JP6305975B2 - 集積化された光反射率計 - Google Patents
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Description
1) 電気通信および大規模なデータネットワークのための、比較的低分解能の長距離ユニット(そのようなユニットは、一般的に光時間領域反射(OTDR)を使用し、0.1〜1メートルの分解能で数十キロメートルのスパンを提供する)、および
2) 1mm未満の分解能を提供する光周波数領域反射(OFDR)を使用した超高分解能の実験室機器
から構成されている。
次の項目1〜23に記載の事項は、本願の出願当初の開示範囲内にある。
[項目1]
目標周波数でレーザ光を出力するように構成されたレーザ光源と、
上記レーザ光源によって現在の期間に出力される実際の周波数と、上記レーザ光源の目標周波数との間の偏差を測定する測定ユニットと、
上記実際の周波数と目標周波数との間の測定された上記偏差に基づいて、上記レーザ光源からのレーザ出力の一定の周波数を維持するように上記レーザ光源を制御すべく構成されたフィードバック制御ユニットとを備え、それにより、上記レーザ光源から送信されるレーザ光の周波数が上記目標周波数に調整される装置。
[項目2]
項目1に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、上記レーザ光源が制御された目標周波数を持たない場合よりも、上記レーザ光源から出力されるレーザ光の周波数のより大きな直線的な変化速度を維持するように、上記レーザ光源を制御するように構成されている装置。
[項目3]
項目1に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、周波数測定のために使用される上記測定ユニットの特性を補償するように構成された無限インパルス応答フィルタを含む装置。
[項目4]
項目3に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、上記測定ユニットの少なくとも2つの直交出力信号のマッピングを上記測定ユニットの位相に追加し、それにより、上記フィードバック制御ユニットによる上記レーザ光源のフィードバック制御が、上記測定ユニット内の任意の光位相関係でロックされるように構成されている装置。
[項目5]
OFDR装置であって、
項目2に記載の装置を備え、
このOFDR装置は、上記レーザ光源から離間したテストされるべき光学部品の点へ上記レーザ光源からレーザ光を出力し、上記出力されたレーザ光と上記点から反射されたレーザ光の瞬時の周波数との間の周波数差を測定するように構成され、
上記フィードバック制御ユニットは、上記レーザ光源から出力されたレーザ光の周波数と上記点から反射された瞬時の周波数との間の一定の差周波数を維持し、それにより、上記差周波数が上記レーザから上記点までの距離に直接比例し、上記反射されたレーザ光の振幅が上記点での反射率に比例して、上記光学部品の反射率プロファイルを特徴付けるように構成されたOFDR装置。
[項目6]
項目5に記載のOFDR装置において、
上記光学部品は、光ファイバ、光カプラ、光コネクタ、光スイッチ、光集積光導波路、液体、大気、および自由空間の少なくとも一つであるOFDR装置。
[項目7]
項目6に記載のOFDR装置において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、上記フィードバック制御ユニットによって制御されていない上記レーザ光源によって測定可能な反射率プロファイルを超えた長さで測定可能であるOFDR装置。
[項目8]
項目6に記載のOFDR装置において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、1メートルよりも大きい距離で1回の測定で測定可能であるOFDR装置。
[項目9]
項目1に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、上記レーザ光源の実際の周波数の範囲を上記目標周波数に安定化させるように構成されている装置。
[項目10]
項目1に記載の装置において、
上記レーザ光源に取り付けられた磁気冷凍材料を含む温度調整部品を備え、
上記温度調整部品は、上記フィードバック制御ユニットによって制御される上記レーザ光源の温度を調節するように構成されている装置。
[項目11]
レーザ光源によって現在の期間に出力される実際の周波数と、上記レーザ光源の目標周波数との間の偏差を測定し、
上記実際の周波数と目標周波数との間の測定された上記偏差に基づいて、上記レーザ光源からのレーザ出力の一定の周波数を維持するように上記レーザ光源を制御し、それにより、上記レーザ光源から送信されるレーザ光の周波数が上記目標周波数に調整される方法。
[項目12]
項目11に記載の方法において、
上記レーザ光源から出力されるレーザ光の周波数の直線的な変化速度を維持するように上記レーザ光源を制御する方法。
[項目13]
項目11に記載の方法において、
上記レーザ光源の周波数測定のために使用される測定の特性を補償するように、無限インパルス応答フィルタを介して上記レーザ光源の制御を補償する方法。
[項目14]
項目13に記載の方法において、
上記偏差を測定するための測定ユニットの少なくとも2つの直交出力信号のマッピングを上記測定ユニットの位相に追加し、それにより、上記レーザ光源のフィードバック制御が、上記測定ユニット内の任意の光位相関係でロックされる方法。
[項目15]
項目12に記載の方法において、
OFDR装置内で、上記レーザ光源から離間したテストされるべき光学部品の点へ上記レーザ光源からレーザ光を出力し、
上記出力されたレーザ光と上記点から反射されたレーザ光の瞬時の周波数との間の周波数差を測定し、
