(57)【要約】【課題】  位相検出された位相信号と測定光の周波数との対応付けを良くして光周波数−位相特性の測定精度の向上を図った光ヘテロダイン干渉装置を提供する。【解決手段】  入射光である周波数可変の測定光を２つに分岐して周波数の異なる２つの光を出射する光分岐手段４及び異なる光路を通って入射される上記２つの光を合波して干渉光を出射する光カプラ６を有するマッハツェンダ型干渉計２０と、干渉光をヘテロダイン検波する受光器８と、その検波信号の位相検出を行うＲＦロックインアンプ１１と、このＲＦロックインアンプ１１からの位相信号のデータ処理を行って被測定物の光周波数−位相特性を求める処理手段１６とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、処理手段１６は、測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔で発生される等光周波数間隔トリガｃを受け、この等光周波数間隔トリガｃに基づいて上記位相信号のデータ処理を行うようにした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光である周波数可変の測定光を受けて２つに分岐するとともに、互いに周波数の異なる第１経路の光及び第２経路の光として出射する光分岐手段（４）並びに被測定物を介して入射される前記第１経路の光と前記被測定物を介さないで入射される前記第２経路の光とを合波して干渉光を出射する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記干渉光を受けてヘテロダイン検波し前記第１経路の光と前記第２経路の光の周波数差のビート信号を電気信号に変換する受光器（８）と、
前記ビート信号の周波数とほぼ同じ周波数の同期信号に基づいて前記電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、
前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号を受け、該位相信号のデータ処理を行って前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１６）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔で発生される等光周波数間隔トリガを受け、該等光周波数間隔トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行うことを特徴とする光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２】
前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項３】
周波数可変の測定光と当該測定光の光周波数と異なる固定周波数の参照光とを波長多重してなる波長多重光を受けて、当該波長多重光を分岐するとともに、第１経路の光と第２経路の光とを出力する光分岐手段（４）であって、当該第１経路の光及び当該第２経路の光はそれぞれ測定光成分と参照光成分とからなり、前記第１経路の光に含まれる測定光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる測定光成分の周波数とが異なるとともに、前記第１経路の光に含まれる参照光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる参照光成分の周波数とが同じだけ異なる光分岐手段（４）並びに被測定物を経由する前記第１経路の光と前記被測定物を経由しない前記第２経路の光とを合波する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記測定光成分と前記参照光成分とを周波数分波する光分波器（７）と、
該光分波器で分波された、前記第１経路の光の測定光成分と前記第２経路の光の測定光成分とからなる第１の干渉光を第１の電気信号に変換する第１の受光器（８）と、
前記光分波器で分波された、前記第１経路の光の参照光成分と前記第２経路の光の参照光成分とからなる第２の干渉光を第２の電気信号に変換する第２の受光器（９）と、
前記第２の電気信号を同期信号として前記第１の電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、
前記測定光の光周波数に対応した、前記同期検波器から出力される位相信号をデータ処理して、前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１６）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔で発生される等光周波数間隔トリガを受け、該等光周波数間隔トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行うことを特徴とする光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項４】
前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えたことを特徴とする請求項３に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項５】
前記マッハツェンダ型干渉計は、その光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であることを特徴とする請求項３又は４に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項６】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、
前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐し、一方を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第１の光カプラ（１４）と、
該第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）とを更に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干渉装置。
【請求項７】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、
前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、
前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐して出射する第１の光カプラ（１４）と、
該第１の光カプラから出射される一方の前記測定光と前記光源から出射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた波長多重光を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）と、
前記第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）とを更に備えたことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項８】
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行う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干渉装置。
【請求項９】
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１０】
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガと前記等光周波数間隔トリガとの相対的時間関係から当該等光周波数間隔トリガの絶対光周波数を補正する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干渉装置。
【請求項１１】
前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガと前記等光周波数間隔トリガとの相対的時間関係から当該等光周波数間隔トリガの絶対光周波数を補正することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１２】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、
前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐し、一方を前記光分岐手段に出射する第１の光カプラ（１４）と、
該第１の光カプラから入射される他方の前記の測定光を受けて２つに分岐して出射する第３の光カプラ（１７）と、
該第３の光カプラから出射される一方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）と、
前記第３の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数の基準周波数トリガを発生し前記処理手段に出力する基準光周波数トリガ発生手段（１８）とを更に備えたことを特徴とする請求項８又は１０に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１３】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、
前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、
前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐して出射する第１の光カプラ（１４）と、
