JP2784468B2 - 光干渉信号抽出装置 - Google Patents
光干渉信号抽出装置Info
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- JP2784468B2 JP2784468B2 JP63176811A JP17681188A JP2784468B2 JP 2784468 B2 JP2784468 B2 JP 2784468B2 JP 63176811 A JP63176811 A JP 63176811A JP 17681188 A JP17681188 A JP 17681188A JP 2784468 B2 JP2784468 B2 JP 2784468B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は被測定光の波長分布等を測定する場合に用
いられる光干渉信号抽出装置に関する。
いられる光干渉信号抽出装置に関する。
「従来の技術」 第４図に従来用いられている光干渉信号抽出装置を示
す。図中10は被測定光を射出する光源、20は光路差を掃
引することができる光干渉計を示す。この例ではマイケ
ルソン干渉計を示すがその他にファブリペロ干渉計を用
いることもできる。
す。図中10は被測定光を射出する光源、20は光路差を掃
引することができる光干渉計を示す。この例ではマイケ
ルソン干渉計を示すがその他にファブリペロ干渉計を用
いることもできる。
マイケルソン干渉計20は分波及び合波動作を行なうハ
ーフミラー21と、固定光路24を形成するための固定ミラ
ー22と、可変光路25を形成するための可動ミラー23とに
よって構成される。
ーフミラー21と、固定光路24を形成するための固定ミラ
ー22と、可変光路25を形成するための可動ミラー23とに
よって構成される。
光源10から出射された被測定光11はハーフミラー21に
よって固定光路24と可変光路25とに分波され、固定光路
24と可動光路25を通った光は再びハーフミラー21によっ
て合波され、その合波された光は受光器30で電気信号SA
に変換される。
よって固定光路24と可変光路25とに分波され、固定光路
24と可動光路25を通った光は再びハーフミラー21によっ
て合波され、その合波された光は受光器30で電気信号SA
に変換される。
ハーフミラー21において合波される際に固定光路24を
通った光と可変光路25を通った光は光路差の違いによっ
て位相差が与えられ、その位相差の違いによって干渉を
起す。光の干渉は可動ミラー23の動きに同期して発生す
る。よって光干渉計20から出力される光は干渉光になっ
ており、この干渉光を受光器30で電気信号に変換するこ
とによって第５図に示すような光干渉信号SAを得ること
ができる。この干渉信号SAを周波数分析することにより
被測定光11のスペクトラムを描かせることができる。
通った光と可変光路25を通った光は光路差の違いによっ
て位相差が与えられ、その位相差の違いによって干渉を
起す。光の干渉は可動ミラー23の動きに同期して発生す
る。よって光干渉計20から出力される光は干渉光になっ
ており、この干渉光を受光器30で電気信号に変換するこ
とによって第５図に示すような光干渉信号SAを得ること
ができる。この干渉信号SAを周波数分析することにより
被測定光11のスペクトラムを描かせることができる。
「発明が解決しようとする課題」 第５図に示した干渉信号は被測定光11の光パワーが安
定し、且つ可動ミラー23の移動速度が一定である場合の
波形を示す。このように被測定光11の光パワーと可動ミ
ラー23の移動とが安定している場合はSN比のよい干渉信
号を得ることができる。
定し、且つ可動ミラー23の移動速度が一定である場合の
波形を示す。このように被測定光11の光パワーと可動ミ
ラー23の移動とが安定している場合はSN比のよい干渉信
号を得ることができる。
これに対し、比測定光11の光パワーが第６図に示すよ
うに変動している場合は干渉信号のSN比が悪くなり、従
って周波数分析してスペクトラムを描かせた場合に、そ
のスペクトラムに被測定光11が持つ光パワーの変動成分
もスペクトラムとして表示され、被測定光11の波長分布
を正確に測定することができない欠点がある。
うに変動している場合は干渉信号のSN比が悪くなり、従
って周波数分析してスペクトラムを描かせた場合に、そ
のスペクトラムに被測定光11が持つ光パワーの変動成分
もスペクトラムとして表示され、被測定光11の波長分布
を正確に測定することができない欠点がある。
