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JP3262311B2 - Frequency sweep error detection method and circuit, optical frequency sweep light source, and optical frequency domain reflection measurement circuit - Google Patents

Frequency sweep error detection method and circuit, optical frequency sweep light source, and optical frequency domain reflection measurement circuit

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Publication number
JP3262311B2
JP3262311B2 JP02439296A JP2439296A JP3262311B2 JP 3262311 B2 JP3262311 B2 JP 3262311B2 JP 02439296 A JP02439296 A JP 02439296A JP 2439296 A JP2439296 A JP 2439296A JP 3262311 B2 JP3262311 B2 JP 3262311B2
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JP
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frequency
optical
frequency sweep
light source
light
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幸嗣 辻
薫 清水
常雄 堀口
弥平 小山田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源の出力光周波
数を掃引する光周波数掃引光源、その周波数掃引誤差を
検出する周波数掃引誤差検出方法および回路、ならびに
光周波数領域反射測定回路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical frequency sweep light source for sweeping an output optical frequency of a light source, a frequency sweep error detecting method and circuit for detecting the frequency sweep error, and an optical frequency domain reflection measuring circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】光部品や光伝送路の損失を測定する方法
として光周波数領域反射測定法がある。図9は、ヘテロ
ダイン受信方式を用いた光周波数領域反射測定回路(O
FDR)の基本構成を示す。OFDRでは、光周波数掃
引光源51から光周波数を時間に対して直線的に掃引し
た光が出力され、光カプラ52を介して被測定光部品5
3に入力される。光カプラ52では、光周波数掃引光源
51の出力光の一部が参照光として分岐される。被測定
光部品53の端面や内部での反射光の一部は光カプラ5
2で分岐され、参照光とともにヘテロダイン受信器54
に入力される。ヘテロダイン受信器54では反射光と参
照光のビート信号が得られる。このビート信号の周波数
は反射点位置に対応するので、ビート信号を周波数解析
装置55に入力して周波数解析することにより、被測定
光部品53の損失測定や破断点診断などを行うことがで
きる。
2. Description of the Related Art As a method for measuring the loss of an optical component or an optical transmission line, there is an optical frequency domain reflection measurement method. FIG. 9 shows an optical frequency domain reflection measuring circuit (O
2 shows the basic configuration of FDR). In the OFDR, light whose optical frequency is swept linearly with respect to time is output from an optical frequency sweep light source 51, and the optical component 5 to be measured is output via an optical coupler 52.
3 is input. In the optical coupler 52, a part of the output light of the optical frequency sweep light source 51 is branched as reference light. A part of the reflected light at the end face or inside the optical component 53 to be measured is
2 and a heterodyne receiver 54 together with the reference light.
Is input to In the heterodyne receiver 54, beat signals of the reflected light and the reference light are obtained. Since the frequency of this beat signal corresponds to the position of the reflection point, the beat signal is input to the frequency analysis device 55 and subjected to frequency analysis, whereby loss measurement and break point diagnosis of the measured optical component 53 can be performed.

【0003】このようなOFDRには光周波数掃引光源
51が不可欠である。その出力光周波数を掃引する手段
の1つとして、光源の出力光を変調する変調信号を周波
数掃引する方法がある。光の変調方法には、半導体レー
ザを直接変調する方法や、光変調器を用いてレーザ光源
の出力光を外部変調する方法などがある。図10は、搬
送波光周波数Wの光を変調周波数Wm で変調したときの
変調光スペクトルを示す。変調光スペクトルには、光周
波数Wの搬送波と、搬送波光周波数WとN・Wm だけ隔
てた光周波数を有する変調側帯波が存在する。ただし、
Nは0でない整数であり、Nが正の変調側帯波を上側帯
波、Nが負の変調側帯波を下側帯波という。ここで、変
調周波数を掃引することにより変調側帯波の光周波数が
掃引される。変調周波数を掃引する信号源には電圧制御
発振器(VCO)などが用いられる。VCOの発振周波
数は制御電圧にほぼ比例しているので、VCOへの制御
電圧を時間に対して直線的に変化させることにより、比
較的容易に周波数を掃引することができる。
An optical frequency sweep light source 51 is indispensable for such an OFDR. As one of means for sweeping the output light frequency, there is a method of sweeping the frequency of a modulation signal for modulating the output light of the light source. As a method of modulating light, there are a method of directly modulating a semiconductor laser and a method of externally modulating output light of a laser light source using an optical modulator. FIG. 10 shows a modulated light spectrum when light having the carrier light frequency W is modulated at the modulation frequency Wm. The modulated optical spectrum includes a carrier having an optical frequency W and a modulation sideband having an optical frequency separated from the carrier optical frequency W by N · Wm. However,
N is an integer other than 0, where N is a positive modulation sideband and an N is a negative modulation sideband is a lower sideband. Here, by sweeping the modulation frequency, the optical frequency of the modulation sideband is swept. A voltage controlled oscillator (VCO) or the like is used as a signal source for sweeping the modulation frequency. Since the oscillation frequency of the VCO is substantially proportional to the control voltage, the frequency can be relatively easily swept by changing the control voltage to the VCO linearly with time.

【0004】ところで、光周波数領域反射測定法におい
て高距離分解能を実現するためには、直線性のよい光周
波数掃引が必要とされる。そのためには、掃引周波数の
直線掃引からのずれ(周波数掃引誤差)を検出し、得ら
れた周波数掃引誤差をもとに掃引周波数を制御する方法
が有効である。周波数掃引誤差を検出する手段として
は、図11に示す光路長差をもたせた2光路干渉系56
を利用する方法がある。ここでは、光周波数掃引光源5
1の出力光を2光路干渉系56を介して光受信器57に
入力させる。光受信器57では、2光路間の光路長差に
比例した周波数をもつビート信号が得られる。
By the way, in order to realize high distance resolution in the optical frequency domain reflection measurement method, an optical frequency sweep with good linearity is required. For this purpose, it is effective to detect a deviation of the sweep frequency from the linear sweep (frequency sweep error) and control the sweep frequency based on the obtained frequency sweep error. As means for detecting the frequency sweep error, a two-path interference system 56 having a path length difference shown in FIG.
There is a way to use. Here, the optical frequency sweep light source 5
The first output light is input to the optical receiver 57 via the two-optical path interference system 56. In the optical receiver 57, a beat signal having a frequency proportional to the optical path length difference between the two optical paths is obtained.

【0005】いま、光周波数を掃引する手段としてVC
Oによる変調を考える。ビート信号の周波数fb(t)およ
び掃引速度γ(t) を fb(t)=fb0+δfb(t) …(1) γ(t) =γ0 +δγ(t) …(2) とおく。ここで、fb0は光周波数が時間に対して理想的
に直線掃引されるときのビート周波数であり、γ0 はそ
のときの周波数掃引速度であり、δfb(t)およびδγ
(t) はそれぞれ掃引非直線性に起因するビート周波数の
変動および掃引速度の変動を表す。
Now, as a means for sweeping the optical frequency, VC
Consider modulation by O. The frequency f b (t) and the sweep speed γ (t) of the beat signal are expressed as f b (t) = f b0 + δf b (t) (1) γ (t) = γ 0 + δγ (t) (2) deep. Here, f b0 is the beat frequency when the optical frequency is ideally linearly swept with respect to time, γ 0 is the frequency sweep speed at that time, δf b (t) and δγ
(t) represents the fluctuation of the beat frequency and the fluctuation of the sweep speed due to the sweep nonlinearity, respectively.

