JP2000292260A - 光スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 分光器を高速に掃引しながら測定データをサ
ンプリングし、その掃引速度に合わせて波長可変光源の
波長掃引を行い、もって、高速且つ高い波長確度で光ス
ペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキン
グを実現させる。 【解決手段】 光スペクトラムアナライザ１と波長可変
光源１４とを同一のタイミングで掃引を開始させるため
に、分光器４を駆動するモータ６の制御を行う。このと
き、駆動回路７が、制御信号を出力してモータ６の回転
開始タイミングを決定する。一方、波長制御回路１９
が、光源２０の単一モード発振波長の掃引制御を行い、
また外部からの掃引開始タイミングを図る制御信号を受
け、光源２０の掃引を開始する。これによって、光スペ
クトラムアナライザ１の測定波長と波長可変光源１４の
単一モード発振波長の掃引が同一タイミングで開始さ
れ、且つ、高速に掃引させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光信号のスペクト
ルを測定する光スペクトラムアナライザと異なる波長の
光を出力することが可能な波長可変光源とを用いて、光
フィルタや光伝送路などの波長特性の測定を行う技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４は、従来技術に於ける光スペクトラ
ムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング方式の
構成を示すブロック図である。１は光スペクトラムアナ
ライザ、２は光スペクトラムアナライザ１の制御部、３
は外部機器と通信を行うための通信回路、は通信回路
３のインターフェースとなる入出力端子、４は分光によ
り被測定光から特定波長を抽出し出力する分光器、５は
分光器４に被測定光を入力させるための光入力端子、６
は分光器４の抽出波長を可変させるためのモータ、７は
モータ６を駆動するための駆動回路、８は分光器４から
出力される抽出光を受光し電気信号に変換する光検出
器、９は光検出器８から出力される微小電気信号を増幅
する増幅回路、１０は増幅回路９から出力されるアナロ
グ信号をディジタル信号に変更するためのＡ／Ｄ変換
器、１１は測定されたデータを表示するための表示部、
１２はモータの回転位置を検出するための位置検出回
路、１４は波長可変光源、１５は波長可変光源１４の制
御部、１６は外部機器と通信を行うための通信回路、
’は通信回路３のインターフェースとなる入出力端
子、１７は条件等を表示するための表示部、１８は光源
２０を駆動し、また光源の温度制御等を行うための光源
駆動回路、１９は光源が出力する波長を制御するための
波長制御回路、２０は単一モードスペクトラムを発振
し、その発振波長を可変できるような構成となっている
光源、２１は光源２０から出力される光信号を外部に出
力するための光出力端子、そして２２は被測定物であ
る。

【０００３】光スペクトラムアナライザ１は、制御部２
にあらかじめ記憶されているモータ制御情報を基に、駆
動回路７を介してモータ６を駆動し、分光器４の抽出波
長を設定する。制御部２は、モータ６に結合された位置
検出回路１２から得られる位置情報を監視制御し、所定
の波長に設定されていることを確認した後、Ａ／Ｄ変換
器１０よりデータを読み出し演算処理を行い、表示部１
１に結果を表示させる。この時、制御部２は、設定され
た波長範囲ならびに測定数から分光器４の等間隔の抽出
波長を求め、断続的に各抽出波長設定時のデータを求
め、表示部１１にプロットすることにより１波形として
表示させることができる。

【０００４】また、波長可変光源１４は、制御部１５に
あらかじめ記憶されている光源駆動情報ならびに波長情
報を基に、光源駆動回路１８および波長制御回路１９を
制御し、光源２０の単一モード発振波長および発振光電
力を可変させる。この時、制御部１５は、表示部１７に
表示された設定条件より各パラメータを演算で求め、光
源駆動回路１８および波長制御回路１９を制御し、光源
２０を設定された任意の条件で発振させ、また、ある波
長範囲を決められた波長間隔で断続的に可変させること
もできる。

【０００５】光スペクトラムアナライザ１は、外部に接
続された波長可変光源１４を制御するホストの機能を有
しており、光スペクトラムアナライザ１の制御部２は、
通信回路３ならびに入出力端子から波長可変光源１４
の入出力端子’ならびに通信回路１６を介して、波長
可変光源１４の制御部１５に制御命令を送信し、波長可
変光源１４が出力する信号光の波長ならびに光電力を設
定する。

【０００６】次に、図５に基づいて、従来技術による光
スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキ
ング方式について説明する。図５は、図４に示す従来技
術による光スペクトラムアナライザと波長可変光源の波
長トラッキング方式の測定手順を示すフローチャートで
ある。測定者によって測定開始波長λ０、測定終了波長
λｅ、測定サンプル数など複数の測定条件を設定された
光スペクトラムアナライザ１は、制御部２で波長間隔Δ
λなどのパラメータを演算により求める（ステップＳ
１、以下、ステップは省略）。そして、制御部２は求め
た条件により駆動回路７に信号を送り、モータ６を駆動
して分光器４の抽出波長を初期波長に設定し、位置検出
回路１２から出力される位置情報を監視して初期波長に
設定されたことを確認する。また、通信回路３を介して
外部に接続された波長可変光源１４に初期波長への移動
コマンドを送信する（Ｓ２）。

