DE69829896T2

DE69829896T2 - Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und OTDR Apparat

Info

Publication number: DE69829896T2
Application number: DE69829896T
Authority: DE
Inventors: Masakazu Yokohama-shi SHIGEHARA
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1997-01-27
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2018-01-27
Also published as: EP0855587B1; JPH10267791A; US6141466A; JP2924881B2; DE69829896D1; CA2227937C; EP0855587A2; EP0855587A3; CA2227937A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle, die diskret bei einer gewünschten Wellenlänge schwingt, und betrifft insbesondere eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, die in einer Einrichtung zur Messung einer Verlustverteilung einer Lichtabzweigleitung vorgesehen ist, deren eines Ende auf verschiedene Lichtabzweigleitungen unterteilt ist, und betrifft weiterhin eine OTDR-Einrichtung.
Verwandter Stand der Technik
Eine herkömmliche OTDR-Einrichtung ist in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 2-141641 beschrieben, in welcher angegeben ist, dass eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge dazu nützlich ist, einen Fehler oder eine physikalische Größe wie beispielsweise die Temperatur innerhalb eines zu messenden Systems zu untersuchen, das eine Abzweigvorrichtung aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Herkömmliche Lichtquellen mit variabler Wellenlänge, die bei einer OTDR-Einrichtung vorgesehen sind, umfassen etwa solche, die ein Verfahren einsetzen, bei welchem eine reflektierende Platte von Beugungsgittern außerhalb einer Lichtemissionsvorrichtung angeordnet ist, und deren Winkel so eingestellt wird, dass die Schwingungswellenlänge geändert wird; einen Lichtleitfaserlaser, der ein Filter mit variabler Wellenlänge einsetzt, und dergleichen. Bei diesen Lichtquellen ist eine große Anzahl an Bauteilen erforderlich, die sämtlich teuer sind, ist ein erheblicher Aufwand zu dem Zusammenbau erforderlich, und dergleichen.
Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und einer OTDR-Einrichtung, die kostengünstig sind, und einfach aufgebaut sind.
Eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Erfindung weist die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale auf.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Resonator durch die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung, ein Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps, und dergleichen ausgebildet; so dass unter den Wellenlängen, mit denen die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung schwingt, Licht mit einer Wellenlänge, das von dem Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps reflektiert wird, wiederholt in dem Resonator hin- und herreflektiert wird, wodurch impulsförmiges Licht, das eine vorbestimmte Amplitude erreicht hat, vor dem Beugungsgitter des zweiten Lichtwellenleiters abgegeben wird. Daher sind mehrere Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps, die unterschiedliche Reflexionswellenlängenbereiche aufweisen, parallel angeordnet, und wird diesen zugeführtes Licht durch den ersten optischen Schalter geschaltet, so dass nacheinander Ausgangslichtstrahlen mit unterschiedlichen Wellenlängen ausgesandt werden, und das Ausgangslicht mit dem Lichtwellenleiter der nächsten Stufe mit Hilfe des Kondensors gekoppelt ist, wodurch Licht mit gewünschter Wellenlänge unter geringem Kostenaufwand zum Schwingen veranlasst werden kann.
Fading-Rauschen, das bei der Messung einer Verlustverteilung in einem Lichtleiter bemerkbar wird, kann dann auftreten, wenn das Wellenlängenband des impulsförmigen Lichts, das gemessen werden soll, eine Größe von 1 nm oder weniger aufweist. Unter dem Gesichtspunkt der Herabsetzung des Fading-Rauschens ist es vorzuziehen, dass das Reflexionswellenlängenband des Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps auf zumindest 1 nm durch ein Gitter mit Chirp eingestellt wird.
Bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Fall auftreten, dass keine Schwingung von Licht mit einem vorbestimmten Wellenlängenband durch eine einzelne Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung hervorgerufen werden kann. In diesem Fall können mehrere Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungen, die unterschiedliche Wellenlängenbereiche aufweisen, parallel vorgesehen sein, so dass sie jeweilige Teile des Wellenlängenbereichs abdecken.
Durch Versuche wurde bestätigt, dass in jenem Fall, in welchem die optische Weglänge zwischen der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und dem Beugungsgitter 700 mm oder weniger beträgt, der bei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Resonator einen Impuls schwingen lassen kann, der einen Spitzenwert von 10 dB oder mehr aufweist, in einem Wellenlängenband von 5 nm, wenn die Wellenlängenabstände auf 5 nm eingestellt sind, was es ermöglicht, acht Wellenlängenbereiche impulsförmigen Lichts auszusenden. Eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, die mit einem derartigen Resonator versehen ist, kann eine Verlustverteilung in einer Lichtleitung mit acht Abzweigungen messen, und daher in der Praxis eingesetzt werden.
Weiterhin wurde durch Versuche bestätigt, dass dann, wenn die optische Weglänge des Resonators auf 300 mm oder weniger eingestellt ist, die Anzahl an Hin- und Herreflexionen in dem Resonator weiter zunimmt, was es ermöglicht, einen Impuls mit einem Spitzenwert von 20 dB oder mehr in einem Wellenlängenband von 5 nm zu erreichen, wenn die Wellenlängenintervalle auf 5 nm eingestellt werden, wodurch acht Wellenlängenbereiche impulsförmigen Lichts ausgesandt werden können. Eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge, die mit einem derartigen Resonator versehen ist, kann als Lichtquelle eingesetzt werden, die hervorragende Eigenschaften in Bezug auf das Übersprechen aufweist. Zwar ist die optische Weglänge des Resonators vorzugsweise so kurz wie möglich, jedoch wird die Untergrenze in der Praxis durch die minimalen Abmessungen bestimmt, die zur Ausbildung des Resonators benötigt werden.
Bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß Anspruch 3 koppelt anstelle des Kondensors der zweite optische Schalter selektiv mehrere Ausgangsenden mehrerer der zweiten Lichtwellenleiter mit einem Eingangsende eines Lichtwellenleiters in der nächsten Stufe. Da der zweite optische Schalter im Wesentlichen ebenso aufgebaut ist wie der erste Schalter, wird er kostengünstig und einfach handzuhaben.
