KR20010083171A

KR20010083171A - 광 스펙트럼 분석기에서 보정 신호 및 시험 신호를 동시에검출하는 광 시스템

Info

Publication number: KR20010083171A
Application number: KR1020010007472A
Authority: KR
Inventors: 앤더슨두웨인알.
Original assignee: 윈켈만 존 디.; 텍트로닉스 인코포레이티드
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2001-08-31
Also published as: EP1130445A2; CN1318742A; CN1196917C; EP1130445A3; US6573990B1; JP2001255207A; KR100803237B1; JP3774630B2

Abstract

광 스펙트럼 분석기에 사용할 수 있는 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 시스템은 광대역 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 수신하고 상기 광 신호를 두 개의 광 격리 통로를 거쳐 결합시켜 광 검출기를 분리한다. 각각의 쌍이 입력 섬유 및 출력 섬유를 가진 제1 및 제2 쌍의 광섬유가 광축을 가진 시준 렌즈의 초점면에 위치된다. 섬유 쌍은 입력 섬유가 광축의 한쪽에 위치되고 출력 섬유가 광축의 반대쪽에 위치된 상태로 광축의 양쪽에 대칭으로 위치된다. 입력 섬유는 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 수신하고, 출력 광섬유는 제1 및 제2 광 검출기에 결합된다. 광 보정 소스는 광 시스템의 제1 순서 스펙트럼 범위 내에 해당하는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 발생시킨다. 회절격자는 시준 렌즈로부터 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 수신하여 광대역 광 시험 신호의 제1 순서 스펙트럼 성분을 분리시켜 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 통과시킨다. 광 시험 신호의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하는 제1 광 검출기는 시준 렌즈로부터 광 시험 신호를 수신하여 상기 광 시험 신호를 전기 신호로 변환시킨다. 동시에 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하는 제2 광 검출기는 시준 렌즈로부터 광 보정 신호를 수신하여 상기 보정 신호를 전기 신호로 변환시킨다.

Description

광 스펙트럼 분석기에서 보정 신호 및 시험 신호를 동시에 검출하는 광 시스템 {AN OPTICAL SYSTEM PROVIDING CONCURRENT DETECTION OF A CALIBRATION SIGNAL AND A TEST SIGNAL IN AN OPTICAL SPECTRUM ANALYZER}

본 발명은 일반적으로 광 시스템에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 광통신 전송선을 분석하는데 유용한 광 스펙트럼 분석기에서 보정 신호(calibration signal) 및 시험 신호(test signal)를 동시에 검출하는 광 시스템에 관한 것이다.

통신 산업에서 광 네트워크에 조밀-파장-멀티플렉스 (dense-wavelength-multiplexed: DWDM) 광 시스템 배치를 늘리고 있다. 일반적인 DWDM 광 시스템은 각종 파장을 가진 다수의 광 신호를 단일 모드 광섬유로 내보낸다. 광 신호는 펌프 레이저로부터의 1480nm 광 신호를 포함한다. 펌프 레이저 신호는 시스템의 섬유 증폭기용으로 사용된다. 펌프 레이저 신호는 980nm의 파장을 또한 가질 수 있다. 1625nm 서비스 채널 광 신호가 본지사 간의 통신용으로 제공된다. 1525nm 내지 1585nm 범위로 근접하여 이격된 다수의 광 신호 채널이 섬유를 통한 통신 전달용으로 사용된다. 현재의 DWDM 전송 시스템의 인접하는 광 신호 채널 사이의 표준 분리는 200GHz, 100GHz, 및 50GHz이며, 이것은 1550nm의 채널 사이의 1.6nm, 0.8nm, 및 0.4nm 분리와 대략 동일하다. 미래의 DWDM 통신 시스템은 광 신호 채널 사이의 0.2nm 분리와 대략 동일한 25GHz 분리로 설계된다. 상기 광 신호 채널을 특징으로 하기 위하여는 광 스펙트럼 분석기를 사용하는 것이 필요하다.

광 스펙트럼 분석기(optical spectrum analyzers: OSA)는 광 파워를 파장 또는 주파수의 함수로 측정하는 기기이다. 광 스펙트럼 분석기의 장점은 그들의 다이내믹 레인지(dynamic range) 및 많은 별개의 스펙트럼선을 포함하는 측정을 실행한다는 점이다. 현존하는 광 스펙트럼 분석기의 현저한 단점은 오차 범위가 40 내지 50 피코미터(picometer)인 그들의 파장 측정이 상대적으로 신뢰할 수 없다는 점이다. 상기의 단점 때문에, 파장을 장확하게 측정하고 광 스펙트럼 분석기를 보정하기 위하여 파장계(wavelength meter)가 개발되었다. 파장계는 마이켈슨 간섭계(Michelson interferometer)를 기초로 한다. 수천개의 디지털 간섭 줄무늬(interference fringe)가 스펙트럼 도메인으로부터 주파수 도메인으로 변환된다. 줄무늬의 주파수 및 변조는 푸리에 변환을 통해 파장 및 파워에 관한 정보로 변환된다. 파장계는 파장 보정 정확도는 상당히 양호하지만, 다이내믹 레인지는 일반적으로 격자 베이스 OSA보다 훨씬 못하다.

일반적으로, 측정된 광 신호 및 보정 광 신호 양자 모두는 광 스펙트럼 분석기를 통해 동일한 광 경로를 따라가서 광 스펙트럼의 동일한 일반 영역(general region)을 점유한다. OSA의 일반적인 보정은 다음 방법을 이용한다. 먼저, 공지된 스펙트럼을 가진 광 신호를 보정 소스로부터 OSA에 인가한다. 보정 소스는 OSA의 외부 소스이거나 또는 내부 광 스위치를 통해 OSA의 광 경로 내로 주입된 내부 소스일 수 있다. 광 스펙트럼이 OSA로 주사되고, 공지된 스펙트럼에 스파이크(spike)가 발생되는 파장이 측정되어 기록된다. 측정된 스파이크의 파장 오차가 판정되고, 파장-측정 오차는 공지된 스펙트럼선 사이 및 스펙트럼선을 넘어 보간함으로써 파장의 함수로서 평가된다. 파장-측정 오차를 대응하는 측정 파장 스파이크로부터 감산하여 OSA를 보정한다.

보정 광 신호 및 측정된 광 신호 양자 모두 OSA를 통해 동일한 광 경로를 따라가기 때문에, OSA가 보정 스펙트럼을 측정할 수 없는 동시에 알 수 없는 광 신호를 측정하는데 사용된다. 따라서, 보정 절차는 OSA를 보정하고 시험 신호를 측정하는 일련의 과정이다. OSA는 소정량의 시간 동안 보정된 상태로 유지되는 것으로 추측되고, 이로써 추가 측정 처리 전에 다시 보정되어야 한다.

현재의 보정 처리에서의 한 가지 단점은 OSA가 보정이 끝났을 때 정확하게 알 수 없다는 점이다. 이것은 재보정이 필요하기 이전이나 또는 필요한 이후에 일어나는 것이 일반적이다. 제1의 경우는 조작자가 필요없는 보정에 시간을 허비하고 제2의 경우는 OSA의 측정 결과가 보정이 실행되지 않았기 때문에 오차가 많다.

필요로 하는 것은 광 스펙트럼 분석기에서 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 동시에 광 검출하는 광 시스템이다. 광 시스템은 광 스펙트럼 분석기에 매우 정확한 파장 보정을 제공해야 한다. 또한, 광 스펙트럼 분석기는 시험 중인 보정 신호 및 광 신호 양자 모두를 동일한 파장 보정 특징을 가진 두 개의 광 경로를 사용하여 동시에 검출할 수 있어야 한다. 또한, 광 스펙트럼 분석기는 보정 신호와 광 시험 신호 사이에 광 격리를 제공해야 한다.

따라서, 본 발명은 시험 중인 광 보정 신호 및 광 신호를 동시에 검출하는 정해진 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 시스템에 관한 것이다. 광 시스템은 광축 및 시험 중인 광 보정 신호 및 광 신호를 수신하는 초점면을 가진 포물선 거울(parabolic mirror) 또는 구면 거울(spherical mirror) 등과 같은 시준 렌즈(collimating optics)를 가진다. 섬유 어레이가 시준 렌즈의 초점면에 배치되고 시준 렌즈의 광축과 동일선 상인 중앙 축을 가진다. 제1 및 제2 쌍의 광섬유가 각각 입력 광섬유 및 출력 광섬유를 가진 상태로 시준 렌즈의 초점면에 배치된다. 각 쌍의 입력 및 출력 광섬유는 제1 쌍의 광섬유의 입력 섬유가 시험 중인 광 신호를 수신하도록 결합된 상태로 중앙 축의 양쪽에 대칭으로 위치된다. 광 소스는 제2 쌍의 광섬유의 입력 섬유에 결합되고 제2 순서 또는 광 시스템의 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제1 순서 이상의 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호를 발생시킨다. 광 튜닝 부재는 시험 중인 광 보정 신호 및 광 신호를 시준 렌즈로부터 수신하고 광 시스템을 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하여 시험 중인 광 보정 신호 및 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시킨다. 제1 광 검출기는 제1 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합되고, 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는다. 제2 광 검출기는 제2 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합되고, 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하지 않는다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 섬유 어레이는 V-블록의 중앙 축과 평행이며 중앙 축의 양쪽에 등거리로 형성된 대략 V자 형상의 채널을 가진 V-그루브 블록이다. 광 소스는 원자 또는 분자 종(種)의 에너지 레벨을 방출 또는 흡수할 때 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 제공하는 광 신호 발생 장치이다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 소스는 수은-아르곤 방출 램프이다. 광 튜닝 부재는 회절격자(diffraction grating)가 바람직하다. 제1 광 검출기는 InGaAs PIN 또는 광 시험 신호의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하는 애벌랜치 포토다이오드(avalanche photodiode)이다. 제2 광 검출기는 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하는 실리콘 포토다이오드(silicon photodiode)이다.

광 시스템의 여러 가지 실시예는 시험 중인 광 신호 및 광 보정 신호를 동시에 검출하는 광 스펙트럼 분석기 내에 결합될 수 있다. 상기의 결합으로 광 스펙트럼 분석기가 계속해서 보정할 수 있다. 광 스펙트럼 분석기는 광 시험 신호 검출기 및 광 보정 신호 검출기가 각각의 광 수신기에 포함된 광 시스템을 포함한다. 광 수신기는 각각의 광 신호를 디지털값으로 변환된 전기 신호로 변환시킨다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 나타내는 디지털값은 디지털 신호 처리기와 같은 컨트롤러에 의하여 처리되고, 보정 오차값은 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 따라 계산된다. 보정 오차값은 시험 중인 광 신호에 인가되어 시험 신호를정확하게 보정한다. 광 시험 신호는 추가로 처리되어 디스플레이 장치(display device) 상에 표시된다.

정해진 제1 순서 스펙트럼 영역을 가지며, 시준 렌즈, 광 보정 신호를 발생시키는 광 신호 보정 소스, 시험 입력 중인 광 신호, 광 보정 신호 입력, 광 튜닝 부재, 및 제1 및 제2 광 검출기를 포함하는 광 시스템을 가진 광 스펙트럼 분석기에서 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 동시에 검출하는 방법에 있어서, 상기 방법은 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 광 시스템 내로 동시에 내보내는 단계를 포함하고, 여기서 광 보정 신호는 광 시스템의 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 가진다. 또한, 상기 방법은 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 시험 중인 광 신호에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에는 응답하지 않는 제2 광 검출기 및 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호에는 응답하지 않는 제2 광 검출기를 사용하여 동시에 검출하는 단계를 포함한다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 동시에 검출하는 다른 단계는 제1 순서 범위에 걸쳐 광 시스템을 조정하여 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 전기 신호로 동시에 변환시키는 추가의 단계를 포함한다.

본 발명의 목적, 장점 및 신규의 특징은 특허청구범위 및 첨부 도면을 참조하여 개시된 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 이해될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 광 시스템의 도면.

도 2는 본 발명에 따른 다른 광 시스템의 도면.

도 3은 본 발명에 따른 광 시스템을 사용하는 광 스펙트럼 분석기의 블록도.

도 1을 참조하면, 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 동시에 검출하는 광 스펙트럼 분석기에 사용가능한 광 시스템(10)의 도면이다. 광 시스템(10)은 광축(14) 및 초점면(16)을 가진 포물선 거울, 구면 거울 등과 같은 시준 렌즈(12)를 가진다. 시준 렌즈(12)의 초점면(16)에는 시준 렌즈(12)의 광축(14)과 동일 선상인 중앙축(20)을 가진 섬유 어레이(18)가 위치된다. 섬유 어레이(18)는 입력 광섬유(26, 28) 및 출력 광섬유(30, 32)를 각각 가진 제1 및 제2 쌍의 광 섬유(22, 24)를 가진다. 각 쌍의 광섬유(22, 24)의 입력 및 출력 광섬유는 섬유 어레이(18)의 중앙축(20) 양쪽에 대칭으로 위치된다. 제1 쌍의 광섬유(22)의 입력 광섬유(26)는 시험 중인 광 신호(34)를 수신하도록 결합된다. 제1 쌍의 섬유의 출력 광섬유(30)는 InGaAs PIN 포토다이오드 또는 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드와 같은 시험 신호 검출기에 결합된다. 제2 쌍의 섬유(24)의 입력 광섬유(28)는 원자 또는 분자 종의 에너지 레벨을 방출 또는 흡수 시 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 발생하는 광 보정 소스(38)에 연결된다. 상기 광 소스의 예는 아르곤 및 수은-아르곤 방출 램프와 같은 가스 방출 램프 및 LED와 같은 광대역 광 소스에 의하여 조사되는 아세틸렌 흡수 셀이다. 상기 쌍의 출력 광섬유(32)는 실리콘 포토다이오드와 같은 보정 소스 검출기(40)에 결합된다. 섬유 어레이(18)와 시준 렌즈(12) 사이에는 광 시스템(10)용 제1 순서 스펙트럼 영역을 1차로 결정하는 회절격자와 같은 광 튜닝 부재(42)가 배치된다. 광 튜닝 부재 구동 모터(44)가 광 튜닝 부재(42)에 연결되어 스펙트럼 영역을 통해 광 시스템(10)을 조정한다.

도 1의 광 시스템(10)은 광 보정 소스(38)로부터의 광 보정 신호(39) 및 시험 중인 광 신호(34) 양자 모두를 동시에 검출한다. 광 보정 소스(38)는 광 시스템(10)의 제1 순서 스펙트럼 영역 내에 포함되는 제2 순서 및/또는 그 이상의 스펙트럼선을 가진 광 출력(39)을 발생시킨다. 예를 들면, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 광 시스템(10)의 제1 순서 스펙트럼 영역은 1450nm 내지 1650nm 범위를 커버한다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 보정 소스(38)는 수은-아르곤 방출 램프이다. 광 보정 소스(38)는 광 시스템(10)의 제1 순서 스펙트럼 범위의 절반 또는 그 이하인 적어도 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 출력(39)을 발생한다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 보정 소스(38)의 스펙트럼 범위는 725nm 내지 825nm의 스펙트럼 범위를 커버한다. 광 보정 소스의 스펙트럼 범위는 광 시스템(10)의 제1 순서 스펙트럼 범위의 1/3, 1/4 등의 스펙트럼선을 발생할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 즉 광 보정 소스의 스펙트럼 범위는 483.33nm 내지 550nm, 362.5nm 내지 412.5nm 등일 수 있다. 또한 광 보정 소스(38)는 다수의 순서를 가진 광 출력을 동시에 제공할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 또한, 광 시스템(10)의 제1 순서 스펙트럼 범위는 바람직한 실시예에 대해 제공된 범위가 아닐 수 있고, 광 보정 소스(38)는 광 보정 소스(38)의 스펙트럼 범위가 광 시스템 스펙트럼 범위의 1/2 또는 그 이하인 경우 바람직한 실시예와 다를 수 있다.

바람직한 실시예의 광 시스템(10)은 리트로우 장착(Littrow mount)으로 구성된다. 섬유 어레이(18)는 섬유 어레이(18)의 중앙축(20)이 시준 렌즈(12)의 광축(14)과 동일 직선상으로 시준 렌즈(12)의 초점면(16)에 위치되도록 광 시스템(10) 내에 위치된다. 바람직한 실시예에서, 섬유 어레이(18)는 중앙축을 가진 V자형 그루브 블록 및 상기 블록의 중앙축(20)과 평행으로 내부에 형성된 대략 V자 형상의 채널에 위치된다. V자 형상의 채널은 V자형 그루브 블록의 중앙축(20) 양쪽에 등거리로 이격된다. 각 쌍의 광섬유(22, 24)의 입력 및 출력 광섬유는 섬유 어레이 중앙축(20)의 양쪽에 대칭으로 위치되므로 시준 렌즈(12)의 광축(14)의 양쪽에 대칭으로 위치된다. 시준 렌즈(12)의 영상 특징 때문에, 광축(14) 한쪽의 입력 섬유(26, 28)로부터 방출된 광이 광축(14) 반대쪽의 대응하는 출력 섬유(30, 32) 상에 집속된다. 바람직한 실시예에 있어서, 광축(14)에 가장 근접한 제1 쌍의 광섬유가 측정에 사용되고 외측의 광섬유(24) 쌍이 보정에 사용된다. 측정 및 보정용으로 광섬유 쌍을 할당하는 것은 임의로 할 수 있으며 광 섬유 쌍(22, 24)의 할당은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 반대로 할 수 있다.

섬유 어레이(18)의 구성 및 위치로 인하여 서로 공간을 두고 분리되지만 물리적으로는 충분하게 근접하여 온도, 충격, 마모, 기계적 구동 편차 등으로 인한 동일한 혼란을 겪는, 광 시스템(10)을 통과하는 두 개의 광 경로를 제공한다. 이것은 하나의 경로 내로의 광 신호 입력이 다른 경로 내에 물리적으로 결합되지 않는다는 의미이다. 실제로, 두 개의 경로 사이에 작지만 정해진 양의 광을 결합시키는 알 수 없는 산란이 항상 있다. 광 경로를 더 격리시키기 위하여, 경로는 상세하게 후술할 각각의 광 검출기(36, 40)에 스펙트럼 여과를 포함한다. 이 결과 두 개의 광 경로 사이가 크게 격리된다. 광 경로가 동일한 파장 의존을 갖기 때문에, 경로 중 하나의 공지된 스펙트럼 소스를 측정하고 이 정보를 사용하여 광 시험 신호(34)를 측정하는데 사용될 다른 경로를 보정할 수 있다. 공지의 스펙트럼 소스(38)의 신호 대 소음 비율이 충분히 높은 경우, 얻어진 광 스펙트럼 분석기는 실시간 보정을 가져 매 시험 시마다 시험 파형을 보정하는데 사용될 공지의 파형을 얻는다. 전체 과정은 광 스펙트럼 분석기 사용자에게 투명하다. 조작자의 시각에서 보면, 광 스펙트럼 분석기는 조작자가 임의의 보정 유지를 할 필요없이 항상 최적의 보정 상태로 유지된다.

광 시험 섬유(26)로부터 방사되는 실선은 광 시험 신호(34)의 광 경로를 나타낸다. 광 시험 신호(34)는 시준 렌즈(12)에 반사되어 조정 회절격자(42) 상에 부딪친다. 회절격자(42)로부터의 회절 스펙트럼 성분은 시준 렌즈(12)에 반사되고, 조정된 스펙트럼선 또는 성분은 시준 렌즈 광축(14)의 반대쪽에 대칭으로 위치된 광 시험 신호 검출기 섬유(30) 상에 집속된다. 이것이 광 시스템(10)을 통과하는 제1 광 경로를 나타낸다. 광 보정 소스 광섬유(28)로부터 방사되는 쇄선은 광 보정 신호(39)의 광 경로를 나타낸다. 시험 신호 경로와 같이, 광 보정 신호(39)는 시준 렌즈(12)에 반사되고, 조정 회절격자(42)에 회절되고, 시준 렌즈(12)에 반사되어 시준 렌즈 광축(14)의 반대쪽에 대칭으로 위치된 광 보정 소스 검출기 광섬유(32) 상에 집속된다. 이것이 광 시스템(10)을 통과하는 제2 광 경로를 나타낸다. 파장 주사가 도 1의 평면과 작각인 방향으로 일어나기 때문에, 광 경로 양자 모두가 동일한 파장 오차를 가질 수 있고, 양자 모두 동일한 파장 보정을 사용하여 정정된다. 경로가 물리적으로 분리되기 때문에, 광 보정 소스(38)는 공지의 스펙트럼이 측정될 때 조정되어 이를 보정하는데 사용된다.

광 시험 검출기(34)의 조정된 스펙트럼 성분은 광 시험 신호 검출기섬유(30)를 통해 광 시험 신호 검출기(36)에 결합된다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 시험 신호 검출기(36)는 InGaAs PIN 또는 광 시험 신호(34)의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하는 애벌랜치 포토다이오드이다. 광 보정 신호(39)의 조정된 스펙트럼 성분은 광 보정 소스 섬유(32)를 통해 광 보정 소스 검출기(40)에 결합된다. 바람직한 실시예에 있어서, 광 보정 소스 검출기(40)는 광 보정 소스(38)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하는 실리콘 포토다이오드이다. 실리콘 검출기는 InGaAs 검출기보다 양호한 소음 특성을 가진다. 또한, 실리콘 검출기는 1450nm 내지 1650nm 범위의 광에 응답하지 않고, 이로써 1차 광 신호(34)로부터의 산란 광이 보정 검출기(40)를 간섭하지 않는다. 시험 신호 검출기(36) 및 보정 검출기(40)의 응답 특성은 바람직한 실시예에 대하여 제공된 각각의 스펙트럼 범위에 한정되지 않는다는 점에 유의해야 한다. 제1 신호 검출기가 광 시스템 스펙트럼 범위 내의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하고 보정 소스 검출기가 광 시스템의 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼 성분에 응답하는 한 다른 스펙트럼 범위에 응답하는 다른 유형의 광 검출기가 사용될 수 있다. 광 시험 신호 검출기(36) 및 광 보정 소스 검출기(40)는 시험 중인 광 신호(34) 및 광 보정 신호(39) 보정선의 각각의 스펙트럼 성분을 전기 신호로 동시에 변환시켜 이 전기 신호가 증폭, 디지털화, 저장 및 처리되어 출력 디스플레이를 제공한다.

도 2는 광 보정 신호(39) 및 시험 중인 광 신호(34)를 동시에 검출하는 광 스펙트럼 분석기에 사용가능한 다른 광 시스템(50)의 도면이다. 도 1과 유사한 부재에는 동일 부호를 사용한다. 다른 광 시스템은 포물선 거울, 구면 거울 등과 같은 제1 및 제2 시준 렌즈(52, 54)를 가지며, 상기 각각의 시준 렌즈(52, 54)는 광축(56, 58) 및 초점면(60, 62)을 가진다. 각각의 시준 렌즈(52, 54)의 각 초점면(60, 62)에는 중앙축(68, 70)을 가진 섬유 어레이(64, 66)가 위치된다. 섬유 어레이(64, 66)는 입력 광섬유(26, 28) 및 출력 광섬유(30, 32)를 각각 가진 제1 및 제2 쌍의 광섬유(22, 24)를 가진다. 하나의 섬유 어레이(64)는 광섬유 쌍(22, 24)의 입력 광섬유(26, 28)를 포함하고 다른 하나의 섬유 어레이(6)는 광섬유 쌍(22, 24)의 출력 광섬유(30, 32)를 가진다. 각 섬유 쌍의 입력 및 출력 광섬유는 섬유 어레이(64, 66)의 각각의 중앙축(68, 70)과 평행으로 위치된다. 제1 쌍의 섬유(22)의 입력 광섬유는 시험 중인 광 신호(34)를 수신하도록 결합되고, 출력 광섬유는 InGaAs PIN 포토다이오드 또는 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드와 같은 광 시험신호 검출기(36)에 결합된다. 제2 쌍의 섬유(24)의 입력 광섬유(28)는 원자 또는 분자 종의 에너지 레벨의 이동에 응답하여 스펙트럼 출력(39)을 제공하는 광 보정 소스(38)에 연결된다. 전술한 바와 같이, 광 소스(38)는 아르곤, 수은-아르곤 방출 램프와 같은 가스 방출 램프, 또는 LED와 같은 광대역 광 소스에 의하여 조사된 아세틸렌 흡수 램프일 수 있다. 섬유 쌍(24)의 출력 광섬유(32)는 실리콘 포토다이오드와 같은 광 보정 소스 검출기(40)에 결합된다. 시준 렌즈(52, 54)는 섬유 쌍(22, 24)의 입력 및 출력 광섬유(30, 32) 양자 모두가 시준 렌즈(52, 54)의 각각의 광축(56, 58)의 동일한 측면에 위치되도록 구성될 수 있다. 또한, 시준 렌즈(52, 54)는 상이한 초점 길이를 가질 수 있고, 복합 광 각도를 가진 광 경로를 필요로 하는 상이한 공간면으로 배향될 수 있다. 섬유 어레이(64, 66)와 시준 렌즈(52, 54) 사이에는 광 시스템(50)에 대한 제1 순서 스펙트럼 범위를 1차로 결정하는 회절격자와 같은 광 튜닝 부재(42)가 횡방향으로 배치된다. 조정 회절격자(42)는 시준 렌즈(52, 54)의 초점 길이 내에 위치될 필요는 없다. 광 조정 부재 구동 모터(44)가 광 튜닝 부재(42)에 연결되어 스펙트럼 범위를 통해 광 시스템(50)을 조정한다.

광 시스템(50)의 동작을 도 1을 참조하여 전술한 바와 같이 동일한 스펙트럼 범위를 사용하여 설명한다. 광 시험 신호(34)는 스펙트럼 범위 1450nm 내지 1650nm 내에 포함되는 제1 순서 스펙트럼 성분을 가진 광대역 광 신호를 특징으로 할 수 있다. 광 보정 소스(38)는 광 시스템(50)의 범위 내에 포함되는 제2 순서 및/또는 그 이상의 스펙트럼선을 가진 광 출력(39)을 발생한다. 전술한 바와 같이, 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)는 광 시스템(50)을 통해 별개의 광 경로를 따라 간다. 광 시험 신호 섬유(26)로부터 방사되는 실선은 광 시스템(50)을 통하는 광 시험 신호(34)의 광 경로를 나타내고, 광 보정 소스 섬유(28)로부터 방사되는 쇄선은 광 시스템(50)을 통하는 광 보정 신호(39)의 광 경로를 나타낸다. 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)는 제1 시준 렌즈(52)로부터 조정 회절격자(42) 상으로 반사된다. 광 신호(34, 39)의 조정된 스펙트럼 성분은 조정 회절격자(42)로부터 제2 시준 렌즈(54) 상으로 회절된다. 제2 시준 렌즈(54)는 조정된 광 신호(34, 39)를 반사하여 광 시험 신호(34)의 조정된 스펙트럼 성분을 광 시험 신호 출력 섬유(30) 상에 집속하고 광 보정 신호(39)의 조정된 스펙트럼 성분을 광 보정신호 출력 섬유(32) 상에 집속한다.

광 시험 신호(34)의 조정된 스펙트럼 성분은 광 시험 신호 출력 섬유(30)를 통하여 광 시험 신호 검출기(36)에 결합된다. 광 시험 신호 검출기(36)는 InGaAs PIN, 또는 광 시험 신호(34)의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하고 광 보정 신호(39)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는 애벌랜치 포토다이오드이다. 광 보정 신호(39)의 조정된 스펙트럼 성분은 광 보정 신호 출력 섬유(32)를 통해 보정 소스 검출기(40)에 결합된다. 광 보정 소스 검출기(40)는 광 보정 소스(38)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하고 광 시험 신호(34)의 제1 순서에 응답하지 않는 실리콘 포토다이오드이다. 광 시험 신호 검출기(36) 및 광 보정 소스 검출기(40)가 각각의 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)를 동시에 검출하여 각각의 광 신호(34, 39)를 전기 신호로 변환시킨다.

도 3은 광 보정 신호(39) 및 시험 중인 광 신호(34)를 동시에 검출하는 광 시스템(10)이 결합된 광 스펙트럼 분석기의 블록도이다. 도 3의 부재와 유사한 부재는 동일한 도면 부호로 나타낸다. 광 스펙트럼 분석기의 바람직한 실시예는 광 스펙트럼 분석 모듈(82) 및 베이스 유닛(84)을 포함한다. 광 스펙트럼 분석 모듈(82)은 시험 중인 광 신호(34) 및 광 보정 신호(39)의 스펙트럼 성분을 분리시키는 광 시스템(10)을 포함한다. 광 시스템은 광축(14) 및 초점면(16)을 가진 시준 렌즈으로서 작용하는 포물선 거울(12)를 포함한다. 섬유 어레이(18)는 포물선 거울(12)의 초점면(16)에 위치되며 거울(12)의 광축(14)과 동일선 상에 있는 중앙축(20)을 가진다. 섬유 어레이(18)는 각 쌍의 입력 및 출력 섬유가 섬유 어레이 중앙축(20)의 양쪽에 대칭으로 위치된 제1 및 제2 쌍(22, 24)의 입력 섬유(26, 28)및 출력 섬유(30, 32)를 가진다. 한 쌍의 섬유(22)의 입력 광섬유(26)는 시험 중인 광 신호(34)를 수신하도록 결합되고 다른 입력 섬유(28)는 광 보정 소스(38)에 결합된다. 회절격자 형태의 광 튜닝 부재(42)가 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 광 시스템(10)을 조정한다. 광 수신기(86, 88)가 각각의 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)를 수신하여 광 신호를 전기 신호로 변환시킨다. 각각의 전기 신호는 멀티플렉서(multiplexer)(90)에 의하여 다중화되어 아날로그-디지털 변환기(92)에 결합된다. A/D 변환기(92)가 전기 신호를 디지털 값으로 변환시켜, 이 값이 디지털 신호 처리기(digital signal processor: DSP)(94)에 의하여 처리되어 메모리(96)에 저장된다. 메모리(96)는 RAM 및 ROM 메모리 양자 모두를 포함하며, 상기 RAM 메모리는 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)의 스펙트럼 성분을 나타내는 디지털 값과 같은 소멸성 데이터를 저장한다.

DSP(94)는 ROM 메모리(96)에 저장된 프로그램 명령을 실행하여 디지털 값을 획득, 처리 및 저장시킨다. 데이터 및 제어 버스(98)가 메모리(96)를 디지털 신호 처리기(94)는 물론 A/D 변환기(92) 및 회절격자 구동 모터(44)에 결합시킨다. 회절격자 구동 모터(44)는 회절격자(42)의 위치를 변경시켜 광 시스템(10)의 스펙트럼 범위를 통해 광 시스템(10)을 조정한다. DSP(94)는 추가로 제어 신호를 멀티플렉서(90) 및 A/D 변환기(92)에 제공한다.

저장된 데이터는 광 스펙트럼 분석기 시스템 버스(system bus)(100)의 직렬 데이터 라인(serial data line)을 거쳐 베이스 유닛(84)에 결합된다. 광 스펙트럼 분석기 모듈(82)로부터의 디지털 데이터는 메모리(102)에 저장되고 컨트롤러(104)에 의하여 처리되어 액정 표시장치, 음극선관 등과 같은 디스플레이 장치(106) 상에 표시된다. 바람직한 실시예에서, 컨트롤러(104)는 모토롤라사에서 제조하여 판매하고 있는 XPC 821 마이크로프로세서이다. 데이터 및 컨트롤 버스(108)가 메모리(102)를 컨트롤러(104) 및 디스플레이 장치(106)에 결합시킨다. 컨트롤러(104)는 버턴, 회전가능한 노브 및 키를 포함할 수 있는 전면 패널 컨트롤(110)에 추가로 결합되어 실행될 소정의 측정치, 측정 매개 변수, 표시 창 등을 선택한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 종래의 측정 기기 전면 패널의 제어 기능은 디스플레이 장치(106)의 일부인 터치 화면 디스플레이 내에 결합된다. 메모리(102)는 광 스펙트럼 분석기 모듈(82)로부터 얻어서 처리된 디지털 데이터를 저장하는 RAM 메모리 및 광 스펙트럼 분석기(80)의 동작을 제어하는 프로그램 명령이 저장된 ROM 메모리를 포함한다. 본 발명의 바람직한 실시예의 광 스펙트럼 분석기(80)는 워싱턴주 레드몬드에 소재한 마이크로소프트사에서 제조하여 판매되는 WINDOW™ CE 운영 시스템으로 제어된다.

바람직한 실시예에서, 광 스펙트럼 분석기(80)는 조정가능한 회절격자(42)에 의하여 1차로 제어가능한 1450nm 내지 1650nm의 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진다. 시험 중인 광 신호(34)는 광 인터페이스(112)를 거쳐 광 스펙트럼 분석기(80) 내에 결합된다. 광 스펙트럼 분석기(80)는 분석기의 1450nm 내지 1650nm 스펙트럼 범위의 광대역 광 시험 신호(34)의 특징을 측정한다. 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)는 섬유 어레이(18)의 제1 및 제2 입력 섬유(26, 28)를 거쳐 광 시스템(10) 내에 결합된다. 광 보정 소스(38)는 광 시스템(10)의 스펙트럼 범위에 포함되는제2 순서 및/또는 그 이상의 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호(39)를 발생시킨다. 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)는 별개의 광 경로를 이동하고 포물선 거울(12)로부터 회절격자(42) 상으로 반사된다. 조정 회절격자(42)는 광 시험 신호(34)의 제1 순서 스펙트럼 성분 및 광 보정 신호(39)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 분리시켜 조정된 성분 및 라인을 별개의 광 경로를 거쳐 포물선 거울(12)로 다시 회절시킨다. 예를 들면, 광 시험 신호(34)는 하나가 1500nm인 다수의 광 신호를 포함한다. 회절격자(42)는 1500nm의 광 신호를 광 시험 신호(34) 내의 다른 광 신호로부터 분리시키는 DSP(94)로부터 조정 명령을 수신하는 회절격자 구동 모터(44)를 거쳐 1500nm으로 조정된다. 동시에, 회절격자(42)는 광 보정 신호(39)의 제2 순서 750nm 스펙트럼선을 분리시킨다. 광 시험 신호(34)의 조정된 스펙트럼 성분 및 광 보정 신호(39)의 조정된 스펙트럼선은 포물선 거울(12)에 의하여 각각의 광 시험 신호 출력 섬유(30) 및 광 보정 출력 섬유(32) 상에 집속된다.

광 시험 신호(34)의 조정된 스펙트럼 성분은 광 시험 신호(34)의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하며 광 보정 신호(39)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는 광 검출기(36)를 가진 제1 광 수신기(86)에 결합된다. 광 스펙트럼 분석기(80)의 바람직한 실시예에 있어서, 광 검출기(36)는 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드이다. 광 보정 신호(39)의 조정된 스펙트럼선은 광 보정 신호(39)의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 광 시험 신호(34)의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하지 않는 광 검출기(40)를 가진 제2 광 수신기(88)에 결합된다. 광 스펙트럼 분석기(80)의 바람직한 실시예에 있어서, 광 검출기(40)는 실리콘 포토다이오드이다.광 검출기(39)는 각각의 광 시험 신호(34) 및 광 보정 신호(39)를 전기 신호로 변환시킨다. 전기 신호는 각각의 전기 신호를 증폭시키는 각각의 증폭기(114, 116)에 결합된다. 증폭된 전기 신호는 DSP 94로 제어되는 신호를 다중화시켜 이 다중화된 신호를 A/D 변환기(92)에 결합시키는 멀티플렉서에 결합된다. A/D 변환기(92)는 DSP 94로 제어되는 다중화 신호를 디지털화시켜 이 디지털화 값을 처리하여 RAM 메모리(96)에 저장시킨다. 1500nm의 광 신호 및 750nm의 제2 순서 보정 라인을 가진 광 시험 신호(34)의 예에 있어서, DSP 94는 750nm 보정 라인을 나타내는 디지털 값을 2로 곱하여 1500nm 보정 라인을 나타내는 디지털 값을 생성한다. 750nm의 보정 라인은 오차가 거의 없이 매우 정확한 것으로 알려져 있기 때문에, 곱해진 보정 라인의 불확실성도 또한 매우 적다. 또한, 1500nm 보정 라인의 파장은 적당한 제3 또는 제4 순서 스펙트럼선과 같은 광 스펙트럼 분석기(80)에 의하여 일부 다른 값으로 측정될 수 있다. 측정된 보정 라인과 실제 보정 라인 사이의 오차는 DSP 94에 의하여 계산되어 1550nm 광 시험 신호를 정정하는데 사용된다. 보정 오차 계산 및 광 시험 신호의 정정은 DSP 94에 의하여 자동적으로 실행되어 광 스펙트럼 분석기의 사용자에게 전달된다.

RAM 메모리(96) 내의 처리된 디지털 값은 시스템 버스(100)의 직렬 데이터 라인을 거쳐 베이스 유닛(84)의 컨트롤러(104)에 결합된다. 컨트롤러(104)는 디지털 값을 더 처리하여 디스플레이 장치(106) 상에 표시하기 위하여 데이터를 포맷한다.

상기 광 스펙트럼 분석기는 도 1의 광 시스템을 사용하여 설명하였다. 광스펙트럼 분석기는 도 2를 참조하여 개시된 광 시스템을 사용하여 동일하게 구현될 수 있다. 또한, 광 스펙트럼 분석기 모듈은 멀티플렉서를 제거하고 별개의 A/D 변환기를 사용하여 변형시켜 광 수신기로 출력할 수 있다. 또한, 광 스펙트럼 분석기 모듈 및 베이스 유닛은 DSP 기능 및 베이스 유닛 컨트롤러 기능을 실행하는 하나의 컨트롤러를 가진 단일 패키지로 결합될 수 있다.

광 시험 신호 및 광 보정 신호를 동시에 검출하는 광 시스템을 설명하였다. 광 시스템은 광축 및 초점면을 가진 적어도 제1 시준 렌즈를 포함한다. 섬유 어레이가 시준 렌즈의 초점면에 배치되며 제1 및 제2 섬유 쌍을 가진다. 섬유 어레이는 시준 렌즈의 광축과 동일선 상에 있는 중앙축을 가진다. 섬유 쌍은 각 쌍의 입력 및 출력 섬유가 중앙축을 중심으로 대칭으로 배치된 입력 및 출력 섬유를 가진다. 광 시스템은 광대역 광 시험 신호 및 광 시스템의 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제2 순서 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호를 발생하는 광 보정 소스를 측정하는 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진다. 입력 광 섬유는 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 수신하여 각각의 광 신호를 시준 렌즈를 향하여 보낸다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호는 광 시스템을 통하는 두 개의 각기 다른 광 경로를 택한다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호는 시준 렌즈로부터 반사되어 회절격자로 향한다. 조정 회절격자는 광 시험 신호의 스펙트럼 성분과 광 보정 신호의 스펙트럼선을 분리시켜 조정된 신호를 시준 렌즈로 다시 회절시킨다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호의 조정된 스펙트럼 성분은 섬유 어레이의 출력 광 섬유 상에 집속된다. 광 시험 신호 섬유는 광 시험 신호의 조정된 스펙트럼 성분을 시험 신호 검출기에 결합시키고, 광보정 라인 섬유는 조정된 광 보정 라인을 보정 신호 검출기에 결합시킨다. 광 시험 신호 검출기는 시험 신호의 제1 순서 광 성분에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 보정 라인에 응답하지 않는다. 보정 신호 검출기는 제2 순서 이상의 광 보정 라인에 응답하며 광 시험 신호의 제1 순서 스펙트럼 성분에 응답하지 않는다. 광 검출기는 각각의 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 전기 신호로 변환시킨다. 상기 광 시스템은 기기를 동시에 보정하도록 광 스펙트럼 분석기에 사용가능하다.

따라서, 광 스펙트럼 분석기에 사용가능한, 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 동시에 검출하는 광 시스템에 관하여 설명하였다. 전술한 설명으로부터 당업자는 본 발명을 여러 가지로 변경 및 변형시킬 수 있으며, 단지 예를 들어 예시하여 개시된 소정의 실시예에 한정하려는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 소정의 실시예의 상세는 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 광 시스템의 여러 가지 실시예는 시험 중인 광 신호 및 광 보정 신호를 동시에 검출하는 광 스펙트럼 분석기 내에 결합될 수 있다. 상기의 결합으로 광 스펙트럼 분석기가 계속해서 보정할 수 있다. 광 스펙트럼 분석기는 광 시험 신호 검출기 및 광 보정 신호 검출기가 각각의 광 수신기에 포함된 광 시스템을 포함한다. 광 수신기는 각각의 광 신호를 디지털값으로 변환된 전기 신호로 변환시킨다. 광 시험 신호 및 광 보정 신호를 나타내는 디지털값은 디지털 신호 처리기와 같은 컨트롤러에 의하여 처리되고, 보정 오차값은 광 보정 신호의 제2 순서이상의 스펙트럼선에 따라 계산된다. 보정 오차값은 시험 중인 광 신호에 인가되어 시험 신호를 정확하게 보정한다. 광 시험 신호는 추가로 처리되어 디스플레이 장치(display device) 상에 표시된다.

Claims

광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 동시에 검출하는 정해진 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 시스템에 있어서,

광축, 및 광 보정 신호와 시험 중인 광 신호를 수신하는 초점면을 가진 시준 렌즈,

시준 렌즈의 광축과 동일선 상에 위치된 중앙축, 및 각각의 섬유 쌍이 입력 광섬유 및 출력 광섬유를 가진, 시준 렌즈의 초점면에 배치된 제1 및 제2 쌍의 광섬유를 가진 섬유 어레이－여기서 각 쌍의 입력 및 출력 광섬유는 광섬유의 제1 쌍의 입력 섬유가 시험 중인 광 신호를 수신하도록 결합된 상태로 중앙축의 양쪽 상에 대칭으로 위치됨－,

광 시스템의 제1 순서 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호를 발생시키는 제2 쌍의 광섬유의 입력 섬유에 결합된 광 소스,

광 시스템을 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하여 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시켜 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 통과시키도록 시준 렌즈로부터 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 수신하는 광 튜닝 부재,

제1 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합되고 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는 제1광 검출기, 및

제2 쌍의 광섬유의 출력 광 섬유에 결합되고 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하지 않는 제2 광 검출기

를 포함하는 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시준 렌즈가 포물선 거울인 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 시준 렌즈가 구면 거울인 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 섬유 어레이가 V-블록의 중앙축 양쪽에 등거리로 평행으로 이격된 내부에 형성된 대략 V자 형상의 채널을 가진 V-그루브 블록을 포함하는 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 광 소스가 원자 종 내의 에너지 레벨의 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 발생시키는 광 신호 발생 장치인 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 광 소스가 분자 종 내의 에너지 레벨의 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 발생시키는 광 신호 발생 장치인 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 광 소스가 수은-아르곤 방출 램프인 광 시스템.
제1항에 있어서, 상기 광 튜닝 부재가 회절격자인 광 시스템.
제1항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs PIN 포토다이오드인 광 시스템.
제1항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드인 광 시스템.
제1항에 있어서, 제2 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 실리콘 포토다이오드인 광 시스템.
광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 동시에 검출하는 정해진 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 시스템에 있어서,

광축 및 초점면을 각각 가진 제1 및 제2 시준 렌즈－여기서 제1 시준 렌즈는 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 수신함－,

중앙축을 각각 가진 제1 및 제2 섬유 어레이－여기서 제1 섬유 어레이는 중앙축과 평행이며 제1 시준 렌즈의 초점면에 배치된 제1 및 제2 쌍의 광섬유의 입력 광섬유를 지지하고, 제2 섬유 어레이는 중앙축과 평행이며 제2 시준 렌즈의 초점면에 배치된 쌍으로 된 광섬유의 출력 광섬유를 지지하고, 제1 쌍의 광섬유의 입력 섬유는 시험 중인 광 신호를 수신하도록 결합됨－,

광 시스템의 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호를 발생시키는 제2 쌍의 광섬유의 입력 섬유에 결합된 광 소스,

광 시스템을 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하여 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시켜 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 통과시키도록 시준 렌즈로부터 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 수신하는 광 튜닝 부재,

제1 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합되고 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는 제1 광 검출기, 및

제2 쌍의 광섬유의 출력 광 섬유에 결합되고 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하지 않는 제2 광 검출기

를 포함하는 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 시준 렌즈가 포물선 거울인 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 시준 렌즈가 구면 거울인 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 제1 및 제2 섬유 어레이가 V-블록의 중앙축과 평행인 대략 V자 형상의 채널이 내부에 형성된 V-그루브 블록을 추가로 포함하는 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 광 소스가 원자 종 내의 에너지 레벨의 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 발생시키는 광 신호 발생 장치인 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 광 소스가 분자 종 내의 에너지 레벨의 이동에 응답하여 스펙트럼 출력을 발생시키는 광 신호 발생 장치인 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 광 소스가 수은-아르곤 방출 램프인 광 시스템.
제12항에 있어서, 상기 광 튜닝 부재가 회절격자인 광 시스템.
제12항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs PIN 포토다이오드인 광 시스템.
제12항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드인 광 시스템.
제12항에 있어서, 제2 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 실리콘 포토다이오드인 광 시스템.
정해진 스펙트럼 범위, 및 광 보정 신호와 시험 중인 광대역 광 신호를 동시에 검출하여 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 측정 및 표시하는 광 시스템을 가진 광 스펙트럼 분석기에 있어서,

광축, 및 광 보정 신호와 시험 중인 광 신호를 수신하는 초점면을 가진 시준 렌즈,

시준 렌즈의 광축과 동일선 상에 위치된 중앙축, 및 각각의 섬유 쌍이 입력 광섬유 및 출력 광섬유를 가진, 시준 렌즈의 초점면에 배치된 제1 및 제2 쌍의 광섬유를 가진 섬유 어레이－여기서 각 쌍의 입력 및 출력 광섬유는 광섬유의 제1 쌍의 입력 섬유가 시험 중인 광 신호를 수신하도록 결합된 상태로 중앙축의 양쪽 상에 대칭으로 위치됨－,

광 시스템의 제1 순서 스펙트럼 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 가진 광 보정 신호를 발생시키는 제2 쌍의 광섬유의 입력 섬유에 결합된 광 소스,

광 시스템을 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하여 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시켜 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 통과시키도록 시준 렌즈로부터 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 수신하는 광 튜닝 부재,

제1 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합된 광 검출기를 가지며, 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않고 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 나타내는 전기 신호를 발생시키는 제1 광 수신기,

제2 쌍의 광섬유의 출력 광섬유에 결합된 광 검출기를 가지며, 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분에 응답하지 않고 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 나타내는 전기 신호를 발생시키는 제2 광 수신기,

상기 광 수신기로부터의 전기 신호를 디지털 값으로 변환시키는 수단, 및

상기 디지털 값을 광 보정 신호 스펙트럼선을 나타내는 디지털 값으로부터 보정 오차 값을 발생시키도록 처리하고 상기 오차 값을 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 나타내는 디지털 값에 인가하는 수단

을 포함하는 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 상기 광 소스가 725nm 내지 825nm 범위의 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 발생시키는 광 스펙트럼 분석기.
제24항에 있어서, 상기 광 소스가 수은-아르곤 방출 램프인 광 스팩트럼 분석기.
제23항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs PIN 포토다이오드인 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 제1 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 InGaAs 애벌랜치 포토다이오드인 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 제2 광 수신기 내의 상기 광 검출기가 실리콘 포토다이오드인 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 상기 광 튜닝 부재가 회절격자인 광 스펙트럼 분석기.
제28항에 있어서, 상기 회절격자를 1450nm 내지 1650nm의 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하는 회절격자를 추가로 포함하는 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 상기 전기 신호 변환 수단이

상기 전기 신호를 상기 제1 및 제2 광 수신기로부터 수신하도록 결합된 멀티플렉서,

상기 전기 신호를 상기 제1 및 제2 광 수신기로부터 교대로 수신하는 아날로그-디지털 변환기

를 포함하는 광 스펙트럼 분석기.
제23항에 있어서, 상기 처리 수단이 디지털 신호 처리기를 포함하는 광 스펙트럼 분석기.
정해진 제1 순서 스펙트럼 범위를 가진 광 시스템을 가지며, 시준 렌즈, 광 보정 신호를 발생시키는 광 신호 보정 소스, 시험 중인 광 신호 입력, 광 보정 신호 입력, 광 튜닝 부재, 및 제1 및 제2 광 검출기를 포함하는 광 스펙트럼 분석기에서 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 동시에 검출하는 방법에 있어서,

a) 광 보정 신호－여기서 광 보정 신호는 광 시스템의 범위 내에 포함되는 제2 순서 이상의 스펙트럼선을 가짐－, 및 시험 중인 광 신호를 광 시스템 내로 동시에 보내는 단계, 및

b) 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를, 시험 중인 광 신호에 응답하며 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하지 않는 제1 광 검출기 및 광 보정 신호의 제2 순서 이상의 스펙트럼선에 응답하며 시험 중인 광 신호에 응답하지 않는 제2 광 검출기를 사용하여 동시에 검출하는 단계

를 포함하는

광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 광 스펙트럼 분석기에서 동시에 검출하는 방법.
제33항에 있어서, 상기 광 시스템을 제1 순서 스펙트럼 범위에 걸쳐 조정하여 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호의 스펙트럼 성분을 분리시키는 단계를 추가로 포함하는

광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 광 스펙트럼 분석기에서 동시에 검출하는 방법.
제33항에 있어서, 상기 동시에 검출하는 단계가 광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 전기 신호로 동시에 변환시키는 단계를 추가로 포함하는

광 보정 신호 및 시험 중인 광 신호를 광 스펙트럼 분석기에서 동시에 검출하는 방법.