WO1996024038A1

WO1996024038A1 - Dispositif de detection a fibres optiques

Info

Publication number: WO1996024038A1
Application number: PCT/JP1996/000170
Authority: WO
Inventors: Yoshihiko Tachikawa; Yoshihiro Sanpei; Takaaki Hirata; Makoto Komiyama; Yasuyuki Suzuki; Mamoru Arihara
Original assignee: Yokogawa Electric Corporation
Priority date: 1995-02-02
Filing date: 1996-01-30
Publication date: 1996-08-08
Also published as: DE754939T1; DE69632000T2; US5844235A; EP0754939A4; DE69632000D1; EP0754939B1; EP0754939A1

Description

光ファイバ検査 s: 技術分野

本明は、光ファイバ^ ^ 置に 1 するもので、 ¾に測定可能Π域の延長や障

^点までの距^分^能の向上のための改善に i¾jするものである。背 ¾技½

従来より、光ファイバの検 ^ Ξとしては〇TDR (Optical Time Domain Ref lectmeter) FDR (Optical Frequency Domain Ref lectmeLer)がよく知られている。本発明は〇 FDR方式の光ファイバ検^ 置を対 ¾とし、光ファイバ内 O障害点からの反射光を½出してその周波数' ¾から前記 K害点を特定するものである。

図 1にフアイバ形干渉計による 0 F D Rの ί¾ϋ構成図の一例を示す。レーザダィオード（LD) モジュール 1から発せられるレーザ'光は、 LDドライバ 2によりその周波数が掃引されるように制御されている。このレーザ光は光力ップラ 3 により 2等分され、一方は 3 aの柽路をたどり光^出器のフォトダイオード（P D) 5に入射する。他方は Dし 'T (device under test) であるファイバ 4に入射し、ファイバ中の障害点（例えは '破断面） 4 a等で反射される。この反射光は、光カップラ 3を経て、 3 bの $圣路をたどり P D 5に入射する。 P D 5ではこれら 2つの光による干^が^出される（干涉させる手殳は省略する）。

PDの出力は F FT方式等のスぺクトラム了ナライザ 6により解析され、干渉光 O ¾波数と強度が ®測される。なお、し Dドライバ 2よりスペクトラム了ナラィザ Gに測定のタィミングをとるためのトリプ /が与えられる。

ここで LD 1の発周波数の ¾引を II 1] ^位 (Δ _t ) 当たりとなるようにリ二了に β引する，光力ッブラを ¾て ϋίΡ D 5に入する光と、 DUT内で反され P D 5に人¾する光とにいがあると、この 2つの光の致差 ί , = (Δ f /Δ t ) X t , こ SHiPtfl差 DUT内で反が発生する欠陥 (障 ¾?.'.¾4 a) までの距; ¾に比例し、例えば次式でされる（¾路3 aと 3 bのパスは同一の ]¾さとする）。

t , = 2 X L/V

ここで、 L ：欠陥部までの距^ (ίΐίίΐするで 2ig)

V ： Dじ T内での光空中の光 ^を (：、 Dじ TO屈折率を nとすると V = C / ΤΊ )

以上より、引レート（Δ〖/Δ ι) を一定値（知）に保てば、 ? 0での干¾^ ¾の¾波¾から0じ丁内の欠¾部までの距^ (欠 | 部の位 Ξ) を知ることができ、また干渉信号の大きさにより欠 1¾§βでの反^ を知ることができる。これにより光フアイバ等の検査置を榀成することができる。

ここで、測定可能距離は、使用する光源の可干^距離（コヒーレンス長）により制限される。コヒーレンス長 Lc は、 Γίί易的には次式で与えられる。

Lc = ( c / n ) x ( 1 ΖΔレ）

ただし、 c ：真空中の高速

η ：媒¾の屈折率

Δ V ：光源の線幅（周波数）

例えば、 η = 1. 5の光ファイバ一、線幅 1 MH zの LDでは、コヒーレンス長 Lc は 20 Omとなり、片道距雜にして 1 00 mオーダーの点まで測定できる二と:こなる。この測定可能距離を延良するには、より線幅の狭い光源が要求される力《、 ¾光周波数が掃引でき、抉¾¾の光源を用意するのは容易ではない。

測定距離を拡大する方法として、参照光側の経路を延^する方法がある。図 2 に示すように良さ hの延用ファイバ 3 cを ii するもので、 Dし' T内の往復距 ¾l hから可干 Φ距離 L c ので^ ¾点の測定が可能となる。

し力、しながら、このよう測定距^拡大カ^においても次のよう 1 题があつ延長用ファイバ 3 cを良いものに交換しがら測定することにより、測定距雜の拡大は可能であるが、 ]¾いファイバを多にする必要があり、また手 UJあるいはチャンネルセレクタ等を内^してこ Oファィバを交換する必¾があると、う問 aがあった。例え、可干涉距; ¾ί 2 0 O mにて、片^ ¾ 1 K mまで測定するに、延^川ファイバとして 2 0 ϋ ιη, 4 0 0 m 1 4 0 0 m, 1 G 0 0 m, I 8 0

0 mと S本ものファィバが必となる。 2 ϋ ϋ mと 4 ϋ 0 mのものを¾続して G 0 0 mとする等ことも可能ではあるが、 :：^点でのわずかな反^がゴーストとってしまう恐れがある。また、〇 F D Rの他 ΰ一例を示す図 3の^成においては、次のような問がある。図 1の L D 1に相当する¾気 '光変換器ひ:!下 Ε Ζ Ο変換^とう） 1 3力、ら発せられる光（例えばレーザ光）は、分配器 1 2を介して与えられるスイープ発振器 1 1の出力によりされ、出力光の強変調周波数が掃引されるように制御されている。この出力光は光カップラ 3を Iて被測定対象の光ファイバ（以下 D U T (Dev ice Under Test ) 4に入り、 Dじ T中の隙害点（例えは'、破断面）等で反射する。その反射光は光力ッブラ 3を^て図 1の P Dに相当する光 ·電気変換器（以後 OZ E変換器ともいう） 5に入り、 ¾気信号に変換され、ミキサ 1 に人る。

ミキサ 1 4にはまた先のスイープ発振器 1 1の出力が分配器 1 2を経由して入力されており、 2つの入力信号の差周波数の ig号を出力する。この信号は周波数了ナライザ 1 5に入力され、その差周波数が解析される。

ここでスイープ発振器 1 1を、単位時「 ( Δ t ) 当たり Δ ίの周波数変化となるようにリニア:こ掃引する。ミキサ 1 4の 2つの入力周波数差は Sれ時間差に比例する。遅れ時間差は D U T 4内の障害点までの距雜に比例することから、周波数解析を行うことにより、害点までの距^を知ることができ、また信号の大きさから障害点での反射量すなわち隙害点の大きさを知ることができる。

しかしながら、近距^にある^害点から £)反射光による信号は、ミキサ 1 4の出力では低周波となり、次 Οよう問^があつた。

① 1 Z f ノィズ等低周波成分にはノィズが多く含まれ、強度の小さい低周波信号を解析するのは困雠である。

②阁波数了ナライザ'として、一的なスぺクトラムアナライザは低周波 is号を解析し;！い。また、距^にある点からの反射光による信号（H波数アナライザの被測

； £ί言号）はとりすぎて;] ΰ定困難にる ¾合がある。更に、 D U T内の ¾点がかつ近：^して^在する ¾合、 Ε ΖΟとして可干生の^いもの (レーザ光等) を使用すると、近^した^害点からの反射光同士が干し、ノイズ成分とり、高分解能で障 ¾点を検出することができいという問^があった。こ 0ように從来の O F D Rでは、測定可能距離を延長するのが因難であり、また障害点検出を高分解能化することが困難であった。本発明の目的は、このような点に鑑み、測定可能距離を容易に延長することのできる光フアイバ検査^蘆を芙 ¾することにある。

本発明の他の目的は、障害点を高分解能で検出することのできる光ファィバ検查！！を実現することにある。発明の開示

上記の目的を迪成する本願における 1つの ¾明は、光周波数掃引が可能なレーザ'光を' 2分し、一方の光は参照光路、他方の光は彼測定対象に入し、参照光路柽由 Ο光と被測定対象内で反射して戻ってきた光を光検出器で受けて 2つの光の干^ ίΐ号を周波数解析することにより被測定対 ¾内の反射点までの距雜および反射を検出する光ファィバ^查装こおいて、

参照光路中に光力ップラを設け、参照光の一を取り出し光周波数シフタに通した浚前記光力ッブラにより再び合波することにより ¾照光を得るように構成したことを特徴としている。

このような描成によれは'、光路長をかせぐループと周波数シフタを参照光路中にけることにより、レーザ光¾〇可干渉距離以上の、 D U T内の障害点を検出することができる。図面の^単 ¾^

