JPH11218465A - 光ファイバ特性測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 相対周波数間隔｜ｆ１−ｆ２｜を精度良くな
お且つ任意に設定でき、戻り光に含まれる反射光や各種
散乱光の周波数成分に応じたコヒーレント検波を良好に
行える光ファイバ特性測定装置を実現する。 【解決手段】 ２つの光源のうち、一方の光源の周波数
を基準として固定しておき、他方の光源の周波数をこの
固定された基準に対応して制御する形態としたので、第
１光源および第２光源からそれぞれ出射される光信号の
周波数をある周波数差に自動校正し、それらの光信号の
周波数差を精度良くなお且つ任意に設定でき、この結
果、戻り光に含まれる反射光や各種散乱光の周波数成分
に応じたコヒーレント検波を良好に行うことが可能にな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの諸特
性を測定する光ファイバ特性測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来の光ファイバ特性測定装置
の構成を示すブロック図である。この図において、温度
制御回路１は、光源３から出射されるコヒーレント光３
ａの周波数ｆ１を安定化させるべく駆動回路２を介し
て、周波数ｆ１を一定に保つよう制御する。光源３から
出射されたコヒーレント光３ａは、光パルス発生回路４
を経てパルス光４ａに変換された後、光方向結合器５を
通過し、光コネクタ６を介して被測定光ファイバ７に入
射する。被測定ファイバ７では、パルス光４ａが入射さ
れると、ファイバの状態に応じた反射や散乱現象が生
じ、これによりパルス光４ａの一部が戻り光６ａとして
被測定ファイバ側から光方向結合器５に戻ってくる。

【０００３】一方、温度制御回路１１も、駆動回路１２
を介して光源１３から出射されるコヒーレント光１３ａ
（局発光）の周波数ｆ２を安定化させる制御を行う。光
方向結合器１５は、コヒーレント光１３ａと、被測定フ
ァイバ７から光方向結合器５を経た戻り光６ａとを合波
し、これにより得られる光信号１５ａを光検出部１６に
出射する。光検出部１６ではこの光信号１５ａをコヒー
レント検波して電気信号１６ａに変換して出力する。信
号処理部１７は、検出された電気信号１６ａに基づいて
被測定光ファイバ７の諸特性を求めるほか、電気信号１
６ａを時間軸上で処理してこれらの特性を光ファイバの
距離軸上の分布として作成するなどの処理を行う。

【０００４】このような構成による光ファイバ特性測定
装置では、戻り光６ａに含まれる反射光や散乱光の周波
数成分に応じて、コヒーレント光３ａ及びコヒーレント
光１３ａ（局発光）の相対周波数間隔｜ｆ１−ｆ２｜を
適切に設定することで、被測定光ファイバ７の内部で発
生するレイリー散乱光やブリルアン散乱光などの後方散
乱光のほか、反射光などの戻り光を検出し得るようにな
っている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の光ファイバ特性測定装置では、戻り光６ａを検出す
るために、光源３及び光源１３の各光源の周波数制御を
行って、相対周波数間隔｜ｆ１−ｆ２｜を適切に制御す
るようにしている。しかしながら、各光源３，１３の周
波数を個別に制御する為、光源間の相対周波数間隔を正
確に設定するのは容易ではなく、それゆえ、相対周波数
間隔｜ｆ１−ｆ２｜の誤差が戻り光６ａの検出精度に影
響を及ぼすという問題が生じている。

