(57)【要約】【課題】ＯＴＤＲを用いて光パルス法及び後方散乱光測定法により光ファイバの光伝送特性を高精度に測定するためには、測定用光パルスの出力が大きく、パルス幅が狭く、かつパルス周期を制御できる光パルス発生器をＯＴＤＲの光源として使用する必要がある。しかし、従来、この要件を満たす光パルスを発生できることは困難だった。【解決手段】同期信号発生器のトリガー信号に基づく光源からの連続光パルス列と前記同期信号発生器の制御信号に基づく光スイッチの動作を同期させ、前記連続光パルス列から前記光スイッチにより所望の周期にある光パルスを簡抜し、前記簡抜した光パルス列を光パルス法及び後方散乱光測定法の測定用光パルスに使用することとした。【選択図】図１
2006084177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、
前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、
前記制御信号によって前記光源からの前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、
前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、
前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算する光損失演算部と、を備える光伝送特性測定装置。
【請求項２】
一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、
前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、
前記制御信号によって前記光源からの連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、
前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、
前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスを検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する周波数特性演算部と、を備える光伝送特性測定装置。
【請求項３】
一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、
前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、
前記制御信号によって前記光源からの前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、
前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、
前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス、前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した前記合成時間波形のうち前記後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算し、かつ前記合成時間波形のうち前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する伝送特性演算部と、を備える光伝送特性測定装置。
【請求項４】
前記光源は、発生する前記連続光パルス列の波長を可変できることを特徴とする請求項１から３に記載のいずれかの光伝送特性測定装置。
【請求項５】
前記光分岐結合素子と前記被測定光ファイバとの間に励振器をさらに備えることを特徴とする請求項１から４に記載のいずれかの光伝送特性測定装置。
【請求項６】
一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、
前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、
前記光結合手順で結合した前記簡抜光パルス列によって前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光を分岐する光分岐手順と、
前記光分岐手順で分岐した前記後方散乱光を検出する後方散乱光検出手順と、
前記後方散乱光検出手順で検出した前記後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算する光損失演算手順と、を有する光伝送特性測定方法。
【請求項７】
一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、
前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、
前記光結合手順で結合した前記簡抜光パルス列によって前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスを分岐する光分岐手順と、
前記光分岐手順で分岐した前記入射端反射光パルス及び前記遠端反射光パルスを検出する反射光検出手順と、
前記反射光検出手順で検出した前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する周波数特性演算手順と、を有する光伝送特性測定方法。
【請求項８】
一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、
前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、
前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、
前記光結合手順で結合した前記簡抜光パルス列によって前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス、前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を分岐する光分岐手順と、
前記光分岐手順で分岐した前記合成時間波形を検出する合成時間波形検出手順と、
前記合成時間波形検出手順で検出した前記合成時間波形のうち後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算し、前記合成時間波形検出手順で検出した前記合成時間波形のうち前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する伝送特性演算手順と、を有する光伝送特性測定方法。
【請求項９】
前記光結合手順において、前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を励振器に通過させた後、前記被測定光ファイバに結合する光結合手順であることを特徴とする請求項５から８に記載のいずれかの光伝送特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光パルスを用いて光ファイバの光損失及び伝送帯域を測定する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバの光損失を測定する方法としてカットバック法、挿入法及び後方散乱光測定法が用いられ、光ファイバのベースバンド周波数特性を測定する方法として周波数掃引法及び光パルス法が用いられてきた。
【０００３】
カットバック法及び挿入法は、光源からの光を被測定光ファイバに入射し、入射端付近の光強度と出力端での光強度とを比較して、前記被測定光ファイバの光損失を求める方法である。後方散乱光測定法は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの一端に入射し、前記光ファイバの入射端に戻ってくる後方散乱光を検出して、前記光ファイバの光損失を測定する方法である。
【０００４】
