(57)【要約】【課題】光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続などに起因する強度損失の影響を除去する。【解決手段】参照強度変化率取得手段は、信号強度取得部で得られた強度の情報から、初期状態の強度変化率の情報を、参照強度変化率として取得する。強度変化率取得手段は、信号強度取得部で得られた強度の情報から、強度変化率の情報を取得する。減算手段は、強度変化率取得手段が取得する強度変化率から、参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する。歪み・温度分離手段は、周波数シフト量取得部で取得された周波数シフト量と、オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する。【選択図】図２
2019178976.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ光を生成する光源部と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する分岐部と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方に設けられた、ビート周波数の周波数シフトを与える光周波数シフタ部と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方に設けられた遅延部と、
前記第１光路及び前記第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する合波部と、
前記合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力するコヒーレント検波部と、
前記第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する電気信号生成部と、
前記第１電気信号が２分岐された一方と前記第２電気信号とをホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する周波数シフト量取得部と、
前記第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する信号強度取得部と、
参照強度変化率取得手段、強度変化率取得手段、減算手段及び歪み・温度分離手段を有する信号処理部と
を備え、
前記参照強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、初期状態の強度変化率の情報を、参照強度変化率として取得し、
前記強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、強度変化率の情報を取得し、
前記減算手段は、前記強度変化率取得手段が取得する強度変化率から、前記参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得し、
前記歪み・温度分離手段は、前記周波数シフト量取得部で取得された周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する
ことを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定装置。
【請求項２】
プローブ光を生成する光源部と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する分岐部と、
前記第１光路に設けられた、第１周波数の周波数シフトを与える第１光周波数シフタ部と、
前記第２光路に設けられた、第２周波数の周波数シフトを与える第２光周波数シフタ部と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方に設けられた遅延部と、
前記第１光路及び前記第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する合波部と、
前記合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力するコヒーレント検波部と、
前記第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する電気信号生成部と、
前記第１電気信号が２分岐された一方と前記第２電気信号とをホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する周波数シフト量取得部と、
前記第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する信号強度取得部と、
参照強度変化率取得手段、強度変化率取得手段、減算手段及び歪み・温度分離手段を有する信号処理部と
を備え、
前記参照強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、初期状態の強度変換率の情報を、参照強度変化率として取得し、
前記強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、強度変化率の情報を取得し、
前記減算手段は、前記強度変化率取得手段が取得する強度変化率から、前記参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得し、
前記歪み・温度分離手段は、前記周波数シフト量取得部で取得された周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する
ことを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定装置。
【請求項３】
プローブ光を生成する光源部と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、２分岐する分岐部と、
前記分岐部で２分岐された一方の散乱光が入力されて干渉信号を生成する、自己遅延ホモダイン干渉計と、
前記分岐部で２分岐された他方の散乱光が入力されて、前記散乱光の強度を取得する信号強度取得部と、
参照強度変化率取得手段、強度変化率取得手段、減算手段及び歪み・温度分離手段を有する信号処理部と
を備え、
前記自己遅延ホモダイン干渉計は、
入力された散乱光を第１光路及び第２光路に２分岐する干渉計分岐部と、
前記第１光路に設けられ、前記信号処理部からの指示に応じて散乱光の位相を変化させることができる遅延調整部と、
前記第１光路及び第２光路を経て受け取った光を合波して干渉光を生成する干渉計合波部と