又可動ミラー23の移動速度を一定に保つという難しい
課題がある。
課題がある。
この発明の目的は可動ミラー23の移動速度が移動して
も、被測定光が持つ光パワー変動に基づく雑音を除去す
ることができる光干渉信号抽出装置を提供するにある。
も、被測定光が持つ光パワー変動に基づく雑音を除去す
ることができる光干渉信号抽出装置を提供するにある。
「課題を解決するための手段」 この発明の光干渉信号抽出装置は、被観測光が入射さ
れ、その被観測光が２分され、これらの光路差が掃引さ
れ、その光路差が掃引された被観測光の干渉光を出射す
る光干渉計と、 上記被観測光と同一の光路差を有するようにして、基
準光を上記光干渉計に入射する基準光源と、 上記光干渉計より出射される上記被観測光の干渉光を
受光する第１の受光器と、 上記光干渉計より出射される上記基準光の干渉光を受
光する第２の受光器と、 上記第２の受光器からの出力を逓倍してサンプリング
クロックを作成する逓倍器と、 上記第１の受光器からの出力を、上記サンプリングク
ロックでAD変換するAD変換器と、 上記AD変換器の出力から低周波信号を取り出すデジタ
ル低域通過濾波器と、 上記AD変換器の出力を上記低周波信号で除算するデジ
タル除算器と、 上記除算器の出力を高速フーリエ変換する高速フーリ
エ変換器とを具備する。
れ、その被観測光が２分され、これらの光路差が掃引さ
れ、その光路差が掃引された被観測光の干渉光を出射す
る光干渉計と、 上記被観測光と同一の光路差を有するようにして、基
準光を上記光干渉計に入射する基準光源と、 上記光干渉計より出射される上記被観測光の干渉光を
受光する第１の受光器と、 上記光干渉計より出射される上記基準光の干渉光を受
光する第２の受光器と、 上記第２の受光器からの出力を逓倍してサンプリング
クロックを作成する逓倍器と、 上記第１の受光器からの出力を、上記サンプリングク
ロックでAD変換するAD変換器と、 上記AD変換器の出力から低周波信号を取り出すデジタ
ル低域通過濾波器と、 上記AD変換器の出力を上記低周波信号で除算するデジ
タル除算器と、 上記除算器の出力を高速フーリエ変換する高速フーリ
エ変換器とを具備する。
「作 用」 この発明の構成によれば光干渉信号を低域通過波器
で波することによってその出力に光干渉信号の低域成
分を抽出する。この光干渉信号の低域成分は被測定光の
光パワー変動に該当する。
で波することによってその出力に光干渉信号の低域成
分を抽出する。この光干渉信号の低域成分は被測定光の
光パワー変動に該当する。
よってこの低域信号成分で元の光干渉信号を除算する
ことによって、その除算結果に光パワー変動に伴なう雑
音を含まない光干渉信号を抽出することができる。
ことによって、その除算結果に光パワー変動に伴なう雑
音を含まない光干渉信号を抽出することができる。
このように雑音を含まない光干渉信号を得ることがで
きることによって、例えば光スペクトラムを観測する場
合に、光スペクトラムに雑音のスペクトラムが重畳する
ことがない。よって正しい光スペクトラムを観測するこ
とができる。
きることによって、例えば光スペクトラムを観測する場
合に、光スペクトラムに雑音のスペクトラムが重畳する
ことがない。よって正しい光スペクトラムを観測するこ
とができる。
そして基準干渉光をもとにしてサンプリングクロック
を作成することにより、可動ミラーの移動速度の変動の
有無に関わらず、適切な光干渉信号のAD変換を行ってい
る。
を作成することにより、可動ミラーの移動速度の変動の
有無に関わらず、適切な光干渉信号のAD変換を行ってい
る。
「実施例」 第１図にこの発明の前提となる雑音除去の一実施例を
示す。
示す。
第１図において、第４図と対応する部分には同一符号
を付し、その重複説明は省略するが、この発明において
は受光器30から出力される光干渉信号SAを低域通過波
器40に分岐し、この低域通過波器40から光干渉信号SA
の低域成分を抽出する。
を付し、その重複説明は省略するが、この発明において
は受光器30から出力される光干渉信号SAを低域通過波
器40に分岐し、この低域通過波器40から光干渉信号SA
の低域成分を抽出する。
光干渉信号の低域成分は被測定光11の直流的な光パワ
ー変動である。つまり被測定光源10が商用電源で励起さ
れている場合には50乃至60Hz或は100乃至120Hzの雑音が
混入する。また直流点灯の場合でも直流電源電圧の変動
によって低い周波数の光パワー変動が生じる。この光パ
ワー変動を雑音成分SBとして低域通過波器40によって
抽出し、この雑音成分SBを除算器50に入力する。
