JP3774630B2 - 光学装置及び光スペクトラム・アナライザ - Google Patents
光学装置及び光スペクトラム・アナライザ Download PDFInfo
- Publication number
- JP3774630B2 JP3774630B2 JP2001035863A JP2001035863A JP3774630B2 JP 3774630 B2 JP3774630 B2 JP 3774630B2 JP 2001035863 A JP2001035863 A JP 2001035863A JP 2001035863 A JP2001035863 A JP 2001035863A JP 3774630 B2 JP3774630 B2 JP 3774630B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- calibration
- optical signal
- fiber
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 516
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims description 77
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 165
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 122
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 93
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 83
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 13
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 8
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N argon mercury Chemical compound [Ar].[Hg] BKZJXSDQOIUIIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001915 proofreading effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J3/1804—Plane gratings
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0218—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows using optical fibers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0205—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows
- G01J3/0243—Optical elements not provided otherwise, e.g. optical manifolds, diffusers, windows having a through-hole enabling the optical element to fulfil an additional optical function, e.g. a mirror or grating having a throughhole for a light collecting or light injecting optical fiber
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/02—Details
- G01J3/0294—Multi-channel spectroscopy
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/12—Generating the spectrum; Monochromators
- G01J3/18—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating
- G01J2003/1828—Generating the spectrum; Monochromators using diffraction elements, e.g. grating with order sorter or prefilter
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/28—Investigating the spectrum
- G01J2003/2866—Markers; Calibrating of scan
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
- G02B6/3534—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being diffractive, i.e. a grating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3564—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details
- G02B6/3568—Mechanical details of the actuation mechanism associated with the moving element or mounting mechanism details characterised by the actuating force
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/35—Optical coupling means having switching means
- G02B6/3586—Control or adjustment details, e.g. calibrating
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に光学システムに関し、特に、光学テレコミュニケーション伝送ラインを分析するのに有用な光スペクトラム・アナライザにおいて校正光信号及び試験光信号を同時に検出する光学装置及び光スペクトラム・アナライザに関する。
【0002】
【従来の技術】
テレコミュニケーション業界では、光ネットワークにおいて高密度波長分割多重(DWDM:dense-wavelength-division-multiplex)光学装置が益々発展している。典型的なDWDM光学装置は、種々の波長の多数の光信号を単一モードの光ファイバに発射する。光信号は、パンプ・レーザ(pump laser)からの1480nmの光信号を含んでいる。このパンプ・レーザ信号は、光学装置において、ファイバ増幅器用に使用されている。パンプ・レーザ信号の波長は、970nmでもよい。1625nmのサービス・チャネル光信号により、中央局等の間の通信を行う。1525nmから1585nmまでの範囲内で、多数の接近した光信号チャネルが、ファイバによるテレコミュニケーション・トラヒック(telecommunication traffic)に使用される。現在のDWDM伝送システムで、隣接した光信号チャネルの間の標準的な間隔は、200GHz、100GHz及び50GHzであり、これらは、1550nmにおけるチャネル間が1.6nm、0.8nm及び0.4nmの分離であることにほぼ等しい。さらに、DWDMテレコミュニケーション・システムでは、光信号チャネル間が0.2nmにほぼ等しい25GHz間隔も設計されている。これら光信号チャネルを識別したり、特徴づけるためには、光スペクトラム・アナライザ(OSA)を用いる必要がある。
【0003】