前記干渉光を電気信号に変換して干渉信号を生成する干渉光受光部と
を備え、
前記参照強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、初期状態の強度変換率の情報を、参照強度変化率として取得し、
前記強度変化率取得手段は、前記信号強度取得部で得られた強度の情報から、強度変換率の情報を取得し、
前記減算手段は、前記強度変化率取得手段が取得する強度変化率から、前記参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得し、
前記歪み・温度分離手段は、前記干渉信号から周波数シフト量を取得し、該周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得し、
前記信号処理部は、
前記第１光路を伝播する散乱光の位相を、０から２πまで掃引するように変化させるよう前記遅延調整部に指示を送り、
各位相においてブリルアン周波数シフトが生じていない参照区間の平均強度を測定し、
前記平均強度の最小値及び最大値を取得し、
前記平均強度が前記最小値と前記最大値の間の基準値になるように前記第１光路を伝播する光の位相を設定し、前記干渉信号の強度を、前記最小値及び最大値を用いて規格化する
ことを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定装置。
【請求項４】
前記自己遅延ホモダイン干渉計は、空間結合系で構成される
ことを特徴とする請求項３に記載の光ファイバ歪み及び温度測定装置。
【請求項５】
前記信号処理部は、
前記周波数シフト量δνＳＤＨ及び前記強度δＰＢと、予め求めておいた、光ファイバ中の後方ブリルアン散乱の周波数シフトの歪み依存係数Ｃνε、温度依存係数ＣνＴ、及び後方ブリルアン散乱の散乱係数の歪み依存係数ＣＰε、温度依存係数ＣＰＴとから、下記の２元連立方程式（１）及び（２）を解くことにより、光ファイバ中の歪み変化量δεと温度変化量δＴを取得する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光ファイバ歪み及び温度測定装置。
【数１】
2019178976.tif 000005
【請求項６】
プローブ光を生成する過程と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する過程と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方を伝播する光に、ビート周波数の周波数シフトを与える過程と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方を伝搬する光に遅延を与える過程と、
前記第１光路及び前記第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する過程と、
前記合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力する過程と、
前記第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する過程と、
前記第１電気信号が２分岐された一方と前記第２電気信号とをホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する過程と、
前記第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する過程と、
前記強度の情報から、強度変化率の情報を取得する過程と、
前記強度変化率から、予め取得しておいた参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する過程と、
前記周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する過程と
を備えることを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定方法。
【請求項７】
プローブ光を生成する過程と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する過程と、
前記第１光路を伝播する光に、第１周波数の周波数シフトを与える過程と、
前記第２光路を伝播する光に、第２周波数の周波数シフトを与える過程と、
前記第１光路及び前記第２光路のいずれか一方を伝搬する光に遅延を与える過程と、
前記第１光路及び前記第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する過程と、
前記合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力する過程と、
前記第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する過程と、
前記第１電気信号が２分岐された一方と前記第２電気信号とをホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する過程と、
前記第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する過程と、
前記強度の情報から、強度変化率の情報を取得する過程と、
前記強度変化率から、予め取得しておいた参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する過程と、
前記周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する過程と
を備えることを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定方法。
【請求項８】
プローブ光を生成する過程と、
前記プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を２分岐する過程と、
前記２分岐された一方の散乱光を第１光路及び第２光路に２分岐する過程と、
前記第１光路を伝搬する散乱光に遅延を与える過程と、
前記第１光路及び前記第２光路を伝播する散乱光を合波して干渉光を生成する過程と、
前記干渉光を光電変換することにより電気信号である干渉信号を生成する過程と、
前記干渉信号の強度から周波数シフト量を取得する過程と、
前記後方ブリルアン散乱光が２分岐された他方の散乱光から、散乱光強度を取得する過程と、
前記強度の情報から、強度変化率の情報を取得する過程と、
