(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する光源と、
前記光源から射出されたレーザ光の一部を被測定光ファイバの一端から連続光のプローブ光として入射させる入射手段と、
前記光源から射出されたレーザ光の一部の残りをパルス化して前記被測定光ファイバの他端からポンプ光として入射させるパルス変調器と、
前記被測定光ファイバの他端から射出される光のうち、前記被測定光ファイバに設定された測定点近傍からの光のみを通過させるタイミング調整器と、
前記タイミング調整器を通過した光を検出して、前記被測定光ファイバの特性を測定する光検出器と
を備えることを特徴とする光ファイバ特性測定装置。
【請求項２】
前記タイミング調整器は、前記パルス変調器のパルス化のタイミング、前記パルス変調器からのポンプ光が前記測定点に至るまでの時間、及び前記測定点近傍からの光が前記タイミング調整器に至るまでの時間に応じて、その動作タイミングが設定され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。
【請求項３】
前記入射手段は、前記光源から射出されたレーザ光の一部を変調する光変調器を含み、
前記タイミング調整器と前記光検出器との間に、前記タイミング調整器を通過したプローブ光の内、前記光変調器で変調された成分を分離して透過させる光波長フィルタを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項４】
前記入射手段は、前記光源から射出されたレーザ光の一部を光周波数シフトさせる光周波数シフターを含み、
前記タイミング調整器と前記光検出器との間に、前記タイミング調整器を通過したプローブ光の内、前記光周波数シフターで光周波数シフトされた成分を分離して透過させる光波長フィルタを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項５】
前記光源は、前記レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光源から射出されるレーザ光を変調する変調信号を発生する信号発生回路と
を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項６】
光源から射出されたレーザ光の一部を被測定光ファイバの一端から連続光のプローブ光として入射させるステップと、
前記光源から射出されたレーザ光の一部の残りをパルス化して前記被測定光ファイバの他端からポンプ光として入射させるステップと、
前記被測定光ファイバの他端から射出される光のうち、前記被測定光ファイバに設定された測定点近傍からの光のみを通過させるステップと、
前記測定点近傍からの光を検出して、前記被測定光ファイバの特性を測定するステップと
を有することを特徴とする光ファイバ特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバ特性測定装置及び方法に係り、特に被測定対象としての光ファイバ内において生ずる誘導ブリルアン散乱現象を利用して光ファイバの長さ方向における特性を測定する光ファイバ特性測定装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量の情報を伝送するために、光ファイバが用いられる機会が多くなっている。光ファイバを情報伝送媒体として用いる場合には、通信品質を確保する目的で光ファイバの長さ方向における特性（例えば、障害が発生している箇所、又は障害が発生する虞のある箇所）を定期的に測定することが必要である。このために、光ファイバの一端から光パルスを入射して、この光パルスが光ファイバ中を進行している間に生ずる後方散乱光を測定して、光ファイバの歪み等の特性を測定するＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）等の測定技術が案出されている。
【０００３】
ＯＴＤＲ等の測定技術は、光ファイバの歪み箇所を特定することが可能な技術であるため、光ファイバが設置されている環境における温度、歪み等の物理量の分布を測定する光ファイバセンサ等に応用できる。この光ファイバセンサでは、ダム、堤防、その他の大規模構造物に光ファイバを張り巡らして光ファイバの歪み等の特性を測定することによって構造物の変形等を検出し、構造物の保守管理行うことができる。近年、空間分解能が高く、より正確に歪み等が生ずる箇所を特定することができる光ファイバセンサが要求されている。
