CN1088274C - 激光光源装置和时域反射测量装置及光通信线检验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的OTDR装置的脉冲激光光源装置包括一个光波导，它接收及引导由第一光发射端面发射的光，所述光波导包括一个反射区域，它选择地反射由半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光的一部分，反射区域的芯体包括设置在第一区域中的第一衍射光栅，它的折射率周期地沿光轴方向变化，且选择地反射从半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光中的第一波长范围中的光部分。该衍射光栅是构成激光振荡器的装置之一。

Description

激光光源装置，OTDR装置及光通信线检验系统
本发明涉及用于产生具有窄波长范围的激光的激光光源装置，及基于其强度的时间特性，使用该激光光源装置测量在特定光波长上光导纤维每点上的特性以检测待测光导纤维反向散射光的OTDR(光时域反射测量)装置，以及用于执行OTDR检测的一个光通信线检验系统。
通常，OTDR检测被广泛地用于测量光导纤维的损耗等。在OTDR检测时，来自光源的脉冲光通过光耦合器或类似者入射到待测光导纤维的一端上；在光导纤维每点上产生的反向散射光被检测出来；及收集所产生的电信号数据以便测量光导纤维每点上的损耗特性及类似特性。
作为用于这种OTDR检测的光源，通常使用其纵向模为多模的半导体激光器。图为这种多纵模半导体激光具有超过20nm的宽振荡波长宽度，但是它不适于测量相应于具有专门波长光的光导纤维的特性。
另一方面，作为适用于测量相应于具有专门波长光的光导纤维的特性的OTDR检测，已被推荐出一种装置，其中使用了一种例如为具有高时间相干性的光导纤维激光器的光源。例如在日本专利公开文献No.6-13688中已公开了一种使用光导纤维激光器作为光源的OTDR装置。
当来自光源的光具有高时间相干性时，将产生出“衰落噪音”。“衰落噪音”是本技术领域中的熟练技术人员所熟悉的。
本发明的一个目的是提供适用于OTDR等装置中的激光光源装置及提供能精确测量的OTDR装置。
同时，本发明的一个目的是提供能进行OTDR检验的光通信线检测系统。
本发明的激光光源装置包括：(a)半导体光发射器件，它被电流激励进行自发射及激励发射；(b)反射装置，它设置在半导体光发射装置第一光发射端面，途径该半导体光发射器件的对面位置上，并反射由半导体光发射器件产生的光，以使得如此反射的光再次经过半导体光发射器件；及(c)光波导，它接收及引导由第一光发射端面发射的光，其中该光波导包括一个反射区域，该区域选择地反射由半导体光发射器件的第一光发射器面发射的光的一部分，反射区的芯体包括第一衍射光栅，该第一衍射光栅设在第一区域中且其折射率周期性地沿光轴方向变化，及第一衍射光栅选择地反射从半导体光发射器体的第一光发射端面发射的光中的第一波长范围中的光部分；其中反射装置，半导体光发射器件及衍射光栅构成激光谐振器。
这里，反射装置可能由以下构成：或是(i)在第一光发射端面的对面的半导体光发射器件的经过反射处理的端面，或是(ii)反射由半导体器件的第二光发射端面发射的光的反射器。
当激励电流供给到本发明的激光光源装置中的半导体光发射器件时，就产生了自发射的光及受激励发射的光，由此具有相对宽波长宽度的光从其光发射表面发射出来。当这样发射出的光进入光波导并到达形成在其芯体中的衍射光栅时，由此仅是其中心为该衍射光栅的反射波长(B ragg波长)且窄于半导体光发射器件的输出波长宽度的波长宽度的光分量以足够的反射率被反射。被反射的光从光发射表面进入半导体光发射器件，并引起激励发射，再到达反射装置，在这里它被反射，由此在相反方向上前进。这样被反射的光通过光发射器件前进，并引起受激发射，然后从光发射表面发射出来。这样发射出的光再被衍射光栅反射。当上述现象被重复时，光被放大，由此最后产生激光振荡。因此，在半导体光发射器件中，仅是来回通过的光波长的光被放大，以致另外波长的光具有很低的发射能级，由此仅能在窄波长宽度上进行激光振荡。这样获得的激光被从光波导中发射出去。
因此本发明的激光光源装置使用形成在光波导芯体中的衍射光栅及反射装置来产生激光振荡，因此它输出具有相应于衍射光栅反射谱宽的窄波长宽度的激光。
上述的激光光源装置是由半导体光发射器件，反射装置及光波导组成的，由此其中的部件数目显著地小于使用光导纤维激光器的光源中的部件数目。因此，在本发明的激光光源装置中，易于光学系统的设计及光学部件的布置，由此该装置易于制造，又便于获得小尺寸。
本发明的激光光源装置还包括一个周期改变装置(以下也称为“反射波长调节装置”)，它改变沿第一衍射光栅中光轴方向的光栅折射率改变周期。
该周期改变装置可以是(i)应力(例如相应于张力)施加装置，它将应力沿光轴方向施加在包括第一衍射光栅的光波导部分上，或(ii)温度调节装置，它改变在包括第一衍射光栅的光波导部分上的温度。
当本发明的激光光源装置具有应力施加装置，并当一个应力施加在包括衍射光栅的光波导部分上时，衍射光栅的周期或类似参数改变，并对此作出响应，衍射光栅的反射波长也随之改变。当由应力施加装置施加的应力受到调节时，衍射光栅的反射波长被调节。因为激光光源装置的输出波长响应于衍射光栅的反射波长而改变，当由应力施加装置施加的应力受调节时，激光的波长就受到调节。
当本发明的激光光源装置具有温度调节装置，并当包括衍射光栅的光波导部分其周围的温度被改变时，该部分膨胀或收缩。其结果是，衍射光栅的周期或类似参考改变，并对此作为响应，衍射光栅的反射波长也随之改变。当温度调节装置被控制以使得包括衍射光栅的部分其周围的温度受调节时，衍射光栅的反射波长被调节。因为激光光源装置的输出波长响应于衍射光栅的反射波长而改变，当温度调节装置被控制时，激光的波长就受到调节。
此外，周期改变装置可随时间改变光栅周期。
光衍射光栅的反射波长范围受周期改变装置的调节随时间改变时，由激光光源装置输出的激光波长范围对此作出响应也随时间变化。通常，由OTDR装置执行测量时，通过相对时间取平均值获得数据。因而，甚至当衍射光栅的反射波长宽度窄时，时间的相干性也是足够的低。
最好，周期改变装置以约1nm或较大的波长宽度随时间地改变衍射光栅的反射波长。这里，“以约1nm或较大的波长宽度随时间地改变衍射光栅的反射波长”是指这样的情况：其中反射波长范围如此变化，即在其中水平及垂直轴分别表示波长及反射率的衍射光栅反射特性图上，在衍射光栅最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与衍射光栅反射谱线之间的交点按时间被确定时，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度变为约1nm或较大。
当衍射光栅的反射波长在约1nm或更大的波长宽度上随时间改变时，激光的波长宽度被可靠地展宽到激光的时间相干性足够低的程度。
并且，周期改变装置最好以约20nm或小的波长宽度随时间改变衍射光栅的反射波长。这里，“以约20nm或更小的波长宽度随时间改变衍射光栅的反射波长”是指这样的情况：其中反射波长范围如此变化，即在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的衍射光栅反射特性图上，在衍射光栅最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与衍射光栅反射谱线之间的交点按时间被确定时，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度变为约20nm或更小。
在此情况下，激光的波长宽度变得比传统的多纵模半导体激光光源中的波长宽度更窄。
此外最好是，反射波长至少为2nm，但不大于10nm。
本发明的激光光源装置还可包括一个电流驱动装置，它对半导体光发射器件提供一稳定电流，该电流具有不低于用于激光振荡器振荡的阈值电流电平，及一个用于产生脉冲激光所需的脉冲电流。
这里，电流驱动装置还包括：(1)第一电流源，用于提供稳定电流；(ii)第二电流源，用于提供脉冲电流；及(iii)电流加法器，用于将稳定电流和脉冲电流相加起来。
在电流驱动装置工作时，在电流驱动装置提供脉冲电流以便发射脉冲激光以前，激光光源的激光振荡工作被稳定电流稳定。因此，在提供脉冲电流的紧后面，激光光源装置发射具有窄波长范围的脉冲激光。
并且，该电流驱动装置可以：(i)至少在除提供脉冲电流的时间外总提供具有电平不低于阈值电流电平的稳定电流，或(ii)在脉冲电流被提供前的预定时间周期上提供稳定电流。
在(i)及(ii)的任一种情况下，在电流驱动装置提供脉冲电流以便发射脉冲激光以前激光光源装置的激光振荡工作被稳定电流稳定。因此，在提供脉冲电流的紧后面，激光光源装置发射具有窄波长范围的脉冲激光。
在(ii)的情况下，提供稳定电流的预定时间周期最好是光来回通过激光谐振器一次至200次的时间。
在激光来回通过激光谐振器一次至200次中任何次数的时间周期中，激光的受激发射是稳定的，以致在提供脉冲电流的紧后面可发射出具有窄波长范围的脉冲激光。
并且，脉冲电流的峰值电流电平最好至少是稳定电流的电流电平的10倍。
在此情况下，在提供稳定电流时产生的光分量的光强度作得低于原始需要的脉冲激光的光强度，由此以小的S/N发射激光。
最好，在该激光光源装置中，由形成在光波导中的第一衍射光栅反射的光的第一波长范围的宽度为1nm或较大。
这里，“光波导”是指一个光路或光线路，在其中使用芯体和包层的折射率的差别使光确定在一个预定区域中，并通过它透射这样确定的光，并包括光导纤维，薄膜波导管等。并且，这里“衍射光栅的反射波长宽度”是指这样的波长宽度，即在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的衍射光栅反射特性图上，在衍射光栅最大反射率1/10的点上平行于波长轴作出的线与衍射光栅反射谱线之间的交点之间的波长宽度。
在从半导体光发射器件发射的光中，重复地在反射装置及设在光波导中的衍射光栅之间反射的光分量受到激光振荡，以致作为激光从激光光源装置输出。由于激光具有的波长宽度相应于衍射光栅的反射波长宽度；当后者约为1nm或较大时，前者被展宽到激光的时间相干性足够低的程度。这里，“激光的波长宽度”是指这样的波长宽度，即在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的激光反射特性图上，在低于激光最大功率20dB的点上平行于波长轴作出的线与激光功率谱线之间的交点之间的波长宽度。
更可取的是，第一波长范围的宽度至少为1nm但不大于20nm。
在此情况下，该激光波长宽度变得小于在使用传统多纵模半导体激光光源时所获得的波长宽度。
此外可取的是，第一波长范围的宽度至少为2nm但不大于10nm。
在本发明的激光光源装置中，第一衍射光栅可由第一变周期(chirped)光栅构成，其中光栅周期沿光轴方向单调地改变。
第一变周期光栅根据其中沿光轴的各位置具有不同的反射波长，由此呈现与反射波长这种变化的宽度相应的反射波长宽度，即反射波长的最小值及最大值之间的差。当光栅周期或最小折射率变化宽度受调节时，可获得具有期望的折射波长宽度的变周期光栅，并且响应该反射波长宽度来确定激光的波长宽度。
可取的是，第一变周期光栅这样地设置，即它的半导体光发射器件侧的光栅周期变成比对面侧的光栅周期短。
当这样地设置第一变周期光栅时，应被第一变周期光栅每部分反射的光在被反射前从其上向外辐射这一现象的发生得以阻止，由此可在整个反射波长范围上输出具有基本一致功率的激光。
第一变周期光栅可设置成这样，在第一变周期光栅中的反射率沿从半导体光发射器件移开的方向单调地增大。
在此情况下，因为第一变周期光栅具有根据其中沿光波导光轴的各位置不同反射率的波长值，包括在半导体光发射器件的输出波长范围中的光根据其波长在不同位置上被反射。在离半导体光发射器件较远的变周期光栅部分(即从半导体光发射器件开始的光路长度较长的部分)上反射的光具有进一步被衰减的光功率。然而，在脉冲宽度相对宽的情况下，当上述变周期光栅的情况下离半导体光发射器件较远的部分其反射率作得较大时，光功率可基本上作得一致，而不管光被反射的这部分。因此，可输出在整个反射波长范围上基本一致的功率。
当光栅周期在沿离开半导体光发射器件的方向上单调地增大时，第一变周期光栅将这样设置，即第一变周期光栅中的反射率沿离开半导体光发射器件的方向单调地下降。
当脉冲宽度缩短时，具有一种情况，其中注入能量在长波长侧可作得小些的效果抑制了谐振器长度的影响。在此情况下，当随着谐振器长度增长反射率变为下降时，可输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的激光。
在本发明的激光光源装置中，反射区域可进一步包括第二衍射光栅，它形成在芯体的第二区域中及它的折射率沿光轴方向周期性地变化，也即，反射区域可包括多个衍射光栅，以使得该反射区域可选择地反射由半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光中第二波长范围中的光部分。
在此情况下，在从半导体光发射器件发射的光中，重复地在反射装置及包括上述多个衍射光栅的反射区域之间反射的光分量受到激光振荡，以致作为激光从激光光源装置被输出。甚至在这样的情况下，即构成反射区域的每个衍射光栅具有窄反射波长宽度，及被各衍射光栅反射的并受到激光振荡的每个光分量具有高的时间相干性时，这些激光分量被彼此重叠地输出，由此在输出的激光中获得足够低的时间相干性。
最好，这些衍射光栅这样地设置，即来自半导体光发射器件的光相继地从具有较短反射波长的衍射光栅进入衍射光栅。当每个衍射光栅为变周期光栅时，各个光栅的反射波长值在每部分上彼此相比较，然后采用具有较大数目的短反射波长值的衍射光栅作为“具有短反射波长的衍射光栅”。
当这样地设置衍射光栅时，应被衍射光栅的每部分反射的光在被反射前从其上向外照射这一现象的发生得以阻止，由此可从激光光源装置输出在整个波长范围上基本一致功率的激光。
可取的是，第二波长范围的宽度为1nm或较大。
这里，“反射区域的反射波长”是指：在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的反射区域的反射特性图上，在反射区域最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与反射区域反射谱线之间的交点间，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度。
当反射区域具有反射波长宽度1nm或较大时，激光的波长宽度也被可靠地展宽到激光的时间相干性足够低的程度。
更可取的是，第二波长范围的宽度至少为1nm但不大于20nm。
这里，反射区域的反射波长宽度如上述地确定。
在此情况下，该激光波长宽度变得小于在使用传统多纵模半导体激光光源时所获得的波长宽度。
此外可取的是，第二波长范围的宽度至少为2nm但不大于10nm。
第二衍射光栅可由第二变周期光栅构成，其中光栅周期沿光轴方向单调地变化。
第二衍射光栅的反射波长不同于另外的衍射光栅的反射波长。这里，“反射波长不同”包括所有的情况但除去这样的情况，即衍射光栅之间的反射波长值彼此相比较在各部分上彼此完全相一致。
第二变周期光栅根据其中沿光轴的各位置具有不同的反射波长，由此呈现与反射波长中这种变化的宽度相应的反射波长宽度，即反射波长的最小值及最大值之间的差。当光栅周期或最小折射率变化宽度受调节时，可易于获得具有期望折射波长宽度的变周期光栅，并且响应该反射波长宽度来确定激光波长宽度。因而，该装置易于制作，由此输出理想波长宽度的激光。
可取的是，第二变周期光栅这样地设置，即它的半导体光发射器件侧的光栅周期变成比对面侧上的光栅周期短。
当这样地设置第二变周期光栅时，应被第二变周期光栅每部分反射的光在被反射前从其上向外辐射这一现象的发生得以阻止，由此可在整个反射波长范围上输出具有基本一致功率的激光。
第二变周期光栅可这样地设置，即在第二变周期光栅中的反射率沿从半导体光发射器件移开的方向单调地增大。
