(57)【要約】波長可変光源は、予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光を測定対象に出射する。タイミング情報出力部は、上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報を発生する。受光部は、上記測定対象から出射される光を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力する。複数の増幅器は、上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する。信号選択部は、上記複数の増幅器でそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号のうち、所定の測定範囲内にある一つの信号を選択して、上記タイミング情報出力手段からの複数のタイミング情報における該当タイミング情報で定まる波長の光による測定値として出力する。
2002088660.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光を測定対象に出射する波長可変光源と、
上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報を発生するタイミング情報出力手段と、
上記測定対象から出射される光を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力する受光部と、
上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する複数の増幅器と、
上記複数の増幅器でそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号のうち、所定の測定範囲内にある一つの信号を選択して、上記タイミング情報出力手段からの複数のタイミング情報における該当タイミング情報で定まる波長の光による測定値として出力する信号選択部と、
を備える波長特性測定装置。
【請求項２】
上記信号選択部は、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶する複数のデータ保持部と、
上記複数のデータ保持部に記憶された信号のうち、所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する制御部と、
を備える請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項３】
上記タイミング情報出力手段は、前記波長可変光源内に組込まれている請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項４】
上記複数の増幅器は、並列接続された互いに異なる増幅率を有している請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項５】
上記複数の増幅器は、直列接続された互いに同一の増幅率を有している請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項６】
上記信号選択部は、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶する複数のデータ保持部と、
上記複数のデータ保持部に保持された信号を順次切換えて出力する切換回路と、
上記各データ保持部におけるデータ保持期間内において、上記切換回路を切換制御しかつ所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する切換制御部と、
を備える請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項７】
上記信号選択部は、
上記切換回路と上記切換制御部との間に設けられ、上記切換回路によって切換制御される上記所望の測定範囲内にある一つの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と、
上記アナログ／ディジタル変換部によってディジタル信号に変換された上記所望の測定範囲内にある一つの信号を上記切換制御部を介して外部に出力する出力部と、
を備える請求の範囲６に従う波長特性測定装置。
【請求項８】
上記波長可変光源は、
半導体レーザと、
上記半導体レーザの一方面から出力される所定の波長領域内で分布する多数の波長λを有する光が入射され、該光をそれぞれ波長が異なる複数の光に分光する回折格子と、
上記回折格子によって分光された各光のうち特定波長の光を反射して、再度、上記回折格子へ入射させて上記半導体レーザへ帰還させることにより、この光経路で外部共振器を形成する反射鏡と、
上記反射鏡を固定軸に回動自在に支持するアームと、
上記アームを回動駆動するモータと、
上記モータを回転制御するモータ駆動回路と、
波長設定情報ｇに含まれるスタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、…、λＮを波長メモリに書込むと共に、起動指令ｈが入力されると、上記波長メモリに記憶されているスタート波長、ストップ波長を読出して、このスタート波長とストップ波長を指定して上記モータ駆動回路を起動する波長制御部と、
上記モータの回転角度位置に基づいて、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λを監視する波長検出回路と、
上記波長検出回路による監視結果に基づいて、及び上記波長メモリに記憶されている各測波長λ１、λ２、…、λＮに達する毎に、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λがスタート波長からストップ波長に変化する期間内に、Ｎ個のパルス状のタイミング信号を出力するタイミング信号発生部と、
を備える請求の範囲１に従う波長特性測定装置。
【請求項９】
波長可変光源により、予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光を測定対象に出射し、
タイミング情報出力手段により、上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報を発生し、
受光部により、上記測定対象から出射される光を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力し、
複数の増幅器により、上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅し、
信号選択部により、上記複数の増幅器でそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号のうち、所定の測定範囲内にある一つの信号を選択して、上記タイミング情報出力手段からの複数のタイミング情報における該当タイミング情報で定まる波長の光による測定値として出力する、
を備える波長特性測定方法。
【請求項１０】
上記信号選択部による信号選択は、
複数のデータ保持部により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
制御部により、上記複数のデータ保持部に記憶された信号のうち、所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する、
を備える請求の範囲９に従う波長特性測定方法。
【請求項１１】
上記信号選択部による信号選択は、
複数のデータ保持部により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
切換回路により、上記複数のデータ保持部に保持された信号を順次切換えて出力し、
切換制御部により、上記各データ保持部におけるデータ保持期間内において、上記切換回路を切換制御しかつ所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する、
を備える請求の範囲９に従う波長特性測定方法。
【請求項１２】
上記波長可変光源から、一つのタイミング信号を入力し、
上記複数の増幅器のうち、前回最終に切換接続した一つの増幅器に対応する上記データ保持部を上記切換回路を指定して切換接続した一つの上記データ保持部の信号値を読取り、
読取った信号値が、前述した測定範囲を下回わらいことを判定すると共に、上記読取った信号値が、前述した測定範囲を上回らないことを判定することにより、信号値が測定範囲内に位置していることを判定し、
上記読取った信号値を、この信号値を出力した増幅器の増幅率αで除算して、該当信号に対する測定値に換算し、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長に対する測定値として、上記出力部へ送出する、
をさらに備える請求の範囲１０に従う波長特性測定方法。
【請求項１３】
上記読取った信号値が、前述した測定範囲を下回わった場合、この信号値を出力した増幅器の増幅率が最大増幅率でないことを確認して一段上の増幅率の増幅器に対応するデータ保持部に対する切換接続指令を上記切換回路へ送出し、
切換後の信号値を読取り、この信号値を出力した増幅器の増幅率が既に最大増幅率の場合、この信号値をそのまま採用し、該当信号を測定値に換算し、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長に対する測定値として、上記出力部へ送出する、
をさらに備える請求の範囲１１に従う波長特性測定方法。
【請求項１４】