【０００４】
この要求に答えるために、被測定光ファイバの一端からプローブ光を入射させつつ他端からポンプ光を入射させて、被測定光ファイバ中で生ずる誘導ブリルアン散乱現象を利用した測定装置が案出されている。図５は、従来の誘導ブリルアン散乱現象を利用した測定装置の構成を示すブロック図である。図５において、１００は光源であり、半導体レーザ１０１及び信号発生回路１０２を備える。ここで、信号発生回路１０２は、半導体レーザ１０１から射出されるレーザ光を周波数変調又は位相変調する変調信号を発生するものである。半導体レーザ１０１から射出されるレーザ光を周波数変調又は位相変調するのは、後述するように、被測定光ファイバ１０７に入射したプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２とが相関ピークを示すようにするため、及びその相関ピークの位置を決めるためである。１０３は、光源１００から射出されたレーザ光を２分岐する光分岐器である。
【０００５】
光分岐器１０３で分岐された一方のレーザ光は、光変調器１０４に入力する。光変調器１０４は光分岐器１０３で分岐されたレーザ光を変調して（光周波数シフトさせて）、レーザ光の中心波長に対する側波帯を発生させるものであり、マイクロ波発生器１０５と光強度変調器１０６とを備える。ここで、レーザ光を変調して側波帯を発生させるのは、被測定光ファイバ１０７内で誘導ブリルアン散乱を生じさせるためである。マイクロ波発生器１０５は光分岐器１０３で分岐された光に与える周波数シフト分の周波数のマイクロ波を出力し、光強度変調器１０６は入力光の中心周波数に対してマイクロ波発生器１０５から出力されるマイクロ波周波数に等しい周波数差を有する側帯波を発生させるものである。尚、マイクロ波発生器１０５から出力されるマイクロ波の周波数は可変である。光変調器１０４から出力されたプローブ光Ｌ１１は、被測定光ファイバ１０７の一端から被測定光ファイバ１０７内に入射する。ここでは、プローブ光として用いられるのは、低周波側の側帯波であるとする。
【０００６】
一方、光分岐器１０３で分岐された他方のレーザ光は光遅延器１０８に入射する。光遅延器１０８は入射するレーザ光を時間的に遅延させて、被測定光ファイバ１０７の他端から入射させるポンプ光Ｌ１２を遅延させるためのものである。つまり、この光遅延器１０８によって、ポンプ光Ｌ１２とプローブ光Ｌ１１との間には所定の遅延時間が設定される。光遅延器１０８から出力されたレーザ光は、光分岐器１０９を介してポンプ光Ｌ１２として被測定光ファイバ１０７の他端から被測定光ファイバ１０７内に入射する。
【０００７】
また、上記光分岐器１０９は、被測定光ファイバ１０７を伝播して被測定光ファイバ１０７の他端から射出されるプローブ光Ｌ１１を含む光周波数帯域の光を分岐するものである。ここで、プローブ光Ｌ１１の光周波数帯域の光の強度は、被測定光ファイバ１０７中で生ずる誘導ブリルアン散乱現象による影響を受けたものとなる。光波長フィルタ１１０は、光分岐器１０９で分岐された光から低周波側の側波帯のみを通過させる通過特性を有するものである。光検出器１１１は、光波長フィルタ１１０で分離された低周波側の側波帯の光のパワーを検出するものである。
【０００８】
上記構成において、光源１００から周波数変調又は位相変調されたレーザが射出されると、光分岐器１０３で分岐される。光分岐器１０３で分岐された一方のレーザ光は光変調器１０４へ入射し、変調（強度変調）されて光周波数が可変可能なプローブ光Ｌ１１として被測定光ファイバ１０７に入射する。一方、光分岐器１０３で分岐された他方のレーザ光は、光遅延器１０８で所定の時間遅延を受けた後、光分岐器１０９を介して、ポンプ光Ｌ１２として被測定光ファイバ１０７に入射する。
【０００９】
ここで、プローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２は、それぞれ同一の光源１００にて周波数変調又は位相変調された光であるため、被測定光ファイバ１０７に入射したプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２とは被測定光ファイバ１０７に沿って周期的な相関ピークを示す。この相関ピークを示した位置では、プローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２との光周波数差は一定しているため、誘導ブリルアン散乱現象によって光強度が増幅される。
