(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定光（Ｇ）を測定対象の光ファイバ（１４）に入射させて、前記光ファイバからの戻り光（Ｈ）から前記光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置において、
一定周波数の連続光を発生する光源（１）と、
所定の周期（２Ｐｗ）でかつデューティ比５０％でオン・オフを繰り返すとともに、オン期間は所定の周波数（Δｆ1）を有する第１の変調信号（Ｂ2）を出力する第１のパルス発生器（４）と、
前記第１の変調信号の周期（２Ｐｗ）の２倍の周期（４Ｐｗ）でかつデューティ比５０％でオン・オフを繰り返すとともに、オン期間は前記第１の変調信号の周波数（Δｆ1）とは異なる周波数（Δｆ2）を有する第2の変調信号（D2）を出力する第２のパルス発生器（７）と、
前記光源からの連続光を受けて、前記第１の変調信号のオフ期間に０次光を、オン期間に高次光をそれぞれ異なる光路へ出力する第１の音響光学素子（５）と、
前記第１の音響光学素子からの０次光と高次光とを受けて、合波して出力する第１の合波器（６）と、
前記第１の合波器の出力を受けて、前記第２の変調信号のオフ期間に０次光を、オン期間に高次光をそれぞれ異なる光路へ出力する第２の音響光学素子（８）と、
前記第１の合波器（６）から繰り返し出力される０次光と高次光の組が、前記第２の音響光学素子（８）を前記第２の変調信号のオフ期間とオン期間に交互に通過するように、前記第１、第２のパルス発生器における前記第１、第２の変調信号の出力タイミングを調整するタイミング調整回路（３）と、
前記第２の音響光学素子から０次光と高次光を受けて、合波して出力する第２の合波器（９）と、
前記第２の合波器からの連続光を受けて、前記連続光のうち、それぞれ前記第１の変調信号の周期の１／２の時間幅（Ｐｗ）を有する互いに異なる４つの周波数の光を１つずつ含む光を前記測定光として前記光ファイバへ入射させて、それが戻り光として戻りきるまでの期間は、前記測定光の前記光ファイバへの入射を遮断する出力制御手段（１０）と、
前記光ファイバからの戻り光と前記光源の連続光を受けて、これらを合波して光を電気信号に変換する光へテロダイン検波部（１１）と、
前記光へテロダイン検波部から出力された電気信号から前記第１の変調信号及び第２の変調信号の周波数を基にした複数の周波数の成分を抽出し、抽出した各周波数の成分から前記光ファイバに入射した測定光に対する戻り光の強度特性を求める処理手段（１２、１３）と
を備えた光ファイバ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定光を測定対象の光ファイバに入射させて、この光ファイバからの後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を検出して、この戻り光から光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、急速な光通信技術の進歩に伴い、各種情報の伝送路として光ファイバが用いられるようになってきている。この種の用途に用いられる光ファイバの中には、光ファイバ長が数千ｋｍ〜１万ｋｍに達するものも存在する。
【０００３】
一般に、光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置では、その測定原理から、測定対象の光ファイバの全長を測定しようとすると、測定対象の光ファイバの距離をＬ、光ファイバ中の光速をｖとすると、入射した試験信号光が入射端から距離Ｌの地点で反射し、戻ってくるまでの時間、すなわち２Ｌ／ｖ［ｓ］以上経過した後、次の試験信号光の送出を行わなければならない。例えば、光ファイバ長が１００００ｋｍの場合、光ファイバ中の光速ｖを２×１０８［ｍ／ｓ］とすると、（２×１０７）［ｍ］／（２×１０８）［ｍ／ｓ］＝０．１［ｓ］以上経過した後、次の試験信号光の送出をしなければならない。
