JP2022152256A - Inspection device and inspection method - Google Patents

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慧輔 川嶋
Keisuke Kawashima
陵沢 佐藤
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Abstract

To provide an inspection device and an inspection method, which allow for inspecting performance of an FRM after assembly.SOLUTION: An inspection device for inspecting an FRM (Faraday Rotator Mirror) comprising a Faraday rotator and a mirror is provided, the inspection device comprising a processor configured to repetitively detect intensity of a component of light reflected by the FRM having the same electric field oscillation direction as that of incident light to the FRM.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ＦＲＭ（Faraday Rotator Mirror）の性能を検査するための検査装置及び検査方法に関するものである。 The present invention relates to an inspection apparatus and inspection method for inspecting the performance of FRM (Faraday Rotator Mirror).

従来、ＦＲＭを備える光ファイバセンサが知られている。非特許文献１には、ＦＲＭを備える光ファイバハイドロホンが開示されている。非特許文献１の光ファイバハイドロホンは、水中音を検出するセンシング干渉計にＦＲＭを設けることで、干渉する光の偏光状態の変化で発生する偏光フェージング及び雑音を抑制している。 Conventionally, optical fiber sensors with FRM are known. Non-Patent Document 1 discloses an optical fiber hydrophone with FRM. The optical fiber hydrophone of Non-Patent Document 1 suppresses polarization fading and noise caused by changes in the polarization state of interfering light by providing an FRM in the sensing interferometer that detects underwater sound.

ＦＲＭは、ファラデー回転子とミラーとからなり、ファラデー回転子の偏光回転角が往復で９０°の場合、正常な状態とされる。非特許文献２には、偏光回転角を測定する方法が提案されている。非特許文献２に記載される装置では、空中を伝搬する直線偏光の光を、位相差板と回転する偏光子とに通し、回転する偏光子の角度と透過強度とを測定することで、位相差板の偏光回転角の誤差を測定している。 The FRM consists of a Faraday rotator and a mirror, and is considered normal when the polarization rotation angle of the Faraday rotator is 90° both ways. Non-Patent Document 2 proposes a method of measuring the polarization rotation angle. In the apparatus described in Non-Patent Document 2, linearly polarized light propagating in the air is passed through a retardation plate and a rotating polarizer, and the angle and transmission intensity of the rotating polarizer are measured to determine the position. The error of the polarization rotation angle of the retardation plate is measured.

Japanese Journal of Applied Physics ５２，２０１３，０１２５０１, “Expansion of Dynamic Range in Interferometric Fiber Optic Hydrophone”Japanese Journal of Applied Physics 52, 2013, 012501, "Expansion of Dynamic Range in Interferometric Fiber Optic Hydrophone" 応用物理，１９８１，第５０巻，第７号，「技術ノート（磁気光学効果の測定方法）」，Ｐ７２７－７２８Applied Physics, 1981, Vol. 50, No. 7, "Technical Note (Measuring Method of Magneto-Optical Effect)", P727-728

ＦＲＭの磁気の経年劣化又は周囲の磁気の影響等で、ＦＲＭ又は光ファイバセンサを組み立てた後に、ファラデー回転子の偏光回転角が変化することがある。しかしながら、非特許文献２に記載の方法では、ファラデー回転子単体の場合の偏光回転角の測定を行うことはできるものの、ＦＲＭ又は光ファイバセンサを組立てた後に偏光回転角の測定を行うことができない。そのため、ＦＲＭ又は光ファイバセンサを組立てた後に発生した異常を検査できないという課題があった。 The polarization rotation angle of the Faraday rotator may change after the FRM or optical fiber sensor is assembled, due to deterioration of the FRM magnetism over time or the influence of the surrounding magnetism. However, although the method described in Non-Patent Document 2 can measure the polarization rotation angle in the case of a single Faraday rotator, it cannot measure the polarization rotation angle after assembling the FRM or optical fiber sensor. . Therefore, there is a problem that it is not possible to inspect for abnormalities that occur after the FRM or optical fiber sensor is assembled.

本発明は、上記のような課題を背景としたものであり、組立後のＦＲＭの性能を検査できる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an inspection apparatus and an inspection method capable of inspecting the performance of assembled FRMs.

本発明に係る検査装置は、ファラデー回転子とミラーとを有するＦＲＭ（Faraday Rotator Mirror）を検査する検査装置であって、ＦＲＭで反射した光の内、ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度を繰り返し検出する処理器を備える。
本発明に係る別の検査装置は、ファラデー回転子とミラーとをそれぞれ有する２つのＦＲＭを備える干渉計を検査する検査装置であって、干渉計で反射した光に基づき２つのＦＲＭの偏光角度差を繰り返し算出する処理器を備える。
本発明に係る検査方法は、ファラデー回転子とミラーとを有するＦＲＭを検査する検査方法であって、ＦＲＭで反射した光の内、ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度を繰り返し検出するステップを含む。
本発明に係る別の検査方法は、ファラデー回転子とミラーとをそれぞれ有する２つのＦＲＭを備える干渉計を検査する検査方法であって、干渉計で反射した光に基づき２つのＦＲＭの偏光角度差を繰り返し算出するステップを含む。 An inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for inspecting an FRM (Faraday Rotator Mirror) having a Faraday rotator and a mirror. A processor is provided for iteratively detecting the intensity of the directional component.
Another inspection apparatus according to the present invention is an inspection apparatus for inspecting an interferometer comprising two FRMs each having a Faraday rotator and a mirror, wherein the polarization angle difference between the two FRMs is determined based on the light reflected by the interferometer. A processor is provided for repeatedly calculating .
An inspection method according to the present invention is an inspection method for inspecting an FRM having a Faraday rotator and a mirror, wherein the intensity of the component of the light reflected by the FRM whose electric field vibration direction is the same as that of the input light to the FRM , including the step of repeatedly detecting
Another inspection method according to the present invention is an inspection method for inspecting an interferometer comprising two FRMs each having a Faraday rotator and a mirror, wherein the polarization angle difference of the two FRMs is determined based on the light reflected by the interferometer. includes the step of repeatedly calculating

本発明に係る検査装置及び検査方法によれば、ＦＲＭで反射した光の内、ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度、又は２つのＦＲＭの偏光角度差を繰り返し求めることで、組立て後のＦＲＭの性能を検査できる。 According to the inspection apparatus and inspection method according to the present invention, among the light reflected by the FRM, the intensity of the component whose electric field vibration direction is the same as the input light to the FRM or the polarization angle difference between the two FRMs is repeatedly obtained. can test the performance of the FRM after assembly.

実施の形態１に係る検査装置の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to Embodiment 1; FIG. 実施の形態１に係る検査装置の入力光のポアンカレ球の表示例である。6 is a display example of a Poincare sphere of input light of the inspection apparatus according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態１に係るセンシング干渉計の反射光のポアンカレ球の表示例である。6 is an example of display of a Poincare sphere of reflected light of the sensing interferometer according to Embodiment 1. FIG. 実施の形態２に係る検査装置の概略構成図である。2 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to Embodiment 2; FIG. 実施の形態２に係る偏光角度算出部による偏光角度差の算出を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating calculation of a polarization angle difference by a polarization angle calculator according to Embodiment 2; 実施の形態３に係る検査装置の概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus according to Embodiment 3;

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る検査装置１の概略構成図である。本実施の形態の検査装置１は、センシング干渉計２が備えるＦＲＭ（Faraday Rotator Mirror）の性能を検査するものである。 Embodiment 1.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus 1 according to Embodiment 1. As shown in FIG. The inspection apparatus 1 of this embodiment inspects the performance of an FRM (Faraday Rotator Mirror) included in the sensing interferometer 2 .

センシング干渉計２は、センシングファイバ２４に発生する歪から物理量を検出するものである。図１に示すように、センシング干渉計２は、光ファイバ２１ａ、２１ｂ及び２１ｃと、光カプラ２２と、第１ＦＲＭ２３ａと、第２ＦＲＭ２３ｂと、センシングファイバ２４とを備える。 The sensing interferometer 2 detects a physical quantity from strain generated in the sensing fiber 24 . As shown in FIG. 1, the sensing interferometer 2 includes optical fibers 21a, 21b and 21c, an optical coupler 22, a first FRM 23a, a second FRM 23b, and a sensing fiber 24. FIG.

光カプラ２２は、検査装置１と光ファイバ２１ａで接続されている。また、光カプラ２２は、第１ＦＲＭ２３ａと光ファイバ２１ｂで接続され、第２ＦＲＭ２３ｂと光ファイバ２１ｃで接続されている。センシングファイバ２４は、光カプラ２２と第２ＦＲＭ２３ｂとを接続する光ファイバ２１ｃに設けられている。 The optical coupler 22 is connected to the inspection apparatus 1 via an optical fiber 21a. The optical coupler 22 is connected to the first FRM 23a by an optical fiber 21b, and is connected to the second FRM 23b by an optical fiber 21c. The sensing fiber 24 is provided in the optical fiber 21c connecting the optical coupler 22 and the second FRM 23b.

光カプラ２２は、検査装置１からの入力光を２つの光に分割し、一方をセンシングファイバ２４に出力し、他方を第１ＦＲＭ２３ａに出力する。また、光カプラ２２は、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂで反射した反射光を検査装置１に出力する。 The optical coupler 22 splits the input light from the inspection apparatus 1 into two lights, outputs one to the sensing fiber 24, and outputs the other to the first FRM 23a. Further, the optical coupler 22 outputs the reflected light reflected by the first FRM 23 a and the second FRM 23 b to the inspection device 1 .

