JP2001228053A - 群速度分散測定装置および群速度分散測定方法 - Google Patents
群速度分散測定装置および群速度分散測定方法Info
- Publication number
- JP2001228053A JP2001228053A JP2000042146A JP2000042146A JP2001228053A JP 2001228053 A JP2001228053 A JP 2001228053A JP 2000042146 A JP2000042146 A JP 2000042146A JP 2000042146 A JP2000042146 A JP 2000042146A JP 2001228053 A JP2001228053 A JP 2001228053A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- light
- chirp
- group velocity
- velocity dispersion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
- G01M11/3172—Reflectometers detecting the back-scattered light in the frequency-domain, e.g. OFDR, FMCW, heterodyne detection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 簡易な構成で短時間で群速度分散（ＧＶＤ）
を測定可能とする。 【解決手段】 群速度分散測定装置は、周波数チャープ
光を生成するＦＳＦレーザ (ＦＳＦＬ)２と、周波数チ
ャープ光を増幅する光増幅器(ＡＭＰ)３と、光カプラ４
と、光信号の分岐制御を行うサーキュレータ５と、被測
定光ファイバ１を伝搬する前後の光を受光する光検出器
６と、光のスペクトル波形を観測するＲＦスペクトルア
ナライザ(ＲＦＳＡ)７とを備える。ＦＳＦレーザ２から
出射された周波数チャープ光の被測定光ファイバ１への
伝搬前後におけるチャープ光間で生ずるビート信号を交
互に観測し、これらビート信号の周波数の差よりＧＶＤ
値を算出する。
を測定可能とする。 【解決手段】 群速度分散測定装置は、周波数チャープ
光を生成するＦＳＦレーザ (ＦＳＦＬ)２と、周波数チ
ャープ光を増幅する光増幅器(ＡＭＰ)３と、光カプラ４
と、光信号の分岐制御を行うサーキュレータ５と、被測
定光ファイバ１を伝搬する前後の光を受光する光検出器
６と、光のスペクトル波形を観測するＲＦスペクトルア
ナライザ(ＲＦＳＡ)７とを備える。ＦＳＦレーザ２から
出射された周波数チャープ光の被測定光ファイバ１への
伝搬前後におけるチャープ光間で生ずるビート信号を交
互に観測し、これらビート信号の周波数の差よりＧＶＤ
値を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送用ファイバ
の群速度分散を測定する群速度分散測定装置および群速
度分散測定方法に関する。
の群速度分散を測定する群速度分散測定装置および群速
度分散測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】長距離光通信の分野では、光通信システ
ムの高性能化に伴なって、光伝送用ファイバの波長分散
特性の管理および制御が重要となりつつある。一般に、
光伝送用ファイバは、光通信波長帯（例えば1.55μm
帯）において負の群速度分散(ＧＶＤ：Group Velocity
Dispersion)をもち、このＧＶＤは光パルス信号の伝送
特性の劣化要因となる。このため、光伝送路の分散特性
を制御・補償する必要があり、光ファイバのもつ総分散
量を測定することはきわめて重要である。
ムの高性能化に伴なって、光伝送用ファイバの波長分散
特性の管理および制御が重要となりつつある。一般に、
光伝送用ファイバは、光通信波長帯（例えば1.55μm
帯）において負の群速度分散(ＧＶＤ：Group Velocity
Dispersion)をもち、このＧＶＤは光パルス信号の伝送
特性の劣化要因となる。このため、光伝送路の分散特性
を制御・補償する必要があり、光ファイバのもつ総分散
量を測定することはきわめて重要である。
【０００３】ＧＶＤの測定手法の一つに、波長を可変可
能なCW光源やパルス光源を用いて光伝搬時間の波長依存
性を測定する手法がある。この手法では、波長をパラメ
ータとした多点計測方式を採用するが、計測に時間を要
し、リアルタイムでのＧＶＤ特性の制御が困難である。
能なCW光源やパルス光源を用いて光伝搬時間の波長依存
性を測定する手法がある。この手法では、波長をパラメ
ータとした多点計測方式を採用するが、計測に時間を要
し、リアルタイムでのＧＶＤ特性の制御が困難である。
【０００４】これまでに、本発明者は、光周波数領域リ
フレクトメトリ(ＯＦＤＲ：OpticalFrequency Domain R
eflectometry)法を用いた新しいＧＶＤ測定法を提案し
た（吉田真人, 宮本敏行, 原武文, 中村孝一郎, 伊藤弘
昌, “周波数シフト帰還型レーザを用いた光ファイバの
群速度分散測定,” 信学技報, OCS98-103 (1999) 2
5）。また、周波数チャープ光源として周波数シフト帰
還型レーザ(Frequency-Shifted Feedbackレーザ：ＦＳ
Ｆレーザ)を用いたＧＶＤ測定装置（宮本敏行, 吉田真
人, 原武文, 中村孝一郎, 伊藤弘昌, “周波数シフト帰
還型ファイバレーザを用いた群速度分散自動測定システ
ム,” 春信学会, C-3 (1999)）とを提案している。
フレクトメトリ(ＯＦＤＲ：OpticalFrequency Domain R
eflectometry)法を用いた新しいＧＶＤ測定法を提案し
た（吉田真人, 宮本敏行, 原武文, 中村孝一郎, 伊藤弘
昌, “周波数シフト帰還型レーザを用いた光ファイバの
群速度分散測定,” 信学技報, OCS98-103 (1999) 2
5）。また、周波数チャープ光源として周波数シフト帰
還型レーザ(Frequency-Shifted Feedbackレーザ：ＦＳ
Ｆレーザ)を用いたＧＶＤ測定装置（宮本敏行, 吉田真
人, 原武文, 中村孝一郎, 伊藤弘昌, “周波数シフト帰
還型ファイバレーザを用いた群速度分散自動測定システ
ム,” 春信学会, C-3 (1999)）とを提案している。
【０００５】本発明者がこれまでに提案したＧＶＤ測定
法は、光伝搬時における光のチャープレートの変化量に
基づいて、光伝送路のもつＧＶＤ値を直接算出するもの
であり、短時間で測定可能であるという特徴をもつ。
法は、光伝搬時における光のチャープレートの変化量に
基づいて、光伝送路のもつＧＶＤ値を直接算出するもの
であり、短時間で測定可能であるという特徴をもつ。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図１３は、本発明者が
これまでに提案したＧＶＤ測定法の概略を説明する模式
図である。この図のＧＶＤ測定法は、自己遅延ヘテロダ
イン検波信号を測定対象としている。この測定方法は、
ＦＳＦレーザから出射された周波数チャープ光を被測定
光ファイバ（ＦＵＴ）１に伝搬させた後、ビート信号の
スペクトルの広がりによりＧＶＤ値を算出するものであ
る。
これまでに提案したＧＶＤ測定法の概略を説明する模式
図である。この図のＧＶＤ測定法は、自己遅延ヘテロダ
イン検波信号を測定対象としている。この測定方法は、
ＦＳＦレーザから出射された周波数チャープ光を被測定
光ファイバ（ＦＵＴ）１に伝搬させた後、ビート信号の
スペクトルの広がりによりＧＶＤ値を算出するものであ
る。
【０００７】詳細には、光分岐手段１００の一方の第１
端子には光源が接続され、第２端子には光電変換手段が
接続される。また、他方の端子には、被測定光ファイバ
１が接続される。光源から出力された周波数チャープ光
（測定光）は、光分岐手段１００により２方向に分岐さ
れ、一方の周波数チャープ光は被測定光ファイバ１に入
射される。このとき、被測定光ファイバ１中を伝播する
測定光のチャープレートは、被測定ファイバ１の波長分
散の影響により変化する。被測定光ファイバの出口端等
からの反射光は、その入射端から出射され、光分岐手段
１００を経て光電変換手段により受光され、ビート信号
を受信する。受信されたビート信号により、ＧＶＤ値が
算出される。
端子には光源が接続され、第２端子には光電変換手段が
接続される。また、他方の端子には、被測定光ファイバ
１が接続される。光源から出力された周波数チャープ光
（測定光）は、光分岐手段１００により２方向に分岐さ
れ、一方の周波数チャープ光は被測定光ファイバ１に入
射される。このとき、被測定光ファイバ１中を伝播する
測定光のチャープレートは、被測定ファイバ１の波長分
散の影響により変化する。被測定光ファイバの出口端等
からの反射光は、その入射端から出射され、光分岐手段
１００を経て光電変換手段により受光され、ビート信号
を受信する。受信されたビート信号により、ＧＶＤ値が
算出される。
【０００８】しかしながら、上述の測定法は、被測定光
ファイバ長の揺らぎに起因した測定誤差が大きいという
課題があり、測定精度に限界がある（例えば、0.36ps/n
m/km）。
ファイバ長の揺らぎに起因した測定誤差が大きいという
課題があり、測定精度に限界がある（例えば、0.36ps/n
m/km）。
【０００９】本発明は、以上の点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、簡易な構成で短時間にＧＶＤを測
定可能な群速度分散測定装置および群速度分散測定方法
を提供することにある。すなわち、本発明は、等周波数
間隔にある複数本の周波数チャープ光を被測定光ファイ
バに伝搬させる前後でのチャープ光間で生じるビート信
号の周波数の差によりＧＶＤ値を算出することにより、
従来のように計測用光源の波長をパラメータとして多点
計測を行う方式と比較して、高速かつ短時間でＧＶＤ値
を計測することを目的とする。
であり、その目的は、簡易な構成で短時間にＧＶＤを測
定可能な群速度分散測定装置および群速度分散測定方法
を提供することにある。すなわち、本発明は、等周波数
間隔にある複数本の周波数チャープ光を被測定光ファイ
バに伝搬させる前後でのチャープ光間で生じるビート信
号の周波数の差によりＧＶＤ値を算出することにより、
従来のように計測用光源の波長をパラメータとして多点
計測を行う方式と比較して、高速かつ短時間でＧＶＤ値
を計測することを目的とする。
【００１０】また、本発明は、周波数チャープ光源とし
て、測定にＯＦＤＲ法を用いることにより、被測定光フ
ァイバの入力端のみでの計測を可能とし、既設の光伝送
網にも容易に適用可能とすることを目的とする。また、
本発明は、レーザー共振器の安定化や発振スペクトル幅
の広帯域化により、測定精度の改善を図ることを目的と
する。
て、測定にＯＦＤＲ法を用いることにより、被測定光フ
ァイバの入力端のみでの計測を可能とし、既設の光伝送
網にも容易に適用可能とすることを目的とする。また、
本発明は、レーザー共振器の安定化や発振スペクトル幅
の広帯域化により、測定精度の改善を図ることを目的と
する。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明の第1の解決手段によると、所定周波数
間隔にある少なくとも２つの又は等周波数間隔にある複
数本の周波数チャープ光を生成するチャープ光生成手段
と、被測定光ファイバへ前記チャープ光生成手段により
生成された周波数チャープ光が伝搬された際に、その伝
播前後におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波
数の変化量を検出する周波数変化量検出手段と、前記周
波数変化量検出手段により検出された変化量に基づい
て、被測定光ファイバの群速度分散値を検出する群速度
分散検出手段とを備えた群速度分散測定装置を提供す
る。また、本発明の第２の解決手段によると、所定周波
数間隔にある少なくとも２つの又は等周波数間隔にある
複数本の周波数チャープ光を生成するステップと、被測
定光ファイバへ前記生成するステップにより生成された
周波数チャープ光を伝搬するステップと、その伝播前後
におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波数の変
化量を検出するステップと、検出された変化量に基づい
て、被測定光ファイバの群速度分散値を検出するステッ
プとを含む群速度分散測定方法を提供する。
ために、本発明の第1の解決手段によると、所定周波数
間隔にある少なくとも２つの又は等周波数間隔にある複
数本の周波数チャープ光を生成するチャープ光生成手段
と、被測定光ファイバへ前記チャープ光生成手段により
生成された周波数チャープ光が伝搬された際に、その伝
播前後におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波
数の変化量を検出する周波数変化量検出手段と、前記周
波数変化量検出手段により検出された変化量に基づい
て、被測定光ファイバの群速度分散値を検出する群速度
分散検出手段とを備えた群速度分散測定装置を提供す
る。また、本発明の第２の解決手段によると、所定周波
数間隔にある少なくとも２つの又は等周波数間隔にある
複数本の周波数チャープ光を生成するステップと、被測
定光ファイバへ前記生成するステップにより生成された
周波数チャープ光を伝搬するステップと、その伝播前後
におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波数の変
化量を検出するステップと、検出された変化量に基づい
て、被測定光ファイバの群速度分散値を検出するステッ
プとを含む群速度分散測定方法を提供する。
【００１２】また、本発明では、等周波数間隔にある複
数本の周波数チャープ光の被測定光ファイバへの伝搬前
後におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波数の
変化量を検出し、その検出結果に基づいて群速度分散値
を求めるため、被測定光ファイバのもつ群速度分散値を
簡易かつ短時間で測定できる。また、本発明では、測定
にＯＦＤＲ法を用いるため、被測定光ファイバの入力端
での計測が可能になり、既設の光伝送網にも容易に適用
できる。また、本発明では、被測定光ファイバへの周波
数チャープ光の伝搬前後における中心周波数同士のずれ
により、ビート周波数の変化量を検出することで、変化
量を簡易に検出することができる。また、本発明では、
複数回のスペクトル波形の観測結果を考慮に入れて中心
周波数同士のずれを検出することにより、測定誤差を相
殺することができる。
数本の周波数チャープ光の被測定光ファイバへの伝搬前
後におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波数の
変化量を検出し、その検出結果に基づいて群速度分散値
を求めるため、被測定光ファイバのもつ群速度分散値を
簡易かつ短時間で測定できる。また、本発明では、測定
にＯＦＤＲ法を用いるため、被測定光ファイバの入力端
での計測が可能になり、既設の光伝送網にも容易に適用
できる。また、本発明では、被測定光ファイバへの周波
数チャープ光の伝搬前後における中心周波数同士のずれ
により、ビート周波数の変化量を検出することで、変化
量を簡易に検出することができる。また、本発明では、
複数回のスペクトル波形の観測結果を考慮に入れて中心
周波数同士のずれを検出することにより、測定誤差を相
殺することができる。
【００１３】また、本発明では、リング共振器内に周波
数シフト素子を挿入し、ドップラ効果により周波数シフ
トを受けた１次回折光を帰還させることにより、等周波
数間隔にある複数本の周波数チャープ光を生成すること
ができる。また、本発明では、リング共振器内のバンド
パスフィルタにより、発振波長を同調させることができ
る。また、本発明では、あるいは、前記周波数シフト素
子として音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Acoust
o-Optic Tunable Filter）を用いて、その駆動周波数に
より発振波長を電子同調できる。また、本発明では、前
記周波数シフト素子として媒体に光ファイバを用いた全
ファイバ構成の音響光学素子を用い、測定装置を全ファ
イバ構成にできる。また、本発明では、時間に対して発
振周波数がシフトするような周波数チャープ光を分岐
し、一方の光に遅延を与えた後、他方の光と結合するこ
とにより、等周波数間隔にある複数本の周波数チャープ
光を生成することができる。
数シフト素子を挿入し、ドップラ効果により周波数シフ
トを受けた１次回折光を帰還させることにより、等周波
数間隔にある複数本の周波数チャープ光を生成すること
ができる。また、本発明では、リング共振器内のバンド
パスフィルタにより、発振波長を同調させることができ
る。また、本発明では、あるいは、前記周波数シフト素
子として音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ：Acoust
o-Optic Tunable Filter）を用いて、その駆動周波数に
より発振波長を電子同調できる。また、本発明では、前
記周波数シフト素子として媒体に光ファイバを用いた全
ファイバ構成の音響光学素子を用い、測定装置を全ファ
イバ構成にできる。また、本発明では、時間に対して発
振周波数がシフトするような周波数チャープ光を分岐
し、一方の光に遅延を与えた後、他方の光と結合するこ
とにより、等周波数間隔にある複数本の周波数チャープ
光を生成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る群速度分散測
定装置および群速度分散測定方法について、図面を参照
しながら具体的に説明する。本発明は、主に、光周波数
領域リフレクトメトリ(ＯＦＤＲ：Optical Frequency D
omain Reflectometry)を用いてＧＶＤ測定を行ってい
る。
定装置および群速度分散測定方法について、図面を参照
しながら具体的に説明する。本発明は、主に、光周波数
領域リフレクトメトリ(ＯＦＤＲ：Optical Frequency D
omain Reflectometry)を用いてＧＶＤ測定を行ってい
る。
【００１５】まず、本発明の原理について説明する。周
波数が時間に応じて変化するような周波数チャープ光が
光ファイバ中を伝搬する際、光ファイバのもつＧＶＤの
影響により、光のチャープレートγが変化する。ここ
で、チャープレートとは、周波数が変化する速さをい
う。光ファイバ伝搬後のチャープレートγ'は次式で与
えられる。
波数が時間に応じて変化するような周波数チャープ光が
光ファイバ中を伝搬する際、光ファイバのもつＧＶＤの
影響により、光のチャープレートγが変化する。ここ
で、チャープレートとは、周波数が変化する速さをい
う。光ファイバ伝搬後のチャープレートγ'は次式で与
えられる。
【００１６】
【数１】
【００１７】ここで、λ2γ2ＤＬ／ｃはチャープレート
の変化量、λは周波数チャープ光源の中心波長、Ｄは光
ファイバのＧＶＤ値、Ｌは光ファイバ長、ｃは光速であ
る。（１）式は周波数チャープレートの変化量より光フ
ァイバのＧＶＤ値を直接測定可能であることを示してい
る。
の変化量、λは周波数チャープ光源の中心波長、Ｄは光
ファイバのＧＶＤ値、Ｌは光ファイバ長、ｃは光速であ
る。（１）式は周波数チャープレートの変化量より光フ
ァイバのＧＶＤ値を直接測定可能であることを示してい
る。
【００１８】図１は、本発明に係る群速度分散測定装置
のＧＶＤ測定原理を説明する図である。本発明のＧＶＤ
測定法では、光の自己ビート信号を用いている。この測
定法では、遅延時間ΔＴからなる複数本の周波数チャー
プ光を光源とし、各周波数成分間で生じるビート信号の
中心周波数を測定対象とする。
のＧＶＤ測定原理を説明する図である。本発明のＧＶＤ
測定法では、光の自己ビート信号を用いている。この測
定法では、遅延時間ΔＴからなる複数本の周波数チャー
プ光を光源とし、各周波数成分間で生じるビート信号の
中心周波数を測定対象とする。
【００１９】詳細には、サーキュレータ５の一方の第１
端子(図中左上端子)には光源が接続され、第２端子(図
中左下端子)には光電変換手段が接続される。また、他
方の端子(図中右端子)には、被測定光ファイバ１が接続
される。光源から出力された周波数チャープ光（測定
光）は、サーキュレータ５により被測定光ファイバ１に
入射される。このとき、被測定光ファイバ１中を伝播す
る測定光のチャープレートは、被測定ファイバ１の波長
分散の影響により変化する。被測定光ファイバの出口端
（又は、出口に設けられた反射鏡）等からの反射光は、
被測定光ファイバ１の入射端から出射され、サーキュレ
ータ５を経て光電変換手段により受光され、ビート信号
を受信する。受信されたビート信号により、ＧＶＤ値が
算出される。
端子(図中左上端子)には光源が接続され、第２端子(図
中左下端子)には光電変換手段が接続される。また、他
方の端子(図中右端子)には、被測定光ファイバ１が接続
される。光源から出力された周波数チャープ光（測定
光）は、サーキュレータ５により被測定光ファイバ１に
入射される。このとき、被測定光ファイバ１中を伝播す
る測定光のチャープレートは、被測定ファイバ１の波長
分散の影響により変化する。被測定光ファイバの出口端
（又は、出口に設けられた反射鏡）等からの反射光は、
被測定光ファイバ１の入射端から出射され、サーキュレ
ータ５を経て光電変換手段により受光され、ビート信号
を受信する。受信されたビート信号により、ＧＶＤ値が
算出される。
【００２０】被測定光ファイバ１の伝搬前後におけるビ
ート周波数の変化量δfBより、ＧＶＤ値Ｄは次式で与え
られる。 Ｄ＝ｃδｆB／λ2Ｌγ2ΔＴ ・・・（２）
ート周波数の変化量δfBより、ＧＶＤ値Ｄは次式で与え
られる。 Ｄ＝ｃδｆB／λ2Ｌγ2ΔＴ ・・・（２）
【００２１】（２）式に基づいてＧＶＤ値Ｄを求める場
合、ビート周波数の読み取り精度により、ＧＶＤの総分
散量ＤＬの測定精度が制限される。したがって、計測用
光源としてはチャープの線形性が高く、周波数チャープ
幅の広帯域な光源が有用である。
合、ビート周波数の読み取り精度により、ＧＶＤの総分
散量ＤＬの測定精度が制限される。したがって、計測用
光源としてはチャープの線形性が高く、周波数チャープ
幅の広帯域な光源が有用である。
【００２２】図２は、本発明に係る群速度分散測定装置
の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。図２
の群速度分散測定装置は、周波数チャープ光を生成する
ＦＳＦレーザ(ＦＳＦＬ：チャープ光生成手段)２と、周
波数チャープ光を増幅する光増幅器(Ａｍｐ)３と、光カ
プラ４と、光信号の分岐制御を行うサーキュレータ５
と、被測定光ファイバ１を伝搬する前後の光を受光する
光検出器６と、光のスペクトル波形を観測するＲＦスペ
クトルアナライザ(ＲＦＳＡ：周波数変化量検出手段、
スペクトル観測手段)７と、ＲＦＳＡ７の観測結果に基
づいてＧＶＤ値を検出するコンピュータ（ＰＣ：中心周
波数検出手段）とを備えている。なお、被測定光ファイ
バ１の出口端（サーキュレータ５と反対側の端子）又は
その近傍には、反射鏡を設けるようにしてもよい。
の一実施形態の全体構成を示すブロック図である。図２
の群速度分散測定装置は、周波数チャープ光を生成する
ＦＳＦレーザ(ＦＳＦＬ：チャープ光生成手段)２と、周
波数チャープ光を増幅する光増幅器(Ａｍｐ)３と、光カ
プラ４と、光信号の分岐制御を行うサーキュレータ５
と、被測定光ファイバ１を伝搬する前後の光を受光する
光検出器６と、光のスペクトル波形を観測するＲＦスペ
クトルアナライザ(ＲＦＳＡ：周波数変化量検出手段、
スペクトル観測手段)７と、ＲＦＳＡ７の観測結果に基
づいてＧＶＤ値を検出するコンピュータ（ＰＣ：中心周
波数検出手段）とを備えている。なお、被測定光ファイ
バ１の出口端（サーキュレータ５と反対側の端子）又は
その近傍には、反射鏡を設けるようにしてもよい。
【００２３】この群速度分散測定装置では、ＦＳＦレー
ザ２から出射された複数本の周波数チャープ光の被測定
光ファイバ１（例えば、ＳＭＦ、ファイバ長20km）への
伝搬前後における、チャープ光間で生ずるビート信号を
交互に観測し、これらビート信号のビート周波数の差よ
りＧＶＤ値を算出する。そのため、光検出器６とＲＦＳ
Ａ７とは、切り替えスイッチを設けること、又は、時分
割的に検出信号を伝送することなどにより、周波数チャ
ープ光が被測定光ファイバ１を伝播する前及び伝播する
後のビート周波数を、それぞれ検出することができる。
ザ２から出射された複数本の周波数チャープ光の被測定
光ファイバ１（例えば、ＳＭＦ、ファイバ長20km）への
伝搬前後における、チャープ光間で生ずるビート信号を
交互に観測し、これらビート信号のビート周波数の差よ
りＧＶＤ値を算出する。そのため、光検出器６とＲＦＳ
Ａ７とは、切り替えスイッチを設けること、又は、時分
割的に検出信号を伝送することなどにより、周波数チャ
ープ光が被測定光ファイバ１を伝播する前及び伝播する
後のビート周波数を、それぞれ検出することができる。
【００２４】ここで、周波数チャープ光を発生するため
のＦＳＦレーザ２について、詳説する。図２におけるＦ
ＳＦレーザ２は、共振器内部に周波数シフト素子である
音響光学変調器(ＡＯＭ：Acoust-Optic Modulator)を挿
入し、ドップラー効果によって周波数シフトされた1次
回折光を帰還させて発振するレーザである。
のＦＳＦレーザ２について、詳説する。図２におけるＦ
ＳＦレーザ２は、共振器内部に周波数シフト素子である
音響光学変調器(ＡＯＭ：Acoust-Optic Modulator)を挿
入し、ドップラー効果によって周波数シフトされた1次
回折光を帰還させて発振するレーザである。
【００２５】本発明者は、ＦＳＦレーザ２の出力の瞬時
周波数成分が時間とともにチャープする複数の成分(チ
ャープ周波数コム)からなることを理論的・実験的に解明
している。このような共振器では、定在波は存在でき
ず、その瞬時周波数νi(t) は（３）式で与えられる。
周波数成分が時間とともにチャープする複数の成分(チ
ャープ周波数コム)からなることを理論的・実験的に解明
している。このような共振器では、定在波は存在でき
ず、その瞬時周波数νi(t) は（３）式で与えられる。
【００２６】
【数２】 （３）式において、ここで、τRTは共振器の周回時間
（1/τRTは共振器の縦モード周波数）、νFSは共振器の
周回当たりの周波数シフト量、qは整数である。
（1/τRTは共振器の縦モード周波数）、νFSは共振器の
周回当たりの周波数シフト量、qは整数である。
【００２７】ＦＳＦレーザ２で用いられる周波数シフト
帰還型の共振器では、ある瞬間に許される瞬時周波数は
共振器縦モード周波数（1/τRT）間隔毎に存在し、かつ
それぞれの瞬時周波数成分（周波数コム成分）は、共振
器周回当りの周波数シフト量に等しい割合（γ＝νFS /
τRT）で連続に周波数チャープを受けている。また、周
波数チャープ幅νBWは利得媒質のスペクトル形状により
ある一定の幅に制限され、各周波数成分は利得のスペク
トル形状に従って強度変化しながら周波数チャープす
る。
帰還型の共振器では、ある瞬間に許される瞬時周波数は
共振器縦モード周波数（1/τRT）間隔毎に存在し、かつ
それぞれの瞬時周波数成分（周波数コム成分）は、共振
器周回当りの周波数シフト量に等しい割合（γ＝νFS /
τRT）で連続に周波数チャープを受けている。また、周
波数チャープ幅νBWは利得媒質のスペクトル形状により
ある一定の幅に制限され、各周波数成分は利得のスペク
トル形状に従って強度変化しながら周波数チャープす
る。
【００２８】図３は、ＦＳＦレーザ２の出力の瞬時周波
数成分を模式的に表した図である。図中、グレー階調は
その強度変化を示している。また、チャープレートγ
は、ν FS /τRTとなっている。
数成分を模式的に表した図である。図中、グレー階調は
その強度変化を示している。また、チャープレートγ
は、ν FS /τRTとなっている。
【００２９】ここで、ＦＳＦレーザを用いたＧＶＤ測定
の原理について説明する。ＦＳＦレーザの出力はチャー
プする周波数成分が等時間間隔ΔＴ＝１／νFSにコム状
に存在するチャープ周波数コムからなり、等周波数間隔
に自己ビート信号が生ずる。このビート信号を用いて上
述のような方式によりＧＶＤ測定をおこなう場合、
（２）式の関係は次式で与えられる。 Ｄ＝ｃδｆBNτRT 2／Ｎλ2ＬνFS ・・・（４） ここで、δｆBNはＮ本隣り合う周波数コム成分間で生ず
るビート信号の周波数変化量であり、Ｎをビートの次数
と定義する。（４）式は、高次のビート信号を用いるほ
ど高精度な測定が可能であることを示しており、光検出
系の性能により測定精度が決まる。
の原理について説明する。ＦＳＦレーザの出力はチャー
プする周波数成分が等時間間隔ΔＴ＝１／νFSにコム状
に存在するチャープ周波数コムからなり、等周波数間隔
に自己ビート信号が生ずる。このビート信号を用いて上
述のような方式によりＧＶＤ測定をおこなう場合、
（２）式の関係は次式で与えられる。 Ｄ＝ｃδｆBNτRT 2／Ｎλ2ＬνFS ・・・（４） ここで、δｆBNはＮ本隣り合う周波数コム成分間で生ず
るビート信号の周波数変化量であり、Ｎをビートの次数
と定義する。（４）式は、高次のビート信号を用いるほ
ど高精度な測定が可能であることを示しており、光検出
系の性能により測定精度が決まる。
【００３０】図４はＦＳＦレーザ２の詳細構成を示すブ
ロック図である。ＦＳＦレーザ２は、周波数シフト素子
である音響光学素子（ＡＯＭ：伝搬媒質は、例えば、Te
O2）２１を用いて、リング状のレーザ共振器を構成して
いる。このレーザ共振器内には、光ファイバとの整合性
に優れたエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：例えば、Er
3+ドープ量900ppm、ファイバ長15m）２２と、励起光源
である半導体レーザ(ＬＤ:例えば、1.48μm帯、最大励
起電力67mW)が入射される波長分割用光結合器(ＷＤＭ：
Wavelength Division Multiplexing coupler)２３と、
光アイソレータ(ＯＩ：Optical Isolator )２４と、出
力カプラ(Output Coupler、分岐比は、例えば、９０：
１０（10dB）)２５と、偏波制御素子(ＰＣ：Polarizati
on Controller)２６と、コリメータ２７と、バンドパス
フィルタ(ＢＰＦ)２８とＡＯＭ２１を駆動する信号発生
器（ＳＧ：Signal Generator）２９を備える。
ロック図である。ＦＳＦレーザ２は、周波数シフト素子
である音響光学素子（ＡＯＭ：伝搬媒質は、例えば、Te
O2）２１を用いて、リング状のレーザ共振器を構成して
いる。このレーザ共振器内には、光ファイバとの整合性
に優れたエルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ：例えば、Er
3+ドープ量900ppm、ファイバ長15m）２２と、励起光源
である半導体レーザ(ＬＤ:例えば、1.48μm帯、最大励
起電力67mW)が入射される波長分割用光結合器(ＷＤＭ：
Wavelength Division Multiplexing coupler)２３と、
光アイソレータ(ＯＩ：Optical Isolator )２４と、出
力カプラ(Output Coupler、分岐比は、例えば、９０：
１０（10dB）)２５と、偏波制御素子(ＰＣ：Polarizati
on Controller)２６と、コリメータ２７と、バンドパス
フィルタ(ＢＰＦ)２８とＡＯＭ２１を駆動する信号発生
器（ＳＧ：Signal Generator）２９を備える。
【００３１】ＡＯＭ２１は一対のコリメータ２７の間に
挿入されており、その回折効率を含む光結合効率は、例
えば25％である。共振器一周回当りの周波数シフト量ν
FSは、ＡＯＭ２１の駆動周波数に等しく、例えば120MHz
であり、共振器縦モード周波数1/τRTは、例えば約7.60
MHzである。これにより、周波数が変化する速さを表す
チャープレートγ=νFS /τRTは912THz/sとなる。
挿入されており、その回折効率を含む光結合効率は、例
えば25％である。共振器一周回当りの周波数シフト量ν
FSは、ＡＯＭ２１の駆動周波数に等しく、例えば120MHz
であり、共振器縦モード周波数1/τRTは、例えば約7.60
MHzである。これにより、周波数が変化する速さを表す
チャープレートγ=νFS /τRTは912THz/sとなる。
【００３２】図５は、図４のＦＳＦレーザ２の発振スペ
クトルを光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）で観測し
た結果を示す図である。この例では、レーザ出力光は、
このスペクトル形状に沿って強度変化しながらチャープ
する周波数コム成分(チャープ周波数コム)からなり、発
振スペクトル半値全幅より周波数チャープ幅νBWは90GH
zであった。また、発振波長λは共振器内に挿入したＢ
ＰＦにより同調を行い、同調範囲1530〜1560nmを得た。
クトルを光スペクトラムアナライザ（ＯＳＡ）で観測し
た結果を示す図である。この例では、レーザ出力光は、
このスペクトル形状に沿って強度変化しながらチャープ
する周波数コム成分(チャープ周波数コム)からなり、発
振スペクトル半値全幅より周波数チャープ幅νBWは90GH
zであった。また、発振波長λは共振器内に挿入したＢ
ＰＦにより同調を行い、同調範囲1530〜1560nmを得た。
【００３３】なお、周波数シフト素子としてＡＯＭの代
わりに音響光学波長可変フィルタ(Acousto-Optic Tunab
le Filter：ＡＯＴＦ)を用いるようにしてもよい。ＡＯ
ＴＦは、狭帯域な波長透過特性をもつ周波数シフト素子
である。ＡＯＴＦにより、発振波長の電子同調が可能と
なるので、共振器内のＢＰＦが不要となり、装置構成の
簡素化が可能となる。
わりに音響光学波長可変フィルタ(Acousto-Optic Tunab
le Filter：ＡＯＴＦ)を用いるようにしてもよい。ＡＯ
ＴＦは、狭帯域な波長透過特性をもつ周波数シフト素子
である。ＡＯＴＦにより、発振波長の電子同調が可能と
なるので、共振器内のＢＰＦが不要となり、装置構成の
簡素化が可能となる。
【００３４】つぎに、ＧＶＤ測定の結果について説明す
る。本実施の形態において、一例として、１GHzの周波
数帯域の光検出器とＮ＝131次のビート信号（Ｎ/τRT＝
995.6MHz）を用いてＧＶＤ値の測定実験を行った。レー
ザの発振スペクトルはほぼガウス波形であるため、ＲＦ
ＳＡ７より観測したビートスペクトルをガウス近似した
波形により、ビート信号の中心周波数を求めた。より詳
細には、図４のＦＳＦレーザ２のレーザ共振器内に挿入
したバンドパスフィルタ（ＢＳＦ）２８により発振波長
を同調し、上述した（２）式に基づいて光通信波長帯
（例えば、1530〜1560nm）におけるＧＶＤ値を測定し
た。
る。本実施の形態において、一例として、１GHzの周波
数帯域の光検出器とＮ＝131次のビート信号（Ｎ/τRT＝
995.6MHz）を用いてＧＶＤ値の測定実験を行った。レー
ザの発振スペクトルはほぼガウス波形であるため、ＲＦ
ＳＡ７より観測したビートスペクトルをガウス近似した
波形により、ビート信号の中心周波数を求めた。より詳
細には、図４のＦＳＦレーザ２のレーザ共振器内に挿入
したバンドパスフィルタ（ＢＳＦ）２８により発振波長
を同調し、上述した（２）式に基づいて光通信波長帯
（例えば、1530〜1560nm）におけるＧＶＤ値を測定し
た。
【００３５】図６は、被測定光ファイバ１に周波数チャ
ープ光を伝搬させる前後における光の自己ビート信号の
スペクトル波形図である。実線は実測波形、破線はガウ
ス近似波形をそれぞれ示す。ここでは、一例として、各
ビートスペクトルは50回平均した波形であり、計測時間
は15秒以下である。ＳＭＦ伝搬後における中心周波数の
変化量δｆB131は、δｆB131=＋5.00kHzであり、この値
を（４）式（又は（２）式）に代入すると、ＧＶＤ値Ｄ
は、Ｄ＝ 17.0±0.14ps/nm/kmと求まる。
ープ光を伝搬させる前後における光の自己ビート信号の
スペクトル波形図である。実線は実測波形、破線はガウ
ス近似波形をそれぞれ示す。ここでは、一例として、各
ビートスペクトルは50回平均した波形であり、計測時間
は15秒以下である。ＳＭＦ伝搬後における中心周波数の
変化量δｆB131は、δｆB131=＋5.00kHzであり、この値
を（４）式（又は（２）式）に代入すると、ＧＶＤ値Ｄ
は、Ｄ＝ 17.0±0.14ps/nm/kmと求まる。
【００３６】図７は、ＧＶＤの測定結果を示す図であ
り、出力波長とＧＶＤ値との関係を示している。図示の
ように、ＧＶＤ値は波長にほぼ線形に変化しており、本
方式の妥当性が実証できる。なお、波長1540nm付近にお
いて利得媒質であるＥＤＦの利得が低いため、発振スペ
クトル幅が狭まり、ＧＶＤの測定精度が幾分低下してい
るものの、概して大きな影響はなく、線形性が認められ
る。
り、出力波長とＧＶＤ値との関係を示している。図示の
ように、ＧＶＤ値は波長にほぼ線形に変化しており、本
方式の妥当性が実証できる。なお、波長1540nm付近にお
いて利得媒質であるＥＤＦの利得が低いため、発振スペ
クトル幅が狭まり、ＧＶＤの測定精度が幾分低下してい
るものの、概して大きな影響はなく、線形性が認められ
る。
【００３７】図８は、ＧＶＤ測定を100回行った結果を
示すヒストグラム図である。この例では、測定値の標準
分散値は0.14 ps/nm/kmである。測定精度の劣化要因と
しては、共振器長の変動による自己ビート信号の中心周
波数の読み取り誤差が挙げられる。測定に高次の自己ビ
ート信号を用いることにより、ＧＶＤの影響による中心
周波数の変動量が増大し測定感度は向上するが、同時に
共振器長の変動による測定誤差が大きくなる場合があ
る。測定精度の改善法としては、共振器長の安定化、光
検出系の周波数帯域の拡大、光ファイバ伝搬前後におけ
る光のビート信号を同時計測することなどが挙げられ
る。
示すヒストグラム図である。この例では、測定値の標準
分散値は0.14 ps/nm/kmである。測定精度の劣化要因と
しては、共振器長の変動による自己ビート信号の中心周
波数の読み取り誤差が挙げられる。測定に高次の自己ビ
ート信号を用いることにより、ＧＶＤの影響による中心
周波数の変動量が増大し測定感度は向上するが、同時に
共振器長の変動による測定誤差が大きくなる場合があ
る。測定精度の改善法としては、共振器長の安定化、光
検出系の周波数帯域の拡大、光ファイバ伝搬前後におけ
る光のビート信号を同時計測することなどが挙げられ
る。
【００３８】つぎに、本発明の他の実施の形態及び変形
例について説明する。本発明において、自動的に周波数
変化量を求めるために、周波数変化量検出手段として、
ビート信号のスペクトル波形を観測するスペクトル観測
手段と、スペクトル観測手段により観測されたスペクト
ル波形を近似することによりビート信号の中心周波数を
検出する中心周波数検出手段とを備えるようにしてもよ
い。そして、周波数変化量検出手段は、被測定光ファイ
バへの周波数チャープ光の伝搬前後における中心周波数
同士のずれにより、ビート周波数の変化量を検出するこ
とができる。さらに、中心周波数検出手段は、スペクト
ル観測手段による複数回のスペクトル波形の観測結果に
基づいて、周波数チャープ光の伝搬前後における中心周
波数同士のずれを検出するようにしてもよい。
例について説明する。本発明において、自動的に周波数
変化量を求めるために、周波数変化量検出手段として、
ビート信号のスペクトル波形を観測するスペクトル観測
手段と、スペクトル観測手段により観測されたスペクト
ル波形を近似することによりビート信号の中心周波数を
検出する中心周波数検出手段とを備えるようにしてもよ
い。そして、周波数変化量検出手段は、被測定光ファイ
バへの周波数チャープ光の伝搬前後における中心周波数
同士のずれにより、ビート周波数の変化量を検出するこ
とができる。さらに、中心周波数検出手段は、スペクト
ル観測手段による複数回のスペクトル波形の観測結果に
基づいて、周波数チャープ光の伝搬前後における中心周
波数同士のずれを検出するようにしてもよい。
【００３９】また、図９に、本発明に係る群速度分散測
定装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図を
示す。ここでは、第１及び第２の周波数カウンタ６１及
び６２をさらに備える。第１及び第２の周波数カウンタ
６１及び６２は、被測定ファイバへの伝搬前及び伝播後
における光の自己ビート信号の中心周波数を測定する。
これにより、被測定光ファイバ伝播前後のビート信号を
同時に測定することができる。また、各周波数カウンタ
６１及び６２は、それらの入力側にバンドパスフィルタ
６３及び６４をそれぞれ設け、所望の信号のみを入力す
る。周波数カウンタ６１及び６２によるビート周波数の
測定結果に基づいてＧＶＤ値を検出するコンピュータ
（ＰＣ）８を備えている。
定装置の第２の実施形態の全体構成を示すブロック図を
示す。ここでは、第１及び第２の周波数カウンタ６１及
び６２をさらに備える。第１及び第２の周波数カウンタ
６１及び６２は、被測定ファイバへの伝搬前及び伝播後
における光の自己ビート信号の中心周波数を測定する。
これにより、被測定光ファイバ伝播前後のビート信号を
同時に測定することができる。また、各周波数カウンタ
６１及び６２は、それらの入力側にバンドパスフィルタ
６３及び６４をそれぞれ設け、所望の信号のみを入力す
る。周波数カウンタ６１及び６２によるビート周波数の
測定結果に基づいてＧＶＤ値を検出するコンピュータ
（ＰＣ）８を備えている。
【００４０】以下に、チャープ光生成手段の他の実施の
形態を示す。これらのチャープ光生成手段は、上述の測
定装置におけるＦＳＦレーザ２に置換され得る構成であ
る。
形態を示す。これらのチャープ光生成手段は、上述の測
定装置におけるＦＳＦレーザ２に置換され得る構成であ
る。
【００４１】図１０に、チャープ光生成手段の他の実施
の形態２の構成図を示す。図４における周波数チャープ
素子として音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ）２０
０を用い、ＢＰＦ２８を省略したものである。駆動信号
源である信号発生器２９をＰＣ８で制御することで、発
振波長を電子制御できる。
の形態２の構成図を示す。図４における周波数チャープ
素子として音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ）２０
０を用い、ＢＰＦ２８を省略したものである。駆動信号
源である信号発生器２９をＰＣ８で制御することで、発
振波長を電子制御できる。
【００４２】図１１に、チャープ光生成手段の他の実施
の形態３の構成図を示す。図４における周波数チャープ
素子として、媒体に光ファイバを用いた全ファイバ構成
の音響光学素子（All-fiber AOM）３００を用い、コリ
メータ２７を省略したものであるり、測定装置を全ファ
イバ構成にできる。
の形態３の構成図を示す。図４における周波数チャープ
素子として、媒体に光ファイバを用いた全ファイバ構成
の音響光学素子（All-fiber AOM）３００を用い、コリ
メータ２７を省略したものであるり、測定装置を全ファ
イバ構成にできる。
【００４３】図１２に、チャープ光生成手段の他の実施
の形態４の構成図を示す。チャープ光生成手段４００
は、時間に対して発振周波数がシフトするような周波数
チャープ光源４０１と、周波数チャープ光源４０１を分
岐し、一方の光に遅延４０３を与えた後、他方の光と結
合する光分岐結合部４０２を備える。このような構成に
より、少なくとも２つの周波数チャープ光を生成するこ
とができる。
の形態４の構成図を示す。チャープ光生成手段４００
は、時間に対して発振周波数がシフトするような周波数
チャープ光源４０１と、周波数チャープ光源４０１を分
岐し、一方の光に遅延４０３を与えた後、他方の光と結
合する光分岐結合部４０２を備える。このような構成に
より、少なくとも２つの周波数チャープ光を生成するこ
とができる。
【００４４】なお、周波数チャープ光源は、時間に対し
て発振周波数がシフトするような光源であれば、適宜の
ものを採用することができる。また、以上のべたよう
に、被測定光ファイバ１の入射側で測定する場合のほか
に、出口側に測定系を設けるようにしても良い。
て発振周波数がシフトするような光源であれば、適宜の
ものを採用することができる。また、以上のべたよう
に、被測定光ファイバ１の入射側で測定する場合のほか
に、出口側に測定系を設けるようにしても良い。
【００４５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、簡易な構成で短時間にＧＶＤを測定可能な群速度
分散測定装置および群速度分散測定方法を提供すること
ができる。すなわち、本発明によれば、等周波数間隔に
ある複数本の周波数チャープ光を被測定光ファイバに伝
搬させる前後でのチャープ光間で生ずるビート信号の周
波数の差によりＧＶＤ値を算出するため、従来のように
計測用光源の波長をパラメータとして多点計測を行う方
式と比較して、短時間でＧＶＤ値を計測できる。
れば、簡易な構成で短時間にＧＶＤを測定可能な群速度
分散測定装置および群速度分散測定方法を提供すること
ができる。すなわち、本発明によれば、等周波数間隔に
ある複数本の周波数チャープ光を被測定光ファイバに伝
搬させる前後でのチャープ光間で生ずるビート信号の周
波数の差によりＧＶＤ値を算出するため、従来のように
計測用光源の波長をパラメータとして多点計測を行う方
式と比較して、短時間でＧＶＤ値を計測できる。
【００４６】また、測定にＯＦＤＲ法を用いるため、被
測定光ファイバの入力端での計測が可能となり、また、
既設の光伝送網にも容易に適用可能である。また、本発
明によれば、レーザー共振器長の安定化や周波数チャー
プ幅の広帯域化により、測定精度の改善を図ることがで
きる。
測定光ファイバの入力端での計測が可能となり、また、
既設の光伝送網にも容易に適用可能である。また、本発
明によれば、レーザー共振器長の安定化や周波数チャー
プ幅の広帯域化により、測定精度の改善を図ることがで
きる。
【図１】本発明に係る群速度分散測定装置のＧＶＤ測定
原理を説明する図。
原理を説明する図。
【図２】本発明に係る群速度分散測定装置の第1の実施
形態の全体構成を示すブロック図。
形態の全体構成を示すブロック図。
【図３】ＦＳＦレーザ出力の瞬時周波数成分を模式的に
表した図。
表した図。
【図４】ＦＳＦレーザの詳細構成を示すブロック図。
【図５】図４のＦＳＦレーザの発振スペクトルを光スペ
クトラムアナライザで観測した結果を示す図。
クトラムアナライザで観測した結果を示す図。
【図６】被測定光ファイバに周波数チャープ光を伝搬さ
せる前後におけるチャープ光間で生ずるビート信号のス
ペクトル波形図。
せる前後におけるチャープ光間で生ずるビート信号のス
ペクトル波形図。
【図７】ＧＶＤの測定結果を示す図。
【図８】ＧＶＤ測定を100回行った結果を示すヒストグ
ラム図。
ラム図。
【図９】本発明に係る群速度分散測定装置の第２の実施
形態の全体構成を示すブロック図。
形態の全体構成を示すブロック図。
【図１０】チャープ光生成手段の第２の実施の形態の構
成図を示す。
成図を示す。
【図１１】チャープ光生成手段の第３の実施の形態の構
成図を示す。
成図を示す。
【図１２】チャープ光生成手段の第４の実施の形態の構
成図を示す。
成図を示す。
【図１３】本発明者がこれまでに提案したＧＶＤ測定法
の概略を説明する模式図。
の概略を説明する模式図。
１ 被測定光ファイバ（ＦＵＴ） ２ ＦＳＦレーザ(ＦＳＦＬ) ３ 光増幅器(ＡＭＰ) ４ 光カプラ ５ サーキュレータ ６ 光検出器 ７ ＲＦスペクトルアナライザ(ＲＦＳＡ) ２１ 音響光学素子（ＡＯＭ） ２２ エルビウム添加ファイバ（ＥＤＦ） ２３ 波長分割用光結合器（ＷＤＭ） ２４ 光アイソレータ（ＯＩ） ２５ 出力カプラ ２６ 偏波制御素子（ＰＣ） ２７ コリメータ ２８ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ２９ 信号発生器（ＳＧ） ６１ 第１の周波数カウンタ ６２ 第２の周波数カウンタ ６３ 第１のバンドバスフィルタ ６４ 第２のバンドパスフィルタ ２００ 音響光学波長可変フィルタ（ＡＯＴＦ） ３００ 全ファイバ構成音響光学素子 ４００ 複数本の周波数チャープ光発生系 ４０１ 周波数チャープ光源 ４０２ 光カプラ ４０３ 遅延素子
Claims (13)
- 【請求項１】所定周波数間隔にある少なくとも２つの又
は等周波数間隔にある複数本の周波数チャープ光を生成
するチャープ光生成手段と、 被測定光ファイバへ前記チャープ光生成手段により生成
された周波数チャープ光が伝搬された際に、その伝播前
後におけるチャープ光間で生じるビート信号の周波数変
化量を検出する周波数変化量検出手段と、 前記周波数変化量検出手段により検出された変化量に基
づいて、被測定光ファイバの群速度分散値を検出する群
速度分散検出手段とを備えた群速度分散測定装置。 - 【請求項２】前記チャープ光生成手段は、 周波数をシフトするための周波数シフト素子を有し、周
波数シフトされた回折光を帰還させて周波数チャープ光
を生成することを特徴とする請求項１に記載の群速度分
散測定装置。 - 【請求項３】前記チャープ光生成手段は、 利得媒質、励起光源、光結合器、及び、周波数シフト素
子をリング状に接続したリング共振器を有することを特
徴とする請求項１又は２に記載の群速度分散測定装置。 - 【請求項４】前記チャープ光生成手段は、 前記リング共振器内の光波が前記周波数シフト素子によ
り共振器周回毎に受ける周波数シフト量に等しい割合で
周波数が変化する周波数チャープ光を生成することを特
徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の群速度分散
測定装置。 - 【請求項５】前記チャープ光生成手段は、 バンドパスフィルタをさらに備え、 周波数チャープ光の発振波長を同調させることを特徴と
する請求項３又は４に記載の群速度分散測定装置。 - 【請求項６】前記チャープ光生成手段は、 周波数シフト素子として音響光学波長可変フィルタを用
い、その駆動周波数により発振波長を同調させることを
特徴とする請求項３又は４に記載の群速度分散測定装
置。 - 【請求項７】前記チャープ光生成手段は、 周波数シフト素子として媒体に光ファイバを用いた全フ
ァイバ構成の音響光学素子を用い、測定装置を全ファイ
バ構成にできることを特徴とする請求項３又は４に記載
の群速度分散測定装置。 - 【請求項８】前記チャープ光生成手段は、 時間に対して発振周波数がシフトするような周波数チャ
ープ光源と、 前記周波数チャープ光源を分岐し、一方の光に遅延を与
えた後、他方の光と結合する光分岐結合部とを備え、少
なくとも２つの周波数チャープ光を生成することを特徴
とする請求項１に記載の群速度分散測定装置。 - 【請求項９】前記周波数変化量検出手段は、 ビート信号のスペクトル波形を観測するスペクトル観測
手段と、 前記スペクトル観測手段により観測されたスペクトル波
形を近似することによりビート信号の中心周波数を検出
する中心周波数検出手段とを備え、 前記周波数変化量検出手段は、被測定光ファイバへの周
波数チャープ光の伝搬前後における中心周波数同士のず
れにより、ビート周波数の変化量を検出することを特徴
とする請求項１乃至８のいずれかに記載の群速度分散測
定装置。 - 【請求項１０】前記周波数変化量検出手段は、 周波数チャープ光の伝搬前のビート周波数を検出する第
１の検出手段と、 周波数チャープ光の伝搬後のビート周波数を検出する第
２の検出手段と、 前記第１又は第２の検出手段を切り替える切り替え手段
とを備え、 前記切り替え手段により切り替えることで、周波数チャ
ープ光の伝搬前後における中心周波数同士のずれを検出
することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載
の群速度分散測定装置。 - 【請求項１１】前記周波数変化量検出手段は、 被測定ファイバへの伝搬前及び伝播後における光の自己
ビート信号の中心周波数を測定する第１及び第２の周波
数カウンタを備えたことを特徴とする請求項１乃至１０
のいずれかに記載の群速度分散測定装置。 - 【請求項１２】所定周波数間隔にある少なくとも２つの
又は等周波数間隔にある複数本の周波数チャープ光を生
成するステップと、 被測定光ファイバへ前記生成するステップにより生成さ
れた周波数チャープ光を伝搬するステップと、 その伝播前後におけるチャープ光間で生じるビート信号
の周波数の変化量を検出するステップと、 検出された変化量に基づいて、被測定光ファイバの群速
度分散値を検出するステップとを含む群速度分散測定方
法。 - 【請求項１３】前記検出するステップは、 隣り合う又は複数離れた周波数成分間で生じるビート周
波数の変化量を検出することを特徴とする請求項１２に
記載の群速度分散測定方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042146A JP3631653B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 群速度分散測定装置および群速度分散測定方法 |
| EP00961192A EP1258718A4 (en) | 2000-02-21 | 2000-09-22 | DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE GROUP SPEED DISPERSION AND METHOD FOR MEASURING THE GROUP SPEED DISPERSION |
| US10/182,696 US6856723B1 (en) | 2000-02-21 | 2000-09-22 | Group velocity dispersion measuring device and group velocity dispersion measuring method |
| PCT/JP2000/006508 WO2001061302A1 (fr) | 2000-02-21 | 2000-09-22 | Dispositif de mesure de dispersion de vitesse de groupe et procede de mesure associe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000042146A JP3631653B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 群速度分散測定装置および群速度分散測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001228053A true JP2001228053A (ja) | 2001-08-24 |
| JP3631653B2 JP3631653B2 (ja) | 2005-03-23 |
Family
ID=18565258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000042146A Expired - Fee Related JP3631653B2 (ja) | 2000-02-21 | 2000-02-21 | 群速度分散測定装置および群速度分散測定方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6856723B1 (ja) |
| EP (1) | EP1258718A4 (ja) |
| JP (1) | JP3631653B2 (ja) |
| WO (1) | WO2001061302A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010271135A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光リフレクトメトリ測定方法及び光リフレクトメトリ測定装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005515642A (ja) * | 2002-01-19 | 2005-05-26 | スフェロン ヴィアール アクチエンゲゼルシャフト | 距離測定するための装置および方法 |
| US20040208523A1 (en) * | 2002-01-30 | 2004-10-21 | Tellabs Operations, Inc. | Swept frequency reflectometry using an optical signal with sinusoidal modulation |
| JP5227023B2 (ja) * | 2004-09-21 | 2013-07-03 | ディジタル シグナル コーポレイション | 生理学的機能を遠隔的にモニターするシステムおよび方法 |
| US7511824B2 (en) | 2005-02-14 | 2009-03-31 | Digital Signal Corporation | Chirped coherent laser radar system and method |
| EP1746403A1 (en) | 2005-07-19 | 2007-01-24 | Agilent Technologies, Inc. | Optical reflectometry analysis with a time-adjustment of partial responses |
| US7282698B2 (en) | 2005-09-08 | 2007-10-16 | Baker Hughes Incorporated | System and method for monitoring a well |
| WO2007070853A2 (en) | 2005-12-14 | 2007-06-21 | Digital Signal Corporation | System and method for tracking eyeball motion |
| US8081670B2 (en) * | 2006-02-14 | 2011-12-20 | Digital Signal Corporation | System and method for providing chirped electromagnetic radiation |
| KR100767722B1 (ko) | 2006-03-28 | 2007-10-17 | 한국과학기술연구원 | 초협대역 대역투과 필터 기반 광섬유 레이저 광원을 이용한마이크로파 신호 발생기 |
| US7577178B2 (en) * | 2007-01-23 | 2009-08-18 | Peter Dragic | Narrow linewidth injection seeded Q-switched fiber ring laser based on a low-SBS fiber |
| EP2399150B1 (en) | 2009-02-20 | 2020-10-07 | StereoVision Imaging, Inc. | System and method for generating three dimensional images using lidar and video measurements |
| DE102011122232A1 (de) | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Menlo Systems Gmbh | System zum Erzeugen eines Schwebungssignals |
| CN106768871A (zh) * | 2016-11-14 | 2017-05-31 | 河南师范大学 | 基于光开关激光拍频系统测量光纤色散的方法 |
| CN114370992B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-06-20 | 中山大学 | 一种微腔色散探测装置 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04285836A (ja) | 1991-03-13 | 1992-10-09 | Anritsu Corp | 光ファイバ伝送特性測定装置 |
| JP3131144B2 (ja) | 1996-03-29 | 2001-01-31 | 株式会社アドバンテスト | 偏波モード分散の測定装置 |
| JP3913856B2 (ja) * | 1997-08-28 | 2007-05-09 | 富士通株式会社 | 光パルス生成装置、分散測定装置、分散補償装置及び分散測定方法 |
| JP3394902B2 (ja) | 1998-02-20 | 2003-04-07 | アンリツ株式会社 | 波長分散測定装置及び偏波分散測定装置 |
| JP2000081374A (ja) | 1998-09-04 | 2000-03-21 | Hiromasa Ito | 波長分散測定方法および測定装置 |
| JP3221422B2 (ja) * | 1998-12-28 | 2001-10-22 | 日本電気株式会社 | 波長分散測定装置 |
| KR100337646B1 (ko) * | 1999-08-18 | 2002-05-23 | 오길록 | 광 펄스 파형 측정 장치 |
-
2000
- 2000-02-21 JP JP2000042146A patent/JP3631653B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-22 WO PCT/JP2000/006508 patent/WO2001061302A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2000-09-22 EP EP00961192A patent/EP1258718A4/en not_active Withdrawn
- 2000-09-22 US US10/182,696 patent/US6856723B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010271135A (ja) * | 2009-05-20 | 2010-12-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光リフレクトメトリ測定方法及び光リフレクトメトリ測定装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6856723B1 (en) | 2005-02-15 |
| JP3631653B2 (ja) | 2005-03-23 |
| EP1258718A4 (en) | 2003-05-21 |
| EP1258718A1 (en) | 2002-11-20 |
| WO2001061302A1 (fr) | 2001-08-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6850318B1 (en) | Polarization mode dispersion measuring device and polarization mode dispersion measuring method | |
| US5724126A (en) | Method for measuring distribution of zero dispersion wavelengths in an optical fiber and apparatus therefor | |
| JP3631653B2 (ja) | 群速度分散測定装置および群速度分散測定方法 | |
| US11402295B2 (en) | Optical fiber loss measurement device and optical fiber loss measurement method | |
| EP0754939B1 (en) | Optical fibre detecting device | |
| EP1016891B1 (en) | Optical pulse generation system for generating optical pulses having high duty ratio | |
| JP5148420B2 (ja) | 光ファイバ試験装置 | |
| CN114578319B (zh) | 一种用于自由空间气体遥感激光雷达的光纤激光器模块 | |
| JP5196962B2 (ja) | 光波レーダ装置 | |
| US8995796B2 (en) | System for generating a beat signal | |
| JP3307153B2 (ja) | レーザレーダ装置 | |
| CN114646941B (zh) | 一种用于相干激光雷达的电调脉冲激光器 | |
| JP3408789B2 (ja) | 後方散乱光の測定方法およびその装置 | |
| JP3152314B2 (ja) | 後方散乱光の測定方法およびその装置 | |
| JP2000081374A (ja) | 波長分散測定方法および測定装置 | |
| JP2972885B1 (ja) | 光ファイバ分散測定方法 | |
| JPH05322695A (ja) | 光パルス試験器 | |
| JP2002509612A (ja) | 波長測定システム | |
| JPH0331736A (ja) | 光ファイバの曲率分布測定方法および装置 | |
| JPH08334436A (ja) | 光ファイバの波長分散測定方法 | |
| JP2002090259A (ja) | 半導体レーザ光源装置及び光周波数領域反射測定装置 | |
| JPH1062570A (ja) | 遅延時間測定方法及び遅延時間測定装置 | |
| RU2214584C1 (ru) | Оптический бриллюэновский рефлектометр | |
| JPH0477641A (ja) | 光ファイバを用いた温度測定方法 | |
| JPH0472540A (ja) | 後方散乱光測定方式 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040921 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041101 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041130 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041217 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071224 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081224 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091224 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |