波长可变光源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及波长可变光源。
【背景技术】
[0002]一直以来，波长可变光源是作为波长多路通信(wave-length multipletelecommunicat1n)用激光来进行使用的，并且是被调整到特定波长来进行使用的。波长可变光源其高效率化、高精度化、小型化、高速化都是可能的。波长可变光源由于所谓对于简单的光谱分析器和断层图像取得装置等用途来说也能够利用的理由而不断被关注。关于像这样的波长可变光源的技术在专利文献1以及专利文献2中有所记载。
[0003]在专利文献1中记载有波长可变激光器。波长可变激光器以小型化进行制造是容易的，并且在广阔的波长可变范围内能够获得高输出。该波长可变激光器具备外部谐振器、透过型法布里-?罗干涉滤光器(Transparent Fabry-Perot interference filter)。外部谐振器是由1个激光元件以及一对反射镜构成。透过型法布里-珀罗干涉滤光器相对于外部谐振器内的光路被倾斜配置。透过型法布里-珀罗干涉滤光器是用微型机械技术进行形成的法布里-珀罗型的滤光器。透过型法布里-珀罗干涉滤光器是控制2枚薄膜反射镜之间的间隙来使透过波长变化。通过控制透过型法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长，从而波长可变激光器使出射光的振荡波长变化。
[0004]在专利文献2中记载有具有广范围波长可变带的发光装置。该发光装置具备多个表面发射激光器、控制部。多个表面发射激光器其波长带宽互不相同。控制部可变控制将对应这些波长带宽的全波长范围作为波长可变带从而从发光装置被出射的光的波长。控制部通过控制向各个表面发射激光器提供的电流量从而使从表面发射激光器被照射的光的波长变化。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利第3450180号公报
[0008]专利文献2:日本专利申请公开2009-163779号公报
【发明内容】
[0009]发明所要解决的技术问题
[0010]然而，关于上述专利文献1所记载的波长可变激光器，波长可变激光器的出射光的波长带宽是根据从激光元件出射的光的波长带宽被决定的。因此，不能够将波长可变激光器的出射光的波长带宽扩大到从激光元件出射的光的波长带宽以上。关于上述专利文献2所记载的发光装置，因为控制向表面发射激光器提供的电流量，所以表面发射激光器的动作状态并不是恒定的。因此，从发光装置出射的出射光的光特性恐怕不会是稳定的。
[0011]因此，本发明就是借鉴了以上所述技术问题而做出的不懈努力之结果，其目的在于提供一种随着出射光的光特性被稳定化而扩大出射光的波长带宽为可能的波长可变光源。
[0012]解决技术问题的手段
[0013]本发明的一个方式所涉及的波长可变光源具备:第1激光媒介物，放大具有第1波长带宽的第1光;第1全反射镜以及第1部分反射镜，构成使第1光进行光学共振的第1光共振器;第2激光媒介物，放大具有第2波长带宽的第2光;第2全反射镜以及第2部分反射镜，构成使第2光进行光学共振的第2光共振器；第1法布里-珀罗干涉滤光器(Fabry-Perotinterference filter)，具有一对第1反射镜且被配置的位置是第1光的在第1光路上的第1激光媒介物与第1部分反射镜之间的位置并且是第2光的在第2光路上的第2激光媒介物与第2部分反射镜之间的位置即第1位置并选择性地使第1光以及第2光透过以及反射;第2法布里-珀罗干涉滤光器，具有一对第2反射镜且被配置的位置是在第1光路上的第1激光媒介物与第1法布里-珀罗干涉滤光器之间的位置并且是在第2光路上的第2激光媒介物与第1法布里-珀罗干涉滤光器之间的位置即第2位置并选择性地使第1光以及第2光透过以及反射；第1驱动机构，使第1法布里-珀罗干涉滤光器的一方的第1反射镜以及第2法布里-珀罗干涉滤光器的一方的第2反射镜联动而动作;第2驱动机构，使第2法布里-珀罗干涉滤光器的另一方的第2反射镜动作。
[0014]该波长可变光源具备放大波长带宽不一致的光的第1激光媒介物以及第2激光媒介物。波长可变光源的出射光的波长带宽因为成为将从各个激光媒介物出射的光的波长带宽合并起来的波长带宽，所以能够扩大波长可变光源的出射光的波长带宽。第1驱动机构使一方的第1反射镜和一方的第2反射镜联动而动作，第2驱动机构驱动另一方的第2反射镜。根据该结构，能够使第1法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长与第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长时而相等时而不同。由第1法布里-珀罗干涉滤光器以及第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长的组合来选择性地构成使第1光进行光学共振的第1光共振器和使第2光进行光学共振的第2光共振器。为此，就能够一边将第1激光媒介物以及第2激光媒介物的动作状态保持在恒定一边切换振荡的激光媒介物。因此，波长可变光源随着出射光的光特性被稳定化而能够扩大出射光的波长带宽。
