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    公开号:WO1988007700A1
    申请号:PCT/JP1988/000316
    申请日:1988-03-30
    公开日:1988-10-06
    发明作者:Itsuo Sugiura；Yutaka Nishida；Kaoru Ito；Toshiyuki Ozaki
    申请人:Anritsu Corporation；
    IPC主号:H01S5-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] 光信号発生装置およびそれを使用
    [0003] する光パヮ一メ ータ校正システム
    [0004] 〔技術分野〕
    [0005] 本発明は、 光信号発生装置、 特に外部から設定された光パ ヮ一の出力レベル設定値と同等の光バヮ一が出力される光信号 発生装置およびそれを使用する光パワーメ ータ校正システムに 関するものである。
    [0006] 〔背景技術〕 ·
    [0007] 近時、 光通信システムの発達に伴い、 公衆通信システムか ら企業内等で使用される光 L A N (ローカルエリ アネ ッ トヮー ク） システム等の、 中小容量伝送システムの実用化が進んでき ている。 光測定器分野においても、 今後このような分野への対 応も考慮し、 開発されてゆく ことが望まれる。
    [0008] このようなシステムに用いられる安定化光源においても、 今までは、 光損失測定や光ファ イバの融着用光源としての用途 に対応するため、 光出力安定度に重点をおいて設計されてきた < しかし、 これからは光源としてのあらゆるニーズに対応できる よ う に、 出力パワ ー レベル可変機能を持たせ、 出力レベルの確 度保証がなされた光信号発生器が望まれている。
    [0009] 一方、 近年の光産業の急速な発展につれて光パワーメ ータ もかなり普及してきており、 各ユーザが保有する光パワーメ ー タの数は相当な台数になっている。 このような状況の中で、 光 パワーメ ータの確度を維持すること、 すなわち光パワ ーの値を 正確に、 かつ再現性良く測定することが要求されており、 光パ ヮーメ 一夕の校正に対する関心が高まりつつある。 今までの光パワーメ ータの校正ば、 その製造会社に校正を 依頼するか、 あるいは自社内に ト レーサビリティ体系が確立さ れている場合には、 その校正部門にて校正作業を行っていた。 しかし、 製造会社に校正を委託する場合にば、 その校正に要す る時間が長く 、 機器の輸送費等の費用も必要となり非常に不便 であつた。 これに対して自社内の標準を用いて校正する場合は、 その標準を維持するために大規模な設備が必要であり、 すべて の企業が自社內に校正設備を導入できる状況にはないのが実情 である。
    [0010] 上述のような従来の光信号発生器の一つとしてア ンリ ツテ ク ニカル α 5 3 Mar . 1987 (アンリ ツ株式会社発行） のページ
    [0011] 2 6〜 3 2に紹介された 光信号発生装置は、 第 1図に示 されるような回路構成が採られていた。 すなわち、 第 1図にお いて、 発光素子、 例えばレーザダイォー ド 1から出射されたビ 一ム光は連続光減衰素子 2を介してビームスプリ ッタ 3に入力さ れる。 該ビームスプリ ッタ 3を通過したビーム光は、 さらにス テップ光減衰素子 4によつて後述する出力レベル設定回路 9を 介して外部から設定された希望光パワーレベル設定値に減衰さ れる。 該ステツブ光減衰素子 4によって所定のレベルに減衰さ れた出力ビーム光は、 出力用フ ァ イ バ 5 に入力され、 岀カ端子 、 例えば光レセプタクル 6から出力される。
    [0012] 一方、 ビームスプリ ッタ 3で分岐されたビーム光は、 受光 素子 7で受光された後、 さらに O Z E (光ノ電気変換） 増幅器 2 1で受光レベルに比例した電気信号に変換される。 該電気信 号はモニタ出力の情報としてモータ駆動回路 1 1 に入力され、 ここでディ ジタル—アナ口グ変換器 1 0からの設定情報と該モ ユタ出力の情報とがモータ駆動回路 1 1 で比較される。 その比 較の結果、 モータ駆動回路 1 1 からモータ 1 2へ制御信号が出 力される。 そして連続光減衰素子 2 の減衰量を可変させるモ ー タ 1 2が動作することにより、 光レセプタクル 6から出力され る出力ビーム光のパワー微調が行われ、 出力レベル設定回路 9 から設定された設定値と同等の光パワーレベルを出力するよう になっている。
    [0013] ディ ジタルーアナログ変換器 1 3、 モータ駆動回路 1 4、 モータ 1 5 は上記ステップ光滅衰素子 4の減衰量をステップ状 に変化させるための制御回路であり、 出力レベル設定回路 9で 設定された設定レべ.ル値は表示装置 2 0 に表示される。
    [0014] また、 レーザダイオー ド 1 から出射されたビーム光は、 モ ニタ用の受光素子 1 6 によって受光され、 該受光素子 1 6、 増 幅器 1 7、 比較回路 1 8、 駆動回路 1 9 の安定化帰還ループに よって常に一定のビーム光を出力するように構成されている。
    [0015] なお、 以上においてデイ ジタル—アナログ変換器 1 0， 1 3、 表示装置 2 0および出力レベル設定回路 9 にバス 0を介 して結合されたマイ ク ロプロセ ッサ （ C P U ) 8 はシステム全 体に必要な所定の制御を行なつている。
    [0016] しかしながら、 このよう な従来の光信号発生装置では、 ビ 一ムスプリ ッタ 3以後の光パワーの絶対値出力レベルは捕償さ れない。 従って、 従来装置では出力用ファ イバ 5でのファ イバ ロ ス、 その端面の汚れ、 及び端面での反射により、 さ らには周 囲の温度変化等の経時的な要因により、 光レセプタ ク ル 6から 出力される出力ビーム光の光パワーレベル値は、 出力レベル設 定回路 9で設定された設定値に対し誤差を生じてしまう欠点が あった。 またステ ッ プ光減衰素子 4が汚れなどにより、 減衰量 が変化しても、 それを検出して出力ビーム光の光パワーレベル を修正することができず、 出力が変動してしまう という欠点が あった。
    [0017] そして出力ビーム光の微調はモータ 1 2によって駆動され る連続光減衰素子 2 によつて行われているが、 例えば光パヮ一 メ ータの校正システムのように確度.の高い分解能を必要とする 場合は、 該連繞光減衰素子 2による微調より も更に微細な制御 が行われることが望まれる場合がある。
    [0018] 第 2図および第 3図は光パワーメ ータを校正するための ¾ 来システムのブロ ック図を示す。 以下図面を用いて従来システ ムを説明する。 光パワーメ ータの校正における機器接続には基 本的に第 2図 （A ) および第 2図 （B ) に示す 2通りがある。
    [0019] 第 2図 （ A ) に示す第 1 の方式ば最も基本的な方式で、 光 源 1 0 1 の岀カ端に標準光パヮ一メ ータ 1 0 2 と被校正用光パ ヮーメ ータ 1 0 3を光コネクタ 1 8 , 1 2 9 aまたは 1 2 9 b を介して交互に接繞し、 相互の指示値の差異から校正値を得る 方式である。
    [0020] しかるに、 この方法では、 2つの光バヮ一メ ータを付け替 えて校正する時簡経過にわたって、 光源 1 0 1 の光信号出力は. 所要の校正精度に見合って十分に一定に維持されねばならない, また信号源の安定度が不十分な場合には上記の比較作業を多数 面反復する必要がある、 という欠点がある。
    [0021] 従って、 光源 1 0 1 として第 1図に示したような光信号発 生装置を使用して光パワーメ ータの校正を行なう ことには精度 的に重大な問題がある。 第 2図 （ B ) に示す第 2 の方式は、 光源 1 0 1 の光信号出 力を光分岐回路 1 0 4によって分岐し、 分岐された 2つの光信 号出力を光コネクタ 1 2 8 a , 1 2 9 aおよび 1 2 8 b , 129b を介して各々標準光パヮ一メ ータ 1 0 2および被校正用光パヮ 一メ ータ 1 0 3 にて検出し、 同時に両光パヮーメ ータの指示値 を得て、 両方の指示値の差異から校正値を得る方式である。 こ の場合、 光分岐回路 1 0 4の 2つの光信号出力の比 （分岐比） が予め正確に値付けされていなければならない。 すなわち光分 岐回路 1 0 4からの標準出力光 P 4 2 と校正出力光 P 4 3 の比 を r、 ノ、 'ヮーメ ータ 1 0 2および 1 0 3 の指示値を P 2 , P 3 とすれば被校正用光バヮ一メ ータ 1 0 3 の標準光パワーメ ータ 1 0 2に対する偏差率 s は次式で与えられる。
    [0022] ε = ( Ρ 3 / r Ρ 2 ) - 1 (但し r = P 4 3 Z P 4 2 ) しかるに、 上記第 2図 （A ) , ( B ) に示す第 1 および第 2 の方式ともに、 上述のように精度の高い校正を行うためには 次のような制約がある。 第 2図 （A ) に示す第 1 の方式におい ては、 光源 1 0 1 の問題すなわち測定中の光信号出力の安定度 が問題であり、 第 2図 （ B ) に示す第 2 の方式においてはこれ に加えてさらに光分岐回路 1 0 4の分割比の正確な測定が必要 である。 特に光パワーメ ータの校正において第 2図 （ B ) に示 す第 2 の方式を適用する場合、 極めて微細な素子表面状態の変 化によってもそれの 2つの出力の分岐比が影響をう ける光分岐 回路 1 0 4の特性上、 分割比を長期にわたって極めて安定に維 持することは困難で、 高い校正精度を維持するためには、 頻繁 に分岐比 （ r ) の測定が必要となり、 システムの維持が繁雑に なる。 ' 第 2図 （A ) , ( B ) に示した 2つの校正方式の欠点を捕う 方式として第 3図に示す第 3 の方式が提案された。 第 3図に示 すように光源 1 0 1 の光信号出力を光分岐面路 1 0 4 によつて、 モニタ用 力光 1 0 6 と校正用出力光 1 0 7 に分岐する。 校正 用出力光 1 0 7 の光安定度は分岐回路 1 0 4 より分岐されたモ ユタ用出力光 1 0 6をモニタパワーメ ータ 1 0 5で検出するこ とにより校正用出力光 1 0 7の変動を監視できるため、 必要に 応じて校正値を捕正できる。
    [0023] 第 3図の場合、 モニタ用出力 1 0 6 は単に参照信号として 用いられるので、 分岐比は一つの測定における所要時間にわた つてのみ一定値を維持すればよ く、 分岐比の絶対値を必要とし ない。
    [0024] 一方、 光パワーメ ータの校正における校正条件としては、 一般的に下記 3種類のいずれかが適用される。
    [0025] ( i ) 被校正機器の特定指定値 （最も一般的には各測定レ ンジのフルスケール値） における標準器の正確な値との偏差を 求める。 この校正は被校正機器基準の百盛り校正で、 単に目盛 り校正と言えばこの条件を指し、 アナ口グ表示形計測器の校正 に広く適用されている。
    [0026] ( ϋ ) 被校正機器の特定指定値に対応する標準機器の正確 な値に対して被校正機器の指示値から爝差を求める。 この校正 は標準器基準による目盜校正であって.、 被校正機器が各測定レ ンジにおいて余剰目盛 （オーバ— レンジスケール） を有する場 合は各フルスケール値における偏差を直接求め得る利点がある , ( iii ) 厳密に特定された値を設けず、 概略の指定値近傍で 校正する場合は、 標準器の正確な儘に対して被校正機器の偏差 を求める。 この校正は校正係数の校正と言える方式で、 2つの 光パワーメ ータの直線性が共に保証されている場合には簡便な 方式である。
    [0027] 上記 （ i ) および （ ii ) の校正法においては、 標準光パヮ 一メ ータの指示分解能あるいは所要校正精度に見合つた精度で 指定レベルに出力を正確に設定する必要があり、 光信号源のレ ベル設定のみでは函難な場合が多い。 特に、 使用光ファ イバ一 の特性あるいは使用光コネクタの種類によって、 出力端レベル の変化する光フィ ィバ一系の測定においては困難である。 した がって、 標準光バヮ一メ ータの指示値に対応する光信号出力の 制御が必要となる。 しかも 2つの光パヮーメ一タの比較が完了 するまで、 標準光パワーメ ータに対する設定出力レベルが所要 校正精度に見合った安定度に維持されねばならない。
    [0028] ところで上記のような従来の光パヮーメ一タ校正システム で精度良く校正が行われるためには、 光源としての光信号発生 装置から出力される測定経過時間内の光信号出力の安定化また は光分岐回路の正確な分岐比の値付けが必要である。 しかしな がら十分な精度を持つ光信号出力のレベル設定及びその安定化 が図られていないと十分な精度で校正を行う ことができない。 〔発明の開示〕
    [0029] 従って、 この発明の一つの目的は、 光信号出力の絶対レべ ルを補償して十分な確度と安定度を確保するこ とができる新規 且つ改良された光信号発生装置を提供することである。
    [0030] また、 この発明の別の目的とするところは、 上述の光信号 発生装置を安定化光源として用いて、 光パワーメ ータの入力端 を基準として光信号出力レベルを任意にかつ高精度に設定する ことを可能にし、 かつ安定した出力を得ることにより操作が簡 単で高精度に光パワーメ ータを校正することができる光パワー メ ータ校正システムを提供することである。
    [0031] この発明の一態様によると、
    [0032] 光源と、
    [0033] 上記光源を駆動する光源駆動手段と、
    [0034] 上記光源からの出力光を受けて該出力光のレベルを調整す る光レベル調整手段と、
    [0035] 上記光レベル調整手段からの出力光を外部に導出する光出 力手段と、
    [0036] 上記光出力手段から外部に導出される出力光を所望のレべ ルに設定する光出力レベル設定手段と、
    [0037] 上記出力光をモニタするために上記光出力手段に着脱自在 に結合される出力光モニタ手段と、
    [0038] 上記光出力レベル設定手段からの光出力レベル設定信号お よび上記出力光モニタ手段からの出力信号とを比較し、 該比較 誤差に応じて上記光レベル調整手段に対し上記光出力手段から 外部に導出される出力光のレベルを調整するための制御信号を 供給すると共に、 さらに上記比較誤差が零になったときに対応 する上記制櫛信号の値を保持することにより、 上記光出力手段 が上記出力光モニタ手段から離脱された以降も上記光岀カ手段 から上記光出力レベル設定手段で設定された所望のレベルの出 力光を導出させるように制御する制御手段とを具備する光信号 発生装置が提供される。
    [0039] また、 この発明の別の態様によると、
    [0040] 光源と、 上記光源を駆動する光源駆動手段と、
    [0041] 上記光源からの出力光を受けて該出力光のレベルを調整す る光レベル調整手段と、
    [0042] 上記光レベル調整手段からの出力光を外部に導出する光出 力手段と、
    [0043] 上記光出力手段から外部に導出される出力光を所望のレべ ルに設定する光出力レベル設定手段と、
    [0044] 上記光出力手段に選択的に着脱自在に結合される標準光パ ヮーメ ータおよび被校正用光バヮーメ ータと、
    [0045] 上記光出力手段に上記標準光パヮーメ ータが結合されてい る状態で、 上記光出力レベル設定手段からの光出力レベル設定 信号と上記標準光パワーメ ータからの出力信号とを比較し、 該 比較誤差が零となるように上記光レベル調整手段を制御すると 共に、 上記光源駆動手段を制御し、 さ らに上記比較誤差が零に なった時点以降において上記標準光パヮーメ ータが外されてか ら上記被校正用光パワーメ ータが結合されて上記被校正用光パ ヮーメ ータに対する校正が完了するまでの間、 上記光レベル調 整手段および上記光源駆動手段への上記制御が維持されるよう に制御する制御手段とを具備する光パワーメ ータ校正システム が提供される。
    [0046] 〔図面の簡単な説明〕
    [0047] 上述した本発明の目的およびその他の目的と特徴は以下に 一連の図面を参照して説明する幾つかの実施例を通してより容 易に理解することができる。 図面において、
    [0048] 第 1図は従来の光信号発生装置を示す構成図、
    [0049] 第 2図 （A ) , ( B ) および第 3図はそれぞれ従来の光パヮ ーメ ータ校正システムを示すプロ ック図、
    [0050] 第 4図ばこの発明による光信号発生装置の基本構成を示す ブロ ック図、
    [0051] 第 5図はこの発明の一実施例として光信号発生装置を示す 構成図、 および
    [0052] 第 6図はこの発明の別の実施例として光パワーメ ータ校正 システムを示すブロ ック図である。
    [0053] 〔発明を実施するための最良の形態〕
    [0054] 先ず、 本発明による光信号発生装置の基本構成について説 明する。
    [0055] 本発明の光信号発生装置は第 4図図示の如く、 出射ビーム 光を安定化する安定化回路 2 7を一体または別体として備えた 光源装置 2 2 と、 該光源装置 2 2から出射されたビーム光を外 部から設定された光パヮ—の出力レベルに減衰させる可変光減 衰器 2 3 と、 該可変光減衰器 2 3 によって減衰された出力ビー ム光を出力端側から取り出し、 該出力ビーム光の光バヮ—をモ ユタする出力モニタ部 2 4 と、 該出力モニタ部 2 4でモニタさ れた出力ビーム光の出力値と出力レベル設定部 9 により外部か ら設定された出力レベル設定値とを比較し、 その比較差を基に 前記可変光減衰器 2 3の減衰量を調整設定させる.比較設定部を 含む制御部としての C P U 2 5 とを備える。 また本発明の光信 号発生装置はさらに微細な分解能を得るために、 上述の各要素 に加えて C P U 2 5からの.微調整制御信号を受け、 前記光源装 置 2 2から出射されるビーム光の出力を変化させる光源駆動回 路 2 6 とを上記光源装置 2 2 と一体または別体として備え、 出 力端側で岀カビー 光の出力レベルを検出し、 設定値に対する 誤差を低減せしめたことを特徴としている。
    [0056] 上述のような基本構成をとる光信号発生装置の作用は以下 のようである。 すなわち、 光源装置 2 2から射出されたビーム 光は、 可変光減衰器 2 3で外部から設定された光パワ ーの出力 レベルに減衰され、 出力ビーム光となって光レセプタクル 6か ら出射される。 光レセブタクル 6 には出射ビーム光の絶対レべ ルの設定時において、 光 （コネクタ） プラグ 2 8が接続され、 該光プラグ 2 8を介して前記出力ビーム光の光パワーが出力モ ユタ部 2 4に入力される。 該出力モニタ部 2 4では受光された 出力ビーム光をそれの光ハ 'ヮーレベルに応じた電気信号に変換 し、 該電気信号を C P U 2 5 に送出する。 C P U 2 5 には出力 レベル設定部 9によつて外部から所望レベルの設定値が入力さ れており、 こ こで該出力レベル設定値と、 前記出力モニタ部 2 4からの出力ビーム光の電気信号の値とが比較され、 その比 較差の値、 すなわち誤差分が可変光減衰器 2 3 にフィ ー ドバッ クされ、 光レセプタクル 6から出力される出力ビーム光の減衰 量の捕正が実行される。 また、 C P U 2 5から光源駆動回路 2 6へ向けて、 光源装置 2 2から出射されるビーム光の出力を 微小変化させる微調整制御信号が出力される。 さ らに、 微細な 分解能を得るために、 C P U 2 5から出力される微調整制御信 号を用い光源装置 2 2からのビーム光を微小変化させることに より、 更に微細な制御が行われる。
    [0057] 以上により、 本発明の基本構成による光信号発生装置は、 その光信号出力を外部から設定された出力レベル設定値に対し て十分な確度と安定度を確保するこ とができる。
    [0058] 次に、 以上の基本構成をより具体化した本発明の一実施例 としての光信号発生装置を図面を参照して詳細に説明する。 第 5図は本発明に係る光信号発生装置の一実施例構成を示 す。 第 5図において符号 0 , 1 , 2 , 4ないし 6 , 8ないし 2 0 ば第 1図のそれらに対応し、 2 8 は第 4図のそれに対応し ている。 2 9 は光検出器、 3 0 ば光パワーメ ータ、 3 1 はディ ジタルーァナログ変換器である。
    [0059] 図示しないパネル面の操作キー等により、 外部から希望の 光バヮ一の出力レベル値が設定されると、 出力レベル設定回路 9 はバス 0を介して C P U 8へその設定データを送出する。 該 C P U 8 は設定データに応じてディ ジタルーアナ口グ変換器 1 0 , 1 3へそれぞれデータを送出する。 該ディジタルーアナ ログ変換器 1 0 , ΐ 3で変換された各信号はモータ駆動回路 1 1 , 1 4へそれぞれ入力される。 該モータ駆動回路 1 1 , 1 4から各モータ 1 2 , 1 5へ制欏信号が出力され、 外部から 設定された所望の出力レベルとなるような各滅衰量が、 上記連 繞光減衰素子 2及びステップ光減衰素子 4に設定される。
    [0060] 一方、 受光素子 1 6、 増幅器 1 7、 比較回路 1 8、 駆動回 路 1 9 の安定化帰還ループで駆動される レーザダイオー ド 1か ら出射されたビーム光は、 連続光減衰素子 2 とステツプ光減衰 素子 4 とで減衰された後、 上記設定された光パワーの出カレべ ルを有する出力ビーム光として出力用ファイバ 5を径て光レセ プタクル 6から出力される。 該光レセプタクル 6から出力され る出力ビーム光ば、 その絶対レベルの設定時において、 該光レ セプタクル 6 と接繞された光ブラグ 2 8を介して光検出器 2 9 で受光され、 光パワーメ ータ 3 0でモニタされる。 該光パワー メ ータ 3 0でモニタされた上記光レセプタクル 6からの出力ビ —ム光の検出データは、 バス 0を介して C P U 8へ送られる。 該検出データと出力レベル設定回路 9から入力されている設定 データと力く CP U 8で比較される。 C P U 8 はその比較による誤 差データをバス 0を介してディ ジタルーアナログ変換器 1 0へ 転送する。 これにより、 誤差データはモータ駆動回路 1 1 、 モ ータ 1 2を介して連続光減衰素子 2へフィ ー ドバックされる。 従って光レセプタクル 6から出射される出力ビーム光の光パヮ 一が、 設定された出力レベルと同等になるような誤差分に対応 した減衰量の捕正が連続光減衰素子 2で行われる。
    [0061] また、 C P U 8からは上記連続光減衰素子 2で補正しきれ ない量をさらに捕正するために、 誤差データをバス 0を介して ディ ジタル—アナログ変換器 3 1 に出力している。 該デイ ジタ ル -アナログ変換器 3 1 でアナログ信号に変換された微調整制 御信号の誤差信号が、 比較回路 1 8 に入力される。 該比較回路 1 8では入力された上記誤差信号に応じて基準電圧が換えられ、 レーザダイオー ド 1 に流す駆動電流が微小変化させられる。 こ れによってレーザダイォー ド 1 から出射されるビーム光が微小 変化し、 連続光減衰素子 2で賄えなかった誤差分を補償する。
    [0062] なお、 該レーザダイオー ド 1 の駆動電流を変化させるには、 上記比較回路 1 8 に誤差信号も入力させる回路構成に限定され るものではな く 、 他の回路、 例えば増幅器 1 7 に誤差信号を加 箕する構成とする こともできる。 要するに、 レーザダイオー ド 1 の駆動電流を誤差信号に対応して微小変化させる回路であれ ば、 いずれの回路構成でもよい。
    [0063] また、 連続光減衰素子 2 とステツプ光減衰素子 4 との位置 を替え、 最初に粗く ステツプ光減衰素子 4 で レ—ザダィ オー ド 1から出射されるビーム光を減衰させた後、 連続光減衰素子 2 でさらに細かく減衰させる構成にしてもよい。
    [0064] 以上説明した如く、 本発明の光信号発生装置によれば、 出 カ光パヮーを外部からの設定値と同等にするためのモニタを出 力端側に設けてフ ィ ー ドバッ クを掛け、 安定化光源を微小変化 させるようにしたので、
    [0065] ( i ) 出力端での光バヮ一レベルが外部からの設定値に対 して誤差の少ない光源が得られる。
    [0066] ( ϋ ) また光信号発生装置内の光減衰器の汚れ等による減 衰量の変化の影響を受けないので、 出力変動を生じなく なる。
    [0067] そして、
    [0068] < iii ) 本発明の光信号発生装置を用いるこ とにより、 後述 する第 2実施例の光バヮーメ ータ校正システムにおける安定化 光源として使用できる。
    [0069] ( iv ) 光フアイバ等の損失測定を行う とき光源及び受光測 定装置として使用でき、 測定器数の低減、 すなわち被測定光フ アイバ等の両端の 2合で測定が可能となる等々の效果がある。
    [0070] 次に、 本発明の第 2の実施例として、 上述のような第 1実 施例による光信号発生装置を光源として用いる光パワーメ ータ 校正システムについて説明する。
    [0071] 初めに、 本発明による光パワーメ ータ校正システムの概要 について述べると、 このシステムにば、 安定化光源の出力を光 分岐回路で校正用出力とモニタ用出力に分岐し、 校正用出力系 に可変光調整器が、 モニタ用出力系に光分岐出力検出回路がそ れぞれ揷入されている。 校正用出力系に接繞された標準パワー メ ―タの測定値と校正レベル設定部により指定された値との差 が零となるように可変光調整器の光通過量及び安定化光源の出 力を制御する信号処理および制御回路を備え、 標準バヮ—メ ー タを被校正パワーメ ータに置き換えて校正中に光分岐回路の出 力が不変であることをモニタ表示器で確認しながら校正する機 構と している。
    [0072] このよう に構成された光パワーメ ータ校正システムであれ ば、 校正レベル設定部により希望とする値を指定し、 光出力が そのレベルになるよう に標準パワーメ ータで検出した値を、 G P - I B等を介して信号処理及び制御回路に伝達し可変光調 整器及び安定化光源を制御する。 そして標準パワーメ ータを取 り外しても、 光出力が一定に保たれるように信号処理および制 御回路により前記安定化光源を制御する。 たとえ安定化光源の 光出力が変化した場合でも、 その変化量がモニタ表示器で表示 されるため被校正パワーメ ータを校正する作業の中で光出力値 を補正する こ とができる。
    [0073] 第 6図は本発明の第 2実施例としての光パワーメ ータ校正 システムを示すブロ ック図である。 以下図面を用いて本発明の 第 2実施例を説明する。
    [0074] 光源 1 1 1 および光源駆動電源回路 1 1 2 は第 5図の符号 1、 1 6〜 1 9を舍むような安定化光源 1 1 0を形成している c 光源 1 1 1 には光発振素子としてのレーザダイオー ド 1 の後方 出力光モニタによる安定化が施されているものとする （第 5図 参照） 。 しかるに、 極めて微細な出力変動に関しては一般にレ 一ザダイ ォー ド 1 の前方出力光と後方出力光は完全に一致しな い。 こ こでは、 比較的振幅が大き く早い周期の出力変動が後方 出力光モニタにより光源 1 1 0で内部的に安定化される。 そし て、 さらに高精度の出力光安定化は、 光源 1 1 0からの出力光 を校正用出力とモニタ用出力とに分岐する光分岐回路 1 1 3か らのモニタ用出力を光分岐出力検岀回路 1 1 4で検出し、 この 検岀されたモニタ用出力を信号処理及び制御面路 1 1 7、 光源 駆動電源回路 1 1 2を通して光源 1 1 1 に帰還されることで行 なわれる。 なお、 このモニタ用出力はモニタ表示器 1 2 7に表 示される。
    [0075] ここで、 信号処理及び制御 HI路 （ C P U ) 1 1 7 は後述す る第 1および第 2 の制御回路 1 1 7 a , 1 1 7 b とを備えてい る。 先ず、 第 1 の制御面路 1 1 7 a は、 前記光分岐回路 1 1 3 からの校正用出力が可変光調整器 1 1 5を介して供給される光 出力回路 1 1 6に標準光パワーメ ータ 1 1 9が接続されている 場合に、 次のような制御を行なう。 すなわち、 C P U 1 1 7 は 外部から所望の校正点を設定するための校正レベル設定部 118 からの校正レベル信号と、 前記標準光パヮ一メ ータ 1 1 9から の出力レベル信号と信号とを受けて、 両方の信号の差が零とな るように前記可変光調整器 1 1 5を粗調整的に制御すると共に- 前記安定化光源 1 1 0を微調整的に制御することを第 1 の制御 面路 1 1 7 aで遂行する。 次に、 C P U 1 1 7 は、 前記両方の 信号の差が零になった時点以降で、 少なく とも前記標準パワー メ ータ 1 1 9 の接続がはずされてから被校正パヮ一メ ータ 122 が前記光出力回路 1 1 6に接続されてそれの校正が完了するま での間、 前記光出力回路 1 1 6からの岀カ光のレベルを実質的 に不変に維持するために、 前記可変光調整器 1 1 5および安定 化光源 1 1 0にそれぞれ所定の制御信号を与えることを第 2 の 制御回路 1 1 7 b で遂行する。 なお、 可変光調整器 1 1 5 の一構成例としては第 5図に示 したような高減衰量のステツプ形減衰器と高分解能の連繞可変 減衰器とからなる可変光減衰器でよい。
    [0076] 前記光出力回路 1 1 6 は、 平行光測定におけるビーム直径 調整器あるいは、 光ファ イバ一系の測定においてはモー ドフィ ルタ、 ファ イ バー励振器等から構成されている。
    [0077] なお、 光出力回路 1 1 6 に対する標準パワーメ ータ 1 1 9 または被校正パヮーメ ータ 1 2 2 の接続替えは、 コネクタ 128, 1 2 9 a または 1 2 9 bを介して行なわれる。
    [0078] 次に被校正パワーメ ータ 1 2 2 の目盛り校正 （フルスケー ル値の校正） を行なう場合を例にとって、 システムの動作と制 御過程を示す。
    [0079] 先ず校正レベル設定部 1 1 8 により外部から （例えば図示 しないパネル面のテンキーから） 校正レベル PCAL を指定し、 次に標準光パヮーメ ータ 1 1 9を光レセブタクル 1 2 8 に接続 する。 標準光パヮーメ ータ 1 1 9 の指示値は G P — I B等のバ スにより C P U 1 1 7に送られる. G P - I Bの代わりに B C D , R S 2 3 2 C等を使用してもよい。 この C P U 1 1 7 において、 先に指定され、 記憶されている校正レベル値 （ PCAL ) と、 標 準光パワーメ ータ 1 1 9 の指示値を比較し、 指示値が指定値
    [0080] ( P CAL ) に一致するように可変光調整器 1 1 5 に対し制御信 号を出力する。 可変光調整器 1 1 5 の分解能が、 所要の測定精 度に対し不十分な場合は、 微少残留分の制御信号を光源駆動電 源回路 1 1 2 に送り、 安定化光源 1 1 0 のレーザダイオー ド 1 (第 5図参照） のバイ アス電流を制御する こ とにより 、 レベル 制御分解能を向上することができる。 指定校正レベル P CAL と標準光バヮ一メ ータ 1 1 9 との指 示値の一致が確認された後、 可変光調整器 1 1 5を固定し、 同 時にその時点の光分岐出力検岀回路 1 1 4の出力を C P U 117 において基準値として設定する。 このときモニタ表示器 1 2 7 ば零表示となる。 以後モニタ表示器 1 2 7 は、 零設定された時 点からの出力変動値を表示する。 同時にこの零設定時点からの 変動値は C P U 1 1 7により誤差制御信号として可変光調整器 1 1 5或は光源駆動電源回路 1 1 2に送られる。 つまり前記変 動値が零となるように C P U 1 1 7により 自動制御され、 結果 としてモニタ表示器 1 2 7には制御残留分、 即ち零設定時点か らの出力変動量を表示する。
    [0081] この状態で可変光調整器 1 1 5 の調整量は固定されている ので、 光出力 HI路 1 1 6 と標準光バヮ一メ ータ 1 2 2 の接繞を 解除しても光出力回路 1 1 S の出力レベルは変化しない。
    [0082] 以上により光出力西路 1 1 6から出射されるビーム光のパ ヮ一は指定校正レベル P CAL に設定されている。
    [0083] しかる後、 被校正パワーメ ータ 1 2 2の接続を解除し、 次 に被校正用光パヮーメータ 1 2 2を接続し、 その測定値 P MES、 即ち光岀カ回路 1 1 6における正確な出力値に対する被校正用 光パワーメ ータ 1 2 2 の指示値 P MES との差異から被校正パヮ 一メータ 1 2 2 の指示値の誤差 sを求めることができる。 つま り、 この誤差 s は次式から求められる。
    [0084] ε = P CAL - P MES
    [0085] ここで、 被校正用光パヮ一メ ータ 1 2 2 の被校正検出器 1 2 3への入力線路が光ファ ィバ接続であれば、 標準光バヮ― メ ータ 1 1 9 の標準光検出器 1 2 0への入力線路も同一の光フ ァ ィバ接繞であることが必要である。 そして接続光ファ ィバは 光レセプタク ル 1 2 8 との接続を固定したまま、 同一光フア イ バにより他端を標準光パワーメ ータ 1 1 9 の標準光検出器 120 から被校正用光バヮ一メ ータ 1 2 2 の被校正検出器 1 2 3 に接 続替えすることが望ましい。
    [0086] 前記被校正用光パワーメ ータ 1 2 2 による測定完了時点で モニタ表示器 1 2 7 によりその表示値を読み取り、 例えば、 零 設定を行なつた時から出力変動が許容値以内であるか否かを確 認し、 許容値外であるならば標準光バヮ一メ ータ 1 1 9 により 光出力パワーを再校正するか、 又は上記変動値被校正用光パヮ 一メ ータ 1 2 2に対してを補正することができる。
    [0087] また、 標準光バヮ一メ ータ 1 1 9、 被校正用バヮーメ ータ 1 2 2 の表示値、 モニタ表示器 1 2 7 の表示値等を総てシステ ム制御コ ン ピュ ータ 1 2 5 に読み込み、 各指示値、 変動補正値- 誤差 s等のデータを必要に応じて出力回路 1 2 6から外部の例 えばプリ ンタ等に出力させることができる。
    [0088] また、 複数のレベルについて校正を行う場合には、 各校正 レベル毎に上記過程を操返せばよい。
    [0089] 以上説明したように本発明の光パワーメ ータ校正システム は、 標準光パワーメ ータにより出力光バヮ一を校正用の設定値 に固定した後に該標準光パヮーメ ータの接続を外し、 被校正用 光パワーメ ータに付け替えて校正が完了するまでの間、 出力回 路の出力が変動しないように C P Uによつて安定化光源の光信 号出力を一定に制御することができる。 また、 たとえ光出力が 変動した場合であっても変動量をモニタ表示器で監視すること により、 必要に応じてその変動量を被校正パワーメ ータに対し て捕正して高精度に校正できる。
    [0090] さ らに、 標準パワーメ一タと被校正パワーメ ータを操り返 し交互に付け替えることなく校正できるので操作が簡単である, 〔産業上の利用可能性〕
    [0091] この発明による光信号発生装置は光通信システム （光 LAN を含む） 一般および光測定器分野の安定化光源として利用可能 であり、 さらには光バヮーメ ータ校正システムに応用すること ができる。
    [0092] また、 この発明による光パワーメ ータ校正システムは光バ ヮーメ ータの校正を高精度に行なう ことができるので、 光パヮ ーメ ータを用いる光産業一般に利用可能であり、 特には光パヮ 一メ ータを多数保持する企業において、 その企業内に光パワー の ト レーサビリティが確立していて上位標準が整備されている 場合は、 本システムの基準光バヮーメ ータをその上位標準に ト レースすることにより、 実用標準レベルの校正システムとして 運用することができる。 なお、 国家レベルあるいは企業レベル として光バヮ一の ト レーサビリティが確立していない場合は、 本システムの基準光パワーメ ータを標準と位置付けることによ つて、 それらの各レベルに対して ト レーサビリティを維持する ことが可能である。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    (1) 光源と、
    上記光源を駆動する光源駆動手段と、
    上記光源からの出力光を受けて該出力光のレベルを調整す る光レベル調整手段と、
    上記光レベル調整手段からの出力光を外部に導出する光出 力手段と、
    上記光出力手段から外部に導出される出力光を所望のレべ ルに設定する光出力レベル設定手段と、
    上記出力光をモニタするために上記光出力手段に着脱自在 に結合される出力光モ.ニタ手段と、
    上記光出力レベル設定手段からの光出力レベル設定信号お よび上記出力光モニタ手段からの出力信号とを比較し、 該比較 誤差に応じて上記光レベル調整手段に対し上記光出力手段から 外部に導出される出力光のレベルを調整するための制御信号を 供給すると共に、 さ らに上記比較誤差が零になったときに対応 する上記制御信号の値を保持するこ とにより、 上記光出力手段 が上記出力光モニタ手段から離脱された以降も上記光出力手段 から上記光出力レベル設定手段で設定された所望のレベルの出 力光を導出させるように制御する制御手段とを具備する光信号 発生装置。
    (2) 上記光源と上記光レベル調整手段との間に結合される光 分岐手段と、
    上記光分岐手段からの分岐出力光を検出する光分岐出力検 出手段と、
    上記光分岐出力檢出手段からの検出出力を表示する表示手 段とをさ らに具備する請求の範囲 (1)に記載の光信号発生装置。
    (3) 上記制御手段による上記比較誤差を表示する表示手段を さ らに具備する請求の範囲 (1)に記載の光信号発生装置。
    (4) 上記光源がレ一ザダイオー ドと、 このレーザダイオー ド の後方出力光を内部的に安定化する手段とを含む請求の範囲 (2) に記載の光信号発生装置。
    (5) 上記光レベルに調整手段が連繞.光減衰素子およびステッ プ光減衰素子の少なく とも一方も含む請求の範囲 (1)に記載の光 信号発生装置。
    (6) 上記制御手段がさらに上記光源駆動手段に対し前記光源 からの出力光を調整するための制御信号を供袷する讃求の範囲
    (1)に記載の光信号発生装置。
    (7) 上記出力光モニタ手段が光パワーメ ータを含む請求の範 囲 (1)に記載の光信号発生装置。
    (8) 出射ビーム光を安定化する安定化回路を備えた光源装置 と、
    該光源装置から出射されたビーム光を外部から設定された 光パワーの岀カレベルに減衰させる可変光減衰器と、
    該可変光減衰器によって滅衰された出力ビーム光を出力端 側から取り出し、 該出力ビーム光の光パワーをモニタする出力 モニタ部と、
    該出力モニタ部でモニタされた出力ビーム光の出力値と、 外部から設定された出力レベル設定値とを比較し、 その比較差 を基に前記可変減衰器の缄衰量を調整設定させるための比較設 定部
    とを備え、 出力端側で出力ビーム光の出力レベルを検出し 設定値に対する誤差を低減せしめたことを特徴とする光信号発
    (9) 出射ビーム光を安定化する安定化回路を備えた光源装置 と、
    該光源装置から出射されたビーム光を外部から設定された 光パワ ーの出力レベルに減衰させる可変光減衰器と、
    該可変光減衰器によつて減衰された出力ビーム光を出力端 側から取り出し、 該出力ビーム光の光パワーをモニタする出力 モニタ部と、
    該出力モニタ部でモニタされた出力ビーム光の出力値と、 外部から設定された出力レベル設定値とを比較し、 その比較差 を基に前記可変光減衰器の滅衰量を調整設定させるための比較 設定部と、
    該比較設定部からの微調整制御信号を受け、 前記光源装置 から出射されるビーム光の出力を変化させる光源調整回路
    とを備え、 出力端側で出力ビーム光の出力レベルを検出し、 設定値に対する誤差を低減せしめたことを特徴とする光信号発 生装置。
    αο) 光源と、
    上記光源を駆動する光源駆動手段と、
    上記光源からの出力光を受けて該出力光のレベルを調整す る光レベル調整手段と、
    上記光レベル調整手段からの出力光を外部に導出する光出 力手段と、
    上記光出力手段から外部に導出される出力光を所望のレべ ルに設定する光出力レベル設定手段と、 上記光出力手段に選択的に着脱自在に結合される標準光パ ヮ一メ ータおよび被校正用光パヮ一メ ータと、
    上記光出力手段に上記標準光パワーメ ータが結合されてい る扰態で、 上記光 ¾力レベル設定手段からの光出力レベル設定 信号と上記標準光パワーメータからの出力信号とを比較し、 該 比較誤差が零となるように上記光レベル調整手段と上記光源駆 動手段とを制御し、 さらに上記比較誤差が零になった時点以降 において上記標準光パワーメ ータが外されてから上記被校正用 光パワーメ ータが結合されて上記被校正用光パヮーメ —タに対 する校正が完了するまでの簡、 上記光レベル調整手段および上 記光源駆動手段への上記制御が維持されるように制御する制鄉 手段とを具備する光パワーメ ータ校正システム。
    (U) 光源と、 該光源より光信号を出射させ、 該出射された光 信号を分岐して出力する光分岐回路と、 該光分岐回路の一方の 光信号出力を検出する光分岐出力検出回路と、 該光分岐回路の 他方の光信号出力を受け該光信号を調整するための可変光調整 器と、 該可変光調整器の光信号出力を測定するための標準バヮ ーメ ータとを備えた光パワーメ ータ校正装置であって、
    所望の校正点を設定するための校正レベル設定手段と、 前 記標準パワーメータを前記可変光調整器に接続した場合に、 こ の標準バヮ—メ 一タの出力レベル信号と前記設定手段からの校 正レベル信号とを受けて、 両方の信号 差が零となるように前 記可変光調整器を制御する制御回路とを備え、
    前記標準パワーメ ータの接続をはずしてから被校正パヮ一 メータを前記可変光調整器に接続して校正が完了するまでの間 前記光分岐出力回路の出力が実質的に不変であつた場合に前記 被校正パワーメ ータを校正するようにしたことを特徴とする光 パワーメ ータ校正装置。
    02) 制御信号によってその光パワー レベルが制御される安定 化光源と、 該安定化光源より光信号を出射させ、 該出射された 光信号を分岐して出力する光分岐回路と、 該光分岐回路の一方 の光信号出力を検出する光分岐出力検出回路と、 該光分岐回路 の他方の光信号出力を受け該光信号を調整するための可変光調 整器と、 該可変光調整器の光信号出力を測定するための標準バ ヮ一メ ータとを備えた光パワーメ ータ校正装置であって、
    所望の校正点を設定するための校正レベル設定手段と、 前 記標準パワーメ ータを前記可変光調整器に接続した場合に、 こ の標準バヮ一メ ータの出力レベル信号と前記設定手段からの校 正レベル信号とを受けて、 両方の信号の差が零となるように前 記可変光調整器を制御する第 1 の制御回路と、 前記標準パヮ一 メ ータの接続をはずしてから被校正パワーメ ータを前記可変光 調整器に接続して校正が完了するまでの間、 前記光分岐出力回 路の出力が実質的に不変に維持するために前記安定化光源に制 御信号を与える第 2 の制御回路とを備えたことを特徴とする光 パワーメ ータ校正装置。
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
    EP0307483A1|1989-03-22|
    US4927266A|1990-05-22|
    EP0307483A4|1990-02-06|
    引用文献:
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    法律状态:
    1988-10-06| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1988-10-06| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE GB |
    1988-11-30| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988902932 Country of ref document: EP |
    1989-03-22| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988902932 Country of ref document: EP |
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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