第１ＦＲＭ２３ａは、ファラデー回転子２３１とミラー２３２とを備える。検査装置１からの入力光は、ファラデー回転子２３１を通過した後にミラー２３２で反射し、ファラデー回転子２３１を通過して、光カプラ２２に戻る。 The first FRM 23 a has a Faraday rotator 231 and a mirror 232 . The input light from the inspection apparatus 1 passes through the Faraday rotator 231 , is reflected by the mirror 232 , passes through the Faraday rotator 231 , and returns to the optical coupler 22 .

第２ＦＲＭ２３ｂは、図１に図示はしていないが、第１ＦＲＭ２３ａと同様にファラデー回転子２３１とミラー２３２とを備えている。検査装置１からの入力光は、センシングファイバ２４が検知する物理量に対応して位相が変化する。センシングファイバ２４から出力した光は、第２ＦＲＭ２３ｂのファラデー回転子２３１を通過した後にミラー２３２で反射し、ファラデー回転子２３１及びセンシングファイバ２４を通過して、光カプラ２２に戻る。 Although not shown in FIG. 1, the second FRM 23b has a Faraday rotator 231 and a mirror 232 like the first FRM 23a. The phase of the input light from the inspection device 1 changes according to the physical quantity detected by the sensing fiber 24 . The light output from the sensing fiber 24 is reflected by the mirror 232 after passing through the Faraday rotator 231 of the second FRM 23b, passes through the Faraday rotator 231 and the sensing fiber 24, and returns to the optical coupler 22.

光ファイバ２１ｂ及び第１ＦＲＭ２３ａが、測定による歪又は屈折率の変化が起こらない参照アームであり、光ファイバ２１ｃ、センシングファイバ２４及び第２ＦＲＭ２３ｂが、測定による歪又は屈折率の変化が発生する測定対象アームである。参照アームと測定対象アームとの光路差変化を光の干渉により光強度変化にすることで、センシングファイバ２４が検知した物理量を測定できる。 The optical fiber 21b and the first FRM 23a are reference arms in which strain or refractive index changes do not occur due to measurement, and the optical fiber 21c, sensing fiber 24, and second FRM 23b are measurement target arms in which strain or refractive index changes occur due to measurement. is. The physical quantity detected by the sensing fiber 24 can be measured by converting the change in optical path difference between the reference arm and the arm to be measured into a change in light intensity through light interference.

図１に示すように、本実施の形態の検査装置１は、パルス光源１１と、ハーフミラー１２と、偏光制御器１３と、レンズ１４と、偏光ビームスプリッタ１５と、Ｏ／Ｅ変換器１６ａ及び１６ｂと、処理器１７と、を備える。 As shown in FIG. 1, the inspection apparatus 1 of this embodiment includes a pulse light source 11, a half mirror 12, a polarization controller 13, a lens 14, a polarization beam splitter 15, an O/E converter 16a and 16 b and a processor 17 .

パルス光源１１は、センシング干渉計２への入力光として、周波数が一定で直線偏光のパルス光を出力する。パルス光源１１から出力される直線偏光の光の電界が変化する方向をＸ軸とする。ハーフミラー１２は、パルス光源１１から入力する光を透過させて偏光制御器１３に出力する。また、ハーフミラー１２は、偏光制御器１３から入力する光を反射させ、偏光ビームスプリッタ１５に出力する。 The pulsed light source 11 outputs linearly polarized pulsed light having a constant frequency as input light to the sensing interferometer 2 . The direction in which the electric field of the linearly polarized light output from the pulse light source 11 changes is defined as the X axis. The half mirror 12 transmits light input from the pulse light source 11 and outputs the light to the polarization controller 13 . Also, the half mirror 12 reflects the light input from the polarization controller 13 and outputs the light to the polarization beam splitter 15 .

偏光制御器１３は、入力する光の偏光状態を変化させるものである。本実施の形態の偏光制御器１３は、１／２波長板１３１と、１／４波長板１３２とを備える。１／２波長板１３１は、複屈折のリターデーションが１／２波長となる複屈折板であり、１／４波長板１３２は、複屈折のリターデーションが１／４波長となる複屈折板である。偏光制御器１３は、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを回転させることで、通過する光の偏光状態を変化させることができる。偏光制御器１３から出力した光は、レンズ１４を通って光ファイバ２１ａに入力する。 The polarization controller 13 changes the polarization state of input light. The polarization controller 13 of this embodiment includes a half-wave plate 131 and a quarter-wave plate 132 . The half-wave plate 131 is a birefringent plate whose birefringent retardation is 1/2 wavelength, and the quarter-wave plate 132 is a birefringent plate whose birefringent retardation is 1/4 wavelength. be. By rotating the half-wave plate 131 and the quarter-wave plate 132, the polarization controller 13 can change the polarization state of the passing light. The light output from the polarization controller 13 passes through the lens 14 and enters the optical fiber 21a.

偏光制御器１３における１／２波長板１３１と、１／４波長板１３２との回転制御について説明する。図２は、実施の形態１に係る検査装置１の入力光のポアンカレ球の表示例である。ストークスパラメータＳ１、Ｓ２及びＳ３を三次元直交座標で表すと、原点Ｏを中心とする球の表面で全ての偏光状態を表せることが知られている。この表示方法はポアンカレ球表示と呼ばれている。本実施の形態の偏光制御器１３は、図２に示すポアンカレ球上のパルスの偏光状態を表すプロットが、一部に密集せず、球面上に偏りなく存在するように、入力光の偏光状態を変化させる。入力光の偏光状態が球面上で偏り、ポアンカレ球上に広い隙間ができると、後述する検査部１７４ａ及び１７４ｂにおけるＦＲＭの偏光回転角の誤差の測定に誤差が生じてしまうからである。入力光の偏光状態の偏りの有無は、偏光制御器１３の出力に基づき確認することができる。 Rotation control of the half-wave plate 131 and the quarter-wave plate 132 in the polarization controller 13 will be described. FIG. 2 is a display example of a Poincare sphere of input light of the inspection apparatus 1 according to the first embodiment. It is known that if the Stokes parameters S1, S2 and S3 are represented by three-dimensional orthogonal coordinates, all polarization states can be represented on the surface of a sphere with the origin O as the center. This display method is called a Poincare sphere display. The polarization controller 13 of the present embodiment adjusts the polarization state of the input light so that the plot representing the polarization state of the pulse on the Poincare sphere shown in FIG. change. This is because if the polarization state of the input light is biased on the spherical surface and a wide gap is formed on the Poincare sphere, an error will occur in the measurement of the FRM polarization rotation angle error in the inspection units 174a and 174b, which will be described later. Whether or not the polarization state of the input light is biased can be confirmed based on the output of the polarization controller 13 .

図３は、実施の形態１に係るセンシング干渉計２の反射光のポアンカレ球の表示例である。偏光制御器１３は、センシング干渉計２の反射光から得られるストークスパラメータＳ１、Ｓ２及びＳ３のそれぞれが、±αの範囲で変動するように、１／２波長板１３１と、１／４波長板１３２とをそれぞれ回転させる。αは以下の式（１）で表される。ストークスパラメータＳ１、Ｓ２及びＳ３は、１つのパルスからそれぞれ算出される。このように１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを回転制御することで、図２に示すポアンカレ球上のパルスの偏光状態を表すプロットが、球面上に偏りなく存在するように、入力光の偏光状態を変化させることができる。 FIG. 3 is a display example of the Poincare sphere of the reflected light of the sensing interferometer 2 according to the first embodiment. The polarization controller 13 includes a half-wave plate 131 and a quarter-wave plate so that each of the Stokes parameters S1, S2, and S3 obtained from the reflected light of the sensing interferometer 2 fluctuates within the range of ±α. 132 are rotated respectively. α is represented by the following formula (1). The Stokes parameters S1, S2 and S3 are each calculated from one pulse. By controlling the rotation of the half-wave plate 131 and the quarter-wave plate 132 in this way, the plot representing the polarization state of the pulse on the Poincare sphere shown in FIG. , can change the polarization state of the input light.

Figure 2022152256000002
Figure 2022152256000002

偏光ビームスプリッタ１５は、入力する光を偏光状態が直交する２つの成分に分離して出力する分離手段である。本実施の形態の偏光ビームスプリッタ１５は、入力する光を入力光と電界振動方向が直交するＹ成分と入力光と電界振動方向が同一方向のＸ成分とに分離し、Ｏ／Ｅ変換器１６ａ及び１６ｂにそれぞれ出力する。Ｏ／Ｅ変換器１６ａは、入力するＹ成分の光信号を電気信号に変換して処理器１７に出力する。Ｏ／Ｅ変換器１６ｂは、入力するＸ成分の光信号を電気信号に変換して処理器１７に出力する。 The polarizing beam splitter 15 is separating means for separating input light into two components having orthogonal polarization states and outputting the two components. The polarizing beam splitter 15 of this embodiment splits input light into a Y component whose electric field vibration direction is orthogonal to the input light and an X component whose electric field vibration direction is the same as the input light, and the O/E converter 16a and 16b respectively. The O/E converter 16 a converts the input Y component optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal to the processor 17 . The O/E converter 16 b converts the input X component optical signal into an electrical signal and outputs the electrical signal to the processor 17 .

処理器１７は、パルス抽出部１７１ａ及び１７１ｂと、除算部１７２ａ及び１７２ｂと、最大値抽出部１７３ａ及び１７３ｂと、検査部１７４ａ及び１７４ｂとを有する。処理器１７の各部は、専用の処理回路により実現される。もしくは、処理器１７をＣＰＵ及びメモリで構成するとともに、Ｏ／Ｅ変換器１６ａ及び１６ｂから出力される電気信号をデジタル信号に変換して、処理器１７がプログラムを実行することにより各部の機能を実現してもよい。 The processor 17 has pulse extractors 171a and 171b, dividers 172a and 172b, maximum value extractors 173a and 173b, and checkers 174a and 174b. Each part of the processor 17 is implemented by a dedicated processing circuit. Alternatively, the processor 17 is configured with a CPU and a memory, the electrical signals output from the O/E converters 16a and 16b are converted into digital signals, and the processor 17 executes a program to perform the function of each part. may be realized.

