JP2004108924A - Optical part measuring device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and accurately carry out measurement of an optical part without using an optical switch. <P>SOLUTION: The optical part measuring device is provided with light branch units 42A, 42B for emitting the light incident to a first port 42a from a second port 42b and emitting the light incident to the second port 42b from a third port 42c; a plurality of optical interfaces 40A, 40B having light receiving units 44A, 44B connected to optical terminals 41A, 41B connected to the second port 42b of the light branch units 42A, 42B and the third port 42c of the light branch units 42A, 42B and converting the light emitted from the third port 42c to an electric signal; and a measurement light generation part 60 for making the measurement light incident to the first port 42a of respective optical couplers 42A, 42B of a plurality of optical interfaces 40A, 40B. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【００２６】
なお、上記反射量の測定の校正のために、反射率０のコネクタ６を用いていたが、これは光カプラ１２の第１ポート１２ａから第３ポート１２ｃへの漏洩が無視できない場合を想定したものであり、光カプラ１２の第１ポート１２ａから第３ポート１２ｃへの漏洩が無視できる場合、即ち、Ｘｂ＝０の場合には、反射率０のコネクタ６を用いた測定を省略し、次の式で反射率ＲＬを求めることができる。
【００２７】
ＲＬ＝Ｌａ・Ｘｃ／Ｘａ　（％）
【００２８】
このように、上記構成の光部品測定装置１０を用いることで、光部品１の挿入損失、偏波依存性損失および反射量を測定することができる。
【００２９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した光フィルタや光アイソレータ等の光部品は、双方向の通過特性を有しており、このような双方向の通過特性をもつ光部品については、図１４に示した接続状態から、光部品１のポート１ａを光入力端子１０ｂ側に、またポート１ｂを光出力端子１０ａ側に接続し直して上記した各測定を行なわなければならず、この接続は手作業であるために、多数の光部品の測定を行なう際に非常に煩雑となる。
【００３０】
これを解決するために、例えば図１７のように、光出力端子１０ａ、光入力端子１０ｂと、光部品１のポート１ａ、１ｂの間に光スイッチ２２を設け、この光スイッチ２２で、実線で示すように光出力端子１０ａとポート１ａとの間および光入力端子１０ｂとポート１ｂとの間が接続された状態と、点線で示すように光出力端子１０ａとポート１ｂとの間および光入力端子１０ｂとポート１ａとの間が接続された状態とに切り換えて、上記測定を行なうことも考えられる。
【００３１】
しかし、光スイッチ２２は、一般的にミラーやプリズム等を機械的に可動して光路の切り換えを行なっているために、信頼性が低く、測定結果に対する信頼度も低下してしまう。
【００３２】
また、光スイッチ自体の特性のうち挿入損失や反射量については、この光スイッチを含めた校正処理によってその影響を取り除くことが可能であるが、偏波依存性の影響は取り除くことが困難で、測定誤差を招く。
【００３３】
本発明は、これらの問題を解決し、光スイッチを用いることなく、光部品の測定を効率的に且つ正確に行なえる光部品測定装置を提供することを目的としている。
【００３４】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の光部品測定装置は、
第１ポート（４２ａ）に入射される光を第２ポート（４２ｂ）から出射し、且つ第２ポートに入射される光を第３ポート（４２ｃ）から出射する光分岐器（４２）、該光分岐器の第２ポートに接続された光端子（４１）および前記光分岐器の第３ポートに接続され、該第３ポートから出射される光を電気信号に変換する受光器（４４）をそれぞれ有する複数の光インタフェース（４０）と、
前記複数の光インタフェースの各光分岐器の第１ポートに測定用の光を入射する測定光発生部（６０、６０′）と、
前記複数の光インタフェースの受光器の出力信号に基づいて、前記複数の光インタフェースの各光端子に接続された光部品（１）のポート間の双方向の特性を求める制御部（７０、７０′）とを備えている。
【００３５】
また、本発明の請求項２の光部品測定装置は、請求項１の光部品測定装置において、
前記複数の光インタフェースには、入射する光の偏波状態を変化させて出射する偏波制御器（４３）が、前記光分岐器の第２ポートと前記光端子の間にそれぞれ設けられている。
【００３６】
また、本発明の請求項３の光部品測定装置は、請求項１または請求項２の光部品測定装置において、
前記測定光発生部は、前記複数の光インタフェースに対してそれぞれ異なる周波数の信号で変調された光を入射するように構成され、
前記複数の光インタフェースの各受光器の出力信号から前記異なる周波数毎の信号成分の振幅を検出する信号振幅検出手段（８１〜８４）が設けられている。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した光部品測定装置３０の構成を示している。
【００３８】
この光部品測定装置３０は２ポート型のものであり、２組の光インタフェース４０Ａ、４０Ｂ、Ａ／Ｄ変換器５０Ａ、５０Ｂ、測定光発生部６０、制御部７０および表示器７１によって構成されている。
【００３９】
光インタフェース４０Ａは、光端子４１Ａ、光分岐器としての光カプラ４２Ａ、偏波制御器４３Ａ、受光器４４Ａおよび増幅器４５Ａによって構成されている。
【００４０】
光端子４１Ａは、測定対象の光部品のポートを接続するためのものであり、光カプラ４２Ａの第２ポート４２ｂに接続されている。
【００４１】
光カプラ４２Ａは、測定光発生部６０から出射される測定用の光Ｐａを第１ポート４２ａで受けて第２ポート４１ｂから出射し、偏波制御器４３Ａ側から第２ポート４２ｂに入射される光を第３ポート４２ｃから出射して受光器４４Ａに入射する。
【００４２】
受光器４４Ａは、光カプラ４２Ａの第３ポート４２ｃから出射された光を受け、その光の強度に対応する電圧の電気信号に変換して、増幅器４５Ａに出力する。
【００４３】
一方、光インタフェース４０Ｂは、第１の光インタフェース４０Ａと同一構成のもので、光端子４１Ｂ、光分岐器としての光カプラ４２Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、受光器４４Ｂおよび増幅器４５Ｂによって構成されている。
【００４４】
光端子４１Ｂは、測定対象の光部品のポートを接続するためのものであり、光カプラ４２Ｂの第２ポート４２ｂに接続されている。
【００４５】
光カプラ４２Ｂは、測定光発生部６０から出射される測定用の光Ｐｂを第１ポート４２ａで受けて第２ポート４２ｂから出射し、偏波制御器４３Ｂ側から第２ポート４２ｂに入射される光を第３ポート４２ｃから出射して受光器４４Ｂに入射する。
【００４６】
受光器４４Ｂは、光カプラ４２Ｂの第３ポート４２ｃから出射された光を受け、その光の強度に対応する電圧の電気信号に変換して、増幅器４５Ｂに出力する。
【００４７】
なお、ここでは、光分岐器として光カプラ４２Ａ、４２Ｂを用いた例を説明するが、光カプラ４２Ａ、４２Ｂの代わりに、無偏光ビームスプリッタや光サーキュレータ等で光分岐器を構成してもよく、これは、後述する各変形例についても同様である。
【００４８】
また、偏光制御器４３Ａ、４３Ｂは、入射する光のレベルをほとんど変えることなく、偏光の状態のみを変化させて出射するためのものであり、１／２波長板と１／４波長板を用いたものや、光ファイバに与える応力を変化させる方式のものが用いられ、その偏波状態は制御部７０の制御によって可変される。
【００４９】
また、受光器４４Ａ、４４Ｂとしては、暗電流が小さく、入射する光の強度に比例した電気信号を出力するＰＩＮ型フォトダイオード等が用いられている。
【００５０】
光インタフェース４０Ａ、４０Ｂの各増幅器４５Ａ、４５Ｂから出力される信号は、それぞれＡ／Ｄ変換器５０Ａ、５０Ｂによってディジタル値に変換されて、制御部７０に入力される。
【００５１】
測定光発生部６０は、制御部７０の制御を受けて、測定に必要な光Ｐａ、Ｐｂを光インタフェース４０Ａの光カプラ４２Ａ、光インタフェース４０Ｂの光カプラ４２Ｂに出射する。
【００５２】
この測定光発生部６０は、図２に示すように、２つの半導体レーザ６１Ａ、６１Ｂから、ほぼ等しい波長と強度の光（連続光）Ｐａ、Ｐｂをそれぞれ出射する構成や、図３に示すように、一つの半導体レーザ６１から出射された光を光分岐器６２によって２つの光Ｐａ、Ｐｂに分岐し、分岐した光Ｐａ、Ｐｂをそれぞれ光減衰器６３Ａ、６３Ｂを介して出射する構成を採用することができる。
【００５３】
なお、図２の構成で出射される光Ｐａ、Ｐｂのオンオフは、制御部７０による半導体レーザ６１Ａ、６１Ｂの駆動電流の断続制御によって行なう。
【００５４】
また、図３の構成で出射される光Ｐａ、Ｐｂのオンオフは、制御部７０による光減衰器６３Ａ、６３Ｂの減衰量の制御によって行なう。
【００５５】
制御部７０は、図示しない操作部等から指定された測定項目や、入力されたパラメータにしたがって、各光インタフェース４０Ａ、４０Ｂの偏波制御器４３Ａ、４３Ｂの制御、測定光発生部６０の制御等を行い、Ａ／Ｄ変換器５０Ａ、５０Ｂの出力値を記憶して、その出力値に基づいて光部品の特性を求め、求めた特性値を表示器７１に表示させる。
【００５６】
次に、この光部品測定装置３０を用いて、光部品１の挿入損失、偏波依存性損失および反射量を測定する場合について説明する。
【００５７】
光部品１の挿入損失を測定する場合、光端子４１Ａ、４１Ｂの間を図１で点線で示しているように直結して、制御部７０に対して損失測定の校正の指示をする。
【００５８】
この校正の指示を受けた制御部７０は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂをともに基準状態（入射光の偏波状態を変化させずに出射する状態）に設定し、測定光発生部６０から光Ｐａのみを出射させて、光インタフェース４０Ａの光カプラ４２Ａに入射する。
【００５９】
この光Ｐａは、光カプラ４２Ａ、光端子４１Ａ、光端子４１Ｂ、光カプラ４２Ｂを介して光インタフェース４０Ｂの受光器４４Ｂに入射され、その出力が増幅されてＡ／Ｄ変換器５０Ｂでディジタル値に変換される。
【００６０】
制御部７０は、このＡ／Ｄ変換器５０Ｂの出力値を第１の基準値Ｒａとして記憶した後、測定光発生部６０から光Ｐｂのみを出射させ、光インタフェース４０Ｂの光カプラ４２Ｂに入射する。
【００６１】
この光Ｐｂは、光カプラ４２Ｂ、光端子４１Ｂ、光端子４１Ａ、カプラ４２Ａを介して光インタフェース４０Ａの受光器４４Ａに入射され、その出力が増幅されてＡ／Ｄ変換器５０Ａでディジタル値に変換される。
