(57)【要約】【課題】  ブリルアン散乱光を得るために光ファイバに与えるパルス光において良好な消光比が得られなくても、測定長を長くする。【解決手段】  光ファイバ２にパルス光を与えるパルス光付与部１４と、パルス光がOFFの状態におけるパルス光の周波数帯域を広くするランダムノイズ付与部１６と、パルス光付与部１４に所定の周波数帯域の光を与える光源１０とを備え、ランダムノイズ付与部１６は、パルス光がOFFのときにランダムノイズ信号を光源１０に与え、光源１０は、ランダムノイズ信号を受けると、所定の周波数帯域の光に加えて、ランダムノイズ信号の周波数に対応する周波数帯域の光をパルス光付与部１４に与える。これにより、パルス光がOFFの状態におけるパルス光により生成されるブリルアン散乱光の光強度を低くできるので、測定長を長くすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段と、
前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御手段と、
を備えたブリルアン光生成装置。
【請求項２】
請求項１に記載のブリルアン光生成装置であって、
前記パルス光付与手段に所定の周波数帯域の光を与える光源を備え、
前記パルス光帯域制御手段は、前記パルス光がOFFのときにランダムノイズ信号を前記光源に与えるランダムノイズ付与手段を有し、
前記光源は、前記ランダムノイズ信号を受けると、前記所定の周波数帯域の光に加えて、前記ランダムノイズ信号の周波数に対応する周波数帯域の光を前記パルス光付与手段に与える、
ブリルアン光生成装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のブリルアン光生成装置と、
前記被測定物から出射されたブリルアン光を検出する光検出手段と、
前記光検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段と、
を備えた測定装置。
【請求項４】
被測定物にパルス光を与えるパルス光付与工程と、
前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御工程と、
を備えたブリルアン光生成方法。
【請求項５】
被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段を有するブリルアン光生成装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項６】
被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段を有するブリルアン光生成装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、
前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブリルアン散乱光を得るために光ファイバに与えるパルス光に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光ファイバにパルス光を与え、光ファイバからブリルアン散乱光を得て、光ファイバにおける歪を測定することが行われている（例えば、特許文献１を参照）。なお、パルス光は、一般的には、電気光学効果を用いた光強度変調器により得られる。理想的には、パルス信号をONにした時に光が光ファイバに与えられ、パルス信号をOFFにした時には光が全く光ファイバに与えられないことが好ましい。パルス信号をONにした時に光ファイバに与えられた光により、光ファイバがブリルアン散乱光を発生する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６５８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術によれば、パルス信号をOFFにした時にも、光がある程度、光強度変調器から漏れて光ファイバに与えられてしまう。よって、パルス信号をOFFにした時に光ファイバに与えられた光によっても、光ファイバがブリルアン散乱光を発生してしまう。これにより、測定ダイナミックレンジが悪化し、歪などを測定できる光ファイバの長さ（「測定長」という）が制限されてしまうことになる。
【０００５】
なお、パルス信号をONにした時のパルス光の光強度と、パルス信号をOFFにした時のパルス光の光強度との比を消光比という。上記のような問題は、良好な消光比が得られないことに起因している。
【０００６】
そこで、本発明は、ブリルアン散乱光を得るために光ファイバに与えるパルス光において良好な消光比が得られなくても、測定長を長くすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかるブリルアン光生成装置は、被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段と、前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御手段とを備えるように構成される。
【０００８】
上記のように構成されたブリルアン光生成装置によれば、パルス光付与手段が、被測定物にパルス光を与える。パルス光帯域制御手段は、前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くする。
【０００９】
なお、本発明にかかるブリルアン光生成装置は、前記パルス光付与手段に所定の周波数帯域の光を与える光源を備え、前記パルス光帯域制御手段は、前記パルス光がOFFのときにランダムノイズ信号を前記光源に与えるランダムノイズ付与手段を有し、前記光源は、前記ランダムノイズ信号を受けると、前記所定の周波数帯域の光に加えて、前記ランダムノイズ信号の周波数に対応する周波数帯域の光を前記パルス光付与手段に与えるようにしてもよい。
【００１０】
本発明にかかる測定装置は、本発明にかかるブリルアン光生成装置と、前記被測定物から出射されたブリルアン光を検出する光検出手段と、前記光検出手段の検出結果に基づき、前記被測定物の特性を測定する特性測定手段とを備えるように構成される。
【００１１】
本発明にかかるブリルアン光生成方法は、被測定物にパルス光を与えるパルス光付与工程と、前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御工程とを備えるように構成される。
【００１２】
本発明は、被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段を有するブリルアン光生成装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１３】
本発明は、被測定物にパルス光を与えるパルス光付与手段を有するブリルアン光生成装置における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体であって、前記パルス光がOFFの状態における前記パルス光の周波数帯域を広くするパルス光帯域制御処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１は、本発明の実施形態にかかるブリルアン光生成装置１の構成を示す図である。ブリルアン光生成装置１は、光ファイバ（被測定物）２に接続されている。また、ブリルアン光生成装置１は、測定装置４の一部である。測定装置４は、ブリルアン光生成装置１、光検出器２０、歪測定器２２を備える。
【００１６】
ブリルアン光生成装置１は、光源１０、パルス信号生成部１２、パルス光付与部１４、ランダムノイズ付与部（パルス光帯域制御手段）１６、方向性結合器１８を備える。
【００１７】
なお、図２は、パルス信号生成部１２の出力波形（図２（ａ））、パルス光付与部１４の出力するパルス光の強度の波形（図２（ｂ））、ランダムノイズ付与部１６の出力するランダムノイズ信号の波形（図２（ｃ））を示す図である。
【００１８】
光源１０は、パルス光付与部１２に所定の周波数帯域の光（例えば、ＣＷ（Continuous Wave）光）を与える。光源１０は、例えば、DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode)である。
【００１９】
パルス信号生成部１２は、パルス信号をパルス光付与部１４およびランダムノイズ付与部１６に与える。なお、図２（ａ）を参照して、パルス信号は、時間帯T1およびT3においてはレベルが低く（OFF）、時間帯T2においてはレベルが高い（ON）。
【００２０】
パルス光付与部１４は、光ファイバ（被測定物）２にパルス光を与える。具体的には、光源１０から与えられた光の強度を、パルス信号生成部１２から与えられたパルス信号に応じて変化させる。図２（ｂ）を参照して、パルス光は、パルス信号がONのときに、強度が高い（ON）。また、パルス光は、パルス信号がOFFのときに、強度が低い（OFF）。理想的には、パルス信号がOFFのときは、パルス光が全く光ファイバ２に与えられないことが好ましいのであるが、現実には、ある程度はパルス光が光ファイバ２に与えられてしまう。これは、光源１０が出射した光（例えば、CW光）が、パルス光付与部１４から漏れてしまうことに起因するものである。よって、パルス信号がOFFのときに光ファイバ２に与えられてしまう光を「もれ光」ということができる。なお、パルス光付与部１４は、例えば、電気光学効果を利用した光強度変調器である。
【００２１】
ランダムノイズ付与部（パルス光帯域制御手段）１６は、パルス光がOFFのときにランダムノイズ信号を光源１０に与える。図２（ｃ）を参照して、パルス光の強度が高い（ON）ときにはランダムノイズ信号を光源１０に与えないが（OFF）、パルス光の強度が低い（OFF）ときにはランダムノイズ信号を光源１０に与える（ON）。なお、ランダムノイズは完全にランダムでなくてもよく、ランダムに近い信号（例えば、擬似ランダム信号）でもよい。
【００２２】
なお、光源１０は、ランダムノイズ信号を受けると、所定の周波数帯域の光に加えて、ランダムノイズ信号の周波数に対応する周波数帯域の光をパルス光付与部１４に与える。ランダムノイズ信号の周波数の帯域は、所定の周波数帯域（光源１０が発する光の周波数帯域）よりも広い。これにより、パルス光の周波数帯域は、パルス光がONのときよりも、パルス光がOFFのときの方が広くなる。ここで、ランダムノイズ信号のかわりに、所定の周波数帯域よりも広い帯域の信号を光源１０に与えてもよい。
【００２３】
方向性結合器１８は、パルス光付与部１４からパルス光を受けて、光ファイバ２に与える。光ファイバ２に歪んでいる部分があると、その部分からブリルアン散乱光が生成され、方向性結合器１８に戻ってくる。方向性結合器１８は、ブリルアン散乱光を光検出器２０に与える。
【００２４】
光検出器２０は、光ファイバ２から出射されたブリルアン散乱光を検出する。歪測定器２２は、光検出器２０の検出結果に基づき、光ファイバ２の特性である歪の位置を測定する。例えば、パルス光が入射される側の光ファイバ２の端部（入射端）から距離zにおいて、歪が発生したとすると、z=(ct)/(2n)である。ただし、cは真空中の光速、tはパルス光を入射してからブリルアン散乱光が入射端に到達するまでの時間、nは光ファイバ２の光が通る部分の屈折率である。よって、tを測定すれば光ファイバ２における歪の位置を測定できる。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００２６】
図２を参照して、時間帯Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の順で時間が経過していく。ここで、時間帯Ｔ２における動作、および、時間帯Ｔ１（Ｔ３）における動作を説明していく。
（１）時間帯Ｔ２における動作
パルス信号生成部１２がパルス信号を生成し、パルス信号の状態はON（図２（ａ）参照）である。そこで、ランダムノイズ付与部１６はランダムノイズ信号を光源１０に与えない（図２（ｃ）参照）。光源１０は所定の周波数帯域の光をパルス光付与部１４に与える。
【００２７】
パルス光付与部１４は、光源１０から与えられた光の強度を、パルス信号生成部１２から与えられたパルス信号に応じて変化させる。これによりパルス光が得られる。パルス信号がONなので、パルス光の強度が高い（ON）（図２（ｂ）参照）。パルス光は、方向性結合器１８を介して、光ファイバ２に与えられる。
【００２８】
光ファイバ２に与えられるパルス光の周波数帯域は、所定の周波数帯域である。光ファイバ２に歪んでいる部分があると、その部分からブリルアン散乱光が生成され、方向性結合器１８に戻ってくる。方向性結合器１８は、ブリルアン散乱光を光検出器２０に与える。
【００２９】
図３は、時間帯Ｔ２において、光ファイバ２に与えられるパルス光および方向性結合器１８に戻ってくるブリルアン散乱光の周波数帯域および光強度を示す図である。パルス光の周波数帯域は、所定の周波数帯域であるため、比較的狭い。また、ブリルアン散乱光は、パルス光の周波数帯域が狭い程、光強度が高くかつ周波数帯域が狭いという特性がある。
【００３０】
光検出器２０は、光ファイバ２から出射されたブリルアン散乱光を検出する。歪測定器２２は、光検出器２０の検出結果に基づき、光ファイバ２の特性である歪の位置を測定する。
（２）時間帯Ｔ１およびＴ３における動作
時間帯Ｔ１における動作と、時間帯Ｔ３における動作とは同じである。よって、時間帯Ｔ１における動作を説明し、時間帯Ｔ３における動作の説明を省略する。
【００３１】
パルス信号生成部１２がパルス信号を生成するが、パルス信号の状態はOFF（図２（ａ）参照）である。そこで、ランダムノイズ付与部１６はランダムノイズ信号を光源１０に与える（図２（ｃ）参照）。光源１０は、ランダムノイズ信号を受けると、所定の周波数帯域の光に加えて、ランダムノイズ信号の周波数に対応する周波数帯域の光をパルス光付与部１４に与える。
【００３２】
パルス光付与部１４は、光源１０から与えられた光の強度を、パルス信号生成部１２から与えられたパルス信号に応じて変化させる。これによりパルス光が得られる。パルス信号がOFFなので、パルス光の強度が低い（OFF）（図２（ｂ）参照）。パルス光は、方向性結合器１８を介して、光ファイバ２に与えられる。このパルス光は、本来は、全く与えられないことが理想的であるが、実際には、ある程度の強さのパルス光がファイバ２に与えられてしまう。
【００３３】
光ファイバ２に与えられるパルス光の周波数帯域は、所定の周波数帯域（光源１０が発する光の周波数帯域）よりも広い。光ファイバ２に歪んでいる部分があると、その部分からブリルアン散乱光が生成され、方向性結合器１８に戻ってくる。方向性結合器１８は、ブリルアン散乱光を光検出器２０に与える。このブリルアン散乱光の強度が、時間帯Ｔ２におけるパルス光により生じたブリルアン散乱光の強度と同程度であると、双方のブリルアン散乱光を区別して認識できない。そこで、パルス光を入射してからブリルアン散乱光が光ファイバ２の入射端に到達するまでの時間tを測定することができず、光ファイバ２における歪の位置を測定できない。
【００３４】
図４は、時間帯Ｔ１およびＴ３において、光ファイバ２に与えられるパルス光および方向性結合器１８に戻ってくるブリルアン散乱光の周波数帯域および光強度を示す図である。パルス光の周波数帯域は、所定の周波数帯域よりも広い。また、ブリルアン散乱光は、パルス光の周波数帯域が広い程、光強度が低くかつ周波数帯域が広いという特性がある。
【００３５】
光検出器２０は、光ファイバ２から出射されたブリルアン散乱光を受けるものの、ブリルアン散乱光の光強度は低く（図４参照）、ブリルアン散乱光を検出しない。
【００３６】
パルス光の強度が低い（OFF）ときに、ある程度の強さのパルス光（もれ光）がファイバ２に与えられてしまう（本来は、全く与えられないことが好ましい）ことがあると、そのパルス光によりブルリアン散乱光が発生してしまう。このブルリアン散乱光が、パルス光の強度が高い（ON）ときにそのパルス光により発生するブルリアン散乱光と区別して認識できなくなると、光ファイバ２の特性（例えば、歪みの位置）の測定精度が悪化する。
【００３７】
しかし、本発明の実施形態によれば、パルス光の強度が低い（OFF）ときには（時間帯Ｔ１、Ｔ３）、光ファイバ２に与えられるパルス光の周波数帯域は、所定の周波数帯域（光源１０が発する光の周波数帯域）よりも広くなる。よって、ブリルアン散乱光の光強度が低くなる。したがって、このブルリアン散乱光が、パルス光の強度が高い（ON）ときにそのパルス光により発生するブルリアン散乱光と区別して認識できるので、光ファイバ２の特性（例えば、歪みの位置）の測定精度の悪化を防止できる。これにより、ブリルアン散乱光を得るために光ファイバ２に与えるパルス光において良好な消光比が得られなくても、測定長を長くすることができる。
【００３８】
また、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分（例えば、パルス信号生成部１２、ランダムノイズ付与部（パルス光帯域制御手段）１６）を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の実施形態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態にかかるブリルアン光生成装置１の構成を示す図である。
【図２】パルス信号生成部１２の出力波形（図２（ａ））、パルス光付与部１４の出力するパルス光の強度の波形（図２（ｂ））、ランダムノイズ付与部１６の出力するランダムノイズ信号の波形（図２（ｃ））を示す図である。
【図３】時間帯Ｔ２において、光ファイバ２に与えられるパルス光および方向性結合器１８に戻ってくるブリルアン散乱光の周波数帯域および光強度を示す図である。
【図４】時間帯Ｔ１およびＴ３において、光ファイバ２に与えられるパルス光および方向性結合器１８に戻ってくるブリルアン散乱光の周波数帯域および光強度を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  ブリルアン光生成装置
２  光ファイバ（被測定物）
１０  光源
１２  パルス信号生成部
１４  パルス光付与部
１６  ランダムノイズ付与部（パルス光帯域制御手段）
１８  方向性結合器
４  測定装置
２０  光検出器
２２  歪測定器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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