光スペクトラム・アナライザは、波長又は周波数に対する光パワーを測定する測定機器である。光スペクトラム・アナライザの利点は、そのダイナミック・レンジと、多くの離散したスペクトル線を含んだ測定を行えることとにある。既存の光スペクトラム・アナライザの重大な欠点は、波長測定に比較的信頼性がないことであり、40から50ピコメートルの範囲でエラーが生じる。この欠点のために、正確な波長測定を行い、光スペクトラム・アナライザを校正する波長計が開発された。波長計は、マイケルソン干渉計を基にしている。数千ものデジタル化した干渉縞をスペクトル領域から周波数領域に変換する。フーリエ変換により、これら干渉縞の周波数及び変調を波長及びパワーの情報に変換する。波長計は、波長校正精度が非常に良いが、これら波長計は、回折格子を用いた光スペクトラム・アナライザよりも、ダイナミック・レンジが非常に悪い。
【0004】
一般的に、測定した光信号及び校正光信号は、共に光スペクトラム・アナライザの同じ光路をたどり、光スペクトルの同じ一般領域を占める。光スペクトラム・アナライザの典型的な校正は、次の手順で行う。最初に、既知のスペクトルの光信号を校正信号源から光スペクトラム・アナライザに供給する。この校正信号源は、光スペクトラム・アナライザの外部にあってもよく、また、光スペクトラム・アナライザ内部の信号源であってもよく、内部光スイッチを介して、光スペクトラム・アナライザの光路に校正光信号を入射する。光スペクトラム・アナライザが光スペクトルを走査して、既知のスペクトル内で生じたスパイクの波長を測定し、記録する。測定したスパイクでの波長エラーを判断して、既知のスペクトル線の間及びその範囲を超えて補間することにより、波長測定エラーを波長の関数として評価する。この波長測定エラーを、対応する測定波長スパイクから減算して、光スペクトラム・アナライザを校正する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
校正光信号及び測定光信号(測定した光信号)は、共に光スペクトラム・アナライザの同じ光路をたどるので、光スペクトラム・アナライザは、未知の光信号を測定するのと同時には、校正スペクトルを測定できない。したがって、校正手順は、光スペクトラム・アナライザを校正する一連の処理となり、その後に、試験信号を測定する。一定期間の間だけ光スペクトラム・アナライザの校正状態が持続すると仮定するので、更に測定を進める前に、再度校正をしなければならない。
【0006】
現在の校正手順の欠点の1つは、光スペクトラム・アナライザが校正状態でなくなった時期を知ることが不明確な点である。これは、典型的には、校正が必要となる前に、又は校正が必要となった後に、再校正を行なっていることを意味する。必要となる前に校正を行う場合には、操作者は、不必要な校正に時間を浪費している。また、校正が必要となった後の場合には、校正が行われていないため、光スペクトラム・アナライザの測定結果に過度のエラーが含まれてしまう。
【0007】
よって、光スペクトラム・アナライザにおいて、試験光信号と校正光信号とを同時に光学的に検出できる光学装置が必要とされている。この光学装置は、光スペクトラム・アナライザにおいて、非常に正確な波長校正を行えるものでなければならない。さらに、光スペクトラム・アナライザは、同じ波長校正特性の2つの光路を用いて、校正光信号と被試験被試験(以下、単に、試験信号と呼ぶこともある)の両方を同時に検出できなければならない。また、光スペクトラム・アナライザは、校正光信号と試験光信号との間の光学的な分離も行わなければならない。
【0008】
したがって、本発明は、校正光信号及び被試験光信号を同時に検出できる1次スペクトル域を有する光学装置と、かかる光学装置を用いた光スペクトラム・アナライザとを提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、光学装置は、放物面鏡、球面鏡などの如きコリメーティング光学素子を具えている。このコリメーティング光学素子は、光軸及び焦点面を有すると共に、校正光信号及び被試験光信号を受ける。ファイバ・アレイは、コリメーティング光学素子の焦点面内に配置され、その中心軸は、コリメーティング光学素子の光軸と同一線上にある。第1及び第2光ファイバ対をコリメーティング光学素子の焦点面内に配置する。なお、これら光ファイバ対の各々は、入力光ファイバ及び出力光ファイバを有する。各光ファイバ対の入力光ファイバ及び出力光ファイバは、中心軸の各側に対称に配置されており、第1光ファイバ対の入力ファイバが被試験光信号を受ける。光信号源は、第2光ファイバ対の入力ファイバに結合しており、光学装置の1次スペクトル域内に入る2次以上のスペクトル線を有する校正光信号を発生する。光同調要素は、コリメーティング光学素子からの校正光信号及び被試験光信号を受け、光学装置を1次スペクトル域にわたって同調して、校正光信号及び被試験光信号のスペクトル成分を分離する。第1光検出器は、第1光ファイバ対の出力光ファイバに結合し、被試験光信号のスペクトル成分に応答し、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答しにくい。第2光検出器は、第2光ファイバ対の出力光ファイバに結合し、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答し、被試験光信号のスペクトル成分に応答しにくい。なお、本願では、1次スペクトル域とは、1450nmから1650nmまでのレンジのように測定対象のスペクトル域を意味し、2次スペクトル域とは1次スペクトル域の2分の1のレンジのスペクトル域を意味し、2次スペクトル線とは、2次スペクトル域内のスペクトル線を意味し、3次スペクトル域とは1次スペクトル域の3分の1のレンジのスペクトル域を意味し、3次スペクトル線とは、3次スペクトル域内のスペクトル線を意味し、以下同様である。
【0010】
本発明の好適実施例においては、ファイバ・アレイは、V溝ブロックであり、このV溝ブロックに形成されたほぼV字形の複数のチャネルを有する。これら複数のV字形チャネルは、Vブロックの中心軸のいずれかの側で平行で、等距離にある。光信号源は、原子種又は分子種での放射又は吸収におけるシフトに応答してスペクトル出力を発生する光信号発生装置である。好適な実施例において、光信号源は、水銀アルゴン放電ランプである。光同調要素は、好ましくは、回折格子である。第1光検出器は、試験光信号の1次スペクトル成分に応答するInGaAs(インジウム・ガリウム砒素)のピン(PIN)フォトダイオード又はアバランシェ・フォトダイオードである。第2光検出器は、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答するシリコン・フォトダイオードである。
【0011】
被試験光信号及び校正光信号を同時に検出する光スペクトラム・アナライザに、光学装置の種々の実施例を組み込むことができる。かかる組合せにより、光スペクトラム・アナライザの連続的な校正ができる。この光スペクトラム・アナライザは、試験光信号検出器及び校正光信号検出器が夫々の光受信器に設けられた光学装置を有する。これら光受信器の各々は、各光信号を電気信号に変換する。これら電気信号は、デジタル値に変換される。試験光信号及び校正光信号を表すデジタル値は、デジタル信号プロセッサなどの制御器により処理され、校正光信号の2次以上のスペクトル線に基づいて校正エラー値を計算する。この校正エラー値を被試験光信号に適用して、試験信号を正確に校正(補正)する。この試験光信号を更に処理して、表示装置に表示する。
【0012】
本発明の方法は、限定された1次スペクトル域の光学装置を有すると共に、校正光信号を発生する光信号校正信号源と、校正光信号入力端と、光同調要素と、第1及び第2光検出器とを具えた光スペクトラム・アナライザにて、校正光信号及び被試験光信号を同時に検出する方法である。この方法では、2次以上のスペクトル線が光学装置の範囲内である校正光信号と、被試験光信号とを光学装置に同時に入射する。また、被試験光信号に応答し、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答しにくい第1光検出器を用いると共に、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答し、被試験光信号に応答しにくい第2光検出器を用いて、校正光信号及び被試験光信号を同時に検出する。試験光信号及び校正光信号を同時に検出するステップでは、1次スペクトル域にわたって光学装置を同調させて、校正光信号及び被試験光信号のスペクトル成分を分離させる。この方法では、また、校正光信号及び被試験光信号を同時に電気信号に変換する。
【0013】
本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の詳細説明から明らかになろう。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明による光学装置10の好適実施例を示す。この光学装置10は、光スペクトラム・アナライザ内に用いて、校正光信号及び被試験光信号を同時に検出できる。光学装置10は、放物面鏡、球面鏡などコリメーティング光学素子12を具えており、このコリメーティング光学素子12は、光軸14と、焦点面16とを有する。コリメーティング光学素子12の焦点面16内にファイバ・アレイ18が配置される。このファイバ・アレイ18は、コリメーティング光学素子12の光軸14と同一線上の中心軸20を有する。ファイバ・アレイ18は、第1光ファイバ対22及び第2光ファイバ対24を有し、光第1ファイバ対22は、入力光ファイバ26及び出力光ファイバ30を有し、第2ファイバ対24は、入力光ファイバ28及び出力光ファイバ32を有する。光ファイバ対22、24の各々の入力光ファイバ及び出力光ファイバは、ファイバ・アレイ18の中心軸20の各側で対称に配置されている。第1ファイバ対22の入力光ファイバ26は、被試験光信号34を受けるように結合している。このファイバ対22の出力光ファイバ30は、InGaAs(インジウム・ガリウム砒素)のピン(PIN)フォトダイオード又はInGaAsのアバランシェ・フォトダイオードの如き試験(光)信号検出器36に結合している。第2ファイバ対24の入力光ファイバ28は、校正光信号源38に結合しており、この光信号源38は、原子種又は分子種でのエネルギー・レベルの放射又は吸収におけるシフトに応答して、スペクトル出力を発生する。かかる光源の例としては、アルゴン及び水銀アルゴン放電ランプの如きガス放電ランプや、LEDの如き広帯域光源により照射されるアセチレン吸収セルがある。第2ファイバ対24の出力光ファイバ32は、シリコン・フォトダイオードの如き校正(光)信号検出器40に結合している。ファイバ・アレイ18及びコリメーティング光学素子12の間には、回折格子の如き光同調要素42を配置する。この光同調要素42は、光学装置10用の1次スペクトル域を定める。光同調要素(用)駆動モータ44が光同調要素42に結合して、スペクトル域にて光学装置10を同調させる。
【0015】
図1に示す光学装置10は、校正光信号源38からの校正光信号39と、被試験光信号34とを同時に検出する。校正光信号源38は、光学装置10の1次スペクトル域内に入る2次以上のスペクトル線を有する光信号出力39を発生する。例えば、本発明の好適実施例においては、光学装置10の1次スペクトル域は、1450nmから1650nmまでのレンジをカバーする。好適実施例において、校正光信号源38は、水銀アルゴン放電ランプである。校正光信号源38は、光学装置10の1次スペクトル域の半分以下である1次スペクトル域の光信号出力39を発生する。好適実施例において、校正光信号源38のスペクトル域は、725nmから825nmまでのスペクトル域をカバーする。校正光信号源38のスペクトル域は、光学装置10の1次スペクトル域の3分の1、4分の1などのスペクトル線を発生してもよい点に留意されたい。すなわち、校正光信号源のスペクトル域は、483.33nmから550nm、362.5nmから412.5nmなどでもよい。校正光信号源38は、同時に存在する多数次の光信号出力を発生できる点に留意されたい。さらに、光学装置10の1次スペクトル域は、好適実施例のスペクトル域以外でもよく、また、校正光信号源38のスペクトル域が光学装置10のスペクトル域の2分の1以下ならば、校正光信号源38のスペクトル域は、好適実施例のスペクトル域以外でもよい点にも留意されたい。このように本願では、1次スペクトル域とは、1450nmから1650nmまでのレンジのように測定対象のスペクトル域を意味し、2次スペクトル域とは1次スペクトル域の2分の1のレンジのスペクトル域を意味し、2次スペクトル線とは、2次スペクトル域内のスペクトル線を意味し、3次スペクトル域とは1次スペクトル域の3分の1のレンジのスペクトル域を意味し、3次スペクトル線とは、3次スペクトル域内のスペクトル線を意味し、以下同様である。
【0016】
好適実施例における光学装置10は、リトロー・マウンティングにて構成されている。ファイバ・アレイ18は、光学装置10内に配置されているので、ファイバ・アレイ18の中心軸20は、コリメーティング光学素子12の光軸14と同一線上にあり、コリメーティング光学素子12の焦点面16内に位置する。好適実施例において、ファイバ・アレイ18は、V溝ブロック内に配置さている。このV溝ブロックは中心軸を有し、ほぼV字形の複数のチャネルがV溝ブロックに形成されている。これらV字形チャネルは、V溝ブロックの中心軸(ファイバ・アレイ18の中心軸20と同じになる)に平行である。V字形チャネルは、V溝ブロックの中心軸20のいずれかの側で中心軸20から等距離にある。光ファイバ対22及び24の各々の入力及び出力光ファイバは、ファイバ・アレイ18の中心軸20のいずれかの側に対称に配置されているので、コリメーティング光学素子12の光軸14のいずれかの側に対称に配置されていることになる。コリメーティング光学素子12の結像特性により、光軸14の一方の側の入力ファイバ26及び28から放射された光は、光軸14の反対側で対応する出力ファイバ30及び32で焦点を結ぶ。好適実施例において、光軸14に近い第1光ファイバ対22を測定に用いて、外側の第2光ファイバ対24を校正に用いる。測定用及び校正用の光ファイバ対の配置は任意であり、これら光ファイバ対22及び24の配置は、本発明の要旨を逸脱することなく、逆にすることもできる。
【0017】
ファイバ・アレイ18の構成及び配置により、光学装置12に2つの光路ができ、これら2つの光路は、互いに空間的に分離するが、物理的には充分に接近しており、温度、振動、摩耗、機械的駆動偏差などにより生じる摂動を同じに受ける。これは、一方の光路への光信号入力が他方の光路に物理的に結合しないことを意味する。実際には、これら2つの経路間でわずかではあるが測定可能な量の光が結合する原因不明の散乱が存在する。これら光路を更に分離するために、これら経路には、光検出器36及び40の各々にてスペクトルをろ波する機能が含まれている。この点は、詳細に後述する。その結果、2つの光路間の分離が一層良くなる。また、これら2つの光路は、波長依存性が同じなので、2つの光路の一方でスペクトルが既知の信号源を測定し、その情報を用いて、他方の光路を校正することが可能である。なお、この他方の光路を用いて被試験光信号34を測定する。既知のスペクトル(校正)光信号源38の信号対ノイズ比が充分に高ければ、その結果、光スペクトラム・アナライザは実時間校正を行える。ここでは、総ての試験が、試験波形を校正するのに用いる既知の波形の取込みを行う。この全体的な処理は、光スペクトラム・アナライザのユーザには明らかであろう。操作者の視点から見た場合、本発明による光スペクトラム・アナライザは、操作者による任意の校正保守を必要とすることなく、常に適切な校正状態に維持できる。
【0018】
試験光ファイバ26から発している実線は、試験光信号34の光路(ray path)を示す。試験光信号34は、コリメーティング光学素子12で反射し、同調回折格子42に衝突する。回折格子42からの回折(屈折)されたスペクトル成分は、コリメーティング光学素子12で反射し、同調したスペクトル線又は成分が、試験信号検出器用ファイバ30に焦点を結ぶ。このファイバ30は、コリメーティング光学素子の光軸14の反対側に対称に配置されている。これは、光学装置10を通過する第1光路を示す。校正光信号源用光ファイバ28から発している点線は、校正光信号39の光路を示す。試験光信号経路と同様に、校正光信号39は、コリメーティング光学素子12で反射し、同調回折格子42で回折(屈折)され、コリメーティング光学素子12で反射され、校正光信号検出器用光ファイバ32で焦点を結ぶ。この光ファイバ32は、コリメーティング光学素子12の光軸14の反対側に対称に配置されている。これは、光学装置10を通過する第2光路を示す。図1の紙面に垂直な方向に波長走査が行われるので、両方の光路が同じ波長エラーを受けるため、同じ波長校正を用いて、これらを補正できる。これら2つの光路は、物理的に分離しているので、未知のスペクトルが測定されたときに校正光信号源38をオンにして、校正をできる。
【0019】
試験光信号34の同調したスペクトル成分は、試験光信号検出器用ファイバ30を介して試験光信号検出器36に結合する。好適実施例において、試験光信号検出器36は、InGaAsのピン・フォトダイオード又はアバランシェ・フォトダイオードであり、試験光信号34の1次スペクトル成分に応答する。校正光信号39の同調したスペクトル成分は、校正光信号源用ファイバ32を介して校正光信号検出器40に結合する。好適実施例において、校正光信号検出器40は、シリコン・フォトダイオードであり、校正光信号源38の2次以上のスペクトル線に応答する。シリコン検出器は、InGaAs検出器よりもノイズ特性が良好である。さらに、シリコン検出器は、1450nmから1650nmの範囲の光に応答しにくいので、主たる光信号34から散乱した光が校正光信号検出器40と干渉しない。また、InGaAs検出器は、725nmから825nmの範囲の光に応答しにくいので、校正光信号源38からの散乱と、主たる光信号34との干渉がなくなる。試験信号検出器36及び校正信号検出器40の応答特性は、好適実施例用に示した各スペクトル域に限定する必要がない点に留意されたい。試験信号検出器が光学装置のスペクトル域内の1次スペクトル成分に応答し、校正信号検出器が光学装置のスペクトル域内の2次以上のスペクトル成分に応答するならば、他のスペクトル域にわたって応答する他の形式の光検出器を用いてもよい。試験光信号検出器36及び校正光信号検出器40は、被試験光信号34の各スペクトル成分と校正光信号39の校正スペクトル線とを同時に電気信号に変換する。これら電気信号は、増幅され、デジタル化され、蓄積され、処理されて、その結果が出力表示される。
【0020】
図2は、本発明の他の実施例の光学装置50を示す。この光学装置50も、光スペクトラム・アナライザ内で用いて、校正光信号39及び被試験光信号34を同時に検出できる。図1と同じ素子は、同じ参照符号で示す。この別の実施例である光学装置50は、放物面鏡、球面鏡などの第1コリメーティング光学素子52及び第2コリメーティング光学素子54を具えている。これらコリメーティング光学素子52及び54は、光軸56、58及び焦点面60、62を夫々有する。コリメーティング光学素子52及び54の各々の焦点面60及び62内に、中心軸68及び70を夫々有するファイバ・アレイ64及び66を夫々配置する。ファイバ・アレイ64及び66は、第1光ファイバ対22及び第2光ファイバ対24を有する。第1光ファイバ対22は、入力光ファイバ26及び出力光ファイバ30を有し、第2光ファイバ対24は、入力光ファイバ28及び出力光ファイバ32を有する。一方のファイバ・アレイ64は、光ファイバ対22及び24の入力光ファイバ26及び28を含んでおり、他方のファイバ・アレイ64は、光ファイバ対22及び24の出力光ファイバ30及び32を含んでいる。これらファイバ対の入力及び出力光ファイバは、ファイバ・アレイ64及び66の中心軸68及び70と平行に配置されている。第1ファイバ対22の入力光ファイバ26は、被試験光信号34を受けるように結合されている。この第1ファイバ対22の出力光ファイバは、InGaAsピン・フォトダイオード又はInGaAsアバランシェ・フォトダイオードの如き試験光信号検出器36に結合される。
【0021】
第2ファイバ対24の入力光ファイバ28は、校正光信号源38に結合される。この校正光信号源38は、原子種又は分子種でのエネルギー・レベルにおけるシフトに応答してスペクトル出力39を発生する。上述の如く、光信号源38は、アルゴン又は水銀アルゴンの放電ランプの如きガス放電ランプや、LEDの如き広帯域光源により照明されたアセチレン吸収ランプでもよい。ファイバ対24の出力光ファイバ32は、シリコン・フォトダイオードの如き校正光信号検出器40に結合される。ファイバ対22及び24の入力光ファイバ28及び出力光ファイバ32がコリメーティング光学素子52及び54の夫々の光軸56及び58の同じ側に配置されるように、コリメーティング光学素子52及び54を構成してもよい。さらに、コリメーティング光学素子52及び54は、異なる焦点距離であってもよく、合成光角を有する光路に必要な空間面が異なって、これら異なる空間面に向いてもよい。ファイバ・アレイ64及び66とコリメーティング光学素子52及び54との間で横方向に光同調要素42を配置する。この光同調要素42は、回折格子でもよく、光学装置50用の1次スペクトル域を主として決める。同調回折格子42は、コリメーティング光学素子52及び54の焦点距離内に配置する必要はない。光同調要素(用)駆動モータ44を光同調要素42に結合して、スペクトル域にて光学装置50を同調させる。
【0022】
図1を参照して上述したのと同じスペクトル域を用いて、図2に示す光学装置50の動作を説明する。試験光信号34は、1450nmから1650nmまでのスペクトル域内の1次スペクトル成分を有する広帯域光信号として特徴付けられたものでもよい。校正光信号源38は、光学装置50のスペクトル域内の2次以上のスペクトル線を有する光信号出力39を発生する。上述の如く、試験光信号34及び校正光信号39は、光学装置50を通過する分離した光路を進む。試験光信号ファイバ26から発せられた実線は、光学装置50を通過する試験光信号34の光路を示し、校正光信号ファイバ28から発せられた点線は、光学装置50を通過する校正光信号39の光路を示す。試験光信号34及び校正光信号39は、第1コリメーティング光学素子52で反射して、同調回折格子42に進む。光信号34及び39の同調されるスペクトル成分は、同調回折格子42で回折(屈折)されて、第2コリメーティング光学素子54に進む。第2コリメーティング光学素子54は、同調された光信号34及び39を反射し、試験光信号34の同調されたスペクトル成分の焦点を試験光信号出力ファイバ30で結ばせ、校正光信号39の同調されたスペクトル成分の焦点を校正光信号出力ファイバ32で結ばせる。
【0023】
試験光信号34の同調されたスペクトル成分は、試験光信号出力ファイバ30を介して試験光信号検出器36に結合される。試験光信号検出器36は、InGaAsピン・フォトダイオード又はアバランシェ・フォトダイオードであり、試験光信号34の1次スペクトル成分に応答し、校正光信号39の2次以上のスペクトル線に応答しにくい。校正光信号39の同調したスペクトル成分は、校正光信号出力ファイバ32を介して校正光信号検出器40に結合される。校正光信号検出器40は、シリコン・フォトダイオードであり、校正光信号源38の2次以上のスペクトル線に応答し、試験光信号34の1次スペクトル成分に応答しにくい。試験信号検出器36及び校正光信号検出器40は、各試験光信号34及び校正光信号39を同時に検出して、これら光信号34及び39を電気信号に変換する。
【0024】
図3は、校正光信号39及び試験光信号34を同時に検出する光学装置10を内蔵した光スペクトラム・アナライザ80のブロック図である。図1及び図2に示したのと同じ素子は、同じ参照符号で示す。光スペクトラム・アナライザ80の好適実施例は、光スペクトラム・アナライザ・モジュール82と、ベース・ユニット84とを具えている。光スペクトラム・アナライザ・モジュール82は、被試験光信号34及び校正光信号39のスペクトル成分を分離する光学装置10を含んでいる。この光学装置10は、光軸14及び焦点面16を有するコリメーティング光学素子として作用する放物面境12を含んでいる。ファイバ・アレイ18は、放物面境12の焦点面16内に位置決めされており、その中心軸20は、放物面境12の光軸14と同一線上にある。ファイバ・アレイ18は、入力ファイバ26及び出力ファイバ30を有する第1ファイバ対22と、入力ファイバ28及び出力ファイバ32を有する第2ファイバ対24とを具えている。これらファイバ対の入力ファイバ及び出力ファイバは、ファイバ・アレイ18の中心軸20のいずれかの側に対称に配置されている。一方のファイバ対22の入力光ファイバ26は、被試験光信号34を受けるように結合されており、他方のファイバ対24の入力光ファイバ28は、校正光信号源38に結合されている。
【0025】
回折格子の形式である光同調要素42は、1次スペクトル域にわたって光学装置10を同調する。光受信器86及び88は、試験光信号34及び校正光信号39を夫々受け、これら光信号を電気信号に変換する。これら電気信号は、マルチプレクサ(MUX)90により選択されて、アナログ・デジタル(A/D)変換器92に結合される。A/D変換器92は、電気信号をデジタル値に変換する。このデジタル値は、デジタル信号プロセッサ(DSP)94により処理され、メモリ96に蓄積される。メモリ96は、RAM及びROMの両方を含み、RAMが、試験光信号34及び校正光信号39のスペクトル成分を表すデジタル値の如き揮発性データを蓄積する。デジタル信号プロセッサ94は、メモリ96のROMに蓄積されプログラムされたインストラクションを実行して、デジタル値の取込み、処理及び蓄積を行う。データ及び制御バス98は、メモリ96をデジタル信号プロセッサ94に結合すると共に、A/D変換器92及び回折格子駆動モータ44にも結合している。回折格子駆動モータ44は、回折格子42の位置を可変して、光学装置10をこの光学装置10のスペクトル域にわたって同調させる。デジタル信号プロセッサ94は、マルチプレクサ90及びA/D変換器92に制御信号を供給する。
【0026】
蓄積されたデータは、光スペクトラム・アナライザのシステム・バス(SB)100の直列データ・ラインを介して、ベース・ユニット84に供給される(SB100の結合線は図示せず)。ベース・ユニット84において、光スペクトラム・アナライザ・モジュール82からのデジタル・データは、メモリ102に蓄積され、制御器104で処理されて、液晶表示器、陰極線管などの表示器106に表示される。好適実施例において、制御器104は、モトローラ社が市販しているXPC821型マイクロプロセッサである。データ及び制御バス108は、メモリ102を制御器104に結合すると共に、表示器106にも結合している。制御器104は、フロント・パネル制御器110にも結合している。このフロント・パネル制御器110は、ボタン、回転摘み及びキー・パッドを具えており、実行する特定の測定、測定パラメータ、表示ウィンドウなどを選択する。本発明の好適実施例において、従来の測定機器のフロント・パネルの制御機能が、表示器106の一部であるタッチ・スクリーン表示器に組み込まれている。メモリ102は、RAM及びROMを含んでいる。RAMは、光スペクトラム・アナライザ・モジュール82からの取込み及び処理したデジタル・データを蓄積し、ROMは、光スペクトラム・アナライザ80の動作を制御するプログラム・インストラクションを蓄積する。本発明の好適実施例における光スペクトラム・アナライザ80は、マイクロソフト社製WINDOWS(商標)CEオペレーティング・システムにて制御される。
【0027】
本発明の好適実施例において、光スペクトラム・アナライザ80は、1450nmから1650nmまでの1次スペクトル域を有する。なお、このスペクトル域が同調可能な回折格子42により主に制御される。被試験光信号34は、光インタフェース112を介して光スペクトラム・アナライザ80に結合される。光スペクトラム・アナライザ80は、このアナライザの1450nmから1650nmまでのスペクトル域における広帯域試験光信号34の特性を測定する。試験光信号34及び校正光信号39は、ファイバ・アレイ18の第1及び第2ファイバ対の入力ファイバ26及び28を夫々介して光学装置10に結合される。校正光信号源38は、光学装置10のスペクトル域内の2次以上のスペクトル線を有する校正光信号39を発生する。試験光信号34及び校正光信号39は、分離した光路を伝搬して、放物面境12で反射され、回折格子42に進む。
【0028】
同調回折格子42は、試験光信号34の1次スペクトル成分と校正光信号39の2次以上のスペクトル線とを分離し、同調した成分を回折し、分離した光路を介して放物面境12に戻す。例えば、試験光信号34は、多くの光信号を含んでおり、その1つが1500nmである。デジタル信号プロセッサ94からの同調インストラクションを受けた回折格子駆動モータ44により、回折格子42は、1500nmに同調され、試験光信号34において1500nmの光信号を他の光信号から分離する。同時に、回折格子42は、校正光信号39の750nmの2次スペクトル線を分離する。試験光信号34の同調されたスペクトル成分と、校正光信号39の同調されたスペクトル線とは、放物面境12により、試験光信号出力ファイバ30及び校正光信号出力ファイバ32で焦点を結ぶ。
【0029】
試験光信号34の同調されたスペクトル成分は、第1光受信器86に結合される。この第1光受信器86は、光検出器36を有し、試験光信号34の1次スペクトル成分には応答するが、校正光信号39の2次以上のスペクトル線には応答しにくい。光スペクトラム・アナライザ80の好適実施例において、光検出器36は、InGaAsアバランシェ・フォトダイオードである。校正光信号39の同調されたスペクトル線は、第2光受信器88に結合される。この第2光受信器88は、光検出器40を有し、校正光信号39の2次以上のスペクトル線に応答するが、試験光信号34の1次スペクトル成分には応答しにくい。光スペクトラム・アナライザ80の好適実施例において、光検出器40は、シリコン・フォトダイオードである。光検出器36及び40は、試験光信号34及び校正光信号39を夫々電気信号に変換する。これら電気信号を増幅器114及び116に夫々供給して、これら電気信号を夫々増幅する。
【0030】
増幅された電気信号は、マルチプレクサ90に供給されて、デジタル信号プロセッサ94の制御によりこれら電気信号の一方を選択して、A/D変換器92に供給する。A/D変換器92は、デジタル信号プロセッサ94の制御の下に、選択された電気信号をデジタル化する。デジタル化された信号は、デジタル信号プロセッサ94により処理され、メモリ96のRAMに蓄積される。1500nmの光信号を有する試験光信号34と、750nmの2次校正スペクトル線を有する校正光信号の場合、デジタル信号プロセッサ94は、750nmの校正光信号のスペクトル線を表すデジタル値に2を乗算して、1500nmの校正スペクトル線を表すデジタル値を発生する。750nmの校正スペクトル線は、非常にわずかなエラーで非常に正確に判っているので、乗算した結果の校正スペクトル線の不確かさは、非常にわずかである。1500nmの校正スペクトル線の波長は、光スペクトラム・アナライザ80により、適切な3次又は4次スペクトル線の如く他の値として測定できる。測定した校正スペクトル線及び実際の校正スペクトル線の間のエラーをデジタル信号プロセッサ94により計算し、この計算結果を用いて1550nm試験光信号を補正する。校正エラーの計算と、試験光信号の補正とは、デジタル信号プロセッサ94が自動的に行い、これは、光スペクトラム・アナライザのユーザの操作には影響しない。
【0031】
メモリ96のRAM内の処理されたデジタル値は、システム・バス100内のシリアル・データ・ラインを介して、ベース・ユニット84内の制御器104に供給する。制御器104は、デジタル値を更に処理し、そのデータを表示器106の表示用にフォーマット(形式変換)する。
【0032】
上述では、図1の光学装置を用いた光スペクトラム・アナライザを説明した。しかし、図2を参照して説明した光学装置を用いても、同様に光スペクトラム・アナライザを実現できる。また、マルチプレクサをなくし、2つの光受信器の各々の出力端に対して別々のアナログ・デジタル変換器を設けることにより、光スペクトラム・アナライザ・モジュールを変更できる。また、光スペクトラム・アナライザ・モジュール及びベース・ユニットを1つのパッケージにまとめ、単一の制御器が、デジタル信号プロセッサの機能を実施すると共に、ベース・ユニットの制御器の機能を実施してもよい。
【0033】
試験光信号及び校正光信号を同時に検出する光学装置について上述した。要約すれば、この光学装置は、少なくとも第1コリメーティング光学素子を有しており、このコリメーティング光学素子は、光軸及び焦点面を有する。ファイバ・アレイは、コリメーティング光学素子の焦点面内に配置され、第1及び第2ファイバ対を有する。ファイバ・アレイは、中心軸を有し、この中心軸は、コリメーティング光学素子の光軸と同一線上にある。これらファイバ対は、入力ファイバ及び出力ファイバを有し、各ファイバ対の入力ファイバ及び出力ファイバは、中心線の周囲で対称に配置される。光学装置は、1次スペクトル域を有し、広帯域試験光信号及び校正光信号を測定する。この校正光信号を発生する校正光信号源は、光学装置のスペクトル域内の2次以上のスペクトル線を有する校正光信号を発生する。2つの入力光ファイバは、試験光信号及び校正光信号を夫々受け、これら光信号をコリメーティング光学素子に向かって発射する。
【0034】
試験光信号及び校正光信号は、光学装置に2つの分離した光路を取る。試験光信号及び校正光信号は、コリメーティング光学素子で反射され、回折格子に向かう。同調回折格子は、試験光信号のスペクトル成分と校正光信号のスペクトル線とを分離して、同調されたこれら光信号をコリメーティング光学素子に屈折させる。試験光信号の同調されたスペクトル成分と、校正光信号のスペクトル線とは、ファイバ・アレイ内で出力光ファイバに焦点を結ぶ。試験光信号用出力ファイバは、試験光信号の同調されたスペクトル成分を試験光信号検出器に結合し、校正光信号用出力ファイバは、同調された校正光信号のスペクトル線を校正光信号検出器に結合する。試験光信号検出器は、試験光信号の1次スペクトル成分に応答するが、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答しにくい。校正光信号検出器は、校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答し、試験光信号の1次スペクトル成分に応答しにくい。これら光検出器は、試験光信号及び校正光信号を夫々電気信号に変換する。かかる光学装置は、光スペクトラム・アナライザ内で利用可能であり、装置の校正を同時に実施できる。
【0035】
よって、本発明の光学装置は、試験光信号及び校正光信号を同時に検出でき、光スペクトラム・アナライザに使用できる。本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形変更が可能なことが当業者には理解できよう。なお、上述の実施例は、本発明をこれら実施例そのものに限定するものではなく、本願発明を説明するためのものである。
【0036】
【発明の効果】
上述の如く、本発明によれば、被試験光信号と校正光信号とを同時に検出できる光学装置が達成できるし、かかる光学装置を光スペクトラム・アナライザに使用できる。よって、操作者は、光学装置及び光スペクトラム・アナライザの校正に煩わされることがなく、不必要な校正に時間をとられることもなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学装置の好適実施例を示す図である。
【図2】本発明による光学装置の他の好適実施例を示す図である。
【図3】本発明による光学装置を用いた光スペクトラム・アナライザの好適実施例のブロック図である。
【符号の説明】
10、50 光学装置
12 コリメーティング光学素子(放物面境)
14 光軸
16 焦点面
18、64、66 ファイバ・アレイ
20 中心軸
22 第1ファイバ対
24 第2ファイバ対
26、28 入力光ファイバ
30、32 出力光ファイバ
34 被試験光信号
36 試験光信号検出器
38 校正光信号発生器
39 校正光信号
40 校正光信号検出器
42 光同調要素(回折格子)
44 光同調要素駆動モータ
52 第1コリメーティング光学素子
54 第2コリメーティング光学素子
56、58 光軸
64、66 ファイバ・アレイ
68、70 中心軸
80 光スペクトラム・アナライザ
82 光スペクトラム・アナライザ・ユニット
84 ベース・ユニット
86、88 光受信器
90 マルチプレクサ
92 A/D変換器
94 デジタル信号プロセッサ
96、102 メモリ
100 システム・バス
104 制御器
106 表示器
110 フロント・パネル
Claims (2)
- 限定された1次スペクトル域を有し、校正光信号及び被試験光信号を同時に検出する光学装置であって、
光軸及び焦点面を有し、上記校正光信号及び上記被試験光信号を受けるコリメーティング光学素子と、
該コリメーティング光学素子の光軸と同一線上の中心軸と、上記コリメーティング光学素子の焦点面内に配置されて入力光ファイバ及び出力光ファイバを各々が有する第1及び第2光ファイバ対とを含み、該第1及び第2ファイバ対の各々の上記入力光ファイバ及び上記出力光ファイバが上記中心軸に対して対称に配置され、上記第1光ファイバ対の入力ファイバが上記被試験光信号を受信するファイバ・アレイと、
上記第2光ファイバ対の入力ファイバに結合され、上記光学装置の1次スペクトル域内の2次以上のスペクトル線を有する校正光信号を発生する光信号源と、
上記コリメーティング光学素子からの上記校正光信号及び上記被試験光信号を受け、上記1次スペクトル域にわたって上記光学装置を同調させて、上記被試験光信号のスペクトル成分を分離すると共に、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線を通過させる光同調要素と、
上記第1光ファイバ対の出力光ファイバに結合され、上記被試験光信号のスペクトル成分に応答し、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線には応答しにくい第1光検出器と、
上記第2光ファイバ対の出力光ファイバに結合され、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答し、上記被試験光信号のスペクトル成分に応答しにくい第2光検出器とを具え、
上記ファイバ・アレイが、複数のV字形チャネルの形成されたV溝ブロックに配置され、該V溝ブロックの中心軸が上記ファイバ・アレイの中心軸と同じになり、上記複数のV字形チャネルが上記V溝ブロックの中心軸と平行であり、上記複数のV字形チャネルが上記V溝ブロックの中心軸から等距離にあることを特徴とする光学装置。 - 限定された1次スペクトル域を有すると共に、校正光信号及び被試験広帯域光信号を同時に検出する光学装置を有し、上記被試験光信号のスペクトル成分を測定して表示する光スペクトラム・アナライザであって、
光軸及び焦点面を有し、上記校正光信号及び上記被試験光信号を受けるコリメーティング光学素子と、
該コリメーティング光学素子の光軸と同一線上の中心軸と、上記コリメーティング光学素子の焦点面内に配置されて入力光ファイバ及び出力光ファイバを各々が有する第1及び第2光ファイバ対とを含み、該第1及び第2ファイバ対の各々の上記入力光ファイバ及び上記出力光ファイバが上記中心軸に対して対称に配置され、上記第1光ファイバ対の入力ファイバが上記被試験光信号を受信するファイバ・アレイと、
上記第2光ファイバ対の入力ファイバに結合され、上記光学装置の1次スペクトル域内の2次以上のスペクトル線を有する校正光信号を発生する光信号源と、
上記コリメーティング光学素子からの上記校正光信号及び上記被試験光信号を受け、上記1次スペクトル域にわたって上記光学装置を同調させて、上記被試験光信号のスペクトル成分を分離すると共に、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線を通過させる光同調要素と、
上記第1光ファイバ対の出力光ファイバに結合され、上記被試験光信号のスペクトル成分に応答し、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線には応答しにくい第1光検出器を有し、上記被試験光信号のスペクトル成分を表す電気信号を発生する第1光受信器と、
上記第2光ファイバ対の出力光ファイバに結合され、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線に応答し、上記被試験光信号のスペクトル成分に応答しにくい第2光検出器を有し、上記校正光信号の2次以上のスペクトル線を表す電気信号を発生する第2光受信器と、
上記第1及び第2光受信器からの電気信号をデジタル値に変換する手段と、
上記デジタル値を処理して、上記校正光信号のスペクトル線を表す上記デジタル値から校正エラー値を発生し、上記被試験光信号のスペクトル成分を表すデジタル値に上記エラー値を適用する手段とを具え、
上記ファイバ・アレイが、複数のV字形チャネルの形成されたV溝ブロックに配置され、該V溝ブロックの中心軸が上記ファイバ・アレイの中心軸と同じになり、上記複数のV字形チャネルが上記V溝ブロックの中心軸と平行であり、上記複数のV字形チャネルが上記V溝ブロックの中心軸から等距離にあることを特徴とする光スペクトラム・アナライザ。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US18416300P | 2000-02-21 | 2000-02-21 | |
US60/184163 | 2000-02-21 | ||
US09/564,298 US6573990B1 (en) | 2000-02-21 | 2000-05-03 | Optical system providing concurrent detection of a calibration signal and a test signal in an optical spectrum analyzer |
US09/564298 | 2000-05-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001255207A JP2001255207A (ja) | 2001-09-21 |
JP3774630B2 true JP3774630B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=26879867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001035863A Expired - Fee Related JP3774630B2 (ja) | 2000-02-21 | 2001-02-13 | 光学装置及び光スペクトラム・アナライザ |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6573990B1 (ja) |
EP (1) | EP1130445A3 (ja) |
JP (1) | JP3774630B2 (ja) |
KR (1) | KR100803237B1 (ja) |
CN (1) | CN1196917C (ja) |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1378734B1 (de) * | 2002-07-06 | 2004-12-15 | Acterna Germany GmbH | Optisches Spektrometer mit mehreren spektralen Bandbreiten |
CN1829919A (zh) * | 2003-08-06 | 2006-09-06 | 爱德万测试株式会社 | 测试装置、修正值管理方法及程式 |
FR2876802B1 (fr) * | 2004-10-19 | 2007-01-19 | Pellenc Selective Technologie | Dispositif de multiplexage optique |
CN1328580C (zh) * | 2004-12-02 | 2007-07-25 | 北京大学 | 荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置 |
WO2007075426A2 (en) * | 2005-12-16 | 2007-07-05 | Chemimage Corporation | Method and apparatus for automated spectral calibration |
JP2007212145A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 過渡吸収測定装置 |
JP5016571B2 (ja) * | 2008-08-28 | 2012-09-05 | アンリツ株式会社 | 光スペクトルモニタ |
US8440959B2 (en) * | 2008-11-18 | 2013-05-14 | Chemimage Corporation | Method and apparatus for automated spectral calibration |
DE102010062027A1 (de) * | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Messaufbau für die optische Absorptions-Spektroskopie |
JP5901916B2 (ja) * | 2011-09-15 | 2016-04-13 | 横河電機株式会社 | 光スペクトラム測定装置 |
US9188555B2 (en) * | 2012-07-30 | 2015-11-17 | Fei Company | Automated EDS standards calibration |
US9134479B2 (en) * | 2012-09-05 | 2015-09-15 | International Business Machines Corporation | Polarization diverse demultiplexing |
CN103542934B (zh) * | 2013-11-07 | 2016-03-02 | 杭州远方光电信息股份有限公司 | 一种光谱响应度校准方法及其装置 |
US10088468B2 (en) * | 2016-02-04 | 2018-10-02 | Nova Biomedical Corporation | Analyte system and method for determining hemoglobin parameters in whole blood |
US9970845B2 (en) * | 2016-02-10 | 2018-05-15 | Apple Inc. | Interrogating DOE integrity by reverse illumination |
CN106092159B (zh) * | 2016-05-27 | 2018-12-28 | 重庆大学 | 具解调结果可信度自诊断功能的光纤光栅传感方法 |
CN106370621A (zh) * | 2016-08-16 | 2017-02-01 | 苏州瑞蓝环保科技有限公司 | 基于倍频半导体激光的气态元素汞浓度检测装置及方法 |
CN109163806B (zh) * | 2018-09-20 | 2021-02-09 | 吉林大学 | 一种基于胶体量子点滤光片阵列与y形光纤相结合的色度仪 |
KR20200062816A (ko) | 2018-11-27 | 2020-06-04 | (주)티디아이 | 보정기능을 가진 다중채널 광신호 스펙트럼 계측 시스템 |
KR102380528B1 (ko) | 2019-12-30 | 2022-03-31 | (주)티디아이 | 에지 필터를 이용한 광파장 측정 장치 |
US11788890B2 (en) | 2021-05-24 | 2023-10-17 | Custom Calibration Solutions, LLC | On-premises calibrator system for optical modules |
CN115014526B (zh) * | 2022-08-10 | 2022-12-02 | 武汉精立电子技术有限公司 | 一种多通道光学测量设备、安装方法及应用方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3567322A (en) | 1967-10-27 | 1971-03-02 | Fisher Scientific Co | Spectrometer |
US3554649A (en) * | 1968-10-28 | 1971-01-12 | Princeton Applied Res Corp | Apparatus for slit illumination |
US4387955A (en) * | 1981-02-03 | 1983-06-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Holographic reflective grating multiplexer/demultiplexer |
US4743112A (en) * | 1986-07-18 | 1988-05-10 | Santa Barbara Research Center | Imaging spectrometer |
JPS63284429A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-21 | Iwatsu Electric Co Ltd | 分光測光装置 |
US5042893A (en) * | 1990-11-09 | 1991-08-27 | Hewlett-Packard Company | Direct mount coupling to a spectrophotometer |
DK108691D0 (da) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Allan Goettsche | Maaling af induceret dobbeltbrydning |
US5488474A (en) * | 1994-05-06 | 1996-01-30 | D.O.M. Associates Int'l. | Hadamard phasing in a multisource array |
JPH09236493A (ja) * | 1996-02-28 | 1997-09-09 | Ando Electric Co Ltd | 光波長計 |
US5748365A (en) * | 1996-03-26 | 1998-05-05 | Hughes Electronics | Catadioptric one-to-one telecentric image combining system |
DE19710143A1 (de) * | 1997-03-13 | 1998-09-17 | Inst Physikalische Hochtech Ev | Hadamard-Spektrometer |
JPH11125562A (ja) | 1997-10-21 | 1999-05-11 | Ando Electric Co Ltd | 波長校正装置 |
US6181418B1 (en) * | 1998-03-12 | 2001-01-30 | Gretag Macbeth Llc | Concentric spectrometer |
US6266140B1 (en) * | 1998-04-29 | 2001-07-24 | American Holographic, Inc. | Corrected concentric spectrometer |
WO2001057483A1 (en) | 2000-02-01 | 2001-08-09 | American Holographic, Inc. | Holographic grating spectrum analyzer |
-
2000
- 2000-05-03 US US09/564,298 patent/US6573990B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-02-13 JP JP2001035863A patent/JP3774630B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-02-15 EP EP01301318A patent/EP1130445A3/en not_active Withdrawn
- 2001-02-15 KR KR1020010007472A patent/KR100803237B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-02-21 CN CNB011047534A patent/CN1196917C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1130445A2 (en) | 2001-09-05 |
KR20010083171A (ko) | 2001-08-31 |
JP2001255207A (ja) | 2001-09-21 |
EP1130445A3 (en) | 2002-09-04 |
CN1318742A (zh) | 2001-10-24 |
KR100803237B1 (ko) | 2008-02-14 |
CN1196917C (zh) | 2005-04-13 |
US6573990B1 (en) | 2003-06-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3774630B2 (ja) | 光学装置及び光スペクトラム・アナライザ | |
US5969834A (en) | Method and apparatus for monitoring wavelength multiplexed optical signals | |
JP4667728B2 (ja) | 掃引波長計及び波長校正方法 | |
JP4722110B2 (ja) | 掃引レーザ用波長校正装置及び方法 | |
US7852475B2 (en) | Scanning spectrometer with multiple photodetectors | |
US6525308B1 (en) | Apparatus and method for wavelength detection with fiber bragg grating sensors | |
JP2009523248A (ja) | 光信号計測システム | |
EP1424546A2 (en) | Optical analyzer and method for reducing relative intensity noise in interferometric optical measurements | |
US20040160596A1 (en) | Apparatus and method to accurately monitor signal quality in optical signal transmission systems | |
KR20030025694A (ko) | 파장 분할 다중화 시스템에서의 광신호 성능 검사 장치 | |
US20060027737A1 (en) | Array and method for monitoring the performance of DWDM multiwavelength systems | |
US6377730B1 (en) | Waveguide based component optical signal power and wavelength detector | |
US6590666B2 (en) | Method and system for optical spectrum analysis with non-uniform sweep rate correction | |
AU6022896A (en) | Measurement of polarization mode dispersion | |
US6614527B2 (en) | Spectral bandwidth calibration of an optical spectrum analyzer | |
US7333210B2 (en) | Method and apparatus for feedback control of tunable laser wavelength | |
JP3678201B2 (ja) | Wdm信号モニタ | |
JP2003232682A (ja) | 光周波数計 | |
JP2001021415A (ja) | 光波長検出方法及び光波長検出装置 | |
JP2007278958A (ja) | Wdm信号モニタ | |
JP2007333390A (ja) | 光信号モニタ | |
JP2013160651A (ja) | ライン分光測定装置 | |
Brief et al. | State of the Art characterization of optical components for DWDM applications | |
JP2007139514A (ja) | Wdm信号モニタ | |
Wagemann et al. | Recent developments in passive component testing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050607 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050829 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051101 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060124 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060214 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060220 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |