JP2002116087A - 波長計測装置 - Google Patents
波長計測装置Info
- Publication number
- JP2002116087A JP2002116087A JP2000309324A JP2000309324A JP2002116087A JP 2002116087 A JP2002116087 A JP 2002116087A JP 2000309324 A JP2000309324 A JP 2000309324A JP 2000309324 A JP2000309324 A JP 2000309324A JP 2002116087 A JP2002116087 A JP 2002116087A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- output
- fbg
- bragg diffraction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 波長の検出分解能、検出精度を向上させる。
【解決手段】 光ファイバ上の各ＦＢＧからの反射光
を、中心波長が微小な間隔の複数波長に分離可能なＡＷ
Ｇに入射させるとともに、このＡＷＧの複数の出力チャ
ンネルにそれぞれ接続された受光素子を一対ごとにＦＢ
Ｇに対応させ、一対の受光素子による出力信号の比の対
数に基づいて反射光の波長を計測する波長計測装置に関
する。前記ＡＷＧの複数の出力チャンネルとは別個に設
けられたノイズ光検出用出力チャンネルと、この出力チ
ャンネルに接続された受光素子とを備え、前記ＦＢＧに
対応した受光素子対の各々の出力信号から、前記ノイズ
光検出用出力チャンネルに接続された受光素子の出力信
号による誤差成分を差し引いた信号の比の対数に基づい
て、前記反射光の波長を計測する。
を、中心波長が微小な間隔の複数波長に分離可能なＡＷ
Ｇに入射させるとともに、このＡＷＧの複数の出力チャ
ンネルにそれぞれ接続された受光素子を一対ごとにＦＢ
Ｇに対応させ、一対の受光素子による出力信号の比の対
数に基づいて反射光の波長を計測する波長計測装置に関
する。前記ＡＷＧの複数の出力チャンネルとは別個に設
けられたノイズ光検出用出力チャンネルと、この出力チ
ャンネルに接続された受光素子とを備え、前記ＦＢＧに
対応した受光素子対の各々の出力信号から、前記ノイズ
光検出用出力チャンネルに接続された受光素子の出力信
号による誤差成分を差し引いた信号の比の対数に基づい
て、前記反射光の波長を計測する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定点における温
度や歪み（圧力）等の物理量を測定するために、測定点
に形成された光ファイバのブラッグ回折格子（Fiber Br
agg Grating：以下、ＦＢＧと略す）からの反射光の波
長を計測する波長計測装置に関するものである。
度や歪み（圧力）等の物理量を測定するために、測定点
に形成された光ファイバのブラッグ回折格子（Fiber Br
agg Grating：以下、ＦＢＧと略す）からの反射光の波
長を計測する波長計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の発明として、本出願人による特
開２０００−１８０２７０号公報に記載された物理量測
定システム（以下、従来技術という）が知られている。
上記従来技術は、測定光が入射される光ファイバに一以
上のブラッグ回折格子が形成され、各ブラッグ回折格子
からの反射光の波長を検出して各ブラッグ回折格子の位
置における温度等の物理量を測定するシステムにおい
て、各ブラッグ回折格子からの反射光を、中心波長が微
小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波路回折格子
に入射させ、このアレイ導波路回折格子の複数の出力チ
ャンネルにそれぞれ設けられた一対の受光素子による光
電流の比の対数に基づいて前記反射光の波長を測定する
ものである。
開２０００−１８０２７０号公報に記載された物理量測
定システム（以下、従来技術という）が知られている。
上記従来技術は、測定光が入射される光ファイバに一以
上のブラッグ回折格子が形成され、各ブラッグ回折格子
からの反射光の波長を検出して各ブラッグ回折格子の位
置における温度等の物理量を測定するシステムにおい
て、各ブラッグ回折格子からの反射光を、中心波長が微
小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波路回折格子
に入射させ、このアレイ導波路回折格子の複数の出力チ
ャンネルにそれぞれ設けられた一対の受光素子による光
電流の比の対数に基づいて前記反射光の波長を測定する
ものである。
【０００３】この従来技術では、論文「Wavelength det
ermination of semiconductor lasers: precise but in
expensive」(Jan Christian Braasch et.al, Optical E
ngineering 1995)に記載された波長の決定原理を利用し
ている。上述した文献によれば、図３のグラフに示した
ような波長感度の異なる一対のフォトダイオード（電極
Ａ１−Ｃ間に形成されるダイオードをダイオードＡ
１Ｃ、電極Ａ２−Ｃ間に形成されるダイオードをダイオ
ードＡ２Ｃとする）と高精度ログアンプからなるセンサ
に単色光を照射した場合、センサの出力Ｗは数式１によ
って表される。
ermination of semiconductor lasers: precise but in
expensive」(Jan Christian Braasch et.al, Optical E
ngineering 1995)に記載された波長の決定原理を利用し
ている。上述した文献によれば、図３のグラフに示した
ような波長感度の異なる一対のフォトダイオード（電極
Ａ１−Ｃ間に形成されるダイオードをダイオードＡ
１Ｃ、電極Ａ２−Ｃ間に形成されるダイオードをダイオ
ードＡ２Ｃとする）と高精度ログアンプからなるセンサ
に単色光を照射した場合、センサの出力Ｗは数式１によ
って表される。
【０００４】
【数１】
【０００５】ここで、Ｉ１，Ｉ２は各ダイオードＡ
１Ｃ，Ａ２Ｃによる光電流、Ｓ１（λ），Ｓ２（λ）は
各ダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃの波長依存感度、φ（λ）
は照射光の波長依存強度分布、Δλは照射光波長の半値
全幅である。すなわち、φ（λ）の波長依存強度分布を
持つ照射光がＳ１（λ），Ｓ２（λ）の波長依存感度を
持つフォトダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃに入射した場合、
光センサの出力Ｗは、各ダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃにつ
いての積φ（λ）Ｓ１（λ），φ（λ）Ｓ２（λ）を半
値全幅Δλにわたって積分した値（つまり光電流Ｉ１，
Ｉ２）の比のlogを取ることで求められる。そして、照
射光の出力が所定の範囲内では、照射光の波長ごとに、
log（Ｉ１／Ｉ２）がほぼ一定になり、そのときの照射
光波長は数式２で表されることが記載されている。
１Ｃ，Ａ２Ｃによる光電流、Ｓ１（λ），Ｓ２（λ）は
各ダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃの波長依存感度、φ（λ）
は照射光の波長依存強度分布、Δλは照射光波長の半値
全幅である。すなわち、φ（λ）の波長依存強度分布を
持つ照射光がＳ１（λ），Ｓ２（λ）の波長依存感度を
持つフォトダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃに入射した場合、
光センサの出力Ｗは、各ダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃにつ
いての積φ（λ）Ｓ１（λ），φ（λ）Ｓ２（λ）を半
値全幅Δλにわたって積分した値（つまり光電流Ｉ１，
Ｉ２）の比のlogを取ることで求められる。そして、照
射光の出力が所定の範囲内では、照射光の波長ごとに、
log（Ｉ１／Ｉ２）がほぼ一定になり、そのときの照射
光波長は数式２で表されることが記載されている。
【０００６】
【数２】 λ＝ａ０ｌｏｇ（Ｉ１／Ｉ２）＋ａ１ （ａ０，ａ１は定数〔ｎｍ〕）
【０００７】なお、図４は上記原理に基づく波長測定シ
ステムの構成図であり、３１はレーザ光源、３２は回転
式偏光プリズム、３３はビームスプリッタ、３４は前述
の一対のフォトダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃからなるダイ
オード装置、３５は光出力測定器、３６は上記数式１、
数式２を演算する演算器である。
ステムの構成図であり、３１はレーザ光源、３２は回転
式偏光プリズム、３３はビームスプリッタ、３４は前述
の一対のフォトダイオードＡ１Ｃ，Ａ２Ｃからなるダイ
オード装置、３５は光出力測定器、３６は上記数式１、
数式２を演算する演算器である。
【０００８】更に、上記文献によれば、各ダイオードの
波長感度がほぼ直線的であるような波長範囲（例えば、
図３における約６００〜約９００ｎｍ間の３００ｎｍの
範囲）では、０．１ｎｍ以下の間隔で波長測定が可能で
ある。つまり、分解能としては１／３０００となる。
波長感度がほぼ直線的であるような波長範囲（例えば、
図３における約６００〜約９００ｎｍ間の３００ｎｍの
範囲）では、０．１ｎｍ以下の間隔で波長測定が可能で
ある。つまり、分解能としては１／３０００となる。
【０００９】従来技術として挙げた前記物理量測定シス
テムでは、前述した数式１、数式２による波長測定原理
を基本としたうえ、この測定原理を微小な波長範囲（例
えば３ｎｍ以下の範囲）について適用するために、アレ
イ導波路格子（ＡＷＧ）を使用している。このＡＷＧ
は、論文「Wavelength Multiplexer Based on SiO2-Ta2
O5 Arrayed-Waveguide Grating (Takahashi, et.al, Jo
urnal of Lightwave Technology Vol.12, No.6, 1994)
等に記載されているように、所定の曲率半径のアレイ導
波路と、その入力側、出力側にそれぞれ形成されたスラ
ブ導波路と、これらのスラブ導波路にそれぞれ連続する
複数チャンネルの入力導波路及び出力導波路とを有する
構造であり、入力光を１ｎｍ以下の分解能で弁別可能な
素子である。
テムでは、前述した数式１、数式２による波長測定原理
を基本としたうえ、この測定原理を微小な波長範囲（例
えば３ｎｍ以下の範囲）について適用するために、アレ
イ導波路格子（ＡＷＧ）を使用している。このＡＷＧ
は、論文「Wavelength Multiplexer Based on SiO2-Ta2
O5 Arrayed-Waveguide Grating (Takahashi, et.al, Jo
urnal of Lightwave Technology Vol.12, No.6, 1994)
等に記載されているように、所定の曲率半径のアレイ導
波路と、その入力側、出力側にそれぞれ形成されたスラ
ブ導波路と、これらのスラブ導波路にそれぞれ連続する
複数チャンネルの入力導波路及び出力導波路とを有する
構造であり、入力光を１ｎｍ以下の分解能で弁別可能な
素子である。
【００１０】従来技術では、図５に示すごとく、光ファ
イバ３の長手方向に形成された複数のＦＢＧ４に対し、
それぞれ重複しないように微小な反射光波長範囲を割り
当てておき（一例として、第１のＦＢＧには１５００〜
１５０３ｎｍ、第２のＦＢＧには１５０３〜１５０６ｎ
ｍ、第３のＦＢＧには１５０６〜１５０９ｎｍ、……
等）、光源１から光分岐器２，光コネクタ５を経た出射
光のＦＢＧ４からの反射光をＡＷＧ６に入力することに
より、中心波長が例えば１ｎｍ以下の間隔の複数の波長
に分離する。そして、ＡＷＧ６の隣接する二つの出力導
波路（出力チャンネル）から一対のプリアンプ付きフォ
トダイオード７に光を入射させることにより、微小な波
長範囲について前述した数式１、数式２を適用し、高分
解能で波長を検出可能としている。
イバ３の長手方向に形成された複数のＦＢＧ４に対し、
それぞれ重複しないように微小な反射光波長範囲を割り
当てておき（一例として、第１のＦＢＧには１５００〜
１５０３ｎｍ、第２のＦＢＧには１５０３〜１５０６ｎ
ｍ、第３のＦＢＧには１５０６〜１５０９ｎｍ、……
等）、光源１から光分岐器２，光コネクタ５を経た出射
光のＦＢＧ４からの反射光をＡＷＧ６に入力することに
より、中心波長が例えば１ｎｍ以下の間隔の複数の波長
に分離する。そして、ＡＷＧ６の隣接する二つの出力導
波路（出力チャンネル）から一対のプリアンプ付きフォ
トダイオード７に光を入射させることにより、微小な波
長範囲について前述した数式１、数式２を適用し、高分
解能で波長を検出可能としている。
【００１１】すなわち、従来技術によれば、各ＦＢＧ４
の位置における温度や歪み等の物理量に対応する波長を
検出することができ、これによって温度分布や圧力分布
を計測することが可能になっている。なお、図５におい
て８は一対のフォトダイオード７の光電流（前述の
Ｉ１，Ｉ ２に相当）を除算する割算器、９’は波長検出
器、１０は波長計測のための演算を行うマイクロコンピ
ュータである。
の位置における温度や歪み等の物理量に対応する波長を
検出することができ、これによって温度分布や圧力分布
を計測することが可能になっている。なお、図５におい
て８は一対のフォトダイオード７の光電流（前述の
Ｉ１，Ｉ ２に相当）を除算する割算器、９’は波長検出
器、１０は波長計測のための演算を行うマイクロコンピ
ュータである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図６は、上記従来技術
におけるＦＢＧ４の反射率及びＡＷＧ６の透過率のスペ
クトルを示す図である。従来では、一対のプリアンプ付
きフォトダイオード７ごとに光電流の比演算を行い、そ
の出力の対数を計算して波長測定出力ρ（λｂｊ）を求
めていた。ここで、ｊ＝１，２，３，……，Ｎであり、
ＮはＦＢＧの数である。
におけるＦＢＧ４の反射率及びＡＷＧ６の透過率のスペ
クトルを示す図である。従来では、一対のプリアンプ付
きフォトダイオード７ごとに光電流の比演算を行い、そ
の出力の対数を計算して波長測定出力ρ（λｂｊ）を求
めていた。ここで、ｊ＝１，２，３，……，Ｎであり、
ＮはＦＢＧの数である。
【００１３】すなわち、各ＦＢＧには前述のごとくその
反射波長を測定するためのＡＷＧの出力チャンネル対
（プリアンプ付きフォトダイオード７の対）を予め定め
てあり、他のＦＢＧの反射帯域の影響を受けないように
設計されている。たとえば、図６に示すようにＦＢＧｊ
の反射帯域はＡＷＧのチャンネルｉ及びチャンネル（ｉ
＋１）の透過帯域のみにラップしてチャンネル（ｉ＋
２）の透過帯域にはラップせず、また、ＦＢＧｊ＋１の
反射帯域はＡＷＧのチャンネル（ｉ＋２）及びチャンネ
ル（ｉ＋３）の透過帯域のみにラップしてチャンネル
（ｉ＋１）の透過帯域にはラップしないようになってい
る。
反射波長を測定するためのＡＷＧの出力チャンネル対
（プリアンプ付きフォトダイオード７の対）を予め定め
てあり、他のＦＢＧの反射帯域の影響を受けないように
設計されている。たとえば、図６に示すようにＦＢＧｊ
の反射帯域はＡＷＧのチャンネルｉ及びチャンネル（ｉ
＋１）の透過帯域のみにラップしてチャンネル（ｉ＋
２）の透過帯域にはラップせず、また、ＦＢＧｊ＋１の
反射帯域はＡＷＧのチャンネル（ｉ＋２）及びチャンネ
ル（ｉ＋３）の透過帯域のみにラップしてチャンネル
（ｉ＋１）の透過帯域にはラップしないようになってい
る。
【００１４】このような条件で、ｊ番目のＦＢＧの波長
測定出力ρ（λｂｊ）を以下に求めてみる。光ファイバ
の光損失及び後方散乱は無視できるものとすると、一対
のプリアンプ付きフォトダイオード７のうち一方のフォ
トダイオードの出力Ｐ（λｂ ｊ）は、数式３によって表
される。
測定出力ρ（λｂｊ）を以下に求めてみる。光ファイバ
の光損失及び後方散乱は無視できるものとすると、一対
のプリアンプ付きフォトダイオード７のうち一方のフォ
トダイオードの出力Ｐ（λｂ ｊ）は、数式３によって表
される。
【００１５】
【数３】
【００１６】また、他方のフォトダイオードの出力Ｐ
（λｂｊ）は、数式３におけるｉをｉ＋１に変えた式と
なる。従って、これらの式の比の対数をとると、数式４
を得る。
（λｂｊ）は、数式３におけるｉをｉ＋１に変えた式と
なる。従って、これらの式の比の対数をとると、数式４
を得る。
【００１７】
【数４】
【００１８】ただし、数式３，数式４におけるεは、数
式５の通りである。
式５の通りである。
【００１９】
【数５】ε＝ａ０ｂ０・Δλｓ＋ａ０ｂ・Δλｂ＋ｂ０
ａ・Δλａ
ａ・Δλａ
【００２０】また、数式３〜数式５における各値は以下
の通りである。このうちの一部は図６にも示してある。 Ｋ：定数 ａ：ＡＷＧのピーク透過率 ｂ：ＦＢＧのピーク反射率 ａ０：ＡＷＧの不要なノイズ光となるバイアス透過率 ｂ０：ＦＢＧの不要なノイズ光となるバイアス反射率 Δλａ：ＡＷＧの半値全幅 Δλｂ：ＦＢＧの半値全幅 Δλｓ：光源の半値全幅 λｂ：ＦＢＧの反射中心波長 λｉ：ＡＷＧのチャンネルｉの透過中心波長 λｉ＋１：ＡＷＧのチャンネル（ｉ＋１）の透過中心波
長
の通りである。このうちの一部は図６にも示してある。 Ｋ：定数 ａ：ＡＷＧのピーク透過率 ｂ：ＦＢＧのピーク反射率 ａ０：ＡＷＧの不要なノイズ光となるバイアス透過率 ｂ０：ＦＢＧの不要なノイズ光となるバイアス反射率 Δλａ：ＡＷＧの半値全幅 Δλｂ：ＦＢＧの半値全幅 Δλｓ：光源の半値全幅 λｂ：ＦＢＧの反射中心波長 λｉ：ＡＷＧのチャンネルｉの透過中心波長 λｉ＋１：ＡＷＧのチャンネル（ｉ＋１）の透過中心波
長
【００２１】前述した数式４を図示すると図７のように
なる。つまり、ＦＢＧの反射中心波長λｂｊに対する波
長測定出力ρ（λｂｊ）の特性が一部非直線状になって
いて測定分解能が悪く、波長検出精度を低下させる原因
となっていた。これは、数式４において、ＡＷＧの不要
なノイズ光となるバイアス透過率ａ０やＦＢＧの不要な
ノイズ光となるバイアス反射率ｂ０等により、εがゼロ
にならず誤差成分として作用するためである。そこで本
発明は、上記誤差成分εに起因する波長測定出力ρ（λ
ｂｊ）の非直線性を改善し、測定分解能及び検出精度を
向上させるようにした波長計測装置を提供しようとする
ものである。
なる。つまり、ＦＢＧの反射中心波長λｂｊに対する波
長測定出力ρ（λｂｊ）の特性が一部非直線状になって
いて測定分解能が悪く、波長検出精度を低下させる原因
となっていた。これは、数式４において、ＡＷＧの不要
なノイズ光となるバイアス透過率ａ０やＦＢＧの不要な
ノイズ光となるバイアス反射率ｂ０等により、εがゼロ
にならず誤差成分として作用するためである。そこで本
発明は、上記誤差成分εに起因する波長測定出力ρ（λ
ｂｊ）の非直線性を改善し、測定分解能及び検出精度を
向上させるようにした波長計測装置を提供しようとする
ものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、測定光が入射される光ファ
イバに一以上のブラッグ回折格子が形成され、各ブラッ
グ回折格子からの反射光の波長を検出して各ブラッグ回
折格子の位置における物理量を測定するための波長計測
装置であって、各ブラッグ回折格子からの反射光を、中
心波長が微小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波
路格子に入射させるとともに、このアレイ導波路格子の
複数の出力チャンネルにそれぞれ接続された受光素子を
一対ごとに前記ブラッグ回折格子に対応させ、一対の受
光素子による出力信号の比の対数に基づいて前記反射光
の波長を計測するようにした波長計測装置において、前
記アレイ導波路格子の複数の出力チャンネルとは別個に
設けられたノイズ光検出用出力チャンネルと、この出力
チャンネルに接続された受光素子とを備え、前記各ブラ
ッグ回折格子に対応した受光素子対の各々の出力信号か
ら、前記ノイズ光検出用出力チャンネルに接続された受
光素子の出力信号による誤差成分を差し引いた信号の比
の対数に基づいて、前記反射光の波長を計測するもので
ある。
め、請求項１記載の発明は、測定光が入射される光ファ
イバに一以上のブラッグ回折格子が形成され、各ブラッ
グ回折格子からの反射光の波長を検出して各ブラッグ回
折格子の位置における物理量を測定するための波長計測
装置であって、各ブラッグ回折格子からの反射光を、中
心波長が微小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波
路格子に入射させるとともに、このアレイ導波路格子の
複数の出力チャンネルにそれぞれ接続された受光素子を
一対ごとに前記ブラッグ回折格子に対応させ、一対の受
光素子による出力信号の比の対数に基づいて前記反射光
の波長を計測するようにした波長計測装置において、前
記アレイ導波路格子の複数の出力チャンネルとは別個に
設けられたノイズ光検出用出力チャンネルと、この出力
チャンネルに接続された受光素子とを備え、前記各ブラ
ッグ回折格子に対応した受光素子対の各々の出力信号か
ら、前記ノイズ光検出用出力チャンネルに接続された受
光素子の出力信号による誤差成分を差し引いた信号の比
の対数に基づいて、前記反射光の波長を計測するもので
ある。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、この実施形態の構成を示すもの
であり、図５と同一の構成要素には同一の参照符号を付
してある。光源１，光分岐器２，光ファイバ３，ＦＢＧ
４，光コネクタ５の構成及び動作と、波長検出器９内の
ＡＷＧ６、プリアンプ付きフォトダイオード７，割算器
８の構成及び動作は図５と同様である。
態を説明する。図１は、この実施形態の構成を示すもの
であり、図５と同一の構成要素には同一の参照符号を付
してある。光源１，光分岐器２，光ファイバ３，ＦＢＧ
４，光コネクタ５の構成及び動作と、波長検出器９内の
ＡＷＧ６、プリアンプ付きフォトダイオード７，割算器
８の構成及び動作は図５と同様である。
【００２４】本実施形態では、ＡＷＧ６にノイズ光検出
用の出力チャンネルを設け、このチャンネルに接続され
たプリアンプ付きフォトダイオード１１の出力信号がマ
イクロコンピュータ１０に入力されている。これらのノ
イズ光検出用の出力チャンネル並びにフォトダイオード
１１は、前述の数式５におけるａ，ｂ，ａ０，ｂ０や半
値全幅を検出するためのものである。
用の出力チャンネルを設け、このチャンネルに接続され
たプリアンプ付きフォトダイオード１１の出力信号がマ
イクロコンピュータ１０に入力されている。これらのノ
イズ光検出用の出力チャンネル並びにフォトダイオード
１１は、前述の数式５におけるａ，ｂ，ａ０，ｂ０や半
値全幅を検出するためのものである。
【００２５】つまり、ノイズ光検出用のフォトダイオー
ド１１の出力信号を用いてマイクロコンピュータ１０が
数式５により前記誤差成分εを別途算出し、更に数式３
におけるＫεを求める。なお、ＡＷＧ６の各チャンネル
の中心波長は何れのＦＢＧの中心波長からも十分に離れ
ているものとすれば、数式３における指数関数の項は無
視することができる。従って、ノイズ光検出用のフォト
ダイオード１１以外のフォトダイオード７の個々の出力
信号からＫεを差し引いた後に、隣接する一対のフォト
ダイオード７の出力信号の比の対数をとる（前記数式４
に相当する演算を行う）ことにより、波長測定出力ρ
（λｂｊ）は数式６のようになる。
ド１１の出力信号を用いてマイクロコンピュータ１０が
数式５により前記誤差成分εを別途算出し、更に数式３
におけるＫεを求める。なお、ＡＷＧ６の各チャンネル
の中心波長は何れのＦＢＧの中心波長からも十分に離れ
ているものとすれば、数式３における指数関数の項は無
視することができる。従って、ノイズ光検出用のフォト
ダイオード１１以外のフォトダイオード７の個々の出力
信号からＫεを差し引いた後に、隣接する一対のフォト
ダイオード７の出力信号の比の対数をとる（前記数式４
に相当する演算を行う）ことにより、波長測定出力ρ
（λｂｊ）は数式６のようになる。
【００２６】
【数６】
【００２７】数式４と数式６との比較から明らかなごと
く、本実施形態によれば誤差成分εによる影響が完全に
除去され、ＦＢＧの反射中心波長λｂｊに対する波長測
定出力ρ（λｂｊ）は図２に示すように直線性が改善さ
れることになる。
く、本実施形態によれば誤差成分εによる影響が完全に
除去され、ＦＢＧの反射中心波長λｂｊに対する波長測
定出力ρ（λｂｊ）は図２に示すように直線性が改善さ
れることになる。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ＦＢＧの
反射中心波長に対する波長測定出力の直線性が改善さ
れ、従来よりも測定分解能並びに検出精度を向上させる
ことができる。
反射中心波長に対する波長測定出力の直線性が改善さ
れ、従来よりも測定分解能並びに検出精度を向上させる
ことができる。
【図１】本発明の実施形態を示す構成図である。
【図２】実施形態におけるＦＢＧの反射中心波長に対す
る波長測定出力の特性図である。
る波長測定出力の特性図である。
【図３】従来技術における波長測定原理の説明図であ
る。
る。
【図４】公知の波長測定システムの構成図である。
【図５】従来技術を示す構成図である。
【図６】従来技術におけるＦＢＧの反射率及びＡＷＧの
透過率のスペクトルを示す図である。
透過率のスペクトルを示す図である。
【図７】従来技術におけるＦＢＧの反射中心波長に対す
る波長測定出力の特性図である。
る波長測定出力の特性図である。
１ 光源 ２ 光分岐器 ３ 光ファイバ ４ ＦＢＧ（ブラッグ回折格子） ５ 光コネクタ ６ ＡＷＧ（アレイ導波路格子） ７，１１ プリアンプ付きフォトダイオード ８ 割算器 ９ 波長検出器 １０ マイクロコンピュータ
Claims (1)
- 【請求項１】 測定光が入射される光ファイバに一以上
のブラッグ回折格子が形成され、各ブラッグ回折格子か
らの反射光の波長を検出して各ブラッグ回折格子の位置
における物理量を測定するための波長計測装置であっ
て、各ブラッグ回折格子からの反射光を、中心波長が微
小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波路格子に入
射させるとともに、このアレイ導波路格子の複数の出力
チャンネルにそれぞれ接続された受光素子を一対ごとに
前記ブラッグ回折格子に対応させ、一対の受光素子によ
る出力信号の比の対数に基づいて前記反射光の波長を計
測するようにした波長計測装置において、 前記アレイ導波路格子の複数の出力チャンネルとは別個
に設けられたノイズ光検出用出力チャンネルと、この出
力チャンネルに接続された受光素子とを備え、 前記各ブラッグ回折格子に対応した受光素子対の各々の
出力信号から、前記ノイズ光検出用出力チャンネルに接
続された受光素子の出力信号による誤差成分を差し引い
た信号の比の対数に基づいて、前記反射光の波長を計測
することを特徴とする波長計測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309324A JP2002116087A (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 波長計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309324A JP2002116087A (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 波長計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002116087A true JP2002116087A (ja) | 2002-04-19 |
Family
ID=18789510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309324A Pending JP2002116087A (ja) | 2000-10-10 | 2000-10-10 | 波長計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002116087A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151600B2 (en) | 2003-07-25 | 2006-12-19 | Konica Minolta Sensing, Inc. | Calibration system for a spectral luminometer and a method for calibrating a spectral luminometer |
| CN103698063A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-02 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种风力发电机组叶片载荷测量装置及其测量方法 |
| WO2017099733A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | Halliburtion Energy Services, Inc. | Sensor systems |
| US9846081B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-12-19 | Osaka University | Light wavelength measurement method and light wavelength measurement apparatus |
-
2000
- 2000-10-10 JP JP2000309324A patent/JP2002116087A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7151600B2 (en) | 2003-07-25 | 2006-12-19 | Konica Minolta Sensing, Inc. | Calibration system for a spectral luminometer and a method for calibrating a spectral luminometer |
| US9846081B2 (en) | 2013-03-12 | 2017-12-19 | Osaka University | Light wavelength measurement method and light wavelength measurement apparatus |
| US10481004B2 (en) | 2013-03-12 | 2019-11-19 | Osaka University | Light wavelength measurement method and light wavelength measurement apparatus |
| CN103698063A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-04-02 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种风力发电机组叶片载荷测量装置及其测量方法 |
| CN103698063B (zh) * | 2013-12-02 | 2016-01-06 | 成都阜特科技股份有限公司 | 一种风力发电机组叶片载荷测量装置及其测量方法 |
| WO2017099733A1 (en) * | 2015-12-08 | 2017-06-15 | Halliburtion Energy Services, Inc. | Sensor systems |
| US11048011B2 (en) | 2015-12-08 | 2021-06-29 | Halliburton Energy Services, Inc. | Signal arithmetic processor and sensor system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6525308B1 (en) | Apparatus and method for wavelength detection with fiber bragg grating sensors | |
| US6285446B1 (en) | Distributed sensing system | |
| JP4930034B2 (ja) | 物理量測定システム | |
| US5945666A (en) | Hybrid fiber bragg grating/long period fiber grating sensor for strain/temperature discrimination | |
| US6310703B1 (en) | Method and apparatus for optical performance monitoring in wavelength division multiplexed fiber optical systems | |
| US6335524B1 (en) | High speed demodulation systems for fiber optic grating sensors | |
| CA2272033A1 (en) | Arrangement for determining the temperature and strain of an optical fiber | |
| Yu et al. | A novel method for simultaneous measurement of temperature and strain based on EFPI/FBG | |
| RU102256U1 (ru) | Устройство для измерения параметров физических полей | |
| US9562815B2 (en) | Method for compensation of fiber optic measurement systems and fiber optic measurement system | |
| US6563969B2 (en) | Multiplexed fiber laser sensor system | |
| JP3760649B2 (ja) | 物理量測定システム | |
| JP3669473B2 (ja) | 波長計測装置 | |
| JP2001201407A (ja) | 波長測定装置 | |
| US7280216B2 (en) | Method and apparatus for determining the wavelength of an input light beam | |
| JP4274007B2 (ja) | 波長分析装置 | |
| JP2002116087A (ja) | 波長計測装置 | |
| KR20000031822A (ko) | 파장선택형 광검출기를 이용한 광신호 파장 측정 장치와 광섬유브래그 격자 센서 장치 및 그방법 | |
| JP2004163154A (ja) | 波長計測装置 | |
| JP2002116092A (ja) | 波長計測装置 | |
| US6417926B1 (en) | Wavelength measuring system | |
| JP3632825B2 (ja) | 波長計測装置 | |
| JP4039217B2 (ja) | 波長計測装置 | |
| US20230384514A1 (en) | Optical transmitter | |
| JP2004163155A (ja) | 波長計測装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060215 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080122 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20080314 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080314 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080317 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080507 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20080618 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080618 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081007 |