(57)【要約】【課題】  位相ノイズを低減した高精度の位相検出、及び参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の位相検出を可能にした光干渉計型位相検出装置を提供する。【解決手段】  測定干渉信号を出力する受光器８と、第１の参照干渉信号を出力する受光器９と、第２の参照干渉信号を出力する受光器１８と、第２の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相（測定位相）を検出する位相検出手段１１と、第２の参照干渉信号に対する第１の参照干渉信号の位相（参照位相）を検出する位相検出手段１２と、被測定物を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード又は被測定物を通った後の測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードを指定する測定モード指定信号を受けて、第１のモードのときは測定位相から参照位相を減算して位相特性を求め、第２のモードのときは測定位相から位相特性を求める信号処理手段１３とを備えた。【選択図】  図１
2007057251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、
前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、
前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、
前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する第１の光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して第１の干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（３０）と、
前記第１の干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する第１の波長分波器（７）と、
該第１の波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、
前記第１の波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる第１の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第１の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記第１の参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物を通る前の前記第１の光の一部を分波するための第２の光分波手段（１４）と、
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第２の光路上に設けられ、前記第２の光の一部を分波するための第３の光分波手段（１５）と、
前記第２の光分波手段及び前記第３の光分波手段からそれぞれ出力される光を合波して第２の干渉光を出力する第３の光合波手段（１６）と、
前記第２の干渉光を受けて前記参照光の波長成分に係わる第２の参照干渉光を出力する第２の波長分波器（１７）と、
前記第２の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第２の参照干渉信号を出力する第３の受光器（１８）と、
前記測定干渉信号と前記第２の参照干渉信号とを受けて、当該第２の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し測定位相として出力する第１の位相検出手段（１１）と、
前記第１の参照干渉信号と前記第２の参照干渉信号とを受けて、当該第２の参照干渉信号に対する前記第１の参照干渉信号の位相を検出し参照位相として出力する第２の位相検出手段（１２）と、
被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記測定位相から前記参照位相を減算して被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（１３）とを備えたことを特徴とする光干渉計型位相検出装置。
【請求項２】
所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、
前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、
前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、
前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する波長分波器（７）と、
該波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、
前記波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、
前記周波数シフタの駆動信号に基づいて前記所定のビート周波数と同一の周波数を有する位相検出基準信号を発生させる位相検出基準信号発生手段（４ｂ、４ｄ、４ｆ、１９）と、
前記測定干渉信号と前記位相検出基準信号とを受けて、当該位相検出基準信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し測定位相として出力する第１の位相検出手段（１１）と、
前記参照干渉信号と前記位相検出基準信号とを受けて、当該位相検出基準信号に対する前記参照干渉信号の位相を検出し参照位相として出力する第２の位相検出手段（１２）と、
被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記測定位相から前記参照位相を減算して被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（１３）とを備えたことを特徴とする光干渉計型位相検出装置。
【請求項３】
所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、
前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、
前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、
前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する第１の光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して第１の干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（３０）と、
前記第１の干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する第１の波長分波器（７）と、
該第１の波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、
前記第１の波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる第１の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第１の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記第１の参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物を通る前の前記第１の光の一部を分波するための第２の光分波手段（１４）と、
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第２の光路上に設けられ、前記第２の光の一部を分波するための第３の光分波手段（１５）と、
前記第２の光分波手段及び前記第３の光分波手段からそれぞれ出力される光を合波して第２の干渉光を出力する第３の光合波手段（１６）と、
前記第２の干渉光を受けて前記参照光の波長成分に係わる第２の参照干渉光を出力する第２の波長分波器（１７）と、
前記第２の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第２の参照干渉信号を出力する第３の受光器（１８）と、
被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号、前記第１の参照干渉信号並びに前記第２の参照干渉信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には前記第１の参照干渉信号を出力し、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には前記第２の参照干渉信号を出力する切替器（２２）と、
該切替器から前記第１の参照干渉信号を受けたときは、当該第１の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として出力し、かつ、前記切替器から前記第２の参照干渉信号を受けたときは、当該第２の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として出力する位相検出手段（１１）と、
前記測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記第１の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（２３）とを備えたことを特徴とする光干渉計型位相検出装置。
【請求項４】
所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、
前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、
前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、
前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（２０）と、
前記干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する波長分波器（７）と、
該波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、
前記波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、
前記周波数シフタの駆動信号に基づいて前記所定のビート周波数と同一の周波数を有する位相検出基準信号を発生させる位相検出基準信号発生手段（４ｂ、４ｄ、４ｆ、１９）と、
被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号、前記参照干渉信号並びに前記位相検出基準信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には前記参照干渉信号を出力し、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には前記位相検出基準信号を出力する切替器（２２）と、
該切替器から前記参照干渉信号を受けたときは、当該参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として出力し、かつ、前記切替器から前記位相検出基準信号を受けたときは、当該位相検出基準信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として出力する位相検出手段（１１）と、
前記測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記第１の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（２３）とを備えたことを特徴とする光干渉計型位相検出装置。
【請求項５】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路及び前記第２の光路のいずれか一方の光路上に当該２つの光路の光路長を合わせるための光遅延器（５）を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項６】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物に入力される光の強度を検出するための第１の光強度検出手段（２４、２５）と、
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物から出力される光の強度を検出するための第２の光強度検出手段（２６、２７）とを備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項７】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力された光の当該被測定物による反射光の強度を検出するための第３の光強度検出手段（２４、２８）を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項８】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器（２９）を備えたことを特徴とする請求項６に記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項９】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器（２９）を備えたことを特徴とする請求項７に記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項１０】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられた光サーキュレータ（３１）を介して被測定物が該第１の光路に接続されていることを特徴とする請求項１〜６及び８のいずれかに記載の光干渉計型位相検出装置。
【請求項１１】
前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられた光カプラ（３２）を介して被測定物が該第１の光路に接続されていることを特徴とする請求項１〜６及び８のいずれかに記載の光干渉計型位相検出装置。
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【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マッハツェンダ型干渉計から出力される干渉光の位相から例えば被測定物の位相特性を測定する光干渉計型位相検出装置に関し、特に測定光の波長とは異なる波長の参照光を用いて、干渉計の２つの光路間（被測定物が接続されている光路と接続されていない光路）の相対的な光路長変動に起因して生じる位相ノイズを低減するようにした光干渉計型位相検出装置に関する。本発明の光干渉計型位相検出装置は、光部品の位相、群遅延（GD：Group Delay）、微分群遅延（DGD：Differential Group Delay）、波長分散、振幅、挿入損失、反射減衰量、偏波依存損失等の評価を行うための光部品評価装置、光ネットワークアナライザ等に利用できる。
【背景技術】
【０００２】
マッハツェンダ型干渉計の２つの光路間（被測定物が接続されている光路と接続されていない光路）の相対的な光路長変動は、干渉計を構成する光カプラやファイバ等の、温度、振動等の外的要因による伸縮によって発生し、位相検出の測定誤差（位相ノイズ）となる。このような位相ノイズを低減するために、従来、測定光の他に、測定光の波長とは異なる波長の参照光を用いるようにした光干渉計型位相検出装置があった。（例えば、非特許文献1参照）
【０００３】
この種の光干渉計型位相検出装置の概略構成を図１６に示す。波長可変光源１は、所定の波長範囲の測定光（周波数νs）を光カプラ３に出力する。光源２は、波長可変光源１の波長とは異なる波長の参照光（周波数νr）を光カプラ３に出力する。光カプラ３は、測定光及び参照光を合波し、それによって得られた波長多重光を音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ）４ａに出力する。
