JP4061281B2

JP4061281B2 - 光パルス試験器

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Publication number: JP4061281B2
Application number: JP2004073912A
Authority: JP
Inventors: 達幸牧
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2008-03-12
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: JP2005265427A

Description

本発明は、光パルスを被測定光ファイバに入射し、その後方散乱及びフレネル反射に起因する戻り光を受光して、被測定光ファイバの特性を測定する光パルス試験器に関し、特に被測定光ファイバに入射される光パルスが、連続光を音響光学変調器でパルス変調することによって発生される光パルス試験器に関する。

従来、連続光を音響光学変調器でパルス変調することによって光パルスを発生し、この光パルスを被測定ファイバに入射して被測定光ファイバの特性を測定する光パルス試験器として、音響光学変調器の２つの機能、すなわち変調信号（超音波）のオン／オフにより回折光がオン／オフされ、また回折光の周波数が変調信号の周波数だけシフトされるという機能を利用したヘテロダイン受光の光パルス試験器があった。（例えば、特許文献1参照）

特開平５−６０６４９号公報

この種の光パルス試験器の概略構成を図７に示す。光源１は、周波数ｆａの連続光（コヒーレント光）を光カプラ２へ出射する。光カプラ２は、光源１からの連続光を受けて、２つに分岐し、一方を測定用の連続光として光パルス発生手段３へ出射し、他方をローカル用の連続光として光カプラ５へ出射する。光パルス発生手段３は、音響光学変調器（ＡＯＭ）３１で構成されており、光カプラ２からの連続光を制御手段８から入力されるパルス信号ａでオン／オフ（パルス変調）して光パルスを発生し、光カプラ４へ出射する。なお、光パルスとして音響光学変調器３１で発生される回折光を用いるために、光パルスの周波数はパルス信号でオン／オフされる変調信号（超音波）の周波数ｆｂだけシフトした（ｆａ＋ｆｂ）となる。

光カプラ４は、光パルス発生手段３からの光パルスを受けて被測定光ファイバ１０へ出射し、そして、この被測定光ファイバ１０の後方散乱、フレネル反射に起因する戻り光を受けて分岐し、光カプラ５へ出射する。光カプラ５は、光カプラ４からの戻り光と光カプラ２からのローカル用の連続光とを受けてそれらを合波し、その合波光を受光器（ＰＤ）６へ出射する。受光器６は、光カプラ５からの合波光をヘテロダイン受光して、周波数ｆｂの電気信号に変換し、処理手段７へ出力する。処理手段７は、受光器６からの電気信号を受けるとともに、制御手段８から出力されるタイミング信号ｂを受けて、この電気信号のデータ処理、すなわちＡ／Ｄ変換、加算平均化処理、対数変換等を行って被測定光ファイバ１０の特性を求める。制御手段８は、パルス変調用のパルス信号ａを音響光学変調器３１へ、データ処理用のタイミング信号ｂを処理手段７へ、それぞれ出力する。

しかしながら、このような従来の光パルス試験器では、音響光学変調器の挿入損失が温度変動するために、音響光学変調器によって発生された光パルスのピークレベルも２〜３ｄＢ変動してしまい、測定に悪影響をもたらす場合があった。特に、海底光ファイバ通信システム等をインサービスで監視する光パルス試験器の場合には、光パルスのピークレベルの増大が他の通信光に悪影響を与える恐れがあるために、光パルスのピークレベルを常に適切な値に保つことが必要とされた。そのために、従来の光パルス試験器では、挿入損失の温度変動の少ない音響光学変調器を選別しなければならず、非常に不経済であるという問題があった。

