JPH09159522A - 光量測定装置 - Google Patents
光量測定装置Info
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- JPH09159522A JPH09159522A JP7322750A JP32275095A JPH09159522A JP H09159522 A JPH09159522 A JP H09159522A JP 7322750 A JP7322750 A JP 7322750A JP 32275095 A JP32275095 A JP 32275095A JP H09159522 A JPH09159522 A JP H09159522A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
- G01J1/42—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors
- G01J1/4228—Photometry, e.g. photographic exposure meter using electric radiation detectors arrangements with two or more detectors, e.g. for sensitivity compensation
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】入力光の偏光状態によらずに、光強度が正確に
図れる光量測定装置を提供する。 【解決手段】複屈折性を有する光学素子と、光源からの
入射光を該複屈折性を有する光学素子を透過させる透過
手段と、透過手段からの常光ビーム及び異常光ビームを
受光し、電気信号に変換する受光素子を有し、受光素子
は、少なくとも二つの独立した受光領域を有し、該二つ
の独立した受光領域からの受光電流を独立に出力し、更
に、二つの独立した受光領域からの受光電流をそれぞれ
増幅し、利得率が可変である第一、第二の増幅手段と、
第一、第二の増幅手段により増幅された電流を加算する
加算回路を有する。
図れる光量測定装置を提供する。 【解決手段】複屈折性を有する光学素子と、光源からの
入射光を該複屈折性を有する光学素子を透過させる透過
手段と、透過手段からの常光ビーム及び異常光ビームを
受光し、電気信号に変換する受光素子を有し、受光素子
は、少なくとも二つの独立した受光領域を有し、該二つ
の独立した受光領域からの受光電流を独立に出力し、更
に、二つの独立した受光領域からの受光電流をそれぞれ
増幅し、利得率が可変である第一、第二の増幅手段と、
第一、第二の増幅手段により増幅された電流を加算する
加算回路を有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光量測定装置に関
し、特に測定される光の偏光状態にかかわらず正確に光
量をモニタ可能とする光量測定装置に関する。
し、特に測定される光の偏光状態にかかわらず正確に光
量をモニタ可能とする光量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光量測定装置は、例えば光通信などにお
いて光ファイバ内を伝播している光の強度を測定し、測
定された値に応じて光強度を調整するためなどに用いら
れる。
いて光ファイバ内を伝播している光の強度を測定し、測
定された値に応じて光強度を調整するためなどに用いら
れる。
【０００３】ここで、光通信などに使用される光量測定
装置として、一般に図５に示すような構成を有する。即
ち、光ファイバ１を伝搬する光信号を、その伝搬路途中
に配置されるカプラ２により分岐する。分岐された光信
号をフォトダイオード等の受光素子３で受け、電気信号
に変換する。変換された電気信号をモニタすることによ
り、光信号の光量が測定出来る。
装置として、一般に図５に示すような構成を有する。即
ち、光ファイバ１を伝搬する光信号を、その伝搬路途中
に配置されるカプラ２により分岐する。分岐された光信
号をフォトダイオード等の受光素子３で受け、電気信号
に変換する。変換された電気信号をモニタすることによ
り、光信号の光量が測定出来る。
【０００４】カプラ２は、一例として光学膜により構成
され、ここから分岐される成分をフォトダイオード３で
受光している。
され、ここから分岐される成分をフォトダイオード３で
受光している。
【０００５】このような系では、理想的な光学膜は偏光
によって分岐比が変わらないが、実際の光学膜では、偏
光による分岐比の変動を避けることは難しい。またフォ
トダイオード自体にも、多くの場合、光学膜よりも更に
小さいが、その製造にともなう異方性により、偏光依存
性が存在する。
によって分岐比が変わらないが、実際の光学膜では、偏
光による分岐比の変動を避けることは難しい。またフォ
トダイオード自体にも、多くの場合、光学膜よりも更に
小さいが、その製造にともなう異方性により、偏光依存
性が存在する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このために測定すべき
光の性質として、光偏光状態が変化すると光強度は変わ
らなくとも、分岐比率が変わる。または受光素子自体の
感度に偏光依存性がある。これらの原因のため、従来の
光量測定装置は、偏光状態によって光強度が正確に計れ
ないことがあった。
光の性質として、光偏光状態が変化すると光強度は変わ
らなくとも、分岐比率が変わる。または受光素子自体の
感度に偏光依存性がある。これらの原因のため、従来の
光量測定装置は、偏光状態によって光強度が正確に計れ
ないことがあった。
【０００７】このため精密に測定する場合には、偏光依
存性が特別に小さい高度な設計が要求され装置が高価な
ものとなる。あるいは、精密な調整が必要であるなどの
欠点があった。
存性が特別に小さい高度な設計が要求され装置が高価な
ものとなる。あるいは、精密な調整が必要であるなどの
欠点があった。
【０００８】したがって、本発明の目的は、かかる従来
の欠点を解決する光量測定装置を提供することにある。
の欠点を解決する光量測定装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の本発明の目的に対
応する光量測定装置の基本的構成は、光源からの入射光
を分岐する手段と、分岐する手段から分岐された光を受
光する複屈折性を有する光学素子と、複屈折性を有する
光学素子からの常光ビーム及び異常光ビームを受光し、
電気信号に変換する受光素子を有し、受光素子は、少な
くとも二つの電気的に分離した受光領域を有し、該二つ
の電気的に分離した受光領域からの受光電流を独立に出
力し、更に、前記二つの電気的に分離した受光領域から
の受光電流をそれぞれ増幅する利得が調整可能である第
一、第二の増幅手段と、第一、第二の増幅手段により増
幅された電流を加算する加算回路を有し、加算回路の出
力に応じて、該第一、第二の増幅手段の利得が調整され
にことを特徴とする。
応する光量測定装置の基本的構成は、光源からの入射光
を分岐する手段と、分岐する手段から分岐された光を受
光する複屈折性を有する光学素子と、複屈折性を有する
光学素子からの常光ビーム及び異常光ビームを受光し、
電気信号に変換する受光素子を有し、受光素子は、少な
くとも二つの電気的に分離した受光領域を有し、該二つ
の電気的に分離した受光領域からの受光電流を独立に出
力し、更に、前記二つの電気的に分離した受光領域から
の受光電流をそれぞれ増幅する利得が調整可能である第
一、第二の増幅手段と、第一、第二の増幅手段により増
幅された電流を加算する加算回路を有し、加算回路の出
力に応じて、該第一、第二の増幅手段の利得が調整され
にことを特徴とする。
【００１０】かかる本発明の特徴により、従来の光量測
定装置における受光機構と原理的に異なり、受光領域が
二分割し、その出力値を各々信号処理した後に合成する
ことによって、分岐の際に偏光依存効果があってもその
効果を除去することができるものである。
定装置における受光機構と原理的に異なり、受光領域が
二分割し、その出力値を各々信号処理した後に合成する
ことによって、分岐の際に偏光依存効果があってもその
効果を除去することができるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下図面にしたがい本発明の実施
の形態を説明する。尚、図に同一又は類似のものには同
じ参照記号及び番号を付して説明する。
の形態を説明する。尚、図に同一又は類似のものには同
じ参照記号及び番号を付して説明する。
【００１２】図１は、本発明の第１の実施の形態を示す
図である。１は、光ファイバであり、２は光ファイバ１
を伝搬する光信号を透過及び反射する多層誘電体膜のカ
プラである。カプラ２で反射された光は、複屈折性を有
する光学素子４に入射される。
図である。１は、光ファイバであり、２は光ファイバ１
を伝搬する光信号を透過及び反射する多層誘電体膜のカ
プラである。カプラ２で反射された光は、複屈折性を有
する光学素子４に入射される。
【００１３】ここで実施例として光学素子４は、ルチル
の平板を用いて構成されている。更に、ルチルの平板４
は、その光学軸４０を光路１１に対して４５度傾けてい
る。ルチルの平板４に入射される光は、平板４の複屈折
性により常光１２と異常光１３のビームに分解される。
の平板を用いて構成されている。更に、ルチルの平板４
は、その光学軸４０を光路１１に対して４５度傾けてい
る。ルチルの平板４に入射される光は、平板４の複屈折
性により常光１２と異常光１３のビームに分解される。
【００１４】ここで、ルチル平板４の厚みを約１ミリと
すると、常光１２と異常光１３の偏光が約０．１ｍｍの
分離となる。これは通常の光信号のビーム径よりも小さ
い。ビームは偏光によって常光１２と異常光１３のビー
ムに離されてはいるが、完全な分離までには至っていな
い。完全な分離のためには、厚いルチル板が必要にな
る。本発明では完全な分離をするための高価となる厚い
板を必要としない。
すると、常光１２と異常光１３の偏光が約０．１ｍｍの
分離となる。これは通常の光信号のビーム径よりも小さ
い。ビームは偏光によって常光１２と異常光１３のビー
ムに離されてはいるが、完全な分離までには至っていな
い。完全な分離のためには、厚いルチル板が必要にな
る。本発明では完全な分離をするための高価となる厚い
板を必要としない。
【００１５】部分的に分離されたビームは、電気的に分
離された一対の受光領域３０、３１を有する受光素子と
してのフォトダイオード３に、ビームの分離方向と受光
素子の分離方向が一致するように入射される。なお、本
発明の構成のために必要な電気的に分離された受光領域
が半導体基板に一体に形成されているフォトダイオード
は、位置検出等の用途のために工業的に量産されており
入手は容易である。
離された一対の受光領域３０、３１を有する受光素子と
してのフォトダイオード３に、ビームの分離方向と受光
素子の分離方向が一致するように入射される。なお、本
発明の構成のために必要な電気的に分離された受光領域
が半導体基板に一体に形成されているフォトダイオード
は、位置検出等の用途のために工業的に量産されており
入手は容易である。
【００１６】ここで、図２に示すようにフォトダイオー
ド３の受光領域３０、３１を考える。これら受光領域３
０、３１に、ルチル平板４の出力である常光Ｉと異常光
IIが入射する。
ド３の受光領域３０、３１を考える。これら受光領域３
０、３１に、ルチル平板４の出力である常光Ｉと異常光
IIが入射する。
【００１７】したがって、受光領域３０ではルチル平板
４の出力の常光Ｉに対して、受光面積が多く変換効率が
高くなり、受光領域３１ではルチル平板４の出力の異常
光IIに対して、受光面積が多く変換効率が高くなる。す
なわち、両者に偏光依存性があり、互いに相反するよう
に構成される。しかし、単純に両者の和を取れば、これ
は分離されていない単一のフォトダイオードの出力と同
じである。
４の出力の常光Ｉに対して、受光面積が多く変換効率が
高くなり、受光領域３１ではルチル平板４の出力の異常
光IIに対して、受光面積が多く変換効率が高くなる。す
なわち、両者に偏光依存性があり、互いに相反するよう
に構成される。しかし、単純に両者の和を取れば、これ
は分離されていない単一のフォトダイオードの出力と同
じである。
【００１８】したがって、カプラ２の多層誘電体膜に起
因する偏光依存性は、フォトダイオード３の受光領域３
０及び、３１からのそれぞれの出力の比を異なるものに
させる。
因する偏光依存性は、フォトダイオード３の受光領域３
０及び、３１からのそれぞれの出力の比を異なるものに
させる。
【００１９】更に、ルチル平板４による偏光依存性の効
果が、上記の多層誘電体膜に起因する偏光依存性の効果
に重なる。しかし、ルチル平板４による偏光依存性の効
果は、位置的なものとして生じるので受光領域３０の出
力と受光領域３１の出力の比によって調整が可能であ
る。
果が、上記の多層誘電体膜に起因する偏光依存性の効果
に重なる。しかし、ルチル平板４による偏光依存性の効
果は、位置的なものとして生じるので受光領域３０の出
力と受光領域３１の出力の比によって調整が可能であ
る。
【００２０】そこで、受光領域３０の出力と受光領域３
１の出力比を偏光依存性に応じて調整して加算すれば、
偏光依存性を除去することができる。この除去は、電気
的に行うことが可能である。図３は、かかる受光領域３
０の出力と受光領域３１の出力の比の調整のための構成
である。
１の出力比を偏光依存性に応じて調整して加算すれば、
偏光依存性を除去することができる。この除去は、電気
的に行うことが可能である。図３は、かかる受光領域３
０の出力と受光領域３１の出力の比の調整のための構成
である。
【００２１】図３において、１は光ファイバであり、５
はカプラ２、ルチル平板４、受光素子３を含む構成であ
る。受光素子３の受光領域３０と受光領域３１の出力の
各々は、利得調整可能の増幅器６０、６１に入力され
る。さらに増幅器６０、６１の出力は、加算増幅器６２
により加算される。
はカプラ２、ルチル平板４、受光素子３を含む構成であ
る。受光素子３の受光領域３０と受光領域３１の出力の
各々は、利得調整可能の増幅器６０、６１に入力され
る。さらに増幅器６０、６１の出力は、加算増幅器６２
により加算される。
【００２２】加算増幅器６２の出力は、図示しない所定
の値と比較され、その差が一定となる様に偏光依存性に
応じて、可変利得増幅器６０、６１の利得が調整され
る。尚、この調整は、分岐機能を含んだデバイスを完成
させたのちに回路上で、さらには装置完成後にソフトウ
エア上で行うことができる。
の値と比較され、その差が一定となる様に偏光依存性に
応じて、可変利得増幅器６０、６１の利得が調整され
る。尚、この調整は、分岐機能を含んだデバイスを完成
させたのちに回路上で、さらには装置完成後にソフトウ
エア上で行うことができる。
【００２３】尚、上記において、受光素子３として専ら
フォトダイオードを用いる例を説明したが、これを互い
に電気的に分離された受光電極を有する光電管とするこ
とも可能である。
フォトダイオードを用いる例を説明したが、これを互い
に電気的に分離された受光電極を有する光電管とするこ
とも可能である。
【００２４】また、複屈折素子として、ルチル平板４以
外であっても偏光によって位置的に分解が行われるもの
ならば、使用が可能である。特に図４に示す様に、楔板
を用いる光アイソレータ７をカプラ２の前段に配置し、
楔板の光アイソレータ７を透過して分解されたビームに
対しても、同様に本発明を適用することができる。
外であっても偏光によって位置的に分解が行われるもの
ならば、使用が可能である。特に図４に示す様に、楔板
を用いる光アイソレータ７をカプラ２の前段に配置し、
楔板の光アイソレータ７を透過して分解されたビームに
対しても、同様に本発明を適用することができる。
【００２５】更に、上記に於いて、増幅器６２の出力
は、図示しない所定の値と比較され、その差が一定とな
る様に偏光依存性に応じて、可変利得増幅器６０、６１
の利得が調整されることを説明した。
は、図示しない所定の値と比較され、その差が一定とな
る様に偏光依存性に応じて、可変利得増幅器６０、６１
の利得が調整されることを説明した。
【００２６】これは具合的形態として、偏光面が回転し
ている直線偏光をルチル平板４に入射し、更に前記受光
素子３の分割された受光領域の電流変化量を測定する。
前記偏光面の回転と同期成分を検出し、受光領域間で同
期成分の振幅が等しくなるように図３の増幅器６０、６
１の利得を調整する。
ている直線偏光をルチル平板４に入射し、更に前記受光
素子３の分割された受光領域の電流変化量を測定する。
前記偏光面の回転と同期成分を検出し、受光領域間で同
期成分の振幅が等しくなるように図３の増幅器６０、６
１の利得を調整する。
【００２７】あるいは、入射光の偏光がポアンカレ球上
の任意の点を掃引するように再現性を持って制御する手
段を設け、前記受光素子の分割された二つの受光領域の
電流変化量を測定し、前記制御の速度と同期成分を検出
し、二つの受光領域間で前記の同期成分の振幅が等しく
なるように第一、第二の増幅器６０、６１の利得を調整
するように構成する。
の任意の点を掃引するように再現性を持って制御する手
段を設け、前記受光素子の分割された二つの受光領域の
電流変化量を測定し、前記制御の速度と同期成分を検出
し、二つの受光領域間で前記の同期成分の振幅が等しく
なるように第一、第二の増幅器６０、６１の利得を調整
するように構成する。
【００２８】
【発明の効果】以上実施例にしたがい説明したように、
本発明により偏光依存性の少ない受光が容易に可能にな
る。従って、光量測定装置において、分岐膜の偏光依存
性は製造上によってばらつきが出ることが普通だが、電
気的にこれを補償することにより無選別化、無調整化が
容易になし遂げられる。
本発明により偏光依存性の少ない受光が容易に可能にな
る。従って、光量測定装置において、分岐膜の偏光依存
性は製造上によってばらつきが出ることが普通だが、電
気的にこれを補償することにより無選別化、無調整化が
容易になし遂げられる。
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。
【図２】受光素子の受光領域を説明する図である。
【図３】増幅器の利得制御を説明する図である。
【図４】複屈折結晶板に替え、アイソレータを用いる例
を説明する図である。
を説明する図である。
【図５】従来例を説明する図である。
１ 光ファイバ ２ カプラ ３ 受光素子 ４ 複屈折結晶素子 ６０、６１ 可変利得増幅器 ７ アイソレータ
Claims (11)
- 【請求項１】光源からの入射光を分岐する手段と、 該分岐する手段から分岐された光を透過する複屈折性を
有する光学素子と、 該複屈折性を有する光学素子からの常光ビーム及び異常
光ビームを受光し、電気信号に変換する受光素子を有
し、 該受光素子は、少なくとも二つの電気的に分離した受光
領域を有し、該二つの電気的に分離した受光領域からの
受光電流を独立に出力し、 更に、該二つの電気的に分離した受光領域からの受光電
流をそれぞれ増幅する利得が調整可能である第一、第二
の増幅手段と、 該第一、第二の増幅手段により増幅された電流を加算す
る加算回路を有し、 該加算回路の出力に応じて、該第一、第二の増幅手段の
利得が調整されたことを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項２】請求項１において、 前記光源からの入射光を分岐する手段は、入射光に対
し、傾斜して配置された誘電体多層膜であることを特徴
とする光量測定装置。 - 【請求項３】請求項１において、 前記光源からの入射光を分岐する手段は、該入射光を透
過させる回折格子であり、該回折格子の０次光出力を主
信号、一次光出力を分岐光とすることを特徴とする光量
測定装置。 - 【請求項４】請求項１、２、または３において、 前記受光素子は、互いに電気的に分離されて、一の半導
体基板上に一体に形成された少なくとも二つのフォトダ
イオードであることを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項５】請求項１、２、または３において、 前記受光素子は、互いに電気的に分離された受光電極を
有する光電管であることを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項６】請求項１において、 前記複屈折性を有する光学素子は、複屈折結晶からなる
平板であり、該平板の光学軸が光路に対し、４５°に設
定されていることを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項７】請求項１において、 前記複屈折性を有する光学素子は、複屈折結晶からなる
楔板であり、該楔板の光学軸が光路に対し、垂直に設定
されていることを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項８】複屈折結晶からなる一対の楔板を互いに楔
方向が逆向きとなるように対向配置して構成され、光源
からの信号光が入射される複屈折性を有する光学素子
と、 該複屈折性を有する光学素子の出力光を分岐する手段
と、 該分岐する手段からの常光ビーム及び異常光ビームを受
光し、電気信号に変換する受光素子を有し、 該受光素子は、少なくとも二つの電気的に分離した受光
領域を有し、該二つの電気的に分離した受光領域からの
受光電流を独立に出力し、 更に、該二つの電気的に分離した受光領域からの受光電
流をそれぞれ増幅する利得が調整可能である第一、第二
の増幅手段と、 該第一、第二の増幅手段により増幅された電流を加算す
る加算回路を有し、 該加算回路の出力に応じて、該第一、第二の増幅手段の
利得が調整されたことを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項９】複屈折結晶からなる一対の楔板を互いに楔
方向が逆向きとなるように対向配置して構成され、光源
からの信号光が入射されるアイソレータと、 該アイソレータからの出力光を分岐する手段と、 該分岐する手段からの常光ビーム及び異常光ビームを受
光し、電気信号に変換する受光素子を有し、 該受光素子は、少なくとも二つの電気的に分離した受光
領域を有し、該二つの電気的に分離した受光領域からの
受光電流を独立に出力し、 更に、該二つの電気的に分離した受光領域からの受光電
流をそれぞれ増幅する利得が調整可能である第一、第二
の増幅手段と、 該第一、第二の増幅手段により増幅された電流を加算す
る加算回路を有し、 該加算回路の出力に応じて、該第一、第二の増幅手段の
利得が調整されたことを特徴とする光量測定装置。 - 【請求項１０】請求項１において、 前記入射光を、その偏光面が回転している直線偏光と
し、更に前記受光素子の分割された二つの受光領域の電
流変化量を測定し、前記偏光面の回転と同期成分を検出
し、該受光領域間で該同期成分の振幅が等しくなるよう
に該第一、第二の増幅器の利得を調整することを特徴と
する光量測定装置。 - 【請求項１１】請求項１において、 更に、入射光の偏光がポアンカレ球上の任意の点を掃引
するように再現性を持って制御する手段を有し、前記受
光素子の分割された二つの受光領域の電流変化量を測定
し、前記制御の速度と同期成分を検出し、該受光領域間
で該同期成分の振幅が等しくなるように該第一、第二の
増幅器の利得を調整することを特徴とする光量測定装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| KR20200036012A (ko) * | 2017-09-07 | 2020-04-06 | 지티이 코포레이션 | 광전력 검출장치 및 광전력 검출장비 |
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