(57)【要約】【課題】被測定物の伝搬特性を精度よく求めることができる光ネットワークアナライザを提供する。【解決手段】本発明の光ネットワークアナライザは、光源が発生した光信号を分波する分波器と、分波された一方の光信号の偏波角度を変換して被測定物に入射する第１偏波制御器と、参照信号に基づいて分波された他方の光信号の光周波数を変換する光周波数変換器と、光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第２偏波制御器と、被測定物を透過した光信号と第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する合波器と、合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部と、参照信号発生部が発生した参照信号及び偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザとを備える。【選択図】図３
2006090814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光信号を発生する光源と、
前記光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、
前記第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換して被測定物に入射する第１偏波制御器と、
第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、
前記第１参照信号に基づいて、前記第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、
前記第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第２偏波制御器と、
前記第１偏波制御器によって前記被測定物に入射されて前記被測定物を透過した光信号と、前記第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する合波器と、
前記合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部と、
前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号、及び前記偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、前記被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザと
を備える光ネットワークアナライザ。
【請求項２】
前記偏波分離光電変換部は、
前記合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、
前記偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有する請求項１に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項３】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と
をさらに備える請求項２に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項４】
前記第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、
第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、
前記第２参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、
前記第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、
前記第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、前記第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する偏波合波器と
をさらに備え、
前記第１光周波数変換器は、前記第１参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、
前記合波器は、前記第１偏波制御器によって前記被測定物に入射されて前記被測定物を透過した光信号と、前記偏波合波器が出力した光信号とを合波する
請求項１に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項５】
前記偏波分離光電変換部は、
前記合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、
前記偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有する請求項４に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項６】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と
をさらに備える請求項５に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項７】
前記合波器が出力した光信号を電気信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器によって変換された電気信号から、前記合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第１帯域透過フィルタと、
前記光電変換器によって変換された電気信号から、前記合波器が出力した光信号に含まれる垂直偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第２帯域透過フィルタと
をさらに備える請求項４に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項８】
前記第１帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と
をさらに備える請求項７に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項９】
光信号を発生する光源と、
前記光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、
前記第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換する第１偏波制御器と、
第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、
前記第１参照信号に基づいて、前記第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、
前記第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換して被測定物に入射する第２偏波制御器と、
前記第１偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、前記第２偏波制御器によって前記被測定物に入射されて前記被測定物を透過した光信号とを合波する合波器と、
前記前記合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部と、
前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号、及び前記偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、前記被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザと
を備える光ネットワークアナライザ。
【請求項１０】
前記第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、
第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、
前記第２参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、
前記第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、
前記第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、前記第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して前記被測定物に入射する偏波合波器と
をさらに備え、
前記第１光周波数変換器は、前記第１参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、
前記合波器は、前記第１偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、前記偏波合波器によって前記被測定物に入射されて前記被測定物を透過した光信号とを合波する
請求項９に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１１】
前記偏波分離光電変換部は、
前記合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、
前記偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有する請求項１０に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１２】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と
をさらに備える請求項１１に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１３】
前記合波器が出力した光信号を電気信号に変換する光電変換器と、
前記光電変換器によって変換された電気信号から、前記合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第１帯域透過フィルタと、
前記光電変換器によって変換された電気信号から、前記合波器が出力した光信号に含まれる垂直偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第２帯域透過フィルタと
をさらに備える請求項１０に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１４】
前記第１帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と
をさらに備える請求項１３に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１５】
光信号を発生する光源と、
前記光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、
前記第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換する第１偏波制御器と、
前記第１偏波制御器によって偏波角度が変換された光信号を被測定物に入射し、前記被測定物から反射した光信号を取得する方向性結合器と、
第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、
前記第１参照信号に基づいて、前記第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、
前記第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第２偏波制御器と、
前記方向結合器によって取得された前記被測定物から反射した光信号と、前記第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する第１合波器と、
前記第１合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第１偏波分離光電変換部と、
前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号、及び前記第１偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、前記被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザネットワークアナライザと
を備える光ネットワークアナライザ。
【請求項１６】
前記第１偏波分離光電変換部は、
前記第１が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、
前記偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有する請求項１５に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１７】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と
をさらに備える請求項１６に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１８】
前記第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、
第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、
前記第２参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、
前記第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、
前記第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、前記第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する偏波合波器と
をさらに備え、
前記第１光周波数変換器は、前記第１参照信号に基づいて、前記第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、
前記第１合波器は、前記方向結合器によって取得された前記被測定物から反射した光信号と、前記偏波合波器が出力した光信号とを合波する
請求項１５に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項１９】
前記第１偏波分離光電変換部は、
前記第１合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、
前記偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有する請求項１８に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項２０】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と
をさらに備える請求項１９に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項２１】
前記偏波合波器が出力した光信号を分波する第３分波器と、
前記方向性結合器によって前記被測定物に入射されて前記被測定物を透過した光信号と、前記第３分波器によって分波された一方の光信号とを合波して出力する第２合波器と、
前記第２合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第２偏波分離光電変換部と
をさらに備え、
前記第１合波器は、前記方向結合器によって取得された前記被測定物から反射した光信号と、前記第３分波器によって分波された他方の光信号とを合波して出力し、
前記ネットワークアナライザは、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号、及び前記第２偏波分離光電変換部が出力した電気信号にさらに基づいて、前記被測定物の伝搬特性を求める
請求項１８に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項２２】
前記第１偏波分離光電変換部は、
前記第１合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する第１偏光分波器と、
前記第１偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、
前記第１偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器と
を有し、
前記第２偏波分離光電変換部は、
前記第２合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する第２偏光分波器と、
前記第２偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第３光電変換器と、
前記第２偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第４光電変換器と
を有する請求項２１に記載の光ネットワークアナライザ。
【請求項２３】
前記第１光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第１分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第２分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第１参照信号発生部が発生した前記第１参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第３分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第２参照信号発生部が発生した前記第２参照信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第４分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第３光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第５分周器と、
前記第１分周器と同一の分周率で、前記第４光電変換部によって変換された電気信号を分周して前記ネットワークアナライザに供給する第６分周器と
をさらに備える請求項２２に記載の光ネットワークアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ネットワークアナライザに関する。特に本発明は、被測定物の伝搬特性を求める光ネットワークアナライザに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、従来技術に係る光ネットワークアナライザ１００の構成を示す。光ネットワークアナライザ１００は、光学測定部１０１及びネットワークアナライザ１０２を備える。光学測定部１０１は、波長可変光源１０４、分波器１０６、周波数変換器１０８、参照用高周波信号源１１０、合波器１１２、及び光電変換器１１４を有する。ネットワークアナライザ１０２は、位相振幅比較器１１６及び平均化処理部１１８を有する。
【０００３】
波長可変光源１０４は、光信号を発生する。そして、分波器１０６は、波長可変光源１０４が発生した波長可変光源１０４が発生した光信号を分波し、分波された一方の光信号を被測定物１０に入射する。また、参照用高周波信号源１１０は、光信号の光周波数より低い所定の周波数の参照信号を発生し、周波数変換器１０８及び位相振幅比較器１１６の信号入力ポートＢに供給する。そして、周波数変換器１０８は、参照用高周波信号源１１０が発生した参照信号に基づいて、分波器１０６によって分波された他方の光信号の周波数を変換する。
【０００４】
合波器１１２は、分波器１０６によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号と、周波数変換器１０８によって周波数が変換された光信号とを合波して出力する。そして、光電変換器１１４は、合波器１１２が出力した光信号を電気信号に変換し、位相振幅比較器１１６の信号入力ポートＡに供給する。
【０００５】
位相振幅比較器１１６は、光電変換器１１４から信号入力ポートＡに供給されたヘテロダイン干渉信号である電気信号と、参照用高周波信号源１１０から信号入力ポートＢに供給された参照信号とを比較し、ヘテロダイン干渉信号の位相及び振幅を測定する。そして、平均化処理部１１８は、位相振幅比較器１１６が測定した測定値の平均化処理を行う。そして、ネットワークアナライザ１０２は、平均化処理部１１８の出力データに基づいて、被測定物１０の損失波長特性、群遅延特性、及び波長分散特性を求める（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
図２は、従来技術に係る光ネットワークアナライザ２００の構成を示す。光ネットワークアナライザ２００は、光学測定部２０１及びネットワークアナライザ２０２を備える。光学測定部２０１は、波長可変光源２０４、光強度変調器２０６、参照用高周波信号源２０８、偏波制御部２１０、偏波分波器２１２、光電変換器２１４、及び光電変換器２１６を有する。ネットワークアナライザ２０２は、位相振幅比較器２１８、Ａ／Ｄ変換器２２０、及びデータ処理ブロック２２２を有する。
【０００７】
波長可変光源２０４は、光信号を発生する。また、参照用高周波信号源２０８は、光信号の光周波数より低い所定の周波数の参照信号を発生し、光強度変調器２０６及び位相振幅比較器１１６の信号入力ポートＣに供給する。そして、光強度変調器２０６は、参照用高周波信号源２０８が発生した参照信号に基づいて、波長可変光源２０４が発生した光信号を強度変調する。そして、偏波制御部２１０は、偏波制御部２１０によって強度変調された光信号の偏光角度を変換して被測定物１０に入射する。
【０００８】
偏波分波器２１２は、偏波制御部２１０によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する。そして、光電変換器２１４は、偏波分波器２１２によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相振幅比較器２１８の信号入力ポートＡに供給する。また、光電変換器２１６は、偏波分波器２１２によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相振幅比較器２１８の信号入力ポートＢに供給する。
【０００９】
位相振幅比較器２１８は、光電変換器２１４から信号入力ポートＡに供給された電気信号、及び光電変換器２１６から信号入力ポートＢに供給された電気信号と、参照用高周波信号源２０８から信号入力ポートＣに供給された参照信号とを比較し、被測定物１０を透過した光信号に含まれる水平偏波成分の光信号及び垂直偏波成分の光信号の位相及び振幅を測定する。そして、Ａ／Ｄ変換器２２０は、位相振幅比較器２１８が測定した測定値をデジタルデータに変換する。そして、データ処理ブロック２２２は、Ａ／Ｄ変換器２２０に出力データに基づいて、被測定物１０の損失波長特性、群遅延特性、波長分散特性、差分群遅延特性、及び偏波モード分散特性を求める（例えば、非特許文献２参照。）。
【００１０】
【特許文献１】国際公開公報０２／０８２０３８号パンフレット
【非特許文献１】木村栄司、“偏波モード分散測定技術”、Ｐｒｏｂｏ、２００１年、Ｎｏ．１８、ｐ．１７−２２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１に示した従来技術に係る光ネットワークアナライザ１００では、被測定物１０の損失波長特性、群遅延特性、及び波長分散特性を高精度、高分解能で求めることができるが、差分群遅延特性及び偏波モード分散特性のような偏波特性を求めることができないという課題がある。
【００１２】
また、図２に示した従来技術に係る光ネットワークアナライザ２００では、波長可変光源２０４と被測定物１０との間に光強度変換器２０６が設けられることによって、被測定物１０に入射される光信号のスペクトルにサイドモードが発生し、位相振幅比較器２１８の測定値の分解能が制限されてしまうという課題がある。また、光強度変調器２０６のチャープ量が位相振幅比較器２１８による位相の測定において測定誤差の要因になってしまうという課題がある。
【００１３】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる光ネットワークアナライザを提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の形態によると、光信号を発生する光源と、光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換して被測定物に入射する第１偏波制御器と、第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、第１参照信号に基づいて、第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第２偏波制御器と、第１偏波制御器によって被測定物に入射されて被測定物を透過した光信号と、第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する合波器と、合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部と、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号、及び偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザとを備える。
【００１５】
偏波分離光電変換部は、合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有してもよい。
【００１６】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器とをさらに備えてもよい。
【００１７】
第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、第２参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する偏波合波器とをさらに備え、第１光周波数変換器は、第１参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、合波器は、第１偏波制御器によって被測定物に入射されて被測定物を透過した光信号と、偏波合波器が出力した光信号とを合波してもよい。
【００１８】
偏波分離光電変換部は、合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有してもよい。
【００１９】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器とをさらに備えてもよい。
【００２０】
合波器が出力した光信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器によって変換された電気信号から、合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第１帯域透過フィルタと、光電変換器によって変換された電気信号から、合波器が出力した光信号に含まれる垂直偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第２帯域透過フィルタとをさらに備えてもよい。
【００２１】
第１帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器とをさらに備えてもよい。
【００２２】
本発明の第２の形態によると、光信号を発生する光源と、光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換する第１偏波制御器と、第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、第１参照信号に基づいて、第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換して被測定物に入射する第２偏波制御器と、第１偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、第２偏波制御器によって被測定物に入射されて被測定物を透過した光信号とを合波する合波器と、合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部と、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号、及び偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザとを備える。
【００２３】
第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、第２参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して被測定物に入射する偏波合波器とをさらに備え、第１光周波数変換器は、第１参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、合波器は、第１偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、偏波合波器によって被測定物に入射されて被測定物を透過した光信号とを合波してもよい。
【００２４】
偏波分離光電変換部は、合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有してもよい。
【００２５】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器とをさらに備えてもよい。
【００２６】
合波器が出力した光信号を電気信号に変換する光電変換器と、光電変換器によって変換された電気信号から、合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第１帯域透過フィルタと、光電変換器によって変換された電気信号から、合波器が出力した光信号に含まれる垂直偏波成分を示す電気信号を分離して出力する第２帯域透過フィルタとをさらに備えてもよい。
【００２７】
第１帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２帯域透過フィルタが出力した電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器とをさらに備えてもよい。
【００２８】
本発明の第３の形態によると、光信号を発生する光源と、光源が発生した光信号を分波する第１分波器と、第１分波器によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換する第１偏波制御器と、第１偏波制御器によって偏波角度が変換された光信号を被測定物に入射し、被測定物から反射した光信号を取得する方向性結合器と、第１周波数の第１参照信号を発生する第１参照信号発生部と、第１参照信号に基づいて、第１分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換する第１光周波数変換器と、第１光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第２偏波制御器と、方向結合器によって取得された被測定物から反射した光信号と、第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する第１合波器と、第１合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第１偏波分離光電変換部と、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号、及び第１偏波分離光電変換部が出力した電気信号に基づいて、被測定物の伝搬特性を求めるネットワークアナライザネットワークアナライザと
を備える。
【００２９】
第１偏波分離光電変換部は、第１が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有してもよい。
【００３０】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器とをさらに備えてもよい。
【００３１】
第１分波器によって分波された他方の光信号を分波する第２分波器と、第２周波数の第２参照信号を発生する第２参照信号発生部と、第２参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された一方の光信号の光周波数を変換する第２光周波数変換器と、第２光周波数変換器によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する第３偏波制御器と、第２偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号と、第３偏波制御器によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する偏波合波器とをさらに備え、第１光周波数変換器は、第１参照信号に基づいて、第２分波器によって分波された他方の光信号の光周波数を変換し、第１合波器は、方向結合器によって取得された被測定物から反射した光信号と、偏波合波器が出力した光信号とを合波してもよい。
【００３２】
第１偏波分離光電変換部は、第１合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する偏光分波器と、偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有してもよい。
【００３３】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器とをさらに備えてもよい。
【００３４】
偏波合波器が出力した光信号を分波する第３分波器と、方向性結合器によって被測定物に入射されて被測定物を透過した光信号と、第３分波器によって分波された一方の光信号とを合波して出力する第２合波器と、第２合波器が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第２偏波分離光電変換部とをさらに備え、第１合波器は、方向結合器によって取得された被測定物から反射した光信号と、第３分波器によって分波された他方の光信号とを合波して出力し、ネットワークアナライザは、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号、及び第２偏波分離光電変換部が出力した電気信号にさらに基づいて、被測定物の伝搬特性を求めてもよい。
【００３５】
第１偏波分離光電変換部は、第１合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する第１偏光分波器と、第１偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第１光電変換器と、第１偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第２光電変換器とを有し、第２偏波分離光電変換部は、第２合波器が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する第２偏光分波器と、第２偏光分波器によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する第３光電変換器と、第２偏光分波器によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する第４光電変換器とを有してもよい。
【００３６】
第１光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第１分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第２分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第１参照信号発生部が発生した第１参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第３分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第２参照信号発生部が発生した第２参照信号を分周してネットワークアナライザに供給する第４分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第３光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第５分周器と、第１分周器と同一の分周率で、第４光電変換部によって変換された電気信号を分周してネットワークアナライザに供給する第６分周器とをさらに備えてもよい。
【００３７】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の光ネットワークアナライザによれば、被測定物の損失波長特性、群遅延特性、波長分散特性、差分群遅延特性、及び偏波モード分散特性被を精度よく求めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００４０】
図３は、本発明の第１実施形態に係る光ネットワークアナライザ３００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ３００は、光学測定部３０１及びネットワークアナライザ３０２を備える。光学測定部３０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器３０８、光周波数変換器３１０、偏波制御器３１２、参照信号発生部３１４、合波器３１６、偏波分波器３１８、光電変換器３２０、光電変換器３２２、分周器３２４、分周器３２６、及び分周器３２８を有する。ネットワークアナライザ３０２は、位相比較振幅測定器３４８及び平均化演算処理部３５０を有する。
【００４１】
なお、光学測定部３０１の内部における光信号の伝送媒体としては、光ファイバを用いることが好ましい。また、光周波数変換器３１０は、例えば、音響光学変調器、音響光学シフタ等である。また、合波器３１６及び偏波分波器３１８は、偏光プリズム等の偏波合分波器で置き換えてもよい。
【００４２】
波長可変光源３０４は、波長λｉ、光周波数ωｃの連続光の光信号を発生する。分波器３０６は、波長可変光源３０４が発生した光信号を分波する。そして、偏波制御器３０８は、分波器３０６によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換して被測定物１０に入射する。また、参照信号発生部３１４は、周波数ｐの参照信号を発生し、光周波数変換器３１０及び分周器３２８に供給する。そして、光周波数変換器３１０は、参照信号発生部３１４が発生した参照信号に基づいて、分波器３０６によって分波された他方の光信号の光周波数をωｃ＋ｐに変換する。そして、偏波制御器３１２は、光周波数変換器３１０によって光周波数が変換された光信号の偏光角度を変換する。
【００４３】
合波器３１６は、偏波制御器３０８によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号と、偏波制御器３１２によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する。そして、偏波分波器３１８は、合波器３１６が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する。
【００４４】
光電変換器３２０は、偏波分波器３１８によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器３４８の信号入力ポートＡ、及び分周器３２４に供給する。また、光電変換器３２２は、偏波分波器３１８によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器３４８の信号入力ポートＣ、及び分周器３２６に供給する。なお、偏波分波器３１８、光電変換器３２０、及び光電変換器３２２は、本発明に係る、合波器３１６が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部の一例である。
【００４５】
分周器３２４は、光電変換器３２０によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器３４８の信号入力ポートＢに供給する。また、分周器３２６は、分周器３２４と同一の分周率で、光電変換器３２２によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器３４８の信号入力ポートＤに供給する。また、分周器３２８は、分周器３２４と同一の分周率で、参照信号発生部３１４が発生した参照信号を分周して位相比較振幅測定器３４８の信号入力ポートＥに供給する。分周器３２４、分周器３２６、及び分周器３２８を用いて電気信号を分周することによって、光学測定部４０１のドリフトの影響を低減させることができる。
【００４６】
位相比較振幅測定器３４８は、光電変換器３２０又は分周器３２４から信号入力ポートＡ又はＢに供給された電気信号と、分周器３２８から信号入力ポートＥに入力された参照信号との位相及び振幅を比較し、また、光電変換器３２２又は分周器３２６から信号入力ポートＣ又はＤに供給された電気信号と、分周器３２８から信号入力ポートＥに入力された参照信号との位相及び振幅を比較する。そして、平均化演算処理部３５０は、位相比較振幅測定器３４８が測定した測定値の平均化処理を行う。そして、ネットワークアナライザ３０２は、平均化演算処理部３５０の出力データに基づいて、被測定物１０の損失波長特性、群遅延特性、波長分散特性、差分群遅延特性、及び偏波モード分散特性を求める。即ち、ネットワークアナライザ３０２は、参照信号発生部３１４が発生した参照信号、及び光電変換器３２０及び光電変換器３２２が出力した電気信号に基づいて、被測定物１０の伝搬特性を求める。
【００４７】
次に、数式を用いて光ネットワークアナライザ３００の機能について説明する。偏波制御器３０８から被測定物１０に入射される前の光信号の電界ｅ１（ｔ）が（数１）で表され、偏波制御器３１２から合波器３１６に供給される光信号の電界ｅ２（ｔ）が（数２）で表され、被測定物１０の偏波方向の伝達関数Ｙ（ωｃ）が（数３）で表されるとすると、偏波分波器３１８から光電変換器３２０に供給される光信号の電界ｅｄは（数４）で表され、光電変換器３２０の出力電流は（数５）で表される。また、光信号の光周波数ωｃによる被測定物１０の位相φｏの変化と群遅延時間τ（ωｃ）には（数６）の関係がある。
【００４８】
【数１】
2006090814.tif 000003
【００４９】
【数２】
2006090814.tif 000004
【００５０】
【数３】
2006090814.tif 000005
【００５１】
【数４】
2006090814.tif 000006
【００５２】
【数５】
2006090814.tif 000007
【００５３】
【数６】
2006090814.tif 000008
ネットワークアナライザ３０２は、光電変換器３２０から信号入力ポートＡ又はＢに供給される電気信号と、参照信号発生部３１４から信号入力ポートＥに供給される参照信号との位相及び振幅を比較することによって、位相比較からθ２−φｏを求めることができ、振幅比較から被測定物１０の損失Ｙ０を求めることができる。また、波長可変光源３０４によって光信号の光周波数ωｃ（波長λｉ）を掃引させながら、上記と同様に位相及び振幅を比較することによって、振幅比較から被測定物１０の位相φｏ及び損失Ｙ０の波長依存性を求めることができ、位相比較から（数６）の関係に基づいて群遅延特性を求めることができる。
【００５４】
さらに、ネットワークアナライザ３０２は、Ｙ０°_ｐ（ωｃ）、Ｙ０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、τ０°_ｐ（ωｃ）、τ０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、Ｙ０°_ｓ（ωｃ）、Ｙ０°_ｓ（ωｃ＋Δω）、τ０°_ｓ（ωｃ）、τ０°_ｓ（ωｃ＋Δω）、Ｙ９０°_ｐ（ωｃ）、Ｙ９０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、τ９０°_ｐ（ωｃ）、τ９０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、Ｙ９０°_ｓ（ωｃ）、Ｙ９０°_ｓ（ωｃ＋Δω）、τ９０°_ｓ（ωｃ）、τ９０°_ｓ（ωｃ＋Δω）に基づいて、被測定物１０の差分群遅延特性を求めることができる。
【００５５】
ここで、Ｙ０°_ｐ（ωｃ）、Ｙ０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、τ０°_ｐ（ωｃ）、及びτ０°_ｐ（ωｃ＋Δω）は、波長可変光源３０４が発生する光信号の光周波数がωｃ又はωｃ＋Δωである場合であって、偏波制御器３０８から被測定物１０に入射される光信号の偏光角度と、偏波制御器３１２から合波器３１６に供給される光信号の偏光角度とを、偏波分波器３１８から光電変換器３２０に供給される光信号の偏光角度と同一に制御した場合に求められる、光電変換器３２０から出力される水平偏波成分についての被測定物１０の損失及び群遅延時間である。また、Ｙ０°_ｓ（ωｃ）、Ｙ０°_ｓ（ωｃ＋Δω）、τ０°_ｓ（ωｃ）、及びτ０°_ｓ（ωｃ＋Δω）は、波長可変光源３０４が発生する光信号の光周波数がωｃ又はωｃ＋Δωである場合であって、偏波制御器３０８から被測定物１０に入射される光信号の偏光角度と、偏波制御器３１２から合波器３１６に供給される光信号の偏光角度とを、偏波分波器３１８から光電変換器３２０に供給される光信号の偏光角度と同一に制御した場合に求められる、光電変換器３２２から出力される垂直偏波成分についての被測定物１０の損失及び群遅延時間である。
【００５６】
また、Ｙ９０°_ｐ（ωｃ）、Ｙ９０°_ｐ（ωｃ＋Δω）、τ９０°_ｐ（ωｃ）、及びτ９０°_ｐ（ωｃ＋Δω）は、波長可変光源３０４が発生する光信号の光周波数がωｃ又はωｃ＋Δωである場合であって、偏波制御器３０８から被測定物１０に入射される光信号の偏光角度と、偏波制御器３１２から合波器３１６に供給される光信号の偏光角度とを、偏波分波器３１８から光電変換器３２０に供給される光信号の偏光角度と９０°異なるように制御した場合に求められる、光電変換器３２０から出力される水平偏波成分についての被測定物１０の損失及び群遅延時間である。また、Ｙ９０°_ｓ（ωｃ）、Ｙ９０°_ｓ（ωｃ＋Δω）、τ９０°_ｓ（ωｃ）、及びτ９０°_ｓ（ωｃ＋Δω）は、波長可変光源３０４が発生する光信号の光周波数がωｃ又はωｃ＋Δωである場合であって、光電変換器３２２から出力される垂直偏波成分についての被測定物１０の損失及び群遅延時間である。
【００５７】
さらに、ネットワークアナライザ３０２は、（数７）を用いて被測定物１０の偏波モード分散特性を求めることができる。
【００５８】
【数７】
2006090814.tif 000009
【００５９】
本実施形態に係る光ネットワークアナライザ３００によれば、ヘテロダイン検波方式を採用するので、ダイナミックレンジの広い被測定物１０の偏波特性の波長依存性を求めることができる。また、波長可変光源３０４と光電変換器３２０との間に光強度変調器が設けられないので、光強度変調器のチャープ特性の影響を受けることなく高精度に被測定物１０の伝送特性を測定することができる。また、被測定物１０に入射される光信号がコヒーレント光であるので、高分解能で波長特性を測定することができる。
【００６０】
図４は、本発明の第２実施形態に係る光ネットワークアナライザ４００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ４００は、光学測定部４０１及びネットワークアナライザ４０２を備える。光学測定部４０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器３０８、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏波合波器４２４、合波器４２６、偏波制御器４２８、偏波分波器４３０、光電変換器４３２、光電変換器４３４、ＢＰＦ４３６、ＢＰＦ４３８、分周器４４０、分周器４４２、分周器４４４、及び分周器４４６を有する。ネットワークアナライザ４０２は、位相比較振幅測定器４４８及び平均化演算処理部３５０を有する。
【００６１】
なお、図４に示した光ネットワークアナライザ４００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００の構成要素と同一の符号を付する。図３及び図４において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００６２】
偏波制御器３０８は、分波器３０６によって分波された一方の光信号の偏波角度をψ（例えば４５°）に変換して被測定物１０に入射する。また、分波器４１０は、分波器４１０は、分波器３０６によって分波された他方の光信号を分波する。また、参照信号発生部４２０は、周波数ｐ１の参照信号を発生し、光周波数変換器４１２及び分周器４４４に供給する。また、参照信号発生部４２２は、周波数ｐ２の参照信号を発生し、光周波数変換器４１６及び分周器４４６に供給する。
【００６３】
光周波数変換器４１２は、参照信号発生部４２０が発生した参照信号に基づいて、分波器４１０によって分波された一方の光信号の光周波数をωｃ＋ｐ１に変換する。そして、偏波制御器４１４は、光周波数変換器４１２によって光周波数が変換された光信号の偏光角度をψ−４５°（例えば０°）変換する。また、光周波数変換器４１６は、参照信号発生部４２２が発生した参照信号に基づいて、分波器４１０によって分波された他方の光信号の光周波数をωｃ＋ｐ２に変換する。そして、偏波制御器４１８は、光周波数変換器４１６によって光周波数が変換された光信号の偏光角度をψ＋４５°（例えば９０°）変換する。そして、偏波合波器４２４は、偏波制御器４１４によって偏光角度が変換された光信号と、偏波制御器４１８によって偏光角度が変換された光信号とを合波して出力する。
【００６４】
合波器４２６は、偏波制御器３０８によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号と、偏波合波器４２４が出力した光信号とを合波する。そして、偏波制御器４２８は、光周波数変換器４１２及び光周波数変換器４１６と、光電変換器４３２及び光電変換器４３４との偏光角度を調整する。そして、偏波分波器４３０は、合波器４２６が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する。
【００６５】
光電変換器４３２は、偏波分波器４３０によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換する。また、光電変換器４３４は、偏波分波器４３０によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換する。なお、偏波分波器４３０、光電変換器４３２、及び光電変換器４３４は、本発明に係る、合波器４２６が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する偏波分離光電変換部の一例である。
【００６６】
ＢＰＦ４３６は、中心周波数がｐ１の帯域透過フィルタであり、光電変換器４３２によって変換された電気信号のノイズや漏洩の影響を取り除き、位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＡ、及び分周器４４０に供給する。また、ＢＰＦ４３８は、中心周波数がｐ２の帯域透過フィルタであり、光電変換器４３４によって変換された電気信号のノイズや漏洩の影響を取り除き、位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＣ、及び分周器４４２に供給する。
【００６７】
分周器４４０は、光電変換器４３２によって変換されてＢＰＦ４３６を透過した電気信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＢに供給する。また、分周器４４２は、分周器４４０と同一の分周率で、光電変換器４３４によって変換されてＢＰＦ４３８を透過した電気信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＤに供給する。また、分周器４４４は、分周器４４０と同一の分周率で、参照信号発生部４２０が発生した参照信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＥに供給する。また、分周器４４６は、分周器４４０と同一の分周率で、参照信号発生部４２２が発生した参照信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＦに供給する。
【００６８】
位相比較振幅測定器４４８は、ＢＰＦ４３６又は分周器４４０から信号入力ポートＡ又はＢに供給された電気信号と、分周器４４４から信号入力ポートＥに入力された参照信号との位相及び振幅を比較し、また、ＢＰＦ４３８又は分周器４４２から信号入力ポートＣ又はＤに供給された電気信号と、分周器４４６から信号入力ポートＦに入力された参照信号との位相及び振幅を比較する。そして、平均化演算処理部３５０は、位相比較振幅測定器４４８が測定した測定値の平均化処理を行う。そして、ネットワークアナライザ４０２は、平均化演算処理部３５０の出力データに基づいて、被測定物１０の損失波長特性、群遅延特性、波長分散特性、差分群遅延特性、及び偏波モード分散特性を求める。
【００６９】
本実施形態に係る光ネットワークアナライザ４００によれば、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、及び偏波合波器４２４を備えるので、一度の波長掃引で、被測定物１０の偏波特性の波長依存性を求めることができる。
【００７０】
図５は、本発明の第３実施形態に係る光ネットワークアナライザ５００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ５００は、光学測定部５０１及びネットワークアナライザ４０２を備える。光学測定部５０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器５０８、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏波合波器５２４、合波器５２６、偏波制御器４２８、偏波分波器４３０、光電変換器４３２、光電変換器４３４、ＢＰＦ４３６、ＢＰＦ４３８、分周器４４０、分周器４４２、分周器４４４、及び分周器４４６を有する。
【００７１】
なお、図５に示した光ネットワークアナライザ５００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００又は図４に示した光ネットワークアナライザ４００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００又は図４に示した光ネットワークアナライザ４００の構成要素と同一の符号を付する。図３又は図４及び図５において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００７２】
偏波制御器５０８は、分波器３０６によって分波された一方の光信号の偏波角度をψ（例えば４５°）に変換して合波器５２６に供給する。また、偏波合波器５２４は、偏波制御器４１４によって偏光角度が変換された光信号と、偏波制御器４１８によって偏光角度が変換された光信号とを合波して被測定物１０に入射する。そして、合波器５２６は、偏波制御器５０８によって偏光角度が変換された光信号と、偏波合波器５２４によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号とを合波して偏波制御器４２８に供給する。このように、被測定物１０を、偏波制御器５０８と合波器５２６との間ではなく、偏波合波器５２４と合波器５２６との間に設ける構成であっても、被測定物１０の伝搬特性を求めることができる。
【００７３】
図６は、本発明の第４実施形態に係る光ネットワークアナライザ６００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ６００は、光学測定部６０１及びネットワークアナライザ４０２を備える。光学測定部６０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器３０８、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏波合波器４２４、合波器４２６、光電変換器６３２、ＢＰＦ６３６、ＢＰＦ６３８、分周器４４０、分周器４４２、分周器４４４、及び分周器４４６を有する。
【００７４】
なお、図６に示した光ネットワークアナライザ６００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００又は図４に示した光ネットワークアナライザ４００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００又は図４に示した光ネットワークアナライザ４００の構成要素と同一の符号を付する。図３又は図４及び図５において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００７５】
光電変換器６３２は、合波器４２６が出力した光信号を電気信号に変換する。ＢＰＦ６３６は、中心周波数がｐ１の帯域透過フィルタであり、光電変換器６３２によって変換された電気信号から、合波器４２６が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離して出力し、位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＡ及び分周器４４０に供給する。また、ＢＰＦ６３８は、中心周波数がｐ２の帯域透過フィルタであり、光電変換器６３２によって変換された電気信号から、合波器４２６が出力した光信号に含まれる垂直偏波成分を示す電気信号を分離して出力し、位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＣ及び分周器４４２に供給する。分周器４４０は、ＢＰＦ６３６が出力した電気信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＢに供給する。また、分周器４４２は、分周器４４０と同一の分周率で、ＢＰＦ６３８が出力した電気信号を分周して位相比較振幅測定器４４８の信号入力ポートＤに供給する。このように、ＢＰＦ６３６及びＢＰＦ６３８のみを用いて、合波器４２６が出力した光信号に含まれる水平偏波成分を示す電気信号を分離することにより、光学測定部６０１の構成を簡易にすることができる。
【００７６】
図７は、本発明の第５実施形態に係る光ネットワークアナライザ７００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ７００は、光学測定部７０１及びネットワークアナライザ４０２を備える。光学測定部７０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器７０８、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏波合波器７２４、合波器７２６、光電変換器６３２、ＢＰＦ６３６、ＢＰＦ６３８、分周器４４０、分周器４４２、分周器４４４、及び分周器４４６を有する。
【００７７】
なお、図７に示した光ネットワークアナライザ７００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、又は図６に示した光ネットワークアナライザ６００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、又は図６に示した光ネットワークアナライザ６００の構成要素と同一の符号を付する。図３、図４、又は図６、及び７において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００７８】
偏波制御器７０８は、分波器３０６によって分波された一方の光信号の偏波角度をψ（例えば４５°）に変換して合波器７２６に供給する。また、偏波合波器７２４は、偏波制御器４１４によって偏光角度が変換された光信号と、偏波制御器４１８によって偏光角度が変換された光信号とを合波して被測定物１０に入射する。そして、合波器７２６は、偏波制御器７０８によって偏光角度が変換された光信号と、偏波合波器７２４によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号とを合波して偏波制御器４２８に供給する。このように、被測定物１０を、偏波制御器７０８と合波器７２６との間ではなく、偏波合波器７２４と合波器７２６との間に設ける構成であっても、被測定物１０の伝搬特性を求めることができる。
【００７９】
図８は、本発明の第６実施形態に係る光ネットワークアナライザ８００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ８００は、光学測定部８０１及びネットワークアナライザ３０２を備える。光学測定部８０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器８０８、方向性結合器８０９、光周波数変換器３１０、偏波制御器３１２、参照信号発生部３１４、合波器８１６、偏波分波器３１８、光電変換器３２０、光電変換器３２２、分周器３２４、分周器３２６、及び分周器３２８を有する。
【００８０】
なお、図８に示した光ネットワークアナライザ８００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００の構成要素と同一の符号を付する。図３及び図８において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００８１】
偏波制御器８０８は、分波器３０６によって分波された一方の光信号の偏波角度を変換する。そして、方向性結合器８０９は、偏波制御器８０８によって偏波角度が変換された光信号を被測定物１０に入射し、被測定物１０から反射した光信号を取得する。そして、合波器８１６は、方向性結合器８０９によって取得された被測定物１０から反射した光信号と、偏波制御器３１２によって偏光角度が変換された光信号とを合波して偏波分波器３１８に出力する。図３に示した光ネットワークアナライザ３００では、被測定物１０の透過光の測定を行うことができるが、図８に示した光ネットワークアナライザ８００では、方向性結合器８０９を用いて被測定物１０から反射した光信号を取得することによって、被測定物１０の反射光の測定を行うことができる。
【００８２】
図９は、本発明の第７実施形態に係る光ネットワークアナライザ９００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ９００は、光学測定部９０１及びネットワークアナライザ４０２を備える。光学測定部９０１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器８０８、方向性結合器８０９、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏波合波器４２４、合波器９２６、偏波分波器４３０、光電変換器４３２、光電変換器４３４、ＢＰＦ４３６、ＢＰＦ４３８、分周器４４０、分周器４４２、分周器４４４、及び分周器４４６を有する。
【００８３】
なお、図９に示した光ネットワークアナライザ９００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、又は図８に示した光ネットワークアナライザ８００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、又は図８に示した光ネットワークアナライザ８００の構成要素と同一の符号を付する。図３、図４、又は図８、及び図９において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００８４】
合波器９２６は、方向性結合器８０９によって取得された被測定物１０から反射した光信号と、偏波合波器４２４が出力した光信号とを合波して偏波制御器４２８に出力する。図４に示した光ネットワークアナライザ４００では、被測定物１０の透過光の測定を行うことができるが、図９に示した光ネットワークアナライザ９００では、方向性結合器８０９を用いて被測定物１０から反射した光信号を取得することによって、被測定物１０の反射光の測定を行うことができる。
【００８５】
図１０は、本発明の第８実施形態に係る光ネットワークアナライザ１０００の構成の一例を示す。光ネットワークアナライザ１０００は、光学測定部１００１及びネットワークアナライザ１００２を備える。光学測定部１００１は、波長可変光源３０４、分波器３０６、偏波制御器８０８、方向性結合器８０９、分波器４１０、光周波数変換器４１２、偏波制御器４１４、光周波数変換器４１６、偏波制御器４１８、参照信号発生部４２０、参照信号発生部４２２、偏光合波器４２４、分波器１００６、合波器１００８、偏波分波器１０１２、光電変換器１０１４、光電変換器１０１６、分周器１０２４、分周器１０２６、合波器１０１０、偏波分波器１０１８、光電変換器１０２０、光電変換器１０２２、分周器１０２８、分周器１０３０、分周器１０３６、及び分周器１０３８、を有する。ネットワークアナライザ１００２は、位相比較振幅測定器１０３２及び平均化演算処理部３５０を有する。
【００８６】
なお、図１０に示した光ネットワークアナライザ１０００の構成要素のうち、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、図８に示した光ネットワークアナライザ８００、又は図９に示した光ネットワークアナライザ９００の構成要素と同一の構成要素には、図３に示した光ネットワークアナライザ３００、図４に示した光ネットワークアナライザ４００、図８に示した光ネットワークアナライザ８００、又は図９に示した光ネットワークアナライザ９００の構成要素と同一の符号を付する。図３、図４、図８、又は図９、及び図１０において同一の符号が付された構成要素は同一の機能を有するので、以下に説明する部分を除いて説明を一部省略する。
【００８７】
分波器１００６は、偏波合波器４２４が出力した光信号を分波する。そして、合波器１００８は、方向性結合器８０９によって被測定物１０に入射されて被測定物１０を透過した光信号と、分波器１００６によって分波された一方の光信号とを合波して出力する。また、合波器１０１０は、方向性結合器８０９によって取得された被測定物１０から反射した光信号と、分波器１００６によって分波された他方の光信号とを合波して出力する。
【００８８】
偏波分波器１０１２は、合波器１００８が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する。そして、光電変換器１０１４は、偏波分波器１０１２によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＡ及び分周器１０２４に供給する。また、光電変換器１０１６は、偏波分波器１０１２によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＣ及び分周器１０２６に供給する。
【００８９】
偏波分波器１０１８は、合波器１０１０が出力した光信号を水平偏波成分の光信号と垂直偏波成分の光信号とに分波する。そして、光電変換器１０２０は、偏波分波器１０１８によって分波された水平偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＥ及び分周器１０２８に供給する。また、光電変換器１０２２は、偏波分波器１０１８によって分波された垂直偏波成分の光信号を電気信号に変換し、位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＧ及び分周器１０３０に供給する。
【００９０】
なお、偏波分波器１０１２、光電変換器１０１４、及び光電変換器１０１６は、本発明に係る、合波器１００８が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第１偏波分離光電変換部の一例である。また、偏波分波器１０１８、光電変換器１０２０、及び光電変換器１０２２は、本発明に係る、合波器１０１０が出力した光信号に含まれる水平偏波成分及び垂直偏波成分をそれぞれ示す電気信号を出力する第２偏波分離光電変換部の一例である。
【００９１】
分周器１０２４は、光電変換器１０１４によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＢに供給する。また、分周器１０２６は、分周器１０２４と同一の分周率で、光電変換器１０１６によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＤに供給する。また、分周器１０２８は、分周器１０２４と同一の分周率で、光電変換器１０２０によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＦに供給する。また、分周器１０３０は、分周器１０２４と同一の分周率で、光電変換器１０２２によって変換された電気信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＨに供給する。また、分周器１０３６は、分周器１０２４と同一の分周率で、参照信号発生部４２０が発生した参照信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＩに供給する。また、分周器１０３８は、分周器１０２４と同一の分周率で、参照信号発生部４２２が発生した参照信号を分周して位相比較振幅測定器１０３２の信号入力ポートＪに供給する。
【００９２】
位相比較振幅測定器１０３２は、光電変換器１０１４又は分周器１０２４から信号入力ポートＡ若しくはＢに供給された電気信号、又は光電変換器１０２０又は分周器１０２８から信号入力ポートＥ若しくはＦに供給された電気信号と、分周器１０３６から信号入力ポートＩに入力された参照信号との位相及び振幅を比較する。また、光電変換器１０１６又は分周器１０２６から信号入力ポートＣ若しくはＤに供給された電気信号、又は光電変換器１０２２又は分周器１０３０から信号入力ポートＧ若しくはＨに供給された電気信号と、分周器１０３８から信号入力ポートＪに入力された参照信号との位相及び振幅を比較する。
【００９３】
図４に示した光ネットワークアナライザ４００では、被測定物１０の透過光の測定を行うことができ、図９に示した光ネットワークアナライザ９００では、被測定物１０の反射光の測定を行うことができるが、図１０に示した光ネットワークアナライザ１０００では、被測定物１０の透過光の測定及び反射光の測定を同時に行うことができる。
【００９４】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】従来技術に係る光ネットワークアナライザ１００の構成図である。
【図２】従来技術に係る光ネットワークアナライザ２００の構成図である。
【図３】第１実施形態に係る光ネットワークアナライザ３００の構成図である。
【図４】第２実施形態に係る光ネットワークアナライザ４００の構成図である。
【図５】第３実施形態に係る光ネットワークアナライザ５００の構成図である。
【図６】第４実施形態に係る光ネットワークアナライザ６００の構成図である。
【図７】第５実施形態に係る光ネットワークアナライザ７００の構成図である。
【図８】第６実施形態に係る光ネットワークアナライザ８００の構成図である。
【図９】第７実施形態に係る光ネットワークアナライザ９００の構成図である。
【図１０】第８実施形態に係る光ネットワークアナライザ１０００の構成図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０      被測定物
３００    光ネットワークアナライザ
３０１    光学測定部
３０２    ネットワークアナライザ
３０４    波長可変光源
３０６    分波器
３０８    偏波制御器
３１０    光周波数変換器
３１２    偏波制御器
３１４    参照信号発生部
３１６    合波器
３１８    偏波分波器
３２０    光電変換器
３２２    光電変換器
３２４    分周器
３２６    分周器
３２８    分周器
３４８    位相比較振幅測定器
３５０    平均化演算処理部
４００    光ネットワークアナライザ
４０１    光学測定部
４０２    ネットワークアナライザ
４１０    分波器
４１２    光周波数変換器
４１４    偏波制御器
４１６    光周波数変換器
４１８    偏波制御器
４２０    参照信号発生部
４２２    参照信号発生部
４２４    偏波合波器
４２６    合波器
４２８    偏波制御器
４３０    偏波分波器
４３２    光電変換器
４３４    光電変換器
４３６    ＢＰＦ
４３８    ＢＰＦ
４４０    分周器
４４２    分周器
４４４    分周器
４４６    分周器
４４８    位相比較振幅測定器
５００    光ネットワークアナライザ
５０１    光学測定部
５０８    偏波制御器
５２４    偏波合波器
５２６    合波器
６００    光ネットワークアナライザ
６０１    光学測定部
６３２    光電変換器
６３６    ＢＰＦ
６３８    ＢＰＦ
７００    光ネットワークアナライザ
７０１    光学測定部
７０８    偏波制御器
７２４    偏波合波器
７２６    合波器
８００    光ネットワークアナライザ
８０１    光学測定部
８０８    偏波制御器
８０９    方向性結合器
８１６    合波器
９００    光ネットワークアナライザ
９０１    光学測定部
９２６    合波器
１０００  光ネットワークアナライザ
１００１  光学測定部
１００２  ネットワークアナライザ
１００６  分波器
１００８  合波器
１０１０  合波器
１０１２  偏波分波器
１０１４  光電変換器
１０１６  光電変換器
１０１８  偏波分波器
１０２０  光電変換器
１０２２  光電変換器
１０２４  分周器
１０２６  分周器
１０２８  分周器
１０３０  分周器
１０３２  位相比較振幅測定器
１０３６  分周器
１０３８  分周器
【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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