JP2726881B2

JP2726881B2 - 後方散乱光測定装置

Info

Publication number: JP2726881B2
Application number: JP29413488A
Authority: JP
Inventors: 和正高田; 寿一野田; 勝小林; 直也内田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1988-11-21
Filing date: 1988-11-21
Publication date: 1998-03-11
Anticipated expiration: 2013-03-11
Also published as: JPH02140638A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は光導波路の障害点の探索に利用する。特に、
光導波路内で生じる後方散乱光を測定する装置に関す
る。

本発明は、被測定光導波路内で生じた後方散乱光を測
定する後方散乱光測定装置において、後方散乱光と参照
光との光路長差が増加する方向と減少する方向とについ
て同一の点で干渉波形の測定を繰り返してその測定値を
平均化することにより、測定値の信号対雑音比を改善す
るものである。

〔従来の技術〕

第７図は従来例後方散乱光測定装置のブロック構成図
である。

光源１の出射光はファイバ形マイケルソン干渉計に入
射する。このファイバ計マイケルソン干渉計は、ファイ
バ形光結合器２と、全反射鏡３とにより構成される。こ
のファイバ形マイケルソン干渉計に入射した光は、ファ
イバ形光結合器２により二つに分割される。分割された
一方の光は全反射鏡３で反射し、これが参照光となる。
分割された他方の光は、ファイバ形位相変調器４により
位相変調された後に、被測定光導波路５に入射する。こ
の被測定光導波路５内で生じた後方散乱光は再びファイ
バ形光結合器２に入射し、上述した参照光と合波され
る。ファイバ形位相変調器４は、円筒形の電歪振動子に
光ファイバを巻いた構造をもち、この電歪振動子に交流
発振器６から交流電圧を加えることにより光ファイバの
長さが変動し、その内部を透過する光の位相を変調す
る。

ファイバ形マイケルソン干渉計により得られた合波光
は、レンズ７を介してバルク形マイケルソン干渉計に入
射する。バルク形マイケルソン干渉計はビームスプリッ
タ８、可動プリズム９および固定プリズム10により構成
される。可動プリズム９は移動台11上を移動できる。こ
のバルク形マイケルソン干渉計への入射光は、ビームス
プリッタ８により二つに分割され、それぞれ可動プリズ
ム９と固定プリズム10とにより反射されて再び合波され
る。この合波光は光検出器12により受光される。

光検出器12の出力は、Ｉ（τ）＝ｃ｛１＋Γ（ｚ）cos〔ω_０＋φcosω_mt＋ψ（ｚ）〕｝……（１）となる。ここで、τはバルク形マイケルソン干渉計内の
二つのアームの遅延時間差、Γ（ｚ）、ψ（ｚ）は遅延
時間差τに対応する被測定光導波路５内の点ｚにおける
後方散乱光の電場の振幅に比例する量および位相差、ω
_０は可動プリズム９の移動による周波数偏移にともなう
ビート周波数、φ、ω_ｍはファイバ形位相変調器４によ
る変調度および変調周波数をそれぞれ示す。

（１）式から明らかなように、光検出器12の出力に
は、ω_ｍ±ω_０の周波数成分が生じる。この周波数成分
は、ｃΓ（ｚ）J₁（φ）sin〔（ω_ｍ±ω_０）ｔ±ψ（ｚ）〕 ……（２）と表される。ここで、J₁（φ）はベッゼル関数である。

選択レベル計13は、この二つの周波数成分の一方、す
なわちω_ｍ＋ω_０の成分またはω_ｍ−ω_０の成分を検波
する。これにより、後方散乱光の電波振幅に比例したΓ
（ｚ）を求めることができる。信号処理部14では、被測
定光導波路５の各点におけるΓ（ｚ）を記憶し、後方散
乱光の強度分布を求める。