図 1は従来の光ファィバ検^^ Eの一例を示す ½成図である。

図 2は従来の光ファィバ查匿の他の一例を示す構成図である。

図 3は従来の光ファィバ検査置の更に他の一例を示す構成図である。

図 4は本究叨に係る光フ了ィバ検施例を示す構成図である _c 図 5はビート信号周波数と強度の tJH係をす図である。

図 6ないし図 i Sはそれぞれ本½明の他の ¾施例を示す構成図である。

図 2 ϋは図 1 9の動作を ί明するための図である。

図 2 1ないし図 3 2はそれぞれ本明のに他の施例を示す ^成図である。発明を実施するための良の形態

以下図面を用いて本究明を詳細に説明する。図 4は本発明に係る光ファィバ検查置の一^施例を示す構成図である。図 1と^なるところは第 2の光カップラ 7を設け、参照光の一部を分岐し、光周波数シフタ 8を柽て再び光力ップラ 7により合波し、これを参照光とした点である。

このような構成における動作を次に^明する。 '

( 1 ) 図 4において、第 2の光力ッブラ？の分岐比を X ： yとする。

ただし、直進方向（し0ょり 0に行く方向）が x、交差方向（L Dより周波数シフタ 8に行く方向）が yであり、また X— y = 1でカップラのロスはないものとする。

また、周波数シフタ 8より再び) 波数シフタに行く方向は _x、周波数シフタ 8 より P D 5に行く方向は yとする。

さらに、第 2 O光カップラ 7に入る光 12を 1 (任, 単位）とし、経路（ループ） 3 の光路長を、周波数シフタ 8による光周波数のシフト Sを sとする。

( 2 ) まず参照光のみにつ '.、て述べる。

(a) 第 2の光力ップラ 7に入った光:よ分岐される。

直ちに P D 5に入る光は、光: x ( = 1 X x ) であり、この時の光路長は信号光が _!る経路 3 t に等しいとする（光路差はゼロ）。

他方の光は光 S y ( = 1 x y ) であり、光路 £i h、周波数シフト量 sとる。 (b) こ C sだけシフトされた光は？]： '力ップラ 7により分岐される。

PDに向かう方向は、光量 y x y ( = y ² ) 、周波数シフト！ :s、トータル光路差（信号光の経路に対する） hとる。

他方は再ひ'周波数シフタを通り、光量 x x y、周波数シフト s ÷ s、前光路に hが加えられ、合計 2 hの光路となる。

(c) この光は、 Sび光力ップラ Ίにより分岐される。

P Dに向かう方向:よ、光 fix x y x y (= x x y² ) 、周波数シフト 2 s、ト —タル光路差 2 hとなる。

他方は周波数シフタ 8を通り、光 Sx X y X X (= x ² x y ) 、周波数シフト 2 s t s、前光路に hが加えられ、合計 3 hの光路となる。

(d) 同様にして、 P D 5に向かう方向は光量 X ² X y ² 、周波数シフト 3 s、ト一タル光路差 3 hとなる。

そして次に P D 5に向かう方向は、光量 X ³ x y³ 、周波数シフト 4 s、トータル光路差 4 hとなる。

さらに次は、光 Sx * xy² 、周波数シフト 5 s、トータル光路差 5 hとなる。以下同様に^り返される。

(e) 結局 P D 5には、光路差 h x n、周波数シフト s x n、光量 x (n = 0) 、 χ^η-' x y² (η = 1. 2. 3， . . . ）の光が入射する。

( 3 ) 次に信号光（Dじ Τ内の障害点で反射される光）との干渉について説明する。

(a) 障害点の位置（距離） Lが 0≤ 2 L≤ hの -合

参照光の η = 0と干渉したビート周波数は、来の埸合と同一であり、

f = (厶 f Z厶 t ) X 2 L/V

と'' る。

ただし、参照光の n = 1と干渉する ¾合のビート周波数 f ' は、光路差が 2 L — hであり、また sの周シフトを受けており、

f * = (厶 f ZA t ) X (2 L- h ) /V- s

とる。

(b) 障害点の位置（距離）しが、 h≤ 2 L≤ 2 hの場合参照光の π= 1と干渉し、光路差は 2 L— Ιι、二のときのビート周数は、 f = (Δ ί _L) x (2し一 h) ZV— s

となる。

ただし、参照光 On = 0と千 Φする ¾合のビート周波数 f ' は、光路差が 2 L であり、

f ' = (Δ f /Δ t ) x 2 L/V

¾照光〇11= 2と千する合^ビート1¾¾¾ ' は、光路差が 2 L— 2 h であり、また 2 sの周波数シフトを受けており、

f * ' = (Δ ί/Δ x (2 L-2 h) /V + 2 s

'； iる。

(c) P 害点の位置（距離）しが、 2 h≤2 L≤ 3 hの場合

参照光の n = 2と主に干渉し、光路差が 2 L_ 2 hであり、このときのビート周波数は、

f = (Δ f 厶 t) x (2 L- 2 h) ZVT2 s

となる。

ただし、参照光の _n = 1と干渉する場合のビート周波数 f ' は、光路差が L — hであり、

Γ = (Δ ί /Δ t) x (2 L-h) /V- s

とる。

また、参照光の n = 3と干 ¾する¾合のビート周波数 ' は、光路差が 2 L _3 hであり、また 3 sの周波数シフトを受けているため、

' = (Δ f /Δ t ) x ( 2 L - 3 h) /V - 3 s

とる。

(4) 以下に具体例で ¾明する。

光源の可干^距離を 2 0 0 m ( 来のものでは測定可能距はほぼ 1 0 ϋτη) 真空中の光速を 3 X 1 0⁸ m/s. 媒 Kの屈折率を 1. (媒 K中の光速 Vは、 V = 3 X 1 0⁸ / 1. 5 = 2 X 1 ϋ ^ϋ m/s) . ½光周波数の ¾引レ一ト（厶 ί t) を 1 X 1 0 '²Η zZsとする。また、 3 d 光 ¾j¾を 2 0 0 m、 ί ¾¾シフト sを 1 0 Mil 2とし、随点までの距^しを、 5 ϋ , 1 5 0, 2 5 U, 3 5 Dmとする。

) 5 0 mの障' 点と η = ϋが干し、ビート li]波致「、

f - /^ I ) X 2 LZV = ϋ . 5 Mil z

となる。

ただし、 π= 1と干^する ¾合のビート周波数は、

f ' = (Δ f /Δ t ) x (2 L-h) /V - s = 9. 5 VI H z

とる：：

(b) i 5 0 mの K害点とは n = 1が干^し、ビート波数 f は、

f = (Δ f /Δ t ) x (2 L-h) /V^- s = 1 0. 5 MH z

となる。

ただし、 n = 0と干渉する合のビート周波数は、

f ' = (Δ f /Δ t ) x 2 L/V= 1. H z

となるが、これは可干渉距離を越えており、荬際にはまず観測されない。

n= 2と干渉する¾合のビート周波数 ' は、

f ' * = (Δ f /Δ t ) x (2 L- 2 h) /W + 2 s = 1 9. 5 H z となる。

(c) 2 5 0 mの障害点とは n = 2が干^し、ビート周波数 f は、

f = (Δ f /Δ t ) x ( 2 L - h ) / V - s = 2 0. 5 H z

とる。

ただし、 n = 1と干渉する場合のビート周波 ¾ f ' は、

f ' = (Δ f /Δ t ) x ( 2 L - h ) / V - s = 1 1. MH z

となる力、これ:よ可干^; を^えており、 ^際に:よまず ili測されない。

n = 3と干^する合のビート ^致 ' 、

f ' ' = (Δ ί /Δ L ) X ( 2 L - 3 h ) / V - 3 s = 2 9. 5 Mil z と，る。

(d) 同^にして、 3 5 ΰ mO¾害点とは、 π = 3がメインでありビート周数 f は、

f = 3 0. 5 MH z とる。

ただし π = 2とのビートは 2 1. 5 Mil zであるが ®測されず、 n = 4のビートは' 3 9. 5 MH zとる _c

これら £ビートを図 5に示すただし、各^^点（5 ϋ, 1 5 U, 2 5 0, 3 5 0 m) からのは同一と定した。なお、ビート周波 ¾の強度が異なつている 0は、参照光 β号強^がルーブを迎過する致により減少するからであり、これは光カップラ 7の分 ¾比 X ： yの ίώにより Μ正することは可 ίί である。

お、本発明:よ ¾'施例に 1¾定されるもので:よなく、例えば径路 3 c屮に光アンプ（ファイバ形）を設けてもよ¹.、。これにより分岐:こよるロスをカバーすることができる。例えは' X ： y = 0. 5 : 0. 5のとき周波数シフタ 8のあるループを通る光強度は 1 Z 2に減少する力ゲイン 2の光アンプを揷入することにより再び力ップラ 7に入る光強度は 1となり、同一レベルを保つことができる。このような^成によれは'、光路長をかせぐループと周波数シフタを :照光路中に設けることによりレーザ'光線の可干渉距離（ί|ϊ純な検出距離）以上の DUT内の障害点を検出することができる。図 6に示す光ファィバ検查 ϋは、前述のように図 3に示す従来の光ファィバ ¾查 Εが有する ^^を解決するも 0で、 D U Τ内の近距^ある、は距雛にある^害点も精度よく測定することができるようにした構成例である。

図 6に示す祸成は、光カップラ： 3と Dじ Τ 4の I に周波数シフトするための手段として光フアイバ 1 6を用いた例である。ここで、 DUT 4が屈折率 η = 1. 5の光ファイバであり、スイープ究器 1 1 ;i 1 G H z / s e cの^合（引レート）で¾引するも Oとした ¾合、ファイバ内を 1 m光が往する Rij tは、 t = 2 x n/C l x l 0 -⁸ ( s c c )

こ。

スィープ発振器 1 1の¾引レートカ、ら、この! !] Uこより 1 0 H zの周波数差が生じる。したがって、周 ¾アナライザ "1 5で^周波数を解析することにより 1 0 H z当たり 1 mで | '害点の位 Sを検出することができる。こ二で、 DUT'4が接 wされる ¾而からの反光による信号（換言すれ、周 ^致アナライザ 1 5の被測 '号）を ϋ II ζとする。 D U Τ 4が 1 mの光ファィバであれ、ファイバの^放から〇反^光による信号は 1 0 H zとなる。

追加の光フアイバ 1 Gとして例え I ϋ mののを用^すると、周 ¾ァナラィザ' 1 5での被^析^ よ 1 0 0 II ζ分 ; ίΓにシフトしたものとなる = つまり、光フアイバ 1 6が 1 ϋ で、 Dじ Τ 4 1 mの光フアイバであれは'、 Dじ丁 4

らの反光による - ( ^ ¾アナライザ'の披測定 ί5号）は 1 1 0 Η ζとなる。

図？は、周波数了ナラィザによる被解忻号の周波数を測定可能な) 3波致域に周波数シフトするための手^として、〇ΖΕ¾½器 5とミヰサ 1 4のに接続された了ナログデレイ ¾子 1 ？を用いた例である。

アナログデレイ子 1 7として例えば 1 0 0 Ti s e cのものを用いると、被解析周波数は 1 0 0 H 2分高周波側にシフトする（スイープ発振器 iが I GH zZ s e cの掃引レートであるから、 1 0 0 n s e c OSれは 1 0 0 H zとなる）。

D U T が 1 mの光フ丁ィバである場合には、光フアイバ O開放端からの反射光による信号（周波数アナライザの被測定 ί言号）は 1 1 Ο ΙΙ ζとなる。

図 8は、 13波 ¾アナラィザによる被解析信号の) 波致を測定可能な^波数域に周波数シフトするための手段として、 ' 2のミキサ 1 8と発振器 1 9を用いた例あ。

ミキサ 1 8を^ 1のミキサ 1 4と周波致了ナライザ 1 5の fH]に ¾続し、ミキサ 1 8で笫 1のミキサ 1 4の出力と ¾¾¾器 1 9の出力をミキシングする。発振器 1 9 O出力周波数を例えば 1 ϋ 0 H 2とし、ミヰサ 1 8でミキサ 1 4の出力周波数に加^することにより、被析周致を 1 0 Q Ιί ζ分高 ίίΙ¾側にシフトすることができる。

Dじ Τ 4を 1 rnの光ファイバとすると、光ファィバのから反射光による信 (周波 ¾丁ナライザの被測定 ίί号〉：ょ 1 1 ϋ H zとる。

発振器 1 5として例えば 5 Ο ΚΙί ζを川, し、ミキサ 1 8による差周数を利用すると、彼解析^ 数は 5 0 ΚΗ ζ分シフトする。 DUT 4を 1 ϋ Km 0光ファイバとすると、光ファイバからの反射光による信号（周波数アナラィザの被測定信号）は 5 ΰ K II zとなる。

図 9は周波致丁ナラィザ'による被忻信号の周波数を測定可能な周波数域に周数シフトするための手として、丁ナ uグデレイ素子 2 0を;]]いた例である。これにより周波数アナライザ' 1 による被解析 ί 号の I 波数を低側にシフトさせることができる。アナ□グデレイ^子 2 ϋとして例えば 5 ϋ s e cのものを用いると、解析周 5 ϋ K H z分低 Ji]波側にシフトする。

D U T 4を 1 0 Km3光ファィバとすると、光ファィバ開放端からの反射光による信 (周波致アナラィザ'の被測定信号）は 5 0 K H zとなる。

D U T 内の^害点が祓致近^している場合、 E /0としてレーザ光等のよう可干渉性の高いものを使用すると、近接した! 点からの反射光どうしが干渉し、ノイズ成分となってしまうという問 SOがある。図 1 0は D U Tに与える光が可干涉性の低いものとるようにして上記 PJjSflを解決した光ファィバ検査置の一例を示す祸成図である。

図 1 0において、 3 1は髙周波信¾ (波形は例えばランダム正弦波）を発生する高周波信号発生器、 3 2は分配器 1 2の出力に ¾周波信号 ¾生器 3 1の出力を重'置する合成器である。

このような描成において、 E ZO変換器 1 3は、スイープ発拫器 1 1の出力信号と高周波信号発生器 3 1の出力信号とを合成した信号により駆 ¾される。なお、この場合 E ZO変換器 1 3としてはレーザダイオードを用いる。これによりレーザダイォードからはスぺクトルの拡大されたレーザ'光を容易に究生することができ、 D U T 4内の障害点が複数かつ近している ¾合でも、障 ^:点からの反射光どうしの干^を防ぐことができる。

なお、高周波 ί3号生 3 1の出力信号の周¾¾はスイープ振器 1 1の出力信号の周波数と ¾ らせておくのが Sましい。

1 1 他の ¾施例であり、 Dじ T 4に与える光を元の E /〇変換の光のスぺクトル¾幅よりも拡大し ¾^点からの光どうしの干渉を防ぐための手设として、可干^性のいレーザ光（スぺクトル ¾ 1 0 0 MH z以下）と光 ΙΪ] 数シフタを用いたものである。図において、 33は EZ〇変投器 1 3の出力光の周波数をシフトしスベタトル ¾幅を拡大する 1¾波数シフタである。

これにより、上; ¾施例と同^に 1 ¾点からの反射光どうしの干^を防ぐことができる。

なお本発明は上記 ¾施例に定されるものでない。例えば、；周 ^号発生と合や、 1¾ ¾シフク 31を几 jいることなく、 EZO変投器 1 3としてスベクトルが I ϋ Ολ'ίΗ ζ 上のレーザ光を用してもよく、同 ¾〇効 ¾を得ることができる。

また、 ΕΖΟ変換器 1 3として、発光ダイオード（LED) 、高輝度ダイォード（SLD) を用いてもよい。

また、周波数解 tf「方法においてフーリエ換を利用し、近接の障害点を見つけ得るようにすることもできる。

さらに、光の伝送损失の大きい場合、 ^害点での光反射 fiの小さい合等の用途には光アンプ（ファイバ形）を設けても良い。

さらにまた、 il用している光ファイバを測定する場合には、 ίΐ用している光の波長と異なる波長を ΕΖΟ変換器として使用し、さらに必要であれば ΟΖΕ変換器 5の前段:こ不要な波長を除去する¾1¾弁別 ¾を用いる。この際波 J¾弁別器としては、光学フィルタ、干渉フィルタ、物 Kの吸収を用いることができる。例えば、 1. 5 5 mで使用している光ファイバの検査には、 1. G 5 mで発光する EZO変換器を使用し、必要であれは 'OZE変換器の前段に 1. 55 μ mを除去する波弁別器を fflいる。

図 1 0あるいは図 1 1 ような. 成によれは'、可干涉距; 短い（等価的な場合も含む）光源を用することにより、 2点の近^した隙害点がぁる¾合にも高い分解能 U rn以下）で障¾点を^出できる光ファイバ ^查 ;！を実 ¾することができる。図 1 2はな反射光でも検査可^な光ファイバ査 SO—例である。 DU T 4内の 1½害点までの距^がい合や^ 点が小さい ¾合等により反射光の強 ^が弱くなると、光検出の ^ により記反光が ½出できず差周波 ¾をるこ上ができいといった I ]^点がある。図 1 2に示す ϋはそれを解消しょうとするものである。

図において、 .'i よビームスプリッタ、 4 2:よレンズ、 4 3は連光を出力する EZ〇変換器、 4 はビームスプリッタである。なお、 1 1〜 1 3は強度変調光源 5 ϋ、 4 1および 4 2 光学手 S 5 1、 5と 4 3およ 4 4は波手 S 5 2、 1 4およ 1 5は析手 ¾5 3をそれぞれ ¾成している。強度変^光源 5 0の出力光は Dじ T 4に入射され、 DUT 4内に在する^ ¾点において反が生じる。この反光は EZ〇¾½器 4 '3の出力光と合¾されて干し、光^出^ 5で^出

^れ o

ミキサ 1 4は光検出器 5の出力と分配器 1 2の他方の出力、言い換えれば発振器 1 1の出力と合成し、周波数アナラィザ 1 5はミキサ 1 4の出力である 2つの入力信号の差周波数に Sづき光ファイバ等の D U T 4を検査する。