本発明は、これらの課題を解決し、音響光学変調器によってパルス変調されて発生された光パルスのピークレベルの安定化を図った光パルス試験器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の請求項1の光パルス試験器では、所定波長の連続光を発生する光源（１）と、音響光学変調器（３１）を有し、該音響光学変調器に入力されるパルス信号で前記連続光をパルス変調して光パルスを発生し、該光パルスを被測定光ファイバに出射する光パルス発生手段（３０）と、前記被測定光ファイバからの戻り光を受けて電気信号に変換する受光器（６）と、前記電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求める処理手段（７）と、前記パルス信号と前記データ処理に必要なタイミング信号を発生して出力する制御手段（８０）とを備えた光パルス試験器において、前記光パルス発生手段は、更に、前記光源から出射される前記連続光を受けて、当該連続光の強度を変化させて前記音響光学変調器に出射する、制御信号により利得が変更可能にされた光増幅器（３２）と、前記音響光学変調器から出射される前記光パルスを受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして前記被測定光ファイバに出射する第１の光カプラ（３３）と、前記第１の光カプラから出射される光パルスの他方を帰還用の光パルスとして受けて、当該帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、該ピーク電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、当該第１の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第1の帰還手段（３４）と、前記第１の光カプラと前記被測定光ファイバとの間に配置され、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスの前記被測定光ファイバへの入射をオン／オフする光スイッチ（９）を備え、前記制御手段は、前記第1の帰還手段から前記光増幅器に出力される前記第１の帰還電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスの前記ピークレベルが前記所定のピークレベルであるか否かを判定し、前記所定のピークレベルであると判定しているときは前記光スイッチをオンにし、かつ、前記所定のピークレベルでないと判定しているときは前記光スイッチをオフにするようにしている。なお、ここでは音響光学変調器に入射される連続光の強度を変化させる手段として光増幅器を用いているが、光減衰器を用いてもよいことは自明である。

上記課題を解決するために、本発明の請求項２の光パルス試験器では、所定波長の連続光を発生する光源（１）と、音響光学変調器（３１）を有し、該音響光学変調器に入力されるパルス信号で前記連続光をパルス変調して光パルスを発生し、該光パルスを被測定光ファイバに出射する光パルス発生手段（３０）と、前記被測定光ファイバからの戻り光を受けて電気信号に変換する受光器（６）と、前記電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求める処理手段（７）と、前記パルス信号と前記データ処理に必要なタイミング信号を発生して出力する制御手段（８０）とを備えた光パルス試験器において、前記光パルス発生手段は、更に、前記光源から出射される前記連続光を受けて、当該連続光の強度を変化させて前記音響光学変調器に出射する、制御信号により利得が変更可能にされた光増幅器（３２）と、前記音響光学変調器から出射される前記光パルスを受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして前記被測定光ファイバに出射する第１の光カプラ（３３）と、前記第１の光カプラから出射される光パルスの他方を帰還用の光パルスとして受けて、当該帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、該ピーク電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、当該第１の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第1の帰還手段（３４）と、前記光増幅器と前記音響光学変調器との間に挿入されて、前記光増幅器から出射される前記連続光を受けて２つに分岐し、一方を測定用の連続光として前記音響光学変調器に出射する第２の光カプラ（３６）と、前記第２の光カプラから出射される連続光の他方を帰還用の連続光として受けて、当該帰還用の連続光の強度電圧を検出し、該強度電圧に基づいて、前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の強度を所定の強度とするための第２の帰還電圧を発生させ、当該第２の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第２の帰還手段（３７）とを備え、前記制御手段は、前記パルス信号が前記音響光学変調器に入力されてパルス変調されている期間か否かを表わす識別信号を出力するとともに、前記識別信号が、パルス変調されている期間を表わしているときは、前記第1の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力し、かつ、前記識別信号が、パルス変調されていない期間を表わしているときは、前記第２の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力するようにしている。

上記課題を解決するために、本発明の請求項３の光パルス試験器では、上述した請求項２の光パルス試験器において、前記第２の帰還手段における前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の前記所定の強度が、前記第1の帰還電圧が前記制御信号として前記光増幅器に出力されているときの前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の強度と同一となるように制御されている。

本発明の請求項１の光パルス試験器では、音響光学変調器から出射される光パルスを第１の光カプラで受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして被測定光ファイバへ出射し、他方を帰還用の光パルスとして第１の帰還手段へ出射する。そして、第１の帰還手段は、帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、このピーク電圧に基づいて、第１の光カプラから出射される測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、この第１の帰還電圧を、音響光学変調器に入射される連続光の強度を変化させる光増幅器に帰還するようにするとともに、光パルス発生手段から出射される光パルスの被測定光ファイバへの入射をオン／オフする光スイッチを備えて、制御手段は、光増幅器に帰還される第１の帰還電圧に基づいて、第１の光カプラから出射される測定用の光パルスのピークレベルが所定のピークレベルであるか否かを判定し、所定のピークレベルであると判定しているときは光スイッチをオンにするようにした。
したがって、音響光学変調器の挿入損失が温度変動した場合にも、ピークレベルが一定となった光パルスのみを被測定光ファイバへ出射することができ、これによって、海底光ファイバ通信システム等をインサービスで監視する光パルス試験器として用いることができる。

本発明の請求項２、３の光パルス試験器では、音響光学変調器から出射される光パルスを第１の光カプラで受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして被測定光ファイバへ出射し、他方を帰還用の光パルスとして第１の帰還手段へ出射する。そして、第１の帰還手段は、帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、このピーク電圧に基づいて、第１の光カプラから出射される測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、この第１の帰還電圧を、音響光学変調器に入射される連続光の強度を変化させる光増幅器に帰還するようにするとともに、光増幅器から出射される連続光を第２の光カプラで受けて２つに分岐し、一方を測定用の連続光として音響光学変調器へ出射し、他方を帰還用の連続光として第２の帰還手段へ出射する。そして、第２の帰還手段は、帰還用の連続光の強度電圧を検出し、この強度電圧に基づいて、第２の光カプラから出射される測定用の連続光の強度を所定の強度とするための第２の帰還電圧を発生させる。そして、パルス信号が音響光学変調器に入力されて、パルス変調されている期間は上述の第1の帰還電圧を光増幅器に帰還し、かつ、パルス変調されていない期間はこの第２の帰還電圧を光増幅器に帰還するようにし、更に、第２の帰還電圧を光増幅器に帰還しているときの第２の光カプラから出射される測定用の連続光の上記所定の強度を、第1の帰還電圧を光増幅器に帰還しているときの第２の光カプラから出射される測定用の連続光の強度と同一となるようにした。したがって、音響光学変調器の挿入損失が温度変動した場合に光パルス発生手段から出射される光パルスのピークレベルを安定化して一定とすることができるとともに、処理手段で電気信号をデータ処理する都合上、例え音響光学変調器でのパルス変調を休止しなければならない期間があったとしても、音響光学変調器によってパルス変調が再開されるときは、常に、光パルス発生手段から出射される光パルスのピークレベルを瞬時に一定とすることができ、これによって、海底光ファイバ通信システム等をインサービスで監視する光パルス試験器として用いることができる。

以下に本発明の実施例を記載する。

本発明の実施例１の光パルス試験器の構成を図１に示す。従来の光パルス試験器と同一要素には同一符号を付し詳細説明は省略する。光源１は、例えばＤＦＢ半導体レーザで構成されており、周波数ｆａの連続光（コヒーレント光）を光カプラ２へ出射する。光カプラ２は、光源１からの連続光を受けて、２つに分岐し、一方を測定用の連続光として光増幅器３２へ出射し、他方をローカル用の連続光として光カプラ５へ出射する。

光増幅器３２は、例えばエルビウムドープ光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）でなり、光カプラ２から入射される連続光の強度を、積分器３４ｆから入力される制御信号（第１の帰還電圧ｃ１）によって変化させて音響光学変調器３１へ出射する。音響光学変調器３１は、光増幅器３２からの連続光を制御手段８０から入力されるパルス信号ａでオン／オフ（パルス変調）して光パルスを発生し第１の光カプラ３３へ出射する。第１の光カプラ３３は、音響光学変調器３１からの光パルスを受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして光スイッチ(光ＳＷ)９へ、他方を帰還用の光パルスとして受光器（ＰＤ）３４ａへ出射する。

受光器３４ａは、第１の光カプラ３３からの帰還用の光パルスを電気パルスに変換し増幅器３４ｂへ出力する。サンプルホールド回路（Ｓ／Ｈ）３４ｃは、増幅された電気パルスを増幅器３４ｂから受けて、そのピーク電圧を、制御手段８０から入力されるパルス信号ａに同期してサンプリングし、ホールドした後に、加算器３４ｄとＡ／Ｄ変換器３５へ出力する。加算器３４ｄは、サンプルホールド回路３４ｃからの出力電圧に基準電圧発生器３４ｅから出力される基準電圧を加算して積分器３４ｆへ出力する。積分器３４ｆは、加算器３４ｄからの加算電圧を積分して得られた第１の帰還電圧ｃ１を光増幅器３２の制御信号として出力する。基準電圧発生器３４ｅは、制御手段８０から制御信号ｄで指定される基準電圧を発生し出力する。Ａ／Ｄ変換器３５は、第１の帰還電圧ｃ１をディジタルデータに変換して制御手段８０へ出力する。

受光器３４ａ、増幅器３４ｂ、サンプルホールド回路３４ｃ、加算器３４ｄ、基準電圧発生器３４ｅ及び積分器３４ｆは、第1の帰還手段３４を構成し、更に、光増幅器３２、音響光学変調器３１、第１の光カプラ３３及びこの第1の帰還手段３４は、光パルス発生手段３０を構成するとともに、第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベル（設定レベル）に安定化させるための第１の帰還ループを形成している。光パルスを安定化させるピークレベル（設定レベル）は、基準電圧発生器３４ｅから加算器３４ｄに入力される基準電圧によって設定される。また、光パルスのピークレベルが安定化されているかどうかは、制御手段８０において、Ａ／Ｄ変換器３５から入力される上述の第１の帰還電圧ｃ１に基づいて判定され、その結果、「安定化されている」と判定されたときは、光スイッチ９をオンにし、「安定化されていない」と判定されたときは、オフにするための切換信号ｆ（図２（ｄ）に示す）が出力される。

第１の帰還ループが動作して、光パルスのピークレベルが設定レベルに安定化されるときの各部の波形を図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。図２（ａ）は第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスＡ、図２（ｂ）はサンプルホールド回路３４ｃの出力電圧Ｂ、図２（ｃ）は積分器３４ｆから出力される第１の帰還電圧ｃ１である。なお、帰還ループのループ応答は、測定距離を決める要素である光パルスの繰り返し周期を、例えば１０ｍｓ〜１５０ｍｓ、また分解能及びダイナミックレンジを決める要素である光パルスのパルス幅を、例えば８μｓ〜８０μｓとした場合、１ｓｅｃ程度とすればよい。この帰還ループの動作により、音響光学変調器３１の挿入損失の温度変動を原因とする、光パルスのピークレベルの変動が、従来の２〜３ｄＢから約１／１０に改善された。

光スイッチ９は、制御手段８０から切換信号ｆを受けて、この切換信号ｆが光スイッチのオンを指令しているときは、第１の光カプラ３３から入射される測定用の光パルスの光カプラ４への入射をオンにし、またオフを指令しているときは、光カプラ４への入射をオフにする。この結果、光カプラ４へ入射される光パルスＣは、図２（ｅ）に示すようになる。光カプラ４は、光スイッチ９からの光パルスを受けて被測定光ファイバ１０へ出射し、そして、この被測定光ファイバ１０の戻り光を受けて分岐し、光カプラ５へ出射する。光カプラ５は、光カプラ４からの戻り光と光カプラ２からのローカル用の連続光とを受けてそれらを合波し、その合波光を受光器６へ出射する。受光器６は、例えばＰＩＮフォトダイオードで構成されており、光カプラ５からの合波光をヘテロダイン受光して、周波数ｆｂの電気信号に変換し、処理手段７へ出力する。

処理手段７は、受光器６からの電気信号を受けるとともに、制御手段８０から出力されるタイミング信号ｂを受けて、この電気信号のデータ処理、すなわちＡ／Ｄ変換、加算平均化処理、対数変換等を行って被測定光ファイバ１０の特性を求める。制御手段８０は、パルス変調用のパルス信号ａを音響光学変調器３１及びサンプルホールド回路３４ｃへ、データ処理用のタイミング信号ｂを処理手段７へ、基準電圧を指定する制御信号ｄを基準電圧発生器３４ｅへ、それぞれ出力する。また、Ａ／Ｄ変換器３５から第１の帰還電圧ｃ１のディジタルデータを入力して、この第１の帰還電圧ｃ１が所定の電圧範囲に入っている否かによって、第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスのピークレベルが基準電圧で設定したピークレベル（設定レベル）に安定化されているかを判定する。そして、その判定結果に基づいて、光スイッチ９をオン／オフするための切換信号ｆを出力する。

なお、光パルスのピークレベルが設定レベルに安定化された後に、例えば、処理手段７で電気信号をデータ処理する都合上、音響光学変調器３１でのパルス変調を休止し、その休止期間が、光パルスの繰り返し周期より長く、かつ帰還ループが追随できないような時間であった場合には、帰還ループが切れるために、音響光学変調器３１でのパルス変調が再開されるときは、また改めて光パルスのピークレベルを設定レベルに安定化する動作が行われることになる。この場合について、第１の帰還ループが動作して、光パルスのピークレベルが設定レベルに安定化されるときの各部の波形を図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。図３（ａ）は第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスＡ、図３（ｂ）はサンプルホールド回路３４ｃの出力電圧Ｂ、図３（ｃ）は積分器３４ｆから出力される第１の帰還電圧ｃ１、図３（ｄ）は光スイッチ９のオン／オフを制御する切換信号ｆ、図３（ｅ）は光カプラ４へ入射される光パルスＣである。

本発明の実施例２の光パルス試験器の構成を図４に示す。実施例２は、例えば、処理手段７で電気信号をデータ処理する都合上、音響光学変調器３１でのパルス変調を休止しなければならない期間があった場合でも、音響光学変調器３１によってパルス変調が再開されるときは、常に、光パルス発生手段３０から出射される光パルスのピークレベルが瞬時に一定になるようにしたもので、実施例１の図１とは、１）制御手段８０は音響光学変調器３１がパルス変調をしている期間（パルス変調期間）かパルス変調を休止している期間（パルス変調休止期間）かを表わす識別信号ｇを出力すること、２）光パルス発生手段３０は、新たに、第２の光カプラ３６及び第２の帰還手段３７を備えて、この第２の帰還手段３７と前述の第１の帰還手段３４とを識別信号ｇで切り替えて、パルス変調期間は前述の第１の帰還ループを形成し、パルス変調休止期間は第２の帰還ループを形成すること、３）光スイッチ９及びＡ／Ｄ変換器３５を備えていないこと、の三点が異なる。したがって、図１と同一部分の説明は省略して、主に光パルス発生手段３０について説明する。

光パルス発生手段３０において、第２の光カプラ３６は、光増幅器３２からの連続光を受けて、２つに分岐し、一方を測定用の連続光として音響光学変調器３１へ、他方を帰還用の連続光として受光器（ＰＤ）３７ａへ出射する。受光器３７ａは、第２の光カプラ３６からの帰還用の連続光を電気信号に変換し増幅器３７ｂへ出力する。スイッチ３４ｇは、増幅された電気信号を増幅器３７ｂから受けるとともに、前述の第１の帰還手段３４のサンプルホールド回路３４ｃからの出力電圧を受けて、制御手段８０から入力される識別信号ｇによって選択された一方を加算器３４ｄへ出力する。加算器３４ｄは、増幅器３７ｂからの電気信号（又はサンプルホールド回路３４ｃからの出力電圧）に基準電圧発生器３４ｅから出力される基準電圧を加算して積分器３４ｆへ出力する。積分器３４ｆは、加算器３４ｄからの加算電圧を積分して得られた第２の帰還電圧ｃ２（又は第１の帰還電圧ｃ１）を光増幅器３２の制御信号として出力する。基準電圧発生器３４ｅは、制御手段８０から制御信号ｄで指定される基準電圧を発生し出力する。

制御手段８０からスイッチ３４ｇに入力される識別信号ｇがパルス変調休止期間を表わしているときは、増幅器３７ｂからの電気信号が加算器３４ｄに入力される。その結果、受光器３７ａ、増幅器３７ｂ、加算器３４ｄ、基準電圧発生器３４ｅ及び積分器３４ｆは、スイッチ３４ｇを介して、第２の帰還手段３７を構成し、更に、光増幅器３２、第２の光カプラ３６及びこの第２の帰還手段３７は、第２の光カプラ３６から出射される測定用の連続光の強度を所定の強度に安定化させるための第２の帰還ループを形成している。連続光を安定化させる強度（所定の強度）は、基準電圧発生器３４ｅから加算器３４ｄに入力される基準電圧によって設定される。

また識別信号ｇがパルス変調期間を表わしているときは、サンプルホールド回路３４ｃからの出力電圧が加算器３４ｄに入力される。その結果、受光器３４ａ、増幅器３４ｂ、サンプルホールド回路３４ｃ、加算器３４ｄ、基準電圧発生器３４ｅ及び積分器３４ｆは、スイッチ３４ｇを介して、前述の実施例１で説明した第1の帰還手段３４を構成し、更に、光増幅器３２、第２の光カプラ３６、音響光学変調器３１、第１の光カプラ３３及びこの第1の帰還手段３４は、第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベル（設定レベル）に安定化させるための第１の帰還ループを形成している。光パルスを安定化させるピークレベル（設定レベル）は、基準電圧発生器３４ｅから加算器３４ｄに入力される基準電圧によって設定される。なお、上記により、光増幅器３２、第２の光カプラ３６、音響光学変調器３１、第１の光カプラ３３、第1の帰還手段３４及び第２の帰還手段３７は、光パルス発生手段３０を構成していることとなる。

したがって、光パルス発生手段３０において、第１の光カプラ３３から出射される光パルスのピークレベルを所定のピークレベル（設定レベル）に安定化させる場合、パルス変調期間は、第１の帰還電圧ｃ１を光増幅器３２に帰還して第１の帰還ループを形成し、かつ、パルス変調休止期間は、第２の帰還電圧ｃ２を帰還して第２の帰還ループを形成するようにする。その際、光パルスのピークレベル及び連続光の強度を所定値（設定レベル）に設定するための基準電圧を両者共通にしたままで、第１の帰還ループを形成しているときと、第２の帰還ループを形成しているときで、第２の光カプラ３６から出射される連続光の強度が同一となるように、増幅器３７ｂ等で利得調整を行う。第１及び第２の帰還ループが動作して、光パルスのピークレベルが設定レベルに安定化されるときの各部の波形を図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）に示す。図５（ａ）はパルス変調期間かパルス変調休止期間かを表わす識別信号ｇ、図５（ｂ）は第１の光カプラ３３から出射される測定用の光パルスＡ、図５（ｃ）はサンプルホールド回路３４ｃの出力電圧Ｂ、図５（ｄ）は増幅器４７ｂの出力電圧Ｄ、図５（ｅ）は積分器３４ｆから出力される第１の帰還電圧ｃ１及び第２の帰還電圧ｃ２である。

ところで、上述の実施例１、２では、光カプラ４を介して１本の被測定光ファイバ１０を測定する場合について説明したが、ここでは、図６に示すような２本の被測定光ファイバ１０を測定する場合について説明する。すなわち、被測定光ファイバ１０は、例えば海底光ファイバ通信システムを測定対象とする場合、数千ｋｍ〜１万ｋｍの長さを有するものであり、所定の距離、例えば５０ｋｍごとに、光増幅器１１及び上り線路と下り線路とを結ぶ光パス１２を設けた光増幅中継器１３が配置されている。一般に、光増幅器１１は発振防止のために光アイソレータ１１ａを内蔵しているために、逆方向に光を伝搬しない。このために、光パルス試験器から光パルスが、例えば上り線路に入射されると、フレネル反射や後方散乱光の戻り光は、光パス１２を経由して下り線路から光パルス試験器に入射される。このような２本の被測定光ファイバ１０を測定する場合、上述の実施例１で説明した図１において、光スイッチ９からの光パルスＣを被測定光ファイバ１０へ出射し、そして被測定光ファイバ１０からの戻り光を光カプラ５に入射するようにする。また、上述の実施例２で説明した図４において、第１の光カプラ３３からの光パルスＡを被測定光ファイバ１０へ出射し、そして被測定光ファイバ１０からの戻り光を光カプラ５に入射するようにする。

なお、上述の実施例１、２では音響光学変調器３１に入射される連続光の強度を変化させる手段として光増幅器３２を用いているが、光減衰器を用いてもよいことは自明である。また、上述の実施例１、２では、本発明をヘテロダイン受光の光パルス試験器に適用する場合であったが、本発明はこれに限定されるものではなく、直接受光、ホモダイン受光等の光パルス試験器にも適用可能であることは言うまでもない。

本発明の実施例１の構成を示す図本発明の実施例１の動作状態の各部の波形を示す図本発明の実施例１の別の動作状態の各部の波形を示す図本発明の実施例２の構成を示す図本発明の実施例２の動作状態の各部の波形を示す図被測定光ファイバの構成例を示す図従来例の概略構成を示す図

符号の説明

１・・・光源、２，４，５，３３，３６・・・光カプラ、３，３０・・・光パルス発生手段、６，３４ａ，３７ａ・・・受光器、７・・・処理手段、８，８０・・・制御手段、９・・・光スイッチ、１０・・・被測定光ファイバ、１１・・・光増幅器、１１ａ・・・光アイソレータ、１２・・・光パス、１３・・・光増幅中継器、３１・・・音響光学変調器、３２・・・光増幅器、３４・・・第１の帰還手段、３４ｂ，３７ｂ・・・増幅器、３４ｃ・・・サンプルホールド回路、３４ｄ・・・加算器、３４ｅ・・・基準電圧発生器、３４ｆ・・・積分器、３４ｇ・・・スイッチ、３５・・・Ａ／Ｄ変換器、３７・・・第２の帰還手段。

Claims

所定波長の連続光を発生する光源（１）と、音響光学変調器（３１）を有し、該音響光学変調器に入力されるパルス信号で前記連続光をパルス変調して光パルスを発生し、該光パルスを被測定光ファイバに出射する光パルス発生手段（３０）と、前記被測定光ファイバからの戻り光を受けて電気信号に変換する受光器（６）と、前記電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求める処理手段（７）と、前記パルス信号と前記データ処理に必要なタイミング信号を発生して出力する制御手段（８０）とを備えた光パルス試験器において、
前記光パルス発生手段は、更に、
前記光源から出射される前記連続光を受けて、当該連続光の強度を変化させて前記音響光学変調器に出射する、制御信号により利得が変更可能にされた光増幅器（３２）と、
前記音響光学変調器から出射される前記光パルスを受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして前記被測定光ファイバに出射する第１の光カプラ（３３）と、
前記第１の光カプラから出射される光パルスの他方を帰還用の光パルスとして受けて、当該帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、該ピーク電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、当該第１の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第1の帰還手段（３４）と、
前記第１の光カプラと前記被測定光ファイバとの間に配置され、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスの前記被測定光ファイバへの入射をオン／オフする光スイッチ（９）を備え、
前記制御手段は、前記第1の帰還手段から前記光増幅器に出力される前記第１の帰還電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスの前記ピークレベルが前記所定のピークレベルであるか否かを判定し、前記所定のピークレベルであると判定しているときは前記光スイッチをオンにし、かつ、前記所定のピークレベルでないと判定しているときは前記光スイッチをオフにしていることを特徴とする光パルス試験器。
所定波長の連続光を発生する光源（１）と、音響光学変調器（３１）を有し、該音響光学変調器に入力されるパルス信号で前記連続光をパルス変調して光パルスを発生し、該光パルスを被測定光ファイバに出射する光パルス発生手段（３０）と、前記被測定光ファイバからの戻り光を受けて電気信号に変換する受光器（６）と、前記電気信号のデータ処理を行って前記被測定光ファイバの特性を求める処理手段（７）と、前記パルス信号と前記データ処理に必要なタイミング信号を発生して出力する制御手段（８０）とを備えた光パルス試験器において、
前記光パルス発生手段は、更に、
前記光源から出射される前記連続光を受けて、当該連続光の強度を変化させて前記音響光学変調器に出射する、制御信号により利得が変更可能にされた光増幅器（３２）と、
前記音響光学変調器から出射される前記光パルスを受けて２つに分岐し、一方を測定用の光パルスとして前記被測定光ファイバに出射する第１の光カプラ（３３）と、
前記第１の光カプラから出射される光パルスの他方を帰還用の光パルスとして受けて、当該帰還用の光パルスのピーク電圧を検出し、該ピーク電圧に基づいて、前記第１の光カプラから出射される前記測定用の光パルスのピークレベルを所定のピークレベルとするための第１の帰還電圧を発生させ、当該第１の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第1の帰還手段（３４）と、
前記光増幅器と前記音響光学変調器との間に挿入されて、前記光増幅器から出射される前記連続光を受けて２つに分岐し、一方を測定用の連続光として前記音響光学変調器に出射する第２の光カプラ（３６）と、
前記第２の光カプラから出射される連続光の他方を帰還用の連続光として受けて、当該帰還用の連続光の強度電圧を検出し、該強度電圧に基づいて、前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の強度を所定の強度とするための第２の帰還電圧を発生させ、当該第２の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力する第２の帰還手段（３７）とを備え、
前記制御手段は、前記パルス信号が前記音響光学変調器に入力されてパルス変調されている期間か否かを表わす識別信号を出力するとともに、前記識別信号が、パルス変調されている期間を表わしているときは、前記第1の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力し、かつ、前記識別信号が、パルス変調されていない期間を表わしているときは、前記第２の帰還電圧を前記制御信号として前記光増幅器に出力することを特徴とする光パルス試験器。
前記第２の帰還手段における前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の前記所定の強度が、前記第1の帰還電圧が前記制御信号として前記光増幅器に出力されているときの前記第２の光カプラから出射される前記測定用の連続光の強度と同一となるように制御されていることを特徴とする請求項２記載の光パルス試験器。