JP2007316007A - 光信号測定装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの上昇及び大型化を招くことなく広い波長範囲を波長分解能を低下させることなく均一な波長分解能で測定することができる光信号測定装置及び方法を提供する。
【解決手段】光信号測定装置１０は、複数波長の光信号を含む被測定光を波長毎に異なる角度で射出する回折格子１３、回折格子１３から射出される被測定光を集光する集光レンズ１４、及びフォトダイオードアレイモジュール１５を備え、複数波長の光信号を波長毎に同時に測定する。フォトダイオードアレイモジュール１５は、集光される被測定光がほぼ同一の径となるように、その受光面が集光レンズ１４で集光される被測定光の進行方向に沿う方向（Ｙ方向）に交差する方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をなすよう配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＷＤＭ （Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）信号等の複数波長の光信号を測定する光信号測定装置及び方法に関する。

複数の波長が多重されたＷＤＭ信号等の光信号の測定は、フィルタ素子又は回折格子等の波長分散素子を用いてＷＤＭ信号である被測定光を波長毎に分離し、この分離された被測定光を光検出器で受光することにより行われる。近年においては、測定に要する時間を短縮する観点から、回折格子等で分離された複数の波長を同時に測定するポリクロメータ型の光信号測定装置が開発されている。

図６は、従来のポリクロメータ型の光信号測定装置の要部構成を示す図である。図６に示す通り、従来の光信号測定装置１００は、光ファイバ１０１、コリメートレンズ１０２、減偏光子１０３、回折格子１０４、集光レンズ１０５、光検出器としてのフォトダイオードアレイモジュール１０６、及び波長演算装置１０７を備えている。

光ファイバ１０１は、被測定光を伝送する伝送路であり、その端部１０１ａから被測定光を射出する。コリメートレンズ１０２は、光ファイバ１０１の端部１０１ａに対向して配置されており、光ファイバ１０１の端部１０１ａから射出された被測定光を平行光に変換する。減偏光子１０３は、コリメートレンズ１０２から射出された被測定光をランダム偏光（非偏光）にするための素子である。例えば、コリメートレンズ１０２からの被測定光が直線偏光である場合には、ランダム偏光に変換する。

回折格子１０４は波長分散素子であり、被測定光を波長毎に異なる角度に回折することで分光する。この回折格子１０４は、コリメートレンズ１０２から射出された光を所望の角度に回折するため、コリメートレンズ１０２に対して傾けて設置してある。集光レンズ１０５は、回折格子１０４で回折される回折光の光路上に配置されており、回折格子１０４からの回折光を集光してフォトダイオードアレイモジュール１０６上に結像させる。

フォトダイオードアレイモジュール１０６は、受光素子であるフォトダイオードを複数備えており、集光レンズ１０５によって被測定光が集光される位置にその受光面が配置されている。このフォトダイオードアレイモジュール１０６は、被測定光の光パワーを受光素子によってサンプリングし、サンプリングデータを測定データとして出力する。尚、フォトダイオードアレイモジュール１０６は、受光素子ごとに予め波長が割り当てられている。波長演算装置１０７は、フォトダイオードアレイモジュール１０６から出力される測定データから被測定光の波長毎の光パワーを求める。

上記構成において、光ファイバ１０１から射出された被測定光は、コリメートレンズ１０２で平行光に変換される。コリメートレンズ１０２を透過した被測定光は、減偏光子１０３でランダム偏光に変換された後に回折格子１０４に入射し、回折格子１０４によって波長毎に分光される。即ち、波長毎に異なる角度で回折されることにより分光される。回折格子１０４によって分光された被測定光は、集光レンズ１０５によって集光されてフォトダイオードアレイモジュール１０６の受光面に結像する。このとき、分光された被測定光は、波長毎に受光面の異なる位置に結像する。

これにより、フォトダイオードアレイモジュール１０６の各受光素子からは、被測定光の光パワーに対応する電流（光電流）が出力される。尚、図６では図示を省略しているが、フォトダイオードアレイモジュール１０６は電圧変換部及びＡ／Ｄ変換部を備えており、各受光素子から出力された光電流は電圧変換部によって電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換部によってディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された信号（測定データ）は波長演算装置１０７に出力され、波長演算装置１０７において被測定光の波長毎の光パワーが求められる。

