF is the spot size of the SMF 14, and C is a constant and is expressed by the following equation.
【0030】[0030]
【数5】 (Equation 5)
【0031】ここで、ΔxはSMF14の導波モードが
存在する領域であり、式(4)における積分領域であ
る。以上、式(2)(3)及び式(7)より次式の関係
が得られる。Here, Δx is a region where the waveguide mode of the SMF 14 exists, and is an integration region in the equation (4). As described above, the following expression is obtained from Expressions (2), (3) and (7).
【0032】[0032]
【数6】 (Equation 6)
【0033】ここで、θ=0となるX軸上の位置をX0
と仮定すると、Here, the position on the X-axis where θ = 0 is X0
Assuming that
【0034】[0034]
【数7】 (Equation 7)
【0035】と表せる。したがって、式(9)(10)
より次式の関係を得る。Can be expressed as follows. Therefore, equations (9) and (10)
The following relationship is obtained from:
【0036】[0036]
【数8】 (Equation 8)
【0037】ここで、PM(x)′はMMF14で測定
した規格化強度分布、PS(x)′はSMF14で測定
した規格化強度分布である。Here, P M (x) 'is a normalized intensity distribution measured by the MMF 14, and P S (x)' is a normalized intensity distribution measured by the SMF 14.
【0038】式(11)より、被測定コヒーレント光源
1の参照面13における局所的な波面の傾きθは次式の
ような非常に簡単な関係式で表される。From Expression (11), the local inclination of the wavefront θ on the reference surface 13 of the coherent light source 1 to be measured is expressed by a very simple relational expression such as the following expression.
【0039】[0039]
【数9】 (Equation 9)
【0040】ここで波面の傾きθは波面分布FZの微分
で与えられるので、波面分布FZは次式より求まる。[0040] Here, because the wavefront inclination θ of is given by the derivative of the wavefront distribution F Z, the wavefront distribution F Z is obtained from the following equation.
【0041】[0041]
【数10】 (Equation 10)
【0042】図3に波面分布の座標を示す。波面分布は
参照面13からの変位で定義する。また、上式(13)
で表される積分計算は、式(12)で得られた局所的な
波面の傾きθの分布データから単純な数値計算より求め
られる。FIG. 3 shows the coordinates of the wavefront distribution. The wavefront distribution is defined by a displacement from the reference plane 13. In addition, the above equation (13)
Is calculated by simple numerical calculation from the distribution data of the local wavefront inclination θ obtained by the equation (12).
【0043】一方、理想球面波の波面分布は次式で表さ
れる。On the other hand, the wavefront distribution of an ideal spherical wave is expressed by the following equation.
【0044】[0044]
【数11】 [Equation 11]
【0045】実際の波面の理想球面(参照球面)からの
変位が波面収差であるから、式(13)− 式(14)
より被測定コヒーレント光源1の波面収差分布を求める
ことが出来る。なお、上述した測定法の波面収差測定分
解能は、用いるSMF14のモードフィールド径でほぼ
決まる。例えば、1.3μm帯の通常のSMFのモード
フィールド径は約10μmであるので、この測定法によ
る波面収差測定分解能は約10μmという小さな値が得
られる。Since the displacement of the actual wavefront from the ideal spherical surface (reference spherical surface) is the wavefront aberration, the expression (13) -the expression (14) is obtained.
Thus, the wavefront aberration distribution of the measured coherent light source 1 can be obtained. Note that the wavefront aberration measurement resolution of the above-described measurement method is substantially determined by the mode field diameter of the SMF 14 to be used. For example, since the mode field diameter of a normal SMF in the 1.3 μm band is about 10 μm, a small value of about 10 μm is obtained as the resolution of wavefront aberration measurement by this measurement method.
【0046】以上のように、この実施の形態によれば、
コヒーレント光源の測定面(参照面)での実際の強度分
布をそのまま反映した結果であるマルチモード光ファイ
バをプローブとした測定値と、実際の強度分布と局所波
面の傾きの両方を反映した結果であるシングルモード光
ファイバをプローブとした測定値の比から簡単な演算に
より強度分布を除去し波面の傾き分布を得ることが出来
る。As described above, according to this embodiment,
The measured value using a multimode optical fiber as a probe, which is the result of reflecting the actual intensity distribution on the measurement surface (reference surface) of the coherent light source, and the result, reflecting both the actual intensity distribution and the inclination of the local wavefront The intensity distribution can be removed by a simple calculation from the ratio of the measured values using a certain single-mode optical fiber as a probe, and the inclination distribution of the wavefront can be obtained.
【0047】実施の形態2.図4はこの実施の形態2の
コヒーレント光源の波面測定法の測定系を示す構成図で
ある。図4において、15はMMF、16はこのMMF
15と入射端面を揃えるとともに隣接して固定したSM
F、1、2、13は図1と同じである。Embodiment 2 FIG. 4 is a configuration diagram showing a measurement system of the wavefront measurement method of the coherent light source according to the second embodiment. In FIG. 4, 15 is the MMF and 16 is this MMF.
15 and the incident end face were aligned and fixed adjacent to each other.
F, 1, 2, and 13 are the same as those in FIG.
【0048】実施の形態1で説明したようにこの発明に
よるコヒーレント光源の波面測定法では、MMFでの測
定値とSMFでの測定値の比よりその位置での波面収差
を求めるものである。したがって、MMFでの測定値と
SMFでの測定値の座標を一致させる必要がある。図4
に示したようにMMF15とSMF16を隣接させ固定
することにより、これらの相対的な位置関係を一定に保
つことが出来る。したがって、MMF15とSMF16
の位置関係を予め求めておけば、両者による測定値の座
標を高精度で容易に一致させることが出来る。As described in the first embodiment, in the wavefront measuring method of the coherent light source according to the present invention, the wavefront aberration at the position is obtained from the ratio of the measured value in the MMF to the measured value in the SMF. Therefore, it is necessary to match the coordinates of the measurement value in the MMF and the measurement value in the SMF. FIG.
By fixing the MMF 15 and the SMF 16 adjacent to each other as shown in (1), the relative positional relationship between them can be kept constant. Therefore, MMF15 and SMF16
If the positional relationship is obtained in advance, the coordinates of the measured values can be easily matched with high accuracy.
【0049】なお、MMFとSMFはそのクラッド部の
外径寸法精度が高いこと、及びクラッド部外周に対する
コア部同軸精度が高いことを利用して隣接させることに
より容易に高精度で相対位置を設定出来る。また平行に
設けた2本のV溝を利用することにより容易に高精度で
相対位置を設定出来る。It should be noted that the relative positions of the MMF and the SMF can be easily set with high accuracy by using the high accuracy of the outer diameter of the cladding portion and the high coaxial accuracy of the core portion relative to the outer periphery of the cladding portion. I can do it. Further, the relative position can be easily set with high accuracy by using two V grooves provided in parallel.
【0050】実施の形態3.図5はこの実施の形態3の
コヒーレント光源の波面測定法の測定系を示す構成図で
ある。図5において、17はMMF又はSMFの1次元
又は2次元アレイ、1、2、13は図1と同じである。
この様に、MMF及びSMFをアレイ化することにより
光ファイバの掃引量を少なく出来る。また特に2次元ア
レイの場合は、掃引することなく瞬時に参照面でのそれ
ぞれの強度分布データを取得することが出来る。Embodiment 3 FIG. 5 is a configuration diagram showing a measurement system of the wavefront measurement method of the coherent light source according to the third embodiment. In FIG. 5, 17 is a one-dimensional or two-dimensional array of MMF or SMF, and 1, 2, and 13 are the same as those in FIG.
In this manner, by arraying the MMF and the SMF, the amount of sweep of the optical fiber can be reduced. In particular, in the case of a two-dimensional array, respective intensity distribution data on the reference plane can be obtained instantaneously without sweeping.
【0051】実施の形態4.図6はこの実施の形態4の
コヒーレント光源の波面測定法の測定系を示す構成図で
ある。図6において、18はMMFの1次元又は2次元
アレイ、19はMMFの1次元又は2次元アレイ18と
端面を揃えるとともに隣接させて設置したSMFの1次
元又は2次元アレイ、1、2、13は図1と同じであ
る。このように、MMFの1次元又は2次元アレイ18
とSMFの1次元又は2次元アレイ19を隣接させ固定
することにより、これらの相対的な位置関係を一定に保
つことが出来る。したがって、これらの位置関係を予め
求めておけば、両者による測定値の座標を高精度に補正
し容易に一致させることが出来る。また、MMFの1次
元又は2次元アレイ18とSMFの1次元又は2次元ア
レイ19を予め位置決めして切り替えて測定することに
より、よけいな位置決め作業のない効率的な測定が実現
できる。Embodiment 4 FIG. FIG. 6 is a configuration diagram showing a measurement system of the wavefront measurement method of the coherent light source according to the fourth embodiment. In FIG. 6, reference numeral 18 denotes a one-dimensional or two-dimensional array of MMF, and 19 denotes a one-dimensional or two-dimensional array of SMF which is arranged adjacent to the one-dimensional or two-dimensional array 18 of MMF and is installed adjacent thereto. Is the same as FIG. Thus, a one-dimensional or two-dimensional array 18 of MMFs
By making the one-dimensional or two-dimensional array 19 of SMF and SMF adjacent and fixed, the relative positional relationship between them can be kept constant. Therefore, if these positional relationships are obtained in advance, the coordinates of the measured values obtained by the two can be corrected with high precision and easily matched. In addition, by measuring the one-dimensional or two-dimensional array 18 of the MMF and the one-dimensional or two-dimensional array 19 of the SMF in advance and switching them, an efficient measurement without extra positioning work can be realized.
【0052】実施の形態5.また、上記図1及び図4、
図5、図6に示す発明の実施の形態で、MMFの代わり
にフォトダイオードを用いても良い。MMFの最大入射
角は通常30度程度である。それに対してフォトダイオ
ードの最大入射角は通常45度以上である。先に実施の
形態1の説明において、図1においてMMFが被測定コ
ヒーレント光源1を見込む角度ψがファイバの最大入射
角以内であれば、MMFでの測定結果は実際の被測定コ
ヒーレント光源1の参照面での強度分布をそのまま反映
した分布となると説明した。したがって、フォトダイオ
ードの最大入射角はMMFに比べて大きいので、より光
軸から離れた位置まで強度分布をそのまま反映した測定
値が得られる。また、より出射角度の大きいコヒーレン
ト光源の波面を測定出来る。Embodiment 5 FIG. 1 and 4,
In the embodiment of the invention shown in FIGS. 5 and 6, a photodiode may be used instead of the MMF. The maximum incident angle of the MMF is usually about 30 degrees. On the other hand, the maximum incident angle of the photodiode is usually 45 degrees or more. First, in the description of the first embodiment, if the angle ψ at which the MMF looks at the measured coherent light source 1 in FIG. It has been described that the distribution directly reflects the intensity distribution on the surface. Therefore, since the maximum incident angle of the photodiode is larger than that of the MMF, a measurement value that directly reflects the intensity distribution up to a position further away from the optical axis can be obtained. Further, the wavefront of a coherent light source having a larger emission angle can be measured.
【0053】実施の形態6.図7はこの実施の形態6の
コヒーレント光源の波面測定に用いるプローブの断面図
である。図7において、15はMMF、16はMMF1
5と交互に配置したSMF、20はMMF15とSMF
16が交互に2次元に配置されたMMF・SMFハイブ
リッドアレイである。このようなMMF・SMFハイブ
リッドアレイ20の端面を図1に示した参照面13に設
定することにより、MMFでの強度分布測定データとS
MFでの強度分布測定データが2次元的に互いに1測定
ポイントおきに採取される。したがって、これらのデー
タを互いに補間しあって式(11)に示した演算を行う
ことにより波面測定データが得られる。これにより、プ
ローブを全く掃引することなく、また、切り替えること
なく瞬時に測定を終了させることが出来る。Embodiment 6 FIG. FIG. 7 is a sectional view of a probe used for measuring the wavefront of the coherent light source according to the sixth embodiment. In FIG. 7, 15 is MMF, 16 is MMF1
5 and SMF alternately arranged, 20 are MMF15 and SMF
Reference numeral 16 denotes an MMF / SMF hybrid array alternately arranged in two dimensions. By setting the end face of such an MMF / SMF hybrid array 20 to the reference plane 13 shown in FIG.
Intensity distribution measurement data in the MF are collected two-dimensionally at every other measurement point. Therefore, wavefront measurement data can be obtained by interpolating these data with each other and performing the calculation shown in equation (11). As a result, the measurement can be instantly terminated without sweeping the probe and without switching.
【0054】実施の形態7.なお、上記図1に示す発明
の実施の形態1で、測定プローブとして、中心部にシン
グルモードの導波コアを有し、その周囲にマルチモード
の導波コアを有するようなダブルコア光ファイバを用
い、シングルモード導波光とマルチモード導波光を別々
に取り出せば、MMFでの強度分布測定データとSMF
での強度分布測定データの座標を常に自動的に一致させ
ることが出来る。Embodiment 7 FIG. In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a double-core optical fiber having a single-mode waveguide core at the center and a multi-mode waveguide core around the core is used as a measurement probe. If the single mode guided light and the multimode guided light are extracted separately, the intensity distribution measurement data in MMF and SMF
The coordinates of the intensity distribution measurement data can always be automatically matched.
【0055】実施の形態8.また、上記図1に示す発明
の実施の形態1で、測定プローブとして、中心部にシン
グルモードの導波コアを有し、その周囲にマルチモード
の導波コアを有するようなダブルコア光ファイバの1次
元又は2次元アレイを用いることにより、光ファイバの
掃引量を少なくすることが出来る。また、特にダブルコ
ア光ファイバ2次元アレイを用いることにより、測定プ
ローブを全く掃引することなく、しかもMMFでの強度
分布測定データとSMFでの強度分布測定データの座標
が完全に一致したデータを瞬時に取得出来る。Embodiment 8 FIG. In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, a double-core optical fiber having a single-mode waveguide core at the center and a multi-mode waveguide core around the core is used as a measurement probe. By using a two-dimensional or two-dimensional array, the amount of sweep of the optical fiber can be reduced. In particular, by using a two-dimensional array of double-core optical fibers, the data in which the coordinates of the intensity distribution measurement data in the MMF and the intensity distribution measurement data in the SMF completely match can be instantaneously obtained without sweeping the measurement probe at all. Can be obtained.
【0056】実施の形態9.なお、上記図1及び図4、
5、6、7に示す発明の実施の形態で、少なくとも1本
のSMFの後方に反射点の位置を測定するリフレクトメ
ータを接続することにより容易に被測定コヒーレント光
源1と参照面13の距離Z0を測定することができ、こ
れにより参照球面の曲率半径Z0を求めることが出来
る。なおリフレクトメータは市販のものを利用出来る
(例えばHP社の8504B等)。Embodiment 9 FIG. 1 and 4,
In the embodiments of the invention shown in 5, 6, and 7, the distance Z0 between the coherent light source 1 to be measured and the reference plane 13 can be easily obtained by connecting a reflectometer for measuring the position of the reflection point behind at least one SMF. Can be measured, whereby the radius of curvature Z0 of the reference spherical surface can be obtained. A commercially available reflectometer can be used (for example, HP 8504B).
【0057】[0057]
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
光学部品としてはマルチモード光ファイバとシングルモ
ード光ファイバだけを用いれば良いので、複雑な光学系
が不要であるとともに、干渉計を用いていないので複雑
かつ精密な光路の軸合わせが不要であり、波面測定系を
容易に設定出来る。また、場所をとらずにコンパクトに
設定出来る。As described above, according to the first aspect of the present invention,
Since only the multi-mode optical fiber and the single-mode optical fiber need to be used as the optical components, a complicated optical system is unnecessary, and since no interferometer is used, complicated and precise optical path axis alignment is unnecessary. Wavefront measurement system can be easily set. In addition, it can be set compactly without taking up space.
【0058】また、請求項2の発明によれば、上記マル
チモード光ファイバと上記シングルモード光ファイバを
隣接させ、端面をそろえて設置したので、測定値の座標
を容易に補正し一致させることが出来、より精度の高い
波面収差の測定結果が得られる。According to the second aspect of the present invention, since the multi-mode optical fiber and the single-mode optical fiber are disposed adjacent to each other and aligned with the end faces, the coordinates of the measured values can be easily corrected and matched. As a result, a more accurate wavefront aberration measurement result can be obtained.
【0059】また、請求項3の発明によれば、上記マル
チモード光ファイバの代わりとして1次元又は2次元マ
ルチモード光ファイバアレイを用い、上記シングルモー
ド光ファイバの代わりとして1次元又は2次元シングル
モード光ファイバアレイを用いているので、光ファイバ
の掃引量を少なくする、あるいは全く掃引することなく
瞬時に参照面での強度分布データを取得することが出
来、より早く波面収差を測定出来る。According to the third aspect of the present invention, a one-dimensional or two-dimensional multi-mode optical fiber array is used instead of the multi-mode optical fiber, and a one-dimensional or two-dimensional single mode is used instead of the single-mode optical fiber. Since the optical fiber array is used, the amount of sweep of the optical fiber can be reduced, or the intensity distribution data on the reference surface can be obtained instantaneously without sweeping, and the wavefront aberration can be measured more quickly.
【0060】また、請求項4の発明によれば、上記2次
元マルチモード光ファイバアレイと上記2次元シングル
モード光ファイバアレイを隣接させ端面をそろえて設置
し、上記2次元マルチモード光ファイバアレイと上記2
次元シングルモード光ファイバアレイを切り替えて上記
コヒーレント光源の強度分布を測定するので、測定値の
座標を高精度に補正し一致させることが出来、より精度
の高い波面収差の測定結果が得られるとともに、光ファ
イバを掃引することなく瞬時に参照面での強度分布デー
タを取得することが出来、より早く波面収差を測定出来
る。According to the fourth aspect of the present invention, the two-dimensional multi-mode optical fiber array and the two-dimensional single-mode optical fiber array are installed adjacent to each other and aligned with the end faces. 2 above
Since the intensity distribution of the coherent light source is measured by switching the dimensional single mode optical fiber array, the coordinates of the measured values can be corrected and matched with high accuracy, and a more accurate wavefront aberration measurement result can be obtained, The intensity distribution data on the reference surface can be obtained instantaneously without sweeping the optical fiber, and the wavefront aberration can be measured more quickly.
【0061】また、請求項5の発明によれば、上記マル
チモード光ファイバの代わりとしてフォトダイオードを
用いるので、より光軸から離れた位置まで強度分布をそ
のまま反映した測定値が得られ、より出射角度の大きい
コヒーレント光源の波面収差を測定出来る。According to the fifth aspect of the present invention, since the photodiode is used instead of the multimode optical fiber, a measured value reflecting the intensity distribution as it is can be obtained up to a position further away from the optical axis, and the light emission can be further improved. The wavefront aberration of a coherent light source with a large angle can be measured.
【0062】また、請求項6の発明によれば、上記マル
チモード光ファイバでの強度分布測定データと上記シン
グルモード光ファイバでの強度分布測定データを互いに
補間しあって演算を行うので、プローブを全く掃引する
ことなく、また、切り替えることなく、瞬時に測定を終
了させることが出来る。According to the invention of claim 6, since the calculation is performed by interpolating the intensity distribution measurement data in the multi-mode optical fiber and the intensity distribution measurement data in the single-mode optical fiber, the probe can be used. The measurement can be instantaneously terminated without any sweeping or switching.
【0063】また、請求項7の発明によれば、上記シン
グルモード光ファイバの後方に反射点の位置を測定する
リフレクトメータを接続し、上記シングルモード光ファ
イバの端面と上記コヒーレント光源の距離をモニタする
ので、容易に参照球面の曲率半径を求めることが出来、
より精度の高い波面収差の測定結果が得られる。According to the seventh aspect of the present invention, a reflectometer for measuring the position of a reflection point is connected to the rear of the single mode optical fiber, and the distance between the end face of the single mode optical fiber and the coherent light source is monitored. So that the radius of curvature of the reference spherical surface can be easily obtained,
A more accurate measurement result of the wavefront aberration is obtained.
