(57)【要約】【課題】ＦＢＧの反射中心波長の割り当てが容易で、ＡＷＧの複数の出力チャンネル分の分離波長帯域をまたいでＦＢＧの反射中心波長が変化することに対応可能な物理量測定システムを提供する。【解決手段】複数のＦＢＧ２が長手方向に形成された光ファイバ３と、光ファイバ３に広帯域の光を入射させる光源４と、光ファイバ３から出射されるＦＢＧ２の反射光を複数の分離波長域に分離してそれぞれ出力チャンネルに出力するＡＷＧ５と、出力チャンネルごとの出力光を受光する複数の受光素子６と、各受光素子６の出力変化により各ＦＢＧ２の反射中心波長変化を検出して光ファイバ３に与えられている物理量とその位置を演算する演算部７とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反射波長変化帯域が異なる複数のブラッグ回折格子が長手方向の既知の位置に形成された光ファイバと、該光ファイバに全ブラッグ回折格子の反射波長変化帯域を包含する広帯域の光を入射させる光源と、上記光ファイバから出射される上記ブラッグ回折格子の反射光を一定波長間隔の複数の分離波長帯域に分離してそれぞれ出力チャンネルに出力するアレイ導波路回折格子と、上記出力チャンネルごとの出力光を受光する複数の受光素子と、各受光素子の出力変化により各ブラッグ回折格子の反射中心波長変化を検出して上記光ファイバに与えられている歪や温度等の物理量とその位置を演算する演算部とを備えたことを特徴とする物理量測定システム。
【請求項２】
上記演算部のダイナミックレンジと上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性と上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性は、上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性と上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性との重ね合わせによる波長対出力光量特性の隣接する出力チャンネル間差が上記ブラッグ回折格子の反射波長変化帯域内で上記演算部のダイナミックレンジ内におさまる特性に設定されていることを特徴とする請求項１記載の物理量測定システム。
【請求項３】
上記演算部のダイナミックレンジが４０ｄＢであり、上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性における半値幅が上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性における分離波長帯域幅の２２５／１０００以上であることを特徴とする請求項１又は２記載の物理量測定システム。
【請求項４】
１つのブラッグ回折格子の反射波長変化帯域が上記アレイ導波路回折格子の少なくとも４出力チャンネル分の分離波長帯域にまたがることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の物理量測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＷＧの出力チャンネルの中心波長付近においてもＦＢＧからの光出力量を正確に測定することができる物理量測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
温度や歪等の物理量を、光ファイバ中のブラッグ回折格子（Ｆｉｂｅｒ  Ｂｒａｇｇ  Ｇｒａｔｉｎｇ、以下ＦＢＧ）の反射中心波長の変化によって測定する物理量測定システムがある。この物理量測定システムにアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ）が用いられる。
【０００３】
特許文献１に記載された従来の物理量測定システムを図５に示す。この物理量測定システムは、広帯域光源からの測定光が入射される光ファイバに複数のＦＢＧが形成され、各ＦＢＧからの反射光の波長を検出して各ＦＢＧの設置位置における物理量を測定する物理量測定システムである。
【０００４】
この物理量測定システムは、複数のＦＢＧに対し、それぞれ重複しないように微小な反射光波長範囲を割り当てると共に、各ＦＢＧからの反射光を、中心波長が微小な間隔の複数波長に分離可能なアレイ導波路回折格子に入射させ、このアレイ導波路回折格子の複数の出力チャンネルにそれぞれ設けられた一対の受光素子による光電流の比の対数に基づいて反射光の波長を測定する物理量測定システムである。
【０００５】
この物理量測定システムでは、複数のＦＢＧの反射光波長範囲をアレイ導波路回折格子の隣接する２つの出力チャンネルの中心波長の間にそれぞれ割り当てる。
【０００６】
図５において、除算器ＤＩＶ１〜ＤＩＶ４は、隣接するフォトダイオードの光電流の比をＬＯＧ値で出力するものである。
【０００７】
この物理量測定システムは、可動部分を有さず、耐震性及び高速波長検出性に優れる。
【０００８】
【特許文献１】特許第３７６０６４９号公報
【非特許文献１】ＮＴＴエレクトロニクス株式会社ホームページ  ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｅｌ−ｗｏｒｌｄ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ／ａｗｇ＿ｍｕｌ＿ｄ．ｈｔｍｌ（２００６年１１月３日掲載）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、この物理量測定システムは、ＦＢＧの反射中心波長を、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の隣接する２つの出力チャンネルの中心波長の間であって、且つ、図６に示されるようにＦＢＧの反射光の波長変化とＬＯＧ値との関係における直線部分に割り当てる必要がある。そのため、以下の問題点が発生する。
【００１０】
まず、ＡＷＧの隣接する出力チャンネルにおける中心波長間隔（分離波長帯域幅）以上にＦＢＧの反射中心波長が変化した場合、従来技術ではその変化を検出することが難しい。なぜなら、ＦＢＧにおける反射中心波長の大きな変化を検出するために、分離波長帯域幅の広いＡＷＧを用いた場合、ＬＯＧ値の変化が波長に比して緩やかになるためＦＢＧにおける反射中心波長の微小な変化を検出することが難しくなるからである。例えば、現在、分離波長域幅が０．２、０．４、０．６、０．８、１．６ｎｍのＡＷＧが市販されている（非特許文献１参照）。これに対し、ＦＢＧの歪感度は約１．２ｐｍ／μｓｔｒａｉｎ、温度感度は約１０ｐｍ／℃であるから、１４００μｓｔｒａｉｎ以上の歪を計測する場合、ＦＢＧの反射中心波長は１．６ｎｍ以上変化する。よって、上記市販のＡＷＧでＦＢＧの反射中心波長変化に表れた歪を計測することは困難になる。
【００１１】
また、ＦＢＧの反射中心波長変化とＬＯＧ値との関係における直線部分をＦＢＧの反射中心波長範囲に割り当てるためには、ＡＷＧとＦＢＧの厳密な中心波長設計が必要である。
【００１２】
また、温度や歪によりＦＢＧの反射中心波長がＡＷＧの分離波長帯域幅以上に変化した場合、ＡＷＧの歪や温度を変化させてＦＢＧの反射中心波長がＦＢＧの反射中心波長変化とＬＯＧ値との関係における直線部分に入るようにする必要がある。
【００１３】
上記の問題点をさらに詳しく説明する。
【００１４】
ＡＷＧの任意の出力チャンネルの分離波長帯域から当該出力チャンネルに隣接する他の出力チャンネルの分離波長帯域にまたがって広範囲に反射中心波長が変化するＦＢＧの反射光を受光する場合、つまり、ＦＢＧの反射中心波長がＡＷＧの任意の出力チャンネルの中心波長付近を微小変化する際のＦＢＧからの反射光を受光する場合に、当該出力チャンネルに隣接する出力チャンネルの透過損失が大きいため、受光したＦＢＧからの反射光量を正確に測定することが難しい。一例として、中心波長間隔（分離波長帯域幅）１．６ｎｍ（周波数２００ＧＨｚ間隔）、半値幅０．８ｎｍ、最大透過率１００％、透過特性がガウス分布し、波長が１５３９ｎｍ〜１５４３．８ｎｍの波長帯域内に４個の出力チャンネルを有するＡＷＧの透過特性を図７に示す。
【００１５】
各出力チャンネルの中心波長（λｃ）において、例えば、出力チャンネル＃２に隣接する出力チャンネル＃１および出力チャンネル＃３の透過損失は４８ｄＢと非常に大きく、ＦＢＧの反射中心波長がその出力チャンネル＃２の中心波長に来た場合、出力チャンネル＃２ではＦＢＧからの反射光量を測定できるが、その出力チャンネル＃２に隣接する出力チャンネル＃１および出力チャンネル＃３では損失が大きいためＦＢＧからの反射光量を測定することが難しい。
【００１６】
次に、ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性を検討する。
【００１７】
半値幅０．１ｎｍ、最大反射率９０％、波長対反射損失特性がガウス分布するＦＢＧの波長対反射損失特性を図８に示す。このＦＢＧの反射中心波長が１５３９．４ｎｍから１５４３．４ｎｍまで変化した際、その変化に対する各出力チャンネルの光出力量を図９の波長対出力光量特性図に示す。ここで、各出力チャンネルの中心波長における光量を１（光量比０ｄＢ）とした。
【００１８】
図９に示すように、出力チャンネル＃２の中心波長１５４０．６ｎｍにおける光出力量を１（０ｄＢ）とした場合、出力チャンネル＃１および出力チャンネル＃３の上記波長における光出力量は約２×１０-5（約−４７ｄＢ）となり非常に小さくなる。そして、以下の理由により１×１０-4（−４０ｄＢ）以下の光量測定は難しいため、図９に矢印で範囲を示した波長１５４０．４６ｎｍ〜１５４０．７４ｎｍにおいては出力チャンネル＃２の光出力量のみが測定されることになる。
【００１９】
その場合、出力チャンネル＃２の光出力量の特性は、中心波長を中心として凸型になっているため、ＦＢＧの反射中心波長が中心波長から短波長側に変化した場合も、長波長側に変化した場合も光出力量が減少する。しかし、ＡＷＧ出力チャンネル＃２の中心波長付近である１５４０．４６ｎｍ〜１５４０．７４ｎｍにおいてＦＢＧの反射中心波長が微小変化した場合、上述の通り出力チャンネル＃２の光出力量のみを測定することになるため、ＦＢＧの反射中心波長が短波長側に変化したか、長波長側へ変化したかを正確に見極めることが難しい。
【００２０】
また、−４０ｄＢ以下の光量測定が難しい理由は、次の通りである。
【００２１】
・ＡＷＧの製造において−４０ｄＢ以下のクロストークを得ることが難しく、−４０ｄＢ以下の波長域ではガウス分布のようなフィルタ特性を有しない。
【００２２】
・ＡＷＧ出力チャンネルの光を電気に変換後、その電圧をデジタル値にて取得する場合、４０ｄＢ以上のダイナミックレンジを測定することが難しい（４０ｄＢ以上のダイナミックレンジとは、例えば、最大電圧１０Ｖの時に１ｍＶの電圧値を線形的に正確に測定することを言う）。
【００２３】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、ＡＷＧの出力チャンネルの中心波長付近においてもＦＢＧからの光出力量を正確に測定することができる物理量測定システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記目的を達成するために本発明は、反射波長変化帯域が異なる複数のブラッグ回折格子が長手方向の既知の位置に形成された光ファイバと、該光ファイバに全ブラッグ回折格子の反射波長変化帯域を包含する広帯域の光を入射させる光源と、上記光ファイバから出射される上記ブラッグ回折格子の反射光を一定波長間隔の複数の分離波長帯域に分離してそれぞれ出力チャンネルに出力するアレイ導波路回折格子と、上記出力チャンネルごとの出力光を受光する複数の受光素子と、各受光素子の出力変化により各ブラッグ回折格子の反射中心波長変化を検出して上記光ファイバに与えられている歪や温度等の物理量とその位置を演算する演算部とを備えたものである。
【００２５】
上記演算部のダイナミックレンジと上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性と上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性は、上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性と上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性との重ね合わせによる波長対出力光量特性の隣接する出力チャンネル間差が上記ブラッグ回折格子の反射波長変化帯域内で上記演算部のダイナミックレンジ内におさまる特性に設定されていてもよい。
【００２６】
上記演算部のダイナミックレンジが４０ｄＢであり、上記ブラッグ回折格子の波長対反射損失特性における半値幅が上記アレイ導波路回折格子の波長対透過損失特性における分離波長帯域幅の２２５／１０００以上であってもよい。
【００２７】
１つのブラッグ回折格子の反射波長変化帯域が上記アレイ導波路回折格子の少なくとも４出力チャンネル分の分離波長帯域にまたがってもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００２９】
（１）ＡＷＧの出力チャンネルの中心波長付近においてもＦＢＧからの光出力量を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００３１】
図１に示されるように、本発明に係る物理量測定システム１は、反射波長変化帯域が異なる複数のブラッグ回折格子（以下、ＦＢＧと呼ぶ）２が長手方向の既知の位置に形成された光ファイバ３と、該光ファイバ３に全ＦＢＧの反射波長変化帯域を包含する広帯域の光を入射させる光源４と、上記光ファイバ３から出射される上記ＦＢＧ２の反射光を一定波長間隔の複数の分離波長帯域に分離してそれぞれ出力チャンネル（図示せず）に出力するアレイ導波路回折格子（以下、ＡＷＧと呼ぶ）５と、上記出力チャンネルごとの出力光を受光する複数の受光素子６と、各受光素子の出力変化により各ＦＢＧの反射中心波長変化を検出して上記光ファイバに与えられている歪や温度等の物理量とその位置を演算する演算部７とを備えたものである。
【００３２】
ＡＷＧ５から演算部７までを一括してＦＢＧ波長測定部８と呼ぶ。光源４からの広帯域光を光ファイバ３に導き、光ファイバ３からの出射光をＦＢＧ波長測定部８に導くために光分波器９が設けられる。光分波器９には、カプラ、サーキュレータなどが用いられる。
【００３３】
この実施形態では、反射波長変化帯域が異なるＦＢＧ２が光ファイバの長手方向８箇所に形成される。これらのＦＢＧ２は、温度や歪みなどの物理量を測定したい場所に設置する。
【００３４】
一方、ＡＷＧ５は、光源４から出力される広帯域光の波長範囲に含まれる一定の波長間隔に設定された複数の出力チャンネルを備える。なお、異なる分離波長帯域を有する４０チャンネルのＡＷＧにおいて中心周波数間隔が１００ＧＨｚとすると、分離波長帯域幅は約３２ｎｍとなる。
【００３５】
ＡＷＧ５は、アサーマル機構、ペルチェ素子、ヒータからなる温度維持装置１０に収容される。この温度維持装置１０でＡＷＧ５の温度を所望した温度に安定維持することにより、各チャンネルの分離波長帯域が変化しないようになっている。
【００３６】
受光素子６はフォトダイオード（ＰＤ）が使用される。すなわち、ＡＷＧ５の各出力チャンネルに１個ずつＰＤが設けられる。受光素子６はアレイ型受光素子でもよい。
【００３７】
演算部７にはＣＰＵが用いられる。演算部７のデジタル入力出力チャンネルに各受光素子６の受光量を入力するために、これらデジタル入力出力チャンネルと各受光素子６との間にそれぞれアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）１１が設けられる。ＡＤＣ１１として、例えば、アナログ・デバイセズ株式会社製の１００ＭＳ／ｓｅｃ以上の高速応答が可能なものを用いることにより、本発明に係る物理量測定システムは、物理量を１００ＭＳ／ｓｅｃで測定することができる。ＡＤＣ１１のダイナミックレンジは演算部７のダイナミックレンジと同じとする。なお、ＭＳは、メガサンプリングと読み、１秒間に１００×１０6回のサンプリングを行うことを表す。
【００３８】
本発明では、図３に示されるように、演算部７のダイナミックレンジとＦＢＧ２の波長対反射損失特性とＡＷＧ５の波長対透過損失特性が、ＦＢＧ２の波長対反射損失特性とＡＷＧ５の波長対透過損失特性との重ね合わせによる波長対出力光量特性の隣接する出力チャンネル間差がＦＢＧ２の反射波長変化帯域内で演算部７のダイナミックレンジ内におさまる特性に設定されている。
【００３９】
具体例として、演算部７のダイナミックレンジが４０ｄＢとすると、ＦＢＧ２の波長対反射損失特性における半値幅がＡＷＧ５の波長対透過損失特性における分離波長帯域幅の２２５／１０００以上であればよい。ただし、ＡＷＧの波長間隔の１／２が半値幅と必ずなるわけではないので、ＦＢＧ２の波長対反射損失特性における半値幅がＡＷＧ５の波長対透過損失特性における半値幅の４５／１００以上であってもよい。
【００４０】
図１の物理量測定システム１における物理量測定原理（システム動作）を説明する。
【００４１】
光源４から光ファイバ３に入射された広帯域光のうち、各ＦＢＧ２の反射中心波長を中心とするある程度の帯域（定量的には半値幅で表す）の光が各ＦＢＧ２で反射される。この反射光がＡＷＧ５において波長分離され、該当する出力チャンネルに出力される。この出力光量は、受光素子６で電圧に変換され、ＡＤＣ１１でデジタル値に変換されて演算部７に入力される。
【００４２】
各ＦＢＧ２の反射中心波長は、それぞれＡＷＧ５のいずれかの分離波長帯域に入っているので、該当する出力チャンネル（例えば、出力チャンネル＃２）の受光素子６において十分な出力光量をもたらす。また、隣接する出力チャンネル＃１の受光素子６では、出力チャンネル間差が演算部７のダイナミックレンジ内であるため、ここでも十分な出力光量をもたらす。よって、それぞれのＡＤＣ１１から演算処理可能なデジタル値が演算部７にて読み取られ、ＡＤＣ１１からのデジタル値が電圧値に変換される。
【００４３】
各ＦＢＧ２が設置されている位置の物理量が変化すると、ＦＢＧ２の反射中心波長が変化し、半値幅やガウス分布は不変であるので、図２の特性が波長軸に沿ってシフトするような結果となる。ＦＢＧ２の反射中心波長が変化した場合に、ＡＤＣ１１から出力される電圧値は、図１０（縦軸０−１０Ｖ）のように変化する。なお、最大光量時の出力電圧を１０Ｖとした。
【００４４】
ここで、事前にＦＢＧ２の反射中心波長の変化に対する各出力チャンネルの出力電圧を計測しておくことにより、その後、各出力チャンネルの出力電圧を計測すれば、ＦＢＧ２の反射中心波長の変化を求めることができる。
【００４５】
すなわち、本発明に係る物理量測定システム１は、ＦＢＧ２の反射中心波長の変化量と物理量の変化量との相関が既知であるので、演算部７では反射中心波長の変化量から物理量の変化量が演算できる。
【００４６】
また、ＦＢＧ２の区別は出力チャンネル番号（ＡＤＣ１１の番号）で可能であり、各ＦＢＧ２の設置位置は既知であるので、演算部７では上記演算した物理量の位置を演算することができる。
【００４７】
以下、本発明の作用を説明する。
【００４８】
本発明は、従来の課題を解決するために、演算部７のダイナミックレンジが４０ｄＢのとき、ＦＢＧ２の半値幅をＡＷＧ５の分離波長帯域幅の２２５／１０００以上、又はＡＷＧ５の半値幅の４５／１００以上にする。これにより、ＡＷＧ５の任意の出力チャンネルを該出力チャンネルに隣接する出力チャンネルとの出力光量の差を−４０ｄＢ以上にすることができる。よって、隣接する出力チャンネル間の出力光量の差が演算部７のダイナミックレンジ内となるので、ＡＷＧ５の出力チャンネルの中心波長付近においてもＦＢＧ２からの光出力量を正確に測定することができ、ＡＷＧ５の複数の出力チャンネルの分離波長帯域をまたいで広範囲に変化するＦＢＧ２の反射中心波長を精度良く測定することができる。
【００４９】
一例を示す。図７に示した波長対透過損失特性を有するＡＷＧを用いるものとする。このＡＷＧの波長対透過損失特性は、分離波長帯域幅が１．６ｎｍ、半値幅が０．８ｎｍであり、ガウス分布をするものである。分離波長帯域幅を周波数で表すと、２００ＧＨｚである。
【００５０】
ＦＢＧは、波長対反射損失特性を最大反射率９０％、ガウス分布とし、波長対反射損失特性の半値幅は、ＡＷＧの分離波長帯域幅の２２５／１０００以上、又はＡＷＧの半値幅の４５／１００以上である０．４ｎｍとする。このＦＢＧの波長対反射損失特性を図２に示す。この図では、ＦＢＧの中心波長は１５４１．５ｎｍとする。
【００５１】
ＦＢＧが図２に示す波長対反射損失特性を有するとき、ＦＢＧの反射中心波長が１５３９．４ｎｍから１５４３．４ｎｍまで変化した際に得られるＡＷＧの各出力チャンネルの光出力量を図３に示す。ここで、各出力チャンネルの中心波長における光量を１（０ｄＢ）とし、各出力チャンネルの特性は光量比で表している。
【００５２】
図３に示されるように、半値幅０．４ｎｍのＦＢＧを用いた場合、図２のＦＢＧの中心波長１５４１．５ｎｍに最も近い任意の出力チャンネル（例えば、出力チャンネル＃２）と該出力チャンネル＃２に隣接する他の出力チャンネル（例えば、出力チャンネル＃１および出力チャンネル＃３）の間における光出力量の差が−４０ｄＢ以上となっている。このため、ＦＢＧの反射中心波長が出力チャンネル＃２の中心波長付近で微小変化した場合であっても、出力チャンネル＃２に隣接する他の出力チャンネル（例えば、出力チャンネル＃１および出力チャンネル＃３）の光出力量も測定することができる。
【００５３】
その結果、ＦＢＧの反射中心波長が短波長側に変化したか、長波長側へ変化したかを正確に見極めることができる。したがって、ＦＢＧの反射中心波長が複数の出力チャンネルの分離波長帯域にまたがって広範囲に変化しても、ＦＢＧの反射中心波長の変化を連続的に計測することができる。
【００５４】
次に、ＡＷＧとして、各出力チャンネルがガウス分布する透過損失特性を有するものとし、最大透過率が１００％であり、周波数で表すチャンネル間隔が５０ＧＨｚ（出力チャンネルの分離波長帯域幅０．４ｎｍ、半値幅０．２ｎｍ）、１００ＧＨｚ（出力チャンネルの分離波長帯域幅０．８ｎｍ、半値幅０．２ｎｍ）、２００ＧＨｚ（出力チャンネルの分離波長帯域幅１．６ｎｍ、半値幅０．８ｎｍ）である異なる３つのＡＷＧを想定する。
【００５５】
ＦＢＧとして、最大反射率９０％、反射特性がガウス分布であるものとし、ＦＢＧの波長対反射損失特性の半値幅を変化させて出力チャンネルの出力光量を計算する。その計算結果から得られたＦＢＧ半値幅とＡＷＧの隣接する出力チャンネル間光量差との関係を図４に示す。
【００５６】
図４によれば、周波数で表すチャンネル間隔が５０ＧＨｚであるＡＷＧの特性線が−４０ｄＢのラインと交わるＦＢＧ半値幅は０．０９ｎｍである。同様に、チャンネル間隔が１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚである２つのＡＷＧの特性線が−４０ｄＢのラインと交わるＦＢＧ半値幅は、それぞれ０．１８ｎｍ，０．３６ｎｍである。つまり、ＦＢＧの半値幅が各出力チャンネルの分離波長帯域幅の約２２５／１０００以上、又はＡＷＧの出力チャンネルの半値幅の約４５／１００以上である場合に、隣接する出力チャンネル間の光出力量差が−４０ｄＢ以上となる。
【００５７】
本発明により、ＡＷＧの中心波長とＦＢＧの中心波長の相対位置の制限をする必要がなくなる。複数個のＦＢＧを用いる場合には、異なるＦＢＧの反射光が同じ出力チャンネルに出力されないよう、各ＦＢＧの反射波長変化帯域が、ＡＷＧの出力チャンネルごとの分離波長域幅（４０ｃｈの１００ＧＨｚ間隔ＡＷＧの場合、約３２ｎｍ）より離れていれば、複数個のＦＢＧの反射中心波長の変化を同時に測定することができる。
【００５８】
本発明に係る物理量測定システム１では、ＦＢＧ２の反射中心波長の変化を光の強度変化に変換する。その波長−強度変換に用いるＡＷＧ５は、可動部分を有しないため、ＦＢＧ２の中心波長変化の計測速度を制限する要因とならない。ＦＢＧ２の中心波長変化の計測速度はＡＤＣ１１やＣＰＵ７により制限され、１００ＭＳ／ｓｅｃ以上の高速応答が可能であるＡＤＣ１１のＩＣを用いることにより、本システムは温度や歪の変化を１００ＭＳ／ｓｅｃ以上にて計測することが可能である。
【００５９】
本発明に係る物理量測定システム１では、ＡＷＧ５を用いてＦＢＧ２の反射光を分離して測定するが、ＦＢＧ２の反射光を最も大きく透過する出力チャンネル以外に該出力チャンネルに隣接する他の出力チャンネルの光出力量も測定することができるため、ＦＢＧの反射中心波長の変化を広範囲に測定することができる。
【００６０】
具体的には、演算部７のダイナミックレンジが４０ｄＢのとき、ＡＷＧ５の分離波長帯域幅の２２５／１０００以上又はＡＷＧ５の半値幅の４５／１００以上の半値幅を有するＦＢＧ２を使用することにより、ＦＢＧ２の反射光を透過するＡＷＧ５の隣接する出力チャンネル間における光出力量の差を−４０ｄＢ以上にすることができ、複数の出力チャンネルの分離波長帯域をまたいで広範囲に変化するＦＢＧ中心波長の変化を精度良く測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態を示す物理量測定システムの構成図である。
【図２】本発明におけるブラッグ回折格子（ＦＢＧ）の波長対反射損失特性図である。
【図３】本発明により得られるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長対出力光量特性図である。
【図４】ＦＢＧ半値幅対ＡＷＧの出力チャンネル間光量差特性図である。
【図５】従来の物理量測定システムの構成図である。
【図６】従来の物理量測定システムにおける波長対ＬＯＧ値特性図である。
【図７】従来の物理量測定システムにおけるアレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）の波長対透過損失特性図である。
【図８】従来の物理量測定システムにおけるブラッグ回折格子（ＦＢＧ）の波長対反射損失特性図である。
【図９】従来の物理量測定システムにより得られるアレイ導波路回折格子の出力チャンネルごとの波長対出力光量特性図である。
【図１０】本発明の物理量測定システムの波長対出力電圧特性図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  物理量測定システム
２  ブラッグ回折格子（ＦＢＧ）
３  光ファイバ
４  光源
５  アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ）
６  受光素子
７  演算部
【図１】
2008151574.tif 000003
【図２】
2008151574.tif 000004
【図３】
2008151574.tif 000005
【図４】
2008151574.tif 000006
【図５】
2008151574.tif 000007
【図６】
2008151574.tif 000008
【図７】
2008151574.tif 000009
【図８】
2008151574.tif 000010
【図９】
2008151574.tif 000011
【図１０】
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