JP3221422B2 - 波長分散測定装置 - Google Patents
波長分散測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光部品の群速度分
散の測定法に関し、特に、長距離光ファイバ伝送路など
のような光の入力部と出力部が離れた場所にある光部品
の分散測定法に関する。
散の測定法に関し、特に、長距離光ファイバ伝送路など
のような光の入力部と出力部が離れた場所にある光部品
の分散測定法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高速の光ファイバ通信において、伝送路
光ファイバの群速度分散（以下、分散と云う）が大きな
影響を与えるため、分散値を測定する必要がある。この
ような光部品の分散の測定においては、光に正弦波強度
変調を印加し、伝搬による強度変調成分の遅延の測定値
から分散値を算出する方法が広く用いられている。この
方法は、たとえば、B.Costaらにより、IEEE Journal of
QuantumElectronics誌の第18巻、第10号、1509ページ
に示されている。図１０は、従来の分散測定器の一構成
例を示すブロック図である。この従来例は、図１０に示
すように、波長可変光源４３と、この波長可変光源４３
を強度変調する光変調器２と、光変調器２からの光を被
測定部品５に通過させた出力光の強度を検出するための
光検出器７と、光変調器７に印加した信号と光検出器７
で検出した信号の遅延差を検出するネットワークアナラ
イザ４０とによって構成されている。
光ファイバの群速度分散（以下、分散と云う）が大きな
影響を与えるため、分散値を測定する必要がある。この
ような光部品の分散の測定においては、光に正弦波強度
変調を印加し、伝搬による強度変調成分の遅延の測定値
から分散値を算出する方法が広く用いられている。この
方法は、たとえば、B.Costaらにより、IEEE Journal of
QuantumElectronics誌の第18巻、第10号、1509ページ
に示されている。図１０は、従来の分散測定器の一構成
例を示すブロック図である。この従来例は、図１０に示
すように、波長可変光源４３と、この波長可変光源４３
を強度変調する光変調器２と、光変調器２からの光を被
測定部品５に通過させた出力光の強度を検出するための
光検出器７と、光変調器７に印加した信号と光検出器７
で検出した信号の遅延差を検出するネットワークアナラ
イザ４０とによって構成されている。
【０００３】このように構成された分散測定器において
は、ネットワークアナライザ４０で測定された信号の遅
延量を、波長可変光源４３からの光の波長を少しずつ変
化させながら測定し、遅延量の波長依存性プロファイル
から、特性関数へのフィッティングもしくは隣接点のデ
ータから傾きを算出するなどして、各波長での分散値を
求める。ただし、例としてあげたB.Costaらの文献で
は、波長可変光源４３の波長を変える代わりに、広帯域
発光ダイオードを光源として用い、モノクロメータによ
り単一波長を選択して受光するという構成を採ってい
る。
は、ネットワークアナライザ４０で測定された信号の遅
延量を、波長可変光源４３からの光の波長を少しずつ変
化させながら測定し、遅延量の波長依存性プロファイル
から、特性関数へのフィッティングもしくは隣接点のデ
ータから傾きを算出するなどして、各波長での分散値を
求める。ただし、例としてあげたB.Costaらの文献で
は、波長可変光源４３の波長を変える代わりに、広帯域
発光ダイオードを光源として用い、モノクロメータによ
り単一波長を選択して受光するという構成を採ってい
る。
【０００４】しかしながら、上述したような分散測定器
では、遅延量の測定において、基準信号である光送信器
駆動信号と光検出器出力信号が同一場所になくてはなら
ないため、長距離光ファイバ伝送路のように、光入力部
と光出力部が離れた２地点に存在する光部品の測定は不
可能である。一般に、伝送路光ファイバのような光部品
の入出力端が離れた地点にある光部品の群速度分散を精
度よく測ることは容易ではない。そこで、その対応策と
して、例えば、伝送される信号光に位相変調を施し、こ
の光が被測定光部品を伝搬した後の強度変調成分を測定
することにより、分散値を測定する方式が、A. R. Chra
plyvyらにより Electronics Letters, Vol.22, No.8, p
p.409に示されている。
では、遅延量の測定において、基準信号である光送信器
駆動信号と光検出器出力信号が同一場所になくてはなら
ないため、長距離光ファイバ伝送路のように、光入力部
と光出力部が離れた２地点に存在する光部品の測定は不
可能である。一般に、伝送路光ファイバのような光部品
の入出力端が離れた地点にある光部品の群速度分散を精
度よく測ることは容易ではない。そこで、その対応策と
して、例えば、伝送される信号光に位相変調を施し、こ
の光が被測定光部品を伝搬した後の強度変調成分を測定
することにより、分散値を測定する方式が、A. R. Chra
plyvyらにより Electronics Letters, Vol.22, No.8, p
p.409に示されている。
【０００５】図１１は、この分散測定方式の一例を示す
ブロック図である。この従来例は図１１に示すように、
光源１からの光に光位相変調器２０により周波数ｆの位
相変調を加え、この変調された光を被測定光部品５に伝
搬させ、光検出器７により伝搬光の強度を検出し、その
中に含まれる周波数ｆの成分をスペクトルアナライザ４
２により測定するという構成となっている。このように
構成された波長分散測定器においては、送出光の位相変
調度、変調周波数ｆと光検出器に現れた周波数ｆ成分の
強度から、被測定光部品５の分散を解析式を用いて求め
るという方法を取るため、あらかじめ位相変調度を受信
端に通知しておけば、受信端のみにて分散を求めること
が可能となる。
ブロック図である。この従来例は図１１に示すように、
光源１からの光に光位相変調器２０により周波数ｆの位
相変調を加え、この変調された光を被測定光部品５に伝
搬させ、光検出器７により伝搬光の強度を検出し、その
中に含まれる周波数ｆの成分をスペクトルアナライザ４
２により測定するという構成となっている。このように
構成された波長分散測定器においては、送出光の位相変
調度、変調周波数ｆと光検出器に現れた周波数ｆ成分の
強度から、被測定光部品５の分散を解析式を用いて求め
るという方法を取るため、あらかじめ位相変調度を受信
端に通知しておけば、受信端のみにて分散を求めること
が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来例においては、次のような問題点がある。
すなわち、図１１で用いる光位相変調器２０では、光位
相の変調と同時に光強度の変調がわずかに生じる。これ
を、残留強度変調とよぶ。図１１に示した分散測定法に
おいて残留強度変調があると、この強度変調成分が受信
端において過剰分散量として加えられてしまうため、微
小な分散を正確に測定することが難しい。
たような従来例においては、次のような問題点がある。
すなわち、図１１で用いる光位相変調器２０では、光位
相の変調と同時に光強度の変調がわずかに生じる。これ
を、残留強度変調とよぶ。図１１に示した分散測定法に
おいて残留強度変調があると、この強度変調成分が受信
端において過剰分散量として加えられてしまうため、微
小な分散を正確に測定することが難しい。
【０００７】本発明は、上述したような従来の技術が有
する問題点に鑑みてなされたものであって、残留強度変
調に依存せず、入出力端が離れた地点にある光部品の群
速度分散を、精度よく測定することのできる波長分散測
定器を提供することを目的とする。
する問題点に鑑みてなされたものであって、残留強度変
調に依存せず、入出力端が離れた地点にある光部品の群
速度分散を、精度よく測定することのできる波長分散測
定器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る波長分散測定装置は、時間間隔Ｔで
等しい形状の光パルスを発生するパルス光源であって、
前記光パルスはＮ個ごとに同じ波長であり、連続するＮ
個の光パルスのうち少なくとも１つは他の光パルスと異
なる波長であるパルス光源と、前記パルス光源からの光
パルスが被測定デバイスを通過したのち出力した光の強
度を検出するための光検出器と、前記光検出器からの出
力信号に含まれる直流成分を測定する手段と、ｉはＮ未
満の自然数であり、周波数がｉ／ＮＴの成分のうち、少
なくとも１つの成分の強度を測定する手段とを備え、入
出力端が離れた被測定デバイスの群速度分散を測定する
ことを特徴とする。
に、請求項１に係る波長分散測定装置は、時間間隔Ｔで
等しい形状の光パルスを発生するパルス光源であって、
前記光パルスはＮ個ごとに同じ波長であり、連続するＮ
個の光パルスのうち少なくとも１つは他の光パルスと異
なる波長であるパルス光源と、前記パルス光源からの光
パルスが被測定デバイスを通過したのち出力した光の強
度を検出するための光検出器と、前記光検出器からの出
力信号に含まれる直流成分を測定する手段と、ｉはＮ未
満の自然数であり、周波数がｉ／ＮＴの成分のうち、少
なくとも１つの成分の強度を測定する手段とを備え、入
出力端が離れた被測定デバイスの群速度分散を測定する
