(57)【要約】【課題】　光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる光スペクトラムアナライザを実現することを目的にする。【解決手段】　本発明は、光パワーの変動が少ない波長領域を有する被測定光の波長測定を行う光スペクトラムアナライザに改良を加えたものである。本装置は、被測定光を所望の波長幅でサンプリングして、光パワーのサンプリングデータを出力する分光器と、この分光器からのサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長を記憶する記憶部と、この記憶部のサンプリングデータのうち所望数連続したサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長に基づいて、波長領域の中心波長を演算する演算部とを有することを特徴とするものである。【選択図】　　　　　　　　　　図１
2004117346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　光パワーの変動が少ない波長領域を有する被測定光の波長測定を行う光スペクトラムアナライザにおいて、
　前記被測定光を所望の波長幅でサンプリングして、光パワーのサンプリングデータを出力する分光器と、
　この分光器からのサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長を記憶する記憶部と、
　この記憶部のサンプリングデータのうち所望数連続したサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長に基づいて、前記波長領域の中心波長を演算する演算部と
を有することを特徴とする光スペクトラムアナライザ。
【請求項２】
　演算部は、
　所望数連続したサンプリングデータを加算（Σ（サンプリングデータ））する加算手段と、
　この加算手段の加算値がピークとなるサンプリングデータの組み合わせを検索するピーク値検索手段と、
　このピーク値検索手段が検索したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて中心波長を演算する中心波長演算手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項３】
　演算部は、
　所望数連続したサンプリングデータを加算する加算手段と、
　この加算手段の加算値がピークとなるサンプリングデータの組み合わせを検索するピーク値検索手段と、
　このピーク値検索手段が検索したサンプリングデータおよび対応する割付波長より、前記検索したピークの形状に基づく波長演算幅を求め、この波長演算幅に含まれるサンプリングデータを少なくとも選択するデータ選択手段と、
　このデータ選択手段が選択したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて中心波長を演算する中心波長演算手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項４】
　前記データ選択手段は、前記検索したサンプリングデータに含まれる最大値に対する半値全幅を基準として波長演算幅を求めることを特徴とする請求項３記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項５】
　中心波長演算手段は、
　中心波長＝Σ（割付波長・サンプリングデータ）／Σ（サンプリングデータ）
により中心波長を演算することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項６】
　演算部は、
　加算手段の演算した加算値の半分となる半値Ｐｈを求める半値演算手段と、
　この半値演算手段の半値Ｐｈ近傍の値となる累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、（ただし、ｎは自然数、Ｐａ（ｎ−１）＜Ｐｈ≦Ｐａ（ｎ））を、少なくとも求める累積値演算手段と
を有し、
　中心波長演算手段は、半値演算手段の求めた半値Ｐｈ、累積値演算手段の求めた累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、割付波長λn-1、λn、λn+1に基づき、
　中心波長＝（λn＋λn-1）／２＋（λn+1−λn-1）／２・（Ｐｈ−Ｐａ（ｎ−１））／（Ｐａ（ｎ）−Ｐａ（ｎ−１））
により中心波長を演算することを特徴とする請求項２記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項７】
　演算部は、
　前記データ選択手段が選択したサンプリングデータを加算し、この加算した加算値の半分となる半値Ｐｈを求める半値演算手段と、
　前記データ選択手段が選択したサンプリングデータより、前記半値演算手段の半値Ｐｈ近傍の値となる累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、（ただし、ｎは自然数、Ｐａ（ｎ−１）＜Ｐｈ≦Ｐａ（ｎ））を、少なくとも求める累積値演算手段と
を有し、
　中心波長演算手段は、前記半値演算手段の求めた半値Ｐｈ、前記累積値演算手段の求めた累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、前記割付波長λn-1、λn、λn+1に基づき、
　中心波長＝（λn＋λn-1）／２＋（λn+1−λn-1）／２・（Ｐｈ−Ｐａ（ｎ−１））／（Ｐａ（ｎ）−Ｐａ（ｎ−１））
により中心波長を演算することを特徴とする請求項３または４記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項８】
　分光器は、
　被測定光を分光する波長分散素子と、
　この波長分散素子によって分光された光を受ける複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイと
を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項９】
