JPH07117449B2 - 光パワ−メ−タ校正装置 - Google Patents

光パワ−メ−タ校正装置

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JPH07117449B2
JPH07117449B2 JP19306987A JP19306987A JPH07117449B2 JP H07117449 B2 JPH07117449 B2 JP H07117449B2 JP 19306987 A JP19306987 A JP 19306987A JP 19306987 A JP19306987 A JP 19306987A JP H07117449 B2 JPH07117449 B2 JP H07117449B2
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豊 西田
馨 伊藤
智幸 尾崎
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/42Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
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  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電磁波パワー、特に光パワーメータ校正装置
に関するものである。
(従来の技術) 第2図および第3図に光パワーメータを校正するための
従来技術のブロック図を示す。以下図面を用いて従来技
術を説明する。光パワーメータの校正における機器接続
には基本的に第2図(A)および第2図(B)に示す2
通りがある。
第2図(A)に示す第1の方法は最も基本的な方法で、
光源1の出力端に標準パワーメータ2と被校正パワーメ
ータ3を交互に接続し、相互の指示値の差異から校正値
を得る方法である。
この方法では、2つのパワーメータを付け替えて校正す
る時間経過にわたって、光源1の光信号出力は、所要の
校正精度に見合って十分に一定に維持されねばならな
い。また信号源の安定度が不十分な場合には上記の比較
作業を多数回反復する必要がある、という欠点がある。
第2図(B)に示す第2の方法は、光源1の光信号出力
を分岐回路4によって分岐し、分岐された2つの光信号
出力を各々標準光パワーメータ2および被校正パワーメ
ータ3にて検出し、同時に両パワーメータの指示値を得
て、両方の指示値の差異から校正値を得る方法である。
この場合、分岐回路の2つの光信号出力の比(分割比)
が予め正確に値付けされていなければならない。すなわ
ち標準出力P42と校正出力P43の比をγ、パワーメータ2
および3の指示値をP2、P3とすれば被校正パワーメータ
3の標準パワーメータ2に対する偏差率εは次式で与え
られる。
γ=P43/P42 ε=(P3/γP2)−1 上記第2図(A)、(B)ともに、上述のように精度の
高い校正を行うためには次のような制約がある。第2図
(A)の方法においては、測定中の光信号出力の安定度
が問題であり、第2図(B)の方法においては分割比の
正確な測定が必要である。特に光パワーメータの校正に
おいて第2図(B)の方法を適用する場合、極めて微細
な素子表面状態の変化によっても分割比が影響をうける
光分岐回路の特性上、分割比を長期にわたって極めて安
定に維持することは困難で、高い校正精度を維持するた
めには、頻繁に分割比の測定が必要となり、システムの
維持が繁雑になる。
第2図に示した2つの校正方法の欠点を補う手段として
第3図に示す方法が提案された。第3図に示すように光
源1の光信号出力を分岐回路4によって、モニタ用出力
6と校正用出力7に分割する。校正用出力7の安定度は
分岐回路4より分岐されたモニタ用出力6をモニタパワ
ーメータ5で検出することにより校正用出力7の変動を
監視できるため、必要に応じて校正値を補正できる。
第3図の場合、モニタ用出力6は単に参照信号として用
いられるので、分割比は一つの測定における所要時間に
わたってのみ一定値を維持すればよく、分岐比の絶対値
を必要としない。
つぎに、光パワーメータの校正における校正条件として
は、一般的に下記3種類のいずれかが適用される。
(イ)被校正機器の特定指定値(最も一般的には各測定
レンジのフルスケール値)における標準器の正確な値と
の偏差を求める。この校正は被校正器基準の目盛り校正
で、単に目盛り校正と言えばこの条件を指し、アナログ
表示形計測器の校正に広く適用されている。
(ロ)被校正機器の特定指定値に対応する標準機器の正
確な値に対して被校正機器の指示値から偏差を求める。
この方法が標準器基準による目盛校正である。この方法
は、被校正器が各測定レンジにおいて余剰目盛(オーバ
ーレンジスケール)を有する場合は各フルスケール値に
おける偏差を直接求め得る利点がある。
(ハ)厳密に特定された値を設けず、概略の指定値近傍
で校正する場合は、標準器の正確な値に対して被校正器
の偏差を求める。この方法は校正係数の校正と言える方
法で、2つの光パワーメータの直線性が共に保証されて
いる場合には簡便な方法である。
上記(イ)および(ロ)の校正法においては、標準パワ
ーメータの指示分解能あるいは所要校正精度に見合った
精度で指定レベルに出力を正確に設定する必要があり、
光信号源のレベル設定のみでは困難な場合が多い。特
に、使用光ファイバーの特性あるいは使用光コネクタの
種類によって、出力端レベルの変化する光ファイバー系
の測定においては困難である。したがって、標準パワー
メータの指示値に対応する光信号出力の制御が必要とな
る。しかも2つのパワーメータの比較が完了するまで、
標準パワーメータに対する設定出力レベルが所要校正精
度に見合った安定度に維持されねばならない。
(発明が解決しようとする問題点) ところで上記のような光パワーメータ校正方法で精度良
く校正が行われるためには、測定経過時間内の光信号出
力の安定化または光分岐回路の正確な分割比の値付けが
必要である。しかしながら十分な精度を持つ光信号出力
のレベル設定及びその安定化が計られていないと十分な
精度で校正を行うことができない。
この発明は上記事情に基づいてなされたもので、パワー
メータの入力端を基準として光信号出力レベルを任意に
かつ高精度に設定することを可能にし、かつ安定した出
力を得ることにより操作が簡単で高精度の光パワーメー
タ校正装置を提供することである。
(問題点を解決するための手段) 本発明の光パワーメータ校正装置には、安定化光源の出
力を光分岐回路で校正用出力とモニタ用出力に分岐し、
校正用出力系に可変光調整器が、モニタ用出力系に光分
岐出力検出回路がそれぞれ挿入されている。校正用出力
系に接続された標準パワーメータの測定値と校正レベル
設定手段により指定された値との差が零となるように可
変光調整器の光通過量及び安定化光源の出力を制御する
制御回路を備え、標準パワーメータを被校正パワーメー
タに置き換えて校正中に光分岐回路の出力が不変である
ことをモニタ表示器で確認しながら校正する機構として
いる。
(作用) このように構成された光パワーメータ校正装置であれ
ば、校正レベル設定手段により希望とする値を指定し、
光出力がそのレベルになるように標準パワーメータで検
出した値を、GP−IB等を介して信号処理及び制御回路に
伝達し可変光調整器及び安定化光源を制御する。そして
標準パワーメータを取り外しても、光出力が一定に保た
れるようにシステム制御コンピュータにより前記安定化
光源を制御する。たとえ安定化光源の光出力が変化した
場合でも、その変化量がモニタ表示器で表示されるため
光出力値を補正することができる。
(実施例) 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。以
下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
光源11および光源駆動電源回路12は安定化光源10を形成
している。光源11にはレーザダイオード後方出力光モニ
タによる安定化が施されている(図示せず)。極めて微
細な出力変動に関しては前方出力光と後方出力光は完全
に一致しない。比較的振幅が大きく早い周期の出力変動
は後方出力光モニタにより内部安定化をする。高精度の
出力安定化は光分岐回路13、および光分岐出力検出回路
14で形成されるモニタ用出力を信号処理及び制御回路1
7、光源駆動電源回路12を通して光源11に帰還されるこ
とで行なわれる。ここで、信号処理及び制御回路17は、
所望の校正点を設定するための校正レベル設定手段18
と、標準パワーメータ19を可変光調整器15に接続した場
合に、この標準パワーメータの出力レベル信号と前記校
正レベル設定手段からの校正レベル信号とを受けて、両
方の信号の差が零となるように前記可変光調整器を制御
する第1の制御回路17aと、前記標準パワーメータの接
続をはずしてから被校正パワーメータ22を前記可変光調
整器に接続して校正が完了するまでの間、前記光分岐出
力回路の出力が実質的に不変に維持するために前記安定
化光源に制御信号を与える第2の制御回路17bとを備え
ている。
なお可変光調整器15の一構成例としては高減衰量のステ
ップ形減衰器と高分解能の連続可変減衰器とからなる可
変光減衰器である。
光出力回路16は、平行光測定におけるビーム直径調整器
あるいは、光ファイバー系の測定においてはモードフィ
ルタ、ファイバー励振器等から構成されている。
次に被校正パワーメータ22の目盛り校正(フルスケール
値の校正)を例として系の操作と制御過程を示す。
先ず校正レベル設定手段18、例えばパネル面のテンキー
から、校正レベルPCALを指定し、次に被校正パワーメ
ータ22を出力回路16に接続する。被校正パワーメータ22
の指示値はGP−IBにより信号処理及び制御回路17に送ら
れる。GP−IBの代わりにBCD,RS232C等を使用してもよ
い。この信号処理及び制御回路17において、先に指定さ
れ、記憶されている校正レベル値(PCAL)と、被校正
パワーメータ22の指示値を比較し、指示値が指定値(PC
AL)に一致するように可変光調整器15に対し制御信号を
出力する。可変光調整器15の分解能が、所要の測定精度
に対し不十分な場合は、微少残留分の制御信号を光源駆
動電源回路12に送り、レーザダイオードのバイアス電流
を制御することにより、レベル制御分解能を向上するこ
とができる。
指定校正レベルPCALと被校正パワーメータ22の指示値
の一致が確認された後、可変光調整器15を固定し、同時
にその時点の光分岐出力検出回路14の出力を信号処理及
び制御回路17において基準値として設定する。このとき
モニタ表示器22は零表示となる。以後モニタ表示器22
は、零設定された時点からの出力変動値を表示する。同
時にこの零設定時点からの変動値は信号処理及び制御回
路17により誤差制御信号として可変光調整器15或は光源
駆動電源回路12に送られ前記変動値が零となるように信
号処理及び制御回路17により自動制御され、結果として
モニタ表示器22は制御残留分、即ち零設定時点からの出
力変動量を表示する。
この状態で可変光調整器15の調整量は固定されているの
で、光出力回路16と被校正パワーメータ22の接続を解除
しても光出力回路16の出力レベルは変化しない。
被校正パワーメータ22の接続を解除し、次に標準パワー
メータ19を接続し、その測定値PSTD、即ち光出力回路1
6における正確な出力値を知り、指定校正レベル値PCAL
との差異から被校正パワーメータ22の指示値の誤差εを
求めることができる。
ε=PSTD−PCAL ここで、被校正パワーメータ22の被校正検出器23の入力
が光ファイバ接続であれば、標準パワーメータ19の標準
光検出器20の入力接続も同一の光ファイバ接続であるこ
とが必要で、接続光ファイバは光出力回路16との接続を
固定したまま、同一光ファイバにより他端を標準パワー
メタの標準光検出器20から被校正パワーメータ22に接続
替えする。
標準パワーメータ19による測定完了時点でモニタ表示器
27によりその表示値を読み取り、例えば、零設定を行い
被校正パワーメータ22で測定開始した時から出力変動が
許容値以内であるか否かを確認し、許容値外であるなら
ば標準パワーメータにより再測定するか、又は上記変動
値を補正することができる。
標準パワーメータ19、被校正パワーメータ22の表示値、
モニタ表示器27の表示値等を総てシステム制御コンピュ
ータ25に読み込み、各指示値、変動補正値、誤差ε等は
出力回路26より出力させることができる。
複数のレベルについて校正を行う場合には、各校正レベ
ル毎に上記過程を繰返せばよい。
(発明の効果) 以上説明したように本発明の光パワーメータ校正装置
は、標準パワーメータにより校正出力を測定後接続を外
し、被校正パワーメータに付け替えて校正が完了するま
での間、出力回路の出力が変動しないように信号処理及
び制御回路によって安定化光源の光信号出力を一定に制
御し、たとえ光出力が変動した場合であっても変動量を
モニタ表示器で監視しているため、その変動量を補正す
ることにより高精度に校正できる。
さらに標準パワーメータと被校正パワーメータを繰り返
し交互に付け替えることなく校正できるので操作が簡単
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を示すブロック図、第2図
(A)及び(B)は従来の実施例を示すブロック図、第
3図は従来の他の実施例を示すブロック図である。 1……光源、2……標準パワーメータ、3……被校正パ
ワーメータ、4……分岐回路、5……モニタパワーメー
タ、6……モニタ用出力、7……校正用出力、10……安
定化光源、11……光源(出力制御機能付き)、12……光
源駆動電源回路、13……光分岐回路、14……光分岐出力
検出回路、15……可変光調整器、16……光出力回路、17
……信号処理及び制御回路、17a……第1の制御回路、1
7b……第2の制御回路、18……校正レベル設定手段、19
……標準パワーメータ、20……標準光検出器、21……標
準指示計、22……被校正パワーメータ、23……被校正検
出器、24……被校正指示計、25……システム制御コンピ
ュータ、26……出力回路、27……モニタ表示器、28,29
……光コネクタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源(11)と、該光源より光信号を出射さ
    せ、該出射された光信号を分岐して出力する光分岐回路
    (13)と、該光分岐回路の一方の光信号出力を検出する
    光分岐出力検出回路(14)と、該光分岐回路の他方の光
    信号出力を受け該光信号を調整するための可変光調整器
    (15)と、該可変光調整器の光信号出力を測定するため
    の標準パワーメータ(19)とを備えた光パワーメータ校
    正装置であって、 所望の校正点を設定するための校正レベル設定手段(1
    8)と、前記標準パワーメータを前記可変光調整器に接
    続した場合に、この標準パワーメータの出力レベル信号
    と前記設定手段からの校正レベル信号とを受けて、両方
    の信号の差が零となるように前記可変光調整器を制御す
    る制御回路(17)とを備え、 前記標準パワーメータの接続をはずしてから被校正パワ
    ーメータを前記可変光調整器に接続して校正が完了する
    までの間、前記光分岐出力回路の出力が実質的に不変で
    あった場合に前記被校正パワーメータを校正するように
    したことを特徴とする光パワーメータ校正装置。
  2. 【請求項2】制御信号によってその光パワーレベルが制
    御される安定化光源(10)と、該安定化光源より光信号
    を出射させ、該出射された光信号を分岐して出力する光
    分岐回路(13)と、該光分岐回路の一方の光信号出力を
    検出する光分岐出力検出回路(14)と、該光分岐回路の
    他方の光信号出力を受け該光信号を調整するための可変
    光調整器(15)と、該可変光調整器の光信号出力を測定
    するための標準パワーメータ(19)とを備えた光パワー
    メータ校正装置であって、 所望の校正点を設定するための校正レベル設定手段(1
    8)と、前記標準パワーメータを前記可変光調整器に接
    続した場合に、この標準パワーメータの出力レベル信号
    と前記設定手段からの校正レベル信号とを受けて、両方
    の信号の差が零となるように前記可変光調整器を制御す
    る第1の制御回路(17a)と、前記標準パワーメータの
    接続をはずしてから被校正パワーメータを前記可変光調
    整器に接続して校正が完了するまでの間、前記光分岐出
    力回路の出力が実質的に不変に維持するために前記安定
    化光源に制御信号を与える第2の制御回路(17b)とを
    備えたことを特徴とする光パワーメータ校正装置。
JP19306987A 1987-03-30 1987-07-31 光パワ−メ−タ校正装置 Expired - Lifetime JPH07117449B2 (ja)

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US07/283,474 US4927266A (en) 1987-03-30 1988-03-30 Optical signal generating apparatus and optical power meter calibrating system using the same
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