具体的には、フォトダイオードアレイモジュール１０６の各受光素子に割り当てられた波長から被測定光の波長を求め、この波長とフォトダイオードアレイモジュール１０６からの測定データとを対応付ける。これにより、波長毎の光パワーを示すグラフが求められる。そして、波長演算装置１０７は、このグラフを液晶表示装置等の表示装置（図示省略）に表示し、或いは外部の装置（図示省略）に
出力する。このように、被測定光が複数の波長の光信号を含んでいても、被測定光は回折格子１０４によって波長毎に異なる角度で回折されてフォトダイオードアレイモジュール１０６の受光面の異なる位置に結像されるため、回折格子１０４を固定したままで（回転させることなく）複数の波長の光信号を同時に測定することができる。

尚、以上説明した従来の光信号測定装置の詳細については、例えば以下の非特許文献１を参照されたい。
三瓶 義広、他７名、"メトロ向け小型・薄型ＷＤＭモニタ"、ＡＮＤＯ技報、Ｏｃｔ．２００２、ｐ．４６−５２

ところで、上述した従来の光信号測定装置１００は、主として光通信分野において用いられており、その測定波長範囲は１４３０〜１４７０ｎｍ程度の約４０ｎｍである。従来の光信号測定装置１００は、測定波長範囲がほぼ定まっている光通信分野に用いる場合には測定上の問題が生じないが、より広い波長範囲を測定する用途に使用しようとすると問題が生ずることが考えられる。

具体的には、例えば波長測定範囲を１００ｎｍ以上の広帯域とした場合には、コリメートレンズ１０２及び集光レンズ１０５での波長分散が大きくなり、波長に応じて被測定光の結像位置誤差（焦点距離誤差）が生じてしまう。この焦点距離誤差が生ずると、被測定光がフォトダイオードアレイモジュール１０６の受光面に正しく結像しなくなり、ビームスポット径が波長によって異なってしまい、波長分解能の劣化につながる。

一般的に、かかる誤差を補正するには、例えば色消しレンズ等のレンズを複数組み合わせて波長分散をキャンセルすることにより行われるが、波長範囲が広範である場合には、レンズ設計が難しくなるとともに必要となるレンズが多くなり、光信号測定装置のコストが上昇するとともに大型化してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、コストの上昇及び大型化を招くことなく広い波長範囲を波長分解能を低下させることなく均一な波長分解能で測定することができる光信号測定装置及び方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の光信号測定装置は、複数波長の光信号を含む被測定光を波長毎に異なる角度で射出する波長分散素子（１３）と、前記波長分散素子から射出される前記被測定光を集光する集光素子（１４）と、前記集光素子で集光される前記被測定光を検出する光検出素子（１５）とを備え、複数波長の光信号を波長毎に測定する光信号測定装置（１０）において、前記光検出素子は、集光される前記被測定光がほぼ同一の径となるように、その受光面が前記集光素子で集光される前記被測定光の進行方向に沿う第１方向（Ｙ方向）に交差する第２方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をなすよう配置されていることを特徴とする。
この発明によると、波長分散素子で波長毎に異なる角度で射出された被測定光は集光素子で集光されて、受光面が被測定光の進行方向に沿う第１方向に交差する第２方向に対して所定の角度をなすよう配置されている光検出素子の受光面に結像する。
また、本発明の光信号測定装置は、前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を調整可能な調整機構（２１）を備えることを特徴としている。
また、本発明の光信号測定装置は、前記光検出素子の検出結果に基づいて、前記調整機構を駆動して前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を制御する制御装置（２４）を備えることを特徴としている。
ここで、本発明の光信号測定装置は、前記光検出素子の検出結果を積分する積分器（２３）を備えており、前記制御装置は、前記積分器の積分値が最大となるように前記調整機構を制御することを特徴としている。
或いは、本発明の光信号測定装置は、測定すべき前記信号光の波長を入力する入力装置（３１）と、前記信号光の波長と前記集光素子による集光位置のずれ量との関係を記憶する記憶装置（３２）と、前記入力装置から入力された前記信号光の波長と前記記憶装置の記憶内容とに基づいて、測定すべき前記信号光の集光位置を求め、当該集光位置が前記光検出素子の受光面上に位置するように前記調整機構を制御する制御装置（３３）とを備えることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の光信号測定方法は、複数波長の光信号を含む被測定光を波長分散素子で波長毎に異なる角度で射出し、前記波長分散素子から射出された前記被測定光を集光素子で集光し、前記集光素子で集光される前記被測定光を光検出素子で検出する光信号測定方法において、前記被測定光を測定する前に、集光される前記被測定光がほぼ同一の径となるように、受光面が前記集光素子で集光される前記被測定光の進行方向に沿う第１方向に交差する第２方向に対して所定の角度をなすよう前記光検出素子を配置する工程を含むことを特徴とする。
また、本発明の光信号測定方法は、前記光検出素子の検出結果を積分する工程と、前記積分値が最大となるように前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を調整する工程とを含むことを特徴としている。
或いは、本発明の光信号測定方法は、前記信号光の波長と前記集光素子による集光位置のずれ量との関係を予め記憶する工程と、測定すべき前記信号光の波長を入力する工程と、入力された前記信号光の波長と前記予め記憶させた内容とに基づいて、測定すべき前記信号光の集光位置を求め、当該集光位置が前記光検出素子の受光面上に位置するように前記光検出素子を調整する工程とを含むことを特徴としている。

本発明によれば、光検出素子の受光面が被測定光の進行方向に沿う第１方向に交差する第２方向に対して所定の角度をなすよう配置されているため、広い波長範囲を波長分解能を低下させることなく均一な波長分解能で測定することができるという効果がある。また、光検出素子の受光面の角度を調整するだけであるので、色収差を補正するためのレンズを設計して組み込む場合に比べてコストの上昇及び装置の大型化を招くことはない。
また、本発明によれば、光検出素子の受光面の角度を自動的に調整することもでき、容易に調整を行うことができるという効果がある。
更に、本発明によれば、使用者の指定する波長をより高い波長分解能で測定することができるという効果もある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による光信号測定装置及び方法について詳細に説明する。尚、以下の説明においては、必要に応じて図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。

〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。図１に示す通り、本実施形態の光信号測定装置１０は、光ファイバ１１、コリメートレンズ１２、回折格子１３（波長分散素子）、集光レンズ１４（集光素子）、フォトダイオードアレイモジュール１５（光検出素子）、及び波長演算装置１６を備えている。

光ファイバ１１は、複数波長の光信号を含む被測定光を伝送する伝送路であり、その端部１１ａから被測定光を射出する。尚、図１に示す例では、被測定光は光ファイバ１１の端部１１ａから＋Ｘ方向に射出される。コリメートレンズ１２は、光ファイバ１１の端部１１ａの＋Ｘ側に配置されており、光ファイバ１１の端部１１ａから＋Ｘ方向に射出された被測定光を平行光に変換する。

回折格子１３は波長分散素子であり、コリメートレンズ１２を介して＋Ｘ方向に進む被測定光を波長毎に異なる角度に回折することで分光する。この回折格子１３は、コリメートレンズ１２から射出された光を所望の角度に回折するため、コリメートレンズ１２に対して傾けて設置してある。尚、図１に示す例では、回折格子１３に入射した被測定光は、略＋Ｙ方向に向けて回折される。集光レンズ１４は、回折格子１３で回折される回折光の光路上（回折格子１３の＋Ｙ側）に配置されており、回折格子１３からの回折光を集光してフォトダイオードアレイモジュール１５上に結像させる。

フォトダイオードアレイモジュール１５は、受光素子であるフォトダイオードを複数備えており、集光レンズ１４の＋Ｙ側であって、集光レンズ１４によって被測定光が集光される位置にその受光面が配置されている。このフォトダイオードアレイモジュール１５は、被測定光の光パワーを受光素子によってサンプリングし、サンプリングデータを測定データとして出力する。尚、フォトダイオードアレイモジュール１５は、受光素子ごとに予め波長が割り当てられている。

