JP3843323B2

JP3843323B2 - 広帯域、高速光分散測定装置

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Publication number: JP3843323B2
Application number: JP2004046418A
Authority: JP
Inventors: サルワルアベディンカジ
Original assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Current assignee: National Institute of Information and Communications Technology
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2004-02-23
Publication date: 2006-11-08
Anticipated expiration: 2024-02-23
Also published as: JP2005233894A

Description

この発明は、長距離光ファイバーなどの光路の分散を広い波長帯域で、短時間に高分解能で測定する光分散測定装置に関している。

長距離光ファイバーの分散を高分解能で測定することは、光ファイバーリンクの設計などにおいて必要不可欠である。従来は、分散を測定するため非特許文献１に記載されたような位相シフト法が用いられている。これは、数十ｎｍの波長範囲で分散を測定行う場合でも、測定に数分間を要する。しかし、この間の温度変化によるファイバー長の変化が測定に誤差を与えてしまう事が知られており、光ファイバーの分散を短時間で測定することが非常に重要である。

本発明は、長距離光ファイバーの波長分散を広い波長帯域において短時間で測定する方法とその装置に関している。本発明の基礎となる発明は、本発明の発明者によって、特許文献１に開示されている。

特許文献１には、光ファイバーの波長分散をサニャック（Sagnac）干渉計を用いて測定する方法が開示されている。この方法では、リング型の干渉計の中に被測定ファイバーと位相変調器を設置し、変調器に周期的に周波数が変化するＲＦ信号を印加する構成をもっている。この干渉計の出力の平均パワーには、ＲＦ信号の周波数に対して周期的に変化するフリンジが見られる。干渉計に入力する光の波長を変化させたときに見られるフリンジのシフトから分散を測定するようになっている。

特許文献１に開示されたサニャック干渉計を用いたこの方法では、非特許文献１に記載された位相シフト法に比べ、出力側では光波形検波器や信号処理が広帯域であることを必要としないため低コストになるという点で優れている。

また、非特許文献１に記載の方法では、各波長でのフリンジの観測と、基準波長のフリンジに対してシフト量を測定することが必用であり、それは計算機などを用いて導くことになっている。このため、測定に時間がかかるという欠点があった。

さらに、ファラデー回転子鏡（Faraday Rotator Mirror）と偏向ビームスプリッタ（polarization Beam Splitter）を用いるサニャック干渉計においては、ファラデー回転子鏡の設計波長からずれた波長の入力光にたいしては、リング状の光路の時計回りの成分と反時計回りの成分とが干渉することがおこる。前記のそれぞれの成分の光がそれぞれリングを完全に通過せず、途中から戻って来る成分が発生する。これらは、合波する際に干渉して、温度変化に応じて強くまた弱くなり、測定値に悪い影響が残る。そのために、分散測定に必用なフリンジに影響が出て来る。またファイバーが長い場合には、ブリルアン散乱（Brillouin Scattering）の影響も同じような干渉による悪い影響が生じる。このため、広帯域にすることが困難であった。
特開２００１−１９４２６８号公報 K.S.Abedin, M.Hyodo, and N.Onodera, "Application of a sagnac interferometer for measuring chromatic dispersion of installed single-mode fibres", Electron. Lett. 36, 413, 2000.(アベディン、兵藤、小野寺、「設置された単一モードファイバーの波長分散測定へのサニャック干渉計の応用」)

非特許文献１に記載の従来の方法では、各波長でのフリンジの観測と、基準波長のフリンジに対してシフト量を測定することが必用であり、測定に時間がかかるという欠点があった。また、特許文献１に開示された方法では、より低コストになるという点で優れているが、測定に要する時間にまだ問題があった。

この発明の分散測定方法及び測定装置によれば、従来のものに比べて、光路の分散を広い波長帯域で、短時間に高分解能で測定することができる。

本発明は、特許文献１の発明を基礎としており、光路の分散をより広い波長帯域で、より短時間に高分解能で測定することができるようにするため、さらに新しい要素を追加しもとの構成を改良したものであり、以下の特徴をもった光分散測定装置である。