【００１０】
一方、相関ピークを示した位置以外の位置ではプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２との光周波数はたえず変動しているため、プローブ光Ｌ１１はブリルアン増幅の効果を受けず光強度はほぼ変化しない。従って、プローブ光Ｌ１１がブリルアン増幅により得る利得の大部分は、この相関ピークを示した位置で生じるものとなる。
【００１１】
以上のように、ブリルアン増幅から利得を得たプローブ光Ｌ１１は被測定光ファイバ１０７の他端から射出された後、光分岐器１０９へ入射する。光分岐器１０９から射出されたプローブ光Ｌ１１は光波長フィルタ１１０へ入射し、プローブ光Ｌ１１から低周波側の側波帯の光が分離される。この側波帯の光は光検出器１１１に入射して、その強度が検出される。
【００１２】
図６は、図５中の被測定光ファイバ１０７内における相関ピークを模式的に示す図である。図６において、ｆｍは半導体レーザ１０１に印加する周波数変調周波数を表し、ｄｍは隣接する相関ピークの間隔である。尚、ここでは、半導体レーザ１０１から射出されるレーザ光を周波数変調する場合を例に挙げて説明するが、半導体レーザ１０１から射出されるレーザ光を信号発生回路１０２で位相変調する場合には、ｆｍを位相変調の変調周波数と読み替えれば良い。図６に示したように、被測定光ファイバ１０７に入射したプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２とが相関ピークを示す位置では誘導ブリルアン散乱が強く生じる。図中の符号１２０〜１２２に示した波形のピークは相関ピークを示しており、１２０は０次の相関ピーク、１２１は１次の相関ピーク、１２２は２次の相関ピークである。尚、０次の相関ピークの位置はプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２との光路差が零となる位置である。
【００１３】
ここで、相関ピークの間隔ｄｍは、光源１００の周波数変調周波数をｆｍ、被測定光ファイバ１０７内の光速度をｖとすると以下の（１）式で表される。
ｄｍ＝ｖ／（２・ｆｍ）  ……（１）
この（１）式から、相関ピークの間隔ｄｍは半導体レーザ１０１に与える周波数変調周波数ｆｍにより決定されることが分かる。
【００１４】
図７は、周波数変調周波数を変化させたときの相関ピークの位置が変化する様子を示す図である。図７に示すように、周波数変調周波数ｆｍを変化させると、相関ピークの間隔ｄｍが変化し、相関ピーク位置を変化させることができる。ただし、周波数変調周波数ｆｍのみを変化させても０次の相関ピーク１２０の位置は変化しない。また、図７中のδは、相関ピークの空間分解能である。
【００１５】
前述のように、０次の相関ピーク１２０の位置はプローブ光Ｌ１１とポンプ光Ｌ１２との光路差が零となる位置である。図８は、０次の相関ピーク１２０の位置を可変させる様子を示す図である。光遅延器１０８による遅延時間を可変させると、図８に示すように、０次の相関ピーク１２０の位置が変化する。ここで、０次の相関ピーク１２０の位置は周波数変調周波数ｆｍには依存しない。従って、光遅延器１０８による遅延時間を可変させることにより、０次の相関ピーク１２０のみならず、１次の相関ピーク１２１、２次の相関ピーク１２２等も、相関ピークの間隔ｄｍを変化させずに移動させることができる。
【００１６】
ただし、相関ピークの位置を移動させる距離よりも相関ピーク１２０〜１２２の空間分解能が大きくなると意味をなさない。ここで、被測定光ファイバ１０７のブリルアンゲイン線幅をΔνＢ、光源１００の周波数変調周波数をｆｍ、光源１００の周波数変調時の周波数変動分をΔｆ、被測定光ファイバ１０７内の光速度をｖとすると空間分解能（δｚ）は以下の（２）式により与えられる。
δｚ＝（ｖ×ΔνＢ）／（２π×ｆｍ×Δｆ）  ……（２）
従って、この（２）式から、例えば光源１００の周波数変調周波数ｆｍを調整しつつ空間分解能δｚは移動距離に対して十分に小さくなるよう調整する必要がある。尚、以上説明した技術の詳細については、例えば特開２０００−１８０２６５号公報を参照されたい。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示した従来の誘導ブリルアン散乱現象を利用した測定装置においては、プローブ光Ｌ１１及びポンプ光Ｌ１２がともに連続光であり、相関ピークが周期的に現れる。そのため、被測定光ファイバ１０７の特性を測定するためには、被測定ファイバ１０７内に相関ピークが１つのみ存在するように光遅延器１０８の遅延量及び周波数変調周波数ｆｍを調整しなければならない。