【０００７】波長可変光源１４の制御部１５は光スペク
トラムアナライザ１より送信されたコマンドから演算し
て、光源駆動回路１８ならびに波長制御回路１９へ与え
るパラメータを求め、光源２０を初期波長に設定し、設
定終了後通信回路１６を介して光スペクトラムアナライ
ザ１の制御部２へ設定完了コマンドを送信する（Ｓ
３）。そして、測定者からの測定開始の命令により（Ｓ
４）、光スペクトラムアナライザ１の制御部２は分光器
４の抽出波長λが測定開始波長λ０となるように駆動回
路７へ制御信号を送りモータ６を駆動し、位置検出回路
１２から出力される位置情報を監視してモータの移動完
了を待つ。また、通信回路３を介して外部に接続された
波長可変光源１４に、測定波長λへの移動コマンドを送
信し、波長可変光源１４からの波長設定完了コマンド返
信を待つ（Ｓ５）。

【０００８】光スペクトラムアナライザ１および波長可
変光源１４の波長設定が完了したら（Ｓ６）、制御部２
はＡ／Ｄ変換器１０を起動し、ディジタル信号を取り込
んで（Ｓ７）、あらかじめ設定された増幅回路９の条件
などから光電力値を演算により求め、表示部１１にプロ
ットし（Ｓ８）、測定波長間隔Δλ離れた次の波長λを
演算により求め（Ｓ９）、再度分光器４の抽出波長と波
長可変光源１４の出力波長を設定する。そして、制御部
２は、この波長設定とデータ測定を測定波長λが測定終
了波長λｅを越える（λ＞λｅ）までを続け（Ｓ１
０）、測定を終了する（Ｓ１１）。尚、このとき光スペ
クトラムアナライザ１と波長可変光源１４の制御を別に
用意されたコンピュータなどを用いても良い。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来方式の光スペクトラムアナライザと波長可変
光源の波長トラッキング方式に於いては、ホストとなる
光スペクトラムアナライザ１が通信インターフェースを
経由して波長可変光源１４の動作を制御し、測定波長範
囲において求められた測定波長間隔ごとに、分光器４の
抽出波長と波長可変光源１４の出力波長を断続的に設定
してデータを測定し、さらに、通信インターフェースで
コマンド送信を逐次行っているため非常に時間がかかっ
ている。また、測定サンプル数が多いときには、一層時
間がかかるなどの問題がある。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、光スペクトラムアナライザの
分光器を高速に掃引しながら測定データをサンプリング
し、その掃引速度に合わせて波長可変光源の波長掃引を
行い、もって、高速に光スペクトラムアナライザと波長
可変光源の波長トラッキングを実現することにある。さ
らに、別の目的は、高い波長確度で光スペクトラムアナ
ライザと波長可変光源の波長トラッキングを実現するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１にかかる発明は、光信号のスペクトルを
測定する光スペクトラムアナライザと、異なる波長の光
を出力することが可能な波長可変光源とを用いて、光波
長特性の測定を行う光スペクトラムアナライザと波長可
変光源の波長トラッキング方式において、光スペクトラ
ムアナライザに具備され、分光により特定波長を抽出す
る分光器の駆動制御を行うモータの回転開始タイミング
と、波長可変光源に具備された光源の単一モード発振波
長の掃引開始タイミングとを同一にし、測定範囲内にお
いて、連続且つ高速掃引時に波長を一致させるように制
御することを特徴とする光スペクトラムアナライザと波
長可変光源の波長トラッキング方式である。

【００１２】さらに、請求項２に係る発明は、光スペク
トラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング測
定を非常に高速に行うことを目的として、図１のように
構成したことを特徴とする。すなわち、光スペクトラム
アナライザ１と波長可変光源１４とを同一のタイミング
で掃引を開始させるために、分光器４を駆動するモータ
６の制御を行い、また、モータ６の回転開始タイミング
である制御信号を出力する事を特徴とする駆動回路７
と、光源２０の単一モード発振波長の掃引制御を行い、
また外部からの掃引開始タイミングを図る制御信号を受
け、光源２０の掃引を開始することを特徴とする波長制
御回路１９とを備え、光スペクトラムアナライザ１の測
定波長と波長可変光源１４の単一モード発振波長の掃引
を同一タイミングで開始し、高速に掃引させるように構
成したことを特徴とする。

【００１３】また、請求項３にかかる発明は、請求項２
と同様に図１のように構成されており、光スペクトラム
アナライザ１に具備された駆動回路７を、波長可変光源
１４に具備された波長制御回路１９が出力する制御信号
により同期させて掃引を開始し、分光器４の抽出波長と
光源２０の出力波長を測定範囲内におけて連続かつ高速
掃引時にを一致させるように制御することを特徴とす
る。

