JP2003254834A - ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置 - Google Patents
ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置Info
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- JP2003254834A JP2003254834A JP2002053884A JP2002053884A JP2003254834A JP 2003254834 A JP2003254834 A JP 2003254834A JP 2002053884 A JP2002053884 A JP 2002053884A JP 2002053884 A JP2002053884 A JP 2002053884A JP 2003254834 A JP2003254834 A JP 2003254834A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバブラッググレーティング素子（ＦＢ
Ｇ）の反射光の波長を精度よく計測する。 【解決手段】ＦＢＧで反射される反射光に対して必要な
波長のみを選択的に透過する狭帯域フィルタ部１と、所
定の波長の範囲内で狭帯域フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部４と、狭帯域フィルタ
部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光検出
処理部２と、強度値を平滑化微分処理して微係数値を求
める平滑化微分フィルタ部５と、微係数値が閾値Ｈ以上
である領域と微係数値が閾値Ｌ以下となる領域とで挟ま
れた連続するゼロレベルの平坦区間を演算区間として設
定する演算区間設定部６と、演算区間の反射光の強度値
と走査波長の値を加重平均計算に基づいて、反射光の中
心波長を演算する加重平均計算処理部３２と、を備えて
いる。
Ｇ）の反射光の波長を精度よく計測する。 【解決手段】ＦＢＧで反射される反射光に対して必要な
波長のみを選択的に透過する狭帯域フィルタ部１と、所
定の波長の範囲内で狭帯域フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部４と、狭帯域フィルタ
部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光検出
処理部２と、強度値を平滑化微分処理して微係数値を求
める平滑化微分フィルタ部５と、微係数値が閾値Ｈ以上
である領域と微係数値が閾値Ｌ以下となる領域とで挟ま
れた連続するゼロレベルの平坦区間を演算区間として設
定する演算区間設定部６と、演算区間の反射光の強度値
と走査波長の値を加重平均計算に基づいて、反射光の中
心波長を演算する加重平均計算処理部３２と、を備えて
いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバブラッ
ググレーティング素子（以下「ＦＢＧ」という）からの
反射光の波長を計測・処理する装置に関する。
ググレーティング素子（以下「ＦＢＧ」という）からの
反射光の波長を計測・処理する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＦＢＧは光ファイバの同軸方向に形成さ
れるもので、光ファイバに応力が加わると、形成された
グレーティングピッチが変化する。この変化は光ファイ
バの温度、歪・変位、圧力、振動などの物理量に依存す
るものであり、また、この変化に応じてＦＢＧからの反
射光の波長が変化する。したがって、ＦＢＧからの反射
光の中心波長または波長の変化量を精度よく計測できれ
ば、物理量を精度よく計測することができる。
れるもので、光ファイバに応力が加わると、形成された
グレーティングピッチが変化する。この変化は光ファイ
バの温度、歪・変位、圧力、振動などの物理量に依存す
るものであり、また、この変化に応じてＦＢＧからの反
射光の波長が変化する。したがって、ＦＢＧからの反射
光の中心波長または波長の変化量を精度よく計測できれ
ば、物理量を精度よく計測することができる。
【０００３】以下、図１８を参照してＦＢＧ反射光波長
計測処理装置の従来例について説明する。広帯域の光源
部１８からの出力光（以下、「参照光」という）を光導
波部１９に導入し、光分岐部２０を介して光導波部１９
に接続されたＦＢＧ部２１に参照光が照射される。
計測処理装置の従来例について説明する。広帯域の光源
部１８からの出力光（以下、「参照光」という）を光導
波部１９に導入し、光分岐部２０を介して光導波部１９
に接続されたＦＢＧ部２１に参照光が照射される。
【０００４】ＦＢＧ部２１は特定の波長帯を反射する性
質があり、この波長帯はＦＢＧ部２１に温度変化や歪み
などが加わるとその変化に対応して変化するため、光分
岐部２０を介して戻ってきた反射光を波長計測部２２で
受光して、波長の変化を計測する。波長計測部２１はた
とえば、光スペクトラムアナライザなどが用いられてお
り、反射光を受光して光強度に対する波長強度を高分解
能で表示またはデータ値として抽出する機能を備えてい
る。
質があり、この波長帯はＦＢＧ部２１に温度変化や歪み
などが加わるとその変化に対応して変化するため、光分
岐部２０を介して戻ってきた反射光を波長計測部２２で
受光して、波長の変化を計測する。波長計測部２１はた
とえば、光スペクトラムアナライザなどが用いられてお
り、反射光を受光して光強度に対する波長強度を高分解
能で表示またはデータ値として抽出する機能を備えてい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のシステム
においては、以下のような課題がある。 ＦＢＧからの反射光は、およそ０．２〜１ｎｍ程度の
波長帯域幅を有しており、また、スペクトル形状は左右
で非対称であるため、加重平均計算などで測定ごとの中
心波長を精度よく求めるには、適切な演算区間を設ける
必要がある。
においては、以下のような課題がある。 ＦＢＧからの反射光は、およそ０．２〜１ｎｍ程度の
波長帯域幅を有しており、また、スペクトル形状は左右
で非対称であるため、加重平均計算などで測定ごとの中
心波長を精度よく求めるには、適切な演算区間を設ける
必要がある。
【０００６】ＦＢＧからの反射光強度が微弱な場合な
どに、光源ノイズなどの影響による光量ゆらぎが発生し
てきてスペクトル形状は経時的に一定でない。よって、
その波高値は常に揺らいでいる状態になるため、測定ご
とに求めた中心波長は変動し、真の中心波長を求めるこ
とは困難である。
どに、光源ノイズなどの影響による光量ゆらぎが発生し
てきてスペクトル形状は経時的に一定でない。よって、
その波高値は常に揺らいでいる状態になるため、測定ご
とに求めた中心波長は変動し、真の中心波長を求めるこ
とは困難である。
【０００７】高分解能波長計測部を装備することが前
提となっているため、精密で細かい波長ステップで必要
な波長帯域全てを走査する。このため、必然的に走査時
間を必要とし、振動など高速で変化する（以下、動的）
物理量を検出することは困難である。
提となっているため、精密で細かい波長ステップで必要
な波長帯域全てを走査する。このため、必然的に走査時
間を必要とし、振動など高速で変化する（以下、動的）
物理量を検出することは困難である。
【０００８】光源出力は、光スペクトル依存性（光強
度に対する波長依存性）が一定でないため、反射光の平
坦部分に傾きとして現れて中心波長測定に影響が出る可
能性がある。
度に対する波長依存性）が一定でないため、反射光の平
坦部分に傾きとして現れて中心波長測定に影響が出る可
能性がある。
【０００９】本発明はかかる従来の事情に対処してなさ
れたものであり、ＦＢＧ反射光波長を精度よく測定でき
る装置を提供することを目的とする。より具体的には、
以下の目的のうちの少なくとも一つを達成するものであ
る。
れたものであり、ＦＢＧ反射光波長を精度よく測定でき
る装置を提供することを目的とする。より具体的には、
以下の目的のうちの少なくとも一つを達成するものであ
る。
【００１０】（ａ）ＦＢＧ反射光の波長の中心波長を測
定ごとに精度よく計測できる装置を提供する。 （ｂ）振動など動的な物理量計測が行える装置を提供す
る。 （ｃ）光源のもつ光スペクトル依存性を補正できる手段
を提供する。 （ｄ）静的な物理量計測のみならず、動的な物理量計
測、たとえば温度と振動状態などの計測を両立可能なＦ
ＢＧ反射波長計測装置を提供する。
定ごとに精度よく計測できる装置を提供する。 （ｂ）振動など動的な物理量計測が行える装置を提供す
る。 （ｃ）光源のもつ光スペクトル依存性を補正できる手段
を提供する。 （ｄ）静的な物理量計測のみならず、動的な物理量計
測、たとえば温度と振動状態などの計測を両立可能なＦ
ＢＧ反射波長計測装置を提供する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、光ファイバブラッググレーティング素子を光ファイ
バで接続し、参照光を前記光ファイバに導入して前記光
ファイバブラッググレーティング素子で反射される反射
光の波長を計測する装置において、前記反射光に対して
特定の波長のみを選択的に透過する狭帯域フィルタ部
と、所定の波長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択
的に透過する波長を走査する波長走査制御部と、前記狭
帯域フィルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変
換する光検出処理部と、前記強度値を平滑化微分処理し
て波長による微係数値を求める平滑化微分フィルタ部
と、前記微係数値があらかじめ設定された第１の閾値以
上である領域と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも
小さくあらかじめ設定された第２の閾値以下となる領域
とで挟まれた連続するゼロレベルの平坦区間を演算区間
として設定する演算区間設定部と、前記演算区間の反射
光の強度値と走査波長の値を加重平均計算に基づいて、
前記反射光の中心波長および波長シフト量の少なくとも
一方を演算する加重平均計算処理部と、を備えたことを
特徴とする。
は、光ファイバブラッググレーティング素子を光ファイ
バで接続し、参照光を前記光ファイバに導入して前記光
ファイバブラッググレーティング素子で反射される反射
光の波長を計測する装置において、前記反射光に対して
特定の波長のみを選択的に透過する狭帯域フィルタ部
と、所定の波長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択
的に透過する波長を走査する波長走査制御部と、前記狭
帯域フィルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変
換する光検出処理部と、前記強度値を平滑化微分処理し
て波長による微係数値を求める平滑化微分フィルタ部
と、前記微係数値があらかじめ設定された第１の閾値以
上である領域と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも
小さくあらかじめ設定された第２の閾値以下となる領域
とで挟まれた連続するゼロレベルの平坦区間を演算区間
として設定する演算区間設定部と、前記演算区間の反射
光の強度値と走査波長の値を加重平均計算に基づいて、
前記反射光の中心波長および波長シフト量の少なくとも
一方を演算する加重平均計算処理部と、を備えたことを
特徴とする。
【００１２】また、請求項２に記載の発明は、光ファイ
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択的に透過する
波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィル
タ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光検
出処理部と、前記波長走査制御部によって波長を走査し
たときに前記光検出部の出力が最大となる最大点を探索
する最大点探索部と、を備え、前記最大点に対応する走
査波長の値を前記反射光の中心波長として求めるように
構成されていること、を特徴とする。
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択的に透過する
波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィル
タ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光検
出処理部と、前記波長走査制御部によって波長を走査し
たときに前記光検出部の出力が最大となる最大点を探索
する最大点探索部と、を備え、前記最大点に対応する走
査波長の値を前記反射光の中心波長として求めるように
構成されていること、を特徴とする。
【００１３】また、請求項３に記載の発明は、光ファイ
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記波長可変フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィ
ルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光
検出処理部と、前記波長走査制御部によって波長を走査
したときに前記反射光の強度値が最大となる最大点の近
傍を探索して複数個のデータを抽出するデータ抽出部
と、前記データ抽出部で抽出したデータを加重平均計算
して仮の波長中心を探索する第１の加重平均計算処理部
と、前記仮の波長中心から対称にを設定する演算区間設
定部と、前記演算区間の強度値と走査波長値から加重平
均計算処理を行って反射光の中心波長を求める第２の加
重平均計算処理部と、を備えたことを特徴とする。
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記波長可変フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィ
ルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光
検出処理部と、前記波長走査制御部によって波長を走査
したときに前記反射光の強度値が最大となる最大点の近
傍を探索して複数個のデータを抽出するデータ抽出部
と、前記データ抽出部で抽出したデータを加重平均計算
して仮の波長中心を探索する第１の加重平均計算処理部
と、前記仮の波長中心から対称にを設定する演算区間設
定部と、前記演算区間の強度値と走査波長値から加重平
均計算処理を行って反射光の中心波長を求める第２の加
重平均計算処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】また、請求項４に記載の発明は、光ファイ
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記波長可変フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィ
ルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光
検出処理部と、前記強度値を平滑化微分処理して波長に
よる微係数値を得る平滑化微分フィルタ部と、前記微係
数値があらかじめ設定された第１の閾値以上である領域
と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも小さくあらか
じめ設定された第２の閾値以下となる領域とで挟まれた
ゼロレベル点を探索するゼロレベル点探索部と、前記ゼ
ロレベル点に対する走査波長値を中心波長として求める
手段と、を備えたことを特徴とする。
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、所定の波
長の範囲内で前記波長可変フィルタ部が選択的に透過す
る波長を走査する波長走査制御部と、前記波長可変フィ
ルタ部を透過した反射光を検出して強度値に変換する光
検出処理部と、前記強度値を平滑化微分処理して波長に
よる微係数値を得る平滑化微分フィルタ部と、前記微係
数値があらかじめ設定された第１の閾値以上である領域
と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも小さくあらか
じめ設定された第２の閾値以下となる領域とで挟まれた
ゼロレベル点を探索するゼロレベル点探索部と、前記ゼ
ロレベル点に対する走査波長値を中心波長として求める
手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】また、請求項５に記載の発明は、請求項２
ないし４のいずれかに記載の光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置において、前記反
射光の波長変動値幅に前記波長可変フィルタ部の半値幅
値を加算して和を計算し、その和の半分の値を前記反射
光の波長変動範囲の中心点に対して対称に波長走査区間
を決定する手段を備えたこと、を特徴とする。
ないし４のいずれかに記載の光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置において、前記反
射光の波長変動値幅に前記波長可変フィルタ部の半値幅
値を加算して和を計算し、その和の半分の値を前記反射
光の波長変動範囲の中心点に対して対称に波長走査区間
を決定する手段を備えたこと、を特徴とする。
【００１６】また、請求項６に記載の発明は、光ファイ
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、前記波長
可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した状態に設
定する波長走査制御部と、前記波長可変フィルタ部を透
過した前記反射光の強度の変化をサンプリングで検出し
て光強度に対応した変動データに変換する光検出処理部
と、前記反射光強度の変動データを時系列のデータとす
る時系列データ処理部と、前記時系列データを解析して
振動量を求める振動量解析処理部と、を備えたこと、を
特徴とする。
バブラッググレーティング素子を光ファイバで接続し、
参照光を前記光ファイバに導入して前記光ファイバブラ
ッググレーティング素子で反射される反射光の波長を計
測する装置において、前記反射光に対して特定の波長帯
域を選択的に透過する波長可変フィルタ部と、前記波長
可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した状態に設
定する波長走査制御部と、前記波長可変フィルタ部を透
過した前記反射光の強度の変化をサンプリングで検出し
て光強度に対応した変動データに変換する光検出処理部
と、前記反射光強度の変動データを時系列のデータとす
る時系列データ処理部と、前記時系列データを解析して
振動量を求める振動量解析処理部と、を備えたこと、を
特徴とする。
【００１７】また、請求項７に記載の発明は、請求項６
に記載の光ファイバブラッググレーティング素子反射光
波長計測処理装置において、前記波長可変フィルタの片
側傾斜区間部における線形直線区間は前記反射光の波長
変動範囲を全て包括し、かつ線形直線区間の中心点を前
記反射光の中心波長値に設定する手段を備えたこと、を
特徴とする。
に記載の光ファイバブラッググレーティング素子反射光
波長計測処理装置において、前記波長可変フィルタの片
側傾斜区間部における線形直線区間は前記反射光の波長
変動範囲を全て包括し、かつ線形直線区間の中心点を前
記反射光の中心波長値に設定する手段を備えたこと、を
特徴とする。
【００１８】また、請求項８に記載の発明は、請求項６
に記載の光ファイバブラッググレーティング素子反射光
波長計測処理装置において、前記反射光を特定の範囲で
波長可変フィルタ部を走査して、得られた光強度値と走
査波長値の相関関係を関数としてあらかじめ格納してお
くメモリ部と、前記反射光の波長を測定するときに前記
メモリ部から前記関数を呼び出して、その関数を用いて
前記時系列データ処理部より得られた時系列の反射光強
度値データを時系列の波長値データに変換処理する波長
変換処理部と、を備えたこと、を特徴とする。
に記載の光ファイバブラッググレーティング素子反射光
波長計測処理装置において、前記反射光を特定の範囲で
波長可変フィルタ部を走査して、得られた光強度値と走
査波長値の相関関係を関数としてあらかじめ格納してお
くメモリ部と、前記反射光の波長を測定するときに前記
メモリ部から前記関数を呼び出して、その関数を用いて
前記時系列データ処理部より得られた時系列の反射光強
度値データを時系列の波長値データに変換処理する波長
変換処理部と、を備えたこと、を特徴とする。
【００１９】また、請求項９に記載の発明は、請求項２
ないし５のいずれかに記載の光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置において、前記波
長可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した状態に
設定する波長走査制御部と、前記波長可変フィルタ部を
透過した前記反射光の強度の変化をサンプリングで検出
して光強度に対応した変動データに変換する光検出処理
部と、前記反射光強度の変動データを時系列のデータと
する時系列データ処理部と、前記時系列データを解析し
て振動量を求める振動量解析処理部と、を備えたこと、
を特徴とする。
ないし５のいずれかに記載の光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置において、前記波
長可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した状態に
設定する波長走査制御部と、前記波長可変フィルタ部を
透過した前記反射光の強度の変化をサンプリングで検出
して光強度に対応した変動データに変換する光検出処理
部と、前記反射光強度の変動データを時系列のデータと
する時系列データ処理部と、前記時系列データを解析し
て振動量を求める振動量解析処理部と、を備えたこと、
を特徴とする。
【００２０】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１ないし９のいずれかに記載の光ファイバブラッググレ
ーティング素子反射光波長計測処理装置において、光源
の光強度に対する波長依存性に対して、波長値に対する
光強度値の逆数を関数化してあらかじめ格納しておくメ
モリ部と、前記反射光の波長を測定するときに前記メモ
リ部から前記関数を呼び出して、その関数を用いて前記
光検出処理部より得られた生データを補正する補正計算
処理部と、を備えたことを特徴とする。
１ないし９のいずれかに記載の光ファイバブラッググレ
ーティング素子反射光波長計測処理装置において、光源
の光強度に対する波長依存性に対して、波長値に対する
光強度値の逆数を関数化してあらかじめ格納しておくメ
モリ部と、前記反射光の波長を測定するときに前記メモ
リ部から前記関数を呼び出して、その関数を用いて前記
光検出処理部より得られた生データを補正する補正計算
処理部と、を備えたことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係るＦＢＧ反射光
波長計測処理装置の実施の形態を図面を用いて説明す
る。ただし、従来技術とまたは相互に共通もしくは類似
の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
波長計測処理装置の実施の形態を図面を用いて説明す
る。ただし、従来技術とまたは相互に共通もしくは類似
の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。
【００２２】［第１の実施の形態］（請求項１にほぼ対
応） 図１および図２に第１の実施の形態を示す。本実施の形
態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パラメー
タ演算（狭帯域フィルタスキャン＋平滑化微分）を行う
ものである。図１において、本実施の形態は、狭帯域フ
ィルタ部１、光検出処理部２、波長計算処理部３、波長
走査制御部４から構成されている。また、波長計算処理
部３には、平滑化微分フィルタ部５、演算区間設定部
６、加重平均計算処理部３２が含まれている。
応） 図１および図２に第１の実施の形態を示す。本実施の形
態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パラメー
タ演算（狭帯域フィルタスキャン＋平滑化微分）を行う
ものである。図１において、本実施の形態は、狭帯域フ
ィルタ部１、光検出処理部２、波長計算処理部３、波長
走査制御部４から構成されている。また、波長計算処理
部３には、平滑化微分フィルタ部５、演算区間設定部
６、加重平均計算処理部３２が含まれている。
【００２３】着目するＦＢＧからの反射光（図１８参
照）は、狭帯域フィルタ部１に入射して必要な波長のみ
が選択透過される。狭帯域フィルタ部１は、バンドパス
フィルタとも呼ばれており、機能的には干渉型の波長フ
ィルタである。波長走査制御部４は、狭帯域フィルタ部
１をＦＢＧからの反射光に対して適切な波長区間を一定
波長間隔で波長走査制御させるものである。
照）は、狭帯域フィルタ部１に入射して必要な波長のみ
が選択透過される。狭帯域フィルタ部１は、バンドパス
フィルタとも呼ばれており、機能的には干渉型の波長フ
ィルタである。波長走査制御部４は、狭帯域フィルタ部
１をＦＢＧからの反射光に対して適切な波長区間を一定
波長間隔で波長走査制御させるものである。
【００２４】狭帯域フィルタ部１を透過した反射光は、
反射光をその強度に対応した電気信号量に変換する光電
変換器や信号積分器、アナログ−ディジタル変換器など
（図示せず）から構成された光検出処理部２で検出処理
されて、反射光の光強度に対応した強度値として平滑化
微分フィルタ部５に出力される。
反射光をその強度に対応した電気信号量に変換する光電
変換器や信号積分器、アナログ−ディジタル変換器など
（図示せず）から構成された光検出処理部２で検出処理
されて、反射光の光強度に対応した強度値として平滑化
微分フィルタ部５に出力される。
【００２５】平滑化微分フィルタ部５に出力されたデー
タは、図２（ａ）に示すように、ＦＢＧ反射光波長のス
ペクトルと近似した形状を成しており、これを波長によ
り平滑化微分すると、図２（ｂ）に示す光強度データに
対する微係数値データが得られる。この微係数値データ
に対して演算区間設定部６では、図２（ｂ）に示すよう
に、あらかじめ設定した第１の閾値Ｈ以上の領域と第２
の閾値Ｌ以下の領域を探索し、これらの領域に挟まれた
領域として、反射スペクトルの平坦部のみの区間を演算
区間として決定することができる。ここで、第１の閾値
