光学部品の光学特性評価方法および装置
【課題】波長フィルタ等の光学部品の従来よりも詳細な評価を可能とする光学特性評価方法および装置を提供することにある。
【解決手段】単一波長で発振する半導体レーザ７１からの光がアイソレータ７２を介してＦＢＧ７３に入射され、ＦＢＧ７３からの透過光の光強度を光検出器７４にて測定する。ここで、ＦＢＧ７３には温度調節器７５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器７５は、温度制御器７６によって設定温度を自由に変化することができる。温度調節器７５の設定を１５℃から３５℃まで０．１℃刻みで変化させ、各温度において光検出器７４により検出される光強度を、温度係数を用いて各離調における光強度に換算する。反射ピーク波長近傍を除いた周辺波長ではＦＢＧ７３の影響がないため、周辺波長の光強度を近似的に平均化して、当該平均値によって測定範囲の光強度を規格化することにより、光強度を透過率に換算できる。
【解決手段】単一波長で発振する半導体レーザ７１からの光がアイソレータ７２を介してＦＢＧ７３に入射され、ＦＢＧ７３からの透過光の光強度を光検出器７４にて測定する。ここで、ＦＢＧ７３には温度調節器７５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器７５は、温度制御器７６によって設定温度を自由に変化することができる。温度調節器７５の設定を１５℃から３５℃まで０．１℃刻みで変化させ、各温度において光検出器７４により検出される光強度を、温度係数を用いて各離調における光強度に換算する。反射ピーク波長近傍を除いた周辺波長ではＦＢＧ７３の影響がないため、周辺波長の光強度を近似的に平均化して、当該平均値によって測定範囲の光強度を規格化することにより、光強度を透過率に換算できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の光学特性評価方法および装置に関し、より詳細には、狭帯域な波長特性を有する波長フィルタ等の光学部品の詳細な評価を可能とする光学特性評価方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長変換素子として、非線形光学結晶中で生じる第二高調波発生、和周波発生や差周波発生といった疑似位相整合を用いて信号光の波長を別の波長に変換するものが知られている（特許文献１参照）。図１に、このような従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた可視光レーザ光源の構成を示す。可視光レーザ光源１００は、波長λAの励起光Ａを出力する半導体レーザ１１と、波長λBの信号光Ｂを出力する半導体レーザ１２と、励起光Ａと信号光Ｂとを合波して出力する光カプラ１４と、合波された励起光Ａ及び信号光Ｂが入力され、波長λCの変換光Ｃを出力する非線形光学結晶で構成された波長変換素子１５とを備える。半導体レーザ１１、１２には、それぞれ駆動回路１６、１８及び温度制御回路１７、１９が接続されている。さらに、半導体レーザ１１と光カプラ１４との間には、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（以下「ＦＢＧ」という。）１３が挿入されている。例えば、励起光Ａを波長λA＝０．９８μｍとし、波長λB＝１．３０７μｍの信号光Ｂを入力した場合は、変換光Ｃとして波長λC＝０．５５９μｍの可視光を和周波発生によって得ることができる。このように、信号光Ｂを出力する半導体レーザ１２に、励起光Ａを出力する半導体レーザ１１及び波長変換素子１５を組み合わせて可視光レーザ光源とすることにより、蛍光顕微鏡等に用いることができる。
【０００３】
励起光Ａの光源として用いる半導体レーザ１１は、ＤＢＲレーザ、ＤＦＢレーザ等の単一モード発振しているものであることが望ましい。中心波長０．９８μｍの半導体レーザとして、１００ｍＷを超えるような高出力のＤＢＲレーザ又はＤＦＢレーザを安価に入手することができないので、狭帯域な波長特性を有する波長フィルタとして機能するＦＢＧ１３を用いて波長安定化する。
【０００４】
波長変換素子１５の位相整合帯域幅が狭いので、ＦＢＧ１３による波長安定化は、波長変換素子１５における波長変換を効率良くするための必須の要件である。図２に、波長０．５５９μｍの黄緑色光を和周波発生によって得るための位相整合条件を説明するためのグラフを示す。このグラフは、中心波長０．９８μｍの半導体レーザ１１の発振波長をスキャンしたものであり、横軸に最大出力となるピーク波長をゼロとした離調（ｄｅｔｕｎｉｎｇ）、縦軸に出力（ｐｏｗｅｒ）を示している。図２によると、疑似位相整合の帯域幅は０．２ｎｍ程度であることが分かる。したがって、中心波長０．９８μｍの半導体レーザの発振波長は、約０．２ｎｍのスペクトル幅内に安定化されている必要がある。
【０００５】
ＦＢＧ１３は、ファイバ中に回折格子が描き込まれたものであり、その作製は、紫外線の干渉縞を光ファイバに照射して、紫外線誘起屈折率変化により周期的な屈折率変化を光ファイバ中に形成することで行うことができる。ＦＢＧ１３はファイバと同材料であることから、ファイバと整合性が良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
変換光Ｃとして得られる波長０．５５９μｍの出力が大きいことが望まれるため、ＦＢＧ１３を用いて波長安定化された半導体レーザ１１が高出力であることが必要である。そのため、ＦＢＧ１３としては、透過率が高く、かつ狭帯域な光学特性が望まれる。換言すれば、反射率が低く、かつ狭帯域な光学特性が必要である。
【０００８】
この条件は、反射光を用いて反射率の波長依存性を測定した場合、光量が少ないため測定が困難である。また、透過光を利用して波長依存性を測定した場合、反射が生じる波長での透過光強度とそれ以外の波長での透過光強度を比較すると差分が小さく正確に測定することが困難である。図３に、従来のＦＢＧの光学特性評価装置を示す。１０ｎｍ以上の半値幅を有する広帯域なスーパー・ルミネッセント・ダイオード（以下「ＳＬＤ」という。）光源３１からの光が、アイソレータ３２を介してＦＢＧ３３に入射され、ＦＢＧ３３からの透過光が光スペクトルを測定する光スペクトルアナライザ３４に入射される。ここでは、光学部品は全て光ファイバによってコネクタを介して接続している。ＦＢＧ３３透過後の光スペクトルをＳＬＤ光源３１自体の光スペクトルによって規格化することで、ＦＢＧ３３の透過スペクトル又は反射スペクトルを求めることが出来る。
【０００９】
図４に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅６０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す。横軸は反射ピークとなる波長をゼロとした離調、縦軸は透過率を示す。ここで用いた光スペクトルアナライザ３４は、波長分解能が５０ｐｍ（０．０５ｎｍ）のものである。離調０ｐｍで透過率が７３．３％であることから分かるように、反射ピーク波長９７５．４０ｎｍにおいて半値全幅（図示した曲線と、当該曲線における最大変化量の半値を表す赤線との交点間の幅）６４ｐｍ、反射率２６．７％であり、ほぼ設計通りの特性が得られていることが確認できる。
