JP2003322589A - ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 - Google Patents
ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置Info
- Publication number
- JP2003322589A JP2003322589A JP2002077200A JP2002077200A JP2003322589A JP 2003322589 A JP2003322589 A JP 2003322589A JP 2002077200 A JP2002077200 A JP 2002077200A JP 2002077200 A JP2002077200 A JP 2002077200A JP 2003322589 A JP2003322589 A JP 2003322589A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- optical
- medium
- brillouin
- measured
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 １ｍ以下の距離分解能で、クロストークがな
く、かつ、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトル幅
を広げることなく、高精度にブリルアンスペクトルの位
置に関する分布を測定する。 【解決手段】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、その一部の光を、周波数シフト、または、
変調することにより、スペクトルが所定の周波数だけシ
フトした２つの連続発振光を発生させる。これら発生光
を第１の光と第２の光とし、第１の光と第２の光を被測
定媒質中で対向して伝搬させ、第１の光と第２の光の相
対遅延時間を変化させて、その被測定媒質中の所望の位
置ｚ0Tでこの相対遅延時間をほぼゼロとすることで、他
の位置よりもその位置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的
に起こさせる。これにより、１ｍ以下の優れた空間分解
能でブリルアンスペクトル分布を測定可能となる。
く、かつ、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトル幅
を広げることなく、高精度にブリルアンスペクトルの位
置に関する分布を測定する。 【解決手段】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、その一部の光を、周波数シフト、または、
変調することにより、スペクトルが所定の周波数だけシ
フトした２つの連続発振光を発生させる。これら発生光
を第１の光と第２の光とし、第１の光と第２の光を被測
定媒質中で対向して伝搬させ、第１の光と第２の光の相
対遅延時間を変化させて、その被測定媒質中の所望の位
置ｚ0Tでこの相対遅延時間をほぼゼロとすることで、他
の位置よりもその位置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的
に起こさせる。これにより、１ｍ以下の優れた空間分解
能でブリルアンスペクトル分布を測定可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブリルアンスペク
トル（Brillouin spectrum）の空間的分布を測定するブ
リルアンスペクトル分布測定方法および装置に関する。
特に、本発明は、空間分解能を向上させた測定技術を提
供するものであって、被測定媒質の物性の空間的分布を
測定可能であるばかりでなく、被測定媒質を光ファイバ
などの光導波路としたときには、光導波路に加わった応
力による歪みや、光導波路の置かれた環境における温度
などの空間的分布、すなわち光導波路の長さに沿った分
布を測定することが可能となるため、分布センサへの応
用も可能である。
トル（Brillouin spectrum）の空間的分布を測定するブ
リルアンスペクトル分布測定方法および装置に関する。
特に、本発明は、空間分解能を向上させた測定技術を提
供するものであって、被測定媒質の物性の空間的分布を
測定可能であるばかりでなく、被測定媒質を光ファイバ
などの光導波路としたときには、光導波路に加わった応
力による歪みや、光導波路の置かれた環境における温度
などの空間的分布、すなわち光導波路の長さに沿った分
布を測定することが可能となるため、分布センサへの応
用も可能である。
【０００２】
【従来の技術】媒質にコヒーレントな単色光を入射した
とき、音響波との非線型相互作用により周波数がシフト
した後方散乱光が観測される。これをブリルアン散乱と
呼ぶ。また、この散乱光のスペクトルは、次式（１）に
示すように、ローレンツ型の形状を示す。 S b(ν) ∝ (Δνb)2 / { 4(ν−νb)2 + (Δνb)2 } （１） ここでνは入射光とブリルアン散乱光の周波数差、νb
は散乱光のスペクトル強度が最大となり、その中心でも
ある位置での周波数差（ブリルアン周波数シフトと呼
ぶ）、また、Δνbはブリルアン散乱光のスペクトルの
半値全幅である。媒質が石英系光ファイバであって、入
射光の波長が1.55μmの場合は、νb〜11GHz、Δνb〜20
MHz である。
とき、音響波との非線型相互作用により周波数がシフト
した後方散乱光が観測される。これをブリルアン散乱と
呼ぶ。また、この散乱光のスペクトルは、次式（１）に
示すように、ローレンツ型の形状を示す。 S b(ν) ∝ (Δνb)2 / { 4(ν−νb)2 + (Δνb)2 } （１） ここでνは入射光とブリルアン散乱光の周波数差、νb
は散乱光のスペクトル強度が最大となり、その中心でも
ある位置での周波数差（ブリルアン周波数シフトと呼
ぶ）、また、Δνbはブリルアン散乱光のスペクトルの
半値全幅である。媒質が石英系光ファイバであって、入
射光の波長が1.55μmの場合は、νb〜11GHz、Δνb〜20
MHz である。
【０００３】なお、上式(1)のブリルアン散乱光のスペ
クトルS b(ν)は、後述するブリルアン光増幅の光周波
数特性を示すブリルアン利得スペクトルgb(F-f )と同一
のプロファイルであるため、ここでは、以後、これら両
者ともブリルアンスペクトルと呼ぶこととする。
クトルS b(ν)は、後述するブリルアン光増幅の光周波
数特性を示すブリルアン利得スペクトルgb(F-f )と同一
のプロファイルであるため、ここでは、以後、これら両
者ともブリルアンスペクトルと呼ぶこととする。
【０００４】このブリルアンスペクトルは、光ファイバ
に加わった応力による歪みや、光ファイバの置かれた環
境の温度により変化することが知られている。例えば、
石英ガラスを材料とした光ファイバのブリルアン周波数
シフトνbは、歪みに対して、約500MHz / %、また温度
に対して、約1MHz / ℃、の依存性を示す。したがっ
て、これらの空間的な変化を、すなわち光ファイバの長
さに沿ったブリルアンスペクトルの変化を検出すること
により、光ファイバをセンサとした、歪み・温度分布測
定が実現されている。また、その測定系の空間（距離）
分解能よりも短いピッチでνbが変化している場合に
は、見かけ上、ブリルアンスペクトルの半値全幅である
Δνbが広がるため、Δνbの変化を検出することによ
り、歪み・温度などの変化幅を測定することも可能とな
っている。
に加わった応力による歪みや、光ファイバの置かれた環
境の温度により変化することが知られている。例えば、
石英ガラスを材料とした光ファイバのブリルアン周波数
シフトνbは、歪みに対して、約500MHz / %、また温度
に対して、約1MHz / ℃、の依存性を示す。したがっ
て、これらの空間的な変化を、すなわち光ファイバの長
さに沿ったブリルアンスペクトルの変化を検出すること
により、光ファイバをセンサとした、歪み・温度分布測
定が実現されている。また、その測定系の空間（距離）
分解能よりも短いピッチでνbが変化している場合に
は、見かけ上、ブリルアンスペクトルの半値全幅である
Δνbが広がるため、Δνbの変化を検出することによ
り、歪み・温度などの変化幅を測定することも可能とな
っている。
【０００５】これまで、光ファイバのブリルアンスペク
トルの空間的分布を測定可能な技術として、BOTDR（Bri
llouin optical time domain reflectometry:ブリルア
ン光時間領域反射測定法）またはBOTDA（Brillouin opt
ical time domain analysis:ブリルアン光時間領域解
析）が実現されている（文献[1] T. Horiguchi et a
l.,“Development of a distributed sensing techniqu
e using Brillouin scattering”, J. Lightwave Techn
ol., vol.13, no.7, pp.1296-1302, July 1995）。
トルの空間的分布を測定可能な技術として、BOTDR（Bri
llouin optical time domain reflectometry:ブリルア
ン光時間領域反射測定法）またはBOTDA（Brillouin opt
ical time domain analysis:ブリルアン光時間領域解
析）が実現されている（文献[1] T. Horiguchi et a
l.,“Development of a distributed sensing techniqu
e using Brillouin scattering”, J. Lightwave Techn
ol., vol.13, no.7, pp.1296-1302, July 1995）。
【０００６】BOTDRは、コヒーレントな単色光の光パル
スを光ファイバに入射し、その光パルスによって発生す
る後方ブリルアン散乱光のスペクトルを、時間の関数と
して分光測定する技術である。光パルスを入射後、後方
ブリルアン散乱光が再び入射ファイバ端に戻ってくるま
での遅延時間は、そのファイバ端から、後方ブリルアン
散乱光が発生した光ファイバ中の位置までの距離に比例
するため、光ファイバの長さ方向に沿った、ブリルアン
散乱光のスペクトル分布、すなわちブリルアンスペクト
ル分布が測定可能となる。
スを光ファイバに入射し、その光パルスによって発生す
る後方ブリルアン散乱光のスペクトルを、時間の関数と
して分光測定する技術である。光パルスを入射後、後方
ブリルアン散乱光が再び入射ファイバ端に戻ってくるま
での遅延時間は、そのファイバ端から、後方ブリルアン
散乱光が発生した光ファイバ中の位置までの距離に比例
するため、光ファイバの長さ方向に沿った、ブリルアン
散乱光のスペクトル分布、すなわちブリルアンスペクト
ル分布が測定可能となる。
【０００７】また、BOTDAも同様に、コヒーレントな単
色光の光パルスを光ファイバに入射するが、BOTDAの場
合は、入射した光パルスによって発生したブリルアン利
得を利用してブリルアンスペクトルを測定する。ブリル
アン利得は、入射光パルスよりも、ブリルアン周波数シ
フトと呼ばれる量、すなわちνbだけ、周波数がシフト
した周波数の近傍のみで発生し、その利得のスペクトル
形状は、上記BOTDRで測定する後方ブリルアン散乱光の
スペクトルと同一であることが知られている。そのた
め、光ファイバの他の端から、光パルスとの周波数差が
ほぼνbのプローブ光を入射させると、このプローブ光
は対向して伝搬する光パルスによって光増幅されるの
で、この光増幅により増加したプローブ光のパワー変化
を、その光パルスとプローブ光の周波数差を変えて測定
することにより、ブリルアンスペクトルが測定される。
色光の光パルスを光ファイバに入射するが、BOTDAの場
合は、入射した光パルスによって発生したブリルアン利
得を利用してブリルアンスペクトルを測定する。ブリル
アン利得は、入射光パルスよりも、ブリルアン周波数シ
フトと呼ばれる量、すなわちνbだけ、周波数がシフト
した周波数の近傍のみで発生し、その利得のスペクトル
形状は、上記BOTDRで測定する後方ブリルアン散乱光の
スペクトルと同一であることが知られている。そのた
め、光ファイバの他の端から、光パルスとの周波数差が
ほぼνbのプローブ光を入射させると、このプローブ光
は対向して伝搬する光パルスによって光増幅されるの
で、この光増幅により増加したプローブ光のパワー変化
を、その光パルスとプローブ光の周波数差を変えて測定
することにより、ブリルアンスペクトルが測定される。
【０００８】光増幅されたプローブ光が、光パルス入射
ファイバ端で測定されるまでの遅延時間は、プローブ光
が光パルスとで出会い、光増幅される光ファイバ中の位
置までの距離に比例するため、プローブ光の光増幅によ
るパワー変化を、上記BOTDRのときと同様に、時間の関
数として測定することにより、光ファイバの長さ方向に
沿った、ブリルアンスペクトルの分布が測定可能とな
る。
ファイバ端で測定されるまでの遅延時間は、プローブ光
が光パルスとで出会い、光増幅される光ファイバ中の位
置までの距離に比例するため、プローブ光の光増幅によ
るパワー変化を、上記BOTDRのときと同様に、時間の関
数として測定することにより、光ファイバの長さ方向に
沿った、ブリルアンスペクトルの分布が測定可能とな
る。
【０００９】しかしながら、BOTDRまたはBOTDAの距離分
解能Δzrtdは光パルス幅Tで制限されるもので、次式
（２）で与えられる。 Δzrtd = vT / 2 （２） ここでvは、光ファイバ中の光速であり、約2×108m/sで
ある。たとえば、T=1μsのとき、Δzrtd =100mとなる。
これよりも距離分解能を良くするためには、光パルス幅
Tをさらに細くし、また光信号の受信系の帯域Bを1/T以
上に広げる必要があるが、このとき、BOTDRまたはBOTDA
で検出する光信号強度は、光パルス幅Tに比例して減少
し、さらに、受信系の雑音が帯域Bの拡大とともに増加
するため、信号パワーと雑音パワーの比であるS/Nが劣
化する。
解能Δzrtdは光パルス幅Tで制限されるもので、次式
（２）で与えられる。 Δzrtd = vT / 2 （２） ここでvは、光ファイバ中の光速であり、約2×108m/sで
ある。たとえば、T=1μsのとき、Δzrtd =100mとなる。
これよりも距離分解能を良くするためには、光パルス幅
Tをさらに細くし、また光信号の受信系の帯域Bを1/T以
上に広げる必要があるが、このとき、BOTDRまたはBOTDA
で検出する光信号強度は、光パルス幅Tに比例して減少
し、さらに、受信系の雑音が帯域Bの拡大とともに増加
するため、信号パワーと雑音パワーの比であるS/Nが劣
化する。
【００１０】加えて、測定されるブリルアンスペクトル
は、光ファイバに入射する光パルスのスペクトルと上式
(1)のスペクトルとの重ね合わせ積分となるため、その
半値全幅は、Δνb + (2/T ) に広がる。ちなみに、前
述のように、Δνb =20MHzとすると、Δzrtd =100m, 1m
のとき、それぞれ、Δνb + (2/T )=22MHz, 220MHz、と
なる。すなわち、距離分解能を100mから1mに向上させた
とき、測定されるブリルアンスペクトルの半値全幅は10
倍広がり、その中心周波数であるブリルアン周波数シフ
トを精度良く測定することが困難となる。
は、光ファイバに入射する光パルスのスペクトルと上式
(1)のスペクトルとの重ね合わせ積分となるため、その
半値全幅は、Δνb + (2/T ) に広がる。ちなみに、前
述のように、Δνb =20MHzとすると、Δzrtd =100m, 1m
のとき、それぞれ、Δνb + (2/T )=22MHz, 220MHz、と
なる。すなわち、距離分解能を100mから1mに向上させた
とき、測定されるブリルアンスペクトルの半値全幅は10
倍広がり、その中心周波数であるブリルアン周波数シフ
トを精度良く測定することが困難となる。
【００１１】さらに、ブリルアンスペクトルの半値全幅
が、光パルスのスペクトルの半値全幅で殆ど決定されて
しまうため、ブリルアンスペクトルの半値全幅の変化量
から、Δzrtd よりも短いピッチで変化するブリルアン
周波数シフトの変化幅を測定することも困難となる。
が、光パルスのスペクトルの半値全幅で殆ど決定されて
しまうため、ブリルアンスペクトルの半値全幅の変化量
から、Δzrtd よりも短いピッチで変化するブリルアン
周波数シフトの変化幅を測定することも困難となる。
【００１２】このような理由から、これまでのBOTDRお
よびBOTDAの距離分解能は、実効上、1m程度が限界であ
った。
よびBOTDAの距離分解能は、実効上、1m程度が限界であ
った。
【００１３】これに対し、最近、位相変調(Phase Modul
ation)された連続光(Continuous Wave)を使用して、ブ
リルアンスペクトルの分布を測定する方法が提案された
（文献[2] K. Hotate and T. Hasegawa,“Measurement
of Brillouin Gain Spectrum Distribution along an
Optical Fiber Using a Correlation-Based Technique
− Proposal, Experiment and Simulation −”, IEICE
TRANS. ELECTRON., vol.E83-C, no.3, pp.405-412, Ma
rch 2000）。この方法（以後PMCW(Phase Modulation Co
ntinuous Wave)法と略称することとする）では、被測定
光ファイバのブリルアンスペクトル幅よりも狭い発振線
幅を有するコヒーレントな連続光を、所定の周波数で位
相変調し、その位相変調された連続光を２分岐し、分岐
された一方の光を周波数シフトさせてポンプ光を生成
し、そのポンプ光を光ファイバの一端から入射させる。
さらに、他方の分岐された光をプローブ光とし、そのプ
ローブ光を光ファイバの他端から入射させる。ポンプ光
とプローブ光の位相の相関は、両光が光ファイバ中で出
会う位置によって異なり、相関が高い位置では、ブリル
アン利得が大きくなり、相関が低い位置では、ブリルア
ン利得は小さくなる。
ation)された連続光(Continuous Wave)を使用して、ブ
リルアンスペクトルの分布を測定する方法が提案された
（文献[2] K. Hotate and T. Hasegawa,“Measurement
of Brillouin Gain Spectrum Distribution along an
Optical Fiber Using a Correlation-Based Technique
− Proposal, Experiment and Simulation −”, IEICE
TRANS. ELECTRON., vol.E83-C, no.3, pp.405-412, Ma
rch 2000）。この方法（以後PMCW(Phase Modulation Co
ntinuous Wave)法と略称することとする）では、被測定
光ファイバのブリルアンスペクトル幅よりも狭い発振線
幅を有するコヒーレントな連続光を、所定の周波数で位
相変調し、その位相変調された連続光を２分岐し、分岐
された一方の光を周波数シフトさせてポンプ光を生成
し、そのポンプ光を光ファイバの一端から入射させる。
さらに、他方の分岐された光をプローブ光とし、そのプ
ローブ光を光ファイバの他端から入射させる。ポンプ光
とプローブ光の位相の相関は、両光が光ファイバ中で出
会う位置によって異なり、相関が高い位置では、ブリル
アン利得が大きくなり、相関が低い位置では、ブリルア
ン利得は小さくなる。
【００１４】その相関が高い位置は周期的に複数個現れ
るが、位相変調の変調周波数fmおよび、ポンプ光とプロ
ーブ光の相対遅延時間を適当に選ぶことにより、光ファ
イバ中で一箇所のみ、相関を高くすることが可能であ
る。そこで、ポンプ光の中心周波数とプローブ光の中心
周波数の周波数差を、光ファイバのブリルアン周波数シ
フトの近傍で掃引すると、相関が高くなる位置で、ブリ