例えは'、 DUT 4からの反射光のパワーを E 1、 EZO変換器 4 3の出力光のパワーを E 2とし、

E KE 2 (1) の関係とるように選び、両者が干渉して光検出^ 5で検出されるパヮ一 Eは干渉する両者の光「波数差を Δ f 。_pt とすれば、

Ε^Ε 1 E 2卞（E 1 ·Ε 2) ^l/2'cos (厶 f _opt) - (2) とる。

ここで、 E 1 = i 0 AA.V、 Ε 2 = 1 mWとすると式（2) の项から、

(E 1 ·Ε 2) 'へ _c。s(A f _opt)

= ( 1 0 1 0 -⁶· 1 ϋ -³) ^1/2-cos(A f _opt)

= 1 ϋ 0 x 1 0 -^G-cos(A f _opl) (3) となり、 ¾反光のパワー E iを出する從来例と比 ¾して約 i ϋ倍の強度変言号を得ることができる。

すわち、射光のパワー Ε 1が微弱であっても、 Ε/〇変換器 4 3の出力光のパヮ一 Ε 2を大きくして式（2) 中 3 ¾を光 ^出器 5で^出することにより、必要な強度変^ ί§号をることができる。

一方、ミキサ 1 出力に ί しては波手] ¾5 2で干渉される 2つの光の光周波数差 A f 。_Pt がオフセット^分として加^されることにる。

すなわち、 Δし _pt = 1 0 Gli 2とした J¾合、 DUT 4内の障 ¾点までの距離が 1 mであれば 1 0 G H z— 1 0 H 2、 1 ϋ mであれは' l O GH z- l O O H z. 1 0 0 mであれ;'よ' 1 0 G H z— 1 K H 2といった周波数出力がミキサ 1 4の周波 ¾出力として^られることにる C

この結¾、 DUT 4內に存在する 1 ¾点において生じる反射光と EZ〇変換器 1 0の出力光とを干渉させて光 ¾出 5で^出することにより、微弱な反射光でも査可能な光ファィバ^查^ 22が¾¾できる。

図 i 3は他の ¾施例を示す成図である。図 1 3において 45は変^器である。他は図 1 2の構成と同一である。変^器 4 5において EZO変換器 4 3の出力光が分配器 1 2の出力に基づき強度変調され、 DUT4に入射される。図 1 3において:ま同一の EZO変換器を用いているため上記式 (2) および式 (3) に記載されている光周波数差△ f 。_Pt は 0である。

すなわち、オフセット成分は 0となり、 D U T 4内の 1' 害点までの距離が 1 m であれば 1 0 H i；、 1 0 mであれは' 1 00 H 2、 1 0 0 mであれば 1 K H zといつた周波数出力がミキサ 1 4の周波致出力として得られることになる。

また、図 1 4は更に他の突施例である。 4 6は周波数シフタであり、変 Ms 4 3の出力光がこの周波数シフタ 4 6を介してビームスプリッタ 44に入射される。この動作も図 1 3〇¾施例と同 ^であり、異なる点は千渉 ffl O光を周波数シフタ 4 6によりシフトさせて'.、る点である。

ただしこのため、ミキサ 1 4の 1波数出力に^しては周波数シフタ 4 ΰでシフトされた周波数相当分がォフセット成分として加 ^されることになる。

なお、 ΕΖΟ変換器 4 3とビームスプリッタ 44との fli]に ¾¾シフタ 4 6を ¾けているが、 ΕΖ〇変投 ¾ と^ 器 4 と Ο間若しくはビームスプリッタ 4 1と変調 ¾Μ 5との ¾1に波数シフタ 4 6を入してもよい。図 1 5は it方の害点を分解よく ½出することが可能な光ファィバ^杏^ H の¾施例図である。 ι ¾ϊ: の ¾出可は反光の強度に &存する一方、鐘変^光のスぺクトラム純度にも ^する。このスぺクトラム¾度が低い場合、遠方の障窖点からの反光:よ IE弦からずれてしい図 3におけるミキサ 1 4の出力を周波数析しても囚波 ¾、ビークパワーの測定が ffl¾にる。

例えば、周波数アナライザ 1 5で測定される 1 0 0 0 m先の害.'、'、 ίからの信号は 1 0 0 m先害点から信と比 ¾して 1 Ζ 1 0になる _c

すなわち、スぺクトラム½1^ く ¾ぃ¾合に；よ、その信号は、

sin(f₀ · L) (4) で ¾される。

一方、スぺクトラム½度が ifiい ¾合は少しずつ周波数のずれた波の ifi りとみ cれ、

Ao · sin U'o · ϋ丄 Λι · sin (f u二 ί ,) t_"rA₂ · sin (f_u二 ί₂)し (5) ただし、！ \_u— i\、一!\₂— = 1である。

で ¾される。

このため、障害点が近くて各波の位相差が小さい場合は式 (4) で近似できるが、障害点が遠くると 1つの波とは近似できず、 /3波数アナライザ 1 5で検出すると強度が低下し、周波数情報も lizがりを持ってしまい周波数、ピークパワーの測定が困難になってしまう

図 1 5に示す光ファィバ^査^ 11はこのような点を解消するもので、 47は光ファイバ等の光遅延子である。 ' 発振器 1 1の出力 EZ〇変^ 1 3に^！;され、 EZ〇変投器 1 3»出力光は光結合器（図 1〜3の光カツブラに相当する） 3に入射される。光結合器 3の一方の出力光は DUT 4に入射され、他方の出力光は光 S延素子 4 7に入射される。

また、 DUT から O反射光は光¾合 3を介し光検出器 5に入射され、光遅延¾子 4 7 出力光光檢出 4 8に入射される。光検出 ¾ および 4 8の出力はミキサ 1 4 S 2つの入力端子に ¾ され、ミキサ 1 4の出力は周アナラィザ' 1 5に接続される。

以下 I 乍を^明する。発报 ¾ 1 1〇出力は EZO変換器 1 3をするので E 〇変換器 i 3の出力光は½^¾ 1 1の出力により強度変される。

この強度変^された光は DUT 4およ：；光子 4 7に入射され、内に存在する！点において生じた C¾i光は光 ½出器 5で检出される _c 一方、光延¾子 4 了に入された光:よ光 ϋ ; ^子 4 において一定時 Rili!ilEされた後光検出器 4 8で検出される。

これらの^出信号ミヰサ 1 4におて合成され、 IS]波数アナライザ 1 5ではミキサ 1 4 出力である 2つの人力号の差周に ώづき光フ了ィバ等の D i: T 4を^查する。

例えば、光：！延^子 4 7 Λ< 2 0 0 0 m. Dじ丁 4内の ! ^点までの距^が 1 1 0 O mである ·合、光子/ ί 7に入射された光は 2 ϋ 0 ϋ rr い争えれば D U T 4内の片; ι2 I ϋ 0 Q mと同じ距^を進むので D U T 4内 ^点からの信号と光遅延 ¾子 4 7の出力 ίΐ号との位 ffi差は D U T 4内での 1 ϋ 0 mの距;！に相当する位相差となる。

すなわち、被測定光の検出信号と基準となる光の検出信号とを合成して周波数差を周波数アナラィザ 1 5で測定すると位相差が同じ様にずれた信号 1]の測定が主になされ、従来例で問となつた極の信号、化を防ぐことができる。

また、前述の件下では Dじ T 4内の 1 ¾点までの距^が 1 1 0 ϋ τηであれば 1 k Η 2、 2 0 0 0 mであれば 1 0 k H zといった周波数出力がミキサ 1 4の周波数出力として得られることになる。

これは基準となる光も片道 1 0 0 Q m分の周波数変化を生じているためで、したがって 1 0 0 ϋ m分の周変化分が引かれた状態にっている。

この結 ¾、光子 4 ？において S準とる光を一定時 ras延させることにより、極度の^号劣化が防止でき ώ力の障害点を ½出することが可能にる。なお、図 1 ΰにす榀成としても同の目的が^成される。図 1 ΰにおいて 4 9は S延子であり、 1 4 . 1 5および 4 9は解析手 5 3 aを構成している。発 ffi器 1 1の出力は分配； 2に^^され、分配器 1 2の一方の出力は E /0 変換器 1 3に ^され、他方の出力は £1延^子 d 9に接続される。光検出器 5 Q 出力はミキサ 1 4の一方の入力子に接^される。また、遅延 ¾子 4 9の出力はミキサ 1 4の他方の人カ¾子に^^され、ミキサ 1 4の出力は^波数了ナラィザ

1 0

δ·す L 。

この突施例では ^準とる信号を分配器 1 2で分配しその信号を遅延子 4 9 によって一定時 iilliS延させる。また、ミキサ 1 4において光^出^ 5で^出された出 0·号と合成することにより、位 ¾差がずれた信 ^の測定が主にされるので極 ^の号化を防ぐことができる。

例えば、 ¾Ε¾子 4 9 OS延 !ί;]を I Q ju s e cにすれ ; 21 5の ¾合と同様の周数出力を^ることができる。

ただし、図 1 5および図 1 6の ¾施例において:よ基^となる光若しくは号は片^ 1 0 0 O m分の^ 変化を生じているので、常に 1 0 0 (J m分の周波数変化分が弓 Iかれた状態にっている。

したがって、 1 点が 1 (] 0 mのところ:こあった場合、 β延がなければ 1 K Η ζであるが β延による ^響のため 1 0 KH z分が减^され、 9 KH zが周波数出力としてられることにる。し力、し、この信号が 1 0 0 mの (¾害点若しくは 9 0 0 mの障害点のどちらの信号であるか別することはできなし、。

図 1 7は更に他の実施例図である。 4 7 aおよび 4 7 bは光 S延子、 6 1 a および 6 1 bは光スィツチ回路である。

このような描成において、光]!延¾子 4 7 aが 2 0 0 O m、光遅延 ¾子 4 7 b は遅延ゼロとする。そして、 O n！〜 1 0 0 O mの DU丁 4内を測定する場合は光スィツチ回路 6 1 aおよび 6 1 bで光 il延素子 4 7 bを選択し、 1 0 0 0 m〜 2 0 0 0 mの Dじ T 4内を測定する場合は光スィツチ回路 G 1 aおよひ' 6 1 bで光 ¾延¾子 4 7 aを選択して測定する。

1 0 0 0 m〜2 0 0 0 mの DUT 4内の測定^においても図 1 5および図 1 6 に示す '施例と同様の^別問; が生じるが、 ϋ m〜 1 0 0 0 mの Dじ T 4内の測定結 ¾を参照することにより、例えば、 1 0 0 mの ^害点 ¾しくは ^fJ 0 0 mの障害点のどちらの ί言号であるかを別することができる。

また、図 1 8は更に他の ¾施例図である。 ΰ 2 aおよび G 2 bはスィツチ回路であり、これらと、 1 4, 1 5, 4 9から成る分は解析手 ¾ 5 3 bを祸成している o

このような ^成における作を次に^明する _:：成上は図 1 (；に示す突施例とほぼ同^であり、スィツチ回路 G 2 aおよび 2 bにより遅^ を宜選択して、例えは'、 1 0 O mの障害点若しくは 9 0 (J mの | ¾,：点のどちらの信号であるかを別することができるようにしたものである _π

お、図 1 了、図 1 8の^施例においては 2つ OS延 Liを切り^えて測定を行つているが、勿 ^これに I る^でく 2以上任の S延 m切り^えて測定しても良い。更に図 1 9は、位あたりの光) 変化^;を^出し、光強の変調周波致を直¾お }引することができる光フアイバ½^^^の一例を示す^成図であり、二の装 B!で障 ¾点までの距分解 ¾と距 ¾砣度を向上することができる。

図において、了 1は E / 0変換器、了 2は E Z〇変換器 7 1を流 ffilJする駆助回路、 7 3は E流信号と ¾周波信号とを合波する合波器、？ 4は光了イソレー夕、 7 5と了 ΰは光を分岐するビームスプリツタ、 5 aは光フアイバ 4の K害点からの反光を^出する光検出器、 4 7 cはビームスプリッタ？ 5の出力光を遅延させるための jS延回路であり、ここでは既知の良さの光ファィバが用いられる。

5 bは光フアイバ 4 cの出力光を出する光^出器、 7 ？と 7 8はミキサ、了 9と 8 0は必要な ίί£域周波数成分のみを送過させるロウ ·パス ·フィルタ、 8 1は既知の周波数信号を出力する発振、 8 2はロウ ·パス · フィルタ 8 0の出力と発 8 1の出力との周波数差あるいは位相差を^出する位相比蛟器、 8 3 は位相比 K器 8 2の出力に Sづいて変 ¾周波 ¾を制御する制御回路である。

なお、口ゥ ·パス · フィルタ 8 0はあった方が^ましいが、くても動作上は P £2ない。

8 4は ¾Ui ¾を出力する変号 ¾生器、 8 は制御回路 8 3の出力と変調信号 ¾生器 8 4の出力とを加する加、 8 Gは加^器 8 5の出力に応じて出力発 S周波数が化する¾圧制振、 S 了は ¾2圧制御発^器 8 ϋの出力を分岐する分 Κ器である =

こ〇よう成における 1]作を次に叨する：； ¾励回路了 2 Q出力により、 Ε o 1をする。 Ez〇変^器了 ιから出力した光は、光アイソレータ 7 4とビームスプリッタ了 7 6を過し外に出力する。圧; iji u 振器 8 6の出力周 ¾は、変調^号発生 8 4の出力によりランプ波変される。 ¾ 圧制御 ¾ 器 8 Gの出力は、分配 8 ,で 3つに分岐され、合波器"： 3とミキサ？ 7, ？ 8に入力される

分配器 8 7の出力、すなわち ΐίΐ圧^御 ^振器 8 ϋの出力が合波 7 に加わると、 ΕΖ〇変換 7 1の出力光強度の変^ ¾^¾は図 2 Qに示すようにランプ波状に^ され、そ〇周致変化の^合 aは ( d f / d 1 ) で表される。

外部に出力された光 ¾ 対&の光ファィバ 4に人射し、光フ 7ィバ中"つ 1 害点で反 ij.J "されてビームスプリッタ？ Gに Kり、光^出^ 5 aで検出される。光 ^出 5 aの出力、ミキサ了で分配 8 了 O出力とミキシングされる。光ファイバ 40i ¾点まで O距^が Lのとき、分配器 8 7 出力と光検出器 5 aの出力と ORi]には、

Δ t = 2 · π · L/c 0

η ：光ファイバ 4の屈折率

c。：真空中の光速

時差がある。よって、ミキサ？？の出力には、時 FJj差△ tの 11Πに変化した周波数

Δ f =a · Δ t = 2 · a · π · LXc ₀

の信号が含まれる。

ミキサ？？の出力は、ロウ 'パス ' フィルタ？ 9で不要な周波致成分を取り除き、周波数了ナライザ' 1 5で周波数と信号強度が解析される。変化の割合 aがー定て'あれば、解析された周 ¾は i ¾点までの距離 Lに比例するため、周波数から距離 Lが計 Άでき、 ί3号強度から反射 Sが求められる。

ビームスプリッタ 7 5で分岐された光は、既知の長さ L_c の S延回路 4 7 cを ^過し、光検出 5 bで^出される。光検出; bの出力は、ミキサ 7 8で分配器 8 了の出力とミキシングされる。 S延回路 4 7 cで遅延された光 ½出 5 の出力と分 8 Τΰ出力との 110に:よ、図 2 0：こ示すように一定の^ ;£

が生じるため、延^ ]内に変化した変調 ΙΪ] ¾の差、すなわち変 W 数の変化の^合（単位あたり ^ 波致変化 ΠΪ) と遅延回路 4 7 Gによる遅延時との

に等しい周波数の i 号がミキサ 3から出力される。

ミキサ 8 Ο出力は、コゥ ·パス · フィルタ 8 で不な周波数成分が取り除かれる。変周^ sの^化〇^合が一定（ώ:¾ )引されている）なら:よ、ロウ · パス 'フィルタ s ΰより出力されるの) ili!ii は一定となる。ロウ ·バス 'フイルク 8 Gから出力された i言号は、 ^&^ά S 1より出力される既の) ϊ]波 ¾の信号と相比¾ δ 2

比 ¾器 8 2 Ο出力によミキサ 8から出力される^ の周が一定とるように制御信号を出力する。御回 L¾ S 3より出力された制御号は、加算器 8 5で信号発生 ¾ 8 4 »出力と加^され、 '圧制御 U5¾ S Gに入る。

このように、制御回 ¾ 8 3の御によりミキサ 7 8から出力される信号》周波致が一定となり、変調 1¾波数の直線 ¾引が実できる。

なお、遅延回路を設け単位問当たりの光強度の変^周波数の変化 aを検出し、変調周波数の直線 ffi引御を行う直掃引制御手は、上記卖施例に限定されるものではなく、各 ¾の変形が許される。例えば図 2 1に示すように、位相比較器 8 2の出力を記 ¾ 匿 8 8に記 ¾し、そのデータを制御回路 8 3に入力するようにしてもよい。この場合は、記憶装匿 8 8に記 tSしたデータに δづいて制御回路 8 3は変調周波数の ϋ線掃引制御を^り返し行う。

なお、この ·合の変調 i 号発生^ 8 4からはランプ波状に周波数が変^された信号が出力される。以下の ¾施例にお '_w、ても同じである。

また、図 2 2は、分配器 8 7の出力を強度変^ 8 9に与え、 E Z O変換器 7 1の出力光の強変 u周波数を制御するようにした榀成例であり、同^に光強度の変 ϋ周波数の直引御が可能 ^る。

