(57)【要約】【課題】従来よりも正確な光スペクトラムを求めることができるスペクトラム補正装置等を提供する。【解決手段】スペクトラム補正装置は、被測定光Ｌを測定して得られる光スペクトラムの形状を、光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析部２４ａと、分析部２４ａの分析結果に基づいて、光スペクトラムの形状に応じた補正処理をスペクトラムデータに対して行う補正部２４ｂと、補正部２４ｂにより補正が行われたスペクトラムデータを合成する合成部２４ｃと、を備える。【選択図】図１
2019190952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析部と、
前記分析部の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正部と、
前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成部と、
を備えるスペクトラム補正装置。
【請求項２】
前記補正部は、前記分析部の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う、請求項１記載のスペクトラム補正装置。
【請求項３】
前記補正部には、前記光スペクトラムの波長分解能を補正する第１補正方法と、前記光スペクトラムを波長軸方向又は周波数軸方向に伸縮させて前記光スペクトラムの形状を補正する第２補正方法とが少なくとも用意されている、請求項２記載のスペクトラム補正装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記分析部によって分析された前記光スペクトラムの傾きに応じて、前記第１補正方法又は前記第２補正方法を選択して前記補正処理を行う、請求項３記載のスペクトラム補正装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記光スペクトラムの傾きの絶対値が予め規定された閾値以下である部分については、前記第１補正方法を選択して前記補正処理を行い、前記光スペクトラムの傾きの絶対値が前記閾値よりも大きい部分については、前記第２補正方法を選択して前記補正処理を行う、請求項４記載のスペクトラム補正装置。
【請求項６】
前記補正部は、前記光スペクトラムの傾きの絶対値と予め規定された複数の閾値との比較結果に応じて、前記光スペクトラムの形状に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う、請求項２記載のスペクトラム補正装置。
【請求項７】
前記閾値は、前記被測定光の測定に用いられる分光器の特性に応じて設定される、請求項５又は請求項６記載のスペクトラム補正装置。
【請求項８】
前記合成部は、合成後の前記光スペクトラムに不連続性が生じないように、前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する、請求項１から請求項７の何れか一項に記載のスペクトラム補正装置。
【請求項９】
前記合成部は、前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータの少なくとも一部を光パワー軸方向に加工することによって前記不連続性が生じないようにする、請求項８記載のスペクトラム補正装置。
【請求項１０】
前記補正部は、前記分析部によって分析された前記光スペクトラムに重畳されているノイズ成分の量に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う、請求項２記載のスペクトラム補正装置。
【請求項１１】
被測定光を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析ステップと、
前記分析ステップの分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正ステップと、
前記補正ステップにより補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成ステップと、
を有するスペクトラム補正方法。
【請求項１２】
コンピュータを、
被測定光を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析手段と、
前記分析手段の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正手段と、
前記補正手段により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成手段と、
して機能させるスペクトラム補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム補正装置、スペクトラム補正方法、及びスペクトラム補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
被測定光の波長毎又は周波数毎の強度特性（光スペクトラム）は、光スペクトラムアナライザを用いて測定されることが多い。この光スペクトラムアナライザは、例えば、被測定光を分光する分光器、分光器によって分光された光を検出する光検出器、光検出器から出力される検出信号に対する信号処理を行って光スペクトラムを求める処理装置を備えており、横軸を波長又は周波数とし、縦軸を強度（パワー）とする二次元のグラフを表示する装置である。
【０００３】
