(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定装置であって、
基準光の波長である基準波長に基づいて、前記被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する粗光周波数測定器と、
前記基準光の周波数である基準周波数（Ｆｓ）に基づいて、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生するパルス光源と、
前記複数の光周波数成分のうちで光周波数が前記精光周波数（Ｆｘ）と近い前記パルス光の光周波数と、前記精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する第１ビート信号発生部と、
前記第１ビート信号の前記第１差周波数（ｆｃ）を測定する周波数測定器と、
前記粗光周波数（Ｆｗ）、前記基準周波数（Ｆｓ）、前記繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び前記第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する演算部と
を備える光周波数測定装置。
【請求項２】
前記パルス光源は、前記基準周波数（Ｆｓ）と一定周波数（ｆｓ２）だけ異なる光周波数（Ｆｓ±ｆｓ２）を基準とする前記複数の光周波数成分（Ｆｓ±ｆｓ２±ｎｆｓ１）を含む前記パルス光を発生し、
前記演算部は、前記一定周波数（ｆｓ２）にさらに基づいて、前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する
請求項１に記載の光周波数測定装置。
【請求項３】
前記演算部は、
【数１】
0004500809.tif 000004
【数２】
0004500809.tif 000005
により前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する
請求項２に記載の光周波数測定装置。
【請求項４】
前記パルス光源は、
前記パルス光の繰り返し周波数（ｆｓ１）を一定に保持する第１ＰＬＬ回路
を有する請求項１に記載の光周波数測定装置。
【請求項５】
前記第１ビート信号発生部は、
前記被測定入力光及び前記パルス光が入力され、前記前記精光周波数（Ｆｘ）と前記複数の光周波数成分の光周波数のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する第１光ミキサと、
前記第１光ミキサが出力した前記複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい前記第１ビート信号だけを透過させて前記周波数測定器に供給する第１フィルタと
を有する請求項１に記載の光周波数測定装置。
【請求項６】
前記複数の光周波数成分のうちで光周波数が前記基準周波数（Ｆｓ）と最も近い前記パルス光の光周波数と、前記基準周波数（Ｆｓ）との差周波数である第２差周波数を前記一定周波数（ｆｓ２）に保持する第２ＰＬＬ回路
をさらに備える請求項２に記載の光周波数測定装置。
【請求項７】
前記基準光を発生し、前記粗光周波数測定器及び前記第２ＰＬＬ回路に供給する光周波数基準源
をさらに備える請求項６に記載の光周波数測定装置。
【請求項８】
前記第２ＰＬＬ回路は、
前記被測定入力光及び前記パルス光が入力され、前記基準周波数（Ｆｓ）と前記複数の光周波数成分の光周波数のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する第２光ミキサと、
前記第２光ミキサが出力した前記複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい前記第２差周波数をもつ第２ビート信号だけを透過させる第２フィルタと
を有する請求項７に記載の光周波数測定装置。
【請求項９】
前記第２ＰＬＬ回路は、
前記一定周波数（ｆｓ２）の電気信号を出力する一定周波数基準源と、
前記第２差周波数と前記一定周波数（ｆｓ２）とを比較し、比較結果を出力する位相比較器と、
前記位相比較器が出力した前記比較結果に基づいて、前記パルス光源が発生する前記パルス光の光周波数を制御することにより、前記第２差周波数を前記一定周波数（ｆｓ２）に保持するフィードバック制御回路と
を有する請求項７に記載の光周波数測定装置。
【請求項１０】
前記第２ＰＬＬ回路は、
前記位相比較器に前記第２差周波数から前記一定周波数（ｆｓ２）を減算した前記比較結果を出力させるか、前記位相比較器に前記第２差周波数に前記一定周波数（ｆｓ２）を加算した前記比較結果を出力させるかを切り換えるスイッチ
をさらに有する請求項９に記載の光周波数測定装置。
【請求項１１】
前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベル、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、前記第１フィルタに前記第１ビート信号を透過させるべく、前記スイッチを切り換える制御部
をさらに備える請求項１０に記載の光周波数測定装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、前記スイッチを切り換える
請求項１１に記載の光周波数測定装置。
【請求項１３】
前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベル、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、前記一定周波数基準源が出力する前記電気信号の前記一定周波数（ｆｓ２）を制御する制御部
をさらに備える請求項９に記載の光周波数測定装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、前記一定周波数（ｆｓ２）を変更する
請求項１３に記載の光周波数測定装置。
【請求項１５】
前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベル、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、前記パルス光源が発生する前記繰り返し周波数（ｆｓ１）を制御する制御部
をさらに備える請求項９に記載の光周波数測定装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、前記繰り返し周波数（ｆｓ１）を変更する
請求項１５に記載の光周波数測定装置。
【請求項１７】
被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定装置であって、
基準光を発生する光周波数基準源と、
前記基準光の波長である基準波長に基づいて、前記被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する粗光周波数測定器と、
繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生するパルス光源と、
前記複数の光周波数成分のうちで光周波数が前記精光周波数（Ｆｘ）と近い前記パルス光の光周波数と、前記精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する第１ビート信号発生部と、
前記第１ビート信号の前記第１差周波数（ｆｃ）を測定する周波数測定器と、
前記粗光周波数（Ｆｗ）、前記繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び前記第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する演算部と、
前記周波数測定器に供給される前記第１ビート信号の振幅レベル、又は前記周波数測定器が測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、前記パルス光源が発生する前記パルス光の光周波数を制御する制御部と
を備える光周波数測定装置。
【請求項１８】
被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定方法であって、
基準光の波長である基準波長に基づいて、前記被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する段階と、
前記基準光の周波数である基準周波数（Ｆｓ）に基づいて、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生する段階と、
前記複数の光周波数成分のうちで光周波数が前記精光周波数（Ｆｘ）と近い前記パルス光の光周波数と、前記精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する段階と、
前記第１ビート信号の前記第１差周波数（ｆｃ）を測定する段階と、
前記粗光周波数（Ｆｗ）、前記基準周波数（Ｆｓ）、前記繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び前記第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する段階と
を備える光周波数測定方法。
【請求項１９】
被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定方法であって、
基準光を発生する段階と、
前記基準光の波長である基準波長に基づいて、前記被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する段階と、
繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生する段階と、
前記複数の光周波数成分のうちで光周波数が前記精光周波数（Ｆｘ）と近い前記パルス光の光周波数と、前記精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する段階と、
前記第１ビート信号の前記第１差周波数（ｆｃ）を測定する段階と、
前記粗光周波数（Ｆｗ）、前記繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び前記第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、前記精光周波数（Ｆｘ）を算出する段階と、
前記第１ビート信号の振幅レベル、又は測定した前記第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、前記パルス光の光周波数を制御する段階と
を備える光周波数測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光周波数測定装置及び光周波数測定方法に関する。特に本発明は、被測定入力光の光周波数を測定する光周波数測定装置及び光周波数測定方法に関する。
文献の参照による組み込みが認められる指定国については、下記の出願に記載された内容を参照により本出願に組み込み、本出願の記載の一部とする。
特願２００４−９３４９１      出願日  平成１６年３月２６日
【背景技術】
【０００２】
光ファイバ通信の伝送容量を大きく増加するべく波長多重通信（ＷＤＭ）の開発が進められている。近年では、１００チャネルを越える波長多重化が実現され、さらにチャネル間隔も５０ＧＨｚと非常に狭い高密度波長多重化（ＤＷＤＭ）が実現されている。【０００３】
現時点で先行技術文献の存在を認識していないので、先行技術文献に関する記載を省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光波長多重通信システムにおいては、チャネル間のクロストークを押さえるため、各チャネルの光周波数を正確に監視して、これを維持、管理する必要がある。例えば、チャネル間隔が５０ＧＨｚで各チャネルにおいて４０Ｇビット／秒の通信を行う場合、各チャネルの光周波数の許容誤差は、２．５ＧＨｚ程度であり、１．５μｍ帯（Ｃバンド）の光周波数に対して１０−５〜１０−６程度である。そして、光波長多重通信システムや部品の試験や校正においては、さらに高い測定精度が要求される。【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することができる光周波数測定装置及び光周波数測定方法を提供することを目的とする。この目的は請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の形態によると、被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定装置であって、基準光の波長である基準波長に基づいて、被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する粗光周波数測定器と、基準光の周波数である基準周波数（Ｆｓ）に基づいて、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生するパルス光源と、複数の光周波数成分のうちで光周波数が精光周波数（Ｆｘ）と最も近いパルス光の光周波数と、精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する第１ビート信号発生部と、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を測定する周波数測定器と、粗光周波数（Ｆｗ）、基準周波数（Ｆｓ）、繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、精光周波数（Ｆｘ）を算出する演算部とを備える。パルス光源は、パルス光の繰り返し周波数（ｆｓ１）を一定に保持する第１ＰＬＬ回路を有してもよい。【０００７】
パルス光源は、基準周波数（Ｆｓ）と一定周波数（ｆｓ２）だけ異なる光周波数（Ｆｓ±ｆｓ２）を基準とする複数の光周波数成分（Ｆｓ±ｆｓ２±ｎｆｓ１）を含むパルス光を発生し、演算部は、一定周波数（ｆｓ２）にさらに基づいて、精光周波数（Ｆｘ）を算出してもよい。演算部は、後述する（数１）及び（数２）により精光周波数（Ｆｘ）を算出してもよい。【０００８】
第１ビート信号発生部は、被測定入力光及びパルス光が入力され、精光周波数（Ｆｘ）と複数の光周波数成分の光周波数のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する第１光ミキサと、第１光ミキサが出力した複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい第１ビート信号だけを透過させて周波数測定器に供給する第１フィルタとを有してもよい。【０００９】
複数の光周波数成分のうちで光周波数が基準周波数（Ｆｓ）と最も近いパルス光の光周波数と、基準周波数（Ｆｓ）との差周波数である第２差周波数を一定周波数（ｆｓ２）に保持する第２ＰＬＬ回路をさらに備えてもよい。【００１０】
基準光を発生し、粗光周波数測定器及び第２ＰＬＬ回路に供給する光周波数基準源をさらに備えてもよい。【００１１】
第２ＰＬＬ回路は、被測定入力光及びパルス光が入力され、基準周波数（Ｆｓ）と複数の光周波数成分の光周波数のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する第２光ミキサと、第２光ミキサが出力した複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい第２差周波数をもつ第２ビート信号だけを透過させる第２フィルタとを有してもよい。【００１２】
第２ＰＬＬ回路は、一定周波数（ｆｓ２）の電気信号を出力する一定周波数基準源と、第２差周波数と一定周波数（ｆｓ２）とを比較し、比較結果を出力する位相比較器と、位相比較器が出力した比較結果に基づいて、パルス光源が発生するパルス光の光周波数を制御することにより、第２差周波数を一定周波数（ｆｓ２）に保持するフィードバック制御回路とを有してもよい。【００１３】
第２ＰＬＬ回路は、位相比較器に第２差周波数から一定周波数（ｆｓ２）を減算した比較結果を出力させるか、位相比較器に第２差周波数に一定周波数（ｆｓ２）を加算した比較結果を出力させるかを切り換えるスイッチをさらに有してもよい。【００１４】
周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベル、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、第１フィルタに第１ビート信号を透過させるべく、スイッチを切り換える制御部をさらに備えてもよい。【００１５】
制御部は、周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、スイッチを切り換えてもよい。【００１６】
周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベル、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、一定周波数基準源が出力する電気信号の一定周波数（ｆｓ２）を制御する制御部をさらに備えてもよい。【００１７】
制御部は、周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、一定周波数（ｆｓ２）を変更してもよい。【００１８】
周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベル、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、パルス光源が発生する繰り返し周波数（ｆｓ１）を制御する制御部をさらに備えてもよい。【００１９】
制御部は、周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベルが所定レベル以下の場合、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値が所定周波数範囲外の場合に、繰り返し周波数（ｆｓ１）を変更してもよい。【００２０】
本発明の第２の形態によると、被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定装置であって、基準光を発生する光周波数基準源と、基準光の波長である基準波長に基づいて、被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する粗光周波数測定器と、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生するパルス光源と、複数の光周波数成分のうちで光周波数が精光周波数（Ｆｘ）と最も近いパルス光の光周波数と、精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する第１ビート信号発生部と、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を測定する周波数測定器と、粗光周波数（Ｆｗ）、繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、精光周波数（Ｆｘ）を算出する演算部と、周波数測定器に供給される第１ビート信号の振幅レベル、又は周波数測定器が測定した第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、パルス光源が発生するパルス光の光周波数を制御する制御部とを備える。【００２１】
本発明の第３の形態によると、被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定方法であって、基準光の波長である基準波長に基づいて、被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する段階と、基準光の周波数である基準周波数（Ｆｓ）に基づいて、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生する段階と、複数の光周波数成分のうちで光周波数が精光周波数（Ｆｘ）と最も近いパルス光の光周波数と、精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する段階と、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を測定する段階と、粗光周波数（Ｆｗ）、基準周波数（Ｆｓ）、繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、精光周波数（Ｆｘ）を算出する段階とを備える。【００２２】
本発明の第４の形態によると、被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）を測定する光周波数測定方法であって、基準光を発生する段階と、基準光の波長である基準波長に基づいて、被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出する段階と、繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生する段階と、複数の光周波数成分のうちで光周波数が精光周波数（Ｆｘ）と最も近いパルス光の光周波数と、精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する段階と、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を測定する段階と、粗光周波数（Ｆｗ）、繰り返し周波数（ｆｓ１）、及び第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、精光周波数（Ｆｘ）を算出する段階と、第１ビート信号の振幅レベル、又は測定した第１差周波数（ｆｃ）の値に基づいて、パルス光の光周波数を制御する段階とを備える。【００２３】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の光周波数測定装置によれば、被測定入力光の光周波数を精度良く測定できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】光周波数測定装置１００の構成の一例を示す図である。
【図２】被測定入力光、基準光、及びパルス光の光周波数の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００２６】
１００  光周波数測定装置
１０２  波長計
１０４  光周波数基準源
１０６  パルス光源
１０７  ビート信号発生部