【００１０】
次に、図５に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅２０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧ（以下、この特定のＦＢＧを「ＦＢＧ−Ａ」という。）を図３の光学特性測定装置により評価した結果を示す。光スペクトルアナライザ３４の波長分解能として性能上限である１０ｐｍのものを用いたところ、反射ピーク波長９７５．６１ｎｍにおいて半値幅２０ｐｍであるが反射率３３％という結果となり、設計値から大きくずれていることが分かった。
【００１１】
さらに、図６に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅１０ｐｍ、反射率５％と設計されたＦＢＧ（以下、この特定のＦＢＧを「ＦＢＧ−Ｂ」という。）を図３の光学特性測定装置により測定した結果を示す。光スペクトルアナライザ３４の波長分解能は１０ｐｍであり、９７６．６３ｎｍを離調ゼロとしてその近傍において測定を行った。５％の反射は光量の変動量にして０．２ｄＢであり、ＳＬＤ光源３１のスペクトル上にリップルと呼ばれる強度変動が同程度の大きさで生じているため、誤差が大きい。また、反射ピーク波長は作製のロットごとに変わるため一定でない。したがって、ＦＢＧ−Ｂによる反射ピーク波長および反射量を特定するのは難しく、反射率の決定は困難である。
【００１２】
波長変換素子における波長変換を効率良くするために、反射率が低く、かつ狭帯域な光学特性を有するＦＢＧが望ましいが、そのようなＦＢＧを作製するに当たり、反射ピーク波長、半値幅、反射率等の光学特性を正確に評価できる手法がなかったため、作製に大きなバラツキが生じていた。そのため出来上がったＦＢＧを半導体レーザと組み合わせて、その中から特性の良好なものを使用するしか術がなく、大変歩留まりが悪かった。
【００１３】
上述の説明は、ＦＢＧを例に行ったが、誘電体光フィルタ（誘電体多層膜フィルタ等）、半導体光フィルタその他の狭帯域な波長特性を有する波長フィルタについても同様である。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、波長フィルタ等の光学部品の従来よりも詳細な評価を可能とする光学特性評価方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価方法であって、前記光学部品に、光源からの出力光を入射して、前記出力光の前記光学部品透過後の光強度を第１の複数の温度のそれぞれについて測定する透過光強度測定ステップと、温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係から、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記透過光強度測定ステップの前に、前記出力光の前記光学部品反射後の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて測定する反射光強度測定ステップと、測定した反射光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記光源が、波長可変光源であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様において、前記光学部品が、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第５の態様は、光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価装置であって、光源と、前記光源からの出力光が入射される前記光学部品を取り付けるための温度調節器と、前記温度調節器の設定温度を制御する温度制御器と、前記温度調節器に取り付けられる前記光学部品からの透過光の光強度を、前記温度調節器が設定する第１の複数の温度のそれぞれについて測定する光検出器と、温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係として、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記光源と前記光学部品との間に挿入された光分岐回路と、前記光分岐回路に接続され、前記光学部品からの反射光の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて検出する光検出器と、検出した前記反射光の前記光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第７の態様は、第５又は第６の態様において、前記光源が、波長可変光源であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第８の態様は、第５から第７のいずれかの態様において、前記光学部品が、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、温度変化により光学部品の反射ピーク波長が変化する際の温度係数を用いて、当該光学部品の光学特性を評価することにより、従来よりも詳細な評価が可能となる。本発明による方法および装置によって特性が保証された狭帯域波長フィルタ等の光学部品を用いることで、狭帯域に波長安定化された半導体レーザを歩留まりよく作製でき、バイオ分野等で測定ツールとして用いられる蛍光顕微鏡の小型化や低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた可視光レーザ光源の構成を示す図である。
【図２】波長０．５５９μｍの黄緑色光を和周波発生によって得るための位相整合条件を説明するためのグラフである。
【図３】従来のＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図４】波長０．９７６μｍにおいて半値幅６０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図５】ＦＢＧ−Ａを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図６】ＦＢＧ−Ｂを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図７】第１の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図８】各温度におけるＦＢＧ反射後の光スペクトル測定結果を示す図である。
【図９】温度変化に対するＦＢＧのブラッグ波長の変化を示す図である。
【図１０】ＦＢＧ−Ａを図７の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図１１】図１０で得られた結果を１５点ごとに平均化し、その値をグラフ化した図である。