また、このフォトダイオードアレイモジュール１５は、集光レンズ１４で集光される被測定光がほぼ同一の径となるように、集光レンズ１４で集光される被測定光の進行方向に沿う方向（Ｙ方向：第１方向）に交差する方向（Ｘ方向：第２方向）に対して、その受光面が所定の角度θをなすように配置されている。これは、波長測定範囲を１００ｎｍ以上の広帯域とした場合には、集光レンズ１５での波長分散（色収差）に起因して波長に応じた被測定光の結像位置誤差（焦点距離誤差）が生じて波長分解能が低下したり、波長に応じて波長分解能が変化するのを極力防止するためである。

図２は、集光された被測定光がフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面１５ａに結像する様子を模式的に示す図である。尚、図２においては、フォトダイオードアレイモジュール１５の受光面に符号１５ａを付してある。図２（ａ）はＸ軸に対する受光面１５ａの角度θを０°に設定した場合の図であり、図２（ｂ）はＸ軸に対する受光面１５ａの角度θを０°以外の所定の角度に設定している場合の図である。

図２（ａ）に示す通り、Ｘ軸に対する受光面１５ａの角度θを０°に設定した場合において、波長λ２の光信号が受光面１５ａに結像するようフォトダイオードアレイモジュール１５のＹ方向の位置が調整されているときには、波長λ２よりも長い波長λ１の光信号は焦点距離が長くなり、波長λ２よりも短い波長λ３の光信号は焦点距離が短くなる。この結果、波長λ１，λ３の光信号の径（スポット径）ＳＰ１，ＳＰ３は、波長λ２の光信号の径ＳＰ２よりも大きくなってしまう。これにより、図示の通り、受光面１５ａ上の波長λ２の光信号の径ＳＰ２は１つの受光素子の大きさよりも小さくなるが、波長λ１，λ３の光信号の径ＳＰ１，ＳＰ３は１つの受光素子の大きさよりも大きくなり、これが原因で波長分解能の低下、及び波長分解能の波長依存性が引き起こされる。

これに対し、図２（ｂ）に示す通り、Ｘ軸に対する受光面１５ａの角度θを０°以外の所定の角度に設定した場合において、波長λ２の光信号が受光面１５ａに結像するようフォトダイオードアレイモジュール１５のＹ方向の位置が調整されているときには、波長λ１，λ２，λ３の光信号の焦点距離は図２（ａ）の場合と同様に長短があるが、波長λ１，λ２，λ３の光信号の何れもが受光面１５ａに結像する。この結果、波長λ１，λ２，λ３の光信号の径ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３はほぼ等しい大きさとなり、しかも全ての波長λ１，λ２，λ３の光信号の径ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３が１つの受光素子の大きさよりも小さくなる。よって、本実施形態では、波長分解能の低下、及び波長分解能の波長依存性が引き起こされることはない。

図１に戻り、波長演算装置１６は、フォトダイオードアレイモジュール１５から出力される測定データから被測定光の波長毎の光パワーを求める。尚、本実施形態の光信号測定装置１０においても、図６に示す光信号測定装置１００と同様に、被測定光をランダム偏光（非偏光）にするための減偏光子１０３を備えた構成であっても良い。

フォトダイオードアレイモジュール１５のＸ軸に対する角度θの設定は、被測定信号の測定前（例えば、光信号測定装置１０の出荷時の最終調整時）に行う。この角度θの設定を手動で行う場合は、例えば予め波長特性が既知の基準光を光ファイバ１１から射出させつつ、作業者がフォトダイオードアレイモジュール１５を回転させ、或いはＹ方向に移動させながらフォトダイオードアレイモジュール１５の出力の総和（積分値）の変化をモニタし、その積分値が最大となる位置にフォトダイオードアレイモジュール１５を固定することで行う。

