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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024169206
(43)【公開日】2024-12-05
(54)【発明の名称】光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法
(51)【国際特許分類】
G01D 5/353 20060101AFI20241128BHJP
G01M 11/00 20060101ALN20241128BHJP
【ＦＩ】
G01D5/353 B
G01M11/00 U
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023086474
(22)【出願日】2023-05-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006507
【氏名又は名称】横河電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100169823
【弁理士】
【氏名又は名称】吉澤 雄郎
(74)【代理人】
【識別番号】100195534
【弁理士】
【氏名又は名称】内海 一成
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 雄太
(72)【発明者】
【氏名】手塚 信一郎
(72)【発明者】
【氏名】本間 雅美
【テーマコード（参考）】
2F103
2G086
【Ｆターム（参考）】
2F103BA37
2F103CA01
2F103CA08
2F103CA09
2F103EB02
2F103EB11
2F103EC09
2F103EC10
2F103FA02
2G086KK05
(57)【要約】
【課題】ホモダインＢＯＣＤＲ法によるブリルアン散乱光のスペクトルの測定結果に基づく光ファイバ特性の測定精度を向上できる光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法を提供する。
【解決手段】光ファイバ特性測定装置１０は、変調光をポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐する第１光分岐部２０と、ポンプ光ＬＰを被測定光ファイバ８０の一端から入射させ、被測定光ファイバ８０内で生じたブリルアン散乱光ＬＳを取り出す第２光分岐部２４と、参照光ＬＲ又はポンプ光ＬＰの少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部３０と、ブリルアン散乱光ＬＳと各周波数の参照光ＬＲとの干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、被測定光ファイバ８０の特性を測定する演算部５４とを備える。
【選択図】図３
【解決手段】光ファイバ特性測定装置１０は、変調光をポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐する第１光分岐部２０と、ポンプ光ＬＰを被測定光ファイバ８０の一端から入射させ、被測定光ファイバ８０内で生じたブリルアン散乱光ＬＳを取り出す第２光分岐部２４と、参照光ＬＲ又はポンプ光ＬＰの少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部３０と、ブリルアン散乱光ＬＳと各周波数の参照光ＬＲとの干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、被測定光ファイバ８０の特性を測定する演算部５４とを備える。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐する第１光分岐部と、
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出す第２光分岐部と、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部と、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定する演算部と
を備える光ファイバ特性測定装置。
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出す第２光分岐部と、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部と、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定する演算部と
を備える光ファイバ特性測定装置。
【請求項2】
前記干渉光をホモダイン検出した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングした信号を前記演算部に出力する変換部を更に備え、
前記所定のサンプリング周波数は、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数である、請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置。
前記所定のサンプリング周波数は、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数である、請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項3】
前記演算部は、前記干渉光をホモダイン検出した信号と、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して前記二倍波成分を算出する、請求項１又は２に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項4】
前記変調光を射出して前記第１光分岐部に進行させる光源と、
前記変調光の変調周波数を有する変調信号を前記光源に出力するとともに、前記検波信号を前記演算部に入力する信号発生部と
を更に備える、請求項３に記載の光ファイバ特性測定装置。
前記変調光の変調周波数を有する変調信号を前記光源に出力するとともに、前記検波信号を前記演算部に入力する信号発生部と
を更に備える、請求項３に記載の光ファイバ特性測定装置。
【請求項5】
周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐するステップと、
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させるステップと、
前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出すステップと、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更するステップと、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定するステップと
を含む、光ファイバ特性測定方法。
前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させるステップと、
前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出すステップと、
前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更するステップと、
前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定するステップと
を含む、光ファイバ特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、光ファイバ内で発生したブリルアン散乱光のスペクトルのピーク周波数の周波数シフト量を算出することによって光ファイバの特性を測定する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２３－２２６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
光ファイバの特性を測定するために用いるブリルアン散乱光のスペクトルの測定方法として、ホモダインＢＯＣＤＲ（Brillouin Optical Correlation Domain Reflectometry）法が用いられることがある。ホモダインＢＯＣＤＲ法は、周波数変調した変調光をポンプ光と参照光とに分岐し、ポンプ光を被測定光ファイバに入射させ、ポンプ光によって被測定光ファイバで生じたブリルアン散乱光と参照光との干渉光をホモダイン検出することによって、ブリルアン散乱光のスペクトルを測定する方法である。
【0005】
ホモダインＢＯＣＤＲ法において、変調光に含まれる振幅変調（ＡＭ）の成分がノイズになる。ＡＭの成分は、周波数変調（ＦＭ）に伴って生じたり、変調光を分岐するカプラの分岐比の温度ドリフトによる変化によって生じたりする。ＡＭノイズによってブリルアン散乱光のスペクトルの測定精度が低下する。また、ブリルアン散乱光のスペクトルに基づく光ファイバの特性の測定精度が低下する。
【0006】
本開示は、上述の点に鑑みてなされたものであり、ホモダインＢＯＣＤＲ法によるブリルアン散乱光のスペクトルの測定結果に基づく光ファイバ特性の測定精度を向上できる光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
（１）幾つかの実施形態に係る光ファイバ特性測定装置は、周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐する第１光分岐部と、前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させ、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出す第２光分岐部と、前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更する調整部と、前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定する演算部とを備える。
【0008】
二倍波成分に基づいてブリルアン散乱光のスペクトルが測定されることによって、ＡＭノイズの影響が低減される。その結果、ブリルアン散乱光のスペクトルの測定精度が高められる。また、ブリルアン散乱光のスペクトルに基づく光ファイバの特性の測定精度が高められる。また、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分が検出されることによって、直流成分を検出する場合に必要であった、ノイズ又はバイアスを取り除くためのノーマライズ処理が不要になる。また、ＢＧＳの測定結果が長周期の時間で変化する、ノイズ又はバイアスを含むノーマライズ波形の影響を受けにくくなる。その結果、長期にわたってＢＧＳを測定する場合の安定性が高められる。
【0009】
（２）上記（１）に記載の光ファイバ特性測定装置は、前記干渉光をホモダイン検出した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングした信号を前記演算部に出力する変換部を更に備えてよい。前記所定のサンプリング周波数は、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数であってよい。干渉光をホモダイン検出した信号をサンプリングしてソフトウェア処理することによって、回路が簡易化される。
【0010】
（３）上記（１）又は（２）に記載の光ファイバ特性測定装置において、前記演算部は、前記干渉光をホモダイン検出した信号と、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して前記二倍波成分を算出してよい。
【0011】
（４）上記（３）に記載の光ファイバ特性測定装置は、前記変調光を射出して前記第１光分岐部に進行させる光源と、前記変調光の変調周波数を有する変調信号を前記光源に出力するとともに、前記検波信号を前記演算部に入力する信号発生部とを更に備えてよい。信号発生部が光源に変調信号を入力し、演算装置に検波信号を入力することによって、変調波と検波信号の周波数差および相対的な位相差が一定に保たれる。その結果、長期的な測定の安定性が高められる。
【0012】
（５）幾つかの実施形態に係る光ファイバ特性測定方法は、周波数変調された変調光をポンプ光と参照光とに分岐するステップと、前記ポンプ光を被測定光ファイバの一端から入射させるステップと、前記被測定光ファイバ内で生じたブリルアン散乱光を取り出すステップと、前記参照光又は前記ポンプ光の少なくとも１つの周波数を複数の周波数に変更するステップと、前記ブリルアン散乱光と各周波数の前記参照光との干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、前記変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、前記被測定光ファイバの特性を測定するステップとを含む。
【発明の効果】
【0013】
本開示に係る光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法によれば、ホモダインＢＯＣＤＲ法によるブリルアン散乱光のスペクトルの測定結果に基づく光ファイバ特性の測定精度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】比較例に係る光ファイバ特性測定装置の構成を示すブロック図である。
【図2】比較例に係る測定方法のフローチャートである。
【図3】本開示に係る光ファイバ特性測定装置の構成例を示すブロック図である。
【図4】演算装置の構成例を示すブロック図である。
【図5】変調光の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。
【図6】干渉光をホモダイン検出した信号の周波数スペクトルの一例を示すグラフである。
【図7】本開示に係る光ファイバ特性測定方法の手順例を示すフローチャートである。
【図8】他の実施形態に係る光ファイバ特性測定装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
光ファイバの長さ方向の各位置における温度又は歪み等の特性を測定するために、光ファイバに入射した光に応じて光ファイバの内部で生じる散乱光又は反射光を検出する方法が考えられる。光ファイバの特性の測定法の１つとして、ブリルアン光相関領域反射計測法（ＢＯＣＤＲ法：Brillouin Optical Correlation Domain Reflectometry）が挙げられる。ＢＯＣＤＲ法は、周波数変調された変調光から分岐したポンプ光を光ファイバに入射することと、変調光から分岐した参照光と光ファイバの内部で生じたブリルアン散乱光とを干渉させた干渉光を検出することとを含む。ブリルアン散乱光は、光ファイバに入射したポンプ光に起因するブリルアン散乱によって生じた後方散乱光であり、ポンプ光が入射した端部に戻ってくる。
【0016】
ＢＯＣＤＲ法は、干渉光を検出した信号からブリルアン散乱光のスペクトルを取得することを更に含む。ブリルアン散乱光のスペクトルは、ブリルアンゲインスペクトル（ＢＧＳ）とも称される。本開示に係るＢＯＣＤＲ法において、ブリルアン散乱光のスペクトルは、ホモダイン検出によって取得される。ホモダイン検出は、参照光の周波数をオフセットしてブリルアン散乱光と干渉させて信号を検出する手法である。
【0017】
ＢＧＳのピーク周波数は、ブリルアン散乱光を測定した光ファイバの特性に応じて定まる。したがって、ＢＧＳのピーク周波数を算出することによって、光ファイバの特性が測定される。ＢＧＳのピーク周波数は、ブリルアン周波数シフト（ＢＦＳ）とも称される。
【0018】
ＢＯＣＤＲ法において、ブリルアン散乱光と参照光とを干渉させることによって、光ファイバの中において相関ピークが現れる特定の位置におけるブリルアン散乱光が選択的に抽出される。相関ピークは、ブリルアン散乱光と参照光とが強め合うことによって干渉光に現れるピークである。相関ピークが現れる特定の位置は、光ファイバの中において、参照光と強め合って干渉光の相関ピークを出現させるブリルアン散乱光が生じた位置である。相関ピークが現れる特定の位置は、光ファイバの中に周期的に現れる。また、相関ピークが現れる特定の位置は、ポンプ光及び参照光の変調周波数の変化に応じて、光ファイバの長さ方向に沿って移動する。したがって、変調周波数を掃引することによって、相関ピークが現れる特定の位置を移動させることができる。ＢＯＣＤＲ法において、相関ピークを移動させつつ各相関ピークが現れる位置におけるＢＦＳを求めることによって、光ファイバの長さ方向の各位置における温度又は歪み等の特性の変化が検出される。その結果、光ファイバの長さ方向における温度分布又は歪み分布等の特性分布が測定される。
【0019】
（比較例）
図１に示されるように、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０は、光源９１１と、光分岐部９２０と、調整部９３０と、合波部９４０と、光検出器９４１と、増幅器９４２と、変換部９４３と、演算装置９５０とを備える。
図１に示されるように、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０は、光源９１１と、光分岐部９２０と、調整部９３０と、合波部９４０と、光検出器９４１と、増幅器９４２と、変換部９４３と、演算装置９５０とを備える。
【0020】
光ファイバ特性測定装置９０において、光源９１１は、周波数変調（ＦＭ）した光を射出する。光ファイバ特性測定装置９０は、駆動電源９１２と信号発生部９１３とを更に備える。信号発生部９１３は、周波数変調の変調周波数（ｆｍ）に対応する信号を発生して駆動電源９１２に入力する。駆動電源９１２は、信号発生部９１３から入力された信号に基づいて光源９１１を駆動する。光源９１１は、変調周波数（ｆｍ）に基づいて周波数変調した光を射出する。
【0021】
光源９１１から射出された光は、光分岐部９２０でポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐される。参照光ＬＲは、調整部９３０を通って合波部９４０に進行する。調整部９３０は、参照光ＬＲをシングルサイドバンド（ＳＳＢ）変調することによって、参照光ＬＲの周波数をオフセット量（ｆｓ）だけオフセットする。光ファイバ特性測定装置９０は、信号発生部９３１を更に備える。信号発生部９３１は、調整部９３０における参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）に対応する信号を発生する。
【0022】
ポンプ光ＬＰは、光分岐部９２０で分岐した後、被測定光ファイバ９８０に向けて進行する。光ファイバ特性測定装置９０は、光分岐部９２０と被測定光ファイバ９８０との間に、スイッチ９２１と、遅延ファイバ９２２と、偏波スクランブラ（ＰＳ）９２３と、サーキュレータ９２４とを更に備える。スイッチ９２１は、ポンプ光ＬＰをチョッピングすることによってパルス光Ｐに変換する。パルス光Ｐは、遅延ファイバ９２２と偏波スクランブラ９２３とサーキュレータ９２４とを通って被測定光ファイバ９８０に進行する。遅延ファイバ９２２は、パルス光Ｐの位相を調整する。偏波スクランブラ９２３は、パルス光Ｐの偏光を均一に近づける。サーキュレータ９２４は、光分岐部９２０から進行してきたパルス光Ｐを被測定光ファイバ９８０の方に進行させる。
【0023】
パルス光Ｐが被測定光ファイバ９８０に入射することによって被測定光ファイバ９８０の中でブリルアン散乱が生じる。被測定光ファイバ９８０の中でブリルアン散乱によって生じたブリルアン散乱光ＬＳは、サーキュレータ９２４に戻ってくる。サーキュレータ９２４は、被測定光ファイバ９８０から戻ってくるブリルアン散乱光ＬＳを光分岐部９２０の方に進行させずに、合波部９４０の方に進行させる。
【0024】
光ファイバ特性測定装置９０は、周波数をオフセットした参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとが干渉した干渉光を合波部９４０で生じさせ、干渉光を光検出器９４１で検出する。つまり、光ファイバ特性測定装置９０は、ホモダイン検出を実行する。光ファイバ特性測定装置９０は、干渉光をホモダイン検出した信号を増幅器９４２で増幅し、増幅した信号を変換部９４３でデジタル信号に変換する。
【0025】
光ファイバ特性測定装置９０は、干渉光をホモダイン検出したデジタル信号を演算装置９５０で処理し、干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分を検出する。具体的に、演算装置９５０は、干渉光をホモダイン検出した信号をローパスフィルタで処理し、直流成分及び直流成分に近い低周波成分を積分することによって、干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分を検出する。
【0026】
干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分は、ブリルアン散乱光ＬＳの周波数スペクトルであるＢＧＳのうち、参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）に対応する周波数成分である。光ファイバ特性測定装置９０は、信号発生部９３１によって参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）を掃引しつつ、各オフセット量（ｆｓ）に対応する周波数成分を取得することによって、ブリルアン散乱光ＬＳの周波数スペクトルであるＢＧＳを取得できる。
【0027】
光ファイバ特性測定装置９０は、ＢＧＳのピーク周波数をＢＦＳとして算出する。ＢＦＳは、被測定光ファイバ９８０の相関ピークの位置における温度又は歪み等の特性に基づいて定まる。したがって、光ファイバ特性測定装置９０は、ＢＦＳを算出することによって、被測定光ファイバ９８０の特性を測定できる。
【0028】
被測定光ファイバ９８０の相関ピークが現れる特定の位置は、変調周波数（ｆｍ）の変化に応じて移動する。したがって、光ファイバ特性測定装置９０は、変調周波数（ｆｍ）を変化させて相関ピークの位置を移動させつつ各相関ピークの位置における被測定光ファイバ９８０の特性を測定することによって、被測定光ファイバ９８０の特性の分布を測定できる。
【0029】
比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０は、図２に示されるフローチャートの手順を含む測定方法を実行することによって、被測定光ファイバ９８０の特性を測定する。
【0030】
光ファイバ特性測定装置９０は、変調周波数で変調された変調光を光源９１１から出力する（ステップＳＣ１）。光ファイバ特性測定装置９０は、光分岐部９２０で変調光をポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐する（ステップＳＣ２）。光ファイバ特性測定装置９０は、スイッチ９２１でポンプ光ＬＰをパルス化して被測定光ファイバ９８０に入力する（ステップＳＣ３）。
【0031】
光ファイバ特性測定装置９０は、調整部９３０で参照光ＬＲの周波数を変更する（ステップＳＣ４）。光ファイバ特性測定装置９０は、光検出器９４１で被測定光ファイバ９８０から戻ってきたブリルアン散乱光ＬＳと参照光ＬＲとの干渉光のホモダイン検出を実行する（ステップＳＣ５）。光ファイバ特性測定装置９０は、演算装置９５０で干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分を取得する（ステップＳＣ６）。
【0032】
光ファイバ特性測定装置９０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了したか判定する（ステップＳＣ７）。参照光ＬＲの周波数は、ＢＧＳのピーク周波数を算出するために必要な範囲で掃引されるとする。光ファイバ特性測定装置９０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了していない場合（ステップＳＣ７：ＮＯ）、ステップＳＣ４の参照光ＬＲの周波数の変更手順に戻る。
【0033】
光ファイバ特性測定装置９０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了した場合（ステップＳＣ７：ＹＥＳ）、各周波数の成分に基づいて定まるＢＧＳのピーク周波数をＢＦＳとして算出する（ステップＳＣ８）。
【0034】
光ファイバ特性測定装置９０は、変調周波数の掃引が完了したか判定する（ステップＳＣ９）。変調周波数は、被測定光ファイバ９８０の特性分布の測定位置に相関ピークを出現させるために必要な範囲で掃引されるとする。光ファイバ特性測定装置９０は、変調周波数の掃引が完了していない場合（ステップＳＣ９：ＮＯ）、ステップＳＣ１の変調光の出力手順に戻って変調周波数を変更し、ステップＳＣ１からＳＣ８までの手順を繰り返す。光ファイバ特性測定装置９０は、変調周波数の掃引が完了した場合（ステップＳＣ９：ＹＥＳ）、被測定光ファイバ９８０の特性分布の測定結果を出力する（ステップＳＣ１０）。光ファイバ特性測定装置９０は、ステップＳＣ１０の手順の終了後、図２のフローチャートの手順の実行を終了する。以上述べてきたように、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０は、被測定光ファイバ９８０の特性分布を測定できる。
【0035】
ここで、ＢＯＣＤＲ法で用いられる周波数変調した光は、振幅変調（ＡＭ）の成分を含む。ＡＭの成分は、干渉光の低周波成分に含まれる。上述したように干渉光をホモダイン検出した信号をローパスフィルタで処理して低周波成分を積分することによって、ＢＧＳの周波数成分を取得する場合、ＡＭの成分は、ＢＧＳを取得する際のノイズになる。したがって、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０は、ＡＭ成分を抑圧してＢＧＳに含まれるノイズを低減できるように、光源９１１の後段に、ＡＭ成分を抑圧するＡＭ抑圧部９９０を更に備える必要がある。ＡＭ抑圧部９９０は、例えば光アンプによって信号を飽和させることによって振幅を一定にするように構成されてよい。
【0036】
しかし、ＡＭ抑圧部９９０を備えることによって、光ファイバ特性測定装置９０の構成が複雑になる。
【0037】
そこで、本開示は、ＢＧＳを取得する際にＡＭ成分の影響を低減できる光ファイバ特性測定装置１０を説明する。
【0038】
（本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０の構成例）
以下、図３及び図４を参照して、光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置１０の実施形態が説明される。本開示の一実施形態に係る光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＯＣＤＲ法を用いて、被測定光ファイバ（ＦＵＴ：Fiber Under Test）８０の特性を測定する。被測定光ファイバ８０の特性は、例えば、被測定光ファイバ８０の長さ方向における温度分布若しくは歪み分布、被測定光ファイバ８０の振動、又は、被測定光ファイバ８０の他の特性を含む。被測定光ファイバ８０内において生じる散乱光又は反射光の周波数、振幅、又はスペクトル等の特性は、被測定光ファイバ８０に影響を及ぼす温度又は歪み等の物理量に応じて変化する。したがって、光ファイバ特性測定装置１０において、被測定光ファイバ８０そのものがセンサとして用いられる。
以下、図３及び図４を参照して、光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置１０の実施形態が説明される。本開示の一実施形態に係る光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＯＣＤＲ法を用いて、被測定光ファイバ（ＦＵＴ：Fiber Under Test）８０の特性を測定する。被測定光ファイバ８０の特性は、例えば、被測定光ファイバ８０の長さ方向における温度分布若しくは歪み分布、被測定光ファイバ８０の振動、又は、被測定光ファイバ８０の他の特性を含む。被測定光ファイバ８０内において生じる散乱光又は反射光の周波数、振幅、又はスペクトル等の特性は、被測定光ファイバ８０に影響を及ぼす温度又は歪み等の物理量に応じて変化する。したがって、光ファイバ特性測定装置１０において、被測定光ファイバ８０そのものがセンサとして用いられる。
【0039】
図３に示されるように、本開示の一実施形態に係る光ファイバ特性測定装置１０は、光源１１と、光分岐部２０と、調整部３０と、合波部４０と、光検出器４１と、増幅器４２と、変換部４３と、演算装置５０とを備える。
【0040】
光源１１は、周波数変調した光を射出する。光源１１は、例えば、分布帰還型レーザダイオード（ＤＦＢ－ＬＤ：Distributed Feed-Back Laser Diode）等の半導体レーザ素子を含んで構成されてよい。光ファイバ特性測定装置１０は、駆動電源１２と信号発生部１３とを更に備える。信号発生部１３は、周波数変調の変調周波数（ｆｍ）を有する変調信号を発生し、変調信号を駆動電源１２に入力する。駆動電源１２は、信号発生部１３から入力された変調信号に基づいて光源１１を駆動する。光源１１は、変調周波数（ｆｍ）に基づいて周波数変調した光を射出する。
【0041】
光分岐部２０は、入力された光を２つ以上の方向に分岐する。光分岐部２０は、例えば光カプラを含んで構成されてよい。
【0042】
光ファイバ特性測定装置１０は、光分岐部２０と被測定光ファイバ８０との間に、スイッチ２１と、遅延ファイバ２２と、偏波スクランブラ（ＰＳ）２３と、サーキュレータ２４とを更に備える。
【0043】
スイッチ２１は、ポンプ光ＬＰをチョッピングすることによってパルス光Ｐに変換する。パルス光Ｐは、遅延ファイバ２２と偏波スクランブラ２３とサーキュレータ２４とを通って被測定光ファイバ８０に進行する。遅延ファイバ２２は、パルス光Ｐの進行を所定の時間だけ遅延させる。遅延ファイバ２２は、例えば所定の長さの光ファイバを含んでよい。偏波スクランブラ２３は、パルス光Ｐに含まれる偏波の成分が偏波の各方向において均一に近づくように偏波の状態を制御する。
【0044】
サーキュレータ２４は、光分岐部２０から進行してきたパルス光Ｐを被測定光ファイバ８０の方に進行させる。また、サーキュレータ２４は、被測定光ファイバ８０から戻ってきたブリルアン散乱光ＬＳを光分岐部２０の方に進行させずに、合波部４０の方に進行させる。ブリルアン散乱光ＬＳは、被測定光ファイバ８０の中でブリルアン散乱によって生じた光である。ブリルアン散乱は、パルス光Ｐが被測定光ファイバ８０に入射することによって被測定光ファイバ８０の中で生じる現象である。
【0045】
サーキュレータ２４は、光カプラに置き換えられてもよい。光分岐部２０は、第１光分岐部とも称される。サーキュレータ２４は、第２光分岐部とも称される。
【0046】
調整部３０は、光の周波数を所定量だけオフセットする。調整部３０は、シングルサイドバンド（ＳＳＢ）変調器を含んで構成されてよい。図３において、調整部３０は、参照光ＬＲの周波数を所定量だけオフセットする。後述するように、調整部３０は、光分岐部２０とスイッチ２１との間に設置されてよい。この場合、調整部３０は、ポンプ光ＬＰの周波数を所定量だけオフセットする。つまり、調整部３０は、参照光ＬＲ又はポンプ光ＬＰの少なくとも１つの周波数を変更する周波数変調器であってよい。
【0047】
合波部４０は、入力された２つ以上の光を１つの光として合わせて出力する。合波部４０は、例えば光カプラを含んで構成されてよい。
【0048】
光検出器４１は、入力された光の強度を検出し、検出した光の強度に対応する電気信号を出力する。光検出器４１は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）又はフォトトランジスタを含んで構成されてよい。
【0049】
増幅器４２は、電気信号を増幅する。増幅器４２は、例えばアンプを含んで構成されてよい。
【0050】
変換部４３は、アナログの電気信号をデジタル信号に変換する。変換部４３は、例えばＡ／Ｄ変換器を含んで構成されてよい。
【0051】
演算装置５０は、図４に示されるように、取得部５２と、演算部５４と、記憶部５６とを備える。
【0052】
取得部５２は、有線又は無線によって、例えば変換部４３又は信号発生部１３若しくは３１と通信する通信インタフェースを含んでよい。通信インタフェースは、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信規格に基づいて通信可能に構成されてよい。通信規格はＬＡＮに限られず他の種々の規格であってもよい。
【0053】
演算部５４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ又はＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の専用回路を含んで構成されてよい。演算部５４は、演算装置５０の機能を実現するプログラムを実行するように構成されてよい。
【0054】
記憶部５６は、演算装置５０の動作に用いられる各種情報、又は、演算装置５０の機能を実現するプログラム等を格納してよい。記憶部５６は、演算部５４のワークメモリとして機能してよい。記憶部５６は、例えば半導体メモリ等で構成されてよい。記憶部５６は、演算部５４と一体で構成されてもよいし別体で構成されてもよい。
【0055】
演算装置５０又は光ファイバ特性測定装置１０は、ユーザからの入力を受け付ける入力デバイスを含んでもよい。入力デバイスは、例えば、キーボード又は物理キーを含んでもよいし、タッチパネル若しくはタッチセンサ又はマウス等のポインティングデバイスを含んでもよい。
【0056】
演算装置５０又は光ファイバ特性測定装置１０は、表示デバイスを備えてもよい。表示デバイスは、例えば液晶ディスプレイ等の種々のディスプレイを含んでよい。演算装置５０又は光ファイバ特性測定装置１０は、表示する情報を外部の表示装置に出力するインタフェースを備えてもよい。演算装置５０又は光ファイバ特性測定装置１０は、スピーカ等の音声出力デバイスを備えてもよい。演算装置５０又は光ファイバ特性測定装置１０は、音声情報を外部のスピーカ等に出力するインタフェースを備えてもよい。
【0057】
（本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０の動作例）
光ファイバ特性測定装置１０において、光源１１は、駆動電源１２及び信号発生部１３の制御によって、変調周波数（ｆｍ）に基づいて周波数変調（ＦＭ）した光を射出する。
光ファイバ特性測定装置１０において、光源１１は、駆動電源１２及び信号発生部１３の制御によって、変調周波数（ｆｍ）に基づいて周波数変調（ＦＭ）した光を射出する。
【0058】
光源１１から射出された光は、光分岐部２０でポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐される。参照光ＬＲは、調整部３０を通って合波部４０に進行する。調整部３０は、参照光ＬＲをシングルサイドバンド（ＳＳＢ）変調することによって、参照光ＬＲの周波数をオフセット量（ｆｓ）だけオフセットする。光ファイバ特性測定装置１０は、信号発生部３１を更に備える。信号発生部３１は、調整部３０における参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）に対応する信号を発生し、信号を調整部３０に入力する。
【0059】
ポンプ光ＬＰは、光分岐部２０で分岐した後、スイッチ２１、遅延ファイバ２２及び偏波スクランブラ２３を通ってサーキュレータ２４に向けて進行する。遅延ファイバ２２は、光ファイバの長さを変更することによってパルス光Ｐの遅延時間を調整できる。遅延ファイバ２２は、変調周波数（ｆｍ）を掃引した場合であっても移動しない０次の相関ピークを被測定光ファイバ８０の外部に配置するために用いられる。
【0060】
サーキュレータ２４は、光分岐部２０から進行してきたパルス光Ｐを被測定光ファイバ８０の方に進行させる。また、サーキュレータ２４は、被測定光ファイバ８０から戻ってきたブリルアン散乱光ＬＳを光分岐部２０の方に進行させずに、合波部４０の方に進行させる。ブリルアン散乱光ＬＳは、被測定光ファイバ８０の中でブリルアン散乱によって生じた光である。ブリルアン散乱は、パルス光Ｐが被測定光ファイバ８０に入射することによって被測定光ファイバ８０の中で生じる現象である。
【0061】
第１光分岐部とも称される光分岐部２０、及び、第２光分岐部とも称されるサーキュレータ２４の動作は、以下のように言い換えられる。第１光分岐部は、周波数変調された変調光をポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐し、ポンプ光ＬＰを第２光分岐部に進行させ、参照光ＬＲを合波部４０に進行させる。第２光分岐部は、ポンプ光ＬＰを被測定光ファイバ８０の一端から入射させるように被測定光ファイバ８０に向けて進行させる。また、第２光分岐部は、被測定光ファイバ８０内で生じて戻ってきたブリルアン散乱光ＬＳを合波部４０に進行させる。つまり、第２光分岐部は、ポンプ光を被測定光ファイバ８０の一端から入射させ、被測定光ファイバ８０内で生じたブリルアン散乱光ＬＳを取り出す。
【0062】
光ファイバ特性測定装置１０は、周波数をオフセットした参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとが干渉した干渉光を合波部４０で生じさせ、干渉光を光検出器４１で検出する。つまり、光ファイバ特性測定装置１０は、ホモダイン検出を実行する。光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号を増幅器４２で増幅し、増幅した信号を変換部４３でデジタル信号に変換する。変換部４３は、干渉光をホモダイン検出した信号を所定のサンプリング周波数でサンプリングしたデジタル信号を演算装置５０に出力する。
【0063】
ここで、変調光のスペクトルは、図５に例示されるように、変調周波数（ｆｍ）がピークになる成分を有する。また、変調光から分岐した参照光ＬＲのスペクトルは、変調周波数（ｆｍ）がピークになる成分を有する。また、変調光から分岐したポンプ光ＬＰによって生じたブリルアン散乱光ＬＳのスペクトルは、変調周波数（ｆｍ）がピークになる成分を有する。一方で、ブリルアン散乱光ＬＳのスペクトルのピーク周波数におけるパワーは、参照光ＬＲのスペクトルのピーク周波数におけるパワーと異なる。その結果、参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとを干渉させた干渉光のスペクトルは、図６に例示されるように、参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとの差周波成分である直流成分と、参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとの和周波成分である二倍波成分とを含む。二倍波成分は、変調周波数（ｆｍ）の２倍の周波数（２ｆｍ）の成分である。図５及び図６において、横軸は周波数を表す。縦軸は各周波数成分のパワーを表す。
【0064】
干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分のパワー及び二倍波成分のパワーは、両方とも、ブリルアン散乱光ＬＳの周波数スペクトルであるＢＧＳのうち、参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）に対応する周波数成分のパワーを表す。したがって、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分のパワーを検出することによっても、ＢＧＳの周波数成分が取得され得る。
【0065】
本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出したデジタル信号を演算装置５０で処理し、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出する。
【0066】
具体的に、演算装置５０は、取得部５２でデジタル信号を取得する。また、演算装置５０は、取得部５２で、信号発生部１３から周波数変調の変調周波数（ｆｍ）に対応する信号又は変調周波数（ｆｍ）の値を取得し、信号発生部３１から参照光ＬＲの周波数のオフセット量（ｆｓ）に対応する信号又はオフセット量（ｆｓ）の値を取得する。
【0067】
演算装置５０は、演算部５４で、デジタル信号を処理して干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分として、変調周波数の２倍の周波数（２ｆｍ）の成分を検出する。演算部５４は、干渉光をホモダイン検出したデジタル信号と、変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して二倍波成分を検出する。検波信号は、例えば、変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する正弦波であってよい。検波信号は、信号発生部１３から演算装置５０に入力されてよい。言い換えれば、信号発生部１３は、変調周波数に対応する信号を駆動電源１２に入力するとともに、検波信号を演算装置５０に入力するように構成されてよい。干渉光をホモダイン検出した信号と検波信号との混合は、ロックイン演算によって実行されてよい。つまり、演算部５４は、干渉光をホモダイン検出した信号と、変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する正弦波とのロックイン演算を実行することによって、干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち周波数が２ｆｍである成分のパワーを算出し、二倍波成分として検出してよい。干渉光をホモダイン検出した信号と変調周波数の２倍の周波数を有する正弦波とのロックイン演算を実行できるように、演算装置５０の前段の変換部４３におけるデジタル信号への変換は、変調周波数の２倍の周波数（２ｆｍ）の２倍以上の周波数、つまり４ｆｍ以上のサンプリング周波数で実行されてよい。この場合、所定のサンプリング周波数は、変調光の変調周波数の２倍の周波数の２倍以上の周波数であってよい。また、干渉光をホモダイン検出する光検出器４１は、変調周波数の２倍の周波数（２ｆｍ）に対して十分に速い応答速度を有するように構成される。
【0068】
演算装置５０は、取得部５２で取得した信号若しくは情報、又は、演算部５４でデジタル信号を処理した結果を、記憶部５６に格納する。
【0069】
一方で、比較例において、干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分が検出されていた。つまり、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分ではなく二倍波成分を検出する点で比較例と異なる。
【0070】
直流成分を検出する場合、ローパスフィルタが用いられる。高周波成分を取り除くために、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、十分に短くされる必要がある。一方で、テンポラルゲート法のように高速の時間応答が求められる測定において、ローパスフィルタのカットオフ周波数を十分に短くすることが難しい。ローパスフィルタのカットオフ周波数が十分に短くされない場合、ホモダイン検出した信号の直流成分の検出結果は、ＡＭの成分を含む。
【0071】
一方で、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出する場合、バンドパスフィルタ又はハイパスフィルタが用いられる。バンドパスフィルタ又はハイパスフィルタは、二倍波成分を含む範囲の周波数成分をほとんど減衰させずに通過させるものの低周波成分を十分に減衰させる。したがって、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分の検出結果は、ＡＭの成分をほとんど含まない。
【0072】
以上のことから、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出することによって、直流成分を検出する場合と比較して、ＢＧＳに含まれるＡＭの成分の影響を低減できる。干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出する方法として、上述した検波信号を混合する方法の他に、フーリエ変換を利用して計算によって二倍波成分を求める方法、又は、ハードウェアのロックインアンプを利用する方法等が考えられる。
【0073】
また、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分が検出されることによって、直流成分を検出する場合に必要であったノーマライズ処理が不要になる。ノーマライズ処理は、干渉光をホモダイン検出した信号の直流成分を検出してＢＧＳを測定する場合に、ＢＧＳの測定精度を高めるために、検出対象である干渉光をホモダイン検出した信号にもともと重畳しているノイズ、又は、バイアスを取り除く処理である。ノイズ又はバイアスを含むノーマライズ波形は、長周期の時間で変化する。長周期の時間で変化するノーマライズ波形の変化の影響を取り除くために、ノーマライズ処理が定期的に実施される必要があった。しかし、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分が検出されることによって、検出した信号にノイズ又はバイアスが含まれなくなる。ノイズ又はバイアスが含まれないことによって、ノイズ又はバイアスを取り除くためのノーマライズ処理が不要になる。また、ＢＧＳの測定結果が長周期の時間で変化するノーマライズ波形の影響を受けにくくなる。その結果、長期にわたってＢＧＳを測定する場合の安定性が高められる。
【0074】
本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、調整部３０によって参照光ＬＲの周波数のオフセット量を掃引して参照光ＬＲの周波数を複数の周波数に変更しつつ、ブリルアン散乱光ＬＳと変更した各周波数の参照光ＬＲとの干渉光をホモダイン検出する。光ファイバ特性測定装置１０は、演算装置５０で、干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の２倍の周波数成分である二倍波成分を検出することによって、ＢＧＳのうち掃引したそれぞれのオフセット量に対応する周波数成分のパワーを取得する。光ファイバ特性測定装置１０は、演算装置５０で、参照光ＬＲの周波数のオフセット量を掃引することによって取得したＢＧＳの各周波数成分のパワーを合わせることによってＢＧＳを取得できる。
【0075】
掃引したオフセット量（ｆｓ）に対応するブリルアン散乱光ＬＳの周波数は、ブリルアン散乱光ＬＳの測定対象周波数とも称される。掃引したオフセット量（ｆｓ）が周波数帯域に対応する場合、掃引したオフセット量（ｆｓ）に対応するブリルアン散乱光ＬＳの周波数は、ブリルアン散乱光ＬＳの測定対象周波数帯域とも称される。
【0076】
光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＧＳのピーク周波数をＢＦＳとして算出する。ＢＦＳは、被測定光ファイバ８０の相関ピークの位置における温度又は歪み等の特性に基づいて定まる。したがって、光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＦＳを算出することによって、被測定光ファイバ８０の特性を測定できる。つまり、光ファイバ特性測定装置１０は、演算装置５０で、干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、被測定光ファイバ８０の特性を測定できる。
【0077】
被測定光ファイバ８０の相関ピークが現れる特定の位置は、変調周波数（ｆｍ）の変化に応じて移動する。したがって、光ファイバ特性測定装置１０は、変調周波数（ｆｍ）を変化させて相関ピークの位置を移動させつつ各相関ピークの位置における被測定光ファイバ８０の特性を測定することによって、被測定光ファイバ８０の特性の分布を測定できる。
【0078】
＜光ファイバ特性測定方法のフローチャート例＞
本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、図７に示されるフローチャートの手順を含む光ファイバ特性測定方法を実行することによって、被測定光ファイバ８０の特性を測定してよい。光ファイバ特性測定方法の少なくとも一部は、演算装置５０の演算部５４等に実行させる光ファイバ特性測定プログラムとして実現されてもよい。光ファイバ特性測定プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。
本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、図７に示されるフローチャートの手順を含む光ファイバ特性測定方法を実行することによって、被測定光ファイバ８０の特性を測定してよい。光ファイバ特性測定方法の少なくとも一部は、演算装置５０の演算部５４等に実行させる光ファイバ特性測定プログラムとして実現されてもよい。光ファイバ特性測定プログラムは、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体に格納されてよい。
【0079】
光ファイバ特性測定装置１０は、変調周波数で変調された変調光を光源１１から出力する（ステップＳ１）。光ファイバ特性測定装置１０は、光分岐部２０で変調光をポンプ光ＬＰと参照光ＬＲとに分岐する（ステップＳ２）。光ファイバ特性測定装置１０は、スイッチ２１でポンプ光ＬＰをパルス化して被測定光ファイバ８０に入力する（ステップＳ３）。
【0080】
光ファイバ特性測定装置１０は、調整部３０で参照光ＬＲの周波数を変更する（ステップＳ４）。光ファイバ特性測定装置１０は、被測定光ファイバ８０内で生じたブリルアン散乱光ＬＳをサーキュレータ２４で取り出し、ブリルアン散乱光ＬＳと参照光ＬＲとを合波部４０で干渉させた干渉光を光検出器４１で検出することによって、ブリルアン散乱光ＬＳと参照光ＬＲとの干渉光のホモダイン検出を実行する（ステップＳ５）。光ファイバ特性測定装置１０は、演算装置５０で干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を取得する（ステップＳ６）。
【0081】
光ファイバ特性測定装置１０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了したか判定する（ステップＳ７）。参照光ＬＲの周波数は、ＢＧＳのピーク周波数を算出するために必要な範囲で掃引されるとする。言い換えれば、光ファイバ特性測定装置１０は、調整部３０で、参照光ＬＲの周波数を複数の周波数に変更する。光ファイバ特性測定装置１０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了していない場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ステップＳ４の参照光ＬＲの周波数の変更手順に戻る。
【0082】
光ファイバ特性測定装置１０は、参照光ＬＲの周波数の掃引が完了した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、各周波数の成分に基づいて定まるＢＧＳのピーク周波数をＢＦＳとして算出する（ステップＳ８）。
【0083】
光ファイバ特性測定装置１０は、変調周波数の掃引が完了したか判定する（ステップＳ９）。変調周波数は、被測定光ファイバ８０の特性分布の測定位置に相関ピークを出現させるために必要な範囲で掃引されるとする。光ファイバ特性測定装置１０は、変調周波数の掃引が完了していない場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ステップＳ１の変調光の出力手順に戻って変調周波数を変更し、ステップＳ１からＳ８までの手順を繰り返す。光ファイバ特性測定装置１０は、変調周波数の掃引が完了した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、被測定光ファイバ８０の特性分布の測定結果を出力する（ステップＳ１０）。言い換えれば、光ファイバ特性測定装置１０は、演算装置５０で、干渉光をホモダイン検出した信号の周波数成分のうち、変調光の変調周波数の２倍の周波数の成分である二倍波成分に基づいて、被測定光ファイバ８０の特性を測定する。光ファイバ特性測定装置１０は、ステップＳ１０の手順の終了後、図７のフローチャートの手順の実行を終了する。以上述べてきたように、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、被測定光ファイバ８０の特性分布を測定できる。
【0084】
（まとめ）
以上述べてきたように、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出してＢＧＳを取得することによって、ＢＧＳに対するＡＭ成分の影響を低減できる。ＢＧＳに対するＡＭ成分の影響を低減できることによって、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０で用いられていたＡＭ抑圧部９９０が不要になる。その結果、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、簡易に構成される。
以上述べてきたように、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号の二倍波成分を検出してＢＧＳを取得することによって、ＢＧＳに対するＡＭ成分の影響を低減できる。ＢＧＳに対するＡＭ成分の影響を低減できることによって、比較例に係る光ファイバ特性測定装置９０で用いられていたＡＭ抑圧部９９０が不要になる。その結果、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、簡易に構成される。
【0085】
また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、温度ドリフトに起因するＡＭ成分の影響を受けにくくなり、安定に動作できる。また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＧＳに対するＡＭ成分の影響を低減できることによって、ＢＧＳから算出したＢＦＳに基づく、被測定光ファイバ８０の特性の測定精度を向上できる。
【0086】
また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出することによって、ＢＧＳを取得できる。干渉光をヘテロダイン検出する場合、ＥＳＡ（Electric Spectrum Analyzer）を用いて周波数解析を実行する必要がある。干渉光をホモダイン検出することによって、ＥＳＡを用いた周波数解析を実行する必要が無い。ＥＳＡが不要になることによって、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、簡易に構成される。例えば、光ファイバ特性測定装置１０の小型化及び省電力化が実現される。また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、ＢＧＳを取得するために干渉光をホモダイン検出した信号をサンプリングしてソフトウェア処理を実行してよい。このようにすることで、回路が簡易化される。
【0087】
また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、干渉光をホモダイン検出した信号と、変調光の変調周波数の２倍の周波数を有する検波信号とを混合して二倍波成分を検出する。また、本開示に係る光ファイバ特性測定装置１０は、信号発生部３１から、光源１１に変調信号を入力し、演算装置５０に検波信号を入力することによって、変調波と検波信号の周波数差および相対的な位相差が一定に保たれる。その結果、長期的な測定の安定性が高められる。
【0088】
（他の実施形態）
以下、他の実施形態に係る測定方法が説明される。
以下、他の実施形態に係る測定方法が説明される。
【0089】
他の実施形態に係る光ファイバ特性測定装置１０は、図８に例示されるように、光源１１と光分岐部２０との間に、周波数変調を実行する調整部３２を備えてよい。光ファイバ特性測定装置１０は、調整部３２に対して変調波の周波数（ｆｍ）を有する変調信号を入力する信号発生部３３を備えてよい。また、調整部３０は、光分岐部２０とスイッチ２１との間に設置されてよい。この場合、調整部３０は、ポンプ光ＬＰの周波数をオフセット量（ｆｓ）だけオフセットする。図３及び図８に例示されるように、調整部３０は、参照光ＬＲ又はポンプ光ＬＰの少なくとも１つの周波数を変更する周波数変調器であってよい。調整部３０が周波数変調器であることによって、干渉光をホモダイン検出できる結果、高価なＲＦ（Radio Frequency）帯域の部品が不要になる。また、ＥＳＡが不要になる。ＥＳＡが不要になることによって、光ファイバ特性測定装置１０の小型化及び省電力化が実現される。
【0090】
光ファイバ特性測定装置１０は、ポンプ光ＬＰをパルス化するためのスイッチ２１を備えなくてもよい。光ファイバ特性測定装置１０は、スイッチ２１を用いない二重変調法によって被測定光ファイバ８０に入射するパルス光Ｐを生成してよい。この場合においても、光ファイバ特性測定装置１０は、参照光ＬＲとブリルアン散乱光ＬＳとの干渉光をホモダイン検出して二倍波成分を検出することによって、ＢＧＳを取得できる。
【0091】
以上、本開示に係る実施形態について、図面を参照して説明してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲においての種々の変更も含まれる。
【符号の説明】
【0092】
１０ 光ファイバ特性測定装置（１１：光源、１２：駆動電源、１３：信号発生部、２０：光分岐部、２１：スイッチ、２２：遅延ファイバ、２３：偏波スクランブラ、２４：サーキュレータ、３０：調整部、３１：信号発生部、３２：調整部、３３：信号発生部、４０：合波部、４１：光検出器、４２：増幅器、４３：変換部、５０：演算装置、５２：取得部、５４：演算部、５６：記憶部）
８０ 被測定光ファイバ
ＬＰ ポンプ光
ＬＲ 参照光
ＬＳ ブリルアン散乱光
Ｐ パルス光
８０ 被測定光ファイバ
ＬＰ ポンプ光
ＬＲ 参照光
ＬＳ ブリルアン散乱光
Ｐ パルス光
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】