JP2004061507A - 光ネットワーク・アナライザの較正技法及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】　測定の不確実性が極めて少ない、光学的に不活性なコンポーネントから構成される光ネットワーク・アナライザの利用を必要とせずに、光学コンポーネントの光学特性を容易かつ正確に求めるための方法及びシステムを提供する。
【解決手段】　第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用した制御光学素子の複数の干渉応用測定結果が、本発明に従って得られる。次に、本発明による複数の干渉応用測定結果を用いて、較正結果が導き出される。この較正結果によって、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用して測定される被測定物（ＤＵＴ）の光学的性質を求めることが可能になる。
　 【選択図】図１

Description

　本発明は、光ネットワーク解析分野に関し、特に、光ネットワーク・アナライザの較正に関するものである。

　光ネットワーク解析は、光ネットワーク・コンポーネントの光学特性を求めるために利用されてきた。例えば、ファイバ・ブラッグ格子または一連のファイバ・ブラッグ格子の光学特性は、光ネットワーク・アナライザを用いて求めることが可能である。より一般的には、光ネットワーク・アナライザは、さまざまな光学コンポーネント、複合光学系、及び、さまざまな他のタイプの被測定物（device under test, ＤＵＴ）の光学特性を求めるために利用されている。

　最近になって、光ネットワーク解析において、光学コンポーネントの光学特性の極めて正確な測定を可能にする進展が見られた。すなわち、現在では、光学コンポーネントの光学特性を正確に検査し、測定するために、干渉応用光学解析法を利用することが可能である。しかし、こうした測定正確度の向上につれて、光ネットワーク・アナライザ自体に関連した不確実性及びエラーが、より重要になる。例えば、干渉応用光ネットワーク・アナライザは、±数十ｄＢの内部偏光依存損失（polarization dependent loss, ＰＤＬ）を生じる。結果として、光学コンポーネントの光学特性（例えば、±５０ミリｄＢまでの）を求めようとすると、光ネットワーク・アナライザに関連したＰＤＬによる不確実性の量によって、所望の正確度による光学コンポーネントのＰＤＬ測定が困難または不可能になる。上記論考は、とりわけ、ＰＤＬの測定に言及したものであるが、前記例は、例証を意図したものである。すなわち、従来の干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の不確実な光学的性質は、他のさまざまな光学特性の最終的に可能な測定正確度を低下させることにもなる。

　上述の欠点を克服するためのアプローチの１つが、光ネットワーク・アナライザ自体に固有の光学的性質に関連した不確実性またはエラーを低減しようとする試みである。例えば、干渉応用光ネットワーク・アナライザは、光学的に不活性のコンポーネントを利用して構成することが可能である。本願の目的上、「光学的不活性」と称されるコンポーネントは、測定される光学特性に劣化を全くもたらさないか、ごくわずかしかもたらさない光学コンポーネントである。一般に、これは、こうした光学的に不活性なコンポーネントのＰＤＬ及び偏光モード分散（polarization mode dispersion, ＰＭＤ）が少ないことを表わしている。しかし、こうした光学的に不活性なコンポーネントは、一般に、極めて高価である。結果として、こうした光学的に不活性なコンポーネントを利用することによって被るコストの増大は、従来の干渉応用光ネットワーク・アナライザを途方もなく高価なものにする可能性がある。さらに、光学的に不活性なコンポーネントを利用したとしても、累積される不確実性の程度が、大きくなりすぎて、やはり、所望の正確度による光学コンポーネントの光学特性の測定を不可能にする可能性がある。

　なお、先行技術文献には、較正システムを含まない干渉応用光ネットワーク・アナライザの詳細な説明がある（例えば、特許文献１および２参照）。また、コンポーネントに固有の不確定な光学的性質の計算については先行技術文献に記載がある（例えば、非特許文献１および２参照）。
米国特許出願公開第０９／９３８，１００号明細書 米国特許出願公開第０９／９４０，７４１号明細書 B. L. Heffner、「Deterministic, analytically complete measurement of polarization dependent transmission through optical devices」、IEEE Photon. Technol. Lett.、１９９２年、第４巻、ｐ．４５１−４５４ B. L. Heffner、「Automated measurement of plarization mode dispersion using Jones matrix eigenanalysis」、IEEE Photon. Technol. Lett.、１９９２年、第４巻、ｐ．１０６６−１０６９

　本発明の目的は、光学コンポーネントの光学特性を容易に確かめるための方法及びシステムを提供することにある。本発明のもう１つの目的は、上述の目的をかなえ、さらに、光学コンポーネントの光学特性を正確に求めることが可能な方法及びシステムを提供することにある。本発明のさらにもう１つの目的は、上記目的をかなえ、さらに、光学的に不活性なコンポーネントから構成される光ネットワーク・アナライザの利用を必要としない方法及びシステムを提供することにある。

　本発明によれば、測定の不確実性が極めて少ない、光学的に不活性なコンポーネントから構成される光ネットワーク・アナライザの利用を必要とせずに、光学コンポーネントの光学特性を容易かつ正確に求めるための方法及びシステムが得られる。

　本発明によれば、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用した制御光学素子の複数の干渉応用測定結果が、本発明に従って得られることになる。次に、本発明による複数の干渉応用測定結果を用いて、較正結果が導き出される。この較正結果によって、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用して測定される被測定物（ＤＵＴ）の光学的性質を求めることが可能になる。

　本発明の以上の及びその他の特徴については、当該技術者であれば、さまざまな図面の図に例示されている実施態様に関する下記の詳細な説明を読めば、間違いなく明らかになるであろう。

　次に、その例が添付の図面に例示されている、本発明の実施態様について詳述することにする。本発明の説明は、前記実施態様に関連して行われるが、言うまでもなく、本発明をこれらの実施態様に制限することを意図したものではない。それどころか、本発明は、付属の請求項によって定義された本発明の範囲内に含まれる可能性のある、代替態様、修正態様、及び、同等物を網羅することを意図したものである。さらに、本発明に関する下記の詳細な説明では、本発明の完全な理解が得られるようにするため、数多くの特定の細部について示される。しかし、本発明は、こうした特定の細部を知らなくても、実施可能である。他の例に関しては、本発明の態様が不必要に曖昧にならないようにするため、周知の方法、手順、コンポーネント、及び、回路の詳述を控えた。

　概要として、また、詳細に後述するように、本発明のさまざまな実施態様によって、干渉応用光ネットワーク・アナライザに関連した固有の光学特性及び及び対応する不確実性を求めるための方法及びシステムが得られる。実施態様の１つにおいて、本発明は、制御光学コンポーネントの少なくとも２つの干渉応用測定から導き出される較正結果を利用して、前述の固有の光学特性を求めることが可能である。結果として、被測定物（ＤＵＴ）から得られた測定結果から、さらに、対応する不確実性を抽出することが可能になる。そうすることで、本発明のさまざまな実施態様において、ＤＵＴの偏光分解伝達関数の測定が可能になる。やはり、詳細に後述するように、本発明のさまざまな実施態様によって、それに関連した測定の不確実性が極めて少ない、光学的に不活性なコンポーネントから光ネットワーク・アナライザを構成する必要がなくなる。本出願の目的上、較正結果という用語は、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の特性を求めて、それを考慮することにより、ＤＵＴの正確な測定値を得ることを可能にする、少なくとも部分的に干渉法によって導き出された結果または複数の結果を表わすことを意図されている。

