JPS63182531A - Optical spectrum analyzer - Google Patents

Optical spectrum analyzer

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Publication number
JPS63182531A
JPS63182531A JP1375387A JP1375387A JPS63182531A JP S63182531 A JPS63182531 A JP S63182531A JP 1375387 A JP1375387 A JP 1375387A JP 1375387 A JP1375387 A JP 1375387A JP S63182531 A JPS63182531 A JP S63182531A
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JP
Japan
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light
optical
spectrum
output
wavelength
Prior art date
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Pending
Application number
JP1375387A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Shiozawa
隆広 塩沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
Priority to JP1375387A priority Critical patent/JPS63182531A/en
Publication of JPS63182531A publication Critical patent/JPS63182531A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain high resolution by finding the spectrum of measurement light roughly by using a light interfering means or photocell, and processing this spectrum data and finding a detailed spectrum. CONSTITUTION:The measurement light is incident on a Farbry-Peot etalon 1, and only light with specific wavelength determined by the distance between mirrors 2 and 3 is transmitted, projected, and incident on a photodetector 5. The output of the detector 5 is passed through an A/D conversion part 10 and stored in a storage means 11. The output of a mirror moving means 8 is inputted to and stored in the means 11. The output of this means 11 is supplied to a Fourier transformation part 12, a division part 13, and a reverse Fourier transformation part 14 in order and processed, and the resulting spectrum is displayed on a display part 15. In this constitution, the resolution of the spectrum of the device is not limited to the resolution of the light interfering means and photocell and the high resolution is easily obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、測定光または光源の出力光のスぺクトルを
測定する光スペクトラムアナライザの改良に関するもの
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to an improvement in an optical spectrum analyzer that measures the spectrum of measurement light or output light of a light source.

〈従来技術〕、・ 光スペクトラムアナライザは測定光のスペクトルを測定
する装置であり、光源の出力光の波長特性や光フィルタ
ー等の光部品の特性を測定するために広く用いられてい
る。このような光スペクトラムアナライザの構成を第5
図に示す。第5図において、1はファブリペロ−・エタ
ロンであり、内部にミラー2.3が含まれている。測定
光はファブリペロ−・エタロン1のミラー2側から入射
し、ミラー2.3間の距離によって決まる特定の波長の
光のみ透過されてミラー3側から出射される。この光は
レンズ4で集光され、光検出器5に入射される。光検出
器5はその入射光の強度を電気信号に変換する。この光
検出器5の出力は増幅器6で増幅され、表示部7に入力
される。8はミラー移動手段であり、ミラー3をミラー
2の方向またはその逆方向に移動させる。ミラー移動手
段8の出力すなわちミラー3の位置信号は表示部7に入
力される。
<Prior Art> An optical spectrum analyzer is a device that measures the spectrum of measurement light, and is widely used to measure the wavelength characteristics of output light from a light source and the characteristics of optical components such as optical filters. The configuration of such an optical spectrum analyzer is
As shown in the figure. In FIG. 5, 1 is a Fabry-Perot etalon, which includes a mirror 2.3 therein. Measurement light enters the Fabry-Perot etalon 1 from the mirror 2 side, and only light of a specific wavelength determined by the distance between the mirrors 2 and 3 is transmitted and exits from the mirror 3 side. This light is focused by a lens 4 and is incident on a photodetector 5. Photodetector 5 converts the intensity of the incident light into an electrical signal. The output of this photodetector 5 is amplified by an amplifier 6 and input to a display section 7. A mirror moving means 8 moves the mirror 3 in the direction of the mirror 2 or in the opposite direction. The output of the mirror moving means 8, ie, the position signal of the mirror 3, is input to the display section 7.

この様な構成において、ミラー2.3間の距離を!とす
ると、ファブリロー・エタロン1内で光が干渉し、その
出力光はその振動数ν■が、νm =Cm/ (2n 
ncos  (θ) ) ・(1)C:光速 m:整数 n:ファブリロー・エタロン1内の屈折率1:ミラー2
と3の間の距離 θ:測定光の入射角 を満たす光のみ透過する。ミラー移動手段8によってミ
ラー3の位置を変え、ミラー2.3間の距1iltlを
変化させると、干渉する振動数ν笹が変化し、ファブリ
ペロ−・エタ[1ン1の出力光の強度は測定光のスペク
トルに従って変化する。この強度変化を縦軸に、前記(
1)式で決まる波長を横軸にして表示部7に表示させる
と、測定光のスペクトルを求めることが出来る。
In such a configuration, the distance between mirrors 2 and 3! Then, light interferes in the Fabrylot etalon 1, and the output light has a frequency ν■, νm = Cm/ (2n
n cos (θ) ) ・(1) C: Speed of light m: Integer n: Refractive index in Fabryault etalon 1 1: Mirror 2
Distance θ between and 3: Only light that satisfies the incident angle of the measurement light is transmitted. When the position of the mirror 3 is changed by the mirror moving means 8 and the distance 1iltl between the mirrors 2 and 3 is changed, the interfering frequency ν changes, and the intensity of the output light of the Fabry-Perot Eta [1-1 is measured. It changes according to the spectrum of light. This intensity change is plotted on the vertical axis as described above (
1) By displaying the wavelength determined by the equation on the horizontal axis on the display section 7, the spectrum of the measurement light can be obtained.

〈発明が解決すべき問題点〉 しかしながら、この様な光スペクトラムアナライザの波
長分解能はファブリペローエタロンの透過特性のピーク
の幅によって決定される。ファブリペローエタロンの透
過特性を第6図に示す。この図において、横軸は入射光
の振動数、縦軸t(ν)は透過率、Rはミラーの反射率
である。分解能を高くするためには透過特性のピークの
幅を狭くしなければならないが、第6図から明らかなよ
うに、ピークの幅を狭くするためにはミラーの反射率を
高くしな(プればならない。しかしながら、吸収や散乱
を小さくすることおよび反則率を高くすることは困難で
ある。また、第6図の特性は理論値であり、実際には種
々の理由により透過特性のピークの幅は広がる傾向にあ
る。従って、ピークの幅を狭くすることには限界があり
、そのため、分解能を高(することが出来ないという欠
点があった。
<Problems to be Solved by the Invention> However, the wavelength resolution of such an optical spectrum analyzer is determined by the width of the peak of the transmission characteristic of the Fabry-Perot etalon. FIG. 6 shows the transmission characteristics of the Fabry-Perot etalon. In this figure, the horizontal axis is the frequency of incident light, the vertical axis t(ν) is the transmittance, and R is the reflectance of the mirror. In order to increase the resolution, the width of the peak of the transmission characteristic must be narrowed, but as is clear from Figure 6, in order to narrow the width of the peak, the reflectance of the mirror must be made high (see Figure 6). However, it is difficult to reduce absorption and scattering and to increase the fouling rate.Also, the characteristics shown in Figure 6 are theoretical values, and in reality the width of the peak of the transmission characteristics may vary due to various reasons. tends to widen. Therefore, there is a limit to narrowing the width of the peak, which has the disadvantage of not being able to increase the resolution.

〈発明の目的〉 この発明の目的は、透過特性のピークの幅を狭くしなく
ても波長分解能を高くすることが出来る光スペクトラム
アナライリ”を提供lることにある。
<Objective of the Invention> An object of the present invention is to provide an optical spectrum analyzer that can improve wavelength resolution without narrowing the width of the peak of transmission characteristics.

ぐ問題点を解決するための手段−・ 前記問題点を解決するために、本発明では測定光が入射
されその干渉波長を変化できる光干渉手段と、この光干
渉手段の出〕j光が入力され、その光強度を電気信号に
変換する光検出器と、前記光干渉手段の干渉波長を変化
させる制御手段と、この制御手段の出力および前記光検
出器の出力が入力されこれらの出力を記憶する記憶手段
と、この記憶手段に記憶されたデータおよび前記光干渉
手段固有の特性からフーリエ演算またはコンポリコーシ
ョン演算により前記測定光のスペクトルを求める演算手
段とを具備したものである。
Means for Solving the Problems - In order to solve the above problems, the present invention provides an optical interference means capable of changing the interference wavelength of the incident measurement light, and an optical interference means for changing the interference wavelength of the incident light. a photodetector for converting the light intensity into an electrical signal, a control means for changing the interference wavelength of the optical interference means, an output of the control means and an output of the photodetector are inputted, and these outputs are stored. and a calculation means for calculating the spectrum of the measurement light by Fourier calculation or conpoligion calculation from the data stored in the storage means and the characteristics specific to the optical interference means.

また、光源としてその出力光の波長が可変出来る光源を
用い、光干渉手段の代りに特定の波長の光のみ透過また
は非透過させる光セルを用いたものである。
Furthermore, a light source whose output light wavelength can be varied is used as a light source, and a light cell that transmits or does not transmit only light of a specific wavelength is used instead of the optical interference means.

く作用〉 光干渉手段、またはその出ノj光の波長が可変できる光
源と特定の波長の光のみ透過または非透過さぜる光セル
を用い、これらの手段によって測定=6− 光をその波長でスキャンしてスペクトルの概略を求め、
この概略データをフーリエ演算またはコンボリコーーシ
ョン演算によりざらに詳細なスペクトルを求める。
Measurement using optical interference means or a light source whose output light wavelength can be varied and a light cell that transmits or does not transmit only light of a specific wavelength = 6- Light at that wavelength to obtain an outline of the spectrum,
A roughly detailed spectrum is obtained from this rough data by Fourier calculation or convolution calculation.

(実施例二・ 第1図に本発明に係る光スペクトラムアナライザの一実
施例を示す。なお、第5図と同じ要素には同一符号を付
し、説明を省略づる。第1図において、10はAD変換
部であり、光検出器5の出力が入力されデジタル信号に
変換される。、11は記憶手段であり、ΔD変換部10
の出力が入力され、記憶される。記憶手段11にはまた
ミラー移動手段8の出力が入力され、記憶される。12
はフーリエ変換部であり、記憶手段12の出力が入力さ
れ、その入力されたデータに基づいて離散的フーリエ変
換を行う。13は割算部であり、フーリエ変換部12の
出)jおよびファブリペローエタロン1の特性を表わす
関数T(ω)が入力され、これらの比を演免する。14
は逆フーリエ変換部であり、割算部13の出力が入力さ
れ、離散的逆フーリエ変換を行う。15は表示部であり
、逆フーリエ変換部14で演算されたスペクトルを表示
する。なお、ファブリペローエタロン1は光干渉手段と
して機能し、ミラー移動手段8はこの光干渉手段の干渉
波長を変化させる制御手段として機能する。
(Embodiment 2) FIG. 1 shows an embodiment of the optical spectrum analyzer according to the present invention. The same elements as in FIG. 11 is an AD converter, which inputs the output of the photodetector 5 and converts it into a digital signal. 11 is a storage means;
The output of is input and stored. The output of the mirror moving means 8 is also input to the storage means 11 and stored therein. 12
is a Fourier transform unit to which the output of the storage means 12 is input, and performs a discrete Fourier transform based on the input data. Reference numeral 13 denotes a dividing unit, into which the output j of the Fourier transform unit 12 and a function T(ω) representing the characteristics of the Fabry-Perot etalon 1 are input, and the ratio thereof is calculated. 14
is an inverse Fourier transform unit to which the output of the division unit 13 is input and performs discrete inverse Fourier transform. A display section 15 displays the spectrum calculated by the inverse Fourier transform section 14. Note that the Fabry-Perot etalon 1 functions as an optical interference means, and the mirror moving means 8 functions as a control means for changing the interference wavelength of this optical interference means.

次にこの実施例の動作を説明覆る。ファブリペローエタ
ロン1の透過特性S(ν)は、S(ν)= (1−R)
2/((1−R)2+4Rsin2 (πmシ/シTl
t))・・・・・・(2)R:ミラーの反射率 シ:光の振動数 rn:整数 シ■二m次の透過光のピーク振動数 で表わされる。ここでν笹はファブリペローエタロン1
の特性に依存し、前記(1)式で表ねされる。また、透
過特性は第6図に示すようになる。
Next, the operation of this embodiment will be explained. The transmission characteristic S(ν) of Fabry-Perot etalon 1 is S(ν) = (1-R)
2/((1-R)2+4Rsin2 (πmshi/shiTl
t))...(2) R: Reflectance of mirror C: Frequency of light rn: Integer C2 Expressed by the peak frequency of the second m-th transmitted light. Here, ν bamboo is Fabry-Perot etalon 1
It depends on the characteristics of , and is expressed by the above equation (1). Further, the transmission characteristics are as shown in FIG.

第6図で横軸のδは規格化した振動数であり、δ=2π
mシ/シl である。前記(1)式から明らかなように、透過光のピ
ーク振動数ν亀はファブリペローエタロン1のミラー2
.3の間隔lに反比例し、従ってミラー移動手段8によ
り距離lを変化させることにより透過光ピーク振動数ν
罹を変化させることが出来る。この様にして求めた光強
度スペクトルをp(ν)とする。
In Figure 6, δ on the horizontal axis is the normalized frequency, and δ = 2π
mshi/sil. As is clear from the above equation (1), the peak frequency ν of the transmitted light is the mirror 2 of the Fabry-Perot etalon 1.
.. Therefore, by changing the distance l using the mirror moving means 8, the transmitted light peak frequency ν
It is possible to change the morbidity. Let the light intensity spectrum obtained in this manner be p(ν).

前記(2)式において、シーシ笹+シーとし、νを透過
光のピーク振動数ν笹と測定する振動数νとの差シーに
おきかえることが出来る。また、ミラー間の距Mlを変
化させて透過光のピーク振動数ν罹を△ν正だ(プ変化
さけた時のシーの係数の変化は、 △(πm / 1m > −(n rrl / l/ 
Tn2)Δl、’1B・・・・・・・・・・・・(3) となる。測定を正確に行うためには、測定光のスペクト
ルの広がりがファブリペローエタロン1の透過光のピー
ク振動数ν正の間隔νFの半分以下になるように設計す
る必要がある。測定するスペクトルの幅をνF/4とす
ると、透過光のピーク振動数ν亀はこの範囲だけ変化さ
せなtプればならないから、Δν、−シt−/4となる
。前記(1)式からシF−シITL / mであるから
、前記(3)式で示したν′の係数の変化△(πm/ν
虱)は、Δ(πm/ν笹)=(πm/ν笹2)・(ν笹
/(4m))−π/(4ν笹) となる。通常、光の場合はνWI〜10I4と非常に大
きいので、−F式に示したν′の係数の変化は非常に小
さくなり、従って距tlJ、lfr変化させてピーク振
動数ν笹を変化させても(2)式の形は変化しない。測
定光の帯域は シ訊±シF/4 に制限されていると考えてよいので、S(ν′)に窓関
数W(ν′)をか(プた関数を t  (ν −) −S (ν −)  ・ IJノ 
(ν ′ )・・・・・・・・・〈4) とし、この関数をフーリエ変換した関数をT(ω)−J
(t (シー)1 とする。Jはフーリエ変換を表わす演算子である。
In the above equation (2), it is possible to set shishisasa+shi and replace ν with the difference shi between the peak frequency νsasa of the transmitted light and the frequency ν to be measured. In addition, by changing the distance Ml between the mirrors, the peak frequency ν of the transmitted light can be changed to △ν positive. /
Tn2) Δl, '1B (3). In order to perform measurements accurately, it is necessary to design the measurement light so that the spectral spread of the measurement light is less than half of the peak frequency ν positive interval νF of the transmitted light of the Fabry-Perot etalon 1. If the width of the spectrum to be measured is νF/4, the peak frequency ν of the transmitted light must be changed within this range, so Δν, -sit-/4. From the above equation (1), since F - SITL / m, the change in the coefficient of ν' shown in the above equation (3) △(πm/ν
lice) is Δ(πm/ν bamboo)=(πm/ν bamboo 2)·(ν bamboo/(4m))−π/(4ν bamboo). Normally, in the case of light, νWI~10I4 is very large, so the change in the coefficient of ν' shown in the -F equation is very small. Therefore, by changing the distance tlJ, lfr, the peak frequency νsasa is changed. The form of equation (2) remains unchanged. Since the band of measurement light can be considered to be limited to +/-F/4, the function obtained by multiplying S(ν') by the window function W(ν') is expressed as t (ν -) - S (ν −) ・IJノ
(ν ′)・・・・・・・・・〈4), and the Fourier transformed function of this function is T(ω)−J
(t(c)1). J is an operator representing Fourier transform.

なお、窓関数W(シー)として例えば W(シー)−1(−νF/2くシーくνF/2)−〇 
 <上記以外のシー) を用いる。
In addition, as the window function W (she), for example, W (she) −1 (−νF/2 × νF/2)−〇
<Sees other than the above) are used.

第1図の構成において、記憶手段11に記憶された測定
光の光強度スペクトルp〈ν′)はフーリエ変換部12
で離散的フ〜す■変換される。づなわら P(ω)−7(p(ν′)) となる。このP(ω)は割算部13に入力され、別に入
力されたファブリペローエタロン1の特性を示す関数を
フーリエ変換した関数T(ω)とのJ:EP(ω)/T
(ω)がとられるゎこの値は逆フーリエ変換部14で離
散的逆フーリエ変換され、測定光のスペクトルf(ν)
が求められる。すなわら、 f(ν)=、7−1 tp(ω)/T(z)))・・・
・・・・・・(5) となる。チー1は逆フーリエ変換を表わす演算子である
。すなわち、ファブリペローエタロン1の透過光のピー
ク振動数がΔν亀だ()変化した時の光検出器5が検出
する光強度をp(△ν笹)とすると、 p(Δν笹>=ff(ν)1(シー△νt)dシー閃 ・・・・・・・・・・・・(6) となる。関数f、tはそれぞれ(4)、(5〉式で示し
たものである。これらの関数p、f、tをフーリエ変換
した関数をそれぞれP〈ω)、F(ω)、T(ω)とす
ると、上記(6)式はP(ω)−F(ω)T(ω) となり、この関係からF(ω)を求めて逆フーリエ変換
するど、測定光のスペクトルf(ν)が求められる。こ
のスペクトルは表示部15に表示される。
In the configuration shown in FIG. 1, the light intensity spectrum p<ν') of the measurement light stored in the storage means 11 is
It is transformed into a discrete frame. It becomes P(ω)-7(p(ν')). This P(ω) is input to the divider 13, and is divided into J:EP(ω)/T
(ω) is taken. This value is subjected to discrete inverse Fourier transform in the inverse Fourier transform unit 14, and the spectrum f(ν) of the measurement light is
is required. That is, f(ν)=,7-1 tp(ω)/T(z)))...
・・・・・・(5) It becomes. Chi1 is an operator representing inverse Fourier transform. That is, if the light intensity detected by the photodetector 5 when the peak frequency of the transmitted light of the Fabry-Perot etalon 1 changes by Δν() is p(Δνsasa), then p(Δνsasa>=ff(ν) )1(C△νt)dC flash...(6) The functions f and t are shown in equations (4) and (5>, respectively.These If the functions obtained by Fourier transforming the functions p, f, and t of are P<ω), F(ω), and T(ω), respectively, then the above equation (6) becomes P(ω)−F(ω)T(ω) From this relationship, F(ω) is obtained and inverse Fourier transform is performed to obtain the spectrum f(ν) of the measurement light.This spectrum is displayed on the display unit 15.

第2図に本発明の第2の実施例を示寸、なお、第1図と
d5なし要素には同一符号をイリシ、説明を省略する。
A second embodiment of the present invention is shown in FIG. 2, and the same reference numerals as in FIG. 1 are used for elements without d5, and their explanations are omitted.

この実施例はフーリエ変換を行うことなく、コンポリュ
ーシ」ン演算を実行してスペクトルを求めるものである
。寸なわち、前記(5〉式から f(ν)=”’(P(ω)/王(ω))−J−1(’J
f tp <ν))/T(ω))−f“p(シー)ij
(シーシー)dシー=p*t・・・・・・・・・・・・
 (7)1、 (ν)−7−’  (1/T (ω))
となる。但し、4ではコンボリューションを示す演算子
である。第2図において、16はコンボリューション演
算部である。このコンボリューション演算部16で前記
(7)式の演算を実行する。
In this embodiment, a spectrum is obtained by performing a convolution operation without performing a Fourier transform. That is, from the above formula (5), f(ν)=”'(P(ω)/King(ω))-J-1('J
f tp <ν))/T(ω))−f“p(c)ij
(C) dC = p * t・・・・・・・・・・・・
(7) 1, (ν)-7-' (1/T (ω))
becomes. However, 4 is an operator indicating convolution. In FIG. 2, 16 is a convolution calculation section. This convolution calculation unit 16 executes the calculation of equation (7).

第3図に第3の実施例を示す。この実施例は光スペクト
ルの形状を変化させず、その波長のみシフトすることが
出来る光源の出力光のスペクトルを測定する場合に用い
る。この様な光源として例えば半導体レーデがある。半
導体レーザはその注入電流を変化させると出力光の波長
がシフトするが、そのスペクトルは注入電流が小さい範
囲ではと/υど変化しない。なお、第1図と同じ要素に
は同一符号を付し、説明を省略する。第3図において、
17は半導体レーザであり、その注入電流と出力光の中
心波長の関係は既知であるものとする。
FIG. 3 shows a third embodiment. This embodiment is used when measuring the spectrum of output light from a light source in which only the wavelength can be shifted without changing the shape of the optical spectrum. An example of such a light source is a semiconductor radar. When a semiconductor laser changes its injection current, the wavelength of the output light shifts, but its spectrum does not change as much as /υ within a range where the injection current is small. Note that the same elements as in FIG. 1 are given the same reference numerals and their explanations will be omitted. In Figure 3,
It is assumed that 17 is a semiconductor laser, and the relationship between its injection current and the center wavelength of output light is known.

半導体レーザ17の出ノ〕光はレンズ18で平行光にさ
れ、ファブリペローエタロン19に入射され−1,:3
− る。ファブリペローエタロン19はその干渉振動数が固
定されているものであり、光セルとして働く。20は注
入電流制御手段であり、半導体レーザ17の注入電流を
制御する。この様な構成において、半導体レーザ17の
出力光の中心振動数をν■、この中心振動数ν罹と半導
体シーシ”17の出力光の振動数νの差をν′、半導体
レーザ17のスペクトルをf(ν′)とすると、中心振
動数ν■がΔν■変化したときの7アプリペローエタロ
ン1の出力光強度p(Δνt)は、 p(Δν電)=f″lf(シ′+Δシ笹)・A t (ν ′ ) dν − −f″′f′(−ξ+Δν□)1(ξ)dξ=f:6t
<Δシ1−ξ)1(ξ)dξ・・・(8)となる。なお
、t(シー)は前記(4)式で示したファブリペローエ
タロン1の特性を表わす関数であり、上式の変形は1(
ν′)が偶関数であることを利用している。この式の両
辺をフーリエ変換すると P〈ω)−「(ω)・T(ω) となり、第1図実施例と同じ式になるので、フーリエ変
換部12で記憶手段11に記憶されたデータを離散的フ
ーリエ変換し、割算部13でT(ω)で割算し、逆フー
リエ変換部14で離散的逆フーリエ変換することによっ
てスペクトルを求めることが出来る。なお、(8)式は
前記(7)式と同じになるので、フーリエ変換の代りに
コンポリコーション演算を行ってもよい。
The light emitted from the semiconductor laser 17 is made into parallel light by the lens 18, and is incident on the Fabry-Perot etalon 19, where it becomes -1,:3.
- The Fabry-Perot etalon 19 has a fixed interference frequency and functions as a photocell. Reference numeral 20 denotes injection current control means, which controls the injection current of the semiconductor laser 17. In this configuration, the central frequency of the output light of the semiconductor laser 17 is ν■, the difference between this central frequency ν and the frequency ν of the output light of the semiconductor sheath "17" is ν', and the spectrum of the semiconductor laser 17 is If f(ν'), the output light intensity p(Δνt) of the 7-application Perot etalon 1 when the central frequency ν changes by Δν■ is p(Δν electric)=f″lf(Sh′+ΔSi bamboo) )・A t (ν ′ ) dν − −f″′f′(−ξ+Δν□)1(ξ)dξ=f:6t
<Δshi1−ξ)1(ξ)dξ (8). Note that t (c) is a function representing the characteristics of the Fabry-Perot etalon 1 shown in equation (4) above, and the modification of the above equation is 1(
It takes advantage of the fact that ν′) is an even function. When both sides of this equation are Fourier-transformed, it becomes P<<ω)-(ω)・T(ω), which is the same equation as the embodiment in FIG. The spectrum can be obtained by performing discrete Fourier transform, dividing by T(ω) in the division section 13, and performing discrete inverse Fourier transform in the inverse Fourier transform section 14.Equation (8) can be calculated using the above (8). Since it is the same as equation 7), a conpolicing operation may be performed instead of the Fourier transform.

第4図に、第3図実施例の光セルであるファブリペロー
エタロンの代りに用いる吸収セルの例を示す。第4図に
示すように、吸収セルはガラス等の透明体容器の内部に
06等特定の波長の光のみ吸収する標準物質を封入した
ものである。光は矢印で示ずように、この吸収セルの一
方から入射し、他方から出射する。この吸収セルを用い
ることにより、装置の構成を簡単にできる。
FIG. 4 shows an example of an absorption cell used in place of the Fabry-Perot etalon, which is the optical cell of the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, the absorption cell is a transparent container made of glass or the like in which a standard substance that absorbs only light of a specific wavelength, such as 06, is sealed. Light enters the absorption cell from one side and exits from the other, as shown by the arrow. By using this absorption cell, the structure of the device can be simplified.

なお、第1図実施例ではファブリペローエタロン1内の
ミラー3を移動させてそのピークの中心振動数を変化さ
せたが、入射角あるいは屈折率nを変化させるようにし
てもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the mirror 3 in the Fabry-Perot etalon 1 is moved to change the central frequency of its peak, but the incident angle or the refractive index n may also be changed.

また、これらの実施例では光干渉手段どしてファブリペ
ローエタロンを使用したが、他の手段を用いてもよい。
Further, in these embodiments, a Fabry-Perot etalon was used as the optical interference means, but other means may be used.

さらに、フーリエ演算、コンボリューション演算に専用
の演算器を用いるようにしたが、汎用のプロセッサを用
いてもよい。
Furthermore, although a dedicated arithmetic unit is used for the Fourier operation and the convolution operation, a general-purpose processor may also be used.

く発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、この
発明では測定光を光干渉手段または光セルを用いて概略
のスペクトルを求め、このスペクトルのデータにフーリ
エ演算またはコンポリコーション演算を施して詳mなス
ペクトルを求めるよ−うにした。そのため、装置のスペ
クトルの分解能が光干渉手段や光セルの分解能で制限さ
れることはなく、高分解能化が容易に達成出来る。また
、従来の光スペクトラムアナライナに演算器を付加する
ことによって高分解能化を計ることb可能になる。
Effects of the Invention> As described above in detail based on the embodiments, in the present invention, a rough spectrum of measurement light is obtained using an optical interference means or an optical cell, and data of this spectrum is subjected to Fourier calculation or component computation. A detailed spectrum was obtained by performing a recall operation. Therefore, the spectral resolution of the device is not limited by the resolution of the optical interference means or optical cell, and high resolution can be easily achieved. Furthermore, by adding a computing unit to a conventional optical spectrum analyzer, it becomes possible to increase the resolution.

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

第1図は本発明に係る光スペクトラムアナライザの一実
施例を示す構成ブロック図、第2図、第3図は伯の実施
例を示ず構成ブロック図、第4図は光セルの例を示す図
、第5図は従来の光スペクトラムアナライザを示す構成
ブロック図、第6図はファブリペローエタロンの特性を
示す特性曲線図である。 1.19・・・ファブリペローエタロン、2,3・・・
ミラー、5・・・光検出器、8・・・ミラー移動手段、
10・・・AD変換部、11・・・記憶手段、12・・
・フーリエ変換部、13・・・割算部、14・・・逆フ
ーリエ変換部、15・・・表示部、16・・・コンボリ
ューション演算部、17・・・半導体レーザ、20・・
・注入電流制御手段。 17一
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical spectrum analyzer according to the present invention, FIGS. 2 and 3 are block diagrams showing an example of an optical spectrum analyzer according to the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing an example of an optical cell. 5 is a configuration block diagram showing a conventional optical spectrum analyzer, and FIG. 6 is a characteristic curve diagram showing the characteristics of a Fabry-Perot etalon. 1.19...Fabry-Perot etalon, 2,3...
Mirror, 5... Photodetector, 8... Mirror moving means,
10... AD conversion section, 11... storage means, 12...
-Fourier transform unit, 13...Divide unit, 14...Inverse Fourier transform unit, 15...Display unit, 16...Convolution calculation unit, 17...Semiconductor laser, 20...
- Injection current control means. 171

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)測定光が入射されその干渉波長を可変できる光干
渉手段と、この光干渉手段の出力光が入力されその光強
度を電気信号に変換する光検出器と、前記光干渉手段の
干渉波長を変化させる制御手段と、この制御手段および
前記光検出器の出力が入力される記憶手段と、この記憶
手段に記憶されたデータおよび前記光干渉手段固有の特
性からフーリエ演算またはコンボリューション演算によ
り前記測定光のスペクトルを求める演算手段とを有する
ことを特徴とする光スペクトラムアナライザ。
(1) An optical interference means into which measurement light is incident and whose interference wavelength can be varied; a photodetector into which the output light of the optical interference means is input and which converts the light intensity into an electrical signal; and an interference wavelength of the optical interference means. a storage means to which the outputs of the control means and the photodetector are input; 1. An optical spectrum analyzer comprising: calculation means for determining the spectrum of measurement light.
(2)その出力光の波長が可変出来る光源と、この光源
の出力光が入射され特定の波長の光のみ透過または非透
過させる光セルと、この光セルの出力光が入力されその
光強度を電気信号に変換する光検出器と、前記光源の出
力光の波長を変化させる制御手段と、この制御手段およ
び前記光検出器の出力が入力される記憶手段と、この記
憶手段に記憶されたデータおよび前記光セル固有の特性
からフーリエ演算またはコンボリューション演算により
前記光源の出力光のスペクトルを求める演算手段とを有
することを特徴とする光スペクトラムアナライザ。
(2) A light source whose output light wavelength can be varied; a light cell into which the output light of this light source enters and transmits or does not transmit only light of a specific wavelength; and a light cell into which the output light of this light cell is input and whose light intensity is A photodetector for converting into an electrical signal, a control means for changing the wavelength of the output light of the light source, a storage means into which the outputs of the control means and the photodetector are input, and data stored in the storage means. and a calculation means for calculating the spectrum of the output light of the light source by Fourier calculation or convolution calculation from the characteristics specific to the optical cell.
(3)前記光干渉手段としてフアブペローエタロンを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光ス
ペクトラムアナライザ。
(3) The optical spectrum analyzer according to claim 1, wherein a Fab-Perot etalon is used as the optical interference means.
(4)前記光セルとしてフアブリペローエタロンを用い
ることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の光スペ
クトラムアナライザ。
(4) The optical spectrum analyzer according to claim 2, wherein a Fabry-Perot etalon is used as the optical cell.
(5)前記光セルとして特定の波長の光を吸収する標準
物質を封入した吸収セルを用いることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の光スペクトラムアナライザ。
(5) The optical spectrum analyzer according to claim 2, wherein an absorption cell encapsulating a standard substance that absorbs light of a specific wavelength is used as the optical cell.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0219726A (en) * 1988-07-07 1990-01-23 Kishiyouchiyou Chokan Simultaneous wide wavelength measurement type spectroscope using fabry-perot interferometer

Cited By (2)

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JPH07113583B2 (en) * 1988-07-07 1995-12-06 気象庁長官 Wide wavelength simultaneous measurement spectrometer using Fabry-Perot interferometer

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