ー変動である。つまり被測定光源10が商用電源で励起さ
れている場合には50乃至60Hz或は100乃至120Hzの雑音が
混入する。また直流点灯の場合でも直流電源電圧の変動
によって低い周波数の光パワー変動が生じる。この光パ
ワー変動を雑音成分SBとして低域通過波器40によって
抽出し、この雑音成分SBを除算器50に入力する。
除算器50には元の光干渉信号SAも入力され、除算器50
で光干渉信号SAを雑音成分SBで除算する。この除算によ
って出力端51には雑音成分を含まない光干渉信号を抽出
することができる。
で光干渉信号SAを雑音成分SBで除算する。この除算によ
って出力端51には雑音成分を含まない光干渉信号を抽出
することができる。
つまり第２図Ａに示すように被測定光源10の光パワー
が変動しているとすると、光干渉信号SAは第２図Ｂに示
すように低周波の雑音が重畳する。この低周波の雑音を
低域通過波器40で第２図Ｃに示すように抽出し、この
雑音成分SBで元の光干渉信号SAを除算することによって
元の光干渉信号SAから雑音成分SBを除去した第２図Ｄに
示す光干渉信号SCを得ることができる。
が変動しているとすると、光干渉信号SAは第２図Ｂに示
すように低周波の雑音が重畳する。この低周波の雑音を
低域通過波器40で第２図Ｃに示すように抽出し、この
雑音成分SBで元の光干渉信号SAを除算することによって
元の光干渉信号SAから雑音成分SBを除去した第２図Ｄに
示す光干渉信号SCを得ることができる。
このように雑音成分SBを除去した光干渉信号SCを周波
数分析し、その各周波数成分の分布を表示器に表示する
ことによって被測定光11の光スペクトラムを表示するこ
とができる。
数分析し、その各周波数成分の分布を表示器に表示する
ことによって被測定光11の光スペクトラムを表示するこ
とができる。
この光スペクトラムは雑音成分のスペクトラムを含ま
ないから正しい光のスペクトラムを観測することができ
る。
ないから正しい光のスペクトラムを観測することができ
る。
第３図にこの発明の実施例を示す。
この実施例では被測定光11の他に基準光源60から基準
光61を与える。この基準光源60は例えばヘリウム−ネオ
ンレーザのように狭スペクトル特性を持つ光源を用い
る。
光61を与える。この基準光源60は例えばヘリウム−ネオ
ンレーザのように狭スペクトル特性を持つ光源を用い
る。
基準光61も光干渉計20の内部では固定光路24と可変光
路25を通ってハーフミラー21で合波され、干渉光として
取出され、受光器52で受光して電気信号に変換する。
路25を通ってハーフミラー21で合波され、干渉光として
取出され、受光器52で受光して電気信号に変換する。
基準光源60として波長が安定した狭スヘクトル特性の
光を放出する光源を用いれば、可動ミラー23の移動速度
が変動しても、受光器52から出力される基準光干渉信号
SDは、可動ミラー23の移動距離Δ１に対し一定の周期で
正弦波状に変化する。いいかえれば基準光干渉信号SDは
可動ミラー23の一定移動距離毎に目盛りとなるピークを
有している。移動速度が変化した場合、時間軸上におい
てそれらのピークの位置も対応して変化する。
光を放出する光源を用いれば、可動ミラー23の移動速度
が変動しても、受光器52から出力される基準光干渉信号
SDは、可動ミラー23の移動距離Δ１に対し一定の周期で
正弦波状に変化する。いいかえれば基準光干渉信号SDは
可動ミラー23の一定移動距離毎に目盛りとなるピークを
有している。移動速度が変化した場合、時間軸上におい
てそれらのピークの位置も対応して変化する。
基準光源60として狭スペクトル特性の光を射出する光
源を用いることによって受光器52から出力される光干渉
信号SDは振幅値が可動ミラー23の動きに対して大きく変
動しない信号を得ることができる。この基準光干渉信号
をＮ逓倍器53に与え、Ｎ逓倍した信号をサンプリングク
ロックとして取出し、このサンプリングクロックをAD変
換器54に供給し、AD変換器54で受光器30から出力される
被測定光11の光干渉信号SAをAD変換する。
源を用いることによって受光器52から出力される光干渉
信号SDは振幅値が可動ミラー23の動きに対して大きく変
動しない信号を得ることができる。この基準光干渉信号
をＮ逓倍器53に与え、Ｎ逓倍した信号をサンプリングク
ロックとして取出し、このサンプリングクロックをAD変
換器54に供給し、AD変換器54で受光器30から出力される
被測定光11の光干渉信号SAをAD変換する。
このように基準光干渉信号SDから得たサンプリングク
ロックで光干渉信号SAをサンプリングすることにより、