ことを特徴とする。
【０００９】また、請求項２に係る波長分散測定装置
は、請求項１記載の波長分散測定装置において、前記パ
ルス光源は、波長の異なる少なくとも２つ以上の複数の
光源と、前記複数の光源からの出力光の強度をおのおの
変調するための複数の光強度変調器と、前記複数の光強
度変調器からの光を合波するための光合波回路とによっ
て構成されていることを特徴とする。
は、請求項１記載の波長分散測定装置において、前記パ
ルス光源は、波長の異なる少なくとも２つ以上の複数の
光源と、前記複数の光源からの出力光の強度をおのおの
変調するための複数の光強度変調器と、前記複数の光強
度変調器からの光を合波するための光合波回路とによっ
て構成されていることを特徴とする。
【００１０】また、請求項３に係る波長分散測定装置
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路との間に
設けられ、外部信号によって、任意量の伝搬遅延を、前
記光強度変調器からの各々の出力信号に与える複数の光
遅延器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り
出す手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出するた
めの第２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力
信号の周波数スペクトルを検出する手段と、前記周波数
スペクトルを検出する手段からの信号によって前記複数
の光遅延器の遅延量を制御する手段とを備え、前記強度
を検出する手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数であ
る周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるよう
に、前記複数の光遅延器の遅延量を制御することを特徴
とする。
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路との間に
設けられ、外部信号によって、任意量の伝搬遅延を、前
記光強度変調器からの各々の出力信号に与える複数の光
遅延器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り
出す手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出するた
めの第２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力
信号の周波数スペクトルを検出する手段と、前記周波数
スペクトルを検出する手段からの信号によって前記複数
の光遅延器の遅延量を制御する手段とを備え、前記強度
を検出する手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数であ
る周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるよう
に、前記複数の光遅延器の遅延量を制御することを特徴
とする。
【００１１】また、請求項４に係る波長分散測定装置
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器を駆動する信号の遅延を外部信号によ
って任意に変化させる複数の遅延器と、前記光合波回路
の出力の一部を分岐して取り出す手段と、前記光合波回
路の出力の一部を検出するための第２の光検出器と、前
記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトルを
検出する手段と、前記周波数スペクトルを検出する手段
からの信号によって前記複数の遅延器の遅延量を制御す
る手段とを備え、前記強度を検出する手段にて検出し
た、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ／ＮＴの成分の
強度がすべて最小となるように、前記複数の遅延器の遅
延量を制御することを特徴とする。
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器を駆動する信号の遅延を外部信号によ
って任意に変化させる複数の遅延器と、前記光合波回路
の出力の一部を分岐して取り出す手段と、前記光合波回
路の出力の一部を検出するための第２の光検出器と、前
記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトルを
検出する手段と、前記周波数スペクトルを検出する手段
からの信号によって前記複数の遅延器の遅延量を制御す
る手段とを備え、前記強度を検出する手段にて検出し
た、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ／ＮＴの成分の
強度がすべて最小となるように、前記複数の遅延器の遅
延量を制御することを特徴とする。
【００１２】また、請求項５に係る波長分散測定装置
は、請求項１記載の波長分散測定装置において、前記パ
ルス光源は、光源と、前記光源からの出力光の強度を変
調する光強度変調器と、前記光強度変調器からの光を複
数に分岐するための光分岐回路と、前記光分岐回路の複
数の出力のうちの少なくとも１つに接続され光の位相も
しくは周波数を変調する光変調器と、前記光変調器から
の出力光および前記光分岐回路の出力のうち前記光変調
器が接続されない出力からの光を合波する光合波回路を
備えたことを特徴とする。
は、請求項１記載の波長分散測定装置において、前記パ
ルス光源は、光源と、前記光源からの出力光の強度を変
調する光強度変調器と、前記光強度変調器からの光を複
数に分岐するための光分岐回路と、前記光分岐回路の複
数の出力のうちの少なくとも１つに接続され光の位相も
しくは周波数を変調する光変調器と、前記光変調器から
の出力光および前記光分岐回路の出力のうち前記光変調
器が接続されない出力からの光を合波する光合波回路を
備えたことを特徴とする。
【００１３】また、請求項６に係る波長分散測定装置
は、請求項５記載の波長分散測定装置において、前記光
分岐回路の出力の後もしくは前記光合波回路の入力の前
に設けられ、それぞれ任意の伝搬遅延を与える複数の光
遅延器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り
出す手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出する第
２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力信号の
周波数スペクトルを検出する手段と、前記スペクトルを
検出する手段からの信号によって前記複数の光遅延器の
遅延量を制御する制御器とを備え、前記強度を検出する
手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ
／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるように、前記複
数の光遅延器の遅延量を制御することを特徴とする。
は、請求項５記載の波長分散測定装置において、前記光
分岐回路の出力の後もしくは前記光合波回路の入力の前
に設けられ、それぞれ任意の伝搬遅延を与える複数の光
遅延器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り
出す手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出する第
２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力信号の
周波数スペクトルを検出する手段と、前記スペクトルを
検出する手段からの信号によって前記複数の光遅延器の
遅延量を制御する制御器とを備え、前記強度を検出する
手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ
／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるように、前記複
数の光遅延器の遅延量を制御することを特徴とする。
【００１４】また、請求項７に係る波長分散測定装置
は、強度が周期Ｔで変調され強度の最大点における波長
がＮ個ごとに同じで、連続するＮ個の強度の最大点での
波長のうち、少なくとも１つは他の強度の最大点での波
長と異なる光を出力する測定光源と、前記測定光源から
の光が被測定デバイスを通過したのち出力した光の強度
を検出する光検出器と、前記光検出器からの出力信号に
含まれる直流成分を測定する手段と、ｉはＮ未満の自然
数である周波数がｉ／ＮＴの成分のうち少なくとも１つ
の強度を測定する手段とを備えたことを特徴とする。
は、強度が周期Ｔで変調され強度の最大点における波長
がＮ個ごとに同じで、連続するＮ個の強度の最大点での
波長のうち、少なくとも１つは他の強度の最大点での波
長と異なる光を出力する測定光源と、前記測定光源から
の光が被測定デバイスを通過したのち出力した光の強度
を検出する光検出器と、前記光検出器からの出力信号に
含まれる直流成分を測定する手段と、ｉはＮ未満の自然
数である周波数がｉ／ＮＴの成分のうち少なくとも１つ
の強度を測定する手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】また、請求項８に係る波長分散測定装置
は、請求項１または請求項７記載の波長分散測定装置に
おいて、前記パルス光源もしくは前記測定光源は、光源
と、周期Ｔの信号で駆動され、前記光源からの出力光の
強度を変調する光強度変調器と、周期ＮＴの信号で駆動
され、前記光強度変調器からの出力光の位相もしくは周
波数を変調するための光変調器と、によって構成されて
いることを特徴とする。
は、請求項１または請求項７記載の波長分散測定装置に
おいて、前記パルス光源もしくは前記測定光源は、光源
と、周期Ｔの信号で駆動され、前記光源からの出力光の
強度を変調する光強度変調器と、周期ＮＴの信号で駆動
され、前記光強度変調器からの出力光の位相もしくは周
波数を変調するための光変調器と、によって構成されて
いることを特徴とする。
【００１６】また、請求項９に係る波長分散測定装置
は、請求項１または請求項７記載の波長分散測定装置に
おいて、前記パルス光源もしくは前記測定光源は、周期
ＮＴの信号で駆動され、前記信号の大きさに応じて発す
る光の波長が変化する光源と、周期Ｔの信号で駆動さ
れ、前記光源からの出力光の強度を変調する光強度変調
器とによって構成されていることを特徴とする。
は、請求項１または請求項７記載の波長分散測定装置に
おいて、前記パルス光源もしくは前記測定光源は、周期
ＮＴの信号で駆動され、前記信号の大きさに応じて発す
る光の波長が変化する光源と、周期Ｔの信号で駆動さ
れ、前記光源からの出力光の強度を変調する光強度変調
器とによって構成されていることを特徴とする。
【００１７】また、請求項１０に係る波長分散測定装置
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路との間に
設けられ、外部信号によって、任意量の減衰を、前記光
強度変調器からの各々の出力信号に与える複数の光減衰
器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す
手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出するための
第２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力信号
の周波数スペクトルを検出する手段と、前記周波数スペ
クトルを検出する手段からの信号によって前記複数の光
減衰器の減衰量を制御する手段とを備え、前記強度を検
出する手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数である周
波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるように、
前記複数の光減衰器の減衰量を制御することを特徴とす
る。
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路との間に
設けられ、外部信号によって、任意量の減衰を、前記光
強度変調器からの各々の出力信号に与える複数の光減衰
器と、前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す
手段と、前記光合波回路の出力の一部を検出するための
第２の光検出器と、前記第２の光検出器からの出力信号
の周波数スペクトルを検出する手段と、前記周波数スペ
クトルを検出する手段からの信号によって前記複数の光
減衰器の減衰量を制御する手段とを備え、前記強度を検
出する手段にて検出した、ｉはＮ未満の自然数である周
波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小となるように、
前記複数の光減衰器の減衰量を制御することを特徴とす
る。
【００１８】また、請求項１１に係る波長分散測定装置
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器を駆動する信号の振幅を外部信号によ
って任意に変化させる複数の増幅器と、前記光合波回路
の出力の一部を分岐して取り出す手段と、前記光合波回
路の出力の一部を検出するための第２の光検出器と、前
記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトルを
検出する手段と、前記周波数スペクトルを検出する手段
からの信号によって前記複数の増幅器からの電気信号振
幅を制御する手段とを備え、前記強度を検出する手段に
て検出した、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ／ＮＴ
の成分の強度がすべて最小となるように、前記複数の増
幅器からの電気信号振幅を制御することを特徴とする。
は、請求項２記載の波長分散測定装置において、前記複
数の光強度変調器を駆動する信号の振幅を外部信号によ
って任意に変化させる複数の増幅器と、前記光合波回路
の出力の一部を分岐して取り出す手段と、前記光合波回
路の出力の一部を検出するための第２の光検出器と、前
記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトルを
検出する手段と、前記周波数スペクトルを検出する手段
からの信号によって前記複数の増幅器からの電気信号振
幅を制御する手段とを備え、前記強度を検出する手段に
て検出した、ｉはＮ未満の自然数である周波数ｉ／ＮＴ
の成分の強度がすべて最小となるように、前記複数の増
幅器からの電気信号振幅を制御することを特徴とする。
【００１９】上記のように構成された本発明の波長分散
測定装置においては、図６の、分散測定に用いる光源の
強度及び波長変化を示す図のように、周期Ｔで強度が変
調された光または光パルス列が被測定デバイスへと入射
される。また、このパルス列のピーク部の波長はＮ個毎
に等しく、Ｎ個の連続するピーク部の波長のうち、少な
くとも１つは他と異なる波長を有している。尚、図６で
はＮ＝３の場合を示している。
測定装置においては、図６の、分散測定に用いる光源の
強度及び波長変化を示す図のように、周期Ｔで強度が変
調された光または光パルス列が被測定デバイスへと入射
される。また、このパルス列のピーク部の波長はＮ個毎
に等しく、Ｎ個の連続するピーク部の波長のうち、少な
くとも１つは他と異なる波長を有している。尚、図６で
はＮ＝３の場合を示している。
【００２０】被測定デバイスへの入射パルス列のスペク
トルには、図７の、分散測定に用いる光源を自乗検波し
て得られた信号のスペクトルを示す図のように、基本周
波数１／Ｔ以下のスペクトルは現れない。被測定物に分
散がある場合、連続するＮ個の波長ピークがそれぞれ波
長と分散量に応じた異なる群速度で伝搬する。このた
め、被測定物の出力の後では、図８の、分散測定に用い
る光源を、分散のある光部品に通して得られる光の強度
及び波長変化を示す図のように、強度ピーク部が不等間
隔となる。さらに、このパルス列の強度を検出すると、
図９の、分散測定に用いる光源を、分散のある光部品に
通して得られる光を自乗検波して得られた信号のスペク
トルを示す図のように、そのスペクトル中には、ｉ／Ｎ
Ｔ（ｉは１からＮ−１の整数）の成分が現れる。
トルには、図７の、分散測定に用いる光源を自乗検波し
て得られた信号のスペクトルを示す図のように、基本周
波数１／Ｔ以下のスペクトルは現れない。被測定物に分
散がある場合、連続するＮ個の波長ピークがそれぞれ波
長と分散量に応じた異なる群速度で伝搬する。このた
め、被測定物の出力の後では、図８の、分散測定に用い
る光源を、分散のある光部品に通して得られる光の強度
及び波長変化を示す図のように、強度ピーク部が不等間
隔となる。さらに、このパルス列の強度を検出すると、
図９の、分散測定に用いる光源を、分散のある光部品に
通して得られる光を自乗検波して得られた信号のスペク
トルを示す図のように、そのスペクトル中には、ｉ／Ｎ
Ｔ（ｉは１からＮ−１の整数）の成分が現れる。
【００２１】検出される強度は、送出光の強度プロファ
イル、波長変化、および分散によって決定されるので、
送出光プロファイル、および波長変化をあらかじめ決め
ておけば、検出されるｉ／ＮＴのスペクトル強度を用い
て、解析的に分散量を求めることができる。これによ
り、図１１に示す従来の分散測定方式に比べると、本発
明では、分散測定に用いる光に周波数変調のＮ倍の強度
変調を印加し、特に短パルス化することにより、あらか
じめ異なる波長の２つの光から切り出したパルスを重ね
あわせることができるため、送出光の位相変化に同期す
る強度変化成分を生じさせないようにすることができ
る。
イル、波長変化、および分散によって決定されるので、
送出光プロファイル、および波長変化をあらかじめ決め
ておけば、検出されるｉ／ＮＴのスペクトル強度を用い
て、解析的に分散量を求めることができる。これによ
り、図１１に示す従来の分散測定方式に比べると、本発
明では、分散測定に用いる光に周波数変調のＮ倍の強度
変調を印加し、特に短パルス化することにより、あらか
じめ異なる波長の２つの光から切り出したパルスを重ね
あわせることができるため、送出光の位相変化に同期す
る強度変化成分を生じさせないようにすることができ
る。
【００２２】また、本発明では、測定光にあらかじめ印
加した強度変調のスペクトルと、波長分散を受けて変化
した強度スペクトルの差分を測定することを特徴として
いるため、強度変調器を用いることが必須である。した
がって、この結果、位相変調器などを用いて波長を変え
る場合に余分な強度変化が生じても、それを補償するこ
とが可能であるという作用も同時に有することになる。
加した強度変調のスペクトルと、波長分散を受けて変化
した強度スペクトルの差分を測定することを特徴として
いるため、強度変調器を用いることが必須である。した
がって、この結果、位相変調器などを用いて波長を変え
る場合に余分な強度変化が生じても、それを補償するこ
とが可能であるという作用も同時に有することになる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に
おける分散測定器の第１の実施の形態を示すブロック図
である。図１に示すように、この実施の形態の構成は、
パルス光源部１１と、このパルス光源部１１の出力光を
通過させる被測定光部品５と、この被測定光部品５の分
散光を検出する分散検出部１７とから成っている。パル
ス光源部１１は、波長の異なる半導体レーザ１−ａ〜１
−ｃと、これらの半導体レーザ１−ａ〜１−ｃからの光
をおのおの変調するためのＬＮ強度変調器２−ａ〜２−
ｃと、各々のＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃを駆動する
電気信号３と、ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃからの出
力光を合波する光カプラ４とによって構成されている。
また、分散検出部１７は、パルス光源１１からの光が被
測定光部品５を通った出力光を検波するフォトダイオー
ド７と、フォトダイオード７で検出された電気信号に含
まれる特定の周波数成分を抜き出すバンドパスフィルタ
８と、この周波数成分強度を検出するパワーメータ９
と、フォトダイオード７に流れる平均電流値を検出する
ための電流計６と、電流計６で測定された平均電流値と
パワーメータ９で測定された周波数成分強度とから分散
値を算出する計算機１０とによって構成されている。
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に
おける分散測定器の第１の実施の形態を示すブロック図
である。図１に示すように、この実施の形態の構成は、
パルス光源部１１と、このパルス光源部１１の出力光を
通過させる被測定光部品５と、この被測定光部品５の分
散光を検出する分散検出部１７とから成っている。パル
ス光源部１１は、波長の異なる半導体レーザ１−ａ〜１
−ｃと、これらの半導体レーザ１−ａ〜１−ｃからの光
をおのおの変調するためのＬＮ強度変調器２−ａ〜２−
ｃと、各々のＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃを駆動する
電気信号３と、ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃからの出
力光を合波する光カプラ４とによって構成されている。
また、分散検出部１７は、パルス光源１１からの光が被
測定光部品５を通った出力光を検波するフォトダイオー
ド７と、フォトダイオード７で検出された電気信号に含
まれる特定の周波数成分を抜き出すバンドパスフィルタ
８と、この周波数成分強度を検出するパワーメータ９
と、フォトダイオード７に流れる平均電流値を検出する
ための電流計６と、電流計６で測定された平均電流値と
パワーメータ９で測定された周波数成分強度とから分散
値を算出する計算機１０とによって構成されている。
【００２４】次に、このように構成された分散測定器の
動作について説明する。まず、半導体レーザ１−ａ〜１
−ｃは強度一定の光を発し、これらの光は、それぞれ、
ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃに入力され、パルス幅が
Ｔ以下でパルス間隔がＮＴで入力される電気信号３によ
って、各々の光はパルス化された後、光カプラ４により
合波される。すなわち、光カプラ４によって、図１に示
すパルス光源波形１２のように、等間隔Ｔで並ぶパルス
列が形成される。このとき、パルス列が等間隔に並ぶよ
う、ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃへ印加される電気信
号３の位相、およびＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃから
光カプラ４までの長さを調整する。
動作について説明する。まず、半導体レーザ１−ａ〜１
−ｃは強度一定の光を発し、これらの光は、それぞれ、
ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃに入力され、パルス幅が
Ｔ以下でパルス間隔がＮＴで入力される電気信号３によ
って、各々の光はパルス化された後、光カプラ４により
合波される。すなわち、光カプラ４によって、図１に示
すパルス光源波形１２のように、等間隔Ｔで並ぶパルス
列が形成される。このとき、パルス列が等間隔に並ぶよ
う、ＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃへ印加される電気信
号３の位相、およびＬＮ強度変調器２−ａ〜２−ｃから
光カプラ４までの長さを調整する。
【００２５】次に、生成された光パルス列１２を被測定
光部品５に通して得られた光をフォトダイオード７にて
検出し、検出信号に含まれる周波数がｉ／ＮＴ（ｉは１
〜Ｎ−１の整数）成分の強度をバンドパスフィルタ８と
パワーメータ９により検出する。さらに、フォトダイオ
ード７に流れる平均光電流を電流計６により測定する。
そして、測定された周波数のｉ／ＮＴ成分の強度、平均
光電流、およびパルス形状と光源周波数の情報から、被
測定光部品５の分散量を次の式（１）から計算すること
ができる。
光部品５に通して得られた光をフォトダイオード７にて
検出し、検出信号に含まれる周波数がｉ／ＮＴ（ｉは１
〜Ｎ−１の整数）成分の強度をバンドパスフィルタ８と
パワーメータ９により検出する。さらに、フォトダイオ
ード７に流れる平均光電流を電流計６により測定する。
そして、測定された周波数のｉ／ＮＴ成分の強度、平均
光電流、およびパルス形状と光源周波数の情報から、被
測定光部品５の分散量を次の式（１）から計算すること
ができる。
【００２６】
【数１】 （１）
【００２７】例えば、Ｎ＝２で、変調パルス形状が式
（１）に示すレイズドコサイン形状で、２つのレーザの
波長がΔλ(nm)離れており、光検出器の検出効率が１
（Ａ／Ｗ）の場合、被測定光部品５の分散がＤ（s/nm)
に対して、フォトダイオード７に流れる電流の平均値i
(av)は、次の式（２）のようになる。
（１）に示すレイズドコサイン形状で、２つのレーザの
波長がΔλ(nm)離れており、光検出器の検出効率が１
（Ａ／Ｗ）の場合、被測定光部品５の分散がＤ（s/nm)
に対して、フォトダイオード７に流れる電流の平均値i
(av)は、次の式（２）のようになる。
【００２８】
【数２】 （２）
【００２９】一方、電流中の周波数1/2T成分のパワー|I
(1/2T)|２は、次の式（３）のようになる。
(1/2T)|２は、次の式（３）のようになる。
【００３０】
【数３】 （３）
【００３１】よって、式（３）により、パワー|I(1/2T)
|２の測定値より分散Ｄを算出することができる。
|２の測定値より分散Ｄを算出することができる。
【００３２】図１に示す第１の実施の形態において、光
検出器（フォトダイオード）７で検出した信号のうち、
電流計６により平均レベルを検出する機能と、バンドパ
スフィルタ８とパワーメータ９によって周波数1/2T成分
の強度を検出する機能は、電気スペクトルアナライザを
用いた信号スペクトルの測定によって代替することがで
きる。
検出器（フォトダイオード）７で検出した信号のうち、
電流計６により平均レベルを検出する機能と、バンドパ
スフィルタ８とパワーメータ９によって周波数1/2T成分
の強度を検出する機能は、電気スペクトルアナライザを
用いた信号スペクトルの測定によって代替することがで
きる。
【００３３】次に、本発明における波長分散測定装置の
第２の実施の形態について説明する。図２は、複数の光
源を用い、さらにパルス間隔制御を適用した、本発明の
第２の実施の形態を示す回路図である。すなわち、図１
に示す第１の実施の形態において、温度変動などで、光
強度変調器２−ａ〜２ーｃに印加される電気信号３の位
相が変化したり、光強度変調器２−ａ〜２ーｃと光カプ
ラ４との間の距離が伸び縮みすることによって、パルス
列１２の間隔が不揃いになり、これによって生じる測定
精度の低下を回避するために適用されるのが、図２の第
２の実施の形態の回路である。
第２の実施の形態について説明する。図２は、複数の光
源を用い、さらにパルス間隔制御を適用した、本発明の
第２の実施の形態を示す回路図である。すなわち、図１
に示す第１の実施の形態において、温度変動などで、光
強度変調器２−ａ〜２ーｃに印加される電気信号３の位
相が変化したり、光強度変調器２−ａ〜２ーｃと光カプ
ラ４との間の距離が伸び縮みすることによって、パルス
列１２の間隔が不揃いになり、これによって生じる測定
精度の低下を回避するために適用されるのが、図２の第
２の実施の形態の回路である。
【００３４】図２に示すように、第２の実施の形態は、
第１の実施の形態に加えて、光強度変調器２−ｂ〜２−
ｃと光カプラ４の間に配置した可変光遅延器１３−ａ〜
１３−ｂと、光カプラ４の出力端とは異なるポートから
出力される光を検出するための第２のフォトダイオード
１４と、このフォトダイオード１４で検出された信号の
ｉ／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分を検
出するための電気スペクトルアナライザ１５と、可変光
遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量を制御する制御器１
６とを備えている。
第１の実施の形態に加えて、光強度変調器２−ｂ〜２−
ｃと光カプラ４の間に配置した可変光遅延器１３−ａ〜
１３−ｂと、光カプラ４の出力端とは異なるポートから
出力される光を検出するための第２のフォトダイオード
１４と、このフォトダイオード１４で検出された信号の
ｉ／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分を検
出するための電気スペクトルアナライザ１５と、可変光
遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量を制御する制御器１
６とを備えている。
【００３５】パルスが正しく等間隔Ｔで整列している場
合にはフォトダイオード１４で検出された信号にｉ／Ｎ
Ｔ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分は含まれな
いが、パルス間隔が等しくなくなると、ｉ／ＮＴ（ｉは
１からＮ−１の整数）の周波数成分のうち少なくとも１
つは、強度がゼロでない成分が現れるようになるため、
これらの周波数成分の強度がゼロとなるように、制御器
１６によって可変光遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量
を制御するという動作を行う。尚、第２の実施の形態で
は、制御を行うための光信号を光カプラ４の出力端では
ないポートからの出力光としているが、例えば、光カプ
ラ４の出力の後に、新たに第２の光カプラを設けて光を
分岐し制御信号を得るという形態としてもよいことは容
易に想像できる。
合にはフォトダイオード１４で検出された信号にｉ／Ｎ
Ｔ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分は含まれな
いが、パルス間隔が等しくなくなると、ｉ／ＮＴ（ｉは
１からＮ−１の整数）の周波数成分のうち少なくとも１
つは、強度がゼロでない成分が現れるようになるため、
これらの周波数成分の強度がゼロとなるように、制御器
１６によって可変光遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量
を制御するという動作を行う。尚、第２の実施の形態で
は、制御を行うための光信号を光カプラ４の出力端では
ないポートからの出力光としているが、例えば、光カプ
ラ４の出力の後に、新たに第２の光カプラを設けて光を
分岐し制御信号を得るという形態としてもよいことは容
易に想像できる。
【００３６】また、この実施の形態で用いる可変光遅延
器１３−ａ〜ｂによって各波長の信号の遅延を調整して
いるが、代わりに、電気信号３の位相を別の遅延器によ
って調整してもよい。図１２は、複数の光源を用い、さ
らにパルス間隔制御を適用する本発明の第２の実施の形
態において、駆動信号に遅延を与えた実施例を示す図で
ある。すなわち、図１２に示すように、光強度変調器２
−ａ〜２ーｃに印加する電気信号３の位相を、別に設け
た遅延器１８−ａ〜１８−ｂによって調整を行っても、
等価な作用が得られることは容易に想像できる。
器１３−ａ〜ｂによって各波長の信号の遅延を調整して
いるが、代わりに、電気信号３の位相を別の遅延器によ
って調整してもよい。図１２は、複数の光源を用い、さ
らにパルス間隔制御を適用する本発明の第２の実施の形
態において、駆動信号に遅延を与えた実施例を示す図で
ある。すなわち、図１２に示すように、光強度変調器２
−ａ〜２ーｃに印加する電気信号３の位相を、別に設け
た遅延器１８−ａ〜１８−ｂによって調整を行っても、
等価な作用が得られることは容易に想像できる。
【００３７】また、この実施の形態で問題としている測
定精度の低下は、パルス列間隔の不揃いだけでなく、パ
ルスの強度の不揃いによっても生じる。この影響を回避
するために、図２に示す実施形態における可変光遅延器
１３−ａ〜ｂの代わりに、外部信号によって各波長の強
度を変化させることのできる光減衰器を配置すればよ
い。制御は、図２に示す実施例同様、合波されたパルス
列を第２のフォトダイオードで受信したときに生じるｉ
／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分の強度
をゼロとするように、制御器１６によって光減衰器の減
衰量を制御するという動作を行う。ここで用いる光減衰
器は、ゲインを可変とする光増幅器としても同様の効果
が得られることは、容易に想像できる。
定精度の低下は、パルス列間隔の不揃いだけでなく、パ
ルスの強度の不揃いによっても生じる。この影響を回避
するために、図２に示す実施形態における可変光遅延器
１３−ａ〜ｂの代わりに、外部信号によって各波長の強
度を変化させることのできる光減衰器を配置すればよ
い。制御は、図２に示す実施例同様、合波されたパルス
列を第２のフォトダイオードで受信したときに生じるｉ
／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分の強度
をゼロとするように、制御器１６によって光減衰器の減
衰量を制御するという動作を行う。ここで用いる光減衰
器は、ゲインを可変とする光増幅器としても同様の効果
が得られることは、容易に想像できる。
【００３８】さらに、図２の実施形態におけるパルス強
度の不揃いによって生じる測定精度の低下は、光変調器
印加電気信号の振幅を制御することによっても回避する
ことができる。この場合、図１２に示す実施例にて用い
た電気信号３に遅延を与える遅延器の代わりに、外部信
号によって電気信号の振幅を可変とする増幅器もしくは
電気回路減衰器を配置し、合波されたパルス列を第２の
フォトダイオードで受信したときに生じるｉ／ＮＴ（ｉ
は１からＮ−１の整数）の周波数成分の強度をゼロとす
るように、制御器１６によって光減衰器の減衰量を制御
するという動作を行えばよい。
度の不揃いによって生じる測定精度の低下は、光変調器
印加電気信号の振幅を制御することによっても回避する
ことができる。この場合、図１２に示す実施例にて用い
た電気信号３に遅延を与える遅延器の代わりに、外部信
号によって電気信号の振幅を可変とする増幅器もしくは
電気回路減衰器を配置し、合波されたパルス列を第２の
フォトダイオードで受信したときに生じるｉ／ＮＴ（ｉ
は１からＮ−１の整数）の周波数成分の強度をゼロとす
るように、制御器１６によって光減衰器の減衰量を制御
するという動作を行えばよい。
【００３９】図３は、パルス光源部に用いる光源を１つ
とし、変調器にて周波数差を与えた本発明の第３の実施
の形態を示す図である。第３の実施の形態は、図３に示
すように、半導体レーザ１と、この半導体レーザ１から
の光を変調するためのＬＮ強度変調器（光強度変調器）
２と、ＬＮ強度変調器２を駆動する電気信号３と、ＬＮ
強度変調器２からの出力光をＮ分岐する光カプラ４と、
光カプラ４の出力からの光に、おのおの周波数変移を与
えるためのＬＮ位相変調器（光位相変調器）２０−ａ〜
２０−ｂと、ＬＮ位相変調器２０−ａ〜２０−ｂをおの
おの駆動するための電気信号２１−ａ〜２１−ｂと、Ｌ
Ｎ位相変調器２０−ａ〜２０−ｂからの光に、おのおの
遅延を与える可変光遅延器１３−ａ〜１３−ｂと、可変
光遅延器１３−ａ〜１３−ｂからの出力光を合波する光
カプラ４と、光カプラ４の出力端とは異なるポートから
出力される光を検出するための第２のフォトダイオード
１４と、第２のフォトダイオード１４で検出された信号
のｉ／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分を
検出するための電気スペクトルアナライザ１５と、可変
光遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量を制御する制御器
１６とで構成されるパルス光源１１と、パルス光源１１
からの光が被測定光部品５を通った出力光を検波して分
散を検出する分散検出部１７とから成っている。
とし、変調器にて周波数差を与えた本発明の第３の実施
の形態を示す図である。第３の実施の形態は、図３に示
すように、半導体レーザ１と、この半導体レーザ１から
の光を変調するためのＬＮ強度変調器（光強度変調器）
２と、ＬＮ強度変調器２を駆動する電気信号３と、ＬＮ
強度変調器２からの出力光をＮ分岐する光カプラ４と、
光カプラ４の出力からの光に、おのおの周波数変移を与
えるためのＬＮ位相変調器（光位相変調器）２０−ａ〜
２０−ｂと、ＬＮ位相変調器２０−ａ〜２０−ｂをおの
おの駆動するための電気信号２１−ａ〜２１−ｂと、Ｌ
Ｎ位相変調器２０−ａ〜２０−ｂからの光に、おのおの
遅延を与える可変光遅延器１３−ａ〜１３−ｂと、可変
光遅延器１３−ａ〜１３−ｂからの出力光を合波する光
カプラ４と、光カプラ４の出力端とは異なるポートから
出力される光を検出するための第２のフォトダイオード
１４と、第２のフォトダイオード１４で検出された信号
のｉ／ＮＴ（ｉは１からＮ−１の整数）の周波数成分を
検出するための電気スペクトルアナライザ１５と、可変
光遅延器１３−ａ〜１３−ｂの遅延量を制御する制御器
１６とで構成されるパルス光源１１と、パルス光源１１
からの光が被測定光部品５を通った出力光を検波して分
散を検出する分散検出部１７とから成っている。
【００４０】第３の実施の形態は、基本的な動作は図１
に示した第１の実施の形態と同じであり、次の点が相違
している。すなわち、図１に示す第１の実施の形態にお
いて複数の光波長の光源を用いた代わりに、図３に示す
第３の実施の形態では、単一光源からの光にパルス強度
変調を印加したのち分岐し、分岐した複数の出力光にそ
れぞれ、周波数変移を与えるという構成にしてある。
に示した第１の実施の形態と同じであり、次の点が相違
している。すなわち、図１に示す第１の実施の形態にお
いて複数の光波長の光源を用いた代わりに、図３に示す
第３の実施の形態では、単一光源からの光にパルス強度
変調を印加したのち分岐し、分岐した複数の出力光にそ
れぞれ、周波数変移を与えるという構成にしてある。
【００４１】第３の実施の形態では、周波数偏移を与え
るために、図３のように、光位相変調器２０−ａ〜２０
−ｂに鋸歯状の電気信号２１−ａ〜２１−ｂを加えるこ
とによって、印加電圧変化の傾きに応じた周波数偏移を
与えている。また、第２のフォトダイオード１４と、電
気スペクトルアナライザ１５と、制御器１６は、第１の
実施の形態で述べたように、パルス光源１１から発する
パルス間隔をそろえる制御を行う役割のものであり、パ
ルス間隔が変動しない場合には、これらを含まない構成
とすることができる。
るために、図３のように、光位相変調器２０−ａ〜２０
−ｂに鋸歯状の電気信号２１−ａ〜２１−ｂを加えるこ
とによって、印加電圧変化の傾きに応じた周波数偏移を
与えている。また、第２のフォトダイオード１４と、電
気スペクトルアナライザ１５と、制御器１６は、第１の
実施の形態で述べたように、パルス光源１１から発する
パルス間隔をそろえる制御を行う役割のものであり、パ
ルス間隔が変動しない場合には、これらを含まない構成
とすることができる。
【００４２】次に、本発明の波長分散測定装置の第４の
実施の形態を説明する。図４は、単一の光源と単一の周
波数変化手段を用いた、本発明の第４の実施の形態を示
す図である。本実施の形態は図４に示すように、測定光
源部３０と、この測定光源部３０からの光が被測定光部
品５を通った出力光を検波して分散を検出する分散検出
部１９とによって構成されている。また、測定光源部３
０は、半導体レーザ１と、半導体レーザからの光を変調
するためのＬＮ強度変調器（光強度変調器）２と、ＬＮ
強度変調器２を駆動する電気信号３と、ＬＮ強度変調器
２からの出力光に周波数変移を与えるためのＬＮ位相変
調器（光位相変調器）２０と、ＬＮ位相変調器２０を駆
動する電気信号２１とによって構成されている。
実施の形態を説明する。図４は、単一の光源と単一の周
波数変化手段を用いた、本発明の第４の実施の形態を示
す図である。本実施の形態は図４に示すように、測定光
源部３０と、この測定光源部３０からの光が被測定光部
品５を通った出力光を検波して分散を検出する分散検出
部１９とによって構成されている。また、測定光源部３
０は、半導体レーザ１と、半導体レーザからの光を変調
するためのＬＮ強度変調器（光強度変調器）２と、ＬＮ
強度変調器２を駆動する電気信号３と、ＬＮ強度変調器
２からの出力光に周波数変移を与えるためのＬＮ位相変
調器（光位相変調器）２０と、ＬＮ位相変調器２０を駆
動する電気信号２１とによって構成されている。
【００４３】第４の実施の形態の基本的な動作は、図３
に示した第３の実施の形態と同じであるが、変調光のＮ
個の連続するピーク部のうち少なくとも１つを他とは異
なる波長とするために、強度のピークにおいて与える、
波長遷移に応じて傾きの変化する電気信号２１と、ＬＮ
位相変調器とを用いて、光のピークでの波長を変えてい
る点を特徴としている。
に示した第３の実施の形態と同じであるが、変調光のＮ
個の連続するピーク部のうち少なくとも１つを他とは異
なる波長とするために、強度のピークにおいて与える、
波長遷移に応じて傾きの変化する電気信号２１と、ＬＮ
位相変調器とを用いて、光のピークでの波長を変えてい
る点を特徴としている。
【００４４】第４の実施の形態を適用することにより、
部品点数が大幅に減るほか、強度変調および周波数遷移
を１つの変調器で行うために、強度波形を必ずしもパル
ス形状とする必要がなくなり、この結果、図４に示すよ
うに、測定光３１の波形に含まれる強度変調を小さくす
ることも可能である。これによって、例えば、本測定器
による測定を、データ伝送サービスで用いる波長と異な
る波長で、サービスと同時に行う場合などで、強度変化
成分が引き起こす非線形劣化などを抑えることが可能と
なる。尚、言うまでもないが、測定光へ印加する強度変
調と位相変調の順序を変えても、同じ効果が得られる。
部品点数が大幅に減るほか、強度変調および周波数遷移
を１つの変調器で行うために、強度波形を必ずしもパル
ス形状とする必要がなくなり、この結果、図４に示すよ
うに、測定光３１の波形に含まれる強度変調を小さくす
ることも可能である。これによって、例えば、本測定器
による測定を、データ伝送サービスで用いる波長と異な
る波長で、サービスと同時に行う場合などで、強度変化
成分が引き起こす非線形劣化などを抑えることが可能と
なる。尚、言うまでもないが、測定光へ印加する強度変
調と位相変調の順序を変えても、同じ効果が得られる。
【００４５】次に、本発明の波長分散測定装置の第５の
実施の形態を説明する。図５は、光源から発する光の波
長を変化させる手段を利用した、本発明の第５の実施の
形態を示す図である。第５の実施の形態は、基本的な動
作は図４に示す第４の実施の形態と同じであり、図４の
形態で周波数遷移をＬＮ位相変調器２０にて与えた代わ
りに、光源に半導体レーザ１を用い、この半導体レーザ
１に印加する電流３４を変化させることにより、半導体
レーザ１から発する光の波長を変化させる構成としてい
る。
実施の形態を説明する。図５は、光源から発する光の波
長を変化させる手段を利用した、本発明の第５の実施の
形態を示す図である。第５の実施の形態は、基本的な動
作は図４に示す第４の実施の形態と同じであり、図４の
形態で周波数遷移をＬＮ位相変調器２０にて与えた代わ
りに、光源に半導体レーザ１を用い、この半導体レーザ
１に印加する電流３４を変化させることにより、半導体
レーザ１から発する光の波長を変化させる構成としてい
る。
【００４６】第５の実施の形態を用いることにより、半
導体レーザ１に高速の電流変化に対する応答が求められ
るという問題が残るものの、きわめて簡単な構成により
波長分散測定装置を実現することができる。さらに、半
導体レーザへの注入電流を変化させた場合、出力強度も
変化するが、この強度変化は、あらかじめＬＮ強度変調
器２に印加する電気信号３で補償するような波形とする
ことにより、除去することが可能である。
導体レーザ１に高速の電流変化に対する応答が求められ
るという問題が残るものの、きわめて簡単な構成により
波長分散測定装置を実現することができる。さらに、半
導体レーザへの注入電流を変化させた場合、出力強度も
変化するが、この強度変化は、あらかじめＬＮ強度変調
器２に印加する電気信号３で補償するような波形とする
ことにより、除去することが可能である。
【００４７】尚、上記の各実施の形態で示したＬＮ強度
変調器（光強度変調器）は、光に強度変化を与えること
ができるデバイスであれば何でもよく、例えば、上記の
実施の形態以外に、半導体吸収型変調器、半導体マッハ
ツェンダ変調器、液晶変調器、機械式シャッタなどがあ
げられる。また、各実施の形態で示したＬＮ位相変調器
（光位相変調器）は、光に周波数変化を与えることがで
きるデバイスであれば何でもよく、例えば、上記の実施
の形態の他に、半導体吸収型変調器、半導体光増幅器、
音響光学周波数シフタ、電気光学周波数シフタを用いる
ことができる。また、第５の実施の形態で示した光源の
周波数を変化させる手段は上記のものに限らず、他に半
導体レーザを用いその温度を変化させる、外部共振器型
のレーザを用いて共振器調や反射率を変えるなどの手段
を適用してもかまわない。
変調器（光強度変調器）は、光に強度変化を与えること
ができるデバイスであれば何でもよく、例えば、上記の
実施の形態以外に、半導体吸収型変調器、半導体マッハ
ツェンダ変調器、液晶変調器、機械式シャッタなどがあ
げられる。また、各実施の形態で示したＬＮ位相変調器
（光位相変調器）は、光に周波数変化を与えることがで
きるデバイスであれば何でもよく、例えば、上記の実施
の形態の他に、半導体吸収型変調器、半導体光増幅器、
音響光学周波数シフタ、電気光学周波数シフタを用いる
ことができる。また、第５の実施の形態で示した光源の
周波数を変化させる手段は上記のものに限らず、他に半
導体レーザを用いその温度を変化させる、外部共振器型
のレーザを用いて共振器調や反射率を変えるなどの手段
を適用してもかまわない。
【００４８】以上説明したように、本発明の波長分散測
定装置は、間隔Ｔで等しい形状を持ち、Ｎ個ごとに同じ
波長であり、連続するＮ個の光パルスのうち少なくとも
１つは他の光パルスと異なる波長であるパルス光源を伝
搬させたあと、検出される信号スペクトル成分から群速
度分散を求めている。これにより、入出力が離れた2地
点にある光部品の群速度分散を精度よく測定することが
できる。
定装置は、間隔Ｔで等しい形状を持ち、Ｎ個ごとに同じ
波長であり、連続するＮ個の光パルスのうち少なくとも
１つは他の光パルスと異なる波長であるパルス光源を伝
搬させたあと、検出される信号スペクトル成分から群速
度分散を求めている。これにより、入出力が離れた2地
点にある光部品の群速度分散を精度よく測定することが
できる。
【００４９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の波長分散
測定装置においては、強度および周波数を変化させた信
号が、伝搬した後の光の検出信号スペクトルから分散を
算出するため、以下に記載するような効果を奏する。す
なわち、光の入力端と出力端が離れた２地点間となる光
デバイスの分散を測定することが可能である。また、送
信端で加える周波数成分とは異なる周波数の強度変調を
検出する方法であるため、送信端で残留する強度変調に
よる測定精度の劣化を防ぐことも可能となる。したがっ
て、残留強度変調に依存することなく、高精度に分散を
測定することのできる波長分散測定装置を簡単に提供す
るかとができる。
測定装置においては、強度および周波数を変化させた信
号が、伝搬した後の光の検出信号スペクトルから分散を
算出するため、以下に記載するような効果を奏する。す
なわち、光の入力端と出力端が離れた２地点間となる光
デバイスの分散を測定することが可能である。また、送
信端で加える周波数成分とは異なる周波数の強度変調を
検出する方法であるため、送信端で残留する強度変調に
よる測定精度の劣化を防ぐことも可能となる。したがっ
て、残留強度変調に依存することなく、高精度に分散を
測定することのできる波長分散測定装置を簡単に提供す
るかとができる。
【図１】 複数の光源を用いた、本発明の第１の実施の
形態を示す図である。
形態を示す図である。
【図２】 複数の光源を用い、さらにパルス間隔制御を
適用する、本発明の第２の実施の形態を示す図である。
適用する、本発明の第２の実施の形態を示す図である。
【図３】 単一の光源と複数の周波数変化手段を用い
た、本発明の第３の実施の形態を示す図である。
た、本発明の第３の実施の形態を示す図である。
【図４】 単一の光源と単一の周波数変化手段を用い
た、本発明の第４の実施の形態を示す図である。
た、本発明の第４の実施の形態を示す図である。
【図５】 光源から発する光の波長を変化させる手段を
利用した、本発明の第５の実施の形態を示す図である。
利用した、本発明の第５の実施の形態を示す図である。
【図６】 本発明において、分散測定に用いる光源の強
度および波長変化を示す図である。
度および波長変化を示す図である。
【図７】 本発明において、分散測定に用いる光源を自
乗検波して得られた信号のスペクトルを示す図である。
乗検波して得られた信号のスペクトルを示す図である。
【図８】 本発明において、分散測定に用いる光源を、
分散のある光部品に通して得られる光の強度および波長
変化を示す図である。
分散のある光部品に通して得られる光の強度および波長
変化を示す図である。
【図９】 本発明において、分散測定に用いる光源を、
分散のある光部品に通して得られる光を自乗検波して得
られた信号のスペクトルを示す図である。
分散のある光部品に通して得られる光を自乗検波して得
られた信号のスペクトルを示す図である。
【図１０】 変調信号の伝搬遅延測定を利用した、従来
の分散測定方法の第１の例を示す図である。
の分散測定方法の第１の例を示す図である。
【図１１】 位相変調から強度変調への変換を利用し
た、従来の分散測定方法の第２の例を示す図である。
た、従来の分散測定方法の第２の例を示す図である。
【図１２】 複数の光源を用い、さらにパルス間隔制御
を適用する本発明の第２の実施の形態において、駆動信
号に遅延を与える実施例を示す図である。
を適用する本発明の第２の実施の形態において、駆動信
号に遅延を与える実施例を示す図である。
１，１−ａ〜１−ｃ 半導体レーザ ２，２−ａ〜２−ｃ 光強度変調器 ３ 電気信号 ４，２２ 光カプラ ５ 被測定光部品 ６ 電流計 ７，１４ フォトダイオード ８ バンドパスフィルタ ９ パワーメータ １０，４４ 計算機 １１ パルス光源部 １２ パルス光源波形 １３−ａ，１３−ｂ 可変光遅延器 １５ 電気スペクトルアナライザ １６ 制御装置 １７ 分散検出部 １８−ａ，１８−ｂ 遅延器 ２０，２０−ａ，２０−ｂ 光位相変調器 ２１，２１−ａ，２１−ｂ 電気信号 ３０ 測定光源部 ３１ 測定光源波形 ３４ 電流信号 ４０ ネットワークアナライザ ４１ 正弦波信号源 ４２ スペクトルアナライザ ４３ 波長可変光源
Claims (11)
- 【請求項１】 時間間隔Ｔで等しい形状の光パルスを発
生するパルス光源であって、前記光パルスはＮ個ごとに
同じ波長であり、連続するＮ個の光パルスのうち少なく
とも１つは他の光パルスと異なる波長であるパルス光源
と、 前記パルス光源からの光パルスが被測定デバイスを通過
したのち出力した光の強度を検出するための光検出器
と、 前記光検出器からの出力信号に含まれる直流成分を測定
する手段と、 ｉはＮ未満の自然数であり、周波数がｉ／ＮＴの成分の
うち少なくとも１つの成分の強度を測定する手段とを備
え、 前記被測定デバイスの群速度分散を測定することを特徴
とする波長分散測定装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の波長分散測定装置におい
て、 前記パルス光源は、 波長の異なる少なくとも２つ以上の複数の光源と、 前記複数の光源からの出力光の強度をおのおの変調する
ための、複数の光強度変調器と、 前記複数の光強度変調器からの光を合波するための光合
波回路と、 によって構成されていることを特徴とする波長分散測定
装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の波長分散測定装置におい
て、 前記複数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路と
の間に設けられ、 外部信号によって、任意量の伝搬遅
延を、前記光強度変調器からの各々の出力信号に与える
複数の光遅延器と、 前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す手段
と、 前記光合波回路の出力の一部を検出するための第２の光
検出器と、 前記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトル
を検出する手段と、 前記周波数スペクトルを検出する手段からの信号によっ
て前記複数の光遅延器の遅延量を制御する手段とを備
え、 前記強度を検出する手段にて検出したｉはＮ未満の自然
数である周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小とな
るように、前記複数の光遅延器の遅延量を制御すること
を特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項４】 請求項２記載の波長分散測定装置におい
て、 前記複数の光強度変調器を駆動する信号の遅延を外部信
号によって任意に変化させる複数の遅延器と、 前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す手段
と、 前記光合波回路の出力の一部を検出するための第２の光
検出器と、 前記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトル
を検出する手段と、 前記周波数スペクトルを検出する手段からの信号によっ
て前記複数の遅延器の遅延量を制御する手段とを備え、 前記強度を検出する手段にて検出したｉはＮ未満の自然
数である周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小とな
るように、前記複数の遅延器の遅延量を制御することを
特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項５】 請求項１記載の波長分散測定装置におい
て、 前記パルス光源は、 光源と、 前記光源からの出力光の強度を変調する光強度変調器
と、 前記光強度変調器からの光を複数に分岐するための光分
岐回路と、 前記光分岐回路の複数の出力光のうちの少なくとも１つ
に接続され光の位相もしくは周波数を変調する光変調器
と、 前記光変調器からの出力光および前記光分岐回路の出力
光のうち、前記光変調器が接続されない出力光を合波す
る光合波回路と、 を備えたことを特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の波長分散測定装置におい
て、 前記光分岐回路の出力の後もしくは前記光合波回路の入
力の前に設けられ、それぞれ任意の伝搬遅延を与える複
数の光遅延器と、 前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す手段
と、 前記光合波回路の出力の一部を検出する第２の光検出器
と、 前記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトル
を検出する手段と、 前記周波数スペクトルを検出する手段からの信号によっ
て前記複数の光遅延器の遅延量を制御する制御器とを備
え、 前記強度を検出する手段にて検出したｉはＮ未満の自然
数である周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小とな
るように、前記複数の光遅延器の遅延量を制御すること
を特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項７】 強度が周期Ｔで変調され、強度の最大点
あるいは最小点における波長がＮ個ごとに同じで、連続
するＮ個の強度の最大点での波長のうち少なくとも１つ
は他の強度の最大点での波長と異なる光を出力する測定
光源と、 前記測定光源からの光が被測定デバイスを通過したのち
出力した光の強度を検出する光検出器と、 前記光検出器からの出力信号に含まれる直流成分を測定
する手段と、 ｉはＮ未満の自然数である周波数がｉ／ＮＴの成分のう
ち少なくとも１つの強度を測定する手段と、 を備えたことを特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項８】 請求項１または請求項７記載の波長分散
測定装置において、前記パルス光源もしくは前記測定光
源は、 光源と、 周期Ｔの信号で駆動され、前記光源からの出力光の強度
を変調する光強度変調器と、 周期ＮＴの信号で駆動され、前記光強度変調器からの出
力光の位相もしくは周波数を変調するための光変調器
と、 によって構成されていることを特徴とする波長分散測定
装置。 - 【請求項９】 請求項１または請求項７記載の波長分散
測定装置において、 前記パルス光源もしくは前記測定光源は、 周期ＮＴの信号で駆動され、前記信号の大きさに応じて
発する光の波長が変化する光源と、 周期Ｔの信号で駆動され、前記光源からの出力光の強度
を変調する光強度変調器と、 によって構成されていることを特徴とする波長分散測定
装置。 - 【請求項１０】 請求項２記載の波長分散測定装置にお
いて、 前記複数の光強度変調器からの出力と前記光合波回路と
の間に設けられ、 外部信号によって、任意量の減衰量
を、前記光強度変調器からの各々の出力信号に与える複
数の光減衰器と、 前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す手段
と、 前記光合波回路の出力の一部を検出するための第２の光
検出器と、 前記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトル
を検出する手段と、 前記周波数スペクトルを検出する手段からの信号によっ
て前記複数の光減衰器の減衰量を制御する手段とを備
え、 前記強度を検出する手段にて検出したｉはＮ未満の自然
数である周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小とな
るように、前記複数の光遅延器の遅延量を制御すること
を特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項１１】 請求項２記載の波長分散測定装置にお
いて、 前記複数の光強度変調器を駆動する信号の振幅を外部信
号によって任意に変化させる複数の増幅器と、 前記光合波回路の出力の一部を分岐して取り出す手段
と、 前記光合波回路の出力の一部を検出するための第２の光
検出器と、 前記第２の光検出器からの出力信号の周波数スペクトル
を検出する手段と、 前記周波数スペクトルを検出する手段からの信号によっ
て前記複数の増幅器からの電気信号の振幅を制御する手
段とを備え、 前記強度を検出する手段にて検出したｉはＮ未満の自然
数である周波数ｉ／ＮＴの成分の強度がすべて最小とな
るように、前記複数の遅延器の遅延量を制御することを
特徴とする波長分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37449698A JP3221422B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 波長分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37449698A JP3221422B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 波長分散測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000193558A JP2000193558A (ja) | 2000-07-14 |
| JP3221422B2 true JP3221422B2 (ja) | 2001-10-22 |
Family
ID=18503948
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37449698A Expired - Fee Related JP3221422B2 (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 波長分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3221422B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102445326A (zh) * | 2011-09-20 | 2012-05-09 | 电子科技大学 | 基于时域的光谱探测系统 |
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| WO2002016901A2 (en) * | 2000-08-22 | 2002-02-28 | Luciol Instruments | Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers |
| US6912046B2 (en) | 2000-08-22 | 2005-06-28 | Sunrise Luciol Sarl | Instrument measuring chromatic dispersion in optical fibers |
| JP4690690B2 (ja) * | 2004-10-15 | 2011-06-01 | 古河電気工業株式会社 | 光ファイバの波長分散値及び非線形定数の測定方法、光ファイバの波長分散値及び非線形定数の測定装置、ファイバ製造方法、分散分布測定方法、測定誤差補償方法、測定条件特定方法 |
| JP5540300B2 (ja) * | 2007-07-03 | 2014-07-02 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 | 光シャッターの性能評価用分析装置 |
| WO2010140289A1 (ja) | 2009-06-05 | 2010-12-09 | 日本電気株式会社 | 光通信システム、その光受信機、その光通信方法 |
| WO2015087380A1 (ja) * | 2013-12-09 | 2015-06-18 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
| JP6157735B2 (ja) * | 2014-06-10 | 2017-07-05 | 三菱電機株式会社 | レーザレーダ装置 |
| JP7184700B2 (ja) * | 2019-04-05 | 2022-12-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置、パルス光源、分散測定方法、および分散補償方法 |
| DE102019208347A1 (de) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Verfahren zum Betreiben eines Leuchtdioden-Moduls und Leuchtdioden-Modul |
| JP2022180151A (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-06 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置及び分散測定方法 |
| WO2022249660A1 (ja) * | 2021-05-24 | 2022-12-01 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置及び分散測定方法 |
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-
1998
- 1998-12-28 JP JP37449698A patent/JP3221422B2/ja not_active Expired - Fee Related
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