[0015]本发明的一个实施方式所涉及的波长可变光源也可以进一步具备以一对第1反射镜之间的第1间隙以及一对第2反射镜之间的第2间隙周期性地进行变化的形式控制第1驱动机构的控制部。法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长是基于构成法布里-珀罗干涉滤光器的一对反射镜之间的间隙。如果使第1间隙以及第2间隙进行变化的话则第1法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长和第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长会周期性地进行变化。因此，能够使波长可变光源的出射光的波长周期性地进行变化。
[0016]在本发明的一个方式所涉及的波长可变光源中，控制部也可以使一方的第1反射镜以及一方地第2反射镜往复动作并将往复动作的频率设定成第1驱动机构的谐振频率。根据该控制部，第1反射镜以及第2反射镜以第1驱动机构的谐振频率进行往复动作。因此，为了以规定振幅驱动第1反射镜和第2反射镜而必要的能量被抑制，因而能够以高效率而且以高频使第1反射镜和第2反射镜进行往复动作。
[0017]在本发明的一个实施方式所涉及的波长可变光源中，控制部也可以以第2反射镜的状态被切换成第2间隙与第1间隙不同的第1状态和第2间隙与第1间隙相等的第2状态的形式控制第2驱动机构。根据该控制部，则在第2间隙与第1间隙不同的第1状态下能够使第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长与第1法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长不同。另外，在第2间隙与第1间隙相等的第2状态下能够使第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长与第1法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长相等。
[0018]在本发明的一个实施方式所涉及的波长可变光源中，第1法布里-珀罗干涉滤光器、第2法布里-珀罗干涉滤光器、第1驱动机构以及第2驱动机构也可以被形成于同一个半导体基板。该结构是一种将机械结构做进半导体基板的所谓MEMS(Micro ElectroMechanical Systems)装置的结构。如果由该结构的话则第1法布里-?罗干涉滤光器、第2法布里-珀罗干涉滤光器、第1驱动机构以及第2驱动机构由半导体制造工艺而被形成于半导体基板。因此，这就能够容易地制造出被高精度定位的结构。
[0019]本发明的一个实施方式所涉及的波长可变光源也可以进一步具备被配置于在第1光路上的第1激光媒介物与第2法布里-珀罗干涉滤光器之间的位置并且使第1光准直的第1光学元件、被配置于在第2光路上的第2激光媒介物与第2法布里-珀罗干涉滤光器之间的位置并且使第2光准直的第2光学元件。根据该结构，则能够有效地利用被第1激光媒介物放大的第1光和被第2激光媒介物放大的第2光。
[0020]发明效果
[0021]根据本发明就能够提供一种随着出射光的光特性被稳定化而扩大出射光的波长带宽为可能的波长可变光源。
【附图说明】
[0022]图1是表示第1实施方式的波长可变光源基本结构的示意图。
[0023]图2是表示图1所表示的波长可变光源中的光共振器基本结构的示意图。
[0024]图3是表示图1所表示的波长可变光源中的出射光的波长带宽、第1波长带宽以及第2波长带宽的关系的示意图。
[0025]图4是图1所表示的波长可变光源中的振荡状态的图表。
[0026]图5(a)是表示图1所表示的波长可变光源中的第1振荡状态的示意图，图5(b)是表示第2振荡状态的示意图。
[0027]图6(a)是表示图1所表示的波长可变光源的被输入到第1驱动机构以及第2驱动机构的控制信号的时间变化的示意图，图6(b)是表示第1法布里-珀罗干涉滤光器以及第2法布里-珀罗干涉滤光器的透过波长的时间变化的图表。
[0028]图7(a)是表示图1所表示的波长可变光源中的第1振荡状态的示意图，图7(b)是表示第2振荡状态的示意图。
[0029]图8是第1实施方式的关于波长可变光源的具体结构的截面图。
[0030]图9是图8所表示的波长可变光源的主要部分截面图。
[0031]图10是图8所表示的波长可变光源的平面图。
[0032]图11(a)是表示图8所表示的波长可变光源的布拉格反射镜(Braggmirror)的波长特性的图表，图11(b)是表示法布里-珀罗干涉滤光器的波长特性的图表。
[0033]图12是图8所表示的波长可变光源中的第1振荡状态的示意图。
[0034]图13是图8所表示的波长可变光源中的第2振荡状态的示意图。
[0035]图14是第2实施方式的波长可变光源中的具体结构的平面图。
[0036]图15是沿着图14的A-A线的端面图。
[0037]图16是沿着图14的B-B线的端面图。
[0038]图17是表示变形例1的波长可变光源基本结构的示意图。
[0039]图18是表示变形例1的波长可变光源的具体结构中的第1振荡状态的示意图。
[0040]图19是表示变形例1的波长可变光源的具体结构中的第2振荡状态的示意图。
[0041]图20是表示变形例1的波长可变光源的具体结构中的第3振荡状态的示意图。
[0042]图21是表示变形例2的波长可变光源基本结构的示意图。
【具体实施方式】
[0043]以下是参照附图并就为了实施本发明的方式进行详细说明。在各个附图的说明过程中将互相相同的符号标注于相同或者相当部分，并省略重复的说明。
[0044][第1实施方式]
[0045]〈波长可变光源的基本结构〉
[0046]就波长可变光源的基本结构作如下说明。如图1所示，波长可变光源1A为激光振荡型的波长可变激光光源。从波长可变光源1A出射的出射光Lout具有规定的波长带宽BL(参照图3)和规定的波长间隔△ λ。波长可变光源1A具备第1光共振器R1、第2光共振器R2、第3光共振器R3、光控制器C。
[0047]第1光共振器R1出射具有第1波长带宽Β1[Β1=λ1-1?λΙ-2:参照图3(a)]的第1光L1。第1波长带宽Β1成为出射光Lout的波长带宽BL的一部分(参照图3)。第1光共振器R1具有第1激光媒介物M1、全反射镜(第1全反射镜)K1A、半反射镜(第1部分反射镜)K2。第1光共振器R1形成第1光L1的第1光路0P1。在被半反射镜K2反射之后，在到达全反射镜K1A的第1光L1的波长为第1激光媒介物Ml的增益带宽(gain-bandwidth)内的时候第1光L1在全反射镜K1A与半反射镜K2之间进行振荡。于是，从半反射镜K2出射出射光Lout。
[0048]第1激光媒介物Ml出射以及放大具有第1波长带宽B1的第1光L1。第1激光媒介物Ml的增益带宽与第1波长带宽B1相等价。全反射镜K1A在第1光路0P1上被配置于第1激光媒介物Ml的光出射面Mia的相反侧。全反射镜K1A反射第1波长带宽B1的第1光L1。全反射镜K1A的反射率理想的是在第1波长带宽B1为100%。还有，全反射镜K1A与第1激光媒介物Ml—起被形成为一体。还有，全反射镜K1A也可以从与第1激光媒介物Ml的光出射面Mia相反侧的面分开来被配置。波长可变光源1A为了构成第1光共振器R1而具有后面所述的法布里-珀罗干涉滤光器。波长可变光源1A为了使第1光L1向第1激光媒介物Ml返回而具有被配置于第1光路0P1上的半反射镜K2。半反射镜K2在包含第1波长带宽B1的波长带宽中具有低于全反射镜K1A的反射率。
[0049]第2光共振器R2出射具有与第1光共振器R1不同的第2波长带宽Β2[λ2-1?λ2-2:参照图3 (a)]的出射光Lout。第2波长带宽B2成为出射光Lout的波长带宽BL的一部分(参照图3)。第2光共振器R2具有第2激光媒介物M2、全反射镜(第2全反射镜)K1B、半反射镜(第2部分反射镜)K2。第2光共振器R2形成第2光L2的第2光路0P2。在被半反射镜K2反射之后，在到达全反射镜Κ1Β的第2光L2的波长为第2激光媒介物M2的增益带宽内的时候第2光L2在全反射镜Κ1Β与半反射镜Κ2之间进行振荡。于是，从半反射镜Κ2出射出射光Lout。
[0050]第2激光媒介物M2出射以及放大具有第2波带宽B2的第2光L2。第2激光媒介物M2的增益带宽与第2波长带宽B2相等价。全反射镜K1B在第2光路0P2上被配置于第2激光媒介物M2的光出射面M2a的相反侧。全反射镜K1B反射第2波长带宽B2的第2光L2。
[0051]如图2所示，从全反射镜K1A到半反射镜K2的光路长PL以及从全反射镜K1B到半反射镜K2的光路长PL在波长间隔△ λ的范围内被设定为成为波长的整数倍以上的距尚。例如，在出射光Lout的波长带宽BL的中心波长Ac为Ιμπι并且波长间隔Δ λ为0.lnm的情况下，为了光的波长即使是0.9999μπι也要能够振荡而光路PL被设定为10mm以上。
[0052]就出射光Lout的波长带宽BL、第1光L1的第1波长带宽B1以及第2光L2的第2波长带宽B2的关系作如下说明。如图3所示，第1波长带宽B1与第2波长带宽B2互相不同。例如，第1波长带宽B1为短波长侧的带宽(λ?-??λ1-2)。第2波长带宽B2为长波长侧的带宽(λ2-1?λ2-2)。第1波长带宽Β1的最长波长(λ1-2)与第2波长带宽Β2的最短波长(λ2-1)相等[参照图3
(3)]。还有，第1波长带宽81的最长波长(入1-2)也可以长于第2波长带宽82的最短波长(入2_1)[参照图3(b)]。第1波长带宽Β1和第2波长带宽Β2也可以其一部分带宽进行重复。出射光Lout的波长带宽BL是将第1波长带宽Β1和第2波长带宽Β2加合在一起的带宽。该带宽(λ?-??λ2-2)是从第1波长带宽Β1的最短波长(λ?-?)到第2波长带宽Β2的最长波长(λ2-2)的带宽。
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