【００１４】さらに、請求項４にかかる発明は図２のよ
うに構成されている。すなわち、光スペクトラムアナラ
イザ１は、高速掃引時において、モータ６に接続された
位置検出回路１２と切替／遅延回路２８とにより、Ａ／
Ｄ変換器１０のサンプリングタイミングと、変換された
ディジタル信号を制御部２に読み込ませるタイミングと
を得る。そして、光スペクトラムアナライザ１と波長可
変光源１４の波長トラッキングにおいては、波長可変光
源１４の単一モード発振波長と相関したサンプリングタ
イミングを発生させる波長制御回路１９と、その制御信
号光スペクトラムアナライザ１に供給するための出力端
子’ならびに入力端子と、位置検出回路１２が発生
する制御信号と波長制御回路１９が出力し光スペクトラ
ムアナライザ１に供給された制御信号とを切替により選
択し、またその制御信号に任意の遅延を与え、Ａ／Ｄ変
換器１０に供給することができる切替／遅延回路１３と
を備え、光スペクトラムアナライザ１の測定波長と波長
可変光源１４の単一モード発振波長の掃引を同一タイミ
ングで開始し高速に掃引させることを特徴とする。

【００１５】また、請求項５に係る発明は図３のように
構成されている。すなわち、波長可変光源１４の光源部
が回折格子２４とレーザ素子２３で構成され、モータ２
５により回折格子２４を移動させることにってレーザ素
子２３の発振波長を可変させることを特徴とし、光スペ
クトラムアナライザ１の駆動回路７で出力される掃引開
始タイミングの制御信号を受けてモータ２５を始動する
ことができる駆動回路２６と、モータ２４に接続され、
モータ２５の回転位置を検出し位置情報を入出力端子
、’を経由して光スペクトラムアナライザの切替／
遅延回路２８に供給する位置検出回路２７とを備え、光
スペクトラムアナライザ１の測定波長と波長可変光源１
４の単一モード発振波長の掃引を同一タイミングで開始
し、高速に掃引させることを特徴とする。

【００１６】図１の構成による請求項２、請求項３の光
スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキ
ング方式に於いては、設定された測定波長範囲およびサ
ンプル数より光スペクトラムアナライザ１の制御部２
は、測定に関する諸条件を演算により求め、分光器４を
駆動するモータ６の駆動回路７、および目的の波長毎に
Ａ／Ｄ変換器１０を起動させてデータをサンプリングす
るための位置検出回路１２を初期状態に設定する、そし
て、通信回路３を介して、波長可変光源１４の制御部１
５へ測定条件を通信し、波長可変光源１４の制御部１５
は、その条件により光源２０の制御条件を演算により求
め、光源２０を制御する光源駆動回路１８および波長制
御回路１９を初期状態にした後、待機状態に設定する。

【００１７】そして、光スペクトラムアナライザ１の制
御部２は、測定開始の命令により駆動回路７を起動して
モータ６を始動し、駆動回路７から掃引開始の制御信号
を出力させる。また、波長可変光源１４の波長制御回路
１９は、駆動回路７から出力される制御信号に同期して
光源２０の発振波長の連続掃引を開始させる。さらに、
分光器４が抽出する波長の単位時間に於ける掃引幅と光
源２０は発振する単一モード信号光の単位時間に於ける
掃引波長幅とが同一となるような測定条件を各制御部
２、１５は演算により求めているので、掃引開始の同期
を精度良く行うことができれば分光器４の抽出波長と光
源２０の発振波長は一致し、波長トラッキングを高速で
行っても高い波長確度で測定を行うことができる。

【００１８】さらに、図２の構成による請求項４の光ス
ペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキン
グ方式に於いては、光スペクトラムアナライザ１のＡ／
Ｄ変換器１０は、位置検出回路１２からデータ測定点毎
に出力される制御信号によりデータをサンプリングし、
制御部２はそのデータを取り込み表示部１１に表示す
る。そして、光源２０の波長を基準として、更に、波長
確度を高めるために、波長可変光源１４の波長制御回路
１９からＡ／Ｄ変換器１０を起動させてデータをサンプ
リングするための位置情報を出力させ、専用の制御信号
入出力端子を経由し切替／遅延回路２８を介してＡ／Ｄ
変換器１０および制御部２に制御信号を供給し、データ
測定点毎に出力される制御信号によりデータをサンプリ
ングし、制御部２にそのデータを取り込ませる。

【００１９】また、図３の構成による請求項５の光スペ
クトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング
方式に於いては、波長可変光源１４の光源がレーザ素子
２３と回折格子２４の様な波長フィルタから構成される
場合、回折格子２４を回転させるためのモータ２５を制
御する駆動回路２６に、光スペクトラムアナライザ１の
駆動回路７から掃引開始信号を供給する。また、モータ
２５に接続された位置検出回路２７から、Ａ／Ｄ変換器
１０を起動させてデータをサンプリングするための位置
情報を出力させ、専用の制御信号入出力端子を経由して
切替／遅延回路２８を介してＡ／Ｄ変換器１０および制
御部２に制御信号を供給し、データ測定点毎に出力され
る制御信号によりデータをサンプリングし、制御部２に
そのデータを取り込ませるものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１お
よび第２の実施の形態における光スペクトラムアナライ
ザと波長可変光源の波長トラッキング方式の構成を示す
ブロック図である。この図に於いて、１は光スペクトラ
ムアナライザであり、内部に備える全てのブロックを制
御する制御部２と、外部に接続された機器と決められた
プロトコルで通信を行うための通信回路３と、分光によ
り被測定光から特定波長を抽出し出力する分光器４と、
分光器４に被測定光を入力させるための光入力端子５
と、分光器４の抽出波長を可変させるためのモータ６
と、モータ６を駆動し、また外部の機器に制御信号を供
給するための駆動回路７と、分光器４から出力される抽
出光を受光し電気信号に変換する光検出器８と、光検出
器８から出力される微小電気信号を増幅する増幅回路９
と、増幅回路９から出力されるアナログ信号をディジタ
ル信号に変更するためのＡ／Ｄ変換器１０と、測定され
たデータを表示するための表示部１１と、モータの回転
位置を検出するための位置検出回路１２と、検出された
位置情報からＡ／Ｄ変換器１０を起動させ、また制御部
２にディジタル信号を取得させる情報を供給する信号の
遅延時間を調節する遅延回路１３とを備える。また、
は駆動回路７が出力する制御信号を外部に供給するため
の光スペクトラムアナライザ１の出力端子、’は波長
制御回路１９に掃引開始の制御信号を入力するための入
力端子、および’は通信回路の入出力端子である。

【００２１】光スペクトラムアナライザ１は、内部に備
えられた分光器４により抽出された光信号を光検出器８
と増幅回路９で電気信号に変換し、この電気信号をＡ／
Ｄ変換器１０でサンプリングし、制御部２でデータを演
算し表示器１１に表示する。このとき、分光器４はモー
タ６にて内部の回折格子を回転させることにより抽出波
長を可変することができ、掃引測定に於ける回折格子の
回転量があらかじめ設定された測定波長範囲となるよう
にモータ６の回転量を制御部２で演算し、また同時に、
モータ６の回転速度も演算により求められ、その条件に
より駆動回路７がモータの回転速度ならびに回転量の制
御を行う。

【００２２】分光器４は、シングルパス型でもダブルパ
ス型でもよい。また、分光器４はリトロー配置のもので
もツェルニ・ターナー配置のものでも良い。駆動回路７
は、制御部２からのモータ始動命令によりモータ６の回
転を開始し、設定された回転速度で、与えられた回転量
までモータ６を回転させる。また、駆動回路７は制御部
２からモータ始動命令を受けてモータ６を始動させる
時、モータ回転開始と同一のタイミングで外部への制御
パルス信号を出力させ、光スペクトラムアナライザ１に
設けられた制御信号の出力端子により外部機器に掃引
開始の情報を与えることができる。この時、外部に接続
された機器によっては、この制御信号を受けてからその
機器の制御が始まるまでに遅延が存在するため、駆動回
路７はモータ６の回転開始タイミングに対して制御パル
ス信号の出力タイミングを任意に早めたり遅延させたり
する機能を有している。

【００２３】モータ６にはモータの回転量および回転位
置を正確に求めるための位置検出回路１２が接続されて
おり、位置検出回路１２はモータ６の回転に伴いパルス
を出力するエンコーダ等の回転センサとカウンタならび
に制御部２が与える回転位置目標のデータを保持するた
めのラッチ、およびラッチされたデータとカウンタでの
カウント量とを比較するコンパレータ等で構成される
が、他の方式でも良い。駆動回路７によりモータ６の回
転が開始されると、接続された位置検出回路１２のエン
コーダも回転を始め、決められた角度毎にパルスを出力
する。そのパルスはカウンタでカウントされデータとし
て出力されるが、このデータはモータ６の回転量、つま
り回折格子回転角度で決定される分光器４の抽出波長情
報となる。

【００２４】また、位置検出回路１２に備えられたラッ
チには、制御部２よりＡ／Ｄ変換器１０を起動させデー
タをサンプリングする波長に対応した目標位置データが
セットされる。このとき、分光器４を駆動するモータ６
がステッピングモータのようなパルスモータであった場
合、モータ６に接続されたエンコーダが出力するパルス
をカウントするのではなく、モータ６を駆動するパルス
を直接カウントしても良い。カウンタの出力とラッチで
保持された目標位置データとはコンパレータに接続さ
れ、常に両データは比較される。そして、目標位置デー
タとカウンタの出力とが一致したとき、Ａ／Ｄ変換器１
０を起動するためのトリガパルスが出力される。

【００２５】そして、出力されたトリガパルスは遅延回
路１３を介して制御部２とＡ／Ｄ変換器１０に供給さ
れ、これによりＡ／Ｄ変換器１０を起動しデータをサン
プリングさせると共に、制御部２にＡ／Ｄ変換器１０で
サンプリングされ変換されたディジタルデータを読み込
みませるタイミングを提供する。遅延回路１３ではＡ／
Ｄ変換器１０のサンプリングタイミングを調節する。ま
た、制御部２はこのトリガパルスの入力とＡ／Ｄ変換器
１０の状態からサンプリングされ出力されたディジタル
データを読み込み演算を行うと共に、位置検出回路１２
に備えられたラッチに保持されたデータをクリアし、次
の目標パルスを保持させる。設定される目標パルスの間
隔は、設定された波長範囲と測定サンプル数とにより求
められている。この手段を用いることにより、モータ６
を停止させることなく、連続的にデータをサンプリング
できるため波長トラッキングをする場合に於いても高速
に掃引できる。また、この手順を測定終了波長まで行う
ことにより被測定光のスペクトラムを測定する。

【００２６】波長可変光源１４は、内部に備えられた光
源２０の単一モード光信号の発振波長を光源駆動回路１
８と波長制御回路１９である任意の波長に設定できると
共に、ある波長範囲で連続的に掃引させることができ
る。また、外部に接続された機器と決められたプロトコ
ルで通信を行うための通信回路１６をも備える。そし
て、光源２０が出力する単一モード信号光を外部に供給
する光出力端子２１より、この波長トラッキング方式に
よって波長特性が測定される被測定物２２に接続されて
いる。

【００２７】光源駆動回路１８と波長制御回路１９と
は、波長可変光源１４に備えられた制御部１５により、
設定された光出力波長／強度等の条件から演算で求めら
れた制御条件によって制御される。光源２０は半導体レ
ーザ素子で構成されたものが一般的であるが、希土類元
素を添加した光ファイバによるものでもよい。代表的に
は半導体レーザ素子の内部に構築された特殊なフィルタ
を電気的に制御するＤＢＲ半導体レーザや、レーザ素子
と狭帯域光ＢＰＦや回折格子などを使用して波長を制御
する外部共振器型半導体レーザが良く用いられるがこれ
に限らない。また、光源駆動回路１８は光源２０を発振
させるためのバイアス電流と光源２０の温度をコントロ
ールする機能を有している。

【００２８】さらに、波長制御回路１９は、光源２０が
出力する単一モード光信号の発振波長を任意に設定し、
設定された範囲で連続的に掃引させる機能を有してお
り、光源２０が有する波長設定手段に対応する制御方法
を提供する。また、波長制御回路１９は波長の掃引を行
う際、波長可変光源に設けられた制御信号の入力端子
’に入力された制御パルス信号により掃引を開始する
ことができる。本発明に於いては、光スペクトラムアナ
ライザ１の駆動回路７がモータ始動時に同期して出力す
る制御パルス信号によって光源２０が出力する信号光波
長の掃引を開始する。この時、波長掃引範囲ならびに掃
引速度は、光スペクトラムアナライザ１が有する分光器
４の抽出波長範囲ならびに掃引速度と同一となるよう
に、制御部２であらかじめ演算により求められている。

【００２９】本発明の第１の実施の形態は上記のように
構成されており、光スペクトラムアナライザ１の制御部
２と通信回路３、および波長可変光源１４の制御部１５
と通信回路１６とで、あらかじめ掃引波長範囲ならびに
掃引速度、また測定サンプル数から求まる各種条件を通
信により決定する。そして、掃引開始時に、駆動回路７
が出力する制御パルス信号に同期して、波長制御回路１
９は、光源２０の波長掃引を分光器４の抽出波長掃引と
同時に開始させ波長をトラッキングする。さらに、位置
検出回路１２から出力されるサンプリングのトリガパル
スによりＡ／Ｄ変換器１０がデータをサンプリングし、
制御部２がその変換データより演算を行い、表示部１１
に表示を行うことによって、光スペクトラムアナライザ
１と波長可変光源１４の波長トラッキングを高速に行う
ことができる。

【００３０】次に本発明の第２の実施の形態について図
１を用いて説明する。第２の実施の形態は、前述の第１
の実施の形態と同一の構成であるが、光スペクトラムア
ナライザ１に入力される掃引開始命令によって、制御部
２は、通信回路３および通信回路１６を介して、波長可
変光源１４の制御部１５に掃引開始コマンドを送信す
る。そして、制御部１５はこれにより波長制御回路１９
を起動し、光源２０の出力する単一モード発振波長をあ
らかじめ設定された波長範囲ならびに掃引速度で掃引を
開始するが、掃引開始と同時に制御パルス信号を出力
し、専用の出力端子’を介して外部に出力することが
できる。また、光スペクトラムアナライザ１の駆動回路
７には入力端子より制御パルス信号を受け、そのパル
スに同期して分光器４を駆動するモータ６を始動するこ
とができる。尚、分光器４の抽出波長掃引速度と光源２
０の波長掃引速度は同一となるように設定されているた
め、波長制御回路１９が出力する制御パルス信号により
それぞれ同期して掃引を開始することができる。

【００３１】次に、本発明の第３の実施の形態について
図２を用いて説明する。図２は本発明の第３の実施形態
による光スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長
トラッキング方式の構成を示すブロック図である。この
図に於いて、図１と同一部分に対応する部分には同一の
符号を付け、その説明を省略する。は光スペクトラム
アナライザ１のＡ／Ｄ変換器１０を起動させ、データを
サンプリングさせるため、外部からトリガ信号を入力す
るための入力端子、’は波長可変光源１４の波長制御
回路が設定された波長毎に出力するパルス信号を外部に
供給するための出力端子、２８は光スペクトラムアナラ
イザ１に備えられた位置検出回路が出力するトリガ信号
と、入力端子より入力される外部トリガ信号とを選択
し、なおかつ、そのトリガ信号に任意の遅延を与えるこ
とができる切替／遅延回路である。

【００３２】本発明の第３の実施の形態に於いては、本
構成にて第１の実施の形態と同一の機能を有するが、光
スペクトラムアナライザ１に備えられた切替／遅延回路
２８により、位置検出回路１２から出力される分光器４
の抽出波長に対応したサンプリングタイミングのトリガ
信号と、入力端子より入力された外部機器からのトリ
ガ信号とを選択する。そして、いずれかのトリガ信号で
Ａ／Ｄ変換器１０を起動させデータをサンプリングす
る。さらに、波長可変光源１４に備えられた波長制御回
路１９は、外部からの制御パルス信号により光源２０の
波長掃引を開始することができると共に、掃引を開始し
た後、制御部１５が演算により求めた波長毎にパルスを
出力し、出力端子’を介して、波長可変光源１４外部
にパルスを供給できることを特徴とする。

【００３３】この実施の形態に於いては、光スペクトラ
ムアナライザ１の入力端子と波長可変光源１４の出力
端子’とを接続し、波長制御回路１９が出力するパル
ス信号を切替／遅延回路２８に入力し、そのパルス信号
でＡ／Ｄ変換器１０を起動させて測定データをサンプリ
ングし、制御部２にデータを読み込ませることができ
る。

【００３４】波長制御回路１９のトリガ信号発生方法
は、光源２０の波長可変方式によって様々な方式が存在
する。例えば、光源２０が電圧を印加することによりそ
の出力波長を可変する場合には、印加電圧をＡ／Ｄ変換
器などで変換したディジタルデータと、制御部２があら
かじめ設定した波長に対するデータとディジタルコンパ
レータ等で比較し、一致したときにパルスが出力される
構成と、Ｄ／Ａ変換器等で目的の波長に対応する電圧を
設定し、アナログコンパレータ等で比較を行い、一致し
た際パルスが出力される構成などが挙げられる。また光
源２０がパルスによって波長が可変させる場合、光源２
０に与えるパルスをカウンタ等でカウントし、あらかじ
め制御部１５によって求められた目的の波長に対応する
データとをコンパレータ等で比較し、一致した際パルス
が出力される構成などが挙げられる。また、他の方式に
より光源２０の出力波長を可変する場合に於いては、そ
れに適する方法でパルスを出力する。

【００３５】第３の実施の形態に於いては、光源２０が
出力する波長を基準として波長制御回路１９がトリガ信
号を出力し、そのトリガでＡ／Ｄ変換器１０を起動させ
るため、より高い波長確度でデータを測定することがで
きる。また、この実施の形態に於いては、分光器４と光
源２０の掃引を、駆動回路７が出力する制御信号を波長
制御回路１９に入力し同期させる場合と、波長制御回路
１９が出力する制御信号を駆動回路７に入力し同期させ
る場合のどちらに於いても可能である。

【００３６】次に、本発明の第４の実施の形態について
図３を用いて説明する。図３は本発明の第４の実施形態
による光スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長
トラッキング方式の構成を示すブロック図である。この
図に於いて、図１と同一部分に対応する部分には同一の
符号を付け、その説明を省略する。本構成において、２
３は光源となるレーザ素子、２４はレーザ素子２３に特
定の１波長の帰還をかけ、単一波長を選択するための回
折格子、２５は回折格子２４を回転もしくは角度変化さ
せるためのモータ、２６はモータ２５を制御するための
駆動回路、２７はモータ２５に接続され、モータの回転
量を検出するための位置検出回路である。

【００３７】現在、多くの波長可変光源１４は、レーザ
素子２３と回折格子２４または光ＢＰＦのような波長選
択手段とを組み合わせ、レーザ素子２３が出力する自然
放出光を波長選択手段で切り出し、レーザ素子２３に帰
還することにより単一モード発振波長を制御している。
波長選択手段の角度可変方法は様々な方式があり、全て
が適用される。

【００３８】波長可変光源１４が有するレーザ素子２３
が発振する単一モード光信号波長は、回折格子２４の角
度を可変することにより変えることができる。回折格子
２４の角度はモータ２５の回転量により任意に調節でき
るため、発振波長とモータ回転量は相関関係にある。制
御部１５は、設定された発振波長範囲などの条件により
モータ２５の回転量と回転速度を演算により求め、駆動
回路２６を設定する。駆動回路２６は、モータ２５を起
動し始める同一のタイミングでパルスによる同期用の制
御信号を出力することができると共に、外部から与えら
れたパルスによる同期用の制御信号でモータ２５を始動
させることもできる。

【００３９】モータ２５に接続された位置検出回路２７
は、光スペクトラムアナライザ１が有する位置検出回路
１２と同様、回転に伴いパルスを出力するエンコーダ等
の回転センサとカウンタならびに制御部１５が与える回
転位置目標のデータを保持するためのラッチ、およびラ
ッチされたデータとカウンタでのカウント量とを比較す
るコンパレータ等で構成されるが、他の方式でも良い。
また、光スペクトラムアナライザ１の制御部２と波長可
変光源１４の制御部１５は、それぞれ駆動回路７と駆動
回路２６に掃引条件を設定し、掃引開始の命令により駆
動回路７と駆動回路２６の制御信号により同期してモー
タ６とモータ２５とを始動する。このとき、分光器４に
接続されたモータ６の回転量および回転速度と、回折格
子２４の角度を可変させるモータ２５の回転量および回
転速度は、分光器４の抽出波長とレーザ素子２３の発振
波長とが完全に一致するように制御される。

【００４０】モータ２５に接続された位置検出回路２７
は、制御部１５によって与えられた波長ごとにパルスに
よるトリガ信号を出力し、出力端子’ならびに入力端
子を経由して切替／遅延回路２８に供給され、制御部
２で指定された任意時間遅延したのちＡ／Ｄ変換器１０
に入力される。そして、Ａ／Ｄ変換器１０はこのトリガ
信号によって起動し、測定データをサンプリングする。
さらに、制御部２はトリガ信号とＡ／Ｄ変換器１０の状
態を監視し、変換されたディジタルデータを取り込み、
演算を行ったのち表示部１１にプロットする。

【００４１】第４の実施の形態に於いては、前述の本発
明の第１実施の形態と同様に、分光器４を駆動するモー
タ６と、レーザ素子２３の発振波長を制御する回折格子
２４の角度を可変させるモータ２５を停止させることな
く可変させることができると共に、同期用の制御信号に
より同一のタイミングで掃引を開始することができるた
め、高速に光スペクトラムアナライザ１と波長可変光源
１４の波長トラッキングを行うことができる。

【００４２】以上述べた実施の形態は本発明を説明する
ための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定
されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が
可能である。たとえば、前述の全ての実施の形態に於い
て、先に述べた従来技術の光スペクトラムアナライザと
波長可変光源の波長トラッキング方式をも実現すること
ができる。これは、各波長毎に平均化処理等を行い、感
度を高める場合などに適用される。 また、これまでの
説明では、光スペクトラムアナライザ１が波長トラッキ
ングのホストとなって波長可変光源１４を制御していた
が、波長可変光源１４がホストとなり光スペクトラムア
ナライザ１を制御しても良い。さらに、通信回路３なら
びに通信回路１６はＧＰＩＢやＲＳ２３２Ｃ等の一般的
なインターフェースでもよく、またＴＣＰ／ＩＰやその
他のインターフェースでも良い。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、光スペクトラムアナライザの分光器を高速に掃引し
ながら測定データをサンプリングすることができるた
め、その掃引速度に合わせて波長可変光源の波長掃引を
行うことにより、高速に光スペクトラムアナライザと波
長可変光源の波長トラッキングを実現できる。また、波
長可変光源の出力波長を基準に光スペクトラムアナライ
ザのデータサンプリングを行うことができるため、高い
波長確度で光スペクトラムアナライザと波長可変光源の
波長トラッキングを実現することができる。さらに、フ
ァイバグレーティングや誘電多層膜フィルタ、またＷＤ
Ｍ用光コンポーネント等、波長対損失特性を非常に広い
光学的ダイナミックレンジで高い波長確度かつ高速に測
定することができる。また、光コンポーネントの製造検
査、納入検査、経年変化を広い光学的ダイナミックレン
ジで高い波長確度かつ高速に測定することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態および第２の実施
の形態における、光スペクトラムアナライザと波長可変
光源の波長トラッキング方式の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 本発明の第３の実施の形態における、光スペ
クトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング
方式の構成を示すブロック図である。

【図３】 本発明の第４の実施の形態における、光スペ
クトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング
方式の構成を示すブロック図である。

【図４】 従来技術による光スペクトラムアナライザと
波長可変光源の波長トラッキング方式の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】 従来技術による光スペクトラムアナライザと
波長可変光源の波長トラッキング方式の測定手順を示す
フローチャートである。

【符号の説明】

１…光スペクトラムアナライザ、２…制御部、３…通信
回路、４…分光器、５…光入力端子、６…モータ、７…
駆動回路、８…光検出器、９…増幅回路、１０…Ａ／Ｄ
変換器、１１…表示部、１２…位置検出回路、１３…遅
延回路、１４…波長可変光源、１５…制御部、１６…通
信回路、１７…表示部、１８…光源駆動回路、１９…波
長制御回路、２０…光源、２１…光出力端子、２２…被
測定物、２３…レーザ素子、２４…回折格子、２５…モ
ータ、２６…駆動回路、２７…位置検出回路、２８…切
替／遅延回路

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光信号のスペクトルを測定する光スペク
   トラムアナライザと、異なる波長の光を出力することが
   可能な波長可変光源とを用いて、光波長特性の測定を行
   う光スペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラ
   ッキング方式において、 前記光スペクトラムアナライザに具備され、分光により
   特定波長を抽出する分光器の駆動制御を行うモータの回
   転開始タイミングと、 前記波長可変光源に具備された光源の単一モード発振波
   長の掃引開始タイミングとを同一にし、 測定範囲内において、連続且つ高速掃引時に波長を一致
   させるように制御することを特徴とする光スペクトラム
   アナライザと波長可変光源の波長トラッキング方式。
2. 【請求項２】 前記光スペクトラムアナライザは、 該光スペクトラムアナライザを構成する各要素を制御す
   る制御部と、 外部の機器と通信を行うための通信回路並びにその入出
   力端子と、 分光により被測定光から特定波長を抽出し、これを出力
   する分光器と、 前記分光器に被測定光を入力させる光入力端子と、 前記分光器の抽出波長を可変させるモータと、 前記モータを駆動し、且つ外部の機器に制御信号を供給
   する駆動回路と、 前記分光器から出力される抽出光を受光して電気信号に
   変換する光検出器と、 前記光検出器から出力される電気信号を増幅する増幅回
   路と、 前記増幅回路から出力されるアナログ信号をディジタル
   信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、 被測定物により測定されたデータを表示する表示部と、 前記モータの回転位置を検出する位置検出回路と、 検出された位置情報から前記Ａ／Ｄ変換器を起動させ、
   且つ前記制御部にディジタル信号を取得させる情報を供
   給する信号の遅延時間を調節する遅延回路と、 前記駆動回路から出力されるモータ駆動制御信号を外部
   に供給する出力端子とを備え、 測定波長を連続且つ高速に掃引し、さらに掃引開始信号
   やその他の条件を外部の機器に供給することができるよ
   うに構成され、 前記波長可変光源は、 該波長可変光源を構成している各要素を制御する制御部
   と、 外部の機器と通信を行うための通信回路並びにその入出
   力端子と、 測定条件等を表示するための表示部と、 光源を駆動し、且つ該光源の温度制御等を行う光源駆動
   回路と、 前記光源が出力する波長を制御する波長制御回路と、 単一モードスペクトラムを発振し、その発振波長を可変
   できるような構成となっている光源と、 前記光源から出力される光信号を外部に出力するための
   光出力端子とを備え、 出力波長を連続且つ高速に掃引することができ、且つ外
   部の制御信号等によって掃引開始が可能なように構成さ
   れ、 前記光スペクトラムアナライザが抽出する波長と、前記
   波長可変光源が出力する単一モード出力光の波長とを、
   前記駆動回路が出力する制御信号により前記波長制御回
   路を同期させて掃引を開始し、測定範囲内において連続
   かつ高速掃引時に波長を一致させるよう制御することを
   特徴とする請求項１記載の光スペクトラムアナライザと
   波長可変光源の波長トラッキング方式。
3. 【請求項３】 前記光スペクトラムアナライザに具備さ
   れた駆動回路を、前記波長可変光源に具備された前記波
   長制御回路が出力する制御信号により同期させて掃引を
   開始し、 前記分光器の抽出波長と、前記光源の出力波長とを、測
   定範囲内において連続かつ高速掃引時に一致させるよう
   制御することを特徴とする請求項２記載の光スペクトラ
   ムアナライザと波長可変光源の波長トラッキング方式。
4. 【請求項４】 前記光スペクトラムアナライザは、 前記位置検出回路から出力されるモータの位置情報と外
   部の信号とを切り替えると共に、遅延回路機能を備える
   切替／遅延回路と、 外部から位置情報を入力するための入力端子とを備え、 前記波長可変光源は、 前記波長制御回路から出力される波長情報を外部に出力
   させるための出力端子を備え、 前記切替／遅延回路が、前記Ａ／Ｄ変換器の起動情報並
   びに前記光スペクトラムアナライザの制御部に変換され
   たディジタル信号を取得させる情報を、該光スペクトラ
   ムアナライザに具備された位置検出回路と前記波長可変
   光源に具備された位置検出回路とから選択し、 測定範囲内において連続かつ高速掃引時に波長を一致さ
   せるよう制御することを特徴とする請求項２記載の光ス
   ペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキン
   グ方式。
5. 【請求項５】 前記波長可変光源は、 光源となる回折格子およびレーザ素子と、 前記回折格子を回転させるためのモータと、 該モータを駆動する駆動回路と、 該モータの回転位置を検出する位置検出回路と、 該モータの位置情報を外部に出力するための出力端子と
   を備え、 前記切替／遅延回路が、前記Ａ／Ｄ変換器の起動情報並
   びに前記光スペクトラムアナライザの制御部に変換され
   たディジタル信号を取得させる情報を、該光スペクトラ
   ムアナライザに具備された位置検出回路と前記波長可変
   光源に具備された位置検出回路とから選択し、 測定範囲内において連続かつ高速掃引時に波長を一致さ
   せるよう制御することを特徴とする請求項４記載の光ス
   ペクトラムアナライザと波長可変光源の波長トラッキン
   グ方式。