干渉応用光ネットワーク・アナライザ及び較正システム・アーキテクチャ
　図１を参照すると、本発明のさまざまな実施態様による較正システム・コンポーネント１０１を含む干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００の概略図が示されている。本発明の実施態様の１つによれば、較正システム１０１は、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００に関連した固有の光学特性及び対応する不確実性を求める。結果として、ＤＵＴから得られた測定結果から、こうした既知の不確実性を除去することが可能になる。従って、本実施態様では、さらに、光学コンポーネントの光学特性を正確に求めることが可能になる。較正システム１０１の動作については、「較正方法」の見出しの下に詳述することにする。

　図１に示す、また、図２Ａのブロック図に概略を示す実施態様のような、実施態様の１つにおいて、較正システム１０１は、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００と一体化されている。こうした実施態様の１つにおいて、較正システム１０１は、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００のプロセッサ１２６に詳細に後述する較正ステップを実施させるための、コンピュータ読取可能命令から構成されている。こうしたアプローチの場合、コンピュータ読取可能命令は、例えば、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００内に設けられたメモリ１２４のコンピュータ読取可能媒体に記憶されており、プロセッサ１２６によって実行される。プロセッサ１２６によって実行される命令は、コンピュータが情報を読み取る任意の媒体を表わす、１つ以上のコンピュータ読取可能媒体に記憶し、保持することが可能である。コンピュータ読取可能媒体は、例えば、フロッピ・ディスク、ハード・ディスク、ジップ・ドライブ・カートリッジ、または、簡略化のため本明細書には記載されない他のさまざまな記憶手段とすることが可能である。コンピュータ読取可能媒体は、同軸ケーブル、銅線、光ファイバ、音波、または、光波等とすることも可能である。一例として、プロセッサ１２６によって実行される命令は、１つ以上のソフトウェアプログラムの形をとり、当初は、較正システム１０１とインターフェイスされたＣＤ−ＲＯＭに記憶される。

　本実施態様の較正システム１０１には、干渉応用測定結果受信部分１２８と、ユーザ・インターフェイス１３０も含まれている。実施態様の１つでは、ユーザ・インターフェイス１３０は、ビデオ・インターフェイスを介してユーザにデータを提供する。もう１つの実施態様では、ユーザ・インターフェイス１３０は、音声インターフェイスを介してユーザにデータを提供する。さらにもう１つの実施態様では、ユーザ・インターフェイス１３０は、テキスト・インターフェイスを介してユーザにデータを提供する。こうした出力については、上述のところであるが、本発明の実施態様は、ユーザに対するデータの提供と、ユーザからのデータまたはコマンドの受信の両方に、各種ユーザ・インターフェイスを利用するのに適している。

　次に図２Ｂのブロック図を参照すると、較正システム１０１が干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００と一体化されていない、本発明のもう１つの実施態様の概略が描かれている。こうした実施態様の場合、較正システム１０１は、干渉応用光ネットワークに結合できる独立ユニットである。こうした実施態様の場合、較正システム１０１は、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００に対して光学的に結合されていない。代わりに、図２Ｂの較正システム１０１は、データ交換のため、例えば、通信リンク１０３を介して、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００と通信可能に結合されている。こうしたデータには、例えば、干渉応用測定結果、較正結果等を含むことが可能である。

　本実施態様の場合、較正システム１０１は、プロセッサに、詳細に後述する較正ステップを実施させるためのコンピュータ読取可能命令から構成されている。図２Ｂに概略が描かれた実施態様の場合、コンピュータ読取可能命令は、例えば、較正システム１０１のメモリ２０２内に記憶され、較正システム１０１のプロセッサ２０４によって実行される。さらに、本実施態様の較正システム１０１には、干渉応用測定結果受信部分２０６と、ユーザ・インターフェイス２０８が含まれている。図２Ａ及び２Ｂには、特定の実施態様が描かれているが、本発明は、例えば、較正システム１０１が、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００と部分的に一体化され、ハードウェア、または、ファームウェア、あるいは、その任意の組み合わせから構成される、他のさまざまな実施態様にも適している。すなわち、本発明は、詳細に後述する較正方法の実施を最終的に可能にする、さまざまな物理的実施に適している。

　もう一度図１を参照すると、本明細書における説明は簡単であるが、先行技術文献には、較正システム１０１を含まない、先行技術による干渉応用光ネットワーク・アナライザの詳細な説明がある（例えば、特許文献１参照）。較正システム１０１を含まない干渉応用光ネットワーク・アナライザに関するさらなる情報については、先行技術文献に記載がある（例えば、特許文献２参照）。

　図１に示すように、較正システム１０１は、同調可能レーザ（tunable laser source, ＴＬＳ）１０２からの光が、当初、偏光コントローラ（polarization controller, ＰＣ）１０４を介して送られる、干渉応用光ネットワーク・アナライザに結合されている。光の一部は、ＴＬＳ１０２の周波数掃引を追跡する、波長基準装置（wavelength reference unit, ＷＲＵ）１０６に送られる。主光路の光は、再度分割され、光のほぼ半分が、局部発振器（local oscillator, ＬＯ）光路１０８に送られる。主光路の残りの光は、偏光遅延装置（polarization delay unit, ＰＤＵ）１１０において、さらにもう一度分割される。２つの光波は、互いに直交する偏光と再結合する。以下の説明のため、短いほうの光路１１２からの光は、ｘ偏光と称され、光波ε_ｘで表わされる。長いほうの光路１１４を通る光は、ｙ偏光と称され、光波ε_ｙで表わされる。言うまでもないが、ε_ｘ＝Ε_ｘｅ^ｉωｔ（ここで、Ε_ｘは、ｘ偏光波の振幅である）、及び、ε_ｙ＝Ε_ｙｅ^ｉωｔ（ここで、Ε_ｙは、ｙ偏光波の振幅であり、ωは、光の角光周波数であり、ｔは、時間に相当する）。

　さらに図１を参照すると、ＤＵＴ１１６の伝送特性を測定するため、通信受信器１１８からのデータを解析する。通信受信器１１８において干渉する光波のｘ偏光成分は、ｘ光検出器１２０に送られ、ｙ偏光成分は、ｙ光検出器１２２に送られる。本実施態様の場合、２つの検出器１２０及び１２２のそれぞれは、ビート周波数が異なる、問題となる２つの干渉信号を測定する。例えば、ｙ光検出器１２２によって検出される一方の干渉信号は、Ε_ｙΕ_ＬＯｙＵ_２２に比例するが、ここで、Ε_ｙ、Ε_ＬＯｙは、電界の実振幅である。Ｕ_２２は、ＤＵＴ、ＤＵＴに後続するカプラ、及び、光検出器に至る光路を含む光路に対応する、伝達関数行列の第４の要素である。上記光路の一部（すなわち、ＤＵＴに後続するカプラ、及び、光検出器に至る光路）に沿って具備する固有のＰＤＬまたはＰＭＤのような固有の光学特性は、通常、ＤＵＴの測定可能な正確度を低下させる、測定の不確実性をもたらすことになる。詳細に後述するように、本発明の実施態様の１つでは、較正システム１０１は、前述の光路に関連した固有の光学特性を求めて、ＤＵＴの光学特性の正確な判定を可能にする。

