JP2009025220A - Optical spectrum analyzer and peak detection technique of optical spectrum analyzer - Google Patents

Optical spectrum analyzer and peak detection technique of optical spectrum analyzer Download PDF

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Hiroaki Kamiya
宏昭 神谷
Mamoru Arihara
守 在原
Shin Kamei
伸 亀井
Yoshihiro Sanpei
義広 三瓶
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical spectrum analyzer implementing peak detection of each optical signal even if adjacent optical signal are close to each other so that peaks of optical signals are not isolated. <P>SOLUTION: Improvement is added to an optical spectrum analyzer implementing measurement of light to be measured containing a plurality of optical signals. The present device is characterized by preparing a spectrometer outputting measured data sampling the light to be measured with desired wavelength interval, a response feature data containing section containing response feature data to line spectrum of the spectrometer, and an operation section where, after detecting peaks from the measured data of the spectrometer, affected part of optical signal corresponding to the peak are removed from the measured data using the response feature data and the peak is detected again by the measured data removed. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の光信号を含む被測定光の測定を行なう光スペクトラムアナライザ(特に、ポリクロメータ型の分光器を有する光スペクトラムアナライザ)および光スペクトラムアナライザのピーク検出方法に関し、詳しくは、隣り合う光信号が近接して光信号のピークが分離されていなくても、各光信号のピーク検出を行なう光スペクトラムアナライザおよび光スペクトラムアナライザのピーク検出方法に関するものである。   The present invention relates to an optical spectrum analyzer (in particular, an optical spectrum analyzer having a polychromator-type spectroscope) that measures light to be measured including a plurality of optical signals, and a peak detection method for the optical spectrum analyzer. The present invention relates to an optical spectrum analyzer that detects the peak of each optical signal even if the optical signal is close and the peaks of the optical signal are not separated, and a peak detection method for the optical spectrum analyzer.

光ファイバによって光信号を伝送する光通信方式の一種にWDM通信がある。このWDM通信とは、波長の異なる複数の光信号を1本の光ファイバによって伝送する通信方式である。また、波長の異なる複数の光信号のことをWDM信号とも呼ぶ。そして、WDM信号のそれぞれの光信号は、例えば短波側から1チャネル、2チャネルと数えられることが多い。   One type of optical communication system that transmits optical signals using optical fibers is WDM communication. The WDM communication is a communication method for transmitting a plurality of optical signals having different wavelengths through a single optical fiber. A plurality of optical signals having different wavelengths are also called WDM signals. Each optical signal of the WDM signal is often counted as one channel and two channels from the shortwave side, for example.

近年、伝送容量の拡大に伴ってWDM信号の高密度な多重化が進み、各チャネルの光信号レベル、ピーク波長、光SNR等が重要な測定パラメータになっている。そして、これらのパラメータを監視することは、WDM信号の品質を維持する上で不可欠である。   In recent years, with the expansion of transmission capacity, high-density multiplexing of WDM signals has progressed, and the optical signal level, peak wavelength, optical SNR, and the like of each channel have become important measurement parameters. Monitoring these parameters is essential for maintaining the quality of the WDM signal.

光スペクトラムアナライザは、波長分散素子を用いてWDM信号である被測定光を波長ごとに分光して任意の波長幅に存在する光パワーを求める。そして、求めた光パワーから、各光信号の光信号レベル、波長等のパラメータ測定を行う装置である。また、光スペクトラムアナライザには、光通信システムの一部にインライン形式で組み込み常時監視できるように、例えば小型の分光器を用いて構成されるものがある。   The optical spectrum analyzer uses a wavelength dispersive element to split the light to be measured, which is a WDM signal, for each wavelength, and obtains optical power existing in an arbitrary wavelength width. And it is an apparatus which measures parameters, such as an optical signal level of each optical signal, a wavelength, from the calculated | required optical power. Some optical spectrum analyzers are configured using, for example, a small spectroscope so that they can be incorporated into a part of an optical communication system in an in-line format and constantly monitored.

図4は、このようなWDM信号を測定する光スペクトラムアナライザの構成を示した図である。図4において、分光器10は被測定光であるWDM信号が入力され、このWDM信号のスペクトルを測定してサンプリングデータである測定データを出力する。   FIG. 4 is a diagram showing the configuration of an optical spectrum analyzer that measures such a WDM signal. In FIG. 4, a spectroscope 10 receives a WDM signal as light to be measured, measures the spectrum of the WDM signal, and outputs measurement data as sampling data.

演算部20は、分光器10から出力された測定データが入力される。また、演算部20は、測定データから各チャネルのピークを検出し、ピーク近傍の測定データから各チャネルの光信号レベル、ピーク波長を演算し、これらの演算結果を出力する。   The calculation unit 20 receives the measurement data output from the spectrometer 10. Further, the calculation unit 20 detects the peak of each channel from the measurement data, calculates the optical signal level and peak wavelength of each channel from the measurement data near the peak, and outputs these calculation results.

図5は、分光器10の具体例を示す構成図である。ここでは、分光器10の方式として、小型化が容易なポリクロメータ方式をあげている。図5において、分光器10は、光ファイバ11、コリメーティングレンズ12、波長分散素子である回折格子13、フォーカシングレンズ14、フォトダイオードアレイモジュール(以下PDMと略す)15から構成される。   FIG. 5 is a configuration diagram showing a specific example of the spectrometer 10. Here, as the method of the spectrometer 10, a polychromator method that is easy to downsize is given. In FIG. 5, the spectroscope 10 includes an optical fiber 11, a collimating lens 12, a diffraction grating 13 that is a wavelength dispersion element, a focusing lens 14, and a photodiode array module (hereinafter abbreviated as PDM) 15.

光ファイバ11は、被測定光100を分光器10に入射する伝送路である。コリメーティングレンズ12は、光ファイバ11の出射口に対向して設置され、光ファイバ11から出射された被測定光100を平行光にして出射する。   The optical fiber 11 is a transmission path through which the measured light 100 enters the spectrometer 10. The collimating lens 12 is installed facing the exit of the optical fiber 11 and emits the measured light 100 emitted from the optical fiber 11 as parallel light.

回折格子13は、コリメーティングレンズ12からの出射光を所望の角度に回折するため、コリメーティングレンズ12に対して傾けて設置してある。また、回折格子13は被測定光100を波長ごと異なる角度に分光して出射する。フォーカシングレンズ14は、回折格子13からの出射光の光路上に設置され、出射光を収束させる。   The diffraction grating 13 is tilted with respect to the collimating lens 12 in order to diffract the emitted light from the collimating lens 12 at a desired angle. In addition, the diffraction grating 13 divides and emits the light to be measured 100 at different angles for each wavelength. The focusing lens 14 is installed on the optical path of the outgoing light from the diffraction grating 13 and converges the outgoing light.

PDM15は、被測定光100が収束する位置に設置される。PDM15は、短冊状または点状の受光素子であるフォトダイオード(以下PDと略す)が複数個配列されたPDアレイが設けられている。このPDは、入射した被測定光100の光パワーに応じた電流(光電流)が生ずる。PDM15は、PDの光電流を順番に、例えば短波長側のPDから出力する。   The PDM 15 is installed at a position where the measured light 100 converges. The PDM 15 is provided with a PD array in which a plurality of photodiodes (hereinafter abbreviated as PDs) which are strip-shaped or dot-shaped light receiving elements are arranged. This PD generates a current (photocurrent) corresponding to the optical power of the incident measurement light 100. The PDM 15 sequentially outputs the photocurrent of the PD from, for example, the short wavelength side PD.

また、各PDには、あらかじめ波長が割り付けられている。波長の割り付けは、被測定光100が回折格子13によって波長ごとに分光されて、PDアレイにて収束する位置と対応している。   Each PD is assigned a wavelength in advance. The wavelength assignment corresponds to the position where the light to be measured 100 is dispersed by wavelength by the diffraction grating 13 and converges in the PD array.

このような分光器10の動作を説明する。
被測定光100は、2個の光信号(波長λAと波長λB(波長λAを1チャネル目の光信号、波長λBを2チャネル目の光信号))が多重されているとする。光ファイバ11から出射された被測定光100を、コリメーティングレンズ12が平行光にして回折格子13に出射する。
The operation of such a spectrometer 10 will be described.
It is assumed that the measured light 100 is multiplexed with two optical signals (wavelength λA and wavelength λB (wavelength λA is the first channel optical signal, wavelength λB is the second channel optical signal)). The light to be measured 100 emitted from the optical fiber 11 is emitted to the diffraction grating 13 by the collimating lens 12 as parallel light.

そして、回折格子13が、被測定光100を波長λA、λBごとに分光し、フォーカシングレンズ14が、分光された被測定光100A、100BをPDM15のPDアレイに収束する。もちろん、収束する位置は被測定光100A、100Bの波長λA、λBに対応してずれる。   The diffraction grating 13 splits the measured light 100 for each of the wavelengths λA and λB, and the focusing lens 14 converges the split measured light 100A and 100B on the PD array of the PDM 15. Of course, the converged positions are shifted corresponding to the wavelengths λA and λB of the measured light 100A and 100B.

そして、PDM15が、各PDで生じた光電流を短波長側のPDから順に出力する。そして、分光器10の変換部(図示せず)が、光電流を電圧に変換し、さらに、電圧変換されたアナログ信号をデジタル信号に変換して測定データとして演算部20に出力する。このように、測定データはPDによってサンプリングされたサンプリングデータになっている。   Then, the PDM 15 sequentially outputs the photocurrent generated in each PD from the short wavelength side PD. Then, a conversion unit (not shown) of the spectroscope 10 converts the photocurrent into a voltage, converts the voltage-converted analog signal into a digital signal, and outputs it as measurement data to the calculation unit 20. Thus, the measurement data is sampling data sampled by the PD.

続いて、演算部20が各チャネルの光信号レベル、ピーク波長を求める動作を説明する。図6は、図5に示すPDM15のPDが短冊状の場合を例に取り、PDアレイの一部に、被測定光100A、100Bが照射されているのを模式的に示した図である。   Next, an operation in which the calculation unit 20 calculates the optical signal level and peak wavelength of each channel will be described. FIG. 6 is a diagram schematically showing that the light to be measured 100A and 100B is irradiated to a part of the PD array, taking as an example the case where the PD of the PDM 15 shown in FIG.

図6において、PD15a〜15jは短冊状の形をしており、回折格子13によって被測定光100が波長ごとに分光される方向に沿って配列される。また各PD15a〜15jには、それぞれλ〜λ10(λ<λ<・・・<λ10)の波長が割り付けられている。またPD15a〜15jの片側または両側からは信号線(図示せず)によって光電流が順番に出力される。 In FIG. 6, PDs 15 a to 15 j have a strip shape, and are arranged along the direction in which the light to be measured 100 is dispersed by wavelength by the diffraction grating 13. Also each PD15a~15j are the wavelengths of λ 1 ~λ 10 (λ 1 < λ 2 <··· <λ 10) assigned. Photocurrents are sequentially output from one or both sides of the PDs 15a to 15j through signal lines (not shown).

被測定光100A、100Bは、光パワーがガウシアン分布となる楕円状または円形状の光スポットを形成する。ここで被測定光100A、100Bの中心はそれぞれPD15d、15j近傍にあるとする。また線スペクトルが入力された場合、PD15a〜15jの配列方向に対する光スポットのビーム半径ωは、レンズ12、14の組み合わせによるが、例えばPD15a〜15jの配列方向の幅の1〜1.5倍位に調整される。ビーム半径ωとは、光スポットにおいて最も強い点の光パワーに対して、1/e倍の光パワーとなるまでの距離である。また、ビーム半径ωで示された光スポットの外側にもわずかだが光パワーが存在していることはいうまでもない。 The light to be measured 100A and 100B forms an elliptical or circular light spot whose light power has a Gaussian distribution. Here, it is assumed that the centers of the measured light 100A and 100B are in the vicinity of the PDs 15d and 15j, respectively. When a line spectrum is input, the beam radius ω of the light spot with respect to the arrangement direction of the PDs 15a to 15j depends on the combination of the lenses 12 and 14, but is, for example, about 1 to 1.5 times the width in the arrangement direction of the PDs 15a to 15j. Adjusted to The beam radius ω is a distance until the light power becomes 1 / e 2 times the light power of the strongest point in the light spot. Needless to say, a small amount of light power is also present outside the light spot indicated by the beam radius ω.

図7は、図6に示したPD15a〜15jからの出力である測定データをグラフで表した図である。図7において、横軸は、PD15a〜15jに対応した波長であり、縦軸はPD15a〜15jそれぞれの測定データである。各PD15a〜15jからの測定データは黒丸点で示してある。測定データは、被測定光100A、100B(これらは図7中において破線)が合成された出力(図7中において実線)となっている。また縦軸は相対値であり対数で表している。   FIG. 7 is a graph representing measurement data that is output from the PDs 15a to 15j shown in FIG. In FIG. 7, the horizontal axis represents wavelengths corresponding to the PDs 15a to 15j, and the vertical axis represents measurement data of the PDs 15a to 15j. Measurement data from the PDs 15a to 15j are indicated by black circles. The measurement data is an output (solid line in FIG. 7) obtained by combining the measured light 100A and 100B (these are broken lines in FIG. 7). The vertical axis represents a relative value and is represented by a logarithm.

このような各PD15a〜15jの測定データを一例に、演算部20が被測定光100Aのピーク波長λA、光信号レベルを求める動作を説明する。演算部20が、ピークとなる測定データ、つまりPD15dの測定データを検出し、検出したピーク近傍のPD15c〜15eの測定データから、近似曲線を作成する。そして、求めた近似曲線のピーク(図7中において×点)値から、被測定光100Aのピーク波長λAを求める。   Using the measurement data of each of the PDs 15a to 15j as an example, an operation in which the calculation unit 20 obtains the peak wavelength λA and the optical signal level of the measured light 100A will be described. The computing unit 20 detects the measurement data that becomes a peak, that is, the measurement data of the PD 15d, and creates an approximate curve from the measurement data of the PDs 15c to 15e near the detected peak. Then, the peak wavelength λA of the light to be measured 100A is obtained from the peak (x point in FIG. 7) value of the obtained approximate curve.

そして、演算部20が、検出したピーク近傍の測定データ、例えばPD15c〜15eの3点の測定データを加算し、光信号レベルを求める。ここで、3点加算した値を、所望の単位(例えば[mW]、[dBm]等)となるように変換してもよい。   And the calculating part 20 adds the measurement data of the detected peak vicinity, for example, three measurement data of PD15c-15e, and calculates | requires an optical signal level. Here, the value obtained by adding the three points may be converted so as to be a desired unit (for example, [mW], [dBm], etc.).

また、演算部20が、他のチャネルの光信号である被測定光100Bの光信号レベル、ピーク波長λBを求める動作も同様なので説明を省略する。   The operation of the calculation unit 20 for obtaining the optical signal level and peak wavelength λB of the light to be measured 100B, which is an optical signal of another channel, is also the same, and the description thereof is omitted.

特開2004−56700号公報JP 2004-56700 A

ポリクロメータ型の分光器10の波長分解能は、PD15a〜15jの素子幅や、PD15a〜15j面上に形成される光スポットのビーム半径ωによって異なるが、例えば、ビーム半径ωがPD15a〜15jの配列方向の幅の1〜1.5倍位に調整された場合、隣り合う光信号のピーク波長差が少なくとも3素子離れていれば、ピークとして検出できる。つまり、PD15a〜15jの3素子分の波長差が波長分解能となる。   The wavelength resolution of the polychromator type spectroscope 10 varies depending on the element width of the PDs 15a to 15j and the beam radius ω of the light spot formed on the surfaces of the PDs 15a to 15j. For example, the beam radius ω is an arrangement of the PDs 15a to 15j. When adjusted to about 1 to 1.5 times the width in the direction, if the peak wavelength difference between adjacent optical signals is at least 3 elements apart, it can be detected as a peak. That is, the wavelength difference of the three elements PD15a to 15j is the wavelength resolution.

しかしながら、分光器10に入射するWDM信号は、各チャネルの光信号の波長間隔が一定でなく、さらに、光信号レベルも一定とは限らない。特に、近接する光信号の光信号レベルが異なる場合はピーク波長が3素子以上離れていても、光信号レベルの大きな一方の光信号に他方の光信号が埋もれてピーク検出できないという問題があった。   However, in the WDM signal incident on the spectrometer 10, the wavelength interval of the optical signal of each channel is not constant, and the optical signal level is not always constant. In particular, when the optical signal levels of adjacent optical signals are different, there is a problem that even if the peak wavelength is 3 or more elements apart, the peak of the other optical signal is buried in one optical signal having a large optical signal level, so that the peak cannot be detected. .

図8に示すようなWDM信号が入力された場合で説明する。
1チャネル目の光信号(被測定光100A)の光パワーが2チャネル目の光信号(被測定光100B)よりも大きく、両方の光信号が隣接している場合を図示している。図7と同様に、被測定光100A、100Bを破線で図示し、PDM15の出力(つまり、2個の光信号が合成された出力)を実線で図示している。
A case where a WDM signal as shown in FIG. 8 is input will be described.
The case where the optical power of the optical signal of the first channel (measured light 100A) is larger than that of the optical signal of the second channel (measured light 100B) and both optical signals are adjacent to each other is illustrated. As in FIG. 7, the measured light 100A and 100B are indicated by broken lines, and the output of the PDM 15 (that is, the output in which two optical signals are combined) is indicated by a solid line.

このような光信号が入力された場合、PDM15からの出力にはピークが1個しか存在せず、実際には2個の光信号が入力されたにも関わらず、演算部20が1チャネル目の光信号のピーク波長、光信号レベルの演算のみになるという問題があった。   When such an optical signal is input, there is only one peak in the output from the PDM 15, and in fact, even though two optical signals are input, the computing unit 20 is in the first channel. There is a problem that only the peak wavelength and optical signal level of the optical signal are calculated.

そこで本発明の目的は、隣り合う光信号が近接して光信号のピークが分離されていなくても、各光信号のピーク検出を行なう光スペクトラムアナライザおよび光スペクトラムアナライザのピーク検出方法を実現することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to realize an optical spectrum analyzer and an optical spectrum analyzer peak detection method for detecting the peak of each optical signal even when adjacent optical signals are close to each other and the optical signal peaks are not separated. It is in.

請求項1記載の発明は、
複数の光信号を含む被測定光の測定を行なう光スペクトラムアナライザにおいて、
前記被測定光を所望の波長幅でサンプリングした測定データを出力する分光器と、
この分光器の線スペクトルに対する応答特性データを格納する応答特性データ格納部と、
前記分光器の測定データからピークを検出後、このピークに対応した光信号の影響分を前記応答特性データ格納部の応答特性データによって前記測定データから除去し、除去した測定データで再度ピークの検出を行なう演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、
演算部は、
前記分光器の測定データからピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのピーク波長、ピーク値を演算するピーク演算手段と、
前記応答特性データ格納部の応答特性データおよび前記ピーク演算手段のピーク波長、ピーク値によって、前記測定データの補正を行なう補正手段と
を有し、前記ピーク検出手段は、前記補正手段の補正後の測定データから再度ピークを検出することを特徴とするものである。
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、
分光器は、
被測定光を分光する回折格子と、
この回折格子で分光された光を受光する複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイモジュールと
を有することを特徴とするものである。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、
前記複数の光信号は、WDM信号であり、
応答特性データ格納部は、変調された光信号に対する応答特性データを格納することを特徴とするものである。
請求項5記載の発明は、
分光器が、複数の光信号を含む被測定光をサンプリングした測定データを出力するステップと、
ピーク検出手段が、前記分光器の測定データからピークを検出するステップと、
演算手段が、検出したピーク近傍の測定データからピーク波長、ピーク値とを求めるステップと、
補正手段が、応答特性データと前記演算手段のピーク波長、ピーク値とに基づいて、ピークに対応した光信号の影響分を前記測定データから除去して補正するステップと、
前記ピーク検出手段が、前記補正手段で補正された測定データからピークを検出するステップと
を有することを特徴とするものである。
The invention described in claim 1
In an optical spectrum analyzer that measures light under test including multiple optical signals,
A spectrometer that outputs measurement data obtained by sampling the light to be measured with a desired wavelength width;
A response characteristic data storage unit for storing response characteristic data for the line spectrum of the spectrometer;
After detecting the peak from the measurement data of the spectrometer, the influence of the optical signal corresponding to this peak is removed from the measurement data by the response characteristic data of the response characteristic data storage unit, and the peak is detected again by the removed measurement data And an arithmetic unit for performing the above.
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The calculation unit
Peak detection means for detecting a peak from the measurement data of the spectrometer;
Peak calculating means for calculating the peak wavelength and peak value of the peak detected by the peak detecting means;
Correction means for correcting the measurement data based on the response characteristic data of the response characteristic data storage unit and the peak wavelength and peak value of the peak calculation means, and the peak detection means is corrected by the correction means. It is characterized in that the peak is detected again from the measurement data.
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2,
Spectrometer
A diffraction grating that splits the light under measurement;
And a photodiode array module including a plurality of photodiodes that receive light dispersed by the diffraction grating.
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of optical signals are WDM signals;
The response characteristic data storage unit stores response characteristic data for the modulated optical signal.
The invention according to claim 5
A spectrometer outputting measurement data obtained by sampling light to be measured including a plurality of optical signals;
A peak detecting means for detecting a peak from the measurement data of the spectrometer;
A step of calculating a peak wavelength and a peak value from the measurement data in the vicinity of the detected peak;
A correcting unit that removes the influence of the optical signal corresponding to the peak from the measurement data and corrects based on the response characteristic data and the peak wavelength and peak value of the calculating unit;
The peak detecting means includes a step of detecting a peak from the measurement data corrected by the correcting means.

本発明によれば以下の効果がある。
演算部が、分光器の測定データからピークを検出後、このピークに対応した光信号の影響分を応答特性データによって測定データから除去し、除去した測定データで再度ピークの検出を行なうので、一方の光信号に埋もれた他方の光信号を検出することができる。すなわち、隣り合う光信号が近接して光信号のピークが分離されていなくても、各光信号のピーク検出を行なうことができる。これにより、各光信号のピーク波長、光信号レベル等を求めることができる。
The present invention has the following effects.
After the calculation unit detects the peak from the measurement data of the spectrometer, the influence of the optical signal corresponding to this peak is removed from the measurement data by the response characteristic data, and the peak is detected again with the removed measurement data. The other optical signal buried in the other optical signal can be detected. That is, even if adjacent optical signals are close to each other and the optical signal peaks are not separated, the peak detection of each optical signal can be performed. Thereby, the peak wavelength of each optical signal, an optical signal level, etc. can be calculated | required.

以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図4〜図6と同一のものには同一符号を付し、説明を省略する。図1において、演算部20の代わりに演算部30が設けられる。また、応答特性データを格納する応答特性データ格納部40が新たに設けられる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIGS. 4 to 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 1, a calculation unit 30 is provided instead of the calculation unit 20. In addition, a response characteristic data storage unit 40 for storing response characteristic data is newly provided.

演算部30は、ピーク検出手段31、ピーク演算手段32、補正手段33を有する。ピーク検出手段31は、PDM15の測定データおよび補正手段33で補正された測定データから光信号のピークを検出する。ピーク演算手段32は、ピーク検出手段31が検出したピークのピーク波長、ピーク値、光信号レベル等を演算する。補正手段33は、応答特性データ格納部40から応答特性データを読み出し、応答特性データでピーク検出手段31が検出したピーク近傍の測定データの補正を行なう。   The calculation unit 30 includes a peak detection unit 31, a peak calculation unit 32, and a correction unit 33. The peak detection unit 31 detects the peak of the optical signal from the measurement data of the PDM 15 and the measurement data corrected by the correction unit 33. The peak calculator 32 calculates the peak wavelength, peak value, optical signal level, etc. of the peak detected by the peak detector 31. The correction unit 33 reads the response characteristic data from the response characteristic data storage unit 40, and corrects the measurement data in the vicinity of the peak detected by the peak detection unit 31 with the response characteristic data.

応答特性データ格納部40は、線スペクトルに対する分光器10の応答特性データが格納されている。   The response characteristic data storage unit 40 stores response characteristic data of the spectrometer 10 with respect to the line spectrum.

図2は、図1における応答特性データ格納部40に格納されている応答特性データf(Δλ)の応答特性例を示す図である。図2において、分光器10に線スペクトルが入力されると、この入力に対する応答特性は、ピーク近傍はガウシアン分布のような広がりをもつ応答スペクトルになる。この応答スペクトルを正規化したものが応答特性データf(Δλ)であり、波長と光信号レベルの出力値で表される関数f(Δλ)になる。ここで、Δλはピーク波長からの波長差を示し、波長差Δλ=0のときのf(0)がこの関数の最大値となる。この応答特性データf(Δλ)は、オフラインにて求めておき、応答特性データ格納部40に格納する。   FIG. 2 is a diagram showing an example of response characteristics of the response characteristic data f (Δλ) stored in the response characteristic data storage unit 40 in FIG. In FIG. 2, when a line spectrum is input to the spectroscope 10, the response characteristic with respect to this input becomes a response spectrum having a spread like a Gaussian distribution in the vicinity of the peak. A response characteristic data f (Δλ) obtained by normalizing the response spectrum is a function f (Δλ) represented by an output value of a wavelength and an optical signal level. Here, Δλ represents a wavelength difference from the peak wavelength, and f (0) when the wavelength difference Δλ = 0 is the maximum value of this function. The response characteristic data f (Δλ) is obtained offline and stored in the response characteristic data storage unit 40.

このような装置の動作を説明する。
分光器10にWDM信号が入力される。そして、分光器10が、複数の光信号のスペクトルをPDの大きさ等に基づく波長幅でサンプリングして、光信号レベルのサンプリングデータである測定データを出力する。分光器10の動作は、図4、図5に示す装置と同様なので詳細な説明を省略する。
The operation of such an apparatus will be described.
A WDM signal is input to the spectrometer 10. Then, the spectroscope 10 samples the spectrum of a plurality of optical signals with a wavelength width based on the size of the PD, and outputs measurement data that is optical signal level sampling data. Since the operation of the spectrometer 10 is the same as that of the apparatus shown in FIGS.

ここで、図3は、分光器10のPD15a〜15jからの出力である測定データ等をグラフで表した図である。図8と同様に、1チャネル目と2チャネル目の光信号が近接し、2チャネル目の光信号の光信号レベルが、1チャネル目の光信号の光信号レベルよりも小さい場合を例に説明する。また、横軸は、PD15a〜15jに対応した波長であり、縦軸はPD15a〜15jそれぞれの測定データ、補正用の応答特性データ、補正後の測定データ等である。   Here, FIG. 3 is a graph representing measurement data and the like which are outputs from the PDs 15 a to 15 j of the spectrometer 10. As in FIG. 8, the case where the optical signals of the first channel and the second channel are close to each other and the optical signal level of the optical signal of the second channel is lower than the optical signal level of the optical signal of the first channel will be described as an example. To do. The horizontal axis represents the wavelengths corresponding to the PDs 15a to 15j, and the vertical axis represents the measurement data of each of the PDs 15a to 15j, correction response characteristic data, corrected measurement data, and the like.

また、図3(a)は、分光器10から出力された実データの測定データを示した図であり、各PD15a〜15jからの測定データは黒丸点で示してある。もちろん、実データである測定データは、被測定光100A、100B(これらは図3中において破線)が合成された出力(図3中において実線)となっている。   FIG. 3A is a diagram showing measurement data of actual data output from the spectroscope 10, and measurement data from the PDs 15a to 15j are indicated by black circles. Of course, the measurement data, which is actual data, is an output (solid line in FIG. 3) in which measured light 100A and 100B (these are broken lines in FIG. 3) are combined.

そして、図3(b)は、1チャネル目の光信号への応答特性データのあてはめ(図3中において白丸点で図示)を示した図であり、図3(c)は、補正後の測定データ(図3中において白三角点で図示)を示した図である。   FIG. 3B is a diagram showing fitting of response characteristic data to the optical signal of the first channel (shown by white circles in FIG. 3), and FIG. 3C is a measurement after correction. FIG. 4 is a diagram showing data (illustrated by white triangle points in FIG. 3).

続いて、図3を一例に演算部30の動作を説明する。演算部30のピーク検出手段31が、ピークとなる測定データ、つまりPD15dの測定データを検出する。さらに、演算手段32が、検出したピーク近傍の3点のPD15c〜15eの測定データから、近似曲線(ガウス曲線、2次曲線、測定データ間を補間した曲線等)を作成する。そして、求めた近似曲線のピーク値(最大値)、ピーク波長λAを求める。また、演算手段32が、検出したピーク近傍の測定データ、例えばPD15c〜15eの3点の測定データを加算し、光信号レベルを求める。ここで、3点加算した値を、所望の単位(例えば[mW]、[dBm]等)となるように変換してもよい(図3(a)参照)。   Subsequently, the operation of the calculation unit 30 will be described with reference to FIG. 3 as an example. The peak detection means 31 of the calculation unit 30 detects the measurement data that becomes a peak, that is, the measurement data of the PD 15d. Further, the calculation means 32 creates an approximate curve (a Gaussian curve, a quadratic curve, a curve obtained by interpolating between the measurement data, etc.) from the measurement data of the three PDs 15c to 15e in the vicinity of the detected peak. Then, the peak value (maximum value) and peak wavelength λA of the obtained approximate curve are obtained. Further, the calculating means 32 adds the detected measurement data in the vicinity of the peak, for example, the three measurement data of PDs 15c to 15e, and obtains the optical signal level. Here, the value obtained by adding the three points may be converted so as to be a desired unit (for example, [mW], [dBm], etc.) (see FIG. 3A).

そして、演算部30の補正手段33が、応答特性データ格納部40から応答特性データを読み出す。また、補正手段33が、演算手段32の求めた1チャネル目の光信号のピーク波長から各PD15a〜15jへの相対波長差Δλを求め、各波長差から応答特性データの出力値(f(Δλ))を求める。さらに、1チャネル目の光信号のピーク値(光パワー)と、応答特性データの規格化されたピーク値(f(0))とから、応答特性データの各出力値(f(Δλ))を実データの光パワーに変換する(図3(b)参照)。   Then, the correction means 33 of the calculation unit 30 reads the response characteristic data from the response characteristic data storage unit 40. Further, the correcting means 33 obtains a relative wavelength difference Δλ to each PD 15a to 15j from the peak wavelength of the first channel optical signal obtained by the computing means 32, and outputs the response characteristic data output value (f (Δλ) from each wavelength difference. )). Further, each output value (f (Δλ)) of the response characteristic data is obtained from the peak value (optical power) of the optical signal of the first channel and the normalized peak value (f (0)) of the response characteristic data. It converts into the optical power of real data (refer FIG.3 (b)).

そして、補正手段33が、実データの測定データを、応答特性データから求めた補正用の出力値で減算し測定データの補正を行なう。これにより、1チャネル目の光信号(被測定光100A)の影響を測定データから除去し、被測定光100Aに埋もれていた被測定光100Bが顕在化される(図3(c)参照)。   Then, the correction means 33 corrects the measurement data by subtracting the measurement data of the actual data by the correction output value obtained from the response characteristic data. As a result, the influence of the optical signal of the first channel (measurement light 100A) is removed from the measurement data, and the measurement light 100B buried in the measurement light 100A becomes obvious (see FIG. 3C).

そして、ピーク検出手段31が、補正手段33で補正された測定データで再度ピーク検出を行って、PD15fの測定データを検出する。以下、同様に、演算手段32が、ピーク近傍の測定データ15e〜15gから、2チャネル目の光信号のピーク波長、光信号レベルを求める。   Then, the peak detection unit 31 performs peak detection again with the measurement data corrected by the correction unit 33, and detects the measurement data of the PD 15f. Hereinafter, similarly, the calculation means 32 obtains the peak wavelength and the optical signal level of the optical signal of the second channel from the measurement data 15e to 15g near the peak.

補正前の測定データによる演算および補正後の測定データによる演算が終了したら、演算部30が、これらの演算結果(ピーク波長、光信号レベル)を出力部(図示せず)に出力し、この出力部が、演算結果を、例えば表示部(図示せず)の画面に表示したり、外部装置(図示せず)に出力する。   When the calculation based on the measurement data before correction and the calculation based on the measurement data after correction are completed, the calculation unit 30 outputs these calculation results (peak wavelength, optical signal level) to an output unit (not shown). The unit displays the calculation result on, for example, a screen of a display unit (not shown) or outputs it to an external device (not shown).

このように、補正手段33が、実データで検出した光信号の影響分を除去した測定データを生成し、ピーク検出手段31が、補正された測定データで再度ピーク検出を行なうので、大きな光信号レベルの光信号に埋もれた小さな光信号レベルの光信号を検出することができる。これにより、各光信号のピーク波長、光信号レベル等を求めることができる。   In this way, the correction means 33 generates measurement data from which the influence of the optical signal detected with the actual data is removed, and the peak detection means 31 performs peak detection again with the corrected measurement data, so that a large optical signal is obtained. It is possible to detect an optical signal of a small optical signal level buried in the optical signal of a level. Thereby, the peak wavelength of each optical signal, an optical signal level, etc. can be calculated | required.

なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
(1)応答特性データ格納部40は、単一の線スペクトルに対する分光器10の応答特性データを格納する構成を示したが、WDM信号では、一般的に変調が行なわれている。そこで、変調後の複数の線スペクトルに対する分光器10の応答特性データを格納してもよい。また、変調方式も多種あるので、それぞれの変調方式における応答特性データを複数個格納し、最適な応答特性データを用いて補正を行なうようにしてもよい。
The present invention is not limited to this, and may be as shown below.
(1) The response characteristic data storage unit 40 is configured to store the response characteristic data of the spectrometer 10 for a single line spectrum. However, the WDM signal is generally modulated. Therefore, response characteristic data of the spectrometer 10 for a plurality of modulated line spectra may be stored. Further, since there are various modulation methods, a plurality of response characteristic data for each modulation method may be stored, and correction may be performed using optimum response characteristic data.

(2)光スペクトラムアナライザが、被測定光としてWDM信号を対象として測定を行なう構成を示したが、被測定光に波長が異なる複数の光信号を有するものであればどのようなものを測定してもよい。例えば、光ファイバセンサ(例えば、複数の光ファイバグレーティングが設けられた光ファイバからの被測定光)からの光信号の測定を行なってもよい。 (2) The configuration in which the optical spectrum analyzer performs the measurement on the WDM signal as the light to be measured has been shown, but what is measured as long as the light to be measured has a plurality of optical signals having different wavelengths. May be. For example, an optical signal from an optical fiber sensor (for example, measured light from an optical fiber provided with a plurality of optical fiber gratings) may be measured.

本発明の一実施例を示した構成図である。It is the block diagram which showed one Example of this invention. 応答特性データの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the response characteristic data. 図1に示す装置の測定データ等の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the measurement data etc. of the apparatus shown in FIG. 従来の光スペクトラムアナライザの構成を示した図である。It is the figure which showed the structure of the conventional optical spectrum analyzer. 分光器10の構成を示した図である。1 is a diagram illustrating a configuration of a spectroscope 10. FIG. フォトダイオードアレイの一部を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a part of photodiode array. 測定データの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of measurement data. 測定データのその他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of measurement data.

符号の説明Explanation of symbols

10 分光器
13 回折格子
15 フォトダイオードアレイモジュール
30 演算部
31 ピーク検出手段
32 ピーク演算手段
33 補正手段
40 応答特性データ格納部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spectrometer 13 Diffraction grating 15 Photodiode array module 30 Calculation part 31 Peak detection means 32 Peak calculation means 33 Correction means 40 Response characteristic data storage part

Claims (5)

複数の光信号を含む被測定光の測定を行なう光スペクトラムアナライザにおいて、
前記被測定光を所望の波長幅でサンプリングした測定データを出力する分光器と、
この分光器の線スペクトルに対する応答特性データを格納する応答特性データ格納部と、
前記分光器の測定データからピークを検出後、このピークに対応した光信号の影響分を前記応答特性データ格納部の応答特性データによって前記測定データから除去し、除去した測定データで再度ピークの検出を行なう演算部と
を設けたことを特徴とする光スペクトラムアナライザ。
In an optical spectrum analyzer that measures light under test including multiple optical signals,
A spectrometer that outputs measurement data obtained by sampling the light to be measured with a desired wavelength width;
A response characteristic data storage unit for storing response characteristic data for the line spectrum of the spectrometer;
After detecting the peak from the measurement data of the spectrometer, the influence of the optical signal corresponding to this peak is removed from the measurement data by the response characteristic data of the response characteristic data storage unit, and the peak is detected again by the removed measurement data An optical spectrum analyzer characterized by comprising an arithmetic unit for performing the above.
演算部は、
前記分光器の測定データからピークを検出するピーク検出手段と、
このピーク検出手段が検出したピークのピーク波長、ピーク値を演算するピーク演算手段と、
前記応答特性データ格納部の応答特性データおよび前記ピーク演算手段のピーク波長、ピーク値によって、前記測定データの補正を行なう補正手段と
を有し、前記ピーク検出手段は、前記補正手段の補正後の測定データから再度ピークを検出することを特徴とする光スペクトラムアナライザ。
The calculation unit
Peak detection means for detecting a peak from the measurement data of the spectrometer;
Peak calculating means for calculating the peak wavelength and peak value of the peak detected by the peak detecting means;
Correction means for correcting the measurement data based on the response characteristic data of the response characteristic data storage unit and the peak wavelength and peak value of the peak calculation means, and the peak detection means is corrected by the correction means. An optical spectrum analyzer characterized by detecting a peak again from measurement data.
分光器は、
被測定光を分光する回折格子と、
この回折格子で分光された光を受光する複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイモジュールと
を有することを特徴とする請求項1または2記載の光スペクトラムアナライザ。
Spectrometer
A diffraction grating that splits the light under measurement;
3. An optical spectrum analyzer according to claim 1, further comprising: a photodiode array module comprising a plurality of photodiodes that receive light split by the diffraction grating.
前記複数の光信号は、WDM信号であり、
応答特性データ格納部は、変調された光信号に対する応答特性データを格納することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光スペクトラムアナライザ。
The plurality of optical signals are WDM signals;
4. The optical spectrum analyzer according to claim 1, wherein the response characteristic data storage unit stores response characteristic data for the modulated optical signal.
分光器が、複数の光信号を含む被測定光をサンプリングした測定データを出力するステップと、
ピーク検出手段が、前記分光器の測定データからピークを検出するステップと、
演算手段が、検出したピーク近傍の測定データからピーク波長、ピーク値とを求めるステップと、
補正手段が、応答特性データと前記演算手段のピーク波長、ピーク値とに基づいて、ピークに対応した光信号の影響分を前記測定データから除去して補正するステップと、
前記ピーク検出手段が、前記補正手段で補正された測定データからピークを検出するステップと
を有することを特徴とする光スペクトラムアナライザのピーク検出方法。
A spectrometer outputting measurement data obtained by sampling light to be measured including a plurality of optical signals;
A peak detecting means for detecting a peak from the measurement data of the spectrometer;
A step of calculating a peak wavelength and a peak value from the measurement data in the vicinity of the detected peak;
A correcting unit that removes the influence of the optical signal corresponding to the peak from the measurement data and corrects based on the response characteristic data and the peak wavelength and peak value of the calculating unit;
And a step of detecting the peak from the measurement data corrected by the correction means.
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