該第１の光カプラから出射される一方の前記測定光と前記光源から出射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた前記波長多重光を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）と、
前記第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、２つに分岐して出射する第３の光カプラ（１７）と、
該第３の光カプラから出射される一方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）と、
前記第３の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数の基準周波数トリガを発生し前記処理手段に出力する基準光周波数トリガ発生手段（１８）とを更に備えたことを特徴とする請求項９又は１１に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１４】
前記等光周波数間隔トリガ発生手段は、
前記第１の光カプラ又は前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔でその出力光強度が周期的に変化するトリガ用干渉光を発生する干渉光発生手段（１５ａ）と、
該干渉光発生手段から入射される前記トリガ用干渉光を受光して前記周期的に変化する第３の電気信号に変換する第３の受光器（１５ｂ）と、
該第３の受光器から入力される前記周期的に変化する前記第３の電気信号のそれぞれの極大電圧・極小電圧を検出するとともに、該極大あるいは極小電圧、又はその両方を検出する毎に第１のパルスを発生し、該第１のパルスを前記等光周波数間隔トリガとして出力する第１のパルス発生手段（１５ｃ）とを備えたことを特徴とする請求項６、７、１２及び１３のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１５】
前記等光周波数間隔トリガ発生手段は、
前記第１光カプラ又は前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔でその出力光強度が相対的にそれぞれ所定の位相差で周期的に変化する複数のトリガ用干渉光を発生する干渉光発生手段と、
該干渉光発生手段から入射される前記複数のトリガ用干渉光をそれぞれ受光して前記周期的に変化する複数の電気信号に変換する複数の受光器と、
該複数の受光器から入力される、前記所定の位相差で周期的に変化する複数の電気信号を用いて、位相分割された第３のパルスを発生し、該第３のパルスを前記等光周波数間隔トリガとして出力する第３のパルス発生手段を備えたことを特徴とする請求項６、７、１２及び１３のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１６】
前記基準光周波数トリガ発生手段は、
前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数でその出力光強度が極大あるいは極小となる周波数基準光を発生する周波数基準光発生手段（１８ａ）と、
該周波数基準光発生手段から入射される前記周波数基準光を受光して第４の電気信号に変換する第４の受光器（１８ｂ）と、
該第４の受光器から入力される前記第４の電気信号の極大又は極小電圧を検出するとともに、該極大又は極小電圧を検出する毎に第２のパルスを前記基準光周波数トリガとして出力する第２のパルス発生手段（１８ｃ）とを備えたことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１７】
入射光である周波数可変の測定光を受けて２つに分岐するとともに、互いに周波数の異なる第１経路の光及び第２経路の光として出射する光分岐手段（４）並びに被測定物を介して入射される前記第１経路の光と前記被測定物を介さないで入射される前記第２経路の光とを合波して干渉光を出射する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記干渉光を受けてヘテロダイン検波し前記第１経路の光と前記第２経路の光の周波数差のビート信号を電気信号に変換する受光器（８）と、
前記ビート信号の周波数とほぼ同じ周波数の同期信号に基づいて前記電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、
前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号を受け、該位相信号のデータ処理を行って前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１９）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、
前記処理手段が、可変開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される前記測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブル（１９ｃ）を有することを特徴とする光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１８】
前記光周波数テーブルは、前記可変経過時間と前記測定光の周波数との関係を等光周波数間隔で保持していることを特徴とする請求項１７に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項１９】
前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えたことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２０】
周波数可変の測定光と当該測定光の光周波数と異なる固定周波数の参照光とを波長多重してなる波長多重光を受けて、当該波長多重光を分岐するとともに、第１経路の光と第２経路の光とを出力する光分岐手段（４）であって、当該第１経路の光及び当該第２経路の光はそれぞれ測定光成分と参照光成分とからなり、前記第１経路の光に含まれる測定光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる測定光成分の周波数とが異なるとともに、前記第１経路の光に含まれる参照光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる参照光成分の周波数とが同じだけ異なる光分岐手段（４）並びに被測定物を経由する前記第１経路の光と前記被測定物を経由しない前記第２経路の光とを合波する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記測定光成分と前記参照光成分とを周波数分波する光分波器（７）と、
該光分波器で分波された、前記第１経路の光の測定光成分と前記第２経路の光の測定光成分とからなる第１の干渉光を第１の電気信号に変換する第１の受光器（８）と、
前記光分波器で分波された、前記第１経路の光の参照光成分と前記第２経路の光の参照光成分とからなる第２の干渉光を第２の電気信号に変換する第２の受光器（９）と、
前記第２の電気信号を同期信号として前記第１の電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、
前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号をデータ処理して、前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１９）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、
前記処理手段が、可変開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される前記測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブル（１９ｃ）を有することを特徴とする光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２１】
前記光周波数テーブルは、前記可変経過時間と前記光周波数との関係を等光周波数間隔で保持していることを特徴とする請求項２０に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２２】
前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えたことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２３】
前記マッハツェンダ型干渉計は、その光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２４】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させ、前記光分岐手段へ前記入力光として出射する波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）とを更に備えたことを特徴とする請求項１７〜１９のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【請求項２５】
所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、
該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、
前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、