Ｈは第２の閾値Ｌよりも高く設定されている。また、平
滑化微分することで、反射光が微弱なためにスペクトル
形状が揺らいでいても、反射光データの演算区間を平坦
部に設定することができる。
タは、図２（ａ）に示すように、ＦＢＧ反射光波長のス
ペクトルと近似した形状を成しており、これを波長によ
り平滑化微分すると、図２（ｂ）に示す光強度データに
対する微係数値データが得られる。この微係数値データ
に対して演算区間設定部６では、図２（ｂ）に示すよう
に、あらかじめ設定した第１の閾値Ｈ以上の領域と第２
の閾値Ｌ以下の領域を探索し、これらの領域に挟まれた
領域として、反射スペクトルの平坦部のみの区間を演算
区間として決定することができる。ここで、第１の閾値
Ｈは第２の閾値Ｌよりも高く設定されている。また、平
滑化微分することで、反射光が微弱なためにスペクトル
形状が揺らいでいても、反射光データの演算区間を平坦
部に設定することができる。
【００２６】加重平均計算処理部３２は、演算区間設定
部６で決定した適切な演算区間からの光強度値と走査波
長値のデータを抽出して、これらを加重平均計算して反
射光の中心波長あるいは波長シフト量を求めるものであ
る。
部６で決定した適切な演算区間からの光強度値と走査波
長値のデータを抽出して、これらを加重平均計算して反
射光の中心波長あるいは波長シフト量を求めるものであ
る。
【００２７】このように構成された本実施の形態によれ
ば、ＦＢＧからの反射光が微弱で揺らいでいても、その
中心波長あるいは波長変化量を簡単かつ正確に求めるこ
とが可能である。
ば、ＦＢＧからの反射光が微弱で揺らいでいても、その
中心波長あるいは波長変化量を簡単かつ正確に求めるこ
とが可能である。
【００２８】［第２の実施の形態］（請求項２にほぼ対
応） 次に、図３および図４に第２の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題にほぼ対応し、静的パラメータ
演算（波長可変型フィルタスキャン）を行うものであ
る。図３において本実施の形態は、光検出処理部２、波
長計算処理部３、波長走査制御部４、波長可変フィルタ
部７から構成されている。また、波長計算処理部３の中
に最大点探索部８が含まれている。
応） 次に、図３および図４に第２の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題にほぼ対応し、静的パラメータ
演算（波長可変型フィルタスキャン）を行うものであ
る。図３において本実施の形態は、光検出処理部２、波
長計算処理部３、波長走査制御部４、波長可変フィルタ
部７から構成されている。また、波長計算処理部３の中
に最大点探索部８が含まれている。
【００２９】着目するＦＢＧからの反射光は、波長可変
フィルタ部７に入射して、必要な波長帯が選択透過され
る。波長可変フィルタ部７は、たとえば水晶などの施光
（光の進行方向）の波長特性を利用して偏光子の間の角
度を変えることで波長を可変とするものである。波長走
査制御部４は、波長可変フィルタ部８をＦＢＧからの反
射光に対して適切な波長区間を、一定波長間隔で波長走
査制御させるものである。
フィルタ部７に入射して、必要な波長帯が選択透過され
る。波長可変フィルタ部７は、たとえば水晶などの施光
（光の進行方向）の波長特性を利用して偏光子の間の角
度を変えることで波長を可変とするものである。波長走
査制御部４は、波長可変フィルタ部８をＦＢＧからの反
射光に対して適切な波長区間を、一定波長間隔で波長走
査制御させるものである。
【００３０】波長可変フィルタ部７を透過した反射光
は、光検出処理部２で検出処理されて最大点探索部８に
出力される。その出力データは図４（ｂ）に示すような
左右対称のピーク形状を成す。このデータの値が最大と
なる点が中心波長となるため、その点を最大点探索部８
で探索し、波長計算処理部３で探索した最大点に対する
走査波長の値を中心波長として求めるものである。この
ように構成された本実施の形態によれば、ＦＢＧからの
反射光の中心波長を簡単に正確に求めることが可能であ
る。
は、光検出処理部２で検出処理されて最大点探索部８に
出力される。その出力データは図４（ｂ）に示すような
左右対称のピーク形状を成す。このデータの値が最大と
なる点が中心波長となるため、その点を最大点探索部８
で探索し、波長計算処理部３で探索した最大点に対する
走査波長の値を中心波長として求めるものである。この
ように構成された本実施の形態によれば、ＦＢＧからの
反射光の中心波長を簡単に正確に求めることが可能であ
る。
【００３１】［第３の実施の形態］（請求項３にほぼ対
応） 次に、図５および図６に第３の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パ
ラメータ演算（波長可変フィルタスキャン−加重平均計
算方式）を行うものである。本実施の形態は、図５に示
すように、図３と類似の構成ながら、波長計算処理部３
の中で、最大点探索部８を省き、データ抽出部９、第１
の加重平均計算処理部１０、演算区間設定部１１、第２
の加重平均計算処理部３４を含んでいる。
応） 次に、図５および図６に第３の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パ
ラメータ演算（波長可変フィルタスキャン−加重平均計
算方式）を行うものである。本実施の形態は、図５に示
すように、図３と類似の構成ながら、波長計算処理部３
の中で、最大点探索部８を省き、データ抽出部９、第１
の加重平均計算処理部１０、演算区間設定部１１、第２
の加重平均計算処理部３４を含んでいる。
【００３２】データ抽出部９では、光検出処理部２より
出力された光強度データを参照して、図６（ａ）に示す
ように、値が最大となる点を探索して、最大点近傍の複
数個のデータを抽出するものである。この抽出データを
第１の加重平均計算処理部１０により、図６（ｂ）に示
した加重平均計算式で計算して仮の波長中心を求め、演
算区間設定部１１で、仮の波長中心点から対称に演算区
間を設定する。そして、設定された演算区間のデータを
第２の加重平均計算処理部３４で加重平均計算して反射
光の中心波長あるいは波長変化量を求める。
出力された光強度データを参照して、図６（ａ）に示す
ように、値が最大となる点を探索して、最大点近傍の複
数個のデータを抽出するものである。この抽出データを
第１の加重平均計算処理部１０により、図６（ｂ）に示
した加重平均計算式で計算して仮の波長中心を求め、演
算区間設定部１１で、仮の波長中心点から対称に演算区
間を設定する。そして、設定された演算区間のデータを
第２の加重平均計算処理部３４で加重平均計算して反射
光の中心波長あるいは波長変化量を求める。
【００３３】この構成によれば、反射光の光量が微弱で
反射光スペクトルのピーク点を特定するのが困難な場
合、スペクトル全体の波長強度を加重平均してその中心
点を求め、中心点を中心波長とすることで中心波長を求
めることができる。加重平均する場合、不適当な演算範
囲を設定すると重心点が正確に求まらないため、あらか
じめ仮の中心点を探索してその点から対称に演算区間を
設定しておくことで、中心波長を正確に求めることが可
能である。
反射光スペクトルのピーク点を特定するのが困難な場
合、スペクトル全体の波長強度を加重平均してその中心
点を求め、中心点を中心波長とすることで中心波長を求
めることができる。加重平均する場合、不適当な演算範
囲を設定すると重心点が正確に求まらないため、あらか
じめ仮の中心点を探索してその点から対称に演算区間を
設定しておくことで、中心波長を正確に求めることが可
能である。
【００３４】［第４の実施の形態］（請求項４にほぼ対
応） 次に、図７および図８に第４の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パ
ラメータ演算（波長可変フィルタスキャン−平滑化微分
方式）を行うものである。本実施の形態は、図７に示す
ように、図３と類似の構成ながら、波長計算処理部３の
中で、最大点探索部８を省き、平滑化微分フィルタ部
５、ゼロレベル点探索部１２を含んでいる。
応） 次に、図７および図８に第４の実施の形態を示す。本実
施の形態は、前記課題およびにほぼ対応し、静的パ
ラメータ演算（波長可変フィルタスキャン−平滑化微分
方式）を行うものである。本実施の形態は、図７に示す
ように、図３と類似の構成ながら、波長計算処理部３の
中で、最大点探索部８を省き、平滑化微分フィルタ部
５、ゼロレベル点探索部１２を含んでいる。
【００３５】図４（ｂ）に示した光強度データを平滑化
微分フィルタ部５で平滑化微分処理すると、図８に示す
微係数値データが得られる。得られた微係数値に対し
て、ゼロレベル点探索部１２は、あらかじめ設定した第
１の閾値Ｈ以上の点、および、第２の閾値Ｌ以下となる
点を探索する。ただし、第１の閾値Ｈは第２の閾値Ｌよ
りも高い値である。このようにして、閾値間のゼロレベ
ル点を求める。そして、このゼロレベル点に対する走査
波長値を中心波長として求める。微係数値のゼロとなる
点がピーク中心を示すから、ＦＢＧからの反射光の中心
波長を簡単かつ正確に求めることが可能である。
微分フィルタ部５で平滑化微分処理すると、図８に示す
微係数値データが得られる。得られた微係数値に対し
て、ゼロレベル点探索部１２は、あらかじめ設定した第
１の閾値Ｈ以上の点、および、第２の閾値Ｌ以下となる
点を探索する。ただし、第１の閾値Ｈは第２の閾値Ｌよ
りも高い値である。このようにして、閾値間のゼロレベ
ル点を求める。そして、このゼロレベル点に対する走査
波長値を中心波長として求める。微係数値のゼロとなる
点がピーク中心を示すから、ＦＢＧからの反射光の中心
波長を簡単かつ正確に求めることが可能である。
【００３６】［第５の実施の形態］（請求項５にほぼ対
応） 次に、図９に第５の実施の形態を示す。本実施の形態
は、前記課題にほぼ対応し、静的パラメータ演算（波
長走査範囲）を行うものである。本実施の形態は、第２
ないし第４の実施の形態のいずれかと同一の構成である
が、特に波長可変フィルタ部７の波長走査区間について
の制約が付加されている。
応） 次に、図９に第５の実施の形態を示す。本実施の形態
は、前記課題にほぼ対応し、静的パラメータ演算（波
長走査範囲）を行うものである。本実施の形態は、第２
ないし第４の実施の形態のいずれかと同一の構成である
が、特に波長可変フィルタ部７の波長走査区間について
の制約が付加されている。
【００３７】ＦＢＧからの反射光波長は、あらかじめ設
定された物理量変動範囲に対応してその波長値を変化さ
せる。この波長変化量を計測するために、波長可変フィ
ルタ部７を反射光波長に対して必要回数走査し、測定ご
とに得られた光強度データから中心波長を求めている
が、たとえば、波長可変フィルタ部７の波長走査範囲を
物理量変動範囲と同じに設定すると、反射光波長がその
範囲の最大、最小点近傍にあったとき、図４に示した片
側データしか得られず、これから正確に中心波長を求め
るのは困難である。
定された物理量変動範囲に対応してその波長値を変化さ
せる。この波長変化量を計測するために、波長可変フィ
ルタ部７を反射光波長に対して必要回数走査し、測定ご
とに得られた光強度データから中心波長を求めている
が、たとえば、波長可変フィルタ部７の波長走査範囲を
物理量変動範囲と同じに設定すると、反射光波長がその
範囲の最大、最小点近傍にあったとき、図４に示した片
側データしか得られず、これから正確に中心波長を求め
るのは困難である。
【００３８】このため、図９において、着目するＦＢＧ
に対してセンシングする物理量の変動範囲に対応した反
射光の波長変動値に、波長可変フィルタ部７の波長フィ
ルタ半値幅を加算して、その半分の値を反射光の波長変
動範囲の中心点に対して対称に波長走査区間として設定
する。これにより、反射光波長が計測範囲の最大、最小
点近傍にあったときでも、図４のスペクトルにおける光
強度の半分までのデータを取得することができる。これ
により、光強度データの最大点から、あるいは加重平均
計算により中心波長を正確に求めることが可能となる。
に対してセンシングする物理量の変動範囲に対応した反
射光の波長変動値に、波長可変フィルタ部７の波長フィ
ルタ半値幅を加算して、その半分の値を反射光の波長変
動範囲の中心点に対して対称に波長走査区間として設定
する。これにより、反射光波長が計測範囲の最大、最小
点近傍にあったときでも、図４のスペクトルにおける光
強度の半分までのデータを取得することができる。これ
により、光強度データの最大点から、あるいは加重平均
計算により中心波長を正確に求めることが可能となる。
【００３９】［第６の実施の形態］（請求項６にほぼ対
応） 次に、図１０および図１１に第６の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（振動を光量変化に変換）を行うものである。
図１０において、本実施の形態は、波長可変フィルタ部
７、光検出処理部２、波長走査制御部４、振動量解析処
理部１４から構成されている。また、振動量解析処理部
１４の中に時系列データ処理部１３が含まれている。
応） 次に、図１０および図１１に第６の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（振動を光量変化に変換）を行うものである。
図１０において、本実施の形態は、波長可変フィルタ部
７、光検出処理部２、波長走査制御部４、振動量解析処
理部１４から構成されている。また、振動量解析処理部
１４の中に時系列データ処理部１３が含まれている。
【００４０】着目するＦＢＧからの反射光は、波長可変
フィルタ部７に入射して必要な波長帯が選択透過され
る。波長走査制御部４では、図１１（ａ）に示すように
波長可変フィルタ部７を反射光の波長に対して固定して
設定させるものである。波長可変フィルタ部７を透過し
た反射光は、光検出処理部２において一定サンプリング
で検出され、光強度の変動に対応した強度値の変動とし
て、時系列データ処理部１３に出力され、時系列データ
として記憶あるいは記録される。ただし、ＦＢＧが複数
接続してある場合、サンプリングレートは全てのＦＢＧ
に対して一律ではなく、個々のＦＢＧについてあらかじ
め設定されるものである。
フィルタ部７に入射して必要な波長帯が選択透過され
る。波長走査制御部４では、図１１（ａ）に示すように
波長可変フィルタ部７を反射光の波長に対して固定して
設定させるものである。波長可変フィルタ部７を透過し
た反射光は、光検出処理部２において一定サンプリング
で検出され、光強度の変動に対応した強度値の変動とし
て、時系列データ処理部１３に出力され、時系列データ
として記憶あるいは記録される。ただし、ＦＢＧが複数
接続してある場合、サンプリングレートは全てのＦＢＧ
に対して一律ではなく、個々のＦＢＧについてあらかじ
め設定されるものである。
【００４１】これらの手順によれば、振動など高速に変
化する物理量に対応した時系列の光強度データを取得す
ることができる。取得した時系列データは図１１（ｂ）
に示すように、変動周期と光強度変位量の情報を有して
いる。振動量解析処理部１４は、時系列データ処理部１
３で記憶または記録した時系列データを読み出して、た
とえば振動量解析の代表例であるＦＦＴ（高速フーリエ
・コサイン・サイン変換）処理により光強度変動とその
変動周期を解析して変位量や加速度といった振動量を求
めるものである。
化する物理量に対応した時系列の光強度データを取得す
ることができる。取得した時系列データは図１１（ｂ）
に示すように、変動周期と光強度変位量の情報を有して
いる。振動量解析処理部１４は、時系列データ処理部１
３で記憶または記録した時系列データを読み出して、た
とえば振動量解析の代表例であるＦＦＴ（高速フーリエ
・コサイン・サイン変換）処理により光強度変動とその
変動周期を解析して変位量や加速度といった振動量を求
めるものである。
【００４２】［第７の実施の形態］（請求項７にほぼ対
応） 次に、図１２および図１３に第７の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（待ち受け波長設定）を行うものである。本実
施の形態は、図１０と基本的な構成要素は同一である
が、特に波長可変フィルタ部７のＦＢＧ反射光波長に対
する波長設定条件の制約が付加されている。
応） 次に、図１２および図１３に第７の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（待ち受け波長設定）を行うものである。本実
施の形態は、図１０と基本的な構成要素は同一である
が、特に波長可変フィルタ部７のＦＢＧ反射光波長に対
する波長設定条件の制約が付加されている。
【００４３】図１３において、測定場における無負荷時
のＦＢＧからの反射光の中心波長値に、波長可変フィル
タ部８の片側傾斜区間部における直線区間の中心点に設
定されるように波長走査制御部４で波長可変フィルタ７
を制御し、反射光の変動範囲が波長可変フィルタ７の片
側傾斜区間部における直線区間に全て含まれるように波
長可変フィルタ部８あるいはＦＢＧの波長変動範囲を設
定する。たとえば、ＦＢＧ中心波長１５５０ｎｍ、フィ
ルタ中心点−直線区間の中心点までの波長値１ｎｍとし
た場合、波長可変フィルタ部７のフィルタ中心波長は、
１５４９ｎｍあるいは１５５１ｎｍに設定すればよい。
のＦＢＧからの反射光の中心波長値に、波長可変フィル
タ部８の片側傾斜区間部における直線区間の中心点に設
定されるように波長走査制御部４で波長可変フィルタ７
を制御し、反射光の変動範囲が波長可変フィルタ７の片
側傾斜区間部における直線区間に全て含まれるように波
長可変フィルタ部８あるいはＦＢＧの波長変動範囲を設
定する。たとえば、ＦＢＧ中心波長１５５０ｎｍ、フィ
ルタ中心点−直線区間の中心点までの波長値１ｎｍとし
た場合、波長可変フィルタ部７のフィルタ中心波長は、
１５４９ｎｍあるいは１５５１ｎｍに設定すればよい。
【００４４】波長可変フィルタ部７を透過した反射光
は、光検出処理部２で波長変化量に対応した強度変動値
に変換処理されるが、波長可変フィルタ部７の直線区間
は通常、図１３に示すように対数直線であるから、この
