JP3761025B2

JP3761025B2 - Optical spectrum analyzer

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Publication number: JP3761025B2
Application number: JP2002241651A
Authority: JP
Inventors: 誠小宮山; 義広三瓶; 修平岡田; 泰幸鈴木; 頼樹岡田
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2002-08-22
Filing date: 2002-08-22
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2022-08-22
Also published as: JP2004077416A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも被測定光の波長測定を行う光スペクトラムアナライザに関し、詳しくは、測定中に波長測定の精度確認が行える光スペクトラムアナライザに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光スペクトラムアナライザは、波長分散素子を用いて被測定光を所望の波長幅でサンプリングし、このサンプリングデータから被測定光のスペクトルの解析、測定等を行う測定装置である。この光スペクトラムアナライザは、複数の光信号からなるＷＤＭ（wavelength division multiplexing：波長分割多重）信号の解析、測定等によく用いられ、入力されたＷＤＭ信号を波長ごとに分光し、求めた光パワーから、例えば各光信号の波長や信号レベル等を求めるものである。
【０００３】
また近年、ＷＤＭ信号の高密度化により各光信号の波長間隔が非常に狭くなり、光スペクトラアナライザの波長測定は、非常に高い精度が要求される。そのため光スペクトラムアナライザに基準波長光源を内蔵し、この基準波長光源からの基準光を測定することにより、波長測定を精度よく行っているものがある。
【０００４】
図７は、このようなＷＤＭ信号を測定する従来の光スペクトラムアナライザの構成例を示した図である。図７において、分光器１０はＷＤＭ信号を含む被測定光または基準光が入力され、図示しない波長分散素子によって被測定光または基準光の光パワーを所望の波長幅でサンプリングし、サンプリングデータを測定データとして出力する。
【０００５】
基準波長光源２０は、ＬＥＤ（light emitting device：発光ダイオード）光源２１、ガスセル２２を有し、複数の波長で光パワーが減少したスペクトルである基準光を出力する。ＬＥＤ光源２１は、幅広い波長領域にスペクトルをもつ光を出力する。ガスセル２２は、ほぼ円筒形のガラス管にガスを封入したものであり、ＬＥＤ光源から出力された光を所望の波長で吸収し、基準光として出力する。
【０００６】
光スイッチ３０は、被測定光または基準波長光源２０からの基準光のいずれかを選択し、分光器１０に出力する。また、一般的に被測定光および基準光は、図示しない光ファイバによって分光器１０に伝送される。
【０００７】
演算部４０は、波長演算手段４１、判断手段４２を有し、分光器１０の測定データから、被測定光および基準光それぞれの波長測定を行う。また、基準光の波長測定の結果から、波長測定の精度確認を行う。波長演算手段４１は、分光器１０の測定データから被測定光および基準光それぞれの波長測定を行う。判断手段４２は、波長演算手段４１からの基準光の波長測定の結果によって、波長測定の精度確認を行う。
【０００８】
このような装置の動作を説明する。まず通常の測定時、つまり被測定光を測定する場合を説明する。光スイッチ３０が被測定光を選択し分光器１０に出力する。そして、分光器１０が、光スイッチ３０を介して入力される被測定光を所望の波長ごとに、例えば、短波長側からサンプリングし、波長と光パワーの関係となる測定データを演算部４０に出力する。そして、演算部４０の波長演算手段４１が、ＷＤＭ信号の各光信号の波長を求める。すなわち、近傍の測定データより著しく大きな値となる測定データ（以下、ピークデータと略す）を検出し、この検出したピークデータに対応する波長を求める。そして、演算部４０が波長演算手段４１が求めた波長を、例えば図示しない表示部の画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。
【０００９】
続いて、動作確認時、つまり基準波長光源２０の基準光を測定する場合を説明する。ＬＥＤ光源２１から出力された光が、ガスセル２２を透過するときに、所定の波長で吸収される。これにより、吸収された波長では、他の波長と比べて光パワーが著しく減少する。ここで、ガスセル２２によって吸収される波長は、ガスの種類、ガラス管内のガス圧等で設定される。そして、このガスセル２２を透過した光が、基準光として光スイッチ３０に入力され、光スイッチ３０が入力された基準光を選択し、分光器１０に出力する。
【００１０】
そして分光器１０が、通常の測定時と同様に、波長と光パワーの関係となる測定データを演算部４０に出力する。そして、演算部４０の波長演算手段４１が、ガスセル２２で吸収された波長を求める。すなわち、近傍の測定データより著しく小さな値となる測定データ（以下、ボトムデータと略す）を検出し、この検出したボトムデータに対応する波長を求め、判断手段４２に求めた波長を出力する。
【００１１】
そして判断手段４２が、波長演算手段４１が求めたボトムデータに対する波長と、ガスセル２２が吸収する波長とを比較し、波長誤差が所望の範囲に収まっているならば精度よく測定できていると判断する。一方、波長誤差が所望の範囲内に収まっていないならば故障と判断し、例えば、図示しない表示部の画面にアラームを表示したり、図示しない外部装置にアラーム信号を出力する。
【００１２】
このように、所定の波長の光パワーが減少した基準光を測定することにより、波長測定の精度を確認することができるので、被測定光の波長測定を精度よく行うことができる。また、波長測定の精度をより正確に確認するには、ガスセル２２が吸収する波長を、測定対象である光信号の近傍の波長に設定するほうがよい。ただし、ガスセル２２が吸収する波長は複数あり、一般的に１０［ｎｍ］以上にわたる。従って、ガスセル２２が吸収する波長とＷＤＭ信号の光信号が重なるので、光スイッチ３０によって被測定光と基準光を選択する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＷＤＭ信号を用いる通信システムでは、通信の異常を早急に検知するために、波長測定を連続で行うリアルタイム測定が必要とされるが、図７に示す装置は、動作確認を行う際に光スイッチ３０によて被測定光から基準光に選択を切り替え、演算部４０が波長測定の精度確認を行う。そして、その後、光スイッチ３０によって基準光から被測定光に選択を切り替えて通常の測定に戻る。つまり、被測定光と基準光の測定を同時に行うことができなため、動作確認時の間は被測定光の測定が中断され、連続で波長測定を行うことが難しいという問題があった。
【００１４】
そこで本発明の目的は、測定中に波長測定の精度確認が行える光スペクトラムアナライザを実現することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、
光ファイバによって伝送されて入力され、存在する波長範囲が既知の光信号を有する被測定光をサンプリングしてサンプリングデータとして出力する分光器と、
この分光器からのサンプリングデータによって、前記被測定光のスペクトルの波長測定を行う波長演算手段と
を有する光スペクトラムアナライザにおいて、
前記光信号を有する被測定光のみが伝送される光ファイバに形成され、前記被測定光の光信号の波長範囲外の所望の波長の光を反射すると共に、透過光を前記分光器に入力する選択光導波路と、
この選択光導波路の反射する波長と前記波長演算手段によって測定された波長測定の結果から波長誤差を求め、波長測定の精度確認をする判断手段と
を設け、前記選択光導波路は、光ファイバのコアに長手方向に周期的な屈折率変化を与えて形成されたファイバーグレーティングであることを特徴とするものである。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ファイバーグレーティングの温度を一定に保つ温度制御手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ファイバーグレーティングは、石英系光ファイバを用いることを特徴とするものである。
【００２４】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ファイバーグレーティングの外周に接し、温度または圧力によりファイバーグレーティングが伸縮する方向と反対に伸縮する補償手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の発明において、
ファイバーグレーティングの温度を測定する温度測定手段と、
温度測定手段の測定した温度によって、波長演算手段の波長測定の結果を補正する温度補正手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【００２６】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、
判断手段の波長誤差によって、波長演算手段の波長測定の結果を補正する誤差補正手段を設けたことを特徴とするものである。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
図１は本発明の第１の実施例を示す構成図である。ここで、図７と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図１において、基準波長光源２０と光スイッチ３０の代わりに、ファイバーグレーティングの一種であるファイバブラックグレーティング（以下、ＦＢＧと略す）５０が設けられ、ＷＤＭ信号を含む被測定光のうち、所望の波長の光を反射すると共に、透過した被測定光を分光器１０に入力する。そして、ＦＢＧ５０の特性上、透過する被測定光の光信号に影響、例えば光パワー、波長等に影響はほとんど及ぼさない。
【００２８】
また、選択光導波路であるファイバーグレーティングは、例えば、田中俊一、末松安晴、大越孝敬共編、「オプトエレクトロニクス用語事典」、オーム社、１９９６年、第１版、ｐｐ４２４〜４２５に示されるように、ＦＢＧ５０の他にブレーズドグレーティング、チャープグレーティング等が複数種類あるが、高い波長選択性を有するＦＢＧ５０が最も好ましい。
【００２９】
このＦＢＧ５０は、光ファイバのコアに長手方向に周期的な屈折率変化が形成された回折格子であり、反射する波長は屈折率変化の周期によって決定される。そして、コアの屈折率を長手方向に周期的に変化させることで高い波長選択性を実現している。また、ＷＤＭ信号の光信号が存在する波長範囲は通信システムごとに定まっているので、ＦＢＧ５０が反射する光の波長（以下、反射波長と略す）は、光信号が存在する波長範囲外に設定される。
【００３０】
そして、演算部４０の代わりに演算部６０が設けられ、分光器１０からの測定データによって、被測定光の各光信号のスペクトルの波長測定とＦＢＧ５０で反射されたスペクトルの波長測定を行い、この波長測定の結果と、基準となるＦＢＧ５０の反射波長から、波長測定の精度確認を行う。
【００３１】
ここで、ＦＢＧ５０の光ファイバには、周囲環境の影響（温度や圧力等）によって伸縮しにくく、屈折率変化の周期変動が少ない石英系光ファイバを用いるとよい。これにより、基準となるＦＢＧ５０の反射波長の変動を抑えることができる。
【００３２】
また、ＦＢＧ５０に入力前、透過後における被測定光の特性例を図２に示す。図２において、横軸は波長であり、縦軸は光パワーである。また、ＷＤＭ信号の光信号１００は複数あり、ＦＢＧ５０の反射波長も所望の位置に設定されるが、ここでは説明を簡単にするため、光信号１００は３個とし、ＦＢＧ５０の反射波長は、光信号１００の長波長側に設定されるものとする。図２（ａ）は、ＦＢＧ５０に入力前の被測定光の特性であり、図２（ｂ）は、ＦＢＧ５０を透過後の被測定光の特性である。
【００３３】
続いて、図１に示す装置の動作を説明する。図２（ａ）に示す被測定光がＦＢＧ５０に入力される。ここで、被測定光は、光ファイバ増幅器によって生ずるＡＳＥ（amplified spontaneous emission：増幅自然放出光）に光信号１００が重畳されている。
【００３４】
そして、ＦＢＧ５０に入力した被測定光の一部が、ＦＢＧ５０の反射波長で反射される。これにより、ＦＢＧ５０を透過した被測定光は、図２（ｂ）の示すように、ＦＢＧ５０によって反射された波長の光パワーが著しく減少した凹部１０１を有する特性となる。また、この図２（ｂ）に示す被測定光が分光器１０に入力される。そして、分光器１０が、被測定光を所望の波長ごとに、例えば、短波長側からサンプリングし、波長と光パワーの関係となる測定データを演算部６０に出力する。
【００３５】
この分光器１０から出力された測定データから、波長演算手段６１が、ピークデータとボトムデータを検出し、それぞれに対応する波長を求める。そして、求めた波長のうち一番外側の波長測定の結果、すなわちＦＢＧ５０によって反射された凹部１０１の波長測定の結果を判断手段６２に出力する。そして、判断手段６２が、ＦＢＧ５０の反射波長と、波長演算手段６１からの波長測定の結果から、波長誤差が所望の範囲に収まっているならば精度よく測定できていると判断し、被測定光の測定を続ける。一方、波長誤差が所望の範囲内に収まっていないならば故障と判断し、例えば、図示しない表示部の画面にアラームを表示したり、図示しない外部装置にアラーム信号を出力する。
【００３６】
このように、ＦＢＧ５０が光信号１００と重ならない波長の光を反射すると共に、光信号１００と凹部１０１からなる被測定光を分光器１０に入力する。そして、分光器１０の測定データから、波長演算手段６１が波長測定を行い、さらに判断手段６２がＦＢＧ５０の反射波長と凹部１０１の波長測定の結果によって波長測定の精度確認をするので、被測定光の測定を中断する必要がない。これにより、測定中に波長測定の精度確認を行うことができる。従って、光信号１００の異常を早急に検知することができる。
【００３７】
また、ＦＢＧ５０は、被測定光の伝送路である光ファイバに形成することができるので、誘電体多層膜を用いた波長フィルタのように、光ファイバから光を出力し、光フィルタを透過または反射した光を再度光ファイバに入力する必要がない。これにより、装置の光学系のアライメントが容易になる。
【００３８】
［第２の実施例］
図３は本発明の第２の実施例を示す構成図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略すると共に図示も省略する。図３において、新たに広帯域光源であるＬＥＤ光源５１と、合波器である光カプラ５２が設けられる。ＬＥＤ光源５１は、少なくともＦＢＧ５０で反射される波長近傍に、大きな光パワーを有するスペクトルのＬＥＤ光を出力する。また、光カプラ５２は、このＬＥＤ光源５１からのＬＥＤ光と被測定光を合波し、合波した被測定光をＦＢＧ５０に出力する。
【００３９】
また、図３に示す装置における光カプラ５２に入力前の被測定光、ＬＥＤ光源５１からのＬＥＤ光、ＦＢＧ５０を透過後の合波した被測定光の特性例を図４に示す。ここで、図２と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図４において、横軸は波長であり、縦軸は光パワーである。また、ＬＥＤ光は、光信号１００と重なる部分では、光信号１００に対して十分に低い光パワーであり、ＦＢＧ５０の反射波長付近で大きな光パワー、例えば分光器１０によって測定されるレベルの光パワーを有する。図４（ａ）は、光カプラ５２に入力前の被測定光の特性であり、図４（ｂ）は、ＬＥＤ光源５１から出力されたＬＥＤ光の特性であり、図４（ｃ）は、ＦＢＧ５０を透過後の合波した被測定光の特性である。
【００４０】
このような装置の動作を説明する。図４（ａ）に示す被測定光が光カプラ５２に入力される。ここで、被測定光は、光ファイバ増幅器によって生ずるＡＳＥに光信号１００が重畳されているが、ＡＳＥは光信号に対して非常に小さく、分光器１０によって測定されないレベルの光パワーである。
【００４１】
一方、図４（ｂ）に示すＬＥＤ光源５１からのＬＥＤ光も光カプラ５２に入力され、光カプラ５２が被測定光とＬＥＤ光を合波して、ＦＢＧ５０に出力する。そして、合波した被測定光の一部が、ＦＢＧ５０の反射波長で反射される。これにより、ＦＢＧ５０を透過した被測定光は、図４（ｃ）に示すように、ＦＢＧ５０によって反射された波長の光パワーが著しく減少した凹部１０１を有する特性となる。また、この図４（ｂ）に示す被測定光が分光器１０に入力される。
【００４２】
ここで、光カプラ５２が被測定光とＬＥＤ光を合波した被測定光をＦＢＧ５０に入力し、この合波した被測定光の一部を反射すると共に、光信号１００と凹部１０１を有する透過光を分光器１０に入力する動作以外は、図１に示す装置と同じなので説明を省略する。
【００４３】
このように、光カプラ５２がＦＢＧ５０の反射波長近傍に大きな光パワーを有するＬＥＤ光源５１のＬＥＤ光と被測定光を合波してＦＢＧ５０に入力し、このＦＢＧ５０を透過した被測定光を分光器に入力するので、ＦＢＧ５０の反射波長近傍のＡＳＥの光パワーが小さくとも、被測定光に凹部１０１を有するスペクトルとすることができる。
【００４４】
［第３の実施例］
図５は本発明の第３の実施例を示す構成図である。ここで、図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略すると共に図示も省略する。図５において、ＦＢＧ５０の代わりに、広帯域光源であるＬＥＤ光源７０、選択光導波路であるＦＢＧ７１、サーキュレータ７２、合波器である光カプラ７３が設けられる。また、ＬＥＤ光源７０、ＦＢＧ７１、サーキュレータ７２は、基準波長出力部を形成している。この基準波長出力部は、所望の波長に光パワーのピークをもつ基準波長光を出力する。
【００４５】
ＬＥＤ光源７０は、少なくともＦＢＧ７１で反射される波長近傍に、大きな光パワーを有するスペクトルのＬＥＤ光を出力する。
【００４６】
ＦＢＧ７１は、ＦＢＧ５０と同様に、光ファイバのコアに長手方向に周期的な屈折率変化が形成された回折格子であり、一端から入力されたＬＥＤ光のうち、所望の波長のＬＥＤ光を反射し、入力されたの同じ一端から反射光を基準波長光として出力する。他端は、光終端処理され、透過光を吸収する。
【００４７】
サーキュレータ７２は、入力端、入出力端、出力端を有し、入力端からＬＥＤ光源７０のＬＥＤ光が入力され、入出力端がＦＢＧ７１の一端と接続され、出力端が光カプラ７３に接続される。サーキュレータ７２は、入力端に入力されたＬＥＤ光を入出力端に出力し、入出力端に入力された基準波長光を出力端に出力するものである。光カプラ７３は、基準波長出力部のサーキュレータ７２からの基準波長光と被測定光合波し、分光器１０に出力する。
【００４８】
また、図５に示す装置における光カプラ７３に入力前の被測定光、ＦＢＧ７１で反射された基準波長光、光カプラ７３で合波した被測定光の特性例を図６に示す。ここで、図２、４と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図６において、横軸は波長であり、縦軸は光パワーである。また、ＬＥＤ光は、光信号１００と重なる部分では、光信号１００に対して十分に低い光パワーであり、ＦＢＧ７１の反射波長付近で大きな光パワー、例えば分光器１０によって測定されるレベルの光パワーを有する。図６（ａ）は、光カプラ７３に入力前の被測定光の特性であり、図６（ｂ）は、ＦＢＧ７１で反射された基準波長光の特性であり、図６（ｃ）は、光カプラ７３で被測定光と基準波長光を合波した被測定光の特性である。
【００４９】
このような装置の動作を説明する。図６（ａ）に示す被測定光が光カプラ７３に入力される。ここで、被測定光は、光ファイバ増幅器によって生ずるＡＳＥに光信号１００が重畳されているが、ＡＳＥは光信号に対して非常に小さく、分光器１０によって測定されないレベルの光パワーである。
【００５０】
一方、ＬＥＤ光源７０からのＬＥＤ光がサーキュレータ７２の入力端に入力される。そして、サーキュレータ７２が、ＬＥＤ光を入出力端を介してＦＢＧ７１に出力する。このサーキュレータ７２からのＬＥＤ光を、ＦＢＧ７１が図６（ｂ）に示すように、ＦＢＧ７１の反射波長で反射し、反射波長に著しく大きな光パワーを有する凸部１０２である基準波長光を、サーキュレータ７２の入出力端に出力する。そして、サーキュレータ７２が基準波長光を出力端を介して光カプラ７３に出力する。
【００５１】
さらに、光カプラ７３が、被測定光と基準波長出力部の基準波長光を合波し、図６（ｃ）に示す合波した被測定光を分光器１０に入力する。
【００５２】
ここで、光カプラ７３が被測定光と基準波長光を合波した被測定光を分光器１０に入力する動作以外は、図１に示す装置と同じなので説明を省略する。
【００５３】
このように、ＦＢＧ７１の反射波長近傍に大きな光パワーを有するＬＥＤ光源７０のＬＥＤ光をＦＢＧ７１に入力する。そして、ＦＢＧ７１の反射波長で反射した基準波長光と被測定光を光カプラ７３が合波して分光器に入力するので、ＦＢＧ７１の反射波長近傍のＡＳＥの光パワーが小さくとも、被測定光に凸部１０２を有するスペクトルとすることができる。
【００５４】
また、被測定光と合波される基準波長光は、反射波長のみに光パワーを有するので、光信号１００の波長測定にほとんど影響を与えない。
【００５５】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。（１）図１、３、５に示す装置において、ＦＢＧ５０の反射波長は、光信号１００の長波長側に設定したが、短波長側でもよい。もちろんこの場合は、波長演算手段６１が、波長の測定結果のうち一番短波側の波長を判断手段６２に出力する。
【００５６】
（２）図１、３、５に示す装置において、ＦＢＧ５０、７１に、ＦＢＧ５０、７１の温度を一定に保つ温度制御手段を設けてもよい。これにより、ＦＢＧ５０、７１の周囲温度が変動してもＦＢＧ５０、７１の反射波長が変動しないので、波長測定の精度確認を正確に行うことができる。すなわち、ＦＢＧ５０、７１が形成される光ファイバのコアは、周囲温度が変動すると伸縮するため、コアの長手方向に設けられた屈折率変化の周期も変動し、ＦＢＧ５０、７１の反射波長が変動する。しかし、温度制御手段を設け、ＦＢＧ５０、７１の温度を一定に保つので、光ファイバのコアに設けられた屈性率変化の周期も一定に保つことができ、ＦＢＧ５０、７１の反射波長の変動を抑えることができ、波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００５７】
（３）図１、３、５に示す装置において、ＦＢＧ５０、７１の外周に補償手段を設けてもよい。この補償手段は、ＦＢＧ５０、７１と接しており、ＦＢＧ５０、７１が温度または圧力によって伸縮する方向と反対の方向に伸縮する特性を有する。すなわち、ＦＢＧ５０、７１が形成される光ファイバのコアは、周囲の温度または圧力が変動すると伸縮するため、コアの長手方向に設けられた屈折率変化の周期も変動し、ＦＢＧ５０、７１の反射波長が変動する。しかし、補償手段を設け、ＦＢＧ５０、７１が伸縮するのと反対の方向に伸縮するので光ファイバのコアに設けられた屈性率変化の周期を抑え、ＦＢＧ５０、７１の反射波長の変動を抑えることができ、波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００５８】
（４）図１、３、５に示す装置において、ＦＢＧ５０、７１の近傍の温度を測定する温度測定手段を設け、この温度測定手段の温度によって、波長演算手段６１の波長測定の結果を補正し、補正した測定結果を判断手段６２に出力する温度補正手段を設ける構成としてもよい。
【００５９】
このような装置は、図１、３、５に示す装置の動作とほぼ同様であるが、異なる動作は、温度測定手段がＦＢＧ５０、７１の近傍の温度測定し、温度補正手段に温度測定の結果を出力する。そして、温度補正手段が波長演算手段６１の波長測定の結果をＦＢＧ５０、７１の波長温度特性の影響分を補正し、補正した波長測定の結果を判断手段６２に出力する。このように、温度補正手段が温度測定手段からの温度によって、波長演算手段６１の波長測定の結果を補正するので、ＦＢＧ５０、７１の近傍の温度が変化し、反射波長が変動しても、判断手段６２が波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００６０】
（５）図１、３、５に示す装置において、判断手段６２が、波長演算手段６１の波長測定の結果とＦＢＧ５０、７１の波長誤差を求め、波長測定の精度確認を行う構成を示したが、判断手段６２の波長誤差によって、被測定波形の光信号１００の波長測定の結果を補正する誤差補正手段を設けてもよい。具体的には、光信号１００の波長測定の結果から判断手段６２の求めた波長誤差で減算し、補正を行う。そして、演算部６０が誤差補正手段によって補正した値を演算結果として、例えば図示しない表示部の画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。このように、誤差補正手段が、判断手段６２の求めた波長誤差によって、波長演算手段６１の波長測定の結果を補正するので、光信号１００の波長を精度よく求めることができる。
【００６１】
（６）図３、５に示す装置において、被測定光はＡＳＥに複数の光信号１００が重畳する例を示したが、ＡＳＥがなく光信号１００のみでもよい。
【００６２】
（７）図３、５に示す装置において、広帯域光源にＬＥＤ光源５１、７０を用いる構成を示したが、ＡＳＥを出力する光ファイバ増幅器を用いたＡＳＥ光源でもよい。
【００６３】
（８）図５に示す装置において、サーキュレータ７２を用いる構成を示したが、光カプラを用いてもよい。
【００６４】
（９）図５に示す装置において、演算部６０の波長演算手段６１が、測定データからピークデータとボトムデータを検出する構成を示したが、ピークデータのみを検出し、波長測定を行う構成としてもよい。
【００６５】
本発明によれば、以下のような効果がある。
請求項１〜６によれば、選択光導波路が被測定光のうち所望の波長の光を反射すると共に、透過光を被測定光を分光器に入力する。そして、分光器のサンプリングデータによって波長演算手段が求めた波長測定の結果と、選択光導波路が反射する波長とから、判断手段が波長誤差を求め、波長測定の精度確認をするので、被測定光の測定を中断する必要がない。これにより、測定中に波長測定の精度確認を行うことができる。従って、被測定光の異常を早急に検知することができる。
【００６９】
また、選択光導波路は、伝送路である光ファイバのコアに設けられるので、誘電体多層膜を用いた光フィルタのように、光ファイバから光を出力し、光フィルタを透過または反射した光を再度光ファイバに入力する必要がない。これにより、装置の光学系のアライメントが容易になる。
【００７０】
請求項２によれば、温度制御手段が、ファイバーグレーティングの温度を一定に保つので、光ファイバのコアに設けられた屈性率変化の周期も一定に保つことができ、ファイバーグレーティングが反射する波長の変動を抑える。これにより波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００７１】
請求項４によれば、補償手段が、ファイバーグレーティングが伸縮するのと反対の方向に伸縮するので光ファイバのコアに設けられた屈性率変化の周期を抑え、ファイバーグレーティングが反射する波長の変動を抑える。これにより、波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００７２】
請求項５によれば、温度補正手段が温度測定手段からの温度によって、波長演算手段の波長測定の結果を補正するので、ファイバーグレーティングの近傍の温度が変化し、ファイバーグレーティングが反射する波長が変動しても、判断手段が波長測定の精度確認を正確に行うことができる。
【００７３】
請求項６によれば、誤差補正手段が、判断手段の求めた波長誤差によって、波長演算手段の波長測定の結果を補正するので、被測定光のスペクトルの波長を精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】ＦＢＧ５０に入力前、透過後における被測定光の特性例を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図４】光カプラ５２に入力前の被測定光、ＬＥＤ光源５１からのＬＥＤ光、ＦＢＧ５０を透過後の合波した被測定光の特性例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例を示した構成図である。
【図６】光カプラ７３に入力前の被測定光、ＦＢＧ７１で反射された基準波長光、光カプラ７３で合波した被測定光の特性例を示す図である。
【図７】従来の光スペクトラムアナライザの構成図である。
【符号の説明】
１０分光器
５０、７１ファイバーブラッググレーティング
５１、７０ＬＥＤ光源
５２、７３光カプラ
６１波長演算手段
６２判断手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical spectrum analyzer that measures at least the wavelength of light to be measured, and more particularly to an optical spectrum analyzer that can confirm the accuracy of wavelength measurement during measurement.
[0002]
[Prior art]
An optical spectrum analyzer is a measuring apparatus that samples a light to be measured with a desired wavelength width using a wavelength dispersion element, and analyzes and measures the spectrum of the light to be measured from this sampling data. This optical spectrum analyzer is often used for analysis, measurement, etc. of a WDM (wavelength division multiplexing) signal composed of a plurality of optical signals, and the input WDM signal is spectrally divided for each wavelength and obtained from the obtained optical power. For example, the wavelength and signal level of each optical signal are obtained.
[0003]
In recent years, the wavelength interval of each optical signal has become very narrow due to the increase in the density of WDM signals, and the wavelength measurement of an optical spectrum analyzer is required to have very high accuracy. For this reason, some optical spectrum analyzers incorporate a reference wavelength light source and measure the reference light from the reference wavelength light source to accurately measure the wavelength.
[0004]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical spectrum analyzer that measures such a WDM signal. In FIG. 7, the spectroscope 10 receives the light to be measured or the reference light including the WDM signal, samples the optical power of the light to be measured or the reference light with a desired wavelength width by a wavelength dispersion element (not shown), and measures the sampling data. Output as data.
[0005]
The reference wavelength light source 20 includes an LED (light emitting device) light source 21 and a gas cell 22 and outputs reference light having a spectrum in which light power is reduced at a plurality of wavelengths. The LED light source 21 outputs light having a spectrum in a wide wavelength region. The gas cell 22 is formed by sealing a gas in a substantially cylindrical glass tube, and absorbs light output from the LED light source at a desired wavelength and outputs it as reference light.
[0006]
The optical switch 30 selects either the light under measurement or the reference light from the reference wavelength light source 20 and outputs the selected light to the spectrometer 10. In general, the light to be measured and the reference light are transmitted to the spectrometer 10 by an optical fiber (not shown).
[0007]
The calculation unit 40 includes a wavelength calculation unit 41 and a determination unit 42, and performs wavelength measurement of each of the light under measurement and the reference light from the measurement data of the spectrometer 10. Further, the accuracy of wavelength measurement is confirmed from the result of wavelength measurement of the reference light. The wavelength calculation means 41 measures the wavelengths of the measured light and the reference light from the measurement data of the spectrometer 10. The determination unit 42 confirms the accuracy of wavelength measurement based on the wavelength measurement result of the reference light from the wavelength calculation unit 41.
[0008]
The operation of such an apparatus will be described. First, the normal measurement, that is, the case of measuring the light to be measured will be described. The optical switch 30 selects the light to be measured and outputs it to the spectrometer 10. Then, the spectroscope 10 samples the measured light input via the optical switch 30 for each desired wavelength, for example, from the short wavelength side, and sends measurement data representing the relationship between the wavelength and the optical power to the computing unit 40. Output. And the wavelength calculating means 41 of the calculating part 40 calculates | requires the wavelength of each optical signal of a WDM signal. That is, measurement data (hereinafter abbreviated as peak data) having a value significantly larger than the nearby measurement data is detected, and the wavelength corresponding to the detected peak data is obtained. Then, the calculation unit 40 displays the wavelength obtained by the wavelength calculation unit 41, for example, on a screen of a display unit (not shown) or outputs it to an external device (not shown).
[0009]
Next, a case where operation is confirmed, that is, a case where the reference light of the reference wavelength light source 20 is measured is described. The light output from the LED light source 21 is absorbed at a predetermined wavelength when passing through the gas cell 22. This significantly reduces the optical power at the absorbed wavelengths compared to other wavelengths. Here, the wavelength absorbed by the gas cell 22 is set by the type of gas, the gas pressure in the glass tube, and the like. The light transmitted through the gas cell 22 is input to the optical switch 30 as reference light, and the reference light input by the optical switch 30 is selected and output to the spectrometer 10.
[0010]
Then, the spectroscope 10 outputs measurement data having a relationship between the wavelength and the optical power to the calculation unit 40 in the same manner as in normal measurement. And the wavelength calculating means 41 of the calculating part 40 calculates | requires the wavelength absorbed in the gas cell 22. FIG. That is, measurement data (hereinafter abbreviated as bottom data) that is significantly smaller than the measurement data in the vicinity is detected, a wavelength corresponding to the detected bottom data is obtained, and the obtained wavelength is output to the determination means 42.
[0011]
Then, the judging means 42 compares the wavelength for the bottom data obtained by the wavelength calculating means 41 with the wavelength absorbed by the gas cell 22, and judges that the measurement can be performed accurately if the wavelength error is within a desired range. To do. On the other hand, if the wavelength error is not within the desired range, it is determined that there is a failure. For example, an alarm is displayed on the screen of a display unit (not shown) or an alarm signal is output to an external device (not shown).
[0012]
Thus, by measuring the reference light whose optical power at a predetermined wavelength is reduced, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed, so that the wavelength of the light under measurement can be accurately measured. Moreover, in order to confirm the accuracy of wavelength measurement more accurately, it is better to set the wavelength absorbed by the gas cell 22 to a wavelength near the optical signal to be measured. However, there are a plurality of wavelengths that the gas cell 22 absorbs, and generally it extends over 10 [nm] or more. Therefore, since the wavelength absorbed by the gas cell 22 and the optical signal of the WDM signal overlap, the optical switch 30 selects the light to be measured and the reference light.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a communication system using a WDM signal, real-time measurement that continuously performs wavelength measurement is required in order to quickly detect an abnormality in communication. However, the apparatus shown in FIG. The selection is switched from the light to be measured to the reference light by the switch 30, and the calculation unit 40 confirms the accuracy of the wavelength measurement. After that, the optical switch 30 switches the selection from the reference light to the light to be measured and returns to the normal measurement. That is, since the measurement light and the reference light cannot be measured at the same time, the measurement of the measurement light is interrupted during the operation confirmation, and it is difficult to perform wavelength measurement continuously.
[0014]
Accordingly, an object of the present invention is to realize an optical spectrum analyzer capable of checking the accuracy of wavelength measurement during measurement.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1
Transmitted by optical fiber Input and existing optical signal with known wavelength range A spectrometer that samples the measured light and outputs it as sampling data;
Wavelength calculating means for measuring the wavelength of the spectrum of the light to be measured by sampling data from the spectrometer;
In an optical spectrum analyzer having
Said Have an optical signal It is formed in an optical fiber that transmits only the measured light, Reflects light having a desired wavelength outside the wavelength range of the optical signal of the light to be measured And a selection optical waveguide for inputting the transmitted light to the spectrometer,
A judgment means for obtaining a wavelength error from a wavelength reflected by the selected optical waveguide and a result of the wavelength measurement measured by the wavelength computing means, and confirming an accuracy of the wavelength measurement;
The selective optical waveguide is a fiber grating formed by applying a periodic refractive index change in the longitudinal direction to the core of the optical fiber.
[0022]
Claim 2 The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1,
A temperature control means for keeping the temperature of the fiber grating constant is provided.
[0023]
Claim 3 The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1,
The fiber grating is characterized by using a silica-based optical fiber.
[0024]
Claim 4 The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1,
Compensating means is provided in contact with the outer periphery of the fiber grating and extending or contracting opposite to the direction in which the fiber grating expands or contracts due to temperature or pressure.
[0025]
Claim 5 The invention according to claim 1 is the invention according to claim 1,
Temperature measuring means for measuring the temperature of the fiber grating;
Temperature correction means for correcting the wavelength measurement result of the wavelength calculation means according to the temperature measured by the temperature measurement means;
Is provided.
[0026]
Claim 6 The described invention is claimed. 1-5 In the invention described in any of the above,
According to the present invention, there is provided an error correction means for correcting the wavelength measurement result of the wavelength calculation means based on the wavelength error of the determination means.
[0027]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. In FIG. 1, instead of the reference wavelength light source 20 and the optical switch 30, a fiber black grating (hereinafter abbreviated as FBG) 50, which is a kind of fiber grating, is provided, and a desired wavelength of light to be measured including a WDM signal. And the transmitted light to be measured is input to the spectrometer 10. Further, due to the characteristics of the FBG 50, there is little influence on the optical signal of the light to be measured that is transmitted, for example, no influence on the optical power, wavelength, or the like.
[0028]
The fiber grating which is a selective optical waveguide is, for example, FBG50 as shown in Shunichi Tanaka, Yasuharu Suematsu, Takayoshi Ohkoshi, “Optoelectronic Glossary”, Ohmsha, 1996, 1st edition, pp 424-425. In addition, there are a plurality of types such as blazed gratings and chirped gratings, and FBG 50 having high wavelength selectivity is most preferable.
[0029]
The FBG 50 is a diffraction grating in which a periodic refractive index change is formed in the longitudinal direction in the core of the optical fiber, and the reflected wavelength is determined by the period of the refractive index change. And the high wavelength selectivity is implement | achieved by changing the refractive index of a core periodically to a longitudinal direction. Since the wavelength range in which the optical signal of the WDM signal exists is determined for each communication system, the wavelength of light reflected by the FBG 50 (hereinafter abbreviated as the reflected wavelength) is set outside the wavelength range in which the optical signal exists. The
[0030]
A calculation unit 60 is provided instead of the calculation unit 40, and the wavelength measurement of the spectrum of each optical signal of the light under measurement and the wavelength of the spectrum reflected by the FBG 50 are performed using the measurement data from the spectroscope 10. The accuracy of the wavelength measurement is confirmed from the result of the wavelength measurement and the reflection wavelength of the reference FBG 50.
[0031]
Here, as the optical fiber of the FBG 50, it is preferable to use a silica-based optical fiber that does not easily expand and contract due to the influence of the surrounding environment (temperature, pressure, and the like) and has a small change in the refractive index. Thereby, the fluctuation | variation of the reflected wavelength of FBG50 used as a reference | standard can be suppressed.
[0032]
FIG. 2 shows an example of the characteristics of the light to be measured before being input to the FBG 50 and after being transmitted. In FIG. 2, the horizontal axis represents wavelength, and the vertical axis represents optical power. Also, there are a plurality of optical signals 100 of WDM signals, and the reflection wavelength of the FBG 50 is also set at a desired position. However, here, for simplicity of explanation, the number of the optical signals 100 is three, and the reflection wavelength of the FBG 50 is the optical wavelength. It is assumed that the long wavelength side of the signal 100 is set. 2A shows the characteristics of the light to be measured before being input to the FBG 50, and FIG. 2B shows the characteristics of the light to be measured after passing through the FBG 50. FIG.
[0033]
Subsequently, the operation of the apparatus shown in FIG. 1 will be described. The measured light shown in FIG. 2A is input to the FBG 50. Here, in the light to be measured, an optical signal 100 is superimposed on ASE (amplified spontaneous emission) generated by an optical fiber amplifier.
[0034]
A part of the light to be measured input to the FBG 50 is reflected at the reflection wavelength of the FBG 50. As a result, the light to be measured that has passed through the FBG 50 has a characteristic of having a recess 101 in which the optical power of the wavelength reflected by the FBG 50 is significantly reduced, as shown in FIG. In addition, the light to be measured shown in FIG. The spectroscope 10 samples the light to be measured for each desired wavelength, for example, from the short wavelength side, and outputs measurement data having a relationship between the wavelength and the optical power to the calculation unit 60.
[0035]
The wavelength calculation means 61 detects peak data and bottom data from the measurement data output from the spectroscope 10, and obtains a wavelength corresponding to each. Then, the outermost wavelength measurement result among the obtained wavelengths, that is, the wavelength measurement result of the concave portion 101 reflected by the FBG 50 is output to the determination means 62. Then, the judging means 62 judges from the reflected wavelength of the FBG 50 and the result of wavelength measurement from the wavelength calculating means 61 that the wavelength error is within a desired range, so that it can be measured accurately, and the light to be measured Continue measuring. On the other hand, if the wavelength error is not within the desired range, it is determined that there is a failure. For example, an alarm is displayed on the screen of a display unit (not shown) or an alarm signal is output to an external device (not shown).
[0036]
In this way, the FBG 50 reflects light having a wavelength that does not overlap with the optical signal 100, and the measured light including the optical signal 100 and the recess 101 is input to the spectrometer 10. Then, the wavelength calculation means 61 performs wavelength measurement from the measurement data of the spectroscope 10, and the determination means 62 confirms the accuracy of wavelength measurement based on the reflection wavelength of the FBG 50 and the wavelength measurement result of the recess 101. There is no need to interrupt the measurement. Thereby, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed during measurement. Therefore, the abnormality of the optical signal 100 can be detected immediately.
[0037]
In addition, since the FBG 50 can be formed in an optical fiber that is a transmission path of light to be measured, light is output from the optical fiber and transmitted or reflected through the optical filter like a wavelength filter using a dielectric multilayer film. There is no need to input the light again into the optical fiber. This facilitates alignment of the optical system of the apparatus.
[0038]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted and illustration is omitted. In FIG. 3, an LED light source 51 which is a broadband light source and an optical coupler 52 which is a multiplexer are newly provided. The LED light source 51 outputs LED light having a spectrum having a large optical power at least in the vicinity of the wavelength reflected by the FBG 50. The optical coupler 52 combines the LED light from the LED light source 51 and the measured light, and outputs the combined measured light to the FBG 50.
[0039]
FIG. 4 shows a characteristic example of the measured light before being input to the optical coupler 52 in the apparatus shown in FIG. 3, the LED light from the LED light source 51, and the combined measured light after passing through the FBG 50. Here, the same components as those shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is the wavelength, and the vertical axis is the optical power. Further, the LED light has a sufficiently low optical power with respect to the optical signal 100 in a portion overlapping with the optical signal 100, and has a large optical power near the reflection wavelength of the FBG 50, for example, an optical power at a level measured by the spectroscope 10. Have 4A shows the characteristics of the light to be measured before being input to the optical coupler 52, FIG. 4B shows the characteristics of the LED light output from the LED light source 51, and FIG. It is the characteristic of the to-be-measured light combined after passing through FBG50.
[0040]
The operation of such an apparatus will be described. The measured light shown in FIG. 4A is input to the optical coupler 52. Here, in the light to be measured, the optical signal 100 is superimposed on the ASE generated by the optical fiber amplifier, but the ASE is very small with respect to the optical signal and has a level of optical power that is not measured by the spectrometer 10.
[0041]
On the other hand, the LED light from the LED light source 51 shown in FIG. 4B is also input to the optical coupler 52, and the optical coupler 52 combines the light to be measured and the LED light and outputs them to the FBG 50. A part of the combined light to be measured is reflected at the reflection wavelength of the FBG 50. As a result, the light to be measured that has passed through the FBG 50 has a characteristic of having a recess 101 in which the optical power of the wavelength reflected by the FBG 50 is significantly reduced, as shown in FIG. Further, the measured light shown in FIG. 4B is input to the spectrometer 10.
[0042]
Here, the optical coupler 52 inputs the measured light combined with the measured light and the LED light to the FBG 50, reflects a part of the combined measured light, and transmits the optical signal 100 and the recess 101. Except for the operation of inputting light into the spectroscope 10, it is the same as the apparatus shown in FIG.
[0043]
In this way, the optical coupler 52 combines the LED light of the LED light source 51 having a large optical power near the reflection wavelength of the FBG 50 and the light to be measured and inputs it to the FBG 50, and the light to be measured that has passed through the FBG 50 is spectroscope. Therefore, even if the optical power of the ASE near the reflection wavelength of the FBG 50 is small, it is possible to obtain a spectrum having the recess 101 in the light to be measured.
[0044]
[Third embodiment]
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. Here, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted and illustration is omitted. In FIG. 5, instead of the FBG 50, an LED light source 70 that is a broadband light source, an FBG 71 that is a selective optical waveguide, a circulator 72, and an optical coupler 73 that is a multiplexer are provided. The LED light source 70, the FBG 71, and the circulator 72 form a reference wavelength output unit. The reference wavelength output unit outputs reference wavelength light having a light power peak at a desired wavelength.
[0045]
The LED light source 70 outputs a spectrum of LED light having a large optical power at least in the vicinity of the wavelength reflected by the FBG 71.
[0046]
Similar to the FBG 50, the FBG 71 is a diffraction grating in which a periodic refractive index change is formed in the longitudinal direction in the core of the optical fiber, and reflects LED light having a desired wavelength out of LED light input from one end. The reflected light is output as the reference wavelength light from the same one end of the input. The other end is optically terminated and absorbs transmitted light.
[0047]
The circulator 72 has an input end, an input / output end, and an output end. The LED light from the LED light source 70 is input from the input end, the input / output end is connected to one end of the FBG 71, and the output end is connected to the optical coupler 73. The The circulator 72 outputs the LED light input to the input end to the input / output end, and outputs the reference wavelength light input to the input / output end to the output end. The optical coupler 73 multiplexes the reference wavelength light from the circulator 72 of the reference wavelength output unit and the light to be measured, and outputs it to the spectrometer 10.
[0048]
FIG. 6 shows an example of characteristics of the measured light before being input to the optical coupler 73 in the apparatus shown in FIG. 5, the reference wavelength light reflected by the FBG 71, and the measured light combined by the optical coupler 73. 2 and 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In FIG. 6, the horizontal axis represents the wavelength, and the vertical axis represents the optical power. Further, the LED light has a sufficiently low optical power with respect to the optical signal 100 in a portion overlapping with the optical signal 100, and a large optical power near the reflection wavelength of the FBG 71, for example, an optical power of a level measured by the spectroscope 10. Have 6A shows the characteristics of the light to be measured before being input to the optical coupler 73, FIG. 6B shows the characteristics of the reference wavelength light reflected by the FBG 71, and FIG. This is a characteristic of the light to be measured obtained by combining the light to be measured and the reference wavelength light by the coupler 73.
[0049]
The operation of such an apparatus will be described. The measured light shown in FIG. 6A is input to the optical coupler 73. Here, in the light to be measured, the optical signal 100 is superimposed on the ASE generated by the optical fiber amplifier, but the ASE is very small with respect to the optical signal and has a level of optical power that is not measured by the spectrometer 10.
[0050]
On the other hand, LED light from the LED light source 70 is input to the input end of the circulator 72. Then, the circulator 72 outputs the LED light to the FBG 71 via the input / output terminal. The LED light from the circulator 72 is reflected by the FBG 71 at the reflection wavelength of the FBG 71 as shown in FIG. Output to the input / output terminal of Then, the circulator 72 outputs the reference wavelength light to the optical coupler 73 via the output end.
[0051]
Further, the optical coupler 73 combines the measured light and the reference wavelength light of the reference wavelength output unit, and inputs the combined measured light shown in FIG.
[0052]
Here, since the optical coupler 73 is the same as the apparatus shown in FIG. 1 except for the operation of inputting the light to be measured, which is obtained by combining the light to be measured and the reference wavelength light, to the spectroscope 10, description thereof will be omitted.
[0053]
In this way, the LED light of the LED light source 70 having a large light power near the reflection wavelength of the FBG 71 is input to the FBG 71. Then, since the optical coupler 73 combines the reference wavelength light reflected at the reflection wavelength of the FBG 71 and the light to be measured and inputs it to the spectroscope, even if the optical power of the ASE near the reflection wavelength of the FBG 71 is small, the light to be measured A spectrum having the convex portion 102 can be obtained.
[0054]
Further, the reference wavelength light combined with the light to be measured has optical power only at the reflection wavelength, and therefore hardly affects the wavelength measurement of the optical signal 100.
[0055]
In addition, this invention is not limited to this, The following may be sufficient. (1) In the apparatus shown in FIGS. 1, 3, and 5, the reflection wavelength of the FBG 50 is set on the long wavelength side of the optical signal 100, but may be on the short wavelength side. Of course, in this case, the wavelength calculation means 61 outputs the wavelength on the shortest wavelength side among the wavelength measurement results to the determination means 62.
[0056]
(2) In the apparatus shown in FIGS. 1, 3, and 5, the FBGs 50 and 71 may be provided with temperature control means for keeping the temperatures of the FBGs 50 and 71 constant. Thereby, even if the ambient temperature of the FBGs 50 and 71 fluctuates, the reflected wavelength of the FBGs 50 and 71 does not fluctuate, so that the accuracy of wavelength measurement can be confirmed accurately. That is, since the core of the optical fiber in which the FBGs 50 and 71 are formed expands and contracts when the ambient temperature fluctuates, the refractive index change period provided in the longitudinal direction of the core also fluctuates, and the reflection wavelength of the FBGs 50 and 71 fluctuates. . However, since the temperature control means is provided and the temperatures of the FBGs 50 and 71 are kept constant, the period of the refractive index change provided in the core of the optical fiber can also be kept constant, and fluctuations in the reflection wavelength of the FBGs 50 and 71 can be maintained. Therefore, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed accurately.
[0057]
(3) In the apparatus shown in FIGS. This compensation means is in contact with the FBGs 50 and 71 and has a characteristic that the FBGs 50 and 71 expand and contract in a direction opposite to the direction in which the FBGs 50 and 71 expand and contract due to temperature or pressure. That is, since the core of the optical fiber in which the FBGs 50 and 71 are formed expands and contracts when the ambient temperature or pressure varies, the refractive index change period provided in the longitudinal direction of the core also varies, and the reflection wavelength of the FBGs 50 and 71 changes. Fluctuate. However, the compensation means is provided, and the FBGs 50 and 71 expand and contract in the opposite direction, so that the period of the refractive index change provided in the core of the optical fiber is suppressed, and the fluctuation of the reflection wavelength of the FBGs 50 and 71 is suppressed. Therefore, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed accurately.
[0058]
(4) The apparatus shown in FIGS. 1, 3 and 5 is provided with temperature measuring means for measuring the temperature in the vicinity of the FBGs 50 and 71, and the wavelength measurement result of the wavelength calculating means 61 is corrected by the temperature of the temperature measuring means. Further, a temperature correction unit that outputs the corrected measurement result to the determination unit 62 may be provided.