パルス抽出部１７１ａは、Ｏ／Ｅ変換器１６ａから入力するＹ成分の電気信号から、第１ＦＲＭ２３ａの反射光のＹ成分の強度Ｉ１Ｙに対応するパルスと、第２ＦＲＭ２３ｂの反射光のＹ成分の強度Ｉ２Ｙに対応するパルスとを抽出する。また、パルス抽出部１７１ｂは、Ｏ／Ｅ変換器１６ｂから入力するＸ成分の電気信号から、第１ＦＲＭ２３ａの反射光のＸ成分の強度Ｉ１Ｘに対応するパルスと、第２ＦＲＭ２３ｂの反射光のＸ成分の強度Ｉ２Ｘに対応するパルスとを抽出する。抽出されたパルスは、除算部１７２ａ及び１７２ｂに出力される。 The pulse extraction unit 171a extracts a pulse corresponding to the intensity I1Y of the Y component of the reflected light from the first FRM 23a and the intensity of the Y component of the reflected light from the second FRM 23b from the Y component electrical signal input from the O/E converter 16a. Extract the pulse corresponding to I2Y . Further, the pulse extraction unit 171b extracts a pulse corresponding to the intensity I1X of the X component of the reflected light from the first FRM 23a and the X component of the reflected light from the second FRM 23b from the X component electrical signal input from the O/E converter 16b. and the pulse corresponding to the intensity I 2X of . The extracted pulses are output to dividers 172a and 172b.

除算部１７２ａは、入力するパルスに基づき、第１ＦＲＭ２３ａの反射光のＸ成分の強度を、Ｘ成分と直交するＹ成分の強度で除算し、Ｘ成分強度とＹ成分強度との比（以下、「Ｘ／Ｙ比」とする）を求める。除算部１７２ｂは、入力するパルスに基づき、第２ＦＲＭ２３ｂの反射光のＸ成分の強度をＹ成分の強度で除算し、Ｘ／Ｙ比を求める。除算部１７２ａ及び１７２ｂは、パルス光ごとに、第１ＦＲＭ２３ａのＸ／Ｙ比と、第２ＦＲＭ２３ｂのＸ／Ｙ比とを繰り返し求める。繰り返し求められたＸ／Ｙ比は、最大値抽出部１７３ａ及び１７３ｂに出力される。 Based on the input pulse, the division unit 172a divides the intensity of the X component of the reflected light from the first FRM 23a by the intensity of the Y component orthogonal to the X component, and obtains the ratio of the X component intensity to the Y component intensity (hereinafter referred to as " X/Y ratio") is calculated. The division unit 172b divides the intensity of the X component of the reflected light from the second FRM 23b by the intensity of the Y component based on the input pulse to obtain the X/Y ratio. The dividers 172a and 172b repeatedly obtain the X/Y ratio of the first FRM 23a and the X/Y ratio of the second FRM 23b for each pulsed light. The repeatedly obtained X/Y ratios are output to maximum value extractors 173a and 173b.

最大値抽出部１７３ａは、繰り返し求められた第１ＦＲＭ２３ａのＸ／Ｙ比の最大値を抽出する。最大値抽出部１７３ｂは、繰り返し求められた第２ＦＲＭ２３ｂのＸ／Ｙ比の最大値を抽出する。最大値抽出部１７３ａ及び１７３ｂにより抽出された最大値は、検査部１７４ａ及び１７４ｂに出力される。 The maximum value extraction unit 173a extracts the maximum value of the X/Y ratio of the first FRM 23a that is repeatedly obtained. The maximum value extraction unit 173b extracts the maximum value of the X/Y ratio of the second FRM 23b repeatedly obtained. The maximum values extracted by the maximum value extraction units 173a and 173b are output to the inspection units 174a and 174b.

検査部１７４ａは、第１ＦＲＭ２３ａのＸ／Ｙ比の最大値に基づき、第１ＦＲＭ２３ａが正常であるか否かを検査する。検査部１７４ｂは、第２ＦＲＭ２３ｂのＸ／Ｙ比の最大値に基づき、第２ＦＲＭ２３ｂが正常であるか否かを検査する。第１ＦＲＭ２３ａが正常な場合とは、第１ＦＲＭ２３ａにおける偏光回転角が正確に往復９０°の場合、又は許容範囲内にある場合である。第１ＦＲＭ２３ａが最良の状態にある場合、第１ＦＲＭ２３ａからの反射光の偏光状態は、第１ＦＲＭ２３ａへの入力光の偏光状態から９０°回転した状態になる。そのため、第１ＦＲＭ２３ａが正常な場合は、繰り返し算出されるＸ／Ｙ比は常にゼロとなる。一方、第１ＦＲＭ２３ａの偏光回転角が往復９０°から外れていると、Ｘ／Ｙ比の最大値がゼロから増加する。 The inspection unit 174a inspects whether or not the first FRM 23a is normal based on the maximum value of the X/Y ratio of the first FRM 23a. The inspection unit 174b inspects whether or not the second FRM 23b is normal based on the maximum value of the X/Y ratio of the second FRM 23b. A case where the first FRM 23a is normal is a case where the polarization rotation angle in the first FRM 23a is exactly 90 degrees to and fro or is within the allowable range. When the first FRM 23a is in the best state, the polarization state of the reflected light from the first FRM 23a will be rotated 90° from the polarization state of the input light to the first FRM 23a. Therefore, when the first FRM 23a is normal, the repeatedly calculated X/Y ratio is always zero. On the other hand, when the polarization rotation angle of the first FRM 23a deviates from 90° round trip, the maximum value of the X/Y ratio increases from zero.

そこで、検査部１７４ａは、第１ＦＲＭ２３ａのＸ／Ｙ比の最大値から第１ＦＲＭ２３ａの偏光回転角の誤差を測定し、誤差が偏光フェージング抑制等に必要な許容範囲内にあるか否かを判定する。許容範囲は、予め実験等により求められ記憶されているものとする。そして、誤差が許容範囲内にある場合、検査部１７４ａは、第１ＦＲＭ２３ａが正常であると判断する。一方、誤差が許容範囲内にない場合、検査部１７４ａは、第１ＦＲＭ２３ａが正常でないと判断する。検査部１７４ｂは、検査部１７４ａと同様の手法で第２ＦＲＭ２３ｂが正常か否かを検査する。検査部１７４ａ及び１７４ｂは、検査結果を検査装置１が備える表示装置又は外部機器などに出力してもよい。 Therefore, the inspection unit 174a measures the error of the polarization rotation angle of the first FRM 23a from the maximum value of the X/Y ratio of the first FRM 23a, and determines whether the error is within the allowable range necessary for suppressing polarization fading. . It is assumed that the permissible range is determined in advance by experiments or the like and stored. Then, if the error is within the allowable range, the inspection unit 174a determines that the first FRM 23a is normal. On the other hand, if the error is not within the allowable range, the inspection unit 174a determines that the first FRM 23a is not normal. The inspection unit 174b inspects whether or not the second FRM 23b is normal in the same manner as the inspection unit 174a. The inspection units 174a and 174b may output inspection results to a display device provided in the inspection apparatus 1, an external device, or the like.

第１ＦＲＭ２３ａ及び２３ｂの検査方法について、以下に詳述する。まず、パルス光源１１から出力してハーフミラー１２を透過したパルス光の電界Ｅ０と、第１ＦＲＭ２３ａで反射してハーフミラー１２に戻ったパルス光の電界Ｅ１と、第２ＦＲＭ２３ｂで反射してハーフミラー１２に戻った光の電界Ｅ２は、下記の式（２）と式（３）のジョーンズベクトルで表される。 A method for inspecting the first FRMs 23a and 23b will be described in detail below. First, the electric field E0 of the pulse light output from the pulse light source 11 and transmitted through the half mirror 12, the electric field E1 of the pulse light reflected by the first FRM 23a and returned to the half mirror 12, and the electric field E1 of the pulse light reflected by the second FRM 23b and half The electric field E2 of the light returned to the mirror 12 is represented by the Jones vector of Equations ( 2 ) and (3) below.

Figure 2022152256000003
Figure 2022152256000003
Figure 2022152256000004
Figure 2022152256000004

ここで、ｉは１又は２であり、Ｅ０ＸはＥ０のＸ成分である。また、Ａｉはハーフミラー１２を透過してから第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂで反射してハーフミラー１２に戻るまでの損失を表す係数であり、Ｊｉは偏光状態の変化を表すジョーンズ行列である。Ｊｉは下記の式（４）で表される。 where i is 1 or 2 and E 0X is the X component of E 0 . A i is a coefficient representing the loss from transmission through the half mirror 12 to reflection by the first FRM 23a or the second FRM 23b and returning to the half mirror 12, and J i is a Jones matrix representing a change in polarization state. J i is represented by the following formula (4).

Figure 2022152256000005
Figure 2022152256000005

ここで、ａｉ、ｂｉ、ｃｉ、ｄｉは、ハーフミラー１２を透過してから第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂに到達するまでの偏光状態の変化を表すジョーンズ行列の要素である。また、θｉは、第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂのファラデー回転子２３１を往復した光の偏光回転角である。θｉがπ／２の場合のＪｉは、下記の式（５）で表される。 Here, a i , b i , c i , and d i are elements of the Jones matrix representing changes in the polarization state from transmission through the half mirror 12 to arrival at the first FRM 23a or the second FRM 23b. Also, θi is the polarization rotation angle of light that has reciprocated through the Faraday rotator 231 of the first FRM 23a or the second FRM 23b. J i when θ i is π/2 is represented by the following equation (5).

Figure 2022152256000006
Figure 2022152256000006

さらに、ハーフミラー１２を透過してから、第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂに到達するまでの偏光依存損失が無視できる場合、Ｊｉは下記の式（６）で表される。 Furthermore, when the polarization dependent loss from passing through the half mirror 12 to reaching the first FRM 23a or the second FRM 23b can be ignored, J i is expressed by the following equation (6).

Figure 2022152256000007
Figure 2022152256000007

ハーフミラー１２を透過してから第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂに到達するまでの偏光依存損失を無視できる場合であって、θｉがπ／２に近い場合のＥｉは、下記の式（７）に近似できる。 When the polarization dependent loss from transmission through the half mirror 12 to reaching the first FRM 23a or the second FRM 23b can be ignored and θi is close to π/2, Ei is given by the following equation (7). can be approximated.

Figure 2022152256000008
Figure 2022152256000008

ハーフミラー１２を出力し、偏光ビームスプリッタ１５でＸ成分とＹ成分に分離されたパルス光の強度ＩｉｘとＩｉＹは、下記の式（８）と式（９）とで表される。 The intensities Iix and IiY of the pulsed light output from the half mirror 12 and separated into the X component and the Y component by the polarizing beam splitter 15 are expressed by the following equations (8) and (9).

Figure 2022152256000009
Figure 2022152256000009

Figure 2022152256000010
Figure 2022152256000010

ここで、Ｅ＊は、Ｅの複素共役である。Ｏ／Ｅ変換器１６ａ及び１６ｂで電気信号に変換され、処理器１７で算出されたＸ／Ｙ比は、下記の式（１０）で表される。 where E * is the complex conjugate of E. The X/Y ratio converted into electrical signals by the O/E converters 16a and 16b and calculated by the processor 17 is represented by the following equation (10).

Figure 2022152256000011
Figure 2022152256000011

式（１０）における（ａｉ ２＋ｃｉ ２）２は、ハーフミラー１２を透過してから第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂに到達するまでの偏光状態の変化により変動する。ここで、パルス光源１１から繰り返し出力されるパルス光の偏光状態を偏光制御器１３で変化させ、第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂに対応したパルス光のＸ／Ｙ比を繰り返し求め、最大値を抽出すると、（ａｉ ２＋ｃｉ ２）２は１になる。そのため、Ｘ／Ｙ比はθｉ ２になり、平方根を求めればθｉが得られる。Ｘ／Ｙ比の最大値を求めれば、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂの偏光回転角が往復９０°から逸れた量を表す指標が得られ、当該指標に基づき、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂの性能を検査できる。 (a i 2 +c i 2 ) 2 in equation (10) fluctuates due to changes in the polarization state from passing through the half mirror 12 to reaching the first FRM 23a or the second FRM 23b. Here, when the polarization state of the pulsed light repeatedly output from the pulsed light source 11 is changed by the polarization controller 13, the X/Y ratio of the pulsed light corresponding to the first FRM 23a or the second FRM 23b is repeatedly obtained, and the maximum value is extracted, (a i 2 +c i 2 ) 2 becomes 1. Therefore, the X/Y ratio is θ i 2 , and the square root gives θ i . If the maximum value of the X/Y ratio is obtained, an index representing the amount by which the polarization rotation angles of the first FRM 23a and the second FRM 23b deviate from 90° to and fro can be obtained, and the performance of the first FRM 23a and the second FRM 23b can be inspected based on the index. .

以上のように、本実施の形態の検査装置１によれば、センシング干渉計２を分解することなく内部のＦＲＭの偏光回転角の誤差を測定できる。これにより、組立後の周囲の磁気の影響、又はＦＲＭの磁気の経年劣化などによるＦＲＭの性能の低下を検査することができる。 As described above, according to the inspection apparatus 1 of the present embodiment, the error of the polarization rotation angle of the internal FRM can be measured without disassembling the sensing interferometer 2 . This makes it possible to inspect the deterioration of the performance of the FRM due to the influence of the surrounding magnetism after assembly or deterioration of the magnetism of the FRM over time.

また、偏光ビームスプリッタ１５で分離した反射光のＸ成分とＹ成分との強度の比を算出することで、センシング干渉計２又は光の伝送路での損失が変動しても安定した測定ができる。さらに、偏光制御器１３を用いてセンシング干渉計２に入力するパルス光の偏光状態を積極的に変化させたことで、測定時間を短縮できる。 In addition, by calculating the ratio of the intensity of the X component and the Y component of the reflected light separated by the polarization beam splitter 15, stable measurement can be performed even if the loss in the sensing interferometer 2 or the light transmission line fluctuates. . Furthermore, the measurement time can be shortened by positively changing the polarization state of the pulsed light input to the sensing interferometer 2 using the polarization controller 13 .

実施の形態２．
図４は、実施の形態２に係る検査装置１Ａの概略構成図である。本実施の形態の検査装置１Ａは、２つのセンシング干渉計２ａ及び２ｂを含む検査対象２００を検査するものである。 Embodiment 2.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus 1A according to Embodiment 2. As shown in FIG. An inspection apparatus 1A of this embodiment inspects an inspection object 200 including two sensing interferometers 2a and 2b.

図４に示すように、検査対象２００は、２つのセンシング干渉計２ａ及び２ｂと、光ファイバ２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅ及び２０１ｆと、分岐光カプラ２０２と、結合光カプラ２０３と、遅延ファイバ２０４と、を備える。センシング干渉計２ａ及び２ｂの構成は、実施の形態１のセンシング干渉計２と同じである。 As shown in FIG. 4, the test object 200 includes two sensing interferometers 2a and 2b, optical fibers 201a, 201b, 201c, 201d, 201e and 201f, a branch optical coupler 202, a coupling optical coupler 203, a delay and a fiber 204 . The configuration of sensing interferometers 2a and 2b is the same as that of sensing interferometer 2 of the first embodiment.

分岐光カプラ２０２は、光ファイバ２０１ａによって検査装置１Ａに接続されている。また、分岐光カプラ２０２は、光ファイバ２０１ｂによってセンシング干渉計２ａに接続され、光ファイバ２０１ｃによってセンシング干渉計２ｂに接続される。分岐光カプラ２０２は、検査装置１Ａからの入力光をセンシング干渉計２ａとセンシング干渉計２ｂとに分岐して出力する。 The branch optical coupler 202 is connected to the inspection apparatus 1A by an optical fiber 201a. Also, the branching optical coupler 202 is connected to the sensing interferometer 2a by an optical fiber 201b, and is connected to the sensing interferometer 2b by an optical fiber 201c. The branching optical coupler 202 branches and outputs the input light from the inspection apparatus 1A to the sensing interferometer 2a and the sensing interferometer 2b.

結合光カプラ２０３は、光ファイバ２０１ｆによって検査装置１Ａに接続されている。また、結合光カプラ２０３は、光ファイバ２０１ｄによってセンシング干渉計２ａに接続され、光ファイバ２０１ｅによってセンシング干渉計２ｂに接続される。結合光カプラ２０３は、センシング干渉計２ａ及び２ｂからの反射光を結合して検査装置１Ａに出力する。 The coupling optical coupler 203 is connected to the inspection device 1A by an optical fiber 201f. Also, the coupling optical coupler 203 is connected to the sensing interferometer 2a by an optical fiber 201d and to the sensing interferometer 2b by an optical fiber 201e. The coupling optical coupler 203 couples the reflected light from the sensing interferometers 2a and 2b and outputs it to the inspection apparatus 1A.

遅延ファイバ２０４は、結合光カプラ２０３とセンシング干渉計２ｂとを接続する光ファイバ２０１ｅに設けられる。遅延ファイバ２０４は、自器を通過するパルス光の伝送時間に遅延を生じさせる。本実施の形態の検査対象２００は、入力光が伝送される往路と、反射光が伝送される復路とが、別々の光ファイバ２０１ａ及び２０１ｆによって構成される。 The delay fiber 204 is provided in an optical fiber 201e connecting the coupling optical coupler 203 and the sensing interferometer 2b. The delay fiber 204 delays the transmission time of the pulsed light passing through it. In the inspection object 200 of the present embodiment, the outward path through which the input light is transmitted and the return path through which the reflected light is transmitted are configured by separate optical fibers 201a and 201f.

本実施の形態の検査装置１Ａは、パルス光源１１と、偏光制御器１３Ａと、ストークス分光器１８と、Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ及び１６ｆと、処理器１７Ａと、を備える。パルス光源１１の構成は、実施の形態１と同じであり、入力光としてＸ軸に平行な直線偏光のパルス光を出力する。 An inspection apparatus 1A of this embodiment includes a pulse light source 11, a polarization controller 13A, a Stokes spectroscope 18, O/E converters 16c, 16d, 16e and 16f, and a processor 17A. The configuration of the pulsed light source 11 is the same as that of the first embodiment, and outputs linearly polarized pulsed light parallel to the X-axis as input light.

