JPH02251729A - Backward-scattering-light measuring apparatus - Google Patents

Backward-scattering-light measuring apparatus

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JPH02251729A
JPH02251729A JP7193289A JP7193289A JPH02251729A JP H02251729 A JPH02251729 A JP H02251729A JP 7193289 A JP7193289 A JP 7193289A JP 7193289 A JP7193289 A JP 7193289A JP H02251729 A JPH02251729 A JP H02251729A
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optical
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optical fiber
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武 伊藤
Toshihiko Sugie
利彦 杉江
Yasutaka Ichihashi
市橋 保孝
Noburu Shibata
宣 柴田
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect a broken point at high resolution without deterioration in S/N of backward Rayleigh scattering light by adjusting each pattern of optical pulses and exciting optical pulses into a desired pattern. CONSTITUTION:Optical pulses and exciting optical pulses generated in a laser light source 1a are adjusted with a light pulse adjuster 3a and emitted so that the difference in optical frequencies is made to agree with the shifting amount of the optical frequency of a Brilluoin light that is generated in an optical fiber to be measured FB. The optical pulses and the exciting optical pulses are inputted into one end surface of the optical fiber to be measured, and backward Rayleigh scattering light is generated. At the approximately same time, a Brilluoin light amplified state is induced in the optical fiber to be measured by the exciting pulses. Thus, the backward Rayleigh scattering light is emitted from one end surface of the optical fiber to be measured. Then, the backward Rayleigh scattering light is split with an optical coupler 7 and inputted into a photodetector 8. The intensity of the backward Rayleigh scattering light is detected. The detected signal is inputted into a signal processor 9, and the intensity of the backward Rayleigh scattering light is computed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、光ファイ、バ中の特定光周波数領域にブリル
アン(Br111ouin)光・増幅状態を発生させて
微弱な後方レイリー(Raylalgh)散乱光を検出
するための後方散乱光測定装置に関するものである。
Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention generates a Brillouin (Br111ouin) light/amplification state in a specific optical frequency region in an optical fiber or bar to generate weak backward Rayleigh scattered light. This invention relates to a backscattered light measuring device for detecting.

(従来の技術) 単一モード光ファイバ伝送路の光損失分布や光フアイバ
中の破断点を検出する方法として、光源による光を被測
定光ファイバに入射させ、この光フアイバ中で発生する
後方レイリー散乱光を検出す4る方法がある(例えば、
M、に、BarnO8k1.+3t8. 。
(Prior art) As a method of detecting the optical loss distribution of a single mode optical fiber transmission line and the break point in the optical fiber, light from a light source is incident on the optical fiber under test, and backward Rayleigh generated in the optical fiber is detected. There are four ways to detect scattered light (e.g.
M, to BarnO8k1. +3t8. .

optical  N5edosaln  refle
ctometer  、Appl、Opt、 、vol
、 1B(1977)I)I)、2395〜2379参
照)。この方法では、破断点位置の決定精度は、光源か
ら出射される光パルス幅に依存する。そのため、光パル
ス幅を狭くすると、光パルスの尖頭値が一定の条件では
、受光可能な後方散乱光強度は光パルス幅に比例して低
くなり、受光レベルの減少を招き、S/Nを劣化させ、
良好な信号検出が困難となる。
optical N5edosaln reference
ctometer, Appl, Opt, , vol.
, 1B (1977) I), 2395-2379). In this method, the accuracy of determining the break point position depends on the width of the light pulse emitted from the light source. Therefore, when the optical pulse width is narrowed, under conditions where the peak value of the optical pulse is constant, the intensity of backscattered light that can be received will decrease in proportion to the optical pulse width, leading to a decrease in the received light level and reducing the S/N. deteriorate,
Good signal detection becomes difficult.

そこで、従来、被測定光ファイバをブリルアン光増幅が
可能な状態にすることにより、光損失のみで決定されて
いた後方レイリー散乱光成分に増幅成分を持たせて受光
レベルを改善し、高分解能で測定を行なう方法が提案さ
れていた。
Therefore, by making the optical fiber under test capable of Brillouin light amplification, the back Rayleigh scattered light component, which was determined only by optical loss, has an amplification component, improving the light reception level and achieving high resolution. A method of making measurements has been proposed.

第2図、この方法を適用した後方散乱光測定装置の第1
の従来例を示す構成図である。第2図において、1は第
1のレーザ光源で、後方レイリー散乱光発生用のプロー
ブ光(パルス光)P を出「 射する。2は第2のレーザ光源で、被測定光ファイバF
B中でブリルアン光増幅状態にするための励起光(CW
光)P を出射する。3は光周波数■ 調整装置で、第1及び第2のレーザ光源1,2による各
出射光の光周波数差が、被測定光ファイバFB中で発生
するブリルアン光の光周波数シフト量と一致するように
調整する。4.5は光アイソレータ、6は合波器で、光
アイソレータ4及び5を通過した第1及び第2のレーザ
光源1,2によるプローブ光P と励起光P とを合波
する。7は光カップラ等による光結合器で、合波器6に
よる合波光を被測定光ファイバFBに入射させるととも
に、被測定光ファイバFB中でブリルアン光増幅された
後方レイリー散乱光を光検出器8に入射させる。9は信
号処理装置で、光検出器8にて受光して検出した後方レ
イ゛リー散乱光に対応する電気信号を入力し、これに基
づいて後方レイリー散乱光の強度を算出処理する。
Figure 2: The first example of a backscattered light measurement device applying this method.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a conventional example. In FIG. 2, 1 is a first laser light source that emits a probe light (pulsed light) P for generating backward Rayleigh scattered light. 2 is a second laser light source that connects the optical fiber to be measured F.
Pumping light (CW
emits light) P. 3 is an optical frequency adjustment device that adjusts the optical frequency difference between the respective output lights from the first and second laser light sources 1 and 2 to match the optical frequency shift amount of the Brillouin light generated in the optical fiber FB to be measured. Adjust to. 4.5 is an optical isolator, and 6 is a multiplexer, which combines the probe light P 1 and the excitation light P 2 from the first and second laser light sources 1 and 2 that have passed through the optical isolators 4 and 5. Reference numeral 7 denotes an optical coupler such as an optical coupler, which inputs the multiplexed light from the multiplexer 6 into the optical fiber to be measured FB, and transmits the backward Rayleigh scattered light that has been Brillouin light amplified in the optical fiber to be measured FB to the photodetector 8. Inject it into the A signal processing device 9 inputs an electric signal corresponding to the backward Rayleigh scattered light received and detected by the photodetector 8, and calculates and processes the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on this.

このような構成において、光周波数調整装置3により互
いの光周波数差がブリルアン光の光周波数シフト量と一
致するように調整された、第1及び第2のレーザ光源1
及び2によるプローブ光P 及び励起光P は、光アイ
ソレータ4及び5r               層 を介して合波器6に入射し、合波される。この合波光は
、光結合器7を通過して、被測定光ファイバFBに入射
される。これに伴ない、被測定光ファイバFBは、励起
光P の作用を受けて、ブリルアン光増幅状態となる。
In such a configuration, the first and second laser light sources 1 are adjusted by the optical frequency adjustment device 3 so that their optical frequency difference matches the optical frequency shift amount of the Brillouin light.
The probe light P 1 and the excitation light P 2 from 2 and 2 enter the multiplexer 6 via the optical isolators 4 and 5r layers and are multiplexed. This combined light passes through the optical coupler 7 and enters the optical fiber FB to be measured. Along with this, the optical fiber to be measured FB is affected by the pumping light P and enters a Brillouin light amplification state.

これにより、被測定光ファイバFB中で発生した後方レ
イリー散乱光は増幅されて、被測定光ファイバFBの合
波光入射端から出射しする。この後方レイリー散乱光は
、光結合器7を介して光検出器8で受光されて電気信号
に変換され、信号処理装置9によって後方レイリー散乱
光の強度が算出される。このようにして、第2図の装置
では、S/Hの向上を図り、良好な信号検出を行なって
いた。
Thereby, the backward Rayleigh scattered light generated in the optical fiber to be measured FB is amplified and output from the combined light input end of the optical fiber to be measured FB. This backward Rayleigh scattered light is received by a photodetector 8 via an optical coupler 7 and converted into an electrical signal, and a signal processing device 9 calculates the intensity of the backward Rayleigh scattered light. In this manner, the apparatus shown in FIG. 2 improves the S/H and performs good signal detection.

また、第3図は、後方散乱光測定装置の第2の従来例を
示す構成図である。本節2の従来例では、第1のレーザ
光源によるプローブ光P を、被測走光ファイバFBの
一端面から入射させて、ブリルアンシフトした周波数を
もつ後方レイリー散乱光を生じさせ、一方、光周波数調
整装置3により、この光周波数と一致させた第2のレー
ザ光源2によるポンプ光P を、被測定光ファイバFB
の他端面から入射させて後方レイリー散乱光をブリルア
ン光増幅させ、後方レイリー散乱光の検出を行なうよう
にしていた。
Further, FIG. 3 is a configuration diagram showing a second conventional example of a backscattered light measuring device. In the conventional example described in Section 2, the probe light P from the first laser light source is made incident from one end face of the optical fiber to be measured FB to generate backward Rayleigh scattered light having a Brillouin-shifted frequency, while the optical frequency is adjusted. The device 3 transmits the pump light P from the second laser light source 2 that matches this optical frequency to the optical fiber FB to be measured.
The backward Rayleigh scattered light is amplified by Brillouin light by entering from the other end face, and the backward Rayleigh scattered light is detected.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前者の装置では、後方レイリー散乱光発
生用及びブリルアン光増幅用の2個のレーザ光源1.2
を必要とし、かつ、これらレーザ光源1.2によるプロ
ーブ光P と励起光P と「            
   I を合波する合波器6が必要不可欠となっている。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the former device, two laser light sources 1.2 for back Rayleigh scattering light generation and Brillouin light amplification are used.
, and probe light P and excitation light P from these laser light sources 1.2 and ``
A multiplexer 6 for multiplexing I is indispensable.

そのため、レーザ発振周波数を設定するには、各々の発
振光をモニタする・などして光周波数を調整する複雑な
装置が必要どなり、また、合波器6による過剰損失や1
反射光を生じ、高分解能の破断点検出並びに高精度の光
損失測定を行なえないという問題点があった。さらに、
レーザ光源1.2への戻り光を抑制するために、光アイ
ソレータが各レーザ光源毎に必要となり、部品点数の増
加を招くという欠点があった。
Therefore, in order to set the laser oscillation frequency, a complicated device is required to monitor each oscillation light and adjust the optical frequency.
There is a problem in that reflected light is generated, making it impossible to detect a break point with high resolution and measure optical loss with high precision. moreover,
In order to suppress the light returning to the laser light source 1.2, an optical isolator is required for each laser light source, resulting in an increase in the number of parts.

また、後者の装置では、プローブ光P と励起r 光P とを被測定光ファイバFBの両端面に対向■ するように入射させるため、例えば、管路や海底に布設
した光フアイバケーブルの特性を評価するには、遠く離
れた(例えば、1001O1)両端から同時に測定を行
なわなければならないという欠点がある。また、被測定
光ファイバFBの途中が破断されている場合には、原理
的にブリルアン光増幅を行なうことは不可能であり、適
用可能な測定が制限されてしまうという欠点があった。
In addition, in the latter device, since the probe light P and the excitation r light P are made to be incident on both end faces of the optical fiber FB to be measured so as to face each other, for example, the characteristics of the optical fiber cable installed in a conduit or on the seabed can be evaluated. For evaluation, there is a drawback that measurements must be taken simultaneously from both ends, which are far apart (for example, 1001O1). Furthermore, if the optical fiber FB to be measured is broken in the middle, it is theoretically impossible to perform Brillouin optical amplification, and there is a drawback that applicable measurements are limited.

本発明は、かかる事・情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、一つの光源による光パルスにより後方レイ
リー散乱光の発生と光ファイバのブリルアン光増幅状態
を誘起でき、検出した後方レイリー散乱光のS/N劣化
をきたすことなく、高分解能の破断点検出並びに高精度
の光損失測定を行なうことのできる後方散乱光測定装置
を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances.
The purpose of this is to be able to induce the generation of backward Rayleigh scattered light and the Brillouin optical amplification state of the optical fiber with a light pulse from a single light source, and to perform high-resolution fracture inspection without causing S/N deterioration of the detected backward Rayleigh scattered light. It is an object of the present invention to provide a backscattered light measuring device capable of measuring light loss with high accuracy.

(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、請求項(1)では、被測定光
ファイバ中に後方レイリー散乱光を発生させるための光
パルスと前記被測定光ファイバ中にブリルアン光増幅状
態を誘起させるための励起光パルスとを発生する光源と
、前記光源により発生する光パルスと励起光パルスとの
光周波数差が、前記被測定光ファイバ中で発生するブリ
ルアン光の光周波数シフト量と一致するように調整する
光パルス調整手段と、前記被測定光ファイバ中で発生し
、該被測定光ファイバから出射した後方レイリー散乱光
を前記光源による出射光パルスの入射方向とは異なる方
向に分離させる光分離手段と、前記光分離手段により分
離された後方レイリー散乱光の強度を検出する検出手段
と、前記検出手1段による検出信号に基づいて後方レイ
リー散乱光の強度を算出する信−号処理手段とを備えた
(Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, claim (1) provides an optical pulse for generating backward Rayleigh scattered light in an optical fiber to be measured and a Brillouin beam in the optical fiber to be measured. A light source that generates an excitation light pulse for inducing an amplification state; and an optical frequency difference between the optical pulse and the excitation light pulse generated by the light source causes an optical frequency shift of the Brillouin light generated in the optical fiber under test. a light pulse adjusting means for adjusting the backward Rayleigh scattered light generated in the optical fiber to be measured and emitted from the optical fiber to be measured in a direction different from the incident direction of the light pulse emitted by the light source; a detector for detecting the intensity of the backward Rayleigh scattered light separated by the optical separating means; and a detector for calculating the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on a detection signal from the first detecting means. - No. processing means.

また、請求項(2)では、前記光源からの出射光パルス
を増幅して前記被測定光ファイバに入射させる光増幅手
段を備えた。
Moreover, in claim (2), the optical amplification means is provided to amplify the emitted light pulse from the light source and make it enter the optical fiber to be measured.

また、請求項(3)では、前記光分離手段と前記検出手
段との間に後方レイリー散乱光を増幅する光増幅手段を
配置した。
Moreover, in claim (3), a light amplification means for amplifying backward Rayleigh scattered light is disposed between the light separation means and the detection means.

(作 用) 請求項(1)によれば、光源により発生する光パルスと
励起光パルスが、光パルス調整手段により、互いの光周
波数差が、被測定光ファイバ中で発生するブリルアン光
の光周波数シフト量と一致するように調整されて出射さ
れる。これら光源から出射された光パルス及び励起光パ
ルスは、被測定光ファイバの一端面に入射される。これ
に伴ない、光パルスが被測定光ファイバ中を伝搬し、後
方レイリー散乱光が発生する。
(Function) According to claim (1), the light pulse generated by the light source and the excitation light pulse are adjusted by the light pulse adjusting means so that the difference in their optical frequency is adjusted to the Brillouin light generated in the optical fiber to be measured. It is adjusted to match the frequency shift amount and is emitted. The light pulse and excitation light pulse emitted from these light sources are incident on one end surface of the optical fiber to be measured. Along with this, the optical pulse propagates through the optical fiber to be measured, and backward Rayleigh scattered light is generated.

これとほぼ同時に、被111j定光フアイバは、励起光
パルスによりブリルアン光増幅状態に誘起される。これ
により、被測定光ファイバ中で発生した後方レイリー散
乱光は、被測定光ファイバ中でブリルアン光増幅作用を
受けて、被測定光ファイバの一端面から出射する。
Almost at the same time, the constant optical fiber 111j is induced into the Brillouin optical amplification state by the excitation light pulse. Thereby, the backward Rayleigh scattered light generated in the optical fiber to be measured is subjected to the Brillouin light amplification effect in the optical fiber to be measured, and is emitted from one end surface of the optical fiber to be measured.

被alJ定光ファイバから出射した後方レイリー散乱光
は、光分離手段によって光源による各出射光パルスの入
射方向とは異なる方向に分離されて、検出手段に入射さ
れる。これにより、検出手段において、後方レイリー散
乱光の強度が検出され、この検出信号が、信号処理手段
に入力される。信号処理手段は入力した検出信号に基づ
いて、後方レイリー散乱光の強度を算出する。
The backward Rayleigh scattered light emitted from the target alJ constant optical fiber is separated by the light separating means in a direction different from the incident direction of each emitted light pulse from the light source, and is incident on the detecting means. As a result, the intensity of the backward Rayleigh scattered light is detected by the detection means, and this detection signal is input to the signal processing means. The signal processing means calculates the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on the input detection signal.

また、請求項(2)によれば、光パルス調整手段によっ
て調整され、光源から出射された光パルス及び励起光パ
ルスは光増幅手段で増幅作用を受けた後、・被測定光フ
ァイバに入射される。
According to claim (2), the optical pulses and excitation light pulses adjusted by the optical pulse adjustment means and emitted from the light source are amplified by the optical amplification means, and then are inputted into the optical fiber to be measured. Ru.

また、請求項(3)によれば、被測定光ファイバ中で発
生し、ブリルアン光増幅作用を受け、上記したように、
被測定光ファイバに出射され、光分離手段で分離された
後方し′イリー散乱光は、光増幅手段により増幅作用を
受けた後、検出手段に入射される。
Furthermore, according to claim (3), the light is generated in the optical fiber to be measured and subjected to the Brillouin light amplification effect, as described above.
The backward illy scattered light that is emitted to the optical fiber to be measured and separated by the optical separation means is amplified by the optical amplification means and then enters the detection means.

(実施例) 第1図は、本発明に係る後方散乱光DJ定装置の第1の
実施例を示す構成図であって、従来例を示す第2図と同
一構成部分は同一符号をもって表す。
(Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a backscattered light DJ fixing device according to the present invention, and the same components as those in FIG. 2 showing a conventional example are denoted by the same reference numerals.

即ち、FBは被測定光ファイバ、1aはレーザ光源で、
例えば、単一モードで発振する狭スペクトル線幅な半導
体レーザ(例えば、DFB−LD)からなり、後記する
光パルス調整装置3aにより調整される注入電流に基づ
いた、被測定光ファイバFB中に後方レイリー散乱光を
発生させるための光パルスPRと被測定光ファイバFB
中にブリルアン光増幅状態を誘起させるための励起光パ
ルスPMとを発生する。3aは光パルス調整装置で、レ
ーザ光源1aにより発生する光パルスPRと励起光パル
スPMとの光周波数差が、被測定光ファイバFB中で発
生するブリルアン光の光周波数シフト量と一致するよう
にレーザ光源1aに印加されるパルスの電流値を調整し
て、レーザ光[1aにより発生するパルスパターン、パ
ルスの光周波数、パルスの繰り返し条件等を調整する。
That is, FB is the optical fiber to be measured, 1a is the laser light source,
For example, it is made of a semiconductor laser (for example, DFB-LD) with a narrow spectral linewidth that oscillates in a single mode, and is inserted into the optical fiber FB to be measured based on the injection current adjusted by the optical pulse adjustment device 3a described later. Optical pulse PR and optical fiber to be measured FB for generating Rayleigh scattered light
An excitation light pulse PM for inducing a Brillouin optical amplification state is generated in the laser beam. Reference numeral 3a denotes an optical pulse adjustment device that adjusts the optical frequency difference between the optical pulse PR and the excitation optical pulse PM generated by the laser light source 1a to match the optical frequency shift amount of the Brillouin light generated in the optical fiber FB to be measured. The current value of the pulse applied to the laser light source 1a is adjusted to adjust the pulse pattern generated by the laser light [1a, the optical frequency of the pulse, the pulse repetition conditions, etc.

