JP2022014178A - 光ファイバ特性測定装置、光ファイバ特性測定プログラム、及び光ファイバ特性測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、被測定光ファイバに加わる大きな歪みや温度変化も誤りなく測定することを可能とするものである。被測定光ファイバの相関ピークが現れる位置に大きな歪み(或いは、温度変化)が加わると、前景光スペクトルの変化量が大きくなって、ブリルアンゲインスペクトルの最大値付近の形状が背景光スペクトルによって支配的に決定されることになる。すると、前景光スペクトルの変化を捉えることができなくなり、相関ピークの位置に加わっている歪み(或いは、温度変化)が誤って測定されてしまう。このような誤測定を解決する方法として、上述した非特許文献1に開示された「強度変調法」と、上述した非特許文献2に開示された「位相変調法」とが提案されている。
〈光ファイバ特性測定装置の構成〉
図1は、本発明の第1実施形態による光ファイバ特性測定装置の要部構成を示すブロック図である。図1に示す通り、本実施形態の光ファイバ特性測定装置1は、信号発生部10、光源部11、光分岐部12(第1光分岐部)、光分岐部13(第2光分岐部)、光遅延部14、合波部15、光検出部16、周波数解析部17、及び制御処理部18を備える。このような光ファイバ特性測定装置1は、被測定光ファイバFUTにポンプ光L11を入射させて得られるブリルアン散乱光LSに基づいて被測定光ファイバFUTの特性を測定する、所謂BOCDR方式の光ファイバ特性測定装置である。
図3は、本発明の第1実施形態による光ファイバ特性測定装置の動作例を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートは、被測定光ファイバFUTの長さ方向に沿う特性を測定する際の動作を示すものである。尚、図3に示すフローチャートは、例えば、光ファイバ特性測定装置1に対して測定開始の指示がなされることによって開始される。
〈光ファイバ特性測定装置の構成〉
図5は、本発明の第2実施形態による光ファイバ特性測定装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図5においては、図1に示す構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図5に示す通り、本実施形態の光ファイバ特性測定装置2は、図1に示す光ファイバ特性測定装置1の信号発生部10を省略し、制御処理部18に代えて制御処理部20を設けた構成である。
図6は、本発明の第2実施形態による光ファイバ特性測定装置の動作例を示すフローチャートである。図6に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートと同様に、被測定光ファイバFUTの長さ方向に沿う特性を測定する際の動作を示すものである。尚、図6においては、図3に示すフローチャートのステップと同じステップについては同じ符号を付してある。図6に示すフローチャートは、図3に示すフローチャートのステップS13に代えてステップS20が設けられたものである。
〈光ファイバ特性測定装置の構成〉
図7は、本発明の第3実施形態による光ファイバ特性測定装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図7においては、図1に示す構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図7に示す通り、本実施形態の光ファイバ特性測定装置3は、信号発生部10、光源部11、光分岐部30(第3光分岐部)、光周波数シフタ31(シフト部)、光アイソレータ32、光遅延部14、光スイッチ33、同期信号源34、光分岐部35(第4光分岐部)、受光部36(光検出部)、ロックインアンプ37(光検出部)、及び制御処理部38を備える。
本実施形態の光ファイバ特性測定装置3は、第1実施形態の光ファイバ特性測定装置1とは測定原理が異なるものの、概ね、図3に示すフローチャートで示される動作と同様の動作が行われる。このため、以下では、図3を参照しながら、本実施形態の光ファイバ特性測定装置3の動作について説明する。
・駆動信号生成部11bに加えて信号発生部10が制御部38dによって制御され、変調周波数fmで周波数変調された第2スペクトル幅を有する連続光L1が光源11aから出力される点、
・第1ブリルアンゲインスペクトルに代えて第2ブリルアンゲインスペクトルを得る処理が信号処理部38bで行われる点
〈光ファイバ特性測定装置の構成〉
図8は、本発明の第4実施形態による光ファイバ特性測定装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図8においては、図7に示す構成と同じ構成については同一の符号を付してある。図8に示す通り、本実施形態の光ファイバ特性測定装置4は、図7に示す光ファイバ特性測定装置3の信号発生部10を省略し、制御処理部38に代えて制御処理部40を設けた構成である。
本実施形態の光ファイバ特性測定装置4は、第2実施形態の光ファイバ特性測定装置2とは測定原理が異なるものの、概ね、図6に示すフローチャートで示される動作と同様の動作が行われる。このため、以下では、図6を参照しながら、本実施形態の光ファイバ特性測定装置4の動作について説明する。
10 信号発生部
11 光源部
11a 光源
11b 駆動信号生成部
12,13 光分岐部
14 光遅延部
15 合波部
16 光検出部
17 周波数解析部
18,20 制御処理部
18a,20a データ取得部
18b,20b 信号処理部
18c,20c 測定部
18d,20d 制御部
19a 差分算出部
19b 特性測定部
21 第1信号処理部
22 第2信号処理部
30 光分岐部
31 光周波数シフタ
32 光アイソレータ
33 光スイッチ
34 同期信号源
35 光分岐部
36 受光部
37 ロックインアンプ
38,40 制御処理部
38a,40a データ取得部
38b,40b 信号処理部
38c,40c 測定部
38d,40d 制御部
41 第1信号処理部
42 第2信号処理部
B1 第1ブリルアンゲインスペクトル
B2 第2ブリルアンゲインスペクトル
D1 駆動信号
FUT 被測定光ファイバ
L1 連続光
L11 ポンプ光
L12 参照光
L21 第1分岐光
L22 第2分岐光
L31 ポンプ光
L32 プローブ光
LS ブリルアン散乱光
S1,S2 検出信号
Claims (12)
- 被測定光ファイバに光を入射させて得られるブリルアン散乱光を検出する光検出部と、
前記光検出部から出力される検出信号に基づいて、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が第1幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第1ブリルアンゲインスペクトルと、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が前記第1幅よりも広い第2幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第2ブリルアンゲインスペクトルとを得る信号処理部と、
前記第1ブリルアンゲインスペクトルと前記第2ブリルアンゲインスペクトルとに基づいて前記被測定光ファイバの特性を測定する測定部と、
を備える光ファイバ特性測定装置。 - 前記第2幅は、前記被測定光ファイバから得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトル幅よりも広い、請求項1記載の光ファイバ特性測定装置。
- 前記被測定光ファイバに入射される、スペクトル幅が前記第1幅である光又はスペクトル幅が前記第2幅である光を射出する光源部を備える請求項1又は請求項2記載の光ファイバ特性測定装置。
- 前記光源部は、駆動信号によって駆動されてスペクトル幅が前記第1幅である光を射出する光源と、
前記駆動信号を処理して前記光源から射出される光のスペクトル幅を前記第2幅にし、又は前記光源から射出された光を変調してスペクトル幅を前記第2幅にする変調部と、
を備える請求項3記載の光ファイバ特性測定装置。 - 前記光源部にスペクトル幅が前記第1幅である光を射出させて前記信号処理部に前記第1ブリルアンゲインスペクトルを取得させ、前記光源部にスペクトル幅が前記第2幅である光を射出させて前記信号処理部に前記第2ブリルアンゲインスペクトルを取得させる制御部を備える、請求項3又は請求項4記載の光ファイバ特性測定装置。
- 前記被測定光ファイバに入射されるスペクトル幅が前記第1幅である光を射出する光源部を備えており、
前記信号処理部は、前記光源部から射出された光が前記被測定光ファイバに入射された場合に前記光検出部から出力される検出信号に基づいて、前記第1ブリルアンゲインスペクトルを求める第1信号処理部と、
前記第1信号処理部で求められた前記第1ブリルアンゲインスペクトルを用いて、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が前記第2幅である場合に得られるであろう前記第2ブリルアンゲインスペクトルを求める第2信号処理部と、
を備える請求項1又は請求項2記載の光ファイバ特性測定装置。 - 前記第2信号処理部は、前記第1信号処理部で求められた前記第1ブリルアンゲインスペクトルと、単峰性スペクトルとの畳み込み演算を行って、前記第2ブリルアンゲインスペクトルを求める、請求項6記載の光ファイバ特性測定装置。
- 周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐する第1光分岐部と、
前記ポンプ光を前記被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じた前記ブリルアン散乱光を出力する第2光分岐部と、
を備え、
前記光検出部は、前記ブリルアン散乱光と前記参照光との干渉光を検出する、
請求項1から請求項7の何れか一項に記載の光ファイバ特性測定装置。 - 周波数変調された変調光を第1分岐光と第2分岐光とに分岐する第3光分岐部と、
前記第1分岐光又は前記第2分岐光の周波数をシフトさせるシフト部と、
前記第1分岐光をポンプ光として出力するか否を切り替える光スイッチと、
前記光スイッチから出力される前記ポンプ光を前記被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバの他端から入射して前記被測定光ファイバを介した前記第2分岐光としてのプローブ光及び前記被測定光ファイバ内で生じた前記ブリルアン散乱光を出力する第4光分岐部と、
を備え、
前記光検出部は、前記光スイッチから前記ポンプ光が出力されている場合に前記第4光分岐部から出力される前記ブリルアン散乱光及び前記プローブ光と、前記光スイッチから前記ポンプ光が出力されていない場合に前記第4光分岐部から出力される前記プローブ光との差から前記ブリルアン散乱光を検出する、
請求項1から請求項7の何れか一項に記載の光ファイバ特性測定装置。 - 前記測定部は、前記第1ブリルアンゲインスペクトルと前記第2ブリルアンゲインスペクトルとの差分を求める差分算出部と、
前記差分算出部で求められた前記差分の大きさが最大となる周波数からブリルアン周波数シフト量を求めて、前記被測定光ファイバの特性を測定する特性測定部と、
を備える請求項1から請求項9の何れか一項に記載の光ファイバ特性測定装置。 - コンピュータに、
被測定光ファイバに光を入射させて得られるブリルアン散乱光を検出して得られる検出信号に基づいて、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が第1幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第1ブリルアンゲインスペクトルと、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が前記第1幅よりも広い第2幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第2ブリルアンゲインスペクトルとを得る信号処理ステップと、
前記第1ブリルアンゲインスペクトルと前記第2ブリルアンゲインスペクトルとに基づいて前記被測定光ファイバの特性を測定する測定ステップと、
を実行させるための光ファイバ特性測定プログラム。 - 被測定光ファイバに光を入射させて得られるブリルアン散乱光を検出して得られる検出信号に基づいて、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が第1幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第1ブリルアンゲインスペクトルと、前記被測定光ファイバに入射される光のスペクトル幅が前記第1幅よりも広い第2幅である場合に得られる前記ブリルアン散乱光のスペクトルである第2ブリルアンゲインスペクトルとを得る信号処理ステップと、
前記第1ブリルアンゲインスペクトルと前記第2ブリルアンゲインスペクトルとに基づいて前記被測定光ファイバの特性を測定する測定ステップと、
を有する光ファイバ特性測定方法。
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