前記波長可変光源から入射される前記測定光と前記光源から入射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた前記波長多重光を前記光分岐手段へ前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）とを更に備えたことを特徴とする請求項２０〜２３のいずれかに記載の光ヘテロダイン干渉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計から出射される干渉光の位相から例えば被測定物の位相特性を測定する光ヘテロダイン干渉装置に関し、特にマッハツェンダ型干渉計内に音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ： Acousto-Optic Frequency Shifter ）を配置して、分岐した２つの光にヘテロダイン検波のための周波数差を与えるようにした光ヘテロダイン干渉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、マッハツェンダ型干渉計内にＡＯＦＳを配置して、分岐した２つの光にヘテロダイン検波のための周波数差を与えるようにした光ヘテロダイン干渉装置として、マッハツェンダ型干渉計がその光路に光ファイバを用いて構成される光ファイバ干渉計で、被測定物の位相特性から波長分散を測定するものがあった。（例えば、非特許文献1参照）
【０００３】
この種の光ヘテロダイン干渉装置の概略構成を図１４に示す。波長可変光源１は、例えば波長可変レーザであり、制御手段１３から入力される制御信号ａに基づいて、所定の周波数範囲を可変した測定光を発生して光カプラ３へ出射する。例えば、１９６．５ＴＨｚ（１５２５．６６ｎｍ）〜１８５．０ＴＨｚ（１６２０．５ｎｍ）の周波数（波長）範囲を１０００ポイントに分割されて１ｓｅｃで可変される。また、光源２は、例えばレーザであり、波長可変光源１の発振周波数とは異なる固定周波数、例えば波長で１６２５ｎｍの参照光を発振して光カプラ３へ出射する。光カプラ３は、上記測定光及び参照光を合波して波長多重し、その波長多重光をＡＯＦＳ４ｂへ出射する。
【０００４】
ＡＯＦＳ４ｂは、超音波発生器４ａから入力される周波数ｆ１の超音波によって駆動され、光カプラ３から入射される波長多重光を２つの光に分岐するとともに、その分岐した２つの光にヘテロダイン検波のための周波数差（ビート信号の周波数となる）を与えて、一方は０次の回折に基づく第１経路の光として被測定物１０を介して光カプラ６へ出射し、また他方は超音波の周波数ｆ１分だけ周波数シフトした＋１次の回折に基づく第２経路の光として遅延器５へ出射する。周波数関係を具体的に示すと、入射される波長多重光の周波数をν（波長可変光源１の発振周波数）及びν０（参照光の固定周波数）とすると、第１経路の光の周波数はν及びν０、第２経路の光の周波数はν＋ｆ１及びν０＋ｆ１となる。そして、それらが光カプラ６で合波された後にヘテロダイン検波されるとビート信号の周波数ｆ１の電気信号が出力される。
【０００５】
遅延器５は、例えば光ファイバ遅延線で構成され、マッハツェンダ型干渉計の２つのアームで光路長をできる限り合わせるために、第２経路の光を、第１経路の光が被測定物１０によって遅延される時間にほぼ等しい時間分遅延させて光カプラ６へ出射する。光カプラ６は、被測定物１０を介して入射される第１経路の光と遅延器５を介して入射される第２経路の光とを合波して、測定光に基づく干渉光と参照光に基づく干渉光とを光分波器７へ出射する。
【０００６】
なお、超音波発生器４ａ及びＡＯＦＳ４ｂは光分岐手段４を構成し、そしてこの光分岐手段４、被測定物１０、遅延器５及び光カプラ６はマッハツェンダ型干渉計２０を構成している。したがって、光分岐手段４は、入射光を２つに分岐して別々の光路を通してから結合（干渉）させるマッハツェンダ型干渉計における、入射光を２つに分岐する手段であり、また光カプラ６は、別々の光路を通してから結合（干渉）させる手段である。マッハツェンダ型干渉計２０は、自身がその光路に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であったり、又はその光路長を合わせる遅延器５が光ファイバ遅延線であったりする場合、温度変化や振動などに起因した光ファイバの揺らぎによる位相変動を生じやすい。それを改善するために、測定光と参照光とを波長多重して同時にマッハツェンダ型干渉計２０へ入射して、位相検出時に測定光における位相変動を参照光における位相変動で相殺している。
【０００７】
光分波器７は、光カプラ６から入射される測定光と参照光とが波長多重してなる波長多重光の干渉光を受けて、それぞれの周波数（波長）に分波し、測定光の干渉光を受光器（ＰＤ）８に、参照光の干渉光を受光器（ＰＤ）９に出射する。受光器８は、光分波器７から入射される測定光の干渉光を受けてヘテロダイン検波し上述の第１経路の光のうちの周波数νの光及び第２経路の光のうちの周波数ν＋ｆ１の光との周波数差（ｆ１）のビート信号を第１の電気信号に変換する。また、受光器９も、同様に、光分波器７から入射される参照光の干渉光を受けてヘテロダイン検波し周波数差（ｆ１）のビート信号を第２の電気信号に変換する。同期検波器であるＲＦロックインアンプ１１は、上記第２の電気信号を同期信号ｂとして受け、この同期信号ｂに基づいて上記第１の電気信号の位相検出を行う。処理手段１２は、ＡＤ変換器１２ａ及び演算手段１２ｂで構成される。ＡＤ変換器１２ａは、制御手段１３から入力される制御信号ａに基づいて、ＲＦロックインアンプ１１から入力される位相信号をディジタル値に変換して演算手段１２ｂに出力する。演算手段１２ｂは、この位相信号のディジタル値を演算処理し、被測定物の光周波数−位相特性から波長分散を求める。制御手段１３は、測定光の周波数を可変するための制御信号ａを発生して波長可変光源１及び処理手段１２に出力する。
【０００８】
【非特許文献１】第51回応物連合会「二波長ヘテロダインファイバー干渉計による波長分散評価」28p-R-12（2004.3）：小川憲介、ティ ティ レイ（DNRI）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、このような光ヘテロダイン干渉装置において、測定光の周波数を可変し、光ヘテロダイン干渉光の位相から被測定物の光周波数−位相特性を求める場合、同期検波器から出力される各位相データと測定光の周波数との対応付け、すなわち各位相データ取得時の周波数の精度は、被測定物の位相特性の光周波数特性を正確に求める上で重要である。
【００１０】
上述の従来の光ヘテロダイン干渉装置では、ＲＦロックインアンプ１１（同期検波器）から出力される各位相データ（位相信号）と測定光の周波数との対応付けは、この位相信号をＡＤ変換器１２ａでディジタル値に変換するときに、測定光の周波数を可変している制御信号ａに基づいて（同期させて）ＡＤ変換することによって行っている。すなわち、制御信号が可変の開始時間と終了時間を決め、その間の時間を均等分割する信号である場合、この信号を用いてＡＤ変換することにより、等時間間隔で各位相データが取得される。あるいは、ＡＤ変換器１２ａの内部クロックを用い、可変の開始時間から等時間間隔でＡＤ変換することにより等時間間隔で各位相データが取得される。これにより、測定光の可変開始の周波数と可変終了の周波数との間の周波数変化が、時間的に線形であるとして各位相データが取得される。具体的には、例えば測定光が上述のように、１９６．５〜１８５．０ＴＨｚの周波数範囲を１０００ポイントに分割されて１ｓｅｃで可変されるとすると、各位相データの取得は、可変開始の周波数１９６．５ＴＨｚから１ｍｓ毎に１１．５ＧＨｚずつ周波数が変化しているものとして可変終了の周波数１８５．０ＴＨｚまで１００1ポイント行われる。
【００１１】
しかしながら、このように、測定光の可変開始からの経過時間と周波数の関係が線形であるとして、等時間間隔で各位相データを取得する方法には、次のような問題があった。すなわち、可変する周波数範囲が広く、しかも可変が速い（可変時間が短い）場合、波長可変光源における周波数可変時の非線形性が無視できなくなり、図５に示すように、等時間間隔で各位相データに対応付けた測定光の周波数と各位相データの測定に実際に用いられる周波数とが異なってしまう。この結果、被測定物の光周波数−位相特性を正確に求めることが出来ない。なお、波長計を用いて各位相データの取得毎に測定光の周波数を測定する方法も考えられるが、１ポイント当たりの周波数の測定時間が約数ｓｅｃと長く、上述のように１０００ポイントもあるような場合には、１回の可変分のデータ取得時間が非常に長くなってしまう。また、このために周波数の可変時間が短い波長可変光源には対応できない。
【００１２】
本発明は、これらの課題を解決し、光周波数−位相特性の測定精度向上を図った光ヘテロダイン干渉装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光ヘテロダイン干渉装置では、入射光である周波数可変の測定光を受けて２つに分岐するとともに、互いに周波数の異なる第１経路の光及び第２経路の光として出射する光分岐手段（４）並びに被測定物を介して入射される前記第１経路の光と前記被測定物を介さないで入射される前記第２経路の光とを合波して干渉光を出射する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記干渉光を受けてヘテロダイン検波し前記第１経路の光と前記第２経路の光の周波数差のビート信号を電気信号に変換する受光器（８）と、前記ビート信号の周波数とほぼ同じ周波数の同期信号に基づいて前記電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号を受け、該位相信号のデータ処理を行って前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１６）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔で発生される等光周波数間隔トリガを受け、該等光周波数間隔トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行っている。
【００１４】
また、本発明の請求項２の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１の光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えている。
【００１５】
また、本発明の請求項３の光ヘテロダイン干渉装置では、周波数可変の測定光と当該測定光の光周波数と異なる固定周波数の参照光とを波長多重してなる波長多重光を受けて、当該波長多重光を分岐するとともに、第１経路の光と第２経路の光とを出力する光分岐手段（４）であって、当該第１経路の光及び当該第２経路の光はそれぞれ測定光成分と参照光成分とからなり、前記第１経路の光に含まれる測定光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる測定光成分の周波数とが異なるとともに、前記第１経路の光に含まれる参照光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる参照光成分の周波数とが同じだけ異なる光分岐手段（４）並びに被測定物を経由する前記第１経路の光と前記被測定物を経由しない前記第２経路の光とを合波する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記測定光成分と前記参照光成分とを周波数分波する光分波器（７）と、該光分波器で分波された、前記第１経路の光の測定光成分と前記第２経路の光の測定光成分とからなる第１の干渉光を第１の電気信号に変換する第１の受光器（８）と、前記光分波器で分波された、前記第１経路の光の参照光成分と前記第２経路の光の参照光成分とからなる第２の干渉光を第２の電気信号に変換する第２の受光器（９）と、前記第２の電気信号を同期信号として前記第１の電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、前記測定光の光周波数に対応した、前記同期検波器から出力される位相信号をデータ処理して、前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１６）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔で発生される等光周波数間隔トリガを受け、該等光周波数間隔トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行っている。
【００１６】
また、本発明の請求項４の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項３の光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えている。
【００１７】
また、本発明の請求項５の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項３又は４の光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、その光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であるようにしている。
【００１８】
また、本発明の請求項６の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１又は２の光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐し、一方を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第１の光カプラ（１４）と、該第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）とを備えている。
【００１９】
また、本発明の請求項７の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項３〜５のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐して出射する第１の光カプラ（１４）と、該第１の光カプラから出射される一方の前記測定光と前記光源から出射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた波長多重光を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）と、前記第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）とを備えている。
【００２０】
また、本発明の請求項８の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１又は２の光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行っている。
【００２１】
また、本発明の請求項９の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項３〜５のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガに基づいて前記位相信号のデータ処理を行っている。
【００２２】
また、本発明の請求項１０の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１又は２の光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガと前記等光周波数間隔トリガとの相対的時間関係から当該等光周波数間隔トリガの絶対光周波数を補正している。
【００２３】
また、本発明の請求項１１の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項３〜５のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段は、前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受け、該基準光周波数トリガと前記等光周波数間隔トリガとの相対的時間関係から当該等光周波数間隔トリガの絶対光周波数を補正している。
【００２４】
また、本発明の請求項１２の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項８又は１０の光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐し、一方を前記光分岐手段に出射する第１の光カプラ（１４）と、該第１の光カプラから入射される他方の前記の測定光を受けて２つに分岐して出射する第３の光カプラ（１７）と、該第３の光カプラから出射される一方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）と、前記第３の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数の基準周波数トリガを発生し前記処理手段に出力する基準光周波数トリガ発生手段（１８）とを備えている。
【００２５】
また、本発明の請求項１３の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項９又は１１の光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、前記波長可変光源から入射される前記測定光を２つに分岐して出射する第１の光カプラ（１４）と、該第１の光カプラから出射される一方の前記測定光と前記光源から出射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた前記波長多重光を前記光分岐手段に前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）と、前記第１の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、２つに分岐して出射する第３の光カプラ（１７）と、該第３の光カプラから出射される一方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔トリガを発生し前記処理手段に出力する等光周波数間隔トリガ発生手段（１５）と、前記第３の光カプラから出射される他方の前記測定光を受けて、当該測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数の基準周波数トリガを発生し前記処理手段に出力する基準光周波数トリガ発生手段（１８）とを備えている。
【００２６】
また、本発明の請求項１４の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項６、７、１２及び１３のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、前記等光周波数間隔トリガ発生手段は、前記第１の光カプラ又は前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔でその出力光強度が周期的に変化するトリガ用干渉光を発生する干渉光発生手段（１５ａ）と、該干渉光発生手段から入射される前記トリガ用干渉光を受光して前記周期的に変化する第３の電気信号に変換する第３の受光器（１５ｂ）と、該第３の受光器から入力される前記周期的に変化する前記第３の電気信号のそれぞれの極大電圧・極小電圧を検出するとともに、該極大あるいは極小電圧、又はその両方を検出する毎に第１のパルスを発生し、該第１のパルスを前記等光周波数間隔トリガとして出力する第１のパルス発生手段（１５ｃ）とを備えている。
【００２７】