Wenn bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß Patentanspruch 8 der erste Lichtwellenleiter und der Lichtwellenleiter in der nächsten Stufe ortsfest ausgebildet sind, während die zweiten Lichtwellenleiter an einem gemeinsamen Bewegungsmechanismus angebracht sind, können der erste und der zweite Schalter gleichzeitig mit einem einzelnen Schaltvorgang geschaltet werden, wodurch die Handhabung einfacher wird. Wenn andererseits die zweiten Lichtwellenleiter ortsfest ausgebildet sind, während der erste Lichtwellenleiter und der Lichtwellenleiter in der nächsten Stufe an einem gemeinsamen Bewegungsmechanismus angebracht sind, kann die Anzahl an Lichtwellenleitern an der Bewegungsseite verringert werden, wodurch der Schaltvorgang glatt durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist, wie im Patentanspruch 10 angegeben, an der Ausgangsseite des Beugungsgitters des Lichtwellenleiters, das für jeden der zweiten Lichtwellenleiter vorgesehen ist, ein Bandpassfilter angeordnet, das Licht in einem Wellenlängenbereich durchlässt, der enger ist als jener Wellenlängenbereich, der von dem Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps reflektiert wird; so dass selbst dann, wenn Schwankungen der Schwingungswellenlänge oder dergleichen auftreten, das Bandpassfilter so arbeitet, dass es die schwankende Wellenlänge auf einen vorbestimmten Wellenlängenbereich korrigiert.
Weiterhin weist vorzugsweise, wie im Patentanspruch 11 angegeben, die Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Erfindung eine Änderungsvorrichtung für eine physikalische Größe auf, welche eine physikalische Größe eines Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps ändert, beispielsweise die Temperatur oder die mechanische Spannung, um so die Reflexionswellenlänge des Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps zu ändern.
Weiterhin wird die voranstehend geschilderte Lichtquelle mit variabler Wellenlänge vorzugsweise bei einer OTDR-Einrichtung eingesetzt. Die OTDR-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung weist die im Patentanspruch 12 angegebenen Merkmale auf. Das Licht, das von der Lichtquelle abgegeben wird, wird an einem vorbestimmten Ort in dem zu messenden System reflektiert, so dass es zum Photodetektor zurückkehrt. Die Zeit, welche das Licht benötigt, einen derartigen Umlauf durchzuführen, ist proportional zur Entfernung zu dem vorbestimmten Ort. Da der Photodetektor die rückgestreute Lichtintensität während der Zeit dieses Umlaufs erfasst, kann Information in Bezug auf eine physikalische Größe an dem vorbestimmten Ort des zu messenden Systems erhalten werden, beispielsweise in Bezug auf einen Fehler, die Temperatur, oder dergleichen.
Weiterhin weist die OTDR-Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise eine Steuervorrichtung auf, welche dann, wenn die Intensität des rückgestreuten Lichts von einem Ort vor einem bestimmten Ort des zu messenden Systems, die von dem Photodetektor erfasst wird, niedriger wird als ein vorbestimmtes Niveau, die Änderungsvorrichtung für die physikalische Größe so steuert, dass die Reflexionswellenlänge des Beugungsgitters des Lichtwellenleiters geändert wird. Wenn beispielsweise eine Abzweigvorrichtung an einem bestimmten Ort vorhanden ist, nimmt die rückgestreute Lichtintensität an diesem Ort ab. Die rückgestreute Lichtintensität von einem Ort vor diesem bestimmten Ort ist niedriger als jene an jenem Ort, an welchem die Abzweigvorrichtung vorhanden ist. Wenn die Durchlasswellenlängeneigenschaft der Abzweigvorrichtung stark von ihrem Sollwert in Abhängigkeit von der Temperatur abweicht, wird Licht nicht im erforderlichen Ausmaß durchgelassen. Daher nimmt die rückgestreute Lichtintensität von dem Ort vor diesem Ort deutlich ab, und sinkt unter ein vorbestimmtes Niveau ab. In einem derartigen Fall steuert die Steuervorrichtung die Änderungsvorrichtung für die physikalische Größe so, dass die Wellenlänge des Lichts, das von der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, geringfügig geändert wird, so dass dieses Licht effizient durch die Abzweigvorrichtung durchgelassen wird. Es wird hierbei vorgezogen, dass die Steuervorrichtung die Änderungsvorrichtung für die physikalische Größe so einstellt, dass die rückgestreute Lichtintensität von einem vorbestimmten Ort in dem zu messenden System maximiert wird.
Die vorliegende Erfindung wird aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen noch besser verständlich, die nur zur Erläuterung dienen sollen, und nicht die vorliegende Erfindung einschränken sollen.
Der weitere Umfang der Einsetzbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung deutlich werden. Allerdings wird darauf hingewiesen, dass die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung erläutern, jedoch nur zur Erläuterung dienen, da Fachleuten auf diesem Gebiet anhand dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung auffallen werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Ansicht des Aufbaus einer Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Aufführungsform.
2 ist eine Ansicht des Aufbaus eines Resonators in der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform.
3A, 3B, 3C, 3D und 3E sind Ansichten, welche Beziehungen zwischen Ausgangswellenlängen der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge von 1 zeigen.
4 ist eine Ansicht, die einen Aufbau der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
5A, 5B, 5C, 5D, 5E und 5F sind Ansichten, welche Beziehungen zwischen Ausgangswellenlängen bei der in 4 gezeigten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge zeigen.
6 ist eine Ansicht, die einen weiteren Aufbau der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Ansicht, die einen weiteren Aufbau der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Ansicht, die einen anderen Aufbau der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
9A, 9B, 9C, 9D, 9E, 9F, 9G, 9H und 9I sind Ansichten, die Beziehungen zwischen Ausgangswellenlängen bei der in 8 dargestellten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge zeigen.
10A, 10B und 10C sind Ansichten, die Ausgangswellenlängen jeweiliger Teile der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß Beispielen zeigen.