周波数掃引法は、正弦波状に強度変調された光を被測定光ファイバの一端に入射し、前記光ファイバの他端からの出射光の変調周波数に対する減衰量からベースバンド周波数特性を測定する方法である。光パルス法は、光パルスを被測定光ファイバの一端に入射し、入射した光パルスの時間波形と前記光ファイバの他端からの出射する光パルスの時間波形とをそれぞれフーリエ変換により周波数領域に変換して、ベースバンド周波数特性を求める方法である。
【０００５】
ＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）は後方散乱光測定法で光ファイバの光損失の測定に用いられる測定器であるが、時間軸で光パルスを測定できることから、光パルス法へ流用して、光ファイバのベースバンド周波数特性を測定することもできる（例えば、特許文献１参照。）。ＯＴＤＲの光源としては、半導体レーザ、モードロックレーザ等の光パルス発生器からの光パルス又は連続光から光スイッチにより発生させた光パルスが使用されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平８−２１９９４９号公報
【特許文献２】特開２０００−３３００８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＯＴＤＲを用いて短尺の光ファイバの伝送帯域の測定あるいは石英系光ファイバ等の広帯域伝送媒体の伝送帯域を測定するためにはパルス幅の狭い光パルスを入射することが求められる。例えば、ＳＩ型プラスチック光ファイバの場合、伝送距離５０ｍで伝送帯域は７０ＭＨｚであるが、１０ｍ以下の伝送距離の伝送帯域は５ＧＨｚ以上となる。すなわち、光パルス幅は１００ｐｓ以下としなければならない。また、多モード石英光ファイバ等の広帯域光ファイバを使用した短距離光伝送システムの場合、１ｋｍの伝送距離の伝送帯域は１０ＧＨｚ以上となる。すなわち、光パルス幅は５０ｐｓ以下としなければならない。ＯＴＤＲは光伝送システムにおける光ファイバの破断点検出にも使用されている。その際、長距離の測定には高出力の光パルスが必要になる。また、破断箇所の位置検出分解能は使用する光源の光パルス幅に依存し、高距離分解能の測定をするためにはパルス幅の狭い光パルスが必要となる。例えば、１ｃｍの距離分解能で測定するためには、パルス幅は５０ｐｓ以下としなければならない。
【０００７】
一方、ＯＴＤＲを光パルス法又は後方散乱光測定法に適用する場合、測定用の光パルスの１つが被測定光ファイバ内を往復中に次の測定用の光パルスが測定光ファイバに入射しないよう、前記測定用の光パルスの周期は光が被測定光ファイバを往復する時間以上に設定しなければならない。すなわち、ＯＴＤＲを用いて光パルス法又は後方散乱光測定法による、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバの光伝送特性を測定可能とし、測定精度を向上させるためには、測定用光パルスの出力レベルが大きく、パルス幅が狭く、かつパルス周期を制御できる光源を使用する必要がある。
【０００８】
しかし、従来の光源、例えば直接変調方式の半導体レーザは狭いパルス幅と任意のパルス周期を出力することはできるが、出力レベルを大きくすることは困難である。また、チタンサファイヤレーザ等のモードロックレーザは出力レベルが大きく、パルス幅の狭い光パルスを発生することはできるが、パルス周期が共振器の長さによって定まり、共振器長可変のレーザであっても設計の範囲内のみ可変であり、パルス周期を自在に制御することは困難である。一方、連続光から光スイッチを使用して測定用光パルスを生成する方法は、測定用光パルスのパルス幅が光スイッチの応答速度に依存するためパルス幅の狭い光パルスを発生させることは困難である。
【０００９】
そこで、本発明では、出力レベルが大きく、パルス幅が狭くかつパルス周期を自在に制御できる光パルスを用いて光パルス法及び後方散乱光測定法による各種の長さ及び各種の材料の光ファイバの光損失及び伝送帯域を精度よく測定可能とする光伝送特性測定装置及び測定方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明では、同期信号発生器のトリガー信号に基づく光源からの連続光パルス列と前記同期信号発生器の制御信号に基づく光スイッチの動作を同期させ、前記連続光パルス列から前記光スイッチにより所望の周期にある光パルスを簡抜し、前記簡抜した光パルス列を光パルス法及び後方散乱光測定法に用いる測定用光パルスとすることとした。
【００１１】
すなわち、本願第一の発明に係る光伝送特性測定装置は、一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、前記制御信号によって前記光源からの前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光を検出する光検出器と、前記光検出器で検出した後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算する光損失演算部と、を備える。
【００１２】
また、本願第一の発明に係る光伝送特性測定方法は、一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、前記光結合手順で結合した前記簡抜した光パルス列によって前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光を分岐する光分岐手順と、前記光分岐手順で分岐した前記後方散乱光を検出する後方散乱光検出手順と、前記後方散乱光検出手順で検出した前記後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算する光損失演算手順と、を有する。
【００１３】
本願第一の発明において、前記光源として高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列を発生させる光パルス発生器を使用し、前記光スイッチにより前記連続光パルス列から所望の周期にある光パルスを簡抜すれば、パルス周期を制御可能な高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができる。
【００１４】
このように本願第一の発明によれば、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い前記光パルス列を測定用光パルスとすることで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて後方散乱光測定法による光損失を高精度な距離分解能で測定することができる。
【００１５】
本願第二の発明に係る光伝送特性測定装置は、一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、前記制御信号によって前記光源からの連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスを検出する光検出器と、前記光検出器で検出した前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する周波数特性演算部と、を備える。
【００１６】
本願第二の発明に係る光伝送特性測定方法は、一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、前記光結合手順で結合した前記簡抜した光パルス列によって前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスを分岐する光分岐手順と、前記光分岐手順で分岐した前記入射端反射光パルス及び前記遠端反射光パルスを検出する反射光検出手順と、前記反射光検出手順で検出した前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する周波数特性演算手順と、を有する。
【００１７】
本願第二の発明において、前記光源として高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列を発生させる光パルス発生器を使用し、前記光スイッチにより前記連続光パルス列から所望の周期にある光パルスを簡抜すれば、パルス周期を制御可能な高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができる。
【００１８】
このように本願第二の発明によれば、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い前記光パルス列を測定用光パルスとすることで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて光パルス法によるベースバンド周波数特性を精度よく測定することができる。
【００１９】
本願第三の発明に係る光伝送特性測定装置は、一定周期で連続するトリガー信号及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生器と、前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光源と、前記制御信号によって前記光源からの前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチと、前記光スイッチからの前記簡抜した光パルス列を被測定光ファイバに結合し、前記被測定光ファイバからの光を分岐する光分岐結合素子と、前記光分岐結合素子から結合された前記簡抜した光パルス列の入射により前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス、前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を検出する光検出器と、前記光検出器で検出した前記合成時間波形のうち前記後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算し、かつ前記合成時間波形のうち前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する伝送特性演算部と、を備える。
【００２０】
本願第三の発明に係る光伝送特性測定方法は、一定周期で連続するトリガー信号を発生し及び前記一定周期の整数倍の周期で連続する制御信号を発生する同期信号発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記トリガー信号によって連続する光パルス列を発生する光パルス列発生手順と、前記同期信号発生手順で発生した前記制御信号によって前記光パルス列発生手順で発生した前記連続光パルス列を簡抜する光スイッチ手順と、前記光スイッチ手順で簡抜した前記簡抜光パルス列を被測定光ファイバに結合する光結合手順と、前記光結合手順で結合した前記簡抜した光パルス列によって前記被測定光ファイバの入射端で生じる入射端反射光パルス、前記被測定光ファイバ内に生じる後方散乱光及び前記被測定光ファイバの遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を分岐する光分岐手順と、前記光分岐手順で分岐した前記合成時間波形を検出する合成時間波形検出手順と、前記合成時間波形検出手順で検出した前記合成時間波形のうち後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバの長さ当たりの光損失を演算し、前記合成時間波形検出手順で検出した前記合成時間波形のうち前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバのベースバンド周波数特性を演算する伝送特性演算手順と、を有する。
【００２１】
本願第三の発明において、前記光源として高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列を発生させる光パルス発生器を使用し、前記光スイッチにより前記連続光パルス列から所望の周期にある光パルスを簡抜すれば、パルス周期を制御可能な高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができる。
【００２２】
また、前記光検出器は、前記光パルス列による被測定光ファイバの前記入射端反射光パルス、前記後方散乱光及び遠端反射光パルスの合成時間波形として同時に検出するため、前記演算器は、前記合成時間波形の前記後方散乱光の時間に対する強度の変化の波形から光ファイバの光損失と、前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形からベースバンド周波数特性と、を併せて演算することができる。
【００２３】
このように本願第三の発明によれば、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い前記簡抜した光パルス列を測定用光パルスとすることで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて後方散乱光測定法による光損失及び光パルス法によるベースバンド周波数特性を精度よく測定をすることができる。また、一度の測定で同時に光損失及びベースバンド周波数特性を測定することができるため測定時間の短縮を図ることができる。
【００２４】
本願の第一から第三の発明において、発生する前記連続光パルス列の波長を可変できる光源であることが望ましい。
【００２５】
光源からの前記連続光パルス列の波長を可変できるようにすることで、一台の光伝送特性測定装置で所望の波長における被測定光ファイバの光損失又はベースバンド周波数特性を測定することができる。
【００２６】
本願の第一から第三の発明において、前記光分岐結合素子と前記被測定光ファイバとの間に励振器をさらに備えてもよい。入射する光のモード分布によって光損失やベースバンド周波数特性が異なるため、各種の励振条件を設定できることが望ましい。前記簡抜光パルス列の波長及び被測定光ファイバの種類に対応して励振器を選択することで、前記簡抜光パルス列から測定条件のモード分布を選択して被測定光ファイバ内に結合することができる。従って、励振器を備えることで、各種のモード分布における被測定光ファイバの光損失及びベースバンド周波数特性を測定することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の光伝送特性測定装置及び測定方法では、光源からの高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列を光スイッチにより所望の周期にある光パルスを簡抜することで、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができ、前記簡抜した光パルス列を光パルス法及び後方散乱光測定法に用いる測定用光パルスとすることで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて光損失及び伝送帯域を精度よく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を示して詳細に説明するが、本発明はこれらの記載に限定して解釈されない。
（実施の形態１）
【００２９】
図１は本願第一の発明に係る光伝送特性測定装置１１１の構成を示したブロック図である。光伝送特性測定装置１１１は、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する同期信号発生器１５と、トリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜する光スイッチ１３と、光スイッチ１３からの簡抜した光パルス列Ｄ（以下、簡抜した光パルス列Ｄを「簡抜光パルス列Ｄ」とする。）を被測定光ファイバ１７に結合し、被測定光ファイバ１７からの光を分岐する光分岐結合素子１６と、光分岐結合素子１６から結合された簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７内に生じる後方散乱光を検出する光検出器１８ａと、光検出器１８ａで検出した後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失を演算する光損失演算部１８ｃと、を備えている。さらに、光伝送特性測定装置１１１は、制御信号Ｂを遅延させる遅延回路１４を同期信号発生器１５と光スイッチ１３との間に備えてもよい。
【００３０】
同期信号発生器１５は、所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、同時にトリガー信号Ａの整数倍の周期の制御信号Ｂを発生させる。制御信号Ｂの周期が短い場合、すなわち簡抜光パルス列Ｄの周期が短い場合、被測定光ファイバ１７に入射した簡抜光パルス列Ｄの一つの光パルスが被測定光ファイバ１７内を往復中に簡抜光パルス列Ｄの次の光パルスが被測定光ファイバ１７に入射してしまい、光検出器１８ａでの前記後方散乱光の検出に影響を与え、被測定光ファイバ１７の光損失を測定できなくなる。従って、被測定光ファイバ１７の光伝送特性を測定するためには、簡抜光パルス列Ｄの周期を簡抜光パルス列Ｄの一つの光パルスが被測定光ファイバ１７を往復する時間以上に設定しなければならない。そこで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバを測定できるようにするため、同期信号発生器１５は、制御信号Ｂの周期を被測定光ファイバ１７の長さと屈折率に応じてトリガー信号Ａの整数倍の周期に設定可能である。なお、光検出器１８ａで検出する測定光から判断し、制御信号Ｂの発生間隔を自動で設定する回路を設けてもよい。例えば、光伝送特性測定装置１１１は測定開始前に光スイッチ１３は簡抜光パルス列Ｄから１パルスだけ被測定光ファイバ１７に結合し、光検出器１８ａで遠端反射光パルスを受光するまでの時間又は入射端反射光パルスと遠端反射光パルスとの間の時間を測定し、前記測定した時間より長くなるトリガー信号Ａの整数倍の周期を制御信号Ｂの周期として同期信号発生器１５に設定できるようにしてもよい。
【００３１】
光源１２は光源制御回路１２ａと光パルス発生器１２ｂを有する。光源制御回路１２ａは、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａのタイミングに合わせ、光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させるよう制御する回路である。さらに、波長と強度を変えて被測定光ファイバ１７の光伝送特性を測定できるように、光パルス発生器１２ｂから発生する連続光パルス列Ｃの波長と光出力を設定できることが望ましい。
【００３２】
光パルス発生器１２ｂは、光源制御回路１２ａからの出力を受け、連続光パルス列Ｃを発生させる。連続光パルス列Ｃから簡抜した簡抜光パルス列Ｄを後方散乱光測定法の測定用光パルスとして使用するため、光パルス発生器１２ｂは、短尺の光ファイバあるいは石英系光ファイバ等の広帯域伝送媒体を測定可能とするパルス幅の狭い連続光パルス列を生成可能なＹＡＧレーザ等の短光パルスレーザを使用することが望ましい。また、レーザの波長を変え測定を可能とするチタンサファイヤレーザ等の波長可変レーザを使用することがより望ましい。
【００３３】
光スイッチ１３は連続光パルス列Ｃの光路を開閉する素子である。光スイッチ１３は、光路を開いたときに、連続光パルス列Ｃを透過させ、光路を閉じたときに連続光パルス列Ｃを遮断し、簡抜光パルス列Ｄを出力する。そのため、光スイッチ１３は連続光パルス列Ｃの光パルス間に光路の開閉が可能な程度、すなわち、光スイッチ１３の立ち上がり時間は簡抜光パルス列Ｄの出力を確実に得るためにトリガー信号Ａの２分の１の周期以下であればよく、連続光から光パルスを発生させるほどの高速応答性は不要である。光スイッチ１３の種類は特に限定しないが、モリブデン酸鉛等の光学結晶の回折や偏向の変化を利用したもの、あるいはＬｉＮｂＯ３等の強誘電体材料上に光方向性結合器を形成し光導波路率の変化を利用したものを使用することができる。
【００３４】
遅延回路１４は、制御信号Ｂが光スイッチ１３に到達するまでの時間を調整するための回路である。連続光パルス列Ｃから簡抜光パルス列Ｄを簡抜するため、光スイッチ１３を連続光パルス列Ｃの光パルス間に動作させる必要がある。そこで、遅延回路１４は、同期信号発生器１５におけるトリガー信号Ａの発生から連続光パルス列Ｃが光スイッチ１３に到達するまでの時間と光スイッチ１３の入力信号に対する応答時間を考慮し、制御信号Ｂを遅延させた調整信号Ｂ２を光スイッチ１３に出力する。なお、遅延回路１４は、同期信号発生器１５と光源１２との間に備え、連続光パルス列Ｃが光スイッチ１３に到達するまでの時間と光スイッチ１３の入力信号に対する応答時間を考慮し、トリガー信号Ａを調整しても良い。
【００３５】
光分岐結合素子１６は光スイッチ１３から出射される簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合し、被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を光検出器１８ａへ分岐する。光分岐結合素子１６として光カプラ又はハーフミラーを使用することができる。
光ファイバには、光パルスを入射すると前記光パルスが光ファイバ内を通過中に光ファイバコアの屈折率のミクロなゆらぎや光ファイバ内に存在する歪で光が散乱し、その一部が入射端に後方散乱光として戻る性質がある。
【００３６】
また、光分岐結合素子１６と被測定光ファイバ１７の間に励振器２０を備えてもよい。励振器２０は簡抜光パルス列Ｄから、簡抜光パルス列Ｄの波長及び被測定光ファイバ１７の種類に応じた測定条件のモード分布を選択し、被測定光ファイバ１７へ結合する。励振器２０は図１６に示すような種類があり、簡抜光パルス列Ｄの波長及び被測定光ファイバ１７の種類に応じ選択することができる。図１６（ａ）はレンズ１６１を利用した励振器である。レンズ１６１の焦点に被測定光ファイバ１７を接続することでレンズ１６１の形成する励振条件に応じたモード分布の簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合することができる。図１６（ｂ）はダミー光ファイバ１６２を利用した励振器である。長距離のダミー光ファイバ１６２に簡抜光パルス列Ｄを通すことでダミー光ファイバ１６２固有の定常モード分布となった簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合することができる。図１６（ｃ）はＧＩ型光ファイバ１６３及びＧＩ型光ファイバ１６５とＳＩ型光ファイバ１６４を組み合わせた励振器である。簡抜光パルス列ＤがＧＩ型光ファイバとＳＩ型光ファイバを通ることでＧＩ型光ファイバとＳＩ型光ファイバの組み合わせ固有の定常モード分布となった簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合することができる。図１６（ｄ）は光ファイバをボビン１６６に巻きつけたモードフィルタを利用した励振器である。簡抜光パルス列Ｄがモードフィルタを利用した励振器を通ることでモードフィルタ固有の定常モード分布となった簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合することができる。図１６（ｅ）は光ファイバを波状形成面１６９に押圧して設置したモードスクランブラを利用した励振器である。簡抜光パルス列Ｄがモードスクランブラを利用した励振器を通ることでモードスクランブラ固有の定常モード分布となった簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合することができる。従って、励振器２０を備えることで、各種のモード分布における被測定光ファイバ１７の光損失及びベースバンド周波数特性を測定することができる。
【００３７】
光検出器１８ａは簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７内に生じる後方散乱光を検出し電気信号に変換する素子である。微弱な後方散乱光の強度変化を捉えるため、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）、フォトマル（ＰＭＴ）等の高感度光検出デバイスを使用することが望ましい。
【００３８】
光損失演算部１８ｃは光検出器１８ａで測定された後方散乱光の強度の時間変化から被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失を演算する計算機である。
【００３９】
光ファイバに入射された光パルスの強度は光ファイバのもつ光損失により光ファイバ内を光パルスが進む距離に応じて減少するため、光ファイバ内の後方散乱光の強度も光パルスの強度減少に応じて減少してくる。光損失演算部１８ｃは光検出器１８ａで検出した前記後方散乱光の強度の往復伝搬時間に対する強度分布を、光ファイバ内の光速から光ファイバの往復伝搬距離に対する強度分布に置き換える。前記置き換えた強度分布の傾きから光ファイバの長さ当たりの光損失を求めることができる。
【００４０】
光伝送特性測定装置１１１は次のように動作する。随時、図１に用いた符号も用いて説明する。被測定光ファイバ１７の一端を光分岐結合素子１６に接続し、光分岐結合素子１６に接続されていない終端は開放しておく。図２は光源１２に到達するトリガー信号Ａ、連続光パルス列Ｃ、光スイッチ１３に到達する連続光パルス列Ｃ、制御信号Ｂ、光スイッチ１３に入力する調整信号Ｂ２、光スイッチ１３の動作及び簡抜光パルス列Ｄのタイミングチャートである。図２において、同期信号発生器１５から出力された制御信号Ｂ（図２（４））の周期はトリガー信号Ａの２倍の周期の例である。ここで、同期信号発生器１５で発生したトリガー信号Ａは遅延時間ｔ１の遅れをもって光源１２に到達する（図２（１））。光源制御回路１２ａはトリガー信号Ａ（図２（１））を受け、光パルス発生器１２ｂに対し設定された波長及び出力の連続光パルス列Ｃ（図２（２））をトリガー信号Ａ（図２（１））に合わせて発生するよう制御する。さらに、光パルス発生器１２ｂから発生した連続光パルス列Ｃ（図２（２））は遅延時間ｔ２の遅れをもって光スイッチ１３に到達する（図２（３））。従って、同期信号発生器１５におけるトリガー発生時刻から前記トリガーに対応する連続光パルス列Ｃが光スイッチ１３に到達する時刻までにｔ１＋ｔ２の時間の遅れが生ずる。そこで、遅延回路１４は光スイッチ１３の応答速度と遅延時間ｔ１＋ｔ２を考慮し、制御信号Ｂ（図２（４））から調整遅延時間ｔＤだけ遅らせた調整信号Ｂ２（図２（５））を光スイッチ１３が受信するよう制御信号Ｂを遅延させる。光スイッチ１３は調整信号Ｂ２を受けた時のみ光路を開くように動作する（図２（６））。その結果、光スイッチ１３はトリガー信号Ａの２倍の周期で連続光パルス列Ｃから光パルスを簡抜し、簡抜光パルス列Ｄ（図２（７））を光分岐結合素子１６側へ出力する。光分岐結合素子１６は簡抜光パルス列Ｄを励振器２０へ出力する。これにより、光伝送特性測定装置１１１は、励振器２０に固有のモード分布の簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７へ結合することができる。
【００４１】
光分岐結合素子１６は簡抜光パルス列Ｄが結合された被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を光検出器１８ａへ結合する。前記後方散乱光を受光した光検出器１８ａは光強度を電気信号として光損失演算部１８ｃに出力し、光損失演算部１８ｃにて被測定光ファイバ１７の光損失を演算する。
【００４２】
このようにして、図１の光伝送測定装置１１１は、簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失を測定することができる。なお、励振器２０は以下で説明する実施の形態２から実施の形態１２のいずれにも備えることができ、図１で説明した機能及び動作と同じ機能及び動作をする。
（実施の形態２）
【００４３】
図３は本願第一の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１１２の構成を示したブロック図である。図３において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能及び同じ動作をする。光伝送特性測定装置１１１との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる。
【００４４】
このようにして、図３の光伝送特性測定装置１１２は、図１の光伝送特性測定装置１１１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失を測定することができる。
（実施の形態３）
【００４５】
図４は本願第一の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１１３の構成を示したブロック図である。図４において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能及び同じ動作をする。光伝送特性測定装置１１１との違いは、光スイッチ１３と光分岐結合素子１６としての機能を併せ持つ音響光学素子１０である。音響光学素子１０は、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜し、連続光パルス列Ｃを簡抜した光パルス列を被測定光ファイバ１７に結合する。また、音響光学素子１０は、前記簡抜した光パルス列による被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を分岐する。
【００４６】
物質には音波、超音波等の波動を励起こさせることで、屈折率の変化を起こし、屈折率の変化によって光回折が生ずる音響光学効果がある。音響光学素子１０は前記音響光学効果を利用した素子である。音響光学素子１０は制御信号Ｂに基づく超音波が入力されたときに、連続光パルス列Ｃを透過させ、前記超音波が入力されないときに被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を光検出器１８ａに結合するよう設定される。また、前記超音波が入力されないときに、連続光パルス列Ｃを透過させ、前記超音波が入力されたときに被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を光検出器１８ａに結合するよう設定してもよい。さらに、特定の周波数の超音波を入力したときに、連続光パルス列Ｃを透過させ、他の周波数の超音波が入力したときに被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を光検出器１８ａに結合するよう設定してもよい。
【００４７】
このようにして、図４の光伝送特性測定装置１１３は、図１の光伝送特性測定装置１１１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失を測定することができる。
（実施の形態４）
【００４８】
図５は本願第一の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１１４の構成を示したブロック図である。図５において、図１、図３及び図４で用いた符号と同じ符号は同じ機能及び同じ動作をする。光伝送特性測定装置１１３との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる。
【００４９】
このようにして、図５の光伝送特性測定装置１１４は、図１の光伝送特性測定装置１１１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失を測定することができる。
上述したように本願第一の発明によれば、光源１２からの高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列Ｃから光スイッチ１３又は音響光学素子１０により所望の周期にある光パルスを簡抜することで、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができ、前記光パルス列を測定用光パルスに使用することで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて後方散乱光測定法による光損失を高精度な距離分解能で測定することができる。
（実施例）
【００５０】
図６に、被測定光ファイバ１７を図１に示す本願第一の発明により測定波長７５０ｎｍ、７８０ｎｍおよび８５０ｎｍで測定したときの結果の一例を示す。ここで被測定対象の被測定光ファイバ１７はＧＩ型のポリマークラッドシリカファイバである。縦軸は簡抜光パルス列Ｄによる被測定光ファイバ１７の後方散乱光の強度であり、横軸は後方散乱光の時間変化を被測定光ファイバ１７の距離に変換したものである。被測定光ファイバ１７の入射端及び遠端のフレネル反射の間にある後方散乱光の強度が減少する平均の傾きから各測定波長による被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失ｚを測定することができる。図６における測定結果では被測定光ファイバ１７の１ｋｍ当たりの光損失ｚは波長７５０ｎｍにおいては１５ｄＢ、波長７８０ｎｍにおいては１６ｄＢならびに波長８５０ｎｍにおいては１１ｄＢであることを示している。
【００５１】
図７に、本願第一の発明による被測定光ファイバ１７の測定結果と白色光源と光スペクトラムアナライザを用いた従来の挿入法による被測定光ファイバ１７の測定結果とを比較した結果を示す。ここで被測定対象の被測定光ファイバ１７は図６で使用したＧＩ型のポリマークラッドシリカファイバと同一である。図６で説明した測定波長７５０ｎｍ、７８０ｎｍおよび８５０ｎｍ以外にも８００ｎｍ及び８３０ｎｍの測定結果も含めて表示している。図７より本願第一の発明による測定結果と従来の挿入法による測定結果はほぼ一致している。従って、本願第一の発明による光伝送特性測定装置及び測定方法は、光ファイバの高精度な光損失測定に適用することができる。
（実施の形態５）
【００５２】
図８は本願第二の発明に係る光伝送特性測定装置１２１の構成を示したブロック図である。光伝送特性測定装置１２１は、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する同期信号発生器１５と、トリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜する光スイッチ１３と、光スイッチ１３からの簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合し、被測定光ファイバ１７からの光を分岐する光分岐結合素子１６と、光分岐結合素子１６から結合された簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７の入射端で生じる入射端反射光パルス及び被測定光ファイバ１７の遠端で生じる遠端反射光パルスを検出する光検出器２８ａと、光検出器２８ａで検出した前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を演算する周波数特性演算部２８ｄと、を備えている。さらに、光伝送特性測定装置１２１は、制御信号Ｂを遅延させる遅延回路１４を同期信号発生器１５と光スイッチ１３との間に備えてもよい。
【００５３】
図８の光伝送特性測定装置１２１において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能及び同じ動作をする。光伝送特性測定装置１１１との違いは、光検出器２８ａと周波数特性演算部２８ｄである。
【００５４】
光検出器２８ａは、光分岐結合素子１６から結合された簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７の入射端で生じる入射端反射光パルスと被測定光ファイバ１７の遠端で生じる遠端反射光パルスを検出する。
【００５５】
周波数特性演算部２８ｄは光検出器２８ａで測定した反射光パルスの時間波形を周波数特性にフーリエ変換するＦＦＴ装置を持ち、被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を演算する計算機である。
【００５６】
光は２つの媒質の境界面で鏡面反射をする性質をもつ。従って、光ファイバに光パルスを入射する場合、まず、入射端で反射をし、光パルスが光ファイバ内を通り光ファイバの遠端でさらに反射を起こす。光ファイバ内を通り、遠端反射をして入射端に戻ってくる光パルスは入射端反射光パルスに比べ、光ファイバのもつベースバンド周波数特性の影響を受ける。光パルスの強度の時間波形はフーリエ変換されることで周波数成分に変換できる。従って、入射端反射光パルスの強度の時間波形と遠端反射光パルスの強度の時間波形をそれぞれフーリエ変換し、周波数成分の差を求めることで光ファイバのベースバンド周波数特性を測定することができる。
【００５７】
光伝送特性測定装置１２１は次のように動作する。被測定光ファイバ１７の一端を光分岐結合素子１６に接続し、光分岐結合素子１６に接続されていない終端は開放しておく。前述の通り、光源制御回路１２ａ、光パルス発生器１２ｂ、光源１２、光スイッチ１３、遅延回路１４、同期信号発生器１５及び光分岐結合素子１６の動作は実施の形態１で説明した光伝送特性測定装置１１１の光源制御回路１２ａ、光パルス発生器１２ｂ、光源１２、光スイッチ１３、遅延回路１４、同期信号発生器１５及び光分岐結合素子１６の動作と同じである。
【００５８】
光分岐結合素子１６は簡抜光パルス列Ｄが結合された被測定光ファイバ１７からの入射端反射光パルスと遠端反射光パルスを光検出器２８ａへ結合する。光検出器２８ａは入射端反射光パルスと遠端反射光パルスを受光し、周波数特性演算部２８ｄへ時間波形の電気信号を出力する。周波数特性演算部２８ｄは光検出器２８ａから出力された入射端反射光パルス強度の時間波形と遠端反射光パルスの強度の時間波形をそれぞれフーリエ変換して周波数成分を演算する。さらに周波数特性演算部２８ｄは、入射端反射光パルスの周波数成分と遠端反射光パルスの周波数特性とを差分演算し、被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を算出する。遠端反射光パルスが被測定光ファイバの出射端であれば、その光ファイバの往復でのベースバンド周波数特性を測定することになる。遠端反射光パルスが被測定光ファイバの途中からの反射であれば、入射端から前記途中までの往復でのベースバンド周波数特性を測定することになる。
【００５９】
従って、図８の光伝送特性測定装置１２１は、簡抜した光パルス列を用いて光ファイバのベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態６）
【００６０】
図９は本願第二の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１２２の構成を示したブロック図である。図９において、図１、図３及び図８で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１２１との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる。
【００６１】
従って、図９の光伝送特性測定装置１２２は、図８の光伝送特性測定装置１２１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバのベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態７）
【００６２】
図１０は本願第二の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１２３の構成を示したブロック図である。図１０において、図１、図４及び図８で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１２１との違いは、光スイッチ１３と光分岐結合素子１６としての機能を併せ持つ音響光学素子１０である。すなわち、音響光学素子１０は、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜し、連続光パルス列Ｃを簡抜した光パルス列を被測定光ファイバ１７に結合する。また、音響光学素子１０は、前記簡抜した光パルス列による被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を分岐する。
【００６３】
従って、図１０の光伝送特性測定装置１２３は、図８の光伝送特性測定装置１２１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバのベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態８）
【００６４】
図１１は本願第二の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１２４の構成を示したブロック図である。図１１において、図１、図３、図４及び図８で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１２３との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる。
【００６５】
従って、図１１の光伝送特性測定装置１２４は、図８の光伝送特性測定装置１２１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバのベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
【００６６】
上述のように本願第二の発明によれば、光源１２からの高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列Ｃから光スイッチ１３又は音響光学素子１０により所望の周期にある光パルスを簡抜することで、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができ、前記光パルス列を測定用光パルスに使用することで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて広帯域なベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態９）
【００６７】
図１２は本願第三の発明に係る光伝送特性測定装置１３１の構成を示したブロック図である。光伝送特性測定装置１３１は、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する同期信号発生器１５と、トリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜する光スイッチ１３と、光スイッチ１３からの簡抜光パルス列Ｄを被測定光ファイバ１７に結合し、被測定光ファイバ１７からの光を分岐する光分岐結合素子１６と、光分岐結合素子１６から結合された前記簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７の入射端で生じる入射端反射光パルス、被測定光ファイバ１７内に生じる後方散乱光及び被測定光ファイバ１７の遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を検出する光検出器３８ａと、光検出器３８ａで検出した前記合成時間波形のうち前記後方散乱光の時間に対する強度の変化から被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失を演算し、かつ前記合成時間波形のうち前記入射端反射光パルスの時間波形及び前記遠端反射光パルスの時間波形から被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を演算する伝送特性演算部３８ｅと、を備える光伝送特性測定装置である。さらに、光伝送特性測定装置１３１は、制御信号Ｂを遅延させる遅延回路１４を同期信号発生器１５と光スイッチ１３との間に備えてもよい。
【００６８】
図１２の光伝送特性測定装置１３１において、図１で用いた符号と同じ符号は同じ機能及び同じ動作をする。光伝送特性測定装置１１１との違いは、光検出器３８ａと伝送特性演算部３８ｅである。
【００６９】
光検出器３８ａは、光分岐結合素子１６から結合された簡抜光パルス列Ｄの入射により被測定光ファイバ１７の入射端で生じる入射端反射光パルス、被測定光ファイバ１７内に生じる後方散乱光及び被測定光ファイバ１７の遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形を検出する。
【００７０】
伝送特性演算部３８ｅは信号分離器３８ｂ、光損失演算部３８ｃ及び周波数特性演算部３８ｄを有する。
【００７１】
信号分離器３８ｂは光検出器３８ａで測定された被測定光ファイバ１７の入射端で生じる入射端反射光パルス、被測定光ファイバ１７内に生じる後方散乱光及び被測定光ファイバ１７の遠端で生じる遠端反射光パルスの合成時間波形から後方散乱光と入射端反射光パルス及び遠端反射光パルスとを分離する分離回路である。分離する手段としては、後方散乱光の強度より入射端反射光パルス及び遠端反射光パルスの強度が強いことから、一定以上の強度を持つ信号を入射端反射光パルス及び遠端反射光パルスとして認識させる手段を用いることができる。また、前記合成時間波形の時間領域で入射端反射光パルス、後方散乱光及び遠端反射光パルスが異なることから、時間領域毎にそれぞれを分離することもできる。
【００７２】
光損失演算部３８ｃは信号分離器３８ｂで分離された後方散乱光の強度の時間変化から被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失を演算する計算機である。光損失演算部３８ｃの機能及び動作は実施の形態１で説明した図１の光伝送特性測定装置１１１の光損失演算部１８ｃの機能及び動作と同じである。
【００７３】
周波数特性演算部３８ｄは信号分離器３８ｂで分離された入射端反射光パルス及び遠端反射光パルスの時間波形を周波数特性にフーリエ変換するＦＦＴ装置を持ち、被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を演算する計算機である。周波数特性演算部３８ｄの機能及び動作は実施の形態２で説明した図８の光伝送特性測定装置１２１の周波数特性演算部２８ｄの機能及び動作と同じである。
【００７４】
光伝送特性測定装置１３１は次のように動作する。被測定光ファイバ１７の一端を光分岐結合素子１６に接続し、光分岐結合素子１６に接続されていない終端は開放しておく。前述の通り、光源制御回路１２ａ、光パルス発生器１２ｂ、光源１２、光スイッチ１３、遅延回路１４、同期信号発生器１５及び光分岐結合素子１６の動作は実施の形態１で説明した光伝送特性測定装置１１１の光源制御回路１２ａ、光パルス発生器１２ｂ、光源１２、光スイッチ１３、遅延回路１４、同期信号発生器１５及び光分岐結合素子１６の動作と同じである。
【００７５】
光分岐結合素子１６は簡抜光パルス列Ｄが結合された被測定光ファイバ１７からの入射端反射光パルス、後方散乱光及び遠端反射光パルスの合成時間波形を光検出器３８ａへ結合する。光検出器３８ａは前記合成時間波形を受光し、電気信号として信号分離器３８ｂへ出力する。信号分離器３８ｂでは前記電気信号から後方散乱光による時間波形と入射端反射光パルス及び遠端反射光パルスを分離させ、分離した前記後方散乱光による電気信号を光損失演算部３８ｃへ出力し、分離した前記入射端反射光パルス及び前記遠端反射光パルスによる電気信号を周波数特性演算部３８ｄへ出力する。光損失演算部３８ｃは前記後方散乱光による電気信号から被測定光ファイバ１７の長さ当たりの光損失を演算し、周波数特性演算部３８ｄは前記入射端反射光パルス及び前記遠端反射光パルスによる電気信号から被測定光ファイバ１７のベースバンド周波数特性を演算する。
【００７６】
従って、図１２の光伝送特性測定装置１３１は、簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失及びベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態１０）
【００７７】
図１３は本願第三の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１３２の構成を示したブロック図である。図１３において、図１、図３及び図１２で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１３１との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる
【００７８】
従って、図１３の光伝送特性測定装置１３２は、図１２の光伝送特性測定装置１３１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失及びベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態１１）
【００７９】
図１４は本願第三の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１３３の構成を示したブロック図である。図１４において、図１、図４及び図１２で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１３１との違いは、光スイッチ１３と光分岐結合素子１６としての機能を併せ持つ音響光学素子１０である。すなわち、音響光学素子１０は、制御信号Ｂによって光源１２からの連続光パルス列Ｃを簡抜し、連続光パルス列Ｃを簡抜した光パルス列を被測定光ファイバ１７に結合する。また、音響光学素子１０は、前記簡抜した光パルス列による被測定光ファイバ１７からの後方散乱光を分岐する。
【００８０】
従って、図１４の光伝送特性測定装置１３３は、図１２の光伝送特性測定装置１３１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失及びベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
（実施の形態１２）
【００８１】
図１５は本願第三の発明における他の実施形態の光伝送特性測定装置１３４の構成を示したブロック図である。図１５において、図１、図３、図４及び図１２で用いた符号と同じ符号は同じ機能、同じ動作をする。光伝送特性測定装置１３３との違いは、一定周期で連続するトリガー信号Ａ及びトリガー信号Ａによって連続する光パルス列Ｃを発生する光源１２と、トリガー信号Ａを受けトリガー信号Ａの整数倍の周期で連続する制御信号Ｂを発生する制御信号発生器１９である。すなわち、光源１２は、光制御回路１２ｃと光パルス発生器１２ｂを有し、光制御回路１２ｃは、同期信号発生器として所望の間隔のトリガー信号Ａを発生し、制御信号発生器１９に出力する。また、トリガー信号Ａのタイミングに合わせ光パルス発生器１２ｂに連続光パルス列Ｃを発生させる。
【００８２】
従って、図１５の光伝送特性測定装置１３４は、図１２の光伝送特性測定装置１３１と同様に簡抜した光パルス列を用いて光ファイバの光損失及びベースバンド周波数特性を高精度に測定することができる。
【００８３】
このように本願第三の発明によれば、光源１２からの高出力かつパルス幅の狭い連続光パルス列Ｃから光スイッチ１３又は音響光学素子１０により所望の周期にある光パルスを簡抜することで、パルス周期を制御可能とした高出力かつパルス幅の狭い光パルス列を得ることができ、前記光パルス列を測定用光パルスに使用することで、各種の長さ及び各種の材料の光ファイバについて高精度な距離分解能の光損失及び広帯域なベースバンド周波数特性の測定を可能とすることができる。また、一度の測定で同時に光損失及びベースバンド周波数特性を測定することができるため測定時間の短縮を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明の光伝送特性測定装置及び測定方法は光ファイバの光伝送特性の測定に限らず、光導波路の光伝送特性の測定にも使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本願第一の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１１１の構成を示したブロック図である。
【図２】同期信号発生器１５から発生するトリガー信号Ａと制御信号Ｂ、光源１２から放出される連続光パルス列Ｃ、光スイッチ１３の動作及び簡抜光パルス列Ｄのタイミングチャートである。
【図３】本願第一の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１１２の構成を示したブロック図である。
【図４】本願第一の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１１３の構成を示したブロック図である。
【図５】本願第一の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１１４の構成を示したブロック図である。
【図６】本願第一の発明による被測定光ファイバ１７を測定したときの結果の一例である。
【図７】本願第一の発明による被測定光ファイバ１７の測定結果と白色光源と光スペクトラムアナライザを用いた従来の挿入法による被測定光ファイバ１７の測定結果とを比較した結果である。
【図８】本願第二の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１２１の構成を示したブロック図である。
【図９】本願第二の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１２２の構成を示したブロック図である。
【図１０】本願第二の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１２３の構成を示したブロック図である。
【図１１】本願第二の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１２４の構成を示したブロック図である。
【図１２】本願第三の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１３１の構成を示したブロック図である。
【図１３】本願第三の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１３２の構成を示したブロック図である。
【図１４】本願第三の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１３３の構成を示したブロック図である。
【図１５】本願第三の発明の実施形態である光伝送特性測定装置１３４の構成を示したブロック図である。
【図１６】励振器の構成例を示した図であり、（ａ）はレンズを利用した励振器の構成の一形態を示した図であり、（ｂ）はダミー光ファイバを利用した励振器の構成の一形態を示した図であり、（ｃ）はＧＩ型光ファイバとＳＩ型光ファイバの組み合わせを利用した励振器の構成の一形態を示した図であり、（ｄ）はモードフィルタを利用した励振器の構成の一形態を示した図であり、（ｅ）はモードスクランブラを利用した励振器の構成の一形態を示した図である。
【符号の説明】
【００８６】
１１１、１１２、１１３、１１４  本願第一の発明の光伝送特性測定装置の実施形態
１２１、１２２、１２３、１２４  本願第二の発明の光伝送特性測定装置の実施形態
１３１、１３２、１３３、１３４  本願第三の発明の光伝送特性測定装置の実施形態
１０  音響光学素子
１２  光源
１２ａ  光源制御回路
１２ｃ  光制御回路
１２ｂ  光パルス発生器
１３  光スイッチ
１４  遅延回路
１５  同期信号発生器
１６  光分岐結合素子
１７  被測定光ファイバ
１９  制御信号発生器
２０  励振器
１８ａ、２８ａ、３８ａ  光検出器
１８ｃ、３８ｃ  光損失演算部
２８ｄ、３８ｄ  周波数特性演算部
３８ｂ  信号分離器
３８ｅ  伝送特性演算部
１６１  レンズ
１６２  ダミー光ファイバ
１６３、１６５  ＧＩ型光ファイバ
１６４  ＳＩ型光ファイバ
１６６  ボビン
１６７  ボビン１６６に巻きつけられた光ファイバ
１６８  波状とされた光ファイバ
１６９  波状形成面
Ａ  トリガー信号
Ｂ  制御信号
Ｂ２  調整信号
Ｃ  連続光パルス列
Ｄ  簡抜光パルス列
ｚ  光損失
ｔ１、ｔ２  遅延時間
ｔＤ  調整遅延時間
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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