JP2002134765A - 分光受光器 - Google Patents
分光受光器Info
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- JP2002134765A JP2002134765A JP2000325234A JP2000325234A JP2002134765A JP 2002134765 A JP2002134765 A JP 2002134765A JP 2000325234 A JP2000325234 A JP 2000325234A JP 2000325234 A JP2000325234 A JP 2000325234A JP 2002134765 A JP2002134765 A JP 2002134765A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 構造が単純なポリクロメータ方式を用いて、
低コストで且つ高分解能な分光受光器を提供する 【解決手段】 アレイ型検出器５は、上下に横２列とし
て複数のフォトダイオード素子を配列し、上段列と下段
列はフォトダイオード素子の受光面が互い違いになるよ
うに構成する。これにより、凹面回折格子２からの分光
は、アレイ型検出器５の長手方向に対し垂直に入射され
るので、各多重波長のピークは必ず、上段列或いは下段
列のＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６に照射される
ので、正確にピーク強度及びピーク位置を検出すること
ができる。
低コストで且つ高分解能な分光受光器を提供する 【解決手段】 アレイ型検出器５は、上下に横２列とし
て複数のフォトダイオード素子を配列し、上段列と下段
列はフォトダイオード素子の受光面が互い違いになるよ
うに構成する。これにより、凹面回折格子２からの分光
は、アレイ型検出器５の長手方向に対し垂直に入射され
るので、各多重波長のピークは必ず、上段列或いは下段
列のＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６に照射される
ので、正確にピーク強度及びピーク位置を検出すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に用いられ
る分光受光器に関し、特に、高密度光波長分割多重化
（以下、ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multip
lexingという）された光信号を高精度に受信する技術に
関する。
る分光受光器に関し、特に、高密度光波長分割多重化
（以下、ＤＷＤＭ：Dense Wavelength Division Multip
lexingという）された光信号を高精度に受信する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、一芯の光ファイバの中に複数の光
信号を伝送するＷＤＭ伝送方式が開発され、光ファイバ
を増設することなく、伝送容量を飛躍的に増大すること
ができるようになった。また更に、光ファイバ特性にお
いて低損失な帯域に非常に狭い波長間隔で多数の光信号
を多重化する高密度光波長分割多重化（ＤＷＤＭ）伝送
方式により、長距離伝送に適した伝送システムが実用化
されている。
信号を伝送するＷＤＭ伝送方式が開発され、光ファイバ
を増設することなく、伝送容量を飛躍的に増大すること
ができるようになった。また更に、光ファイバ特性にお
いて低損失な帯域に非常に狭い波長間隔で多数の光信号
を多重化する高密度光波長分割多重化（ＤＷＤＭ）伝送
方式により、長距離伝送に適した伝送システムが実用化
されている。
【０００３】このような光波長分割多重化伝送において
は、中継ポイント、或いは、終端ポイント等の各装置に
て多重化された光信号の監視のためにモニタリングを行
なう必要がある。このモニタリングを行なう際に、多重
化された光信号を分光して夫々の多重波毎に監視を行な
うが、その分光機能を持つものを分光手段という。分光
手段には、回折格子、プリズム、光フィルタ等がある
が、上述のモニタリング用としては、回折格子が多用さ
れている。また、分光手段にて光スペクトラム毎に分光
された光信号を検出する光検出器は、その光信号の波長
に応じた光感度特性を有する種々のフォトダイオードが
用いられる。
は、中継ポイント、或いは、終端ポイント等の各装置に
て多重化された光信号の監視のためにモニタリングを行
なう必要がある。このモニタリングを行なう際に、多重
化された光信号を分光して夫々の多重波毎に監視を行な
うが、その分光機能を持つものを分光手段という。分光
手段には、回折格子、プリズム、光フィルタ等がある
が、上述のモニタリング用としては、回折格子が多用さ
れている。また、分光手段にて光スペクトラム毎に分光
された光信号を検出する光検出器は、その光信号の波長
に応じた光感度特性を有する種々のフォトダイオードが
用いられる。
【０００４】光通信にあっては、従来から７００〜２０
００ｎｍの近赤外線域波長帯のうち、特に、１３００〜
１６００ｎｍの波長域が使われている。この波長域は、
ゲルマニウム（Ｇｅ）・アバランシェ・フォトダイオー
ドによりカバーすることができるものの雑音が大きいと
いう欠点があり、また、小型・軽量・安価といった優れ
た特性を有するシリコン（Ｓｉ）・フォトダイオード
