(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023141797
(43)【公開日】2023-10-05
(54)【発明の名称】光源装置
(51)【国際特許分類】
H01S 3/10 20060101AFI20230928BHJP
G02B 26/00 20060101ALI20230928BHJP
【ＦＩ】
H01S3/10 D
G02B26/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022048296
(22)【出願日】2022-03-24
(71)【出願人】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】蘆田 雄樹
【テーマコード（参考）】
2H141
5F172
【Ｆターム（参考）】
2H141MA22
2H141MA27
2H141MA28
2H141MB11
2H141MB17
2H141MD02
2H141MD32
2H141MD38
2H141MD40
2H141ME01
2H141ME06
2H141ME13
2H141ME23
2H141ME25
2H141MF01
2H141MG10
5F172CC04
5F172NN25
5F172NQ09
5F172NQ44
5F172NQ48
5F172NQ50
5F172ZZ04
5F172ZZ11
(57)【要約】
【課題】発する光の波長を迅速に変更することが可能な光源装置を提供する。
【解決手段】光源装置は、光増幅器、分光素子、空間位相変調素子および制御部を備える。光増幅器は、光を増幅して放出する。分光素子は、光増幅器からの光を波長に応じて分光させる。空間位相変調素子は、ベース部と分光素子で分光された光を反射する複数の格子要素とを有し、少なくとも一部の格子要素をベース部に対して相対的に変位させて分光素子で分光された光に位相変調を施して、分光素子で分光された光の波長領域のうちの一部の波長について、分光素子からの入射光路に沿って回折光を出射する。制御部は、ベース部に対する複数の格子要素の変位を制御する。空間位相変調素子から出射される回折光は、分光素子で一部の波長の光を生じさせ、該一部の波長の光は、光増幅器で増幅された後に分光素子に向けて放出される。光増幅器で複数回の増幅が行われた一部の波長の光を出力する。
【選択図】図１
【解決手段】光源装置は、光増幅器、分光素子、空間位相変調素子および制御部を備える。光増幅器は、光を増幅して放出する。分光素子は、光増幅器からの光を波長に応じて分光させる。空間位相変調素子は、ベース部と分光素子で分光された光を反射する複数の格子要素とを有し、少なくとも一部の格子要素をベース部に対して相対的に変位させて分光素子で分光された光に位相変調を施して、分光素子で分光された光の波長領域のうちの一部の波長について、分光素子からの入射光路に沿って回折光を出射する。制御部は、ベース部に対する複数の格子要素の変位を制御する。空間位相変調素子から出射される回折光は、分光素子で一部の波長の光を生じさせ、該一部の波長の光は、光増幅器で増幅された後に分光素子に向けて放出される。光増幅器で複数回の増幅が行われた一部の波長の光を出力する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を増幅して放出する光増幅器と、
前記光増幅器から放出された光を波長に応じて分光させる分光素子と、
ベース部と、前記分光素子によって分光された光を反射する複数の格子要素とを有し、該複数の格子要素のうちの少なくとも一部の格子要素を前記ベース部に対して相対的に変位させることで前記分光素子によって分光された光に位相変調を施して、前記分光素子によって分光された光の波長領域のうちの一部の波長について、前記分光素子からの入射光路に沿って前記分光素子に向けて回折光を出射する、空間位相変調素子と、
前記ベース部に対する前記複数の格子要素の変位を制御する制御部と、を備え、
前記空間位相変調素子から出射される前記回折光は、前記分光素子において前記一部の波長の光を生じさせ、該一部の波長の光は、前記光増幅器によって増幅された後に前記分光素子に向けて放出され、
前記光増幅器によって複数回の増幅が行われた前記一部の波長の光を出力する、光源装置。
前記光増幅器から放出された光を波長に応じて分光させる分光素子と、
ベース部と、前記分光素子によって分光された光を反射する複数の格子要素とを有し、該複数の格子要素のうちの少なくとも一部の格子要素を前記ベース部に対して相対的に変位させることで前記分光素子によって分光された光に位相変調を施して、前記分光素子によって分光された光の波長領域のうちの一部の波長について、前記分光素子からの入射光路に沿って前記分光素子に向けて回折光を出射する、空間位相変調素子と、
前記ベース部に対する前記複数の格子要素の変位を制御する制御部と、を備え、
前記空間位相変調素子から出射される前記回折光は、前記分光素子において前記一部の波長の光を生じさせ、該一部の波長の光は、前記光増幅器によって増幅された後に前記分光素子に向けて放出され、
前記光増幅器によって複数回の増幅が行われた前記一部の波長の光を出力する、光源装置。
【請求項2】
請求項１に記載の光源装置であって、
前記光増幅器は、半導体光アンプ、ブースター光アンプ、または半導体レーザーを含む、光源装置。
前記光増幅器は、半導体光アンプ、ブースター光アンプ、または半導体レーザーを含む、光源装置。
【請求項3】
請求項１または請求項２に記載の光源装置であって、
前記分光素子は、回折格子を含む、光源装置。
前記分光素子は、回折格子を含む、光源装置。
【請求項4】
請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記一部の波長が第１波長を含む状態から、前記一部の波長が前記第１波長とは異なる第２波長を含む状態に切り替える、光源装置。
前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記一部の波長が第１波長を含む状態から、前記一部の波長が前記第１波長とは異なる第２波長を含む状態に切り替える、光源装置。
【請求項5】
請求項１から請求項３の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
前記一部の波長は、互いに離れた異なる複数の波長、を含む、光源装置。
前記一部の波長は、互いに離れた異なる複数の波長、を含む、光源装置。
【請求項6】
請求項５に記載の光源装置であって、
前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記複数の波長が第１Ａ波長と第１Ｂ波長とを含む状態から、前記複数の波長が前記第１Ａ波長とは異なる第２Ａ波長と前記第１Ｂ波長とは異なる第２Ｂ波長とを含む状態に切り替える、光源装置。
前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記複数の波長が第１Ａ波長と第１Ｂ波長とを含む状態から、前記複数の波長が前記第１Ａ波長とは異なる第２Ａ波長と前記第１Ｂ波長とは異なる第２Ｂ波長とを含む状態に切り替える、光源装置。
【請求項7】
請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
第１導光部と、光路変更光学系と、第２導光部と、を備え、
前記第１導光部は、前記光増幅器から放出された光を前記光路変更光学系に向けて導き、
前記光路変更光学系は、前記光増幅器から放出されて前記第１導光部を経た光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記第２導光部に導き、
前記第２導光部は、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの一部の光を前記第２導光部の外部に出力する第１光出力部と、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記光増幅器に向けて導く導光部分と、を含む、光源装置。
第１導光部と、光路変更光学系と、第２導光部と、を備え、
前記第１導光部は、前記光増幅器から放出された光を前記光路変更光学系に向けて導き、
前記光路変更光学系は、前記光増幅器から放出されて前記第１導光部を経た光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記第２導光部に導き、
前記第２導光部は、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの一部の光を前記第２導光部の外部に出力する第１光出力部と、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記光増幅器に向けて導く導光部分と、を含む、光源装置。
【請求項8】
請求項１から請求項６の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
前記光増幅器の第１端面から放出された光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記光増幅器の前記第１端面に向けて導く第３導光部と、
前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの一部の光を透過させることで出力し、前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記第２端面に向けて反射する、部分反射光学系と、を備えている、光源装置。
前記光増幅器の第１端面から放出された光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記光増幅器の前記第１端面に向けて導く第３導光部と、
前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの一部の光を透過させることで出力し、前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記第２端面に向けて反射する、部分反射光学系と、を備えている、光源装置。
【請求項9】
請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
前記複数の格子要素は、複数のリボン状部分、を含み、
前記複数のリボン状部分のそれぞれは、第１方向に沿って延在している細長いリボン状の形状と、可撓性と、前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ反射部と、を有し、
前記複数のリボン状部分は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って並んでおり、
前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部は、空間を挟んで前記ベース部に対向しており、
前記複数のリボン状部分のそれぞれは、前記第１方向の両端部のそれぞれにおいて前記ベース部に連結されている連結部、を含み、
前記ベース部は、各前記反射部に対向している電極、を含み、
前記制御部は、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間の静電気力によって前記複数のリボン状部分を撓ませて、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部の前記ベース部に対する変位を制御する、光源装置。
前記複数の格子要素は、複数のリボン状部分、を含み、
前記複数のリボン状部分のそれぞれは、第１方向に沿って延在している細長いリボン状の形状と、可撓性と、前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ反射部と、を有し、
前記複数のリボン状部分は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って並んでおり、
前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部は、空間を挟んで前記ベース部に対向しており、
前記複数のリボン状部分のそれぞれは、前記第１方向の両端部のそれぞれにおいて前記ベース部に連結されている連結部、を含み、
前記ベース部は、各前記反射部に対向している電極、を含み、
前記制御部は、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間の静電気力によって前記複数のリボン状部分を撓ませて、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部の前記ベース部に対する変位を制御する、光源装置。
【請求項10】
請求項１から請求項８の何れか１つの請求項に記載の光源装置であって、
前記空間位相変調素子は、マトリックス状に並んでいる複数の反射素子、を含み、
前記複数の反射素子のそれぞれは、空間を挟んで前記ベース部と対向しており且つ前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ可動反射部と、該可動反射部の複数箇所をそれぞれ支持しており且つ前記ベース部に連結されている可撓性を有する支持部と、を含み、
前記複数の格子要素は、前記複数の反射素子のそれぞれの前記可動反射部、を含み、
前記ベース部は、各前記可動反射部に対向している電極、を含み、
前記制御部は、前記複数の反射素子のそれぞれにおいて、前記可動反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記可動反射部と前記電極との間の静電気力によって前記支持部を撓ませて、前記可動反射部の前記ベース部に対する変位を制御する、光源装置。
前記空間位相変調素子は、マトリックス状に並んでいる複数の反射素子、を含み、
前記複数の反射素子のそれぞれは、空間を挟んで前記ベース部と対向しており且つ前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ可動反射部と、該可動反射部の複数箇所をそれぞれ支持しており且つ前記ベース部に連結されている可撓性を有する支持部と、を含み、
前記複数の格子要素は、前記複数の反射素子のそれぞれの前記可動反射部、を含み、
前記ベース部は、各前記可動反射部に対向している電極、を含み、
前記制御部は、前記複数の反射素子のそれぞれにおいて、前記可動反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記可動反射部と前記電極との間の静電気力によって前記支持部を撓ませて、前記可動反射部の前記ベース部に対する変位を制御する、光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発する光の波長を変化させることが可能な光源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
発する光の波長を変化させることが可能なレーザー光源等の光源が光通信の分野および検査装置の分野等で利用される。
【0003】
例えば、検査装置の一例として、非侵襲で被検体の断層像に関する情報を取得することができる光干渉断層計（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）が知られている。このＯＣＴの一方式としてのスウェプトソースＯＣＴ（Swept Source OCT：ＳＳ－ＯＣＴ）では、発する光の波長を時間的に広帯域で変化させる光源を用い、各々の波長についてサンプル光と参照光とを干渉させた光の強度を取得する。このため、ＳＳ－ＯＣＴでは出力光の波長を広帯域で掃引可能な波長掃引光源（周波数掃引光源）を使用する。
【0004】
この波長掃引光源としては、例えば、光を発生させるゲイン媒体とＭＥＭＳ（Micro Electronic Mechanical Systems）の振動ミラーとを組み合わせた外部共振器型の波長掃引光源等がある（例えば、特許文献１等）。この外部共振器型の波長掃引光源では、ゲイン媒体から発せられるある程度の幅の波長を有する光を回折格子等によって波長に応じて分光させるとともに、ＭＥＭＳの振動ミラーの往復運動を利用して所望の波長の光を選択的に反射させてゲイン媒体に戻すことで光を増幅しつつ、光源から発せられる光の波長を掃引する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１７－１４８１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、ＭＥＭＳの振動ミラーを用いた外部共振器型の波長掃引光源では、例えば、光源から発せられる光の波長の掃引に要する時間は、ＭＥＭＳの振動ミラーの振動の周期に応じたものとなる。つまり、ＭＥＭＳの振動ミラーの振動の周期によって、光源から発せられる光の波長を変更する速度が律速される。
【0007】
また、ＭＥＭＳの振動ミラーを用いた外部共振器型の波長掃引光源では、例えば、ＭＥＭＳの振動ミラーの振動によって、所定の波長域における最大波長から最小波長に向けた方向もしくは最小波長から最大波長に向けた方向において、光源から発せられる光の波長を順番に変更することしかできない。
【0008】
よって、外部共振器型の波長掃引光源については、例えば、発する光の波長を迅速に変更する点で改善の余地がある。
【0009】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、発する光の波長を迅速に変更することが可能な光源装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、第１の態様に係る光源装置は、光増幅器と分光素子と空間位相変調素子と制御部とを備えている。前記光増幅器は、光を増幅して放出する。前記分光素子は、前記光増幅器から放出された光を波長に応じて分光させる。前記空間位相変調素子は、ベース部と、前記分光素子によって分光された光を反射する複数の格子要素とを有し、該複数の格子要素のうちの少なくとも一部の格子要素を前記ベース部に対して相対的に変位させることで前記分光素子によって分光された光に位相変調を施して、前記分光素子によって分光された光の波長領域のうちの一部の波長について、前記分光素子からの入射光路に沿って前記分光素子に向けて回折光を出射する。前記制御部は、前記ベース部に対する前記複数の格子要素の変位を制御する。前記空間位相変調素子から出射される前記回折光は、前記分光素子において前記一部の波長の光を生じさせ、該一部の波長の光は、前記光増幅器によって増幅された後に前記分光素子に向けて放出される。前記光増幅器によって複数回の増幅が行われた前記一部の波長の光を出力する。
【0011】
第２の態様に係る光源装置は、第１の態様に係る光源装置であって、前記光増幅器は、半導体光アンプ、ブースター光アンプ、または半導体レーザーを含む。
【0012】
第３の態様に係る光源装置は、第１または第２の態様に係る光源装置であって、前記分光素子は、回折格子を含む。
【0013】
第４の態様に係る光源装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係る光源装置であって、前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記一部の波長が第１波長を含む状態から、前記一部の波長が前記第１波長とは異なる第２波長を含む状態に切り替える。
【0014】
第５の態様に係る光源装置は、第１から第３の何れか１つの態様に係る光源装置であって、前記一部の波長は、互いに離れた異なる複数の波長、を含む。
【0015】
第６の態様に係る光源装置は、第５の態様に係る光源装置であって、前記制御部は、前記空間位相変調素子によって前記複数の格子要素の前記ベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンに変更させることで、前記複数の波長が第１Ａ波長と第１Ｂ波長とを含む状態から、前記複数の波長が前記第１Ａ波長とは異なる第２Ａ波長と前記第１Ｂ波長とは異なる第２Ｂ波長とを含む状態に切り替える。
【0016】
第７の態様に係る光源装置は、第１から第６の何れか１つの態様に係る光源装置であって、第１導光部と、光路変更光学系と、第２導光部と、を備えている。前記第１導光部は、前記光増幅器から放出された光を前記光路変更光学系に向けて導く。前記光路変更光学系は、前記光増幅器から放出されて前記第１導光部を経た光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記第２導光部に導く。前記第２導光部は、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの一部の光を前記第２導光部の外部に出力する第１光出力部と、前記光路変更光学系によって前記第２導光部に導かれた光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記光増幅器に向けて導く導光部分と、を含む。
【0017】
第８の態様に係る光源装置は、第１から第６の何れか１つの態様に係る光源装置であって、第３導光部と、部分反射光学系と、を備えている。前記第３導光部は、前記光増幅器の第１端面から放出された光を前記分光素子に向けて導くとともに、前記空間位相変調素子から出射された前記回折光に応じて前記分光素子で生じた前記一部の波長の光を前記光増幅器の前記第１端面に向けて導く。前記部分反射光学系は、前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの一部の光を透過させることで出力し、前記光増幅器の第２端面から放出された光のうちの前記一部の光を除く残余の光を前記第２端面に向けて反射する。
【0018】
第９の態様に係る光源装置は、第１から第８の何れか１つの態様に係る光源装置であって、前記複数の格子要素は、複数のリボン状部分、を含む。前記複数のリボン状部分のそれぞれは、第１方向に沿って延在している細長いリボン状の形状と、可撓性と、前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ反射部と、を有する。前記複数のリボン状部分は、前記第１方向に直交する第２方向に沿って並んでいる。前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部は、空間を挟んで前記ベース部に対向している。前記複数のリボン状部分のそれぞれは、前記第１方向の両端部のそれぞれにおいて前記ベース部に連結されている連結部、を含む。前記ベース部は、各前記反射部に対向している電極、を含む。前記制御部は、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部と前記電極との間の静電気力によって前記複数のリボン状部分を撓ませて、前記複数のリボン状部分のそれぞれの前記反射部の前記ベース部に対する変位を制御する。
【0019】
第１０の態様に係る光源装置は、第１から第８の何れか１つの態様に係る光源装置であって、前記空間位相変調素子は、マトリックス状に並んでいる複数の反射素子、を含む。前記複数の反射素子のそれぞれは、空間を挟んで前記ベース部と対向しており且つ前記ベース部とは逆側に光反射面を持つ可動反射部と、該可動反射部の複数箇所をそれぞれ支持しており且つ前記ベース部に連結されている可撓性を有する支持部と、を含む。前記複数の格子要素は、前記複数の反射素子のそれぞれの前記可動反射部、を含む。前記ベース部は、各前記可動反射部に対向している電極、を含む。前記制御部は、前記複数の反射素子のそれぞれにおいて、前記可動反射部と前記電極との間に付与する電位差を調整することで、前記可動反射部と前記電極との間の静電気力によって前記支持部を撓ませて、前記可動反射部の前記ベース部に対する変位を制御する。
【発明の効果】
【0020】
第１から第１０の何れの態様に係る光源装置によっても、例えば、複数の格子要素におけるベース部に対する変位のパターンを変更することで、分光素子によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子に戻す一部の波長の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置から出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0021】
第４の態様に係る光源装置によれば、例えば、複数の格子要素におけるベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンへ変更することで、光源装置から出力される光の波長をランダムに変更することができる。その結果、例えば、光源装置が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0022】
