歪み測定装置、方法、プログラムおよび記録媒体
【課題】被測定物（例えば、光ファイバ）の歪みを精度良く測定する。
【解決手段】入射光を与えることにより光ファイバにおいて発生したブリルアン散乱光のスペクトルを記録するブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａと、記録されたスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算部３２ｂと、概算ピーク周波数におけるスペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出部３２ｆと、導出されたピーク周波数に基づき、光ファイバの歪みを導出する歪み導出部３２ｇとを備えた歪み測定装置。
【解決手段】入射光を与えることにより光ファイバにおいて発生したブリルアン散乱光のスペクトルを記録するブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａと、記録されたスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算部３２ｂと、概算ピーク周波数におけるスペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出部３２ｆと、導出されたピーク周波数に基づき、光ファイバの歪みを導出する歪み導出部３２ｇとを備えた歪み測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの歪みの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続波光をパルス化したパルス光を光ファイバに与え、光ファイバからブリルアン散乱光を得て、ブリルアン散乱光をコヒーレント検波することが行われている（例えば、特許文献１の図８を参照）。例えば、ブリルアン散乱光と、連続波光を所定の周波数で強度変調した強度変調光とを合波してコヒーレント検波する。なお、強度変調光は、光周波数の搬送光成分と側波帯光成分とを有する。
【０００３】
コヒーレント検波の結果からブリルアン散乱光に相当する信号をフィルタにより取り出して、ブリルアン散乱光のパワースペクトルを求める。ここで、所定の周波数を変化させながらブリルアン散乱光のパワースペクトルを求める。さらに、ブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングして、ブリルアン散乱光のパワーが最大となるピーク周波数を求める。ピーク周波数から光ファイバのひずみの値を求めることができる。
【０００４】
ここで、図１２に光ファイバの歪み分布の一例を示す。図１２は、従来技術における光ファイバの入射端からの距離と歪みとを対応づけたグラフである。図１２に示す歪み分布によれば、光ファイバは、歪みが小さい地点Ａと歪みが大きい地点Ｂとを有する。図１２に示す歪み分布を有する光ファイバにパルス光を与えた場合、図１３に示すようなブリルアン散乱光のパワースペクトルが得られる。
【０００５】
図１３は、従来技術におけるブリルアン散乱光の光周波数と光パワーとを対応づけたグラフである。図１３に示すように、地点Ａに由来するパワースペクトルａと、地点Ｂに由来するパワースペクトルｂとが得られる。地点Ｂの歪みを測定する場合、パワースペクトルｂのピーク周波数fbを求める必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６５８０８号公報（図８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ピーク周波数fbを正確に求めることは困難である。図１４は、従来技術における図１３に示すブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングしたときに得られる実測ピーク周波数fpを示す図である。
【０００８】
図１３においてはパワースペクトルを実線で示した。しかし、パワースペクトルのデータは、実際は図１４に示すように、離散的なデータであり、フィッティングを行う必要がある。パワースペクトルのフィッティングの結果は、パワースペクトルｂのみならずパワースペクトルａの影響も受ける。これにより、フィッティングの結果がピークをとる実測ピーク周波数fpは、ピーク周波数fbからずれてしまう。よって、光ファイバの地点Ｂの歪みを正確に測定することが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、被測定物（例えば、光ファイバ）の歪みを精度良く測定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる歪み測定装置は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算手段と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出手段と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出手段と、を備えるように構成される。
【００１１】
上記のように構成された歪み測定装置によれば、ピーク周波数概算手段は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求める。ピーク周波数導出手段は、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出する。歪み導出手段は、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する。
【００１２】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、前記周波数の範囲が、前記スペクトルがより大きな値をとる方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲であるようにしてもよい。
【００１３】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、一方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルが、他方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルよりも所定値以上大きい場合に、前記周波数の範囲が前記一方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲であるようにしてもよい。
【００１４】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記ピーク周波数導出手段が、前記周波数の範囲おける前記スペクトルを所定の関数で近似し、前記所定の関数が極大値をとる周波数をピーク周波数として導出するようにしてもよい。
【００１５】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記入射光はパルス光であり、前記所定の範囲は、前記パルス光のパルス幅に基づき定められるようにしてもよい。
【００１６】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算工程と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出工程と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出工程とを備えた歪み測定方法である。
【００１７】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１８】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態にかかる歪み測定装置１の構成を示す図である。歪み測定装置１は、光ファイバ（被測定物）２に接続されている。また、歪み測定装置１は、連続光源１０、光カプラ１２、光パルス発生器１４、光アンプ１６、光カプラ１８、光周波数シフタ２０、光カプラ２４、ヘテロダイン受光器２６、フィルタ回路３０、信号処理部３２を備える。