前記強度変化率から、予め取得しておいた参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する過程と、
前記周波数シフト量と、前記オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する過程と
を備え、
さらに、
前記第１光路を伝播する散乱光の位相を、０から２πまで掃引するように変化させ、各位相においてブリルアン周波数シフトが生じていない参照区間の平均強度を測定する過程と、
前記平均強度の最小値及び最大値を取得する過程と、
前記平均強度が前記最小値と前記最大値の間の基準値になるように前記第１光路を伝播する光の位相を設定する過程と
を備え、
前記周波数シフト量を取得する過程では、前記干渉信号の強度を、前記最小値及び最大値を用いて規格化する
ことを特徴とする光ファイバ歪み及び温度測定方法。
【請求項９】
前記歪み変化量δε及び温度変化量δＴを、前記周波数シフト量δνＳＤＨ及び前記強度δＰＢと、予め求めておいた、光ファイバ中の後方ブリルアン散乱の周波数シフトの歪み依存係数Ｃνε、温度依存係数ＣνＴ、及び後方ブリルアン散乱の散乱係数の歪み依存係数ＣＰε、温度依存係数ＣＰＴとから、下記の２元連立方程式（１）及び（２）を解くことにより取得する
ことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の光ファイバ歪み及び温度測定方法。
【数２】
2019178976.tif 000006
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ブリルアン散乱光を用いた、光ファイバ歪み及び温度測定装置並びに光ファイバ歪み及び温度測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信の発展とともに、光ファイバ自体をセンシング媒体とする光ファイバセンシングが盛んに研究されている。特に、散乱光を利用する光ファイバセンシングは、点ごとに計測する電気センサを用いる場合と違い、長距離の分布的なセンシングが可能である。このため、測定対象全体の物理量を計測することができる。
【０００３】
分布的なセンシングを行う分布型光ファイバセンシングでは、光ファイバの片端から光パルスを入射し、光ファイバ中で後方散乱された光を時間に対して測定する時間領域リフレクトメトリ（ＯＴＤＲ：Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）が代表的である。光ファイバ中の後方散乱には、レイリー散乱、ブリルアン散乱及びラマン散乱がある。この中で自然ブリルアン散乱を測定するものはＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ＯＴＤＲ）と呼ばれる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
ブリルアン散乱は、光ファイバに入射される光パルスの中心周波数に対して、ストークス側及び反ストークス側にＧＨｚ程度周波数シフトした位置に観測され、そのスペクトルはブリルアン利得スペクトル（ＢＧＳ：Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｇａｉｎ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ）と呼ばれる。ＢＧＳの周波数シフト及びスペクトル線幅は、それぞれブリルアン周波数シフト（ＢＦＳ：Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ）及びブリルアン線幅と呼ばれる。ＢＦＳ及びブリルアン線幅は、光ファイバの材質および入射光波長によって異なる。例えば、石英系のシングルモード光ファイバの場合、波長１．５５μｍにおけるＢＦＳの大きさ及びブリルアン線幅は、それぞれ約１１ＧＨｚ及び約３０ＭＨｚとなることが知られている。また、非特許文献１からシングルモードファイバ中の歪み、温度の変化に伴うＢＦＳの大きさは波長１．５５μｍにおいて、それぞれ０．０４９ＭＨｚ／με、１．０ＭＨｚ／℃である。
【０００５】
このように、ＢＦＳは歪みと温度に対して依存性を持つため、ＢＯＴＤＲは橋梁やトンネルなどに代表される大型建造物や、地滑りが発生する恐れのある箇所などの監視目的で利用可能として注目されている。  
【０００６】
ＢＯＴＤＲとして、自己遅延ヘテロダイン型のＢＯＴＤＲ（ＳＤＨ−ＢＯＴＤＲ：Ｓｅｌｆ−Ｄｅｌａｙｅｄ  Ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ  ＢＯＴＤＲ）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。ＳＤＨ−ＢＯＴＤＲでは、ＢＦＳの変化を、コヒーレント検波により与えられるビート信号の位相差として測定することにより、時間及び位相の２次元の情報を取得する。このため、ＳＤＨ−ＢＯＴＤＲでは、周波数掃引が不要であり、安価で高速測定が可能な測定器を実現できる。
【０００７】
ここで、ＢＯＴＤＲに限らずブリルアン散乱を用いた分布型光ファイバセンシングでは、上述のように、歪み及び温度の両方に対してＢＦＳが生じる。従って、歪みと温度を区別することは必須の課題である。この課題に対して、光ファイバ中の後方ブリルアン散乱の、歪み依存係数及び温度依存係数を利用した方法が提案されている（例えば、非特許文献２又は３参照）。
【０００８】
後方ブリルアン散乱では、周波数シフトだけでなく、その散乱係数も温度、歪み依存性を有することが報告されている。ＢＦＳの歪み依存係数及び温度依存係数をそれぞれＣνε及びＣνＴとし、ブリルアン散乱係数の歪み依存係数及び温度依存係数をそれぞれＣＰε及びＣＰＴとして、これらの係数をあらかじめ測定しておけば、次式で示す２元連立方程式（１）及び（２）を解くことによって歪みと温度の分離が可能となる。
【０００９】
【数１】
2019178976.tif 000003
【００１０】
ここで、δνＢ及びδＰＢは、それぞれ、ＢＦＳ及びブリルアン散乱強度の変化率である。これら、δνＢ及びδＰＢは、ＢＯＴＤＲで測定される値である。また、δε及びδＴは、それぞれ、歪み及び温度の変化量である。
【００１１】
上記２元連立方程式（１）及び（２）を解くと、次式（３）及び（４）が得られる。
【００１２】
【数２】
2019178976.tif 000004
【００１３】
ＢＯＴＤＲ装置で測定される波形はＢＧＳである。そこで、ＢＧＳのピーク周波数からＢＦＳの大きさを算出し、また、ＢＧＳのピーク周波数強度から強度変化率を算出する。この２つの測定結果と、あらかじめ測定した、４つの係数Ｃνε、ＣνＴ、ＣＰε及びＣＰＴとから、歪み及び温度の変化量δε及びδＴを分離して得ることができる。
【００１４】
図８を参照して、従来のＢＯＴＤＲ装置における歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明する。図８は、従来のＢＯＴＤＲ装置における歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明するための模式図である。図８（Ａ）〜（Ｄ）では、横軸に光ファイバの片端からの距離［単位：ｍ］を取って示している。また、図８（Ａ）及び（Ｄ）では、左軸及び右軸に、それぞれ温度変化量δＴ［単位：℃］及び歪み変化量δε［単位：με］を取って示し、図８（Ｂ）では、縦軸にＢＦＳ［単位：ＭＨｚ］を取って示し、図８（Ｃ）では、縦軸に強度変化率δＰＢ［単位：％］を取って示している。
【００１５】
図８（Ａ）は、光ファイバに与えた歪み変化及び温度変化を示す図である。図８（Ａ）では、温度変化を実線Ｉで示し、歪み変化を点線ＩＩで示す。ここでは、１ｋｍの光ファイバにおいて、光パルスが入射される片端から２００〜２５０ｍの区間に１００℃の温度変化（図８（Ａ）のＩ）、４００〜４５０ｍの区間に１０００μεの歪み変化（図８（Ａ）のＩＩ）、６００〜６５０ｍの区間に５０℃の温度変化と８００μεの歪み変化が付与されたものとする。
【００１６】
図８（Ｂ）は、ＢＦＳの測定結果を示す図であり、図８（Ｃ）は、強度変化率の測定結果を示す図である。また、図８（Ｄ）は、図８（Ｂ）及び（Ｃ）に示す測定結果から、上記式（３）及び（４）を用いて分離した、歪み及び温度の変化量δε及びδＴを示す図である。このように、ＢＯＴＤＲ装置で測定されるＢＧＳから、明確に歪み変化（図８（Ｄ）のＩＩ）、及び温度変化（図８（Ｄ）のＩ）を分離して取得することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００１−１６５８０８号公報
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】Ｔ．Ｋｕｒａｓｈｉｍａ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  Ｏｐｔｉｃａｌ−ｆｉｂｅｒ  ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ”，ＩＥＩＣＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｃｏｍｍｕｎ．，  ｖｏｌ．Ｅ７６−Ｂ，  ｎｏ．４，  ｐｐ．３８２−３９０  （１９９３）
【非特許文献２】Ｔ．Ｒ．Ｐａｒｋｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｓｔｒａｉｎ  ａｎｄ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｆｒｏｍ  ｎｏｉｓｅ−ｉｎｉｔｉａｔｅｄ  Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  ｉｎ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｉｂｅｒｓ”，ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．，  ｖｏｌ．３４，  Ｎｏ．４，  ｐｐ．６４５−６５９  （１９９８）
【非特許文献３】Ｙ．Ｓａｋａｉｒｉ  ｅｔ  ａｌ．，“Ａｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｍｅａｓｕｒｉｎｇ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ａｎｄ  ｓｔｒａｉｎ  ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ  ｂｙ  ＢＯＴＤＲ  ａｎｄ  ＯＴＤＲ”，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，  ｖｏｌ．４９２０，  ｐｐ．２７４−２８４  （２００２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
上述した分離方法では、光ファイバ中の、歪み変化及び温度変化のみを考慮している。しかしながら、実際の測定環境下では、光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続による、強度変化が生じる。
【００２０】
図９を参照して、コネクタ接続による損失が生じた場合の、歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明する。図９は、コネクタ接続による損失が生じた場合の、歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明するための模式図である。図９（Ａ）は、強度変化率の測定結果を示す図である。また、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）及び図９（Ａ）に示す測定結果から、上記式（３）及び（４）を用いて分離した、歪み及び温度の変化量δε及びδＴを示す図である。
【００２１】
図９（Ａ）及び（Ｂ）では、横軸に光ファイバの片端からの距離［単位：ｍ］を取って示している。図９（Ａ）では、縦軸に強度変化率δＰＢ［単位：％］を取って示している。また、図９（Ｂ）では、左軸及び右軸に、それぞれ温度変化量δＴ［単位：℃］及び歪み変化量δε［単位：με］を取って示している。
【００２２】
ここでは、図８（Ａ）を参照して説明した、光ファイバに与えられた歪み変化量及び温度変化量に加えて、光ファイバ中の３００ｍの地点においてコネクタ接続による０．２ｄＢ程度の損失が生じたものとする。
【００２３】
コネクタ接続による強度損失が生じる場合、図９（Ａ）に示されるように、３００ｍ以降の強度変化率に、強度損失の影響がオフセットとして重畳されている。この結果、図９（Ｂ）に示されるように、分離後の温度（Ｉ）は約１５℃、歪み（ＩＩ）は約２６０με真値から外れた結果となることが分かる。
【００２４】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、測定される強度変化率に対する、光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続などに起因する強度損失の影響を除去可能な、光ファイバ歪み及び温度測定装置並びに光ファイバ歪み及び温度測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上述した目的を達成するために、この発明の光ファイバ歪み及び温度測定装置は、光源部と、分岐部と、光周波数シフタ部と、遅延部と、合波部と、コヒーレント検波部と、電気信号生成部と、周波数シフト量取得部と、信号強度取得部と、信号処理部とを備えて構成される。
【００２６】
光源部は、プローブ光を生成する。プローブ光は、測定対象となる光ファイバ（被測定光ファイバ）に入射される。分岐部は、プローブ光により被測定光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する。光周波数シフタ部は、第１光路及び第２光路のいずれか一方に設けられており、ビート周波数の周波数シフトを与える。遅延部は、第１光路及び第２光路のいずれか一方に設けられており、第１光路及び第２光路を伝播する光の間に遅延時間差を与える。合波部は、第１光路及び第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する。コヒーレント検波部は、合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力する。電気信号生成部は、第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する。周波数シフト量取得部は、第１電気信号が２分岐された一方と第２電気信号とをホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する。この第１電気信号は、いわゆるビート信号である。信号強度取得部は、第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する。
【００２７】
信号処理部は、参照強度変化率取得手段、強度変化率取得手段、減算手段及び歪み・温度分離手段を有する。参照強度変化率取得手段は、信号強度取得部で得られた強度の情報から、初期状態の強度変化率の情報を、参照強度変化率として取得する。強度変化率取得手段は、信号強度取得部で得られた強度の情報から、強度変化率の情報を取得する。減算手段は、強度変化率取得手段が取得する強度変化率から、参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する。歪み・温度分離手段は、周波数シフト量取得部で取得された周波数シフト量と、オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する。
【００２８】
また、光ファイバ歪み及び温度測定装置の他の好適実施形態によれば、光周波数シフタ部に換えて、第１光周波数シフタ部と、第２光周波数シフタ部を備えて構成される。
【００２９】
第１光周波数シフタ部は、第１光路に設けられており、第１周波数の周波数シフトを与える。第２光周波数シフタ部は、第２光路に設けられており、第２周波数の周波数シフトを与える。この場合、第２電気信号は、第１周波数と第２周波数の差周波として生成されるので、いわゆるビート信号となる。
【００３０】
また、光ファイバ歪み及び温度測定装置の他の好適実施形態によれば、光源部と、分岐部と、自己遅延ホモダイン干渉計と、信号強度取得部と、信号処理部とを備えて構成される。
【００３１】
光源部は、プローブ光を生成する。分岐部は、プローブ光により測定対象となる光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、２分岐する。自己遅延ホモダイン干渉計は、分岐部で２分岐された一方の散乱光が入力されて自己遅延型のホモダイン干渉により干渉信号を生成する。信号強度取得部は、分岐部で２分岐された他方の散乱光が入力されて、散乱光の強度を取得する。信号処理部は、干渉信号の強度が示す周波数シフト量と、オフセット除去強度変化率から歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する。ここで、自己遅延ホモダイン干渉計では、２分岐された一方の散乱光の位相を変化させることができる。
【００３２】
また、この発明の光ファイバ歪み及び温度測定方法は、以下の過程を備えて構成される。
【００３３】
先ず、プローブ光を生成する。プローブ光は、被測定光ファイバに入射される。次に、プローブ光により被測定光ファイバで発生する後方ブリルアン散乱光を、第１光路及び第２光路に２分岐する。次に、第１光路及び第２光路のいずれか一方を伝播する光に対して、ビート周波数の周波数シフトを与える。次に、第１光路及び第２光路を伝播する光の間に遅延時間差を与える。次に、第１光路及び第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する。次に、合波光をヘテロダイン検波して差周波を第１電気信号として出力する。次に、第１電気信号と同じ周波数を持つ第２電気信号を生成する。次に、第１電気信号が２分岐された一方と第２電気信号を、ホモダイン検波して、周波数シフト量を取得する。また、第１電気信号の強度の情報を強度信号として生成する。
【００３４】
次に、強度の情報から、強度変化率の情報を取得し、強度変化率から、予め取得しておいた参照強度変化率を減算して、オフセット除去強度変化率を取得する。周波数シフト量と、オフセット除去強度変化率から、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを分離して取得する。
【００３５】
また、光ファイバ歪み及び温度測定方法の他の好適実施形態によれば、第１光路を伝播する光に対して、第１周波数の周波数シフトを与え、及び、第２光路を伝播する光に対して、第２周波数の周波数シフトを与える。
【００３６】
この光ファイバ歪み及び温度測定方法の実施に当たり、好適には、歪み変化量δε及び温度変化量δＴを、周波数シフト量δνＢ及び強度変化率δＰＢと、予め求めておいた、光ファイバ中の後方ブリルアン散乱の周波数シフトの歪み依存係数Ｃνε、温度依存係数ＣνＴ、及び後方ブリルアン散乱の散乱係数の歪み依存係数ＣＰε、温度依存係数ＣＰＴとから、上記２元連立方程式（１）及び（２）を解くことにより取得する。
【発明の効果】
【００３７】
この発明の光ファイバ歪み及び温度測定装置及び光ファイバ歪み及び温度測定方法によれば、測定された強度変化率から、予め取得された、参照強度変化率を減算することで、光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続などによる、歪み変化や温度変化に起因しない強度損失の影響を相殺し、歪み変化量及び温度変化量を分離して取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】第１測定装置の模式的なブロック図である。
【図２】第１測定装置が備える信号処理部の模式的なブロック図である。
【図３】第１測定装置が備える信号処理部の動作を説明する模式図である。
【図４】第２測定装置の模式的なブロック図である。
【図５】第３測定装置の模式的なブロック図である。
【図６】自己遅延ホモダイン干渉計の模式図である。
【図７】光ファイバ歪み及び温度測定装置で行われる規格化を説明する模式図である。
【図８】従来のＢＯＴＤＲ装置における歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明するための模式図である。
【図９】コネクタ接続による損失が生じた場合の、歪み変化量δε及び温度変化量δＴの分離を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各図は、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００４０】
（第１実施形態）
図１〜３を参照して、第１実施形態の光ファイバ歪み及び温度測定装置（以下、第１測定装置とも称する。）について説明する。図１は、第１測定装置の模式的なブロック図である。図２は、第１測定装置が備える信号処理部の模式的なブロック図である。図３は、第１測定装置が備える信号処理部の動作を説明する模式図である。
【００４１】
第１測定装置は、光源部１０、サーキュレータ２０、光増幅器３０、光バンドパスフィルタ３２、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０、信号強度取得部８０、タイミング制御器８８及び信号処理部９０を備えて構成される。
【００４２】
光源部１０は、プローブ光を生成する。光源部１０は、連続光を生成する光源１２と、連続光から光パルスを生成する光パルス発生器１４を備えて構成される。
【００４３】
ここで、第１測定装置は、周波数変化に応じた位相差を測定する。このため、光源１２の周波数揺らぎ及び周波数スペクトル線幅（以下、単に線幅とも称する。）は、ブリルアンシフトよりも十分に小さくなければならない。そこで、光源１２として周波数安定化狭線幅光源が用いられる。例えば、測定対象となる光ファイバ（以下、被測定光ファイバとも称する。）１００の歪みを０．００８％としたとき、ブリルアンシフトは４ＭＨｚに相当する。このため、０．００８％程度の歪みを測定するには、光源１２の周波数揺らぎ及び線幅は４ＭＨｚより十分に小さく、数１０ｋＨｚ以下であることが望ましい。なお、周波数揺らぎ及び線幅が１０ｋＨｚ程度若しくはそれ以下の狭線幅レーザが、既製品として一般に入手可能である。
【００４４】
光パルス発生器１４は、任意好適な従来周知の、音響光学（ＡＯ：Ａｃｏｕｓｔ  Ｏｐｔｉｃａｌ）変調器又は電気光学（ＥＯ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｏｐｔｉｃａｌ）変調器を用いて構成される。光パルス発生器１４は、タイミング制御器８８で生成された電気パルスに応じて、連続光から光パルスを生成する。この光パルスの繰り返し周期は、被測定光ファイバ１００を光パルスが往復するのに要する時間よりも長く設定される。この光パルスが、プローブ光として、光源部１０から出力される。
【００４５】
この光源部１０から出力されたプローブ光は、サーキュレータ２０を経て、被測定光ファイバ１００に入射される。なお、サーキュレータ２０に換えて、光カプラを用いても良い。
【００４６】
被測定光ファイバ１００からの後方散乱光は、サーキュレータ２０を経て、例えば、エルビウム添加光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）などで構成される光増幅器３０に送られる。光増幅器３０で増幅された後方散乱光は、光バンドパスフィルタ３２に送られる。光バンドパスフィルタ３２は、１０ＧＨｚ程度の透過帯域を有しており、自然ブリルアン散乱光のみを透過する。この自然ブリルアン散乱光は、自己遅延ヘテロダイン干渉計４０に送られる。
【００４７】
自己遅延ヘテロダイン干渉計４０は、分岐部４２、光周波数シフタ部４３、遅延部４６、合波部４８、コヒーレント検波部５０及び電気信号生成部７０を備えて構成される。
【００４８】
電気信号生成部７０の局発電気信号源７２は、周波数ｆＡＯＭの電気信号を生成する。
【００４９】
分岐部４２は、プローブ光により被測定光ファイバ１００で発生する後方ブリルアン散乱光を、光バンドパスフィルタ３２を経て受け取り、第１光路及び第２光路に２分岐する。
【００５０】
光周波数シフタ部４３は、第１光路に設けられている。光周波数シフタ部４３は、局発電気信号源７２で生成された周波数ｆＡＯＭの電気信号を用いて、第１光路を伝播する光に対して、周波数ｆＡＯＭの周波数シフトを与える。
【００５１】
また、この構成例では、第２光路に遅延部４６が設けられている。遅延部４６は、第２光路を伝播する光に時間τの遅延を与える。
【００５２】
合波部４８は、第１光路及び第２光路を伝播する光を合波して合波光を生成する。
【００５３】
コヒーレント検波部５０は、合波光をヘテロダイン検波してビート信号を生成する。コヒーレント検波部５０は、例えば、バランス型フォトダイオード（ＰＤ）５２とＦＥＴ増幅器５４を備えて構成される。
【００５４】
コヒーレント検波部５０で生成されたビート信号は２分岐され、一方が第１電気信号としてミキサー部５６に送られ、他方が信号強度取得部８０に送られる。また、局発電気信号源７２で生成された電気信号は第２電気信号としてミキサー部５６に送られる。
【００５５】
ミキサー部５６は、第１電気信号と、第２電気信号とをホモダイン検波して、ホモダイン信号を生成する。ミキサー部５６で生成されたホモダイン信号は、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）５８を経て、信号処理部９０に送られる。ここで、ミキサー部５６及びＬＰＦ５８は、周波数シフト量取得部を構成する。周波数シフト量取得部から、上記式（１）におけるδνＢが得られる。
【００５６】
信号強度取得部８０は、２乗回路８２、ＬＰＦ８４、及び１／２乗回路８６を備えて構成される。信号強度取得部８０は、コヒーレント検波部５０の出力であるビート信号の包絡線検波の機能を実現する。この結果、ビート信号が、２乗回路８２、ＬＰＦ８４、及び１／２乗回路８６を順に通過すると、ビート信号の強度情報が得られる。すなわち、２乗回路８２、ＬＰＦ８４、及び１／２乗回路８６から、上記式（２）におけるδＰＢが得られる。ビート信号の強度情報は、信号処理部９０に送られる。