11 ist eine erläuternde Ansicht einer Lichtabzweigleitung.
12 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines Systems zum Messen einer Verlustverteilung einer Lichtleitung.
13 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen der von dem Messsystem von 12 gemessenen Leistung und der Entfernung zeigt.
14 ist eine Gesamtansicht einer Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und eines Systems, bei welchem diese Lichtquelle eingesetzt wird.
15A, 15B, 15C, 15D und 15E sind Ansichten, welche Beziehungen zwischen Ausgangswellenlängen der in 1 gezeigten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und den an den Lichtabzweigleitung durchgelassenen Wellenlängen zeigen.
16 ist eine Perspektivansicht einer Lichtquelle mit variabler Wellenlänge.
17 ist ein Diagramm, welches die Abhängigkeit der rückgestreuten Lichtintensität (I) von der Entfernung (L) zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nachstehend werden Ausführungsarten für die vorliegende Erfindung im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Bei der Erläuterung der Zeichnungen werden Bauteile, die gleich sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, und nicht unbedingt jeweils einzeln erneut erläutert.
1 ist eine Ansicht, die den Aufbau der ersten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß einer Ausführungsform zeigt, wogegen 2 eine Ansicht ist, die bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge ein Teil zeigt, das einen Resonator bildet. In 1 weist eine Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge eine Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 auf; einen ersten Lichtwellenleiter 31, der durch einen Lichtleiter gebildet wird, der mit der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 verbunden ist; zweite Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4, die parallel zueinander an jeweiligen Orten angeordnet sind, an welchen sie dem ersten Lichtwellenleiter 31 gegenüber liegen können, wobei Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps, deren Reflexionswellenlängen sich voneinander unterscheiden, jeweils vorgesehen sind; einen ersten optischen Schalter 12, der so ausgebildet ist, dass der erste Lichtwellenleiter 31 selektiv eine Verbindung mit dem zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-4 herstellen kann, bei einer Relativbewegung in Richtungen eines Pfeils 60 entlang Eingangsendoberflächen; und einen Kondensor 13, der Lichtstrahlen, die unterschiedliche Wellenlängen aufweisen, die jeweils von den zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-4 ausgesandt werden, mit einem Eingangsende eines Lichtwellenleiters 33 koppelt und dorthin aussendet.
Weiterhin bilden, wie in den 1 und 2 gezeigt, die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11, der erste Lichtwellenleiter 31, die zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4, und die Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps einen Resonator 40, in welchem Licht, das eine Wellenlänge aufweist, und von den Beugungsgittern 21-1 bis 21-4 des Wellenleitertyps reflektiert wird, in Hin- und Herrichtung zwischen einer reflektierenden Platte 11-0, die an der Rückseite der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 angeordnet ist, und den Beugungsgittern 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps (optische Weglänge: L) reflektiert wird. Der Kondensor 13 ist in Kombination mit einem Multiplexer, einem Photokoppler, in welchem zwei Lichtleitfasern verteilt und miteinander verbunden sind, und dergleichen, ausgebildet, wodurch gute Wellenlängenaufrechterhaltungseigenschaften erzielt werden. Obwohl LEDs normalerweise bei der reflektierenden Platte 11-0 vorgesehen sind, sind manchmal einige LEDs weggelassen. Vorzugsweise weist die reflektierende Platte 11-0 ein Reflexionsvermögen von zumindest 90% auf, wogegen die ihr gegenüberliegende Oberfläche ein Reflexionsvermögen von 0,1% oder weniger aufweist.
Bei der in 1 dargestellten Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge erreicht das Licht, das infolge der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 schwingt, das Beugungsgitter 21-1 des Lichtwellenleitertyps über den ersten Lichtwellenleiter 31 und den zweiten Lichtwellenleiter 32-1, wodurch eine Wellenlänge λ₁ reflektiert wird, die durch den Teilungsabstand des Beugungsgitters 21-1 des Lichtwellenleitertyps festgelegt wird, dessen Kern seinen Brechungsindex periodisch in Richtung der Kernachse ändert. Das so reflektierte Licht λ₁ wird erneut durch die reflektierende Platte 11-0 reflektiert, und breitet sich zum Beugungsgitter 21-1 des Lichtwellenleitertyps zusammen mit dem Licht aus, das infolge der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 schwingt. Nachdem auf entsprechende Art und Weise sich die Reflexionen wiederholen, wird Licht mit einer Wellenlänge λ₁ zum Kondensor 13 ausgesandt. Da die zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4, die jeweils mehrere Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps aufweisen, mit voneinander unterschiedlichen Reflexionswellenlängenbereichen, parallel an der Ausgangsseite des ersten optischen Schalters 12 angeordnet sind, können beim Schalten durch den ersten optischen Schalter 12 Lichtstrahlen, die jeweils eine Wellenlänge von λ₁ bis λ₄ aufweisen, die voneinander verschieden sind, aufeinanderfolgend zum Schwingen veranlasst und ausgesandt werden.
Je höher die Anzahl an Reflexionen ist, die wiederholt in dem Resonator 40 auftreten, desto wahrscheinlicher wird es, dass das Wellenlängenband, das in einer Impulssignalform enthalten ist, mit der Wellenlängenbandeigenschaft des Beugungsgitters 21 übereinstimmt. 3A ist eine Ansicht, die eine Verstärkungssignalform der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 zeigt, und die 3B bis 3E zeigen Lichtausgangssignale, die durch die jeweiligen zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 zum Schwingen veranlasst werden.
Die Lichtquelle gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist so ausgebildet, dass die Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps parallel angeordnet sind, und während diese durch den optischen Schalter oder dergleichen geschaltet werden, wird eine vorbestimmte Lichtwellenlänge zum Schwingen veranlasst, wodurch eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge mit einfachem Aufbau kostengünstig zur Verfügung gestellt werden kann.
Die Schwingungswellenlänge und das entsprechende Band werden durch die Reflexionswellenlänge des Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps bestimmt, und können durch die optische Weglänge zwischen der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und dem Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps gesteuert werden, wodurch das Schwingungswellenlängenband fein eingestellt werden kann. Hierbei tritt Fading-Rauschen auf, das man bei der Messung einer Verlustverteilung eines Lichtleiters bemerkt, wenn das Wellenlängenband, das in dem zu messenden impulsförmigen Licht enthalten ist, 1 nm oder kleiner ist. Unter dem Gesichtspunkt der Unterdrückung des Fading-Rauschens ist es vorzuziehen, dass das Reflexionswellenlängenband des Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps auf 1 nm oder mehr eingestellt wird, durch ein Gitter mit Chirp, das eine Änderung des Gitterabstandes hervorruft.
Weiterhin kann der Fall auftreten, dass die Anzahl an Lichtabzweigleitungen so groß ist, dass eine einzelne Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung nicht das gesamte Messwellenlängenband zum Schwingen veranlassen kann. In einem derartigen Fall werden, wie in 4 gezeigt, mehrere Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungen 11-1 und 11-2, die voneinander unterschiedliche Lichtemissionswellenlängenbänder aufweisen, so parallel angeordnet, dass sie unterschiedliche Teile des Wellenlängenbereiches abdecken. Die 5A und 5B sind Diagramme, welche jeweilige Verstärkungssignalformen der beiden Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungen 11-1 und 11-2 zeigen, deren Lichtemissionswellenlängenbänder sich voneinander unterscheiden, wogegen die 5C bis 5F Diagramme sind, die Ausgangswellenlängen zeigen, die aufeinanderfolgend jeweils an die zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 übertragen werden.
6 ist eine Ansicht, welche die Art und Weise der Ausbildung einer zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, wobei die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 und der erste optische Schalter 12 ebenso wie in 1 ausgebildet sind. Die in 6 gezeigte Kondensorvorrichtung ist ein zweiter optischer Schalter 14, bei welchem ein dritter Lichtwellenleiter 34 an einem Ort angeordnet ist, an welchem er Ausgangsenden der zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 gegenüber liegen kann, und das Eingangsende des dritten Lichtwellenleiters 34 kann selektiv mit den zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-4 verbunden werden, bei einer Relativbewegung entlang deren Ausgangsendoberflächen in Richtungen eines Pfeils 60. Da diese Kondensorvorrichtung noch weniger Teile aufweist, und ihr grundlegender Aufbau ebenso ist wie bei dem ersten optischen Schalter 12, wird sie kostengünstig und in der Handhabung einfach.
Wenn bei der wie voranstehend geschildert ausgebildeten Lichtquelle die ersten und dritten Lichtwellenleiter 31 und 34 ortsfest sind, wogegen die zweiten Lichtwellenleiter 32 an einem gemeinsamen Bewegungsmechanismus 81 angebracht sind, und der Bewegungsmechanismus 81 in Richtungen des Pfeils 60 bewegt wird, können der erste und zweite optische Schalter 12 bzw. 14 gleichzeitig geschaltet werden, und können Lichtstrahlen mit voneinander verschiedenen Wellenlängen λ₁ bis λ₄ von dem dritten Lichtwellenleiter 34 ausgesandt werden. Nicht nur die Ausgangssignalform der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11, sondern aus die Ausgangssignalformen der zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 und des dritten Lichtwellenleiters 34 sind ebenso wie jene, die in den 3A bis 3E gezeigt sind.
7 ist eine Ansicht, die eine weitere Ausbildung der zweiten Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt, wobei die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 und der erste optische Schalter 12 ebenso wie in 1 ausgebildet sind. Die in 7 dargestellte Kondensorvorrichtung ist ein zweiter optischer Schalter 14, bei welchem die zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 in Form des Buchstabens U abgebogen sind, so dass ihre Ausgangsenden zu ihren Eingangsenden ausgerichtet sind, wobei der dritte Lichtwellenleiter 34 an einem Ort angeordnet ist, an dem er den Ausgangsenden der zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 gegenüber liegen kann, und das Eingangsende des dritten Lichtwellenleiters 34 selektiv mit den zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-4 verbunden werden kann, bei einer Relativbewegung entlang deren Ausgangsendoberflächen. Da die Kondensorvorrichtung 14 wie ein U gebogen ist, ist diese Form für jenen Fall geeignet, in welchem die zu messende Leitung sich in der selben Richtung erstreckt wie ihre Messeinrichtung. Nicht nur die Ausgangssignalform der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11, sondern auch die Ausgangssignalformen der zweiten Lichtwellenleiter 32-1 bis 32-4 und des dritten Lichtwellenleiters 34 sind ebenso wie in 2.
Obwohl der erste und zweite optische Schalter 12 und 14, die in den 6 und 7 gezeigt sind, einen Fall betreffen, in welchem sie geschaltet werden, während der anzuschließende Lichtwellenleiter mechanisch bewegt wird, kann ein derartiger Schaltvorgang jedoch auch mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden, wenn eine Ausbildung eingesetzt wird, bei welchem ein elektrischer Schaltvorgang erfolgt.
Obwohl die Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge bei dieser Ausführungsform impulsförmiges Licht aussenden kann, das einen vorbestimmten Wellenlängenbereich aufweist, mit Hilfe der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps und des Resonators 40, ist es vorzuziehen, wie dies in 8 gezeigt ist, dass Bandpassfilter 50-1 bis 50-4, die jeweils Wellenlängenbereiche des Lichts entsprechend den Reflexionswellenlängenbereichen der diskreten Beugungsgitter durchlassen, an der Ausgangsseite der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps angeordnet sind, da sie so arbeiten, dass sie Schwankungen korrigieren, die bei der Schwingungswellenlänge oder der Schwingungssignalform auftreten können. 9A zeigt die Schwingungssignalform der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11, die 9B bis 9E zeigen Ausgangssignalformen der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps, wenn deren Schwingungswellenlänge oder Schwingungssignalform schwankt, und die 9F bis 9I zeigen deren Ausgangssignalformen nach Korrektur durch die Bandpassfilter 50-1 bis 50-4. Es wird nämlich bei der Lichtquelle mit variabler Wellenlänge gemäß der vorliegenden Ausführungsform vorgezogen, dass an der Ausgangsseite der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Wellenleitertyps, die jeweils in den zweiten Lichtwellenleitern vorgesehen sind, die Bandpassfilter 50-1 bis 50-4 jeweils angeordnet sind, die jeweils Licht durchlassen, das einen Wellenlängenbereich aufweist, der enger ist als der Wellenlängenbereich, der von dem zugehörigen Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps reflektiert wird, da sie so arbeiten, dass sie selbst bei Auftreten von Schwankungen des Schwingungswellenlängenbereiches oder dergleichen derartige Schwankungen auf einen vorbestimmten Wellenlängenbereich korrigieren.
