JP2001050812A - 分光装置 - Google Patents
分光装置Info
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- JP2001050812A JP2001050812A JP22299999A JP22299999A JP2001050812A JP 2001050812 A JP2001050812 A JP 2001050812A JP 22299999 A JP22299999 A JP 22299999A JP 22299999 A JP22299999 A JP 22299999A JP 2001050812 A JP2001050812 A JP 2001050812A
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- light
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- diffraction grating
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ＷＤＭ光通信システムにおいて、信号光の波長
多重度の増大があっても、アレイ状光検出器内の受光素
子数を増やさずに、所望の波長分解能やＳＮ比の特性を
有する分光装置を提供する。 【解決手段】光ファイバ１からの信号光がコリメートレ
ンズ３を透過後、２種類の周波数を切り換えて駆動する
ＡＯ素子１１により回折後、回折素子４で回折され集光
レンズ５透過後、所望の波長帯域の信号光をアレイ状光
検出器６で受光する。
多重度の増大があっても、アレイ状光検出器内の受光素
子数を増やさずに、所望の波長分解能やＳＮ比の特性を
有する分光装置を提供する。 【解決手段】光ファイバ１からの信号光がコリメートレ
ンズ３を透過後、２種類の周波数を切り換えて駆動する
ＡＯ素子１１により回折後、回折素子４で回折され集光
レンズ５透過後、所望の波長帯域の信号光をアレイ状光
検出器６で受光する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、波長分割多重通信
システムに使用する分光装置に関し、送信、受信および
中継装置に用いられる信号光のスペクトラムを監視する
分光装置に関する。
システムに使用する分光装置に関し、送信、受信および
中継装置に用いられる信号光のスペクトラムを監視する
分光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】通信情報量の増加にともない大容量の光
通信システムが要求され、これを実現する技術として、
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信システム
が盛んに検討、導入されている。
通信システムが要求され、これを実現する技術として、
波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信システム
が盛んに検討、導入されている。
【０００３】ＷＤＭ通信システムを正常に動作・維持さ
せるためには、ＷＤＭ信号光に対して、さまざまな監視
・制御を行う必要がある。具体的には、ＷＤＭ信号光の
波長多重度、波長、レベル、ＳＮ比などである。これら
のＷＤＭ信号光の監視方法としては、市販のよく使用さ
れている光スペクトラムアナライザを用いる方法があ
る。しかし、市販の典型的な光スペクトラムアナライザ
は、回折格子を回転させるなどの機械的可動部分を有し
ており、長期の安定性や信頼性に欠ける問題がある。ま
た、測定に１秒程度要するため、監視・制御のすばやい
対応ができない問題もある。
せるためには、ＷＤＭ信号光に対して、さまざまな監視
・制御を行う必要がある。具体的には、ＷＤＭ信号光の
波長多重度、波長、レベル、ＳＮ比などである。これら
のＷＤＭ信号光の監視方法としては、市販のよく使用さ
れている光スペクトラムアナライザを用いる方法があ
る。しかし、市販の典型的な光スペクトラムアナライザ
は、回折格子を回転させるなどの機械的可動部分を有し
ており、長期の安定性や信頼性に欠ける問題がある。ま
た、測定に１秒程度要するため、監視・制御のすばやい
対応ができない問題もある。
【０００４】また、別の監視方法として走査型ファブリ
・ペロ干渉計を用いる方法もある。この方法において
も、干渉計の構成要素である反射ミラーを駆動させる必
要があり、上記と同様に長期の安定性や信頼性に問題が
ある。このような長期の安定性や信頼性を改善した装置
の構成として、機械的可動部分のないポリクロメータを
使用したものがある。ポリクロメータは、複数の受光素