以上説明した光信号測定装置１０を用いた被測定光の測定は以下の手順で行われる。まず、光ファイバ１１の端部１１ａから被測定光を射出させる。光ファイバ１１から射出された被測定光は、コリメートレンズ１２で平行光に変換される。コリメートレンズ１２を透過した被測定光は回折格子１３に入射し、回折格子１３によって波長毎に分光される。即ち、波長毎に異なる角度で回折されることにより分光される。回折格子１３によって分光された被測定光は、集光レンズ１４によって集光されてフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面に結像する。このとき、分光された被測定光は、波長毎に受光面の異なる位置に結像する。

これにより、フォトダイオードアレイモジュール１５の各受光素子からは、被測定光の光パワーに対応する電流（光電流）が出力される。尚、図１では図示を省略しているが、フォトダイオードアレイモジュール１５は電圧変換部及びＡ／Ｄ変換部を備えており、各受光素子から出力された光電流は電圧変換部によって電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換部によってディジタル信号に変換される。ディジタル信号に変換された信号（測定データ）は波長演算装置１６に出力され、波長演算装置１６において被測定光の波長毎の光パワーが求められる。

具体的には、フォトダイオードアレイモジュール１５の各受光素子に割り当てられた波長から被測定光の波長を求め、この波長とフォトダイオードアレイモジュール１５からの測定データとを対応付ける。これにより、波長毎の光パワーを示すグラフが求められる。そして、波長演算装置１６は、このグラフを液晶表示装置等の表示装置（図示省略）に表示し、或いは外部の装置（図示省略）に出力する。このように、被測定光が複数の波長の光信号を含んでいても、被測定光は回折格子１３によって波長毎に異なる角度で回折されてフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面の異なる位置に結像されるため、回折格子１３を固定したままで（回転させることなく）複数の波長の光信号を同時に測定することができる。

以上の通り、本実施形態では、フォトダイオードアレイモジュール１５の受光面１５ａがＸ軸に対して所定の角度θに設定されているため、広い波長範囲を波長分解能を低下させることなく均一な波長分解能で測定することができる。また、本実施形態では受光面１５ａの角度を調整するだけであるので、色収差を補正するためのレンズを設計して組み込む場合に比べてコストの上昇及び装置の大型化を招くことはない。

〔第２実施形態〕
図３は、本発明の第２実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。尚、図３において、図１に示した構成と同一の構成については同一の符号を付してある。図２に示す通り、本実施形態の光信号測定装置２０は、光ファイバ１１、コリメートレンズ１２、回折格子１３、集光レンズ１４、フォトダイオードアレイモジュール１５、及び波長演算装置１６に加えて、回転移動機構２１、駆動装置２２、積分器２３、及び制御装置２４を備える。

回転駆動機構２１は、フォトダイオードアレイモジュール１５がＸＹ面内で回転可能であり、且つフォトダイオードアレイモジュール１５がＹ方向に移動可能なようにフォトダイオードアレイモジュール１５を載置する。駆動装置２２は、制御装置２４の制御の下で回転駆動機構２１を駆動し、フォトダイオードアレイモジュール１５をＸＹ面内で回転させ、或いはＹ方向に移動させる。積分器２３は、波長演算装置１６で求められた被測定光の波長毎の光パワーを積分し、その値を出力する。制御装置２４は、積分器２３から出力される値に基づいて駆動装置２２を制御し、フォトダイオードアレイモジュール１５の角度θ及びＹ方向の位置を制御する。

上記構成において、例えば予め波長特性が既知の基準光を光ファイバ１１の射出端１１ａから射出させると、その基準光はコリメートレンズ１２を介して回折格子１３に入射し、回折格子１３によって波長毎に分光される。回折格子１３によって分光された被測定光は、集光レンズ１４によって集光されてフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面に結像する。このとき、分光された被測定光は、波長毎に受光面の異なる位置に結像する。

これにより、フォトダイオードアレイモジュール１５の各受光素子からは、測定データが出力されて波長演算装置１６に入力され、波長演算装置１６において被測定光の波長毎の光パワーが求められる。波長演算装置１６で求められた波長毎の光パワーは、積分器２３で積分され、その積分値が制御装置２４に入力される。制御装置２４は、駆動装置２２を制御してフォトダイオードアレイモジュール１５をＸＹ面内で回転させ、或いはＹ方向に移動させながら積分器２３から出力される積分値の変化をモニタし、その積分値が最大となる位置にフォトダイオードアレイモジュール１５を固定する。

前述した第１実施形態では、光信号測定装置１０の出荷時における最終調整時に角度θ等を調整してフォトダイオードアレイモジュール１５の位置を固定していたため、出荷後は調整を行うことができなかった。しかしながら、本実施形態によれば、出荷後においてもフォトダイオードアレイモジュール１５の調整を行うことができるため、定期的にフォトダイオードアレイモジュール１５の調整を行うことで、光信号測定装置２０の性能を高いレベルに維持することができる。また、本実施形態によれば、出荷時の角度θの調整を自動で行うことができるという利点もある。

〔第３実施形態〕
図４は、本発明の第３実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。尚、図４において、図１又は図３に示した構成と同一の構成については同一の符号を付してある。図４に示す通り、本実施形態の光信号測定装置３０は、光ファイバ１１、コリメートレンズ１２、回折格子１３、集光レンズ１４、フォトダイオードアレイモジュール１５、波長演算装置１６、回転移動機構２１、及び駆動装置２２に加えて、入力装置３１、記憶装置３２、及び制御装置３３を備える。

入力装置３１は、テンキー等の各種操作キーを備えており、使用者の操作に応じた操作信号を出力する。記憶装置３２は、信号光の波長と集光レンズ１４による集光位置（焦点位置）のずれ量との関係を記憶する。図５は、記憶装置３２に記憶される信号光の波長と集光レンズ１４による焦点位置のずれ量との関係の一例を示す図である。尚、図５においては縦軸に信号光の波長をとり、横軸に焦点位置のずれ量をとってある。図５に示す例では、焦点位置は波長の変化に伴って変化するが、そのずれ量は波長の変化に対して非線形的に変化していることがわかる。記憶装置３２は、図５に示すような波長と焦点位置のずれ量との関係を記憶する。

制御装置３３は、入力装置３１から入力された信号光の波長と記憶装置３２の記憶内容とに基づいてその信号光の焦点位置を求め、その焦点位置がフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面上に位置するように駆動装置２２を制御する。つまり、使用者が測定すべき信号光の波長を指定した場合に、その波長で最も高い波長分解能が得られるようにフォトダイオードアレイモジュール１５を調整する。

図５に示す通り、集光レンズ１４による焦点位置は波長の変化に比例して変化する訳ではなく非線形に変化するため、フォトダイオードアレイモジュール１５の受光面１５ａの角度を調整しても波長範囲の全てに亘って最も高い波長分解能が得られている訳ではない。但し、最も高い波長分解能が得られていないといっても、ある程度の波長分解能は得られている。本実施形態の光信号測定装置３０は、極力高い分解能で測定を行おうとする使用者の要望に応えるものである。

上記構成において、使用者が入力装置３１を入力して信号光の波長を入力すると、その波長を指定する操作信号が制御装置３３に入力される。この操作信号が入力されると、制御装置３３は、記憶装置３２からその操作信号で指定される波長における焦点位置ずれ量を取得する。そして、取得した焦点位置ずれ量に応じて駆動装置２２を駆動し、フォトダイオードアレイモジュール１５のＸＹ面内における回転量及びＹ方向における位置の少なくとも一方を制御する。これにより、その波長の信号光は、フォトダイオードアレイモジュール１５の受光面上に結像することになる。

尚、フォトダイオードアレイモジュール１５のＸＹ面内における回転量を制御する場合には、図５に示す波長と焦点位置ずれ量との関係のみではなく、例えば波長毎の球面収差、批点収差等の特性を記憶装置３２に記憶させておき、これらの特性も考慮して制御するのが望ましい。かかる制御を行うことにより、使用者に指定された波長以外の波長についての波長分解能をおおきく低下させることなく測定することができる。

以上説明した本発明の第３実施形態によれば、前述した第１実施形態で得られる効果に加えて、使用者の指定する波長をより高い波長分解能で測定することができるという効果がある。尚、第２実施形態の光信号測定装置２０と第３実施形態の光信号測定装置３０を組み合わせると、定期的にフォトダイオードアレイモジュール１５の調整を行うことができるとともに、特定波長をより高い波長分解能で測定することが可能となる。

以上、本発明の実施形態による光信号測定装置及び方法について説明したが、本発明は上記実施形態に制限される訳ではなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、集光レンズ１４により焦点距離誤差が生ずる場合を例に挙げて説明したが、コリメートレンズ１２が原因が焦点距離誤差が生ずる場合にも、フォトダイオードアレイモジュール１５を同様の方法で調整することにより波長分解能の低下、及び波長分解能の波長依存性を防止することができる。

本発明の第１実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。 集光された被測定光がフォトダイオードアレイモジュール１５の受光面１５ａに結像する様子を模式的に示す図である。 本発明の第２実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。 本発明の第３実施形態による光信号測定装置の要部構成を示す図である。 記憶装置３２に記憶される信号光の波長と集光レンズ１４による焦点位置のずれ量との関係の一例を示す図である。 従来のポリクロメータ型の光信号測定装置の要部構成を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０ 光信号測定装置
１３ 回折格子
１４ 集光レンズ
１５ フォトダイオードアレイモジュール
２１ 回転移動機構
２４ 制御装置
３１ 入力装置
３２ 記憶装置
３３ 制御装置

Claims (8)

1. 複数波長の光信号を含む被測定光を波長毎に異なる角度で射出する波長分散素子と、前記波長分散素子から射出される前記被測定光を集光する集光素子と、前記集光素子で集光される前記被測定光を検出する光検出素子とを備え、複数波長の光信号を波長毎に測定する光信号測定装置において、
   前記光検出素子は、集光される前記被測定光がほぼ同一の径となるように、その受光面が前記集光素子で集光される前記被測定光の進行方向に沿う第１方向に交差する第２方向に対して所定の角度をなすよう配置されていることを特徴とする光信号測定装置。
2. 前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を調整可能な調整機構を備えることを特徴とする請求項１記載の光信号測定装置。
3. 前記光検出素子の検出結果に基づいて、前記調整機構を駆動して前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項２記載の光信号測定装置。
4. 前記光検出素子の検出結果を積分する積分器を備えており、
   前記制御装置は、前記積分器の積分値が最大となるように前記調整機構を制御することを特徴とする請求項３記載の光信号測定装置。
5. 測定すべき前記信号光の波長を入力する入力装置と、
   前記信号光の波長と前記集光素子による集光位置のずれ量との関係を記憶する記憶装置と、
   前記入力装置から入力された前記信号光の波長と前記記憶装置の記憶内容とに基づいて、測定すべき前記信号光の集光位置を求め、当該集光位置が前記光検出素子の受光面上に位置するように前記調整機構を制御する制御装置と
   を備えることを特徴とする請求項２記載の光信号測定装置。
6. 複数波長の光信号を含む被測定光を波長分散素子で波長毎に異なる角度で射出し、前記波長分散素子から射出された前記被測定光を集光素子で集光し、前記集光素子で集光される前記被測定光を光検出素子で検出する光信号測定方法において、
   前記被測定光を測定する前に、集光される前記被測定光がほぼ同一の径となるように、受光面が前記集光素子で集光される前記被測定光の進行方向に沿う第１方向に交差する第２方向に対して所定の角度をなすよう前記光検出素子を配置する工程を含むことを特徴とする光信号測定方法。
7. 前記光検出素子の検出結果を積分する工程と、
   前記積分値が最大となるように前記光検出素子の前記第１方向における位置及び前記受光面の前記第２方向に対する角度の少なくとも一方を調整する工程と
   を含むことを特徴とする請求項６記載の光信号測定方法。
8. 前記信号光の波長と前記集光素子による集光位置のずれ量との関係を予め記憶する工程と、
   測定すべき前記信号光の波長を入力する工程と、
   入力された前記信号光の波長と前記予め記憶させた内容とに基づいて、測定すべき前記信号光の集光位置を求め、当該集光位置が前記光検出素子の受光面上に位置するように前記光検出素子を調整する工程と
   を含むことを特徴とする請求項６記載の光信号測定方法。

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