JP2014503066A - 光学測定デバイス - Google Patents

Abstract

光学測定デバイスは、センシングデバイスからの応答の波長を測定する。光学測定デバイスは、センシングデバイスに光経路を結合するためのインタフェースに結合された光経路を含む。周期的光学フィルタは、センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために、光経路に結合された入力を持つ。連結出力光学フィルタは、センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために、光経路に結合された入力を持つ。計算回路は、周期的光学フィルタおよび連結出力光学フィルタにおいて検出器に結合される。計算回路は、波長スキャンの間に得られた検出器からの出力信号を処理するようにプログラムされる。処理は、周期的光学フィルタのそれぞれの周期における対応する位置へ、波長スキャンが到達するそれぞれの時点と関連する連続的なフィルタ波長に由来するデータの量子化を含む。処理は、前記それぞれの時点とセンシングデバイスの応答の時点との間の時間関係に基づいて、特定された波長からセンシングデバイスの応答と関連する波長を計算する。
【選択図】図６

Description

本発明は、光学測定システム、かかるシステムに用いるための光学測定デバイス、および光学測定システムを動作させる方法に関する。

光学波長の関数として、あるいは１つ以上の選択された波長において、スペクトルの測定結果、すなわち光学特性の測定結果を提供する光学測定システムは、波長の較正を必要とすることがある。かかる光学測定システムの一例は、ファイバブラッグに基づくセンサデバイスを用いる。かかるセンサデバイスは、外部温度とともに変化する波長依存反射特性を持つファイバ内で光を反射する。ファイバブラッグ格子を用いて応力または絶対温度のような物理パラメータを測定するためには、反射光の波長の測定が必要である。

１つの解決法は、狭帯域チューナブル参照光源（レーザ）の使用とチューニングの関数としての応答の検出とである。しかしながら、かかる光源は、チューニング範囲がしばしば限られ、チューニング範囲を広げるとコストが著しく増加する。そのうえ、もし光源がモードホップに見舞われるならば、測定結果が擾乱を受けかねない。別の解決法は、広帯域光の使用とモノクロメータを用いた応答の検出とである。しかし、モノクロメータを用いると、ファイバブラッグ格子のような、簡易センサデバイスを用いるコストが著しく増加する。モノクロメータは大きくて、しかも取り扱うのに堅牢ではない。より低コストの解決法は、広帯域光を光経路内の低コスト狭帯域チューナブルフィルタとともに使用することである。

米国特許出願第２００４０９１００２号は、２つのファブリペロー干渉計によってフィルタの共振周波数を較正する、フィルタをチューニングする方法を開示する。かかる干渉計は、一連の離散的な波長においてのみ光を通す、くし形フィルタとしての機能を果たす。米国特許出願第２００４０９１００２号において、第１のファブリペロー干渉計は、くし形フィルタの連続した波長間に比較的小さい差を提供する寸法に作られ、第２のファブリペロー干渉計は、そのくし形フィルタの波長間により大きい差を提供する寸法に作られる。第２のファブリペロー干渉計は、これらの波長の１つを除くすべてから光を遮断するために、フィルタと組み合わされる。米国特許出願第２００４０９１００２号において、第２のファブリペロー干渉計は、絶対波長基準を提供するために用いられ、第１のファブリペロー干渉計は、第２のファブリペロー干渉計のピークと、チューニングされたフィルタの実際の周波数との間のピークの数をカウントするために用いられる。

動作中に、チューナブルフィルタ（例えば、レーザ空洞）からの光は、２つのファブリペロー干渉計へ通され、チューナブルフィルタの共振波長がスキャンされる。ファブリペロー干渉計の出力から、チューナブルフィルタが第２のファブリペロー干渉計にいつチューニングされたか、および現在の共振波長へのチューニングと第２のファブリペロー干渉計へのチューニングとの間に第１のファブリペロー干渉計のいくつのピークを通ったかを決定できる。これから、現在の波長が決定される。

米国特許第５，８９２，５８２号は、同様のシステムであるが、第２の干渉計と１つの波長を除くすべてを遮断するフィルタとの組み合わせの機能を実行するために、ファイバブラッグ格子を持つシステムを開示する。米国特許出願第２００４０９１００２号も米国特許第５，８９２，５８２号も、低コストで実装されうる、あるいは小さい光学デバイスにさえ集積化されうる、波長を決定するための解決法を提供する。チューナブルフィルタによってチューニングされたレーザの波長を決定するためにこれを使用できる。レーザが第１のファブリペロー干渉計のピークにチューニングされたときに、波長が正確に分かる。レーザがピークの間にチューニングされたときに、波長は、第１のファブリペロー干渉計の１つのピークから次へ通過するために必要なチューニングの量を測定した後に補間によって推定できる。

しかしながら、このタイプの波長決定法は、モードホッピングに見舞われるレーザを用いたときには、波長を測定できないという問題を抱える。残念なことに、多くの低コストレーザは、モードホップに見舞われるか、あるいは経時変化によってモードホップに見舞われ始める。モードホッピングは、波長の補間が役立たなくなる影響を与えかねない。第１のファブリペロー干渉計のピークを横切ってモードホップが生じたときには、第２のファブリペロー干渉計のピークからのピークカウントを誤らせることさえありうる。

目的は、とりわけ、センシングデバイスに供給される光のコンテントにおける予測できない波長ジャンプに対して強い光学測定デバイスを提供することである。

請求項１による光学測定デバイスが提供される。本デバイスは、計算回路と、センシングデバイスから、またはセンシングデバイスへ供給される光をモニタリングする周期的光学フィルタおよび連続出力光学フィルタとを備える。動作中に、光学測定デバイスは、チューナブルレーザのような、波長スキャンが可能な光源と、ブラッグ格子を持つ光ファイバのような、センシングデバイスとに結合される。波長スキャンが可能な光源およびセンシングデバイスは、光学測定デバイスの一部であってもよく、あるいは外部部品であってもよい。実施形態において、光学測定デバイスは、光学測定デバイスのすべての光学部品が共通基板上に集積化された光集積デバイスである。

計算回路は、センシングデバイスからの応答と関連する波長を特定するために、光経路を通って供給される光の波長スキャンの間に得られる、第１および第２の検出器からの出力信号を計算回路に処理させる、命令を持つプログラムを含む（さもなければ、処理させるように構成される）。周期的光学フィルタは、波長依存強度伝達関数を持つフィルタであり、強度伝達関数が、波長の関数として、例えば、周期的光学フィルタにおける光路長、または路長差に当て嵌まる波長の数に依って周期的に変化する。連続出力光学フィルタは、光学測定デバイスの動作波長範囲における波長の任意の有限範囲にわたって実質的にゼロにならない出力振幅を生じさせる。これは、短すぎて動作範囲内にいかなる周期も生じえない光路長、または路長差に基づくことができる。

計算回路は、周期的光学フィルタのそれぞれの周期における対応する位置へ、波長スキャンが到達するそれぞれ時点と関連する波長を特定し、そして前記それぞれの時点とセンシングデバイスの応答の時点との間の時間関係に基づいて、特定された波長からセンシングデバイスの応答と関連する波長を計算するために、光経路を通って供給される光の波長スキャンの間に得られる、第１および第２の検出器からの出力信号を、第２の検出器に由来するデータの量子化を利用して処理する。

計算回路は、例えば、第１の検出器によって検出された周期のカウントから、応答の検出時点と基準時点との間の関数として、センシングデバイスの応答の波長を計算できる。応答は、例えば、センシングデバイスからの光反射におけるピークまたはディップの発生が検出されるなどの、検出事象とすることができる。この場合、応答の時点は、ピークまたはディップが検出された時点である。しかし代わりに、応答は、単にセンシングデバイスから応答の測定結果が得られた時点と関連付けられてもよい。

計算回路は、例えば、ピーク出力値のような、連続出力光学フィルタの出力を用いて、周期的光学フィルタのそれぞれの周期へ、波長スキャンが到達するそれぞれの時点と関連する波長を特定できる。計算回路は、これらの時点における波長を特定するために、第２の検出器に由来するデータを量子化する。これは、例えば、第２の検出器の出力信号を数量化するか、あるいはスキャンの間の周期をカウントして、検出されたステップの量子化された値、またはかかる量子化された値の合計を第２の検出器の出力信号に加えることによって行うことができる。それぞれの周期へ波長スキャンが到達する連続した時点の対は、モードホップがない場合、周期的フィルタの周期を通るスキャンに対応する時間間隔を規定する。センシングデバイスからの応答が生じた時間間隔の端における時点の特定された波長から、センサからの応答と関連する波長が特定される。

加えて、センシングデバイスからの応答をより正確な波長と関連付けるために、時間間隔の端におけるこの時点からの時間ベースの補間を用いることができる。

実施形態において、第２の検出器の出力における応答の検出時点と基準時点との間の少なくとも１つのステップ。計算回路は、ステップを量子化し、ステップの量子化された値における量子化レベルの数に依ってカウントを補正する。もし１つより多いステップが検出されるならば、補正は、ステップの量子化された値の合計に対応するとよい。しかし代わりに、１つより多い（あるいはステップの所定の数より多い）ステップを持つ測定結果は、無効にすることもできる。量子化ステップサイズ（同じ量子化レベルに割り当てられる値範囲のサイズ）は、好ましくは、周期的光学フィルタの１つの周期における連続出力光学フィルタの出力変化に対応するが、測定結果に影響を及ぼすことなく幾分より小さくても、あるいはより大きくてもよい。

このようにして、光学測定デバイスは、例えば、チューナブルレーザのモードホップに起因する光源の波長ホップに対して強い波長較正を可能にする。

実施形態において、光学測定デバイスは、基準時点を選択するために長周期共振光学フィルタを用いる。代わりに、基準時点を決定するために、例えば、光源によるスキャンの開始時間を用いることもできるが、共振光学フィルタの方がより安定した基準を提供する。実施形態において、計算回路は、前記検出時点と、第３の検出器によって第１および第２の共振波長を検出する第１および第２の時点との間の、第２の検出器の出力におけるステップの第１および第２の数を決定し、それぞれ第１または第２の数がより小さいかどうかに従って、第１または第２の時点を基準時点として選択する。このようにして、誤差のリスクが低減される。実施形態において、測定結果は、これらの数の少なくとも１つがゼロであるときにのみ、有効とマーク付けされる。

実施形態において、計算回路は、計算される波長の時間ベースの補間を周期的光学フィルタの周期内で実行する。これは、波長分解能を向上させる。実施形態において、補間係数は、ステップの検出に依って決定される。これは、波長ホップが補間に影響を及ぼすリスクを低減する。実施形態において、周期内の位相を検出するために、Ｎウェイカプラおよび対応する検出器のアレイが用いられる。これにより補間が必要でなく、従って補間に起因する誤差が除外される。

請求項のいずれか１項に記載される光学測定デバイスは、インタフェースに結合された前記センシングデバイスも備えることができる。多くの可能なセンシングデバイスを用いることができる。１つの実施形態では、ファイバブラッグ格子が用いられる。

プログラマブルプロセッサのための命令のプログラムを含む（ディスクまたは半導体メモリのような）コンピュータプログラム製品が提供され、このプログラムは、プログラマブルプロセッサによって実行されるときに、プログラマブルプロセッサに、
−波長スキャンにおいて、光の第１のサンプルに対する周期的光学フィルタの第１の応答を時間の関数として受信させる；
−周期的光学フィルタのそれぞれの周期における対応する位置へスキャンが到達する時点、連続した時間間隔を規定する連続した時点の対を検出するために、第１の検出器の出力信号を用いさせる；
−光の第２のサンプルに対する連続出力光学フィルタの第２の応答を時間の関数として受信させる；
−それぞれの時点と関連する波長を特定するために、第２の検出器に由来するデータの量子化を用いさせる；
−前記それぞれの時点とセンシングデバイスの応答の時点との間の時間関係に基づいて、特定された波長からセンシングデバイスの応答と関連する波長を計算させる。

これらおよび他の目的ならびに有利な様態は、添付の図面を参照した例示的実施形態の説明から明らかになるであろう。

光学測定システムを示す。 検出器信号を図示する。 マイクロコントローラの動作のフローチャートを示す。 検出信号を図示する。 検出される時点を図示する。 さらなる光学測定システムを示す。 ３ウェイスプリッタを持つ光学測定システムを示す。 ３ウェイスプリッタの出力における光振幅を図示する。

図１は、センシングデバイス１０および測定デバイス１２を備える、光学測定システムの例を示す。センシングデバイス１０は、ファイバ１００内にファイバブラッグ格子１０２を持つ光学ファイバ１００を備える。ファイバ１００は、測定デバイス１２の光学末端１２０に結合される。

測定デバイス１２は、チューナブルレーザ１２２、第１、第２および第３のスプリッタ１２４ａ〜ｃ、第１および第２のフィルタ１２６ａ、ｂ、第１、第２および第３の光強度検出器１２８ａ〜ｃ、ならびにプログラムメモリ１２９ａを持つマイクロコントローラ１２９を備える。測定デバイス１２は、すべての光学部品が、例えば、基板上または基板内の導波路構造によって、共通基板に集積化された光集積デバイスとすることができる。容易に集積化できる簡易な光学部品のみが必要とされる。

第１、第２および第３のスプリッタ１２４ａ〜ｃは、チューナブルレーザ１２２から光学末端１２０へ、ならびにセンシングデバイス１０の光ファイバ１００およびファイバブラッグ格子１０２への光路内に置かれる。第１のスプリッタ１２４ａは、光学末端１２０に結合された入力および検出器１２８ａに結合された出力を持つ。チューナブルレーザ１２２から光学末端１２０へ、および光学末端１２０から第１の検出器１２８ａへ光を供給する第１のスプリッタ１２４ａの代わりに、サーキュレータを用いてもよい。第２のスプリッタ１２４ｂは、第１のフィルタ１２６ａ経由で第２の検出器１２８ｂに結合された出力経路を持つ。第３のスプリッタ１２４ｃは、第２のフィルタ１２６ｂ経由で第２の検出器１２８ｃに結合された出力経路を持つ。第２および第３のスプリッタ１２４ａ、ｂは、チューナブルレーザ１２２からセンシングデバイス１０への途中で光が検出器へ分離される構成が示されるが、当然のことながら、その代わりにセンシングデバイス１０から戻された光を検出器へ分離することもできる。マイクロコントローラ１２９は、チューナブルレーザ１２２に結合された出力と第１、第２および第３の検出器１２８ａ〜ｃに結合された入力とを持つ。そのうえ、マイクロコントローラ１２９は、測定データを出力するため、および随意的に外部測定制御コマンドを受信するためのインタフェースを持つ。

実施形態において、第１のフィルタ１２６ａは、一連の離散的な波長においてのみ実質的に光を透過するくし形フィルタである。より一般的には、第１のフィルタ１２６ａは、多くても一つだけの波長においてゼロとなる周期的に波長に依存する強度伝達関数を持つ、任意の周期的フィルタとすることができる。第１のフィルタ１２６ａは、入ってくる光を分離し、分離した光が互いに異なった長さの光路を通過した後にそれらを合流させる干渉計によって、あるいは光がある長さの光路を繰返し通過する共振器として実現できる。例えば、（入力光をミラー間の空間へ通す透過性の入力ミラーと、ミラー間の光のごく一部を出力へ伝える出力ミラーとを含む）向い合ったミラー間の距離によって光路長が決定される、ファブリペロー干渉計を用いることができる。別の例は、光導波路が光路長を規定する閉ループ内を走るリング共振器を備える。この場合、フィルタは、リング共振器内へ、およびリング共振器から光を結合するためにリング共振器に隣接した入力および出力導波路を備えるとよい。

第２のフィルタ１２６ｂは、くし形フィルタが当て嵌まるであろうが、波長の関数として連続的に可変の出力振幅、すなわち、波長の任意の有限範囲にわたって実質的にゼロにならない出力振幅を持ち、その波長依存強度伝達関数が、動作波長範囲内の波長の関数としていかなる極小も極大も持たないフィルタである。第２のフィルタ１２６ｂは、例えば、低品質の共振器構造によって実現できる。それ自体が知られるように、共振器の「品質」は、その帯域幅とその共振波長との間の比である。例えば、品質は、光路からの漏れに起因する損失など、共振器損失が増加することによって低下しうる。ファブリペロー干渉計の様な干渉計において、例えば、出力ミラーの透過率が増加することによって品質が低下する。

動作中に、チューナブルレーザ１２２の波長は、掃引範囲にわたってスキャンされる。第１のフィルタ１６ａは、掃引範囲内に複数の共振ピーク、例えば、少なくとも１０個の共振ピーク、または少なくとも５０個の共振ピークを提供するように構築される。これは、光路長Ｌがｍ／（１／Ｌ１−１／Ｌ２）より大きいように選択することによって実現でき、但し、ｍはピークの望ましい数であり、Ｌ１およびＬ２はウィープ範囲の最低および最高波長である。第２のフィルタ１２６ｂは、好ましくは掃引範囲内にいかなる共振ピークも持たない。第２のフィルタ１２６ｂが低品質の共振器を用いて実現されるときには、これを確実にするようにその光路長距離が選択され、例えば、その光路長Ｌ’は１／（１／Ｌ１−１／Ｌ２）より小さい。従って、第２のフィルタ１２６ｂの光路長は、第１のフィルタ１２６ａより小さい。

動作中に、チューナブルレーザ１２２からの光は、第２および第３のスプリッタ１２４ｂ、ｃ経由で、第１のスプリッタ１２４ａ（または第１のスプリッタ１２４ａの代わりに用いうるサーキュレータ）へ通される。第１のスプリッタ１２４ａは、光をファイバブラッグ格子１０２の方へ導く。ファイバブラッグ格子１０２は、光を反射させて第１のスプリッタ１２４ａ（またはサーキュレータ）へ戻し、スプリッタ１２４ａ（またはサーキュレータ）は、反射光を第１の検出器１２８ａへ導く。第３のスプリッタ１２４ｃは、チューナブルレーザ１２２からの光の一部を第２のフィルタ１２６ｂを通って第３の検出器１２８ｃへ導く。第２のスプリッタ１２４ａは、光の一部を第１のフィルタ１２６ａを通って第２の検出器１２８ｂへ導く。

マイクロコントローラ１２９は、波長の範囲にわたってチューナブルレーザ１２２にその波長を掃引させるために、チューナブルレーザ１２２へ制御信号を送信する。掃引の間に、マイクロコントローラ１２９は、時間に依存する検出信号形態の第１、第２および第３の検出器１２８ａ〜ｃを受信する。

図２は、掃引の間の第２および第３の検出器１２８ａ〜ｃからの信号を示す。第１の検出器１２８ａからの信号（図示されない）は、チューナブルレーザ１２２の波長が、ファイバブラッグ格子１０２にチューニングされた時点における検出ピークを含む。第２の検出器１２８ｂからの信号は、チューナブルレーザ１２２の波長が、第１のフィルタ１６ａが透過ピークを持つ波長にチューニングされた時点における一連の検出ピークを含む。第３の検出器１２８ｃからの信号は、検出時のチューナブルレーザ１２２の波長における第２のフィルタ１２６ｂの透過に依存する連続的に可変の信号を含む。

図３は、ファイバブラッグ格子１０２からの応答においてピーク波長が検出される、マイクロコントローラ１２９の動作のフローチャートを示す。当然のことながら、フローチャートは、プログラマブルマイクロコントローラを用いて動作を実行する実施形態においてマイクロコントローラ１２９の命令のプログラムの構成要素を記述したものとして捉えることができる。

第１のステップ３１において、マイクロコントローラ１２９は、波長の範囲にわたってチューナブルレーザ１２２にその波長を掃引させるために、制御信号をチューナブルレーザ１２２へ送信し、マイクロコントローラ１２９は、検出器１２６ａ〜ｃから時間に依存する出力信号を取り込む。例として、出力信号が記録されて後で処理される実施形態が記載されることになるが、当然のことながら、出力信号が掃引の間に処理されてもよい。これには、記載される複数のステップからの動作を掃引の間に繰返し実行しなければならないという変更が必要となるであろう。

第２のステップ３２において、マイクロコントローラ１２９は、第１の検出器１２８からの検出信号がピークを含むかどうかを検出して、このピークが生じる第１の時間位置Ｔ１を検出するために、この検出信号を処理する。第３のステップ３３において、マイクロコントローラ１２９は、ピークを検出して、これらのピークが生じる時間位置Ｔ２（ｎ）（ｎ＝１、２、．．．は、異なったピークを区別する指数である）を検出するために、第２の検出器１２８ｂからの検出信号を処理する。

第４のステップ３４において、マイクロコントローラ１２９は、第２の検出器１２８ｂからの検出信号におけるピークの時点での第３の検出器１２８ｃからの検出信号の値を決定する。代わりの実施形態において、マイクロコントローラ１２９は、第３の検出器１２８ｃからの検出信号におけるステップを検出し、もしあれば、これらのステップが生じた時間位置Ｔ３およびそれらのステップサイズを決定するためにこの信号を処理する。

マイクロコントローラ１２９は、第２の検出器１２８ｂからの検出信号におけるピークの時点での第３の検出器１２８ｃからの検出信号の値、および／またはステップサイズを、例えば、基準ステップ値またはサイズの最近接の整数の倍数へ丸めることによって量子化し、値のランク数Ｖ、またはステップが及んだ量子化レベルの数Ｓを決定する。量子化は、検出信号および／またはステップサイズの一連の値範囲を区別できて、連続した範囲が連続した量子化レベルに対応することを意味する。測定された検出信号および／または検出信号におけるステップサイズは、それが属する値範囲に割り当てられる。好ましくは、すべての値範囲が同じサイズを持つが、代わりに異なった範囲が互いに異なったサイズを持ってもよい。値範囲のサイズが量子化ステップサイズを決定する。

それぞれの範囲サイズは、好ましくは、周期的光学フィルタの１つの周期における連続出力光学フィルタ（第１のフィルタ１２６ａ）の出力変化に対応する。量子化されたステップの場合には、周期的光学フィルタのＮ個の周期の波長ホップに対する出力変化は、Ｎの整数値が割り当てられた値範囲の中心にある。これは、Ｎのすべての値に対して当て嵌まる。しかし、ずれた範囲サイズを用いることもできる。かかるずれは測定結果に影響を及ぼす必要がないためである。量子化された検出信号の場合に、もしずれた値範囲サイズが用いるならば、値範囲サイズは、じゅうぶん小さくて、チューナブルレーザ１２２の掃引におけるＮの最高値に対する値範囲は、値範囲サイズが周期的光学フィルタの１つの周期に正確に対応するときと依然として同じ値範囲内にあることが好ましい。量子化されたステップの場合に、もしずれた値範囲サイズが用いるならば、値範囲サイズは、じゅうぶん小さくて、チューナブルレーザ１２２の最大限のモードホップのＮの値に対する値範囲は、値範囲サイズが周期的光学フィルタの１つの周期に正確に対応するときと依然として同じ値範囲内にあることが好ましい。

第３の検出器１２８ｃに適用されるべき量子化ステップのサイズを第２の検出器１２８ｂの出力を用いて較正するように、マイクロコントローラ１２９を構成できる。そうするために、第２の検出器１２８ｃの出力の連続した周期の開始を検出した時間における、第３の検出器１２８ｃの出力信号間の差のセットを決定して、このセットに基づいて、例えば、セットにおける差のメジアン差値、あるいは平均、随意的に周期の過半数におけるメジアンまたは差からそれらが離れているという事実から検出されうるような、モードホップによって影響された差を除去した後に得られる平均を用いることによって、量子化ステップサイズを選択するように、マイクロコントローラ１２９を構成できる。

図３ａは、ピークおよびステップを持つ検出信号を図示する。図３ｂは、ピークおよびステップの検出された時点を図示する。

第５のステップ３５において、マイクロコントローラ１２９は、第１の検出器１２８によって検出されたピークの波長位置をピークの検出された時間位置Ｔ１から計算する。

量子化された検出値を用いるときには、これは、第３の検出器１２８ｃからの検出信号の量子化された値Ｖと対応する、検出されたピークの数Ｎを割り当てることによって行うことができる。量子化されたステップを用いるときには、これは、掃引の開始および時間Ｔ１からの第２の検出器１２８ｂの信号における検出ピークの数Ｎをカウントすることによって行うことができる。そのうえ、この場合、マイクロコントローラ１２９は、第３の検出器１２８ｃからの検出信号における検出ステップを説明するために、合計Ｐを加える。合計Ｐは、掃引の開始の時間と第１の検出器１２８によって検出されたピークの時間位置Ｔ１との間の、それぞれの検出ステップが及んだ量子化レベルの数Ｓの合計である。

加えて、ピーク間の補間は、数ＶまたはＮ＋Ｐに比（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））を加えることによってなされる。ここで、「ｉ」は、Ｔ１の前の最近接のより低い時間、またはＴ１に等しい時間における第２の検出器１２８ｂからの検出信号のピークの指数である。結果として生じる波長位置Ｗは、量子化された検出信号値Ｖを用いるときには以下のように表すことができ、
Ｗ＝Ｖ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））
あるいは量子化されたステップサイズＳを用いるときには、
Ｗ＝Ｎ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））＋Ｓｕｍ Ｓ
と表すことができる。スキャンの間に、チューナブルレーザは波長の範囲を超えてレーザ波長が実質的に不連続に変化するモードホップを生じることがある。量子化された検出信号を用いるか、あるいはＳにわたる合計を加えることによる補正は、チューナブルレーザ１２２のモードホップの影響を補正する。

第６のステップ３６において、マイクロコントローラ１２９は、結果として生じる波長位置Ｗに由来するセンサ出力信号を出力する。ファイバブラッグ格子１０２において測定される応力または温度のような、検知値を決定するために波長位置Ｗを用いることができる。検知値は、センサディスプレイ（図示されない）を駆動するような、任意の目的のために、信号プロセッサ（図示されない）への入力として、あるいは、検知値および基準値の指示を受信するために結合された入力と、ファイバブラッグ格子１０２の環境（例えば、応力または温度）に影響を与えるドライバに結合された出力とを有する、差動増幅器のような、コンパレータを持つ制御ループ（図示されない）への入力として用いることができる。

別の実施形態において、マイクロコントローラ１２９は、検出されたモードホップに依って、第１の検出器１２８ａからの検出信号におけるピークの前の、第２の検出器１２８ｂからの検出信号における最近接ピークと、その後の最近接ピークとの間で選択した後に、補間を適用する。この実施形態において、第５のステップ３５は、第１の検出器１２８ａからの検出信号におけるピークの時点Ｔ１と、検出されたモードホップの時点Ｔ３との比較を含む。モードホップは、第３の検出器１２８ｃからの検出信号におけるステップから検出できる。代わりに、または加えて、ノンゼロ長の波長範囲全体においてゼロ出力を生じさせない第１の周期的フィルタ１２６ａを用いる場合には、モードホップは、第２の検出器１２８ｂの出力におけるステップを検出することによって検出できる。第２の検出器１２８ｂの使用は、たとえステップが周期より小さくても、概してより大きい、より容易に検出されるステップをもたらす。第３の検出器１２８ｃの追加的な使用は、整数の周期のホップも検出できるという利点を持つ。

この実施形態において、マイクロコントローラ１２９は、最初に第１の検出器１２８ａからの検出信号におけるピークの時点Ｔ１の前および後の時点Ｔ２（ｉ）およびＴ２（ｉ＋１）の、第２の検出器１２８ｂからの検出信号における最近接ピークの指数ｉ、ｉ＋１を決定する。次にマイクロコントローラ１２９は、ステップの時点Ｔ３が、これらの時点Ｔ２（ｉ）およびＴ２（ｉ＋１）の間にあるかどうかを決定する。もしなければ、マイクロコントローラ１２９は、前に記載されたように進むとよい。もしステップのＴ３が、Ｔ２（ｉ）とＴ２（ｉ＋１）との間にあれば、マイクロコントローラ１２９は、第１の検出器１２８ａからの検出信号におけるピークの時点Ｔ１が、このステップの時点Ｔ３の前か、または後にあるかどうかを決定する。もしＴ１＜Ｔ３であれば、結果として生じる波長位置Ｗは、以下に従って計算される。
Ｗ＝Ｍ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ）−Ｔ２（ｉ−１））
但し、量子化された検出信号または量子化されたステップのいずれを用いたかに依って、Ｍ＝ＶまたはＭ＝Ｎ＋Ｓｕｍ Ｓである。もしＴ１＞Ｔ３であれば、結果として生じる波長位置Ｗは、以下に従って計算される。
Ｗ＝Ｍ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ＋１））／（Ｔ２（ｉ＋２）−Ｔ２（ｉ＋１））
すなわち、補間係数は、両方ともに第１の検出器１２８ａの検出信号におけるピークの時点の前にある一対のピーク間の時間距離、あるいは両方ともにその時点の後にある一対のピーク間の距離のいずれかに基づく。補間において、第２の検出器１２８ｂのピーク検出信号の時間位置とＴ１との間の時間遅れと関連する波長Ｗの分数は、選択された時間間隔に反比例し、かつ選択された対の最近接ピークの時点への距離に比例して決定される。

このようにして、第１の信号のピークを含んだ間隔におけるモードジャンプに起因する波長変化の分数部分に対する補正が実現される。実施形態において、この補正は、ステップが検出閾値を超えることを条件として、ステップがゼロに量子化されるときでも提供される。もしＴ２（ｉ）とＴ２（ｉ＋１）との間に１つ以上のステップが生じたとしても、Ｔ１がこれらすべてのステップの時点Ｔ３より小さいか、またはこれらすべての時点Ｔ３より大きければ、上記の補正を適用することが可能である。

図４は、さらなる実施形態を示す。図１と比較すると、第３のフィルタ４０および第４の検出器４２、ならびに対応するスプリッタ４４が追加された。チューナブルレーザ１２２からの光経路は、第３のフィルタ４０を通って第４の検出器４２へ走る。第４の検出器４２は、マイクロコントローラ１２９に結合された出力を持つ。第３のフィルタ４０は、掃引範囲内に単一の共振ピークを持つ、共振フィルタか、あるいは掃引範囲内に第１のフィルタ１２６ａより少ないピークを持つ、くし形フィルタである。実施形態において、掃引範囲内に１つのピークを持つ第３のフィルタ４０を用いることができる。例えば、選択要素としてファイバブラッグ格子を備えるフィルタを用いてもよく、あるいは例えば、ファブリペローまたは共振器リングを用いてもよい。第３のフィルタ４０は、第２のフィルタ１２６ｂより品質が高い、高品質共振フィルタである。その品質は、第１のフィルタ１２６ａと同様であってもよい。

動作中に、第３のフィルタ４０は、掃引の開始における波長とは独立に波長位置を決定する役割を果たす。第１のステップ３１において、マイクロコントローラ１２９は、第４の検出器４２からの時間依存出力信号を取り込む。マイクロコントローラ１２９がピークを検出して、このピークが生じる時間位置Ｔ４を検出するために、第４の検出器４２からの検出信号を処理するステップが追加される。

第５のステップ３５は、第４の検出器４２からの出力信号におけるピークの時間と第２の検出器１２８ｂからの出力信号におけるピークとの間の、第３の検出器１２８ｃからの検出信号の値の変化を、マイクロコントローラ１２９が量子化できるという点で変えられている。かくして、第３の検出器１２８ｃの出力のための基準レベルが、第４の検出器４２によって有効に較正される。代わりに、マイクロコントローラ１２９は、Ｔ４から、時間Ｔ１の前の最近接の時間位置Ｔ２（ｉ）にある、第２の検出器１２８ｂからの信号における指数「ｉ」のピークまで、第２の検出器１２８ｂの信号に検出されたピークの数Ｎ’をカウントしてもよい。Ｔ４が、第１の検出器１２８ａからの信号におけるピークの時間Ｔ１の前に生じるときには、結果として生じる波長位置Ｗを決定するときに、図３のプロセスのカウント数Ｎをこのカウント数Ｎ’が置き換える：
Ｗ＝Ｍ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））＋Ｓｕｍ Ｓ
Ｔ４が、時間Ｔ１の後に生じるときには、Ｎ’が負にカウントされる：
Ｗ＝−Ｎ’＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））＋Ｓｕｍ Ｓ
第３のフィルタ４０が、掃引範囲内に１つより多いピークを持つ、くし形フィルタであるときには、Ｔ４を決定するために、これらのうち掃引の開始から最初のピークを用いるとよい。その代わりにｊ番目のピークを用いてもよく、但し、ｊは任意の予め決定された数である。この場合、第３のフィルタにおける光路長が非常に低く保たれるので、ピークの共振次数は、掃引におけるピーク順のその数から一意的に決定できる（共振次数は、光路長とピークの波長との比である）。

前の実施形態におけるように、もしＴ２（ｉ）とＴ２（ｉ＋１）との間にステップが生じるならば、異なった時点の対を用いて補正を適用することもできる。

また別の実施形態では、掃引範囲における第３のフィルタ４０の複数のピーク間で選択がなされる。この場合、第３のフィルタ４０は、掃引範囲内にくしが複数のピークを持つ、くし形フィルタとして実装される。この実施形態において、第５のステップ３５は、それぞれ第１の検出器１２８ａからの検出信号におけるピークの前および後の、第４の検出器４２からの検出信号における最近接ピークの間の、第３の検出器１２８ｃおよび／または第２検出器１２８ｂからの検出信号におけるステップ数Ｍ１、Ｍ２を、マイクロコントローラ１２９が決定するという点でさらに変えられている。次にマイクロコントローラ１２９は、第４の検出器４２からの検出信号における、最低数のステップを持つピークを選択する（あるいは、もし数Ｍ１とＭ２とが等しければ、第１の検出器１２８ａからの検出信号における時間的に最も近いピークを選択する）。次に選択されたピークから、カウント数Ｎ’がカウントされる。結果として生じる波長位置Ｗは、以下に従って計算される。
Ｗ＝＋／−Ｎ’＋Ｑ^＊Ｄ＋（Ｔ１−Ｔ２（ｉ））／（Ｔ２（ｉ＋１）−Ｔ２（ｉ））＋Ｓｕｍ Ｓ
ここで、Ｑは選択されたピークの共振次数であり、Ｄは連続した共振次数間の波長距離である。

図５は、第１のフィルタおよび対応する検出器が、スプリッタ５０、付加的な光路５２、３ウェイカプラ５４および３つのさらなる検出器５６ａ〜ｃによって置き換えられた実施形態を示す。３ウェイカプラは、それ自体が国際公開第２００４０３３９８７号から知られている。スプリッタ５０は、チューナブルレーザ１２２に由来する光を受けるように置かれる。スプリッタ５０は、付加的な光路５２によって長さが異なる互いに異なった光経路経由で３ウェイカプラ５４のそれぞれの入力に結合された出力を持つ（３ウェイカプラ５４の第３の入力（図示されない）は、いかなる光も受けない）。３ウェイカプラ５４は、さらなる検出器５６ａ〜ｃのそれぞれ１つに結合された３つの出力を持つ。

動作中に、３ウェイカプラ５４は、入力光が互いに異なった位相関係で組み合わされた出力光を生じさせる。異なった出力において、入力からの光が、例えば、０度、１２０度２４０度の相互の位相シフトと組み合わされる。加えて、異なった入力における入力光は、付加的な光路５２に起因する相互の位相シフトを持つ。出力の振幅に関する式は、以下のとおりである。
Ａ１＝Ｂ＋Ｃ^＊ｃｏｓ（ＰＨＩ））
Ａ２＝Ｂ＋Ｃ^＊ｃｏｓ（ＰＨＩ＋１２０））
Ａ３＝Ｂ＋Ｃ^＊ｃｏｓ（ＰＨＩ＋２４０））

ここで、ＰＨＩは互いに異なった光経路からの光の間の位相差であり、ＢおよびＣは一定の係数である。

図６は、３ウェイカプラ５４の異なった出力の光強度を波長の関数として図示する。この位相シフト「ＰＨＩ」は、波長に周期的に依存する：ＰＨＩ＝２^＊ｐｉ^＊Ｌ／ｌａｍｂｄａ−ｍ^＊２^＊ｐｉ、但し、ｍは整数である。結果として、３ウェイカプラ５４の異なった出力の光強度は、波長に周期的に依存し、異なった出力における波長間の相互シフトは最小限である。所定の波長において測定された出力信号Ａ１、Ａ２、Ａ３の組み合わせによって、３ウェイカプラ５４の入力における信号の相対位相を充分に決定できる。

任意の時点と、掃引の開始における基準時点、あるいは第３のフィルタ４０からの出力における振幅ピークの検出時との間の波長差を決定するには、モードホップがなければ、これで充分であろう。検出された振幅Ａ１〜Ａ３からその時点での位相ＰＨＩを決定し、かつその時点と基準時点との間に検出された出力における周期の数Ｎをカウントするによって、この波長差を決定できる。ホップがなければ、波長差Ｄに対して次の式を使用できるであろう：
Ｄ＝Ｎ＋ＰＨＩ
但し、ｔｇ（ＰＨＩ）＝（Ａ２−Ａ３）／（Ａ１−（Ａ２＋Ａ３）／２）／ｓｑｒｔ（３）。

しかしながら、モードジャンプが生じるときには、カウントの結果それ自体に信頼性があるかどうかを３ウェイカプラ５４の出力からは決定できず、それゆえに波長差Ｄのこの特定の計算には信頼性がない。これを補正するために、マイクロコントローラ１２９は、第３の検出器１２８ｃからの出力信号を用いるように構成される。マイクロコントローラ１２９は、第３の検出器１２８ｃからの出力信号におけるステップを検出して、これらのステップのサイズを量子化し、量子化されたステップサイズの値を合計する。結果は、累積された量子化ステップサイズＱである。マイクロコントローラ１２９は、以下に従って波長差を計算するように構成される。
Ｄ＝Ｎ＋ＰＨＩ＋Ｓｕｍ Ｓ
ここで、マイクロコントローラ１２９は、さらなる検出器５６ａ〜ｃの少なくとも１つからの信号における周期を、基準時点と、波長差がそれに対して計算される測定時点との間でカウントすることによってＮを計算し、さらに測定時点でこれらの検出器によって検出された振幅からＰＨＩを計算する。これに、及んだ量子化レベルＳの和が加えられる。Ｎ＝３のＮウェイカプラの使用が示されたが、当然のことながら、Ｎが３より大きいＮウェイカプラが使用されてもよい。かかるカプラは、Ｎ個のそれぞれの出力において、それぞれ異なった相対位相シフトを持つ、第１および第２の入力から組み合わされた光を出力する。Ｎ＝３またはそれ以上の出力における光強度の検出を用いて、第１および第２の入力からの光の間の位相関係を連続的な位相範囲にわたって検出することができる。

センシングデバイスがブラッグ格子を備える実施形態が示されたが、当然のことながら、代わりにリング共振器または共振空洞のような、他の光学構造を持つ他のセンシングデバイスを用いてもよく、それらの共振波長は、較正された方法で測定されなければならない。

第２のフィルタ１２６ｂが共振フィルタである実施形態が示されたが、当然のことながら、その代わりに、付加的な光路はより短いが図５の実施形態におけるような、付加的な光路、３ウェイカプラおよび３つのさらなる検出器を用いてもよい。これは、検出器のいずれの１つに対しても連続的なフィルタ伝達関数を実現し、フィルタが等しい応答を持つフィルタ出力における、ピークの異なった側での波長間のモードホップを、マイクロコンピュータが取り扱いうるという付加的な利点を持つ。マイクロコンピュータは、図５に関して記載されたように、出力信号の組み合わせから決定される位相値を用い、かつそれらを量子化のために用いるように構成できる。

波長掃引における単一の応答、例えば、ファイバブラッグ格子からの反射におけるピークまたはディップの発生の検出に対して、波長が決定される実施形態が記載されたが、当然のことながら、較正された波長の関数として反射を測定するために、複数の応答、例えば、掃引の間の連続的な一連の応答の時点に対して波長を決定することもできる。

記載された方法で波長を計算するための命令のプログラムを持つ、マイクロコントローラ１２９を用いる実施形態が記載されたが、当然のことながら、計算は、異なった方法で実行することができる。計算を実行するために、例えば、測定デバイス１２の外部に置かれたコンピュータへ生データを送ることができるであろう。この場合、測定デバイス１２がマイクロコントローラを含む必要はない。測定デバイス１２の外部に置かれたコンピュータは、計算の異なった各部分をそれぞれが実行する複数のプロセッサを持つ分散型コンピュータシステムであってもよい。マイクロコントローラまたはコンピュータの代わりに、計算を実行するように設計された専用ハードウェアを用いてもよい。本明細書において、指定された機能を「実行するように構成された回路」の用語は、代替手段としてのこれらの実施形態のすべてを指すために用いられるという。コンピュータまたはマイクロコントローラのためのプログラムは、コンピュータ可読ディスク（例えば、磁気または光学）もしくは半導体メモリのような、コンピュータプログラム製品上に、あるいは信号の変調として提供できる。

特定の数式を用いる実施形態が説明されたが、当然のことながら、明示的に式を用いないで対応する結果を計算することができる。例えば、周期が検出される度に増分を加えることによって、式における項の一部を増分的に計算できる。

Claims (15)

1. センシングデバイスからの応答の波長を測定するための光学測定デバイスであって、前記光学測定デバイスは、
   −前記センシングデバイスに光経路を結合するためのインタフェースに結合された前記光経路と；
   −前記センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために、前記光経路に結合された入力を持つ周期的光学フィルタと；
   −前記周期的光学フィルタの出力に結合された第１の検出器と；
   −前記センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために、前記光経路に結合された入力をもつ連続出力光学フィルタと；
   −前記連続出力光学フィルタの出力に結合された第２の検出器と；
   −前記第１および第２の検出器に結合された計算回路であって、前記周期的光学フィルタのそれぞれの周期における対応する位置へ波長スキャンが到達するそれぞれの時点と関連する波長を特定するため、および前記それぞれの時点と前記センシングデバイスの前記応答の時点との間の時間関係に基づいて、前記特定される波長から前記センシングデバイスの前記応答と関連する波長を計算するために、前記第２の検出器に由来するデータの量子化を利用して、前記光経路を通って供給された光の前記波長スキャンの間に得られる前記第１および第２の検出器からの出力信号を処理するように構成された、計算回路と、
   を備える、光学測定デバイス。
2. 前記計算回路は、
   −前記それぞれの時点、連続した時間間隔を規定する連続した時点の対を検出するために、前記第１の検出器の出力信号を用いる；
   −前記第２の検出器に由来する前記データを量子化する；
   −前記それぞれの時点と関連する波長を特定するために、前記時間間隔における前記量子化されたデータを用いる；および
   −前記センシングデバイスからの前記応答が生じた前記時間間隔の端における前記時点の少なくとも１つの前記特定された波長から、前記応答の前記関連する波長を特定する
   ように構成された、請求項１に記載の光学測定デバイス。
3. 前記計算回路は、前記時間間隔の前記端における前記少なくとも１つの前記時点の前記特定された波長に分数を加えることによって、前記応答の前記時点における計算された波長を補間するように構成され、前記分数は、前記応答の前記時点から前記時点の前記少なくとも１つへの距離と、前記時間間隔、または前記時点の前記少なくとも１つと前記時間間隔の１つの端におけるさらなる時点との間の、さらなる時間間隔の継続時間との間の比に比例して選択される、請求項２に記載の光学測定デバイス。
4. 前記計算回路は、前記第１および／または第２の検出器の前記出力に検出されたステップに依存して、前記時点の前記少なくとも１つ、および前記周期の前記さらなる１つを選択するように構成され、前記時点の前記少なくとも１つ、および前記周期の前記さらなる１つは、両方ともに前記センシングデバイスの前記応答の前記時点に対して前記検出されたステップの時間の反対側に選択される、請求項３に記載の光学測定デバイス。
5. 前記計算回路は、前記第２の検出器の出力信号を量子化し、前記時点に対する前記量子化された出力信号値によって、前記時点における前記波長を特定するように構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
6. 前記計算回路は、ステップを量子化し、前記ステップの前記量子化された値における量子化レベルの数に依存して前記カウントを変更するために、検出時点と基準時点との間の前記第２の検出器の前記出力における少なくとも１つの前記ステップを特定すべく、前記応答の前記検出時点と前記基準時点との間に前記第１の検出器によって検出された、前記時間間隔をカウントするように構成される、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
7. −前記センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために前記光経路に結合された入力を持つ共振光学フィルタであって、前記共振光学フィルタは、少なくとも１つの共振波長を持ち、もし１つより多い共振波長であれば、共振波長が前記周期的光学フィルタの少なくとも複数の波長周期サイズによって離隔された、共振光学フィルタと；
   −前記共振光学フィルタの出力に結合された第３の検出器と；
   を備え、
   −前記計算回路は、前記第３の検出器に結合され、前記第３の検出器による共振ピークの検出に応答して、前記基準時点を選択するように構成される、
   請求項６に記載の光学測定デバイス。
8. −センシングデバイスへ供給する、またはそれから受ける光をサンプリングするために前記光経路に結合された入力を持つ共振光学フィルタであって、前記共振光学フィルタは、少なくとも１つの共振波長を持ち、もし１つより多い共振波長であれば、共振波長が前記周期的光学フィルタの少なくとも複数の波長周期サイズによって離隔された、共振光学フィルタと；
   −前記共振光学フィルタの出力に結合された第３の検出器と；
   を備え、
   −前記計算回路は、前記第３の検出器に結合され、前記第３の検出器の前記出力信号のピークが検出される基準時点における前記第２の検出器の前記出力信号と前記時点との間の差を量子化するように構成される、
   請求項５に記載の光学測定デバイス。
9. 前記共振光学フィルタは、第１および第２の共振波長を持ち、前記計算回路は、前記応答の前記検出時点と、前記第３の検出器によって前記第１および第２の共振波長を検出する第１および第２の時点との間の、前記第２の検出器の前記出力におけるステップの第１および第２の数を決定し、それぞれ前記第１または第２の数がより小さいかどうかに従って、前記第１または第２の時点を前記基準時点として選択するように構成される、請求項６または７に記載の光学測定デバイス。
10. 前記周期的光学フィルタは、
    −前記光経路に結合された入力を持つスプリッタと、
    −前記スプリッタのそれぞれの出力に結合された入力を持つ、互いに異なった長さの第１および第２のさらなる光経路であって、前記長さは、前記周期的光フィルタの周期を決定する、前記さらなる光経路と、
    −前記第１および第２のさらなる光経路の出力に結合された入力を持つＮウェイカプラであって、Ｎは少なくとも３であり、前記Ｎウェイカプラは、Ｎ個の出力において、互いに異なった相対位相シフトを持つ、前記第１および第２の光経路からの光の組み合わせを出力するように構成される、前記Ｎウェイカプラと、
    −前記第１の検出器を含み、前記Ｎウェイカプラの前記出力のそれぞれ１つに結合されたＮ個のさらなる検出器と、
    を備え、
    −前記計算回路は、前記Ｎ個のさらなる検出器に関する前記出力信号から、前記第１および第２のさらなる光経路の前記出力における前記光の間の位相関係を決定し、前記周期の１つの開始からの前記位相関係のシフトに従って、前記カウントに分数を加えることによって、前記時点における前記計算された波長を補間するように構成される、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
11. 前記計算回路は、前記基準時点と前記検出時点との間の検出された周期から前記カウントを決定し、前記基準時点と前記検出時点との間に検出された複数の前記ステップの前記量子化された値における量子化レベルの数の合計を加えるように構成にされる、請求項６に依る限りにおいて請求項１から１０のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
12. 前記光を供給するために前記光経路に結合されたチューナブルレーザを備える、請求項１から１１のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
13. −波長スキャンが可能な光源と；
    −前記センシングデバイスから光を受けるために前記光経路に結合されたセンシング検出器と、
    −前記センシング検出器に結合され、前記センシング検出器が前記光に対する前記センシングデバイスからの応答におけるピークまたはディップを検出した時間から、前記検出時点を決定するように構成される前記計算回路と、
    を備える、請求項１から１２のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
14. 前記インタフェースに結合された前記センシングデバイスを備え、前記センシングデバイスは、ブラッグ格子を備える光ファイバである、請求項１から１３のいずれか１項に記載の光学測定デバイス。
15. センシングデバイスからの応答の波長を測定する方法であって、前記方法は、
    −波長が時間的に変化する波長スキャンにおいて、光を前記センシングデバイスへ供給すること；
    −前記光の第１のサンプルに対する周期的光学フィルタの第１の応答を時間の関数として検出すること；
    −前記周期的光学フィルタのそれぞれの周期における対応する位置へ前記スキャンが到達するそれぞれの時点を検出するために、前記第１の検出器の出力信号を用いることであって、連続した時点の対が時間間隔を規定する、前記用いること；
    −前記光の第２のサンプルに対する連続出力光学フィルタの第２の応答を時間の関数として検出すること；
    −前記それぞれの時点と関連する波長を特定するために、前記第２の検出器に由来するデータの量子化を用いること；
    −前記それぞれの時点と前記センシングデバイスの前記応答の時点との間の時間関係に基づいて、前記特定された波長から前記センシングデバイスの前記応答と関連する波長を計算すること、
    を含む方法。

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