第５および第６の何れの態様に係る光源装置によっても、例えば、分光素子によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子に戻される光の波長が、互いに離れた異なる複数の波長を含むため、互いに離れた異なる複数の波長の光を同時に光源装置から出力させることができる。
【0023】
第６の態様に係る光源装置によれば、例えば、複数の格子要素におけるベース部に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンへ変更することで、光源装置から同時に出力される光の複数の波長をランダムに変更することができる。その結果、例えば、光源装置が同時に発する光の複数の波長が迅速に変更され得る。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の各種実施形態について説明する。これらの実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、同様な構成および機能を有する部分には同じ符号が付されており、下記説明では重複説明が省略される。また、図面においては、理解を容易にするために、必要に応じて各部の寸法および数が誇張または簡略化されて図示されている。各図においては、各要素の位置関係等を説明するために、図２から図１０、図１３から図１６および図１９から図２１には、右手系のＸＹＺ直交座標系を付している。ここでは、後述する空間位相変調素子７の回折格子面（格子面ともいう）Ｐ０に沿った方向にＸ軸およびＹ軸が延びており、格子面Ｐ０の法線に沿った方向にＺ軸が延びている。また、以下の説明では、矢印の先端が向く方を＋（プラス）方向とし、その逆方向を－（マイナス）方向とする。
【0026】
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば「一方向に」「一方向に沿って」「平行」「直交」「中心」「同心」「同軸」等）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。等しい状態であることを示す表現（例えば「同一」「等しい」「均質」等）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。形状を示す表現（例えば、「四角形状」または「円筒形状」等）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲で、例えば凹凸および面取り等を有する形状も表すものとする。１つの構成要素を「備える」「具える」「具備する」「含む」または「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。「～の上」および「～の下」とは、特に断らない限り、２つの要素が接している場合のほか、２つの要素が離れている場合も含む場合がある。「特定方向に移動させる」とは、特に断らない限りにおいて、この特定方向と平行に移動させる場合のみならず、この特定方向の成分を持つ方向に移動させることを含む場合がある。
【0027】
【0028】
光源装置１００は、光増幅器から出射される光のうちの所望の波長の光を、光増幅器の外部に設けられた構成によって選択的に光増幅器に戻すことで、所望の波長の光を増幅して出力することができる、外部共振型の光源装置の構成を有する。
【0029】
光源装置１００は、光増幅器１と、分光素子６と、空間位相変調素子７と、第１制御部１０と、を備えている。また、光源装置１００は、例えば、第２制御部２０を備えている。第１実施形態では、光源装置１００は、第１導光部２と、光路変更光学系３と、第２導光部８と、を備えている。図１の例では、光源装置１００は、光路変更光学系３と分光素子６との間に配置された、光を伝送する機能を有する光伝送部である光ファイバ４および光学レンズであるコリメータレンズ５を備えている。
【0030】
＜＜光増幅器１＞＞
光増幅器１は、光を増幅して放出する。光増幅器１は、例えば、分光素子６に向けて光を放出する。光増幅器１には、例えば、半導体レーザー（Laser Diode：ＬＤ）、半導体光アンプ（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）またはブースター光アンプ（Booster Optical Amplifier：ＢＯＡ）等の光を増幅させる光利得媒体（光ゲイン媒体ともいう）が適用される。
光増幅器１は、光を増幅して放出する。光増幅器１は、例えば、分光素子６に向けて光を放出する。光増幅器１には、例えば、半導体レーザー（Laser Diode：ＬＤ）、半導体光アンプ（Semiconductor Optical Amplifier：ＳＯＡ）またはブースター光アンプ（Booster Optical Amplifier：ＢＯＡ）等の光を増幅させる光利得媒体（光ゲイン媒体ともいう）が適用される。
【0031】
また、光増幅器１は、例えば、電圧の印加に応じて光を発生させる。光増幅器１は、例えば、第２制御部２０の制御によって印加される電圧が制御されることで駆動する。光増幅器１は、例えば、所定の波長領域に強度を有する光を発する。所定の波長領域は、例えば、５０ナノメートル（ｎｍ）から１５０ｎｍ程度の幅を有する領域に設定される。所定の波長領域に強度を有する光は、例えば、可視光線であってもよいし、不可視光線であってもよい。不可視光線には、例えば、近赤外光、紫外線または遠赤外線等が適用される。光増幅器１から発せられる光には、例えば、所定の波長領域以外の波長に強度を有する光が含まれていてもよい。図１の例では、光増幅器１の一方の端面（第１端面ともいう）Ｅ１から放出される光は、第１導光部２、光路変更光学系３、光ファイバ４およびコリメータレンズ５をこの記載の順に経て、分光素子６に照射される。
【0032】
＜＜第１導光部２＞＞
第１導光部２は、光増幅器１から放出された光を光路変更光学系３に向けて導く。第１導光部２は、例えば、光学レンズであるコリメータレンズ２１と、光伝送部である光ファイバ２２と、を有する。図１の例では、光増幅器１の第１端面Ｅ１から放出された光は、コリメータレンズ２１と光ファイバ２２とをこの記載の順に経て光路変更光学系３に入射する。
第１導光部２は、光増幅器１から放出された光を光路変更光学系３に向けて導く。第１導光部２は、例えば、光学レンズであるコリメータレンズ２１と、光伝送部である光ファイバ２２と、を有する。図１の例では、光増幅器１の第１端面Ｅ１から放出された光は、コリメータレンズ２１と光ファイバ２２とをこの記載の順に経て光路変更光学系３に入射する。
【0033】
＜＜光路変更光学系３＞＞
光路変更光学系３は、光増幅器１から放出されて第１導光部２を経た光を分光素子６に向けて導く。また、光路変更光学系３は、分光素子６からの光を第２導光部８に導く。分光素子６からの光は、例えば、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じて分光素子６で生じた光である。光路変更光学系３には、例えば、オプティカルサーキュレータまたは偏光ビームスプリッタ（Polarizing Beam Splitter：ＰＢＳ）等を用いて構成された光学系が適用される。
光路変更光学系３は、光増幅器１から放出されて第１導光部２を経た光を分光素子６に向けて導く。また、光路変更光学系３は、分光素子６からの光を第２導光部８に導く。分光素子６からの光は、例えば、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じて分光素子６で生じた光である。光路変更光学系３には、例えば、オプティカルサーキュレータまたは偏光ビームスプリッタ（Polarizing Beam Splitter：ＰＢＳ）等を用いて構成された光学系が適用される。
【0034】
図１の例では、光増幅器１から放出されて光路変更光学系３によって分光素子６に向けて導かれた光は、光ファイバ４とコリメータレンズ５とをこの記載の順に経て、分光素子６に照射される。また、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じて分光素子６で生じた光は、コリメータレンズ５と光ファイバ４とをこの記載の順に経て、光路変更光学系３に入射する。
【0035】
＜＜分光素子６＞＞
分光素子６は、光増幅器１から放出された光を波長に応じて分光させる。図１の例では、分光素子６は、光増幅器１から放出されて、第１導光部２、光路変更光学系３、光ファイバ４およびコリメータレンズ５をこの記載の順に経て、分光素子６に照射された光を、波長に応じて分光させる。分光素子６は、光増幅器１から放出された光を構成している所定の波長領域に強度を有する光を、波長に応じた角度で出射する。換言すれば、分光素子６は、光増幅器１から放出された光を構成している所定の波長領域に強度を有する光を、波長に応じて分散させる。分光素子６には、回折格子が適用される。図１の例では、分光素子６には、透過型の回折格子が適用されているが、これに限られず、分光素子６には、反射型の回折格子が適用されてもよい。また、分光素子６には、例えば、プリズム等の他の分光素子が適用されてもよい。
分光素子６は、光増幅器１から放出された光を波長に応じて分光させる。図１の例では、分光素子６は、光増幅器１から放出されて、第１導光部２、光路変更光学系３、光ファイバ４およびコリメータレンズ５をこの記載の順に経て、分光素子６に照射された光を、波長に応じて分光させる。分光素子６は、光増幅器１から放出された光を構成している所定の波長領域に強度を有する光を、波長に応じた角度で出射する。換言すれば、分光素子６は、光増幅器１から放出された光を構成している所定の波長領域に強度を有する光を、波長に応じて分散させる。分光素子６には、回折格子が適用される。図１の例では、分光素子６には、透過型の回折格子が適用されているが、これに限られず、分光素子６には、反射型の回折格子が適用されてもよい。また、分光素子６には、例えば、プリズム等の他の分光素子が適用されてもよい。
【0036】
分光素子６で分光された光は、空間位相変調素子７に照射される。このため、空間位相変調素子７には、所定の波長領域に強度を有する光について、波長に応じた角度で光が照射される。ここで、分光素子６で分光されて分光素子６から空間位相変調素子７に照射される光の光路のうちの基準となる光路を基準光路Ｌｎ０とする。基準光路Ｌｎ０としては、例えば、分光素子６で分光されて分光素子６から空間位相変調素子７に照射される光の光路のうちの中心の光路が採用される。中心の光路には、所定の波長領域に強度を有する光について、分光素子６から出射される光の角度の範囲のうちの中心の角度の光路が適用される。
【0037】
また、分光素子６は、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じた光を生じる。この光は、光路変更光学系３に向けて出射される。図１の例では、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じて分光素子６で生じた光は、コリメータレンズ５と光ファイバ４とをこの記載の順に経て、光路変更光学系３に入射する。
【0038】
＜＜空間位相変調素子７＞＞
空間位相変調素子７は、分光素子６から照射される光に対して位相変調を行う。これにより、空間位相変調素子７は、例えば、分光素子６に向けて回折光を出射することができる。空間位相変調素子７には、例えば、図２から図４で示される、光位相アレイの一種であるグレーティングライトバルブ（Grating Light Valve）が適用される。図２は、グレーティングライトバルブの構成の一例を模式的に示す平面図である。図２では、グレーティングライトバルブの構成の一部が模式的に示されている。図３および図４は、それぞれグレーティングライトバルブの構成の一例を模式的に示す断面図である。図５から図７は、それぞれグレーティングライトバルブの動作の一例を模式的に示す図である。図２から図７では、グレーティングライトバルブを構成している基板７１ｓの＋Ｚ方向側の主面（第１主面ともいう）Ｓｆ１に沿った第１方向が＋Ｙ方向であり、第１主面Ｓｆ１に沿っており且つ＋Ｙ方向に直交する第２方向が＋Ｘ方向であり、第１主面Ｓｆ１の法線に沿った第３方向が＋Ｚ方向である。
