JP2003149083A - 波長分散測定法及び装置 - Google Patents
波長分散測定法及び装置Info
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- JP2003149083A JP2003149083A JP2002247902A JP2002247902A JP2003149083A JP 2003149083 A JP2003149083 A JP 2003149083A JP 2002247902 A JP2002247902 A JP 2002247902A JP 2002247902 A JP2002247902 A JP 2002247902A JP 2003149083 A JP2003149083 A JP 2003149083A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバなどの光素子の群速度分散を直接測
定する。 【解決手段】光源からの出射光を光ＳＳＢ変調すると共
に、側波帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替える
ことで得られた変調光を測定対象に注入し、該測定対象
を通過して受信された信号の位相変調成分を測定するこ
とで波長分散を測定する。光ＳＳＢ変調部は、位相変調
器とマッハツェンダ強度変調器を有しており、位相変調
器に入力される位相遅延された信号に、±の電圧が等し
い矩形波を掛け合わせて、その位相を１８０度変化させ
ることで、側波帯の上下切り替えを行なう。
定する。 【解決手段】光源からの出射光を光ＳＳＢ変調すると共
に、側波帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替える
ことで得られた変調光を測定対象に注入し、該測定対象
を通過して受信された信号の位相変調成分を測定するこ
とで波長分散を測定する。光ＳＳＢ変調部は、位相変調
器とマッハツェンダ強度変調器を有しており、位相変調
器に入力される位相遅延された信号に、±の電圧が等し
い矩形波を掛け合わせて、その位相を１８０度変化させ
ることで、側波帯の上下切り替えを行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバ等の光
学素子の波長分散測定に関するものである。
学素子の波長分散測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】群速度分散（ＧＶＤ、波長分散）とは、
光が進む速度が周波数（波長）によって異なる現象であ
る。波長分散を有する光素子中を光パルスが伝搬する
と、光パルスを構成する光周波数成分ごとに速度が異な
るため、光素子を伝搬するにつれて波形が歪み、パルス
幅が広がっていく。光通信システムにおいては、分散に
よる波形歪みやパルス幅広がりが伝送速度を制限するた
め、光通信システムを設計・構築する上で分散を正確に
評価する技術は非常に重要である。特に長距離大容量通
信において波形歪みは主要な制約要因となっており、高
品質の伝送システムを設計するためには群速度分散を高
精度に測定する必要がある。
光が進む速度が周波数（波長）によって異なる現象であ
る。波長分散を有する光素子中を光パルスが伝搬する
と、光パルスを構成する光周波数成分ごとに速度が異な
るため、光素子を伝搬するにつれて波形が歪み、パルス
幅が広がっていく。光通信システムにおいては、分散に
よる波形歪みやパルス幅広がりが伝送速度を制限するた
め、光通信システムを設計・構築する上で分散を正確に
評価する技術は非常に重要である。特に長距離大容量通
信において波形歪みは主要な制約要因となっており、高
品質の伝送システムを設計するためには群速度分散を高
精度に測定する必要がある。
【０００３】これまでに、分散を測定するための方法と
して位相遅延を測定する方法、群遅延時間を測定する方
法など幾つかの方法が提案されている。これらは測定対
象を光が通過する位相遅延・群遅延時間を光の波長を変
えて測定し、波長で微分することにより群速度分散を算
出するものである。
して位相遅延を測定する方法、群遅延時間を測定する方
法など幾つかの方法が提案されている。これらは測定対
象を光が通過する位相遅延・群遅延時間を光の波長を変
えて測定し、波長で微分することにより群速度分散を算
出するものである。
【０００４】これらの手法は、位相遅延・群遅延時間が
正確に測定できる場合は有効であるが、長尺の光ファイ
バのように測定対象の長さが変化するような場合は、遅
延時間自体が擾乱を受けるため精度が著しく落ちる。ま
た、波長による微分によって群速度分散を求めるので、
零分散近傍のように波長を変化させても群遅延時間が大
きく変化しないような領域や、波長分解能を高くした場
合などは擾乱の影響は大きくなる。
正確に測定できる場合は有効であるが、長尺の光ファイ
バのように測定対象の長さが変化するような場合は、遅
延時間自体が擾乱を受けるため精度が著しく落ちる。ま
た、波長による微分によって群速度分散を求めるので、
零分散近傍のように波長を変化させても群遅延時間が大
きく変化しないような領域や、波長分解能を高くした場
合などは擾乱の影響は大きくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな従来の波長分散測定手段における欠点を解決するべ
く創案されたものであって、外部環境の変化による群遅
延時間のドリフトの影響を受けることがなく高精度に分
散を測定することができる波長分散測定法を提供するこ
とを目的とするものである。
うな従来の波長分散測定手段における欠点を解決するべ
く創案されたものであって、外部環境の変化による群遅
延時間のドリフトの影響を受けることがなく高精度に分
散を測定することができる波長分散測定法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採用した技術手段は、光源からの出射光を片
側波帯変調すると共に、側波帯を上側波帯、下側波帯へ
と交互に切り替えることで得られた変調光を測定対象に
注入し、該測定対象を通過して受信された信号の位相変
調成分を測定することで波長分散を測定することを特徴
とするものである。
に本発明が採用した技術手段は、光源からの出射光を片
側波帯変調すると共に、側波帯を上側波帯、下側波帯へ
と交互に切り替えることで得られた変調光を測定対象に
注入し、該測定対象を通過して受信された信号の位相変
調成分を測定することで波長分散を測定することを特徴
とするものである。
【０００７】本明細書において、片側波帯変調とは、搬
送波を有すると共に一方の側波帯を完全にあるいは部分
的に抑圧するような変調を意味するという広義で用いて
おり、光ＳＳＢ変調のみならず光ＶＳＢ変調も含む。但
し、搬送波抑圧光ＳＳＢ変調は含まない。光ＶＳＢ変調
の場合は、残留側波帯成分が存在しない周波数領域を受
信側で抽出することで、分散値を検出することができ
る。
送波を有すると共に一方の側波帯を完全にあるいは部分
的に抑圧するような変調を意味するという広義で用いて
おり、光ＳＳＢ変調のみならず光ＶＳＢ変調も含む。但
し、搬送波抑圧光ＳＳＢ変調は含まない。光ＶＳＢ変調
の場合は、残留側波帯成分が存在しない周波数領域を受
信側で抽出することで、分散値を検出することができ
る。
【０００８】光ＳＳＢ変調等の片側波帯変調において上
下側波帯を交互に切り替えると、受信信号において位相
のジャンプが起こる。このジャンプ量は群速度分散に比
例する。したがって、受信信号における位相変調成分か
ら群速度分散を直接測定することができる。本発明によ
れば、位相シフト法における波長刻みに相当する量を電
気のシンセサイザで制御することができ、ＧＶＤを高精
度に測定することができる。
下側波帯を交互に切り替えると、受信信号において位相
のジャンプが起こる。このジャンプ量は群速度分散に比
例する。したがって、受信信号における位相変調成分か
ら群速度分散を直接測定することができる。本発明によ
れば、位相シフト法における波長刻みに相当する量を電
気のシンセサイザで制御することができ、ＧＶＤを高精
度に測定することができる。
【０００９】このような手法で群速度分散を測定するた
めには、側波帯を切り替えた時に、光ＳＳＢ変調部等の
片側波帯変調部において位相のジャンプが生じないよう
にすることが必要である。光ＳＳＢ変調部で位相のジャ
ンプが起こると、変調指数にオフセットが生じて群速度
分散の測定ができなくなるからである。
めには、側波帯を切り替えた時に、光ＳＳＢ変調部等の
片側波帯変調部において位相のジャンプが生じないよう