　被測定光は、ファイバーグレーティングからの反射光であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光スペクトラムアナライザ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、被測定光の波長測定、波長解析を行う光スペクトラムアナライザに関し、詳しくは、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる光スペクトラムアナライザに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　光スペクトラムアナライザは、波長分散素子を用いて被測定光を所望の波長幅でサンプリングし、このサンプリングデータから被測定光のスペクトルの波形測定や波形解析を行う測定装置であり、例えば、光通信で用いられるレーザダイオードから出力される光の波形測定や波形解析に使用されている。
【０００３】
　図１０は、このようなレーザダイオードから出力される光のピーク波長を測定する従来の光スペクトラムアナライザの構成例を示した図である（例えば、特許文献１参照）。図１０において、分光器１０はレーザダイオードからの被測定光が入力され、この被測定光のスペクトルを測定して、所望の波長幅でサンプリングし、この光パワーのサンプリングデータを測定データとして出力する。
【０００４】
　メモリ２０は、記憶部であり、測定データ記憶手段２１、割付波長記憶手段２２を有する。測定データ記憶手段２１は、分光器１０からの測定データを記憶する。割付波長記憶手段２２は、測定データそれぞれに対応する割付波長を記憶する。
【０００５】
　演算部３０は、波長演算手段３１を有し、メモリ２０の測定データ記憶手段２１、割付波長記憶手段２２のそれぞれから測定データ、割付波長を読み出し、被測定光のピーク波長、光パワーを演算し、これらの演算結果を出力する。波長演算手段３１は、測定データと割付波長から、被測定光のピーク波長を演算する。
【０００６】
　図１１は、分光器１０の具体例を示す構成図である。ここでは、分光器１０の方式として、小型化が容易なポリクロメータ方式をあげている。図１１において、分光器１０は、光ファイバ１１、コリメーティングレンズ１２、波長分散素子である回折格子１３、フォーカシングレンズ１４、フォトダイオードアレイモジュール（以下ＰＤＭと略す）１５から構成される。
【０００７】
　光ファイバ１１は、被測定光１００を分光器１０に入射する伝送路である。コリメーティングレンズ１２は、光ファイバ１１の出射口に対向して設置され、光ファイバ１１から出射された被測定光１００を平行光にして出射する。
【０００８】
　回折格子１３は、コリメーティングレンズ１２からの出射光を所望の角度に回折するため、コリメーティングレンズ１２に対して傾けて設置してある。また、回折格子１３は被測定光１００を波長ごと異なる角度に分光して出射する。フォーカシングレンズ１４は、回折格子１３からの出射光の光路上に設置され、出射光を収束させる。
【０００９】
　ＰＤＭ１５は、被測定光１００が収束する位置に設置される。ＰＤＭ１５は、短冊状または点状の受光素子であるフォトダイオードがＮ（Ｎは複数）個配列されたフォトダイオードアレイが設けられている。このフォトダイオードは、入射した被測定光１００の光パワーに応じた電流（光電流）が生ずる。ＰＤＭ１５は、フォトダイオードの光電流を順番に、例えば短波長側のフォトダイオードから出力する。また各フォトダイオードからの測定データとメモリ２０の割付波長記憶手段２１の割付波長はそれぞれ対応する。
【００１０】
　このような分光器１０の動作を説明する。
　光ファイバ１１から出射された被測定光１００は、コリメーティングレンズ１２で平行光となる。コリメーティングレンズ１２を透過した被測定光１００は、回折格子１３によって、波長ごとに分光される。回折格子１３によって分光された被測定光１００は、フォーカシングレンズ１４によってＰＤＭ１５のフォトダイオードレイに収束するが、収束する位置は被測定光１００の波長に対応してずれる。
【００１１】
　そして、各フォトダイオードで生じた光電流は、短波長側のフォトダイオードから順に出力される。図示しない変換部は、フォトダイオードから出力された光電流を電圧に変換する。またこの電圧に変換された信号はアナログ信号なので、変換部はこのアナログ信号をデジタル信号に変換し、測定データとしてメモリ２０の測定データ記憶手段２１に格納する。このように、測定データはフォトダイオードによって一定の波長幅でサンプリングされたサンプリングデータとなっている。
【００１２】
　続いて、このような分光器からの測定データによって、被測定光１００のピーク波長、光パワーを求める動作を図１２に示す具体例を用いて説明する。図１２は、分光器１０のフォトダイオードアレイの一部の模式図および出力特性の一例を示した図である。図１２（ａ）は、被測定光１００が照射される部分のフォトダイオードアレイの一部を示した模式図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）に示す分光器１０から出力され、測定データ記憶手段２１に格納される測定データの出力特性を示した図である。
【００１３】
　図１２（ａ）において、フォトダイオードＰＤn-2〜ＰＤn+2は、短冊状の形をしており、回折格子１３によって被測定光１００が波長ごとに分光される方向に沿って配列される。また、楕円状の光スポットを形成する被測定光１００からの光パワーがピークとなる位置に最も近いフォトダイオードをＰＤn（ｎは自然数、１＜ｎ＜Ｎ）する。
【００１４】
　一方、図１２（ｂ）に示すようにフォトダイオードＰＤn-2〜ＰＤn+2は、それぞれ割付波長記憶手段２２の割付波長λn-2〜λn+2、（λn-2＜λn-1＜λn＜λn+1＜λn+2）が対応する。つまり、横軸は、フォトダイオードＰＤn-2〜ＰＤn+2およびこれに対応した割付波長λn-2〜λn+2であり、縦軸はそれぞれの測定データである。各フォトダイオードＰＤn-2〜ＰＤn+2からの測定データＰn-2〜Ｐn+2は●点で示してある。
【００１５】
　そして、演算部３０が測定データ記憶手段２１の測定データ、および割付波長記憶手段２２の割付波長から、被測定光１００のピーク波長、光信号レベルを演算する。すなわち、レーザダイオードからの被測定光の光強度分布は、ガウス分布となるので、フォトダイオードの出力をガウス曲線で近似し（例えば、特許文献１、２参照）、式（１）によってピーク波長を求めることができる。
【００１６】
【数１】
2004117346.tif 000003
【００１７】
　ここで、λpeakはピーク波長、δλはピーク波長λpeakと割付波長λnの波長差であり、ΔλはフォトダイオードＰＤn、ＰＤn+1の波長差である。
【００１８】
　また、演算部３０が、被測定光１００の光パワーの大部分が照射されているフォトダイオードＰＤn-1〜ＰＤn+1を加算し、この加算値に波長差δλ、およびフォトダイオードアレイの非受光部分に照射された光パワーの補正をし、被測定光１００の光パワーを求める。
【００１９】
　そして、演算部３０は、これらの演算結果（ピーク波長λpeak、光パワー）を図示しない出力部に出力し、この出力部は、演算結果を、例えば表示部の画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。
【００２０】
【特許文献１】特開平８−２５４４６５号公報（第２−４頁、第１図）
【特許文献２】特開平８−０２９２５５号公報（第３−４頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
　しかしながら、近年、光通信の発達と共に多くの種類の光部品が開発され、光スペクトラムアナライザもレーザダイオードから出力される光の波長測定ばかりでなく、ファイバーグレーティングや誘電体多層膜等の波形測定、解析の要求も高くなっている。例えば、ファイバーグレーティングは、入力した光を所望の波長領域で反射するが、この反射する波長領域の中心となる中心波長がファイバーグレーティングの性能を確認する上で重要なパラメータとなっている。
【００２２】
　そして、反射する波長領域の光パワーの分布は、レーザダイオードのようなガウス分布でなく、光パワーの変動が少ない波長領域を有するスペクトルを形成している。このようなファイバーグレーティングの反射光を測定した例を図１３に示す。図１３は、ファイバーグレーティングからの反射光を図１０に示す装置で測定した出力特性である。図１３において、横軸は割付波長記憶手段２１の割付波長であり、縦軸は測定データ記憶手段２２に格納される測定データである。このファイバーグレーティングの反射特性は、１５５０．６〜１５５３．１［ｎｍ］の波長領域で光を反射し、中心波長は１５５１．８５［ｎｍ］である。
【００２３】
　このようなファイバーグレーティングの中心波長を、図１０に示す装置において式（１）より求めると、最も光パワーが大きい１５５２．５［ｎｍ］の測定データをピークとしてλn＝１５５２．５、Ｐn-1＝０．１３３０［ｍＷ］、Ｐn＝０．１３４３［ｍＷ］、Ｐn+1＝０．１３２７［ｍＷ］、Δλ＝０．５［ｎｍ］となり、ピーク波長λpeakは以下となる。
【００２４】
　　λpeak＝１５５２．２４０［ｎｍ］
【００２５】
　この結果より光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を、ガウス曲線に近似して求めると、明らかに誤差が生じていることがわかる。もちろん、ガウス曲線でなく２次曲線等の異なる近時曲線を用いても同様に精度よく求めることが難しい。すなわち、光パワーの分布がガウス曲線等にならず、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定することが難しいという問題があった。
【００２６】
　そこで本発明の目的は、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる光スペクトラムアナライザを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
　請求項１記載の発明は、
　光パワーの変動が少ない波長領域を有する被測定光の波長測定を行う光スペクトラムアナライザにおいて、
　前記被測定光を所望の波長幅でサンプリングして、光パワーのサンプリングデータを出力する分光器と、
　この分光器からのサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長を記憶する記憶部と、
　この記憶部のサンプリングデータのうち所望数連続したサンプリングデータおよびサンプリングデータに対応する割付波長に基づいて、前記波長領域の中心波長を演算する演算部と
を有することを特徴とするものである。
【００２８】
　請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
　演算部は、
　所望数連続したサンプリングデータを加算（Σ（サンプリングデータ））する加算手段と、
　この加算手段の加算値がピークとなるサンプリングデータの組み合わせを検索するピーク値検索手段と、
　このピーク値検索手段が検索したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて中心波長を演算する中心波長演算手段と
を有することを特徴とするものである。
【００２９】
　請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
　演算部は、
　所望数連続したサンプリングデータを加算する加算手段と、
　この加算手段の加算値がピークとなるサンプリングデータの組み合わせを検索するピーク値検索手段と、
　このピーク値検索手段が検索したサンプリングデータおよび対応する割付波長より、前記検索したピークの形状に基づく波長演算幅を求め、この波長演算幅に含まれるサンプリングデータを少なくとも選択するデータ選択手段と、
　このデータ選択手段が選択したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて中心波長を演算する中心波長演算手段と
を有することを特徴とするものである。
【００３０】
　請求項４記載の発明は、請求項３記載の発名において、
　前記データ選択手段は、前記検索したサンプリングデータに含まれる最大値に対する半値全幅を基準として波長演算幅を求めることを特徴とするものである。
【００３１】
　請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、
　中心波長演算手段は、
　中心波長＝Σ（割付波長・サンプリングデータ）／Σ（サンプリングデータ）
により中心波長を演算することを特徴とするものである。
【００３２】
　請求項６記載の発明は、請求項２記載の発明において、
　演算部は、
　加算手段の演算した加算値の半分となる半値Ｐｈを求める半値演算手段と、
　この半値演算手段の半値Ｐｈ近傍の値となる累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、（ただし、ｎは自然数、Ｐａ（ｎ−１）＜Ｐｈ≦Ｐａ（ｎ））を、少なくとも求める累積値演算手段と
を有し、
　中心波長演算手段は、半値演算手段の求めた半値Ｐｈ、累積値演算手段の求めた累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、割付波長λn-1、λn、λn+1に基づき、
　中心波長＝（λn＋λn-1）／２＋（λn+1−λn-1）／２・（Ｐｈ−Ｐａ（ｎ−１））／（Ｐａ（ｎ）−Ｐａ（ｎ−１））
により中心波長を演算することを特徴とするものである。
【００３３】
　請求項７記載の発明は、請求項３または４記載の発明において、
　演算部は、
　前記データ選択手段が選択したサンプリングデータを加算し、この加算した加算値の半分となる半値Ｐｈを求める半値演算手段と、
　前記データ選択手段が選択したサンプリングデータより、前記半値演算手段の半値Ｐｈ近傍の値となる累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、（ただし、ｎは自然数、Ｐａ（ｎ−１）＜Ｐｈ≦Ｐａ（ｎ））を、少なくとも求める累積値演算手段と
を有し、
　中心波長演算手段は、前記半値演算手段の求めた半値Ｐｈ、前記累積値演算手段の求めた累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、前記割付波長λn-1、λn、λn+1に基づき、
　中心波長＝（λn＋λn-1）／２＋（λn+1−λn-1）／２・（Ｐｈ−Ｐａ（ｎ−１））／（Ｐａ（ｎ）−Ｐａ（ｎ−１））
により中心波長を演算することを特徴とするものである。
【００３４】
　請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、
　分光器は、
　被測定光を分光する波長分散素子と、
　この波長分散素子によって分光された光を受ける複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイと
を有することを特徴とするものである。
【００３５】
　請求項９記載の発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、
　被測定光は、ファイバーグレーティングからの反射光であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３６】
　以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
　請求項１〜９によれば、演算部が、記憶部のサンプリングデータのうち所望数連続したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて、波長領域の中心波長を演算するので、ガウス曲線等の近似曲線から中心波長を求める必要がない。これにより光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる。
【００３７】
　請求項２によれば、ピーク値検索手段が、加算手段の求めた加算値からピークを検索する。そして、中心波長演算手段が、このピークとなる組み合わせのサンプリングデータおよび割付波長の加算値から、所望数連続するサンプリングデータにおける中心波長を求めるので、ガウス曲線等の近似曲線から中心波長を求める必要がない。これにより光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる。
【００３８】
　請求項３によれば、データ選択手段がピーク値検索手段によって検索されたピークの形状に基づいてサンプリングデータを選択し、この選択したサンプリングデータおよび割付波長の加算値から中心波長演算手段が中心波長を演算するので、ピークの形状ごとに最適な組み合わせのサンプリングデータで中心波長を演算することができる。従って、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長をより精度良く測定できる。
【００３９】
　請求項６によれば、ピーク値検索手段の検索結果より、累積値演算手段、半値演算手段のそれぞれが累積値、半値を求め中心波長演算手段に出力する。そして、中心波長演算手段が、半値近傍の累積値および割付波長より、所望数連続するサンプリングデータにおける中心波長を求めるので、ガウス曲線等の近似曲線から中心波長を求める必要がない。これにより光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる。
【００４０】
　請求項６、７によれば、中心波長演算手段が、所望数連続するサンプリングデータに対応する割付波長のなかから所定の割付波長のみを用いて中心波長から求める。これにより、経時変化や温度変化等により、分光器の光学系がずれ、サンプリングデータと割付波長に誤差が生じても、中心波長の演算結果への影響を抑えることができる。
【００４１】
　請求項７によれば、データ選択手段がピーク値検索手段によって検索されたピークの形状に基づいてサンプリングデータを選択し、この選択したサンプリングデータから累積値演算手段、半値演算手段のそれぞれが、累積値、半値を求める。そして、中心波長演算手段が、半値近傍の累積値および割付波長より中心波長を演算するので、ピークの形状ごとに最適な組み合わせのサンプリングデータで中心波長を演算することができる。従って、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長をより精度良く測定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
　以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施例］
　図１は本発明の第１の実施例を示すブロック構成図である。ここで、図１０と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図１において、演算部３０の代わりに演算部４０が設けられる。演算部４０は、加算手段４１、ピーク値検索手段４２、中心波長演算手段４３を有し、メモリ２０の測定データ記憶手段２１の測定データ、割付波長記憶手段２２の割付波長から、所望数連続したサンプリングデータおよび対応する割付波長に基づいて、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を演算する。
【００４３】
　加算手段４１は、分光器１０から出力されるＮ個の測定データのうちから所望数連続した測定データを加算（Σ（サンプリングデータ））し、加算値を求める。ピーク値検索手段４２は、加算手段４１の加算値がピークとなる測定データの組み合わせを検索する。中心波長演算手段４３は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データおよび対応する割付波長で、Σ（割付波長・サンプリングデータ）／Σ（サンプリングデータ）により中心波長を演算する
【００４４】
　このような装置の動作を説明する。図示しないファイバーグレーティングからの反射光が分光器１０に入射され、図１３に示す測定データがメモリ２０の測定データ記憶手段２１に格納される。
【００４５】
　図２のフローチャートを用いて演算部４０の動作を説明する。演算部４０が、メモリ２０の測定データ記憶手段２１、割付波長記憶手段２２のそれぞれから測定データ、割付波長を読み出し（Ｓ１０）、演算部４０の加算手段４１が、所望数連続した、例えば連続する７素子の測定データを、短波長側の測定データから加算していく。すなわち、短波長側から１〜７番目の測定データを加算、２〜８番目の測定データを加算、３〜９番目の測定データを加算、同様に（Ｎ−６）〜Ｎ番目の測定データまでを加算し、それぞれの加算値をピーク値検索手段４２に出力する（Ｓ１１）。
【００４６】
　ピーク値検索手段４２が、加算値のなかからピークとなる測定データの組み合わせを検索し、中心波長演算手段４３に出力する。例えば、図１３に示す測定データにおいて、割付波長１５５０．５〜１５５３．５［ｎｍ］に対応する測定データの組み合わせによる加算値をピークとして検索する（Ｓ１２）。
【００４７】
　そして、中心波長演算手段４３がピーク値検索手段４２が検索した測定データ、割付波長より、式（２）によって中心波長を求める。
【００４８】
【数２】
2004117346.tif 000004
【００４９】
　ここで、λcは中心波長であり、λ（ｉ）はピーク値検索手段４２で検索された割付波長の組み合わせであり、割付波長はそれぞれλ（１）＝１５５０．５［ｎｍ］、λ（２）＝１５５１．０［ｎｍ］、・・・、λ（７）＝１５５３．５［ｎｍ］であり、各割付波長λ（１）〜λ（７）に対応する測定データは、Ｐ（１）〜Ｐ（７）である。
【００５０】
　図１０に示す装置で求めた中心波長１５５２．２４０［ｎｍ］に対して、図１に示す装置は、精度よく中心波長λcを演算できているのがわかる。
【００５１】
　そして、演算部４０は、演算結果の中心波長λcを図示しない出力部に出力し、この出力部は、演算結果を、例えば表示部の画面に表示したり、図示しない外部装置に出力する。
【００５２】
　また、分光器１０、記憶部であるメモリ２０の測定データ記憶手段２１、割付波長記憶手段２２の動作は、図１０に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００５３】
　このように、ピーク値検索手段４２が、加算手段４１の求めた加算値からピークを検索する。そして、中心波長演算手段４３が、このピークとなる組み合わせの測定データおよび割付波長の加算値から、所望数連続する測定データにおける中心波長を求めるので、ガウス曲線等の近似曲線から中心波長を求める必要がない。これにより光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長を精度良く測定できる。
【００５４】
［第２の実施例］
　続いて、図３は、本発明の第２の実施例を示す構成図である。図１と同一のものは同一符号を付すと共に、説明も省略する。また、図１に示す装置と同様に、図１３に示す測定データがメモリ２０の測定データ記憶手段２１に格納されているものとする。
【００５５】
　図３において、累積値演算手段４４、半値演算手段４５が演算部４０に新たに設けられ、中心波長演算手段４３の代わりに中心波長演算手段４６が設けられる。
【００５６】
　累積値演算手段４４は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データＰ（１）〜Ｐ（７）の累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を求め、中心波長演算手段４６に出力する。ここで、
　累積値Ｐａ（１）＝Ｐ（１）、
　累積値Ｐａ（２）＝Ｐ（１）＋Ｐ（２）、
　以下同様に、
　累積値Ｐａ（７）＝Ｐ（１）＋Ｐ（２）＋・・・＋Ｐ（７）である。
【００５７】
　半値演算手段４５は、ピーク値検索手段４２が検索した加算値の１／２となる半値Ｐｈを求め、中心波長演算手段４６に出力する。中心波長演算手段４６は、累積値演算手段４４の求めた累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）、半値演算手段４５の求めた半値Ｐｈ、ピーク値検索手段４２が検索した測定データＰ（１）〜Ｐ（７）に対応する割付波長λ（１）〜λ（７）から、下記に示す式（３）により中心波長λcを求める。
【００５８】
【数３】
2004117346.tif 000005
【００５９】
　ここで、ｎは、Ｐａ（ｎ−１）＜Ｐｈ≦Ｐａ（ｎ）を満たす値である。
【００６０】
　このような装置の動作を図４に示すフローチャート、図５に示す具体例を用いて累積値演算手段４４、半値演算手段４５、中心波長演算手段４６の動作を説明する。累積値演算手段４４が、ピーク値検索手段４２が検索した測定データＰ（１）〜Ｐ（７）の累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を求め、中心波長演算手段４６に出力する（Ｓ２０）。一方、半値演算手段４５が、ピーク値検索手段４２が検索したピークとなる加算値の半値Ｐｈを求め、中心波長演算手段４６に出力する（Ｓ２１）。
【００６１】
　そして、中心波長演算手段４６が、累積値演算手段４４からの累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）と、半値演算手段４５からの半値Ｐｈ＝０．４３２９［ｍＷ］を比較し、半値Ｐｈ近傍の累積値Ｐａ（３）＝０．３６６９［ｍＷ］＜Ｐｈ≦Ｐａ（４）＝０．５０００［ｍＷ］を検出し、ｎ＝４を求める（Ｓ２２）。
【００６２】
　さらに、中心波長演算手段４６が、式（３）に対応する割付波長λ（３）＝１５５１．５［ｎｍ］、λ（４）＝１５５２．０［ｎｍ］、λ（５）＝１５５２．５［ｎｍ］、累積値Ｐａ（３）、Ｐａ（４）、半値Ｐｈより、中心波長λc＝１５５１．７５４［ｎｍ］を求める（Ｓ２３）。
【００６３】
　図１０に示す装置で求めた中心波長１５５２．２４０［ｎｍ］に対して、図３に示す装置は、精度よく中心波長λcを演算できているのがわかる。
【００６４】
　ここで、累積値演算手段４４、半値演算手段４５のそれぞれが累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）、半値Ｐｈを求めて中心波長演算手段４６に出力し、中心波長演算手段４６が累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）、半値Ｐｈ、割付波長λ（１）〜λ（７）から中心波長を求める動作以外は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００６５】
　このように、ピーク値検索手段４２の検索結果より、累積値演算手段４４、半値演算手段４５のそれぞれが、累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）、半値Ｐｈを求め中心波長演算手段４３に出力する。そして、中心波長演算手段４３が、半値Ｐｈ近傍の累積値Ｐａ（３）、Ｐａ（４）、および割付波長λ（３）〜λ（５）より、所望数連続する測定データにおける中心波長λcを求めるので、ガウス曲線等の近似曲線から中心波長を求める必要がない。これにより光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長λcを精度良く測定できる。
【００６６】
　また、中心波長演算手段４３が、所望数連続する測定データに対応する割付波長λ（１）〜λ（７）のなかから、割付波長λ（３）〜λ（５）のみを用いて中心波長λcから求める。これにより、経時変化や温度変化等により、分光器１０の回折格子１３とＰＤＭ１５の光学系がずれ、測定データと割付波長に誤差が生じても、中心波長λcの演算結果への影響を抑えることができる。
【００６７】
［第３の実施例］
　図１、図３に示す装置は、中心波長演算手段４３、４６が、ピーク値検索手段４２によって検索された測定データおよび割付波長に基づいて中心波長を演算している。しかし、測定データで表されるピークの形状は、一様でなく異なる場合が多い。図６は、広帯域光源から出力される光を、直列に接続した複数のファイバーグレーティングからの反射光を測定した出力特性の一例を示す図であり、異なる特性をもつ２個のファイバーグレーティングを測定した出力特性を図示している。図６において、横軸は割付波長記憶手段２１の割付波長であり、縦軸は測定データ記憶手段２２に格納される測定データであり、測定データ間は近似曲線で補間して示している。また、加算手段４１は、７素子の測定データを加算して、積算している。
【００６８】
　検索したデータ列Ｓ１は、ピーク値検索手段４２によって検索された測定データの組み合わせの一つだが、このピークの出力はデータ列Ｓ１よりも広い波長範囲（図６中、９素子）に渡って出力を有する。また、検索したデータ列Ｓ２は、ピーク値検索手段４２によって検索された測定データの組み合わせの一つだが、このピークの出力はデータ列Ｓ２よりも狭い波長範囲（図６中、３素子）に出力を有する。このように反射特性が異なる場合、図１、図３に示す装置は、データ列Ｓ１はピークを形成している測定データを含まずに演算し、逆にデータ列Ｓ２はノイズレベルの測定データを含んで演算するので、中心波長の精度が低下することがありえる。
【００６９】
　図７は、本発明の第３の実施例を示す構成図である。図１と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図７において、ピーク値検索手段４２と中心波長演算手段４３の間に、データ選択手段４７が設けられる。データ選択手段４７は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データおよび対応する割付波長より、検索した測定データの組み合わせで形成されるピークの形状に基づく波長演算幅を求め、求めた波長演算幅に含まれる測定データを選択する。
【００７０】
　そして、中心波長演算手段４３は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データの代わりに、データ選択手段４７が選択した測定データおよび対応する割付波長に基づいて中心波長を演算する。
【００７１】
　このような装置の動作を説明する。また、図８は、図６に示す出力特性においてデータ選択手段４７によって選択されるデータ列を示した図である。
　ピーク値検索手段４２が加算した加算値のなかからピークとなる測定データのデータ列Ｓ１、Ｓ２を検索した（図２のフローチャートのステップＳ１２）後、データ選択手段４７が検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２それぞれにおいて、検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２に含まれる最大値を求める。例えば、データ列Ｓ１は短波長側から４個目であり、データ列Ｓ２は短波長側から３個目の測定データである。
【００７２】
　そして、求めた最大値に対する半値全幅（ＨＷ１、ＨＷ２）を求める。なお、半値全幅は、最大値の半分に対応する二点間の波長の幅だが、対応する測定データがない場合は、近似曲線から求めるとよい。そして求めた半値全幅ＨＷ１、ＨＷ２を基準として、この半値全幅ＨＷ１、ＨＷ２を２倍して各ピークに対する波長演算幅Ｗ１、Ｗ２を求める。なお、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２は最大値の測定データを中心にしている。そして、この波長演算幅Ｗ１、Ｗ２に含まれる測定データを選択し、データ列Ｓ３、Ｓ４を求める。なお、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２は、半値全幅ＨＷ１、ＨＷ２を２倍したが、これはファイバーグレーティングの反射特性からあらかじめ定めておくとよい。例えば、ピークの出力がなだらかに小さくなる場合は、２倍よりも大きな倍数（例えば、２．５倍や３倍等）にしておけばよく、逆にピークの出力が急峻に変化する場合は、２倍よりも小さな倍数（例えば、１倍や１．５倍等）にしてもよい。
【００７３】
　そして、中心波長演算手段４３がデータ選択手段４７が選択した測定データのデータ列Ｓ３、Ｓ４とこれらに対応する割付波長より、式（２）と同様に各ピークの中心波長を求める。つまり、中心波長演算手段４３は、図１に示す装置と比較して、ピーク値検索手段４２の検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２の代わりにデータ選択手段４７の選択したデータ列Ｓ３、Ｓ４が入力される。もちろん、加算されるデータ数は、選択したデータ列Ｓ３は”９”であり、選択したデータ列Ｓ４は”３”となる。
【００７４】
　また、検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２から、データ選択手段４７が新たにデータ列Ｓ３、Ｓ４を選択し、この選択したデータ列Ｓ３、Ｓ４から中心波長演算手段４３が中心波長を求める以外の動作は、図１に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００７５】
　このように、データ選択手段４７がピーク値検索手段４２によって検索されたピークの形状に基づいて測定データを選択し、この選択した測定データおよび割付波長の加算値から中心波長演算手段４３が中心波長を演算するので、ピークの形状ごとに最適な組み合わせの測定データで中心波長を演算することができる。従って、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長をより精度良く測定できる。
【００７６】
［第４の実施例］
　続いて図３に示す装置に、図７に示す装置と同様にデータ選択手段４７を用いた構成を説明する。図９は、本発明の第４の実施例を示す構成図である。図３と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。また、測定データも、図６、図８と同様とする。
【００７７】
　図９において、ピーク値検索手段４２の後段に、データ選択手段４７が設けられる。データ選択手段４７は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データおよび対応する割付波長より、検索した測定データの組み合わせで形成されるピークの形状に基づく波長演算幅を求め、求めた波長演算幅に含まれる測定データを選択する。
【００７８】
　半値演算手段４５は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データの代わりに、データ選択手段４７が選択した測定データを加算して積算し、この加算した加算値の半分となる半値Ｐｈを求める。累積値演算手段４４は、ピーク値検索手段４２が検索した測定データの代わりに、データ選択手段４７が選択した測定データより、半値演算手段４５の半値Ｐｈ近傍の値となる累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）を求める。中心波長演算手段４５は、半値演算手段４５の求めた半値Ｐｈ、累積値演算手段４４の求めた累積値Ｐａ（ｎ−１）、Ｐａ（ｎ）、割付波長λn-1、λn、λn+1に基づき、中心波長を演算する。
【００７９】
　このような装置の動作を説明する。
　ピーク値検索手段４２が加算した加算値のなかからピークとなる測定データのデータ列Ｓ１、Ｓ２を検索した後、図７に示す装置と同様に、検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２それぞれにおいて、データ選択手段４７が検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２に含まれる最大値を求める。
【００８０】
　そして、求めた最大値に対する半値全幅（ＨＷ１、ＨＷ２）を求める。そして求めた半値全幅ＨＷ１、ＨＷ２を基準として、この半値全幅ＨＷ１、ＨＷ２を２倍して各ピークに対する波長演算幅Ｗ１、Ｗ２を求める。さらに、この波長演算幅Ｗ１、Ｗ２に含まれる測定データを選択し、データ列Ｓ３、Ｓ４を求める。
【００８１】
　そして、各ピークにおいて、累積値演算手段４４がデータ選択手段が選択した測定データのデータ列Ｓ３、Ｓ４の累積値Ｐａを求め、中心波長演算手段４６に出力する。一方、半値演算手段４５が、データ選択手段が選択した測定データのデータ列Ｓ３，Ｓ４を加算し、この加算した加算値の半値Ｐｈを求め、中心波長演算手段４６に出力する
【００８２】
　そして、中心波長演算手段４６が、累積値演算手段４４からの累積値Ｐａと、半値演算手段４５からの半値Ｐｈとを比較し、半値Ｐｈ近傍に存在する累積値Ｐａを検出する。
【００８３】
　さらに、中心波長演算手段４６が、式（３）に示すように割付波長λ、累積値Ｐａ、半値Ｐｈより、中心波長λcを求める。つまり、累積値演算手段４４、半値演算手段４５、中心波長演算手段４６が、図３に示す装置と比較して、ピーク値検索手段４２の検索したデータ列Ｓ１、Ｓ２の代わりにデータ選択手段４７の選択したデータ列Ｓ３、Ｓ４が入力され、入力されたデータ列Ｓ３、Ｓ４に基づいて半値Ｐｈ、累積値Ｐａ、中心波長λcを求める以外の動作は同じである。また、上記以外の動作は図３に示す装置と同様なので説明を省略する。
【００８４】