【図１２】第２の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図１３】温度調整器１２５の設定温度を１５℃から３５℃まで０．１℃刻みで変化させたときの反射光強度の測定結果を、図９の温度係数を用いて反射光スペクトルに変換した図である。
【図１４】ＦＢＧ−Ｂを図１２の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図１５】第３の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図１６】ＦＢＧ−Ａを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す図である。
【図１７】ＦＢＧ−Ｂを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。具体的な数値に言及しつつ説明するが、本発明をこれらの例に限定する意図はない。
【００２６】
（第１の実施形態）
図７に、第１の実施形態によるＦＢＧの光学特性測定装置を示す。単一波長で発振する半導体レーザ（「光源」に相当）７１からの光がアイソレータ７２を介してＦＢＧ７３に入射され、ＦＢＧ７３からの透過光の光強度を光検出器７４にて測定する。半導体レーザ７１としては、半値幅がＦＢＧ７３の半値幅（１０ｐｍ等）未満のものが好ましく、ＤＦＢレーザ等の半値幅が１ｐｍ未満のものがより好ましい。ここで、ＦＢＧ７３には温度調節器７５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器７５は、温度制御器７６によって設定温度を自由に変化することができる。
【００２７】
ＦＢＧの反射ピーク波長の温度依存性を調べるため、図７の測定系の光源７１の代わりに広帯域なＳＬＤを用い、温度制御器７６によってＦＢＧの設定温度を変化させ、光検出器７４の代わりに光スペクトルアナライザを用いた。温度調節器７５を１５℃から３５℃まで５℃刻み（「第３の複数の温度」に相当）で変化させた時のＦＢＧ７３反射後の光スペクトル測定結果を並べたものが図８である。各光スペクトルの反射ピーク波長（ブラッグ波長）の温度をグラフ化したのが図９であり、これより、温度変化に対するブラッグ波長の変化の温度係数が６．６ｐｍ/℃であることが分かる。したがって、温度調節器７５を０．１℃刻みで変化させることによりブラッグ波長を０．６６ｐｍだけ変化させることができ、この値を測定分解能としたＦＢＧ７３の光学特性の測定が可能となる。この温度係数の値は材料によって固有であり、測定波長（ここでは０．９７６μｍ）により決まるので一度測っておけばそのまま一定の値として用いることができる。
【００２８】
この手法により、中心波長９７５．６１ｎｍの単一波長で発振する半導体レーザ７１を用い、波長０．９７６μｍにおいて半値幅２０ｐｍ、反射率２５％と設計された前述のＦＢＧ−Ａを評価した。温度調節器７５の設定を１５℃から３５℃まで０．１℃刻み（「第１の複数の温度」に相当）で変化させて得られた波長特性を図１０に示す。各温度において光検出器７４により検出される光強度を、図９の温度係数を用いて各離調における光強度に換算する。「離調」とは、反射ピーク波長をゼロとしてそこからの波長ずれをいう。反射ピーク波長近傍を除いた周辺波長ではＦＢＧ７３の影響がないため、周辺波長の光強度を近似的に平均化して、当該平均値によって測定範囲の光強度を規格化することにより、光強度を透過率に換算できる。図１０では、透過率が最小になる波長を反射ピーク波長として横軸の原点に取っている。
【００２９】
半値幅１８．０ｐｍ、反射率４５．９％であることが分かり、波長分解能１０ｐｍの光スペクトルアナライザで得られた図５の測定値以上に、設計値である半値幅２０ｐｍ、反射率２５％から大きくずれている。この原因は、図５では波長分解能１０ｐｍの間隔におけるデータが１点で表され、その範囲の値を平均化するためである。実際に図１０で得られた結果を１５点ごとに平均化し、その値をグラフ化したものが図１１である。１５点をどう選ぶかによって値は若干変わってくるが、図１１はその中で反射率が最も小さくなる選び方をした例である。実線は、プロットに対してスムージングを行なった曲線であり、この結果は図５の結果とよく一致している。すなわち、光スペクトルアナライザの最高波長分解能と同程度の波長特性を詳細に測定するには、波長分解能を１桁以上小さくできる本手法が非常に有効である。
【００３０】
なお、図７には図示していないが、図１０の光学特性の算出は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ等の光学特性算出手段により行うことができる。図９の温度係数は、当該光学特性算出手段に予め記憶しておくことができる。
【００３１】
また、上述の説明では、ＦＢＧのブラッグ波長に言及して説明したが、ＦＢＧ以外の波長フィルタの場合には、その反射ピーク波長がＦＢＧのブラッグ波長に相当する。
【００３２】
また、本発明において温度係数を反射ピーク波長の温度変化を測定した値を用いたが、温度係数の値は波長フィルタ等の光学部品を構成する材料によって固有である。既知のデータまたはそれらデータを用いた換算によって使用波長における温度係数が分かれば、図８のような測定を行うことなく、その値を用いてもよい。
【００３３】
（第２の実施形態）
図１２に、第２の実施形態によるＦＢＧの光学特性測定装置を示す。単一波長で発振する半導体レーザ１２１からの光がアイソレータ１２２を介して光カプラ１２７に接続されている。光カプラ１２７の透過ポートはＦＢＧ１２３に入射され、ＦＢＧ１２３からの透過光の光強度が光検出器１２４にて測定される。ここで、ＦＢＧ１２３には温度調節器１２５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器１２５は温度制御器１２６によって設定温度を自由に変化することができる。さらに、ＦＢＧ１２３からの反射光は、光カプラ１２７の反射ポートを通って光検出器１２８にてその光強度が測定できる。
【００３４】
この手法により中心波長９７６．６３ｎｍの単一波長で発振する半導体レーザ１２１を用い、半値幅１０ｐｍ、反射率５％と設計されたＦＢＧ−Ｂを評価した。ＦＢＧ−Ｂの反射量が小さいため、まず反射ピーク波長が半導体レーザ１２１の波長と同じになる温度を見つけることが重要となる。図１３は、温度調整器１２５の設定温度を１５℃から３５℃まで０．１℃刻み（「第２の複数の温度」に相当）で変化させたときの反射光強度の測定結果を、図９の温度係数を用いて反射光スペクトルに変換した図である。このグラフも反射ピーク波長をゼロとしてそこからの波長ずれを離調として示している。離調がゼロとなる温度を含むように温度の掃引範囲を決め、透過光スペクトルを測定した結果が図１４である。半値幅１１．６ｐｍ、反射率４．６％であることが測定できた。すなわち、本手法により、測定の難しい狭帯域で低反射率なＦＢＧの波長特性を測定できる。たとえば、半導体レーザ１２１の電流や温度を調整して、反射ピーク波長が２５℃近傍で半導体レーザ１２１の波長と同じになるように設定し、温度調節器１２５の温度掃引範囲を０．１℃刻みで変化する１５℃から３５℃までの範囲とすればよい。
【００３５】