較正方法
　Ａ．２ステップ・アプローチ
　この較正方法は、最小限で２つの干渉応用測定ステップが必要であるため、「２ステップ」・アプローチと呼ばれる。さらに、下記の２ステップ較正アプローチは、ＤＵＴ１１６に最初に送り込まれる偏光が直交するという仮定に基づくものである。すなわち、図１のε_ｘ及びε_ｙが直交するものと仮定されている。しかし、本発明は、ＤＵＴ１１６に最初に送り込まれる偏光が完全には直交しない場合に用いるのにも適している。一方、後続のサブセクション「Ｂ．３ステップ・アプローチ」は、明らかに、ＤＵＴ１１６に送り込まれる際、ε_ｘ及びε_ｙが完全には直交していないケースを対象としたものである。後続セクションにおいて解説するように、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００を較正するには、それに関連した固有の光学特性を求めることが必要になる。すなわち、本較正法によれば、ＤＵＴに後続するカプラ１１９、及び、光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７を含む光路に帰せられる固有の不確実性の定量が可能になる。次に、この定量を利用すると、光学コンポーネント（すなわち、ＤＵＴ）の光学特性を正確に求めることができるように、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００を較正することが可能になる。

　上述のように、Ｕは、ＤＵＴ１１６、ＤＵＴに後続するカプラ１１９、及び、光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７を含む光路に対応する伝達関数行列を表わしている。本較正法では、伝達関数行列Ｕが、ＤＵＴ１１６に関連した伝達関数行列Ｊと、ＤＵＴ１１６に後続するカプラ１１９、及び、光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７に関連した別個の伝達関数行列Ｐの積として表される。従って、次のように表わすことが可能である：
　　　　　Ｕ＝ＰＪ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
　行列Ｊは、本質的に、ＤＵＴ１１６からの入力光波と出力光波との間の相対位相に関する追加情報を備えた、ジョーンズ行列である。この行列Ｊから、ＤＵＴ１１６の透過率または反射率、挿入損失、偏光依存損失（ＰＤＬ）、群遅延、偏光モード分散（ＰＭＤ）、及び、色分散を、全て、容易に計算することが可能になる。こうした計算については、先行技術文献に記載がある（例えば、非特許文献１及び２参照）。これらの文献については、参考までに、本明細書において背景材料として援用されている。

　さらに、実施態様の１つでは、本較正法が完了すると、本発明によって、ＤＵＴに対応する偏光分解伝達関数行列を求めることが可能になる。結果として、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００に固有の不確実性を伴うことなく、ＤＵＴの光学特性を正確に求めることが可能になる。このタスクを達成するため、本較正法では、伝達関数行列Ｕの要素に比例した項を含む干渉信号の測定結果（本実施態様における最小限の２つの測定結果）と、Ε_ｙ、Ε_ｘ、Ε_ＬＯｘ、及び、Ε_ＬＯｙに対する誘導光波の振幅から、最終的に行列が求められる。

　次に図３を参照すると、本発明の実施態様の１つによって実施されるステップのフローチャート３００が示されている。図３のステップの説明は、図１にも関連して行われる。ステップ３０２では、本較正システムが、その伝達関数行列がＡと定義される制御光学コンポーネントに関して、第１組の干渉応用測定結果（Ε_ｘΕ_ＬＯｘＵ_１１、Ε_ｙΕ_ＬＯｘＵ_１２、Ε_ｘΕ_ＬＯｙＵ_２１、及び、Ε_ｙΕ_ＬＯｙＵ_２２）を受信する。実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、パッチコードから構成されている。偏光依存損失（ＰＤＬ）のないパッチコードを利用することによって、伝達関数行列Ａは、ユニタリ行列になる。定義により、ユニタリ行列は、行列式が１である。本発明では、こうした制御光学コンポーネントが用いられるが、本較正法は、制御光学コンポーネントとして他のさまざまなタイプの光学コンポーネントを利用するのにも適している。

　実施態様の１つでは、図１の較正システム１０１は、ユーザが制御光学コンポーネント（例えば、第１の位置に配置されたパッチコード）を干渉応用光ネットワーク・アナライザに結合し、測定プロセスを開始してから、第１組の干渉応用測定結果を受信する。

　さらにステップ３０２を参照すると、較正システム１０１は、受信した第１組の干渉応用測定結果から、（２）式で示す行列Ｗを作成する。

　ステップ３０２で受信した測定結果に関する（２）式において、Ｕ＝ＰＡである。さらに、行列Ｗの４つの要素は、較正システム１０１によって明らかになる複素数である。ただし、この時点では、個々の電界振幅（Ε_ｘ、Ε_ｙ、Ε_ＬＯｘ、及び、Ε_ＬＯｙ）または個々の行列要素（Ｕ_１１、Ｕ_１２、Ｕ_２１、及び、Ｕ_２２）に関する値は不明である。

　次に、図３のステップ３０４を参照すると、２ステップ・アプローチにおける第２のステップが実施される。ステップ３０４では、本較正システムは、その伝達関数行列がＢと定義される制御光学コンポーネントに関して、第２組の干渉応用測定結果（Ε_ｘΕ_ＬＯｘΤ_１１、Ε_ｙΕ_ＬＯｘΤ_１２、Ε_ｘΕ_ＬＯｙΤ_２１、及び、
Ε_ｙΕ_ＬＯｙΤ_２２）を受信する。実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、やはり、パッチコードから構成されているので、伝達関数行列Ｂはユニタリ行列である。さらに、実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、同じパッチコードから構成されるが、ステップ３０２における第１組の測定結果の受信中に配置された位置とは異なる位置に配置される。こうした実施態様の場合、パッチコードの位置の違いは、伝達関数行列Ｂが伝達関数行列Ａとは異なるが、やはり、ユニタリ行列になるようにするのに十分でなければならない。

　さらに説明すると、ある実施態様の場合、パッチコードの第１の配置では、例えば、ある長さのパッチコードがテーブル上にロール、パイル、ライン等をなすように配置される。パッチコードに第２の配置を施すため、ユーザまたはメカニズムは、例えば、ねじったり、反転したり、位置を変えたり、あるいは、別様に、パッチコードの物理的配向を変更することによって、パッチコードの位置を調整する。そうすることで、同じパッチコード（または他の制御光学コンポーネント）を用いて、第１の伝達関数行列Ａ及び第２の伝達関数行列Ｂの両方を得ることが可能になる。やはり、本実施態様には、こうした制御光学コンポーネントが利用されるが、本較正法は、さまざまな他のタイプの光学コンポーネントを制御光学コンポーネントとして利用するのにも適している。

　やはりステップ３０４を参照すると、較正システム１０１は、受信した第２組の干渉応用測定結果から、（３）式で示す行列Ｚを作成する。

　ステップ３０４で受信した測定結果に関する（３）式おいて、Τ＝ＰＢである。やはり、行列Ｚの４つの要素は、複素数である。ただし、この時点では、個々の電界振幅（Ε_ｘ、Ε_ｙ、Ε_ＬＯｘ、及び、Ε_ＬＯｙ）または個々の行列要素（Τ_１１、Τ_１２、Τ_２１、及び、Τ_２２）に関する値は不明である。

　本実施態様において、較正システム１０１は、次に、下記の計算を行う：

　（４）式から、下記の解が得られる。

　上述のように、Ｕ＝ＰＡ及びΤ＝ＰＢであるが、ここで、Ａ及びＢは、両方とも、ユニタリ行列である。行列にその逆数を掛けると、１に等しくなるので、下記の式は真になる。

　Ｕ^−１Τ＝Ａ^−１Ｐ^−１ＰＢ＝Ａ^−１（１）Ｂ＝Ａ^−１Ｂ　　　　　　　　（６）
　次のようになるのは明らかである

　Ａ及びＢは、両方ともユニタリ行列であり、下記も真である。

　Ａ^−１Ｂ及びＵ^−１Τは、両方ともユニタリ行列であるため、下記のようになる
　｜Τ_１２Ｕ_２２−Τ_２２Ｕ_１２｜／｜Τ_２１Ｕ_１１−Τ_１１Ｕ_２１｜＝１　　　　（９）
　次に、図３のステップ３０６に記載のように、較正システム１０１は、（５）式に関連して（９）式の結果を利用して、Ε_ｙとΕ_ｘの比Ｒを求める。すなわち、本実施態様の場合、較正システム１０１は、Ｗ^−１Ｚの非対角要素の複素数の絶対値を割る。本実施態様において、（９）式と組み合わせてこのアプローチを利用することにより、較正システム１０１は、下記の結果を導き出す。

　Ｒ＝√（｜Ε_ｙ／Ε_ｘ（Τ_１２Ｕ_２２−Τ_２２Ｕ_１２）｜／｜Ε_ｘ／Ε_ｙ（Τ_２１Ｕ_１１−Τ_１１Ｕ_２１）｜）＝Ε_ｙ／Ε_ｘ　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１０）
　（１０）において、Ｒは、制御光学素子の第１組及び第２組をなす干渉応用測定結果を得るために用いられる光の波長の関数である。しかし、制御光学素子の第１組及び第２組をなす干渉応用測定結果を得るために用いられる光の波長は、既知の値になる。もう一度図３のステップ３０６を参照すると、以下に示すように、本実施態様では、比Ｒを求めることによって、干渉応用光ネットワーク・アナライザの正確な較正を実現した。すなわち、この場合、Ｒの値を知ることによって、所定のＤＵＴに関する偏光分解伝達関数行列を求めることが可能になる。換言すれば、この場合、本実施態様の方法及びシステムを利用することによって、ＤＵＴの測定に影響を及ぼす、干渉応用光ネットワーク・アナライザに関連した、または、それに固有の不確実性を伴うことなく、ＤＵＴを測定することが可能になる。

　さらなる例証のため、ΕｙとΕｘの比Ｒを得た後、ＤＵＴは、第１及び第２組の干渉応用測定結果を得るために用いられた制御光学素子（例えば、パッチコード）を取り替える。この実施態様の場合、電界振幅は、制御光学素子の第１及び第２組の干渉応用測定結果が得られたときと同じままであると仮定する。ＤＵＴ測定ステップは、図４のフローチャート４００においてステップ４０２として示されている。図４のステップ３０２、３０４、及び、３０６は、図３におけるものと同じであり、簡略化のため、これらのステップに関する説明は反復しないことにする。従って、図４のステップ４０２に記載のように、本実施態様では、較正された干渉応用光ネットワーク・アナライザによるＤＵＴの干渉応用測定結果を受信する。本実施態様の目的上、較正された干渉応用光ネットワーク・アナライザは、図３のステップ３０２−３０６が実施されたものである。

　やはりステップ４０２を参照すると、本実施態様の較正システム１０１は、ＤＵＴの受信した干渉応用測定結果から、（１１）式で示す行列Ｄを求める。

　行列Ｄの４つの要素は複素数である。ただし、この時点では、ただし、この時点では、個々の電界振幅（Ε_ｘ、Ε_ｙ、Ε_ＬＯｘ、及び、Ε_ＬＯｙ）または個々の行列要素（Ｖ_１１、Ｖ_１２、Ｖ_２１、及び、Ｖ_２２）に関する値は不明である。また、上記行列Ｄにおいて、Ｖ＝ＰＪであり、ここで、Ｐは、ＤＵＴ（例えば、図１のＤＵＴ１１６）に後続するカプラ、及び、やはり、図１の光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７に対応する伝達関数行列である。この実施態様の場合、伝達関数行列は、ＤＵＴの光学特性を明らかにする。伝達関数行列Ｊは、本質的に、ＤＵＴ１１６の入力及び出力光波の相対位相に関する追加情報を備えた、ジョーンズ行列である。

　本実施態様では、前に導き出しだ行列Ｗを利用して、次に、（１２）式で示す新しい行列を生成する。

　本実施態様では、さらに、（１０）式で最終的に導き出されたΕ_ｙとΕ_ｘの比Ｒを下記のように利用する。行列（１２）の下方左側要素とこの比が掛けられ、行列（１２）の上方右側要素がこの比で割られる。このプロセスによって、Ｕ^−１Ｖに等しい新しい行列が得られる。さらに、行列に逆数を掛けると、１に等しくなるので、下記の式は真になる。

　Ｕ^−１Ｖ＝Ａ^−１Ｐ^−１ＰＪ＝Ａ^−１（１）Ｊ＝Ａ^−１Ｊ　　　　　　　（１３）
　従って、本実施態様は、次に、行列Ａ^−１Ｊに関する解を導き出すことが可能になる。Ａはユニタリ行列であり、ＰＭＤがないので、行列Ａ^−１Ｊは、行列Ｊと全く同じ光学的性質を表している。これらの性質には、例えば、ＤＵＴの透過率または反射率、挿入損失、偏光依存損失（ＰＤＬ）、群遅延、変更モード分散（ＰＭＤ）、及び、色分散が含まれている。従って、本実施態様によれば、ＤＵＴの偏光分解伝達関数を求めることが可能になる。

　本実施態様の場合、本較正システムによって得られる較正結果は、Ε_ｙとΕ_ｘの比Ｒ、及び、行列Ｗから構成されている。すなわち、分りやすくするため、本較正法の上記説明では、特定の較正結果（すなわち、Ε_ｙとΕ_ｘの比Ｒ、及び、行列Ｗ）が導き出されるが、本発明は、こうした特定の較正結果の導出に制限されるものではない。従って、言うまでもなく、本発明は、他のさまざまな較正結果を導き出し、そうした較正結果を利用して、ＤＵＴの光学的性質を求めるのにも適している。以上の及びその他の結果には、例えば、光波Ε_ｘ及びΕ_ｙの比ではなく、それらの振幅を含むことも可能である。代替較正結果には、光波振幅Ε_ｘ、Ε_ｙ、Ε_ＬＯｘ、Ε_ＬＯｙの全て、オーバラップ・パラメータσ（詳細に後述する）を含むことができるが、行列Ｗは含まれない。すなわち、本発明は、例えば、制御光学素子の複数の干渉応用測定結果を用いて、導き出される他のさまざまなタイプの較正結果を求め、利用するのにも適している。さらに、これらの較正結果を得るのに、さまざまな数学的技法が可能である。すなわち、上述の実施態様では、ある特定の解析的導出が利用されたが、多くの異なる数学的ステップによって、同じ較正結果を導き出すことが可能であるのも事実である。さらに、同じ較正結果を得るのに、全く異なるアプローチで解くことも可能である。すなわち、上述の解析的方法ではなく、コンピュータで数値または記号計算を実施することも可能であった。

　上述のように、本発明の目的上、較正結果という用語は、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の特性を求めて、考慮に入れ、それによって、被測定物の正確な測定結果を得ることを可能にする、少なくとも部分的に干渉法によって導き出された１つまたは複数の結果を表わすことを意図したものである。

　さらに、ＤＵＴの光学的性質は、（伝達関数行列Ａ^−１Ｊを利用して）干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性及び対応する不確実性に帰せられるエラーまたは不確実性を低減して求めることが可能である。また、本実施態様では、図３のステップ３０２−３０６に関連して解説の方法を利用して、干渉応用光ネットワーク・アナライザを較正することができるので、干渉応用光ネットワーク・アナライザ内に極めて高価で、光学的に不活性なコンポーネントを設ける必要がなくなる。代わりに、本実施態様では、干渉応用光ネットワーク・アナライザをそれほど高価ではないコンポーネントから構成することが可能になり、さらに、それによって生じる不確実性は図３の較正法を利用して補償される。

　さらにもう１つの利点として、本実施態様では、２つの干渉応用較正測定結果だけで、ＤＵＴの光学的性質を求めることが可能である。また、図１の較正システム１０１によって実施される本実施態様の較正法では、エンド・ユーザに対して過度の特殊訓練が要求されたり、あるいは、厳しい技術的要求がなされたりすることはない。従って、本実施態様によれば、光学コンポーネントの光学特性を容易に求めるための方法及びシステムが得られることになる。本発明のさまざまな実施態様によって、さらに、上記成果を達成し、かつ、光学コンポーネントの光学特性を正確に求めることが可能な方法及びシステムも得られる。本発明のさまざまな実施態様によって、さらに、上記成果を達成し、かつ、それに関連した測定の不確実性が極めて少ない、光学的に不活性なコンポーネントから構成された光ネットワーク・アナライザの利用を必要としない方法及びシステムも得られる。

　Ｂ．３ステップ・アプローチ
　この較正法は、最小限で３つの干渉応用測定ステップが必要になるので、「３ステップ」・アプローチと呼ばれる。さらに、下記の３ステップ較正アプローチは、ＤＵＴ１１６に送り込まれる初期偏光が完全には直交しないという仮定に基づくものである。すなわち、図１のε_ａ及びε_ｂが、ＤＵＴに送り込まれるとき、完全には直交していないという仮定がなされている。こうした場合、（１４）式に示すように偏光した２つの光波を送り込むのではなく、

（１５）式に表わすように、２つの遅延光波が、実際に、光学コンポーネント（例えば、テスト光学コンポーネント及び／またはＤＵＴ）に送り込まれ。ここで、σはオーバラップ・パラメータである。

　完全な直交性が得られないのは、例えば、全て図１に示された、ＰＤＵ１１０〜ＤＵＴ１１６間において、干渉応用光ネットワーク・アナライザに生じるＰＤＬに起因する可能性がある。

　次に図５を参照すると、本発明の実施態様の１つによって実施されるステップのフローチャート５００が示されている。上述の２ステップ・アプローチと同様、本較正法によれば、ＤＵＴに後続するカプラ１１９、及び、光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７を含む光路に固有の光学的性質に帰せられる測定エラーの量的補正が可能になる。光ネットワーク・アナライザに固有の性質の測定から得られる較正結果を利用して、干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００が較正されるので、光学コンポーネント（すなわち、ＤＵＴ）の光学特性を正確に求めることが可能になる。また、本３ステップ・アプローチに関する以下の説明は、多くの面で、上述の２ステップ・アプローチと共通しているので、ここでは、簡略化及び明瞭化のため、共通する説明の反復は控えることにする。

　次に、ステップ５０２を参照すると、本較正システムは、制御光学コンポーネントに関する第１組の干渉応用測定結果を受信する。実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、パッチコードから構成されている。偏光依存損失（ＰＤＬ）のないパッチコードを利用することによって、伝達関数行列はユニタリ行列になる。定義により、ユニタリ行列の行列式は１である。本実施態様では、こうした制御光学コンポーネントが用いられるが、本較正法は、制御光学コンポーネントとしてさまざまな他のタイプの光学コンポーネント（例えば、ＤＵＴ自体）を用いて、Ε_ｘとΕ_ｙの比Ｒ、及び、オーバラップ・パラメータσを求めるのにも適している。

　実施例の１つでは、図１の較正システム１０１は、ユーザが干渉応用光ネットワーク・アナライザ１００に制御光学コンポーネント（例えば、第１の位置に配置されたパッチコード）を結合して、測定プロセスを開始してから、第１組の干渉応用測定結果を受信する。

　やはり、ステップ５０２を参照すると、ＤＵＴ１１６に送り込まれる初期偏光が完全には直交していない本実施態様では、（２）式に示された形式の行列を得る代わりに、（１６）式で示す形式の行列が得られる。

　（１７）式で示す形式が望まれる測定結果を得るため、

　本実施態様の較正システム１０１は、電界振幅（Ε_ａ、Ε_ｂ、Ε_ＬＯｘ、及び、
Ε_ＬＯｙ）について解き、さらに、オーバラップ・パラメータσについても解かなければならない。やはり、ステップ５０２を参照すると、本実施態様では、まず、制御光学素子（例えば、パッチコード）を用いて、行列（１６）が求められる。これは、本３ステップ・アプローチの最初のステップである。

　次に図５のステップ５０４を参照すると、本実施態様では、次に、３ステップ・アプローチの第２のステップが実施される。ステップ５０４において、本較正システムは、制御光学コンポーネントに関する第２組の干渉応用測定結果を受信する。実施態様の１つでは、やはり、パッチコードから構成されており、その伝達関数行列はユニタリ行列になる。さらに、実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、同じパッチコードから構成されるが、パッチコードは、ステップ５０２における第１組の測定結果の受信中に配置された位置とは異なる位置に配置される。こうした実施態様の場合、パッチコードの位置の違いは、第２のステップにおけるパッチコードの伝達関数行列が、第１のステップで受信した伝達関数行列とは異なるが、やはり、ユニタリ行列になるようにするのに十分でなければならない。

　さらに説明すると、ある実施態様の場合、パッチコードの第１の配置では、例えば、ある長さのパッチコードがテーブル上にロール、パイル、ライン等をなすように配置される。パッチコードに第２の配置を施すため、ユーザまたはメカニズムは、例えば、ねじったり、反転したり、位置を変えたり、あるいは、別様に、パッチコードの物理的配向を変更することによって、パッチコードの位置を調整する。そうすることで、同じパッチコード（または他の制御光学コンポーネント）を用いて、第１の伝達関数行列Ａ及び第２の伝達関数行列Ｂの両方を得ることが可能になる。伝達関数行列Ｐは、ＤＵＴ１１６に後続するカプラ及び光検出器１２０及び１２２に至る光路１１７に対応する。やはり、本実施態様には、こうした制御光学コンポーネントが利用されるが、本較正法は、さまざまな他のタイプの光学コンポーネントを制御光学コンポーネントとして利用するのにも適している。

　やはりステップ５０４を参照すると、較正システム１０１は、受信した第２組の干渉応用測定結果から、（１８）式で示す行列を作成する。

　次に、本３ステップ・アプローチの３番目のステップ５０６を参照すると、本実施態様の較正システム１００は、制御光学コンポーネントに関する第３組の干渉応用測定結果を受信する。実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、やはり、パッチコードから構成され、その伝達関数行列は、ユニタリ行列になる。さらに、実施態様の１つでは、制御光学コンポーネントは、同じパッチコードから構成されるが、パッチコードは、それぞれ、ステップ５０２及び５０４における第１組及び第２組の測定結果の受信中に配置された、第１及び第２の先行位置とは異なる第３の位置に配置される。こうした実施態様の場合、パッチコードの位置の違いは、第３のステップにおけるパッチコードの伝達関数行列が、第１及び第２のステップで受信した伝達関数行列とは異なるが、やはり、ユニタリ行列になるようにするのに十分でなければならない。やはり、本実施態様には、こうした制御光学コンポーネントが利用されるが、本較正法は、さまざまな他のタイプの光学コンポーネントを制御光学コンポーネントとして利用するのにも適している。