上記読取った信号値が、前述した測定範囲を上回った場合、この信号値を出力した増幅器の増幅率が最小増幅率でないことを確認して一段下の増幅率の増幅器に対応するデータ保持部に対する切換接続指令を上記切換回路へ送出し、
切換後の信号値を読取り、この信号値を出力した増幅器の増幅率が既に最小増幅率の場合、この信号値をそのまま採用して該当信号を測定値に換算する、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長に対する測定値として、上記出力部へ送出する、
をさらに備える請求の範囲１２に従う波長特性測定方法。
【請求項１５】
予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光を測定対象に出射する波長可変光源と、
上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報を発生するタイミング情報出力手段と、
上記測定対象から出射される光を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力する受光部と、
上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する複数の増幅器と、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、それぞれ、予め設定されている各増幅器に対応する測定範囲の上限値と下限値に基づいて比較することにより、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値内であれば接続を示す切換信号を出力すると共に、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値外であれば非接続を示す切換信号を出力する複数の比較器と、
上記複数の比較器からの切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶するデータ保持／切換回路部と、
上記複数の比較器からの切換信号に基づいて、上記データ保持／切換回路部に記憶された信号のうち、上記切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を所望の測定範囲内にある一つの信号として選択する制御部と、
を備える波長特性測定装置。
【請求項１６】
上記タイミング情報出力手段は、前記波長可変光源内に組込まれている請求の範囲１５に従う波長特性測定装置。
【請求項１７】
上記データ保持／切換回路部と上記制御部との間に設けられ、上記データ保持／切換回路部によって切換制御される上記所望の測定範囲内にある一つの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部と、
上記アナログ／ディジタル変換部によってディジタル信号に変換された上記所望の測定範囲内にある一つの信号を上記制御部を介して外部に出力する出力部と、
を備える請求の範囲１５に従う波長特性測定装置。
【請求項１８】
上記波長可変光源は、
半導体レーザと、
上記半導体レーザの一方面から出力される所定の波長領域内で分布する多数の波長λを有する光が入射され、該光をそれぞれ波長が異なる複数の光に分光する回折格子と、
上記回折格子によって分光された各光のうち特定波長の光）を反射して、再度、上記回折格子へ入射させて上記半導体レーザへ帰還させることにより、この光経路で外部共振器を形成する反射鏡と、
上記反射鏡を固定軸に回動自在に支持するアームと、
上記アームを回動駆動するモータと、
上記モータを回転制御するモータ駆動回路と、
波長設定情報ｇに含まれるスタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、…、λＮを波長メモリに書込むと共に、起動指令ｈが入力されると、上記波長メモリに記憶されているスタート波長、ストップ波長を読出して、このスタート波長とストップ波長を指定して上記モータ駆動回路を起動する波長制御部と、
上記モータの回転角度位置に基づいて、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λを監視する波長検出回路と、
上記波長検出回路による監視結果に基づいて、及び上記波長メモリに記憶されている各測波長λ１、λ２、…λＮに達する毎に、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λがスタート波長からストップ波長に変化する期間内に、Ｎ個のパルス状のタイミング信号を出力するタイミング信号発生部と、
を備える請求の範囲１５に従う波長特性測定装置。
【請求項１９】
波長可変光源により、予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光を測定対象に出射し、
タイミング情報出力手段により、上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報を発生し、
受光部により、上記測定対象から出射される光を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力し、
複数の増幅器により、上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅し、
複数の比較器により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、それぞれ、予め設定されている各増幅器に対応する測定範囲の上限値と下限値に基づいて比較することにより、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値内であれば接続を示す切換信号を出力すると共に、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値外であれば非接続を示す切換信号を出力し、
データ保持／切換回路部により、上記複数の比較器からの切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
制御部により、上記複数の比較器からの切換信号に基づいて、上記データ保持／切換回路部に記憶された信号のうち、上記切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を所望の測定範囲内にある一つの信号として選択する、
を備える波長特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は波長特性測定装置及び方法に係り、特に、波長可変光源を用いて測定対象に対して波長が連続的に変化する光を入射して、この測定対象から出射される各波長の光強度を測定することによって、測定対象の波長特性を測定する波長特性測定装置及び方法に関する。
背景技術
近時、光通信システムにおいて、光信号を効率的に送信するために、一つの光信号路に対して波長が異なる複数の光信号を信号合成して詰め込む波長分割多重（ＷＤＭ）通信方式の採用が実用化されている。
したがって、光通信システムに組込まれた測定対象としての光ファイバ、光増幅器、光分岐器等の各光学部材の波長特性を高い精度で測定する必要がある。
図９は、このような光学部材の波長特性を測定する従来の波長特性測定装置の構成を示すブロック図である。
すなわち、図９に示すように、波長可変光源１から出射された例えばレーザ光からなる光ａは、前述した光ファイバ、光増幅器、光分岐器等の光学部材からなる測定対象２へ入射される。
そして、測定対象２から出射された光ｂは、光パワーメータ３へ入射される。
この光パワーメータ３は、入力された光ｂの光強度を測定して測定値ｃとして測定制御部４へ送出する。
図１０は、図９の可変波長光源１の概略構成を示すブロック図である。
すなわち、図１０に示すように、半導体レーザ５の一方面から出力される所定の波長領域内で分布する多数の波長λを有する光ａ１は回折格子６へ入射して、それぞれ波長が異なる複数の光に分光される。
この回折格子６によって分光された各光のうち特定波長の光ａ２が反射鏡７で反射されて、再度、回折格子６へ入射される。
この反射鏡７は、アーム８を介して固定軸９に回動自在に支持されている。
さらに、このアーム８は、モータ１０によって回動制御される。
このモータ１０は、モータ駆動回路１１によって回転制御される。
したがって、モータ駆動回路１１でモータ１０を回転させることによって、反射鏡７の回折格子６に対する姿勢角、及び反射鏡７と回折格子６との間の距離を制御することができる。
このことは、回折格子６で回折された光のうち指定した特定波長λ２の光を、再度、回折格子６へ入射して、半導体レーザ５へ帰還させることが可能となる。
さらに、この波長選択動作に連動して、反射鏡７から回折格子６を介した半導体レーザ５までの距離が変化する。
したがって、反射鏡７から回折格子６を介した半導体レーザ５までの光経路で外部共振器が形成され、指定した特定波長λ２の光の光強度を他の波長の光強度に比較して桁違いに大きくすることができる。
すなわち、この可変波長光源１では、モータ１０を回転することにより、半導体レーザ５の他方面から出力される、この波長可変光源１からの出力光としての光ａの波長λを任意に制御することができる。
この場合、モータ１０の基準位置からの回転量（回転角度）と、この波長可変光源１から出射される光ａの波長λとは、１対１で対応している。
したがって、測定制御部４からモータ駆動回路１１に波長λを指定するのみで、波長可変光源１から指定された波長λを有する光ａが出力される。