【００２１】
連続光源１０は、連続光（すなわち、ＣＷ（Continuous
Wave）光）を生成する。なお、連続光の光周波数をF0とする。光カプラ１２は、連続光源１０から連続光を受け、光パルス発生器１４および光周波数シフタ２０に与える。光パルス発生器１４は、連続光をパルス光に変換する。光アンプ１６は、パルス光を増幅する。
【００２２】
光カプラ１８は、光アンプ１６からパルス光を受け、入射端２ａを介して光ファイバ２に与える。光ファイバ２の入射端２ａからは、ブリルアン散乱光（光周波数F0±Fb）が出射され、光カプラ１８に与えられる。光カプラ１８は、受けたブリルアン散乱光を光カプラ２４に与える。
【００２３】
光周波数シフタ２０は、光カプラ１２から連続光を受ける。そして、光周波数シフタ２０は、シフト光を出力する。なお、シフト光は、連続光と、第一側波帯光と、第二側波帯光とを有する。第一側波帯光および第二側波帯光の光周波数は、連続光の光周波数F0よりも所定の周波数シフト量Floだけずれている。
【００２４】
すなわち、第一側波帯光は、連続光の光周波数F0よりも所定の光周波数Floだけ大きい光周波数F0+Floを有する光である。第二側波帯光は、連続光の光周波数F0よりも所定の光周波数Floだけ小さい光周波数F0-Floを有する光である。
【００２５】
光カプラ２４は、光周波数シフタ２０からシフト光を受け、さらに光カプラ１８からブリルアン散乱光を受けて合波し、ヘテロダイン受光器２６に与える。
【００２６】
ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４の合波した光を受ける。すなわち、ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４を介して、パルス光が入射された光ファイバ２の入射端２ａからブリルアン散乱光を受ける。さらに、ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４を介して、光周波数シフタ２０からシフト光を受ける。そして、ヘテロダイン受光器２６は、ブリルアン散乱光の光周波数とシフト光の光周波数との差の周波数を有する電気信号を出力する。
【００２７】
ブリルアン散乱光に相当する成分の電気信号の周波数は|Flo-Fb|(=|F0+Flo-(F0+Fb)|)である。
【００２８】
フィルタ回路３０は、ヘテロダイン受光器２６の出力する電気信号において、|Flo-Fb|の近傍の帯域を透過して、他の帯域の信号を透過しない。よって、フィルタ回路３０は、ブリルアン散乱光に相当する電気信号を取り出す。これら電気信号はスペクトルに相当する。
【００２９】
信号処理部３２は、フィルタ回路３０の出力を受け、光ファイバ（被測定物）２の歪みを導出する。
【００３０】
図２は、信号処理部３２の構成を示す機能ブロック図である。信号処理部３２は、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａ、ピーク周波数概算部３２ｂ、パワー比較部３２ｃ、周波数範囲設定部３２ｄ、フィッティング部３２ｅ、ピーク周波数導出部３２ｆ、歪み導出部３２ｇを備える。
【００３１】
ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａは、フィルタ回路３０の出力を受ける。そして、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａは、フィルタ回路３０が出力するブリルアン散乱光に相当する電気信号を記録する。この電気信号は、ブリルアン散乱光のスペクトルに相当する。
【００３２】
図３は、光ファイバ２の歪み分布の一例である。光ファイバ２の歪みはおおむねどの部分でもε0である。しかし、歪み区間Ｘにおいて、光ファイバ２の歪みはε1（＞ε0）となる。ここで、光ファイバ２の各地点を地点Ｅ（入射端２ａの近傍）、地点Ａ（歪み区間Ｘの近傍かつ手前）、地点Ｂ（歪み区間Ｘの内部）、地点Ｃ（歪み区間Ｘの直近かつ手前）とする。このような光ファイバ２の歪み分布を測定することを考える。
【００３３】
図４は、地点Ｅから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。入射端２ａから地点Ｅまでの距離をzとすると、入射端２ａに光を入射してから、z=(ct)/(2n)なる関係を満たす時間tが経過した後で得られるパワースペクトルが、地点Ｅから得られたパワースペクトルである。ただし、cは真空中の光速、nは光ファイバ２の光が通る部分の屈折率である。このようにして、入射端２ａに光を入射してからスペクトルが得られるまでの時間により、光ファイバ２におけるどの地点から得られたスペクトルであるかがわかる。
【００３４】
図４を参照して、歪みε0に対応するピーク周波数f0において、ブリルアン散乱光のパワーが最大となる。
【００３５】
図５は、地点Ａから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ａは歪みε0であるものの、歪み区間Ｘ（歪みε1）の近傍であるため、ブリルアン散乱光のパワースペクトルは、二つの極大点を有する。すなわち、歪みε0に対応するピーク周波数f0においてパワースペクトルが極大（極大値P0A）となる一方で、歪みε1に対応するピーク周波数f1においてパワースペクトルが極大（極大値P1A）となる。なお、地点Ａは歪み区間Ｘの内部ではないため、P0A>P1Aである。
【００３６】
図６は、地点Ｂから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ｂは歪み区間Ｘの内部であるものの、歪み区間Ｘは光ファイバ２の長さに比べるとかなり短いため、ブリルアン散乱光のパワースペクトルは、二つの極大点を有する。すなわち、歪みε0に対応するピーク周波数f0においてパワースペクトルが極大（極大値P0B）となる一方で、歪みε1に対応するピーク周波数f1においてパワースペクトルが極大（極大値P1B）となる。なお、地点Ｂは歪み区間Ｘの内部であるため、P0B<P1Bである。
【００３７】
図７は、地点Ｃから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ｃは地点Ａよりも歪み区間Ｘに近い。本来ならば、図５に示すように、ピーク周波数f0におけるパワースペクトルが、ピーク周波数f1におけるパワースペクトルよりも大きいはずである。しかし、地点Ｃが歪み区間Ｘの直近であるため、パワースペクトルが光ファイバ２の過度応答の影響を受け、ピーク周波数f0におけるパワースペクトルP0Cよりも、ピーク周波数f1におけるパワースペクトルP1Cがわずかに大きくなってしまうことがある。パワースペクトルの単位をdBとすると、例えばP1C-P0C<2dB程度である。
【００３８】
図８は、光ファイバ２の地点の入射端２ａからの距離と、その地点から得られたピーク周波数f0の光パワーP0およびピーク周波数f1の光パワーP1との対応を示すグラフである。
【００３９】
図８を参照して、歪み区間Ｘの近傍を除けば、光パワーP1は光パワーP0に比べて無視できるほどに小さい。歪み区間Ｘの内部では、光パワーP1は光パワーP0よりも大きい。ただし、歪み区間Ｘの外部でも歪み区間Ｘの直近では、パワースペクトルが光ファイバ２の過度応答の影響を受け、光パワーP1が光パワーP0よりも大きくなる。
【００４０】
ピーク周波数概算部３２ｂは、ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求める。ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値を一つの周波数でとる場合（地点Ｅ：図４参照）は、概算ピーク周波数は一つ（f0）である。ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値を二つの周波数でとる場合（地点Ａ，Ｂ，Ｃ：図５、図６、図７参照）は、概算ピーク周波数は二つ（f0,f1）である。
【００４１】
パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数が二種類ある場合、どちらの概算ピーク周波数におけるパワースペクトルが大きいかを判定する。そして、判定結果を出力する。
【００４２】
例えば、図５に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Aの方が、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Aよりも大きい。そこで、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００４３】
例えば、図６に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Bの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Bよりも大きい。そこで、概算ピーク周波数f1を出力する。
【００４４】
ただし、パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数が二種類ある場合、一方の概算ピーク周波数のスペクトルが、他方の概算ピーク周波数のスペクトルよりも所定値（例えば、2dB）以上大きい場合に、一方の概算ピーク周波数を出力する。それ以外の場合は、他方の概算ピーク周波数を出力する。
【００４５】
例えば、図６に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Bの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Bよりも2dB以上大きい。そこで、概算ピーク周波数f1を出力する。
【００４６】
例えば、図７に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Cの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Cよりも大きいが、P1C-P0C<2dBである。そこで、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００４７】
周波数範囲設定部３２ｄは、パワー比較部３２ｃの判定結果（概算ピーク周波数f0またはf1）から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定する。周波数範囲は、パルス光のパルス幅に基づき定められる。例えば、パルス幅が10nsの場合は周波数範囲の幅を100MHzとし、パワー比較部３２ｃの判定結果から±50MHzを周波数範囲とする。パルス幅が20nsの場合は周波数範囲の幅を80MHzとし、パワー比較部３２ｃの判定結果から±40MHzを周波数範囲とする。
【００４８】
フィッティング部３２ｅは、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲におけるパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）で近似する。
【００４９】
図９は、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲を説明するためのグラフである。図９は、図６における概算ピーク周波数f0およびf1の近傍を拡大したものである。図４〜図８において、パワースペクトルを実線で連続的に図示してきた。しかし、図９に示すように、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａに記録されるパワースペクトルは離散的なデータであり、概算ピーク周波数f0およびf1もまた、離散的なデータでしかない。よって、概算ピーク周波数f0およびf1は、真のピーク周波数f0tおよびf1tとは若干異なる。ここで、図９に示す場合は、周波数範囲設定部３２ｄは、概算ピーク周波数f1から±R[MHz]（Rは例えば50または40）を周波数範囲とする。なお、図９において、概算ピーク周波数f0に対応する光パワーをP0Btと表記し、概算ピーク周波数f1に対応する光パワーをP1Btと表記する。
【００５０】
図１０は、フィッティング部３２ｅの動作を説明するグラフである。図１０は、図９における周波数範囲の部分を抽出したグラフである。フィッティング部３２ｅは、周波数範囲の部分を、ローレンツ関数で近似する。近似した結果が実線で図示されている。
【００５１】
ピーク周波数導出部３２ｆは、フィッティング部３２ｅにより導出された関数（例えば、ローレンツ関数）が最大値をとる真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）。
【００５２】
図１１は、概算ピーク周波数f1から半値幅のパワースペクトルを用いてフィッティングを行ったと仮定した場合のフィッティングの結果と、得られる真のピーク周波数f1t’を示すグラフである。
【００５３】
図１１に示す比較例においては、P1Bから3dBの範囲のパワーをとるデータを用いて、ローレンツ関数で近似することになる。近似結果は、概算ピーク周波数f0の近傍のデータをもフィッティングに使用してしまうため、図１０に示す場合と比べて誤りが大きい。よって、得られる真のピーク周波数f1t’は真のピーク周波数f1tとはかけ離れたものとなる。
【００５４】
このように、図１０に示すような本願実施形態の方が、図１１に示す比較例よりも、真のピーク周波数をより正確に求めることができる。
【００５５】
歪み導出部３２ｇは、ピーク周波数導出部３２ｆにより導出された真のピーク周波数に基づき、光ファイバ２の歪みを導出する。真のピーク周波数と周波数F0との差が、ブリルアン周波数シフトsＢである。
【００５６】
光ファイバ２の歪みεと、ブリルアン周波数シフトsＢとは、sＢ(ε) = sＢ(0)+(dsＢ/dε)・εなる関係がある。ただし、sＢ(0)は歪みεが０であるときのブリルアン周波数シフトである。そこで、ブリルアン周波数シフトsＢがわかれば、光ファイバ２の歪みεを導出できることがわかる。
【００５７】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００５８】
まず、連続光源１０が連続光を生成する。
【００５９】
連続光は、光カプラ１２を介して、光パルス発生器１４に与えられる。光パルス発生器１４は、連続光をパルス光に変換する。パルス光は、光アンプ１６により増幅され、光カプラ１８を通過して、光ファイバ２の入射端２ａに入射される。
【００６０】
光ファイバ２の入射端２ａからはブリルアン散乱光が出射され、光カプラ１８に与えられる。光カプラ１８は、受けたブリルアン散乱光を、光カプラ２４に与える。
【００６１】
また、連続光は、光カプラ１２を介して、光周波数シフタ２０に与えられる。
【００６２】
光周波数シフタ２０は、連続光（光周波数F0）を受け、シフト光（連続光（光周波数F0）、第一側波帯光（光周波数F0+Flo）、第二側波帯光（光周波数F0-Flo））を出力する。光周波数シフタ２０の出力するシフト光は、光カプラ２４に与えられる。
【００６３】
光カプラ２４は、光周波数シフタ２０からシフト光を受け、さらに光カプラ１８からブリルアン散乱光を受けて、合波し、ヘテロダイン受光器２６に与える。
【００６４】
ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４の合波した光を受け、ブリルアン散乱光の光周波数とシフト光の光周波数との差の周波数を有する電気信号を出力する。
【００６５】
ここで、まずフィルタ回路３０は、ヘテロダイン受光器２６の出力する電気信号において、周波数|Flo-Fb|(=|F0+Flo-(F0+Fb)|)の近傍の帯域を透過して、他の帯域の信号を透過しないようにする。すると、フィルタ回路３０は、ブリルアン散乱光に相当する電気信号を取り出す取出手段として機能する。ブリルアン散乱光に相当する電気信号は、信号処理部３２のブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａに記録される。
【００６６】
ピーク周波数概算部３２ｂは、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａの記録内容を読み出し、概算ピーク周波数（f0,f1）を求める。
【００６７】
パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数（f0,f1）を受け、どちらの概算ピーク周波数におけるパワースペクトルが大きいかを判定する。そして、判定結果を出力する。ただし、概算ピーク周波数f1に関するパワーの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーよりも大きいが、それらのパワーの差が所定値（例えば、2dB）未満である場合（図７参照）は、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００６８】
周波数範囲設定部３２ｄは、パワー比較部３２ｃの判定結果（概算ピーク周波数f0またはf1）から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定する（図９参照）。
【００６９】
フィッティング部３２ｅは、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲におけるパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）で近似する（図１０参照）。
【００７０】
ピーク周波数導出部３２ｆは、フィッティング部３２ｅにより導出された関数（例えば、ローレンツ関数）が最大値をとる真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）。
【００７１】
歪み導出部３２ｇは、ピーク周波数導出部３２ｆにより導出されたピーク周波数に基づき、光ファイバ２の歪みを導出する。
【００７２】
本発明の実施形態によれば、（１）パワー比較部３２ｃによって、概算ピーク周波数（f0,f1）のどちらにおけるパワースペクトルが大きいかを判定し、（２）周波数範囲設定部３２ｄが、その判定結果から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定し（図９参照）、（３）フィッティング部３２ｅにより所定の範囲のパワースペクトルをフィッティングし（図１０参照）、（４）フィッティングの結果から真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）ため、概算ピーク周波数f1から半値幅のデータをフィッティングして、そのフィッティングの結果から真のピーク周波数f1t’を導出する（図１１参照）場合と比べて、正確に真のピーク周波数を測定できる。正確な真のピーク周波数から歪み導出部３２ｇが光ファイバ２の歪みを導出するため、正確に光ファイバ２の歪みを測定できる。
【００７３】
なお、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分（例えば、信号処理部３２）を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の実施形態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態にかかる歪み測定装置１の構成を示す図である。
【図２】信号処理部３２の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】光ファイバ２の歪み分布の一例である。
【図４】地点Ｅから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図５】地点Ａから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図６】地点Ｂから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図７】地点Ｃから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図８】光ファイバ２の地点の入射端２ａからの距離と、その地点から得られたピーク周波数f0の光パワーP0およびピーク周波数f1の光パワーP1との対応を示すグラフである。
【図９】周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲を説明するためのグラフである。
【図１０】フィッティング部３２ｅの動作を説明するグラフである。
【図１１】概算ピーク周波数f1から半値幅のパワースペクトルを用いてフィッティングを行ったと仮定した場合のフィッティングの結果と、得られる真のピーク周波数f1t’を示すグラフである。
【図１２】従来技術における光ファイバの入射端からの距離と歪みとを対応づけたグラフである。
【図１３】従来技術におけるブリルアン散乱光の光周波数と光パワーとを対応づけたグラフである。
【図１４】従来技術における図１３に示すブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングしたときに得られる実測ピーク周波数fpを示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 歪み測定装置
２ 光ファイバ
２ａ 入射端
１０ 連続光源
１４ 光パルス発生器
２０ 光周波数シフタ
２６ ヘテロダイン受光器
３０ フィルタ回路
３２ 信号処理部
３２ａ ブリルアン散乱光スペクトル記録部
３２ｂ ピーク周波数概算部
３２ｃ パワー比較部
３２ｄ 周波数範囲設定部
３２ｅ フィッティング部
３２ｆ ピーク周波数導出部
３２ｇ 歪み導出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの歪みの測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、連続波光をパルス化したパルス光を光ファイバに与え、光ファイバからブリルアン散乱光を得て、ブリルアン散乱光をコヒーレント検波することが行われている（例えば、特許文献１の図８を参照）。例えば、ブリルアン散乱光と、連続波光を所定の周波数で強度変調した強度変調光とを合波してコヒーレント検波する。なお、強度変調光は、光周波数の搬送光成分と側波帯光成分とを有する。
【０００３】
コヒーレント検波の結果からブリルアン散乱光に相当する信号をフィルタにより取り出して、ブリルアン散乱光のパワースペクトルを求める。ここで、所定の周波数を変化させながらブリルアン散乱光のパワースペクトルを求める。さらに、ブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングして、ブリルアン散乱光のパワーが最大となるピーク周波数を求める。ピーク周波数から光ファイバのひずみの値を求めることができる。
【０００４】
ここで、図１２に光ファイバの歪み分布の一例を示す。図１２は、従来技術における光ファイバの入射端からの距離と歪みとを対応づけたグラフである。図１２に示す歪み分布によれば、光ファイバは、歪みが小さい地点Ａと歪みが大きい地点Ｂとを有する。図１２に示す歪み分布を有する光ファイバにパルス光を与えた場合、図１３に示すようなブリルアン散乱光のパワースペクトルが得られる。
【０００５】
図１３は、従来技術におけるブリルアン散乱光の光周波数と光パワーとを対応づけたグラフである。図１３に示すように、地点Ａに由来するパワースペクトルａと、地点Ｂに由来するパワースペクトルｂとが得られる。地点Ｂの歪みを測定する場合、パワースペクトルｂのピーク周波数fbを求める必要がある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１６５８０８号公報（図８参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ピーク周波数fbを正確に求めることは困難である。図１４は、従来技術における図１３に示すブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングしたときに得られる実測ピーク周波数fpを示す図である。
【０００８】
図１３においてはパワースペクトルを実線で示した。しかし、パワースペクトルのデータは、実際は図１４に示すように、離散的なデータであり、フィッティングを行う必要がある。パワースペクトルのフィッティングの結果は、パワースペクトルｂのみならずパワースペクトルａの影響も受ける。これにより、フィッティングの結果がピークをとる実測ピーク周波数fpは、ピーク周波数fbからずれてしまう。よって、光ファイバの地点Ｂの歪みを正確に測定することが困難である。
【０００９】
そこで、本発明は、被測定物（例えば、光ファイバ）の歪みを精度良く測定することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる歪み測定装置は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算手段と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出手段と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出手段と、を備えるように構成される。
【００１１】
上記のように構成された歪み測定装置によれば、ピーク周波数概算手段は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求める。ピーク周波数導出手段は、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出する。歪み導出手段は、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する。
【００１２】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、前記周波数の範囲が、前記スペクトルがより大きな値をとる方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲であるようにしてもよい。
【００１３】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、一方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルが、他方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルよりも所定値以上大きい場合に、前記周波数の範囲が前記一方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲であるようにしてもよい。
【００１４】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記ピーク周波数導出手段が、前記周波数の範囲おける前記スペクトルを所定の関数で近似し、前記所定の関数が極大値をとる周波数をピーク周波数として導出するようにしてもよい。
【００１５】
なお、本発明にかかる歪み測定装置は、前記入射光はパルス光であり、前記所定の範囲は、前記パルス光のパルス幅に基づき定められるようにしてもよい。
【００１６】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算工程と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出工程と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出工程とを備えた歪み測定方法である。
【００１７】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。
【００１８】
本発明は、入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施形態にかかる歪み測定装置１の構成を示す図である。歪み測定装置１は、光ファイバ（被測定物）２に接続されている。また、歪み測定装置１は、連続光源１０、光カプラ１２、光パルス発生器１４、光アンプ１６、光カプラ１８、光周波数シフタ２０、光カプラ２４、ヘテロダイン受光器２６、フィルタ回路３０、信号処理部３２を備える。
【００２１】
連続光源１０は、連続光（すなわち、ＣＷ（Continuous
Wave）光）を生成する。なお、連続光の光周波数をF0とする。光カプラ１２は、連続光源１０から連続光を受け、光パルス発生器１４および光周波数シフタ２０に与える。光パルス発生器１４は、連続光をパルス光に変換する。光アンプ１６は、パルス光を増幅する。
【００２２】
光カプラ１８は、光アンプ１６からパルス光を受け、入射端２ａを介して光ファイバ２に与える。光ファイバ２の入射端２ａからは、ブリルアン散乱光（光周波数F0±Fb）が出射され、光カプラ１８に与えられる。光カプラ１８は、受けたブリルアン散乱光を光カプラ２４に与える。
【００２３】
光周波数シフタ２０は、光カプラ１２から連続光を受ける。そして、光周波数シフタ２０は、シフト光を出力する。なお、シフト光は、連続光と、第一側波帯光と、第二側波帯光とを有する。第一側波帯光および第二側波帯光の光周波数は、連続光の光周波数F0よりも所定の周波数シフト量Floだけずれている。
【００２４】
すなわち、第一側波帯光は、連続光の光周波数F0よりも所定の光周波数Floだけ大きい光周波数F0+Floを有する光である。第二側波帯光は、連続光の光周波数F0よりも所定の光周波数Floだけ小さい光周波数F0-Floを有する光である。
【００２５】
光カプラ２４は、光周波数シフタ２０からシフト光を受け、さらに光カプラ１８からブリルアン散乱光を受けて合波し、ヘテロダイン受光器２６に与える。
【００２６】
ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４の合波した光を受ける。すなわち、ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４を介して、パルス光が入射された光ファイバ２の入射端２ａからブリルアン散乱光を受ける。さらに、ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４を介して、光周波数シフタ２０からシフト光を受ける。そして、ヘテロダイン受光器２６は、ブリルアン散乱光の光周波数とシフト光の光周波数との差の周波数を有する電気信号を出力する。
【００２７】
ブリルアン散乱光に相当する成分の電気信号の周波数は|Flo-Fb|(=|F0+Flo-(F0+Fb)|)である。
【００２８】
フィルタ回路３０は、ヘテロダイン受光器２６の出力する電気信号において、|Flo-Fb|の近傍の帯域を透過して、他の帯域の信号を透過しない。よって、フィルタ回路３０は、ブリルアン散乱光に相当する電気信号を取り出す。これら電気信号はスペクトルに相当する。
【００２９】
信号処理部３２は、フィルタ回路３０の出力を受け、光ファイバ（被測定物）２の歪みを導出する。
【００３０】
図２は、信号処理部３２の構成を示す機能ブロック図である。信号処理部３２は、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａ、ピーク周波数概算部３２ｂ、パワー比較部３２ｃ、周波数範囲設定部３２ｄ、フィッティング部３２ｅ、ピーク周波数導出部３２ｆ、歪み導出部３２ｇを備える。
【００３１】
ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａは、フィルタ回路３０の出力を受ける。そして、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａは、フィルタ回路３０が出力するブリルアン散乱光に相当する電気信号を記録する。この電気信号は、ブリルアン散乱光のスペクトルに相当する。
【００３２】
図３は、光ファイバ２の歪み分布の一例である。光ファイバ２の歪みはおおむねどの部分でもε0である。しかし、歪み区間Ｘにおいて、光ファイバ２の歪みはε1（＞ε0）となる。ここで、光ファイバ２の各地点を地点Ｅ（入射端２ａの近傍）、地点Ａ（歪み区間Ｘの近傍かつ手前）、地点Ｂ（歪み区間Ｘの内部）、地点Ｃ（歪み区間Ｘの直近かつ手前）とする。このような光ファイバ２の歪み分布を測定することを考える。
【００３３】
図４は、地点Ｅから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。入射端２ａから地点Ｅまでの距離をzとすると、入射端２ａに光を入射してから、z=(ct)/(2n)なる関係を満たす時間tが経過した後で得られるパワースペクトルが、地点Ｅから得られたパワースペクトルである。ただし、cは真空中の光速、nは光ファイバ２の光が通る部分の屈折率である。このようにして、入射端２ａに光を入射してからスペクトルが得られるまでの時間により、光ファイバ２におけるどの地点から得られたスペクトルであるかがわかる。
【００３４】
図４を参照して、歪みε0に対応するピーク周波数f0において、ブリルアン散乱光のパワーが最大となる。
【００３５】
図５は、地点Ａから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ａは歪みε0であるものの、歪み区間Ｘ（歪みε1）の近傍であるため、ブリルアン散乱光のパワースペクトルは、二つの極大点を有する。すなわち、歪みε0に対応するピーク周波数f0においてパワースペクトルが極大（極大値P0A）となる一方で、歪みε1に対応するピーク周波数f1においてパワースペクトルが極大（極大値P1A）となる。なお、地点Ａは歪み区間Ｘの内部ではないため、P0A>P1Aである。
【００３６】
図６は、地点Ｂから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ｂは歪み区間Ｘの内部であるものの、歪み区間Ｘは光ファイバ２の長さに比べるとかなり短いため、ブリルアン散乱光のパワースペクトルは、二つの極大点を有する。すなわち、歪みε0に対応するピーク周波数f0においてパワースペクトルが極大（極大値P0B）となる一方で、歪みε1に対応するピーク周波数f1においてパワースペクトルが極大（極大値P1B）となる。なお、地点Ｂは歪み区間Ｘの内部であるため、P0B<P1Bである。
【００３７】
図７は、地点Ｃから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。地点Ｃは地点Ａよりも歪み区間Ｘに近い。本来ならば、図５に示すように、ピーク周波数f0におけるパワースペクトルが、ピーク周波数f1におけるパワースペクトルよりも大きいはずである。しかし、地点Ｃが歪み区間Ｘの直近であるため、パワースペクトルが光ファイバ２の過度応答の影響を受け、ピーク周波数f0におけるパワースペクトルP0Cよりも、ピーク周波数f1におけるパワースペクトルP1Cがわずかに大きくなってしまうことがある。パワースペクトルの単位をdBとすると、例えばP1C-P0C<2dB程度である。
【００３８】
図８は、光ファイバ２の地点の入射端２ａからの距離と、その地点から得られたピーク周波数f0の光パワーP0およびピーク周波数f1の光パワーP1との対応を示すグラフである。
【００３９】
図８を参照して、歪み区間Ｘの近傍を除けば、光パワーP1は光パワーP0に比べて無視できるほどに小さい。歪み区間Ｘの内部では、光パワーP1は光パワーP0よりも大きい。ただし、歪み区間Ｘの外部でも歪み区間Ｘの直近では、パワースペクトルが光ファイバ２の過度応答の影響を受け、光パワーP1が光パワーP0よりも大きくなる。
【００４０】
ピーク周波数概算部３２ｂは、ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求める。ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値を一つの周波数でとる場合（地点Ｅ：図４参照）は、概算ピーク周波数は一つ（f0）である。ブリルアン散乱光のスペクトルが極大値を二つの周波数でとる場合（地点Ａ，Ｂ，Ｃ：図５、図６、図７参照）は、概算ピーク周波数は二つ（f0,f1）である。
【００４１】
パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数が二種類ある場合、どちらの概算ピーク周波数におけるパワースペクトルが大きいかを判定する。そして、判定結果を出力する。
【００４２】
例えば、図５に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Aの方が、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Aよりも大きい。そこで、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００４３】
例えば、図６に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Bの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Bよりも大きい。そこで、概算ピーク周波数f1を出力する。
【００４４】
ただし、パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数が二種類ある場合、一方の概算ピーク周波数のスペクトルが、他方の概算ピーク周波数のスペクトルよりも所定値（例えば、2dB）以上大きい場合に、一方の概算ピーク周波数を出力する。それ以外の場合は、他方の概算ピーク周波数を出力する。
【００４５】
例えば、図６に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Bの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Bよりも2dB以上大きい。そこで、概算ピーク周波数f1を出力する。
【００４６】
例えば、図７に示すパワースペクトルの場合は、概算ピーク周波数f1に関するパワーP1Cの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーP0Cよりも大きいが、P1C-P0C<2dBである。そこで、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００４７】
周波数範囲設定部３２ｄは、パワー比較部３２ｃの判定結果（概算ピーク周波数f0またはf1）から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定する。周波数範囲は、パルス光のパルス幅に基づき定められる。例えば、パルス幅が10nsの場合は周波数範囲の幅を100MHzとし、パワー比較部３２ｃの判定結果から±50MHzを周波数範囲とする。パルス幅が20nsの場合は周波数範囲の幅を80MHzとし、パワー比較部３２ｃの判定結果から±40MHzを周波数範囲とする。
【００４８】
フィッティング部３２ｅは、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲におけるパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）で近似する。
【００４９】
図９は、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲を説明するためのグラフである。図９は、図６における概算ピーク周波数f0およびf1の近傍を拡大したものである。図４〜図８において、パワースペクトルを実線で連続的に図示してきた。しかし、図９に示すように、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａに記録されるパワースペクトルは離散的なデータであり、概算ピーク周波数f0およびf1もまた、離散的なデータでしかない。よって、概算ピーク周波数f0およびf1は、真のピーク周波数f0tおよびf1tとは若干異なる。ここで、図９に示す場合は、周波数範囲設定部３２ｄは、概算ピーク周波数f1から±R[MHz]（Rは例えば50または40）を周波数範囲とする。なお、図９において、概算ピーク周波数f0に対応する光パワーをP0Btと表記し、概算ピーク周波数f1に対応する光パワーをP1Btと表記する。
【００５０】
図１０は、フィッティング部３２ｅの動作を説明するグラフである。図１０は、図９における周波数範囲の部分を抽出したグラフである。フィッティング部３２ｅは、周波数範囲の部分を、ローレンツ関数で近似する。近似した結果が実線で図示されている。
【００５１】
ピーク周波数導出部３２ｆは、フィッティング部３２ｅにより導出された関数（例えば、ローレンツ関数）が最大値をとる真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）。
【００５２】
図１１は、概算ピーク周波数f1から半値幅のパワースペクトルを用いてフィッティングを行ったと仮定した場合のフィッティングの結果と、得られる真のピーク周波数f1t’を示すグラフである。
【００５３】
図１１に示す比較例においては、P1Bから3dBの範囲のパワーをとるデータを用いて、ローレンツ関数で近似することになる。近似結果は、概算ピーク周波数f0の近傍のデータをもフィッティングに使用してしまうため、図１０に示す場合と比べて誤りが大きい。よって、得られる真のピーク周波数f1t’は真のピーク周波数f1tとはかけ離れたものとなる。
【００５４】
このように、図１０に示すような本願実施形態の方が、図１１に示す比較例よりも、真のピーク周波数をより正確に求めることができる。
【００５５】
歪み導出部３２ｇは、ピーク周波数導出部３２ｆにより導出された真のピーク周波数に基づき、光ファイバ２の歪みを導出する。真のピーク周波数と周波数F0との差が、ブリルアン周波数シフトsＢである。
【００５６】
光ファイバ２の歪みεと、ブリルアン周波数シフトsＢとは、sＢ(ε) = sＢ(0)+(dsＢ/dε)・εなる関係がある。ただし、sＢ(0)は歪みεが０であるときのブリルアン周波数シフトである。そこで、ブリルアン周波数シフトsＢがわかれば、光ファイバ２の歪みεを導出できることがわかる。
【００５７】
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
【００５８】
まず、連続光源１０が連続光を生成する。
【００５９】
連続光は、光カプラ１２を介して、光パルス発生器１４に与えられる。光パルス発生器１４は、連続光をパルス光に変換する。パルス光は、光アンプ１６により増幅され、光カプラ１８を通過して、光ファイバ２の入射端２ａに入射される。
【００６０】
光ファイバ２の入射端２ａからはブリルアン散乱光が出射され、光カプラ１８に与えられる。光カプラ１８は、受けたブリルアン散乱光を、光カプラ２４に与える。
【００６１】
また、連続光は、光カプラ１２を介して、光周波数シフタ２０に与えられる。
【００６２】
光周波数シフタ２０は、連続光（光周波数F0）を受け、シフト光（連続光（光周波数F0）、第一側波帯光（光周波数F0+Flo）、第二側波帯光（光周波数F0-Flo））を出力する。光周波数シフタ２０の出力するシフト光は、光カプラ２４に与えられる。
【００６３】
光カプラ２４は、光周波数シフタ２０からシフト光を受け、さらに光カプラ１８からブリルアン散乱光を受けて、合波し、ヘテロダイン受光器２６に与える。
【００６４】
ヘテロダイン受光器２６は、光カプラ２４の合波した光を受け、ブリルアン散乱光の光周波数とシフト光の光周波数との差の周波数を有する電気信号を出力する。
【００６５】
ここで、まずフィルタ回路３０は、ヘテロダイン受光器２６の出力する電気信号において、周波数|Flo-Fb|(=|F0+Flo-(F0+Fb)|)の近傍の帯域を透過して、他の帯域の信号を透過しないようにする。すると、フィルタ回路３０は、ブリルアン散乱光に相当する電気信号を取り出す取出手段として機能する。ブリルアン散乱光に相当する電気信号は、信号処理部３２のブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａに記録される。
【００６６】
ピーク周波数概算部３２ｂは、ブリルアン散乱光スペクトル記録部３２ａの記録内容を読み出し、概算ピーク周波数（f0,f1）を求める。
【００６７】
パワー比較部３２ｃは、概算ピーク周波数（f0,f1）を受け、どちらの概算ピーク周波数におけるパワースペクトルが大きいかを判定する。そして、判定結果を出力する。ただし、概算ピーク周波数f1に関するパワーの方が、概算ピーク周波数f0に関するパワーよりも大きいが、それらのパワーの差が所定値（例えば、2dB）未満である場合（図７参照）は、概算ピーク周波数f0を出力する。
【００６８】
周波数範囲設定部３２ｄは、パワー比較部３２ｃの判定結果（概算ピーク周波数f0またはf1）から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定する（図９参照）。
【００６９】
フィッティング部３２ｅは、周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲におけるパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）で近似する（図１０参照）。
【００７０】
ピーク周波数導出部３２ｆは、フィッティング部３２ｅにより導出された関数（例えば、ローレンツ関数）が最大値をとる真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）。
【００７１】
歪み導出部３２ｇは、ピーク周波数導出部３２ｆにより導出されたピーク周波数に基づき、光ファイバ２の歪みを導出する。
【００７２】
本発明の実施形態によれば、（１）パワー比較部３２ｃによって、概算ピーク周波数（f0,f1）のどちらにおけるパワースペクトルが大きいかを判定し、（２）周波数範囲設定部３２ｄが、その判定結果から所定の範囲をフィッティング対象の周波数範囲として設定し（図９参照）、（３）フィッティング部３２ｅにより所定の範囲のパワースペクトルをフィッティングし（図１０参照）、（４）フィッティングの結果から真のピーク周波数f1tを導出する（図１０参照）ため、概算ピーク周波数f1から半値幅のデータをフィッティングして、そのフィッティングの結果から真のピーク周波数f1t’を導出する（図１１参照）場合と比べて、正確に真のピーク周波数を測定できる。正確な真のピーク周波数から歪み導出部３２ｇが光ファイバ２の歪みを導出するため、正確に光ファイバ２の歪みを測定できる。
【００７３】
なお、上記の実施形態は、以下のようにして実現できる。ＣＰＵ、ハードディスク、メディア（フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなど）読み取り装置を備えたコンピュータに、上記の各部分（例えば、信号処理部３２）を実現するプログラムを記録したメディアを読み取らせて、ハードディスクにインストールする。このような方法でも、上記の実施形態を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態にかかる歪み測定装置１の構成を示す図である。
【図２】信号処理部３２の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】光ファイバ２の歪み分布の一例である。
【図４】地点Ｅから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図５】地点Ａから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図６】地点Ｂから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図７】地点Ｃから得られたブリルアン散乱光のパワースペクトルを示すグラフである。
【図８】光ファイバ２の地点の入射端２ａからの距離と、その地点から得られたピーク周波数f0の光パワーP0およびピーク周波数f1の光パワーP1との対応を示すグラフである。
【図９】周波数範囲設定部３２ｄにより設定された周波数範囲を説明するためのグラフである。
【図１０】フィッティング部３２ｅの動作を説明するグラフである。
【図１１】概算ピーク周波数f1から半値幅のパワースペクトルを用いてフィッティングを行ったと仮定した場合のフィッティングの結果と、得られる真のピーク周波数f1t’を示すグラフである。
【図１２】従来技術における光ファイバの入射端からの距離と歪みとを対応づけたグラフである。
【図１３】従来技術におけるブリルアン散乱光の光周波数と光パワーとを対応づけたグラフである。
【図１４】従来技術における図１３に示すブリルアン散乱光のパワースペクトルを所定の関数（例えば、ローレンツ関数）でフィッティングしたときに得られる実測ピーク周波数fpを示す図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ 歪み測定装置
２ 光ファイバ
２ａ 入射端
１０ 連続光源
１４ 光パルス発生器
２０ 光周波数シフタ
２６ ヘテロダイン受光器
３０ フィルタ回路
３２ 信号処理部
３２ａ ブリルアン散乱光スペクトル記録部
３２ｂ ピーク周波数概算部
３２ｃ パワー比較部
３２ｄ 周波数範囲設定部
３２ｅ フィッティング部
３２ｆ ピーク周波数導出部
３２ｇ 歪み導出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算手段と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出手段と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出手段と、
を備えた歪み測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歪み測定装置であって、
前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、
前記周波数の範囲が、前記スペクトルがより大きな値をとる方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲である、
歪み測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の歪み測定装置であって、
前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、
一方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルが、他方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルよりも所定値以上大きい場合に、前記周波数の範囲が前記一方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲である、
歪み測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の歪み測定装置であって、
前記ピーク周波数導出手段が、前記周波数の範囲おける前記スペクトルを所定の関数で近似し、前記所定の関数が極大値をとる周波数をピーク周波数として導出する、
歪み測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の歪み測定装置であって、
前記入射光はパルス光であり、
前記所定の範囲は、前記パルス光のパルス幅に基づき定められる、
歪み測定装置。
【請求項６】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算工程と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出工程と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出工程と、
を備えた歪み測定方法。
【請求項７】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【請求項１】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算手段と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出手段と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出手段と、
を備えた歪み測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歪み測定装置であって、
前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、
前記周波数の範囲が、前記スペクトルがより大きな値をとる方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲である、
歪み測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の歪み測定装置であって、
前記概算ピーク周波数が二種類ある場合、
一方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルが、他方の前記概算ピーク周波数の前記スペクトルよりも所定値以上大きい場合に、前記周波数の範囲が前記一方の前記概算ピーク周波数から所定の範囲である、
歪み測定装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の歪み測定装置であって、
前記ピーク周波数導出手段が、前記周波数の範囲おける前記スペクトルを所定の関数で近似し、前記所定の関数が極大値をとる周波数をピーク周波数として導出する、
歪み測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の歪み測定装置であって、
前記入射光はパルス光であり、
前記所定の範囲は、前記パルス光のパルス幅に基づき定められる、
歪み測定装置。
【請求項６】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算工程と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出工程と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出工程と、
を備えた歪み測定方法。
【請求項７】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項８】
入射光を与えることにより被測定物において発生したブリルアン散乱光のスペクトルが極大値をとる概算ピーク周波数を求めるピーク周波数概算処理と、
前記概算ピーク周波数における前記スペクトルの大小関係に基づき定められた周波数の範囲において、前記スペクトルが極大値をとるピーク周波数を導出するピーク周波数導出処理と、
導出された前記ピーク周波数に基づき、前記被測定物の歪みを導出する歪み導出処理と、
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読み取り可能な記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００７−１８７４７３（Ｐ２００７−１８７４７３Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３８７２（Ｐ２００６−３８７２）
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【出願人】（３９０００５１７５）株式会社アドバンテスト (1,005)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１１日（２００６．１．１１）
【出願人】（３９０００５１７５）株式会社アドバンテスト (1,005)
【Ｆターム（参考）】
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