JP3282135B2 - 光周波数領域反射測定装置 - Google Patents
光周波数領域反射測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光部品の検査に利用す
る。特に、光ファイバその他の光部品による反射光ある
いは後方散乱光の強度分布を高い距離分解能で比較的広
い範囲にわたって測定することのできる光周波数領域反
射測定装置に関する。
る。特に、光ファイバその他の光部品による反射光ある
いは後方散乱光の強度分布を高い距離分解能で比較的広
い範囲にわたって測定することのできる光周波数領域反
射測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高い距離分解能で光ファイバその他の光
部品からの反射光および後方散乱光の強度分布を測定す
ることが可能な分布型光センサとして、コヒーレント光
周波数領域反射測定（Ｃ−ＯＦＤＲ：Coherent-Optical
Frequency Domain Reflectometry ）装置が知られてい
る。Ｃ−ＯＦＤＲでは、周波数が時間に対して直線的に
繰り返し掃引されたコヒーレントなレーザ光を用いるこ
とにより、周波数領域における反射光あるいは後方散乱
光の強度分布を測定することができる。
部品からの反射光および後方散乱光の強度分布を測定す
ることが可能な分布型光センサとして、コヒーレント光
周波数領域反射測定（Ｃ−ＯＦＤＲ：Coherent-Optical
Frequency Domain Reflectometry ）装置が知られてい
る。Ｃ−ＯＦＤＲでは、周波数が時間に対して直線的に
繰り返し掃引されたコヒーレントなレーザ光を用いるこ
とにより、周波数領域における反射光あるいは後方散乱
光の強度分布を測定することができる。
【０００３】図６は従来のＣ−ＯＦＤＲ装置の構成を示
す。光源６１は発光周波数が可変であり、時間の経過に
対して周波数が直線的に変化するように制御し、繰り返
し周波数掃引されたコヒーレント光を得る。このコヒー
レント光を光分波器６２により信号光と参照光とに分波
し、信号光については光合分波器６３を介して被測定光
部品６４に入射する。また、被測定光部品６４からの反
射信号光を光合分波器６３により取り出す。この反射信
号光には被測定光部品６４の端面反射光や内部で発生し
た後方散乱光が含まれている。この反射信号光を反射鏡
６５および光合波器６６を用いて光分波器６２からの参
照光に合波する。この合波された光波をヘテロダイン受
信器６７でヘテロダイン検波し、被測定光部品６４から
の反射信号光と参照光との周波数差をスペクトラムアナ
ライザ６８および信号処理装置６９により解析する。こ
のときの周波数差は戻り光と参照光との間の遅延時間に
比例するため、反射信号光の光強度分布を周波数領域で
測定することができる。また、受信帯域幅を狭く設定す
れば高い距離分解能を得ることができ、低雑音で測定を
行うことができる。
す。光源６１は発光周波数が可変であり、時間の経過に
対して周波数が直線的に変化するように制御し、繰り返
し周波数掃引されたコヒーレント光を得る。このコヒー
レント光を光分波器６２により信号光と参照光とに分波
し、信号光については光合分波器６３を介して被測定光
部品６４に入射する。また、被測定光部品６４からの反
射信号光を光合分波器６３により取り出す。この反射信
号光には被測定光部品６４の端面反射光や内部で発生し
た後方散乱光が含まれている。この反射信号光を反射鏡
６５および光合波器６６を用いて光分波器６２からの参
照光に合波する。この合波された光波をヘテロダイン受
信器６７でヘテロダイン検波し、被測定光部品６４から
の反射信号光と参照光との周波数差をスペクトラムアナ
ライザ６８および信号処理装置６９により解析する。こ
のときの周波数差は戻り光と参照光との間の遅延時間に
比例するため、反射信号光の光強度分布を周波数領域で
測定することができる。また、受信帯域幅を狭く設定す
れば高い距離分解能を得ることができ、低雑音で測定を
行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＣ−Ｏ
ＦＤＲ装置では、二つの光波の可干渉範囲内の光路時間
差に対してしか十分な強度の干渉信号が得られず、一度
に測定できる範囲が制限されてしまうという問題があっ
た。これは特に光源として高速周波数掃引性に優れた分
布帰還型レーザダイオード（以下「ＤＦＢレーザ」とい
う）を使用した場合に問題となり、その測定可能範囲は
１０ｍ程度に制限されていた。
ＦＤＲ装置では、二つの光波の可干渉範囲内の光路時間
差に対してしか十分な強度の干渉信号が得られず、一度
に測定できる範囲が制限されてしまうという問題があっ
た。これは特に光源として高速周波数掃引性に優れた分
布帰還型レーザダイオード（以下「ＤＦＢレーザ」とい
う）を使用した場合に問題となり、その測定可能範囲は
１０ｍ程度に制限されていた。
【０００５】本発明は、このような課題を解決し、比較
的広い範囲で高い距離分解能をもつ光周波数領域反射測
定装置を提供することを目的とする。
的広い範囲で高い距離分解能をもつ光周波数領域反射測
定装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の光周波数領域反
射測定装置は、参照光の光路上に、参照光を二つの光波
に分波する第三の光学手段と、この二つの光波の一方に
周波数シフトおよび遅延を与えて再び合波する第四の光
学手段とを備えたことを特徴とする。
射測定装置は、参照光の光路上に、参照光を二つの光波
に分波する第三の光学手段と、この二つの光波の一方に
周波数シフトおよび遅延を与えて再び合波する第四の光
学手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】第三の光学手段と第四の光学手段とからな
る光回路を多段に備え、第ｎ段（ｎ＝１、２、…）の光
回路による周波数シフト量が２n-1 ｆ、遅延光路差が２
n-1Ｌに設定されることが望ましい。
る光回路を多段に備え、第ｎ段（ｎ＝１、２、…）の光
回路による周波数シフト量が２n-1 ｆ、遅延光路差が２
n-1Ｌに設定されることが望ましい。
【０００８】
【作用】参照光を二つの光波に分波し、その一方に周波
数シフトおよび遅延を与えて再び合波する。周波数シフ
トを与える前の参照光の光周波数をｆ0 、周波数シフト
をｆ、遅延を与える遅延光路差をＬとすると、光周波数
ｆ0 の参照光から遅延光路長差Ｌ分の遅延時間の後に、
光周波数ｆ0 ＋ｆの参照光が得られる。この参照光を用
いて、光周波数ｆ0 の参照光により測定した範囲から光
路長Ｌだけ離れた領域の測定を行う。光周波数が異なる
ので互いの領域を区別して測定でき、参照光を遅延させ
るので被測定光部品の測定点との間の光路時間差を小さ
くして十分な強度の干渉信号を得ることができる。した
がって、高い距離分解能を保ちながら、比較的広い距離
範囲にわたる測定が可能となる。
数シフトおよび遅延を与えて再び合波する。周波数シフ
トを与える前の参照光の光周波数をｆ0 、周波数シフト
をｆ、遅延を与える遅延光路差をＬとすると、光周波数
ｆ0 の参照光から遅延光路長差Ｌ分の遅延時間の後に、
光周波数ｆ0 ＋ｆの参照光が得られる。この参照光を用
いて、光周波数ｆ0 の参照光により測定した範囲から光
路長Ｌだけ離れた領域の測定を行う。光周波数が異なる
ので互いの領域を区別して測定でき、参照光を遅延させ
るので被測定光部品の測定点との間の光路時間差を小さ
くして十分な強度の干渉信号を得ることができる。した
がって、高い距離分解能を保ちながら、比較的広い距離
範囲にわたる測定が可能となる。
【０００９】参照光の分岐、周波数シフト、遅延および
合波を多段に行うと、測定可能な距離範囲をさらに拡大
できる。
合波を多段に行うと、測定可能な距離範囲をさらに拡大
できる。
【００１０】
【実施例】図１は本発明第一実施例の光周波数領域反射
測定装置の構成を示す。
測定装置の構成を示す。
【００１１】この光周波数領域反射測定装置は、光周波
数が時間に対して変化するコヒーレント光を発生する発
光手段としてレーザ光源１および外部制御回路２を備
え、このレーザ光源１の出力光を信号光と参照光とに分
波する第一の光学手段として光方向性結合器３を備え、
この信号光を被測定光部品２０に入射するとともにその
被測定光部品２０からの反射信号光を参照光に合波する
第二の光学手段として光方向性結合器４、５を備え、合
波された光波を電気信号に変換して解析する検波解析手
段としてヘテロダイン受信器１６、スペクトラムアナラ
イザ１７および信号処理装置１８を備える。
数が時間に対して変化するコヒーレント光を発生する発
光手段としてレーザ光源１および外部制御回路２を備
え、このレーザ光源１の出力光を信号光と参照光とに分
波する第一の光学手段として光方向性結合器３を備え、
この信号光を被測定光部品２０に入射するとともにその
被測定光部品２０からの反射信号光を参照光に合波する
第二の光学手段として光方向性結合器４、５を備え、合
波された光波を電気信号に変換して解析する検波解析手
段としてヘテロダイン受信器１６、スペクトラムアナラ
イザ１７および信号処理装置１８を備える。
【００１２】ここで本実施例の特徴とするところは、参
照光の光路上に、参照光を二つの光波に分波する第三の
光学手段として光方向性結合器６を備え、二つの光波の
一方に周波数シフトおよび遅延を与えて再び合波する第
四の光学手段として光周波数シフタ７、光遅延線８およ
び光方向性結合器９を備えたことにある。さらに本実施
例は、光方向性結合器、光周波数シフタ、光遅延線およ
び光方向性結合器からなる光回路を３段備える。すなわ
ち、光方向性結合器９を第１段の光回路と共通とする光
方向性結合器９、光周波数シフタ１０、光遅延線１１お
よび光方向性結合器１２からなる光回路と、光方向性結
合器１２を第２段の光回路と共通とする光方向性結合器
１２、光周波数シフタ１３、光遅延線１４および光方向
性結合器１５からなる光回路とを備える。光周波数シフ
タ７、１０、１３は周波数シフト量がそれぞれｆ、２
ｆ、４ｆに設定され、光遅延線８、１１、１４はそれぞ
れ分波された二つの光波の遅延光路差がＬ、２Ｌ、４Ｌ
となるように設定されている。
照光の光路上に、参照光を二つの光波に分波する第三の
光学手段として光方向性結合器６を備え、二つの光波の
一方に周波数シフトおよび遅延を与えて再び合波する第
四の光学手段として光周波数シフタ７、光遅延線８およ
び光方向性結合器９を備えたことにある。さらに本実施
例は、光方向性結合器、光周波数シフタ、光遅延線およ
び光方向性結合器からなる光回路を３段備える。すなわ
ち、光方向性結合器９を第１段の光回路と共通とする光
方向性結合器９、光周波数シフタ１０、光遅延線１１お
よび光方向性結合器１２からなる光回路と、光方向性結
合器１２を第２段の光回路と共通とする光方向性結合器
１２、光周波数シフタ１３、光遅延線１４および光方向
性結合器１５からなる光回路とを備える。光周波数シフ
タ７、１０、１３は周波数シフト量がそれぞれｆ、２
ｆ、４ｆに設定され、光遅延線８、１１、１４はそれぞ
れ分波された二つの光波の遅延光路差がＬ、２Ｌ、４Ｌ
となるように設定されている。
【００１３】レーザ光源１は繰り返し周波数掃引が可能
であり、外部制御回路２の制御により、周波数が時間に
対して直線的に掃引されたコヒーレントなレーザ光を発
生する。このレーザ光を光方向性結合器３により信号光
と参照光とに分波する。信号光は光方向性結合器４を経
て被測定光部品２０に入射し、反射または後方レーリー
散乱される。この反射信号光を光方向性結合器４により
取り出し、光方向性結合器５により、あらかじめ分波さ
れた参照光と合波する。この合波光をヘテロダイン受信
器１６で受光し、反射信号光と参照光との周波数差をヘ
テロダインビート信号の周波数として測定する。このと
き周波数差は反射信号光と参照光との光路長差（遅延時
間差）に比例するため、スペクトラムアナライザ１７お
よび信号処理装置１８により出力電気信号を周波数解析
することにより、反射信号光強度分布を周波数領域で測
定することができる。
であり、外部制御回路２の制御により、周波数が時間に
対して直線的に掃引されたコヒーレントなレーザ光を発
生する。このレーザ光を光方向性結合器３により信号光
と参照光とに分波する。信号光は光方向性結合器４を経
て被測定光部品２０に入射し、反射または後方レーリー
散乱される。この反射信号光を光方向性結合器４により
取り出し、光方向性結合器５により、あらかじめ分波さ
れた参照光と合波する。この合波光をヘテロダイン受信
器１６で受光し、反射信号光と参照光との周波数差をヘ
テロダインビート信号の周波数として測定する。このと
き周波数差は反射信号光と参照光との光路長差（遅延時
間差）に比例するため、スペクトラムアナライザ１７お
よび信号処理装置１８により出力電気信号を周波数解析
することにより、反射信号光強度分布を周波数領域で測
定することができる。
【００１４】しかし、ヘテロダインビート信号は反射信
号光と参照光との光路長差が可干渉距離により短い場合
しか得られないために、従来の光周波数領域反射測定装
置では、測定可能な範囲が可干渉距離より短い範囲に制
限されていた。たとえば線幅１ＭＨｚのＤＦＢレーザを
使用した場合、光路長差が大きくなると干渉性の低下に
よってヘテロダインビート信号の強度が低下し、光路長
差２０ｍの場合には光路長差零の場合に比較して約３ｄ
Ｂ低下する。
号光と参照光との光路長差が可干渉距離により短い場合
しか得られないために、従来の光周波数領域反射測定装
置では、測定可能な範囲が可干渉距離より短い範囲に制
限されていた。たとえば線幅１ＭＨｚのＤＦＢレーザを
使用した場合、光路長差が大きくなると干渉性の低下に
よってヘテロダインビート信号の強度が低下し、光路長
差２０ｍの場合には光路長差零の場合に比較して約３ｄ
Ｂ低下する。
【００１５】そこで本実施例では、参照光を周波数およ
び遅延時間差について同時に多重合成することにより、
ヘテロダインビート信号の低下を補い、測定範囲を大幅
に拡大している。具体的には、光方向性結合器、光周波
数シフタおよび光遅延線からなる光回路を多段接続して
参照光を通すことにより、周波数多重および遅延時間多
重を実現している。
び遅延時間差について同時に多重合成することにより、
ヘテロダインビート信号の低下を補い、測定範囲を大幅
に拡大している。具体的には、光方向性結合器、光周波
数シフタおよび光遅延線からなる光回路を多段接続して
参照光を通すことにより、周波数多重および遅延時間多
重を実現している。
【００１６】光方向性結合器３により分波された参照光
は、１段目の光方向性結合器６により５０対５０に分波
される。その一方の光路中には、周波数シフトｆを与え
る一段目の光周波数シフタ７と、遅延光路差Ｌを与える
光遅延線８が挿入される。この周波数シフト量ｆ、遅延
光路差Ｌを以下「単位周波数シフト量」、「単位光路
差」という。異なる光路を通った二つの光波は、分岐比
５０対５０をもつ二段目の光方向性結合器９により合波
および再分波される。再分波された一方の光路中には、
周波数シフト２ｆを与える二段目の光周波数シフタ１０
と、遅延光路差２Ｌを与える二段目の光遅延線１１とが
挿入される。さらに、異なる光路を通った二つの光波
は、分波比５０対５０をもつ三段目の光方向性結合器１
２により合波および再分波される。ここで再分波された
一方の光路中には、周波数シフト４ｆを与える三段目の
光周波数シフタ１３と、遅延光路長差４Ｌを与える三段
目の光遅延線１４とが挿入される。異なる光路を通った
二つの光波は、光方向性結合器１５により合波され、光
方向性結合器５で被測定光部品２０からの反射信号光と
合波される。
は、１段目の光方向性結合器６により５０対５０に分波
される。その一方の光路中には、周波数シフトｆを与え
る一段目の光周波数シフタ７と、遅延光路差Ｌを与える
光遅延線８が挿入される。この周波数シフト量ｆ、遅延
光路差Ｌを以下「単位周波数シフト量」、「単位光路
差」という。異なる光路を通った二つの光波は、分岐比
５０対５０をもつ二段目の光方向性結合器９により合波
および再分波される。再分波された一方の光路中には、
周波数シフト２ｆを与える二段目の光周波数シフタ１０
と、遅延光路差２Ｌを与える二段目の光遅延線１１とが
挿入される。さらに、異なる光路を通った二つの光波
は、分波比５０対５０をもつ三段目の光方向性結合器１
２により合波および再分波される。ここで再分波された
一方の光路中には、周波数シフト４ｆを与える三段目の
光周波数シフタ１３と、遅延光路長差４Ｌを与える三段
目の光遅延線１４とが挿入される。異なる光路を通った
二つの光波は、光方向性結合器１５により合波され、光
方向性結合器５で被測定光部品２０からの反射信号光と
合波される。
【００１７】図２は光方向性結合器、光周波数シフタ、
光遅延線および光方向性結合器からなる光回路をさらに
多段接続した構成例を示す。光方向性結合器としては分
岐比が５０対５０のものを用い、個々の光回路の入力側
の光方向性結合器を前段の光方向性結合器と共有する。
また、第ｎ段（ｎ＝１、２、…）の光回路における周波
数シフタの周波数シフト量を２n-1 ｆ、光遅延線による
遅延光路差を２n-1 Ｌに設定する。このようにすると、
２n 重の参照光周波数多重、遅延光路差多重が可能にな
る。参照光の周波数差と遅延光路長差との関係を図３に
示す。
光遅延線および光方向性結合器からなる光回路をさらに
多段接続した構成例を示す。光方向性結合器としては分
岐比が５０対５０のものを用い、個々の光回路の入力側
の光方向性結合器を前段の光方向性結合器と共有する。
また、第ｎ段（ｎ＝１、２、…）の光回路における周波
数シフタの周波数シフト量を２n-1 ｆ、光遅延線による
遅延光路差を２n-1 Ｌに設定する。このようにすると、
２n 重の参照光周波数多重、遅延光路差多重が可能にな
る。参照光の周波数差と遅延光路長差との関係を図３に
示す。
【００１８】図４は後方散乱光の強度分布測定波形例を
示す。レーザ光源１の周波数掃引レートを調整し、単位
遅延光路差Ｌがレーザ光の可干渉距離の二倍程度、そし
て単位周波数シフト量ｆが遅延光路差Ｌに対応するビー
ト周波数差に相当するように設定する。このようにする
と、個々の干渉信号は遅延光路長差の増加により劣化す
るが、約半分に低下した地点で、遅延光路長差が相互に
Ｌまたは−Ｌだけずれた参照光による干渉信号と重ね合
わせられるため、全体の干渉信号強度の低下を避けるこ
とが可能となる。そのため、可干渉距離Ｌが比較的短い
光源を用いても、ｎ段の複合光回路に参照光を通すこと
により２n Ｌの範囲まで測定可能範囲を拡大することが
できる。
示す。レーザ光源１の周波数掃引レートを調整し、単位
遅延光路差Ｌがレーザ光の可干渉距離の二倍程度、そし
て単位周波数シフト量ｆが遅延光路差Ｌに対応するビー
ト周波数差に相当するように設定する。このようにする
と、個々の干渉信号は遅延光路長差の増加により劣化す
るが、約半分に低下した地点で、遅延光路長差が相互に
Ｌまたは−Ｌだけずれた参照光による干渉信号と重ね合
わせられるため、全体の干渉信号強度の低下を避けるこ
とが可能となる。そのため、可干渉距離Ｌが比較的短い
光源を用いても、ｎ段の複合光回路に参照光を通すこと
により２n Ｌの範囲まで測定可能範囲を拡大することが
できる。
【００１９】図１に示した実施例をさらに具体的に説明
すると、レーザ光源１として、たとえば線幅が１ＭＨｚ
の線幅（可干渉距離２５ｍ）のＤＦＢレーザを用いる。
ＤＦＢレーザの光周波数は注入電流の変化によって制御
できる。光周波数シフタ７、１０、１３としては、たと
えば周波数シフト量がそれぞれ５０ＭＨｚ、１００ＭＨ
ｚ、２００ＭＨｚの音響光学周波数シフタを用いる。光
遅延線８、１１、１４の長さはそれぞれ５０、１００、
２００ｍとする。このようにすると、光方向性結合器１
５の出力端では、周波数シフト量が０、５０、１００、
１５０、２００、２５０、３００、３５０ＭＨｚの８個
の光周波数が得られる。また、各々の参照光成分の遅延
光路差は、それぞれ０、５０、１００、１５０、２０
０、２５０、３００ｍとなる。各々の参照光成分は、そ
れぞれ被測定光部品２０内の異なる部分で反射、後方散
乱された反射信号光と干渉し、ヘテロダイン信号を作り
出す。
すると、レーザ光源１として、たとえば線幅が１ＭＨｚ
の線幅（可干渉距離２５ｍ）のＤＦＢレーザを用いる。
ＤＦＢレーザの光周波数は注入電流の変化によって制御
できる。光周波数シフタ７、１０、１３としては、たと
えば周波数シフト量がそれぞれ５０ＭＨｚ、１００ＭＨ
ｚ、２００ＭＨｚの音響光学周波数シフタを用いる。光
遅延線８、１１、１４の長さはそれぞれ５０、１００、
２００ｍとする。このようにすると、光方向性結合器１
５の出力端では、周波数シフト量が０、５０、１００、
１５０、２００、２５０、３００、３５０ＭＨｚの８個
の光周波数が得られる。また、各々の参照光成分の遅延
光路差は、それぞれ０、５０、１００、１５０、２０
０、２５０、３００ｍとなる。各々の参照光成分は、そ
れぞれ被測定光部品２０内の異なる部分で反射、後方散
乱された反射信号光と干渉し、ヘテロダイン信号を作り
出す。
【００２０】また、光周波数領域における周波数割り当
て量を５０ＭＨｚ／５０ｍ（＝１ＭＨｚ／１ｍ＝０．１
ＭＨｚ／０．１ｍ）に設定し、干渉信号を作り出す参照
光成分は異なっていても同一地点からの反射信号光に対
応する周波数差はひとつに定まるようにする。このよう
にすると、位置ｘ〔ｍ〕に対する周波数差Ｆ(x) 〔Ｈ
ｚ〕は、 Ｆ(x) ＝Ｃｘ＋Ｄ で表される。ここで、Ｃは比例係数であり、この例では
Ｃ＝１ＭＨｚ／１ｍである。Ｄは定数である。また、後
方散乱光分布に対応する周波数領域信号の強度Ｉ(x)
は、 Ｉ(x) ＝ａＰrefＰsig(x) Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜ｘ
−ｊＬ｜] で表される。ここで、ａ光電変換における比例係数、Ｐ
ref 、Ｐsig (x) はそれぞれ参照光、反射信号光の強
度、Δｆは光源の線幅、Ｖg は光の群速度、Ｌは単位遅
延光路差である。Σはｊ＝０〜２2 −１の総和を表す。
このままでは、指数関数的な強度の変化が測定波形に重
なってしまう。これを補正すると、波数領域の信号の強
度Ｉ′(x) は、 Ｉ′(x) ＝ａＰrefＰsig(x) Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜
ｘ−ｊＬ｜]÷Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜ｘ−ｊＬ｜] で表される。この式のΣもまた、ｊ＝０〜２2 −１の総
和を表す。
て量を５０ＭＨｚ／５０ｍ（＝１ＭＨｚ／１ｍ＝０．１
ＭＨｚ／０．１ｍ）に設定し、干渉信号を作り出す参照
光成分は異なっていても同一地点からの反射信号光に対
応する周波数差はひとつに定まるようにする。このよう
にすると、位置ｘ〔ｍ〕に対する周波数差Ｆ(x) 〔Ｈ
ｚ〕は、 Ｆ(x) ＝Ｃｘ＋Ｄ で表される。ここで、Ｃは比例係数であり、この例では
Ｃ＝１ＭＨｚ／１ｍである。Ｄは定数である。また、後
方散乱光分布に対応する周波数領域信号の強度Ｉ(x)
は、 Ｉ(x) ＝ａＰrefＰsig(x) Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜ｘ
−ｊＬ｜] で表される。ここで、ａ光電変換における比例係数、Ｐ
ref 、Ｐsig (x) はそれぞれ参照光、反射信号光の強
度、Δｆは光源の線幅、Ｖg は光の群速度、Ｌは単位遅
延光路差である。Σはｊ＝０〜２2 −１の総和を表す。
このままでは、指数関数的な強度の変化が測定波形に重
なってしまう。これを補正すると、波数領域の信号の強
度Ｉ′(x) は、 Ｉ′(x) ＝ａＰrefＰsig(x) Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜
ｘ−ｊＬ｜]÷Σ exp[-4π(Δｆ/2Ｖg)｜ｘ−ｊＬ｜] で表される。この式のΣもまた、ｊ＝０〜２2 −１の総
和を表す。
【００２１】図５は本発明第二実施例の光周波数領域反
射測定装置の構成を示す。図１に示した第一実施例で
は、光周波数シフタ７、１０、１３および光遅延線８、
１１、１４による損失が無視できるものとして説明し
た。この損失が無視できない場合には、他方の光路にそ
れぞれ光減衰器５１、５２、５３を挿入し、二つの光路
を通った光が等しい強度をもつように調整する。光方向
性結合器９、１２のそれぞれの二つの出力ポートには、
二つの経路を通った光波が１対１の強度比で出力され
る。
射測定装置の構成を示す。図１に示した第一実施例で
は、光周波数シフタ７、１０、１３および光遅延線８、
１１、１４による損失が無視できるものとして説明し
た。この損失が無視できない場合には、他方の光路にそ
れぞれ光減衰器５１、５２、５３を挿入し、二つの光路
を通った光が等しい強度をもつように調整する。光方向
性結合器９、１２のそれぞれの二つの出力ポートには、
二つの経路を通った光波が１対１の強度比で出力され
る。
【００２２】以上の説明では光を合分波するために光方
向性結合器を用いた例を示したが、他の光学素子を用い
ても本発明を同様に実施できる。
向性結合器を用いた例を示したが、他の光学素子を用い
ても本発明を同様に実施できる。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光周波数
領域反射測定装置は、参照光の光周波数および遅延光路
差をずらして重ね合わせることにより、被測定光部品の
測定点との間の光路時間差を小さくして十分な強度の干
渉信号を得ることができ、しかも異なる光周波数を利用
してその測定領域を区別することができる。したがっ
て、高い距離分解能を保ちながら、比較的広い距離範囲
にわたる測定が可能となる。
領域反射測定装置は、参照光の光周波数および遅延光路
差をずらして重ね合わせることにより、被測定光部品の
測定点との間の光路時間差を小さくして十分な強度の干
渉信号を得ることができ、しかも異なる光周波数を利用
してその測定領域を区別することができる。したがっ
て、高い距離分解能を保ちながら、比較的広い距離範囲
にわたる測定が可能となる。
【図１】本発明第一実施例の光周波数領域反射測定装置
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図２】光方向性結合器、光周波数シフタ、光遅延線お
よび光方向性結合器からなる光回路を多段接続した構成
例を示す図。
よび光方向性結合器からなる光回路を多段接続した構成
例を示す図。
【図３】参照光の周波数差と遅延光路長差との関係を示
す図。
す図。
【図４】後方散乱光の強度分布測定波形例を示す図。
【図５】本発明第二実施例の光周波数領域反射測定装置
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図６】従来例の構成を示す図。
１ レーザ光源 ２ 外部制御回路 ３、４、５、６、９、１２、１５ 光方向性結合器 ７、１０、１３ 光周波数シフタ ８、１１、１４ 光遅延線 １６、６７ ヘテロダイン受信器 １７、６８ スペクトラムアナライザ １８、６９ 信号処理装置 ２０、６４ 被測定光部品 ５１、５２、５３ 光減衰器 ６１ 光源 ６２ 光分波器 ６３ 光合分波器 ６５ 反射鏡 ６６ 光合波器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−118954（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−248434（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/08
Claims (2)
- 【請求項１】 光周波数が時間に対して変化するコヒー
レント光を発生する発光手段と、 この発光手段の出力光を信号光と参照光とに分波する第
一の光学手段と、 この信号光を被測定光部品に入射するとともにその被測
定光部品からの反射信号光を上記参照光に合波する第二
の光学手段と、 合波された光波を電気信号に変換して解析する検波解析
手段とを備えた光周波数領域反射測定装置において、 上記参照光の光路上に、 参照光を二つの光波に分波する第三の光学手段と、 この二つの光波の一方に周波数シフトおよび遅延を与え
て再び合波する第四の光学手段とを備えたことを特徴と
する光周波数領域反射測定装置。 - 【請求項２】 上記第三の光学手段と上記第四の光学手
段とからなる光回路を多段に備え、 第ｎ段（ｎ＝１、２、…）の光回路による周波数シフト
量が２n-1 ｆ、遅延光路差が２n-1 Ｌに設定された請求
項１記載の光周波数領域反射測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14649993A JP3282135B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 光周波数領域反射測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14649993A JP3282135B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 光周波数領域反射測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH075068A JPH075068A (ja) | 1995-01-10 |
| JP3282135B2 true JP3282135B2 (ja) | 2002-05-13 |
Family
ID=15409012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14649993A Expired - Fee Related JP3282135B2 (ja) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | 光周波数領域反射測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3282135B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010060495A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Anritsu Corp | 光ファイバ試験装置 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3453745B2 (ja) * | 1995-02-02 | 2003-10-06 | 横河電機株式会社 | 光ファイバ検査装置 |
| JP3453746B2 (ja) * | 1995-02-09 | 2003-10-06 | 横河電機株式会社 | 光ファイバ検査装置 |
| US5844235A (en) * | 1995-02-02 | 1998-12-01 | Yokogawa Electric Corporation | Optical frequency domain reflectometer for use as an optical fiber testing device |
| US9557243B2 (en) | 2012-03-14 | 2017-01-31 | Axonoptics Llc | Integrated optics reflectometer |
| KR102079807B1 (ko) * | 2012-03-14 | 2020-02-20 | 악손옵틱스, 엘엘씨 | 집적 광 반사계 |
| CN106537094B (zh) | 2014-04-28 | 2019-08-30 | 光电普兰公司 | 干涉式光纤传感器系统和询问方法 |
| WO2016075672A1 (en) * | 2014-11-16 | 2016-05-19 | DSIT Solutions Ltd. | Spectrally efficient optical frequency-domain reflectometry using i/q detection |
| JP6887901B2 (ja) * | 2017-07-11 | 2021-06-16 | 学校法人明治大学 | 測定装置及び測定方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2907350B2 (ja) * | 1991-02-04 | 1999-06-21 | 日本電信電話株式会社 | 光線路の遠隔試験装置 |
| JP3075433B2 (ja) * | 1991-10-25 | 2000-08-14 | 日本電信電話株式会社 | 光周波数領域反射測定装置 |
-
1993
- 1993-06-17 JP JP14649993A patent/JP3282135B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010060495A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Anritsu Corp | 光ファイバ試験装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH075068A (ja) | 1995-01-10 |
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