【００５７】
信号処理部９０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１９０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）９２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９４及び記憶部９６を備えて構成される。ＣＰＵ１９０がＲＯＭ９２に格納されているプログラムを実行することにより参照強度変化率取得手段１９２、強度変化率取得手段１９４、減算手段１９６及び歪み・温度分離手段１９８が実現される。各機能手段での処理結果は、ＲＡＭ９４に格納される。
【００５８】
参照強度変化率取得手段１９２は、信号強度取得部８０で得られたビート信号の強度情報から、初期状態の強度変化率の情報を、参照強度変化率９８として取得し、記憶部９６に格納する（図３（Ａ）中の点線ＩＩ）。ここで、初期状態は、例えば、光ファイバを敷設した時点で、歪み及び温度変化が与えられていない状態である。
【００５９】
強度変化率取得手段１９４は、参照強度変化率取得手段１９２と同様に信号強度取得部８０で得られたビート信号の強度情報から、使用状態の測定強度変化率の情報を取得する（図３（Ａ）中の実線Ｉ）。ここで、使用状態は、例えば、光ファイバに歪み変化又は温度変化が与えられうる状態である。
【００６０】
減算手段１９６は、強度変化率取得手段１９４が取得する測定強度変化率から、参照強度変化率を減算し、オフセット除去強度変化率を取得する。これにより、測定強度変化率にオフセットとして重畳されている、光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続などによる、歪み変化や温度変化に起因しない強度損失の影響を相殺できる。この結果、歪み変化及び温度変化に由来する強度変化率のみ抽出される（図３（Ｂ））。
【００６１】
歪み・温度分離手段１９８は、周波数シフト量取得部で取得された周波数シフト量と、減算手段１９６で得られたオフセット除去強度変化率から、歪み変化量と温度変化量を分離して取得する。この歪み・温度分離手段１９８での処理は、上記２元連立方程式（１）及び（２）を解き、上記式（３）及び（４）を得る処理に対応する。
【００６２】
上述した第１測定装置では、光ファイバのコネクタ接続や、別種の光ファイバの接続などによる、歪み変化や温度変化に起因しない強度損失の影響を相殺し、歪み変化量及び温度変化量を分離して取得することができる。
【００６３】
（第２実施形態）
図４を参照して、第２実施形態の光ファイバ歪み及び温度測定装置（以下、第２測定装置とも称する。）について説明する。第２測定装置では、自己遅延ヘテロダイン干渉計４１の第１光路に第１光周波数シフタ部４４が設けられている。また、第２光路に第２光周波数シフタ部４５と遅延部４６が設けられている。
【００６４】
電気信号生成部７１は第１局発電気信号源７３、第２局発電気信号源７４、ミキサー部７５及びローパスフィルタ（ＬＰＦ）７６を備えて構成される。なお、第１局発電気信号源７３、第２局発電気信号源７４は電気信号生成部７１の外部に在っても良い。第１局発電気信号源７３は、第１周波数ｆ１の電気信号を生成する。第２局発電気信号源７４は、第２周波数ｆ２の電気信号を生成する。ミキサー部７５は、第１周波数ｆ１の電気信号と、第２周波数ｆ２の電気信号から、第１周波数ｆ１及び第２周波数ｆ２の和周波数成分と差周波数成分を生成する。ＬＰＦ７６はミキサー部７５で生成される信号から差周波数成分ｆＡＯＭ（＝ｆ１−ｆ２）のビート信号を出力する。
【００６５】
第１光周波数シフタ部４４は、第１光路に設けられている。第１光周波数シフタ部４４は、第１局発電気信号源７３で生成された第１周波数ｆ１の電気信号を用いて、第１光路を伝播する光に対して、第１周波数ｆ１の周波数シフトを与える。
【００６６】
第２光周波数シフタ部４５は、第２光路に設けられている。第２光周波数シフタ部４５は、第２局発電気信号源７４で生成された第２周波数ｆ２の電気信号を用いて、第２光路を伝播する光に対して、第２周波数ｆ２の周波数シフトを与える。
【００６７】
第２測定装置は、自己遅延ヘテロダイン干渉計４１において、第１光路及び第２光路の両者に光周波数シフタ部を備える点と、電気信号生成部７１の構成が、第１測定装置と異なっている。その他の構成は、第１測定装置と同様なので、重複する説明を省略する。
【００６８】
第１測定装置は、光周波数シフタ部や局発電気信号源が１つであるため、第２測定装置に比べて、製造コストの面で有利である。一方、第２測定装置は、合波部で合波される２つの光の周波数が近い値であるため、ホモダイン検波を行うという観点では、より高精度の測定を行うことができる。
【００６９】
（第３実施形態）
図５を参照して、第３実施形態の光ファイバ歪み及び温度測定装置（以下、第３測定装置とも称する。）について説明する。図５は、第３測定装置の模式的なブロック図である。
【００７０】
第３測定装置は、光源部１０、光サーキュレータ２０、光増幅器３０、光バンドパスフィルタ３２、分岐部３４、自己遅延ホモダイン干渉計１４０、信号強度取得部１８０、信号処理部９０及びタイミング制御器８８を備えて構成される。
【００７１】
光源部１０から光バンドパスフィルタ３２までの構成及び動作は、第１測定装置と同様なので重複する説明を省略する。
【００７２】
光バンドパスフィルタ３２は、後方散乱光のうち自然ブリルアン散乱光のみを透過する。この自然ブリルアン散乱光は、分岐部３４に送られる。
【００７３】
分岐部３４は、自然ブリルアン散乱光を２分岐して、一方を自己遅延ホモダイン干渉計１４０に送り、他方を信号強度取得部１８０に送る。
【００７４】
自己遅延ホモダイン干渉計１４０は、干渉計分岐部１４２、遅延調整部１４４、干渉計合波部１４６及びコヒーレント検波部５０を備えて構成される。自己遅延ホモダイン干渉計１４０に送られた自然ブリルアン散乱光は、干渉計分岐部１４２で第１光路及び第２光路に２分岐される。第１光路には遅延調整部１４４が設けられている。第１光路に送られた光は遅延調整部１４４を経て干渉計合波部１４６に送られる。第２光路に送られた光はそのまま干渉計合波部１４６に送られる。
【００７５】
干渉計合波部１４６は、第１光路及び第２光路を経て受け取った光を合波して干渉光を生成し、この干渉光をコヒーレント検波部５０に送る。
【００７６】
コヒーレント検波部５０は、バランス型フォトダイオード（ＰＤ）５２及びＦＥＴ増幅器５４で構成される。干渉光は、バランス型ＰＤ５２で電気信号に変換された後、ＦＥＴ増幅器５４で増幅される。増幅された電気信号は干渉信号として信号処理部９０に送られる。この干渉信号から周波数シフト量を取得する。
【００７７】
信号強度取得部１８０は、強度測定用遅延路１８２、及び、散乱光受光部１８４を備えて構成される。分岐部３４で２分岐されて信号強度取得部１８０に送られた散乱光は、強度測定用遅延路１８２で所定の遅延を受けた後、散乱光受光部１８４に送られる。散乱光受光部１８４は、例えば、ＰＤ１８６及びＦＥＴ増幅器１８８で構成される。散乱光は、ＰＤ１８６で電気信号に変換された後、ＦＥＴ増幅器１８８で増幅される。増幅された電気信号は、強度の情報として信号処理部９０に送られる。
【００７８】
信号処理部９０は、第１測定装置と同様に構成される。
【００７９】
ここで、偏波変動の影響を防ぐために、自己遅延ホモダイン干渉計１４０は、いわゆる空間結合系で構成されるのが良い。図６は、空間結合系で構成された、自己遅延ホモダイン干渉計の模式図である。
【００８０】
自己遅延ホモダイン干渉計１４０は、例えば、第１及び第２のハーフミラー１５２及び１５６と、第１及び第２のミラー１５４及び１５５と、位相制御素子１５３を備えて構成される。
【００８１】
第１のハーフミラー１５２、第１のミラー１５４、第２のミラー１５５、及び第２のハーフミラー１５６は、例えば長方形の頂点に配置される。第１のハーフミラー１５２に入力された光は、第１のハーフミラー１５２で２分岐される。２分岐された一方は、第２のハーフミラー１５６に送られ、他方は、第１のミラー１５４、及び、第２のミラー１５５を経て、第２のハーフミラー１５６に送られる。第２のハーフミラー１５６に入力された光は、コヒーレント検波部５０に送られる。
【００８２】
また、位相制御素子１５３は、第１のハーフミラー１５２、第１のミラー１５４、第２のミラー１５５及び第２のハーフミラー１５６を結ぶ光路上に設けられる。
【００８３】
この場合、第１のハーフミラー１５２が干渉計分岐部１４２として、また、第２のハーフミラー１５６が干渉計合波部１４６として機能する。また、第１のミラー１５４、第２のミラー１５５及び位相制御素子１５３が、遅延調整部１４４として機能する。
【００８４】
第１のハーフミラー１５２及び第２のハーフミラー１５６を結ぶ辺を第１の辺とし、第１のミラー１５４及び第２のミラー１５５を結ぶ辺を第２の辺とするとき、第２の辺を第１の辺に直交する方向に移動させることで、第１光路を伝播する光の光路長、すなわち、遅延量が変わる。また、位相制御素子１５３は、例えば、信号処理部９０からの電気信号により位相、すなわち、微小な遅延量が変わる。
【００８５】
次に、図７を参照して光ファイバ歪み及び温度測定装置で行われる規格化を説明する。ここで、ホモダイン検波後の信号は直流（ＤＣ）信号であり、位相変化量の基準となる初期位相が分からない。このため、ＢＦＳが生じている区間（図７（Ａ）中、ＩＩで示す区間）の強度をみたときに、ＢＦＳが生じていない参照区間（図７（Ａ）中、Ｉで示す区間）の強度に対し、その大きさや変化の方向が定まらない。従って、周波数シフト量を算出するためには、規格化処理が必要となる。この規格化処理は例えば以下のように行われる。
【００８６】
先ず、位相制御素子１５３の電圧を、位相が０から２πまで掃引するように変化させ、ＢＦＳが生じていない参照区間の平均強度を測定し、平均強度の最小値（Ｍｉｎ）と最大値（Ｍａｘ）を取得する（図７（Ｂ）参照）。
【００８７】
次に、参照区間の平均強度が、取得した最小値と最大値の中間値（Ｍｉｄ＝（Ｍａｘ＋Ｍｉｎ）／２）になるように位相制御素子１５３に印加する電圧を調整する。
【００８８】
ＢＦＳが生じた区間の強度Ｐを以下の式で規格化する。
【００８９】
Ｐｎ＝（Ｐ−Ｍｉｄ）／（Ｍａｘ−Ｍｉｎ）
Ｐｎは、規格化後の強度を示す。この規格化後の強度Ｐｎから、ＢＦＳの周波数シフト量を得ることができる。
【００９０】
ここで、Ｐｎの絶対値が、歪み又は温度変化による周波数シフトの大きさを示す。また、Ｐｎの符号により、歪みが圧縮方向であるか引張り方向であるか、または、温度変化が上昇方向か低下方向であるかがわかる。
【００９１】
また、ここでは、参照区間の平均強度を中間値としたが、これに限定されない。平均強度は、最小値と最大値の間の任意好適な基準値に設定することができる。  
【００９２】
例えば、温度変化に着目し、参照区間の平均強度を中間値とした場合に、−２５０℃〜＋２５０℃の範囲の温度変化を測定できるのであれば、参照区間の平均強度を中間値より低くすることで、例えば、−１００℃〜＋４００℃の範囲の温度変化を測定可能に設定できる。また、Ｍａｘ−Ｍｉｎは、５００℃の温度範囲に対応する。
【００９３】
信号処理部は、干渉信号から、ＢＦＳを取得し、第１測定装置と同様に、歪み変化量及び温度変化量を分離して取得することができる。信号処理部９０が備える、参照強度変化率取得手段１９２、強度変化率取得手段１９４、減算手段１９６及び歪み・温度分離手段１９８の構成及び動作は、第１測定装置と同様なので重複する説明を省略する。
【００９４】
この第３測定装置は、自己遅延ホモダイン干渉計による測定を行うため、ヘテロダイン干渉計による測定と比べて、３ｄＢの信号雑音比（Ｓ／Ｎ）の改善効果を望める。また、自己遅延ホモダイン干渉計では、周波数シフタ等のデバイスも削減できるため、装置の小型化、低コスト化にも有効である。
【符号の説明】
【００９５】
１０    光源部
２０    サーキュレータ
３０    光増幅器
３２    光バンドパスフィルタ
３４、４２    分岐部
４０、４１    自己遅延ヘテロダイン干渉計
４３    光周波数シフタ部
４４    第１光周波数シフタ部
４５    第２光周波数シフタ部
４６    遅延部
４８    合波部
５０    コヒーレント検波部
５２    バランス型ＰＤ
５４    ＦＥＴ増幅器
５６，７５    ミキサー部
５８，７６，８４    ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
７０、７１    電気信号生成部
７２    局発電気信号源
７３    第１局発電気信号源
７４    第２局発電気信号源
８０    信号強度取得部
８２    ２乗回路
８６    １／２乗回路
８８    タイミング制御器
９０    信号処理部
【図１】
2019178976.tif 000007
【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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