CN101278182B

CN101278182B - 散射光测定装置

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Publication number: CN101278182B
Application number: CN2006800367387A
Authority: CN
Inventors: 浮田润一; 松村尊
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2005-10-03
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: JP2007101325A; US20090273775A1; US7907285B2; CN101278182A; JP4002934B2; WO2007043402A1

Abstract

本发明即使不使用接收频带宽的光接收器，也能测定布里渊散射光。散射光测定装置(1)具有：连续光源(10)，产生连续光；光脉冲发生器(14)，将连续光转换为脉冲光；光移频器(20)，接收连续光并输出移位光，该移位光具有连续光、具有比连续光的光频率(F0)仅大规定光频率(Flo)的光频率的第一侧波带光、及具有比连续光的光频率(F0)仅小规定光频率(Flo)的光频率的第二侧波带光；功率降低部(22)，降低光移频器(20)所输出的移位光中的连续光的功率；以及外差式受光器(26)，从入射了脉冲光的光纤(2)的入射端(2a)接收散射光，而且从光移频器(20)接收移位光，并输出具有散射光的光频率与移位光的光频率之差的频率的电信号。

Description

散射光测定装置

技术领域

本发明涉及布里渊散射光的测定。

背景技术

以往，就已经进行将连续波光脉冲化后给予光纤，从光纤得到散射光，并对布里渊散射光进行相干检波(例如，参照专利文献1(特开2001-165808号公报)的图8)。例如，对散射光、和将连续波光(光频率fc)以规定频率p进行强度调制后的强度调制光进行合波并进行相干检波。另外，散射光除了布里渊散射光(光频率fc+fb及fc-fb)之外还有雷利散射光(光频率fc)。而且，强度调制光具有光频率fc的载波光成分和光频率fc+p及光频率fc-p的侧波带光成分。还有，相干检波利用具有光电二极管的光接收器进行。

然而，根据如上所述的现有技术，相干检波的结果中不仅包括布里渊散射光的检波结果(中心频率为|p-fb|)，而且还包括雷利散射光的检波结果(中心频率为0)。一般来讲，雷利散射光的检波结果的功率比布里渊散射光的检波结果的功率要大。因此，若|p-fb|没有充分大于0，则布里渊散射光的检波结果被埋没在雷利散射光的检波结果中，从而无法测定布里渊散射光。

但是，若|p-fb|充分大于0，则需要扩宽光接收器的光电二极管的接收频带。由于接收频带宽的光电二极管价格高，因此用于布里渊散射光的检波的费用增多。

发明内容

于是，本发明的课题在于，即使不使用接收频带宽的光接收器也可测定布里渊散射光。

本发明的散射光测定装置构成如下，即、具有：连续光源，产生连续光；光脉冲发生器，将上述连续光转换为脉冲光；光移频器，接收上述连续光并输出移位光，该移位光具有上述连续光、具有光频率比上述连续光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带光、具有光频率比上述连续光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带光；功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率；以及外差式受光器，从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有频率为上述散射光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

根据如上所述构成的散射光测定装置，连续光源产生连续光。光脉冲发生器将上述连续光转换为脉冲光。光移频器接收上述连续光并输出移位光，该移位光具有上述连续光、具有光频率比上述连续光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带光、具有光频率比上述连续光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带光。功率降低单元降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率。外差式受光器从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有频率为上述散射光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

本发明的散射光测定装置构成如下，即、具有：连续光源，产生连续光；光脉冲发生器，将上述连续光转换为脉冲光；光移频器，从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光并输出移位光，该移位光具有上述散射光、具有光频率比上述散射光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带散射光、具有光频率比上述散射光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带散射光；功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述散射光的功率；以及外差式受光器，从上述连续光源接收上述连续光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