図１２は、測定制御部４による被測定対象２に対する波長特性の測定処理の手順を説明するために示すフローチャートである。
すなわち、測定制御部４は、この図１２に示すフローチャートに従って、被測定対象２に対する波長特性の測定処理を実施する。
先ず、測定制御部４は、被測定対象２に対する測定波長λ１、λ２、…、λＮを設定する（ステップＳ１）。
次に、測定制御部４は、ステップＳ２にて、測定波長λｎの初期化を行う（ｎ＝１）。
次に、測定制御部４は、波長可変光源１に対して測定波長λｎを指示する（ステップＳ３）。
そして、測定制御部４は、波長可変光源１から該当測定波長λｎ設定完了通知を受領すると（ステップＳ４）、光パワーメータ３へ測定指令を送出する（ステップＳ５）。
次に、測定制御部４は、光パワーメータ３から該当波長λｎに対する測定値ｃｎを受信すると（ステップＳ６）、この受信した測定値ｃｎに対するデータ処理を実施する（ステップＳ７）。
一つの測定波長λｎに対する光パワーの測定値ｃｎの測定処理が終了すると、測定制御部４は、ステップＳ８にて、測定波長λｎをインクリメントする（ｎ＝ｎ＋１）。
そして、測定制御部４は、ステップＳ３へ戻り、インクリメント後の測定波長λｎに対する光パワーの測定処理を開始する。
次に、測定制御部４は、ステップＳ９にて、測定波長λｎが最終の測定波長λＮを越えると、測定対象２に対する測定処理を終了して、図１１に示す、波長特性を編集して出力する。
しかしながら、図９乃至図１２に示したような構成と機能を備えた従来の波長特性測定装置においても、まだ、次のような解決すべき課題を有しててる。
すなわち、従来の波長特性測定装置に用いられる波長可変光源１においては、出射される光ａの波長λはモータ１０で反射鏡７の位置及び姿勢角を機械的に移動させるようにしている。
したがって、この場合、目的の位置及び姿勢角に移動したことをモータ１０の回転量（回転角度）の実績値で確認する必要がある。
このため、測定制御部４は、測定波長λｎが変更になる都度、波長可変光源１に対して、測定波長λｎの指定と測定波長λｎの確認とをソフトウェア的に実施する必要がある。
ここで、バックラッシュ等のモータに特有の現象のため、正確な位置制御には多大な時間を要する。
さらに、測定制御部４は、光パワーメータ３に対して、その都度、測定指令と測定値ｃｎとの取込を実施する必要がある。
よって、従来の波長特性測定装置では、前述したモータ１０のバックラッシュ等の影響もあって、一つの測定対象２に対する図１１に示す波長特性を測定するのに多大の時間（例えば、５００ｍｓ／ｐｔｓ）を必要とする。
また、従来の波長特性測定装置では、測定対象２から出射される光ｂの光強度（光パワー）の測定精度を向上させるために、光パワーメータ３を図１３に示すように、受光部１２と可変増幅器１３とで構成する場合がある。
すなわち、従来の波長特性測定装置では、図１３に示すように、受光部１２から出力される電気信号に変換された光ｂの信号ｅは非常に広いレベル範囲で変化する。
このような信号ｅを固定の増幅率を有する増幅器を用いて増幅したとすると、通常の増幅器では広い入力範囲に対して出力の線形性を保つのが困難であるため、通常の増幅器では出力の線形性が悪化してしまう。
このような増幅器の線形性の悪化が、光強度測定の精度に悪影響を与えてしまうことになる。
さらに、信号ｅを増幅する増幅器からの出力をアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器によってディジタル信号に変換する際、Ａ／Ｄ変換器の入力範囲を広くすると、変換後のディジタル信号の分解能を悪化させることになる。
この問題を避けるために、可変増幅器１３を用いて、その信号レベルに応じた増幅率αで増幅する必要がある。
この可変増幅器１３における増幅率αの設定は、演算増幅器１４の入出力端に対して並列に接続されたそれぞれ抵抗１５とスイッチ１６とからなる複数の帰還回路のなかの一つの帰還回路を外部から選択することによって実行される。
したがって、従来の波長特性測定装置では、この可変増幅器１３から出力される増幅後の信号値を検出して、この増幅後の信号値が最適レベルになるように、最適の帰還回路を選択する制御回路が別途必要となる。
さらに、この演算増幅器１４に接続する帰還回路を変更してから、増幅率αが所定値に落着くまでに所定の時間を必要とし、この間は測定を実施できないので、従来の波長特性測定装置では、さらに、測定能率が低下する。
発明の開示
本発明の目的は、このような事情に鑑みてなされたものであり、出射光の波長を連続的に可変する機能を有する可変波長光源から出力される光において予め指定された測定波長への変化に同期するタイミング情報を採用し、かつ複数の増幅器を採用することにより、測定対象に対して、広い測定ダイナミックレンジを維持した状態で、効率的に波長特性を測定することができる波長特性測定装置及び方法を提供することにある。
このような波長特性測定装置及び方法によれば、モータによる制御で波長を可変させる波長可変光源においては、出射光の波長を逐次設定するよりも、連続的に可変させた方が、バックラッシュ等の影響がないため、高速に出射光の波長を可変することができるので、それだけ短時間（例えば、従来比で約１／５００の１ｍｓ／ｐｔｓ）で波長特性を測定することができる。
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様によると、
予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光（ａ）を測定対象（２）に出射する波長可変光源（２２）と、
上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報（１）を発生するタイミング情報出力手段（２７、２８）と、
上記測定対象から出射される光（ｂ）を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力する受光部（２９）と、
上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する複数の増幅器（３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅ、３９ｂ、３９ｃ、…、３９ｅ）と、
上記複数の増幅器でそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号のうち、所定の測定範囲内にある一つの信号を選択して、上記タイミング情報出力手段からの複数のタイミング情報における該当タイミング情報で定まる波長の光による測定値として出力する信号選択部（３３、３５）、
を備える波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第２の態様によると、
上記信号選択部は、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶する複数のデータ保持部（３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅ）と、
上記複数のデータ保持部に記憶された信号（ｄ）のうち、所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する制御部（２１）と、
を備える第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第３の態様によると、
上記タイミング情報出力手段は、前記波長可変光源内に組込まれている第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第４の態様によると、
上記複数の増幅器は、並列接続された互いに異なる増幅率を有している第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第５の態様によると、
上記複数の増幅器は、直列接続された互いに同一の増幅率を有している第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第６の態様によると、
上記信号選択部は、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶する複数のデータ保持部（３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅ）と、
上記複数のデータ保持部に保持された信号（ｄ）を順次切換えて出力する切換回路（３３）と、
上記各データ保持部におけるデータ保持期間（Ｔ）内において、上記切換回路を切換制御しかつ所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する切換制御部（３５）と、
を備える第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第７の態様によると、
上記信号選択部は、
上記切換回路と上記切換制御部との間に設けられ、上記切換回路によって切換制御される上記所望の測定範囲内にある一つの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部（３４）と、
上記アナログ／ディジタル変換部によってディジタル信号に変換された上記所望の測定範囲内にある一つの信号を上記切換制御部を介して外部に出力する出力部（３８）と、
を備える第６の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第８の態様によると、
上記波長可変光源は、
半導体レーザ（５）と、
上記半導体レーザの一方面から出力される所定の波長領域内で分布する多数の波長λを有する光（ａ１）が入射され、該光をそれぞれ波長が異なる複数の光に分光する回折格子（６）と、
上記回折格子によって分光された各光のうち特定波長の光（ａ２）を反射して、再度、上記回折格子へ入射させて上記半導体レーザへ帰還させることにより、この光経路で外部共振器を形成する反射鏡（７）と、
上記反射鏡を固定軸（９）に回動自在に支持するアーム（８）と、
上記アームを回動駆動するモータ（１０）と、
上記モータを回転制御するモータ駆動回路（２５）と、
波長設定情報ｇに含まれるスタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、…、λＮを波長メモリ（２６）に書込むと共に、起動指令ｈが入力されると、上記波長メモリに記憶されているスタート波長、ストップ波長を読出して、このスタート波長とストップ波長を指定して上記モータ駆動回路を起動する波長制御部（２４）と、
上記モータの回転角度位置に基づいて、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λを監視する波長検出回路（２７）と、
上記波長検出回路による監視結果に基づいて、及び上記波長メモリに記憶されている各測波長λ１、λ２、…、λＮに達する毎に、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λがスタート波長からストップ波長に変化する期間内に、Ｎ個のパルス状のタイミング信号ｉを出力するタイミング信号発生部（２８）と、
を備える第１の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第９の態様によると、
波長可変光源（２２）により、予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光（ａ）を測定対象（２）に出射し、
タイミング情報出力手段（２７，２８）により、上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報（ｉ）を発生し、
受光部（２９）により、上記測定対象から出射される光（ｂ）を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力し、
複数の増幅器（３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅ、３９ｂ、３９ｃ、…、３９ｅ）により、上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅し、
信号選択部（３３、３５）により、上記複数の増幅器でそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号のうち、所定の測定範囲内にある一つの信号を選択して、上記タイミング情報出力手段からの複数のタイミング情報における該当タイミング情報で定まる波長の光による測定値として出力する、
を備える波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１０の態様によると、
上記信号選択部（３３、３５）による信号選択は、
複数のデータ保持部（３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅ）により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
制御部（２１）により、上記複数のデータ保持部に記憶された信号（ｄ）のうち、所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する、
を備える第９の態様に従う波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１１の態様によると、
上記信号選択部（３３、３５）による信号選択は、
複数のデータ保持部（３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅ）により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
切換回路（３３）により、上記複数のデータ保持部に保持された信号（ｄ）を順次切換えて出力し、
切換制御部（３５）により、上記各データ保持部におけるデータ保持期間（Ｔ）内において、上記切換回路を切換制御しかつ所望の測定範囲内にある一つの信号を選択する、
を備える第９の態様に従う波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１２の態様によると、
上記波長可変光源（２２）から、一つのタイミング信号（ｉ）を入力し、
上記複数の増幅器のうち、前回最終に切換接続した一つの増幅器に対応する上記データ保持部を上記切換回路を指定して切換接続した一つの上記データ保持部の信号値（ｄ）を読取り、
読取った信号値が、前述した測定範囲を下回わらいことを判定すると共に、上記読取った信号値が、前述した測定範囲を上回らないことを判定することにより、信号値が測定範囲内に位置していることを判定し、
上記読取った信号値を、この信号値を出力した増幅器の増幅率αで除算して、該当信号（ｅ）に対する測定値（Ｄ）に換算し、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長λに対する測定値Ｄとして、上記出力部へ送出する、
をさらに備える第１０の態様に従う波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１３の態様によると、
上記読取った信号値が、前述した測定範囲を下回わった場合、この信号値を出力した増幅器の増幅率αが最大増幅率でないことを確認して一段上の増幅率の増幅器に対応するデータ保持部に対する切換接続指令を上記切換回路へ送出し、
切換後の信号値を読取り、この信号値を出力した増幅器の増幅率が既に最大増幅率の場合、この信号値をそのまま採用し、該当信号ｅを測定値Ｄに換算し、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長λに対する測定値Ｄとして、上記出力部へ送出する、
をさらに備える第１１の態様に従う波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１４の態様によると、
上記読取った信号値が、前述した測定範囲を上回った場合、この信号値ｄを出力した増幅器の増幅率が最小増幅率でないことを確認して一段下の増幅率の増幅器に対応するデータ保持部に対する切換接続指令を上記切換回路へ送出し、
切換後の信号値を読取り、この信号値を出力した増幅器の増幅率が既に最小増幅率の場合、この信号値をそのまま採用して該当信号ｅを測定値Ｄに換算する、
換算後の測定値を、タイミング信号の出力順番で定まる該当測定波長λに対する測定値Ｄとして、上記出力部へ送出する、
をさらに備える第１２の態様に従う波長特性測定方法が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１５の態様によると、
予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光（ａ）を測定対象（２）に出射する波長可変光源（２２）と、
上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報（ｉ）を発生するタイミング情報出力手段（２７、２８）と、
上記測定対象から出射される光（ｂ）を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力する受光部（２９）と、
上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅する複数の増幅器（４０ｂ、４０ｃ、…、４０ｅ）と、
上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、それぞれ、予め設定されている各増幅器に対応する測定範囲の上限値と下限値に基づいて比較することにより、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値内であれば接続を示す切換信号を出力すると共に、上記各増幅器からの信号が上記上限値と下限値外であれば非接続を示す切換信号を出力する複数の比較器（４１ａ、４１ｂ、…、４１ｅ）と、
上記複数の比較器からの切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶するデータ保持／切換回路部（３３）と、
上記複数の比較器からの切換信号に基づいて、上記データ保持／切換回路部に記憶された信号（ｄ）のうち、上記切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を所望の測定範囲内にある一つの信号として選択する制御部（３５）と、
を備える波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１６の態様によると、
上記タイミング情報出力手段は、前記波長可変光源内に組込まれている第１５の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１７の態様によると、
上記上記データ保持／切換回路部と上記制御部との間に設けられ、上記データ保持／切換回路部によって切換制御される上記所望の測定範囲内にある一つの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するアナログ／ディジタル変換部（３４）と、
上記アナログ／ディジタル変換部によってディジタル信号に変換された上記所望の測定範囲内にある一つの信号を上記制御部を介して外部に出力する出力部（３８）と、
を備える第１５の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１８の態様によると、
上記波長可変光源は、
半導体レーザ（５）と、
上記半導体レーザの一方面から出力される所定の波長領域内で分布する多数の波長λを有する光（ａ１）が入射され、該光をそれぞれ波長が異なる複数の光に分光する回折格子（６）と、
上記回折格子によって分光された各光のうち特定波長の光（ａ２）を反射して、再度、上記回折格子へ入射させて上記半導体レーザへ帰還させることにより、この光経路で外部共振器を形成する反射鏡（７）と、
上記反射鏡を固定軸（９）に回動自在に支持するアーム（８）と、
上記アームを回動駆動するモータ（１０）と、
上記モータを回転制御するモータ駆動回路（２５）と、
波長設定情報ｇに含まれるスタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、…、λＮを波長メモリ（２６）に書込むと共に、起動指令ｈが入力されると、上記波長メモリに記憶されているスタート波長、ストップ波長を読出して、このスタート波長とストップ波長を指定して上記モータ駆動回路を起動する波長制御部（２４）と、
上記モータの回転角度位置に基づいて、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λを監視する波長検出回路（２７）と、
上記波長検出回路による監視結果に基づいて、及び上記波長メモリに記憶されている各測波長λ１、λ２、…、λＮに達する毎に、上記波長可変光源から出射される光ａの波長λがスタート波長からストップ波長に変化する期間内に、Ｎ個のパルス状のタイミング信号ｉを出力するタイミング信号発生部（２８）と、
を備える第１５の態様に従う波長特性測定装置が提供される。
上記目的を達成するために、本発明の第１９の態様によると、
波長可変光源（２２）により、予め設定されたスタート波長からストップ波長までの波長が連続的に変化する光（ａ）を測定対象（２）に出射し、
タイミング情報出力手段（２７、２８）により、上記波長可変光源から出射される光のスタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を所定のステップで区切った複数の波長のそれぞれの光の出射タイミングを示す複数のタイミング情報（ｉ）を発生し、
受光部（２９）により、上記測定対象から出射される光（ｂ）を受光して、受光した光の測定値を表す信号を出力し、
複数の増幅器（４０ａ、４０ｂ、…、４０ｅ）により、上記受光部から出力された信号を受けて、この信号をそれぞれ所定の増幅率で増幅し、
複数の比較器（４１ａ、４１ｂ、…、４１ｅ）により、上記複数の増幅器によってそれぞれ所定の増幅率で増幅された信号を、それぞれ、予め設定されている各増幅器に対応する測定範囲の上限値と下限値に基づいて比較することにより、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値内であれば接続を示す切換信号を出力すると共に、上記各増幅器からの出力信号が上記上限値と下限値外であれば非接続を示す切換信号を出力し、
データ保持／切換回路部（３３）により、上記複数の比較器からの切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶し、
制御部（３５）により、上記複数の比較器からの切換信号に基づいて、上記データ保持／切換回路部に記憶された出力信号（ｄ）のうち、上記切換信号によって決定される複数の増幅器のうちの対応する増幅器からの出力信号を所望の測定範囲内にある一つの信号として選択する、
を備える波長特性測定方法が提供される。
以上のように構成及び機能を有する波長特性測定装置及びにおいては、波長可変光源から波長が連続して変化する光が出射される。
そして、タイミング情報出力手段から、波長可変光源から出射される光における各測定波長への変化時刻を示すタイミング情報が出力される。
したがって、測定制御部は、測定波長を変更するための制御信号をその都度、波長可変光源へ送信する必要はない。
また、受光部から出力された光強度に対応する信号を増幅する複数の増幅器が設けられている。
各増幅器から出力される各信号は、結果としてそれぞれ異なる増幅率で増幅される。
したがって、異なる増幅率で増幅された複数の信号が同時に得られるので、従来装置のように、増幅率αを順番に切換えていく必要がないので、測定作業能率を向上することができる。
さらに、増幅された各信号はそれぞれデータ保持部で、一つの測定波長への変更時刻から次の測定波長への変更時刻まで記憶保持されるので、この記憶保持期間内に、最適の増幅率の信号を選択して測定制御部へ送出される。
したがって、測定制御部は、各測地波長の指示、及び各測定波長に対する信号の測定指示を出力する必要がないので、波長特性装置全体の測定対象に対する波長特性の測定作業能率を向上することができる。
また、別の態様においては、タイミング情報出力手段は、波長可変光源内に組込まれている。
これによって、波長可変光源は波長が連続して変化する光を出力するとともに、予め設定した測定波長に変化する毎にタイミング情報を出力する。
なお、本発明において、データ保持部は、波長可変光源が出射光の波長を連続に変化させているために、切換え制御部もしくは制御部がタイミング信号の取得後、実際に、Ａ／Ｄ変換器を介して測定データを取得するまでの期間に、波長可変光源からの出射光の波長が変化してしまうのを避ける目的で設けられているものである。
したがって、波長可変光源からの出射光の波食が変化しない時間内で、切換え制御部もしくは制御部での上述した処理が行われるのであれば、このデータ保持部は不要となる。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の各実施の形態を図面を用いて説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係わる波長特性測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図２は、この波長特性測定装置内に組込まれている波長可変光源の概略構成を示すブロック図である。
る。
なお、図１及び図２において、図８及び図９に示した従来の波長特性測定装置及び波長可変光源と同一部分には、同一符号を付して重複する部分の詳細説明を省略する。
すなわち、図１に示すように、本発明の第１実施形態に係わる波長特性測定装置では、コンピュータ等の情報処理装置からなる測定制御部２１により、波長可変光源２２に対して、スタート波長、ストップ波長、及びスタート波長とストップ波長との間を（Ｎ−１）個のステップで分割した場合におけるＮ個の測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮからなる波長が一致した情報ｇ、及び起動指令ｈとが送出される。
そして、波長可変光源２２から出射された波長λが連続的に変化する光ａは、測定対象２へ入射される。
この測定対象２から出射された光ｂは、光パワーメータ２３へ入射される。
また、波長可変光源２２からは、前記光ａと同時に、この光ａの波長λが上述した各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮへ変更（達する）毎に、この変化時刻を示すタイミング情報としてのパルス状のタイミング信号ｉが光パワーメータ２３へ送出される。
この光パワーメータ２３は、入力された光ｂの光強度を測定して、各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対応する各測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮを測定制御部２１へ送出する。
この測定制御部２１は、入力された各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対応する各測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮをデータ整理して、測定対象２に対する図１１に示したような波長特性を編集して出力する。
次に、上述した各部の詳細を順番に説明する。
図２は、波長可変光源２２の概略構成を示す図である。
なお、図２において、半導体レーザ５、回折格子６、反射鏡７、及びモータ１０を用いて、この波長可変光源２２から任意の波長λを有する光ａが出力される動作原理は、図１０に示したような従来の波長可変光源１の場合と同じであるので、ここではそれらの説明を省略する。
この波長可変光源２２内には、波長制御部２４、モータ駆動回路２５、波長メモリ２６、波長検出回路２７、タイミング信号発生部２８が設けられている。
また、波長可変光源２２は、測定制御部２１から受信される波長が一致した情報ｇに含まれるスタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮを波長メモリ２６へ書込む。
さらに、この波長可変光源２４は、測定制御部２１から起動指令ｈが入力されると、波長メモリ２６に記憶されているスタート波長、ストップ波長を読出して、この読出したスタート波長とストップ波長を指定してモータ駆動回路２５を起動する。
モータ駆動回路２５は、モータ１０を、スタート波長に対応する回転角度位置からストップ波長に対応する回転角度位置まで、連続回転させる。
したがって、この波長可変光源２２からは、波長λがスタート波長からストップ波長まで連続的に変化する光ａが出射される。
前述したように、モータ１０の回転角度位置と出射される光ａの波長λとは１対１で対応する。
そして、波長検出回路２７は、常時モータ１０の回転角度位置から出射される光ａの波長λを監視して、タイミング信号発生部２８へ送出する。
このタイミング信号発生部２８は、光ａの波長λが、波長メモリ２６に記憶されている各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに達する毎に、パルス状のタイミング信号ｉを出力する。
したがって、図３に示すように、この波長可変光源２２から出射される光ａの波長λがスタート波長からストップ波長まで変化する期間内に、タイミング信号発生部２８からは、Ｎ個のタイミング信号ｉが出力される。
そして、このタイミング信号発生部２８から各タイミング信号ｉが出力される間隔（時間）Ｔは、モータ１０の回転速度及び測定波長数Ｎに応じて定まる。
図４は、光パワーメータ２３の概略構成を示すブロック図である。
すなわち、図４に示すように、測定対象２から出射された光ｂは、この光パワーメータ２３内の受光部２９へ入射されることにより、光強度に対応した電気信号に変換される。
この電気信号は、前置増幅器３０で所定レベルまで増幅されたのち、新たな信号ｅとして、並列接続された各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅへ入力される。
各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅは、それぞれ、増幅率αが、１、１０、１００、１０００、１００００に設定されている。
各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅは、自己に設定された増幅率αで入力された信号ｅを増幅して、自己に接続されたデータ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅへ送出する。
一方、波長可変光源２２から入力されたタイミング信号ｉは、切換スイッチ３６を介して、切換制御部３５及び各データ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅへ印加される。
なお、測定タイミング発生部３７は、測定者が任意の測定波長を指定して、マニュアル操作で測定を実施する場合に、測定タイミング信号ｉ１を出力する。
したがって、通常の自動測定の場合においては、切換スイッチ３６は、波長可変光源２２から入力されたタイミング信号ｉ側に設定されている。
各データ保存部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅは、各タイミング信号ｉが入力する毎に、各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅから印加されている増幅後の各信号の信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５を取込んで、次のタイミング信号ｉが入力するまで記憶保持する。
図３に示すように、各タイミング信号ｉの時間間隔はＴであるので、各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５は時間Ｔだけ記憶保持される。
各データ保存部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅで時間Ｔだけ記憶保持される各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５は、切換回路３３へ入力される。
この切換回路３３は、切換制御部３５からの切換信号ｊが指定する一つのデータ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅをＡ／Ｄ変換器３４へ切換接続する。
したがって、切換回路３３で切換接続された一つのデータ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のみがアナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換器３４でアナログ信号からディジタル信号に変換されて切換制御部３５へ送出される。
この切換制御部３５は、各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のうちの所望の測定範囲にある一つの最適の信号値を選択して、選択した信号を出力している増幅器の増幅率αで信号値を換算して、各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対する測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮとして出力部３８を介して測定制御部２１へ送出する。
したがって、切換回路３３及び切換制御部３５は信号選択部を構成する。
ここで、前置増幅器３０から出力された増幅前の信号ｅの信号レベルと、採用する増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの関係を図５Ａ乃至Ｄを用いて説明する。
図５Ａは、各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの入力可能信号レベルを示す図である。
各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅに入力可能な信号ｅの信号レベルの最大値が異なる。
例えば、増幅率αが１の増幅器３１ａは、基準レベルＡに対して１００００倍の信号レベルまで入力可能である。
逆に、増幅率αが１００００の増幅器３１ｅは、基準レベルＡに対して１倍の信号レベルのみしか入力できない。
さらに、増幅率αが１０の増幅器３１ｂは、基準レベルＡに対して１０００倍の信号レベルまで入力可能である。
各増幅器へ入力される信号ｅの信号レベルが、該当増幅器の入力可能レベル範囲内において過渡に上限に近かったり、下限に近いと、増幅結果に含まれる誤差が増大する懸念がある。
したがって、図５Ｂに示すように、増幅率αがそれぞれ異なる増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの出力値の最大値Ｍに対して、上限０．９５Ｍから下限０．０５Ｍまでの間を測定範囲と定義する。
そして、図５Ｃに示すように、増幅後の信号値ｄが測定範囲を下回る場合は、１段増幅率αの高い増幅器で増幅された信号値ｄを採用する。
逆に、図５Ｄに示すように、増幅後の信号値ｄが測定範囲を上回る場合は、１段増幅率αの低い増幅器で増幅された信号値ｄを採用する。
そして、切換制御部３５は、図６に示すフローチャートに従って、測定値取出処理を実施する。
まず、切換制御部３５は、波長可変光源２２から、一つのタイミング信号ｉが入力されると（ステップＱ１）、前回最終に切換接続した一つの増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅのデータ保持部３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅを切換回路３３へ指定する（ステップＱ２）。
次に、切換制御部３５は、切換接続した一つのデータ保持部３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅの信号値ｄを読取る（ステップＱ３）。
そして、この読取った信号値ｄが、前述した測定範囲を下回わらなく（ステップＱ４）、かつ測定範囲を上回らない場合には（ステップＱ５）、切換制御部３５は、図５Ｂに示すように、信号値ｄが測定範囲内に位置しているものと判定する。
この場合、切換制御部３５は、読取った信号値ｄを、この信号値ｄを出力した増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅの増幅率αで除算して、該当信号ｅに対する測定値Ｄに換算する（ステップＱ６）。
そして、切換制御部３５は、この換算後の測定値Ｄを、タイミング信号ｉの出力順番で定まる該当測定波長λに対する測定値Ｄとして、出力部３８を介して、測定制御部２１へ送出する（ステップＱ７）。
以上で、今回入力したタイミング信号ｉに対する測定値Ｄの取出処理が終了したので、切換制御部３５は、ステップＱ１の処理へ戻り、次のタイミング信号ｉが入力されるまで待機する。
また、切換制御部３５は、ステップＱ４にて、読取った信号値ｄが、図５Ｃに示すように、前述した測定範囲を下回わった場合、この信号値ｄを出力した増幅器３１ａ〜３１ｅの増幅率αが最大増幅率でないことを確認し（ステップＱ８）、一段上の増幅率αの増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅに対応するデータ保持部３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅに対する切換接続指令を切換回路３３へ送出する（ステップＱ９）。
このあと、切換制御部３５は、ステップＱ３の処理へ戻り、切換後の信号値ｄを読取る。
なお、切換制御部３５は、この信号値ｄを出力した増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅの増幅率αが既に最大増幅率の場合（ステップＱ８）、これ以上増幅率αを上昇できないので、この信号値ｄをそのまま採用する。
そして、切換制御部３５は、ステップＱ６の処理へ進み、該当信号ｅを測定値Ｄに換算する（ステップＱ６）。
さらに、切換制御部３５は、ステップＱ５にて、読取った信号値ｄが、図５Ｄに示すように、前述した測定範囲を上回った場合、この信号値ｄを出力した増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅの増幅率αが最小増幅率でないことを確認し（ステップＱ１０）、一段下の増幅率αの増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅに対応するデータ保持部３２ａ、３２ｂ、…、３２ｅに対する切換接続指令を切換回路３３へ送出する（ステップＱ１１）。
このあと、切換制御部３５は、ステップＱ３の処理へ戻り、切換後の信号値ｄを読取る。
なお、切換制御部３５は、この信号値ｄを出力した増幅器３１ａ、３１ｂ、…、３１ｅの増幅率αが既に最小増幅率の場合、これ以上増幅率αを低下できないので、この信号値ｄをそのまま採用する。
そして、切換制御部３５は、ステップＱ６の処理へ進み、該当信号ｅを測定値Ｄに換算する（ステップＱ６）。
なお、図６に示す１回のタイミング信号ｉが入力してから、該当測定波長λに対する測定値Ｄの取出処理は、次のタイミング信号ｉが入力される時間Ｔ内に十分余裕を持って終了する。
このように、図４に示す光パワーメータ２３は、波長可変光源２２からタイミング信号ｉの入力に同期して、各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対する測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮとして測定制御部２１へ送出する。
測定制御部２１は、自己が波長可変光源２２へ設定した各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮを把握しているので、入力された各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対応する各測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮをデータ整理して、測定対象２に対する図１１に示したような波長特性を編集して出力する。
このように構成された第１の実施の形態の波長特性測定装置においては、測定制御部２１は、測定開始前に、波長可変光源２２に対して、スタート波長、ストップ波長、及びＮ個の測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮからなる波長に一致情報ｇを設定しておく。
その後、測定制御部２１から波長可変光源２２に対して起動指令ｈが送出される。
その結果、波長可変光源２２から、波長λがスタート波長からストップ波長まで連続的に変化する光ａが自動的に出射され、測定対象２へ入射される。
したがって、測定制御部２１は、測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮを変更するための制御信号をその都度、波長可変光源２２へ送信する必要はない。
よって、第１の実施の形態の波長特性測定装置においては、測定制御部２１における測定処理能率を大幅に向上させることができる。
さらに、光パワーメータ２３においては、受光部２９から出力され前置増幅器３０で増幅された光強度に対応する信号ｅは、それぞれ増幅率αが互いに異なる並列接続された複数の増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅで同時に増幅される。
そして、各増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅで同時に増幅された各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のうちの図５Ａ乃至Ｄに示す測定範囲に入る一つの信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５を選択して、該当測定波長λに対する測定値Ｄを得ている。
したがって、第１の実施の形態の波長特性測定装置においては、異なる増幅率αで増幅された複数の信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５が同時に得られるので、従来装置のように、増幅率αを順番に切換えていく必要がないので、測定作業能率を向上させることができる。
さらに、受光部２９から出力された光強度に対応する信号ｅは、結果的に最適の増幅率αで増幅されるので、第１の実施の形態の波長特性測定装置においては、各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮにおける各測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮの測定精度を向上させることができる。
なお、各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５は、それぞれデータ保持部３２ａ、３２ｂ、…３２ｅで、測定波長λを特定できる一つのタイミング信号ｉから次のタイミング信号ｉまで記憶保持され、この時間Ｔ内において、最適の増幅率αの信号値ｄを選択して測定値Ｄを得て測定制御部２１へ送出する。
よって、第１の実施の形態の波長特性測定装置においては、測定精度をさらに向上させることができる。
したがって、測定制御部２１は、各測定波長λの出力指示、及び各測地波長に対する信号ｅの測定指示をその都度出力する必要がないので、高い測定精度を維持したままで、波長特性測定装置全体の測定対象２に対する波長特性の測定作業能率を向上させることができる。
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係わる波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータ２３ａの概略構成を示すブロック図である。
図７において、図４に示す第１の実施の形態の波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータ２３と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細な説明を省略する。
なお、この光パワーメータ２３ａ以外の波長可変光源２２及び測定制御部２１は、図１に示す第１の実施の形態の波長特性測定装置と同一である。
すなわち、図７に示すように、この光パワーメータ２３ａにおいては、図４の光パワーメータ２３における並列接続された互いに増幅率αが異なる複数の増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの代わりに、同一増幅率α（＝１０）を有する直列接続された複数の増幅器３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅが組込まれている。
このような構成の光パワーメータ２３ａにおいて、測定対象２から出射された光ｂはこの光パワーメータ２３ａ内の受光部２９へ入射され、光強度に対応した電気信号に変換される。
この電気信号は、前置増幅器３０で所定レベルまで増幅されたのち、新たな信号ｅとして、直列接続された各増幅器３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅへ順番に入力されていく。
前置増幅器３０を含む各増幅器３０、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅの出力信号は、それぞれデータ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅへ入力される。
各増幅器３０、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅは直列接続されているので、前置増幅器３０の出力信号ｅの信号レベルを基準レベルＡとすると、データ保持部３２ａに対しては基準レベルＡを１倍に増幅した信号が印加される。
また、データ保持部３２ｂに対しては、基準レベルＡを１０倍に増幅した信号が印加される。
また、データ保持部３２ｃに対しては、基準レベルＡを１００倍に増幅した信号が印加される。
また、データ保持部３２ｄに対しては、基準レベルＡを１０００倍に増幅した信号が印加される。
また、データ保持部３２ｅに対しては、基準レベルＡを１００００倍に増幅した信号が印加される。
したがって、各タイミング信号ｉに同期して、各データ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅに記憶保持される信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５は、図４に示す光パワーメータ２３における各増幅器３１ａ、３１ｂ、…３１ｅが並列接続された各データ保持部３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅの各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５と等しくなる。
したがって、この図７に示す光パワーメータ２３ａは、図４に示す光パワーメータ２３と同様に、各信号値ｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４、ｄ５のうちの最適の信号値を選択して、増幅率αで換算する。
そして、各タイミング信号ｉに同期して、各測定波長λ１、λ２、λ３、…、λＮに対する測定値Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、ＤＮとして測定制御部２１へ送出する。
したがって、このような第２の実施の形態の波長特性測定装置によれば、上述した第１の実施の形態の波長特性測定装置とほぼ同様の作用効果を得ることができる。
さらに、この第２の実施の形態の波長特性測定装置においては、同一仕様の増幅器３９ａ、３９ｂ、…３９ｅを採用しているので装置全体のコストを低減することができる。
（第３の実施の形態）
図８は、本発明の第３の実施の形態に係わる波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータ２３ｂの概略構成を示すブロック図である。
図８において、図４に示す第１の実施の形態の波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータ２３と同一部分には同一符号を付して重複する部分の詳細な説明を省略する。
なお、この光パワーメータ２３ｂ以外の波長可変光源２２及び測定制御部２１は、図１に示す第１の実施の形態の波長特性測定装置と同一である。
すなわち、図８に示すように、この光パワーメータ２３ｂにおいては、図４の光パワーメータ２３における並列接続された互いに増幅率αが異なる複数の増幅器３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅの代わりに、直列接続された互いに同一増幅率α（＝１０）を有する複数の増幅器４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、３１ｅが組込まれている。
このような構成の光パワーメータ２３ｂにおいて、測定対象２から出射された光ｂは、この光パワーメータ２３ｂ内の受光部２９へ入射され、光強度に対応した電気信号に変換される。
この電気信号は、所定の増幅率（便宜上、α＝１とする）を有する前置増幅器３０で所定レベルまで増幅されたのち、新たな信号ｅとして、直列接続された各増幅器４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅへ順番に入力されていく。
ここで、前置増幅器を含む各増幅器３０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅからの出力信号は、それぞれ、×１、×１０、×１００、×１０００、×１００００の信号として、それぞれ、複数の比較器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ及び後述するデータ保持／切換回路部３３に送出される。
ここで、複数の比較器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅは、それぞれ、予め設定されている各増幅器に対応する測定範囲の上限値と下限値に基づいて各増幅器３０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅからの出力信号を比較することにより、上記各増幅器からの信号が上記上限値と下限値内であれば接続を示す切換信号を出力すると共に、上記各増幅器からの信号が上記上限値と下限値外であれば非接続を示す切換信号をデータ保持／切換回路部３３及び切換制御部３５に出力する。
これによって、切換制御部３５は、後述するように、複数の増幅器３０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅのうちのどの増幅器からの出力信号が選択されたかを判断することができる。
そして、データ保持／切換回路部３３は、上記複数の比較器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅからの切換信号によって決定される複数の増幅器３０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅのうちの対応する増幅器からの信号を、上記タイミング情報出力手段からの複数の各タイミング情報に基づいて、かつ上記所定のステップで区切られた波長の光が出射される間にそれぞれ記憶すると共に、アナログ／ディジタル（Ａ／Ｄ）変換部３４に出力する。
この場合、Ａ／Ｄ変換部３４は、上記データ保持／切換回路部３３によって切換制御される上記所望の測定範囲内にある一つの信号をアナログ信号からディジタル信号に変換して切換制御部３５に出力する。
そして、切換制御部３５は、上記複数の比較器４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅからの切換信号に基づいて、上記データ保持／切換回路部３３に記憶された信号のうち、上記切換信号によって決定される複数の増幅器３０、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅのうちの対応する増幅器からの信号を所望の測定範囲内にある一つの信号としてＡ／Ｄ変換部３４を介して選択する。
すなわち、切換制御部３５は、前記データ保持タイミング信号を確認したあと、Ａ／Ｄ変換部３４からディジタル信号に変換されたデータを受領する。
また、切換制御部３５は、前記データ保持タイミング信号の確認時に前述したように、上記切換信号によってどの増幅器が選択されたかを判断する。
そして、切換制御部３５は、選択された増幅器から出力される×１、×１０、×１００、×１０００、×１００００のいずれかの信号の増幅率に応じて、Ａ／Ｄ変換部３４から受領したデータを換算して出力部３８に送出する。
以上説明したように、本発明の波長特性測定装置及び方法においては、可変波長光源から出力される光の波長変化に同期するタイミング情報を採用して、測定波長における信号値を特定している。
さらに、本発明の波長特性測定装置及び方法においては、複数の増幅器を採用して、同時に複数種類の増幅率で増幅した信号値を得ている。
したがって、本発明の波長特性測定装置及び方法によれば、測定対象に対して、広い測定ダイナミックレンジを維持した状態で、測定精度を向上でき、さらに、効率的に波長特性を測定することができる。
以上のようにして、本発明によれば、可変波長光源から出力される光において予め指定された測定波長への変化に同期するタイミング情報を採用し、かつ複数の増幅器を採用することにより、測定対象に対して、広い測定ダイナミックレンジを維持した状態で、効率的に波長特性を測定することができる波長特性測定装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１実施形態に係わる波長特性測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図２は、本発明の第１実施形態による波長特性測定装置に組込まれた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。
図３は、図２の波長可変光源から出力される光の各測定波長とタイミング信号との関係を示す特性図である。
図４は、本発明の第１実施形態による波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータの概略構成を示すブロック図である。
図５Ａ乃至Ｄは、それぞれ図４の光パワーメータに組込まれた各増幅器の増幅率と入力可能信号レベルとの関係を示す図である。
図６は、図４の光パワーメータの動作を説明するために示すフローチャートである。
図７は、本発明の第２実施形態による波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータの概略構成を示すブロック図である。
図８は、本発明の第３実施形態による波長特性測定装置に組込まれた光パワーメータの概略構成を示すブロック図である。
図９は、従来の波長特性測定装置の概略構成を示すブロック図である。
図１０は、図９に示す従来の波長特性測定装置に組込まれた波長可変光源の概略構成を示す模式図である。
図１１は、図９に示す従来の波長特性測定装置によって測定された測定対象の波長特性を示す図である。
図１２は図９に示す従来の波長特性測定装置に組込まれた測定制御部の測定処理動作を説明するために示すフローチャートである。
図１３は、従来の他の波長特性測定装置における光パワーメータに組込まれた可変増幅器の構成を示す図である。
【図１】
2002088660.tif 000003
【図２】
2002088660.tif 000004
【図３】
2002088660.tif 000005
【図４】
2002088660.tif 000006
【図５Ａ】
2002088660.tif 000007
【図５Ｂ】
2002088660.tif 000008
【図５Ｃ】
2002088660.tif 000009
【図５Ｄ】
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【図６】
2002088660.tif 000011
【図７】
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【図８】
2002088660.tif 000013
【図９】
2002088660.tif 000014
【図１０】
2002088660.tif 000015
【図１１】
2002088660.tif 000016
【図１２】
2002088660.tif 000017
【図１３】
2002088660.tif 000018
【国際調査報告】
2002088660.tif 000019
2002088660.tif 000020
2002088660.tif 000021
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