第８図に従来例装置による出力波形の一例を示す。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、移動台により可動プリズムをできるだけ一定
速度で移動させても、現実には５％程度の速度変動が生
じる。例えば波長1.3μｍの光源を用い、200μm/secの
速度で可動プリズムを移動させると、ビーム周波数の中
心周波数f₀は300Hz（＝ω₀/2π）となり、変動量は15Hz
となる。そこで選択レベル計の帯域幅を15Hz以下に設定
すると、信号そのものが歪んでしまい、正確に測定する
ことが困難である。

また、Γ（ｚ）の値は非常に小さく、高い信号対雑音
比で測定するためには、選択レベル計の帯域幅をできる
だけ小さくすることが望ましい。しかし、上記の理由に
より15Hz以下に設定することができず、十分な信号対雑
音比が得られない欠点があった。

さらに、帯域幅を広くすると、信号対雑音比が劣化す
るだけでなく、フィルタを通過する雑音による直流成分
も増加してしまう。このため、可動プリズムを多数回に
わたり往復させて直流成分を平均化しても、単に平滑化
するだけで直流成分そのものを除去できず、直流成分に
隠れた真の信号ｃΓ（ｚ）を求めることは困難である欠
点があった。

本発明は、以上の問題点を解決し、雑音成分だけでな
く雑音による直流成分も低減し、微弱な後方散乱光を高
い信号対雑音比で測定できる後方散乱光測定装置を提供
することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の後方散乱光測定装置は、参照光の光路長が一
定の値だけ変化する毎にパルス信号を発生するパルス発
生手段と、光路長が増加する方向と減少する方向とにつ
いて、光路長の変化により生じる干渉波形をパルス発生
手段からのパルス信号に同期して測定する手段と、この
手段の出力値を前記光路長差が増加する方向と減少する
方向とについて平均化する平均化手段とを備えたことを
特徴とする。

光路長差制御手段により光路長が変化する部分以外の
部分について後方散乱光と参照光との光路長差の変動を
測定する手段と、この光路長差が一定となるように少な
くとも一方の光路長を制御する帰還手段とを備えること
が望ましい。これにより、温度変動や振動その他の外乱
による光路長の時間変動を削減することができる。

光路長の変動を測定する手段は、測定用の光源とは発
振周波数の異なる参照光源と、この参照光源の出力光を
測定用の光源からの出射光に合波する手段と、後方散乱
光と参照光との合波光から参照光源による成分を分離す
る手段とを含むことができる。

帰還手段は、電歪素子により光路長を変化させる手段
を含むことができる。

パルス発生手段は、周波数が異なる直交した二つの直
線偏光を出射するゼーマンレーザと、参照光の光路長変
化に対応して移動する偏光ビームスプリッタと、この偏
光ビームスプリッタで反射された光を入射方向に戻す第
一反射手段と、参照光の光路長の変化の原点に対応する
位置に固定されて前記偏光ビームスプリッタを透過した
光を入射方向に戻す第二反射手段と、第一反射手段によ
り反射された光と第二反射手段により反射された光との
合波光を検出する光検出器と、この光検出器により検出
されるビート周波数の位相を測定することにより光路長
の変化量を求める手段とを含むことができる。

これとは別に、パルス発生手段は、可干渉性の直線偏
光を出射する可干渉性光源と、この可干渉性光源の出射
光を二つに分割してそれぞれ後方散乱光の光路と参照光
の光路とに伝搬させる分割手段と、分割された一方の出
射光を円偏光に変換する光学波長板と、合波された可干
渉性光源からの出射光を出射偏光方向と実質的に45゜ず
れた二つの直線偏光成分に分離する偏光ビームスプリッ
タと、分離された二つの直線偏光成分をそれぞれ検出す
る光検出器と、この検出器の出力に基づいて光路長の変
化量を求める手段とを含むこともできる。

〔作用〕

参照光の光路長が一定の値だけ変化する毎にパルス信
号を発生させ、これに同期して干渉波形を測定する。こ
れにより、光路長が増加する方向と減少する方向とにつ
いて一致した測定点で干渉波形を測定できる。光路長の
双方の変化方向について干渉波形の測定値を平均化する
と、雑音成分を除去できるとともに、雑音による直流成
分を低減できる。

