JP3510517B2 - 光周波数線形掃引装置及び光周波数線形掃引装置のための変調補正データ記録装置 - Google Patents
光周波数線形掃引装置及び光周波数線形掃引装置のための変調補正データ記録装置Info
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Description
掃引が可能な光源を利用した計測原理に基づく距離また
は多重位置計測に用いて好適な、光周波数線形掃引装置
及び光周波数線形掃引装置のための変調補正データ記録
装置に関する。
なされ、多方面にその応用がなされているが、その中の
光計測分野においても半導体レーザ等の光デバイスの向
上とともに、様々な検討がなされている。この光計測分
野のうち、光周波数領域反射計測法(FMCW法:Freq
uency Modulated Continuous Wave ,OFDR法:Opti
cal Frequency Domain Reflectometry, 総称して以下、
光周波数領域反射計測法と呼ぶ)を用いた技術は、光フ
ァイバセンサーや光ファイバ探傷検査における計測に応
用されている。
光周波数掃引が可能な光源を利用した計測原理に基づい
て、距離または多重位置を計測する方法であり、この計
測方法は、連続発振可能な光源をFM(Frequency Modu
lation:周波数変調)変調し、この光FM波(以下、光
FM出力光と称することがある)を計測場所から目標物
体に対して送光し、そして、目標物体で反射された光を
受光して、参照光と反射光との間のビート(うなり)周
波数を観測する方法である。
掃引が可能な光源から、繰り返し出力される光FM波が
干渉計測器に入力され、ここで、参照光と物体光(計測
光)とに二分され、それらが再び反射帰還されて、重ね
合わせられて干渉した時に生じる参照光と物体光とのお
互いの光路差時間τがもたらす光周波数差(ビート周波
数)を求めることで、光路差2ΔL=τc(c:光速)
つまり空間距離を算出するものである。なお、ここで、
時間的に線形掃引するとは、時間軸に対して一定の間隔
で周波数を変化させることを意味する。
ブロック図を示す。この図5に示す光周波数領域反射計
測装置20は、光源に半導体レーザを用いた光反射計測
装置であって、光源部13と本計測干渉系部14とをそ
なえて構成されている。ここで、光源部13は、所要の
周期で光波長が時間変化する光周波数変調信号を出力す
るもので、発振器1,半導体レーザ2をそなえて構成さ
れている。
であり、半導体レーザ2は、発振器1からの変調信号に
て線形変調されたレーザ光を出力する波長可変可能な光
源である。すなわち、光周波数が時間変化する光FM波
3が半導体レーザ2から出力されるようになっている。
なお、この光源は波長可変可能であればよく、半導体レ
ーザに制約されることはない。
から出力される光FM波3を、内部で二分させて、一方
を計測対象に照射するとともに、他方を参照ミラーで反
射させて、双方の反射光を干渉させて計測対象の空間距
離を計測するものであって、ビームスプリッタ4,参照
ミラー6,計測対象8,光検出器10,A/D変換器1
1,演算装置12をそなえて構成されている。
3内の半導体レーザ2から出力される光FM波3を、参
照光5と物体光7とに分配するとともに反射光を重ね合
わせて干渉光を作り出すものであり、参照ミラー6は、
ビームスプリッタ4にて分岐出力された参照光5を反射
するものである。また、計測対象8は、ビームスプリッ
タ4にて分岐出力された物体光7を照射されるものであ
り、光検出器10は、ビームスプリッタ4から出力され
る干渉光を自乗検波して電気信号波形として検出するも
のである。
0から出力される電気信号波形をアナログ・ディジタル
変換するものであり、演算装置12は、A/D変換器1
1の出力信号を取込む電算機等である。このような構成
によって、光周波数領域反射計測装置20では、光FM
波3を発生させてビート信号を検出して距離計測を行な
う。すなわち、図5に示す光源部13内の発振器1から
の変調信号によって、半導体レーザ2が線形変調されて
光周波数時間変化する光FM波3が出力され、本計測干
渉系部14内のビームスプリッタ4において、この光F
M波3は、参照光5と物体光7とに分配される。
ら距離L1 だけ離れた参照ミラー6に反射されて再び折
り返されて、光FM波(参照光)21となる。一方、物
体光7も同様に距離L2 だけ離れた計測対象8に反射さ
れ再び折り返されて、光FM波(参照光)22となる。
これらの光FM波21,22は、ビームスプリッタ4に
おいて、重ね合わされ干渉光9となる。なお、この場
合、距離の差ΔLは|L1 −L2 |である。
信号の検出方法(原理)を説明する。図6(a)は、光
FM波の変化を示す図であり、これらの反射光である光
FM波21,22の挙動を示している。ここで、横軸は
時間で、縦軸は出力される光FM波の周波数である。こ
の図6(a)に示すように、光FM波21,22のそれ
ぞれは、光変調周波数ν0とν0 +Δν(Δν:光変調
帯域幅)の間の値を掃引され、また、参照ミラー6と計
測対象8との光路差の往復分2ΔLに相当する光遅延時
間(光路時間差)τだけずれて重ね合わせられる。ここ
で、変調周期1/fm (fm は変調周波数)の間のほと
んど全区間にわたり周波数差fb が発生している。これ
がビート周波数である。この場合、鋸波を例にとった
が、三角波でも同様なことがいえる。
を示す図であり、その周波数差fbの時間変化を示して
いる。この図6(b)に示すように、低周波ビート27
と高周波ビート28との2種類のビート周波数が現れて
いるが、高周波ビート28はτの時間間隔でしか発生せ
ず、しかもτ<<1/fm の関係から、ほとんどそれは
無視することができる。ここで、ビート周波数と呼ばれ
ているものは、低周波ビート27である。
す。この図6(c)に示すように、低周波ビート27に
対応する信号波形29と、高周波ビート28に対応する
信号波形30との2つが現れている。そして、これら
は、図5における光検出器10によって自乗検波され電
気信号波形となって検出された結果である。図6(d)
にそのビート周波数成分を示す。この図6(d)に示す
ように、周波数fb をもつビート信号スペクトラム31
が現れている。
4から出力された干渉光9は、光検出器10によって自
乗検波され電気信号波形となって検出され、その信号波
形はA/D変換器11を通して、電算機等の演算装置1
2に取込まれ、ビート周波数成分が求められる。ここ
で、その周波数解析アルゴリズムは、DFT,FFT,
MEM,ウェーブレット変換等様々あり、その性質に応
じて使い分けすることができる。
と既知のパラメータを用いて、距離ΔLは式(1)より
算出される。 ΔL=(c/2Δν)*(fb /fm ) …(1)
光周波数領域反射計測装置では、光周波数領域反射計測
法の計測精度を向上させるために、光FM波が元々有す
る時間的な非線形性を補正して線形掃引を行なわなけれ
ばならないという操作が必要である。すなわち、計測距
離ΔLに対する理想的な固有のビート周波数を発生、検
出するためには、可能な限り線形な光周波数掃引が不可
欠であり、干渉させるための光FM波21,22(図6
(a)参照)は、時間軸に対して一定の間隔で周波数が
変動している必要がある。しかし、通常は光源自身の様
々な要因により、実際は若干、非線形性を有している。
その原因は光源の種類により異なるが、例えば半導体レ
ーザの場合は、素子共振器中の熱効果によるところが大
きい。このため、距離に固有であるはずのビート周波数
値が変動し、曖昧さをともなって計測精度が劣化してし
まう。そして、それによるビート信号は様々な周波数成
分を発生し、特定のビート周波数成分を特定することが
困難となる。
精度化のためには、光FMの時間的に非線形(非直線
性)的な掃引を線形(直線)掃引に補正するか、または
事前に発生させて行なうようにしなければならない。そ
こで、これを解決するための手法を図7を用いて説明
し、それに伴う課題について説明する。図7に光周波数
を線形に補正する機能を有する光周波数領域反射計測装
置のブロック図を示す。この図7に示す光周波数領域反
射計測装置72は、非線形な光FM掃引を線形な光FM
掃引に補正する機能を有する反射計測装置であって、光
周波数線形掃引装置71と本計測干渉系部14とをそな
えて構成されている。
な光FM掃引を線形なものに補正する機能を有する光F
M出力装置であって、波長可変型光源部70,ビームス
プリッタ41,補正干渉系部42,光検出器43,周波
数弁別器44,基準ビート信号源45,比較器46をそ
なえて構成されている。ここで、波長可変型光源部70
は、所要の周期で光波長が時間変化する光周波数変調信
号を出力するとともに、外部からの制御信号に基づき光
周波数変調信号についての補正変調が可能なものであっ
て、発振器70−1,半導体レーザ70−2をそなえる
とともに、加算器47をそなえて構成されている。
御信号に基づいて、光FM波に補正変調を施すものであ
る。なお、発振器70−1,半導体レーザ70−2は、
上述した発振器1,半導体レーザ2のもつ機能と同等な
機能をもつものであるので重複した説明は省略する。ま
た、ビームスプリッタ41は、波長可変型光源部70内
の半導体レーザ70−2から出力される光FM波73
を、光FM波(計測波)74と光FM波(補正波)75
とに分配するものであり、同様の用途に、ハーフミラー
を用いることができる。
リッタ41にて分岐した一方の補正波75を、内部で干
渉させて、その光路差に相当するビート光を出力するも
のであり、ビームスプリッタ42−1と、参照ミラー4
2−2,42−3とをそなえた光学系として構成されて
いる。ここで、ビームスプリッタ42−1は、ビームス
プリッタ41からの補正波75を2方向へ分配する光分
配器であり、参照ミラー42−2,42−3はそれぞ
れ、ビームスプリッタ42−1から相互に異なる一定の
距離を置いて配置され、これら2方向に分配された光を
反射させて、ビームスプリッタ42−1において干渉さ
せ、ビート光が作り出されるようにしている。
から入力されるビート光を受光し、光電変換して検出ビ
ート信号として出力するものであり、周波数弁別器44
は、光検出器43から出力される電気領域の周波数をも
つ信号について、周波数・電圧(F−V)変換を施し、
その信号の大きさに応じた電圧として出力するものであ
る。さらに、基準ビート信号源45は、時間的に一定の
ビート周波数信号に対応した電圧を出力するものであ
り、比較器46は、周波数弁別器44と基準ビート信号
源45との各出力における電圧差を検出するものであ
る。
器44,基準ビート信号源45,比較器46はそれぞれ
電気系をなしている。また、比較器46から低周波の誤
差信号は、波長可変型光源部70に入力され、周波数制
御がかかるようにネガティブフィードバックされてお
り、これはPLL(Phase Locked Loop :位相同期ルー
プ)と同様な機能であって、これまでの電子回路技術で
培われた手法が用いられている。
いて説明したものと同等であり、それに関する重複した
説明は省略する。このような構成によって、ビームスプ
リッタ41にて分岐された一方の光FM波(補正波7
5)は、光周波数線形掃引装置71内の補正干渉系部4
2へ導かれ、補正干渉系部42においては、その干渉系
部内の光路差に相当するビート光が作り出される。そし
て、光検出器43において、そのビート光は検出ビート
信号へと光電変換され、周波数弁別器44にて、その検
出ビート信号のもつ瞬時ビート周波数成分は電圧信号に
変換される。
器44の出力電圧と基準ビート信号源45の出力電圧と
の差に対応した誤差信号が出力され、波長可変型光源部
70内の加算器47において、この誤差信号はネガティ
ブフィードバック入力され、発振器70−1の出力と加
算されて、半導体レーザ70−2への補正変調が可能と
なる。
FM波の非線形性を補正することができ、ビート周波数
の広がりが抑制され、固有のビート周波数を求めること
ができ、計測精度の向上が可能となる。また、これによ
り、上述したように光周波数領域反射計測法において光
FMを線形に掃引することができるようになる。しかし
ながら、図7に示すような装置では、光FM波の非線形
性を補正できるが、波長可変型光源部70へのネガティ
ブフィードバック信号を生成するために、補正干渉系部
42,周波数弁別器44,基準ビート信号源45,比較
器46を常時、光周波数領域反射計測装置72内の本計
測干渉系部14に付随させてシステムを構成しておかね
ばならず、光周波数領域反射計測装置72全体が煩雑か
つコスト高といった課題を招いている。また同時に、光
周波数線形掃引装置71自身のハードウェアの性質に依
存した不安定性に起因する誤差信号そのもののドリフト
の影響により支配される光FMの線形精度の向上の限界
が課題となっている。
たもので、光周波数領域反射計測装置全体のシステムの
簡素化と低コスト化に寄与し、かつ、従来のネガティブ
フィードバック系のハードウェアに依存した不安定性を
排除でき精度の良い非線形な光FM掃引を線形な光FM
掃引に補正できる、光周波数線形掃引装置及び光周波数
線形掃引装置のための変調補正データ記録装置を提供す
ることを目的とする。
波数線形掃引装置は、繰り返し変調周期1/f m で光波
長が時間変化する光周波数変調信号を出力しうるととも
に、外部からの補正信号に基づき光周波数変調信号につ
いての補正変調が可能な波長可変型光源部と、波長可変
型光源部からの光周波数変調信号を少なくとも2方向へ
分配するための光分配器と、この光分配器で分配された
一方の側の光周波数変調信号を受けて、内部に設定され
た光路差に相当するビート光を出力するための補正干渉
系と、この補正干渉系からのビート光を電気信号として
瞬時ビート周波数信号を検出するための光検出器と、光
検出器で検出された瞬時ビート周波数信号に含まれ、繰
り返し変調周期1/f m 内における交流成分の変動分
と、補正干渉系にて検出された繰り返し繰り返し変調周
期1/f m に比べ十分遅い直流成分の変動分とを含む混
在信号を検出するための周波数弁別器と、周波数弁別器
で検出された混在信号に含まれる上記の交流成分の変動
分および直流成分の変動分のうちの直流成分をカット
し、交流成分の変動分が波長可変型光源部への変調補正
のための補正信号として使用される直流カットフィルタ
とをそなえて構成されたことを特徴としている(請求項
1)。
繰り返し変調周期1/f m で光波長が時間変化する光周
波数変調信号を出力しうるとともに、外部からの補正信
号に基づき光周波数変調信号についての補正変調が可能
な波長可変型光源と、この波長可変型光源の波長可変制
御のために必要な基準信号を発生しうる基準信号発生部
と、波長可変型光源固有の変調特性となるような補正を
行なうための瞬時ビート周波数信号に含まれ、繰り返し
変調周期1/f m 内における交流成分の変動分と繰り返
し繰り返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流成分の
変動分とを含む混在信号のうちの直流成分をカットし交
流成分の変動分が波長可変型光源部への変調補正のため
に用意しておいた補正信号を出力しうる補正信号発生部
と、基準信号発生部からの基準信号と補正信号発生部か
らの補正信号とを足し合わせて加算出力を波長可変型光
源へ供給しうる加算器とをそなえて構成されたことを特
徴としている(請求項2)。
ための変調補正データ記録装置は、光周波数線形掃引装
置の構成要素としての波長可変型光源から基準信号に基
づき出力される繰り返し変調周期1/f m で光波長が時
間変化する光周波数変調信号を受けて、内部に設定され
た光路差に相当するビート光を出力するための補正干渉
系と、補正干渉系からのビート光を電気信号として瞬時
ビート周波数信号を検出するための光検出器と、光検出
器で検出された瞬時ビート周波数信号に含まれ、繰り返
し変調周期1/f m 内における交流成分の変動分と、補
正干渉系にて検出された繰り返し繰り返し変調周期1/
f m に比べ十分遅い直流成分の変動分とを含む混在信号
を検出するための周波数弁別器と、この周波数弁別器で
検出された混在信号に含まれる上記の交流成分の変動分
および直流成分の変動分のうちの直流成分をカットし、
交流成分の変動分を波長可変型光源への変調補正のため
の補正信号として出力しうる直流カットフィルタと、直
流カットフィルタからの補正信号についての波形情報を
記録媒体データとして記録しうる補正信号情報記録部と
をそなえて構成されたことを特徴としている(請求項
3)。
施形態を説明する。 (A)本発明の第1実施形態の説明 本発明を適用される、光周波数反射領域計測装置は、光
反射計測を行なう本計測干渉系部をそなえるとともに、
非線形な光FM掃引を線形な光FM掃引に補正するため
の光周波数線形掃引装置をそなえて構成されている。
波数領域反射計測装置の構成を示す。この図1に示す光
周波数領域反射計測装置17は、非線形な光FM掃引を
線形な光FM掃引に補正する機能を有する反射計測装置
であって、本計測干渉系部14と、光周波数線形掃引装
置15とをそなえて構成されている。この本計測干渉系
部14は、入力された光FM波を内部で二分させて、一
方を計測対象に照射するとともに、他方を参照ミラーで
反射させて、双方の反射光を干渉させて計測対象の距離
を計測するものであって、ビームスプリッタ4,参照ミ
ラー6,計測対象8,光検出器10,A/D変換器1
1,演算装置12をそなえて構成されているが、この本
計測干渉系部14としては、従来例で示したものと同様
の機能のものが使用される。
出力された光FM波60bは、この本計測干渉系部14
内のビームスプリッタ4において、参照光5と物体光
(参照光)7とに分配される。そして、参照光5は、参
照ミラー6において、反射されて参照光21となり、ま
た、物体光7は、計測対象8に照射されて反射され、物
体光22となり、これらの反射光はそれぞれ、ビームス
プリッタ4において重ねられて干渉光9として光検出器
10に入力される。
光9は自乗検波され、電気信号波形として検出が行なわ
れ、A/D変換器11において、光検出器10から出力
される電気信号波形はアナログ・ディジタル変換され
て、演算装置12において、A/D変換器11の出力信
号が電算機等に取込まれる。さらに、その取込まれたデ
ータは、FFT等の周波数解析アルゴリズムを用いてビ
ート周波数fb が求められ、これと既知のパラメータを
用いて、距離ΔLは式(2)より算出される。
引を線形な光FM掃引に補正する機能を有する光FM出
力装置であって、波長可変型光源部16,ビームスプリ
ッタ51,補正干渉系部52,光検出器53,周波数弁
別器54,DCカットフィルタ56をそなえて構成され
ている。
周期で光波長が時間変化する光周波数変調信号を出力し
うるとともに、外部からの補正信号(制御信号)に基づ
きその光周波数変調信号についての補正変調が可能なも
のであって、発振器16−1,半導体レーザ16−2を
そなえるとともに、加算器55をそなえて構成されてい
る。
によって出力するものであり、また、半導体レーザ16
−2は、発振器16−1からの注入電流にて線形変調さ
れた光FM波3を出力する波長可変可能な光源である。
なお、この光源は波長可変が可能であればよく、半導体
レーザに制約されることはない。また、加算器55は、
外部からの補正信号に基づき光FM波3に補正変調を施
すものである。
変型光源部16内の半導体レーザ16−2からの光周波
数変調信号を少なくとも2方向へ分配するための光分配
器であり、この光FM波3を、参照光60aと物体光6
0bとに分配する。同様の用途に、ハーフミラーを用い
ることができる。そして、この参照光60aは補正干渉
系部52に入力されるとともに、物体光60bは、前述
のように本計測干渉系部14に入力される。なお、この
分配数を増やして、モニタリング用に供するようにして
もよい。
ッタ51から入力される参照光60aを補正のために用
い、内部に設定した光路差に相当するビート光を出力す
るためのものであり、ビームスプリッタ52−1と、参
照ミラー52−2,52−3とをそなえて構成されてい
る。ここで、ビームスプリッタ52−1は、ビームスプ
リッタ51からの参照光60aを2方向へ分配する光分
配器であり、参照ミラー52−2,52−3はそれぞ
れ、ビームスプリッタ52−1から相互に異なる一定の
距離を置いて配置されたハーフミラーであって、これら
2方向に分配された光を反射させて、ビームスプリッタ
52−1において、ビート光が作り出されるようにする
ものである。なお、これらのビームスプリッタ52−
1,参照ミラー52−2,52−3をそなえた補正干渉
系部52は、光学系をなしている。
から出力されるビート光を電気信号(瞬時ビート周波数
信号61)として検出するためのものであり、周波数弁
別器54は、光検出器53で検出された電気信号(瞬時
ビート周波数信号61)に関し、その瞬時周波数の時間
変動信号を検出するためのものである。具体的には、周
波数信号を電圧信号に変換して出力する。
数弁別器54で検出された時間変動信号から直流成分を
カットし、その出力が波長可変型光源部16への変調補
正のための補正信号として使用されるものである。な
お、これらの光検出器53,周波数弁別器54,DCカ
ットフィルタ56の各部材は、電気系をなしており、こ
の光周波数線形掃引装置15内のネガティブフィードバ
ックループは光学系と電気系から構成されていると言え
る。
た補正信号(交流信号)は、波長可変型光源部16内の
加算器55によって、発振器16−1から出力される変
調信号にネガティブフィードバック加算され、変調信号
補正がなされる。このような構成によって、波長可変型
光源部16内の発振器16−1からの注入電流によっ
て、半導体レーザ16−2が線形変調されて光FM波3
が出力され、ビームスプリッタ51において、この光F
M波3が参照光60aと物体光60bとに分岐され、物
体光60bは本計測干渉系部14へ導かれる一方、参照
光60aは光周波数線形掃引装置15へ導かれる。
形補正の計測原理を説明する。図2(a)は、光FM波
の変化を示す図であり、これらの参照光60aと物体光
60bとの挙動を示している。この図2(a)に示すよ
うに、これらの参照光60aと物体光60bはそれぞ
れ、光遅延時間だけずれて重ね合わされる。しかし、こ
れらの波形は非線形であって時間軸に対して線形に掃引
されてはいない。そして、参照光60aは、補正干渉系
部52において、適当な値をもつビート光が作り出さ
れ、光検出器53において、そのビート光は瞬時ビート
周波数信号61へと光電変換される。
変化を示す図であり、この瞬時ビート周波数信号61の
挙動を示している。この図2(b)から、瞬時ビート周
波数信号61も、時間的に非線形であることがわかる。
そして、この瞬時ビート周波数信号61は、周波数弁別
器54において、周波数から電圧へ信号変換(F−V変
換)が行なわれて、ビート信号から電圧信号に変換され
る。その電気的手法は他の電子回路技術で培われてきた
方法を用いることができ、例えば、共振器回路を用いた
スロープ検波方式を使用することができる。なお、本発
明におけるF−V変換の方法はこれに限らず、他の方法
を用いてもよい。
電圧信号は、DCカットフィルタ56に入力され、交流
信号だけが通過できるようにしている。以下、この交流
信号だけを通過させて、直流信号を除去する理由につい
て説明を行なう。まず、光周波数領域反射計測法では、
繰り返しの線形光FM波を用いることを基本としてい
る。すなわち、理想的な繰り返し線形光FMならば、そ
の瞬時周波数成分の時間挙動は直流(DC)的であり交
流(AC)成分をもたない。このことは、図6(b)に
示すように、低周波ビート27の時間挙動が、通常繰り
返し変調周期1/fm (sec)の期間内では、直流的
であり交流成分をもたないことに相当する。
でなく補正干渉系部52側の基準が揺らいだとしても、
その干渉条件の変動は通常繰り返し変調周期1/fm
(sec)に比べ十分遅いため、それは直流的と言え
る。これより、ビート周波数の変動分は、変化の範囲を
繰り返し変調周期1/fm (sec)内のみとした期間
内での交流成分の変化のみに現れるのであって、その干
渉条件の直流的な変動分には影響を受けない。
光FM波の非線形掃引のための補正情報としては、周波
数弁別器54で得られる直流・交流混在の信号のうち、
交流成分のみを取り出せばよいことになる。そして、こ
の交流成分を抽出するために、DCカットフィルタ56
を周波数弁別器54の次段に設けて、ここで得られた補
正信号を、波長可変型光源部16内の加算器55におい
て変調信号にネガティブフィードバック加算するように
して、変調信号補正がなされる。これにより元々非線形
掃引であった光FM波3は線形に補正され、直線性のよ
い時間掃引が実現する。
であり、補正を行なった光FM波と補正を行なわない光
FM波とのビート周波数スペクトラムを示している。こ
の図2(c)から、ビート周波数スペクトラム63の広
がりは抑制され、ビート周波数スペクトラム64が特定
しやすくなることがわかる。こうして、本発明は、光周
波数領域反射計測法において、繰り返し線形光FM波を
用いることが基本であることに着目し、理想的な繰り返
し線形光FM波ならば、その瞬時周波数成分の時間挙動
は直流的であり交流成分をもたないという特徴を十分に
活用している。すなわち、DCカットフィルタ56で、
周波数弁別器44で検出された時間変動信号から直流成
分をカットし、その出力を波長可変型光源部16への変
調補正のための補正信号として使用することによって、
線形な光FM波を発生させることができ、本計測干渉系
部14において、補正された光FM波を使用して計測す
ることができる。
出器53、周波数弁別器54、DCカットフィルタ56
をそなえてなる光周波数線形掃引装置15により、元々
非線形掃引であった光FM波が、ビート瞬時周波数を通
してその非線形性を補正されて、線形掃引されるように
なり、また、光源の周波数応答性に応じた、光周波数領
域反射計測法が行なえるようになる。さらに、光周波数
領域反射計測法に基づく計測において、本計測干渉系部
14で計測されたビート信号の周波数広がりは抑制さ
れ、固有のビート信号が特定しやすくなる。すなわち、
周波数スペクトラム63の広がりは抑制され、ビート周
波数スペクトラム64が特定しやすくなって、光周波数
領域反射計測法の計測精度の向上が図れる。なお、この
場合、光源は半導体レーザに制約されず、波長可変可能
なものであれば他のものによっても構成可能である。
手法、すなわち、基準ビート周波数信号源45を別途用
意して、この基準ビート周波数信号(図2(b)の6
2)と瞬時ビート周波数信号(図2(b)の61)とを
比較して誤差信号(図2(b)の65)を求めるような
手法をとっていないので、装置構成が複雑にならずに済
み、また、事前に補正干渉系部52の条件に合わせた理
想的なビート周波数値を算出しておかなければならなか
ったり、光路差、周囲温度変化等の条件変化及び基準ビ
ート周波数信号源45自身からの変動成分も加わって補
正信号の精度が悪くなったりすること等の点が改善され
る。
の基準ビート信号源45と比較器46の代わりにDCカ
ットフィルタ56と置き替えることで、装置構成を簡素
化することができ、計測システム全体のコスト低減に寄
与できるという効果が望める。 (B)本発明の第2実施形態の説明 図3は本発明の第2実施形態にかかる光周波数領域反射
計測装置の構成を示す図である。この図3に示す光周波
数領域反射計測装置80は、非線形な光FM掃引を線形
な光FM掃引に補正する機能を有する反射計測装置であ
って、光反射計測を行なう本計測干渉系部82と、非線
形な光FM掃引を線形な光FM掃引に補正するための光
周波数線形掃引装置81とをそなえて構成されている。
FM波を内部で二分させて、一方を計測対象に照射する
とともに、他方を参照ミラーで反射させて、双方の反射
光を干渉させて計測対象の距離を計測するものであっ
て、ビームスプリッタ93,参照ミラー90,計測対象
92,光検出器95,A/D変換器96,演算装置97
をそなえて構成されている。これらのものは、上述した
ものと同様の機能のものであるので、更なる説明を省略
する。
形な光FM掃引を線形な光FM掃引に補正する機能を有
する光FM出力装置であって、光源(波長可変型光源)
87と、基準信号発生器(基準信号発生部)83と、補
正信号発生器(補正信号発生部)84と、加算器86と
そなえて構成されている。なお、このうち、基準信号発
生器83と、加算器86と、光源87とが、第1実施形
態における、波長可変型光源部16(図1参照)に相当
する。
と表記されている)は、所要の周期で光波長が時間変化
する光周波数変調信号を出力しうるとともに、外部から
の補正信号に基づき光周波数変調信号についての補正変
調が可能なものであり、半導体レーザが用いられてい
る。そして、光FM波(光FM出力光)88を、本計測
干渉系部82に出力するようになっている。また、基準
信号発生器83は、この光源87の波長可変制御のため
に必要な基準信号を発生しうるものである。さらに、補
正信号発生器84は、光源87の固有の変調特性となる
ような補正を行なうための補正信号を予め用意してお
き、この用意しておいた補正信号を出力しうるものであ
る。なお、この補正信号発生器84から、基準信号発生
器83と同期させるための同期信号線98が、基準信号
発生器83に入力されるようになっている。
正信号波形データ85が入力される。この補正信号波形
データ85は、記録媒体やネットワーク上等に供給でき
るような形態のものであり、また、この補正信号波形デ
ータ85は、個々の半導体レーザ固有のデータであっ
て、使用する半導体レーザの変調と特性とが計測され、
それらを基にして生成されるものである。なお、その生
成方法については、後述する補正信号波形生成装置12
0により行なわれる。さらに、加算器86は、基準信号
発生部83からの基準信号と、補正信号発生部84から
の補正信号とを足し合わせて加算出力を光源87へ供給
しうるものである。
は、所要の周期で光波長が時間変化する光周波数変調信
号(光FM波88)を出力しうるとともに、外部からの
補正信号(補正信号波形データ85)に基づき光周波数
変調信号についての補正変調が可能な波長可変型光源
(光源87)と、この波長可変型光源の波長可変制御の
ために必要な基準信号を発生しうる基準信号発生部(基
準信号発生器83)と、波長可変型光源固有の変調特性
となるような補正を行なうための補正信号を予め用意し
ておき、この用意しておいた補正信号を出力しうる補正
信号発生部(補正信号発生器84)と、この基準信号発
生部からの基準信号と補正信号発生部からの補正信号と
を足し合わせて加算出力を波長可変型光源へ供給しうる
加算器86とをそなえて構成されていることになる。
おいては、補正信号波形データ85が、補正信号発生器
84に入力され、基準信号発生器83からの出力と、補
正信号発生部84からの補正信号とが、加算器86にて
足し合わされて、その加算出力が光源87へ供給され、
そして光FM波88が、本計測干渉系部82に入力され
るのである。
方法について、図4を用いて説明する。図4は、本発明
の第2実施形態にかかる補正信号波形生成装置の構成を
示す図である。この図4に示す補正信号波形生成装置1
20は、補正信号波形データ85を生成するものであっ
て、基準信号発生器83と、光源87(図4には半導体
レーザと表記されている)と、変調補正データ記録装置
100とをそなえて構成されている。
正信号波形データ85を所定の媒体に記録するものであ
って、補正干渉系部121と、光検出器104と、周波
数弁別器110と、DCカットフィルタ111と、波形
記録装置112とをそなえて構成されている。この補正
干渉系部121は、光周波数線形掃引装置の構成要素と
しての波長可変型光源から基準信号に基づき出力される
光周波数変調信号を受けて、内部に設定された光路差に
相当するビート光を出力するためのものであって、カッ
プリングレンズ102と、2×2光ファイバカプラ(方
向性結合器)101と、参照ミラー105,107とを
そなえて構成されている。ここで、カップリングレンズ
102は、光源87からの光FM波(光FM出力光)1
13を導くためのものであり、2×2光ファイバカプラ
(方向性結合器)101は、ビート光を発生させるため
の光学素子である。また、参照ミラー105,107は
上述したものと同等のものであり、更なる説明を省略す
る。また、光検出器104は、補正干渉系部121から
のビート光を電気信号として検出するためのものであ
り、周波数弁別器110は、この光検出器104で検出
された電気信号に関しその瞬時周波数の時間変動信号を
検出するためのものである。さらに、DCカットフィル
タ111は、周波数弁別器110で検出された時間変動
信号から直流成分をカットし、光源87への変調補正の
ための補正信号を出力しうるものである。また、波形記
録装置112は、このDCカットフィルタ111からの
補正信号についての波形情報を記録媒体データとして記
録しうるものである。
準信号発生器83からの基準信号により変調されて光F
M波113を出力する。そして、この光FM波113
は、この補正干渉系部121内のカップリングレンズ1
02によって、ファイバ中を伝播するファイバ入力光1
03となって、2×2光ファイバカプラ101に導かれ
る。このファイバ入力光103は、2×2光ファイバカ
プラ101により、それぞれファイバ中で参照光10
6,108とに分配される。ここで、これらの参照光1
06,108はそれぞれ、常に光路差ΔLを一定に保た
れている。そしてこれらの参照光106,108はそれ
ぞれ、ファイバ終端面にある参照ミラー105,107
とによって反射されてから、反射参照光としてファイバ
中を伝播し、再度、2×2光ファイバカプラ101によ
り合成されて、干渉光(ビート光)109が発生され
る。さらに、この干渉光109は、ファイバ中を伝播し
て終端の光検出器104によって、自乗検波され、ビー
ト電気信号に変換される。その後、このビート電気信号
は、周波数弁別器110によって、そのビート電気信号
の瞬時周波数成分の時間変動信号が検出される。具体的
には、ビート電気信号は、周波数信号から電圧信号に変
換されて出力される。そして、この電圧信号は、DCカ
ットフィルタ111により、その信号の直流成分が除去
され、補正信号波形が波形記録装置112に入力され
る。この波形記録装置112においては、所望の補正信
号波形が補正信号波形データ85として加工され記録さ
れる。その後、この変調補正データ記録装置100から
得られた補正信号波形データ85は、フロッピーディス
ク等の記録媒体に複写され、そのデータは、光周波数領
域反射計測装置80(図3参照)内の、光周波数線形掃
引装置81にある補正信号発生器84の補正信号波形デ
ータ85として入力されて使用されるのである。
であって光周波数特性は、線形な掃引に補正された光F
M波88として、本計測干渉系部82に導かれ、この光
周波数領域反射計測方法の出力光として使用される。こ
の出力光を分岐した物体光91はビームスプリッタ93
を介して、計測対象92に照射され、この反射された物
体光91と、参照ミラー90で反射された参照光89と
から干渉光94が生成され、光検出器95に入力され
る。そして、光検出器95において、干渉光94は、電
気信号波形として検出され、A/D変換器96におい
て、光検出器95から出力される電気信号波形がアナロ
グ・ディジタル変換されて、演算装置97において、そ
の出力信号が電算機等に取込まれる。さらに、その取込
まれたデータは、FFT等の周波数解析アルゴリズムを
用いて距離が算出されるのである。
〜図2(c)を用いて説明する。なお、具体的には、補
正信号波形データ85が生成されるまでの流れを説明す
る。図2(a)に示すように、これらの参照光106と
物体光108はそれぞれ、光遅延時間τだけずれて重ね
合わされるが、これらの波形は非線形であって時間軸に
対して線形には周波数掃引されていない。これらの参照
光106と物体光108は、図4に示す補正干渉系部1
21内の2×2光ファイバカプラ101において、干渉
させられてビート光が作り出され、さらに、光検出器1
04において、そのビート光は瞬時ビート周波数信号6
1へと変換される。そして、図2(b)に示す時間的に
非線形な瞬時ビート周波数信号61は、周波数弁別器1
10(図4参照)において、周波数から電圧へ信号変換
(F−V変換)が行なわれて、ビート信号から電圧信号
に変換される。その電気的手法は他の電子回路技術で培
われてきた方法を用いることができ、例えば、共振器回
路を用いたスロープ検波方式を使用することができる。
なお、本発明におけるF−V変換の方法はこれに限ら
ず、他の方法を用いてもよい。さらに、周波数弁別器1
10の出力における電圧信号は、DCカットフィルタ1
11に入力され、交流信号だけが通過するようになって
いる。その理由も上述したものと同様である。すなわ
ち、理想的な繰り返し線形光FMならば、その瞬時周波
数成分の時間挙動は直流(DC)的であり交流(AC)
成分をもたない。このことは、図6(b)で示したよう
に、低周波ビート27の時間挙動が、通常繰り返し変調
周期1/fm (sec)の期間内では、直流的であり交
流成分をもたないことに相当する。もし、光FM波側の
非線形性要因でなく2×2光ファイバカプラ101側の
基準が揺らいだとしても、その干渉条件の変動は通常繰
り返し変調周期1/fm (sec)に比べ十分遅いた
め、それは直流的と言える。これより、ビート周波数の
変動分は、変化の範囲を繰り返し変調周期1/fm (s
ec)内のみとした期間内での交流成分の変化のみに現
れるのであって、その干渉条件の直流的な変動分には影
響を受けない。その他は、上記の第1実施形態で説明し
たものと同一であるので、更なる説明を省略する。図2
(c)は、ビート周波数成分を示す図であり、補正を行
なった光FM波と補正を行なわない光FM波とのビート
周波数スペクトラムが示されている。この図2(c)か
ら、ビート周波数スペクトラム63の広がりは抑制さ
れ、ビート周波数スペクトラム64のように狭窄化され
た固有の周波数成分が特定しやすくなることがわかる。
光FM波の非線形掃引のための補正情報としては、周波
数弁別器110で得られる直流・交流混在した信号のう
ち、交流信号のみでよく、そして、この交流成分を抽出
するために、DCカットフィルタ111が周波数弁別器
110の次段に設けられている。そして、得られた補正
信号が、波形データとして記録できる波形記録装置11
2により、加工保存される。その結果、補正信号波形デ
ータ85が生成され、また、同時に複製も可能となる。
この補正信号波形データ85は、光周波数線形掃引装置
81の補正信号発生器84の信号出力データとして用い
られ、この補正信号と基準信号発生器83からの基準信
号とが同期信号線98により同期し、そして加算器86
により合成され、最終的な補正変調信号として事前に光
源(半導体レーザ)87へ印加することができ、こうし
て、元々非線形掃引だった、光FM波113は、直線性
のよい時間掃引がされる光FM波88に補正されるので
ある。
光検出器43,周波数弁別器44,基準ビート信号源4
5,比較器46からなるフィードバックループの部分
を、この変調補正データ記録装置100に置き換えるこ
とが可能となる。すなわち、図7に示す比較器46の出
力側からの補正信号は、図4の変調補正データ記録装置
100の波形記録装置112から出力される補正信号波
形データ85に相当していることになる。
計測装置80内の光周波数線形掃引装置81の代わり
に、図4の変調補正データ記録装置100を設けるよう
に、構成することもできる。このように、本発明は、光
周波数領域反射計測法において、繰り返し線形光FM波
を用いることが基本であることに着目し、理想的な繰り
返し線形光FM波ならば、その瞬時周波数成分の時間挙
動は直流的であり交流成分をもたないという特徴を十分
に活用している。すなわち、DCカットフィルタ111
で、周波数弁別器110で検出された時間変動信号から
直流成分が除去され、その出力が補正信号波形データ8
5となる。そしてこの補正信号波形データ85は、光源
87の線形光FM波への補正信号として使用することに
よって、線形な光FM波88が発生され、本計測干渉系
部82において、この光FM波88が使用されること
で、高精度な光周波数領域反射計測が可能となる。
測において、本計測干渉系部82で計測されたビート信
号の周波数広がりは抑制され、固有のビート信号が特定
しやすくなり、光周波数領域反射計測法の計測精度の向
上が図れる。なお、この場合、光源は半導体レーザに制
約されず、波長可変可能なものであれば他のものによっ
ても構成可能である。
ータを用意することで、ネガティブフィードバックによ
る補正方法に比べて、その装置構成を簡素化することが
でき、また、同時にこの補正信号波形は、データとして
いくつも複写することができる。これを複数の光周波数
線形掃引装置にソフトウェア的に供給するだけで、簡単
に光FM波の線形掃引が実現できる。このことは、従来
の個々の装置に対するハードウェア的な補正方法に比べ
て安価に実現でき、計測システムの全体のコスト低減に
寄与できる。そして、ハードウェア自身の不安定さに起
因する補正信号そのもののドリフト等の影響による光周
波数の線形性の精度劣化と、それからくる本計測法の精
度劣化を排除することができるようになる。その結果、
従来よりも、本計測法の精度向上に寄与する効果があ
る。
も基本構成であり、例えば、単位変調信号レベルあたり
の光FMの周波数偏移率及びその偏移の方向等、様々な
光源の仕様に合わせて、周波数弁別器54(112)中
に利得増幅器及び、極性変換器等をそなえるような構成
にしてもよい。
ため、これらが、付加されても本発明におけるその効果
には影響はなく、本発明の優位性を妨げるものではな
い。さらに、本発明は上述した光周波数領域計測装置に
限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範
囲で、種々変形して実施することができる。具体的に
は、3次元形状計測、非接触の振動計および血流計、パ
ーティクル(粒子)カウンター、レーザレーダを用いた
計測、分光分析、公害分析のために用いられる装置であ
って、これらの分野における技術に本発明を種々変形し
て実施することができるのである。
を保存する媒体は、磁気ディスク媒体以外にも、光ディ
スク媒体や紙媒体等を使用することができ、様々な形態
をとることができるのは、言うまでもない。
線形掃引装置によれば、波長可変型光源部において、繰
り返し変調周期1/f m で光波長が時間変化する光周波
数変調信号を出力しうるとともに、外部からの補正信号
に基づき光周波数変調信号についての補正変調を行な
い、光分配器において、この波長可変型光源部からの光
周波数変調信号を少なくとも2方向へ分配し、補正干渉
系において、光分配器で分配された一方の側の光周波数
変調信号を受けて、内部に設定された光路差に相当する
ビート光を出力し、光検出器において、補正干渉系から
のビート光を電気信号として瞬時ビート周波数信号を検
出し、周波数弁別器において、光検出器で検出された瞬
時ビート周波数信号に含まれ、繰り返し変調周期1/f
m 内における交流成分の変動分と、補正干渉系にて検出
された繰り返し繰り返し変調周期1/f m に比べ十分遅
い直流成分の変動分とを含む混在信号を検出し、直流カ
ットフィルタにおいて、周波数弁別器で検出された混在
信号に含まれる上記の交流成分の変動分および直流成分
の変動分のうちの直流成分をカットし、交流成分の変動
分が波長可変型光源部への変調補正のための補正信号と
して使用されるように構成されているので、ビート信号
の周波数広がりは抑制され、固有のビート信号が特定し
やすくなり、これより光周波数領域反射計測法の計測精
度の向上が図れるほか、直流カットフィルタを用いるこ
とで、装置構成を簡素化することができ、計測システム
全体のコスト低減に寄与できるという効果がある(請求
項1)。
れば、波長可変型光源において、繰り返し変調周期1/
f m で光波長が時間変化する光周波数変調信号を出力し
うるとともに、外部からの補正信号に基づき光周波数変
調信号についての補正変調が可能となり、基準信号発生
部において、この波長可変型光源の波長可変制御のため
に必要な基準信号を発生し、補正信号発生部において、
波長可変型光源固有の変調特性となるような補正を行な
うための瞬時ビート周波数信号に含まれ、繰り返し変調
周期1/f m 内における交流成分の変動分と繰り返し繰
り返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流成分の変動
分とを含む混在信号のうちの直流成分をカットし交流成
分の変動分が波長可変型光源部への変調補正のために用
意しておいた補正信号を出力し、加算器において、基準
信号発生部からの基準信号と補正信号発生部からの補正
信号とを足し合わせて加算出力を波長可変型光源へ供給
しうるように構成されているので、従来のネガティブフ
ィードバックによる補正方法に比べて、その装置構成を
簡素化することができ、また、同時にこの補正信号波形
は、データとしていくつも複写することができ、これを
複数の光周波数線形掃引装置にソフト的に供給するだ
け、簡単に光FM波の線形掃引が実現できる。従って、
従来の個々の装置に対するハード的な補正方法に比べて
安価に実現でき、計測システムの全体のコスト低減に寄
与でき、かつ、ハードウェア自身の不安定さに起因する
補正信号そのもののドリフト等の影響で、光周波数の線
形性の精度劣化からくる本計測法の精度劣化を排除する
ことができるようになる。その結果、従来よりも、本計
測法の精度向上に寄与する効果がある(請求項2)。
ための変調補正データ記録装置によれば、補正干渉系に
おいて、光周波数線形掃引装置の構成要素としての波長
可変型光源から基準信号に基づき出力される繰り返し変
調周期1/f m で光波長が時間変化する光周波数変調信
号を受けて、内部に設定された光路差に相当するビート
光を出力し、光検出器において、補正干渉系からのビー
ト光を電気信号として瞬時ビート周波数信号を検出し、
周波数弁別器において、光検出器で検出された瞬時ビー
ト周波数信号に含まれ、繰り返し変調周期1/f m 内に
おける交流成分の変動分と、補正干渉系にて検出された
繰り返し繰り返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流
成分の変動分とを含む混在信号を検出し、直流カットフ
ィルタにおいて、この周波数弁別器で検出された混在信
号に含まれる上記の交流成分の変動分および直流成分の
変動分のうちの直流成分をカットし、交流成分の変動分
を波長可変型光源への変調補正のための補正信号として
出力し、補正信号情報記録部において、直流カットフィ
ルタからの補正信号についての波形情報を記録媒体デー
タとして記録するように構成されているので、やはり、
装置構成を簡素化でき、また、補正信号波形をデータと
していくつも複写してこれを複数の光周波数線形掃引装
置にソフト的に供給するだけで簡単に光FM波の線形掃
引が実現できる。また、個々の装置に対するハードウェ
ア的な補正方法に比べて安価に実現でき、計測システム
の全体のコスト低減に寄与でき、かつ、ハードウェア自
身の不安定さに起因する補正信号そのもののドリフト等
の影響で、光周波数の線形性の精度劣化からくる本計測
法の精度劣化を排除することができるようになる(請求
項3)。
引装置を有する光周波数領域反射計測装置のブロック図
である。
る光周波数領域反射計測装置について示す図であり、
(a)は光FM波の変化を表す図であり、(b)はビー
ト周波数及び電圧信号の変化を表す図であり、(c)は
ビート周波数の成分を表す図である。
射計測装置の構成を示す図である。
成装置の構成を示す図である。
である。
図であり、(a)は光FM波の変化を表す図であり、
(b)はビート周波数の変化を表す図であり、(c)は
ビート信号の強度波形を表す図であり、(d)はビート
周波数の成分を表す図である。
ク図である。
88,113 光FM波(光FM出力光) 4,41,42−1,52−1,51,93 ビーム
スプリッタ 5,89,106,108 参照光 6,42−2,42−3,52−2,52−3,90,
105,107 参照ミラー 7,91 物体光 8,92 計測対象 9,94,109 干渉光 10,43,53,95,104 光検出器 11,96 A/D変換器 12,97 演算装置 13 光源部 14,82 本計測干渉系部 15,71,81 光周波数線形掃引装置 16,70 波長可変型光源部 17,20,72,80 光周波数領域反射計測装置 27 低周波ビート 28 高周波ビート 29,30 信号波形 31 ビート信号スペクトラム 42,52,121 補正干渉系部 44,54,110 周波数弁別器 45 基準ビート信号源 46 比較器 47,55,86 加算器 56,111 DCカットフィルタ 61 瞬時ビート周波数信号 62 基準ビート周波数信号 63 非線形光FMによるビート周波数スペクトラム 64 補正線形光FMによるビート周波数スペクトラ
ム 65 誤差信号 83 基準信号発生器 84 補正信号発生器 85 補正信号波形データ 87 光源 98 同期信号線 100 変調補正データ記録装置 101 2×2光ファイバカプラ 102 カップリングレンズ 103 ファイバ入力光 112 波形記録装置 120 補正信号波形生成装置
Claims (3)
- 【請求項1】 繰り返し変調周期1/f m で光波長が時
間変化する光周波数変調信号を出力しうるとともに、外
部からの補正信号に基づき該光周波数変調信号について
の補正変調が可能な波長可変型光源部と、 該波長可変型光源部からの該光周波数変調信号を少なく
とも2方向へ分配するための光分配器と、 該光分配器で分配された一方の側の光周波数変調信号を
受けて、内部に設定された光路差に相当するビート光を
出力するための補正干渉系と、 該補正干渉系からのビート光を電気信号として瞬時ビー
ト周波数信号を検出するための光検出器と、 該光検出器で検出された該瞬時ビート周波数信号に含ま
れ、該繰り返し変調周期1/f m 内における交流成分の
変動分と、該補正干渉系にて検出された該繰り返し繰り
返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流成分の変動分
とを含む混在信号を検出するための周波数弁別器と、 該周波数弁別器で検出された該混在信号に含まれる上記
の交流成分の変動分および直流成分の変動分のうちの直
流成分をカットし、該交流成分の変動分が該波長可変型
光源部への変調補正のための該補正信号として使用され
る直流カットフィルタとをそなえて構成されたことを特
徴とする、光周波数線形掃引装置。 - 【請求項2】 繰り返し変調周期1/f m で光波長が時
間変化する光周波数変調信号を出力しうるとともに、外
部からの補正信号に基づき該光周波数変調信号について
の補正変調が可能な波長可変型光源と、 該波長可変型光源の波長可変制御のために必要な基準信
号を発生しうる基準信号発生部と、 該波長可変型光源固有の変調特性となるような補正を行
なうための瞬時ビート周波数信号に含まれ、該繰り返し
変調周期1/f m 内における交流成分の変動分と該繰り
返し繰り返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流成分
の変動分とを含む混在信号のうちの該直流成分をカット
し該交流成分の変動分が該波長可変型光源部への変調補
正のために用意しておいた補正信号を出力しうる補正信
号発生部と、 該基準信号発生部からの該基準信号と該補正信号発生部
からの該補正信号とを足し合わせて加算出力を該波長可
変型光源へ供給しうる加算器とをそなえて構成されたこ
とを特徴とする、光周波数線形掃引装置。 - 【請求項3】 光周波数線形掃引装置の構成要素として
の波長可変型光源から基準信号に基づき出力される繰り
返し変調周期1/f m で光波長が時間変化する光周波数
変調信号を受けて、内部に設定された光路差に相当する
ビート光を出力するための補正干渉系と、 該補正干渉系からのビート光を電気信号として瞬時ビー
ト周波数信号を検出するための光検出器と、 該光検出器で検出された該瞬時ビート周波数信号に含ま
れ、該繰り返し変調周期1/f m 内における交流成分の
変動分と、該補正干渉系にて検出された該繰り返し繰り
返し変調周期1/f m に比べ十分遅い直流成分の変動分
とを含む混在信号を検出するための周波数弁別器と、 該周波数弁別器で検出された該混在信号に含まれる上記
の交流成分の変動分および直流成分の変動分のうちの直
流成分をカットし、該交流成分の変動分を該波長可変型
光源への変調補正のための補正信号として出力しうる直
流カットフィルタと、該直流カットフィルタからの該補
正信号についての波形情報を記録媒体データとして記録
しうる補正信号情報記録部とをそなえて構成されたこと
を特徴とする、光周波数線形掃引装置のための変調補正
データ記録装置。
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JP10-220879 | 1998-08-04 | ||
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JP3510517B2 true JP3510517B2 (ja) | 2004-03-29 |
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-
1999
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