JPH1123371A - コヒーレント光源の波面測定法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１６】

【発明の実施の形態】

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。

【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。

【００１８】

【数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。

【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Ｐ_M（ｘ）、Ｐ_S（ｘ）と
置くと次式の関係がある。

【００２１】

【数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。

【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。

【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、Ｆ_Z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。

【００２５】

【数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。

【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。

【００２８】

【数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。

【００３０】

【数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。

【００３２】

【数６】

【００３３】ここで、θ＝０となるＸ軸上の位置をＸ0
と仮定すると、

【００３４】

【数７】

【００３５】と表せる。したがって、式（９）（１０）
より次式の関係を得る。

【００３６】

【数８】

【００３７】ここで、Ｐ_M（ｘ）′はＭＭＦ１４で測定
した規格化強度分布、Ｐ_S（ｘ）′はＳＭＦ１４で測定
した規格化強度分布である。

【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。

【００３９】

【数９】

【００４０】ここで波面の傾きθは波面分布Ｆ_Zの微分
で与えられるので、波面分布Ｆ_Zは次式より求まる。

【００４１】

【数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。

【００４３】一方、理想球面波の波面分布は次式で表さ
れる。

【００４４】

【数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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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）。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】 波面分布の座標を示す図である。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コヒーレント光源から少なくとも数十μ
   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。
2. 【請求項２】 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。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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。
5. 【請求項５】 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. 【請求項６】 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. 【請求項７】 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。
8. 【請求項８】 コヒーレント光源から少なくとも数十μ
   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。
9. 【請求項９】 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。