【0006】図11において、2光路干渉系56の2光
路間の光路長差をΔL、2光路干渉系56内での光の群
速度をvとすると、N次の変調側帯波に起因するビート
信号の周波数fb(t)は、 fb(t)=Nγ(t)・ΔL/v …(3) で与えられ、周波数変動測定手段58は、このビート信
号の周波数変動δfb(t)を測定し周波数掃引誤差を得
る。さらに、このようにして得られた周波数掃引誤差を
光周波数掃引光源51にフィードバックすれば直線性の
よい光周波数掃引が実現する。これにより、光周波数領
域反射測定法において高い距離分解能を実現することが
できる。
In FIG. 11, if the optical path length difference between the two optical paths of the two-path interference system 56 is ΔL, and the group velocity of the light in the two-path interference system 56 is v, the beat due to the N-th modulated sideband wave. The frequency f b (t) of the signal is given by f b (t) = Nγ (t) · ΔL / v (3), and the frequency fluctuation measuring means 58 calculates the frequency fluctuation δf b (t) of the beat signal. Is measured to obtain the frequency sweep error. Further, if the frequency sweep error thus obtained is fed back to the optical frequency sweep light source 51, optical frequency sweep with good linearity is realized. Thereby, high distance resolution can be realized in the optical frequency domain reflection measurement method.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の変調周
波数の掃引により光周波数を掃引する光周波数掃引光源
の場合には、従来の2光路干渉系を利用すると同じ次数
の上側帯波と下側帯波が同じ絶対値のビート周波数を発
生させる。そして、両ビート信号の位相の不一致により
ビート信号の振幅変動が生じるので、周波数掃引誤差を
正しく検出することが困難であった。
However, in the case of an optical frequency sweep light source that sweeps the optical frequency by sweeping the modulation frequency, the upper band and the lower band of the same order using the conventional two-path interference system. The waves generate the same absolute beat frequency. Then, since the amplitude of the beat signal fluctuates due to the phase mismatch between the two beat signals, it has been difficult to correctly detect the frequency sweep error.

【0008】本発明は、正確な周波数掃引誤差の検出に
より直線性のよい光周波数掃引を可能とする周波数掃引
誤差検出方法および回路、光周波数掃引光源、ならびに
高い距離分解能が得られる光周波数領域反射測定回路を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a frequency sweep error detection method and circuit which enables an optical frequency sweep with good linearity by accurately detecting a frequency sweep error, an optical frequency sweep light source, and an optical frequency domain reflection providing a high distance resolution. It is an object to provide a measurement circuit.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の周波数掃引誤差
検出方法および回路は、光周波数掃引光源の出力光を2
光路干渉系に入力し、その一方の光路を通る光に所定の
周波数シフトを与え、N次の上側帯波同士のビート信号
とN次の下側帯波同士のビート信号を周波数軸上で分離
する。この上側帯波同士のビート信号または下側帯波同
士のビート信号の一方をバンドパスフィルタで選択する
ことにより、2つのビート信号間の位相差に起因して発
生する振幅変動が除去される。このビート信号の周波数
変動を測定し、光周波数掃引光源の周波数掃引誤差を検
出する(請求項1,2)。
SUMMARY OF THE INVENTION A frequency sweep error detecting method and circuit according to the present invention comprises:
A predetermined frequency shift is given to the light that enters the optical path interference system and passes through one of the optical paths, and the beat signal between the N-th upper band and the beat signal between the N-th lower band are separated on the frequency axis. . By selecting one of the beat signal between the upper band waves and the beat signal between the lower band waves with a band-pass filter, the amplitude fluctuation caused by the phase difference between the two beat signals is removed. The frequency fluctuation of the beat signal is measured, and the frequency sweep error of the optical frequency sweep light source is detected.

【0010】本発明の光周波数掃引光源は、直接変調方
式により周波数掃引発振器の出力信号によって変調され
たレーザ光源の出力光の周波数掃引誤差を検出し、その
周波数掃引誤差に応じた補正信号により周波数掃引発振
器の発振周波数を調整する(請求項3,5)。本発明の
光周波数掃引光源は、外部変調方式により周波数掃引発
振器の出力信号によって変調されたレーザ光源の出力光
の周波数掃引誤差を検出し、その周波数掃引誤差に応じ
た補正信号により周波数掃引発振器の発振周波数を調整
する(請求項4,5)。
An optical frequency sweep light source according to the present invention detects a frequency sweep error of output light of a laser light source modulated by an output signal of a frequency sweep oscillator by a direct modulation method, and uses a correction signal corresponding to the frequency sweep error to adjust a frequency. The oscillation frequency of the sweep oscillator is adjusted (claims 3 and 5). The optical frequency sweep light source of the present invention detects a frequency sweep error of an output light of a laser light source modulated by an output signal of a frequency sweep oscillator by an external modulation method, and detects a frequency sweep error of a frequency sweep oscillator by a correction signal corresponding to the frequency sweep error. The oscillation frequency is adjusted (claims 4 and 5).

【0011】本発明の光周波数掃引光源は、周波数掃引
発振器の出力信号によって変調されたレーザ光源の出力
光を光周波数制御手段を介して出力し、その出力光の周
波数掃引誤差を検出し、その周波数掃引誤差に応じた補
正信号により光周波数制御手段の周波数制御量を調整す
る(請求項6)。以上の構成により、正確に検出される
周波数掃引誤差に基づいて直線性のよい光周波数掃引を
実現することができる。この光周波数掃引光源を用いて
光周波数領域反射測定回路を構成することにより、高い
距離分解能を有する測定が可能となる。
The optical frequency sweep light source of the present invention outputs the output light of the laser light source modulated by the output signal of the frequency sweep oscillator via the optical frequency control means, detects the frequency sweep error of the output light, and The frequency control amount of the optical frequency control means is adjusted by a correction signal corresponding to the frequency sweep error (claim 6). With the above configuration, it is possible to realize optical frequency sweep with good linearity based on the frequency sweep error detected accurately. By configuring an optical frequency domain reflection measurement circuit using this optical frequency sweep light source, measurement with high distance resolution becomes possible.

【0012】また、周波数掃引誤差に基づいて周波数掃
引発振器の発振周波数や光周波数制御手段の周波数シフ
ト量を制御するのではなく、光周波数領域反射測定で得
られるビート信号の周波数を受信系で補正する構成で
も、同様に高い距離分解能を有する測定が可能である
(請求項7)。光周波数領域反射測定において、ある点
の反射ビート信号の周波数fx(t)は、 fx(t)=γ(t)・ΔL/v …(4) で与えられる。ΔLは参照光と反射光の光路長差であ
り、反射点位置に対応している。
In addition, instead of controlling the oscillation frequency of the frequency sweep oscillator and the frequency shift amount of the optical frequency control means based on the frequency sweep error, the frequency of the beat signal obtained in the optical frequency domain reflection measurement is corrected by the receiving system. With such a configuration, measurement having a high distance resolution is also possible (claim 7). In the optical frequency domain reflectometry, frequency f x of the reflected beat signal of a point (t) is given by f x (t) = γ ( t) · ΔL / v ... (4). ΔL is the optical path length difference between the reference light and the reflected light, and corresponds to the position of the reflection point.

【0013】一方、周波数掃引誤差検出回路の参照ビー
ト信号の周波数fb(t)は、 fb(t)=γ(t)τ+fS …(5) である。τは2光路の光路長差に起因する遅延時間、f
S は2光路干渉系に挿入された光周波数シフタによる周
波数シフト量である。簡単のために、fx(t)およびf
b(t)が正の値であるとすると、 fx(t)/(fb(t)−fS)=ΔL/vτ …(6) となる。したがって、周波数解析装置において参照ビー
ト信号の周波数を周波数基準として、反射ビート信号の
周波数を式(6) に示すように補正することにより、光周
波数領域反射測定における距離分解能を改善することが
できる。
Meanwhile, the reference beat signal of a frequency sweep error detection circuit frequency f b (t) is f b (t) = γ ( t) τ + f S ... (5). τ is a delay time due to the optical path length difference between the two optical paths, f
S is a frequency shift amount by the optical frequency shifter inserted into the two-path interference system. For simplicity, f x (t) and f
If b (t) is assumed to be a positive value, the f x (t) / (f b (t) -f S) = ΔL / vτ ... (6). Therefore, the frequency resolution can be improved by correcting the frequency of the reflected beat signal using the frequency of the reference beat signal as a frequency reference, as shown in equation (6).

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(周波数掃引誤差検出回路−請求項2)図1は、本発明
の周波数掃引誤差検出回路の基本構成を示す。光周波数
掃引光源51は、ここではレーザ光源の出力光を変調す
る変調信号をVCOが与えるものとし、このVCOの発
振周波数を掃引することにより出力光の光周波数を掃引
する。出力光の電界e(t) は、複数の高次の変調側帯波
成分を含んでおり、 e(t) ∝ cos[{2πf0+π(Nγ(t))t}t+p(t)] …(7) で与えられる。f0は光の搬送波周波数、γ(t) は周波数
掃引速度、p(t) は光源の位相雑音、tは時間である。
Nは整数であり、N=0は搬送波、N>0は上側帯波、
N<0は下側帯波に対応する。
(Frequency Sweep Error Detection Circuit-Claim 2) FIG. 1 shows a basic configuration of a frequency sweep error detection circuit according to the present invention. Here, the optical frequency sweep light source 51 is assumed that the VCO provides a modulation signal for modulating the output light of the laser light source, and sweeps the optical frequency of the output light by sweeping the oscillation frequency of the VCO. The output light field e (t) includes a plurality of high-order modulation sidebands component, e (t) α cos [ {2πf 0 + π (Nγ (t)) t} t + p (t)] ... ( 7) given by f 0 is the carrier frequency of light, γ (t) is the frequency sweep speed, p (t) is the phase noise of the light source, and t is time.
N is an integer, N = 0 is the carrier, N> 0 is the upper band,
N <0 corresponds to the lower band.

【0015】光周波数掃引光源51の出力光は、2光路
干渉系56’を介して光受信器57に入力され、2光路
間の光路長差に比例した周波数をもつビート信号が得ら
れる。このとき、光受信器57の出力信号の内、N次の
変調側帯波同士のビート信号i(t) は、 i(t) ∝ cos[2π{Nγ(t)}τt+2πfSt+Δp(t,τ)] …(8) Δp(t,τ)=p(t)−p(t−τ) …(9) で与えられる。なお、定位相項は省略した。周波数掃引
速度が一定であれば、N次の変調側帯波同士のビート信
号の周波数fb(t)の値は一定である。ここで、周波数掃
引速度の一定値をγ0 とすると、ビート信号の周波数の
一定値fb0は、 fb0=|Nγ0τ+fS| …(10) で与えられる。一方、周波数掃引が時間に対して直線的
でないときには、周波数掃引速度γ(t) の変動に伴って
ビート信号の周波数fb(t)が変動する。したがって、こ
のビート信号の周波数変動から周波数掃引の直線性を評
価することができる。
The output light of the optical frequency sweep light source 51 is input to an optical receiver 57 via a two-path interference system 56 ', and a beat signal having a frequency proportional to the optical path length difference between the two paths is obtained. At this time, the output signals of the optical receiver 57, N next modulation sidebands between the beat signal i (t) is, i (t) α cos [ 2π {Nγ (t)} τt + 2πf S t + Δp (t, τ )] (8) Δp (t, τ) = p (t) −p (t−τ) (9) Note that the constant phase term is omitted. If the frequency sweep speed is constant, the value of the frequency f b (t) of the beat signal between the N-order modulation sidebands is constant. Here, assuming that the constant value of the frequency sweep speed is γ 0 , the constant value f b0 of the frequency of the beat signal is given by f b0 = | Nγ 0 τ + f S | (10) On the other hand, when the frequency sweep is not linear with respect to time, the frequency f b (t) of the beat signal changes with the change of the frequency sweep speed γ (t). Therefore, the linearity of the frequency sweep can be evaluated from the frequency fluctuation of the beat signal.

【0016】以下、周波数掃引の直線性を評価するため
に、1次の上側帯波同士のビート信号を測定する場合に
ついて考える。図1において、2光路干渉系56’に光
周波数シフタ1を挿入しない場合(従来構成)には、1
次の上側帯波同士のビート信号と、1次の下側帯波同士
のビート信号は互いに絶対値の等しい周波数fb(t) =
|γ(t)|を有する。このままの状態で、光受信器57
の出力に接続されるバンドパスフィルタ(BPF)2の
中心周波数をfC =|γ0 τ|に設定すると、その出力
i'(t)は、 i'(t)∝ cos[Δp(t,τ)] cos[2πγ(t)τt] …(11) となる。ただし、バンドパスフィルタ2の帯域幅はビー
ト信号の周波数の変動幅よりも広く設定する。ここで、
光源位相雑音項を含む右辺の振幅項cos[Δp(t,τ)]は
時間とともにランダムに変動し、Mを整数として、Δp
(t,τ) =π/2+Mπのときにはその振幅は0とな
り、ビート信号を検出することができない。したがっ
て、2光路干渉系56’の一方の光路に光周波数シフタ
1を挿入しない場合には、ビート信号の周波数変動を正
しく検出することができない。
Hereinafter, in order to evaluate the linearity of the frequency sweep, a case where the beat signals of the primary upper band waves are measured will be considered. In FIG. 1, when the optical frequency shifter 1 is not inserted into the two-path interference system 56 ′ (conventional configuration),
The beat signal between the next upper band waves and the beat signal between the first lower band waves have the same frequency f b (t) =
| Γ (t) |. In this state, the optical receiver 57
When the center frequency of the band-pass filter (BPF) 2 connected to the output of is set to f C = | γ 0 τ |, the output i ′ (t) becomes i ′ (t) ∝cos [Δp (t, τ)] cos [2πγ (t) τt] (11) However, the bandwidth of the band-pass filter 2 is set wider than the variation width of the frequency of the beat signal. here,
The amplitude term cos [Δp (t, τ)] on the right side including the light source phase noise term fluctuates randomly with time.
When (t, τ) = π / 2 + Mπ, the amplitude is 0, and a beat signal cannot be detected. Therefore, when the optical frequency shifter 1 is not inserted into one of the optical paths of the two-path interference system 56 ', the frequency fluctuation of the beat signal cannot be correctly detected.

【0017】これに対して、本実施形態のように光周波
数シフタ1を用いれば、1次の上側帯波同士のビート信
号の周波数は|γ(t)τ+fS|となり、1次の下側帯波
同士のビート信号の周波数は|−γ(t)τ+fS|とな
り、fS ≠0として、それぞれのビート信号の周波数は
異なることになる。すなわち、1次の上側帯波同士のビ
ート信号と1次の下側帯波同士のビート信号を周波数軸
上で分離することができる。ここで、1次の上側帯波同
士のビート信号を取り出すためには、バンドパスフィル
タ2の中心周波数をfC =|γ0τ+fS|に設定する
と、その出力i"(t)は、 i"(t)∝ cos[2π{γ(t)τ+fS}t+Δp(t,τ)] …(12) となる。これにより、1次の上側帯波同士のビート信号
には光源位相雑音に起因した振幅変動が生じないので、
周波数変動測定手段58ではそのビート信号の周波数変
動を正しく検出することができる。
On the other hand, if the optical frequency shifter 1 is used as in this embodiment, the frequency of the beat signal between the primary upper band waves becomes | γ (t) τ + f S | frequency of the beat signal waves each other | -γ (t) τ + f S | next as f S ≠ 0, will be different frequencies of the beat signals. That is, it is possible to separate the beat signal between the primary upper band waves and the beat signal between the primary lower band waves on the frequency axis. Here, in order to take out a beat signal sideband between on the first order, the center frequency of the band pass filter 2 f C = | γ 0 τ + f S | If set to, the output i "(t) is i "(t) α cos [2π {γ (t) τ + f S} t + Δp (t, τ)] ... a (12). As a result, amplitude fluctuations due to the light source phase noise do not occur in the beat signals of the primary upper band waves,
The frequency fluctuation measuring means 58 can correctly detect the frequency fluctuation of the beat signal.

【0018】なお、(1) Lを0および+1でない整数と
して、L次の変調側帯波同士のビート信号、(2) 搬送波
同士のビート信号、(3) 次数の異なる変調側帯波同士の
ビート信号、(4) 搬送波と変調側帯波のビート信号、の
4つのビート信号が参照ビート信号以外に存在する。こ
れらのビート信号の周波数が参照ビート信号の周波数と
等しければ、そのクロストークによって参照ビート信号
の周波数変動を正しく検出することができない。したが
って、光周波数シフタ1の周波数シフト量fSは、上記
のクロストークが発生しないような値に設定する必要が
ある。
Note that (1) L is an integer other than 0 and +1; L is a beat signal between the modulation sidebands of the Lth order; (2) a beat signal between the carrier waves; and (3) a beat signal between the modulation sidebands having different orders. , (4) four beat signals of the carrier wave and the beat signal of the modulation sideband exist in addition to the reference beat signal. If the frequency of these beat signals is equal to the frequency of the reference beat signal, the crosstalk cannot correctly detect the frequency fluctuation of the reference beat signal. Therefore, the frequency shift amount f S of the optical frequency shifter 1 needs to be set to a value that does not cause the above-described crosstalk.

【0019】以上のように、2光路干渉系56’の一方
の光路を通る光に一定量の周波数シフトを与え、1次の
変調側帯波同士のビート信号だけを周波数軸上で分離す
ることにより、周波数変動測定手段58ではビート信号
の周波数変動を正しく測定することができる。また、一
般にある次数の変調側帯波同士のビート信号の周波数変
動を測定する場合も同様である。これにより、光周波数
掃引光源51の周波数掃引誤差を正しく検出することが
できる。この周波数掃引誤差を光周波数掃引光源51に
フィードバックすれば直線性のよい光周波数掃引が実現
する。この光周波数掃引光源の実施形態を以下に示す。
As described above, the light passing through one optical path of the two-path interference system 56 'is given a fixed frequency shift, and only the beat signals of the primary modulation sidebands are separated on the frequency axis. The frequency fluctuation measuring means 58 can correctly measure the frequency fluctuation of the beat signal. The same applies to the case where the frequency fluctuation of the beat signal between the modulation sidebands of a certain order is generally measured. Thereby, the frequency sweep error of the optical frequency sweep light source 51 can be correctly detected. If this frequency sweep error is fed back to the optical frequency sweep light source 51, optical frequency sweep with good linearity is realized. An embodiment of the optical frequency sweep light source will be described below.

【0020】(光周波数掃引光源−請求項3)図2は、
本発明の光周波数掃引光源の第1の実施形態を示す。図
において、半導体レーザ光源(LD)12は、周波数掃
引発振器11の出力信号によって直接変調され、その出
力光の一部が光カプラ24を介して2光路干渉系56’
に入力される。周波数掃引発振器11は、外部から周波
数制御端子に入力される補正信号により発振周波数が制
御される構成である。ただし、補正信号が与えられない
ときは、その出力信号は掃引速度γ= 100GHz/sで周
波数掃引されているものとする。以下、周波数掃引誤差
検出回路を構成する2光路干渉系56’、光受信器5
7、バンドパスフィルタ(BPF)2によってビート信
号が検出される。2光路干渉系56’の光周波数シフタ
1としては音響光学変調器を用いることができる。
(Optical Frequency Sweep Light Source-Claim 3) FIG.
1 shows a first embodiment of the optical frequency sweep light source of the present invention. In the figure, a semiconductor laser light source (LD) 12 is directly modulated by an output signal of a frequency sweep oscillator 11 and a part of the output light is transmitted via an optical coupler 24 to a two-path interference system 56 ′.
Is input to The frequency sweep oscillator 11 has a configuration in which the oscillation frequency is controlled by a correction signal input from the outside to a frequency control terminal. However, when no correction signal is given, it is assumed that the output signal has been frequency-swept at a sweep speed γ = 100 GHz / s. Hereinafter, the two-optical path interference system 56 ′ and the optical receiver 5 that constitute the frequency sweep error detection circuit
7. The beat signal is detected by the band pass filter (BPF) 2. An acousto-optic modulator can be used as the optical frequency shifter 1 of the two-path interference system 56 '.

【0021】ここで、掃引速度γが 100GHz/s、2光
路干渉系56’の遅延光ファイバ長が1km、光周波数
シフタ1の周波数シフト量fS が80MHz、光ファイバ中
での光の群速度vが約2×108 m/sとすると、光受信
器57で受信されるビート信号の内、1次の上側帯波同
士のビート信号の周波数と下側帯波同士のビート信号の
周波数はそれぞれ80.5MHzおよび79.5MHzとなり、周波
数軸上で分離することができる。なお、搬送波同士、2
次の上側帯波同士、2次の下側帯波同士の各ビート信号
の周波数は、それぞれ80.0MHz、81.0MHz、79.0MHzと
なり、これらも周波数軸上で分離される。また、高次の
変調側帯波同士のビート信号の強度は十分に小さいので
無視する。また、周波数掃引範囲を2GHzから4GHzと
すると、搬送波と1次の変調側帯波のビート信号の周波
数は約2GHz以上であり、これらも周波数軸上で分離さ
れる。その他、次数の異なる変調側帯波同士のビート信
号の周波数も約2GHz以上となる。
Here, the sweep speed γ is 100 GHz / s, the delay optical fiber length of the two-path interference system 56 ′ is 1 km, the frequency shift amount f S of the optical frequency shifter 1 is 80 MHz, the group velocity of light in the optical fiber. Assuming that v is about 2 × 10 8 m / s, the frequency of the beat signal between the primary upper bands and the frequency of the beat signal between the lower bands among the beat signals received by the optical receiver 57 are respectively 80.5 MHz and 79.5 MHz, which can be separated on the frequency axis. In addition, two carrier waves, 2
The frequency of each beat signal between the next upper band wave and the second lower band wave is 80.0 MHz, 81.0 MHz and 79.0 MHz, respectively, and these are also separated on the frequency axis. Further, the intensity of the beat signal between the higher-order modulation sidebands is sufficiently small and is ignored. If the frequency sweep range is from 2 GHz to 4 GHz, the frequencies of the beat signals of the carrier and the primary modulation sideband are about 2 GHz or more, and these are also separated on the frequency axis. In addition, the frequency of the beat signal between the modulation sideband waves having different orders is about 2 GHz or more.

【0022】したがって、バンドパスフィルタ2の中心
周波数fC を例えば80.5MHzに設定し、かつビート信号
のある程度の周波数変動を考慮して帯域幅Δfを 100k
Hzに設定すると、1次の上側帯波同士のビート信号のみ
がバンドパスフィルタ2の出力信号として得られる。こ
れにより、他のビート信号に起因した振幅変動やクロス
トークの影響が除去されるので、1次の上側帯波同士の
ビート信号の周波数変動を正しく測定することができ
る。
Therefore, the center frequency f C of the band-pass filter 2 is set to, for example, 80.5 MHz, and the bandwidth Δf is set to 100 k in consideration of a certain frequency variation of the beat signal.
When set to Hz, only the beat signals of the primary upper band waves are obtained as the output signals of the band-pass filter 2. As a result, the influence of the amplitude fluctuation and crosstalk caused by other beat signals is removed, so that the frequency fluctuation of the beat signal between the primary upper band waves can be correctly measured.

【0023】ビート信号の周波数変動を測定し周波数掃
引誤差を検出する手段は、ここでは周波数弁別器21お
よび積分器(ローパスフィルタ)22により構成され
る。周波数弁別器21は、バンドパスフィルタ2から出
力されるビート信号の周波数変動を電圧変動に変換す
る。その電圧変動は掃引速度の変動に比例する。ここ
で、掃引速度の変動の時間積分が周波数掃引誤差に対応
するので、ローパスフィルタなどによる積分器22の出
力信号の変動から周波数掃引誤差を得ることができる。
補正信号生成回路23は、この周波数掃引誤差に応じた
補正信号を生成し、周波数掃引発振器11の発振周波数
を制御する。これにより、周波数掃引の直線性を改善す
ることができ、掃引直線性の良好な光周波数掃引光源が
実現される。
The means for measuring the frequency fluctuation of the beat signal and detecting the frequency sweep error comprises a frequency discriminator 21 and an integrator (low-pass filter) 22 here. The frequency discriminator 21 converts a frequency variation of the beat signal output from the band pass filter 2 into a voltage variation. The voltage fluctuation is proportional to the fluctuation of the sweep speed. Here, since the time integration of the change in the sweep speed corresponds to the frequency sweep error, the frequency sweep error can be obtained from the change in the output signal of the integrator 22 due to a low-pass filter or the like.
The correction signal generation circuit 23 generates a correction signal corresponding to the frequency sweep error, and controls the oscillation frequency of the frequency sweep oscillator 11. Thereby, the linearity of the frequency sweep can be improved, and an optical frequency sweep light source with good sweep linearity can be realized.

【0024】(光周波数掃引光源−請求項4)図3は、
本発明の光周波数掃引光源の第2の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、半導体レーザ光源(LD)13の出
力光を外部変調するところにある。光変調器14は例え
ば電気光学変調器を用い、周波数掃引発振器11の出力
信号によって半導体レーザ光源13の出力光を変調す
る。周波数掃引発振器11は、図2に示す第1の実施形
態と同様に周波数掃引の直線性が改善され、掃引直線性
の良好な光周波数掃引光源が実現される。
(Optical Frequency Sweep Light Source-Claim 4) FIG.
5 shows a second embodiment of the optical frequency swept light source of the present invention. The feature of this embodiment lies in that the output light of the semiconductor laser light source (LD) 13 is externally modulated. The optical modulator 14 modulates the output light of the semiconductor laser light source 13 with the output signal of the frequency sweep oscillator 11 using, for example, an electro-optic modulator. The frequency sweep oscillator 11 improves the linearity of the frequency sweep similarly to the first embodiment shown in FIG. 2, and realizes an optical frequency sweep light source with good sweep linearity.

【0025】(光周波数掃引光源−請求項5)図4は、
本発明の光周波数掃引光源の第3の実施形態を示す。本
実施形態の特徴は、図2に示す第1の実施形態の構成に
おいて、周波数掃引発振器11の出力信号によって出力
光が変調される半導体レーザ光源(LD)12,15を
備え、半導体レーザ光源12を周波数掃引誤差検出に使
用し、半導体レーザ光源15の出力光を光周波数掃引光
源の出力光とするところにある。すなわち、図2に示す
光周波数掃引光源は、半導体レーザ光源15に対する周
波数掃引信号源とみることができる。周波数掃引発振器
11の出力信号の周波数は上述の構成により直線性よく
掃引されるので、半導体レーザ光源15の出力光に含ま
れる変調側帯波の光周波数も直線性よく掃引される。
(Optical Frequency Sweep Light Source-Claim 5) FIG.
3 shows a third embodiment of the optical frequency swept light source of the present invention. The feature of this embodiment is that, in the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, semiconductor laser light sources (LD) 12 and 15 whose output light is modulated by the output signal of the frequency sweep oscillator 11 are provided. Is used for frequency sweep error detection, and the output light of the semiconductor laser light source 15 is used as the output light of the optical frequency sweep light source. That is, the optical frequency sweep light source shown in FIG. 2 can be regarded as a frequency sweep signal source for the semiconductor laser light source 15. Since the frequency of the output signal of the frequency sweep oscillator 11 is swept with good linearity by the above configuration, the optical frequency of the modulation sideband included in the output light of the semiconductor laser light source 15 is also swept with good linearity.

【0026】このような構成では、光周波数掃引光源と
して、波長やコヒーレンスなど目的に応じた特性を有す
る光源を任意に選択し、また容易に変更することが可能
である。なお、図3に示す第2の実施形態の外部変調方
式による構成にも同様に適用できる。また、第2の半導
体レーザ光源15の出力光を外部変調する構成でもよ
い。
With such a configuration, it is possible to arbitrarily select a light source having characteristics such as wavelength and coherence as an optical frequency sweep light source, and to easily change the light source. Note that the present invention can be similarly applied to the configuration based on the external modulation method of the second embodiment shown in FIG. Further, the configuration may be such that the output light of the second semiconductor laser light source 15 is externally modulated.

【0027】(光周波数掃引光源−請求項6)図5は、
本発明の光周波数掃引光源の第4の実施形態を示す。図
において、半導体レーザ光源(LD)12は、周波数掃
引発振器16の出力信号によって直接変調され、その出
力光が光周波数シフタ17に入力される。光周波数シフ
タ17は例えば音響光学変調器が用いられ、電圧制御発
振器(VCO)18の出力信号によって周波数シフト量
(例えば80MHz)が設定される。電圧制御発振器18
は、補正信号生成回路23から周波数制御端子に入力さ
れる補正信号により発振周波数が制御される構成であ
る。本構成によっても半導体レーザ光源12の光周波数
掃引の直線性が改善され、掃引直線性の良好な光周波数
掃引光源が実現される。なお、半導体レーザ光源12の
出力光を外部変調する構成でも同様である。
(Optical Frequency Sweep Light Source-Claim 6) FIG.
9 shows a fourth embodiment of the optical frequency swept light source of the present invention. In the figure, a semiconductor laser light source (LD) 12 is directly modulated by an output signal of a frequency sweep oscillator 16, and the output light is input to an optical frequency shifter 17. As the optical frequency shifter 17, for example, an acousto-optic modulator is used, and a frequency shift amount (for example, 80 MHz) is set by an output signal of a voltage controlled oscillator (VCO) 18. Voltage controlled oscillator 18
Has a configuration in which the oscillation frequency is controlled by a correction signal input from the correction signal generation circuit 23 to the frequency control terminal. With this configuration also, the linearity of the optical frequency sweep of the semiconductor laser light source 12 is improved, and an optical frequency sweep light source with good sweep linearity is realized. The same applies to a configuration in which the output light of the semiconductor laser light source 12 is externally modulated.

【0028】以上、光周波数掃引光源として第1ないし
第4の実施形態を示したが、このような光周波数掃引光
源を用いて光周波数領域反射測定回路を構成することに
より、高い距離分解能を有する測定が可能となる。以
下、本発明の光周波数掃引光源を用いた光周波数領域反
射測定回路の実施形態を示す。 (光周波数領域反射測定回路)図6は、本発明の光周波
数掃引光源を用いた光周波数領域反射測定回路の第1の
実施形態を示す。
As described above, the first to fourth embodiments have been described as the optical frequency sweep light source. However, by configuring the optical frequency domain reflection measuring circuit using such an optical frequency sweep light source, a high distance resolution can be obtained. Measurement becomes possible. Hereinafter, an embodiment of an optical frequency domain reflection measurement circuit using an optical frequency sweep light source according to the present invention will be described. (Optical Frequency Domain Reflection Measurement Circuit) FIG. 6 shows a first embodiment of an optical frequency domain reflection measurement circuit using the optical frequency sweep light source of the present invention.

【0029】図において、本発明の光周波数掃引光源1
0としては、図2〜図4に示す光周波数掃引光源のいず
れのものでもよいが、周波数掃引発振器11の出力信号
を外部に取り出す必要がある。光周波数掃引光源10か
ら光周波数を時間に対して直線的に掃引した光が出力さ
れ、光カプラ52を介して被測定光部品53に入力され
る。被測定光部品53の端面や内部での反射光の一部は
光カプラ52で分岐されて光受信器31に入力される。
ミキサ32は、周波数掃引発振器11の出力信号と光受
信器31の出力信号とを合成してビート信号を出力す
る。このビート信号の周波数は、被測定光部品53内の
反射点位置に対応している。周波数解析装置55は、こ
のビート信号を周波数解析することにより、被測定光部
品53の損失測定や破断点診断などを行うことができ
る。なお、周波数掃引発振器11の出力信号および光周
波数掃引光源10の出力光はともに直線性よく掃引され
ているので、高い距離分解能を実現することができる。
In the figure, an optical frequency sweep light source 1 of the present invention is shown.
As 0, any of the optical frequency sweep light sources shown in FIGS. 2 to 4 may be used, but it is necessary to take out the output signal of the frequency sweep oscillator 11 to the outside. Light obtained by sweeping the optical frequency linearly with respect to time is output from the optical frequency sweep light source 10 and input to the optical component 53 to be measured via the optical coupler 52. A part of the reflected light at the end face or inside the measured optical component 53 is branched by the optical coupler 52 and input to the optical receiver 31.
The mixer 32 combines the output signal of the frequency sweep oscillator 11 and the output signal of the optical receiver 31 and outputs a beat signal. The frequency of the beat signal corresponds to the position of the reflection point in the measured optical component 53. By analyzing the frequency of the beat signal, the frequency analysis device 55 can perform a loss measurement, a break point diagnosis, and the like of the measured optical component 53. Since both the output signal of the frequency sweep oscillator 11 and the output light of the optical frequency sweep light source 10 are swept with good linearity, a high distance resolution can be realized.

【0030】(光周波数領域反射測定回路)図7は、本
発明の光周波数掃引光源を用いた光周波数領域反射測定
回路の第2の実施形態を示す。図において、本発明の光
周波数掃引光源10としては、図2〜図5に示す光周波
数掃引光源のいずれのものでもよい。光周波数掃引光源
10の出力光は、光カプラ52−1,52−2を介して
被測定光部品53に入力される。光カプラ52−1は、
光周波数掃引光源10の出力光の一部を参照光として分
岐してヘテロダイン受信器54に入力する。光カプラ5
2−2は、被測定光部品53の端面や内部での反射光の
一部を分岐してヘテロダイン受信器54に入力する。ヘ
テロダイン受信器54では反射光と参照光のビート信号
が得られる。このビート信号の周波数は反射点位置に対
応するので、ビート信号を周波数解析装置55に入力し
て周波数解析することにより、被測定光部品53の損失
測定や破断点診断などを行うことができる。なお、光周
波数掃引光源10の出力光は直線性よく掃引されている
ので、高い距離分解能を実現することができる。
(Optical Frequency Domain Reflection Measurement Circuit) FIG. 7 shows a second embodiment of the optical frequency domain reflection measurement circuit using the optical frequency sweep light source of the present invention. In the drawing, the optical frequency sweep light source 10 of the present invention may be any of the optical frequency sweep light sources shown in FIGS. The output light of the optical frequency sweep light source 10 is input to the optical component under measurement 53 via the optical couplers 52-1 and 52-2. The optical coupler 52-1 is
A part of the output light of the optical frequency sweep light source 10 is branched as reference light and input to the heterodyne receiver 54. Optical coupler 5
2-2 branches a part of the reflected light at the end face or inside the optical component 53 to be measured and inputs the branched light to the heterodyne receiver 54. In the heterodyne receiver 54, beat signals of the reflected light and the reference light are obtained. Since the frequency of this beat signal corresponds to the position of the reflection point, the beat signal is input to the frequency analysis device 55 and subjected to frequency analysis, whereby loss measurement and break point diagnosis of the measured optical component 53 can be performed. Since the output light of the optical frequency sweep light source 10 is swept with good linearity, a high distance resolution can be realized.

【0031】(光周波数領域反射測定回路−請求項7)
図8は、本発明の周波数掃引誤差検出回路を用いた光周
波数領域反射測定回路の実施形態を示す。図において、
本発明の周波数掃引誤差検出回路20は、図1に示す2
光路干渉系56’、光受信器57、バンドパスフィルタ
(BPF)2により構成される。光周波数掃引光源51
の出力光は、光カプラ52−1,52−2を介して被測
定光部品53に入力される。光カプラ52−1は、光周
波数掃引光源51の出力光の一部を分岐して周波数掃引
誤差検出回路20に入力する。周波数掃引誤差検出回路
20は、所定の変調側帯波同士のビート信号を出力す
る。光カプラ52−2では、光周波数掃引光源51の出
力光の一部が参照光として分岐される。被測定光部品5
3の端面や内部での反射光の一部は光カプラ52−2で
分岐され、参照光とともにヘテロダイン受信器54に入
力される。ヘテロダイン受信器54では反射光と参照光
のビート信号が得られる。このビート信号の周波数は反
射点位置に対応する。ここで、周波数解析装置55は周
波数掃引誤差検出回路20から出力されるビート信号の
周波数を周波数基準として、ヘテロダイン受信器54か
らのビート信号の周波数解析を行う。本構成により、光
源の掃引速度の変動に起因するビート信号の周波数変動
は相殺されるので、高い距離分解能で被測定光部品53
の損失測定や破断点診断などを行うことができる。
(Optical Frequency Domain Reflection Measurement Circuit-Claim 7)
FIG. 8 shows an embodiment of an optical frequency domain reflection measurement circuit using the frequency sweep error detection circuit of the present invention. In the figure,
The frequency sweep error detection circuit 20 according to the present invention is configured as shown in FIG.
It comprises an optical path interference system 56 ′, an optical receiver 57, and a band pass filter (BPF) 2. Optical frequency sweep light source 51
Is input to the measured optical component 53 via the optical couplers 52-1 and 52-2. The optical coupler 52-1 branches a part of the output light of the optical frequency sweep light source 51 and inputs the branched light to the frequency sweep error detection circuit 20. The frequency sweep error detection circuit 20 outputs a beat signal between predetermined modulation sidebands. In the optical coupler 52-2, a part of the output light of the optical frequency sweep light source 51 is branched as reference light. Optical component to be measured 5
A part of the reflected light at the end face and inside of 3 is branched by the optical coupler 52-2 and input to the heterodyne receiver 54 together with the reference light. In the heterodyne receiver 54, beat signals of the reflected light and the reference light are obtained. The frequency of this beat signal corresponds to the position of the reflection point. Here, the frequency analysis device 55 analyzes the frequency of the beat signal from the heterodyne receiver 54 using the frequency of the beat signal output from the frequency sweep error detection circuit 20 as a frequency reference. With this configuration, since the frequency fluctuation of the beat signal caused by the fluctuation of the sweep speed of the light source is canceled, the optical component under test 53 with high distance resolution can be achieved.
Loss measurement, break point diagnosis, and the like.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の周波数掃
引誤差検出方法および回路は、光周波数掃引の直線性を
正しく評価することができる。また、本発明の周波数掃
引誤差検出回路を用いることにより、直線性のよい周波
数掃引信号源または直線性のよい光周波数掃引光源を実
現することができる。また、本発明の光周波数掃引光源
を用いることにより、非常に高い距離分解能を有する光
周波数領域反射測定回路を実現することができる。
As described above, the frequency sweep error detecting method and circuit of the present invention can correctly evaluate the linearity of optical frequency sweep. Further, by using the frequency sweep error detection circuit of the present invention, it is possible to realize a frequency sweep signal source with good linearity or an optical frequency sweep light source with good linearity. Further, by using the optical frequency sweep light source of the present invention, it is possible to realize an optical frequency domain reflection measuring circuit having a very high distance resolution.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の周波数掃引誤差検出回路の基本構成を
示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a frequency sweep error detection circuit according to the present invention.

【図2】本発明の光周波数掃引光源の第1の実施形態を
示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a first embodiment of an optical frequency sweep light source according to the present invention.

【図3】本発明の光周波数掃引光源の第2の実施形態を
示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the optical frequency sweep light source of the present invention.

【図4】本発明の光周波数掃引光源の第3の実施形態を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the optical frequency sweep light source according to the present invention.

【図5】本発明の光周波数掃引光源の第4の実施形態を
示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a fourth embodiment of the optical frequency sweep light source according to the present invention.

【図6】本発明の光周波数掃引光源を用いた光周波数領
域反射測定回路の第1の実施形態を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a first embodiment of an optical frequency domain reflection measurement circuit using an optical frequency sweep light source according to the present invention.

【図7】本発明の光周波数掃引光源を用いた光周波数領
域反射測定回路の第2の実施形態を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a second embodiment of the optical frequency domain reflection measurement circuit using the optical frequency sweep light source of the present invention.

【図8】本発明の周波数掃引誤差検出回路を用いた光周
波数領域反射測定回路の実施形態を示す図。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of an optical frequency domain reflection measurement circuit using the frequency sweep error detection circuit of the present invention.

【図9】従来の光周波数領域反射測定回路の構成例を示
す図。
FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of a conventional optical frequency domain reflection measurement circuit.

【図10】変調光スペクトルを示す図。FIG. 10 is a diagram showing a modulated light spectrum.

【図11】従来の周波数掃引誤差検出回路の構成例を示
す図。
FIG. 11 is a diagram showing a configuration example of a conventional frequency sweep error detection circuit.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光周波数シフタ 2 バンドパスフィルタ(BPF) 10 本発明の光周波数掃引光源 11,16 周波数掃引発振器 12,13,15 半導体レーザ光源(LD) 14 光変調器 17 光周波数シフタ 18 電圧制御発振器(VCO) 20 本発明の周波数掃引誤差検出回路 21 周波数弁別器 22 積分器(LPF) 23 補正信号生成回路 24 光カプラ 31 光受信器 32 ミキサ 51 光周波数掃引光源 52 光カプラ 53 被測定光部品 54 ヘテロダイン受信器 55 周波数解析装置 56 2光路干渉系 57 光受信器 58 周波数変動測定手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Optical frequency shifter 2 Band pass filter (BPF) 10 Optical frequency sweep light source 11, 16 Frequency sweep oscillator 12, 13, 15 Semiconductor laser light source (LD) 14 Optical modulator 17 Optical frequency shifter 18 Voltage control oscillator (VCO) 20) Frequency Sweep Error Detection Circuit 21 of the Present Invention 21 Frequency Discriminator 22 Integrator (LPF) 23 Correction Signal Generation Circuit 24 Optical Coupler 31 Optical Receiver 32 Mixer 51 Optical Frequency Sweep Light Source 52 Optical Coupler 53 Optical Component Under Test 54 Heterodyne Reception Device 55 frequency analyzer 56 2 optical path interference system 57 optical receiver 58 frequency variation measuring means

フロントページの続き (72)発明者 小山田 弥平 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日 本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平7−103828(JP,A) 特開 平4−35079(JP,A) 特開 平7−159281(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/08 H01S 3/00 - 3/30 H01S 5/00 - 5/50 Continuation of front page (72) Inventor Yahei Koyamada 3-9-1-2 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Nippon Telegraph and Telephone Corporation (56) References JP-A-7-103828 (JP, A) JP-A-4 -35079 (JP, A) JP-A-7-159281 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01M 11/00-11/08 H01S 3/00-3/30 H01S 5/00-5/50

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光周波数掃引光源の出力光を2光路干渉
系を介して光受信器で受信し、得られたビート信号の周
波数変動から光周波数掃引光源の周波数掃引誤差を検出
する周波数掃引誤差検出方法において、 前記2光路干渉系の一方の光路を通る光に所定の周波数
シフトを与え、N次(Nは0でない整数)の上側帯波同
士のビート信号とN次の下側帯波同士のビート信号を周
波数軸上で分離し、 前記上側帯波同士のビート信号または前記下側帯波同士
のビート信号の一方を選択してその周波数変動を測定
し、前記光周波数掃引光源の周波数掃引誤差を検出する
ことを特徴とする周波数掃引誤差検出方法。
1. A frequency sweep error for receiving output light of an optical frequency sweep light source by an optical receiver via a two-path interference system and detecting a frequency sweep error of the optical frequency sweep light source from a frequency variation of the obtained beat signal. In the detection method, a predetermined frequency shift is given to light passing through one optical path of the two-path interference system, and a beat signal between N-th (N is an integer other than 0) upper band waves and an N-th lower band wave between N-th lower band waves. Separate the beat signal on the frequency axis, select one of the beat signal between the upper band waves or the beat signal between the lower band waves, measure the frequency fluctuation thereof, and determine the frequency sweep error of the optical frequency sweep light source. A frequency sweep error detection method characterized by detecting.
【請求項2】 光周波数掃引光源の出力光を2光路に分
岐し、その一方の光に所定の遅延を与えて他方の光と合
波し、そのビート信号光を出力する2光路干渉系と、 前記ビート信号光を受信する光受信器と、 前記光受信器から出力されるビート信号の周波数変動を
測定する周波数変動測定手段とを備え、前記ビート信号
の周波数変動から前記光周波数掃引光源の周波数掃引誤
差を検出する周波数掃引誤差検出回路において、 前記2光路干渉系の一方の光路に挿入され、通過する光
に所定の周波数シフトを与える光周波数シフタと、 前記光受信器から出力されるビート信号を入力し、N次
(Nは0でない整数)の上側帯波同士のビート信号また
はN次の下側帯波同士のビート信号の一方を選択して前
記周波数変動測定手段に送出するバンドパスフィルタと
を備えたことを特徴とする周波数掃引誤差検出回路。
2. A two-path interferometer for splitting output light from an optical frequency sweep light source into two light paths, giving one of the lights a predetermined delay, multiplexing with the other light, and outputting the beat signal light. An optical receiver that receives the beat signal light; and a frequency variation measuring unit that measures a frequency variation of a beat signal output from the optical receiver, wherein the optical frequency sweep light source is provided based on the frequency variation of the beat signal. In a frequency sweep error detection circuit for detecting a frequency sweep error, an optical frequency shifter inserted into one optical path of the two-optical path interference system and giving a predetermined frequency shift to passing light, a beat output from the optical receiver A signal is input, and one of a beat signal between N-th (N is an integer other than 0) upper band waves and a beat signal between N-th lower band waves is selected and sent to the frequency fluctuation measuring means. Frequency sweep error detection circuit, characterized in that a filter.
【請求項3】 発振周波数が時間に対して直線的に掃引
されるとともに、外部から周波数制御端子に入力される
補正信号に応じて発振周波数が調整される周波数掃引発
振器と、 前記周波数掃引発振器の出力信号によって出力光が変調
されるレーザ光源と、 前記レーザ光源の出力光の周波数掃引誤差を検出する請
求項2に記載の周波数掃引誤差検出回路と、 前記周波数掃引誤差に応じた補正信号を生成し、前記周
波数掃引発振器の周波数制御端子に送出する補正信号生
成手段とを備え、前記レーザ光源の出力光を分岐して外
部に出力することを特徴とする光周波数掃引光源。
3. A frequency sweep oscillator in which an oscillation frequency is swept linearly with respect to time, and wherein the oscillation frequency is adjusted according to a correction signal input from the outside to a frequency control terminal; A laser light source whose output light is modulated by an output signal; a frequency sweep error detection circuit according to claim 2 for detecting a frequency sweep error of the output light of the laser light source; and a correction signal according to the frequency sweep error. And a correction signal generating means for transmitting the correction signal to a frequency control terminal of the frequency sweep oscillator, wherein the output light of the laser light source is branched and output to the outside.
【請求項4】 レーザ光源と、 発振周波数が時間に対して直線的に掃引されるととも
に、外部から周波数制御端子に入力される補正信号に応
じて発振周波数が調整される周波数掃引発振器と、 前記周波数掃引発振器の出力信号によって前記レーザ光
源の出力光を変調する光変調器と、 前記光変調器の出力光の周波数掃引誤差を検出する請求
項2に記載の周波数掃引誤差検出回路と、 前記周波数掃引誤差に応じた補正信号を生成し、前記周
波数掃引発振器の周波数制御端子に送出する補正信号生
成手段とを備え、前記光変調器の出力光を分岐して外部
に出力することを特徴とする光周波数掃引光源。
4. A laser light source, a frequency sweep oscillator whose oscillation frequency is swept linearly with respect to time, and whose oscillation frequency is adjusted according to a correction signal externally input to a frequency control terminal; An optical modulator that modulates output light of the laser light source with an output signal of a frequency sweep oscillator; a frequency sweep error detection circuit according to claim 2, which detects a frequency sweep error of output light of the optical modulator; A correction signal generating means for generating a correction signal corresponding to a sweep error and sending the correction signal to a frequency control terminal of the frequency sweep oscillator, wherein the output light of the optical modulator is branched and output to the outside. Optical frequency sweep light source.
【請求項5】 請求項3または請求項4に記載の光周波
数掃引光源において、 周波数掃引発振器の出力信号によって出力光が直接変調
または外部変調される第2のレーザ光源を備え、第2の
レーザ光源の出力光を外部に出力することを特徴とする
光周波数掃引光源。
5. The optical frequency sweep light source according to claim 3, further comprising a second laser light source in which output light is directly or externally modulated by an output signal of a frequency sweep oscillator, and wherein the second laser is provided. An optical frequency sweep light source for outputting output light from a light source to the outside.
【請求項6】 発振周波数が時間に対して直線的に掃引
される周波数掃引発振器と、 前記周波数掃引発振器の出力信号によって出力光が直接
変調または外部変調されるレーザ光源と、 外部から周波数制御端子に入力される補正信号に応じ
て、前記レーザ光源の出力光周波数を調整する光周波数
制御手段と、 前記光周波数制御手段の出力光の周波数掃引誤差を検出
する請求項2に記載の周波数掃引誤差検出回路と、 前記周波数掃引誤差に応じた補正信号を生成し、前記光
周波数制御手段の周波数制御端子に送出する補正信号生
成手段とを備え、前記光周波数制御手段の出力光を分岐
して外部に出力することを特徴とする光周波数掃引光
源。
6. A frequency sweep oscillator whose oscillation frequency is swept linearly with respect to time; a laser light source whose output light is directly or externally modulated by an output signal of the frequency sweep oscillator; and a frequency control terminal from outside. 3. An optical frequency control means for adjusting an output light frequency of the laser light source according to a correction signal input to the laser light source, and a frequency sweep error of the output light of the light frequency control means is detected. A detection circuit, and a correction signal generation unit that generates a correction signal corresponding to the frequency sweep error and sends the correction signal to a frequency control terminal of the optical frequency control unit. An optical frequency swept light source characterized in that the light is output to a light source.
【請求項7】 光周波数掃引光源と、 前記光周波数掃引光源の出力光を2分岐し、その一方の
光を測定光として被測定光回路に入力する光カプラと、 前記光カプラで分岐された他方の光の周波数掃引誤差を
検出する請求項2に記載の周波数掃引誤差検出回路と、 前記測定光と前記被測定光回路からの反射光のビート信
号について、前記周波数掃引誤差検出回路の出力信号を
周波数基準として周波数解析を行う周波数解析手段とを
備えたことを特徴とする光周波数領域反射測定回路。
7. An optical frequency sweep light source, an optical coupler that splits output light of the optical frequency sweep light source into two, and inputs one of the lights as measurement light to an optical circuit to be measured, and the optical coupler splits the light. 3. A frequency sweep error detection circuit according to claim 2, which detects a frequency sweep error of the other light; and an output signal of the frequency sweep error detection circuit for a beat signal of the measurement light and a reflection light from the optical circuit to be measured. An optical frequency domain reflection measurement circuit, comprising: frequency analysis means for performing a frequency analysis on the basis of a frequency.
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