WO2007108330A1

WO2007108330A1 - 距離測定システム

Info

Publication number: WO2007108330A1
Application number: PCT/JP2007/054617
Authority: WO
Inventors: Takashi Kurokawa
Original assignee: National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2007-03-02
Publication date: 2007-09-27
Also published as: JP5135587B2; JPWO2007108330A1; US7679728B2; US20090180099A1

Abstract

距離検出器12bは、始点側に位置する距離検出器12aから入射した光の一部を反射により、または反射および屈折により当該始点側に位置する距離検出12aに返し、残りの一部を透過、屈折または反射、またはこれらの組み合わせにより先端側に位置する距離検出器12b,12c,12d,12eに送り、これら距離検出器12b～12eから返された光を透過、屈折または反射、またはこれらの組み合わせにより始点側に位置する距離検出器11aに返す。これにより、レーザ光源を使用して、レーザ光源から複数地点までの距離、あるいは2点間の距離を高精度に測定することができる。

Description

明細書

距離測定システム

〔技術分野〕

本発明は、地震による地盤の変動測定、土木 · 建築分野における測量に使用される、レーザ光源から距離検出器までの距離あるいは位置検出器間の距離、あるいは光通信に使用する光ファイバ一の破断点の位置を高精度で測定できる距離測定システムに関する。

〔背景技術〕

従来、レーザ光を用いて空間的距離を測定する距離測定装置が知られている。

たとえば、距離測定装置 7は、.図 1 5 に示すようにレーザ光源 7 1からのレーザ光を光変調器 7 2により変調し、これを変調光 B 0 1 として出射し、ハーフミラー 7 3を介して距離測定対象 Oに照射し、その反射光 B 1 1 を光検出器 7 4により.検出し、電気信号として出力する。

そして、ミキサ 7 5により、.光変調,器 7 2を駆動する発振器 7 6 からの信号と局部発振器 7 7からの信号とを合成するともに、ミキサ 7 8 により局部発振器 7 7からの信号と光検出器 7 4からの信号とを合成する。ミキサ 7 5 とミキサ 7 8 との出力信号の位相を位相比較器 7 9 により比較して、両信号の位相差から距離測対象 Oまでの距離を測定する。

〔発明が解決しょうとする課題〕

しかし、図 1 5の距離測定装置 7では、位相を検出しているため、 2 π の整数倍の不確定さが生じる。このため、距離測対象 Οまでの、おおよその距離がわかっていないと測定ができない。また、距' 離測定装置 7では、位相を検出するため電気回路が複雑化し高価となる。

さらに、図 1 5 の測定装置では、レーザ光源 7 1 と距離測対象 O との距離だけしか測定することはできず、レーザ光源 7 1 と他の距離測定対象との距離を測定するには、レーザ光の経路を切り換えなければならず、実質上、レーザ光源 7 1 を用いて複数の距離測定対象との距離を同時に測定することはできない。

そこで、本発明者らは、同一周波数で変調される 2つの異なる周波数のレーザ光源を備え、 2光子吸収（T P A : T w o — P h o t o n A b s o r p t i o n ) により 2つの光路の経路長差を高精度で検出する距離測定技術を提案した（ I E E E P h o t o n i c s f e c h n o 1 o g y L e t t e r s v o l . 1 7 N o . 1 2 p p 2 6 8 2 - 2 6 8 4 , D E C EM B E R 2 0 0 5 参照）。

この距離測定技術では、 2つの光路の経路長差を、変調周波数の正弦波の周期として検出することができる。しかし、これらの距離測定技術で使用する光強度変調器（ L N基板により作製される）や光波長フィルタは構造が複雑であるうえ価格が高い。

本発明は、レーザ光源を使用して、レーザ光源から複数地点までの距離、あるいは 2点間の距離を高精度に同時に測定することができる構成が簡単で

距離測定システムを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の距離測定システムは以下を要旨とする。

( 1 ) レーザ光源と、前記レーザ光源を始点として空間にシリアル状、ツリー状または放射状に設定された経路上に複数配置された距離検出器と、前記経路を返ってくる光を検出する光検出器と、

前記光検出器により検出された光を解析して前記レーザ光源と前記各距離検出器までの距離を測定する距離測定器と、

を備えた距離測定システムであって、

前記各距離検出器は、

始点側に位置する距離検出器から入射した光の一部を反射により、または反射および屈折により当該始点側に位置する距離検出器に返し、残りの一部を透過、屈折または反射、またはこれらの組み合わせにより先端側に位置する距離検出器に送り、

前記先端側に位置する距離検出器から返された光を透過、屈折または反射、またはこれらの組み合わせにより前記始点側に位置する距離検出器を介して前記光検出器に返す、

ことを特徴とする距離測定システム。

距離検出器による距離検出は、具体的には従来の飛行時間法や光変調法（前述した図 1 5参照）による距離測定技術を用いることができる。

本発明では、監視局に（レーザ光源の出力側に）、基準検出器を設けることができ、この基準検出器と他の距離検出器との間の距離を、距離測定器により検出することができる。

すなわち、距離測定器は、基準検出器に対応する周波数成分と他の距離検出器に対応する周波数成分から、両検出器間の距離を検出することができる。本発明では、各距離検出器の距離変位（両検出器間の距離変位）を知ることができるので、各距離検出器の初期位置（座標）が予めわかっていれば、地震等があつたときに、簡単に変位後の位置（座標）を知ることができる。

また、同一の変調周波数で変調される 2つの異なる周波数のレーザ光源と、 2光子吸収フォトセンサとを含んで構成される本発明者らにの提案にかかる距離測定技術（ I E E E P h o t o n i c s f e c h n o 1 o g y L e t t e r s v o l . 1 N o . 1 2 p p 2 6 8 2 - 2 6 8 4 , D E C E M B E R 2 0 0 5 ) を用いることもできる。

( 2 ) 前記経路を始点側に位置する距離検出器から先端側に位置する距離検出器に向かう光と、前記経路を先端側に位置する距離検出'器から始端側に位置する距離検出器に向けて戻る光とが空間的に分離していることを特徴とする（ 1 )に記載の距離測定システム。

( 3 ) 前記経路を始点側に位置する距離検出器から先端側に向かう光と、前記経路を先端側に位置する,距離検出器から始端側に向けて戻る光とが空間的に重なっていることを特徴とする（ 1 ) に記載の距離測定システム。

( 4 ) 前記距離検出器は、

始点側に位置する距離検出器から入射された光を当該距離検出器に返すコーナリフレクタ、および Zまたは、

先端側に位置する距離検出器から入射された光を半透鏡、またはさらに反射鏡を介して始点側の距離検出器に返すコーナリフレタタ、からなる光学部材を備えていることを特徴とする（ 1 ) または（ 2 ) に記載の距離測定システム。

( 5 ) 前記経路の終端の距離検出器は、始点側に位置する距離検出器から入射した光の全部を反射により当該始点側に位置する距離検出器を介して前記光検出器に返すことを特徴とする（ 1 ) から

( 4 ) の何れかに記載の距離測定システム。

( 6 ) 前記距離測定装器による検出結果を送信する送信機を備え、前記距離検出器の少なくとも 1つに光軸修正装置が設けられてなる距離測定システムにおいて、

前記光軸修正装置は、

前記送信機からの前記検出結果を受信する受信機と、

前記受信機により受信した前記検出結果に基づき、

先端側に位置する距離検出器に向けて出射される光が、当該距離検出器の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御し、かつまたは、

始端側に位置する距離検出器から出射される光が、自装置の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする（ 1 ) から（ 5 ) の何れかに記載の距離測定システム。

( 7 ) 前記距離検出器が前記経路の終端の距離検出器であるときは、

始端側に位置する距離検出器が出射する光が、光軸修正装置の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御する、

こ.とを特徴とする（ 6 ) に記載の距離測定システム。

( 8 ) 前記制御部は、出射光軸またはノおよび入射光軸が所定の方位を向くように制御する光軸方位調整機構、または Zおよび、

出射光軸が当該光軸の方位を変えずに当該光軸に垂直な面を移動するように制御する光軸位置調整機構を備えたことを特徴とする（ 1 ) から（ 7 ) の何れかに記載の距離測定システム。

( 9 ) 前記制御部は、距離検出器の入射部と出射部とを別々に制御することを特徴とする（ 6 ) から（ 8 ) の何れかに記載の距離測定システム。

( 1 0 ) 前記経路の一部が大気に開放して設定されてなる距離測定システムであって、

複数の距離検出器間が光ファイバ一光路により形成され、当該光ファイバー光路の途中には距離検出器を有さないように構成された部分経路が、全経路中に少なくとも 1つ設定され、

前記光ファイバ一光路の端部は、それぞれ距離検出器としても機熊するファイバーコリメータを介して大気に開放していることを特徴とする（ 1 ) から（ 9 ) の何れかに記載の距離測定システム。

( 1 1 ) 前記距離測定器は、

前記光検出器は、

変調信号を生成する変調装置と、

前記変調信号を入力して前記レーザ光源が発生する波長とは異なる波長のレーザ光を発生する参照用レーザ光源と、

前記レーザ光源から出射されたレーザ光が光路を反射して戻つてきたときの当該レーザ光を増幅する第 1光増幅器と、

前記第 1光増幅器からのレーザ光と、前記参照用レーザ光源からのレーザ光とを結合する光力ブラと、前記光力ブラからのレーザ光を増幅する第 2光増幅器と、前記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、

を備え、

前記距離測定器は、

前記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記レーザ光源の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

少なくとも前記変調装置を制御する制御装置と、

を備えたことを特徴とする（ 1 ) から（ 1 0 ) の何れかに記載の距離測定システム。 .

前述した本発明者らによる距離測定技術（ I E E E P h o t o n i c s T e c h n o l o g y s e t t e r s v o l . 1 N o . 1 2 p p 2 6 8 2 - 2 6 8 4 , D E C E M B E R 2 0 0 5 ) では、 2つのレーザ光源からの光を合波してこれを変調する光強度変調器と、それらを分離する光波長フィルタが必要になる。

( 1 1 ) の距離測定システムでは、光強度変調器や光波長フィルタが不要である。なお、（ 1 1 ) の距離測定システムでは、 2つのレーザ光源を電圧一周波数変換器により直接変調しているが、 L N 基板等を使用しないくてもよいので構造は簡単であり低価格である。

( 1 2 ) なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源およぴ第 2 レーザ光源と、

前記 2つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、前記第 1 レーザ光源から出射されたレーザ光が光路を反射して戻ってきたときの当該レーザ光を増幅する第 1光増幅器と、前記第 1光増幅器からのレーザ光と、前記第 2 レーザ光源からのレーザ光とを結合する光力ブラと、

前記光力ブラからのレザ光を増幅する第 2光増幅器と、前記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、

'前記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記第 1 レーザ光源の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

前記変調器を制御する制御装置と、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

( 1 3 ) 異なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源および第 2 レーザ光源と、

前記 2 つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、前記第 1 レーザ光源からのレーザ光を空間経路に出射する第 1 光ファイバ一ファイバコリメータと、

前記第 1光ファイバ一ファイバコリメータから出射されたレーザ光の空間光路の終端に設けられたコーナキューブと、

前記コーナキューブから反射されるレーザ光をファイバー光路に取り込む第 2 ファイバーコリメータと、

前記第 2 ファイバーコリメータからのレーザ光を増幅する第 1 光増幅器と、

前記第 2 レーザ光源からのレーザ光および前記第 1光増幅器からのレーザ光を結合する光力ブラと、目 u sd光力ブラからのレーザ光を増幅する第 2光増幅器と、 m記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、

HU記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記第 1 レザ光源の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

少なぐとも前記変調器を制御する制御装置と、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

( 1 4 ) 光ファイバ一の少なくとも 1つの破断点を検出する距離測定システム（光ファイバ一破断点検出装置）であって、

異なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源および第

2 レ一ザ光源と、

前記 2 つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、

HU記第 1 レーザ光源からのレーザ光を始端より入射する前記光ファィノ^一と、

m記光ファイバーの始端に設けられ、前記第 1 レーザ光源から前記光ファィバーの終端側に向けて伝播するレーザ光と、前記光ファィノ^ "一の終端側から始端側に向けて伝播するレーザ光とを分離する-光サ一キユレータと、

ftu記光サーキユレータからのレーザ光を増幅する第 1 光増幅器ヽ

刖記第 2. レーザ光源からのレーザ光および前記第 1光増幅器からのレ一ザ光を結合する光力ブラと、

HU記光力ブラからのレーザ光を増幅する第 2光増幅器と、 '前記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、

前記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記第 1 レーザ光源から前記破断点までの距離に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

( 1 5 ) 前記第 1 レーザ光源および前記第 2 レーザ光源は半導体レーザからなり、前記変調器は電圧制御発振器により前記半導体レ一ザを直接変調し、かつ変調周波数を掃引する構成を備えたことを特徴とする請求項 1 から 3の何れかに記載の距離測定システム。

( 1 6 ) 前記光検出器は温度制御されることを特徴とする請求項 1から 4の何れかに記載の距離測定システム。

( 1 2 ) から（ 1 8 ) の距離測定システムでは、光強度変調器や光波長フィルタが不要である。なお、（ 1 1. ) の距離測定システムでは、 2つのレーザ光源を電圧一周波数変換器により直接変調しているが、 L N基板等を使用しないくて,もよいので構造は簡単であり低価格である。

〔図面の簡単な説明〕

図 1 ：本発明の距離測定システムの基本構成を示す説明図である。 .図 2 : (A) はレーザ光源を始点として空間にツリー状に設定された経路に距離検出器が複数配置された様子を示す図、（ B ) は同じく放射^に形成された経路に距離検出器が複数配置された様子を示す図である。

図 3 ： ( A) ， ( B ) は距離検出器の具体的な構成を示す図である。 ' 図 4 ： (A) ， ( B ) は距離検出器の他の具体的な構成を示す図である。

図 5 ：図 1 の距離測定システム 1 に可視波長レーザ光源を備えた例を示す図である。

図 6 ：本発明の第 1実施例を示すブロック図である。

図 7 ：本発明の第 2実施例を示すブロック図である。

図 8 ： ( A) は距離検出器の正面説明図、（ B ) は距離検出器の側面説明図、（C )は光軸修正装置の概要を示すブロック図である。

図 9 ： ( A) は経路 Pを直線状に設定するときの距離検出器の説明図、（ B ) は経路 Pを放射上に設定するときの置検出器の説明図である。 - '図 1 0 ：本発明の第 3実施例を示すプロック図である。

図 1 1 ：本発明の第 4実施例を示すブロック図である。

図 1 2 : (A) は本発明の第 5実施例を示すブロック図、（B ) は反射光の検出成分のスぺクトラム図である。

図 1 3 ：本発明の第 6実施例を示すプロック図である。

図 1 4 ：本発明の第 7実施例を示すブロック図である。

図 1 5 ：従来技術の説明図である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、レーザ光源から複数地点までの距離（レーザ光源から距離検出器までの距離）、あるいは経路上で隣接する距離検出器間の離を高精度に同時に測定することができる。

特に本発明は、地震等による地盤の変位測定、トンネル工事における掘削したトンネル長の測定、建築中の建造物における測量といつた土木 · 建築分野での高精度距離 · 変位測定に有効である。〔発明を実施するための最良の形態〕

図 1 により、本発明の距離測定システムを説明する。

,図 1 において、距離測定システム 1は、レーザ光源 1 1 と、距離検出器 1 2 と、光検出器 1 3 と、距離測定器 1 4 とを備えている。図 1では、レーザ光源 1 1、光検出器 1 3および距離測定器 1 4は監視局 1 0 0に設置されている。

距離検出器（図 1 では、符号 1 2 a ， 1 2 b , 1 2 c , 1 2 d , 1 2 eで示す 5つの距離検出器）がレーザ光源 1 1 を始点として空間に分岐（ツリー状に）して配置されている様子を示している。

距離検出器 1 2は、図 2 (A) ，（B ) に示すように、レーザ光源 1 1 を始点として空間にツリ ^"状または放射状に設定された経路 P上に複数配置することもできる。図 2 ( A) , ( B ) では、距離検出器を Τ η ( ή = 1 , 2 , 3， · · · ）で示してある。経路 Ρ は、往路と復路とが空間的に分離した二重ビ.ームにより構成してもよいし、単ビームにより構成してもよい。

距離検出器 1 2は、分岐点には、後,述するようにプリズム、コーナリフレクタ、半透鏡、経路 Ρの一部が光ファイバ一により構成された場合には光ファイバ一の端面等により構成することができる。また、プリズム、コーナリフレクタ、半透鏡、全反射鏡のうちの全部または一部を組み合わせて一体に作製した光学部材を、距離検出器 1 2 (図 1 では、 1 2 a ， 1 2 b , 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e ) として使用することもできる。

たとえば、距離検出器 1 2 bは、始点側に位置する距離検出器 1 2 aから入射した光の一部を反射（または反射および屈折）により距離検出器 1 2 a に返し、残りの一部を透過、屈折または反射（またはこれらの組み合わせ）により距離検出器 1 2 c， 1 2 d , 1 2 eに送る。また、距離検出器 1 2 b は、距離検出器 1 2 c， 1 2 d， 1 2 e から返された光を透過、屈折または反射（またはこれらの組み合わせ）により距離検出器 1 2 a を介して光検出器 1 3 に返す。

'始点（レーザ光源 1 1 )'から距離検出器 1 2 a， 1 2 bを介して距離検出器 1 2 d， 1 2 e に向かう経路 P f と、距離検出器距離検出器 1 2 d， 1 2 e 力、ら距離検出器 1 2 b， 1 2 a を介して始点に返る経路 P b とを空間的に分離することができる。この場合、たとえば距離検出器 1 2 b は、距離検出器 1 2 aから入射される光を距離検出器 1 2 a に返すコーナリフレクタを備えるように構成できる。 - 具体的には、距離検出器 1 2 a、距離検出器 1 2 bは、図 3 (A)， ( B ) に示すように、コーナリフレクタ C と半透鏡 Hとプリズム P Rとが一体となった光学部材により構成することができる。また、距離検出器 1 2 c も、図 4 ( A) に示すように、コーナリフレクタ Cと半透鏡 Hとプリズム P Rとが一体となつた光学部材により構成することができる。距離検出器 1 2 d， 1 2 e は、図 4 ( B ) に示すように、コーナリフレクタ Cにより構成することができる。光検出器 1 3は、経路 Pを返ってくる光を検出する。

距離測定器 1 4は、光検出器 1 3 により検出された光を解析して、始点（レーザ光源 1 1 ) から距離検出器 1 2 a， 1 2 b , 1 2 c , 1 2 d , 1 2 e までの距離を測定する。

本発明においては、距離検出器や、経路中の光学部品は、分岐 · 結合素子、光導波路、ファイバ一力ブラ、レンズ、半透鏡等の組合せにより構成することができる。図 5は、図 1 の距離測定システム 1 に可視波長レーザ光源 1 ]. a , プリズム 1 1 b， 1 1 c を備えた例を示す図である。レーザ光源 1 1が発生するレーザ光が不可視である場合、たとえば、距離測定システム 1 の設置の際や、経路 Pを変更するような場合には、光源をレーザ光源 1 1から可視波長レーザ光源 1 1 a に切り換えておく。これにより、作業員は、レーザ光源 1 1 aからの可視レーザ光により距離検出器 1 2の位置や姿勢の調整を行うことができる。

〔実施例〕

《第 1実施例》

図 6は、本発明の第 1実施例を示すブロック図である。図 6 に示す距離測定システム 2は、レーザ光源 2 1 と、距離検出器 2 2 と、光検出器 2 3 と、距離測定器 2 4 とからなる。本実施形態では、光センサ 2 3 5 は、第 2光増幅器 2 3 4からのレーザ光 B 3 を受光し 2光子吸収（T P A ) する。

レーザ光源 2 1 は、半導体レーザ 2 1 1 とファイノーコリメータ F- C 1 とを備えており、本実施例では、. ファイバーコリメータ F C 1 は経路 Pの始点となる。本実施例では、半導体レーザ 2 1 1 (第 1 レーザ光源）は V C O (電圧制御発振器：制御装置 2 4 2 により制御される）により直接変調される。

図 6では、経路 P上に符号 2 2 1 B , 2 2 1 Cで示す 3つの距離検出器（それぞれ光学部材を備えている）が示されている。 .

実際には、始点から最も遠い距離検出器に至るまでの経路 Pの長さは、数 + mから数 k mとすることができる。また、距離検出器 2 2は、経路 P上に 2つ以上（たとえば、数十個とすることもできる）が形成される。

光検出器 2 3 は、ファイバーコリメータ F C 2 と、参照用半導体レーザ（第 2 レーザ光源） 2 3 1 と、光力ブラ 2 3 3 と、第 1光増幅器 2 3 2 と、第 2光増幅器 2 3 4 と、光センサ 2 3 5 と力らなる。

ファイバーコリメータ F C 2は、経路 Pを返ってくる光を取り込むことができる。

参照用半導体レーザ 2 3 1 は、前述した V C Oにより、半導体レ一ザ 2 1 1 と同時に直接変調される。半導体レーザ 2 1 1 と、参照用半導体レーザ 2 3 1 とは、異なる波長えい λ ₂のレーザ光 B O 1， Β 0 2を発生する。 . 。

本実施例では、半導体レーザ 2 1 1 の波長は 1 5 5 0 n mであり、参照用半導体レーザ 2 3 1 の波長 λ ₂は 1 5 5 2 n mであり、半導体レーザ 2 1 1 ，参照用半導体レーザ 2 3 1 は、 V C Oにより所定の変調周波数（たとえば 1 ΜΗ ζ〜 1 0 O MH z まで、 5 O k ステップ）で掃引される。 . ·

'第 1光増幅器 2 3 2は、ファイバーコリメータ F C 2により取り込まれた、光路 Pを戻ってくる反射光 B l 1 を増幅することができる。この反射光 B 1 1 には、距離検出器 2 2 A, 2 2 B , 2 2 Cで反射されて戻ってくる光が含まれて.いる。第 1光増幅器 2 3 2の後段には、図示はしないがバンドパスフィルタを設けることができる。

光力プラ 2 3 3は、参照用半導体レーザ 2 3 1 からのレーザ光 B 0 2およぴ第 2光増幅器 2 3 2からのレーザ光 B 1 1 を入射し、これらを結合してレーザ光 B 3 として出射する。第 2光増幅器 2 3 4は、光力プラ 2 3 3力、らのレーザ光 B 3 を増幅する。第 2光増幅器 2 3 4の後段には、図示はしないが増幅された自然放出光（ A S E ) を除去するためのバンドパスフィルタを設けることができる。

光センサ 2 3 5 は、第 2光増幅器 2 3 4力、らのレーザ光 B 3 を受光し 2光子吸収（ T P A ) する。光センサ 2 3 5は、たとえ^アバランシェフオトダイオード（ A P D ) により構成することができ、第 2光増幅器 2 3 4からのレーザ光を受光し 2光子吸収する。

光センサ 2 3 5 は、温度制御素子（ここではペルチェ素子 2 0 0 ) により一定温度に制御することが好ましい。これにより、 S N比を大きくすることができる。 - 距離測定器 2 4は、周波数検出器 2 4 1 と、制御装置 2 4 2 とから構成できる。周波数検出器 2 4 1 は、たとえば専用プロセッサにより構成でき、光センサ 2 3 5 の出力信号（電気信号）に含まれる正弦波を抽出して、経路 Pを戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する。，

具体的には、制御装置 2 4 2は、周波数検出器 2 4 1からの検出結果をディスプレイに表示させることができる。なお、周波数検出器 2 4 1 の機能を制御装置 2 4 2が奏するようにもできる。なお、制御装置 2 4 2は、半導体レーザ 2 1 1および参照用半導体レーザ 2 3 1 に接続された V C Oを制御している。

本実施例の距離測定システム 2により、たとえば始点から距離検出器 2 2 A , 2 2 B , 2 2 Cまでの距離を正確に（たとえば、 1 0 0 O mの距離の変位を数 m mの誤差で）求めることができる。

《第 2実施例》図 7は、光軸修正装置が備えられた距離測定システム 2 を示している。

図 8 ( C ) に示すように光軸修正装置 4は、距離検出器 2 2 A , 2 2 B , 2 2 Cに設けられた制御部 2 3 と送受信機 2 2 4 と力、ら構成されている。制御部 2 2 3 は、制御回路 2 2 5 と位置姿勢修正機構 2 2 2 とからなる。なお、図 7においては、光軸修正装置 4および制御部 2 2 3は符号で示していない。

図 8 ( C ) にも示すように、監視局 1 0 0の距離測定器 2 4に設け,られた制御装置 2 4 2は、周波数検出器 2 4 1 による検出結果 (光強度）を、送受信機 2 4 3 に渡し、送受信機 2 4 3 はこれを、距離検出器 2 2 A , 2 2 B , 2 2 C の送受信機 2 2 4に送信する。制御回路 2 2 5は、位置姿勢修正機構 2 2 2により光軸を空間上で走査させつつ、送受信機 2 2 4が受信した検出結果（光強度）をリアルタイムで比較し、最も光強度が強い向きに、図 8 ( B ) に示す光軸 Lを向けることができる。

本実施例では、制御回路 2 2 5は、，位置姿勢修正機構 2 2 2 を駆動することにより、図 8 ( A ) , ( B ) に示した光学部材 2 2 1の位置姿勢変数値 X， Z， θ , φ を制御することができる（図 8 ( C ) )。なお、 0、 φ の制御は周知のピエゾ素子等によるァクチユエータにより実現でき、 X , Zの.制御ははモータ等の機構により実現できる。なお、図 8 ( A ) , ( B ) では、説明をわかり易くするために、光学部材 2 2 1 がコーナリフレクタである距離検出器 2 2 B， 2 2 Cを示してある。

図 8 ( C )に示したような光軸修正装置 4 を使用することにより、たとえば距離検出器 2 2 Aの制御部 2 2 3は、距離検出器 2 2 B , 2- 2 Cに向けて出射される光が、それら距離検出器の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材 2 2 1 を制御し、'かつ/または、距離検出器 2 2 B , 2 2 Cから出射された光が、自検出器（ 2 2 A) の入射可能ゾーンに入射されるように光学部材 2 2 1 を制御することができる。

なお、図 7に示した距離検出器 2 2 B， 2 2 Cのように距離検出器が経路 Pの終端に位置しているときは、図 8 ( C ) の光軸修正装置 4の制御部 2 2 3は、始点側に位置する距離検出器（図 8 ( C ) の例では 2 2 A) に向けて出射される光が、その距離検出器（ 2 2 A) の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材 2 2 1 を制御する'ことができる。 - '

本実施例の距離測定システム 2によっても、たとえば始点から距離検出器 2 2 A， 2 2 B , 2 2 Cまでの距離を正確に求めることができる。

図 6および図 7の距離測定システム 2において、経路 Pを直線上に構成するときは、図 9 ( A) に示すように、距離検出器として、 3枚のガラス板を 3角錐の 3面となるように貼り合わせた形状のコーナリフレクタを使用することができる。この光学部材の光が出射する側の面には反射防止膜 Fが形成される。図 9 ( A) では上記コーナリフレクタを符号 2 2 A , 2 2 Bで示し、通常のバノレクガラスからなるコーナリフレクタを符号 2 2 Cで示す。

経路 P ^放射上に構成するときは、図 9 ( B ) に示すように、レ一ザ光源 2 1からの出射光を光分岐器 S P Lにより分岐し、経路 P を戻ってきた光を光結合器 C P Lにより結合して光検出器 2 3 にる処理を行うようにしてもよい。《第 3実施例》

図 1 0は、単一ビームの系からなる本発明の第 3実施例を示すブロック図である。図 1 0に示す距離測定システム 5は、レーザ光源 5 1 と、距離検出器 5 2 と、光検出器 5 3 と、距離測定器 5 4 と力らなる。

レーザ光源 5 1 は、半導体レーザ 2 1 1 を有している。本実施例では、サ一キュレータ Cの後段にファイバ一コリメータ F Cが設けられている。ファイバーコリメータ F Cは、経路 Pの始点であるとともに、経路 Pを戻ってくる光の取り込み口としても機能する。ファイバーコリメータ F C (または、サーキユレータ C ) を始点とする経路 Pの途中には、距離検出器 5 2 A , 5 2 B , 5 2 C , 5 2 Dが設けられている。距離検出器 5 2 Aは、プリズムにより構成され始点側の面に半透鏡 Hが形成されている。距離検出器 5 2 Aは、一部を始点側に返し、残りを透過させ、さら.に距離検出器 5 2 B側と距離検出器 5 2 D とに向けて分岐させる。

距離検出器 5 2 Bは半透鏡により構成され、一部を始点側に返し、残りを距離検出器 5 2 Cに向けて透過させる。距離検出器 5 2 C , 5 2 Dは全反射鏡により構成されている。

光検出器 5 3の構成は、ファイバーコリメータ F Cおよびサーキユレータ Cを介して経路 Pを戻ってくる光を取り込む点が図 6に示した光検出器 2 3 の構成と異なるが、その他の構成は光検出器 2 3.と同じある。距離測定器 5 4の構成は図 6 に示した距離測定器 2 4の構成と同じである。距離測定システム 5 によっても、図 6 の距離測定システム 2 と同様、たとえば始点から距離検出器 5 2 A， 5 2 B , 5 2 C , 5 2 D までの距離を正確に求めることができる。

,図示はしないが、距離測定システム 5に図 7に示したと同様の光軸修正装置 4を組み込むことができる。

《第 4実施例》

図 1 1 は、本発明の第 4実施例を示すプロック図である。図 1 1 に示す距離測定システム 6 は、レーザ光源 6 1 と、距離検出器 6 2 と、光検出器 6 3 と、距離測定器 6 4 とからなる。

レーザ光源 6 1、光検出器 6 3および距離測定器 6 4 の構成は、図 1 0 に示したレーザ光源 5 1、光検出器 5 3および距離測定器 5 4 の構成と同じである。

本実施例では、経路 Pの一部が大気に開放して形成され、残りの経路が光ファイバ一により形成されている。.すなわち、本実施例では、ファイバーコリメータに接続された光ファイバ一の端面（図 1 1 では、 T l， Τ 2 , Τ 3 , Τ 5 , Τ, 6 , Τ 7 ) が半透鏡として機能し、経路 Ρの終端（図 1 1 では、 Τ 4， Τ 8 ) は反射鏡 Μにより構成されている。本実施例では、 Τ 1から Τ 8が距離検出器として機能する。なお、本実施例では、 Τ 2から先端側に向かう経路は、光分路器（光力プラ）に 2分されて Τ 3， Τ 5 のファイバーコリメータに接続されている。

図 1 1 は、 F C— Τ 1 間、 Τ 2 — Τ 3間、 Τ 2 _ Τ 5間、 Τ 6 一 Τ 7間が部分経路を構成している。この部分経路は、途中に距離出器を有さないように構成されている。本実施例の距離測定システム 6 は、大気に開放している T 1 — T

2間、 T 3 — T 4間、 T 5 — T 6間， T 7 — T 8間の距離、およびその変位を正確に測定することができる。

《第 5実施例》

図 1 2 ( A) は本発明の距離測 ^システムの、第 5実施例を示す説面図である。本実施例でも 2光子吸収（ T P A)を利用している。

図 1 2 ( A ) において、距離測定システム 1 Aは、第 1 レーザ光源 3 0 1 および第 2 レーザ光源 3 0 2 と、光変調器光力プラ 3 4 と、第 1光増幅器 3 5 1 と、第 2光増幅器 3 5 2 と、光センサ 3 6 と、周波数検出器 3 7 とを備えている。

第 1 レーザ光源 3 0 1 と第 2 レーザ光源 3 0 2は、何れも半導体レ一ザを用いることができる。これらは異なる光周波数のレーザ光を発生し、 2つのレーザ光は、変調器（V C.O (電圧制御発振器））により同一の変調周波数で変調される。第 1 レーザ光源 3 0 1 と第

2 レ一ザ光源 3 0 2は、異なる周波数のレーザ光 B 1 0， B 2 0を出射する。

本実施例では、第 1 レーザ光源 3 0 1 の周波数は f ₁ (波長 λ ： 1 5 5 0 n m) であり、第 1 レーザ光源 3 0 2の周波数は f ₂ (波長 λ ₂ ： 1 5 5 2 n m) である。変調周波数は、たとえば 1 M H z 〜； L O O MH z まで、 5 0 k H z ステップで掃引される。

第 1光増幅器 3 5 1 は、第 1 レーザ光源 3 0 1 の光路を反射して戻ってくる反射光 B 1 1 を増幅することができる。第 1光増幅器 3 5 1 の後段には、図示はしないが反射光 B 1 1 を通過させるバンドパスフィルタを設けることができる。光力プラ 3 4 は、第 2 レーザ光源 3 0 2力ゝらのレーザ光 B 2 0および第 2光増幅器 3 5 1 からのレーザ光 B 1 1 を結合する。

第 2光増幅器 3 5 2は、光力プラ 3 4からのレーザ光 B 3 を増幅する。第 2光増幅器 3 5 2の後段には、図示はしないが増幅された自然放出光（A S E ) を除去するためのバンドパスフィルタを設ける'ことができる。

光センサ 3 6 は、第 2光増幅器 3 5 2からのレーザ光を受光し 2 光子吸収（T P A) する。光センサ 3 6は、たとえばアバランシェフォトダイオード（A P D) により構成することができる。光センサ 3 6は、温度制御素子（ここではペルチェ素子 2 0 0 ) により一定温度に制御されている。これにより、 S N比を大きくすることができる。

周波数検出器 3 7は、たとえば専用プロセッサにより構成でき、光センサ 3 6の出力信号（電気信号）に含まれる正弦波を抽出して、第 1 レーザ光源 3 0 1 の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する。， .

図 1 2 (A)では、周波数検出器 3 7は、制御装置 2に接続され、制御装置 2は、第 1 レーザ光源 3 0 1および第 2 レーザ光源 3 0 2 に接続された V C Oを制御している。

周波数検出器 3 7は、たとえば専用プロセッサにより構成でき、光センサ 3 6 の出力信号（電気信号）に含まれる正弦波を抽出して、第 1 レーザ光源 3 0 1 の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する。

具体的には、反射光の検出成分（電流値 i ) は、

i oc i b i a s +E i E s ひ i3 c o s co _m ( 2 n L / c ) で表される。

ここで、 i _{b i a s}は直流バイアス値、は第 1 レーザ光源 3 0 1の強度、 E ₂は第 2 レーザ光源 3 0 2から出射されたレーザ光の光強度、 _mは変調周波数、 c は光速、 n は正の整数、 Lは第 1 レ一ザ光源 3 0 1から反射位置までの距離、 α， ]3 は 1以下の正の数である。

反射光の検出成分のスぺクトラム図（図 1 2 (Β ) 参照：横軸を反射点までの距離 L とした図と等価）により、光の反射位置を検出することができる。

この距離検出は、複数の距離検出器までの距離を同時に計測できる。 - 図 3では、周波数検出器 3 7は、制御装置 2に接続され、制御装置 2は、第 1 レーザ光源 3 0 1および第 2 レーザ光源 3 0 2 に接続された V C Οを制御している。

《第 6実施例》

図 1 3 は本発明の距離測定システムの第 6実施例を示す説明図である。図 1 3 において、距離測定システム 1 Βは、距離または距離の変動を測定するものであり、第 1 レーザ光源 4 0 1および第 2 レーザ光源 4 0 2 と、ファイノくーコリメータ 4 1 1 ， 4 1 2 と、コーナリフレクタ 4 2 と、光第 1光増幅器 4 5 1 と、光力ブラ 4 4 と、第 2光増幅器 4 5 2 と、光センサ 4 6 と、周波数検出器 4 7 とからなる。 .

第 1 レーザ光源 4 0 1 と第 2 レーザ光源 4 0 2は、何れも半導体レーザを用いることができる。これらは異なる光周波数のレーザ光を発生し、 2つのレーザ光は、変調器（V C O (電圧制御発振器））により同一の変調周波数で変調される。第 1 レーザ光源 4 0 1 と第 2 レーザ光源 4 0 2は、異なる周波数のレーザ光 B 1 0， B 2 0を出射する。本実施例では、第 1 レーザ光源 4 0 1 の周波数は f ₁ (波長； 1 5 5 0 n m) であり、第 1 レーザ光源 4 0 2 の周波数は f ₂ (波長 ₂ ： 1 5 5 2 n m) である。変調周波数は、たとえば 1 ΜΗ ζ〜 1 0 0 MH z まで、 5 0 k H z ステップで掃引される。コーナリフレクタ 4 2は、第 1 レーザ光源 4 0 1からのレーザ光 B 1 0を反射する。

ファイバーコリメータ 4 1 1 は光ファイバ一を伝播する第 1 レ —ザ光源 4 0 1 からの光をコーナリフレクタ 4 2 に向けて光ビームとして空間に放出し、ファイバーコリメータ 4 1 2はコーナリフレクタ 4 2力、ら反射してくるレーザ光 B l 1 を光ファイバ一に取り込む。レーザ光 B 1 1 は第 1光増幅器 4 5 1 により増幅される。なお図示はしないが、第 1光増幅器 4 5 1 の後段にはバンドパスフィルタを設けることができる。

光力プラ 4 4は、第 2 レーザ光源 4, 0 2力ゝらのレーザ光 B 2 0およびファイバーコリメータ 4 1 2力らのレーザ光 B 1 1 を結合する。

光増幅器 4 5 2は、光力プラ 4 4からのレーザ光 B 3 を増幅する光増幅器 4 5 2 の後段には、図示はしないが、増幅された自然放出光（ A S E ) を除去するためのパンドパスフィルタが設けられている。 .

光センサ 4 6 は、たとえばアバランシェフォトダイオード（ A P D ) により構成することができ、光増幅器 4 5 2からのレーザ光を受光し 2光子吸収する。光センサ 4 6は、温度制御素子（ここではペルチヱ素子 1 0 0 ) により一定温度に制御されている。これにより、 S N比を大きくすることができる。

周波数検出器 4 7は、光センサ 4 6 の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、レーザ光 B 1 1 に含まれる第 1 レーザ光源 4 1 1 からコーナリフレクタ 4 2までの距離に対応する周波数成分を検出する。

図 1 3では、周波数検出器 4 7は、制御装置 2に接続され、制御装置 2は、第 1 レーザ光源 4 0 1および第 2 レーザ光源 4 0 2に接された電圧制御発振器 V c oを制御している。 , 《第 7実施例》 - 図 1 4は本発明の距離測定システムの第 7実施例を示す説明図である。図 1 4において、距離測定システム 1 Cは、光ファイバ一の破断点までの距離を検出するもので、第 1.レーザ光源 5 0 1および第 2 レーザ光源 5 0 2 と、光ファイバ一 5 1 と、光分離器（光サーキユレータ） 5 3 と、光力ブラ 5 4,と、第 1光増幅器 5 5 1、第 2光増幅器 5 5 2 と、光センサ 5 6 と、周波数検出器 5 7 とからなる。

第 1 レーザ光源 5 0 1 と第 2 レーザ光源 5 0 2は、何れも半導体レーザを用いることができる。これらは異なる光周波数のレーザ光を発生し、 2つのレーザ光は、変調器（V C O (電圧制御発振器））により同一の変調周波数で変調される。第 1 レーザ光源 5 0 1 と第 2 レーザ光源 5 0 2は、異なる周波数のレーザ光 B 1 0， B 2 0 を出射する。本実施例では、第 1 レーザ光源 5 0 1 の周波数は (波長： 1 5 5 0 n m) であり、第 1 レーザ光源 5 0 2 の周波数は f ₂ (波長 ₂ : 1 5 5 2 n m ) である。変調周波数は、たとえば

1 M H z 〜 1 0 O M H z まで、 5 0 k H z ステップで掃引される。光ファィバー 5 1 は、第 1 レーザ光源 5 0 1力、らのレーザ光 B 1

0 を始端より入射する。

光分離器 5 3は、光ファイバ一 5 1の始端に設けられ、光フアイノ^一 5 1 の終端において反射した当該終端側から始端側に向けて伝播する反射レーザ光 B 1 2 1および光ファイバ一 5 1 が破断しているときに当該破断点からの反射レーザ光 B 1 2 1からなる反射レ一ザ光 B 1 1 を分離する。光分離器 5 3 により分離された光は第 1光増幅器 5 5 1 により増幅される。なお図示はしないが、第 1 光増幅 5 5 1 の後段にはバンドパスフィルタを設けることがでさる。

光力プラ 5 4は、第 2 レーザ光源 5 0 2力、らのレーザ光 B 2 0および光分離器 5 3からのレーザ光 B 1 1 を結合する。

第 2光増幅器 5 5 2 は、光力プラ 5 4からのレーザ光 B 3 を増幅する。

光センサ 5 6 は、第 2光増幅器 5 5 2からのレーザ光を受光し 2 光子吸収する。光センサ 5 6 は、温度制御素子（ここではペルチェ素子 2 0 0 ) により一定温度に制御されている。これにより、 S N 比を大きくすることができる。

,周波数検出器 5 7は、光センサ 5 6 の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出.して、レーザ光 B 1 1 に含まれる第 1 レーザ光源 5 0 1 から光ファイバ一 5 1 の終端までの距離に対応する周波数成分と、第 1 レーザ光源 5 0 1 から破断点までの距離に対応する周波数成分を検出する。図 1 4では、周波数検出器 3 7は、制御装置 2 に接続され、制御装置 2は、第 1 レーザ光源 3 0 1および第 2 レーザ光源 3 0 2に接続された電圧制御発振器を制御している。

Claims

請求の範囲

1 . レーザ光源と、

前記レーザ光源を始点として空間にシリアル状、ッリ一状または放射状に設定された経路上に複数配置された距離検出器と、

前記経路を返ってくる光を検出する光検出器と、

を備えた距離測定システムであって、

前記各距離検出器は、

, 前記先端側に位置する距離検出器から返された光を透過、屈折または反射、またはこれらの組み合わせにより前記始点側に位置する距離検出器を介して前記光検出器に返す、

ことを特徴とする距離測定システム。

2 . 前記経路を始点側に位置する距離検出器から先端側に位置する距離検出器に向かう光と、前記経路を先端側に位置する距離検出器から始端側に位置する距離検出器に向けて戻る光とが空間的に分離していることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の距離測定システ。

3 . 前記経路を始点側に位置する距離検出器から先端側に向かう光と、前記経路を先端側に位置する距離検出器から始端側に向けて戻る光とが空間的に重なっていることを特徴とする請求の範囲第

1項に記載の距離測定システム。

4 . 前記距離検出器は、

始点側に位置する距離検出器から入射された光を当該距離検出器に返すコーナリフレクタ、および/または、

'先端側に位置する距離検出器から入射された光を半透鏡、またはさらに反射鏡を介して始点側の距離検出器に返すコーナリフレタタ、

からなる光学部材を備えていることを特徴とする請求の範囲第 1 項または第 2項に記載の距離測定システム。

5 . 前記経路の終端の距離検出器は、始点側に位置する距離検出器から入射した光の全部を反射により当該始点側に位置する距離検出器を介して前記光検出器に返すことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 4項の何れかに記載の距離測定システム。

6 . 前記距離測定器による検出結果を送信する送信機を備え、前記距離検出器の少なくとも 1つに光軸修正装置が設けられてなる距離測定システムにおいて、

前記光軸修正装置は、

前記送信機からの前記検出結果を受信する受信機と、

前記受信機により受信した前記検.出結果に基づき、

先端側に位置する距離検出器に向けて出射される光が、当該距離検出器の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御し、かつ/または、

始端側に位置する距離検出器が出射する光が、光軸修正装置の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 5項の何れかに記載の距離測定システム。

7 . 前記距離検出器が前記経路の終端の距離検出器であるときは、始端側に位置する距離検出器が出射する光が、光軸修正装置の入射可能ゾーンに照射されるように光学部材を制御する、

ことを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の距離測定システム。

8 . 前記制御部は、

出射光軸またはおよび入射光軸が所定の方位を向くように制御する光軸方位調整機構、または Zおよび、

出射光軸が当該光軸の方位を変えずに当該光軸に垂直な面を移動するように制御する光軸位置調整機構を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 7項の何れかに記載の距離測定システム。

9 . 前記制御部は、距離検出器の入射部と.出射部とを別々に制御することを特徴とする請求の範囲第 6項から第 8項の何れかに記載の距離測定システム。 . ，

1 0 . 前記経路の一部が大気に開放して設定されてなる距離測定システムであって、

複数の距離検出器間が光フアイバー光路により形成され、当該光ファイバー光路の途中には距離検出器を有さないように構成された部分経路が、全経路中に少なくとも 1つ設定され、

前記光フ.アイバー光路の端部は、それぞれ距離検出器としても機能するファイバーコリメータを介して大気に開放していることを特徴とする請求の範囲第 1項から第 9項の何れかに記載の距離測定システム。

1 1 . 前記距離測定器は、

前記光検出器は、

変調信号を生成する変調装置と、

前記第 1光増幅器からのレーザ光と、前記参照用レーザ光源からのレーザ光とを結合する光力ブラと、

前記光力ブラからのレーザ光を増幅する第 2光増幅器と、前記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、

を備 ·、

前記距離測定器は、

前記変調装置を制御する制御装置と、

を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項から第 1 0項の何れかに記載の距離測定システム。

1 2 . 異なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源および第 2 レーザ光源と、

前記 2つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、前記第 1 レーザ光源から出射されたレーザ光が光路を反射して戻ってきたときの当該レーザ光を増幅する第 1光増幅器と、 '前記第 1光増幅器からのレーザ光と、前記第 2 レーザ光源からのレーザ光とを結合する光力ブラと、

前記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記第 1 レーザ光源の光路を反射して戻ってくる光の反射位置に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

前記変調器を制御する制御装置と、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

1 3 . 異なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源および第 2 レーザ光源と、

前記 2 つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、前記第 1 レーザ光源からのレーザ光を空間経路に出射する第 1 光ファイノーファイノコリメータと、

前記第 1光ファイバ一ファイバコ ¹ J メータから出射されたレーザ光の空間光路の終端に設けられたコーナキューブと、

前記第 2 レーザ光源からのレーザ光および前記第 1光増幅器からのレーザ光を結合する光力ブラと、

少なくとも前記変調器を制御する制御装置と.、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

1 . 光ファイバ一の少なくとも 1 つの破断点を検出する距離測定システム（光ファイバ一破断点検出装置）であって、

異なる光周波数のレーザ光を発生する第 1 レーザ光源および第 2 レーザ光源と、 - '前記 2 つのレーザ光を同一の変調周波数で変調する変調器と、前記第 1 レーザ光源からのレーザ光を始端より入射する前記光ファイバーと、

前記光ファイバ一の始端に設けられ、前記第 1 レーザ光源から前記光ファイバ一の終端側に向けて伝播するレーザ光と、前記光ファィバーの終端側から始端側に向けて伝播するレーザ光とを分離する光サーキユレータと、

前記光サーキユレータからのレーザ光を増幅する第 1光増幅器と、

前記光力ブラからのレーザ光を増幅する第 2光増幅器と、前記第 2光増幅器からのレーザ光を受光し 2光子吸収により電気出力を発生する光検出器と、前記光検出器の出力信号に含まれる正弦波成分を抽出して、前記第 1 レーザ光源から前記破断点までの距離に対応する周波数成分を検出する周波数検出器と、

を備えたことを特徴とする距離測定システム。

1 5 . 前記第 1 レーザ光源および前記第 2 レーザ光源は半導体レ —ザからなり、前記変調器は電圧制御発振器により前記半導体レーザを直接変調し、かつ変調周波数を掃引する構成を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1 2項から第 1 4項の何れかに記載の距離測定システム。

1 6 . 前記光検出器は温度制御されることを特徴とする請求の範囲第 1 2項から第 1 5項の何れかに記載の距離測定システム。