その第１の特徴は、発生するレーザ光の波長を変えることのできるレーザ光発生手段と、該レーザ光発生手段からのレーザ光を２つの光路に分岐し、前記の２つの光路のレーザ光を、被測定用光ファイバーと光変調器を含む光路に、それぞれ逆向きに伝播させた後、合波する光分岐手段と、上記の光変調器に変調信号を供給する電気信号供給手段と、上記の光分岐器の出力光の強度が極大値、極小値あるいはそれらの間の、極大値と極小値とを用いて予め決められた値となるように上記の電気信号供給手段からの電気信号の周波数を調整するフィードバック手段と、を備える測定装置であって、上記のレーザ光の波長の変化に対する上記の周波数の変化の値から、上記の被測定用光ファイバーの波長分散を導出することである。

また、第２の特徴は、レーザ光発生手段と、該レーザ光発生手段からのレーザ光を２つの光路に分岐し、前記の２つの光路のレーザ光を、被測定用光ファイバーと光変調器を含む光路に、それぞれ逆向きに伝播させた後、合波する光分岐手段と、上記の光変調器に変調信号を供給する電気信号供給手段と、上記の光分岐器の出力光の強度が極大、極小あるいはそれらの間の、極大値と極小値とを用いて予め決められた値となるように上記の電気信号供給手段からの電気信号の周波数を調整するフィードバック手段と、を備える測定装置であって、上記の被測定用光ファイバーの長さの変化に対する上記の周波数の変化の値についての予め得られた関係を用いて、上記の周波数の変化から上記の被測定用光ファイバーの長さの変化を導出することである。

また、第３の特徴は、波長可変のレーザ光発生手段からのレーザ光を２分岐して、途中に被測定用の光路をもったループ状の光路に、一方の光を時計回りの方向に入射し、他方を反時計回りの方向に入射し、双方の光をループ状の光路上で同じ変調器で変調したのち、双方の光を合波し、合波された光の信号強度に対する、変調に用いた電気信号の周波数依存性を用いる測定装置であって、上記の波長可変のレーザ光発生手段からのレーザ光の周波数を掃引する際に、変調信号として、高周波電気信号（第１の電気信号）にそれより低周波で微弱な電気信号（第２の電気信号）を重畳した信号を用い、上記の合波された光の信号に含まれる第２の電気信号あるいはその２倍の周波数の電気信号を帰還信号に用いて、上記の合波された光の信号強度を、その極大値、極小値あるいはそれらの間の予め決められた値に保持するように第１の電気信号の周波数を調整することにより、上記のレーザ光の波長の変化に対する上記の周波数の変化の値から、上記の被測定用の光路の波長分散を導出することである。

また、第４の特徴は、レーザ光発生手段からのレーザ光を２分岐して、途中に被測定用の光路をもったループ状の光路に、一方の光を時計回りの方向に入射し、他方を反時計回りの方向に入射し、双方の光をループ状の光路上で同じ変調器で変調したのち、双方の光を合波し、合波された光の信号強度に対する、変調に用いた電気信号の周波数依存性を用いる測定装置であって、変調信号に、高周波電気信号（第１の電気信号）にそれより低周波で微弱な電気信号（第２の電気信号）を重畳した信号を用い、上記の合波された光の信号に含まれる第２の電気信号あるいはその２倍の周波数の電気信号を帰還信号に用いて、上記の合波された光の信号強度を、その極大値、極小値あるいはそれらの間の予め決められた値に保持するように第１の電気信号の周波数を調整することにより、上記の被測定用の光路の長さの変化に対する上記の周波数の変化の値についての予め得られた関係を用いて、上記の周波数の変化から上記の被測定用の光路の長さの変化を導出することである。

また、第５の特徴は、たとえば、光ファイバー単体の分散を測定する場合に用いる光分散測定装置に関しており、ループ状の光路はビームスプリッタで、終端で反射される線状の光路を往復する光路に接続され、反射して戻った光路は、上記のビームスプリッタで再び上記のループ状の光路に接続されることである。