【００１８】
従来の測定装置では、原理的に相関ピークを示した位置の特性を測定しているため、例えば被測定光ファイバ１０７の全てについて測定するには、被測定光ファイバ１０７中にただ一つの相関ピークが存在するようにしつつ相関ピークを被測定光ファイバ１０７の一端から他端まで移動させる必要がある。しかしながら、従来の測定装置では、相関ピークが周期的に存在するため、高空間分解能を保ったまま測定することができる距離は数メートルであり、被測定光ファイバ長が制限されるという問題がある。
【００１９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高空間分解能を保ったまま長い距離に亘って被測定光ファイバの特性を測定することができる光ファイバ特性測定装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光ファイバ特性測定装置は、レーザ光を射出する光源（１０）と、前記光源（１０）から射出されたレーザ光の一部を被測定光ファイバ（１７）の一端から連続光のプローブ光（Ｌ１）として入射させる入射手段（１４）と、前記光源（１０）から射出されたレーザ光の一部の残りをパルス化して前記被測定光ファイバ（１７）の他端からポンプ光（Ｌ２）として入射させるパルス変調器（１８）と、前記被測定光ファイバ（１７）の他端から射出される光のうち、前記被測定光ファイバ（１７）に設定された測定点近傍からの光のみを通過させるタイミング調整器（２０）と、前記タイミング調整器（２０）を通過した光を検出して、前記被測定光ファイバ（１７）の特性を測定する光検出器（２２）とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、被測定光ファイバの一端から連続光としてのプローブ光を入射するとともに他端からパルス化されたポンプ光を入射させて、ポンプ光が被測定光ファイバ中を伝搬するに伴って、被測定光ファイバ中の異なる位置で時系列的に相関ピークを通過させ、測定点近傍からの光のみをタイミング調整器で得ている。従って、タイミング調整器のタイミングを設定するだけで、被測定光ファイバの任意の位置の特性を測定することができるため、長い距離に亘って被測定光ファイバの特性を測定することができる。
また、本発明の光ファイバ特性測定装置は、前記タイミング調整器（２０）が、前記パルス変調器（１８）のパルス化のタイミング、前記パルス変調器（１８）からのポンプ光（Ｌ２）が前記測定点に至るまでの時間、及び前記測定点近傍からの光が前記タイミング調整器（２０）に至るまでの時間に応じて、その動作タイミングが設定されることを特徴としている。
更に、本発明の光ファイバ特性測定装置は、前記入射手段（１４）が、前記光源（１０）から射出されたレーザ光の一部を変調する光変調器（１４）を含み、前記タイミング調整器（２０）と前記光検出器（２２）との間に、前記タイミング調整器（２０）を通過したプローブ光の内、前記光変調器（１４）で変調された成分を分離して透過させる光波長フィルタ（２１）を備えることを特徴としている。
また、本発明の光ファイバ特性測定装置は、前記入射手段（１４）が、前記光源（１０）から射出されたレーザ光の一部を光周波数シフトさせる光周波数シフター（１４）を含み、前記タイミング調整器（２０）と前記光検出器（２２）との間に、前記タイミング調整器（２０）を通過したプローブ光の内、前記光周波数シフター（１４）で光周波数シフトされた成分を分離して透過させる光波長フィルタ（２１）を備えることを特徴としている。
また更に、本発明の光ファイバ特性測定装置は、前記光源（１０）が、前記レーザ光を射出するレーザ光源（１１）と、前記レーザ光源から射出されるレーザ光を変調する変調信号を発生する信号発生回路（１２）とを備えることを特徴としている。
この発明によれば、光源から射出されるレーザ光を変調することができるため、被測定光ファイバ中で幅の狭い相関ピークを発生させ、その位置を可変することができる。よって、測定点近傍の特性を高空間分解能で測定することができる。
上記課題を解決するために、本発明の光ファイバ特性測定方法は、光源（１０）から射出されたレーザ光の一部を被測定光ファイバ（１７）の一端から連続光のプローブ光（Ｌ１）として入射させるステップと、前記光源（１０）から射出されたレーザ光の一部の残りをパルス化して前記被測定光ファイバ（１７）の他端からポンプ光（Ｌ２）として入射させるステップと、前記被測定光ファイバの他端から射出される光のうち、前記被測定光ファイバ（１７）に設定された測定点近傍からの光のみを通過させるステップと、前記測定点近傍からの光を検出して、前記被測定光ファイバ（１７）の特性を測定するステップとを有することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態による光ファイバ特性測定装置及び方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施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１において、１０は光源であり、半導体レーザ１１及び信号発生回路１２を備える。ここで、半導体レーザ１１は、例えば、小型であり、且つ、スペクトル幅の狭いレーザ光を射出するＭＱＷ・ＤＦＢ・ＬＤ（Ｍｕｌｔｉ−Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ・Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｆｅｅｄ−Ｂａｃｋ・Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）が用いられる。信号発生回路１２は半導体レーザ１１から射出されるレーザ光を周波数変調又は位相変調する正弦波信号（変調信号）を半導体レーザ１１に出力する。尚、本実施形態においては、信号発生回路１２が半導体レーザ１１から射出されるレーザ光を周波数変調する場合を例に挙げて説明する。１３は、光源１０から射出されたレーザ光を２分岐する光分岐器である。
【００２２】
光分岐器１３で分岐された一方のレーザ光は、光変調器１４に入力する。光変調器１４は光分岐器１３で分岐されたレーザ光を変調して（光周波数シフトさせて）、レーザ光の中心波長に対する側波帯を発生させるものであり、マイクロ波発生器１５と光強度変調器１６とを備える。マイクロ波発生器１５は光分岐器１３で分岐された光に与える周波数シフト分の周波数のマイクロ波を出力し、光強度変調器１６は入力光の中心周波数に対してマイクロ波発生器１５から出力されるマイクロ波周波数に等しい周波数差を有する側帯波を発生させるものである。尚、マイクロ波発生器１５から出力されるマイクロ波の周波数は可変である。光変調器１４から出力されたプローブ光Ｌ１は、被測定光ファイバ１７の一端から被測定光ファイバ１７内に入射する。ここでは、プローブ光として用いられるのは、低周波側の側帯波であるとする。
【００２３】
一方、光分岐器１３で分岐された他方のレーザ光はパルス変調器１８に入射する。パルス変調器１８は入射するレーザ光（連続光）をパルス化するものである。ここで、パルス変調器１８は、例えばＥＯスイッチである。パルス変調器１８から出力されたパルス化されたレーザ光は、光分岐器１９を介してポンプ光Ｌ２として被測定光ファイバ１７の他端から被測定光ファイバ１７内に入射する。
【００２４】
また、上記光分岐器１９は、被測定光ファイバ１７を伝播して被測定光ファイバ１７の他端から射出されたプローブ光Ｌ１を含む光周波数帯域の光を分岐するものである。ここで、プローブ光Ｌ１の光周波数帯域の光の強度は、被測定光ファイバ１７中で生ずる誘導ブリルアン散乱現象による影響を受けたものとなる。光分岐器１９で分岐された光は、タイミング調整器２０に入射する。このタイミング調整器２０は、被測定光ファイバ１７中に設定した測定点（特性を測定しようとする点）付近で発生した誘導ブリルアン散乱光のみを通過させるものである。
【００２５】
つまり、本実施形態では、被測定光ファイバ１７の一端から連続光のプローブ光Ｌ１を入射させ、他端からパルス状のポンプ光Ｌ２を入射させている。このため、図２に示すように、被測定光ファイバ１７中では、ポンプ光Ｌ２が被測定光ファイバ１７中を伝搬するに伴って、被測定光ファイバ１７中の異なる位置で時系列的に相関ピークＰ０〜ＰＮ（Ｎは正の整数）を通過する。図２は、ポンプ光パルスの進行に伴って、被測定光ファイバ１７中で時系列的に相関ピークを通過する様子を示す図である。
【００２６】
よって、ポンプ光Ｌ２が被測定光ファイバ１７中に設定した測定点付近を通過する時刻と、測定点付近からの光がタイミング調整器２０に至るまでの時間を考慮すれば、測定点付近からの光のみを測定することができることとなる。このように、タイミング調整器２０は、パルス変調器１８がレーザ光をパルス化するタイミング、パルス調整器１８から射出されたポンプ光Ｌ２が光分岐器１９を介して被測定光ファイバ１７の他端に入射されるまでの時間、及び被測定光ファイバ１７の他端から測定点付近に至るまでの時間、並びに、測定点付近からの光が被測定光ファイバ１７の他端に至るまでの時間及び被測定光ファイバ１７の他端から光分岐器１９を介してタイミング調整器２０に至るまでの時間を考慮してその動作タイミングが調整される。
【００２７】
タイミング調整器２０を通過した光は、光波長フィルタ２１に入射する。光波長フィルタ２１は、タイミング調整器２０を通過した光から低周波側の側波帯のみを通過させる通過特性を有するものである。光検出器２２は、光波長フィルタ２１で分離された低周波側の側波帯の光のパワーを検出するものである。
【００２８】
上記構成において、光源１０から周波数変調されたレーザが射出されると、光分岐器１３で分岐される。光分岐器１３で分岐された一方のレーザ光は光変調器１４へ入射し、変調（強度変調）されて光周波数が可変可能なプローブ光Ｌ１として被測定光ファイバ１７に入射する。一方、光分岐器１３で分岐された他方のレーザ光は、パルス変調器１８でパルス化された後、光分岐器１９を介してポンプ光Ｌ２として被測定光ファイバ１７に入射する。
【００２９】
周波数変調された連続光のプローブ光Ｌ１とパルス化されたポンプ光Ｌ２とが被測定光ファイバ１７中に入射されると、図２に示したように、ポンプ光Ｌ２は被測定光ファイバ１７中を伝搬するに伴って、被測定光ファイバ１７中の異なる位置で周波数変調により発生された相関ピークＰ０〜ＰＮ（Ｎは正の整数）を時系列的に通過する。図２に示した例では、光パルスが相関ピークＰ２付近を通過している様子を示している（破線で示した相関ピークＰ０，Ｐ１は過去に通過した相関ピークであり、相関ピークＰ３，ＰＮはポンプ光Ｌ２の進行に伴ってこれから通過する相関ピークである。）。
【００３０】
各相関ピークＰ０〜Ｐ３を通過する位置においてはブリルアン増幅によってプローブ光Ｌ１は利得を得る。これらのプローブ光Ｌ１は被測定光ファイバ１７の他端から射出された後、光分岐器１９へ入射する。光分岐器１９から射出されたプローブ光Ｌ１はタイミング調整器２０に入射するが、タイミング調整器２０で規定されたタイミングで入射したプローブ光Ｌ１のみがタイミング調整器２０を透過する。タイミング調整器２０を通過したプローブ光Ｌ１は、光波長フィルタ２１に入射して低周波側の側波帯の光が分離される。この側波帯の光は光検出器２２に入射してその強度が検出されることにより、被測定光ファイバ１７の特性が測定される。
【００３１】
次に、以上説明した光ファイバ特性測定装置において、被測定光ファイバ１７の測定点を可変させる方法について説明する。図３は、被測定光ファイバ１７の測定点を可変させる方法を説明するための図である。尚、図３では図中に示した符号Ｄ１を付した位置近傍の被測定光ファイバ１７の特性を測定する場合について考える。この例では、被測定光ファイバ１７中における３次の相関ピークＰ３を用いて特性を測定している。また、図３中に示したＴ１はタイミング調整器２０が被測定光ファイバ１７中のどの位置からの光を透過させるかを規定するタイミングを便宜的に示したものである。図３の例では、タイミング調整器２０が測定点Ｄ１近傍からの光を透過させるように、そのタイミングが設定されている。
【００３２】
図５に示した従来の測定装置では、被測定光ファイバ中における相関ピークの位置を移動させるためには、光遅延器１０８の時間遅延量を可変させるか、あるいは相関ピークの間隔を可変させるために前述した（１）式から光源１００の周波数変調周波数ｆｍを可変させていた。本実施形態では、測定点近傍の特性を測定するために、図３に示すように光源１０の周波数変調周波数ｆｍを可変させている。
【００３３】
光源１０の周波数変調周波数ｆｍを、図３に示すようにｆ０からｆ１又はｆ２に変化させることにより、相関ピークＰ３の位置が測定点Ｄ１の左右に移動するため、測定点Ｄ１近傍の特性を測定することができる。一方、測定点Ｄ１から離れた位置（例えば測定点Ｄ２）の特性を測定するためには、相関ピークＰ１を用いて測定を行う。この場合には、タイミング調整器２０が、測定点Ｄ２近傍からの光を透過するように、そのタイミングが規定される。
【００３４】
次に、本実施形態の具体例について説明する。いま、仮に、被測定光ファイバ１７の長さが２００ｍであり、光源１０の周波数変調の基準となる周波数ｆ０は２０ＭＨｚであり、被測定光ファイバ１７の特性を測定するために３０次〜７０次の相関ピークを使用するとする。いま、４０次の相関ピークが生ずる位置に着目する。図４は、４０次の相関ピークの位置の付近の様子を示す図である。図４に示したように、ポンプ光Ｌ２のパルス幅は５０ｎｓに設定され、タイミング調整器２０の透過時間は２５ｎｓに設定されているものとする。
【００３５】
光源１０の周波数変調の基準となる周波数ｆ０＝２０ＭＨｚにおいて、相関ピークのピーク間隔ｄ０は、前述した（１）式より、ｄ０＝５［ｍ］となる。ここでは、４０次の相関ピークＰ４０の位置を、左右に１［ｍ］の範囲で移動させる。このときの光源１０の周波数変調周波数をｆ１及びｆ２とすると、
ｆ１＝２０．１００５  ［ＭＨｚ］
ｆ２＝１９．９００５  ［ＭＨｚ］
である。また、１０ｃｍのステップで相関ピークを移動させる場合には、光源１０の周波数変調周波数ｆｍを、０．０１００［ＭＨｚ］でステップさせればよい。
【００３６】
以上のように、測定点Ｄ１近傍の測定を行う場合には、光源１０の周波数変調周波数をｆ０＝２０ＭＨｚに設定し、周波数変調周波数をｆ１とｆ２との間で可変させつつ測定を行う。尚、このときはパルス変調器１８のパルス化のタイミング及びタイミング調整器２０のタイミングは固定されている。以上の測定によって２ｍ分の分布が測定できたことになる。次に、測定を終えた位置に隣接する部分を測定するために、周波数変調周波数ｆｍの変調周波数を設定し、又、必要であればタイミング調整器２０のタイミングを設定して上記の測定を繰り返す。以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に制限されず本発明の範囲内で自由に変更することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被測定光ファイバの一端から連続光としてのプローブ光を入射するとともに他端からパルス化されたポンプ光を入射させて、ポンプ光が被測定光ファイバ中を伝搬するに伴って、被測定光ファイバ中の異なる位置で時系列的に相関ピークを通過させ、測定点近傍からの光のみをタイミング調整器で得ている。従って、タイミング調整器のタイミングを設定するだけで、被測定光ファイバの任意の位置の特性を測定することができるため、長い距離に亘って被測定光ファイバの特性を測定することができるという効果がある。
従来の方法では相関ピークの間隔が上限となっていた測定範囲を、本発明によって拡大することが可能となる。
更に、光源から射出されるレーザ光を変調することができるため、被測定光ファイバ中で幅の狭い相関ピークを発生させ、その位置を可変することができる。よって、測定点近傍の特性を高空間分解能で測定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施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】ポンプ光パルスの進行に伴って、被測定光ファイバ１７中で時系列的に相関ピークを通過する様子を示す図である。
【図３】被測定光ファイバ１７の測定点を可変させる方法を説明するための図である。
【図４】４０次の相関ピークの位置の付近の様子を示す図である。
【図５】従来の誘導ブリルアン散乱現象を利用した測定装置の構成を示すブロック図である。
【図６】図５中の被測定光ファイバ１０７内における相関ピークを模式的に示す図である。
【図７】周波数変調周波数を変化させたときの相関ピークの位置が変化する様子を示す図である。
【図８】０次の相関ピーク１２０の位置を可変させる様子を示す図である。
【符号の説明】
１０    光源
１１    レーザ光源
１２    信号発生回路
１４    光変調器（入射手段、光周波数シフター）
１７    被測定光ファイバ
１８    パルス変調器
２０    タイミング調整器
２１    光波長フィルタ
２２    光検出器
Ｌ１    プローブ光
Ｌ２    ポンプ光
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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