ルアン利得が選択的に大きくなるため、このブリルアン
利得により光増幅されたプローブ光のパワー変化を測定
することにより、相関が高くなる位置におけるブリルア
ンスペクトルを測定することができる。さらに、相関が
高くなる位置は、位相変調の変調周波数fmにより変えら
れるため、ブリルアンスペクトルの分布測定が実現され
る。
るが、位相変調の変調周波数fmおよび、ポンプ光とプロ
ーブ光の相対遅延時間を適当に選ぶことにより、光ファ
イバ中で一箇所のみ、相関を高くすることが可能であ
る。そこで、ポンプ光の中心周波数とプローブ光の中心
周波数の周波数差を、光ファイバのブリルアン周波数シ
フトの近傍で掃引すると、相関が高くなる位置で、ブリ
ルアン利得が選択的に大きくなるため、このブリルアン
利得により光増幅されたプローブ光のパワー変化を測定
することにより、相関が高くなる位置におけるブリルア
ンスペクトルを測定することができる。さらに、相関が
高くなる位置は、位相変調の変調周波数fmにより変えら
れるため、ブリルアンスペクトルの分布測定が実現され
る。
【００１５】位相変調信号を、m sin(2πfmt)、とする
と、PMCW法の距離分解能は次式（３）で与えられる。 Δzrpm = (Δνb / fm) / (v / 2πmfm) （３） 一例として、v = 2×108m/s、Δνb = 20MHz、fm = 7.5
MHz、 mfm = 360MHz、とすると、Δzrpm = 25cmを得
る。
と、PMCW法の距離分解能は次式（３）で与えられる。 Δzrpm = (Δνb / fm) / (v / 2πmfm) （３） 一例として、v = 2×108m/s、Δνb = 20MHz、fm = 7.5
MHz、 mfm = 360MHz、とすると、Δzrpm = 25cmを得
る。
【００１６】なお、上記のPMCW法で測定される、相関が
最大となる点におけるブリルアンスペクトルの幅は、上
記のように距離分解能を高くしても、BOTDRやBOTDAのよ
うに広がることはない。それは、ブリルアン散乱の元と
なる、ポンプ光とプローブ光のビート信号のスペクトル
は、両光の相関が最大となる位置においては広がらず、
デルタ関数状となるからである。PMCW法はこのような特
長を有するため、BOTDRやBOTDAに比べて、高距離分解能
化を容易に達成できる。
最大となる点におけるブリルアンスペクトルの幅は、上
記のように距離分解能を高くしても、BOTDRやBOTDAのよ
うに広がることはない。それは、ブリルアン散乱の元と
なる、ポンプ光とプローブ光のビート信号のスペクトル
は、両光の相関が最大となる位置においては広がらず、
デルタ関数状となるからである。PMCW法はこのような特
長を有するため、BOTDRやBOTDAに比べて、高距離分解能
化を容易に達成できる。
【００１７】以上のように、上述のPMCW法は非常に優れ
た方法であるが、以下に示す少なくとも２つの解決すべ
き課題を有している。
た方法であるが、以下に示す少なくとも２つの解決すべ
き課題を有している。
【００１８】第１の課題は、分布測定におけるクロスト
ークの発生である。上記のようにポンプ光とプローブ光
の位相相関を光ファイバ中の一点において選択的に高く
できるが、その一点を除いた他の位置における位相相関
は完全にはゼロでなく、また無視できない値を有するた
めに、分布測定におけるクロストークが発生し、測定位
置のブリルアンスペクトルと、漏れ込んだ他の個所のブ
リルアンスペクトルとの区別が困難となる。
ークの発生である。上記のようにポンプ光とプローブ光
の位相相関を光ファイバ中の一点において選択的に高く
できるが、その一点を除いた他の位置における位相相関
は完全にはゼロでなく、また無視できない値を有するた
めに、分布測定におけるクロストークが発生し、測定位
置のブリルアンスペクトルと、漏れ込んだ他の個所のブ
リルアンスペクトルとの区別が困難となる。
【００１９】第２の課題は、ブリルアンスペクトルの周
波数軸上の拡散である。上述の説明では、PMCW法で測定
されるブリルアンスペクトルの幅は、高距離分解能測定
を行ったときにおいても広がらないとした。しかし、そ
れは、ポンプ光とプローブ光の位相相関が高くなる一点
のみであり、その位置から離れるに従い、位相相関は徐
々に低下し、それとともに両光のビートスペクトル、す
なわちそれを反映したブリルアンスペクトルは広がって
ゆく。従って、上式(3)によって定まる距離分解能の範
囲においても、ブリルアンスペクトルの幅は一定値Δν
bではなく、最大その数倍程度まで増加している。ブリ
ルアンスペクトルの中心周波数であるブリルアン周波数
シフトの分布を測定する応用では、このブリルアンスペ
クトルの幅の増加は問題とならない。しかし上述した、
距離分解能よりも短いピッチでブリルアン周波数シフト
νbが変化しているときに観測されるブリルアンスペク
トル幅Δνbの変化量を利用したセンサへの応用では、
この位相相関が低下することによるブリルアンスペクト
ル幅の増加が問題となる。
波数軸上の拡散である。上述の説明では、PMCW法で測定
されるブリルアンスペクトルの幅は、高距離分解能測定
を行ったときにおいても広がらないとした。しかし、そ
れは、ポンプ光とプローブ光の位相相関が高くなる一点
のみであり、その位置から離れるに従い、位相相関は徐
々に低下し、それとともに両光のビートスペクトル、す
なわちそれを反映したブリルアンスペクトルは広がって
ゆく。従って、上式(3)によって定まる距離分解能の範
囲においても、ブリルアンスペクトルの幅は一定値Δν
bではなく、最大その数倍程度まで増加している。ブリ
ルアンスペクトルの中心周波数であるブリルアン周波数
シフトの分布を測定する応用では、このブリルアンスペ
クトルの幅の増加は問題とならない。しかし上述した、
距離分解能よりも短いピッチでブリルアン周波数シフト
νbが変化しているときに観測されるブリルアンスペク
トル幅Δνbの変化量を利用したセンサへの応用では、
この位相相関が低下することによるブリルアンスペクト
ル幅の増加が問題となる。
【００２０】このような課題の解決法として、逆畳み込
み積分を行う方法が提案されている（前述の文献
[2]）。すなわち、上記第１の課題に関しては、測定さ
れたブリルアンスペクトル分布に対して、光ファイバの
長さ方向に関する逆畳み込み積分を計算機を使用して行
うことにより、クロストークを除去する方法が提案され
ている。また、上記第２の課題に関しては、測定された
ブリルアンスペクトル分布に対して、周波数に関する逆
畳み込み積分を計算機を使用して行うことにより、本来
のブリルアンスペクトル幅を再生させる方法が提案され
ている。しかしながら、このような計算機を使用した信
号処理技術は一定の効果が得られるものの、雑音などの
影響を受けた多数の測定データを使用して数値計算処理
を行うため、処理データの発散など、予期せぬ結果を得
ることがあり、問題の本質的な解決には至っていない。
み積分を行う方法が提案されている（前述の文献
[2]）。すなわち、上記第１の課題に関しては、測定さ
れたブリルアンスペクトル分布に対して、光ファイバの
長さ方向に関する逆畳み込み積分を計算機を使用して行
うことにより、クロストークを除去する方法が提案され
ている。また、上記第２の課題に関しては、測定された
ブリルアンスペクトル分布に対して、周波数に関する逆
畳み込み積分を計算機を使用して行うことにより、本来
のブリルアンスペクトル幅を再生させる方法が提案され
ている。しかしながら、このような計算機を使用した信
号処理技術は一定の効果が得られるものの、雑音などの
影響を受けた多数の測定データを使用して数値計算処理
を行うため、処理データの発散など、予期せぬ結果を得
ることがあり、問題の本質的な解決には至っていない。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
光パルスを使用した従来のBOTDRやBOTDAでは、距離分解
能が1m程度が実効上の限界であった。また、この限界を
打ち破るものとして提案された、従来のPMCW法は、1m以
下の距離分解能が実現可能ではあるが、測定位置とその
他の位置のブリルアンスペクトルのクロストークの問題
や、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトル幅を再生
できないという問題を、複雑な数値処理をしないと解決
できなかった。
光パルスを使用した従来のBOTDRやBOTDAでは、距離分解
能が1m程度が実効上の限界であった。また、この限界を
打ち破るものとして提案された、従来のPMCW法は、1m以
下の距離分解能が実現可能ではあるが、測定位置とその
他の位置のブリルアンスペクトルのクロストークの問題
や、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトル幅を再生
できないという問題を、複雑な数値処理をしないと解決
できなかった。
【００２２】本発明は、上記のような従来技術での課題
を解決するためになされたもので、その目的は、1m以下
の距離分解能で、クロストークがなく、かつ、被測定媒
質の本来のブリルアンスペクトル幅を広げることなく、
高精度にブリルアンスペクトルの位置に関する分布を測
定することができるブリルアンスペクトル分布測定方法
および装置を提供することにある。
を解決するためになされたもので、その目的は、1m以下
の距離分解能で、クロストークがなく、かつ、被測定媒
質の本来のブリルアンスペクトル幅を広げることなく、
高精度にブリルアンスペクトルの位置に関する分布を測
定することができるブリルアンスペクトル分布測定方法
および装置を提供することにある。
【００２３】さらに、本発明の付随する目的は、ブリル
アンスペクトルの温度あるいは歪み依存性を利用した、
光ファイバの長さ方向に沿った温度あるいは歪み分布の
高距離分解能で、かつ高精度な測定が可能となるように
図ることにある。
アンスペクトルの温度あるいは歪み依存性を利用した、
光ファイバの長さ方向に沿った温度あるいは歪み分布の
高距離分解能で、かつ高精度な測定が可能となるように
図ることにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、被測定媒質のブリルアンスペクトル幅
以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、その連続発振光の一部の光を、周波数シフ
ト、または、変調することにより、互いのスペクトルの
中心周波数が上記被測定媒質のブリルアン周波数シフト
程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、この２つ
の光を、被測定媒質中で対向して伝搬させ、可変光遅延
器により、この２つの光の相対遅延時間を被測定媒質中
の所望の位置でほぼゼロとすることにより、他の位置よ
りもその所望の位置でブリルアン光増幅を効率的に発生
させることを可能とした。
に、本発明では、被測定媒質のブリルアンスペクトル幅
以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、その連続発振光の一部の光を、周波数シフ
ト、または、変調することにより、互いのスペクトルの
中心周波数が上記被測定媒質のブリルアン周波数シフト
程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、この２つ
の光を、被測定媒質中で対向して伝搬させ、可変光遅延
器により、この２つの光の相対遅延時間を被測定媒質中
の所望の位置でほぼゼロとすることにより、他の位置よ
りもその所望の位置でブリルアン光増幅を効率的に発生
させることを可能とした。
【００２５】すなわち、本発明の請求項１のブリルアン
スペクトル分布測定方法は、被測定媒質のブリルアンス
ペクトル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな
連続発振光を、または、該連続発振光の一部の光を、周
波数シフト、または、変調することにより、互いのスペ
クトルの中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波
数シフト程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、
これらを第１の光と第２の光とし、該第１の光と該第２
の光を被測定媒質中で対向して伝搬させ、該第１の光と
該第２の光の相対遅延時間を変化させて、前記被測定媒
質中の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間をほぼゼロとす
ることにより、他の位置よりも該所望の位置ｚ0Tでブリ
ルアン光増幅を効率的に起こさせ、前記第１の光のスペ
クトルの中心周波数と、前記第２の光のスペクトルの中
心周波数の差を変化させて、前記被測定媒質から出射し
た第１あるいは第２の光の、前記ブリルアン光増幅によ
って変化した光パワーを測定することにより、前記所望
の位置ｚ0Tにおけるブリルアンスペクトルを測定するこ
とを特徴とする。
スペクトル分布測定方法は、被測定媒質のブリルアンス
ペクトル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな
連続発振光を、または、該連続発振光の一部の光を、周
波数シフト、または、変調することにより、互いのスペ
クトルの中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波
数シフト程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、
これらを第１の光と第２の光とし、該第１の光と該第２
の光を被測定媒質中で対向して伝搬させ、該第１の光と
該第２の光の相対遅延時間を変化させて、前記被測定媒
質中の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間をほぼゼロとす
ることにより、他の位置よりも該所望の位置ｚ0Tでブリ
ルアン光増幅を効率的に起こさせ、前記第１の光のスペ
クトルの中心周波数と、前記第２の光のスペクトルの中
心周波数の差を変化させて、前記被測定媒質から出射し
た第１あるいは第２の光の、前記ブリルアン光増幅によ
って変化した光パワーを測定することにより、前記所望
の位置ｚ0Tにおけるブリルアンスペクトルを測定するこ
とを特徴とする。
【００２６】また、本発明の請求項２のブリルアンスペ
クトル分布測定方法は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を、または、該連続発振光の一部の光を、周波数
シフト、または、変調することにより、互いのスペクト
ルの中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波数シ
フト程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、これ
らを第１の光と第２の光とし、前記被測定媒質とブリル
アンスペクトルが既知である参照媒質とを光学的に接続
した複合媒質を形成して、該複合媒質中で前記第１の光
と前記第２の光を対向して伝搬させ、該第１の光と該第
２の光の相対遅延時間を変化させて、前記被測定媒質中
の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間をほぼゼロとするこ
とにより、他の位置よりも該所望の位置ｚ0Tでブリルア
ン光増幅を効率的に起こさせ、前記第１の光のスペクト
ルの中心周波数と、前記第２の光のスペクトルの中心周
波数の差νcを変化させて、前記被測定媒質から出射し
た前記第１の光あるいは前記第２の光の、前記ブリルア
ン光増幅によって変化した光パワーを測定することによ
り、前記所望の位置ｚ0Tにおいて前記相対遅延時間をほ
ぼゼロとしたときのブリルアンスペクトルPT(νc)を測
定し、かつ、前記第１の光と前記第２の光との相対遅延
時間、または前記第１の光と前記第２の光の一部の光と
の相対遅延時間を変化させて、前記参照媒質中の位置ｚ
0Rで、該相対遅延時間をほぼゼロとすることにより、他
の位置よりも該位置ｚ0Rでブリルアン光増幅を効率的に
起こさせ、前記第１の光のスペクトルの中心周波数と、
前記第２の光のスペクトルの中心周波数の差νcを変化
させて、前記複合媒質から出射した第１あるいは第２の
光の、前記位置ｚ0Rでのブリルアン光増幅によって変化
した光パワーを測定することにより、前記位置ｚ0Rにお
いて前記相対遅延時間をほぼゼロとしたときのブリルア
ンスペクトルPR(νc)を測定し、測定した前記ブリルア
ンスペクトルPT(ν c)と測定した前記ブリルアンスペク
トルPR(νc)の関係を利用して、前記所望の位置ｚ0Tに
おける補正されたブリルアンスペクトルを求めることを
特徴とする。
クトル分布測定方法は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を、または、該連続発振光の一部の光を、周波数
シフト、または、変調することにより、互いのスペクト
ルの中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波数シ
フト程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、これ
らを第１の光と第２の光とし、前記被測定媒質とブリル
アンスペクトルが既知である参照媒質とを光学的に接続
した複合媒質を形成して、該複合媒質中で前記第１の光
と前記第２の光を対向して伝搬させ、該第１の光と該第
２の光の相対遅延時間を変化させて、前記被測定媒質中
の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間をほぼゼロとするこ
とにより、他の位置よりも該所望の位置ｚ0Tでブリルア
ン光増幅を効率的に起こさせ、前記第１の光のスペクト
ルの中心周波数と、前記第２の光のスペクトルの中心周
波数の差νcを変化させて、前記被測定媒質から出射し
た前記第１の光あるいは前記第２の光の、前記ブリルア
ン光増幅によって変化した光パワーを測定することによ
り、前記所望の位置ｚ0Tにおいて前記相対遅延時間をほ
ぼゼロとしたときのブリルアンスペクトルPT(νc)を測
定し、かつ、前記第１の光と前記第２の光との相対遅延
時間、または前記第１の光と前記第２の光の一部の光と
の相対遅延時間を変化させて、前記参照媒質中の位置ｚ
0Rで、該相対遅延時間をほぼゼロとすることにより、他
の位置よりも該位置ｚ0Rでブリルアン光増幅を効率的に
起こさせ、前記第１の光のスペクトルの中心周波数と、
前記第２の光のスペクトルの中心周波数の差νcを変化
させて、前記複合媒質から出射した第１あるいは第２の
光の、前記位置ｚ0Rでのブリルアン光増幅によって変化
した光パワーを測定することにより、前記位置ｚ0Rにお
いて前記相対遅延時間をほぼゼロとしたときのブリルア
ンスペクトルPR(νc)を測定し、測定した前記ブリルア
ンスペクトルPT(ν c)と測定した前記ブリルアンスペク
トルPR(νc)の関係を利用して、前記所望の位置ｚ0Tに
おける補正されたブリルアンスペクトルを求めることを
特徴とする。
【００２７】また、本発明の請求項３のブリルアンスペ
クトル分布測定装置は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する光源と、該連続発振光を分岐して第２
１の光と第２２の光を出力する光分岐器と、該第２１の
光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望の値に変化
させる可変光遅延器と、前記光源の出力光、または該出
力光を分岐した前記第２１の光、または前記第２２の光
を、光周波数軸上で所定の量だけシフトさせた光を発生
させる光周波数変換器と、前記第２１の光と前記第２２
の光から、前記可変光遅延器と前記光周波数変換器によ
って発生させた、所望の相対遅延時間を有し、かつ前記
被測定媒質のブリルアン周波数シフト程度だけ互いの中
心周波数が離れたスペクトルを有する２つの光を、それ
ぞれ第１の光と第２の光としたとき、該第１の光および
該第２の光が前記被測定媒質中で対向して伝搬するよう