偏光制御器１３Ａは、偏光制御器１３と同様に、入力した光の偏光状態を変化させるモジュールである。偏光制御器１３Ａは、コイル状に巻いた光ファイバ２０１ａを振動させるための複数の振動子１３３を備える。本実施の形態の偏光制御器１３Ａでは、各振動子１３３に振動を発生させ、各振動子１３３に巻き付けられた光ファイバ２０１ａが伸び縮みすることで、光ファイバ２０１ａの複屈折の大きさを変化させ、複屈折の変化に応じて入力光の偏光状態を変化させる。振動子１３３を１つしか備えない場合は、偏光状態に偏りが生じる。しかしながら、本実施の形態のようにＸ－Ｙ平面上で異なる方向に向けた複数の振動子１３３を異なる周波数で振動させることで、偏光状態を表すプロットの偏りが小さくなり、ポアンカレ球面上に偏りなく存在するように偏光状態を変えることができる。入力光の偏光状態の偏りの有無を確認方法として、実施の形態１の偏光制御器１３と同様に偏光制御器１３Ａの出力を確認する方法に加えて、本実施の形態の場合は、センシング干渉計２ａ又は２ｂの第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂをミラーに入れ替えて、第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂにおける偏光回転角の誤差が最大の９０°に近いことを確認することで、偏光状態に偏りがないことを確認することができる。第１ＦＲＭ２３ａ又は第２ＦＲＭ２３ｂにおける偏光回転角の誤差については、後述する。 Like the polarization controller 13, the polarization controller 13A is a module that changes the polarization state of input light. The polarization controller 13A includes a plurality of vibrators 133 for vibrating the optical fiber 201a wound in a coil shape. In the polarization controller 13A of the present embodiment, each oscillator 133 is caused to vibrate, and the optical fiber 201a wound around each oscillator 133 expands and contracts, thereby changing the birefringence of the optical fiber 201a. , and changes the polarization state of the input light according to the change in birefringence. If only one vibrator 133 is provided, the polarization state is biased. However, by vibrating the plurality of transducers 133 oriented in different directions on the XY plane at different frequencies as in the present embodiment, the bias of the plot representing the polarization state is reduced, and the bias on the Poincare sphere is reduced. It is possible to change the polarization state to exist without In addition to the method of checking the output of the polarization controller 13A as in the case of the polarization controller 13 of Embodiment 1, as a method of checking the presence or absence of the polarization state of the input light, in the case of the present embodiment, sensing interference By replacing the first FRM 23a or the second FRM 23b of the total 2a or 2b with a mirror and confirming that the error of the polarization rotation angle in the first FRM 23a or the second FRM 23b is close to the maximum of 90°, it is confirmed that there is no bias in the polarization state. can do. Errors in the polarization rotation angle in the first FRM 23a or the second FRM 23b will be described later.

ストークス分光器１８は、入力するパルス光をＸ成分ＩＸ（ｔ）、Ｙ成分ＩＹ（ｔ）、４５°成分Ｉ４５（ｔ）及び１／４波長板を通過させた４５°成分ＩＱ４５（ｔ）に分光し、Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ～１６ｆに出力する。Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ～１６ｆは、入力するＩＸ（ｔ）、ＩＹ（ｔ）、Ｉ４５（ｔ）及びＩＱ４５（ｔ）の光信号をそれぞれ電気信号に変換して、処理器１７Ａに出力する。 The Stokes spectrometer 18 converts the input pulsed light into an X component I X (t), a Y component I Y (t), a 45° component I 45 (t), and a 45° component I Q45 passed through a quarter-wave plate. (t) and output to O/E converters 16c to 16f. The O/E converters 16c to 16f convert the input optical signals of I X (t), I Y (t), I 45 (t) and I Q45 (t) into electrical signals, respectively, and output to the processor 17A. output to

処理器１７Ａは、ストークスパラメータ算出部１７５と、パルス抽出部１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃ及び１７６ｄと、偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂと、最大値抽出部１７８ａ及び１７８ｂと、検査部１７９ａ及び１７９ｂとを有する。処理器１７Ａの各部は、専用の処理回路により実現される。もしくは、処理器１７ＡをＣＰＵ及びメモリで構成するとともに、Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ～１６ｆから出力される電気信号をデジタル信号に変換して、処理器１７Ａがプログラムを実行することにより各部の機能を実現してもよい。 The processor 17A includes a Stokes parameter calculator 175, pulse extractors 176a, 176b, 176c and 176d, polarization angle calculators 177a and 177b, maximum value extractors 178a and 178b, and inspectors 179a and 179b. . Each part of the processor 17A is implemented by a dedicated processing circuit. Alternatively, the processor 17A is configured with a CPU and a memory, and the electrical signals output from the O/E converters 16c to 16f are converted into digital signals, and the processor 17A executes a program to perform the function of each part. may be realized.

ストークスパラメータ算出部１７５は、入力される電気信号の強度ＩＸ（ｔ）、ＩＹ（ｔ）、Ｉ４５（ｔ）、ＩＱ４５（ｔ）に基づき、ストークスパラメータＳ１（ｔ）、Ｓ２（ｔ）及びＳ３（ｔ）を算出し、パルス抽出部１７６ａ～１７６ｄに出力する。 The Stokes parameter calculator 175 calculates Stokes parameters S 1 (t) and S 2 based on the input electrical signal intensities I X (t), I Y (t), I 45 (t) and I Q45 (t). (t) and S 3 (t) are calculated and output to pulse extractors 176a to 176d.

パルス抽出部１７６ａ～１７６ｄは、センシング干渉計２ａ及び２ｂの第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータに対応したパルスをそれぞれ抽出する。具体的には、パルス抽出部１７６ａは、センシング干渉計２ａの第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータＳ１（ａ１）、Ｓ２（ａ１）、Ｓ３（ａ１）に対応するパルスを抽出する。パルス抽出部１７６ｂは、センシング干渉計２ａの第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータＳ１（ａ２）、Ｓ２（ａ２）、Ｓ３（ａ２）に対応するパルスを抽出する。パルス抽出部１７６ｃは、センシング干渉計２ｂの第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータＳ１（ｂ１）、Ｓ２（ｂ１）、Ｓ３（ｂ１）に対応するパルスを抽出する。パルス抽出部１７６ｄは、センシング干渉計２ｂの第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータＳ１（ｂ２）、Ｓ２（ｂ２）、Ｓ３（ｂ２）に対応するパルスを抽出する。パルス抽出部１７６ａ～１７６ｄで抽出されたパルスは、偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂに出力される。 The pulse extractors 176a to 176d respectively extract pulses corresponding to the Stokes parameters of the first FRM 23a and the second FRM 23b of the sensing interferometers 2a and 2b. Specifically, the pulse extractor 176a extracts pulses corresponding to the Stokes parameters S 1 (a1), S 2 (a1), and S 3 (a1) of the first FRM 23a of the sensing interferometer 2a. The pulse extractor 176b extracts pulses corresponding to the Stokes parameters S 1 (a2), S 2 (a2), and S 3 (a2) of the second FRM 23b of the sensing interferometer 2a. The pulse extractor 176c extracts pulses corresponding to the Stokes parameters S 1 (b1), S 2 (b1), and S 3 (b1) of the first FRM 23a of the sensing interferometer 2b. The pulse extractor 176d extracts pulses corresponding to the Stokes parameters S 1 (b2), S 2 (b2), and S 3 (b2) of the second FRM 23b of the sensing interferometer 2b. The pulses extracted by the pulse extractors 176a to 176d are output to the polarization angle calculators 177a and 177b.

偏光角度算出部１７７ａは、センシング干渉計２ａの第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータと、第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータとに基づき、センシング干渉計２ａにおける第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂとの偏光角度差を算出する。偏光角度算出部１７７ｂは、センシング干渉計２ｂの第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータと、第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータとに基づき、センシング干渉計２ｂにおける第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂとの偏光角度差を算出する。偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂは、パルス光ごとに、センシング干渉計２ａにおける偏光角度差と、センシング干渉計２ｂにおける偏光角度差とを繰り返し算出する。 The polarization angle calculator 177a calculates the polarization angle difference between the first FRM 23a and the second FRM 23b in the sensing interferometer 2a based on the Stokes parameter of the first FRM 23a and the Stokes parameter of the second FRM 23b of the sensing interferometer 2a. The polarization angle calculator 177b calculates the polarization angle difference between the first FRM 23a and the second FRM 23b in the sensing interferometer 2b based on the Stokes parameter of the first FRM 23a and the Stokes parameter of the second FRM 23b of the sensing interferometer 2b. The polarization angle calculators 177a and 177b repeatedly calculate the polarization angle difference in the sensing interferometer 2a and the polarization angle difference in the sensing interferometer 2b for each pulsed light.

図５は、実施の形態２に係る偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂによる偏光角度差の算出を説明する図である。図５及び以下の説明において、ストークスパラメータを（Ｓ１ｋ（ｉ），Ｓ２ｋ（ｉ），Ｓ３ｋ（ｉ））と表す。ｉはパルス光源１１から出力されたパルスの順番を表す。添字のｋは、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂのようにＦＲＭの順番を表す。なお、ここではセンシング干渉計２ａ及び２ｂの区別は行わない。第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータ（Ｓ１１（ｉ），Ｓ２１（ｉ），Ｓ３１（ｉ））、及び第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータ（Ｓ１２（ｉ），Ｓ２２（ｉ），Ｓ３２（ｉ））は、ポアンカレ球上では、図５のように表示される。偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂは、第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータ及び第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータからパルスごとの偏光角度差ｄ（ｉ）を算出する。 FIG. 5 is a diagram illustrating calculation of the polarization angle difference by the polarization angle calculators 177a and 177b according to the second embodiment. In FIG. 5 and the following description, the Stokes parameters are expressed as (S1 k (i), S2 k (i), S3 k (i)). i represents the order of pulses output from the pulse light source 11 . The subscript k indicates the order of the FRMs such as the first FRM 23a and the second FRM 23b. Note that the sensing interferometers 2a and 2b are not distinguished here. Stokes parameters (S1 1 (i), S2 1 (i), S3 1 (i)) of the first FRM 23a and Stokes parameters (S1 2 (i), S2 2 (i), S3 2 (i)) of the second FRM 23b is displayed on the Poincare sphere as shown in FIG. The polarization angle calculators 177a and 177b calculate the polarization angle difference d(i) for each pulse from the Stokes parameter of the first FRM 23a and the Stokes parameter of the second FRM 23b.

