(57)【要約】【課題】ヘテロダイン方式の光ペクトラムアナライザにおいて被測定光に含まれるノイズを軽減する。【解決手段】カプラ３は、可変波長光源２からの光と被測定光とを個別に受けて合波して第１の合波光と第２の合波光を出力する。第１の受光部４ａが第１の合波光を受けて第１の電気信号に変換する。第２の受光部４ｂが第２の合波光を受けて第２の電気信号に変換する。そして、差動アンプ６が、第１の電気信号と第２の電気信号との差をとってヘテロダイン信号を出力する。このような構成において、カプラの合波する位置から差動アンプの出力点までの間に、第１の電気信号の大きさ又は第２の電気信号の大きさを可変して差動アンプに入力させる利得可変部５を設け、前記ヘテロダイン信号に含まれるノイズが軽減する構成とした。【選択図】図１
2010210541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定波長範囲に亘って波長が可変された光を出力する可変波長光源（２）と、被測定光と前記可変波長光源からの光を個別に受けて合波し互いにほぼ１８０度異なった位相を有する第１の合波光と第２の合波光を出力するカプラ（３）と、該第１の合波光を受けて第１の電気信号に変換する第１の受光部（４ａ）と、該第２の合波光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光部（４ｂ）と、該第１の電気信号と該第２の電気信号の差であるヘテロダイン信号と前記光の波長を基に被測定光のスペクトラムを測定する光ヘテロダインスペクトラムアナライザであって、
前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との差をとって前記ヘテロダイン信号を出力する差動アンプ（６）と、前記カプラの合波する位置から該差動アンプの出力点までの間に設けられ、前記第１の電気信号の大きさ又は第２の電気信号の大きさもしくはそれらの双方を個々に可変して前記差動アンプに入力させる利得可変部（５）と、を備え、
前記ヘテロダイン信号に含まれるノイズが前記利得可変部で軽減するように制御可能な構成であることを特徴とする光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。
【請求項２】
前記利得可変部は、前記第１の受光手段と前記差動アンプとの間、又は第２の受光手段と前記差動アンプとの間、もしくはそれらの双方に設けられることを特徴とする請求項１に記載の光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。
【請求項３】
予め、前記可変波長光源から出力される光の波長を前記所定波長範囲の複数の異なる波長点で前記ノイズが少なくなるように前記利得可変を制御したときの第１の制御値を各波長に対応して記憶しておき、その後、前記被測定光のスペクトラムを前記光の波長を可変して測定するときは、該波長に対応して前記第１の制御値を基に、前記利得可変を制御する利得制御部（１２）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。
【請求項４】
前記差動アンプの前記出力点以降に、前記ヘテロダイン信号の大きさを調整する利得調整部（９）を有し、前記利得制御部は、予め、前記波長及び前記第１の制御値に対応して、該第１の制御値に基づく前記利得可変部による利得可変に伴う前記差動アンプ以降におけるヘテロダイン信号の大きさの変動を調整するための第２の制御値を記憶しておき、その後、前記被測定光のスペクトラムを前記光の波長を可変して測定するときは、前記利得調整部に対して、前記波長に対応する前記第２の制御値で調整させることを特徴とする請求項３に記載の光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。  
【請求項５】
前記利得可変部の利得が所定利得にされているとき、前記差動アンプの出力後に、前記被測定光の波長を求め、被測定光の波長より所定波長幅だけ離調した波長を求めるノイズ波長検出部（１６ｂ）と、該離調した波長におけるパワーを検出するノイズ検出部（１６ｃ）とを含むノイズ測定部（１６）を備え、その後、該ノイズ検出部の検出結果が少なくなるように前記利得可変部の前記所定利得を制御する利得制御部（１２）を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。
【請求項６】
前記差動アンプの前記出力点以降に、前記ヘテロダイン信号の大きさを調整する利得調整部（９）を有し、