以下の特許文献１には、従来の光スペクトラムアナライザの一例が開示されている。具体的には、分光器の出射スリットの幅を任意に変化させることのできない場合等においても、任意に定めた波長帯域幅（波長分解能）における光スペクトラムを正しく求めることができる光スペクトラムアナライザが開示されている。この光スペクトラムアナライザは、測定された光スペクトラムの各測定点ｉにおける光強度測定値Ｐ（ｉ）を、上記の任意に定めた波長帯域幅（波長分解能）をもって、波長軸方向に単純移動平均（移動加算）する補正処理を行っている。このような補正処理を行うことで、分光器の波長分解能がいわば補正されることになるため、任意に定めた波長帯域幅（波長分解能）における光スペクトラムを正しく求めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３１８９１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１に開示された光スペクトラムアナライザは、上記の補正処理を行うことで、多くの場合において、任意に定めた波長帯域幅（波長分解能）における光スペクトラムを正しく求めることができる。しかしながら、特定の場合（例えば、ＤＦＢ（Distributed Feed-Back）レーザの主モードのように、被測定光の波長帯域幅が測定波長分解能より狭い場合）には、上記の補正処理を行っても正確な光スペクトラムを求めることができないことがあるという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも正確な光スペクトラムを求めることができるスペクトラム補正装置、スペクトラム補正方法、及びスペクトラム補正プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、被測定光（Ｌ）を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析部（２４ａ）と、前記分析部の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正部（２４ｂ）と、前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成部（２４ｃ）と、を備える。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部が、前記分析部の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部には、前記光スペクトラムの波長分解能を補正する第１補正方法と、前記光スペクトラムを波長軸方向又は周波数軸方向に伸縮させて前記光スペクトラムの形状を補正する第２補正方法とが少なくとも用意されている。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部が、前記分析部によって分析された前記光スペクトラムの傾きに応じて、前記第１補正方法又は前記第２補正方法を選択して前記補正処理を行う。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部が、前記光スペクトラムの傾きの絶対値が予め規定された閾値（Ｓｔｈ）以下である部分については、前記第１補正方法を選択して前記補正処理を行い、前記光スペクトラムの傾きの絶対値が前記閾値よりも大きい部分については、前記第２補正方法を選択して前記補正処理を行う。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部が、前記光スペクトラムの傾きの絶対値と予め規定された複数の閾値（Ｓｔｈ１、Ｓｔｈ２）との比較結果に応じて、前記光スペクトラムの形状に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記閾値が、前記被測定光の測定に用いられる分光器の特性に応じて設定される。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記合成部が、合成後の前記光スペクトラムに不連続性が生じないように、前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記合成部が、前記補正部により補正が行われた前記スペクトラムデータの少なくとも一部を光パワー軸方向に加工することによって前記不連続性が生じないようにする。
また、本発明の一態様によるスペクトラム補正装置は、前記補正部が、前記分析部によって分析された前記光スペクトラムに重畳されているノイズ成分の量に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて前記補正処理を行う。
本発明の一態様によるスペクトラム補正方法は、被測定光（Ｌ）を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析ステップ（Ｓ１２、Ｓ２１）と、前記分析ステップの分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正ステップ（Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ２３）と、前記補正ステップにより補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成ステップ（Ｓ１６）と、を有する。
本発明の一態様によるスペクトラム補正プログラムは、コンピュータを、被測定光（Ｌ）を測定して得られる光スペクトラムの形状を、前記光スペクトラムをなすスペクトラムデータを用いて分析する分析手段（２４ａ）と、前記分析手段の分析結果に基づいて、前記光スペクトラムの形状に応じた補正処理を前記スペクトラムデータに対して行う補正手段（２４ｂ）と、前記補正手段により補正が行われた前記スペクトラムデータを合成する合成手段（２４ｃ）と、して機能させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、従来よりも正確な光スペクトラムを求めることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態によるスペクトラム補正装置を備える光スペクトラムアナライザの要部構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるスペクトラム補正方法を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１実施形態における光スペクトラム形状の分析結果の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１実施形態において補正処理が行われた光スペクトラムの一例を示す図である。