【０００６】そこで本発明は、このような事情に鑑みて
なされたもので、相対周波数間隔｜ｆ１−ｆ２｜を精度
良くなお且つ任意に設定でき、戻り光に含まれる反射光
や各種散乱光の周波数成分に応じたコヒーレント検波を
良好に行える光ファイバ特性測定装置を提供することを
目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明では、第１光源および第２光
源を備え、前記第１光源のコヒーレント光をパルス光に
変換して被測定光ファイバへ出射して、この被測定ファ
イバからの戻り光と前記第二光源のコヒーレント光と合
波した光信号をコヒーレント検波して前記被測定光ファ
イバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置におい
て、前記第１光源の周波数成分と第２光源の周波数成分
との相対周波数差を算出する算出手段と、前記相対周波
数差と設定値Ｖｒｅｆ２との間の差分を算出し、この差
分に応じて第１光源のコヒーレント光の周波数を変更さ
せて前記相対周波数差を制御する第１の制御手段と、前
記第２光源の周波数成分と設定値Ｖｒｅｆ１との間の差
分を算出し、この差分に応じて第２光源のコヒーレント
光の周波数を変更する第２の制御手段と前記第１光源の
周波数成分と設定値Ｖｆｒとの間の差分を算出し、この
差分に応じて第１光源のコヒーレント光の周波数を変更
する第３の制御手段とを具備することを特徴とする。

【０００８】上記請求項１に従属する請求項２に記載の
発明によれば、前記設定値Ｖｒｅｆ１、設定値Ｖｒｅｆ
２および設定値Ｖｆｒを任意の値に設定する設定値制御
手段を有することを特徴とする。

【０００９】また、上記請求項１に従属する請求項３に
記載の発明によれば、前記第３の制御手段は、前記第１
光源のコヒーレント光の周波数を予決められた値に設定
する粗調整手段を備えることを特徴としている。

【００１０】本発明では、２つの光源のうち、一方の光
源の周波数を基準として固定しておき、他方の光源の周
波数をこの固定された基準に対応して制御する形態とし
たので、第１光源および第２光源からそれぞれ出射され
る光信号の周波数をある周波数差に自動校正し、それら
の光信号の周波数差を精度良くなお且つ任意に設定で
き、この結果、戻り光に含まれる反射光や各種散乱光の
周波数成分に応じたコヒーレント検波を良好に行うこと
が可能になっている。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は実施の一形態による
光ファイバ特性測定装置を示すブロック図である。な
お、この図において、図２に図示した従来例と共通する
要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。図１
において、温度制御回路１と駆動回路３４によって光源
１８（以下、第１光源と称す）から出射されたコヒーレ
ント光１８ａ（以下、第１のコヒーレント光１８ａと称
す）のうち、光方向性結合器２０で光パルス発生回路４
側に分岐された光はパルス光に変換され、光方向性結合
器５および光コネクタ６を順次通過して被測定ファイバ
７に入射する。この時、被測定ファイバ７にて発生する
戻り光６ａが光方向性結合器５に戻ってくる。

【００１２】一方、温度制御回路２８と駆動回路３６に
よって光源１９（以下、第２光源と称す）から出射され
たコヒーレント１９ａ（以下、第２のコヒーレント光１
９ａと称す）のうち、光方向性結合器２１を介して光方
向性結合器１５側に分岐された光２１ａが戻り光６ａと
合波され、これが光検出部１６にてコヒーレント検波さ
れた後、信号処理部１７において従来と同様、各種の処
理により光ファイバ特性測定が行われる。

【００１３】さて、こうして光ファイバ特性測定を行う
時、第２光源１９から出射される周波数ｆ２の第２コヒ
ーレント光１９ａは、光方向結合器２１を経て光方向結
合器２２にも入射し、光方向結合器２２にて分岐光２２
ａ，２２ｂに分岐される。分岐光２２ｂは光スイッチＯ
ＳＷ２９の端子２に入射する。この光スイッチＯＳＷ２
９から出射する光信号２９ａはＦ／Ｖ変換器３０と増幅
回路３１を経て、第２のコヒーレント光１９ａの周波数
成分ｆ２は信号３２ｂに変換された後、電気スイッチＳ
Ｗ３２を経て比較回路３５に入力される。

【００１４】比較回路３５では、この電気スイッチＳＷ
３２の端子２側から供給される信号３２ｂと設定値Ｖｒ
ｅｆ１とを大小比較し、その比較結果である出力信号３
５ａを駆動信号として、駆動回路３６を動作させ、第２
光源１９を制御する。こうして、上述の構成要素１９，
２１，２２，２９，３０，３１，３２，３５，３６から
なる処理ループにて、第２のコヒーレント光１９ａの周
波数ｆ２に対応した電気信号３２ｂを設定値Ｖｒｅｆ１
に一致させたら、Ｆ／Ｖ変換器３０の周波数特性の基準
点をロックする一方、光スイッチＯＳＷ２９および電気
スイッチＳＷ３２を同時に端子１側に切り換える。

【００１５】これに対し、第１光源１８から出射された
周波数ｆ１の第１のコヒーレント光１８ａは、光方向結
合器２０を経て光方向結合器２３に入射され、この光方
向結合器２３にて分岐光２３ａ，２３ｂに分岐される。
分岐光２３ｂは光スイッチＯＳＷ２９の端子１側に入射
する。この時点で、上述したように、光スイッチＯＳＷ
２９および電気スイッチＳＷ３２がそれぞれ端子１側に
切り換えられていると、この光スイッチＯＳＷ２９から
出射する光信号２９ａがＦ／Ｖ変換器３０と増幅回路３
１を経て、第１のコヒーレント光１８ａの周波数成分ｆ
１が電気信号３２ａに変換される。

【００１６】電気信号３２ａは、電気スイッチＳＷ３２
の端子１を介して比較回路３３に入力される。比較回路
３３では、この電気スイッチＳＷ３２の端子１側から供
給される電気信号３２ｂと設定値Ｖｆｒとを大小比較
し、その比較結果である出力信号３３ａを駆動信号とし
て、駆動回路３４を動作させ、第１光源１８を制御す
る。つまり、上述の構成要素１８，２０，２３，２９，
３０，３１，３２，３３，３４からなる処理ループで
は、第１のコヒーレント光１８ａの周波数ｆ１に対応し
た電気信号３２ｂを設定値Ｖｆｒに一致させるよう制御
する。

【００１７】さらに、光方向性結合器２２，２３にてそ
れぞれ分岐された分岐光２２ａ，２３ａは、光方向性結
合器２４にて合波された後、光検出部２５に入射する。
光検出部２５では、第１のコヒーレント光１８ａの周波
数成分ｆ１と、第２のコヒーレント光１９ａの周波数成
分ｆ２の差分｜ｆ１−ｆ２｜を検出し、これを電気信号
２５ａに変換して出力する。比較回路２６では、差分｜
ｆ１−ｆ２｜に対応した電気信号２５ａと設定値Ｖｒｅ
ｆ２とを大小比較し、その比較結果である出力信号２６
ａに応じて調整回路２７の出力を調節することにより、
温度制御回路１が第１光源１８の周波数ｆ１を補正す
る。つまり、第１のコヒーレント光１８ａの周波数ｆ１
を、設定値Ｖｆｒと設定値Ｖｒｅｆ２とに応じて第２の
コヒーレント光１９ａの周波数ｆ２に合致させることが
できる。

【００１８】ところで、第１のコヒーレント光１８ａの
周波数ｆ１が、第２のコヒーレント光１９ａの周波数ｆ
２との相対周波数を取るため、粗調整信号を調整回路２
７に入力し、温度制御回路１を経て、第１のコヒーレン
ト光１８ａの周波数ｆ１を粗調整信号に応じてシフトさ
せ、光方向性結合器２０，２３及び光スイッチＯＳＷ２
９の端子１を経て、周波数をＦ／Ｖ変換器３０、増幅器
３１と電気スイッチＳＷ３２の端子１で第１のコヒーレ
ント光１８ａの周波数成分ｆ１は電気信号３２ａに変換
される。電気信号３２ａが比較回路３３で設定値Ｖｆｒ
と合わせて、駆動回路３４を動作させ、第１光源１８を
制御する。この結果、２つ光源から出射される光信号の
中心周波数をある相対周波数差に固定ができ、また、第
１光源１８の周波数ｆ１が設定値Ｖｆｒより、任意値に
設定ができる。

【００１９】つまり、上述した構成によれば、先ず、第
１のコヒーレント光１８ａの周波数成分ｆ１と第２のコ
ヒーレント光１９ａの周波数成分ｆ２の初期周波数を調
整するため、光スイッチＯＳＷ２９と電気スイッチＳＷ
３２は同時に端子２側に切り換えておき、第２のコヒー
レント光１９ａのうち、光方向性結合器２１及び光方向
結合器２２で分岐された分岐光２２ｂがＦ／Ｖ変換を経
て光周波数成分ｆ２の電気信号３２ｂに変換された後、
設定値Ｖｒｅｆ１と比較され、この比較結果に応じて駆
動回路３６を作動させることによって、第２のコヒーレ
ント光１９ａ周波数成分ｆ２を設定値Ｖｒｅｆ１に基づ
いて安定化させる。

【００２０】次いで、第１のコヒーレント光１９ａ周波
数成分ｆ２が安定化したら、Ｆ／Ｖ変換器３０の周波数
特性の基準点をロックし、光スイッチＯＳＷ２９および
電気スイッチＳＷ３２を同時に端子１側に切り換える。
そうすると、第１のコヒーレント光１８ａのうち、光方
向結合器２０及び光方向結合器２３で分岐された分岐光
２３ｂはＦ／Ｖ変換を経て光周波数成分ｆ１の電気信号
３２ａに変換された後、設定値Ｖｆｒと比較され、この
比較結果に応じて駆動回路３４を作動させることによっ
て、第１のコヒーレント光１８ａの周波数ｆ１を制御す
る。

【００２１】また、第１のコヒーレント光１８ａは光方
向性結合器２１，２２を経て、第二のコヒーレント光１
９ａは光方向性結合器２０、２３を経て、光方向性結合
器２４にて合波され、合波された光信号２４ａの周波数
成分の差分｜ｆ１−ｆ２｜は光検出部２５で検出され、
比較回路２６、調整回路２７と温度制御回路１を経て、
第１光源１８の周波数を調整する。その時、Ｆ／Ｖ変換
器３０の状態は変わってないので、設定値Ｖｆｒを設定
値Ｖｒｅｆ１に一致させれば、第１のコヒーレント光１
８ａの周波数成分ｆ１は第２のコヒーレント光１９ａの
周波数成分ｆ２に一致させることができる訳である。

【００２２】また、第１のコヒーレント光１８ａの周波
数成分ｆ１と第２のコヒーレント光１９ａの周波数成分
ｆ２の相対周波数差を取るため、粗調整信号を調整回路
に入力し、第１のコヒーレント光１８ａの周波数ｆ１を
粗調整信号値によってシフトさせ、光方向性結合器２
０、２３及び光スイッチＯＳＷ２９を経て、Ｆ／Ｖ変換
器３０と増幅器３１で第１のコヒーレント光１８ａの周
波数成分ｆ１は電気信号３２ａに変換される。電気信号
３２ａが比較回路３３で設定値Ｖｆｒと合わせて、駆動
回路３４を動作させ、第１光源１８を制御する。この結
果、２つ光源１８，１９からそれぞれ出射される光信号
の中心周波数を、ある相対周波数差に固定することがで
き、また、第１光源１８の周波数ｆ１が設定値Ｖｆｒに
基づき任意値に設定し得ることになる。

【００２３】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、第１光源
の周波数成分と第２光源の周波数成分との相対周波数差
と設定値Ｖｒｅｆ２との間の差分に応じて第１光源のコ
ヒーレント光の周波数を変更させて前記相対周波数差を
制御する一方、第２光源の周波数成分と設定値Ｖｒｅｆ
１との間の差分に応じて第２光源のコヒーレント光の周
波数を変更しつつ、第１光源の周波数成分と設定値Ｖｆ
ｒとの間の差分に応じて第１光源のコヒーレント光の周
波数を変更する。つまり、２つの光源のうち、一方の光
源の周波数を基準として固定しておき、他方の光源の周
波数をこの固定された基準に対応して制御し得るので、
第１光源および第２光源からそれぞれ出射される光信号
の周波数をある周波数差に自動校正し、それらの光信号
の周波数差を精度良くなお且つ任意に設定することがで
き、この結果、戻り光に含まれる反射光や各種散乱光の
周波数成分に応じたコヒーレント検波を良好に行うこと
ができるという効果がある。また、請求項２記載の発明
によれば、第１光源と第２光源の周波数差の設定値を任
意値に設定する設定値制御手段を設けるようにしたの
で、第１及び第２のコヒーレント光の周波数間隔を精度
良く任意の値に設定したり、第１及び第２のコヒーレン
ト光の周波数を予め決められた値に設定しておくことも
できる。さらに、請求項３記載の発明によれば、第１光
源のコヒーレント光の周波数を予め決められた値に設定
しておき、第１光源のコヒーレント光の周波数における
設定値との差分に応じて第１光源のコヒーレント光の周
波数を調整しているので、予め決められた周波数の値を
適切に設定しておけば、第１光源及び第２光源のコヒー
レント光の光周波数差を速やかに設定にもってゆけると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施の形態による光ファイバ特性
測定装置の構成を示すブロック図である。

【図２】従来例を説明するための図である。

【符号の説明】

１、２８ 温度制御回路 ３４、３６ 駆動回路 １８、１９ 光源 ４ 光パルス発生回路 ６ 光コネクタ ７ 被測定光ファイバ ５、１５、２０、２１、２２、２３、２４ 光方向性結
合器 １６、２５ 光検出部 １７ 信号処理部 ２６、３３、３５ 比較回路 ２７ 調整回路 ２９ 光スイッチ ３０ Ｆ／Ｖ変換（エタロン） ３２ 電気スイッチ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１光源および第２光源を備え、前記第
   １光源のコヒーレント光をパルス光に変換して被測定光
   ファイバへ出射して、この被測定ファイバからの戻り光
   と前記第二光源のコヒーレント光と合波した光信号をコ
   ヒーレント検波して前記被測定光ファイバの特性を測定
   する光ファイバ特性測定装置において、 前記第１光源の周波数成分と第２光源の周波数成分との
   相対周波数差を算出する算出手段と、 前記相対周波数差と設定値Ｖｒｅｆ２との間の差分を算
   出し、この差分に応じて第１光源のコヒーレント光の周
   波数を変更させて前記相対周波数差を制御する第１の制
   御手段と、 前記第２光源の周波数成分と設定値Ｖｒｅｆ１との間の
   差分を算出し、この差分に応じて第２光源のコヒーレン
   ト光の周波数を変更する第２の制御手段と前記第１光源
   の周波数成分と設定値Ｖｆｒとの間の差分を算出し、こ
   の差分に応じて第１光源のコヒーレント光の周波数を変
   更する第３の制御手段とを具備することを特徴とする光
   ファイバ特性測定装置。
2. 【請求項２】 前記設定値Ｖｒｅｆ１、設定値Ｖｒｅｆ
   ２および設定値Ｖｆｒを任意の値に設定する設定値制御
   手段を有することを特徴とする請求項１記載の光ファイ
   バ特性測定装置。
3. 【請求項３】 前記第３の制御手段は、前記第１光源の
   コヒーレント光の周波数を予決められた値に設定する粗
   調整手段を備えることを特徴とする請求項１記載の光フ
   ァイバ特性測定装置。