3!に図2 3は、光 ί§号の遲れを利用するので:よく、 KI のれを利用して光強^の変！ ϋΐΐ]波 ¾の (£¾¾引制御を行うもので、分配 8 了の出力を更に分配器 0に入力し、分 Εされた一方を Ε延 iを迎し、他方 O分配された号とミキサ 7 8でミキシングし、相比 ¾器 8 2に入力する¾合の ¾成例である _c なお、実施例で:よ分配 8 ？と 9 0を別個に^けたが、多出力の分配器を用いれ:よ'、分配器 1つで足りる。

図 2 4は、 ^ 2 3において、位相比铰器 8 2の出力を記' !S E 8 8に記するようにした ¾成例である _c

m 25： l¾j 2 において分 li^S 7の出力を、 EZ〇変換器了 10出力を変 !する ¾I^¾ S8 こ入力し、光 O強変 1¾波数 Ol^^ffi引; liijSiをう場合の描成例である。図 2 6は EZO変^ を ΐ流および ^により SSli制御し、光 S¾¾を S引するよう：こした光フアイバ^ ^1ί2の一^ ½1例¾成図であり、単位時あたりの光周波数変化^;を ½出し、光 iJi致の Εί¾β引の可能な光フアイバ！；¾杏 ^ilでめ _u

図において、 9 2は EZ〇変換器 7 1の温度を制御する温度制御回路、 93は EZO変換器 Ί 1の駆 ^を制御する ¾流' 御回路、 7 は光アイソレー夕でなお、ミラー 94、ビームスプリッタ 7 6、光ファイバ 4から成る部分はマィケルソン干渉計 9 5である。

9 6は光を分岐するビームスプリッタであり、 3？はビームスプリッタ 9 6の出力光と遅延回路 4 7 cの出力光を合波する光合器である。

なお、ここでは、ビームスプリッタ了 5と 9 G、遅延回路 4 7 c、光合波器 9 7、光検出 ¾ 5 b、バンドパスフィルタ 80 a、発振器 8 1、位相比較器 82、 iiilj御回路 83から成る分を、単位時 [HJあたりの光周波数変化を出し、光周数の直¾掃引制御を行うための S¾¾引制 ΙΪΙ1手と呼ぶ。

このような構成においては、図 1 ίίϊ理^ の図で ^明したと同^に、障害点で反射した光とミラー S 4で反 '·した光のに、

Δ t = 2 · π · L/c 0

ただし、 π ：光フアイバ Τの屈折^

c。：空中の光速

O時間差があり、光½出 5 aでは、時 00差 Δ t〇間に変化した固数

△ f = a ' A t = 2 ' a ' n . し/ c ₀

に等しい数の干が、位 H]あたりに出される。光検出 5 aの出力は、波数アナラィザ' 1 0で周波数と ί言号強度が解沂される。他方、制御回 ¾ 8 3 、位柁比^ 8 2の出力号に βづき光^出 5 から出力される号の周が一定とるように御信号を出力する。制御回路 8 3 より出力された制御信号は、加^器 8 5で変 i 号 ¾生 3 8 4 O出力と加^され、 ¾流^ 回路 9 3に入力される =

お、上 ¾施例において、 ^え:: T光了ィソレータ了 4やバンドパスフィルタ 8 0 aは用いなくても励作上 ii jSはない。また、加^器 8 5は ΐΕ流制御回路 9 3 に含むように ί成してもよい。また、 7 cとしては、光¾波路を使用することもできる。

更に、図 2 7に示すように、温度制御回路 9 Iを変調信号 ¾生器 8 と制御回路 8 3の出力で 5区勁するようにしてもよい。

図 2 8は他の英施例の場合であり、図 2 (3と Sなるところは、変調信発生器 8 の出力を温度制御回路 9 2に与えて駆勁するようにした点である。このような構成によっても同 ¾に光周波数を直線 β弓 Iすることができる。

図 2 9は制御回 ¾ 8 3の出力を温度制御回路 9 2に加えると共に、変調信号発生 ¾ 8 の出力を¾流制御回路 9 3に与えるようにした埸合の ½成例である。図 3 0は図 2 6の装置に記憶装 Βί 9 8を付加した構成例である。位相検出器 8 2の出力を記 8に記' するようにしたもので、周波数掃引した結果を記しておき、その出力結に基づいて変 ^周波数が直線 ¾引されるように変調信号 ¾生¾ 8 4の出力を制御回路 8 3で補正すようにした ¾合の構成例である。図 3 1は同期回路 9 9を付加したもので、ランプ波変調を ¾り返し行う場合は変調信号発生器 8 4で発生する変言号の^り返しに同期した同期^号を同期回 ¾ 9 9から制御回路 8 3 :こ与え、ランプ波 ¾生始と停止に同期した制御をするようにした ¾合のも成例である。

図 3 2は Ε / 0変器 7 1の出力を位½変する位相変^器 1 ϋ 0を設け、これを変調信号 ¾生2 S 4の出力で御するようにした埸合の^成例である ₃ また、光の遅^を目的とした S ^回路 4 7 cに Ϊ波保持光ファイバを用いてもよく、そのよう光フアイバを用いることにより合波器 9 7に入射する光の向を御することがてきるため光½出出力号の比を ¾することがでさる。

Claims

ul'j -] ^ [ffl

1 . 光 ί≤1¾¾β引が可^ レーザ'光を 2分し、 2分された一方の光を ^光路柽 ώで光½出に人すると共に、 i i 2分された他方の光を被定対に入射し、対象内で反射された光を前光出に入し、光^出でた k!つの光の干 ίϋ号を ¾ ^することにより ¾ 対 P 点までの距^およ反射を ½出する光フ了ィバ ^ίί におて、

照光路中に光力ップラを, け、 ! 光の一^を取り出し光周シフタにした後光力ッブラによ -) び合するこ上により参照光を得るように描成したことを特^とする光ファィバ½ ^ E_c

2. 前記波数シフタの周致シフト 15を、数シフトを行わない ¾合に得られる干渉信号の S大周波数以上のとしたことを特 ¾とする前記求项 1記战の光ファイバ ^査^置。

3. スイープ ¾ 器とこれにより強度変^される ΕΖΟ変投器をえ、この出力光を光力プラを介して被測定対¾に入し被測定対象内で反された光を ΟΖ Ε 変換器により電気信号に変換し、この ¾ί気信号とスィープ ¾ ¾出力とをミキサでミキシングして差周波致の号を得、この差周波数を周波数アナラィザで解析することにより、被測定対^内の反射点までの距離と反射を^出するように構成された光ファィバ^查 Sにおいて、

波致アナライ 'による被解忻 ί§· ¾の ¾を測定可能な J¾波数域に周波数シフトするための ί¾を Hffiしたことを特¾とする光ファイバ査^^。

4 . ι ί記周数アナラィザによる被析号の^ ¾数を測定可能周 ¾域に周シフトするため》手¾が、記光力ブラと被測定対象のに¾¾ された光フ

7ィバであり、 t¾記 j波数アナラィザによる被^析信号の) を^) ΐ]波側にシフトするように ¾成したことをとする ¾ ^^求 ¾ 3 战の光フアイバ^

5 . ί 記 1¾波 ¾ァナラィザ'による号 ^波 ¾を測定可能周 ¾域に周 ¾数シフトするため Ο手が、 ϋί^ Ο Ζ Ε変 ^と前記ミキサの ]にされたアナ口グデレィ ^子であり、 m^ rナライザによる被 M析 ·〇を高波側にシフトするように^成したことを特とする前記 ¾求項 3記戟の光フ 7ィバ^査^ S！。

H . 前記周致了ナライザによる被^祈号の致を測定可^な^波数域に周シフトするための^^が、

ミ千サと ¾ ^ ¾ァナラィザの^に^ された^ 2のミキサとこ Οミキに加える ' を ¾生するかふ成り、 ¾記周致アナライザによる ¾^析の W 側にシフトするように描成したことを特とする ¾ 求 3 の光フィバ検査^ iS_c

7 . ύίΐ記周¾数アナラィザによる被折^号の^波 ¾を測定可周数域に周波数シフトするため手¾が、 ι ί記スイープ ¾ 器の出力 β号を ώί^させて ίϊ記ミキサに与えるアナグデレイ ^子であり、 ή 己波数アナライザによる被解析信号の波 ¾を低周波側にシフトするように祸成したことを特 ¾とする求坝 3 記^の光ファイバ^ ^ Ξ。

8 . 前記周波数アナラィザによる被解析 ·ί 号の周波数を測定可能な周波数域に/! 波数シフトするための手が、 ιϊΰ記ミキサと前記周波数アナライザのに^続された第 2のミキサとこのミキサに加える信号を発生する発振器から成り、前記第 2のミキサにおいて 2つの入力の差 1¾1波¾〇信 ¾を得、前記 ί¾1 ¾ァナラィザによる被解析信号の I 波数を低周波側にシフトするように榀成したことを特徴とする前 ¾求项 3記^の光ファィバ検査^ S。

9 . スイープ発^器の出力により E Z〇変換の出力光を強度変調し、この出力光を光力プラを介して被測定対象に入射し定対 ¾内で反された光を〇 Z E 変換器により ¾ ¾に変換し、ことスィ一プ ¾¾2ϋ出力とをミキサでミキシングすることによ:：) の号を^て、この差周波数を波数アナラィザ'で解析することによ：〕被測定対¾内の反点までの距^と反射を検出するように成された光ファィバ检^ ISにおいて、

¾¾¾測定対&にえる光を元の変投の光のスへクトル¾¾よ:： Jも拡大し、前記 ¾^定対中の ^点か光どうし O干を防ぐための手段を ! したことをとする光フアイバ検 ^ 。

1 0 . 前記 E Z〇¾j として可千渉性の ¾いレーザ光を使); jすると共に、口点から》反^光ど όしを ¾ぐためとして iU E Z〇^½;¾の出力光の ]波数をシフトする光^ ¾シフタを^用し、 Wかけ上〇スぺクトルを元の E Z〇変換器よりも拡大するように i iしたことを特 ¾とする記求 ¾ ΰ記战の光ファイバ查 Si-

1 1 . 前記反射点からの反光どうし o干^を阽ぐための手¾は、 ^ 波 ¾を発する ¾周波信号 ½生^と、 1 記スイープ ili の出力に前^ ¾)·¾¾ί 号を重 Sする合成器からり、ニ》合;^ 》出力で； ^ Ε Ζ Ο 投器を駆 ¾するようにしたことを特^とする前 3 1 求 Λ 9 i!战の光ファィバ S。

1 2 . ¾記¾周波重を行う^ ¾をスイープ ¾S¾の出力 ^の周波数以外とすることを: ^とする ¾記求项 9 ^^の光ファィバ検查

1 3 . 周波 ¾を¾引した気号を光信号に変投じた後光ファイバに入射し、光フアイバ内の障点からの反^光を^出してその li]波数情報から前^障害点を特定する光ファィバ検查 ί!において、

周波数を掃引した^気信号にづき強度変調した光を出力する強度変光源と、この強度変^光源 Ο出力光と干^する光を出力する光源を有し、前記光フアイバ内の障¾点からの前記反射光と ι 記光源の出力光とを干渉させて^気信号に変換する波手设と、

前記強度変^光源の出力光を前記光ファィバに入射すると共に前記光ファィバからの前記反射光を前記検波手^に入射する光学手设と、

周波数を摇引した前記 ¾気信号と ιίίί ι^Εί波手の出力信号との差周波数に基づき前記光ファィバを^查する解析手段と

を ϋえたことを特^とする光ファィバ检查^ ^。

1 4 . 前記^波手の有する光源の出力光を^波 ¾を¾引した iUSliS号に δづき強度変^して出力する強度変光源を ¾えたことを特とする ι¾己求 ¾ 1 3記 ¾〇光ファイバ ¾查^12。

1 5 . 前記検波手¾は、周波 ¾シフタを ^え、この周波致シフタを経由した前記光源出力光と ½記光フ 7ィバ内の i ¾点からの反射光とを干渉させるように構成したことを特^とする前記 ¾求项 1 4記^の光フアイバ検查装

1 6 . 周波数を引した号を光 ^に変 ½した後光ファイバに入^し、光フアイバ内の! ΐί点からの光を ½出してそ 0j 波数½¾から ¾点を特定する光ファィバ^查 i^Eにおいて、 ^ ¾を¾引した ¾¾ί§ に^づ強^ ¾ ^した光を出力する強度変調光源と、この強 12変調光源出力光を iWi l光ファィ ' に入すると共に iVi 光フアイバから前記反射光及び一定 !ii!S延させた ¾記¾ ^変^光源の出力光をそれぞれ出する光学手 ¾と、

ニ〇光学手 ¾の 2つの出力光をそれぞれ; ϋ^ί 号に変換する ½出手と、この出手つ〇出力^ 数に Sづき ¾記光ファィバを^查する解 i幵手] ¾と

を備えたことを特 ¾とする光フ了ィバ½ ^ 。

1 7 . ^波数を ¾引したほ号を光号に変換した後光ファイバに入射し、光フアイバ内の! 点からの S射光を^出してその周波致情報から前記障害点を特定する光ファィバ検査 i! lSにおいて、

周波数を¾引した ^ 信号にづき強度変した光を出力する強度変^光源と、この強度変調光源の出力光を前記光ファィバに入射すると共に前記光フアイバからの前記反射光を出射する光学手段と、

この光手段の出力光を^^信号に変換する検出手段と、

一定延させた周波数を掃引した前記電気信号と前記検波手段の出力信号と〇差 1¾波数に Sづき前記光ファィバを検査する解析手段と

を i えたことを特^とする光ファィバ！。

1 8 . 強度変^光源の出力光の β延 a¾しくは囚数を S引した言号の遅延を適宜選択することを W ^とする前記求 ¾ 1 7記戟の光ファィバ検查 E。

1 9 . E ZO変挽器と、こ〇E ZO変投器をする駆勛回路と、記 E ZO変換器の光強度を変する変 ^号を出力する変^信号発生器と、この変^信号発生 O出力を分岐する分 El^と、 ΰ d E Z〇変 ½ ^の出力光を透過させて被検査対の光ファィバに出力しその光ファィバからの¾射光を前^ E ZO変換器とは別 ^へ送過させ ΐ¾と、こ出力光を出する光 ½出と、二の光^ 出 G出力との力とをミキシングするミキサと、二のミキサの出力を周忻する波数折と、延回路を¾け単位時 i【当たりの光強度の変 ^周致の変化 ϋを ½出し^ £ノ〇^投の出力光の光強の変》¾W ¾を i≤ ί¾掃引するためを行う引 M御手] ¾を具 iiしたことを特とする光ファィバ^査！: c

2 0. 記 iffi¾S引制御手¾は、 ^ E ZO変 ^からの出力光を分岐する光分配と、この光分 E器の出力光を延させるため 0光¾波路と、この光 ¾波路の出力光を^出する光出と、この光 ½出の力と記分 E の出力とをミキシングするミ千サ上、 lii nQ ¾ ¾を出力する½ ^ と、记ミキサ〇出力と; )i¾Z¾S2:の出力との^ ^また位 .^を出する位†U比 ¾ と、こ。位祀比 ¾ の出力にり変 H ¾をする制御回路を^むことを特とする ί]記】求 ¾ 1 9記^ Q光ファイバ検^ 。

2 1 . ½記直¾¾引制御手 i¾ 、 ¾記 EZO^ ^ からの出力光を分岐する光分配器と、この光分配器》出力光を S延させるため》光 ^波路と、この光¾波路の出力光を^出する光検出器と、この光^出器の出力と前記分 K器の出力とをミキシングするミキサと、 βί知の波致信 -を出力する発振器と、前記ミキサの出力と前記 ¾振器の出力と 0周数^ たは位相差を^出する位祀比校 2 と、この位相比蛟器の出力を記する記憶装 Sと、この記^^ Ξのデータから変調周波数が直線 ¾ Iされるように前記変^^ 生器の出力を補正する制御回路を舍むことを特とする前記 ¾求項 1 9記の光ファイバ投查置。

2 2 . 前記直線掃引制御手¾は、前記 ΕΖΟ変 ½器からの出力光を強度変^する変調器と、この変調器を ffilljして光強度を変^する変調信 ¾を出力する変調信号

¾生器と、この変 ί言号発生の出力を分岐する分配器と、 ^記変^器の出力光を分岐する光分配と、この光分出力光を ill延させるための光波路と、この光波路の出力光を検出する光出と、この光検出器の出力と記分配器の出力とをミキシングするミキサと、既知の) 信号を出力する ¾振器と、前記ミキサの出力と前発 S の出力との ^または位を ½出する位相比 S器と、この位比' の出力によ:： J ^!) ¾¾¾を ¾¾引 ΜίίΟする制御回路を含むことを特とする求 ' i 1 光ファイバ ¾S !^

2 3. 的記直引^ よ、 ^ E Z〇¾!½ からの出力光を強度変調する変^; Sと、この ^ 2 を!! ¾して光 ©ώϊをする変^^ を出力する変 ,ϊΙίΓ号 ½生¾と、この ^ 生出力を分岐する分 Κ器と、こ S分配から 1 つの分岐出力を S延させるための延回路と、こ as延回路の出力と分岐出力とをミキシングするミキサと、 1¾¾ΰίϊ]ϊώ¾β号を出力する究振と、前記ミヰサ Ο出力と^記の出力と波数差または位柁^を^出する位 W比較器と、この位ヒ¾ の出力により変^周波数を E¾¾引制御する ΙΗ御回路を含むことを:^^とする前求项 1 記^の光ファィバ^^ £：。

2 4 . 記 ¾引; ¾ ：よ、 ^L! E Z O ^^ の光強^を^！する ¾^f3号を出力する変 Uili 号 ½生と、この^ 号生の出力を分 ¾する分配器と、こ分 S からの 1つの分岐出力を延させるための jliiE回路と、こ回路の出力と ½記分岐出力とをミキシングするミキサと、既知の周波数 0 "号を出力する ¾S器と、前記ミキサの出力と振 2 出力との ¾¾¾ ^または位相差を ^出する位相比蛟器と、この位相比蛟器の出力により変周波数を直引制御する制御回路を合むことを特^とする前記 ^项 1 9記¾の光ファィバ検査匿。

2 5 . 前記直線 ¾引制御手！ ¾は、前記位相比蛟の出力を記する記 tS^ilを備え、前記制御回路は前記 tS装 Sのデータにづき変調周波数が直線引されるように前記変調信号 ¾生器の出力を補正するようにしたことを特とする前記請求项 2 記載の光ファィバ½查^112。

2 6 . EZ〇変換器と、この E ZO変投器のを制御する温度制御回路と、前記 E 0変換器の駆勁 ' 流を御する '¾流制回路と、前記 Ε 〇変換器の光周致を変^する ¾¾K を出力する変^ ¾生と、前記 Ε ΖΟ変 ½!器の出力を参照用 Ο光波路と ¾測定対&への光 ¾とに分岐し参 ^fflの光¾¾¾の出力と被測定対&からの射光とを合成するマイケルソン干涉計と、前記 E Z O変投器の出力の光 Θ波 ¾を変化させた時に ¾られる干 i 号を^出する光^出^と、前記光^出器の出力を ί¾¾数^析する波 ¾解析 ' とを ίιίίίえた光ファィバ^ において、

ι 記 E / 0変換かの出力光を分岐した光を S延する S延回路を jえ、単位あたりの光 ^化を ½出し、光周 ¾の直¾¾引御を行うための it ffi引 U手^をしたことを特 ¾とする光ファィバ^^^ S。

2 7 . ¾記 ¾¾引^御 ^¾は、 ι' ^Ε Ζ Ο ^Ϊ^器からの出力を分岐する^ 1 O 光分 £ と、この^ 1の光分出力をさに分岐する 2の光分配と、この^ 2の光分 K の出力を延させるための ίΐίί3ι!ϋ1延回路としての光波路と、二 o光 ¾波¾の出力と ¾^¾2ο光分 a 力を合波する光合波と、この光合波器の出力を ½出する光出と、知の^波 ¾信号を出力する ¾ίδ器と、前 ^光 ½出器の出力号との山力との周致^または位を検出する ii相 ½出器と、この位相比' の出力にづき^ j記 EZ〇変换器の光周波数

¾生¾の出力と御回路の出力とを ι)ΰ記制御回路に与え前^ ΕΖΟ変換; SO出力光 Ο光^ ¾を ίϊρするように^成したことを特 ¾とする前記^求项 2 G§1 ^の光ファイバ^ ^ 。

28. 前記直線 ¾引制御手 ¾は、 Μ記 ΕΖΟ変 Hからの出力を分岐する^ 1の光分配器と、この^ 1の光分配;]：)の出力をさらに分岐する^ 2の光分配器と、この ¾ 2の光分配 ¾〇出力を S延させるための前記 S延回路としての光波路と、この光導波路の出力と前記第 2の光分配器の出力を合波する光合波器と、この光合波器の出力を ½出する光検出器と、既知の周波数信号を出力する発振器と、前記光検出器の出力信号と前記発振器の出力信号との周波数差または位相差を検出する位相検出器と、この位相比較器の出力に Sづき前記 ΕΖΟ変換器の光周波数を直線掃引制御する制御回路とを備え、

前記変調信号発生; ¾の出力と前記 j御回路の出力とを前記温度;i u回路に与え前記 E 〇変換器 O出力光 O光周 ¾数を制御するよ όに祸成したことを特徴とする前記 ¾求¾ 2 6記^の光ファィバ^査 Ε：。

2 9. 前記直線 }引制御手] ¾は、前 ^ΕΖΟ変換からの出力を分岐する第 1の光分配と、この光分配の出力をさらに分岐する^ 2の光分配と、こ ^ 2の光分 K の出力を J 延させるための ½記 S延回路としての光 ¾波路と、こ 0光 ¾波路の出力と 2の光分の出力を合波する光合波器と、この光合波器の出力を^出する光検出と、 iii aの w¾¾信号を出力すると、前光 ¾出の出力号との出力との周波また:よ位 ¾差を検出する位相 ½出器と、この位祀比½ の出力にづき前記 ΕΖ〇変換器の光周波数を直引制御する制御回路とを ¾え、

¾ 変 ¾発生 SO出力を^;! ;！^制御回に与えて前記 ΕΖΟ変換の温 3：を^ し、 ¾記; ί;ΐ]御回 ¾の出力を ^¾2流; iiiJ l 路に与えて前 3己 E/〇変換器の出力光 0 ¾ ¾を制御するように祸成したことを特とする求项 26 ^^の光ファイバ ½査 E_c

30. 記! 引、 ι ¾ΕΖ〇¾お^ ίからの出力を分岐する^ 1の光分配器と、この^ 1の光分 ffi の出力をさらに分岐する^ 2の光分配と、こ ^ 2ΰ光分出力を JM延させるため延回路としての光 ¾ί 路と、この光波路の出力と ; の光公 Κ の出力を合する光合波と、この光合波の出力を ½出する光 ½出と、 ^知の数信号を出力する発振器と、前 ^光 ¾出器 O出力号との出力 ί! "号との闳波数差または位相差を ½出する位相出器と、この位 ¾比 ¾ の出力に^づき前記 Ε/〇変換の光周波数を直線引制御する制御回路とを 1 ^:え、

ί¾記変調信号発生の出力を前記 ¾流制御回路に与えて前記 ΕΖΟ変器の駆 ilTii流を変調し、前記制御回路の出力を前記度制御回路に与えて前記 E 0変換器出力光の光周波数を制御するように成したことを特徴とする前記 ¾求項

26記战の光ファイバ検杏 ^。

31. 前記直線 β引制御手段は、 ¾記 ΕΖΟ変換からの出力を分岐する第 1の光分配器と、この第 1の光分配器の出力をさらに分岐する第 2の光分配器と、この第 2の光分配器の出力を SiiEさせるための Μ^ώ!延回路としての光波路と、この光¾波路の出力と前^^ 2の光分配器の出力を合波する光合波器と、この光合波の出力を^出する光^出と、知の & ¾信号を出力する ¾ 器と、前記光 ½出器の出力信号と前記 ¾振 O出力 ίί¾との周波数差または位相差を検出する位相^出器と、この位^比' ¾の出力を ^'ί する記 tSi!S!と、この記装置に βづき前^ E_ 〇変換器の光^ が ^ ¾引されるように前記変 H信号発^^の出力を 5正する: 回路とを ί¾えたことを特とする前記求¾2 G記 ^ 光ファイバ ½^ S_c

32. 己直線 )引手 ¾は、記変投からの出力を分岐する 1の光分配器と、この笫光分配出力をさらに分岐する^ 2の光分 K器と、この^ 2の光分 K の出力を iSiiliさせるための ffi^il延回路としての光 ¾ϊ波路と、こ〇光路の出力と ^ί 2の光分の出力を合波する光合と、この光合器の出力を^出する光^出と、既知の ¾波¾信 Sを出力する発振器と、前記光検出器の出力号と ¾記¾ の出力号との周 ¾差また:よ位相^を^出する位相裣出器と、この位比 ¾ の出力:こづき fifj記 ! /〇変換; ¾の光周数を ¾引制御する制御回¾と、 i 生^の出力り返しに同期し始と^止を行うためのを回路に与える同期回路を ffiえたことを特¾とする前記求项 2 6 ^ 光フ 7ィバ ^装 S。

83. —記 ffi'jl制手 :よ、 ΰίί記 Z〇¾i ^からの出力を分岐する ¾1の光分配と、この^ 1 ΰ光分 K の出力をさらに分岐する^ 2の光分 E と、こ 2の光分器 O出力を i! ^すると共に光の^向を; するための ¾ 保持光フアイバと、こ O光 ¾¾¾の出力と ½記^ 2の光分配器の出力を合波する光合波器と、この光合波器の出力を出する光 ½出器と、既知の周波数^号を出力する発振器と、前記光^出の出力信号と ¾記¾振 ¾の出力号との周波数差または位相差を^出する位相検出器と、この位 ffl比铰器の出力に Sづき前記 ΕΖΟ変換器光周波数を E¾掃引制御する制御回路とをえたことを特^とする前記 ¾求項 26記載の光ファィバ査置。

34. 記直線掃引制御手 ¾は、前記 EZO変換器の出力を位 ½変調する位相変調器と、前記 EZO変換器からの出力を分岐する ^1の光分配器と、この第 1の光分配器の出力をさらに分岐する^ 2の光分配と、この' 2の光分配器の出力を a延させるための前^ s延回路としての光路と、この光 ¾波路の出力と前記^ 2の光分配の出力を合¾する光合波器と、この光合の出力を ½出する光出器と、既知の号を出力すると、前記光検出器の出力信号と

^記発很器の出力 ί言号との ¾数 ^または位 J を ½出する位出と、この ώ相比較 Sの出力にづき前^位相変 ο出力の光周波致を s¾S引制御する ^^回路とを ϋえたことを HSとする KJXI2 G記— の光ファィバ^査^ S_c