空間位相変調素子７は、分光素子６から照射される光に対して位相変調を行う。これにより、空間位相変調素子７は、例えば、分光素子６に向けて回折光を出射することができる。空間位相変調素子７には、例えば、図２から図４で示される、光位相アレイの一種であるグレーティングライトバルブ（Grating Light Valve）が適用される。図２は、グレーティングライトバルブの構成の一例を模式的に示す平面図である。図２では、グレーティングライトバルブの構成の一部が模式的に示されている。図３および図４は、それぞれグレーティングライトバルブの構成の一例を模式的に示す断面図である。図５から図７は、それぞれグレーティングライトバルブの動作の一例を模式的に示す図である。図２から図７では、グレーティングライトバルブを構成している基板７１ｓの＋Ｚ方向側の主面（第１主面ともいう）Ｓｆ１に沿った第１方向が＋Ｙ方向であり、第１主面Ｓｆ１に沿っており且つ＋Ｙ方向に直交する第２方向が＋Ｘ方向であり、第１主面Ｓｆ１の法線に沿った第３方向が＋Ｚ方向である。
【0039】
グレーティングライトバルブは、例えば、ベース部７１と、分光素子６によって分光された光を反射する複数の格子要素としての複数のリボン状の部分（リボン状部分ともリボンともいう）７２と、を有する。
【0040】
ベース部７１は、例えば、基板７１ｓと、電極（基準電極ともいう）７１ｅと、を有する。基板７１ｓには、例えば、シリコン基板等の板状の基板が適用される。基準電極７１ｅは、基板７１ｓの第１主面Ｓｆ１に沿って位置している。基準電極７１ｅには、例えば、基板７１ｓの第１主面Ｓｆ１上に形成された金属膜が適用される。
【0041】
複数のリボン７２は、基板７１ｓの第１主面Ｓｆ１上に位置している。複数のリボン７２のそれぞれには、例えば、非晶質のシリコン窒化膜等で構成された微細な構造体が適用される。複数のリボン７２は、Ｘ方向に沿って並んでいる。複数のリボン７２の本数は、例えば、２０００本から４０００本程度に設定される。より具体的には、例えば、複数のリボン７２の本数は、約３０００本程度に設定される。ここでは、複数のリボン７２は、相互に接触していない。換言すれば、複数のリボン７２のうちの隣り合う２つのリボン７２の間には、微小な隙間が存在している。
【0042】
複数のリボン７２のそれぞれは、Ｙ方向に沿って延在している細長いリボン状の形状を有する。例えば、図２で示されるように、平面視した場合に、複数のリボン７２のそれぞれは、Ｘ方向に沿った短手方向と、Ｙ方向に沿った長手方向と、を持つ矩形状の形状を有する。各リボン７２の短手方向の長さ（幅ともいう）は、例えば、２マイクロメートル（μｍ）から２５．５μｍ程度に設定され、各リボン７２の長手方向の長さは、例えば、１ミリメートル（ｍｍ）から３ｍｍ程度に設定される。
【0043】
複数のリボン７２のそれぞれは、例えば、反射部７２ｒと、連結部７２ｃと、を有する。各リボン７２において、Ｙ方向の中央に反射部７２ｒが位置し、Ｙ方向の両端に連結部７２ｃが位置している。換言すれば、各リボン７２においては、Ｙ方向において、連結部（第１の連結部ともいう）７２ｃと、反射部７２ｒと、連結部（第２の連結部ともいう）７２ｃと、がこの記載の順に位置している。
【0044】
反射部７２ｒは、ベース部７１とは逆側に光を正反射する面（光反射面ともいう）を有する。例えば、光反射面は、ＸＹ平面に平行な面である。例えば、各リボン７２の表面は、光を正反射するアルミ等の金属の薄膜によって被覆された構成を有する。これにより、例えば、各リボン７２の反射部７２ｒのベース部７１とは逆側の表面は、光反射面としての機能を有する。ここでは、例えば、反射部７２ｒが光反射面を有することで、各リボン７２の反射部７２ｒが分光素子６によって分光された光を反射することができる。換言すれば、例えば、複数の格子要素としての複数のリボン７２は、分光素子６によって分光された光を反射することができる。また、各リボン７２の表面を構成している金属の薄膜は、電極（可動電極ともいう）としての機能を有する。
【0045】
連結部７２ｃは、ベース部７１に連結されている部分である。例えば、図３で示されるように、複数のリボン７２のそれぞれは、Ｙ方向の両端部のそれぞれにおいてベース部７１に連結されている連結部７２ｃを含む。換言すれば、例えば、複数のリボン７２のそれぞれは、Ｙ方向の両端部のそれぞれにおいてベース部７１の第１主面Ｓｆ１に連結されている。
【0046】
ここで、複数のリボン７２のそれぞれの反射部７２ｒは、空間Ｓｐ１を挟んでベース部７１に対向している。そして、各リボン７２の反射部７２ｒは、空間Ｓｐ１を挟んでベース部７１の基準電極７１ｅに対向している。換言すれば、ベース部７１の基準電極７１ｅは、複数のリボン７２のそれぞれの反射部７２ｒに対向している。別の観点から言えば、例えば、複数のリボン７２のそれぞれは、基準電極７１ｅとは接触することなく基準電極７１ｅを跨ぐように、基板７１ｓ上に架設されている。
【0047】
複数のリボン７２のそれぞれは、可撓性を有する。ここでは、例えば、可動電極としての機能を有するリボン７２と、基準電極７１ｅとの間に、電位差が付与されることで、反射部７２ｒと基準電極７１ｅとの間に、反射部７２ｒを基準電極７１ｅに引き寄せる静電気力が生じる。この静電気力によってリボン７２が撓む。図３には、撓んでいない状態（基準状態ともいう）のリボン７２が描かれており、図４には、撓んだ状態のリボン７２が描かれている。図３および図４で示されるように、リボン７２は、撓むことでＺ方向において変位する。ここでは、例えば、リボン７２が撓んでいない基準状態における反射部７２ｒの位置を基準として、リボン７２が撓むことで、反射部７２ｒが－Ｚ方向において変位する。
【0048】
空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、例えば、第１制御部１０からの信号に応じた静電気力によってリボン７２を撓ませることで、該信号に応じた変位量だけリボン７２を変位させる。グレーティングライトバルブは、例えば、第１制御部１０からの信号に応じて複数のリボン７２のそれぞれに対して個別に電位を付与するためのＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）ドライバ（不図示）等を有する。
【0049】
第１実施形態では、例えば、第１制御部１０は、複数のリボン７２のそれぞれについて、反射部７２ｒと基準電極７１ｅとの間に付与する電位差を調整することで、反射部７２ｒと基準電極７１ｅとの間の静電気力によってリボン７２を撓ませて、反射部７２ｒのベース部７１に対する変位を制御することができる。
【0050】
例えば、基準電極７１ｅには、０ボルト（Ｖ）から－１２Ｖ等の固定の基準となる第１電位が付与され、複数のリボン７２のそれぞれには、第１電位以上の第２電位が付与される。第２電位は、例えば、第２電位と第１電位との差（電位差）が０Ｖから２５Ｖ等の所定の範囲内の所望の電位差となるように設定される。例えば、第２電位は可変の電位である。複数のリボン７２には、例えば、相互に異なる第２電位が付与され得る。これにより、例えば、複数のリボン７２の間で、反射部７２ｒの変位量を自在に異ならせることができる。リボン７２と基準電極７１ｅとの間に付与される電位差に応じた静電気力によってリボン７２を撓ませた後に、リボン７２と基準電極７１ｅとの間に付与される電位差が略ゼロとなると、リボン７２の弾性力によって、リボン７２は撓んでいない基準状態に戻る。このとき、反射部７２ｒの変位量がゼロに戻る。
【0051】
図５には、複数のリボン７２における複数の反射部７２ｒの変位量が等しくゼロである第１状態が例示されている。この場合には、複数の反射部７２ｒの光反射面は、格子面Ｐ０に沿って位置しており、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、鏡として機能する。基準光路Ｌｎ０は、例えば、反射部７２ｒの光反射面の法線に沿った光路となる。この場合には、基準光路Ｌｎ０は、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブの格子面Ｐ０の法線に沿った光路である。ここでは、グレーティングライトバルブの格子面Ｐ０は、ＸＹ面に沿った面である。格子面Ｐ０の法線は、Ｚ方向に沿って延びている仮想的な直線である。
【0052】
図６には、Ｘ方向において反射部７２ｒの変位量が周期的に変化しており、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブがブレーズド回折格子として機能している第２状態が例示されている。図７には、Ｘ方向において反射部７２ｒの変位量が周期的に変化しており、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブがブレーズド回折格子として機能している第３状態が例示されている。図６および図７のそれぞれには、ブレーズド回折格子における、変位の周期である格子のピッチ（格子ピッチともいう）ｄ、および格子面Ｐ０に対して鋸歯形状の傾斜面が成す角（ブレーズ角ともいう）θｂが便宜的に付されている。
【0053】
図６で示される第２状態と図７で示される第３状態との間では、格子ピッチｄおよびブレーズ角θｂが異なっている。空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、例えば、複数のリボン７２のそれぞれに付与される第２電位の制御によって複数のリボン７２の撓み量が制御されることで、格子ピッチｄおよびブレーズ角θｂが可変であるブレーズド回折格子として機能し得る。
【0054】
第１実施形態では、例えば、分光素子６は、複数の格子要素としての複数のリボン７２が並んでいる第２方向としてのＸ方向において波長に応じた異なる角度で光を出射するように配置されている。そして、分光素子６は、分光して出射した光が、複数の格子要素としての複数のリボン７２に照射されるように配置されている。例えば、分光素子６から出射される光は、複数の格子要素としての複数のリボン７２のそれぞれの第１方向としてのＹ方向の中央部に照射される。換言すれば、分光素子６から出射される光は、複数の格子要素としての複数のリボン７２を構成している複数の反射部７２ｒに照射される。ここでは、分光素子６から出射される光は、複数の格子要素としての複数のリボン７２のうちの第１方向としてのＹ方向の略中央に沿った線状もしくは帯状の領域に照射される。この場合には、複数の反射部７２ｒの光反射面に対してＸ方向において異なる波長の光が照射される。例えば、分光素子６から出射されて複数の反射部７２ｒの光反射面に照射される光においては、＋Ｘ方向に向かうにつれて光の波長が短くなる態様が考えられる。
【0055】
ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、複数の格子要素としての複数のリボン７２のうちの少なくとも一部のリボン７２をベース部７１に対して相対的に変位させることができる。そして、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６によって分光された光に位相変調を施して、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長について、分光素子６からの入射光の光路（入射光路ともいう）Ｌｉに沿って分光素子６に向けて回折光を出射することができる。これにより、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長ともいう）の光を、選択的に分光素子６に戻すことができる。
【0056】
【0057】
空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、例えば、ブレーズド回折格子として機能する場合には、入射光の照射に応じて、格子ピッチｄに応じた角度へ回折光を出射することができる。そして、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、例えば、ブレーズド回折格子として機能する場合には、いわゆるリトロー配置に設定されることで、所望の波長の光について、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と入射光の光路（入射光路）Ｌｉとが成す角度（入射角ともいう）θｉと、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と回折光の光路（出射光路）Ｌｅとが成す角度（回折角ともいう）θｅと、が同一となる。リトロー配置では、例えば、ブレーズド回折格子の鋸歯状のパターンの深さ（＝ｄ×ｔａｎθｂ）が、所望の波長の半分に近づくほど、回折効率が高まり得る。この場合、例えば、入射角θｉと回折角θｅとブレーズ角θｂとが同一となる。