なお、図１３の反射特性から、ＦＢＧ−Ｂのブラッグ波長が半導体レーザ１２１の出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように温度の掃引範囲を決定する処理は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ等の温度掃引範囲決定手段により行うことができる。
【００３６】
また、図１３では、横軸を離調としているが、ＦＢＧ−Ｂの反射ピーク波長が半導体レーザ１２１の出力光の波長となる温度を特定するためには、図９の温度係数を用いた温度から離調への変換は必ずしも必要ではない。
【００３７】
（第３の実施形態）
第１の実施形態の図７における単一波長で発振する半導体レーザ７１の代わりに、波長可変光源１５１を用いたものが、図１５に示す第３の実施形態に係る光学特性測定装置である。結果としては第１の実施形態と同様であるが、ＦＢＧ７３の反射ピーク波長に合うような半導体レーザ７１を選ぶ必要がなくなるため、測定時間の短縮を図ることができる。第２の実施形態の図１２における単一波長で発振する半導体レーザ１２１の代わりに波長可変光源を用いた場合も同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００３８】
（第４の実施形態）
図１６に、ＦＢＧ−Ａを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す。（ａ）が電流―光出力特性（以下「Ｉ−Ｌ特性」という。）、（ｂ）が電流―発振ピーク波長特性（以下「Ｉ−λｐ特性」という。）の図である。半導体レーザは端面反射率を０．１％以下に抑え、半導体レーザ・ＦＢＧ間の距離は２ｍにしてある。ＦＢＧ−Ａは反射率が高いために、Ｉ−Ｌ特性が電流とともに単調増加せず何箇所かで光出力が跳ぶ（減少する）キンクと呼ばれる現象が見られている。それに伴い、Ｉ−λｐ特性も周期的な変動を示した。この時、微分効率と呼ばれるＩ−Ｌ特性の傾き（光出力を電流で微分したもの）を図中に併記しているが、キンクの生じる電流で大きく変動している。このような大きなキンクが生じる半導体レーザを波長変換用の励起用レーザとして使用すると、波長変換光の強度を一定に保つＡＰＣ動作を行なうには不都合である。
【００３９】
一方、所望の特性が得られていたＦＢＧ−Ｂを上記の半導体レーザに接続した場合の測定結果を図１７に示す。図１６と同様に、（ａ）がＩ−Ｌ特性、（ｂ）がＩ−λｐ特性の図である。ＦＢＧ−Ｂは反射率が低めに抑えられているため、Ｉ−Ｌ特性で何箇所かキンクは見られるがその跳び量は十分小さく抑えられており、電流とともにほぼ単調増加する好ましい特性が得られた。この場合、微分効率にも大きな変動は表れず緩やかな変化である。またＩ−λｐ特性を見ると、発振ピーク波長は電流によって変動せず安定な特性であることがわかった。このような特性を持つ半導体レーザは、波長変換光をＡＰＣ動作させて使用することができる。このように本発明の測定方法および装置を用いてＦＢＧ―Ｂのタイプを作製および選別することにより、狭帯域に波長安定化された半導体レーザを歩留まりよく作製することができる。
【００４０】
なお、本明細書においては温度調節器を０．１℃刻みで変化させているが、温度調節器を０．１℃よりも小さな刻みで行なう機器を利用すれば、その測定分解能をさらに良くすることができることは言うまでもない。
【００４１】
また、本発明で用いる波長可変光源が絶対波長により校正されていれば、その波長を用いてＦＢＧの反射ピーク波長の絶対値が定まることは言うまでもない。
【００４２】
また、本発明が波長に関しては任意に使用可能であり、光学部品の接続がレンズ等を介して空間的に行なわれている場合も同様であることは言うまでもない。
【００４３】
また、本明細書ではＦＢＧを取り上げて説明を行なったが、誘電体多層膜や半導体、違う材料によるファイバなどによって作製された狭帯域な波長特性を持つ光学部品の特性評価に対しても本発明が有効であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
７１、１２１ 半導体レーザ（「光源」に相当）
７２、１２２ アイソレータ
７３、１２３ ＦＢＧ（「光学部品」に相当）
７４、１２４ 光検出器
７５、１２５ 温度調節器
７６、１２６ 温度制御器
１２７ 光カプラ
１２８ 光検出器
１５１ 波長可変光源（「光源」に相当）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品の光学特性評価方法および装置に関し、より詳細には、狭帯域な波長特性を有する波長フィルタ等の光学部品の詳細な評価を可能とする光学特性評価方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長変換素子として、非線形光学結晶中で生じる第二高調波発生、和周波発生や差周波発生といった疑似位相整合を用いて信号光の波長を別の波長に変換するものが知られている（特許文献１参照）。図１に、このような従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた可視光レーザ光源の構成を示す。可視光レーザ光源１００は、波長λAの励起光Ａを出力する半導体レーザ１１と、波長λBの信号光Ｂを出力する半導体レーザ１２と、励起光Ａと信号光Ｂとを合波して出力する光カプラ１４と、合波された励起光Ａ及び信号光Ｂが入力され、波長λCの変換光Ｃを出力する非線形光学結晶で構成された波長変換素子１５とを備える。半導体レーザ１１、１２には、それぞれ駆動回路１６、１８及び温度制御回路１７、１９が接続されている。さらに、半導体レーザ１１と光カプラ１４との間には、ファイバ・ブラッグ・グレーティング（以下「ＦＢＧ」という。）１３が挿入されている。例えば、励起光Ａを波長λA＝０．９８μｍとし、波長λB＝１．３０７μｍの信号光Ｂを入力した場合は、変換光Ｃとして波長λC＝０．５５９μｍの可視光を和周波発生によって得ることができる。このように、信号光Ｂを出力する半導体レーザ１２に、励起光Ａを出力する半導体レーザ１１及び波長変換素子１５を組み合わせて可視光レーザ光源とすることにより、蛍光顕微鏡等に用いることができる。
【０００３】
励起光Ａの光源として用いる半導体レーザ１１は、ＤＢＲレーザ、ＤＦＢレーザ等の単一モード発振しているものであることが望ましい。中心波長０．９８μｍの半導体レーザとして、１００ｍＷを超えるような高出力のＤＢＲレーザ又はＤＦＢレーザを安価に入手することができないので、狭帯域な波長特性を有する波長フィルタとして機能するＦＢＧ１３を用いて波長安定化する。
【０００４】
波長変換素子１５の位相整合帯域幅が狭いので、ＦＢＧ１３による波長安定化は、波長変換素子１５における波長変換を効率良くするための必須の要件である。図２に、波長０．５５９μｍの黄緑色光を和周波発生によって得るための位相整合条件を説明するためのグラフを示す。このグラフは、中心波長０．９８μｍの半導体レーザ１１の発振波長をスキャンしたものであり、横軸に最大出力となるピーク波長をゼロとした離調（ｄｅｔｕｎｉｎｇ）、縦軸に出力（ｐｏｗｅｒ）を示している。図２によると、疑似位相整合の帯域幅は０．２ｎｍ程度であることが分かる。したがって、中心波長０．９８μｍの半導体レーザの発振波長は、約０．２ｎｍのスペクトル幅内に安定化されている必要がある。