に、前記第１の光および前記第２の光を、前記被測定媒
質中に入射させ、前記被測定媒質を伝搬後、該被測定媒
質から出力する前記第１の光または前記第２の光の少な
くとも一部を取り出す光学的手段と、該光学的手段によ
り取り出された光のパワーを検出する光検出手段と、前
記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の相
対遅延時間がほぼゼロとなる前記被測定媒質中の位置を
変化させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第１
の光のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペク
トルの中心周波数との差νcを変化させることにより得
られる前記光検出手段の出力データを基に前記被測定媒
質のブリルアンスペクトル分布を測定するデータ処理手
段とを有することを特徴とする。
クトル分布測定装置は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する光源と、該連続発振光を分岐して第２
１の光と第２２の光を出力する光分岐器と、該第２１の
光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望の値に変化
させる可変光遅延器と、前記光源の出力光、または該出
力光を分岐した前記第２１の光、または前記第２２の光
を、光周波数軸上で所定の量だけシフトさせた光を発生
させる光周波数変換器と、前記第２１の光と前記第２２
の光から、前記可変光遅延器と前記光周波数変換器によ
って発生させた、所望の相対遅延時間を有し、かつ前記
被測定媒質のブリルアン周波数シフト程度だけ互いの中
心周波数が離れたスペクトルを有する２つの光を、それ
ぞれ第１の光と第２の光としたとき、該第１の光および
該第２の光が前記被測定媒質中で対向して伝搬するよう
に、前記第１の光および前記第２の光を、前記被測定媒
質中に入射させ、前記被測定媒質を伝搬後、該被測定媒
質から出力する前記第１の光または前記第２の光の少な
くとも一部を取り出す光学的手段と、該光学的手段によ
り取り出された光のパワーを検出する光検出手段と、前
記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の相
対遅延時間がほぼゼロとなる前記被測定媒質中の位置を
変化させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第１
の光のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペク
トルの中心周波数との差νcを変化させることにより得
られる前記光検出手段の出力データを基に前記被測定媒
質のブリルアンスペクトル分布を測定するデータ処理手
段とを有することを特徴とする。
【００２８】また、本発明の請求項４のブリルアンスペ
クトル分布測定装置は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する光源と、該連続発振光を分岐して第２
１の光と第２２の光を出力する光分岐器と、該第２１の
光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望の値に変化
させる可変光遅延器と、前記光源の出力光、または該出
力光を分岐した前記第２１の光、または前記第２２の光
を、光周波数軸上で所定の量だけシフトさせた光を発生
させる光周波数変換器と、前記被測定媒質とブリルアン
スペクトルが既知である参照媒質とを光学的に接続する
ことにより形成した複合媒質と、前記第２１の光と前記
第２２の光から、前記可変光遅延器と前記光周波数変換
器によって発生させた、所望の相対遅延時間を有し、か
つ、前記複合媒質のブリルアン周波数シフト程度だけ互
いの中心周波数が離れたスペクトルを有する２つの光
を、それぞれ第１の光と第２の光としたとき、該第１の
光および該第２の光が前記複合媒質中で対向して伝搬す
るように、前記第１の光および前記第２の光を、前記複
合媒質中に入射させ、前記複合媒質を伝搬後、該複合媒
質から出力する前記第１の光または前記第２の光の少な
くとも一部を取り出す光学的手段と、該光学的手段によ
り取り出された光のパワーを検出する光検出手段と、前
記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の相
対的遅延時間がほぼゼロとなる複合媒質中の位置を変化
させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第１の光
のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペクトル
の中心周波数との差νcを変化させることにより、前記
被測定媒質中の位置ｚ0Tおよび前記参照媒質中の位置
ｚ0 Rにおいて、前記第１の光と前記第２の光の相対的遅
延時間をほぼゼロとしたときのブリルアンスペクトル
を、前記光検出手段の出力データを基に測定し、該測定
したそれぞれのブリルアンスペクトルを、PT(νc)およ
びPR(νc)としたとき、該PT(νc)と該PR(νc)の関係を
利用して、前記位置ｚ0Tにおける補正されたブリルアン
スペクトルを求め、前記被測定媒質のブリルアンスペク
トル分布を測定するデータ処理手段とを有することを特
徴とする。
クトル分布測定装置は、被測定媒質のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する光源と、該連続発振光を分岐して第２
１の光と第２２の光を出力する光分岐器と、該第２１の
光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望の値に変化
させる可変光遅延器と、前記光源の出力光、または該出
力光を分岐した前記第２１の光、または前記第２２の光
を、光周波数軸上で所定の量だけシフトさせた光を発生
させる光周波数変換器と、前記被測定媒質とブリルアン
スペクトルが既知である参照媒質とを光学的に接続する
ことにより形成した複合媒質と、前記第２１の光と前記
第２２の光から、前記可変光遅延器と前記光周波数変換
器によって発生させた、所望の相対遅延時間を有し、か
つ、前記複合媒質のブリルアン周波数シフト程度だけ互
いの中心周波数が離れたスペクトルを有する２つの光
を、それぞれ第１の光と第２の光としたとき、該第１の
光および該第２の光が前記複合媒質中で対向して伝搬す
るように、前記第１の光および前記第２の光を、前記複
合媒質中に入射させ、前記複合媒質を伝搬後、該複合媒
質から出力する前記第１の光または前記第２の光の少な
くとも一部を取り出す光学的手段と、該光学的手段によ
り取り出された光のパワーを検出する光検出手段と、前
記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の相
対的遅延時間がほぼゼロとなる複合媒質中の位置を変化
させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第１の光
のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペクトル
の中心周波数との差νcを変化させることにより、前記
被測定媒質中の位置ｚ0Tおよび前記参照媒質中の位置
ｚ0 Rにおいて、前記第１の光と前記第２の光の相対的遅
延時間をほぼゼロとしたときのブリルアンスペクトル
を、前記光検出手段の出力データを基に測定し、該測定
したそれぞれのブリルアンスペクトルを、PT(νc)およ
びPR(νc)としたとき、該PT(νc)と該PR(νc)の関係を
利用して、前記位置ｚ0Tにおける補正されたブリルアン
スペクトルを求め、前記被測定媒質のブリルアンスペク
トル分布を測定するデータ処理手段とを有することを特
徴とする。
【００２９】ここで、好ましくは、前記光学的手段は、
前記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、
前記被測定媒質の片端から他端に達した前記第２の光ま
たは前記第１の光を反射させて再び該片端に向けて該被
測定媒質を伝搬させるための光反射器と、前記光合流器
の出力である合流した前記第１の光と前記第２の光とを
前記被測定媒質の前記片端から入射し、かつ該片端から
出射する前記第２の光または前記第１の光を前記光検出
手段側へ導く光分岐器とを含む。
前記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、
前記被測定媒質の片端から他端に達した前記第２の光ま
たは前記第１の光を反射させて再び該片端に向けて該被
測定媒質を伝搬させるための光反射器と、前記光合流器
の出力である合流した前記第１の光と前記第２の光とを
前記被測定媒質の前記片端から入射し、かつ該片端から
出射する前記第２の光または前記第１の光を前記光検出
手段側へ導く光分岐器とを含む。
【００３０】また、好ましくは、前記光学的手段は、前
記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、前
記複合媒質の片端から他端に達した第２の光または前記
第１の光を反射させて再び該片端に向けて該複合媒質を
伝搬させるための光反射器と、前記光合流器の出力であ
る合流した前記第１の光と前記第２の光とを前記複合媒
質の前記片端から入射し、かつ該片端から出射する前記
第２の光または前記第１の光を前記光検出手段側へ導く
光分岐器とを含む。
記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、前
記複合媒質の片端から他端に達した第２の光または前記
第１の光を反射させて再び該片端に向けて該複合媒質を
伝搬させるための光反射器と、前記光合流器の出力であ
る合流した前記第１の光と前記第２の光とを前記複合媒
質の前記片端から入射し、かつ該片端から出射する前記
第２の光または前記第１の光を前記光検出手段側へ導く
光分岐器とを含む。
【００３１】また、好ましくは、前記可変光遅延器で遅
延された前記第２１の光を周波数fS Dの変調信号で変調
して出力する第１の光変調器と、前記光検出手段の出力
電気信号を、周波数fSDの前記変調信号と同期して検波
するための同期検波受信器とを更に有する。
延された前記第２１の光を周波数fS Dの変調信号で変調
して出力する第１の光変調器と、前記光検出手段の出力
電気信号を、周波数fSDの前記変調信号と同期して検波
するための同期検波受信器とを更に有する。
【００３２】また、好ましくは、前記可変光遅延器に置
き換えて、前記光分岐器からの一方の出力光である前記
第２１の光を分岐するための第２の光分岐器と、該第２
の光分岐器の一方の出力光を入力し、その遅所望の位置
ｚ0T延量を変化させて出力する、遅延量可変の第１の可
変光遅延器と、該第１の可変光遅延器により遅延量を変
化させた光を入力し、それを周波数fSD1の変調信号で変
調して出力する第１の光変調器と、前記第２の光分岐器
の他方の出力光を入力し、その遅延量を変化させて出力
する、遅延量可変の第２の可変光遅延器と、該第２の可
変光遅延器により遅延量を変化させた光を入力し、それ
を周波数fSD2 (≠ fSD1)の変調信号で変調して出力する
第２の光変調器と、前記第１の光変調器の出力光と、前
記第２の光変調器の出力光とを合流して第１の光として
出力する光合流器とを有し、かつ、前記光検出手段の出
力電気信号を、周波数fSD1、fSD2の前記変調信号と同期
して検波するための同期検波受信器を有する。
き換えて、前記光分岐器からの一方の出力光である前記
第２１の光を分岐するための第２の光分岐器と、該第２
の光分岐器の一方の出力光を入力し、その遅所望の位置
ｚ0T延量を変化させて出力する、遅延量可変の第１の可
変光遅延器と、該第１の可変光遅延器により遅延量を変
化させた光を入力し、それを周波数fSD1の変調信号で変
調して出力する第１の光変調器と、前記第２の光分岐器
の他方の出力光を入力し、その遅延量を変化させて出力
する、遅延量可変の第２の可変光遅延器と、該第２の可
変光遅延器により遅延量を変化させた光を入力し、それ
を周波数fSD2 (≠ fSD1)の変調信号で変調して出力する
第２の光変調器と、前記第１の光変調器の出力光と、前
記第２の光変調器の出力光とを合流して第１の光として
出力する光合流器とを有し、かつ、前記光検出手段の出
力電気信号を、周波数fSD1、fSD2の前記変調信号と同期
して検波するための同期検波受信器を有する。
【００３３】また、好ましくは、前記光学的手段は、前
記第２の光または前記第１の光は通過させて前記光検出
手段に導き、他の波長の光は遮断する光フィルタを含
む。
記第２の光または前記第１の光は通過させて前記光検出
手段に導き、他の波長の光は遮断する光フィルタを含
む。
【００３４】
【発明の実施の形態】（本発明の原理と作用）本発明の
具体的な実施形態を説明する前に、本発明をより理解し
易くするため、本発明の原理および作用について説明す
る。
具体的な実施形態を説明する前に、本発明をより理解し
易くするため、本発明の原理および作用について説明す
る。
【００３５】本発明では、前述したように、被測定媒質
のブリルアンスペクトル幅以上の広い線幅を有するイン
コヒーレントな連続発振光を使用するが、その原理の理
解を容易にするために、はじめに、連続発振光として単
色光を使用したときの光ファイバ中のブリルアン光増幅
について説明する。
のブリルアンスペクトル幅以上の広い線幅を有するイン
コヒーレントな連続発振光を使用するが、その原理の理
解を容易にするために、はじめに、連続発振光として単
色光を使用したときの光ファイバ中のブリルアン光増幅
について説明する。
【００３６】図１に示したように、光ファイバの一端か
ら第１の光を、他端から第２の光を入射する。また、光
の伝搬方向は、z軸で表す。今、両光は周波数Fおよびf
( ただし、F > f とする)、伝搬定数はKおよびkの単色
光であり、第１の光は、+z方向に、第２の光は、−z方
向に伝搬しているものとすると、それぞれ光の電界は、
E1 exp[ i (2πFt - Kz )] および、E2 exp[ i (2πft
+ kz )] で表される。このとき、光ファイバ中には、
電歪効果により周波数が、F-f、である音響波が誘起さ
れ、その波は、第１の光と第２の光のビート信号に比例
し、E1 E2 * exp{ i [2π(F-f )t - (K + k ) z ]} で表
される。ただし、ここで比例係数は簡単のために省略し
た（以後同様とする）。また＊は複素共役を表す。
ら第１の光を、他端から第２の光を入射する。また、光
の伝搬方向は、z軸で表す。今、両光は周波数Fおよびf
( ただし、F > f とする)、伝搬定数はKおよびkの単色
光であり、第１の光は、+z方向に、第２の光は、−z方
向に伝搬しているものとすると、それぞれ光の電界は、
E1 exp[ i (2πFt - Kz )] および、E2 exp[ i (2πft
+ kz )] で表される。このとき、光ファイバ中には、
電歪効果により周波数が、F-f、である音響波が誘起さ
れ、その波は、第１の光と第２の光のビート信号に比例
し、E1 E2 * exp{ i [2π(F-f )t - (K + k ) z ]} で表
される。ただし、ここで比例係数は簡単のために省略し
た（以後同様とする）。また＊は複素共役を表す。
【００３７】光ファイバ中の音響波の速度をVaとする
と、次式（４）の位相整合条件を満足するとき、効率的
に音響波が発生する。 K + k = 2π(F-f ) / Va （４） 式(4)を満足する周波数差、F-f をνbとすると、これを
ブリルアン周波数シフトと呼称する。この周波数がνb
である音響波は光弾性効果により、光ファイバの屈折率
をその長さ方向に変調するため、第１の光と同じ方向
（+z方向）に進み、かつそのピッチがVa / (F-f ) であ
る回折格子が光ファイバ中に瞬時的に形成されたことに
なる。この移動する回折格子により、周波数Fの第１の
光の一部は、周波数F-fだけドップラーシフトを受けて
後方散乱され、周波数fの光となって第２の光に重畳さ
れる。これは、見方を変えると、第２の光は第１の光に
よって増幅されたことになる。これをブリルアン光増幅
という。
と、次式（４）の位相整合条件を満足するとき、効率的
に音響波が発生する。 K + k = 2π(F-f ) / Va （４） 式(4)を満足する周波数差、F-f をνbとすると、これを
ブリルアン周波数シフトと呼称する。この周波数がνb
である音響波は光弾性効果により、光ファイバの屈折率
をその長さ方向に変調するため、第１の光と同じ方向
（+z方向）に進み、かつそのピッチがVa / (F-f ) であ
る回折格子が光ファイバ中に瞬時的に形成されたことに
なる。この移動する回折格子により、周波数Fの第１の
光の一部は、周波数F-fだけドップラーシフトを受けて
後方散乱され、周波数fの光となって第２の光に重畳さ
れる。これは、見方を変えると、第２の光は第１の光に
よって増幅されたことになる。これをブリルアン光増幅
という。
【００３８】ブリルアン光増幅のより詳しい理論の教え
るところによれば、ブリルアン光増幅の利得係数は、F-
fが、νbを中心とした±Δνb / 2 の範囲にあるとき大
きくなり、そのプロファイル（ブリルアン利得スペクト
ル）は次式（５）で与えられるローレンツ型を示す。 gb(F-f )= g0 (Δνb)2 / { 4 [(F-f )−νb]2 + (Δνb)2 } （５） ここでg0は、F-f =νb、としたときのブリルアン光増幅
の利得係数のピーク値、Δνbは、前述したようにブリ
ルアンスペクトルの半値全幅である。前述したように、
上式(5)によるブリルアン利得スペクトルと、上式(1)に
よるブリルアン散乱光のスペクトルは同一のプロファイ
ルを有している。また、光ファイバが石英ガラス製のと
き、光源の波長を1.55μmとすると、νb〜11GHz、Δνb
〜20MHzであることも既に説明した。
るところによれば、ブリルアン光増幅の利得係数は、F-
fが、νbを中心とした±Δνb / 2 の範囲にあるとき大
きくなり、そのプロファイル（ブリルアン利得スペクト
ル）は次式（５）で与えられるローレンツ型を示す。 gb(F-f )= g0 (Δνb)2 / { 4 [(F-f )−νb]2 + (Δνb)2 } （５） ここでg0は、F-f =νb、としたときのブリルアン光増幅
の利得係数のピーク値、Δνbは、前述したようにブリ
ルアンスペクトルの半値全幅である。前述したように、
上式(5)によるブリルアン利得スペクトルと、上式(1)に
よるブリルアン散乱光のスペクトルは同一のプロファイ
ルを有している。また、光ファイバが石英ガラス製のと
き、光源の波長を1.55μmとすると、νb〜11GHz、Δνb
〜20MHzであることも既に説明した。
【００３９】次に、以上説明した単色光を使用したとき
のブリルアン光増幅の理論を基にして、本発明によると
ころの、被測定媒質のブリルアンスペクトル幅Δνb以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光を
使用したときのブリルアン光増幅について説明する。
今、本発明で使用する連続発振光のスペクトルの一例
を、図２に示す。ここで、第１の光と第２の光は共に同
一の連続発振光源（図５〜図１０の符号１を参照）から
得たものであり、そのスペクトルの半値全幅はともにΔ
νS ( >Δνb) とする。ただし、周波数シフタあるい
は光変調器などの光周波数変換器によって、それぞれの
スペクトルの中心周波数、Fcおよびfc は、νc = Fc -
fc だけの差をもたせるものとする。また、その周波数
差、νcは、光周波数変換器により可変であるとする。
のブリルアン光増幅の理論を基にして、本発明によると
ころの、被測定媒質のブリルアンスペクトル幅Δνb以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光を
使用したときのブリルアン光増幅について説明する。
今、本発明で使用する連続発振光のスペクトルの一例
を、図２に示す。ここで、第１の光と第２の光は共に同