可動ミラーの移動速度の変動に影響されずに移動距離に
対応した光干渉信号のサンプルを順次発生するようにし
ている。
ロックで光干渉信号SAをサンプリングすることにより、
可動ミラーの移動速度の変動に影響されずに移動距離に
対応した光干渉信号のサンプルを順次発生するようにし
ている。
AD変換器54のAD変換出力はディジタルローパスフィル
タ55と、ディジタル除算器56に与える。
タ55と、ディジタル除算器56に与える。
ディジタルローパスフィルタ55は光干渉信号SAの中か
ら低域の雑音成分SBを抽出し、この雑音成分SBを除算器
56に与え、雑音成分SBで元の光干渉信号SAを除算する。
尚この例では光干渉信号SAに係数b0を乗算した場合を示
す。この係数b0は例えば光干渉計20内において固定光路
24と可変光路25の光路差がゼロの近傍における被測定光
11の光パワーの値、又は光路差ゼロの点を中心にその前
後の区間の光パワーの平均値とすることができる。結果
としてこの例では時間の経過と共に刻々変化する雑音成
分SBと光路差ゼロ点付近の光パワーb0の比を光干渉信号
SAに乗算したことと等価となる。
ら低域の雑音成分SBを抽出し、この雑音成分SBを除算器
56に与え、雑音成分SBで元の光干渉信号SAを除算する。
尚この例では光干渉信号SAに係数b0を乗算した場合を示
す。この係数b0は例えば光干渉計20内において固定光路
24と可変光路25の光路差がゼロの近傍における被測定光
11の光パワーの値、又は光路差ゼロの点を中心にその前
後の区間の光パワーの平均値とすることができる。結果
としてこの例では時間の経過と共に刻々変化する雑音成
分SBと光路差ゼロ点付近の光パワーb0の比を光干渉信号
SAに乗算したことと等価となる。
除算器56の出力には雑音成分SBが除去された光干渉信
号SCが出力される。この光干渉信号SCを周波数分析器57
で周波数分析することにより、表示器58に被測定光11の
光スペクトラムを表示することができる。
号SCが出力される。この光干渉信号SCを周波数分析器57
で周波数分析することにより、表示器58に被測定光11の
光スペクトラムを表示することができる。
また包絡線検波器59を設け、この包絡線検波器59で光
干渉信号の振幅の変化を表示器60に表示することによっ
て被測定光11の可干渉性の有無を知ることができる。
干渉信号の振幅の変化を表示器60に表示することによっ
て被測定光11の可干渉性の有無を知ることができる。
更にディジタルローパスフィルタ55の出力をそのまま
表示器61に表示させることによって被測定光11の変動を
観測することができる。
表示器61に表示させることによって被測定光11の変動を
観測することができる。
「発明の効果」 以上説明したようにこの発明によれば被測定光11の光
パワー及び可動ミラー23の移動速度が変動していても、
その変動成分を除去して光スペクトラムを測定すること
ができる。
パワー及び可動ミラー23の移動速度が変動していても、
その変動成分を除去して光スペクトラムを測定すること
ができる。
よって被測定光が持つ光パワー変動が混入しない光ス
ペクトラムを表示することができるため正しい光スペク
トラムの測定を行なうことができる。
ペクトラムを表示することができるため正しい光スペク
トラムの測定を行なうことができる。
第１図はこの発明の前提となる雑音除去の一実施例を説
明するためのブロック図、第２図はこの発明の動作を説
明するための波形図、第３図はこの発明の実施例を説明
するためのブロック図、第４図は従来の技術を説明する
ためのブロック図、第５図及び第６図は光干渉信号の波
形を説明するための波形図である。 10:被測定光源、11:被測定光、20:光干渉計、21:ハーフ
ミラー、22:固定ミラー、23:可動ミラー、24:固定光
路、25:可変光路、30:受光器、40:低域通過波器、50,
56:除算器。
明するためのブロック図、第２図はこの発明の動作を説
明するための波形図、第３図はこの発明の実施例を説明
するためのブロック図、第４図は従来の技術を説明する
ためのブロック図、第５図及び第６図は光干渉信号の波
形を説明するための波形図である。 10:被測定光源、11:被測定光、20:光干渉計、21:ハーフ
ミラー、22:固定ミラー、23:可動ミラー、24:固定光
路、25:可変光路、30:受光器、40:低域通過波器、50,
56:除算器。
Claims (1)
- 【請求項１】被観測光が入射され、その被観測光が２分
され、これらの光路差が掃引され、その光路差が掃引さ
れた被観測光の干渉光を出射する光干渉計と、 上記被観測光と同一の光路差を有するようにして、基準
光を上記光干渉計に入射する基準光源と、 上記光干渉計より出射される上記被観測光の干渉光を受
光する第１の受光器と、 上記光干渉計より出射される上記基準光の干渉光を受光
する第２の受光器と、 上記第２の受光器からの出力を逓倍してサンプリングク
ロックを作成する逓倍器と、 上記第１の受光器からの出力を、上記サンプリングクロ
ックを用いてAD変換するAD変換器と、 上記AD変換器の出力から低周波信号を取り出すデジタル
低域通過濾波器と、 上記AD変換器の出力を上記低周波信号で除算するデジタ
ル除算器と、 上記除算器の出力を高速フーリエ変換する高速フーリエ
変換器とを、 具備して成る光干渉信号抽出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176811A JP2784468B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 光干渉信号抽出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63176811A JP2784468B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 光干渉信号抽出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0227225A JPH0227225A (ja) | 1990-01-30 |
| JP2784468B2 true JP2784468B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16020255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63176811A Expired - Fee Related JP2784468B2 (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 光干渉信号抽出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2784468B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2525982Y2 (ja) * | 1990-07-09 | 1997-02-12 | 株式会社アドバンテスト | 掃引型光干渉装置 |
| JP3750707B2 (ja) * | 1997-09-02 | 2006-03-01 | ソニー株式会社 | スペクトラム拡散信号検出方法および装置 |
| WO2011074452A1 (ja) * | 2009-12-14 | 2011-06-23 | コニカミノルタホールディングス株式会社 | 干渉計及び該干渉計を用いたフーリエ分光分析器 |
| DK2634551T3 (da) * | 2010-10-28 | 2021-07-12 | Foss Analytical As | Interferometer og apparat til fourier-transformations spektroskopisk analyse |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59178325A (ja) * | 1983-03-29 | 1984-10-09 | Shimadzu Corp | フ−リエ変換分光光度計 |
| JPS6212929A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-21 | Olympus Optical Co Ltd | 光学式情報再生装置におけるトラツキングエラ−信号検出装置 |
| JP2649912B2 (ja) * | 1986-06-23 | 1997-09-03 | 株式会社 アドバンテスト | 光デジタルスペクトルアナライザ |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63176811A patent/JP2784468B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0227225A (ja) | 1990-01-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |