(57)【要約】【課題】本発明の課題は、フレネル反射発生部の近傍において、そのフレネル反射の影響を排除し、誤差の少ないブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法を提供することにある。【解決手段】本発明は、被測定光ファイバ３で発生した後方ブリルアン散乱光を受光部４で受光し、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ３中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、  αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源１を用いることを特徴とする。【選択図】      図１
2008185422.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。
【請求項２】
光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。
【請求項３】
長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。
【請求項４】
長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、
光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定方法。
【請求項５】
被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、
前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。
【請求項６】
被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、
前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。
【請求項７】
長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、
前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。
【請求項８】
長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、
前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、
前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、
光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするブリルアン周波数シフト測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法及び装置に関する。
【０００２】
特に、本発明は、ブリルアン周波数シフト測定においてのフレネル反射の影響を排除する測定技術を提供するものであって、光ファイバ線路内の温度分布や歪分布が測定可能な範囲を広げるものとして応用が可能である。また、ブリルアン周波数シフトを用いた光ファイバ線路保守試験などのその他のブリルアン散乱測定の応用に対しても利便性の向上を図ることができる。
【背景技術】
【０００３】
光ファイバ線路において、歪や温度の異常を検出する測定方法として、ＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）の方法があり、特許文献１に示されている。
【０００４】
光パルスを、光カプラでプローブ光とローカル光に分岐して、プローブ光を光ファイバ線路に入射し、発生した後方ブリルアン散乱光を、先に分岐したローカル光と合波し、受光素子でビート信号を受光する。ビート信号は、１０ＧＨｚほどのローカル光と散乱光の周波数の差の値の周波数を有しており、ブリルアン周波数シフトを示す。入射から受光までの時間により、光ファイバ線路内の各点でのブリルアン周波数シフトを測定できる。
【０００５】
このブリルアン周波数シフトは、歪、温度分布により変化するため、ブリルアン周波数シフトを測定することで、光ファイバ中の歪、温度分布を測定できる。
【０００６】
一方、光ファイバなどの光導波路において、屈折率が異なる境界面では、フレネル反射が発生する。光ファイバ線路においては、フレネル反射は、メカニカルスプライスなどの突合せ接続部や、光ファイバ線路遠端などの、空気との境界面で発生する。導波光との強度比は、約−１５ｄＢほどある。
【０００７】
一般に、フレネル反射光のスペクトルは、光源のスペクトル線幅と同じ値の半値全幅を持ち、スペクトルの裾を持っている。光ファイバ線路に上記ＢＯＴＤＲの測定法を用いたときでも、光ファイバ線路の接続部や遠端ではフレネル反射が起きている。ＢＯＴＤＲの測定法においては、測定するスペクトルの周波数帯は、上述の通り、入射光と１０ＧＨｚほど異なる周波数帯になる。この周波数帯においても、フレネル反射の裾は弱いながらも存在し、また、測定するブリルアン散乱光強度は、一般に入射光との比で約−９０ｄＢと非常に小さいため、入射光と周波数帯が異なるブリルアン散乱光測定においても、フレネル反射はその発生する近傍において、測定の障害となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平３-１２０４３７号公報
【非特許文献１】電子情報通信学会論文誌  Ｂ−Ｉ  Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｂ−Ｉ  Ｎｏ．２  ｐｐ．１４４−１５２  １９９０年２月
【非特許文献２】Ｎ．Ｈｏｎｄａ，ｅｔ  ａｌ，ＯＥＣＣ  ２００５，Ｐ３６４  ７Ａ２−３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、フレネル反射発生部の近傍において、そのフレネル反射の影響を排除し、誤差の少ないブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法及び装置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】
【００１０】
上記目的を達成するために本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、光源からの光パルスを被測定光ファイバの片端から入射し、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光源からの光パルスを入射し、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光し、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定するブリルアン周波数シフト測定方法であって、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長をＬ、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、被測定光ファイバの片端から光パルスを入射する光源と、前記被測定光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、被測定光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いることを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトを持つ複数の第２の光ファイバが光スプリッタを介して接続された第１の光ファイバに、光パルスを入射する光源と、前記光ファイバで発生した後方ブリルアン散乱光を受光する受光部と、前記受光部で受光した後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、第２の光ファイバのブリルアン周波数シフトを測定する手段とを有するブリルアン周波数シフト測定装置であって、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすＬのフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長を用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のブリルアン周波数シフト測定方法及び装置は、フレネル反射発生部の近傍において、そのフレネル反射の影響を排除し、ブリルアン散乱光の方がフレネル反射光よりも強くなり、誤差の少ないブリルアン周波数シフトが測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図１において、１は光源、２は光変調器、３は被測定光ファイバ、４は受光部、５は光分波器である。
【００２０】
図１に示すように、光源１から発せられた光は光変調器２でパルス化されて光パルスとなって、光分波器５を通り、被測定光ファイバ３の片端に入射される。被測定光ファイバ３の各点で後方ブリルアン散乱光が発生し、この後方ブリルアン散乱光が光分波器５を通り、受光部４で受光される。受光部４で受光された後方ブリルアン散乱光から各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記被測定光ファイバ３内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、フレネル反射発生部近傍でのブリルアン周波数シフトを測定する。
【００２１】
すなわち、被測定光ファイバ３内のある点で、温度もしくは歪の異常があると、ブリルアン周波数シフトが変化し、図２のように測定される周波数−受光強度特性のブリルアン散乱光スペクトルが矢印のように変化する。この異常点が被測定光ファイバ３の遠端にある場合、前記の通り、遠端でのフレネル反射の影響で、この異常を検知することが困難になる。このため、このブリルアン散乱光を測定する１０ＧＨｚ帯の周波数でのフレネル反射光の強度とブリルアン散乱光の強度を比較し、ブリルアン散乱光の強度が大きくなるような測定を行えば、フレネル反射の影響を排除できる。
【００２２】
この条件は、ブリルアン散乱光強度をＰＢ、周波数ｆにおけるフレネル反射光をＰＦ（ｆ）とすると、ブリルアン周波数シフトをνＢとしたとき、この条件は
ＰＢ＞ＰＦ（νＢ）                          （１）
と表される。
【００２３】
一般に、フレネル反射のスペクトルは、光源の位相雑音の影響を受ける。光源の位相雑音をローレンツ型関数と仮定すると、被測定光ファイバから受光されるフレネル反射のスペクトルは、
ＰＦ（ｆ）＝Ｐ０・Ｒ・（Δｆ／２）２／〔ｆ２＋（Δｆ／２）２〕              （２）
と表される。ここで、Ｐ０はスペクトルのピークパワー、ｆは周波数、Δｆは光源のスペクトル線幅、Ｒはフレネル反射強度比である。
【００２４】
次に、ブリルアン散乱光強度については、非特許文献１により
ＰＢ＝Ｐ０αＳνＷ／２                      （３）
と表される。ここで、レイリー散乱光による損失は無視している。νは被測定光ファイバ３のコア中での光の速度、Ｗは入射パルスの幅を表している。α（ｎｐ／ｍ）はブリルアン散乱損失係数を表し、
α＝７．１×１０−３０／λ４                （４）
となる。λはｍ単位の入射した光の波長である。Ｓは後方ブリルアン散乱光受光係数で、
Ｓ＝λ２／４πＡｎ２                      （５）
であり、ｎは被測定光ファイバのコアの屈折率で、Ａは実効断面積である。
【００２５】
一方、式（３）中のνＷ／２は、光ファイバ中にパルスが存在する長さを表している。ブリルアン周波数シフトがずれる異常位置が光ファイバ遠端位置にあり、その異常範囲が遠端から数ｍ以下のオーダーで、Ｌの距離にわたっているとすると、一般的な光パルス試験に用いる数百ｎｓ〜数十μｍのパルス幅では、光ファイバ中のパルスの存在する長さよりもＬの方が圧倒的に短いので、その異常点からのブリルアン散乱光のパワーは、式（３）中のνＷ／２をＬに変えて、
ＰＢ＝Ｐ０αＳＬ                      （６）
となる。
【００２６】
これらのパラメータを用いて、式（１）を計算する。
計算すると、式（１）は、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕                    （７）
となる。ここで、Ｌはフレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長、νＢはブリルアン周波数シフトである。
【００２７】
図３は光ファイバのブリルアン周波数シフト測定におけるフレネル反射発生点からの距離（フレネル反射発生部近傍からの距離で表した測定範囲長Ｌ）とフレネル反射強度比Ｒの関係を示す特性図である。
【００２８】
すなわち、式（７）による、各光源のスペクトル線幅Δｆにおける、遠端からの測定距離で表した測定範囲長Ｌとフレネル反射強度比Ｒの関係を示す。ブリルアン周波数シフトνＢは１０ＧＨｚとした。この図３の中で、曲線よりも下部、つまりフレネル反射強度比Ｒが小さい場合、そのブリルアン周波数シフトνＢの変化は測定することができる。
【００２９】
この図３の計算で用いたパラメータを図４に示す。この図４の値では、波長依存性は式（５）にのみ現れるが、λとＡ両方にその依存性があり、１２６０〜１６５０ｎｍという通常の光ファイバに用いる波長帯では０．５ｄＢ以下の変化に過ぎず、式（７）の計算に大きく影響するものではない。また、パルス幅やピークパワーも一般的な値を適当に選んだものであり、この値が変わっても式（７）の結果に影響を与えることはない。モードフィールド径ＭＦＤと比屈折率差は、一般的なシングルモード光ファイバの値を用いていて、本発明の利用目的になる試験すべき光ファイバとして至極適当なものである。これらの値を用いているため、図４の値は本発明での前提となるものではなく、本発明での説明の計算に用いただけの値に過ぎない。
【００３０】
一般的に、光ファイバと空気の境界面で起きるフレネル反射強度比Ｒは約−１５ｄＢであるので、図３により、光源１のスペクトル線幅が３ＭＨｚ以下であれば、フレネル反射点から１ｍまでの点でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。つまり、光源のスペクトル線幅が式（７）を満たすものであれば、フレネル反射点からＬｍまでの点でも十分にブリルアン周波数シフトνＢの変化を検知することができる。装置としては、よりスペクトル線幅が狭い光源として、半導体レーザではなく、光ファイバレーザなどを用いればこの条件は達成しやすい。
【００３１】
以上のように、光源１に式（７）を満たすスペクトル線幅Δｆのものを用いることで、被測定光ファイバ３の線路遠端部などの空気との境界面でフレネル反射が発生する場合に、線路遠端部などの空気との境界面でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。尚、式（７）の関係を満たすＬの範囲では、ブリルアン散乱光の方がフレネル散乱光よりも強くなり、誤差の少ないブリルアン周波数シフトが測定できる。
【００３２】
図５は本発明の第２の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図５中、図１と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、被測定光ファイバ３に、メカニカルスプライスなどの突合せ接続部６が存在する場合には、被測定光ファイバ３の線路途中の突合せ接続部６でフレネル反射が発生する。この場合にも、光源１に式（７）を満たすスペクトル線幅Δｆのものを用いることで、被測定光ファイバ３の線路途中の突合せ接続部６でのブリルアン周波数シフトνＢの変化を測定することができる。
【００３３】
図６は本発明の第３の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。図６において、７は光源から速度ν０の入射光を発生するブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）、８は分岐光ファイバ線路での分岐上部光ファイバ、９は光スプリッタ、１０１〜１０４は分岐光ファイバ線路での分岐下部光ファイバ、１１１は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν１に設計した光ファイバ、１１２は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν２に設計した光ファイバ、１１３は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν３に設計した光ファイバ、１１４は分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフトをν０±ν４に設計した光ファイバである。
【００３４】
すなわち、長さＬ以下のそれぞれ異なるブリルアン周波数シフトν０±ν１〜ν０±ν４を持つ複数の光ファイバ１１１〜１１４が分岐下部光ファイバ１０１〜１０４及び光スプリッタ９を介して接続された分岐上部光ファイバ８には、ブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）７に設けられた光源からの速度ν０の光パルスが入射される。前記光ファイバ１１１〜１１４で発生した後方ブリルアン散乱光はブリルアン散乱光測定器（ＢＯＴＤＲ）７に設けられた受光部で受光され、各時間でのブリルアン散乱光スペクトルを測定して、前記光ファイバ内のブリルアン周波数シフト分布を測定することにより、前記光ファイバ１１１〜１１４のブリルアン周波数シフトν０±ν１〜ν０±ν４を測定する。
【００３５】
この場合、光ファイバ中のフレネル反射強度比をＲ、ブリルアン散乱損失係数をα、後方ブリルアン散乱光受光係数をＳ、ブリルアン周波数シフトをνＢ、光源のスペクトル線幅をΔｆとしたときに、
αＳＬ≧Ｒ・Δｆ２／〔４・（νＢ）２＋Δｆ２〕
を満たすΔｆのスペクトル線幅の光源を用いる。
【００３６】
近年、非特許文献２で提案されているように、ブリルアン周波数シフトνＢの異なる複数の光ファイバを用いて分岐光ファイバ線路を識別する、ファイバ線路の故障区間切り分けの試験方法が示されている。この方法においても、光源のスペクトル線幅を式（７）を満たすものを用いれば、分岐光ファイバ線路の遠端に設置する、ブリルアン周波数シフトを設計した光ファイバの長さをＬｍ以下にすることができ、この非特許文献２に示す方法の利便性が向上される。
【００３７】
尚、以上の実施形態は、所望の測定範囲が与えられた場合に、測定装置の光源のスペクトル線幅を式（７）の関係を満たすように設定するものであった。しかし逆に、測定装置の光源が予め与えられている場合には、その光源のスペクトル線幅Δｆから、式（７）の関係を満たす、フレネル反射発生部からの距離で表した測定範囲Ｌを算出し、算出されたＬの範囲の測定結果を妥当な測定結果として提示する手段を測定装置に備えるようにしてもよい。この際、フレネル反射発生部の位置は、被測定光ファイバの長さ等に基づき予め入力するようにしてもよいし、実際のフレネル反射の測定結果から特定するようにしてもよい。
【００３８】
また、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態で用いる温度もしくは歪が存在する場合のブリルアン散乱光スペクトルの変化を示す特性図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定におけるフレネル反射発生点からの距離とフレネル反射強度比の関係を示す特性図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の計算の際に用いたパラメータの値を示す説明図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。
【図６】本発明の第３の実施形態に係るブリルアン周波数シフト測定装置を示す構成説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…光源、２…光変調器、３…被測定光ファイバ、４…受光部、５…光分波器、６…被測定光ファイバ線路内の突合せ接続点、７…ブリルアン散乱光測定ＯＴＤＲ（ＢＯＴＤＲ）、８…分岐光ファイバ線路での分岐上部光ファイバ、９…光スプリッタ、１０…分岐光ファイバ線路での分岐下部光ファイバ、１１…分岐光ファイバ識別のためのブリルアン周波数シフト設計光ファイバ。
【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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