前記ノイズ測定部は、前記利得制御部が前記利得可変部を制御する前と、制御した後とにおける前記被測定光の波長における大きさの変動を測定し、前記利得制御部は、該測定された被測定光の大きさの変動が少なくなるように前記利得調整部を制御することを特徴とする請求項５に記載の光ヘテロダインスペクトラムアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定光のスペクトラムを測定するヘテロダイン型の光ヘテロダインスペクトラムアナライザに関する。特に被測定光をローカル光によりヘテロダイン受信するときに光強度ノイズを軽減して光スペクトラムを測定する技術に係る。
【背景技術】
【０００２】
ヘテロダイン型の光スペクトラムアナライザとしては、次のような構成のものがある。例えば、一方の入力を被測定光、他方の入力を波長掃引（可変）可能なローカル光とする光ファイバで構成されたカプラで受けて合波して、互いに位相が180度異なる合波光を出力する。位相の異なる２つの合波光の一方は、直列に接続された２つのダイオードの一方の受光ダイオードへ、他方の合波光はもう一方の受光ダイオードへ入力される。そして２つのダイオードの接続点から取り出された信号は、２つのダイオードから出力されるヘテロダイン信号の差信号であるが、２つの合成光の位相は互いに１８０度異なるので２つのヘテロダイン信号は加算される。しかし、それぞれの光源が持っていた強度ノイズは互いに差し引かれる。そしてその加算されたヘテロダイン信号のパワーを被測定光のパワーとして測定する（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−５５５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記技術は、強度ノイズを軽減する上で、必ずしも最適な受光ダイオードの出力を直接に結合させるようにはされていない。つまり、光強度ノイズ同士の差し引き（軽減）が、必ずしも最適な条件で行われているとは限らない。具体的には、上記の「カプラの一方の出力−発光ダイオードー結合」の第１ルートと、「カプラの他方の出力−他方の発光ダイオードー結合」の第２ルートとでは、カプラの損失や発光ダイオードの光／電気変換特性、及びそれらの波長依存性が、一致するとは限らない。第1ルートと第２ルートでのこれら特性の差は、それらを結合するときの差になり、結合した結果でも、これら差分の光強度ノイズは差し引かれずそのまま残る可能性がある。
【０００５】
本発明の目的は、カプラを用いて２ルートでヘテロダイン信号を取り出すときにその２ルートを少なくとも一方のルートの利得を変えて適切な条件で合成できる構成とすることで、光強度ノイズを軽減してスペクトラムを測定する光ヘテロダインスペクトラムアナライザを提供することである。また、上記一方の利得を可変することにより伴う、全体の利得変動を軽減する光ヘテロダインスペクトラムアナライザを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、所定波長範囲に亘って波長が可変された光を出力する可変波長光源（２）と、被測定光と前記可変波長光源からの光を個別に受けて合波し互いにほぼ１８０度異なった位相を有する第１の合波光と第２の合波光を出力するカプラ（３）と、該第１の合波光を受けて第１の電気信号に変換する第１の受光部（４ａ）と、該第２の合波光を受けて第２の電気信号に変換する第２の受光部（４ｂ）と、該第１の電気信号と該第２の電気信号の差であるヘテロダイン信号と前記光の波長を基に被測定光のスペクトラムを測定する光ヘテロダインスペクトラムアナライザであって、前記第１の電気信号と前記第２の電気信号との差をとって前記ヘテロダイン信号を出力する差動アンプ（６）と、前記カプラの合波する位置から該差動アンプの出力点までの間に設けられ、前記第１の電気信号の大きさ又は第２の電気信号の大きさもしくはそれらの双方を個々に可変して前記差動アンプに入力させる利得可変部（５）と、を備え、前記ヘテロダイン信号に含まれるノイズが前記利得可変部で軽減するように制御可能な構成である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記利得可変部は、前記第１の受光手段と前記差動アンプとの間、又は第２の受光手段と前記差動アンプとの間、もしくはそれらの双方に設けた。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、予め、前記可変波長光源から出力される光の波長を前記所定波長範囲の複数の異なる波長点で前記ノイズが少なくなるように前記利得可変を制御したときの第１の制御値を各波長に対応して記憶しておき、その後、前記被測定光のスペクトラムを前記光の波長を可変して測定するときは、該波長に対応して前記第１の制御値を基に、前記利得可変を制御する利得制御部（１２）を備えた。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記差動アンプの前記出力点以降に、前記ヘテロダイン信号の大きさを調整する利得調整部（９）を有し、前記利得制御部は、予め、前記波長及び前記第１の制御値に対応して、該第１の制御値に基づく前記利得可変部による利得可変に伴う前記差動アンプ以降におけるヘテロダイン信号の大きさの変動を調整するための第２の制御値を記憶しておき、その後、前記被測定光のスペクトラムを前記光の波長を可変して測定するときは、前記利得調整部に対して、前記波長に対応する前記第２の制御値で調整させる構成とした。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記利得可変部の利得が所定利得にされているとき、前記差動アンプの出力後に、前記被測定光の波長を求め、被測定光の波長より所定波長幅だけ離調した波長を求めるノイズ波長検出部（１６ｂ）と、該離調した波長におけるパワーを検出するノイズ検出部（１６ｃ）とを含むノイズ測定部（１６）を備え、その後、該ノイズ検出部の検出結果が少なくなるように前記利得可変部の前記所定利得を制御する利得制御部（１２）を備えた。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記差動アンプの前記出力点以降に、前記ヘテロダイン信号の大きさを調整する利得調整部（９）を有し、
前記ノイズ測定部は、前記利得制御部が前記利得可変部を制御する前と、制御した後とにおける前記被測定光の波長における大きさの変動を測定し、前記利得制御部は、該測定された被測定光の大きさの変動が少なくなるように前記利得調整部を制御する構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の構成によれば、カプラを用いて２ルートでヘテロダイン信号を取り出すときに少なくとも一方の利得を調整した上で合成できるので、ノイズ（光強度ノイズであり、以下、同じく、「ノイズ」と言う。）を軽減してスペクトラムを測定できる。また、しかも波長の変化に対応して利得を調整できるので、被測定光の波長が変わってもノイズを軽減できる。さらに、ノイズを軽減するために上記一方の利得を変更したことによる、被測定光の光スペクトラムのパワーの変動を補正する手段を設けたことから、より正確な光スペクトラム測定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態の機能構成を示す図である。
【図２】第１、第２の実施形態において、利得制御、及び利得調整を行ったときの信号とノイズとの関係を示す図である。
【図３】利得データ記憶部のデータ内容を示す図である。
【図４】第２の実施形態の機能構成を示す図である。
【図５】第２の実施形態の利得制御、及び利得調整の一動作フローの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ノイズを軽減するにあたり、予め経験的に測定されたデータを基に制御する実施形態を第１の実施形態に、光スペクトラムを測定中にリアルタイムで制御する実施形態を第２の実施形態として説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１で可変波長光源２は、可変された光を出力する光源である。つまり波長掃引可能な光源である。具体的には、外部に設けられ共振器長が可変可能にされた共振器を用い、その共振器長に共振した波長の光を出力する半導体レーザ光源を用いることができる。一般的には波長掃引する光源であればよいが、ここでは、特開２００７−２２０８６４号公報或いは特開２００８−１０７０９６号公報に記載のマイクロ電気機械構造体を用いて波長を可変させることにより（「ＭＥＭＳスキャナ」と言われる。ＭＥＭＳ；Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｏｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）掃引した波長の掃引光を出力する光源で説明する。
【００１６】
このような公報におけるＭＥＭＳスキャナを用いた可変波長光源２から出力される波長λは、ＭＥＭＳスキャナが静止時の発振波長をλｓ、波長掃引幅±Ｗ、掃引周波数ｆ、掃引開始時からの時間をｔとし、波長が変化する項を関数Λ（いわば波長掃引特性）で表せば、次の式で表せる。
λ＝λｓ＋Λ（ｔ）
＝λｓ＋Ｗｓｉｎ（２πｆｔ）で示される。
数値例としては、次の通りである。
―Ｗ〜＋Ｗ：１５３４ｎｍ〜１５６８ｎｍ
λｓ：１５５１ｎｍ
所定波長間隔：５ｎｍ
ｆ：１０ｋＨｚ以下
【００１７】
カプラ３は、被測定光源１からの被測定光と可変波長光源２とからの光（以下、可変波長光源２の出力光を「ローカル光」と言う。）とを合波し、その合波された合波光を互いに位相がほぼ１８０度異なる２つの合波光として出力し、一方を第１の受光部４ａに入力させる。同様に、他方の合波光を第２の受光部４ｂに入力させる。
【００１８】
第１の受光部４ａは、入力されたときの合波光の被測定光とローカル光の間の差の周波数をもつ電気信号（第１の電気信号）を出力し、その出力を差動アンプ６の一方の入力端子へ送る。同様に、第２の受光部４ｂは、第１の電気信号とは位相がほぼ１８０度異なる第２の電気信号を出力し、その出力を、利得可変部５を介して差動アンプ６の他方の入力端子へ送る。
【００１９】
差動アンプ６は、２つの入力端子で受けた第１の電気信号の大きさと第２の電気信号の大きさとの差の大きさの電気信号を増幅し、ヘテロダイン信号として出力する。このヘテロダイン信号の大きさそのものは、第１の電気信号と第２の電気信号は位相が逆であるから、差動アンプ６で差をとることにより、それらの大きさの絶対値を加算した大きさになる。一方で、第１の電気信号（第１の受光部４ａの出力）及び第２の電気信号（第２の受光部４ｂの出力）のそれぞれに表れる、ローカル光と被測定光の合波光の強度ノイズに起因した光強度変動は、互いに位相が同相であるため、差動アンプ６で互いにうち消し合う。そのため、差動アンプ６から出力されるヘテロダイン信号としては光強度ノイズが軽減されている。
【００２０】
このヘテロダイン信号におけるノイズが軽減される最適な条件は、カプラ３から出力される２つの合波光の経路、つまり、カプラ３における合波光の分岐点―第１の受光部４ａ―差動アンプ６による演算点までの第１の経路と、カプラ３における合波光の分岐点―第２の受光部４ｂ―可変利得部５−差動アンプ６による演算点までの第２の経路との間における利得差がないことである。しかし、実際には、第１又は第２の受光部４ａと４ｂとでは、光―電気変換特性（変換利得）が異なるため、最適条件からずれてくる。
【００２１】
利得可変部５は、上記第１の経路と第２の経路とにおける利得差をなくすことによって、ヘテロダイン信号のノイズを軽減するためものでものである。利得可変部５は、第１の経路にあっても良いし、第２の経路にあっても良い。またカプラ３の合波位置から第１又は第２の受光部４ａ，４ｂの間に利得が可変可能な光学的な素子、回路（例えば、光可変増幅器又は光可変減衰器）を入れてもよいし、第１又は第２の受光部４ａ，４ｂから差動アンプ６の差演算が行われる位置までの間に利得が可変な電気的素子、回路（可変増幅器、可変減衰器）を設けても良い。なお、電気的回路としては、差動アンプ６が、第１の電気信号を受ける入力端子側のアンプの利得と、第２の電気信号を受ける入力端子側のアンプの利得とが別個に可変可能な回路であれば、それらの一方のアンプ又は双方のアンプを利得可変部５とする構成であっても良い。
【００２２】
利得データ記憶部１３は、利得可変部５を制御したときにノイズが最小になるような制御値Ｎ（Ｎ１、Ｎ２、・・、Ｎｋ、・・、Ｎｍ）を波長毎に（又は掃引時間に対応して）記憶している（図３を参照）。この制御値Ｎの取得方法については、後記する。
【００２３】
利得制御部１２による制御については、（イ）掃引時間と掃引波長との関係を校正した形態で管理し、制御する場合と、（ロ）掃引時間を主として管理し、制御する場合、の二つの態様で説明できる。
【００２４】
（イ）上記特許文献等に記載のようにエタロン等を用いて掃引時間と掃引波長が対応づけて校正されている場合、あるいは、波長計測手段で波長を測定しながら掃引する場合、または、ＭＥＭＳスキャナではなく、他の掃引時間と波長の関係が直線的で既知の掃引を行う光源を用いた場合の例である。
【００２５】
測定制御部１１が可変波長光源２に所定時間Ｔ（掃引の繰り返し周波数ｆとすれば、１周期の時間Ｔは最大１／２ｆ以下）間に波長λ１からλｍまでの範囲でローカル光の波長を掃引するよう指示を出す。利得制御部１２は、例えば可変波長光源２がローカル光の波長λｋを出力しているとき、利得制御部１２は、利得データ記憶部１３から波長λｋに該当する制御値Ｎｋを読み出して利得可変部５に与えてその利得を制御する。これを掃引時間の時間Ｔ内に波長λ１〜波長λｍまで繰り返す。図２（Ａ）に利得可変部５による利得可変する前のスペクトラムデータ、図２（Ｂ）に利得可変部５による利得可変によるノイズ低減後のスペクトラムデータを示す。波長λｋの被測定光の裾部、例えば、波長λｋ＋Δλ付近のノイズが図２（Ａ）に比べ、図２（Ｂ）が下がっている。
【００２６】
制御についてデジタル的に説明したが、利得制御部１２は、利得データ記憶部１３から読み出したデジタルデータの制御値Ｎをアナログデータに変換して利得可変部５に送って制御してもよい。この場合、例えば、波長λｋと波長λｋ＋１（１≦ｋ≦ｍ）との間の制御値Ｎについては、波長λｋの制御値Ｎｋと波長λｋ＋１の制御値Ｎｋ＋１とを結んだ値（つまり包絡線で結んだ値）を用いても良いし、最小自乗法で近似した制御値を用いても良い。
【００２７】
（ロ）掃引時間を主に管理、制御する場合
特に、ＭＥＭＳスキャナによる波長掃引の場合は、波長の変化Λ（ｔ）（波長掃引特性）が時間に対して正弦波状に変化する。つまり、掃引時間ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｍ（＜掃引周期Ｔ／２以下）とすると、掃引波長λは、上記式より、λｓ＋Λ（ｔ１）＝λ１、λｓ＋Λ（ｔ２）＝λ２、・・、λｓ＋Λ（ｔｋ）＝λｋ、・・、λｓ＋Λ（ｔｍ）＝λｍのように変化する。このとき、ｔ１，ｔ２，・・・、ｔｍと、実際に発振される波長λ１、λ２、・・・、λｍとの関係を対応づけて校正した後であれば、上記（イ）のように波長で管理することもできる。これに対して、波長掃引は時間で行われ、その掃引の時間経過で波長が変わり、ノイズの分布、パワーが変化することから、掃引時間で管理することが直接的である。
【００２８】
そこで、上記（イ）で行っていた波長に代わり、掃引時間ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｍに対応した時間位置で、ノイズが最小になる制御値Ｎを予め取得し、記憶しておいて、実際の掃引時に掃引時間経過ｔ１、ｔ２、・・・、ｔｍ対応して制御値Ｎを読み出して、利得可変部５を制御する。この制御中は、波長が何であるかは関係なく実行される。また、図３の波長λの代わりに掃引時間ｔが記入される。
【００２９】
上記（イ）（ロ）は、波長で管理するか時間で管理するかの違いで、実効的に同じことである。以下の説明は、（イ）と同様に校正された波長で管理されている形態で説明する（というのは、最終的には掃引時間に関係なく、波長とパワーで示されるスペクトラムを測定するからである。）。しかし、以下の記載における実施においても、説明は省略するが、データ処理部１０が出力するスペクトラム、表示制御部１４ａが表示部１４ｃに表示させるスペクトラムを除き、（ロ）のように掃引時間で管理した方法を採ることができる。いずれも本発明の範疇である。
【００３０】
ただし、後記する制御値Ｎ、Ｐの取得にあたっては、波長λで取得せずるを得ない場合がある。その場合は、波長λで取得して制御値を波長λに対応する掃引時間ｔに対応づけ、以後、時間で管理することもできる。特に、掃引の繰り返し周波数ｆが１０ｋＨと言う速さであると、時間で管理する方がスピード的に対応しやすい。
【００３１】
フィルタ部７は、所望の観測したい帯域のヘテロダイン信号のみを通過させ、帯域外の他の信号を除去するためのものである。電力変換部１７は、フィルタ部７から受けたヘテロダイン信号の電力（パワー）を所望の電力単位に変換して出力する。例えば、対数に変換してｄＢで読みとれるようにする。Ａ／Ｄ変換部８は、アナログのヘテロダイン信号の電力（パワー）をデジタルデータに変換する。
【００３２】
利得調整部９は、利得可変部５による利得の可変に起因して、差動アンプ６の出力におけるヘテロダイン信号の大きさ（利得）も変動してしまうので、対応してその変動を補正するための手段である。図２（Ｂ）に利得可変部５による利得可変によるノイズ低減後のスペクトラムデータを示す。図２（Ｂ）は、利得可変部５による利得可変によりヘテロダイン信号のパワーがΔｐだけ下がった例である。そこで、図２（Ｃ）に示すように、利得調整部９は、このパワー変動Δｐを補正し、削減する。利得調整部９は、図１では、デジタルデータで補正する形態であるが、差動アンプ６の出力からＡ／Ｄ変換部８までの間で実際のヘテロダイン信号の大きさ（或いは電力の大きさ）を可変できるアンプ、可変減衰器であっても良い。
【００３３】
また、利得の変動は、利得可変部５の可変利得に起因した利得変動に限らず、可変波長光源２、カプラ等の波長対振幅特性、差動アンプ６のヘテロダイン信号の周波数帯振幅特性に（これらトータルは、測定系自身の利得変動（パワーの測定誤差要因）でもある。）依存する。したがって、利得調整部９は、利得可変部５の可変利得による利得変動と測定系自身の利得変動とを併せて補正することもできる。
【００３４】
利得データ記憶部１３には、利得調整部９を制御したとき、波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍに対する利得特性が平坦になる制御値Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｋ、・・、Ｐｍ）を、予め記憶されている。利得制御部１２は、測定制御部１１から受けた波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍに対応する制御値Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｋ、・・、Ｐｍ）を読み出して、利得調整部９に送ることで、利得を調整させ、平坦な特性にさせる。
【００３５】
データ処理部１０は、利得調整部９から受けたヘテロダイン信号の電力のデジタルデータ（パワーデータ）受けて、測定制御部１１からの波長から受けた波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍに対応するパワーを求めることにより、つまり、被測定光のスペクトラムを求める。
【００３６】
ユーザインターフェース１４の表示制御部１４ａは、表示部１４ｃに波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍを横軸とし、それらに対応するパワーを縦軸とする座標上に、スペクトラム画像を表示する（図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を参照）。
【００３７】
［第１の実施形態における利得データ記憶部１３における制御値Ｎ、Ｐの取得方法］
利得可変部５及び利得調整部９は、利得制御部１２，測定制御部１１，利得データ記憶部１３及びＭデータ生成部１５により、（１）校正モードと（２）光スペクトラム測定モードで動作する。このうち（１）校正モードは、出荷前にメーカ或いはサービス側で行われ、利得データ記憶部１３における制御値の取得するための動作モードである。（２）光スペクトラム測定モードは、実際にユーザが測定する動作であり、（１）の校正モードで取得された利得データ記憶部１３の制御値を用いて測定する動作である。光スペクトラム測定モードについては、上記の構成の説明の中で説明されている。以下、主に（１）校正モードを中心に説明する。なお、（１）校正モードと（２）光スペクトラム測定モードとを、操作部１４ｂから指示で切り替えて、双方をユーザ側で行える構成にしても良い。
【００３８】
（１）校正モード
このとき図１のスイッチＳ１は、操作部１４ｂからの「校正」指示で、「Ｃａｌ」側がオンにされている。また、可変波長光源２は、ＭＥＭＳスキャナを用いたもので説明する。したがって、測定制御部１１は、可変波長光源２に掃引開始指示したときのタイミングからの時間を管理し、時間に対する波長変化λ＝λｓ＋Λ（ｔ）で波長を管理している。
【００３９】
［ａ  制御値Ｎの取得］
（ａ−１）可変波長光源２により測定可能な波長測定範囲（つまりは、可変波長光源２の掃引波長範囲±Ｗと同じか狭い。）、例えば、λｓ−Ｗ〜λｓ＋Ｗにある波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍの各波長の被測定光を出力する被測定光源１を準備する。
（ａ−２）被測定光源１からの被測定光の波長をλｋにし、測定制御部１１が可変波長光源２を掃引させて、表示部１４ｃはその光スペクトラムを表示している。この場合、利得制御部１２は、利得調整部９には、被測定光の波長、可変波長光源２の波長に係わらず、一定の値の制御値Ｐを与えておく。
【００４０】
（ａ−３）この状態で、操作者は、表示部１４ｃの波長λｋの光スペクトラムの裾のノイズ（例えば、図２（Ａ）の被測定光の光スペクトラムの波長に対してΔλだけ離調した波長点におけるパワー）を観察しながら、操作部１４ｂからデータを入力する。入力されたデータは、Ｍデータ生成部１５で制御値Ｎｋとして、利得制御部１２を介して利得可変部５に送られ、その利得可変部５を制御する。操作者は、操作部１４ｂで入力データを可変した結果、ノイズが最小になったと判断したとき、確定キーを押す。確定キーが押されたときに、Ｍデータ生成部１５から出力されている制御値Ｎｋが、利得データ記憶部１３に記憶される。
【００４１】
（ａ−４）これを被測定光の波長λ kをλ１からλｍ（ｋ＝１〜ｍ）まで変えて、上記（ａ−２）（ａ−３）と同様の作業を繰り返して、波長λ１からλｍに対応する制御値Ｎ（Ｎ１、Ｎ２、・・、Ｎｋ、・・、Ｎｍ）を取得し、利得データ記憶部１３に記憶する。
【００４２】
［ｂ  制御値Ｐの取得］
ここでは、利得調整部９は、利得可変部５の可変利得による利得変動と測定系自身の利得変動とを併せて補正するとして、それに見合った制御値Ｐを取得する。
（ｂ−１）上記（ａ―１）と同様に、波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍの各波長の被測定光を出力する被測定光源１を準備するが、併せて、波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍの各波長の被測定光のパワーが正しい校正値Ｌｓ（パワー）に校正されて、誤差範囲内で一致しているものを準備する。
【００４３】
（ｂ−２）被測定光源１からの被測定光の波長をλｋにする。利得可変部５は上記［ａ制御値Ｎの取得］で取得し記憶されている波長λｋに対応する制御値Ｎｋで制御されている。そして、測定制御部１１が可変波長光源２を掃引させて、表示部１４ｃはその光スペクトラムを表示している。
【００４４】
（ｂ−３）この状態で、操作者は、表示部１４ｃの波長λｋの光スペクトラムの縦軸のパワーの値が上記校正値Ｌｓと一致するように操作部１４ｂにより、データを可変して入力する。入力されたデータは、Ｍデータ生成部１５で制御値Ｐとして、利得制御部１２を介して利得調整部９に送られ、その利得調整部９を制御する。操作者は、操作部１４ｂで入力データを可変して、データ処理部１０で実際に測定されている波長λｋの光スペクトラムのパワーが校正値Ｌｓと一致したときに、確定キーを押す。確定キーからの指示があったとき、Ｍデータ生成部１５から出力されている制御値Ｐｋが、利得データ記憶部１３に記憶される。
【００４５】
（ｂ−４）これを被測定光の波長をλ１からλｍ（ｋ＝１〜ｍ）まで変えて、上記（Ｂ−２）（ｂ−３）と同様の作業を繰り返して、波長λ１からλｍに対応する制御値Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｋ、・・、Ｐｍ）を取得し、利得データ記憶部１３に記憶する。
【００４６】
なお、制御値Ｎ、及び制御値Ｐの取得方法、順序は、上記に限らない。例えば、上記と同じ方法で制御値Ｐ、制御値Ｎの順序で取得することも、最初から校正された被測定光源１を用いて、同じ波長毎に、制御値Ｎ及び制御値Ｐを取得する方法等もある。
【００４７】
（２）光スペクトラム測定モード
この測定については上記構成の説明中に説明しているので、ここでは簡単に説明する。
なお、このモードでは、スイッチＳ１は、操作部１４ｂからの「測定」指示で、「Ｍｅｓ」側がオンにされている。
【００４８】
（２−１）未知の被測定光源１からの被測定光を接続する。測定制御部１１は、可変波長光源２のローカル光の波長λを掃引させて、測定を行わせる。このとき、掃引時間に対応した波長λ１〜λｍの情報を利得制御部１２へ送る。利得制御部１２は利得データ記憶部１３にアクセスして、波長λ１〜λｍに対応する制御値Ｎを読み出してその制御値Ｎで利得可変部５を制御して、ノイズを軽減させ、波長λ１〜λｍに対応する制御値Ｐを読み出してその制御値Ｐで利得調整部９を制御して、波長に対するパワーの変動誤差を軽減させる。
【００４９】
（２−２）そして、表示部１４ｃには、ノイズが少なく、かつより正確なパワーの被測定光の光スペクトラムが表示される。
【００５０】
［第２の実施形態］
この実施形は、被測定光を測定中にリアルタイムでノイズを軽減する実施形態である。図４及び図５を基に説明する。
【００５１】
図４は第２実施形態の機能構成を説明するための図であるが、図１との違いは、図１のＭデータ生成部１５が、操作部１４ｂから操作者による指示で、制御値Ｎが生成されていたが、これを図４では、ノイズ測定部１６が、データ処理部１０で実際に測定された光スペクトラムの測定データを受けて、この測定データを用いて制御値Ｎを生成するものである。
【００５２】
図５の動作フローの順に各構成を説明する。なお、ステップＳ１は予め測定前に準備しておく段階で、ステップＳ２〜ステップ５は、実際の測定段階でリアルタイムで執行され、その内、ステップＳ２〜ステップ４の処理は複数の掃引の繰り返しの中で行われ、ステップ５は１掃引時間内で処理され掃引毎に繰り返される。
【００５３】
ステップＳ１：予め、パワーを校正して制御値Ｐを取得しておく。この校正は、図４のスイッチＳ２をＣａｌＡ側にオンになるよう設定し（通常、測定開始前はＣａｌＢになっており、ＣａｌＡへの切り替えは、操作部１４ｂからの指示で測定制御部１１が行う。）、かつ利得制御部１２は、利得可変部５の制御値Ｎを波長λに係わらず一定の値Ｎｔに設定して校正する。利得可変部５の制御値Ｎｔを一定にして校正することが上記「ｂ  制御値Ｐの取得」の（ｂ−２）の記載とは異なり、かつＭデータ生成部１５が操作部１４ｂからのデータを受けて処理する代わりにデータ処理部１０で測定されたパワー値を基に処理する違いがあるが、他の処理は、同じ処理で校正できる。つまり、波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍの各波長の被測定光であって、それらの光パワーが正しい校正値Ｌｓの被測定光を入力させたとき、Ｍデータ生成部１５は実際にデータ処理部１０で測定された波長λ１、λ２、・・、λｋ、・・、λｍの各光パワーの値が、校正値Ｌｓと同じになったときの利得調整部９の制御値Ｐ（Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｋ、・・、Ｐｍ）を取得し、利得データ記憶部１３に波長毎に対応させて記憶しておく。
【００５４】
ステップＳ２：スイッチＳ２をＣａｌＢ側に接続する（測定開始前の通常状態で、測定が可能な状態である。測定制御部１１が接続している。）。そして、未知の被測定光を受けて、実際に可変波長光源２の波長λを掃引し、利得調整部９に制御値Ｐ１、Ｐ２、・・、Ｐｋ、・・、Ｐｍを与え、かつ利得可変部５の制御値Ｎｔ一定のままで測定をし、データ処理部１０は、光スペクトラムを求める。制御値Ｎｔは、最初は、校正用利得データ記憶部１６ｄに記憶されている。そして、ノイズ測定部１６のノイズ波長検出部１６ｂは、データ処理部１０が求めたスペクトラムデータ（横軸が波長、縦軸がパワーの座標上のスペクトラム画像を示すデータ）から被測定光のピークパワーＬｘを求め、かつそのピークパワーＬｘにおける波長λｘを求める。そして、さらに被測定光の波長λｘから＋Δλ（或いは−Δλ）だけ離調したノイズ波長（λｘ＋Δλ）を求め、かつその波長λｘにおける制御値Ｐｘを求める。そして、ピークパワーＬｘ、波長λｘを校正用利得データ記憶部１６ｄに記憶させる。Δλは、被測定光のピークの波長λｘから離調していくにつれてその裾部がノイズと同じパワーになるが、そのときの波長と波長λｘとの差の波長であり、予め経験的に決めて記憶されている。
【００５５】
ステップＳ３：ノイズ検出部１６ｃは、データ処理部１０におけるスペクトラムデータを参照してノイズ波長（λｘ＋Δλ）におけるノイズのパワーを検出する。
【００５６】
制御データ生成部１６ａは、利得制御部１２に制御値Ｎとして可変した値を送り、利得可変部５を制御させる。制御データ生成部１６ａは、制御値Ｎを可変制御する一方で、ノイズ検出部１６ｃが検出するノイズパワーを参照して、ノイズパワーが最小になったときの制御値Ｎｘｏ、及びそのときの波長λｘにおけるピークパワーの値Ｌｘｘを求める。さらに、利得データ記憶部１３に、制御値Ｎｔとは別に、制御値Ｎｘｏを記憶させる。
【００５７】
ステップＳ４：利得制御部１２が利得可変部５に制御値Ｎｘｏを設定して測定したとき、制御データ生成部１６ａは、制御値Ｐｘを利得制御部１２へ送り利得調整部９を制御させる。そして、制御データ生成部１６ａは、ノイズ波長検出部１６ｂが検出しているピークパワーを参照して、その値が先に記憶していた値Ｌｘになったときの、つまり値Ｌｘｘから値Ｌｘに変化したときの制御値Ｐｘｏを求め、利得データ記憶部１３に、波長λｘのときに制御値Ｐｘを制御値Ｐｘｏに更新させる。      
【００５８】
利得データ記憶部１３に必要なデータ（制御値Ｎ、Ｐ）が揃った段階で、ノイズ測定部１６は、直接に、又は測定制御部１１を介して、スイッチＳ２を「Ｍｅｓ」に切り替える。
【００５９】
ステップＳ５：そして、利得制御部１２は、利得データ記憶部１３を参照して、利得可変部５の制御値を掃引波長に係わらず制御値Ｎｘｏとし、利得調整部９の制御値Ｐを掃引する波長に対応してＰ１、Ｐ２、・・、Ｐｘｏ、・・、Ｐｍと制御して、測定させる。表示制御部１４ａは、その測定結果である被測定光の光スペクトラムのデータをデータ処理部１０から受けて表示部１４ｃへ表示させる。この場合は、制御値Ｎｘｏは、一定であるから、波長λｘの被測定光を測定しているときは、ノイズ軽減するのに最適であるが、他の波長成分に対しては、必ずしも最適ではないかもしれない。その場合は、その波長成分に対しても上記と同様の動作を行う。つまり、被測定光を測定したときのパワーのピークパワーが２つの波長にあれば、それぞれについて、制御値Ｎｘｏ１、Ｎｘｏ２及び制御値Ｐｘｏ１，Ｐｘｏ２を求めれば良い。
【００６０】
被測定光の対象が変わるなどの測定条件が変わったときは、再びステップＳ２から始まるようにする。或いは、常時、ステップＳ２からステップＳ５までを一測定周期として繰り返し、ステップ２〜４のときの表示は、その前に測定したステップＳ５の結果を維持し表示させる構成としても良い。
【００６１】
上記により、被測定光は、ノイズが改善され、かつ正確なパワーが測定される。なお、ノイズだけ改善する目的である場合は、パワーの校正、及び制御値Ｐの取得は不要であり、制御値Ｐは、一定にしておく、或いは、利得調整部９を外して短絡させておけば良い。
【００６２】
図２の上記説明では、利得制御部１２，利得データ記憶部１３、ノイズ測定部１６を別々なブロックとして説明したが、これらは一緒に構成されてもよい。制御データ生成部１６ａの作用を利得制御部１２が行っても良い。
【００６３】
上記の測定制御部１１、利得制御部１２，データ処理部１０、及び利得調整部９（補正の場合）は、上記機能動作を記載したプログラムを記憶するメモリと、そのプログラムを実行するＣＰＵで構成することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  被測定光源、  ２  可変波長光源、３  カプラ、４ａ  第１の受光部、
４ｂ  第２の受光部、  ５  利得可変部、６  差動アンプ、７  フィルタ部、
８  Ａ／Ｄ変換部、  ９  利得調整部、  １０  データ処理部、
１１  測定制御部、  １２  利得制御部、  １３  利得データ記憶部、
１４  ユーザインターフェース、  １４ａ  表示制御部、  １４ｂ  操作部、
１４ｃ  表示部、  １５  Ｍデータ生成部、  １６  ノイズ測定部、
１６ａ  制御データ生成部、  １６ｂ  ノイズ波長検出部、  
１６ｃ  ノイズ検出部、  １６ｄ  校正用利得データ記憶部、
１７  電力変換部、
Ｓ１  スイッチ、  Ｓ２  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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