【００６２】
制御部７０は、このＡ／Ｄ変換器５０Ａの出力値を、第２の基準値Ｒｂとして記憶し、校正のための処理が終了したことを示す情報を表示器７１に表示させる。
【００６３】
次に、図１に示しているように、測定対象の光部品１の一方のポート１ａを光端子４１Ａ、他方のポート１ｂを光端子４１Ｂに接続して、制御部７０に対して損失測定の開始を指示する。
【００６４】
この指示を受けた制御部７０は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂを前記基準状態に保持したまま、測定光発生部６０から光Ｐａのみを出射させ、光インタフェース４０Ａの光カプラ４２Ａに入射させ、このときのＡ／Ｄ変換器５０Ｂの出力値Ｘａを記憶し、次に、測定光発生部６０から光Ｐｂのみを出射させ、光インタフェース４０Ｂの光カプラ４２Ｂに入射させ、このときのＡ／Ｄ変換器５０Ａの出力値Ｘｂを記憶する。
【００６５】
そして、記憶値Ｘａと第１の基準値Ｒａとの比Ｘａ／Ｒａを求め、この比をｄＢ換算して、光部品１のポート１ａからポート１ｂへ向かう光の挿入損失ＩＬａを求め、さらに記憶値Ｘｂと第２の基準値Ｒｂとの比Ｘｂ／Ｒｂを求め、この比をｄＢ換算して、光部品１のポート１ｂからポート１ａへ向かう光の挿入損失ＩＬｂを求め、その求めた２つの挿入損失ＩＲａ、ＩＲｂを表示器７１に表示させる。
【００６６】
また、光部品１の偏波依存性損失を測定する場合、図１に示した接続状態のままで、制御部７０に対して偏波依存性損失の測定を指示する。
【００６７】
この指示を受けた制御部７０は、測定光発生部６０から光Ｐａのみを出射させ、光インタフェース４０Ａに入射させ、光インタフェース４０Ｂの偏波制御器４３Ｂを前記基準状態に設定した状態で、光インタフェース４０Ａの偏波制御器４３Ａを制御して、光部品１に与える光Ｐａの偏波状態を所定量ずつ可変しながら、Ａ／Ｄ変換器５０Ｂの出力値Ｘを順次記憶して、偏波状態に対する出力値Ｘの変化特性を求める。
【００６８】
そして、その出力値Ｘの中から、最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎを求め、その比Ｘｍｉｎ／Ｘｍａｘを求め、この比をｄＢ換算して、その換算値を光部品１のポート１ａからポート１ｂに向かう方向の偏波依存性損失ＰＤＬａとして記憶する。
【００６９】
次に、測定光発生部６０から光Ｐｂのみを出射させ、光インタフェース４０Ｂに入射させ、光インタフェース４０Ａの偏波制御器４３Ａを前記基準状態に設定した状態で、光インタフェース４０Ｂの偏波制御器４３Ｂを制御して、光部品１に与える光Ｐｂの偏波状態を所定量ずつ可変しながら、Ａ／Ｄ変換器５０Ａの出力値Ｘを順次記憶して、偏波状態に対する出力値Ｘの変化特性を求める。
【００７０】
そして、その出力値Ｘの中から、最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎを求め、その比Ｘｍｉｎ／Ｘｍａｘを求め、この比をｄＢ換算して、その換算値を光部品１のポート１ｂからポート１ａに向かう方向の偏波依存性損失ＰＤＬｂとして記憶し、これらの偏波依存性損失ＰＤＬａ、ＰＤＬｂを表示器７１に表示させる。
【００７１】
また、光部品１の反射量を測定する場合、予め、図４に示しているように、既知の大きい反射率Ｌａ（例えば９０％）のコネクタ５を光端子４１Ａ、４１Ｂに接続し、その反射率Ｌａを制御部７０に入力して、反射量測定の校正を指示する。
【００７２】
この指示を受けた制御部７０は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂをともに前記基準状態に設定し、測定光発生部６０から光Ｐａ、Ｐｂをともに出射させる。
【００７３】
この状態では、測定光発生部６０から出射されている光Ｐａは、光カプラ４２Ａ、偏波制御器４３Ａ、光端子４１Ａを介してコネクタ５に入射し、その内のほとんどがコネクタ５で反射され、その反射光が、光端子４１Ａ、偏波制御器４３Ａ、光カプラ４２Ａを介して受光器４４Ａに入射される。また、この受光器４４Ａには、光カプラ４２Ａの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩光も入射される。
【００７４】
したがって、受光器４４Ａからは、入射される反射光と漏洩光の強度の和に対応した電圧の信号が出力され、この信号が増幅されてＡ／Ｄ変換器５０Ａによってディジタル値に変換される。
【００７５】
また、測定光発生部６０から出射されている光Ｐｂは、光カプラ４２Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、光端子４１Ｂを介してコネクタ５に入射し、その内のほとんどがコネクタ５で反射され、その反射光が、光端子４１Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、光カプラ４２Ｂを介して受光器４４Ｂに入射される。また、この受光器４４Ｂには、光カプラ４２Ｂの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩光も入射される。
【００７６】
したがって、受光器４４Ｂからは、入射される反射光と漏洩光の強度の和に対応した電圧の信号が出力され、この信号が増幅されてＡ／Ｄ変換器５０Ｂによってディジタル値に変換される。
【００７７】
制御部７０は、この状態でＡ／Ｄ変換器５０Ａから出力されている値Ｘａと、Ａ／Ｄ変換器５０Ｂから出力されている値Ｘａ′とを、入力された反射率Ｌａに対応付けて記憶する。
【００７８】
次に、図５のように、反射率０（無反射）のコネクタ６を光端子４１Ａ、４１Ｂに接続し、その反射率０を制御部７０に入力して、反射量測定の校正を指示する。
【００７９】
この指示を受けた制御部７０は、前記同様に偏波制御器４３Ａ、４３Ｂを前記基準状態に設定したまま、測定光発生部６０から光Ｐａ、Ｐｂを出射させ、そのときＡ／Ｄ変換器５０Ａから出力される値ＸｂとＡ／Ｄ変換器５０Ｂから出力される値Ｘｂ′とを、入力された反射率０に対応付けて記憶し、校正のための測定が終了したことを表示器７１の表示で示す。
【００８０】
そして、図１に示した接続状態にして、制御部７０に対して反射量の測定を指示する。
【００８１】
この指示を受けた制御部７０は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂをともに前記基準状態に設定したまま、測定光発生部６０から光Ｐａのみを出射させ、Ａ／Ｄ変換器５０Ａから出力される値Ｘｃを記憶し、次に、測定光発生部６０から光Ｐｂのみを出射させ、そのときＡ／Ｄ変換器５０Ｂから出力される値Ｘｃ′を記憶する。
【００８２】
そして、次の演算によって、光部品１の双方向の反射量ＲＬａ、ＲＬｂを求めて、表示器７１に表示させる。
【００８３】
ＲＬａ＝Ｌａ・（Ｘｃ−Ｘｂ）／（Ｘａ−Ｘｂ）　（％）
ＲＬｂ＝Ｌａ・（Ｘｃ′−Ｘｂ′）／（Ｘａ′−Ｘｂ′）　（％）
【００８４】
なお、上記反射量の測定の校正のために、反射率０のコネクタ６を用いていたが、これは、各光カプラ４２Ａ、４２Ｂの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩が無視できない場合を想定したものであり、その漏洩が無視できる場合、即ち、Ｘｂ＝Ｘｂ′＝０の場合には、反射率０のコネクタ６を用いた測定を省略し、次の式で反射率ＲＬを求めることができる。
【００８５】
ＲＬａ＝Ｌａ・Ｘｃ／Ｘａ　（％）
ＲＬｂ＝Ｌａ・Ｘｃ′／Ｘａ′　（％）
【００８６】
以上、光部品測定装置３０を用いて光部品１の挿入損失、偏波依存性損失および反射量を双方向に測定する場合について説明したが、挿入損失および反射量の測定の前に行なった校正のための測定は、前もって１回だけ行なっていればよいので、一つの光部品についての挿入損失、偏波依存性損失および反射量の双方向の測定を、図１に示した接続状態を変えることなく行なうことができ、また、可動部を有する光スイッチ等を用いないで構成できるので、光部品の測定を効率的に且つ高い信頼性をもって行なうことができる。
【００８７】
前記した光部品測定装置３０は、測定光発生部６０から２つの光インタフェース４０Ａ、４０Ｂに対し測定のための光を交互に入射して、光部品１に対する双方向の測定を行なうようにしていたが、光部品１に対する双方向の測定を並行して行なうこともできる。
【００８８】
図６は、双方向測定を並行して行なう光部品測定装置３０′を示している。
この光部品測定装置３０′では、異なる周波数ｆ１、ｆ２の変調信号でそれぞれ強度変調された光Ｐ（ｆ１）、Ｐ（ｆ２）を常時並行して出射するように測定光発生部６０′が構成されている。
【００８９】
また、光インタフェース４０Ａの増幅器４５Ａの出力信号から周波数ｆ１、ｆ２の信号成分をそれぞれフィルタ８１Ａ、８２Ａで抽出し、フィルタ８１Ａの出力信号と、フィルタ８２Ａの出力信号の振幅を検波器８３Ａ、８４Ａでそれぞれ検出し、その検出された振幅をＡ／Ｄ変換器５１Ａ、５２Ａによってディジタル値に変換して、制御部７０′に出力する。
【００９０】
また、光インタフェース４０Ｂの増幅器４５Ｂの出力信号から周波数ｆ１、ｆ２の信号成分をそれぞれフィルタ８１Ｂ、８２Ｂで抽出し、フィルタ８１Ｂ、８２Ｂの出力信号の振幅を検波器８３Ｂ、８４Ｂでそれぞれ検出し、その検出された振幅をＡ／Ｄ変換器５１Ｂ、５２Ｂによってディジタル値に変換して、制御部７０′に出力する。
【００９１】
ここで、上記した測定光発生部６０′は、例えば図７に示すように、信号発生器６４Ａから出力される周波数ｆ１の信号Ｓ（ｆ１）で半導体レーザ６１Ａを励振して光Ｐ（ｆ１）を出射させ、信号発生器６４Ｂから出力される周波数ｆ２の信号Ｓ（ｆ２）で半導体レーザ６１Ｂを励振して光Ｐ（ｆ２）を出射させる構成や、図８に示すように、一つの半導体レーザ６１から出射された光を光分岐器６２によって２つの連続光Ｐａ、Ｐｂに分岐し、それぞれ変調器６５Ａ、６５Ｂに入射し、変調器６５Ａに信号発生器６４Ａから出力される周波数ｆ１の信号Ｓ（ｆ１）を与えて光Ｐ（ｆ１）を出射させ、変調器６５Ｂに信号発生器６４Ｂから出力される周波数ｆ２の信号Ｓ（ｆ２）を与えて光Ｐ（ｆ２）を出射させる構成を採用することができる。
【００９２】
なお、光を変調する信号Ｓ（ｆ１）、Ｓ（ｆ２）の周波数は任意であるが、測定装置内の光路差による位相差を無視でき、また、フィルタ８１、８２の構成が簡単で済む数１００Ｈｚ〜数１０ｋＨｚの低周波帯とする。
【００９３】
次に、この光部品測定装置３０′で前記した各測定を行なう場合について説明する。
【００９４】
この光部品測定装置３０′では、光部品１の挿入損失と反射量の双方向の測定を同時に行なうことができるが、その前に損失測定と反射量の校正が必要となる。
【００９５】
即ち、損失測定の校正では、始めに光端子４１Ａ、４１Ｂの間を図６で点線で示しているように直結して、制御部７０′に対して損失測定の校正の指示をする。
【００９６】
この校正の指示を受けた制御部７０′は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂをともに前記基準状態に設定する。
【００９７】
この状態では、測定光発生部６０′から出射された光Ｐ（ｆ１）は、光カプラ４２Ａ、光端子４１Ａ、光端子４１Ｂ、光カプラ４２Ｂを介して光インタフェース４０Ｂの受光器４４Ｂに入射され、その出力が増幅されてフィルタ８１Ｂ、８２Ｂに入力される。
【００９８】
フィルタ８１Ｂ、８２Ｂに入力される信号の変調成分は周波数ｆ１の成分だけであるから、フィルタ８２Ｂからは信号が出力されず、フィルタ８１Ｂから周波数ｆ１の信号Ｓａ（ｆ１）が出力され、その信号の振幅が検波器８３Ｂで検出され、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂでディジタル値に変換されて、制御部７０′に入力される。
【００９９】
