JP2600364Y2 - 光スペクトラムアナライザ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は光干渉計を用いてイン
タフェログラムを得てそれをフーリエ変換することによ
って被測定光の波長を解析するフーリエ分光方式による
光スペクトラムアナライザに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の光スペクトラムアナライ
ザを図３に示す。光干渉計１１は、例えばマイケルソン
干渉計であって、被測定光１２はビームスピリッタ１３
に入射されて、その反射光が固定反射鏡１４に、透過光
が可動反射鏡１５にそれぞれ入射される。その固定反射
鏡１４よりの反射光と可動反射鏡１５よりの反射光とが
ビームスピリッタ１３で干渉し、その干渉光が受光素子
１６により受光されて電気信号と変換され、可動反射鏡
１５を移動することによって被測定光１２の干渉曲線、
いわゆるインタフェログラムが得られる。

【０００３】このインタフェログラムの電気信号はＡ／
Ｄ変換器１７に供給されてデジタル信号に変換される。
この場合そのデジタル信号の変換を可動反射鏡１５の移
動と同期して正確にその単位移動長ごとにサンプリング
してデジタル値に変換する為、この例では基準光１８も
ビームスピリッタ１３に入射され、その基準光の固定反
射鏡１４及び可動反射鏡１５よりの各反射光の干渉光が
受光素子１９で電気信号に変換され、その電気信号で得
られる一定周期で一定振幅の干渉光が逓倍器２１でｎ倍
に周波数逓倍され、その逓倍出力がサンプリングクロッ
クとしてＡ／Ｄ変換器１７に供給されて可動反射鏡１５
の単位長ごとの移動長に対するインタフェログラムがデ
ジタル値に変換される。

【０００４】このようにしてデジタル値とされたインタ
フェログラムはＡ／Ｄ変換器１７よりスイッチ２２を通
じて直接バッファメモリ２３に供給され、あるいはデジ
タルフィルタ２４を通じてバッファメモリ２３に供給さ
れる。デジタルフィルタ２４は制御部２５により通過中
心周波数及び帯域幅が設定され、つまり設定されたズー
ム倍率に応じてその通過帯域幅が設定される。

【０００５】バッファメモリ２３に取り込まれたデジタ
ルデータはフーリエ変換部２６において高速フーリエ変
換（ＦＦＴ）が行なわれ、そのフーリエ変換の結果、被
測定光１２についての波長成分が表示器２７に表示され
る。制御部１５に操作部２８が接続され、操作部２８に
はテンキーよりなる数値キー２９や中心波長キー３１、
帯域幅キー３２などが設けられ、中心波長キー３１を操
作し、かつ数値キー２９を操作することによって表示器
２７の画面の中心に表示される中心波長を設定し、又帯
域幅キー３２と数値キー２９を操作してその表示帯域幅
の波長を設定することかできる。

【０００６】つまり操作部２８により入力されたこれら
中心波長や帯域幅は制御部２５に入力され、その制御部
２５は例えばマイクロコンピュータより構成され、その
設定された中心波長にデジタルフィルタ２４の通過中心
帯域及び設定された帯域幅に応じた帯域幅が設定され
る。あるいはこれは帯域幅としてはその表示つまり解析
したい帯域幅を拡大して表示する、いわゆるズーム倍率
を設定するようになっており、例えばフーリエ変換が行
なわれる場合の中心周波数が５０ｋＨｚに対して帯域幅
が１００ｋＨｚの場合、０ないし１００ｋＨｚが例えば
１０００ポイントのスペクトラムで表示され、それに対
してズームつまり拡大率を、例えば２倍にすると、つま
り帯域幅を５０ｋＨｚにすると、中心周波数が５０ｋＨ
ｚで両端が２５ｋＨｚと７５ｋＨｚとなり、さらにズー
ム倍率を１０にすると、中心５０ｋＨｚに対して両端が
５５ｋＨｚと６５ｋＨｚとなり、いずれの場合も１００
０ポイントの波長成分が表示される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】このように被測定光を
解析する場合、中心波長と帯域幅とを設定する必要があ
るが、その見たい帯域、つまり広い帯域で見たい場合
と、狭い帯域を拡大して見たい場合と、また中心波長を
どこにするか等、最も見たい部分を最適表示したいが、
その為には一度適当に設定して測定した結果を表示器２
７に表示し、その表示状態から再び中心波長キー３１と
数値キー２９を操作して中心波長を変更したり、あるい
は帯域幅キー３２と数値キー２９を操作してその帯域幅
を設定して最も好ましい状態とする。このように測定条
件を変更する必要があるが、その測定条件を変えて再び
干渉計を制御して測定を行なうことになり、干渉計は可
動反射鏡１５のように機械的可動部分を持っている為、
ある程度以上に高速に制御することができず、測定に多
くの時間がかかる。

【０００８】特に設定条件を変えて何回も測定したい場
合は、一層問題となる。又被測定光の安定度が悪い場合
は、最初に測定した時の被測定光について好ましい設定
条件で解析を行いたくても、先に測定した場合と、次に
測定した場合とで被測定光の相関が悪くなるという問題
もあった。

【０００９】

【問題を解決するための手段】本願考案の光スペクトラ
ムアナライザは、被測定光から干渉光を得る干渉計と、
光／電気変換された上記干渉光をデジタル変換するＡ／
Ｄ変換器と、第２のメモリよりも記憶容量が大とされ、
上記Ａ／Ｄ変換器の出力を記憶する第１のメモリと、上
記Ａ／Ｄ変換器の出力を第２の切替手段に切替え接続す
る第１の切替手段と、上記第１のメモリの出力を第２の
切替手段に切替え接続する第３の切替手段と、上記第１
の切替手段の出力又は上記第３の切替手段の出力をデジ
タルフイルタ又は上記第２のメモリに切替え接続する上
記第２の切替手段と、上記第２の切替手段の一方の出力
又は上記デジタルフイルタの出力を記憶する上記第２の
メモリと、上記第２のメモリの出力をフーリエ変換する
フーリエ変換器と、上記フーリエ変換された出力を表示
する表示器と、上記表示器に表示する中心波長と帯域幅
とを指定する手段を有する操作部と、上記操作部から指
定された中心波長と帯域幅に応じたデータを出力するよ
うに上記第１のメモリを制御し、出力されたそのデータ
を上記デジタルフイルタに伝達するように上記第２の切
替手段と上記第３の切替手段を制御し、上記操作部から
指定された中心波長と帯域幅の伝達特性を与えるように
上記デジタルフイルタを制御し、そのデジタルフイルタ
の出力するデータを上記第２のメモリに記憶し、その記
憶されたデータをフーリエ変換し、そのフーリエ変換さ
れた結果を表示するよう、上記第２のメモリとフーリエ
変換器と表示器とを制御する制御部と、からなる。

【００１０】

【実施例】図１にこの考案による実施例を示し、図３と
対応する部分には同一符号を付けてある。この考案にお
いてはＡ／Ｄ変換器１７の出力はスイッチ３５を通じて
切換スイッチ２２に供給されると共に、Ａ／Ｄ変換器１
７の出力はメモリ３６に供給されてこれに記憶される。
メモリ３６の出力はスイッチ３７を通じてスイッチ２２
に供給される。従ってスイッチ２２の選択状態に応じて
メモリ３６から読み出したデータをバッファメモリ２３
に直接供給したり、デジタルフィルタ２４に供給するこ
とができる。

【００１１】ところでメモリ３６の記憶容量は次のよう
に決められる。ＦＦＴ処理部２６におけるその一回のＦ
ＦＴデータ処理ポイント数をＮ_F とし、又デジタルフィ
ルタ２４を通さない場合における波長分解能を基準とし
た場合の最大波長分解能の向上最大倍率をＺ_M とする
時、メモリ３６には、２Ｎ_F ×Ｚ_M のデータをＡ／Ｄ変
換器１７より格納することができる記憶容量とされる。
つまり図２Ａに示すようにメモリ３６にはその干渉計に
おける固定反射鏡１４と可動反射鏡１５との光路差ゼロ
の点３８を基準値を中心としてその前及び後の可動反射
鏡１５を同一量移動した時のＡ／Ｄ変換器１７の出力デ
ータが２Ｎ_F ×Ｚ_M だけ記憶される。

【００１２】測定に当っては、最初はスイッチ３５をオ
ンとすると共にスイッチ２２をバッファメモリ２３側に
接続して、その設定中心波長に対して波長帯域として例
えば０から１００ｋＨｚを設定し、つまりほぼ全解析波
長帯域に渡って解析した結果を表示し、その表示状態を
見て好ましい中心波長と帯域幅とをそれぞれ設定する。
そしてスイッチ３５をオフとし、スイッチ３７をオンと
し、スイッチ２２をデジタルフィルタ２４側としてメモ
リ３６の記憶を読み出す。この場合例えば帯域幅が２０
０ｎｍの場合は図２Ａに示すように光路差ゼロの点３８
を中心とした比較的狭い範囲の幅に記憶されている部分
３９ａのデータが取り出されてこれと共にデジタルフィ
ルタ２４に対するその倍率が設定され、つまり通過中
心、通過帯域幅が設定されてこれに対応した表示がなさ
れる。さらに分解能を上げたい場合は例えば帯域幅を２
０ｎｍとしたい場合には図２Ａに示すようにメモリ３６
中のデータ領域３９ａの５倍の領域３９ｂのデータを読
み出してこれをデジタルフィルタ２４へ供給しその狭い
周波数帯域成分のみを取り出してこれを拡大表示するこ
とができる。

【００１３】図２Ｂに示すようにＡ／Ｄ変換器１７の出
力を直接メモリ３６にいったん取り込み、それを読み出
してデジタルフィルタ２４に供給し、さらにデジタルフ
ィルタ２４の出力をバッファメモリ２３に供給するよう
にし、最初はデジタルフィルタ２４を全波長帯域が通過
するように設定して測定表示し、その後操作部２８を操
作して中心波長及び帯域幅を設定し、これに応じてデジ
タルフィルタ２４の通過中心波長及び帯域幅が設定され
て、メモリ３６のデータが読み出され、目的とする拡大
倍率つまり波長分解能で表示されるようにすることもで
きる。

【００１４】

【考案の効果】以上述べたようにこの考案によれば最初
の測定時においてメモリ３６に知ろうとする最も高い分
解能に必要なデータを全て取り込んでおくことにより、
次に最初の表示を見て必要な最も解析したい条件、つま
り中心波長及び周波数帯域を設定して、メモリ３６から
その必要な分だけデータを取り出して高速フーリエ変換
することによって好ましい分解能で表示をすることがで
きる。この場合、いちいち再び干渉計１１を動作させて
新たにインタフェログラムを取り込むことがなく、メモ
リ３６に貯えられているデータを読み出せばよいため、
高速に希望とする設定測定条件における解析表示を得る
ことができる。又光源の波長が変動するような場合にお
いても、最初に測定した光源に対するデータと同じデー
タを持ってそのデータについての解析を異なる条件で行
うことができ、その両者の相関が良い状態での解析を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の実施例を示すブロック図。

【図２】Ａはメモリ３６の記憶例を示す図、Ｂはこの考
案の他の実施例の一部を示すブロック図である。

【図３】従来の光スペクトラムアナライザを示すブロッ
ク図。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 被測定光から干渉光を得る干渉計と、 光／電気変換された上記干渉光をデジタル変換するＡ／
   Ｄ変換器と、 第２のメモリよりも記憶容量が大とされ、上記Ａ／Ｄ変
   換器の出力を記憶する第１のメモリと、 上記Ａ／Ｄ変換器の出力を第２の切替手段に切替え接続
   する第１の切替手段と、上記第１のメモリの出力を第２の切替手段に切替え接続
   する第３の切替手段と、 上記第１の切替手段の出力又は上記第３の切替手段の出
   力をデジタルフイルタ又は上記第２のメモリに切替え接
   続する上記第２の切替手段と、 上記第２の切替手段の一方の出力又は上記デジタルフイ
   ルタの出力を記憶する上記第２のメモリと、 上記第２のメモリの出力をフーリエ変換するフーリエ変
   換器と、 上記フーリエ変換された出力を表示する表示器と、上記表示器に表示する中心波長と帯域幅とを指定する手
   段を有する操作部と、 上記操作部から指定された中心波長と帯域幅に応じたデ
   ータを出力するように上記第１のメモリを制御し、出力
   されたそのデータを上記デジタルフイルタに伝達するよ
   うに上記第２の切替手段と上記第３の切替手段を制御
   し、上記操作部から指定された中心波長と帯域幅の伝達
   特性を与えるように上記デジタルフイルタを制御し、そ
   のデジタルフイルタの出力するデータを上記第２のメモ
   リに記憶し、その記憶されたデータをフーリエ変換し、
   そのフーリエ変換された結果を表示するよう、上記第２
   のメモリとフーリエ変換器と表示器とを制御する制御部
   と、 からなる光スペクトラムアナライザ。