ＦＢＧ光スペクトラム解析装置
【課題】関数近似によるピーク波長算出に先だってピーク検出演算対象を適切に限定することにより高速かつ高精度にピークを検出する。
【解決手段】複数のＦＢＧ１９の反射光のサンプリングデータ(23)からピーク波長λP を求めるデジタル演算部２０が、外部制御装置８から設定しうる下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU とを含むパラメータ群を複数保持していて(24）、波長区間パラメータ値λL,λU に基づいて波長区間を選定し(S12）、下限波長λL 未満を除外し(S13）、最大値から上側強度ＩU 以内に絞り込み(S14,S15）、こうしてピーク検出演算対象を限定してから、関数近似にてピーク波長λP を算出する(S16)。
【解決手段】複数のＦＢＧ１９の反射光のサンプリングデータ(23)からピーク波長λP を求めるデジタル演算部２０が、外部制御装置８から設定しうる下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU とを含むパラメータ群を複数保持していて(24）、波長区間パラメータ値λL,λU に基づいて波長区間を選定し(S12）、下限波長λL 未満を除外し(S13）、最大値から上側強度ＩU 以内に絞り込み(S14,S15）、こうしてピーク検出演算対象を限定してから、関数近似にてピーク波長λP を算出する(S16)。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＦＢＧ(FiberBraggGrating，ファイバブラッググレーティング，ブラッグ回折格子）を形成した光ファイバを接続して使用するＦＢＧ光スペクトラム解析装置に関し、詳しくは、光ファイバに送光してＦＢＧからの反射光を測りそのサンプリングデータから関数近似にてピーク波長を求めるＦＢＧ光スペクトラム解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバに複数のＦＢＧを形成しておき、それらの各位置における温度や歪みといった物理量を計測するために、光ファイバをセンサとして接続したＦＢＧ光スペクトラム解析装置が用いられる。
このようなＦＢＧ光スペクトラム解析装置には、複数のＦＢＧを形成した光ファイバに光を送り込むための送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測るための測光手段と、その光量測定結果からピーク波長を求めるピーク検出回路とが具備されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、ピーク検出回路については、光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるようになっており、その演算手法として、ピークを含む光スペクトラムの指定区間のデータを対象にして最小二乗法による二次関数の近似を行うことによりピーク波長を算出する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
さらに、散乱光のスペクトル中心（ピーク波長）を求めるデジタル演算部は、プログラマブルなコンピュータやデジタルシグナルプロセッサ等で構成され、必要であればハードディスク等の二次記憶装置の付設もなされる（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６０５９号公報
【特許文献２】特開平９−２９７０９０号公報
【特許文献３】特願２００７−１８３０３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＢＧ反射光の光量測定値のサンプリングデータから関数近似にてピーク波長を算出する手法は、デジタル演算に適しているばかりか、サンプリングピッチ波長（離散化の波長幅）よりも細かな分解能および高い精度でピーク波長を求めることができるので、プログラマブルなデジタル回路と共にピーク検出回路の具体化に役立つ。
しかしながら、関数近似によるピーク波長算出には、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが多いと演算に時間がかかる一方、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが少ないと精度を高く保つのが難しいという性質がある。
【０００６】
このため、光ファイバにＦＢＧが多数形成されている場合、総てのＦＢＧについてピーク波長を精度良く求めようとすると、測光時間に比べて不所望なまで演算に時間のかかることがあり、それでは、振動状態の観測など高速処理を要する応用には適さない。
そこで、関数近似によるピーク波長算出に先だってピーク検出演算対象を適切に限定することにより高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現するために、ＦＢＧ反射光のサンプリングデータに係るピーク検出演算対象の絞り込み方に工夫を凝らすことが、基本的な技術課題となる。
【０００７】
また、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置は種々の応用に用いられＦＢＧの動作環境や要求性能も多様であり例えば高速かつ高精度なピーク検出機能が優先する時もあれば簡便な使用の方が優先する時もある。そこで、それらの要求に単体でも応えられるよう、改良を重ねるが次なる技術課題となる。
さらに、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置に接続される光ファイバにおけるＦＢＧの形成状況も多様なので、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を多様なＦＢＧ形成状態にも容易に適応できるよう、更に改良することが更なる技術課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、複数のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を形成した光ファイバに光を送り込む送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段と、その光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるピーク検出回路とを備えたＦＢＧ光スペクトラム解析装置において、前記ピーク検出回路のデジタル演算部が、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とを含んだパラメータ群を複数保持していて、前記波長区間パラメータ値に基づいて前記光量測定値のサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間を選定し、この選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外し、この最大値探索対象から光量測定値の最大値を探索し、この最大値から前記上側強度パラメータ値以内に光量測定値が収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象を絞り込み、それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似を行ってピーク波長を算出するものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段２）、上記解決手段１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記下側強度パラメータ値に代えて連続個数パラメータ値を前記パラメータ群に含んでおり、前記選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことに代えて、前記選定区間において前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むようになっていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段３）、上記解決手段１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に連続個数パラメータ値も含んでおり、前記下側強度パラメータ値に基づいて最大値探索対象を限定した後、前記最大値を探索するに先立って、この時点での最大値探索対象について前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むことにより最大値探索対象を更に限定するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段４）、上記解決手段２，３のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に含まれていた複数の連続個数パラメータ値に代えて一の共通連続個数パラメータ値を保持しており、前記連続上昇波形部分および前記連続下降波形部分の探索に際してはどの波長区間についても前記連続個数パラメータ値に代えて前記共通連続個数パラメータ値を用いるようになっていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段５）、上記解決手段１〜４のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群とは別に共通下側強度パラメータ値を保持しており、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定を行なってから関数近似を行ってピーク波長を算出する前記ピーク検出手段に加えて、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値が前記共通下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出する他のピーク検出手段も具備していて、両ピーク検出手段の何れかを選択実行できるようになっていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段６）、上記解決手段１〜５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記パラメータ値が総て又は一部は外部から設定しうるようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段１）、デジタル演算部が、関数近似によるピーク波長の算出に先立ってピーク検出演算対象のサンプリングデータを限定するが、その限定処理は異質のものが多段階に行われる。具体的には、波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定と、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外と、最大値と上側強度パラメータ値に基づくデータ絞り込みとが行われる。ＦＢＧは形成時のピーク波長が特定されているので、波長区間選定により各ＦＢＧに対応したピーク波形が一つだけ選定区間に含まれることとなる。そして、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外によりピーク波形の裾野部分が取り除かれるので、ピーク近傍にあるはずの最大値が効率良く探索され、その最大値と上側強度パラメータ値に基づくデータ絞り込みにより、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが迅速かつ的確に限定される。
【００１５】
このようにして、関数近似によるピーク波長算出に先だってピーク検出演算対象が適切に限定されるので、高速かつ高精度にピークが検出される。
しかも、波長区間と下側強度と上側強度といったパラメータ値をパラメータ群として、複数のパラメータ群が保持されているので、各ＦＢＧに一群ずつパラメータ群を割り当てて、それぞれのＦＢＧの特性に対応したパラメータ値を該当パラメータ群に設定することにより、容易かつ適切にピーク検出演算対象を限定することができる。
したがって、この発明によれば、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができ、基本的な技術課題が解決される。
【００１６】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段２）、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外に代えて、連続上昇波形部分と連続下降波形部分との間へ最大値探索対象が絞り込まれるので、連続上昇や連続下降といった単調傾斜の波形部分から外れたところで単発的に或いは散発的に大きな値が発現するノイズがＦＢＧ光スペクトラムに重畳してサンプリングデータに入り込んでしまった場合でも、そのようなノイズ成分は最大値探索対象から取り除かれる。
【００１７】
これにより、ピーク値を超えるノイズが発生したときでも、それが単発的や散発的なものであれば的確に除外されて、以後の最大値探索に不所望な影響が及ぶのを回避できるので、ピーク検出演算対象の限定を高速に行うために最大値探索を採用していても、精度は高く維持される。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用しても高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができる。
【００１８】
さらに、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段３）、波長区間選定後、最大値探索に先立ち、下側強度パラメータ値に基づく最大値探索対象の除外に加えて、連続上昇波形部分と連続下降波形部分との間への最大値探索対象の絞込みも、行われる。そのため、上述した両者の利点を同時に享受することができる。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用してもより高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段４）、一の共通連続個数パラメータ値が複数ＦＢＧのピーク検出に共用されるので、各ＦＢＧ毎に連続個数パラメータ値を決めるよりも、パラメータ値の決定が容易になる。一方、単発的・散発的なノイズの発現状況は、光ファイバ全体に亘って似た傾向を示すことが多く、個々のＦＢＧで大きく異なることがあまりないので、波長区間パラメータ値と異なり連続個数パラメータ値は共通化しても、予備的な測定などあまり高い精度が必要とされない場合には不都合はない。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用しても高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を容易に実現することができる。
【００２０】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段５）、複数のパラメータ群を用いて高速かつ高精度にピークを検出する上述のピーク検出手段と、少数の共通パラメータ値を用いてピークを検出する簡便な他のピーク検出手段とを、使い分けることが可能になっている。例えば装置セッティング後の動作確認時や良好な環境下での動作時には、少数のパラメータ値を決めて他のピーク検出手段を選択実行させることで、簡便かつ迅速に装置を動作させることができる。一方、装置の本稼働や長期稼働に備えるときには複数ＦＢＧ対応の複数パラメータ群を決定してから上述のピーク検出手段を選択実行させることで、高速かつ高精度にピークを検出することができる。
したがって、この発明によれば、高速かつ高精度なピーク検出機能と簡便な使用とを選択できて種々の応用に適うＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができ、基本的な技術課題に加えて上述の次なる技術課題まで解決される。
【００２１】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段６）、パラメータ値を外部から設定できるので、パラメータ値の初期設定や変更が容易に行える。そのため、例えばＦＢＧの形成条件を反映したパラメータ値の各種の組み合わせを外部制御装置に持たせておき適宜なものを選択して設定させる等のことにより、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を多様なＦＢＧ形成状態にも容易に適応させることができる。その結果、本発明によれば、基本的な技術課題に加えて、上述の更なる技術課題まで解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
このような本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜５により説明する。
図１〜２に示した実施例１は、上述した解決手段１，６（出願当初の請求項１，６）を具現化したものであり、図３に示した実施例２は、上述した解決手段２，６（出願当初の請求項２，６）を具現化したものであり、図４に示した実施例３は、上述した解決手段３，６（出願当初の請求項３，６）を具現化したものであり、図５に示した実施例４は、上述した解決手段４，６（出願当初の請求項４，６）を具現化したものであり、図６〜７に示した実施例５は、上述した解決手段５，６（出願当初の請求項５，６）を具現化したものである。
【実施例１】
【００２３】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、（ａ）がＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０に光ファイバ１８と外部制御装置８を接続したものの全体ブロック図、（ｂ）がＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０のデジタル演算部２０のブロック図である。
【００２４】
この実施例のＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は（図１（ａ）参照）、複数たとえば１０個といった多数のＦＢＧ１９を形成した光ファイバ１８に一端から送光しながら反射光を測定してピーク波長を求めるものであり、光ファイバ１８に対する送受光を可能にすべく、光ファイバ１８の一端を光コネクタ１７にて接続できるようになっている。
また、このＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は、外部から動作を制御したりパラメータ値を設定するとき、あるいは測光にて得た光スペクトラムデータや検出結果のピーク波長を本装置１０の外で更にデータ処理したり画面表示するときなど、必要に応じて所望の付加機能を具備した外部制御装置８を接続することもできるようになっている。
【００２５】
さらに、このＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は、光ファイバ１８に光を送り込む送光手段として例えばＡＳＥ光源からなる広帯域光源１１と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段として、広帯域光源１１と光コネクタ１７とに及ぶ送光ラインに介挿された光分岐器１２と、その分岐ラインに接続された波長可変フィルタ１３と、その出力側に接続された例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなる光電変換器１４とを備えている。もちろん、光電変換器１４の出力する光量測定結果からピーク波長を求めるピーク検出回路１５も備えている。このようなハードウェアは従来技術を踏襲したもので足り（例えば特許文献１参照）、波長掃引を送光側で行って良いことも従来通りである。
【００２６】
ピーク検出回路１５は（図１（ａ）参照）、光量測定値をサンプリングしてデジタル化するために例えばサイクルタイム１μｓでアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器１６と、そのサンプリングデータ（光スペクトラム）を入力してデジタル演算を行うことによりピーク波長（反射光のスペクトル中心）を求めるデジタル演算部２０とを具えている。デジタル演算部２０は、例えばマイクロプロセッサシステム（ＭＰＵ）といったプログラマブルな演算回路で構成され、サンプリングデータ等を蓄積保持する記憶手段として十分な容量の内部メモリか外部メモリも具備している（例えば特許文献２，３参照）。
【００２７】
デジタル演算部２０には（図１（ｂ）参照）、入力プログラム２１と通信プログラム２２とピーク検出プログラム２６とがインストールされており、デジタル演算部２０のメモリには入力データ領域２３とパラメータ領域２４と出力データ領域２５とが割り付けられている。入力データ領域２３は、波長可変フィルタ１３の掃引範囲における各波長λで測定された光量Ｉのサンプリングデータ（光スペクトル・光スペクトラム）を保持するものであり、例えば一組のサンプリングデータを保持しうる一次元配列が確保されている。そのような配列は一個だけでも良いが、この例では、処理速度向上のため、入力プログラム２１によるデータ更新とピーク検出プログラム２６によるデータ処理とを並行に実行できるよう、配列が書込用と待機用と読出用とに三個ほど確保されている。
【００２８】
入力プログラム２１は、波長可変フィルタ１３の波長掃引に同期してＡ／Ｄ変換器１６からサンプリングデータを取り込んで入力データ領域２３に書き込んで蓄積するものであるが、その書込は三個の配列のうち書込用のものに行う。そして、書込用の配列に一組のサンプリングデータを蓄積し終えると、書込用だった配列を待機用の配列に切り替えるとともに待機用だった配列を書込用の配列に切り替えて役割を交代させる。そして、ピーク検出プログラム２６からサンプリングデータを要求されると、待機用の配列に未処理データが蓄積保持されていれば直ちに、そうでなければデータ蓄積の完了を待った後に、待機用の配列のアドレスかポインタをピーク検出プログラム２６に渡す。このような入力プログラム２１は、最新データを最小待ち時間で確実にピーク検出プログラム２６へ供給することができるものとなっている。
【００２９】
通信プログラム２２は、初期設定や再設定したいパラメータ値が一個であれ多数であれ外部制御装置８から適宜な伝文で送信されて来ると、そのパラメータ値をパラメータ領域２４の該当箇所に書き込むようになっている。また、ピーク検出プログラム２６から結果出力の指示を受けると、出力データ領域２５に保持されていた一群のピーク波長λP を読み出してそれらの値を適宜な伝文にて一括で又は小分けして外部制御装置８へ送信するようになっている。なお、デジタル演算部２０と外部制御装置８との通信は、専用ケーブルを用いた一対一通信でも良く、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮを用いたネット通信でも良い。
【００３０】
パラメータ領域２４には、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とからなるパラメータ群を単位として、パラメータ群を複数保持するため、例えば二次元配列が確保されている。この例では、各パラメータ群において、波長区間パラメータとして下限波長λL と上限波長λU とが採用され、下側強度パラメータには下側強度ＩL が採用され、上側強度パラメータには上側強度ＩU が採用されている。パラメータ領域２４に確保されているパラメータ群の個数は、光ファイバ１８に形成された又は形成されるＦＢＧ１９の個数と同じかそれを上回るようになっている。
【００３１】
出力データ領域２５には、サンプリングデータから検出されたピーク波長λP を外部制御装置８へ送信し終えるまで一時記憶しておくため、例えば一次元配列が確保されている。随時送信や小分け送信であれば配列は小さめでも良いが、この例では一括送信を採用しているので、一組のサンプリングデータから検出されたピーク波長λP を総て保持しておけるよう、出力データ領域２５に確保されている配列のサイズは、光ファイバ１８に形成された又は形成されるＦＢＧ１９の個数と同じかそれを上回るようになっている。
【００３２】
ピーク検出プログラム２６は、入力プログラム２１にサンプリングデータを要求し（ステップＳ１１）、渡されたサンプリングデータから光ファイバ１８のＦＢＧ１９のピーク波長λP を総て検出し（ステップＳ１２〜Ｓ１７）、その後、結果出力の指示を通信プログラム２２に出すようになっている（ステップＳ１８）。この一連の演算処理は繰り返して行われ、その度に、入力データ領域２３から新たな一組のサンプリングデータが供給され、全ＦＢＧ１９のピーク波長λP が次々に検出されて出力データ領域２５に蓄積された後で外部制御装置８へ送信されるようになっている。
【００３３】
一組のサンプリングデータから光ファイバ１８のＦＢＧ１９のピーク波長λP を総て検出するのは（ステップＳ１２〜Ｓ１７）、サンプリングデータの一部に波長区間を選定してその選定区間内からピーク波長λP を一つ検出する演算処理を（ステップＳ１２〜Ｓ１６）、パラメータ領域２４に設定されたパラメータ群の数だけ、より具体的には波長区間パラメータとして設定されている下限波長λL と上限波長λU との対データの個数だけ、繰り返すことで（ステップＳ１７）、成し遂げられるようになっている。
波長区間選定からピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）の詳細は、以下の動作説明において例示する。
【００３４】
この実施例１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１（ｂ）の右側部分はピーク検出プログラム２６の処理内容を示すフローチャートであり、図２（ａ）は光ファイバ１８におけるＦＢＧ１９の形成例、同図（ｂ）はサンプリングデータと各パラメータの例である。また、図２（ｃ）〜（ｅ）は、何れもピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例であり、ピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【００３５】
ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０の使用に先立って、それと共に使用される光ファイバ１８が光コネクタ１７で接続されて送受光が可能になる（図２（ａ）参照）。
この光ファイバ１８に形成されているＦＢＧ１９には、標準温度かつ無歪み状態でピーク波長（反射光のスペクトル中心波長）が１５３５nmのＦＢＧａと１５４０nmのＦＢＧｂと１５４５nmのＦＢＧｃとが含まれているものとする。他のＦＢＧ１９は、ピーク波形が重ならないよう、ピーク波長が適宜ずらされているものとする。
【００３６】
この場合、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０の使用に先立って更に、外部制御装置８を介してデジタル演算部２０のパラメータ領域２４にパラメータ群の設定も行っておく。パラメータ群の設定は一つのＦＢＧ１９について一群が設定される（図２（ｂ）参照）。多数あるＦＢＧ１９のうち例えばＦＢＧａについては、波長λ軸上で１５３５nmを含むＦＢＧａ区間を画する下限波長λL 及び上限波長λU と、ピーク波形の余分な裾野部分を除外するための下側強度ＩL と、ピーク近傍に演算対象データを絞り込むための上側強度ＩU との四値が設定される。
【００３７】
同様に、ＦＢＧｂについては１５４０nmを含むＦＢＧｂ区間画定用の下限波長λL 及び上限波長λU と裾野部分除外用の下側強度ＩL とピーク近傍絞込用の上側強度ＩU との四値が別群で設定され、ＦＢＧｃについては１５４５nmを含むＦＢＧｃ区間画定用の下限波長λL 及び上限波長λU と裾野部分除外用の下側強度ＩL とピーク近傍絞込用の上側強度ＩU との四値が更に別群で設定される。他のパラメータ群についても、同様に、それぞれ該当するＦＢＧ１９に係る下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU との四値が設定される。
【００３８】
これらのパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU の設定に当たって、最初は、例えば、ＦＢＧ１９形成時のピーク波長の設計値から一定値を引いて下限波長λL を決め、同じ設計値に一定値を足して上限波長λU を決め、同じ設計値における広帯域光源１１の出力強度に一定値を掛けて下側強度ＩL を決め、単に一定値を採用して上側強度ＩU を決める、といった単純な決定手法を用いても良いが、実際にサンプリングしたデータの光スペクトラムを観察する時間がある場合や、設置現場の状況とか過去の測定実績なども参照できる場合は、それによって得られた各ＦＢＧ１９の特質を反映させるよう個々のパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU を調整しながら決定するのが良い。
【００３９】
パラメータ領域２４へのパラメータ群の設定が総てのＦＢＧ１９について完了したら、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０を作動させる。すると、波長可変フィルタ１３による波長掃引の度に、反射光について波長毎の光量が光電変換器１４等によって測定され、その光量測定値がＡ／Ｄ変換器１６によってサンプリングされて、新たな一組のサンプリングデータが入力プログラム２１によって入力データ領域２３に取り込まれる（図２（ｂ）参照）。そして、それがデータ要求に応じてピーク検出プログラム２６の処理に供されると（図１ステップＳ１１）、一組のサンプリングデータからピーク波長λP が光ファイバ１８におけるＦＢＧ１９の形成数すなわちパラメータ領域２４におけるパラメータ群の設定数だけ検出される（ステップＳ１２〜Ｓ１７）。一つのパラメータ群についてピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）がパラメータ群の設定数だけ繰り返されるのである（ステップＳ１７）。
【００４０】
ピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）を詳述すると、パラメータ群が順に一つ選択されて、そのパラメータ群に含まれているパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU に基づいてピーク波形の探索とピーク波長の算出とが行われる。具体的には、ピーク検出プログラム２６によって、波長区間パラメータ値である下限波長λL と上限波長λU とに基づいてサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間として両波長λL,λU の間に属する波長区間が選定され（ステップＳ１２，図２（ｃ）参照）、この選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（図１ステップＳ１３，図２（ｃ）参照）。
【００４１】
さらに、この時点で最大値探索対象に残っているサンプリングデータ部分から光量測定値Ｉの最大値ＩP が探索され（図１ステップＳ１４，図２（ｄ）参照）、この最大値ＩP を含めてそこから上側強度ＩU 以内に光量測定値Ｉが収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象が絞り込まれる（図１ステップＳ１５，図２（ｄ）参照）。このような度重なる限定処理によって、ピーク検出演算対象のサンプリングデータ個数が十分に限定されたところで、ピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似が行われてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図１ステップＳ１６，図２（ｅ）参照）。関数近似によるピーク波長算出の演算は、既述した最小二乗法による二次関数の近似を行うものでも良く（特許文献２参照）、他の公知の演算手法であっても良く、何れにしても、演算対象データが十分に絞り込まれているので、高い精度を維持しながらも高速に遂行される。
【実施例２】
【００４２】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、（ａ）がデジタル演算部３０のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【００４３】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例１のものと相違するのは（図３（ａ）参照）、デジタル演算部２０がデジタル演算部３０になった点であり、デジタル演算部３０がデジタル演算部２０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について下側強度ＩL が無くなってその代わりに連続個数ＣN(連続個数パラメータ値）が入っている点と、ピーク検出プログラム２６が一部改造されてピーク検出プログラム３６になった点である。ピーク検出プログラム３６がピーク検出プログラム２６と相違する点は、選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外す演算処理（ステップＳ１３）が無くなってその代わりに同じタイミングで連続限定処理（ステップＳ３３）が行われるようになった点である。
【００４４】
この連続限定処理では（図３（ｂ）参照）、サンプリングデータのうち下限波長λL と上限波長λU との間の選定区間に属している範囲を対象として、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず連続個数ＣN 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで連続個数ＣN 以上続く連続下降波形部分が探索される。そして、両波形部分の間すなわち波長ＣL 〜波長ＣU の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれる。その左側部分（下限波長λL 〜波長ＣL）も、右側部分（波長ＣU 〜上限波長λU ）も、最大値探索対象から除外される。
【００４５】
この場合、ピーク波形に属する適正な最大値３８を超える不適切な最大値３７がピーク波形の外側に発現したとしても、それが単発的や散発的なものであれば最大値探索対象から的確に除外される。そのため、連続限定処理（ステップＳ３３）に続く最大値探索（ステップＳ１４）では、光量測定値Ｉのうち最大値ＩP を示すものとして、不適切な最大値３７でなく、適正な最大値３８が探しだされる。その後は、最大値ＩP と上側強度ＩU とに基づいてピーク検出演算対象が絞り込まれ（ステップＳ１５）、ピーク検出演算対象のサンプリングデータ個数が十分に限定されてからピーク波長λP が算出されるので（ステップＳ１６）、ピーク波長算出の演算が、関数近似によるものであっても、高い精度で高速に遂行される。
【実施例３】
【００４６】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例３について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図４は、（ａ）がデジタル演算部４０のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【００４７】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例１，２のものと相違するのは（図４（ａ）参照）、デジタル演算部２０，３０がデジタル演算部４０になった点であり、デジタル演算部４０がデジタル演算部２０，３０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と連続個数ＣN と上側強度ＩU との五値が入っている点と、ピーク検出プログラム２６，３６が一部改造されてピーク検出プログラム４６になった点である。
ピーク検出プログラム４６がピーク検出プログラム２６，３６と相違する点は、上述の波長区間選定処理（ステップＳ１２）の後、上述の下側強度限定処理（ステップＳ１３）と上述の連続限定処理（ステップＳ３３）とがその順で何れも行われ、それから上述の最大値探索（ステップＳ１４）が行われるようになった点である。
【００４８】
この場合（図４（ｂ）参照）、サンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間として下限波長λL と上限波長λU の間に属する波長区間が選定された後（ステップＳ１２）、この選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（ステップＳ１３）。それから、この時点での最大値探索対象として残っているサンプリングデータ部分について、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず連続個数ＣN 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで連続個数ＣN 以上続く連続下降波形部分が探索されて、両波形部分の間すなわち波長ＣL 〜波長ＣU の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれ、その外側部分（λL 〜ＣL ，ＣU 〜λU ）は最大値探索対象から除外される（ステップＳ３３）。
【００４９】
この場合も、ピーク波形に属する適正な最大値３８を超える不適切な最大値３７がピーク波形の外側に発現したとしても、それが単発的や散発的なものであれば連続限定処理（ステップＳ３３）によって最大値探索対象から的確に除外される。しかも、連続限定処理に先立つ下側強度限定（ステップＳ１３）によって、連続限定処理の対象でもある最大値探索対象が限定されているので、連続限定処理（ステップＳ３３）も最大値探索処理（ステップＳ１４）も迅速かつ的確に行われる。そのため、続く上側強度限定処理も（ステップＳ１５）、関数近似によるピーク波長算出の演算も（ステップＳ１６）、高い精度で高速に遂行される。
【実施例４】
【００５０】
図５にデジタル演算部５０のブロック図を示した本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例３のものと相違するのは、デジタル演算部４０がデジタル演算部５０になった点であり、デジタル演算部５０がデジタル演算部４０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について連続個数ＣN が無くなって下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU との四値が残っている点と、メモリにパラメータ領域５４が確保されてそこに共通連続個数パラメータとして単調傾斜部分探索用の共通連続個数ＣA が保持されるようになった点と、ピーク検出プログラム４６が一部改造されてピーク検出プログラム５６になった点である。
【００５１】
ピーク検出プログラム５６がピーク検出プログラム４６と相違する点は、連続個数ＣN を参照する連続限定処理（ステップＳ３３）が、共通連続個数ＣA を参照する連続限定処理（ステップＳ５３）になったことである。
この連続限定処理（ステップＳ５３）では、最大値探索対象として残っているサンプリングデータ部分について、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで共通連続個数ＣA 以上続く連続下降波形部分が探索されて、両波形部分の間の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれ、その外側部分は最大値探索対象から除外される
【００５２】
この場合、装置使用に先立ってパラメータ領域２４だけでなくパラメータ領域５４にも外部制御装置８を介してパラメータ値が設定されるが、パラメータ領域５４におけるパラメータは単一の共通連続個数ＣA だけである。
そして、サンプリングデータに対する波長区間選定ごの連続限定処理（ステップＳ５３）では、どの波長区間が選定されたときでも同じ共通連続個数ＣA が用いられる。
このようにして、共通連続個数ＣA が多数のＦＢＧ１９のピーク検出に共用されるので、各ＦＢＧ毎に連続個数ＣN を決めるよりも、該当するパラメータ値の決定が容易になる。なお、上述したように連続個数ＣN は共通連続個数ＣA に一本化しても問題ない。
【実施例５】
【００５３】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例５について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図６は、デジタル演算部６０のブロック図である。
【００５４】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置（図６）が上述した実施例３のもの（図４）と相違するのは、デジタル演算部４０がデジタル演算部６０になった点であり、デジタル演算部６０がデジタル演算部４０と相違するのは、メモリにパラメータ領域６４が追加確保されてそこに共通下側強度ＩB(共通下側強度パラメータ）と共通連続個数ＣA(共通連続個数パラメータ）と共通上側強度ＩA(共通上側強度パラメータ）とが設定されるようになった点と、ピーク検出プログラム６６が追加インストールされた点と、通信プログラム２２が機能拡張されて通信プログラム６２になった点である。
【００５５】
パラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU を含んだパラメータ群がＦＢＧ１９の個数以上保持されるパラメータ領域２４がメモりに確保されていることや、光量測定値Ｉのサンプリングデータについて波長区間パラメータλL,λU に基づく波長区間の選定を行ってから関数近似を行ってピーク波長λP を算出するピーク検出プログラム４６がインストールされていることは、そのままデジタル演算部４０から引き継がれている。入力プログラム２１や、サンプリングデータ保持用の入力データ領域２３、多数のピーク波長λP を保持する出力データ領域２５もそのまま引き継がれている。
【００５６】
パラメータ領域６４に設定される裾野部分除外用の共通下側強度ＩB と単調傾斜部分探索用の共通連続個数ＣA とピーク近傍絞込用の共通上側強度ＩA は一つずつであり、何れも外部制御装置８を介して設定されるようになっている。なお、外部からの設定が省かれたとき、共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA には、デフォルト値が設定されるようにもなっている。
ピーク検出プログラム６６は、ピーク検出プログラム４６とは別に追加された他のピーク検出手段であり、要するに、光量測定値Ｉのサンプリングデータについて波長区間パラメータλL,λU に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値Ｉが共通下側強度ＩB を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出するようになっている。
【００５７】
具体的には、上述の処理Ｓ１１と同様のデータ要求処理Ｓ６１と、上述の処理Ｓ１３とはデータ範囲および参照パラメータの異なる下側強度限定処理Ｓ６２と、上述の処理Ｓ３３とは参照パラメータの異なる連続限定処理Ｓ６３と、上述の処理Ｓ１４と同様の最大値探索処理Ｓ６４と、上述の処理Ｓ１５とは参照パラメータの異なる上側強度限定処理Ｓ６５と、上述の処理Ｓ１６と同様のピーク波長算出処理Ｓ６６と、上述の処理Ｓ１７とは判定対象の異なる終了判定処理Ｓ６７と、上述の処理Ｓ１８と同様の結果出力処理Ｓ６８とを行うようになっている。なお、各演算処理の詳細な内容は後の動作説明時に述べる。
【００５８】
通信プログラム６２は、上述した通信プログラム２２の機能に加えて、外部制御装置８から選択指示を受けてピーク検出プログラム４６，６６の何れか一方だけを実行させるという指令中継機能も発揮するようになっている。ピーク検出プログラム４６が選択されたときには選択指示Ｓａだけを有効にしてピーク検出プログラム４６は実行させるがピーク検出プログラム６６は停止させ、ピーク検出プログラム６６が選択されたときには選択指示Ｓｂだけを有効にしてピーク検出プログラム６６は実行させるがピーク検出プログラム４６は停止させるようになっている。
【００５９】
この実施例５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、ピーク検出プログラム６６が選択されて実行したときの動作を、図面を引用して説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、一番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。また、図８（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、二番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。さらに、図９（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、三番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【００６０】
ピーク検出プログラム６６から入力プログラム２１にデータ要求が出され（ステップＳ６１）、それに応じて新たな一組のサンプリングデータがピーク検出プログラム６６の処理に供されると、このサンプリングデータ全域において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（図６ステップＳ６２，図７（ａ）参照）。それから、連続限定処理（Ｓ６３）によってピーク波形が一つ検出される度に、最大値探索処理（Ｓ６４）と上側強度限定処理（Ｓ６５）とピーク波長算出処理（Ｓ６６）とによってピーク波長λP が一つ算出される。このピーク波形検出とピーク波長算出は、短波長側から長波長側へ波長域を移行しながら繰り返され、サンプリングデータの全波長について行われる（ステップＳ６７）。
【００６１】
詳述すると、裾野部分の無いサンプリングデータを対象として、短波長側から長波長側へ、先ず共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで共通連続個数ＣA 以上続く連続下降波形部分が探索される（図６ステップＳ６３，図７（ａ）参照）。そして、両波形部分の間の小区間に属するサンプリングデータから最大値ＩP が探索される（図６ステップＳ６４，図７（ａ）参照）。また、この最大値ＩP を含めてそこから共通上側強度ＩA 以内に光量測定値Ｉが収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象が絞り込まれる（図６ステップＳ６５，図７（ｂ）参照）。それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似が行われてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図６ステップＳ６６，図７（ｃ）参照）。
【００６２】
こうして一番目のピークが検出されそのピーク波長λP が得られる。それから、未だ探索していないサンプリングデータを対象として、短波長側から長波長側へ共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分と連続下降波形部分とが探索され、両波形間の小区間から最大値ＩP が探索され（図８（ａ）参照）、この最大値ＩP から共通上側強度ＩA 以内にピーク検出演算対象が絞り込まれ（図８（ｂ）参照）、それから関数近似にてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図８（ｃ）参照）。こうして二番目のピークも検出されそのピーク波長λP が得られる。そして、同様の処理が繰り返されて三番目のピークが検出されそのピーク波長λP が得られる（図９（ａ）〜（ｃ）参照）。さらに、同様の処理がサンプリングデータの全波長について繰り返されて、総てのピーク波長λP が求められる。
【００６３】
この実施例５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の使用態様を説明する。このＦＢＧ光スペクトラム解析装置は、デジタル演算部６０にピーク検出プログラム４６，６６の何れを実行させるか選択してそれを外部制御装置８経由で指定できるので、ピーク検出プログラム４６だけ実行させる場合は使用に先立って上述したようにしてパラメータ領域２４にＦＢＧ１９の数だけパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU を設定しておく。ピーク検出プログラム６６だけ実行させる場合は、使用に先立ち、外部制御装置８を介して、パラメータ領域６４に共通下側強度ＩB と共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA を一つずつ設定するが、共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA はデフォルト値で良ければ設定しなくても良く、何れにしてもパラメータ数が少ないので、決定も設定も容易である。
【００６４】
ピーク検出プログラム４６，６６を切り替えて実行させる場合は、使用に先立ってパラメータ領域２４にもパラメータ領域６４にもパラメータ値を設定しておかなければならないが、大抵は、パラメータ設定負担の軽いピーク検出プログラム６６を先行させ、多数のパラメータ値が準備できたらその後でピーク検出プログラム４６に切り替えるので、当初は共通下側強度ＩB さえ決めれば速やかにＦＢＧ光スペクトラム解析装置を動作させることが可能となる。その後は、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置を使用しながら、プログラム切替えとパラメータ更新とを適宜行って、測定精度を向上させることができる。
【００６５】
例えば、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置と光ファイバ１８とを現場へ搬入しても、無試験で光ファイバ１８を最終設置することは滅多になく、設置前に装置の動作確認が行われる。そのような動作確認は光ファイバ１８を比較的良好な環境下に仮置きして行われるので、その段階では、ピーク検出プログラム６６を選択実行させる。光ファイバ１８の周囲環境が良ければ、サンプリングデータが明瞭なうえ、ノイズが少ないので、少数のパラメータ値を共用しても、総てのピーク波長λP が的確に得られる。そして、装置の動作確認をしながらパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を進める。
【００６６】
動作確認が済んだら光ファイバ１８も最終目的箇所に設置し、パラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を更に進める。そして、総てのＦＢＧ１９についてパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を一応終えたら、それらをデジタル演算部６０のパラメータ領域２４に設定し、それからピーク検出プログラム６６を停止させてピーク検出プログラム４６を実行させる。そうすると、光ファイバ１８設置箇所の環境が厳しいこと等に起因してサンプリングデータが不明瞭になっていたりノイズが増えていたりしても、そのデータ悪化が極端でなければ、総てのＦＢＧ１９に対応したピーク波長λP が高い精度で高速に求められる。
【００６７】
また、実際にサンプリングしたデータの光スペクトラムの観察を行って各ＦＢＧ１９の特質を把握し直し、把握内容に応じて個々のパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU が微調整されるようパラメータ領域２４のパラメータ群のうち該当部分を再設定すると良い。そうすれば、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置を使用しながら、パラメータ更新という簡便な作業によって、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の性能を向上させることができる。
【００６８】
［その他］
上記実施例では、最大値探索に先立つ連続限定処理が短波長側から長波長側へ行われたが、連続限定処理は長波長側から短波長側へ行われるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）が全体ブロック図、（ｂ）がデジタル演算部のブロック図である。
【図２】（ａ）がＦＢＧの形成例、（ｂ）がサンプリングデータと各パラメータの例である。（ｃ）〜（ｅ）は、何れもピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例であり、ピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図３】本発明の実施例２について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）がデジタル演算部のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【図４】本発明の実施例３について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）がデジタル演算部のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【図５】本発明の実施例４について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置のデジタル演算部のブロック図である。
【図６】本発明の実施例５について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置のデジタル演算部のブロック図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、一番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、二番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、三番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【符号の説明】
【００７０】
８…外部制御装置、
１０…ＦＢＧ光スペクトラム解析装置、
１１…広帯域光源、１２…光分岐器、
１３…波長可変フィルタ、１４…光電変換器（ＰＤ）、
１５…ピーク検出回路、１６…Ａ／Ｄ変換器、
１７…光コネクタ、１８…光ファイバ、
１９…ＦＢＧ(FiberBraggGrating，ブラッグ回折格子）、
２０…デジタル演算部（ＭＰＵ）、
２１…入力プログラム、２２…通信プログラム、
２３…入力データ領域、２４…パラメータ領域、
２５…出力データ領域、２６…ピーク検出プログラム、
３０…デジタル演算部、３６…ピーク検出プログラム、
３７…不適切な最大値、３８…適正な最大値、
４０…デジタル演算部、４６…ピーク検出プログラム、
５０…デジタル演算部、
５４…パラメータ領域、５６…ピーク検出プログラム、
６０…デジタル演算部、６２…通信プログラム、
６４…パラメータ領域、６６…ピーク検出プログラム
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＦＢＧ(FiberBraggGrating，ファイバブラッググレーティング，ブラッグ回折格子）を形成した光ファイバを接続して使用するＦＢＧ光スペクトラム解析装置に関し、詳しくは、光ファイバに送光してＦＢＧからの反射光を測りそのサンプリングデータから関数近似にてピーク波長を求めるＦＢＧ光スペクトラム解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバに複数のＦＢＧを形成しておき、それらの各位置における温度や歪みといった物理量を計測するために、光ファイバをセンサとして接続したＦＢＧ光スペクトラム解析装置が用いられる。
このようなＦＢＧ光スペクトラム解析装置には、複数のＦＢＧを形成した光ファイバに光を送り込むための送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測るための測光手段と、その光量測定結果からピーク波長を求めるピーク検出回路とが具備されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、ピーク検出回路については、光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるようになっており、その演算手法として、ピークを含む光スペクトラムの指定区間のデータを対象にして最小二乗法による二次関数の近似を行うことによりピーク波長を算出する方法が知られている（例えば特許文献２参照）。
さらに、散乱光のスペクトル中心（ピーク波長）を求めるデジタル演算部は、プログラマブルなコンピュータやデジタルシグナルプロセッサ等で構成され、必要であればハードディスク等の二次記憶装置の付設もなされる（例えば特許文献３参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１６０５９号公報
【特許文献２】特開平９−２９７０９０号公報
【特許文献３】特願２００７−１８３０３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＦＢＧ反射光の光量測定値のサンプリングデータから関数近似にてピーク波長を算出する手法は、デジタル演算に適しているばかりか、サンプリングピッチ波長（離散化の波長幅）よりも細かな分解能および高い精度でピーク波長を求めることができるので、プログラマブルなデジタル回路と共にピーク検出回路の具体化に役立つ。
しかしながら、関数近似によるピーク波長算出には、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが多いと演算に時間がかかる一方、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが少ないと精度を高く保つのが難しいという性質がある。
【０００６】
このため、光ファイバにＦＢＧが多数形成されている場合、総てのＦＢＧについてピーク波長を精度良く求めようとすると、測光時間に比べて不所望なまで演算に時間のかかることがあり、それでは、振動状態の観測など高速処理を要する応用には適さない。
そこで、関数近似によるピーク波長算出に先だってピーク検出演算対象を適切に限定することにより高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現するために、ＦＢＧ反射光のサンプリングデータに係るピーク検出演算対象の絞り込み方に工夫を凝らすことが、基本的な技術課題となる。
【０００７】
また、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置は種々の応用に用いられＦＢＧの動作環境や要求性能も多様であり例えば高速かつ高精度なピーク検出機能が優先する時もあれば簡便な使用の方が優先する時もある。そこで、それらの要求に単体でも応えられるよう、改良を重ねるが次なる技術課題となる。
さらに、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置に接続される光ファイバにおけるＦＢＧの形成状況も多様なので、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を多様なＦＢＧ形成状態にも容易に適応できるよう、更に改良することが更なる技術課題となる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段１）、このような課題を解決するために創案されたものであり、複数のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を形成した光ファイバに光を送り込む送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段と、その光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるピーク検出回路とを備えたＦＢＧ光スペクトラム解析装置において、前記ピーク検出回路のデジタル演算部が、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とを含んだパラメータ群を複数保持していて、前記波長区間パラメータ値に基づいて前記光量測定値のサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間を選定し、この選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外し、この最大値探索対象から光量測定値の最大値を探索し、この最大値から前記上側強度パラメータ値以内に光量測定値が収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象を絞り込み、それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似を行ってピーク波長を算出するものであることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段２）、上記解決手段１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記下側強度パラメータ値に代えて連続個数パラメータ値を前記パラメータ群に含んでおり、前記選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことに代えて、前記選定区間において前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むようになっていることを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段３）、上記解決手段１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に連続個数パラメータ値も含んでおり、前記下側強度パラメータ値に基づいて最大値探索対象を限定した後、前記最大値を探索するに先立って、この時点での最大値探索対象について前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むことにより最大値探索対象を更に限定するようになっていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段４）、上記解決手段２，３のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に含まれていた複数の連続個数パラメータ値に代えて一の共通連続個数パラメータ値を保持しており、前記連続上昇波形部分および前記連続下降波形部分の探索に際してはどの波長区間についても前記連続個数パラメータ値に代えて前記共通連続個数パラメータ値を用いるようになっていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段５）、上記解決手段１〜４のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記デジタル演算部が、前記パラメータ群とは別に共通下側強度パラメータ値を保持しており、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定を行なってから関数近似を行ってピーク波長を算出する前記ピーク検出手段に加えて、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値が前記共通下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出する他のピーク検出手段も具備していて、両ピーク検出手段の何れかを選択実行できるようになっていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置は（解決手段６）、上記解決手段１〜５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置であって、前記パラメータ値が総て又は一部は外部から設定しうるようになっていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段１）、デジタル演算部が、関数近似によるピーク波長の算出に先立ってピーク検出演算対象のサンプリングデータを限定するが、その限定処理は異質のものが多段階に行われる。具体的には、波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定と、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外と、最大値と上側強度パラメータ値に基づくデータ絞り込みとが行われる。ＦＢＧは形成時のピーク波長が特定されているので、波長区間選定により各ＦＢＧに対応したピーク波形が一つだけ選定区間に含まれることとなる。そして、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外によりピーク波形の裾野部分が取り除かれるので、ピーク近傍にあるはずの最大値が効率良く探索され、その最大値と上側強度パラメータ値に基づくデータ絞り込みにより、ピーク検出演算対象のサンプリングデータが迅速かつ的確に限定される。
【００１５】
このようにして、関数近似によるピーク波長算出に先だってピーク検出演算対象が適切に限定されるので、高速かつ高精度にピークが検出される。
しかも、波長区間と下側強度と上側強度といったパラメータ値をパラメータ群として、複数のパラメータ群が保持されているので、各ＦＢＧに一群ずつパラメータ群を割り当てて、それぞれのＦＢＧの特性に対応したパラメータ値を該当パラメータ群に設定することにより、容易かつ適切にピーク検出演算対象を限定することができる。
したがって、この発明によれば、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができ、基本的な技術課題が解決される。
【００１６】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段２）、下側強度パラメータ値に基づくデータ除外に代えて、連続上昇波形部分と連続下降波形部分との間へ最大値探索対象が絞り込まれるので、連続上昇や連続下降といった単調傾斜の波形部分から外れたところで単発的に或いは散発的に大きな値が発現するノイズがＦＢＧ光スペクトラムに重畳してサンプリングデータに入り込んでしまった場合でも、そのようなノイズ成分は最大値探索対象から取り除かれる。
【００１７】
これにより、ピーク値を超えるノイズが発生したときでも、それが単発的や散発的なものであれば的確に除外されて、以後の最大値探索に不所望な影響が及ぶのを回避できるので、ピーク検出演算対象の限定を高速に行うために最大値探索を採用していても、精度は高く維持される。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用しても高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができる。
【００１８】
さらに、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段３）、波長区間選定後、最大値探索に先立ち、下側強度パラメータ値に基づく最大値探索対象の除外に加えて、連続上昇波形部分と連続下降波形部分との間への最大値探索対象の絞込みも、行われる。そのため、上述した両者の利点を同時に享受することができる。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用してもより高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができる。
【００１９】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段４）、一の共通連続個数パラメータ値が複数ＦＢＧのピーク検出に共用されるので、各ＦＢＧ毎に連続個数パラメータ値を決めるよりも、パラメータ値の決定が容易になる。一方、単発的・散発的なノイズの発現状況は、光ファイバ全体に亘って似た傾向を示すことが多く、個々のＦＢＧで大きく異なることがあまりないので、波長区間パラメータ値と異なり連続個数パラメータ値は共通化しても、予備的な測定などあまり高い精度が必要とされない場合には不都合はない。
したがって、この発明によれば、単発的・散発的ノイズの発現する状況下で使用しても高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を容易に実現することができる。
【００２０】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段５）、複数のパラメータ群を用いて高速かつ高精度にピークを検出する上述のピーク検出手段と、少数の共通パラメータ値を用いてピークを検出する簡便な他のピーク検出手段とを、使い分けることが可能になっている。例えば装置セッティング後の動作確認時や良好な環境下での動作時には、少数のパラメータ値を決めて他のピーク検出手段を選択実行させることで、簡便かつ迅速に装置を動作させることができる。一方、装置の本稼働や長期稼働に備えるときには複数ＦＢＧ対応の複数パラメータ群を決定してから上述のピーク検出手段を選択実行させることで、高速かつ高精度にピークを検出することができる。
したがって、この発明によれば、高速かつ高精度なピーク検出機能と簡便な使用とを選択できて種々の応用に適うＦＢＧ光スペクトラム解析装置を実現することができ、基本的な技術課題に加えて上述の次なる技術課題まで解決される。
【００２１】
また、本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置にあっては（解決手段６）、パラメータ値を外部から設定できるので、パラメータ値の初期設定や変更が容易に行える。そのため、例えばＦＢＧの形成条件を反映したパラメータ値の各種の組み合わせを外部制御装置に持たせておき適宜なものを選択して設定させる等のことにより、高速かつ高精度にピークを検出するＦＢＧ光スペクトラム解析装置を多様なＦＢＧ形成状態にも容易に適応させることができる。その結果、本発明によれば、基本的な技術課題に加えて、上述の更なる技術課題まで解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
このような本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、これを実施するための具体的な形態を、以下の実施例１〜５により説明する。
図１〜２に示した実施例１は、上述した解決手段１，６（出願当初の請求項１，６）を具現化したものであり、図３に示した実施例２は、上述した解決手段２，６（出願当初の請求項２，６）を具現化したものであり、図４に示した実施例３は、上述した解決手段３，６（出願当初の請求項３，６）を具現化したものであり、図５に示した実施例４は、上述した解決手段４，６（出願当初の請求項４，６）を具現化したものであり、図６〜７に示した実施例５は、上述した解決手段５，６（出願当初の請求項５，６）を具現化したものである。
【実施例１】
【００２３】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例１について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図１は、（ａ）がＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０に光ファイバ１８と外部制御装置８を接続したものの全体ブロック図、（ｂ）がＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０のデジタル演算部２０のブロック図である。
【００２４】
この実施例のＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は（図１（ａ）参照）、複数たとえば１０個といった多数のＦＢＧ１９を形成した光ファイバ１８に一端から送光しながら反射光を測定してピーク波長を求めるものであり、光ファイバ１８に対する送受光を可能にすべく、光ファイバ１８の一端を光コネクタ１７にて接続できるようになっている。
また、このＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は、外部から動作を制御したりパラメータ値を設定するとき、あるいは測光にて得た光スペクトラムデータや検出結果のピーク波長を本装置１０の外で更にデータ処理したり画面表示するときなど、必要に応じて所望の付加機能を具備した外部制御装置８を接続することもできるようになっている。
【００２５】
さらに、このＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０は、光ファイバ１８に光を送り込む送光手段として例えばＡＳＥ光源からなる広帯域光源１１と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段として、広帯域光源１１と光コネクタ１７とに及ぶ送光ラインに介挿された光分岐器１２と、その分岐ラインに接続された波長可変フィルタ１３と、その出力側に接続された例えばフォトダイオード（ＰＤ）からなる光電変換器１４とを備えている。もちろん、光電変換器１４の出力する光量測定結果からピーク波長を求めるピーク検出回路１５も備えている。このようなハードウェアは従来技術を踏襲したもので足り（例えば特許文献１参照）、波長掃引を送光側で行って良いことも従来通りである。