測定開始点の精度を高めるためには、可動部分の光路
長差を測定するだけでなく、固定部分の測定光と参照光
についての光路長差を一定に保つことが望ましく、そこ
で、固定部分についても変動を測定し、この変動を補正
することが望ましい。

〔実施例〕

第１図は本発明第一実施例後方散乱光測定装置のブロ
ック構成図である。

この装置は、光源１を備え、この光源１の出射光を被
測定光導波路５に入射する入射手段、この出射光から参
照光を分岐する光分岐手段およびこの参照光を被測定光
導波路５の入射端に現れる後方散乱光に合波する光合波
手段としてファイバ形結合器２と、後方散乱光と参照光
との光路長差を変化させる光路長差制御手段として可動
の全反射鏡３を備え、光合波手段の出力光を検出する光
検出器28を備え、この光検出器28の出力から被測定光導
波路５の長手方向における後方散乱光の強度分布を求め
る信号処理手段としてミキサ回路36、波形メモリ29およ
び信号処理部14を備える。

また、ファイバ形光結合器２と被測定光導波路５との
間にはファイバ形位相変調器４が設けられ、交流発振器
６から交流電圧が供給される。ファイバ形光結合器２と
全反射鏡３との間には対物レンズ17が設けられ、ファイ
バ形光結合器２と光検出器28との間にもレンズ７が設け
られる。

ここで本実施例の特徴とするところは、全反射鏡３の
移動により参照光の光路長が一定の値だけ変化する毎に
パルス信号を発生するパルス発生手段として、プリズム
18、19、He−Neゼーマンレーザ20および光検出器21によ
り構成される位置エンコーダと、制御回路22とを備え、
信号処理部14は、光路長差の変化により生じる干渉波形
を制御回路22からのパルス信号に同期して測定する手段
と、この手段の出力値を光路長差が増加する方向と減少
する方向とについて平均化する平均化手段とを含むこと
にある。

さらに、光路長差制御手段により光路長が変化する部
分以外の部分について後方散乱光と参照光との光路長差
の変動を測定する手段としてHe−Neレーザ15、ファイバ
形光結合器16、ダイクロイックミラー23、光検出器24お
よびロックインアンプ25を備え、この光路長差が一定と
なるように少なくとも一方の光路長を制御する帰還手段
として帰還回路26およびファイバ形位相変調器27を備え
る。

光源１からの出射光は、ファイバ形光結合器２により
二分され、一方は参照光として利用される。この参照光
は、対物レンズ17により平行ビームとなり、全反射鏡３
により反射されて再び対物レンズ17を介してファイバ形
光結合器２に入射する。全反射鏡３はビーム方向に移動
し、順次遅延時間を与えて参照光の光周波数をわずかに
偏移させる。

二分された他方の光は、ファイバ形位相変調器４を経
由して被測定光導波路５に入射する。被測定光導波路５
内で生じた後方散乱光は、再びファイバ形位相変調器４
を経由してファイバ形光結合器２に入射し、先の参照光
と合波される。

この合波光は、対物レンズ７により平行ビームとな
り、光検出器28に入射する。光検出器28の出力はミキサ
回路36を経由して波形メモリ29に記憶される。

光検出器28の出力には、全反射鏡３の移動によるビー
ト周波数ω_０と、ファイバ形位相変調器４による変調周
波数ω_ｍとにより、ω_ｍ±ω_０の周波数成分が生じる。
この周波数成分は、前述したように、ｃΓ（ｚ）J₁（φ）sin〔（ω_ｍ±ω_０）ｔ±ψ（ｚ）〕 ……（２）で表される。しかし、全反射鏡３の移動によって生じる
本来のビート成分は、ｃΓ（ｚ）sin（ω₀t＋ψ（ｚ））である。このため、（２）式で示された成分よりω_ｍだ
て周波数のずれた成分を求める必要がある。そこで、ミ
キサ回路36は、帯域通過フィルタを用いて、光検出器28
の出力から、ｃΓ（ｚ）J₁（φ）sin〔（ω_ｍ±ω_０）ｔ±ψ（ｚ）〕を抽出する。次に、この信号にcosω_mtを掛け合わせ
る。これにより、となる。この信号から、低域通過フィルタを用いて、を検出する。これにより真の干渉波形を求めることがで
きる。

次に、ファイバ形マイケルソン干渉計の安定化につい
て説明する。

He−Neレーザ15は、光源１の出射光とは異なる光周波
数の光を発生する。このHe−Neレーザ15からの出射光
は、ファイバ形光結合器16を介してファイバ形光結合器
２に入射し、光源１からの出射光と同じ経路をたどり、
対物レンズ７により平行ビームとなり、ダイクロイック
ミラー23により反射され、光検出器24に入射する。

光検出器24の出力は、となる。ここで、ω_ｍはファイバ形位相変調器４による
変調周波数を表し、ω_０は全反射鏡３の移動による周波
数偏移にともなうビート周波数を表す。したがって、が被測定光導波路５の入射端または出射端からの反射
光、E₂がファイバ形光結合器２の参照光側の出射端から
の反射光、が全反射鏡３からの反射光を示す。

ロックインアンプ25は、光検出器24の出力から周波数
ω_ｍの成分を検波する。これにより、ファイバ形光結合
器２内の二つの光路の位相差を検出できる。帰還回路26
は、ロックインアンプ25の出力に基づいてファイバ形位
相変調器27への入力電圧を変化させ、位相差が一定とな
るように制御する。

第２図は位置エンコーダの詳細を示す。この位置エン
コーダは、ファイバ形光結合器２に対する全反射鏡３の
移動距離を検出するものであり、プリズム18、19、He−
Neゼーマンレーザ20および光検出器21により構成され
る。

He−Neゼーマンレーザ20は、周波数が約1MHzずれた互
いに直交する直線偏光を出射する。この出射光のうち一
方の直線偏光成分は、全反射鏡３に固定されたプリズム
19により反射されて入射側に戻る。プリズム19を透過し
て直進した直線偏光は、ファイバ形光結合器２の出射端
に固定されたプリズム18で反射し、先にプリズム19で反
射した光と合波される。

合波光に含まれる二つの直線偏光は、周波数が互いに
1MHzずれているため、光検出器21で1MHzのビートが生じ
る。このビート成分の位相は、全反射鏡３とファイバ形
光結合器２の出射端との間の距離に１対１に対応する。
このため、この位相を測定することにより、全反射鏡３
の移動量を知ることができる。

制御回路22は、例えば全反射鏡３がλ/2（λ＝0.6328
μｍ）だけ移動するごとに一個のパルス信号を出力す
る。波形メモリ29は、このパルス信号に同期したλ/2ご
とのサンプリング間隔で、ミキサ回路36で得られた干渉
波形をディジタル化して記憶する。したがって、全反射
鏡３の往復運動に対して同じ点からサンプリングを開始
できる。これにより、全反射鏡３の各往復ごとに得られ
るそれぞれの干渉波形も位相がずれて歪むことがなく、
位相のあったコヒーレントな波形となる。したがって、
平均化により、歪みを生じさせることなく信号対雑音比
を改善させることができる。また、取り込む波形が正負
の符号をもつ干渉波形のため、干渉波形内の雑音が加算
されて小さくなり、しかも直流成分は適当な高域通過フ
ィルタを用いて除去できるため、従来装置で問題となっ
た直流バイアスも取り除くことができる。

第３図に実施例装置による出力波形の一例を示す。こ
の波形は、正負の符号をもつ干渉波形について、その絶
対値を求め、包絡線を信号処理部14で計算したものであ
る。従来例装置の出力波形と比較すると、信号対雑音比
が２桁以上改善され、直流バイアスが１桁以上改善され
た。

第４図は本発明第二実施例後方散乱光測定装置のブロ
ック構成図である。

この装置は、全反射鏡３がファイバ形光結合器２に固
定的に取り付けられ、ファイバ形光結合器２の合波光出
射端にバルク形マイケルソン干渉計が設けられたことが
第一実施例と異なる。

すなわちこの装置は、光源１を備え、この光源１の出
射光を被測定光導波路５に入射する入射手段および出射
光から参照光を分岐する光分岐手段としてファイバ形光
結合器２を備え、この参照光を被測定光導波路の入射端
に現れる後方散乱光に合波する光合波手段としてビーム
スプリッタ８、可動プリズム９および固定プリズム10を
備え、後方散乱光と参照光との光路長差を変化させる光
路長差制御手段として可動プリズム９を移動させる移動
台11を備え、光合波手段の出力光を検出する光検出器28
を備え、この光検出器28の出力から被測定光導波路５の
長手方向における後方散乱光の高度分布を求める信号処
理手段としてミキサ回路36、波形メモリ29および信号処
理部14を備える。

また、ファイバ形光結合器２と被測定光導波路５との
間にはファイバ形位相変調器４が設けられ、交流発振器
６から交流電圧が供給される。ファイバ形光結合器２と
ビームスプリッタ８との間にはレンズ７が設けられる。

ここで本実施例の特徴とするところは、プリズム９の
移動により参照光の光路長が一定の値だけ変化する毎に
パルス信号を発生するパルス発生手段として、He−Neレ
ーザ30、1/4波長板31、偏光ビームスプリッタ32、光検
出器33、34およびアップ・ダウンパルス発生器35により
構成されるエンコーダを備え、信号処理部14は、光路長
差の変化により生じる干渉波形をアップ・ダウンパルス
発生器35からのパルス信号に同期して測定する手段と、
この手段の出力値を光路長差が増加する方向と減少する
方向とについて平均化する平均化手段とを含むことにあ
る。

また、第一実施例と同様に、光路長差制御手段により
光路長が変化する部分以外の部分について後方散乱光と
参照光との光路長差の変動を測定する手段としてHe−Ne
レーザ15、ファイバ形光結合器16、ダイクロイックミラ
ー23、光検出器24およびロックインアンプ25を備え、こ
の光路長差が一定となるように少なくとも一方の光路長
を制御する帰還手段として帰還回路26およびファイバ形
位相変調器27を備える。

この実施例では、被測定光導波路５の後方散乱光と参
照光とが、ファイバ形光結合器２により一度合波され
る。この合波光をビームスプリッタ８で分岐すると、双
方に後方散乱光の成分が含まれる。しかし、その強度が
参照光の強度に比較して十分に小さいため、可動プリズ
ム９側に分岐された光を参照光として使用できる。

第５図はエンコーダの原理を示す。

He−Neレーザ30の出射光は、ビームスプリッタ８によ
り二つに分割される。分割された一方は、ビームスプリ
ッタ８を直進し、1/4波長板31を通過し、固定プリズム1
0で反射し、再びビームスプリッタ８に入射する。ビー
ムスプリッタ８で反射した光は、可動プリズム９で反射
して再びビームスプリッタ８に入射し、固定プリズム10
で反射した光に合波される。

He−Neレーザ30の出射光の直線偏光方向をＰとする。
Ｐ方向はｘ軸およびｙ軸に対してそれぞれ45゜傾いてい
る。この出射光がビームスプリッタ８により反射した後
のｘ軸方向およびｙ軸方向の電場成分を第５図（ａ）に
示し、ビームスプリッタ８を透過した後の電場成分を第
５図（ｂ）に示し、ビームスプリッタ８により合波され
た光の電場成分を第５図（ｃ）に示す。ただし、φ_Ａ、
φ_Ｂはバルク形マイケルソン干渉計の各アームを伝搬す
ることにより蓄積される位相を示す。

1/4波長板31はその主軸がｘ軸およびｙ軸に一致する
ように設置され、ｙ軸を伝搬した光がｘ軸を伝搬した光
よりπ/2だけ遅れるように設定される。これにより、1/
4波長板31を透過した光のｘ軸方向の電場成分がであるのに対して、ｙ軸方向の成分がとなる。偏光ビームスプリッタ32の主軸もまた、ｘ軸お
よびｙ軸に一致するように設定される。これにより、偏
光ビームスプリッタ32により分割されて光検出器33、34
に入射する光強度P₁、P₂は、それぞれ、となる。ここで、可動プリズム９が往復運動するため、
（４）式の直流成分を適当なフィルタで除去することが
できる。したがって、光検出器32、33の出力は、となる。ここで、φ_Ａ−φ_Ｂは両アーム間の光路長差に
比例する。

光検出器33、34の出力がcos成分とsin成分とから構成
されるため、アップ・ダウンパルス発生器35は、光検出
器33、34の出力を逓倍し、可動プリズム９がλ/2（λ＝
0Z6328μｍ）だけ移動する毎に一個のパルス信号を発生
させる。波形メモリ29は、このパルス信号に同期して、
ミキサ回路36の出力する干渉波形をディジタル化して記
憶する。ここで、アップ・ダウンパルス発生器35は、カ
ウント零の位置を記憶し、常に零点からパルスを発生さ
せる。このため、可動プリズム９の往復によりサンプリ
ングした干渉波形は位相が一致し、加算による干渉波形
を歪みを防止できる。

第６図はファイバ形光結合器の出射端と被測定光導波
路５との接続を示す図である。

被測定光導波路５は、その両端でフレネル反射を生じ
る。そのため、被測定光導波路５をそのままファイバ形
光結合器２の出射端に取り付けたのでは、その両端近傍
の後方散乱光がフレネル反射によりマスキングされてし
まう。これを避けるために、両者を屈折率補償液38に浸
す。しかし、屈折率補償液38を使用すると、光路長の変
動を測定するための参照光源（He−Neレーザ15）からの
光がほとんど反射されなくなる。そこで、短尺のダミー
光ファイバ37を被測定光導波路５の出射端に連結する。
これにより、被測定光導波路５の両端でのフレネル反射
を抑制するだけでなく、ダミー光ファイバ37の出射端で
参照光源の出射光を反射させる。

ここで、ダミー光ファイバ37の出射端における反射に
より、被測定光導波路５の出射端近傍の後方散乱光がマ
スキングされることを防止する必要がある。このために
は、ダミー光ファイバ37の長さを光源１の出射光のコヒ
ーレント長より十分に長くする。

前述の実施例では、コヒーレント長が50μｍであり、
ダミー光ファイバ37の長さを2cmとした。これにより、
反射によるマスキングを避けてHe−Neレーザ15の出射光
を確実に反射させることができ、固定部分の光路長を安
定に保ったまま干渉波形を測定できるようになった。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の後方散乱光測定装置
は、被測定光導波路内で生じた後方散乱光を高い信号対
雑音比で測定できる。本発明は、光導波路の損失や障害
点を高い精度で測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第一実施例後方散乱光測定装置のブロッ
ク構成図。第２図は位置エンコーダの構造を示す図。第３図は実施例装置の出力波形の一例を示す図。第４図は本発明第二実施例後方散乱光測定装置のブロッ
ク構成図。第５図はエンコーダの原理を示す図。第６図はファイバ形光結合器と被測定光導波路との接続
を示す図。第７図は従来例後方散乱光測定装置のブロック構成図。第８図は従来例装置の出力波形の一例を示す図。１……光源、２、16……ファイバ形光結合器、３……全
反射鏡、４……ファイバ形位相変調器、５……被測定光
導波路、６……交流発振器、７……レンズ、８……ビー
ムスプリッタ、９……可動プリズム、10……固定プリズ
ム、11……移動台、12、21、24、28、33、34……光検出
器、13……選択レベル計、14……信号処理部、15、30…
…He−Neレーザ、17……対物レンズ、18、19……プリズ
ム、20……He−Neゼーマンレーザ、22……制御回路、23
……ダイクロイックミラー、25……ロックインアンプ、
26……帰還回路、27……ファイバ形位相変調器、29……
波形メモリ、31……1/4波長板、32……偏光ビームスプ
リッタ、35……アップ・ダウンパルス発生器、36……ミ
キサ回路、37……ダミー光ファイバ、38……屈折率補償
液。