【０００４】
つまり、この試験信号光を送出する周期をＴとすれば、Ｔ≧２Ｌ／ｖという関係を満たさなければならない。
【０００５】
光ファイバの特性を調べる場合、光ファイバ測定装置から試験信号光が出射され、測定対象の光ファイバを伝搬し、これによる後方散乱光及びフレネル反射光は、入射試験信号光のピークパワ及び測定対象の光ファイバにもよるが、一般に−５０ｄＢｍ程度の微弱信号である。従って、所望のダイナミックレンジのとれた測定波形を得るためには、所定の回数、例えば２３０回（＝1073741824回）だけの試験信号光の送出を行って、それらにより得られる測定データを平均化する処理を行わなければならない。例えば、光ファイバ長が数千ｋｍ〜１万ｋｍに及ぶ場合、光ファイバの特性の測定に、１０時間以上の長時間を要する必要がある。
このような問題の解決を図り、光ファイバの特性の測定に要する時間を短縮する観点から、４つの異なる一定周波数の光を発生させる光源を用いた光ファイバ測定装置が提案されている（特開平５−３２２６９５号）。
【０００６】
図５は、この種の光ファイバ測定装置の構成例を示す模式図である。
【０００７】
この種の光ファイバ測定装置は、光源部２１と、第１の光合分波器２２と、偏波状態制御器２３と、光スイッチ２４と、第２の光合分波器２５と、第３の光合分波器２６と、受光器２７と電気信号処理部２８と、主制御部２９と、タイミング発生部３０とから構成される。
【０００８】
光源部２１は、互いに異なる周波数の光を発生する４つの光源２１ａ〜２１ｄと、温度制御部２１ｅと、４対１の光カプラ２１ｆと、光アイソレータ２１ｇとから構成されており、各光源２１ａ〜２１ｄから出力された光を光カプラ２１ｆで多重化するものである。
【０００９】
各光源２１ａ〜２１ｄは、異なる光周波数を持つレーザダイオードがアレイ状に配置されたものであり、互いに異なる一定周波数の光を光カプラ２１ｆに出力する機能を有する。
【００１０】
温度制御部２１ｅは、レーザダイオードの温度を１５度〜２８度の間に定常的に保つ機能を有する。
【００１１】
４対１の光カプラ２１ｆは、光源から出力された光を多重化する機能と、多重化した光を光アイソレータ２１ｇに出力する機能とを有する。
【００１２】
光アイソレータ２１ｇは、光カプラ２１ｆから出力された光を第１の光合分波器２２に出力する機能を有する。
【００１３】
第１の光合分波器２２は、光源部２１から出力された光を試験信号光とローカル光とに分岐する機能と、分岐した試験信号光を偏波状態制御器２３に出力する機能と、分岐したローカル信号光を第３の光合分波器に出力する機能とを有する。
【００１４】
偏波状態制御器２３は、（１／４）波長板と、（１／２）波長板との２個の位相板が直列接続された回転位相板方式のものであり、試験信号光の偏波状態を制御する機能と、偏波状態を制御した光を光スイッチ２４に出力する機能とを有する。
【００１５】
光スイッチ２４は、偏波状態制御器２３から出力された光を一定の周期でパルス化すると共に、光周波数変調する機能と、光周波数変調した光を第２の光合分波器２５に出力する機能とを有する。
【００１６】
第２の光合分波器２５は、光スイッチ２４から出力された光を測定対象の光ファイバに入射させる機能と、測定対象の光ファイバからの戻り光を第３の光合分波器２６に出力する機能とを有する。
【００１７】
第３の光合分波器２６は、第１の光合分波器２２から出力されたローカル光と、測定対象の光ファイバからの戻り光とを合波する機能と、ローカル光と戻り光との合波により生じたビート信号光を受光器２７に出力する機能とを有する。
【００１８】
受光器２７は、第３の光合分波器２６から出力されたビート信号光を電気信号に変換する機能と、変換した電気信号を電気信号処理部２８に出力する機能とを有する。
【００１９】
電気信号処理部２８は、受光器２７から出力される電気信号、すなわちベースバンド信号をＡ／Ｄ変換する機能と、Ａ／Ｄ変換したベースバンド信号を自乗変換する機能と、当該自乗変換したベースバンド信号をＳ／Ｎ比改善の為加算処理する機能と、当該加算処理したベースバンド信号からオフセット電力を引いて対数変換する機能と、図示しないＣＲＴに当該対数変換した波形データを表示させる機能とを有する。
【００２０】
タイミング発生部２９は、試験信号光をパルス化するための信号を光スイッチ２４に供給する機能を有する。
【００２１】
主制御部３０は、温度制御部２１ｅ、偏波状態制御器２３、電気信号処理部、２８及びタイミング発生部２９を制御する機能を有している。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種の光ファイバ測定装置においても、なお以下のような問題があった。
【００２３】
すなわち、この種の光ファイバ測定装置は、単一の光源ではなく、互いに異なる周波数の光を発生する複数の光源を用意しなければならないという問題がある。
【００２４】
また、この種の光ファイバ測定装置は、近接した周波数の光を発生した複数の光源を必要とするので、これらの光源の発生する光を一定に保つ制御を行う必要があるという問題がある。
【００２５】
本発明は、上記事情に考慮してなされたもので、単一の光源から発生された単一周波数の光を、互いに異なる周波数の光の光パルス列信号に変換して測定対象の光ファイバの一端から入力する一方、当該光ファイバの他の一端から出力される戻り光に含まれる各周波数の光パルス列信号を光へテロダイン検波した後、抽出することにより、単一の光源を用いて、容易に光ファイバの特性の測定に要する時間の短縮を可能とする光ファイバ測定装置を提供することを目的とする。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の主旨は、単一の光源から出力された単一周波数を有する連続光に複数の音響光学素子を用いて光周波数シフトを行い、時分割多重を行った連続光を、光スイッチを用いて複数の周波数の光を含む光パルス列信号として測定対象の光ファイバの一端に入力する一方、当該光ファイバの他の一端から出力される後方散乱光を含む複数の周波数の光と、光源から出力される光とを合波した後に、当該合波した光を光電変換し、当該光電変換した電気信号から所定の周波数成分の測定データを抽出して測定光に対する特性を得る構成により、単一の光源を用いて、容易に光ファイバーの特性の測定に要する時間を短縮するという効果を達成することにある。
【００２７】
さて、以上のような本発明の主旨は、具体的には以下のような手段を講じることにより実現される。
【００２８】
この発明は、測定光を測定対象の光ファイバに入射させて、光ファイバからの戻り光から光ファイバの特性を測定する光ファイバ測定装置において、一定周波数の連続光を発生する光源と、所定の周期でかつデューティ比５０％でオン・オフを繰り返すとともに、オン期間は所定の周波数を有する第１の変調信号を出力する第１のパルス発生器と、第１の変調信号の周期の２倍の周期でかつデューティ比５０％でオン・オフを繰り返すとともに、オン期間は第１の変調信号の周波数とは異なる周波数を有する第2の変調信号を出力する第２のパルス発生器と、光源からの連続光を受けて、第１の変調信号のオフ期間に０次光を、オン期間に高次光をそれぞれ異なる光路へ出力する第１の音響光学素子と、第１の音響光学素子からの０次光と高次光とを受けて、合波して出力する第１の合波器と、第１の合波器の出力を受けて、第２の変調信号のオフ期間に０次光を、オン期間に高次光をそれぞれ異なる光路へ出力する第２の音響光学素子と、第１の合波器から繰り返し出力される０次光と高次光の組が、第２の音響光学素子を第２の変調信号のオフ期間とオン期間に交互に通過するように、第１、第２のパルス発生器における第１、第２の変調信号の出力タイミングを調整するタイミング調整回路と、第２の音響光学素子から０次光と高次光を受けて、合波して出力する第２の合波器と、第２の合波器からの連続光を受けて、連続光のうち、それぞれ第１の変調信号の周期の１／２の時間幅を有する互いに異なる４つの周波数の光を１つずつ含む光を測定光として光ファイバへ入射させて、それが戻り光として戻りきるまでの期間は、測定光の光ファイバへの入射を遮断する出力制御手段と、光ファイバからの戻り光と光源の連続光を受けて、これらを合波して光を電気信号に変換する光へテロダイン検波部と、光へテロダイン検波部から出力された電気信号から第１の変調信号及び第２の変調信号の周波数を基にした複数の周波数の成分を抽出し、抽出した各周波数の成分から光ファイバに入射した測定光に対する戻り光の強度特性を求める処理手段とを備えた光ファイバ測定装置である。
【００２９】
このように、単一の光源から出力された単一周波数の連続光が、複数の駆動変調周波数の異なる音響光学素子により複数の異なる周波数が時分割多重され、当該時分割多重された連続光から光スイッチにより所定の繰り返し周期を満足するように測定対象の光ファイバに出力され、光へテロダイン検波部により当該光ファイバからの戻り光が光源から出力された連続光と合波された後、光電変換され、変換された電気信号に含まれる各周波数成分の測定データが各フィルタにより抽出され、抽出された測定データがＡ／Ｄ変換器によりＡ／Ｄ変換され、特性抽出部によりＡ／Ｄ変換された測定データが平均化され、光ファイバの特性が算出されるので、複数回に分けて行っていた測定をまとめて行うことが出来ることとなり、単一の光源を用いて、容易に光ファイバの特性の測定に要する時間を短縮することが出来る。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一実施の形態に係る光ファイバ測定装置の構成例を示す模式図である。
【００３２】
本実施の形態に係る光ファイバ測定装置は、光源１と、第１の光合分波器２と、タイミング調整回路３と、第１のパルス発生器４と、第１の音響光学素子５と、第２の光合分波器６と、第２のパルス発生器７と、第２の音響光学素子８と、第３の光合分波器９と、光スイッチ１０と、光へテロダイン検波部１１と、信号抽出部１２と、信号処理部１３とから構成される。
【００３３】
また、光へテロダイン検波部１１は、第４の光合分波器１１ａと、受光器１１ｂとから構成されており、信号抽出部１２は、４種類の周波数特性の異なるフィルタ１２ａ１〜１２ａ４から構成されている。さらに、信号処理部１３は、並列に接続されたＡ／Ｄ変換器１３ａ１〜１３ａ４と、並列処理回路１３ｂと、波形処理回路１３ｃとから構成されている。
本実施の形態に係る光ファイバ測定装置の測定対象の光ファイバ１４は、図２に示すように、数千ｋｍ〜１万ｋｍの長さを有するものであり、所定の距離、例えば５０ｋｍごとに光増幅器１５と、上り線路、下り線路を結ぶパス１６を設けた中継器１７が配置されている。
【００３４】
一般に、光増幅器１５は、発振防止のために、光アイソレータ１５ａを内蔵しているため、逆方向に光は伝搬しない。
【００３５】
このため、光ファイバ１４のフレネル反射や後方散乱光による戻り光を光ファイバ測定装置に戻して測定するためにパス１６が設けられている。
【００３６】
光源１は、図４の（ａ）に示すように一定周波数ｆでかつ一定の光強度の連続光Ａを、第１の光合分波器２を介して第１の音響光学素子５に出力する。なお、本実施の形態に係る光源１としては、例えばレーザダイオード等を用いてもよい。
【００３７】
第１の光合分波器２は、光源から発生された連続光Ａを第１の音響光学素子５と、測定対象の光ファイバ１４から出力された戻り光Ｈと、光源１から出力された連続光Ａとを合波する第３の光合分波器１１ａとに出力する。
【００３８】
タイミング調整回路３は、光源１からの出力光又は各音響光学素子５、８で変調された互いに周波数の異なる０次光もしくは１次光から、光スイッチ１０により制御される繰り返し周期毎の各周波数成分の光パルス列信号Ｇが重なり合わないように、各パルス発生器５、８の発生する変調信号Ｂ２、Ｄ２を出力するタイミングと、光スイッチ１０の動作タイミングとを調整する。具体的には、タイミング調整回路３は、図４の（ｂ）に示すように、変調信号Ｂ２の出力のオン／オフを行う為のパルス幅Ｐｗのパルス信号Ｂ１を第１のパルス発生器４に出力する。また、タイミング調整回路３は、図４の（ｄ）に示すように、変調信号Ｄ２の出力のオン／オフを行う為のパルス幅２Ｐｗのパルス信号Ｄ１を第２のパルス発生器７に出力する。さらに、タイミング調整回路３は、図４の（ｆ）に示すように光スイッチ１０の開閉タイミングを制御し、繰り返し周期毎の各周波数成分が重なり合わないように光パルス列信号Ｇを生成するタイミングに調整するパルス信号Ｆを、光スイッチ１０に出力する。
【００３９】
第１のパルス発生器４は、タイミング調整回路３から出力されたパルス信号Ｂ１の入力によって発生した周波数Δｆ１を有する変調信号Ｂ２を、一定周期２Ｐｗで第１の音響光学素子５に出力する。なお、当該パルス発生器４は、タイミング調整回路３から出力されたパルス信号Ｂ１により、変調信号Ｂ２を発生している時間であるオン時間（パルス幅Ｐｗと同一の時間）と、変調信号Ｂ２を発生していない時間であるオフ時間との比率、換言すればデューティ比が５０パーセントで駆動している。
【００４０】
第１の音響光学素子５は、光源１から第１の光合分波器２を介して出力された周波数ｆの光を、第１のパルス発生器４から変調信号Ｂ２が出力されていない場合には、周波数ｆの０次光としてそのまま透過させる一方、第１のパルス発生器４から変調信号Ｂ２が出力されている場合には、周波数（ｆ+Δf１）の１次光を出力することにより、入射された連続光Ａを周波数ｆの０次光と、周波数（ｆ+Δf１）の１次光とに分けて第２の光合分波器６に出力する。
【００４１】
なお、音響光学素子とは、図３に示すように、光を伝搬させる材料の基板１８の一端に取り付けられたトランスデューサ１９（例えばニオブ酸リチウム等）に、例えば１００ＭＨｚの高周波信号を印加して、基板１８の内部に印加した高周波信号と同一周波数の超音波Δｆを発生させることにより、基板１８に生じた機械的ひずみに起因して基板１８を構成する材質の屈折率がｎからｎ´に変化するので、高周波信号印加時には、入射光が回折すると共に、当該入射光の周波数をｆ＋Δｆに変化させる機能を有するものである。従って、音響光学素子に高周波信号を印加していない場合には、屈折率ｎは、変化しないので、入射光は、そのまま透過する。
【００４２】
第２の光合分波器６は、第１の音響光学素子５から出力された周波数ｆの０次光と周波数（ｆ+Δf１）の１次光とを合波し、合波した周波数ｆの０次光と周波数（ｆ+Δf１）の１次光とを第２の音響光学素子８に出力する。
【００４３】
従って、第２の音響光学素子８に入力される光Ｃは、図４の（ｃ）に示すように、周波数ｆと周波数（ｆ+Δｆ１）とが繰り返される実質的な連続光となる。
【００４４】
第２のパルス発生器７は、タイミング調整回路３から出力されたパルス信号Ｄ１の入力によって発生したΔf１とは異なる一定周波数Δf２の変調信号Ｄ２を、パルス信号Ｄ１の幅である２Ｐｗと同一の時間だけ、第２の音響光学素子８に出力する。なお、当該パルス発生器７は、タイミング調整回路３から出力されたパルス信号Ｄ１により、パルス幅が第１のパルス発生器４の発生する変調信号Ｄ２の発生時間の２倍でかつ変調信号Ｄ２を発生している時間であるオン時間（パルスの幅２Ｐｗ）と、変調信号Ｄ２を発生していない時間であるオフ時間との比率、換言すればデューティ比が５０パーセントで駆動している。
【００４５】
第２の音響光学素子８は、第２の光合分波器６から出力された周波数ｆの０次光と周波数（ｆ+Δf１）の１次光とが合波された連続光Ｃを、第２のパルス発生器７から変調信号Ｄ２が出力されていない場合には、周波数ｆ、または周波数（ｆ+Δf１）の０次光としてそのまま透過させる一方、第２のパルス発生器７から変調信号Ｄ２が出力されている場合には、周波数（ｆ+Δf２）、または周波数（ｆ+Δf１+Δf２）の１次光を出力することにより、入射された連続光Ｃを周波数ｆ、または周波数（ｆ+Δf１）の０次光と、周波数（ｆ+Δf２）または周波数（ｆ＋Δf１＋Δｆ２）の１次光とに分けて第３の合分波器９に出力する。
【００４６】
第３の光合分波器９は、第２の音響光学素子８から出力された周波数ｆ、または周波数（ｆ+Δf１）の０次光と、周波数（ｆ+Δf２）、または周波数（ｆ+Δf１+Δf２）の１次光とを合波し、合波した４つの周波数成分を含む光Ｅを、光スイッチ１０に出力する。
【００４７】
従って、第２の音響光学素子から第３の光合分波器９を介して出力される光Ｅは、図４の（ｅ）に示すように、ｆ、（ｆ+Δf１）、（ｆ+Δf２）、及び（Δf１+Δf２）が繰り返される実質的な連続光となる。
【００４８】
光スイッチ１０は、タイミング調整回路３からパルス信号Ｆの入力を受けて、第３の光合分波器９から出力された連続光Ｅから、光ファイバ１４に入射される光パルス列信号Ｇの繰り返し周期毎の各周波数成分が互いに重なり合わないように、換言すれば、異なる繰り返し周期に属する同一の周波数成分が重なり合わないように、連続光Ｅを遮蔽することにより、測定対象の光ファイバ１４に入射させる１周期分の光パルス列信号Ｇを繰り返し生成する。これにより生成された図４の（ｇ）に示すような光パルス列信号Ｇが、測定対象である光ファイバ１４に光ファイバ測定装置の出力端子１４ａから入射される。
【００４９】
なお、本実施の形態では、光パルス列信号Ｇを生成するために光スイッチ１０を用いているが、当該光スイッチ１０に限らず、繰り返し周期毎の各周波数成分の光パルス列信号Ｇが重なり合わないように開閉することにより連続光Ｅを遮蔽する機能を有するシャッターであってもよい。これにより、光スイッチ１０を用いた場合と同様に、測定対象である光ファイバ１４に光ファイバ測定装置の出力端子１４ａから入射させる光パルス列信号Ｇを生成することが出来る。
【００５０】
また、本実施の形態では、光スイッチ１０は、繰り返し周期毎に動作して連続光Ｅを遮蔽するように調整されているが、当該光スイッチの動作タイミングは、全ての周波数成分が入力されてから少なくとも繰り返し周期の時間だけ光を遮蔽する動作を止めた後、連続光Ｅを遮蔽するように調整されていればよく、光を遮蔽する動作を止める時間は、繰り返し周期以上の任意の時間に変更可能である。
【００５１】
光ファイバ１４内には、前述したように所定の間隔で多数の光アイソレータを内蔵した光増幅器１５、及びパス１７が介挿されている。従って、測定対象の光ファイバ１４を伝播中の測定光Ｇの後方散乱またはフレネル反射に起因する戻り光Ｈは、他方の光ファイバ１４から光ファイバ測定装置の入力端子１４ｂに入力される。
【００５２】
入力端子１４ｂから光ファイバ測定装置内に入射した戻り光Ｈは、光へテロダイン検波部１１の第３の光合分波器１１ａの一端に入力される。
【００５３】
第４の光合分波器１１ａは、光ファイバ測定装置の入力端子１４ｂから一端に入力された後方散乱光を含む戻り光Ｈと、他の一端から入力された第１の光合分波器２を介して光源１から出力された連続光Ａとを合波し、合波した光を受光器１１ｂに出力する。
【００５４】
受光器１１ｂは、第３の光合分波器１１ａから出力された光を電気信号に変換することにより光へテロダイン検波を行い、当該電気信号（検波信号Ｉ）を各周波数成分の電気信号を透過させる信号抽出部１２の各フィルタ１２ａ１〜１２ａ４に出力する。
【００５５】
戻り光Ｈには、図４の（ｈ）に示すように、周波数ｆの光、周波数（ｆ+Δf１）の光、周波数（ｆ+Δf２）、及び周波数（ｆ＋Δf１+Δf２）の光が含まれている。
【００５６】
従って、図４の（ｉ）に示すように、連続光Ａと、戻り光Ｈとを合波し、検波した検波信号Ｉには、（ｆ−ｆ）＝０の周波数の信号と、（ｆ+ｆ）＝２ｆの周波数の信号と、（ｆ+Δｆ１−ｆ）＝Δf１の周波数の信号と、（ｆ＋Δf１＋ｆ）＝２ｆ＋Δｆ１の周波数の信号と、（ｆ＋Δｆ２−ｆ）＝Δｆ２の周波数の信号と、（ｆ＋Δｆ２＋ｆ）＝２ｆ＋Δｆ２の周波数の信号と、（ｆ＋Δｆ１＋Δｆ２−ｆ）＝Δｆ１＋Δｆ２の周波数の信号と、（ｆ＋Δｆ１＋Δｆ２＋ｆ）＝２ｆ＋Δｆ１＋Δｆ２の周波数の信号とが含まれている。ここで、周波数０、実際には、０に近い極く低周波の信号は、変調信号を含まない測定光に対する特性、換言すれば、光源１から発生される連続光Ａに対する測定対象の光ファイバ１４の特性を示している。
【００５７】
この検波信号Ｉでは、０、２ｆ、Δf１、（２ｆ+Δf１）、Δf２、（２ｆ+Δf２）、（Δf１+Δf２）、及び（２ｆ+Δf１+Δf２）の周波数の信号がビートを発生している状態である。具体的には、連続光Ａの周波数は、１９３Ｔ（テラ）Ｈｚ程度である。一方、第１の音響光学素子５に出力される変調信号Ｂ２の周波数Δｆ１は、約１００ＭＨｚ程度であり、第２の音響光学素子８に出力される変調信号Ｄ２の周波数Δf２は、約１２０ＭＨｚ程度である。これらの検波信号から０、Δf１、Δf２、及び（Δf１+Δf２）の周波数成分のみが実際には信号処理部１３の４種類のフィルタ１２ａ１〜１２ａ４にそれぞれ入力される。これは、受光器１１ｂの帯域が光の周波数まで伸びていないためである。
【００５８】
各フィルタ１２ａ１〜１２ａ４は、図４の（ｊ）に示すように、受光器１１ｂから出力された検波信号Ｉの中から、周波数０に近い極く低周波成分、Δf１、Δf２、及び（Δf１+Δf２）の成分の電気信号をそれぞれ抽出して、戻り光Ｈの測定データとする。つまり、戻り光Ｈの光強度の測定データには、パルス発生器５、８から発生された変調信号Ｂ２、Ｄ２に対応する４種類の信号成分のみが含まれているので、フィルタ１２ａ１〜１２ａ４を用いることにより、変調信号Ｂ２、Ｄ２によって変調した光を４種類の周波数を有する測定光を光ファイバに入射させた状態に対応する戻り光Ｈの強度データが一度の特性の測定で得られることになる。
【００５９】
そして、各フィルタ１２ａ１〜１２ａ４は、抽出した測定データである周波数成分の電気信号をＡ／Ｄ変換器１３a１〜１３a４に出力する。ここで、フィルタ１２ａ１は、周波数０に近い極く低周波成分を抽出し、抽出した周波数０に近い極く低周波成分をＡ／Ｄ変換器１３ａ１に出力する一方、フィルタ１２ａ２は、周波数Δｆ１の成分を抽出し、抽出した周波数Δｆ１の成分をＡ／Ｄ変換器１３ａ２に出力する。また、フィルタ１２ａ３は、周波数Δｆ２の成分を抽出し、抽出した周波数Δｆ２の成分をＡ／Ｄ変換器１３ａ３に出力する一方、フィルタ１２ａ４は、周波数（Δf１+Δf２）の成分を抽出し、抽出した周波数（Δf１+Δf２）の成分をＡ／Ｄ変換器１３ａ４に出力する。
【００６０】
各Ａ／Ｄ変換器１３ａ１〜１３ａ４は、各フィルタ１２ａ１〜１２ａ４から出力された電気信号をそれぞれ別個にＡ／Ｄ変換し、別個にＡ／Ｄ変換した電気信号をそれぞれ別個に信号処理部１３の並列処理回路１３ｂに出力する。
【００６１】
並列処理回路１３ｂは、各測定データの時間軸のずれを調整した後、Ａ／Ｄ変換器１３ａ１〜１３ａ４から入力された測定データの対数変換を行って、対数変換を行った測定データを波形処理回路１３ｃに出力する。
【００６２】
波形処理回路１３ｃは、並列処理回路１３ｂから入力された１回分の測定データである４つの測定データを加算し、加算した４つの測定データを平均化する処理を行った後、各回数分の測定データを加算して全測定回数分のデータを平均化する処理を行って、光ファイバ１４の特性を得る。
【００６３】
上述したように本実施の形態によれば、単一の光源１から出力された単一周波数の連続光Ａを、第１の音響光学素子５と、第２の音響光学素子８とにより４種類の周波数の連続光Ｅとし、当該連続光Ｅを光スイッチ１０により光パルス列信号Ｇにして測定対象の光ファイバ１４に入射させ、当該入射光Ｇに対する戻り光Ｈを光合分波器１１ａと、受光器１１ｂとにより光へテロダイン検波を行って、当該光ヘテロダイン検波により変換した電気信号から信号抽出部１２と信号処理部１３とにより測定光に対する光ファイバの特性を得るので、４回に分けて行っていた測定を４種類の周波数を用いて一度に行うことが出来ることとなるため、単一の光源を用いて、容易に光ファイバの特性の測定に要する時間を短縮することが出来る。
【００６４】
本実施の形態によれば、音響光学素子を２個用いるだけで、４個の異なる周波数の光を発生する光源を用いた場合と同様の効果を奏することが出来る。
【００６５】
＜変形例＞
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、本実施の形態では、音響光学素子を２個だけ使用していたが、これに限らず、３個、及び４個などといった任意の個数に変更可能である。これにより、音響光学素子を増加させればさせるほど、複数の周波数を用いて単一の周波数の光を発生する単一の光源を用いて別個に行っていた測定を同時に行うことが出来るので、単一の光源を用いて、容易に光ファイバの特性の測定に要する時間をより一層短縮することが出来る。
【００６６】
さらに、上記一実施の形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００６７】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明によれば、単一の光源を用いて容易に光ファイバの特性の測定に要する時間の短縮を可能とする光ファイバ測定装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る光ファイバ測定装置の構成例を示す模式図。
【図２】同実施の形態に係る光ファイバ測定装置の測定対象である光ファイバの構成例を示す模式図。
【図３】同実施の形態に係る光ファイバ測定装置に用いられている音響光学素子の構成例を示す模式図。
【図４】同実施の形態に係る光ファイバ測定装置の動作を説明するための図。
【図５】従来から用いられている光ファイバ測定装置の構成例を示す模式図。
【符号の説明】
１…光源
２…第１の光合分波器
３…タイミング調整回路
４…第１のパルス発生器
５…第１の音響光学素子
６…第２の光合分波器
７…第２のパルス発生器
８…第２の音響光学素子
９…第３の光合分波器
１０…光スイッチ
１１…光へテロダイン検波部
１１ａ…第４の光合分波器
１１ｂ…受光器
１２…信号抽出部
１２ａ１〜１２ａ４…フィルタ
１３…信号処理部
１３ａ１〜１３ａ４…Ａ／Ｄ変換器
１３ｂ…並列処理回路
１３ｃ…波形処理回路
【図１】
0003828828.tif 000002
【図２】
0003828828.tif 000003
【図３】
0003828828.tif 000004
【図４】
0003828828.tif 000005
【図５】
0003828828.tif 000006