JP2000304654A - 光ファイバ歪測定装置および光ファイバ歪測定方法 - Google Patents
光ファイバ歪測定装置および光ファイバ歪測定方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被測定光ファイバの歪量を、短時間で効率よ
く測定することができる光ファイバ歪測定装置および光
ファイバ歪測定方法を提供すること。 【解決手段】 光周波数ν1 の光パルスを入射した場合
の時間変化波形と初期データ（歪がない場合の時間変化
波形）とを比較する。そして、光強度が一致しない位置
Ｄxの光強度Ｌ1を得る。次に、光周波数ν2の光パルス
を入射した場合の時間変化波形を測定し、位置Ｄxの光
強度Ｌ2を得る。その後、光強度Ｌ1，Ｌ2の（歪によ
る）損失分を補正して、光強度ＬＣ1，ＬＣ2を得る。曲
線算出部１７は、初期データのスペクトラム波形の近似
曲線を平行移動した曲線であり、かつ、上記（ν1，Ｌ
Ｃ1）および（ν2，ＬＣ2）を含む曲線である２次曲線
を求める。ピーク周波数検出部１２は、該２次曲線にお
いて光強度が最大値を示す光周波数を求める。歪量算出
部１３は、該光周波数に基づいて歪量を算出する。
く測定することができる光ファイバ歪測定装置および光
ファイバ歪測定方法を提供すること。 【解決手段】 光周波数ν1 の光パルスを入射した場合
の時間変化波形と初期データ（歪がない場合の時間変化
波形）とを比較する。そして、光強度が一致しない位置
Ｄxの光強度Ｌ1を得る。次に、光周波数ν2の光パルス
を入射した場合の時間変化波形を測定し、位置Ｄxの光
強度Ｌ2を得る。その後、光強度Ｌ1，Ｌ2の（歪によ
る）損失分を補正して、光強度ＬＣ1，ＬＣ2を得る。曲
線算出部１７は、初期データのスペクトラム波形の近似
曲線を平行移動した曲線であり、かつ、上記（ν1，Ｌ
Ｃ1）および（ν2，ＬＣ2）を含む曲線である２次曲線
を求める。ピーク周波数検出部１２は、該２次曲線にお
いて光強度が最大値を示す光周波数を求める。歪量算出
部１３は、該光周波数に基づいて歪量を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、被測定光ファイ
バに光パルスを入力することによって発生する後方散乱
光を検出し、該検出結果に基づいて、該被測定光ファイ
バの歪量を求める光ファイバ歪測定装置および光ファイ
バ歪測定方法に関する。
バに光パルスを入力することによって発生する後方散乱
光を検出し、該検出結果に基づいて、該被測定光ファイ
バの歪量を求める光ファイバ歪測定装置および光ファイ
バ歪測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ内のある位置で歪が発生する
と、該光ファイバに光パルスを入射した際に該位置で発
生するブリルアン散乱光の周波数分布（スペクトル）
は、歪がない場合と比較して、該歪量に比例した値だけ
シフトする。このことを利用して測定対象とする光ファ
イバ（被測定光ファイバ）の歪量を測定する光ファイバ
歪測定装置が従来より知られている。
と、該光ファイバに光パルスを入射した際に該位置で発
生するブリルアン散乱光の周波数分布（スペクトル）
は、歪がない場合と比較して、該歪量に比例した値だけ
シフトする。このことを利用して測定対象とする光ファ
イバ（被測定光ファイバ）の歪量を測定する光ファイバ
歪測定装置が従来より知られている。
【０００３】図５は、従来の光ファイバ歪測定装置の構
成例を示すブロック図である。この図において、１は光
源、２は光カプラ、３は光周波数変換回路、４は光パル
ス取出回路、５は光カプラ、６は被測定光ファイバ、７
は受光回路、８は増幅回路、９はＡ／Ｄ変換回路、１０
は信号処理部、１１は曲線近似部、１２はピーク周波数
検出部、１３は歪量算出部、１４は表示部である。
成例を示すブロック図である。この図において、１は光
源、２は光カプラ、３は光周波数変換回路、４は光パル
ス取出回路、５は光カプラ、６は被測定光ファイバ、７
は受光回路、８は増幅回路、９はＡ／Ｄ変換回路、１０
は信号処理部、１１は曲線近似部、１２はピーク周波数
検出部、１３は歪量算出部、１４は表示部である。
【０００４】次に、上記構成による光ファイバ歪測定装
置の動作を説明する。 （１）時間変化波形の測定 図５に示す光ファイバ歪測定装置は、被測定光ファイバ
６の片端から光パルスを入射することにより、図６に示
す時間変化波形を得る。図６において、横軸は、光パル
ス入射からの時間を示している。ここで、光パルス入射
からの時間は、被測定光ファイバ６の入射端から該被測
定光ファイバ６内の各位置までの距離に対応している。
また、縦軸は、該各位置で発生したブリルアン散乱光の
光強度を示している。以下、図５に示す光ファイバ歪測
定装置による上記時間変化波形の測定動作について説明
する。
置の動作を説明する。 （１）時間変化波形の測定 図５に示す光ファイバ歪測定装置は、被測定光ファイバ
６の片端から光パルスを入射することにより、図６に示
す時間変化波形を得る。図６において、横軸は、光パル
ス入射からの時間を示している。ここで、光パルス入射
からの時間は、被測定光ファイバ６の入射端から該被測
定光ファイバ６内の各位置までの距離に対応している。
また、縦軸は、該各位置で発生したブリルアン散乱光の
光強度を示している。以下、図５に示す光ファイバ歪測
定装置による上記時間変化波形の測定動作について説明
する。
【０００５】図５において、光源１は、連続光（ＣＷ
光）と、該連続光に対して一定の光周波数差を持つ光パ
ルス列とを生成する。そして、光源１が生成した連続光
は、光カプラ２を介して、受光回路７へ入射され、一
方、光源１が生成した光パルス列は、光カプラ２を介し
て、光周波数変換回路３へ入射される。光周波数変換回
路３は、光源１が生成した光パルス列の光周波数を周波
数シフトし、所定の光周波数νに変換する。そして、光
パルス取出回路４は、光周波数νの光パルス列の中か
ら、ある１つの光パルスを取り出し、取り出した光パル
スを、光カプラ５を介して、被測定光ファイバ６に入射
する。
光）と、該連続光に対して一定の光周波数差を持つ光パ
ルス列とを生成する。そして、光源１が生成した連続光
は、光カプラ２を介して、受光回路７へ入射され、一
方、光源１が生成した光パルス列は、光カプラ２を介し
て、光周波数変換回路３へ入射される。光周波数変換回
路３は、光源１が生成した光パルス列の光周波数を周波
数シフトし、所定の光周波数νに変換する。そして、光
パルス取出回路４は、光周波数νの光パルス列の中か
ら、ある１つの光パルスを取り出し、取り出した光パル
スを、光カプラ５を介して、被測定光ファイバ６に入射
する。
【０００６】被測定光ファイバ６に光パルスが入射され
ると、該被測定光ファイバ６の各位置でブリルアン散乱
光が発生する。被測定光ファイバ６の各位置で発生した
ブリルアン散乱光は、被測定光ファイバ６の入射端から
該各位置までの距離に比例した時間だけ遅れながら、順
次、光カプラ５を介して、受光回路７に入射される。受
光回路７は、光源１が生成した連続光（ＣＷ光）を用い
て、被測定光ファイバ６の各位置で発生したブリルアン
散乱光を、順次、コヒーレント検波し、該各ブリルアン
散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する。
ると、該被測定光ファイバ６の各位置でブリルアン散乱
光が発生する。被測定光ファイバ６の各位置で発生した
ブリルアン散乱光は、被測定光ファイバ６の入射端から
該各位置までの距離に比例した時間だけ遅れながら、順
次、光カプラ５を介して、受光回路７に入射される。受
光回路７は、光源１が生成した連続光（ＣＷ光）を用い
て、被測定光ファイバ６の各位置で発生したブリルアン
散乱光を、順次、コヒーレント検波し、該各ブリルアン
散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する。
【０００７】増幅回路８は、受光回路７が出力した電気
信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路９は、増幅回路８により
増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換する。そして、信号処
理部１０は、Ａ／Ｄ変換された電気信号値に対して、ノ
イズ除去，対数変換等の信号処理を行った後、該電気信
号値を、光パルス入射からの経過時間（すなわち、被測
定光ファイバの入射端からの距離）に対応させてプロッ
トし、図６に示す時間変化波形を生成する。以上の処理
により、光周波数νの光パルスを入射した場合における
ブリルアン散乱光の時間変化波形が得られる。
信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換回路９は、増幅回路８により
増幅された電気信号をＡ／Ｄ変換する。そして、信号処
理部１０は、Ａ／Ｄ変換された電気信号値に対して、ノ
イズ除去，対数変換等の信号処理を行った後、該電気信
号値を、光パルス入射からの経過時間（すなわち、被測
定光ファイバの入射端からの距離）に対応させてプロッ
トし、図６に示す時間変化波形を生成する。以上の処理
により、光周波数νの光パルスを入射した場合における
ブリルアン散乱光の時間変化波形が得られる。
【０００８】（２）歪量の算出 次に、被測定光ファイバ６の歪量の算出方法について説
明する。被測定光ファイバ６の歪量を算出する場合、図
５に示す光ファイバ歪測定装置は、光周波数変換回路３
を用いて、被測定光ファイバ６へ入射される光パルスの
光周波数νを、ある値ずつ順次変化させながら、上記
（１）の動作を繰り返す。これにより、図６に一例を示
す時間変化波形が、複数の光周波数について得られる。
明する。被測定光ファイバ６の歪量を算出する場合、図
５に示す光ファイバ歪測定装置は、光周波数変換回路３
を用いて、被測定光ファイバ６へ入射される光パルスの
光周波数νを、ある値ずつ順次変化させながら、上記
（１）の動作を繰り返す。これにより、図６に一例を示
す時間変化波形が、複数の光周波数について得られる。
【０００９】図７は、複数の光周波数に対する時間変化
波形の一例を示す３次元グラフである。この図におい
て、横軸は、被測定光ファイバ６へ入射される光パルス
の光周波数νを示し、縦軸は、ブリルアン散乱光の光強
度を示し、両軸と直交する軸（斜め軸）は、光パルス入
射からの時間（被測定光ファイバ６の入射端からの距
離、すなわち、被測定光ファイバ６内の位置）を示して
いる。つまり、図７の縦軸と斜め軸とからなる座標平面
が、図６に示す座標平面に対応している。また、図８
は、図７に示す３次元グラフを、斜め軸上のある距離Ｄ
（被測定光ファイバの入射端からの距離）で輪切りにし
たグラフである。すなわち、図８は、該距離Ｄにおける
ブリルアン散乱光の周波数分布（スペクトル）を示す波
形（スペクトラム波形）である。
波形の一例を示す３次元グラフである。この図におい
て、横軸は、被測定光ファイバ６へ入射される光パルス
の光周波数νを示し、縦軸は、ブリルアン散乱光の光強
度を示し、両軸と直交する軸（斜め軸）は、光パルス入
射からの時間（被測定光ファイバ６の入射端からの距
離、すなわち、被測定光ファイバ６内の位置）を示して
いる。つまり、図７の縦軸と斜め軸とからなる座標平面
が、図６に示す座標平面に対応している。また、図８
は、図７に示す３次元グラフを、斜め軸上のある距離Ｄ
（被測定光ファイバの入射端からの距離）で輪切りにし
たグラフである。すなわち、図８は、該距離Ｄにおける
ブリルアン散乱光の周波数分布（スペクトル）を示す波
形（スペクトラム波形）である。
【００１０】この処理により、ある距離Ｄにおけるスペ
クトラム波形（図８参照）が得られると、図５に示す曲
線近似部１１は、このスペクトラム波形が示すデータを
２次式にあてはめ、該スペクトラム波形の近似曲線（２
次曲線）を求める。そして、ピーク周波数検出部１２
は、この近似曲線を微分し、ブリルアン散乱光の光強度
が最大値を示す光周波数（ピーク周波数νp ）を求め
る。
クトラム波形（図８参照）が得られると、図５に示す曲
線近似部１１は、このスペクトラム波形が示すデータを
２次式にあてはめ、該スペクトラム波形の近似曲線（２
次曲線）を求める。そして、ピーク周波数検出部１２
は、この近似曲線を微分し、ブリルアン散乱光の光強度
が最大値を示す光周波数（ピーク周波数νp ）を求め
る。
【００１１】最後に、歪量算出部１３は、ピーク周波数
検出部１２が求めたピーク周波数νp を、以下に示す式
（１）に代入し、歪量εを算出する。 ε＝（νp −νb ）／（νb ×Ｋ） ・・・・・・・・・・・・・・（１） νb ：歪がない場合におけるピーク周波数（被測定光フ
ァイバ６の固有値） Ｋ ：歪係数 以上の処理により、被測定光ファイバ６内のある位置
（入射端からの距離Ｄ）における歪量εが求められ、表
示部１４に表示される。以上で、上記構成による光ファ
イバ歪測定装置の動作説明を終了する。
検出部１２が求めたピーク周波数νp を、以下に示す式
（１）に代入し、歪量εを算出する。 ε＝（νp −νb ）／（νb ×Ｋ） ・・・・・・・・・・・・・・（１） νb ：歪がない場合におけるピーク周波数（被測定光フ
ァイバ６の固有値） Ｋ ：歪係数 以上の処理により、被測定光ファイバ６内のある位置
（入射端からの距離Ｄ）における歪量εが求められ、表
示部１４に表示される。以上で、上記構成による光ファ
イバ歪測定装置の動作説明を終了する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の光ファイバ歪測定装置において、被測定光ファイバ
の歪量を算出する場合、上述したように、光周波数νを
順次変化させながら、複数（具体的には、４０〜１００
種類）の光周波数の光パルスについて、該光パルスを入
射した場合におけるブリルアン散乱光の時間変化波形を
測定する必要がある。従来、１つの時間変化波形の測定
には平均化処理を施すため２〜３〔秒〕かかるので、被
測定光ファイバの歪量を測定する場合には、その４０〜
１００倍、すなわち、最大６〔分〕もの時間を必要とす
る。このように、従来の光ファイバ歪測定装置には、被
測定光ファイバの歪量の測定に多大な時間がかかるた
め、測定効率が悪い、という課題があった。
来の光ファイバ歪測定装置において、被測定光ファイバ
の歪量を算出する場合、上述したように、光周波数νを
順次変化させながら、複数（具体的には、４０〜１００
種類）の光周波数の光パルスについて、該光パルスを入
射した場合におけるブリルアン散乱光の時間変化波形を
測定する必要がある。従来、１つの時間変化波形の測定
には平均化処理を施すため２〜３〔秒〕かかるので、被
測定光ファイバの歪量を測定する場合には、その４０〜
１００倍、すなわち、最大６〔分〕もの時間を必要とす
る。このように、従来の光ファイバ歪測定装置には、被
測定光ファイバの歪量の測定に多大な時間がかかるた
め、測定効率が悪い、という課題があった。
【００１３】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、被測定光ファイバの歪量を、短時間で効率よ
く測定することができる光ファイバ歪測定装置および光
ファイバ歪測定方法を提供することを目的とする。
たもので、被測定光ファイバの歪量を、短時間で効率よ
く測定することができる光ファイバ歪測定装置および光
ファイバ歪測定方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
歪みが無い状態の光ファイバである無歪被測定光ファイ
バと該無歪被測定光ファイバと同じ構成でかつ歪みが生
じた状態の光ファイバである有歪被測定光ファイバとの
それぞれに同じ光信号を入射した場合について、該無歪
被測定光ファイバの後方散乱光と該有歪被測定光ファイ
バの後方散乱光とのレベル差を求める第１の測定手段
と、前記無歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数
の光信号を入射し、該無歪被測定光ファイバの各位置で
発生する後方散乱光の光強度を示す初期時間変化波形を
得る第２の測定手段と、前記有歪被測定光ファイバに対
して第１の光周波数の光信号を入射し、該有歪被測定光
ファイバの各位置で発生する後方散乱光の光強度を示す
第１の時間変化波形を得る第３の測定手段と、前記第１
の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比較し、光
強度が互いに異なる位置である検出ポイントを検出する
比較手段と、前記有歪被測定光ファイバに対して第２の
光周波数の光信号を入射し、第２の時間変化波形を得る
第４の測定手段と、前記第１の時間変化波形における前
記検出ポイントの光強度である第１の光強度を前記レベ
ル差に基づいて補正すると共に、前記第２の時間変化波
形における前記検出ポイントの光強度である第２の光強
度を前記レベル差に基づいて補正する補正手段と、入射
光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散乱光
の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につい
て、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクトラ
ム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、前
記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対応
関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第２
の光強度との対応関係を満たす曲線を求める曲線算出手
段と、前記曲線算出手段が求めた曲線において、光強度
が最大値を示す光周波数を求めるピーク周波数算出手段
と、前記ピーク周波数算出手段が求めた光周波数に基づ
いて、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイバ
の歪量を求める歪量算出手段とを具備することを特徴と
する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイ
バ歪測定装置において、前記第２，３，４の測定手段
は、それぞれ、前記光信号を生成する光源と、前記光源
が生成した光信号の光周波数を変換し、前記被測定光フ
ァイバに入射する光周波数変換手段と、前記被測定光フ
ァイバで発生した後方散乱光を受光し、該後方散乱光の
光強度に比例した電気信号を出力する受光手段と、前記
受光手段が出力した電気信号に基づいて、前記時間変化
波形を出力する信号処理手段とからなることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２の
いずれかに記載の光ファイバ歪測定装置において、前記
第１の測定手段が扱う後方散乱光は、レーリー散乱光で
あり、前記第２，３，４の測定手段が扱う後方散乱光
は、ブリルアン散乱光であることを特徴とする。請求項
４記載の発明は、歪みが無い状態の光ファイバである無
歪被測定光ファイバと該無歪被測定光ファイバと同じ構
成でかつ歪みが生じた状態の光ファイバである有歪被測
定光ファイバとのそれぞれに同じ光信号を入射した場合
について、該無歪被測定光ファイバの後方散乱光と該有
歪被測定光ファイバの後方散乱光とのレベル差を求める
第１の過程と、前記無歪被測定光ファイバに対して第１
の光周波数の光信号を入射し、該無歪被測定光ファイバ
の各位置で発生する後方散乱光の光強度を示す初期時間
変化波形を得る第２の過程と、前記有歪被測定光ファイ
バに対して第１の光周波数の光信号を入射し、該有歪被
測定光ファイバの各位置で発生する後方散乱光の光強度
を示す第１の時間変化波形を得る第３の過程と、前記第
１の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比較し、
光強度が互いに異なる位置である検出ポイントを検出す
る第４の過程と、前記有歪被測定光ファイバに対して第
２の光周波数の光信号を入射し、第２の時間変化波形を
得る第５の過程と、前記第１の時間変化波形における前
記検出ポイントの光強度である第１の光強度を前記レベ
ル差に基づいて補正すると共に、前記第２の時間変化波
形における前記検出ポイントの光強度である第２の光強
度を前記レベル差に基づいて補正する第６の過程と、入
射光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散乱
光の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につい
て、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクトラ
ム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、前
記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対応
関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第２
の光強度との対応関係を満たす曲線を求める第７の過程
と、前記第７の過程で求められた曲線において、光強度
が最大値を示す光周波数を求める第８の過程と、前記第
８の過程で求められた最大値を示す光周波数に基づい
て、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイバの
歪量を求める第９の過程とからなることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ファイバ歪測
定方法において、前記第２，３，５の過程は、それぞ
れ、前記光信号を生成する過程と、前記光信号の光周波
数を変換し、前記被測定光ファイバに入射する過程と、
前記被測定光ファイバで発生した後方散乱光を受光し、
該後方散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する過
程と、前記電気信号に基づいて、前記時間変化波形を出
力する過程とからなることを特徴とする。請求項６記載
の発明は、請求項４または請求項５のいずれかに記載の
光ファイバ歪測定方法において、前記第１の過程におけ
る後方散乱光は、レーリー散乱光であり、前記第２，
３，７の過程における後方散乱光は、ブリルアン散乱光
であることを特徴とする。
歪みが無い状態の光ファイバである無歪被測定光ファイ
バと該無歪被測定光ファイバと同じ構成でかつ歪みが生
じた状態の光ファイバである有歪被測定光ファイバとの
それぞれに同じ光信号を入射した場合について、該無歪
被測定光ファイバの後方散乱光と該有歪被測定光ファイ
バの後方散乱光とのレベル差を求める第１の測定手段
と、前記無歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数
の光信号を入射し、該無歪被測定光ファイバの各位置で
発生する後方散乱光の光強度を示す初期時間変化波形を
得る第２の測定手段と、前記有歪被測定光ファイバに対
して第１の光周波数の光信号を入射し、該有歪被測定光
ファイバの各位置で発生する後方散乱光の光強度を示す
第１の時間変化波形を得る第３の測定手段と、前記第１
の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比較し、光
強度が互いに異なる位置である検出ポイントを検出する
比較手段と、前記有歪被測定光ファイバに対して第２の
光周波数の光信号を入射し、第２の時間変化波形を得る
第４の測定手段と、前記第１の時間変化波形における前
記検出ポイントの光強度である第１の光強度を前記レベ
ル差に基づいて補正すると共に、前記第２の時間変化波
形における前記検出ポイントの光強度である第２の光強
度を前記レベル差に基づいて補正する補正手段と、入射
光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散乱光
の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につい
て、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクトラ
ム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、前
記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対応
関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第２
の光強度との対応関係を満たす曲線を求める曲線算出手
段と、前記曲線算出手段が求めた曲線において、光強度
が最大値を示す光周波数を求めるピーク周波数算出手段
と、前記ピーク周波数算出手段が求めた光周波数に基づ
いて、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイバ
の歪量を求める歪量算出手段とを具備することを特徴と
する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の光ファイ
バ歪測定装置において、前記第２，３，４の測定手段
は、それぞれ、前記光信号を生成する光源と、前記光源
が生成した光信号の光周波数を変換し、前記被測定光フ
ァイバに入射する光周波数変換手段と、前記被測定光フ
ァイバで発生した後方散乱光を受光し、該後方散乱光の
光強度に比例した電気信号を出力する受光手段と、前記
受光手段が出力した電気信号に基づいて、前記時間変化
波形を出力する信号処理手段とからなることを特徴とす
る。請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２の
いずれかに記載の光ファイバ歪測定装置において、前記
第１の測定手段が扱う後方散乱光は、レーリー散乱光で
あり、前記第２，３，４の測定手段が扱う後方散乱光
は、ブリルアン散乱光であることを特徴とする。請求項
４記載の発明は、歪みが無い状態の光ファイバである無
歪被測定光ファイバと該無歪被測定光ファイバと同じ構
成でかつ歪みが生じた状態の光ファイバである有歪被測
定光ファイバとのそれぞれに同じ光信号を入射した場合
について、該無歪被測定光ファイバの後方散乱光と該有
歪被測定光ファイバの後方散乱光とのレベル差を求める
第１の過程と、前記無歪被測定光ファイバに対して第１
の光周波数の光信号を入射し、該無歪被測定光ファイバ
の各位置で発生する後方散乱光の光強度を示す初期時間
変化波形を得る第２の過程と、前記有歪被測定光ファイ
バに対して第１の光周波数の光信号を入射し、該有歪被
測定光ファイバの各位置で発生する後方散乱光の光強度
を示す第１の時間変化波形を得る第３の過程と、前記第
１の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比較し、
光強度が互いに異なる位置である検出ポイントを検出す
る第４の過程と、前記有歪被測定光ファイバに対して第
２の光周波数の光信号を入射し、第２の時間変化波形を
得る第５の過程と、前記第１の時間変化波形における前
記検出ポイントの光強度である第１の光強度を前記レベ
ル差に基づいて補正すると共に、前記第２の時間変化波
形における前記検出ポイントの光強度である第２の光強
度を前記レベル差に基づいて補正する第６の過程と、入
射光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散乱
光の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につい
て、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクトラ
ム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、前
記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対応
関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第２
の光強度との対応関係を満たす曲線を求める第７の過程
と、前記第７の過程で求められた曲線において、光強度
が最大値を示す光周波数を求める第８の過程と、前記第
８の過程で求められた最大値を示す光周波数に基づい
て、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイバの
歪量を求める第９の過程とからなることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光ファイバ歪測
定方法において、前記第２，３，５の過程は、それぞ
れ、前記光信号を生成する過程と、前記光信号の光周波
数を変換し、前記被測定光ファイバに入射する過程と、
前記被測定光ファイバで発生した後方散乱光を受光し、
該後方散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する過
程と、前記電気信号に基づいて、前記時間変化波形を出
力する過程とからなることを特徴とする。請求項６記載
の発明は、請求項４または請求項５のいずれかに記載の
光ファイバ歪測定方法において、前記第１の過程におけ
る後方散乱光は、レーリー散乱光であり、前記第２，
３，７の過程における後方散乱光は、ブリルアン散乱光
であることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実
施形態による光ファイバ歪測定装置の構成例を示すブロ
ック図である。この図において、図５の各部に対応する
部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。この
図に示す光ファイバ歪測定装置においては、初期データ
記憶部１５，時間変化波形比較部１６，曲線算出部１７
が新たに設けられている。このうち、初期データ記憶部
１５は、歪み分布測定前に予め測定された初期データ
（歪がない状態の被測定光ファイバ６の測定データ）を
記憶するためのものであり、具体的には、不揮発性のＩ
Ｃメモリ、または、ハードディスク装置，光磁気ディス
ク等の大容量記憶装置等で構成される。また、時間変化
波形比較部１６および曲線算出部１７は、一例として、
ＣＰＵ（中央処理装置）およびその周辺回路から構成さ
れ、該ＣＰＵは、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等に記
憶された制御プログラムに基づいて、後述する動作を行
う。
の実施形態について説明する。図１は、この発明の一実
施形態による光ファイバ歪測定装置の構成例を示すブロ
ック図である。この図において、図５の各部に対応する
部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。この
図に示す光ファイバ歪測定装置においては、初期データ
記憶部１５，時間変化波形比較部１６，曲線算出部１７
が新たに設けられている。このうち、初期データ記憶部
１５は、歪み分布測定前に予め測定された初期データ
（歪がない状態の被測定光ファイバ６の測定データ）を
記憶するためのものであり、具体的には、不揮発性のＩ
Ｃメモリ、または、ハードディスク装置，光磁気ディス
ク等の大容量記憶装置等で構成される。また、時間変化
波形比較部１６および曲線算出部１７は、一例として、
ＣＰＵ（中央処理装置）およびその周辺回路から構成さ
れ、該ＣＰＵは、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等に記
憶された制御プログラムに基づいて、後述する動作を行
う。
【００１６】次に、上記構成による光ファイバ歪測定装
置の動作を説明する。図２は、本光ファイバ歪測定装置
の動作例を示すフローチャートである。この図に示すよ
うに、本装置は、被測定光ファイバ６の歪を測定する前
に、あらかじめ、歪がない状態の被測定光ファイバに対
して、従来装置（図５参照）と同様の処理（１）および
（２）を行い、その測定データ（図７参照）を、初期デ
ータとして初期データ記憶部１５に格納する（ステップ
Ｐ１）。同様に、本装置は、歪みがない状態の上記被測
定光ファイバに対して、光周波数ν0 の光パルスを用い
て、レーリー散乱光のレベルを測定する。この処理は、
従来装置（図５参照）と同様の処理（１）である。これ
によって、上記レーリー散乱光の時間変化波形が得られ
る。本装置は、この時間変化波形を、初期データＲ0 と
して初期データ記憶部１５に格納する（ステップＰ
２）。なお、ステップＰ１とステップＰ２との処理の順
番は入れ替わっても構わない。次に、ステップＰ１で得
られた初期データに基づいてスペクトラム波形（図８参
照）を求め、該スペクトラム波形のピーク周波数をν1
とする（ステッＰ３）。
置の動作を説明する。図２は、本光ファイバ歪測定装置
の動作例を示すフローチャートである。この図に示すよ
うに、本装置は、被測定光ファイバ６の歪を測定する前
に、あらかじめ、歪がない状態の被測定光ファイバに対
して、従来装置（図５参照）と同様の処理（１）および
（２）を行い、その測定データ（図７参照）を、初期デ
ータとして初期データ記憶部１５に格納する（ステップ
Ｐ１）。同様に、本装置は、歪みがない状態の上記被測
定光ファイバに対して、光周波数ν0 の光パルスを用い
て、レーリー散乱光のレベルを測定する。この処理は、
従来装置（図５参照）と同様の処理（１）である。これ
によって、上記レーリー散乱光の時間変化波形が得られ
る。本装置は、この時間変化波形を、初期データＲ0 と
して初期データ記憶部１５に格納する（ステップＰ
２）。なお、ステップＰ１とステップＰ２との処理の順
番は入れ替わっても構わない。次に、ステップＰ１で得
られた初期データに基づいてスペクトラム波形（図８参
照）を求め、該スペクトラム波形のピーク周波数をν1
とする（ステッＰ３）。
【００１７】また、該スペクトラム波形において、上記
ピーク周波数ν1 における光強度より所定値（仮に、ｘ
〔ｄＢ〕とする）だけ下がる光強度の光周波数をν2 と
する（ステップＰ４）。ここで、上記スペクトラム波形
は２次曲線に近似されるので、このような条件を満たす
光周波数は２つ存在するはずであるが、どちらの値をと
っても後述する処理に差し支えはないので、どちらか１
つの値を光周波数ν2とする。
ピーク周波数ν1 における光強度より所定値（仮に、ｘ
〔ｄＢ〕とする）だけ下がる光強度の光周波数をν2 と
する（ステップＰ４）。ここで、上記スペクトラム波形
は２次曲線に近似されるので、このような条件を満たす
光周波数は２つ存在するはずであるが、どちらの値をと
っても後述する処理に差し支えはないので、どちらか１
つの値を光周波数ν2とする。
【００１８】次に、実際の測定対象（歪が生じている被
測定光ファイバ６）について、その歪量の測定を開始す
る。測定が開始されると、まず、本装置は、歪みが生じ
ている上記被測定光ファイバ６に対して、上記ステップ
Ｐ２と同様に、光周波数ν0 の光パルスを用いてレーリ
ー散乱光のレベルを測定することによって、その時間変
化波形Ｒr を得る（ステップＳ１）。時間変化波形Ｒr
が得られると、該時間変化波形Ｒr と（上記ステップＰ
２で得られた）時間変化波形Ｒ0 とを比較する（ステッ
プＳ２）。そして、この比較値、即ち、レベル変動値
（Ｒ0−Ｒr）を、歪み測定時のオフセットＯとして記憶
する（ステップＳ３）。なお、時間変化波形同士を比較
しているので、上記オフセットＯも時間変化波形として
存在する。この時間変化波形において、距離（光パルス
入射からの時間）Ｄx におけるオフセット値をＯx とす
る。
測定光ファイバ６）について、その歪量の測定を開始す
る。測定が開始されると、まず、本装置は、歪みが生じ
ている上記被測定光ファイバ６に対して、上記ステップ
Ｐ２と同様に、光周波数ν0 の光パルスを用いてレーリ
ー散乱光のレベルを測定することによって、その時間変
化波形Ｒr を得る（ステップＳ１）。時間変化波形Ｒr
が得られると、該時間変化波形Ｒr と（上記ステップＰ
２で得られた）時間変化波形Ｒ0 とを比較する（ステッ
プＳ２）。そして、この比較値、即ち、レベル変動値
（Ｒ0−Ｒr）を、歪み測定時のオフセットＯとして記憶
する（ステップＳ３）。なお、時間変化波形同士を比較
しているので、上記オフセットＯも時間変化波形として
存在する。この時間変化波形において、距離（光パルス
入射からの時間）Ｄx におけるオフセット値をＯx とす
る。
【００１９】上記オフセットＯを求めた後、本装置は、
上記「（１）時間変化波形の測定」と同様の動作で、光
周波数ν1 の光パルスを入射した場合におけるブリルア
ン散乱光の時間変化波形を測定する（ステップＳ４）。
本実施形態では、一例として、歪がない場合における時
間変化波形（初期データ）として、図６に示す波形が得
られ、歪が生じている場合における時間変化波形とし
て、図３に示す波形が得られたものとする。図３に示す
時間変化波形では、被測定光ファイバ６内の距離Ｄx に
おいて光強度が低下している。
上記「（１）時間変化波形の測定」と同様の動作で、光
周波数ν1 の光パルスを入射した場合におけるブリルア
ン散乱光の時間変化波形を測定する（ステップＳ４）。
本実施形態では、一例として、歪がない場合における時
間変化波形（初期データ）として、図６に示す波形が得
られ、歪が生じている場合における時間変化波形とし
て、図３に示す波形が得られたものとする。図３に示す
時間変化波形では、被測定光ファイバ６内の距離Ｄx に
おいて光強度が低下している。
【００２０】光周波数ν1 による時間変化波形の測定が
終了すると、時間変化波形比較部１６は、測定された時
間変化波形（図３参照）と、光周波数ν1 について初期
データ記憶部１５に予め記憶されている初期データ（歪
がない場合における時間変化波形：図６参照）とを比較
し、ブリルアン散乱光の光強度が一致しない位置（入射
端からの距離）を検出する（ステップＳ５）。ここで、
該検出された位置Ｄx を検出ポイントとし、ステップＳ
４で測定された時間変化波形において、検出ポイントＤ
x におけるブリルアン散乱光の光強度をＬ1 とする（ス
テップＳ６）。
終了すると、時間変化波形比較部１６は、測定された時
間変化波形（図３参照）と、光周波数ν1 について初期
データ記憶部１５に予め記憶されている初期データ（歪
がない場合における時間変化波形：図６参照）とを比較
し、ブリルアン散乱光の光強度が一致しない位置（入射
端からの距離）を検出する（ステップＳ５）。ここで、
該検出された位置Ｄx を検出ポイントとし、ステップＳ
４で測定された時間変化波形において、検出ポイントＤ
x におけるブリルアン散乱光の光強度をＬ1 とする（ス
テップＳ６）。
【００２１】検出ポイントＤx と光強度Ｌ1 が得られる
と、本装置は、上記「（１）時間変化波形の測定」と同
様の動作で、今度は、光周波数ν2 の光パルスを入射し
た場合におけるブリルアン散乱光の時間変化波形を測定
する（ステップＳ７）。ここで、測定された時間変化波
形において、検出ポイントＤx におけるブリルアン散乱
光の光強度をＬ2 とする（ステップＳ８）。
と、本装置は、上記「（１）時間変化波形の測定」と同
様の動作で、今度は、光周波数ν2 の光パルスを入射し
た場合におけるブリルアン散乱光の時間変化波形を測定
する（ステップＳ７）。ここで、測定された時間変化波
形において、検出ポイントＤx におけるブリルアン散乱
光の光強度をＬ2 とする（ステップＳ８）。
【００２２】以上の処理により、検出ポイントＤx にお
けるスペクトラム波形データ（ν1，Ｌ1 ）および（ν2
，Ｌ2 ）が得られるが、実際には、被測定光ファイバ
６の歪みによって（該被測定光ファイバ６では）損失も
同時に発生しており、そのため、ブリルアン散乱光の上
記光強度Ｌ1，Ｌ2は実際の値よりも低下している。そこ
で、ステップＳ３で求めたオフセット値Ｏx を用いて、
上記光強度Ｌ1，Ｌ2を補正する。具体的には、光強度Ｌ
1，Ｌ2のそれぞれに上記オフセット値Ｏxを加えること
によって、補正後の光強度ＬＣ1，ＬＣ2を求める。即
ち、 ＬＣ1＝Ｌ1＋Ｏx ＬＣ2＝Ｌ2＋Ｏx とする。
けるスペクトラム波形データ（ν1，Ｌ1 ）および（ν2
，Ｌ2 ）が得られるが、実際には、被測定光ファイバ
６の歪みによって（該被測定光ファイバ６では）損失も
同時に発生しており、そのため、ブリルアン散乱光の上
記光強度Ｌ1，Ｌ2は実際の値よりも低下している。そこ
で、ステップＳ３で求めたオフセット値Ｏx を用いて、
上記光強度Ｌ1，Ｌ2を補正する。具体的には、光強度Ｌ
1，Ｌ2のそれぞれに上記オフセット値Ｏxを加えること
によって、補正後の光強度ＬＣ1，ＬＣ2を求める。即
ち、 ＬＣ1＝Ｌ1＋Ｏx ＬＣ2＝Ｌ2＋Ｏx とする。
【００２３】以上の処理により、検出ポイントＤx にお
ける補正後のスペクトラム波形データ（ν1，ＬＣ1）お
よび（ν2，ＬＣ2）が求められると、曲線算出部１７
は、これらの値に基づいて、初期データの検出ポイント
Ｄx におけるスペクトラム波形を近似した２次曲線を平
行移動した曲線であり、かつ、上記（ν1 ，ＬＣ1 ）お
よび（ν2 ，ＬＣ2 ）を含む曲線である２次曲線を求め
る（ステップＳ９）。
ける補正後のスペクトラム波形データ（ν1，ＬＣ1）お
よび（ν2，ＬＣ2）が求められると、曲線算出部１７
は、これらの値に基づいて、初期データの検出ポイント
Ｄx におけるスペクトラム波形を近似した２次曲線を平
行移動した曲線であり、かつ、上記（ν1 ，ＬＣ1 ）お
よび（ν2 ，ＬＣ2 ）を含む曲線である２次曲線を求め
る（ステップＳ９）。
【００２４】この２次曲線の求め方の一例は、以下の通
りである。まず、初期データのスペクトラム波形を近似
した２次曲線を、ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ（但し、ａ，
ｂ，ｃは既知の係数、変数ｘは光パルスの光周波数νに
対応し、変数ｙはブリルアン散乱光の光強度Ｌに対応す
る）とすると、該２次曲線を平行移動した曲線の２次の
係数（ｘ2 の係数）も同じくａである。そこで、未知の
係数ｎ，ｍを含む２次曲線ｙ＝ａｘ2 ＋ｎｘ＋ｍについ
て、変数（ｘ，ｙ）に上記（ν1 ，ＬＣ1 ）および（ν
2 ，ＬＣ2 ）を代入して、２元連立方程式を作り、該未
知の係数ｎ，ｍの値を解くことで、目的の２次曲線を求
めることができる。
りである。まず、初期データのスペクトラム波形を近似
した２次曲線を、ｙ＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ（但し、ａ，
ｂ，ｃは既知の係数、変数ｘは光パルスの光周波数νに
対応し、変数ｙはブリルアン散乱光の光強度Ｌに対応す
る）とすると、該２次曲線を平行移動した曲線の２次の
係数（ｘ2 の係数）も同じくａである。そこで、未知の
係数ｎ，ｍを含む２次曲線ｙ＝ａｘ2 ＋ｎｘ＋ｍについ
て、変数（ｘ，ｙ）に上記（ν1 ，ＬＣ1 ）および（ν
2 ，ＬＣ2 ）を代入して、２元連立方程式を作り、該未
知の係数ｎ，ｍの値を解くことで、目的の２次曲線を求
めることができる。
【００２５】目的の２次曲線が求められると、ピーク周
波数検出部１２は、該２次曲線を微分し、ブリルアン散
乱光の光強度が最大値を示す光周波数（ピーク周波数ν
p ）を求める（ステップＳ１０）。そして、歪量算出部
１３は、ピーク周波数検出部１２が求めたピーク周波数
νp を、先に述べた式（１）に代入し、歪量εを算出す
る（ステップＳ１１）。以上の動作により、検出ポイン
トＤx における歪量εが求められ、表示部１４に表示さ
れる。
波数検出部１２は、該２次曲線を微分し、ブリルアン散
乱光の光強度が最大値を示す光周波数（ピーク周波数ν
p ）を求める（ステップＳ１０）。そして、歪量算出部
１３は、ピーク周波数検出部１２が求めたピーク周波数
