(57)【要約】本発明は、任意の特定の順番でレーザの全波長掃引を異なる領域に分割する手段を備えている、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定するための動的に掃引される調節可能レーザシステムおよび方法を提供し、各領域は、単一または複数の隣接する掃引区画を含み、各掃引区画は、開始および停止基準によって参照され、他の掃引区画と比較して異なる長さを有することができる。センサ特性は、調節可能レーザによって掃引された各領域から決定される。本発明は、準連続モードで動作して任意の順番で区画を選択するように適合されている調節可能レーザを提供する。領域の相対的掃引速度は、一部の領域を他の領域より多く掃引することができるように、変化させることができる。
2015524621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの波長掃引から、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する動的に掃引される調節可能レーザシステムであって、
前記レーザの全波長掃引を任意の特定の順番で複数の領域に分割する手段であって、各領域は、少なくとも１つ以上の隣接する掃引区画を備え、各掃引区画は、開始および停止基準によって参照され、他の掃引区画と比較して異なる長さを伴って選択される、手段と、
前記調節可能レーザによって掃引された各区画からセンサ特性を決定する手段であって、前記調節可能レーザは、後続の波長掃引のために、センサ特性が決定されている区画のみを調査するであろう、手段と
を備えている、システム。
【請求項２】
前記センサ特性を決定するための前記手段は、波長ピークが位置する区画を識別することと、後続の波長掃引のために、波長ピークを伴う区画のみが前記調節可能レーザによって掃引されるように、波長ピークが検出されていない前記掃引の区画を除去することとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記光学センサのうちの少なくとも１つから反射／伝送応答を受信する手段を備えている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記調節可能レーザは、任意の順番で領域を選択することによって、連続または非連続モードで動作するように適合されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項５】
領域の波長掃引速度は、ピーク波長を有していると識別された一部の領域が、ピーク波長を有しないと識別された他の領域より多く掃引されることができるように、変化させられるように適合されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項６】
制御ループは、その波長領域に位置するセンサの以前の反射／伝送特性に基づいて、各領域の開始および停止波長を調整するように構成および適合されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項７】
処理アルゴリズムは、プロセッサ上で作動するように構成され、センサ特性を決定するように適合され、前記領域の前記掃引速度および／または前記センサの１回以上の以前に行われた掃引に基づいて、前記掃引速度を調整するように適合されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項８】
フィードバック制御ループは、前記波長領域および／または区画のサイズを調整するように適合されている、請求項１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項９】
前記波長ピークの任意のドリフトを補償するように適合されている適応制御手段を備えている、請求項１〜８のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１０】
任意のドリフトを補償するように適合されている前記制御手段は、前記波長ピークの検出されたドリフトに応じて、領域から区画を含む／除外する、および／または修正する手段を備えている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
掃引間の前記波長ピークの任意の偏移を補償する適応制御手段を備えている、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１２】
質問器は、中央処理装置に伝送される全データセットを削減するために、リアルタイムデータ処理を行う手段を備えている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記中央処理装置は、異なる用途のための予測ソフトウェアへの入力として将来使用するためのデータを記憶するように適合されている、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
波長掃引が行われる、前記レーザの走査速度は、前記センサ特性が変化している速度よりも速いように選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記センサが変化する速度は、異なる掃引の間で測定されるピーク反射の間の微分変化として定義される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
少なくとも１つのセンサは、ファイバブラッググレーティングおよび／または任意の他の適合性のある光学センサを備えている、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１７】
追加の調節可能レーザは、前記システムの波長範囲および調節速度をさらに向上させるために、追加されるように構成されている、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１８】
電力基準を提供して、前記調節可能レーザの出力における任意の電力変動を補償するように適合されている基準システムを備えている、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項１９】
前記基準システムは、前記調節可能レーザによって生成される掃引区画の周波数補正を提供するために、エタロンおよび／またはマッハ・ツェンダー干渉計等の１つ以上の周期的周波数光学デバイスを含む、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基準システムは、絶対周波数情報を提供するために、１つ以上のガスセル基準を含む、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項２１】
動的に掃引される調節可能レーザを使用して、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する方法であって、前記方法は、
前記レーザの全波長掃引を任意の特定の順番で複数の領域に分割するステップであって、各領域は、少なくとも１つ以上の隣接する掃引区画を備えている、ステップと、
開始および停止基準によって掃引され、他の掃引区画と比較して異なる長さを伴って選択される、各区画を参照するステップと、
前記調節可能レーザによって掃引された各区画からセンサ特性を決定するステップあって、前記調節可能レーザは、後続の波長掃引のために、センサ特性が決定されている区画のみを調査するであろう、ステップと
を含む、方法。
【請求項２２】
前記センサ特性を決定する前記ステップは、波長ピークが位置する区画を識別するステップと、後続の波長掃引のために、波長ピークを伴う区画のみが前記調節可能レーザによって掃引されるように、波長ピークが検出されていない前記掃引の区画を除去するステップとをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
コンピュータに、請求項２１または２２に記載の方法を制御させるためのプログラム命令を備えている、コンピュータプログラム。
【請求項２４】
少なくとも１つの波長掃引から、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する動的に掃引される調節可能レーザシステムであって、前記掃引は、複数の区画に分割され、前記システムは、波長ピークが位置する区画を識別することと、後続の波長掃引のために、波長ピークを伴う区画のみが前記調節可能レーザによって掃引されるように、波長ピークが検出されていない前記掃引の区画を除去することとによって、センサ特性を決定する手段を備えている、システム。
【請求項２５】
調節可能レーザと組み合わせて、エネルギー波または信号を受信するように適合されている１つ以上のセンサにおいて、波長ピークを測定するための適応制御システムであって、前記システムは、波長ピークが位置する区画を測定することによって、波長掃引を行う手段を備え、前記レーザは、波長ピークが検出されていない前記掃引の区画を除去するように適合され、質問器は、後続の波長掃引のために、波長ピークが位置する前記掃引の区画のみを測定するであろう、システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動的に掃引される調節可能レーザを使用して、光学センサアレイからの信号を処理する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学センサ（ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ））が、多くの感知用途のために提案されている。例えば、センサの直列または並列の組み合わせで配列されたセンサ上の値を読み取るために、調節可能レーザを使用することができる。
【０００３】
測定源は、ファイバセンサ内のブラッグ反射器の中心波長を変化させる。全ての波長にわたって掃引するため、および各センサに対する波長信号のピークを見出すために、調節可能レーザを使用することができる。これらの波長ピーク移動は、測定源に比例する。ＦＢＧセンサ上の変化の測定は、質問器システムと称される。
【０００４】
質問器システムの１つの問題は、レーザが広範囲にわたって掃引しなければならないことである。この広範囲は、実際のデータが、測定される波長スペクトルの１０％未満のみに含まれるため、有効測定速度を減速させる。１つのそのような質問器システムが、目的とするセンサ波長を決定する前に連続的に全ての区画にわたって走査する調節可能レーザを提供する米国特許第７，６４９，９１７号（Ｉｎｔｕｎｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ  Ｌｉｍｔｅｄに譲渡）（特許文献１）で開示されている。質問器は、波長範囲全体にわたって掃引しなければならず、これは、実際のデータが測定される波長スペクトルの１０％未満のみに含まれ得るので、掃引帯域／速度の非効率的な使用を引き起こす。
【０００５】
米国特許出願公開第第２０１１／２４９９７３  Ａ１号（Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  ｏｆ  Ｍａｒｉｂｏｒに譲渡）（特許文献２）、およびＳｈａｎｅ  Ｏ’Ｃｏｎｎｅらの「Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ，ｌｉｎｅａｒ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｓｗｅｅｐｓ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｐｌｅｄ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒｓ」と題されたＩＥＥＥ  ＬＥＯＳ年次総会２００８内の会議論文、ページ１３７−１４８、ＸＰ０３１３６６１４４、ＩＳＢＮ：９７８−１−４２４４−１９３１−９（非特許文献１）で開示されるように、他の報告された質問器および調節可能レーザ掃引源もまた、同様の問題に悩まされている。
【０００６】
したがって、改良型の動的に掃引される調節可能レーザ質問器システムおよび方法を提供する必要性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７，６４９，９１７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１／２４９９７３号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｓｈａｎｅ  Ｏ’Ｃｏｎｎｅら、「Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ，ｌｉｎｅａｒ  ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  ｓｗｅｅｐｓ  ｕｓｉｎｇ  ｓａｍｐｌｅｄ  ｇｒａｔｉｎｇ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ  ｌａｓｅｒｓ」、ＩＥＥＥ  ＬＥＯＳ年次総会２００８内の会議論文、ページ１３７−１４８、ＸＰ０３１３６６１４４、ＩＳＢＮ：９７８−１−４２４４−１９３１−９
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、添付の請求項に記されるように、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定するための調節可能レーザシステムであって、システムは、
レーザの全波長掃引を、区画にわたる調節が連続的である区画に分割する手段であって、
各区画は、開始および停止基準によって参照される、手段と、
領域が隣接する区画のグループを備えているようないくつかの領域から構成される掃引を行う手段と
を備え、センサ特性は、調節可能レーザによって掃引された各領域から決定される、システムが提供される。
【００１０】
別の実施形態では、少なくとも１つの波長掃引から、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する動的に掃引される調節可能レーザシステムであって、システムは、
任意の特定の順番でレーザの全波長掃引を複数の領域に分割する手段であって、各領域は、少なくとも１つ以上の隣接する掃引区画を備え、各掃引区画は、開始および停止基準によって参照され、他の掃引区画と比較して異なる長さを伴って選択される、手段と、
調節可能レーザによって掃引された各区画からセンサ特性を決定する手段であって、調節可能レーザは、後続の波長掃引のために、センサ特性が決定されている区画のみを調査するであろう、手段と
を備えている、システムが提供される。
【００１１】
本発明は、波長ピークの場所を測定し、センサの間の余白を測定することを省略するために掃引範囲を調整する手段を使用する適応システムを提供する。本発明は、準連続モードで動作して任意の順番で区画を選択するように適合される調節可能レーザを提供する。領域の相対的掃引速度は、一部の領域を他の領域より多く掃引することができるように、変化させられることができる。この適応システムは、掃引を加速することによって、レーザ当りより多くのセンサを可能にし、費用を低減させる。より重要なことには、掃引が多くなるほど、すなわち、より速く測定することができるほど、システムの白色雑音成分を除去し、それによって、測定の精度を増加させるように、より多くの平均化が行われることができる。
【００１２】
結果の精度を向上させ、システム内のレーザによって調査されることができるセンサの数を増加させる、修正された掃引を使用して、利点が得られることができる。解決されるべき問題に応じて、同時に、または連続的に、波長帯域幅の複数の区画を掃引する、複数のレーザの使用を通して、システムの拡張にも適応することができる。
【００１３】
一実施形態では、センサ特性を決定する手段は、波長ピークが位置する区画を識別することと、後続の波長掃引のために、波長ピークを伴う区画のみが調節可能レーザによって掃引されるように、波長ピークが検出されない掃引の区画を除去することとを含む。
【００１４】
一実施形態では、調節可能レーザは、準連続モードで動作して任意の順番で領域および区画を選択するように適合される。
【００１５】
一実施形態では、調節可能レーザは、単一のファイバ上に配置される異なるセンサを異なる速度で調査するためにそれを使用することができる、動的モードで動作するように適合される。
【００１６】
一実施形態では、領域の相対的掃引速度は、一部の領域を他の領域より多く掃引することができるように、変化させられることができる。
【００１７】
一実施形態では、制御ループは、その波長領域に位置するセンサの以前の反射特性に基づいて、各領域の開始および停止波長を調整するために使用される。
【００１８】
一実施形態では、処理アルゴリズムは、センサ特性を決定するために使用され、かつ領域の掃引速度および／またはセンサの１回以上の以前に行われた掃引に基づいて、掃引速度を調整するように適合される。
【００１９】
一実施形態では、波長領域および／または区画のサイズを調整するように適合される、フィードバック制御ループが提供される。
【００２０】
一実施形態では、波長ピークの任意のドリフトを補償するように、適応制御手段が提供される。
【００２１】
一実施形態では、波長ピークの検出されたドリフトに応じて、区画を含む、または領域から除外する手段を備えている、任意のドリフトを補償する手段が提供される。
【００２２】
一実施形態では、掃引の間の波長ピークの任意の偏移を補償する適応制御手段が提供される。
【００２３】
一実施形態では、区画掃引を同期化するように、レーザおよび制御区分から受信機区分へのトリガ信号が提供される。
【００２４】
一実施形態では、偏光状態を変化させるように、レーザおよび制御区分から偏光スイッチ／スクランブラ区分へのトリガ信号が提供される。
【００２５】
一実施形態では、光学アセンブリ区分は、波長（絶対／相対）および電力基準信号を受信機区分に提供するために使用される。
【００２６】
一実施形態では、光学スプリッタ区分は、光ファイバベースのセンサのアレイを含む複数のファイバチャネルを支援するために使用される。
【００２７】
一実施形態では、質問器は、中央処理装置に伝送される全データセットを削減するために、リアルタイムデータ処理を行う手段を備えている。
【００２８】
一実施形態では、専用または共有通信チャネルを経由して質問器測定値を中央処理装置に伝送する手段が提供される。
【００２９】
一実施形態では、レーザの走査速度は、センサが移動している速度よりも速いように選択される。センサが移動することは、掃引の間で測定されるピーク反射の移動を意味する。センサが移動している速度は、センサ内の異なる掃引の間で測定されるピーク反射の間の微分変化として定義される。
【００３０】
一実施形態では、センサは、ファイバブラッググレーティングおよび／または任意の適合性のある光学センサを備えている。
【００３１】
本発明の別の実施形態では、動的に掃引される調節可能レーザを使用して、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する方法であって、方法は、レーザの全波長掃引を、区画にわたる調節が連続的である区画に分割するステップを含み、各区画は、開始および停止基準によって参照され、任意の特定の順番および／または方向で波長を掃引するために使用することができ、方法は、
領域が隣接区画のグループを備えているように、いくつかの領域から構成される掃引を行うことと、
調節可能レーザによって掃引された各領域からセンサ特性を決定することと
によって、特徴付けられる、方法が提供される。
【００３２】
本発明のさらなる実施形態では、波長ピークが位置する区画を測定することによって、波長掃引を行う方法であって、該レーザは、波長ピークが検出されない掃引の区画を除去するように適合され、質問器は、波長ピークが位置する掃引の区画のみを測定するであろう、方法が提供される。
【００３３】
本発明のさらなる実施形態では、単一の区画および／または波長領域にわたって、１回または複数回のいずれかで交互する方向に波長掃引を行う方法が提供される。
【００３４】
さらなる実施形態では、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定するための動的に掃引される調節可能レーザシステムであって、システムは、領域が隣接区画のグループを備えているように、いくつかの領域から構成される掃引を行う手段を備え、センサ特性は、調節可能レーザによって掃引された各領域から決定される、システムが提供される。
【００３５】
さらなる実施形態では、調節可能レーザを使用して、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する方法であって、方法は、
領域が隣接する区画のグループを備えているように、いくつかの領域から構成される掃引を行うステップと、
調節可能レーザによって掃引された各領域からセンサ特性を決定するステップと
を含む、方法が提供される。
【００３６】
本発明の別の実施形態では、エネルギー波または信号を受信するように適合される１つ以上のセンサにおいて、波長ピークを測定するための適応制御システムであって、システムは、波長ピークが位置する区画を測定することによって、波長掃引を行う手段を備え、レーザは、波長ピークが検出されない掃引の区画を除去するように適合され、質問器は、波長ピークが位置する掃引の区画のみを測定するであろう、システムが提供される。
【００３７】
さらに、コンピュータプログラムに、記録媒体、搬送波信号、または読み取り専用メモリ上で具現化され得る上記の方法を実行させるためのプログラム命令を備えている、コンピュータプログラムも提供される。
【００３８】
一実施形態では、本システムは、センサが測定される融通性および速度をさらに増加させるために、掃引に使用される調節可能レーザの数を増加させることによって向上させられる。
【００３９】
一実施形態では、基準システムは、調節可能レーザの出力における任意の電力変動を補償するように電力基準を含む。
【００４０】
一実施形態では、基準システムは、調節可能レーザが生成した掃引区画の周波数補正を提供するために、エタロンおよび／またはマッハ・ツェンダー干渉計等の１つ以上の周期的周波数光学デバイスを含む。
【００４１】
一実施形態では、基準システムは、絶対周波数情報を提供するために、１つ以上のガスセル基準を含む。
【００４２】
別の実施形態では、別の実施形態が提供され、少なくとも１つの波長掃引から、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定する動的に掃引される調節可能レーザシステムであって、システムは、
任意の特定の順番でレーザの全波長掃引を複数の領域に分割するためのモジュールであって、各領域は、少なくとも１つ以上の隣接する掃引区画を備え、各掃引区画は、開始および停止基準によって参照され、他の掃引区画と比較して異なる長さを伴って選択される、モジュールと、
調節可能レーザによって掃引された各区画からセンサ特性を決定するためのモジュールであって、調節可能レーザは、後続の波長掃引のために、センサ特性が決定されている区画のみを調査するであろう、モジュールと
を備えている、システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
本発明は、添付図面を参照して一例のみとして挙げられる、その実施形態の以下の説明から、より明確に理解されるであろう。
【図１】図１は、Ｎファイバチャネル調節可能レーザベースの光学質問器に対する、主要区分およびそれらの間の相互接続の一般ブロック図を示す。
【図２】図２は、Ｎファイバチャネル調節可能レーザベースの光学質問器の概略図を示す。
【図３】図３は、その関連周波数基準チャネル（エタロンおよびＭＺＩ）を用いて個々の５００ｐｍ掃引区画（連結線）にわたって測定された典型的な反射ＦＢＧ応答を図示する。
【図４】図４は、個々の掃引区画（連結線）のタイミング図を図示する。
【図５】図５は、２つのＦＢＧ（上）を走査する動的掃引（下）と比較した連続掃引（中央）の機能性を図示する。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による、フィードバック制御を組み込むセンサ調査システムを図示する。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明は、光学センサのアレイから取得されるセンサ特性を測定するための動的に掃引される調節可能レーザシステムを提供する。
【００４５】
本発明の一側面に従って、概して参照数字１によって示される、質問器システム設計が図１に示されている。質問器は、５つの主要区分（調節可能レーザおよびその制御ユニット２と、全ての受動光学構成要素（スプリッタ、連結器、循環器等）、ならびに絶対波長基準（ガスセル）、１つ以上の周期波長基準（エタロンおよび／またはマッハ・ツェンダー干渉計ＭＺＩ）、および電力基準を含む光学基準システムを含む光学アセンブリ３と、受光器、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）、およびＦＰＧＡを含む受信機区分と、偏光スイッチ／スクランブラ区分４と、光学スプリッタ区分５）と、コンピュータ搭載ユニット（ＣＯＢ）または任意の他の処理ユニットデバイスであり得る処理ユニットを備えている。
【００４６】
図２の質問器ユニットは、図１の異なる区分間の相互接続を伴う概略図をさらに詳細に示す。最左区分は、調節可能レーザ伝送機および制御ユニットとを備え、光学アセンブリは、偏光維持構成要素、フィルタ、スプリッタおよびスプライス、および基準光学構成要素（ガスセル、エタロン、マッハ・ツェンダー干渉計（ＭＺＩ）等）を伴う受動光学トレイを保持するであろう。そして、基準信号出力ファイバは、受信機区分に誘導され、伝送されるレーザ出力タップは、偏光スイッチ／スクランブラ４に、次いで、光学スプリッタ区分５に誘導され、光学スプリッタ区分５は、１×Ｎ光学スプリッタと、Ｎ個の３ｄＢ連結器／循環器とを含み、Ｎ個の３ｄＢ連結器／循環器は、光学センサを含むＮ個の光ファイバチャネルに接続される。次いで、センサから反射される信号が、受信機区分に渡される。受信機区分は、高速データ処理ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）に接続される、フォトダイオードおよび受信機回路のバンクを含む。高速データは、データセットを削減し、センサの平均ピーク波長を抽出するように処理される。この処理されたデータは、メモリからプロセッサへ渡される。
【００４７】
光学システムは、１５２０ｎｍ〜１５６０ｎｍを対象とするＣバンドレーザと、８０ｎｍの全範囲を生じ、１５６０ｎｍ〜１６００ｎｍを対象とするＢバンドレーザ等を使用して異なる帯域を対象とする潜在的により多くのレーザとから成り得る。追加のレーザを使用することにより、信頼性を増大させ、調査されるセンサの数を増加させることができる。センサの数を倍にするためにＬバンドレーザを使用する代わりに、両方のレーザデバイスの並行動作を確保するために光ファイバの数を倍にすることと組み合わせて、追加のＣバンドレーザが代わりに使用されることができる。各レーザ出力は、Ｎ本のファイバに分割され、各ファイバは、どんな波長重複も回避するように、異なるセンサ間の空間／波長間隔と各々のダイナミックレンジとに応じて、複数の光学ＦＢＧセンサを含む。各調節可能レーザ信号もまた、測定の基準精度を提供する参照サブシステムに供給するために使用される。質問器アーキテクチャは、以下でさらに詳細に説明されるように、目的とする区画のみが選択されるように、準連続調節モードで動作するように設計されている。
【００４８】
（掃引速度分析）
掃引速度は、最終的に、使用されている調節可能レーザ源のスルーレートによって制限される。一実施形態では、このレーザ源は、ＪＤＳＵからの「ＳＧＤＢＲ」調節可能レーザ、Ｉｇｎｉｓ−Ｓｙｎｔｕｎｅ−Ｆｉｎｉｓａｒからの「ＭＧ−Ｙ」調節可能レーザ、Ｂｏｏｋｈａｍ−Ｏｃｌａｒｏからの「ＤＳＤＢＲ」レーザ、または任意の他の適合性のある調節可能レーザであり得る。典型的には、スルーレートは、これらのデバイスについて８０ｐｍ／ｍＡより速く、これは、レーザ内の電子調節機構が極めて高速であることを意味する。
【００４９】
したがって、１２．５ｕＡの電流の注入によって１ｐｍだけ、または２５ｕＡの注入によって２ｐｍだけ、レーザデバイスの出力波長を調節することが可能である。高速システムが考慮されている場合、制限は、レーザから、レーザ自体の調節速度よりもそれを駆動する電子機器へ偏移し始める。実施例として、レーザが、１０ナノ秒以内に状態を変化させることができるデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）によって制御されている場合、これは、その出力電流を１２．５ｕＡだけ変化させるように電流源を駆動するであろう。１０ナノ秒での波長の結果として生じる変化は、１ｐｍであろう。したがって、掃引速度は、０．１ｐｍ／ナノ秒であろう。
【００５０】
本システムは、この分析を使用して、波長の全Ｃバンドに対する潜在的な掃引速度を計算することができる。
【００５１】
質問器設計は、調節可能レーザが全Ｃバンド範囲（１５２０ｎｍ〜１５６０ｎｍ）にわたって連続的に掃引または調節することができないという事実を考慮する。本方法は、全Ｃバンド掃引を達成するために、現在の質問器設計における複数の準連続調節掃引を一緒に繋ぎ合わせることができる。図３は、５００ｐｍ掃引を対象とする単一の区画の典型的な掃引の例を示し、単一の区画は、ＦＢＧセンサにわたり走査し、同時に、異なる掃引区画の間の繋ぎ合わせを支援するために使用することができる、非熱的エタロンおよびマッハ・ツェンダー干渉器等の周期波長フィルタから、波長基準信号を生成するために使用される。実施例として、各々が５００ｐｍ範囲を対象とする１００個の準連続調節区画が、Ｃバンド全体を対象とすることができる。
【００５２】
図４に示されるように、最終掃引速度を定義するであろう、これらの区画のそれぞれの間でレーザを切り替えるために必要とされる制御可能な時間経過がある。区画の長さおよび順番は全て、レーザ伝送機区分１内の制御ブロックによって制御される。制御ブロック１はまた、偏光制御デバイス（スイッチ／スクランブラ）のためのトリガ信号を生成する。
【００５３】
調査を受けているセンサが、はるかに低い速度で、波長応答における偏移を受けている場合、レーザを調節する準連続区画のうちのいくつかを選択することのみによって、この高速全帯域掃引が調整されることができる。これは、電子的に調整可能なレーザシステムにおいてのみ可能である。なぜなら、電子機器は、スペクトル内のどこへでもレーザを効果的にジャンプさせることができるからである。
【００５４】
（例示的動作）
動作時、レーザは、波長ピークが位置する領域および区画を測定することによって、波長掃引を行い、波長ピークが検出されない掃引の区画を除去する。質問器は、図５に示されるように、波長ピークのみが位置する掃引の区画を測定することができる。これは、本システムが、１つの掃引に対して任意の特定の順番で１つの区画から別の区画へホップすることができる準連続調節モードで動作するように調節可能レーザを適合させることによって達成される。
【００５５】
図６は、概して参照数字１０によって図示される、本発明の一実施形態による、フィードバック制御を組み込むセンサ調査システムを図示する。モジュール１１からの初期条件（例えば、全掃引を行うこと、または全掃引の一部である一組の領域を行うことである）が、センサ調査システム１０に供給される。各領域は、掃引区画で構成されることに留意されたい。領域の長さは、区画を追加または除去することによって調整される。そのセンサの周囲の領域が走査されるべき回数、または特定のセンサの周囲の各領域内で行われる測定の分解能を含む、他の初期条件が、１つのセンサにつき適用されることができる。
【００５６】
測定モジュール１２は、フィードバックループから初期掃引条件または調整された掃引条件を取り出し、反射信号の掃引および測定を行う。次いで、データ１３は、データ処理ユニット１４の中へ供給される。次いで、処理ユニットは、データ内のピークを検出し、各センサの中心波長の場所を特定する。次いで、検出されたピークおよびセンサ波長場所は、データとしてフィードバックコントローラ１５の中へ供給される。フィードバックコントローラ１６は、現在の掃引から生成されたデータに取り組むか、またはいくつかの以前の掃引から生成されたデータの履歴を使用することができる。ここでの掃引は、調査される特定の組の領域に等しいことに留意されたい。フィードバック信号を計算する多くの方法がある。
【００５７】
出力は、１７によって測定ブロックへ、および／または１８によって処理ブロックへのいずれかでフィードバックされる。１７の例は、次の掃引のために特定の領域の開始および停止点を調整するか、またはその領域が測定される回数を増加または減少させることであろう。他のフィードバック信号１８が処理ユニットの中へ供給されることができる。例えば、ピーク検出アルゴリズムを適用すべき中心波長の周囲のデータの正確な幅をセンサごとに調整することができ、または本システムは、位置するセンサごとにピークアルゴリズムを調整することができる。
【００５８】
調査されるセンサピークの場所が制御システムによって知られている場合、センサが位置するスペクトルのこれらの区画の上でのみ、レーザを掃引することができる。これが全スペクトルの１０％を表す場合には、有効掃引速度を１０倍増加させることができる。
【００５９】
図面を参照して説明される本発明の実施形態は、コンピュータ装置、および／またはコンピュータ装置で行われるプロセスを備えている。しかしながら、本発明はまた、コンピュータプログラム、具体的には、本発明を実行させるように適合される、キャリア上または中に記憶されたコンピュータプログラムにまで及ぶ。プログラムは、部分的にコンパイルされた形態、または本発明による方法の実装で使用するために好適な任意の他の形態等のソースコード、オブジェクトコード、またはコード中間ソースおよびオブジェクトコードの形態であり得る。キャリアは、ＲＯＭ、例えば、ＣＤ  ＲＯＭ等の記憶媒体、または磁気記録媒体、例えば、フロッピー（登録商標）ディスクまたはハードディスクを備え得る。キャリアは、電気または光学ケーブルを介して、または無線あるいは他の手段によって伝送され得る、電気または光学信号であり得る。
【００６０】
本明細書では、「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｅ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）、備えた（ｃｏｍｐｒｉｓｅｄ）、および〜を備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語、またはその任意の変形例、および「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ）、含んだ（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）、および〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語、またはその任意の変形例は、完全に同義的であると見なされ、それらは全て、可能な限り広い解釈を与えられるべきである。
【００６１】
本発明は、以上に説明される実施形態に限定されないが、構築および詳細の両方で変化させられ得る。
【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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【国際調査報告】
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