フロントページの続き (72)発明者内田直也東京都千代田区内幸町１丁目１番６号日本電信電話株式会社内 (56)参考文献特開昭63−196829（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、この光源の出射光を被測定光導波路に入射する入射手段
と、前記出射光から参照光を分岐する光分岐手段と、この参照光を前記被測定光導波路の入射端に現れる後方
散乱光に合波する光合波手段と、前記後方散乱光と前記参照光との光路長差を変化させる
光路長差制御手段と、前記光合波手段の出力光を検出する光検出器と、この光検出器の出力から前記被測定光導波路の長手方向
における後方散乱光の強度分布を求める信号処理手段とを備えた後方散乱光測定装置において、前記光路長差制御手段による光路長差の変化を可干渉光
の干渉を利用して監視し、その可干渉光の波長を基準と
した精度で前記光路長差が一定の値だけ変化する毎にパ
ルス信号を発生するパルス発生手段を備え、前記信号処理手段は、前記光路長差の変化により前記光
合波手段の出力に得られる干渉波形を前記パルス信号に
同期して測定する手段と、この手段の出力値を前記光路
長差が増加する方向と減少する方向とについて平均化す
る平均化手段とを含むことを特徴する後方散乱光測定装置。
【請求項２】前記パルス発生手段は、周波数が異なる直交した二つの直線偏光を出射するゼー
マンレーザと、前記光路長差制御手段による光路長差の変化に対応して
移動する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタで反射された光を入射方向に
戻す第一反射手段と、前記光路長差の変化の原点に対応する位置に固定されて
前記偏光ビームスプリッタを透過した光を入射方向に戻
す第二反射手段と、前記第一反射手段により反射された光と前記第二反射手
段により反射された光との合波光を検出する光検出器
と、この光検出器により検出されるビート周波数の位相を測
定することにより光路長差の変化量を求める手段とを含む請求項１記載の後方散乱光測定装置。
【請求項３】前記パルス発生手段は、可干渉性の光を出射する可干渉性光源と、この可干渉性光源の出射光を二つに分割してそれぞれ後
方散乱光の光路と参照光の光路とに伝搬させる分割手段
と、前記後方散乱光の光路と前記参照光の光路とをそれぞれ
伝搬した可干渉光を合波させる合波器と、この合波器により得られる干渉波形から光路長差の変化
量を求める手段とを含む請求項１記載の後方散乱光測定装置。
【請求項４】前記可干渉光源から出射される光は実質的
に直線偏光であり、前記分割手段により分割された一方の直線偏光を円偏光
に変換する光学波長板と、前記合波器により得られた合
波光を前記可干渉光源からの出射偏光方向と実質的に45
゜ずれた二つの直線偏光成分に分離する偏光ビームスプ
リッタとを備え、前記光路長の変化量を求める手段は、前記偏光ビームス
プリッタにより分離された二つの直線偏光成分をそれぞ
れ検出する光検出器と、この光検出器の出力波形から光
路長差を求める手段とを含む請求項３記載の後方散乱光測定装置。
【請求項５】請求項１記載の後方散乱光測定装置におい
て、前記光路長差制御手段により光路長が変化する部分以外
の部分について後方散乱光と参照光との光路長差の変動
を測定する手段と、この光路長差が一定となるように少なくとも一方の光路
長を制御する帰還手段とを備えたことを特徴とする後方散乱光測定装置。