【0058】
ここでは、例えば、鋸歯形状の傾斜面が、＋Ｘ方向に向かうにつれて－Ｚ方向に向かうように傾斜する場合に、ブレーズ角θｂが負の角度であり、鋸歯形状の傾斜面が、－Ｘ方向に向かうにつれて－Ｚ方向に向かうように傾斜する場合に、ブレーズ角θｂが正の角度であるように、ブレーズ角θｂの正負を定義することができる。このとき、＋Ｙ方向に平面視して、法線Ｌ０に対して入射光路Ｌｉおよび出射光路Ｌｅが鋭角を成すように反時計回りに傾いている場合に、入射角θｉおよび回折角θｅが負の角度であり、法線Ｌ０に対して入射光路Ｌｉおよび出射光路Ｌｅが鋭角を成すように時計回りに傾いている場合に、入射角θｉおよび回折角θｅが正の角度であるように、入射角θｉおよび回折角θｅの正負を定義することができる。
【0059】
例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、第１制御部１０の制御に応じて、複数の反射部７２ｒのうちの少なくとも一部の反射部７２ｒをベース部７１に対して相対的に変位させることで、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）に対するリトロー配置に設定され得る。この場合には、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、選択波長について、分光素子６からの入射光の入射光路Ｌｉに沿って、分光素子６に向けて回折光を出射することができる。換言すれば、選択波長の光について、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と入射光の光路（入射光路）Ｌｉとが成す角度（入射角）θｉと、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と回折光の光路（出射光路）Ｌｅとが成す角度（回折角）θｅと、が同一となる。これにより、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長）の光を、選択的に分光素子６に戻すことができる。そして、空間位相変調素子７から出射される選択波長の回折光は、分光素子６において該分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）の光を生じさせる。
【0060】
ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、第１制御部１０の制御に応じて、複数の反射部７２ｒのうちの少なくとも一部の反射部７２ｒをベース部７１に対して相対的に変位させることで、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第１波長λ１に対するリトロー配置に設定され得る。ここでは、例えば、図９で示されるように、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブでは、分光素子６から空間位相変調素子７に向けて照射される第１波長λ１の光路（第１入射光路ともいう）Ｌｉ１と格子面Ｐ０の法線Ｌ０とが成す角度（第１入射角ともいう）θｉ１に対応するブレーズ角（第１ブレーズ角ともいう）θｂ１が設定される。この場合には、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６からの第１波長λ１の入射光の入射光路（第１入射光路）Ｌｉ１に沿って、分光素子６に向けて第１波長λ１の回折光を出射する。換言すれば、選択波長の光について、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と第１波長λ１の入射光の光路（第１入射光路）Ｌｉ１とが成す角度（第１入射角）θｉ１と、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と第１波長λ１の回折光の光路（第１出射光路ともいう）Ｌｅ１とが成す角度（第１回折角ともいう）θｅ１と、が同一となる。これにより、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長）の光としての第１波長λ１の光を、選択的に分光素子６に戻すことができる。そして、空間位相変調素子７から出射される第１波長λ１の回折光は、分光素子６において該分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第１波長λ１の光を生じさせる。
【0061】
また、ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、第１制御部１０の制御に応じて、複数の反射部７２ｒのうちの少なくとも一部の反射部７２ｒをベース部７１に対して相対的に変位させることで、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第２波長λ２に対するリトロー配置に設定され得る。第２波長λ２は、第１波長λ１とは異なる。ここでは、例えば、図１０で示されるように、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブでは、分光素子６から空間位相変調素子７に向けて照射される第２波長λ２の光路（第２入射光路ともいう）Ｌｉ２と格子面Ｐ０の法線Ｌ０とが成す角度（第２入射角ともいう）θｉ２に対応するブレーズ角（第２ブレーズ角ともいう）θｂ２が設定される。この場合には、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６からの第２波長λ２の入射光の入射光路（第２入射光路）Ｌｉ２に沿って、分光素子６に向けて第２波長λ２の回折光を出射する。換言すれば、選択波長の光について、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と第２波長λ２の入射光の光路（第２入射光路）Ｌｉ２とが成す角度（第２入射角）θｉ２と、格子面Ｐ０の法線Ｌ０と第２波長λ２の回折光の光路（第２出射光路ともいう）Ｌｅ２とが成す角度（第２回折角ともいう）θｅ２と、が同一となる。これにより、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長）の光としての第２波長λ２の光を、選択的に分光素子６に戻すことができる。そして、空間位相変調素子７から出射される第２波長λ２の回折光は、分光素子６において該分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第２波長λ２の光を生じさせる。
【0062】
＜＜第２導光部８＞＞
第２導光部８は、例えば、第１光出力部８４と、導光部分８６と、を含む。図１の例では、第２導光部８は、光伝送部としての光ファイバ８１と、光学レンズであるコリメータレンズ８２と、光伝送部としての光ファイバ８３と、を含む。例えば、光路変更光学系３によって第２導光部８に導かれた光は、光ファイバ８１と、コリメータレンズ８２と、光ファイバ８３と、をこの記載の順に経て、第１光出力部８４に入射する。
第２導光部８は、例えば、第１光出力部８４と、導光部分８６と、を含む。図１の例では、第２導光部８は、光伝送部としての光ファイバ８１と、光学レンズであるコリメータレンズ８２と、光伝送部としての光ファイバ８３と、を含む。例えば、光路変更光学系３によって第２導光部８に導かれた光は、光ファイバ８１と、コリメータレンズ８２と、光ファイバ８３と、をこの記載の順に経て、第１光出力部８４に入射する。
【0063】
第１光出力部８４は、光路変更光学系３によって第２導光部８に導かれた光のうちの一部の光を出力光として第２導光部８の外部に出力する。第１光出力部８４には、例えば、光ファイバカプラ（カプラともいう）が適用される。例えば、カプラは、カプラに入射した光のうちの一部を光伝送部である光ファイバ８５を介して第２導光部８の外部に出力し、カプラに入射した光のうちの残余の光を導光部分８６に導く。ここでは、例えば、カプラに入射した光について、光ファイバ８５を介して第２導光部８の外部に出力される出力光の光量よりも、導光部分８６に出力される残余の光の光量の方が、数倍から数十倍となるように設定される。別の観点から言えば、例えば、カプラに入射した光について、光ファイバ８５を介して第２導光部８の外部に出力される出力光の光量と、導光部分８６に出力される残余の光の光量との比が、例えば、５～２０：９５～８０に設定される。例えば、出力光の光量と残余の光の光量との比は、１０：９０等に設定される。
【0064】
導光部分８６は、光路変更光学系３によって第２導光部８に導かれた光のうち、第１光出力部８４によって第２導光部８の外部に出力された一部の光（出力光）を除く残余の光を光増幅器１に向けて導く。これにより、例えば、光増幅器１に入射した光は、光増幅器１によって増幅された後に分光素子６に向けて放出される。換言すれば、例えば、空間位相変調素子７から出射される回折光に応じて分光素子６において生じた、所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）の光が、光増幅器１によって増幅された後に、分光素子６に向けて放出される。
【0065】
図１の例では、導光部分８６は、光伝送部としての光ファイバ８６１と、光学レンズであるコリメータレンズ８６２と、を含む。この場合には、例えば、第１光出力部８４から導光部分８６に導かれた光は、光ファイバ８６１と、コリメータレンズ８６２と、をこの記載の順に経て、光増幅器１のうちの第１端面Ｅ１とは異なる他の端面（第２端面ともいう）Ｅ２に入射する。これにより、例えば、光増幅器１の第２端面Ｅ２に入射した光は、光増幅器１によって増幅された後に分光素子６に向けて放出される。
【0066】
光源装置１００では、光増幅器１から放出される光が、分光素子６、空間位相変調素子７、分光素子６および光増幅器１をこの記載の順に経る経路（増幅経路ともいう）を複数回通り得る。これにより、例えば、所定の波長領域に強度を有する光の光増幅器１からの放射に応じて、光増幅器１によって複数回の増幅が行われた一部の波長（選択波長）の光が出力される。その結果、例えば、狭い波長域に高い強度を有する光が光源装置１００から出力され得る。
【0067】
＜＜第１制御部１０＞＞
第１制御部１０は、空間位相変調素子７の動作を制御する。具体的には、第１制御部１０は、空間位相変調素子７におけるベース部７１に対する複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）の変位を制御する。ここでは、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）におけるベース部７１に対する変位のパターンを変更することで、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻す一部の波長（選択波長）の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置１００から出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
第１制御部１０は、空間位相変調素子７の動作を制御する。具体的には、第１制御部１０は、空間位相変調素子７におけるベース部７１に対する複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）の変位を制御する。ここでは、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）におけるベース部７１に対する変位のパターンを変更することで、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻す一部の波長（選択波長）の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置１００から出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0068】
