DE112004001453B4

DE112004001453B4 - Fotometer

Info

Publication number: DE112004001453B4
Application number: DE112004001453T
Authority: DE
Inventors: Shoji Niki
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2003-08-08
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2008-12-04
Anticipated expiration: 2024-08-05
Also published as: US20060203228A1; WO2005015139A1; US7230691B2; JPWO2005015139A1; DE112004001453T5; JP4384119B2

Abstract

Ein Fotometer (1), aufweisend:
Ein Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel (12), welches eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert;
ein Abzweigungsmittel (14), welches die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung (14b) und eine zweite Richtung (14c) abzweigt;
ein optisches Verbindungsmittel (20), welches einen ersten Eingangsanschluss (22a) umfasst, einen zweiten Eingangsanschluss (22b), einen ersten Ausgangsanschluss (24a) und einen zweiten Ausgangsanschluss (24b), wobei der erste Eingangsanschluss (24a) mit einem Ende (16) des Geräts unter Test (2) verbunden ist, und der zweite Eingangsanschluss (22b) mit einer Seite in der ersten Richtung (14b) des Abzweigungsmittels (14) verbunden ist;
ein optisches Verstärkungsmittel (10), welches Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss (24b) empfangt und verstärktes Licht, welches durch Verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels (12) ausgibt; und
ein Fotodetektionsmittel (30), welches mit dem ersten Ausgangsanschluss (24a) verbunden ist und Licht detektiert, wobei:
das andere Ende...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messung von Wellenlängencharakteristiken und einem optischen Spektrum eines Geräts unter Test (DUT: device under test), wie z. B. eine optische Faser.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Konventionell wurde ein Spektrumanalysator benutzt, um ein optisches Spektrum zu messen. Der Spektrumanalysator enthält Spektrometer und Fotodetektoren (siehe z. B. die japanische offen gelegte Patentschrift (Kokai) Nr. 2002-340673 (ZUSAMMENFASSUNG)).
Darüber hinaus enthält eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken, welche Wellenlängencharakteristiken eines Geräts unter Test misst, wie z. B. eine optische Faser, eine Lichtquelle, welche Licht auf ein Gerät unter Test einfallen lässt, und einen Fotodetektor, welcher das Licht detektiert, welches durch das Gerät unter Test übertragen wurde.
Es kann unter Umständen notwendig sein, die Wellenlängencharakteristiken und das optische Spektrum eines Geräts unter Test nacheinander zu messen. In diesem Fall wird die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken zuerst verwendet, und der Spektrumanalysator wird danach verwendet.
Wenn die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird, können das Spektrometer und der Fotodetektor des Spektrumanalysators allerdings nicht verwendet werden. Wenn der Spektrumanalysator verwendet wird, können wiederum die Lichtquelle und der Fotodetektor der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken nicht verwendet werden.
Angesichts des o. g. Problems ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, Elemente des Spektrumanalysators und der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken effizient zu nutzen. Insbesondere ist es das Ziel, ein Gerät mit der Minimalkonfiguration bereitzustellen, welches die Wellenlängencharakteristiken und die optischen Spektralcharakteristiken messen kann.
In dem US-Patent 6,016,213 A wird ein Verfahren zum Messen von Rauschen und Verstärkungsfaktor für optische Verstärker beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Verstärker durch optische Rückkopplung bei bekanntem Verlust in einen Oszillator umgewandelt, wobei die Rückkopplung aus einem abstimmbaren Filter zur Steuerung der Wellenlänge und einem variablen Dämpfer zur Steuerung des Verstärkungsfaktors besteht. Die Messung der ausgegebenen Leistung bei einer bestimmten Wellenlänge und der Rauschcharakteristik des Ausgabesignals wird entweder durch einen optischen Spekrum-Analysator oder durch eine Anordnung bestehend aus abstimmbaren Filtern und einem Leistungsmesser durchgeführt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält ein Fotometer: eine Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheit, die eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert; eine Ab zweigungseinheit, welche die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung abzweigt; eine optische Verbindungseinheit, die einen ersten Eingangsanschluss enthält, einen zweiten Eingangsanschluss, einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit dem einen Ende eines Geräts unter Test verbunden ist, und der zweite Eingangsanschluss mit einer Seite in der ersten Richtung der Abzweigungseinheit verbunden ist; eine optische Verstärkereinheit, die Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss empfängt, und verstärktes Licht, welches durch Verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht der Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheit ausgibt; und eine Fotodetektionseinheit, die mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist und Licht detektiert, wobei das andere Ende des Geräts unter Test mit einer Seite in der zweiten Richtung der Abzweigungseinheit verbunden ist; und wobei die optische Verbindungseinheit (1) eine Verbindung zwischen dem ersten Ein gangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss herstellt und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss oder (2) eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss herstellt und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss.
Gemäß des so konstruierten Fotometers extrahiert eine Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheit eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht. Eine Abzweigungseinheit zweigt die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung und eine zweite Richtung ab. Eine optische Verbindungseinheit enthält einen ersten Eingangsanschluss, einen zweiten Eingangsanschluss, einen ersten Ausgangsanschluss und einen zweiten Ausgangsanschluss, wobei der erste Eingangsanschluss mit einem Ende des Geräts unter Test verbunden ist, und der zweite Eingangsanschluss mit einer Seite in der ersten Richtung der Abzweigungseinheit verbunden ist. Eine optische Verstärkereinheit empfängt Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss und gibt verstärktes Licht, welches durch Verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht der Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheit aus. Eine Fotodetektionseinheit ist mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden und detektiert Licht.
Darüber hinaus ist das andere Ende des Geräts unter Test mit einer Seite in der zweiten Richtung der Abzweigungseinheit verbunden. Weiter stellt die optische Verbindungseinheit (1) eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss her und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss oder stellt (2) eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss her.
Gemäß dem somit konstruierten Fotometer kann die optische Verstärkereinheit ein Faserverstärker (fiber amplifier) oder ein optischer Verstärker auf Halbleiterbasis (semiconductor optical amplifier) sein.
Gemäß des somit konstruierten Fotometers kann das vorbestimmte Wellenlängenband der Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheit variabel sein.
Gemäß des somit konstruierten Fotometers kann das Gerät unter Test eine optische Faser oder ein Gerät sein, welches einen Lichtstahl überträgt.
Gemäß des somit konstruierten Fotometers kann eine Mehrzahl der Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionseinheiten vorgesehen sein, die jeweils ein zu extrahierendes vorbestimmtes Wellenlängenband haben, welches voneinander abweicht; und es kann eine Mehrzahl der Fotodetektionseinheiten vorgesehen sein, welche jeweils ein zu detektierendes Wellenlängenband von Licht haben, das dem vorbestimmten Wellenlängenband entspricht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Fotometers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird;
3 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers 1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als ein Spektrumanalysator verwendet wird;
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt, wobei der Fotometer als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird;
6 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als ein Spektrumanalysator (für ein langes Wellenlängenband) verwendet wird; und
7 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als ein Spektrumanalysator verwendet wird (für ein kurzes Wellenlängenband).
Bevorzugte Ausführungsform, um die Erfindung auszuführen:
Im Folgenden wird eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen gegeben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration eines Fotometers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fotometer 1 ist mit einem Gerät unter Test (DUT) 2 verbunden. Obwohl das DUT 2 vorzugsweise eine optische Faser ist, kann das DUT 2 ein Gerät sein, welches einen Lichtstrahl überträgt.
Das Fotometer 1 ist mit einem optischen Verstärker (optisches Verstärkungsmittel) 10 versehen, einem Spektrometer (Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel) 12, einem Koppler (Abzweigungsmittel) 14, einem optischen Eingangsanschluss 16, einem optischen Ausgangsanschluss 18, einem optischen Schalter (optisches Verbindungsmittel) 20, einem Fotodetektionsbereich 30, einer Sweep-Steuerung 32 und einem Display 34.
Der optische Verstärker (optisches Verstärkungsmittel) 10 verstärkt einfallendes Licht. Der optische Verstärker 10 kann ein Faserverstärker, wie z. B. ein EDFA (erbium doped fiber amplifier) oder ein optischer Verstärker auf Halbleiterbasis sein. Die Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10 wird als verstärktes Licht bezeichnet.
Das Spektrometer (Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel) 12 extrahiert eine Komponente in einem vorbestimmten Wellenlängenband von der verstärkten Lichtausgabe des optischen Verstärkers 10. Es sollte angemerkt werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung 32 geändert werden kann. Genauer gesagt kann das vorbestimmte Wellenlängenband gesweept (variiert) werden.
Der Koppler (Abzweigungsmittel) 14 enthält einen Eingangsanschluss 14a und Ausgangsanschlüsse 14b und 14c. Der Koppler 14 zweigt Licht, welches von dem Eingangsanschluss 14a empfangen wird, in die Ausgangsanschlüsse 14b und 14c ab. Der Eingangsanschluss 14a empfängt die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponenten-Ausgabe von dem Spektrometer 12. Die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente wird somit zu den Ausgangsanschlüssen 14b und 14c ausgegeben. Der Ausgangsanschluss (Seite der ersten Richtung) 14b ist mit einem zweiten Eingangsanschluss 22b des optischen Schalters 20 verbunden, und der Ausgangsanschluss (Seite der zweiten Richtung) 14c ist mit dem optischen Ausgangsanschluss 18 verbunden. Der optische Eingangsanschluss 16 ist mit einem Ende des DUT 2 verbunden und wird verwendet um Licht zu empfangen, welches von dem DUT 2 austritt.
Der optische Ausgangsanschluss 18 ist mit dem anderen Ende des DUT 2 verbunden und wird verwendet, um das Licht dazu zu bringen, auf das DUT 2 einzufallen.
Der optische Schalter (optisches Verbindungsmittel) 20 ist ein Schalter vom DPDT (double ports double throws) Typ. Der optische Schalter 20 enthält einen ersten Eingangsanschluss 22a, einen zweiten Eingangsanschluss 22b, einen ersten Ausgangsanschluss 24a und einen zweiten Ausgangsanschluss 24b.
Der erste Eingangsanschluss 22a und der zweite Eingangsanschluss 22b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht zu empfangen. Der erste Eingangsanschluss 22a ist mit dem einen Ende des DUT 2 über den optischen Eingangsanschluss 16 verbunden. Der zweite Eingangsanschluss 22b ist mit dem Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 verbunden.
Der erste Ausgangsanschluss 24a und der zweite Ausgangsanschluss 24b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss 24a ist mit dem Fotodetektionsbereich 30 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss 24b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers 10 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss 24b ist sozusagen über den optischen Verstärker 10 mit einer Eingangsseite (Empfangsbereich für einfallendes Licht) des Spektrometers 12 verbunden.
Es sollte festgehalten werden, dass der optische Schalter 20: (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b herstellt und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem zweiten Ausgangsanschluss 24a oder (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem ersten Ausgangsanschluss 24a herstellt und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b.
Wenn der zweite Eingangsanschluss 22b und der zweite Ausgangsanschluss 24b miteinander verbunden sind, werden der Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers 10 miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss 22a und der erste Ausgangsanschluss 24a miteinander verbunden sind, werden das eine Ende des DUT 2 und der Fotodetektionsbereich 30 miteinander verbunden.
Anderseits, wenn der zweite Eingangsanschluss 22b und der erste Ausgangsanschluss 24a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und der Fotodetektionsbereich 30 miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss 22a und der zweite Ausgangsanschluss 24b miteinander verbunden werden, dann werden das eine Ende des DUT 2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers 10 miteinander verbunden.
Der Fotodetektionsbereich 30 detektiert das Licht, welches von dem ersten Ausgangsanschluss 24a empfangen wird. Genauer gesagt, wandelt der Fotodetektionsbereich 30 das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um.
Die Sweep-Steuerung 32 sweept (variiert) das vorbestimmte Wellenlängenband des Spektrometers 12. Es sollte festgehalten werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband auch zu dem Display 34 übertragen wird.
Das Display 34 zeigt das vorbestimmt Wellenlängenband, welches durch die Sweep-Steuerung 32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich 30 ausgegeben wird, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Im Folgenden wird eine Beschreibung eines Betriebs des Fotometers 1 gemäß der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben.
Wie in 2 gezeigt, wird der optische Schalter 20 zuerst dazu gebracht, (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem ersten Ausgangsanschluss 24a.

(A) Dann wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10 dem optischen Verstärker 10 wieder zugeführt, nach dem sie den Spektrometer 12, den Eingangsanschluss 14a und den Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und den zweiten Eingangsanschluss 22b und den zweiten Ausgangsanschluss 24b des optischen Schalters 20 durchlaufen hat. Als ein Ergebnis wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10 dem optischen Verstärker 10 wieder eingegeben, was in der Bildung eines positiven Feedbacks (Rückkopplung) resultiert. Aufgrund des positiven Feedbacks erhöht sich eine Intensität der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10. Darüber hinaus durchläuft die Ausgabe des optischen Verstärkers 10 den Spektrometer 12 und eine Intensität der vorbestimmten Wellenlängenbandkomponente erhöht sich. Darüber hinaus wird das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung 32 gesweept und das Licht, welches den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12 durchläuft, zeigt somit eine Änderung der Wellenlänge. Wenn dieses Licht extrahiert wird, kann das positive Feedbacksystem, umfassend den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12, als eine Lichtquelle von variabler Wellenlänge verwendet werden.
(B) Dann wird das Licht, welches den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12 durchläuft, dem Eingangsanschluss 14a des Kopplers 14 eingegeben. Die Lichteingabe in den Eingangsanschluss 14a verzweigt sich in die Ausgangsanschlüsse 14b und 14c. Das Licht, welches in den Ausgangsanschluss 14c abgezweigt wurde, durchläuft den optischen Ausgangsanschluss 18.
(C) Dann wird das Licht, welches den optischen Ausgangsanschluss 18 durchlaufen hat, dazu gebracht, auf das andere Ende des DUT 2 einzufallen. Das Licht läuft dann durch das DUT 2 durch und tritt an dem anderen Ende des DUT 2 aus. Das ausgegebene Licht wird von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen.
(D) Dann durchläuft das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss 22a und den ersten Ausgangsanschluss 24a des optischen Schalters 20 und wird von dem Fotodetektionsbereich 30 empfangen. Der Fotodetektionsbereich 30 wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um.

Das Display 34 zeigt das vorbestimmte Wellenlängenband, welches von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich 30 ausgegeben wird, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Durch Beobachtung der Anzeige auf dem Display 34 werden Wellenlängencharakteristiken des DUT 2 erkennbar. Das Fotometer 1 dient somit als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken, welche die Wellenlängencharakteristiken des DUT 2 misst.
Dann wird, wie in 3 gezeigt, der optische Schalter dazu gebracht (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem ersten Ausgangsanschluss 24a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b.

(P) Dann wird das von dem einen Ende des DUT 2 ausgegebene Licht von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen.
(Q) Dann durchläuft das von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangene Licht den ersten Eingangsanschluss 22a und den zweiten Ausgangsanschluss 24b des optischen Schalters 20 und wird dem optischen Verstärker 10 eingegeben.
(R) Dann verstärkt der optische Verstärker 10 das empfangene Licht und gibt das Licht als das verstärkte Licht aus.
(S) Dann wird die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente des verstärkten Lichts durch den Spektrometer 12 extrahiert. Die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente, welche extrahiert wurde, durchläuft den Eingangsanschluss 14a des Kopplers 14 und tritt von dem Ausgangsanschluss 14b aus.
(T) Dann durchläuft das von dem Ausgangsanschluss 14b emittierte Licht den zweiten Eingangsanschluss 22b und den ersten Ausgangsanschluss 24a des optischen Schalters 20 und wird von dem Fotodetektionsbereich 30 empfangen. Der Fotodetektionsbereich 30 wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um.

Das Display 34 zeigt das vorbestimmte Wellenlängenband, welches von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich 30 ausgegeben wird, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Durch Beobachtung der Anzeige auf dem Display 34 wird eine Komponente des vorbestimmten Wellenlängenbands des von dem einen Ende des DUT 2 emittierten Lichts erkennbar. Das Fotometer 1 funktioniert somit als der Spektrumanalysator, welcher ein Spektrum des Lichts misst, welches von dem einen Ende des DUT 2 ausgegeben wurde.
Darüber hinaus, da die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente von dem Licht extrahiert wird, welches von dem optischen Verstärker 10 verstärkt wurde, dient der optische Verstärker 10 als ein Vorverstärker. Das Fotometer 1 dient somit als ein hochsensitiver Spektrumanalysator.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Lichtquelle von variabler Wellenlänge, welche in einer Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird, durch den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12 gebildet. Andererseits werden der optische Verstärker 10 und der Spektrometer 12 als ein hochsensitiver Spektrumanalysator genutzt. Wenn die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird, ist es somit möglich, den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12 des Spektrumanalysators als die Lichtquelle von variabler Wellenlänge zu nutzen. Wenn der Spektrumanalysator verwendet wird, ist es somit möglich, den optischen Verstärker 10 und den Spektrometer 12 der Lichtquelle von variabler Wellenlänge der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken zu verwenden. Darüber hinaus können sowohl die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken als auch der Spektrumanalysator den Fotodetektionsbereich 30 nutzen. Sowohl die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken als auch der Spektrumanalysator können den optischen Verstärker 10, den Spektrometer 12 und den Fotodetektionsbereich 30 nutzen. Es ist somit möglich, die Elemente (optischer Verstärker 10, Spektrometer 12 und Fotodetektionsbereich 30) des Spektrumanalysators und der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken effizient zu nutzen.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform weist die mehreren optischen Verstärker 10, Spektrometer 12 und Fotodetektionsbereiche 30 gemäß der ersten Ausführungsform auf, um ein langes Wellenlängenband und ein kurzes Wellenlängenband zu verarbeiten.
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fotometer 1 ist mit optischen Verstärkern versehen (optischen Verstärkungsmitteln) 10a und 10b, Spektrometern (Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel) 12a und 12b, dem Koppler (Abzweigungsmittel) 14, dem optischen Eingangsanschluss 16, dem optischen Ausgangsanschluss 18, dem optischen Schalter (optisches Versbindungsmittel) 20, den Fotodetektionsbereichen 30a und 30b, der Sweep-Steuerung 32 und dem Display 34. Im folgenden Abschnitt werden gleiche Komponenten mit gleichen Bezugszeichen wie in der ersten Ausführungsform versehen und werden nicht weiter detailliert erläutert.
Die optischen Verstärker 10a und 10b sind ähnlich dem optischen Verstärker 10 gemäß der ersten Ausführungsform. Es sollte festgehalten werden, dass der optische Verstärker 10a – verglichen mit dem optischen Verstärker 10b – Licht innerhalb eines längeren Wellenlängenbands ausgibt. Somit ist der optische Verstärker 10a ein optischer Verstärker für ein langes Wellenlängenband, und der optische Verstärker 10b ist ein optischer Verstärker für ein kurzes Wellenlängenband.
Der Spektrometer 12a extrahiert eine Komponente in einem vorbestimmten Wellenlängenband von der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10a. Der Spektrometer 12b extrahiert eine Komponente in einem vorbestimmten Wellenlängenband von der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10b. Es sollte festgehalten werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung 32 verändert werden kann. Genauer gesagt, können die vorbestimmten Wellenlängenbänder gesweept bzw. variiert werden. Darüber hinaus extrahiert der Spektrometer 12a Licht innerhalb des längeren Wellenlängenbands, verglichen mit dem Spektrometer 12b.
Der Koppler 14 enthält den Eingangsanschluss 14a und die Ausgangsanschlüsse 14b und 14c. Der Koppler 14 zweigt Licht, welches er von dem Eingangsanschluss 14a empfängt, in die Ausgangsanschlüsse 14b und 14c ab. Der Eingangsanschluss 14a empfängt vorbestimmte Wellenlängenbandkomponenten-Ausgaben von den Spektrometern 12a und 12b. Die vorbestimmten Wellenlängenbandkomponenten werden somit zu den Ausgangsanschlüssen 14b und 14c ausgegeben. Der Ausgangsanschluss (Seite der erste Richtung) 14b ist mit dem zweiten Eingangsanschluss 22b des optischen Schalters 20 verbunden, und der Ausgangsan schluss (Seite der zweiten Richtung) 14c ist mit dem optischen Ausgangsanschluss 18 verbunden.
Der optische Eingangsanschluss 16 und der optische Ausgangsanschluss 18 sind ähnlich denen in der ersten Ausführungsform, und daher wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
Der optische Schalter (optisches Verbindungsmittel) 20 ist vom Typ eines DP3T (double ports 3 throws) Schalters. Der optische Schalter 20 enthält den ersten Eingangsanschluss 22a, den zweiten Eingangsanschluss 22b, den ersten Ausgangsanschluss 24a, den zweiten Ausgangsanschluss 24b, einen dritten Ausgangsanschluss 26a und einen vierten Ausgangsanschluss 26b.
Der erste Eingangsanschluss 22a und der zweite Eingangsanschluss 22b sind ähnlich zu denen in der ersten Ausführungsform, und daher wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet.
Der erste Ausgangsanschluss 24a und der zweite Ausgangsanschluss 24b sind Anschlüsse, die verwendet werden um Licht auszugeben. Der erste Ausgaugsanschluss 24a ist mit dem Fotodetektionsbereich 30a verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss 24b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers 10a verbunden.
Der dritte Ausgangsanschluss 26a und der vierte Ausgangsanschluss 26b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht auszugeben. Der dritte Ausgangsanschluss 26a ist mit dem Fotodetektionsbereich 30b verbunden. Der vierte Ausgangsanschluss 26b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers 10b verbunden.
Es sollte festgehalten werden, dass der optische Schalter 20 jede der folgenden Verbindungen herstellt (1) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem ersten Ausgangsanschluss 24a, (2) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem ersten Ausgangsanschluss 24a und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b, und (3) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem dritten Ausgangsanschluss 26a und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem vierten Ausgangsanschluss 26b.
Wenn der zweite Eingangsanschluss 22b und der zweite Ausgangsanschluss 24b miteinander verbunden werden, dann werden auch der Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers 10a miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss 22a und der erste Ausgangsanschluss 24a miteinander verbunden werden, dann werden auch das eine Ende des DUT 2 und der Fotodetektionsbereich 30a miteinander verbunden.
Darüber hinaus, wenn der zweite Eingangsanschluss 22b und der erste Ausgangsanschluss 24a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und der Fotodetektionsbereich 30a miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss 22a und der zweite Ausgangsanschluss 24b miteinander verbunden werden, dann wird das eine Ende des DUT 2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers 10a miteinander verbunden.
Darüber hinaus, wenn der zweite Eingangsanschluss 22b und der dritte Ausgangsanschluss 26a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und der Fotodetektionsbereich 30b miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss 22a und der vierte Ausgangsanschluss 26b miteinander verbunden werden, dann werden das eine Ende des DUT 2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers 10b miteinander verbunden.
Der Fotodetektionsbereich 30a detektiert das Licht, welches von dem ersten Ausgangsanschluss 24a empfangen wird. Insbesondere wandelt der Fotodetektionsbe reich 30a das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. De Fotodetektionsbereich 30b detektiert das Licht, welches von dem zweiten Ausgangsanschluss 24b empfangen wird. Insbesondere wandelt der Fotodetektionsbereich 30b das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. Es sollte festgehalten werden, dass ein Wellenlängenband des Lichts, welches von dem Fotodetektionsbereich 30a detektiert wurde, dem Wellenlängenband der Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10a (langes Wellenlängenband) entspricht. Darüber hinaus entspricht ein Wellenlängenband des Lichts, welches von dem Fotodetektionsbereich 30b detektiert wurde, dem Wellenlängenband der Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10b (kurzes Wellenlängenband). Zum Beispiel ist der Fotodetektionsbereich 30a eine InGaAs-Fotodiode, und der Fotodetektionsbereich 30b ist eine Si-Fotodiode.
Die Sweep-Steuerung 32 sweept die vorbestimmten Wellenlängenbänder der Spektrometer 12a und 12b. Es sollte festgehalten werden, dass die vorbestimmten Wellenlängenbänder auch zu dem Display 34 übertragen werden.
Das Display 34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen 30a und 30b ausgegeben werden, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Im Folgenden wird eine Beschreibung eines Betriebs des Fotometers 1 gemäß der zweiten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 5, 6 und 7 gegeben. Zuerst, wie in 5 gezeigt, wird der optische Schalter 20 dazu gebracht, (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem ersten Ausgangsanschluss 24a.

(A) Dann wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10a dem optischen Verstärker 10a wieder zugeführt, nachdem sie den Spektrometer 12a, den Eingangsanschluss 14a und den Ausgangsanschluss 14b des Kopplers 14 und den zweiten Eingangsanschluss 22b und den zweiten Ausgangsanschluss 24b des optischen Schalters 20 durchlaufen hat. Als ein Ergebnis wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10a dem optischen Verstärker 10a wieder zugeführt, was in einem positiven Feedback resultiert. Aufgrund des positiven Feedbacks erhöht sich eine Intensität der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker 10a. Darüber hinaus durchläuft die Ausgabe von dem optischen Verstärker 10a den Spektrometer 12a, und eine Intensität der vorbestimmten Wellenlängenbandkomponente erhöht sich. Darüber hinaus wird das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung 32 gesweept und das Licht, welches den optischen Verstärker 10a und den Spektrometer 12a durchläuft, zeigt eine Änderung in der Wellenlänge. Wenn dieses Licht extrahiert wird, kann das positive Feedback-System, umfassend den optischen Verstärker 10a und den Spektrometer 12a, als eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge verwendet werden.
(B) Dann wird das Licht, welches den optischen Verstärker 10a und den Spektrometer 12a durchläuft, dem Eingangsanschluss 14a des Kopplers 14 eingegeben. Die Lichteingabe zu dem Eingangsanschluss 14a verzweigt sich in die Ausgangsanschlüsse 14b und 14c. Das Licht, welches in den Ausgangsanschluss 14c abgezweigt wurde, durchläuft den optischen Ausgangsanschluss 18.
(C) Dann wird das Licht, welches den optischen Ausgangsanschluss 18 durchlaufen hat, dazu gebracht, auf das andere Ende des DUT 2 einzufallen. Der Lichtstahl läuft dann durch das DUT 2 und tritt von dem einen Ende des DUT 2 aus. Das ausgegebene Licht wird von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen.
(D) Dann durchläuft das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss 22a und den ersten Ausgangsanschluss 24a des optischen Schalters 20 und wird von dem Fotodetektionsbereich 30a empfangen. Der Fotodetektionsbereich 30a wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um.

Das Display 34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen 30a und 30b ausgegeben werden, auf der Y-Achse (vertikalen Achse):
Durch Beobachtung der Anzeige des Displays 34 werden die Wellenlängencharakteristiken des DUT 2 erkennbar. Das Fotometer 1 dient somit als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken, welche die Wellenlängencharakteristiken des DUT 2 misst.
Dann, wie in 6 gezeigt, wird der optische Schalter 20 dazu gebracht, (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem ersten Ausgangsanschluss 24a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem zweiten Ausgangsanschluss 24b.

(P) Dann wird das von dem einen Ende des DUT 2 ausgegebene Licht von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen.
(Q) Dann durchläuft das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss 22a und den zweiten Ausgangsanschluss 24b des optischen Schalters 20 und wird dem optischen Verstärker 10a zugeführt.
(R) Dann verstärkt der optische Verstärker 10a das empfangene Licht und gibt das Licht als das verstärkte Licht aus.
(S) Dann wird die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente des verstärkten Lichts von dem Spektrometer 12a extrahiert. Die vorbestimmte Wellenlängen bandkomponente, welche extrahiert wurde, läuft durch den Eingangsanschluss 14a des Kopplers 14 und tritt von dem Ausgangsanschluss 14b aus.
(T) Dann durchläuft das Licht, welches von dem Ausgangsanschluss 14b ausgegeben wurde, den zweiten Eingangsanschluss 22b und den ersten Ausgangsanschluss 24a des optischen Schalters 20 und wird von dem Fotodetektionsbereich 30a empfangen. Der Fotodetektionsbereich 30a wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um.

Das Display 34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen 30a und 30b ausgegeben werden, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Durch Beobachtung der Anzeige auf dem Display 34 wird eine Komponente des langen Wellenlängenbands des Lichts, welches von dem einen Ende des DUT 2 ausgegeben wird, erkennbar.
Dann, wie in 7 gezeigt, wird der optische Schalter 20 dazu gebracht, (3) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 22b und dem dritten Ausgangsanschluss 26a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss 22a und dem vierten Ausgangsanschluss 26b.

(P) Dann wird das Licht, welches von dem einen Ende des DUT 2 ausgegeben wird, von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen.
(Q) Dann durchläuft das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss 16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss 22a und den vierten Ausgangsanschluss 26b des optischen Schalters 20 und wird dem optischen Verstärker 10b zugeführt.
(R) Dann verstärkt der optische Verstärker 10b das empfangene Licht und gibt das Licht als das verstärkte Licht aus.
(S) Dann wird die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente des verstärkten Lichts von dem Spektrometer 12b extrahiert. Die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente, welche extrahiert wurde, läuft durch den Eingangsanschluss 14a des Kopplers 14 und tritt von dem Ausgangsanschluss 14b aus.
(T) Dann durchläuft das Licht, welches von dem Ausgangsanschluss 14b ausgegeben wird, den zweiten Eingangsanschluss 22b und den dritten Ausgangsanschluss 26a des optischen Schalters 20 und wird von dem Fotodetektionsbereich 30b empfangen. Der Fotodetektionsbereich 30b wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um.

Das Display 34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung 32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen 30a und 30b ausgegeben werden, auf der Y-Achse (vertikalen Achse).
Durch Beobachtung der Anzeige auf dem Display 34 wird eine Komponente des kurzen Wellenlängenbands des Lichts, welches von dem einen Ende des DUT 2 ausgegeben wurde, erkennbar.
Das Fotometer 1 dient somit als der Spektrumanalysator, welcher ein Spektrum des Lichts misst, welches von dem einen Ende des DUT 2 ausgegeben wird (siehe 6 und 7). Da die vorbestimmten Wellenlängenbandkomponenten jeweils von dem Licht extrahiert werden, welches jeweils von den optischen Verstärkern 10a und 10b verstärkt wird, dienen die optischen Verstärker 10a und 10b darüber hinaus als Vorverstärker. Das Fotometer 1 dient somit als ein hochsensitiver Spektrumanalysator.
Gemäß der zweiten Ausführungsform werden Effekte wie in der ersten Ausführungsform erreicht. Darüber hinaus, wenn das Fotometer 1 als ein Spektrumanalysator verwendet wird, bearbeitet der Fotodetektionsbereich 30a das lange Wellenlängenband, der Fotodetektionsbereich 30b das kurze Wellenlängenband, und es ist daher möglich, Komponenten in einem breiteren Wellenlängenband zu detektieren, verglichen mit der ersten Ausführungsform.

Claims

Ein Fotometer (1), aufweisend: Ein Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel (12), welches eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert; ein Abzweigungsmittel (14), welches die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung (14b) und eine zweite Richtung (14c) abzweigt; ein optisches Verbindungsmittel (20), welches einen ersten Eingangsanschluss (22a) umfasst, einen zweiten Eingangsanschluss (22b), einen ersten Ausgangsanschluss (24a) und einen zweiten Ausgangsanschluss (24b), wobei der erste Eingangsanschluss (24a) mit einem Ende (16) des Geräts unter Test (2) verbunden ist, und der zweite Eingangsanschluss (22b) mit einer Seite in der ersten Richtung (14b) des Abzweigungsmittels (14) verbunden ist; ein optisches Verstärkungsmittel (10), welches Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss (24b) empfangt und verstärktes Licht, welches durch Verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels (12) ausgibt; und ein Fotodetektionsmittel (30), welches mit dem ersten Ausgangsanschluss (24a) verbunden ist und Licht detektiert, wobei: das andere Ende (18) des Geräts unter Test (2) mit einer Seite in der zweiten Richtung (14c) des Abzweigungsmittels (14) verbunden ist; und das optische Verbindungsmittel (20) erstens eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss (22a) und dem ersten Ausgangsanschluss (24a) herstellt und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss (22b) und dem zweiten Ausgangsanschluss (24b) oder zweitens eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss (22a) und dem zweiten Ausgangsanschluss (24b) herstellt und zwischen dem zweiten Eingangsanschluss (22b) und dem ersten Ausgangsanschluss (24a).
Fotometer (1) nach Anspruch 1, wobei das optische Verstärkungsmittel (10) ein Faserverstärker oder ein optischer Verstärker auf Halbleiterbasis ist.
Fotometer (1) nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Wellenlängenband des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels (12) variabel ist.
Fotometer (1) nach Anspruch 1, wobei das Gerät unter Test (2) eine optische Faser ist oder ein Gerät, welches Lichtstrahlen überträgt.
Fotometer (1) nach Anspruch 1, wobei: eine Mehrzahl von den Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel (12a, 12b) vorgesehen ist, welche jeweils ein zu extrahierendes vorbestimmtes Wellenlängenband haben, welches voneinander abweicht; und eine Mehrzahl von Fotodetektionsmitteln (30a, 30b) vorgesehen ist, welche jeweils ein zu detektierendes Wellenlängenband von Licht haben, welches dem vorbestimmten Wellenlängenband entspricht.