JP2003028717A - 光波長測定装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
光波長測定装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体Info
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- JP2003028717A JP2003028717A JP2001213566A JP2001213566A JP2003028717A JP 2003028717 A JP2003028717 A JP 2003028717A JP 2001213566 A JP2001213566 A JP 2001213566A JP 2001213566 A JP2001213566 A JP 2001213566A JP 2003028717 A JP2003028717 A JP 2003028717A
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Abstract
能を、光路長差を著しく長くさせることなく向上させ
る。 【解決手段】 光源10の光をマイケルソン干渉計20
により干渉させ、干渉信号をPDC40により間引きす
る。間引きされた干渉信号は、窓処理部52により窓関
数(ガウス関数)が乗じられ、FFT部54によりFF
Tがなされる。FFT部54の出力を中心値算出部56
が加重平均して分布の中心値を求めて光の波長とする。
よって、単にFFT部54の出力の極大値をサーチする
場合に比べて正確に光の波長を測定できる。
Description
し、特に多重化光信号の波長測定に関する。
イケルソン干渉計を利用することが行なわれている。
計の構成を示す。マイケルソン干渉計のビームスプリッ
タ110には、波長測定の対象であるレーザ等の光が入
射される。入射された光は、ビームスプリッタ110の
ハーフミラー112により分光されて、固定ミラー12
0および移動ミラー130に向けて出射される。固定ミ
ラー120および移動ミラー130に向けて出力された
光は、反射されてハーフミラー112に向かう。ハーフ
ミラー112に向かった反射光は一つの光となってフォ
トダイオード140に入力される。
方向に移動する。これにより、固定ミラー120から反
射された光および移動ミラー130から反射された光と
の間に光路長差Lが生じる。
ー120から反射された光および移動ミラー130から
反射された光とが干渉することにより生ずる干渉信号が
得られる。光源の波長λが単一である場合の干渉信号を
図7に示す。図7に示すように、干渉信号は波長λの周
期の強弱信号となる。
1、λ2、λ3…)あるような多重化光信号の場合は、
干渉信号の周期を求めるだけでは、光源の波長を求めら
れない。そこで、干渉信号をFFT(高速フーリエ変
換:Fast Fourier Transform)して、光源の複数種類の
波長を求める。FFTの結果の一例を図8に示す。干渉
信号をFFTすることにより、光源の各種波長(λ1、
λ2、λ3)に対応した位置で光強度が極大値をとる。
そこで、極大値をとる部分をサーチして、光源の各種波
長とする。
のサーチは離散的にしか行なえず、正確な波長を測定で
きない場合がある。図9は、光強度が極大値をとる部分
の拡大図である。図9に示すように、×印の部分が極大
値のサーチがなされている部分である。×印の部分が、
真の極大値をとる部分から外れてしまうため、正確な波
長を測定できない場合がある。
長2/光路長差Lに比例するので、光路長差Lを長くす
れば極大値のサーチを細かく行なえる。しかし、光路長
差Lを長くすれば、マイケルソン干渉計が大きくなって
しまう。
長を測定する際の分解能を、光路長差を著しく長くさせ
ることなく向上させることを課題とする。
は、光の波長を測定する光波長測定装置であって、光の
分光の干渉に基づく干渉信号に窓関数を乗じて出力する
窓処理手段と、窓処理手段の出力を光波長に対応付けて
出力する光波長対応処理手段と、光波長対応処理手段の
出力の加重平均に基づき光波長対応処理手段の出力の中
心値を求める中心値算出手段と、を備えるように構成さ
れる。
よれば、光波長対応処理手段の出力の加重平均に基づき
光波長対応処理手段の出力の中心値を求めるため、単に
光波長対応処理手段の出力の極大値をサーチする場合に
比べて正確に光の波長を測定できる。
の発明であって、窓関数はガウス窓であるように構成さ
れる。
の発明であって、光波長対応処理手段はFFTを行なう
ように構成される。
する光波長測定方法であって、光の分光の干渉に基づく
干渉信号に窓関数を乗じて出力する窓処理工程と、窓処
理工程の出力を光波長に対応付けて出力する光波長対応
処理工程と、光波長対応処理工程の出力の加重平均に基
づき光波長対応処理工程の出力の中心値を求める中心値
算出工程と、を備えるように構成される。
する光波長測定処理をコンピュータに実行させるための
プログラムであって、光の分光の干渉に基づく干渉信号
に窓関数を乗じて出力する窓処理と、窓処理の出力を光
波長に対応付けて出力する光波長対応処理と、光波長対
応処理の出力の加重平均に基づき光波長対応処理の出力
の中心値を求める中心値算出処理と、をコンピュータに
実行させるためのプログラムである。
する光波長測定処理をコンピュータに実行させるための
プログラムを記録したコンピュータによって読み取り可
能な記録媒体であって、光の分光の干渉に基づく干渉信
号に窓関数を乗じて出力する窓処理と、窓処理の出力を
光波長に対応付けて出力する光波長対応処理と、光波長
対応処理の出力の加重平均に基づき光波長対応処理の出
力の中心値を求める中心値算出処理と、をコンピュータ
に実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ
によって読み取り可能な記録媒体である。
参照しながら説明する。
測定装置の構成を示すブロック図である。
ン干渉計20、光電変換部30、周波数逓倍器32、P
DC(Programable Down Converter)40および解析部
50を備える。
成し、マイケルソン干渉計20に入射する。ここでは、
波長λ1、λ2、λ3の光が混合された光が光源10の
生成する光であるとする。
入射された光(光10a)を分光(分光10b、10
c)し、かかる分光を干渉させて出射(光10f)させ
る。マイケルソン干渉計20の構成を図2に示す。マイ
ケルソン干渉計20は、ハーフミラー24、固定ミラー
26、移動ミラー28を備える。
れた光10aを分光して、固定ミラー26に分光10b
を出射し、移動ミラー28に分光10cを出射する。ハ
ーフミラー24は、さらに固定ミラー26から反射され
た分光10dおよび移動ミラー28から反射された分光
10eを一つにし、干渉させて光10fを出射する。固
定ミラー26は固定されたミラーであり、ハーフミラー
24からの分光10bを反射してハーフミラー24に分
光10dを出射する。移動ミラー28は光源10が光を
入射する方向に沿って移動するミラーであり、ハーフミ
ラー24からの分光10cを反射してハーフミラー24
に分光10eを出射する。
0から出射された光10fを電気信号である干渉信号に
変換して出力する。干渉信号のデータ数は、例えば25
6kである。光電変換部30は、例えばフォトダイオー
ドである。
号)の周波数を2倍にしてPDC40に与える。する
と、REF信号のデータ数は128kから256kにな
る。
0は、図3に示すように、A/D変換器42、ローカル
発振器44、混合器46、デシメーション(間引き:de
cimation)フィルタ48を備える。
られたサンプリングクロックに基づき干渉信号をアナロ
グからデジタルに変換する。ローカル発振器44は、デ
ータ数が32kに相当する周波数のローカル信号を発振
する。混合器46は、デジタルに変換された干渉信号と
ローカル信号とを混合して出力する。デシメーション
(間引き:decimation)フィルタ48は、混合器46の
出力をデジタルフィルタでフィルタ後に、デシメーショ
ン(間引き)して、データ数を32kとした干渉信号を
出力する。
信号を解析し、光源10の生成する光の波長を測定す
る。解析部50は、窓処理部52、FFT(高速フーリ
エ変換:Fast Fourier Transform)部54、中心値算出
部56を備える。
て出力する。窓関数としてはガウス窓が好適である。窓
処理部52の処理内容を図4を参照して説明する。ガウ
ス窓は、およそ図4(a)に示す形状をしている。な
お、ガウス窓のパラメータσは、窓関数の分解能を決め
るパラメータであり状況に応じ定める。また、PDC4
0の出力した干渉信号が例えば図4(b)に示すような
形状をしているとする。なお、光強度は電力(Power)
として表現される。窓処理部52は、PDC40の出力
した干渉信号に窓関数を乗じて図4(c)に示すような
信号を出力する。
Transform)部54は、窓処理部52の出力のFFTを
行ない、光の周波数に対応付けて出力する。光の周波数
と光の波長とは一定の関係にあるため、FFT部54の
出力は光の波長に対応づけられているといえる。FFT
部54は、光波長対応処理手段に相当する。FFT部5
4の出力の概観を図5(a)に示す。光源10の生成す
る光の周波数f1、f2、f3において、光強度が極大
値をとる。FFT部54の出力の周波数f1付近の部分
拡大図を図5(b)に示す。周波数f1の位置を中心と
した正規分布を形成する。
を加重平均し、この加重平均値に基づきFFT部54の
出力の中心値を求める。図5(b)に示すようにFFT
部54の出力は、光源10が生成する光の周波数を中心
値とした正規分布を形成するので、FFT部54の出力
の中心値を求めることが光の周波数の測定となる。周波
数の逆数に基づき波長を求めることができるため、FF
T部54の出力の中心値を求めることが光の波長の測定
となる。
照して説明する。まず、FFT部54の出力の極大値Pm
axに所定の係数X(0<X<1とする)を乗じてしきい
値とする。そして、しきい値を超えた光強度Pおよびそ
れに対応する周波数fに基づき、下記の式のように加重
平均をもとめ、中心周波数fcを求める。この中心周波
数fcが、光の周波数f1、f2、f3である。
i、Pi)に相当する。
る。
渉計20に入射される。マイケルソン干渉計20におい
て、光源10が生成した光10aは、ハーフミラー24
により分光されて、分光10bが固定ミラー26に、分
光10cが移動ミラー28に出射される。分光10bは
固定ミラー26により反射され分光10dとなり、分光
10cは移動ミラー28により反射され分光10eとな
る。分光10dおよび分光10eはハーフミラー24に
より干渉させられ、一つの光10fとしてマイケルソン
干渉計20から光電変換部30に入射される。
である干渉信号に変換される。干渉信号は、PDC40
のA/D変換器42によりREF信号により与えられたサ
ンプリングクロックに基づきアナログからデジタルに変
換される。デジタルに変換された干渉信号は、混合器4
6によりローカル信号と混合される。そして、デシメー
ションフィルタ48によりデジタルフィルタでフィルタ
後に、データ数が256kから32kに間引きされて、
解析部50に出力される。
処理部52により窓処理が施される。すなわち、干渉信
号にガウス窓が乗じられる(図4(c)参照)。ガウス
窓が乗じられた干渉信号は、FFT部54によりFFT
され、光波長に対応付けられる(図5参照)。光波長に
対応付けられた干渉信号は、中心値算出部56により加
重平均され、中心値が求められるので、その中心値から
波長が求められる。
波長対応処理手段)54の出力の加重平均に基づきFF
