JPH04370732A - 光パルス試験器 - Google Patents
光パルス試験器Info
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- JPH04370732A JPH04370732A JP17598091A JP17598091A JPH04370732A JP H04370732 A JPH04370732 A JP H04370732A JP 17598091 A JP17598091 A JP 17598091A JP 17598091 A JP17598091 A JP 17598091A JP H04370732 A JPH04370732 A JP H04370732A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 82
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 claims description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光ホモダイン受光を
利用して光ファイバの損失および破断点位置の測定をす
る光パルス試験器についてのものである。
利用して光ファイバの損失および破断点位置の測定をす
る光パルス試験器についてのものである。
【０００２】
【従来の技術】次に、従来技術による光パルス試験器の
構成を図８により説明する。図８の構成は、はホモダイ
ン受光を用いた構成である。図８の２１は光周波数を安
定化したコヒーレント光源、２は光分岐器、３は光パル
ス変調器、５は光分岐器、６は光合波器、７は光検出器
、８は信号処理部、１０は光ファイバ、２５はタイミン
グ発生器である。なお、図８の類似技術として、特願平
２−２６０２４６号がある。
構成を図８により説明する。図８の構成は、はホモダイ
ン受光を用いた構成である。図８の２１は光周波数を安
定化したコヒーレント光源、２は光分岐器、３は光パル
ス変調器、５は光分岐器、６は光合波器、７は光検出器
、８は信号処理部、１０は光ファイバ、２５はタイミン
グ発生器である。なお、図８の類似技術として、特願平
２−２６０２４６号がある。
【０００３】光源２１は安定した光周波数のコヒーレン
ト光を連続して出射し、光分岐器２は光源２１から出射
した光を信号光１１と局発光１２に分岐する。光パルス
変調器３は信号光１１をタイミング発生器２５からの信
号により光パルス変調をかけ、光パルス信号１３として
出射する。光分岐器５は光ファイバ１０からの後方散乱
光１４を光合波器６へ分岐する。光合波器６は光ファイ
バ１０からの後方散乱光１４と局発光１２を合波し、光
検出器７は光合波器６で合波した信号光を光ホモダイン
検波する。信号処理部８は、光検出器７で光−電気変換
した信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換し、平均化および表示を
する。
ト光を連続して出射し、光分岐器２は光源２１から出射
した光を信号光１１と局発光１２に分岐する。光パルス
変調器３は信号光１１をタイミング発生器２５からの信
号により光パルス変調をかけ、光パルス信号１３として
出射する。光分岐器５は光ファイバ１０からの後方散乱
光１４を光合波器６へ分岐する。光合波器６は光ファイ
バ１０からの後方散乱光１４と局発光１２を合波し、光
検出器７は光合波器６で合波した信号光を光ホモダイン
検波する。信号処理部８は、光検出器７で光−電気変換
した信号を増幅し、Ａ／Ｄ変換し、平均化および表示を
する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図８で、コヒーレンシ
ィのよい光源２１を用いて光ファイバ１０からの後方散
乱光１４を測定した場合、後方散乱光１４の強度雑音が
増加し、測定波形に歪を生じるため光ファイバの損失お
よび破断点位置の測定では精度と確度が十分ではない。 図６アと図６イはコヒーレンシィのよい光源をを用いた
場合の測定波形のモデルである。
ィのよい光源２１を用いて光ファイバ１０からの後方散
乱光１４を測定した場合、後方散乱光１４の強度雑音が
増加し、測定波形に歪を生じるため光ファイバの損失お
よび破断点位置の測定では精度と確度が十分ではない。 図６アと図６イはコヒーレンシィのよい光源をを用いた
場合の測定波形のモデルである。
【０００５】この発明は、光周波数が変えられるコヒー
レント光源を用い、連続するコヒーレント光の光周波数
をタイミング発生器からの信号で変化させ、光周波数を
変化させるタイミングと光パルス変調器によりパルス変
調をかけるタイミングの間に適当な時間関係をもたせ、
コヒーレント光により発生した強度雑音を光パルスごと
、または複数の光パルスを１単位としてその単位ごとに
無相関にし、互いに無相関な強度雑音をもつ信号を平均
化処理し、強度雑音による測定波形の歪を減らす光パル
ス試験器の提供を目的とする。
レント光源を用い、連続するコヒーレント光の光周波数
をタイミング発生器からの信号で変化させ、光周波数を
変化させるタイミングと光パルス変調器によりパルス変
調をかけるタイミングの間に適当な時間関係をもたせ、
コヒーレント光により発生した強度雑音を光パルスごと
、または複数の光パルスを１単位としてその単位ごとに
無相関にし、互いに無相関な強度雑音をもつ信号を平均
化処理し、強度雑音による測定波形の歪を減らす光パル
ス試験器の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決する手段】この目的を達成するために、こ
の発明では、連続するコヒーレント光を出射する周波数
可変の光源１と、光源１のコヒーレント光を信号光１１
と局発光１２に分岐する光分岐器２と、光分岐器２で分
岐された信号光１１をタイミング発生器４からの信号１
６によりパルス変調し、光パルス信号１３とする光パル
ス変調器３と、光パルス信号１３が光ファイバ１０に入
射することにより発生する後方散乱光１４を取り出す光
分岐器５と、光分岐器５で分岐された後方散乱光１４と
光分岐器２で分岐された局発光１２を合波する光合波器
６と、光合波器６で合波された光をホモダイン検波する
光検出器７と、光検出器７で光−電気変換された信号を
増幅、Ａ／Ｄ変換および平均化する信号処理部８とを備
え、タイミング発生器４から信号１５がでるたびに光源
１の光周波数を変えて光ファイバ１０を測定し、光源１
の光周波数を変えて測定したデータを加算することによ
り、測定データの雑音成分を平均化する。
の発明では、連続するコヒーレント光を出射する周波数
可変の光源１と、光源１のコヒーレント光を信号光１１
と局発光１２に分岐する光分岐器２と、光分岐器２で分
岐された信号光１１をタイミング発生器４からの信号１
６によりパルス変調し、光パルス信号１３とする光パル
ス変調器３と、光パルス信号１３が光ファイバ１０に入
射することにより発生する後方散乱光１４を取り出す光
分岐器５と、光分岐器５で分岐された後方散乱光１４と
光分岐器２で分岐された局発光１２を合波する光合波器
６と、光合波器６で合波された光をホモダイン検波する
光検出器７と、光検出器７で光−電気変換された信号を
増幅、Ａ／Ｄ変換および平均化する信号処理部８とを備
え、タイミング発生器４から信号１５がでるたびに光源
１の光周波数を変えて光ファイバ１０を測定し、光源１
の光周波数を変えて測定したデータを加算することによ
り、測定データの雑音成分を平均化する。
【０００７】
【作用】次に、この発明による光パルス試験器の構成図
を図１により説明する。図１は図８に対し、タイミング
発生器４の信号１５を光源１に接続したものであり、そ
の他は図８と同じものである。図１はホモダイン受光を
用いた場合であり、ヘテロダイン受光を用いる場合は、
光パルス変調器３に音響光学素子などのパルス変調と光
周波数をシフトする変調器を用いる。
を図１により説明する。図１は図８に対し、タイミング
発生器４の信号１５を光源１に接続したものであり、そ
の他は図８と同じものである。図１はホモダイン受光を
用いた場合であり、ヘテロダイン受光を用いる場合は、
光パルス変調器３に音響光学素子などのパルス変調と光
周波数をシフトする変調器を用いる。
【０００８】次に、図１の光源１の構成例を図２により
説明する。周波数可変の光源１には種々のものがあるが
、例えばライトウエーブ社の型名１２０−０１〜０４を
使用することができる。図２の１Ａはカウンタ、１Ｂは
Ｄ／Ａ変換器、１Ｃは増幅器、１Ｄは発光素子である。 カウンタ１Ａにはタイミング発生器４からの信号１５が
入り、カウンタ１Ａはアップカウントする。カウンタ１
Ａの出力はＤ／Ａ変換器１Ｂで変換され、増幅器１Ｃで
増幅される。発光素子１Ｄには、例えばレーザーダイオ
ードを使用する。タイミング発生器４からの信号１５が
入るたびに信号１５でカウンタ１Ａをカウントアップさ
せる。 カウンタ値はＤ／Ａ変換器１Ｂで変換され、発光素子１
Ｄの駆動電流を変える。
説明する。周波数可変の光源１には種々のものがあるが
、例えばライトウエーブ社の型名１２０−０１〜０４を
使用することができる。図２の１Ａはカウンタ、１Ｂは
Ｄ／Ａ変換器、１Ｃは増幅器、１Ｄは発光素子である。 カウンタ１Ａにはタイミング発生器４からの信号１５が
入り、カウンタ１Ａはアップカウントする。カウンタ１
Ａの出力はＤ／Ａ変換器１Ｂで変換され、増幅器１Ｃで
増幅される。発光素子１Ｄには、例えばレーザーダイオ
ードを使用する。タイミング発生器４からの信号１５が
入るたびに信号１５でカウンタ１Ａをカウントアップさ
せる。 カウンタ値はＤ／Ａ変換器１Ｂで変換され、発光素子１
Ｄの駆動電流を変える。
【０００９】次に、発光素子１Ｄの駆動電流と発光周波
数の関係を図３により説明する。図３は発光素子１Ｄに
レーザーダイオードを使用した場合の図である。横軸は
駆動電流であり、縦軸は発光周波数である。駆動電流が
Ｉａのとき、発光周波数がｆａになり、駆動電流がＩｂ
のとき、発光周波数がｆｂになる。例えば、駆動電流を
４０ｍＡから４０．０２ ｍＡ変えると、発光周波数が
２３０ＴＨｚから ２３０ＴＨｚ＋１０ＭＨｚになる。 したがって、タイミング発生器４からの信号１５が入る
たびに信号１５でカウンタ１Ａをカウントアップさせる
と、カウンタ値がそのたびに増え、発光素子１Ｄの発光
周波数は、１０ＭＨｚずつ増えていく。
数の関係を図３により説明する。図３は発光素子１Ｄに
レーザーダイオードを使用した場合の図である。横軸は
駆動電流であり、縦軸は発光周波数である。駆動電流が
Ｉａのとき、発光周波数がｆａになり、駆動電流がＩｂ
のとき、発光周波数がｆｂになる。例えば、駆動電流を
４０ｍＡから４０．０２ ｍＡ変えると、発光周波数が
２３０ＴＨｚから ２３０ＴＨｚ＋１０ＭＨｚになる。 したがって、タイミング発生器４からの信号１５が入る
たびに信号１５でカウンタ１Ａをカウントアップさせる
と、カウンタ値がそのたびに増え、発光素子１Ｄの発光
周波数は、１０ＭＨｚずつ増えていく。
【００１０】次に、図１の光源１の他の構成例を図４に
より説明する。図４の１Ｅはペルチェ素子であり、その
他は図３と同じものである。図４は発光素子１Ｄをペル
チェ素子１Ｅにマウントしたものであり、タイミング発
生器４からの信号１５がでるたびに信号１５でカウンタ
１Ａをカウントアップさせ、カウンタ１Ａの出力をＤ／
Ａ変換器（１Ｂ）で変換し、ペルチェ素子１Ｅに流れる
電流を変えることにより発光素子１Ｄの光周波数を変え
る。 発光素子１Ｄの周囲温度と発光周波数の関係は図○○に
似ており、発光素子１Ｄの周囲温度を変えることにより
、発光素子１Ｄの発光周波数を変えることができる。
より説明する。図４の１Ｅはペルチェ素子であり、その
他は図３と同じものである。図４は発光素子１Ｄをペル
チェ素子１Ｅにマウントしたものであり、タイミング発
生器４からの信号１５がでるたびに信号１５でカウンタ
１Ａをカウントアップさせ、カウンタ１Ａの出力をＤ／
Ａ変換器（１Ｂ）で変換し、ペルチェ素子１Ｅに流れる
電流を変えることにより発光素子１Ｄの光周波数を変え
る。 発光素子１Ｄの周囲温度と発光周波数の関係は図○○に
似ており、発光素子１Ｄの周囲温度を変えることにより
、発光素子１Ｄの発光周波数を変えることができる。
【００１１】次に、タイミング発生器４の信号１５と信
号１６と後方散乱光１４のタイミングを図５により説明
する。図５アは信号１５のタイミング、図５イは信号１
６のタイミング、図５ウは後方散乱光１４のタイミング
である。図５のａの領域は光源１の出射光の光周波数が
ｆａの部分、ｂの領域は光周波数がｆｂの部分である。 図５イでは、パルスの幅だけ光パルス変調器３が光を出
射する。図５のＴｃで信号処理部９は、光検出器８から
の出力信号を確保し終える。
号１６と後方散乱光１４のタイミングを図５により説明
する。図５アは信号１５のタイミング、図５イは信号１
６のタイミング、図５ウは後方散乱光１４のタイミング
である。図５のａの領域は光源１の出射光の光周波数が
ｆａの部分、ｂの領域は光周波数がｆｂの部分である。 図５イでは、パルスの幅だけ光パルス変調器３が光を出
射する。図５のＴｃで信号処理部９は、光検出器８から
の出力信号を確保し終える。
【００１２】図５に示すように、タイミング発生器４は
、Ｔｃで信号処理部９でデータを確保した後に信号１５
を光源１に送る。光源１はタイミング発生器４からの信
号１５を受け、光周波数をｆａからｆｂに変える。図５
ではｆａ、ｆｂを例示したが、実際にはサンプル数を増
やすことにより、精度を向上させることができる。タイ
ミング発生器４は、光源１からの出射光の光周波数がｆ
ａからｆｂに変化した後に光パルス変調器３に信号１６
を送る。光パルス変調器３は信号１６により光周波数が
ｆｂとなった信号光１１をパルス変調する。以後、図５
の動作を繰り返し、光周波数を変えて後方散乱光１４の
データを平均化処理をする。
、Ｔｃで信号処理部９でデータを確保した後に信号１５
を光源１に送る。光源１はタイミング発生器４からの信
号１５を受け、光周波数をｆａからｆｂに変える。図５
ではｆａ、ｆｂを例示したが、実際にはサンプル数を増
やすことにより、精度を向上させることができる。タイ
ミング発生器４は、光源１からの出射光の光周波数がｆ
ａからｆｂに変化した後に光パルス変調器３に信号１６
を送る。光パルス変調器３は信号１６により光周波数が
ｆｂとなった信号光１１をパルス変調する。以後、図５
の動作を繰り返し、光周波数を変えて後方散乱光１４の
データを平均化処理をする。
【００１３】次に、平均化により測定波形の歪が低減さ
れる原理を図６と図７により説明する。図６（ア） は
光周波数がｆａの場合の測定波形、図６（イ） は光周
波数がｆｂの場合の測定波形である。図６（ア） と図
６（イ） のデータ間には相関がないので、データのば
らつきは測定回数が十分大きければ図７に示すようなガ
ウス分布となる。 ガウス分布をもつ距離Ｌにおけるデータのばらつきの平
均値は、後方散乱光１４のもっている光ファイバ１０の
情報を忠実に再現するので、すべての距離で図６（ア）
〜（イ） を平均化すれば、図６（ウ） のように、
歪の少ない波形が得られる。
れる原理を図６と図７により説明する。図６（ア） は
光周波数がｆａの場合の測定波形、図６（イ） は光周
波数がｆｂの場合の測定波形である。図６（ア） と図
６（イ） のデータ間には相関がないので、データのば
らつきは測定回数が十分大きければ図７に示すようなガ
ウス分布となる。 ガウス分布をもつ距離Ｌにおけるデータのばらつきの平
均値は、後方散乱光１４のもっている光ファイバ１０の
情報を忠実に再現するので、すべての距離で図６（ア）
〜（イ） を平均化すれば、図６（ウ） のように、
歪の少ない波形が得られる。
【００１４】
【発明の効果】この発明によれば、光パルスごとまたは
複数の光パルスを１単位としてその単位ごとに光源の光
周波数を変えるので、光源のコヒーレンシィが高いため
に発生する後方散乱光の強度雑音は、異なる光周波数に
より測定したデータ間では無相関となり、測定された無
相関のデータを平均化することにより、光ファイバの損
失および破断点位置の測定において精度と確度を改善で
きる。
複数の光パルスを１単位としてその単位ごとに光源の光
周波数を変えるので、光源のコヒーレンシィが高いため
に発生する後方散乱光の強度雑音は、異なる光周波数に
より測定したデータ間では無相関となり、測定された無
相関のデータを平均化することにより、光ファイバの損
失および破断点位置の測定において精度と確度を改善で
きる。
【図１】この発明による光パルス試験器の構成図である
。
。
【図２】図１の光源１の構成図である。
【図３】発光素子１Ｄの駆動電流と発光周波数の関係図
である。
である。
【図４】図１の光源１の他の構成図である。
【図５】信号１５と信号１６と後方散乱光１４のタイミ
ング図である。
ング図である。
【図６】光周波数が異なるときの測定波形図である。
【図７】測定回数が十分大きいときのデータのばらつき
を示す図である。
を示す図である。
【図８】従来技術による光パルス試験器の構成図である
。
。
１ 光源
１Ａ カウンタ
１Ｂ Ｄ／Ａ変換器
１Ｄ 発光素子
１Ｅ ペルチェ素子
２ 光分岐器
３ 光パルス変調器
４ タイミング発生器
５ 光分岐器
６ 光合波器
７ 光検出器
８ 信号処理部
１０ 光ファイバ
１１ 信号光
１２ 局発光
１３ 光パルス信号
１４ 後方散乱光
１５ 信号
１６ 信号
Claims (1)
- 【請求項１】 連続するコヒーレント光を出射する周
波数可変の光源（１） と、光源（１） のコヒーレン
ト光を信号光（１１）と局発光（１２）に分岐する第１
の光分岐器（２） と、第１の光分岐器（２） で分岐
された信号光（１１）をタイミング発生器（４） から
の第１の信号（１６）によりパルス変調し、光パルス信
号（１３）とする光パルス変調器（３）と、光パルス信
号（１３）を光ファイバ（１０）に入射することにより
発生する後方散乱光（１４）を取り出す第２の光分岐器
（５） と、第２の光分岐器（５） で分岐された後方
散乱光（１４）と第１の光分岐器（２） で分岐された
局発光（１２）を合波する光合波器（６） と、光合波
器（６） で合波された光をホモダイン検波する光検出
器（７） と、光検出器（７） で光−電気変換された
信号を増幅、Ａ／Ｄ変換および平均化する信号処理部（
８） とを備え、タイミング発生器（４） から第２の
信号（１５）がでるたびに光源（１） の光周波数を変
えて光ファイバ（１０）を測定し、光源（１） の光周
波数を変えて測定したデータを加算することにより、測
定データの雑音成分を平均化することを特徴とする光パ
ルス試験器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175980A JP3018606B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光パルス試験器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3175980A JP3018606B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光パルス試験器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04370732A true JPH04370732A (ja) | 1992-12-24 |
| JP3018606B2 JP3018606B2 (ja) | 2000-03-13 |
Family
ID=16005602
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3175980A Expired - Fee Related JP3018606B2 (ja) | 1991-06-20 | 1991-06-20 | 光パルス試験器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3018606B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678988A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-25 | Hewlett-Packard GmbH | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
-
1991
- 1991-06-20 JP JP3175980A patent/JP3018606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678988A1 (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-25 | Hewlett-Packard GmbH | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
| US5696707A (en) * | 1994-04-11 | 1997-12-09 | Hewlett-Packard Company | Method of measuring the noise level in the presence of a signal |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3018606B2 (ja) | 2000-03-13 |
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