また、これと並行して、測定光発生部６０′から出射された光Ｐ（ｆ２）は、光カプラ４２Ｂ、光端子４１Ｂ、光端子４１Ａ、光カプラ４２Ａを介して光インタフェース４０Ａの受光器４４Ａに入射され、その出力が増幅されてフィルタ８１Ａ、８２Ａに入力される。
【０１００】
フィルタ８１Ａ、８２Ａに入力される信号の変調成分は周波数ｆ２の成分だけであるから、フィルタ８１Ａからは信号が出力されず、フィルタ８２Ａから周波数ｆ２の信号Ｓｂ（ｆ２）が出力され、その信号の振幅が検波器８４Ａで検出され、Ａ／Ｄ変換器５２Ａでディジタル値に変換されて、制御部７０′に入力される。
【０１０１】
制御部７０′は、Ａ／Ｄ変換器５１Ｂの出力値を第１の基準値Ｒａ、Ａ／Ｄ変換器５２Ａの出力値を第２の基準値Ｒｂとして記憶し、損失測定の校正のための処理が終了したことを示す情報を表示器７１に表示させる。
【０１０２】
次に、前記図４で示したのと同様に、既知の大きい反射率Ｌａ（例えば９０％）のコネクタ５を光端子４１Ａ、４１Ｂに接続し、その反射率Ｌａを制御部７０′に入力して、反射量測定の校正を指示する。
【０１０３】
この指示を受けた制御部７０′は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂをともに前記基準状態に設定する。
【０１０４】
この状態では、測定光発生部６０′から出射された光Ｐ（ｆ１）は、光カプラ４２Ａ、偏波制御器４３Ａ、光端子４１Ａを介してコネクタ５に入射し、その内のほとんどがコネクタ５で反射され、その反射光が、光端子４１Ａ、偏波制御器４３Ａ、光カプラ４２Ａを介して受光器４４Ａに入射される。また、この受光器４４Ａには、光カプラ４２Ａの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩光も入射される。
【０１０５】
受光器４４Ａに入射される反射光と漏洩光を変調している信号の周期は、光カプラ４２Ａからコネクタ５の間を光が往復する時間に比べて十分長いので、反射光と漏洩光とは同一の変調位相で受光器４４Ａに入射される。
【０１０６】
このため、受光器４４Ａからは、反射光の変調成分の振幅と漏洩光の変調成分の振幅の和の振幅をもち周波数がｆ１の信号成分が出力される。
【０１０７】
そして、この信号は増幅されてフィルタ８１Ａ、８２Ａに入力されるが、この信号には、周波数ｆ１の変調成分しか含まれていないため、フィルタ８２Ａからは信号が出力されず、フィルタ８１Ａから周波数ｆ１の信号が出力され、その信号の振幅が検波器８３Ａで検出されて、Ａ／Ｄ変換器５１Ａによってディジタル値に変換される。
【０１０８】
一方、測定光発生部６０′から出射されている光Ｐ（ｆ２）は、光カプラ４２Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、光端子４１Ｂを介してコネクタ５に入射し、その内のほとんどがコネクタ５で反射され、その反射光が、光端子４１Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、光カプラ４２Ｂを介して受光器４４Ｂに入射され、前記同様に、光カプラ４２Ｂの第１ポートから第３ポートへの漏洩光も受光器４４Ｂに入射される。
【０１０９】
そして、この反射光と漏洩光を受光した受光器４４Ｂからは、前記同様に、反射光の変調成分と漏洩光の変調成分の振幅の和に等しい振幅をもち周波数がｆ２の信号が出力され、その信号がフィルタ８２Ｂから検波器８４Ｂに出力されてその振幅が検出され、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂによってディジタル値に変換される。
【０１１０】
制御部７０′は、この状態でＡ／Ｄ変換器５１Ａから出力されている値Ｘａと、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂから出力されている値Ｘａ′とを、入力された反射率Ｌａに対応付けて記憶する。
【０１１１】
次に、図５に示したのと同様に、反射率０（無反射）のコネクタ６を光端子４１Ａ、４１Ｂに接続し、その反射率０を制御部７０′に入力して、反射量測定の校正を指示する。
【０１１２】
この指示を受けた制御部７０′は、前記同様に偏波制御器４３Ａ、４３Ｂを前記基準状態に設定する。
【０１１３】
この状態では、測定光発生部６０′から出射されている光Ｐ（ｆ１）は、光カプラ４２Ａ、偏波制御器４３Ａ、光端子４１Ａを介してコネクタ６に入射し、コネクタ６で吸収されてしまうため、光カプラ４２Ａの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩光のみが受光器４４Ａに入射され、受光器４４Ａからはその漏洩光の変調成分の信号が出力され、この信号が増幅されてフィルタ８１Ａ、８２Ａに入力されるが、この信号には周波数ｆ１の変調成分しか含まれていないため、フィルタ８２Ａからは信号が出力されず、フィルタ８１Ａから周波数ｆ１の信号が出力され、その信号の振幅が検波器８３Ａで検出されて、Ａ／Ｄ変換器５１Ａによってディジタル値に変換される。
【０１１４】
一方、測定光発生部６０′から出射されている光Ｐ（ｆ２）は、光カプラ４２Ｂ、偏波制御器４３Ｂ、光端子４１Ｂを介してコネクタ６に入射し、コネクタ６で吸収されてしまうため、受光器４４Ｂには、光カプラ４２Ｂの第１ポート４２ａから第３ポート４２ｃへの漏洩光のみが入射される。
【０１１５】
そして、受光器４４Ｂからは、前記同様に、漏洩光の変調成分の信号が出力され、その信号がフィルタ８２Ｂから検波器８４Ｂに出力されてその振幅が検出され、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂによってディジタル値に変換される。
【０１１６】
制御部７０′は、この状態でＡ／Ｄ変換器５１Ａから出力されている値Ｘｂと、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂから出力されている値Ｘｂ′とを入力された反射率０に対応付けて記憶し、反射率の校正のための処理が終了したことを表示器７１に表示させる。
【０１１７】
次に、図６に示しているように測定対象の光部品１の一方のポート１ａを光端子４１Ａ、他方のポート１ｂを光端子４１Ｂに接続して、制御部７０′に対して損失および反射率の測定の開始を指示する。
【０１１８】
この指示を受けた制御部７０′は、偏波制御器４３Ａ、４３Ｂを前記基準状態に保持した状態で、各Ａ／Ｄ変換器５３〜５６の出力値Ｘａ（ｆ１）〜Ｘｂ（ｆ２）を記憶する。
【０１１９】
ここで、Ａ／Ｄ変換器５１Ａの出力値Ｘａ（ｆ１）は、光Ｐ（ｆ１）に対する光部品１のポート１ａからの反射光と光カプラ５２Ａによる漏洩光の和の成分を示し、Ａ／Ｄ変換器５２Ａの出力値Ｘａ（ｆ２）は、光Ｐ（ｆ２）に対する光部品１のポート１ｂ側からの通過量を示している。
【０１２０】
また、Ａ／Ｄ変換器５１Ｂの出力値Ｘｂ（ｆ１）は、光Ｐ（ｆ１）に対する光部品１のポート１ａ側からの通過量を示し、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂの出力値Ｘｂ（ｆ２）は、光Ｐ（ｆ２）に対する光部品１のポート１ｂからの反射光と光カプラ４２Ｂによる漏洩光との和の成分を示している。
【０１２１】
制御部７０′は、これらの値のうち、Ａ／Ｄ変換器５２Ａの出力値Ｘａ（ｆ２）、Ａ／Ｄ変換器５１Ｂの出力値Ｘｂ（ｆ１）、前記した第１の基準値Ｒａおよび第２の基準値Ｒｂとから、光部品１の双方向の損失を求める。
【０１２２】
即ち、値Ｘｂ（ｆ１）と第１の基準値Ｒａとの比Ｘｂ（ｆ１）／Ｒａを求め、この比をｄＢ換算して、光部品１のポート１ａからポート１ｂへ向かう光の挿入損失ＩＬａを求め、さらに値Ｘａ（ｆ２）と第２の基準値Ｒｂとの比Ｘａ（ｆ２）／Ｒｂを求め、この比をｄＢ換算して、光部品１のポート１ｂからポート１ａへ向かう光の挿入損失ＩＬｂを求め、その求めた２つの挿入損失ＩＲａ、ＩＲｂを表示器７１に表示させる。
【０１２３】
また、Ａ／Ｄ変換器５１Ａの出力値Ｘａ（ｆ１）、Ａ／Ｄ変換器５２Ｂの出力値Ｘｂ（ｆ２）および前記した各値Ｘａ、Ｘａ′、Ｘｂ、Ｘｂ′に基づいて、次の演算を行い、光部品１の双方向の反射率を求めて表示器７１に表示させる。
【０１２４】
ＲＬａ＝Ｌａ・［Ｘａ（ｆ１）−Ｘｂ］／（Ｘａ−Ｘｂ）　（％）
ＲＬｂ＝Ｌａ・［Ｘｂ（ｆ２）−Ｘｂ′］／（Ｘａ′−Ｘｂ′）　（％）
【０１２５】
なお、上記反射量の測定の校正のために、反射率０のコネクタ６を用いていたが、光カプラ４２Ａ、４２Ｂの第１ポートから第３ポートへの漏洩が無視できる場合、即ち、Ｘｂ＝Ｘｂ′＝０の場合には、反射率０のコネクタ６を用いた測定を省略し、次の式で反射率ＲＬを求めることができる。
【０１２６】
ＲＬａ＝Ｌａ・Ｘａ（ｆ１）／Ｘａ　（％）
ＲＬｂ＝Ｌａ・Ｘｂ（ｆ２）／Ｘａ′　（％）
【０１２７】
また、光部品１の偏波依存性損失を測定する場合、図６に示した接続状態のままで、制御部７０′に対して偏波依存性損失の測定を指示する。
【０１２８】
この指示を受けた制御部７０′は、光インタフェース４０Ｂの偏波制御器４３Ｂを前記基準状態に設定した状態で、光インタフェース４０Ａの偏波制御器４３Ａを制御して、光部品１に与える光Ｐ（ｆ１）の偏波状態を所定量ずつ可変しながら、Ａ／Ｄ変換器５１Ｂの出力値Ｘを順次記憶して、偏波状態に対する出力値Ｘの変化特性を求め、その出力値Ｘの中から、最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎを求め、その比Ｘｍｉｎ／Ｘｍａｘを求め、この比をｄＢ換算して、その換算値を光部品１のポート１ａからポート１ｂに向かう方向の偏波依存性損失ＰＤＬａとして記憶する。
【０１２９】
次に、光インタフェース４０Ａの偏波制御器４３Ａを前記基準状態に設定した状態で、光インタフェース４０Ｂの偏波制御器４３Ｂを制御して、光部品１に与える光Ｐ（ｆ２）の偏波状態を所定量ずつ可変しながら、Ａ／Ｄ変換器５２Ａの出力値Ｘを順次記憶して、偏波状態に対する出力値Ｘの変化特性を求め、その出力値Ｘの中から、最大値Ｘｍａｘと最小値Ｘｍｉｎを求め、その比Ｘｍｉｎ／Ｘｍａｘを求め、この比をｄＢ換算して、その換算値を光部品１のポート１ｂからポート１ａに向かう方向の偏波依存性損失ＰＤＬｂとして記憶し、これらの偏波依存性損失ＰＤＬａ、ＰＤＬｂを表示器７１に表示させる。
【０１３０】
つまり、この偏波依存性損失の測定の場合、偏波制御器自身の損失変動が無視できるなら双方向同時に測定することができ、また、無視できないなら偏波制御器４３Ａ、４３Ｂの一方のみを可変制御する必要があるので、双方向の測定を同時に行なうことはできないが、測定用の光の切り換え制御は不要で偏波制御器４３Ａ、４３Ｂのみの制御だけで、双方向の特性を求めることができ、前記同様に、光端子４１Ａ、４１Ｂと光部品１のポート１ａ、１ｂの接続状態を切り換えることなく、双方向の測定が行なえる。
【０１３１】
なお、この光部品測定装置３０′では、光インタフェースの出力信号に含まれる各周波数の信号成分の振幅を検出するための振幅検出手段として、各周波数毎の信号成分を抽出するフィルタと、フィルタの出力信号をそれぞれ検波する検波器とによって構成していたが、各周波数毎にフィルタで抽出した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器でディジタル信号に変換して制御部７０′に入力し、制御部内でディジタル値の最大値検出処理を行なって振幅値をそれぞれ求めてもよい。また、各光インタフェース４０から出力される信号をＡ／Ｄ変換器によってディジタル信号に変換し、このディジタル信号に対するＦＦＴ（逆フーリエ変換）処理を行なって各周波数（ｆ１、ｆ２）の信号成分の振幅値をそれぞれ求めてもよい。
【０１３２】
なお、上記した光部品測定装置３０、３０′は、光部品１の挿入損失、反射率の他に、偏波依存性損失を測定できるようにしていたが、挿入損失および反射率のみを測定する場合には、図９、図１０に示す光部品測定装置３０、３０′のように、光インタフェース４０Ａ、４０Ｂの偏波制御器４３Ａ、４３Ｂを省略して、光カプラ４２Ａ、４２Ｂの第２ポートと光端子４１Ａ、４１Ｂの間を直結すればよい。
【０１３３】
また、前記説明では、測定光発生部６０、６０′が出射する光の波長が固定であったが、測定光発生部６０、６０′が出射する光の波長を、制御部７０、７０′によって可変制御し、波長の変化に対する挿入損失、偏波依存性損失、反射率を求めてもよい。ただし、この場合、各測定に先立って、前記した校正の処理を各波長毎に行なっておく。
【０１３４】
また、このように波長を可変制御する場合には、前記した測定光発生部６０、６０′の構成のうち、図３、図８に示したように一つの共通のレーザ光源６１から出射される光を分岐する方式のものであれば、その一つのレーザ光源６１を波長可変型にすればよく安価に構成でき、しかも、全ての光インタフェースに対して同一波長の光を与えることができ、各光同士の波長合わせが不要となる。
【０１３５】
また、上記した光部品測定装置３０、３０′は２ポート型のものであったが、光カプラ等のように３つ以上のポートを有する光部品を測定する場合には、光部品測定装置側も多ポート型にすればよい。
【０１３６】
例えば、前記図１に示した光部品測定装置３０で光インタフェース４０およびＡ／Ｄ変換器５０をｍ組（ｍは３以上）用いてｍポート型にすることもできる。ただし、この場合、測定光発生部６０として、ｍ個の光インタフェース４０に光Ｐを出射できるように構成する。
【０１３７】
また、双方向測定を同時に行なえるようにした前記図６の光部品測定装置３０′の場合でも、光インタフェース４０をｍ組設け、測定光発生部６０′として、異なる周波数ｆ１〜ｆｍの信号で変調された光Ｐ（ｆ１）〜Ｐ（ｆｍ）を並列に出射するように構成し、その周波数ｆ１〜ｆｍの信号をそれぞれ抽出するためのｍ個のフィルタ、その各フィルタの出力の振幅をそれぞれ検出するｍ個の検波器およびｍ個のＡ／Ｄ変換器を、各光インタフェース４０毎に設ければ、光部品のｍポートの全ての組合せについての特性を双方向に測定することができる。
【０１３８】
ただし、この場合、フィルタ、検波器、Ａ／Ｄ変換器の数がポート数ｍの２乗分だけ必要となり、４ポート構成でも１６個ずつ必要となり、ハードウエア上の構成が大きくなる。
【０１３９】
そこで、例えば、図１１に示す４ポート型の光部品測定装置９０のように、周波数ｆ１〜ｆ４の信号で変調された光Ｐ（ｆ１）〜Ｐ（ｆ４）を測定光発生部６０′で発生させて同一構成の光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄにそれぞれ与え、光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄから出力される信号を、通過帯域の中心周波数をｆ１〜ｆ４の範囲で可変できる周波数可変型のフィルタ８５Ａ〜８５Ｄに入力して、これらのフィルタ８５Ａ〜８５Ｄの出力信号をＡ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄでディジタル信号にそれぞれ変換して、前記制御部７０′と同様の演算処理が可能な制御部９１に入力し、その振幅値を制御部９１内の検出手段（図示せず）によってそれぞれ検出するように構成する。
【０１４０】
この場合、測定光発生部６０′は、図７の半導体レーザ６１と信号発生器６４の組を４組に拡張して図１２のように構成するか、あるいは図８の信号発生器６４と光変調器６４の組を４組に拡張し、光分岐器６２を４分岐型として図１３のように構成すればよい。
【０１４１】
そして、前記同様に損失測定の校正のための処理（光端子間を短絡した状態での測定）と、反射率測定の校正のための処理（各光端子に既知反射率のコネクタを接続した状態での測定）を行なって、必要なデータを予め求めておき、図１１に示しているように、光部品１のポート１ａ〜１ｄを各光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄの光端子４１Ａ〜４１Ｄにそれぞれ接続する。
【０１４２】
このように接続した状態で、例えば、制御部９１によって、
フィルタ８５Ａの通過帯域中心周波数をｆ１、
フィルタ８５Ｂの通過帯域中心周波数をｆ２、
フィルタ８５Ｃの通過帯域中心周波数をｆ３、
フィルタ８５Ｄの通過帯域中心周波数をｆ４
に設定し、各光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄの偏波制御器４３を基準状態に設定して、各Ａ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄの出力値を求め、その出力値と予め求めたデータとに基づいて、前記同様の演算処理を行ない、光部品１の各ポート１ａ〜１ｄの反射率を求め、これを表示器７１に表示させる。
【０１４３】
また、制御部９１によって、
フィルタ８５Ａの通過帯域中心周波数をｆ２、
フィルタ８５Ｂの通過帯域中心周波数をｆ１、
フィルタ８５Ｃの通過帯域中心周波数をｆ４、
フィルタ８５Ｄの通過帯域中心周波数をｆ３
に設定し、各光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄの偏波制御器４３を基準状態に設定して各Ａ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄの出力値を求め、その出力値と予め求めたデータとに基づいて、前記同様の演算処理を行ない、光部品１のポート１ａ、１ｂ間、ポート１ｃ、１ｄ間の双方向の挿入損失を求め、これを表示器７１に表示させる。
【０１４４】
また、制御部９１によって、
フィルタ８５Ａの通過帯域中心周波数をｆ３、
フィルタ８５Ｂの通過帯域中心周波数をｆ４、
フィルタ８５Ｃの通過帯域中心周波数をｆ１、
フィルタ８５Ｄの通過帯域中心周波数をｆ２
に設定し、各光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄの偏波制御器４３を基準状態に設定して各Ａ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄの出力値を求め、その出力値と予め求めたデータとに基づいて、前記同様の演算処理を行ない、光部品１のポート１ａ、１ｂ間、ポート１ｃ、１ｄ間の双方向の挿入損失を求め、これを表示器７１に表示させる。
【０１４５】
また、制御部９１によって、
フィルタ８５Ａの通過帯域中心周波数をｆ４、
フィルタ８５Ｂの通過帯域中心周波数をｆ３、
フィルタ８５Ｃの通過帯域中心周波数をｆ２、
フィルタ８５Ｄの通過帯域中心周波数をｆ１
に設定し、各光インタフェース４０Ａ〜４０Ｄの偏波制御器４３を基準状態に設定して各Ａ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄの出力値を求め、その出力値と予め求めたデータとに基づいて、前記同様の演算処理を行ない、光部品１のポート１ａ、１ｄ間、ポート１ｂ、１ｃ間の双方向の挿入損失を求め、これを表示器７１に表示させる。
【０１４６】
つまり、この光部品測定装置９０では、フィルタ８５Ａ〜８５Ｄの周波数の設定動作を４回行なうことで、光部品１の全てのポート間の双方向の挿入損失、反射率をその接続を変えることなく測定することができ、各設定状態について、前記同様に制御部９１によって偏波制御器４３を可変制御して各Ａ／Ｄ変換器５５Ａ〜５５Ｄの出力値の最大値と最小値を求め、前記同様の演算処理を行なえばその設定状態に対応したポート間の双方向の偏波依存性損失を接続状態を変えることなく求めることができる。
【０１４７】
しかも、各ポートの反射率と、２組のポートについての挿入損失については同時測定が行なえるので、測定効率が極めて高い。
【０１４８】
また、４ポート型でありながら、通過帯域中心周波数を可変制御できるフィルタを用いるとともに、そのフィルタの出力信号をディジタル信号に変換してから振幅値を求めているので、ハードウエア上の構成が簡単化され、より多ポートの場合でも容易に構成することができる。
【０１４９】
なお、前記した光インタフェース４０では、受光器４４の出力信号を増幅器４５で増幅していたが、受光器４４に入射される光の強度、受光器４４の感度、Ａ／Ｄ変換器５０〜５２の感度等により、増幅器を省略することもできる。
【０１５０】
また、アナログの演算処理を行なう場合には、Ａ／Ｄ変換器５０〜５２を省略することもできる。
【０１５１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光部品測定装置は、第１ポートに入射される光を第２ポートから出射し、第２ポートに入射される光を第３ポートから出射する光分岐器、その光分岐器の第２ポートに接続された光端子および光分岐器の第３ポートに接続され、その第３ポートから出射される光を電気信号に変換する受光器を有する複数の光インタフェースと、それら複数の光インタフェースの各光カプラの第１ポートに測定用の光を入射する測定光発生部とを備えている。
【０１５２】
このため、光部品の挿入損失や反射率等の双方向測定を、光部品の各ポートと各光インタフェースの各光端子との接続状態を変えることなく、効率的に且つ高い信頼性をもって行なうことができる。
【０１５３】
また、各光インタフェースの光分岐器と光端子の間に偏波制御器を設けたものでは、挿入損失や反射率の他に、光部品の偏波依存性損失の双方向測定を、光部品の各ポートと各光インタフェースの各光端子との接続状態を変えることなく、効率的に且つ高い信頼性をもって行なうことができる。
【０１５４】
また、測定光発生部が、異なる周波数の信号で変調された光を各光インタフェースに入射するように構成され、また、各光インタフェースの出力信号から前記各周波数の信号の振幅を検出する振幅検出手段を設けたものでは、挿入損失や反射率の双方向測定を並行して行なうことができ、さらに効率的となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す図
【図２】実施形態の要部の構成例を示す図
【図３】実施形態の要部の構成例を示す図
【図４】実施形態による測定の手順を説明するための図
【図５】実施形態による測定の手順を説明するための図
【図６】他の実施形態の構成を示す図
【図７】実施形態の要部の構成例を示す図
【図８】実施形態の要部の構成例を示す図
【図９】他の実施形態の構成を示す図
【図１０】他の実施形態の構成を示す図
【図１１】他の実施形態の構成を示す図
【図１２】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１３】実施形態の要部の構成例を示す図
【図１４】従来装置の構成を示す図
【図１５】従来装置による測定の手順を示す図
【図１６】従来装置による測定の手順を示す図
【図１７】従来装置に光スイッチを付加した構成を示す図
【符号の説明】
１……光部品、３０、３０′、９０……光部品測定装置、４０Ａ〜４０Ｄ……光インタフェース、４１……光端子、４２……光カプラ、４２ａ……第１ポート、４２ｂ……第２ポート、４２ｃ……第３ポート、４３……偏波制御器、４４……受光器、４５……増幅器、５０、５１、５２、５５……Ａ／Ｄ変換器、６０、６０′……測定光発生部、６１……半導体レーザ、６２……光分岐器、６３……光減衰器、６４……信号発生器、６５……光変調器、７０、７０′……制御部、８１、８２……フィルタ、８３、８４……検波器、８５……フィルタ、９１……制御部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for efficiently and accurately measuring an optical component such as an optical filter, an optical isolator, and an optical switch having a bidirectional transmission characteristic with respect to light.
[0002]
[Prior art]
Characteristics that are generally evaluated in the above-described optical components are an insertion loss (IL), a polarization dependent loss (PDL), and a reflection amount (RL).
[0003]
Conventionally, an optical component measuring device 10 shown in FIG. 14 is used to measure these characteristics.
[0004]
The optical component measuring device 10 includes an optical output terminal 10a, an optical input terminal 10b, a light source 11, an optical coupler 12, a polarization controller 13, a first optical receiver 14, a first amplifier 15, a first A / D. It comprises a converter 16, a second light receiver 17, a second amplifier 18, a second A / D converter 19, a control unit 20 and a display 21.
[0005]
The optical output terminal 10a and the optical input terminal 10b are terminals for connecting the input / output ports 1a and 1b of the optical component 1 to be measured.
[0006]
The light source 11 includes a semiconductor laser, and emits measurement light (continuous light) P having a stable wavelength and intensity to the coupler 12.
[0007]
The coupler 12 receives the light P emitted from the light source 11 at the first port 12a, emits the light P from the second port 12b to the polarization controller 13, and enters the light from the polarization controller 13 into the second port 12b. From the third port 12c.
[0008]
The polarization controller 13 changes the polarization state of the light P emitted from the second port of the optical coupler 12, and emits the light P to the optical output terminal 10a. The polarization controller 13 is controlled by the control unit 20.
[0009]
The first optical receiver 14 receives light emitted from the third port 12c of the optical coupler 12, outputs an electric signal having an amplitude corresponding to the intensity of the light to the first amplifier 15, and outputs the electric signal to the first amplifier 15. The signal amplified at 15 is converted into a digital value by the first A / D converter 16 and input to the control unit 20.
[0010]
The second light receiver 17 receives the light input from the optical input terminal 10b, outputs an electric signal having an amplitude corresponding to the intensity of the light to the second amplifier 18, and outputs the electric signal to the second amplifier 18. The amplified signal is converted into a digital value by the second A / D converter 19 and input to the control unit 20.
[0011]
The control unit 20 performs arithmetic processing on the output values of the A / D converters 16 and 19 and controls the polarization controller 13 in accordance with the measurement items and parameters specified from an operation unit or the like (not shown), and controls the polarization controller 13. The characteristic value of the optical component 1 is obtained and displayed on the display 21.
[0012]
Next, a case where the optical component measuring apparatus 10 measures the insertion loss (IL), the polarization dependent loss (PDL), and the reflection amount (RL) will be described.
[0013]
When measuring the insertion loss of the optical component 1, the optical output terminal 10a and the optical input terminal 10b are directly connected as shown by a dotted line in FIG. I do.
[0014]
The control unit 20 having received the calibration instruction sets the polarization controller 13 to the reference state (a state in which the polarization state of the incident light is emitted without changing the polarization state), and the second A / D converter 19 Is stored as a reference value R.
[0015]
Next, one port 1a of the optical component 1 is connected to the optical output terminal 10a, and the other port 1b is connected to the optical input terminal 10b, thereby instructing the start of the loss measurement.
[0016]
The control unit 20 receiving this instruction obtains the ratio X / R between the value X output from the second A / D converter 19 and the reference value R while holding the polarization controller 13 in the reference state. This ratio is converted into dB, and the converted value is displayed on the display 21 as the insertion loss of the optical component 1.
[0017]
When measuring the polarization-dependent loss of the optical component 1, one port 1a of the optical component 1 is connected to the optical output terminal 10a, and the other port 1b is connected to the optical input terminal 10b. Is instructed to measure the polarization dependent loss.
[0018]
Upon receiving this instruction, the control unit 20 controls the polarization controller 13 to vary the polarization state of the light P applied to the optical component 1 by a predetermined amount at a time, while controlling the output of the second A / D converter 19. The values X are sequentially stored, a change characteristic of the output value X with respect to the polarization state is obtained, a maximum value Xmax and a minimum value Xmin are obtained from the output value X, and a ratio Xmin / Xmax is obtained. After conversion into dB, the converted value is displayed on the display 21 as the polarization-dependent loss of the optical component 1.
[0019]
When measuring the reflection amount of the optical component 1, first, as shown in FIG. 15, a connector 5 having a known large reflectance La (%) is connected to the optical output terminal 10a, and the reflectance La is controlled by the control unit. 20 to instruct calibration of the reflection amount measurement.
[0020]
The control unit 20 having received this instruction sets the polarization controller 13 to the reference state, and sets the input reflectance La and the value Xa output from the first A / D converter 16 at that time. It is stored in association with.
[0021]
Next, as shown in FIG. 16, the connector 6 having a reflectance of 0 (non-reflection) is connected to the optical output terminal 10a, and the reflectance Lb is input to the control unit 20 to instruct calibration of the reflection amount measurement.
[0022]
In the same manner as described above, the control unit 20 receives the input reflectance 0 and the output from the first A / D converter 16 while the polarization controller 13 is set to the reference state. Is stored in association with the value Xb.
[0023]
Then, one port 1a of the optical component 1 is connected to the optical output terminal 10a, and the other port 1b is connected to the optical input terminal 10b, and instructs the control unit 20 to measure the amount of reflection.
[0024]
The control unit 20 receiving this instruction stores the value Xc output from the first A / D converter 16 while the polarization controller 13 is set to the reference state, and performs the following calculation. The amount of reflection RL of the optical component 1 is obtained and displayed on the display 21.
[0025]

[0026]
In order to calibrate the measurement of the reflection amount, the connector 6 having a reflectance of 0 was used. However, it is assumed that leakage from the first port 12a to the third port 12c of the optical coupler 12 cannot be ignored. In the case where the leakage from the first port 12a to the third port 12c of the optical coupler 12 is negligible, that is, when Xb = 0, the measurement using the connector 6 having the reflectance of 0 is omitted, and The reflectance RL can be obtained by the following equation.
[0027]
RL = La.Xc / Xa (%)
[0028]
As described above, by using the optical component measuring device 10 having the above configuration, the insertion loss, the polarization-dependent loss, and the reflection amount of the optical component 1 can be measured.
[0029]
[Problems to be solved by the invention]
However, the optical components such as the optical filter and the optical isolator described above have bidirectional transmission characteristics. For the optical component having such bidirectional transmission characteristics, the connection state shown in FIG. Each of the above-described measurements must be performed by reconnecting the port 1a of the optical component 1 to the optical input terminal 10b and the port 1b to the optical output terminal 10a, and this connection is a manual operation. It becomes very complicated when measuring the optical components.
[0030]
In order to solve this, for example, as shown in FIG. 17, an optical switch 22 is provided between the optical output terminal 10a, the optical input terminal 10b, and the ports 1a and 1b of the optical component 1. As shown, the state between the optical output terminal 10a and the port 1a and the state between the optical input terminal 10b and the port 1b are connected, and the state between the optical output terminal 10a and the port 1b and the optical input terminal as shown by dotted lines. It is also conceivable to switch the state between 10b and port 1a to a connected state to perform the above measurement.
[0031]
However, since the optical switch 22 generally switches the optical path by mechanically moving a mirror, a prism, or the like, the reliability is low and the reliability of the measurement result is reduced.
[0032]
In addition, among the characteristics of the optical switch itself, the insertion loss and the amount of reflection can be eliminated by a calibration process including the optical switch, but it is difficult to remove the influence of polarization dependence. This leads to measurement errors.
[0033]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve these problems and to provide an optical component measuring device capable of efficiently and accurately measuring an optical component without using an optical switch.
[0034]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an optical component measuring device according to claim 1 of the present invention comprises:
An optical splitter (42) for emitting light incident on the first port (42a) from the second port (42b) and emitting light incident on the second port from the third port (42c); An optical terminal (41) connected to the second port of the branching device and a photodetector (44) connected to the third port of the optical branching device and converting light emitted from the third port into an electric signal, respectively. A plurality of optical interfaces (40) having
A measurement light generator (60, 60 ') for inputting measurement light to a first port of each optical splitter of the plurality of optical interfaces;
A control unit (70, 70 ') for obtaining bidirectional characteristics between ports of the optical component (1) connected to each optical terminal of the plurality of optical interfaces based on output signals of the light receivers of the plurality of optical interfaces. ).
[0035]
The optical component measuring device according to claim 2 of the present invention is the optical component measuring device according to claim 1,
A polarization controller (43) that changes the polarization state of the incident light and emits the light is provided between the second port of the optical splitter and the optical terminal. .
[0036]
The optical component measuring device according to claim 3 of the present invention is the optical component measuring device according to claim 1 or 2,
The measurement light generator is configured to enter light modulated with signals of different frequencies to the plurality of optical interfaces,
Signal amplitude detecting means (81-84) for detecting the amplitude of the signal component for each of the different frequencies from the output signals of the light receivers of the plurality of optical interfaces are provided.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration of an optical component measuring apparatus 30 to which the present invention is applied.
[0038]
The optical component measuring device 30 is of a two-port type, and includes two sets of optical interfaces 40A and 40B, A / D converters 50A and 50B, a measuring light generator 60, a controller 70, and a display 71. I have.
[0039]
The optical interface 40A includes an optical terminal 41A, an optical coupler 42A as an optical splitter, a polarization controller 43A, a light receiver 44A, and an amplifier 45A.
[0040]
The optical terminal 41A is for connecting a port of an optical component to be measured, and is connected to a second port 42b of the optical coupler 42A.
[0041]
The optical coupler 42A receives the measurement light Pa emitted from the measurement light generator 60 at the first port 42a, emits the light from the second port 41b, and enters the second port 42b from the polarization controller 43A side. The light is emitted from the third port 42c and enters the light receiver 44A.
[0042]
The light receiver 44A receives the light emitted from the third port 42c of the optical coupler 42A, converts the light into an electric signal of a voltage corresponding to the intensity of the light, and outputs the electric signal to the amplifier 45A.
[0043]
On the other hand, the optical interface 40B has the same configuration as the first optical interface 40A, and includes an optical terminal 41B, an optical coupler 42B as an optical splitter, a polarization controller 43B, a light receiver 44B, and an amplifier 45B. .
[0044]
The optical terminal 41B is for connecting a port of an optical component to be measured, and is connected to a second port 42b of the optical coupler 42B.
[0045]
The optical coupler 42B receives the measurement light Pb emitted from the measurement light generator 60 at the first port 42a, emits the light from the second port 42b, and enters the second port 42b from the polarization controller 43B side. The light exits from the third port 42c and enters the light receiver 44B.
[0046]
The light receiver 44B receives the light emitted from the third port 42c of the optical coupler 42B, converts the light into an electric signal having a voltage corresponding to the intensity of the light, and outputs the electric signal to the amplifier 45B.
[0047]
Here, an example in which the optical couplers 42A and 42B are used as the optical splitters will be described. However, instead of the optical couplers 42A and 42B, the optical splitter may be configured by a non-polarizing beam splitter, an optical circulator, or the like. This is the same for each modified example described later.
[0048]
The polarization controllers 43A and 43B are for changing the state of the incident light and changing only the state of polarization and emitting the light, and use a half-wave plate and a quarter-wave plate. The polarization state can be changed by the control of the control unit 70.
[0049]
In addition, as the light receivers 44A and 44B, PIN type photodiodes or the like that output a small dark current and output an electric signal proportional to the intensity of incident light are used.
[0050]
The signals output from the amplifiers 45A and 45B of the optical interfaces 40A and 40B are converted into digital values by A / D converters 50A and 50B, respectively, and input to the control unit 70.
[0051]
Under the control of the control unit 70, the measurement light generation unit 60 emits the light Pa and Pb required for measurement to the optical coupler 42A of the optical interface 40A and the optical coupler 42B of the optical interface 40B.