さらに、例えば、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のそれぞれが微小であり、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）の変位量が精度よく制御され得る。これにより、例えば、光源装置１００が発する光の波長が精度よく変更され得る。
【0069】
第１制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリおよび記憶部あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を備えて構成される。記憶部には、例えば、ＣＰＵ等で実行可能なプログラムを格納する不揮発性の記憶媒体等が適用される。第１制御部１０は、例えば、光源装置１００の外部の制御装置２００からの信号または情報等に応じて、空間位相変調素子７の動作を制御する。制御装置２００から第１制御部１０に入力される信号または情報は、例えば、空間位相変調素子７におけるベース部７１に対する複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）の変位のパターンを示す信号または情報を含む。
【0070】
制御装置２００には、例えば、ＣＰＵおよび記憶部等を有するパーソナルコンピュータ等の各種のコンピュータ等が適用される。制御装置２００は、例えば、光源装置１００から出力させたい所望の波長（選択波長）の光に対応するブレーズド回折格子の表面形状に応じて、空間位相変調素子７における複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを示す情報を生成する。ここで、光源装置１００から出力させたい所望の波長の光に対応するブレーズド回折格子の表面形状は、例えば、分光素子６と空間位相変調素子７との相対的な位置および姿勢の関係ならびに分光素子６における分光特性の情報等に基づく計算もしくはシミュレーションあるいは光源装置１００を用いた実験等によって求められ得る。ブレーズド回折格子の表面形状を規定する要素には、例えば、ブレーズ角θｂおよび格子ピッチｄ等が含まれる。
【0071】
第１制御部１０は、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを、第１パターンから第２パターンに変更させることができる。
【0072】
ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが第１パターンに設定されると、分光素子６から空間位相変調素子７に向けて照射される第１波長λ１の入射光の光路（第１入射光路）Ｌｉ１と格子面Ｐ０の法線Ｌ０とが成す角度（第１入射角）θｉ１に対応するブレーズ角（第１ブレーズ角）θｂ１を有するブレーズド回折格子として機能するものとする。また、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブは、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが第２パターンに設定されると、分光素子６から空間位相変調素子７に向けて照射される第２波長λ２の入射光の光路（第２入射光路）Ｌｉ２と格子面Ｐ０の法線Ｌ０とが成す角度（第２入射角）θｉ２に対応するブレーズ角（第２ブレーズ角）θｂ２を有するブレーズド回折格子として機能するものとする。
【0073】
この場合には、例えば、第１制御部１０によって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが、第１パターンから第２パターンに変更されると、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第１波長λ１を含む状態から、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第２波長λ２を含む状態に切り替わる。このため、例えば、光源装置１００から出力される出力光の波長をランダムに変更することができる。その結果、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0074】
また、第１制御部１０は、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを、第１パターンから第３パターンに変更させてもよい。ここで、例えば、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが第３パターンに設定されると、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブが、分光素子６によって分光される所定の波長領域のうちの第３波長λ３の光について、分光素子６からの入射光の入射光路Ｌｉに沿って分光素子６に向けて回折光を出射するものとする。この場合には、例えば、第１制御部１０によって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが、第１パターンから第３パターンに変更されると、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第１波長λ１を含む状態から、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第３波長λ３を含む状態に切り替わる。
【0075】
図１１は、光源装置１００から出力される出力光における波長（選択波長）の切り替えの一例を模式的に示すグラフである。図１１には、光源装置１００から出力される出力光の波長が第１波長λ１である場合における出力光のスペクトルの一例が実線で描かれた曲線で模式的に示されており、光源装置１００から出力される出力光の波長が第２波長λ２である場合における出力光のスペクトルの一例が一点鎖線で描かれた曲線で模式的に示されている。また、図１１には、光源装置１００から出力される出力光の波長が第３波長λ３である場合における出力光のスペクトルの一例が二点鎖線で描かれた曲線で模式的に示されている。
【0076】
図１１で示されるように、例えば、光源装置１００から出力される出力光の波長を、第１波長λ１から、この第１波長λ１から離れた第１波長λ１よりも小さな第２波長λ２に迅速に切り替える態様が考えられる。また、例えば、光源装置１００から出力される出力光の波長を、第１波長λ１から、この第１波長λ１から離れた第１波長λ１よりも大きな第３波長λ３に迅速に切り替える態様が考えられる。ここでは、第２波長λ２と第３波長λ３とが入れ替えられてもよい。
【0077】
このように、光源装置１００では、例えば、上述したように、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブを用いて、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長）の光を、選択的に分光素子６に戻すことで、光源装置１００から出力される出力光の波長を、ランダムに増大および減少させることができる。
【0078】
ところで、例えば、背景技術で説明したＭＥＭＳの振動ミラーを用いた外部共振器型の波長掃引光源では、光源装置１００における格子要素としてのリボン７２（具体的には、反射部７２ｒ）よりも大きな振動ミラーを揺動させることで、出力光の波長が掃引される。このため、例えば、振動ミラーをある程度以上の角度の範囲内でしか揺動させることができない律速がある。よって、例えば、１０ｎｍ未満等の狭い波長の範囲内で出力光の波長を掃引することが容易でない。これに対して、第１実施形態に係る光源装置１００では、ＭＥＭＳの振動ミラーよりも微小な複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）の変位量を制御することで、例えば、出力光の波長を１ｎｍから１０ｎｍ未満等の狭い波長の範囲内で出力光の波長を掃引することができる。
【0079】
＜＜第２制御部２０＞＞
第２制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリおよび記憶部あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を備えて構成される。記憶部には、例えば、ＣＰＵ等で実行可能なプログラムを格納する不揮発性の記憶媒体等が適用される。第２制御部２０は、例えば、制御装置２００からの信号に応じて、光増幅器１の制御を行ってもよい。
第２制御部２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ、メモリおよび記憶部あるいはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を備えて構成される。記憶部には、例えば、ＣＰＵ等で実行可能なプログラムを格納する不揮発性の記憶媒体等が適用される。第２制御部２０は、例えば、制御装置２００からの信号に応じて、光増幅器１の制御を行ってもよい。
【0080】
＜１－２．第１実施形態のまとめ＞
以上のように、第１実施形態に係る光源装置１００では、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）におけるベース部７１に対する変位のパターンを変更することができる。これにより、例えば、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻す一部の波長（選択波長）の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置１００から出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
以上のように、第１実施形態に係る光源装置１００では、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）におけるベース部７１に対する変位のパターンを変更することができる。これにより、例えば、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻す一部の波長（選択波長）の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置１００から出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0081】
また、第１実施形態に係る光源装置１００では、例えば、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが、第１パターンから第２パターンに変更されると、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第１波長λ１を含む状態から、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）が第２波長λ２を含む状態に切り替わる。これにより、例えば、光源装置１００から出力される出力光の波長をランダムに変更することができる。その結果、例えば、光源装置１００が発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0082】
＜２．変形例＞
本発明は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良等が可能である。
本発明は上述の第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更および改良等が可能である。
【0083】
＜＜第１変形例＞＞
上記第１実施形態において、例えば、分光素子６で分光された光における所定の波長領域のうちの空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって選択的に分光素子６に戻す光における一部の波長（選択波長）が、互いに離れた異なる複数の波長を含んでいてもよい。ここでは、例えば、第１制御部１０が、空間位相変調素子としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを第１パターンに設定させることで、分光素子６で分光された光における所定の波長領域のうちの互いに離れた異なる複数の波長の光を選択波長の光として選択的に分光素子６に戻させてもよい。この場合には、例えば、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻される光の波長が、互いに離れた異なる複数の波長を含むため、互いに離れた異なる複数の波長の光を同時に光源装置１００から出力させることができる。
上記第１実施形態において、例えば、分光素子６で分光された光における所定の波長領域のうちの空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって選択的に分光素子６に戻す光における一部の波長（選択波長）が、互いに離れた異なる複数の波長を含んでいてもよい。ここでは、例えば、第１制御部１０が、空間位相変調素子としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを第１パターンに設定させることで、分光素子６で分光された光における所定の波長領域のうちの互いに離れた異なる複数の波長の光を選択波長の光として選択的に分光素子６に戻させてもよい。この場合には、例えば、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻される光の波長が、互いに離れた異なる複数の波長を含むため、互いに離れた異なる複数の波長の光を同時に光源装置１００から出力させることができる。
【0084】
図１２は、光源装置１００から出力される複数の波長の出力光についての波長と強度との関係の一例を模式的に示すグラフである。図１２で示されるように、互いに離れた異なる複数の波長が、互いに離れた異なる関係にある第１Ａ波長λ１ａと第１Ｂ波長λ１ｂとを含む態様が考えられる。ここでは、例えば、出力光の全体におけるスペクトルは、第１Ａ波長λ１ａにおけるピーク（第１Ａピークともいう）と、第１Ｂ波長λ１ｂにおけるピーク（第１Ｂピークともいう）を有する。
【0085】
図１３は、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて機能的に実現されるブレーズド回折格子の表面形状に係る第１Ａパターンの一例を模式的に示す断面図である。図１４は、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて機能的に実現されるブレーズド回折格子の表面形状に係る第１Ｂパターンの一例を模式的に示す断面図である。
【0086】
ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおける複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが、図１３で示されるような第１Ａパターンの表面形状に対応する変位のパターンであれば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブで機能的に実現されるブレーズド回折格子が、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第１Ａ波長λ１ａに対するリトロー配置を有するものとする。また、ここで、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおける複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンが、図１４で示されるような第１Ｂパターンの表面形状に対応する変位のパターンであれば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブで機能的に実現されているブレーズド回折格子が、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての第１Ｂ波長λ１ｂに対するリトロー配置を有するものとする。
【0087】
この場合には、制御装置２００は、例えば、第１Ａパターンの表面形状と、第１Ｂパターンの表面形状と、に基づいた表面形状のパターン（合成パターンともいう）を生成し、ブレーズド回折格子の合成パターンの表面形状に応じて、空間位相変調素子７における複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを示す情報を生成してもよい。ここでは、例えば、制御装置２００が、いわゆる逆フーリエ変換法を用いた第１Ａパターンの表面形状と第１Ｂパターンの表面形状との合成によって合成パターンを生成する態様、が考えられる。
【0088】
図１５は、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて機能的に実現されるブレーズド回折格子の表面形状について複数の波長の光を分光素子に戻すための合成パターンを生成する方法の一例を説明するための図である。図１６は、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて機能的に実現されるブレーズド回折格子の表面形状に係る合成パターンの一例を模式的に示す断面図である。
【0089】
ここで、例えば、図１５および図１６で示されるように、制御装置２００が、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて第１Ａ波長λ１ａの光が照射される領域（第１Ａ領域ともいう）Ａ１ａに対応する場所で第１Ａパターンの表面形状を有し、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブにおいて第１Ｂ波長λ１ｂの光が照射される領域（第１Ｂ領域ともいう）Ａ１ｂに対応する場所で第１Ｂパターンの表面形状を有するように、合成パターンを生成する態様、が採用されてもよい。
【0090】
ここでは、例えば、第１Ａ波長λ１ａおよび第１Ｂ波長λ１ｂを任意に設定すれば、互いに離れた異なる任意の複数の波長の光を同時に光源装置１００から出力させることができる。その結果、例えば、異なる複数の狭い波長域のそれぞれに高い強度を有する光が光源装置１００から出力され得る。
【0091】
図１７は、光源装置１００から出力される出力光における複数の波長の切り替えの一例を模式的に示すグラフである。図１７には、光源装置１００から出力される出力光の波長が複数の波長としての第１Ａ波長λ１ａおよび第１Ｂ波長λ１ｂである場合における出力光のスペクトルの一例が細い二点鎖線で描かれた曲線で模式的に示されており、光源装置１００から出力される出力光の波長が互いに離れた異なる複数の波長としての第２Ａ波長λ２ａおよび第２Ｂ波長λ２ｂである場合における出力光のスペクトルの一例が実線で描かれた曲線で模式的に示されている。光源装置１００から出力される出力光の波長が互いに離れた異なる複数の波長としての第２Ａ波長λ２ａおよび第２Ｂ波長λ２ｂである場合には、出力光の全体におけるスペクトルは、例えば、第２Ａ波長λ２ａにおけるピーク（第２Ａピークともいう）と、第２Ｂ波長λ２ｂにおけるピーク（第２Ｂピークともいう）を有する。
【0092】
ここで、第１制御部１０は、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブによって、複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）のベース部７１に対する変位のパターンを、第１パターンから第２パターンに変更させることで、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての複数の波長が第１Ａ波長λ１ａと第１Ｂ波長λ１ｂとを含む状態から、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長（選択波長）としての複数の波長が第２Ａ波長λ２ａと第２Ｂ波長λ２ｂとを含む状態に切り替えてもよい。この場合には、例えば、空間位相変調素子７としてのグレーティングライトバルブの複数の格子要素としての複数のリボン７２（具体的には、複数の反射部７２ｒ）におけるベース部７１に対する変位のパターンを第１パターンから第２パターンへ変更することで、光源装置１００から同時に出力される光の複数の波長をランダムに変更することができる。その結果、例えば、光源装置１００が同時に発する光の複数の波長が迅速に変更され得る。
【0093】
図１７で示されるように、例えば、光源装置１００から出力される出力光の２つの波長を、第１Ａ波長λ１ａおよび第１Ｂ波長λ１ｂから、第１Ａ波長λ１ａから波長が増大する方向に離れた第２Ａ波長λ２ａおよび第１Ｂ波長λ１ｂから波長が増大する方向に離れた第２Ｂ波長λ２ｂに迅速に切り替えられる態様が考えられる。ここで、例えば、第２Ａ波長λ２ａは、第１Ａ波長λ１ａよりも小さくてもよいし、第２Ｂ波長λ２ｂは、第１Ｂ波長λ１ｂよりも小さくてもよい。
【0094】
ここで、同時に発する光の複数の波長を迅速に変換することが可能な光源装置１００は、例えば、周波数変調連続波（Frequency Modulation Continuous Wave：ＦＭＣＷ）方式の測距技術において２波長のビート信号を用いたＤｕａｌビート方式による長距離高精度測距を行う装置またはシステムに適用することができる。Ｄｕａｌビート方式による長距離高精度測距では、例えば、同時に２つの異なる波長の光を用いて、それぞれの参照光を掃引しながら対象物からの戻り光と参照光との干渉によって参照光と戻り光との周波数差に等しいビート信号を検出し、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等でビート信号に係る周波数スペクトルを得ることで、対象物までの距離の測定が行われる。
【0095】
＜＜第２変形例＞＞
上記第１実施形態および上記変形例において、例えば、光増幅器１の第１端面Ｅ１から光が放出され、空間位相変調素子７から出射された回折光に応じて分光素子６で生じた光が、光増幅器１の第１端面Ｅ１に戻される構成が採用されてもよい。
上記第１実施形態および上記変形例において、例えば、光増幅器１の第１端面Ｅ１から光が放出され、空間位相変調素子７から出射された回折光に応じて分光素子６で生じた光が、光増幅器１の第１端面Ｅ１に戻される構成が採用されてもよい。
【0096】
【0097】
光源装置１００Ａは、上記第１実施形態に係る光源装置１００をベースとして、第１導光部２、光路変更光学系３、第２導光部８、光ファイバ４およびコリメータレンズ５の代わりに、第３導光部２Ａおよび部分反射光学系９Ａを備えている。換言すれば、光源装置１００Ａは、光増幅器１、分光素子６、空間位相変調素子７および第１制御部１０に加えて、第３導光部２Ａおよび部分反射光学系９Ａを備えている。また、光源装置１００は、例えば、第２制御部２０を備えている。
【0098】
第３導光部２Ａは、光増幅器１の第１端面Ｅ１から放出された光を分光素子６に向けて導くとともに、空間位相変調素子７から出射された回折光に応じて分光素子６で生じた一部の波長（選択波長）の光を光増幅器１の第１端面Ｅ１に向けて導く。第３導光部２Ａには、例えば、光増幅器１と分光素子６との間に配置された光学レンズであるコリメータレンズ２１Ａ等が適用される。
【0099】
部分反射光学系９Ａは、光増幅器１の第２端面Ｅ２から放出された光のうちの一部の光を透過させることで出力光として出力し、光増幅器１の第２端面Ｅ２から放出された光のうちの一部の光を除く残余の光を光増幅器１の第２端面Ｅ２に向けて反射する。部分反射光学系９Ａには、例えば、部分反射ミラー９１Ａと、光学レンズであるコリメータレンズ９２Ａと、が適用される。部分反射ミラー９１Ａには、例えば、ハーフミラーもしくはマジックミラー等が適用される。部分反射ミラー９１Ａは、光増幅器１の第２端面Ｅ２から放出された光の一部を透過させ、コリメータレンズ９２Ａを介して部分反射光学系９Ａの外部に出力光として出力させる。
【0100】
ここでは、光増幅器１の第２端面Ｅ２から放出された光のうちの部分反射ミラー９１Ａを透過する光（一部の光）の光量よりも、光増幅器１の第２端面Ｅ２から放出された光のうちの部分反射ミラー９１Ａによって光増幅器１の第２端面Ｅ２に向けて反射する光（残余の光）の光量の方が、数倍から数十倍となるように設定される。別の観点から言えば、光増幅器１の第２端面Ｅ２から部分反射ミラー９１Ａに照射された光のうち、部分反射ミラー９１Ａを透過する一部の光（透過光ともいう）の光量と、部分反射ミラー９１Ａで反射される残余の光（反射光ともいう）の光量との比が、例えば、５～２０：９５～８０に設定される。例えば、部分反射ミラー９１Ａにおける透過光の光量と反射光の光量との比は、１０：９０等に設定される。