【０００４】
ＡＯＦＳ４ａは、超音波発生器４ｂから入力される周波数ｆ1の超音波（駆動信号）によって駆動され、光カプラ３からの波長多重光を２つの光に分波して、一方の光を被測定物１０が接続されている第１の光路に、また他方の光を光遅延器５が接続されている第２の光路にそれぞれ出力する。このとき、第１の光路に出力される光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長（周波数）は周波数シフトされないが、第２の光路に出力される光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長は超音波の周波数ｆ1分シフトされる。したがって、ＡＯＦＳ４ａ及び超音波発生器４ｂで構成される光分波手段４から２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1となり、これは後述するヘテロダイン検波のビート周波数ｆ1となる。
【０００５】
光カプラ６は、被測定物１０を通った第１の光路の光と、光遅延器５を通った第２の光路の光とを合波し、それによって得られた干渉光、すなわちそれぞれ２つの光路を通った、測定光同士の干渉光（測定干渉光という）及び参照光同士の干渉光（参照干渉光という）を波長分波器７に出力する。なお、上記光分波手段４、被測定物１０、光遅延器５及び光カプラ６は、光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計２０を構成している。光遅延器５は、このマッハツェンダ型干渉計２０の２つの光路の光路長を合わせている。
【０００６】
波長分波器７は、光カプラ６から出力される干渉光（測定干渉光及び参照干渉光）を受けて、測定光及び参照光の各波長成分に分波しそれぞれ受光器（ＰＤ）８及び受光器（ＰＤ）９に出力する。受光器８は、波長分波器７からの測定干渉光を受けて光電変換（ヘテロダイン検波）し、ビート周波数ｆ1の測定干渉信号を出力する。また、受光器９も、同様に、波長分波器７からの参照干渉光を受けて光電変換（ヘテロダイン検波）し、ビート周波数ｆ1の参照干渉信号を出力する。位相検出手段１１は、参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相を検出する。
【０００７】
このように構成された従来の光干渉計型位相検出装置においては、測定光と、測定光の波長とは異なる波長の参照光とを同時にマッハツェンダ型干渉計に入力し、それぞれがマッハツェンダ型干渉計の２つの同じ光路を通るようにして、参照干渉光（参照干渉信号）に対する測定干渉光（測定干渉信号）の位相を検出するようにしたので、マッハツェンダ型干渉計の２つの光路間（被測定物を含む光路と含まない光路）の相対的な光路長変動に起因して生じる位相検出の測定誤差（位相ノイズ）を少なくすることができる。
【０００８】
【非特許文献１】第51回応物連合会「二波長ヘテロダインファイバー干渉計による波長分散評価」28p-R-12（2004.3）：小川憲介、ティ ティ レイ（DNRI）
【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、このような従来の光干渉計型位相検出装置では、被測定物が非常に狭帯域の光バンドパスフィルタ（光ＢＰＦ）であるような場合、測定光のみが被測定物を通り、測定光と波長の異なる参照光は通らないという状態が起きる。この結果、マッハツェンダ型干渉計からは測定干渉光のみが出力されて、参照干渉光が出力されないために、位相検出手段において参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相検出ができない、すなわち被測定物の位相特性を求めることができないという問題を生じる。
【００１０】
本発明は、被測定物を通った後の測定光と参照光とに基づいた位相ノイズが低減される測定、及び被測定物を通った後の測定光のみに基づいた位相ノイズが低減されない測定の２つの測定モードを切り替えられるようにすることによって、これらの課題を解決し、高精度の位相検出ができるとともに、参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の被測定物の位相検出をも可能にした光干渉計型位相検出装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明の請求項１の光干渉計型位相検出装置では、所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する第１の光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して第１の干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（３０）と、前記第１の干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する第１の波長分波器（７）と、該第１の波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、前記第１の波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる第１の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第１の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記第１の参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物を通る前の前記第１の光の一部を分波するための第２の光分波手段（１４）と、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第２の光路上に設けられ、前記第２の光の一部を分波するための第３の光分波手段（１５）と、前記第２の光分波手段及び前記第３の光分波手段からそれぞれ出力される光を合波して第２の干渉光を出力する第３の光合波手段（１６）と、前記第２の干渉光を受けて前記参照光の波長成分に係わる第２の参照干渉光を出力する第２の波長分波器（１７）と、前記第２の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第２の参照干渉信号を出力する第３の受光器（１８）と、前記測定干渉信号と前記第２の参照干渉信号とを受けて、当該第２の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し測定位相として出力する第１の位相検出手段（１１）と、前記第１の参照干渉信号と前記第２の参照干渉信号とを受けて、当該第２の参照干渉信号に対する前記第１の参照干渉信号の位相を検出し参照位相として出力する第２の位相検出手段（１２）と、被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記測定位相から前記参照位相を減算して被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（１３）とを備えた。
【００１２】
また、本発明の請求項２の光干渉計型位相検出装置では、所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する波長分波器（７）と、該波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、前記波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、前記周波数シフタの駆動信号に基づいて前記所定のビート周波数と同一の周波数を有する位相検出基準信号を発生させる位相検出基準信号発生手段（４ｂ、４ｄ、４ｆ、１９）と、前記測定干渉信号と前記位相検出基準信号とを受けて、当該位相検出基準信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し測定位相として出力する第１の位相検出手段（１１）と、前記参照干渉信号と前記位相検出基準信号とを受けて、当該位相検出基準信号に対する前記参照干渉信号の位相を検出し参照位相として出力する第２の位相検出手段（１２）と、被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記測定位相から前記参照位相を減算して被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（１３）とを備えた。
【００１３】
また、本発明の請求項３の光干渉計型位相検出装置では、所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する第１の光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して第１の干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（３０）と、前記第１の干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する第１の波長分波器（７）と、該第１の波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、前記第１の波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる第１の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第１の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記第１の参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物を通る前の前記第１の光の一部を分波するための第２の光分波手段（１４）と、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第２の光路上に設けられ、前記第２の光の一部を分波するための第３の光分波手段（１５）と、前記第２の光分波手段及び前記第３の光分波手段からそれぞれ出力される光を合波して第２の干渉光を出力する第３の光合波手段（１６）と、前記第２の干渉光を受けて前記参照光の波長成分に係わる第２の参照干渉光を出力する第２の波長分波器（１７）と、前記第２の参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の第２の参照干渉信号を出力する第３の受光器（１８）と、被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号、前記第１の参照干渉信号並びに前記第２の参照干渉信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には前記第１の参照干渉信号を出力し、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には前記第２の参照干渉信号を出力する切替器（２２）と、該切替器から前記第１の参照干渉信号を受けたときは、当該第１の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として出力し、かつ、前記切替器から前記第２の参照干渉信号を受けたときは、当該第２の参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として出力する位相検出手段（１１）と、前記測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記第１の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（２３）とを備えた。
【００１４】
また、本発明の請求項４の光干渉計型位相検出装置では、所定の波長範囲の測定光を出力する波長可変光源（１）と、前記測定光の波長とは異なる波長の参照光を出力する光源（２）と、前記測定光及び前記参照光を受けて合波し、それによって得られた波長多重光を出力する第１の光合波手段（３）と、前記波長多重光を受けて、被測定物（１０）が接続されている第１の光路を通る第１の光と被測定物が接続されていない第２の光路を通る第２の光に分波するとともに、分波された該第１の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数と分波された該第２の光に含まれている前記測定光及び前記参照光のそれぞれの周波数とにおける前記測定光同士の周波数差及び前記参照光同士の周波数差がそれぞれ所定のビート周波数となるように、当該第１の光及び第２の光の少なくとも一方の光を周波数シフタ（４ａ〜４ｆ）によって周波数シフトして出力する光分波手段（４）、並びに前記第１の光路を通った第１の光と前記第２の光路を通った第２の光とを合波して干渉光を出力する第２の光合波手段（６）を有する光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計（２０）と、前記干渉光を受けて前記測定光及び前記参照光の各波長成分に分波する波長分波器（７）と、該波長分波器から出力される前記測定光の波長成分に係わる測定干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の測定干渉信号を出力する第１の受光器（８）と、前記波長分波器から出力される前記参照光の波長成分に係わる参照干渉光を受けて光電変換し前記所定のビート周波数の参照干渉信号を出力する第２の受光器（９）とを備え、前記測定干渉信号及び前記参照干渉信号に基づいて前記被測定物の波長−位相特性を求める光干渉計型位相検出装置において、前記周波数シフタの駆動信号に基づいて前記所定のビート周波数と同一の周波数を有する位相検出基準信号を発生させる位相検出基準信号発生手段（４ｂ、４ｄ、４ｆ、１９）と、被測定物を通った後の前記測定光と前記参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード及び被測定物を通った後の前記測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードのいずれか一方を指定する測定モード指定信号、前記参照干渉信号並びに前記位相検出基準信号を受け、該測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には前記参照干渉信号を出力し、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には前記位相検出基準信号を出力する切替器（２２）と、該切替器から前記参照干渉信号を受けたときは、当該参照干渉信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として出力し、かつ、前記切替器から前記位相検出基準信号を受けたときは、当該位相検出基準信号に対する前記測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として出力する位相検出手段（１１）と、前記測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、前記第１の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求め、かつ、前記測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、前記第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める信号処理手段（２３）とを備えた。
【００１５】
また、本発明の請求項５の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項１〜４のいずれかの光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路及び前記第２の光路のいずれか一方の光路上に当該２つの光路の光路長を合わせるための光遅延器（５）を備えた。
【００１６】
また、本発明の請求項６の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項１〜５のいずれかの光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物に入力される光の強度を検出するための第１の光強度検出手段（２４、２５）と、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられ、被測定物から出力される光の強度を検出するための第２の光強度検出手段（２６、２７）とを備えた。
【００１７】
また、本発明の請求項７の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項１〜６のいずれかの光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力された光の当該被測定物による反射光の強度を検出するための第３の光強度検出手段（２４、２８）を備えた。
【００１８】
また、本発明の請求項８の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項６の光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器（２９）を備えた。
【００１９】
また、本発明の請求項９の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項７の光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に、被測定物に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器（２９）を備えた。
【００２０】
また、本発明の請求項１０の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項１〜６及び８のいずれかの光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられた光サーキュレータ（３１）を介して被測定物が該第１の光路に接続されているようにした。
【００２１】
また、本発明の請求項１１の光干渉計型位相検出装置では、上述した請求項１〜６及び８のいずれかの光干渉計型位相検出装置において、前記マッハツェンダ型干渉計の前記第１の光路上に設けられた光カプラ（３２）を介して被測定物が該第１の光路に接続されているようにした。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の請求項１〜４の光干渉計型位相検出装置では、測定モード指定信号により、被測定物を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物の位相特性を求める第１のモード、及び被測定物を通った後の測定光のみに基づいて被測定物の位相特性を求める第２のモードを切り替えて測定できるようにしたので、第１のモードでは位相ノイズを低減した高精度の位相検出ができ、第２のモードでは参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の被測定物の位相検出ができる。
【００２３】
本発明の請求項５の光干渉計型位相検出装置では、光遅延器によってマッハツェンダ型干渉計の２つの光路の光路長を合わせるようにしたので、位相検出精度を上げることができる。
【００２４】
本発明の請求項６の光干渉計型位相検出装置では、被測定物の挿入損失測定ができる。
【００２５】
本発明の請求項７の光干渉計型位相検出装置では、被測定物の反射減衰量測定ができる。
【００２６】
本発明の請求項８の光干渉計型位相検出装置では、被測定物の偏波依存損失測定ができる。
【００２７】
本発明の請求項９の光干渉計型位相検出装置では、被測定物の偏波依存反射減衰量測定ができる。
【００２８】
本発明の請求項１０及び１１の光干渉計型位相検出装置では、被測定物から反射されて戻ってくる光（反射光）の位相特性が検出できる。例えば、入力光のうち特定波長の光だけを反射させるＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）のような被測定物の位相特性が検出できる。また、求めた振幅・位相データをフーリエ変換することにより、被測定物の反射減衰量分布の測定も可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施形態を記載する。
【００３０】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図１に示す。従来の光干渉計型位相検出装置と同一要素には同一符号を付し詳細説明は省略する。波長可変光源１は、例えば波長可変レーザであり、所定の波長範囲（例えば１５３０〜１５６０ｎｍ）の測定光（周波数νs）を光カプラ３に出力する。光源２は、例えばレーザであり、測定光の波長とは異なる波長（例えば１５６５ｎｍ）の参照光（周波数νr）を光カプラ３に出力する。光カプラ３は、測定光及び参照光を合波し、それによって得られた波長多重光を光分波手段４の光カプラ４ｇに出力する。
【００３１】
光カプラ４ｇは、入力された波長多重光を２つの光に分波して、一方の光をＡＯＦＳ４ｅに、また他方の光をＡＯＦＳ４ｃにそれぞれ出力する。ＡＯＦＳ４ｅは、超音波発生器４ｆから入力される周波数ｆ1の超音波（駆動信号）によって駆動され、上記一方の光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長（周波数）を周波数ｆ1分シフトして被測定物１０が接続されている第１の光路に出力し、またＡＯＦＳ４ｃは、超音波発生器４ｄから入力される周波数ｆ2の超音波（駆動信号）によって駆動され、上記他方の光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長（周波数）を周波数ｆ2分シフトして、被測定物１０が接続されていない第２の光路に出力する。したがって、光カプラ４ｇ、ＡＯＦＳ４ｃ、ＡＯＦＳ４ｅ、超音波発生器４ｄ及び超音波発生器４ｆで構成される光分波手段４から、２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1−ｆ2となり、これは後述するヘテロダイン検波のビート周波数（ｆ1−ｆ2）となる。なお、この構成の光分波手段４では、ＡＯＦＳ４ｃ、４ｅを並列に配列しているので、この２つのＡＯＦＳで生じる位相特性（波長分散）をキャンセルすることができる。
【００３２】
光カプラ１４は、第１の光路上に設けられており、ＡＯＦＳ４ｅから被測定物１０に入力される光の一部を分波して光カプラ１６に出力する。また、光カプラ１５は、第２の光路上に設けられており、ＡＯＦＳ４ｃから光遅延器５に入力される光の一部を分波して光カプラ１６に出力する。
【００３３】
光カプラ６は、被測定物１０を通った第１の光路の光と、光遅延器５を通った第２の光路の光とを合波し、それによって得られた干渉光、すなわちそれぞれ２つの光路を通った、測定光同士の干渉光（測定干渉光という）及び参照光同士の干渉光（参照干渉光という）を波長分波器７に出力する。なお、上記光分波手段４、光カプラ１４、被測定物１０、光カプラ１５、光遅延器５及び光カプラ６は、光ヘテロダイン干渉方式のマッハツェンダ型干渉計３０を構成している。光遅延器５は、このマッハツェンダ型干渉計３０の２つの光路の光路長を合わせている。
【００３４】
波長分波器７は、光カプラ６から出力される干渉光（測定干渉光及び参照干渉光）を受けて、測定光及び参照光の各波長成分に分波しそれぞれ受光器（ＰＤ）８及び受光器（ＰＤ）９に出力する。受光器８は、波長分波器７からの測定干渉光を受けて光電変換（ヘテロダイン検波）し、ビート周波数（ｆ1−ｆ2）の測定干渉信号を出力する。また、受光器９も、同様に、波長分波器７からの参照干渉光を受けて光電変換（ヘテロダイン検波）し、ビート周波数（ｆ1−ｆ2）の第１の参照干渉信号を出力する。
【００３５】
光カプラ１６は、光カプラ１４から出力される第１の光路の光の一部と、光カプラ１５から出力される第２の光路の光の一部とを合波し、それによって得られた干渉光（測定干渉光及び参照干渉光）を波長分波器１７に出力する。波長分波器１７は、光カプラ１６からの干渉光を受けて参照干渉光のみを分波し受光器（ＰＤ）１８に出力する。受光器１８は、波長分波器１７からの参照干渉光を受けて光電変換（ヘテロダイン検波）し、ビート周波数（ｆ1−ｆ2）の第２の参照干渉信号を出力する。
【００３６】
位相検出手段１１は、受光器８から出力される測定干渉信号及び受光器１８から出力される第２の参照干渉信号を受けて、この第２の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相を検出し測定位相として信号処理手段１３に出力する。また、位相検出手段１２は、受光器９から出力される第１の参照干渉信号及び受光器１８から出力される第２の参照干渉信号を受けて、この第２の参照干渉信号に対する第１の参照干渉信号の位相を検出し参照位相として信号処理手段１３に出力する。
【００３７】
信号処理手段１３は、上記測定位相及び参照位相を受けるとともに、操作部（図示しない）から出力される測定モード指定信号（被測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第１のモード又は被測定物１０を通った後の測定光のみに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第２のモードを指定する）を受け、測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、測定位相から参照位相を減算して被測定物１０の波長−位相特性を求め、また、測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、測定位相から被測定物１０の波長−位相特性を求める。
【００３８】
このように構成された第１実施形態の光干渉計型位相検出装置では、被測定物１０を通る前の第１の光路の光の一部と第２の光路の光の一部とを合波して得られる干渉光から第２の参照干渉信号を発生させ、これを位相検出の基準にして、マッハツェンダ型干渉計３０から出力される測定干渉光（測定干渉信号）及び参照干渉光（第１の参照干渉信号）のそれぞれの位相を検出し測定位相及び参照位相とするとともに、測定モード指定信号により、被測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第１のモード、又は被測定物１０を通った後の測定光のみに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第２のモードを指定するようにしたので、第１のモードでは、測定位相から参照位相を減算することによって位相ノイズを低減した高精度の位相検出ができ、また第２のモードでは、測定位相のみを用いることによって参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の被測定物１０の位相検出ができる。
【００３９】
なお、図１において、波長可変光源１から出力される測定光と光源２から出力される参照光を合波して波長多重する光カプラ３と、この光カプラ３から出力される波長多重光を受けて２つの光に分波する光カプラ４ｇとを、機能的に区別してそれぞれを別の光カプラで構成しているが、１つの光カプラでも構成できることは自明である。また、光遅延器５は、第２の光路の代わりに被測定物１０が接続されている第１の光路に備えるようにしてもよい。ただし、この光遅延器５は、マッハツェンダ型干渉計３０の２つの光路の光路長を合わせて位相検出精度を上げるのに有効であるが、必ずしも必須ではない。
【００４０】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図２に示す。図１に示した第１実施形態では、２つの位相検出手段１１、１２の位相検出の基準を、被測定物１０を通る前の第１の光路の光の一部と第２の光路の光の一部とを合波して得られる干渉光から発生させた第２の参照干渉信号にしたが、第２実施形態では、周波数シフタの駆動信号に基づいて発生させた位相検出基準信号にしている。第１実施形態の図１とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。（１）第２の参照干渉信号を発生させる要素、つまり光カプラ１４、光カプラ１５、光カプラ１６、波長分波器１７及び受光器１８を備えていない。（２）超音波発生器４ｆから出力される周波数ｆ1の超音波（駆動信号）と超音波発生器４ｄから出力される周波数ｆ2の超音波（駆動信号）とを受けて混合し、これら２つの駆動信号の差周波数（ｆ1−ｆ2）の信号を発生して位相検出基準信号として位相検出手段１１、１２に出力するミキサ（ＭＩＸ）１９とローパスフィルタ（ＬＰＦ）３３を備えている。なお、ローパスフィルタ３３の代わりにバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いてもよい。
【００４１】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図３に示す。図１に示した第１実施形態では、測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づく位相ノイズを低減した高精度の位相検出を、第２の参照干渉信号を位相検出の基準にした２つの位相検出手段１１、１２からそれぞれ出力される測定位相、参照位相を受けた信号処理手段１３が測定位相から参照位相を減算することによって行ったが、第３実施形態では、測定位相を検出する位相検出手段１１の位相検出の基準を第２の参照干渉信号から第１の参照干渉信号に切り替えることによって行っている。
【００４２】
第１実施形態の図１とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。（１）参照位相を検出する位相検出手段１２、測定位相から参照位相を減算する信号処理手段１３を備えていない。（２）切替器２２及び信号処理手段２３を備えている。したがって、主に、切替器２２、信号処理手段２３並びに切替器２２から第１の参照干渉信号及び第２の参照干渉信号が入力される位相検出手段１１について説明する。
【００４３】
切替器２２は、受光器９から出力される第１の参照干渉信号及び受光器１８から出力される第２の参照干渉信号をそれぞれ受けるとともに、操作部（図示しない）から出力される測定モード指定信号（被測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第１のモード又は被測定物１０を通った後の測定光のみに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第２のモードを指定する）を受け、測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、第１の参照干渉信号を位相検出手段１１に出力し、また、測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、第２の参照干渉信号を位相検出手段１１に出力する。
【００４４】
位相検出手段１１は、切替器２２から第１の参照干渉信号を受けたときは、第１の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として信号処理手段２３に出力し、また、切替器２２から第２の参照干渉信号を受けたときは、第２の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として信号処理手段２３に出力する。信号処理手段２３は、測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、位相検出手段１１から出力される第１の測定位相から被測定物１０の波長−位相特性を求め、また、測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、位相検出手段１１から出力される第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める。
【００４５】
この結果、第１のモードでは、第１の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相（第１の測定位相）を検出することによって、位相ノイズを低減した高精度の位相検出ができ、また第２のモードでは、第２の参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相（第２の測定位相）を検出することによって、参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の被測定物１０の位相検出ができる。
【００４６】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図４に示す。図２に示した第２実施形態では、測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づく位相ノイズを低減した高精度の位相検出を、位相検出基準信号を位相検出の基準にした２つの位相検出手段１１、１２からそれぞれ出力される測定位相、参照位相を受けた信号処理手段１３が測定位相から参照位相を減算することによって行ったが、第４実施形態では、測定位相を検出する位相検出手段１１の位相検出の基準を位相検出基準信号から参照干渉信号（受光器９から出力される）に切り替えることによって行っている。
【００４７】
第２実施形態の図２とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。（１）参照位相を検出する位相検出手段１２、測定位相から参照位相を減算する信号処理手段１３を備えていない。（２）切替器２２及び信号処理手段２３を備えている。したがって、主に、切替器２２、信号処理手段２３並びに切替器２２から参照干渉信号及び位相検出基準信号が入力される位相検出手段１１について説明する。
【００４８】
切替器２２は、受光器９から出力される参照干渉信号及びローパスフィルタ３３から出力される位相検出基準信号をそれぞれ受けるとともに、操作部（図示しない）から出力される測定モード指定信号（被測定物１０を通った後の測定光と参照光とに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第１のモード又は被測定物１０を通った後の測定光のみに基づいて被測定物１０の位相特性を求める第２のモードを指定する）を受け、測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、参照干渉信号を位相検出手段１１に出力し、また、測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、位相検出基準信号を位相検出手段１１に出力する。
【００４９】
位相検出手段１１は、切替器２２から参照干渉信号を受けたときは、参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相を検出し第１の測定位相として信号処理手段２３に出力し、また、切替器２２から位相検出基準信号を受けたときは、位相検出基準信号に対する測定干渉信号の位相を検出し第２の測定位相として信号処理手段２３に出力する。信号処理手段２３は、測定モード指定信号が第１のモードを指定している場合には、位相検出手段１１から出力される第１の測定位相から被測定物１０の波長−位相特性を求め、また、測定モード指定信号が第２のモードを指定している場合には、位相検出手段１１から出力される第２の測定位相から被測定物の波長−位相特性を求める。
【００５０】
この結果、第１のモードでは、参照干渉信号に対する測定干渉信号の位相（第１の測定位相）を検出することによって、位相ノイズを低減した高精度の位相検出ができ、また第２のモードでは、位相検出基準信号に対する測定干渉信号の位相（第２の測定位相）を検出することによって、参照光を通せない非常に狭帯域の光ＢＰＦ等の被測定物１０の位相検出ができる。
【００５１】
［第５実施形態］
本発明の第５実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図５に示す。図１に示した第１実施形態では、被測定物１０の波長−位相特性を求める構成であったが、第５実施形態では、被測定物１０の挿入損失測定及び反射減衰量測定もできる構成にしている。第１実施形態の図１とは、下記の(１)、（２）のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。（１）マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上の光カプラ１４と被測定物１０との間に、被測定物１０に入力される光の強度を検出するための光カプラ２４及び受光器（ＰＤ）２５を備え、また被測定物１０と光カプラ６との間に、被測定物１０から出力される光の強度を検出するための光カプラ２６及び受光器（ＰＤ）２７を備えた。これによって、被測定物１０の挿入損失測定ができる。（２）マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上の光カプラ１４と被測定物１０との間に、被測定物１０に入力された光のこの被測定物１０による反射されて戻ってくる光（反射光）の強度を検出するための光カプラ２４及び受光器（ＰＤ）２８を備えた。これによって、被測定物１０の反射減衰量測定ができる。なお、この第５実施形態では、第１実施形態の場合を例にして、被測定物１０の挿入損失測定及び反射減衰量測定を行う構成を示したが、この構成は第２〜第４実施形態の場合にも適用できることは言うまでもない。
【００５２】
［第６実施形態］
本発明の第６実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図６に示す。図５に示した第５実施形態では、被測定物１０の挿入損失測定及び反射減衰量測定ができる構成であったが、第６実施形態では、被測定物１０の偏波依存損失測定ができる構成にしている。第５実施形態の図５とは、マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上の光カプラ２４と被測定物１０との間に、被測定物１０に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器２９を備えた点のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。なお、偏波制御器２９は光カプラ１４と光カプラ２４との間に備えるようにしてもよい。
【００５３】
［第７実施形態］
本発明の第７実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図７に示す。図１に示した第１実施形態では、被測定物１０を透過する光（透過光）の波長−位相特性を求める構成であったが、第７実施形態では、被測定物１０から反射されて戻ってくる光（反射光）の波長−位相特性を求める構成にしている。第１実施形態の図１とは、マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上に設けられた光サーキュレータ３１を介して被測定物１０が第１の光路に接続されるようにしている点のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。なお、この第７実施形態では、第１実施形態の場合を例にして、被測定物１０からの反射光の波長−位相特性を求める構成を示したが、この構成は第２〜第４実施形態の場合にも適用できることは言うまでもない。また、図７における光サーキュレータ３１の代わりに、図８に示すように、光カプラ３２を用いても同様の構成にて実現可能である。
【００５４】
［第８実施形態］
本発明の第８実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図９に示す。図７に示した第７実施形態では、被測定物１０の反射光の波長−位相特性を求める構成であったが、第８実施形態では、被測定物１０の反射減衰量測定もできる構成にしている。第７実施形態の図７とは、下記の点のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。すなわち、マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上の光カプラ１４と光サーキュレータ３１との間に、被測定物１０に入力される光の強度を検出するための光カプラ２４及び受光器（ＰＤ）２５を備え、また光サーキュレータ３１と光カプラ６との間に、被測定物１０からの反射光の強度を検出するための光カプラ２６及び受光器（ＰＤ）２７を備えた。これによって、被測定物１０の反射減衰量測定ができる。
【００５５】
［第９実施形態］
本発明の第９実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図１０に示す。図９に示した第８実施形態では、被測定物１０の反射減衰量測定ができる構成であったが、第９実施形態では、被測定物１０の偏波依存反射減衰量測定ができる構成にしている。第８実施形態の図９とは、マッハツェンダ型干渉計３０の第１の光路上の光カプラ２４と光サーキュレータ３１との間に、被測定物１０に入力される光の偏波を変化させるための偏波制御器２９を備えた点のみ異なり他は同一である。したがって詳細説明は省略する。なお、偏波制御器２９は光カプラ１４と光カプラ２４との間に備えるようにしてもよい。
【００５６】
［第１０実施形態］
本発明の第１０実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図１１に示す。図１に示した第１実施形態では、光分波手段４は２つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1−ｆ2とする構成であったが、第１０実施形態では、光分波手段４は１つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1とする構成にしている。第１実施形態の図１とは、マッハツェンダ型干渉計３０の光分波手段４の構成のみ異なり他は同一である。したがって、図１と同一部分の説明は省略して、光分波手段４について説明する。
【００５７】
光分波手段４は、光カプラ４ｇ、ＡＯＦＳ４ｅ及び超音波発生器４ｆで構成される。光カプラ４ｇは、光カプラ３から入力さる波長多重光（測定光及び参照光）を２つの光に分波して、一方の光を第１の光路上の光カプラ１４に出力し、また他方の光をＡＯＦＳ４ｅにそれぞれ出力する。ＡＯＦＳ４ｅは、超音波発生器４ｆから入力される周波数ｆ1の超音波（駆動信号）によって駆動され、上記他方の光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長（周波数）を周波数ｆ1分シフトして第２の光路上の光カプラ１５に出力する。したがって、光分波手段４から２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1となる。なお、この第１０実施形態の光分波手段４としては、図１１に示したものの他に、従来例の図１６に示した光分波手段４であってもよい。
【００５８】
［第１１実施形態］
本発明の第１１実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図１２に示す。図２に示した第２実施形態では、光分波手段４は２つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1−ｆ2とする構成であったが、第１１実施形態では、光分波手段４は１つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1とする構成にしている。第２実施形態の図２とは、下記の（１）、（２）のみ異なり他は同一である。（１）ミキサ１９を備えていない。（２）マッハツェンダ型干渉計２０の光分波手段４の構成が異なる。したがって、図２と同一部分の説明は省略して、主に光分波手段４について説明する。
【００５９】
光分波手段４は、光カプラ４ｇ、ＡＯＦＳ４ｅ及び超音波発生器４ｆで構成される。光カプラ４ｇは、光カプラ３から入力さる波長多重光（測定光及び参照光）を２つの光に分波して、一方の光を第１の光路上の被測定物１０に出力し、また他方の光をＡＯＦＳ４ｅにそれぞれ出力する。ＡＯＦＳ４ｅは、超音波発生器４ｆから入力される周波数ｆ1の超音波（駆動信号）によって駆動され、上記他方の光すなわち測定光及び参照光のそれぞれの波長（周波数）を周波数ｆ1分シフトして第２の光路上の光遅延器５に出力する。したがって、光分波手段４から２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1となる。そして、超音波発生器４ｆは、周波数ｆ1の超音波（駆動信号）を位相検出基準信号として位相検出手段１１及び位相検出手段１２に出力する。なお、この第１１実施形態の光分波手段４としては、図１２に示したものの他に、従来例の図１６に示した光分波手段４であってもよい。
【００６０】
［第１２実施形態］
本発明の第１２実施形態の光干渉計型位相検出装置の構成を図１３に示す。図３に示した第３実施形態では、光分波手段４は２つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1−ｆ2とする構成であったが、第１２実施形態では、光分波手段４は１つの周波数シフタを用いて、第１の光路及び第２の光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差をｆ1とする構成にしている。第３実施形態の図３とは、マッハツェンダ型干渉計３０の光分波手段４の構成のみ異なり他は同一である。ところで、この光分波手段４は、第１０実施形態の図１１で説明した内容と同一であるので、その説明は省略する。
【００６１】
なお、上述の第１〜第９実施形態の光分波手段４としては、図１〜図１０に示したものの他に図１４及び図１５に示すものでもよい。なお、図１４及び図１５に示す周波数は、波長多重光に含まれている測定光の周波数νsについて示している。
【００６２】
すなわち、図１４においては、ＡＯＦＳ４ａ及びＡＯＦＳ４ｃが直列に配列されている。まず、ＡＯＦＳ４ａは、入力された波長多重光（測定光及び参照光）を２つの光に分波して、一方の光を第１の光として第１の光路に出力し、また他方の光を超音波発生器４ｂから入力される超音波の周波数ｆ1分シフト（＋１次の回折を与える）してＡＯＦＳ４ｃに出力する。次に、ＡＯＦＳ４ｃは、ＡＯＦＳ４ａからの光を超音波発生器４ｄから入力される超音波の周波数ｆ2分シフト（−１次の回折を与える）して第２の光として第２の光路に出力する。したがって、光分波手段４から２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1−ｆ2となる。
【００６３】
図１５においては、図１４と同様、ＡＯＦＳ４ａ及びＡＯＦＳ４ｃが直列に配列されている。まず、ＡＯＦＳ４ａは、入力された波長多重光（測定光及び参照光）を２つの光に分波して、一方の光をＡＯＦＳ４ｃに、また他方の光を超音波発生器４ｂから入力される超音波の周波数ｆ1分シフトして第１の光として第１の光路に出力する。次に、ＡＯＦＳ４ｃは、ＡＯＦＳ４ａからの光を超音波発生器４ｄから入力される超音波の周波数ｆ2分シフトして第２の光として第２の光路に出力する。したがって、光分波手段４から２つの光路にそれぞれ出力される測定光同士及び参照光同士のそれぞれの周波数差はｆ1−ｆ2となる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１実施形態の構成を示す図
【図２】本発明の第２実施形態の構成を示す図
【図３】本発明の第３実施形態の構成を示す図
【図４】本発明の第４実施形態の構成を示す図
【図５】本発明の第５実施形態の構成を示す図
【図６】本発明の第６実施形態の構成を示す図
【図７】本発明の第７実施形態の構成を示す図
【図８】本発明の第７実施形態の別の構成を示す図
【図９】本発明の第８実施形態の構成を示す図
【図１０】本発明の第９実施形態の構成を示す図
【図１１】本発明の第１０実施形態の構成を示す図
【図１２】本発明の第１１実施形態の構成を示す図
【図１３】本発明の第１２実施形態の構成を示す図
【図１４】光分波手段の別の構成を示す図
【図１５】光分波手段の別の構成を示す図
【図１６】従来例の概略構成を示す図
【符号の説明】
【００６５】
１・・・波長可変光源、２・・・光源、３，４ｇ，６，１４，１５，１６，２４，２６，３２・・・光カプラ、４・・・光分波手段、４ａ，４ｃ，４ｅ・・・音響光学周波数シフタ（ＡＯＦＳ）、４ｂ，４ｄ，４ｆ・・・超音波発生器、５・・・光遅延器、７，１７・・・波長分波器、８，９，１８，２５，２７，２８・・・受光器（ＰＤ）、１０・・・被測定物、１１，１２・・・位相検出手段、１３，２３・・・信号処理手段、１９・・・ミキサ（ＭＩＸ）、２０，３０・・・マッハツェンダ型干渉計、２２・・・切替器、２９・・・偏波制御器、３１・・・光サーキュレータ、３３・・・ローパスフィルタ（ＬＰＦ）。
【図１】
2007057251.tif 000003
【図２】
2007057251.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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