JP7146000B2

JP7146000B2 - 光検査装置及び光検査方法

Info

Publication number: JP7146000B2
Application number: JP2021024784A
Authority: JP
Inventors: 真樹上野; 崇村上
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2022-10-03
Anticipated expiration: 2041-02-19
Also published as: JP2022126926A

Description

本開示は、光モジュールの検査に使用する光検査装置及びその光検査方法に関する。

特許文献１には、１台で被測定信号光の光スペクトラムと、電気スペクトラムと、電気パワーを測定できる光スペクトラムアナライザが開示されている。

特開２０１２－４２３８０号公報

光モジュールなどを製造する場合、光サンプリングオシロスコープによる波形品質の検査が必要である。さらに、光モジュールは、使用対象により出力する光信号がＭＭＦ（マルチモード光ファイバ）用の８５０ｎｍ帯からＳＭＦ（シングルモード）用の１６５０ｎｍ帯まで波長が異なる。このため、光モジュールに対し、波形品質の検査に加え、様々な波長帯を対象とした光スペクトルアナライザによるスペクトル解析も行われることがある。

通常、波形品質およびスペクトル解析を行う場合、それぞれ異なる測定器を用いて別々に測定する必要がある。このため、それぞれ異なる測定器への接続を変更することによる時間と作業工数の発生、及び接続ミスや設定ミスの可能性が生じる課題があった。

また、光サンプリングオシロスコープと、光スペクトルアナライザを組み合わせて自動的に測定しようとすれば、各々の筐体の設定をセットアップするだけでなく、それらの制御手順が複数倍必要となること、及び、入力信号切替のためのカプラや光スイッチなどの追加什器が必要となることにより構成が複雑化し、測定の自動化が困難という問題もあった。

そこで、本発明は、前記課題を解決するために、作業工数を増加させずに波形品質と光スペクトル解析を同時に行うことができる光検査装置及び光検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１の光検査装置は、
入力された光信号を光強度が不均等になるように分配する光カプラと、
分配された前記光信号の内の一方を受光する波形品質測定部と、
分配された前記光信号の内の他方を受光する光スペクトラム解析部と、
前記波形品質測定部が測定した波形及び前記光スペクトラム解析部が解析した光スペクトラムを表示する表示部と、
を備える。

本光検査装置は、一つの筐体の中に波形測定機能と光スペクトル解析機能を備え、検査対象の光信号をそれぞれが所望する光強度に不等分岐して供給する。このため、作業者による入力切替やセットアップ等の工数を削減できる。従って、本発明は、作業工数を増加させずに波形品質と光スペクトル解析を同時に行うことができる光検査装置を提供することができる。

本発明の請求項２の光検査装置の前記光カプラは、前記光信号の分配比が可変であることを特徴とする。

このため、検査対象の光モジュールに応じて分配比を適宜変更することができる。

本発明の請求項３の光検査装置は、
前記波形品質測定部と前記光スペクトラム解析部の少なくとも一方のＳＮ比を取得するＳＮ比判定部と、
当該ＳＮ比が閾値を満たすように前記光カプラの前記分配比を変更する制御部と、
をさらに備えることを特徴とする。

このため、検査対象の光モジュールに応じて分配比を自動的に変更することができる。

本発明の請求項４の光検査装置の前記表示部は、前記波形及び前記光スペクトラムを並べて表示することを特徴とする。

このため、表示画面上に波形と光スペクトラムを並べて表示することで、波形異常が発生したときに波長起因であるのか否かを瞬時に判断できる。

また、本発明の請求項５に係る光検査方法は、
入力された光信号を光強度が不均等になるように光カプラで分配すること、
分配された前記光信号の内の一方で波形を測定すること、
分配された前記光信号の内の他方で光スペクトラムを解析すること、及び
前記波形及び前記光スペクトラムを表示部に表示すること
を特徴とする。

本光検査方法は、一つの筐体の中に波形測定機能と光スペクトル解析機能を備え、検査対象の光信号をそれぞれが所望する光強度に不等分岐して供給する。このため、作業者による入力切替やセットアップ等の工数を削減できる。従って、本発明は、作業工数を増加させずに波形品質と光スペクトル解析を同時に行うことができる光検査方法を提供することができる。

本発明の請求項６に係る光検査方法は、前記光カプラの前記光信号の分配比が可変であることを特徴とする。

本発明の請求項７に係る光検査方法は、
前記波形と前記光スペクトラムの少なくとも一方のＳＮ比を取得すること、及び
当該ＳＮ比が閾値を満たすように前記光カプラの前記分配比を変更すること、
をさらに行うことを特徴とする。

本発明の請求項８に係る光検査方法は、前記表示部に前記波形及び前記光スペクトラムを並べて表示することを特徴とする。

なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。

本発明によれば、それぞれ異なる測定器への接続を変更することによる時間と作業工数の発生、及び接続ミス、設定ミスの可能性を排除することができる。また、本発明によれば、光サンプリングオシロスコープと、光スペクトルアナライザを組み合わせて自動的に測定しようとする際に、構成を簡素化し、測定の自動化を容易に行うことができる。このように、本発明によれば、作業工数を増加させずに波形品質と光スペクトル解析を同時に行うことができる光検査装置及び光検査方法を提供することができる。

本発明に係る光検査装置を説明する図である。本発明に係る光検査装置の表示部が表示する波形の例である。本発明に係る光検査装置の光カプラの構造を説明する図である。本発明に係る光検査装置を説明する図である。本発明に係る光検査方法を説明するフローチャートである。

添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の光検査装置３０１を説明する図である。光検査装置３０１は、
入力部１０から入力された光信号を光強度が不均等になるように分配する光カプラ１１と、
分配された前記光信号の内の一方を受光する波形品質測定部１２と、
分配された前記光信号の内の他方を受光する光スペクトラム解析部１３と、
波形品質測定部１２が測定した波形及び光スペクトラム解析部１３が解析した光スペクトラムを表示する表示部１４と、
を１つの筐体内に備える。

被試験デバイス５０は光検査装置３０１で検査する対象である光モジュールである。被試験デバイス５０は、例えば、ＳＦＰ（ＳｍａｌｌＦｏｒｍ－ｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）、ＣＦＰ（ＣＦｏｒｍ－ｆａｃｔｏｒＰｌｕｇｇａｂｌｅ）、ＱＳＦＰ（ＱｕａｄＳＦＰ）、あるいはＱＳＦＰ－ＤＤ（ＱＳＦＰ－ＤｏｕｂｌｅＤｅｎｓｉｔｙ）のような光トランシーバである。

被試験デバイス５０が出力した光信号は入力部１０に入力される。光カプラ１１は高分岐比の光カプラであり、当該光信号を不等分岐する。例えば、光カプラ１１は９９：１の分岐比率を持つ。当該光信号のパワーが０ｄＢｍである場合、光カプラ１１は当該光信号を－０．０４４ｄＢｍと－２０ｄＢｍの光信号に分岐する。

波形品質測定部１２は、光を電気に変換する光学素子１２ａと、光学素子１２ａからの電気信号の電圧を測定し、時間波形とする波形測定部１２ｂとを備える。波形品質測定部１２は、例えば、光サンプリングオシロスコープである。

光スペクトラム解析部１３は、光を分光する光学素子１３ａと、分光された光の光強度を測定するスペクトラム測定部１３ｂとを備える。光スペクトラム解析部１３は、例えば、特許文献１に記載されるような光スペクトラムアナライザである。

光スペクトラム解析部１３は、例えば－５０ｄＢｍ以上の感度であり、低入力による光スペクトラム測定も可能である。そこで、光カプラ１１は、不等分岐した光信号の内、パワーが大きいほうの光信号を波形品質測定部１２へ入力し、パワーが小さいほうの光信号を光スペクトラム解析部１３に入力する。

表示部１４は、波形品質測定部１２が測定した波形及び光スペクトラム解析部１３が解析した光スペクトラムを表示する。このとき、表示部１４は、前記波形及び前記光スペクトラムを並べて表示することが好ましい。図２は、表示部１４が表示する波形の例である。図２（ａ）は正常な波形であり、図２（ｂ）は異常な波形である。表示部１４で波形と光スペクトラムを並べて表示することで、図２（ｂ）のような波形が表示されたとき、同時に表示されている光スペクトラムを確認することで、波形異常の原因が波長起因であるのか否かを作業者は即座に判断できる。

つまり、光検査装置３０１は、波形品質測定部１２に小パワーで測定可能な光スペクトラム解析部１３を並列させ、それぞれに応じた比率で光信号を分配して測定させることで、従来、個々の測定器で行われていた波形品質測定と光スペクトラム解析を１台の装置で且つ同時に行うことができる。
また、光検査装置３０１は、１つの筐体で構成されるため、被試験デバイス５０からの光信号を他の装置へ入力し直すこと、又はそのためのカプラや光スイッチなどの什器を用意することが不要となり、作業者の工数や什器のためのコストを削減することができる。
さらに、光検査装置３０１は、被試験デバイス５０からの光信号が波形異常である場合、その原因を容易に判断できる。

（実施形態２）
本実施形態の光検査装置は、図１の光検査装置３０１において、光カプラ１１が、前記光信号の分配比が可変であることを特徴とする。被試験デバイス５０が出力する光信号のパワーは被試験デバイス５０により変化する。このため、光カプラ１１の分配比が固定であると、波形品質測定部１２や光スペクトラム解析部１３に対して適切でないパワーの光を光カプラ１１が出力することになる。そこで、本実施形態の光検査装置は、波形品質測定部１２や光スペクトラム解析部１３が求めるパワーの光となるように光カプラ１１の分配比を可変することができる。

分配比可変型の光カプラ１１としては、図３のような構成が例示できる。光カプラ１１は、光スイッチ（１１ａ～１１ｃ）及び光カプラ（１１－１～１１－ｎ；ｎは自然数）を備える。それぞれの光カプラ（１１－１～１１－ｎ）は分配比が異なる。例えば、光カプラ１１－１の分配比は７０：３０、光カプラ１１－２の分配比は８０：２０、光カプラ１１－３の分配比は９０：１０、光カプラ１１－ｎの分配比は９９：１である。全ての光スイッチは連動する。例えば、光スイッチ１１ａが光信号を光カプラ１１－２に結合する場合、光スイッチ１１ｂと光スイッチ１１ｃは光カプラ１１－２を選択する。

（実施形態３）
図４は、本実施形態の光検査装置３０２を説明する図である。光検査装置３０２は、図１の光検査装置３０１に対して、実施形態２で説明した分配比が可変である光カプラ１１と、波形品質測定部１２と光スペクトラム解析部１３の少なくとも一方のＳＮ比を取得するＳＮ比判定部１５と、当該ＳＮ比が閾値を満たすように光カプラ１１の前記分配比を変更する制御部１６と、をさらに備える。

光カプラ１１の分配比によっては、光スペクトラム解析部１３に入る光信号強度が光スペクトラム解析部１３で十分に測定ができる値に達せず、測定が正常に行われないことがある。測定が正常に行われないことがないように、光検査装置３０２は、ＳＮ比判定部１５でＳＮ比を観測し、制御部１６で光スイッチ（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）を切り替え、分配比の違う光カプラ（１１－１、１１－２）の中からＳＮ比が良好となる光カプラを選択する。光検査装置３０２は、ＳＮ比判定部１５と制御部１６を備えることで、光スペクトル解析部１３に入る信号強度を上げることができ、被試験デバイス５０からの光信号パワーが低い場合であっても、波形品質測定及び光スペクトラム解析を同時に実施可能となる。

図４では、光スペクトラム解析部１３の測定結果を用いてカプラ１１の分配比を変更する構造を説明したが、カプラ１１の分配比の変更は、波形品質測定部１２の測定結果を用いてもよいし、波形品質測定部１２と光スペクトラム解析部１３の双方の測定結果を用いてもよい。

（実施形態４）
図５は、光検査装置３０１を使って被試験デバイス５０の検査を行う光検査方法を説明するフローチャートである。本光検査方法は、
入力された光信号を光強度が不均等になるように光カプラ１１で分配すること（ステップＳ０１）、
分配された前記光信号の内の一方で波形を測定すること、且つ分配された前記光信号の内の他方で光スペクトラムを解析すること（ステップＳ０２）、及び
前記波形及び前記光スペクトラム光スペクトラムを表示部１４に表示すること（ステップＳ０３）
を特徴とする。

図４で説明した光検査装置３０２を使う場合、次のステップを行ってもよい。
前記波形と前記光スペクトラムの少なくとも一方のＳＮ比を取得すること（ステップＳ１１）、及び
当該ＳＮ比が閾値を満たすように前記光カプラの前記分配比を変更すること（ステップＳ１２）、
をさらに行う。

（効果）
従来、別の測定器を用いて波形品質測定および光スペクトラム解析を行っていたが、本発明の光検査装置は、１台で波形品質測定および光スペクトラム解析を同時に実施することができる。また、それぞれ異なる測定器への接続を変更することによる時間と作業工数の発生、及び接続ミスや設定ミスの可能性を排除することができる。また、本発明によれば、光サンプリングオシロスコープと、光スペクトルアナライザを組み合わせて自動的に測定しようとする際に、構成を簡素化し、測定の自動化を容易に行うことができる。さらに、本発明の光検査装置は、１筐体のため入力信号を差し直す必要がなく、カプラや光スイッチなど追加の什器が不要となり、作業者の工数や追加什器のためのコストを削減することができる。

１０：入力部
１１：光カプラ
１１－１、１１－２、・・・、１１－ｎ：光カプラ
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：光スイッチ
１２：波形品質測定部
１２ａ：光学素子
１２ｂ：波形観測部
１３：光スペクトラム解析部
１３ａ：光学素子
１３ｂ：スペクトラム測定部
１４：表示部
１５：ＳＮ比判定部
１６：制御部
５０：被試験デバイス
３０１、３０２：光検査装置

Claims

１つの筐体内に、
検査対象である光モジュールが着脱可能に接続され、前記光モジュールからの光が光信号として入力される入力部と、
入力された前記光信号を光強度が不均等になるように分配するために、光信号の分配比が互いに異なる複数の分岐比固定光カプラと、前記分岐比固定光カプラのいずれかを選択する光スイッチとを有する光カプラと、
分配された前記光信号の内、パワーが大きい方の光を受光する波形品質測定部と、
分配された前記光信号の内、パワーが小さい方の光を受光する光スペクトラム解析部と、
前記波形品質測定部が測定した波形及び前記光スペクトラム解析部が解析した光スペクトラムを表示する表示部と、
前記波形品質測定部と前記光スペクトラム解析部の少なくとも一方のＳＮ比を取得するＳＮ比判定部と、
前記分岐比固定光カプラを選択することによって、当該ＳＮ比が閾値を満たすように前記光カプラの前記分配比を変更する制御部と、
を備える光検査装置。
前記表示部は、前記波形及び前記光スペクトラムを並べて表示することを特徴とする請求項１に記載の光検査装置。
１つの筐体で構成された光検査装置に検査対象である光モジュールを接続すること、及び前記光検査装置に前記光モジュールからの光を光信号として入力すること、を行い、
前記光検査装置において、
入力された前記光信号を光強度が不均等になるように光カプラで分配すること、
分配された前記光信号の内、パワーが大きい方の光で波形を測定すること、
分配された前記光信号の内、パワーが小さい方の光で光スペクトラムを解析すること、及び
前記波形及び前記光スペクトラムを表示部に表示すること、
を特徴とする光検査方法であって、
前記光カプラは、前記光信号の分配比が互いに異なる複数の分岐比固定光カプラと、前記分岐比固定光カプラのいずれかを選択する光スイッチとを有しており、
前記波形と前記光スペクトラムの少なくとも一方のＳＮ比を取得すること、及び
当該ＳＮ比が閾値を満たす前記分配比の前記分岐比固定光カプラを選択するように前記光スイッチを切り替えること
を特徴とする光検査方法。
前記表示部には、前記波形及び前記光スペクトラムを並べて表示することを特徴とする請求項３に記載の光検査方法。