DE112004001453T5 - Photometer - Google Patents
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Abstract
Ein
Fotometer, aufweisend:
Ein Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel, welches eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert;
ein Abzweigungsmittel, welches die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung und eine zweite Richtung abzweigt;
ein optisches Verbindungsmittel, welches einen ersten Eingangsanschluss umfasst, 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 des Abzweigungsmittels verbunden ist;
ein optisches Verstärkungsmittel, welches Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss empfängt und verstärktes Licht, welches durch verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels ausgibt; und
ein Fotodetektionsmittel, welches mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist und Licht detektiert, wobei:
das andere Ende des Geräts unter Test mit einer Seite in der zweiten Richtung des Abzweigungsmittels verbunden ist; und
das optische Verbindungsmittel (1) eine...
Ein Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel, welches eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert;
ein Abzweigungsmittel, welches die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung und eine zweite Richtung abzweigt;
ein optisches Verbindungsmittel, welches einen ersten Eingangsanschluss umfasst, 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 des Abzweigungsmittels verbunden ist;
ein optisches Verstärkungsmittel, welches Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss empfängt und verstärktes Licht, welches durch verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels ausgibt; und
ein Fotodetektionsmittel, welches mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist und Licht detektiert, wobei:
das andere Ende des Geräts unter Test mit einer Seite in der zweiten Richtung des Abzweigungsmittels verbunden ist; und
das optische Verbindungsmittel (1) eine...
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. Patentdokument 1; z. B. 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.
- 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 Abzweigungseinheit, 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 Fotometers1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
2 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird; -
3 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers1 gemäß der ersten Ausführungsform zeigt, wobei der Fotometer als ein Spektrumanalysator verwendet wird; -
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Fotometers1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; -
5 ist ein Diagramm, welches einen Betrieb eines Fotometers1 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 Fotometers1 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 Fotometers1 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 Fotometers1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fotometer1 ist mit einem Gerät unter Test (DUT)2 verbunden. Obwohl das DUT2 vorzugsweise eine optische Faser ist, kann das DUT2 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 Eingangsanschluss16 , einem optischen Ausgangsanschluss18 , einem optischen Schalter (optisches Verbindungsmittel)20 , einem Fotodetektionsbereich30 , einer Sweep-Steuerung32 und einem Display34 . - Der optische Verstärker (optisches Verstärkungsmittel)
10 verstärkt einfallendes Licht. Der optische Verstärker10 kann ein Faserverstärker, wie z. B. ein EDFA (erbium doped fiber amplifier) oder ein optischer Verstärker auf Halbleiterbasis sein. Die Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10 wird als verstärktes Licht bezeichnet. - Das Spektrometer (Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel)
12 extrahiert eine Komponente in einem vorbestimmten Wellenlängenband von der verstärkten Lichtausgabe des optischen Verstärkers10 . Es sollte angemerkt werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung32 geändert werden kann. Genauer gesagt kann das vorbestimmte Wellenlängenband gesweept (variiert) werden. - Der Koppler (Abzweigungsmittel)