子を１次元方向に配列したアレイ状光検出器を用い、波
長分散素子（例えば回折格子）を回転させる代わりに、
アレイ状光検出器を用いて、被測定光の波長に応じて異
なる角度方向に回折する光を同時に検出する分光装置で
ある。図４に従来のポリクロメータの構成を示す概念的
平面図を示す。
・ペロ干渉計を用いる方法もある。この方法において
も、干渉計の構成要素である反射ミラーを駆動させる必
要があり、上記と同様に長期の安定性や信頼性に問題が
ある。このような長期の安定性や信頼性を改善した装置
の構成として、機械的可動部分のないポリクロメータを
使用したものがある。ポリクロメータは、複数の受光素
子を１次元方向に配列したアレイ状光検出器を用い、波
長分散素子（例えば回折格子）を回転させる代わりに、
アレイ状光検出器を用いて、被測定光の波長に応じて異
なる角度方向に回折する光を同時に検出する分光装置で
ある。図４に従来のポリクロメータの構成を示す概念的
平面図を示す。
【０００５】光ファイバ１の出射端から出射された被測
定光は、偏光解消板２を通過し、コリメートレンズ３で
平行光となって、回折格子４に入射する。回折格子４で
分散された被測定光は、集光レンズ５により集光され、
アレイ状光検出器６に結像する。複数波長の光が多重化
されて波長帯域を形成している、すなわち波長多重の被
測定光は、回折格子４の波長分散性により分散される、
すなわち少しずつ異なった角度で回折される。回折され
た最短波長光７から最長波長光８までの全ての光が、ア
レイ状光検出器６に納まるようにこの光検出器を配置
し、この光検出器を構成している受光素子の中で信号出
力の強い受光素子の番号を特定することで、被測定光の
波長を監視できる。
定光は、偏光解消板２を通過し、コリメートレンズ３で
平行光となって、回折格子４に入射する。回折格子４で
分散された被測定光は、集光レンズ５により集光され、
アレイ状光検出器６に結像する。複数波長の光が多重化
されて波長帯域を形成している、すなわち波長多重の被
測定光は、回折格子４の波長分散性により分散される、
すなわち少しずつ異なった角度で回折される。回折され
た最短波長光７から最長波長光８までの全ての光が、ア
レイ状光検出器６に納まるようにこの光検出器を配置
し、この光検出器を構成している受光素子の中で信号出
力の強い受光素子の番号を特定することで、被測定光の
波長を監視できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このポリクロメータ方
式の場合、被測定光の測定波長帯域、波長分解能、ＳＮ
比は、アレイ状光検出器の受光素子数、受光素子の配置
ピッチまたは集光レンズの焦点距離などで決まる。近年
の情報の大量通信にともない、波長多重度が増大した広
い波長帯域の光通信システムに対して、分光装置である
光スペクトラム監視装置の波長分解能やＳＮ比の性能を
維持する方法として、受光素子数がより多いアレイ状光
検出器を用いるのが一般的である。
式の場合、被測定光の測定波長帯域、波長分解能、ＳＮ
比は、アレイ状光検出器の受光素子数、受光素子の配置
ピッチまたは集光レンズの焦点距離などで決まる。近年
の情報の大量通信にともない、波長多重度が増大した広
い波長帯域の光通信システムに対して、分光装置である
光スペクトラム監視装置の波長分解能やＳＮ比の性能を
維持する方法として、受光素子数がより多いアレイ状光
検出器を用いるのが一般的である。
【０００７】例えば、波長多重度が４０チャンネル（ｃ
ｈ）、チャンネル間隔が５０ＧＨｚ（波長間隔約０．４
ｎｍ）の光通信システムで、受光素子数２５６のアレイ
状光検出器を用いた場合、６素子／１ｃｈとできる。こ
のとき、受光素子の電気信号があるレベル（しきい値）
以上となる複数の受光素子の番号を検知し、あらかじめ
２５６素子の各々に割り当てられた波長と番号の関係か
ら、信号波長を求めることができる。この割り当ての場
合の波長分解能は、約０．０７ｎｍ（＝０．４ｎｍ／６
素子）である。
ｈ）、チャンネル間隔が５０ＧＨｚ（波長間隔約０．４
ｎｍ）の光通信システムで、受光素子数２５６のアレイ
状光検出器を用いた場合、６素子／１ｃｈとできる。こ
のとき、受光素子の電気信号があるレベル（しきい値）
以上となる複数の受光素子の番号を検知し、あらかじめ
２５６素子の各々に割り当てられた波長と番号の関係か
ら、信号波長を求めることができる。この割り当ての場
合の波長分解能は、約０．０７ｎｍ（＝０．４ｎｍ／６
素子）である。
【０００８】しかし、さらに波長多重度が増加した場
合、例えば上記の２倍の８０ｃｈの場合、チャンネル間
隔が５０ＧＨｚの光通信システムにおいて、上記のよう
な素子数２５６のアレイ状光検出器では、３素子／１ｃ
ｈの割り当てとなり、４０ｃｈの場合の６素子／１ｃｈ
と比べ波長分解能が低下して半分になり、光通信システ
ムの正常動作を維持・管理する光スペクトラム監視装置
としては、性能的に不足である。
合、例えば上記の２倍の８０ｃｈの場合、チャンネル間
隔が５０ＧＨｚの光通信システムにおいて、上記のよう
な素子数２５６のアレイ状光検出器では、３素子／１ｃ
ｈの割り当てとなり、４０ｃｈの場合の６素子／１ｃｈ
と比べ波長分解能が低下して半分になり、光通信システ
ムの正常動作を維持・管理する光スペクトラム監視装置
としては、性能的に不足である。
【０００９】これを解決する方法として、さらに受光素
子数を増加したアレイ状光検出器を用いる方法がある。
上記の例でいえば、素子数５１２のアレイ状光検出器を
用いれば、６素子／１ｃｈとでき、波長分解能として約
０．０７ｎｍが得られる。しかし、素子数５１２のアレ
イ状光検出器を用いた場合、アレイ状光検出器自体の大
型化、および全体の光学設計（コリメート光学系、集光
光学系などの設計）の制約により、光スペクトラム監視
装置が大型化する問題がある。
子数を増加したアレイ状光検出器を用いる方法がある。
上記の例でいえば、素子数５１２のアレイ状光検出器を
用いれば、６素子／１ｃｈとでき、波長分解能として約
０．０７ｎｍが得られる。しかし、素子数５１２のアレ
イ状光検出器を用いた場合、アレイ状光検出器自体の大
型化、および全体の光学設計（コリメート光学系、集光
光学系などの設計）の制約により、光スペクトラム監視
装置が大型化する問題がある。
【００１０】また、素子数５１２のアレイ状光検出器
は、汎用的な素子数２５６のアレイ状光検出器と比較
し、素子数が多いため生産性がよくない。また、波長多
重度がさらに増加した場合、さらに受光素子数を多くす
る必要がある（例えば、素子数１０２４など）が、この
ような多数の受光素子を歩留りよく製作することは極め
て困難であり、将来的に、被測定光の光源である半導体
レーザの周波数制御の向上によるチャンネル間隔の狭窄
化や、光ファイバ増幅器の帯域拡大による通信波長帯域
の拡大などによる多チャンネル大容量通信システムへの
対応が極めて難しい問題がある。
は、汎用的な素子数２５６のアレイ状光検出器と比較
し、素子数が多いため生産性がよくない。また、波長多
重度がさらに増加した場合、さらに受光素子数を多くす
る必要がある（例えば、素子数１０２４など）が、この
ような多数の受光素子を歩留りよく製作することは極め
て困難であり、将来的に、被測定光の光源である半導体
レーザの周波数制御の向上によるチャンネル間隔の狭窄
化や、光ファイバ増幅器の帯域拡大による通信波長帯域
の拡大などによる多チャンネル大容量通信システムへの
対応が極めて難しい問題がある。
【００１１】本発明の目的は、従来技術が有していた前
述のような欠点を解決するものであり、光通信システム
における信号光の波長多重度の増大や通信波長帯域の拡
大があっても、アレイ状光検出器の素子数を増やすこと
なく、所望の波長分解能やＳＮ比の特性を得ることがで
きる、分光装置である光スペクトラム監視装置を提供す
ることである。
述のような欠点を解決するものであり、光通信システム
における信号光の波長多重度の増大や通信波長帯域の拡
大があっても、アレイ状光検出器の素子数を増やすこと
なく、所望の波長分解能やＳＮ比の特性を得ることがで
きる、分光装置である光スペクトラム監視装置を提供す
ることである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数波長の光
が多重化されて波長帯域を形成している被測定光を第１
の回折格子および第２の回折格子の順に経由させて分散
し、分散した分散光を集光レンズを介して複数の受光素
子を備えたアレイ状光検出器に入射させる分光装置であ
って、第２の回折格子は格子間隔が固定された回折格子
であり、第１の回折格子は少なくとも２つの周波数の超
音波で駆動できる音響光学素子であって、かつ音響光学
素子による被測定光の分散方向が第２の回折格子による
分散方向と同じであり、さらに駆動の周波数の切り換え
によって被測定光の波長帯域のうち所望の帯域部分の分
散光のみがアレイ状光検出器に入射されることを特徴と
する分光装置を提供する。
が多重化されて波長帯域を形成している被測定光を第１
の回折格子および第２の回折格子の順に経由させて分散
し、分散した分散光を集光レンズを介して複数の受光素
子を備えたアレイ状光検出器に入射させる分光装置であ
って、第２の回折格子は格子間隔が固定された回折格子
であり、第１の回折格子は少なくとも２つの周波数の超
音波で駆動できる音響光学素子であって、かつ音響光学
素子による被測定光の分散方向が第２の回折格子による
分散方向と同じであり、さらに駆動の周波数の切り換え
によって被測定光の波長帯域のうち所望の帯域部分の分
散光のみがアレイ状光検出器に入射されることを特徴と
する分光装置を提供する。
【００１３】また、前記音響光学素子は、駆動の周波数
の種類と同じ数の超音波発生用の圧電体を備えている上
記の分光装置を提供する。また、前記音響光学素子は、
駆動の周波数の種類と同じ数の超音波伝達媒体を備えて
いる上記の分光装置を提供する。
の種類と同じ数の超音波発生用の圧電体を備えている上
記の分光装置を提供する。また、前記音響光学素子は、
駆動の周波数の種類と同じ数の超音波伝達媒体を備えて
いる上記の分光装置を提供する。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明の分光装置である光スペク
トラム監視装置においては、ＷＤＭ通信システムの構成
条件（波長帯域、波長間隔、波長多重度など）が変って
も、基本的な考え方は同じであり、構成条件の変化に合
わせた、光スペクトラム監視装置を設計できる。
トラム監視装置においては、ＷＤＭ通信システムの構成
条件（波長帯域、波長間隔、波長多重度など）が変って
も、基本的な考え方は同じであり、構成条件の変化に合
わせた、光スペクトラム監視装置を設計できる。
【００１５】本発明では、波長多重度が８０ｃｈである
多チャンネルの波長帯域の信号光の一部である被測定光
を、同時に全て監視するのでなく、８０ｃｈの信号光
を、例えば短波長側の４０ｃｈと長波長側の４０ｃｈと
の２つ波長帯域（帯域部分）に時分割し、それぞれの波
長帯域の被測定光をタイミングをずらして（時系列的
に）多くの受光素子から構成されるアレイ状光検出器に
導く。ここでは、例えば素子数２５６としている。この
２分割の場合、それぞれの波長帯域では、４０ｃｈのみ
を測定すればよく、１波長の信号光に割り当てできるア
レイ状光検出器の受光素子数は６素子となり、光通信シ
ステムの監視・制御に十分な波長分解能（約０．０７ｎ
ｍ）が得られる。
多チャンネルの波長帯域の信号光の一部である被測定光
を、同時に全て監視するのでなく、８０ｃｈの信号光
を、例えば短波長側の４０ｃｈと長波長側の４０ｃｈと
の２つ波長帯域（帯域部分）に時分割し、それぞれの波
長帯域の被測定光をタイミングをずらして（時系列的
に）多くの受光素子から構成されるアレイ状光検出器に
導く。ここでは、例えば素子数２５６としている。この
２分割の場合、それぞれの波長帯域では、４０ｃｈのみ
を測定すればよく、１波長の信号光に割り当てできるア
レイ状光検出器の受光素子数は６素子となり、光通信シ
ステムの監視・制御に十分な波長分解能（約０．０７ｎ
ｍ）が得られる。
【００１６】以下、図面を用いて本発明の実施の形態を
説明する。図１〜図３は、本発明の分光装置の構成およ
び動作の１例を示す概念的平面図である（各図の説明は
後述する）。まず、これらの図で共通する構成要素を説
明する。１１は音響光学素子、４は回折格子、１２は遮
光板、１３は最短波長光、１４および１５は中波長光、
１６は最長波長光、１７は透過光である。また、他の符
号で図４のものと同じ符号は、同じ構成要素を示す。
説明する。図１〜図３は、本発明の分光装置の構成およ
び動作の１例を示す概念的平面図である（各図の説明は
後述する）。まず、これらの図で共通する構成要素を説
明する。１１は音響光学素子、４は回折格子、１２は遮
光板、１３は最短波長光、１４および１５は中波長光、
１６は最長波長光、１７は透過光である。また、他の符
号で図４のものと同じ符号は、同じ構成要素を示す。
【００１７】本発明では、第１回折格子として格子間隔
が変化（後述）する音響光学素子（ＡＯ素子）１１を、
コリメートレンズ３と第２の回折格子４の間に設けてお
り、ＡＯ素子が超音波による駆動の周波数ｆ1、ｆ2で動
作する２つの動作モードと駆動の周波数がゼロの非駆動
の１つの動作モード、合計３つの動作モードが存在す
る。ここでｆ1およびｆ2はそれぞれ駆動の高周波数およ
び駆動の低周波数とし、超音波によるそれぞれの駆動の
周波数の違いに応じてＡＯ素子の超音波伝達媒体中に異
なる間隔の格子が発生する。
が変化（後述）する音響光学素子（ＡＯ素子）１１を、
コリメートレンズ３と第２の回折格子４の間に設けてお
り、ＡＯ素子が超音波による駆動の周波数ｆ1、ｆ2で動
作する２つの動作モードと駆動の周波数がゼロの非駆動
の１つの動作モード、合計３つの動作モードが存在す
る。ここでｆ1およびｆ2はそれぞれ駆動の高周波数およ
び駆動の低周波数とし、超音波によるそれぞれの駆動の
周波数の違いに応じてＡＯ素子の超音波伝達媒体中に異
なる間隔の格子が発生する。
【００１８】図１は、ＡＯ素子が駆動の高周波数ｆ1で
動作している様子を示す分光装置の概念的平面図であ
り、最短波長光１３から中波長光１４までの波長帯域の
被測定光が、アレイ状光検出器６によって測定されてい
る。図２は、ＡＯ素子が駆動の低周波数ｆ2で動作して
いる様子を示す分光装置の概念的平面図であり、中波長
光１５から最長波長光１６まで波長帯域の被測定光が、
アレイ状光検出器６によって測定されている。図３は、
ＡＯ素子が超音波によって駆動されていないときの様子
を示す分光装置の概念的平面図であり、全ての被測定光
はＡＯ素子によって回折されず、透過光１７となって直
進して遮光板１２へ向かっている。
動作している様子を示す分光装置の概念的平面図であ
り、最短波長光１３から中波長光１４までの波長帯域の
被測定光が、アレイ状光検出器６によって測定されてい
る。図２は、ＡＯ素子が駆動の低周波数ｆ2で動作して
いる様子を示す分光装置の概念的平面図であり、中波長
光１５から最長波長光１６まで波長帯域の被測定光が、
アレイ状光検出器６によって測定されている。図３は、
ＡＯ素子が超音波によって駆動されていないときの様子
を示す分光装置の概念的平面図であり、全ての被測定光
はＡＯ素子によって回折されず、透過光１７となって直
進して遮光板１２へ向かっている。
【００１９】図１、図２および図３のそれぞれの動作モ
ードへの切り換えは、図示してないＡＯ素子の動作モー
ド切り換えスイッチによって行われる。そして、これら
３つの動作モードが周期的に繰り返され、これによっ
て、アレイ状光検出器６の受光素子を有効に使うことが
できる。
ードへの切り換えは、図示してないＡＯ素子の動作モー
ド切り換えスイッチによって行われる。そして、これら
３つの動作モードが周期的に繰り返され、これによっ
て、アレイ状光検出器６の受光素子を有効に使うことが
できる。
【００２０】以下、最短波長光から中波長光までの波長
帯域（帯域部分）のことを短波長側帯域、中波長光から
最長波長光までの波長帯域（帯域部分）のことを長波長
側帯域という。上記においては、被測定光の波長帯域を
２つの帯域部分に分けて、３つの動作モードを時系列的
に駆動させる場合を説明したが、波長帯域の分割は２分
割に限らず、３分割でも、４分割でも、さらにもっと多
くてもよい。分割数を増やすほど受光素子数を減少でき
るし、波長帯域の拡大にも対処できる。
帯域（帯域部分）のことを短波長側帯域、中波長光から
最長波長光までの波長帯域（帯域部分）のことを長波長
側帯域という。上記においては、被測定光の波長帯域を
２つの帯域部分に分けて、３つの動作モードを時系列的
に駆動させる場合を説明したが、波長帯域の分割は２分
割に限らず、３分割でも、４分割でも、さらにもっと多
くてもよい。分割数を増やすほど受光素子数を減少でき
るし、波長帯域の拡大にも対処できる。
【００２１】また、ＡＯ素子の超音波伝達媒体に設置さ
れ、超音波を発生させる圧電体はここでは１枚として説
明しており、２種類の周波数の超音波で駆動させている
が、１枚に限らず、２枚でも３枚でもよく、駆動の周波
数の種類と同じ数の圧電体を備えていることが好まし
い。その理由は、それぞれの駆動の周波数に合わせた最
適な圧電体の厚み、電極や整合回路などとすることによ
ってＡＯ素子の性能が向上し分光装置のダイナミックレ
ンジの拡大など機能が高められるからである。
れ、超音波を発生させる圧電体はここでは１枚として説
明しており、２種類の周波数の超音波で駆動させている
が、１枚に限らず、２枚でも３枚でもよく、駆動の周波
数の種類と同じ数の圧電体を備えていることが好まし
い。その理由は、それぞれの駆動の周波数に合わせた最
適な圧電体の厚み、電極や整合回路などとすることによ
ってＡＯ素子の性能が向上し分光装置のダイナミックレ
ンジの拡大など機能が高められるからである。
【００２２】さらに、ＡＯ素子を構成する超音波伝達媒
体の数は上記では、１個として説明したが、これも１個
に限らず、２個でも３個でもよく、駆動の周波数の種類
と同じ数の超音波伝達媒体を備えていることが好まし
い。その理由は、１個の超音波伝達媒体に複数個の圧電
体を設置するよりも、それぞれの超音波伝達媒体に１枚
の圧電体を設置する方が駆動の周波数に応じたＡＯ素子
設計の自由度が増し、分光装置の最適設計ができて装置
の機能の向上が図れるからである。
体の数は上記では、１個として説明したが、これも１個
に限らず、２個でも３個でもよく、駆動の周波数の種類
と同じ数の超音波伝達媒体を備えていることが好まし
い。その理由は、１個の超音波伝達媒体に複数個の圧電
体を設置するよりも、それぞれの超音波伝達媒体に１枚
の圧電体を設置する方が駆動の周波数に応じたＡＯ素子
設計の自由度が増し、分光装置の最適設計ができて装置
の機能の向上が図れるからである。
【００２３】
【実施例】本実施例を図１、図２および図３に基づいて
説明する。分光装置の光学系として、偏光解消板２は複
屈折板を使用したもの、第２の回折格子４は溝本数が１
１００本／ｍｍの回折格子、コリメートレンズ３は焦点
距離が１００ｍｍのもの、集光レンズ５は焦点距離が２
２７ｍｍのものを使用した。
説明する。分光装置の光学系として、偏光解消板２は複
屈折板を使用したもの、第２の回折格子４は溝本数が１
１００本／ｍｍの回折格子、コリメートレンズ３は焦点
距離が１００ｍｍのもの、集光レンズ５は焦点距離が２
２７ｍｍのものを使用した。
【００２４】第１の回折格子としてのＡＯ素子の超音波
伝達媒体はモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ4）を用い、切
り換え用の２つの駆動の周波数としてｆ1＝１８２ＭＨ
ｚ（短波長側帯域４０ｃｈ用）、ｆ2＝５０ＭＨｚ（長
波長側帯域４０ｃｈ用）を使用した。第１の回折格子と
第２の回折格子は、それぞれの被測定光の分散方向が同
じとなるように配置した。またアレイ状光検出器６はＩ
ｎＧａＡｓの受光素子が２５６個一列に並んだものを使
用し、１チャンネル当たり６素子で受光した。
伝達媒体はモリブデン酸鉛（ＰｂＭｏＯ4）を用い、切
り換え用の２つの駆動の周波数としてｆ1＝１８２ＭＨ
ｚ（短波長側帯域４０ｃｈ用）、ｆ2＝５０ＭＨｚ（長
波長側帯域４０ｃｈ用）を使用した。第１の回折格子と
第２の回折格子は、それぞれの被測定光の分散方向が同
じとなるように配置した。またアレイ状光検出器６はＩ
ｎＧａＡｓの受光素子が２５６個一列に並んだものを使
用し、１チャンネル当たり６素子で受光した。
【００２５】駆動の周波数の切り換えは非駆動の動作モ
ードも含めて１００ｍｓごとに行い、８０ｃｈの各々の
信号光の波長、レベル、ＳＮ比などの状態を、得られた
信号光の演算処理時間と合せて合計０．５秒に１回の割
合で測定した。
ードも含めて１００ｍｓごとに行い、８０ｃｈの各々の
信号光の波長、レベル、ＳＮ比などの状態を、得られた
信号光の演算処理時間と合せて合計０．５秒に１回の割
合で測定した。
【００２６】被測定光の波長帯域は、２分割して短波長
側帯域として周波数１９４．３〜１９２．４ＴＨｚ（波
長１５４３〜１５５８ｎｍ）、長波長側帯域として周波
数１９２．３〜１９０．４ＴＨｚ（波長１５５９〜１５
７５ｎｍ）とした。短波長側帯域および長波長側帯域と
もに、４０ｃｈの信号光を含んでおり各チャンネル間の
間隔を５０ＧＨｚ（波長約０．４ｎｍ）とした。
側帯域として周波数１９４．３〜１９２．４ＴＨｚ（波
長１５４３〜１５５８ｎｍ）、長波長側帯域として周波
数１９２．３〜１９０．４ＴＨｚ（波長１５５９〜１５
７５ｎｍ）とした。短波長側帯域および長波長側帯域と
もに、４０ｃｈの信号光を含んでおり各チャンネル間の
間隔を５０ＧＨｚ（波長約０．４ｎｍ）とした。
【００２７】各測定のモードを、図ごとに説明する。ま
ず、図１のように、ＡＯ素子の駆動の周波数をｆ1＝１
８２ＭＨｚとして、ＡＯ素子で回折されて回折格子４へ
入射する被測定光の入射角度は５０．０°とし、短波長
側帯域の被測定光を、アレイ状光検出器６へ入射させて
測定した。このとき、最短波長光１３は波長１５４３ｎ
ｍの信号光であり、中波長光１４は波長１５５８ｎｍの
信号光であった。
ず、図１のように、ＡＯ素子の駆動の周波数をｆ1＝１
８２ＭＨｚとして、ＡＯ素子で回折されて回折格子４へ
入射する被測定光の入射角度は５０．０°とし、短波長
側帯域の被測定光を、アレイ状光検出器６へ入射させて
測定した。このとき、最短波長光１３は波長１５４３ｎ
ｍの信号光であり、中波長光１４は波長１５５８ｎｍの
信号光であった。
【００２８】また、長波長側帯域の被測定光は、第２の
回折格子４へ入射されるが、回折格子４で分散された被
測定光は、アレイ状光検出器６上には集光されず外側
（図１ではアレイ状光検出器６の下側）に集光される。
中波長光１５は波長１５５９ｎｍの信号光であり、最長
波長光１６は波長１５７５ｎｍの信号光であった。
回折格子４へ入射されるが、回折格子４で分散された被
測定光は、アレイ状光検出器６上には集光されず外側
（図１ではアレイ状光検出器６の下側）に集光される。
中波長光１５は波長１５５９ｎｍの信号光であり、最長
波長光１６は波長１５７５ｎｍの信号光であった。
【００２９】次に、図２のように、ＡＯ素子の駆動の周
波数をｆ2＝５０ＭＨｚに切り換えて、ＡＯ素子で回折
されて回折格子４へ入射する被測定光の入射角度は５
１．６°とし、長波長側帯域の被測定光を、アレイ状光
検出器６へ入射させて測定した。このとき、中波長光１
５は波長１５５９ｎｍの信号光であり、最長波長光１６
は波長１５７５ｎｍの信号光であった。ここで、波長１
５５９ｎｍと波長１５５８ｎｍの信号光は、波長がわず
か１ｎｍしか異なっておらず、ともに中波長光と表現し
た。
波数をｆ2＝５０ＭＨｚに切り換えて、ＡＯ素子で回折
されて回折格子４へ入射する被測定光の入射角度は５
１．６°とし、長波長側帯域の被測定光を、アレイ状光
検出器６へ入射させて測定した。このとき、中波長光１
５は波長１５５９ｎｍの信号光であり、最長波長光１６
は波長１５７５ｎｍの信号光であった。ここで、波長１
５５９ｎｍと波長１５５８ｎｍの信号光は、波長がわず
か１ｎｍしか異なっておらず、ともに中波長光と表現し
た。
【００３０】また、短波長側帯域の被測定光は、第２の
回折格子４へ入射されるが、回折格子４で分散された被
測定光は、アレイ状光検出器６上には集光されず外側
（図２ではアレイ状光検出器６の上側）に集光される。
最短波長光１３は波長１５４３ｎｍの信号光であり、中
波長光１４は波長１５５８ｎｍの信号光であった。
回折格子４へ入射されるが、回折格子４で分散された被
測定光は、アレイ状光検出器６上には集光されず外側
（図２ではアレイ状光検出器６の上側）に集光される。
最短波長光１３は波長１５４３ｎｍの信号光であり、中
波長光１４は波長１５５８ｎｍの信号光であった。
【００３１】最後に、図３のように、ＡＯ素子の駆動の
周波数をゼロに切り換えた場合、被測定光はＡＯ素子に
よっては回折されず結果的にアレイ状光検出器６には集
光されない。このため、アレイ状光検出器６の受光素子
によって各チャンネルの、暗電流に基づいて発生する暗
出力を定期的に常時測定でき、短波長側帯域および長波
長側帯域の被測定光の測定値を補正できた。また、環境
に温度変化などが生じても、常に確度の高い測定値が得
られた。
周波数をゼロに切り換えた場合、被測定光はＡＯ素子に
よっては回折されず結果的にアレイ状光検出器６には集
光されない。このため、アレイ状光検出器６の受光素子
によって各チャンネルの、暗電流に基づいて発生する暗
出力を定期的に常時測定でき、短波長側帯域および長波
長側帯域の被測定光の測定値を補正できた。また、環境
に温度変化などが生じても、常に確度の高い測定値が得
られた。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の分光装置
は、従来のポリクロメータにＡＯ素子を付加した構成と
し、ＡＯ素子の複数の超音波による駆動の周波数を時系
列的に切り換えることで、多チャンネル信号光（波長帯
域）を複数の波長帯域（帯域部分）に時間的に分割し
て、アレイ状光検出器に導くことができる。さらに、チ
ャンネル信号光が増加して波長多重度が増大しても、増
大に応じてアレイ状光検出器の受光素子数を増やすこと
なく、波長多重信号光の監視ができる。
は、従来のポリクロメータにＡＯ素子を付加した構成と
し、ＡＯ素子の複数の超音波による駆動の周波数を時系
列的に切り換えることで、多チャンネル信号光（波長帯
域）を複数の波長帯域（帯域部分）に時間的に分割し
て、アレイ状光検出器に導くことができる。さらに、チ
ャンネル信号光が増加して波長多重度が増大しても、増
大に応じてアレイ状光検出器の受光素子数を増やすこと
なく、波長多重信号光の監視ができる。
【図１】ＡＯ素子が駆動の高周波数ｆ1で動作している
様子を示す分光装置の概念的平面図。
様子を示す分光装置の概念的平面図。
【図２】ＡＯ素子が駆動の低周波数ｆ2で動作している
様子を示す分光装置の概念的平面図。
様子を示す分光装置の概念的平面図。
【図３】ＡＯ素子が超音波によって駆動されていないと
きの様子を示す分光装置の概念的平面図。
きの様子を示す分光装置の概念的平面図。
【図４】従来のポリクロメータの構成を示す概念的平面
図。
図。
１：光ファイバ ２：偏光解消板 ３：コリメートレンズ ４：回折格子 ５：集光レンズ ６：アレイ状光検出器 １１：音響光学素子（ＡＯ素子） １２：遮光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 10/08
Claims (3)
- 【請求項１】複数波長の光が多重化されて波長帯域を形
成している被測定光を第１の回折格子および第２の回折
格子の順に経由させて分散し、分散した分散光を集光レ
ンズを介して複数の受光素子を備えたアレイ状光検出器
に入射させる分光装置であって、第２の回折格子は格子
間隔が固定された回折格子であり、第１の回折格子は少
なくとも２つの周波数の超音波で駆動できる音響光学素
子であって、かつ音響光学素子による被測定光の分散方
向が第２の回折格子による分散方向と同じであり、さら
に駆動の周波数の切り換えによって被測定光の波長帯域
のうち所望の帯域部分の分散光のみがアレイ状光検出器
に入射されることを特徴とする分光装置。 - 【請求項２】前記音響光学素子は、駆動の周波数の種類
と同じ数の超音波発生用の圧電体を備えている請求項１
に記載の分光装置。 - 【請求項３】前記音響光学素子は、駆動の周波数の種類
と同じ数の超音波伝達媒体を備えている請求項２に記載
の分光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22299999A JP2001050812A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 分光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22299999A JP2001050812A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 分光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001050812A true JP2001050812A (ja) | 2001-02-23 |
Family
ID=16791243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22299999A Pending JP2001050812A (ja) | 1999-08-05 | 1999-08-05 | 分光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001050812A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003065850A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Shikoku Res Inst Inc | 回折光分離装置及びスペクトル時間分解測定方法 |
| WO2003058182A1 (fr) * | 2001-12-28 | 2003-07-17 | Nikon Corporation | Spectroscope |
| US6972839B2 (en) | 2001-03-16 | 2005-12-06 | Fujitsu Limited | Optical spectrum analyzer and optical spectrum detecting method |
| JP2006138734A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Yokogawa Electric Corp | 光スペクトラムアナライザ |
| CN105810260A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种基于电子切换的多路超声信号复用器 |
-
1999
- 1999-08-05 JP JP22299999A patent/JP2001050812A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6972839B2 (en) | 2001-03-16 | 2005-12-06 | Fujitsu Limited | Optical spectrum analyzer and optical spectrum detecting method |
| JP2003065850A (ja) * | 2001-08-22 | 2003-03-05 | Shikoku Res Inst Inc | 回折光分離装置及びスペクトル時間分解測定方法 |
| WO2003058182A1 (fr) * | 2001-12-28 | 2003-07-17 | Nikon Corporation | Spectroscope |
| JP2006138734A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-01 | Yokogawa Electric Corp | 光スペクトラムアナライザ |
| JP4640577B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2011-03-02 | 横河電機株式会社 | 光スペクトラムアナライザ |
| CN105810260A (zh) * | 2014-12-30 | 2016-07-27 | 中核武汉核电运行技术股份有限公司 | 一种基于电子切换的多路超声信号复用器 |
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