νp を、先に述べた式（１）に代入し、歪量εを算出す
る（ステップＳ１１）。以上の動作により、検出ポイン
トＤx における歪量εが求められ、表示部１４に表示さ
れる。
【００２６】なお、本実施形態による光ファイバ歪測定
装置では、被測定光ファイバ６の歪み方向（伸び歪み／
縮み歪み）を判断することもできる。即ち、補正後のス
ペクトラム波形データ（ν1，ＬＣ1）および（ν2，Ｌ
Ｃ2）が求められると、この光強度ＬＣ1とＬＣ2とを比
較し、ＬＣ1＜ＬＣ2の場合には、被測定光ファイバ６の
歪み方向を「伸び歪み」と判断し、ＬＣ1＞ＬＣ2の場合
には、被測定光ファイバ６の歪み方向を「縮み歪み」と
判断する。
装置では、被測定光ファイバ６の歪み方向（伸び歪み／
縮み歪み）を判断することもできる。即ち、補正後のス
ペクトラム波形データ（ν1，ＬＣ1）および（ν2，Ｌ
Ｃ2）が求められると、この光強度ＬＣ1とＬＣ2とを比
較し、ＬＣ1＜ＬＣ2の場合には、被測定光ファイバ６の
歪み方向を「伸び歪み」と判断し、ＬＣ1＞ＬＣ2の場合
には、被測定光ファイバ６の歪み方向を「縮み歪み」と
判断する。
【００２７】この判断の根拠を図４を用いて以下に説明
する。歪み方向が「伸び歪み」の場合には、図４（ａ）
に示すように、ブリルアン散乱光のスペクトラム波形が
右側（高い光周波数側）にシフトする。ここで、図４
（ａ）から明らかなように、ＬＣ1とＬＣ2とを比較する
と、ＬＣ1＜ＬＣ2の関係が成り立つ。故に、ＬＣ1＜Ｌ
Ｃ2の場合には、被測定光ファイバ６の歪み方向を「伸
び歪み」と判断する。
する。歪み方向が「伸び歪み」の場合には、図４（ａ）
に示すように、ブリルアン散乱光のスペクトラム波形が
右側（高い光周波数側）にシフトする。ここで、図４
（ａ）から明らかなように、ＬＣ1とＬＣ2とを比較する
と、ＬＣ1＜ＬＣ2の関係が成り立つ。故に、ＬＣ1＜Ｌ
Ｃ2の場合には、被測定光ファイバ６の歪み方向を「伸
び歪み」と判断する。
【００２８】一方、歪み方向が「縮み歪み」の場合に
は、図４（ｂ）に示すように、ブリルアン散乱光のスペ
クトラム波形が左側（低い光周波数側）にシフトする。
ここで、図４（ｂ）から明らかなように、ＬＣ1とＬＣ2
とを比較すると、ＬＣ1＞ＬＣ2の関係が成り立つ。故
に、ＬＣ1＞ＬＣ2の場合には、被測定光ファイバ６の歪
み方向を「縮み歪み」と判断する。このように、本実施
形態による光ファイバ歪測定装置では、被測定光ファイ
バ６の歪み方向（伸び歪み／縮み歪み）を判断すること
ができる。
は、図４（ｂ）に示すように、ブリルアン散乱光のスペ
クトラム波形が左側（低い光周波数側）にシフトする。
ここで、図４（ｂ）から明らかなように、ＬＣ1とＬＣ2
とを比較すると、ＬＣ1＞ＬＣ2の関係が成り立つ。故
に、ＬＣ1＞ＬＣ2の場合には、被測定光ファイバ６の歪
み方向を「縮み歪み」と判断する。このように、本実施
形態による光ファイバ歪測定装置では、被測定光ファイ
バ６の歪み方向（伸び歪み／縮み歪み）を判断すること
ができる。
【００２９】以上で、上記構成による光ファイバ歪測定
装置の動作説明を終了する。
装置の動作説明を終了する。
【００３０】以上、この発明の実施形態を図面を参照し
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
て詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限ら
れるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の
設計の変更等があってもこの発明に含まれる。
【００３１】次に、請求項記載の各手段間の包含関係、
および、該各手段と本実施形態との対応関係を説明す
る。なお、以下に示す包含関係において、包含される手
段（下位手段）は、包含する手段（上位手段）に対し、
一段下げて記載されているものとする。 第２の測定手段，第３の測定手段，第４の測定手段 光源……光源１ 光周波数変換手段……光周波数変換回路３ 受光手段……受光回路７ 信号処理手段……増幅回路８，Ａ／Ｄ変換回路９，信号
処理部１０ 比較手段……時間変化波形比較部１６ 補正手段……時間変化波形比較部１６ 曲線算出手段……曲線算出部１７ ピーク周波数算出手段……ピーク周波数検出部１２ 歪量算出手段……歪量算出部１３
および、該各手段と本実施形態との対応関係を説明す
る。なお、以下に示す包含関係において、包含される手
段（下位手段）は、包含する手段（上位手段）に対し、
一段下げて記載されているものとする。 第２の測定手段，第３の測定手段，第４の測定手段 光源……光源１ 光周波数変換手段……光周波数変換回路３ 受光手段……受光回路７ 信号処理手段……増幅回路８，Ａ／Ｄ変換回路９，信号
処理部１０ 比較手段……時間変化波形比較部１６ 補正手段……時間変化波形比較部１６ 曲線算出手段……曲線算出部１７ ピーク周波数算出手段……ピーク周波数検出部１２ 歪量算出手段……歪量算出部１３
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、被測定光ファイバの歪量を、短時間で効率よく測定
することができる。
ば、被測定光ファイバの歪量を、短時間で効率よく測定
することができる。
【図１】 この発明の一実施形態による光ファイバ歪測
定装置の構成例を示すブロック図である。
定装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】 上記光ファイバ歪測定装置の動作例を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図３】 ブリルアン散乱光の時間変化波形の一例を示
すグラフである。
すグラフである。
【図４】 （ａ）は伸び歪みの場合におけるスペクトラ
ム波形のシフトの一例を示すグラフであり、（ｂ）は縮
み歪みの場合におけるスペクトラム波形のシフトの一例
を示すグラフである。
ム波形のシフトの一例を示すグラフであり、（ｂ）は縮
み歪みの場合におけるスペクトラム波形のシフトの一例
を示すグラフである。
【図５】 従来の光ファイバ歪測定装置の構成例を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】 ブリルアン散乱光の時間変化波形の一例を示
すグラフである。
すグラフである。
【図７】 各光周波数に対する時間変化波形の一例を示
す３次元グラフである。
す３次元グラフである。
【図８】 スペクトラム波形の一例を示すグラフであ
る。
る。
１……光源、 ２，５……光カプラ、 ３……光周波数
変換回路、４……光パルス取出回路、 ６……被測定光
ファイバ、７……受光回路、 ８……増幅回路、 ９…
…Ａ／Ｄ変換回路、１０……信号処理部、 １１……曲
線近似部、１２……ピーク周波数検出部、 １３……歪
量算出部、 １４……表示部、１５……初期データ記憶
部、 １６……時間変化波形比較部、１７……曲線算出
部
変換回路、４……光パルス取出回路、 ６……被測定光
ファイバ、７……受光回路、 ８……増幅回路、 ９…
…Ａ／Ｄ変換回路、１０……信号処理部、 １１……曲
線近似部、１２……ピーク周波数検出部、 １３……歪
量算出部、 １４……表示部、１５……初期データ記憶
部、 １６……時間変化波形比較部、１７……曲線算出
部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内山 晴義 東京都大田区蒲田４丁目19番７号 安藤電 気株式会社内 (72)発明者 倉嶋 利雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2G086 DD05 KK05 5K002 AA01 AA03 BA04 CA05 EA05 FA01
Claims (6)
- 【請求項１】 歪みが無い状態の光ファイバである無歪
被測定光ファイバと該無歪被測定光ファイバと同じ構成
でかつ歪みが生じた状態の光ファイバである有歪被測定
光ファイバとのそれぞれに同じ光信号を入射した場合に
ついて、該無歪被測定光ファイバの後方散乱光と該有歪
被測定光ファイバの後方散乱光とのレベル差を求める第
１の測定手段と、 前記無歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数の光
信号を入射し、該無歪被測定光ファイバの各位置で発生
する後方散乱光の光強度を示す初期時間変化波形を得る
第２の測定手段と、 前記有歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数の光
信号を入射し、該有歪被測定光ファイバの各位置で発生
する後方散乱光の光強度を示す第１の時間変化波形を得
る第３の測定手段と、 前記第１の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比
較し、光強度が互いに異なる位置である検出ポイントを
検出する比較手段と、 前記有歪被測定光ファイバに対して第２の光周波数の光
信号を入射し、第２の時間変化波形を得る第４の測定手
段と、 前記第１の時間変化波形における前記検出ポイントの光
強度である第１の光強度を前記レベル差に基づいて補正
すると共に、前記第２の時間変化波形における前記検出
ポイントの光強度である第２の光強度を前記レベル差に
基づいて補正する補正手段と、 入射光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散
乱光の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につ
いて、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクト
ラム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、
前記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対
応関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第
２の光強度との対応関係を満たす曲線を求める曲線算出
手段と、 前記曲線算出手段が求めた曲線において、光強度が最大
値を示す光周波数を求めるピーク周波数算出手段と、 前記ピーク周波数算出手段が求めた光周波数に基づい
て、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイバの
歪量を求める歪量算出手段とを具備することを特徴とす
る光ファイバ歪測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバ歪測定装置に
おいて、 前記第２，３，４の測定手段は、それぞれ、 前記光信号を生成する光源と、 前記光源が生成した光信号の光周波数を変換し、前記被
測定光ファイバに入射する光周波数変換手段と、 前記被測定光ファイバで発生した後方散乱光を受光し、
該後方散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する受
光手段と、 前記受光手段が出力した電気信号に基づいて、前記時間
変化波形を出力する信号処理手段とからなることを特徴
とする光ファイバ歪測定装置。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２のいずれかに記
載の光ファイバ歪測定装置において、 前記第１の測定手段が扱う後方散乱光は、レーリー散乱
光であり、 前記第２，３，４の測定手段が扱う後方散乱光は、ブリ
ルアン散乱光であることを特徴とする光ファイバ歪測定
装置。 - 【請求項４】 歪みが無い状態の光ファイバである無歪
被測定光ファイバと該無歪被測定光ファイバと同じ構成
でかつ歪みが生じた状態の光ファイバである有歪被測定
光ファイバとのそれぞれに同じ光信号を入射した場合に
ついて、該無歪被測定光ファイバの後方散乱光と該有歪
被測定光ファイバの後方散乱光とのレベル差を求める第
１の過程と、 前記無歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数の光
信号を入射し、該無歪被測定光ファイバの各位置で発生
する後方散乱光の光強度を示す初期時間変化波形を得る
第２の過程と、 前記有歪被測定光ファイバに対して第１の光周波数の光
信号を入射し、該有歪被測定光ファイバの各位置で発生
する後方散乱光の光強度を示す第１の時間変化波形を得
る第３の過程と、 前記第１の時間変化波形と前記初期時間変化波形とを比
較し、光強度が互いに異なる位置である検出ポイントを
検出する第４の過程と、 前記有歪被測定光ファイバに対して第２の光周波数の光
信号を入射し、第２の時間変化波形を得る第５の過程
と、 前記第１の時間変化波形における前記検出ポイントの光
強度である第１の光強度を前記レベル差に基づいて補正
すると共に、前記第２の時間変化波形における前記検出
ポイントの光強度である第２の光強度を前記レベル差に
基づいて補正する第６の過程と、 入射光の光周波数と前記検出ポイントで発生した後方散
乱光の光強度との対応関係を示すスペクトラム波形につ
いて、前記無歪被測定光ファイバに関する前記スペクト
ラム波形の近似曲線を平行移動した曲線であり、かつ、
前記第１の光周波数と前記補正後の第１の光強度との対
応関係、および、前記第２の光周波数と前記補正後の第
２の光強度との対応関係を満たす曲線を求める第７の過
程と、 前記第７の過程で求められた曲線において、光強度が最
大値を示す光周波数を求める第８の過程と、 前記第８の過程で求められた最大値を示す光周波数に基
づいて、前記検出ポイントにおける前記被測定光ファイ
バの歪量を求める第９の過程とからなることを特徴とす
る光ファイバ歪測定方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の光ファイバ歪測定方法に
おいて、 前記第２，３，５の過程は、それぞれ、 前記光信号を生成する過程と、 前記光信号の光周波数を変換し、前記被測定光ファイバ
に入射する過程と、 前記被測定光ファイバで発生した後方散乱光を受光し、
該後方散乱光の光強度に比例した電気信号を出力する過
程と、 前記電気信号に基づいて、前記時間変化波形を出力する
過程とからなることを特徴とする光ファイバ歪測定方
法。 - 【請求項６】 請求項４または請求項５のいずれかに記
載の光ファイバ歪測定方法において、 前記第１の過程における後方散乱光は、レーリー散乱光
であり、 前記第２，３，７の過程における後方散乱光は、ブリル
アン散乱光であることを特徴とする光ファイバ歪測定方
法。
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