JPH09210783A - Light spectrum analyzer - Google Patents
Light spectrum analyzerInfo
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- JPH09210783A JPH09210783A JP2091496A JP2091496A JPH09210783A JP H09210783 A JPH09210783 A JP H09210783A JP 2091496 A JP2091496 A JP 2091496A JP 2091496 A JP2091496 A JP 2091496A JP H09210783 A JPH09210783 A JP H09210783A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、アレイ素子を用い
た光スペクトラムアナライザに関し、特にダイナミック
レンジの向上のための改善に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical spectrum analyzer using an array element, and more particularly to an improvement for improving a dynamic range.
【０００２】[0002]
【従来の技術】大容量伝送システムとして期待されてい
る波長多重通信システムにおける伝送信号は、キャリア
としてのレーザ光と光（ファイバ）アンプによるＡＳＥ
ノイズである。このようなシステムにおいては、レーザ
光のスペクトルを正確に測定することはもちろんのこ
と、伝送信号のＳ／Ｎに多大な影響を与えるＡＳＥノイ
ズを評価することもまた重要であった。2. Description of the Related Art A transmission signal in a wavelength division multiplexing communication system, which is expected as a large capacity transmission system, is ASE by a laser beam as a carrier and an optical (fiber) amplifier.
It is noise. In such a system, it was important not only to measure the spectrum of the laser beam accurately but also to evaluate the ASE noise that greatly affects the S / N of the transmission signal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところで、アレイ素子
を用いた分光装置は可動部がなく、波長多重通信システ
ムの伝送信号モニタとして最適であるが、レーザ光近傍
のＡＳＥノイズ（amplified spontaneous emission noi
se）を検出するためにはダイナミックレンジが不十分で
あった。一般に分散素子として回折格子を用いた分光装
置では、ダイナミックレンジは干渉曲線のスロープによ
って決まる。すなわちダイナミックレンジは、単色光
（波長λ0 のレーザ光）が入射したとして、図１０に示
すように、波長λ0 とオフセットΔλにおけるレベル差
として定義される。したがってレーザ光近傍の微弱な光
などはレーザ光のスロープに埋もれてしまう。By the way, a spectroscopic device using an array element has no movable part and is most suitable as a transmission signal monitor of a wavelength division multiplexing communication system. However, ASE noise (amplified spontaneous emission noi) in the vicinity of laser light is used.
The dynamic range was insufficient to detect se). Generally, in a spectroscopic device using a diffraction grating as a dispersive element, the dynamic range is determined by the slope of the interference curve. That is, the dynamic range is defined as the level difference between the wavelength λ 0 and the offset Δλ, as shown in FIG. 10, assuming that monochromatic light (laser light of wavelength λ 0 ) is incident. Therefore, weak light near the laser beam is buried in the slope of the laser beam.
【０００４】そのためダイナミックレンジを向上させる
必要があるが、光スペクトラムアナライザなどの分光装
置においてダイナミックレンジを向上させる方式として
は、従来よりモノクロメータを２台またはそれ以上直列
に並べる方式がある。この方式は、それぞれの分散素子
（プリズムまたは回折格子）を追動させ、本来の光スペ
クトルとそれに重畳した迷光とを分離するものであり、
いわゆるダブルモノクロメータと呼ばれる方式である。Therefore, it is necessary to improve the dynamic range, but as a method for improving the dynamic range in a spectroscopic device such as an optical spectrum analyzer, there is conventionally a method of arranging two or more monochromators in series. In this method, each dispersive element (prism or diffraction grating) is driven to separate the original optical spectrum from the stray light superimposed on it,
This is a so-called double monochromator system.
【０００５】しかしながら、本願が取り扱う、アレイ素
子と固定された分散素子とを組み合わせた分光装置で
は、上記のような手法を採用するのは機構上困難であ
り、他の方式の出現が切望されていた。However, it is mechanically difficult to adopt the above-mentioned method in the spectroscopic apparatus which combines the array element and the fixed dispersion element, which is handled by the present application, and the advent of another method is earnestly desired. It was
【０００６】本発明の目的は、このような点に鑑み、ス
ペクトル幅が装置の分解能に比べてはるかに狭いレーザ
光と光学系におけるＡＳＥノイズとが混在する光伝送シ
ステム（特に波長多重通信システム）において、レーザ
光を測定した場合のスペクトル形状がその中心波長およ
びパワーによって予め類推できることを利用し、レーザ
光に埋もれたＡＳＥノイズなども測定できるようにし、
等価的にダイナミックレンジを向上させ得る光スペクト
ラムアナライザを実現することにある。In view of the above points, an object of the present invention is to provide an optical transmission system (especially wavelength division multiplexing communication system) in which a laser beam having a spectrum width much narrower than the resolution of the apparatus and ASE noise in an optical system coexist. In, in utilizing the fact that the spectrum shape when measuring the laser light can be presumed by the central wavelength and power, it is possible to measure ASE noise buried in the laser light,
It is to realize an optical spectrum analyzer that can equivalently improve the dynamic range.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、入射口からの被測定光を分散素子
に入射し、分散素子から出射される光を集束して複数の
受光素子から成るアレイ素子に照射するように構成され
た分光装置と、前記各アレイ素子の出力と前記入射口で
の光パワー分布とから中心波長とトータルパワーを演算
する機能、および前記中心波長とトータルパワーから被
測定光のスペクトル形状を演算により求め、そのスペク
トルと前記アレイ素子より得られる実データから被測定
光以外のスペクトルを演算により求める機能を有する演
算装置と、前記被測定光のスペクトルと被測定光以外の
スペクトルのいずれか一方または両方を表示する表示装
置を備え、ＡＳＥノイズも検出することができるように
構成したことを特徴とする。In order to achieve such an object, according to the present invention, light to be measured from an entrance is incident on a dispersive element, and light emitted from the dispersive element is converged into a plurality of light receiving elements. A spectral device configured to irradiate an array element composed of elements, a function of calculating a central wavelength and total power from the output of each array element and the optical power distribution at the entrance, and the central wavelength and total An arithmetic unit having a function of calculating the spectrum shape of the measured light from the power by calculation, and calculating the spectrum other than the measured light from the spectrum and the actual data obtained from the array element, and the spectrum of the measured light and the spectrum It is characterized in that it is equipped with a display device that displays one or both of spectra other than the measurement light, and that it is also configured to detect ASE noise. To.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明に係る光スペクトラムアナライ
ザの一実施例を示す構成図である。図１において、１０
は分散素子とアレイ素子を有する分光装置、２０は分光
装置１０のアレイ素子の駆動および信号読み出しを行う
駆動装置、３０は演算装置、４０は表示装置である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical spectrum analyzer according to the present invention. In FIG. 1, 10
Is a spectroscopic device having a dispersive element and an array element, 20 is a driving device that drives the array elements of the spectroscopic device 10 and reads out signals, 30 is a computing device, and 40 is a display device.
【０００９】分光装置１０は、スリット１１、コリメー
ティングミラー１２、回折格子などの分散素子１３、フ
ォーカシングミラー１４、アレイ素子１５から構成され
る。スリット１１の入射口を通して入射された被測定光
はコリメーティングミラー１２で平行光となり分散素子
１３に入射する。分散素子１３の出射光はフォーカシン
グミラー１４でアレイ素子１５上に集束する。この場
合、分散素子１３は固定されていて、アレイ素子１５に
当たる光スポットの位置は被測定光の波長に対応して移
動する（ずれる）。The spectroscopic device 10 comprises a slit 11, a collimating mirror 12, a dispersion element 13 such as a diffraction grating, a focusing mirror 14 and an array element 15. The light to be measured entered through the entrance of the slit 11 becomes parallel light at the collimating mirror 12 and enters the dispersive element 13. The light emitted from the dispersive element 13 is focused on the array element 15 by the focusing mirror 14. In this case, the dispersive element 13 is fixed, and the position of the light spot impinging on the array element 15 moves (shifts) in accordance with the wavelength of the measured light.
【００１０】以下特に演算装置３０が有する演算のアル
ゴリズムについて説明する。アレイ素子は、図２に示す
ように、短冊状の受光部（素子または受光素子という）
が配列されたもので、ここでは素子の数をｎ0 、素子の
長さをＬ、素子の幅をｄ、素子のピッチをｒとする。こ
のような構成のアレイ素子の中で出力が最大となるｎ番
目の素子の中心と、出射ビーム（強度分布ｆ(x,y)）の
中心（ｘ＝０）とがΔｘだけずれている場合、本発明で
は各素子の出力Ｐn-2 ，Ｐn-1 ，Ｐn（ｍａｘ） ，Ｐ
n+1 ，・・・からΔｘを求め、波長を補間してトータル
パワーを推定する。The algorithm of the arithmetic operation of the arithmetic unit 30 will be described below. The array element is, as shown in FIG. 2, a strip-shaped light receiving portion (referred to as an element or a light receiving element).
Are arranged. Here, the number of elements is n 0 , the element length is L, the element width is d, and the element pitch is r. When the center (x = 0) of the output beam (intensity distribution f (x, y)) deviates from the center of the n-th element having the maximum output among the array elements having such a configuration by Δx In the present invention, the outputs P n-2 , P n-1 , P n (max), P of each element are
.DELTA.x is obtained from n + 1 , ..., The wavelength is interpolated, and the total power is estimated.
【００１１】ただし、前提として (1) 被測定光のスペクトル線幅は、十分小さく（ここで
はレーザ光を想定している）、出射ビームの広がり（あ
るいは形状）は主としてレンズによる回折および入射口
のパワー分布によって決まる。 (2) アレイ素子の番号と波長とは予め対応が付けられて
おり、アレイ素子間もΔｘによって補間できるものとす
る。素子番号１，・・・，n-1 ，n ，n+1 ，・・・，ｎ
0 に対し、波長λ1 ，・・・λn-1 ，λn ，λn+1 ，・
・・，λ0 が対応し、各素子間の波長差は λk −λk-1 ≒Δλ ただし、ｋ：２〜ｎ0とする。However, as a premise, (1) the spectral line width of the measured light is sufficiently small (a laser beam is assumed here), and the spread (or shape) of the outgoing beam is mainly due to diffraction by the lens and the entrance aperture. It depends on the power distribution. (2) The numbers of array elements and wavelengths are preliminarily associated with each other, and the array elements can be interpolated by Δx. Element number 1, ..., n-1, n, n + 1, ..., n
For 0 , wavelengths λ 1 , ... λ n-1 , λ n , λ n + 1 , ...
.., λ 0 corresponds, and the wavelength difference between each element is λ k −λ k −1 ≈Δλ, where k: 2 to n 0 .
【００１２】以上の事柄を前提とすれば、図３のフロー
チャートに示すように、実測値Ｐ1，・・・，Ｐn-1 ，
Ｐn ，Ｐn+1 ，・・・，Ｐn0を用い、Δｘを推定し、中
心波長λ0 、トータルパワーＰtotal を求めることがで
きる。以下中心波長λ0 、トータルパワーＰtotal を求
める場合の動作について説明する。Assuming the above matters, as shown in the flowchart of FIG. 3, the measured values P 1 , ..., P n-1 ,
Using P n , P n + 1 , ..., P n0 , Δx can be estimated to obtain the central wavelength λ 0 and the total power P total . The operation for obtaining the central wavelength λ 0 and the total power P total will be described below.
【００１３】シングルモードファイバ入射のように、入
射口での光強度分布ｇ（ξ，η）がガウス型の場合、ト
ータルパワーを１とすれば、 ｇ（ξ，η）＝（２／πω0 2）ｅｘｐ｛−２（ξ2＋η2）／ω0 2｝……(1) ただし、ω0 はスポットサイズとなる。When the light intensity distribution g (ξ, η) at the entrance is Gaussian as in the case of single mode fiber incidence, if the total power is 1, then g (ξ, η) = (2 / πω 0 2 ) exp {-2 (ξ 2 + η 2 ) / ω 0 2 } (1) where ω 0 is the spot size.
【００１４】レンズ系によってビームが変換あるいは多
少の回折の効果を受けても、アレイ素子上での光強度分
布ｆ（ｘ，ｙ）はやはりガウス型となり、損失がないも
のとすれば、 ｆ（ｘ，ｙ）＝（２／πω2）ｅｘｐ｛−２（ｘ2＋ｙ2）／ω2｝ ……(2) ただし、ωはスポットサイズとなる。Even if the beam is converted or slightly diffracted by the lens system, the light intensity distribution f (x, y) on the array element is still Gaussian, and if there is no loss, then f ( x, y) = (2 / πω 2 ) exp {-2 (x 2 + y 2 ) / ω 2 } (2) where ω is the spot size.
【００１５】したがって、ｋ番目の素子に照射される光
パワーｐは、Therefore, the optical power p applied to the k-th element is
【数１】 ただし、ｘ1 =(ｋ−ｎ）ｒ−ｄ／２＋Δｘ ｘ2 =(ｋ−ｎ）ｒ＋ｄ／２＋Δｘ で表わされる。[Equation 1] However, x 1 = (k−n) r−d / 2 + Δx x 2 = (k−n) r + d / 2 + Δx
【００１６】ここで、Ｌ／２≫ωとし、積分範囲（ｙ
軸）をHere, L / 2 >> ω, and the integration range (y
Axis)
【数２】 と置き換えることができれば、[Equation 2] Could be replaced with
【数３】 より、(Equation 3) Than,
【００１７】[0017]
【数４】 さらに、変数変換（２）1/2 ×ｘ／ω＝ｔを行えば、(Equation 4) Furthermore, if variable conversion (2) 1/2 × x / ω = t is performed,
【数５】 ただし、ｔ1 ＝（２）1/2 （１／ω）｛（ｋ−ｎ）ｒ−
ｄ／２＋Δｘ｝ ｔ2 ＝（２）1/2 （１／ω）｛（ｋ−ｎ）ｒ＋ｄ／２＋
Δｘ｝ となる。(Equation 5) However, t 1 = (2) 1/2 (1 / ω) {(k−n) r−
d / 2 + Δx} t 2 = (2) 1/2 (1 / ω) {(k−n) r + d / 2 +
Δx}.
【００１８】この積分は数値積分も容易であるが、補誤
差関数Numerical integration is easy for this integration, but the complementary error function is
【数６】 を用いれば、 ｐk ＝（１／２）｛Ｅrｆc（ｔ2）−Ｅrｆc（ｔ1）｝ となる。(Equation 6) The use of, and p k = (1/2) {E r f c (t 2) -E r f c (t 1)}.
【００１９】次に、上記のようにして求めた理論値ｐ
n-1 ，ｐn ，ｐn+1 等とΔｘの関係について述べる。図
４はｐn-1 ，ｐn ，ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）に対するΔｘ
の関係を示す図である。なお、ｐn+1 はｐn-1 を左右反
転したものである。ただし、ｄ＝３０μｍとし、ｒ＝５
０μｍ、ω＝３０，５０，７０の場合を示した。つまり
ｐn+1 ／ｐn-1 の対数値すなわちln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）
とΔｘとはほぼ直線的になり、 ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）∝Δｘ となる。Next, the theoretical value p obtained as described above
The relationship between n-1 , pn , pn + 1, etc. and Δx will be described. FIG. 4 shows Δx for p n-1 , p n , and ln (p n + 1 / p n-1 ).
FIG. Note that p n + 1 is the left - right inverted version of p n-1 . However, d = 30 μm and r = 5
The case where 0 μm and ω = 30, 50, 70 is shown. That is, the logarithmic value of pn + 1 / pn-1 or ln ( pn + 1 / pn-1 )
And Δx become almost linear and become ln ( pn + 1 / pn-1 ) ∝Δx.
【００２０】したがって、実測値Ｐn-1 ，Ｐn ，Ｐn+1
が得られれば、Δｘは容易に求められ、中心波長λ0 お
よびトータルパワーＰtotal はそれぞれ次式で求められ
る。 λ0 ＝λn −Δｘ・Δλ／ｒ Ｐtotal ＝Ｐn ／ｐn Therefore, the measured values P n-1 , P n , P n + 1
Δx can be easily obtained, and the central wavelength λ 0 and the total power P total can be respectively obtained by the following equations. λ 0 = λ n −Δx · Δλ / r P total = P n / pn
【００２１】上記は予めln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）とΔｘの
関係を求めておき、実測したデータＰn+1 ，Ｐn-1 によ
るln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）の値からΔｘを推定するもので
あるが、本発明はこれに限らず次のようにしてもよい。
ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）とΔｘの直線性に着目し、この関
係を３点（−ｒ／２，ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）），（０，
０），（ｒ／２，ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ））を通る直線で
近似し、予め行う計算は、Δｘ＝ｒ／２または−ｒ／２
の場合のln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）のみにしている。[0021] The above pre-ln (p n + 1 / p n-1) and to previously obtain a relation between [Delta] x, according to data P n + 1, P n- 1 which was measured ln (p n + 1 / p n- Although Δx is estimated from the value of 1 ), the present invention is not limited to this and may be performed as follows.
Paying attention to the linearity of ln ( pn + 1 / pn-1 ) and Δx, this relationship is represented by three points (-r / 2, ln ( pn + 1 / pn-1 )), (0,
0), (r / 2, ln ( pn + 1 / pn-1 )) is approximated by a straight line, and the calculation performed in advance is Δx = r / 2 or -r / 2.
In the case of, only ln ( pn + 1 / pn-1 ) is used.
【００２２】このとき厳密に求めたln（ｐn+1 ／
ｐn-1 ）と上記直線のずれは、図５に示す通りである。
ただし、ｒ＝５０μｍ、ｄ＝３０μｍである。この場合
ωが小さいほど誤差は大きくなるが、ω＝３０μｍの場
合でも誤差は±３％である。つまり、上記方法によって
中心波長を補間するとき、 λ0 ＝λn −Δｘ・Δλ／ｒ において、例えば、 λn ＝１５５０．０ｎｍ Δλ＝０．１０ｎｍ として、Δｘに±３％の誤差があっても、λ0 を０．０
１ｎｍの桁までは確定できる。実際の光学系では、ωは
使用するシングルモードファイバによって若干変化する
が、測定中は不変であるから、予め知る必要があるのは
近似に使う１本の直線の傾きのみである。At this time, ln (p n + 1 /
The deviation between p n-1 ) and the above straight line is as shown in FIG.
However, r = 50 μm and d = 30 μm. In this case, the smaller ω is, the larger the error becomes, but the error is ± 3% even when ω = 30 μm. That is, when the center wavelength is interpolated by the above method, when λ 0 = λ n −Δx · Δλ / r, for example, λ n = 1550.0 nm Δλ = 0.10 nm, Δx has an error of ± 3%. Also, λ 0 to 0.0
It can be confirmed up to the order of 1 nm. In an actual optical system, ω changes slightly depending on the single-mode fiber used, but it does not change during measurement. Therefore, it is necessary to know in advance only the inclination of one straight line used for approximation.
【００２３】考慮すべきずれの絶対値｜Δｘ｜が最大に
なるとき、すなわちΔｘ＝±ｒ／２のときのln（ｐn+1
／ｐn-1 ）のみである。図６は、ｒ＝５０μｍ、ｄ＝３
０μｍとし、Δｘ＝−ｒ／２＝−２５μｍにおけるln
（ｐn+1 ／ｐn-1 ）とωの関係を示したものである。さ
らに実用的には、理論的なｐn-1 ，ｐn ，ｐn+1 を求め
るときに補誤差関数Ｅrｆc（ｘ）を用いるよりも数値積
分を行った方が便利な場合もあり、またきざみをあまり
細かくしなくても十分な精度が得られる。Ln (p n + 1) when the absolute value of the deviation | Δx | to be considered is maximum, that is, when Δx = ± r / 2.
/ P n-1 ) only. In FIG. 6, r = 50 μm and d = 3
0 μm, and ln at Δx = −r / 2 = −25 μm
It shows the relationship between (p n + 1 / p n-1 ) and ω. More practically, in some cases, it is more convenient to perform numerical integration than to use the complementary error function E r f c (x) when obtaining theoretical p n-1 , p n , and p n + 1. Yes, sufficient accuracy can be obtained without making the steps too fine.
【００２４】図７はＥrｆc（ｘ）およびシンプソンの１
／３公式（ｍ＝１）で求めたln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）の比
較である。ただし、ω＝５０μｍ、ｒ＝５０μｍ、ｄ＝
３０μｍの場合である。一方トータルパワーはＰn ／ｐ
n で求められるが、上記条件のときシンプソンの１／３
公式で求めたｐn の誤差は役０．２５％であり、実用上
問題はない。FIG. 7 shows E r f c (x) and Simpson's 1
3 is a comparison of ln ( pn + 1 / pn-1 ) obtained by the / 3 formula (m = 1). However, ω = 50 μm, r = 50 μm, d =
This is the case of 30 μm. On the other hand, the total power is P n / p
It is calculated by n , but under the above conditions, 1/3 of Simpson
The error of p n obtained by the formula is 0.25%, and there is no practical problem.
【００２５】図８は、実測値（Ｐn で規格化） ： ： Ｐn-1 ＝０．４８９ Ｐn ＝１ （λn ＝１５５４．６ｎｍ） Ｐn+1 ＝０．１３０ ： ： と、本発明の演算装置３０のアルゴリズムにより求めた
Δｘ＝１２．１２μｍによる理論値ｐn-1 ，ｐn ，ｐ
n+1 との比較である（実際にはｐn ＝０．３６５で規格
化した値をプロット）。FIG. 8 shows measured values (normalized by P n ): P n-1 = 0.489 P n = 1 (λ n = 1554.6 nm) P n + 1 = 0.130 :: Theoretical values p n-1 , p n , p according to Δx = 12.12 μm obtained by the algorithm of the arithmetic unit 30 of the present invention
It is a comparison with n + 1 (actually, a value standardized with p n = 0.365 is plotted).
【００２６】このとき、 λ0 ＝１５５４．６−（１２．１２／５０）×０．１ ＝１５５４．５７６（ｎｍ） と求まる。At this time, λ 0 = 1554.6− (12.12 / 50) × 0.1 = 1554.576 (nm).
【００２７】また、トータルパワーＰtotal は予め測定
し１１．６ｎＷと求められているため、実測値の縦軸の
目盛としては、Ｐn の値が Ｐn ／ｐn ＝１１．６ｎＷ すなわち Ｐn ＝１１．６ｎＷ×０．３６５＝４．２３ｎＷ と表示されるようにしておけばよい。Since the total power P total is measured in advance and determined to be 11.6 nW, the scale of the vertical axis of the measured value is that P n value is P n / p n = 11.6 nW, that is, P n = 11.6 nW × 0.365 = 4.23 nW may be displayed.
【００２８】以上のようにして被測定光の中心波長とパ
ワーからトータルパワーを求めることができる。更に演
算装置３０は、図９に示すように、上記のようにして求
められたレーザ光の中心波長とパワーからスペクトル形
状を演算により推定する。ここでそのスペクトルがＫ個
の波長ｆ1（λi），ｆ2（λi），・・・，ｆK（λi）か
ら成るものとする。As described above, the total power can be obtained from the center wavelength and the power of the light under measurement. Further, as shown in FIG. 9, the arithmetic unit 30 arithmetically estimates the spectral shape from the center wavelength and the power of the laser light obtained as described above. Here, it is assumed that the spectrum consists of K wavelengths f 1 (λ i ), f 2 (λ i ), ..., F K (λ i ).
【００２９】演算装置３０は続いて、The arithmetic unit 30 then continues.
【数７】 ただし、Ｍ（λi） は実測データの演算により、非レー
ザ光スペクトルすなわちＡＳＥノイズのスペクトルを求
める。(Equation 7) However, for M (λ i ), the spectrum of the non-laser light, that is, the spectrum of the ASE noise is obtained by calculating the actual measurement data.
【００３０】表示装置４０では、上記のようにして求め
られたレーザ光の光スペクトルと非レーザ光スペクトル
のいずれか一方または両方を指定により表示することが
できる。In the display device 40, either one or both of the optical spectrum of the laser light and the non-laser light spectrum obtained as described above can be designated and displayed.
【００３１】なお、本発明の以上の説明は、説明および
例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは明らかである。例えば、実
施例では入射口での光強度分布ｇ（ξ，η）がガウス型
である場合について説明したが、これに限らずローレン
ツ型であってもよい。It should be noted that the above description of the present invention shows only specific preferred embodiments for the purpose of explanation and illustration. Thus, it is apparent that the present invention can be modified and changed in many ways without departing from the essence thereof. For example, in the embodiment, the case where the light intensity distribution g (ξ, η) at the entrance is Gaussian has been described, but the present invention is not limited to this and may be Lorentzian.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、レ
ーザ光のスペクトルは既知として電気的に相殺するよう
にしているため、背景に埋もれていたブロードな光（Ａ
ＳＥノイズ）のスペクトルをよりＳ／Ｎ良く検出するこ
とができる。As described above, according to the present invention, since the spectrum of the laser light is known to be electrically canceled, the broad light (A
The SE noise) spectrum can be detected with better S / N.
【図１】本発明に係る光スペクトラムアナライザの一実
施例を示す要部構成図FIG. 1 is a main part configuration diagram showing an embodiment of an optical spectrum analyzer according to the present invention.
【図２】アレイ素子と出射ビームの関係を示す図FIG. 2 is a diagram showing a relationship between an array element and an outgoing beam.
【図３】演算装置の機能を説明するためのフローチャー
トFIG. 3 is a flowchart for explaining the function of the arithmetic device.
【図４】ｐn-1 ，ｐn ，ｐn+1 とΔｘの関係を示す図FIG. 4 is a diagram showing a relationship between p n-1 , p n , p n + 1 and Δx.
【図５】ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）と直線近似とのずれを示
す図FIG. 5 is a diagram showing a difference between ln (p n + 1 / p n-1 ) and linear approximation.
【図６】ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）とωの関係を示す図FIG. 6 is a diagram showing a relationship between ln (p n + 1 / p n-1 ) and ω.
【図７】ln（ｐn+1 ／ｐn-1 ）とΔｘの関係を示す図FIG. 7 is a diagram showing a relationship between ln (p n + 1 / p n-1 ) and Δx.
【図８】実測値Ｐk と理論値ｐk との比較図FIG. 8 is a comparison diagram of measured values P k and theoretical values p k .
【図９】演算装置の更なる機能を説明するためのフロー
チャートFIG. 9 is a flowchart for explaining further functions of the arithmetic unit.
【図１０】ダイナミックレンジを説明するための図であ
る。FIG. 10 is a diagram for explaining a dynamic range.
１０ 分光装置 １１ スリット １２ コリメーティングミラー １３ 分散素子 １４ フォーカシングミラー １５ アレイ素子 ２０ 駆動装置 ３０ 演算装置 ４０ 表示装置 10 spectroscopic device 11 slit 12 collimating mirror 13 dispersive element 14 focusing mirror 15 array element 20 driving device 30 arithmetic unit 40 display device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 在原 守 東京都武蔵野市中町２丁目９番32号 横河 電機株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mamoru Arihara 2-3-9 Nakamachi, Musashino-shi, Tokyo Yokogawa Electric Co., Ltd.
Claims (3)
し、分散素子から出射される光を集束して複数の受光素
子から成るアレイ素子に照射するように構成された分光
装置と、 前記各アレイ素子の出力と前記入射口での光パワー分布
とから中心波長とトータルパワーを演算する機能、およ
び前記中心波長とトータルパワーから被測定光のスペク
トル形状を演算により求め、そのスペクトルと前記アレ
イ素子より得られる実データから被測定光以外のスペク
トルを演算により求める機能を有する演算装置と、 前記被測定光のスペクトルと被測定光以外のスペクトル
のいずれか一方または両方を表示する表示装置を備えた
ことを特徴とする光スペクトラムアナライザ。1. A spectroscopic device configured such that light to be measured from an entrance is incident on a dispersive element, and light emitted from the dispersive element is focused and applied to an array element composed of a plurality of light receiving elements. A function of calculating the center wavelength and the total power from the output of each array element and the optical power distribution at the entrance, and the spectrum shape of the measured light is calculated from the center wavelength and the total power, and the spectrum and the An arithmetic device having a function of calculating a spectrum other than the measured light from actual data obtained from the array element, and a display device for displaying one or both of the spectrum of the measured light and the spectrum other than the measured light. An optical spectrum analyzer characterized by having.
い、前記演算装置は入射口での光パワー分布をガウス型
またはローレンツ型として前記中心波長とトータルパワ
ーを演算により求めるように構成したことを特徴とする
請求項１記載の光スペクトラムアナライザ。2. A single mode fiber is used for the entrance, and the arithmetic unit is constructed so that the optical power distribution at the entrance is Gaussian type or Lorentz type and the central wavelength and the total power are obtained by arithmetic operation. The optical spectrum analyzer according to claim 1.
の両側の受光素子の出力の比の対数の値が、最大出力を
示す受光素子の中心と入射ビームの中心とのずれに比例
するものと近似し、中心波長およびトータルパワーを演
算により求めるように構成したことを特徴とする請求項
１記載の光スペクトラムアナライザ。3. In the arithmetic unit, the logarithmic value of the ratio of the outputs of the light receiving elements on both sides of the light receiving element showing the maximum output is proportional to the deviation between the center of the light receiving element showing the maximum output and the center of the incident beam. The optical spectrum analyzer according to claim 1, wherein the optical spectrum analyzer is configured to be similar to the above, and the center wavelength and the total power are calculated.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001027573A1 (en) * | 1999-10-08 | 2001-04-19 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photodetector array and optical branching filter using the array |
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| US7286225B2 (en) | 2004-11-30 | 2007-10-23 | Nikon Corporation | Optical fiber type spectroscope and spectroscope system equipped therewith |
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| KR101136425B1 (en) * | 2010-04-20 | 2012-04-19 | 서울시립대학교 산학협력단 | Method for measuring signal excited state absorption in erbium-doped fiber amplifier and computer-readable medium having thereon program performing function embodying the same |
-
1996
- 1996-02-07 JP JP02091496A patent/JP3230565B2/en not_active Expired - Fee Related
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