　さらに、ステップ５０６を参照すると、較正システム１０１は、受信した第３組の干渉応用測定結果から、（１９）式で示す行列を作成する。

　（１６）、（１８）、及び、（１９）式で示す行列を求めた後、本実施態様では、次に、行列（１８）に行列（１６）の逆数を掛ける。結果得られる積は、（２０）式として示される。

式を簡単に書くため、（２３）式で等価が示される。

　　ｄｅｔ（Ｕ）＝Ｕ_１１Ｕ_２２−Ｕ_２１Ｕ_１２　　　　　　　　　　（２１）
　（２０）式を簡単にし、（２１）式を利用することによって、下記の（２２）式が得られる。

　（２２）式をさらに簡単にすると、下記に示す（２３）式が得られる。

　　引き続き、（２３）式を簡単にすると、（２４）式が得られる。

　この単純化は、Ｕ^−１Τがユニタリ行列であり、従って、Ｕ_１１Τ_２２−Ｕ_２１Τ_１２＝（Ｕ_２２Τ_１１−Ｕ_１２Τ_２１）^＊及びＵ_１１Τ_２１−Ｕ_２１Τ_１１＝−（Ｕ_２２Τ_１２−Τ_２２Ｕ_１２）になるため、実施可能である。留意すべきは、本出願の目的上、Ε_ａΕ_ＬＯｘ、Ε_ａΕ_ＬＯｙ、Ε_ｂΕ_ＬＯｘ、及び、Ε_ｂΕ_ＬＯｙが、強度に関する実数とみなされるという点である。一方、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、及び、σは、複素数である。

　次に、本実施態様の較正システム１０１によって、複素位相係数（２５）
　　　　　　ｅ^{ｉθ２−θ１}　　　　　　　　　　　　　　　　　（２５）
が、本較正法にとって重要な情報が含まれていないので、（２４）式から除去される。較正システム１０１は、（２４）式の上方左の行列要素と下方右の行列要素を足すことによって、位相係数（２５）を除去する。そうすることで、本実施態様の較正システム１０１は、（２６）式を得ることになる。

　ｅ^ｉθ _２ ^−θ _１［ｇ＋σｈ^＊＋ｇ^＊−σｈ^＊］＝２ｅ^ｉθ _２ ^−θ _１［Ｒｅ｛ｇ｝］　　　（２６）
　さらに、（２６）式の結果の位相は、（２７）式によって示される。

　　　　　θ_２−θ_１　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２７）
　従って、本実施態様の場合、較正システム１０１は、（２４）式の行列に下記に示す（２８）式を掛けることによって（２４）式の位相係数を除去する。

　　　　　ｅｘｐ（−ｉ（θ_２−θ_１）　　　　　　　　　　　　　（２８）
　結果として、較正システム１０１は、ステップ５０２及び５０４で得られたデータから、下記の要素を備えた行列（２９）を得ることになる。

　簡略化のため、明白に細部が示されていないが、本実施態様の較正システム１０１によって、同様の一連の演算が実施され、（１９）式に（１６）式の逆数を掛けて、下記に示すもう１つの行列（３０）が生成される。

　次に、図５のステップ５０８を参照すると、本較正法のこの時点において、較正システム１０１によって、行列（２９）及び（３０）におけるそれぞれの要素を表わす複素数が得られた。しかし、ステップ５０８に記載のように、また、２ステップ・アプローチに関連して詳細に上述したように、本較正法の目的は、得られた複素数からΕｂとΕａの比Ｒを求めることにある。さらに、偏光の直交性に欠けるため、本較正法のもう１つの目的は、得られた複素数からσを求めることにある。そうすることで、また、上述の２ステップ・アプローチに記載のところと同じやり方で、本較正法は、ＤＵＴの光学特性を正確に測定することが可能になる。本較正法の詳細については、以下に述べることにする。

　実施態様の１つにおいて、本較正法では、まず、下記のようにＮ_１の値を定義して、比Ｒ及びσについて解く：
　　Ｎ_１≡ｇ＋σｈ^＊−ｇ＋（σｈ^＊）＝２Ｒｅ｛σｈ^＊｝　　　（３１）
　実施態様の１つにおいて、較正システム１０１は、行列（２９）の上方左の要素から行列（２９）の下方右の要素の共役を引いて、（３１）式として示された結果を得る。同様に、較正システム１０１は、行列（３０）の上方左の要素から行列（３０）の下方右の要素の共役を引く結果として、Ｎ_２も定義する。

　　Ｎ_２≡ｒ＋σｓ^＊−ｒ＋σ^＊ｓ＝２Ｒｅ｛σｓ^＊｝　　　　　（３２）
　さらに、図５のステップ５０８に進み、引き続き、比Ｒ及びσの解を求めようと試みる際に、本方法では、計算の効率上、Ｒが次のように定義される。

　　　　　　　Ｒ≡Ε_ｂ／Ε_ａ　　　　　　　　　　　　　　　（３３）
さらに、本実施態様の較正システム１０１は、行列（２４）の下方左の要素に対応する複素数として、Ｎ_３を定義する。従って、
　　　　　　　Ｎ_３＝−ｈ^＊／Ｒ　　　　　　　　　　　　（３４）
また、本実施態様では、（３４）式を利用して、それぞれ、（３５）及び（３６）式で示すように、ｈ＊及びｓ＊に関する解析式を定義する。

　　　　　　ｈ^＊＝−ＲＮ_３　　　　　　（３５）
　　　　　　ｓ^＊＝−ＲＮ_４　　　　　　（３６）
　（３６）式において、Ｎ_４は、行列（３０）の下方左の複素数要素である。本較正方法では、（３５）及び（３６）式を利用して、それぞれ、（３１）及び（３２）式を（３７）及び（３８）式のように書き直す。

　　　　　　−２Ｒｅ｛σＮ_３｝Ｒ＝Ｎ_１　　　　　　　　　　（３７）
　　　　　　−２Ｒｅ｛σＮ_４｝Ｒ＝Ｎ_２　　　　　　　　　　（３８）
　σが複素数の場合、方程式（３７）及び（３８）の結果は次の通りである：
　　Ｎ_１／Ｎ_２＝（σ_ＲＮ_３Ｒ―σ_ｉＮ_３ｉ）／（σ_ＲＮ_４Ｒ―σ_ｉＮ_４ｉ）　　（３９）
ここで、添え字Ｒ及びｉは、それぞれ、実数及び虚数成分を表わしている。本較正法では、さらに、解を求めると、σの実数成分と虚数成分の比であるρが得られる。

　　ρ＝（（Ｎ_３Ｒ−Ｎ_４Ｒ（Ｎ_１／Ｎ_２））／（Ｎ_３ｉ−Ｎ_４ｉ（Ｎ_１／Ｎ_２）））
　　　＝σｉ／σＲ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４０）
　（３７）及び（３８）式を利用すると、ｘは、下記のように（４１）式に従って定義される。

　　ｘ≡σ_ＲＲ＝Ｎ_１／（−２［Ｎ_３Ｒ−ρＮ_３ｉ］）　　　　　　（４１）
　行列（２９）の下方左の要素に行列（２９）の上方右の要素を掛けると、（４２）式が得られる。

Ｎ_６≡−｜ｈ｜^２−ｈ^＊（σ_Ｒ＋ｉρσ_Ｒ）（ｇ−ｇ^＊）−（σ_Ｒ＋ｉρσ_Ｒ）ｇ^＊２
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４２）
ここで、Ｎ_６は、やはり既知の量である。行列（２９）の下方右の要素に行列（２９）の上方左の要素を加えると、（４３）式が得られる。

　　　　　Ｎ_５≡ｇ−ｇ^＊＋２σｈ^＊　　　　　　　　　　　　　（４３）
　方程式（４２）をσ及びＲに関して書き直すと、最終的には、（４５）、（４６）、及び、（４７）式で示すように単純化される（４４）式を得ることができる。

　−｜ｈ｜^２−ｈ^＊（σ_Ｒ＋ｉσ_Ｒρ）Ｎ_５＋（σ_５＋ｉρσ_Ｒ）^２ｈ_＊ ^２＝Ｎ_６
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４４）
−Ｒ^２｜Ｎ_３｜^２＋ＲＮ_３（σ_Ｒ＋ｉσ_Ｒρ）Ｎ_５＋（σ_Ｒ＋ｉρσ_Ｒ）^２Ｒ^２Ｎ_３ ^２
＝Ｎ_６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４５）
−Ｒ^２｜Ｎ_３｜^２＋Ｎ_３Ｎ_５（ｘ＋ｉρｘ）＋（ｘ^２−２ｉρｘ^２−ρ^２ｘ^２）Ｎ_３ ^２
＝Ｎ_６　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（４６）
　Ｒ_２＝（Ｎ_３Ｎ_５（ｘ＋ｉρｘ）＋（ｘ^２＋２ｉρｘ−ρ^２ｘ^２）Ｎ_３ ^２
　　　　−Ｎ_６）／｜Ｎ_３｜^２　　　　　　　　　　　　　（４７）
　次に、（４１）式を利用すると、（４８）式が得られる。

　　　　　　　σ_Ｒ＝ｘ／Ｒ　　　　　　　　（４８）
　（４７）及び（４８）式を利用して、σ_Ｒの解が求められる。さらに、下記の（４９）式を用いられる
　　　　　　σ_１＝ρσ_Ｒ　　　　　　　　　　　　（４９）
　本較正法１０１は、σ自体を解くことが可能である。従って、本較正方法によれば、Ε_ａとΕ_ｂの比Ｒと、オーバラップ・パラメータσの両方を解く方法が得られる。Ｒ及びσは、制御光学素子の第１、第２、及び、第３組の干渉応用測定結果を得るために用いられる光の波長の関数である。図１のＷＲＵ１０６によって、制御光学素子の第１、第２、及び、第３組の干渉応用測定結果を得るために用いられる光の波長が既知の値になるという保証が得られる。もう一度、図５のステップ５０８を参照すると、後述するように、本実施態様では、比Ｒ及びオーバラップ・パラメータσを求めることによって、干渉応用光ネットワーク・アナライザの正確な較正が実現した。すなわち、Ｒの値及びσの値を知ることによって、次に、ある特定のＤＵＴに関する偏光分解伝達関数行列を求めることが可能になる。換言すれば、本発明の実施態様の方法及びシステムを利用すると、ＤＵＴの測定に影響を及ぼすことになる、干渉応用光ネットワーク・アナライザに関連したまたはそれに固有の不確実性を伴うことなく、ＤＵＴを正確に測定することが可能になる。

　本発明の実施態様の１つについてさらに説明すると、σ及びΕ_ａとΕ_ｂの比Ｒを得た後、ＤＵＴは、第１、第２、及び、第３組の干渉応用測定結果を得るために用いられる制御光学素子（例えば、パッチコード）を取り替える。この実施態様の場合、電界振幅は、制御素子の第１、第２、及び、第３組の干渉応用測定が行われたときと同じままであると仮定する。図６のフローチャート６００には、ＤＵＴの測定ステップがステップ６０２として示されている。図６のステップ５０２、５０４、５０６、及び、５０８が、図５のステップと同じであることは明らかであり、簡略化のため、前記ステップに関する説明の反復は、ここでは、控えることにする。従って、図６のステップ６０２に記載のように、本実施態様では、較正された干渉応用光ネットワーク・アナライザにおいてＤＵＴの干渉応用測定結果を受信する。本実施態様の目的上、較正された干渉応用光ネットワーク・アナライザは、図５のステップ５０２−５０８が実施されたものである。

　やはりステップ６０２を参照すると、本実施態様の較正システム１０１によれば、受信したＤＵＴの干渉応用測定結果から、（５０）式で示す行列Ｄが得られるが、ここで、Ｊは、被測定装置の伝達関数行列である。

　行列Ｄの４つの要素は、複素数である。ただし、この時点では、個々の電界振幅（Ε_ａ、Ε_ｂ、Ε_ＬＯｘ、及び、Ε_ＬＯｙ）または個々ので伝達関数行列要素（Ｄ_１１、Ｄ_１２、Ｄ_２１、及び、Ｄ_２２）に関する値は不明である。

　次に、本実施態様では、較正行列として前に導き出された行列（１６）（ここではＭ_ｃａｌと呼ばれる）を利用し、Ｍ_ｃａｌの逆数にＤを掛けることによって示される、新しい行列を生成する。この積が、（５１）式で示されている。

　上述の２ステップ・アプローチと同様、本実施態様は行列（５２）を得ようとするが、行列（５２）は、干渉応用光ネットワーク・アナライザにおける不確実性またはエラーによる影響を受けない。

　本較正法を利用すると、（５１）式からの重要ではない複素定数内において、また、σ、及び、Ε_ｂとΕ_ａの比Ｒに関して前に得られた値を利用して、行列（５２）を求めることが可能である。すなわち、本実施態様の較正システムは、（５１）式の下方左の要素にＲを掛けて、（５３）式を求める。

　　　　　Ｄ_２１Ｕ_１１−Ｄ_１１Ｕ_２１　　　　　　　　　　　　（５３）
　次に、本実施態様では、（５３）式にσを掛けて、上方左の要素からその積を引き、下方右の要素にその積を足す。結果得られる行列は、下記に（５４）式として示される。

　引き続き、本較正システム１０１は、さらに、（５４）式の上方右の要素に１／Ｒを掛けて、その要素を補償する。その後、上方右の要素からσと上方左の要素との積を引き、σと下方右の要素との積を加えるものとする。最後に、本較正システム１０１は、σ^２と新しい下方左の要素との積を求めて、上方左の要素にそれを加える。最終的には、本方法によって、（５５）式で示す結果が得られる。

　（５５）式が、複素係数を除くと、（５２）式と同じであるのは明らかである。しかし、この複素係数は、ＤＵＴの光学的性質の測定に影響することはない。これらの光学的性質には、例えば、ＤＵＴの透過率及び反射率、挿入損失、偏光依存損失（ＰＤＬ）、群遅延、偏光モード分散（ＰＭＤ）、及び、色分散が含まれている。従って、本実施態様によれば、ＤＵＴの偏光分解伝達関数を求めることが可能になる。

　次に、図７を参照すると、本発明の実施態様の１つに従って実施されるステップのフローチャート７００が示されている。すなわち、図７のフローチャート７００によって、図３または５の較正ステップが済んだ後、実施態様の１つにおいて実施されるステップの要約が示される。ステップ７０２では、ＤＵＴの干渉応用測定結果が、上述のやり方で得られる。

　次にステップ７０４を参照すると、本実施態様では、次に、ＤＵＴに関する干渉応用測定結果に関連して、干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正結果を利用することにより、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、ＤＵＴの光学的性質が求められる。実施態様の１つ（例えば、図３に関連して解説の実施態様）における較正結果は、Ε_ｙとΕ_ｘの比Ｒ、及び、（２）で示す行列Ｗである。もう１つの実施態様（例えば、図５に関連して解説の実施態様）における較正結果は、σ、Ｍ_ｃａｌ、及び、Ε_ｂとΕ_ａの比Ｒである。

　本実施態様の場合、本較正システムによって得られる較正結果は、σ、Ｍ_ｃａｌ、及び、Ε_ｂとΕ_ａの比Ｒである。すなわち、分りやすくするため、本較正法に関する上述の説明では、特定の較正結果（σ、Ｍ_ｃａｌ、及び、Ε_ｂとΕ_ａの比Ｒ）が導き出されるが、本発明は、こうした特定の較正結果の導出に制限されるものではない。従って、言うまでもないが、本発明は、さまざまな他の較正結果を導き出して、それらの較正結果を利用し、ＤＵＴの光学的性質を求めるのにも適している。すなわち、本発明は、例えば、制御光学素子の複数の干渉応用測定結果を利用して導き出される他のさまざまなタイプの較正結果を求めて、利用するのにも適している。もう１つの例として、多くのアプローチを利用して、複数の干渉応用測定結果を解析し、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性及び対応するエラーの影響を最終的に導き出すことが可能である。従って、本発明の実施態様は、固有の光学特性情報を利用して、ＤＵＴの測定結果から対応する不確実性を除去する（例えば、干渉応用光ネットワーク・アナライザを較正する）のにも適している。従って、干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性または不確実性に帰せられるエラーまたは不確実性を低減して、ＤＵＴの光学的性質を求めることが可能である。

　また、本実施態様では、図５のステップ５０２−５０８に関連して解説した方法を用いて、干渉応用光ネットワーク・アナライザを較正することができるので、干渉応用光ネットワーク・アナライザ内に極めて高価で光学的に不活性なコンポーネントを設ける必要がなくなる。代わりに、本実施態様では、干渉応用光ネットワークアナライザをそれほど高価ではないコンポーネントから構成することが可能になり、さらに、それによって生じる不確実性は図５の較正法を利用して補償される。

　さらにもう１つの利点として、本実施態様では、３つの干渉応用較正測定結果だけで、ＤＵＴの光学的性質を求めることが可能である。また、図１の較正システム１０１によって実施される本実施態様の較正法では、エンド・ユーザに対して過度の特殊訓練が要求されたり、あるいは、厳しい技術的要求がなされたりすることはない。従って、本実施態様によれば、光学コンポーネントの光学特性を容易に求めるための方法及びシステムが得られることになる。本発明のさまざまな実施態様によって、さらに、上記成果を達成し、かつ、光学コンポーネントの光学特性を正確に求めることが可能な方法及びシステムも得られる。本発明のさまざまな実施態様によって、さらに、上記成果を達成し、かつ、光学的に不活性なコンポーネントから構成された光ネットワーク・アナライザの利用を必要としない方法及びシステムも得られる。

　本発明の特定の実施態様に関する以上の説明は、例証及び解説を目的として提示されたものである。それらは、本発明を余すところなく説明しようとか、開示の形態にそっくりそのまま制限しようと意図したものではなく、上記教示に鑑みて、多くの修正及び変更を加えることが可能である。上記実施態様は、本発明の原理及びその実際の応用例を最も分りやすく説明することによって、他の当該技術者が、企図する特定の用途に合わせたさまざまな修正を施して、本発明及びそのさまざまな実施態様を最も有効に利用できるように選択され、解説されたものである。本発明の範囲は、付属の請求項及びその同等物によって規定されるものとする。

本発明のさまざまな実施態様による、較正システムが一体化された干渉応用光ネットワーク・アナライザの概略図。 本発明の実施態様の１つに従って、較正システムが干渉応用光ネットワーク・アナライザと一体化された、較正システム及び干渉応用光ネットワーク・アナライザのブロック図。 本発明の実施態様の１つに従って、較正システムが干渉応用光ネットワーク・アナライザと一体化されない、較正システム及び干渉応用光ネットワーク・アナライザのブロック図。 本発明の２ステップ・アプローチ実施態様に従って実施される較正ステップのフローチャートを示す図。 本発明の２ステップ・アプローチ実施態様に従って実施されるＤＵＴ測定ステップのフローチャートを示す図。 本発明の３ステップ・アプローチ実施態様に従って実施される較正ステップのフローチャートを示す図。 本発明の３ステップ・アプローチ実施態様に従って実施されるＤＵＴ測定ステップのフローチャートを示す図。 本発明の実施態様の１つよる干渉応用光ネットワーク・アナライザの較正後に実施されるＤＵＴ測定ステップのフローチャートを示す図。

符号の説明

１００　干渉応用光ネットワーク・アナライザ
１０１　較正システム
１２６　プロセッサ
１２８　干渉応用測定結果受信部分
１３０　ユーザ・インターフェイス

Claims (10)

1. 　干渉応用光ネットワーク・アナライザを較正するための装置であって、
   　制御光学素子に関して、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用して得られる、複数組をなす干渉応用測定結果を受信する干渉応用測定結果受信部分と、
   　前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに関する較正結果を導くための、前記干渉応用測定結果受信部分に結合されたプロセッサと、
   　該較正結果は、前記複数組をなす干渉応用測定結果を利用して得られ、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、被測定物（ＤＵＴ）の光学的性質の測定を可能にするものであり、
   　前記プロセッサに結合されたユーザ・インターフェイスと、
   　を有する装置。
2. 　その少なくとも一部が、干渉応用光ネットワーク・アナライザと一体化されている、請求項１に記載の装置。
3. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比（Ｒ）、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列（Ｍ_ｃａｌ）から構成される、請求項１に記載の装置。
4. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比（Ｒ）、オーバラップ・パラメータ（σ）、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列（Ｍ_ｃａｌ）から構成される、請求項１に記載の装置。
5. 　干渉応用光ネットワーク・アナライザ・システムであって、
   　干渉応用光ネットワーク・アナライザと、
   　制御光学素子に関して、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用して得られる、複数組をなす干渉応用測定結果を受信する干渉応用測定結果受信部分と、
   　前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに関する較正結果を導き出すための、前記干渉応用測定結果受信部分に結合されたプロセッサと、
   　該較正結果は、前記複数組をなす干渉応用測定結果を利用して得られる、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、被測定物（ＤＵＴ）の光学的性質の測定を可能にするものであり、
   　前記プロセッサに結合されたユーザ・インターフェイスと、
   　を有する干渉応用光ネットワーク・アナライザ・システム。
6. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比（Ｒ）、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列（Ｍ_ｃａｌ）から構成される、請求項５に記載の干渉応用光ネットワーク・アナライザ・システム。
7. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比（Ｒ）、オーバラップ・パラメータ（σ）、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列（Ｍ_ｃａｌ）から構成される、請求項５に記載の干渉応用光ネットワーク・アナライザ・システム。
8. 　干渉応用光ネットワーク・アナライザを較正するための干渉方法であって、
   　制御光学素子に関して、第１の振幅の第１の偏光波及び第２の振幅の第２の偏光波を利用して得られる、複数組をなす干渉応用測定結果を受信するステップと、
   　前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに関する較正結果を導き出すステップであって、該較正結果は前記複数組をなす干渉応用測定結果を利用して得られる、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに固有の光学特性に起因する不確実性を低減して、被測定物（ＤＵＴ）の光学的性質の測定を可能にする、ステップと、
   　を有する方法。
9. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列から構成される、請求項８に記載の方法。
10. 　前記較正結果が、前記第１の振幅と前記第２の振幅の比、オーバラップ・パラメータ、及び、前記干渉応用光ネットワーク・アナライザに対応する較正行列から構成される、請求項８に記載の方法。

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