一の連続発振光源（図５〜図１０の符号１を参照）から
得たものであり、そのスペクトルの半値全幅はともにΔ
νS ( >Δνb) とする。ただし、周波数シフタあるい
は光変調器などの光周波数変換器によって、それぞれの
スペクトルの中心周波数、Fcおよびfc は、νc = Fc -
fc だけの差をもたせるものとする。また、その周波数
差、νcは、光周波数変換器により可変であるとする。
【００４０】まず、第１の光の周波数Fの電界成分E1(F
)と、第２の光の周波数fの成分E2(f)だけについて考え
る。このときは、単色光の場合と同様に考えることがで
きるため、F-f 〜νbのとき、E1(F )の一部は、音響波
（振幅∝E1(F ) E2* (f )）により、E2 (f )に変換され
る。また、E1(F ' )（ただし、F ' ≠F ）と、E2(f )だ
けについて考える場合においても同様に、E1(F ' )の一
部は、音響波（振幅∝E1(F ' ) E2* (f )）により、E2
(f )に変換される。ただし、本発明では連続発振光源と
してインコヒーレントな光源を使用するため、E1(F )と
E1(F ' )は統計的に独立である。その結果、｜E2 (f )
｜2 の増分、δ｜E2 (f )｜2 は次式（６）で表わさ
れるように、それぞれの増分の電力加算で与えられる。 δ｜E2 (f )｜2、∝ (｜E1 (F )｜2 + ｜E1 (F ' )｜2 ) ｜E2 (f )｜2 （６）
)と、第２の光の周波数fの成分E2(f)だけについて考え
る。このときは、単色光の場合と同様に考えることがで
きるため、F-f 〜νbのとき、E1(F )の一部は、音響波
（振幅∝E1(F ) E2* (f )）により、E2 (f )に変換され
る。また、E1(F ' )（ただし、F ' ≠F ）と、E2(f )だ
けについて考える場合においても同様に、E1(F ' )の一
部は、音響波（振幅∝E1(F ' ) E2* (f )）により、E2
(f )に変換される。ただし、本発明では連続発振光源と
してインコヒーレントな光源を使用するため、E1(F )と
E1(F ' )は統計的に独立である。その結果、｜E2 (f )
｜2 の増分、δ｜E2 (f )｜2 は次式（６）で表わさ
れるように、それぞれの増分の電力加算で与えられる。 δ｜E2 (f )｜2、∝ (｜E1 (F )｜2 + ｜E1 (F ' )｜2 ) ｜E2 (f )｜2 （６）
【００４１】したがって、同様の考察を繰り返すことに
より、第２の光の電力成分、｜E2 (f )｜2のブリルアン
光増幅には、電力が、｜E1 (F )E2*(f ) ｜2（ただしF
は第１の光源の任意の周波数）に比例する全ての音響波
が寄与することになる。その音響波の周波数はおよそ、
νc -ΔνS からνc +ΔνSまでの広い範囲に分布す
る。しかし、効率的にブリルアン光増幅が起きる帯域
は、前述のように、νb -(Δνb/2) からνb + (Δνb/
2) までの狭い範囲である。したがって、図２に示した
ような広い線幅のインコヒーレントな連続発振光を使用
したときのブリルアン光増幅の利得のピーク値は、単色
連続光を使用したときの値に、上記のブリルアン光増幅
の帯域、Δνbと、誘起された音響波の帯域、2ΔνSと
の比である、Δνb / (2ΔνS)を乗じたものとなる。ち
なみに、Δνb = 20MHz、2ΔνS = 2GHzを想定すると、
この比は、1/100となり、大幅に利得係数が減少するこ
とがわかる。
より、第２の光の電力成分、｜E2 (f )｜2のブリルアン
光増幅には、電力が、｜E1 (F )E2*(f ) ｜2（ただしF
は第１の光源の任意の周波数）に比例する全ての音響波
が寄与することになる。その音響波の周波数はおよそ、
νc -ΔνS からνc +ΔνSまでの広い範囲に分布す
る。しかし、効率的にブリルアン光増幅が起きる帯域
は、前述のように、νb -(Δνb/2) からνb + (Δνb/
2) までの狭い範囲である。したがって、図２に示した
ような広い線幅のインコヒーレントな連続発振光を使用
したときのブリルアン光増幅の利得のピーク値は、単色
連続光を使用したときの値に、上記のブリルアン光増幅
の帯域、Δνbと、誘起された音響波の帯域、2ΔνSと
の比である、Δνb / (2ΔνS)を乗じたものとなる。ち
なみに、Δνb = 20MHz、2ΔνS = 2GHzを想定すると、
この比は、1/100となり、大幅に利得係数が減少するこ
とがわかる。
【００４２】また、音響波の周波数範囲は広いため、第
１の光と第２の光の中心周波数差、νc = Fc - fc を、
ブリルアン利得が最大となる周波数であるブリルアン周
波数シフトνbから多少変化させても、ブリルアン利得
の変化は少ない。したがって、ブリルアンスペクトルは
半値全幅が、2ΔνS程度までひろがった非常に広いもの
となることも理解できる。
１の光と第２の光の中心周波数差、νc = Fc - fc を、
ブリルアン利得が最大となる周波数であるブリルアン周
波数シフトνbから多少変化させても、ブリルアン利得
の変化は少ない。したがって、ブリルアンスペクトルは
半値全幅が、2ΔνS程度までひろがった非常に広いもの
となることも理解できる。
【００４３】さらに、以上のブリルアン利得は、光ファ
イバ中の位置に依存せずに得られる。この特徴は、次に
説明する、別のブリルアン利得の特徴と大きく異なり、
後に明らかになるように本発明において重要な特徴の１
つである。
イバ中の位置に依存せずに得られる。この特徴は、次に
説明する、別のブリルアン利得の特徴と大きく異なり、
後に明らかになるように本発明において重要な特徴の１
つである。
【００４４】以上のブリルアン利得（これをgIとする）
を導出するにあたり、第１の光および第２の光は、同一
の光源の出力光を、光周波数変換器により、周波数シフ
トあるいは光変調して得たものであるとした。しかし、
実際には、上記の導出過程からも分かるように、第１の
光と第２の光を、独立な別の光源から得た場合でも、ブ
リルアン利得、gI、については同一の結果を得る。実
は、本発明のように、第１の光と第２の光を同一の光源
から得、その周波数がシフトされている場合には、上記
ブリルアン利得、gIに加え,、新たな利得、gIIが現れる
のである。gIIの源は、同一の周波数を持つ、複数の音
響波の各位相が揃って重なることにより、大きな振幅の
音響波が形成されることによる。
を導出するにあたり、第１の光および第２の光は、同一
の光源の出力光を、光周波数変換器により、周波数シフ
トあるいは光変調して得たものであるとした。しかし、
実際には、上記の導出過程からも分かるように、第１の
光と第２の光を、独立な別の光源から得た場合でも、ブ
リルアン利得、gI、については同一の結果を得る。実
は、本発明のように、第１の光と第２の光を同一の光源
から得、その周波数がシフトされている場合には、上記
ブリルアン利得、gIに加え,、新たな利得、gIIが現れる
のである。gIIの源は、同一の周波数を持つ、複数の音
響波の各位相が揃って重なることにより、大きな振幅の
音響波が形成されることによる。
【００４５】今、先に、gIを導出したときと同様に、第
１の光の周波数Fの電界成分E1(F )と第２の光の周波数f
の成分E2(f )によって誘起された音響波（振幅∝E1(F )
E2* (f )）を考える。ただし、今回は、F-f=νcである
複数の音響波に着目する。第1の光と第２の光は、同一
光源から得られたものであり、お互いの周波数をシフト
させただけのものであるので、第１の光と第２の光の相
対遅延時間がゼロとなる光ファイバ中の位置（以後、こ
の位置を位置z0Tと呼ぶ）では、E1(F )とE2(f )の位相
は同期している。したがって、それらから誘起された、
周波数νcの複数の音響波は、位置z0Tでは、位相が全て
揃って重なるため、その振幅は大きくなる。このように
重なり合った周波数νcの音響波の振幅は、以下の式
（７）に、比例する。 ∫E1(F ) E2* (f ) df =∫E1(f +νc) E2* (f ) df = ｜E1｜｜E2｜{∫｜ES(F )｜2 dF / ｜ES｜2 } = ｜E1｜｜E2｜ （７）
１の光の周波数Fの電界成分E1(F )と第２の光の周波数f
の成分E2(f )によって誘起された音響波（振幅∝E1(F )
E2* (f )）を考える。ただし、今回は、F-f=νcである
複数の音響波に着目する。第1の光と第２の光は、同一
光源から得られたものであり、お互いの周波数をシフト
させただけのものであるので、第１の光と第２の光の相
対遅延時間がゼロとなる光ファイバ中の位置（以後、こ
の位置を位置z0Tと呼ぶ）では、E1(F )とE2(f )の位相
は同期している。したがって、それらから誘起された、
周波数νcの複数の音響波は、位置z0Tでは、位相が全て
揃って重なるため、その振幅は大きくなる。このように
重なり合った周波数νcの音響波の振幅は、以下の式
（７）に、比例する。 ∫E1(F ) E2* (f ) df =∫E1(f +νc) E2* (f ) df = ｜E1｜｜E2｜{∫｜ES(F )｜2 dF / ｜ES｜2 } = ｜E1｜｜E2｜ （７）
【００４６】ここで、｜ES(F) ｜2 は第１の光と第２
の光の元となった光源１のパワースペクトル密度であ
る。また、｜E1｜2、｜E2｜2 および ｜ES｜2は、そ
れぞれ、第１の光、第２の光、および元の光源の全パワ
ーであり、次式（８．１）、（８．２）、（８．３）で
与えられる。 ｜E1｜2 = ∫｜E1 (F )｜2 dF （８．１） ｜E2｜2 = ∫｜E2 (f )｜2 df （８．２） ｜ES｜2 = ∫｜ES (F )｜2 dF （８．３）
の光の元となった光源１のパワースペクトル密度であ
る。また、｜E1｜2、｜E2｜2 および ｜ES｜2は、そ
れぞれ、第１の光、第２の光、および元の光源の全パワ
ーであり、次式（８．１）、（８．２）、（８．３）で
与えられる。 ｜E1｜2 = ∫｜E1 (F )｜2 dF （８．１） ｜E2｜2 = ∫｜E2 (f )｜2 df （８．２） ｜ES｜2 = ∫｜ES (F )｜2 dF （８．３）
【００４７】したがって、上式（７）に比例した振幅を
もつ音響波により、第１の光が周波数がシフトして後方
に散乱され、第２の光に加わる。さらに計算を進める
と、最終的にこの第２の光のパワーの増分は次式（９）
で与えられることがわかる。 δ｜E2｜2∝｜E1｜｜E2｜∫E1(f +νc) E2* (f ) df = ｜E1｜2｜E2｜2 （９） 式(９)は、ブリルアン光増幅に第１の光の全パワー ｜
E1｜2 が寄与していることを示している。すなわち、
この場合のブリルアン利得 gII は、gI のように減
少することなく、単色光を使用したときと同じとなる。
ただし、注意すべきは、以上のgIIは第１の光と第２の
光の相対遅延時間がゼロとなる光ファイバ中の位置z0T
でのみ実現されることである。位置z0Tから、距離zだけ
離れた位置では、周波数の違いから、E1 (F )とE2 (f )
の位相差は、次式（１０）となる。 2π(F−Fc )z/v + 2π(f−fc )z/v = 2π(F−Fc )(2z/v) （１０）
もつ音響波により、第１の光が周波数がシフトして後方
に散乱され、第２の光に加わる。さらに計算を進める
と、最終的にこの第２の光のパワーの増分は次式（９）
で与えられることがわかる。 δ｜E2｜2∝｜E1｜｜E2｜∫E1(f +νc) E2* (f ) df = ｜E1｜2｜E2｜2 （９） 式(９)は、ブリルアン光増幅に第１の光の全パワー ｜
E1｜2 が寄与していることを示している。すなわち、
この場合のブリルアン利得 gII は、gI のように減
少することなく、単色光を使用したときと同じとなる。
ただし、注意すべきは、以上のgIIは第１の光と第２の
光の相対遅延時間がゼロとなる光ファイバ中の位置z0T
でのみ実現されることである。位置z0Tから、距離zだけ
離れた位置では、周波数の違いから、E1 (F )とE2 (f )
の位相差は、次式（１０）となる。 2π(F−Fc )z/v + 2π(f−fc )z/v = 2π(F−Fc )(2z/v) （１０）
【００４８】ここで、vは、光ファイバ中の光速であ
る。この位相差を考慮すると、上式（７）は以下の式
（１１）のように修正される。 ∫E1(f +νc) E2* (f ) exp[ i 2π(F−Fc )(2z/v) ] df = ｜E1｜｜E2｜γ(2z/v) （１１）
る。この位相差を考慮すると、上式（７）は以下の式
（１１）のように修正される。 ∫E1(f +νc) E2* (f ) exp[ i 2π(F−Fc )(2z/v) ] df = ｜E1｜｜E2｜γ(2z/v) （１１）
【００４９】ここで、
γ(2z/v) = ∫｜ES(F)｜2 exp[ i 2π(F−Fc)(2z/v)] dF / ｜ES｜2} （１２）
は、干渉計測などにおいて重要な役割を果たす光源の干
渉性を表す関数、コヒーレンス関数と一致する。すなわ
ち、音響波の振幅の大きさは、光源のコヒーレンス関数
に比例することが分かる。以上の結果から、さらに上式
（９）は以下の式（１３）ように修正される。 δ｜E2｜2 ∝｜γ(2z/v)｜2 ｜E1｜2｜E2｜2 （１３）
渉性を表す関数、コヒーレンス関数と一致する。すなわ
ち、音響波の振幅の大きさは、光源のコヒーレンス関数
に比例することが分かる。以上の結果から、さらに上式
（９）は以下の式（１３）ように修正される。 δ｜E2｜2 ∝｜γ(2z/v)｜2 ｜E1｜2｜E2｜2 （１３）
【００５０】一般に、｜γ(2z/v)｜2は、z = 0のとき、
１であり、｜z｜が大きくなるにつれ急速にゼロに近付
くという性質を有する。すなわち、ブリルアン利得 g
IIは、単色光使用時と同じく大きな値となるが、それが
得られる位置は、第１の光と第２の光の相対遅延時間が
ゼロとなる光ファイバ中の位置z0Tの近傍に限られるこ
とがわかる。本発明はこの特徴を積極的に活用し、第１
の光と第２の光の相対遅延時間を可変光遅延器を使用し
て変化させることにより、光ファイバ中の任意の位置の
ブリルアンスペクトルを測定するものである。このと
き、gIによるブリルアンスペクトルも重畳されて測定さ
れるが、前述のように、gIによるブリルアンスペクトル
は非常に広帯域であり、第１の光と第２の光の周波数差
の違いによる変化は少ないため、測定されるブリルアン
スペクトルから、gII に基づくものだけを抽出するこ
とは比較的容易である。
１であり、｜z｜が大きくなるにつれ急速にゼロに近付
くという性質を有する。すなわち、ブリルアン利得 g
IIは、単色光使用時と同じく大きな値となるが、それが
得られる位置は、第１の光と第２の光の相対遅延時間が
ゼロとなる光ファイバ中の位置z0Tの近傍に限られるこ
とがわかる。本発明はこの特徴を積極的に活用し、第１
の光と第２の光の相対遅延時間を可変光遅延器を使用し
て変化させることにより、光ファイバ中の任意の位置の
ブリルアンスペクトルを測定するものである。このと
き、gIによるブリルアンスペクトルも重畳されて測定さ
れるが、前述のように、gIによるブリルアンスペクトル
は非常に広帯域であり、第１の光と第２の光の周波数差
の違いによる変化は少ないため、測定されるブリルアン
スペクトルから、gII に基づくものだけを抽出するこ
とは比較的容易である。
【００５１】以上では、詳細な計算過程は省略して、本
発明の原理のエッセンスのみを説明した。しかし、線幅
の広い光源を使用するための、第１の光の周波数と第２
の光の周波数との組み合わせは多数あり、一見、上述し
たgIおよびgII 以外の利得も存在するかのように考え
られる。そこで、本発明者らは厳密な解析を行い、gIお
よびgII 以外の大きな利得は存在しないことを以下の
説明で明らかにするとともに、本発明によるブリルアン
スペクトル分布測定方法および装置におけるブリルアン
光増幅を表す、以下の（１４．１）〜（１４．３）に示
す、簡潔な方程式を導いた。 d｜E2｜2 / dz = −( gI + gII ) ｜E1｜2 ｜E2｜2 （１４．１） gI = g0 (Δνb+ 2ΔνS) (Δνb) / {4 (νc−νb)2 + (Δνb+ 2ΔνS)2 } （１４．２） gII = ｜γ(2z/v)｜2 g0 (Δνb)2 / { 4(νc−νb)2 + (Δνb)2 } （１４．３） ここで、ブリルアン周波数シフトνbは、前述したよう
に、歪みまたは温度などにより変化するため、明示的に
は書いていないが、位置の関数である。
発明の原理のエッセンスのみを説明した。しかし、線幅
の広い光源を使用するための、第１の光の周波数と第２
の光の周波数との組み合わせは多数あり、一見、上述し
たgIおよびgII 以外の利得も存在するかのように考え
られる。そこで、本発明者らは厳密な解析を行い、gIお
よびgII 以外の大きな利得は存在しないことを以下の
説明で明らかにするとともに、本発明によるブリルアン
スペクトル分布測定方法および装置におけるブリルアン
光増幅を表す、以下の（１４．１）〜（１４．３）に示
す、簡潔な方程式を導いた。 d｜E2｜2 / dz = −( gI + gII ) ｜E1｜2 ｜E2｜2 （１４．１） gI = g0 (Δνb+ 2ΔνS) (Δνb) / {4 (νc−νb)2 + (Δνb+ 2ΔνS)2 } （１４．２） gII = ｜γ(2z/v)｜2 g0 (Δνb)2 / { 4(νc−νb)2 + (Δνb)2 } （１４．３） ここで、ブリルアン周波数シフトνbは、前述したよう
に、歪みまたは温度などにより変化するため、明示的に
は書いていないが、位置の関数である。
【００５２】なお、光源のスペクトル形状を、半値全幅
がΔνSのローレンツ型とすると、次式（１５）とな
る。 ｜γ(2z/v)｜2 = exp{−2πΔνS｜2z/v｜} （１５）
がΔνSのローレンツ型とすると、次式（１５）とな
る。 ｜γ(2z/v)｜2 = exp{−2πΔνS｜2z/v｜} （１５）
【００５３】前述したように、位置z0T（z = 0）では｜
γ｜2 = 1であるが、z0Tから離れるに従い急速にゼロに
近付く。そこで、｜γ｜2 = 0.5となるz0Tの両側の点間
の距離を、本発明の分布測定における距離分解能Δzrと
すると、Δzrは次式（１６）で与えられる（図３参
照）。 Δzr = 0.11 v /ΔνS （１６） 上式(１４．１)が示すように、本発明による測定法で
は、２種類のブリルアン光増幅の利得 gI と gIIが測
定される。両利得は、第１の光と第２の光の中心周波数
の差νc を変化させたときの、第２の光の信号パワー
の変化から測定可能である。
γ｜2 = 1であるが、z0Tから離れるに従い急速にゼロに
近付く。そこで、｜γ｜2 = 0.5となるz0Tの両側の点間
の距離を、本発明の分布測定における距離分解能Δzrと
すると、Δzrは次式（１６）で与えられる（図３参
照）。 Δzr = 0.11 v /ΔνS （１６） 上式(１４．１)が示すように、本発明による測定法で
は、２種類のブリルアン光増幅の利得 gI と gIIが測
定される。両利得は、第１の光と第２の光の中心周波数
の差νc を変化させたときの、第２の光の信号パワー
の変化から測定可能である。
【００５４】上式(１４．２)が示すように、利得 gI
は光ファイバの長さ方向のどの位置でもほぼ同じであ
る。その帯域は非常に広く、Δνb+ 2ΔνS である。第
１の光と第２の光の中心周波数の差νcを、ブリルアン
周波数シフトνbに一致させたとき、利得 gI は最大値
をとるが、その値は、光源の線幅がブリルアンスペクト
ル幅に対して無視できるときの利得であるg0 の、Δνb
/ (Δνb+ 2ΔνS) 倍に低下している。
は光ファイバの長さ方向のどの位置でもほぼ同じであ
る。その帯域は非常に広く、Δνb+ 2ΔνS である。第
１の光と第２の光の中心周波数の差νcを、ブリルアン
周波数シフトνbに一致させたとき、利得 gI は最大値
をとるが、その値は、光源の線幅がブリルアンスペクト
ル幅に対して無視できるときの利得であるg0 の、Δνb
/ (Δνb+ 2ΔνS) 倍に低下している。
【００５５】これに対して、上式(１４．３)が示すよう
に、ブリルアン利得gIIは、第１の光と第２の光の相対