にすることが必要である。光ＳＳＢ変調部で位相のジャ
ンプが起こると、変調指数にオフセットが生じて群速度
分散の測定ができなくなるからである。
【００１０】光ＳＳＢ変調部で位相のジャンプが起こら
ないようにするために、本発明の一つの好ましい態様で
は、位相変調器と強度変調器を組み合わせている。位相
変調器に加える信号に＋側の電圧と−側の電圧が等しい
（例えば±１V）方形波（矩形波）を掛け合わせて位相
を１８０度変化させることにより、側波帯の切り替えを
行なっている。さらに好ましくは、方形波は、デューテ
ィ比が５０％以外の非対称方形波である。非対称方形波
を採用することで、ＰＬＬのＶＣＯからの出力信号のデ
ューティ比を測定することで、群速度分散の符号を得る
ことができる。
ないようにするために、本発明の一つの好ましい態様で
は、位相変調器と強度変調器を組み合わせている。位相
変調器に加える信号に＋側の電圧と−側の電圧が等しい
（例えば±１V）方形波（矩形波）を掛け合わせて位相
を１８０度変化させることにより、側波帯の切り替えを
行なっている。さらに好ましくは、方形波は、デューテ
ィ比が５０％以外の非対称方形波である。非対称方形波
を採用することで、ＰＬＬのＶＣＯからの出力信号のデ
ューティ比を測定することで、群速度分散の符号を得る
ことができる。
【００１１】位相変調成分を測定する手段については、
公知の復調あるいは検波手段から適宜好適に選択され得
るが、好ましい検波手段としては、位相ロックループ
（ＰＬＬ）を用いた検出法が有利である。
公知の復調あるいは検波手段から適宜好適に選択され得
るが、好ましい検波手段としては、位相ロックループ
（ＰＬＬ）を用いた検出法が有利である。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について説明す
る。図１、図４は、本発明の全体システムを示す図であ
り、該システムは、光源と、光ＳＳＢ変調部を含む光変
調部と、光ファイバ等の測定対象と、光検出器と、検波
部（ＰＬＬ検出部）とを有している。光変調部は、位相
変調器（ＰＭ）と、二つの変調電極を有するマッハツェ
ンダ強度変調器（ＭＺＭ）と、変調信号発生部（ωｓ）
と、変調信号発生部からの信号を分配する分配器と、変
調信号発生部からの信号の位相をそれぞれ９０度および
１８０度遅らせる二つの位相調整部と、側波帯上下切替
用の信号発生部（ωｖ）と、側波帯上下切替用の信号を
変調信号発生部からの入力信号に掛け合わせる乗積変調
器とから構成されている。図１のものでは、位相変調器
からの出力光がマッハツェンダ強度変調器に入力される
ように構成されており、一方、図４のものでは、マッハ
ツェンダ強度変調器の出力光が位相変調器に入力される
ように構成されている。
る。図１、図４は、本発明の全体システムを示す図であ
り、該システムは、光源と、光ＳＳＢ変調部を含む光変
調部と、光ファイバ等の測定対象と、光検出器と、検波
部（ＰＬＬ検出部）とを有している。光変調部は、位相
変調器（ＰＭ）と、二つの変調電極を有するマッハツェ
ンダ強度変調器（ＭＺＭ）と、変調信号発生部（ωｓ）
と、変調信号発生部からの信号を分配する分配器と、変
調信号発生部からの信号の位相をそれぞれ９０度および
１８０度遅らせる二つの位相調整部と、側波帯上下切替
用の信号発生部（ωｖ）と、側波帯上下切替用の信号を
変調信号発生部からの入力信号に掛け合わせる乗積変調
器とから構成されている。図１のものでは、位相変調器
からの出力光がマッハツェンダ強度変調器に入力される
ように構成されており、一方、図４のものでは、マッハ
ツェンダ強度変調器の出力光が位相変調器に入力される
ように構成されている。
【００１３】位相変調器及びマッハツェンダ強度変調器
の二つの変調器においては、共に角周波数ωｓの正弦波
によって変調が行われる。変調信号発生部から出力され
る角周波数ωｓの正弦波は、分岐比が１：１：１の分配
器を介して、位相変調器、マッハツェンダ強度変調器の
二つの変調電極にそれぞれ送られる。上側波帯変調、下
側波帯変調は、それぞれ、位相調整部によって、位相変
調器に注入する正弦波の位相遅延をそれぞれ＋π／２、
−π／２とすることで行われ、図では＋π／２とする場
合が示してある。また、マッハツェンダ強度変調器の二
つの変調電極の一方の電極へ注入される変調信号は、位
相調整部によって、１８０度遅らせてある。尚、位相が
９０度変化させられた信号を用いて、マッハツェンダ型
強度変調器に入力された光信号を強度変調するようにし
た光ＳＳＢ変調自体は公知である。
の二つの変調器においては、共に角周波数ωｓの正弦波
によって変調が行われる。変調信号発生部から出力され
る角周波数ωｓの正弦波は、分岐比が１：１：１の分配
器を介して、位相変調器、マッハツェンダ強度変調器の
二つの変調電極にそれぞれ送られる。上側波帯変調、下
側波帯変調は、それぞれ、位相調整部によって、位相変
調器に注入する正弦波の位相遅延をそれぞれ＋π／２、
−π／２とすることで行われ、図では＋π／２とする場
合が示してある。また、マッハツェンダ強度変調器の二
つの変調電極の一方の電極へ注入される変調信号は、位
相調整部によって、１８０度遅らせてある。尚、位相が
９０度変化させられた信号を用いて、マッハツェンダ型
強度変調器に入力された光信号を強度変調するようにし
た光ＳＳＢ変調自体は公知である。
【００１４】側波帯上下切替用の信号発生部からは、角
周波数ωvの方形波（矩形波）が出力される。方形波
は、乗積変調器によって、位相変調器に注入される信号
（図のものでは、＋π／２位相が遅延したもの）に掛け
合わせられる。方形波は、＋側の電圧と−側の電圧が等
しい方形波であって、かかる方形波を位相変調器に入力
される信号に掛け合わせることで、該入力信号の振幅を
変えずに、その位相のみを１８０度交互に切り替えるよ
うになっている。このようにして、光ＳＳＢ変調の側波
帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替える（切り替
え時に振幅の不連続が生じないようにして）ことができ
る。方形波の角周波数はωvであり、側波帯の切り替え
の繰り返し率は、ωｓよりも十分に小さい値であり、デ
ューティ比は、ＧＶＤの符号再生（正常分散か異常分散
かを決定する）のために、５０％とは異なる値（例え
ば、５０％より小さい値）に設定してある。本明細書で
は、このような方形波を非対称方形波と言う。
周波数ωvの方形波（矩形波）が出力される。方形波
は、乗積変調器によって、位相変調器に注入される信号
（図のものでは、＋π／２位相が遅延したもの）に掛け
合わせられる。方形波は、＋側の電圧と−側の電圧が等
しい方形波であって、かかる方形波を位相変調器に入力
される信号に掛け合わせることで、該入力信号の振幅を
変えずに、その位相のみを１８０度交互に切り替えるよ
うになっている。このようにして、光ＳＳＢ変調の側波
帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替える（切り替
え時に振幅の不連続が生じないようにして）ことができ
る。方形波の角周波数はωvであり、側波帯の切り替え
の繰り返し率は、ωｓよりも十分に小さい値であり、デ
ューティ比は、ＧＶＤの符号再生（正常分散か異常分散
かを決定する）のために、５０％とは異なる値（例え
ば、５０％より小さい値）に設定してある。本明細書で
は、このような方形波を非対称方形波と言う。
【００１５】本発明において重要なことは、単純に強度
変調器だけを用いて光ＳＳＢ変調すると側波帯を切り替
えたときに位相のジャンプが起こり、変調指数にオフセ
ットが生じてしまい、ＧＶＤを測定できなくなるという
ことである。本発明では、光ＳＳＢ変調部において位相
のジャンプが起こらないように位相変調器と強度変調器
（マッハツェンダ型光強度変調器）を組み合わせてい
る。位相変調器に加える信号に、±１Vの矩形波を掛け
合わせて符号を反転させることにより、側波帯の切り替
えを行なっている。具体的には、＋１Vで下側波帯、−
１Vで上側波帯へと切り替えるようになっている。
変調器だけを用いて光ＳＳＢ変調すると側波帯を切り替
えたときに位相のジャンプが起こり、変調指数にオフセ
ットが生じてしまい、ＧＶＤを測定できなくなるという
ことである。本発明では、光ＳＳＢ変調部において位相
のジャンプが起こらないように位相変調器と強度変調器
（マッハツェンダ型光強度変調器）を組み合わせてい
る。位相変調器に加える信号に、±１Vの矩形波を掛け
合わせて符号を反転させることにより、側波帯の切り替
えを行なっている。具体的には、＋１Vで下側波帯、−
１Vで上側波帯へと切り替えるようになっている。
【００１６】検波部を構成するＰＬＬの回路構成は公知
であって、位相比較器（乗算器）と、ループフィルタ
と、ＶＣＯ（電圧制御発振器）とを備えている。検波部
は位相検波器であれば、図示の構成に限定されない。図
示のものでは、検波部において検波回路としてＰＬＬ回
路を用いているが、位相を検出できるものであればその
他の回路でもよい。他の好適な方法としては、２つの直
行した局発信号を用いた同期検波が例示される。
であって、位相比較器（乗算器）と、ループフィルタ
と、ＶＣＯ（電圧制御発振器）とを備えている。検波部
は位相検波器であれば、図示の構成に限定されない。図
示のものでは、検波部において検波回路としてＰＬＬ回
路を用いているが、位相を検出できるものであればその
他の回路でもよい。他の好適な方法としては、２つの直
行した局発信号を用いた同期検波が例示される。
【００１７】上述のように構成された装置において、光
源としての半導体レーザからの出力光を図１ないし図４
の光ＳＳＢ変調部において角周波数ωｓで光ＳＳＢ変調
する。光ＳＳＢ変調の側波帯を角周波数ωv（ωv≪ω
ｓ）で上側波帯、下側波帯へと交互に切り替えると光フ
ァイバを通過して受信された信号はＧＶＤを変調指数と
する角周波数ωｖの位相変調を受ける。光ファイバのＧ
ＶＤは上側波帯と下側波帯との間で位相シフトを誘引す
るため、光ファイバからの出射光の光強度は、片側波帯
の上下の切り替えによる位相変調（位相のジャンプ）を
受ける（図５上図参照）。
源としての半導体レーザからの出力光を図１ないし図４
の光ＳＳＢ変調部において角周波数ωｓで光ＳＳＢ変調
する。光ＳＳＢ変調の側波帯を角周波数ωv（ωv≪ω
ｓ）で上側波帯、下側波帯へと交互に切り替えると光フ
ァイバを通過して受信された信号はＧＶＤを変調指数と
する角周波数ωｖの位相変調を受ける。光ファイバのＧ
ＶＤは上側波帯と下側波帯との間で位相シフトを誘引す
るため、光ファイバからの出射光の光強度は、片側波帯
の上下の切り替えによる位相変調（位相のジャンプ）を
受ける（図５上図参照）。
【００１８】ここで、光ファイバ長をＬ、光ファイバの
ＧＶＤをβ２とすると、直接検波後の信号強度は以下の
式（１）で表される。尚、ηｎ：上下側波帯の交番間隔
によって決定される定数である。
ＧＶＤをβ２とすると、直接検波後の信号強度は以下の
式（１）で表される。尚、ηｎ：上下側波帯の交番間隔
によって決定される定数である。
【数２】
【００１９】式（１）において、位相変調成分の変化量
がＧＶＤに比例することがわかる。この位相変調成分を
位相同期ループ（ＰＬＬ）を用いて復調することにより
ＧＶＤが求められる。ＰＬＬで位相ロックした場合、電
圧制御発振器（ＶＣＯ）に入力される帰還信号電圧ｖ
（ｔ）と位相変調成分φの間には、次式（２）の関係が
成り立つ。
がＧＶＤに比例することがわかる。この位相変調成分を
位相同期ループ（ＰＬＬ）を用いて復調することにより
ＧＶＤが求められる。ＰＬＬで位相ロックした場合、電
圧制御発振器（ＶＣＯ）に入力される帰還信号電圧ｖ
（ｔ）と位相変調成分φの間には、次式（２）の関係が
成り立つ。
【数３】
ここで、ＫはＶＣＯの周波数変調感度である。よって、
ｖ（ｔ）の角周波数ωv成分の振幅をＶspec（ωv）と書
くと以下の式（３）が導かれる。但し、η１：上下側波
帯の交番間隔によって決定される定数である。帰還信号
電圧からＧＶＤを直接測定することができる。
ｖ（ｔ）の角周波数ωv成分の振幅をＶspec（ωv）と書
くと以下の式（３）が導かれる。但し、η１：上下側波
帯の交番間隔によって決定される定数である。帰還信号
電圧からＧＶＤを直接測定することができる。
【数４】
【００２０】ＧＶＤの符号も、位相変調成分から決定す
ることができる。図５の下側の図がその原理を示してい
る。上側波帯変調と下側波帯変調の時間が異なるため、
復調された位相変調成分のデューティ比はファイバ分散
の符号に依存する。例えば、上側波帯変調の時間が短け
れば、ファイバが正常ＧＶＤを有する場合には、位相変
調成分のデューティ比は５０％よりも大きくなり、逆
に、ファイバが異常ＧＶＤを有する場合には、位相変調
成分のデューティ比は５０％よりも小さくなる。したが
って、位相変調成分のデューティ比を測定することでＧ
ＶＤの符号を決定することができる。
ることができる。図５の下側の図がその原理を示してい
る。上側波帯変調と下側波帯変調の時間が異なるため、
復調された位相変調成分のデューティ比はファイバ分散
の符号に依存する。例えば、上側波帯変調の時間が短け
れば、ファイバが正常ＧＶＤを有する場合には、位相変
調成分のデューティ比は５０％よりも大きくなり、逆
に、ファイバが異常ＧＶＤを有する場合には、位相変調
成分のデューティ比は５０％よりも小さくなる。したが
って、位相変調成分のデューティ比を測定することでＧ
ＶＤの符号を決定することができる。
【００２１】
【実験例１】図１に示す装置を用いて実験を行なった。
半導体レーザからの光を２．４ＧＨｚの正弦波で光ＳＳ
Ｂ変調した。図２に光へテロダイン検波を用いて測定し
た光ＳＳＢ変調信号のスペクトルを示す。上下側波帯間
のレベル差は３０ｄＢ以上とされている。ただしスペク
トルアナライザの周波数分解能は１００ｋＨｚである。
次にＧＶＤを測定するために８０ｋＨｚの短形波を用い
て側波帯を切り替えた。測定対象は２５ｋｍの分散シフ
トファイバである。ＶＣＯのＫは８７５ｋＨｚ／Ｖであ
った。図３に波長１５００ｎｍで測定された帰還信号電
圧のスペクトルを示す。但し、スペクトルアナライザの
周波数分解能は２５０Ｈｚである。８０ｋＨｚ成分がＧ
ＶＤに対応し、式（３）を用いて計算されるβ２は４．
７９ｐｓ２／ｋｍである。実験により本発明方式の原理
および有効性が確認できた。
半導体レーザからの光を２．４ＧＨｚの正弦波で光ＳＳ
Ｂ変調した。図２に光へテロダイン検波を用いて測定し
た光ＳＳＢ変調信号のスペクトルを示す。上下側波帯間
のレベル差は３０ｄＢ以上とされている。ただしスペク
トルアナライザの周波数分解能は１００ｋＨｚである。
次にＧＶＤを測定するために８０ｋＨｚの短形波を用い
て側波帯を切り替えた。測定対象は２５ｋｍの分散シフ
トファイバである。ＶＣＯのＫは８７５ｋＨｚ／Ｖであ
った。図３に波長１５００ｎｍで測定された帰還信号電
圧のスペクトルを示す。但し、スペクトルアナライザの
周波数分解能は２５０Ｈｚである。８０ｋＨｚ成分がＧ
ＶＤに対応し、式（３）を用いて計算されるβ２は４．
７９ｐｓ２／ｋｍである。実験により本発明方式の原理
および有効性が確認できた。
【００２２】
【実験例２】図４に示す装置を用いて実験を行なった。
外部共振器型半導体レーザダイオードをＣＷ光源として
用いて、２．４ＧＨｚの正弦波によってＳＳＢ変調を行
った。側波帯を切り替えるための矩形波の周波数は１０
ｋＨｚであり、デューティ比を２０％に設定した。そし
て、変調光を試験用光ファイバに注入した。ＧＶＤの測
定は、２１Ｋｍのシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、
２５Ｋｍの分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、２Ｋｍの分
散補償ファイバ（ＤＣＦ）の三種類の光ファイバについ
て行なった。ファイバからの出力光は、高速光受信器で
検出し、次いで、２．４ＧＨｚ―ＰＬＬ回路で受信し
た。パーソナルコンピュータに設けた５００ｋｓ／ｓア
ナログ―デジタル変換器を用いて、ＶＣＯに適用される
フィードバック電圧を測定し、ＧＶＤ値および符号を決
定した。図６に、波長の関数として測定したＧＶＤ値を
示す。測定されたＧＶＤ値は、従来の位相シフト法によ
って得られた値と略一致するものであり、本発明に係る
測定法が有用であることを示している。
外部共振器型半導体レーザダイオードをＣＷ光源として
用いて、２．４ＧＨｚの正弦波によってＳＳＢ変調を行
った。側波帯を切り替えるための矩形波の周波数は１０
ｋＨｚであり、デューティ比を２０％に設定した。そし
て、変調光を試験用光ファイバに注入した。ＧＶＤの測
定は、２１Ｋｍのシングルモードファイバ（ＳＭＦ）、
２５Ｋｍの分散シフトファイバ（ＤＳＦ）、２Ｋｍの分
散補償ファイバ（ＤＣＦ）の三種類の光ファイバについ
て行なった。ファイバからの出力光は、高速光受信器で
検出し、次いで、２．４ＧＨｚ―ＰＬＬ回路で受信し
た。パーソナルコンピュータに設けた５００ｋｓ／ｓア
ナログ―デジタル変換器を用いて、ＶＣＯに適用される
フィードバック電圧を測定し、ＧＶＤ値および符号を決
定した。図６に、波長の関数として測定したＧＶＤ値を
示す。測定されたＧＶＤ値は、従来の位相シフト法によ
って得られた値と略一致するものであり、本発明に係る
測定法が有用であることを示している。
【図１】本発明の係る波長分散測定装置を示す概略構成
図である。
図である。
【図２】光へテロダイン検波を用いて測定した光ＶＳＢ
変調信号のスペクトルを示す図であり、（ａ）は下側波
帯、（ｂ）は上側波帯を示している。
変調信号のスペクトルを示す図であり、（ａ）は下側波
帯、（ｂ）は上側波帯を示している。
【図３】波長１５００ｎｍにおいて測定されたＶＣＯへ
の帰還信号電圧のスペクトルを示す図である。
の帰還信号電圧のスペクトルを示す図である。
【図４】本発明の係る波長分散測定装置を示す概略構成
図であり、図１の装置と実質的に同じ構成であるが、位
相変調器とマッハツェンダ強度変調器の組み合わせの順
序が異なっている。
図であり、図１の装置と実質的に同じ構成であるが、位
相変調器とマッハツェンダ強度変調器の組み合わせの順
序が異なっている。
【図５】ＧＶＤによって誘引された強度変調成分におけ
る位相変調を示す図であり、上図は、位相変調（位相の
ジャンプ）を示す概略図であり、下図は、正常分散およ
び異常分散における位相変調成分の波形を示している。
る位相変調を示す図であり、上図は、位相変調（位相の
ジャンプ）を示す概略図であり、下図は、正常分散およ
び異常分散における位相変調成分の波形を示している。
【図６】図４に示す装置によって測定された分散値を示
すグラフであり、横軸は波長である。
すグラフであり、横軸は波長である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 菊池 和朗
横浜市港北区新吉田町1139−１ フォルム
綱島クレスタワーズ1304号
Ｆターム(参考） 2H079 AA02 AA12 BA01 BA03 CA11
EA05 FA02 FA03 GA01
Claims (14)
- 【請求項１】光源からの出射光を片側波帯変調すると共
に、側波帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替える
ことで得られた変調光を測定対象に注入し、該測定対象
を通過して受信された信号の位相変調成分を測定するこ
とで波長分散を測定することを特徴とする波長分散測定
法。 - 【請求項２】請求項１において、該片側波帯変調は光Ｓ
ＳＢ変調であることを特徴とする波長分散測定法。 - 【請求項３】請求項１において、該片側波帯変調は光Ｖ
ＳＢ変調であることを特徴とする波長分散測定法。 - 【請求項４】請求項１乃至３いずれかにおいて、光源か
らの出射光の片側波帯変調を行なう変調部は位相変調器
と強度変調器とを有し、該片側波帯変調は、位相が９０
度変化した変調信号を該位相変調器に注入することによ
って行い、該側波帯の切り替えは、該位相変調器に注入
する該変調信号に±の電圧が等しい方形波を掛け合わせ
ることで行なうものであることを特徴とする波長分散測
定法。 - 【請求項５】請求項４において、該方形波は非対称方形
波であることを特徴とする波長分散測定法。 - 【請求項６】請求項４，５いずれかにおいて、該強度変
調器は、マッハツェンダ型光強度変調器であることを特
徴とする波長分散測定法。 - 【請求項７】請求項１乃至６いずれかにおいて、光源か
らの出射光を角周波数ωｓで片側波帯変調すると共に、
側波帯を角周波数ωvで上側波帯、下側波帯へと交互に
切り替えると、該受信信号は波長分散を変調指数とする
角周波数ωvの位相変調を受け、該受信信号の位相変調
成分を復調することで波長分散を測定することを特徴と
する波長分散測定法。 - 【請求項８】請求項７において、該受信信号の信号強度
は以下の式で表されることを特徴とする波長分散測定
法。但し、Ｌ：測定対象長、β２：測定対象の波長分
散、ηｎ：上下側波帯の交番間隔によって決定される定
数である。 【数１】 - 【請求項９】光源と、光源からの出射光を片側波帯変調
すると共に側波帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り
替える光変調部と、光検出手段と、検波手段とを有し、
側波帯を上側波帯、下側波帯へと交互に切り替えた光変
調光を測定対象に注入し、該測定対象からの出力光を該
光検出手段で電気信号に変換して該検波手段により位相
変調成分を検出するように構成したことを特徴とする波
長分散測定装置。 - 【請求項１０】請求項９において、該光変調部は光ＳＳ
Ｂ変調部を有することを特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項１１】請求項９において、該光変調部は光ＶＳ
Ｂ変調部を有することを特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項１２】請求項９乃至１１いずれかにおいて、該
光変調部は位相変調器と強度変調器とを有し、該片側波
帯変調は、位相が９０度変化した変調信号を該位相変調
器に注入することによって行い、該側波帯の切り替え
は、該位相変調器に注入する該変調信号に±の電圧が等
しい方形波を掛け合わせることで行なうものであること
を特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項１３】請求項１２において、該方形波は非対称
方形波であることを特徴とする波長分散測定装置。 - 【請求項１４】請求項１２，１３いずれかにおいて、該
強度変調器は、マッハツェンダ型光強度変調器であるこ
とを特徴とする波長分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002247902A JP2003149083A (ja) | 2001-08-28 | 2002-08-28 | 波長分散測定法及び装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-258683 | 2001-08-28 | ||
| JP2001258683 | 2001-08-28 | ||
| JP2002247902A JP2003149083A (ja) | 2001-08-28 | 2002-08-28 | 波長分散測定法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149083A true JP2003149083A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=26621160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002247902A Withdrawn JP2003149083A (ja) | 2001-08-28 | 2002-08-28 | 波長分散測定法及び装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003149083A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007208546A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Fujitsu Ltd | 波長分散モニタ方法および装置、並びに、光伝送システム |
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| CN102811096A (zh) * | 2012-07-06 | 2012-12-05 | 华南师范大学 | 一种非相干探测光纤通信接入网中的电域色散预补偿方法 |
| WO2018070442A1 (ja) * | 2016-10-12 | 2018-04-19 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光角度変調測定装置及び測定方法 |
-
2002
- 2002-08-28 JP JP2002247902A patent/JP2003149083A/ja not_active Withdrawn
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| JP7239975B2 (ja) | 2016-10-12 | 2023-03-15 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 光角度変調測定装置及び測定方法 |
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