[0059]
Such an apparatus is almost the same as the operation of the apparatus shown in FIGS. 1, 3, and 5 except that the temperature measurement means measures the temperature in the vicinity of the FBGs 50 and 71 and the temperature correction means measures the temperature. Is output. Then, the temperature correction unit corrects the influence of the wavelength temperature characteristics of the FBGs 50 and 71 on the wavelength measurement result of the wavelength calculation unit 61, and outputs the corrected wavelength measurement result to the determination unit 62. As described above, the temperature correction unit corrects the wavelength measurement result of the wavelength calculation unit 61 based on the temperature from the temperature measurement unit. Therefore, even if the temperature in the vicinity of the FBGs 50 and 71 changes and the reflection wavelength fluctuates, it is determined. The means 62 can accurately check the accuracy of wavelength measurement.
[0060]
(5) In the apparatus shown in FIGS. 1, 3, and 5, the determination unit 62 obtains the wavelength measurement result of the wavelength calculation unit 61 and the wavelength error of the FBGs 50 and 71 and confirms the accuracy of wavelength measurement. In addition, an error correction unit for correcting the wavelength measurement result of the optical signal 100 having the waveform to be measured may be provided based on the wavelength error of the determination unit 62. Specifically, the correction is performed by subtracting the wavelength error obtained by the determination means 62 from the result of wavelength measurement of the optical signal 100. Then, the value corrected by the error correction means by the calculation unit 60 is displayed as a calculation result, for example, on a screen of a display unit (not shown) or output to an external device (not shown). In this manner, the error correction unit corrects the wavelength measurement result of the wavelength calculation unit 61 by the wavelength error obtained by the determination unit 62, so that the wavelength of the optical signal 100 can be obtained with high accuracy.
[0061]
(6) In the apparatus shown in FIGS. 3 and 5, an example in which a plurality of optical signals 100 are superimposed on the ASE has been shown as the light to be measured, but only the optical signal 100 may be used without the ASE.
[0062]
(7) In the apparatus shown in FIGS. 3 and 5, the configuration using the LED light sources 51 and 70 as the broadband light source is shown, but an ASE light source using an optical fiber amplifier that outputs ASE may be used.
[0063]
(8) In the apparatus shown in FIG. 5, the configuration using the circulator 72 is shown, but an optical coupler may be used.
[0064]
(9) In the apparatus shown in FIG. 5, the configuration in which the wavelength calculation means 61 of the calculation unit 60 detects the peak data and the bottom data from the measurement data has been shown. However, only the peak data is detected and the wavelength measurement is performed. Also good.
[0065]
The present invention has the following effects.
Claim 1-6 According to the above, the selective optical waveguide reflects light having a desired wavelength in the light to be measured, and transmits the light to be measured to the spectroscope. Then, from the wavelength measurement result obtained by the wavelength calculation means based on the sampling data of the spectrometer and the wavelength reflected by the selected optical waveguide, the judgment means obtains the wavelength error and confirms the accuracy of the wavelength measurement. There is no need to interrupt the measurement. Thereby, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed during measurement. Accordingly, it is possible to quickly detect abnormality of the light to be measured.
[0069]
Also, Since the selective optical waveguide is provided in the core of the optical fiber that is the transmission line, the light is output from the optical fiber and the light transmitted through or reflected by the optical filter is emitted again like an optical filter using a dielectric multilayer film. There is no need to enter the fiber. This facilitates alignment of the optical system of the apparatus.
[0070]
Claim 2 Therefore, since the temperature control means keeps the temperature of the fiber grating constant, the period of the refractive index change provided in the core of the optical fiber can also be kept constant, and the fluctuation of the wavelength reflected by the fiber grating can be kept constant. suppress. Thereby, the accuracy of wavelength measurement can be confirmed accurately.
[0071]
Claim 4 According to the present invention, the compensation means expands and contracts in the direction opposite to the expansion and contraction of the fiber grating, so that the period of the refractive index change provided in the core of the optical fiber is suppressed and the fluctuation of the wavelength reflected by the fiber grating is suppressed. Thereby, the accuracy check of wavelength measurement can be performed accurately.
[0072]
Claim 5 Since the temperature correction means corrects the wavelength measurement result of the wavelength calculation means according to the temperature from the temperature measurement means, even if the temperature near the fiber grating changes and the wavelength reflected by the fiber grating fluctuates, The determination means can accurately check the accuracy of wavelength measurement.
[0073]
Claim 6 According to the above, the error correction unit corrects the wavelength measurement result of the wavelength calculation unit based on the wavelength error obtained by the determination unit, so that the wavelength of the spectrum of the light to be measured can be obtained with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of characteristics of light to be measured before being input to the FBG 50 and after being transmitted;
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a characteristic example of light to be measured before being input to the optical coupler 52, LED light from the LED light source 51, and light to be measured that has been combined after passing through the FBG 50;
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an example of characteristics of light to be measured before being input to the optical coupler 73, reference wavelength light reflected by the FBG 71, and light to be measured combined by the optical coupler 73. FIG.
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional optical spectrum analyzer.
[Explanation of symbols]
10 Spectrometer
50, 71 Fiber Bragg grating
51, 70 LED light source
52, 73 Optical coupler
61 Wavelength calculation means
62 Judgment means

Claims

A spectroscope that samples and transmits measured light having an optical signal transmitted and input by an optical fiber and having a known wavelength range ;
In the optical spectrum analyzer having the wavelength calculation means for measuring the wavelength of the spectrum of the light to be measured by sampling data from the spectrometer,
Formed in an optical fiber that transmits only the light to be measured having the optical signal, reflects light having a desired wavelength outside the wavelength range of the optical signal of the light to be measured , and inputs transmitted light to the spectrometer. A selective optical waveguide;
The selection optical waveguide is provided with a judgment means for obtaining a wavelength error from a wavelength reflected by the selection optical waveguide and a wavelength measurement result measured by the wavelength calculation means, and confirming an accuracy of the wavelength measurement. An optical spectrum analyzer, which is a fiber grating formed by applying a periodic refractive index change in the longitudinal direction.

2. The optical spectrum analyzer according to claim 1, further comprising temperature control means for keeping the temperature of the fiber grating constant.

2. The optical spectrum analyzer according to claim 1, wherein the fiber grating uses a silica-based optical fiber.

2. An optical spectrum analyzer according to claim 1, further comprising compensation means that contacts the outer periphery of the fiber grating and expands and contracts in the direction opposite to the direction in which the fiber grating expands and contracts due to temperature or pressure.

Temperature measuring means for measuring the temperature of the fiber grating;
2. The optical spectrum analyzer according to claim 1, further comprising temperature correction means for correcting a wavelength measurement result of the wavelength calculation means according to the temperature measured by the temperature measurement means.

6. The optical spectrum analyzer according to any one of 1 to 5 , further comprising error correction means for correcting a wavelength measurement result of the wavelength calculation means based on a wavelength error of the determination means.