(57)【要約】本発明は光学部品(10)の光学特性の測定方法に関し、その方法は、ａ：第１の光信号(6)を前記光学部品(10)へ結合するステップと、  ｂ：前記光学部品(10)により反射され、及び／又は後方散乱された少なくとも一つの第１の光信号(12)を検出するステップと、ｃ：前記検出された光信号(12)を用いて、前記第１の光信号(6)が送信と検出との間を移動した距離を算出するステップと、ｄ：少なくとも第２の光信号についてステップａ〜ｃを並行して実行するステップとからなる。
2005515427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品（１０）の光学的特性の測定に関する方法であって、
ａ：第１の光信号（３１）を前記光学部品（１０）へ結合するステップと、
ｂ：前記光学部品（１０）により反射され、及び／又は後方散乱された少なくとも一つの第１の光信号（１２）を検出するステップと、
ｃ：前記検出された光信号（１２）を用いて、前記第１の光信号（３１）が送信と検出との間を移動した距離を算出するステップと、及び
ｄ：少なくとも第２の光信号（３Ｎ）についてステップａ〜ｃを並行して実行するステップとからなる、方法。
【請求項２】
前記第１の光信号（３１）が第１の規定された波長（λ１）を有し、及び
前記少なくとも第２の光信号（３Ｎ）が、前記第１の規定された波長（λ１）とは異なる第２の規定された波長（λ２）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各光信号（６）の前記光学部品（１０）への結合と各光信号（１２）の検出との間の時間を測定することにより、各光信号（６）が移動した距離を算出するステップをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
ｅ：ステップａ〜ｄを少なくとももう一度実行するステップと、及び
ｆ：ステップｅの各サイクルの前記検出された光信号（１２）を足して、前記検出された光信号（１２）の信号強度を高めるステップとをさらに含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記第１と前記少なくとも第２の光信号（３１，３Ｎ）を前記光学部品（１０）へ結合する前に、前記第１の光信号（３１）に少なくとも前記第２の光信号（３Ｎ）を多重化して多重化光信号（６）とするステップをさらに含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記光学部品（１０）からの結合された前記光信号（１２）を、それらの検出前に多重分離するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記検出された光信号（１２）が前記光学部品（１０）への結合とそれらの検出との間で移動した距離を算出する際に、前記光信号（１２）間のクロストークを考慮するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
ステップａ〜ｄを実行する前に前記多重分離を較正することにより、クロストークを考慮するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記光信号（３ａ，３ｂ）に使用されるべき波長（λ１，・・・，λＮ）の集合について、
規定された較正波長を有する光較正信号を複数のＮ個のポートへ多重分離するステップであって、Ｎが自然数である、ステップと、及び
少なくとも別のポートへの前記光較正信号の漏れを検出するステップとを反復することによって、前記多重分離を較正するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
単一の特徴を用いて光信号（３１）を符号化するステップと、及び
前記単一の特徴を検出することにより前記光信号（１２）を検出するステップとを含む、好適には請求項１〜９のいずれか１項に記載の光学部品（１０）の光学的特性の測定に関する方法。
【請求項１１】
コンピュータ等のデータ処理システムで動作させる際に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法を実行するための、好適にはデータ媒体に格納されたソフトウェアプログラム又は製品。
【請求項１２】
被試験光学部品（１０）の光学的特性を測定するための装置であって、
複数の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を前記光学部品へ結合するためのカプラ（８）と、
前記光学部品（１０）によって反射され、及び／又は後方散乱された少なくとも一つの光信号（１２）を検出するための検出器（１８１，・・・，１８Ｎ）と、及び
前記少なくとも一つの検出された光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を用いて、前記光学部品（１０）における前記少なくとも一つの光信号（３１，・・・，３Ｎ）の結合と前記少なくとも一つの光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）の検出との間で前記少なくとも一つの検出された光信号が移動した距離を算出するための算出装置（２２）とを備える、装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つの光信号（３１，・・・，３Ｎ）用の光源（２１，・・・，２Ｎ）と前記カプラ（８）との間にあって、前記少なくとも一つの光信号（３１，・・・，３Ｎ）に他の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を、それらを前記カプラ（８）の助けを借りて前記光学部品（１０）へ結合する前に多重化するための多重化装置をさらに含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記カプラ（８）によって前記光学部品（１０）から結合された前記光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を、それらを前記少なくとも一つの検出器（１８１，・・・，１８Ｎ）でもって検出する前に多重分離するための多重分離装置をさらに含む、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記光信号（３１，・・・，３Ｎ）に使用されるべき波長（λ１，・・・，λＮ）の集合について、
規定された較正波長を有する光較正信号を複数のＮ個のポートへ多重分離するステップであって、Ｎが自然数である、ステップと、及び
少なくとも別のポートへの前記光較正信号の漏れを検出するステップとを反復することにより、前記多重分離装置（１４）を較正するための較正装置をさらに含む、請求項１２又は１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
本発明は、光学部品、例えば光ファイバの光学的特性の測定に関し、より具体的には光時間領域後方散乱測定法の測定、及びこれらの測定を実行するための光学時間領域反射率計（ＯＴＤＲ）に関する。
【０００２】
反射された光信号を測定するためのＯＴＤＲでは、規定された測定波長を有する光信号が、被試験部品、例えば被試験光ファイバへ結合され、測定されるべき反射光信号が、反射光信号を用いて定量分析および好適には視覚表現を行うようにコンピュータに接続された光検出器でもって検出される。
【０００３】
係るＯＴＤＲは、従来技術において知られている。それらは、光ファイバの実装期間中に適切な配置およびファイバの完全性を検査するために広く使用されている。米国特許第６，１４１，０８９号は、例えば、現在適用されているトラヒック信号を有する光ネットワークにおける測定に関して上記技術のＯＴＤＲを示す。
【０００４】
被試験部品の完全な試験適用範囲を取得するために、現在またはその後にファイバを介して経路指定されるトラヒック信号の波長に類似する異なる波長で必要な測定を実行しなければならない。このような波長依存情報の測定システムは、欧州特許第０８７２７２１Ｂ１号明細書に開示されており、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。このようなＯＴＤＲの場合、異なる波長における測定を順次的に実行する、即ち波長λ１において第１の測定値を取得し、次いで波長λ２において第２の測定値を取得し、以下同様である。
【０００５】
一部を図１に示す従来技術の係るＯＴＤＲの受信器は、光入力信号の異なる波長を識別できないので、レーザダイオードは一度に一回トリガされて、異なる波長の測定信号が受信器に同時に到着することを防ぐようにしなければならない。各波長における各測定は、約一万回（又はもっと頻繁に）反復される必要があるので、測定プロセス全体では多くの時間を費やす。
【０００６】
発明の概要
従って、本発明の一つの目的は、光学部品の光学的特性の改善された測定を提供することである。
【０００７】
本目的は、独立請求項により解決される。
【０００８】
本発明の一つの利点は、多数の異なる波長を用いて並行してＯＴＤＲ測定を実行する潜在能力である。このことは、新しい高密度波長分割多重（ＤＷＤＭ）ネットワークにおいて、異なる試験波長の数が高くなり始めていると予想され得るという理由から、重要である。従って、従来技術から知られているような測定の順次的な実行により、総試験時間はかなり増大することになる。しかしながら、本発明は、異なる試験波長を用いてＯＴＤＲ測定を同時に実行することにより、測定時間の大幅な削減を可能にする。
【０００９】
本発明の好適な実施形態において、本発明の方法は、波長多重化装置に接続された多数のレーザダイオードを用いて実行される。広帯域方向性カプラの助けを借りて、波長多重化装置の信号を被試験ファイバへ結合する。さらに、被試験ファイバから反射された反射光信号を受信するために、広帯域方向性カプラに結合された波長多重分離装置が存在する。波長多重分離装置には各々複数の独立した受信器が接続されており、これにより波長多重分離装置への多波長入力信号が、波長多重分離装置により分離され、個々の受信器により直接的に個別に処理される。
【００１０】
さらなる好適な実施形態は、各々複数のデータ取得装置により、さらに別々に受信器出力信号を処理する。代案として、受信器出力信号を多重化して、共通信号処理回路に送ってもよい。
【００１１】
さらに、本発明の好適な実施形態において、異なる反射光信号間のクロストークを考慮するために、測定に多重分離装置を使用する前に、多重分離装置を較正することが可能である。多重分離化の較正は、光信号に使用されるべき波長の集合について以下のステップを反復することにより行われる。即ち、規定された較正波長を有する光較正信号を複数のＮ個の多重分離ポートへ多重分離するステップと、各ポートへの光較正信号の漏れを検出するステップとである。これは、全ての波長とポート１，２，・・・，Ｎについてポートｐへの波長ｗの漏れＬｐｗをもたらす。従って、以下の式、即ち
Ｓｉ＝Ｌ−１×Ｓａ
に従って実際の測定信号Ｓａの行列と理想的な測定信号Ｓｉの行列とを相関させる漏れＬの行列表現を求めることが可能である。
【００１２】
本発明の別の好適な実施形態では、単一の特徴でもって光信号を符号化し、その単一の特徴を検出することにより光信号を検出することが提供される。これにより、各検出信号を元の送信信号に割り当てることが可能である。
【００１３】
他の好適な実施形態は、従属請求項により示される。
【００１４】
任意の種類のデータ媒体に格納されるか、又はそれによって提供されることができ、任意の適切なデータ処理装置において、又はそれにより実行され得る１つ又は複数の適切なソフトウェアプログラムにより、本発明が部分的に具現化され得るか、又はサポートされ得ることは明らかである。
【００１５】
本発明の他の目的および多くの付随する利点は、以下の詳細な説明を参照して添付図面に関連して考察することにより、容易に理解され、より良く理解されるであろう。図面中の構成要素は必ずしも一定の縮尺ではなく、むしろ本発明の原理を明瞭に示すことに重点が置かれている。実質的に又は機能的に等しい或いは類似の要素は、同じ参照符号でもって参照される。
【００１６】
発明の詳細な説明
ここで、図面をより詳細に参照すると、図２は本発明のＯＴＤＲの一実施形態１を示す。実施形態１では、多数のＮ個のレーザダイオード２１〜２Ｎが、レーザダイオード２１〜２Ｎに接続された波長多重化装置４へ光信号３１〜３Ｎを放出する。波長多重化装置４はＮ個の光信号３１〜３Ｎを多重化し、多重化信号６を広帯域方向性カプラ８へ送る。広帯域方向性カプラ８は、多重化信号６を被試験ファイバ１０へ結合する。ＯＴＤＲのさらなる詳細については、Dennis Derickson著、「Fiber Optic Test and Measurement」、Prentice Hall PTR、ニュージャージー州０７４５８  Upper Saddle River、１９９８年の第１１章を参照されたい。その文献の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１７】
被試験ファイバ１０から反射された反射光信号１２は、広帯域方向性カプラ８を介して波長多重分離装置１４へ結合される。波長多重分離装置１４は、反射光信号１２を多重分離信号１６１〜１６Ｎへ多重分離する。多重分離された信号１６１〜１６Ｎが、Ｎ個の受信器１８１〜１８Ｎにより検出される。Ｎ個の受信器１８１〜１８Ｎの各受信器１８１〜１８Ｎは、分析するためのコンピュータ２２のデータ取得モジュール２０１〜２０Ｎに接続されており、好適には取得結果を（図示していない）モニタ上に示す。図２の例示された実施形態１では、Ｎ個の測定波長の数は、１と任意の他の適当な自然数の間で変化させることができる。
【００１８】
しかしながら、本実施形態における多重分離装置１４は、試験信号路内の追加コンポーネントであり、これがその非理想的な挙動に起因して試験結果に不可避的に影響を及ぼす。従って、図示の実施形態１により実行されたＯＴＤＲ測定のダイナミックレンジを減らさないように、多重分離装置１４の挿入損は最小限に抑えられなければならない。
【００１９】
しかしながら、より重要なことは、波長多重分離装置１４の個々の出力ポート間における実行可能な制限された波長分離である。
【００２０】
図３は、波長多重分離装置１４の異なるポート間の不完全分離により生じる可能性のあるクロストーク問題を示す。任意のポートからの小さなスプリアス信号が、他の任意の出力ポートへ重畳され、役に立たない試験結果につながる場合がある。図３の左手側には、波長λ１を有する第１の検出される反射光信号が図示されている。図３の右手側には、波長λ２を有する第２の検出される反射光信号が図示されている。図３から看取されるように、波長λ１にて検出される信号の一部Ｌ１２が波長λ２にて検出される信号に加算され、波長λ２にて検出される信号の一部が波長λ１にて検出される信号に加算される。
【００２１】
本発明の方法は、全ての波長とポート１，２，・・・，Ｎについてポートｐへの波長ｗの漏れＬｐｗを求め、これを後の処理ステップで考慮することにより、この予想される問題に対処する。必要な式を導出するために、実際の測定信号ｓａと理想的な測定信号ｓｉとの間の一般的な関係が必要である。ポート１での実際の信号ｓａ１について、以下の式が成立する。即ち、
ｓａ１＝Ｌ１１×ｓｉ１＋Ｌ１２×ｓｉ２＋Ｌ１３×ｓｉ３＋・・・＋Ｌ１Ｎ×ｓｉＮ
【００２２】
同様に、他のポートにおける実際の信号を与えることができる。行列表現は、式の全集合を組み合わせるための好適な方法である。
Ｓａ＝Ｌ×Ｓｉ
であり、ただし、
【００２３】
【数１】
2005515427.tif 000003
【００２４】
必要とされる信号Ｓｉの集合に関する行列式を解くことにより、
Ｓｉ＝Ｌ−１×Ｓａ
が容易に得られる。ただし、Ｌ−１は行列Ｌの逆行列である。
【００２５】
図２の実施形態１のような実際の構成では、実際の信号Ｓａの集合は、レーザダイオード２１〜２Ｎの異なるレーザ出力パワー、光ファイバ１０のファイバ散乱係数、及び方向性カプラ８の結合比等の幾つかの要因に依存する。さらに、多重分離装置の漏れ係数Ｌｐｗは温度に依存する可能性がある。従って、ＳｉとＳａとの間の関係を求めるために、多波長測定の前に自動較正ステップが企てられる。それは、次の態様で実現されることができ、この場合、高速信号波長測定を各波長λＷごとに行い、ポートｐ（ｐ＝１・・・Ｎ）で取得された各信号Ｓａを用いて、常に１に設定されるＬｐｐを基準にして漏れ係数Ｌｐｗを計算する。コンマ何秒しかかからないＮ個の単一波長測定の後、行列Ｌがわかり、行列Ｌ−１を計算することができる。較正期間中、光学部品１０はカプラ８に接続されず、その代りにカプラ８の開放コネクタの反射を較正目的に使用する。代案として、カプラ８の開放コネクタへミラーを接続してもよい。較正後、多波長測定を実行して、理想的信号Ｓｉを計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】従来技術の前述したＯＴＤＲ構成の一部を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す図である。
【図３】多重分離装置の異なるポート間の不完全分離によって生じる可能性のあるクロストーク問題を示す図である。
【図１】
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【図２】
2005515427.tif 000005
【図３】
2005515427.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月17日(2004.9.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部品（１０）の光学的特性の測定に関する方法であって、
ａ：第１の光信号（３１）に少なくとも第２の光信号（３Ｎ）を多重化して多重化光信号（６）とするステップと、
ｂ：前記多重化光信号（６）を前記光学部品（１０）へ結合するステップと、
ｃ：前記光学部品（１０）により反射され、及び／又は後方散乱された光信号（１２）を多重分離するステップと、
ｄ：各多重分離された光信号（１２）を検出するステップと、
ｅ：前記検出された光信号（１２）を用いて、前記第１の光信号（３）が送信と検出の間で移動した距離を算出するステップとからなる、方法。
【請求項２】
前記第１と少なくとも第２の信号（３１，３Ｎ）の各々が、異なる波長（λ１，λ２）を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
各光信号（６）の前記光学部品（１０）への結合と各光信号（１２）の検出との間の時間を測定することにより、前記各光信号（６）が移動した距離を算出するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ｆ：ステップａ〜ｅを少なくとももう一度実行するステップと、及び
ｇ：ステップｆの各サイクルの前記検出された光信号（１２）を足して、前記検出された光信号（１２）の信号強度を高めるステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記検出された光信号（１２）が前記光学部品への結合とそれらの検出との間で移動した距離を算出する際に、前記光信号（１２）間のクロストークを考慮するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ〜ｅを実行する前に前記多重分離を較正することにより、クロストークを考慮するステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記光信号（３ａ，３ｂ）に使用されるべき波長（λ１，・・・，λＮ）の集合について、