１０８  光ミキサ
１１０  フィルタ
１１２  ＡＭＰ
１１３  ＰＬＬ回路
１１４  周波数測定器
１１５  ビート信号発生部
１１６  光ミキサ
１１７  ＰＬＬ回路
１１８  フィルタ
１２０  ＡＭＰ
１２２  一定周波数基準源
１２４  位相比較器
１２６  スイッチ
１２８  フィードバック制御回路
１３０  演算制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る光周波数測定装置１００の構成の一例を示す。光周波数測定装置１００は、波長計１０２、光周波数基準源１０４、パルス光源１０６、ビート信号発生部１０７、周波数測定器１１４、ＰＬＬ回路１１３、及び演算制御部１３０を備える。なお、波長計１０２は、本発明の粗光周波数測定器の一例であり、演算制御部１３０は、本発明の演算部及び制御部の一例である。【００２９】
光周波数基準源１０４は、基準光を発生し、波長計１０２及びＰＬＬ回路１１３が有する光ミキサ１１６に供給する。波長計１０２は、光周波数基準源１０４から供給された基準光の波長である基準波長に基づいて、被測定入力光の粗光周波数（Ｆｗ）を算出し、演算制御部１３０に供給する。ここで、粗光周波数（Ｆｗ）とは、波長計１０２により低い精度で測定された被測定入力光の光周波数であり、後述の精光周波数（Ｆｘ）とは、演算制御部１３０により高い精度で算出された被測定入力光の光周波数である。【００３０】
パルス光源１０６は、光周波数基準源１０４が発生した基準光の周波数である基準周波数（Ｆｓ）に基づいて、演算制御部１３０の制御に基づいて定められた繰り返し周波数（ｆｓ１）で異なる複数の光周波数成分を含むパルス光を発生する。パルス光源１０６は、ＰＬＬ回路１１７を有し、ＰＬＬ回路１１７は、パルス光源１０６が発生するパルス光の繰り返し周波数（ｆｓ１）を一定に保持する。【００３１】
ＰＬＬ回路１１３は、ビート信号発生部１１５、一定周波数基準源１２２、位相比較器１２４、スイッチ１２６、及びフィードバック制御回路１２８を有し、パルス光源１０６が発生したパルス光が含む複数の光周波数成分のうちで、光周波数基準源１０４が発生した基準光の基準周波数（Ｆｓ）と光周波数が最も近いパルス光の光周波数と、基準周波数（Ｆｓ）との差周波数である第２差周波数を一定周波数（ｆｓ２）に保持する。そして、パルス光源１０６は、ＰＬＬ回路１１３の制御のもと、基準周波数（Ｆｓ）と一定周波数（ｆｓ２）だけ異なる光周波数（Ｆｓ±ｆｓ２）を基準とする複数の光周波数成分（Ｆｓ±ｆｓ２±ｎｆｓ１）を含むパルス光を発生する。パルス光源１０６は、モードロックパルス光源や、基準光を位相変調器で深く変調する光コム発生器などであり、繰り返し周波数（ｆｓ１）をＰＬＬ回路１１７で一定に保持したまま、複数の光周波数成分の周波数を可変に制御することも可能である。【００３２】
ビート信号発生部１１５は、光ミキサ１１６、フィルタ１１８、及びアンプ（以下、「ＡＭＰ」という。）１２０を有し、パルス光源１０６が発生したパルス光が含む複数の光周波数成分のうちで、光周波数基準源１０４が発生した基準光の基準周波数（Ｆｓ）と光周波数が最も近いパルス光の光周波数と、基準周波数（Ｆｓ）との差周波数である第２差周波数（ｆｃ）をもつ第２ビート信号を発生する。より具体的には、光ミキサ１１６は、基準光及びパルス光が入力され、基準周波数（Ｆｓ）と複数の光周波数成分のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する。そして、フィルタ１１８は、光ミキサ１１６が出力した複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい第２差周波数をもつ第２ビート信号だけを透過させる。そして、ＡＭＰ１２０は、フィルタ１１８が出力した第２ビート信号を増幅し、スイッチ１２６を介して位相比較器１２４に供給する。なお、フィルタ１１８は、ローパスフィルタであってもよいし、バンドパスフィルタであってもよい。【００３３】
一定周波数基準源１２２は、演算制御部１３０の制御に基づいて定められた一定周波数（ｆｓ２）の電気信号を出力し、スイッチ１２６を介して位相比較器１２４に供給する。位相比較器１２４は、スイッチ１２６を介してビート信号発生部１１５から供給された第２ビート信号の第２差周波数と、スイッチ１２６を介して一定周波数基準源１２２から供給された電気信号の一定周波数（ｆｓ２）とを比較し、比較結果を出力する。そして、フィードバック制御回路１２８は、位相比較器１２４が出力した比較結果に基づいて、パルス光源１０６が発生するパルス光が含む複数の光周波数成分の光周波数を制御することにより、第２差周波数を一定周波数（ｆｓ２）に保持する。なお、スイッチ１２６は、演算制御部１３０の制御に基づいて、位相比較器１２４に第２差周波数から一定周波数（ｆｓ２）を減算した比較結果を出力させるか、位相比較器１２４に第２差周波数に一定周波数（ｆｓ２）を加算した比較結果を出力させるかを切り換える。【００３４】
ビート信号発生部１０７は、光ミキサ１０８、フィルタ１１０、及びＡＭＰ１１２を有し、パルス光源１０６が発生したパルス光が含む複数の光周波数成分のうちで、被測定入力光の精光周波数（Ｆｘ）と光周波数が最も近いパルス光の光周波数と、精光周波数（Ｆｘ）との差周波数である第１差周波数（ｆｃ）をもつ第１ビート信号を発生する。より具体的には、光ミキサ１０８は、被測定入力光及びパルス光が入力され、精光周波数（Ｆｘ）と複数の光周波数成分の光周波数のそれぞれとの差周波数をそれぞれもつ複数のビート信号を出力する。そして、フィルタ１１０は、光ミキサ１０８が出力した複数のビート信号のうちで最も差周波数が小さい第１差周波数をもつ第１ビート信号だけを透過させる。そして、ＡＭＰ１１２は、フィルタ１１０が出力した第１ビート信号を増幅し、周波数測定器１１４に供給する。そして、周波数測定器１１４は、ビート信号発生部１０７から供給された第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を測定し、演算制御部１３０に供給する。なお、フィルタ１１０は、ローパスフィルタであってもよいし、バンドパスフィルタであってもよい。【００３５】
演算制御部１３０は、波長計１０２から供給された粗光周波数（Ｆｗ）、光周波数基準源１０４に予め設定された前記基準周波数（Ｆｓ）、パルス光源１０６に予め設定された繰り返し周波数（ｆｓ１）、一定周波数基準源１２２に予め設定された一定周波数（ｆｓ２）、及び周波数測定器１１４から供給された第１差周波数（ｆｃ）に基づいて、以下の式により、精光周波数（Ｆｘ）を算出する。なお、「＋ｆｓ２」と「−ｆｓ２」とは、スイッチ１２６の設定により定められ、「＋ｆｃ」と「−ｆｃ」とは、精光周波数（Ｆｘ）の演算における丸め誤差が小さい方が採用される。丸め誤差は、周波数測定器１１４による測定誤差の他に、波長計１０２で測定した粗光周波数（Ｆｗ）の測定誤差及びパルス光源１０６の複数の光周波数成分の周波数確度に起因する。この丸め誤差はが０．５以上になると下記の（数２）により計算されるｎは正しく求められない。光周波数基準源１０４を波長計１０２の基準とするとともにパルス光源１０６の複数の光周波数成分の光周波数を制御するＰＬＬ回路１１３の基準とすることにより、丸め誤差を０．５以下にすることが可能となる。
【数１】
0004500809.tif 000002
【数２】
0004500809.tif 000003
【００３６】
また、演算制御部１３０は、周波数測定器１１４に供給される第１ビート信号の振幅レベル、又は周波数測定器１１４が測定した第１差周波数（ｆｃ）の測定値に基づいて、パルス光源１０６が発生するパルス光が含む複数の光周波数成分の光周波数を制御してもよい。例えば、演算制御部１３０は、周波数測定器１１４に供給される第１ビート信号の振幅レベルが予め定められた所定レベル以下の場合、又は周波数測定器１１４が測定した第１差周波数（ｆｃ）の周波値が予め定められた所定周波数範囲外の場合に、複数の光周波数成分の光周波数を変更する。即ち、演算制御部１３０は、フィルタ１１０に第１ビート信号を適切に透過させるべく、スイッチ１２６、一定周波数基準源１２２、又はパルス光源１０６を制御する。【００３７】
具体的には、演算制御部１３０は、スイッチ１２６を切り換えて位相比較器１２４から出力される符号を変更することによって、複数の光周波数成分の光周波数を変更する。又は、演算制御部１３０は、一定周波数基準源１２２を制御して一定周波数基準源１２２が出力する一定周波数（ｆｓ２）を変更することによって、複数の光周波数成分の光周波数を変更する。又は、演算制御部１３０は、パルス光源１０６を制御してパルス光源１０６が発生するパルス光の繰り返し周波数（ｆｓ１）を変更することによって、複数の光周波数成分の光周波数を変更する。【００３８】
図２は、本実施形態に係る被測定入力光、基準光、及びパルス光の光周波数の一例を示す。図２（ａ）は、位相比較器１２４に第２差周波数から一定周波数（ｆｓ２）を減算した比較結果を出力させるべくスイッチ１２６が設定されている場合、即ちパルス光源１０６がＦｓ＋ｆ２±ｎｆｓ１の光周波数をそれぞれもつ光周波数成分を発生している場合を示す。また、図２（ｂ）は、位相比較器１２４に第２差周波数に一定周波数（ｆｓ２）を加算した比較結果を出力させるべくスイッチ１２６が設定されている場合、即ちパルス光源１０６がＦｓ−ｆ２±ｎｆｓ１の光周波数をそれぞれもつ光周波数成分を発生している場合を示す。【００３９】
図２（ａ）のスイッチ１２６の設定においては、被測定入力光の精光周波数がＦｘ’である場合には、第１ビート信号がフィルタ１１０を適切に透過し、周波数測定器１１４において第１差周波数ｆｃ’を正確に測定することができる。しかし、被測定入力光の精光周波数がＦｘ’’である場合には、第１ビート信号がフィルタ１１０を適切に透過せず、周波数測定器１１４において第１差周波数ｆｃ’’を正確に測定することができない。一方、図２（ｂ）のスイッチ１２６の設定においては、被測定入力光の精光周波数がＦｘ’’である場合には、第１ビート信号がフィルタ１１０を適切に透過し、周波数測定器１１４において第１差周波数ｆｃ’’を正確に測定することができる。このように、スイッチ１２６の設定を切り換えることによって、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）をフィルタ１１０の透過帯域に制御し、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を正確に測定することができる。【００４０】
本実施形態に係る光周波数測定装置１００によれば、光周波数基準源１０４が発生する基準光に基づいて粗光周波数（Ｆｗ）及び第１差周波数（ｆｃ）を求めるので、被測定入力光の光周波数の帯域が予め分かっていない場合であっても、被測定入力光の光周波数を精度良く測定することができる。また、スイッチ１２６等によって、第１ビート信号の第１差周波数（ｆｃ）を柔軟に変更することによって、被測定入力光の光周波数の測定に必要な第１ビート信号だけをフィルタ１１０が適切に透過させることができるので、第１差周波数（ｆｃ）を正確に測定することができ、その結果、被測定入力光の光周波数を精度良く測定することができる。【００４１】
以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
【図１】
0004500809.tif 000006
【図２】
0004500809.tif 000007