【０００５】
ＦＢＧ１３は、ファイバ中に回折格子が描き込まれたものであり、その作製は、紫外線の干渉縞を光ファイバに照射して、紫外線誘起屈折率変化により周期的な屈折率変化を光ファイバ中に形成することで行うことができる。ＦＢＧ１３はファイバと同材料であることから、ファイバと整合性が良い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４０２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
変換光Ｃとして得られる波長０．５５９μｍの出力が大きいことが望まれるため、ＦＢＧ１３を用いて波長安定化された半導体レーザ１１が高出力であることが必要である。そのため、ＦＢＧ１３としては、透過率が高く、かつ狭帯域な光学特性が望まれる。換言すれば、反射率が低く、かつ狭帯域な光学特性が必要である。
【０００８】
この条件は、反射光を用いて反射率の波長依存性を測定した場合、光量が少ないため測定が困難である。また、透過光を利用して波長依存性を測定した場合、反射が生じる波長での透過光強度とそれ以外の波長での透過光強度を比較すると差分が小さく正確に測定することが困難である。図３に、従来のＦＢＧの光学特性評価装置を示す。１０ｎｍ以上の半値幅を有する広帯域なスーパー・ルミネッセント・ダイオード（以下「ＳＬＤ」という。）光源３１からの光が、アイソレータ３２を介してＦＢＧ３３に入射され、ＦＢＧ３３からの透過光が光スペクトルを測定する光スペクトルアナライザ３４に入射される。ここでは、光学部品は全て光ファイバによってコネクタを介して接続している。ＦＢＧ３３透過後の光スペクトルをＳＬＤ光源３１自体の光スペクトルによって規格化することで、ＦＢＧ３３の透過スペクトル又は反射スペクトルを求めることが出来る。
【０００９】
図４に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅６０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す。横軸は反射ピークとなる波長をゼロとした離調、縦軸は透過率を示す。ここで用いた光スペクトルアナライザ３４は、波長分解能が５０ｐｍ（０．０５ｎｍ）のものである。離調０ｐｍで透過率が７３．３％であることから分かるように、反射ピーク波長９７５．４０ｎｍにおいて半値全幅（図示した曲線と、当該曲線における最大変化量の半値を表す赤線との交点間の幅）６４ｐｍ、反射率２６．７％であり、ほぼ設計通りの特性が得られていることが確認できる。
【００１０】
次に、図５に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅２０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧ（以下、この特定のＦＢＧを「ＦＢＧ−Ａ」という。）を図３の光学特性測定装置により評価した結果を示す。光スペクトルアナライザ３４の波長分解能として性能上限である１０ｐｍのものを用いたところ、反射ピーク波長９７５．６１ｎｍにおいて半値幅２０ｐｍであるが反射率３３％という結果となり、設計値から大きくずれていることが分かった。
【００１１】
さらに、図６に、波長０．９７６μｍにおいて半値幅１０ｐｍ、反射率５％と設計されたＦＢＧ（以下、この特定のＦＢＧを「ＦＢＧ−Ｂ」という。）を図３の光学特性測定装置により測定した結果を示す。光スペクトルアナライザ３４の波長分解能は１０ｐｍであり、９７６．６３ｎｍを離調ゼロとしてその近傍において測定を行った。５％の反射は光量の変動量にして０．２ｄＢであり、ＳＬＤ光源３１のスペクトル上にリップルと呼ばれる強度変動が同程度の大きさで生じているため、誤差が大きい。また、反射ピーク波長は作製のロットごとに変わるため一定でない。したがって、ＦＢＧ−Ｂによる反射ピーク波長および反射量を特定するのは難しく、反射率の決定は困難である。
【００１２】
波長変換素子における波長変換を効率良くするために、反射率が低く、かつ狭帯域な光学特性を有するＦＢＧが望ましいが、そのようなＦＢＧを作製するに当たり、反射ピーク波長、半値幅、反射率等の光学特性を正確に評価できる手法がなかったため、作製に大きなバラツキが生じていた。そのため出来上がったＦＢＧを半導体レーザと組み合わせて、その中から特性の良好なものを使用するしか術がなく、大変歩留まりが悪かった。
【００１３】
上述の説明は、ＦＢＧを例に行ったが、誘電体光フィルタ（誘電体多層膜フィルタ等）、半導体光フィルタその他の狭帯域な波長特性を有する波長フィルタについても同様である。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、波長フィルタ等の光学部品の従来よりも詳細な評価を可能とする光学特性評価方法および装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
このような目的を達成するために、本発明の第１の態様は、光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価方法であって、前記光学部品に、光源からの出力光を入射して、前記出力光の前記光学部品透過後の光強度を第１の複数の温度のそれぞれについて測定する透過光強度測定ステップと、温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係から、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記透過光強度測定ステップの前に、前記出力光の前記光学部品反射後の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて測定する反射光強度測定ステップと、測定した反射光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定ステップとを含むことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様において、前記光源が、波長可変光源であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様において、前記光学部品が、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の第５の態様は、光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価装置であって、光源と、前記光源からの出力光が入射される前記光学部品を取り付けるための温度調節器と、前記温度調節器の設定温度を制御する温度制御器と、前記温度調節器に取り付けられる前記光学部品からの透過光の光強度を、前記温度調節器が設定する第１の複数の温度のそれぞれについて測定する光検出器と、温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係として、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の第６の態様は、第５の態様において、前記光源と前記光学部品との間に挿入された光分岐回路と、前記光分岐回路に接続され、前記光学部品からの反射光の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて検出する光検出器と、検出した前記反射光の前記光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定手段とをさらに備えることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の第７の態様は、第５又は第６の態様において、前記光源が、波長可変光源であることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の第８の態様は、第５から第７のいずれかの態様において、前記光学部品が、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、温度変化により光学部品の反射ピーク波長が変化する際の温度係数を用いて、当該光学部品の光学特性を評価することにより、従来よりも詳細な評価が可能となる。本発明による方法および装置によって特性が保証された狭帯域波長フィルタ等の光学部品を用いることで、狭帯域に波長安定化された半導体レーザを歩留まりよく作製でき、バイオ分野等で測定ツールとして用いられる蛍光顕微鏡の小型化や低価格化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来の擬似位相整合型の波長変換素子を用いた可視光レーザ光源の構成を示す図である。
【図２】波長０．５５９μｍの黄緑色光を和周波発生によって得るための位相整合条件を説明するためのグラフである。
【図３】従来のＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図４】波長０．９７６μｍにおいて半値幅６０ｐｍ、反射率２５％と設計されたＦＢＧを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図５】ＦＢＧ−Ａを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図６】ＦＢＧ−Ｂを図３の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図７】第１の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図８】各温度におけるＦＢＧ反射後の光スペクトル測定結果を示す図である。
【図９】温度変化に対するＦＢＧのブラッグ波長の変化を示す図である。
【図１０】ＦＢＧ−Ａを図７の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図１１】図１０で得られた結果を１５点ごとに平均化し、その値をグラフ化した図である。
【図１２】第２の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図１３】温度調整器１２５の設定温度を１５℃から３５℃まで０．１℃刻みで変化させたときの反射光強度の測定結果を、図９の温度係数を用いて反射光スペクトルに変換した図である。
【図１４】ＦＢＧ−Ｂを図１２の光学特性評価装置により評価した結果を示す図である。
【図１５】第３の実施形態によるＦＢＧの光学特性評価装置を示す図である。
【図１６】ＦＢＧ−Ａを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す図である。
【図１７】ＦＢＧ−Ｂを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。具体的な数値に言及しつつ説明するが、本発明をこれらの例に限定する意図はない。
【００２６】
（第１の実施形態）
図７に、第１の実施形態によるＦＢＧの光学特性測定装置を示す。単一波長で発振する半導体レーザ（「光源」に相当）７１からの光がアイソレータ７２を介してＦＢＧ７３に入射され、ＦＢＧ７３からの透過光の光強度を光検出器７４にて測定する。半導体レーザ７１としては、半値幅がＦＢＧ７３の半値幅（１０ｐｍ等）未満のものが好ましく、ＤＦＢレーザ等の半値幅が１ｐｍ未満のものがより好ましい。ここで、ＦＢＧ７３には温度調節器７５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器７５は、温度制御器７６によって設定温度を自由に変化することができる。
【００２７】
ＦＢＧの反射ピーク波長の温度依存性を調べるため、図７の測定系の光源７１の代わりに広帯域なＳＬＤを用い、温度制御器７６によってＦＢＧの設定温度を変化させ、光検出器７４の代わりに光スペクトルアナライザを用いた。温度調節器７５を１５℃から３５℃まで５℃刻み（「第３の複数の温度」に相当）で変化させた時のＦＢＧ７３反射後の光スペクトル測定結果を並べたものが図８である。各光スペクトルの反射ピーク波長（ブラッグ波長）の温度をグラフ化したのが図９であり、これより、温度変化に対するブラッグ波長の変化の温度係数が６．６ｐｍ/℃であることが分かる。したがって、温度調節器７５を０．１℃刻みで変化させることによりブラッグ波長を０．６６ｐｍだけ変化させることができ、この値を測定分解能としたＦＢＧ７３の光学特性の測定が可能となる。この温度係数の値は材料によって固有であり、測定波長（ここでは０．９７６μｍ）により決まるので一度測っておけばそのまま一定の値として用いることができる。
【００２８】
この手法により、中心波長９７５．６１ｎｍの単一波長で発振する半導体レーザ７１を用い、波長０．９７６μｍにおいて半値幅２０ｐｍ、反射率２５％と設計された前述のＦＢＧ−Ａを評価した。温度調節器７５の設定を１５℃から３５℃まで０．１℃刻み（「第１の複数の温度」に相当）で変化させて得られた波長特性を図１０に示す。各温度において光検出器７４により検出される光強度を、図９の温度係数を用いて各離調における光強度に換算する。「離調」とは、反射ピーク波長をゼロとしてそこからの波長ずれをいう。反射ピーク波長近傍を除いた周辺波長ではＦＢＧ７３の影響がないため、周辺波長の光強度を近似的に平均化して、当該平均値によって測定範囲の光強度を規格化することにより、光強度を透過率に換算できる。図１０では、透過率が最小になる波長を反射ピーク波長として横軸の原点に取っている。
【００２９】
半値幅１８．０ｐｍ、反射率４５．９％であることが分かり、波長分解能１０ｐｍの光スペクトルアナライザで得られた図５の測定値以上に、設計値である半値幅２０ｐｍ、反射率２５％から大きくずれている。この原因は、図５では波長分解能１０ｐｍの間隔におけるデータが１点で表され、その範囲の値を平均化するためである。実際に図１０で得られた結果を１５点ごとに平均化し、その値をグラフ化したものが図１１である。１５点をどう選ぶかによって値は若干変わってくるが、図１１はその中で反射率が最も小さくなる選び方をした例である。実線は、プロットに対してスムージングを行なった曲線であり、この結果は図５の結果とよく一致している。すなわち、光スペクトルアナライザの最高波長分解能と同程度の波長特性を詳細に測定するには、波長分解能を１桁以上小さくできる本手法が非常に有効である。
【００３０】
なお、図７には図示していないが、図１０の光学特性の算出は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ等の光学特性算出手段により行うことができる。図９の温度係数は、当該光学特性算出手段に予め記憶しておくことができる。
【００３１】
また、上述の説明では、ＦＢＧのブラッグ波長に言及して説明したが、ＦＢＧ以外の波長フィルタの場合には、その反射ピーク波長がＦＢＧのブラッグ波長に相当する。
【００３２】
また、本発明において温度係数を反射ピーク波長の温度変化を測定した値を用いたが、温度係数の値は波長フィルタ等の光学部品を構成する材料によって固有である。既知のデータまたはそれらデータを用いた換算によって使用波長における温度係数が分かれば、図８のような測定を行うことなく、その値を用いてもよい。
【００３３】
（第２の実施形態）
図１２に、第２の実施形態によるＦＢＧの光学特性測定装置を示す。単一波長で発振する半導体レーザ１２１からの光がアイソレータ１２２を介して光カプラ１２７に接続されている。光カプラ１２７の透過ポートはＦＢＧ１２３に入射され、ＦＢＧ１２３からの透過光の光強度が光検出器１２４にて測定される。ここで、ＦＢＧ１２３には温度調節器１２５が取り付けられ、温度を一定に保持することができる。また、温度調節器１２５は温度制御器１２６によって設定温度を自由に変化することができる。さらに、ＦＢＧ１２３からの反射光は、光カプラ１２７の反射ポートを通って光検出器１２８にてその光強度が測定できる。
【００３４】
この手法により中心波長９７６．６３ｎｍの単一波長で発振する半導体レーザ１２１を用い、半値幅１０ｐｍ、反射率５％と設計されたＦＢＧ−Ｂを評価した。ＦＢＧ−Ｂの反射量が小さいため、まず反射ピーク波長が半導体レーザ１２１の波長と同じになる温度を見つけることが重要となる。図１３は、温度調整器１２５の設定温度を１５℃から３５℃まで０．１℃刻み（「第２の複数の温度」に相当）で変化させたときの反射光強度の測定結果を、図９の温度係数を用いて反射光スペクトルに変換した図である。このグラフも反射ピーク波長をゼロとしてそこからの波長ずれを離調として示している。離調がゼロとなる温度を含むように温度の掃引範囲を決め、透過光スペクトルを測定した結果が図１４である。半値幅１１．６ｐｍ、反射率４．６％であることが測定できた。すなわち、本手法により、測定の難しい狭帯域で低反射率なＦＢＧの波長特性を測定できる。たとえば、半導体レーザ１２１の電流や温度を調整して、反射ピーク波長が２５℃近傍で半導体レーザ１２１の波長と同じになるように設定し、温度調節器１２５の温度掃引範囲を０．１℃刻みで変化する１５℃から３５℃までの範囲とすればよい。
【００３５】
なお、図１３の反射特性から、ＦＢＧ−Ｂのブラッグ波長が半導体レーザ１２１の出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように温度の掃引範囲を決定する処理は、ＣＰＵ及びメモリを有するコンピュータ等の温度掃引範囲決定手段により行うことができる。
【００３６】
また、図１３では、横軸を離調としているが、ＦＢＧ−Ｂの反射ピーク波長が半導体レーザ１２１の出力光の波長となる温度を特定するためには、図９の温度係数を用いた温度から離調への変換は必ずしも必要ではない。
【００３７】
（第３の実施形態）
第１の実施形態の図７における単一波長で発振する半導体レーザ７１の代わりに、波長可変光源１５１を用いたものが、図１５に示す第３の実施形態に係る光学特性測定装置である。結果としては第１の実施形態と同様であるが、ＦＢＧ７３の反射ピーク波長に合うような半導体レーザ７１を選ぶ必要がなくなるため、測定時間の短縮を図ることができる。第２の実施形態の図１２における単一波長で発振する半導体レーザ１２１の代わりに波長可変光源を用いた場合も同様の効果が得られるのは言うまでもない。
【００３８】
（第４の実施形態）
図１６に、ＦＢＧ−Ａを９８０ｎｍ帯で発振する半導体レーザに接続した場合の測定結果を示す。（ａ）が電流―光出力特性（以下「Ｉ−Ｌ特性」という。）、（ｂ）が電流―発振ピーク波長特性（以下「Ｉ−λｐ特性」という。）の図である。半導体レーザは端面反射率を０．１％以下に抑え、半導体レーザ・ＦＢＧ間の距離は２ｍにしてある。ＦＢＧ−Ａは反射率が高いために、Ｉ−Ｌ特性が電流とともに単調増加せず何箇所かで光出力が跳ぶ（減少する）キンクと呼ばれる現象が見られている。それに伴い、Ｉ−λｐ特性も周期的な変動を示した。この時、微分効率と呼ばれるＩ−Ｌ特性の傾き（光出力を電流で微分したもの）を図中に併記しているが、キンクの生じる電流で大きく変動している。このような大きなキンクが生じる半導体レーザを波長変換用の励起用レーザとして使用すると、波長変換光の強度を一定に保つＡＰＣ動作を行なうには不都合である。
【００３９】
一方、所望の特性が得られていたＦＢＧ−Ｂを上記の半導体レーザに接続した場合の測定結果を図１７に示す。図１６と同様に、（ａ）がＩ−Ｌ特性、（ｂ）がＩ−λｐ特性の図である。ＦＢＧ−Ｂは反射率が低めに抑えられているため、Ｉ−Ｌ特性で何箇所かキンクは見られるがその跳び量は十分小さく抑えられており、電流とともにほぼ単調増加する好ましい特性が得られた。この場合、微分効率にも大きな変動は表れず緩やかな変化である。またＩ−λｐ特性を見ると、発振ピーク波長は電流によって変動せず安定な特性であることがわかった。このような特性を持つ半導体レーザは、波長変換光をＡＰＣ動作させて使用することができる。このように本発明の測定方法および装置を用いてＦＢＧ―Ｂのタイプを作製および選別することにより、狭帯域に波長安定化された半導体レーザを歩留まりよく作製することができる。
【００４０】
なお、本明細書においては温度調節器を０．１℃刻みで変化させているが、温度調節器を０．１℃よりも小さな刻みで行なう機器を利用すれば、その測定分解能をさらに良くすることができることは言うまでもない。
【００４１】
また、本発明で用いる波長可変光源が絶対波長により校正されていれば、その波長を用いてＦＢＧの反射ピーク波長の絶対値が定まることは言うまでもない。
【００４２】
また、本発明が波長に関しては任意に使用可能であり、光学部品の接続がレンズ等を介して空間的に行なわれている場合も同様であることは言うまでもない。
【００４３】
また、本明細書ではＦＢＧを取り上げて説明を行なったが、誘電体多層膜や半導体、違う材料によるファイバなどによって作製された狭帯域な波長特性を持つ光学部品の特性評価に対しても本発明が有効であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４４】
７１、１２１ 半導体レーザ（「光源」に相当）
７２、１２２ アイソレータ
７３、１２３ ＦＢＧ（「光学部品」に相当）
７４、１２４ 光検出器