対数直線の逆係数で強度変動値を補正計算処理すれば、
波長変化量に直線対応した強度変動値を取得することが
できる。更に、たとえばより計測分解能を上げたいとき
は、波長可変フィルタ部７は半値幅の広いものを用いれ
ばよい。
は、光検出処理部２で波長変化量に対応した強度変動値
に変換処理されるが、波長可変フィルタ部７の直線区間
は通常、図１３に示すように対数直線であるから、この
対数直線の逆係数で強度変動値を補正計算処理すれば、
波長変化量に直線対応した強度変動値を取得することが
できる。更に、たとえばより計測分解能を上げたいとき
は、波長可変フィルタ部７は半値幅の広いものを用いれ
ばよい。
【００４５】［第８の実施の形態］（請求項８にほぼ対
応） 次に、図１４および図１５に第８の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（光量変動を波長変動に変換）を行うものであ
る。図１４において本実施の形態は、図１０と基本的な
構成要素は類似しているが、振動量解析処理部１４の中
に、時系列データ処理部１３のほか、メモリ部１５、波
長変換処理部１６を含んでいる。
応） 次に、図１４および図１５に第８の実施の形態を示す。
本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、動的パラメ
ータ演算（光量変動を波長変動に変換）を行うものであ
る。図１４において本実施の形態は、図１０と基本的な
構成要素は類似しているが、振動量解析処理部１４の中
に、時系列データ処理部１３のほか、メモリ部１５、波
長変換処理部１６を含んでいる。
【００４６】着目する全てのＦＢＧ反射光に対して、セ
ンシングする物理量の変動範囲に対応した反射光の波長
変動範囲で波長可変フィルタ部７を必要回数走査し、図
１５に示す光強度値と走査波長値のデータを取得して、
その相関関係を関数化してあらかじめメモリ部１５に格
納しておく。関数はたとえば図１５に示してある多項式
が適用できる。
ンシングする物理量の変動範囲に対応した反射光の波長
変動範囲で波長可変フィルタ部７を必要回数走査し、図
１５に示す光強度値と走査波長値のデータを取得して、
その相関関係を関数化してあらかじめメモリ部１５に格
納しておく。関数はたとえば図１５に示してある多項式
が適用できる。
【００４７】続いて、着目するＦＢＧの振動センシング
時に、該当する関数パラメータを関メモリ部１５から呼
び出し、この関数を用いて波長変換処理部１６は光検出
処理部２より得られる強度変動データを波長変動データ
に変換処理するものである。これらの手順により、たと
えば市販されている振動計測用のＦＢＧセンサを用い
て、あらかじめ波長変化の値で設計調整された振動変位
量あるいは加速度値を直接求めることが可能となる。
時に、該当する関数パラメータを関メモリ部１５から呼
び出し、この関数を用いて波長変換処理部１６は光検出
処理部２より得られる強度変動データを波長変動データ
に変換処理するものである。これらの手順により、たと
えば市販されている振動計測用のＦＢＧセンサを用い
て、あらかじめ波長変化の値で設計調整された振動変位
量あるいは加速度値を直接求めることが可能となる。
【００４８】［第９の実施の形態］（請求項９にほぼ対
応） 次に第９の実施の形態について説明する。本実施の形態
は、前記課題、、にほぼ対応し、混合システム
（静的／動的両立システム）を実現するものである。
応） 次に第９の実施の形態について説明する。本実施の形態
は、前記課題、、にほぼ対応し、混合システム
（静的／動的両立システム）を実現するものである。
【００４９】第９の実施の形態では、第２ないし第５の
実施の形態のうちいずれか一つの構成と第６ないし第８
の実施の形態のうちいずれか一つの構成を組み合わせて
一つの測定装置に同時に含有させる。
実施の形態のうちいずれか一つの構成と第６ないし第８
の実施の形態のうちいずれか一つの構成を組み合わせて
一つの測定装置に同時に含有させる。
【００５０】たとえば、第２の実施の形態の装置（図
３、図４）において、第６の実施の形態（図１０、図１
１）の機能、即ち着目する個々のＦＢＧ反射光に対して
走査波長を固定して、反射光の強度を時間的に連続して
取得することで、ＦＢＧの波長変動の周期を算出すると
ともに、波長走査を行うことで波長シフトの量を算出す
る。
３、図４）において、第６の実施の形態（図１０、図１
１）の機能、即ち着目する個々のＦＢＧ反射光に対して
走査波長を固定して、反射光の強度を時間的に連続して
取得することで、ＦＢＧの波長変動の周期を算出すると
ともに、波長走査を行うことで波長シフトの量を算出す
る。
【００５１】これらの手順により、波長シフトの量とそ
の周期の両方を求めることが可能となり、時間的に変化
し続けること自体を測定する必要のある物理量、たとえ
ば振動計測などと静的な定常状態の計測の両方に用いる
ことが可能になる。
の周期の両方を求めることが可能となり、時間的に変化
し続けること自体を測定する必要のある物理量、たとえ
ば振動計測などと静的な定常状態の計測の両方に用いる
ことが可能になる。
【００５２】［第１０の実施の形態］（請求項１０にほ
ぼ対応） 次に、図１６および図１７に第１０の実施の形態を示
す。本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、光源補
正（光源の依存性を補正）を行うものである。図１６に
おいて本実施の形態は、メモリ部３０、補正計算処理部
１７から構成される。
ぼ対応） 次に、図１６および図１７に第１０の実施の形態を示
す。本実施の形態は、前記課題にほぼ対応し、光源補
正（光源の依存性を補正）を行うものである。図１６に
おいて本実施の形態は、メモリ部３０、補正計算処理部
１７から構成される。
【００５３】図１７において、光源のもつ光強度に対す
る波長依存性の光強度値と波長値の逆数を関数化してあ
らかじめメモリ部３０に格納しておく。この関数化は、
たとえば図１７に示すように個々のＦＢＧの波長変動範
囲に対して設定しておく。ＦＢＧを計測するときに、該
当する関数パラメータをメモリ部３０から呼び出し、こ
の関数を用いて、光検出処理部２より得られた光強度の
生データを補正計算処理部１７で補正校正計算処理す
る。これらの手順により、光源のもつ光強度の波長依存
性を補正することが可能になる。この光源補正は、上記
第１ないし第９の実施の形態のいずれにも適用すること
ができる。
る波長依存性の光強度値と波長値の逆数を関数化してあ
らかじめメモリ部３０に格納しておく。この関数化は、
たとえば図１７に示すように個々のＦＢＧの波長変動範
囲に対して設定しておく。ＦＢＧを計測するときに、該
当する関数パラメータをメモリ部３０から呼び出し、こ
の関数を用いて、光検出処理部２より得られた光強度の
生データを補正計算処理部１７で補正校正計算処理す
る。これらの手順により、光源のもつ光強度の波長依存
性を補正することが可能になる。この光源補正は、上記
第１ないし第９の実施の形態のいずれにも適用すること
ができる。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のＦＢＧ反
射光波長計測処理装置によれば、ＦＢＧ反射光の波長を
精度よく計測することができる。
射光波長計測処理装置によれば、ＦＢＧ反射光の波長を
精度よく計測することができる。
【図１】本発明に係る光ファイバブラッググレーティン
グ素子（ＦＢＧ）反射光波長計測処理装置の第１の実施
の形態のブロック図。
グ素子（ＦＢＧ）反射光波長計測処理装置の第１の実施
の形態のブロック図。
【図２】図１のＦＢＧ反射光波長計測処理装置の作用を
説明する図であって、（ａ）は図１の光検出処理部２の
出力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、（ｂ）は
図１の平滑化微分フィルタ部５の出力の波長と相対光強
度の関係を模式的に示すグラフ。
説明する図であって、（ａ）は図１の光検出処理部２の
出力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、（ｂ）は
図１の平滑化微分フィルタ部５の出力の波長と相対光強
度の関係を模式的に示すグラフ。
【図３】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置の
第２の実施の形態のブロック図。
第２の実施の形態のブロック図。
【図４】図３のＦＢＧ反射光波長計測処理装置の作用を
説明する図であって、（ａ）は図３波長可変フィルタ部
７の入力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、
（ｂ）は図３の光検出処理部２の出力の波長と相対光強
度の関係を模式的に示すグラフ。
説明する図であって、（ａ）は図３波長可変フィルタ部
７の入力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、
（ｂ）は図３の光検出処理部２の出力の波長と相対光強
度の関係を模式的に示すグラフ。
【図５】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置の
第３の実施の形態のブロック図。
第３の実施の形態のブロック図。
【図６】図５のＦＢＧ反射光波長計測処理装置の作用を
説明する図であって、（ａ）は図５の光検出処理部２の
出力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、（ｂ）は
図５の第１および第２の加重平均計算処理部１０、３４
における加重平均計算式を示す。
説明する図であって、（ａ）は図５の光検出処理部２の
出力の波長と相対光強度の関係を表すグラフ、（ｂ）は
図５の第１および第２の加重平均計算処理部１０、３４
における加重平均計算式を示す。
【図７】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置の
第４の実施の形態のブロック図。
第４の実施の形態のブロック図。
【図８】図７平滑化微分フィルタ部５の出力の波長と相
対光強度の関係を模式的に示すグラフ。
対光強度の関係を模式的に示すグラフ。
【図９】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置の
第５の実施の形態における波長可変フィルタ部７の入力
の波長と相対光強度の関係を表すグラフ。
第５の実施の形態における波長可変フィルタ部７の入力
の波長と相対光強度の関係を表すグラフ。
【図１０】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置
の第６の実施の形態のブロック図。
の第６の実施の形態のブロック図。
【図１１】図１０のＦＢＧ反射光波長計測処理装置の作
用を説明する図であって、（ａ）は図１０波長可変フィ
ルタ部７の入力の波長と相対光強度の関係を表すグラ
フ、（ｂ）は図１０の時系列データ処理部１３の出力の
相対光強度の時間変化を模式的に示すグラフ。
用を説明する図であって、（ａ）は図１０波長可変フィ
ルタ部７の入力の波長と相対光強度の関係を表すグラ
フ、（ｂ）は図１０の時系列データ処理部１３の出力の
相対光強度の時間変化を模式的に示すグラフ。
【図１２】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置
の第７の実施の形態波長可変フィルタ部７の入力の波長
と相対光強度の関係を表すグラフ。
の第７の実施の形態波長可変フィルタ部７の入力の波長
と相対光強度の関係を表すグラフ。
【図１３】第７の実施の形態における波長と相対減衰量
の関係を模式的に示すグラフ。
の関係を模式的に示すグラフ。
【図１４】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置
の第８の実施の形態のブロック図。
の第８の実施の形態のブロック図。
【図１５】図１４のＦＢＧ反射光波長計測処理装置にお
けるメモリ部１５に記憶される波長と光強度の相関関係
を示すグラフ。
けるメモリ部１５に記憶される波長と光強度の相関関係
を示すグラフ。
【図１６】本発明に係るＦＢＧ反射光波長計測処理装置
の第１０の実施の形態の要部のブロック図。
の第１０の実施の形態の要部のブロック図。
【図１７】図１６のＦＢＧ反射光波長計測処理装置にお
ける光源の光強度に対する波長依存性と校正曲線を示す
グラフ。
ける光源の光強度に対する波長依存性と校正曲線を示す
グラフ。
【図１８】従来のＦＢＧ反射光波長計測処理装置のブロ
ック図。
ック図。
１…狭帯域フィルタ部、２…光検出処理部、３…波長計
算処理部、４…波長走査制御部、５…平滑化微分フィル
タ部、６…演算区間設定部、７…波長可変フィルタ部、
８…最大点探索部、９…データ抽出部、１０…第１の加
重平均計算処理部、１１…演算区間設定部、１２…ゼロ
レベル点探索部、１３…時系列データ処理部、１４…振
動量解析処理部、１５…メモリ部、１６…波長変換処理
部、１７…補正計算処理部、１８…光源部、１９…光導
波部、２０…光分岐部、２１…ＦＢＧ部、２２…波長計
測部、３０…メモリ部、３２…加重平均計算処理部、３
４…第２の加重平均計算処理部。
算処理部、４…波長走査制御部、５…平滑化微分フィル
タ部、６…演算区間設定部、７…波長可変フィルタ部、
８…最大点探索部、９…データ抽出部、１０…第１の加
重平均計算処理部、１１…演算区間設定部、１２…ゼロ
レベル点探索部、１３…時系列データ処理部、１４…振
動量解析処理部、１５…メモリ部、１６…波長変換処理
部、１７…補正計算処理部、１８…光源部、１９…光導
波部、２０…光分岐部、２１…ＦＢＧ部、２２…波長計
測部、３０…メモリ部、３２…加重平均計算処理部、３
４…第２の加重平均計算処理部。
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フロントページの続き
(72)発明者 牧野 俊一郎
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株
式会社東芝浜川崎工場内
(72)発明者 新井 良一
神奈川県川崎市川崎区浮島町２番１号 株
式会社東芝浜川崎工場内
Claims (10)
- 【請求項１】 光ファイバブラッググレーティング素子
を光ファイバで接続し、参照光を前記光ファイバに導入
して前記光ファイバブラッググレーティング素子で反射
される反射光の波長を計測する装置において、 前記反射光に対して特定の波長のみを選択的に透過する
狭帯域フィルタ部と、 所定の波長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択的に
透過する波長を走査する波長走査制御部と、 前記狭帯域フィルタ部を透過した反射光を検出して強度
値に変換する光検出処理部と、 前記強度値を平滑化微分処理して波長による微係数値を
求める平滑化微分フィルタ部と、 前記微係数値があらかじめ設定された第１の閾値以上で
ある領域と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも小さ
くあらかじめ設定された第２の閾値以下となる領域とで
挟まれた連続するゼロレベルの平坦区間を演算区間とし
て設定する演算区間設定部と、 前記演算区間の反射光の強度値と走査波長の値を加重平
均計算に基づいて、前記反射光の中心波長および波長シ
フト量の少なくとも一方を演算する加重平均計算処理部
と、 を備えたことを特徴とする、光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項２】 光ファイバブラッググレーティング素子
を光ファイバで接続し、参照光を前記光ファイバに導入
して前記光ファイバブラッググレーティング素子で反射
される反射光の波長を計測する装置において、 前記反射光に対して特定の波長帯域を選択的に透過する
波長可変フィルタ部と、 所定の波長の範囲内で前記狭帯域フィルタ部が選択的に
透過する波長を走査する波長走査制御部と、 前記波長可変フィルタ部を透過した反射光を検出して強
度値に変換する光検出処理部と、 前記波長走査制御部によって波長を走査したときに前記
光検出部の出力が最大となる最大点を探索する最大点探
索部と、 を備え、 前記最大点に対応する走査波長の値を前記反射光の中心
波長として求めるように構成されていること、を特徴と
する、光ファイバブラッググレーティング素子反射光波
長計測処理装置。 - 【請求項３】 光ファイバブラッググレーティング素子
を光ファイバで接続し、参照光を前記光ファイバに導入
して前記光ファイバブラッググレーティング素子で反射
される反射光の波長を計測する装置において、 前記反射光に対して特定の波長帯域を選択的に透過する
波長可変フィルタ部と、 所定の波長の範囲内で前記波長可変フィルタ部が選択的
に透過する波長を走査する波長走査制御部と、 前記波長可変フィルタ部を透過した反射光を検出して強
度値に変換する光検出処理部と、 前記波長走査制御部によって波長を走査したときに前記
反射光の強度値が最大となる最大点の近傍を探索して複
数個のデータを抽出するデータ抽出部と、 前記データ抽出部で抽出したデータを加重平均計算して
仮の波長中心を探索する第１の加重平均計算処理部と、 前記仮の波長中心から対称にを設定する演算区間設定部
と、 前記演算区間の強度値と走査波長値から加重平均計算処
理を行って反射光の中心波長を求める第２の加重平均計
算処理部と、 を備えたことを特徴とする、光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項４】 光ファイバブラッググレーティング素子
を光ファイバで接続し、参照光を前記光ファイバに導入
して前記光ファイバブラッググレーティング素子で反射
される反射光の波長を計測する装置において、 前記反射光に対して特定の波長帯域を選択的に透過する
波長可変フィルタ部と、所定の波長の範囲内で前記波長
可変フィルタ部が選択的に透過する波長を走査 する波長走査制御部と、 前記波長可変フィルタ部を透過した反射光を検出して強
度値に変換する光検出処理部と、 前記強度値を平滑化微分処理して波長による微係数値を
得る平滑化微分フィルタ部と、 前記微係数値があらかじめ設定された第１の閾値以上で
ある領域と、前記微係数値が前記第１の閾値よりも小さ
くあらかじめ設定された第２の閾値以下となる領域とで
挟まれたゼロレベル点を探索するゼロレベル点探索部
と、 前記ゼロレベル点に対する走査波長値を中心波長として
求める手段と、 を備えたことを特徴とする、光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項５】 請求項２ないし４のいずれかに記載の光
ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処
理装置において、前記反射光の波長変動値幅に前記波長
可変フィルタ部の半値幅値を加算して和を計算し、その
和の半分の値を前記反射光の波長変動範囲の中心点に対
して対称に波長走査区間を決定する手段を備えたこと、
を特徴とする光ファイバブラッググレーティング素子反
射光波長計測処理装置。 - 【請求項６】 光ファイバブラッググレーティング素子
を光ファイバで接続し、参照光を前記光ファイバに導入
して前記光ファイバブラッググレーティング素子で反射
される反射光の波長を計測する装置において、 前記反射光に対して特定の波長帯域を選択的に透過する
波長可変フィルタ部と、 前記波長可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した
状態に設定する波長走査制御部と、 前記波長可変フィルタ部を透過した前記反射光の強度の
変化をサンプリングで検出して光強度に対応した変動デ
ータに変換する光検出処理部と、 前記反射光強度の変動データを時系列のデータとする時
系列データ処理部と、 前記時系列データを解析して振動量を求める振動量解析
処理部と、 を備えたこと、を特徴とする光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の光ファイバブラッググ
レーティング素子反射光波長計測処理装置において、前
記波長可変フィルタの片側傾斜区間部における線形直線
区間は前記反射光の波長変動範囲を全て包括し、かつ線
形直線区間の中心点を前記反射光の中心波長値に設定す
る手段を備えたこと、を特徴とする光ファイバブラッグ
グレーティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の光ファイバブラッググ
レーティング素子反射光波長計測処理装置において、 前記反射光を特定の範囲で波長可変フィルタ部を走査し
て、得られた光強度値と走査波長値の相関関係を関数と
してあらかじめ格納しておくメモリ部と、 前記反射光の波長を測定するときに前記メモリ部から前
記関数を呼び出して、その関数を用いて前記時系列デー
タ処理部より得られた時系列の反射光強度値データを時
系列の波長値データに変換処理する波長変換処理部と、 を備えたこと、を特徴とする光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項９】 請求項２ないし５のいずれかに記載の光
ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処
理装置において、 前記波長可変フィルタ部を前記反射光の波長に固定した
状態に設定する波長走査制御部と、 前記波長可変フィルタ部を透過した前記反射光の強度の
変化をサンプリングで検出して光強度に対応した変動デ
ータに変換する光検出処理部と、 前記反射光強度の変動データを時系列のデータとする時
系列データ処理部と、 前記時系列データを解析して振動量を求める振動量解析
処理部と、 を備えたこと、を特徴とする光ファイバブラッググレー
ティング素子反射光波長計測処理装置。 - 【請求項１０】 請求項１ないし９のいずれかに記載の
光ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測
処理装置において、 光源の光強度に対する波長依存性に対して、波長値に対
する光強度値の逆数を関数化してあらかじめ格納してお
くメモリ部と、 前記反射光の波長を測定するときに前記メモリ部から前
記関数を呼び出して、その関数を用いて前記光検出処理
部より得られた生データを補正する補正計算処理部と、 を備えたことを特徴とする光ファイバブラッググレーテ
ィング素子反射光波長計測処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053884A JP4080763B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002053884A JP4080763B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007189727A Division JP4607923B2 (ja) | 2007-07-20 | 2007-07-20 | ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置及び処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254834A true JP2003254834A (ja) | 2003-09-10 |
| JP4080763B2 JP4080763B2 (ja) | 2008-04-23 |
Family
ID=28665192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002053884A Expired - Fee Related JP4080763B2 (ja) | 2002-02-28 | 2002-02-28 | ファイバブラッググレーティング素子反射光波長計測処理装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4080763B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005315635A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ファイバブラッググレーティング物理量計測装置 |
| JP2009281792A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Ｆｂｇ光スペクトラム解析装置 |
| US20130114083A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic measurement apparatus |
| JP2017207458A (ja) * | 2016-05-21 | 2017-11-24 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Ｆｂｇを用いる物理量測定装置 |
-
2002
- 2002-02-28 JP JP2002053884A patent/JP4080763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005315635A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-11-10 | Toshiba Corp | ファイバブラッググレーティング物理量計測装置 |
| JP4660113B2 (ja) * | 2004-04-27 | 2011-03-30 | 株式会社東芝 | ファイバブラッググレーティング物理量計測装置 |
| JP2009281792A (ja) * | 2008-05-20 | 2009-12-03 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Ｆｂｇ光スペクトラム解析装置 |
| US20130114083A1 (en) * | 2011-11-09 | 2013-05-09 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic measurement apparatus |
| US9234795B2 (en) | 2011-11-09 | 2016-01-12 | Seiko Epson Corporation | Spectroscopic measurement apparatus capable of quickly measuring a spectral characteristic |
| JP2017207458A (ja) * | 2016-05-21 | 2017-11-24 | 日鐵住金溶接工業株式会社 | Ｆｂｇを用いる物理量測定装置 |
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|---|---|
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