14 enthält einen Eingangsanschluss14a und Ausgangsanschlüsse14b und14c . Der Koppler14 zweigt Licht, welches von dem Eingangsanschluss14a empfangen wird, in die Ausgangsanschlüsse14b und14c ab. Der Eingangsanschluss14a empfängt die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponenten-Ausgabe von dem Spektrometer12 . Die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente wird somit zu den Ausgangsanschlüssen14b und14c ausgegeben. Der Ausgangsanschluss (Seite der ersten Richtung)14b ist mit einem zweiten Eingangsanschluss22b des optischen Schalters20 verbunden, und der Ausgangsanschluss (Seite der zweiten Richtung)14c ist mit dem optischen Ausgangsanschluss18 verbunden. Der optische Eingangsanschluss16 ist mit einem Ende des DUT2 verbunden und wird verwendet um Licht zu empfangen, welches von dem DUT2 austritt. - Der optische Ausgangsanschluss
18 ist mit dem anderen Ende des DUT2 verbunden und wird verwendet, um das Licht dazu zu bringen, auf das DUT2 einzufallen. - Der optische Schalter (optisches Verbindungsmittel)
20 ist ein Schalter vom DPDT (double ports double throws) Typ. Der optische Schalter20 enthält einen ersten Eingangsanschluss22a , einen zweiten Eingangsanschluss22b , einen ersten Ausgangsanschluss24a und einen zweiten Ausgangsanschluss24b . - Der erste Eingangsanschluss
22a und der zweite Eingangsanschluss22b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht zu empfangen. Der erste Eingangsanschluss22a ist mit dem einen Ende des DUT2 über den optischen Eingangsanschluss16 verbunden. Der zweite Eingangsanschluss22b ist mit dem Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 verbunden. - Der erste Ausgangsanschluss
24a und der zweite Ausgangsanschluss24b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss24a ist mit dem Fotodetektionsbereich30 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss24b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers10 verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss24b ist sozusagen über den optischen Verstärker10 mit einer Eingangsseite (Empfangsbereich für einfallendes Licht) des Spektrometers12 verbunden. - Es sollte festgehalten werden, dass der optische Schalter
20 : (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem zweiten Ausgangsanschluss24b herstellt und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem zweiten Ausgangsanschluss24a oder (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem ersten Ausgangsanschluss24a herstellt und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem zweiten Ausgangsanschluss24b . - Wenn der zweite Eingangsanschluss
22b und der zweite Ausgangsanschluss24b miteinander verbunden sind, werden der Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers10 miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss22a und der erste Ausgangsanschluss24a miteinander verbunden sind, werden das eine Ende des DUT2 und der Fotodetektionsbereich30 miteinander verbunden. - Anderseits, wenn der zweite Eingangsanschluss
22b und der erste Ausgangsanschluss24a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und der Fotodetektionsbereich30 miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss22a und der zweite Ausgangsanschluss24b miteinander verbunden werden, dann werden das eine Ende des DUT2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers10 miteinander verbunden. - Der Fotodetektionsbereich
30 detektiert das Licht, welches von dem ersten Ausgangsanschluss24a empfangen wird. Genauer gesagt, wandelt der Fotodetektionsbereich30 das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. - Die Sweep-Steuerung
32 sweept (variiert) das vorbestimmte Wellenlängenband des Spektrometers12 . Es sollte festgehalten werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband auch zu dem Display34 übertragen wird. - Das Display
34 zeigt das vorbestimmt Wellenlängenband, welches durch die Sweep-Steuerung32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich30 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 die2 und3 beschrieben. - Wie in
2 gezeigt, wird der optische Schalter20 zuerst dazu gebracht, (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem zweiten Ausgangsanschluss24b herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem ersten Ausgangsanschluss24a . - (A) Dann wird die verstärkte Lichtausgabe
von dem optischen Verstärker
10 dem optischen Verstärker10 wieder zugeführt, nach dem sie den Spektrometer12 , den Eingangsanschluss14a und den Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und den zweiten Eingangsanschluss22b und den zweiten Ausgangsanschluss24b des optischen Schalters20 durchlaufen hat. Als ein Ergebnis wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10 dem optischen Verstärker10 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 Verstärker10 . Darüber hinaus durchläuft die Ausgabe des optischen Verstärkers10 den Spektrometer12 und eine Intensität der vorbestimmten Wellenlängenbandkomponente erhöht sich. Darüber hinaus wird das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung32 gesweept und das Licht, welches den optischen Verstärker10 und den Spektrometer12 durchläuft, zeigt somit eine Änderung der Wellenlänge. Wenn dieses Licht extrahiert wird, kann das positive Feedbacksystem, umfassend den optischen Verstärker10 und den Spektrometer12 , als eine Lichtquelle von variabler Wellenlänge verwendet werden. - (B) Dann wird das Licht, welches den optischen Verstärker
10 und den Spektrometer12 durchläuft, dem Eingangsanschluss14a des Kopplers14 eingegeben. Die Lichteingabe in den Eingangsanschluss14a verzweigt sich in die Ausgangsanschlüsse14b und14c . Das Licht, welches in den Ausgangsanschluss14c abgezweigt wurde, durchläuft den optischen Ausgangsanschluss18 . - (C) Dann wird das Licht, welches den optischen Ausgangsanschluss
18 durchlaufen hat, dazu gebracht, auf das andere Ende des DUT2 einzufallen. Das Licht läuft dann durch das DUT2 durch und tritt an dem anderen Ende des DUT2 aus. Das ausgegebene Licht wird von dem optischen Eingangsanschluss16 empfangen. - (D) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss
16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss22a und den ersten Ausgangsanschluss24a des optischen Schalters20 und wird von dem Fotodetektionsbereich30 empfangen. Der Fotodetektionsbereich30 wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um. - Das Display
34 zeigt das vorbestimmte Wellenlängenband, welches von der Sweep-Steuerung32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich30 ausgegeben wird, auf der Y-Achse (vertikalen Achse). - Durch Beobachtung der Anzeige auf dem Display
34 werden Wellenlängencharakteristiken des DUT2 erkennbar. Das Fotometer1 dient somit als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken, welche die Wellenlängencharakteristiken des DUT2 misst. - Dann wird, wie in
3 gezeigt, der optische Schalter dazu gebracht (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem ersten Ausgangsanschluss24a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem zweiten Ausgangsanschluss24b . - (P) Dann wird das von dem
einen Ende des DUT
2 ausgegebene Licht von dem optischen Eingangsanschluss16 empfangen. - (Q) Dann durchläuft
das von dem optischen Eingangsanschluss
16 empfangene Licht den ersten Eingangsanschluss22a und den zweiten Ausgangsanschluss24b des optischen Schalters20 und wird dem optischen Verstärker10 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 Eingangsanschluss14a des Kopplers14 und tritt von dem Ausgangsanschluss14b aus. - (T) Dann durchläuft
das von dem Ausgangsanschluss
14b emittierte Licht den zweiten Eingangsanschluss22b und den ersten Ausgangsanschluss24a des optischen Schalters20 und wird von dem Fotodetektionsbereich30 empfangen. Der Fotodetektionsbereich30 wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um. - Das Display
34 zeigt das vorbestimmte Wellenlängenband, welches von der Sweep-Steuerung32 bestimmt wird, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und das elektrische Signal, welches von dem Fotodetektionsbereich30 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 DUT2 emittierten Lichts erkennbar. Das Fotometer1 funktioniert somit als der Spektrumanalysator, welcher ein Spektrum des Lichts misst, welches von dem einen Ende des DUT2 ausgegeben wurde. - Darüber hinaus, da die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente von dem Licht extrahiert wird, welches von dem optischen Verstärker
10 verstärkt wurde, dient der optische Verstärker10 als ein Vorverstärker. Das Fotometer1 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 Spektrometer12 gebildet. Andererseits werden der optische Verstärker10 und der Spektrometer12 als ein hochsensitiver Spektrumanalysator genutzt. Wenn die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken verwendet wird, ist es somit möglich, den optischen Verstärker10 und den Spektrometer12 des Spektrumanalysators als die Lichtquelle von variabler Wellenlänge zu nutzen. Wenn der Spektrumanalysator verwendet wird, ist es somit möglich, den optischen Verstärker10 und den Spektrometer12 der Lichtquelle von variabler Wellenlänge der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken zu verwenden. Darüber hinaus können sowohl die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken als auch der Spektrumanalysator den Fotodetektionsbereich30 nutzen. Sowohl die Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken als auch der Spektrumanalysator können den optischen Verstärker10 , den Spektrometer12 und den Fotodetektionsbereich30 nutzen. Es ist somit möglich, die Elemente (optischer Verstärker10 , Spektrometer12 und Fotodetektionsbereich30 ) des Spektrumanalysators und der Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken effizient zu nutzen. - Zweite Ausführungsform
- Eine zweite Ausführungsform weist die mehreren optischen Verstärker
10 , Spektrometer12 und Fotodetektionsbereiche30 gemäß der ersten Ausführungsform auf, um ein langes Wellenlängenband und ein kurzes Wellenlängenband zu verarbeiten. -
4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Fotometers1 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Fotometer1 ist mit optischen Verstärkern versehen (optischen Verstärkungsmitteln)10a und10b , Spektrometern (Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel)12a und12b , dem Kopp1er (Abzweigungsmittel)14 , dem optischen Eingangsanschluss16 , dem optischen Ausgangsanschluss18 , dem optischen Schalter (optisches Versbindungsmittel)20 , den Fotodetektionsbereichen30a und30b , der Sweep-Steuerung32 und dem Display34 . 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 und10b sind ähnlich dem optischen Verstärker10 gemäß der ersten Ausführungsform. Es sollte festgehalten werden, dass der optische Verstärker10a – verglichen mit dem optischen Verstärker10b – Licht innerhalb eines längeren Wellenlängenbands ausgibt. Somit ist der optische Verstärker10a ein optischer Verstärker für ein langes Wellenlängenband, und der optische Verstärker10b 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 Verstärker10a . Der Spektrometer12b extrahiert eine Komponente in einem vorbestimmten Wellenlängenband von der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10b . Es sollte festgehalten werden, dass das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung32 verändert werden kann. Genauer gesagt, können die vorbestimmten Wellenlängenbänder gesweept bzw. variiert werden. Darüber hinaus extrahiert der Spektrometer12a Licht innerhalb des längeren Wellenlängenbands, verglichen mit dem Spektrometer12b . - Der Koppler
14 enthält den Eingangsanschluss14a und die Ausgangsanschlüsse14b und14c . Der Koppler14 zweigt Licht, welches er von dem Eingangsanschluss14a empfängt, in die Ausgangsanschlüsse14b und14c ab. Der Eingangsanschluss14a empfängt vorbestimmte Wellenlängenbandkomponenten-Ausgaben von den Spektrometern12a und12b . Die vorbestimmten Wellenlängenbandkomponenten werden somit zu den Ausgangsanschlüssen14b und14c ausgegeben. Der Ausgangsanschluss (Seite der erste Richtung)14b ist mit dem zweiten Eingangsanschluss22b des optischen Schalters20 verbunden, und der Ausgangsan schluss (Seite der zweiten Richtung)14c ist mit dem optischen Ausgangsanschluss18 verbunden. - Der optische Eingangsanschluss
16 und der optische Ausgangsanschluss18 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 Schalter20 enthält den ersten Eingangsanschluss22a , den zweiten Eingangsanschluss22b , den ersten Ausgangsanschluss24a , den zweiten Ausgangsanschluss24b , einen dritten Ausgangsanschluss26a und einen vierten Ausgangsanschluss26b . - Der erste Eingangsanschluss
22a und der zweite Eingangsanschluss22b sind ähnlich zu denen in der ersten Ausführungsform, und daher wird auf eine Beschreibung derselben verzichtet. - Der erste Ausgangsanschluss
24a und der zweite Ausgangsanschluss24b sind Anschlüsse, die verwendet werden um Licht auszugeben. Der erste Ausgangsanschluss24a ist mit dem Fotodetektionsbereich30a verbunden. Der zweite Ausgangsanschluss24b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers10a verbunden. - Der dritte Ausgangsanschluss
26a und der vierte Ausgangsanschluss26b sind Anschlüsse, die verwendet werden, um Licht auszugeben. Der dritte Ausgangsanschluss26a ist mit dem Fotodetektionsbereich30b verbunden. Der vierte Ausgangsanschluss26b ist mit einer Eingangsseite des optischen Verstärkers10b verbunden. - Es sollte festgehalten werden, dass der optische Schalter
20 jede der folgenden Verbindungen herstellt (1) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem zweiten Ausgangsanschluss24b und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem ersten Ausgangsanschluss24a , (2) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem ersten Ausgangsanschluss24a und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem zweiten Ausgangsanschluss24b , und (3) zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem dritten Ausgangsanschluss26a und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem vierten Ausgangsanschluss26b . - Wenn der zweite Eingangsanschluss
22b und der zweite Ausgangsanschluss24b miteinander verbunden werden, dann werden auch der Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers10a miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss22a und der erste Ausgangsanschluss24a miteinander verbunden werden, dann werden auch das eine Ende des DUT2 und der Fotodetektionsbereich30a miteinander verbunden. - Darüber hinaus, wenn der zweite Eingangsanschluss
22b und der erste Ausgangsanschluss24a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und der Fotodetektionsbereich30a miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss22a und der zweite Ausgangsanschluss24b miteinander verbunden werden, dann wird das eine Ende des DUT2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers10a miteinander verbunden. - Darüber hinaus, wenn der zweite Eingangsanschluss
22b und der dritte Ausgangsanschluss26a miteinander verbunden werden, dann werden der Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und der Fotodetektionsbereich30b miteinander verbunden. Wenn der erste Eingangsanschluss22a und der vierte Ausgangsanschluss26b miteinander verbunden werden, dann werden das eine Ende des DUT2 und die Eingangsseite des optischen Verstärkers10b miteinander verbunden. - Der Fotodetektionsbereich
30a detektiert das Licht, welches von dem ersten Ausgangsanschluss24a empfangen wird. Insbesondere wandelt der Fotodetektionsbe reich30a das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. De Fotodetektionsbereich30b detektiert das Licht, welches von dem zweiten Ausgangsanschluss24b empfangen wird. Insbesondere wandelt der Fotodetektionsbereich30b das empfangene Licht in ein elektrisches Signal um. Es sollte festgehalten werden, dass ein Wellenlängenband des Lichts, welches von dem Fotodetektionsbereich30a detektiert wurde, dem Wellenlängenband der Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10a (langes Wellenlängenband) entspricht. Darüber hinaus entspricht ein Wellenlängenband des Lichts, welches von dem Fotodetektionsbereich30b detektiert wurde, dem Wellenlängenband der Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10b (kurzes Wellenlängenband). Zum Beispiel ist der Fotodetektionsbereich30a eine InGaAs-Fotodiode, und der Fotodetektionsbereich30b ist eine Si-Fotodiode. - Die Sweep-Steuerung
32 sweept die vorbestimmten Wellenlängenbänder der Spektrometer12a und12b . Es sollte festgehalten werden, dass die vorbestimmten Wellenlängenbänder auch zu dem Display34 übertragen werden. - Das Display
34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen30a und30b 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 die5 ,6 und7 gegeben. Zuerst, wie in5 gezeigt, wird der optische Schalter20 dazu gebracht, (1) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem zweiten Ausgangsanschluss24b herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem ersten Ausgangsanschluss24a . - (A) Dann wird
die verstärkte
Lichtausgabe von dem optischen Verstärker
10a dem optischen Verstärker10a wieder zugeführt, nachdem sie den Spektrometer12a , den Eingangsanschluss14a und den Ausgangsanschluss14b des Kopplers14 und den zweiten Eingangsanschluss22b und den zweiten Ausgangsanschluss24b des optischen Schalters20 durchlaufen hat. Als ein Ergebnis wird die verstärkte Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10a dem optischen Verstärker10a wieder zugeführt, was in einem positiven Feedback resultiert. Aufgrund des positiven Feedbacks erhöht sich eine Intensität der verstärkten Lichtausgabe von dem optischen Verstärker10a . Darüber hinaus durchläuft die Ausgabe von dem optischen Verstärker10a den Spektrometer12a , und eine Intensität der vorbestimmten Wellenlängenbandkomponente erhöht sich. Darüber hinaus wird das vorbestimmte Wellenlängenband durch die Sweep-Steuerung32 gesweept und das Licht, welches den optischen Verstärker10a und den Spektrometer12a durchläuft, zeigt eine Änderung in der Wellenlänge. Wenn dieses Licht extrahiert wird, kann das positive Feedback-System, umfassend den optischen Verstärker10a und den Spektrometer12a , als eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge verwendet werden. - (B) Dann wird das Licht, welches den optischen Verstärker
10a und den Spektrometer12a durchläuft, dem Eingangsanschluss14a des Kopplers14 eingegeben. Die Lichteingabe zu dem Eingangsanschluss14a verzweigt sich in die Ausgangsanschlüsse14b und14c . Das Licht, welches in den Ausgangsanschluss14c abgezweigt wurde, durchläuft den optischen Ausgangsanschluss18 . - (C) Dann wird das Licht, welches den optischen Ausgangsanschluss
18 durchlaufen hat, dazu gebracht, auf das andere Ende des DUT2 einzufallen. Der Lichtstrahl läuft dann durch das DUT2 und tritt von dem einen Ende des DUT2 aus. Das ausgegebene Licht wird von dem optischen Eingangsanschluss16 empfangen. - (D) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss
16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss22a und den ersten Ausgangsanschluss24a des optischen Schalters20 und wird von dem Fotodetektionsbereich30a empfangen. Der Fotodetektionsbereich30a wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um. - Das Display
34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse) und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen30a und30b ausgegeben werden, auf der Y-Achse (vertikalen Achse): Durch Beobachtung der Anzeige des Displays34 werden die Wellenlängencharakteristiken des DUT2 erkennbar. Das Fotometer1 dient somit als eine Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken, welche die Wellenlängencharakteristiken des DUT2 misst. - Dann, wie in
6 gezeigt, wird der optische Schalter20 dazu gebracht, (2) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem ersten Ausgangsanschluss24a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem zweiten Ausgangsanschluss24b . - (P) Dann wird das von dem
einen Ende des DUT
2 ausgegebene Licht von dem optischen Eingangsanschluss16 empfangen. - (Q) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss
16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss22a und den zweiten Ausgangsanschluss24b des optischen Schalters20 und wird dem optischen Verstärker10a 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 Eingangsanschluss14a des Kopplers14 und tritt von dem Ausgangsanschluss14b aus. - (T) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem Ausgangsanschluss
14b ausgegeben wurde, den zweiten Eingangsanschluss22b und den ersten Ausgangsanschluss24a des optischen Schalters20 und wird von dem Fotodetektionsbereich30a empfangen. Der Fotodetektionsbereich30a wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um. - Das Display
34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen30a und30b 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 DUT2 ausgegeben wird, erkennbar. - Dann, wie in
7 gezeigt, wird der optische Schalter20 dazu gebracht, (3) eine Verbindung zwischen dem zweiten Eingangsanschluss22b und dem dritten Ausgangsanschluss26a herzustellen und gleichzeitig zwischen dem ersten Eingangsanschluss22a und dem vierten Ausgangsanschluss26b . - (P) Dann wird das Licht,
welches von dem einen Ende des DUT
2 ausgegeben wird, von dem optischen Eingangsanschluss16 empfangen. - (Q) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem optischen Eingangsanschluss
16 empfangen wurde, den ersten Eingangsanschluss22a und den vierten Ausgangsanschluss26b des optischen Schalters20 und wird dem optischen Verstärker10b 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 Eingangsanschluss14a des Kopplers14 und tritt von dem Ausgangsanschluss14b aus. - (T) Dann durchläuft
das Licht, welches von dem Ausgangsanschluss
14b ausgegeben wird, den zweiten Eingangsanschluss22b und den dritten Ausgangsanschluss26a des optischen Schalters20 und wird von dem Fotodetektionsbereich30b empfangen. Der Fotodetektionsbereich30b wandelt das empfangene Licht in das elektrische Signal um. - Das Display
34 zeigt die vorbestimmten Wellenlängenbänder, welche von der Sweep-Steuerung32 bestimmt werden, auf der X-Achse (horizontalen Achse), und die elektrischen Signale, welche von den Fotodetektionsbereichen30a und30b 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 DUT2 ausgegeben wurde, erkennbar. - Das Fotometer
1 dient somit als der Spektrumanalysator, welcher ein Spektrum des Lichts misst, welches von dem einen Ende des DUT2 ausgegeben wird (siehe6 und7 ). Da die vorbestimmten Wellenlängenbandkomponenten jeweils von dem Licht extrahiert werden, welches jeweils von den optischen Verstärkern10a und10b verstärkt wird, dienen die optischen Verstärker10a und10b darüber hinaus als Vorverstärker. Das Fotometer1 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 Fotodetektionsbereich30a das lange Wellenlängenband, der Fotodetektionsbereich30b das kurze Wellenlängenband, und es ist daher möglich, Komponenten in einem breiteren Wellenlängenband zu detektieren, verglichen mit der ersten Ausführungsform. - ZUSAMMENFASSUNG
- Ein Minimum-Konfigurations-Fotometer, das in der Lage ist, sowohl die Wellenlängencharakteristiken als auch die optischen Spektralcharakteristiken zu messen. Das Fotometer enthält einen optischen Verstärker (
10 ), einen Spektrometer (12 ), um eine spezifizierte Wellenlängenbandkomponente von einem verstärkten Licht herauszunehmen, einen Koppler (14 ), um die spezifizierte Wellenlängenbandkomponente in zwei Richtungen abzuzweigen, einen Fotoschalter (20 ), der einen ersten Eingangsanschluss (22a ) aufweist, einen zweiten Eingangsanschluss (22b ), einen ersten Ausgangsanschluss (24a ) und einen zweiten Ausgangsanschluss (24b ) und einen Fotodetektionsbereich (30 ), wobei der erste Eingangsanschluss (22a ) mit einem Ende eines zu messenden Gegenstands (2 ) verbunden ist, der zweite Eingangsanschluss (22b ) mit dem Koppler (14 ) verbunden ist, der erste Ausgangsanschluss (24a ) mit dem Fotodetektionsbereich (30 ) verbunden ist, und der zweite Ausgangsanschluss (24b ) mit der Eingangsseite des optischen Verstärkers (10 ) verbunden ist. Der Fotoschalter (20 ) verbindet (1) den zweiten Eingangsanschluss (22b ) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (24b ) und verbindet weiter den ersten Eingangsanschluss (22a ) mit dem ersten Ausgangsanschluss (24a ) (Messeinheit für Wellenlängencharakteristiken), oder verbindet (2) den zweiten Eingangsanschluss (22b ) mit dem ersten Ausgangsanschluss24a und verbindet den ersten Eingangsanschluss (22a ) mit dem zweiten Ausgangsanschluss (24b ) (Spektrumanalysator).
Claims (5)
- Ein Fotometer, aufweisend: Ein Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel, welches eine Komponente eines vorbestimmten Wellenlängenbands von einfallendem Licht extrahiert; ein Abzweigungsmittel, welches die vorbestimmte Wellenlängenbandkomponente in eine erste Richtung und eine zweite Richtung abzweigt; ein optisches Verbindungsmittel, welches einen ersten Eingangsanschluss umfasst, 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 des Abzweigungsmittels verbunden ist; ein optisches Verstärkungsmittel, welches Licht von dem zweiten Ausgangsanschluss empfängt und verstärktes Licht, welches durch verstärken des Lichts erhalten wird, zu einem Empfangsbereich für einfallendes Licht des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels ausgibt; und ein Fotodetektionsmittel, welches mit dem ersten Ausgangsanschluss verbunden ist und Licht detektiert, wobei: das andere Ende des Geräts unter Test mit einer Seite in der zweiten Richtung des Abzweigungsmittels verbunden ist; und das optische Verbindungsmittel (1) eine Verbindung zwischen dem ersten Eingangsanschluss 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.
- Fotometer nach Anspruch 1, wobei das optische Verstärkungsmittel ein Faserverstärker oder ein optischer Verstärker auf Halbleiterbasis ist.
- Fotometer nach Anspruch 1, wobei das vorbestimmte Wellenlängenband des Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittels variabel ist.
- Fotometer nach Anspruch 1, wobei das Gerät unter Test eine optische Faser ist oder ein Gerät, welches Lichtstrahlen überträgt.
- Fotometer nach Anspruch 1, wobei: eine Mehrzahl von den Wellenlängenbandkomponenten-Extraktionsmittel vorgesehen sind, welche jeweils ein zu extrahierendes vorbestimmtes Wellenlängenband haben, welches voneinander abweicht; und eine Mehrzahl von Fotodetektionsmitteln vorgesehen sind, welche jeweils ein zu detektierendes Wellenlängenband von Licht haben, welches dem vorbestimmten Wellenlängenband entspricht.
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