根据如上所述构成的散射光测定装置，连续光源产生连续光。光脉冲发生器将上述连续光转换为脉冲光。光移频器从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光并输出移位光，该移位光具有上述散射光、具有光频率比上述散射光的光频率仅大规定光频率的第一例波带散射光、具有光频率比上述散射光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带散射光。功率降低单元降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述散射光的功率。外差式受光器从上述连续光源接收上述连续光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

本发明的散射光测定装置构成如下，即、具有：连续光源，产生连续光；光移频器，接收上述连续光并输出移位光，该移位光具有上述连续光、具有光频率比上述连续光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带光、具有光频率比上述连续光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带光；功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率；光脉冲发生器，将上述移位光转换为脉冲光；以及外差式受光器，从上述连续光源接收上述连续光，而且从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，并输出具有频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

根据如上所述构成的散射光测定装置，连续光源产生连续光。光移频器接收上述连续光并输出移位光，该移位光具有上述连续光、具有光频率比上述连续光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带光、具有光频率比上述连续光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带光。功率降低单元降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率。光脉冲发生器将上述移位光转换为脉冲光。外差式受光器从上述连续光源接收上述连续光，而且从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，并输出具有频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号。

另外，本发明的散射光测定装置也可以做成如下结构，即，上述光移频器具有对已接收的光进行分波从而得到两个分波光的分波部、使一个分波光的相位仅变化规定相位的第一相位变化部、使另一个分波光仅变化与上述规定相位大小相同且正负相反的反规定相位的第二相位变化部、以及对上述第一相位变化部的输出及上述第二相位变化部的输出进行合波的合波部，上述功率降低单元的上述规定相位具有常数成分。

另外，本发明的散射光测定装置也可以做成，上述功率降低单元附加相当于上述常数成分的大小的直流电压。

附图说明

图1是表示第一实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。

图2是光移频器20的俯视图(图2(a))、主视图(图2(b))。

图3是表示在由直流电源部22b附加的直流电压低时的导出部20f输出的光的光频率与功率的关系(图3(a))、在由直流电源部22b附加的直流电压高时的导出部20f输出的光的光频率与功率的关系(图3(b))的图。

图4是表示光移频器20输出的光频率与功率的关系(图4(a))、散射光的光频率与功率的关系(图4(b))、外差式受光器26输出的电信号的频率与功率的关系(图4(c))的图。

图5是表示在由直流电源部22b附加的直流电压低时的外差式受光器26输出的电信号的频率与功率的关系(图5(a))、在由直流电源部22b附加的直流电压高时的外差式受光器26输出的电信号的频率与功率的关系(图5(b))的图。

图6是表示第二实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。

图7是用于说明外差式受光器26输出的电信号的图。

图8是表示第三实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。

图9是用于说明外差式受光器26输出的电信号的图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

第一实施方式

图1是表示第一实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。布里渊散射光测定装置1与光纤2连接。而且，布里渊光测定装置1具有连续光源10、光耦合器(光カプラ)12、光脉冲发生器14、光放大器(光アンプ)16、光耦合器18、光移频器20、功率降低部22、光耦合器24、外差式受光器26、滤波电路30、信号处理电路32。

连续光源10生成连续光(即，CW(Continuous Wave)光)。光耦合器12从连续光源10接收连续光，并给予光脉冲发生器14及光移频器20。光脉冲发生器14将连续光转换为脉冲光。光放大器16放大脉冲光。

光耦合器18从光放大器16接收脉冲光，并通过入射端2a给予光纤2。从光纤2的入射端2a射出散射光(雷利散射光及布里渊散射光)，并给予光耦合器18。光耦合器18将已接收的散射光给予光耦合器24。

光移频器(光周波数シフタ)20从光耦合器12接收连续光。然后，光移频器20输出移位光(シフト光)。而且，移位光具有连续光、第一侧波带光、第二侧波带光。第一侧波带光是具有比连续光的光频率F0仅大规定光频率Flo的光频率为F0+Flo的光。第二侧波带光是具有比连续光的光频率F0仅小规定光频率Flo的光频率为F0-Flo的光。

功率降低部22降低光移频器20输出的移位光中的连续光(光频率F0)的功率。

图2是光移频器20的俯视图(图2(a))、主视图(图2(b))。光移频器20具有导入部20a、分波部20b、第一相位变化部20c、第二相位变化部20d、合波部20e、导出部20f、电极部20g、基板20h。导入部20a、分波部20b、第一相位变化部20c、第二相位变化部20d、合波部20e以及导出部20f形成于基板20h上。基板20h例如是LiNbO₃晶体的基板，在图2(a)中省略图示。

功率降低部22具有交流电源部22a、直流电源部22b。

导入部20a从光耦合器12接收连续光，并给予分波器20b。另外，连续光的功率Ein＝E×e^Jωt。而且，ω＝2πF0。

分波部20b对从导入部20a接收来的连续光进行分波得到两个分波光。一个分波光给予第一相位变化部20c，另一个分波光给予第二相位变化部20d。而且，一个分波光的功率及另一个分波光的功率都是E/

(而

＝2^1/2)。

第一相位变化部20c使一个分波光的相位仅变化规定相位θ。因此，一个分波光的功率为(1/)×E×e^Jωt×e^Jθ。

第二相位变化部20d使另一个分波光的相位仅变化与规定相位θ大小相同且正负相反的反规定相位-θ。因此，另一个分波光的功率为(1/

)×E×e^Jωt×e^-Jθ。

合波部20e对第一相位变化部20c输出的光及第二相位变化部20d输出的光进行合波。

导出部20f将合波部20e输出的光向光耦合器24射出。

电极部20g位于第一相位变化部20c及第二相位变化部20d的上方。由功率降低部22对电极部20g附加电压。

交流电源部22a将电流电压(角频率Ω＝2πFlo)附加到电极部20g上。直流电源部22b将直流电压附加到电极部20g上。

在对电极部20g附加电压时，则通过电光效应，第一相位变化部20c及第二相位变化部20d的折射率发生变化，一个分波光及另一个分波光的相位发生变化。在这里，由交流电压引起的一个分波光的相位变化可表现为φsinΩt，由直流电压引起的一个分波光的相位变化可表现为φ0(常数成分)。而且，φ及φ0是常数，t是时间。于是，规定相位θ＝φsinΩt+φ0。而且，可以说直流电压的大小相当于φ0(常数成分)。

于是，导出部20f输出的光的功率为Eout＝(E/2)×e^Jωt×(e^Jθ+e^-Jθ)。

由于e^Jθ＝e^Jθ0∑J_n(φ)e^JnΩt＝e^Jθ0(...+J₁(φ)e^-JΩt+J₀(φ)+J₁(φ)e^JΩt+...)(J_n为贝塞耳系数)，所以，

Eout＝E×e^Jωt×((-jJ₁(φ)sinφ0)e^-JΩt+J₀(φ)cosφ0+(jJ₁(φ)sinφ0)e^JΩt)。

光频率F0(光角频率ω)的成分的功率为J₀(φ)cosφ0，光频率F0±Flo(光角频率ω±Ω)的成分的功率为J₁(φ)sinφ0。

图3是表示在由直流电源部22b附加的直流电压低时的导出部20f输出的光的光频率与功率的关系(图3(a))、在由直流电源部22b附加的直流电压高时的导出部20f输出的光的光频率与功率(パワ一)的关系(图3(b))的图。

如果由直流电源部22b附加的直流电压低且φ0大致为0，则如图3(a)所示，光频率F0的成分的功率大，光频率F0±Flo的成分的功率小。

如果由直流电源部22b附加的直流电压高且φ0接近90度，则如图3(b)所示，光频率F0的成分的功率小，光频率F0±Flo的成分的功率大。

这样，功率降低部22提高由直流电源部22b附加的直流电压(使φ0接近90度)，将光移频器20输出的移位光中的连续光(光频率F0)的功率降低为比φ0大致为0时的情况还低。

光耦合器24从光移频器20接收移位光，而且从光耦合器18接收散射光，并进行合波后给予外差式受光器26。

外差式受光器26接收光耦合器24所合波后的光。即，外差式受光器26通过光耦合器24，从入射脉冲光后的光纤2的入射端2a接收散射光。而且，外差式受光器26通过光耦合器24，从光移频器20接收移位光。然后，外差式受光器26输出具有散射光的光频率与移位光的光频率之差的频率的电信号。

图4(a)是与图3(b)同样的图。参照图4(a)，在光移频器20的输出中，光频率F0的成分的功率比光频率F0±Flo的成分的功率还小。

参照图4(b)，散射光具有雷利散射光及布里渊散射光。雷利散射光的光频率与入射到光纤2中的脉冲光的光频率相同为F0。另外，布里渊散射光的光频率从入射到光纤2中的脉冲光的光频率F0仅偏移规定光频率Fb且为F0±Fb。雷利散射光的功率比布里渊散射光的功率大。另外，散射光的光频率本来具有一定程度的宽度，但是为了便于图示，在图4(b)中省略了图示。

参照图4(c)，外差式受光器26输出的电信号具有具有雷利散射光的光频率F0与移位光的连续光成分的光频率F0之差的频率0的成分。而且，外差式受光器26输出的电信号具有具有布里渊散射光的光频率F0+Fb与移位光的第一侧波带光成分的光频率F0+Flo之差的频率Flo-Fb的成分。

另外，雷利散射光的光频率F0与移位光的第一侧波带光成分的光频率F0+Flo之差的频率Flo的成分、布里渊散射光的光频率F0-Fb与移位光的第一侧波带光成分的光频率F0+Flo之差的频率Flo+Fb的成分等的比Flo-Fb还高频率的成分，由于过于高频由外差式受光器26无法检测，因此在图4(c)中未表示。

滤波电路30对外差式受光器26输出的电信号，对频率Flo-Fb附近的频带进行透射，而不透射其他频带的信号。这样，得到相当于布里渊散射光的电信号。

信号处理电路32接收滤波电路30的输出，并导出布里渊散射光的功率等。

接着，说明第一实施方式的动作。

首先，连续光源10产生连续光。

连续光通过光耦合器12给予光脉冲发生器14。光脉冲发生器14将连续光转换为脉冲光。脉冲光由光放大器16放大之后，通过光耦合器18，入射到光纤2的入射端2a。

从光纤2的入射端2a射出散射光(雷利散射光及布里渊散射光)，给予光耦合器18。光耦合器18将已接受的散射光给予光耦合器24。

而且，连续光通过光耦合器12给予光移频器20。光移频器20接收连续光(光频率F0)，输出移位光(连续光(光频率F0)、第一侧波带光(光频率F0+Flo)、第二侧波带光(光频率F0-Flo))。另外，由于将功率降低部22上的直流电源部22b所附加的直流电压设定为φ0接近90度，因此移位光的连续光成分的功率降低，变得比第一侧波带光的成分及第二侧波带光的成分的功率还低。例如，使移位光的连续光成分的功率比第一侧波带光的成分及第二侧波带光的成分的功率还低20dB。光移频器20输出的移位光给予光耦合器24。

光耦合器24从光移频器20接收移位光，并从光耦合器18接收散射光，再进行合波后给予外差式受光器26。

外差式受光器26输出电信号，该电信号具有：具有雷利散射光的光频率F0与移位光的连续光成分的光频率F0之差的频率0的成分、以及具有布里渊散射光的光频率F0+Fb与移位光的第一侧波带光成分的光频率F0+Flo之差的频率Flo-Fb的成分。高于频率Flo-Fb的高频成分由外差式受光器26无法输出。

参照图5(a)，在由直流电源部22b附加的直流电压低时，雷利散射光的功率和移位光的连续光成分的光频率F0的功率都大。由此，外差式受光器26输出的电信号的雷利散射光的成分的功率也大。因此，如果频率Flo-Fb没有足够偏离频率0，则外差式受光器26输出的电信号的布里渊散射光的成分会被埋没在雷利散射光的成分中。

另一方面，参照图5(b)，在由直流电源部22b附加的直流电压高时，虽然雷利散射光的功率大，但是移位光的连续光成分的光频率F0的功率小。由此，外差式受光器26输出的电信号的雷利散射光的成分的功率变小。因此，即使频率Flo-Fb没有非常偏离频率0(就频率Flo-Fb而言，图5(b)的比图5(a)的还小)，也能够防止外差式受光器26输出的电信号的布里渊散射光的成分被埋没在雷利散射光的成分中。

滤波电路30对外差式受光器26输出的电信号，对频率Flo-Fb附近的频带进行透射，而不透射其他频带的信号。信号处理电路32接收滤波电路30的输出，并导出布里渊散射光的功率等。

根据第一实施方式，由于提高由直流电源部22b附加的直流电压且使φ0接近90度，因此即使频率Flo-Fb小，也能测定布里渊散射光的功率等。由此，不使用接收频带宽的外差式受光器26，也能测定布里渊散射光。

而且，由光移频器20可进行移位光的连续光成分的降低。由于光移频器20是光强度调制器，因此可以不使用相位调制，而可利用光强度调制进行移位光的连续光成分的降低。

第二实施方式

第二实施方式取代第一实施方式中的光移频器20、功率降低部22，而具有光移频器21、功率降低部23。

图6是表示第二实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。布里渊散射光测定装置1与光纤2连接。而且，布里渊散射光测定装置1具有连续光源10、光耦合器12、光脉冲发生器14、光放大器16、光耦合器18、光移频器21、功率降低部23、光耦合器24、外差式受光器26、滤波电路30、信号处理电路32。另外，与第一实施方式相同的部分标注相同的符号并省略说明。

连续光源10、光脉冲发生器14、光放大器16、光耦合器18、滤波电路30、信号处理电路32与第一实施方式相同并省略说明。

光耦合器12从连续光源10接收连续光，并给予光脉冲发生器14及光耦合器24。

光移频器21从入射了脉冲光的光纤2的入射端2a接收散射光。然后，光移频器21输出移位光。而且，光移频器21输出移位光。再有，移位光具有散射光(光频率F0、F0±Fb)、第一侧波带散射光、第二侧波带散射光。第一侧波带散射光具有比散射光的光频率F0仅大规定光频率Flo的光频率F0+Flo、F0+Flo±Fb。第二侧波带散射光具有比散射光的光频率F0仅小规定光频率Flo的光频率F0-Flo、F0-Flo±Fb。

另外，光移频器21的结构与第一实施方式相同(参照图2)。只是，从光耦合器18得到光。

功率降低部23降低光移频器21输出的移位光中的散射光的功率。

光耦合器24从光移频器21接收移位光，而且从光耦合器12接收连续光，并进行合波后给予外差式受光器26。

外差式受光器26接收光耦合器24所合波后的光。即，外差式受光器26通过光耦合器24，从连续光源10接收连续光。而且，外差式受光器26通过光耦合器24，从光移频器20接收移位光。然后，外差式受光器26输出具有连续光的光频率与移位光的光频率之差的频率的电信号。

图7是用于说明外差式受光器26输出的电信号的图。图7(a)是表示散射光的光频率与功率的关系的图。参照图7(a)，散射光具有雷利散射光及布里渊散射光。雷利散射光的光频率与入射到光纤2中的脉冲光的光频率相同为F0。另外，布里渊散射光的光频率从入射到光纤2中的脉冲光的光频率F0仅偏移规定光频率Fb而成为F0±Fb。雷利散射光的功率比布里渊散射光的功率大。另外，散射光的光频率本来具有一定程度的宽度，但是为了便于图示，在图7中省略了图示。

图7(b)是表示光移频器21输出的移位光中的散射光的成分的光频率与功率的关系的图。利用功率降低部23，与图7(a)比较，功率变小。

图7(c)是光移频器21输出的移位光中的第一侧波带散射光的成分的光频率F0+Flo、F0+Flo±Fb与功率的关系的图。第一侧波带散射光的功率比散射光的功率还大。

图7(d)是光移频器21输出的移位光中的第二侧波带散射光的成分的光频率F0-Flo、F0-Flo±Fb与功率的关系的图。第二侧波带散射光的功率比散射光的功率还大。

图7(e)是表示从连续光源10通过光耦合器12及光耦合器24给予外差式受光器26的连续光的光频率F0与功率的关系的图。

图7(f)是表示外差式受光器26输出的的电信号的频率与功率的关系的图。参照图7(f)，输出外差式受光器26所输出的电信号具有连续光的光频率F0(参照图7(e))与移位光的散射光成分中的相当于雷利散射光的成分的光频率F0(参照图7(b))之差的频率0的电信号。而且，外差式受光器26输出的电信号具有具有连续光的光频率F0(参照图7(e))与移位光的第一侧波带散射光成分中的相当于布里渊散射光的成分的光频率F0+Flo-Fb(参照图7(c))之差的频率Flo-Fb的成分。另外，高于Flo-Fb的高频成分无法由外差式受光器26检测，因此在图7(f)中未表示。

接着，说明第二实施方式的动作。

首先，连续光源10产生连续光。

从光纤2的入射端2a射出散射光(雷利散射光及布里渊散射光)，给予光耦合器18。光耦合器18将已接收的散射光给予光移频器21。

光移频器21接收散射光(光频率F0、F0±Fb)，输出移位光(散射光(光频率F0、F0±Fb)、第一侧波带散射光(光频率F0+Flo、F0+Flo±Fb)、第二侧波带散射光(光频率F0-Flo、F0-Flo±Fb))。另外，由于将功率降低部23上的直流电源部22b所附加的直流电压设定为φ0接近90度，因此移位光的散射光成分的功率降低，变成比第一例波带散射光的成分及第二侧波带散射光的成分的功率还低。例如，使移位光的散射光成分的功率比第一侧波带散射光的成分及第二侧波带散射光的成分的功率还低20dB。光移频器21输出的移位光给予光耦合器24。

另外，连续光通过光耦合器12给予光耦合器24。

光耦合器24从光移频器20接收移位光，而且从光耦合器12接收连续光，并进行合波后给予外差式受光器26。

外差式受光器26输出电信号，该电信号具有：具有连续光的光频率F0(参照图7(e))与移位光的散射光成分中的相当于雷利散射光的成分的光频率F0(参照图7(b))之差的频率0的成分、以及具有连续光的光频率F0(参照图7(e))与移位光的第一侧波带散射光成分中的相当于布里渊散射光的成分的光频率F0+Flo-Fb(参照图7(c))之差的频率Flo-Fb的成分。高于频率Flo-Fb的高频成分无法由外差式受光器26输出。

与第一实施方式同样，由于外差式受光器26输出的电信号的频率0的成分的功率小，因此能够减小频率Flo-Fb(参照图5)。

滤波电路30对外差式受光器26输出的电信号，透射频率Flo-Fb附近的频带，而不透射其他频带的信号。信号处理电路32接收滤波电路30的输出，并导出布里渊散射光的功率等。

根据第二实施方式，得到与第一实施方式同样的效果。

第三实施方式

第三实施方式取代第一实施方式中的光移频器20、功率降低部22，而具有光移频器13、功率降低部15。

图8是表示第三实施方式的布里渊散射光测定装置1的结构的图。布里渊散射光测定装置1与光纤2连接。而且，布里渊散射光测定装置1具有连续光源10、光耦合器12、光移频器13、光脉冲发生器14、功率降低部15、光放大器16、光耦合器18、光耦合器24、外差式受光器26、滤波电路30、信号处理电路32。另外，与第一实施方式相同的部分标注了相同的符号并省略其说明。

连续光源10、光放大器16、光耦合器18、滤波电路30、信号处理电路32与第一实施方式相同省略说明。

光耦合器12从连续光源10接收连续光，并予给光移频器13及光耦合器24。

光移频器13从光耦合器12接收连续光。然后，光移频器13输出移位光。而且，移位光具有连续光、第一侧波带光、第二侧波带光。第一侧波带光是具有比连续光的光频率F0仅大规定光频率Flo的光频率F0+Flo的光。第二侧波带光是具有比连续光的光频率F0仅小规定光频率Flo的光频率F0-Flo的光。

另外，光移频器13的结构与第一实施方式相同(参照图2)。只是，向光脉冲发生器14输出光。

功率降低部15降低光移频器13输出的移位光中的连续光(光频率F0)的功率。

光脉冲发生器14将移位光转换为脉冲光。

光耦合器24从光耦合器18接收散射光，而且从光耦合器12接收连续光，并进行合波后给予外差式受光器26。

外差式受光器26接收光耦合器24所合波后的光。即，外差式受光器26通过光耦合器24，从连续光源10接收连续光。而且，外差式受光器26通过光耦合器24，从光耦合器18接收散射光。然后，外差式受光器26输出具有连续光的光频率与散射光的光频率之差的频率的电信号。

图9是用于说明外差式受光器26输出的电信号的图。图9(a)是与图3(b)同样的图。参照图9(a)，在光移频器13的输出中，光频率F0的成分的功率比光频率F0±Flo的成分的功率还小。另外，从光耦合器18向光耦合器24提供的散射光中的雷利散射光的光频率与功率的关系也可以表示成如图9(a)所示。只是，散射光的光频率本来具有一定程度的宽度，但是为了便于图示，在图9中省略了图示。

图9(b)是表示从光耦合器18向光耦合器24提供的散射光中的布里渊散射光的成分(但是，光频率增加Fb的成分)的光频率与功率的关系的图。

图9(c)是表示从光耦合器18向光耦合器24提供的散射光中的布里渊散射光的成分(但是，光频率减少Fb的成分)的光频率与功率的关系的图。

图9(d)是表示从连续光源10通过光耦合器12及光耦合器24给予外差式受光器26的连续光的光频率F0与功率的关系的图。

图9(e)是表示外差式受光器26输出的的电信号的频率与功率的关系的图。参照图9(e)，输出外差式受光器26所输出的电信号具有连续光的光频率F0(参照图9(d))与散射光中的相当于雷利散射光的成分的光频率F0(参照图9(a))之差的频率0的电信号。而且，外差式受光器26输出的电信号具有具有连续光的光频率F0(参照图9(d))与散射光中的布里渊散射光的光频率F0+Flo-Fb(参照图9(c))之差的频率Flo-Fb的成分。另外，高于Flo-Fb的高频成分不能用外差式受光器26检测，因此在图9(e)中未表示。

接着，说明第三实施方式的动作。

首先，连续光源10产生连续光。

连续光通过光耦合器12给予光移频器13。光移频器13接收连续光(光频率F0)，输出移位光(连续光(光频率F0)、第一侧波带光(光频率F0+Flo)、第二侧波带光(光频率F0-Flo))。另外，由于将功率降低部15上的直流电源部22b所附加的直流电压设定为φ0接近90度，因此移位光的连续光成分的功率降低，变成比第一侧波带光的成分及第二侧波带光的成分的功率还低。例如，使移位光的连续光成分的功率比第一侧波带光的成分及第二侧波带光的成分的功率还低20dB。光移频器13输出的移位光给予光脉冲发生器14。光脉冲发生器14将移位光转换为脉冲光。脉冲光由光放大器16放大，通过光耦合器18，再入射到光纤2的入射端2a。

从光纤2的入射端2a射出散射光(雷利散射光及布里渊散射光)，并给予光耦合器18。光耦合器18将已接收的散射光给予光耦合器24。

另外，连续光通过光耦合器12给予光耦合器24。

外差式受光器26输出电信号，该电信号具有：具有连续光的光频率F0(参照图9(d))与散射光中的雷利散射光的成分的光频率F0(参照图9(a))之差的频率0的成分、以及具有连续光的光频率F0(参照图9(d))与散射光中的布里渊散射光的成分的光频率F0+Flo-Fb(参照图9(c))之差的频率Flo-Fb的成分。高于频率Flo-Fb的高频成分不能由外差式受光器26输出。

根据第三实施方式，得到与第一实施方式同样的效果。

Claims

1.一种散射光测定装置，具有：

连续光源，产生连续光；

光脉冲发生器，将上述连续光转换为脉冲光；

光移频器，接收上述连续光并输出移位光，该移位光具有上述连续光、具有的光频率比上述连续光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带光、及具有的光频率比上述连续光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带光；

功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率；以及

外差式受光器，从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有的频率为上述散射光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号，

上述散射光具有雷利散射光及布里渊散射光，

上述外差式受光器输出如下的电信号，即与上述布里渊散射光对应的电信号的功率不会由于与上述雷利散射光对应的电信号的功率而不能测定那样的电信号，

以如下方式设定上述规定光频率，在若没有上述连续光的功率降低的场合，与上述布里渊散射光对应的电信号的功率的中心频率以成为不能测定与上述布里渊散射光对应的电信号的功率的程度接近于与上述雷利散射光对应的电信号的功率的中心频率。

2.一种散射光测定装置，具有：

连续光源，产生连续光；

光脉冲发生器，将上述连续光转换为脉冲光；

光移频器，从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光并输出移位光，该移位光具有上述散射光、具有的光频率比上述散射光的光频率仅大规定光频率的第一侧波带散射光、及具有的光频率比上述散射光的光频率仅小上述规定光频率的第二侧波带散射光；

功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述散射光的功率；以及

外差式受光器，从上述连续光源接收上述连续光，而且从上述光移频器接收上述移位光，并输出具有的频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号，

上述散射光具有雷利散射光及布里渊散射光，

以如下方式设定上述规定光频率，在若没有上述散射光的功率降低的场合，与上述布里渊散射光对应的电信号的功率的中心频率以成为不能测定与上述布里渊散射光对应的电信号的功率的程度接近于与上述雷利散射光对应的电信号的功率的中心频率。

3.一种散射光测定装置，具有：

连续光源，产生连续光；

功率降低单元，降低上述光移频器所输出的上述移位光中的上述连续光的功率；

光脉冲发生器，将上述移位光转换为脉冲光；以及

外差式受光器，从上述连续光源接收上述连续光，而且从入射了上述脉冲光的光纤的入射端接收散射光，并输出具有的频率为上述连续光的光频率与上述移位光的光频率之差的电信号，

上述散射光具有雷利散射光及布里渊散射光，

4.根据权利要求1～3中任一项所述的散射光测定装置，其特征在于，

上述光移频器具有：对已接收的光进行分波从而得到两个分波光的分波部；使一个分波光的相位仅变化规定相位的第一相位变化部；使另一个分波光仅变化与上述规定相位大小相同且正负相反的反规定相位的第二相位变化部；以及对上述第一相位变化部的输出及上述第二相位变化部的输出进行合波的合波部，

上述功率降低单元的上述规定相位具有常数成分。

5.根据权利要求4所述的散射光测定装置，其特征在于，

上述功率降低单元附加相当于上述常数成分的大小的直流电压。