光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法
【課題】本発明は、容易な制御でＯＳＮＲを測定することのできる光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法の提供を目的とする。
【解決手段】本願発明の光スペクトラムアナライザ９１は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を波長掃引信号発生部１８で掃引したときのＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１及びＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラムを求め、被測定信号光の信号光波長λＰ近傍の第１波長λ１及び第２波長λ２での受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２からなるデータグループを複数求め、データグループごとのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出し、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出し、被測定信号光のスペクトラム及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いてＯＳＮＲを算出する。
【解決手段】本願発明の光スペクトラムアナライザ９１は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を波長掃引信号発生部１８で掃引したときのＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１及びＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラムを求め、被測定信号光の信号光波長λＰ近傍の第１波長λ１及び第２波長λ２での受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２からなるデータグループを複数求め、データグループごとのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出し、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出し、被測定信号光のスペクトラム及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いてＯＳＮＲを算出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）測定機能を有する光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ネットワークにおいては、各チャネルの信号光パワー、信号光波長及びＯＳＮＲ等の特性を測定し、伝送信号品質を維持することが必須である。特に、ＯＳＮＲは、伝送信号品質を維持するためには極めて重要な測定項目である。
【０００３】
ダイナミックな経路設定が可能なメッシュネットワークでは、ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号は任意の経路設定が行われ、これにより各チャネルの信号光は異なる経路を通過し、また異なる光ファイバアンプ段数を通過する。この場合、各チャネルのＡＳＥノイズパワーが大きく異なるため、各チャネルの信号光のＯＳＮＲを測定することが必要となる。
【０００４】
そこで、「推定法」、「偏波ヌリング法」、「偏光度から算出する方法」などの種々のＯＳＮＲ測定法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特許文献１のＯＳＮＲ測定法は、１／４波長板と、直線偏光子と、受光器と、を備え、以下のように動作する。直線偏光子を回転させながら、１／４波長板及び直線偏光子を透過後の被測定信号光を受光器で受光する。これにより、偏波ヌリング法を用いてＯＳＮＲを測定する。
【０００５】
特許文献２のＯＳＮＲ測定法は、偏波コントローラと、波長可変バンドパスフィルタと、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）と、２つのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）と、を備え、以下のように動作する。信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定し、ＰＤのいずれかが最大となるように偏波コントローラを設定し、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を信号光波長に設定する。この状態で、波長可変バンドパスフィルタと偏波コントローラを通過させた光をＰＢＳで偏光分離して、２つのＰＤで受光する。さらに波長可変バンドパスフィルタの透過波長を他の波長にして２つのＰＤで受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ６８１３０２１Ｂ２
【特許文献２】ＥＰ１４３２１５０Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のＯＳＮＲ測定法では、以下のような問題があった。
特許文献１のＯＳＮＲ測定法では、「偏波ヌリング法」を用いるため、偏光子の偏光軸に直交する直線偏光を正確に入力する必要があるため、偏波コントローラの制御に時間を要し、短時間での測定が困難である。
【０００８】
特許文献２のＯＳＮＲ測定法では、ＰＤのいずれかが最大となるように偏波コントローラを設定し、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を特定の波長に設定するため、偏波コントローラ及び波長可変バンドパスフィルタの制御に時間を要し、短時間での測定が困難である。また、特許文献２のＯＳＮＲ測定法では、被測定信号光のスペクトラムを測定することはできない。
【０００９】
そこで、本発明は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することのできる光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラムアナライザは、被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を直交する偏光成分に分離するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（１３）と、前記ＰＢＳで分離された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、前記ＰＢＳで分離されたもう一方の光を受光する第２の受光器（１４−２）と、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、前記スペクトラム演算部は、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
【００１１】
本願発明の光スペクトラムアナライザは、波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、スペクトラム演算部（１５）と、波長掃引信号発生部（１８）と、を備えるため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラムアナライザは、ＰＢＳ（１３）と、第１の受光器（１４−１）と、第２の受光器（１４−２）と、スペクトラム演算部（１５）と、を備えるため、後述する式（１２）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラムアナライザは、スペクトラム演算部の記憶する各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出するため、信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定した状態で一方の受光器の受光レベルが最大又は最小になるように偏波状態を正確に設定する必要がない。したがって、本願発明の光スペクトラムアナライザは、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１２】
本願発明の光スペクトラムアナライザでは、前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＰＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、をさらに備えてもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、前記第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、それら複数のスペクトラムデータの中から前記受光レベルの比が適切なデータを選択してＯＳＮＲを算出してもよい。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラムアナライザは、被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を２つに分岐するＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（２１）と、前記ＢＳで分岐された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、前記ＢＳで分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる偏光子（２２）と、前記偏光子からの光を受光する第２の受光器（１４−２）と、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、前記スペクトラム演算部は、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、前記第１の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
【００１４】
本願発明の光スペクトラムアナライザは、波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、スペクトラム演算部（１５）と、波長掃引信号発生部（１８）と、を備えるため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラムアナライザは、ＢＳ（２１）と、偏光子（２２）と、第１の受光器（１４−１）と、第２の受光器（１４−２）と、スペクトラム演算部（１５）と、を備えるため、後述する式（３４）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラムアナライザは、スペクトラム演算部の記憶する各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出するため、信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定した状態で、第２の受光器のレベルが最小となるように偏波状態を正確に設定する必要がない。したがって、本願発明の光スペクトラムアナライザは、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１５】
本願発明の光スペクトラムアナライザでは、前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記被測定信号光を前記第１の受光器及び前記第２の受光器で受光したときの、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの差と前記第２の受光器の受光レベルとの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、さらに備えてもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム解析方法は、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、前記直交偏光受光手順で受光した各分離光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、前記直交偏光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ１０３）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記信号光波長近傍の第１波長に設定したときの前記各分離光の受光レベル、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に設定したときの前記各分離光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、を順に有する。
【００１７】
本願発明の光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、を有するため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラム解析方法は、信号光測定手順（Ｓ１０３）と、直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、を有するため、後述する式（１２）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順（Ｓ１０１）で記憶した各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出する。したがって、本願発明の光スペクトラム解析方法は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１８】
本願発明の光スペクトラム解析方法では、前記被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルの比が任意の範囲内である否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える直交偏光偏波切り替え手順（Ｓ１０５）を、前記直交偏光受光手順の前にさらに有してもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１９】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム解析方法は、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、前記被測定信号光受光手順で記憶した前記一方の分岐光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、前記被測定信号光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ２０３）と、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、を順に有する。
【００２０】
本願発明の光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、を有するため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラム解析方法は、信号光測定手順（Ｓ２０３）と、被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、を有するため、後述する式（３４）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）で記憶した各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出する。したがって、本願発明の光スペクトラム解析方法は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００２１】
本願発明の光スペクトラム解析方法では、前記被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルの差と前記もう一方の分岐光の受光レベルとの比が任意の範囲内である否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える被測定信号光偏波切り替え手順（Ｓ２０５）を、前記被測定信号光受光手順の前にさらに有してもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することのできる光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図２】被測定信号光の光スペクトラムの一例を示す。
【図３】実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図４】実施形態２に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図５】実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図６】実施形態３に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図７】実施形態３に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図８】実施形態４に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図９】実施形態４に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２５】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラムアナライザ９１は、光入力部１７と、波長可変バンドパスフィルタ１２と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１３と、第１の受光器としてのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１４−１と、第２の受光器としてのＰＤ１４−２と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１９−１と、ＡＤＣ１９−２と、スペクトラム演算部１５と、制御処理部１６と、波長掃引信号発生部１８と、表示部２０と、を備える。
【００２６】
光入力部１７に、被測定信号光が入力される。図２に、被測定信号光のスペクトラムの一例を示す。被測定信号光は、例えば、信号光波長λＰに信号光が載せられた波長分割多重光信号である。被測定信号光のスペクトラムは、各チャネルの信号光波長λＰに信号光パワーＰＳのピークを有し、信号光波長λＰから任意の波長範囲に第１波長λ１及び第２波長λ２を有する。第１波長λ１及び第２波長λ２は、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）フィルタの波長範囲内である。第１波長λ１及び第２波長λ２などの各波長における信号光パワーＰＳには、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥが含まれている。
【００２７】
波長可変バンドパスフィルタ１２は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。波長掃引信号発生部１８は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。ＰＢＳ１３は、波長可変バンドパスフィルタ１２からの透過光を直交する偏光成分に分離する。これにより、被測定信号光のうちのαがＰＤ１４−２側に分離され、残りの（１−α）がＰＤ１４−１側に分離される。このαを、直交成分分離比αと呼ぶ。
【００２８】
ＰＤ１４−１は、ＰＢＳ１３で分離された一方の光を受光し、ＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−１は、ＰＤ１４−１からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ１に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００２９】
ＰＤ１４−２は、ＰＢＳ１３で分離されたもう一方の光を受光し、ＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−２は、ＰＤ１４−２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ２に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００３０】
スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラム及び被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。表示部２０は、被測定信号光のスペクトラム及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ及びＯＳＮＲを表示する。制御処理部１６は、波長掃引信号発生部１８の動作を制御する。
【００３１】
図３に、実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順Ｓ１０１と、直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２と、信号光測定手順Ｓ１０３と、直交偏光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ１０４と、を順に有する。以下、実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の詳細について、図１を参照しながら説明する。
【００３２】
直交偏光受光手順Ｓ１０１では、制御処理部１６が波長掃引信号発生部１８に波長掃引の指示を出力し、波長掃引信号発生部１８が制御処理部１６の指示に応じて波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引しながら、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は被測定信号の各分離光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長に関連付けて記憶する。例えば、スペクトラム演算部１５は、透過波長λｉでの受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］をメモリに記憶する。これにより、スペクトラム演算部１５は、波長λ１から波長λＮまでの波長帯域を有する各チャネルの受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・，ＰＤ１［λｉ］，・・・，ＰＤ１［λＮ］及び受光レベルＰＤ２［λ１］，ＰＤ２［λ２］，・・・，ＰＤ２［λｉ］，・・・，ＰＤ２［λＮ］を記憶する。
【００３３】
直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２では、スペクトラム演算部１５は、直交偏光受光手順Ｓ１０１で受光した各分離光の受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラムを測定する。例えば、波長λｉでの光パワーをＰＤ１［λｉ］＋ＰＤ２［λｉ］を用いて求める。波長λ１〜λＮでの各波長での受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］（ただしｉ＝１，２，・・・Ｎ）を用いることで、被測定信号光のスペクトラムを求めることができる。
【００３４】
信号光測定手順Ｓ１０３では、直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２で測定したスペクトラムから各チャネルの信号光波長λＰおよび信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。例えば、スペクトラム演算部１５は、メモリからスペクトラムを読み出し、スペクトラムのピークを検出して各チャネルの信号光を検出する。そして、スペクトラムのピーク波長又はピークのセンタ波長から信号光波長λＰを求め、スペクトラムのピークの光パワーから信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。信号光パワーＰＳ［λＰ］は、スペクトラムを任意の範囲で積分して求めたパワーから求めてもよい。
【００３５】
直交偏光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ１０４では、被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
例えば、スペクトラム演算部１５は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第１波長λｍ１に設定したときの各分離光の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］と、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第２波長λｍ２に設定したときの各分離光の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］をメモリから読み出し、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］からなるデータグループ（ｍ）を求める。第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２は、信号光波長λＰから任意の波長範囲にある波長を選択する。
【００３６】
スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループを求める。例えば、スペクトラム演算部１５は、図２に示すように、信号光波長λＰの長波長側の第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２のデータグループ（ｍ）に加え、信号光波長λＰの短波長側の第１波長λｉ１及び第２波長λｉ２のデータグループ（ｉ）も求めることが好ましい。また、スペクトラム演算部１５の求めるデータグループの数は限定しない。例えば、スペクトラム演算部１５は、図２に示すように、第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２のデータグループ（ｍ）と、第１波長λｉ１及び第２波長λｉ２のデータグループ（ｉ）と、第１波長λｊ１及び第２波長λｊ２のデータグループ（ｊ）と、第１波長λｎ１及び第２波長λｎ２のデータグループ（ｎ）、の４つのデータグループを求めてもよい。
【００３７】
次に、スペクトラム演算部１５は、データグループ（ｍ）毎のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。例えば、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］、ＰＤ２［λｍ２］を用い直交成分分離比αを算出して、後述する式（１２）に代入する。これにより、データグループ（ｍ）についてのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを求めることができる。他のデータグループ（ｉ）、データグループ（ｊ）、データグループ（ｎ）ついても同様にＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。
【００３８】
次に、スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出する。例えば、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥをフィッティング処理してフィッティング関数を算出し、フィッティング関数を用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出する。フィッティング関数は、例えば、１次関数、２次関数、３次関数、４次関数、５次関数、ローレンツ関数又はガウス関数である。また、スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを平均化処理して信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出してもよい。
【００３９】
次に、スペクトラム演算部１５は、信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］及び信号光パワーＰＳ［λＰ］を用いてＯＳＮＲを算出する。例えば、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］及び信号光パワーＰＳ［λＰ］を式（１３）に代入する。
【００４０】
以下、本実施形態に係る光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法の原理について説明する。伝送路のＲＯＡＤＭフィルタの帯域内においては、信号光パワーＰＳ［λＰ］は波長可変バンドパスフィルタ１２の掃引位置によって異なるが、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥは波長可変バンドパスフィルタ１２のフィルタ帯域が等しければ同じレベルである。また、波長可変バンドパスフィルタ１２の設定波長によって、隣接チャネル間の信号光のレベルは変化するが、ＰＢＳ１３で分離される直交成分分離比αは変わらない。したがって、ＡＳＥノイズパワーをＰＡＳＥ、信号光パワーをＰＳ、波長可変バンドパスフィルタ１２の帯域幅をＢ０とすると、波長λｍ１の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］並びに波長λｍ２の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］は、次式で表される。
【００４１】
【数１】
【００４２】
式（１）から式（３）を減算する。
【数５】
【００４３】
式（２）から式（４）を減算する。
【数６】
【００４４】
式（６）より、
【数７】
【００４５】
式（７）を式（５）に代入すると、
【数８】
これを変形する。
【数９】
【００４６】
式（１）にαを乗算し、式（２）に（１−α）を乗算して両者の差分をとることによって、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。
【００４７】
すなわち、式（１）にαを乗算すると、
【数１０】
【００４８】
式（２）に（１−α）を乗算すると、
【数１１】
【００４９】
式（１０）から式（１１）を減算して変形すると、
【数１２】
【００５０】
式（１２）及び式（９）を用いることで、データグループ（ｍ）のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。
【００５１】
ＯＳＮＲは、信号光パワーＰＳ及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて次式で表される。
ＯＳＮＲ＝（ＰＳ−ＰＡＳＥ）／ＰＡＳＥ …（１３）
【００５２】
本実施形態に係る発明によれば、ＲＯＡＤＭフィルタが任意の関数の透過特性を持つ場合には、より正確なＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定が可能であり、また、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定誤差を圧縮する効果もある。
【００５３】
受信アンプなどのリニアリティを考慮したりすると、信号光パワーＰＳとＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥのパワー差が小さくなるような第１波長及び第２波長の受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を用いること、また２つの偏波成分の直交成分分離比αが大きいことが望ましい。
【００５４】
（実施形態２）
図４に、実施形態２に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態２に係る光スペクトラムアナライザ９２は、実施形態１のＰＢＳ１３に代えて、ＢＳ２１と、偏光子２２と、を備える。
【００５５】
ＢＳ２１は、波長可変バンドパスフィルタ１２からの透過光を２つに分岐する。ＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２１の分岐比は、例えば、γ：１−γである。これにより、被測定信号光のうちのγがＰＤ１４−２側に分岐され、残りの（１−γ）がＰＤ１４−１側に分岐される。ＢＳ２１で分岐された一方の光は、ＰＤ１４−１で受光される。ＰＤ１４−１は、受光レベルＰＤ１に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−１は、ＰＤ１４−１からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ１に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００５６】
偏光子２２は、ＢＳ２１で分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる。これにより、ＢＳ２１で分岐されたもう一方の光のうちのβが偏光子２２を通過する。このβを偏光子２２での通過率と呼ぶ。偏光子２２を通過後の光は、ＰＤ１４−２で受光される。ＰＤ１４−２は、ＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−２は、ＰＤ１４−２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ２に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００５７】
本実施形態では、ＰＤ１４−１が被測定信号光の全ての偏光成分を受光し、ＰＤ１４−２が特定の偏波状態の光を受光する。このため、光スペクトラムアナライザ９２及び光スペクトラム解析方法は、実施形態１と以下のような構成の相違を有する。
【００５８】
図５に、実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態２に係る光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順Ｓ２０１と、被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２と、信号光測定手順Ｓ２０３と、被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ２０４と、を順に有する。以下、実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の詳細について、図４を参照しながら説明する。
【００５９】
被測定信号光受光手順Ｓ２０１では、制御処理部１６が波長掃引信号発生部１８に波長掃引の指示を出力し、波長掃引信号発生部１８が制御処理部１６の指示に応じて波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引しながら、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は各分岐光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長に関連付けて記憶する。例えば、スペクトラム演算部１５は、透過波長λｉでの受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］をメモリに記憶する。これにより、スペクトラム演算部１５は、波長λ１から波長λＮまでの波長帯域を有する各チャネルの受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・，ＰＤ１［λｉ］，・・・，ＰＤ１［λＮ］及び受光レベルＰＤ２［λ１］，ＰＤ２［λ２］，・・・，ＰＤ２［λｉ］，・・・，ＰＤ２［λＮ］を記憶する。
【００６０】
被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２では、スペクトラム演算部１５は、ＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・ＰＤ１［λＮ］を用いて被測定信号光のスペクトラムを測定する。
【００６１】
信号光測定手順Ｓ２０３では、被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２で測定したスペクトラムから信号光波長λＰおよび信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。信号光測定手順Ｓ２０３は、実施形態１で説明した信号光測定手順Ｓ１０３と同様である。
【００６２】
被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ２０４では、被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
例えば、スペクトラム演算部１５は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第１波長λｍ１に設定したときの各分岐光の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］と、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第２波長λｍ２に設定したときの各分岐光の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］をメモリから読み出し、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］からなるデータグループ（ｍ）を求める。そして、実施形態１と同様にスペクトラム演算部１５は、複数のデータグループを求める。
【００６３】
次に、スペクトラム演算部１５は、データグループ（ｍ）毎のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。例えば、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］、ＰＤ２［λｍ２］を用い通過率βを算出して、後述する式（３４）に代入する。これにより、データグループ（ｍ）についてのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを求めることができる。他のデータグループ（ｉ）、データグループ（ｊ）、データグループ（ｎ）ついても同様にＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。この後のスペクトラム演算部１５の動作については、実施形態１と同様である。
【００６４】
ＢＳ２１の分岐比（１−γ（λ）：γ（λ））の値は予め測定しておき、スペクトラム演算部１５のメモリに保存しておく。尚、波長λが近い場合には、γ（λ）を等しい値γとして扱うことができる。
【００６５】
以下、本実施形態に係るＯＳＮＲ評価装置及び光スペクトラム解析方法の原理について説明する。ＡＳＥノイズパワーをＰＡＳＥ、信号光パワーをＰＳ、ＢＳ２１の分岐比をγ、偏光子２２での通過率β、波長可変バンドパスフィルタ１２の帯域幅をＢ０とすると、波長λｍ１の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］並びに波長λｍ２の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］は、次式で表される。分岐された光のうち、信号光のβが通過し、ＡＳＥ光の１／２が偏光子２２を通過する場合について説明する。
【００６６】
【数２１】
【００６７】
ここで、ＰＤ１［λｍ１］−ＰＤ２［λｍ１］＝ＰＤ１２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］−ＰＤ２［λｍ２］＝ＰＤ１２［λｍ２］とおく。
【００６８】
式（２１）から式（２２）を減算してＰＤ１２［λｍ１］を求める。
【数２５】
【００６９】
式（２３）から式（２４）を減算してＰＤ１２［λｍ２］を求める。
【数２６】
【００７０】
式（２２）、式（２４）、式（２５）及び式（２６）を展開する。
式（２２）から式（２４）を減算する。
【数２７】
【００７１】
式（２７）を変形する。
【数２８】
【００７２】
式（２５）から式（２６）を減算する。
【数２９】
【００７３】
式（２９）に式（２８）を代入する。
【数３０】
これを変形する。
【数３１】
【００７４】
式（２５）×γ・βから式（２２）×（１−γ−γ・β）を減算する。
【数３２】
これを変形する。
【数３３】
【００７５】
ここで、ＰＤ１２［λｍ１］＝ＰＤ１［λｍ１］−ＰＤ２［λｍ１］に戻す。
【数３４】
【００７６】
式（３４）及び式（３１）を用いることで、データグループ（ｍ）のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。ＯＳＮＲは、実施形態１で説明した式（１３）を用いて求めることができる。なお、本実施形態では、ＢＳ２１の分岐比が（１−γ）：γである場合について説明した。
【００７７】
ＯＳＮＲは、式（２３）で表される。本実施形態に係る発明によれば、ＲＯＡＤＭフィルタが任意の関数の透過特性を持つ場合には、より正確なＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定が可能であり、また、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定誤差を圧縮する効果もある。
【００７８】
受信アンプなどのリニアリティを考慮したりすると、本実施形態においても信号光パワーＰＳとＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥのパワー差が小さくなるような第１波長及び第２波長の受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を用いる方が望ましい。
【００７９】
（実施形態３）
図６に、実施形態３に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態３に係る光スペクトラムアナライザ９３は、実施形態１に係る光スペクトラムアナライザ９１に、偏波切り替え部１１をさらに備える。
【００８０】
偏波切り替え部１１は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える。偏波切り替え部１１が切り替える偏波状態のバリエーションは２種類以上の偏波状態である。波長可変バンドパスフィルタ１２は、偏波切り替え部１１からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。これにより、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、偏波切り替え部１１を透過後の被測定信号光を受光する。
【００８１】
図７に、実施形態３に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態３に係る光スペクトラム解析方法は、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を、直交偏光受光手順Ｓ１０１の前に有する。以下、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５について、図６を参照しながら説明する。
【００８２】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５では、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、被測定信号光を直交する偏波成分にＰＢＳ１３で分離した各分離光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の比が任意の範囲内であるか否かを判定する。任意の範囲内である場合、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせる。任意の範囲を超えていれば、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせない。
【００８３】
これは、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２が等しい、すなわち、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の比が１：１である場合、前述の式を用いてＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができない場合がある。このため、この比が１：１又はその近傍を含む任意の範囲を決めておき、この任意の範囲内である場合は、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えることにより、この比が任意の範囲を超えるように、つまり受光レベルＰＤ１と受光レベルＰＤ２とが異なる状態にして、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出できるようにするためのものである。
【００８４】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する受光レベルの比を前記任意の範囲より大きくすることができるため、式（１２）に示すＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの誤差を小さくすることができる。これにより、ＯＳＮＲの測定精度を高めることができる。
【００８５】
（実施形態４）
図８に、実施形態４に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態４に係る光スペクトラムアナライザ９４は、実施形態２に係る光スペクトラムアナライザ９２に、偏波切り替え部１１をさらに備える。
【００８６】
偏波切り替え部１１は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える。他の偏波状態については実施形態３と同様である。波長可変バンドパスフィルタ１２は、偏波切り替え部１１からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。これにより、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、偏波切り替え部１１を透過後の被測定信号光を受光する。
【００８７】
図９に、実施形態４に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態４に係る光スペクトラム解析方法は、実施形態２で説明した被測定信号光受光手順Ｓ２０１の前に、被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５を、さらに有する。以下、被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５について、図８を参照しながら説明する。
【００８８】
被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５では、被測定信号光をＢＳ２１で分岐し、各分岐光をＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の差と受光レベルＰＤ２との比が任意の範囲内であるか否かを判定する。任意の範囲内である場合、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせる。任意の範囲を超えていれば、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせない。前述の実施形態３と同様に、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の差と受光レベルＰＤ２との比が任意の範囲を超えるようにして、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出できるようにするためのものである。
【００８９】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する受光レベルの比を前記任意の範囲より大きくすることができるため、式（３４）に示すＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの誤差を小さくすることができる。これにより、ＯＳＮＲの測定精度を高めることができる。また、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１又はＰＤ１４−２のうち一方の偏光成分を最小にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１１：偏波切り替え部
１２：波長可変バンドパスフィルタ
１３：ＰＢＳ
１４−１，１４−２：ＰＤ
１５：スペクトラム演算部
１６：制御処理部
１７：光入力部
１８：波長掃引信号発生部
１９−１，１９−２：ＡＤＣ
２０：表示部
２１：ＢＳ
２２：偏光子
９１、９２、９３、９４：光スペクトラムアナライザ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）測定機能を有する光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）ネットワークにおいては、各チャネルの信号光パワー、信号光波長及びＯＳＮＲ等の特性を測定し、伝送信号品質を維持することが必須である。特に、ＯＳＮＲは、伝送信号品質を維持するためには極めて重要な測定項目である。
【０００３】
ダイナミックな経路設定が可能なメッシュネットワークでは、ＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）信号は任意の経路設定が行われ、これにより各チャネルの信号光は異なる経路を通過し、また異なる光ファイバアンプ段数を通過する。この場合、各チャネルのＡＳＥノイズパワーが大きく異なるため、各チャネルの信号光のＯＳＮＲを測定することが必要となる。
【０００４】
そこで、「推定法」、「偏波ヌリング法」、「偏光度から算出する方法」などの種々のＯＳＮＲ測定法が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
特許文献１のＯＳＮＲ測定法は、１／４波長板と、直線偏光子と、受光器と、を備え、以下のように動作する。直線偏光子を回転させながら、１／４波長板及び直線偏光子を透過後の被測定信号光を受光器で受光する。これにより、偏波ヌリング法を用いてＯＳＮＲを測定する。
【０００５】
特許文献２のＯＳＮＲ測定法は、偏波コントローラと、波長可変バンドパスフィルタと、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）と、２つのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）と、を備え、以下のように動作する。信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定し、ＰＤのいずれかが最大となるように偏波コントローラを設定し、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を信号光波長に設定する。この状態で、波長可変バンドパスフィルタと偏波コントローラを通過させた光をＰＢＳで偏光分離して、２つのＰＤで受光する。さらに波長可変バンドパスフィルタの透過波長を他の波長にして２つのＰＤで受光する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＵＳ６８１３０２１Ｂ２
【特許文献２】ＥＰ１４３２１５０Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来のＯＳＮＲ測定法では、以下のような問題があった。
特許文献１のＯＳＮＲ測定法では、「偏波ヌリング法」を用いるため、偏光子の偏光軸に直交する直線偏光を正確に入力する必要があるため、偏波コントローラの制御に時間を要し、短時間での測定が困難である。
【０００８】
特許文献２のＯＳＮＲ測定法では、ＰＤのいずれかが最大となるように偏波コントローラを設定し、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を特定の波長に設定するため、偏波コントローラ及び波長可変バンドパスフィルタの制御に時間を要し、短時間での測定が困難である。また、特許文献２のＯＳＮＲ測定法では、被測定信号光のスペクトラムを測定することはできない。
【０００９】
そこで、本発明は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することのできる光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラムアナライザは、被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を直交する偏光成分に分離するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（１３）と、前記ＰＢＳで分離された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、前記ＰＢＳで分離されたもう一方の光を受光する第２の受光器（１４−２）と、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、前記スペクトラム演算部は、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
【００１１】
本願発明の光スペクトラムアナライザは、波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、スペクトラム演算部（１５）と、波長掃引信号発生部（１８）と、を備えるため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラムアナライザは、ＰＢＳ（１３）と、第１の受光器（１４−１）と、第２の受光器（１４−２）と、スペクトラム演算部（１５）と、を備えるため、後述する式（１２）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラムアナライザは、スペクトラム演算部の記憶する各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出するため、信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定した状態で一方の受光器の受光レベルが最大又は最小になるように偏波状態を正確に設定する必要がない。したがって、本願発明の光スペクトラムアナライザは、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１２】
本願発明の光スペクトラムアナライザでは、前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＰＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、をさらに備えてもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、前記第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、それら複数のスペクトラムデータの中から前記受光レベルの比が適切なデータを選択してＯＳＮＲを算出してもよい。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１３】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラムアナライザは、被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を２つに分岐するＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（２１）と、前記ＢＳで分岐された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、前記ＢＳで分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる偏光子（２２）と、前記偏光子からの光を受光する第２の受光器（１４−２）と、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、前記スペクトラム演算部は、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、前記第１の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
【００１４】
本願発明の光スペクトラムアナライザは、波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、スペクトラム演算部（１５）と、波長掃引信号発生部（１８）と、を備えるため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラムアナライザは、ＢＳ（２１）と、偏光子（２２）と、第１の受光器（１４−１）と、第２の受光器（１４−２）と、スペクトラム演算部（１５）と、を備えるため、後述する式（３４）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラムアナライザは、スペクトラム演算部の記憶する各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出するため、信号光波長に波長可変バンドパスフィルタの波長を設定した状態で、第２の受光器のレベルが最小となるように偏波状態を正確に設定する必要がない。したがって、本願発明の光スペクトラムアナライザは、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１５】
本願発明の光スペクトラムアナライザでは、前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記被測定信号光を前記第１の受光器及び前記第２の受光器で受光したときの、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの差と前記第２の受光器の受光レベルとの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、さらに備えてもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム解析方法は、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、前記直交偏光受光手順で受光した各分離光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、前記直交偏光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ１０３）と、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記信号光波長近傍の第１波長に設定したときの前記各分離光の受光レベル、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に設定したときの前記各分離光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、を順に有する。
【００１７】
本願発明の光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、を有するため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラム解析方法は、信号光測定手順（Ｓ１０３）と、直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、を有するため、後述する式（１２）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順（Ｓ１０１）で記憶した各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出する。したがって、本願発明の光スペクトラム解析方法は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００１８】
本願発明の光スペクトラム解析方法では、前記被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルの比が任意の範囲内である否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える直交偏光偏波切り替え手順（Ｓ１０５）を、前記直交偏光受光手順の前にさらに有してもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【００１９】
上記目的を達成するために、本願発明の光スペクトラム解析方法は、波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、前記被測定信号光受光手順で記憶した前記一方の分岐光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、前記被測定信号光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ２０３）と、前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、を順に有する。
【００２０】
本願発明の光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、を有するため、被測定信号光のスペクトラムを測定することができる。本願発明の光スペクトラム解析方法は、信号光測定手順（Ｓ２０３）と、被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、を有するため、後述する式（３４）を用いてＡＳＥノイズパワーを算出し、後述する式（１３）を用いてＯＳＮＲを算出することができる。ここで、本願発明の光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）で記憶した各波長での受光レベルを用いてＡＳＥノイズパワーを算出する。したがって、本願発明の光スペクトラム解析方法は、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することができる。
【００２１】
本願発明の光スペクトラム解析方法では、前記被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルの差と前記もう一方の分岐光の受光レベルとの比が任意の範囲内である否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える被測定信号光偏波切り替え手順（Ｓ２０５）を、前記被測定信号光受光手順の前にさらに有してもよい。
又は、予め異なる偏波状態で複数回、第１の受光器及び第２の受光器でスペクトラムを測定し、そのスペクトラムデータを基に、受光レベルの比が最適なデータを選択してＯＳＮＲを測定する。
本発明により、任意の偏波状態の被測定信号光について、ＡＳＥノイズパワーを算出し、ＯＳＮＲを測定することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、容易な制御かつ高速にＯＳＮＲを測定することのできる光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図２】被測定信号光の光スペクトラムの一例を示す。
【図３】実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図４】実施形態２に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図５】実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図６】実施形態３に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図７】実施形態３に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【図８】実施形態４に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。
【図９】実施形態４に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２５】
（実施形態１）
図１に、実施形態１に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラムアナライザ９１は、光入力部１７と、波長可変バンドパスフィルタ１２と、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）１３と、第１の受光器としてのＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）１４−１と、第２の受光器としてのＰＤ１４−２と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ−ｔｏ−Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１９−１と、ＡＤＣ１９−２と、スペクトラム演算部１５と、制御処理部１６と、波長掃引信号発生部１８と、表示部２０と、を備える。
【００２６】
光入力部１７に、被測定信号光が入力される。図２に、被測定信号光のスペクトラムの一例を示す。被測定信号光は、例えば、信号光波長λＰに信号光が載せられた波長分割多重光信号である。被測定信号光のスペクトラムは、各チャネルの信号光波長λＰに信号光パワーＰＳのピークを有し、信号光波長λＰから任意の波長範囲に第１波長λ１及び第２波長λ２を有する。第１波長λ１及び第２波長λ２は、ＲＯＡＤＭ（Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａｄｄ／Ｄｒｏｐ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ）フィルタの波長範囲内である。第１波長λ１及び第２波長λ２などの各波長における信号光パワーＰＳには、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥが含まれている。
【００２７】
波長可変バンドパスフィルタ１２は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。波長掃引信号発生部１８は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。ＰＢＳ１３は、波長可変バンドパスフィルタ１２からの透過光を直交する偏光成分に分離する。これにより、被測定信号光のうちのαがＰＤ１４−２側に分離され、残りの（１−α）がＰＤ１４−１側に分離される。このαを、直交成分分離比αと呼ぶ。
【００２８】
ＰＤ１４−１は、ＰＢＳ１３で分離された一方の光を受光し、ＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−１は、ＰＤ１４−１からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ１に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００２９】
ＰＤ１４−２は、ＰＢＳ１３で分離されたもう一方の光を受光し、ＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−２は、ＰＤ１４−２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ２に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００３０】
スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラム及び被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。表示部２０は、被測定信号光のスペクトラム及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ及びＯＳＮＲを表示する。制御処理部１６は、波長掃引信号発生部１８の動作を制御する。
【００３１】
図３に、実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態１に係る光スペクトラム解析方法は、直交偏光受光手順Ｓ１０１と、直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２と、信号光測定手順Ｓ１０３と、直交偏光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ１０４と、を順に有する。以下、実施形態１に係る光スペクトラム解析方法の詳細について、図１を参照しながら説明する。
【００３２】
直交偏光受光手順Ｓ１０１では、制御処理部１６が波長掃引信号発生部１８に波長掃引の指示を出力し、波長掃引信号発生部１８が制御処理部１６の指示に応じて波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引しながら、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は被測定信号の各分離光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長に関連付けて記憶する。例えば、スペクトラム演算部１５は、透過波長λｉでの受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］をメモリに記憶する。これにより、スペクトラム演算部１５は、波長λ１から波長λＮまでの波長帯域を有する各チャネルの受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・，ＰＤ１［λｉ］，・・・，ＰＤ１［λＮ］及び受光レベルＰＤ２［λ１］，ＰＤ２［λ２］，・・・，ＰＤ２［λｉ］，・・・，ＰＤ２［λＮ］を記憶する。
【００３３】
直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２では、スペクトラム演算部１５は、直交偏光受光手順Ｓ１０１で受光した各分離光の受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２を用いて被測定信号光のスペクトラムを測定する。例えば、波長λｉでの光パワーをＰＤ１［λｉ］＋ＰＤ２［λｉ］を用いて求める。波長λ１〜λＮでの各波長での受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］（ただしｉ＝１，２，・・・Ｎ）を用いることで、被測定信号光のスペクトラムを求めることができる。
【００３４】
信号光測定手順Ｓ１０３では、直交偏光スペクトラム測定手順Ｓ１０２で測定したスペクトラムから各チャネルの信号光波長λＰおよび信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。例えば、スペクトラム演算部１５は、メモリからスペクトラムを読み出し、スペクトラムのピークを検出して各チャネルの信号光を検出する。そして、スペクトラムのピーク波長又はピークのセンタ波長から信号光波長λＰを求め、スペクトラムのピークの光パワーから信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。信号光パワーＰＳ［λＰ］は、スペクトラムを任意の範囲で積分して求めたパワーから求めてもよい。
【００３５】
直交偏光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ１０４では、被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
例えば、スペクトラム演算部１５は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第１波長λｍ１に設定したときの各分離光の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］と、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第２波長λｍ２に設定したときの各分離光の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］をメモリから読み出し、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］からなるデータグループ（ｍ）を求める。第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２は、信号光波長λＰから任意の波長範囲にある波長を選択する。
【００３６】
スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループを求める。例えば、スペクトラム演算部１５は、図２に示すように、信号光波長λＰの長波長側の第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２のデータグループ（ｍ）に加え、信号光波長λＰの短波長側の第１波長λｉ１及び第２波長λｉ２のデータグループ（ｉ）も求めることが好ましい。また、スペクトラム演算部１５の求めるデータグループの数は限定しない。例えば、スペクトラム演算部１５は、図２に示すように、第１波長λｍ１及び第２波長λｍ２のデータグループ（ｍ）と、第１波長λｉ１及び第２波長λｉ２のデータグループ（ｉ）と、第１波長λｊ１及び第２波長λｊ２のデータグループ（ｊ）と、第１波長λｎ１及び第２波長λｎ２のデータグループ（ｎ）、の４つのデータグループを求めてもよい。
【００３７】
次に、スペクトラム演算部１５は、データグループ（ｍ）毎のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。例えば、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］、ＰＤ２［λｍ２］を用い直交成分分離比αを算出して、後述する式（１２）に代入する。これにより、データグループ（ｍ）についてのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを求めることができる。他のデータグループ（ｉ）、データグループ（ｊ）、データグループ（ｎ）ついても同様にＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。
【００３８】
次に、スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出する。例えば、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥをフィッティング処理してフィッティング関数を算出し、フィッティング関数を用いて信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出する。フィッティング関数は、例えば、１次関数、２次関数、３次関数、４次関数、５次関数、ローレンツ関数又はガウス関数である。また、スペクトラム演算部１５は、複数のデータグループのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを平均化処理して信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］を算出してもよい。
【００３９】
次に、スペクトラム演算部１５は、信号光波長λＰにおけるＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］及び信号光パワーＰＳ［λＰ］を用いてＯＳＮＲを算出する。例えば、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥ［λＰ］及び信号光パワーＰＳ［λＰ］を式（１３）に代入する。
【００４０】
以下、本実施形態に係る光スペクトラムアナライザ及び光スペクトラム解析方法の原理について説明する。伝送路のＲＯＡＤＭフィルタの帯域内においては、信号光パワーＰＳ［λＰ］は波長可変バンドパスフィルタ１２の掃引位置によって異なるが、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥは波長可変バンドパスフィルタ１２のフィルタ帯域が等しければ同じレベルである。また、波長可変バンドパスフィルタ１２の設定波長によって、隣接チャネル間の信号光のレベルは変化するが、ＰＢＳ１３で分離される直交成分分離比αは変わらない。したがって、ＡＳＥノイズパワーをＰＡＳＥ、信号光パワーをＰＳ、波長可変バンドパスフィルタ１２の帯域幅をＢ０とすると、波長λｍ１の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］並びに波長λｍ２の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］は、次式で表される。
【００４１】
【数１】
【００４２】
式（１）から式（３）を減算する。
【数５】
【００４３】
式（２）から式（４）を減算する。
【数６】
【００４４】
式（６）より、
【数７】
【００４５】
式（７）を式（５）に代入すると、
【数８】
これを変形する。
【数９】
【００４６】
式（１）にαを乗算し、式（２）に（１−α）を乗算して両者の差分をとることによって、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。
【００４７】
すなわち、式（１）にαを乗算すると、
【数１０】
【００４８】
式（２）に（１−α）を乗算すると、
【数１１】
【００４９】
式（１０）から式（１１）を減算して変形すると、
【数１２】
【００５０】
式（１２）及び式（９）を用いることで、データグループ（ｍ）のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。
【００５１】
ＯＳＮＲは、信号光パワーＰＳ及びＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを用いて次式で表される。
ＯＳＮＲ＝（ＰＳ−ＰＡＳＥ）／ＰＡＳＥ …（１３）
【００５２】
本実施形態に係る発明によれば、ＲＯＡＤＭフィルタが任意の関数の透過特性を持つ場合には、より正確なＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定が可能であり、また、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定誤差を圧縮する効果もある。
【００５３】
受信アンプなどのリニアリティを考慮したりすると、信号光パワーＰＳとＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥのパワー差が小さくなるような第１波長及び第２波長の受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を用いること、また２つの偏波成分の直交成分分離比αが大きいことが望ましい。
【００５４】
（実施形態２）
図４に、実施形態２に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態２に係る光スペクトラムアナライザ９２は、実施形態１のＰＢＳ１３に代えて、ＢＳ２１と、偏光子２２と、を備える。
【００５５】
ＢＳ２１は、波長可変バンドパスフィルタ１２からの透過光を２つに分岐する。ＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）２１の分岐比は、例えば、γ：１−γである。これにより、被測定信号光のうちのγがＰＤ１４−２側に分岐され、残りの（１−γ）がＰＤ１４−１側に分岐される。ＢＳ２１で分岐された一方の光は、ＰＤ１４−１で受光される。ＰＤ１４−１は、受光レベルＰＤ１に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−１は、ＰＤ１４−１からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ１に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００５６】
偏光子２２は、ＢＳ２１で分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる。これにより、ＢＳ２１で分岐されたもう一方の光のうちのβが偏光子２２を通過する。このβを偏光子２２での通過率と呼ぶ。偏光子２２を通過後の光は、ＰＤ１４−２で受光される。ＰＤ１４−２は、ＰＤ１４−２の受光レベルＰＤ２に応じたアナログ信号を出力する。ＡＤＣ１９−２は、ＰＤ１４−２からのアナログ信号をデジタル信号に変換し、受光レベルＰＤ２に応じたデジタル信号をスペクトラム演算部１５に出力する。
【００５７】
本実施形態では、ＰＤ１４−１が被測定信号光の全ての偏光成分を受光し、ＰＤ１４−２が特定の偏波状態の光を受光する。このため、光スペクトラムアナライザ９２及び光スペクトラム解析方法は、実施形態１と以下のような構成の相違を有する。
【００５８】
図５に、実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態２に係る光スペクトラム解析方法は、被測定信号光受光手順Ｓ２０１と、被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２と、信号光測定手順Ｓ２０３と、被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ２０４と、を順に有する。以下、実施形態２に係る光スペクトラム解析方法の詳細について、図４を参照しながら説明する。
【００５９】
被測定信号光受光手順Ｓ２０１では、制御処理部１６が波長掃引信号発生部１８に波長掃引の指示を出力し、波長掃引信号発生部１８が制御処理部１６の指示に応じて波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引する。波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を掃引しながら、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は各分岐光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長に関連付けて記憶する。例えば、スペクトラム演算部１５は、透過波長λｉでの受光レベルＰＤ１［λｉ］，ＰＤ２［λｉ］をメモリに記憶する。これにより、スペクトラム演算部１５は、波長λ１から波長λＮまでの波長帯域を有する各チャネルの受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・，ＰＤ１［λｉ］，・・・，ＰＤ１［λＮ］及び受光レベルＰＤ２［λ１］，ＰＤ２［λ２］，・・・，ＰＤ２［λｉ］，・・・，ＰＤ２［λＮ］を記憶する。
【００６０】
被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２では、スペクトラム演算部１５は、ＰＤ１４−１の受光レベルＰＤ１［λ１］，ＰＤ１［λ２］，・・・ＰＤ１［λＮ］を用いて被測定信号光のスペクトラムを測定する。
【００６１】
信号光測定手順Ｓ２０３では、被測定信号光スペクトラム測定手順Ｓ２０２で測定したスペクトラムから信号光波長λＰおよび信号光パワーＰＳ［λＰ］を求める。信号光測定手順Ｓ２０３は、実施形態１で説明した信号光測定手順Ｓ１０３と同様である。
【００６２】
被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順Ｓ２０４では、被測定信号光のＯＳＮＲを算出する。
例えば、スペクトラム演算部１５は、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第１波長λｍ１に設定したときの各分岐光の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］と、波長可変バンドパスフィルタ１２の透過波長を第２波長λｍ２に設定したときの各分岐光の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］をメモリから読み出し、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］からなるデータグループ（ｍ）を求める。そして、実施形態１と同様にスペクトラム演算部１５は、複数のデータグループを求める。
【００６３】
次に、スペクトラム演算部１５は、データグループ（ｍ）毎のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。例えば、ＰＤ１［λｍ１］、ＰＤ２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］、ＰＤ２［λｍ２］を用い通過率βを算出して、後述する式（３４）に代入する。これにより、データグループ（ｍ）についてのＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを求めることができる。他のデータグループ（ｉ）、データグループ（ｊ）、データグループ（ｎ）ついても同様にＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出する。この後のスペクトラム演算部１５の動作については、実施形態１と同様である。
【００６４】
ＢＳ２１の分岐比（１−γ（λ）：γ（λ））の値は予め測定しておき、スペクトラム演算部１５のメモリに保存しておく。尚、波長λが近い場合には、γ（λ）を等しい値γとして扱うことができる。
【００６５】
以下、本実施形態に係るＯＳＮＲ評価装置及び光スペクトラム解析方法の原理について説明する。ＡＳＥノイズパワーをＰＡＳＥ、信号光パワーをＰＳ、ＢＳ２１の分岐比をγ、偏光子２２での通過率β、波長可変バンドパスフィルタ１２の帯域幅をＢ０とすると、波長λｍ１の受光レベルＰＤ１［λｍ１］及びＰＤ２［λｍ１］並びに波長λｍ２の受光レベルＰＤ１［λｍ２］及びＰＤ２［λｍ２］は、次式で表される。分岐された光のうち、信号光のβが通過し、ＡＳＥ光の１／２が偏光子２２を通過する場合について説明する。
【００６６】
【数２１】
【００６７】
ここで、ＰＤ１［λｍ１］−ＰＤ２［λｍ１］＝ＰＤ１２［λｍ１］、ＰＤ１［λｍ２］−ＰＤ２［λｍ２］＝ＰＤ１２［λｍ２］とおく。
【００６８】
式（２１）から式（２２）を減算してＰＤ１２［λｍ１］を求める。
【数２５】
【００６９】
式（２３）から式（２４）を減算してＰＤ１２［λｍ２］を求める。
【数２６】
【００７０】
式（２２）、式（２４）、式（２５）及び式（２６）を展開する。
式（２２）から式（２４）を減算する。
【数２７】
【００７１】
式（２７）を変形する。
【数２８】
【００７２】
式（２５）から式（２６）を減算する。
【数２９】
【００７３】
式（２９）に式（２８）を代入する。
【数３０】
これを変形する。
【数３１】
【００７４】
式（２５）×γ・βから式（２２）×（１−γ−γ・β）を減算する。
【数３２】
これを変形する。
【数３３】
【００７５】
ここで、ＰＤ１２［λｍ１］＝ＰＤ１［λｍ１］−ＰＤ２［λｍ１］に戻す。
【数３４】
【００７６】
式（３４）及び式（３１）を用いることで、データグループ（ｍ）のＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができる。ＯＳＮＲは、実施形態１で説明した式（１３）を用いて求めることができる。なお、本実施形態では、ＢＳ２１の分岐比が（１−γ）：γである場合について説明した。
【００７７】
ＯＳＮＲは、式（２３）で表される。本実施形態に係る発明によれば、ＲＯＡＤＭフィルタが任意の関数の透過特性を持つ場合には、より正確なＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定が可能であり、また、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの測定誤差を圧縮する効果もある。
【００７８】
受信アンプなどのリニアリティを考慮したりすると、本実施形態においても信号光パワーＰＳとＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥのパワー差が小さくなるような第１波長及び第２波長の受光レベルＰＤ１及びＰＤ２を用いる方が望ましい。
【００７９】
（実施形態３）
図６に、実施形態３に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態３に係る光スペクトラムアナライザ９３は、実施形態１に係る光スペクトラムアナライザ９１に、偏波切り替え部１１をさらに備える。
【００８０】
偏波切り替え部１１は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える。偏波切り替え部１１が切り替える偏波状態のバリエーションは２種類以上の偏波状態である。波長可変バンドパスフィルタ１２は、偏波切り替え部１１からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。これにより、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、偏波切り替え部１１を透過後の被測定信号光を受光する。
【００８１】
図７に、実施形態３に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態３に係る光スペクトラム解析方法は、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を、直交偏光受光手順Ｓ１０１の前に有する。以下、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５について、図６を参照しながら説明する。
【００８２】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５では、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、被測定信号光を直交する偏波成分にＰＢＳ１３で分離した各分離光を受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の比が任意の範囲内であるか否かを判定する。任意の範囲内である場合、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせる。任意の範囲を超えていれば、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせない。
【００８３】
これは、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２が等しい、すなわち、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の比が１：１である場合、前述の式を用いてＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出することができない場合がある。このため、この比が１：１又はその近傍を含む任意の範囲を決めておき、この任意の範囲内である場合は、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えることにより、この比が任意の範囲を超えるように、つまり受光レベルＰＤ１と受光レベルＰＤ２とが異なる状態にして、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出できるようにするためのものである。
【００８４】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する受光レベルの比を前記任意の範囲より大きくすることができるため、式（１２）に示すＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの誤差を小さくすることができる。これにより、ＯＳＮＲの測定精度を高めることができる。
【００８５】
（実施形態４）
図８に、実施形態４に係る光スペクトラムアナライザの一例を示す。実施形態４に係る光スペクトラムアナライザ９４は、実施形態２に係る光スペクトラムアナライザ９２に、偏波切り替え部１１をさらに備える。
【００８６】
偏波切り替え部１１は、光入力部１７からの被測定信号光が入射され、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える。他の偏波状態については実施形態３と同様である。波長可変バンドパスフィルタ１２は、偏波切り替え部１１からの被測定信号光が入射され、被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる。これにより、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２は、偏波切り替え部１１を透過後の被測定信号光を受光する。
【００８７】
図９に、実施形態４に係る光スペクトラム解析方法の一例を示す。実施形態４に係る光スペクトラム解析方法は、実施形態２で説明した被測定信号光受光手順Ｓ２０１の前に、被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５を、さらに有する。以下、被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５について、図８を参照しながら説明する。
【００８８】
被測定信号光偏波切り替え手順Ｓ２０５では、被測定信号光をＢＳ２１で分岐し、各分岐光をＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する。スペクトラム演算部１５は、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の差と受光レベルＰＤ２との比が任意の範囲内であるか否かを判定する。任意の範囲内である場合、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせる。任意の範囲を超えていれば、制御処理部１６は、偏波切り替え部１１に対して、被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替えさせない。前述の実施形態３と同様に、受光レベルＰＤ１及び受光レベルＰＤ２の差と受光レベルＰＤ２との比が任意の範囲を超えるようにして、ＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥを算出できるようにするためのものである。
【００８９】
直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１及びＰＤ１４−２で受光する受光レベルの比を前記任意の範囲より大きくすることができるため、式（３４）に示すＡＳＥノイズパワーＰＡＳＥの誤差を小さくすることができる。これにより、ＯＳＮＲの測定精度を高めることができる。また、直交偏光偏波切り替え手順Ｓ１０５を実行することで、ＰＤ１４−１又はＰＤ１４−２のうち一方の偏光成分を最小にすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９０】
本発明は情報通信産業に適用することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１１：偏波切り替え部
１２：波長可変バンドパスフィルタ
１３：ＰＢＳ
１４−１，１４−２：ＰＤ
１５：スペクトラム演算部
１６：制御処理部
１７：光入力部
１８：波長掃引信号発生部
１９−１，１９−２：ＡＤＣ
２０：表示部
２１：ＢＳ
２２：偏光子
９１、９２、９３、９４：光スペクトラムアナライザ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、
前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を直交する偏光成分に分離するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（１３）と、
前記ＰＢＳで分離された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、
前記ＰＢＳで分離されたもう一方の光を受光する第２の受光器（１４−２）と、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、
前記スペクトラム演算部は、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、
前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する
光スペクトラムアナライザ。
【請求項２】
前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＰＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、
前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項３】
被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、
前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を２つに分岐するＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（２１）と、
前記ＢＳで分岐された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、
前記ＢＳで分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる偏光子（２２）と、
前記偏光子からの光を受光する第２の受光器（１４−２）と、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、
前記スペクトラム演算部は、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、
前記第１の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、
前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する
光スペクトラムアナライザ。
【請求項４】
前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、
前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記被測定信号光を前記第１の受光器及び前記第２の受光器で受光したときの、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの差と前記第２の受光器の受光レベルとの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項５】
波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、
前記直交偏光受光手順で受光した各分離光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、
前記直交偏光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ１０３）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記信号光波長近傍の第１波長に設定したときの前記各分離光の受光レベル、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に設定したときの前記各分離光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、
を順に有する光スペクトラム解析方法。
【請求項６】
前記被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルの比が任意の範囲内であるか否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える直交偏光偏波切り替え手順（Ｓ１０５）を、前記直交偏光受光手順の前にさらに有することを特徴とする請求項５に記載の光スペクトラム解析方法。
【請求項７】
波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、
前記被測定信号光受光手順で記憶した前記一方の分岐光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、
前記被測定信号光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ２０３）と、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、
を順に有する光スペクトラム解析方法。
【請求項８】
前記被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルの差と前記もう一方の分岐光の受光レベルとの比が任意の範囲内であるか否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える被測定信号光偏波切り替え手順（Ｓ２０５）を、前記被測定信号光受光手順の前にさらに有することを特徴とする請求項７に記載の光スペクトラム解析方法。
【請求項１】
被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、
前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を直交する偏光成分に分離するＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（１３）と、
前記ＰＢＳで分離された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、
前記ＰＢＳで分離されたもう一方の光を受光する第２の受光器（１４−２）と、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、
前記スペクトラム演算部は、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥ（Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）ノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、
前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する
光スペクトラムアナライザ。
【請求項２】
前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＰＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、
前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項３】
被測定信号光が入力され、前記被測定信号光のうちの任意の波長の光を透過させる波長可変バンドパスフィルタ（１２）と、
前記波長可変バンドパスフィルタからの透過光を２つに分岐するＢＳ（Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）（２１）と、
前記ＢＳで分岐された一方の光を受光する第１の受光器（１４−１）と、
前記ＢＳで分岐されたもう一方の光が入力され、任意の偏波成分のみの光を通過させる偏光子（２２）と、
前記偏光子からの光を受光する第２の受光器（１４−２）と、
前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラム及び前記被測定信号光のＯＳＮＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を算出するスペクトラム演算部（１５）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引する波長掃引信号発生部（１８）と、を備え、
前記スペクトラム演算部は、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶し、
前記第１の受光器の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを取得し、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、
前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する
光スペクトラムアナライザ。
【請求項４】
前記波長可変バンドパスフィルタの前段又は前記波長可変バンドパスフィルタと前記ＢＳの間の光路に挿入され、前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える偏波切り替え部（１１）と、
前記偏波切り替え部の切り替える前記他の偏波状態を、前記被測定信号光を前記第１の受光器及び前記第２の受光器で受光したときの、前記第１の受光器及び前記第２の受光器の受光レベルの差と前記第２の受光器の受光レベルとの比が任意の範囲より大きくなるように変更する制御処理部（１６）と、
をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の光スペクトラムアナライザ。
【請求項５】
波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する直交偏光受光手順（Ｓ１０１）と、
前記直交偏光受光手順で受光した各分離光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する直交偏光スペクトラム測定手順（Ｓ１０２）と、
前記直交偏光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ１０３）と、
前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記信号光波長近傍の第１波長に設定したときの前記各分離光の受光レベル、前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に設定したときの前記各分離光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する直交偏光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ１０４）と、
を順に有する光スペクトラム解析方法。
【請求項６】
前記被測定信号光を直交する偏波成分に分離した各分離光を受光し、前記各分離光の受光レベルの比が任意の範囲内であるか否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える直交偏光偏波切り替え手順（Ｓ１０５）を、前記直交偏光受光手順の前にさらに有することを特徴とする請求項５に記載の光スペクトラム解析方法。
【請求項７】
波長可変バンドパスフィルタの透過波長を掃引しながら、前記波長可変バンドパスフィルタを透過後の被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルを前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長に関連付けて記憶する被測定信号光受光手順（Ｓ２０１）と、
前記被測定信号光受光手順で記憶した前記一方の分岐光の受光レベルを用いて前記被測定信号光のスペクトラムを測定する被測定信号光スペクトラム測定手順（Ｓ２０２）と、
前記被測定信号光スペクトラム測定手順で測定したスペクトラムから信号光波長および信号光パワーを求める信号光測定手順（Ｓ２０３）と、
前記被測定信号光のスペクトラムの信号光波長近傍の第１波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベル、前記第１波長とは異なる前記信号光波長近傍の第２波長に前記波長可変バンドパスフィルタの透過波長を設定したときの前記各分岐光の受光レベルからなるデータグループを複数求め、
前記データグループごとのＡＳＥノイズパワーを算出し、
複数の前記データグループの前記ＡＳＥノイズパワーを用いて前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを算出し、前記被測定信号光のスペクトラム及び前記信号光波長におけるＡＳＥノイズパワーを用いて前記被測定信号光のＯＳＮＲを算出する被測定信号光ＯＳＮＲ算出手順（Ｓ２０４）と、
を順に有する光スペクトラム解析方法。
【請求項８】
前記被測定信号光を分岐した一方の分岐光を受光するとともに、もう一方の分岐光を偏光子に通過させ、前記偏光子を通過後の分岐光を受光し、前記各分岐光の受光レベルの差と前記もう一方の分岐光の受光レベルとの比が任意の範囲内であるか否かを判定し、前記任意の範囲内である場合には前記被測定信号光の偏波状態を他の偏波状態に切り替える被測定信号光偏波切り替え手順（Ｓ２０５）を、前記被測定信号光受光手順の前にさらに有することを特徴とする請求項７に記載の光スペクトラム解析方法。
【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２０１１−２４７７９９（Ｐ２０１１−２４７７９９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２２５１７（Ｐ２０１０−１２２５１７）
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２８日（２０１０．５．２８）
【出願人】（００００００５７２）アンリツ株式会社 (838)
【Ｆターム（参考）】
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