上記レーザ光源から出力されたレーザ光の周波数と上記点から反射された瞬時の周波数との間の一定の差周波数を維持し、それにより、上記差周波数が上記レーザから上記点までの距離に直接比例し、かつ上記反射されたレーザ光の振幅が上記点での反射率に比例して、上記光学部品の反射率プロファイルを特徴付ける方法。
[項目16]
項目15に記載の方法において、
上記光学部品は、光ファイバ、光カプラ、光コネクタ、光スイッチ、光集積光導波路、液体、大気、および自由空間の少なくとも一つである方法。
[項目17]
項目16に記載の方法において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、上記目標周波数が制御されていない上記レーザ光源によって測定可能な反射率プロファイルを超えた長さで測定可能である方法。
[項目18]
項目16に記載の方法において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、1メートルよりも大きい距離で1回の測定で測定可能である方法。
[項目19]
項目11に記載の方法において、
上記レーザ光源の実際の周波数の範囲を上記目標周波数に安定化させる方法。
[項目20]
項目11に記載の方法において、
上記レーザ光源を制御することは、
磁気冷凍材料によって上記レーザ光源の温度を調整することを含む方法。
[項目21]
レーザ光を出力するように構成されたレーザ光源と、
上記レーザ光源に取り付けられた磁気冷凍材料を含む温度調整部品を備え、
上記温度調整部品は、上記レーザ光源の温度を調節して、上記レーザ光源から出力されるレーザ光の周波数を制御するように構成されている装置。
[項目22]
レーザ光を出力するように構成されたレーザ光源の温度を、上記レーザへ磁気冷凍材料を付けることによって調節し、
上記レーザ光源の調節された温度に基づいて、上記レーザ光源から出力される上記レーザ光の周波数を制御する方法。
[項目23]
少なくとも約百メートルのコヒーレンス長を有するレーザ光を出力するように構成されたレーザ光源。
Claims (10)
- 目標周波数でレーザ光を出力するように構成されたレーザ光源と、
上記レーザ光源の或る瞬間における実際の周波数と、上記レーザ光源の目標周波数との間の測定された差を導出する測定ユニットとを備え、
上記測定ユニットは、さらに、
上記レーザ光源によって出力されたレーザ光を分割する第1および第2のレーザ経路を備え、上記第1および第2のレーザ経路は異なる長さを有し、
干渉パターンを観測する検出器を備え、
上記第1のレーザ経路に沿って進むレーザ光が上記第2のレーザ経路に沿って進むレーザ光と再結合されるとき、上記干渉パターンは生成され、
上記測定ユニットは、上記観測された干渉パターンが表すレーザ位相の変化に基づいて、上記実際の周波数と上記目標周波数との間の上記測定された差を導出し、
上記実際の周波数と上記目標周波数との間の上記測定された差に基づいて、上記レーザ光源からのレーザ出力の一定の周波数を維持するように上記レーザ光源を制御すべく構成されたフィードバック制御ユニットを備え、それにより、上記レーザ光源から送信されるレーザ光の周波数が上記レーザ光源の上記目標周波数に調整される装置。 - 請求項1に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、周波数測定のために使用される上記測定ユニットの特性を補償するように構成された無限インパルス応答フィルタを含む装置。 - OFDR装置であって、
請求項1に記載の装置を備え、
このOFDR装置は、上記レーザ光源から離間したテストされるべき光学部品の点へ上記レーザ光源からレーザ光を出力し、上記出力されたレーザ光と上記点から反射されたレーザ光の瞬時の周波数との間の周波数差を測定するように構成され、
上記フィードバック制御ユニットは、上記レーザ光源から出力されたレーザ光の周波数と上記点から反射された瞬時の周波数との間の一定の周波数差を維持し、それにより、上記周波数差が上記レーザから上記点までの距離に直接比例し、上記反射されたレーザ光の振幅が上記点での反射率に比例して、上記光学部品の反射率プロファイルを特徴付けるように構成されたOFDR装置。 - 請求項3に記載のOFDR装置において、
上記光学部品は、光ファイバ、光カプラ、光コネクタ、光スイッチ、光集積光導波路、液体、大気、および自由空間の少なくとも一つであるOFDR装置。 - 請求項4に記載のOFDR装置において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、上記フィードバック制御ユニットによって制御されていない上記レーザ光源によって測定可能な反射率プロファイルを超えた長さで測定可能であるOFDR装置。 - 請求項4に記載のOFDR装置において、
上記光ファイバの上記反射率プロファイルは、1メートルよりも大きい距離で1回の測定で測定可能であるOFDR装置。 - 請求項1に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、上記レーザ光源の実際の周波数の範囲を上記目標周波数に安定化させるように構成されている装置。 - 請求項1に記載の装置において、
上記レーザ光源の上記制御は、磁気冷凍材料によって上記レーザ光源の温度を調節することを含む装置。 - 請求項1に記載の装置において、
上記レーザ光源の上記制御は、電流チューニング機構によって上記レーザ光源の温度を調節することを含む装置。 - 請求項2に記載の装置において、
上記フィードバック制御ユニットは、上記測定ユニットの少なくとも2つの直交出力信号のマッピングを上記測定ユニットの位相に追加し、それにより、上記フィードバック制御ユニットによる上記レーザ光源のフィードバック制御が、上記測定ユニット内の任意の光位相関係でロックされるように構成されている装置。
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