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公開番号2024169206
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-05
出願番号2023086474
出願日2023-05-25
発明の名称光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01D 5/353 20060101AFI20241128BHJP(測定;試験)
要約【課題】ホモダインBOCDR法によるブリルアン散乱光のスペクトルの測定結果に基づく光ファイバ特性の測定精度を向上できる光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ特性測定装置10は、変調光をポンプ光LPと参照光LRとに分岐する第1光分岐部20と、ポンプ光LPを被測定光ファイバ80の一端から入射させ、被測定光ファイバ80内で生じたブリルアン散乱光LSを取り出す第2光分岐部24と、参照光LR又はポンプ光LPの少なくとも1つの周波数を複数の周波数に変更する調整部30と、ブリルアン散乱光LSと各周波数の参照光LRとの干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の2倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、被測定光ファイバ80の特性を測定する演算部54とを備える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐する第１光分岐部と、
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出す第２光分岐部と、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部と、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定する演算部と
を備える光ファイバ特性測定装置。
続きを表示（約 700 文字）【請求項２】
前記干渉光をホモダイン検出した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングした信号を前記演算部に出力する変換部を更に備え、
前記所定のサンプリング周波数は、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数である、請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項３】
前記演算部は、前記干渉光をホモダイン検出した信号と、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して前記二倍波成分を算出する、請求項１又は２に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項４】
前記変調光を射出して前記第１光分岐部に進行させる光源と、
前記変調光の変調周波数を有する変調信号を前記光源に出力するとともに、前記検波信号を前記演算部に入力する信号発生部と
を更に備える、請求項３に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項５】
周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐するステップと、
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させるステップと、
前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出すステップと、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更するステップと、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定するステップと
を含む、光ファイバ特性測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバ内で発生したブリルアン散乱光のスペクトルのピーク周波数の周波数シフト量を算出することによって光ファイバの特性を測定する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－２２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
光ファイバの特性を測定するために用いるブリルアン散乱光のスペクトルの測定方法として、ホモダインＢＯＣＤＲ（Brillouin Optical Correlation Domain Reflectometry）法が用いられることがある。ホモダインＢＯＣＤＲ法は、周波数変調した変調光をポンプ光と参照光とに分岐し、ポンプ光を被測定光ファイバに入射させ、ポンプ光によって被測定光ファイバで生じたブリルアン散乱光と参照光との干渉光をホモダイン検出することによって、ブリルアン散乱光のスペクトルを測定する方法である。
【０００５】
ホモダインＢＯＣＤＲ法において、変調光に含まれる振幅変調（ＡＭ）の成分がノイズになる。ＡＭの成分は、周波数変調（ＦＭ）に伴って生じたり、変調光を分岐するカプラの分岐比の温度ドリフトによる変化によって生じたりする。ＡＭノイズによってブリルアン散乱光のスペクトルの測定精度が低下する。また、ブリルアン散乱光のスペクトルに基づく光ファイバの特性の測定精度が低下する。
【０００６】
本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ホモダインＢＯＣＤＲ法によるブリルアン散乱光のスペクトルの測定結果に基づく光ファイバ特性の測定精度を向上できる光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法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】
【０００７】
（１）幾つかの実施形態に係る光ファイバ特性測定装置は、周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐する第１光分岐部と、前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出す第２光分岐部と、前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部と、前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定する演算部とを備える。
【０００８】
二倍波成分に基づいてブリルアン散乱光のスペクトルが測定されることによって、ＡＭノイズの影響が低減される。その結果、ブリルアン散乱光のスペクトルの測定精度が高められる。また、ブリルアン散乱光のスペクトルに基づく光ファイバの特性の測定精度が高められる。また、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分が検出されることによって、直流成分を検出する場合に必要であった、ノイズ又はバイアスを取り除くためのノーマライズ処理が不要になる。また、ＢＧＳの測定結果が長周期の時間で変化する、ノイズ又はバイアスを含むノーマライズ波形の影響を受けにくくなる。その結果、長期にわたってＢＧＳを測定する場合の安定性が高められる。
【０００９】
（２）上記（１）に記載の光ファイバ特性測定装置は、前記干渉光をホモダイン検出した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングした信号を前記演算部に出力する変換部を更に備えてよい。前記所定のサンプリング周波数は、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数であってよい。干渉光をホモダイン検出した信号をサンプリングしてソフトウェア処理することによって、回路が簡易化される。
【００１０】
（３）上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ特性測定装置において、前記演算部は、前記干渉光をホモダイン検出した信号と、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して前記二倍波成分を算出してよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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