T部54の出力の中心値を求めるため、単にFFT部5
4の出力の極大値をサーチする場合に比べて正確に光の
波長を測定できる。
ッピー(登録商標)ディスク、CD−ROMなど)読み
取り装置を備えたコンピュータのメディア読み取り装置
に、上記の各部分を実現するプログラムを記録したメデ
ィアを読み取らせて、ハードディスクにインストールす
る。このような方法でも、測定データ表示装置を実現で
きる。
出力の加重平均に基づき光波長対応処理手段の出力の中
心値を求めるため、単に光波長対応処理手段の出力の極
大値をサーチする場合に比べて正確に光の波長を測定で
きる。
成を示すブロック図である。
る。
数(ガウス関数)(図4(a))、PDC40の出力
(図4(b))、窓処理の結果(図4(c))を示す。
観(図5(a))、出力の波長λ1付近の部分拡大図
(図5(b))、加重平均の算出法を示す図(図5
(c))である。
す図である。
合の干渉信号を示す図である。
例を示す図である。
拡大図である。
Claims (6)
- 【請求項1】光の波長を測定する光波長測定装置であっ
て、 前記光の分光の干渉に基づく干渉信号に窓関数を乗じて
出力する窓処理手段と、 前記窓処理手段の出力を光波長に対応付けて出力する光
波長対応処理手段と、 前記光波長対応処理手段の出力の加重平均に基づき前記
光波長対応処理手段の出力の中心値を求める中心値算出
手段と、 を備えた光波長測定装置。 - 【請求項2】請求項1に記載の光波長測定装置であっ
て、 前記窓関数はガウス窓である光波長測定装置。 - 【請求項3】請求項1に記載の光波長測定装置であっ
て、 前記光波長対応処理手段はFFTを行なう光波長測定装
置。 - 【請求項4】光の波長を測定する光波長測定方法であっ
て、 前記光の分光の干渉に基づく干渉信号に窓関数を乗じて
出力する窓処理工程と、 前記窓処理工程の出力を光波長に対応付けて出力する光
波長対応処理工程と、 前記光波長対応処理工程の出力の加重平均に基づき前記
光波長対応処理工程の出力の中心値を求める中心値算出
工程と、 を備えた光波長測定方法。 - 【請求項5】光の波長を測定する光波長測定処理をコン
ピュータに実行させるためのプログラムであって、 前記光の分光の干渉に基づく干渉信号に窓関数を乗じて
出力する窓処理と、 前記窓処理の出力を光波長に対応付けて出力する光波長
対応処理と、 前記光波長対応処理の出力の加重平均に基づき前記光波
長対応処理の出力の中心値を求める中心値算出処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラム。 - 【請求項6】光の波長を測定する光波長測定処理をコン
ピュータに実行させるためのプログラムを記録したコン
ピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、 前記光の分光の干渉に基づく干渉信号に窓関数を乗じて
出力する窓処理と、 前記窓処理の出力を光波長に対応付けて出力する光波長
対応処理と、 前記光波長対応処理の出力の加重平均に基づき前記光波
長対応処理の出力の中心値を求める中心値算出処理と、 をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録し
たコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001213566A JP2003028717A (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 光波長測定装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001213566A JP2003028717A (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 光波長測定装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003028717A true JP2003028717A (ja) | 2003-01-29 |
Family
ID=19048517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001213566A Pending JP2003028717A (ja) | 2001-07-13 | 2001-07-13 | 光波長測定装置、方法、プログラムおよび該プログラムを記録した記録媒体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003028717A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009156749A (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-16 | Fujifilm Corp | 光断層画像化方法およびシステム |
JP2013002921A (ja) * | 2011-06-15 | 2013-01-07 | Canon Inc | 測定装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH09159526A (ja) * | 1995-12-07 | 1997-06-20 | Fujitsu Ltd | 重心波長モニタ方法及び装置、光増幅器並びに光通信システム |
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-
2001
- 2001-07-13 JP JP2001213566A patent/JP2003028717A/ja active Pending
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