(Beispiel 1)
Impulsförmiges Licht wurde durch die Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge zum Schwingen veranlasst, welche den in 1 dargestellten Aufbau aufweist. Wie in 10A gezeigt, weist die als Lichtquelle eingesetzte Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung 11 eine Verstärkungswellenlängenbreite von 40 nm auf. Als das Beugungsgitter 21 des Lichtwellenlängentyps wurden 10 Arten von Beugungsgittern vorgesehen, durch Einstellung der Abstände des sich periodisch ändernden Brechungsindex ihrer Kerne. Wenn die optische Weglänge L zwischen jedem der Beugungsgitter 21-1 bis 21-10 des Lichtwellenleitertyps und der reflektierenden Platte 11-0 der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung auf 700 mm eingestellt ist, wird der erste optische Schalter 12 geschaltet, so dass gepulste Lichtstrahlen λ₁ bis λ₁₀ mit voneinander verschiedenen Wellenlängenbereichen von den zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-10 ausgesandt werden können. Dies führt dazu, dass λ₂ bis λ₉ eine impulsförmige Signalform mit einem Spitzenwert von 10 dB oder mehr in einem Wellenlängenband von 5 nm aufweisen, wenn die Wellenlängenintervalle auf 5 nm eingestellt sind, wie dies in 10B gezeigt ist.
Die Lichtquelle des Beispiels 1 ist in der Praxis als Lichtquelle mit variabler Wellenlänge einsetzbar, da sie bis zu acht Leitungen messen kann. In der Praxis hat sich herausgestellt, dass es nicht vorteilhaft ist, wenn die optische Weglänge L 700 mm überschreitet, da dann das in einem Impuls enthaltene Wellenlängenband verbreitert wurde, wodurch die Anzahl nutzbarer gepulster Lichtstrahlen verringert wurde.
(Beispiel 2)
Bei der Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge mit dem selben Aufbau wie beim Beispiel 1 wird, wobei die optische Weglänge L auf 300 mm eingestellt ist, der erste optische Schalter 12 geschaltet, wodurch gepulste Lichtstrahlen λ₁ bis λ₁₀ mit voneinander unterschiedlichen Wellenlängenbereichen von den zweiten Lichtwellenleitern 32-1 bis 32-10 ausgegeben werden können. Wenn die Anzahl an Reflexionen in Hin- und Herrichtung vergrößert wird, weisen λ₂ bis λ₉ Impulssignalformen auf, die einen Spitzenwert von 20 dB oder höher in einem Wellenlängenband von 5 nm aufweisen, wenn die Wellenlängenintervalle auf 5 nm eingestellt sind, wie dies in 10C gezeigt ist.
Die Lichtquelle gemäß Beispiel 2 kann eine Messung mit besseren Übersprecheigenschaften durchführen, im Vergleich zu jener des Beispiels 1. Obwohl die optische Weglänge des Resonators daher vorzugsweise so kurz wie möglich ist, wird deren Untergrenze in der Praxis durch die Abmessungen bestimmt, die minimal zur Ausbildung des Resonators benötigt werden.
Jede der voranstehend geschilderten Lichtquellen mit variabler Wellenlänge kann als Lichtquelle für eine OTDR-Einrichtung eingesetzt werden. Nachstehend werden eine optimale Lichtquelle mit variabler Wellenlänge und eine diese einsetzende OTDR-Einrichtung im Einzelnen erläutert.
Es wurde vor kurzem als Netzwerkanordnung für ein optisches Teilnehmersystem eine Lichtabzweigleitung vorgeschlagen, bei welcher, wie dies in 11 gezeigt ist, eine Lichtleitung B auf mehrere Lichtleitfasern (Lichtabzweigleitungen) D₁ bis D_n an einem Abzweigpunkt C aufgeteilt ist. Es wird eine spezielle Wellenlänge des Lichts diesem Netzwerk zugeführt, und dessen zurückkehrender Anteil wird gemessen, um so ständig den Zustand des Netzwerks zu überwachen.
Es ist bereits als Mittel zur Messung der Verlustverteilung einer Lichtleiterleitung in deren Längsrichtung ein OTDR- Verfahren (ein Verfahren mit einem Reflektometer im optischen Zeitbereich) bekannt. Bei dem OTDR-Verfahren wird Licht, das sich durch einen Lichtleiter A ausbreitet, der in 12 gezeigt ist (Pfeil a in 12) durch Verluste und dergleichen in dem Lichtleiter A gestreut, und wird dessen Anteil (rückgestreutes Licht), der wie durch Pfeile b in 12 angedeutet zurückkehrt, in Abhängigkeit von der Ausbreitungszeit gemessen. Da die Intensität des rückgestreuten Lichts proportional zur optischen Leistung ist, die in Längsrichtung des Lichtleiters vorhanden ist, und die Ausbreitungszeit proportional zur Entfernung L zum Ort ist, kann die Verteilung der optischen Leistung in Längsrichtung logarithmisch angegeben werden, wie dies in 13 gezeigt ist.
In 13 bezeichnet Δα (Pegeldifferenz der Leistung) einen Verbindungsverlust an dem Abzweigpunkt. Wenn das herkömmliche OTDR-Verfahren bei der Messung dieser Lichtabzweigleitung in unverändertem Zustand eingesetzt wird, werden rückgestreute Lichtanteile von sämtlichen Lichtabzweigleitungen D₁ bis D_n zusammen von dem OTDR empfangen, wodurch die Lichtabzweigleitungen D₁ bis D_n nicht einzeln gemessen werden können.
Um einzelne Leitungen zu messen, wird wie in 14 gezeigt, bei einer Lichtabzweigleitung 100, die durch eine Abzweigvorrichtung 600 auf mehrere Lichtabzweigleitungen D₁ bis D₄ aufgeteilt ist, ein nicht abgezweigtes Ende 300 mit der Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge gemäß der voranstehend geschilderten Ausführungsform verbunden. Ein Lichtempfangsabschnitt (Photodetektor) 500 einer OTDR-Einrichtung 200 wird über einen Photokoppler 201, beispielsweise einen WDM, an ein zu messendes System so angeschlossen, dass das rückkehrende Licht erfasst werden kann. Jede der Lichtabzweigleitungen D₁ bis D₄ ist mit einem Bandpassfilter 700 versehen, welches eine Wellenlänge durchlassen kann, dagegen die anderen Wellenlängen sperrt.
Wenn bei dieser OTDR-Einrichtung die Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge aufeinanderfolgend Lichtstrahlen λ₁ bis λ₄ schwingen lässt, die voneinander verschiedene Wellenlängen aufweisen, wie in 15A gezeigt, werden die Lichtstrahlen λ₁ bis λ₄ mit voneinander verschiedenen Wellenlängen, wie in den 15B bis 15E gezeigt, jeweils den Lichtabzweigleitungen D₁ bis D₄ über ihr jeweiliges Bandpassfilter 700 zugeführt. Die Streulichtanteile, deren Wellenlängen sich voneinander unterscheiden, werden je nach Wellenlänge durch den Lichtempfangs- und Verarbeitungsabschnitt (Photodetektor) 500 des OTDR 200 erfasst. Da die Wellenlänge des Streulichts so ist, dass sie den Lichtabzweigleitungen D₁ bis D₄ entspricht, kann die Verlustverteilung in Längsrichtung unabhängig gemessen werden. Die Abzweigvorrichtung 600 ist ein Sternkoppler oder dergleichen. In Vereinigung mit dem Bandpassfilter 700 sorgt er für eine ähnliche Funktionsweise wie bei einem WDM, das mehrere dielektrische Interferenzfilme aufweist, wodurch selektiv eine Durchlasswellenlänge zur Verfügung gestellt wird.
Die Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge sendet daher unterschiedliche Wellenlängen λ₁ bis λ₄ des Lichts zu unterschiedlichen Zeiten aus. Das Licht, das durch den Lichtleiter 300 als Lichtwellenleiter hindurchgelassen wird, wird in Abhängigkeit von der Leistung aufgeteilt, wenn es durch die Abzweigvorrichtung 600 hindurchgeht, um den Bannpassfiltern 700 zugeführt zu werden, deren Durchlasswellenlängenbänder sich voneinander unterscheiden. Die unterschiedlichen Wellenlängen λ₁ bis λ₄ des Lichts werden daher jeweils den einzelnen Lichtleiterleitungen D₁ bis D₄ zugeführt. Von dem zu messenden System, welches die einzelnen Lichtleiterleitungen D₁ bis D₄ vor der Lichtquelle 1 enthält, kehren rückgestreute Lichtbestandteile zur Lichtquelle 1 in Reaktion auf ihren Ort zurück. Das rückgestreute Licht wird durch den Photodetektor 500 über den Photokoppler 201 erfasst, und wird dann einer Steuerung 501 zugeführt. Die Steuerung 501 erfasst die rückgestreute Lichtintensität in Abhängigkeit von der Rückkehrzeit, also der Entfernung, und zeigt ein auf diese Weise erzeugtes Diagramm auf einer Anzeige 502 an.
16 ist eine Perspektivansicht, die ein optimales Beispiel für die voranstehend geschilderte Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge zeigt. Diese Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge entspricht einer Detailansicht von 7. Auf einem Basissubstrat SB1 ist ein Montagetisch SB2 befestigt. Lichtleiter 32-1 bis 32-4 sind jeweils in einer von V-förmigen Nuten SB' angeordnet, die auf der Oberfläche des Montagetisches SB2 vorgesehen sind, und werden gegen den Montagetisch SB2 durch eine Druckplatte P_p angedrückt. Unterhalb von Beugungsgittern 21-1 bis 21-4 der jeweiligen Lichtleiter ist eine Heizvorrichtung HR als Vorrichtung zur Änderung einer physikalischen Größe angeordnet. Wenn die Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 durch die Heizvorrichtung HR erwärmt werden, ändert sich ihre Temperatur, wodurch die Reflexionswellenlänge geändert wird. Lichtleiter 31 und 34 gehen schräg durch Öffnungen auslegerförmiger elastischer Teile 12-1 und 14-1 hindurch, bei denen jeweils ein Ende an einem Halterungsteil 12-4 befestigt ist, wobei deren Abschnitte an der Spitze in die zugehörigen V-förmigen Nuten SB' infolge der elastischen Kräfte der elastischen Teile 12-1 und 14-1 gedrückt werden. Eine Hebestange 12-2 ist zwischen den elastischen Teilen 12-1 und 14-1 und dem Basissubstrat SB1 angeordnet. Wenn die Hebestange 12-1 durch Vertikalbewegungsmechanismen 12-3 (von denen einer nicht dargestellt ist) nach oben bewegt wird, welche jeweils beide Endabschnitte der Hebestange 12-2 haltern, biegen sich die elastischen Teile 12-1 und 14-1 nach oben, wodurch die beiden Lichtleiter 31 und 34 die V-förmigen Nuten SB' verlassen.
Wenn eine Halterungsstange 12-5, die an dem Halterungsteil 12-4 befestigt ist, in Richtung orthogonal zur Längsrichtung der V-förmigen Nuten SB' bewegt wird, mit Hilfe des Horizontalbewegungsmechanismus 12-6, werden hierdurch die Lichtleiter 31 und 34 bewegt. Nachdem sie in gewünschter Weise bewegt wurden, wird die Hebestange 12-2 nach unten bewegt, so dass die Lichtleiter 31 und 34 innerhalb unterschiedlicher V-förmiger Nuten SB' angeordnet werden, womit der Schaltvorgang beendet ist. Obwohl der Horizontalbewegungsmechanismus 12-6 auf unterschiedliche Arten und Weisen ausgebildet sein kann, wird hierbei eine Drehantriebskraft eines Schrittmotors 12-7 an ein Schneckenrad 12-10 über Zahnräder 12-8 und 12-9 übertragen, und wird diese Drehbewegung durch das Schneckenrad 12-10 in eine Horizontalbewegung umgewandelt, um welche die Halterungsstange 12-5 in Horizontalrichtung bewegt wird. Ein Endabschnitt der Halterungsstange 12-5 ist mit Zahnflanken versehen, die mit dem Schneckenrad 12-10 kämmen.
Wenn diese Lichtquelle mit variabler Wellenlänge bei der in 14 gezeigten OTDR-Einrichtung 200 eingesetzt wird, stellt die Steuerung 501 die Bewegungsmechanismen 12-3 und 12-6 beim Schalten wie voranstehend geschildert ein. Weiterhin stellt die Steuerung (Steuervorrichtung) 501 die Heizvorrichtung HR so ein, dass die Reflexionswellenlängen der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps geändert werden. Da die Abzweigvorrichtungen 600 und 700 von der Temperatur abhängige Eigenschaften aufweisen, kann es auftreten, dass sich ihre Durchlasswellenlänge in Abhängigkeit von der Temperatur ändert, wodurch rückgestreutes Licht von einem Punkt vor diesen Vorrichtungen nicht vollständig erfasst werden kann. Wenn bei der OTDR-Einrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform dann, wenn die rückgestreute Lichtintensität von einem Ort innerhalb des zu messenden Systems durch den Photodetektor 500 vor einem bestimmten Ort, also vor jenem Ort, an welchem die Abzweigvorrichtungen 600 bis 700 angeordnet sind, niedriger wird als ein vorbestimmter Pegel, wird die Heizvorrichtung HR als Änderungsvorrichtung für eine physikalische Größe so gesteuert, dass die Reflexionswellenlängen der Beugungsgitter 21-1 bis 21-4 des Lichtwellenleitertyps geändert werden.
Anders ausgedrückt nimmt, wie in 17 gezeigt, wenn beispielsweise die Abzweigvorrichtungen 600 und 700 an einem bestimmten Ort X vorhanden sind, die rückgestreute Lichtintensität an diesem Ort X ab. Die Intensität des rückgestreuten Lichts von einem Ort vor diesem Ort X ist niedriger als jene an dem Ort X, an welchem die Abzweigvorrichtungen 600 und 700 vorhanden sind. Wenn die Durchlasswellenlängeneigenschaften der Abzweigvorrichtungen 600 und 700 in Abhängigkeit von der Temperatur stark von ihren Sollwerten abweichen, wird Licht nicht mehr vollständig dort durchgelassen, wodurch die rückgestreute Lichtintensität von einem Ort vor diesem Ort X niedriger wird als ein vorbestimmter Pegel (wie in der Zeichnung mit einer gestrichelten Linie angedeutet). In einem derartigen Fall regelt die Steuerung 501 die Änderungsvorrichtung HR für eine physikalische Größe so, dass die Wellenlänge des Lichts, das von der Lichtquelle 1 mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, geringfügig geändert wird, so dass das so ausgegebene Licht wirksam durch die Abzweigvorrichtungen 600 und 700 durchgelassen wird. Die Steuerung 501 steuert daher die Änderungsvorrichtung HR für eine physikalische Größe so, dass die rückgestreute Lichtintensität von dem vorbestimmten Ort X in dem System, das gemessen werden soll, maximiert wird. Alternativ kann als Änderungsvorrichtung HR für eine physikalische Größe auch eine Druckausübungsvorrichtung eingesetzt werden, beispielsweise eine piezoelektrische Vorrichtung. Weiterhin steuert die Steuerung 501, wenn die Intensität des rückgestreuten Lichts von einem Ort vor dem Ort X deutlich abnimmt, so dass sie niedriger wird als ein vorbestimmter Pegel, die Änderungsvorrichtung HR für eine physikalische Größe so, dass die Reflexionswellenlänge des Beugungsgitters geändert wird; falls die rückgestreute Lichtintensität von dem vorbestimmten Ort X selbst dann nicht zunimmt, wenn die Reflexionswellenlänge auf die geschilderte Art und Weise variiert wird, stellt die Steuerung 501 fest, dass ein anormaler Zustand in den Abzweigvorrichtungen 600 und 700 vorhanden ist, und veranlasst die Anzeige 502, diesen Zustand anzuzeigen.
Wie voranstehend geschildert, sind bei den Lichtquellen mit variabler Wellenlänge gemäß den voranstehend geschilderten Ausführungsformen Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps parallel angeordnet, und werden durch einen optischen Schalter oder dergleichen geschaltet, wodurch die vorbestimmte Wellenlänge geändert werden kann, obwohl der Aufbau einfach und kostengünstig ist. Darüber hinaus sind die Lichtquellen mit variabler Wellenlänge gemäß den voranstehend geschilderten Ausführungsformen nützlich als Lichtquellen für WDM-Kommunikation. Weiterhin kann bei den Lichtquellen mit variabler Wellenlänge gemäß den voranstehend geschilderten Ausführungsformen eine Änderung der Temperatur an einem bestimmten Punkt in einem System dadurch gemessen werden, dass das von dem bestimmten Punkt rückgestreute Licht überwacht wird, während die Reflexionswellenlänge des Beugungsgitters gesteuert wird, so dass eine Rückkopplung von Licht erzielt werden kann, das sich von Beobachtungslicht wie beispielsweise Kommunikationslicht unterscheidet.
Die vorliegende Erfindung ist so ausgebildet, dass Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps parallel angeordnet sind, durch einen optischen Schalter und dergleichen geschaltet werden, wobei eine vorbestimmte Lichtwellenlänge zum Schwingen veranlasst wird, wodurch eine Lichtquelle mit variabler Wellenlänge mit einfachem Aufbau kostengünstig zur Verfügung gestellt werden kann.
Da die Schwingungswellenlänge und deren Band durch die Reflexionswellenlänge eines Beugungsgitters des Lichtwellenleitertyps festgelegt werden, und durch die optische Weglänge zwischen der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung und dem Beugungsgitter des Lichtwellenleitertyps gesteuert werden können, kann darüber hinaus das Schwingungswellenlängenband fein eingestellt werden.
Aus der geschilderten Erfindung wird deutlich, dass die Erfindung auf viele Arten und Weisen abgeändert werden kann. Derartige Abänderungen sollen nicht als Abkehr von dem Umfang der Erfindung angesehen werden, soweit sie vom Umfang der folgenden Patentansprüche umfasst werden.

Claims

Lichtquelle (1) mit variabler Wellenlänge, welche aufweist: eine Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung (11); einen ersten Lichtwellenleiter (31), der optisch mit der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung (11) gekoppelt ist; mehrere zweite Lichtwellenleiter (32), die jeweils ein Beugungsgitter (21) aufweisen, in dem unterschiedliche Reflexionswellenlängen (λ₁–λ₄) vorgesehen sind; und einen ersten optischen Schalter (12), der selektiv optisch ein Ausgangsende des ersten Lichtwellenleiters (31) mit einem der Eingangsenden der zweiten Lichtwellenleiter (32) koppelt; wobei ein Weg von der Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung (11) zu dem Beugungsgitter (21) des zweiten Lichtwellenleiters (32), der von dem ersten optischen Schalter (12) ausgewählt wird, einen Resonator (40) bildet, in dem Licht mit einer Wellenlänge (beispielsweise λ₁) schwingt, das von dem ausgewählten Beugungsgitter (21) reflektiert wird, so dass Licht, welches die Wellenlänge (λ₁) aufweist, und auf eine vorbestimmte Amplitude angewachsen ist, von dem Beugungsgitter (21) des zweiten Lichtwellenleiters (32) ausgegeben wird.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, welche weiterhin einen Kondensor (13) aufweist, der optisch mehrere Ausgangsenden der zweiten Lichtwellenleiter (32) mit einem Eingangsende eines Lichtwellenleiters (33) in einer nächsten Stufe koppelt.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, welche weiterhin einen zweiten optischen Schalter (14) aufweist, der selektiv optisch eines der Ausgangsenden der zweiten Lichtwellenleiter (32) mit einem Eingangsende eines Lichtwellenleiters (34) in einer nächsten Stufe koppelt.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, bei welcher der Resonator eine optische Länge (L) von nicht mehr als 700 mm aufweist.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 4, bei welcher der Resonator eine optische Länge (L) von nicht mehr als 300 mm aufweist.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 2, bei welcher der Kondensor (13) als Multiplexer oder als Photokoppler ausgebildet ist.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, bei welcher die Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtung (11) durch mehrere Halbleiter-Lichtemissionsvorrichtungen (11-1, 11-2) gebildet wird, die unterschiedliche Wellenlängenbereiche aufweisen, und parallel angeordnet sind.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 3, bei welcher der erste Lichtwellenleiter (31) und der Lichtwellenleiter (34) in der nächsten Stufe ortsfest sind, und die zweiten Lichtwellenleiter (32) an einem gemeinsamen, beweglichen Mechanismus (81) angebracht sind.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 3, bei welcher die zweiten Lichtwellenleiter (32) ortsfest sind, und der erste Lichtwellenleiter (31) und der Lichtwellenleiter (34) der nächsten Stufe an einem gemeinsamen, beweglichen Mechanismus (12) angebracht sind.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, bei welcher an der Ausgangsseite des Beugungsgitters (21), das für jedes der zweiten Lichtwellenleiter (32) vorgesehen ist, ein Bandpassfilter (50) angeordnet ist, welches Licht in einem Wellenlängenbereich durchlässt, der enger ist, als der Wellenlängenbereich, der von dem Beugungsgitter (21) reflektiert wird.
Lichtquelle mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 1, welche weiterhin eine Änderungsvorrichtung (HR) für eine physikalische Größe aufweist, welche eine physikalische Größe des Beugungsgitters (21) so ändert, dass die Reflektionswellenlänge des Beugungsgitters geändert wird.
Eine OTDR-Einrichtung, welche aufweist: die Lichtquelle (1) mit variabler Wellenlänge nach einem der Ansprüche 1 bis 10; einen Photokoppler (201), der Licht, das von der Lichtquelle (1) mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, einem zu messenden System (D₁, D₂, D₃, D₄) zuführt; und einen Photodetektor (500), der von dem zu messenden System (D₁, D₂, D₃, D₄) rückgestreutes Licht detektiert.
Eine OTDR-Einrichtung, welche aufweist: die Lichtquelle (1) mit variabler Wellenlänge nach Anspruch 11; einen Photokoppler (201), der Licht, das von der Lichtquelle (1) mit variabler Wellenlänge ausgegeben wird, einem zu messenden System (D₁, D₂, D₃, D₄) zuführt; einen Photodetektor (500), der von dem zu messenden System (D₁, D₂, D₃, D₄) rückgestreutes Licht detektiert; und eine Steuervorrichtung (501), die dann, wenn die Intensität des rückgestreuten Lichtes von einer Position vor einer bestimmten Position des zu messenden Systems (D₁, D₂, D₃, D₄), die von dem Photodetektor (500) detektiert wird, niedriger als ein vorbestimmtes Niveau wird, die Änderungsvorrichtung (HR) für die physikalische Größe so steuert, dass die Reflektionswellenlänge des Beugungsgitters (21) geändert wird.
OTDR-Einrichtung nach Anspruch 13, bei welcher die Steuervorrichtung (501) die Änderungsvorrichtung (HR) für die physikalische Größe so steuert, dass die Intensität des rückgestreuten Lichts von einer vorbestimmten Position innerhalb des zu messenden Systems (D₁, D₂, D₃, D₄) maximiert wird.