JP2003035600A

JP2003035600A - 偏光度を判定する方法およびシステム

Info

Publication number: JP2003035600A
Application number: JP2002187445A
Authority: JP
Inventors: John Eckert; ジョン・エッカート
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-27
Publication date: 2003-02-07
Also published as: US6549283B2; US20030007151A1

Abstract

(57)【要約】【課題】光の偏光度(DOP)を正確に判定することができ
るシステム及び方法を提供すること。【解決手段】偏光の分からない光源光を偏光コントローラに入
力する。偏光コントローラは光源光を複数の異なる偏光に変換
する。変換された偏光コントローラの出力を固定偏光子に入力
する。固定偏光子は、最大透過強度の変換された光源光
を所定の変換において光源光の伝搬軸と直交する方向に
通過させる。偏光子は、最小透過強度の変換された光源
光を前記最大透過強度の光が通過する変換と直交する変
換において通過させる。固定偏光子により変換され弁別
された光源光の出力を光波ハ゜ワーメータに入力し、強度を測
定する。変換され弁別された光源光の最大透過強度及び
最小透過強度を用いて光源のDOPを判定することができ
る。代替として、偏光コントローラによって少なくとも4つの
偏光変換を実施し、偏光コントローラの1/2波長板及び1/4波長
板を回転させる場合、ミュラー計算法を用いてDOPを判定す
ることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には未知の
偏光を有する光の偏光度の判定に関し、詳しくは、光波
パワーメータにおける偏光依存性を最小にすることによ
る偏光度の判定に関する。【０００２】【従来の技術】光は、伝播する電磁波である。光が特定
の固定面に位置する電界ベクトルをもつとき、その光
は、その特定の固定面において偏光されていると言われ
る。同一周波数を持つ２つの直交する偏光平面波は、偏
光された電界を発生する。光の偏光状態は、これらの２
つの光波の相対的な振幅および位相によって判定され
る。【０００３】例えば、太陽光などの偏光していない自然
光は、複数の不規則な配向の原子源であり、それぞれの
源が、わずか数十ナノ秒の偏光を発生させるような原子
源と概念付けられる。同じ周波数の電磁波を互いに重ね
合わせると、偏光された電磁波が生成される。例えば、
太陽などの自然光源によって非相関性の電磁波が連続的
に放射される場合、この自然光源によって放射される光
の偏光状態は、不規則に変化する。放射される光の偏光
状態の期間が知覚できる期間よりも短いとき、この光
は、偏光されていないと言われる。【０００４】光は、最も典型的には偏光と非偏光との混
合であるので、部分偏光と言われる。この部分的な偏光
のうちの数パーセントは、不規則ではない位相関係を有
している。光の偏光度（ＤＯＰ：Degree of polarizati
on）は、ＤＯＰ＝Ｉ_pol／（Ｉ_pol＋Ｉ_unpol）（１）と定義され、ここでＩ_polおよびＩ_unpolは、それぞれ偏
光成分と非偏光成分の測定された強度である。ＤＯＰ
は、偏光成分（Ｉ_unpol）と全体光（Ｉ_pol＋Ｉ_unpo _l）
との比である。ＤＯＰは、０から１までの範囲にある。
ＤＯＰは、パーセンテージで表されることもある。【０００５】直線偏光の光源のＤＯＰを測定したい場
合、直線偏光子を直線偏光の光路において回転させるこ
とができる。この直線偏光子の回転中、ある角度におい
て最大透過光強度が見つかる。最大透過光強度が得られ
た角度に直交する角度において、これに対応する最小透
過光強度が見つかる。光が１００％直線偏光されていれ
ば、最小透過光強度は０になり、ＤＯＰは１になる。し
かし、偏光子を回転させながら全く偏光されていないＤ
ＯＰを測定すると、伝達された光は、直線偏光子のすべ
ての向きについて同じ強度を示す。この場合、ＤＯＰは
０となる。【０００６】ほとんどの光は、完全に偏光された光や全
く偏光されていない光ではなく、その組み合わせであ
る。部分的に直線偏光された光を直線偏光子を通して伝
搬させ、直線偏光子を光の伝搬軸（光軸）の周りに回転
させると、部分的に直線偏光された光は、最大、およ
び、非ゼロの最小の透過強度を有する。最大透過強度お
よび非ゼロの最小の透過強度は、直線偏光子を光の伝搬
軸の周りに回転させる際に、互いに９０°だけずれた位
置になる。【０００７】この光の偏光されて伝搬される強度成分
は、次のようになり、Ｉ_pol＝Ｉ_max−Ｉ_min （２）この光の偏光されない強度成分は、次のようになる【０００８】Ｉ_min＝Ｉ_unpol／２（３）【０００９】従って、式２および式３を式１に代入する
と、ＤＯＰ＝（Ｉ_max−Ｉ_min）／（Ｉ_max＋Ｉ_min）（４）となる。【００１０】部分的な直線偏光のＤＯＰを測定する上述
の技術は、多数の光学のテキストに記載されている。し
かしながら、直線偏光は、楕円偏光の極めて特殊な例で
ある。もっとも一般的には、光は、部分的な楕円偏光で
ある。上述の測定技術は、光の偏光された成分が直線で
あることを必要とするので、光が部分的に楕円偏光され
ている場合には満足な結果が得られない。あらゆる偏光
状態についてＤＯＰを測定できるような、より一般的な
技術が求められている。【００１１】ミュラー計算法において、光のパワーおよ
び偏光は、光のストークスベクトルによって完全に定義
することができる。ストークスベクトル（Ｓ）は、４つ
のベクトル、即ちＳ₀、Ｓ₁、Ｓ₂およびＳ₃から成り、そ
れぞれ、強度、水平偏光成分、＋４５°偏光成分および
正しい円偏光成分を定義している。Ｓは、通常以下のよ
うな列ベクトルとして書かれる。【数１】いかなる光の偏光状態も、球の中心から球の表面を指す
ストークスベクトルによって、一意に表現することがで
きる。【００１２】例えば、波長板（例えば、リターダ）や偏
光子など、いかなる光学要素も、ミュラー行列と呼ばれ
る４×４行列によって表現することができる。以下に示
すのは、それぞれ、直線偏光子、１／４波長板および１
／２波長板に対するミュラー行列であり、光源の伝搬軸
を中心とする回転の関数になっている。【数２】直線偏光子（Ｍ_pol）は角度ｃだけ、１／４波長板（Ｍ
_qwp）は角度ｅだけ、および、１／２波長板（Ｍ_hwp）は
角度ｂだけ、光源の伝搬軸を中心としてその周りに回転
している。【００１３】ストークスベクトルＳ_inによって特徴付け
られる入射偏光波は、ミュラー行列Ｍ_deviceによって特
徴付けられる光学要素と相互に作用し、これによって生
じる光波は、次のように出力ストークスベクトルＳ_out
によって特徴付けることができる。【００１４】Ｓ_out＝Ｍ_device・Ｓ_in （９）【００１５】より一般的には、Ｓ_inによって表される入
射偏光波がＭ_n．．．．・Ｍ₃・Ｍ₂・Ｍ₁によって表され
る一連の光学要素に入射すると、一連の光学要素によっ
て変換された光を表すストークスベクトルＳ_outは、次
のように表される。【００１６】Ｓ_out＝Ｍ_n．．．．・Ｍ₃・Ｍ₂・Ｍ₁・Ｓ_in （１０）【００１７】偏光子は、基本的には、その偏光子の偏光
に一致する偏光状態をもつ光の最大透過強度を通過さ
せ、それに直交する偏光状態のとき光の最小透過強度を
通過させる弁別器として機能する。直線偏光子だけでな
く、楕円形偏光子および円形偏光子も知られている。【００１８】偏光子から生ずる光の強度は、一般に光波
パワーメータを用いて測定される。理想的な光波パワー
メータは、偏光依存性（ＰＤ：Polarization Dependanc
e）を持たず、また光波パワーメータの測定レンジ全域
にわたって完全な直線性を有している。未知の偏光の光
のＤＯＰを正確に測定するために重要なことの１つは、
異なる偏光状態を弁別する偏光子の能力にある。【００１９】直線偏光のＤＯＰを測定するためには、直
線偏光子は、光の伝搬軸を中心としてその周りに少なく
とも１８０°回転し、光の最小透過強度および最大透過
強度を捕捉できなければならない。しかし、偏光子を回
転させることは、問題を生じる。偏光子を回転させる
と、光波パワーメータは、複数の偏光状態の影響を受
け、光波パワーメータの偏光依存性（ＰＤ）に起因して
測定が不正確になる。ＰＤは、入力光源の偏光が光波パ
ワーメータに対して変化するにつれて変化するパワー損
失の作用である。以下の説明とともに添付の図面を参照
することによって、本発明の実施例をより完全に理解す
ることができるであろう。本発明の実施例は、添付の図
面を用いて説明される。【００２０】【発明が解決しようとする課題】多くのアプリケーショ
ンは、光のＤＯＰを非常に正確に判定することを必要と
する。例えば、ラマン増幅器には、非常に小さなＤＯＰ
の光が必要とされる。他のアプリケーションは、非常に
大きなＤＯＰ、あるいは、０と１の間の正確なＤＯＰを
必要とする。従って、上述したようなおよび他の欠点を
持たない未知の偏光をもつ光のＤＯＰを正確に測定する
方法およびシステムが、必要とされている。【００２１】【課題を解決するための手段】これらのおよび他の欠点
は、光波パワーメータの偏光依存性によって生じる測定
の不正確さを最小限にするとともに、光の偏光度（ＤＯ
Ｐ）を正確に判定するための方法およびシステムを提供
する本発明の実施例によって解決される。本発明の実施
例において、光源のＤＯＰを判定する方法は、光源光を
偏光状態に変換し、変換された光源光を弁別し、およ
び、変換され弁別された光源光の透過強度を測定する。
変換、弁別および測定する各ステップは、少なくとも１
回繰り返され、これにより複数の透過強度が測定され
る。ＤＯＰは、この複数の測定された透過強度のうちの
少なくとも２つに基づいて判定される。【００２２】本発明の他の実施例において、光源光のＤ
ＯＰを判定するシステムには、光源光の偏光状態を複数
の偏光状態に変換するように構成された偏光コントロー
ラと、変換された光源光を弁別するように構成された固
定の偏光子とが含まれる。また、このシステムには、変
換され弁別された光源光の透過強度を測定するように構
成された光波パワーメータと、変換され弁別された光源
光の複数の測定された透過強度のうちの少なくとも２つ
に基づいてＤＯＰを判定するための手段とが含まれる。【００２３】本発明の他の実施例において、光源光のＤ
ＯＰを判定する方法は、光源光を偏光状態に変換し、変
換された光源光を弁別し、変換され弁別された光源光の
透過強度を測定する。変換、弁別および測定するステッ
プは、少なくとも３回繰り返され、これにより少なくと
も４つの透過強度を測定する。ＤＯＰは、ミュラー計算
法を用いて少なくとも４つの測定された透過強度に基づ
いて判定される。【００２４】本発明の他の実施例において、光源光のＤ
ＯＰを判定するシステムには、光源光の偏光状態を少な
くとも４つの偏光状態に変換するように構成された偏光
コントローラと、変換された光源光を弁別するように構
成された固定の偏光子と、変換され弁別された光源光の
透過強度を測定するように構成された光波パワーメータ
とが含まれる。また、このシステムは、変換され弁別さ
れた光源光の少なくとも４つの測定された透過強度に基
づいてミュラー計算法を用いてＤＯＰを判定するための
手段も含む。【００２５】【発明の実施の形態】直線偏光された光のいかなる偏光
状態も、その光を以下のような回転可能な１／２波長板
Ｍ_hwp（α）を通して伝搬させることによって、直線偏
光の任意の他の状態へ変換することができる。【００２６】Ｓ_lpol＝Ｍ_hwp（α）・Ｓ_in （１１）【００２７】１／２波長板（Ｓ_lpol）を出た光波は、次
いでＭ_lpolで表される固定の直線偏光子を通過し、固定
の直線偏光子（Ｓ_out）による光出力の透過強度は、光
波パワーメータによって以下のように測定される。【００２８】Ｓ_out＝Ｍ_lpol・Ｓ_lpol （１２）【００２９】Ｓ_out＝Ｍ_lpol・Ｍ_hwp（α）・Ｓ_in （１３）【００３０】１／２波長板をαだけ回転させると、光波
パワーメータを用いて固定の直線偏光子による光出力の
最小透過強度及び最大透過強度を測定することができ、
これらの測定値からＤＯＰを判定することができる。こ
の技術を用いてＤＯＰを判定すると、光波パワーメータ
は単一の偏光状態にしか影響を受けなくなるので、光波
パワーメータのＰＤによってＤＯＰの測定が不正確にな
ることがない。【００３１】いかなる偏光状態に対してもＤＯＰを測定
するためには、他の変換が必要とされる。いかなる偏光
状態の楕円偏光（Ｓ_epol）も、以下に示すような１／４
波長板Ｍ_qwp（β）を通過させることによって、特定の
偏光状態の直線偏光（Ｓ_lpol）に変換することができ
る。ここで、１／４波長板は、入射光波の伝搬軸の周り
に、βだけ回転され、直線偏光子は、δだけ回転される
ものとする。【００３２】Ｓ_lpol＝Ｍ_qwp（β）・Ｓ_epol （１４）【００３３】Ｓ_out＝Ｍ_lpol（δ）・Ｍ_qwp（β）・Ｓ_epol （１５）【００３４】光波が直線偏光状態に変換された後、直線
偏光子を回転させて最小透過強度及び最大透過強度を見
つけ、これらを測定して記録し、これらの最小透過強度
及び最大透過強度からＤＯＰを判定することができる。
しかし、上述のように、直線偏光子の回転は、ＤＯＰ測
定にＰＤを生じさせて不正確にする。【００３５】代替として、直線偏光子は一定の姿勢にし
たまま、１／２波長板Ｍ_hwpを光波路に挿入して回転さ
せ、直線偏光の状態を変換することもできる。ＤＯＰ
は、記録された最小透過強度及び最大透過強度から以下
のように計算することができる。ここで、１／２波長板
は、αだけ回転され、直線偏光子は、実質的に固定され
た状態を保ち、１／４波長板は、βだけ回転されるもの
とする。【００３６】Ｓ_out＝Ｍ_lpol・Ｍ_qwp（β）・Ｍ_hwp（α）・Ｓ_in （１６）【００３７】直線偏光子が上述のように実質的に固定さ
れた状態に保たれる場合、単一の偏光状態の光が光波パ
ワーメータに伝達されるので、これによって、光波パワ
ーメータからＤＯＰ測定の不正確さを排除することがで
きる。従って、いかなる光源のＤＯＰも、ＰＤを最小に
して測定することができる。１／２波長板と１／４波長
板との組み合わせは、波長板を回転させることによっ
て、光源のいかなる偏光状態も、任意の所望の出力偏光
状態に変換することができる。直線偏光子は弁別器とし
て機能し、光が直線偏光子と同じ偏光をもつときに最大
透過強度で光を通過させ、直線偏光子が光の偏光と直交
しているときに最小透過強度で光を通過させる。偏光コ
ントローラは、いかなる入力偏光状態も任意の出力偏光
状態に変換することができる。従って、本明細書には、
説明のために固定の直線偏光子が時々記載されるが、本
発明の原理に従って、固定の偏光子には任意の（例え
ば、直線、円あるいは楕円の）固定の偏光子を用いるこ
とができる。【００３８】図１は、回転可能な１／２波長板と１／４
波長板とを備えた偏光コントローラを用いる本発明の実
施例のブロック図である。システム１００は、偏光コン
トローラ１０４に入力される光源光１０２を備えてい
る。偏光コントローラ１０４は、回転可能な１／２波長
板１０６と回転可能な１／４波長板１０８とを備えてい
る。光源光１０２は、まず回転可能な１／２波長板１０
６に遭遇して次に回転可能な１／４波長板１０８に遭遇
するように描かれているが、この回転可能な１／２波長
板１０６及び回転可能な１／４波長板１０８は本発明の
原理に従って逆の順序に配置することもでき、すなわ
ち、光源光１０２が、まず１／４波長板１０８に遭遇し
て次に回転可能な１／２波長板１０６に遭遇するように
構成することもできる。１／２波長板１０６および１／
４波長板１０８がいずれも回転可能であるので、光源光
１０２の偏光状態は、その偏光状態に関わらず、１／２
波長板１０６の回転と１／４波長板１０８の回転とによ
って、任意の偏光状態に変換することができる。【００３９】本発明の実施例において、回転可能な１／
２波長板１０６および回転可能な１／４波長板１０８
は、それぞれ複数の位置に回転される。これらの複数の
位置によって、複数の偏光をもつ変換された光が生じ
る。変換された光源光１１０は、偏光コントローラ１０
４を出た後、固定の偏光子１１２に遭遇する。弁別器
（あるいはフィルタ）として機能する固定の偏光子１１
２は、実質的に固定の位置に保たれ、特定の変換におい
て最大透過強度の偏光を通過させ、前記最大透過強度の
偏光が通過する角度に対して直交する変換において最小
透過強度の光を通過させるようになっている。【００４０】変換された光１１０が固定の偏光子１１２
を通過した後、変換されて弁別された光１１４がそこか
ら生じ、光波パワーメータ１１６に入力される。光波パ
ワーメータ１１６は、変換されて弁別された光１１４の
透過強度を測定する。本発明の実施例においては、光波
パワーメータ１１６を用いて、変換されて弁別された光
１１４の最大透過強度および最小透過強度を測定し、こ
れらを用いて光源光１０２のＤＯＰを判定する。【００４１】本発明の他の実施例において、回転可能な
１／２波長板１０６および回転可能な１／４波長板を既
知の角度だけ回転させることによって、光源光１０２の
少なくとも４つの変換が実施される。その後、変換され
た光１１０を固定の偏光子１１２によって弁別し、光源
光１０２の少なくとも４つの偏光変換のそれぞれについ
て、変換されて弁別された光１１４の透過強度を光波パ
ワーメータ１１６によって測定する。ＤＯＰは、これら
少なくとも４つの変換、対応する波長板１０６，１０８
の既知の回転角度、および、これらに対応する透過強度
から、ミュラー計算法を用いて判定する。【００４２】図２は、調節可能な４ループ偏光コントロ
ーラを用いた本発明による実施例のブロック図である。
システム２００は、光源光１０２、調節可能な４ループ
偏光コントローラ２０２、固定の偏光子２０４および光
波パワーメータ１１６を含んでいる。図１について説明
したのと同様のやり方で、光源光１０２は、偏光コント
ローラ２０２に入力される。偏光コントローラ２０２
は、光源光１０２の偏光状態を複数の偏光状態に変換す
るために用いられる。【００４３】偏光コントローラ２０２を出ると、変換さ
れた光源光２０６が、固定の偏光子２０４に入力され
る。弁別器として機能する固定の偏光子２０４は、実質
的に固定され、特定の変換において、固定の偏光子２０
４から最大透過強度の変換されて弁別された光２０８が
生ずる。最大透過強度の光が通過するときの角度に対し
て直交する変換において、最小透過強度の光が固定の偏
光子２０４を通過する。【００４４】固定の偏光子２０４を出ると、変換されて
弁別された光源光２０８は、光波パワーメータ１１６に
入力され、変換されて弁別された光源光２０８の透過強
度が測定される。光源光１０２のＤＯＰは、変換されて
弁別された光源光２０８の測定された最大透過強度及び
最小透過強度を用いて判定される。【００４５】調節可能な４ループ偏光コントローラ２０
２では、回転可能な１／２波長板１０６の既知の角度お
よび回転可能な１／４波長板１０８の既知の角度に相当
するものを決めることができないので、４ループ偏光コ
ントローラ２０２に関しては、ミュラー計算法を用いて
光源光１０２のＤＯＰを判定することができない。調節
可能な４ループ偏光コントローラ２０２を用いる場合、
光源光１０２のＤＯＰは、光波パワーメータ１１６によ
って測定された最大透過強度及び最小透過強度を用いて
判定することができる。【００４６】また、図２に関連して示されているのは、
光源光１０２の透過強度を測定する第２の光波パワーメ
ータ２１０である。光波パワーメータ２１０は、例え
ば、ファイバカプラ２１２を介して光源光１０２に接続
することができる。光波パワーメータ２１０は、光源光
１０２の透過強度の変動を考慮し、光源光の変動が光源
光１０２のＤＯＰの判定に誤差を生じさせないようにす
るために用いることができる。【００４７】例えば、光源光１０２のパワー変動によっ
て、光波パワーメータ１１６において変換されて弁別さ
れた光源光２０８の最大透過強度と最小透過強度との間
に変動が生じる場合、これらの変動を、光波パワーメー
タ２１０によって検出し、変換されて弁別された光源光
２０８の最大強度および最小強度を正常化することによ
って、変動を考慮することができる。しかしながら、光
源光１０２は一定のパワーを示すことが多いので、光波
パワーメータ２１０の使用はそれほど必要ではない。光
波パワーメータ２１０およびファイバカプラ２１２は、
図１に示されるシステム１００にも同様に用いることが
できる。【００４８】例えば、偏光コントローラ１０４，２０２
などの偏光コントローラは、光の偏光状態を変換するた
めに普通に用いることができる。もっとも一般的なタイ
プは、波長板およびファイバループ型の偏光コントロー
ラであるが、本発明の原理に従って他のタイプの偏光コ
ントローラを用いることもできる。偏光の分からない光
源のＤＯＰを測定するために、偏光コントローラは、そ
の光の偏光状態を偏光子の偏光状態に変換するように設
定され、光波パワーメータにおいて理論上最大透過強度
を発生させるように設定される場合がある。最大透過強
度の測定の後、次いで偏光コントローラは、最大透過強
度が検出された状態に対して理論上直交する状態になる
ように設定される。直交する状態において、見つかった
最小透過強度が測定される。そして、最小透過強度およ
び最小透過強度の測定値からＤＯＰが計算される。しか
しながら、この手順は、前もって光源の偏光を知ってい
る必要があり、これが未知であるので、不可能である。
そのため、光源の偏光を判定する必要がある。上述の問
題を解決してＤＯＰを判定するため、代わりに、偏光コ
ントローラは、光波パワーメータで透過強度を測定しつ
つ、複数の偏光変換を走査するように設定することがで
きる。【００４９】図３は、図１に示された本発明の実施例の
ブロック図である。システム３００は、例えば、Ａｇｉ
ｌｅｎｔ８１６９Ａ偏光コントローラである偏光コント
ローラ３０２、および、例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ８１６
３５Ａパワーセンサを備えたＡｇｉｌｅｎｔ８１６４Ａ
メインフレームコンピュータであるパワーセンサを備え
たメインフレームコンピュータ３０４を含む。光源光１
０２は、偏光コントローラ３０２の１／２波長板１０６
あるいは１／４波長板１０８のいずれかである波長板入
力３０６に接続されている。偏光コントローラ３０２の
波長板入力３０６は、図１における１／２波長板あるい
は１／４波長板のいずれかに対応している。明確に図示
されてはいないが、偏光コントローラ３０２は、１／２
波長板および１／４波長板の両方を含み、これらは、そ
れぞれ１／２波長板１０８および１／４波長板１０６に
対応している。【００５０】特定の位置に固定されている偏光子ポート
３０８は、パワーセンサを備えたメインフレームコンピ
ュータ３０４のセンサ入力３１０に接続されている。パ
ワーセンサを備えたメインフレームコンピュータ３０４
は、光波パワーメータ１１６に対応するものであって、
センサ入力３１０に入力された最大透過強度及び最小透
過強度を測定および記録し、これらからＤＯＰを判定す
るために用いることのできるコンピュータも含んでい
る。さらに、パワーセンサを備えたメインフレームコン
ピュータ３０４を用いて、少なくとも４つの測定された
透過強度と、これらに対応する１／２波長板１０６また
は１／４波長板１０８の回転とを記録し、これらからＤ
ＯＰを判定するために必要なミュラー計算法を実施する
こともできる。パワーセンサを備えたメインフレームコ
ンピュータ３０４が図示されているが、本発明の原理に
従い、当業者にとって良く知られている汎用コンピュー
タを用いて必要な計算を実施して、光源光１０２のＤＯ
Ｐを判定することもできる。【００５１】図４は、図２に示された本発明の実施例の
具体例のブロック図である。システム４００は、例え
ば、Ａｇｉｌｅｎｔ１１８９６Ａ偏光コントローラであ
る偏光コントローラ４０２、固定の偏光子４０４およ
び、例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ８１６３５Ａパワーセンサ
を備えたＡｇｉｌｅｎｔ８１６４Ａメインフレームコン
ピュータであるパワーセンサを備えたメインフレームコ
ンピュータ３０４を含む。Ａｇｉｌｅｎｔ１１８９６Ａ
ファイバループ偏光コントローラは、４ループの単一モ
ードファイバのストレス（外力）に基づく複屈折による
偏光遅延（すなわち、変換）を行う。４ループがその範
囲にわたって回転されるので、複数の偏光変換が発生す
る。偏光コントローラ４０２は、図２の偏光コントロー
ラ２０２に対応している。【００５２】光源光１０２は、偏光コントローラ４０２
の入力ポート４０６に入力される。偏光コントローラ４
０２の出力ポート４０８は、固定の偏光偏光子２０４に
対応する固定の偏光子４０４に接続されている。固定の
偏光子４０４の出力は、パワーセンサを備えたメインフ
レームコンピュータ３０４のセンサ入力３１０に接続さ
れている。図３に関連して述べたように、パワーセンサ
を備えたメインフレームコンピュータ３０４は、変換さ
れて弁別された光源光２０８の最大透過強度および最小
透過強度を記録し、これらからＤＯＰを判定するために
用いられる。【００５３】Ａｇｉｌｅｎｔ１１８９６ＡおよびＡｇｉ
ｌｅｎｔ８１６９Ａなど、市販の偏光コントローラは、
複数の偏光変換を走査できるような内蔵機能を有してい
る。測定時間は、偏光コントローラが十分な数の状態を
カバーするために要する時間に依存している。偏光コン
トローラは、一定の総パワーを維持しつつ光源光の複数
の偏光状態の変換を可能にするので、光学的な試験系の
重要な構成体である。【００５４】好ましい実施例において、光波パワーメー
タは、偏光コントローラの走査速度に遅れないくらい十
分な速度を持っていなければならない。偏光状態の変化
が光波パワーメータに対して速すぎて偏光コントローラ
と同じ速度を保てない場合、光波パワーメータは、捕捉
時間にわたって平均したパワーを返そうとする。これは
特に、最小透過強度を求めているときに、変化速度がほ
とんど常に最大になるので、問題となる。高いＤＯＰ測
定値に対しては、光波パワーメータの直線性が直接ＤＯ
Ｐ測定の不正確性に影響を及ぼすので、重要とされる。
低いＤＯＰ測定値に対しては、光波パワーメータの非直
線性による影響は、０に近づく傾向にある。【００５５】ＤＯＰ判定の精度は、最小透過強度及び最
大透過強度を見つけて正確に測定するシステムの能力に
よって決まる。Ｉ_maxおよびＩ_minを見つけることは、偏
光コントローラの走査時間および走査速度に依存してい
る。最大走査速度は、光波パワーメータの捕捉時間によ
って決まる。走査速度が速過ぎると、光波パワーメータ
がパワーを平均化してしまうので、最小強度を見つけら
れない。所望の測定値を正確に求めるため、走査時間
は、偏光コントローラが十分な変換状態を走査するくら
い十分に長くなければならない。【００５６】ここまで、入手しやすい機器を用いて、か
つ、偏光状態変換特性、偏光コントローラおよび偏光子
を用いて、最小透過強度および最大透過強度を含む変換
された光源光の偏光の状態を弁別するためのＤＯＰの測
定を可能にするシステム及び方法を説明してきた。一定
の偏光を光波パワーメータに供給することによって、Ｄ
ＯＰ測定の精度からＰＤを排除することができる。【００５７】本発明の実施例を添付の図面とともに例示
・説明してきたが、本発明は、開示した実施例に限定さ
れるものではなく、特許請求の範囲に規定する本発明か
ら逸脱することなく多数の構成、修正および置換を行い
得るものであることは、明らかであろう。【００５８】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。１．光源光(102）の偏光度（ＤＯＰ）を判定するための
方法であって、光源光(102）を偏光状態に変換するステ
ップと、変換された光源光(110,206)を弁別するステッ
プと、変換され弁別された光源光(114,208）の透過強度
を測定するステップと、前記変換するステップ、前記弁
別するステップおよび前記測定するステップを少なくと
も１回繰り返し、これによって複数の測定された透過強
度を生成するステップと、前記複数の測定された透過強
度のうちの少なくとも２つに基づいて前記ＤＯＰを判定
するステップと、からなる方法。２．前記判定するステップは、前記複数の測定された透
過強度のうちの最大値および最小値を用いることを含
む、項番１の方法。３．前記変換するステップは、偏光コントローラ(104,2
02)を使用することを含む、項番２の方法。４．前記偏光コントローラ(104)が１／２波長板(106)お
よび１／４波長板(108）を含み、前記判定するステップ
がミュラー計算法の使用を含む、項番３の方法。５．前記変換するステップは、前記偏光コントローラ(1
04)の１／２波長板(106)を回転させるステップと、前記
偏光コントローラ(108)の１／４波長板(108)を回転させ
るステップと、を含む、項番３の方法。６．前記変換するステップは、前記偏光コントローラ(1
04)の１／４波長板(108)を回転させるステップと、前記
偏光コントローラ(104)の１／２波長板(106)を回転させ
るステップと、を含む、項番３の方法。７．前記複数の測定された透過強度は、前記１／２波長
板(106)および前記１／４波長板(108)の複数の回転位置
の組み合わせによって生成される、項番５の方法。８．前記複数の測定された透過強度は、前記１／２波長
板(106)および前記１／４波長板(108)の複数の回転位置
の組み合わせによって生成される、項番６の方法。９．前記変換された光源光(110,206)を弁別するステッ
プは固定の偏光子によって実施される、項番３の方法。１０．前記偏光コントローラ(104,202)は、ファイバル
ープに基づく偏光コントローラ(202)である、項番３の
方法。１１．前記変換するステップは、複数のファイバループ
のストレスに基づく複屈折を利用することを含む、項番
１０の方法。１２．前記変換された光源光(110,206)を弁別するステ
ップは、固定の偏光子によって実施される、項番１１の
方法。１３．前記測定するステップは、光波パワーメータ(11
6)を用いて実施される項番１の方法。１４．前記固定の偏光子(112,204)は、変換され弁別さ
れた光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力する、項
番９の方法。１５．前記固定の偏光子(112,204)は、変換され弁別さ
れた光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力する、項
番１２の方法。１６．光源光(102)の偏光度（ＤＯＰ）を判定するため
のシステムであって、光源光(102)の偏光状態を複数の
偏光状態に変換する偏光コントローラ(104,202)と、変
換された光源光(110,206)を弁別する固定の偏光子(112,
204)と、変換され弁別された光源光(114,208)の透過強
度を測定する光波パワーメータ(116)と、前記変換され
弁別された光源光(114,208)の複数の測定された透過強
度のうちの少なくとも２つに基づいて前記ＤＯＰを判定
するための手段と、からなるシステム。１７．前記複数の測定された透過強度が最大値および最
小値を含み、該最大値および最小値が前記判定する手段
によって使用される、項番１６のシステム。１８．前記偏光コントローラ(104,202)は、ファイバル
ープに基づく偏光コントローラ(202)である、項番１７
のシステム。１９．前記偏光コントローラ(104,202)は、回転可能な
１／４波長板(108)及び回転可能な１／２波長板(106)を
含む、項番１６のシステム。２０．前記光源光(102)の透過強度を測定する第２の光
波パワーメータをさらに含む、項番１６のシステム。２１．前記光源光(102)を受光し、該光源光(102)を前記
第２の光波パワーメータに入力するファイバカプラをさ
らに含む、項番２０のシステム。２２．前記ＤＯＰを判定する際に、前記光源光(102)の
透過強度の変動を考慮するための手段をさらに含む、項
番２１のシステム。２３．前記複数の測定された透過強度は、前記１／２波
長板(106)及び前記１／４波長板(108)の複数の回転位置
の組み合わせによって生成される、項番１９のシステ
ム。２４．前記固定の偏光子(112,204)は、前記変換され弁
別された光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力す
る、項番１６のシステム。２５．前記複数の測定された透過強度は、複数のファイ
バループのストレスに基づく複屈折を介して生成され
る、項番１８のシステム。２６．光源光(102)の偏光度（ＤＯＰ）を判定するため
の方法であって、光源光(102)を偏光状態に変換するス
テップと、変換された光源光(110,206)を弁別するステ
ップと、変換され弁別された光源光(114,208)の透過強
度を測定するステップと、前記変換するステップ、弁別
するステップおよび測定するステップを少なくとも３回
繰り返し、これによって少なくとも４つの測定された透
過強度を生成するステップと、前記少なくとも４つの測
定された透過強度に基づき、ミュラー計算法を用いて前
記ＤＯＰを判定するステップと、からなる方法。２７．前記偏光状態を変換するステップは、偏光コント
ローラ(104,202)を使用することを含む、項番２６の方
法。２８．前記偏光状態を変換するステップは、前記偏光コ
ントローラ(104,202)の１／２波長板(106)を既知の角度
に回転させることと、前記偏光コントローラ(104,202)
の１／４波長板(108)を既知の角度に回転させること
と、を含む、項番２７の方法。２９．前記偏光状態を変換するステップは、前記偏光コ
ントローラ(104,202)の１／４波長板(108)を既知の角度
に回転させることと、前記偏光コントローラ(104,202)
の１／２波長板(106)を既知の角度に回転させること
と、を含む、項番２７の方法。３０．前記変換された光源光(110,206)を弁別するステ
ップは、固定の偏光子(112,204)を用いて実施される、
項番２８の方法。３１．前記変換された光源光(110,206)を弁別するステ
ップは、固定の偏光子(112,204)を用いて実施される、
項番２９の方法。３２．前記測定するステップは、光波パワーメータ(11
6)を用いて実施される、項番２６の方法。３３．前記固定の偏光子(112,204)は、前記変換され弁
別された光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力す
る、項番３０の方法。３４．前記固定の偏光子(112,204)は、前記変換され弁
別された光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力す
る、項番３２の方法。３５．光源光(102)の偏光度（ＤＯＰ）を判定するため
のシステムであって、光源光(102)の偏光状態を少なく
とも４つの偏光状態に変換する偏光コントローラ(104,2
02)と、変換された光源光(110,206)を弁別する固定の偏
光子(112,204)と、変換され弁別された光源光(114,208)
の透過強度を測定する光波パワーメータ(116)と、前記
変換され弁別された光源光(114,208)の前記少なくとも
４つの測定された透過強度に基づき、ミュラー計算法を
用いて前記ＤＯＰを判定するための手段と、からなるシ
ステム。３６．前記偏光コントローラ(104,202)は、回転可能な
１／４波長板(108)及び回転可能な１／２波長板(106)を
含む、項番３５のシステム。３７．前記光源光(102)の透過強度を測定する第２の光
波パワーメータ(210)をさらに含む、項番３５のシステ
ム。３８．前記光源光(102)を受光し、該光源光(102)を前記
第２の光波パワーメータ(210)に入力するファイバカプ
ラ(212)をさらに含む、項番３７のシステム。３９．前記ＤＯＰを判定する際に、前記光源光(102)の
透過強度の変動を考慮するための手段をさらに含む、項
番３８のシステム。４０．前記固定の偏光子(112,204)は、前記変換され弁
別された光源光(114,208)を一定の偏光状態で出力す
る、項番３５のシステム。４１．光源光(102)の偏光度（ＤＯＰ）を判定するため
の方法であって、複数の選択可能な偏光状態を選択する
ステップと、選択可能な偏光状態のそれぞれについて、
前記光源光(102)を前記選択可能な偏光状態の光に変換
し、前記選択可能な偏光状態の光をフィルタして固定偏
光状態の光を生成し、前記固定偏光状態の光の強度を測
定して強度測定値を得るステップと、前記ＤＯＰを前記
複数の選択可能な偏光状態について取得された前記強度
測定値の関数として判定するステップと、からなる方
法。４２．前記選択するステップにおいて、前記選択可能な
偏光状態のそれぞれは、１／２波長板(106)および１／
４波長板(108)からなる集合から選択された１以上の光
学要素の向きを変更することによって選択される、項番
３５の方法。【００５９】【発明の効果】本発明は、上記のように構成することに
よって、光の偏光度（ＤＯＰ）を非常に正確に判定する
システムおよび方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】【図１】回転可能な１／２波長板と１／４波長板を含む
偏光コントローラを用いる本発明の実施例のブロック図
である。【図２】調節可能な４ループ偏光コントローラを用いる
本発明の実施例のブロック図である。【図３】図１に示される本発明の実施例における具体例
のブロック図である。【図４】図２に示される本発明の実施例における具体例
のブロック図である。【符号の説明】１０２光源光１０４、２０２偏光コントローラ１０６１／２波長板１０８１／４波長板１１０変換された光源光１１２、２０４固定の偏光子１１４変換されて弁別された光源光１１６光波パワーメータ２０６変換された光源光２０８変換されて弁別された光源光２１０第２の光波パワーメータ２１２ファイバカプラＤＯＰ偏光度

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョン・エッカートアメリカ合衆国ニューヨーク州13030，ブリッジポート，ノース・ロード・9047

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】光源光(102）の偏光度（ＤＯＰ）を判定す
るための方法であって、光源光(102）を偏光状態に変換するステップと、変換された光源光(110,206)を弁別するステップと、変換され弁別された光源光(114,208）の透過強度を測定
するステップと、前記変換するステップ、前記弁別するステップおよび前
記測定するステップを少なくとも１回繰り返し、これに
よって複数の測定された透過強度を生成するステップ
と、前記複数の測定された透過強度のうちの少なくとも２つ
に基づいて前記ＤＯＰを判定するステップと、からなる方法。