【００２６】
ピーク検出回路１５は（図１（ａ）参照）、光量測定値をサンプリングしてデジタル化するために例えばサイクルタイム１μｓでアナログデジタル変換を行うＡ／Ｄ変換器１６と、そのサンプリングデータ（光スペクトラム）を入力してデジタル演算を行うことによりピーク波長（反射光のスペクトル中心）を求めるデジタル演算部２０とを具えている。デジタル演算部２０は、例えばマイクロプロセッサシステム（ＭＰＵ）といったプログラマブルな演算回路で構成され、サンプリングデータ等を蓄積保持する記憶手段として十分な容量の内部メモリか外部メモリも具備している（例えば特許文献２，３参照）。
【００２７】
デジタル演算部２０には（図１（ｂ）参照）、入力プログラム２１と通信プログラム２２とピーク検出プログラム２６とがインストールされており、デジタル演算部２０のメモリには入力データ領域２３とパラメータ領域２４と出力データ領域２５とが割り付けられている。入力データ領域２３は、波長可変フィルタ１３の掃引範囲における各波長λで測定された光量Ｉのサンプリングデータ（光スペクトル・光スペクトラム）を保持するものであり、例えば一組のサンプリングデータを保持しうる一次元配列が確保されている。そのような配列は一個だけでも良いが、この例では、処理速度向上のため、入力プログラム２１によるデータ更新とピーク検出プログラム２６によるデータ処理とを並行に実行できるよう、配列が書込用と待機用と読出用とに三個ほど確保されている。
【００２８】
入力プログラム２１は、波長可変フィルタ１３の波長掃引に同期してＡ／Ｄ変換器１６からサンプリングデータを取り込んで入力データ領域２３に書き込んで蓄積するものであるが、その書込は三個の配列のうち書込用のものに行う。そして、書込用の配列に一組のサンプリングデータを蓄積し終えると、書込用だった配列を待機用の配列に切り替えるとともに待機用だった配列を書込用の配列に切り替えて役割を交代させる。そして、ピーク検出プログラム２６からサンプリングデータを要求されると、待機用の配列に未処理データが蓄積保持されていれば直ちに、そうでなければデータ蓄積の完了を待った後に、待機用の配列のアドレスかポインタをピーク検出プログラム２６に渡す。このような入力プログラム２１は、最新データを最小待ち時間で確実にピーク検出プログラム２６へ供給することができるものとなっている。
【００２９】
通信プログラム２２は、初期設定や再設定したいパラメータ値が一個であれ多数であれ外部制御装置８から適宜な伝文で送信されて来ると、そのパラメータ値をパラメータ領域２４の該当箇所に書き込むようになっている。また、ピーク検出プログラム２６から結果出力の指示を受けると、出力データ領域２５に保持されていた一群のピーク波長λP を読み出してそれらの値を適宜な伝文にて一括で又は小分けして外部制御装置８へ送信するようになっている。なお、デジタル演算部２０と外部制御装置８との通信は、専用ケーブルを用いた一対一通信でも良く、有線ＬＡＮや無線ＬＡＮを用いたネット通信でも良い。
【００３０】
パラメータ領域２４には、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とからなるパラメータ群を単位として、パラメータ群を複数保持するため、例えば二次元配列が確保されている。この例では、各パラメータ群において、波長区間パラメータとして下限波長λL と上限波長λU とが採用され、下側強度パラメータには下側強度ＩL が採用され、上側強度パラメータには上側強度ＩU が採用されている。パラメータ領域２４に確保されているパラメータ群の個数は、光ファイバ１８に形成された又は形成されるＦＢＧ１９の個数と同じかそれを上回るようになっている。
【００３１】
出力データ領域２５には、サンプリングデータから検出されたピーク波長λP を外部制御装置８へ送信し終えるまで一時記憶しておくため、例えば一次元配列が確保されている。随時送信や小分け送信であれば配列は小さめでも良いが、この例では一括送信を採用しているので、一組のサンプリングデータから検出されたピーク波長λP を総て保持しておけるよう、出力データ領域２５に確保されている配列のサイズは、光ファイバ１８に形成された又は形成されるＦＢＧ１９の個数と同じかそれを上回るようになっている。
【００３２】
ピーク検出プログラム２６は、入力プログラム２１にサンプリングデータを要求し（ステップＳ１１）、渡されたサンプリングデータから光ファイバ１８のＦＢＧ１９のピーク波長λP を総て検出し（ステップＳ１２〜Ｓ１７）、その後、結果出力の指示を通信プログラム２２に出すようになっている（ステップＳ１８）。この一連の演算処理は繰り返して行われ、その度に、入力データ領域２３から新たな一組のサンプリングデータが供給され、全ＦＢＧ１９のピーク波長λP が次々に検出されて出力データ領域２５に蓄積された後で外部制御装置８へ送信されるようになっている。
【００３３】
一組のサンプリングデータから光ファイバ１８のＦＢＧ１９のピーク波長λP を総て検出するのは（ステップＳ１２〜Ｓ１７）、サンプリングデータの一部に波長区間を選定してその選定区間内からピーク波長λP を一つ検出する演算処理を（ステップＳ１２〜Ｓ１６）、パラメータ領域２４に設定されたパラメータ群の数だけ、より具体的には波長区間パラメータとして設定されている下限波長λL と上限波長λU との対データの個数だけ、繰り返すことで（ステップＳ１７）、成し遂げられるようになっている。
波長区間選定からピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）の詳細は、以下の動作説明において例示する。
【００３４】
この実施例１のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、その使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図１（ｂ）の右側部分はピーク検出プログラム２６の処理内容を示すフローチャートであり、図２（ａ）は光ファイバ１８におけるＦＢＧ１９の形成例、同図（ｂ）はサンプリングデータと各パラメータの例である。また、図２（ｃ）〜（ｅ）は、何れもピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例であり、ピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【００３５】
ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０の使用に先立って、それと共に使用される光ファイバ１８が光コネクタ１７で接続されて送受光が可能になる（図２（ａ）参照）。
この光ファイバ１８に形成されているＦＢＧ１９には、標準温度かつ無歪み状態でピーク波長（反射光のスペクトル中心波長）が１５３５nmのＦＢＧａと１５４０nmのＦＢＧｂと１５４５nmのＦＢＧｃとが含まれているものとする。他のＦＢＧ１９は、ピーク波形が重ならないよう、ピーク波長が適宜ずらされているものとする。
【００３６】
この場合、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０の使用に先立って更に、外部制御装置８を介してデジタル演算部２０のパラメータ領域２４にパラメータ群の設定も行っておく。パラメータ群の設定は一つのＦＢＧ１９について一群が設定される（図２（ｂ）参照）。多数あるＦＢＧ１９のうち例えばＦＢＧａについては、波長λ軸上で１５３５nmを含むＦＢＧａ区間を画する下限波長λL 及び上限波長λU と、ピーク波形の余分な裾野部分を除外するための下側強度ＩL と、ピーク近傍に演算対象データを絞り込むための上側強度ＩU との四値が設定される。
【００３７】
同様に、ＦＢＧｂについては１５４０nmを含むＦＢＧｂ区間画定用の下限波長λL 及び上限波長λU と裾野部分除外用の下側強度ＩL とピーク近傍絞込用の上側強度ＩU との四値が別群で設定され、ＦＢＧｃについては１５４５nmを含むＦＢＧｃ区間画定用の下限波長λL 及び上限波長λU と裾野部分除外用の下側強度ＩL とピーク近傍絞込用の上側強度ＩU との四値が更に別群で設定される。他のパラメータ群についても、同様に、それぞれ該当するＦＢＧ１９に係る下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU との四値が設定される。
【００３８】
これらのパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU の設定に当たって、最初は、例えば、ＦＢＧ１９形成時のピーク波長の設計値から一定値を引いて下限波長λL を決め、同じ設計値に一定値を足して上限波長λU を決め、同じ設計値における広帯域光源１１の出力強度に一定値を掛けて下側強度ＩL を決め、単に一定値を採用して上側強度ＩU を決める、といった単純な決定手法を用いても良いが、実際にサンプリングしたデータの光スペクトラムを観察する時間がある場合や、設置現場の状況とか過去の測定実績なども参照できる場合は、それによって得られた各ＦＢＧ１９の特質を反映させるよう個々のパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU を調整しながら決定するのが良い。
【００３９】
パラメータ領域２４へのパラメータ群の設定が総てのＦＢＧ１９について完了したら、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置１０を作動させる。すると、波長可変フィルタ１３による波長掃引の度に、反射光について波長毎の光量が光電変換器１４等によって測定され、その光量測定値がＡ／Ｄ変換器１６によってサンプリングされて、新たな一組のサンプリングデータが入力プログラム２１によって入力データ領域２３に取り込まれる（図２（ｂ）参照）。そして、それがデータ要求に応じてピーク検出プログラム２６の処理に供されると（図１ステップＳ１１）、一組のサンプリングデータからピーク波長λP が光ファイバ１８におけるＦＢＧ１９の形成数すなわちパラメータ領域２４におけるパラメータ群の設定数だけ検出される（ステップＳ１２〜Ｓ１７）。一つのパラメータ群についてピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）がパラメータ群の設定数だけ繰り返されるのである（ステップＳ１７）。
【００４０】
ピーク波長λP を一つ検出する演算処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）を詳述すると、パラメータ群が順に一つ選択されて、そのパラメータ群に含まれているパラメータ値λL,λU,ＩL,ＩU に基づいてピーク波形の探索とピーク波長の算出とが行われる。具体的には、ピーク検出プログラム２６によって、波長区間パラメータ値である下限波長λL と上限波長λU とに基づいてサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間として両波長λL,λU の間に属する波長区間が選定され（ステップＳ１２，図２（ｃ）参照）、この選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（図１ステップＳ１３，図２（ｃ）参照）。
【００４１】
さらに、この時点で最大値探索対象に残っているサンプリングデータ部分から光量測定値Ｉの最大値ＩP が探索され（図１ステップＳ１４，図２（ｄ）参照）、この最大値ＩP を含めてそこから上側強度ＩU 以内に光量測定値Ｉが収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象が絞り込まれる（図１ステップＳ１５，図２（ｄ）参照）。このような度重なる限定処理によって、ピーク検出演算対象のサンプリングデータ個数が十分に限定されたところで、ピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似が行われてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図１ステップＳ１６，図２（ｅ）参照）。関数近似によるピーク波長算出の演算は、既述した最小二乗法による二次関数の近似を行うものでも良く（特許文献２参照）、他の公知の演算手法であっても良く、何れにしても、演算対象データが十分に絞り込まれているので、高い精度を維持しながらも高速に遂行される。
【実施例２】
【００４２】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例２について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図３は、（ａ）がデジタル演算部３０のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【００４３】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例１のものと相違するのは（図３（ａ）参照）、デジタル演算部２０がデジタル演算部３０になった点であり、デジタル演算部３０がデジタル演算部２０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について下側強度ＩL が無くなってその代わりに連続個数ＣN(連続個数パラメータ値）が入っている点と、ピーク検出プログラム２６が一部改造されてピーク検出プログラム３６になった点である。ピーク検出プログラム３６がピーク検出プログラム２６と相違する点は、選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外す演算処理（ステップＳ１３）が無くなってその代わりに同じタイミングで連続限定処理（ステップＳ３３）が行われるようになった点である。
【００４４】
この連続限定処理では（図３（ｂ）参照）、サンプリングデータのうち下限波長λL と上限波長λU との間の選定区間に属している範囲を対象として、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず連続個数ＣN 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで連続個数ＣN 以上続く連続下降波形部分が探索される。そして、両波形部分の間すなわち波長ＣL 〜波長ＣU の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれる。その左側部分（下限波長λL 〜波長ＣL）も、右側部分（波長ＣU 〜上限波長λU ）も、最大値探索対象から除外される。
【００４５】
この場合、ピーク波形に属する適正な最大値３８を超える不適切な最大値３７がピーク波形の外側に発現したとしても、それが単発的や散発的なものであれば最大値探索対象から的確に除外される。そのため、連続限定処理（ステップＳ３３）に続く最大値探索（ステップＳ１４）では、光量測定値Ｉのうち最大値ＩP を示すものとして、不適切な最大値３７でなく、適正な最大値３８が探しだされる。その後は、最大値ＩP と上側強度ＩU とに基づいてピーク検出演算対象が絞り込まれ（ステップＳ１５）、ピーク検出演算対象のサンプリングデータ個数が十分に限定されてからピーク波長λP が算出されるので（ステップＳ１６）、ピーク波長算出の演算が、関数近似によるものであっても、高い精度で高速に遂行される。
【実施例３】
【００４６】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例３について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図４は、（ａ）がデジタル演算部４０のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【００４７】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例１，２のものと相違するのは（図４（ａ）参照）、デジタル演算部２０，３０がデジタル演算部４０になった点であり、デジタル演算部４０がデジタル演算部２０，３０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と連続個数ＣN と上側強度ＩU との五値が入っている点と、ピーク検出プログラム２６，３６が一部改造されてピーク検出プログラム４６になった点である。
ピーク検出プログラム４６がピーク検出プログラム２６，３６と相違する点は、上述の波長区間選定処理（ステップＳ１２）の後、上述の下側強度限定処理（ステップＳ１３）と上述の連続限定処理（ステップＳ３３）とがその順で何れも行われ、それから上述の最大値探索（ステップＳ１４）が行われるようになった点である。
【００４８】
この場合（図４（ｂ）参照）、サンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間として下限波長λL と上限波長λU の間に属する波長区間が選定された後（ステップＳ１２）、この選定区間において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（ステップＳ１３）。それから、この時点での最大値探索対象として残っているサンプリングデータ部分について、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず連続個数ＣN 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで連続個数ＣN 以上続く連続下降波形部分が探索されて、両波形部分の間すなわち波長ＣL 〜波長ＣU の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれ、その外側部分（λL 〜ＣL ，ＣU 〜λU ）は最大値探索対象から除外される（ステップＳ３３）。
【００４９】
この場合も、ピーク波形に属する適正な最大値３８を超える不適切な最大値３７がピーク波形の外側に発現したとしても、それが単発的や散発的なものであれば連続限定処理（ステップＳ３３）によって最大値探索対象から的確に除外される。しかも、連続限定処理に先立つ下側強度限定（ステップＳ１３）によって、連続限定処理の対象でもある最大値探索対象が限定されているので、連続限定処理（ステップＳ３３）も最大値探索処理（ステップＳ１４）も迅速かつ的確に行われる。そのため、続く上側強度限定処理も（ステップＳ１５）、関数近似によるピーク波長算出の演算も（ステップＳ１６）、高い精度で高速に遂行される。
【実施例４】
【００５０】
図５にデジタル演算部５０のブロック図を示した本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置が上述した実施例３のものと相違するのは、デジタル演算部４０がデジタル演算部５０になった点であり、デジタル演算部５０がデジタル演算部４０と相違するのは、パラメータ領域２４に設定されている各パラメータ群について連続個数ＣN が無くなって下限波長λL と上限波長λU と下側強度ＩL と上側強度ＩU との四値が残っている点と、メモリにパラメータ領域５４が確保されてそこに共通連続個数パラメータとして単調傾斜部分探索用の共通連続個数ＣA が保持されるようになった点と、ピーク検出プログラム４６が一部改造されてピーク検出プログラム５６になった点である。
【００５１】
ピーク検出プログラム５６がピーク検出プログラム４６と相違する点は、連続個数ＣN を参照する連続限定処理（ステップＳ３３）が、共通連続個数ＣA を参照する連続限定処理（ステップＳ５３）になったことである。
この連続限定処理（ステップＳ５３）では、最大値探索対象として残っているサンプリングデータ部分について、下限波長λL 側から上限波長λU 側へ、先ず共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで共通連続個数ＣA 以上続く連続下降波形部分が探索されて、両波形部分の間の小区間に属するサンプリングデータだけに最大値探索対象が絞り込まれ、その外側部分は最大値探索対象から除外される
【００５２】
この場合、装置使用に先立ってパラメータ領域２４だけでなくパラメータ領域５４にも外部制御装置８を介してパラメータ値が設定されるが、パラメータ領域５４におけるパラメータは単一の共通連続個数ＣA だけである。
そして、サンプリングデータに対する波長区間選定ごの連続限定処理（ステップＳ５３）では、どの波長区間が選定されたときでも同じ共通連続個数ＣA が用いられる。
このようにして、共通連続個数ＣA が多数のＦＢＧ１９のピーク検出に共用されるので、各ＦＢＧ毎に連続個数ＣN を決めるよりも、該当するパラメータ値の決定が容易になる。なお、上述したように連続個数ＣN は共通連続個数ＣA に一本化しても問題ない。
【実施例５】
【００５３】
本発明のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の実施例５について、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図６は、デジタル演算部６０のブロック図である。
【００５４】
このＦＢＧ光スペクトラム解析装置（図６）が上述した実施例３のもの（図４）と相違するのは、デジタル演算部４０がデジタル演算部６０になった点であり、デジタル演算部６０がデジタル演算部４０と相違するのは、メモリにパラメータ領域６４が追加確保されてそこに共通下側強度ＩB(共通下側強度パラメータ）と共通連続個数ＣA(共通連続個数パラメータ）と共通上側強度ＩA(共通上側強度パラメータ）とが設定されるようになった点と、ピーク検出プログラム６６が追加インストールされた点と、通信プログラム２２が機能拡張されて通信プログラム６２になった点である。
【００５５】
パラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU を含んだパラメータ群がＦＢＧ１９の個数以上保持されるパラメータ領域２４がメモりに確保されていることや、光量測定値Ｉのサンプリングデータについて波長区間パラメータλL,λU に基づく波長区間の選定を行ってから関数近似を行ってピーク波長λP を算出するピーク検出プログラム４６がインストールされていることは、そのままデジタル演算部４０から引き継がれている。入力プログラム２１や、サンプリングデータ保持用の入力データ領域２３、多数のピーク波長λP を保持する出力データ領域２５もそのまま引き継がれている。
【００５６】
パラメータ領域６４に設定される裾野部分除外用の共通下側強度ＩB と単調傾斜部分探索用の共通連続個数ＣA とピーク近傍絞込用の共通上側強度ＩA は一つずつであり、何れも外部制御装置８を介して設定されるようになっている。なお、外部からの設定が省かれたとき、共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA には、デフォルト値が設定されるようにもなっている。
ピーク検出プログラム６６は、ピーク検出プログラム４６とは別に追加された他のピーク検出手段であり、要するに、光量測定値Ｉのサンプリングデータについて波長区間パラメータλL,λU に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値Ｉが共通下側強度ＩB を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出するようになっている。
【００５７】
具体的には、上述の処理Ｓ１１と同様のデータ要求処理Ｓ６１と、上述の処理Ｓ１３とはデータ範囲および参照パラメータの異なる下側強度限定処理Ｓ６２と、上述の処理Ｓ３３とは参照パラメータの異なる連続限定処理Ｓ６３と、上述の処理Ｓ１４と同様の最大値探索処理Ｓ６４と、上述の処理Ｓ１５とは参照パラメータの異なる上側強度限定処理Ｓ６５と、上述の処理Ｓ１６と同様のピーク波長算出処理Ｓ６６と、上述の処理Ｓ１７とは判定対象の異なる終了判定処理Ｓ６７と、上述の処理Ｓ１８と同様の結果出力処理Ｓ６８とを行うようになっている。なお、各演算処理の詳細な内容は後の動作説明時に述べる。
【００５８】
通信プログラム６２は、上述した通信プログラム２２の機能に加えて、外部制御装置８から選択指示を受けてピーク検出プログラム４６，６６の何れか一方だけを実行させるという指令中継機能も発揮するようになっている。ピーク検出プログラム４６が選択されたときには選択指示Ｓａだけを有効にしてピーク検出プログラム４６は実行させるがピーク検出プログラム６６は停止させ、ピーク検出プログラム６６が選択されたときには選択指示Ｓｂだけを有効にしてピーク検出プログラム６６は実行させるがピーク検出プログラム４６は停止させるようになっている。
【００５９】
この実施例５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置について、ピーク検出プログラム６６が選択されて実行したときの動作を、図面を引用して説明する。図７（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、一番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。また、図８（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、二番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。さらに、図９（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、三番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【００６０】
ピーク検出プログラム６６から入力プログラム２１にデータ要求が出され（ステップＳ６１）、それに応じて新たな一組のサンプリングデータがピーク検出プログラム６６の処理に供されると、このサンプリングデータ全域において光量測定値Ｉが下側強度ＩL を下回るサンプリングデータが最大値探索対象から外される（図６ステップＳ６２，図７（ａ）参照）。それから、連続限定処理（Ｓ６３）によってピーク波形が一つ検出される度に、最大値探索処理（Ｓ６４）と上側強度限定処理（Ｓ６５）とピーク波長算出処理（Ｓ６６）とによってピーク波長λP が一つ算出される。このピーク波形検出とピーク波長算出は、短波長側から長波長側へ波長域を移行しながら繰り返され、サンプリングデータの全波長について行われる（ステップＳ６７）。
【００６１】
詳述すると、裾野部分の無いサンプリングデータを対象として、短波長側から長波長側へ、先ず共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分が探索され、次いで共通連続個数ＣA 以上続く連続下降波形部分が探索される（図６ステップＳ６３，図７（ａ）参照）。そして、両波形部分の間の小区間に属するサンプリングデータから最大値ＩP が探索される（図６ステップＳ６４，図７（ａ）参照）。また、この最大値ＩP を含めてそこから共通上側強度ＩA 以内に光量測定値Ｉが収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象が絞り込まれる（図６ステップＳ６５，図７（ｂ）参照）。それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似が行われてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図６ステップＳ６６，図７（ｃ）参照）。
【００６２】
こうして一番目のピークが検出されそのピーク波長λP が得られる。それから、未だ探索していないサンプリングデータを対象として、短波長側から長波長側へ共通連続個数ＣA 以上続く連続上昇波形部分と連続下降波形部分とが探索され、両波形間の小区間から最大値ＩP が探索され（図８（ａ）参照）、この最大値ＩP から共通上側強度ＩA 以内にピーク検出演算対象が絞り込まれ（図８（ｂ）参照）、それから関数近似にてピーク波長λP が算出され出力データ領域２５に書き込まれる（図８（ｃ）参照）。こうして二番目のピークも検出されそのピーク波長λP が得られる。そして、同様の処理が繰り返されて三番目のピークが検出されそのピーク波長λP が得られる（図９（ａ）〜（ｃ）参照）。さらに、同様の処理がサンプリングデータの全波長について繰り返されて、総てのピーク波長λP が求められる。
【００６３】
この実施例５のＦＢＧ光スペクトラム解析装置の使用態様を説明する。このＦＢＧ光スペクトラム解析装置は、デジタル演算部６０にピーク検出プログラム４６，６６の何れを実行させるか選択してそれを外部制御装置８経由で指定できるので、ピーク検出プログラム４６だけ実行させる場合は使用に先立って上述したようにしてパラメータ領域２４にＦＢＧ１９の数だけパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU を設定しておく。ピーク検出プログラム６６だけ実行させる場合は、使用に先立ち、外部制御装置８を介して、パラメータ領域６４に共通下側強度ＩB と共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA を一つずつ設定するが、共通連続個数ＣA と共通上側強度ＩA はデフォルト値で良ければ設定しなくても良く、何れにしてもパラメータ数が少ないので、決定も設定も容易である。
【００６４】
ピーク検出プログラム４６，６６を切り替えて実行させる場合は、使用に先立ってパラメータ領域２４にもパラメータ領域６４にもパラメータ値を設定しておかなければならないが、大抵は、パラメータ設定負担の軽いピーク検出プログラム６６を先行させ、多数のパラメータ値が準備できたらその後でピーク検出プログラム４６に切り替えるので、当初は共通下側強度ＩB さえ決めれば速やかにＦＢＧ光スペクトラム解析装置を動作させることが可能となる。その後は、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置を使用しながら、プログラム切替えとパラメータ更新とを適宜行って、測定精度を向上させることができる。
【００６５】
例えば、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置と光ファイバ１８とを現場へ搬入しても、無試験で光ファイバ１８を最終設置することは滅多になく、設置前に装置の動作確認が行われる。そのような動作確認は光ファイバ１８を比較的良好な環境下に仮置きして行われるので、その段階では、ピーク検出プログラム６６を選択実行させる。光ファイバ１８の周囲環境が良ければ、サンプリングデータが明瞭なうえ、ノイズが少ないので、少数のパラメータ値を共用しても、総てのピーク波長λP が的確に得られる。そして、装置の動作確認をしながらパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を進める。
【００６６】
動作確認が済んだら光ファイバ１８も最終目的箇所に設置し、パラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を更に進める。そして、総てのＦＢＧ１９についてパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU の決定を一応終えたら、それらをデジタル演算部６０のパラメータ領域２４に設定し、それからピーク検出プログラム６６を停止させてピーク検出プログラム４６を実行させる。そうすると、光ファイバ１８設置箇所の環境が厳しいこと等に起因してサンプリングデータが不明瞭になっていたりノイズが増えていたりしても、そのデータ悪化が極端でなければ、総てのＦＢＧ１９に対応したピーク波長λP が高い精度で高速に求められる。
【００６７】
また、実際にサンプリングしたデータの光スペクトラムの観察を行って各ＦＢＧ１９の特質を把握し直し、把握内容に応じて個々のパラメータ値λL,λU,ＩL,ＣN,ＩU が微調整されるようパラメータ領域２４のパラメータ群のうち該当部分を再設定すると良い。そうすれば、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置を使用しながら、パラメータ更新という簡便な作業によって、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の性能を向上させることができる。
【００６８】
［その他］
上記実施例では、最大値探索に先立つ連続限定処理が短波長側から長波長側へ行われたが、連続限定処理は長波長側から短波長側へ行われるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の実施例１について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）が全体ブロック図、（ｂ）がデジタル演算部のブロック図である。
【図２】（ａ）がＦＢＧの形成例、（ｂ）がサンプリングデータと各パラメータの例である。（ｃ）〜（ｅ）は、何れもピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例であり、ピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図３】本発明の実施例２について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）がデジタル演算部のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【図４】本発明の実施例３について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置の構造を示し、（ａ）がデジタル演算部のブロック図、（ｂ）がピーク波形を一つ含んだサンプリングデータの例である。
【図５】本発明の実施例４について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置のデジタル演算部のブロック図である。
【図６】本発明の実施例５について、ＦＢＧ光スペクトラム解析装置のデジタル演算部のブロック図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、一番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、二番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、何れも複数のピーク波形を含んだサンプリングデータの例であり、三番目のピーク検出時のデータ処理過程を示している。
【符号の説明】
【００７０】
８…外部制御装置、
１０…ＦＢＧ光スペクトラム解析装置、
１１…広帯域光源、１２…光分岐器、
１３…波長可変フィルタ、１４…光電変換器（ＰＤ）、
１５…ピーク検出回路、１６…Ａ／Ｄ変換器、
１７…光コネクタ、１８…光ファイバ、
１９…ＦＢＧ(FiberBraggGrating，ブラッグ回折格子）、
２０…デジタル演算部（ＭＰＵ）、
２１…入力プログラム、２２…通信プログラム、
２３…入力データ領域、２４…パラメータ領域、
２５…出力データ領域、２６…ピーク検出プログラム、
３０…デジタル演算部、３６…ピーク検出プログラム、
３７…不適切な最大値、３８…適正な最大値、
４０…デジタル演算部、４６…ピーク検出プログラム、
５０…デジタル演算部、
５４…パラメータ領域、５６…ピーク検出プログラム、
６０…デジタル演算部、６２…通信プログラム、
６４…パラメータ領域、６６…ピーク検出プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を形成した光ファイバに光を送り込む送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段と、その光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるピーク検出回路とを備えたＦＢＧ光スペクトラム解析装置において、前記ピーク検出回路のデジタル演算部が、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とを含んだパラメータ群を複数保持していて、前記波長区間パラメータ値に基づいて前記光量測定値のサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間を選定し、この選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外し、この最大値探索対象から光量測定値の最大値を探索し、この最大値から前記上側強度パラメータ値以内に光量測定値が収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象を絞り込み、それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似を行ってピーク波長を算出するものであることを特徴とするＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項２】
前記デジタル演算部が、前記下側強度パラメータ値に代えて連続個数パラメータ値を前記パラメータ群に含んでおり、前記選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことに代えて、前記選定区間において前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むようになっていることを特徴とする請求項１記載のＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項３】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に連続個数パラメータ値も含んでおり、前記下側強度パラメータ値に基づいて最大値探索対象を限定した後、前記最大値を探索するに先立って、この時点での最大値探索対象について前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むことにより最大値探索対象を更に限定するようになっていることを特徴とする請求項１記載のＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項４】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に含まれていた複数の連続個数パラメータ値に代えて一の共通連続個数パラメータ値を保持しており、前記連続上昇波形部分および前記連続下降波形部分の探索に際してはどの波長区間についても前記連続個数パラメータ値に代えて前記共通連続個数パラメータ値を用いるようになっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項５】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群とは別に共通下側強度パラメータ値を保持しており、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定を行なってから関数近似を行ってピーク波長を算出する前記ピーク検出手段に加えて、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値が前記共通下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出する他のピーク検出手段も具備していて、両ピーク検出手段の何れかを選択実行できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項６】
前記パラメータ値が総て又は一部は外部から設定しうるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項１】
複数のＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）を形成した光ファイバに光を送り込む送光手段と、その反射光について波長毎の光量を測る測光手段と、その光量測定値をサンプリングしてデジタル演算を行うことによりピーク波長を求めるピーク検出回路とを備えたＦＢＧ光スペクトラム解析装置において、前記ピーク検出回路のデジタル演算部が、波長区間パラメータ値と下側強度パラメータ値と上側強度パラメータ値とを含んだパラメータ群を複数保持していて、前記波長区間パラメータ値に基づいて前記光量測定値のサンプリングデータからピーク検出演算に供する波長区間を選定し、この選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外し、この最大値探索対象から光量測定値の最大値を探索し、この最大値から前記上側強度パラメータ値以内に光量測定値が収まっているサンプリングデータにピーク検出演算対象を絞り込み、それからピーク検出演算対象のサンプリングデータに対する関数近似を行ってピーク波長を算出するものであることを特徴とするＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項２】
前記デジタル演算部が、前記下側強度パラメータ値に代えて連続個数パラメータ値を前記パラメータ群に含んでおり、前記選定区間において光量測定値が前記下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことに代えて、前記選定区間において前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むようになっていることを特徴とする請求項１記載のＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項３】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に連続個数パラメータ値も含んでおり、前記下側強度パラメータ値に基づいて最大値探索対象を限定した後、前記最大値を探索するに先立って、この時点での最大値探索対象について前記連続個数パラメータ値以上続く連続上昇波形部分および連続下降波形部分を探索して両波形部分の間に属するサンプリングデータに最大値探索対象を絞り込むことにより最大値探索対象を更に限定するようになっていることを特徴とする請求項１記載のＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項４】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群に含まれていた複数の連続個数パラメータ値に代えて一の共通連続個数パラメータ値を保持しており、前記連続上昇波形部分および前記連続下降波形部分の探索に際してはどの波長区間についても前記連続個数パラメータ値に代えて前記共通連続個数パラメータ値を用いるようになっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項５】
前記デジタル演算部が、前記パラメータ群とは別に共通下側強度パラメータ値を保持しており、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定を行なってから関数近似を行ってピーク波長を算出する前記ピーク検出手段に加えて、前記光量測定値のサンプリングデータについて前記波長区間パラメータ値に基づく波長区間の選定は行わずに光量測定値が前記共通下側強度パラメータ値を下回るサンプリングデータを最大値探索対象から外すことでピーク検出演算対象を限定してから関数近似を行ってピーク波長を算出する他のピーク検出手段も具備していて、両ピーク検出手段の何れかを選択実行できるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【請求項６】
前記パラメータ値が総て又は一部は外部から設定しうるようになっていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れかに記載されたＦＢＧ光スペクトラム解析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２８１７９２（Ｐ２００９−２８１７９２Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３２５４９（Ｐ２００８−１３２５４９）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
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