(57)【要約】【課題】少ないフォトダイオードで、光信号の測定を行なうことができるＷＤＭ信号モニタを実現することにある。【解決手段】波長分割多重された光信号の測定を行なうＷＤＭ信号モニタに改良を加えたものである。本装置は、フォトダイオードが所定の方向に複数個配置され、光信号を所定の方向に波長分散して、各光信号あたり２素子のフォトダイオードで受光する分光器と、分光器からの出力される２素子を組とした測定データから、光信号の波長または光パワーの少なくとも一方を演算する演算部とを設けたことを特徴とするものである。【選択図】図１
2007139514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
波長分割多重された光信号の測定を行なうＷＤＭ信号モニタにおいて、
フォトダイオードが所定の方向に複数個配置され、前記光信号を前記所定の方向に波長分散して、各光信号あたり２素子のフォトダイオードで受光する分光器と、
前記分光器のフォトダイオードから出力される２素子を組とした測定データから、前記光信号の波長または光パワーの少なくとも一方を演算する演算部と
を設けたことを特徴とするＷＤＭ信号モニタ。
【請求項２】
フォトダイオードは、前記所定の方向に対する幅が、フォトダイオードの受光面上で形成される前記光信号の光スポットの直径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項３】
前記分光器に入射する光信号は、あらかじめ波長が定められた波長分割多重信号であることを特徴とする請求項１または２記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項４】
分光器は、前記組としたフォトダイオードの２素子にまたがって光スポットを形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項５】
演算部は、前記組とした測定データの出力値の違いから、前記光信号の波長を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項６】
演算部は、
前記フォトダイオードまたは組としたフォトダイオード間の不感帯部の少なくとも一方に割り付けた波長を記憶する記憶手段と、
前記組とした測定データの出力値の違いから、基準位置からのずれ量を求め、このずれ量を波長に換算するシフト量演算手段と、
このシフト量演算手段の求めた波長および前記記憶手段の割り付けた波長から前記光信号の波長を求める波長演算手段と
を設けたことを特徴とする請求項５記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項７】
演算部は、前記組としたフォトダイオード間の不感帯部に照射される光パワーを求め、求めた光パワーで前記組としたフォトダイオードからの測定データを補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のＷＤＭ信号モニタ。
【請求項８】
演算部は、
基準位置からのずれ量と前記組としたフォトダイオード間の不感帯部に照射される光パワーとの関係を記憶する記憶手段と、
前記組とした測定データの出力値の違いから、基準位置からのずれ量を求めるシフト量演算手段と、
このシフト量演算手段の求めたずれ量に対応する不感帯部の光パワーを前記記憶手段から読み出し、前記組としたフォトダイオードからの測定データを補正するパワー演算手段と
を設けたことを特徴とする請求項７記載のＷＤＭ信号モニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＤＭ（wavelength division multiplexing：波長分割多重）された光信号それぞれの測定を行なうＷＤＭ信号モニタに関し、詳しくは、少ないフォトダイオードで、光信号の測定を行なうことができるＷＤＭ信号モニタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバによって光信号を伝送する光通信方式の一種に、ＷＤＭ通信がある。このＷＤＭ通信とは、波長の異なる複数の光信号を１本の光ファイバによって伝送する通信方式である。また、波長の異なる複数の光信号のことをＷＤＭ信号とも呼ぶ。そして、ＷＤＭ信号それぞれの光信号は、例えば短波側から１チャネル、２チャネルと数えられることが多い。
【０００３】
近年、伝送容量の拡大に伴ってＷＤＭ信号の高密度な多重化が進み、各チャネルの光信号レベル（光パワー）、ピーク波長（光信号の中心波長）、光ＳＮＲ等が重要な測定パラメータになっている。そして、これらのパラメータを監視することは、ＷＤＭ信号の品質を維持する上で不可欠である。
【０００４】
ＷＤＭ信号モニタは、波長分散素子（例えば、回折格子）を用いてＷＤＭ信号を含む被測定光を波長ごとに分光し、任意の波長幅に存在する光パワーを求め、この求めた光パワーから、前述のパラメータの測定を行う装置である。また、ＷＤＭ信号モニタには、光通信システムの一部にインライン形式で組み込み常時監視できるように、例えば小型の分光器を用いて構成されるものがあり、回折格子からの波長ごとの被測定光をアレイ型検出器（例えば、フォトダイオードアレイ）で検出する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
ここで、図４は、フォトダイオードアレイの受光面上に収束した被測定光および被測定光のスペクトラムを示した図である。図４において、複数のフォトダイオードＰＤが、所定の方向に沿って配置される。ここで、配置される方向をｘ軸とする。また、図４中には、一例として、３個の光信号を図示している。
【０００６】
なお、光ファイバによって伝送される被測定光中の光信号それぞれは線スペクトルだが、分光器の応答特性によって、フォトダイオードアレイ上に形成される各光信号の光スポットは、光パワーがガウシアン分布となる楕円状または円形状になる。光スポットとは、各光信号の光ピークパワーに対して、１／ｅ２倍の光パワーとなる部分のことであり、光スポットの中心から円周までの距離（ｘ軸方向）が、光スポットの半径ωになる。そして、この光スポットは、フォトダイオダイオードＰＤのピッチｒよりも広く（例えば、３素子以上）設定される。
【０００７】
また、各フォトダイオードＰＤには、あらかじめ波長が割り付けられ、被測定光が回折格子によって波長ごとに分光されて、フォトダイオードアレイ面上にて収束する位置と対応している。
【０００８】
そして、分光器の後段に設けられる演算部が、フォトダイオードアレイの各フォトダイオードＰＤから出力されるサンプリングデータから光信号のスペクトラムを再現し、光パワー、中心波長を求める。
【０００９】
例えば、演算部が、ピークとなる出力値をもつサンプリングデータを検出し、検出したピークに対応するフォトダイオードＰＤの出力値のデータＰｎ、このフォトダイオードを挟むフォトダイオードＰＤのデータをＰｎ−１，Ｐｎ＋１からガウス分布を求める。ここで、式（１）は、ピーク近傍のフォトダイオードＰＤ３素子のデータからガウス分布ｇ（ｘ）を求める式である。
【００１０】
【数１】
2007139514.tif 000003
【００１１】
ここで、Ｂは、定数であり、ｒは、フォトダイオードＰＤのピッチであり、Δｘは、ピーク値となるフォトダイオードＰＤの中心と光スポットのずれ量であり、ωは、光スポットの半径である。そして、Δｘは式（２）、ωは式（３）で求める。
【００１２】
【数２】
2007139514.tif 000004
【００１３】
【数３】
2007139514.tif 000005
【００１４】
このような式（１）〜式（３）によって、演算部が、各光信号に対応するフォトダイオードＰＤ３素子のデータから、光信号それぞれのスペクトラムを再現し、光パワー、波長等を求める。
【００１５】
ここで、図５は、フォトダイオードＰＤの３素子のデータをガウス分布ｇ（ｘ）に当てはめて、もとのスペクトラムを再現した図である。ここで、ピークに最も近いフォトダイオードＰＤを基準（ｘ＝０）とし、フォトダイオードＰＤのピッチをｒ＝５０［μｍ］にしている。
【００１６】
【特許文献１】特許第３２３０５６５号
【特許文献２】特許第３２７５２８２号
【特許文献３】特許第３５８０４０７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
このような式（１）〜式（３）によって、サンプリングデータからもとのスペクトラムの形状を再現させるためには、１チャネルあたり少なくともフォトダイオードＰＤ３素子のデータが必要となる。
【００１８】
一方、ＷＤＭ信号は、変調されたレーザ光であり、そのスペクトラムは比較的狭い。従って、スペクトラムの形状を再現し、各光信号の中心波長、光パワーを正確に測定するためには、適正な間隔でサンプリングする必要があり、必然的にピッチｒの狭いフォトダイオードアレイが必要となる。
【００１９】
しかしながら、ＷＤＭ信号の高密度な多重化が進み、ＷＤＭ信号数（つまり、チャネル数）が多くなると、それに伴い、よりフォトダイオードＰＤの高密度化（ピッチｒの極小化）、フォトダイオードＰＤの素子数の増加によって大規模なフォトダイオードアレイが必要になるという問題があった。さらに、フォトダイオードＰＤからの出力を順に読み出すための挿引時間および演算時間等に時間がかかり、高速な測定が難しくなるという問題もあった。そして、高密度・大規模なフォトダイオードアレイは、製造する際の歩留まりが悪く、コスト高になるという問題もあった。
【００２０】
そこで本発明の目的は、少ないフォトダイオードで、光信号の測定を行なうことができるＷＤＭ信号モニタを実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１記載の発明は、
波長分割多重された光信号の測定を行なうＷＤＭ信号モニタにおいて、
フォトダイオードが所定の方向に複数個配置され、前記光信号を前記所定の方向に波長分散して、各光信号あたり２素子のフォトダイオードで受光する分光器と、
前記分光器のフォトダイオードから出力される２素子を組とした測定データから、前記光信号の波長または光パワーの少なくとも一方を演算する演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
フォトダイオードは、前記所定の方向に対する幅が、フォトダイオードの受光面上で形成される前記光信号の光スポットの直径よりも大きいことを特徴とするものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、
前記分光器に入射する光信号は、あらかじめ波長が定められた波長分割多重信号であることを特徴とするものである。
請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、
分光器は、前記組としたフォトダイオードの２素子にまたがって光スポットを形成することを特徴とするものである。
請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、
演算部は、前記組とした測定データの出力値の違いから、前記光信号の波長を求めることを特徴とするものである。
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、
演算部は、
前記フォトダイオードまたは組としたフォトダイオード間の不感帯部の少なくとも一方に割り付けた波長を記憶する記憶手段と、
前記組とした測定データの出力値の違いから、基準位置からのずれ量を求め、このずれ量を波長に換算するシフト量演算手段と、
このシフト量演算手段の求めた波長および前記記憶手段の割り付けた波長から前記光信号の波長を求める波長演算手段と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項７記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、
演算部は、前記組としたフォトダイオード間の不感帯部に照射される光パワーを求め、求めた光パワーで前記組としたフォトダイオードからの測定データを補正することを特徴とするものである。
請求項８記載の発明は、請求項７記載の発明において、
演算部は、
基準位置からのずれ量と前記組としたフォトダイオード間の不感帯部に照射される光パワーとの関係を記憶する記憶手段と、
前記組とした測定データの出力値の違いから、基準位置からのずれ量を求めるシフト量演算手段と、
このシフト量演算手段の求めたずれ量に対応する不感帯部の光パワーを前記記憶手段から読み出し、前記組としたフォトダイオードからの測定データを補正するパワー演算手段と
を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、分光器が、測定対象の光信号を、１チャネルあたり２素子のフォトダイオードで受光し、演算部が、組とした２素子のフォトダイオードからの測定データで、光信号の波長または光パワーを演算するので、ＷＤＭ信号が高密度に多重化されたとしても、フォトダイオードの素子数を従来のように大幅に増やす必要が無い。これにより、少ないフォトダイオードで、光信号の測定を行なうことができ、フォトダイオードの挿引時間および演算時間を抑え、高速な測定を行なうことができる。また、従来のように、フォトダイオードのピッチ、幅を狭くする必要ないので、製造する際の歩留まりもよくなり、コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明の一実施例を示した構成図である。図１において、分光器１０はポリクロメータ型であり、ＷＤＭ信号を含む被測定光１００が入力され、この被測定光１００を測定してサンプリングデータである測定データを出力する。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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ＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）が所定の方向に複数個配置されたフォトダイオードアレイが設けられている。なお、Ｎは、自然数であり、（ＷＤＭ信号のチャネル数）×２≦Ｎである。このフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）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ＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）の光電流を電圧に変換した測定データを順番に、例えば短波長側のフォトダイオードＰＤ（１）から出力する。
【００２８】
また、各フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）には、あらかじめ波長が割り付けられている。波長の割り付けは、被測定光１００が回折格子１３によってフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）の配列方向に波長ごとに波長分散されて、フォトダイオードアレイにて収束する位置と対応している。そして、通信の標準を制定する国際的な組織であるＩＴＵ（International Telecommunications Union：国際通信連合）によって決められたチャネルの光信号に対し、１チャネルあたり２素子のフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）で受光するように調整される。
【００２９】
具体的には、各フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）の幅をΔｐとし、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）間の不感帯部の幅をΔｑとすれば、（Δｑ）＜（光スポットの直径（２ω））＜（Δｐ）とするのがよい。
【００３０】
例えば、Δｐ：Δｑ＝７：１程度であれば、Δｐ／（２・ω）＝１．０〜１．４程度にするとよい。そして、ＩＴＵグリッドが、１００［ＧＨｚ］（約０．８［ｎｍ］）間隔であれば、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）の１ピッチが、５０［ＧＨｚ］（約０．４［ｎｍ］）となるようにレンズ１２、１４の焦点距離を調整して割り当てる。
【００３１】
さらに、１チャネル目の光信号の光スポット（フォトダイオードの受光面上で形成される光スポット）の中心が、フォトダイオードＰＤ（１）とＰＤ（２）の間の不感帯部、２チャネル目の光スポットの中心が、フォトダイオードＰＤ（３）とＰＤ（４）の間の不感帯部、以降同様に、ｊチャネル目の光スポットの中心が、フォトダイオードＰＤ（２×ｊ−１）とフォトダイオードＰＤ（２×ｊ）の不感帯部にくるように光ファイバ１１、レンズ１２、１４、回折格子１３、ＰＤＭ１５等の調整する。つまり、２素子のフォトダイオードＰＤ（２×ｊ−１）、ＰＤ（２×ｊ）にまたがって光信号が照射され、２素子のフォトダイオードＰＤ（２×ｊ−１）、ＰＤ（２×ｊ）を一組として１個の光信号を受光し、出力する。なお、各チャネルの光スポットの中心が、不感帯部の中心部（フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）が配列される方向）に調整するのがよい。
【００３２】
ここで、図２は、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）の一部での波長割付の一例を示した図である。図２において、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）が、並ぶ方向をｘ軸として、４素子のフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）〜ＰＤ（ｋ＋２）を図示している。ここで、ｋ＝２×ｊである。フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）〜ＰＤ（ｋ＋２）それぞれの中心部（Ｘ軸方向）が、λｋ−１〜λｋ＋２に割り当てられ、フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）〜ＰＤ（ｋ＋２）間の不感帯部それぞれの中心部（Ｘ軸方向）が、λ’ｋ−１〜λ’ｋ＋１となる。
【００３３】
なお、分光器１０のうち、被測定光をフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）が配列される方向に波長分散させて、ＰＤＡ１５上に収束させる部分（光ファイバ１１、レンズ１２、１４、回折格子１３）は、分散光学系と呼ばれ、波長分散された被測定光を受光するＰＤＭ１５は、光検出部とも呼ばれる。
【００３４】
演算部２０は、記憶手段２１、シフト量演算手段２２、波長演算手段２３、パワー演算手段２４を有し、分光器１０の測定データから光信号それぞれのピーク波長、光パワーを演算する。
【００３５】
記憶手段２１は、組となったフォトダイオードからの出力値の対数比とずれ量Δｘとの関係を示す傾きｍ、フォトダイオードアレイ上の線分散（ｄｘ／ｄλ）、ずれ量Δｘと光パワーの補正値ｐ（Δｘ）、各チャネルの光信号とフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）との対応関係を記憶する。また、記憶手段２１は、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）間の不感帯部の割り付け波長を記憶する。
【００３６】
シフト量演算手段２２は、分光器１０から組とした測定データが入力され、記憶手段２１の傾きｍ、線分散、割り付け波長から、基準位置からのずれ量Δ、このずれ量Δｘに対応する波長Δλを求める。
【００３７】
波長演算手段２３は、シフト量演算手段２２の求めた波長Δλと、記憶手段２１の割付波長から光信号の中心波長を求める。
【００３８】
パワー演算手段２４は、シフト量演算手段２２の求めたずれ量Δｘに対応する不感帯部の光パワーの補正値ｐ（Δｘ）を記憶手段２１から読み出し、組としたフォトダイオードの測定データを補正用の光パワーｐ（Δｘ）で補正する。
【００３９】
このような装置の動作を説明する。まず、分光器１０が、測定データを演算部２０に出力するまでの動作を説明する。
被測定光１００は、ＩＴＵグリッドで周波数間隔（波長間隔）が定められた複数個の光信号が多重化されている。光ファイバ１１から出射された被測定光１００が、コリメーティングレンズ１２によって平行光となり、回折格子１３に入射する。そして、被測定光１００が、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が、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アレイの受光面上に収束するが、収束する位置は被測定光１００の波長に対応してずれる。
【００４０】
そして、各フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）で生じた光電流は、短波長側のＰＤ（１）から順に出力される。ＰＤＭ１５の図示しない変換部は、ＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）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、測定データとして演算部２０に出力する。このように、測定データはＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）によってサンプリングされたサンプリングデータとなっている。
【００４１】
図３は、フォトダイオードアレイの受光面上に収束した被測定光および被測定光のスペクトラムを示した図である。ここで、図２と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図３において、ｊチャネル目の光信号のうち、フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、フォトダイオードＰＤ（ｋ）それぞれに照射される光パワーをＰｋ−１、Ｐｋとし、フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）間の不感帯部に照射される光パワーをＰ’ｋ−１／ｋとする。なお、説明を簡単にするため、ＰＤＭ１５から出力されるフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、フォトダイオードＰＤ（ｋ）の測定データの出力値もＰｋ−１、Ｐｋとする。ここで、Δｘは、不感帯部のＸ軸方向の中心位置を基準位置として、この基準位置に対する光スポットの中心位置のＸ軸方向のずれ量であり、図２に比較して光信号の波長間隔が狭くなっている例を図示している。
【００４２】
続いて、演算部２０の動作を説明する。なお、一例として、図３に示すｊチャネル目の光信号の中心波長、光パワーを求める例で説明する。
まず、演算部２０が、記憶手段２１に記憶されている各チャネルの光信号とフォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）との対応関係より、分光器１０からの組とした測定データＰｋ−１、Ｐｋがｊ番目のチャネルの光信号のものであることを判断する。
【００４３】
そして、シフト量演算手段２１が、ｊチャネル目の光信号のずれ量Δｘ等を演算するが、分光器１０から出力される測定データのうち、組としたフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の出力値Ｐｋ−１、Ｐｋは、各フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）で積分された光パワーとなり、照射位置のずれ量（Δｘ）により、光パワーの大小関係が変化する。
【００４４】
被測定光がレーザ光の場合、分光された被測定光に含まれる光信号のスペクトラム形状は、ガウス分布で近似できる。従って、ガウス形状の光信号を部分的に積分したフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の測定データＰｋ−１、Ｐｋも、当然に、ガウス分布で近似できる。従って、フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の出力値Ｐｋ−１、Ｐｋの対数比（ｌｎ（ｐｋ／ｐｋ−１））とずれ量Δｘとの関係は、下記の式（４）で近似される。
【００４５】
【数４】
2007139514.tif 000006
【００４６】
式（４）の傾きｍは、予め分光器１０の特性として製造時や校正時に実測、または分散光学系の特性、フォトダイオードＰＤ（１）〜ＰＤ（Ｎ）のピッチ等から理論的に求め、記憶手段２１に格納しておく。
【００４７】
また、距離Δｘを波長Δλに換算する場合、フォトダイオードアレイ上での線分散（ｄｘ／ｄλ）は、回折格子１３の格子定数、レンズ１２、１４の焦点距離等から既知の値なので、線分散の逆数（逆線分散）とΔｘとの積から式（５）によって求まる。
【００４８】
【数５】
2007139514.tif 000007
【００４９】
以上より、演算部２０のシフト量演算部２２が、記憶手段２１の傾きｍを読み出して、分光器１０からのフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の測定データＰｋ−１、Ｐｋおよび傾きｍとによって、式（４）を変形した下記の式（６）で基準位置からのずれ量Δｘを求める。
【００５０】
【数６】
2007139514.tif 000008
【００５１】
さらに、シフト量演算手段２２が、求めたずれ量Δｘと、記憶手段２１の線分散を用いて式（５）によってずれ量Δｘを波長Δλに変換する。
【００５２】
そして、波長演算手段２３が、シフト量演算手段２２が求めた波長Δλ、記憶手段２１のｊチャネル目の光信号に対応する不感帯部の波長λ’ｋ−１／ｋから、下記の式（７）によって、ｊチャネル目の光信号の中心波長λｓｉｇを求める。
【００５３】
【数７】
2007139514.tif 000009
【００５４】
次に、パワー演算手段２４が、光パワーを求める動作を説明する。図３から明らかなようにｊチャネル目の光信号の全光パワー（以下、トータルパワー）は、下記の式（８）であらわされる。
【００５５】
【数８】
2007139514.tif 000010
【００５６】
ここで、不感帯部の光パワーＰ’ｋ−１／ｋは、スペクトラムの形状（ガウス分布）、不感帯部の幅ΔｑおよびトータルパワーＰｓｉｇで決定され、ずれ量Δｘに依存する。従って、下記式（９）に示すように、不感帯部の光パワーＰ’ｋ−１／ｋは、求める光信号のトータルパワーＰｓｉｇで規格化された値ｐ（Δｘ）で表される。
【００５７】
【数９】
2007139514.tif 000011
2007139514.tif 000012
つまり、ずれ量Δｘの関数として光パワーの補正値ｐ（Δｘ）の値を、予め実測、または理論的に求めて記憶手段２１に格納しておく。また、式（９）は、式（８）によって、下記の式（１０）で表される。
【００５８】
【数１０】
2007139514.tif 000013
【００５９】
以上より、パワー演算手段２４が、ずれ量Δｘに対応するパワーの補正値ｐ（Δｘ）を記憶手段２１から読み出し、読み出したｐ（Δｘ）および組としたフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の測定データＰｋ−１、Ｐｋによって、式（１０）からトータルパワーＰｓｉｇを求める。
【００６０】
ｊチャネル目以外の光信号も同様に、シフト量演算手段２２が、各チャネルの光信号のずれ量Δｘ、このずれ量に対応した波長Δλを求め、波長演算手段２３が、各チャネルの光信号の波長を求め、パワー演算手段２４が、各チャネルの光信号のトータルパワーを求める。
【００６１】
ここで、記憶手段２１に予め記憶させるｐ（Δｘ）を求める方法について説明する。
ｊチャネル目の光信号に対するスペクトラム形状をｆ（ｘ）、上述のように不感帯部の幅をΔｑとすると、下記の式（１１）が成り立つ。
【００６２】
【数１１】
2007139514.tif 000014
【００６３】
ただし、ｆ（ｘ）は、式（１２）に示すようにトータルパワーが１で規格化されているものとする。
【００６４】
【数１２】
2007139514.tif 000015
【００６５】
さらに、ｆ（ｘ）がガウス分布で近似できる場合、積分した結果であるｐ（Δｘ）そのものもガウス分布で近似できるので、式（１１）は、式（１３）で示せる。
【００６６】
【数１３】
2007139514.tif 000016
【００６７】
ここで、Ａは定数である。そして、式（１３）より、実測した測定データ、または理論的にＡ，ω’を求めることにより、Δｘに対するｐ（Δｘ）が予め求められ、パワー演算手段２４が、組の測定データＰｋ−１、Ｐｋをｐ（Δｘ）によって補正して、トータルパワーＰｓｉｇを求める。
【００６８】
なお、Ａについては、例えば、Δｘ＝０として台形公式によって容易に求めることができ、ω’については、Δｑ＜ωであれば下記の近似式（１４）が成り立ち、ω’が求まる。
【００６９】
【数１４】
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【００７０】
このように、分光器１０の分散光学系を調整して、測定する光信号を、１チャネルあたり２素子のフォトダイオードで受光し、演算部２０が、組とした２素子のフォトダイオードからの測定データで、光信号の波長または光パワーを演算するので、ＷＤＭ信号が高密度に多重化されたとしても、フォトダイオードの素子数を従来のように大幅に増やす必要が無い。これにより、少ないフォトダイオードで、光信号の測定を行なうことができ、フォトダイオードの挿引時間および演算時間を抑え、高速な測定を行なうことができる。また、従来のように、フォトダイオードのピッチ、幅を狭くする必要ないので、製造する際の歩留まりもよくなり、コストを抑えることができる。
【００７１】
なお、本発明はこれに限定されるものではなく、以下に示すようなものでもよい。
不感帯部にも波長を割り付ける構成を示したが、不感帯部には波長を割り付けずに、組としたフォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）に割り付けた波長λｋ−１、λｋから、シフト量演算手段２２が、λ’ｋ−１／ｋに対応する波長（（λｋ−１＋λｋ）／２）を求めてもよい。逆に、不感帯部にのみ波長を割り付け、シフト量演算手段２２が、不感帯部に割り付けた波長から、各フォトダイオードＰＤ（ｋ−１）、ＰＤ（ｋ）の割り付け波長λｋ−１、λｋを求めてもよい。
【００７２】
また、分散光学系に、レンズ１２、１４を用いる構成を示したが、放物面鏡を用いてもよく、回折格子の代わりに波長分散素子にファイバーグレーティング、プリズム等を用いてもよい。
【００７３】
また、光スポットのビーム半径ωは、光信号のピーク値に対して、１／ｅ２倍の光パワーとなる部分における光スポットの中心から円周までの距離（ｘ軸方向）としたが、光信号のスペクトラム形状がガウス分布ならば、ビーム半径ωを、半値全幅（FWHM：full width half maximum）としてもよい。
【００７４】
また、ＩＴＵグリッドを、１００［ＧＨｚ］間隔とする構成を示したが、どのような間隔であってもよい。
【００７５】
そして、光信号の波長および光パワーの両方を求める構成を示したが、いずれか一方だけを求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】図１に示す装置のフォトダイオードの一部での波長割付の一例を示した図である
【図３】図１に示す装置のフォトダイオードアレイの受光面上に収束した被測定光および被測定光のスペクトラムを示した図である
【図４】従来のＷＤＭ信号モニタのフォトダイオードアレイの受光面上に収束した被測定光および被測定光のスペクトラムを示した図である。
【図５】フォトダイオード３素子のデータをガウス分布ｇ（ｘ）に当てはめて、もとのスペクトラムを再現した図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０  分光器
２０  演算部
２１  記憶手段
２２  シフト量演算手段
２３  波長演算手段
２４  パワー演算手段
ＰＤ（ｋ−１）〜ＰＤ（ｋ＋２）  フォトダイオード
【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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