　このように、データ選択手段４７がピーク値検索手段４２によって検索されたピークの形状に基づいて測定データを選択し、この選択した測定データから累積値演算手段４４、半値演算手段４５のそれぞれが、累積値Ｐａ、半値Ｐｈを求める。そして、中心波長演算手段４６が、半値Ｐｈ近傍の累積値Ｐａおよび割付波長より中心波長を演算するので、ピークの形状ごとに最適な組み合わせの測定データで中心波長を演算することができる。従って、光パワーの変動が少ない波長領域の中心波長をより精度良く測定できる。
【００８５】
　なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下のようなものでもよい。
　図１、図３、図７、図９に示す装置において、分光器１０のＰＤＭ１５は短波長側から測定データを出力する構成を示したが、長波長側から出力してもよい。
【００８６】
　図１、図３、図７、図９に示す装置において、分光器１０の例として、ポリクロメータ方式の構成を示したが、チェルニーターナー方式等でもよい。
【００８７】
　図１、図３、図７、図９に示す装置において、波長分散素子の例として、回折格子１３を用いる構成を示したが、プリズム等でもよい。
【００８８】
　図１、図３、図７、図９に示す装置において、加算手段４１が加算する素子数は７素子とする構成を示したが、加算する素子数は何素子でもよい。
【００８９】
　図３、図９に示す装置において、累積演算手段４４が、短波長側から測定データＰ（１）〜Ｐ（７）を累積し、累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を求める構成を示したが、長波長側から累積してもよい。
【００９０】
　図３に示す装置において、ピーク値検索手段４２がピークを検索した結果に基づいて、累積値演算手段４４が累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を求める構成を示したが、加算手段４１が所望数連続した測定データを加算する際に、累積値演算手段４４が累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を求めておき、ピーク値検索手段４２の検索結果に基づいて、累積値Ｐａ（１）〜Ｐａ（７）を中心波長演算手段４６に出力するようにしてもよい。
【００９１】
　図７、図９に示す装置において、データ選択手段４７は、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２に含まれる測定データをデータ列Ｓ３、Ｓ４として選択する構成を示したが、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２の外側の測定データを選択してもよい。例えば、短波長側の出力が急峻に変化し、長波長側の出力がなだらかに変化する場合、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２に含まれる測定データと、波長演算幅Ｗ１、Ｗ２よりも長波長側にある１個目の測定データも選択し、データ列として出力してもよい。また、ピークの形状によっては、短波長側と長波長側にある１個目の測定データを選択し、データ列として出力してもよい。
【００９２】
　図７、図９に示す装置において、データ選択手段４７は、半値全幅を基準として波長演算幅を求める構成を示したが、ピークの形状で定まる他のパラメータを基準としてもよい。例えば、最大値の半分に対応する二点間の波長の幅でなく、最大値から所望のレベル（例えば、２０［ｄＢ］）低いレベルに対応する二点間の波長の幅を基準としてもよい。また、複数のファイバーグレーティングが反射するレベルがほぼ同じならば、あらかじめピークとノイズレベルとのレベル差を求めておき、最大値に対して求めたレベル差のレベルにおける二点間の波長の幅を基準としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置における演算部４０の動作を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施例を示した構成図である。
【図４】図２に示す装置における中心波長演算手段４４の動作を示すフローチャートである。
【図５】図２に示す装置において、具体的な数値を用いて中心波長λcを求めた一例を示した図である。
【図６】複数のファイバーグレーティングからの反射光を測定した出力特性の一例を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例を示した構成図である。
【図８】図６に示す出力特性においてデータ選択手段４７によって選択されるデータ列を示した図である。
【図９】本発明の第４の実施例を示した構成図である。
【図１０】従来の光スペクトラムアナライザの実施例を示すブロック構成図である。
【図１１】図１０に示す装置における分光器１０の構成図である。
【図１２】フォトダイオードアレイの一部を示す模式図と、フォトダイオードからの出力特性の一例を示す図である。
【図１３】ファイバーグレーティングからの反射光を測定した出力特性の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０　分光器
１３　回折格子
１５　フォトダイオードアレイモジュール
２０　メモリ
２１　測定データ記憶手段
２２　割付波長記憶手段
４０　演算部
４１　加算手段
４２　ピーク値検索手段
４３、４６　中心波長演算手段
４４　累積値演算手段
４５　半値演算手段
４７　データ選択手段
１００　被測定光
【図１】
2004117346.tif 000006
【図２】
2004117346.tif 000007
【図３】
2004117346.tif 000008
【図４】
2004117346.tif 000009
【図５】
2004117346.tif 000010
【図６】
2004117346.tif 000011
【図７】
2004117346.tif 000012
【図８】
2004117346.tif 000013
【図９】
2004117346.tif 000014
【図１０】
2004117346.tif 000015
【図１１】
2004117346.tif 000016
【図１２】
2004117346.tif 000017
【図１３】
2004117346.tif 000018