在此情况下，因为第二变周期光栅具有根据其中沿光波导光轴的各位置不同反射率的波长值，包括在半导体光发射器件的输出波长范围中的光根据其波长在不同位置上被反射。在离半导体光发射器件较远的变周期光栅部分(即从半导体光发射器件开始的光路长度较长的部分)上反射的光具有进一步被衰减的光功率。然而，当在上述变周期光栅的情况下离半导体光发射器件较远的部分中其反射率作得较大时，反射光的光功率可基本上作成一致，而不管光被反射的这部分。
当第二光栅周期在沿离开半导体光发射器件的方向上单调地增大时，第二变周期光栅将这样设置，即第二变周期光栅中的反射率沿离开半导体光发射器件的方向单调地下降。
当脉冲宽度缩短时，具有一种情况，其中注入能量在长波长侧可作得小些的效果抑制了谐振器长度的影响。在此情况下，当随着谐振器长度增长反射率变成下降时，可输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的激光。
包括第一及第二衍射光栅的该脉冲激光光源装置可这样构成：(i)使得在第一及第二区域之间不存在公共区域，或(ii)使得第一及第二区域具有一个公共区域。
本发明的OTDR装置包括：(a)激光光源(以下也称为“检验光原”)，它包括一个半导体光发射器件，该器件被电流激励进行自发射及激励发射；反射装置，它设置在半导体光发射装置第一光发射端面途径该半导体光发射器件的对面位置上，并反射由半导体光发射器件产生的光，以使得这样的反射光再次经过半导体光发射器件；及光波导，它接收及引导由第一光发射端面发射的光，其中该光波导包括一个反射区域，该区域选择地反射由半导体光发射器件的第一光发射端面反射的光的一部分，反射区的芯体包括第一衍射光栅，该第一衍射光栅设在第一区域中且其折射率周期性地延光轴方向变化，及第一衍射光栅选择地反射从半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光中的第一波长范围中的光部分；其中反射装置，半导体光发射器件及衍射光栅构成激光谐振器；(b)光路径设置装置，它从第一端于接收由激光光源发射的光，及从第二端子将接收的光送到一个待测量光导纤维，并也从第二端子接收来自光导纤维的返回光，及从第三端子将这样接收到的返回光送出；及(c)光测量部分，它测量从光路设置装置的第三端子输出的光中强度的波长分布。该激光光源被用作检验光源。
这里，光路径设置装置可以由(i)光耦合器或(ii)光定向耦合器构成。
并且，反射装置可由以下构成：或是(i)在第一光发射端面的对面的半导体光发射器件的经过反射处理的端面，或是(ii)反射由半导体器件的第二光发射端面发射的光的反射器。
当激励电流供给到本发明的OTDR装置中的检验光源内的半导体光发射器件时，就产生了自发射的光及受激励发射的光，由此具有相对宽波长的光从其光发射表面发射出来。当这样发射出的光进入光波导并到达形成在其芯体中的衍射光栅时，由此仅是其中心为该衍射光栅的反射波长(Bragg波长)且窄于半导体光发射器件的输出波长宽度的光分量以足够的反射率被反射。被反射的光从光发射表面进入半导体光发射器件，并引起激励发射，再到达反射装置，在这里它被反射，由此在相反方向上前进。这样被反射的光通过光发射器件前进，并引起受激发射，然后从光发射表面发射出来。这样发射出的光再被衍射光栅反射。当上述现象被重复时，光被放大，由此最后产生激光振荡。因此，在半导体光发射器件中，仅是来回通过的光波长的光被放大，以致另外波长的光具有很低的发射能级，由此仅能在窄波长宽度上进行激光振荡。这样获得的激光被从光波导中发射出去。该激光就是从检验光源输出的检验光。
因为本发明OTDR装置中的检验光源使用形成在波导芯体中的衍射光栅及反射装置来产生激光振荡，因此它输出具有相应于衍射光栅反射能谱宽度的窄波长宽度的激光。因为该具有窄波长宽度的激光被用作检验光，本发明的OTDR装置可有利地测量光导纤维在专门波长上的特性。
上述检验光是由半导体光发射器件，反射装置及光波导组成的，由此其中的部件数目显著地小于使用光导纤维激光器作为其光源的传统OTDR装置中的部件数目。因此，在本发明的OTDD装置中，易于光学系统的设计及光学部件的布置，由此该装置易于制造，又便于获得小尺寸。
本发明的OTDR装置还可包括在作为检验光源的激光光源及待测光导纤维之间的光路径中的带通滤波器。
在本发明的OTDR装置的检验光源中，由在光波导中形成的衍射光栅构成一个正面镜(facing mirror)；以使得振荡的激光波长宽度变窄。然而，谐振器长度变大时，由于它与脉冲宽度的关系，通过谐振器的光的来回次数下降。因此，虽然具有低功率，但不能阻止振荡波长的扩展。当进行OTDR试验时，具有这样的情况，为了防止发生与信号传输带的相互影响，这样一种振荡波长的扩展是需要的，以便减少超出衍射光栅容量的值。
在此情况下，当带通滤波器还被设在作为检验光源的激光光源及待测光导纤维之间的光路径中时，可将对于OTDR装置必须的波长范围以外的光阻断，由此可获得更可取的输出特性。
本发明的OTDR装置还包括一个周期改变装置，它改变沿第一衍射光栅中光轴方向的光栅折射率改变周期。
该周期改变装置可以是(i)应力(例如相应于张力)施加装置，它将应力沿光轴方向施加在包括第一衍射光栅的光波导部分上，或(ii)温度调节装置，它改变在包括第一衍射光栅的光波导部分上的温度。
当本发明的OTDR装置中的检验光源具有应力施加装置，并当一个应力施加在包括衍射光栅的光波导部分上时，衍射光栅的周期或类似参数改变，并对此作出响应，衍射光栅的反射波长也随之改变。当由应力施加装置施加的应力受到调节时，衍射光栅的反射波长被调节。因为检验光源的输出波长响应于衍射光栅的反射波长而改变，当由应力施加装置施加的应力受调节时，检验光的波长就受到调节。
当本发明的OTDR装置中的检验光源具有温度调节装置，并当包括衍射光栅的光波导部分其周围的温度被改变时，该部分膨胀或收缩。其结果是，衍射光栅的周期或类似参数改变，并对此作出响应，衍射光栅的反射波长也随之改变。当温度调节装置被控制以使得包括衍射光栅的部分其周围的温度受调节时，衍射光栅的反射波长被调节。因为激光光源装置的输出波长响应于衍射光栅的反射波长而改变，当温度调节装置被控制时，检验光的波长就受到调节。
此外，周期改变装置可随时间改变光栅周期。
在由半导体光发射器件发射的光中，重复地在半导体光发射器件的光反射表面及设置在光波导中的衍射光栅之间反射的光分量受到激光振荡，由此就从检验光源作为检验光被输出。光衍射光栅的反射波长范围受周期改变装置的调节随时间改变时，由检验光源输出的检验光波长范围对此作出响应也随时间变化。通常，由OTDR装置执行测量时，通过相对时间取平均值获得数据。因而，甚至当衍射光栅的反射波长宽度窄时，也可获得与用具有足够大波长宽度的检验光所获得的数据相等同的数据并足够地降低了时间相干性。当使用这种检验光时，可执行具有抑制衰落噪声的OTDR试验。
最好，周期效率装置以约1nm或较大的波长宽度随时间地改变衍射光栅的反射波长。这里，“以约1nm或较大的波长宽度随时间地改变衍射光栅的反射波长”是指这样的情况：其中反射波长范围如此变化，即在其中水平及垂直轴分别表示波长及反射率的衍射光栅反射特性图上，在衍射光栅最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与衍射光栅反射谱线之间的交点按时间被确定时，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度变为约1nm或较大。
当衍射光栅的反射波长在1nm或更大波长宽度上随时间改变时，检验光的波长宽度被可靠地展宽到激光的时间相干性足够低的程度。当使用这种具有低时间相干性的检验光时，就能可靠地进行具有抑制衰落噪声的OTDR试验。
并且，周期改变装置最好为约20nm或更小的波长宽度随时间改变衍射光栅的反射波长。这里，“以约20nm或更小的波长宽度随时间改变衍射光栅的反射波长“是指这样的情况：其中反射波长范围如此变化，即在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的衍射光栅反射特性图上，在衍射光栅最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与衍射光栅反射谱线之间的交点按时间被确定时，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度变为约20nm或更小。
在此情况下，检验光的波长宽度变得比用传统的多纵模半导体激光光源作为检验光源的情况中的波长宽度更窄，由此可以比传统的测量更好地测量在专门波长时的光导纤维的特性。
本发明的OTDR装置中的检验光源还可包括一个电流驱动装置，它对半导体光发射器件提供一稳定电流，该电流具有电平不低于用于激光振荡器振荡的阈值电流电平及用于产生脉冲激光所需的脉冲电流。
这里，该电流驱动装置可以包括：(i)第一电流源，用以提供稳定电流；(ii)第二电流源，用以提供脉冲电流；及(iii)电流加法器，用于将稳定电流和脉冲电流相加起来。
该检验光源的激光振荡工作是在电流驱动装置提供脉冲电流以便发射脉冲激光以前被稳定电流稳定的。因此，在提供脉冲电流的紧后面，检验光源发射具有窄波长范围的脉冲激光(检验光或选通脉冲光)。因此，可对样品进行高精确度的测量。
并且，该电流驱动装置可以(i)至少在除提供脉冲电流的时间外总提供具有不低于阈值电流电平的稳定电流，或(ii)在脉冲电流被提供前的预定时间周期上提供稳定电流。
在(i)及(ii)的任一种情况下，在电流驱动装置提供脉冲电流以便发射脉冲激光以前，检验光源的激光振荡工作被稳定电流稳定。因此，在提供脉冲电流的紧后面，检验光源发射具有窄波长范围的脉冲激光。因此，可对样品进行高精确度的测量。
在此情况下，提供稳定电流的预定时间周期最好是光来回通过激光谐振器一次至200次的时间。
在激光束回通过激光谐振器一次至200次中任何次数的时间周期中，激光的受激发射是稳定的，以致在提供脉冲电流的紧后面可发射出具有窄波长范围的脉冲激光。因此，可对样品进行高精确度的测量。
并且，脉冲电流的峰值电流电平最好至少是稳定电流的电流电平的10倍。
由于在提供稳定电流时产生的光分量的光强度作得低于原始需要的脉冲激光的光强度，激光能以小的S/N被发射；并在提供脉冲电流的紧后面发射具有窄波长范围的脉冲激光，可对样品进行高精度的测量。
最好，在提供稳定电流的OTDR装置中，光测量部分还包括一个高通滤波器，它用于消除输入光强度中的低频分量。
在此情况下，消除了反射光中的直流(DC)分量，该直流分量是由于选通脉冲光包括在提供稳定电流时产生的光分量而引起的。因此，实质上获得了关于反射光的信息，而仅是脉冲激光被用作检验光。因此，可对样品进行高精度的测量。
最好，在本发明的OTDR装置中，由形成在光波导中的第一衍射光栅反射的光的第一波长范围的宽度为1nm或较大。
在从半导体光发射器件发射的光中，重复地在反射装置及设在光波导中的衍射光栅之间反射的光分量受到激光振荡，以致作为检验光从检验光源输出。由于激光具有的波长宽度相应于衍射光栅的反射波长宽度，当后者约为1nm或较大时，前者被展宽到激光的时间相干性足够低的程度。这里，“激光的波长宽度”是指这样的波长宽度，即在其中平轴及垂直轴分别表示波长及光功率的检验光特性图上，在低于检验光最大功率20dB的点上平行于波长轴作出的线与激光功率谱线之间的交点之间的波长宽度。当这种具有低时间相干性的检验光被使用时，可以进行具有抑制衰变噪声的OTDR测试。
更可取的是，第一波长范围的宽度至少为1nm但不大于20nm。
在此情况下，因为检验光的波长宽度变为小于在使用传统多纵模半导体激光光源作为检验光源时所获得的波长宽度，所以可比传统测量更好地测量在专门波长时的光导纤维的特性。
更可取的是，第一波长范围的宽度至少为2nm但不大于10nm。
在本发明的OTDR装置中，第一衍射光栅可由第一变周期光栅构成，其中光栅周期沿光轴方向单调地改变。
第一线性调频脉冲根据其中沿光轴的各位置具有不同的反射波长，由此呈现与反射波长这种变化的宽度相应的反射波长宽度，即反射波长的最小值及最大值之间的差。当光栅周期或最小折射率变化宽度受调节时，可获得具有理想折射波长宽度的变周期光栅，并且响应该反射波长宽度来确定检验光的波长宽度。因此，该包括具有变周期光栅的检验光源的OTDR装置易于被制造，由此输出具有理想波长宽度的检验光。
可取的是，第一变周期光栅这样地设置，即它的半导体光发射器件侧的光栅周期变成比对面侧的光栅周期短。
当这样地设置第一变周期光栅时，应被第一变周期光栅每部分反射的光在被反射前从其上向外辐射这一现象的发生得以阻止，由此可从检验光源输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的检验光。因此，可以进行更好的OTDR试验。
第一变周期光栅可设置成这样，在第一变周期光栅中的反射率沿从半导体光发射器件移开的方向单调地增大。
在此情况下，因为第一变周期光栅具有根据沿光波导光轴的各位置不同反射率的波长值，包括在半导体光发射器件的输出波长范围中的光根据其波长在不同位置上被反射。在离半导体光发射器件较远的变周期光栅部分(即从半导体光发射器件开始的光路长度较长的部分)上反射的光是有进一步被衰减的光功率。然而，在脉冲宽度相对宽的情况下，当上述变周期光栅的情况下离半导体光发射器件较远的部分其反射率作得较大时，光功率可基本上作得一致，而不管光被反射的这部分。因此，可以从该OTDR装置的检验光源输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的检验光，该检验光源包括上述的变周期光栅，由此可更好地进行OTDR试验。
当光栅周期在沿离开半导体光发射器件的方向上单调地增大时，第一变周期光栅将这样设置，即第一变周期光栅中的反射率沿离开半导体光发射器件的方向单调地下降。
当脉冲宽度缩短时，具有一种情况，其中注入能量在长波长侧可作得小些的效果抑制了谐振器长度的影响。在此情况下，当随着谐振器长度增长反射率变为下降时，可输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的检验光。其结果是，可以进行更好的OTDR试验。
在本发明的OTDR装置中，反射区域可进一步包括第二衍射光栅，它形成在芯体的第二区域中及它的折射率沿光轴方向周期性地变化，也即，反射区域可包括多个衍射光栅，以使得该反射区域可选择地反射由半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光中第二波长范围中的光部分。
在此情况下，在从半导体光发射器件发射的光中，重复地在反射装置及包括上述多个衍射光栅的反射区域之间反射的光分量受到激光振荡，以致作为检验光从激光光源装置被输出。甚至在这样的情况下，即构成反射区域的每个衍射光栅具有窄反射波长宽度，及被各衍射光栅反射的并受到激光振荡的每个光分量具有高的时间相干性，这些激光分量被彼此重叠地输出，由此在输出的检验光中获得足够低的时间相干性。因此，在本发明的OTDR装置中，可以进行具有抑制衰落噪声的OTDR试验。
最好，这些衍射光栅这样地设置，即来自半导体光发射器件的光相继地从具有较短反射波长的衍射光栅进入衍射光栅。当每个衍射光栅的变周期光栅时，各个光栅的反射波长值在每部分上彼此相比较，然后采用具有较大数目的短反射波长值的衍射光栅作为“具有短反射波长的衍射光栅”。
当这样地设置衍射光栅时，应被衍射光栅的每部分反射的光在被反射前从其上向外照射这一现象的发生得以阻止，由此可从检验光源输出在整个波长范围上基本上功率一致的检验光。因此，可进行更好的OTDR试验。
可取的是，第二波长范围的宽度为1nm或较大。
这里，“反射区域的反射波长”是指：在其中水平轴及垂直轴分别表示波长及反射率的反射区域的反射特性图上，在反射区域最大反射率的1/10的点上平行于波长轴作出的线与反射区域反射谱线之间的交点间，波长最小的点与波长最大的点之间的波长宽度。
当反射区域具有反射波长宽度1nm或较大时，检验光的波长宽度也被固定地展宽到检验光的时间相干性足够低的程度。当使用这种具有低时间相干性的检验光时，就能可靠地进行具有抑制衰落噪声的OTDR试验。
更可取的是，第二波长范围的宽度至少为1nm但不大于20nm。
这里，反射区域的反射波长宽度如上述地确定。
在此情况下，因为检验光的波长宽度变得小于当使用传统的多纵模半导体激光光源作为检验光源时所获得的波长宽度，因此可比传统测量更好地测量在专门波长时的光导纤维的特性。
此外可取的是，第二波长范围的宽度至少为2nm但不大于10nm。
第二衍射光栅可由第二变周期光栅构成，其中光栅周期沿光轴方向单凋地变化。
第二变周期光栅与另外的衍射光栅具有彼此不同的反射波长。这里，“衍射光栅具有不同的反射波长”包括所有的情况但除去这样的情况，即衍射光栅之间的反射波长值彼此相比较在各部分上彼此完全一致。
第二变周期光栅根据其中沿光轴的各位置具有不同的反射波长，由此呈现与反射波长中这种变化的宽度相应的反射波长宽度，即反射波长的最小值及最大值之间的差。当光栅周期或最小折射率变化宽度受调节时，可易于获得具有期望折射波长宽度的变周期光栅，并且响应该反射波长宽度来确定检验光波长宽度。因此，包括变周期光栅的OTDR装置易于被制作，由此输出理想波长宽度的检验光。
可取的是，第二变周期光栅这样地设置，即它的半导体光发射器件侧的光栅周期变成比对面侧上的光栅周期短。
当这样地设置第二变周期光栅时，应被第二变周期光栅每部分反射的光在被反射前从其上向外辐射这一现象的发生得以阻止，由此可在整个反射波长范围上输出具有基本一致功率的检验光。因此，可以进行更好的OTDR试验。
第二变周期光栅可以这样地设置，即在第二变周期光栅中的反射率沿从半导体光发射器件移开的方向单调地增大。
因为第二变周期光栅具有根据沿光波导光轴的各位置不同反射率的波长值，包括在半导体光发射器件的输出波长范围中的光根据其波长在不同位置上被反射。在离半导体光发射器件较远的变周期光栅部分(即从半导体光发射器件开始的光路长度较长的部分)上反射的光具有进一步被衰减的光功率。然而，当在上述变周期光栅的情况下离半导体光发射器件较远的部分中其反射率作得较大时，反射光的光功率可基本上作成一致，而不管光被反射的这部分。因此，在包括上述变周期光栅的OTDR装置中，可从检验光源输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的检验光，由此可更好地进行OTDR试验。
当第二衍射光栅中的光栅周期在沿离开半导体光发射器件的方向上单调地增大时，第二变周期光栅将这样地设置，即第二变周期光栅中的反射率沿离开半导体光发射器件的方向单调地下降。
当脉冲宽度缩短时，具有一种情况，其中注入能量在长波长侧可作得小些的效果抑制了谐振器长度的影响。在此情况下，当随着谐振器长度增长反射率变成下降时，可输出在整个反射波长范围上具有基本一致功率的检验光。
在其中光波导的反射区域包括第一及第二衍射光栅的OTDR装置可样构成：(i)使得在第一及第二区域之间不存在公共区域，或(ii)使得第一及第二区域具有一个公共区域。
本发明的光通信线检验系统是用于检验传输信号光的光通信线的传输状态的光通信线检验系统，该光通信线检验系统包括(a)光发射部分，用以输出具有第一波长范围中的波长的检验光；(b)光路径设置部分，它设在光通信线的光路中，该光路设置部分接收由光发射部分输出的检验光，并将这样接收的检验光导入到光通信线中，并也接收由从光通信线输入的检验光中得到的返回光，及将这样接收到的返回光输出到与光通信线不同的光路上；(c)波导型反射装置，它设置在该通信线的端部分上，该反射装置反射具有包括第一波长范围的第二波长范围中的波长的光，并包括第一衍射光栅，其中至少该光栅芯体的析射率沿光轴方向周期性地改变；及(d)处理部分，它测量从光路径设置部分输出的返回光中强度的波长分布，并基于该测量结果确定光通信线的传输状态。
这里，第一波长范围的宽度最好为20nm或更小，或更可取的是，为5nm或更小。
在本发明的光通信线检验系统中，因为波导型反射装置包括波导型衍射光栅，并使用包括在波导型反射装置中的波长范围内的检验光检验光通信线，光通信线可被检验而对光通信的影响则被抑制。
当光发射部分输出具有波长宽度约20nm或更小的检验光，并使用该检验光检验光通信线时，波导型反射装置的反射波长宽度可被充分地变窄。因此，由模失配与及OH基吸收引起的信号光传输损耗可以降低，由此可对光通信线检验而对光通信的影响则被充分的抑制。
尤其是，当由光发射部分输出的检验光的波长宽度约为5nm或更小时，波导型衍射光栅的数目可作得非常少，由此使光通信线检验对光通信的影响可变得非常小。
作为光发射部分中采用的光源装置，(i)根据本发明的的激光光源装置，或(ii)分布反馈型半导体激光器可被适当地使用。
本发明的光通信线检验系统还可包括一个在光发射部分及光通信线之间的光路径中的带通滤波器。
光发射部分的光源具有窄的波长宽度。然而，具有这样的情况，即由于与产生的脉冲宽度的关系，虽然具有低的功率，但不能阻止振荡波长的扩展。当进行检验时，为了防止发生与信号传输带的相互影响，这样一种振荡波长的扩展是需要的，以便减少超出衍射光栅容量的值。
在这种情况下，当带通滤波器还被设在光发射部分及待测光通信线之间的光路径中时，可将对于检验所必须的波长范围以外的光阻断，由此能可靠地抑制对光通信的影响。
从以下给出的且结合附图的详细说明中可更全面地理解本发明，附图仅是以说明的方式给出的而未考虑作为对本发明的限制。
从以下给出的说明中将阐明本发明可应用的另外范围。但是，应当理解，以下详细的说明及专门的例子虽然描述了本发明的优选实施例，但仅是以说明的方式给出的，因为对于本领域的熟练技术人员来说，显然可从该详细的说明中在本发明的精神和范围内作出各种变化及修改。
图1是表示根据本发明实施例1的OTDR装置的示图；
图2是表示从半导体激光器10发射的光的波长谱的图；
图3是表示衍射光栅的35的反射谱线的图；
图4是表示检验光源100的振荡谱的图；
图5是表示根据实施例2的OTDR装置的主要部分的结构图；
图6是表示根据实施例3的OTDR装置的主要部分的结构图；
图7是表示根据实施例4的OTDR装置中的脉冲激光光源的第一例的概要结构的说明图；
图8至11是用于解释第一例中脉冲激光光源的操作及原理的说明图；
图12至15是用于解释根据实施例4的OTDR装置中脉冲激光光源的第二例的操作及原理的说明图；
图16是说明根据实施例4的OTDR装置的一种实施方式的概要结构的说明图；
图17是说明根据实施例5的OTDR装置的结构的示图；
图18是表示衍射光栅35的反射特性的示图；
图19是从一个检验光源1a输出的检验光的特性图；
图20是表示根据实施例6的OTDR装置的结构的图；
图21是表示反射区域38的反射特性的图；
图22是从一个检验光源1b输出的检验光的特性图；
图23是表示根据实施例7的OTDR装置的结构的图；
图24是表示根据实施例8的OTDR装置的结构的图；
图25是表示衍射光栅36的反射特性中变化的示图；
图26是表示从一个检验光源1d输出的检验光特性中变化的示图；
图27及28是表示例1的改型例的各结构图；
图29是表示根据本发明的光通信线检验系统整体结构的示图；
图30是表示光滤波器的反射谱线及检验光的波长谱线的概图；
图31是光发射部分310的第一结构图；
图32是光发射部分310的第二结构图；
图33是光发射部分310的第三结构图；及
图34是光发射部分310的第四结构图。
以下将借助于附图来解释本发明的实施例。在附图的解释中，彼此相同的部件将标以彼此相同的标号，而不重复对它们的说明。同样，在各图中的尺寸及比例并非总是与所说明的那些相一致的。(实施例1)
图1是表示该实施例的一种OTDR装置100结构的概图。该OTDR装置100由一个检验光源110，一个光耦合器40及一个测量部分50组成。
检验光源110以脉冲方式振荡以发射激光。该光源由法布里-佩罗(Fabry-Perot)型半导体激光器10，透镜20及一个光导纤维30组成。光导纤维30通过透镜20与法布里-佩罗(Fabry-Perot)型半导体激光器10形成光连接，后者通常被用作OTDR装置的检验光源。该检验光源110类似于在D.M.B ird等人的文章(Electron·Lett，第30卷13期第1115-1116页，1994年)中所公开的光源。
法布里-佩罗(Fabry-Perot)型半导体激光器10是由异质结构的InGaAsP/InP组成的半导体光发射器件。当工作电流流过它时，它被激励由此输出1,550nm波段的脉冲光。在异质结构的两侧上分别设置了一个光反射表面11及一个光发射表面12。这些表面彼此对置，由此形成了法布里-佩罗型激光谐振器。光反表面11具有高反射率(在该实施例中约为80％)，而光发射表面12具有低反射率(在该实施例中约为5％)。在大多数法布里-佩罗型器件的情况下，半导体激光器10是多纵模激光器并表现出振荡的光谱，其中响应于各波型中的波长增加输出。
透镜20使从半导体透镜10发射出的光会聚，由此将其入射到光导纤维30上，于是在光功率方面使半导体激光器10与光导纤维30相耦合。作为透镜可使用在光通信中使用的普通光耦合透镜。
这里，光导纤维30的顶端可通过溶化或切削处理以具有透镜功能，由此可除去设在半导体激光器10及光导纤维30之间的透镜20。
光导纤维30包括普通单模光导纤维及形成在其芯体一部分上的衍射光栅35。作为芯体一个区域的衍射光栅35的折射率按照沿光轴的位置在最小折射率及最大折射率之间周期地改变。该折射率改变的周期相应于衍射光栅的周期。
通常已经公知了：当使用两个光波的干涉产生紫外光射线的干涉带，及用这样产生的干涉带照射具有用GeO2掺杂的芯体的光导纤维，可形成衍射光栅35。这种制造方法公开在国际申请的日本译本公开文献No62-500052。在此方法中，因为芯体的有效折射率根据干涉条纹的光强度分布增大，就形成了在芯体原始折射率及增大的有效折射率之间折射率波动的区域。该区域就是衍射光栅35。
衍射光栅在窄波长宽度上反射光，波长宽度的中心是预定的反射波长λR·该反射波长λR表示为：
λR＝2·n·Λ                                (1)其中n是衍射光栅35的有效折射率及Λ是衍射光栅35的周期。
光耦合器40是一种具有四个端子的光定向耦合器，即，第一至第三端子41至43及一个光阻终端负载44。第一端子41与光导纤维30相连接，以使得检验光从检验光源100入射到光耦合器40上。在第二端子42上连接一个待测量的光导纤维60。
入射在光耦合器40上的检验光被分成两个光分量。被分开的光分量中的一个入射到光导纤维60上。由于在光导纤维60每点上的瑞利散射在相反方向上已前进的入射检验光的反射散射光入射到光耦合器40上，然后被分成两支。这样被分开的光分量中的一支入射到测量部分50。
如在传统的OTDR装置的情况中那样，诸如光环行器的光向耦合器可取代光耦合器40使用。
用以测量待测光导纤维60的反向散射光的测量部分50被连接到光耦合器40第三端子43。测量部分50类似于在普通OTDR装置中所使用的，它包括：一个光电检测器，用于检测反向散射光，并将这样检测到的光转换成电信号；一个放大器，用于放大来自光电检测器的电信号输出；一个信号处理部分，用于将由放大器输出的信号作A/D转换并进一步使这样转换的信号受到平均处理或类似处理；与信号处理部分相连接的CRT装置；等。基于信号处理部分的输出信号，该CRT装置显示相应于从预定参考点到光导纤维60中测量点的距离的光导纤维60的散射光功率。当观察到这样显示的波形时，光导纤维中两个任意点之间的损耗便可被确定。
检验光源110输出具有其波长宽度窄于半导体激光器10的输出波长宽度的激光脉冲光。以下将说明它的原理。
当工作电流流过法布里-佩罗型半导体激光器10时，就产生了自发地发射的光。当该光在光反射表面11及光发射表面12之间重复地反射并引起激发发射时，光被放大以致最后产生激光振荡。以此方式，被光发射表面12反射的光提供给半导体激光器10的激光振荡。
尽管这样，因为光发射表面12的反射率低达5％，大部分自发发射的光及激发发射的光可通过光发射表面12。图2是表示从光发射表面12发射的光的波长能谱图。发射光是有约1540nm至约1560nm的波长范围，其波长宽度约为20nm。
通过光发射表面12发射的光穿过透镜20，然后入射到光导纤维30上，由此到达衍射光栅35。图3是表示衍射光栅35的反射能谱图。如图3中所示，衍射光栅35的反射波长λR约为1553.3nm，相对高的反射率呈现在窄波长宽度上，其中心就是该波长。这里相应于该反射波长的反射率约为47％。
由衍射光栅35反射的光经过透镜20入射到半导体激光器10上并从光发射表面12到达光反射表面11并引起激发发射。当引起激发发射时由光反射表面11反射的光向前进，以致从光发射表面12发射出去并然后再次入射到光导纤维30上。该入射光到达衍射光栅35，在那里它再被反射。如此，当在衍射光栅35及光反射表面11之间的反射重复时，先被放大并最后产生激光振荡。因此，激光从光导纤维30的端面朝着光耦合器40发射。这样发射的激光就是从检验光源110输出的检验激光。
在衍射光栅35及光反射表面11之间产生激光振荡的光被限制为具有一种波长的光，该波长是由衍射光栅35以相对高的反射率反射的波长。当通过光发射表面12进入光导纤维30的光如图2所示地延展在约1540nm至约1560nm的波长范围上时，衍射光栅35以足够反射率反射的光仅是延展在波长宽度约为0.3nm的光，其中心约为1，553·3nm，如图3中所示。因而，波长宽度窄于仅使用半导体激光器10时获得的波长宽度的光引起了激光振荡。因为相对于反射波长衍射光栅35的反射率充分地高于光反射表面11的反射率，由于在衍射光栅35及光反射表面11之间的激光振荡产生的激光输出变得足够地高于由半导体激光器10产生的输出。其结果是，由检验光源110输出的激光具有的波长宽度窄于由半导体激光器10输出的激光的波长宽度。
图4是表示检验光源110的振荡谱图。如该图所示，检验光源110执行单纵模激光振荡。在由衍射光栅35反射的光中，仅是呈相对高反射率的光分量满足振荡条件。因此，振荡谱的波长宽度(半宽度)约为0.1nm，它又比衍射光栅35的反射光谱的线宽度还窄。
这里，当检验光源110的输出波长宽度为2nm或更小时，光导纤维在专门波长时的特性可被有利地测量。当衍射光栅35的反射光谱的线宽度被适当调节时，检验光源110的输出波长宽度可被调节。
该实施例的检验光源110，如所指出的，使用的是半导体激光器，它已被传统地用作检验光源，并对它附加了透镜20及光导纤维30。因而，当在衍射光栅35及光反射表面11之间出现激光振荡时，激光振荡也出现在光反射表面11及光发射表面12之间的半导体激光器10中。然而，因为具有窄波长宽度的激光在衍射光栅35及光反射表面11之间产生激光振荡时能被产生出来，实际上在半导体激光器10中的激光振荡并非总是需要的。因此，光发射表面12的反射率可比该实施例中的作得低，而不改变光反射表面11的反射率。由于从光发射表面12发射的光功率以此方式被增强，衍射光栅35的反射率可作得比该实施例的低。
因为该实施例的OTDR装置100包括上述的检验光源110并由此使用具有足够窄波长的激光作为检验光，故待测量的光导纤维60在专门波长上的特性能被更好地测量。
并且，检验光源110具有由半导体激光器10，光导纤维30及透镜20光耦合在一起构成的简单结构。于是，在该OTDR装置100中的部件数目显著地少于使用光导纤维激光器作为其光源的传统OTDR装置中的部件数目。因此，该实施例的OTDR装置100的优点在于：光学系统的设计及其中光学部件的布置容易，及该装置能轻易地作成小尺寸。零件数目少及易于制造导致低的制造成本。因而，该实施例的OTDR装置也适于大规模生产。(实施例2)
该实施例的OTDR装置与实施例1中的装置不同的地方在于，它包括一个检验光源，该光源除实施例1中的检验光源110的组成外，还包括一个应力施加装置70，用于对光导纤维30施加应力。
图5是表示该应力施加装置70的结构的图。该应力施加装置70包括：臂71及72，用于在其之间支持有衍射光栅35的两点上分别地支持光导纤维30，及一个臂71及72与其相连接的压电元件73。在压电元件73上连接了一个未示出的可变电压源。当驱动电压从可变电压源施加给压电元件73时该元件将伸展或收缩。该伸展或收缩的方向基本上平行于光导纤维30的光轴方向。
当该压电元件73伸展或收缩时，经由臂71及72在光轴方向上将一应力(张力或压力)施加在光轴方向上。因此，衍射光栅35的周期或芯体有效折射率改变。因为衍射光栅35的反射波长依赖于如上述表达式(1)所示的衍射光栅35的周期及芯体的有效折射率，衍射光栅35的反射波长响应它们的变化也产生变化。当反射波长变化时，检验光源的输出波长也变化。因此，当压电元件73的驱动电压的幅值及极性受调节以控制压电元件73的伸展与收缩时，检验光源的输出波长可任意变换。在此实施例中，可实现10nm/kg的输出波长变化。
于是，由于该实施例的OTDR装置包括具有可变波长的检验光源，它可以从一预定可变波长范围中选择出一个波长，以便在该波长下测量待测光导纤维的性能。由于该检测光源将应力施加装置70附加在实施例1中的检验光源110的光纤30上，故对它不需附加新的光学部件。因此，如实施例1的情况，该实施例的OTDR装置的优点也在于：光学系统的设计及其中光学部件的布置容易，及该装置能容易地制作。并且，虽然对其附加了应力施加装置70，部件的数目仍然很少，且应力施加装置70是使用压电元件的小型装置。因而，该OTDR装置在整体上可到足够小的尺寸。(实施例3)
在该实施例的OTDR装置中，检验光源的结构也不同于实施例1的检验光源110。即，该实施例的OTDR装置中的检验光源除实施例1中的检验光源110的组成外还包括一个储放包括衍射光栅35的光导纤维30的部分的温度调节槽。该温度调节槽可任意地在预定温度范围中改变其中的温度。
并且，在该实施例中，如图6中所示，光导纤维30被埋放在固定板90的V形槽91中。在包括衍射光栅35的光导纤维30的部分上安装了一个金属板(铝板)80。该铝板80借助于粘接剂被粘接在光导纤维30的两个位置上，在这两个位置之间保持着衍射光栅35。
当在该温度调节槽中的温度变化时，响应于铝板80的热膨胀系数与光导纤维30的热膨胀系数之间的差，一个应力施加在光导纤维30上。因此，包括衍射光栅35的光导纤维30的部分沿光轴方向伸展或收缩，由此改变了衍射光栅35的周期以使反射波长移动。相应地，当温度调节槽中的温度受调节时，检验光源的输出波长可被任意地变换。在此实施例中，能够实现0.05nm/℃的输出波长变化。
这里，因为当温度调节槽中的温度变化时光导纤维30本身膨胀或收缩，甚至当不设置铝板80时衍射光栅35的反射波长能够改变。但是，当设置了铝板80时，相对于温度变化的反射波长变化增大，由此检验光源的输出波长能有利地在更宽波长范围上变换。并且，当铝板80被设置时获得了更好的可控制性。
因为在该实施例中的OTDR装置也包括如在实施例2中OTDR装置情况中那样的波长可变的检验光源，它能从预定的可变波长范围中选择一个波长，以便测量在该波长下的待测光导纤维的特性。并且，该检验光源对实施例1中的检验光源不附加新的光学部件，因而，具有光学系统设计及其中光部件布置容易及该装置制作方便的优点。(实施例4)
首先，对该实施例的OTDR装置中使用的激光光源作出解释。
参照图7至11来解释该脉冲激光光源的第一例。最初，参照图7，在该装置中设有的半导体光发射器件(法布里-佩罗型激光器)200包括：一个由具有例如InGaAsP/InP的异质结构的半导体作成的激光介质202及彼此对置并分别布置在激光介质202两端上的光反射表面204及206。一个光反射表面204具有例如约80％的高反射率，而另一光反射表面206具有例如约5％的低反射率，以使得在激光介质202处受激发射的激光能通过光反射表面206并从该表面输出。
一个聚光镜208被布置成面向光板射表面206。在后方面向着聚光镜208的是一个光导纤维210中芯体的端面，在光导纤维210中形成了一个光波导型衍射光栅212，对它将在后面加以说明。这里激光输出的位置及光导纤维210的芯体的端面这样地布置，以使得与聚光镜208的光轴相一致。
如图7中放大的纵向横面图所示，光波导型衍射光栅212具有这样的结构：紫外线或类似射线沿光波导方向照射到设在光导纤维212外壳216中的芯体214的部分上，并形成有多个折射率改变部分(如条形部分所示)，该部分具有的折射率n2不同于芯体212原始的折射率n1(在该实施例中n2＜n1)。即，它具有所谓的折射率变化分布，其中具有折射率n1及n2的部分沿光波导方向以预定间距△周期性交替改变，并呈现对通过该折射率变化分布区透射的光选择反射的波长选择，其光波长为λ＝2n1△。也即，当入射光从一端(朝着聚光镜208的一侧)被导入芯体212时，由于光波导型衍射光栅212的波长选择使具有波长λ的光作为反射光朝聚光镜208返回，而除波长λ以外的光作为输出光输出到另一端。这里，光波导型衍射光栅212的光透射率被设定为约47％。
布置在光导纤维210另一端处的是一个光连接器，用于使前者与另一光导纤维或类似物相连接。
并且还设有一个驱动部分220，用于提供激发激光介质202的驱动电流(电功率)I，及一个定时控制电路222，用于控制该驱动电流I的输出定时。驱动部分220包括一个稳定功率发生电路224，用于输出稳定激光振荡的稳定电流(电功率)Is(对此将在下文中说明)，及一个脉冲功率发生电路226，用以输出脉冲电流(电功率)Ip，而在这些电路224及226中的电流Is及Ip的各输出定时由定时控制电路222控制。
在该驱动部分220中还设有一个电流加法电路228，它将电流Is及Ip相加起来，以便向激光介质202提供驱动电流I(＝Is+Ip)。
在下文中将参照图7至11来说明这样构成的脉冲激光装置的工作。
驱动部分220中的稳定功率发生电路224在定时控制电路222的控制下如图8所示地持续输出一定恒定电平的稳定电流Is，而脉冲功率发生电路226根据来自于定时控制电路222的预定定时的控制信号输出具有如图9中所示脉冲形状的脉冲电流Ip。
在未被来自定时控制电路222的控制信号分配的周期中，脉冲电流Ip为0A；而在由上述控制信号指定的时间上，它被设成电流电平Im，该电平是以激励激光介质202。稳定电流Is被设成约电流电平Im的1/10的恒定电平，即Im/10。并且，稳定电流Is被设在对于半导体光发射器件200产生激光振荡所需的阈值电流电平或更高的值的电平上。当这些电流Is及Id在电流加法电路228上加在一起时，就将如图10中所示的驱动电流I(＝Is+Ip)施加到激光介质202上。
在驱动电流I相当于稳定电流Is(＝Im/10)的时期中，被该电流Is在激光介质202中激发出的光通过光反射表面206及聚光镜208被引导到光导纤维210的芯体214中，而在光波导型衍射光栅212中设定的具有反射波长(Bragg波长)λ的光部分又被反射，因此通过聚光镜208及光反射表面206再被入射到激光介质202上，由此促使上述激发发射。相应地，当上述激发发射现象被持续产生时，法布里-佩罗型激发器将发射具有的波长等于在光波导型衍射光栅212中设定的反射波长λ的激光。这里，由于在此周期期间的稳定电流相应于稳定电流Is(＝Im/10)，在此周期期间发射的激光强度低于脉冲激光的期望强度。尤其是，因为关系Is＝Im/10被设定，前者变为低于后者10dB。
接着，驱动电流I急速增大时，驱动电流中产生出脉冲电流Ip的时间中，具有高光强度的脉冲形状的脉冲激光从半导体光发射器件200中发射出来，并经过聚光镜208及光导纤维210以及光连接器218作为输出光被输出。
图11概要地表示测量结果，其中从光连接器218输出的输出光谱分布随时间的变化被实际测量出来，其Z轴表示光强度。由此图可以确认出，在驱动电流变为稳定电流Is(＝Im/10)的周期期间产生出在波长λ处具有低光强度的激光，而在供给脉冲电流Ip的时间中产生出在波长λ处具有高光强度的脉冲形激光。实际上，可以实现具有半宽度约为0.3nm且其中心为波长λ的波长范围的激光。
此外，对于相邻的脉冲电流Ip供给之间的间隔(即仅提供稳定电流Is的周期)必须设置成这样一个周期，在该期间中从激光介质202发射出的光被光波导型衍射光栅212反射并然后返回以利于激发发射(用于一个来回行程的周期)或更长。根据实际测量的结果，当脉冲电流Ip在稳定电流Is持续在约200个来回行程的周期上供给后的时刻提供时，可以输出具有窄波长范围的稳定脉冲激光。
因此，在第一例的脉冲激光光源中，在产生出原始需要的具有窄波长的脉冲激光以前，将稳定电流Is提供给半导体光发射器件200，以便预先产生激光振荡。因此，在提供脉冲电流Ip时，就获得了具有理想窄波长范围的脉冲激光。因而可提供一种与现有技术中的相比其响应快得多及在窄波长范围方面其稳定性好得多的脉冲激光装置。即，在现有技术中，紧接着脉冲电流被提供给脉冲激光装置以后，产生出具有宽波长范围的光，由此难以获得具有理想窄波长范围的脉冲激光。相比之下，该例中的脉部激光光源表现出优异的功能，即在紧接着脉冲电流被提供后可获得具有稳定窄波长范围的脉冲激光。
在对激光介质202仅提供稳定电流Is的周期期间，也输出了可成为噪声光分量的光。然而，当稳定电流Is被调整到低于上述脉冲电流Ip的电平时，噪声光分量的光强度可作得比理想脉冲激光的光强度小。因此当该脉冲激光光源被应用于各种光学仪器，光通信或类似领域时不产生实质性的问题。
在这里，在第一个例子中脉冲激光光源的驱动部分220中，稳定功率产生电路224和脉冲功率产生电路226相互独立地被设置以便各自地输出稳定电路Is和脉冲电流Ip，然后这两个电流被相加在一起以便产生驱动电流I。然而不限于这样一种结构，本发明可以被这样被构成以便具有一个直接地输出驱动电流I的驱动部分，例如，驱动电流I具有在图10中所示的一种波形。
下面将结合图12-15来描述用在这个实施例的OTDR装置中的脉冲激光光源的第二个例子。在这里，由于这个装置的结构与在图7中所示的脉冲激光光源的结构结构基本上是相同的，所以只详细地描述它们不同的部分，而它们相同的部分将不再被重复地描述。
在图7中的稳定功率产生电路224根据从定时控制电路222来的一个控制信号输出稳定电流Is，该稳定电流Is具有如在图12中所示的方波。此外脉冲功率产生电路226根据从定时控制电路222来的一个控制信号输出脉冲电流Ip，脉冲电流Ip具有如在图13中所示的脉冲形式。在这里，定时控制被进行以致于稳定电流Is的每个方波的时间宽度(产生周期)大于脉冲电路Ip的脉冲宽度，并且稳定电流Is在脉冲电流Ip被输出之前的一个预定的时间间隔上被同步地输出。
因此，提供给图7中的激光介质202的驱动电路I(＝Is+Ip)逐步地变化，如在图14中所示。在这里，在由从定时控制电路222来的控制信号没有被指定的周期期间，脉冲电流Ip是0A；而在由上述控制信号表示的时间上脉冲电流Ip被设置到一个足以激发激光介质202的电流电平Im。稳定电流Is被设置到大约为电流电平Im的1/10的一个恒定电平，即，Im/10。稳定电流Is也可以被设置到一个电平上，该电平是在使半导体光发射器件200产生激光振荡所需要的一个阈值电流电平上和更高的电平上。
当具有一个在图14中所示波形的驱动电流I被提供给在图7中所示的半导体光发射器件200时，虽然在稳定电流Is单独地被提供的时间期间，具有在光波导衍射光栅212上设置的波长λ和具有一个弱的光强度的激光被输出，而在由脉冲电流Ip和稳定电流Is被相加在一起的驱动电流I被提供时，具有一个高的光强度和具有一个中心波长λ的窄波长范围的脉冲激光被输出。
图15示了了一个测量的结果，在该测量中实际上利用时间来测量在从光连接器218输出光的光谱分布中的变化。从这个图中已经被证实：虽然在驱动电流I从0A上升到Im/10之后(即：在稳定电流Is从0A上升到Im/10之后马上)马上的一个短的时间周期期间具有一个宽的波长范围的激光被产生，但是在这个周期已经经过之后在具有一个弱光强度的波长λ上的激光被产生，并且在脉冲电流Ip被提供时的时间上在具有一个高光强度的波长λ上所希望的脉冲型激光被产生。实际上，能够实现具有大约0.3nm的半个宽度的一个波长范围的激光，该波长范围的中心是波长λ。
此外，需要把提供相邻的脉冲电流Ip之间的时间间隔(即，只有稳定电流Is被提供期间的时间周期)设置到在由光波导衍射光栅212反射从激光介质202发射的激光并且然后返回促使受激发射期间的一个时间周期上(用于一个往复传播的周期)或更长的周期。通过经验已经证明：当在用于大约200一个往复传播的周期期间连续地提供稳定电流Is之后的时间上提供脉冲电流Ip时，具有一个窄波长范围的非常稳定的脉冲激光能够被输出。
因此，根据第二例的脉冲激光光源，虽然具有一个宽波长范围的光被少量地产生，但是能够提供这样一种脉冲激光光源，该脉冲激光光源的响应比现有技术中的脉冲激光光源的响应更好，和该脉冲激光光源所具有的涉及窄波长范围的稳定度也比现有技术中的稳定度更好。
在只有稳定电流Is被提供给激光介质202的周期期间，可以变为一个噪声光成分的激光也被输出。然而，当稳定电流Is被设置到比上述脉冲电流Ip的电平更低的一个电平时，能够使这种噪声光成分的光强度比所需要的脉冲激光的光强度更低。因此，当脉冲激光光源被应用到各种光学仪器，光通信和类似的领域时，这种脉冲激光光源不会产生一个实质性的问题。
在这里，在第二个例子中脉冲激光光源的驱动部分220中，稳定功率产生电路224和脉冲功率产生电路226相互独立地被设置以便各自地输出稳定电流Is和脉冲电流Ip，然后这两个电流被相加在一起以便产生驱动电流I。然而不限于这样一种结构，本发明可以被这样被构成以便具有一个直接地输出驱动电流I的驱动部分，例如，驱动电流I具有在图14中所示的一种波形。
下面将结合图16来描述实现在这个实施例中的OTDR装置的一种型式。在图16中与图7中相同或等效的部分将使用相同的符号。
这个OTDR装置包括在图7中所示的半导体光发射器件200和驱动部分220，以及在一个微机系统或类似系统中设置的一个定时控制电路230。这个定时控制电路230输出一个用于使驱动部分220把具有一个在图10和14中所示波形的驱动电流I提供给半导体光发射器件200的控制信号，并且也输出一个用于控制整个OTDR装置的操作时间的信号。
聚光透镜208被设置来面对半导体光发射器件200的光发射端和具有光波导衍射光栅212的光导纤维210芯子端被设置来从聚光透镜208的后面面对聚光透镜208，由此实现在图7中所示的脉冲激光装置。
一个双向分光耦合器234与光导纤维210的一端连接，该双向分光耦合器234与用于引导测量光的另一个光导纤维(此后称为“引导光导纤维”)232光学连接，对此将在后面描述。一个光连接器236与光导纤维210的端子连接，一个光导纤维传输线238或类似被检验的线与光连接器236连接。
利用一个非反射材料或禁止光反射的类似材料来端接引导光导纤维232的一端，而它的另一端与具有组成部分240至252的一个测量部件连接，这些组成部分将在下面被描述。
也就是：引导光导纤维232的另一端与一个光检测器240连接，该光检测器240具有一个用于光电地把通过双向分光耦合器234引导的测量光转换成电的光电转换装置。此外，一个用于把从光检测器240输出的光电转换信号进行放大的放大电路242；一个具有用于消除在由放大电路242，低频带消除滤波器，和类似装置输出的信号中AC成分的偏移消除电路的AC耦合电路244；一个用于把经过AC耦合电路244的信号转换成数字数据的A/D转换器246；一个用于利用一个预定的操作周期对数字数据进行积分和计算其瞬时平均值的积分和求平均值电路248；一个用于把从积分和求平均值电路248输出的瞬时平均值进行对数转换的对数转换电路250；和一个用于把从对数转换电路250输出的对数值数据显示到一个CTR显示装置上或通过各种图象处理的装置上的显示部分252级联地与光检测器240连接。
在此，利用定时控制电路230来控制在A/D转换器246中的A/D转换定时和在积分和求平均值电路248中的操作周期。此外，它们的定时与具有一个窄波长范围的脉冲激光根据驱动电流I从驱动部分220被输出的时间是同步的。
下面将描述在这个实施例中的OTDR装置的操作。
当具有在图10或14中所示的这种波形的驱动电流I被提供给半导体光发射器件200时，具有一个窄波长范围的脉冲激光从半导体光发射器件200上被激发并且通过光导纤维210、双向分光耦合器234和光连接器236被引入到光导纤维传输线238中。也就是：这样获得的具有一个窄波长范围的脉冲激光hυ1变为用于检验在光导纤维传输线238中是否存在异常或类似情况的频闪光。
在光导纤维传输线238中，由于瑞利散射的作用在朝着反方向(向着光连接器236)前进的背散射光被产生并且变为测量光hυ2，该测量光通过双向分光耦合器234被引导到光导纤维232中。
此后，光检测器240光电地把测量光hυ2转换成一个信号，然后该信号由放大电路242来放大。在利用AC耦合电路244把不需要的AC成分从该信号中消除之后，该信号被提供给A/D转换器246以便被转换成数字数据。此外，当积分和求平均值电路248对数字数据进行积分和计算其平均值时，一个代表在光导纤维传输线238的异常度、距异常被产生的位置的距离或类似参数的光功率被取出。利用对数转换电路250使这个平均值被对数地转换，并且这样被转换的值被显示在显示部分252上，由此示出在光导纤维传输线238中异常经验的结果。
由于这个OTDR装置把具有一个非常窄波长范围的脉冲激光用作为频闪光hυ1以便测量一个待测量的对象，所以距在测量对象中产生异常的点的距离能够被准确地测量，并且能够进行具有一个高S/N的测量。(实施例5)
图17是表示在这个实施列中的一个OTDR装置100a的一个结构图。该OTDR装置100a包括一个检验光源1a，该检验光源以一种脉动方式振荡来为OTDR实验发射检验激光。当一个光导纤维30a通过光透镜20被光连接到半导体光发射器件(Fabry-Perot型半导体激光器)10上时，这个检验光源1a被形成，该半导体光发射器件通常已经被用作为用于OTDR装置的检验光原。
法布里-珀罗(Fabry-Perot)型半导体激光器10是由一个InGaAsP/InP的异质结构构成的半导体光发射器件。一个驱动电路13与这个半导体激光器10连接。当驱动电路13提供一个流经半导体激光器10的操作电流时，激光器10被激励以便于输出具有一个在大约1,540nm至大约1,560nm的波长范围上延伸的大约20nm波长范围的脉冲激光。在异质结构的两侧分别地设置有光反射表面11和光发射表面12。这两个表面实际上相互平行地被相对设置，由此形成一个法布里-珀罗型激光谐振器。光反射表面11具有大约80％的一个高反射率，而光发射表面12具有大约5％的一个低反射率。当在大多数法布里-珀罗型装置的情况时，半导体激光器10是一种多纵模激光器并且根据在相应模式中的波长产生大量的输出。
光透镜20把从半导体激光器10发射的光聚焦以便把它射入到光导纤维30a上，由此利用光功率把半导体激光器10与光导纤维30a耦连。作为光透镜20，象被用在光通信中这样的一个普通光耦合镜能够被使用。在这里，利用熔解或修整可以处理光导纤维30a的端部以便使其具有一个光透镜的作用，由此消除位于半导体激光器10和光导纤维30a之间的光透镜20。
光导纤维30a包括一个普通单模光导纤维部分和一个在它的的一个预定部分上形成的衍射光栅35。它这样地被布置以致于从半导体激光器10发射的光通过光透镜20入射光导纤维30a上。虽然光导纤维30a的芯和包层是由石英(SiO2)玻璃组成的，但是当用于增加折射率的材料GeO2被加入到构成的石英玻璃中时，包层实际上是由纯石英玻璃组成的。结果是：光导纤维30a的芯具有比包层的折射率高大约0.35％的折射率。
衍射光栅35被设置在这样一个位置上，在该位置上从半导体激光器10的光反射表面11到衍射光栅35的端子(远离半导体激光器10的部分)上的光路长度(相对于半导体激光器10的输出光)大约是70mm。衍射光栅35是在芯中的一个区域，在该区域中有效的折射率在根据沿着光轴的位置上的最小折射率和最大折射率之间周期地变化。换句话说，衍射光栅35是具有一个有效折射率分布的区域，该折射率的分布在根据沿着光轴的位置上的最小折射率和最大折射率之间重复地变化。在这里，折射率变化的周期被称为衍射光栅35的周期、光栅间距、或类似的名称。
如所公知的，一种现象，即当利用紫外射线来辐射掺有锗的石英玻璃时，被辐射部分的折射率增加了与紫外射线的强度对应的一个量的现象能够被利用来形成衍射光栅35。也就是，当紫外线的干涉条纹从光导纤维的包层表面入射到掺有锗的芯中时，一个与干涉条纹的光强度分布对应的有效折射率分布在由于干涉条纹辐射的的区域上形成。具有这样形成的有效折射率分布的区域是衍射光栅35。在这种情况下，衍射光栅35的最小折射率实际上等于芯体的原始有效折射率(在利用紫外射线辐射之前的有效折射率)。
衍射光栅35把光反射在一个波长区域上，该波长区域的中心是一个预定的反射波长(Bragg波长)λR。这个反射波长λR被表示为：
λR＝2·n·Λ                          (1)其中n是衍射光栅35的有效折射率和Λ是衍射光栅35的周期。
在这个实施例中的衍射光栅35是一个变周期光栅，在该光栅中反射波长λR根据沿着光轴的位置单调地变化。由于反射波长λR基于由公式(1)表示的最小折射率和衍射光栅的周期来变化，所以上述变周期光栅包括：(i)具有根据沿着光轴的位置单调地变化的最小折射率和(ii)具有根据沿着光轴的位置单调地变化的具有光栅周期。这个实施例中的衍射光栅35属于后一种型式(ii)并且具有在沿着光导纤维30a的光轴远离半导体激光器10的位置上变为更大的光栅周期。衍射光栅35的最小折射率实际上沿着光轴是均匀的，而根据在光栅周期中的变化，衍射光栅35的反射波长在沿着光导纤维30a的光轴远离半导体激光器10的位置上变为更长。
图18是一个表示在这个实施例中的衍射光栅35的反射特性的图。在这个图中的水平和垂直轴分别代表反射率和波长。在这个图中所示的峰值是衍射光栅35的反射光谱。这个图是在由衍射光栅35反射光谱被确定和这样被确定的光谱的垂直轴被转换成反射光量与入射光量的比，即反射率时被获得的。如在图18中所示的，相对于反射波长为1,550nm的衍射光栅35最大反射率是40％，同时衍射光栅35具有大约为2nm的反射波长宽度。在此，“衍射光栅35的反射波长宽度”被认为是在衍射光栅35的最大反射率的1/10的点上平行于波长轴的线和衍射光栅35的反射光谱相交点之间的波长宽度，如在图18中所示。
如在图17中所示，光耦合器40与检验光源1a连接。光耦合器40是一种具有四个端的光定向耦合器，即，第一端至第三端41-43和非反射端44。第一端41与光导纤维30a以致于从检验光源1a来的检验光入射到光耦合器40上。待测量的光导纤维60与第二端42连接。因此，当从检验光源1a入射到光耦合器40上的检验光被分成两部分时，其中一部分被分离光入射到待测量的光导纤维60上。
检测部分50通过光导纤维31与第三端43连接。因此，由于检验光入射到待测量的光导纤维60上，由在光导纤维60的每个点瑞利散射引起的已使在相反方向前进的反向散射光被入射到光耦合器40上并且被分成两部分，所以其中一部分被分离光入射到检测部分50上。
如在常规的OTDR装置的情况下，一个像光环行器这样的光定向耦合器可以被用来代替在这个实施例的OTDR装置中的光耦合器40。
检测部分50对待测量的光导纤维60的反向散射光进行测量。类似于被用在普通OTDR装置中的检测部分50包括：一个检测光导纤维60的反向散射光并且把检测的光转换成一个电信号的光检测器；一个用于被从光检测器输出的电信号放大的放大器；一个用于把从放大器输出的信号由模拟量转换成数字量并且进一步使被转换的信号经过积分和求平均值处理、对数转换、或类似的处理的信号处理部件；一个与信号处理部件连接的显示装置；和类似装置。在此，在利用驱动电路13来控制半导体激光器10的光发射定时的同时来实现由信号处理部件进行的A/D转换或积分和求平均值。根据信号处理部件的输出信号，显示装置显示相对于在光导纤维60中从一个预定参照点到测量点的距离上的光导纤维60散射光能量。如所观测到的这样被显示的波形，在光导纤维60中两个任意点之间的衰减能够被确定。此外根据这个被确定的衰减值，例如，能够发现在光导纤维60中的熔合点。
下面将说明在检验光源1a中光发射的原理。当驱动电路13提供一个流经法布里-珀罗型半导体激光器10的工作电流时，在半导体激光器10中的异质结构内产生自发射的光。由于这个光在光反射表面11和光发射表面12之间重复地反射同时引起受激发射，所以该光被放大以便最终产生激光振荡。用这种方式，由光发射表面12反射的光促使半导体激光器10的激光振荡。
然而，由于光发射表面12的反射率是5％，所以大多数自发射的光和受激发射的光能够通过光发射表面12。当利用光透镜20聚焦光时，透射过光发射表面12的光被入射的光导纤维30a上并且达到衍射光栅35。如由图18所示的，衍射光栅35把光反射到一个大约为2nm的反射波长宽度上，该反射波长宽度的中心是反射波长宽度λR。由衍射光栅35反射的光经过光透镜20和然后通过光透镜20从光发射表面12入射到半导体激光器上，并且达到光反射表面11上同时引起受激发射。由光反射表面11反射的光前进同时引起受激发射，以便从光发射表面12被发射并且然后再次入射到光导纤维30a上。这个入射光达到衍射光栅35上，在衍射光栅35上再次被反射。因此，由于在衍射光栅35和光反射表面11之间反射被重复，所以光被放大以便最终产生激光振荡。这样被产生的激光通过衍射光栅35并且由面向光耦合器40的光导纤维30a端面来发射。这样被发射的激光是从检验光源1a输出的检验激光。
图19是表示从检验光源1a输出的检验光的一个特性的图。在这个图中的垂直轴和水平轴分别地代表检验光的能量和波长。同样地在这个图中所示的峰值是检验光的功率光谱。在衍射光栅35和光反射表面11之间产生激光振荡的光实际上被限制到从半导体激光器10发射的包括在衍射光栅35的反射波长范围内的光分量上。在这个实施例中，由于衍射光栅35的反射波长宽度大约是2nm，所以检验光的波长宽度也是大约为2nm。在此，“检验光的波长宽度”被认为是在比检验光的最大功率低20dB的功率的点上平行于波长轴的线与检验光的功率光谱相交点之间的波长宽度，如在图19中所示。
当用于一个OTDR试验的检验光的波长宽度太小时，检验光的时间相干性变为如此高以致于像衰落噪声这样的特殊噪声增加，由此使利用高精确度进行OTDR试验是困难的。根据由本发明人进行的实验，当检验光的波长宽度大约是1nm或更大时，在OTDR试验中的噪声电平变为0.15dB或更低。由于在光导纤维中光连接器被连接到的一个点上的衰减大约是0.20dB，当噪声电平是0.15dB或更低时，光连接器的连接点和一个噪声能够相互被区分，以便识别光连接器的连接点。因此，这个电平被认为是实际用于OTDR装置的。
如在前面所说明的，在这个实施例的OTDR装置中，由于衍射光栅35的反射波长宽度大于1nm，所以检验光的波长宽度也比1nm大。由于检验光的时间相干性充分地被降低，所以检验一个高精确度的OTDR试验能够被进行同时衰落噪声充分地被抑制。实际上，当本发明人利用这个实施例的OTDR装置100a进行一个OTDR试验时，噪声电平大约是0.05dB，并且获得最佳的结果。
同样地在这个实施例的OTDR装置100a中，由于衍射光栅35的反射波长宽度比20nm更窄，它是半导体激光器10的输出波长宽度，所以检验光的波长宽度也比半导体激光器10的输出波长宽度更窄。因此，在这个实施例的OTDR装置100a中，在专门的特殊区域上待测量的光导纤维60的特征能够被最好地测量。
此外，因为在这个实施例的OTDR装置100a中的衍射光栅35是一个变周期光栅，该光栅具有一个与在光栅周期中变化的宽度相对应的反射波长宽度。因此，在它被制造的时候衍射光栅35的反射波长宽度能够容易地被调整。从检验光源1a输出的检验光的波长宽度根据衍射光栅35的反射波长宽度来确定。因此，这个OTDR装置100a能够容易地被制造来输出具有一个所希望的波长宽度的检验光。
同样地在这个实施例OTDR装置100a中，衍射光栅35被设置以致于在短的反射波长侧上的部分，即，具有一个较小光栅周期的部分指向半导体激光器10。因此，从半导体激光器10来的光从在短反射波长侧上的部分衍射光栅35朝着长反射波长侧前进。由于考虑到下列的现象，所以这样的布置被实现。如在K.O.Hill等人的文章，即在″Application of Phase Mask to the Photolithographicfabrication of Bragg Gratings in Convention Fiber/PlanarWaveguides With Enhanced Photosensitivity”(OFC PD，15-1，1993)所公开的，衍射光栅具有一个向外发射的特性，在每个部分上具有比在那个部分上的反射波长更短的波长的光。因此，当一个变周期光栅的衍射光栅被设置以致于在长反射波长侧上的部分被指向半导体激光器10时，在短反射波长侧上的部分上反射的光在其通过长反射波长侧时部分地被向外发射，因此，在由衍射光栅35反射的光中，在短反射波长侧上的分量变为低于在长反射波长侧上的分量。结果是：在检验光的能量光谱中，在短反射波长侧上的能量变为低于在长反射波长侧上的能量，由此检验光在波长范围内不具有一个均匀能量。
在这个实施例的OTDR装置100a中，衍射光栅35被设置以致于在短的反射波长侧上的部分指向半导体激光器10，产生这样一种现象以致于在能够防止光被反射之前，在衍射光栅的每个部分上应该被反射的光向外被发射。结果，检验光在整个波长范围上实际上具有一个均匀的能量分布。因此，这个实施例的OTDR装置100a能够更好地进行待测量的光导纤维60的OTDR试验。
当由衍射光栅35反射的光的波长具有一个较大的宽度时，最好是长波长反射侧被设置在离半导体激光器10的距离比短波长反射侧离半导体激光器10的距离更远的位置上，并且在衍射光栅35中的反射率的波长分布按照在下面说明的形式被设置。
在远离半导体激光器10的衍射光栅35的一个位置上反射光的波长具有一个更长的谐振器长度，由此具有一个更大衰减的光能量。因而，当衍射光栅这样地被布置以致于衍射光栅的反射率沿着远离半导体光发射装置移动的方向单调地增加时，不考虑反射点能够使反射光的能量实际上均匀地分布。因此，能够利用在整个反射波长的范围上具有一个实际上均匀能量的检验光，由此能够最佳地进行OTDR试验。
当检验光的脉冲宽度是短的时候，相反，衍射光栅35最好这样被设置以致于衍射光栅的反射率沿着远离半导体光发射装置10移动的方向单调地减小。
当脉冲宽度被缩短时，具有这样一种情况，即能够使在长波长侧上的检验能量更小的作用超过谐振器长度的影响。在这种情况下，当由于谐振器长度较长使反射率减小时，在整个反射波长的范围上具有一个均匀能量的检验光能够被输出。(实施例6)
图20是表示在这个实施例中的一个OTDR装置100b的一个结构图。在一个光导纤维30b与在一个检验光源1b中的半导体激光器10的光连接的结构上这个实施例的OTDR装置100b不同于实施例1中的OTDR装置。也就是，在这个实施例中，在光导纤维30b的一个芯体中设置了两个衍射光栅36和37。
衍射光栅37被设置在这样一个位置上，在该位置上从半导体激光器10的光反射表面11到衍射光栅37的端子(远离半导体激光器10的部分)上的光路径长度(相对于半导体激光器10的输出光)大约是70mm。衍射光栅36被设置在比衍射光栅37更靠近半导体激光器10的一个位置上。
每个衍射光栅36和37是具有一个恒定光栅距的衍射光栅，其中一个预定的光栅周期沿着光轴被维持。衍射光栅36具有一个比衍射光栅37的周期更小的周期，而它们的最小折射率彼此是相等的。因此，衍射光栅36具有一个比衍射光栅37的反射波长更小的反射波长。特别地，衍射光栅36的反射波长大约是1,550nm，而衍射光栅37的反射波长大约是1,554nm。每个衍射光栅的反射波长宽度大约是1nm。在此，“衍射光栅的反射波长宽度”被限定，如在用于实施例5进行的解释中。
由衍射光栅36和37组成的区域能够被认为是一个单反射区域38，该反射区域38把光反射到一个预定的波长范围上。图21是一个表示这个反射区域的一个反射特征的图，其中由与各个衍射光栅对应的两个峰值组成的反射光谱被显示出了。这个反射区域38的反射波长宽度大约是5nm。在此，“反射区域38的反射波长宽度”被认为是在反射区域38的最大反射率的1/10的点上平行于波长轴的线与反射区域38的反射光谱之间的相交点中间使波长为最大的点和使波长为最小的点之间的波长宽度，如在图21中所示。
在这个实施例中，根据从半导体激光器10反射的光，在半导体激光器10的光反射表面11和反射区域38之间重复反射的光分量经过激光振荡，然后从检验光源1b输出作为检验光。图22是一个表示这个检验光的特征图。在这个实施例中，由于由衍射光栅36和37组成的反射区域38具有一个大约为5nm的反射波长宽度，所以检验光也具有大约为5nm的反射波长宽度。在此，“检验光的反射波长宽度”被认为是在能量比检验光的最大能量小20dB的点上平行于波长轴的线与检验光的能量光谱相交点之间的波长宽度，如在图22中所示。
因此，在这个实施例的OTDR装置100b中，由于由两个具有彼此不同的反射波长的衍射光栅36和37组成的反射区域38被设置在光导纤维30b中，即使当每个衍射光栅具有一个小的反射波长宽度和由各个衍射光栅反射的并且经过激光振荡的每个光分量具有一个高的时间相干性时，这些光分量从检验光源1b相互重叠地被输出，由此在检验光中产生足够低的时间相于性。尤其是在这个实施例中，由于反射区域38具有一个1nm或更大的反射波长宽度，所以检验光的波长宽度也变为比1nm更宽。因此，检验光的时间相干性能够被可靠地降低。因此，具有一个高精确度的OTDR试验能够被可靠地进行同时衰落噪声被充分地抑制。实际上，当本发明人利用OTDR装置100b进行一个OTDR试验时，噪声电平大约是0.05dB，并且能够获得最佳的结果。
同样地在这个实施例的OTDR装置100b中，由于在光导纤维30b中设置的反射波长宽度小于20nm，该反射波长宽度(20nm)是半导体激光器10的输出波长宽度，所以检验光的波长宽度也比半导体激光器10的输出波长宽度更窄。因此，在这个实施例的OTDR装置100b中，在专门的特殊区域上待测量的光导纤维60的特征能够被最好地测量。
此外，在这个实施例的OTDR装置100b中，由于构成反射区域38的衍射光栅36和37中的具有一个较短反射波长的衍射光栅36被设置在更靠近半导体激光器10，以致于从半导体激光器10来的光从具有一个较短反射波长的衍射光栅36连续地进入到衍射光栅。如在前面用于实施例5的解释中所指出的，衍射光栅具有一个向外发射的特征，在每个部分上具有比在那个部分上的反射波长更短的波长的光。然而，当衍射光栅36和37被设置在如在这个实施例的情况下时，在光被反射之前在衍射光栅上应该被反射的光向外被发射的这种现象能够被阻防。结果，检验光在整个波长范围上实际上具有一个均匀的能量分布。因此，这个实施例的OTDR装置100b能够更好地进行待测量的光导纤维60的OTDR试验。(实施例7)
图23是表示在这个实施例中的一个OTDR装置100c的一个结构图。在与一个检验光源1c中的半导体激光器10光连接的光导纤维30c中设置的一个反射区域39的结构上，这个实施例的OTDR装置100c不同于实施例6中的OTDR装置。当在一个石英型单模光导纤维中掺有锗的芯体的相同区域由具有相互不同周期的紫外线干涉条纹来辐射时，这个反射区域39被形成。各个干涉条纹的周期被调整以便形成分别具有反射波长为1,550nm和1,554nm的恒定光栅距光栅。因此，在反射区域39中，一个具有反射波长为1,550nm的恒定光栅距光栅和一个具有反射波长为1,554nm的恒定光栅距光栅被设置在光谱相互重叠的一部分光导纤维上。
这个反射区域39显示出了当具有反射波长为1,550nm的衍射光栅的反射光谱和具有反射波长为1,554nm的衍射光栅的以射光谱被相互重叠时所获得的一个反射光谱。这样被形成的反射光谱实际上与在实施例6的OTDR装置中的反射区域38的反射光谱(图21)是相同的，并且它的反射波长宽度大约是5nm。因此，从检验光源1c输出的检验光的波长宽度也大约是5nm。
在这个实施例中，根据从半导体激光器10反射的光，在半导体激光器10的光反射表面11和反射区域39之间重复反射的光分量经过激光振荡，然后从检验光源1c输出作为检验光。这个检验光具有一个实际上与在图22所示的实施例6中的检验光的特征类似的特征，并且具有一个与反射区域39的反射波长宽度对应的大约为5nm的反射波长宽度。
因此，由于这个实施例的OTDR装置100c具有由被设置在光导纤维30bc相同部分中的两个衍射光栅组成的反射区域39，这两个衍射光栅具有彼此不同的反射波长，即使当构成反射区域的每个衍射光栅具有一个小的反射波长宽度和由各个衍射光栅反射的并且经过激光振荡的每个光分量具有一个高的时间相干性时，这些光分量从检验光源1c相互重叠地被输出，由此在检验光中产生足够低的时间相干性。尤其是在这个实施例中，由于反射区域39具有一个1nm或更大的反射波长宽度，所以检验光的波长宽度也变为比1nm更宽。因此，检验光的时间相干性能够可靠地和充分地被降低。因此，具有一个高精确度的OTDR试验能够被可靠地进行同时衰落噪声被充分地抑制。实际上，当本发明人利用OTDR装置100c进行一个OTDR试验时，噪声电平大约是0.05dB，并且能够获得最佳的结果。
同样地在这个实施例的OTDR装置100c中，由于在光导纤维30c中设置的反射区域的反射波长宽度小于20nm，该反射波长宽度(20nm)是半导体激光器10的输出波长宽度，所以检验光的波长宽度也比半导体激光器10的输出波长宽度更窄。因此，在这个实施例的OTDR装置100c中，在专门的特殊区域上待测量的光导纤维60的特征能够被最好地测量。(实施例8)
图24是表示在这个实施例中的一个OTDR装置100d的一个结构图。在一个检验光源1d的结构上这个实施例的OTDR装置100d不同于前面所述实施例的结构。也就是：在检验光源1d中，在与半导体激光器10光连接的光导纤维30d中形成了一个反射区域36，同时一个施加应力装置70被进一步连接到包括衍射光栅36在内的一部分上。
衍射光栅36是一个沿着光轴维持一个预定的光栅距的恒定光栅距衍射光栅。衍射光栅36的反射波长大约是1,550nm，而反射波长宽度大约是1nm。
施加应力装置70包括支架71和72和一个压电装置73，该支架71和72把光导纤维30d分别地保持在衍射光栅36被保持的两个点上，该压电装置73具有分别地与支架71和72连接的两个端。一个未描述的可变电源与该压电装置73连接，从该未描述的可变电源来的一个驱动电压被提供给压电装置73以便使压电装置73伸展或收缩。在此，伸展或收缩的方向实际上与光导纤维30d的光轴方向是平行的。
当压电装置73伸展或收缩时，一个应力(张力或压力)通过支架71和72沿着光轴方向被施加到光导纤维30d上。结果，衍射光栅36的周期或最小折射率变化。如由上面所述的公式(1)所示，衍射光栅36的反射波长取决于衍射光栅36的周期和最小折射率。因此，衍射光栅的反射波长根据衍射光栅的周期和最小折射率的变化来变化。根据由本发明人进行的实验，当施加100g的张力时，衍射光栅36的反射波长被增加大约1nm。
在这个实施例中，根据从半导体激光器10反射的光，在半导体激光器10的光反射表面11和反射区域36之间重复反射的光分量经过激光振荡，然后从检验光源1d输出作为检验光。由于根据衍射光栅36的反射波长范围来确定检验光的波长范围，所以当衍射光栅36的反射波长变化时检验光的波长范围也变化。因此，当压电装置73的驱动电压被调整以便控制压电装置73的伸展和收缩时，检验光的波长范围能够任意地调节。
实际上，如在图25的反射特征图中所示的，当施加应力装置70把衍射光栅36的反射波长移动大约4nm，由此使反射波长范围移动了一个大约为5nm的波长宽度时，检验光的最大能量也移动了大约4nm，如在图26的检验光特征图中所示的。因此，当驱动电压电平随着时间周期地变化以便随着时间周期地把衍射光栅36的波长范围改变大约5nm的波长宽度时，检验光的波长范围也周期地变化大约为5nm的波长宽度。在这种情况下，检验光源1d等效于一个具有波长宽度大约为5nm的检验光源。在此，“衍射光栅36的反射波长范围随时间变化一个大约为5nm的波长宽度”被认为是这样一种情况，即反射波长范围随时间变化以致于在衍射光栅36的一个反射特征图中，当在衍射光栅36的最大反射率的1/10的点上平行于波长轴的线和衍射光栅36的反射光谱之间的相交点每次被确定时，在使波长为最小点和使波长为最大点之间的波长宽度变成大约为5nm。同样地，“检验光的波长范围周期地随时间变化一个大约为5nm的波长宽度”被认为是这样一种情况，即波长范围随时间变化以致于在检验光的特征图中，当在能量比检验光的最大能量低20dB的点上平行于波长轴的线与检验光的能量光谱之间的相交点每次被确定时，在使波长为最小点和使波长为最大点之间的波长宽度变成大约为5nm。
因此，在这个实施例的OTDR装置100d中，由于利用施加应力装置70使衍射光栅36的反射波长范围随时间变化，所以检验光的波长范围能够随时间变化，由此，具有一个实际上宽的波长宽度和一个充分低时间相干性的检验光能够被获得。因此，在这个实施例的OTDR装置100d中，具有一个高精确度的OTDR试验能够被可靠地进行同时衰落噪声被充分地抑制。实际上，当本发明人利用这个实施例的OTDR装置100d进行一个OTDR试验时，噪声电平大约是0.05dB，并且能够获得最佳的结果。
同样地在这个实施例的OYDR装置100d中，由于衍射光栅36的实际反射波长宽度小于20nm，该反射波长宽度(20nm)是半导体激光器10的输出波长宽度，所以检验光的波长宽度也比半导体激光器10的输出波长宽度更窄。因此，在这个实施例的OTDR装置100d，在专门的特殊区域上待测量的光导纤维60的特征能够被最好地测量。
虽然施加应力装置70被用于施加一个应力给衍射光栅36以便改变在这个实施例中的衍射光栅36的反射波长范围，但是包括衍射光栅36在内的这部分光导纤维30d可以适合用一个温度调节槽来代替并且在温度调节槽内的温度可以被改变。当在衍射光栅36周围的温度变化时，衍射光栅36沿着光轴方向伸展或伸缩，由此使衍射光栅36的反射波长变化。因此，在温度调节槽内的温度被调节时，检验光的波长范围能够被调节。在这个情况下，当一个具有与光导纤维30d不同的热膨胀系数的部件(例如，由像铝这样的一种金属制成的板)与包括衍射光栅36在内的这部分光导纤维30d连接时，由于温度变化所引起的衍射光栅的反射波长的变化最好增加。根据由本发明人进行的实验，当铝板被连接到光导纤维上时，由于在温度调节槽内的温度被升高10℃，所以衍射光栅36的反射波长能够被增加2nm。
图27和28是分别表示根据上述实施例1的OTDR装置变型例结构图。图27示出了一种OTDR装置，在该OTDR装置中一个光隔离器91和透射型带通滤光器92被插入在检验光源110和光耦合器40之间。图28示出了一种OTDR装置，在该OTDR装置中采用了一个光环行器30a，和一个反射型带通滤光器93被插入在检验光源110和待测量的光导纤维60之间。
在这个实施例中，利用在光波导30中形成的衍射光栅35来构成检验光源110的正面镜中的一个正面镜，使振荡的激光的波长宽度更窄。而当谐振器长度变大时，由于它与脉冲宽度的关系使光往复通过谐振器的次数减小。因此，虽然具有一个低的能量，但是不能防止振荡波长扩展。当一个OTDR试验被进行时，存在这样一种情况，即，为了防止发生与信号传送频带的相互串扰，这样一种振荡波长的扩展是需要的，以便减少超出衍射光栅容量的值。
在这种情况下，当在检验光源110和待测量的光导纤维60之间的一个光路径中进一步设置一个带通滤波器时，在OTDR装置需要的波长范围之外的光能够被删去，由此能够获得一个最佳的输出特性。结果，对光通信的影响能够被可靠地抑制。(光通信线检验系统的实施例)
图29是一个表示这个实施例的光通信线检验系统的整个结构图。首先将解释这个实施例的检验系统被应用到的一个光通信网的基本结构。一个或多个与传输装置302连接的光通信线303(在图29中由三条光通信线表示)被捆扎成一个光导纤维电缆304并且延伸的用户室305，其中传输装置302被安装在用于一个用户的一个站中。因此，通过一个光通信线303传输装置302和每个用户室305相互连接。从传输装置302输出的通信光通过光通信线303传送并且由安装在用户室305中的一个端来接收。在这个实施例的光通信网中，具有一个波长大约为1,300nm的信号光被利用。
在下面将解释在这个实施例中的检验系统的结构。这个检验系统包括：一个OTDR装置300；一个通过光导纤维322与从OTDR装置300来的检验光连接的光开关340；一个在传输装置302侧的光通信线303的端部上设置的光耦合器350；和一个在每个光通信线303的端子部分(在用户室305侧的端部上)上设置的光滤光器360。
OTDR装置300包括：一个发光部件310；一个通过光导纤维321与发光部件310连接的光耦合器320；和一个通过光导纤维323与光耦合器320连接的检验部件330。
发光部件310以一种脉冲方式振荡以便发射作为检验光的激光。这个检验光的波长光谱的半个宽度，即波长宽度大约是20nm。中心波长(在半个宽度中心的波长)大约是1,550nm，该波长不同于信号光的波长。
光耦合器320使通过光导纤维321入射到其上的检验光通过光导纤维322入射到光开关340上，同时使被返回的检验光通过光导纤维323入射到检验部件330上，该被返回的检验光是由光通信线303和光滤光器360的每个部分已经反射或散射的检验光。
检验部件330检测这个被返回的检验光以便检验光通信线303的状态。这个检验部件330类似于在普通OTDR装置中使用的检验部件，它包括：一个用于检测检验光和把被检测的检验光转换成一个电信号的光检测器，一个用于把从光检测器输出的电信号放大的放大器，一个用于把从放大器输出的信号进行A/D转换并且把转换的信号进行一个求平均值处理或类似处理的信号处理器；一个与信号处理器连接的CRT装置；或其他装置。
光开关340通过光导纤维341以一种开关方式把在OTDR装置300内的光耦合器320和在光通信线303中的一个光耦合350光连接。由于从OTDR装置300来的检验光被入射到包括被连接的光耦合器350在内的光通信线303上，所以当光开关340被操作时能够选择待检验的光通信线303。
光耦合器350使检验光入射到光通信线303上以便朝着用户室305的方向扩展；同时使被返回的检验光入射到同时光开关340上，该被返回的检验光是由光通信线303和光滤光器360的每个部分已经反射或散射的检验光。
在此，如从前面所能够看到的，光耦合器320、光开关340和光耦合器350的整个的作用是使检验光入射到光通信线303上，同时使从光光通信线303反射的光和散射的光入射到检验部件330中。也就是：光耦合器320、光开关340和光耦合器350构成一个呈现这种功能的光功能部件。
光滤光器360具有把光反射在一个预定的波长范围上以便在用户室305的前面马上删除检验光的功能，由此防止检验光在光通信中变为噪声。检验部件330通过检测由光滤光器360反射的光来识别光通信线303的端子。在此，为了完全呈现删除检验光的功能，光滤光器360最好具有一个比检验光的波长宽度更大的反射波长宽度。
图30是一个表示光滤光器360的反射光谱和检验光的波长光谱的图。如由这个图所示的，光滤光器360最好具有一个比检验光的波长宽度更大的反射波长宽度(反射光谱的半个宽度)。
这个实施例的光滤光器360是由设置在光通信线303中的多个光波导型衍射光栅构成的。一个光波导型衍射光栅是一个光波导的一个芯体的区域，在该区域中芯体的有效折射率沿着光轴在最小折射率和最大折射率之间周期地变化。这个光波导型衍射光栅反射具有一个相对窄的波长宽度的光，该波形宽度的中心是一个预定的反射波长(B ragg波长)。已知一般当利用例如一个紫外光射线的干涉条纹来辐射一个光波导时光波导型衍射光栅能够被制造成一个光波导。在日本公开的国际专利申请号62-500052中也公开了这样一种制造方法。
虽然构成光滤光器360的多个光波导型衍射光栅的每一个光波导型衍射光栅具有一个单独的周期，但是在各个光波导型衍射光栅之中各个周期彼此有一点不同。因此，当具有各个周期彼此有一点不同的多个光波导型衍射光栅被串联地设置在光通信线303中以便构成光滤光器360时，光滤光器360呈现出了具有一个宽波长宽度的反射光谱，在该宽波长宽度中各个衍射光栅的反射光谱部分地相互重叠。当光波导型衍射光栅的数量较大时，反射波长宽度变为更宽。具有这样一种结构的光滤光器在R.K ashyap等人的文章，即“Novel Method  Producing All FibrePhotoinduced  Chirped Grating”(E lectroncs Letters，9th June 1994，Vol.30，No.12)中被公开了。
为了保证更好地起光滤光器的作用，在光波导型衍射光栅中反射率越高越好。因此，一个光波导30受到一个氢气氛的作用并且然后紫外线干涉条纹来辐射以形成在这个实施例中使用的光波导型衍射光栅。根据这个方法能够获得具有一个高反射率光波导型衍射光栅，由此也能够使光滤光器360的反射率更高。然而，由于根据紫外线辐射产生的OH组可以吸收信号光，由此增加了传输损失；所以构成光滤光器360的光波导型衍射光栅的数量最好是尽可能的小。
由于光通信线303包括一个是光波导的光导纤维，所以光滤光器360在光通信线303中可以被直接地形成。同样的，一个光导纤维或在其中预先已经形成光滤光器360的薄膜可以与光通信线303连接以便提供光滤光器360。
下面将解释利用根据这个实施例的检验系统检验一个光通信线的方法。从光发射部件310输出的检验光通过光导纤维321传播以便入射到光耦合器320中，在光耦合器320中光被分成两部分。当一部分这样被分离的检验光分量达到光耦合器320的有阻力端子上时，另一个光分量通过光导纤维322传播以便入射到光开关340中。利用光导纤维341和光耦合器350在部分光被入到待测量的光通信线303，然后通过光通信线303前进以便达到光滤光器360。
由于在一个故障位置(例如，断开位置)上的Fresnel反射或在光通信线303的每个点上的Rayleigh散射，一部分检验光在与前进方向相反的方向上返回。这样返回的每个检验光和反向散射光通过光耦合器350被分成两部分，一部分分离的分量入射到光开关340中。此后，从光通信线303来的反射光和反向散射光通过光导纤维322传播以便通过光耦合器320被分成两部分，一部分被分离的光分量通过光导纤维323传播以便入射到检验部件330中。
检验部件330检测从光通信线303和光滤光器360来的反射光和反向散射光，然后使它们经过一个信号处理，由此，根据从一个预定参考点到测量点的距离，反射光或光通信线303的反向散射光的能量被显示在CRT装置中。如所观测到的显示波形，在光通信线303中的故障位置以及在光导纤维303中任意两个点之间的损失能够被确定。用这个实施例能够进行光通信线303的检验。
在这个实施例的光通信线检验系统中，由于光发射部件310输出具有波长范围大约为20nm或更窄的光，所以光滤光器360反射波长宽度对应它也能够变窄。因此，可以使构成光滤光器360的光波导型衍射光栅的数量变小。尤其是当检验光的波长宽度大约为5nm或更小时，能够使光波导型衍射光栅的数量非常小，由此利用一个单独的光波导型衍射光栅能够构成光滤光器360。
当光波导型衍射光栅的数量被减小时，上述的OH组(group)的数量也能够被减小，由此能够抑制在信号光的传播中的损失。同样的，在光波导型衍射光栅的数量小的情况下，在信号光通过衍射光栅时发生的方式不一致能够被减小。因此，在这方面也能够抑制传播中的损失。因而，根据这个实施例的光通信线检验方法，光通信线的检验能够被进行同时能够充分地抑制对光通信的影响。
作为一个光发射部件310，能够采用各种结构。图31至34是表示光发射部件310的结构例310a至310d的结构图。下面将结合对应的图来解释这些例子。
首先，图31中的光发射部件310a由一个法布里-珀罗型半导体激光器370、光透镜371和74、一个单面光波导管372、和一个光滤光器373构成。在此，在这个例中的光滤光器373是一个介电多层膜滤光器。
法布里-珀罗型半导体激光器370具有一个大约为30nm的振荡波长宽度。光透镜371把从半导体激光器370输出的激光转换成一个平行光束并且把这个光束入射到隔离器372中。隔离器372具有一个朝着图中简明头方向的正方向，同时阻断沿着反方向前进的光。通过隔离器372传输的光被入射到光滤光器373中。
光滤光器373限制从半导体激光器370来的激光的波长宽度，以致于包括在半导体激光器370的振荡波长范围之内的光中的一个具有大约为20nm或更小的波长宽度的光分量通过该光滤光器373，该波形范围的中心是一个预定的波长。虽然利用光滤光器373可以反射一部分从半导体激光器370来的激光，但是利用隔离器372来阻断被反射的光。类似地，从光通信线来的反射光和散射光被阻断。因此，能够防止光入射到半导体激光器370的谐振器上并且防止干扰一个稳定振荡状态。
通过光滤光器373传输的激光被入射到透镜374上。当把激光的平行光束聚焦时，透镜374使激光入射到光导纤维321中。从透镜374发射的激光是从光发射部件310a输出的检验光。如上所述，当从半导体激光器370来的激光通过光滤光器373时，具有一个波长范围大约为20nm或更小的检验光被获得。
下一个图32的光发射部件310b是由一个法布里-珀罗型半导体激光器370、一个透镜375、光导纤维376和378、和一个光环行器377构成。光导纤维376和378以及光导纤维321与光环行器377连接。一个光波导型衍射光栅379被设置在光导纤维378的一部分芯体中。
如在图31的光发射部件310a的情况一样，半导体激光器370具有一个大约为30nm的振荡波长宽度。透镜375把从半导体激光器370输出的激光聚焦并且把聚焦的光入射到光导纤维376上，由光功率把半导体激光器370与光导纤维376连接起来。入射到光导纤维376上的激光进入到光环行器377中并且被发射到光导纤维378中。这个激光通过光导纤维378前进并且达到光波导型衍射光栅379。光波导型衍射光栅379反射包括在半导体激光器370的振荡波长范围之内的光中的一个具有大约为20nm或更小的波长宽度的光分量。这个反射光被入射到光环行器377中并且然后被发射的光导纤维321中。通过光环行器377入射到光导纤维321中的光是光发射部件310b的检验光。
因此，由于光发射部件310b把通过光波导型衍射光栅379反射的光用作为检验光，所以当该衍射光栅的反射波长大约是20nm或更小时，检验光的波长宽度也变为大约是20nm或更小，由于容易地作出具有一个窄波长宽度的光波导型衍射光栅，所以根据光发射部件310b能够容易地获得具有5nm或更小的波长宽度的检验光。
在此，一个其端部已经经过熔化或削边处理以便具有一个光透镜作用的光导纤维可以被用作为光导纤维376，由此消除在半导体激光器370和光导纤维376之间插入的透镜。
下一个图33的光发射部件310c是由一个分布反馈(DFB)型半导体激光器380、透镜371和374、和单面光波导管372构成。从分布反馈型半导体激光器380输出的激光通过光透镜371被转换成平行光束并且然后被入射到隔离器372中。隔离器372具有一个朝着图中箭头方向的正方向，同时阻断沿着反方向前进的光。因此从光通信线303来的反射光和散射光能够被防止入射到半导体激光器380的谐振器上并且防止干扰一个稳定振荡状态。通过隔离器372传输的激光被入射到光透镜374上并且然后当把激光聚焦时，透镜374使激光入射到光导纤维321中。从透镜374发射的激光是从光发射部件310c输出的检验光。
从光发射部件310c输出的检验光的波长宽度等于分布反馈型半导体激光器380的振荡波长宽度。分布反馈型半导体激光器380具有一个强的纵向波型选择性和一个非常窄的振荡波长宽度。因此，据光发射部件310c，输出检验光的波长宽度能够被设置到大约为20nm或更小，并且能够容易地获得具有大约为5nm或更小的波长宽度的检验光。
最后，图34的光发射部件310d是由一个法布里-珀罗型半导体激光器388、透镜375、和一个光导纤维384构成。一个光波导型衍射光栅385在光导纤维384的芯体中被形成。同样地，光导纤维321与光导纤维384连接。
光发射部件310d是类似于在由D.M.Bird等人的文章(E lectron.Lett，Vol.，30，No.13，pp，1115-1116，1994)中所公开的光发射部件。这个光发射部件310d能够被认为是一种分布B ragg反射器(DBR)型半导体激光器。
法布里-珀罗型半导体激光器388在其两个端上分别地有一个具有高反射率的光反射表面386和一个具有低反射率的光发射表面387，由此从光发射表面387发射具有大约为30nm的波长宽度的光。透镜375把从半导体激光器388输出的激光聚焦并且把聚焦的光入射到光导纤维384上，由光功率把半导体激光器388与光导纤维384连接起来。通过光导纤维384前进的激光达到衍射光栅385。衍射光栅385反射包括在半导体激光器388振荡波长范围之内的光中的只具有大约为20nm或更小的波长宽度的光分量，这个波长范围的中心是一个预定的波长。这个反射光通过透镜375被入射到半导体激光器388中。入射光通过半导体激光器388前进同时引起受激发射并且达到光反射表面386，在光反射表面386上入射光被反射。这样反射的光通过半导体激光器388前进同时引起受激发射并且从光发射表面387被发射以便由衍射光栅385再次被反射。因此，当反射在衍射光栅385和光反射表面386之间被重复时光被放大，由此最终产生激光振荡。这是由光发射部件310d输出的检验光。这个检验光通过衍射光栅385被传输并且被入射到光导纤维321上。
在衍射光栅385和光反射表面386之间产生激光振荡的光被限制到由衍射光栅385反射的具有一个相对高反射率的波长光。因此，当利用具有一个适当的反射波长宽度的衍射光栅385时，从光发射部件310d输出的检验光的波长宽度变成为大约20nm或更小。由于具有一个相对窄的反射波长宽度的衍射光栅385能够被容易地制造，所以根据光发射部件310d能够容易地获得具有一个波长宽度为5nm或更小的检验光。
在此，由于光发射部件310d根据在衍射光栅385和光反射表面386之间的光振荡输出检验光，所以不总是需要光发射部件310d在半导体激光器388上产生激光振荡。
从已经描述的本发明中可以明显地看出本发明可以以许多方式被变型。这些变型都属于本发明的精神和保护范围之内，这些对本领域里的技术人员来说是显而易见的变型包括在下面权利要求的保护范围之内。
在此作为参考引用了下列基本的日本申请号：NO.285068/1995(1995年11月1日申请)、NO.248255/1996(1996年9月19日申请)、NO.068390/1995(1995年3月27日申请)、NO.069554(1995年3月28日申请)和NO.182867/1995(1995年7月19日申请)。

Claims (7)

1.一种激光光源装置，包括：
半导体光发射器件(10；202)，它被电流激励进行自发射和受激发射；
反射装置(11；204)，它设置在所述半导体光发射器件的第一光发射端面(12；206)途经该半导体光发射器件的对面位置上，所述反射装置反射由所述半导体光发射器件产生的光，以使得如此反射的光再次经过半导体光发射器件；和
光波导(30；30a；30b；30c；201)，用于接收及引导由所述第一光发射端面发射的光，所述光波导包括一个反射区域，该反射区域选择地反射由所述半导体光发射器件的第一光发射端面发射的光的一部分，所述反射区域的芯体包括设置在一个第一区域中的第一衍射光栅(35；36；39；212)，所述第一衍射光栅的折射率周期性地沿光轴方向变化，并且所述第一衍射光栅在第一波长范围内选择地反射从所述半导体光发射器件的所述第一光发射端面发射的光的一部分，该第一波长范围具有的宽度至少为1nm，但不大于20nm；
所述反射装置、所述半导体光发射器件及所述衍射光栅构成了一个激光谐振器。
2.一种OTDR装置，包括：
根据权利要求1的激光光源装置；
一个光路径设置装置，用于从一个第一端接收由所述激光光源装置发射的光、从一个第二端朝着一个待测量的光纤发送被接收的光、并且也从第二端接收由光纤返回的光、以及从一个第三端发送被接收的返回光；和
一个光测量部件，用于测量从所述光路径设置装置的第三端输出的光强。
3.根据权利要求1或2的装置，其中所述第一波长范围具有一个至少为2nm但不大于10nm的宽度。
4.根据前述任一权利要求所述的装置，其中所述第一衍射光栅具有沿所述光轴方向单调地改变的光栅周期。
5.根据权利要求4所述的装置，其中在半导体光发射器件侧的所述第一衍射光栅的光栅周期比对面侧的光栅周期更短。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其中所述第一衍射光栅具有沿从所述半导体光发射器件移开的方向单调地增大的反射率。
7.根据权利要求4或5所述的装置，其中所述第一衍射光栅具有沿从所述半导体光发射器件移开的方向单调地减小的反射率。
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Families Citing this family (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3411436B2 (ja) * 1996-01-12 2003-06-03 Ｋｄｄｉ株式会社 光通信線路の監視方法
JP3402083B2 (ja) * 1996-08-05 2003-04-28 Ｋｄｄｉ株式会社 光ファイバ線路の障害位置検出装置
CA2195153C (en) * 1997-01-15 2003-12-30 Dennis K. W. Lam Surveillance system for passive branched optical networks
JPH10206753A (ja) * 1997-01-28 1998-08-07 Nec Corp 波長可変光デバイス
JP4063908B2 (ja) * 1997-01-29 2008-03-19 富士通株式会社 光源装置、光増幅器及び光通信システム
US6266463B1 (en) * 1997-06-18 2001-07-24 Pirelli Cavi E Sistemi S.P.A. Chirped optical fibre grating
US6023358A (en) * 1997-07-07 2000-02-08 Hewlett-Packard Company Apparatus for analyzing a multi-port optical network
JPH11289130A (ja) * 1998-04-03 1999-10-19 Furukawa Electric Co Ltd:The 外部共振器型レーザ
JP2001074596A (ja) * 1999-09-06 2001-03-23 Anritsu Corp 光パルス試験器
KR100327899B1 (ko) * 1999-11-03 2002-03-09 오길록 모드 로킹 광섬유 레이저 안정화 장치 및 그 방법
US6834134B2 (en) * 2000-04-11 2004-12-21 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for generating frequency modulated pulses
DE10042904C2 (de) * 2000-08-31 2003-03-13 Infineon Technologies Ag Halbleiterlaserchip mit integriertem Strahlformer und Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterlaserchips mit integriertem Strahlformer
US6456370B1 (en) * 2001-03-29 2002-09-24 Fitel Usa Corp. Method of measuring bending loss with an optical time domain reflectometer
JP2002341195A (ja) * 2001-05-16 2002-11-27 Nec Corp 半導体レーザモジュール
US6563969B2 (en) * 2001-10-15 2003-05-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multiplexed fiber laser sensor system
US6993224B1 (en) * 2001-11-15 2006-01-31 UNIVERSITé LAVAL Segmented waveguide array gratings (SWAG)-based archival optical memory
JP3900933B2 (ja) * 2002-01-09 2007-04-04 日立電線株式会社 反射波長計測システム
AU2002344973A1 (en) * 2002-05-17 2003-12-02 Agilent Technologies, Inc. Laser cavity with variable dispersion element
JP3939205B2 (ja) * 2002-06-18 2007-07-04 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工温度測定装置、レーザ加工方法及びレーザ加工温度測定方法
ATE496431T1 (de) * 2002-07-26 2011-02-15 Alcatel Lucent Datenverarbeitungssystem zum intepretieren von reflexionsmessungsinformation
JP4007118B2 (ja) * 2002-08-12 2007-11-14 住友電気工業株式会社 発光デバイス、光モジュール、およびグレーティングチップ
US20040191637A1 (en) * 2003-03-25 2004-09-30 Gregory Steckman Method for packaging thermally compensated filters
JP2004304673A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Fujitsu Ltd 光伝送装置および伝送路断検出方法
EP1524781B1 (en) 2003-10-15 2008-11-26 Alcatel Lucent Optical link performance monitoring using OTDM with laser for data transmission/reception
EP1617244A1 (en) * 2004-06-29 2006-01-18 STMicroelectronics S.r.l. Optical device including a Bragg grating and method of manufacturing thereof
WO2006002689A1 (en) * 2004-07-07 2006-01-12 Agilent Technologies, Inc. Optical time domain reflectometry system at different wavelengths
JPWO2006011262A1 (ja) * 2004-07-30 2008-05-01 日本山村硝子株式会社 光信号増幅３端子装置
JP2006180381A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Nec Corp 光ファイバ伝送路監視方式並びに監視方法および光中継器
GB2430760A (en) 2005-09-29 2007-04-04 Bookham Technology Plc Chirped Bragg grating structure
US7659544B2 (en) * 2005-12-23 2010-02-09 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Light emitting device with at least two alternately driven light emitting diodes
EP1901448A1 (en) * 2006-09-14 2008-03-19 Alcatel Lucent Noise improved pulsed OTDR
GB2443661B (en) * 2006-11-08 2011-08-31 Polarmetrix Ltd Detecting a disturbance in the phase of light propogating in an optical waveguide
US20090080898A1 (en) * 2007-09-24 2009-03-26 Fiber Sensys Llc Method and apparatus for reducing noise in a fiber-optic sensor
US8049885B1 (en) * 2008-05-15 2011-11-01 Ondax, Inc. Method and apparatus for large spectral coverage measurement of volume holographic gratings
US7986407B2 (en) 2008-08-04 2011-07-26 Ondax, Inc. Method and apparatus using volume holographic wavelength blockers
WO2010043056A1 (en) 2008-10-17 2010-04-22 Exfo Electro-Optical Engineering Inc. Method and apparatus for deriving parameters of optical paths in optical networks using a two-wavelength otdr and a wavelength-dependent reflective element
US8369017B2 (en) * 2008-10-27 2013-02-05 Ondax, Inc. Optical pulse shaping method and apparatus
GB0823688D0 (en) 2008-12-31 2009-02-04 Tyco Electronics Raychem Nv Unidirectional absolute optical attenuation measurement with OTDR
CN101814951B (zh) * 2009-02-25 2013-11-06 中华电信股份有限公司 高密度多波长光时域反射器
DE102009054592A1 (de) * 2009-12-14 2011-06-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
CN101834660B (zh) * 2010-04-15 2015-06-10 中兴通讯股份有限公司 光模块的控制装置、方法及光发射装置
JP5291767B2 (ja) * 2011-07-19 2013-09-18 横河電機株式会社 ファイバ測定装置
EP2568626B1 (en) 2011-08-18 2014-04-02 Huawei Technologies Co., Ltd. Bi-direction optical sub-assembly and optical transceiver
JP5843668B2 (ja) * 2012-01-23 2016-01-13 株式会社豊田自動織機 センサ用光ファイバおよび電力装置監視システム
GB2499386A (en) * 2012-02-10 2013-08-21 United Technologists Europe Ltd OTDR Mapping Method using an optical reflector at a specific customer fibre end to increase the amplitude relative to other reflection events in the trace
US9614616B2 (en) 2012-06-19 2017-04-04 Adtran, Inc. Optical time domain reflectometer systems and methods using wideband optical signals for suppressing beat noise
US9140624B2 (en) 2012-07-03 2015-09-22 Ciena Corporation Systems and methods reducing coherence effect in narrow line-width light sources
CN102820921A (zh) * 2012-09-13 2012-12-12 索尔思光电（成都）有限公司 一种改善光纤otdr测试性能的方法
US9118413B2 (en) * 2012-12-20 2015-08-25 Nokia Technologies Oy Apparatus and a method
CN104009804A (zh) * 2013-02-22 2014-08-27 中兴通讯股份有限公司 光收发装置及方法
CN104135320B (zh) * 2013-05-02 2016-12-28 深圳新飞通光电子技术有限公司 一种olt光模块的otdr控制电路
US9599565B1 (en) 2013-10-02 2017-03-21 Ondax, Inc. Identification and analysis of materials and molecular structures
KR101489470B1 (ko) 2013-12-02 2015-02-04 주식회사 쏠리드 폴리머 파장 가변 레이저를 이용한 광선로 검사기
US9744618B2 (en) * 2014-05-22 2017-08-29 Lsp Technologies, Inc. Temporal pulse shaping for laser shock peening
EP2961085B1 (en) * 2014-06-26 2016-08-17 ADVA Optical Networking SE An optical coupler device and an optical monitoring device for monitoring one or more optical point-to-point transmission links
KR101605837B1 (ko) 2014-12-24 2016-03-23 주식회사 쏠리드 파장 가변 레이저를 이용한 광선로 검사기
US9587983B1 (en) 2015-09-21 2017-03-07 Ondax, Inc. Thermally compensated optical probe
CN106680665B (zh) * 2016-11-29 2019-05-21 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 一种反射式高能电子衍射对高压电缆的检测装置
CN107990970B (zh) * 2017-11-03 2019-10-15 上海交通大学 消除分布式光纤声波系统中衰落噪声的方法
US10591385B2 (en) * 2017-12-01 2020-03-17 Exfo Inc. Method and system for multi-fiber cable testing
WO2019194188A1 (ja) * 2018-04-03 2019-10-10 株式会社オプトゲート 反射光測定装置
CN109613769B (zh) * 2018-12-29 2024-01-30 福建华佳彩有限公司 一种改善显示不良的液晶面板
CN112923958B (zh) * 2019-12-06 2024-03-01 中兴通讯股份有限公司 瑞利散射光强度的确定方法、装置和存储介质
JP7469976B2 (ja) 2020-07-15 2024-04-17 横河電機株式会社 光源装置及び光パルス試験器
CN112729774B (zh) * 2020-12-03 2022-06-28 四川知周科技有限责任公司 共光路激光点火及通路损耗检测装置
GB2615561A (en) * 2022-02-11 2023-08-16 Univ Southampton Optical time domain reflectometry for hollow core optical fibres

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0191063B1 (en) * 1984-08-13 1992-05-13 United Technologies Corporation Method for impressing grating within fiber optics
JPS6180922A (ja) * 1984-09-28 1986-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レ−ザ駆動装置
JPS62145265A (ja) * 1985-12-20 1987-06-29 Fuji Xerox Co Ltd レ−ザ走査系
GB2190186B (en) * 1986-05-09 1990-12-19 Dr Jeremy Kenneth Arth Everard Greatly enhanced spatial detection of optical backscatter for sensor applications
US5305335A (en) * 1989-12-26 1994-04-19 United Technologies Corporation Single longitudinal mode pumped optical waveguide laser arrangement
US5317576A (en) * 1989-12-26 1994-05-31 United Technologies Corporation Continously tunable single-mode rare-earth doped pumped laser arrangement
US5062704A (en) * 1990-04-25 1991-11-05 Tektronix, Inc. Optical time domain reflectometer having pre and post front panel connector testing capabilities
US5305336A (en) * 1992-01-29 1994-04-19 At&T Bell Laboratories Compact optical pulse source
JP3070880B2 (ja) * 1992-02-28 2000-07-31 日本電信電話株式会社 後方散乱光の測定装置
JPH06117961A (ja) * 1992-10-05 1994-04-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 光線路監視方法
US5513913A (en) * 1993-01-29 1996-05-07 United Technologies Corporation Active multipoint fiber laser sensor
US5475780A (en) * 1993-06-17 1995-12-12 At&T Corp. Optical waveguiding component comprising a band-pass filter
GB2280326B (en) * 1993-07-15 1997-04-23 Marconi Gec Ltd Optical communication systems
US5422897A (en) * 1994-01-28 1995-06-06 British Telecommunications Public Limited Company Two-stage mono-mode optical fibre laser
US5594747A (en) * 1995-03-06 1997-01-14 Ball; Gary A. Dual-wavelength pumped low noise fiber laser
US5600665A (en) * 1995-07-28 1997-02-04 Hughes Aircraft Company Multiple output fiber laser with passive frequency control and method

Also Published As

Publication number Publication date
CN1172254A (zh) 1998-02-04
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