[0052]
As shown in FIG. 2, the measurement light generator 60 emits light (continuous light) Pa and Pb having substantially the same wavelength and intensity from the two semiconductor lasers 61A and 61B, respectively, or as shown in FIG. In addition, a configuration is adopted in which light emitted from one semiconductor laser 61 is split into two lights Pa and Pb by an optical splitter 62, and the split lights Pa and Pb are emitted via optical attenuators 63A and 63B, respectively. can do.
[0053]
The lights Pa and Pb emitted in the configuration of FIG. 2 are turned on and off by the control unit 70 by intermittent control of the drive current of the semiconductor lasers 61A and 61B.
[0054]
On / off of the light Pa and Pb emitted in the configuration of FIG. 3 is performed by controlling the attenuation of the optical attenuators 63A and 63B by the control unit 70.
[0055]
The control unit 70 controls the polarization controllers 43A and 43B of the optical interfaces 40A and 40B, controls the measurement light generation unit 60, and the like according to the measurement items specified from an operation unit (not shown) and the input parameters. Is performed, the output values of the A / D converters 50A and 50B are stored, the characteristics of the optical component are obtained based on the output values, and the obtained characteristic values are displayed on the display 71.
[0056]
Next, a case where the insertion loss, the polarization-dependent loss, and the reflection amount of the optical component 1 are measured using the optical component measuring device 30 will be described.
[0057]
When the insertion loss of the optical component 1 is measured, the optical terminals 41A and 41B are directly connected as shown by a dotted line in FIG. 1 to instruct the control unit 70 to calibrate the loss measurement.
[0058]
Upon receiving the calibration instruction, the control unit 70 sets both the polarization controllers 43A and 43B to the reference state (a state in which the polarization state of the incident light is emitted without changing the polarization state). Only Pa is emitted and enters the optical coupler 42A of the optical interface 40A.
[0059]
This light Pa enters the light receiver 44B of the optical interface 40B via the optical coupler 42A, the optical terminal 41A, the optical terminal 41B, and the optical coupler 42B, and its output is amplified and converted into a digital value by the A / D converter 50B. Is converted.
[0060]
After storing the output value of the A / D converter 50B as the first reference value Ra, the control unit 70 emits only the light Pb from the measurement light generation unit 60, and enters the optical coupler 42B of the optical interface 40B. .
[0061]
This light Pb is incident on the light receiver 44A of the optical interface 40A via the optical coupler 42B, the optical terminal 41B, the optical terminal 41A, and the coupler 42A, and its output is amplified and converted into a digital value by the A / D converter 50A. Is done.
[0062]
The controller 70 stores the output value of the A / D converter 50A as the second reference value Rb, and causes the display 71 to display information indicating that the processing for calibration has been completed.
[0063]
Next, as shown in FIG. 1, one port 1a of the optical component 1 to be measured is connected to the optical terminal 41A, and the other port 1b is connected to the optical terminal 41B. Instruct to start.
[0064]
The control unit 70 receiving this instruction causes the measurement light generation unit 60 to emit only the light Pa while maintaining the polarization controllers 43A and 43B in the reference state, and causes the light Pa to enter the optical coupler 42A of the optical interface 40A. The output value Xa of the A / D converter 50B at this time is stored, and then only the light Pb is emitted from the measurement light generation unit 60 and is made to enter the optical coupler 42B of the optical interface 40B. The output value Xb of the converter 50A is stored.
[0065]
Then, a ratio Xa / Ra between the stored value Xa and the first reference value Ra is obtained, and this ratio is converted into dB to obtain an insertion loss ILa of light from the port 1a to the port 1b of the optical component 1, and further stores the same. A ratio Xb / Rb between the value Xb and the second reference value Rb is determined, and this ratio is converted into dB to determine an insertion loss ILb of light from the port 1b of the optical component 1 toward the port 1a. The display unit 71 displays the insertion losses IRa and IRb.
[0066]
When measuring the polarization-dependent loss of the optical component 1, the control unit 70 is instructed to measure the polarization-dependent loss while maintaining the connection state shown in FIG.
[0067]
Upon receiving this instruction, the control unit 70 emits only the light Pa from the measurement light generation unit 60, makes the light Pa enter the optical interface 40A, and sets the polarization controller 43B of the optical interface 40B to the reference state. By controlling the polarization controller 43A of the interface 40A and varying the polarization state of the light Pa given to the optical component 1 by a predetermined amount, the output value X of the A / D converter 50B is sequentially stored, and A change characteristic of the output value X with respect to the state is obtained.
[0068]
From the output value X, a maximum value Xmax and a minimum value Xmin are obtained, a ratio Xmin / Xmax is obtained, the ratio is converted into dB, and the converted value is converted from the port 1a to the port 1b of the optical component 1. It is stored as the polarization dependent loss PDLa in the heading direction.
[0069]
Next, only the light Pb is emitted from the measurement light generation unit 60 and is incident on the optical interface 40B, and with the polarization controller 43A of the optical interface 40A set to the reference state, the polarization controller of the optical interface 40B is set. 43B, the output value X of the A / D converter 50A is sequentially stored while varying the polarization state of the light Pb applied to the optical component 1 by a predetermined amount, and the output value X changes with respect to the polarization state. Find characteristics.
[0070]
From the output value X, a maximum value Xmax and a minimum value Xmin are obtained, a ratio Xmin / Xmax is obtained, the ratio is converted into dB, and the converted value is converted from the port 1b to the port 1a of the optical component 1. The polarization dependent loss PDLb in the heading direction is stored, and these polarization dependent losses PLa and PDLb are displayed on the display 71.
[0071]
When measuring the reflection amount of the optical component 1, as shown in FIG. 4, a connector 5 having a known large reflectance La (for example, 90%) is connected to the optical terminals 41A and 41B, and the reflection is measured. The ratio La is input to the control unit 70 to instruct calibration of the reflection amount measurement.
[0072]
The control unit 70 receiving this instruction sets both the polarization controllers 43A and 43B to the reference state, and causes the measurement light generation unit 60 to emit both the light Pa and Pb.
[0073]
In this state, the light Pa emitted from the measurement light generator 60 enters the connector 5 via the optical coupler 42A, the polarization controller 43A, and the optical terminal 41A, and most of the light Pa is reflected by the connector 5. The reflected light enters the light receiver 44A via the optical terminal 41A, the polarization controller 43A, and the optical coupler 42A. Further, light leaking from the first port 42a to the third port 42c of the optical coupler 42A also enters the light receiver 44A.
[0074]
Therefore, a signal having a voltage corresponding to the sum of the intensity of the reflected light and the leaked light is output from the light receiver 44A, and this signal is amplified and converted into a digital value by the A / D converter 50A.
[0075]
The light Pb emitted from the measurement light generator 60 enters the connector 5 via the optical coupler 42B, the polarization controller 43B, and the optical terminal 41B, and most of the light is reflected by the connector 5, and The reflected light enters the light receiver 44B via the optical terminal 41B, the polarization controller 43B, and the optical coupler 42B. Further, light leaking from the first port 42a to the third port 42c of the optical coupler 42B also enters the light receiver 44B.
[0076]
Therefore, a signal of a voltage corresponding to the sum of the intensity of the reflected light and the leaked light is output from the light receiver 44B, and this signal is amplified and converted to a digital value by the A / D converter 50B.
[0077]
The control unit 70 associates the value Xa output from the A / D converter 50A and the value Xa 'output from the A / D converter 50B in this state with the input reflectance La. Remember.
[0078]
Next, as shown in FIG. 5, the connector 6 having a reflectance of 0 (non-reflection) is connected to the optical terminals 41A and 41B, and the reflectance of 0 is input to the control unit 70 to instruct the calibration of the reflection amount measurement. .
[0079]
The control unit 70 receiving this instruction causes the measurement light generation unit 60 to emit the light Pa and Pb while the polarization controllers 43A and 43B are set to the reference state as described above, and then the A / D converter The value Xb output from the A / D converter 50B and the value Xb 'output from the A / D converter 50B are stored in association with the input reflectance of 0, and the display 71 indicates that the measurement for calibration has been completed. Indicated by the display.
[0080]
Then, the connection state shown in FIG. 1 is set, and the control unit 70 is instructed to measure the reflection amount.
[0081]
The control unit 70 receiving this instruction causes the measurement light generation unit 60 to emit only the light Pa while the polarization controllers 43A and 43B are both set to the reference state, and outputs the light Pa from the A / D converter 50A. The value Xc is stored, and then only the light Pb is emitted from the measurement light generator 60, and the value Xc 'output from the A / D converter 50B at that time is stored.
[0082]
Then, the bidirectional reflection amounts RLa and RLb of the optical component 1 are obtained by the following calculation and displayed on the display 71.
[0083]
RLa = La. (Xc-Xb) / (Xa-Xb) (%)
RLb = La. (Xc'-Xb ') / (Xa'-Xb') (%)
[0084]
In order to calibrate the measurement of the reflection amount, the connector 6 having the reflectance of 0 is used. However, the leakage from the first port 42a to the third port 42c of each of the optical couplers 42A and 42B cannot be ignored. When the leakage is negligible, that is, when Xb = Xb ′ = 0, the measurement using the connector 6 having the reflectance of 0 is omitted, and the reflectance RL is calculated by the following equation. You can ask.
[0085]
RLa = La.Xc / Xa (%)
RLb = La.Xc '/ Xa' (%)
[0086]
The case where the insertion loss, the polarization-dependent loss and the reflection amount of the optical component 1 are measured in both directions using the optical component measuring device 30 has been described above. However, the calibration performed before the measurement of the insertion loss and the reflection amount is performed. 1 only needs to be performed once beforehand, so that the two-way measurement of the insertion loss, the polarization-dependent loss and the reflection amount of one optical component is changed by changing the connection state shown in FIG. This can be performed without using an optical switch or the like having a movable portion, so that optical components can be measured efficiently and with high reliability.
[0087]
The above-described optical component measuring device 30 performs bidirectional measurement on the optical component 1 by alternately inputting light for measurement from the measurement light generator 60 to the two optical interfaces 40A and 40B. However, the two-way measurement for the optical component 1 can be performed in parallel.
[0088]
FIG. 6 shows an optical component measuring apparatus 30 'for performing bidirectional measurement in parallel.
In the optical component measuring apparatus 30 ', the measuring light generating section 60' is configured so that the light beams P (f1) and P (f2), each of which is intensity-modulated by the modulation signals of different frequencies f1 and f2, are always emitted in parallel. Have been.
[0089]
Also, signal components of frequencies f1 and f2 are extracted from the output signal of the amplifier 45A of the optical interface 40A by the filters 81A and 82A, respectively, and the amplitudes of the output signal of the filter 81A and the output signal of the filter 82A are detected by the detectors 83A and 84A. Each is detected, and the detected amplitude is converted into a digital value by the A / D converters 51A and 52A and output to the control unit 70 '.
[0090]
Also, the signal components of the frequencies f1 and f2 are extracted from the output signal of the amplifier 45B of the optical interface 40B by the filters 81B and 82B, respectively, and the amplitudes of the output signals of the filters 81B and 82B are detected by the detectors 83B and 84B, respectively. The detected amplitude is converted into a digital value by the A / D converters 51B and 52B and output to the control unit 70 '.
[0091]
Here, the above-described measurement light generator 60 'excites the semiconductor laser 61A with the signal S (f1) of the frequency f1 output from the signal generator 64A, as shown in FIG. And the semiconductor laser 61B is excited by the signal S (f2) of the frequency f2 output from the signal generator 64B to emit light P (f2), or as shown in FIG. The light emitted from 61 is split by the optical splitter 62 into two continuous lights Pa and Pb, respectively input to the modulators 65A and 65B, and the signal S having the frequency f1 output from the signal generator 64A to the modulator 65A. (F1) is applied to emit light P (f1), and modulator 65B is applied with signal S (f2) of frequency f2 output from signal generator 64B to emit light P (f2). It is possible .
[0092]
The frequencies of the signals S (f1) and S (f2) for modulating the light are arbitrary, but the phase difference due to the optical path difference in the measuring device can be neglected, and the filters 81 and 82 can be configured simply. It is a low frequency band of 100 Hz to several tens of kHz.
[0093]
Next, a case where each of the above-described measurements is performed by the optical component measuring device 30 'will be described.
[0094]
In this optical component measuring device 30 ', the two-way measurement of the insertion loss and the reflection amount of the optical component 1 can be performed simultaneously, but before that, the loss measurement and the reflection amount calibration are required.
[0095]
That is, in the calibration of the loss measurement, first, the optical terminals 41A and 41B are directly connected as shown by a dotted line in FIG. 6, and the control unit 70 'is instructed to calibrate the loss measurement.
[0096]
Upon receiving the calibration instruction, the control unit 70 'sets both the polarization controllers 43A and 43B to the reference state.
[0097]
In this state, the light P (f1) emitted from the measurement light generator 60 'is incident on the light receiver 44B of the optical interface 40B via the optical coupler 42A, the optical terminal 41A, the optical terminal 41B, and the optical coupler 42B. The output is amplified and input to filters 81B and 82B.
[0098]
Since the modulation components of the signals input to the filters 81B and 82B are only the components of the frequency f1, no signal is output from the filter 82B, and the signal Sa (f1) of the frequency f1 is output from the filter 81B. The amplitude is detected by the detector 83B, converted to a digital value by the A / D converter 52B, and input to the control unit 70 '.
[0099]
At the same time, the light P (f2) emitted from the measurement light generator 60 'is transmitted to the optical receiver 40A of the optical interface 40A via the optical coupler 42B, the optical terminal 41B, the optical terminal 41A, and the optical coupler 42A. And its output is amplified and input to the filters 81A and 82A.
[0100]
Since the modulation components of the signals input to the filters 81A and 82A are only the components of the frequency f2, no signal is output from the filter 81A, and the signal Sb (f2) of the frequency f2 is output from the filter 82A. The amplitude is detected by the detector 84A, converted into a digital value by the A / D converter 52A, and input to the control unit 70 '.
[0101]
The control unit 70 'stores the output value of the A / D converter 51B as a first reference value Ra and the output value of the A / D converter 52A as a second reference value Rb, and performs calibration for loss measurement. Information indicating that the processing has been completed is displayed on the display 71.
[0102]
Next, as shown in FIG. 4, the connector 5 having a known large reflectance La (for example, 90%) is connected to the optical terminals 41A and 41B, and the reflectance La is input to the control unit 70 '. And instruct the calibration of the reflection amount measurement.
[0103]
Upon receiving this instruction, the control unit 70 'sets both the polarization controllers 43A and 43B to the reference state.
[0104]
In this state, the light P (f1) emitted from the measurement light generating unit 60 'enters the connector 5 via the optical coupler 42A, the polarization controller 43A, and the optical terminal 41A, and most of the light P (f1) is the connector 5A. The reflected light is incident on the light receiver 44A via the optical terminal 41A, the polarization controller 43A, and the optical coupler 42A. Further, light leaking from the first port 42a to the third port 42c of the optical coupler 42A also enters the light receiver 44A.
[0105]
Since the period of the signal modulating the reflected light and the leaked light incident on the photodetector 44A is sufficiently longer than the time for which the light travels back and forth between the optical coupler 42A and the connector 5, the reflected light and the leaked light are different from each other. The light enters the light receiver 44A with the same modulation phase.
[0106]
Therefore, the light receiver 44A outputs a signal component having the amplitude of the sum of the amplitude of the modulated component of the reflected light and the amplitude of the modulated component of the leaked light and having a frequency of f1.
[0107]
Then, this signal is amplified and input to the filters 81A and 82A. However, since this signal contains only the modulation component of the frequency f1, no signal is output from the filter 82A, and the frequency f1 is output from the filter 81A. Is output, the amplitude of the signal is detected by the detector 83A, and is converted into a digital value by the A / D converter 51A.
[0108]
On the other hand, the light P (f2) emitted from the measurement light generator 60 'enters the connector 5 via the optical coupler 42B, the polarization controller 43B, and the optical terminal 41B, and most of the light P (f2) passes through the connector 5. The reflected light is incident on the light receiver 44B via the optical terminal 41B, the polarization controller 43B, and the optical coupler 42B, and leaked from the first port to the third port of the optical coupler 42B in the same manner as described above. Is also incident on the light receiver 44B.
[0109]
Then, similarly to the above, a signal having an amplitude equal to the sum of the amplitudes of the modulated component of the reflected light and the modulated component of the leaked light and having a frequency of f2 is output from the light receiver 44B that has received the reflected light and the leaked light, The signal is output from the filter 82B to the detector 84B, the amplitude of which is detected, and converted to a digital value by the A / D converter 52B.
[0110]
In this state, the control unit 70 'associates the value Xa output from the A / D converter 51A and the value Xa' output from the A / D converter 52B with the input reflectance La. To remember.
[0111]
Next, as shown in FIG. 5, the connector 6 having a reflectance of 0 (non-reflection) is connected to the optical terminals 41A and 41B, and the reflectance of 0 is input to the control unit 70 'to measure the reflection amount. Instruction of calibration.
[0112]
Upon receiving this instruction, the control unit 70 'sets the polarization controllers 43A and 43B to the reference state as described above.
[0113]
In this state, the light P (f1) emitted from the measurement light generator 60 'enters the connector 6 via the optical coupler 42A, the polarization controller 43A, and the optical terminal 41A, and is absorbed by the connector 6. Therefore, only the light leaked from the first port 42a to the third port 42c of the optical coupler 42A is incident on the light receiver 44A, and a signal of the modulated component of the leak light is output from the light receiver 44A, and this signal is amplified. The signals are input to the filters 81A and 82A. However, since this signal contains only the modulation component of the frequency f1, no signal is output from the filter 82A, and a signal of the frequency f1 is output from the filter 81A. The amplitude of the signal is detected by the detector 83A and converted into a digital value by the A / D converter 51A.
[0114]
On the other hand, the light P (f2) emitted from the measurement light generator 60 'enters the connector 6 via the optical coupler 42B, the polarization controller 43B, and the optical terminal 41B, and is absorbed by the connector 6. Only the leaked light from the first port 42a to the third port 42c of the optical coupler 42B enters the light receiver 44B.
[0115]
Then, similarly to the above, the signal of the modulated component of the leaked light is output from the light receiver 44B, the signal is output from the filter 82B to the detector 84B, the amplitude of which is detected, and the digital signal is detected by the A / D converter 52B. Converted to a value.
[0116]
In this state, the control unit 70 'associates the value Xb output from the A / D converter 51A and the value Xb' output from the A / D converter 52B with the input reflectance 0. The stored information is displayed on the display 71 that the processing for the reflectance calibration is completed.
[0117]
Next, as shown in FIG. 6, one port 1a of the optical component 1 to be measured is connected to the optical terminal 41A, and the other port 1b is connected to the optical terminal 41B, so that the loss and reflection to the control unit 70 'are caused. Indicates the start of rate measurement.
[0118]
The control unit 70 ', having received this instruction, outputs the output values Xa (f1) to Xb (f2) of the A / D converters 53 to 56 while holding the polarization controllers 43A and 43B in the reference state. Remember.
[0119]
Here, the output value Xa (f1) of the A / D converter 51A indicates a component of the sum of the reflected light from the port 1a of the optical component 1 with respect to the light P (f1) and the leaked light by the optical coupler 52A. The output value Xa (f2) of the D converter 52A indicates the amount of light P (f2) that has passed from the port 1b side of the optical component 1.
[0120]
The output value Xb (f1) of the A / D converter 51B indicates the amount of light P (f1) passing through the port 1a of the optical component 1, and the output value Xb (f2) of the A / D converter 52B. Represents a sum component of the reflected light from the port 1b of the optical component 1 with respect to the light P (f2) and the leaked light by the optical coupler 42B.
[0121]
Among these values, the control unit 70 'outputs the output value Xa (f2) of the A / D converter 52A, the output value Xb (f1) of the A / D converter 51B, the first reference value Ra, The bidirectional loss of the optical component 1 is obtained from the reference value Rb of 2.
[0122]
That is, a ratio Xb (f1) / Ra between the value Xb (f1) and the first reference value Ra is obtained, and this ratio is converted into dB to obtain an insertion loss ILa of light from the port 1a to the port 1b of the optical component 1. Is calculated, and the ratio Xa (f2) / Rb between the value Xa (f2) and the second reference value Rb is calculated. This ratio is converted into dB, and light is inserted from the port 1b of the optical component 1 to the port 1a. The loss ILb is obtained, and the obtained two insertion losses IRa and IRb are displayed on the display 71.
[0123]
Further, based on the output value Xa (f1) of the A / D converter 51A, the output value Xb (f2) of the A / D converter 52B, and the above-described values Xa, Xa ', Xb, Xb', the following calculation is performed. Is performed, the bidirectional reflectance of the optical component 1 is obtained and displayed on the display 71.
[0124]
RLa = La. [Xa (f1) -Xb] / (Xa-Xb) (%)
RLb = La. [Xb (f2) -Xb '] / (Xa'-Xb') (%)
[0125]
Although the connector 6 having a reflectance of 0 is used for the calibration of the measurement of the reflection amount, the leakage from the first port to the third port of the optical couplers 42A and 42B can be ignored, that is, Xb = When Xb ′ = 0, the measurement using the connector 6 having the reflectance of 0 is omitted, and the reflectance RL can be obtained by the following equation.
[0126]
RLa = La.Xa (f1) / Xa (%)
RLb = La · Xb (f2) / Xa ′ (%)
[0127]
When measuring the polarization-dependent loss of the optical component 1, the control unit 70 'is instructed to measure the polarization-dependent loss while maintaining the connection state shown in FIG.
[0128]
The control unit 70 ′ receiving this instruction controls the polarization controller 43 A of the optical interface 40 A in a state where the polarization controller 43 B of the optical interface 40 B is set to the reference state, and the light to be given to the optical component 1 is controlled. While varying the polarization state of P (f1) by a predetermined amount, the output value X of the A / D converter 51B is sequentially stored, and a change characteristic of the output value X with respect to the polarization state is obtained. From among them, the maximum value Xmax and the minimum value Xmin are found, the ratio Xmin / Xmax is found, this ratio is converted into dB, and the converted value is the polarization dependence in the direction from the port 1a to the port 1b of the optical component 1. It is stored as the loss PDLa.
[0129]
Next, with the polarization controller 43A of the optical interface 40A set to the reference state, the polarization controller 43B of the optical interface 40B is controlled to control the polarization state of the light P (f2) given to the optical component 1. Are varied sequentially by a predetermined amount, the output value X of the A / D converter 52A is sequentially stored, and a change characteristic of the output value X with respect to the polarization state is obtained. From the output values X, the maximum value Xmax and the minimum value Xmax are obtained. The value Xmin is determined, the ratio Xmin / Xmax is determined, the ratio is converted to dB, and the converted value is stored as the polarization dependent loss PDLb in the direction from the port 1b to the port 1a of the optical component 1, and these values are stored. The display device 71 displays the polarization dependent losses PDLa and PDLb.
[0130]
In other words, in the case of the measurement of the polarization-dependent loss, if the loss fluctuation of the polarization controller itself can be ignored, two-way simultaneous measurement can be performed. If the loss fluctuation cannot be ignored, only one of the polarization controllers 43A and 43B is used. Since it is necessary to perform variable control, it is not possible to perform two-way measurement at the same time, but it is not necessary to control the switching of the light for measurement, and to obtain the two-way characteristics only by controlling the polarization controllers 43A and 43B. As described above, bidirectional measurement can be performed without switching the connection state between the optical terminals 41A and 41B and the ports 1a and 1b of the optical component 1.