【0064】また、請求項8の発明によれば、中心にシ
ングルモードコアを有し、このシングルモードコアの周
囲にこのシングルモードコアと同軸に形成したマルチモ
ードコアを有するダブルコア光ファイバをプローブとし
て用いるので、マルチモードコアでの強度分布測定デー
タとシングルモードコアでの強度分布測定データの座標
を常に自動的に一致させることが出来、座標の補正が必
要ない。According to the invention of claim 8, a double core optical fiber having a single mode core at the center and a multimode core formed coaxially with the single mode core around the single mode core is used as a probe. Since it is used, the coordinates of the intensity distribution measurement data of the multimode core and the coordinates of the intensity distribution measurement data of the single mode core can always be automatically matched, and no coordinate correction is required.
【0065】また、請求項9の発明によれば、上記ダブ
ルコア光ファイバの代わりとして1次元又は2次元ダブ
ルコア光ファイバアレイを用いるので、マルチモードコ
アでの強度分布測定データとシングルモードコアでの強
度分布測定データの座標を常に自動的に一致させること
が出来、座標の補正が必要ないとともに、光ファイバの
掃引量を少なくすることが出来る。また、特に2次元ダ
ブルコア光ファイバアレイを用いることにより、プロー
ブを全く掃引することなく、また、切り替えることな
く、瞬時に測定を終了させることが出来る。According to the ninth aspect of the present invention, since a one-dimensional or two-dimensional double-core optical fiber array is used instead of the double-core optical fiber, the intensity distribution measurement data in the multi-mode core and the intensity in the single-mode core are used. The coordinates of the distribution measurement data can always be automatically matched, and no coordinate correction is required, and the amount of optical fiber sweep can be reduced. In particular, by using a two-dimensional double-core optical fiber array, the measurement can be completed instantaneously without sweeping the probe and without switching.
【図1】 この発明の実施の形態1のコヒーレント光源
の波面測定法の測定系を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram illustrating a measurement system of a wavefront measurement method of a coherent light source according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 参照面の位置xにおけるコヒーレント光源1
からの出射ビーム2とSMFの結合モデル図である。FIG. 2 shows a coherent light source 1 at a position x on a reference plane.
FIG. 6 is a combined model diagram of an outgoing beam 2 from the SMF and SMF.
【図3】 波面分布の座標を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing coordinates of a wavefront distribution.
【図4】 この発明の実施の形態2のコヒーレント光源
の波面測定法の測定系を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a measurement system of a wavefront measurement method of a coherent light source according to a second embodiment of the present invention.
【図5】 この発明の実施の形態3のコヒーレント光源
の波面測定法の測定系を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing a measurement system of a wavefront measurement method of a coherent light source according to a third embodiment of the present invention.
【図6】 この発明の実施の形態4のコヒーレント光源
の波面測定法の測定系を示す構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a measurement system of a wavefront measurement method of a coherent light source according to a fourth embodiment of the present invention.
【図7】 この発明の実施の形態6のコヒーレント光源
の波面測定法の測定系を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a measurement system of a wavefront measurement method of a coherent light source according to a sixth embodiment of the present invention.
【図8】 従来のコヒーレント光源の波面測定法である
自己参照干渉法の構成を示す基本構成図である。FIG. 8 is a basic configuration diagram showing a configuration of a self-referencing interferometry, which is a conventional coherent light source wavefront measuring method.
1 被測定コヒーレント光源、2 被測定コヒーレント
光源1からの出射ビーム、3 被測定ビームコリメート
レンズ、4 平行ビーム、5 ビームスプリッタ、6a
光路Aに導かれたビームA、6b 光路Bに導かれた
ビームB、7aビームA6aを反射するミラー、8a、
8b 集光レンズ、9 ピンホール、10a、10b
コリメートレンズ、7b ビームB6bを反射するミラ
ー、11 ビーム合成器、12 ディテクタアレイ、1
3 参照面(観測面)、14マルチモード光ファイバ及
びシングルモード光ファイバ、15 マルチモード光フ
ァイバ、16シングルモード光ファイバ、17 マルチ
モード光ファイバ又はシングルモード光ファイバの1次
元又は2次元アレイ、18 マルチモード光ファイバの
1次元又は2次元アレイ、19 シングルモード光ファ
イバの1次元又は2次元アレイ、20 MMF・SMF
ハイブリッドアレイ。Reference Signs List 1 Coherent light source to be measured, 2 Emitted beam from coherent light source 1 to be measured, 3 Beam collimated lens to be measured, 4 Parallel beam, 5 Beam splitter, 6a
Beam A guided to optical path A, 6b Beam B guided to optical path B, 7a Mirror that reflects beam A 6a, 8a,
8b condenser lens, 9 pinholes, 10a, 10b
Collimating lens, 7b mirror for reflecting beam B6b, 11 beam combiner, 12 detector array, 1
3 reference plane (observation plane), 14 multimode optical fiber and single mode optical fiber, 15 multimode optical fiber, 16 single mode optical fiber, 17 one-dimensional or two-dimensional array of multimode optical fiber or single mode optical fiber, 18 One-dimensional or two-dimensional array of multi-mode optical fiber, 19 One-dimensional or two-dimensional array of single-mode optical fiber, 20 MMF / SMF
Hybrid array.
Claims (9)
m離れた領域の、上記コヒーレント光源からの出射ビー
ムの断面において、マルチモード光ファイバとシングル
モード光ファイバをそれぞれプローブとして掃引するこ
とにより、上記コヒーレント光源の強度分布を測定する
ステップと、 上記マルチモード光ファイバをプローブとして測定した
強度分布と、上記シングルモード光ファイバをプローブ
として測定した強度分布とに基づいて、演算処理により
上記コヒーレント光源の波面の傾き角度分布を求めるス
テップと、 この波面の傾き角度分布から演算処理により上記コヒー
レント光源の波面を求めるステップとを備えたことを特
徴とするコヒーレント光源の波面測定法。At least several tens of μm from a coherent light source.
measuring the intensity distribution of the coherent light source by sweeping a multi-mode optical fiber and a single-mode optical fiber respectively as probes in a section of the output beam from the coherent light source at a distance of m A step of calculating an inclination angle distribution of the wavefront of the coherent light source by an arithmetic processing based on the intensity distribution measured using the optical fiber as a probe and the intensity distribution measured using the single-mode optical fiber as a probe; Obtaining the wavefront of the coherent light source from the distribution by arithmetic processing.
グルモード光ファイバを隣接させ端面をそろえて設置
し、上記コヒーレント光源の強度分布をそれぞれ測定す
ることを特徴とする請求項1記載のコヒーレント光源の
波面測定法。2. The wavefront of a coherent light source according to claim 1, wherein said multimode optical fiber and said single mode optical fiber are installed adjacent to each other and their end faces are aligned, and the intensity distribution of said coherent light source is measured. Measurement method.
元又は2次元マルチモード光ファイバアレイを用い、上
記シングルモード光ファイバとして1次元又は2次元シ
ングルモード光ファイバアレイを用い、上記コヒーレン
ト光源の強度分布をそれぞれ測定することを特徴とする
請求項1又は2記載のコヒーレント光源の波面測定法。3. A one-dimensional or two-dimensional multi-mode optical fiber array is used as the multi-mode optical fiber, a one-dimensional or two-dimensional single-mode optical fiber array is used as the single-mode optical fiber, and the intensity distribution of the coherent light source is determined. 3. The method of measuring a wavefront of a coherent light source according to claim 1, wherein each of the measurements is performed.
イと上記2次元シングルモード光ファイバアレイを隣接
させ端面をそろえて設置し、上記2次元マルチモード光
ファイバアレイと上記2次元シングルモード光ファイバ
アレイを切り替えて上記コヒーレント光源の強度分布を
測定することを特徴とする請求項3記載のコヒーレント
光源の波面測定法。4. The two-dimensional multi-mode optical fiber array and the two-dimensional single-mode optical fiber array are arranged adjacent to each other and are aligned, and the two-dimensional multi-mode optical fiber array and the two-dimensional single-mode optical fiber array are arranged. The method of measuring a wavefront of a coherent light source according to claim 3, wherein the intensity distribution of the coherent light source is measured by switching.
トダイオードを用い、上記コヒーレント光源の強度分布
を測定することを特徴とする請求項1又は2記載のコヒ
ーレント光源の波面測定法。5. The method of measuring a wavefront of a coherent light source according to claim 1, wherein a photodiode is used as the multimode optical fiber, and an intensity distribution of the coherent light source is measured.
グルモード光ファイバを交互に配置した2次元マルチモ
ード・シングルモード光ファイバ・ハイブリッドアレイ
をプローブとして用い、上記コヒーレント光源の強度分
布を測定することを特徴とする請求項1又は2記載のコ
ヒーレント光源の波面測定法。6. The method according to claim 1, wherein a two-dimensional multi-mode single-mode optical fiber hybrid array in which the multi-mode optical fibers and the single-mode optical fibers are alternately arranged is used as a probe to measure the intensity distribution of the coherent light source. The method for measuring a wavefront of a coherent light source according to claim 1 or 2.
反射点の位置を測定するリフレクトメータを接続し、上
記シングルモード光ファイバの端面と上記コヒーレント
光源の距離をモニタすることを特徴とする請求項1又は
2記載のコヒーレント光源の波面測定法。7. A reflection meter for measuring a position of a reflection point is connected to the rear of the single mode optical fiber, and a distance between an end face of the single mode optical fiber and the coherent light source is monitored. Or the wavefront measuring method of the coherent light source according to 2.
m離れた領域の、上記コヒーレント光源からの出射ビー
ムの断面において、中心にシングルモードコアを有し、
このシングルモードコアの周囲にこのシングルモードコ
アと同軸に形成したマルチモードコアを有するダブルコ
ア光ファイバをプローブとして掃引することにより、上
記コヒーレント光源の強度分布を測定するステップと、 上記マルチモードコアにより測定した強度分布と、上記
シングルモードコアにより測定した強度分布とに基づい
て、演算処理により上記コヒーレント光源の波面の傾き
角度分布を求めるステップと、 この波面の傾き角度分布から演算処理により上記コヒー
レント光源の波面を求めるステップとを備えたことを特
徴とするコヒーレント光源の波面測定法。8. At least several tens μm from a coherent light source
a single-mode core at the center in the cross section of the output beam from the coherent light source at a distance of m
Measuring the intensity distribution of the coherent light source by sweeping a double-core optical fiber having a multi-mode core formed coaxially with the single-mode core around the single-mode core as a probe; Calculating the inclination angle distribution of the wavefront of the coherent light source by arithmetic processing based on the calculated intensity distribution and the intensity distribution measured by the single-mode core; and calculating the inclination angle distribution of the coherent light source from the inclination angle distribution of the wavefront by arithmetic processing. Obtaining a wavefront. A method for measuring a wavefront of a coherent light source, comprising:
又は2次元ダブルコア光ファイバアレイを用い、上記コ
ヒーレント光源の強度分布を測定することを特徴とする
請求項8記載のコヒーレント光源の波面測定法。9. The method for measuring a wavefront of a coherent light source according to claim 8, wherein a one-dimensional or two-dimensional double-core optical fiber array is used as the double-core optical fiber, and the intensity distribution of the coherent light source is measured.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17690697A JP3405132B2 (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Wavefront measurement method for coherent light source |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17690697A JP3405132B2 (en) | 1997-07-02 | 1997-07-02 | Wavefront measurement method for coherent light source |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1123371A true JPH1123371A (en) | 1999-01-29 |
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| JP (1) | JP3405132B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100685574B1 (en) * | 1999-07-01 | 2007-02-22 | 웨이브프론트 싸이언씨스 인코포레이티드 | Apparatus and method for evaluating a large target relative to the measuring hole of the sensor |
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| CN102322963A (en) * | 2011-06-03 | 2012-01-18 | 北京交通大学 | Wave-front measurement device for laser diode linear array or planar array |
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