また、本発明の請求項１５の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項６、７、１２及び１３のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、前記等光周波数間隔トリガ発生手段は、前記第１光カプラ又は前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔でその出力光強度が相対的にそれぞれ所定の位相差で周期的に変化する複数のトリガ用干渉光を発生する干渉光発生手段と、該干渉光発生手段から入射される前記複数のトリガ用干渉光をそれぞれ受光して前記周期的に変化する複数の電気信号に変換する複数の受光器と、該複数の受光器から入力される、前記所定の位相差で周期的に変化する複数の電気信号を用いて、位相分割された第３のパルスを発生し、該第３のパルスを前記等光周波数間隔トリガとして出力する第３のパルス発生手段を備えている。
【００２８】
また、本発明の請求項１６の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１２又は１３の光ヘテロダイン干渉装置において、前記基準光周波数トリガ発生手段は、前記第３の光カプラから入射される前記測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数でその出力光強度が極大あるいは極小となる周波数基準光を発生する周波数基準光発生手段（１８ａ）と、該周波数基準光発生手段から入射される前記周波数基準光を受光して第４の電気信号に変換する第４の受光器（１８ｂ）と、該第４の受光器から入力される前記第４の電気信号の極大又は極小電圧を検出するとともに、該極大又は極小電圧を検出する毎に第２のパルスを前記基準光周波数トリガとして出力する第２のパルス発生手段（１８ｃ）とを備えている。
【００２９】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１７の光ヘテロダイン干渉装置では、入射光である周波数可変の測定光を受けて２つに分岐するとともに、互いに周波数の異なる第１経路の光及び第２経路の光として出射する光分岐手段（４）並びに被測定物を介して入射される前記第１経路の光と前記被測定物を介さないで入射される前記第２経路の光とを合波して干渉光を出射する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記干渉光を受けてヘテロダイン検波し前記第１経路の光と前記第２経路の光の周波数差のビート信号を電気信号に変換する受光器（８）と、前記ビート信号の周波数とほぼ同じ周波数の同期信号に基づいて前記電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号を受け、該位相信号のデータ処理を行って前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１９）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段が、可変開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される前記測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブル（１９ｃ）を有している。
【００３０】
また、本発明の請求項１８の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１７の光ヘテロダイン干渉装置において、前記光周波数テーブルは、前記可変経過時間と前記測定光の周波数との関係を等光周波数間隔で保持している。
【００３１】
また、本発明の請求項１９の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１７又は１８の光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えている。
【００３２】
また、本発明の請求項２０の光ヘテロダイン干渉装置では、周波数可変の測定光と当該測定光の光周波数と異なる固定周波数の参照光とを波長多重してなる波長多重光を受けて、当該波長多重光を分岐するとともに、第１経路の光と第２経路の光とを出力する光分岐手段（４）であって、当該第１経路の光及び当該第２経路の光はそれぞれ測定光成分と参照光成分とからなり、前記第１経路の光に含まれる測定光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる測定光成分の周波数とが異なるとともに、前記第１経路の光に含まれる参照光成分の周波数と前記第２経路の光に含まれる参照光成分の周波数とが同じだけ異なる光分岐手段（４）並びに被測定物を経由する前記第１経路の光と前記被測定物を経由しない前記第２経路の光とを合波する光結合手段（６）を有するマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記測定光成分と前記参照光成分とを周波数分波する光分波器（７）と、該光分波器で分波された、前記第１経路の光の測定光成分と前記第２経路の光の測定光成分とからなる第１の干渉光を第１の電気信号に変換する第１の受光器（８）と、前記光分波器で分波された、前記第１経路の光の参照光成分と前記第２経路の光の参照光成分とからなる第２の干渉光を第２の電気信号に変換する第２の受光器（９）と、前記第２の電気信号を同期信号として前記第１の電気信号の位相検出を行う同期検波器（１１）と、前記測定光の光周波数に対応した、該同期検波器から出力される位相信号をデータ処理して、前記被測定物の光周波数―位相特性を求める処理手段（１９）とを備えた光ヘテロダイン干渉装置において、前記処理手段が、可変開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される前記測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブル（１９ｃ）を有している。
【００３３】
また、本発明の請求項２１の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項２０の光ヘテロダイン干渉装置において、前記光周波数テーブルは、前記可変経過時間と前記光周波数との関係を等光周波数間隔で保持している。
【００３４】
また、本発明の請求項２２の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項２０又は２１の光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、更に、前記光分岐手段と前記光結合手段との間に、該光分岐手段から出射された前記第２経路の光が前記光結合手段に到達するまでの時間と、前記第１経路の光が前記被測定物を介して前記光結合手段に到達するまでの時間とがほぼ等しくなるように前記第１経路の光又は第２経路の光を遅延させる遅延器（５）を備えている。
【００３５】
また、本発明の請求項２３の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項２０〜２２のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、前記マッハツェンダ型干渉計は、その光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であるようにしている。
【００３６】
また、本発明の請求項２４の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項１７〜１９のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させ、前記光分岐手段へ前記入力光として出射する波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）とを備えている。
【００３７】
また、本発明の請求項２５の光ヘテロダイン干渉装置では、上述した請求項２０〜２３のいずれかの光ヘテロダイン干渉装置において、更に、所定の周波数範囲内で周波数可変の測定光を順次発振させる波長可変光源（１）と、該波長可変光源からの測定光の周波数を可変するための制御信号を出力する制御手段（１３）と、前記測定光の周波数とは異なる固定周波数の前記参照光を発振させる光源（２）と、前記波長可変光源から入射される前記測定光と前記光源から入射される前記参照光とを合波することによって波長多重し、得られた前記波長多重光を前記光分岐手段へ前記入射光として出射する第２の光カプラ（３）とを備えている。
【発明の効果】
【００３８】
本発明の請求項１の光ヘテロダイン干渉装置では、測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し、この等光周波数間隔トリガに基づいて位相信号のデータ処理を行うようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。
【００３９】
本発明の請求項２及び４の光ヘテロダイン干渉装置では、遅延器によってマッハツェンダ型干渉計の２つの光路長を合わせるようにしたので、位相測定精度を上げることができる。
【００４０】
本発明の請求項３の光ヘテロダイン干渉装置では、測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガを発生し、この等光周波数間隔トリガに基づいて位相信号のデータ処理を行うようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。また、測定光と参照光とを波長多重して同時にマッハツェンダ型干渉計へ入射して、干渉計の不安定性により生じる測定光における位相変動を参照光における位相変動で相殺するようにしたので、例えマッハツェンダ型干渉計がその光路に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であったとしても、その光ファイバの温度変化や振動などに起因して生じる揺らぎによる位相変動を改善することができる。
【００４１】
本発明の請求項５の光ヘテロダイン干渉装置では、マッハツェンダ型干渉計をその光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計としたので、光路が空間で構成される干渉計を用いる場合に比べ装置の小型化、経済化が可能となる。
【００４２】
本発明の請求項８及び９の光ヘテロダイン干渉装置では、測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受けて、この基準光周波数トリガに基づいて位相信号のデータ処理を行うようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが絶対光周波数に対して精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。
【００４３】
本発明の請求項１０及び１１の光ヘテロダイン干渉装置では、測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数で発生される基準光周波数トリガを受けて、この基準光周波数トリガと等光周波数間隔トリガとの相対的時間関係から等光周波数間隔トリガの絶対光周波数を補正するようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが絶対光周波数に対して精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。
【００４４】
本発明の請求項１７及び１８の光ヘテロダイン干渉装置では、制御信号によって指定される可変の開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブルを有し、この光周波数テーブルに基づいて位相信号のデータ処理を行うようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。
【００４５】
本発明の請求項１９及び２２の光ヘテロダイン干渉装置では、遅延器によってマッハツェンダ型干渉計の２つの光路長を合わせるようにしたので、位相測定精度を上げることができる。
【００４６】
本発明の請求項２０及び２１の光ヘテロダイン干渉装置では、制御信号によって指定される可変の開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブルを有し、この光周波数テーブルに基づいて位相信号のデータ処理を行うようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが精度良くでき、光周波数−位相特性の測定精度向上が図れる。また、測定光と参照光とを波長多重して同時にマッハツェンダ型干渉計へ入射して、干渉計の不安定性により生じる測定光における位相変動を参照光における位相変動で相殺するようにしたので、例えマッハツェンダ型干渉計がその光路に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であったとしても、その光ファイバの温度変化や振動などに起因して生じる揺らぎによる位相変動を改善することができる。
【００４７】
本発明の請求項２３の光ヘテロダイン干渉装置では、マッハツェンダ型干渉計をその光路中に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計としたので、光路が空間で構成される干渉計を用いる場合に比べ装置の小型化、経済化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に本発明の実施形態を記載する。
【００４９】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の光ヘテロダイン干渉装置の構成を図１に示す。従来の光ヘテロダイン干渉装置と同一要素には同一符号を付し詳細説明は省略する。波長可変光源１は、例えば波長可変レーザであり、制御手段１３から入力される制御信号ａに基づいて、所定の光周波数範囲を可変した測定光（周波数ν）を発生して光カプラ１４へ出射する。例えば、１９６．５ＴＨｚ（１５２５．６６ｎｍ）〜１８５．０ＴＨｚ（１６２０．５ｎｍ）の周波数（波長）範囲を１０００ポイントに分割されて１ｓｅｃで可変される。光カプラ１４は、波長可変光源１からの測定光を２つに分岐して、一方は光カプラ３へ、他方は光カプラ１７へ出射する。光カプラ１７は、光カプラ１４からの測定光を２つに分岐して、一方は等光周波数間隔トリガ発生手段１５（後述する）へ、他方は基準光周波数トリガ発生手段１８（後述する）へそれぞれ出射する。また、光源２は、例えばレーザであり、波長可変光源１の発振周波数とは異なる固定周波数、例えば波長で１６２５ｎｍの参照光（周波数ν０）を発振して光カプラ３へ出射する。光カプラ３は、上記測定光及び参照光を合波して波長多重し、その波長多重光をＡＯＦＳ４ｂへ出射する。
【００５０】
ＡＯＦＳ４ｂは、超音波発生器４ａから入力される周波数ｆ１の超音波によって駆動され、光カプラ３から入射される波長多重光を２つの光に分岐するとともに、その分岐した２つの光にヘテロダイン検波のための周波数差（ビート信号の周波数となる）を与えて、一方は０次の回折光の波長多重光を被測定物を介して第１の経路の光として光カプラ６へ出射し、他方は超音波の周波数ｆ１分だけ周波数シフトした＋１次の回折光の波長多重光を遅延器５を介して第２の経路の光として光カプラ６へ出射する。なお、第１の経路の光および第２の経路の光は、それぞれ測定光からなる成分（測定光成分）と参照光からなる成分（参照光成分）とからなる。この第１実施形態では、第１経路の光のうちの測定光成分、参照光成分の周波数は、それぞれν、ν０であり、第２経路の光のうちの測定光成分、参照光成分の周波数はそれぞれν+ｆ１、ν０+ｆ１である。そして、それらが光カプラ６で合波され、光分波器７にてそれぞれの周波数成分に分波された後にヘテロダイン検波されるとそれぞれ周波数ｆ１の電気信号が出力される。
【００５１】
遅延器５は、例えば光ファイバ遅延線で構成され、マッハツェンダ型干渉計の光路長を合わせるために、第２経路の光を、第１経路の光が被測定物１０によって遅延される時間に対応する時間分遅延させて光カプラ６へ出射する。なお、遅延器５はその遅延時間を可変できるものであってもよいし、また第１経路に設けてもよい。ただし、この遅延器５は、干渉計の光路長を合わせて位相測定精度をあげるのに有効であるが、必ずしも必須ではない。光カプラ６は、被測定物１０を介して入射される第１経路の光（波長多重光）と遅延器５を介して入射される第２経路の光（波長多重光）とを合波して波長多重光の干渉光を光分波器７へ出射する。
【００５２】
なお、超音波発生器４ａ及びＡＯＦＳ４ｂは光分岐手段４を構成し、そしてこの光分岐手段４、被測定物１０、遅延器５及び光カプラ６はマッハツェンダ型干渉計２０を構成している。したがって、光分岐手段４は、入射光を２つに分岐して別々の光路を通してから結合（干渉）させるマッハツェンダ型干渉計における、入射光を２つに分岐する手段であり、また光カプラ６は、別々の光路を通してから結合（干渉）させる手段である。マッハツェンダ型干渉計２０は、自身がその光路に光ファイバを含んで構成される光ファイバ干渉計であったり、又はその光路長を合わせる遅延器５が光ファイバ遅延線であったりする場合、温度変化や振動などに起因した光ファイバの揺らぎによる位相変動を生じやすい。それを改善するために、測定光と参照光とを波長多重して同時にマッハツェンダ型干渉計２０へ入射して、位相検出時に干渉計の不安定性により生じるに測定光における位相変動を参照光における位相変動で相殺している。なお、被測定物１０としては、光ファイバ、分散補償器等の光部品が対象である。
【００５３】
光分波器７は、光カプラ６から入射される測定光成分同士の第１の干渉光と参照光成分同士の第２の干渉光とを受けて、それぞれの光周波数（波長）成分に分波し、測定光成分同士の干渉光を受光器（ＰＤ）８に、参照光成分同士の干渉光を受光器（ＰＤ）９に出射する。受光器８は、光分波器７から入射される測定光成分同士の干渉光を受けてヘテロダイン検波し、周波数ν+ｆ１の光及び周波数νの光の周波数差ｆ１のビート信号を第１の電気信号に変換する。また、受光器９も、同様に、光分波器７から入射される参照光成分同士の干渉光を受けてヘテロダイン検波し周波数差ｆ１のビート信号を第２の電気信号に変換する。同期検波器であるＲＦロックインアンプ１１は、上記第２の電気信号を同期信号ｂとして受け、この同期信号ｂに基づいて上記第１の電気信号の位相検出を行って、その位相信号（可変された測定光の周波数変化にしたがって逐次検出した各位相データ）を処理手段１６へ出力する。
【００５４】
等光周波数間隔トリガ発生手段１５は、可変された測定光を光カプラ１７から受けて、この測定光の周波数の可変に対応して、図６に示すように、所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガｃを発生し処理手段１６に出力する。この等光周波数間隔トリガｃは、上述の各位相データを処理手段１６でデータ処理して光周波数−位相特性を求める際、各位相データの取得を等光周波数間隔で行うために、又は各位相データを演算処理するときに用いられ、従来の等時間間隔でのデータ取得の問題点を解決するものである。等光周波数間隔トリガ発生手段１５は、干渉光発生手段１５ａ、受光器（ＰＤ）１５ｂ及びパルス発生手段１５ｃで構成される。
【００５５】
干渉光発生手段１５ａは、例えば非対称マッハツェンダ干渉計で構成され、入射される測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔Δνでその光強度が周期的に変化する干渉光を発生する。受光器１５ｂは、この干渉光を受光して周期的に変化する電気信号に変換する。パルス発生手段１５ｃは、この周期的に変化する電気信号のそれぞれの極大・極小となる電圧を検出するとともに、それぞれの極大あるいは極小電圧、またはその両方を検出する毎にパルス（等光周波数間隔トリガｃ）を発生して出力する。具体的には、干渉光の電気信号を微分し、その微分信号をトリガ入力としてパルス発生器を駆動する。または、干渉光の電気信号のそれぞれのピーク電圧がほぼ一定であるならば、その電気信号を直接トリガ入力としてパルス発生器を駆動する。なお、受光器１５ｂからの電気信号を位相分割することにより、干渉光の周期より細かい間隔で等光周波数間隔トリガｃを発生することも可能である。各部の波形を図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。図７（ａ）は干渉光、図７（ｂ）は干渉光の電気信号、図７（ｃ）はその電気信号の微分波形、図７（ｄ）はパルス（等光周波数間隔トリガｃ）である。
【００５６】
ここで、干渉光発生手段１５ａを構成する非対称マッハツェンダ干渉計について説明する。概略構成を図８（ａ）、出射される干渉光の光強度を図８（ｂ）に示す。入射光を２つに分岐して干渉させるための２つの光路の光路差をΔLとすると、干渉計から出射される干渉光の光強度Ｉは（１）式で表わされ、入射光（可変された測定光）の周波数の変化に対して等光周波数間隔で周期的に変化し、その等光周波数間隔Δνは（２）式で与えられる。仮に、ΔL＝２ｃｍ、ｎ＝１．５とした場合、出射される干渉光の光強度は１０ＧＨｚ周期で変化する。
Ｉ＝Ａ＋Ｂ・ｃｏｓ(２πν・ｎ・ΔＬ／ｃ)   （１）
Δν＝ｃ／(ｎ・ΔＬ)                         （２）
ここで、νは光周波数、ｎは屈折率、ｃは真空中の光速、πは円周率、Ａ及びＢは入射光の強度やコヒーレンス度により決まる定数である。なお、上述の等光周波数間隔トリガｃが出力される光周波数は、この（１）式の関係より決まる。
【００５７】
なお、非対称マッハツェンダ干渉計は、（ａ）ビームスプリッタやミラーなどの光学部品を用いて空間的に組んだ干渉計、（ｂ）光ファイバと光ファイバカプラによる光ファイバ干渉計、（ｃ）ガラス基板等の結晶基板上に光導波路を形成した干渉計、（ｄ）複屈折結晶の結晶軸や偏波保持光ファイバの偏波軸を利用した干渉計、等で構成することができる。また、非対称マッハツェンダ干渉計は、干渉計全体を温度制御し、または固定周波数の光を可変された入射光と同時に入射してこの固定周波数の光による干渉信号の位相を一定とするように帰還制御をかけることにより、干渉光の等光周波数間隔Δνをより安定化することができる。
【００５８】
次に、基準光周波数トリガ発生手段１８は、可変された測定光を光カプラ１７から受けて、この測定光の周波数の可変に対応して、所定の基準光周波数の基準光周波数トリガｄを発生し処理手段１６に出力する。この基準光周波数トリガｄは、上述の各位相データを処理手段１６でデータ処理して光周波数−位相特性を求める際、各位相データと測定光の周波数との対応付けが絶対光周波数に対して精度良くできるように、各位相データを演算処理するときに上述の等光周波数間隔トリガｃと併用して用いられ、または等光周波数間隔トリガｃの絶対光周波数を補正（又は校正）するように用いられる。基準光周波数トリガ発生手段１８は、周波数基準光発生手段１８ａ、受光器（ＰＤ）１８ｂ及びパルス発生手段１８ｃで構成される。
【００５９】
周波数基準光発生手段１８ａは、特定の周波数をもつ光に対して飽和吸収を起こす原子又は分子を封入して波長基準となる吸収セル、あるいはファブリペローエタロンを用いた波長フィルタで構成され、入射される測定光の周波数の可変に対応して所定の基準光周波数でその光強度が極大または極小となる周波数基準光を発生する。受光器１８ｂは、この周波数基準光を受光して電気信号に変換する。パルス発生手段１８ｃは、この電気信号の極大あるいは極小となる電圧を検出するとともに、その極大電圧あるいは極小電圧を検出する毎にパルス（基準光周波数トリガｄ）を発生して出力する。具体的には、周波数基準光の電気信号を微分し、その微分信号をトリガ入力としてパルス発生器を駆動する。または、周波数基準光の電気信号を直接トリガ入力としてパルス発生器を駆動する。各部の波形を図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す。図９（ａ）は周波数基準光、図９（ｂ）は周波数基準光の電気信号、図９（ｃ）はその電気信号の微分波形、図９（ｄ）はパルス（基準光周波数トリガｄ）である。
【００６０】
処理手段１６は、ＡＤ変換器１６ａ及び演算手段１６ｂで構成され、ＲＦロックインアンプ１１から入力される位相信号（可変された測定光の周波数の変化にしたがって逐次検出された各位相データ）を、制御手段１３から入力される制御信号ａ、等光周波数間隔トリガ発生手段１５から入力される等光周波数間隔トリガｃ及び基準光周波数トリガ発生手段１８から入力される基準光周波数トリガｄに関連付けてデータ処理（ディジタル値への変換、各種演算処理等）して、被測定物の光周波数−位相特性から伝播遅延時間、波長分散、温度などの物理量等を求める。なお、この場合、図１０に示すように、制御信号ａ（可変の開始と終了時間、又は可変を複数のポイントに分割して行う場合の各ポイントの時間を指定する）、各位相データ、ＡＤ変換のタイミング、等光周波数間隔トリガｃ及び基準光周波数トリガｄは、共通のクロック例えば可変の開始と終了時間を決める測定用クロックによって、それらの相対的時間関係が管理されて処理される。そして、制御手段１３は、測定光の周波数を可変するための制御信号ａを発生して波長可変光源１及び処理手段１６に出力する。
【００６１】
ここで、各位相データの取得（換言すればＡＤ変換された各位相データ）と可変された測定光の周波数との対応付けについて説明する。先ず、等光周波数間隔トリガ発生手段１５から出力された等光周波数間隔トリガｃがＡＤ変換器１６ａに入力されている場合（図１の実線）は、等光周波数間隔トリガｃが入力される毎に位相データが等光周波数間隔で取得されるので、それらの位相データについては正確に対応付けできる。そして、トリガ間（周波数間）の位相データについては、等光周波数間隔トリガｃと測定用クロックとの相対的時間関係に基づいて演算によって対応付けする。次に、等光周波数間隔トリガｃが演算手段１６ｂに入力されている場合（図１の破線）は、ＡＤ変換器１６ａにトリガとして入力される測定用クロック（又はそれに同期したクロック）のタイミングで位相データが取得されるので、測定用クロックと等光周波数間隔トリガｃとの相対的時間関係に基づいて演算によって対応付けする。
【００６２】
また、基準光周波数トリガｄを用いて、取得した各位相データを絶対光周波数に対応付ける場合、又は等光周波数間隔トリガｃを絶対光周波数の確度に補正（又は校正）する場合は、基準光周波数トリガｄと、測定用クロック及び（又は）等光周波数間隔トリガｃとの相対的時間関係に基づいて演算によって対応付け又は補正をする。なお、等光周波数間隔トリガ発生手段１５が安定であれば、等光周波数間隔トリガｃに対する補正は、毎測定時に行う必要はない。
【００６３】
このように構成された第１実施形態の光ヘテロダイン干渉装置においては、測定光の周波数の可変に対応して所定の等光周波数間隔の等光周波数間隔トリガｃを等光周波数間隔トリガ発生手段１５で発生し、この等光周波数間隔トリガｃによって、ＲＦロックインアンプ１１から入力される位相信号をディジタル値に変換しこのディジタル値から被測定物の光周波数−位相特性を求め、又は測定用クロックによってディジタル値に変換した後に等光周波数間隔トリガｃを用いて演算処理して被測定物の光周波数−位相特性を求めるようにしたので、検出した位相信号（各位相データ）と測定光の周波数との対応付けが精度良くでき、光周波数−位相特性が精度良く求められる。その結果、光周波数−位相特性に基づく伝播遅延時間、波長分散、温度などの物理量等も精度良く求められる。
【００６４】
ここで、位相特性から群遅延時間の差を演算して波長分散を求める場合を例に、その精度が良くなることを説明する。ＲＦロックインアンプ１１からＡＤ変換器１６ａに入力された位相信号が、ｎ番目の等光周波数間隔トリガｃ（等光周波数間隔Δν毎に発生される）によって位相データφ(n)のディジタル値に変換されて、演算手段１６ｂに入力されるものとする。測定光の可変開始の周波数をν０とすると、周波数ν０＋ｎΔνにおける群遅延時間τ(n) は、［τ(n)＝(φ(n＋1)-φ(n))／(2πΔν）］で算出される。そして、波長分散は、群遅延時間τ(n)を波長で微分して求められる。したがって、この式のΔν（等光周波数間隔）が正確であるので、波長分散も精度良く求められる。
【００６５】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の光ヘテロダイン干渉装置の構成を図２に示す。第２実施形態は、マッハツェンダ型干渉計２０が光ファイバ干渉計ではなく、また例え光ファイバ干渉計であったとしても光ファイバの揺らぎによる位相変動が無視でき、参照光を用いて測定光における位相変動を相殺しなくてもよい場合の構成である。第１実施形態の図１とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。（１）参照光の発振、合波、分波及びヘテロダイン検波に係わる要素、つまり光源２、光カプラ３、光分波器７及び受光器９を備えていない。（２）超音波発生器４ａから出力される周波数ｆ１の超音波が同期検波器としてのＲＦロックインアンプ１１に同期信号ｂとして入力される。
【００６６】
なお、上述の第１、第２実施形態では、干渉光発生手段１５ａを非対称マッハツェンダ干渉計で構成する場合であったが、ファブリペロー干渉計、マイケルソン干渉計、直交２光束干渉計等であってもよい。以下にこれらの干渉計について説明する。なお、マイケルソン干渉計については、非対称マッハツェンダ干渉計とは構成が異なるが、干渉光の光強度Ｉの式及び等光周波数間隔Δνの式が同じであるので説明は省略する。
【００６７】
先ず、ファブリペロー干渉計について説明する。概略構成を図１１（ａ）、出射される干渉光の光強度を図１１（ｂ）に示す。部分反射鏡間隔をΔｄとすると、仮に、２つの部分反射鏡の強度反射率が等しく、反射鏡等での損失がないとした場合、干渉計から出射される干渉光の光強度Ｉは（３）式で表わされ、入射光（可変された測定光）の周波数の変化に対して等光周波数間隔で周期的に変化し、その等光周波数間隔Δνは（４）式で与えられる。仮に、ΔL＝２ｃｍ、ｎ＝１．５とした場合、出射される干渉光の光強度は５ＧＨｚ周期で変化する。
Ｉ＝Ａ／(１＋４Ｒ・ｓｉｎ２(２πν・ｎ・Δｄ／ｃ)／(１−Ｒ)２)  
（３）
Δν＝ｃ／(２・ｎ・Δｄ)                                          （４）
ここで、νは光周波数、ｎは屈折率、ｃは真空中の光速、πは円周率、Ｒは部分反射鏡の強度反射率、Ａは入射光の光強度である。なお、上述の等光周波数間隔トリガｃが出力される光周波数は、この（３）式の関係より決まる。この干渉光を用いての等光周波数間隔トリガｃを発生させる場合、この干渉光の電気信号を直接トリガ入力としてパルス発生器を駆動する。また、ファブリペロー干渉計のフィネスが小さい場合は、干渉光の電気信号を微分し、その微分信号をトリガ入力としてパルス発生器を駆動してもよい。
【００６８】
なお、ファブリペロー干渉計は、（ａ）個別の部分反射鏡などの光学部品を用いて空間的に組んだ干渉計、（ｂ）バルク型の光学結晶を用いて必要に応じて両端に反射膜を形成した干渉計、（ｃ）光ファイバを用いて必要に応じて両端に反射膜を形成した干渉計、（ｄ）ガラス基板等の結晶基板上に光導波路を形成して必要に応じて光導波路の両端に反射膜を形成した干渉計、等で構成することができる。また、ファブリペロー干渉計は、干渉計全体を温度制御し、または固定周波数の光を可変された入射光と同時に入射してこの固定周波数の光による干渉信号の位相を一定とするように帰還制御をかけることにより、干渉光の等光周波数間隔Δνをより安定化することができる。
【００６９】
次に、直交２光束干渉計について説明する。概略構成を図１２（ａ）、出射される干渉光の光強度を図１２（ｂ）に示す。入射光を振動面が直交する２つの直線偏光に分け、光路差を与えて合波し干渉させ、入射光の周波数の変化に対して光強度が周期的に変化しかつその光強度の変化位相が異なる複数の光を出射する直交２光束干渉計用いて、入射光の周波数の変化に対して光強度の位相変化が９０度異なる２つの干渉光を得るように構成すると、干渉計から出射される干渉光の光強度Ｉ１、Ｉ２は（５）、（６）式で表わされ、入射光（可変された測定光）の周波数の変化に対して等光周波数間隔で周期的に変化し、その等光周波数間隔Δνは（７）式で与えられる。仮に、ΔL＝２ｃｍ、ｎ＝１．５とした場合、出射される干渉光の光強度は１０ＧＨｚ周期で変化する。
Ｉ１＝Ａ＋Ｂ・ｃｏｓ(２πν・ｎ・ΔＬ／ｃ)             
（５）
Ｉ２＝Ａ’＋Ｂ’・ｃｏｓ(２πν・ｎ・ΔＬ／ｃ＋π／２)
＝Ａ’＋Ｂ’・ｓｉｎ(２πν・ｎ・ΔＬ／ｃ)           （６）
Δν＝ｃ／(ｎ・ΔＬ)                                    （７）
ここで、νは光周波数、ｎは屈折率、ｃは真空中の光速、πは円周率、ΔＬはλ／４板の低屈折率軸を通過する偏光における干渉計の光路差、Ａ、Ｂ、Ａ’及びＢ’は入射光の強度やコヒーレンス度により決まる定数である。また、Ｉ１はλ／４板の低屈折率軸を通過する偏光による干渉光強度、Ｉ２はλ／４板の高屈折率軸を通過する偏光による干渉光強度である。
【００７０】
なお、上述の等光周波数間隔トリガｃが出力される光周波数は、この（５）及び（６）式の関係より決まる。これら２つの干渉光を用いて等光周波数間隔トリガｃを発生させる場合、これらの干渉光を電気信号に変換して位相変化が９０度異なる２つの電気信号を得る。そして、これら２つの電気信号を用いて、インターポレータにより数１０〜数１００の位相分割された信号を得ることで、干渉計より得られる出射光の強度変化の周期より短い繰り返し間隔の等光周波数間隔トリガｃを発生させることができる。また、直交２光束干渉計を用いると、インターポレータの利用により小さい光路差で、細かい等光周波数間隔トリガｃを得ることができ、光学系を小さくできる利点もある。また、位相変化が９０度異なる２つの電気信号が得られるため、光周波数の増減の方向も知ることができる。また、図１２（ｃ）、（ｄ）に示すように、干渉光Ｉ１、Ｉ２に対し、位相が１８０度異なる干渉光Ｉ３、Ｉ４を出力するように直交２光束干渉計を構成することで、光周波数の変化に伴い入射光の強度が変化する場合でも、正確に等周波数間隔トリガｃを得ることができる。
【００７１】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の光ヘテロダイン干渉装置の構成を図３に示す。第３実施形態は、図１４に示した従来の光ヘテロダイン干渉装置とは、下記の点のみが異なりその他は同一である。すなわち、処理手段１９（図１４の処理手段１２に相当）に、制御信号ａによって指定される可変の開始から終了までの可変経過時間と可変されて入射される測定光の周波数との関係を保持する光周波数テーブル１９ｃを設け、ＲＦロックインアンプ１１から入力される位相信号（各位相データ）をデータ処理して光周波数−位相特性を求める際に、この光周波数テーブル１９ｃの可変経過時間と測定光の周波数との関係を用いて演算処理を行い、検出された各位相データと測定光の周波数との対応付けを精度良くし、光周波数−位相特性の測定精度の向上を図った点である。したがって、図１４と同一部分の説明は省略して、主に光周波数テーブル１９ｃについて説明する。
【００７２】
光周波数テーブル１９ｃには、測定に先立って予め、制御信号ａの可変経過時間とそれに伴って波長可変光源１から逐次出射される測定光の周波数との関係を図１３（ａ）に示すように記憶しておく。この際、可変経過時間と測定光の周波数との関係は、図１３（ｃ）に示すように等時間間隔で記憶しておいてもよいし、又は図１３（ｄ）に示すように等光周波数間隔で記憶しておいてもよい。なお、この場合、測定光の周波数の測定、確認は、波長計、上述の吸収セル、ファブリペローエタロン等を用いて行うことができる。そして、測定の際には、図１３（ｂ）に示すような可変経過時間に対応して検出した各位相データとこの光周波数テーブル１９ｃ（図１３（ａ））とを可変経過時間で対応させ、各位相データにおける測定光の周波数を求める。なお、各位相データが光周波数テーブル１９ｃ（図１３（ａ））の可変経過時間の間隔より細かく検出されているときは、その間を補間法により求める。
【００７３】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態の光ヘテロダイン干渉装置の構成を図４に示す。第４実施形態は、マッハツェンダ型干渉計２０が光ファイバ干渉計ではなく、また例え光ファイバ干渉計であったとしても光ファイバの揺らぎによる位相変動が無視でき、参照光を用いて測定光における位相変動を相殺しなくてもよい場合の構成である。第３実施形態の図３とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。（１）参照光の発振、合波、分波及びヘテロダイン検波に係わる要素、つまり光源２、光カプラ３、光分波器７及び受光器９を備えていない。（２）超音波発生器４ａから出力される周波数ｆ１の超音波が同期検波器としてのＲＦロックインアンプ１１に同期信号ｂとして入力される。
【００７４】
なお、上記第１〜第４実施形態では、超音波発生器４ａ及びＡＯＦＳ４ｂ各１台にて光分岐手段４を構成したが、光カプラと各1台以上の超音波発生器及びＡＯＦＳを用いる構成としても良い。また、周波数がわずかに異なる２台の超音波発生器を用いてマッハツェンダ型干渉計のそれぞれの経路に配置されたＡＯＦＳを駆動する構成とすれば、ヘテロダイン検波時のビート周波数を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す図
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示す図
【図４】本発明の第４実施形態の構成を示す図
【図５】波長可変光源の周波数可変時の非線形性を説明するための図
【図６】本発明の等光周波数間隔を説明するための図
【図７】本発明の等光周波数間隔トリガ発生手段の動作を説明するための図
【図８】非対称マッハツェンダ干渉計を説明するための図
【図９】本発明の基準光周波数トリガ発生手段の動作を説明するための図
【図１０】本発明の処理手段の動作を説明するための図
【図１１】ファブリペロー干渉計を説明するための図
【図１２】直交２光束干渉計を説明するための図
【図１３】本発明の光周波数テーブルを説明するための図
【図１４】従来例の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００７６】
１・・・波長可変光源、２・・・光源、３，６，１４，１７・・・光カプラ、４・・・光分岐手段、４ａ・・・超音波発生器、４ｂ・・・音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ）、５・・・遅延器、７・・・光分波器、８，９，１５ｂ，１８ｂ・・・受光器（ＰＤ）、１０・・・被測定物、１１・・・ＲＦロックインアンプ、１２，１６，１９・・・処理手段、１２ａ，１６ａ，１９ａ・・・ＡＤ変換器（Ａ／Ｄ）、１２ｂ，１６ｂ，１９ｂ・・・演算手段、１９ｃ・・・光周波数テーブル、１３・・・制御手段、１５・・・等光周波数間隔トリガ発生手段、１５ａ・・・干渉光発生手段、１５ｃ，１８ｃ・・・パルス発生手段、１８・・・基準光周波数トリガ発生手段、１８ａ・・・周波数基準光発生手段、２０・・・マッハツェンダ型干渉計。
【図１】
2006266797.tif 000003
【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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