4は光アイソレータ、7は光結合器(光分離手段)で、
レーザ光源1aによる光パルス(PR十PM)を被測定
光ファイバFBに入射させるとともに、被測定光ファイ
バFB中でブリルアン光増幅された後方レイリー散乱光
を分離する。8は光検出器で、光結合器7で分離された
後方レイリー散乱光を受光してその強度に相当する電気
信号である検出信号DTに変換する。9は信号処理装置
で、光検出器8による検出信号DTに基づいて、後方レ
イリー散乱光の強度を算出する。なお、光パルス調整装
置3aは、信号処理装置9と同期して作動する。
4 is an optical isolator, 7 is an optical coupler (optical separation means),
A light pulse (PR1PM) from the laser light source 1a is made incident on the optical fiber to be measured FB, and the backward Rayleigh scattered light amplified by Brillouin light in the optical fiber to be measured FB is separated. A photodetector 8 receives the backward Rayleigh scattered light separated by the optical coupler 7 and converts it into a detection signal DT which is an electric signal corresponding to the intensity thereof. A signal processing device 9 calculates the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on the detection signal DT from the photodetector 8. Note that the optical pulse adjustment device 3a operates in synchronization with the signal processing device 9.

次に、上記構成による動作を、第4図及び第5図の光パ
ルスパターン図に基づいて、順を追って説明する。
Next, the operation of the above configuration will be explained step by step based on the optical pulse pattern diagrams of FIGS. 4 and 5.

まず、光パルス調整装置3aにより、レーザ光源1aに
て光パルスP 及び励起光パルスPMの各光パルス毎に
固有の光周波数を有する光パルスパターンを発生するよ
うに゛、変調が行なわれる。
First, the optical pulse adjustment device 3a modulates the laser light source 1a so that each optical pulse of the optical pulse P and the excitation optical pulse PM generates an optical pulse pattern having a unique optical frequency.

例えば、第4図に示すように、光パルスPRと励起光パ
ルスPMに対する光パルス幅をWl 、W2、光周波数
をν 、ν2として発生され、出射される。
For example, as shown in FIG. 4, the optical pulse PR and the excitation optical pulse PM are generated and emitted with optical pulse widths Wl and W2 and optical frequencies ν and ν2, respectively.

このように設定された光パルスPR及び励起光パルスP
Mは、光アイソレータ4、光結合器7を介して、被測定
光ファイバFBに入射される。これに伴ない、光パルス
PRが被測定光ファイバFB中を伝搬し、後方レイリー
散乱光を発生する。
The light pulse PR and the excitation light pulse P set in this way
M is input into the optical fiber FB to be measured via the optical isolator 4 and the optical coupler 7. Along with this, the optical pulse PR propagates through the optical fiber to be measured FB and generates backward Rayleigh scattered light.

発生した後方レイリー散乱光は、後記するブリルアン光
増幅作用を受けて被測定光ファイバFBから出射し、光
結合器7により、光パルスPR及び励起光パルスPMの
入射方向とは異なる方向に分離され、光検出器8に出射
される。
The generated backward Rayleigh scattered light is subjected to the Brillouin light amplification effect described later and exits from the optical fiber FB to be measured, and is separated by the optical coupler 7 in a direction different from the incident direction of the optical pulse PR and the pumping optical pulse PM. , is emitted to the photodetector 8.

この時、検出される後方レイリー散乱光の電力PBSは
、次式のように、 ・・・ (1) と表される。但し、Piは光パルスPRの尖頭値、Vq
は被測定光ファイバFB中の光の群速度、α7はレイリ
ー散乱係数、Sは全レイリー散乱量のうち後方へ散乱さ
れる光量の割合、αは被測定光ファイバFBの損失、2
は被測定光ファイバFBの入射端から後方レイリー散乱
が発生する位置までの距離をそれぞれ示している。
At this time, the power PBS of the backward Rayleigh scattered light detected is expressed as follows, as shown in the following equation (1). However, Pi is the peak value of optical pulse PR, Vq
is the group velocity of light in the optical fiber FB to be measured, α7 is the Rayleigh scattering coefficient, S is the proportion of the amount of light scattered backwards among the total amount of Rayleigh scattering, α is the loss of the optical fiber FB to be measured, 2
indicates the distance from the input end of the optical fiber FB to be measured to the position where backward Rayleigh scattering occurs.

一方、単一縦モードで発振し、しかも発振スペクトル線
幅が狭いレーザ光が入射する場合、数mWの入射励起光
電力で容易に後方ブリルアン増幅光を発生する。その場
合ブリルアン光増幅による利得Gは、次式 %式%(2) で表される。但し、gはブリルアン利得係数、Zeは導
波モードに対す実効的な長さで、次式2式%(3) で表される。また、後方ブリルアン散乱は、励起光周波
数に対して低周波数側に周波数シフトした領域で発生す
る。このブリ・ルアンシフト量をνBとすると、波長λ
−0,8,1,3,1,85p mの各波長に対してν
o −2−1,13,11Gjlzである。
On the other hand, when a laser beam that oscillates in a single longitudinal mode and has a narrow oscillation spectrum line width is incident, backward Brillouin amplified light is easily generated with a power of several mW of incident pumping light. In that case, the gain G due to Brillouin optical amplification is expressed by the following formula % (2). However, g is the Brillouin gain coefficient, and Ze is the effective length for the waveguide mode, which is expressed by the following equation 2% (3). Further, backward Brillouin scattering occurs in a frequency shifted region to the lower frequency side with respect to the excitation light frequency. If this Brie-Roouin shift amount is νB, then the wavelength λ
-0, 8, 1, 3, 1, 85p m for each wavelength ν
o -2-1, 13, 11Gjlz.

これから、励起光パルスPMによるブリルアン光増幅利
得Gは、一般に、Wl 、W2をそれぞれ光パルスP 
を励起光パルスPMの幅として、次式に示すように、 G −exp(g ZeP2 °W2   、  1 
  、、、(4゜Wl +W2     A、f。
From this, the Brillouin optical amplification gain G due to the pumping light pulse PM is generally calculated by dividing Wl and W2 by the optical pulse P
As shown in the following formula, where G −exp(g ZeP2 °W2 , 1
,,,(4°Wl +W2 A, f.

と表される。但し、P2は励起光パルスPMの尖頭値を
示している。
It is expressed as However, P2 indicates the peak value of the excitation light pulse PM.

ここで、光パルスPRと励起光パルスPMの光周波数ν
 及びν2をシ2−シ1−シBとなるよう設定すると、
光パルスPRの後方レイリー散乱光が、励起光パルスP
Rにより被測定光ファイバFB中でブリルアン光増幅さ
れることになる。このブリルアン光増幅された後方レイ
リー散乱光バexp(g Ze −P2 °W2   
 1  )Wl +W2     A、、。
Here, the optical frequency ν of the optical pulse PR and the excitation optical pulse PM
and ν2 are set to be shi2-shi1-shiB,
The backward Rayleigh scattered light of the light pulse PR is the excitation light pulse P.
Brillouin light is amplified by R in the optical fiber FB to be measured. This Brillouin light amplified backward Rayleigh scattered light bar exp(g Ze −P2 °W2
1) Wl +W2 A,.

・・・(5) で表される。...(5) It is expressed as

例えば、ブリルアンシフト量νBは波長λ−1,55μ
mに対して約11GHzであるので、光パルスPRの光
周波数を励起光パルスPMのそれより11GHz低周波
側に設定する。ブリルアン利得幅ΔνBは、通常、約1
00 Mllz (N、5h1bata、et al、
Opt、Lett、vol、f3.p、595.198
8)であるので、ブリルアン光増幅を行うためには、光
周波数−100Mtlz以内の精度で設定する必要があ
る。
For example, the Brillouin shift amount νB is the wavelength λ-1, 55μ
Since the optical frequency of the optical pulse PR is about 11 GHz with respect to m, the optical frequency of the optical pulse PR is set to a lower frequency side of 11 GHz than that of the excitation optical pulse PM. The Brillouin gain width ΔνB is usually about 1
00 Mllz (N, 5h1bata, et al,
Opt, Lett, vol, f3. p, 595.198
8) Therefore, in order to perform Brillouin optical amplification, it is necessary to set the optical frequency with accuracy within −100 Mtlz.

レーザ光源1aとして、上記したように単一モードで発
振する狭スペクトル線幅な半導体レーザ(例えばDPB
−LDなど)を用いると、レーザのFM変調特性からレ
ーザに印加するパルスの電流差を約11mAとすること
により、容易に光パルス毎に光周波数11GHzシフト
した光パルスを発生させることができる。
As the laser light source 1a, as described above, a semiconductor laser with a narrow spectral linewidth that oscillates in a single mode (for example, a DPB) is used.
-LD, etc.), by setting the current difference between the pulses applied to the laser to be about 11 mA based on the FM modulation characteristics of the laser, it is possible to easily generate an optical pulse with an optical frequency shifted by 11 GHz for each optical pulse.

このように、被測定光ファイバFB中で発生し、ブリル
アン光増幅作用を受゛けた後方レイリー散乱光は、光検
出器8で受光されて、その強度に応じた電気信号である
検出信号DTに変換される。この検出信号DTは信号処
理装置9に入力され、ここで後方レイリー散乱光の強度
が算出される。
In this way, the backward Rayleigh scattered light generated in the optical fiber FB to be measured and subjected to the Brillouin optical amplification effect is received by the photodetector 8, and is converted into a detection signal DT, which is an electric signal according to its intensity. converted. This detection signal DT is input to the signal processing device 9, where the intensity of the backward Rayleigh scattered light is calculated.

次に、破断点位置の検出について説明する。被測定ファ
イバFBの長さをLとすると、光パルスPRの後方レイ
リー散乱光が、長さしから入射端に戻るまでの時間から
励起光パルスPMの 幅W2は、次式で示すように、 W2≧znL/C−(6) と表すことができる。但し、nは光ファイバの屈折率、
Cは光速を示している。例えば、300kmの被測定光
ファイバFBに対しては、W2≧3×1O−3(S)、
500klの被測定光ファイバFBに対しては、Wl≧
5xlO−3(S)となる。通常、後方レイリー散乱光
発生用光パルスPRとして、光パルス幅はWl−4μs
程度である。従うて、レーザ光源1aから出射される光
パルスPR及び励起光パルスPMは、Wl−4μs、W
2m3g+s、(Lm300km)、Wl−4μs、W
2 m5■s(L−500km)の固定パターンの繰り
返しとなる。この時、繰り返し周波数はそれぞれ、約3
00Hz、  200Hzに相当する。このように、光
周波数ν 及びν2の両光パルスに対しパルス間隔を設
定することで、ブリルアン光増幅された光パルスPRの
後方レイリー散乱光の波形により破断点の位置を測定す
ることができる。
Next, detection of the break point position will be explained. When the length of the fiber under test FB is L, the width W2 of the excitation light pulse PM is calculated from the time it takes for the backward Rayleigh scattered light of the light pulse PR to return from the length to the input end, as shown in the following equation: It can be expressed as W2≧znL/C-(6). However, n is the refractive index of the optical fiber,
C indicates the speed of light. For example, for a 300 km optical fiber FB to be measured, W2≧3×1O−3(S),
For a 500kl optical fiber under test FB, Wl≧
5xlO-3(S). Usually, the optical pulse width is Wl-4 μs as the optical pulse PR for generating backward Rayleigh scattered light.
That's about it. Therefore, the light pulse PR and the excitation light pulse PM emitted from the laser light source 1a are Wl-4 μs, W
2m3g+s, (Lm300km), Wl-4μs, W
A fixed pattern of 2 m5■s (L-500km) is repeated. At this time, the repetition frequency is approximately 3
Corresponds to 00Hz and 200Hz. In this way, by setting the pulse interval for both optical pulses of optical frequencies ν 1 and ν 2 , it is possible to measure the position of the break point based on the waveform of the backward Rayleigh scattered light of the Brillouin optically amplified optical pulse PR.

この時、光パルスPRの後方レイリー散乱光は、励起光
パルスPMが被測定ファイバFBに入射した時点から、
光パルスPRの遠端の後方レイリー散乱光が入射端に戻
るまで、常時、ブリルアン光増幅されることになるので
、ブリルアン光増幅された後方レイリー散乱光パワーP
BS、Brは次式のように表すことができる。
At this time, the backward Rayleigh scattered light of the optical pulse PR starts from the time when the excitation optical pulse PM enters the fiber under test FB.
Since the backward Rayleigh scattered light at the far end of the optical pulse PR is constantly Brillouin optically amplified until it returns to the input end, the Brillouin optically amplified backward Rayleigh scattered light power P
BS and Br can be expressed as in the following equations.

exp  (gZeP2 /A    )      
 −(7)rr これはCW光で被測定光ファイバFBをブリルアン光増
幅状態に励起した・場合とほぼ同等であ・ることを意味
し、ブリルア゛ン光増幅用に光パルス(PM)を用いた
。ことによる劣化は生じないことを意味している。
exp (gZeP2/A)
-(7)rr This means that it is almost equivalent to the case where the optical fiber FB to be measured is excited to the Brillouin optical amplification state with CW light, and the optical pulse (PM) is used for Brillouin optical amplification. Using. This means that no deterioration will occur.

次に、光損失値αの測定について説明する。第1図の構
成において、励起光パルスPMの一部の光周波数をシフ
トしたパルスパターンを用いると、周波数シフトした部
分では、光パルスPRの後方レイリー散乱光はブリルア
ン光増幅を受けない。
Next, the measurement of the optical loss value α will be explained. In the configuration of FIG. 1, if a pulse pattern in which the optical frequency of a part of the pumping light pulse PM is shifted is used, the backward Rayleigh scattered light of the optical pulse PR will not undergo Brillouin optical amplification in the frequency-shifted part.

そこで、第5図に示すように励起光パルスPMを光周波
数ν 、ν の小パルスP  、P  に分割2  8
       M2   M3したパルスパターンを例
えば交互に発生させると、ブリルアン光増幅された後方
レイリー散乱光パワcxp(g Ze −P2会W2°
   1 )W2°+W3    A、r。
Therefore, as shown in FIG. 5, the excitation light pulse PM is divided into small pulses P and P of optical frequencies ν and ν.
For example, if M2 and M3 pulse patterns are generated alternately, the Brillouin amplified backward Rayleigh scattered light power cxp(g Ze −P2 meeting W2°
1) W2°+W3 A, r.

・・・ (8) で表される。ここで、光周波数ν2の励起光パルスP 
の全パルス幅をW2′、光周波数ν3の励起光パルスP
 の全パルス幅をW3とし、W21111W2’+W3
なる関係があるとする。式(8)から後方レイリー散乱
光パワーPBS、Brの波形は、単純に指数関数的減衰
を示さないことが分かる。
... (8) Represented by: Here, excitation light pulse P with optical frequency ν2
The total pulse width of W2' is the excitation light pulse P of optical frequency ν3.
Let the total pulse width of W3 be W21111W2'+W3
Suppose there is a relationship like this. From equation (8), it can be seen that the waveform of the backward Rayleigh scattered light powers PBS and Br does not simply exhibit exponential attenuation.

w2°   −Xとすると、式(8)の指数間W2°+
W3 数の引数φは、 φ−−2az + gZeP2 X   1・・・(9
)err となる。二つの異なるXi、X2に対して、引数φの前
記距離Zに対する極値条件を満足する被測定光ファイバ
FBの長手方向の位置をそれぞれZl、及びZ2とする
と、光損失αは、次に示すように、 (1−1j2n(X2 )  −(10)Z2−ZI 
       Xi と表される。
If w2° −X, then the index interval W2° + in equation (8)
W3 The numerical argument φ is φ−−2az + gZeP2 X 1...(9
) err. For two different Xi and X2, if the longitudinal positions of the optical fiber FB to be measured that satisfy the extreme value condition for the distance Z of the argument φ are Zl and Z2, respectively, the optical loss α is as follows. As such, (1-1j2n(X2) -(10)Z2-ZI
It is expressed as Xi.

従って、(10)式より得られた後方レイリー散乱光波
形から極値を与える位置Z1及びZ2を求めることによ
り、励起光パルスPMの一部の光周波数をシフトさせた
割合Xi’、X2を用いて、光損失値αを評価すること
ができる。この時、光パルスPRの後方レイリー散乱光
が増幅されないようにするため、励起光パルスP の光
周波数ν3は励起光パルスPM2の光周波数P2により
±100H1lz以上シフトさせる必要がある。また、
光パルス幅W3の部分で光出力を零としたパターンを用
いることも有効である。このように本構成では、励起光
パルスPMを、さらに小パルスPM2と1M3とに分解
したパルスパターンを用いることで光損失を測定するこ
とができる。
Therefore, by finding the positions Z1 and Z2 that give the extreme values from the backward Rayleigh scattered light waveform obtained from equation (10), the ratios Xi' and Therefore, the optical loss value α can be evaluated. At this time, in order to prevent the backward Rayleigh scattered light of the optical pulse PR from being amplified, the optical frequency ν3 of the excitation optical pulse P must be shifted by more than ±100H11z by the optical frequency P2 of the excitation optical pulse PM2. Also,
It is also effective to use a pattern in which the optical output is zero in the portion of the optical pulse width W3. In this manner, in this configuration, optical loss can be measured by using a pulse pattern in which the excitation light pulse PM is further decomposed into small pulses PM2 and 1M3.

また、この評価方法の他に得られた波形を式(7)を用
いて最小二乗近似し、光損失値αを算出することもでき
る。
In addition to this evaluation method, it is also possible to perform least square approximation of the obtained waveform using equation (7) to calculate the optical loss value α.

さらに、光パルス調整装置3aによりレーザ光源から光
周波数ν 、ν2 (シ2−シl−シB)のM系列等の
相関処理に適した符号を有する光パルスパターンを発生
させることにより、光フアイバ中でブリルアン光増幅さ
れた後方レイリー散乱光のパルスパターンと、レーザ光
源1aへ印加したパルスパターンの一部を参照符号とし
て信号処理装置9においてビット遅延させ、各距離にお
ける相関値を測定することにより、後方散乱量を求める
ことかできる。この後方レイリー散乱光の分布から破断
点の位置や光ファイバの損失値を測定することができる
Furthermore, the optical pulse adjustment device 3a generates from the laser light source an optical pulse pattern having a code suitable for correlation processing such as an M sequence of optical frequencies ν, ν2 (C2-S1-B). By using the pulse pattern of the backward Rayleigh scattered light amplified by Brillouin light and a part of the pulse pattern applied to the laser light source 1a as reference codes, the signal processing device 9 delays bits and measures the correlation value at each distance. , the amount of backscatter can be determined. The position of the break point and the loss value of the optical fiber can be measured from the distribution of this backward Rayleigh scattered light.

次に、光ファイバを縦続に多段接続した場合の光ファイ
バの特性測定について説明する。光ファイバでは、光フ
ァイバの構造、コアの材料等によりブリルアンシフト値
νB及びブリルアン利得値Δν8の形状や分布が異なる
。さらに、同一の構造パラメータのファイバであっても
製造条件により、これらの値は異なる(N、5h1ba
ta et al、0PTIcS LCTTER,pp
、 595〜597.1988.参照)。特に、S i
 02とコア材とした石英系光ファイバでは、ブリルア
ン利得は1本であるが、G e O2−S h02をコ
ア材とした分散シフトファイバでは、コア中を導波する
複数の音響波モードとHE 11モードとの相互作用に
より複数の利得ピークが発生する(例えば約3本)。
Next, measurement of characteristics of optical fibers when optical fibers are connected in cascade in multiple stages will be explained. In an optical fiber, the shape and distribution of the Brillouin shift value νB and the Brillouin gain value Δν8 vary depending on the structure of the optical fiber, the material of the core, and the like. Furthermore, even for fibers with the same structural parameters, these values differ depending on the manufacturing conditions (N, 5h1ba
ta et al, 0PTIcS LCTTER, pp.
, 595-597.1988. reference). In particular, S i
In a silica-based optical fiber with G e O2-S h02 as the core material, the Brillouin gain is one, but in a dispersion-shifted fiber with G e O2-S h02 as the core material, multiple acoustic wave modes guided in the core and HE A plurality of gain peaks (for example, about 3) are generated due to the interaction with the 11 mode.

そこで、これらの光ファ゛イバを、長尺接続した伝送路
においては、第1図の構成における光パルスP 及び励
起光パルスPMの設定周波数を変化させ、光周波数差(
νB)を調整することで、所望の光ファイバのみをブリ
ルアン光増幅状態とし、そこでの後方レイリー散乱光を
検出することで、光ファイバの種類、構造を決定できる
だけでなく、所望の光ファイバにおける破断点、損失値
を測定することが可能となる大きな利点がある。
Therefore, in a transmission line in which these optical fibers are connected in a long length, the set frequencies of the optical pulse P and the pumping optical pulse PM in the configuration shown in FIG. 1 are changed to reduce the optical frequency difference (
By adjusting νB), only the desired optical fiber is brought into a Brillouin light amplification state, and by detecting the backward Rayleigh scattered light there, it is possible to not only determine the type and structure of the optical fiber, but also to detect a break in the desired optical fiber. This has the great advantage of making it possible to measure loss values.

第6図は、本発明に係る後方散乱光測定装置により得ら
れる後方レイリー散乱光波形の光フアイバ入射端からの
距離に対する関係を示す特性図であり、−例として、波
長1.55μm1光損失α−0,18dB/ km、光
パルス幅W1−4μs、W2−3msの場合における後
方レイリー散乱光波形を、パラメータXに対して計算し
た値を示している。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the backscattered light waveform obtained by the backscattered light measuring device according to the present invention and the distance from the optical fiber input end. -0.18 dB/km, optical pulse width W1-4 μs, W2-3 ms, the back Rayleigh scattered light waveform is calculated for parameter X.

ここで、X−1は励起光パルス入力P M−10mWに
相当するブリルアン光増幅された後方レイリー散乱光波
形であり、以下、それぞれ光周波数ν の光パルス幅W
2’のW2に対する割合を変化させた時に対応した波形
である。X−0はブリルアン光増幅によらない後方レイ
リー散乱光波形である。
Here, X-1 is a Brillouin optically amplified back Rayleigh scattered light waveform corresponding to a pumping light pulse input PM-10 mW, and hereinafter, each optical pulse width W with an optical frequency ν is
This is a waveform corresponding to changing the ratio of 2' to W2. X-0 is a backward Rayleigh scattered light waveform that is not caused by Brillouin optical amplification.

本発明では、ブリルアン光増幅効果を利用しているので
、第6図から分かるように、距離2に対して単純な指数
関数的な減衰を示さない。例えば、X−O,S及び0,
6に対する後方レイリー散乱光波形における極大値に対
して距離の差は、ZIZ2−7.08klである。この
値を式(lO)に代入することにより、光ファイバの光
損失値αをα−0,18dI3/kmと評価することが
できる。
In the present invention, since the Brillouin optical amplification effect is utilized, as can be seen from FIG. 6, there is no simple exponential attenuation with respect to distance 2. For example, X-O, S and 0,
The difference in distance from the maximum value in the backward Rayleigh scattered light waveform for ZIZ2-7.08kl for ZIZ2-7.08kl. By substituting this value into equation (lO), the optical loss value α of the optical fiber can be evaluated as α-0.18 dI3/km.

第7図は、本発明に係る後方散乱光測定装置のm2の実
施例を示す構成図である。本第2の実施例と前記第1の
実施例の異なる点は、光アイソレータ4と光結合器7間
並びに光結合器7と光検出器8間に半導体レーザあるい
は光ファイバからなる光増幅器10及び11をそれぞれ
配置したことにある。
FIG. 7 is a configuration diagram showing an embodiment of m2 of the backscattered light measuring device according to the present invention. The difference between this second embodiment and the first embodiment is that an optical amplifier 10 consisting of a semiconductor laser or an optical fiber is provided between the optical isolator 4 and the optical coupler 7 and between the optical coupler 7 and the photodetector 8. This is due to the fact that 11 are arranged respectively.

本第2の実施例では、このような構成にすることにより
、前記第1の実施例の効果に加えて、レーザ光源1aか
らの出射光゛パルスP  、P  ある1M いは後方レイリー散乱光、またはそれらを同時に光増幅
器10.11により増幅することにより、光検出器8に
入射する後方レイリー散乱光を増幅し、さらに長尺の光
フアイバ伝送路における高分解能の破断点検出並びに高
精度の光損失測定を行うことができる効果がある。
In the present second embodiment, by adopting such a configuration, in addition to the effects of the first embodiment, the emitted light from the laser light source 1a, pulses P and P, or backward Rayleigh scattered light, Alternatively, by amplifying them at the same time using optical amplifiers 10 and 11, the backward Rayleigh scattered light incident on the photodetector 8 can be amplified, and it can also be used to detect high-resolution break points in long optical fiber transmission lines and to detect high-precision optical fibers. This has the effect of making it possible to measure loss.

(発明の効果) 以上説明したように、請求項(1)によれば、被測定光
ファイバ中に後方レイリー散乱光を発生させるための光
パルスと前記被測定光ファイバ中にブリルアン光増幅状
態を誘起させるための励起光パルスとを発生する光源と
、前記光源により発生する光パルスと励起光パルスとの
光周波数差が、前記被21−1定光フアイバ中で発生す
るブリルアン光の光周波数シフト量と一致するように調
整する光パルス調整手段と、前記被測定光ファイバ中で
発生し、該被測定光ファイバから出射した後方レイリー
散乱光を前記光源による出射光パルスの入射方向とは異
なる方向に分離させる光分離手段と、前記光分離手段に
より分離された後方レイリー散乱光の強度を検出する検
出手段と、前記検出手段による検出信号に基づいて後方
レイリー散乱光の強度を算出する信号処理手段とを備え
たので、S/N劣化をきたすことなく後方レイリー散乱
光を高分解能、かつ、高感度で検出できる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to claim (1), an optical pulse for generating backward Rayleigh scattered light in the optical fiber to be measured and a Brillouin optical amplification state in the optical fiber to be measured are provided. A light source that generates an excitation light pulse for inducing the light, and an optical frequency difference between the light pulse generated by the light source and the excitation light pulse, which is the optical frequency shift amount of the Brillouin light generated in the optical target fiber 21-1. an optical pulse adjusting means for adjusting backward Rayleigh scattered light generated in the optical fiber under test and emitted from the optical fiber under test in a direction different from the incident direction of the optical pulse emitted by the light source; A light separating means for separating, a detecting means for detecting the intensity of the backward Rayleigh scattered light separated by the light separating means, and a signal processing means for calculating the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on a detection signal by the detecting means. , it is possible to detect backward Rayleigh scattered light with high resolution and high sensitivity without causing S/N deterioration.

かつ、光パルス調整手段によって光源に′より発生する
光パルス及び励起光パルスの各パルスパターンを所望の
パターンに調整することにより、光フアイバ伝送路の光
損失分布の測定、破断点や接続点の位置検出、さらには
、光ファイバの種類や構造を求め、破断点の高精度位置
検出を可能とすることができる利点がある。
In addition, by adjusting each pulse pattern of the light pulse and excitation light pulse generated by the light source to a desired pattern by the light pulse adjustment means, it is possible to measure the optical loss distribution of the optical fiber transmission line, and to detect the break points and connection points. There is an advantage in that it is possible to detect the position, and also to determine the type and structure of the optical fiber, and to detect the position of the break point with high accuracy.

また、請求項(2)によれば、光源からの出射光パルス
を光増幅手段で増幅した後に、被測定光ファイバに入射
させることができるので、上記請求項(1)の効果に加
えて、長距離光フアイバ伝送路における高分解能の破断
点検出並びに高精度の光損失測定を行なうことができる
Further, according to claim (2), the emitted light pulse from the light source can be amplified by the optical amplification means and then input to the optical fiber to be measured, so in addition to the effect of claim (1), High-resolution break point detection and high-precision optical loss measurement in long-distance optical fiber transmission lines can be performed.

さらに、請求項(3)によ訊ば、後方レイリー散乱光を
光増幅手段で増幅し゛た後に、検出手段で検出すること
ができるので、上記請求項(1)または請求項(2)の
効果に加えて、より高分解能の破断点検出並びに高精度
の光損失測定を行なうことができる。
Furthermore, according to claim (3), the backward Rayleigh scattered light can be detected by the detection means after being amplified by the optical amplification means, so that the effect of claim (1) or claim (2) is achieved. In addition, it is possible to detect break points with higher resolution and measure optical loss with higher precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明に係る後方散乱光測定装置の−実施例を
示す構成図、第2図は後方散乱光111J定装置の第1
の従来例を示す構成図、第3図は後方散乱光!1−1定
装置の第2の従来例を示す構成図、第4図及び第5図は
本発明に係る光パルスパターン図、第6図は本発明に係
る後方散乱光測定装置により得られる後方レイリー散乱
光波形の光フアイバ入射端からの距離に対する関係を示
す特性図、第7図は本発明に係る後方散乱光測定装置の
第2の実施例を示す構成図である。 図中、1a・・・レーザ光源、3a・・・光パルス調整
装置、4・・・光アイソレータ、7・・・光結合器(光
分離手段)、8・・・光検出器(検出手段)、9・・・
信号処理装置、10.11・・・光増幅器。 特許出願人  日本電信電話株式会社 代理人 弁理士  吉  1) 精  孝第 図 5カ席1ルス メジU3レス 本発明に係る光ベルスノ炒−ン図 第 図 本発明に係る光ベルスノ炒−ン図 第 図
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of the backscattered light measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is a first embodiment of the backscattered light measuring device.
A configuration diagram showing a conventional example, Figure 3 shows backscattered light! 1-1 A configuration diagram showing a second conventional example of the fixed device, FIGS. 4 and 5 are optical pulse pattern diagrams according to the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the backscattered light measurement device according to the present invention. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the Rayleigh scattered light waveform and the distance from the optical fiber input end, and FIG. 7 is a configuration diagram showing a second embodiment of the backscattered light measuring device according to the present invention. In the figure, 1a... Laser light source, 3a... Optical pulse adjustment device, 4... Optical isolator, 7... Optical coupler (light separation means), 8... Photodetector (detection means) ,9...
Signal processing device, 10.11... optical amplifier. Patent Applicant Nippon Telegraph and Telephone Co., Ltd. Agent Patent Attorney Yoshi 1) Takashi Seiji Diagram 5 Seats 1 Rusumeji U3 Relaxation Diagram of Light Belsuno Chart According to the Present Invention Diagram of Light Belsuno Chart According to the Present Invention

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)被測定光ファイバ中に後方レイリー散乱光を発生
させるための光パルスと前記被測定光ファイバ中にブリ
ルアン光増幅状態を誘起させるための励起光パルスとを
発生する光源と、 前記光源により発生する光パルスと励起光パルスとの光
周波数差が、前記被測定光ファイバ中で発生するブリル
アン光の光周波数シフト量と一致するように調整する光
パルス調整手段と、 前記被測定光ファイバ中で発生し、該被測定光ファイバ
から出射した後方レイリー散乱光を前記光源による出射
光パルスの入射方向とは異なる方向に分離させる光分離
手段と、 前記光分離手段により分離された後方レイリー散乱光の
強度を検出する検出手段と、 前記検出手段による検出信号に基づいて後方レイリー散
乱光の強度を算出する信号処理手段とを備えた ことを特徴とする後方散乱光測定装置。
(1) A light source that generates a light pulse for generating backward Rayleigh scattered light in the optical fiber to be measured and an excitation light pulse for inducing a Brillouin optical amplification state in the optical fiber to be measured; and the light source. an optical pulse adjusting means for adjusting the optical frequency difference between the generated optical pulse and the excitation optical pulse to match the optical frequency shift amount of the Brillouin light generated in the optical fiber to be measured; a light separating means for separating the backward Rayleigh scattered light generated by the optical fiber and emitted from the optical fiber to be measured in a direction different from the incident direction of the emitted light pulse from the light source; and the backward Rayleigh scattered light separated by the light separating means. What is claimed is: 1. A backscattered light measuring device comprising: a detection means for detecting the intensity of the backscattered light; and a signal processing means for calculating the intensity of the backward Rayleigh scattered light based on a detection signal from the detection means.
(2)前記光源からの出射光パルスを増幅して前記被測
定光ファイバに入射させる光増幅手段を備えた請求項(
1)記載の後方散乱光測定装置。
(2) Claim comprising an optical amplifying means for amplifying the emitted light pulse from the light source and making it enter the optical fiber to be measured (
1) Backscattered light measuring device described.
(3)前記光分離手段と前記検出手段との間に後方レイ
リー散乱光を増幅する光増幅手段を配置した請求項(1
)または請求項(2)記載の後方散乱光測定装置。
(3) A light amplifying means for amplifying backward Rayleigh scattered light is disposed between the light separating means and the detecting means (1).
) or the backscattered light measuring device according to claim (2).
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