JP2000180265A - Brillouin gain spectrum measuring method and device - Google Patents

Brillouin gain spectrum measuring method and device

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JP2000180265A
JP2000180265A JP10375465A JP37546598A JP2000180265A JP 2000180265 A JP2000180265 A JP 2000180265A JP 10375465 A JP10375465 A JP 10375465A JP 37546598 A JP37546598 A JP 37546598A JP 2000180265 A JP2000180265 A JP 2000180265A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and device capable of measuring the Brillouin gain spectrum by the space resolving power of 1 m or less. SOLUTION: A pump light and a probe light emitted from a light source 1 and a light source 2 respectively, and subjected to frequency modulation by a prescribed modulation frequency are incident on both ends of an optical fiber 6 to be measured, when the frequency difference between the central frequency of the pump light and that of the probe light is changed so that it becomes the vicinity of the brillan-frequency shift, the power movement from the pump light to the probe light is selectively caused in the position where the phases of both lights are synchronized. After emitted from the optical fiber 6 to be measured, the power of the probe light branched by an optical turnout 4 is detected by an optical detector 5, so that the Brillouin gain spectrum in the position where the phases of both lights are synchronized can be measured.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバのブリ
ルアンゲインスペクトルを測定する技術に係り、特に、
光ファイバにおいてブリルアン散乱現象が発生する位置
の空間分解能を高める技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for measuring a Brillouin gain spectrum of an optical fiber.
The present invention relates to a technique for improving the spatial resolution of a position where a Brillouin scattering phenomenon occurs in an optical fiber.

【0002】この技術は、光ファイバを利用して、該光
ファイバが設置されている環境における温度、歪み等の
物理量分布を測定する光ファイバセンサ等に応用でき
る。光ファイバセンサは、例えば、(1) 光通信路の保守
管理、(2) ダム、堤防等の大規模構造物の保守管理、
(3) 欠陥、故障について自己診断機能を有する材料・構
造物( スマートマテリアル・ストラクチャ) に利用され
る。本発明を利用した光ファイバセンサであれば、特に
(2) 、および(3) において重要であると考えられる物理
量分布測定の空間分解能を高めることができる。
[0002] This technique can be applied to an optical fiber sensor or the like that uses an optical fiber to measure a physical quantity distribution such as temperature and strain in an environment where the optical fiber is installed. Optical fiber sensors include, for example, (1) maintenance and management of optical communication paths, (2) maintenance and management of large-scale structures such as dams and embankments,
(3) Used for materials and structures that have a self-diagnosis function for defects and failures (smart material structures). Especially if it is an optical fiber sensor utilizing the present invention,
The spatial resolution of the physical quantity distribution measurement considered to be important in (2) and (3) can be increased.

【0003】[0003]

【従来の技術】光ファイバが設置されている環境におけ
る歪み、または温度を分布測定する技術として、光ファ
イバ中のブリルアン散乱現象に基づく方法がある。この
方法では,設置する光ファイバ自体を歪み、または温度
を検知する媒体として利用するため、多数の点型センサ
を配列する方法に比べて単純な構成で分布測定を実現す
ることが可能になる。
2. Description of the Related Art As a technique for measuring strain or temperature distribution in an environment where an optical fiber is installed, there is a method based on a Brillouin scattering phenomenon in the optical fiber. In this method, since the installed optical fiber itself is used as a medium for detecting distortion or temperature, distribution measurement can be realized with a simpler configuration than a method of arranging many point sensors.

【0004】ブリルアン散乱現象とは、光ファイバ中
で、周波数の異なる2つの光波がすれ違うとき、高周波
数の光から低周波数の光へと、光ファイバ中の音響波を
介してパワーが移動する現象をいう。すれ違う2光波間
の周波数差がνであるとき、移動するパワーは近似的
に、式1で定義されるブリルアンゲインスペクトルgB
(ν) に比例する。
The Brillouin scattering phenomenon is a phenomenon that, when two light waves having different frequencies pass each other in an optical fiber, power moves from high-frequency light to low-frequency light via an acoustic wave in the optical fiber. Say. When the frequency difference between two light waves passing each other is ν, the moving power is approximately the Brillouin gain spectrum gB defined by Equation 1.
(ν).

【0005】[0005]

【式1】 (Equation 1)

【0006】ここで、νB , ΔνB はブリルアンゲイン
スペクトルを特徴づけるパラメータであり、それぞれブ
リルアン周波数シフト、ブリルアンゲイン線幅(半値全
幅)と呼ばれる。ブリルアンゲインスペクトルgB(ν)
はブリルアン周波数シフトνB を中心とする周波数範囲
ΔνB で1/2 以上の値を取る。つまり、光ファイバ中で
ブルリアン散乱現象を効率良く発生させるためには、光
ファイバ中ですれ違う2光波間の周波数に対し、ブリル
アン周波数シフトνB を中心としブリルアンゲイン線幅
ΔνB の周波数範囲にある周波数差を付与する必要があ
る。ブリルアン周波数シフトνB は、光ファイバ中の音
速をva として式2により与えられる。
Here, νB and ΔνB are parameters characterizing the Brillouin gain spectrum, and are called Brillouin frequency shift and Brillouin gain line width (full width at half maximum), respectively. Brillouin gain spectrum gB (ν)
Takes a value of 1/2 or more in the frequency range ΔνB centered on the Brillouin frequency shift νB. In other words, in order to efficiently generate the Brillouin scattering phenomenon in the optical fiber, the frequency difference within the frequency range of the Brillouin gain line width ΔνB around the Brillouin frequency shift νB with respect to the frequency between two light waves passing through the optical fiber is considered. Needs to be given. The Brillouin frequency shift νB is given by Equation 2 where the sound speed in the optical fiber is va.

【0007】[0007]

【式2】 (Equation 2)

【0008】ここで、nは光ファイバの屈折率、λは光
ファイバに入射する光の波長である。音速va が光ファ
イバ周辺の温度、光ファイバに付加された歪みに依存し
て変化する結果、ブリルアン周波数シフトνB の測定は
式2を介し温度、歪みの検知手段を与える。ブリルアン
周波数シフトνB の変化感度の数値例として、光波長
1.3μmにおいて、歪みに対して
Here, n is the refractive index of the optical fiber, and λ is the wavelength of light incident on the optical fiber. As a result of the sound velocity va varying depending on the temperature around the optical fiber and the strain applied to the optical fiber, the measurement of the Brillouin frequency shift νB provides a means for sensing temperature and strain via equation 2. As a numerical example of the change sensitivity of the Brillouin frequency shift νB, at a light wavelength of 1.3 μm,

【0009】[0009]

【式3】 (Equation 3)

【0010】温度に対して[0010] With respect to temperature

【0011】[0011]

【式4】 (Equation 4)

【0012】であることが以下の文献(1) で報告されて
いる。 (1) M.Nikles et al., Journal of Lightwave Technol
ogy, vol.15, pp. 1842--1851, (1997) 従って、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) を光ファ
イバに沿った位置の関数として測定し、ブリルアン周波
数シフトνB を光ファイバに沿った位置の関数として求
めることにより,歪み、または温度分布を測定すること
が可能になる。
It is reported in the following document (1). (1) M. Nikles et al., Journal of Lightwave Technol
ogy, vol. 15, pp. 1842--1851, (1997) Therefore, the Brillouin gain spectrum gB (ν) is measured as a function of the position along the optical fiber, and the Brillouin frequency shift νB is Obtaining as a function makes it possible to measure strain or temperature distribution.

【0013】前述のブリルアンゲインスペクトルを測定
する従来技術として、周波数差が可変の、パルスポンプ
光と連続波プローブ光とを、パルスポンプ光を被測定光
ファイバの一端から、連続波プローブ光を被測定光ファ
イバの他端から、それぞれ入射し、ブリルアン散乱現象
によるプローブ光の変化成分を時間の関数として測定
し、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) の光ファイバ
に沿った分布を求める方法であるBOTDA (Brillouin Op
tical Time Domain Analysis)が用いられてきた。
As a conventional technique for measuring the above-mentioned Brillouin gain spectrum, a pulse pump light and a continuous wave probe light having a variable frequency difference are irradiated with a continuous wave probe light from one end of an optical fiber to be measured. BOTDA (a method of measuring the distribution of the Brillouin gain spectrum gB (ν) along the optical fiber by measuring the change component of the probe light caused by the Brillouin scattering phenomenon as a function of time by being incident from the other end of the measurement optical fiber, respectively. Brillouin Op
tical Time Domain Analysis) has been used.

【0014】また、BOTDA と等価な技術として、パルス
光を被測定光ファイバの片端から入射し、自然ブリルア
ン散乱現象による散乱光のスペクトルを時間の関数とし
て測定することにより、ブリルアンゲインスペクトルg
B(ν) の光ファイバに沿った分布を求める方法であるBO
TDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry
)も用いられてきた。BOTDA およびBOTDR は以下の文
献(2) において発案者らにより解説されている。 (2)T.Horiguchi et al.,Journal of Lightwave Technol
ogy, vol.13, pp. 1296--1302, (1995)
As a technique equivalent to BOTDA, a Brillouin gain spectrum g is obtained by injecting pulsed light from one end of an optical fiber to be measured and measuring the spectrum of scattered light due to the natural Brillouin scattering phenomenon as a function of time.
BO, a method of finding the distribution of B (ν) along the optical fiber
TDR (Brillouin Optical Time Domain Reflectometry
) Has also been used. BOTDA and BOTDR are described by the inventors in the following reference (2). (2) T. Horiguchi et al., Journal of Lightwave Technol
ogy, vol.13, pp. 1296--1302, (1995)

【0015】BOTDA 、およびBOTDR 両従来技術の空間分
解能δz は、ポンプ光として光ファイバに入射する光パ
ルス時間幅をW、光ファイバ中の光速をvとすると、
The spatial resolution δz of both BOTDA and BOTDR prior arts is as follows: W is the time width of the light pulse incident on the optical fiber as pump light, and v is the speed of light in the optical fiber.

【0016】[0016]

【式5】 (Equation 5)

【0017】で与えられる。従って空間分解能δz を高
める(狭める)には、光パルス時間幅Wを短くする必要
がある。しかし、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν)
、特にそれが最大値を取る周波数であるブリルアン周
波数シフトνB を精度良く測定するためには、光パルス
時間幅Wを以下に示す下限値以上に設定する必要がある
ために、空間分解能δz は2 〜3mよりも大きな値に制限
される。
Is given by Therefore, in order to increase (narrow) the spatial resolution δz, it is necessary to shorten the light pulse time width W. However, the Brillouin gain spectrum gB (ν)
In particular, in order to accurately measure the Brillouin frequency shift νB, which is the frequency at which it takes the maximum value, it is necessary to set the optical pulse time width W to be equal to or greater than the lower limit shown below. Limited to values greater than ~ 3m.

【0018】両従来技術において、ポンプ光として用い
る光パルスは、プローブ光との周波数差νを有する連続
光を、光スイッチ等を用いてパルス化して作り出され
る。すると、例えば前述のBOTDA についていうと、被測
定光ファイバ中で、パルス時間幅Wのポンプ光と連続波
プローブ光との干渉により発生するビート信号のスペク
トルは、νを中心に2/W程度の周波数範囲で大きな値
を持つ。ポンプ光からプローブ光へブリルアン散乱現象
により移動するパワーは、ビート信号のスペクトルと、
式1で与えられるブリルアンゲインスペクトルgB(ν)
との重なり積分で与えられるから、パルス時間幅Wの光
をポンプ光として用いる場合には、gB(ν) のνを中心
とする2/W程度の周波数範囲における積分値が、移動
したパワーとして測定されることになる。
In both prior arts, an optical pulse used as pump light is produced by pulsing continuous light having a frequency difference ν from probe light using an optical switch or the like. Then, for example, regarding the aforementioned BOTDA, the spectrum of the beat signal generated by the interference between the pump light having the pulse time width W and the continuous wave probe light in the optical fiber to be measured is about 2 / W around ν. Has a large value in the frequency range. The power that moves from the pump light to the probe light due to the Brillouin scattering phenomenon depends on the spectrum of the beat signal,
Brillouin gain spectrum gB (ν) given by Equation 1
When light having a pulse time width W is used as pump light, the integral value in a frequency range of about 2 / W centered on ν of gB (ν) becomes Will be measured.

【0019】測定の対象であり、式1で与えられるブリ
ルアンゲインスペクトルgB(ν) は、ブリルアン周波数
シフトνB を中心として、ブリルアンゲイン線幅(半値
全幅)ΔνB の周波数範囲で1/2 以上の値を取る。従っ
て、パルス時間幅Wのポンプ光を用いる結果として、積
分範囲2/Wが半値全幅ΔνB の2倍よりも広くなる
と、周波数差νをブリルアン周波数シフトνB の近くで
変化させても積分値はほとんど一定となるために、ブリ
ルアンゲインスペクトルが最大値を取る周波数差を精度
良く測定することが困難になる。
The Brillouin gain spectrum gB (ν) to be measured and given by Equation 1 has a value of 以上 or more in the frequency range of the Brillouin gain line width (full width at half maximum) ΔνB around the Brillouin frequency shift νB. I take the. Therefore, if the integration range 2 / W becomes wider than twice the full width at half maximum ΔνB as a result of using the pump light having the pulse time width W, even if the frequency difference ν is changed near the Brillouin frequency shift νB, the integrated value is almost zero. Since the Brillouin gain spectrum is constant, it becomes difficult to accurately measure the frequency difference at which the Brillouin gain spectrum has the maximum value.

【0020】以上の理由により、ブリルアン周波数シフ
トνB を精度良く決定するためには、次式で与えられる
下限値以上のパルス時間幅Wを持つ光パルスを用いる必
要がある。
For the above reasons, in order to accurately determine the Brillouin frequency shift νB, it is necessary to use an optical pulse having a pulse time width W equal to or larger than the lower limit given by the following equation.

【0021】[0021]

【式6】 (Equation 6)

【0022】ブリルアンゲイン線幅ΔνB の実験値30 M
Hzと、光ファイバ中の光速v=2×(10の8乗)m/
sを用いると、式5で与えられる空間分解能δz は3m
となる。
Experimental value of Brillouin gain line width ΔνB 30 M
Hz and the speed of light in the optical fiber v = 2 × (10 8) m /
s, the spatial resolution δz given by equation 5 is 3 m
Becomes

【0023】[0023]

【発明が解決しようとする課題】従来技術であるBOTDA
およびBOTDR は、空間分解能が2〜3mよりも大きな値
に制限されるために、発明の属する技術分野の欄におい
て挙げた大規模構造物の保守管理や自己診断機能を有す
る材料・構造物において、近年必要とされつつある1m
以下の空間分解能を実現できなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] BOTDA as prior art
And BOTDR, because the spatial resolution is limited to a value greater than 2-3m, the materials and structures having the maintenance management and self-diagnosis function of large-scale structures listed in the section of the technical field to which the invention belongs, 1m recently required
The following spatial resolution could not be realized.

【0024】本発明の目的は、1m以下の空間分解能で
ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) を測定できる方法
および装置を提供することである。また、1m以下の空
間分解能でブリルアンゲインスペクトルgB(ν) の光フ
ァイバに沿った分布を測定できる方法および装置を提供
することである。前記方法および装置の提供は、従来技
術では実現できなかった応用分野における歪み分布、お
よび温度分布センサの実現に通ずる。
An object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of measuring a Brillouin gain spectrum gB (ν) with a spatial resolution of 1 m or less. Another object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of measuring the distribution of the Brillouin gain spectrum gB (ν) along an optical fiber with a spatial resolution of 1 m or less. The provision of the method and apparatus leads to the realization of strain distribution and temperature distribution sensors in applications that could not be realized by the prior art.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明のブリルアンゲインスペクトル測定方法お
よび装置は、ポンプ光もプローブ光も所定の変調周波数
で変調された連続光を用いることとした。すなわち、本
発明の請求項1のブリルアンゲインスペクトル測定方法
は、所定の変調周波数で周波数変調された第1の連続発
振光と前記所定の変調周波数と等しい変調周波数で周波
数変調された第2の連続発振光とを用いたブリルアンゲ
インスペクトル測定方法であって、前記第1の連続発振
光を被測定光ファイバの一端面から入射させ、前記第2
の連続発振光の中心周波数を周波数シフトし、該周波数
シフトにより中心周波数のシフトした前記第2の連続発
振光を被測定光ファイバの他端面から入射させ、前記第
2の連続発振光の中心周波数の周波数シフト量を変化さ
せて、被測定光ファイバの前記一端面または前記他端面
から出射された光のパワーを測定することとし、被測定
光ファイバにおいて前記第1の連続発振光の位相と第2
の連続発振光の位相が同期し相関値が高まる位置におけ
るブリルアンゲインスペクトルを測定することを特徴と
する。
In order to solve the above-mentioned problems, a method and apparatus for measuring a Brillouin gain spectrum according to the present invention use continuous light in which both pump light and probe light are modulated at a predetermined modulation frequency. did. That is, in the Brillouin gain spectrum measuring method according to the first aspect of the present invention, the first continuous wave light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency and the second continuous wave light frequency-modulated at a modulation frequency equal to the predetermined modulation frequency are provided. A Brillouin gain spectrum measuring method using oscillating light, wherein the first continuous oscillation light is made incident from one end face of the optical fiber to be measured, and
The center frequency of the continuous oscillation light is frequency-shifted, and the second continuous oscillation light whose center frequency is shifted by the frequency shift is incident from the other end face of the optical fiber to be measured, and the center frequency of the second continuous oscillation light is changed. And the power of light emitted from the one end face or the other end face of the measured optical fiber is measured, and the phase of the first continuous wave light and the second 2
The Brillouin gain spectrum at a position where the phase of the continuous wave light is synchronized and the correlation value increases is measured.

【0026】本発明の請求項2のブリルアンゲインスペ
クトル測定方法は、請求項1に記載のブリルアンゲイン
スペクトル測定方法において、前記所定の変調周波数を
変えることによって、被測定光ファイバ中のブリルアン
ゲインスペクトルを測定する位置を変えることを特徴と
する。
According to a second aspect of the present invention, in the Brillouin gain spectrum measuring method according to the first aspect, the Brillouin gain spectrum in the optical fiber to be measured is changed by changing the predetermined modulation frequency. The measurement position is changed.

【0027】本発明の請求項3のブリルアンゲインスペ
クトル測定方法は、所望の変調周波数で周波数変調され
た連続発振光を分岐し、該分岐により得られる第1の連
続発振光と第2の連続発振光を用いたブリルアンゲイン
スペクトル測定方法であって、前記第1の連続発振光を
遅延させ、該遅延した第1の連続発振光を被測定光ファ
イバの一端面から入射させ、前記第2の連続発振光の中
心周波数を周波数シフトし、該周波数シフトにより中心
周波数のシフトした前記第2の連続発振光を被測定光フ
ァイバの他端面から入射させ、前記第2の連続発振光の
中心周波数の周波数シフト量を変化させて、被測定光フ
ァイバの前記一端面または前記他端面から出射された光
のパワーを測定することで、被測定光ファイバにおいて
前記第1の連続発振光の位相と第2の連続発振光の位相
が同期し相関値が高まる位置におけるブリルアンゲイン
スペクトルを測定し、前記変調周波数を変化させること
で、被測定光ファイバにおいて前記第1の連続発振光の
位相と第2の連続発振光の位相が同期し相関値が高まる
位置を変化させてブリルアンゲインスペクトルを測定す
ることとし、被測定光ファイバにおけるブリルアンゲイ
ンスペクトルの分布を測定することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a Brillouin gain spectrum, comprising branching a continuous wave light frequency-modulated at a desired modulation frequency, and obtaining a first continuous wave light and a second continuous wave light obtained by the branch. A Brillouin gain spectrum measuring method using light, wherein the first continuous wave light is delayed, the delayed first continuous wave light is incident from one end face of the optical fiber to be measured, and the second continuous wave light is measured. The center frequency of the oscillation light is frequency-shifted, and the second continuous oscillation light whose center frequency is shifted by the frequency shift is made incident from the other end face of the optical fiber to be measured, and the frequency of the center frequency of the second continuous oscillation light is changed. By changing the shift amount and measuring the power of the light emitted from the one end face or the other end face of the measured optical fiber, the first continuous light is emitted from the measured optical fiber. By measuring the Brillouin gain spectrum at a position where the phase of the light and the phase of the second continuous oscillation light are synchronized and the correlation value increases, and by changing the modulation frequency, the first continuous oscillation light of the first continuous oscillation light is measured in the optical fiber to be measured. The Brillouin gain spectrum is measured by changing the position where the phase and the phase of the second continuous wave light are synchronized to increase the correlation value, and the distribution of the Brillouin gain spectrum in the measured optical fiber is measured.

【0028】本発明の請求項4のブリルアンゲインスペ
クトル測定装置は、所定の変調周波数で周波数変調され
た第1の連続発振光を出力する第1の光源と、前記所定
の周波数と等しい周波数で周波数変調された第2の連続
発振光を出力する第2の光源と、該第2の連続発振光の
中心周波数に対し所望の周波数シフトを与える光周波数
変換器と、前記第1の連続発振光を受けて被測定光ファ
イバの一端に入射するとともに、前記光周波数変換器に
より周波数シフトを受けた後、前記被測定光ファイバの
他端に入射され該被測定光ファイバを伝搬して出射され
た前記第2の連続発振光の少なくとも一部を導く光学手
段と、該光学手段で導かれた光のパワーを測定する光検
出器とを備えている。そして、前記第1の連続発振光の
位相と第2の連続発振光の位相が被測定光ファイバ中で
同期する位置におけるブリルアンゲインスペクトルを測
定することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a Brillouin gain spectrum measuring apparatus comprising: a first light source for outputting a first continuous oscillation light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency; and a frequency equal to the predetermined frequency. A second light source that outputs a modulated second continuous oscillation light, an optical frequency converter that provides a desired frequency shift with respect to a center frequency of the second continuous oscillation light, and the first continuous oscillation light. While receiving and entering one end of the measured optical fiber, and after undergoing a frequency shift by the optical frequency converter, the incident on the other end of the measured optical fiber is propagated through the measured optical fiber and emitted. Optical means for guiding at least a part of the second continuous oscillation light, and a photodetector for measuring the power of the light guided by the optical means are provided. Then, a Brillouin gain spectrum at a position where the phase of the first continuous wave light and the phase of the second continuous wave light are synchronized in the measured optical fiber is measured.

【0029】本発明の請求項5のブリルアンゲインスペ
クトル測定装置は、所望の変調周波数で周波数変調され
た連続発振光を出力する光源と、前記連続発振光を分岐
し、第1の出力光および第2の出力光を出力する光分岐
手段と、前記第1の出力光の中心周波数に対し所望の周
波数シフトを与える光周波数変換器と、前記第2の出力
光に所定の遅延時間を与える光遅延器と、該光遅延器で
遅延された第2の出力光を受けて被測定光ファイバの一
端に入射するとともに、前記光周波数変換器により周波
数シフトを受けた後、前記被測定光ファイバの他端に入
射され該被測定光ファイバを伝搬して出射された前記第
1の出力光の少なくとも一部を導く光学手段と、該光学
手段で導かれた光のパワーを測定する光検出器とを備え
ている。そして、前記所望の変調周波数を変化させるこ
とで被測定光ファイバの両端から入射された前記第1の
出力光の位相と第2の出力光の位相が同期する位置を変
化させ、被測定光ファイバにおけるブリルアンゲインス
ペクトルの分布測定を可能としたことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a Brillouin gain spectrum measuring apparatus, comprising: a light source for outputting continuous oscillation light frequency-modulated at a desired modulation frequency; Optical output means for outputting a second output light, an optical frequency converter for giving a desired frequency shift to a center frequency of the first output light, and an optical delay for giving a predetermined delay time to the second output light Receiving the second output light delayed by the optical delay device and entering one end of the optical fiber to be measured, receiving the frequency shift by the optical frequency converter, and Optical means for guiding at least a part of the first output light which has been incident on the end and propagated through the optical fiber to be measured and emitted, and a photodetector for measuring the power of the light guided by the optical means. Have. Then, by changing the desired modulation frequency, the position where the phase of the first output light and the phase of the second output light incident from both ends of the optical fiber to be measured are synchronized is changed, and the optical fiber to be measured is changed. Is characterized in that the distribution of Brillouin gain spectrum can be measured.

【0030】[0030]

【作用】以下、周波数変調と位相変調は等価な技術であ
るので、空間分解能の理論式を導出する過程を簡単化す
るために位相変調を用いて作用を説明するが、周波数変
調を用いても同様の説明が可能である。
In the following, since frequency modulation and phase modulation are equivalent technologies, the operation will be described using phase modulation in order to simplify the process of deriving the theoretical equation of spatial resolution. A similar description is possible.

【0031】先ず、被測定光ファイバの所定の位置にお
けるブリルアンゲインスペクトルgB(ν) を測定する手
段を説明する。所定の周波数で位相変調されたポンプ光
とプローブ光とを、被測定光ファイバの一端と他端とか
らそれぞれ入射する。両光の中心周波数の周波数差をν
とすると、被測定光ファイバ中で両光の位相が同期し相
関値が高まる位置では単一周波数νのビート信号が生
じ、一方、両光の位相が非同期であり相関値が低い位置
では位相変調されたビート信号が生じる。
First, the means for measuring the Brillouin gain spectrum gB (ν) at a predetermined position of the optical fiber to be measured will be described. Pump light and probe light that have been phase-modulated at a predetermined frequency are incident on one end and the other end of the measured optical fiber, respectively. The frequency difference between the center frequencies of the two lights is ν
Then, a beat signal of a single frequency ν is generated at a position where the phases of both lights are synchronized and the correlation value increases in the optical fiber to be measured, while a phase modulation is performed at a position where the phases of both lights are asynchronous and the correlation value is low. A beat signal is generated.

【0032】ブリルアン散乱現象によって、ポンプ光か
らプローブ光へ移動するパワーは,従来技術で説明した
ように、両光のビート信号のスペクトルとブリルアンゲ
インスペクトルgB(ν) の重なり積分で与えられる。そ
こでビート信号のスペクトルに着目すると、両光の位相
が同期する位置では単一周波数νのビート信号が生じ、
そのスペクトルは鋭いピーク状であるのに対し、両光の
位相が非同期の位置では位相変調されたビート信号が生
じ、そのスペクトルはνを中心に広がりを持つ。両光の
中心周波数の周波数差νを変化させると、ビート信号の
スペクトル中心もシフトするが、この間、両光の位相が
同期する位置においてポンプ光からプローブ光へ移動す
るパワーは、ビート信号のスペクトルが鋭いピーク状で
ある結果、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) に従っ
て変化する。一方、両光の位相が非同期の位置では、周
波数差νを変化させても移動するパワーはほとんど変化
しない。
The power that moves from the pump light to the probe light due to the Brillouin scattering phenomenon is given by the overlap integral of the spectrum of the beat signal of both lights and the Brillouin gain spectrum gB (ν), as described in the background art. Focusing on the spectrum of the beat signal, a beat signal having a single frequency ν is generated at a position where the phases of both lights are synchronized,
While the spectrum has a sharp peak, a phase-modulated beat signal is generated at a position where the phases of the two lights are asynchronous, and the spectrum spreads around ν. When the frequency difference ν between the center frequencies of the two lights is changed, the center of the spectrum of the beat signal also shifts. During this time, the power moving from the pump light to the probe light at the position where the phases of the two lights are synchronized is the spectrum of the beat signal. Are sharp peaks, and change according to the Brillouin gain spectrum gB (ν). On the other hand, at a position where the phases of both lights are asynchronous, even if the frequency difference ν is changed, the moving power hardly changes.

【0033】なぜなら、非同期の位置ではビート信号の
スペクトルが、νを中心として、最近接の位相が同期す
る位置との距離に応じて決まる周波数範囲で大きな値を
持つ結果、gB(ν) をその周波数範囲で積分したパワー
が移動するためである。従って、両光の中心周波数の周
波数差νをブリルアン周波数シフトνB の近傍で変化さ
せて、出射プローブ光のパワーの変化または出射ポンプ
光のパワーの変化を測定することにより、被測定光ファ
イバ中でポンプ光の位相とプローブ光の位相が同期する
位置におけるブリルアンゲインスペクトルgB(ν) が測
定可能になる。
The reason is that the spectrum of the beat signal at the asynchronous position has a large value in the frequency range centered on ν and determined according to the distance from the position where the closest phase is synchronized, so that gB (ν) is This is because the power integrated in the frequency range moves. Therefore, by changing the frequency difference ν between the center frequencies of the two lights near the Brillouin frequency shift νB and measuring the change in the power of the output probe light or the change in the power of the output pump light, The Brillouin gain spectrum gB (ν) at the position where the phase of the pump light and the phase of the probe light are synchronized can be measured.

【0034】ポンプ光の位相とプローブ光の位相が同期
する位置( 以下、同期点という。)は、位相変調の変調
周波数に応じて決まる間隔で複数個存在するが、被測定
ファイバ中に存在する同期点が1 点に限定されるように
位相変調の変調周波数を設定することが可能である。さ
らに、位相変調の変調周波数を変化させることで、同期
点を、すなわちブリルアンゲインスペクトルを測定する
位置を変化することができるが、これらの実施手段につ
いては、以下に空間分解能の理論式を導出する過程で説
明する。
A plurality of positions where the phase of the pump light and the phase of the probe light are synchronized (hereinafter referred to as a synchronization point) exist at intervals determined according to the modulation frequency of the phase modulation, but exist in the fiber to be measured. It is possible to set the modulation frequency of the phase modulation so that the synchronization point is limited to one point. Further, by changing the modulation frequency of the phase modulation, the synchronization point, that is, the position at which the Brillouin gain spectrum is measured can be changed. For these implementation means, the theoretical formula of the spatial resolution is derived below. It will be explained in the process.

【0035】次に、本発明において得られる空間分解能
の理論式を導出し、後に実施例で述べる実験結果で用い
た数値を理論式に代入することで、1m以下の空間分解
能が得られることを示す。ポンプ光、プローブ光の中心
周波数をそれぞれν1 ,ν2 とし、両光に変調指数m、
変調周波数νm の正弦波位相変調を印加する。ポンプ
光、プローブ光の光電界の複素振幅をそれぞれE1 、E
2 として,
Next, by deriving the theoretical formula of the spatial resolution obtained in the present invention, and substituting the numerical values used in the experimental results described later in the examples into the theoretical formula, it is confirmed that the spatial resolution of 1 m or less can be obtained. Show. The center frequencies of the pump light and the probe light are denoted by ν1 and ν2, respectively.
A sinusoidal phase modulation with a modulation frequency νm is applied. The complex amplitudes of the optical electric fields of the pump light and the probe light are E1 and E1, respectively.
As 2

【0036】[0036]

【式7】 Equation 7

【0037】[0037]

【式8】 (Equation 8)

【0038】と表わす。ここでtは時間、zは位置、ま
た、vは両光の群速度である。両光のビート信号E1 ×
(E2 の複素共役)は
## EQU1 ## Here, t is time, z is position, and v is the group velocity of both lights. Beat signal E1 of both lights
(The complex conjugate of E2) is

【0039】[0039]

【式9】 [Equation 9]

【0040】[0040]

【式10】 (Equation 10)

【0041】で与えられる。式10より、ポンプ光とプ
ローブ光の位相が同期する位置、すなわち同期点は
Is given by From Equation 10, the position where the phase of the pump light and the phase of the probe light are synchronized, that is, the synchronization point is

【0042】[0042]

【式11】 [Equation 11]

【0043】の条件が成り立ち、式10において、変調
周波数νm で時間的に振動する成分が消滅する位置、す
なわち
In the equation (10), the position where the temporally oscillating component at the modulation frequency νm disappears, that is,

【0044】[0044]

【式12】 (Equation 12)

【0045】が成り立つ位置として定義される。従っ
て、被測定光ファイバ中に存在する同期点を一点に限定
するには、変調周波数νm を、同期点の間隔v/νm が
被測定光ファイバ長よりも長くなるよう設定すればよ
い。さらに、光遅延器を用いてポンプ光、プローブ光の
間に所定の遅延時間を付与し、非零整数倍(式11にお
いてN≠0)の同期点が被測定光ファイバ中に存在する
よう設定することで、変調周波数νm を変化させて同期
点位置を変化することで、被測定光ファイバ中のブリル
アンゲインスペクトル分布を測定する手段が得られる。
Is defined as the position where Therefore, in order to limit the number of synchronization points existing in the measured optical fiber to one point, the modulation frequency νm may be set so that the interval v / νm between the synchronization points is longer than the length of the measured optical fiber. Further, a predetermined delay time is given between the pump light and the probe light using an optical delay device, and a setting is made such that a non-integer multiple (N ≠ 0 in Equation 11) synchronization point exists in the optical fiber to be measured. By doing so, by changing the modulation frequency νm and changing the position of the synchronization point, a means for measuring the Brillouin gain spectrum distribution in the measured optical fiber can be obtained.

【0046】従来の技術では、前述のように、ポンプ光
としてパルス光を用いていたので、パルスポンプ光を出
力してからブリルアンゲインを測定するまでの時間を変
えることで、被測定光ファイバ中のブリルアンゲインの
測定位置を変えることができた。本発明では、ポンプ光
とプローブ光の同期点位置を変えなければならないが、
遅延量可変の光遅延器による同期点位置の変化は、現状
では僅かでしかなく、実用的でない。そこで、前述のよ
うな、非零整数倍の同期点位置を利用し、変調周波数ν
m を変えることで、同期点位置を変える方法をとる。
In the prior art, as described above, pulsed light is used as pump light. Therefore, by changing the time from when the pulsed pump light is output to when the Brillouin gain is measured, the time in the optical fiber to be measured is changed. Was able to change the Brillouin gain measurement position. In the present invention, the position of the synchronization point between the pump light and the probe light must be changed,
At present, the change of the synchronization point position due to the variable delay amount of the optical delay device is very small and not practical. Therefore, as described above, the modulation frequency ν is used by using the synchronization point position of a non-zero integer multiple.
The method of changing the synchronization point position by changing m is taken.

【0047】同期点におけるビート信号のスペクトルが
ν=〔(ν1 −ν2 )の絶対値〕の単一周波数であるこ
とから、ポンプ光とプローブ光の中心周波数の周波数差
νを、ブリルアン周波数シフトνB の近傍で変化させ、
被測定光ファイバから出射されたポンプ光またはプロー
ブ光のパワーを測定することで、同期点におけるブリル
アンゲインスペクトルが測定される。ここで、空間分解
能を求めるために、同期点の近傍でのビート信号を考
え、z=vN/νm +εとおくと(ここで、εは同期点
からの微小なずれを表す。)、zにおけるビート信号は
ε,tの関数として、
Since the spectrum of the beat signal at the synchronization point has a single frequency of ν = [absolute value of (ν 1 −ν 2)], the frequency difference ν between the center frequencies of the pump light and the probe light is calculated by the Brillouin frequency shift ν B Change near
By measuring the power of the pump light or the probe light emitted from the measured optical fiber, the Brillouin gain spectrum at the synchronization point is measured. Here, in order to obtain the spatial resolution, considering a beat signal near the synchronization point and setting z = vN / νm + ε (where ε represents a small deviation from the synchronization point), z The beat signal is a function of ε, t

【0048】[0048]

【式13】 (Equation 13)

【0049】[0049]

【式14】 (Equation 14)

【0050】となる。複号はNの偶奇に応じ、それぞれ
+、−をとる。式14より、ビート信号の瞬時周波数ν
(t)は
Is as follows. The decryption takes + and-depending on the evenness of N, respectively. From equation 14, the instantaneous frequency ν of the beat signal
(T) is

【0051】[0051]

【式15】 (Equation 15)

【0052】となることから、同期点からε離れた位置
におけるビート信号のスペクトルは
Thus, the spectrum of the beat signal at a position ε away from the synchronization point is

【0053】[0053]

【式16】 (Equation 16)

【0054】の周波数帯域を占めることになる。従来技
術において、ビート信号の占める周波数帯域(パルス時
間幅Wより2/Wで与えられる。) が、ブリルアンゲイ
ンスペクトルgB(ν) のブリルアンゲイン線幅(半値全
幅)ΔνB の2倍となる条件から空間分解能が決定され
たように、本発明においても、式16で与えられるビー
ト信号の周波数帯域が半値全幅ΔνB の2倍となる条件
から空間分解能δz を決定すると、
Occupies the frequency band of In the prior art, the condition that the frequency band occupied by the beat signal (given as 2 / W from the pulse time width W) is twice the Brillouin gain line width (full width at half maximum) ΔνB of the Brillouin gain spectrum gB (ν). As the spatial resolution is determined, also in the present invention, when the spatial resolution δz is determined from the condition that the frequency band of the beat signal given by Expression 16 is twice the full width at half maximum ΔνB,

【0055】[0055]

【式17】 (Equation 17)

【0056】が得られる。式17より、位相変調の変調
周波数νm を高くすることで、空間分解能が向上するこ
とがわかる。ブリルアンゲイン線幅ΔνB の実験値30MH
z と、ファイバ中の光速v=2×(10の8乗)m/
s、後に実施例において示す実験結果において用いた変
調指数m=50、位相変調の変調周波数νm = 7.5MHz
を式17に代入して得られる空間分解能δz は35cmとな
り、1m以下の空間分解能が実現される。さらに、式13
のビート信号が第1種Bessel関数を用いて
Is obtained. From Equation 17, it can be seen that increasing the modulation frequency νm of the phase modulation improves the spatial resolution. Experimental value of Brillouin gain linewidth ΔνB 30MH
z, the speed of light in the fiber v = 2 × (10 8) m /
s, modulation index m = 50, modulation frequency νm = 7.5 MHz of phase modulation used in the experimental results described later in Examples.
Is substituted into Equation 17, the spatial resolution δz obtained is 35 cm, and a spatial resolution of 1 m or less is realized. Further, Equation 13
Using the Bessel function of the first kind

【0057】[0057]

【式18】 (Equation 18)

【0058】[0058]

【式19】 (Equation 19)

【0059】と表される事実を用いると、位相変調の変
調周波数νm について
Using the fact expressed as follows, the modulation frequency νm of the phase modulation

【0060】[0060]

【式20】 (Equation 20)

【0061】なる条件下で、ビート信号の零次のスペク
トル成分の振幅J0(y)のみを用いて空間分解能の理論式
が得られる。なぜなら、条件式20の下では、非零次の
スペクトル成分はブリルアンゲインスペクトルgB(ν)
が1/2 以上の大きな値をとる周波数帯域外に存在するか
らである。零次成分J0(y)が1/2 以下に抑圧される結
果、ポンプ光からプローブ光へのパワー移動が抑圧され
る条件より空間分解能δzを求めると、J0(π/2) ≒
0.5を用いて
Under the following conditions, a theoretical formula of the spatial resolution can be obtained using only the amplitude J0 (y) of the zero-order spectral component of the beat signal. Because, under the conditional expression 20, the non-zero order spectral component is the Brillouin gain spectrum gB (ν)
Is outside the frequency band having a large value of 1/2 or more. When the zero-order component J0 (y) is suppressed to 1/2 or less, and the spatial resolution δz is obtained from the condition that the power transfer from the pump light to the probe light is suppressed, J0 (π / 2) ≒
Using 0.5

【0062】[0062]

【式21】 (Equation 21)

【0063】が得られる。νm = 50MHz>ΔνB /2=
15MHz、および変調指数m=20の条件下で空間分解能
δz =5cm を得る。
Is obtained. νm = 50MHz> ΔνB / 2 =
A spatial resolution δz = 5 cm is obtained at 15 MHz and a modulation index m = 20.

【0064】なお、これまでの説明で用いてきたポンプ
光、プローブ光の位相が同期し、両光の相関値が高まる
という記述における相関値とは、式18で与えられるビ
ート信号の、零次のスペクトル成分の振幅J0(y)を意味
する。零次の第1種Bessel関数は、y=0で最大値を取
るので、式19で定義されるyにおいてεが同期点から
の微小なずれを意味することから、同期点においては相
関値が最大値を取り、同期点からずれるにしたがって相
関値は減少することが分かる。
The correlation value in the description that the phase of the pump light and the probe light used in the description above is synchronized and the correlation value of the two lights increases is the zero order of the beat signal given by the equation (18). Means the amplitude J0 (y) of the spectral component of Since the zero-order Bessel function of the first kind takes the maximum value at y = 0, since ε means a small deviation from the synchronization point at y defined by Equation 19, the correlation value at the synchronization point is It can be seen that the correlation value takes the maximum value and decreases as the position deviates from the synchronization point.

【0065】[0065]

【発明の実施の形態】図1に本発明の第1の実施の形態
であるブリルアンゲインスペクトル測定装置を示す。第
1の実施の形態のブリルアンゲインスペクトル測定装置
は、所定の変調周波数で周波数変調されたポンプ光を発
生する第1の光源1、所定の変調周波数で周波数変調さ
れたプローブ光を発生する第2の光源2、第2の光源2
から出力されたプローブ光の中心周波数を所望の周波
数、シフトさせるための光周波数変換器3、被測定光フ
ァイバ6の片端からポンプ光を入射し、かつ、被測定光
ファイバ6より出射したプローブ光の少なくとも一部を
光検出器5に導くための光学手段としての光分岐器4、
および光分岐器4で分岐されたプローブ光のパワーを検
出するための光検出器5から構成されている。
FIG. 1 shows a Brillouin gain spectrum measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. The Brillouin gain spectrum measuring apparatus according to the first embodiment includes a first light source 1 for generating pump light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency, and a second light source 1 for generating probe light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency. Light source 2, second light source 2
An optical frequency converter 3 for shifting the center frequency of the probe light output from the optical fiber by a desired frequency, and pump light incident from one end of the measured optical fiber 6 and emitted from the measured optical fiber 6 A light splitter 4 as an optical means for guiding at least a part of
And a photodetector 5 for detecting the power of the probe light split by the optical splitter 4.

【0066】所定の周波数で変調された光を発生する第
1の光源1、および第2の光源2は、半導体レーザの注
入電流を所定の変調周波数で変調することで、周波数変
調された光を発生させる手段等により実現する。第2の
光源2から出力されたプローブ光の中心周波数に、所望
の周波数シフトを与えるための光周波数変換器3として
は、電界効果型の光強度変調器等が用いられる。光強度
変調器を用いて振幅変調を印加すると周波数シフト光が
発生し、周波数シフト量は振幅変調の周波数に等しい。
光学手段としては、被測定光ファイバ6から出射したプ
ローブ光の少なくとも一部を光検出器5に導けばよいの
であるから、光分岐器の他に、光サーキュレータ、ビー
ムスプリッタ、ハーフミラー等を用いてもよい。
The first light source 1 and the second light source 2, which generate light modulated at a predetermined frequency, modulate the injection current of the semiconductor laser at a predetermined modulation frequency to convert the frequency-modulated light. It is realized by means for generating. As the optical frequency converter 3 for giving a desired frequency shift to the center frequency of the probe light output from the second light source 2, a field effect type light intensity modulator or the like is used. When amplitude modulation is applied using a light intensity modulator, frequency shift light is generated, and the amount of frequency shift is equal to the frequency of the amplitude modulation.
As the optical means, at least a part of the probe light emitted from the optical fiber 6 to be measured may be guided to the photodetector 5, and thus, in addition to the optical splitter, an optical circulator, a beam splitter, a half mirror, or the like is used. You may.

【0067】所定の変調周波数で周波数変調されたポン
プ光とプローブ光を、被測定光ファイバ6の両端から入
射する。周波数変換器3を用いてプローブ光の中心周波
数を、プローブ光とポンプ光の中心周波数の周波数差が
ブリルアン周波数シフトνBの近傍となるよう変化させ
ると、両光の位相が同期する位置、つまり両光の相関値
が高まる位置において選択的に、ポンプ光からプローブ
光へのパワーの移動が発生する。従って、被測定光ファ
イバ6から出射後、光分岐器4で分岐されたプローブ光
のパワーを光検出器5で検出することにより、両光の位
相が同期する位置におけるブリルアンゲインスペクトル
gB(ν) が測定される。
Pump light and probe light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency are incident from both ends of the optical fiber 6 to be measured. When the center frequency of the probe light is changed using the frequency converter 3 so that the frequency difference between the center frequencies of the probe light and the pump light becomes close to the Brillouin frequency shift νB, the position where the phases of the two lights are synchronized, that is, Power is selectively transferred from the pump light to the probe light at a position where the light correlation value increases. Therefore, by detecting the power of the probe light branched by the optical branching device 4 after being emitted from the optical fiber 6 to be measured by the photodetector 5, the Brillouin gain spectrum gB (ν) at the position where the phases of the two lights are synchronized. Is measured.

【0068】図2に本発明の第2の実施の形態であるブ
リルアンゲインスペクトル測定装置を示す。第2の実施
の形態のブリルアンゲインスペクトル測定装置は、所望
の変調周波数で周波数変調された光を発生する光源1、
光源1の出力光を分岐するための光分岐手段としての第
1の光分岐器7、分岐された一方であるプローブ光の中
心周波数を所望の周波数、シフトさせるための光周波数
変換器3、分岐された他方であるポンプ光と前記プロー
ブ光の間に所定の遅延時間を与えるための光遅延器8、
被測定光ファイバ6の片端からポンプ光を入射し、か
つ、被測定光ファイバ6より出射したプローブ光の少な
くとも一部を光検出器5に導くための光学手段としての
第2の光分岐器4、および第2の光分岐器4で分岐され
たプローブ光のパワーを検出するための光検出器5から
構成されている。
FIG. 2 shows a Brillouin gain spectrum measuring apparatus according to a second embodiment of the present invention. The Brillouin gain spectrum measuring apparatus according to the second embodiment includes a light source 1 that generates light frequency-modulated at a desired modulation frequency,
A first optical splitter 7 as an optical splitting unit for splitting the output light of the light source 1, an optical frequency converter 3 for shifting the center frequency of the split probe light to a desired frequency, and a splitter An optical delay unit 8 for giving a predetermined delay time between the other pump light and the probe light,
A second optical splitter 4 as an optical means for injecting pump light from one end of the measured optical fiber 6 and guiding at least a part of the probe light emitted from the measured optical fiber 6 to the photodetector 5. , And a photodetector 5 for detecting the power of the probe light split by the second optical splitter 4.

【0069】所望の変調周波数で周波数変調された光を
発生する光源1、プローブ光の中心周波数に所望の周波
数シフトを与える光周波数変換器3、および第2の光分
岐器4については、第1の実施の形態と同様である。第
1の光分岐器7については、一つの出力光からポンプ光
とプローブ光とを作り出すために、出力光を分岐できれ
ばよいのであるから、ビームスプリッタやハーフミラー
を用いてもよい。プローブ光とポンプ光との間に所定の
遅延時間を与える光遅延器8としては、光ファイバ等を
利用する。
The light source 1 for generating light that is frequency-modulated at a desired modulation frequency, the optical frequency converter 3 for giving a desired frequency shift to the center frequency of the probe light, and the second optical splitter 4 are as follows. This is the same as the embodiment. Since the first optical splitter 7 only needs to be able to split the output light in order to generate the pump light and the probe light from one output light, a beam splitter or a half mirror may be used. An optical fiber or the like is used as the optical delay unit 8 for providing a predetermined delay time between the probe light and the pump light.

【0070】所望の変調周波数で周波数変調されたポン
プ光とプローブ光を、光遅延器8を用いて両光の間に所
定の遅延時間を与えた状態で、被測定光ファイバ6の両
端から入射する。両光の位相が同期する位置、すなわち
同期点は、変調周波数と被測定光ファイバ6中の光速を
用いて式11で与えられる。両光の間に与える遅延時間
を、被測定光ファイバ6中に非零整数倍(式11でN≠
0)の同期点が存在するように設定する。プローブ光の
中心周波数の周波数シフト量を変化させ、両光の位相が
同期する位置におけるブリルアンゲインスペクトルgB
(ν) を測定する点は、第1の実施の形態と同様であ
る。さらに、前記変調周波数を変化させることで、両光
の位相が被測定光ファイバ中で同期する位置を変化させ
ることにより、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) の
被測定光ファイバに沿った分布を測定する。
The pump light and the probe light frequency-modulated at the desired modulation frequency are incident from both ends of the optical fiber 6 to be measured in a state where a predetermined delay time is given between the two lights by using the optical delay unit 8. I do. The position where the phases of the two lights are synchronized, that is, the synchronization point is given by Expression 11 using the modulation frequency and the speed of light in the optical fiber 6 to be measured. The delay time given between the two lights is set to a non-zero integer multiple (N ≠ in Expression 11) in the optical fiber 6 to be measured.
Set so that the synchronization point of 0) exists. The frequency shift amount of the center frequency of the probe light is changed, and the Brillouin gain spectrum gB at a position where the phases of both lights are synchronized.
The point at which (ν) is measured is the same as in the first embodiment. Further, the distribution of the Brillouin gain spectrum gB (ν) along the measured optical fiber is measured by changing the modulation frequency to change the position where the phases of both lights are synchronized in the measured optical fiber. .

【0071】ここで、光周波数変換器3の挿入位置につ
いて付け加える。光周波数変換器3は前述のとおり、ポ
ンプ光の中心周波数とプローブ光の中心周波数の間にブ
リルアン散乱現象が発生するような周波数差を持たせる
ため、そして、その周波数差をブリルアンゲインスペク
トルを測定するために変化させるようにするためのもの
であるから、第1の実施の形態において、図1に示す被
測定光ファイバ6と第2の光源2の間の代わりに、第1
の光源1と光分岐器4の間に挿入してもよい。また、第
2の実施の形態において、図2に示す第1の光分岐器7
と被測定光ファイバ6の間の代わりに、第1の光分岐器
7と光遅延器8の間や光遅延器8と第2の光分岐器4の
間に挿入してもよい。
Here, the insertion position of the optical frequency converter 3 will be added. As described above, the optical frequency converter 3 measures a Brillouin gain spectrum in order to provide a frequency difference such that a Brillouin scattering phenomenon occurs between the center frequency of the pump light and the center frequency of the probe light. In the first embodiment, instead of the portion between the optical fiber 6 to be measured and the second light source 2 shown in FIG.
May be inserted between the light source 1 and the optical splitter 4. In the second embodiment, the first optical splitter 7 shown in FIG.
Instead of between the optical fiber 6 to be measured and the optical fiber 6 to be measured, it may be inserted between the first optical splitter 7 and the optical delay unit 8 or between the optical delay unit 8 and the second optical splitter 4.

【0072】[0072]

【実施例】本発明の実施例を図3に示す。実施例のブリ
ルアンゲインスペクトル測定装置は、光源1を構成する
半導体レーザ11と信号発生器12、第1の光分岐器
7、光遅延器8、光周波数変換器3を構成する光強度変
調器31とマイクロ波発生器32、第2の光分岐器4、
光波長フィルタ9、および光検出器5で構成されてい
る。
FIG. 3 shows an embodiment of the present invention. The Brillouin gain spectrum measuring apparatus of the embodiment includes a semiconductor laser 11 and a signal generator 12, which constitute a light source 1, a first optical splitter 7, an optical delay unit 8, and an optical intensity modulator 31 which constitutes an optical frequency converter 3. And the microwave generator 32, the second optical splitter 4,
It comprises an optical wavelength filter 9 and a photodetector 5.

【0073】信号発生器12で発生した周期的信号によ
り、半導体レーザ( 以下、LDという。) 11の注入電
流を変調することで、LD11から周波数変調された光
が発生する。周波数変調されたLD11の出力光は、第
1の光分岐器7で二分され、それぞれポンプ光、プロー
ブ光となり、プローブ光は、光強度変調器31に入力さ
れる。マイクロ波発生器32で発生するマイクロ波を光
強度変調器31に入力し、振幅変調を印加することで、
入力光の中心周波数に対してマイクロ波周波数に等しい
周波数差を有する側帯波を発生させ、被測定光ファイバ
6に入射する。ここでは、プローブ光として用いられる
のは、低周波側の側帯波である。ポンプ光は光遅延器
8、第2の光分岐器4を通過後、被測定光ファイバ6に
入射する。光遅延器8により、ポンプ光、プローブ光の
間には所定の遅延時間が設定される。被測定光ファイバ
6から出射したプローブ光は、第2の光分岐器4で分岐
され、光波長フィルタ9で低周波側の側帯波のみが選択
され、光検出器5でパワーが測定される。
The LD 11 emits frequency-modulated light by modulating the injection current of the semiconductor laser (hereinafter, referred to as LD) 11 with a periodic signal generated by the signal generator 12. The frequency-modulated output light of the LD 11 is split by the first optical splitter 7 into pump light and probe light, respectively, and the probe light is input to the light intensity modulator 31. By inputting the microwave generated by the microwave generator 32 to the light intensity modulator 31 and applying amplitude modulation,
A sideband having a frequency difference equal to the microwave frequency with respect to the center frequency of the input light is generated, and is incident on the optical fiber to be measured 6. Here, the sideband wave on the low frequency side is used as the probe light. After passing through the optical delay unit 8 and the second optical branch unit 4, the pump light enters the optical fiber 6 to be measured. The optical delay unit 8 sets a predetermined delay time between the pump light and the probe light. The probe light emitted from the measured optical fiber 6 is split by the second optical splitter 4, only the low-frequency sideband is selected by the optical wavelength filter 9, and the power is measured by the photodetector 5.

【0074】被測定光ファイバ6中に、ポンプ光、プロ
ーブ光の位相が同期する位置が一点だけ存在するよう
に、LD11の変調周波数を選択する。さらに、変調周
波数で決まる同期点間隔の非零整数倍の同期点が、被測
定光ファイバ6中に存在するよう光遅延器による遅延量
を設定する。
The modulation frequency of the LD 11 is selected such that only one position where the phases of the pump light and the probe light are synchronized exists in the optical fiber 6 to be measured. Further, the amount of delay by the optical delay unit is set so that a synchronization point having a non-zero integer multiple of the synchronization point interval determined by the modulation frequency exists in the optical fiber 6 to be measured.

【0075】光強度変調器31に印加するマイクロ波周
波数を、ブリルアン周波数シフトνB の近傍で掃引する
ことで、被測定光ファイバ6中で、ポンプ光、プローブ
光の位相が同期する位置におけるブリルアンゲインスペ
クトルgB(ν) が測定される。さらに、LD11への注
入電流の変調周波数を変化させることで、被測定光ファ
イバ6中で、ポンプ光、プローブ光の位相が同期する位
置を変化させ、被測定光ファイバ6に沿ったブリルアン
ゲインスペクトルを測定する。
By sweeping the microwave frequency applied to the light intensity modulator 31 in the vicinity of the Brillouin frequency shift νB, the Brillouin gain at the position where the phases of the pump light and the probe light are synchronized in the optical fiber 6 to be measured. The spectrum gB (v) is measured. Further, by changing the modulation frequency of the injection current into the LD 11, the position where the phases of the pump light and the probe light are synchronized in the measured optical fiber 6 is changed, and the Brillouin gain spectrum along the measured optical fiber 6 is changed. Is measured.

【0076】図4に、本発明の実施例を用いて測定した
被測定光ファイバ6の構成を示す。被測定光ファイバ6
はシングルモード光ファイバ61、分散シフト光ファイ
バ62、およびシングルモード光ファイバ63で構成さ
れている。シングルモード光ファイバ61,63、分散
シフト光ファイバ62のブリルアン周波数シフトνB は
それぞれ10.83GHz、10.56GHzである。
FIG. 4 shows the configuration of the measured optical fiber 6 measured using the embodiment of the present invention. Optical fiber under test 6
Is composed of a single mode optical fiber 61, a dispersion shift optical fiber 62, and a single mode optical fiber 63. The Brillouin frequency shifts νB of the single mode optical fibers 61 and 63 and the dispersion shift optical fiber 62 are 10.83 GHz and 10.56 GHz, respectively.

【0077】実験では、LD11への注入電流の変調周
波数を7 〜8MHzの間で掃引した。このとき同期点間隔
は、式11より25〜29m の間で変化する。光遅延器8に
は40mの光ファイバを用いたので、光分岐器等の光学部
品による遅延量も考慮すると、被測定光ファイバ6中に
は、式11におけるN=2に相当する同期点のみが存在
し、LD11への注入電流の変調周波数の掃引により被
測定光ファイバ6中でのポンプ光、プローブ光間の光路
長差は50〜58m の範囲で変化する。
In the experiment, the modulation frequency of the current injected into the LD 11 was swept between 7 and 8 MHz. At this time, the synchronization point interval varies between 25 and 29 m according to equation (11). Since an optical fiber of 40 m was used for the optical delay unit 8, considering the amount of delay caused by optical components such as an optical splitter, only the synchronization point corresponding to N = 2 in the equation 11 is included in the optical fiber 6 to be measured. Exists, and the optical path length difference between the pump light and the probe light in the measured optical fiber 6 changes in the range of 50 to 58 m by sweeping the modulation frequency of the injection current into the LD 11.

【0078】図5に、ブリルアンゲインスペクトル分布
の測定結果を示す。図5でx軸は測定位置、25〜27m の
付近に分散シフト光ファイバが存在する。y軸は周波
数、z軸は、z=z(x,y) としたとき、測定位置x、周
波数yにおけるブリルアンゲインである。ここで、z軸
のブリルアンゲインには、被測定光ファイバを接続しな
い状態であらかじめ測定しておいたプローブ光のパワー
を基準とするゲイン〔増幅率(%)〕をプロットした。
FIG. 5 shows the measurement results of the Brillouin gain spectrum distribution. In FIG. 5, the x-axis is the measurement position, and a dispersion-shifted optical fiber exists near 25 to 27 m. The y-axis is the frequency, and the z-axis is the Brillouin gain at the measurement position x and frequency y when z = z (x, y). Here, as the Brillouin gain on the z-axis, a gain [amplification rate (%)] based on the power of the probe light measured in advance without connecting the optical fiber to be measured is plotted.

【0079】図6に、図5より得られるブリルアン周波
数シフトνB の分布を示す。図7に、図5より得られ
る、シングルモード光ファイバ61,63、分散シフト
光ファイバ62それぞれのブリルアン周波数シフトに沿
ったブリルアンゲインの分布、すなわち、図5のy=1
0.83 GHz のzx面、および、y=10.56 GHz のzx面
による断面図として得られる結果を示す。
FIG. 6 shows the distribution of the Brillouin frequency shift νB obtained from FIG. FIG. 7 shows the distribution of Brillouin gain along the Brillouin frequency shift of each of the single-mode optical fibers 61 and 63 and the dispersion-shifted optical fiber 62 obtained from FIG. 5, that is, y = 1 in FIG.
The results obtained as a cross-sectional view of the zx plane at 0.83 GHz and the zx plane at y = 10.56 GHz are shown.

【0080】図7より空間分解能は、シングルモード光
ファイバ61,63と、分散シフト光ファイバ62の間
にある遷移領域の長さの半分として40cmと見積もられ
る。実験条件を理論式17に代入して得られる空間分解
能は38〜33cmであり、実験値40cmによく一致している。
理論分解能の計算には、実験に用いたLD11から発生
する光の周波数変調振幅360MHz、および、あらかじめ測
定されたブリルアンゲイン線幅ΔνB = 30MHzを用い
た。なお、実験は周波数変調を用いて行ったので、位相
変調を用いて導出した式17において、mνm に周波数
変調振幅360MHzを代入すればよい。
From FIG. 7, the spatial resolution is estimated to be 40 cm as half the length of the transition region between the single mode optical fibers 61 and 63 and the dispersion shift optical fiber 62. The spatial resolution obtained by substituting the experimental conditions into the theoretical formula 17 is 38 to 33 cm, which is in good agreement with the experimental value of 40 cm.
For the calculation of the theoretical resolution, the frequency modulation amplitude of light generated from the LD 11 used in the experiment, 360 MHz, and the Brillouin gain line width ΔνB = 30 MHz measured in advance were used. Since the experiment was performed using frequency modulation, the frequency modulation amplitude of 360 MHz may be substituted for mνm in Equation 17 derived using phase modulation.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明のブリルアンゲインスペクトル測
定方法および装置は、所定の変調周波数で周波数変調さ
れたポンプ光とプローブ光を被測定光ファイバの両端か
ら入射し、両光の位相が同期する位置におけるブリルア
ンゲインスペクトルgB(ν) を選択的に測定することと
したから、従来技術においては、ポンプ光パルスの時間
幅に、ブリルアンゲインスペクトルgB(ν) の周波数広
がりΔνB により決定される下限値があるために、空間
分解能が2 〜3m以上に制限されるという問題点を解決
し、1m以下の空間分解能でブリルアンゲインスペクトル
を測定できる方法および装置を実現できた。
According to the Brillouin gain spectrum measuring method and apparatus of the present invention, a pump light and a probe light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency are incident from both ends of an optical fiber to be measured, and a position where the phases of the two lights are synchronized. In the prior art, the lower limit determined by the frequency spread ΔνB of the Brillouin gain spectrum gB (ν) is determined in the prior art because the Brillouin gain spectrum gB (ν) is selectively measured. For this reason, the problem that the spatial resolution was limited to 2 to 3 m or more was solved, and a method and apparatus capable of measuring a Brillouin gain spectrum with a spatial resolution of 1 m or less were realized.

【0082】また、光遅延器を用いて被測定光ファイバ
に入射するポンプ光とプローブ光との間に遅延を設定す
ることで、両光を周波数変調する変調周波数を変化させ
ることにより、被測定光ファイバ中で両光の位相が同期
する位置、すなわちブリルアンゲインスペクトルを測定
する位置を実用的な距離変化させることが可能になり、
ブリルアンゲインスペクトルの光ファイバに沿った分布
を測定できる方法および装置を実現できた。
Further, by setting a delay between the pump light and the probe light incident on the optical fiber to be measured by using an optical delay device, the modulation frequency for modulating the frequency of both lights is changed, thereby obtaining the measured light. It becomes possible to change the position where the phases of both lights are synchronized in the optical fiber, that is, the position where the Brillouin gain spectrum is measured, by a practical distance,
A method and apparatus that can measure the distribution of the Brillouin gain spectrum along the optical fiber have been realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態を示す構成図であ
る。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例により測定した光ファイバの構
成を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of an optical fiber measured according to an embodiment of the present invention.

【図5】図4に示す光ファイバを測定して得られたブリ
ルアンゲインスペクトル分布を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a Brillouin gain spectrum distribution obtained by measuring the optical fiber shown in FIG. 4;

【図6】図5より得られる、被測定光ファイバのブリル
アン周波数シフト分布を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a Brillouin frequency shift distribution of the measured optical fiber obtained from FIG. 5;

【図7】図5より得られる、シングルモード光ファイ
バ、分散シフト光ファイバそれぞれのブリルアン周波数
シフトに沿ったブリルアンゲインの分布を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing the distribution of Brillouin gain along the Brillouin frequency shift of each of a single mode optical fiber and a dispersion shifted optical fiber obtained from FIG. 5;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1の光源 2 第2の光源 3 光周波数変換器 4 光学手段,光分岐器 5 光検出器 6 被測定光ファイバ 7 光分岐手段,光分岐器 8 光遅延器 9 光波長フィルタ 11 半導体レーザ,LD 12 信号発生器 31 光強度変調器 32 マイクロ波発生器 61 シングルモード光ファイバ 62 分散シフト光ファイバ 63 シングルモード光ファイバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st light source 2 2nd light source 3 optical frequency converter 4 optical means, optical splitter 5 photodetector 6 optical fiber to be measured 7 optical splitting means, optical splitter 8 optical delay 9 optical wavelength filter 11 semiconductor laser , LD 12 signal generator 31 optical intensity modulator 32 microwave generator 61 single mode optical fiber 62 dispersion shift optical fiber 63 single mode optical fiber

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田平 寛 東京都港区南麻布五丁目10番27号アンリツ 株式会社内 Fターム(参考) 2F056 VF02 VF11 VF16 VF17 2G066 BA18 CA20  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Shimoda 5-10-27 Minamiazabu, Minato-ku, Tokyo Anritsu Corporation F-term (reference) 2F056 VF02 VF11 VF16 VF17 2G066 BA18 CA20

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 所定の変調周波数で周波数変調された第
1の連続発振光と前記所定の変調周波数と等しい変調周
波数で周波数変調された第2の連続発振光とを用いたブ
リルアンゲインスペクトル測定方法であって、前記第1
の連続発振光を被測定光ファイバの一端面から入射さ
せ、前記第2の連続発振光の中心周波数を周波数シフト
し、該周波数シフトにより中心周波数のシフトした前記
第2の連続発振光を被測定光ファイバの他端面から入射
させ、前記第2の連続発振光の中心周波数の周波数シフ
ト量を変化させて、被測定光ファイバの前記一端面また
は前記他端面から出射された光のパワーを測定すること
で、被測定光ファイバにおいて前記第1の連続発振光の
位相と第2の連続発振光の位相が同期し相関値が高まる
位置におけるブリルアンゲインスペクトルを測定するこ
とを特徴とするブリルアンゲインスペクトル測定方法。
1. A Brillouin gain spectrum measuring method using a first continuous wave light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency and a second continuous wave light frequency-modulated at a modulation frequency equal to the predetermined modulation frequency. Wherein the first
Of the second continuous oscillation light is incident from one end face of the optical fiber to be measured, the center frequency of the second continuous oscillation light is frequency-shifted, and the second continuous oscillation light whose center frequency is shifted by the frequency shift is measured. The power of the light emitted from the one end face or the other end face of the optical fiber to be measured is measured by making the light incident from the other end face of the optical fiber and changing the frequency shift amount of the center frequency of the second continuous oscillation light. Measuring the Brillouin gain spectrum at a position where the phase of the first continuous oscillation light and the phase of the second continuous oscillation light are synchronized and the correlation value increases in the optical fiber to be measured. Method.
【請求項2】 請求項1に記載のブリルアンゲインスペ
クトル測定方法において、前記所定の変調周波数を変え
ることによって、被測定光ファイバ中のブリルアンゲイ
ンスペクトルを測定する位置を変えることを特徴とする
ブリルアンゲインスペクトル測定方法。
2. A Brillouin gain spectrum measuring method according to claim 1, wherein the position at which the Brillouin gain spectrum is measured in the measured optical fiber is changed by changing the predetermined modulation frequency. Spectrum measurement method.
【請求項3】 所望の変調周波数で周波数変調された連
続発振光を分岐し、該分岐により得られる第1の連続発
振光と第2の連続発振光を用いたブリルアンゲインスペ
クトル測定方法であって、前記第1の連続発振光を遅延
させ、該遅延した第1の連続発振光を被測定光ファイバ
の一端面から入射させ、前記第2の連続発振光の中心周
波数を周波数シフトし、該周波数シフトにより中心周波
数のシフトした前記第2の連続発振光を被測定光ファイ
バの他端面から入射させ、前記第2の連続発振光の中心
周波数の周波数シフト量を変化させて、被測定光ファイ
バの前記一端面または前記他端面から出射された光のパ
ワーを測定することで、被測定光ファイバにおいて前記
第1の連続発振光の位相と第2の連続発振光の位相が同
期し相関値が高まる位置におけるブリルアンゲインスペ
クトルを測定し、前記変調周波数を変化させることで、
被測定光ファイバにおいて前記第1の連続発振光の位相
と第2の連続発振光の位相が同期し相関値が高まる位置
を変化させてブリルアンゲインスペクトルを測定し、被
測定光ファイバにおけるブリルアンゲインスペクトルの
分布を測定することを特徴とするブリルアンゲインスペ
クトル測定方法。
3. A Brillouin gain spectrum measuring method using a first continuous oscillation light and a second continuous oscillation light obtained by branching continuous oscillation light frequency-modulated at a desired modulation frequency. Delaying the first continuous wave light, inputting the delayed first continuous wave light from one end face of the optical fiber to be measured, shifting the center frequency of the second continuous wave light, The second continuous oscillation light whose center frequency is shifted by the shift is made incident from the other end face of the optical fiber to be measured, and the frequency shift amount of the center frequency of the second continuous oscillation light is changed to change the frequency of the optical fiber to be measured. By measuring the power of the light emitted from the one end face or the other end face, the phase of the first continuous oscillation light and the phase of the second continuous oscillation light are synchronized in the measured optical fiber, and the correlation value increases. By measuring the Brillouin gain spectrum at the position and changing the modulation frequency,
The Brillouin gain spectrum in the measured optical fiber is measured by changing the position where the phase of the first continuous wave light and the phase of the second continuous wave light are synchronized and the correlation value increases in the measured optical fiber. A Brillouin gain spectrum measuring method, characterized by measuring the distribution of Brillouin.
【請求項4】 所定の変調周波数で周波数変調された第
1の連続発振光を出力する第1の光源(1)と、前記所
定の周波数と等しい周波数で周波数変調された第2の連
続発振光を出力する第2の光源(2)と、該第2の連続
発振光の中心周波数に対し所望の周波数シフトを与える
光周波数変換器(3)と、前記第1の連続発振光を受け
て被測定光ファイバ(6)の一端に入射するとともに、
前記光周波数変換器により周波数シフトを受けた後、前
記被測定光ファイバの他端に入射され該被測定光ファイ
バを伝搬して出射された前記第2の連続発振光の少なく
とも一部を導く光学手段(4)と、該光学手段で導かれ
た光のパワーを測定する光検出器(5)とを備え、前記
第1の連続発振光の位相と第2の連続発振光の位相が被
測定光ファイバ中で同期する位置におけるブリルアンゲ
インスペクトルを測定することを特徴とするブリルアン
ゲインスペクトル測定装置。
4. A first light source (1) for outputting a first continuous wave light frequency-modulated at a predetermined modulation frequency, and a second continuous wave light frequency-modulated at a frequency equal to the predetermined frequency. A second light source (2) for outputting a second continuous wave light; an optical frequency converter (3) for giving a desired frequency shift to a center frequency of the second continuous wave light; While being incident on one end of the measuring optical fiber (6),
After being subjected to a frequency shift by the optical frequency converter, an optical beam that is incident on the other end of the optical fiber under measurement, propagates through the optical fiber under measurement, and guides at least a part of the second continuous wave light emitted therefrom. Means (4) and a photodetector (5) for measuring the power of the light guided by the optical means, wherein the phase of the first continuous oscillation light and the phase of the second continuous oscillation light are measured. An apparatus for measuring a Brillouin gain spectrum at a position synchronized in an optical fiber.
【請求項5】 所望の変調周波数で周波数変調された連
続発振光を出力する光源(1)と、前記連続発振光を分
岐し、第1の出力光および第2の出力光を出力する光分
岐手段(7)と、前記第1の出力光の中心周波数に対し
所望の周波数シフトを与える光周波数変換器(3)と、
前記第2の出力光に所定の遅延時間を与える光遅延器
(8)と、該光遅延器で遅延された第2の出力光を受け
て被測定光ファイバの一端に入射するとともに、前記光
周波数変換器により周波数シフトを受けた後、前記被測
定光ファイバの他端に入射され該被測定光ファイバを伝
搬して出射された前記第1の出力光の少なくとも一部を
導く光学手段(4)と、該光学手段で導かれた光のパワ
ーを測定する光検出器(5)とを備え、前記所望の変調
周波数を変化させることで被測定光ファイバの両端から
入射された前記第1の出力光の位相と第2の出力光の位
相が同期する位置を変化させ、被測定光ファイバにおけ
るブリルアンゲインスペクトルの分布測定を可能とした
ことを特徴とするブリルアンゲインスペクトル測定装
置。
5. A light source (1) for outputting continuous oscillation light frequency-modulated at a desired modulation frequency, and an optical branch for splitting the continuous oscillation light and outputting a first output light and a second output light. Means (7), an optical frequency converter (3) for giving a desired frequency shift to a center frequency of the first output light,
An optical delay unit (8) for providing a predetermined delay time to the second output light, receiving the second output light delayed by the optical delay unit, entering one end of an optical fiber to be measured, and After being frequency-shifted by the frequency converter, the optical means (4) for guiding at least a part of the first output light which is incident on the other end of the measured optical fiber, propagates through the measured optical fiber, and is emitted. ), And a photodetector (5) for measuring the power of the light guided by the optical means, and changing the desired modulation frequency so that the first light incident from both ends of the optical fiber to be measured is provided. A Brillouin gain spectrum measuring apparatus, wherein a position where the phase of the output light and the phase of the second output light are synchronized is changed to enable measurement of the distribution of the Brillouin gain spectrum in the measured optical fiber.
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