遅延時間がゼロとなる位置z0Tとその近傍のみで、大き
な値をとり、その最大値はg0と一致する。その他の位置
では、z0Tから離れるにつれ、上式（1５）に従い、ブリ
ルアン利得は指数関数状に急速にゼロに近付く。この様
子を図３に示した。図３には、第１の光と第２の光の相
対遅延時間がゼロとなる位置z0Tにおけるブリルアン利
得のスペクトル(a)と、z0Tから徐々に離れた位置におけ
るブリルアン利得のスペクトル(b)(c)(d)を示してい
る。
に、ブリルアン利得gIIは、第１の光と第２の光の相対
遅延時間がゼロとなる位置z0Tとその近傍のみで、大き
な値をとり、その最大値はg0と一致する。その他の位置
では、z0Tから離れるにつれ、上式（1５）に従い、ブリ
ルアン利得は指数関数状に急速にゼロに近付く。この様
子を図３に示した。図３には、第１の光と第２の光の相
対遅延時間がゼロとなる位置z0Tにおけるブリルアン利
得のスペクトル(a)と、z0Tから徐々に離れた位置におけ
るブリルアン利得のスペクトル(b)(c)(d)を示してい
る。
【００５６】以上の本発明によるブリルアン利得gII、
と比較するために、図４に、PMCW法で得られるブリルア
ン利得を示す。図４では、位相変調され、かつ周波数シ
フトされた２つの光の相関が最大となる位置z0pmにおけ
るブリルアン利得のスペクトル(a)と、z0pmから徐々に
離れた位置におけるブリルアン利得のスペクトル(b)(c)
(d)を示している。確かに、PMCW法においても、位置z
0pmにおいて、ブリルアン利得g0が得られ、その他の位
置におけるブリルアン利得はg0よりも小さくなる。しか
し、z0pmから徐々に離れたとき、PMCW法のブリルアン利
得は、離れる距離に比例して緩慢に減少する（文献[2]
を参照）。
と比較するために、図４に、PMCW法で得られるブリルア
ン利得を示す。図４では、位相変調され、かつ周波数シ
フトされた２つの光の相関が最大となる位置z0pmにおけ
るブリルアン利得のスペクトル(a)と、z0pmから徐々に
離れた位置におけるブリルアン利得のスペクトル(b)(c)
(d)を示している。確かに、PMCW法においても、位置z
0pmにおいて、ブリルアン利得g0が得られ、その他の位
置におけるブリルアン利得はg0よりも小さくなる。しか
し、z0pmから徐々に離れたとき、PMCW法のブリルアン利
得は、離れる距離に比例して緩慢に減少する（文献[2]
を参照）。
【００５７】一方、本発明のブリルアン利得gIIは、上
式（１５）に従い、z0Tから離れるにつれて指数関数状
に急速に減少する。これは、本発明が、PMCW法よりもク
ロストーク特性において格段に優れていることを示して
いる。
式（１５）に従い、z0Tから離れるにつれて指数関数状
に急速に減少する。これは、本発明が、PMCW法よりもク
ロストーク特性において格段に優れていることを示して
いる。
【００５８】さらに、図３と図４の比較から分かるよう
に、本発明のブリルアン利得gIIのスペクトル形状は、
半値全幅がΔνbのローレンツ型で、位置に依存しない
が、一方のPMCW法の利得のスペクトル形状は位置に依存
し、その半値全幅は、z0pmからの距離にほぼ比例して増
加する。これは、被測定光ファイバの本来のブリルアン
スペクトル形状を変形することなく測定するという点に
おいて、本発明は、PMCW法に勝っていることを示してい
る。
に、本発明のブリルアン利得gIIのスペクトル形状は、
半値全幅がΔνbのローレンツ型で、位置に依存しない
が、一方のPMCW法の利得のスペクトル形状は位置に依存
し、その半値全幅は、z0pmからの距離にほぼ比例して増
加する。これは、被測定光ファイバの本来のブリルアン
スペクトル形状を変形することなく測定するという点に
おいて、本発明は、PMCW法に勝っていることを示してい
る。
【００５９】したがって、本発明では、このような利得
の特徴を活用し、第１の光と第２の光の相対遅延時間
を、可変光遅延器を使用して変化させるので、光ファイ
バ中の任意の位置のブリルアンスペクトルを正確に測定
することが可能となる。また、そのときの距離分解能は
上式（１６）で与えられる。
の特徴を活用し、第１の光と第２の光の相対遅延時間
を、可変光遅延器を使用して変化させるので、光ファイ
バ中の任意の位置のブリルアンスペクトルを正確に測定
することが可能となる。また、そのときの距離分解能は
上式（１６）で与えられる。
【００６０】実際には、図３から分かるように、本発明
では、利得gIによる信号PI = C1∫g I(z) dzと、利得gII
による信号PII = C1∫gII(z) dzとの和、P = PI + PII
が測定される（ここでC1は比例係数である）。したがっ
て、第１の光のスペクトルの中心周波数と第２の光のス
ペクトルの中心周波数の差νcを変化させて、PI、PII、
および、Pを測定したものを、それぞれPI (νc)、PII
(νc)およびP (νc) =PI (νc) + PII (νc)とすると、
被測定媒質の本来のブリルアンスペクトルを測定するた
めには、PII (νc)をP (νc)から分離、抽出しなければ
ならないことがわかる。
では、利得gIによる信号PI = C1∫g I(z) dzと、利得gII
による信号PII = C1∫gII(z) dzとの和、P = PI + PII
が測定される（ここでC1は比例係数である）。したがっ
て、第１の光のスペクトルの中心周波数と第２の光のス
ペクトルの中心周波数の差νcを変化させて、PI、PII、
および、Pを測定したものを、それぞれPI (νc)、PII
(νc)およびP (νc) =PI (νc) + PII (νc)とすると、
被測定媒質の本来のブリルアンスペクトルを測定するた
めには、PII (νc)をP (νc)から分離、抽出しなければ
ならないことがわかる。
【００６１】しかし、上式(１４．２)が示唆するよう
に、ΔνS > Δνb、とした場合には、νcの変化に対す
るPIの変化は非常に緩やかであるのに比べ、PIIは急峻
な峰上の変化を示す。すなわち、PIIが大きな値をとる
νcの範囲においては、PI はほぼ一定とみなすことが可
能となるので、全体の信号P (νc)から、その一定値を
差し引くことにより、PII (νc)のみを抽出することが
可能である。
に、ΔνS > Δνb、とした場合には、νcの変化に対す
るPIの変化は非常に緩やかであるのに比べ、PIIは急峻
な峰上の変化を示す。すなわち、PIIが大きな値をとる
νcの範囲においては、PI はほぼ一定とみなすことが可
能となるので、全体の信号P (νc)から、その一定値を
差し引くことにより、PII (νc)のみを抽出することが
可能である。
【００６２】また、νcの変化に対するPIの変化が緩や
かではあるが、無視できない場合でも、PIIが大きな値
をとるνcの範囲以外のデータから、適当なνcに関する
近似関数を得て、その近似関数を基に、PIIが大きな値
をとるνcの範囲におけるPIIの推定値を得ることは可能
である。そこで、全体の信号P (νc)から、そのPIIの推
定値を差し引くことにより、PII (νc)のみを抽出する
ことが可能となる。これらの信号処理は、PI (νb) < P
II (νb) または、PI (νb)〜 PII (νb)のときには容
易に実行可能である。ここで、PI (νb) およびPII (ν
b) は、それぞれ、νc=νbとしたときの、PI (νc) お
よびPII (νc)の値である。
かではあるが、無視できない場合でも、PIIが大きな値
をとるνcの範囲以外のデータから、適当なνcに関する
近似関数を得て、その近似関数を基に、PIIが大きな値
をとるνcの範囲におけるPIIの推定値を得ることは可能
である。そこで、全体の信号P (νc)から、そのPIIの推
定値を差し引くことにより、PII (νc)のみを抽出する
ことが可能となる。これらの信号処理は、PI (νb) < P
II (νb) または、PI (νb)〜 PII (νb)のときには容
易に実行可能である。ここで、PI (νb) およびPII (ν
b) は、それぞれ、νc=νbとしたときの、PI (νc) お
よびPII (νc)の値である。
【００６３】しかし、利得gIはgIIに比べて小さいと言
えども、光ファイバの全長にわたってほぼ同じ値をとる
ため、光ファイバが長い場合には、その長さについての
積分値であるPIが大きくなり、PI (νb) >> PII (νb)
となる。このときには、前述のような信号処理では誤
差が非常に大きくなる。そこで、これに対処するため、
本発明では、図６、図７、図９、図１０に示す本発明の
各実施形態で詳述するように、被測定光ファイバと、ブ
リルアンスペクトルが既知である参照媒質とを光学的に
接続した複合媒質を形成して、ブリルアンスペクトル分
布の測定を行っている。
えども、光ファイバの全長にわたってほぼ同じ値をとる
ため、光ファイバが長い場合には、その長さについての
積分値であるPIが大きくなり、PI (νb) >> PII (νb)
となる。このときには、前述のような信号処理では誤
差が非常に大きくなる。そこで、これに対処するため、
本発明では、図６、図７、図９、図１０に示す本発明の
各実施形態で詳述するように、被測定光ファイバと、ブ
リルアンスペクトルが既知である参照媒質とを光学的に
接続した複合媒質を形成して、ブリルアンスペクトル分
布の測定を行っている。
【００６４】このとき、第１の光と第２の光の相対遅延
時間がゼロとなる位置を、被測定光ファイバ中の点、お
よび、参照媒質中の点としたときの測定信号を、それぞ
れP TおよびP Rとしたとき、それらは次式（１７）、
（１８）で与えられる。 P T = PI + C1∫T gII(z) dz （１７) P R = C2 (PI + C1∫R gII(z) dz ) （１８)
時間がゼロとなる位置を、被測定光ファイバ中の点、お
よび、参照媒質中の点としたときの測定信号を、それぞ
れP TおよびP Rとしたとき、それらは次式（１７）、
（１８）で与えられる。 P T = PI + C1∫T gII(z) dz （１７) P R = C2 (PI + C1∫R gII(z) dz ) （１８)
【００６５】ここで、
PI = C1∫T gI(z) dz + C1∫R gI(z) dz （１９)
である。また、∫Tおよび、∫Rは、それぞれ、被測定光
ファイバ区間および参照媒質区間における積分を表す。
C2はP TおよびP Rとを測定するときの測定系の違いを較
正するための比例係数である。同一測定系のときは、C2
= 1である。式（１７）、（１８）から、次式（２０）
を得る。 P DIF = P T−(P R / C2) = C1∫T gII(z) dz − C1∫R gII(z) dz (２０)
ファイバ区間および参照媒質区間における積分を表す。
C2はP TおよびP Rとを測定するときの測定系の違いを較
正するための比例係数である。同一測定系のときは、C2
= 1である。式（１７）、（１８）から、次式（２０）
を得る。 P DIF = P T−(P R / C2) = C1∫T gII(z) dz − C1∫R gII(z) dz (２０)
【００６６】ここで、C2は予め求めておくことが可能な
ため、上式(２０)における、 P T−(P R / C2)の計算処
理は容易に可能である。また、参照媒質のブリルアンス
ペクトルは既知であるので、上式(２０)の右辺第２項、
C1∫R gII(z) dzは容易に得られる。特に、参照媒質
に、測定する周波数の範囲で、ブリルアン利得が無視可
能なほど小さな媒質を使用する場合には、上式(２０)の
右辺第２項はゼロとみなせるので、P T−(P R / C2)
の計算処理は更に簡単になる。このような参照媒質とし
ては、空気や、被測定光ファイバと材料、あるいは材料
成分比が異なる光ファイバなどが使用可能である。
ため、上式(２０)における、 P T−(P R / C2)の計算処
理は容易に可能である。また、参照媒質のブリルアンス
ペクトルは既知であるので、上式(２０)の右辺第２項、
C1∫R gII(z) dzは容易に得られる。特に、参照媒質
に、測定する周波数の範囲で、ブリルアン利得が無視可
能なほど小さな媒質を使用する場合には、上式(２０)の
右辺第２項はゼロとみなせるので、P T−(P R / C2)
の計算処理は更に簡単になる。このような参照媒質とし
ては、空気や、被測定光ファイバと材料、あるいは材料
成分比が異なる光ファイバなどが使用可能である。
【００６７】このようにして、利得gI の影響を受ける
ことなく、P TおよびP Rと上式（２０）の関係を使用す
ることにより、被測定光ファイバのブリルアンスペクト
ルである、νcを変化させたときのC1∫T gII(z) dz
を、測定することが可能となる。さらに同様にして、第
１の光と第２の光の相対遅延時間がゼロとなる被測定光
ファイバ中の位置を変化させた測定を繰り返すことによ
り、被測定光ファイバのブリルアンスペクトルの分布の
測定が可能となる。
ことなく、P TおよびP Rと上式（２０）の関係を使用す
ることにより、被測定光ファイバのブリルアンスペクト
ルである、νcを変化させたときのC1∫T gII(z) dz
を、測定することが可能となる。さらに同様にして、第
１の光と第２の光の相対遅延時間がゼロとなる被測定光
ファイバ中の位置を変化させた測定を繰り返すことによ
り、被測定光ファイバのブリルアンスペクトルの分布の
測定が可能となる。
【００６８】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。 （第1の実施形態）図５に、本発明の第１の実施形態で
ある、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を示
す。このブリルアンスペクトル分布測定装置は、光源１
と、光分岐器２と、遅延量可変の可変光遅延器３と、光
周波数変換器４と、被測定媒質５と、光分岐器６と、光
フィルタ７と、光検出器８と、同期検波受信器９と、光
変調器１０とを有する。ここで、変調周波数fSDの同期
信号発振器は、図面の簡略化のため、図示を省略してい
る。同様に、このような同期信号発振器は他の実施形態
でも省略している。
を詳細に説明する。 （第1の実施形態）図５に、本発明の第１の実施形態で
ある、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を示
す。このブリルアンスペクトル分布測定装置は、光源１
と、光分岐器２と、遅延量可変の可変光遅延器３と、光
周波数変換器４と、被測定媒質５と、光分岐器６と、光
フィルタ７と、光検出器８と、同期検波受信器９と、光
変調器１０とを有する。ここで、変調周波数fSDの同期
信号発振器は、図面の簡略化のため、図示を省略してい
る。同様に、このような同期信号発振器は他の実施形態
でも省略している。
【００６９】光源１は被測定媒質５のブリルアンスペク
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する。光分岐器２は、光源１からの出力光
を分岐して、第２１の光と第２２の光を出力する。可変
光遅延器３は、第２１の光を入力して、その遅延量を変
化させて出力する。光変調器１０は、可変光遅延器３に
より遅延量を変化させた第２１の光を入力して、それを
周波数fSDの変調信号で変調し、第１の光として出力す
る。
トル幅以上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続
発振光を出力する。光分岐器２は、光源１からの出力光
を分岐して、第２１の光と第２２の光を出力する。可変
光遅延器３は、第２１の光を入力して、その遅延量を変
化させて出力する。光変調器１０は、可変光遅延器３に
より遅延量を変化させた第２１の光を入力して、それを
周波数fSDの変調信号で変調し、第１の光として出力す
る。
【００７０】光周波数変換器４は、上記の第２２の光を
入力し、その周波数を変化させて第２の光として出力し
て、被測定媒質５の一方の端５−ｂに導く。光分岐器６
は、上記第１の光を、被測定媒質５の別の端５−ａから
入射して、かつ、この端５−ａから出射する第２の光を
光フィルタ７に導く。
入力し、その周波数を変化させて第２の光として出力し
て、被測定媒質５の一方の端５−ｂに導く。光分岐器６
は、上記第１の光を、被測定媒質５の別の端５−ａから
入射して、かつ、この端５−ａから出射する第２の光を
光フィルタ７に導く。
【００７１】光フィルタ７は、光分岐器６からの出力光
である第２の光は通過させ、他の波長の光は遮断する。
光検出器８は、光フィルタ７からの出力である第２の光
のパワーを検出する。同期検波受信器９は光検出器８の
出力電気信号を、周波数fSDの変調信号と同期して検波
する。
である第２の光は通過させ、他の波長の光は遮断する。
光検出器８は、光フィルタ７からの出力である第２の光
のパワーを検出する。同期検波受信器９は光検出器８の
出力電気信号を、周波数fSDの変調信号と同期して検波
する。
【００７２】光源１には、発光ダイオード、スーパール
ミネッセントダイオード、光増幅媒質から出力される自
然放出光を利用したASE(Amplified Spontaneous Emissi
on)光源、あるいは、それらの光源の出力光を所望の帯
域の光フィルタで切り出した連続発振光源などが使用で
きる。また、光源１として、線幅の広い半導体レーザな
ども使用可能である。
ミネッセントダイオード、光増幅媒質から出力される自
然放出光を利用したASE(Amplified Spontaneous Emissi
on)光源、あるいは、それらの光源の出力光を所望の帯
域の光フィルタで切り出した連続発振光源などが使用で
きる。また、光源１として、線幅の広い半導体レーザな
ども使用可能である。
【００７３】可変光遅延器３は、第１の光と第２の光の
相対遅延時間がゼロとなる位置を、被測定媒質５におけ
る任意の位置に設定可能とするものである。可変光遅延
器３として、微調用のものは、反射ミラーあるいはプリ
ズム反射器と移動光学ステージとの組み合わせなどによ
り実現できる。また、可変光遅延器３として、粗調用の
ものは、長さの異なる複数の光ファイバを光スイッチで
切り替える方式のものなどが使用可能である。
相対遅延時間がゼロとなる位置を、被測定媒質５におけ
る任意の位置に設定可能とするものである。可変光遅延
器３として、微調用のものは、反射ミラーあるいはプリ
ズム反射器と移動光学ステージとの組み合わせなどによ
り実現できる。また、可変光遅延器３として、粗調用の
ものは、長さの異なる複数の光ファイバを光スイッチで
切り替える方式のものなどが使用可能である。
【００７４】光変調器１０は、第１の光によりブリルア
ン光増幅された第２の光を同期検波するために、第１の
光を光強度変調あるいは光位相変調するものであり、変
調周波数fSDが低い場合には、機械式チョッパによる光
強度変調器や、圧電素子に光ファイバを巻きつけた光位
相変調器などが使用できる。また、変調周波数fSDが高
い場合には、音響光学的光変調器やリチウムニオベート
結晶などを使用した電界効果型光変調器が光変調器１０
として使用できる。
ン光増幅された第２の光を同期検波するために、第１の
光を光強度変調あるいは光位相変調するものであり、変
調周波数fSDが低い場合には、機械式チョッパによる光
強度変調器や、圧電素子に光ファイバを巻きつけた光位
相変調器などが使用できる。また、変調周波数fSDが高
い場合には、音響光学的光変調器やリチウムニオベート
結晶などを使用した電界効果型光変調器が光変調器１０
として使用できる。
【００７５】光周波数変換器４は、図２に示した、第１
の光の中心周波数Fcと第２の光の中心周波数fcとの間
に、被測定媒質５のブリルアン周波数シフトνb程度の
差を与え、その周波数差νc = Fc - fc をνbの近傍で
変化させるためのものであり、リチウムニオベート結晶
などを使用した電界効果型光強度変調器や光位相変調器
などが使用できる。なぜなら、光強度変調器や光位相変
調器の変調により発生させた１つあるいは複数のサイド
バンド光は、それら光変調器に入射した光の周波数を変
換したものとみなせるからである。
の光の中心周波数Fcと第２の光の中心周波数fcとの間
に、被測定媒質５のブリルアン周波数シフトνb程度の
差を与え、その周波数差νc = Fc - fc をνbの近傍で
変化させるためのものであり、リチウムニオベート結晶
などを使用した電界効果型光強度変調器や光位相変調器
などが使用できる。なぜなら、光強度変調器や光位相変
調器の変調により発生させた１つあるいは複数のサイド
バンド光は、それら光変調器に入射した光の周波数を変
換したものとみなせるからである。
【００７６】また、周波数をシフトさせる音響光学的周
波数シフタも、光周波数変換器４として使用可能であ
る。その音響光学的周波数シフタのシフト量が、被測定
媒質５のブリルアン周波数シフトνbに比べて小さい場
合には、その音響光学的光周波数シフタと、光増幅器お
よび光分岐回路などをリング状に結び、光を多数回、そ
の音響光学的光周波数シフタに通過させることで、νb
程度の大きな周波数シフトを受けた光を取り出すことが
可能なリング光回路（文献[3] K. Shimizu et al.,“T
echnique for translating light-wave frequency by u
sing an opticalring circuit containing a frequency
shifter”, Opt. Lett., vol.17, no.18, pp.1307-130
9, Sept. 1992）が光周波数変換器４として使用可能で
ある。
波数シフタも、光周波数変換器４として使用可能であ
る。その音響光学的周波数シフタのシフト量が、被測定
媒質５のブリルアン周波数シフトνbに比べて小さい場
合には、その音響光学的光周波数シフタと、光増幅器お
よび光分岐回路などをリング状に結び、光を多数回、そ
の音響光学的光周波数シフタに通過させることで、νb
程度の大きな周波数シフトを受けた光を取り出すことが
可能なリング光回路（文献[3] K. Shimizu et al.,“T
echnique for translating light-wave frequency by u
sing an opticalring circuit containing a frequency
shifter”, Opt. Lett., vol.17, no.18, pp.1307-130
9, Sept. 1992）が光周波数変換器４として使用可能で
ある。
【００７７】光分岐器６には、光パワースプリッタの他
に、光サーキュレータ、あるいは、波長の異なる光を分
離して出力する光分波器などが使用可能である。
に、光サーキュレータ、あるいは、波長の異なる光を分
離して出力する光分波器などが使用可能である。
【００７８】光フィルタ７には、誘電体多層膜フィル
タ、回折格子型光フィルタ、ファイバグレーティングフ
ィルタ、ＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating)フィルタ
などが使用可能である。
タ、回折格子型光フィルタ、ファイバグレーティングフ
ィルタ、ＡＷＧ(Arrayed Waveguide Grating)フィルタ
などが使用可能である。
【００７９】なお、本発明の実施形態における被測定媒
質５が、光ファイバの場合には、前述したように、歪み
や温度の分布計測が可能となるが、本発明の測定対象は
光ファイバに限定されないことは言うまでも無い。これ
については、以降、説明する本発明の種々の実施形態に
ついても同様である。
質５が、光ファイバの場合には、前述したように、歪み
や温度の分布計測が可能となるが、本発明の測定対象は
光ファイバに限定されないことは言うまでも無い。これ
については、以降、説明する本発明の種々の実施形態に
ついても同様である。
【００８０】このようにして構成した本発明の第１の実
施形態では、第１の光と第２の光の相対遅延時間がゼロ
となる、被測定媒質５の中の位置ｚ0T において、大き
なブリルアン利得gIIが発生し、この利得gIIにより増幅
された第２の光のパワーの変化が、光検出器８および同
期検波受信器９によって測定される。
施形態では、第１の光と第２の光の相対遅延時間がゼロ
となる、被測定媒質５の中の位置ｚ0T において、大き
なブリルアン利得gIIが発生し、この利得gIIにより増幅
された第２の光のパワーの変化が、光検出器８および同
期検波受信器９によって測定される。
【００８１】このとき、第１の光の中心周波数Fcと第２
の光の中心周波数fcとの周波数差ν c = Fc - fc を、被
測定媒質５のブリルアン周波数シフトνbの近傍で変化
させると、光検出器８および同期検波受信器９によって
測定される第２の光のパワー変化も、上式（１４．３）
の右辺に比例して変わる。このνc と測定された第２の
光のパワー変化の関係が、位置ｚ0T において測定され
たブリルアンスペクトルである。
の光の中心周波数fcとの周波数差ν c = Fc - fc を、被
測定媒質５のブリルアン周波数シフトνbの近傍で変化
させると、光検出器８および同期検波受信器９によって
測定される第２の光のパワー変化も、上式（１４．３）
の右辺に比例して変わる。このνc と測定された第２の
光のパワー変化の関係が、位置ｚ0T において測定され
たブリルアンスペクトルである。
【００８２】さらに、可変光遅延器３の遅延量を変化さ
せて、同様の測定を繰り返すことにより、被測定媒質５
におけるブリルアンスペクトルの空間分布が測定され
る。なお、大きなブリルアン利得gIIが発生する範囲
は、上記のｚ0Tを中心として、式（１６）に示した幅Δ
zr の範囲である。したがって、Δzr がブリルアンスペ
クトル分布測定の空間（距離）分解能を与える。例え
ば、ΔνS= 2 GHz とすると、被測定媒質５が石英ガラ
スファイバであるとき、v = 2x108m/s であるから、Δ
zr = 1.1 cm が実現される。
せて、同様の測定を繰り返すことにより、被測定媒質５
におけるブリルアンスペクトルの空間分布が測定され
る。なお、大きなブリルアン利得gIIが発生する範囲
は、上記のｚ0Tを中心として、式（１６）に示した幅Δ
zr の範囲である。したがって、Δzr がブリルアンスペ
クトル分布測定の空間（距離）分解能を与える。例え
ば、ΔνS= 2 GHz とすると、被測定媒質５が石英ガラ
スファイバであるとき、v = 2x108m/s であるから、Δ
zr = 1.1 cm が実現される。
【００８３】以上の説明では、gIIとともに、被測定媒
質５の中の全ての位置で発生するgIが、gIIの測定に及
ぼす影響は少ないとして無視した。この仮定は、すでに
説明したように、被測定媒質５の長さが比較的短く、gI
による検出信号PIと、gIIによる検出信号PIIとが、 PI (νb) < PII(νb) または、 PI (νb) 〜 PII (νb) のときに有効である。この仮定が成立しない、PI (νb)
>> PII (νb) の場合については、以下の実施形態例の
中で説明する。
質５の中の全ての位置で発生するgIが、gIIの測定に及
ぼす影響は少ないとして無視した。この仮定は、すでに
説明したように、被測定媒質５の長さが比較的短く、gI
による検出信号PIと、gIIによる検出信号PIIとが、 PI (νb) < PII(νb) または、 PI (νb) 〜 PII (νb) のときに有効である。この仮定が成立しない、PI (νb)
>> PII (νb) の場合については、以下の実施形態例の
中で説明する。
【００８４】（第２の実施形態）図６に、本発明の第２
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態においては、被測定媒質５の
片端５−ａに、参照媒質１１を光学的に接続し、被測定
媒質５と参照媒質１１を合わせたものを複合媒質１２と
している。この複合媒質１２を図５における被測定媒質
５とみなせば、図６のその他の構成物品は、図５の構成
物品と同一である。なお、１３は同期検波受信器９の測
定出力をデータ処理するデータ処理装置である。データ
処理装置１３としては、パーソナルコンピュータ等の汎
用のデータ処理装置が利用できる。
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態においては、被測定媒質５の
片端５−ａに、参照媒質１１を光学的に接続し、被測定
媒質５と参照媒質１１を合わせたものを複合媒質１２と
している。この複合媒質１２を図５における被測定媒質
５とみなせば、図６のその他の構成物品は、図５の構成
物品と同一である。なお、１３は同期検波受信器９の測
定出力をデータ処理するデータ処理装置である。データ
処理装置１３としては、パーソナルコンピュータ等の汎
用のデータ処理装置が利用できる。
【００８５】ここで、参照媒質１１には、そのブリルア
ンスペクトルが既知のものを使用する。また、参照媒質
１１は、測定時間中にそのブリルアンスペクトルが変化
することがない安定な媒質、あるいは、不要な応力付与
や、温度変化などがない安定環境下においた媒質である
とする。
ンスペクトルが既知のものを使用する。また、参照媒質
１１は、測定時間中にそのブリルアンスペクトルが変化
することがない安定な媒質、あるいは、不要な応力付与
や、温度変化などがない安定環境下においた媒質である
とする。
【００８６】このようにして構成した本発明の第２の実
施形態では、第１の実施形態のときと同様にして、複合
媒質１２におけるブリルアンスペクトル分布を測定す
る。このとき、第１の光と第２の光の相対遅延時間がゼ
ロとなる位置を、被測定媒質５中の点、および、参照媒
質１１中の点としたときの測定信号を、それぞれP Tお
よびP Rとしたとき、それらはすでに説明したように、
上式（１７）および上式（１８）で与えられる。これら
両測定信号には、利得gIによる不要な測定信号PIが含ま
れるが、それらは共通なため、上式（２０）に示した簡
単な計算処理により、利得gIIによる求むべき測定信号P
IIを分離、抽出することが可能である。以上の説明から
分かるように、本実施形態は、PI (νb) >> PII (νb)
の場合に特に有効である。
施形態では、第１の実施形態のときと同様にして、複合
媒質１２におけるブリルアンスペクトル分布を測定す
る。このとき、第１の光と第２の光の相対遅延時間がゼ
ロとなる位置を、被測定媒質５中の点、および、参照媒
質１１中の点としたときの測定信号を、それぞれP Tお
よびP Rとしたとき、それらはすでに説明したように、
上式（１７）および上式（１８）で与えられる。これら
両測定信号には、利得gIによる不要な測定信号PIが含ま
れるが、それらは共通なため、上式（２０）に示した簡
単な計算処理により、利得gIIによる求むべき測定信号P
IIを分離、抽出することが可能である。以上の説明から
分かるように、本実施形態は、PI (νb) >> PII (νb)
の場合に特に有効である。
【００８７】（第３の実施形態）図７に、本発明の第３
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態は、第２の光との相対遅延時
間がゼロとなる位置が、被測定媒質５中の点となる光
と、参照媒質１１中の点となる光とを合流させたものを
第１の光とするものである。
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態は、第２の光との相対遅延時
間がゼロとなる位置が、被測定媒質５中の点となる光
と、参照媒質１１中の点となる光とを合流させたものを
第１の光とするものである。
【００８８】そのために、本実施形態のブリルアンスペ
クトル分布測定装置は、光分岐器２からの一方の出力光
である第２１の光を分岐するための光分岐器１４と、こ
の光分岐器１４の一方の出力光を入力し、その遅延量を
変化させて出力する、遅延量可変の第１の可変光遅延器
３−１と、この第１の可変光遅延器３−１により遅延量
を変化させた光を入力し、それを周波数fSD1の変調信号
で変調して出力する第１の光変調器１０−１と、上記の
光分岐器１４の他方の出力光を入力し、その遅延量を変
化させて出力する、遅延量可変の第２の可変光遅延器３
−２と、この第２の可変光遅延器３−２により遅延量を
変化させた光を入力し、それを周波数fS D2 (≠ fSD1)の
変調信号で変調して出力する第２の光変調器１０−２
と、第１の光変調器１０−１の出力光と、第２の光変調
器１０−２の出力光とを合流して第１の光として出力す
る光合流器１５とを備え、さらに、図６において、可変
光遅延器３と光変調器１０とを除いたその他の全ての構
成品を合わせたものを備えている。ただし、図７におけ
る同期検波受信器９は、変調周波数が異なる２種類の信
号を検波可能なものとする。
クトル分布測定装置は、光分岐器２からの一方の出力光
である第２１の光を分岐するための光分岐器１４と、こ
の光分岐器１４の一方の出力光を入力し、その遅延量を
変化させて出力する、遅延量可変の第１の可変光遅延器
３−１と、この第１の可変光遅延器３−１により遅延量
を変化させた光を入力し、それを周波数fSD1の変調信号
で変調して出力する第１の光変調器１０−１と、上記の
光分岐器１４の他方の出力光を入力し、その遅延量を変
化させて出力する、遅延量可変の第２の可変光遅延器３
−２と、この第２の可変光遅延器３−２により遅延量を
変化させた光を入力し、それを周波数fS D2 (≠ fSD1)の
変調信号で変調して出力する第２の光変調器１０−２
と、第１の光変調器１０−１の出力光と、第２の光変調
器１０−２の出力光とを合流して第１の光として出力す
る光合流器１５とを備え、さらに、図６において、可変
光遅延器３と光変調器１０とを除いたその他の全ての構
成品を合わせたものを備えている。ただし、図７におけ
る同期検波受信器９は、変調周波数が異なる２種類の信
号を検波可能なものとする。
【００８９】図６の構成と、図７の構成の違いは、図６
における可変光遅延器３と光変調器１０が、図７におい
ては、第１の可変光遅延器３−１と第１の光変調器１０
−１、および第２の可変光遅延器３−２と第２の光変調
器１０−２とに並列化されたものに置き換わり、さら
に、その並列化のための光信号の分岐および合流用に、
光分岐器１４と光合流器１５が加わったことである。
における可変光遅延器３と光変調器１０が、図７におい
ては、第１の可変光遅延器３−１と第１の光変調器１０
−１、および第２の可変光遅延器３−２と第２の光変調
器１０−２とに並列化されたものに置き換わり、さら
に、その並列化のための光信号の分岐および合流用に、
光分岐器１４と光合流器１５が加わったことである。
【００９０】本発明の第３の実施形態はこのような構成
となっているため、周波数fSD1で変調された第１の光の
一部の光は被測定媒質５の測定のために使用するととも
に、周波数fSD2で変調された第1の光の残りの光は参照
媒質１１の測定のために同時に使用することが可能とな
る。よって、前述のP TおよびP Rの測定が同時に可能と
なる。これにより、P Tおよび、P Rの測定時刻が異なる
ことによる、光源パワーや、光源周波数のドリフトなど
に起因した測定誤差の発生を抑圧することが可能とな
る。
となっているため、周波数fSD1で変調された第１の光の
一部の光は被測定媒質５の測定のために使用するととも
に、周波数fSD2で変調された第1の光の残りの光は参照
媒質１１の測定のために同時に使用することが可能とな
る。よって、前述のP TおよびP Rの測定が同時に可能と
なる。これにより、P Tおよび、P Rの測定時刻が異なる
ことによる、光源パワーや、光源周波数のドリフトなど
に起因した測定誤差の発生を抑圧することが可能とな
る。
【００９１】（第４の実施形態）図８に、本発明の第４
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態は、被測定媒質５の片端か
ら、第１の光と第２の光を入出力するための構成であ
る。そのために、本発明の第４の実施形態のブリルアン
スペクトル分布測定装置は、光変調器１０の出力である
第１の光と光周波数変換器４の出力である第２の光とを
合流してそれを出力する光合流器１６と、被測定媒質５
の片端５−aから他端５−ｂに達した第２の光を反射さ
せて、再び端５−ａに向けて被測定媒質５を伝搬させる
ための光反射器１７と、光合流器１６の出力である合流
した第１の光と第２の光を被測定媒質５の片端５−ａか
ら入射し、かつその片端５−ａから出射する第２の光を
光フィルタ７に導く光学的手段である光分岐器６等で構
成している。その他の構成品は、図５の第１の実施形態
で使用されているものと同じである。
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。本実施形態は、被測定媒質５の片端か
ら、第１の光と第２の光を入出力するための構成であ
る。そのために、本発明の第４の実施形態のブリルアン
スペクトル分布測定装置は、光変調器１０の出力である
第１の光と光周波数変換器４の出力である第２の光とを
合流してそれを出力する光合流器１６と、被測定媒質５
の片端５−aから他端５−ｂに達した第２の光を反射さ
せて、再び端５−ａに向けて被測定媒質５を伝搬させる
ための光反射器１７と、光合流器１６の出力である合流
した第１の光と第２の光を被測定媒質５の片端５−ａか
ら入射し、かつその片端５−ａから出射する第２の光を
光フィルタ７に導く光学的手段である光分岐器６等で構
成している。その他の構成品は、図５の第１の実施形態
で使用されているものと同じである。
【００９２】光合流器１６には、光パワースプリッタの
他に、波長の異なる光を合波して出力する光合波器など
が使用可能である。
他に、波長の異なる光を合波して出力する光合波器など
が使用可能である。
【００９３】光反射器１７には、ミラーの他に、第２の
光の波長を選択的に反射する反射型多層膜フィルタなど
が使用可能である。
光の波長を選択的に反射する反射型多層膜フィルタなど
が使用可能である。
【００９４】本発明の第４の実施形態では、このような
構成となっているため、第１の光と第２の光は、被測定
媒質５の中で、対向して伝搬し、第１の光によって第２
の光をブリルアン光増幅することが可能となる。また、
被測定媒質の端５−ｂに、一度、光反射器１７を取りつ
ければ、それ以降の複数回の測定では、被測定媒質のも
う一方の端５−ａと、光分岐器６の入出力端を接続する
だけで測定が可能となるため、測定のたびに被測定媒質
の両端との接続が必要な、前述の第１、第２、および、
第３の実施形態に比べ、測定のための作業時間の短縮が
図られる。
構成となっているため、第１の光と第２の光は、被測定
媒質５の中で、対向して伝搬し、第１の光によって第２
の光をブリルアン光増幅することが可能となる。また、
被測定媒質の端５−ｂに、一度、光反射器１７を取りつ
ければ、それ以降の複数回の測定では、被測定媒質のも
う一方の端５−ａと、光分岐器６の入出力端を接続する
だけで測定が可能となるため、測定のたびに被測定媒質
の両端との接続が必要な、前述の第１、第２、および、
第３の実施形態に比べ、測定のための作業時間の短縮が
図られる。
【００９５】（第５の実施形態）図９に、本発明の第５
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。図９の構成は、図８の構成に、被測定媒
質５の片端５−aに光学的に接続した参照媒質１１を加
えたものである。
の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装置
の構成を示す。図９の構成は、図８の構成に、被測定媒
質５の片端５−aに光学的に接続した参照媒質１１を加
えたものである。
【００９６】図８に示した第４の実施形態の、ブリルア
ンスペクトル分布測定装置は、図５に示した第１の実施
形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を一
部変更し、第１の光および第２の光の片端入出力を可能
としたものであったが、これと同様に、図９に示した第
５の実施形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置
は、図６に示した第２の実施形態の、ブリルアンスペク
トル分布測定装置の構成を一部変更し、第１の光および
第２の光の片端入出力を可能としたものである。第１お
よび第２の光の被測定媒質５への入射方法が異なる点を
除けば、第５の実施形態の動作は、第２の実施形態の動
作と同じである。
ンスペクトル分布測定装置は、図５に示した第１の実施
形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を一
部変更し、第１の光および第２の光の片端入出力を可能
としたものであったが、これと同様に、図９に示した第
５の実施形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置
は、図６に示した第２の実施形態の、ブリルアンスペク
トル分布測定装置の構成を一部変更し、第１の光および
第２の光の片端入出力を可能としたものである。第１お
よび第２の光の被測定媒質５への入射方法が異なる点を
除けば、第５の実施形態の動作は、第２の実施形態の動
作と同じである。
【００９７】（第６の実施形態）図１０に、本発明の第
６の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装
置の構成を示す。図１０の構成は、図８の構成の可変光
遅延器３と光変調器１０とを、図７の構成の第１の可変
光遅延器３−１、第１の光変調器１０−１、第２の可変
光遅延器３−２、第２の光変調器１０−２、光分岐器１
４、および光合流器１５で置き換えたものである。
６の実施形態である、ブリルアンスペクトル分布測定装
置の構成を示す。図１０の構成は、図８の構成の可変光
遅延器３と光変調器１０とを、図７の構成の第１の可変
光遅延器３−１、第１の光変調器１０−１、第２の可変
光遅延器３−２、第２の光変調器１０−２、光分岐器１
４、および光合流器１５で置き換えたものである。
【００９８】図８に示した第４の実施形態の、ブリルア
ンスペクトル分布測定装置は、図５に示した第１の実施
形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を一
部変更し、第１の光および第２の光の片端入出力を可能
としたものであったが、これと同様に、図１０に示した
第６の実施形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置
は、図７に示した第３の実施形態の、ブリルアンスペク
トル分布測定装置の構成を一部変更し、第１の光および
第２の光の片端入出力を可能としたものである。第１お
よび第２の光の被測定媒質５への入射方法が異なる点を
除けば、第６の実施形態の動作は、第３の実施形態の動
作と同じである。
ンスペクトル分布測定装置は、図５に示した第１の実施
形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置の構成を一
部変更し、第１の光および第２の光の片端入出力を可能
としたものであったが、これと同様に、図１０に示した
第６の実施形態の、ブリルアンスペクトル分布測定装置
は、図７に示した第３の実施形態の、ブリルアンスペク
トル分布測定装置の構成を一部変更し、第１の光および
第２の光の片端入出力を可能としたものである。第１お
よび第２の光の被測定媒質５への入射方法が異なる点を
除けば、第６の実施形態の動作は、第３の実施形態の動
作と同じである。
【００９９】（変形例および他の実施形態）次に、本発
明の実施形態のこれまでの説明について、いくつかの補
足説明を行う。
明の実施形態のこれまでの説明について、いくつかの補
足説明を行う。
【０１００】まず、可変光遅延器３、可変光遅延器３−
１、および可変光遅延器３−２の位置について補足説明
する。これらの可変光遅延器の目的は、第１の光と第２
の光の相対遅延時間を変化させることであるので、その
位置は、図５〜図７に示した位置の他に、光分岐器２か
ら光分岐器６を経由して被測定媒質５の端５−ａに至る
光路上の任意の個所、あるいは、光分岐器２から被測定
媒質５の他端５−ｂに至る光路上の任意の個所で良い。
また、同様にして、これらの可変光遅延器の位置は、図
８〜図１０に示した位置の他に、光分岐器２から光合流
器１６に至る光路上の任意の個所でも良い。
１、および可変光遅延器３−２の位置について補足説明
する。これらの可変光遅延器の目的は、第１の光と第２
の光の相対遅延時間を変化させることであるので、その
位置は、図５〜図７に示した位置の他に、光分岐器２か
ら光分岐器６を経由して被測定媒質５の端５−ａに至る
光路上の任意の個所、あるいは、光分岐器２から被測定
媒質５の他端５−ｂに至る光路上の任意の個所で良い。
また、同様にして、これらの可変光遅延器の位置は、図
８〜図１０に示した位置の他に、光分岐器２から光合流
器１６に至る光路上の任意の個所でも良い。
【０１０１】なお、可変光遅延器３−１、および可変光
遅延器３−２の何れか一方は、参照媒質１１の測定のた
めに使用することから、参照媒質１１の位置が固定され
ている場合には、参照媒質１１の測定用の光遅延器の遅
延量は可変である必要はないことは言うまでも無い。
遅延器３−２の何れか一方は、参照媒質１１の測定のた
めに使用することから、参照媒質１１の位置が固定され
ている場合には、参照媒質１１の測定用の光遅延器の遅
延量は可変である必要はないことは言うまでも無い。
【０１０２】次に、光変調器１０、光変調器１０−１、
および光変調器１０−２の位置について補足説明する。
これらの光変調器の目的は、第１の光を変調することに
あるので、その位置は、図５〜図１０に示した、可変光
遅延器の出力側の他に、可変光遅延器の入力側であって
も良い。
および光変調器１０−２の位置について補足説明する。
これらの光変調器の目的は、第１の光を変調することに
あるので、その位置は、図５〜図１０に示した、可変光
遅延器の出力側の他に、可変光遅延器の入力側であって
も良い。
【０１０３】次に、光周波数変換器４の位置について補
足説明する。光周波数変換器４の目的は、第１の光と第
２の光の周波数に差を与え、その周波数を可変とするこ
とであるので、その位置は、図５〜図１０に示した位置
の他に、図５〜図１０に示したブリルアンスペクトル分
布測定装置における、光源１から光分岐器６に至る光路
上の任意の個所でも良い。
足説明する。光周波数変換器４の目的は、第１の光と第
２の光の周波数に差を与え、その周波数を可変とするこ
とであるので、その位置は、図５〜図１０に示した位置
の他に、図５〜図１０に示したブリルアンスペクトル分
布測定装置における、光源１から光分岐器６に至る光路
上の任意の個所でも良い。
【０１０４】次に、光フィルタ７について補足説明す
る。光フィルタ７の目的は、第１の光と周波数が所望の
周波数だけシフトした第２の光以外の光を遮断すること
により、信号対雑音比に優れた測定を行うためのもので
ある。したがって、大きな信号が検出される場合には、
光フィルタ７は必ずしも必要ではない。
る。光フィルタ７の目的は、第１の光と周波数が所望の
周波数だけシフトした第２の光以外の光を遮断すること
により、信号対雑音比に優れた測定を行うためのもので
ある。したがって、大きな信号が検出される場合には、
光フィルタ７は必ずしも必要ではない。
【０１０５】次に、同期検波受信器９について補足説明
する。同期検波受信器９の目的は、光変調器１０による
第１の光に対する変調周波数fSDでの変調と、被測定媒
質中でのブリルアン光増幅との“積”の効果により発生
する、第２の光の周波数fSDの成分を同期して検波する
ことにより、信号対雑音電力比を改善し、ブリルアン光
増幅による第２の光のパワー変化を測定することであ
る。したがって、同期検波より、性能は劣るが、同様な
信号対雑音電力比の改善が期待できる、中心周波数fSD
の帯域通過型電気フィルタを内蔵した電気信号受信器
を、同期検波受信器９の代わりに使用しても良い。この
場合には、その電気信号受信器に入力される同期信号は
必要ない。また、ブリルアン光増幅による第２の光のパ
ワー変化として大きな信号が得られる場合には、このよ
うな同期検波受信器９や、中心周波数fSDの帯域通過型
電気フィルタは不用である。この場合には、同期検波受
信器９、あるいは、上述の中心周波数fSDの帯域通過型
電気フィルタを内蔵した電気信号受信器とペアで使用さ
れる、光変調器１０も不用である。
する。同期検波受信器９の目的は、光変調器１０による
第１の光に対する変調周波数fSDでの変調と、被測定媒
質中でのブリルアン光増幅との“積”の効果により発生
する、第２の光の周波数fSDの成分を同期して検波する
ことにより、信号対雑音電力比を改善し、ブリルアン光
増幅による第２の光のパワー変化を測定することであ
る。したがって、同期検波より、性能は劣るが、同様な
信号対雑音電力比の改善が期待できる、中心周波数fSD
の帯域通過型電気フィルタを内蔵した電気信号受信器
を、同期検波受信器９の代わりに使用しても良い。この
場合には、その電気信号受信器に入力される同期信号は
必要ない。また、ブリルアン光増幅による第２の光のパ
ワー変化として大きな信号が得られる場合には、このよ
うな同期検波受信器９や、中心周波数fSDの帯域通過型
電気フィルタは不用である。この場合には、同期検波受
信器９、あるいは、上述の中心周波数fSDの帯域通過型
電気フィルタを内蔵した電気信号受信器とペアで使用さ
れる、光変調器１０も不用である。
【０１０６】次に、参照媒質１１の位置について補足説
明する。参照媒質１１の使用の目的は、参照媒質１１と
被測定媒質５と一体化して測定することにより、第１の
光と第２の光の相対遅延時間がゼロとなる位置にかかわ
らず共通して発生する信号（前述のPI ）を除去するこ
とにある。したがって、その位置は、図６、図７、図
９、および、図１０に示した位置の他に、被測定媒質５
の他端５−ｂ側であっても良い。また被測定媒質５を分
割し、分割したものの中間の位置であっても良い。
明する。参照媒質１１の使用の目的は、参照媒質１１と
被測定媒質５と一体化して測定することにより、第１の
光と第２の光の相対遅延時間がゼロとなる位置にかかわ
らず共通して発生する信号（前述のPI ）を除去するこ
とにある。したがって、その位置は、図６、図７、図
９、および、図１０に示した位置の他に、被測定媒質５
の他端５−ｂ側であっても良い。また被測定媒質５を分
割し、分割したものの中間の位置であっても良い。
【０１０７】次に、光増幅器（図示しない）の使用につ
いて補足説明する。本発明で測定する信号は非常に微弱
なため、高精度な測定をするためには、光増幅器を使用
することが有効である。光増幅器は、図５〜図１０にお
ける光路上の任意の位置で使用可能である。
いて補足説明する。本発明で測定する信号は非常に微弱
なため、高精度な測定をするためには、光増幅器を使用
することが有効である。光増幅器は、図５〜図１０にお
ける光路上の任意の位置で使用可能である。
【０１０８】最後に、第１の光の中心周波数Fcと第２の
光の中心周波数fcの差、νc = Fc -fcについて補足説明
する。これまでの説明では、図２に示すように、νcは
正であった。前述したように、Fc - fc をνc〜νbと
変化させることにより、第１の光によって第２の光はブ
リルアン光増幅されるので、本発明ではこの光増幅によ
って増加した第２の光のパワーを測定した。このとき、
実は、変化するのは第２の光のパワーだけでなく、第１
の光のパワーも変化する。第１の光はエネルギ保存の法
則から、第２の光のパワーが増加した分、第１の光のパ
ワーが減少する。したがって、第２の光のパワーの増加
を測定する代わりに、第１の光のパワーの減少量を測定
することによっても、これまでの説明と同様にして、ブ
リルアンスペクトル分布の測定が可能である。このよう
な測定は、図２において、Fc < f c とし、図５〜図１０
の実施形態において、νc = Fc - fcを、−νbの付近で
変化させ、第２の光のパワーの減少量を測定することと
等価である。
光の中心周波数fcの差、νc = Fc -fcについて補足説明
する。これまでの説明では、図２に示すように、νcは
正であった。前述したように、Fc - fc をνc〜νbと
変化させることにより、第１の光によって第２の光はブ
リルアン光増幅されるので、本発明ではこの光増幅によ
って増加した第２の光のパワーを測定した。このとき、
実は、変化するのは第２の光のパワーだけでなく、第１
の光のパワーも変化する。第１の光はエネルギ保存の法
則から、第２の光のパワーが増加した分、第１の光のパ
ワーが減少する。したがって、第２の光のパワーの増加
を測定する代わりに、第１の光のパワーの減少量を測定
することによっても、これまでの説明と同様にして、ブ
リルアンスペクトル分布の測定が可能である。このよう
な測定は、図２において、Fc < f c とし、図５〜図１０
の実施形態において、νc = Fc - fcを、−νbの付近で
変化させ、第２の光のパワーの減少量を測定することと
等価である。
【０１０９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以上の広い線幅を
有するインコヒーレントな連続発振光を、またはその連
続発振光の一部の光を、周波数シフト、または変調する
ことにより、スペクトルが所定の周波数だけシフトした
２つの連続発振光を発生させ、これら発生した光を第１
の光と第２の光とし、第１の光と第２の光を被測定媒質
中で対向して伝搬させ、第１の光と第２の光の相対遅延
時間を変化させて、その被測定媒質中の所望の位置ｚ0T
でその相対遅延時間をほぼゼロとすることにより、他の
位置よりもその位置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的に
起こさせるようにしたため、連続発振光の線幅の逆数に
光速を乗じた値で決定される、1m以下の優れた空間分解
能でブリルアンスペクトル分布を測定可能となる、とい
う効果を奏する。
被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以上の広い線幅を
有するインコヒーレントな連続発振光を、またはその連
続発振光の一部の光を、周波数シフト、または変調する
ことにより、スペクトルが所定の周波数だけシフトした
２つの連続発振光を発生させ、これら発生した光を第１
の光と第２の光とし、第１の光と第２の光を被測定媒質
中で対向して伝搬させ、第１の光と第２の光の相対遅延
時間を変化させて、その被測定媒質中の所望の位置ｚ0T
でその相対遅延時間をほぼゼロとすることにより、他の
位置よりもその位置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的に
起こさせるようにしたため、連続発振光の線幅の逆数に
光速を乗じた値で決定される、1m以下の優れた空間分解
能でブリルアンスペクトル分布を測定可能となる、とい
う効果を奏する。
【０１１０】また、本発明によれば、従来の高空間分解
能ブリルアンスペクトル分布技術に比べ、クロストーク
が少ないため、測定位置の選択特性が格段に向上すると
ともに、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトルを変
形することなく測定可能なため、従来技術で必要とされ
た複雑な計算機による数値演算処理を伴うことなく、格
段に高精度なブリルアンスペクトル分布の測定が可能と
なる、という効果も奏する。
能ブリルアンスペクトル分布技術に比べ、クロストーク
が少ないため、測定位置の選択特性が格段に向上すると
ともに、被測定媒質の本来のブリルアンスペクトルを変
形することなく測定可能なため、従来技術で必要とされ
た複雑な計算機による数値演算処理を伴うことなく、格
段に高精度なブリルアンスペクトル分布の測定が可能と
なる、という効果も奏する。
【図１】本発明における光の伝搬方向を説明する概念図
である。
である。
【図２】本発明で使用する第１の光と第２の光のスペク
トルの一例を説明する波形図である。
トルの一例を説明する波形図である。
【図３】本発明で実現する２種類のブリルアン利得gI
およびgII のスペクトルと、その発生位置の関係を示
す説明図である。
およびgII のスペクトルと、その発生位置の関係を示
す説明図である。
【図４】従来の高空間分解能ブリルアンスペクトル分布
測定技術により測定されるブリルアン利得のスペクトル
と、その発生位置の関係を示す説明図である。
測定技術により測定されるブリルアン利得のスペクトル
と、その発生位置の関係を示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態のブリルアンスペクト
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のブリルアンスペクト
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の第３の実施形態のブリルアンスペクト
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第４の実施形態のブリルアンスペクト
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施形態のブリルアンスペクト
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
ル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態のブリルアンスペク
トル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
トル分布測定装置の構成を示すブロック図である。
１ 光源
２ 光分岐器
３、３−１、３−２ 可変光遅延器
４ 光周波数変換器
５ 被測定媒質
６ 光分岐器
７ 光フィルタ
８ 光検出器
９ 同期検波受信器
１０、１０−1、１０−２ 光変調器
１１ 参照媒質
１２ 複合媒質
１３ データ処理装置
１４ 光分岐器
１５ 光合流器
１６ 光合流器
１７ 光反射器
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 島田 明佳
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 及川 壽雄
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
(72)発明者 泉田 史
東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日
本電信電話株式会社内
Ｆターム(参考） 2F065 AA65 BB12 BB22 CC23 FF00
FF42 GG22 LL02 LL22 UU07
2F103 BA10 BA37 CA07 EB06 EB19
EC09 EC10 EC11 EC16 ED36
2G086 DD04 DD05
Claims (9)
- 【請求項１】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、該連続発振光の一部の光を、周波数シフ
ト、または、変調することにより、互いのスペクトルの
中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波数シフト
程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、これらを
第１の光と第２の光とし、 該第１の光と該第２の光を被測定媒質中で対向して伝搬
させ、 該第１の光と該第２の光の相対遅延時間を変化させて、
前記被測定媒質中の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間を
ほぼゼロとすることにより、他の位置よりも該所望の位
置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的に起こさせ、 前記第１の光のスペクトルの中心周波数と、前記第２の
光のスペクトルの中心周波数の差を変化させて、前記被
測定媒質から出射した第１あるいは第２の光の、前記ブ
リルアン光増幅によって変化した光パワーを測定するこ
とにより、前記所望の位置ｚ0Tにおけるブリルアンスペ
クトルを測定することを特徴とするブリルアンスペクト
ル分布測定方法。 - 【請求項２】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光