【0101】
上記構成を有する光源装置１００Ａでは、光増幅器１から放出される光が、第３導光部２Ａ、分光素子６、空間位相変調素子７、分光素子６、第３導光部２Ａ、光増幅器１、部分反射光学系９Ａおよび光増幅器１をこの記載の順に経る経路（往復経路ともいう）を複数回通り得る。換言すれば、光増幅器１から放出される光が、部分反射光学系９Ａと空間位相変調素子７との間を往復し、光増幅器１によって複数回の増幅が行われる。これにより、例えば、所定の波長領域に強度を有する光の光増幅器１からの放射に応じて、光増幅器１によって複数回の増幅が行われた一部の波長（選択波長）の光が出力される。その結果、例えば、狭い波長域に高い強度を有する光が光源装置１００Ａから出力され得る。
【0102】
＜＜第３変形例＞＞
上記第１実施形態および上記各変形例において、例えば、空間位相変調素子７には、グレーティングライトバルブの代わりに、平面ライトバルブが適用されてもよい。
上記第１実施形態および上記各変形例において、例えば、空間位相変調素子７には、グレーティングライトバルブの代わりに、平面ライトバルブが適用されてもよい。
【0103】
図１９は、平面ライトバルブの構成の一例を模式的に示す平面図である。図１９では、平面ライトバルブの構成の一部が示されている。図２０および図２１は、それぞれ平面ライトバルブにおける１つの反射素子７４およびベース部７３の構成を模式的に示す断面図である。図１９から図２１では、平面ライトバルブを構成している基板７３ｓの＋Ｚ方向側の主面（第２主面ともいう）Ｓｆ２に沿った第１方向が＋Ｙ方向であり、第２主面Ｓｆ２に沿っており且つ＋Ｙ方向に直交する第２方向が＋Ｘ方向であり、第２主面Ｓｆ２の法線に沿った第３方向が＋Ｚ方向である。図２０および図２１では、後述する支持部７４ｓの図示が便宜的に省略されている。
【0104】
空間位相変調素子７としての平面ライトバルブは、例えば、ベース部７３と、複数の反射素子７４と、を有する。
【0105】
ベース部７３は、例えば、基板７３ｓと、電極（基準電極ともいう）７３ｅと、を有する。基板７３ｓには、例えば、シリコン基板等の板状の基板が適用される。基準電極７３ｅは、基板７３ｓの第２主面Ｓｆ２に沿って位置している。基準電極７３ｅには、例えば、基板７３ｓの第２主面Ｓｆ２上に形成された金属膜が適用される。基準電極７３ｅは、例えば、反射素子７４ごとに設けられた電極であってもよいし、複数の反射素子７４に対して共通の電極であってもよい。
【0106】
複数の反射素子７４は、マトリックス状に並んでいる。より具体的には、複数の反射素子７４は、基板７３ｓの第２主面Ｓｆ２上においてマトリックス状に配列されている。平面ライトバルブでは、例えば、Ｙ方向にＭ個で且つＸ方向にＮ個の反射素子７４が配置されている。ここで、ＭおよびＮは自然数であり、ＭおよびＮのそれぞれは、例えば、数百から数千の数値である。
【0107】
複数の反射素子７４のそれぞれは、可動反射部７４ｒと、支持部７４ｓと、を含む。ここでは、複数の反射素子７４における複数の可動反射部７４ｒは、分光素子６によって分光された光を反射する複数の格子要素として機能する。また、図１９から図２１の例では、複数の反射素子７４のそれぞれは、固定反射部７４ｆを含む。
【0108】
図１９から図２１で示されるように、固定反射部７４ｆは、基板７３ｓに固定された平面状の略矩形の部材であり、中央に略円形の開口を有する。固定反射部７４ｆの＋Ｚ方向を向いた面（上面ともいう）は光を正反射する光反射面（固定光反射面ともいう）を有する。
【0109】
可動反射部７４ｒは、ベース部７３とは逆側に光を正反射する光反射面（可動光反射面ともいう）を有する。光反射面は、ＸＹ平面に平行な面である。例えば、各可動反射部７４ｒの表面は、光を正反射するアルミ等の金属の薄膜によって被覆された構成を有する。これにより、例えば、各可動反射部７４ｒのベース部７３とは逆側の表面は、光反射面としての機能を有する。ここでは、例えば、可動反射部７４ｒが光反射面を有することで、各可動反射部７４ｒが分光素子６によって分光された光を反射することができる。
【0110】
支持部７４ｓは、可撓性を有しており、可動反射部７４ｒの複数箇所をそれぞれ支持しており且つベース部７３に連結されている。支持部７４ｓには、例えば、非晶質のシリコン窒化膜等で構成された微細な構造が適用される。支持部７４ｓは、例えば、十字状の構造体（十字状構造体ともいう）の一部によって構成される。この場合には、十字状構造体は、可動反射部７４ｒの－Ｚ方向の面（裏面ともいう）の一部を構成する中央部と、可動反射部７４ｒとベース部７３との間に架設された支持部７４ｓとしての４つの端部と、を有する。十字状構造体の表面は、アルミ等の金属の薄膜が被覆された構成を有する。この金属の薄膜は、電極（可動電極ともいう）としての機能を有する。換言すれば、可動反射部７４ｒは、可動電極としての機能を有する。
【0111】
ここで、可動反射部７４ｒは、空間Ｓｐ１を挟んでベース部７３に対向している。そして、各可動反射部７４ｒは、空間Ｓｐ１を挟んでベース部７３の基準電極７３ｅに対向している。換言すれば、ベース部７３の基準電極７３ｅは、各可動反射部７４ｒに対向している。また、支持部７４ｓは、例えば、基準電極７３ｅとは接触することなく可動反射部７４ｒを支持している。このため、例えば、支持部７４ｓが撓むことで、図２０および図２１で示されるように、可動反射部７４ｒがベース部７３に対して変位し得る。
【0112】
ここでは、例えば、可動電極としての機能を有する可動反射部７４ｒと、基準電極７３ｅとの間に、電位差が付与されることで、可動反射部７４ｒと基準電極７３ｅとの間に、可動反射部７４ｒを基準電極７３ｅに引き寄せる静電気力が生じる。この静電気力によって支持部７４ｓが撓む。
【0113】
空間位相変調素子７としての平面ライトバルブは、例えば、第１制御部１０からの信号に応じた静電気力によって支持部７４ｓを撓ませることで、該信号に応じた変位量だけ可動反射部７４ｒを変位させる。
【0114】
例えば、第１制御部１０は、複数の反射素子７４のそれぞれについて、可動反射部７４ｒと基準電極７３ｅとの間に付与する電位差を調整することで、可動反射部７４ｒと基準電極７３ｅとの間の静電気力によって支持部７４ｓを撓ませて、可動反射部７４ｒのベース部７３に対する変位を制御することができる。換言すれば、第１制御部１０は、ベース部７３に対する複数の格子要素としての複数の可動反射部７４ｒの変位を制御することができる。なお、ここでは、例えば、可動反射部７４ｒと基準電極７３ｅとの間に付与される電位差に応じた静電気力によって支持部７４ｓを撓ませた後に、可動反射部７４ｒと基準電極７３ｅとの間に付与される電位差が略ゼロとなると、支持部７４ｓの弾性力によって、支持部７４ｓは撓んでいない基準状態に戻る。このとき、可動反射部７４ｒの変位量がゼロに戻る。
【0115】
ここでは、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の反射素子７４のそれぞれにおける可動反射部７４ｒの変位量は同一となるように制御される。換言すれば、マトリックス状に並ぶ複数の反射素子７４は、Ｙ方向に沿って並ぶ１列を成す複数の反射素子７４が１つの単位とされて、可動反射部７４ｒの変位量が制御される。このため、例えば、平面ライトバルブは、上述したグレーティングライトバルブにおける図６および図７で示された上記第２状態および上記第３状態と同様な態様で、Ｘ方向において可動反射部７４ｒの変位量が周期的に変化してブレーズド回折格子として機能し得る。そして、空間位相変調素子７としての平面ライトバルブは、例えば、複数の可動反射部７４ｒの可動電極に付与される電位の制御等によって複数の支持部７４ｓの撓み量が制御されることで、格子ピッチｄおよびブレーズ角θｂが可変であるブレーズド回折格子として機能し得る。
【0116】
このため、例えば、空間位相変調素子７としての平面ライトバルブは、複数の格子要素としての複数の可動反射部７４ｒのうちの少なくとも一部の可動反射部７４ｒをベース部７３に対して相対的に変位させることで、分光素子６によって分光された光に位相変調を施して、分光素子６によって分光された光の所定の波長領域のうちの一部の波長について、分光素子６からの入射光の光路（入射光路）Ｌｉに沿って分光素子６に向けて回折光を出射することができる。これにより、空間位相変調素子７としての平面ライトバルブは、分光素子６によって分光された光のうちの一部の波長（選択波長ともいう）の光を、選択的に分光素子６に戻すことができる。
【0117】
よって、平面ライトバルブを空間位相変調素子７に適用した場合であっても、上記第１実施形態と同様に、複数の格子要素としての複数の可動反射部７４ｒにおけるベース部７３に対する変位のパターンを変更することで、分光素子６によって分光された所定の波長領域の光のうちの選択的に分光素子６に戻す一部の波長（選択波長）の光を、迅速に変更することができる。その結果、例えば、複数回の増幅の後に光源装置１００，１００Ａから出力される出力光の波長が迅速に切り替えられ得る。したがって、例えば、光源装置１００，１００Ａが発する光の波長が迅速に変更され得る。
【0118】
ここで、例えば、複数の可動反射部７４ｒのそれぞれ形状は、円板状に限られず、上下面が矩形の板状等、種々の板状であってもよい。
【0119】
＜＜その他の変形例＞＞
上記第１実施形態および上記各変形例において、例えば、空間位相変調素子７で機能的に実現されるブレーズド回折格子の鋸歯状のパターンの深さ（＝ｄ×ｔａｎθｂ）は、常に選択波長の半分である設定でなくてもよい。ここでは、例えば、空間位相変調素子７で機能的に実現されるブレーズド回折格子の鋸歯状のパターンの深さ（＝ｄ×ｔａｎθｂ）は、所定の波長領域内の特定の波長の半分に設定されてもよい。特定の波長には、例えば、所定の波長領域の中心の波長もしくは中心付近の波長が適用され得る。
上記第１実施形態および上記各変形例において、例えば、空間位相変調素子７で機能的に実現されるブレーズド回折格子の鋸歯状のパターンの深さ（＝ｄ×ｔａｎθｂ）は、常に選択波長の半分である設定でなくてもよい。ここでは、例えば、空間位相変調素子７で機能的に実現されるブレーズド回折格子の鋸歯状のパターンの深さ（＝ｄ×ｔａｎθｂ）は、所定の波長領域内の特定の波長の半分に設定されてもよい。特定の波長には、例えば、所定の波長領域の中心の波長もしくは中心付近の波長が適用され得る。
【0120】
上記第１実施形態および各変形例において、例えば、第１制御部１０と第２制御部２０とは１つの制御部であってもよい。
【0121】
上記第１実施形態および各変形例において、例えば、第１制御部１０および第２制御部２０のうちの一部の機能を光源装置１００の外部の装置に持たせてもよい。外部の装置には、例えば、制御装置２００等が適用され得る。
【0122】
上記第１実施形態および各変形例において、光ファイバが設けられている箇所は、光路上の前後の素子の配置次第で、適宜自由空間に置き換え得る。
【0123】
なお、上記第１実施形態および各種変形例をそれぞれ構成する全部または一部を、適宜、矛盾しない範囲で組み合わせ可能であることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【0124】
１ 光増幅器
１０ 第１制御部
１００，１００Ａ 光源装置
２ 第１導光部
２０ 第２制御部
２Ａ 第３導光部
３ 光路変更光学系
６ 分光素子
７ 空間位相変調素子
７１，７３ ベース部
７１ｅ，７３ｅ 基準電極
７１ｓ，７３ｓ 基板
７２ リボン
７２ｃ 連結部
７２ｒ 反射部
７４ 反射素子
７４ｒ 可動反射部
７４ｓ 支持部
８ 第２導光部
８４ 第１光出力部
８６ 導光部分
９Ａ 部分反射光学系
Ｅ１ 第１端面
Ｅ２ 第２端面
Ｌｉ 入射光路
Ｓｐ１ 空間
１０ 第１制御部
１００，１００Ａ 光源装置
２ 第１導光部
２０ 第２制御部
２Ａ 第３導光部
３ 光路変更光学系
６ 分光素子
７ 空間位相変調素子
７１，７３ ベース部
７１ｅ，７３ｅ 基準電極
７１ｓ，７３ｓ 基板
７２ リボン
７２ｃ 連結部
７２ｒ 反射部
７４ 反射素子
７４ｒ 可動反射部
７４ｓ 支持部
８ 第２導光部
８４ 第１光出力部
８６ 導光部分
９Ａ 部分反射光学系
Ｅ１ 第１端面
Ｅ２ 第２端面
Ｌｉ 入射光路
Ｓｐ１ 空間
【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18】
【図19】
【図20】
【図21】