[0131]
In the optical component measuring device 30 ', a filter for extracting a signal component for each frequency, a filter for extracting a signal component for each frequency, and a filter for detecting the amplitude of the signal component for each frequency included in the output signal of the optical interface. Although the output signal is constituted by a detector for detecting each signal, a signal extracted by a filter for each frequency is converted into a digital signal by an A / D converter and input to a control unit 70 '. The amplitude value may be obtained by performing the maximum value detection processing of the digital value. The signal output from each optical interface 40 is converted into a digital signal by an A / D converter, and an FFT (Inverse Fourier Transform) process is performed on the digital signal to obtain an amplitude of a signal component of each frequency (f1, f2). The values may be obtained respectively.
[0132]
Although the optical component measuring devices 30 and 30 'described above can measure the polarization dependent loss in addition to the insertion loss and the reflectance of the optical component 1, only the insertion loss and the reflectance are measured. In this case, the polarization controllers 43A and 43B of the optical interfaces 40A and 40B are omitted and the second ports of the optical couplers 42A and 42B are omitted as in the optical component measuring devices 30 and 30 'shown in FIGS. And the optical terminals 41A and 41B.
[0133]
Further, in the above description, the wavelength of the light emitted from the measurement light generators 60, 60 'is fixed, but the wavelength of the light emitted from the measurement light generators 60, 60' is controlled by the controllers 70, 70 '. Variable control may be performed to obtain the insertion loss, the polarization-dependent loss, and the reflectance with respect to a change in wavelength. However, in this case, the above-described calibration process is performed for each wavelength before each measurement.
[0134]
In the case where the wavelength is variably controlled in this way, one of the configurations of the measurement light generators 60 and 60 'is emitted from one common laser light source 61 as shown in FIGS. In the case of a method of splitting light, one of the laser light sources 61 may be of a variable wavelength type, and can be configured at a low cost. Further, light of the same wavelength can be given to all optical interfaces. It is not necessary to adjust the wavelength of light.
[0135]
Although the optical component measuring devices 30 and 30 'described above are of the two-port type, when measuring an optical component having three or more ports such as an optical coupler, the optical component measuring device side May be a multi-port type.
[0136]
For example, in the optical component measuring apparatus 30 shown in FIG. 1, the optical interface 40 and the A / D converter 50 may be m-port type using m sets (m is 3 or more). However, in this case, the measurement light generator 60 is configured to emit the light P to the m optical interfaces 40.
[0137]
Also, in the case of the optical component measuring apparatus 30 'of FIG. 6 as described above, which can perform bidirectional measurement at the same time, m sets of the optical interfaces 40 are provided, and the measuring light generating section 60' uses signals of different frequencies f1 to fm. Modulated lights P (f1) to P (fm) are configured to be emitted in parallel, and m filters for extracting signals of the frequencies f1 to fm are respectively provided. If m detectors and m A / D converters to be detected are provided for each optical interface 40, characteristics of all combinations of m ports of optical components can be measured in both directions.
[0138]
In this case, however, the number of filters, detectors, and A / D converters is required to be equal to the square of the number m of ports, and 16 ports are required even in a 4-port configuration, which increases the hardware configuration.
[0139]
Therefore, for example, as in a four-port optical component measuring apparatus 90 shown in FIG. 11, light P (f1) to P (f4) modulated with signals of frequencies f1 to f4 is generated by the measuring light generating unit 60 '. Then, the signals are supplied to the optical interfaces 40A to 40D having the same configuration, and the signals output from the optical interfaces 40A to 40D are input to frequency-variable filters 85A to 85D capable of varying the center frequency of the pass band in the range of f1 to f4. Then, the output signals of these filters 85A to 85D are converted into digital signals by A / D converters 55A to 55D, respectively, and input to a control unit 91 capable of performing the same arithmetic processing as the control unit 70 '. The amplitude value is detected by detecting means (not shown) in the control unit 91.
[0140]
In this case, the measuring light generator 60 'may be configured as shown in FIG. 12 by extending the set of the semiconductor laser 61 and the signal generator 64 of FIG. 7 to four sets, or may be configured as shown in FIG. The number of modulators 64 may be expanded to four, and the optical splitter 62 may be configured as a four-branch type as shown in FIG.
[0141]
In the same manner as described above, a process for calibrating the loss measurement (measurement in a state where the optical terminals are short-circuited) and a process for calibrating the reflectance measurement (a state in which a connector having a known reflectance is connected to each optical terminal) ) To obtain necessary data in advance, and connect the ports 1a to 1d of the optical component 1 to the optical terminals 41A to 41D of the optical interfaces 40A to 40D as shown in FIG. I do.
[0142]
In such a connected state, for example, by the control unit 91,
The center frequency of the pass band of the filter 85A is f1,
The center frequency of the pass band of the filter 85B is f2,
The center frequency of the pass band of the filter 85C is f3,
The center frequency of the pass band of the filter 85D is f4
, The polarization controller 43 of each of the optical interfaces 40A to 40D is set to the reference state, the output values of the A / D converters 55A to 55D are obtained, and the output values and the data obtained in advance are obtained. Then, by performing the same arithmetic processing as described above, the reflectance of each of the ports 1a to 1d of the optical component 1 is obtained, and this is displayed on the display 71.
[0143]
Also, by the control unit 91,
The center frequency of the pass band of the filter 85A is f2,
Let the center frequency of the pass band of the filter 85B be f1,
The center frequency of the pass band of the filter 85C is f4,
The center frequency of the pass band of the filter 85D is f3
, The polarization controller 43 of each of the optical interfaces 40A to 40D is set to the reference state, the output value of each of the A / D converters 55A to 55D is obtained, and based on the output value and the data obtained in advance. By performing the same arithmetic processing as described above, the bidirectional insertion loss between the ports 1a and 1b and between the ports 1c and 1d of the optical component 1 is obtained, and this is displayed on the display 71.
[0144]
Also, by the control unit 91,
The center frequency of the pass band of the filter 85A is f3,
The center frequency of the pass band of the filter 85B is f4,
Let the center frequency of the pass band of the filter 85C be f1,
The center frequency of the pass band of the filter 85D is f2
, The polarization controller 43 of each of the optical interfaces 40A to 40D is set to the reference state, the output value of each of the A / D converters 55A to 55D is obtained, and based on the output value and the data obtained in advance. By performing the same arithmetic processing as described above, the bidirectional insertion loss between the ports 1a and 1b and between the ports 1c and 1d of the optical component 1 is obtained, and this is displayed on the display 71.
[0145]
Also, by the control unit 91,
The center frequency of the pass band of the filter 85A is f4,
The center frequency of the pass band of the filter 85B is f3,
The center frequency of the pass band of the filter 85C is f2,
Let the center frequency of the pass band of the filter 85D be f1
, The polarization controller 43 of each of the optical interfaces 40A to 40D is set to the reference state, the output value of each of the A / D converters 55A to 55D is obtained, and based on the output value and the data obtained in advance. By performing the same arithmetic processing as described above, the bidirectional insertion loss between the ports 1a and 1d and between the ports 1b and 1c of the optical component 1 is obtained, and this is displayed on the display 71.
[0146]
That is, in the optical component measuring device 90, the frequency setting operation of the filters 85A to 85D is performed four times to reduce the bidirectional insertion loss and the reflectance between all the ports of the optical component 1 without changing the connection. For each setting state, the controller 91 variably controls the polarization controller 43 in the same manner as described above to obtain the maximum value and the minimum value of the output values of the A / D converters 55A to 55D. By performing the same arithmetic processing, the bidirectional polarization-dependent loss between the ports corresponding to the setting state can be obtained without changing the connection state.
[0147]
In addition, since the reflectance of each port and the insertion loss of two ports can be measured simultaneously, the measurement efficiency is extremely high.
[0148]
In addition to using a filter that can variably control the center frequency of the passband in spite of being a four-port type, the output signal of the filter is converted into a digital signal before the amplitude value is obtained, so the hardware configuration is simple. It can be easily configured even in the case of more ports.
[0149]
In the optical interface 40, the output signal of the light receiver 44 is amplified by the amplifier 45. However, the intensity of light incident on the light receiver 44, the sensitivity of the light receiver 44, and the A / D converters 50 to 52 Depending on the sensitivity and the like, the amplifier can be omitted.
[0150]
Further, when performing analog arithmetic processing, the A / D converters 50 to 52 can be omitted.
[0151]
【The invention's effect】
As described above, the optical component measuring device of the present invention is an optical splitter that emits light incident on the first port from the second port and emits light incident on the second port from the third port, A plurality of optical interfaces having an optical terminal connected to the second port of the optical splitter and a photodetector connected to the third port of the optical splitter and converting light emitted from the third port into an electric signal; And a measurement light generating unit for inputting measurement light to the first port of each optical coupler of the plurality of optical interfaces.
[0152]
For this reason, it is necessary to efficiently and highly reliably perform bidirectional measurement such as insertion loss and reflectance of an optical component without changing a connection state between each port of the optical component and each optical terminal of each optical interface. Can be.
[0153]
In addition, when a polarization controller is provided between the optical branching device and the optical terminal of each optical interface, bidirectional measurement of the polarization-dependent loss of the optical component in addition to the insertion loss and the reflectance can be performed. This can be performed efficiently and with high reliability without changing the connection state between each port and each optical terminal of each optical interface.
[0154]
Further, the measurement light generation unit is configured to make light modulated with signals of different frequencies incident on each optical interface, and an amplitude detection unit for detecting the amplitude of the signal of each frequency from an output signal of each optical interface. In the case where the means is provided, the two-way measurement of the insertion loss and the reflectance can be performed in parallel, which is more efficient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 4 is a diagram for explaining a measurement procedure according to the embodiment;
FIG. 5 is a diagram for explaining a measurement procedure according to the embodiment;
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of another embodiment.
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of another embodiment.
FIG. 10 is a diagram showing a configuration of another embodiment.
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of another embodiment.
FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of a main part of the embodiment.
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of a conventional device.
FIG. 15 is a diagram showing a procedure of measurement by a conventional apparatus.
FIG. 16 is a diagram showing a procedure of measurement by a conventional device.
FIG. 17 is a diagram showing a configuration in which an optical switch is added to a conventional device.
[Explanation of symbols]
1 optical components, 30, 30 ', 90 optical component measuring devices, 40A to 40D optical interfaces, 41 optical terminals, 42 optical couplers, 42a first port, 42b second 2 port, 42c third port, 43 polarization controller, 44 photodetector, 45 amplifier, 50, 51, 52, 55 A / D converter, 60, 60 ' Measuring light generator 61, semiconductor laser 62, optical splitter 63, optical attenuator 64 signal generator 65 optical modulator 70, 70 'control 81 82 filters 83 and 84 detectors 85 filters 91 control units

Claims (3)

An optical splitter (42) for emitting light incident on the first port (42a) from the second port (42b) and emitting light incident on the second port from the third port (42c); An optical terminal (41) connected to the second port of the branching device and a photodetector (44) connected to the third port of the optical branching device and converting light emitted from the third port into an electric signal, respectively. A plurality of optical interfaces (40) having
A measurement light generator (60, 60 ') for inputting measurement light to a first port of each optical splitter of the plurality of optical interfaces;
A control unit (70, 70 ') for obtaining bidirectional characteristics between ports of the optical component (1) connected to each optical terminal of the plurality of optical interfaces based on output signals of the light receivers of the plurality of optical interfaces. ). A polarization controller (43) that changes the polarization state of the incident light and emits the light is provided between the second port of the optical splitter and the optical terminal. The optical component measuring device according to claim 1, wherein: The measurement light generator is configured to enter light modulated with signals of different frequencies to the plurality of optical interfaces,
The signal amplitude detection means (81-84) which detects the amplitude of the signal component for every different frequency from the output signal of each photodetector of the said several optical interface is provided. 2. The optical component measuring device according to 2.

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