は、この波長域の受光感度を有していないため適用する
ことができない。そこで、この波長域において高感度・
低雑音の特性を有するインジウム・ガリウムヒ素（Ｉｎ
ＧａＡｓ）・フォトダイオードが用いられている。
００ｎｍの近赤外線域波長帯のうち、特に、１３００〜
１６００ｎｍの波長域が使われている。この波長域は、
ゲルマニウム（Ｇｅ）・アバランシェ・フォトダイオー
ドによりカバーすることができるものの雑音が大きいと
いう欠点があり、また、小型・軽量・安価といった優れ
た特性を有するシリコン（Ｓｉ）・フォトダイオード
は、この波長域の受光感度を有していないため適用する
ことができない。そこで、この波長域において高感度・
低雑音の特性を有するインジウム・ガリウムヒ素（Ｉｎ
ＧａＡｓ）・フォトダイオードが用いられている。
【０００５】上述のような分光手段、及び光検出器を備
えた分光受光器には、大別すると、モノクロメータ方式
と、ポリクロメータ方式とがある。前記モノクロメータ
方式は、回折格子を回動して波長を走査する方式であ
り、前記ポリクロメータ方式は、分光の結像面上にアレ
イ型の検出器を配置して全波長域を一度に検出する方式
である。ポリクロメータ方式は、光信号の入力位置、回
折格子、アレイ型検出器の関係は固定されているため簡
素な構造であり、また、全波長域データを一度に取得で
きるのでリアルタイムな測定が可能である。
えた分光受光器には、大別すると、モノクロメータ方式
と、ポリクロメータ方式とがある。前記モノクロメータ
方式は、回折格子を回動して波長を走査する方式であ
り、前記ポリクロメータ方式は、分光の結像面上にアレ
イ型の検出器を配置して全波長域を一度に検出する方式
である。ポリクロメータ方式は、光信号の入力位置、回
折格子、アレイ型検出器の関係は固定されているため簡
素な構造であり、また、全波長域データを一度に取得で
きるのでリアルタイムな測定が可能である。
【０００６】図５は従来の分光受光器の構成例を示す図
である。この例に示す分光受光器１０１は、光ファイバ
１と、凹面回折格子２と、アレイ型検出器３とを備えて
いる。光ファイバ１は、一般的な分散アンシフト・シン
グルモード・ファイバであってもよいが、ここでは、Ｄ
ＷＤＭにより長距離伝送する場合に適した分散シフト・
シングルモード・ファイバとする。また、分光手段であ
る凹面回折格子２は、例えば、ホログラフィック露光
法、或いは、エッチング法により、ブレーズ化したグレ
ーティング（格子溝）が形成されたものである。また、
アレイ型検出器３は、複数のＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子が横一列に配列されたものである。
である。この例に示す分光受光器１０１は、光ファイバ
１と、凹面回折格子２と、アレイ型検出器３とを備えて
いる。光ファイバ１は、一般的な分散アンシフト・シン
グルモード・ファイバであってもよいが、ここでは、Ｄ
ＷＤＭにより長距離伝送する場合に適した分散シフト・
シングルモード・ファイバとする。また、分光手段であ
る凹面回折格子２は、例えば、ホログラフィック露光
法、或いは、エッチング法により、ブレーズ化したグレ
ーティング（格子溝）が形成されたものである。また、
アレイ型検出器３は、複数のＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子が横一列に配列されたものである。
【０００７】この図に示す分光受光器１０１は以下のよ
うに機能する。即ち、光ファイバ１から入力された光信
号が凹面回折格子２により波長に応じて回折光が出力さ
れるため分光されてアレイ型検出器３へ入射する。な
お、アレイ型検出器３への入射光が並行光となるように
コリメータを配置するのが一般的であるが、ここでは図
示を省略する。ここで、凹面回折格子２が固定の（回動
しない）ものとして、アレイ型検出器３が受光する回折
光の様子を、次の図６に示す。
うに機能する。即ち、光ファイバ１から入力された光信
号が凹面回折格子２により波長に応じて回折光が出力さ
れるため分光されてアレイ型検出器３へ入射する。な
お、アレイ型検出器３への入射光が並行光となるように
コリメータを配置するのが一般的であるが、ここでは図
示を省略する。ここで、凹面回折格子２が固定の（回動
しない）ものとして、アレイ型検出器３が受光する回折
光の様子を、次の図６に示す。
【０００８】図６は、分光手段（凹面回折格子２）によ
って分光された光信号（回折光）がアレイ型検出器３に
入射される様子を示すイメージ図である。アレイ型検出
器３は、例えば、１２８個のＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子４を一列に並べたもので、該ＩｎＧａＡｓフォ
トダイオード素子４の受光面の幅が１５μｍ、ピッチ間
隔が２５μｍにて均等に配置されているものとする。ま
た、ここでのＤＷＤＭにおいては、１５３０〜１５６０
μｍの波長域に３２波長の多重がなされているものと
し、分光された後、アレイ型検出器３に入射される光ス
ペクトラム上の各多重波は、その幅が約１００μｍ（以
下、波長幅という）である。つまり、１波当り４つのＩ
ｎＧａＡｓフォトダイオード素子４が対応して、各ピー
クの光強度、及びピーク位置等を検出することになる
が、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子４の配列相互間
に製造上の理由から必然的に、不感帯となる隙間（以
下、デッドスペースという）が１０μｍ幅で存在するた
め、波長ピークの照射位置がこのデッドスペースにきて
しまうと、もはや正確なピーク強度及び位置を検出する
ことができない。即ち、例えば、ピーク位置は、およそ
４つづつの隣接するフォトダイオード素子４のうち何れ
のフォトダイオード素子４が出力する強度信号が高いか
を見ることで波長ピーク位置を判定し、この波長ピーク
位置に基いて、波長確度が所定の基準以内に有るか否か
を監視しているが、正確なピーク位置を検出できなけれ
ば、当然、正確な波長確度も監視できないことになる。
って分光された光信号（回折光）がアレイ型検出器３に
入射される様子を示すイメージ図である。アレイ型検出
器３は、例えば、１２８個のＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子４を一列に並べたもので、該ＩｎＧａＡｓフォ
トダイオード素子４の受光面の幅が１５μｍ、ピッチ間
隔が２５μｍにて均等に配置されているものとする。ま
た、ここでのＤＷＤＭにおいては、１５３０〜１５６０
μｍの波長域に３２波長の多重がなされているものと
し、分光された後、アレイ型検出器３に入射される光ス
ペクトラム上の各多重波は、その幅が約１００μｍ（以
下、波長幅という）である。つまり、１波当り４つのＩ
ｎＧａＡｓフォトダイオード素子４が対応して、各ピー
クの光強度、及びピーク位置等を検出することになる
が、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子４の配列相互間
に製造上の理由から必然的に、不感帯となる隙間（以
下、デッドスペースという）が１０μｍ幅で存在するた
め、波長ピークの照射位置がこのデッドスペースにきて
しまうと、もはや正確なピーク強度及び位置を検出する
ことができない。即ち、例えば、ピーク位置は、およそ
４つづつの隣接するフォトダイオード素子４のうち何れ
のフォトダイオード素子４が出力する強度信号が高いか
を見ることで波長ピーク位置を判定し、この波長ピーク
位置に基いて、波長確度が所定の基準以内に有るか否か
を監視しているが、正確なピーク位置を検出できなけれ
ば、当然、正確な波長確度も監視できないことになる。
【０００９】そこで従来は、図５に示した凹面回折格子
２を、図示を省略した回動駆動部により回動動作させる
ことで、アレイ型検出器３への分光到達経路をずらし、
複数のポイントにて取得した波長検出情報を合成して不
感帯を補償し、分解能（検出精度）を向上させていた。
２を、図示を省略した回動駆動部により回動動作させる
ことで、アレイ型検出器３への分光到達経路をずらし、
複数のポイントにて取得した波長検出情報を合成して不
感帯を補償し、分解能（検出精度）を向上させていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の分光受光器においては、以下に示すような問題
点があった。つまり、分光手段を回動しない（ポリクロ
メータ方式）場合には、アレイ型検出器のデッドスペー
スの影響により分解能が著しく低くなってしまう。一
方、分光手段を回動する（モノクロメータ方式との折
衷）方式とすれば分解能は向上するが、回動駆動機構
や、波長同調回路が必要となり、非常に複雑な構造とな
ってコスト高を招くだけでなく、故障率も増大してしま
う。
た従来の分光受光器においては、以下に示すような問題
点があった。つまり、分光手段を回動しない（ポリクロ
メータ方式）場合には、アレイ型検出器のデッドスペー
スの影響により分解能が著しく低くなってしまう。一
方、分光手段を回動する（モノクロメータ方式との折
衷）方式とすれば分解能は向上するが、回動駆動機構
や、波長同調回路が必要となり、非常に複雑な構造とな
ってコスト高を招くだけでなく、故障率も増大してしま
う。
【００１１】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、構造が単純なポリクロメータ方
式を用いて、低コストで且つ高分解能な分光受光器を提
供することを目的とする。
になされたものであり、構造が単純なポリクロメータ方
式を用いて、低コストで且つ高分解能な分光受光器を提
供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明に係わる分光受光器の請求項１の発明は、光フ
ァイバを介して到来する波長多重された光信号を分光手
段により複数の光波長毎に分光し、アレイ型検出器にて
複数の光波長を検出する分光受光器において、前記アレ
イ型検出器は、２列並行のフォトダイオードアレイを互
いに不感帯を補間し合うようずらして配置したことを特
徴とする。
に本発明に係わる分光受光器の請求項１の発明は、光フ
ァイバを介して到来する波長多重された光信号を分光手
段により複数の光波長毎に分光し、アレイ型検出器にて
複数の光波長を検出する分光受光器において、前記アレ
イ型検出器は、２列並行のフォトダイオードアレイを互
いに不感帯を補間し合うようずらして配置したことを特
徴とする。
【００１３】また、本発明に係わる分光受光器の請求項
２の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記アレイ型検出器は、アレイを形成するフォ
トダイオード単体の受光面を平行四辺形として形成した
ことを特徴とする。
２の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記アレイ型検出器は、アレイを形成するフォ
トダイオード単体の受光面を平行四辺形として形成した
ことを特徴とする。
【００１４】また、本発明に係わる分光受光器の請求項
３の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記分光手段からの分光を透過光と反射光とに
分けるハーフミラーと、前記ハーフミラーの透過光を受
光する第1のアレイ型検出器と、前記ハーフミラーの反
射光を受光する第２のアレイ型検出器とを備え、第1の
アレイ型検出器と第２のアレイ型検出器とを互いに不感
帯を補間し合うようずらして配置したことを特徴とす
る。
３の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記分光手段からの分光を透過光と反射光とに
分けるハーフミラーと、前記ハーフミラーの透過光を受
光する第1のアレイ型検出器と、前記ハーフミラーの反
射光を受光する第２のアレイ型検出器とを備え、第1の
アレイ型検出器と第２のアレイ型検出器とを互いに不感
帯を補間し合うようずらして配置したことを特徴とす
る。
【００１５】また、本発明に係わる分光受光器の請求項
４の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記分光手段からの分光を集光するマイクロレ
ンズシートを備え、マイクロレンズシートにて集光した
光が前記アレイ型検出器の有効受光面に対応するよう配
置したことを特徴とする。
４の発明は、光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、前記分光手段からの分光を集光するマイクロレ
ンズシートを備え、マイクロレンズシートにて集光した
光が前記アレイ型検出器の有効受光面に対応するよう配
置したことを特徴とする。
【００１６】また、本発明に係わる分光受光器の請求項
５の発明は、前記請求項１乃至４に記載の分光受光器に
おいて、前記アレイ型検出器は、ＩｎＧａＡｓフォトダ
イオードにより形成されることを特徴とする。
５の発明は、前記請求項１乃至４に記載の分光受光器に
おいて、前記アレイ型検出器は、ＩｎＧａＡｓフォトダ
イオードにより形成されることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、図示した実施の形態例に基
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係わ
る分光受光器の第１の実施の形態例におけるアレイ型検
出器を示す図であって、当該アレイ型検出器に入射する
入射光光軸から見た平面図である。なお、分光受光器の
構成は図５に示した従来の配置構成と同様であり、凹面
回折格子２は固定されているものとする。即ち、図５の
アレイ型検出器３を、図１に示すアレイ型検出器５に置
き換えた構成である。
づいて本発明を詳細に説明する。図１は、本発明に係わ
る分光受光器の第１の実施の形態例におけるアレイ型検
出器を示す図であって、当該アレイ型検出器に入射する
入射光光軸から見た平面図である。なお、分光受光器の
構成は図５に示した従来の配置構成と同様であり、凹面
回折格子２は固定されているものとする。即ち、図５の
アレイ型検出器３を、図１に示すアレイ型検出器５に置
き換えた構成である。
【００１８】この図に示すアレイ型検出器５は、複数の
フォトダイオード素子からなるＰＤ列６ａ、６ｂをアレ
イ型検出器に入射する光の光軸とほぼ直交する方向にず
らして配置したものであり、ＰＤ列６ａを構成するフォ
トダイオード素子の受光面がＰＤ列６ｂを構成するフォ
トダイオード素子の受光面と互い違いになるよう構成し
ている。具体的には、ＰＤ列６ａにＩｎＧａＡｓフォト
ダイオード素子６ａ1〜６ａｎを配置し、ＰＤ列６ｂに
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６ｂ1〜６ｂｎを配
置する。そして、各ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子
６は、上述した従来のものと同様の大きさであり、横方
向に互いに隣接する素子間のデッドスペース幅も同様で
ある。
フォトダイオード素子からなるＰＤ列６ａ、６ｂをアレ
イ型検出器に入射する光の光軸とほぼ直交する方向にず
らして配置したものであり、ＰＤ列６ａを構成するフォ
トダイオード素子の受光面がＰＤ列６ｂを構成するフォ
トダイオード素子の受光面と互い違いになるよう構成し
ている。具体的には、ＰＤ列６ａにＩｎＧａＡｓフォト
ダイオード素子６ａ1〜６ａｎを配置し、ＰＤ列６ｂに
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６ｂ1〜６ｂｎを配
置する。そして、各ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子
６は、上述した従来のものと同様の大きさであり、横方
向に互いに隣接する素子間のデッドスペース幅も同様で
ある。
【００１９】ここで、各ＰＤ列のＩｎＧａＡｓフォトダ
イオード素子６の位置関係を説明すると、ＰＤ列６ａの
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６ａ1〜６ａｎの受
光面位置は、ＰＤ列６ｂのデッドスペースを補うよう配
置し、逆に、ＰＤ列６ｂのＩｎＧａＡｓフォトダイオー
ド素子６ｂ1〜６ｂｎの受光面位置は、ＰＤ列６ａのデ
ッドスペースを補うよう配置する。即ち、凹面回折格子
２からの分光は、アレイ型検出器５の長手方向に対し垂
直に入射されるので、各多重波長のピークは必ず、ＰＤ
列６ａ或いはＰＤ列６ｂのＩｎＧａＡｓフォトダイオー
ド素子６に照射されるので、正確にピーク強度及びピー
ク位置を検出することができる。
イオード素子６の位置関係を説明すると、ＰＤ列６ａの
ＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子６ａ1〜６ａｎの受
光面位置は、ＰＤ列６ｂのデッドスペースを補うよう配
置し、逆に、ＰＤ列６ｂのＩｎＧａＡｓフォトダイオー
ド素子６ｂ1〜６ｂｎの受光面位置は、ＰＤ列６ａのデ
ッドスペースを補うよう配置する。即ち、凹面回折格子
２からの分光は、アレイ型検出器５の長手方向に対し垂
直に入射されるので、各多重波長のピークは必ず、ＰＤ
列６ａ或いはＰＤ列６ｂのＩｎＧａＡｓフォトダイオー
ド素子６に照射されるので、正確にピーク強度及びピー
ク位置を検出することができる。
【００２０】以上のようにアレイ型検出器５を用いて分
光受光器を構成すれば、アレイ型検出器５は２列並行の
フォトダイオードアレイを、互いに不感帯を補間し合う
ようにずらして配置されているので、不感帯がなくな
り、検出精度（分解能）を向上することができる。
光受光器を構成すれば、アレイ型検出器５は２列並行の
フォトダイオードアレイを、互いに不感帯を補間し合う
ようにずらして配置されているので、不感帯がなくな
り、検出精度（分解能）を向上することができる。
【００２１】次に、図２は、本発明に係わる分光受光器
の第２の実施の形態例におけるアレイ型検出器を示す図
である。なお、分光受光器の構成は図１と同様の配置構
成であり、アレイ型検出器のみ置き換えている。この図
に示すアレイ型検出器７は、横１列に複数のＩｎＧａＡ
ｓフォトダイオード素子８を配列したもので、該ＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオード素子８の受光面の形状が並行四
辺形であるところに特徴がある。ここで注目すべきは、
凹面回折格子２からの分光が、該即アレイ型検出器７の
長手方向に対し垂直に入射された際に、必ず何れかのＩ
ｎＧａＡｓフォトダイオード素子８に照射されるよう、
隣り合うＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子８が入射光
光軸にほぼ直交する方向で重なるよう配置することが必
要である。
の第２の実施の形態例におけるアレイ型検出器を示す図
である。なお、分光受光器の構成は図１と同様の配置構
成であり、アレイ型検出器のみ置き換えている。この図
に示すアレイ型検出器７は、横１列に複数のＩｎＧａＡ
ｓフォトダイオード素子８を配列したもので、該ＩｎＧ
ａＡｓフォトダイオード素子８の受光面の形状が並行四
辺形であるところに特徴がある。ここで注目すべきは、
凹面回折格子２からの分光が、該即アレイ型検出器７の
長手方向に対し垂直に入射された際に、必ず何れかのＩ
ｎＧａＡｓフォトダイオード素子８に照射されるよう、
隣り合うＩｎＧａＡｓフォトダイオード素子８が入射光
光軸にほぼ直交する方向で重なるよう配置することが必
要である。
【００２２】このように受光面を形成したＩｎＧａＡｓ
フォトダイオード素子８を配列することにより、各多重
波長のピークは必ず何れかのＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子８に照射されるので、正確にピーク強度及びピ
ーク位置を検出することができる。
フォトダイオード素子８を配列することにより、各多重
波長のピークは必ず何れかのＩｎＧａＡｓフォトダイオ
ード素子８に照射されるので、正確にピーク強度及びピ
ーク位置を検出することができる。
【００２３】以上のようにアレイ型検出器７を用いて分
光受光器を構成すれば、アレイ型検出器７は、受光面を
平行四辺形に形成した隣り合うＩｎＧａＡｓフォトダイ
オード素子８が入射光光軸にほぼ直交する方向で互いに
重なるよう配置されているので、不感帯がなくなり、極
めて簡単な構造により検出精度（分解能）を向上するこ
とができる。なお、アレイ型検出器７に用いるＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオード素子８の受光面を、三角形、或い
は台形とし、交互に向きを１８０度反転して配列しても
同様の効果を得られることは言うまでもない。
光受光器を構成すれば、アレイ型検出器７は、受光面を
平行四辺形に形成した隣り合うＩｎＧａＡｓフォトダイ
オード素子８が入射光光軸にほぼ直交する方向で互いに
重なるよう配置されているので、不感帯がなくなり、極
めて簡単な構造により検出精度（分解能）を向上するこ
とができる。なお、アレイ型検出器７に用いるＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオード素子８の受光面を、三角形、或い
は台形とし、交互に向きを１８０度反転して配列しても
同様の効果を得られることは言うまでもない。
【００２４】次に、図３は、本発明に係わる分光受光器
の第３の実施の形態例を示す図である。この図に示す分
光受光器２０は、固定配置された凹面回折格子９からの
分光を透過光と反射光に分けるハーフミラー１０と、ハ
ーフミラー１０を透過した分光を受光するアレイ型検出
器３ａ（第１のアレイ型検出器）と、ハーフミラー１０
により反射した分光を受光するアレイ型検出器３ｂ（第
２のアレイ型検出器）とを備えて構成する。前記ハーフ
ミラー１０と、二つのアレイ型検出器３ａ、３ｂは、何
れも固定配置されており、アレイ型検出器３ａ、３ｂ
は、図６に示したアレイ型検出器３と同様のものであ
る。ここで注意すべきは、アレイ型検出器３ａ、３ｂの
配置関係であり、互いのデッドスペースを補間しあうよ
う配置することである。
の第３の実施の形態例を示す図である。この図に示す分
光受光器２０は、固定配置された凹面回折格子９からの
分光を透過光と反射光に分けるハーフミラー１０と、ハ
ーフミラー１０を透過した分光を受光するアレイ型検出
器３ａ（第１のアレイ型検出器）と、ハーフミラー１０
により反射した分光を受光するアレイ型検出器３ｂ（第
２のアレイ型検出器）とを備えて構成する。前記ハーフ
ミラー１０と、二つのアレイ型検出器３ａ、３ｂは、何
れも固定配置されており、アレイ型検出器３ａ、３ｂ
は、図６に示したアレイ型検出器３と同様のものであ
る。ここで注意すべきは、アレイ型検出器３ａ、３ｂの
配置関係であり、互いのデッドスペースを補間しあうよ
う配置することである。
【００２５】つまり、光ファイバ１から入射される多重
化された光信号は凹面回折格子９により分光されてハー
フミラー１０に入射される。ハーフミラー１０は透過光
と反射光とに分光を分離する。このとき透過光と反射光
が同等の光強度レベルになることが好ましい。そして、
ハーフミラー１０を透過した分光はアレイ型検出器３ａ
により検出されるが、デッドスペースが存在するので、
このデッドスペースを補間するために、ハーフミラー１
０にて反射した分光をアレイ型検出器３ｂにより検出
し、アレイ型検出器３ａとアレイ型検出器３ｂにより取
得した検出結果を合成処理することで、分解能を向上す
るのである。
化された光信号は凹面回折格子９により分光されてハー
フミラー１０に入射される。ハーフミラー１０は透過光
と反射光とに分光を分離する。このとき透過光と反射光
が同等の光強度レベルになることが好ましい。そして、
ハーフミラー１０を透過した分光はアレイ型検出器３ａ
により検出されるが、デッドスペースが存在するので、
このデッドスペースを補間するために、ハーフミラー１
０にて反射した分光をアレイ型検出器３ｂにより検出
し、アレイ型検出器３ａとアレイ型検出器３ｂにより取
得した検出結果を合成処理することで、分解能を向上す
るのである。
【００２６】即ち、この例に示した分光受光器２０は、
図１に示した分光受光器と同様の検出感度を実現するも
のであり、図１に示した分光受光器に比べて部品点数は
増えるが、安価な既製のアレイ型検出器を用いても、高
分解能な分光受光器を実現することができる。
図１に示した分光受光器と同様の検出感度を実現するも
のであり、図１に示した分光受光器に比べて部品点数は
増えるが、安価な既製のアレイ型検出器を用いても、高
分解能な分光受光器を実現することができる。
【００２７】次に、図４は、本発明に係わる分光受光器
の第４の実施の形態例におけるアレイ型検出器を示す図
である。なお、分光受光器の構成は図１のものと同様の
配置構成であり、アレイ型検出器のみを置き換えてい
る。この図に示す分光受光器は、アレイ型検出器３の受
光面の手前にマイクロレンズシート１１を配置して構成
したところに特徴がある。マイクロレンズシート１１
は、集光機能を有しており、アレイ型検出器３のフォト
ダイオード素子の夫々にマイクロレンズが対応するよう
配置する。
の第４の実施の形態例におけるアレイ型検出器を示す図
である。なお、分光受光器の構成は図１のものと同様の
配置構成であり、アレイ型検出器のみを置き換えてい
る。この図に示す分光受光器は、アレイ型検出器３の受
光面の手前にマイクロレンズシート１１を配置して構成
したところに特徴がある。マイクロレンズシート１１
は、集光機能を有しており、アレイ型検出器３のフォト
ダイオード素子の夫々にマイクロレンズが対応するよう
配置する。
【００２８】即ち、図６において説明した通り、アレイ
型検出器３にはデッドスペースが存在するが、凹面回折
格子２からの分光を該マイクロレンズシート１１にて集
光し、このデッドスペースを避けるようにＩｎＧａＡｓ
フォトダイオード素子４の受光面のみに照射されるよう
にしている。そのため、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード
素子４の相互間に位置する分光も、マイクロレンズシー
ト１１により必ず何れかの受光面に照射されるので不感
帯がなくなり、正確にピーク強度を検出することができ
る。なお、この例において、ピーク位置の検出を行なう
には、図示を省略した演算処理部により、隣接するＩｎ
ＧａＡｓフォトダイオード素子４の光強度検出出力を相
対的に比較し、その比較結果に基づいてピーク位置を割
り出す処理を行なえばよい。例えば、光強度を高いレベ
ルで検出している隣り合う二つのＩｎＧａＡｓフォトダ
イオード素子４が、互いに同一の検出レベルである場合
には、当該二つの素子の中間位置にピークが存在すると
割り出すのである。
型検出器３にはデッドスペースが存在するが、凹面回折
格子２からの分光を該マイクロレンズシート１１にて集
光し、このデッドスペースを避けるようにＩｎＧａＡｓ
フォトダイオード素子４の受光面のみに照射されるよう
にしている。そのため、ＩｎＧａＡｓフォトダイオード
素子４の相互間に位置する分光も、マイクロレンズシー
ト１１により必ず何れかの受光面に照射されるので不感
帯がなくなり、正確にピーク強度を検出することができ
る。なお、この例において、ピーク位置の検出を行なう
には、図示を省略した演算処理部により、隣接するＩｎ
ＧａＡｓフォトダイオード素子４の光強度検出出力を相
対的に比較し、その比較結果に基づいてピーク位置を割
り出す処理を行なえばよい。例えば、光強度を高いレベ
ルで検出している隣り合う二つのＩｎＧａＡｓフォトダ
イオード素子４が、互いに同一の検出レベルである場合
には、当該二つの素子の中間位置にピークが存在すると
割り出すのである。
【００２９】以上のようにアレイ型検出器３のＩｎＧａ
Ａｓフォトダイオード素子４の受光面毎に分光を集光す
るマイクロレンズシート１１を備えて分光受光器を構成
すれば、安価な既製のアレイ型検出器を用いても、不感
帯がなくなり検出精度（分解能）を向上することができ
る。
Ａｓフォトダイオード素子４の受光面毎に分光を集光す
るマイクロレンズシート１１を備えて分光受光器を構成
すれば、安価な既製のアレイ型検出器を用いても、不感
帯がなくなり検出精度（分解能）を向上することができ
る。
【００３０】以上のように、本発明に係わる分光受光器
は、光ファイバ１などからの波長多重された光信号の入
射位置と凹面回折格子２などの分光手段と第１乃至第４
の実施例に示したアレイ型検出器とを固定配置した簡素
な構造のポリクロメータ方式とすることでリアルタイム
な監視を可能としつつ、アレイ型検出器の不感帯（素子
間のデッドスペース）を補間するよう構成したので高分
解能な分光受光器を実現することができる。
は、光ファイバ１などからの波長多重された光信号の入
射位置と凹面回折格子２などの分光手段と第１乃至第４
の実施例に示したアレイ型検出器とを固定配置した簡素
な構造のポリクロメータ方式とすることでリアルタイム
な監視を可能としつつ、アレイ型検出器の不感帯（素子
間のデッドスペース）を補間するよう構成したので高分
解能な分光受光器を実現することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上のように本発明に係わる分光受光器
は、波長多重された光信号の入射位置と分光手段とアレ
イ型検出器とを固定配置して構成し、分光手段により分
光された光信号がもれなくアレイ型検出器の受光面に照
射されるようにしたので、低コストで且つ高分解能な分
光受光器が実現できる。
は、波長多重された光信号の入射位置と分光手段とアレ
イ型検出器とを固定配置して構成し、分光手段により分
光された光信号がもれなくアレイ型検出器の受光面に照
射されるようにしたので、低コストで且つ高分解能な分
光受光器が実現できる。
【図１】本発明に係る分光受光器の第1の実施の形態例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】本発明に係る分光受光器の第２の実施の形態例
を示す図である。
を示す図である。
【図３】本発明に係る分光受光器の第３の実施の形態例
を示す図である。
を示す図である。
【図４】本発明に係る分光受光器の第４の実施の形態例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来技術における分光受光器の構成例を示す図
である。
である。
【図６】従来のアレイ型検出器の構成例を示す図であ
る。
る。
１・・・光ファイバ ２・・・回折格子 ３、３ａ、３ｂ・・・アレイ型検出器 ４・・・ＰＤ（フォトダイオード） ５・・・アレイ型検出器 ６ａ1〜６ａｎ・・・ＰＤ（フォトダイオード） ６ｂ1〜６ｂｎ・・・ＰＤ（フォトダイオード） ７・・・アレイ型検出器 ８・・・ＰＤ（フォトダイオード） ９・・・回折格子 １０・・・ハーフミラー １１・・・マイクロレンズシート ２０・・・分光受光器 １０１・・・分光受光器
───────────────────────────────────────────────────── 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 10/10 10/22 Ｆターム(参考） 5F049 MA01 MB07 NA09 NA10 NB01 NB10 RA02 TA12 TA14 TA20 5F088 AA01 AB07 BA16 BB01 BB10 EA03 JA14 JA20 5K002 AA07 BA05 BA15 BA21 CA12 DA31 FA01
Claims (5)
- 【請求項１】光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、 前記アレイ型検出器は、２列並行のフォトダイオードア
レイを互いに不感帯を補間し合うようずらして配置した
ことを特徴とする分光受光器。 - 【請求項２】光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、 前記アレイ型検出器は、アレイを形成するフォトダイオ
ード単体の受光面を平行四辺形として形成したことを特
徴とする分光受光器。 - 【請求項３】光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、 前記分光手段からの分光を透過光と反射光とに分けるハ
ーフミラーと、 前記ハーフミラーの透過光を受光する第1のアレイ型検
出器と、 前記ハーフミラーの反射光を受光する第２のアレイ型検
出器とを備え、 第1のアレイ型検出器と第２のアレイ型検出器とを互い
に不感帯を補間し合うようずらして配置したことを特徴
とする分光受光器。 - 【請求項４】光ファイバを介して到来する波長多重され
た光信号を分光手段により複数の光波長毎に分光し、ア
レイ型検出器にて複数の光波長を検出する分光受光器に
おいて、 前記分光手段からの分光を集光するマイクロレンズシー
トを備え、 マイクロレンズシートにて集光した光が前記アレイ型検
出器の有効受光面に対応するよう配置したことを特徴と
する分光受光器。 - 【請求項５】前記アレイ型検出器は、ＩｎＧａＡｓフォ
トダイオードにより形成されることを特徴とする前記請
求項１乃至４記載の分光受光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325234A JP2002134765A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 分光受光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000325234A JP2002134765A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 分光受光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002134765A true JP2002134765A (ja) | 2002-05-10 |
Family
ID=18802628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000325234A Pending JP2002134765A (ja) | 2000-10-25 | 2000-10-25 | 分光受光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002134765A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005310920A (ja) * | 2004-04-19 | 2005-11-04 | Fujitsu Ltd | Ｗｄｍ信号モニタモジュール |
| WO2015045890A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 株式会社日立ハイテクファインシステムズ | 磁気ディスク検査装置及び磁気ディスク検査方法 |
| WO2017110573A1 (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | コニカミノルタ株式会社 | 投受光ユニット及びレーダー |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587635A (ja) * | 1991-01-12 | 1993-04-06 | Canon Inc | 回折格子を有する光検出装置 |
| JPH11340920A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 線形光中継器 |
| JP2001141566A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光分波器および受光素子アレイ |
-
2000
- 2000-10-25 JP JP2000325234A patent/JP2002134765A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0587635A (ja) * | 1991-01-12 | 1993-04-06 | Canon Inc | 回折格子を有する光検出装置 |
| JPH11340920A (ja) * | 1998-05-27 | 1999-12-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 線形光中継器 |
| JP2001141566A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光分波器および受光素子アレイ |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2015045890A1 (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-02 | 株式会社日立ハイテクファインシステムズ | 磁気ディスク検査装置及び磁気ディスク検査方法 |
| JP2015069679A (ja) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社日立ハイテクファインシステムズ | 磁気ディスク検査装置及び磁気ディスク検査方法 |
| WO2017110573A1 (ja) * | 2015-12-24 | 2017-06-29 | コニカミノルタ株式会社 | 投受光ユニット及びレーダー |
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