第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂとの偏光角度差ｄ（ｉ）は、ポアンカレ球上では、２倍の角度変化であるポアンカレ球表示の角度差として表示される。すなわち、ポアンカレ球表示の角度差は、２ｄ（ｉ）となる。ポアンカレ球表示の角度差２ｄ（ｉ）は、図５に示すように、第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータ及び第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータと、原点Ｏとのなす角度である。偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂは、第１ＦＲＭ２３ａのストークスパラメータ（Ｓ１１（ｉ），Ｓ２１（ｉ），Ｓ３１（ｉ））、第２ＦＲＭ２３ｂのストークスパラメータ（Ｓ１２（ｉ），Ｓ２２（ｉ），Ｓ３２（ｉ））からポアンカレ球表示の角度差を算出し、ポアンカレ球表示の角度差を１／２倍したものを偏光角度差ｄ（ｉ）とする。偏光角度差ｄ（ｉ）は、以下の式（１１）で表される。 The polarization angle difference d(i) between the first FRM 23a and the second FRM 23b is displayed on the Poincare sphere as an angle difference on the Poincare sphere representing a double angle change. That is, the angular difference in the Poincare sphere representation is 2d(i). The angle difference 2d(i) on the Poincare sphere is the angle between the Stokes parameter of the first FRM 23a and the Stokes parameter of the second FRM 23b and the origin O, as shown in FIG. The polarization angle calculators 177a and 177b calculate the Stokes parameters (S1 1 (i), S2 1 (i), S3 1 (i)) of the first FRM 23a and the Stokes parameters (S1 2 (i), S2 2 (i ) and S3 2 (i)), and the angle difference on the Poincare sphere is multiplied by 1/2 to obtain the polarization angle difference d(i). The polarization angle difference d(i) is represented by the following formula (11).

Figure 2022152256000012
第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂのパルスは繰返し抽出されることから、偏光角度算出部１７７ａ及び１７７ｂは、パルスが抽出される度に偏光角度差ｄ（ｉ）を求める。
Figure 2022152256000012
 Since the pulses of the first FRM 23a and the second FRM 23b are repeatedly extracted, the polarization angle calculators 177a and 177b obtain the polarization angle difference d(i) each time a pulse is extracted.

最大値抽出部１７８ａは、繰り返し求められたセンシング干渉計２ａの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値を抽出する。最大値抽出部１７８ｂは、繰り返し求められたセンシング干渉計２ｂの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値を抽出する。最大値抽出部１７８ａ及び１７８ｂにより抽出された最大値は、検査部１７９ａ及び１７９ｂに出力される。 The maximum value extraction unit 178a extracts the maximum value of the repeatedly obtained polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2a. The maximum value extraction unit 178b extracts the maximum value of the repeatedly obtained polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2b. The maximum values extracted by the maximum value extraction units 178a and 178b are output to the inspection units 179a and 179b.

検査部１７９ａは、センシング干渉計２ａの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値に基づき、センシング干渉計２ａが正常であるか否かを検査する。検査部１７９ｂは、センシング干渉計２ｂの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値に基づき、センシング干渉計２ｂが正常であるか否かを検査する。ＦＲＭの偏光回転角が正確に往復９０°であっても、往路と復路が異なる場合は偏光状態が伝送路の複屈折の影響で変化する。しかしながら、同一のセンシング干渉計の２つのＦＲＭで反射した光は同じ伝送路を通るので、その偏光角度差は、第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂの両方の偏光回転角が正確に往復９０°であればゼロとなる。一方、第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂの何れかの偏光回転角が往復９０°から外れると、偏光角度差の最大値が増加する。 The inspection unit 179a inspects whether the sensing interferometer 2a is normal based on the maximum value of the polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2a. The inspection unit 179b inspects whether or not the sensing interferometer 2b is normal based on the maximum value of the polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2b. Even if the polarization rotation angle of the FRM is exactly 90° to and fro, the polarization state changes due to the birefringence of the transmission path if the outward and return paths are different. However, since the light reflected by the two FRMs of the same sensing interferometer passes through the same transmission path, the polarization angle difference is zero if the polarization rotation angles of both the first FRM 23a and the second FRM 23b are exactly 90° round trip. becomes. On the other hand, when the polarization rotation angle of either the first FRM 23a or the second FRM 23b deviates from 90° round trip, the maximum value of the polarization angle difference increases.

そこで、検査部１７９ａは、センシング干渉計２ａの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値から第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂそれぞれの偏光回転角の誤差の和を測定し、偏光フェージング抑制等に必要な許容範囲内にあるかを判定する。センシング干渉計２ａの偏光角度差ｄ（ｉ）は、センシング干渉計２ａの第１ＦＲＭ２３ａの偏光回転角の誤差、及び第２ＦＲＭ２３ｂの偏光回転角の誤差に応じて変化する。センシング干渉計２ａの偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値は、センシング干渉計２ａの第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂそれぞれの偏光回転角の誤差の和に等しい。第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂの偏光回転角がどちらも９０°である場合は、ＦＲＭの偏光回転角の誤差の和はゼロとなり、偏光角度差ｄ（ｉ）の最大値もゼロとなる。 Therefore, the inspection unit 179a measures the sum of the errors of the polarization rotation angles of the first FRM 23a and the second FRM 23b from the maximum value of the polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2a, and determines the allowable range necessary for suppressing polarization fading. determine if it is in The polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2a changes according to the polarization rotation angle error of the first FRM 23a and the polarization rotation angle error of the second FRM 23b of the sensing interferometer 2a. The maximum value of the polarization angle difference d(i) of the sensing interferometer 2a is equal to the sum of the errors of the polarization rotation angles of the first FRM 23a and the second FRM 23b of the sensing interferometer 2a. When the polarization rotation angles of the first FRM 23a and the second FRM 23b are both 90°, the sum of the polarization rotation angle errors of the FRMs is zero, and the maximum value of the polarization angle difference d(i) is also zero.

そして、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂの偏光回転角の誤差の和が許容範囲内にある場合、検査部１７９ａは、センシング干渉計２ａが正常であると判断する。一方、誤差の和が許容範囲にない場合、検査部１７９ａは、センシング干渉計２ａが正常でないと判断する。検査部１７９ｂは、検査部１７９ａと同様の手法でセンシング干渉計２ｂが正常か否かを検査する。 Then, when the sum of the errors in the polarization rotation angles of the first FRM 23a and the second FRM 23b is within the allowable range, the inspection unit 179a determines that the sensing interferometer 2a is normal. On the other hand, if the sum of errors is not within the allowable range, the inspection unit 179a determines that the sensing interferometer 2a is not normal. The inspection unit 179b inspects whether or not the sensing interferometer 2b is normal in the same manner as the inspection unit 179a.

なお、センシング干渉計２ａ又は２ｂの第１ＦＲＭ２３ａと第２ＦＲＭ２３ｂの両方のＦＲＭの偏光回転角が往復９０°から外れた場合も、第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂの偏光回転角度誤差の和が測定されるので、偏光フェージング抑制等に必要な許容範囲内にあるか否かを検査できる。 Even when the polarization rotation angles of both the first FRM 23a and the second FRM 23b of the sensing interferometer 2a or 2b deviate from 90° round trip, the sum of the polarization rotation angle errors of the first FRM 23a and the second FRM 23b is measured. It can be inspected whether or not it is within the allowable range necessary for suppressing polarization fading.

本実施の形態によると、同一のセンシング干渉計２ａの２つのＦＲＭ（第１ＦＲＭ２３ａ及び第２ＦＲＭ２３ｂ）から反射した光の偏光角度差の最大値に基づき判定を行うことで、検査対象２００の往路と復路が分かれている場合でも検査対象２００を分解することなく、内部のＦＲＭの偏光回転角の誤差を測定することができる。これにより、組立後の周囲の磁気の影響、又はＦＲＭの磁気の経年劣化などによるＦＲＭの性能の低下を検査することができる。また、偏光制御器１３Ａを用いてＦＲＭに入力する光の偏光状態を変化させることで測定時間を短縮できる。 According to the present embodiment, the determination is made based on the maximum value of the polarization angle difference of the light reflected from the two FRMs (the first FRM 23a and the second FRM 23b) of the same sensing interferometer 2a. , the error of the polarization rotation angle of the internal FRM can be measured without disassembling the inspection object 200 even if the . This makes it possible to inspect the deterioration of the performance of the FRM due to the influence of the surrounding magnetism after assembly or deterioration of the magnetism of the FRM over time. Moreover, the measurement time can be shortened by changing the polarization state of the light input to the FRM using the polarization controller 13A.

実施の形態３．
図６は、実施の形態３に係る検査装置１Ｂの概略構成図である。本実施の形態の検査装置１Ｂは、センシング干渉計２を含む検査対象２００Ａを検査するものである。 Embodiment 3.
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an inspection apparatus 1B according to Embodiment 3. As shown in FIG. An inspection apparatus 1B of the present embodiment inspects an inspection object 200A including a sensing interferometer 2. FIG.

本実施の形態における検査対象２００Ａは、干渉型光ファイバセンサである。図６に示すように、検査対象２００Ａは、センシング干渉計２と、光ファイバ２１１ａ及び２１１ｂと、パルス光源２１２と、遅延補償干渉計２１３と、光カプラ２１４と、Ｏ／Ｅ変換器２１５と、Ａ／Ｄ変換器２１６と、復調器２１７とを備える。センシング干渉計２の構成は、実施の形態１と同じである。 The inspection target 200A in the present embodiment is an interferometric optical fiber sensor. As shown in FIG. 6, an inspection object 200A includes a sensing interferometer 2, optical fibers 211a and 211b, a pulse light source 212, a delay compensation interferometer 213, an optical coupler 214, an O/E converter 215, An A/D converter 216 and a demodulator 217 are provided. The configuration of sensing interferometer 2 is the same as in the first embodiment.

パルス光源２１２は、入力光として、周波数が一定のパルス光を出力する。遅延補償干渉計２１３は、図示しない光カプラと、光周波数シフタと、遅延補償ファイバとを有する。遅延補償干渉計２１３に入力したパルス光は、光カプラで２つに分割され、一方のパルス光は遅延補償ファイバによって遅延し、他方のパルス光は光の周波数が光周波数シフタによってシフトされる。遅延補償ファイバを出力するパルス光と光周波数シフタから出力するパルス光は、光カプラによって光ファイバ２１１ａに合流し、センシング干渉計２に出力される。 The pulsed light source 212 outputs pulsed light with a constant frequency as input light. The delay compensating interferometer 213 has an optical coupler (not shown), an optical frequency shifter, and a delay compensating fiber. The pulsed light input to the delay compensating interferometer 213 is split into two by an optical coupler, one of which is delayed by the delay compensating fiber and the frequency of the other pulsed light is shifted by an optical frequency shifter. The pulsed light output from the delay compensation fiber and the pulsed light output from the optical frequency shifter join the optical fiber 211 a through the optical coupler and are output to the sensing interferometer 2 .

光カプラ２１４は、センシング干渉計２からの反射光を、Ｏ／Ｅ変換器２１５と検査装置１Ｂとに分岐して出力する。Ｏ／Ｅ変換器２１５は、入力されたパルス光を電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器２１６へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２１６は、Ｏ／Ｅ変換器２１５で変換された電気信号をデジタル信号へ変換し、復調器２１７へ出力する。復調器２１７は、Ａ／Ｄ変換器２１６で変換されたデジタル信号から、センシング干渉計２のセンシングファイバ２４で検出した信号を復調して、出力する。 The optical coupler 214 branches and outputs the reflected light from the sensing interferometer 2 to the O/E converter 215 and the inspection apparatus 1B. The O/E converter 215 converts the input pulsed light into an electrical signal and outputs the electrical signal to the A/D converter 216 . A/D converter 216 converts the electrical signal converted by O/E converter 215 into a digital signal and outputs the digital signal to demodulator 217 . The demodulator 217 demodulates the signal detected by the sensing fiber 24 of the sensing interferometer 2 from the digital signal converted by the A/D converter 216 and outputs the demodulated signal.

本実施の形態の検査装置１Ｂは、コネクタ１９と、ストークス分光器１８と、Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ及び１６ｆと、処理器１７Ｂと、を備える。検査装置１Ｂは、コネクタ１９を介して検査対象２００に接続され、光カプラ２１４で分岐されたセンシング干渉計２からの反射光は、コネクタ１９を介してストークス分光器１８に入力する。 The inspection apparatus 1B of this embodiment includes a connector 19, a Stokes spectrometer 18, O/E converters 16c, 16d, 16e and 16f, and a processor 17B. The inspection apparatus 1B is connected to the inspection target 200 via the connector 19, and the reflected light from the sensing interferometer 2 branched by the optical coupler 214 is input to the Stokes spectroscope 18 via the connector 19.

本実施の形態における、ストークス分光器１８と、Ｏ／Ｅ変換器１６ｃ～１６ｆとの構成及び機能は、実施の形態２と同じである。また、本実施の形態における処理器１７Ｂは、ストークスパラメータ算出部１７５と、パルス抽出部１７６ａ及び１７６ｂと、偏光角度算出部１７７ａと、最大値抽出部１７８ａと、検査部１７９ａとを備える。処理器１７Ｂの各部の構成及び機能は、実施の形態２と同じである。ただし、本実施の形態では、偏光制御器１３が設けられていないため、偏光状態を積極的に変更できず、検査対象２００Ａの光伝送路に温度変化又は曲げ応力などで偏光状態が変化するまで、偏光角度算出部１７７ａにおいて偏光角度差の算出が繰り返される。 The configurations and functions of the Stokes spectroscope 18 and the O/E converters 16c to 16f in this embodiment are the same as those in the second embodiment. Further, the processor 17B in the present embodiment includes a Stokes parameter calculator 175, pulse extractors 176a and 176b, a polarization angle calculator 177a, a maximum value extractor 178a, and an inspector 179a. The configuration and function of each part of the processor 17B are the same as those of the second embodiment. However, in the present embodiment, since the polarization controller 13 is not provided, the polarization state cannot be positively changed, and until the polarization state changes due to temperature change or bending stress in the optical transmission line of the inspection object 200A, there is no change in the polarization state. , the calculation of the polarization angle difference is repeated in the polarization angle calculator 177a.

本実施の形態によると、検査対象２００Ａからセンシング干渉計２を取り外すことなく、動作したままの状態でセンシング干渉計２が正常か否かを検査することができる。これにより、組立後の周囲の磁気の影響、又はＦＲＭの磁気の経年劣化などによるＦＲＭの性能の低下を検査することができる。また、検査対象２００Ａと検査装置１Ｂとを着脱できるので、複数の検査対象を１つの検査装置１Ｂで検査することもできる。 According to the present embodiment, it is possible to inspect whether or not sensing interferometer 2 is normal while operating without removing sensing interferometer 2 from inspection object 200A. This makes it possible to inspect the deterioration of the performance of the FRM due to the influence of the surrounding magnetism after assembly or deterioration of the magnetism of the FRM over time. In addition, since the inspection object 200A and the inspection apparatus 1B can be attached and detached, a plurality of inspection objects can be inspected by one inspection apparatus 1B.

以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、上記の実施の形態の構成に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内で様々な変形又は組み合わせが可能である。例えば、上記実施の形態では、センシング干渉計２を構成した後のＦＲＭを検査する例を示したが、検査装置１は、センシング干渉計２を構成する前のＦＲＭ単体の検査に用いることもできる。この場合はパルス光源１１ではなく連続光を出力する光源を用い、Ｏ／Ｅ変換器から出力される連続信号の最大値を抽出して、ＦＲＭが正常か否かを判断する。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations of the above embodiments, and various modifications and combinations are possible within the scope of the technical idea thereof. . For example, in the above-described embodiment, an example of inspecting an FRM after forming the sensing interferometer 2 is shown, but the inspection apparatus 1 can also be used for inspecting a single FRM before forming the sensing interferometer 2. . In this case, a light source that outputs continuous light is used instead of the pulse light source 11, and the maximum value of the continuous signal output from the O/E converter is extracted to determine whether the FRM is normal.

また、実施の形態１及び実施の形態２では、偏光制御器１３及び１３Ａとして、１／２波長板１３１と１／４波長板１３２とを回転させる例、又は振動子１３３に光ファイバをコイル状に巻いて振動させる例を示したが、偏光制御器１３及び１３Ａは、偏光状態を変化させるものであれば、他の構成を用いてもよい。 Further, in Embodiments 1 and 2, as the polarization controllers 13 and 13A, the half-wave plate 131 and the quarter-wave plate 132 are rotated, or the oscillator 133 is provided with a coiled optical fiber. Although an example of winding and vibrating is shown, the polarization controllers 13 and 13A may have other configurations as long as they change the polarization state.

また、実施の形態１では、偏光ビームスプリッタ１５で分離したＸ成分強度と、Ｙ成分強度とのＸ／Ｙ比を用いる例を示したが、損失が安定している場合は、偏光子を用いてＸ成分の最大値を抽出するようにしてもよい。すなわち、センシング干渉計２のＦＲＭで反射した光の内、ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度を繰り返し検出することで、ＦＲＭの偏光回転角の誤差を測定することができる。なお、ＦＲＭへの入力光は、ＦＲＭの光の入口部分の光だけではなく、光ファイバ及び光カプラなどを通過してからＦＲＭへ入力する光の、光ファイバ及び光カプラなどに入る前の光も含むものとする。 Further, in Embodiment 1, an example of using the X/Y ratio of the X component intensity and the Y component intensity separated by the polarizing beam splitter 15 was shown. may be used to extract the maximum value of the X component. That is, by repeatedly detecting the intensity of the component of the light reflected by the FRM of the sensing interferometer 2 whose electric field vibration direction is the same as that of the input light to the FRM, the error in the polarization rotation angle of the FRM can be measured. can. The input light to the FRM is not only the light at the entrance of the light of the FRM, but also the light that passes through the optical fiber, the optical coupler, etc. and enters the FRM before entering the optical fiber, the optical coupler, etc. shall also include

また、実施の形態１の処理器１７では、パルスを抽出してからＸ／Ｙ比を求める例を示したが、Ｘ／Ｙ比を求めてからパルスを抽出してもよい。また、実施の形態２及び３の処理器１７Ａでは、ストークスパラメータを算出してから、パルスを抽出する例を示したが、パルスを抽出してからストークスパラメータを算出してもよい。 Further, in the processor 17 of Embodiment 1, an example of obtaining the X/Y ratio after extracting the pulse has been shown, but the pulse may be extracted after obtaining the X/Y ratio. Moreover, in the processor 17A of Embodiments 2 and 3, an example of extracting the pulse after calculating the Stokes parameter has been shown, but the Stokes parameter may be calculated after extracting the pulse.

また、実施の形態２のストークス分光器１８と処理器１７Ａでは、強度ＩＸ（ｔ）、ＩＹ（ｔ）、Ｉ４５（ｔ）、ＩＱ４５（ｔ）の光からストークスパラメータを求めるものを示したが、他の分光方法又はパラメータに基づいて偏光状態を求めてもよい。 Further, in the Stokes spectrometer 18 and the processor 17A of the second embodiment, the Stokes parameters are obtained from the light of the intensities IX (t), IY(t), I45(t), and IQ45 ( t ). Although shown, the state of polarization may be determined based on other spectroscopic methods or parameters.

また、上記実施の形態の検査装置１～１Ｂの検査部では、Ｘ／Ｙ比又は偏光角度差の最大値を抽出する例を示したが、最大値と関連した値を抽出してもよい。例えば平均値又は標準偏差など数値の増加又は拡がりを表す指標を用いてもよい。 In the inspection units of the inspection apparatuses 1 to 1B of the above embodiments, an example of extracting the maximum value of the X/Y ratio or the polarization angle difference was shown, but a value related to the maximum value may be extracted. For example, an index representing an increase or spread of numerical values such as average value or standard deviation may be used.

さらに、上記実施の形態の検査装置１～１Ｂの処理器において、検査部を有さない構成としてもよい。この場合は、最大値抽出部により抽出されたＸ／Ｙ比又は偏光角度差の最大値が検査装置１～１Ｂから出力され、別途設けられた処理装置によって、検査部と同様の検査を行う構成とする。 Furthermore, the processors of the inspection apparatuses 1 to 1B of the above-described embodiments may be configured without the inspection unit. In this case, the maximum value of the X/Y ratio or the polarization angle difference extracted by the maximum value extraction unit is output from the inspection devices 1 to 1B, and a processing device provided separately performs the same inspection as the inspection unit. and

１、１Ａ、１Ｂ 検査装置、２、２ａ、２ｂ センシング干渉計、１１ パルス光源、１２ ハーフミラー、１３、１３Ａ 偏光制御器、１４ レンズ、１５ 偏光ビームスプリッタ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ Ｏ／Ｅ変換器、１７、１７Ａ、１７Ｂ 処理器、１８ ストークス分光器、１９ コネクタ、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 光ファイバ、２２ 光カプラ、２３ａ 第１ＦＲＭ、２３ｂ 第２ＦＲＭ、２４ センシングファイバ、１３１ １／２波長板、１３２ １／４波長板、１３３ 振動子、１７１ａ、１７１ｂ パルス抽出部、１７２ａ、１７２ｂ 除算部、１７３ａ、１７３ｂ 最大値抽出部、１７４ａ、１７４ｂ 検査部、１７５ ストークスパラメータ算出部、１７６ａ、１７６ｂ、１７６ｃ、１７６ｄ パルス抽出部、１７７ａ、１７７ｂ 偏光角度算出部、１７８ａ、１７８ｂ 最大値抽出部、１７９ａ、１７９ｂ 検査部、２００、２００Ａ 検査対象、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅ、２０１ｆ 光ファイバ、２０２ 分岐光カプラ、２０３ 結合光カプラ、２０４ 遅延ファイバ、２１１ａ、２１１ｂ 光ファイバ、２１２ パルス光源、２１３ 遅延補償干渉計、２１４ 光カプラ、２１５ Ｏ／Ｅ変換器、２１６ Ａ／Ｄ変換器、２１７ 復調器、２３１ ファラデー回転子、２３２ ミラー。 1, 1A, 1B inspection device, 2, 2a, 2b sensing interferometer, 11 pulse light source, 12 half mirror, 13, 13A polarization controller, 14 lens, 15 polarization beam splitter, 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f O/E converter, 17, 17A, 17B processor, 18 Stokes spectrometer, 19 connector, 21a, 21b, 21c optical fiber, 22 optical coupler, 23a first FRM, 23b second FRM, 24 sensing fiber, 131 1/ two-wave plate, 132 quarter-wave plate, 133 oscillator, 171a, 171b pulse extractor, 172a, 172b divider, 173a, 173b maximum value extractor, 174a, 174b inspector, 175 Stokes parameter calculator, 176a, 176b, 176c, 176d pulse extraction unit 177a, 177b polarization angle calculation unit 178a, 178b maximum value extraction unit 179a, 179b inspection unit 200, 200A inspection object 201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f optical fiber , 202 branching optical coupler, 203 coupling optical coupler, 204 delay fiber, 211a, 211b optical fiber, 212 pulse light source, 213 delay compensation interferometer, 214 optical coupler, 215 O/E converter, 216 A/D converter, 217 demodulator, 231 Faraday rotator, 232 mirror.

Claims (12)

ファラデー回転子とミラーとを有するＦＲＭ（Faraday Rotator Mirror）を検査する検査装置であって、
前記ＦＲＭで反射した光の内、前記ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度を繰り返し検出する処理器を備える検査装置。 An inspection device for inspecting an FRM (Faraday Rotator Mirror) having a Faraday rotator and a mirror,
An inspection apparatus comprising a processor for repeatedly detecting the intensity of a component of the light reflected by the FRM whose electric field vibration direction is the same as that of the light input to the FRM. 前記処理器は、
前記ＦＲＭで反射した光の内、前記入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度と、前記入力光と電界振動方向が直交する方向の成分の強度との比を繰り返し算出する請求項１に記載の検査装置。 The processor is
2. The ratio of the intensity of the component of the light reflected by the FRM whose electric field vibration direction is the same as that of the input light and the intensity of the component whose electric field vibration direction is perpendicular to the input light is repeatedly calculated. The inspection device described in . 前記ＦＲＭへの前記入力光を出力する光源と、
前記ＦＲＭで反射した光を、前記入力光と電界振動方向が同一方向の成分と、前記入力光と電界振動方向が直交する方向の成分とに分離するビームスプリッタと、をさらに備え、
前記処理器は、
分離された前記入力光と電界振動方向が同一方向の成分と、前記入力光と電界振動方向が直交する方向の成分とに基づき、前記比を繰り返し算出し、
前記比の最大値、平均値又は標準偏差を抽出する請求項２に記載の検査装置。 a light source that outputs the input light to the FRM;
a beam splitter that separates the light reflected by the FRM into a component whose electric field vibration direction is the same as the input light and a component whose electric field vibration direction is orthogonal to the input light,
The processor is
repeatedly calculating the ratio based on the separated component in which the direction of electric field vibration is the same as that of the input light and the component in which the direction of electric field vibration is orthogonal to the direction of the input light;
3. The inspection apparatus according to claim 2, wherein the maximum value, average value or standard deviation of said ratio is extracted. 前記処理器は、
前記比の最大値、平均値又は標準偏差から前記ＦＲＭの偏光回転角の誤差を測定し、
前記誤差が許容範囲内にあるか否かを判定する請求項３に記載の検査装置。 The processor is
measuring the error of the polarization rotation angle of the FRM from the maximum value, average value or standard deviation of the ratio;
4. The inspection apparatus according to claim 3, wherein it is determined whether the error is within an allowable range. ファラデー回転子とミラーとをそれぞれ有する２つのＦＲＭ（Faraday Rotator Mirror）を備える干渉計を検査する検査装置であって、
前記干渉計で反射した光に基づき前記２つのＦＲＭの偏光角度差を繰り返し算出する処理器を備える検査装置。 An inspection apparatus for inspecting an interferometer comprising two FRMs (Faraday Rotator Mirrors) each having a Faraday rotator and a mirror,
An inspection apparatus comprising a processor that iteratively calculates the polarization angle difference between the two FRMs based on the light reflected by the interferometer. 前記処理器は、
前記干渉計で反射した光のストークスパラメータを算出し、
前記ストークスパラメータに基づき前記偏光角度差を算出する請求項５に記載の検査装置。 The processor is
calculating the Stokes parameter of the light reflected by the interferometer;
6. The inspection apparatus according to claim 5, wherein said polarization angle difference is calculated based on said Stokes parameter. 前記処理器は、
前記偏光角度差の最大値、平均値又は標準偏差から前記２つのＦＲＭの偏光回転角の誤差の和を測定し、
前記誤差の和が許容範囲内にあるか否かを判定する請求項５又は６に記載の検査装置。 The processor is
measuring the sum of the errors of the polarization rotation angles of the two FRMs from the maximum value, average value or standard deviation of the polarization angle difference;
7. The inspection apparatus according to claim 5, wherein it is determined whether or not the sum of the errors is within an allowable range. 前記干渉計と、前記干渉計に光を入力する光源とを含む干渉型光ファイバセンサに接続されるコネクタをさらに備える請求項５～７の何れか一項に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 5 to 7, further comprising a connector connected to an interferometric optical fiber sensor including the interferometer and a light source for inputting light into the interferometer. 前記ＦＲＭへの入力光はパルス光である請求項１～８の何れか一項に記載の検査装置。 9. The inspection apparatus according to claim 1, wherein the input light to said FRM is pulsed light. 前記ＦＲＭへの入力光の偏光状態を変化させる偏光制御器をさらに備える請求項１～９の何れか一項に記載の検査装置。 The inspection apparatus according to any one of claims 1 to 9, further comprising a polarization controller that changes the polarization state of input light to said FRM. ファラデー回転子とミラーとを有するＦＲＭを検査する検査方法であって、
前記ＦＲＭで反射した光の内、前記ＦＲＭへの入力光と電界振動方向が同一方向の成分の強度を繰り返し検出するステップを含む検査方法。 An inspection method for inspecting an FRM having a Faraday rotator and a mirror, comprising:
An inspection method comprising the step of repeatedly detecting the intensity of a component of the light reflected by the FRM whose electric field vibration direction is the same as that of the light input to the FRM. ファラデー回転子とミラーとをそれぞれ有する２つのＦＲＭを備える干渉計を検査する検査方法であって、
前記干渉計で反射した光に基づき前記２つのＦＲＭの偏光角度差を繰り返し算出するステップを含む検査方法。 An inspection method for inspecting an interferometer comprising two FRMs each having a Faraday rotator and a mirror, comprising:
An inspection method comprising repeatedly calculating a polarization angle difference between the two FRMs based on the light reflected by the interferometer.
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