規定された較正波長を有する光較正信号を複数のＮ個のポートへ多重分離するステップであって、Ｎが自然数である、ステップと、及び
少なくとも別のポートへの前記光較正信号の漏れを検出するステップとを反復することにより、前記多重分離を較正するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
単一の特徴を用いて各光信号（３１）を符号化するステップと、及び
前記単一の特徴を検出することにより前記光信号（１２）を検出するステップとをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
光学部品（１０）の光学的特性の測定に関する方法であって、
単一の特徴を用いて光信号（３１）を符号化するステップと、及び
その単一の特徴を検出することにより前記光信号（１２）を検出するステップとからなる、方法。
【請求項１０】
コンピュータ等のデータ処理システムで動作させる際に請求項９に記載の方法を実行するための、好適にはデータ媒体に格納されたソフトウェアプログラム又は製品。
【請求項１１】
被試験光学部品（１０）の光学的特性を測定するための装置であって、
複数の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を多重化するように適合された多重化装置と、
前記多重化された複数の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を前記光学部品へ結合するためのカプラ（８）と、
前記光学部品（１０）によって反射され、及び／又は後方散乱された光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を多重分離するための多重分離装置と、
前記多重分離された信号（１２）のうちの少なくとも一つを検出するための少なくとも一つの検出器（１８１，・・・，１８Ｎ）と、及び
前記少なくとも一つの検出された光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を用いて、前記光学部品（１０）における前記少なくとも一つの光信号（３１，・・・，３Ｎ）の結合と前記少なくとも一つの光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）の検出との間で前記少なくとも一つの検出された光信号が移動した距離を算出するための算出装置（２２）とを備える、装置。
【請求項１２】
前記光信号（３１，・・・，３Ｎ）に使用されるべき波長（λ１，・・・，λＮ）の集合について、
規定された較正波長を有する光較正信号を複数のＮ個のポートへ多重分離するステップであって、Ｎが自然数である、ステップと、及び
少なくとも別のポートへの前記光較正信号の漏れを検出するステップとを反復することにより、前記多重分離装置（１４）を較正するための較正装置をさらに含む、請求項１１に記載の装置。
【手続補正書】
【提出日】平成17年1月12日(2005.1.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１１】
被試験光学部品（１０）の光学的特性を測定するための装置であって、
複数の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を多重化するように適合された多重化装置と、
前記多重化された複数の光信号（３１，・・・，３Ｎ）を前記光学部品へ結合するためのカプラ（８）と、
前記光学部品（１０）によって反射され、及び／又は後方散乱された光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を多重分離するための多重分離装置と、
前記多重分離された光信号（１２）のうちの少なくとも一つを検出するための少なくとも一つの検出器（１８１，・・・，１８Ｎ）と、及び
前記少なくとも一つの検出された光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）を用いて、前記光学部品（１０）における前記少なくとも一つの光信号（３１，・・・，３Ｎ）の結合と前記少なくとも一つの光信号（１６１，・・・，１６Ｎ）の検出との間で前記少なくとも一つの検出された光信号が移動した距離を算出するための算出装置（２２）とを備える、装置。
【国際調査報告】
2005515427.tif 000007
2005515427.tif 000008
2005515427.tif 000009