JPH10148596A - Light reflection measurement circuit - Google Patents

Light reflection measurement circuit

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JPH10148596A
JPH10148596A JP30536796A JP30536796A JPH10148596A JP H10148596 A JPH10148596 A JP H10148596A JP 30536796 A JP30536796 A JP 30536796A JP 30536796 A JP30536796 A JP 30536796A JP H10148596 A JPH10148596 A JP H10148596A
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JP
Japan
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optical
light
frequency
output
measured
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JP30536796A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukitsugu Tsuji
幸嗣 辻
Tsuneo Horiguchi
常雄 堀口
Kazuo Hotate
和夫 保立
Takashi Saida
隆志 才田
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NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 干渉性の低い光源や光周波数間隔の大きな光
源でも長尺光ファイバの測定が可能で、光源の応答遅延
の影響を除去してより高精度な測定の可能な光反射測定
回路を提供する。 【解決手段】 光波コヒーレンス関数の合成を利用した
リフレクトメトリ(OCDR)を用いる。レーザ11は
光パルスを出力する光源で、出力されるパルス間隔はΔ
T,光パルス幅はΔt,第i番目の光パルスの光周波数
はfiである。光周波数の切り替えの際は、レーザ出力
が安定してから測定光が出力されるように光スイッチな
どで制御し、レーザ11の光周波数変調の過渡的な部分
をマスクする。レーザ11の出力光は光カプラ4によっ
て参照光および測定光に分岐される。測定光は測定対象
である被測定光部品3に導かれ、この被測定光部品3で
反射されたのち、光カプラ4で反射光が取り出される。
この反射光と光カプラ4から出力される参照光とのビー
ト信号が光受信器2に受信される。
[PROBLEMS] To measure a long optical fiber even with a light source having a low coherence or a light source having a large optical frequency interval, and removing the influence of a response delay of the light source, thereby enabling more accurate measurement. A light reflection measurement circuit is provided. SOLUTION: Reflectometry (OCDR) using synthesis of a light wave coherence function is used. The laser 11 is a light source that outputs an optical pulse, and the output pulse interval is Δ
T, the optical pulse width is Δt, and the optical frequency of the i-th optical pulse is fi. When the optical frequency is switched, control is performed by an optical switch or the like so that the measurement light is output after the laser output is stabilized, and a transitional portion of the optical frequency modulation of the laser 11 is masked. The output light of the laser 11 is split by the optical coupler 4 into reference light and measurement light. The measuring light is guided to the measured optical component 3 to be measured, reflected by the measured optical component 3, and then the reflected light is extracted by the optical coupler 4.
A beat signal between the reflected light and the reference light output from the optical coupler 4 is received by the optical receiver 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光部品や光伝送路
などの光反射特性を測定するのに好適な光反射測定回路
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light reflection measuring circuit suitable for measuring light reflection characteristics of an optical component, an optical transmission line, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信伝送路を非破壊に監視,診断,保
守するために、光ファイバの長手方向の損失分布や、遠
方にある光デバイスの反射特性を高い距離分解能で測定
する手法が求められている。こうした測定手法の一つ
に、文献『光波コヒーレンス関数の合成によるリフレク
トメトリー - 位相変調によるコヒーレンス関数の掃引
-、才田隆志,保立和夫、信学技報、OPE94−2、
1994』に開示された「光波コヒーレンス関数の合成
を利用したリフレクトメトリ」(以下、OCDRと呼
ぶ)がある。この手法は機械的可動部分を要せずなお且
つ数値処理が不要であるなどの特徴を有している。
2. Description of the Related Art In order to non-destructively monitor, diagnose, and maintain an optical communication transmission line, there is a need for a method of measuring a loss distribution in a longitudinal direction of an optical fiber and a reflection characteristic of a remote optical device with a high distance resolution. Have been. One such measurement technique is the literature "Reflectometry by combining lightwave coherence functions-sweeping coherence functions by phase modulation.
-, Takashi Saida, Kazuo Hotate, IEICE Technical Report, OPE94-2,
1994, "Reflectometry using synthesis of lightwave coherence function" (hereinafter referred to as OCDR). This method has features such as not requiring a mechanically movable part and not requiring numerical processing.

【0003】図29にOCDRの手法を用いた光反射測
定回路の基本構成を示す。同図に示すように、光反射測
定回路はレーザ1,光受信器2,被測定光部品3,光カ
プラ4で構成される。レーザ1は光周波数が可変の光源
であり、時間間隔ΔT毎にレーザ1の光周波数fiが fi=f0+ai・Δf ……(1) となるように切り替える。ただし、 i=1,2,…,N(N:自然数)、 f0:光周波数、 ai:整数、 Δf:光周波数間隔 である。また、(1)式のaiは 0,±1,±2,
…, の値をとり、光周波数「f(t)−f0」は例え
ば図30に示されるように 0→Δf→−Δf→2Δf
→−2Δf→3Δf→ … のごとく切り替えられてゆ
く。
FIG. 29 shows a basic configuration of a light reflection measuring circuit using the OCDR technique. As shown in the figure, the light reflection measuring circuit includes a laser 1, an optical receiver 2, an optical component under test 3, and an optical coupler 4. The laser 1 is a light source whose optical frequency is variable, and switches so that the optical frequency fi of the laser 1 becomes fi = f0 + ai · Δf (1) at every time interval ΔT. Here, i = 1, 2,..., N (N: natural number), f0: optical frequency, ai: integer, Δf: optical frequency interval. Ai in the expression (1) is 0, ± 1, ± 2,
.., And the optical frequency “f (t) −f0” is, for example, 0 → Δf → −Δf → 2Δf as shown in FIG.
→ −2Δf → 3Δf →...

【0004】このとき、参照光と反射光の遅延時間差τ
に対し、これら2光波の可干渉性を示す光波コヒーレン
ス関数γ(τ)は、
At this time, the delay time difference τ between the reference light and the reflected light
On the other hand, the light wave coherence function γ (τ) indicating the coherence of these two light waves is

【数1】 で与えられる。この光波コヒーレンス関数γ(τ)は、 τ=m/Δf(m:整数) ……(3) の位置にピーク(コヒーレンスピーク)を持つデルタ関
数列状の形状となる。図31はこれらピークが合成され
た光波コヒーレンス関数γ(τ)を示している。
(Equation 1) Given by The light wave coherence function γ (τ) has a shape of a delta function train having a peak (coherence peak) at the position of τ = m / Δf (m: integer) (3). FIG. 31 shows a lightwave coherence function γ (τ) in which these peaks are combined.

【0005】一方、光受信器2は参照光と被測定光部品
3からの反射光とのビート信号を受信する。被測定光部
品3は光反射特性を測定したい測定対象であって、例え
ば光ファイバである。光カプラ4は測定光を被測定光部
品3へ導くほか、参照光および被測定光部品3からの反
射光を光受信器2へ導く。したがって、測定光は、被測
定光部品3に導かれたのち、この被測定光部品3からの
反射光が光カプラ4で取り出されて、参照光および反射
光が光受信器2に受信されることになる。
On the other hand, the optical receiver 2 receives a beat signal of the reference light and the reflected light from the optical component 3 to be measured. The measured optical component 3 is a measurement target whose light reflection characteristic is to be measured, and is, for example, an optical fiber. The optical coupler 4 guides the measurement light to the measured optical component 3, and also guides the reference light and the reflected light from the measured optical component 3 to the optical receiver 2. Therefore, after the measurement light is guided to the measured optical component 3, the reflected light from the measured optical component 3 is extracted by the optical coupler 4, and the reference light and the reflected light are received by the optical receiver 2. Will be.

【0006】そして、OCDRでは、コヒーレンスピー
クを合成した位置τからの反射光パワーを選択的に取り
出して、これを光受信器2の受信信号パワーとして直接
測定することができる。それには、例えば光受信器2の
出力信号を2乗検波して参照光と信号光のビート信号の
パワーPを測定すれば良く、このとき、 P∝∫R2(z)γ2(z)dz ……(4) の関係が成立する。
In the OCDR, the reflected light power from the position τ where the coherence peak is combined can be selectively extracted and directly measured as the received signal power of the optical receiver 2. For this purpose, for example, the output signal of the optical receiver 2 may be square-detected to measure the power P of the beat signal of the reference light and the signal light. At this time, P∝∫R 2 (z) γ 2 (z) dz... (4)

【0007】なお(4)式において、zは被測定光部品
3内での位置であり、R(z)は位置zに依存した反射
光強度分布である。ここで、コヒーレンスピークを合成
した位置τ以外ではγ(z)=0であるから、位置τか
らの反射光パワーだけを選択して測定することができ
る。また、光周波数間隔Δfを変化させることでコヒー
レンスピークの間隔を変化させるとともに、1次ピーク
以上のコヒーレンスピークの位置を掃引することによ
り、被測定光部品3内部の反射光パワー分布を測定する
こともできる。
In the expression (4), z is a position in the optical component 3 to be measured, and R (z) is a reflected light intensity distribution depending on the position z. Here, since γ (z) = 0 at positions other than the position τ where the coherence peak is synthesized, it is possible to select and measure only the reflected light power from the position τ. In addition, by changing the optical frequency interval Δf, the coherence peak interval is changed, and the position of the coherence peak equal to or higher than the primary peak is swept to measure the reflected light power distribution inside the optical component 3 to be measured. Can also.

【0008】さらには、図32に示されるように、図2
9の参照光路に対して光位相変調器5を付加する構成と
し、光周波数fiの切替に同期させて参照光の位相φi
を φi=2πk・ai・Δf ……(5) となるように変調する手法も知られている。このときの
コヒーレンスピークは、図33に示すように τ=k+m/Δf ……(6) の位置に合成される。したがって、このkの値を変化さ
せてコヒーレンスピークの位置をピーク間隔一定のまま
に掃引すれば、被測定光部品3内部の反射光パワー分布
を測定することができる。以上のように、OCDRによ
れば、機械的可動部分や数値処理なしに被測定光部品3
内部の特定箇所における反射光や全長にわたる反射光分
布を観測できるのである。
Further, as shown in FIG.
9, the optical phase modulator 5 is added to the reference optical path 9, and the phase φi of the reference light is synchronized with the switching of the optical frequency fi.
Is also known to modulate φi = 2πk · ai · Δf (5). The coherence peak at this time is synthesized at the position of τ = k + m / Δf (6) as shown in FIG. Therefore, by changing the value of k and sweeping the position of the coherence peak while keeping the peak interval constant, the reflected light power distribution inside the measured optical component 3 can be measured. As described above, according to the OCDR, the measured optical component 3 can be used without any mechanically movable parts or numerical processing.
It is possible to observe the reflected light at a specific location inside and the reflected light distribution over the entire length.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のOC
DRでは測定範囲について以下に述べるような種々の問
題があった。 (1)広い範囲を測定するためには可干渉性の良い光源
を必要とする。本測定法では参照光と反射光が可干渉で
なければならない。すなわち、レーザ1の出力光のコヒ
ーレンス時間をτcとしたとき、遅延時間差τはτ<τ
cでなければならない。したがって、例えば光ファイバ
の遠端の反射光を測定する場合には、被測定光ファイバ
長が長くなるにつれて遅延時間差τが大きくなるから、
より可干渉性の良い光源が必要となる。
However, the conventional OC
The DR has various problems with respect to the measurement range as described below. (1) To measure a wide range, a light source having good coherence is required. In this measurement method, the reference light and the reflected light must be coherent. That is, when the coherence time of the output light of the laser 1 is τc, the delay time difference τ is τ <τ
must be c. Therefore, for example, when measuring the reflected light at the far end of the optical fiber, the delay time difference τ increases as the measured optical fiber length increases,
A light source with better coherence is required.

【0010】(2)測定範囲が光周波数間隔Δfに反比
例する値で制限される。いま、図34に示すように遅延
時間がそれぞれτA,τBとなる光ファイバ中の反射
A,反射Bを測定する場合について考える。この場合、
反射Aを測定するためにはコヒーレンスピークをτ=τ
Aの位置に合成すれば良い。しかし、合成されたコヒー
レンスピークに隣接するコヒーレンスピークも同時に存
在することから、 τB=τA+1/Δf ……(7) のときには、反射Aと反射Bの反射光パワーの和が測定
されてしまい、これら両者を分離することができない。
このため、測定範囲が広くなるにつれて、光周波数間隔
Δfをより小さくできる光源が必要となってくる。
(2) The measurement range is limited by a value inversely proportional to the optical frequency interval Δf. Now, consider a case where the reflections A and B in the optical fiber whose delay times are τA and τB are measured as shown in FIG. in this case,
To measure the reflection A, set the coherence peak to τ = τ
What is necessary is just to combine at the position of A. However, since a coherence peak adjacent to the synthesized coherence peak also exists at the same time, when τB = τA + 1 / Δf (7), the sum of the reflected light powers of the reflection A and the reflection B is measured. The two cannot be separated.
For this reason, as the measurement range becomes wider, a light source capable of making the optical frequency interval Δf smaller becomes necessary.

【0011】(3)光源の応答遅延によって測定精度が
劣化する。光周波数を切り替えた直後には光源の応答の
遅れによって強度変動や周波数変動が発生するが、この
とき、従来の光反射測定回路では反射光パワーや反射位
置の測定精度が劣化してしまうという問題があった。以
上のように、通信ケーブルに用いられる長尺光ファイバ
などに対してOCDRを適用するには、光源の特性に対
する要求が厳しくなるという問題があった。
(3) Measurement accuracy is degraded due to a response delay of the light source. Immediately after switching the optical frequency, intensity fluctuations and frequency fluctuations occur due to a delay in the response of the light source. At this time, the conventional optical reflection measurement circuit deteriorates the measurement accuracy of the reflected light power and the reflected position. was there. As described above, when OCDR is applied to a long optical fiber or the like used for a communication cable, there is a problem that the requirements for the characteristics of the light source become strict.

【0012】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
あり、以下の特徴を有する光反射測定回路を提供するこ
とを目的とするものである。 (1)干渉性が低い光源を用いた場合であっても、測定
可能距離が光源の可干渉距離に制限されず、長尺光ファ
イバの測定を可能とする。 (2)光周波数間隔Δfの大きな光源を用いた場合であ
っても、長尺光ファイバの測定を可能とする。 (3)光源の応答遅延の影響を除去して、より高精度な
測定を可能とする。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a light reflection measuring circuit having the following features. (1) Even when a light source having low coherence is used, the measurable distance is not limited to the coherent distance of the light source, and a long optical fiber can be measured. (2) Even when a light source having a large optical frequency interval Δf is used, long optical fibers can be measured. (3) Eliminating the influence of the response delay of the light source enables more accurate measurement.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、請求項1記載の発明は、光周波数可変光出力手段
と、前記光周波数可変光出力手段の出力光を参照光と被
測定光部品への測定光とに分岐する第1の光分岐手段
と、前記被測定光部品からの反射光を取り出す第2の光
分岐手段と、該第2の光分岐手段により取り出された反
射光と前記参照光の2光波間のビート信号を受信する光
受信器とを有し、前記光周波数可変光出力手段が、時間
間隔ΔTで前記出力光の光周波数fiを fi=f0+
ai・Δfただし、i=1,2,…,N(整数)、f
0:光周波数、ai:整数、Δf:光周波数間隔、に従
って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒーレント関数
を合成する光反射測定回路において、前記光周波数可変
光出力手段は、時間間隔ΔT,光パルス幅Δtで光周波
数fiの光パルスを前記出力光として出力することを特
徴としている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises an optical frequency variable optical output means, and an output light from the optical frequency variable optical output means, which is used as a reference light and a measured light. First light branching means for branching into measurement light to an optical component, second light branching means for extracting reflected light from the measured optical component, and reflected light extracted by the second light branching means And an optical receiver for receiving a beat signal between two lightwaves of the reference light, wherein the optical frequency variable optical output means changes the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT by fi = f0 +
ai · Δf where i = 1, 2,..., N (integer), f
0: an optical frequency, ai: an integer, and Δf: an optical frequency interval, in an optical reflection measurement circuit that synthesizes a lightwave coherent function in a delta function sequence, wherein the optical frequency variable optical output means includes a time interval ΔT, an optical pulse An optical pulse having a width Δt and an optical frequency fi is output as the output light.

【0014】また、請求項2記載の発明は、請求項1記
載の発明において、前記光パルス幅Δtと前記光周波数
間隔ΔfをΔt<2/Δfに設定したことを特徴として
いる。また、請求項3記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記参照光の位相φiを φi=2πk・
ai・Δf に変調する光位相変調器を前記第1の光分
岐手段より前記光受信器に至る参照光路に付加し、前記
光パルス幅Δtと前記光周波数間隔Δfを2Δt<1/
Δfに設定したことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δf are set to Δt <2 / Δf. The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1, wherein the phase φi of the reference light is φi = 2πk ·
an optical phase modulator that modulates the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δf from the first optical branching unit to the optical receiver is set to 2Δt <1/2.
It is characterized by being set to Δf.

【0015】また、請求項4記載の発明は、請求項1〜
3の何れかの項記載の発明において、遅延τdを与える
第1の光遅延素子を前記第1の光分岐手段より前記光受
信器に至る参照光路に付加し、前記参照光および前記被
測定光部品内の注目する箇所からの反射光の2光波間の
遅延時間差τと、前記光周波数可変光出力手段の出力光
のコヒーレンス時間τcとがτ<τcを満足する値に前
記遅延τdを設定したことを特徴としている。
The invention described in claim 4 is the first invention.
3. The invention according to claim 3, wherein a first optical delay element for giving a delay τd is added to a reference optical path from the first optical branching unit to the optical receiver, and the reference light and the light to be measured are added. The delay τd is set to a value that satisfies τ <τc between the delay time difference τ between two light waves of reflected light from a point of interest in the component and the coherence time τc of the output light of the optical frequency variable optical output means. It is characterized by:

【0016】また、請求項5記載の発明は、請求項1〜
3の何れかの項記載の発明において、光波が一周回する
毎に一定の遅延と一定の周波数シフトを与える光周回路
を有する第1の周波数変換リング回路を、前記第1の光
分岐手段より前記光受信器に至る参照光路に付加したこ
とを特徴としている。また、請求項6記載の発明は、請
求項1〜3の何れかの項記載の発明において、前記光周
波数可変光出力手段は、光周波数一定の光パルスを出力
する光源と、該光源の出力光を入力とし、光波が一周回
する毎に一定の遅延と一定の周波数シフトを与える光周
回路を有する第2の周波数変換リング回路とを有するこ
とを特徴としている。
Further, the invention described in claim 5 is the same as that in claim 1.
3. The invention according to claim 3, wherein a first frequency conversion ring circuit having an optical circuit for providing a constant delay and a constant frequency shift every time the light wave makes one round is provided by the first optical branching means. It is characterized in that it is added to a reference optical path leading to the optical receiver. According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the optical frequency variable optical output means includes a light source that outputs a light pulse having a constant optical frequency, and an output of the light source. It is characterized by having a second frequency conversion ring circuit having an optical circuit for inputting light and providing a constant delay and a constant frequency shift every time the light wave makes one round.

【0017】また、請求項7記載の発明は、請求項5又
は6記載の発明において、前記光周回路を一周回するの
に要する周回遅延時間ΔT’を前記出力光のコヒーレン
ス時間τcに対してΔT’<2τcに設定したことを特
徴としている。また、請求項8記載の発明は、請求項5
〜7の何れかの項記載の発明において、前記光周回路を
一周回するのに要する周回遅延時間ΔT’を前記出力光
の光パルス幅Δtに対してΔT’<2Δtに設定したこ
とを特徴としている。また、請求項9記載の発明は、請
求項5記載の発明において、前記参照光および前記被測
定光部品からの反射光の2光波間の遅延時間差の最大値
τM,前記時間間隔ΔT,前記光パルス幅Δtをそれぞ
れΔT>τM+Δtに設定したことを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the fifth or the sixth aspect of the present invention, the round delay time ΔT ′ required to make one round of the optical loop circuit is defined with respect to the coherence time τc of the output light. It is characterized in that ΔT ′ <2τc is set. The invention according to claim 8 is the same as the invention according to claim 5.
7. The invention according to any one of items 7 to 7, wherein a circulating delay time ΔT ′ required to make one round of the optical circuit is set to ΔT ′ <2Δt with respect to an optical pulse width Δt of the output light. And The invention according to claim 9 is the invention according to claim 5, wherein the maximum value τM of the delay time difference between the two light waves of the reference light and the reflected light from the measured optical component, the time interval ΔT, the light The pulse width Δt is set so that ΔT> τM + Δt.

【0018】また、請求項10記載の発明は、光周波数
可変光出力手段と、前記光周波数可変光出力手段の出力
光を参照光と被測定光部品への測定光とに分岐する第1
の光分岐手段と、前記被測定光部品からの反射光を取り
出す第2の光分岐手段と、該第2の光分岐手段により取
り出された反射光と前記参照光の2光波間のビート信号
を受信する光受信器とを有し、前記光周波数可変光出力
手段が、時間間隔ΔTで前記出力光の光周波数fiを
fi=f0+ai・Δf ただし、i=1,2,…,N
(整数)、f0:光周波数、ai:整数、Δf:光周波
数間隔、に従って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒ
ーレント関数を合成する光反射測定回路において、光波
が一周回する毎に一定の遅延と一定の周波数シフトを与
える光周回路を有する第1の周波数変換リング回路を、
前記第1の光分岐手段より前記光受信器に至る参照光路
に付加したことを特徴としている。
According to a tenth aspect of the present invention, there is provided the optical frequency variable optical output means, and the first light that branches the output light of the optical frequency variable optical output means into reference light and measurement light to the optical component to be measured.
Optical branching means, second optical branching means for extracting reflected light from the measured optical component, and a beat signal between the reflected light extracted by the second optical branching means and the two lightwaves of the reference light. An optical receiver for receiving, wherein the optical frequency variable optical output means changes the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT.
fi = f0 + ai · Δf where i = 1, 2,..., N
(Integer), f0: optical frequency, ai: integer, Δf: optical frequency interval, in a light reflection measurement circuit that synthesizes a lightwave coherent function in the form of a delta function sequence, with a constant delay every time the lightwave makes one round A first frequency conversion ring circuit having an optical circuit for providing a constant frequency shift,
It is characterized in that it is added to a reference optical path from the first optical branching means to the optical receiver.

【0019】また、請求項11記載の発明は、請求項5
〜10の何れかの項記載の発明において、前記各周波数
変換リング回路は、光波を一方向に周回させる光リング
回路と、前記光リング回路に前記光波を入力する光入力
手段と、前記光リング回路から光波を取り出す第3の光
分岐手段と、前記光リング回路の周回時間を調整する第
2の光遅延素子と、前記光リング回路を周回する周回光
に周波数シフトを与える周波数シフタと、前記周回光を
断続する光スイッチと、前記周回光の損失を補償する光
増幅器とを有することを特徴としている。
The invention according to claim 11 is the invention according to claim 5
11. The invention according to any one of items 10 to 10, wherein each of the frequency conversion ring circuits includes: an optical ring circuit that circulates a light wave in one direction; an optical input unit that inputs the light wave to the optical ring circuit; A third optical branching means for extracting a light wave from a circuit, a second optical delay element for adjusting a circulating time of the optical ring circuit, a frequency shifter for applying a frequency shift to circulating light circulating the optical ring circuit, It is characterized by having an optical switch for intermittently circulating light and an optical amplifier for compensating for the loss of the circulating light.

【0020】また、請求項12記載の発明は、光周波数
可変光出力手段と、前記光周波数可変光出力手段の出力
光を参照光と被測定光部品への測定光とに分岐する第1
の光分岐手段と、前記被測定光部品からの反射光を取り
出す第2の光分岐手段と、該第2の光分岐手段により取
り出された反射光と前記参照光の2光波間のビート信号
を受信する光受信器とを有し、前記光周波数可変光出力
手段が、時間間隔ΔTで前記出力光の光周波数fiを
fi=f0+ai・Δf ただし、i=1,2,…,N
(整数)、f0:光周波数、ai:整数、Δf:光周波
数間隔、に従って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒ
ーレント関数を合成する光反射測定回路において、遅延
τdを与える第1の光遅延素子を前記第1の光分岐手段
より前記光受信器に至る参照光路に付加し、前記参照光
および前記被測定光部品内の注目する箇所からの反射光
の2光波間の遅延時間差τと、前記光周波数可変光出力
手段の出力光のコヒーレンス時間τcとがτ<τcを満
足する値に前記遅延τdを設定したことを特徴としてい
る。また、請求項13記載の発明は、請求項1,10,
12の何れかの項記載の発明において、前記参照光の位
相φiを φi=2πk・ai・Δf に変調する光位相
変調器を前記第1の光分岐手段より前記光受信器に至る
参照光路に付加したことを特徴としている。
According to a twelfth aspect of the present invention, there is provided the optical frequency variable optical output means, and the output light of the optical frequency variable optical output means is branched into reference light and measurement light to the optical component to be measured.
Optical branching means, second optical branching means for extracting reflected light from the measured optical component, and a beat signal between the reflected light extracted by the second optical branching means and the two lightwaves of the reference light. An optical receiver for receiving, wherein the optical frequency variable optical output means changes the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT.
fi = f0 + ai · Δf where i = 1, 2,..., N
(Integer), f0: optical frequency, ai: integer, Δf: optical frequency interval, a first optical delay element that gives a delay τd in an optical reflection measurement circuit that synthesizes a lightwave coherent function in a delta function sequence by switching A delay time difference τ between two light waves of the reference light and the reflected light from a point of interest in the optical component under test, which is added to a reference light path from the first light branching means to the optical receiver; The delay τd is set so that the coherence time τc of the output light of the frequency variable light output means satisfies τ <τc. The invention according to claim 13 is based on claims 1, 10, and
13. The invention according to claim 12, wherein an optical phase modulator for modulating the phase φi of the reference light to φi = 2πk · ai · Δf is provided on the reference light path from the first optical branching unit to the optical receiver. It is characterized by being added.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の各
実施形態について説明する。 〔第1実施形態(請求項1〜2)〕図1は本実施形態に
よる光反射測定回路の構成を示すブロック図であり、同
図において図29と同じ構成要素については同一の符号
を付してその説明を省略する。さて、図1に示すレーザ
11は光パルスを出力する光源であって、そのパルス間
隔はΔT,光パルス幅はΔt,第i番目(i:自然数)
の光パルスの光周波数はfiである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment (Claims 1 and 2)] FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to the present embodiment. In FIG. 1, the same components as those in FIG. The description is omitted. The laser 11 shown in FIG. 1 is a light source that outputs an optical pulse. The pulse interval is ΔT, the optical pulse width is Δt, and the ith (i: natural number)
Has an optical frequency of fi.

【0022】本実施形態では、参照光に対して時間τ
(>0)だけ遅延した光周波数fiの反射光と、光周波
数fiの参照光とのビート信号を光受信器2を用いて測
定する。なお、当該ビート信号以外の互いに周波数が異
なる2光波のビート信号は、光受信器2の後段でフィル
タ(図示省略)などによって除去するものとし、以下の
説明では無視している。このとき、遅延時間τが以下の
条件を満たす位置からの反射光パワーが測定される。
In the present embodiment, the time τ
The beat signal of the reflected light of the optical frequency fi delayed by (> 0) and the beat signal of the reference light of the optical frequency fi are measured using the optical receiver 2. Note that beat signals of two light waves having frequencies different from each other, other than the beat signal, are removed by a filter (not shown) at the subsequent stage of the optical receiver 2 and are ignored in the following description. At this time, the reflected light power from the position where the delay time τ satisfies the following condition is measured.

【0023】遅延時間τが光パルス幅Δtよりも小さ
い(τ<Δt)。この条件を満足する場合、図2に示す
ように光周波数fiの参照光と光周波数fiの反射光が
時間軸上で重なる。なお、これ以後、2光波が時間軸上
で重なる遅延時間τの範囲を「パルスウィンドウ」と呼
ぶ。 遅延時間τがレーザ11のコヒーレンス時間τcより
小さい(τ<τc)。 遅延時間τの位置にコヒーレンスピークが合成される
(τ=m/Δf)。
The delay time τ is smaller than the optical pulse width Δt (τ <Δt). When this condition is satisfied, the reference light of the optical frequency fi and the reflected light of the optical frequency fi overlap on the time axis as shown in FIG. Hereinafter, the range of the delay time τ where the two light waves overlap on the time axis is referred to as a “pulse window”. The delay time τ is smaller than the coherence time τc of the laser 11 (τ <τc). A coherence peak is synthesized at the position of the delay time τ (τ = m / Δf).

【0024】本実施形態ではレーザ出力光を光パルス化
しており、こうすることで、レーザ周波数変調の過渡特
性の望ましくない部分をマスクできる。すなわち、例え
ばレーザ周波数切替によって測定光パワーが変動すると
きに反射光パワーの測定精度は劣化するが、レーザ出力
が安定した部分だけを外部光スイッチ(図示省略)など
で切り出して測定を行えば、精度の良い反射光パワーの
測定が可能となる。
In the present embodiment, the laser output light is converted into an optical pulse, whereby an undesired portion of the transient characteristic of laser frequency modulation can be masked. That is, for example, when the measurement light power fluctuates due to laser frequency switching, the measurement accuracy of the reflected light power deteriorates, but if only the portion where the laser output is stabilized is cut out with an external optical switch (not shown) or the like, measurement is performed. Accurate measurement of the reflected light power becomes possible.

【0025】ここで、光パルス幅Δtと光周波数間隔Δ
fを Δt<2/Δf となるように設定すれば、2次以
上のコヒーレンスピークの寄与を除去できる。図3はパ
ルスウィンドウとコヒーレンスピークの関係を示してお
り、図示したように、1/Δf<Δt<2/Δfとすれ
ば、2次以上のコヒーレンスピークのクロストークなし
に、τ=1/Δfの位置にある反射を測定できる。
Here, the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δ
If f is set to be Δt <2 / Δf, it is possible to remove the contribution of the coherence peak of the second or higher order. FIG. 3 shows the relationship between the pulse window and the coherence peak. As shown, if 1 / Δf <Δt <2 / Δf, τ = 1 / Δf without crosstalk of the coherence peak of the second order or higher. The reflection at the position can be measured.

【0026】〔第2実施形態(請求項3,13)〕図4
は本実施形態による光反射測定回路の構成を示すブロッ
ク図であり、同図において図1もしくは図32と同じ構
成要素については同一の符号を付してその説明を省略す
る。図示したように、本実施形態では図1の構成の参照
光路に光位相変調器5を付加した構成である。したがっ
て、従来技術で説明したのと同様に、参照光の位相φi
は上述した(5)式で変調されるとともに、コヒーレン
スピークは上述した(6)式の位置に合成される。つま
り、 φi=2πk・ai・Δf であり、 τ=k+m/Δf である。
[Second Embodiment (Claims 3 and 13)] FIG.
Is a block diagram showing the configuration of the light reflection measurement circuit according to the present embodiment. In the figure, the same components as those in FIG. 1 or FIG. 32 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown, the present embodiment has a configuration in which an optical phase modulator 5 is added to the reference optical path of the configuration of FIG. Therefore, as described in the prior art, the phase φi
Is modulated by the above equation (5), and the coherence peak is synthesized at the position of the above equation (6). That is, φi = 2πk · ai · Δf, and τ = k + m / Δf.

【0027】本実施形態では、遅延時間τが以下の条件
を満たす位置からの反射光パワーが測定される。 遅延時間τが(図5に示す)パルスウィンドウ内にあ
る(|τ|<Δt)。 遅延時間τがレーザ11のコヒーレンス時間τcより
小さい(τ<τc)。 遅延時間τの位置にコヒーレンスピークが合成される
(τ=k+m/Δf)。本実施形態でもレーザ出力光を
光パルス化しており、レーザ周波数変調の過渡特性の望
ましくない部分をマスクすることで、精度の良い反射光
パワー測定が可能となる。ここで、図5はコヒーレンス
ピークの位置とパルスウィンドウの関係を示しており、
図示したように、コヒーレンスピークは等間隔1/Δf
で合成され、kの値を変えることでピーク位置が掃引さ
れる。
In this embodiment, the reflected light power from the position where the delay time τ satisfies the following condition is measured. The delay time τ is within the pulse window (shown in FIG. 5) (| τ | <Δt). The delay time τ is smaller than the coherence time τc of the laser 11 (τ <τc). A coherence peak is synthesized at the position of the delay time τ (τ = k + m / Δf). Also in the present embodiment, the laser output light is converted into an optical pulse, and by masking an undesired portion of the transient characteristics of the laser frequency modulation, it becomes possible to measure the reflected light power with high accuracy. Here, FIG. 5 shows the relationship between the position of the coherence peak and the pulse window.
As shown, the coherence peaks are equally spaced 1 / Δf
The peak position is swept by changing the value of k.

【0028】同図にあるように、パルスウィンドウは遅
延時間τ=0を中心とした幅「2Δt」の範囲にある。
したがって、光パルス幅Δtを2Δt<1/Δfとなる
ように設定すれば、m次のコヒーレンスピークの位置に
ある反射光を他の次数のコヒーレンスピークのクロスト
ークなしに測定することができる。以上のように、本実
施形態では、光パルスによって設定されるパルスウィン
ドウを用いて測定範囲を粗く切り出した後に、コヒーレ
ンスピークを掃引してより精密に測定位置を特定するこ
とで、次数の異なるコヒーレンスピークのクロストーク
なしに被測定光部品3の内部の反射光分布を測定でき
る。
As shown in the figure, the pulse window is in a range of a width “2Δt” centered on the delay time τ = 0.
Therefore, if the optical pulse width Δt is set so as to satisfy 2Δt <1 / Δf, the reflected light at the position of the m-th order coherence peak can be measured without crosstalk of other order coherence peaks. As described above, in the present embodiment, after the measurement range is roughly cut out using the pulse window set by the optical pulse, the coherence peak is swept, and the measurement position is specified more precisely. The reflected light distribution inside the measured optical component 3 can be measured without peak crosstalk.

【0029】〔第3実施形態(請求項4,12,1
3)〕図6は本実施形態による光反射測定回路の構成を
示すブロック図であり、同図において図29と同じ構成
要素については同一の符号を付してその説明を省略す
る。さて、図6に示されるように、本実施形態では図2
9の参照光路に遅延光ファイバ12を付加した構成であ
る。そして、被測定光部品3の内部の注目する箇所の反
射を測定するために、参照光と反射光の遅延時間差τが
τ<τcとなるように遅延光ファイバ長を設定する。こ
のとき、注目する箇所に応じて遅延光ファイバ長を切り
替えることで遠方の反射光分布測定が可能となる。その
ため、例えば長尺光ファイバの遠端の反射を測定する場
合に、従来は可干渉性の良い光源を必要としていたの
が、本実施形態では光源の可干渉性が低くとも良くな
る。
[Third Embodiment (Claims 4, 12, 1)
3)] FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the light reflection measurement circuit according to the present embodiment. In FIG. 6, the same components as those in FIG. 29 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Now, as shown in FIG. 6, in the present embodiment, FIG.
The configuration is such that a delay optical fiber 12 is added to the reference optical path 9. Then, in order to measure the reflection at a point of interest inside the optical component 3 to be measured, the delay optical fiber length is set so that the delay time difference τ between the reference light and the reflected light satisfies τ <τc. At this time, by switching the length of the delay optical fiber according to the point of interest, it is possible to measure the distribution of the reflected light at a distance. For this reason, for example, when measuring the reflection at the far end of a long optical fiber, a light source having good coherence was conventionally required, but in the present embodiment, the coherence of the light source may be low.

【0030】なお、本実施形態では、参照光路に光位相
変調器を備えた構成や光源出力光をパルス化した構成で
あっても、上述した遅延光ファイバによる効果が同様に
得られる。以上のように、本実施形態によれば、可干渉
性の低い光源を用いた場合でも、遅延光ファイバ12を
参照光路に備えてその長さを遅延時間差τがτ<τcと
なるように設定することで、光源の可干渉距離に制限さ
れることなく遠方の反射光分布が測定可能となる。
In the present embodiment, the effect of the above-described delay optical fiber can be similarly obtained even in a configuration in which an optical phase modulator is provided in the reference optical path or a configuration in which the light output from the light source is pulsed. As described above, according to the present embodiment, even when a light source having low coherence is used, the delay optical fiber 12 is provided in the reference optical path and the length thereof is set such that the delay time difference τ becomes τ <τc. By doing so, it is possible to measure a distant reflected light distribution without being limited by the coherence distance of the light source.

【0031】〔第4実施形態(請求項5,7〜11,1
3)〕図7は本実施形態による光反射測定回路の構成を
示すブロック図であり、同図において図29と同じ構成
要素については同一の符号を付してその説明を省略す
る。さて、図7に示すように、本実施形態は図29の参
照光路に周波数変換リング回路13を付加した構成であ
り、この周波数変換リング回路13のより詳細な構成例
を図8に示す。
[Fourth Embodiment (Claims 5, 7 to 11, 1)
3)] FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the light reflection measuring circuit according to the present embodiment. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 29, and the description thereof will be omitted. Now, as shown in FIG. 7, this embodiment has a configuration in which a frequency conversion ring circuit 13 is added to the reference optical path in FIG. 29, and a more detailed configuration example of this frequency conversion ring circuit 13 is shown in FIG.

【0032】図8に示されるように、周波数変換リング
回路13は光カプラ14,光周波数シフタ15,光スイ
ッチ16,光増幅器17をループ状に接続して構成さ
れ、光波がこのループを一方向(反時計回り)に周回す
る。ここで、光カプラ14はこのリング回路に参照光を
導入するとともに、周波数変換リング回路13を周回す
る周回光の一部を取り出して光受信器2に導く。光周波
数シフタ15はこの周回光に対してシフト量frだけの
周波数シフトを与える。また、光スイッチ16は周回光
を断続し、光増幅器17は周回光の損失を補償するもの
である。
As shown in FIG. 8, the frequency conversion ring circuit 13 is configured by connecting an optical coupler 14, an optical frequency shifter 15, an optical switch 16, and an optical amplifier 17 in a loop, and a light wave travels in one direction through this loop. (Counterclockwise). Here, the optical coupler 14 introduces the reference light into the ring circuit, extracts a part of the light circulating around the frequency conversion ring circuit 13, and guides the light to the optical receiver 2. The optical frequency shifter 15 gives a frequency shift by a shift amount fr to the circulating light. The optical switch 16 interrupts the circulating light, and the optical amplifier 17 compensates for the loss of the circulating light.

【0033】周波数変換リング回路13に入力された光
は、当該リング回路を一周回するごとに一定の遅延Δ
T’(リング周回時間ΔT’)及び一定の周波数シフト
frを受ける。したがって、周波数変換リング回路13
への入力光の入力光周波数をf0,入力光パルス幅をΔ
tとしたとき、周波数変換リング回路13の出力光はパ
ルス幅Δt,パルス間隔ΔT’の光パルス列となる。ま
た、x(x=0,1,2,…)周回後の光パルスの光周
波数f’xは、 f’x=f0+x・fr ……(8) となる。
The light input to the frequency conversion ring circuit 13 has a constant delay Δ each time the circuit goes around the ring circuit.
T ′ (ring orbiting time ΔT ′) and a constant frequency shift fr. Therefore, the frequency conversion ring circuit 13
The input light frequency of input light to f0 is f0, and the input light pulse width is Δ
When t, the output light of the frequency conversion ring circuit 13 is an optical pulse train having a pulse width Δt and a pulse interval ΔT ′. Further, the optical frequency f′x of the optical pulse after x (x = 0, 1, 2,...) Rotation is as follows: f′x = f0 + x · fr (8)

【0034】ここで、図9に示すように、周波数リング
回路13を周回していない参照光に対する遅延時間τx
が τx=k+x・ΔT’ ……(9) である反射(以下、反射Axという)に注目する。この
とき、周波数f0の反射光は、リング回路をx周回した
周波数f’xの参照光パルスと重なり、これら2光波の
遅延時間差τはτ=kとなる。したがって、コヒーレン
スピークをτ=kに合成したときに、k<τcであれば
反射Axが観測されることになる。なお、反射Axは複
数存在しているが、各々の周波数はx・frであるか
ら、周波数軸上で分離されて互いのクロストークなしに
同時に観測できる。
Here, as shown in FIG. 9, the delay time τx with respect to the reference light not circulating in the frequency ring circuit 13
Τx = k + xΔT ′ (9) Attention is paid to a reflection (hereinafter, referred to as a reflection Ax). At this time, the reflected light of the frequency f0 overlaps with the reference light pulse of the frequency f′x that has made x rounds in the ring circuit, and the delay time difference τ between these two light waves is τ = k. Therefore, when the coherence peak is combined with τ = k, if k <τc, the reflection Ax will be observed. In addition, although there are a plurality of reflections Ax, since each frequency is x · fr, the reflections Ax are separated on the frequency axis and can be observed simultaneously without mutual crosstalk.

【0035】以上のように、本実施形態の如く周波数変
換リング回路を用いる手法では、遅延時間τxがτx>
τcを満足する範囲を測定できる。そして、本実施形態
の手法は、前述した第3実施形態のように注目する箇所
に応じて遅延光ファイバを切り替える必要がない点にお
いて優れている。
As described above, in the method using the frequency conversion ring circuit as in this embodiment, the delay time τx is
The range that satisfies τc can be measured. The method of the present embodiment is excellent in that it is not necessary to switch the delay optical fiber according to the point of interest as in the above-described third embodiment.

【0036】なお、本実施形態では、参照光路に光位相
変調器を備えた構成や光源出力光をパルス化した構成で
あっても、上述した周波数変換リング回路による効果が
同様に得られる。また、本実施形態では、リング周回時
間ΔT’をΔT’<2τcとなるように設定することが
望ましい。こうすれば、反射光に対する遅延時間差τが
τ<τcとなる参照光が必ず存在するため、被測定光フ
ァイバの全長にわたって遅延時間τがτ<τcを満足す
る測定が可能となる。
In the present embodiment, the effect of the above-described frequency conversion ring circuit can be similarly obtained even in a configuration in which an optical phase modulator is provided in the reference optical path or in a configuration in which the light source output light is pulsed. In the present embodiment, it is desirable to set the ring orbiting time ΔT ′ so that ΔT ′ <2τc. In this case, since there is always a reference light having a delay time difference τ <τc with respect to the reflected light, it is possible to perform measurement in which the delay time τ satisfies τ <τc over the entire length of the optical fiber to be measured.

【0037】さらに、本実施形態では、光源出力光をパ
ルス化する際に、光パルス幅Δt及びリング周回時間Δ
T’をΔT’<2Δtとなるように設定することが望ま
しい。こうすることで、被測定光ファイバの全長にわた
って|τ|<Δtを満足するパルスウィンドウを設ける
ことができ、被測定光ファイバの全長にわたる測定が可
能となる。
Further, in this embodiment, when the light source output light is pulsed, the light pulse width Δt and the ring rotation time Δ
It is desirable to set T ′ such that ΔT ′ <2Δt. By doing so, a pulse window satisfying | τ | <Δt can be provided over the entire length of the measured optical fiber, and measurement over the entire length of the measured optical fiber can be performed.

【0038】加えて、本実施形態では、参照光と被測定
光部品3からの反射光との2光波間の遅延時間差の最大
値をτMと置いたときに、図10に示すごとく、時間間
隔ΔTおよび光パルス幅ΔtをΔT>τM+Δtとなる
ように設定することが望ましい。そこで以下にこの理由
について詳述する。
In addition, in this embodiment, when the maximum value of the delay time difference between the two light waves of the reference light and the reflected light from the measured optical component 3 is set to τM, as shown in FIG. It is desirable to set ΔT and the optical pulse width Δt so that ΔT> τM + Δt. Therefore, the reason will be described in detail below.

【0039】いま、被測定光ファイバ終端からの反射光
A(図10参照)を測定する場合について考える。この
場合、xΔT’≒τMであれば、反射光Aは、周波数f
0の光パルスが周波数変換リング回路13をx周回して
得られる周波数f’xの参照光パルスP1を用いて測定
できる。ところが、このときに反射光Aが例えば時間軸
上で周波数f1の参照光パルスP2と重なるとすれば、
参照光パルスP1と反射光Aのビート信号(以下、ビー
ト信号B1とする)だけでなく、参照光パルスP2と反
射光Aのビート信号(以下、ビート信号B2とする)も
発生してしまって、誤った測定がなされる事態が発生し
うる。
Now, consider a case where the reflected light A (see FIG. 10) from the end of the measured optical fiber is measured. In this case, if xΔT ′ ≒ τM, the reflected light A has a frequency f
An optical pulse of 0 can be measured using a reference optical pulse P1 of frequency f′x obtained by rotating the frequency conversion ring circuit 13 x times. However, at this time, if the reflected light A overlaps the reference light pulse P2 of the frequency f1 on the time axis, for example,
Not only the reference light pulse P1 and the beat signal of the reflected light A (hereinafter referred to as beat signal B1), but also the reference light pulse P2 and the beat signal of the reflected light A (hereinafter referred to as beat signal B2) are generated. In some cases, an erroneous measurement may be made.

【0040】つまり、参照光パルスP1と参照光パルス
P2の周波数が等しい(即ち、f’x=f1)場合に
は、ビート信号B1とビート信号B2の周波数が同じに
なって両者を分離して測定できなくなる点が問題とな
る。しかしながら、上述したように、ΔT>τM+Δt
となるように時間間隔ΔTを設定すれば、これら光波は
時間軸t上で重ならずに、周波数f0の反射光Aと参照
光パルスP2とのビート信号B2は発生せず、上記の問
題は解決される。
That is, when the frequency of the reference light pulse P1 and the frequency of the reference light pulse P2 are equal (ie, f'x = f1), the frequencies of the beat signal B1 and the beat signal B2 become the same, and the two are separated. The problem is that measurement becomes impossible. However, as described above, ΔT> τM + Δt
If the time interval ΔT is set so as to satisfy these conditions, these light waves do not overlap on the time axis t, and the beat signal B2 between the reflected light A at the frequency f0 and the reference light pulse P2 is not generated. Will be resolved.

【0041】ここで、周波数f1の反射光と参照光パル
スP1が重ならないように、周波数変換リング回路13
内の光スイッチ16を用いてリングを周回する光を消せ
ば、周波数f1の反射光と参照光パルスP1とのビート
信号の発生を防止できる。以上のように、本実施形態で
は、長尺光ファイバの測定に図7〜図8の構成を用いる
ことで、注目する箇所に応じて遅延光ファイバ長を切り
替えることなく被測定光ファイバの全長にわたる測定が
可能となる。
Here, the frequency conversion ring circuit 13 is used so that the reflected light of the frequency f1 and the reference light pulse P1 do not overlap.
If the light circling the ring is turned off using the optical switch 16 inside, the generation of a beat signal between the reflected light of the frequency f1 and the reference light pulse P1 can be prevented. As described above, in the present embodiment, by using the configuration of FIGS. 7 and 8 for measuring the long optical fiber, the entire length of the optical fiber to be measured can be measured without switching the length of the delay optical fiber according to the point of interest. Measurement becomes possible.

【0042】〔第5実施形態(請求項6〜8)〕図11
は本実施形態による光反射測定回路の構成を示すブロッ
ク図であり、同図において図29と同じ構成要素につい
ては同一の符号を付してその説明を省略する。さて、図
11において、レーザ18は光周波数が固定の光源であ
る。一方、周波数変換リング回路19は、上述した周波
数変換リング回路13(図7参照)と同様な構成であっ
て、リング周回時間がΔT”,リング回路内の光周波数
シフタのシフト量がfrになっている。つまり、図12
に示されるように、周波数変換リング回路19は時間間
隔ΔT”で光パルス列を出力し、それぞれの光パルスの
光周波数は等間隔frで階段状に変化してゆく。
[Fifth Embodiment (Claims 6 to 8)] FIG.
29 is a block diagram showing the configuration of the light reflection measurement circuit according to the present embodiment. In FIG. 29, the same components as those in FIG. 29 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In FIG. 11, the laser 18 is a light source having a fixed optical frequency. On the other hand, the frequency conversion ring circuit 19 has a configuration similar to that of the above-described frequency conversion ring circuit 13 (see FIG. 7), the ring orbiting time is ΔT ″, and the shift amount of the optical frequency shifter in the ring circuit is fr. That is, FIG.
As shown in (2), the frequency conversion ring circuit 19 outputs an optical pulse train at time intervals ΔT ″, and the optical frequency of each optical pulse changes stepwise at equal intervals fr.

【0043】ここでは、反射光として、周波数変換リン
グ回路19を周回していない参照光との光路長差が時間
換算でτ0である反射光の測定を考える。図12は参照
光と反射光の関係を示しており、図中、時間軸tに関し
てリング周回時間ΔT”の幅を持つ平坦部分を以下では
『ステップ』と呼んでいる。そしていま、τ0≒0の反
射光を観察するとした場合、参照光と反射光の光路長差
はほぼ0であるから、参照光と反射光は同じステップ内
のビート信号を測定することになる。なお、図12はτ
0≒0の場合を示したものではない。そして、遅延時間
差τ=k(k<ΔT”かつk<τc)にコヒーレンスピ
ークを合成するとき、τ0=kの位置からの反射光パワ
ーが測定される。
Here, consider the measurement of the reflected light whose difference in optical path length from the reference light not circulating through the frequency conversion ring circuit 19 is τ0 in terms of time as the reflected light. FIG. 12 shows the relationship between the reference light and the reflected light. In the figure, a flat portion having a width of the ring orbiting time ΔT ″ with respect to the time axis t is hereinafter referred to as a “step”. When the reflected light is observed, since the optical path length difference between the reference light and the reflected light is almost 0, the beat signal in the same step is measured for the reference light and the reflected light.
It does not show the case of 0 ≒ 0. When the coherence peak is synthesized with the delay time difference τ = k (k <ΔT ”and k <τc), the reflected light power from the position of τ0 = k is measured.

【0044】反射光の遅延時間τ0は反射点が遠方(被
測定光部品3の終端側)にゆくにつれて大きくなり、遅
延時間τ0がリング周回時間ΔT”の整数倍になるたび
に、反射光パルスは次のステップの参照光パルスと重な
るようになる。ここで、次のステップの参照光はこれよ
り一つ手前のステップよりもリング周回時間ΔT”だけ
余分に周波数変換リング回路19を周回しているので、
ステップが切り替わるごとに2光波の遅延時間差τもτ
≒0となる。そして、例えば図12に示されるようにτ
0=ΔT”+kの位置からの反射光パワーが測定される
ことになる。図示したように、参照光と反射光の遅延時
間差τ=kであって、参照光と反射光とのビート周波数
は周波数変換リング回路19内の周波数シフタのシフト
量frとなる。なお、遅延時間差τ=kとなる箇所は複
数存在するが、ステップが切り替わるたびに発生するビ
ート信号の周波数は互いに異なるため、それらを周波数
軸上で分離して同時に測定できる。
The delay time τ0 of the reflected light increases as the reflection point moves farther (the end side of the optical component 3 to be measured), and each time the delay time τ0 becomes an integral multiple of the ring orbiting time ΔT ″, the reflected light pulse Is overlapped with the reference light pulse of the next step, where the reference light of the next step circulates through the frequency conversion ring circuit 19 extra by the ring circling time ΔT ”as compared with the immediately preceding step. Because
Each time the step is switched, the delay time difference τ between the two lightwaves is also τ
≒ 0. Then, for example, as shown in FIG.
The reflected light power from the position of 0 = ΔT ″ + k is measured. As shown, the delay time difference τ = k between the reference light and the reflected light, and the beat frequency between the reference light and the reflected light is This is the shift amount fr of the frequency shifter in the frequency conversion ring circuit 19. Although there are a plurality of places where the delay time difference τ = k, the frequencies of the beat signals generated each time the step is switched are different from each other. It can be measured separately on the frequency axis.

【0045】以上のように、本実施形態によれば、参照
光路中に遅延光ファイバや周波数変換リング回路を挿入
しなくても、長尺光ファイバからの反射光パワー分布を
測定することができる。なお、本実施形態は、図11の
参照光路に光位相変調器を備えた構成としても同様の効
果が得られる。
As described above, according to the present embodiment, the power distribution of the reflected light from the long optical fiber can be measured without inserting a delay optical fiber or a frequency conversion ring circuit into the reference optical path. . Note that, in the present embodiment, the same effect can be obtained even when the optical phase modulator is provided on the reference optical path in FIG.

【0046】また、本実施形態では、上述した第4実施
形態と同様の理由から、リング周回時間ΔT”をΔT”
<2τcとなるように設定することが望ましく、こうす
ることで、被測定光ファイバの全長にわたって遅延時間
差τをτ<τcとする測定が可能となる。さらに、本実
施形態では、上述した第4実施形態と同様の理由から、
リング周回時間ΔT’及び光パルス幅ΔtがΔT”<2
Δtとなるように設定することが望ましい。こうすれ
ば、被測定光ファイバの全長にわたってτ<Δtとする
パルスウィンドウを設けることができ、被測定光ファイ
バの全長にわたる測定が可能となる。
In this embodiment, the ring orbiting time ΔT ″ is set to ΔT ″ for the same reason as in the above-described fourth embodiment.
It is desirable to set so as to be <2τc. In this way, it is possible to measure the delay time difference τ to be τ <τc over the entire length of the optical fiber to be measured. Further, in the present embodiment, for the same reason as in the above-described fourth embodiment,
When the ring orbiting time ΔT ′ and the optical pulse width Δt are ΔT ″ <2
It is desirable to set so as to be Δt. This makes it possible to provide a pulse window satisfying τ <Δt over the entire length of the optical fiber to be measured, thereby enabling measurement over the entire length of the optical fiber to be measured.

【0047】[0047]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の各実施例につ
いて説明する。 〔第1実施例〕図13は本実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。同図において、半導体
レーザ21は出力光のコヒーレンス時間τcがτc=2
00nsの光源である。光スイッチ22は半導体レーザ
21の出力光をパルス化するものである。光カプラ23
は測定光を測定対象に導くとともに、参照光と測定対象
からの反射光とを、後述するバランス型光受信器26に
導く。光周波数シフタ24は周波数シフト量が100M
Hzのものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to the present embodiment. In the figure, the semiconductor laser 21 has a coherence time τc of output light of τc = 2.
00 ns. The optical switch 22 pulsates the output light of the semiconductor laser 21. Optical coupler 23
Guides the measurement light to the measurement target, and also guides the reference light and the reflected light from the measurement target to a balanced optical receiver 26 described later. The optical frequency shifter 24 has a frequency shift amount of 100M
Hz.

【0048】被測定光ファイバ25は測定対象となる被
測定光部品である。ここで、測定光は、まず光周波数シ
フタ24を通って被測定光ファイバ25に導かれ、被測
定光ファイバ25からの反射光は光周波数シフタ24を
通って光カプラ23により取り出される。つまり、測定
光は光周波数シフタ24を2回通過することになるか
ら、反射光と参照光の周波数差は200MHzとなる。
また、バランス型光受信器26は参照光と反射光のビー
ト信号を受信する受信器である。バンドパスフィルタ
(BPF)27は中心周波数が200MHzであり、周
波数差が200MHzでない2光波のビート信号を除去
するためのものである。
The measured optical fiber 25 is a measured optical component to be measured. Here, the measuring light is first guided to the measured optical fiber 25 through the optical frequency shifter 24, and the reflected light from the measured optical fiber 25 is extracted by the optical coupler 23 through the optical frequency shifter 24. That is, since the measurement light passes through the optical frequency shifter 24 twice, the frequency difference between the reflected light and the reference light is 200 MHz.
The balanced optical receiver 26 is a receiver that receives beat signals of the reference light and the reflected light. The band pass filter (BPF) 27 has a center frequency of 200 MHz and removes a beat signal of two light waves whose frequency difference is not 200 MHz.

【0049】以上のような構成において、時間ΔTごと
に半導体レーザ21の光周波数を切り替え、これに光ス
イッチ22を同期させて光パルス幅Δtのパルスを出力
させる。ここで、本実施例では時間(光パルス間隔)Δ
T=500ns,光パルス幅Δt=300nsである。
そして第i番目の光周波数fiが(1)式と同様に、 fi=f0+ai・Δf ここで、ai=0,1,−1,2,−2,3,…,とな
るように半導体レーザ21の注入電流を制御している。
すなわち、光周波数切替波形は図14に示すものとな
る。
In the above configuration, the optical frequency of the semiconductor laser 21 is switched every time ΔT, and the optical switch 22 is synchronized with this to output a pulse having an optical pulse width Δt. Here, in this embodiment, the time (light pulse interval) Δ
T = 500 ns and optical pulse width Δt = 300 ns.
Then, the semiconductor laser 21 is set so that the i-th optical frequency fi is given by: fi = f0 + ai · Δf where ai = 0, 1, −1, 2, −2, 3, 3,. Is controlled.
That is, the optical frequency switching waveform is as shown in FIG.

【0050】本実施例では、遅延時間τ=50nsの位
置の反射(以下、反射Aという)を測定するものとして
おり、したがってτ<τc(=200ns)が成立す
る。また、反射Aを測定するために光周波数間隔Δf=
20MHzとしており、こうすれば1/Δf=50ns
であるから、0次コヒーレンスピークが反射Aの位置に
合成されることになる。なお、図15はコヒーレンスピ
ークとパルスウィンドウの関係を示す図である。また、
本実施例では、図14に示すように、光周波数を切り替
えたのち、レーザ出力が安定してから測定光が出力され
るように、図示した時間幅でだけ光スイッチ22がスイ
ッチオンの状態となるように制御している。これによ
り、半導体レーザ21の光周波数変調の過渡的な部分を
マスクして測定できる。
In this embodiment, the reflection at the position where the delay time τ = 50 ns (hereinafter referred to as reflection A) is measured, and therefore τ <τc (= 200 ns) is satisfied. Further, in order to measure the reflection A, the optical frequency interval Δf =
20 MHz, so that 1 / Δf = 50 ns
Therefore, the zero-order coherence peak is synthesized at the position of the reflection A. FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the coherence peak and the pulse window. Also,
In the present embodiment, as shown in FIG. 14, after the optical frequency is switched, the optical switch 22 is switched on only for the illustrated time width so that the measurement light is output after the laser output is stabilized. It is controlled to become. Thereby, the measurement can be performed while masking the transitional portion of the optical frequency modulation of the semiconductor laser 21.

【0051】〔第2実施例〕本実施例の構成は基本的に
第1実施例と同じであるが、本実施例では光パルス幅Δ
t=80nsとしている。図15にコヒーレンスピーク
とパルスウィンドウとの関係を示す。本実施例では、Δ
t<2/Δf(=100ns)の関係が成立するため、
2次ピークのクロストークはパルスウィンドウにより除
去される。つまり、τ<τcであって、1次コヒーレン
スピークは反射Aの位置に合成され、Δt<2/Δfと
なるように光パルス幅Δtを設定していることから、2
次以上のコヒーレンスピークがパルスウィンドウによっ
て除去されて、反射Aの光パワーが測定される。
[Second Embodiment] The configuration of this embodiment is basically the same as that of the first embodiment.
It is assumed that t = 80 ns. FIG. 15 shows the relationship between the coherence peak and the pulse window. In this embodiment, Δ
Since the relationship of t <2 / Δf (= 100 ns) holds,
The secondary peak crosstalk is eliminated by the pulse window. That is, τ <τc, the primary coherence peak is synthesized at the position of the reflection A, and the optical pulse width Δt is set so that Δt <2 / Δf.
The coherence peaks higher than the next are removed by the pulse window, and the optical power of the reflection A is measured.

【0052】以上のように、本実施例によれば、光周波
数を切り替えたのちに暫くしてからパルス光が出力され
るように光スイッチ22を制御して、半導体レーザ21
の光周波数変調の過渡的な部分をマスクするとともに、
パルス幅ΔtをΔt<2/Δfまで狭めて2次以上のコ
ヒーレンスピークのクロストークを除去して、1次コヒ
ーレンスピークの位置からの反射光パワーを測定でき
る。
As described above, according to the present embodiment, the optical switch 22 is controlled so that the pulse light is output some time after the switching of the optical frequency, and the semiconductor laser 21 is controlled.
Masks the transient part of the optical frequency modulation of
By narrowing the pulse width Δt to Δt <2 / Δf, the crosstalk of the coherence peak of the second or higher order can be removed, and the reflected light power from the position of the primary coherence peak can be measured.

【0053】〔第3実施例〕図16は本実施例による光
反射測定回路の構成を示すブロック図であり、同図にお
いて図13と同じ構成要素については同一の符号を付し
てその説明を省略する。本実施例においても、光周波数
を図14の波形で切り替えるようにしている。そして、
本実施例では図16に示すように光位相変調器28が参
照光路に設けられている。この光位相変調器28は、第
i番目の光パルスの位相φiを φi=2πk・ai・Δf+2Nπ ……(10) となるように変調する。その際、|φi|<πとなるよ
うにN(整数)を調整しており、光位相変調波形は図1
7に示すものとなる。
[Third Embodiment] FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to this embodiment. In FIG. 16, the same components as those in FIG. Omitted. Also in this embodiment, the optical frequency is switched with the waveform of FIG. And
In this embodiment, as shown in FIG. 16, an optical phase modulator 28 is provided on the reference optical path. The optical phase modulator 28 modulates the phase φi of the i-th optical pulse so that φi = 2πk · ai · Δf + 2Nπ (10). At this time, N (integer) is adjusted so that | φi | <π, and the optical phase modulation waveform is shown in FIG.
7 is obtained.

【0054】本実施例では、光パルス間隔ΔT=500
ns,光周波数間隔Δf=20MHz,光パルス幅Δt
=20nsとしており、コヒーレンスピークとパルスウ
ィンドウの関係は図18に示すものとなる。図示したよ
うに、パルスウィンドウは−20ns<τ<20nsに
設定される。いま、τ<τc(=200ns)であるこ
とから、0次のコヒーレンスピーク位置kを−20ns
<k<20nsの範囲で変化させれば、−20ns<τ
<20nsの範囲からの反射光パワー分布が測定され
る。また、Δt<1/2Δf(=25ns)となるの
で、0次以外のピークはパルスウィンドウにより除去さ
れる。
In this embodiment, the light pulse interval ΔT = 500
ns, optical frequency interval Δf = 20 MHz, optical pulse width Δt
= 20 ns, and the relationship between the coherence peak and the pulse window is as shown in FIG. As shown, the pulse window is set to −20 ns <τ <20 ns. Since τ <τc (= 200 ns), the zero-order coherence peak position k is set to −20 ns.
<K <20 ns, -20 ns <τ
The reflected light power distribution from the <20 ns range is measured. Further, since Δt <1 / 2Δf (= 25 ns), peaks other than the zero-order are removed by the pulse window.

【0055】このように、τ<τcであり、−20ns
<k<20nsであって、Δt<1/2Δfとなるよう
光パルス幅Δtを設定していることから、0次以外のコ
ヒーレンスピークをパルスウィンドウによって除去し
て、遅延時間τの範囲が−20ns<τ<20nsであ
る点からの反射光パワー分布が測定される。以上のよう
に本実施例では、0次コヒーレンスピーク位置kをk<
|Δt|の範囲で掃引し、光パルス幅ΔtをΔt<1/
2Δfまで狭めることによって、0次以外のコヒーレン
スピークのクロストークを除去して遅延時間τ<|Δt
|の範囲の反射光パワー分布を測定することができる。
Thus, τ <τc and -20 ns
<K <20 ns and the optical pulse width Δt is set so as to satisfy Δt <fΔf. Therefore, coherence peaks other than the 0th order are removed by a pulse window, and the range of the delay time τ is −20 ns. The reflected light power distribution from the point where <τ <20 ns is measured. As described above, in the present embodiment, the zero-order coherence peak position k is defined as k <
Sweeping in the range of | Δt | and changing the optical pulse width Δt to Δt <1 /
By narrowing to 2Δf, crosstalk of non-zero-order coherence peaks is removed and delay time τ <| Δt
The reflected light power distribution in the range of | can be measured.

【0056】〔第4実施例〕図19は本実施例による光
反射測定回路の構成を示すブロック図であり、同図にお
いて図16と同じ構成要素については同一の符号を付し
てその説明を省略する。本実施例では光周波数を図14
に示す波形で切り替えるとともに、参照光位相を図17
に示す波形で切り替えている。そして、本実施例では図
19に示すように遅延光ファイバ29が参照光路に設け
られている。また、本実施例では、長さ100mの被測
定光ファイバ25の終端近傍の反射(以下、反射Bとす
る)を測定することとしている。そのため、参照光に対
する反射Bの遅延時間差τをτ<τcとするために、遅
延光ファイバ29の長さを約200mに設定している。
[Fourth Embodiment] FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to this embodiment. In FIG. 19, the same components as those in FIG. Omitted. In this embodiment, the optical frequency is
In addition to switching with the waveform shown in FIG.
Are switched by the waveform shown in FIG. In this embodiment, as shown in FIG. 19, a delay optical fiber 29 is provided in the reference optical path. In the present embodiment, the reflection near the end of the optical fiber 25 to be measured having a length of 100 m (hereinafter referred to as reflection B) is measured. Therefore, the length of the delay optical fiber 29 is set to about 200 m so that the delay time difference τ of the reflection B with respect to the reference light is τ <τc.

【0057】本実施例でも、第3実施例と同様の手法を
用いて、被測定光ファイバ25の終端近傍の反射光パワ
ーを測定することができるのに加え、被測定位置に応じ
て遅延光ファイバ29の長さを変えることによって、被
測定光ファイバ25の全長にわたって反射光パワー分布
を測定できる。ちなみに、遅延光ファイバ29を用いな
い図16の構成の場合では、参照光に対する反射Bの遅
延時間τ0≒1μsであって、τ0>τc(=200n
s)となるために反射Bの測定が困難である。
In this embodiment, the reflected light power near the end of the measured optical fiber 25 can be measured by using the same method as in the third embodiment. By changing the length of the fiber 29, the reflected light power distribution can be measured over the entire length of the measured optical fiber 25. Incidentally, in the case of the configuration of FIG. 16 which does not use the delay optical fiber 29, the delay time τ0 ≒ 1 μs of the reflection B with respect to the reference light, and τ0> τc (= 200n
s), it is difficult to measure the reflection B.

【0058】以上のように本実施例では、遅延光ファイ
バ29を参照光路に挿入し、被測定位置に応じてτ<τ
cとなるように遅延光ファイバ29の長さを切り替えて
おり、長尺光ファイバの全長にわたって反射光パワー分
布を観測することができる。さらには、第3実施例と同
様にして、光パルス幅ΔtをΔt<1/2Δfまで狭め
ることで、0次以外のコヒーレンスピークのクロストー
クを除去して反射光パワーが測定される。
As described above, in this embodiment, the delay optical fiber 29 is inserted into the reference optical path, and τ <τ according to the position to be measured.
The length of the delay optical fiber 29 is switched so as to be c, so that the reflected light power distribution can be observed over the entire length of the long optical fiber. Further, similarly to the third embodiment, by reducing the optical pulse width Δt to Δt <1 / Δf, crosstalk of coherence peaks other than the 0th order is removed, and the reflected light power is measured.

【0059】〔第5実施例〕図20は本実施例による光
反射測定回路の構成を示すブロック図であり、同図にお
いて図19と同じ構成要素については同一の符号を付し
てその説明を省略する。本実施例でも、光周波数を図1
4に示す波形で切り替えるとともに、参照光位相を図1
7に示す波形で切り替えている。そして、本実施例で
は、図20に示すように周波数変換リング回路30が参
照光路に設けられるとともに、バンドパスフィルタ31
はその中心周波数が変えられるように構成されている。
[Fifth Embodiment] FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of a light reflection measuring circuit according to this embodiment. In FIG. 20, the same components as those in FIG. Omitted. Also in this embodiment, the optical frequency is changed as shown in FIG.
4 and the reference light phase is changed as shown in FIG.
7 is switched. In this embodiment, the frequency conversion ring circuit 30 is provided in the reference optical path as shown in FIG.
Is configured so that its center frequency can be changed.

【0060】本実施例では、被測定光ファイバ25の終
端近傍の反射(上述した反射B)に加えて、被測定光フ
ァイバ25の長手方向の中間地点近傍の反射(以下、反
射Cとする)を測定することとする。ここで、図16の
ごとく周波数変換リング回路30が存在しない構成の場
合は、τ0>τcとなって反射Bの測定は困難である。
そして本実施例では、周波数変換リング回路30の周回
遅延時間ΔT’=500ns,光パルス幅Δt=100
ns,リング回路内の光周波数シフタのシフト量fr=
−50MHzとしている。
In this embodiment, in addition to the reflection near the end of the optical fiber 25 to be measured (the above-mentioned reflection B), the reflection near the middle point in the longitudinal direction of the optical fiber 25 to be measured (hereinafter referred to as reflection C). Shall be measured. Here, in the case of a configuration in which the frequency conversion ring circuit 30 does not exist as shown in FIG. 16, τ0> τc, and it is difficult to measure the reflection B.
In this embodiment, the circuit delay time ΔT ′ of the frequency conversion ring circuit 30 is equal to 500 ns, and the optical pulse width Δt is equal to 100.
ns, shift amount fr of the optical frequency shifter in the ring circuit =
-50 MHz.

【0061】ここで、図21は本実施例における時間軸
上での参照光と反射光の重なりを示したものである。同
図に示すように、バランス型受信器26の直前の参照光
はパルス間隔ΔT’(=500ns),パルス幅Δt
(=100ns),周波数間隔frの光パルス列とな
る。そして、前述の通り参照光に対する反射Bの遅延時
間τ0≒1μsであるから、図示したように、周波数変
換リング回路30を2周回した参照光と反射Bとが時間
軸上で重なる。このとき、これら2光波の遅延時間差τ
はτ<τcであるため、第3実施例と同様の手法を用い
て、コヒーレンスピークを被測定位置に合成すること
で、被測定光ファイバ25の終端近傍の反射光パワーが
測定可能となる。
Here, FIG. 21 shows the overlap of the reference light and the reflected light on the time axis in this embodiment. As shown in the figure, the reference light immediately before the balanced receiver 26 has a pulse interval ΔT ′ (= 500 ns) and a pulse width Δt.
(= 100 ns) and an optical pulse train with a frequency interval fr. Then, as described above, since the delay time of the reflection B with respect to the reference light is τ0 ≒ 1 μs, as shown in the figure, the reference light having made two rounds of the frequency conversion ring circuit 30 and the reflection B overlap on the time axis. At this time, the delay time difference τ between these two light waves
Since τ <τc, by combining the coherence peak at the position to be measured using the same method as in the third embodiment, the reflected light power near the end of the measured optical fiber 25 can be measured.

【0062】さらに、本実施例によれば、周波数変換リ
ング回路30を1周回した参照光に対する反射Cの遅延
時間差τ’もτ’<τcを満足することから、反射C近
傍の反射光パワーも測定可能である。このとき、反射B
と干渉する参照光の周波数は反射Cと干渉する参照光の
周波数とシフト量fr(=−50MHz)だけ異なって
いる。そこで、反射Bを測定するときにはバンドパスフ
ィルタ31の中心周波数を300MHzとする一方、反
射Cを測定するときには中心周波数を250MHzとす
れば、それぞれの反射光パワーをクロストークなしに測
定できる。以上のように本実施例は、第4実施例のよう
に被測定位置に応じて遅延光ファイバを切り替える必要
がないという点において優れている。
Further, according to the present embodiment, since the delay time difference τ ′ of the reflection C with respect to the reference light that has made one round of the frequency conversion ring circuit 30 also satisfies τ ′ <τc, the power of the reflection light near the reflection C is also reduced. It can be measured. At this time, reflection B
The frequency of the reference light that interferes with the reflection C differs from the frequency of the reference light that interferes with the reflection C by the shift amount fr (= −50 MHz). Therefore, if the center frequency of the bandpass filter 31 is set to 300 MHz when measuring the reflection B, and the center frequency is set to 250 MHz when measuring the reflection C, the respective reflected light powers can be measured without crosstalk. As described above, this embodiment is excellent in that it is not necessary to switch the delay optical fiber according to the position to be measured as in the fourth embodiment.

【0063】〔第6実施例〕本実施例の構成は基本的に
第5実施例と同じであるが、本実施例では、図22に示
すように、周波数変換リング回路30の周回遅延時間Δ
T’=300nsとしており、ΔT’<2τc(=40
0ns)が成り立つ。図22は本実施例における参照光
と反射光の時間軸上での重なりを示している。本実施例
によれば、反射光との相対時間差τがτ<τcとなる参
照光が必ず存在するから、被測定光ファイバ25の全長
にわたってτ<τcの測定が可能となる。
Sixth Embodiment The configuration of this embodiment is basically the same as that of the fifth embodiment. However, in this embodiment, as shown in FIG.
T ′ = 300 ns, and ΔT ′ <2τc (= 40
0 ns). FIG. 22 shows the overlap of the reference light and the reflected light on the time axis in this embodiment. According to this embodiment, since there is always a reference light whose relative time difference τ with respect to the reflected light is τ <τc, it is possible to measure τ <τc over the entire length of the optical fiber 25 to be measured.

【0064】〔第7実施例〕本実施例の構成は基本的に
第5実施例と同じであるが、本実施例では周回遅延時間
ΔT’=500ns,光パルス幅Δt=400nsとし
ている。この場合、ΔT’<2Δtであり、被測定光フ
ァイバ25の長手方向の全長にわたってパルスウィンド
ウが形成される。この様子を示したのが図23であっ
て、間隔ΔT’で幅2Δtのパルスウィンドウが形成さ
れている。なお、図23の横軸には被測定光ファイバ2
5内の反射位置に相当する遅延時間τ0をとっている。
[Seventh Embodiment] The configuration of this embodiment is basically the same as that of the fifth embodiment. However, in this embodiment, the circulation delay time ΔT '= 500 ns and the optical pulse width Δt = 400 ns. In this case, ΔT ′ <2Δt, and a pulse window is formed over the entire length of the measured optical fiber 25 in the longitudinal direction. FIG. 23 shows this state, in which a pulse window having a width 2Δt is formed at an interval ΔT ′. The horizontal axis of FIG.
5, a delay time τ0 corresponding to the reflection position in FIG.

【0065】〔第8実施例〕本実施例の構成は基本的に
第5実施例と同じであるが、図24に示すように、本実
施例では光スイッチ22から出力される光パルスの発生
間隔ΔT=2μs,光パルス幅Δt=100nsとして
いる。ここで、最も遅延量の大きい被測定光ファイバ2
5の終端の反射(上述した反射Bに相当)でも遅延時間
τM≒1μsであるから、周波数f0の反射光は、光ス
イッチ22から発生する次の周波数f1の参照光および
これがさらに周回した参照光とは時間軸上で重なること
がない。このように、ΔT>τM+Δtと設定すること
により、光スイッチ22から出力された隣接パルスのク
ロストークなしに測定を行うことができる。
[Eighth Embodiment] The configuration of this embodiment is basically the same as that of the fifth embodiment. However, in this embodiment, as shown in FIG. The interval ΔT = 2 μs and the light pulse width Δt = 100 ns. Here, the measured optical fiber 2 having the largest delay amount
Even at the reflection at the end of No. 5 (corresponding to the above-described reflection B), the delay time τM ≒ 1 μs, so that the reflected light of the frequency f0 is the reference light of the next frequency f1 generated from the optical switch 22 and the reference light further circulated Does not overlap on the time axis. By setting ΔT> τM + Δt in this way, measurement can be performed without crosstalk between adjacent pulses output from the optical switch 22.

【0066】以上のように、これら実施例5〜実施例8
によれば、遅延光ファイバを切り替えることなく、長尺
光ファイバの全長にわたって反射光パワー分布を観測す
ることができる。
As described above, Examples 5 to 8 were used.
According to the method, the reflected light power distribution can be observed over the entire length of the long optical fiber without switching the delay optical fiber.

【0067】〔第9実施例〕図25は本実施例による光
反射測定回路の構成を示すブロック図であり、同図にお
いて図16と同じ構成要素については同一の符号を付し
てその説明を省略する。さて、図25において、半導体
レーザ32はコヒーレンス時間τc=200nsを持つ
周波数一定の光パルスを出力し、その時間間隔ΔT=1
0ms,光パルス幅Δt=100nsとしている。一
方、周波数変換リング回路33は図8に示す構成であっ
て、周回時間ΔT”=500ns,内部の光周波数シフ
タの周波数シフト量fr=10MHzとしている。そし
て本実施例でも、光周波数は図14の波形で切り替え、
参照光位相は図17の波形で切り替えている。
Ninth Embodiment FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of a light reflection measuring circuit according to the ninth embodiment. In FIG. 25, the same components as those in FIG. Omitted. Now, in FIG. 25, the semiconductor laser 32 outputs a constant frequency optical pulse having a coherence time τc = 200 ns, and the time interval ΔT = 1
0 ms and the optical pulse width Δt = 100 ns. On the other hand, the frequency conversion ring circuit 33 has the configuration shown in FIG. 8, in which the circulating time ΔT ″ = 500 ns and the frequency shift amount fr of the internal optical frequency shifter fr = 10 MHz. Switch with the waveform of
The reference light phase is switched by the waveform in FIG.

【0068】本実施例では、0次コヒーレンスピークを
k=20nsの位置に合成し、周回していない参照光に
対する遅延時間τ0=kの位置からの第1反射光、及
び、遅延時間τ0=ΔT”+kの位置からの第2反射光
を同時測定する。ここで、図26に本実施例における参
照光と反射光の重なりの様子を示してある。同図におい
て、周波数変換リング回路33でi周回した光をfiで
示している。このとき、例えば光周波数f0と光周波数
f1の周波数差は周波数変換リング回路33内部の光周
波数シフタの周波数シフト量fr(=10MHz)であ
り、これらの遅延時間差はΔT”(=500ns)であ
る。
In this embodiment, the zero-order coherence peak is synthesized at the position of k = 20 ns, the first reflected light from the position of the delay time τ0 = k with respect to the reference light which does not circulate, and the delay time τ0 = ΔT The second reflected light from the position of “+ k” is measured simultaneously. Here, FIG. 26 shows how the reference light and the reflected light overlap in this embodiment. At this time, for example, the frequency difference between the optical frequency f0 and the optical frequency f1 is the frequency shift amount fr (= 10 MHz) of the optical frequency shifter inside the frequency conversion ring circuit 33. The time difference is ΔT ”(= 500 ns).

【0069】第1反射光と参照光の遅延時間差τ1=k
であり、これら光波のビート周波数は光周波数シフタ2
4によるシフト量の2倍の200MHzである。また、
第2反射光と参照光の遅延時間差τ2=kであり、ビー
ト周波数は先の200MHzより周波数シフト量frだ
けさらにずれた210MHzとなる。したがって、第1
反射光と第2反射光の光パワーを同時に測定することが
できる。さらに、τ0=NΔT”+kの位置にある第N
反射光については参照光との遅延時間差τN=kであ
り、そのビート周波数は200MHz+Nfrとなっ
て、これら全てについて同時測定が可能である。このよ
うに本実施例では、遅延光ファイバの切替なしに長尺光
ファイバの測定が可能になっている。
The delay time difference τ1 = k between the first reflected light and the reference light
And the beat frequency of these light waves is the light frequency shifter 2
4 is 200 MHz which is twice the shift amount. Also,
The delay time difference τ2 between the second reflected light and the reference light is τ2 = k, and the beat frequency is 210 MHz, which is further shifted from the previous 200 MHz by the frequency shift fr. Therefore, the first
The optical powers of the reflected light and the second reflected light can be measured simultaneously. Further, the N-th position at the position of τ0 = NΔT ″ + k
The reflected light has a delay time difference τN = k from the reference light, and its beat frequency is 200 MHz + Nfr, and all of these can be measured simultaneously. As described above, in this embodiment, it is possible to measure a long optical fiber without switching the delay optical fiber.

【0070】〔第10実施例〕本実施例の構成は基本的
に第9実施例と同じであるが、本実施例では図27に示
すように周回時間ΔT”=300nsとしており、Δ
T”<2τc(=400ns)が成立する。この図27
は参照光と反射光の時間軸上での重なりの様子を示して
おり、本実施例の場合、反射光との遅延時間差τがτ<
τcとなる参照光が必ず存在するため、被測定光ファイ
バ25の全長にわたってτ<τcとした測定が可能とな
る。
[Tenth Embodiment] The structure of this embodiment is basically the same as that of the ninth embodiment. However, in this embodiment, as shown in FIG. 27, the orbiting time .DELTA.T "= 300 ns.
T ″ <2τc (= 400 ns).
Shows a state in which the reference light and the reflected light overlap on the time axis. In this embodiment, the delay time difference τ from the reflected light is τ <τ.
Since there is always a reference light with τc, it is possible to perform measurement with τ <τc over the entire length of the optical fiber 25 to be measured.

【0071】〔第11実施例〕本実施例の構成は基本的
に第9実施例と同じであるが、本実施例では、周回時間
ΔT”=100nsとしており、ΔT”<2Δt(=2
00ns)である。この場合、図28に示すように、被
測定光ファイバ25の全長にわたってパルスウィンドウ
が形成されることになるから、被測定光ファイバ25の
全長にわたる測定が可能となる。
[Eleventh Embodiment] The configuration of this embodiment is basically the same as that of the ninth embodiment, but in this embodiment, the orbiting time ΔT ″ = 100 ns, and ΔT ″ <2Δt (= 2
00 ns). In this case, as shown in FIG. 28, a pulse window is formed over the entire length of the measured optical fiber 25, so that measurement over the entire length of the measured optical fiber 25 is possible.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1記載の発
明によれば、光波コヒーレンス関数の合成を利用したリ
フレクトメトリにおいて、光周波数可変光出力手段の出
力光を光パルス化しているので、例えば光源がレーザと
すると、レーザ周波数変調の過渡特性の望ましくない部
分をマスクできるため、レーザ出力の安定した部分だけ
を切り出すことで、いっそう精度の良い反射光パワー測
定が可能になるという効果が得られる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the output light of the optical frequency variable optical output means is converted into an optical pulse in the reflectometry utilizing the synthesis of the optical coherence function. For example, if the light source is a laser, undesired portions of the transient characteristics of laser frequency modulation can be masked, so cutting out only the stable portion of the laser output has the effect of enabling more accurate reflected light power measurement. Can be

【0073】また、請求項2記載の発明によれば、光パ
ルス幅Δtと光周波数間隔ΔfをΔt<2/Δfに設定
したので、2次以上のコヒーレンスピークの寄与を除去
でき、光周波数間隔の大きな光源を用いても、これらコ
ヒーレンスピークのクロストークなしに長尺光ファイバ
等の測定が可能となるという効果が得られる。
According to the second aspect of the present invention, since the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δf are set to Δt <2 / Δf, the contribution of the coherence peak of the second or higher order can be removed, and the optical frequency interval Δt can be eliminated. Even if a light source having a large coherence peak is used, it is possible to measure a long optical fiber or the like without crosstalk of these coherence peaks.

【0074】また、請求項3記載の発明によれば、参照
光の位相φiをφi=2πk・ai・Δfで変調し、光
パルス幅Δtと光周波数間隔Δfを2Δt<1/Δfに
設定したので、光パルスにより生成されるパルスウィン
ドウを用いて測定範囲を粗く切り出した後に、コヒーレ
ンスピークを掃引してより精密に測定位置が特定でき、
光周波数間隔の大きな光源を用いても、注目するコヒー
レンスピークの位置にある反射光をこれと次数の異なる
コヒーレンスピークのクロストークなしに測定できると
いう効果が得られる。
According to the third aspect of the present invention, the phase φi of the reference light is modulated by φi = 2πk · ai · Δf, and the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δf are set to 2Δt <1 / Δf. So, after roughly cutting out the measurement range using the pulse window generated by the light pulse, the coherence peak can be swept and the measurement position can be specified more precisely.
Even if a light source having a large optical frequency interval is used, the reflected light at the position of the coherence peak of interest can be measured without crosstalk between coherence peaks of different orders.

【0075】また、請求項4又は12記載の発明によれ
ば、参照光路に第1の光遅延素子を付加して、参照光と
反射光の2光波間の遅延時間差τと光周波数可変光出力
手段の出力光のコヒーレンス時間τcとがτ<τcを満
足するように第1の光遅延素子の遅延τdを設定したの
で、遅延τdを被測定光部品内部の注目箇所に応じて設
定すれば、光源の可干渉距離に制限されることなしに、
可干渉性の低い光源を用いて長尺光ファイバの遠端の反
射光分布などが測定できるという効果が得られる。
According to the fourth or twelfth aspect of the present invention, the first optical delay element is added to the reference light path, and the delay time difference τ between the two light waves of the reference light and the reflected light and the optical frequency variable light output Since the delay τd of the first optical delay element is set so that the coherence time τc of the output light of the means satisfies τ <τc, if the delay τd is set in accordance with a point of interest inside the optical component to be measured, Without being limited by the coherence length of the light source,
The effect is obtained that the distribution of reflected light at the far end of the long optical fiber can be measured using a light source having low coherence.

【0076】また、請求項5又は10記載の発明によれ
ば、周回毎に一定の遅延と一定の周波数シフトを与える
第1の周波数変換リング回路を参照光路に付加したの
で、干渉性が低い光源を用いた場合でも、測定可能距離
が光源の可干渉距離に制限されることなしに、遅延時間
差τがτcを越える範囲をも測定できる上、被測定光部
品の注目する箇所に応じて光遅延素子の遅延時間を切り
替えるといった調整を行うことなしに反射光分布の測定
が可能になるという効果が得られる。
According to the fifth or tenth aspect of the present invention, the first frequency conversion ring circuit for providing a constant delay and a constant frequency shift for each rotation is added to the reference light path, so that the light source having low coherence is provided. Can be used to measure the range in which the delay time difference τ exceeds τc without limiting the measurable distance to the coherent distance of the light source. The effect is obtained that the reflected light distribution can be measured without performing adjustment such as switching the delay time of the element.

【0077】また、請求項6記載の発明によれば、光周
波数可変光出力手段を光周波数一定の光パルスを出力す
る光源と周回毎に一定の遅延と一定の周波数シフトを与
える第2の周波数変換リング回路で構成したので、参照
光路中に光遅延素子や周波数変換リング回路などを挿入
しなくとも、被測定光部品の反射光パワー分布を測定で
きるという効果が得られる。
According to the sixth aspect of the present invention, the optical frequency variable optical output means includes a light source for outputting an optical pulse having a constant optical frequency and a second frequency for providing a constant delay and a constant frequency shift for each rotation. Since it is constituted by the conversion ring circuit, it is possible to measure the reflected light power distribution of the measured optical component without inserting an optical delay element, a frequency conversion ring circuit, or the like in the reference optical path.

【0078】また、請求項7記載の発明によれば、光周
回路を一周回するのに要する周回遅延時間ΔT’と出力
光のコヒーレンス時間τcをΔT’<2τcに設定した
ので、反射光との遅延時間差τがτ<τcを満たす参照
光が必ず存在することになり、被測定光部品の全長にわ
たってτ<τcとした測定が可能となるという効果が得
られる。また、請求項8記載の発明によれば、光周回路
を一周回するのに要する周回遅延時間ΔT’と光パルス
幅ΔtをΔT’<2Δtに設定したので、被測定光部品
の全長にわたってパルスウィンドウが形成され、長尺光
ファイバの全長にわたる反射光分布などの測定が可能と
なるという効果が得られる。
According to the seventh aspect of the present invention, the circulating delay time ΔT ′ required to make one round of the optical circuit and the coherence time τc of the output light are set to ΔT ′ <2τc. There is always a reference beam whose delay time difference τ satisfies τ <τc, and an effect is obtained that measurement can be performed with τ <τc over the entire length of the optical component to be measured. According to the eighth aspect of the present invention, since the circulating delay time ΔT ′ and the optical pulse width Δt required to make one round of the optical loop circuit are set to ΔT ′ <2Δt, the pulse width over the entire length of the optical component to be measured is set. An effect is obtained in which a window is formed and measurement of the distribution of reflected light over the entire length of the long optical fiber becomes possible.

【0079】また、請求項9記載の発明によれば、参照
光および被測定光部品からの反射光の2光波間の遅延時
間差の最大値τM,時間間隔ΔT,光パルス幅Δtをそ
れぞれΔT>τM+Δtに設定したので、反射光が時間
軸上で複数の参照光と重なることにより生じる問題を回
避しつつ、光周波数間隔の大きな光源であっても、隣接
するパルスのクロストークなしに測定できるという効果
が得られる。また、請求項13記載の発明によれば、参
照光の位相φiを φi=2πk・ai・Δf で変調す
るようにしたので、光周波数可変光出力手段の出力光を
光パルス化した場合や、参照光路に光遅延素子や周波数
変換リング回路を挿入した場合においても、コヒーレン
スピークの位置をピーク間隔一定のまま掃引すること
で、被測定光部品内部の反射光分布を測定できるという
効果が得られる。
According to the ninth aspect of the present invention, the maximum value τM, the time interval ΔT, and the optical pulse width Δt of the delay time difference between the two light waves of the reference light and the reflected light from the optical component to be measured are respectively set as ΔT> Since τM + Δt is set, it is possible to avoid the problem caused by the reflected light overlapping with a plurality of reference lights on the time axis, and to measure even a light source having a large optical frequency interval without crosstalk between adjacent pulses. The effect is obtained. According to the thirteenth aspect, since the phase φi of the reference light is modulated by φi = 2πk · ai · Δf, the output light of the optical frequency variable light output unit is optically pulsed, Even when an optical delay element or a frequency conversion ring circuit is inserted in the reference optical path, by sweeping the position of the coherence peak while keeping the peak interval constant, it is possible to measure the reflected light distribution inside the optical component to be measured. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measurement circuit according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 同実施形態における参照光と反射光のパルス
の重なりを説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating overlap of pulses of reference light and reflected light in the embodiment.

【図3】 同実施形態における光波コヒーレンス関数γ
(τ)とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 3 is a light wave coherence function γ in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between (τ) and a pulse window.

【図4】 本発明の第2実施形態による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of a light reflection measurement circuit according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 同実施形態における光波コヒーレンス関数γ
(τ)とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 5 is a light wave coherence function γ in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between (τ) and a pulse window.

【図6】 本発明の第3実施形態による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of a light reflection measurement circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第4実施形態による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of a light reflection measurement circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】 同実施形態による周波数変換リング回路13
の構成を示すブロック図である。
FIG. 8 is a frequency conversion ring circuit 13 according to the first embodiment;
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of FIG.

【図9】 同実施形態における参照光と反射光の干渉の
様子を説明する図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a state of interference between reference light and reflected light in the embodiment.

【図10】 同実施形態における参照光と反射光の重な
りを説明する図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating overlap between reference light and reflected light in the embodiment.

【図11】 本発明の第5実施形態による光反射測定回
路の構成を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a light reflection measurement circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図12】 同実施形態における参照光と反射光の干渉
の様子を説明する図である。
FIG. 12 is a diagram illustrating a state of interference between reference light and reflected light in the embodiment.

【図13】 本発明の第1実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to the first embodiment of the present invention.

【図14】 同実施例における光周波数切替波形を示す
波形図である。
FIG. 14 is a waveform chart showing an optical frequency switching waveform in the embodiment.

【図15】 同実施例における光波コヒーレンス関数γ
(τ)とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 15 shows a light wave coherence function γ in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between (τ) and a pulse window.

【図16】 本発明の第3実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 16 is a block diagram illustrating a configuration of a light reflection measurement circuit according to a third embodiment of the present invention.

【図17】 同実施例における光位相変調波形を示す波
形図である。
FIG. 17 is a waveform chart showing an optical phase modulation waveform in the example.

【図18】 同実施例における光波コヒーレンス関数γ
(τ)とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 18 shows a light wave coherence function γ in the embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between (τ) and a pulse window.

【図19】 本発明の第4実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measuring circuit according to a fourth embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の第5実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measurement circuit according to a fifth embodiment of the present invention.

【図21】 同実施例における参照光と反射光の関係を
示す図である。
FIG. 21 is a diagram showing a relationship between reference light and reflected light in the example.

【図22】 本発明の第6実施例における参照光と反射
光の関係を示す図である。
FIG. 22 is a diagram illustrating a relationship between reference light and reflected light according to a sixth embodiment of the present invention.

【図23】 本発明の第7実施例における遅延時間τ0
とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 23 shows a delay time τ0 according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between the pulse window and the pulse window.

【図24】 本発明の第8実施例における参照光と反射
光の関係を示す図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating a relationship between reference light and reflected light according to an eighth embodiment of the present invention.

【図25】 本発明の第9実施例による光反射測定回路
の構成を示すブロック図である。
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measurement circuit according to a ninth embodiment of the present invention.

【図26】 同実施例における参照光と反射光の関係を
示す図である。
FIG. 26 is a diagram showing a relationship between reference light and reflected light in the example.

【図27】 本発明の第10実施例における参照光と反
射光の関係を示す図である。
FIG. 27 is a diagram illustrating a relationship between reference light and reflected light according to a tenth embodiment of the present invention.

【図28】 本発明の第11実施例における遅延時間τ
0とパルスウィンドウの関係を示す図である。
FIG. 28 illustrates a delay time τ according to an eleventh embodiment of the present invention.
It is a figure showing the relation between 0 and a pulse window.

【図29】 従来の技術による光反射測定回路の構成を
示すブロック図である。
FIG. 29 is a block diagram showing a configuration of a light reflection measurement circuit according to a conventional technique.

【図30】 同従来技術における光周波数切替の一例を
示す波形図である。
FIG. 30 is a waveform chart showing an example of optical frequency switching in the conventional technique.

【図31】 同従来技術において合成された光波コヒー
レンス関数γ(τ)を示す波形図である。
FIG. 31 is a waveform chart showing a lightwave coherence function γ (τ) synthesized in the conventional technique.

【図32】 同従来技術において位相変調によりコヒー
レンスピークを掃引する装置の構成例を示すブロック図
である。
FIG. 32 is a block diagram illustrating a configuration example of an apparatus that sweeps a coherence peak by phase modulation in the related art.

【図33】 図32の構成において合成される光波コヒ
ーレンス関数γ(τ)を示す波形図である。
FIG. 33 is a waveform diagram showing a lightwave coherence function γ (τ) synthesized in the configuration of FIG. 32;

【図34】 同従来技術において測定範囲の制限を説明
するための波形図である。
FIG. 34 is a waveform chart for explaining a limitation of a measurement range in the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,11,18 レーザ 2 光受信器 3 被測定光部品 4,14,23 光カプラ 5,28 光位相変調器 12,29 遅延光ファイバ 13,19,30,33 周波数変換リング回路 15,24 光周波数シフタ 16,22 光スイッチ 17 光増幅器 21,32 半導体レーザ 25 被測定光ファイバ 26 バランス型光受信器 27,31 バンドパスフィルタ 1,11,18 laser 2 optical receiver 3 optical component under test 4,14,23 optical coupler 5,28 optical phase modulator 12,29 delay optical fiber 13,19,30,33 frequency conversion ring circuit 15,24 light Frequency shifter 16, 22 Optical switch 17 Optical amplifier 21, 32 Semiconductor laser 25 Optical fiber to be measured 26 Balanced optical receiver 27, 31 Bandpass filter

フロントページの続き (72)発明者 堀口 常雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 保立 和夫 東京都調布市布田六丁目17番17号 (72)発明者 才田 隆志 東京都世田谷区代沢二丁目36番19−210号Continuing on the front page (72) Inventor Tsuneo Horiguchi Nippon Telegraph and Telephone Corporation 3-9-1-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (72) Inventor Kazuo Hotate 6-17-17 Fuda, Chofu-shi, Tokyo (72) Inventor Takashi Saida 2-36-19-210 Daisawa, Setagaya-ku, Tokyo

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光周波数可変光出力手段と、 前記光周波数可変光出力手段の出力光を参照光と被測定
光部品への測定光とに分岐する第1の光分岐手段と、 前記被測定光部品からの反射光を取り出す第2の光分岐
手段と、 該第2の光分岐手段により取り出された反射光と前記参
照光の2光波間のビート信号を受信する光受信器とを有
し、 前記光周波数可変光出力手段が、時間間隔ΔTで前記出
力光の光周波数fiを fi=f0+ai・Δf ただし、i=1,2,…,N(整数)、 f0:光周波数、 ai:整数、 Δf:光周波数間隔、 に従って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒーレント
関数を合成する光反射測定回路において、 前記光周波数可変光出力手段は、時間間隔ΔT,光パル
ス幅Δtで光周波数fiの光パルスを前記出力光として
出力することを特徴とする光反射測定回路。
An optical frequency variable optical output unit; a first optical branching unit that branches output light from the optical frequency variable optical output unit into reference light and measurement light to an optical component to be measured; A second optical branching unit for extracting reflected light from the optical component; and an optical receiver for receiving a beat signal between the reflected light extracted by the second optical branching unit and the two light waves of the reference light. The optical frequency variable optical output means sets the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT as follows: fi = f0 + ai · Δf, where i = 1, 2,..., N (integer), f0: optical frequency, ai: integer .DELTA.f: an optical frequency interval, in an optical reflection measurement circuit for synthesizing a light wave coherent function in the form of a delta function sequence, wherein the optical frequency variable optical output means comprises a light having an optical frequency fi at a time interval .DELTA. Pulse as the output light A light reflection measurement circuit characterized by outputting.
【請求項2】 前記光パルス幅Δtと前記光周波数間隔
ΔfをΔt<2/Δfに設定したことを特徴とする請求
項1記載の光反射測定回路。
2. The light reflection measuring circuit according to claim 1, wherein the light pulse width Δt and the light frequency interval Δf are set to Δt <2 / Δf.
【請求項3】 前記参照光の位相φiを φi=2πk
・ai・Δf に変調する光位相変調器を前記第1の光
分岐手段より前記光受信器に至る参照光路に付加し、 前記光パルス幅Δtと前記光周波数間隔Δfを2Δt<
1/Δfに設定したことを特徴とする請求項1記載の光
反射測定回路。
3. The phase φi of the reference light is defined as φi = 2πk.
An optical phase modulator that modulates the optical pulse width Δt and the optical frequency interval Δf from the first optical branching means to the optical receiver is set to 2Δt <
The light reflection measurement circuit according to claim 1, wherein 1 / Δf is set.
【請求項4】 遅延τdを与える第1の光遅延素子を前
記第1の光分岐手段より前記光受信器に至る参照光路に
付加し、 前記参照光および前記被測定光部品内の注目する箇所か
らの反射光の2光波間の遅延時間差τと、前記光周波数
可変光出力手段の出力光のコヒーレンス時間τcとがτ
<τcを満足する値に前記遅延τdを設定したことを特
徴とする請求項1〜3の何れかの項記載の光反射測定回
路。
4. A first optical delay element for providing a delay τd is added to a reference optical path from the first optical branching unit to the optical receiver, and a portion of interest in the reference light and the optical component to be measured. The delay time difference τ between the two light waves of the reflected light from the light source and the coherence time τc of the output light from the optical frequency variable light output means are τ.
4. The light reflection measurement circuit according to claim 1, wherein the delay [tau] d is set to a value satisfying <[tau] c.
【請求項5】 光波が一周回する毎に一定の遅延と一定
の周波数シフトを与える光周回路を有する第1の周波数
変換リング回路を、前記第1の光分岐手段より前記光受
信器に至る参照光路に付加したことを特徴とする請求項
1〜3の何れかの項記載の光反射測定回路。
5. A first frequency conversion ring circuit having an optical circuit for providing a constant delay and a constant frequency shift every time a light wave makes one round, from the first optical branching means to the optical receiver. 4. The light reflection measurement circuit according to claim 1, wherein the light reflection measurement circuit is added to a reference light path.
【請求項6】 前記光周波数可変光出力手段は、 光周波数一定の光パルスを出力する光源と、 該光源の出力光を入力とし、光波が一周回する毎に一定
の遅延と一定の周波数シフトを与える光周回路を有する
第2の周波数変換リング回路とを有することを特徴とす
る請求項1〜3の何れかの項記載の光反射測定回路。
6. An optical frequency variable optical output means, comprising: a light source for outputting an optical pulse with a constant optical frequency; an output light from the light source as an input; and a constant delay and a constant frequency shift every time the light wave makes one round. 4. A light reflection measuring circuit according to claim 1, further comprising: a second frequency conversion ring circuit having an optical circuit that provides the following.
【請求項7】 前記光周回路を一周回するのに要する周
回遅延時間ΔT’を前記出力光のコヒーレンス時間τc
に対してΔT’<2τcに設定したことを特徴とする請
求項5又は6記載の光反射測定回路。
7. A circulating delay time ΔT ′ required to circulate the optical circuit once is defined as a coherence time τc of the output light.
7. The light reflection measuring circuit according to claim 5, wherein ΔT ′ <2τc is set with respect to.
【請求項8】 前記光周回路を一周回するのに要する周
回遅延時間ΔT’を前記出力光の光パルス幅Δtに対し
てΔT’<2Δtに設定したことを特徴とする請求項5
〜7の何れかの項記載の光反射測定回路。
8. The circuit according to claim 5, wherein a round-trip delay time ΔT ′ required to make one round of the optical circuit is set to ΔT ′ <2Δt with respect to an optical pulse width Δt of the output light.
8. The light reflection measurement circuit according to any one of items 7 to 7.
【請求項9】 前記参照光および前記被測定光部品から
の反射光の2光波間の遅延時間差の最大値τM,前記時
間間隔ΔT,前記光パルス幅ΔtをそれぞれΔT>τM
+Δtに設定したことを特徴とする請求項5記載の光反
射測定回路。
9. The maximum value τM of the delay time difference between the two light waves of the reference light and the reflected light from the measured optical component, the time interval ΔT, and the optical pulse width Δt are respectively expressed as ΔT> τM.
6. The light reflection measuring circuit according to claim 5, wherein the value is set to + Δt.
【請求項10】 光周波数可変光出力手段と、 前記光周波数可変光出力手段の出力光を参照光と被測定
光部品への測定光とに分岐する第1の光分岐手段と、 前記被測定光部品からの反射光を取り出す第2の光分岐
手段と、 該第2の光分岐手段により取り出された反射光と前記参
照光の2光波間のビート信号を受信する光受信器とを有
し、 前記光周波数可変光出力手段が、時間間隔ΔTで前記出
力光の光周波数fiを fi=f0+ai・Δf ただし、i=1,2,…,N(整数)、 f0:光周波数、 ai:整数、 Δf:光周波数間隔、 に従って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒーレント
関数を合成する光反射測定回路において、 光波が一周回する毎に一定の遅延と一定の周波数シフト
を与える光周回路を有する第1の周波数変換リング回路
を、前記第1の光分岐手段より前記光受信器に至る参照
光路に付加したことを特徴とする光反射測定回路。
10. An optical frequency variable optical output means, first optical splitting means for splitting output light of the optical frequency variable optical output means into reference light and measurement light to an optical component to be measured, A second optical branching unit for extracting reflected light from the optical component; and an optical receiver for receiving a beat signal between the reflected light extracted by the second optical branching unit and the two light waves of the reference light. The optical frequency variable optical output means sets the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT as follows: fi = f0 + ai · Δf, where i = 1, 2,..., N (integer), f0: optical frequency, ai: integer , Δf: optical frequency interval, an optical reflection measurement circuit for synthesizing a lightwave coherent function in the form of a delta function train, comprising an optical circuit for providing a constant delay and a constant frequency shift every time the lightwave makes one round. 1 frequency conversion ring Road, said first optical reflection measurement circuit, characterized in that from the light branching means is added to the reference optical path to the optical receiver.
【請求項11】 前記各周波数変換リング回路は、 光波を一方向に周回させる光リング回路と、 前記光リング回路に前記光波を入力する光入力手段と、 前記光リング回路から光波を取り出す第3の光分岐手段
と、 前記光リング回路の周回時間を調整する第2の光遅延素
子と、 前記光リング回路を周回する周回光に周波数シフトを与
える周波数シフタと、前記周回光を断続する光スイッチ
と、 前記周回光の損失を補償する光増幅器とを有することを
特徴とする請求項5〜10の何れかの項記載の光反射測
定回路。
11. Each of the frequency conversion ring circuits includes: an optical ring circuit that circulates an optical wave in one direction; an optical input unit that inputs the optical wave to the optical ring circuit; and a third optical circuit that extracts an optical wave from the optical ring circuit. An optical branching means, a second optical delay element for adjusting the time required for circulating the optical ring circuit, a frequency shifter for applying a frequency shift to the circulated light circulating the optical ring circuit, and an optical switch for intermittently circulating the circulated light The light reflection measurement circuit according to claim 5, further comprising: an optical amplifier that compensates for the loss of the circulating light.
【請求項12】 光周波数可変光出力手段と、 前記光周波数可変光出力手段の出力光を参照光と被測定
光部品への測定光とに分岐する第1の光分岐手段と、 前記被測定光部品からの反射光を取り出す第2の光分岐
手段と、 該第2の光分岐手段により取り出された反射光と前記参
照光の2光波間のビート信号を受信する光受信器とを有
し、 前記光周波数可変光出力手段が、時間間隔ΔTで前記出
力光の光周波数fiを fi=f0+ai・Δf ただし、i=1,2,…,N(整数)、 f0:光周波数、 ai:整数、 Δf:光周波数間隔、 に従って切り替えてデルタ関数列状の光波コヒーレント
関数を合成する光反射測定回路において、 遅延τdを与える第1の光遅延素子を前記第1の光分岐
手段より前記光受信器に至る参照光路に付加し、 前記参照光および前記被測定光部品内の注目する箇所か
らの反射光の2光波間の遅延時間差τと、前記光周波数
可変光出力手段の出力光のコヒーレンス時間τcとがτ
<τcを満足する値に前記遅延τdを設定したことを特
徴とする光反射測定回路。
12. An optical frequency variable optical output means, first optical splitting means for splitting output light of the optical frequency variable optical output means into reference light and measurement light to an optical component to be measured, and A second optical branching unit for extracting reflected light from the optical component; and an optical receiver for receiving a beat signal between the reflected light extracted by the second optical branching unit and the two light waves of the reference light. The optical frequency variable optical output means sets the optical frequency fi of the output light at a time interval ΔT as follows: fi = f0 + ai · Δf, where i = 1, 2,..., N (integer), f0: optical frequency, ai: integer Δf: an optical frequency interval, in an optical reflection measurement circuit for synthesizing a lightwave coherent function in the form of a delta function sequence, wherein a first optical delay element for giving a delay τd is provided by the first optical branching means to the optical receiver. To the reference beam path leading to A delay time difference between two light waves of the light reflected from the target to position of the reference light and the light to be measured in parts tau, and the coherence time τc of the output light of the optical variable frequency optical output means tau
A light reflection measuring circuit, wherein the delay τd is set to a value satisfying <τc.
【請求項13】 前記参照光の位相φiを φi=2π
k・ai・Δf に変調する光位相変調器を前記第1の
光分岐手段より前記光受信器に至る参照光路に付加した
ことを特徴とする請求項1,10,12の何れかの項記
載の光反射測定回路。
13. The phase φi of the reference light is defined as φi = 2π
13. The optical phase modulator for modulating k.ai..DELTA.f is added to a reference optical path from the first optical branching means to the optical receiver. Light reflection measurement circuit.
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