(57)【要約】【課題】本発明によれば、不良ＰＤ情報格納部が、不良ＰＤ情報を格納し、演算部が、不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し、有効なフォトダイオードの電気信号データのみに基づいて被測定光の光スペクトルを検出するので、光スペクトルの解析を正常に行うことができる分光装置を実現することができる。【解決手段】本発明は、被測定光を波長ごとに分光する分光器と、分光された各波長光の光パワーを、複数個配列されたフォトダイオードによって電気信号データに変換するアレイ型光検出器と、前記電気信号データから被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、を有する分光装置において、前記フォトダイオードのうち不良であるフォトダイオードを特定する不良ＰＤ情報を格納する不良ＰＤ情報格納部と、前記不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し、有効なフォトダイオードの電気信号データのみに基づいて被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2012013513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光を波長ごとに分光する分光器と、分光された各波長光の光パワーを、複数個配列されたフォトダイオードによって電気信号データに変換するアレイ型光検出器と、前記電気信号データから被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、を有する分光装置において、
前記フォトダイオードのうち不良であるフォトダイオードを特定する不良ＰＤ情報を格納する不良ＰＤ情報格納部と、
前記不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し、有効なフォトダイオードの電気信号データのみに基づいて被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、
を有することを特徴とする分光装置。
【請求項２】
前記演算部は、光パワーの大きい方から少なくとも３点の電気信号データに基づいて、被測定光の光スペクトルを検出することを特徴とする請求項１に記載の分光装置。
【請求項３】
前記分光器の入力光に対する応答特性データを格納する応答特性データ格納部を備え、
前記演算部は、前記有効なフォトダイオードの電気信号データと、前記応答特性データとに基づいて、前記不良であるフォトダイオードの電気信号データを推定することを特徴とする請求項１または２に記載の分光装置。
【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）信号等の被測定光を分光器によって波長ごとに異なる角度に出射して分光し、光検出器によって検出して被測定光の光スペクトルの解析を行う分光装置に関し、更に詳しくは、光検出器がアレイ型光検出器である分光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の分光装置の構成例を、図面を用いて説明する。図５は、従来の分光装置の構成例を示した図である。
図５において、プリズムや回折格子等によって構成される分光器２は、光伝送路である光ファイバ１を介してＷＤＭ信号等の被測定光を入力し、波長毎に異なる角度に分光する。
分光された光が収束する位置には、フォトダイオード（以下ＰＤと略す）が複数個配列されたフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）を有するアレイ型光検出器３が配置されている。図６には、アレイ型光検出器３のＰＤＡとなる複数個配列されたＰＤの一部が示されている。フォトダイオードＰＤa〜ＰＤiは、それぞれ波長λa〜λiの光が収束する位置に対応している(λa<λb<λc<λd<λe<λf<λg<λh<λi)。
また、図６に示す楕円形のＬは、分光された光がフォトダイオードＰＤa〜ＰＤi上に結像された状態を模したものである。
ＰＤa〜ＰＤiは、入射した光パワーに応じた電流（光電流）を生じ、この電流が、電圧に変換されアレイ型光検出器３から出力される。
演算部４は、アレイ型光検出器３の出力する電気信号に基づいて、被測定光の中心波長およびトータルパワーを求める。
【０００３】
このような、従来の分光装置の動作を詳細に説明する。
分光器２は、被測定光を光ファイバ１を介して入力し、波長に応じた角度に分光して出力する。
アレイ型光検出器３は、分光された光をフォトダイオードＰＤa〜ＰＤiによって、それぞれに割り付けられた波長λa〜λiの光パワーに応じた電流に変換し、さらに電圧に変換して出力する。
図７は、ＰＤa〜ＰＤiが出力する電気信号を、光パワーに相当する値であるそれぞれＰa〜Ｐiとして、対応する波長λa〜λiに対してプロットしたものである。縦軸が光パワー、横軸が波長を表している。
演算部４は、アレイ型光検出器３の出力を入力し、図７に示すＰａ〜Ｐｉのうち光パワーの最も大きいデータ（Ｐｅ）のＰＤに隣接するＰＤのデータ（ＰｄとＰｆ）を用いて、つまり（λｄ，Ｐｄ）、（λｅ，Ｐｅ）、（λｆ，Ｐｆ）の３点を用い、その重心を求めることにより、または、これら３点を用いてガウス近似もしくは線形近似等により、被測定光の光スペクトルの中心波長を求める。
演算部４は、Ｐａ〜Ｐｉを加算して、予め定められた係数を乗じることにより、または、上位３値であるＰｄ〜Ｐｆを加算して、予め定められた係数を乗じることにより、被測定光のトータルパワー（光スペクトルの光パワーの合計）を求める。
【０００４】
特許文献１には、分光器とアレイ型光検出器によって被測定光の光スペクトルを解析する分光装置の構成例が詳細に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２１０７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような分光装置では、被測定光の中心波長やトータルパワーを求める際に、連続したＰＤのデータを用いるため、連続した全てのＰＤが良品である必要がある。つまり、アレイ型光検出器３のフォトダイオードに不良が１個でも含まれる場合、被測定光の光スペクトルの解析が正確に行えないことがあるという課題があった。
【０００７】
そこで本発明は、予め不良ＰＤを特定し、その出力値をガウス近似または応答特性データ等によって内挿補間することで、光スペクトルの解析を正常に行うことが可能な分光装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、
被測定光を波長ごとに分光する分光器と、分光された各波長光の光パワーを、複数個配列されたフォトダイオードによって電気信号データに変換するアレイ型光検出器と、前記電気信号データから被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、を有する分光装置において、
前記フォトダイオードのうち不良であるフォトダイオードを特定する不良ＰＤ情報を格納する不良ＰＤ情報格納部と、
前記不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し、有効なフォトダイオードの電気信号データのみに基づいて被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、
を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、
前記演算部は、光パワーの大きい方から少なくとも３点の電気信号データに基づいて、被測定光の光スペクトルを検出することを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明であって、
前記分光器の入力光に対する応答特性データを格納する応答特性データ格納部を備え、
前記演算部は、前記有効なフォトダイオードの電気信号データと、前記応答特性データとに基づいて、前記不良であるフォトダイオードの電気信号データを推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、不良ＰＤ情報格納部が、不良ＰＤ情報を格納し、演算部が、不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し、有効なフォトダイオードの電気信号データのみに基づいて被測定光の光スペクトルを検出するので、光スペクトルの解析を正常に行うことができる分光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例の構成図である。
【図２】図１に示す装置の応答特性データの例を示す図である。
【図３】図１に示す装置の応答特性データの例を示す図である。
【図４】図１に示す装置のＰＤが出力するデータのプロット図である。
【図５】従来の分光装置の実施例を示す構成図である。
【図６】図５に示す装置アレイ型光検出器が備えるフォトダイオードの一部を示した図である。
【図７】図５に示す装置のＰＤが出力するデータのプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示した構成図である。ここで、図５と同一のものは同一符号を付し説明を省略する。
図１において、不良ＰＤ情報格納部５は、アレイ型光検出器３に複数個配列されたＰＤに不良がある場合に、その不良ＰＤ番号等を含む不良ＰＤ情報を格納する。
応答特性データ格納部６は、後述する応答特性データを格納する。
演算部７は、アレイ型光検出器３の出力と、不良ＰＤ情報格納部５の不良ＰＤ情報と、応答特性データ格納部６の応答特性データ等に基づいて被測定光の光スペクトルの解析を行う。
【００１４】
このような、分光装置の動作を図面を用いて詳細に説明する。
不良ＰＤ情報格納部５は、不良ＰＤ情報を格納する。この不良ＰＤの検出は、各波長に対してほぼ一様の光パワーを有する白色光やＡＳＥ(amplified  spontaneous  emission)光を分光装置に入力し、応答のないＰＤを不良と判断する。そして、そのＰＤの番号等の情報を不良ＰＤ情報として格納する。図４中の波長λｄを担当するＰＤｄが不良であると判断され、不良ＰＤとしてＰＤｄの番号等の情報が不良ＰＤ情報として格納されるとする。応答特性データ格納部６は、応答特性データを格納する。応答特性データとは、分光装置への入力に対する出力の関係を示すデータである。ここで入力とは被測定光の光スペクトル、出力とは分光装置が出力する応答スペクトルのことである。
図２および図３は、入力スペクトルがそれぞれ単色光および既知である任意スペクトル（ＷＤＭ信号等）である場合の、応答スペクトルの例を示している。それぞれ（ａ）および（ｃ）が入力スペクトル、（ｂ）および（ｄ）が応答スペクトルを示す。
これら、不良ＰＤの情報および応答特性データは、予めオフラインにて求めておく。
【００１５】
被測定光が入力された分光器２は、被測定光を波長に応じた角度に分光して出力する。
「ＰＤa〜ＰＤi」は、それぞれに割り付けられている波長「λa〜λi」の光パワーに応じた電流（光電流）を生じ、この電流は電圧に変換されアレイ型光検出器３から出力される。不良ＰＤである「ＰＤｄ」は、不定の値「Ｐｄ’」を出力しているとする。
図４は、ＰＤa〜ＰＤiの出力（光パワーに相当する値）をデータとしてプロットしたものである。
演算部７は、これらアレイ型光検出器の出力である「Ｐa〜Ｐｃ、Ｐｄ’、Ｐｅ〜Ｐi」を入力し、光パワーの最も大きいデータから点を抽出する。（「Ｐｄ’」は不良であるＰＤｄの出力なので除外する。）結果として抽出するデータは（λｅ，Ｐｅ）（λｆ，Ｐｆ）（λｃ，Ｐｃ）の３点となる。
演算部７は、これらの３点のデータを用いて、図２または図３に示す応答特性データによりフィッティングを行い、光スペクトル形状（ＳＰ）を求め、被測定光のスペクトルの中心波長を求める。
一般的には、被測定光が既知の信号（例えばＷＤＭ信号）である場合には、事前に取得した既知の任意スペクトルの応答特性データによりフィッティングを行い、被測定光の種別が未知である場合には、単色光の信号の応答特性データによりフィッティングを行う。
なお、中心波長は従来どおり、上記３点の重心を求めることにより、または、ガウス近似もしくは線形近似等により、求めてもよい。
演算部７は、フィッティング等により求めた光スペクトルの形状（ＳＰ）に基づいて、ＰＤｄの本来の出力値を内挿補間し、例えばＰｄ''と推定する。さらにこのスペクトル形状（ＳＰ）に基づいて、トータルパワーを計算して出力する。
つまり、有効なフォトダイオードの電気信号データのうち光パワーの大きい方から少なくとも３点に基づいて被測定光の光スペクトルを検出するので、アレイ型光検出器に備えられた連続するいずれの４個のフォトダイオードのうち不良が１個以下であれば、光スペクトルの解析を正常に行うことができる。
結果として、アレイ型光検出器３のフォトダイオードアレイ（ＰＤＡ）の歩留まりを向上させることができる。
【００１６】
このように、本発明によれば、不良ＰＤ情報を格納する不良ＰＤ情報格納部５と、不良ＰＤ情報に基づいて不良であるフォトダイオードを特定し有効なフォトダイオード（ＰＤa〜ＰＤi）の電気信号データのみ基づいて被測定光の光スペクトルを検出する演算部と、を有しているので、光スペクトルの解析を正常に行うことが可能な分光装置を実現することができる。
【符号の説明】
【００１７】
２  分光器
３  アレイ型光検出器
５  不良ＰＤ情報格納部
６  応答特性データ格納部
７  演算部
ＰＤa〜ＰＤi  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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【図７】
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【図６】
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