【図５】図４（ｂ）に示す光スペクトラムのピーク部分を拡大した図である。
【図６】本発明の第１実施形態において合成処理により得られる光スペクトラムの一例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態によるスペクトラム補正方法を示すフローチャートである。
【図８】従来の光スペクトラムアナライザで生ずる問題点１を説明するための図である。
【図９】従来の光スペクトラムアナライザで生ずる問題点２を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態によるスペクトラム補正装置、スペクトラム補正方法、及びスペクトラム補正プログラムについて詳細に説明する。以下では、まず本実施形態の概要について説明し、その後に各実施形態の詳細について説明する。
【００１１】
〔概要〕
本発明の実施形態は、従来よりも正確な光スペクトラムを求めるようにするものである。具体的には、被測定光の波長帯域幅が測定波長分解能より狭い場合に、従来の光スペクトラムアナライザで生ずる以下の２つの問題点を解消することで、従来よりも正確な光スペクトラムを求めるようにするものである。
【００１２】
［問題点１］補正後の光スペクトラムのピーク部分の頂部形状が丸くなり、しかもピーク部分が全体的に太って光スペクトラムのシャープさが欠けてしまい、光スペクトラムの近傍ダイナミックレンジ（光スペクトラムのあるピーク部分に隣接する他のピーク部分を分離して測定する性能）が低下する。
［問題点２］光スペクトラムのピークパワーが補正前後で一致しない。
【００１３】
図８は、従来の光スペクトラムアナライザで生ずる問題点１を説明するための図である。尚、図８（ａ）は、光スペクトラムの１つのピーク部分を拡大して示す図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すピーク部分を更に拡大した図である。図８に示す光スペクトラムＳＰ１０１〜ＳＰ１０３は、波長が１５４８．４３４［ｎｍ］であり、光パワーが約１０［ｄＢｍ］のＤＦＢレーザ光源から射出されるレーザ光を測定して得られたものである。
【００１４】
光スペクトラムＳＰ１０１は、波長分解能が０．０６９［ｎｍ］に設定された分光器を用いて上記のレーザ光を測定して得られたものである。光スペクトラムＳＰ１０２は、光スペクトラムＳＰ１０１をなすスペクトラムデータに対し、波長分解能が０．１［ｎｍ］になるように従来技術を用いて補正して得られたものである。光スペクトラムＳＰ１０３は、波長分解能が０．１［ｎｍ］に設定された分光器を用いて上記のレーザ光を測定して得られたものである。
【００１５】
一般的に分光器の波長分解能は、単一波長光源を測定した光スペクトラムのピーク（最頂部）から３［ｄＢ］だけ下がった部分における幅（半値全幅）で表される。図８（ａ）に示す光スペクトラムのピーク部分ＰＫを拡大した図８（ｂ）を参照すると、光スペクトラムＳＰ１０１の波長分解能は、分光器に設定された波長分解能と同じ０．０６９［ｎｍ］であることが分かる。また、光スペクトラムＳＰ１０２の波長分解能は、補正されるべき波長分解能０．１［ｎｍ］になっていることが分かる。更に、光スペクトラムＳＰ１０３の波長分解能は、分光器に設定された波長分解能と同じ０．１［ｎｍ］であることが分かる。つまり、波長分解能のみに着目すると、従来技術においても所望の波長分解能に補正されていることが分かる。
【００１６】
しかしながら、図８（ａ）に示す通り、光スペクトラムのピーク部分ＰＫの全体を参照すると、補正後の光スペクトラムＳＰ１０２は、補正なしの光スペクトラムＳＰ１０３に比べてピーク部分ＰＫの頂部形状が丸くなり、しかもピーク部分ＰＫが全体的に太って光スペクトラムのシャープさが欠けてしまっていることが分かる。尚、光スペクトラムのベースライン部分ＢＬ（ピーク部分ＰＫと図示しない他のピーク部分との間の光パワーが低い部分）については、補正後の光スペクトラムＳＰ１０２の光パワーが、補正前の光スペクトラムＳＰ１０１の光パワーよりも１．６［ｄＢ］（約４５％）程度高くなっており、これは補正前後の分解能の比（０．１／０．０６９＝１．４４９）と一致することから、正しく補正されていることが分かる。
【００１７】
ここで、補正によって光スペクトラムにおけるピーク部分ＰＫの頂部形状が丸くなり、光スペクトラムの近傍ダイナミックレンジが低下してしまうと、波長が近接した複数のレーザ光の光スペクトラムを測定する場合に、各レーザ光の分離測定が不明瞭になる虞がある。例えば、波長の異なる複数のレーザ光が多重化されたＷＤＭ（Wavelength Division Multiplexing：波長分割多重）信号光を測定する場合には、各波長の信号光スペクトラムを分離して測定できるように、測定波長分解能をＷＤＭ信号光の波長間隔よりも狭く設定するが、近傍ダイナミックレンジが低下してしまうと、各々のレーザ光の光スペクトラムを明確に分離することができなくなる虞がある。
【００１８】
図９は、従来の光スペクトラムアナライザで生ずる問題点２を説明するための図である。尚、図９に示す光スペクトラムＳＰ１０１，ＳＰ１０２は、図８に示す光スペクトラムＳＰ１０１，ＳＰ１０２のピーク部分ＰＫの頂部をそれぞれ拡大して示したものである。図９を参照すると、補正後の光スペクトラムＳＰ１０２のピークパワーは、補正前の光スペクトラムＳＰ１０１のピークパワーに比べて、約０．０４［ｄＢ］（約０．９％）低下していることが分かる。
【００１９】
上記問題点１，２が生ずる原因は、従来技術では、光スペクトラムをなすスペクトラムデータを、任意に定めた波長帯域幅（波長分解能）をもって、波長軸方向に単純移動平均しているためである。本発明の実施形態では、補正後の光スペクトラムのピーク部分ＰＫの形状変化（丸みや太り）を極力抑えるとともに、光スペクトラムのピークパワーを補正前後で一致させることで、従来よりも正確な光スペクトラムを求めるようにしている。
【００２０】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態によるスペクトラム補正装置を備える光スペクトラムアナライザの要部構成を示す図である。図１に示す通り、光スペクトラムアナライザ１は、分光器１１、光検出器１２、増幅器１３、Ａ／Ｄ変換器１４、及び信号処理装置１５（スペクトラム補正装置）を備えており、例えば不図示の光ファイバを介して入力される被測定光Ｌの光スペクトラムの測定、及び測定した光スペクトラムの補正処理を行う。
【００２１】
分光器１１は、入力される被測定光Ｌを分散分光し、被測定光Ｌに含まれる波長成分のうちの所望の波長成分を出力する。例えば、分光器１１は、被測定光Ｌに含まれる波長成分のうちの予め設定された波長範囲の波長成分を順次出力するように動作する。光検出器１２は、分光器１１から出力される波長成分を検出し、検出した波長成分の光パワー（強度）を示す信号（アナログ信号）を出力する。この光検出器１２としては、例えばフォトダイオードを用いることができる。増幅器１３は、光検出器１２から出力される信号を、予め規定された増幅率で増幅する。Ａ／Ｄ変換器１４は、増幅器１３で増幅された信号（アナログ信号）をディジタル信号に変換して信号処理装置１５に出力する。
【００２２】
信号処理装置１５は、バスＢに接続された記憶部２１、操作部２２、表示部２３、及び信号処理部２４を備える。記憶部２１は、信号処理装置１５で用いられる各種データ、各種パラメータ、各種プログラムを記憶する。例えば、記憶部２１は、Ａ／Ｄ変換器１４から出力されてバスＢを介して入力されるディジタル信号（スペクトラムデータ）を記憶する。また、記憶部２１は、例えば信号処理部２４の各機能（後述する分析部２４ａ、補正部２４ｂ、合成部２４ｃ等）を実現するプログラムを記憶する。この記憶部２１は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、ＲＡＭ（読み書き可能なメモリ）、ＲＯＭ（読み出し専用メモリ）等から構成され、信号処理部２４の制御の下で各種情報の入出力を行う。
【００２３】
操作部２２は、ファンクションキーやテンキー等の各種操作ボタンやタッチパネルを備えており、光スペクトラムアナライザ１を使用するユーザの操作に応じた指示を信号処理部２４に出力する。表示部２３は、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）やＣＲＴ（陰極線管）等の表示装置を備えており、信号処理部２４から出力される各種情報表示する。例えば、表示部２３は、スペクトラムデータを視覚化した光スペクトラムを表示する。尚、操作部２２及び表示部２３は、物理的に分離されたものであっても良く、表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置のように物理的に一体化されたものであっても良い。
【００２４】
信号処理部２４は、光スペクトラムアナライザ１の動作を統括して制御するとともに、各種信号処理を行う。例えば、信号処理部２４は、記憶部２１に記憶されたスペクトラムデータを読み出し、被測定光Ｌの光スペクトラムを求めるための信号処理を行う。また、信号処理部２４は、分析部２４ａ（分析手段）、補正部２４ｂ（補正手段）、及び合成部２４ｃ（合成手段）を備えており、例えば操作部２２から出力される指示に基づいて、光スペクトラムを補正するための信号処理を行う。
【００２５】
分析部２４ａは、例えば記憶部２１から読み出されたスペクトラムデータを用いて、被測定光Ｌを測定して得られる光スペクトラムの形状を分析する分析処理を行う。分析部２４ａは、上記の分析処理として、例えば、スペクトラムデータの各波長における傾きを求める処理、スペクトラムデータの傾きの変極点を求める処理、スペクトラムデータに重畳されているノイズ成分の量を求める処理、その他の処理を行う。
【００２６】
ここで、測定点ｉ（ｉは１以上の整数）におけるスペクトラムデータをＰ（ｉ）とする。尚、スペクトラムデータＰ（ｉ）の単位は［Ｗ］又は［ｄＢｍ］である。また、スペクトラムデータＰ（ｉ）の測定点ｉにおける測定波長分解能をＲＢ（ｉ）とする。この測定波長分解能ＲＢ（ｉ）は、分光器１１の波長分解能を示すものであり、予め計算で求めたり、定数として定義したりして用意する。尚、測定波長分解能ＲＢ（ｉ）の単位は［ｍ］である。分析部２４ａは、上記の傾きとして、例えばスペクトラムデータＰ（ｉ）の測定波長分解能ＲＢ（ｉ）あたりの光パワー（光強度）の変化量（傾き量Ｓ（ｉ））を求める。尚、傾き量Ｓ（ｉ）の単位は［ｄＢ／ＲＥＳ］である。
【００２７】
補正部２４ｂは、分析部２４ａの分析結果に基づいて、光スペクトラムの形状に応じた補正処理をスペクトラムデータに対して行う。具体的に、補正部２４ｂは、分析部２４ａの分析結果に基づいて、光スペクトラムの形状に応じて予め用意された複数の補正方法の中から選択した補正方法を用いて上記の補正処理を行う。例えば、補正部２４ｂには、光スペクトラムの波長分解能を補正する波長分解能補正方法（第１補正方法）と、光スペクトラムを波長軸方向又は周波数軸方向に伸縮させて光スペクトラムの形状を補正する形状補正方法（第２補正方法）とが用意されており、補正部２４ｂは、分析部２４ａによって分析された光スペクトラムの傾きに応じて、波長分解能補正方法又は形状補正方法を選択して上記の補正処理を行う。
【００２８】
ここで、補正部２４ｂが、上記の波長分解能補正方法又は形状補正方法を選択する際に、被測定光Ｌの測定に用いられる分光器１１の特性に応じて設定された閾値Ｓｔｈを用いて選択するようにしても良い。例えば、光スペクトラムの傾きの絶対値が上記の閾値Ｓｔｈ以下である部分については、波長分解能補正方法を選択して補正処理を行い、光スペクトラムの傾きの絶対値が上記の閾値Ｓｔｈよりも大きい部分については、形状補正方法を選択して補正処理を行う、といった具合である。
【００２９】
合成部２４ｃは、補正部２４ｂにより補正が行われたスペクトラムデータを合成する。具体的に、合成部２４ｃは、合成後の光スペクトラムに不連続性が生じないように、補正部２４ｂにより補正が行われたスペクトラムデータを合成する。例えば、合成部２４ｃは、補正部２４ｂにより補正が行われたスペクトラムデータを部分的に光パワー軸方向に加工することによって不連続性が生じないようにしても良い。
【００３０】
信号処理部２４の各機能（分析部２４ａ、補正部２４ｂ、及び合成部２４ｃを含む）は、記憶部２１に記憶されたプログラムが実行されることによりソフトウェア的に実現される。つまり、信号処理部２４の各機能は、ソフトウェアとハードウェア資源とが協働することによって実現される。尚、信号処理部２４の各機能を実現するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ若しくはＤＶＤ（登録商標）−ＲＯＭ又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された状態で配布されても良く、インターネット等のネットワークを介して配布されても良い。
【００３１】
図２は、本発明の第１実施形態によるスペクトラム補正方法を示すフローチャートである。図２に示すフローチャートは、例えばユーザによる操作部２２の操作によってスペクトラムの補正指示がなされた場合、或いは、予めスペクトラムの補正を実施する旨の設定がなされている状態で、光スペクトラムの測定による新たなスペクトルデータが取得された場合に開始される。
【００３２】
図２に示すフローチャートの処理が開始されると、スペクトラムデータＰ（ｉ）の入力処理が信号処理部２４によって行われる（ステップＳ１１）。例えば、記憶部２１に記憶されたスペクトラムデータＰ（ｉ）を読み出して分析部２４ａに入力させる処理が信号処理部２４によって行われる。尚、この処理で入力されるスペクトラムデータＰ（ｉ）の数（データ数）は、例えば数百〜数万程度である。次に、ステップＳ１１で入力されたスペクトラムデータＰ（ｉ）を用いて光スペクトラムの形状を分析する処理が分析部２４ａによって行われる（ステップＳ１２：分析ステップ）。
【００３３】
例えば、スペクトラムデータＰ（ｉ）の測定波長分解能ＲＢ（ｉ）あたりの光パワーの変化量である傾き量Ｓ（ｉ）を求める処理が分析部２４ａで行われる。尚、上記の傾き量Ｓ（ｉ）を求める処理とともに、又は上記の傾き量Ｓ（ｉ）を求める処理に代えて、スペクトラムデータＰ（ｉ）の傾きの変極点を求める処理や、スペクトラムデータＰ（ｉ）に重畳されているノイズ成分の量を求める処理が分析部２４ａで行われても良い。
【００３４】
図３は、本発明の第１実施形態における光スペクトラム形状の分析結果の一例を示す図である。図３に示す光スペクトラムＳＰ１は、波長が１５４８．４３４［ｎｍ］であり、光パワーが約１０［ｄＢｍ］のＤＦＢレーザ光源から射出されるレーザ光を、波長分解能が０．０６９［ｎｍ］に設定された分光器１１を用いて測定して得られたものである。尚、光スペクトラムＳＰ１は、図８（ａ）に示した光スペクトラムＳＰ１０１と同じものである。
【００３５】
図３に示す傾きＳＬは、光スペクトラムＳＰ１の傾き量Ｓ（ｉ）を示すものである。図３を参照すると、光スペクトラムＳＰ１のベースライン部分ＢＬについては、光スペクトラムＳＰ１の傾きの絶対値が５［ｄＢ／ＲＥＳ］程度以下になっているのが分かる。これに対し、光スペクトラムＳＰ１のピーク部分ＰＫについては、光スペクトラムＳＰ１の傾きの絶対値が概ね５［ｄＢ／ＲＥＳ］を超えており、４０［ｄＢ／ＲＥＳ］を超えることもあることが分かる。加えて、光スペクトラムＳＰ１のピーク部分ＰＫでは、光スペクトラムＳＰ１の傾きの符号（正負）が反転する部分があることも分かる。
【００３６】
尚、光スペクトラムＳＰ１の傾きが緩やかな部分（例えば、ベースライン部分ＢＬ）は、分光器１１の波長分解能よりも広い波長帯域幅を有する光の光スペクトラムである。これに対し、光スペクトラムＳＰ１の傾きが急峻な部分（例えば、ピーク部分ＰＫ）は、分光器１１の波長分解能よりも狭い波長帯域幅を有する光の光スペクトラムである。このように、光スペクトラムＳＰ１の傾きから、光スペクトラムＳＰ１の部分毎に、被測定光の波長帯域幅が、分光器１１の波長分解能よりも広いか狭いかを判別することができる。
【００３７】
次いで、スペクトラム形状の分析結果に応じて補正方法を選択する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ１３）。例えば、各測定点ｉにおける傾き量Ｓ（ｉ）と閾値Ｓｔｈ（被測定光Ｌの測定に用いられる分光器１１の特性に応じて設定された閾値）とを比較し、その比較結果に応じて以下の補正方法を選択する処理が補正部２４ｂによって行われる。
【００３８】
Ｓ（ｉ）≦Ｓｔｈの場合：
光スペクトラムＳＰ１の波長分解能を補正する波長分解能補正方法を選択
Ｓｔｈ＜Ｓ（ｉ）の場合：
光スペクトラムＳＰ１の形状を補正する形状補正方法を選択
【００３９】
続いて、光スペクトラムＳＰ１のうち、波長分解能補正方法が選択された部分については、波長分解能を補正する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ１４：補正ステップ）。これに対し、光スペクトラムＳＰ１のうち、形状補正方法が選択された部分については、光スペクトラムＳＰ１を波長軸方向に伸縮させて光スペクトラムＳＰ１の形状を補正する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ１５：補正ステップ）。
【００４０】
図４は、本発明の第１実施形態において補正処理が行われた光スペクトラムの一例を示す図である。図４（ａ）は、波長分解能補正方法による補正前後の光スペクトラムを示す図であって、光スペクトラムＳＰ１は補正前のものであり、光スペクトラムＳＰ２は補正後のものである。図４（ａ）に示す例では、補正前の光スペクトラムＳＰ１の波長分解能（測定波長分解能ＲＢ（ｉ））は、０．０６９［ｎｍ］に設定されている。補正後の光スペクトラムＳＰ２は、波長分解能Ｒが０．１［ｎｍ］となるように、波長分解能補正方法による補正が行われている。
【００４１】
図４（ａ）に示す光スペクトラムＳＰ１，ＳＰ２は、図８（ａ）に示した光スペクトラムＳＰ１０１，ＳＰ１０２とそれぞれ同じものである。このため、光スペクトラムＳＰ２のベースライン部分ＢＬについては、補正後の光スペクトラムＳＰ２の光パワーが、補正前の光スペクトラムＳＰ２の光パワーよりも１．６［ｄＢ］程度高くなっており、正しく補正されている。これに対し、光スペクトラムＳＰ２のピーク部分ＰＫについては、頂部形状が丸くなり、しかも全体的に太って光スペクトラムのシャープさが欠けてしまっている。
【００４２】
図４（ｂ）は、形状補正方法よる補正前後の光スペクトラムを示す図であって、光スペクトラムＳＰ１は補正前のものであり、光スペクトラムＳＰ３は補正後のものである。図４（ｂ）に示す例では、補正前の光スペクトラムＳＰ１の波長分解能（測定波長分解能ＲＢ（ｉ））は、０．０６９［ｎｍ］に設定されている。補正後の光スペクトラムＳＰ３は、波長分解能Ｒが０．１［ｎｍ］となるように、形状補正方法による補正が行われている。具体的には、補正前の光スペクトラムＳＰ１の波長分解能（測定波長分解能ＲＢ（ｉ）と、補正後の光スペクトラムＳＰ３の波長分解能Ｒとの差分だけ、補正前の光スペクトラムＳＰ１のピーク部分ＰＫの幅を太らせる形状補正が行われている。
【００４３】
図５は、図４（ｂ）に示す光スペクトラムのピーク部分を拡大した図である。測定波長分解能ＲＢ（ｉ）が０．０６９［ｎｍ］に設定された光スペクトラムＳＰ１を、波長分解能Ｒが０．１［ｎｍ］となるように補正するには、全幅で約０．０３１［ｎｍ］だけ太らせる必要がある。そこで、例えば、ピーク部分ＰＫの短波長側及び長波長側をそれぞれ均等に０．０１５５［ｎｍ］だけ太らせることで、波長分解能Ｒが０．１［ｎｍ］となる光スペクトラムＳＰ３を得ることができる。
【００４４】
ここで、光スペクトラムＳＰ１の太らせ方は、上述の通り、ピーク部分ＰＫの短波長側及び長波長側を均等に太らせても良く、ピーク部分ＰＫの短波長側及び長波長側の何れか一方に重みを付けて太らせても良い。例えば、分光器１１の測定波長分解能ＲＢ（ｉ）に波長依存性がある場合には、波長依存性を考慮してピーク部分ＰＫの短波長側及び長波長側の何れか一方に重みを付けて太らせるのが好ましい。
【００４５】
例えば、主モードの測定波長分解能ＲＢ（ｉ）に、以下の波長依存性がある場合を考える。
・中心波長１５４８．４３４［ｎｍ］の測定波長分解能：０．０６９［ｎｍ］
・短波長側の波長１５４８．３８４［ｎｍ］の測定波長分解能：０．０７０［ｎｍ］
・長波長側の波長１５４８．４８４［ｎｍ］の測定波長分解能：０．０６８［ｎｍ］
この例では、長波長側の方が短波長側よりも測定波長分解能が狭い（高い）ため、その分、太らせる幅の重み付けを重くする。例えば、短波長側は０．０１５［ｎｍ］、長波長側は０．０１６［ｎｍ］のように、長波長側に重みを持たせて全幅で約０．０３１［ｎｍ］だけ太らせても良い。
【００４６】
図５を参照すると、光スペクトラムＳＰ３のピーク部分ＰＫは、波長分解能が０．１［ｎｍ］であり、且つ頂部形状が丸まっていないことが分かる。また、形状補正方法では、光スペクトラムＳＰ１を波長軸方向には伸張させるが、光パワー軸方向には伸張させないため、光スペクトラムＳＰ３のピークパワーが補正後も補正前と変わらず一致する。これにより、正しいピークパワーが得られる。これに対し、光スペクトラムＳＰ３のベースライン部分ＢＬは、図４（ｂ）に示す通り、光パワーが補正されておらず、正しい光パワーは得られない。
【００４７】
以上の処理が終了すると、ステップＳ１４で補正が行われた光スペクトラムＳＰ２と、ステップＳ１５で補正が行われた光スペクトラムＳＰ３とを合成する処理が合成部２４ｃで行われる（ステップＳ１６：合成ステップ）。例えば、合成後の光スペクトラムに不連続性が生じないように、ステップＳ１４で補正が行われた光スペクトラムＳＰ２と、ステップＳ１５で補正が行われた光スペクトラムＳＰ３とを合成する処理が合成部２４ｃで行われる。
【００４８】
図６は、本発明の第１実施形態において合成処理により得られる光スペクトラムの一例を示す図である。図６（ａ）に示す通り、ステップＳ１４で補正が行われた光スペクトラムＳＰ２（図４（ａ）参照）のベースライン部分ＢＬと、ステップＳ１５で補正が行われた光スペクトラムＳＰ３（図４（ｂ）参照）のピーク部分ＰＫとが合成されて、光スペクトラムＳＰ１０が得られている。尚、光スペクトラムＳＰ２のベースライン部分ＢＬは、分光器１１の波長分解能よりも広い波長帯域幅を有する光（広帯域光）の光スペクトラムであり、光スペクトラムＳＰ３のピーク部分ＰＫは、分光器１１の波長分解能よりも狭い波長帯域幅を有する光（狭帯域光）の光スペクトラムである。
【００４９】
図６（ａ）を参照すると、合成された光スペクトラムＳＰ１０は、以下の特性を有するものとなる。ベースライン部分ＢＬ（広帯域光の部分）については、波長分解能が広がった分だけ光パワーが補正されて、１．６［ｄＢ］程度高くなったもの。ピーク部分ＰＫ（狭帯域光の部分）については、波長分解能が０．１［ｎｍ］になるようにスペクトラム形状が補正され、且つ、頂部形状が丸まらずにピークパワーが補正前と変わらないように補正されたもの。
【００５０】
ここで、図６（ａ）に示す光スペクトラムＳＰ１０は、ベースライン部分ＢＬ（広帯域光の部分）とピーク部分ＰＫ（狭帯域光の部分）との境界において特別な処理を行わずに合成したものである。つまり、光スペクトラムＳＰ１０は、境界の短波長側と長波長側とにおいて、異なる補正方法によって補正された光スペクトラムＳＰ２，ＳＰ３を合成したものであるため、図６（ａ）に示す通り、境界部分において不連続が生じて段差が現れてしまう。
【００５１】
この段差を解消するために、狭帯域光の部分のスペクトラムデータを光パワー軸方向に加工してもよい。この際、ピークパワーが変化しないように、且つ、広帯域光の部分と狭帯域光の部分との境界において光パワーが一致するように、狭帯域光の部分のスペクトラムデータを光パワー軸方向に縮める方法も考えられる。尚、狭帯域光の部分における光スペクトラムの傾斜は、分光器１１の特性が現れたものであり、被測定光Ｌの光スペクトラムの実際の傾斜を示すものではない。このため、狭帯域光の部分のスペクトラムデータを光パワー軸方向に縮めても、測定結果として誤りとはならない。このような処理を施すことで、図６（ｂ）に示す通り、光スペクトラムＳＰ１０のピークパワーに影響を与えることなく、広帯域光の部分と狭帯域光の部分との境界における段差を解消することができる。
【００５２】
以上の処理が終了すると、補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）の出力処理が信号処理部２４によって行われる（ステップＳ１７）。例えば、補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）を、記憶部２１に記憶させ、或いは補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）を二次元のグラフで表示部２３に表示させる処理が信号処理部２４によって行われる。以上の処理で、図２に示す一連の処理が終了する。
【００５３】
以上の通り、本実施形態では、被測定光Ｌを測定して得られるスペクトラムデータを用いて光スペクトラムの形状を分析し、この分析結果に基づいて光スペクトラムの形状に応じた補正処理（波長分解能補正方法による補正処理、形状補正方法による補正処理）をスペクトラムデータに行い、補正されたスペクトラムデータを合成している。このため、補正後の光スペクトラムのピーク部分ＰＫの形状変化（丸みや太り）を極力抑えることができる。この効果として、光スペクトラムの近傍ダイナミックレンジ（光スペクトラムのあるピーク部分に隣接する他のピーク部分を分離して測定する性能）が低下することを防ぐことができる。また、光スペクトラムのピークパワーを補正前後で一致させることができる。これにより、従来よりも正確な光スペクトラムを求めることができる。
【００５４】
〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態によるスペクトラム補正方法を示すフローチャートである。尚、図７においては、図２に示した処理と同様の処理が行われるステップについては同一の符号を付してある。本実施形態によるスペクトラム補正方法は、前述した第１実施形態によるスペクトラム補正方法とは、主にスペクトラムデータを補正する補正方法が幾つか追加された点が異なる。
【００５５】
具体的に、図７に示すフローチャートは、図２に示すフローチャートとは、図２中のステップＳ１２，Ｓ１３に代えてステップＳ２１，Ｓ２２がそれぞれ設けられ、新たなステップＳ２３，Ｓ２４が追加された点が異なる。ステップＳ２１，Ｓ２２では、概ね図１中のステップＳ１２，Ｓ１３と同様の処理がそれぞれ行われるが、スペクトラムデータを補正する補正方法が幾つか追加されたことで、図１中のステップＳ１２，Ｓ１３とは異なる処理も行われる。尚、ステップＳ２１，Ｓ２２で行われる処理の詳細については、後述する。
【００５６】
ステップＳ２３では、ステップＳ１４と同様に、光スペクトラムの波長分解能を補正する波長分解能補正方法による処理が行われる。但し、ステップＳ１４では、単純移動平均による補正処理が行われるのに対し、ステップＳ２３では、スペクトラムデータＰ（ｉ）の各々に異なる重みをつけて平均する加重移動平均による補正処理が行われる点が相違する。尚、スペクトラムデータＰ（ｉ）に対する重みのつけ方は任意である。また、ステップＳ２４は、補正なし（補正処理が省略される）ステップである。
【００５７】
尚、本実施形態によるスペクトラム補正方法は、上述の通り、第１実施形態によるスペクトラム補正方法に、スペクトラムデータを補正する補正方法が幾つか追加されたものである。このため、本実施形態のスペクトラム補正方法は、図１に示した光スペクトラムアナライザ１と同様の構成のスペクトラムアナライザを用いて実行される。
【００５８】
図７に示すフローチャートの処理が開始されると、まず、第１実施形態と同様に、スペクトラムデータＰ（ｉ）の入力処理が信号処理部２４によって行わる（ステップＳ１１）。次に、ステップＳ１１で入力されたスペクトラムデータＰ（ｉ）を用いて光スペクトラムの形状を分析する処理が分析部２４ａによって行われる（ステップＳ２１：分析ステップ）。
【００５９】
ここでは、例えば、スペクトラムデータＰ（ｉ）の測定波長分解能ＲＢ（ｉ）あたりの光パワーの変化量である傾き量Ｓ（ｉ）を求める処理に加え、スペクトラムデータＰ（ｉ）に重畳されている各波長におけるノイズ成分の量を求める処理が行われる。ノイズ成分の量を求める方法としては、例えばスペクトラムデータＰ（ｉ）の測定波長分解能ＲＢ（ｉ）あたりの標準偏差（バラツキ）を、ノイズ成分の量として求める方法が挙げられる。
【００６０】
次いで、スペクトラム形状の分析結果に応じて補正方法を選択する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ２２）。例えば、各測定点ｉにおけるノイズ成分の量と予め規定された閾値Ｎｔｈとを比較し、ノイズ成分の量が閾値Ｎｔｈを超える部分については、補正なしを選択する処理が補正部２４ｂによって行われる。補正なしを選択するのは、ノイズの多い部分に対して補正処理を行って不自然な光スペクトラムになるのを防ぐためである。
【００６１】
また、例えば、各測定点ｉにおける傾き量Ｓ（ｉ）と複数の閾値Ｓｔｈ１，Ｓｔｈ２（被測定光Ｌの測定に用いられる分光器１１の特性に応じて設定された閾値）とを比較し、その比較結果に応じて以下の補正方法を選択する処理が補正部２４ｂによって行われる。例えば、上記の閾値Ｓｔｈ１を５［ｄＢ／ＲＥＳ］に設定し、上記の閾値Ｓｔｈ２を１０［ｄＢ／ＲＥＳ］に設定することができる。このように、複数の閾値Ｓｔｈ１，Ｓｔｈ２を使用することで、第１実施形態よりも柔軟にスペクトラムデータの波長分解能の補正を行うことができる。
【００６２】
Ｓ（ｉ）≦Ｓｔｈ１の場合：
単純移動平均による波長分解能補正方法を選択
Ｓｔｈ１＜Ｓ（ｉ）≦Ｓｔｈ２の場合：
加重移動平均による波長分解能補正方法を選択
Ｓｔｈ２＜Ｓ（ｉ）の場合：
形状補正方法を選択
【００６３】
続いて、光スペクトラムＳＰ１のうち、単純移動平均による波長分解能補正方法が選択された部分については、単純移動平均を行って波長分解能を補正する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ１４：補正ステップ）。また、光スペクトラムＳＰ１のうち、加重移動平均による波長分解能補正方法が選択された部分については、加重移動平均を行って波長分解能を補正する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ２３：補正ステップ）。また、光スペクトラムＳＰ１のうち、形状補正方法が選択された部分については、光スペクトラムＳＰ１を波長軸方向に伸縮させて光スペクトラムＳＰ１の形状を補正する処理が補正部２４ｂによって行われる（ステップＳ１５：補正ステップ）。尚、光スペクトラムＳＰ１のうち、補正なしが選択された部分については、補正処理が行われない（ステップＳ２４）。
【００６４】
以上の処理が終了すると、ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ２３で補正が行われた光スペクトラムに加え、ステップＳ２４で補正が行われなかった光スペクトラムを合成する処理が合成部２４ｃで行われる（ステップＳ１６：合成ステップ）。尚、本実施形態においても、合成後の光スペクトラムに不連続性が生じないように、上記の光スペクトルを合成するのが望ましい。
【００６５】
以上の処理が終了すると、補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）の出力処理が信号処理部２４によって行われる（ステップＳ１７）。例えば、補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）を、記憶部２１に記憶させ、或いは補正されたスペクトラムデータＰ１（ｉ）を二次元のグラフで表示部２３に表示させる処理が信号処理部２４によって行われる。以上の処理で、図７に示す一連の処理が終了する。
【００６６】
以上の通り、本実施形態においても、被測定光Ｌを測定して得られるスペクトラムデータを用いて光スペクトラムの形状を分析し、この分析結果に基づいて光スペクトラムの形状に応じた補正処理（単純移動平均による波長分解能補正方法による補正処理、加重移動平均による波長分解能補正方法による補正処理、形状補正方法による補正処理）をスペクトラムデータに行い、補正されたスペクトラムデータを合成している。このため、補正後の光スペクトラムのピーク部分ＰＫの形状変化（丸みや太り）を極力抑えることができる。この効果として、光スペクトラムの近傍ダイナミックレンジ（光スペクトラムのあるピーク部分に隣接する他のピーク部分を分離して測定する性能）が低下することを防ぐことができる。また、光スペクトラムのピークパワーを補正前後で一致させることができる。これにより、従来よりも正確な光スペクトラムを求めることができる。
【００６７】
以上、本発明の実施形態によるスペクトラム補正装置、スペクトラム補正方法、及びスペクトラム補正プログラムについて説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、例えば上記実施形態では、スペクトラム補正装置としての信号処理装置１５が、光スペクトラムアナライザ１に内蔵される形態であったが、信号処理装置１５は、光スペクトラムアナライザ１と通信可能な別の装置とされる形態であっても良い。例えば、信号処理装置１５と光スペクトラムアナライザ１とが、インターネットを介して通信可能とされていても良い。
【符号の説明】
【００６８】
１５                  信号処理装置
２４ａ                分析部
２４ｂ                補正部
２４ｃ                合成部
Ｌ                    被測定光
Ｓｔｈ                閾値
Ｓｔｈ１，Ｓｔｈ２    閾値
【図１】
2019190952.tif 000003
【図２】
2019190952.tif 000004
【図３】
2019190952.tif 000005
【図４】
2019190952.tif 000006
【図５】
2019190952.tif 000007
【図６】
2019190952.tif 000008
【図７】
2019190952.tif 000009
【図８】
2019190952.tif 000010
【図９】
2019190952.tif 000011