また、第６の特徴は、上記の終端としてファラデー回転子鏡を用いることである。

また、第７の特徴は、第１の電気信号の信号源は電圧制御発振器あるいは電流制御発振器であり、その発振周波数を帰還信号用いて制御することである。

また、第８の特徴は、分岐されたレーザ光に、位相バイアスを与えて、合波された光の信号強度のオフセットを調整する手段をさらに備えることである。

また、第９の特徴は、合波された光の信号強度のオフセットを調整する手段は、分岐されたレーザ光が互いに逆向きに伝播する光路上に設けられたファラデー回転子あるいは波長板であることである。

以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。先ず本発明の実施例を図１を用いて説明する。

この新しい測定方法は、図１に、光変調器を含むリング型の光路で構成された干渉計を利用した方法についてその動作概念を示す。図１に示す光分散測定装置は主に、波長可変単一モードレーザー光源１６、一般に３ｄｂカプラとして知られる光分岐器１２、位相変調器あるいは強度変調器１５、リング状光路１４、及び測定される光ファイバー１３、光検出器１１から構成され、かつ位相変調器あるいは強度変調器１５はリングに非対称な位置に設置されている。ここでは、光源としての単一モードレーザ光を端子１に入射し、光分岐器１２を用いて、端子３と端子４に出力し、２つの成分に分ける。端子３から出射する一方の光成分を位相変調器あるいは強度変調器１５で変調した後、測定される光ファイバー１３の一端に入力する。端子４から出射するもう一方の光成分は光ファイバー１３の残りの一端に入力される。このような構成では、端子３から出射し、光変調器１５で変調された後、測定される光ファイバー１３の一端に入力される時計周りの光成分は変調を受け、変調によるサイドバンドが発生する。このサイドバンドを伴った光は、光ファイバー１３を伝搬する際、群速度分散の影響を受けた後、端子４に入射する。しかし、反時計回りの光成分は光ファイバー１３を通過後、変調を受けるので光ファイバー１３による群速度分散を受けずに端子３に入射する。これらの端子３および端子４に入射した光は、端子２から出力されるが、これら２つの入射成分は干渉計の端子２から出射する際お互い干渉し合い、時間についての平均出力パワーが、上記の分散による効果で変調周波数に依存することとなる。変調周波数をスキャンしながら、端子２から出射する光の平均出力を光検出器１１を用いて測定すれば、図２に示すような、周期的な構造を持った干渉フリンジが見られる。さらに光源の波長が変わると、フリンジがシフトする現象が見られる。この現象を用いて、光源の波長の変化に対する干渉フリンジのシフトから、光ファイバー１３の波長分散を測定することができる。

上記の測定方法は、容易に被測定物の波長分散を測定できる点については、画期的なものであった。本発明では、この測定原理に基づく波長分散測定をさらに改善して、より広い波長帯域で、より短時間に、高分解能で測定することができるようにしている。

本発明の波長分散測定のための装置構成を図３に示す。図３では、電圧制御発振器（VCO；Voltage Controlled Oscillator）４から出力する高周波信号（RF；Radio Frequency）を位相変調器あるいは強度変調器に入力する。その高周波信号の周波数は、干渉計からの平均出力（上記のフリンジ）が常に最大または最小となるように、ＶＣＯを制御して調整する。このようにＶＣＯの発振周波数を制御するための帰還電圧については、帰還回路１を用いて制御するようになっている。この帰還制御により、従来の方法とは異なり、１周期分以上のフリンジを得る必要がなく、従って、ＲＦ周波数をスキャンする必用がなくなる。その代わりに、フリンジの予め決められた位置にロックすることが必要になる。

より具体的に説明すると、フリンジの極大点あるいは極小点にロックするためには、図４に示すように、帰還回路は、干渉計の平均出力光の検波後の信号を処理するロックインアンプ２、ループフィルタ３、と信号合成用オペアンプ７から構成されている。ここで、ループフィルタ３は、ＰＩ制御として知られる比例制御と積分制御の両方の特性を備えた制御を行うためのもので、積分比例型のフィルタであり、帰還回路は積分型と比例型の帰還回路である。ここで、サニャック干渉計の出力平均が上記のフリンジであるが、そのフリンジに極大あるいは極小にロックした帰還信号電圧を得るには、図４に示したように、同期検波用の参照信号として、参照信号発振器５からの低周波数の微少なディザ信号（周波数ｆ_d）を、オペアンプを用いてＶＣＯ４に加える。この場合、図５に示すように、上記のフリンジの極大点あるいは極小点になるようにバイアス電圧源６の電圧を調整する。上記のディザ信号は、図３の例では、２００Ｈｚを用いている。このディザ信号によって、ＶＣＯ４の出力信号のスペクトルには、図６に示すように幅が生じる。図６では、約４０ｋＨｚのスペクトル幅となっている。このスペクトル幅は、参照信号からの低周波信号の振幅を調整して決めるが、この値が大き過ぎる場合には、フリンジにおける隣の極大点に至るまでスペクトル幅が広がってしまうため、正しくロックすることができないので、フリンジの１周期以下になるように注意する必要がある。これによって、上記の極大あるいは極小出力近辺では微少な出力変化が生じる。例えば、図５に示す様に、極大点にロックする場合は、図７に示すように、参照信号の２倍の周波数の信号、あるいは、参照波と同じ周波数の信号成分をロックインアンプ２を用いて同期検波により抽出し、この信号を帰還する。この参照信号の２倍の周波数の信号の振幅が最大になるように、あるいは、参照波と同じ周波数の信号成分を最小にするために、ロックインアンプの出力信号を積分回路をもったループフィルタ３に通し、この出力信号と参照信号発振器５から参照信号とバイアス電源６からのバイアス電圧とを重ねあわせてＶＣＯ４の帰還電圧として帰還する。

次に入力光の波長を変えるとＶＣＯは、サニャック干渉計出力が上記のフリンジの極大点あるいは極小点が図２に示すように移動するが、この移動にロックするように。上記の帰還回路により帰還電圧が自動的に変更される。ＶＣＯの出力の高周波信号の周波数は、この帰還電圧の関数であるから、この帰還電圧の波長への依存性から以下の式によって分散Ｄが導かれる。ここで、Ｋは感度係数で単位は（Ｈｚ／Ｖ）、ｎ_gは群速度の屈折率、ｃは光速、ｆ₀はＶＣＯの中心周波数（Ｈｚ）、（δＶ_VCO／δλ）は波長λの変化に対するＶＣＯ制御電圧の定常値の変化δＶ_VCOで単位はＶ／ｎｍである。

この数１は、特許文献１の数１１から次のように導くことができる。特許文献１の数１１でフリンジを与える項は、右辺の第２項;
sin²(β₁₂ω_mＬ₂/２)＝（1-cos(β₁₂ω_mＬ₂)）/２
である。ここで、極大値を与えるのは、例えば、β₁₂ω_mＬ₂＝π、３π、５π・・・、のときであり、β₁₂ω_mＬ₂＝定数、の時である。Ｌを光ファイバーの長さとすると、上記の記号で表せば、ｃβ₁₂＝ｎ_g、ω_m＝２πｆ₀、Ｌ₂＝２Ｌ、δｆ₀＝ＫδＶ_VCO、であるので、ｎ_gｆ₀Ｌ＝一定、である。Ｌが変化しないときには、δｎ_gｆ₀＋ｎ_gδｆ₀＝０、また、分散Ｄは、λをレーザ光の波長として、δβ₁₂/δλ＝δｎ_g/（ｃδλ）、である。これらの関係を整理すると、Ｄ＝δｎ_g/（ｃδλ）＝−ｎ_gδｆ₀/（ｃｆ₀δλ）＝−ｎ_gＫδＶ_VCO/（ｃｆ₀δλ）、となり数１が導かれる。

上記の分散測定上のメリットとして、次の点を挙げることができる。
上記に説明したループ状のサニャック干渉計を１周して戻って来る時計回り（cw；clockwise）の光と反時計回り（ccw；counterclockwise）の光との間の干渉による変動がノイズやバックグランド信号によるオフセットよりも小さい場合、明確なフリンジが得られない場合があるが、同期検波によってこのオフセットの影響を抑制することが可能である。このため、本発明は、より広い波長帯域に適用することができ、サニャック干渉計の出力信号が相対的に弱いときでも、上記のように極大点あるいは極小点にロックした状態でのVCOへの帰還電圧を比較的簡単に得ることができる。

図３の構成をもった装置では、３ＧＨｚの中心周波数を持つＶＣＯからの高周波信号を用いて１ｋｍ長の単一モードファイバー（ＳＭＦ）の分散を測定することができた。その実験では、上記の様に、参照信号の周波数は２００Ｈｚである。この参照信号により、高周波信号のスペクトル幅は、約４０ｋＨｚであった。また、変調器へ入力するＲＦ信号は約２０．５ｄＢｍであった。図７では、サニャック干渉計の出力をオシロスコープを用いた時の波形の例を示す。２００Ｈｚの参照信号に対して、サニャック干渉計の出力を観測するオシロスコープの表示の波形の周波数は４００Ｈｚである。このように、参照信号の２倍の信号が観測されるということは、動作点が出力の極大点、あるいは極小点でロックがかかったことを示している。このように極大点、あるいは極小点にロッキングを実現する場合には、図３あるいは図４に示すように、主に積分型の帰還制御を行うことが望ましい。

図８に、入力光の波長を変化させたときの、ＶＣＯの帰還電圧の波長依存性のグラフと、このグラフから数１を用いて導いた波長分散特性を示す。

上記の例では、上記のフリンジの極大点あるいは極小点にロックする制御を行う場合を示した。逆に、フリンジの最大値と最小値の中間点で保持するよう帰還回路を動作する場合では、信号Aに含まれる、参照信号の２倍の周波数の信号成分を、ロックインアンプを用いて（２f_dで）同期検波し、帰還する。この信号の振幅が最小になるようにするために、ロックインアンプの出力信号を積分回路をもったループフィルタ３に通し、この出力信号と参照信号発振器５から参照信号とバイアス電源６からのバイアス電圧とを重ねあわせてＶＣＯ４の帰還電圧として帰還する。

本発明の他の特徴として、上記の構成と同じ構成を利用して、被測定物の長さの変化についても観察できる。まず、光路長Ｌの変化量δＬは以下の数式で得られる。

従って、長さの変動がＶＣＯへの電圧を観察することによって実時間で測定することが可能となる。

数２は、上記したｎ_gｆ₀Ｌ＝一定、という条件から導かれる。この場合、ｎ_gが変化しないものとして、δＬｆ₀＋Ｌδｆ₀＝０、であり、δｆ₀＝ＫδＶ_VCO、であることに注意すれば容易に数２が導かれる。

上記の例では、変調信号の発振器としてＶＣＯを用いているが、ここで用いることのできる発振器としては、次のものがある。例えば、１）同期検波器からの電流出力でその発振周波数を制御する電流制御型発振器、あるいは、２）同期検波器の電圧出力や電流出力を一旦ディジタル情報に変換して、このディジタル情報をもとに発振周波数を予め用意した制御プログラムに従って線形制御や非線形制御を行うディジタル制御型の発振器、などである。これらの発振器を変調信号用に用いることが出来るのは明らかである。

リング型の干渉計を用いる本方法はでは、被測定ファイバーと光位相変調器を干渉計に設置し、干渉計の出力光が最大となるよう変調器の変調周波数をＶＣＯを用いて自動調整を行う。ＶＣＯへの帰還電圧（変調周波数に比例するもの）と干渉計への入力する光の波長の関係から数式から直接分散値を得ることができる。実験では、１８５ｎｍの波長範囲において１ｋｍ長さの光ファイバーの分散を２０秒以下で測定ができることを実証した。

また、図３の他に、本発明に用いることができるサニャック干渉計としては、以下のものがある。たとえば、図１０のサニャック干渉計では、図３で用いたファラデー回転子を９０度接続（融着）にしたものである。ここで、ループ状の光路は、偏波保持ファイバーにするのが望ましい。また、図１１に示したサニャック干渉計は、ループ状の光路を自由空間としたものである。また、図１２に示したサニャック干渉計は、ループ状の光路に偏波調整器を設けたものである。この偏波調整器は、いずれか一方のみでもよいが、両方用いることが望ましい。このループ状の光路を自由空間にしたものが図１３の構成である。

本発明の基礎となる発明の測定原理を示すための模式図である。本発明の測定原理を示すための構成から得られる出力図である。本発明の構成を示すブロック図である。本発明の構成に用いる帰還回路を示すブロック図である。本発明の動作を説明するための波形図である。本発明の構成から得られる変調信号のスペクトルを示す図である。本発明の構成の光検出器の出力信号に含まれる信号を示す波形図である。本発明の構成から得られる測定結果に一例を示す図である。本発明の構成に用いる帰還回路を示すブロック図である。本発明に用いることができるサニャック干渉計のブロック図である。本発明に用いることができるサニャック干渉計のブロック図である。本発明に用いることができるサニャック干渉計のブロック図である。本発明に用いることができるサニャック干渉計のブロック図である。

符号の説明

１帰還回路
２ロックインアンプ
３ループフィルタ
４高周波発振器
５参照信号発振器
６バイアス電圧源
７加算回路
８コンパレータ
９バイアス電圧源
１１光検出器
１２光分岐器
１３測定される光ファイバー
１４リング状光路
１５光変調器
１６波長可変単一モードレーザー光源
５０データ処理装置
３０１光検出器
３０２４端子光分岐器
３０３測定される光ファイバー
３０４リング状干渉計光路用ファイバー
３０５光位相変調器
３０６波長可変単一モードレーザー光源
３０７光アイソレータ
３０８、３０９偏波調整器
３１０、３１１ファイバーコネクター
５０１光検出器
５０３測定される光ファイバー
５０４空気中に設置された光路
５０５バルク型の光位相変調器
５０６波長可変単一モードレーザー光源
５０７バルク型の光アイソレ−タ
５０９バルク型の偏波調整器
５１０、５１１ファイバーカプラー
５２０ビ−ムスプリッタ
５２２、５２３レンズ
６０１光検出器
６０２偏波保持型光分岐器
６０３測定される光ファイバー
６０４偏波保持型の光ファイバー
６０５偏波保持型光位相あるいは強度変調器
６０６波長可変単一モードレーザー光源
６０７偏波保持型光アイソレ−タ
６１０ファイバーコネクター
６２１光学主軸を９０度回した状態での接続（融着）
６２８偏波面ビ−ムスプリッタ
６３０ファラデ−回転子ミラー
７０１光検出器
７０３測定される光ファイバー
７０４空気中に設置された光路
７０５バルク型光位相あるいは強度変調器
７０６波長可変単一モードレーザー光源
７０７バルク型アイソレータ
７１０光ファイバーカプラー
７２２、７２３レンズ
７２５、７２６反射鏡
７２８バルク型の偏波面ビームスプリッタ
７２９バルク型のビームスプリッタ
７２７バルク型の半波長板
７３０ファラデー回転子ミラー

Claims

発生するレーザ光の波長を変えることのできるレーザ光発生手段と、
該レーザ光発生手段からのレーザ光を２つの光路に分岐し、前記の２つの光路のレーザ光を、被測定用光ファイバーと光変調器を含む光路に、それぞれ逆向きに伝播させた後、合波する光分岐手段と、
上記の光変調器に変調信号を供給する電気信号供給手段と、
上記の光分岐手段で合波された出力光の強度が極大値、極小値あるいはそれらの間の、極大値と極小値とを用いて予め決められた値となるように上記の電気信号供給手段からの電気信号の周波数を調整するフィードバック手段と、を備える測定装置であって、
上記のレーザ光の波長の変化に対する上記の周波数の変化の値から、上記の被測定用光ファイバーの波長分散を導出することを特徴とする光分散測定装置。
レーザ光発生手段と、
該レーザ光発生手段からのレーザ光を２つの光路に分岐し、前記の２つの光路のレーザ光を、被測定用光ファイバーと光変調器を含む光路に、それぞれ逆向きに伝播させた後、合波する光分岐手段と、
上記の光変調器に変調信号を供給する電気信号供給手段と、
上記の光分岐手段で合波された出力光の強度が極大、極小あるいはそれらの間の、極大値と極小値とを用いて予め決められた値となるように上記の電気信号供給手段からの電気信号の周波数を調整するフィードバック手段と、を備える測定装置であって、
上記の被測定用光ファイバーの長さの変化に対する上記の周波数の変化の値についての予め得られた関係を用いて、上記の周波数の変化から上記の被測定用光ファイバーの長さの変化を導出することを特徴とする光分散測定装置。
波長可変のレーザ光発生手段からのレーザ光を２分岐して、途中に被測定用の光路をもったループ状の光路に、一方の光を時計回りの方向に入射し、他方を反時計回りの方向に入射し、双方の光をループ状の光路上で同じ変調器で変調したのち、双方の光を合波し、合波された光の信号強度に対する、変調に用いた電気信号の周波数依存性を用いる測定装置であって、
上記の波長可変のレーザ光発生手段からのレーザ光の周波数を掃引する際に、変調信号として、高周波電気信号（第１の電気信号）にそれより低周波で微弱な電気信号（第２の電気信号）を重畳した信号を用い、
上記の合波された光の信号に含まれる第２の電気信号あるいはその２倍の周波数の電気信号を帰還信号に用いて、上記の合波された光の信号強度を、その極大値、極小値あるいはそれらの間の予め決められた値に保持するように第１の電気信号の周波数を調整することにより、
上記のレーザ光の波長の変化に対する上記の周波数の変化の値から、上記の被測定用の光路の波長分散を導出することを特徴とする光分散測定装置。
レーザ光発生手段からのレーザ光を２分岐して、途中に被測定用の光路をもったループ状の光路に、一方の光を時計回りの方向に入射し、他方を反時計回りの方向に入射し、双方の光をループ状の光路上で同じ変調器で変調したのち、双方の光を合波し、合波された光の信号強度に対する、変調に用いた電気信号の周波数依存性を用いる測定装置であって、
変調信号に、高周波電気信号（第１の電気信号）にそれより低周波で微弱な電気信号（第２の電気信号）を重畳した信号を用い、
上記の合波された光の信号に含まれる第２の電気信号あるいはその２倍の周波数の電気信号を帰還信号に用いて、上記の合波された光の信号強度を、その極大値、極小値あるいはそれらの間の予め決められた値に保持するように第１の電気信号の周波数を調整することにより、
上記の被測定用の光路の長さの変化に対する上記の周波数の変化の値についての予め得られた関係を用いて、上記の周波数の変化から上記の被測定用の光路の長さの変化を導出することを特徴とする光分散測定装置。
ループ状の光路はビームスプリッタで、終端で反射される線状の光路を往復する光路に接続され、上記の終端で反射して戻る光路は、上記のビームスプリッタで再び上記のループ状の光路に接続されることを特徴とする請求項３あるいは４に記載の光分散測定装置。
終端は、ファラデー回転子鏡であることを特徴とする請求項５に記載の光分散測定装置。
第１の電気信号の信号源は電圧制御発振器あるいは電流制御発振器であり、その発振周波数を帰還信号用いて制御することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の光分散測定装置。
分岐されたレーザ光に、位相バイアスを与えて、合波された光の信号強度のオフセットを調整する手段をさらに備えることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の光分散測定装置。
合波された光の信号強度のオフセットを調整する手段は、分岐されたレーザ光が互いに逆向きに伝播する光路上に設けられたファラデー回転子あるいは波長板であることを特徴とする請求項８の光分散測定装置。