７５、１２５ 温度調節器
７６、１２６ 温度制御器
１２７ 光カプラ
１２８ 光検出器
１５１ 波長可変光源（「光源」に相当）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価方法であって、
前記光学部品に、光源からの出力光を入射して、前記出力光の前記光学部品透過後の光強度を第１の複数の温度のそれぞれについて測定する透過光強度測定ステップと、
温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係から、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出ステップと
を含むことを特徴とする光学特性評価方法。
【請求項２】
前記透過光強度測定ステップの前に、
前記出力光の前記光学部品反射後の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて測定する反射光強度測定ステップと、
測定した反射光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定ステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学特性評価方法。
【請求項３】
前記光源は、波長可変光源であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学特性評価方法。
【請求項４】
前記光学部品は、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学特性評価方法。
【請求項５】
光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価装置であって、
光源と、
前記光源からの出力光が入射される前記光学部品を取り付けるための温度調節器と、
前記温度調節器の設定温度を制御する温度制御器と、
前記温度調節器に取り付けられる前記光学部品からの透過光の光強度を、前記温度調節器が設定する第１の複数の温度のそれぞれについて測定する光検出器と、
温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係として、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出手段と
を備えることを特徴とする光学特性評価装置。
【請求項６】
前記光源と前記光学部品との間に挿入された光分岐回路と、
前記光分岐回路に接続され、前記光学部品からの反射光の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて検出する光検出器と、
検出した前記反射光の前記光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光学特性評価装置。
【請求項７】
前記光源は、波長可変光源であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
前記光学部品は、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光学特性評価装置。
【請求項１】
光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価方法であって、
前記光学部品に、光源からの出力光を入射して、前記出力光の前記光学部品透過後の光強度を第１の複数の温度のそれぞれについて測定する透過光強度測定ステップと、
温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係から、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出ステップと
を含むことを特徴とする光学特性評価方法。
【請求項２】
前記透過光強度測定ステップの前に、
前記出力光の前記光学部品反射後の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて測定する反射光強度測定ステップと、
測定した反射光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定ステップと
を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学特性評価方法。
【請求項３】
前記光源は、波長可変光源であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学特性評価方法。
【請求項４】
前記光学部品は、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光学特性評価方法。
【請求項５】
光学部品の光学特性を評価するための光学特性評価装置であって、
光源と、
前記光源からの出力光が入射される前記光学部品を取り付けるための温度調節器と、
前記温度調節器の設定温度を制御する温度制御器と、
前記温度調節器に取り付けられる前記光学部品からの透過光の光強度を、前記温度調節器が設定する第１の複数の温度のそれぞれについて測定する光検出器と、
温度変化に対する前記光学部品の反射ピーク波長の変化の温度係数を用いて前記第１の複数の温度を複数の離調に変換し、光強度と離調の関係として、前記光学部品の前記光学特性を算出する光学特性算出手段と
を備えることを特徴とする光学特性評価装置。
【請求項６】
前記光源と前記光学部品との間に挿入された光分岐回路と、
前記光分岐回路に接続され、前記光学部品からの反射光の光強度を第２の複数の温度のそれぞれについて検出する光検出器と、
検出した前記反射光の前記光強度から、前記光学部品の反射ピーク波長が前記光源の前記出力光の波長となる温度を特定して、当該温度を含むように前記第１の複数の温度の範囲を決定する温度掃引範囲決定手段と
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の光学特性評価装置。
【請求項７】
前記光源は、波長可変光源であることを特徴とする請求項５又は６に記載の光学特性測定装置。
【請求項８】
前記光学部品は、半値幅２０ｐｍ以下の光学特性を有する波長フィルタであることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の光学特性評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−２４７５９５（Ｐ２０１１−２４７５９５Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１７６７５（Ｐ２０１０−１１７６７５）
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２１日（２０１０．５．２１）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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