(57)【要約】【課題】本発明は、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置及び光スペクトラム測定方法において、分解能が可変でありかつ分解能を狭くすることが可能でありかつ最大入力レベルを大きくすることを可能にすることを目的とする。【解決手段】上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム測定装置１０１は、遅延ループ光導波路１２に波長可変バンドパスフィルタ１４を挿入し、被測定光を波長可変バンドパスフィルタ１４にｎ（ｎは自然数。）回通過させる。さらに、遅延ループ光導波路１２と入力用光導波路１１とを入力側光スイッチ１３で接続し、波長可変バンドパスフィルタ１４に入力される被測定光を時間的に制限する。【選択図】図１
2012132829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定光を入力する入力用光導波路（１１）と、
前記被測定光を周回伝搬する遅延ループ光導波路（１２）と、
前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記入力用光導波路と前記遅延ループ光導波路とを接続し、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を周回する時間未満の第１の時間にわたって前記入力用光導波路に入力された前記被測定光を前記遅延ループ光導波路に入力する入力モードと、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を予め定められた回数周回伝搬する第２の時間にわたって前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で周回させる入力側周回モードとに切り替え可能な入力側光スイッチ（１３）と、
前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記被測定光の中から特定波長の被測定光を抽出する波長可変バンドパスフィルタ（１４）と、
前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記波長可変バンドパスフィルタで抽出されかつ前記遅延ループ光導波路を前記予め定められた回数周回伝搬した前記被測定光を前記遅延ループ光導波路から分離する光出力部（１５−１、１５−２）と、
前記光出力部の分離した前記被測定光を受光する受光部（１６）と、
前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第１の時間の経過後に前記入力側光スイッチを前記入力側周回モードに切り替え、前記入力側光スイッチが前記入力側周回モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に前記波長可変バンドパスフィルタの前記特定波長を変化させて前記入力側光スイッチを前記入力モードに切り替える制御部（１７）と、
を備えることを特徴とする光スペクトラム測定装置。
【請求項２】
前記光出力部は、前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で周回させる出力側周回モードと、前記被測定光を前記受光部に出力する出力モードとに切り替え可能な出力側光スイッチ（１５−１）であり、
前記制御部は、前記入力側光スイッチが前記入力モードのときは前記出力側光スイッチを前記出力側周回モードにし、前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に前記出力側光スイッチを前記出力モードに切り替える
ことを特徴とする請求項１に記載の光スペクトラム測定装置。
【請求項３】
前記光出力部は、前記被測定光を分岐する光カプラ（１５−２）であり、
前記制御部は、前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に、前記受光器に前記被測定光を受光させる
ことを特徴とする請求項１に記載の光スペクトラム測定装置。
【請求項４】
前記入力側光スイッチは、前記第１の時間を変化させることが可能であり、
前記遅延ループ光導波路は、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を伝搬する周回時間を変化させることが可能である
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の光スペクトラム測定装置。
【請求項５】
被測定光を周回伝搬する遅延ループ光導波路に、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を周回する時間未満の第１の時間にわたって、前記被測定光を入力する光入力手順（Ｓ１０１）と、
前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で予め定められた回数周回伝搬させ、前記遅延ループ光導波路に挿入された波長可変バンドパスフィルタを通過させるフィルタ通過手順（Ｓ１０２）と、
前記遅延ループ光導波路を周回した前記被測定光を分離して受光する受光手順（Ｓ１０３）と、
を順に有し、
前記波長可変バンドパスフィルタの通過波長を変更しながら前記光入力手順、前記フィルタ通過手順及び前記受光手順を繰り返す光スペクトラム測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スペクトラム測定装置及び光スペクトラム測定方法に関し、特に波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置及び光スペクトラム測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）などの光スペクトラムを評価するために、光スペクトラム測定装置が用いられている。可変ファブリペローエタロンフィルタなどの波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置は、可動部がないため小型化が可能である。
【０００３】
波長可変バンドパスフィルタに用いる小型の分光方式としてファブリペロー共振器がある。ファブリペロー共振器は、光が通過する経路の両端にミラーの反射面を対向させて共振器を形成し、その片側のミラーの位置を移動させて共振器長を可変できるようにしたものである。２枚の反射面で構成される共振器長で光ビームが位相整合されるときにエタロンの透過率は最大になる。したがって、共振器を可変することにより、透過波長を選択することができる。
【０００４】
例えば、共振器長がｈ０、入射波面の角度がΘであるとき、エタロンの透過率は次式で表される。
【数１】
2012132829.tif 000003
ここで、Ｉｔは透過光強度を示し、Ｉ０は入射光強度を示し、Ｒはミラーの反射率を示し、Θはエタロン内部の入射角を示し、ｎはキャビティーの屈折率を示し（エアギャップエタロンの場合はｎ＝１）、ｈ０はミラーの間隔を示し、ｃは光速を示し、λは波長を示す。
【０００５】
エタロンのフィネスＦは次式で表される。
【数２】
2012132829.tif 000004
ＦＳＲ（Ｆｒｅｅ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｒａｎｇｅ）は次式で表される。
【数３】
2012132829.tif 000005
ＦＷＨＭ（Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）又は分解能Ｒｅｓは次式で表される。
【数４】
2012132829.tif 000006
【０００６】
上記のＦＳＲ及びＦＷＨＭを図示すると、図７のようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−２４８９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光通信容量の大容量化に伴い、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）の波長高密度化が進み、それらの光スペクトラムを評価する光スペクトラム測定装置としてはより高分解能の性能が要求されている。
【０００９】
ところが、ファブリペロー共振器の分解能は、フィネスによって決まり、このフィネスは２枚のミラーの反射率に依存する。この反射率を上げれば高分解能を実現できるが、高分解能化にも限界がある。また、複数のファブリペロー干渉計を多段に接続して分解能を改善する方法もあるが、この場合、複数のファブリペロー干渉計を同期させて制御する必要があるため構成が複雑になるとともに装置が大型化する。このように、波長可変バンドパスフィルタにファブリペロー共振器を用いる場合、分解能を狭くするためには限界があるという問題があった。
【００１０】
また、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置は、分解能が固定であるため、分解能を変更して測定を行うことはできない問題がある。
【００１１】
さらに、波長可変バンドパスフィルタは原理上、フィネスの高いものでは最大入力レベルを大きくすることができないという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記３つの問題を解決するために、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置及び光スペクトラム測定方法において、分解能が可変でありかつ分解能を狭くすることが可能でありかつ最大入力レベルを大きくすることを可能することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム測定装置び光スペクトラム測定方法は、遅延ループ光導波路に波長可変バンドパスフィルタを挿入し、被測定光を波長可変バンドパスフィルタにｎ（ｎは自然数。）回通過させる。これによって、波長可変バンドパスフィルタの分解能を１／√ｎ倍に高めるとともに、波長可変バンドパスフィルタへの通過回数を容易に変化させることを可能にする。さらに、本願発明の光スペクトラム測定装置び光スペクトラム測定方法は、遅延ループ光導波路と入力用光導波路とを入力側光スイッチで接続し、波長可変バンドパスフィルタに入力される被測定光を時間的に制限する。これによって、波長可変バンドパスフィルタに入力される光量が多くなりすぎるのを抑制する。
【００１４】
具体的には、本願発明の光スペクトラム測定装置は、被測定光を入力する入力用光導波路（１１）と、前記被測定光を周回伝搬する遅延ループ光導波路（１２）と、前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記入力用光導波路と前記遅延ループ光導波路とを接続し、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を周回する時間未満の第１の時間にわたって前記入力用光導波路に入力された前記被測定光を前記遅延ループ光導波路に入力する入力モードと、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を予め定められた回数周回伝搬する第２の時間にわたって前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で周回させる入力側周回モードとに切り替え可能な入力側光スイッチ（１３）と、前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記被測定光の中から特定波長の被測定光を抽出する波長可変バンドパスフィルタ（１４）と、前記遅延ループ光導波路に挿入され、前記波長可変バンドパスフィルタで抽出されかつ前記遅延ループ光導波路を前記予め定められた回数周回伝搬した前記被測定光を前記遅延ループ光導波路から分離する光出力部（１５−１、１５−２）と、前記光出力部の分離した前記被測定光を受光する受光部（１６）と、前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第１の時間の経過後に前記入力側光スイッチを前記入力側周回モードに切り替え、前記入力側光スイッチが前記入力側周回モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に前記波長可変バンドパスフィルタの前記特定波長を変化させて前記入力側光スイッチを前記入力モードに切り替える制御部（１７）と、を備える。
【００１５】
本願発明の光スペクトラム測定装置は、入力用光導波路（１１）と、波長可変バンドパスフィルタ（１４）と、受光部（１６）と、制御部（１７）と、を備えるため、被測定光の光スペクトラムを測定することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム測定装置は、遅延ループ光導波路（１２）と、入力側光スイッチ（１３）と、光出力部（１５−１、１５−２）と、を備え、被測定光を遅延ループ光導波路を複数回周回させることができるため、被測定光を波長可変バンドパスフィルタにｎ回通過させることによって、波長可変バンドパスフィルタの分解能を１／√ｎ倍にすることができる。また、入力側光スイッチ（１３）が、被測定光を、第１の時間の時間幅を有するパルス状にするため、波長可変バンドパスフィルタへ入力される光量が多くなりすぎるのを防ぐことができる。したがって、本願発明の光スペクトラム測定装置は、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置において、分解能が可変でありかつ分解能を狭くすることが可能でありかつ最大入力レベルを大きくすることができる。
【００１６】
本願発明の光スペクトラム測定装置では、前記光出力部は、前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で周回させる出力側周回モードと、前記被測定光を前記受光部に出力する出力モードとに切り替え可能な出力側光スイッチ（１５−１）であり、前記制御部は、前記入力側光スイッチが前記入力モードのときは前記出力側光スイッチを前記出力側周回モードにし、前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に前記出力側光スイッチを前記出力モードに切り替えてもよい。
出力側光スイッチを用いて被測定光を分離するため、受光部が被測定光を受光するまでの光の損失を防ぐことができる。
【００１７】
本願発明の光スペクトラム測定装置では、前記光出力部は、前記被測定光を分岐する光カプラ（１５−２）であり、前記制御部は、前記入力側光スイッチが前記入力モードに切り替わってから前記第２の時間の経過後に、前記受光器に前記被測定光を受光させてもよい。
光カプラを用いて被測定光を分離するため、出力部のスイッチング制御を省略することができる。このため、装置全体における制御を容易にすることができる。
【００１８】
本願発明の光スペクトラム測定装置では、前記入力側光スイッチは、前記第１の時間を変化させることが可能であり、前記遅延ループ光導波路は、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を伝搬する周回時間を変化させることが可能であってもよい。
第１の時間及び前記周回時間が可変であることで、遅延ループ光導波路に入力される被測定光を波長可変バンドパスフィルタ及び受光部に適した入力レベルに変化させることができる。これにより、トータルエネルギーが高い被測定光についても光スペクトラムの測定を行うことができる。
【００１９】
具体的には、本願発明の光スペクトラム測定方法は、被測定光を周回伝搬する遅延ループ光導波路に、前記被測定光が前記遅延ループ光導波路を周回する時間未満の第１の時間にわたって、前記被測定光を入力する光入力手順（Ｓ１０１）と、前記被測定光を前記遅延ループ光導波路で予め定められた回数周回伝搬させ、前記遅延ループ光導波路に挿入された波長可変バンドパスフィルタを通過させるフィルタ通過手順（Ｓ１０２）と、前記遅延ループ光導波路を周回した前記被測定光を分離して受光する受光手順（Ｓ１０３）と、を順に有し、前記波長可変バンドパスフィルタの抽出する前記特定波長を変更しながら前記光入力手順、前記フィルタ通過手順及び前記受光手順を繰り返す。
【００２０】
本願発明の光スペクトラム測定方法は、光入力手順（Ｓ１０１）と、フィルタ通過手順（Ｓ１０２）と、受光手順（Ｓ１０３）と、を有し、波長可変バンドパスフィルタの抽出する前記特定波長を変更しながら光入力手順、フィルタ通過手順及び受光手順を繰り返すため、被測定光の光スペクトラムを測定することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム測定方法は、フィルタ通過手順において遅延ループ光導波路を予め定められた回数周回伝搬させるため、被測定光を波長可変バンドパスフィルタにｎ回通過させることによって、波長可変バンドパスフィルタの分解能を１／√ｎ倍にすることができる。また、光入力手順において、被測定光を、第１の時間の時間幅を有するパルス状にするため、波長可変バンドパスフィルタへ入力される光量が多くなりすぎるのを防ぐことができる。したがって、本願発明の光スペクトラム測定方法は、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置において、分解能が可変でありかつ分解能を狭くすることが可能でありかつ最大入力レベルを大きくすることができる。
【００２１】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、波長可変バンドパスフィルタを用いた光スペクトラム測定装置び光スペクトラム測定方法において、分解能が可変でありかつ分解能を狭くすることが可能でありかつ最大入力レベルを大きくすることを可能することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る光スペクトラム測定装置の一例を示す。
【図２】実施形態１に係る光スペクトラム測定方法の一例を示す。
【図３】実施形態１に係るタイミングチャートの一例である。
【図４】本実施形態に係る光スペクトラムの一例を示す。
【図５】実施形態２に係る光スペクトラム測定装置の一例を示す。
【図６】実施形態２に係るタイミングチャートの一例である。
【図７】ＦＳＲ及びＦＷＨＭの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２５】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光スペクトラム測定装置の一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラム測定装置１０１は、光入力端子１９と、入力用光導波路１１と、遅延ループ光導波路１２と、入力側光スイッチ１３と、波長可変バンドパスフィルタ１４と、出力側光スイッチ１５−１と、受光部１６と、制御部１７と、信号処理部１８と、を備える。
【００２６】
光入力端子１９に被測定光が入力される。入力用光導波路１１は、被測定光を伝搬して遅延ループ光導波路１２に入力させる。遅延ループ光導波路１２は、被測定光を周回伝搬する。入力側光スイッチ１３、波長可変バンドパスフィルタ１４及び出力側光スイッチ１５−１は、遅延ループ光導波路１２に挿入される。入力側光スイッチ１３は、入力用光導波路１１と遅延ループ光導波路１２とを接続する。出力側光スイッチ１５−１は、遅延ループ光導波路１２と受光部１６とを接続する。
【００２７】
入力側光スイッチ１３は、入力モードと入力側周回モードとに切り替え可能である。入力側光スイッチ１３は、入力ポートａと出力ポートｃとが接続されると入力モードになり、このときに被測定光が遅延ループ光導波路１２に入力される。入力側光スイッチ１３は、入力ポートｂと出力ポートｃとが接続されると入力側周回モードになり、このときに被測定光が遅延ループ光導波路１２で周回される。
【００２８】
波長可変バンドパスフィルタ１４は、被測定光の中から特定波長の被測定光を抽出する。波長可変バンドパスフィルタ１４には、例えばエタロンフィルタ又は音響光学素子フィルタを用いることができる。出力側光スイッチ１５−１は、出力側周回モードと出力モードとに切り替え可能である。出力側光スイッチ１５−１は、入力ポートｄと出力ポートｆとが接続されると出力側周回モードになり、このときに被測定光が周回される。出力側光スイッチ１５−１は、入力ポートｄと出力ポートｅとが接続されると出力モードになり、このときに被測定光が受光部１６に出力される。受光部１６は、出力側光スイッチ１５−１の分離した被測定光を受光する。信号処理部１８は、受光部１６の出力信号強度を波長可変バンドパスフィルタ１４の抽出する特定波長に関連付けて記憶する。
【００２９】
制御部１７は、入力側光スイッチ１３の入力モードと入力側周回モードとを切り替え、これに対応させて出力側光スイッチ１５−１の出力側周回モードと出力モードとを切り替えるとともに波長可変バンドパスフィルタ１４の特定波長を変化させる。これにより、出力側光スイッチ１５−１は、波長可変バンドパスフィルタ１４で抽出されかつ遅延ループ光導波路１２を周回した被測定光を遅延ループ光導波路１２から分離する。
【００３０】
図２に、実施形態１に係る光スペクトラム測定方法の一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラム測定方法は、光入力手順Ｓ１０１と、フィルタ通過手順Ｓ１０２と、受光手順Ｓ１０３と、を順に有し、波長可変バンドパスフィルタ１４の抽出する特定波長を変更しながら光入力手順Ｓ１０１、フィルタ通過手順Ｓ１０２及び受光手順Ｓ１０３を繰り返す。
【００３１】
光入力手順Ｓ１０１では、第１の時間ｔにわたって遅延ループ光導波路１２に被測定光を入力する。フィルタ通過手順Ｓ１０２では、被測定光に遅延ループ光導波路１２を予め定められた回数周回伝搬させ、被測定光に波長可変バンドパスフィルタ１４を通過させる。受光手順Ｓ１０３では、遅延ループ光導波路１２を周回した被測定光を分離して受光する。
【００３２】
図３は、実施形態１に係るタイミングチャートの一例であり、（ａ）は波長可変バンドパスフィルタの抽出する特定波長を示し、（ｂ）は入力側光スイッチの接続入力ポートを示し、（ｃ）は被測定光の周回回数がゼロ回の場合の出力側光スイッチの接続出力ポートを示し、（ｄ）は被測定光の周回回数が１回の場合の出力側光スイッチの接続出力ポートを示し、（ｅ）は被測定光の周回回数が２回の場合の出力側光スイッチの接続出力ポートを示す。
【００３３】
光入力手順Ｓ１０１では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、遅延ループ光導波路１２に、第１の時間ｔにわたって、被測定光を入力する。例えば、制御部１７は、波長可変バンドパスフィルタ１４の抽出する特定波長が波長λ１のときに、入力ポートａと出力ポートｃを接続する。そして、制御部１７は、入力側光スイッチ１３が入力モードに切り替わってから第１の時間ｔの経過後に入力側光スイッチ１３を入力側周回モードに切り替える。これによって、入力側光スイッチ１３は第１の時間ｔにわたって入力モードとなり、遅延ループ光導波路１２に被測定光を入力する。
【００３４】
第１の時間ｔは、異なる周回回数の被測定光が混じらないように、被測定光が遅延ループ光導波路１２を周回する時間未満の時間にする。例えば、Ｌを出力側光スイッチ１５−１と入力側光スイッチ１３とを接続する光ファイバの長さ、μを当該光ファイバの屈折率、ｃを光速とすると、ｔ≦μ・Ｌ／ｃで定められる。Ｌが２００ｍであり、μが１．５であれば、ｔ＝１μｓｅｃとなる。このように、被測定光を第１の時間ｔのパルス状に切り出すことによって、波長可変バンドパスフィルタ１４への入力レベルを下げることができる。
【００３５】
図３（ｂ）及び図３（ｃ）に示すように、入力側光スイッチ１３において入力ポートａと出力ポートｃとが接続されているときに、出力側光スイッチ１５−１において入力ポートｄと出力ポートｅとが接続される場合を考える。この場合、遅延ループ光導波路１２に入力された被測定光は出力側光スイッチ１５−１から受光部１６に出力されるため、被測定光の波長可変バンドパスフィルタ１４の通過回数は１回であり、被測定光の周回回数は０回となる。
【００３６】
フィルタ通過手順Ｓ１０２では、被測定光を遅延ループ光導波路１２で周回させる。このため、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、制御部１７は、入力側光スイッチ１３が入力モードのときは出力側光スイッチ１５−１を出力側周回モードにする。例えば、制御部１７は、入力側光スイッチ１３において入力ポートａと出力ポートｃとが接続されているとき、出力側光スイッチ１５−１において入力ポートｄと出力ポートｆとを接続する。これにより、被測定光が遅延ループ光導波路１２で周回し始める。
【００３７】
フィルタ通過手順Ｓ１０２では、制御部１７は、第２の時間Ｔにわたって出力側光スイッチ１５−１を出力側周回モードにする。第２の時間Ｔは、被測定光が遅延ループ光導波路１２を予め定められた回数周回するのに要する時間である。例えば、被測定光が遅延ループ光導波路１２を伝搬する周回時間と第１の時間ｔとが等しい場合であって、予め定められた回数が１回であるときは、図３（ｂ）及び図３（ｄ）に示すように、第２の時間Ｔを第１の時間ｔとする。被測定光が遅延ループ光導波路１２を伝搬する周回時間と第１の時間ｔとが等しい場合であって、予め定められた回数が２回であるときは、図３（ｂ）及び図３（ｅ）に示すように、第２の時間Ｔを第１の時間ｔの２倍の時間とする。
【００３８】
受光手順Ｓ１０３では、遅延ループ光導波路１２を周回した被測定光を分離して受光する。例えば、制御部１７は、入力側光スイッチ１３が入力モードに切り替わってから第２の時間Ｔの経過後に、出力側光スイッチ１５−１において入力ポートｄと出力ポートｅとを接続する。被測定光は第１の時間ｔのパルス状であるため、入力ポートｄと出力ポートｅとの接続時間は第１の時間ｔ以上である。これにより、遅延ループ光導波路１２を所望の回数周回した被測定光が遅延ループ光導波路１２から分離され、受光器１６で受光される。例えば、図３（ｄ）に示すように、遅延ループ光導波路１２を１回周回した被測定光が受光器１６で受光される。そして、信号処理部１８が、受光器１６の受光した光強度と波長λ１とを関連付けて記憶する。
【００３９】
実施形態１に係る光スペクトラム測定方法は、波長可変バンドパスフィルタ１４の抽出する特定波長を変更しながら光入力手順Ｓ１０１、フィルタ通過手順Ｓ１０２及び受光手順Ｓ１０３を繰り返す。例えば、制御部１７は、入力側光スイッチ１３が入力側周回モードに切り替わってから第２の時間Ｔの経過後に波長可変バンドパスフィルタ１４の特定波長をλ２に変化させて入力側光スイッチ１３を入力モードに切り替える。そして、再度、光入力手順Ｓ１０１、フィルタ通過手順Ｓ１０２及び受光手順Ｓ１０３を順に行う。これにより、信号処理部１８に被測定光の各波長での光強度が蓄積される。
【００４０】
上記のように、入力側光スイッチ１３により第１の時間ｔの時間幅を有する光パルスを生成して波長可変バンドパスフィルタ１４に入力し、図３（ｂ）、図３（ｃ）及び図３（ｅ）に示すように、出力側光スイッチ１５−１が出力ポートｅに接続されるタイミングを０、ｔ、２ｔ・・・とずらして受光部１６で検波することにより、分解能のそれぞれ異なる光スペクトラムを得ることができる。波長可変バンドパスフィルタ１４のもともとの分解能をＲｅｓとすると、図３（ｃ）に示すタイミングチャートでは分解能をＲｅｓ１とする光スペクトラムが得られ、図３（ｄ）に示すタイミングチャートでは分解能をＲｅｓ２とする光スペクトラムが得られ、図３（ｅ）に示すタイミングチャートでは分解能をＲｅｓ３とする光スペクトラムが得られる。
【００４１】
図４に、本実施形態に係る光スペクトラムの一例を示す。図３（ｃ）に示すタイミングチャートでは波長可変バンドパスフィルタ１４を１回通過するため、分解能Ｒｅｓ１はＲｅｓのままである。図３（ｄ）に示すタイミングチャートでは波長可変バンドパスフィルタ１４を２回通過するため、分解能Ｒｅｓ２はＲｅｓ／√２となる。図３（ｅ）に示すタイミングチャートでは波長可変バンドパスフィルタ１４を３回通過するため、分解能Ｒｅｓ３はＲｅｓ／√３となる。一般化すると、波長可変バンドパスフィルタ１４にｎ回通過させることで、分解能は波長可変バンドパスフィルタ１４の元の分解能Ｒｅｓよりも√ｎ倍改善することができる。なお、図４は、各分解能を比較できるように、縦軸はレベル、横軸は波長を、それぞれ正規化して表している。
【００４２】
（実施形態２）
図５に、実施形態２に係る光スペクトラム測定装置の一例を示す。実施形態２に係る光スペクトラム測定装置１０２は、実施形態１に係る光スペクトラム測定装置１０１の出力側光スイッチ１５−１に代えて光カプラ１５−２を備える。これに伴い、制御部１７は、出力側光スイッチ１５−１の制御が不要となる。他の構成については、実施形態１と同様である。
【００４３】
光カプラ１５−２は、波長可変バンドパスフィルタ１４の出力する被測定光を分岐し、ポートｈ及びポートｉのそれぞれから出力する。光カプラ１５−２には、例えば３ｄＢカプラを用いる。ポートｉから出力された被測定光は、遅延ループ光導波路１２を周回する。ポートｈから出力された被測定光は受光部１６で受光される。
【００４４】
実施形態２に係る光スペクトラム測定方法は、実施形態１に係る光スペクトラム測定方法と、フィルタ通過手順Ｓ１０２及び受光手順Ｓ１０３において異なる。図６は、実施形態２に係るタイミングチャートの一例であり、（ａ）は波長可変バンドパスフィルタの抽出する特定波長を示し、（ｂ）は入力側光スイッチの接続入力ポートを示し、（ｃ）は受光部への入力信号を示す。
【００４５】
フィルタ通過手順Ｓ１０２では、制御部１７は、入力側光スイッチ１３を入力側周回モードにし、被測定光に遅延ループ光導波路１２を周回させる。このとき、被測定光が光カプラ１５−２を通過する度に、ポートｈとポートｉに被測定光が分岐される。これにより、被測定光を遅延ループ光導波路１２に周回伝搬させることができる。
【００４６】
受光手順Ｓ１０３では、光カプラ１５−２のポートｈから出力された被測定光を受光部１６で受光する。このとき、制御部１７は、入力側光スイッチ１３が入力モードに切り替わってから第２の時間Ｔの経過後に、受光部１６に被測定光を受光させる。被測定光は第１の時間ｔのパルス状であるため、受光部１６に被測定光を受光させる時間は第１の時間ｔである。これにより、遅延ループ光導波路１２を予め定められた回数周回した被測定光を受光器１６で受光する。そして、信号処理部１８が、受光器１６の受光した光強度と波長λ１とを関連付けて記憶する。
【００４７】
例えば、被測定光が遅延ループ光導波路１２を伝搬する周回時間と第１の時間ｔとが等しい場合であって、予め定められた回数が１回であるときは、図６（ｂ）及び図６（ｃ）に示すように、第２の時間Ｔを第１の時間ｔとする。この場合、受光部１６は、時間ｔから時間２ｔにかけて被測定光を受光する。被測定光が遅延ループ光導波路１２を伝搬する周回時間と第１の時間ｔとが等しい場合であって、予め定められた回数が２回であるときは、第２の時間Ｔを第１の時間ｔの２倍の時間とする。この場合、受光部１６は、時間２ｔから３ｔにかけて被測定光を受光する。
【００４８】
実施形態２に係る光スペクトラム測定方法も、実施形態１に係る光スペクトラム測定方法と同様に、波長可変バンドパスフィルタ１４の通過波長を変更しながら光入力手順Ｓ１０１、フィルタ通過手順Ｓ１０２及び受光手順Ｓ１０３を繰り返す。これにより、信号処理部１８に被測定光の各波長での光強度が蓄積される。
【００４９】
上記のように、入力側光スイッチ１３により第１の時間ｔの時間幅を有する光パルスを生成し、波長可変バンドパスフィルタ１４に入力し、光カプラ１５−２のポートｈから出力された被測定光を受光部１６で検波することにより、分解能のそれぞれ異なる光スペクトラムを得ることができる。タイミングを０、ｔ、２ｔ・・・とずらして受光部１６で検波することにより、分解能のそれぞれ異なる光スペクトラムを得ることができる。例えば、波長可変バンドパスフィルタ１４のもともとの分解能をＲｅｓとすると、時間０のタイミングであればＲｅｓ１の分解能が得られ、時間ｔのタイミングであればＲｅｓ２の分解能が得られ、時間２ｔのタイミングであればＲｅｓ３の分解能が得られる。これにより、実施形態１と同様に、波長可変バンドパスフィルタ１４にｎ回通過させることで、分解能は波長可変バンドパスフィルタ１４の元の分解能Ｒｅｓよりも√ｎ倍改善することができる。
【００５０】
（実施形態３）
実施形態３に係る光スペクトラム測定装置は、実施形態１及び実施形態２で説明した入力側光スイッチ１３及び遅延ループ光導波路１２が異なる。実施形態３では、入力側光スイッチ１３は第１の時間ｔを変化させることが可能であり、遅延ループ光導波路１２は被測定光の周回時間を変化させることが可能である。例えば、制御部１７が、入力側光スイッチ１３における第１の時間ｔを変化させる。遅延ループ光導波路１２を構成する光ファイバのファイバ長を可変にする。このように、入力側光スイッチ１３における第１の時間ｔが可変であり、被測定光の周回時間が可変であることで、以下の効果が得られる。
【００５１】
入力用光導波路１１の先端の光入力端子１９に入力される被測定光の入力レベルが波長可変バンドパスフィルタ１４の最大入力レベルよりも大きい場合、第１の時間ｔを短くすることで、波長可変バンドパスフィルタ１４への入力レベルを下げることができる。
【００５２】
また、入力用光導波路１１の先端の光入力端子１９に入力される被測定光の入力レベルが受光部１６の最小受光レベルよりも小さい場合、第１の時間ｔを長くすることで、受光部１６への入力レベルを上げることができる。このときに、遅延ループ光導波路１２を構成する光ファイバのファイバ長を長くすれば、第１の時間ｔの間に異なる周回回数の被測定光が混じらないようにすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１１：入力用光導波路
１２：遅延ループ光導波路
１３：入力側光スイッチ
１４：波長可変バンドパスフィルタ
１５−１：出力側光スイッチ
１５−２：光カプラ
１６：受光部
１７：制御部
１８：信号処理部
１９：光入力端子
１０１、１０２：光スペクトラム測定装置
【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６】
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【図７】
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