を、または、該連続発振光の一部の光を、周波数シフ
ト、または、変調することにより、互いのスペクトルの
中心周波数が前記被測定媒質のブリルアン周波数シフト
程度だけ離れた２つの連続発振光を発生させ、これらを
第１の光と第２の光とし、 前記被測定媒質とブリルアンスペクトルが既知である参
照媒質とを光学的に接続した複合媒質を形成して、該複
合媒質中で前記第１の光と前記第２の光を対向して伝搬
させ、 該第１の光と該第２の光の相対遅延時間を変化させて、
前記被測定媒質中の所望の位置ｚ0Tで該相対遅延時間を
ほぼゼロとすることにより、他の位置よりも該所望の位
置ｚ0Tでブリルアン光増幅を効率的に起こさせ、 前記第１の光のスペクトルの中心周波数と、前記第２の
光のスペクトルの中心周波数の差νcを変化させて、前
記被測定媒質から出射した前記第１の光あるいは前記第
２の光の、前記ブリルアン光増幅によって変化した光パ
ワーを測定することにより、前記所望の位置ｚ0Tにおい
て前記相対遅延時間をほぼゼロとしたときのブリルアン
スペクトルPT(νc)を測定し、 かつ、前記第１の光と前記第２の光との相対遅延時間、
または前記第１の光と前記第２の光の一部の光との相対
遅延時間を変化させて、前記参照媒質中の位置ｚ0Rで、
該相対遅延時間をほぼゼロとすることにより、他の位置
よりも該位置ｚ 0Rでブリルアン光増幅を効率的に起こさ
せ、 前記第１の光のスペクトルの中心周波数と、前記第２の
光のスペクトルの中心周波数の差νcを変化させて、前
記複合媒質から出射した前記第１あるいは前記第２の光
の、前記位置ｚ0Rでのブリルアン光増幅によって変化し
た光パワーを測定することにより、前記位置ｚ0Rにおい
て前記相対遅延時間をほぼゼロとしたときのブリルアン
スペクトルPR(νc)を測定し、 測定した前記ブリルアンスペクトルPT(νc)と測定した
前記ブリルアンスペクトルPR(νc)の関係を利用して、
前記所望の位置ｚ0Tにおける補正されたブリルアンスペ
クトルを求めることを特徴とするブリルアンスペクトル
分布測定方法。 - 【請求項３】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光を
出力する光源と、 該連続発振光を分岐して第２１の光と第２２の光を出力
する光分岐器と、 該第２１の光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望
の値に変化させる可変光遅延器と、 前記光源の出力光、または該出力光を分岐した前記第２
１の光、または前記第２２の光を、光周波数軸上で所定
の量だけシフトさせた光を発生させる光周波数変換器
と、 前記第２１の光と前記第２２の光から、前記可変光遅延
器と前記光周波数変換器によって発生させた、所望の相
対遅延時間を有し、かつ前記被測定媒質のブリルアン周
波数シフト程度だけ互いの中心周波数が離れたスペクト
ルを有する２つの光を、それぞれ第１の光と第２の光と
したとき、該第１の光および該第２の光が前記被測定媒
質中で対向して伝搬するように、前記第１の光および前
記第２の光を、前記被測定媒質中に入射させ、前記被測
定媒質を伝搬後、該被測定媒質から出力する前記第１の
光または前記第２の光の少なくとも一部を取り出す光学
的手段と、 該光学的手段により取り出された光のパワーを検出する
光検出手段と、 前記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の
相対遅延時間がほぼゼロとなる前記被測定媒質中の位置
を変化させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第
１の光のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペ
クトルの中心周波数との差νcを変化させることにより
得られる前記光検出手段の出力データを基に前記被測定
媒質のブリルアンスペクトル分布を測定するデータ処理
手段とを有することを特徴とするブリルアンスペクトル
分布測定装置。 - 【請求項４】 被測定媒質のブリルアンスペクトル幅以
上の広い線幅を有するインコヒーレントな連続発振光を
出力する光源と、 該連続発振光を分岐して第２１の光と第２２の光を出力
する光分岐器と、 該第２１の光と該第２２の光の間の相対遅延時間を所望
の値に変化させる可変光遅延器と、 前記光源の出力光、または該出力光を分岐した前記第２
１の光、または前記第２２の光を、光周波数軸上で所定
の量だけシフトさせた光を発生させる光周波数変換器
と、 前記被測定媒質とブリルアンスペクトルが既知である参
照媒質とを光学的に接続することにより形成した複合媒
質と、 前記第２１の光と前記第２２の光から、前記可変光遅延
器と前記光周波数変換器によって発生させた、所望の相
対遅延時間を有し、かつ、前記複合媒質のブリルアン周
波数シフト程度だけ互いの中心周波数が離れたスペクト
ルを有する２つの光を、それぞれ第１の光と第２の光と
したとき、該第１の光および該第２の光が前記複合媒質
中で対向して伝搬するように、該第１の光および該第２
の光を、前記複合媒質中に入射させ、前記複合媒質を伝
搬後、該複合媒質から出力する該第１の光または該第２
の光の少なくとも一部を取り出す光学的手段と、 該光学的手段により取り出された光のパワーを検出する
光検出手段と、 前記可変光遅延器により前記第１の光と前記第２の光の
相対的遅延時間がほぼゼロとなる前記複合媒質中の位置
を変化させ、かつ前記光周波数変換器を使用して前記第
１の光のスペクトルの中心周波数と前記第２の光のスペ
クトルの中心周波数との差νcを変化させることによ
り、前記被測定媒質中の位置ｚ0Tおよび前記参照媒質中
の位置 ｚ0Rにおいて、前記第１の光と前記第２の光の
相対的遅延時間をほぼゼロとしたときのブリルアンスペ
クトルを、前記光検出手段の出力データを基に測定し、
該測定したそれぞれのブリルアンスペクトルを、P
T(νc)およびPR(νc)としたとき、該PT(νc)と該P
R(νc)の関係を利用して、前記位置ｚ0 Tにおける補正さ
れたブリルアンスペクトルを求め、前記被測定媒質のブ
リルアンスペクトル分布を測定するデータ処理手段とを
有することを特徴とするブリルアンスペクトル分布測定
装置。 - 【請求項５】 前記光学的手段は、 前記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、 前記被測定媒質の片端から他端に達した前記第２の光ま
たは前記第１の光を反射させて再び該片端に向けて該被
測定媒質を伝搬させるための光反射器と、 前記光合流器の出力である合流した前記第１の光と前記
第２の光とを前記被測定媒質の前記片端から入射し、か
つ該片端から出射する前記第２の光または前記第１の光
を前記光検出手段側へ導く光分岐器とを含むことを特徴
とする請求項３に記載のブリルアンスペクトル分布測定
装置。 - 【請求項６】 前記光学的手段は、 前記第１の光と前記第２の光とを合流する光合流器と、 前記複合媒質の片端から他端に達した第２の光または前
記第１の光を反射させて再び該片端に向けて該複合媒質
を伝搬させるための光反射器と、 前記光合流器の出力である合流した前記第１の光と前記
第２の光とを前記複合媒質の前記片端から入射し、かつ
該片端から出射する前記第２の光または前記第１の光を
前記光検出手段側へ導く光分岐器とを含むことを特徴と
する請求項４に記載のブリルアンスペクトル分布測定装
置。 - 【請求項７】 前記可変光遅延器で遅延された前記第２
１の光を周波数fSDの変調信号で変調して出力する第１
の光変調器と、 前記光検出手段の出力電気信号を、周波数fSD の前記
変調信号と同期して検波するための同期検波受信器とを
更に有することを特徴とする請求項３ないし５のいずれ
かに記載のブリルアンスペクトル分布測定装置。 - 【請求項８】 前記可変光遅延器に置き換えて、前記光
分岐器からの一方の出力光である前記第２１の光を分岐
するための第２の光分岐器と、該第２の光分岐器の一方
の出力光を入力し、その遅延量を変化させて出力する、
遅延量可変の第１の可変光遅延器と、該第１の可変光遅
延器により遅延量を変化させた光を入力し、それを周波
数fSD1の変調信号で変調して出力する第１の光変調器
と、前記第２の光分岐器の他方の出力光を入力し、その
遅延量を変化させて出力する、遅延量可変の第２の可変
光遅延器と、該第２の可変光遅延器により遅延量を変化
させた光を入力し、それを周波数fSD2 (≠ fSD1)の変調
信号で変調して出力する第２の光変調器と、前記第１の
光変調器の出力光と、前記第２の光変調器の出力光とを
合流して第１の光として出力する光合流器とを有し、 かつ、前記光検出手段の出力電気信号を、周波数fSD1、f
SD2の前記変調信号と同期して検波するための同期検波
受信器を有することを特徴とする請求項４または６に記
載のブリルアンスペクトル分布測定装置。 - 【請求項９】 前記光学的手段は、前記第２の光または
前記第１の光は通過させて前記光検出手段に導き、他の
波長の光は遮断する光フィルタを含むことを特徴とする
請求項３ないし８のいずれかに記載のブリルアンスペク
トル分布測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002077200A JP3905780B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-19 | ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002-56645 | 2002-03-01 | ||
| JP2002056645 | 2002-03-01 | ||
| JP2002077200A JP3905780B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-19 | ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003322589A true JP2003322589A (ja) | 2003-11-14 |
| JP3905780B2 JP3905780B2 (ja) | 2007-04-18 |
Family
ID=29552223
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002077200A Expired - Fee Related JP3905780B2 (ja) | 2002-03-01 | 2002-03-19 | ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3905780B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327955A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-20 | Honeywell Internatl Inc | 光センサの感度を調整する方法およびシステム |
| WO2012105429A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 国立大学法人東京大学 | 光ファイバ特性測定装置及び方法 |
| WO2020166331A1 (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 日本電信電話株式会社 | 光周波数反射計測装置およびその計測方法 |
| WO2021070319A1 (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ試験方法および光ファイバ試験装置 |
| CN116182916A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 四川省医学科学院·四川省人民医院 | 一种宽带相位调制处理的光子传感系统 |
| WO2023248437A1 (ja) * | 2022-06-23 | 2023-12-28 | 日本電信電話株式会社 | ブリルアン利得解析装置及びブリルアン利得解析方法 |
-
2002
- 2002-03-19 JP JP2002077200A patent/JP3905780B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007327955A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-20 | Honeywell Internatl Inc | 光センサの感度を調整する方法およびシステム |
| WO2012105429A1 (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-09 | 国立大学法人東京大学 | 光ファイバ特性測定装置及び方法 |
| JP2012159387A (ja) * | 2011-01-31 | 2012-08-23 | Univ Of Tokyo | 光ファイバ特性測定装置及び方法 |
| WO2020166331A1 (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-20 | 日本電信電話株式会社 | 光周波数反射計測装置およびその計測方法 |
| JP2020134143A (ja) * | 2019-02-12 | 2020-08-31 | 日本電信電話株式会社 | 光周波数反射計測装置およびその計測方法 |
| US11463163B2 (en) | 2019-02-12 | 2022-10-04 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Device for measuring optical frequency reflection and measurement method thereof |
| JP7331373B2 (ja) | 2019-02-12 | 2023-08-23 | 日本電信電話株式会社 | 光周波数反射計測装置およびその計測方法 |
| WO2021070319A1 (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ試験方法および光ファイバ試験装置 |
| JPWO2021070319A1 (ja) * | 2019-10-10 | 2021-04-15 | ||
| JP7322960B2 (ja) | 2019-10-10 | 2023-08-08 | 日本電信電話株式会社 | 光ファイバ試験方法および光ファイバ試験装置 |
| WO2023248437A1 (ja) * | 2022-06-23 | 2023-12-28 | 日本電信電話株式会社 | ブリルアン利得解析装置及びブリルアン利得解析方法 |
| CN116182916A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 四川省医学科学院·四川省人民医院 | 一种宽带相位调制处理的光子传感系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3905780B2 (ja) | 2007-04-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3161408B1 (en) | Dual laser frequency sweep interferometry apparatus and method | |
| JP4630151B2 (ja) | 光ファイバのブリルアンスペクトル測定方法、およびその方法を利用した装置 | |
| US9983069B2 (en) | Measuring apparatus and measuring method | |
| CN110646805B (zh) | 一种基于虚拟扫频光源的调频连续波激光测距系统 | |
| US8040523B2 (en) | Measurement method of chromatic dispersion of optical beam waveguide using interference fringe measurement system | |
| EP0376449A1 (en) | Interferometer | |
| KR101544962B1 (ko) | 기하학적 두께와 굴절률 측정을 위한 투과형 광섬유 간섭 장치 | |
| JP7322960B2 (ja) | 光ファイバ試験方法および光ファイバ試験装置 | |
| JP2000180265A (ja) | ブリルアンゲインスペクトル測定方法および装置 | |
| JP3883458B2 (ja) | 反射式ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 | |
| JP2004101472A (ja) | 光ファイバを用いた歪み温度計測装置 | |
| KR101987392B1 (ko) | 고속 빗살 파장 가변 광원 장치 및 이를 이용하는 원거리 형상 변화 고속 측정을 위한 장치 | |
| JP7188593B2 (ja) | 光強度分布測定方法及び光強度分布測定装置 | |
| Chu et al. | Time-lens photon Doppler velocimetry (TL-PDV) | |
| JP2003322589A (ja) | ブリルアンスペクトル分布測定方法および装置 | |
| KR101727091B1 (ko) | 브릴루앙 동적 격자의 주파수 영역 반사 측정을 이용한 분포형 광섬유 센서 장치 및 그 센싱방법 | |
| CN111912516A (zh) | 一种相位同步的光纤分布式振动测量装置、驱动器及方法 | |
| JP3408789B2 (ja) | 後方散乱光の測定方法およびその装置 | |
| JPH05248996A (ja) | 光ファイバの波長分散測定装置 | |
| JP2020051941A (ja) | 光ファイバ歪み及び温度測定装置並びに光ファイバ歪み及び温度測定方法 | |
| JP2006242634A (ja) | 光伝送媒体の分散測定方法及び装置 | |
| JP3152314B2 (ja) | 後方散乱光の測定方法およびその装置 | |
| JPS63196829A (ja) | 光導波路障害点探索方法および装置 | |
| JP3384322B2 (ja) | 波長分散測定方法及び波長分散測定装置 | |
| US11879803B2 (en) | Optical fiber evaluation method and optical fiber evaluation apparatus |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040123 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051228 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060404 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060531 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070112 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3905780 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110119 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120119 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130119 Year of fee payment: 6 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |