JP2004264280A

JP2004264280A - 偏光光波反射率測定法

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Publication number: JP2004264280A
Application number: JP2003297030A
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Inventors: Philippe Fayolle; フイリツプ・フエヨル; Yves Lumineau; イブ・リユマノー; Gregory Bouquet; グレゴリー・ブーケ; Vanessa Durel; バネツサ・デユレル
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Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2003-08-21
Publication date: 2004-09-24
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Abstract

【課題】より正確であり、偏光モード分散の少なくとも所与の範囲にわたって真に定量的であると考えることができる偏光光波反射率測定法を提案する。
【解決手段】試験すべき光ファイバに単一の偏光された光信号を送り込む代わりに少なくとも２つの偏光された光信号が送り込まれ、信号は互いに対して所定の角度オフセットを示し、そのため、偏光モード分散係数は試験中の光ファイバにおける偏光のいかなる回転にも独立したままである。２つの直線偏光された信号間の角度オフセットに対する好ましい値は、約４５度である。光信号の後方散乱によって得られる痕跡からＤＧＰ型またはＤＯＰ型のスカラパラメータを抽出する代わりに、各痕跡に対して、相対ノイズ型のスカラパラメータが抽出される。偏光モード分散係数は、単一のスカラ入力を有し、指数関数に基づいたタイプであり、ｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形を有する関数によって推定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、偏光光時間領域反射率測定法（ＰＯＴＤＲ）としても知られている偏光光波反射率測定法の分野に関する。

偏光光波反射率測定法またはＰＯＴＤＲは、ピコ秒／キロメータ平方根（ｐｓ／ｋｍ^１／２）で表される分散を伴った、高度なモード結合を有する光ファイバの偏光モード分散（ＰＭＤ）の少なくとも定性的な推定を得ることを可能にする。ＰＯＴＤＲは、光ファイバに沿ったＰＭＤの均一性を検証することを可能にする。このことは、光ファイバの良好な部分（すなわち、低ＰＭＤ係数を示す部分）を識別し、選択することを可能にする。光ファイバにおけるＰＭＤはその光ファイバの複屈折によるものであるため、光学的機能に沿って通過した偏光された光波を解析することは、その光ファイバの複屈折を定性的に評価すること、および、結果的に、そのＰＭＤの定性的な推定を導出することを可能にする。ＰＭＤは、局所的に、すなわち、好ましくは少なくとも長さ１キロメータ（ｋｍ）である試験すべき光ファイバの一部分にわたって、あるいは、全体的に、すなわち、試験すべき光ファイバの長さ全体にわたって評価することができる。ＰＯＴＤＲは後方散乱された信号を含むので、試験すべき光ファイバの、または、試験すべき光ファイバを含むケーブルの一端のみにアクセスできれば十分である。光ファイバのＰＭＤは均一で、知られていて、かつ、低いことが有利である。

例えば、「ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１７、１８４３〜１９４８頁、１９９９年にある１９９９年３月１０日発行のＢ．Ｈｕｔｔｅｎｅｒによる論文、「ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰＭＤｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｉｔｈａｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ＯＴＤＲｉｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓ」に、あるいは、「ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」にある１９９９年１０月１０日発行のＡｎｄｒｅａＧａｌｔａｒｏｓｓａによる論文、「Ｓｉｎｇｌｅ−ｅｎｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙｂａｃｋ−ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｓｐｅｃｔｒａｔｈｒｏｕｇｈａｌｉｎｅａｒｐｏｌａｒｉｚｅｒ」に記載される従来技術において、偏光光波反射率測定法が知られている。それにもかかわらず、それらの方法は、偏光のモード分散が評価される、例えば、偏光の程度（ＤＯＰ）または差分群遅延（ＤＧＤ）など１つまたは複数のパラメータが抽出される単一の直線偏光された光信号を送ることに基づく。提案される方法は、第１に、偏光モード分散係数に対して数値を与えることによって、それらの方法が純粋に定性的な方法に対する大幅な改善を提供する限りにおいて、第２に、それらの正確さが限られており、特定の応用例には十分ではない限りにおいて、準定量的であると述べることができる。

独国特許出願第１９８２５８７６号明細書「ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１７、１８４３〜１９４８頁、１９９９年にある１９９９年３月１０日発行のＢ．Ｈｕｔｔｅｎｅｒによる論文、「ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰＭＤｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｉｔｈａｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ＯＴＤＲｉｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓ」「ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉｇｈｔｗａｖｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」にある１９９９年１０月１０日発行のＡｎｄｒｅａＧａｌｔａｒｏｓｓａによる論文、「Ｓｉｎｇｌｅ−ｅｎｄｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙｂａｃｋ−ｒｅｆｌｅｃｔｅｄｓｐｅｃｔｒａｔｈｒｏｕｇｈａｌｉｎｅａｒｐｏｌａｒｉｚｅｒ」「２５ｔｈＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＯｐｔｉｃａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ（ＥＣＯＣ’９９）Ｎｉｃｅ，Ｆｒａｎｃｅ，１９９９年９月２７−３０日」、ｐａｇｅｓＩＩ−２−ＩＩ−５にある１９９９年９月２６日発行のＡ．Ｇａｌｔａｒｏｓｓａらによる論文、「Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｓｅｎｓｉｔｉｖｅｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｉｃｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒＰＭＤｍｅｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」

本発明は、より正確であり、偏光モード分散の少なくとも所与の範囲にわたって真に定量的であると考えることができる偏光光波反射率測定法を提案する。

この目的のために、本発明の方法は、特に以下の独自の特徴の全てまたはいくつかを利用することができる。
・試験すべき光ファイバに単一の偏光された光信号を送り込む代わりに、試験すべき光ファイバに少なくとも２つの偏光された光信号が送り込まれ、信号は互いに対して所定の角度オフセットを示し、そのため、偏光モード分散係数は試験中の光ファイバにおける偏光のいかなる回転にも独立したままである。２つの直線偏光された信号間の角度オフセットに対する好ましい値は、約４５度である。
・光信号の後方散乱によって得られる痕跡（ｔｒａｃｅ）からＤＧＰ型またはＤＯＰ型のスカラパラメータを抽出する代わりに、光信号の後方散乱によって得られる各痕跡に対して、相対ノイズ型のスカラパラメータが抽出される。および、
・偏光モード分散係数は、単一のスカラ入力を有する関数によって推定され、この関数は指数関数に基づいたタイプであり、ｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形を有する。

上記の特徴の全てを使用することは、本発明の方法が、偏光モード分散係数に対する値の拡張された範囲にわたる非常に良好な正確さを伴って、定量的であることを可能にする。最初の２つの特徴を組み合わせることは特に有利であり、正確さと複雑さとの間の特に有利な妥協点をもたらす。

本発明の態様によれば、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、複数の直線偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡のそれぞれを正規化するステップと、痕跡のそれぞれに対して、正規化された痕跡の標準偏差を、試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、加重平均タイプの関数を様々な痕跡の相対ノイズに適用し、痕跡のそれぞれからのノイズに同じ重みを与えるコンピュータ処理のステップであって、その結果が全体的な相対ノイズと呼ばれるステップと、１つのスカラ入力および１つのスカラ出力を有するタイプの関数によって、全体的な相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、全体的な相対ノイズが試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、直線偏光された光信号同士の間の角度オフセットが決定される、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡のそれぞれを正規化するステップと、痕跡のそれぞれに対して、正規化された痕跡の標準偏差を、試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、痕跡の相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、偏光された光信号が、試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、偏光モード分散係数について互いに十分異なる、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、２つの直線偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡から偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、２つの直線偏光された光信号の間の角度オフセットが、推定された偏光モード分散係数が試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、４５度に十分近い、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、少なくとも１つの偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡から得られるスカラパラメータＰを計算するステップと、ｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形の１つまたは複数の指数関数の線形的な組合せによって構成される関数によって、スカラパラメータＰから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、係数ａ、ｂ、および、ｃが１つの指数関数と他の指数関数では異なってもよい、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡のそれぞれから共通のスカラパラメータを抽出するステップであって、パラメータが偏光モード分散を表すステップと、スカラパラメータから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、偏光された光信号が、偏光モード分散係数が試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、十分に相互に異なっている、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡から偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、偏光された光信号が、偏光モード分散係数が試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、十分に相互に異なっている、偏光光波反射率測定法が提供される。

本発明の他の態様において、偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、少なくとも１つの偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、痕跡を正規化するステップと、正規化された痕跡の標準偏差を、試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、痕跡の相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップを含む偏光光波反射率測定法が提供される。

例として示す以下の説明および添付の図面を参照すれば、本発明をよく理解し、他の特徴および利点に想到することができる。

本発明を、その態様の１つについて以下に非常に詳細に説明する。本発明の好ましい態様において、偏光光波反射率測定法は、特に、試験中の光ファイバにおける偏光モード分散の均一性を検証するための、および、第２に、光ファイバの良好な部分、すなわち、低偏光モード分散係数を有する光ファイバの部分を任意に選択するための、双方のために偏光モード分散係数が決定される試験すべき光ファイバに適用される。本方法は、試験すべき光ファイバに複数の直線偏光された光信号、好ましくは２つのそのような信号を送り込むステップを含む。光信号は、所定の相互角度オフセットを示し、そのため、全体的な相対ノイズは、試験中の光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままである。ポアンカレ球上の光信号の表示は、互いに独立しており、したがって、全体的な相対ノイズに対する一定値を保証し、それによって、偏光モード分散係数に対する推定の正確さを、試験中の光ファイバに沿った光信号の往復走行の間に光信号が影響されることがある偏光のいかなる回転からも独立にする。光信号は、戻ってくる際に検出される。光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出するステップは、偏光に敏感である。すなわち、例えば、往路で偏光板を通過した光信号は、復路でもそれを通過する。痕跡が得られれば、各痕跡は、後方散乱の位置によっては試験中の光ファイバに沿って信号が影響を受ける異なった量の減衰から独立となるように正規化され、したがって、後方散乱された信号が往復の方向で走行した光ファイバの長さに応じた損失を無視することを可能にする。したがって、痕跡のそれぞれについて、試験中の光ファイバの部分にわたって偏光モード分散を局所的に推定する時、および、試験中の光ファイバ全体にわたって全体的な偏光モード分散を推定する時に、正規化された痕跡の標準偏差が計算され、この標準偏差は痕跡の「相対ノイズ」と呼ばれる。その後、加重平均化タイプ関数がこれらの痕跡のそれぞれの相対ノイズに適用され、その痕跡のそれぞれの相対ノイズに同じ重みを与える。この平均は、「全体的な相対ノイズ」と呼ばれる。最後に、推定ステップが、１つのスカラ入力および１つのスカラ出力を有するタイプの関数によって、全体的な相対ノイズに基づいて偏光モード分散係数を決定する。すなわち、単純なスカラ値である全体的な相対ノイズが、この関数の入力であり、この関数は偏光モード分散係数に対する値を出力し、この値も、同じく、単純なスカラ値である。本発明の方法は、様々な態様において、特に扱われるパラメータに関して、単純であるという長所を有し、この長所は、重大な劣化なしに、痕跡に含まれる情報を単一のスカラパラメータに減少し、使用される光源に関する限り、特に従来技術の文献の１つにおいて必要であるような非常に細かい光パルスを光源が発生する必要がない。

本発明の方法は定量的であり、約０．０１から０．２ｐｓ／ｋｍ^１／２に広がる範囲にわたる良好な正確さを与える。なぜなら、本発明のシステムに標準的なＯＴＤＲ装置を使用することは、より広い範囲を調査するための十分な感度を示さないからである。にもかかわらず、上記の範囲の最低値を下回る偏光モード分散係数を示す光ファイバが優れていると考えることができる限り、現実には、この範囲は非常に広い。これに対し、上記の範囲の最高値を上回る偏光モード分散係数を示す光ファイバは、不良であると考えられる。光ファイバが、優れている（最も厳しい仕様が満足された）、または、不良である（最も緩い仕様が満足されない）と診断されれば、正確さは不要である。これに対し、どの仕様が満足され、どの仕様が満足されないかを検証することが必要である中間的な場合に対しては、正確さが必要とされ続ける。永年、偏光モード分散係数の値と均一性は、光ファイバの品質を制限する要因であり、本発明の定量的な偏光光波反射率測定法が「開錠」する「錠」を構成していた。本発明の方法を実施する一方で標準的なＯＴＤＲ装置を使用する本発明のシステムの能力は、費用の点でこの能力を特に魅力的にする。この能力は、特に長さ、欠陥、および、減衰に関して、従来のＯＴＤＲ測定を行うことも同時に可能にする。

図１は、本発明の方法を実施するための本発明のシステムの一例の図である。コネクタに取り付けられたエンドピースをＥＣで参照し、それらのエンドピース間の光ファイバの部分をＦＯで参照する。システムは、直列に、標準的なＯＴＤＲデバイスである光反射率計１、偏光コントローラ２、および、参照用光ファイバ３も含む。システムは、ＯＴＤＲデバイス１に接続されるプロセッサデバイス５をさらに含む。標準的ＯＴＤＲデバイス１は対数的に処理された痕跡のみを与えるため、プロセッサデバイス５は、指数関数の外見を持つ本来の痕跡を復元するために特に使用される。標準的ＯＴＤＲデバイス１は、約１５５０ナノメートル（ｎｍ）の波長で動作するパルス光源、カプラ、検出器、および、プロセッサ手段を有するが、これらは従来のものであり、多くの製造業者から購入できる。偏光コントローラ２は、もしＯＴＤＲデバイス１が偏光された光源を有していれば回転半波長板に結合された線形偏光板によって、そうでなくて、もしＯＴＤＲデバイス１が偏光されていない光源を有していれば、回転偏光板によってのいずれかによって構成される。参照用光ファイバ３は、試験すべき、かつ、システムに固有には属さない光ファイバ４に接続されるように自由端が設計されているリーダ光ファイバである。したがって、この自由端は、好ましくは、コネクタに取り付けられたエンドピースを所持する。プロセッサデバイス５は、本発明の偏光光波反射率測定法を実施するために要素１から４と共働するように設計される。

参照用光ファイバ３はリーダ光ファイバであるだけでなく、偏光モード分散係数を推定するための内部的な標準も構成しており、この目的のために、リーダ光ファイバの長さおよび偏光モード分散係数の双方が知られており、かつ、本発明のシステムによって使用される。可能な限り均一かつ使用に耐える痕跡を示すために、参照用光ファイバ３は、好ましくは一定かつ均一な偏光モード分散を示す。参照用光ファイバ３の偏光モード分散は、好ましくは、０．０４から０．０６ｐｓ／ｋｍ^１／２の範囲にあり、例えば、０．０５ｐｓ／ｋｍ^１／２である。参照用光ファイバ３が試験中の光ファイバと同じタイプのものであることは有利であるが、それが可能であっても、それには、様々なタイプの参照用光ファイバ３が利用可能であることが必要である。有利には、参照用光ファイバ３は長さが２ｋｍから４ｋｍの範囲にあり、例えば、３ｋｍのものである。参照用光ファイバ３は、本発明のもの以外の偏光光波反射率測定法を実施するためのシステムにおいても使用でき、また、本発明のもの以外の偏光光波反射率測定の方法を実施するためにも使用できる。

参照用光ファイバ３および試験中のファイバ４に沿って走行するように、２つの光信号が連続してＯＴＤＲデバイス１によって偏光コントローラ２を介して送り込まれる。光ファイバに沿って、光信号は後方散乱され、後方散乱された光は、ＯＴＤＲデバイスに向かって戻り、偏光コントローラ２を通過する。光信号は直線偏光され、それらの間の角度オフセットは、推定された偏光モード分散係数が、試験中の光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるするために、４５度に十分近い。それらの角度オフセットが４５度に近くなるほど、これはより良好に達成される。しかし、僅かに異なる値は、特定の応用例において、結果として得られる正確さを過剰に劣化させるが、これは許容できる。

図２は、送り込まれた光信号の１つからの後方散乱光によって得られる、図１のＯＴＤＲによって獲得され、プロセッサデバイス５によって処理された痕跡の例の図である。参照用光ファイバ３に対応する標準的な痕跡をＴｒｅｆとする。試験中の光ファイバ４に対応する痕跡をＴｆｕｔとする。一般に、標準的なＯＴＤＲは、対数的な処理を受けた曲線を与える。しかし、プロセッサデバイス５によって既に処理されたこの痕跡は、（上記の光ファイバに沿った距離に応じた減衰のために）外見は指数関数であるが、これは、もし痕跡が短か過ぎる距離に対してプロットされれば、現われない。後方散乱された光信号の強度は縦軸にプロットし、ミリボルト（ｍＶ）で表す一方、ＯＴＤＲデバイス１からの距離は横軸にそってプロットし、この間の距離はメートル（ｍ）で表す。

図３は後方散乱によって得られた痕跡の例の図である一方、図４は正規化された痕跡の例を示す図である。曲線Ｃ１は指数関数の外見のもので、光信号の１つを後方散乱することによって得られる痕跡を表す。曲線Ｃ２は、曲線Ｃ１に最も良く合う（ｂｅｓｔ−ｆｉｔ）指数関数を示す。平均値ゼロの曲線Ｓは正規化された痕跡を表す。指数関数の外見の痕跡Ｃ１から開始して、正規化のステップは、第１に、Ｃ１に最も合う指数関数である曲線Ｃ２を決定すること、および、第２に、正規化された痕跡Ｓ＝（Ｃ１−Ｃ２）／Ｃ２を決定することである。正規化された痕跡Ｓの標準偏差を計算するステップは、以下の数式を使用して行われる。

ただし、Ｌは光ファイバの試験中の部分４の長さである。図３および４において、縦軸に取られた信号の振幅Ａは試験中の光ファイバ４に沿った後方散乱の距離ｄの関数として表される。全体的な相対ノイズは、例えば、相加平均、相乗平均、調和平均、または、二乗の合計の平方根のいずれでもよい加重平均タイプの関数によって計算される。相加平均型の関数を使用する有利な場合において、痕跡の１つを基準として４５度のオフセットを表すために、第１の痕跡の相対ノイズはＢＲ（０°）と書き、他の痕跡のものはＢＲ（４５°）と書く。したがって、全体的な相対ノイズＢＲＧは以下のようになる。

ｃＰＭＤと書かれる偏光モード分散係数は、この全体的な相対ノイズＢＲＧに基づいて決定される。

好ましくは、推定ステップで使用される関数はｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形の１つまたは複数の指数関数の線形的な組合せによって作られる関数であり、ただし、係数ａ、ｂ、および、ｃは、各指数関数に対して固定されるが、１つの指数関数と他の指数関数とでは異なってもよい。推定ステップの関数は、好ましくは、以下の形となる。

ただし、ＢＲＧは全体的な相対ノイズであり、Ａは−６から−３の範囲にある固定された係数であり、Ｂは０．００１から０．２の範囲にある固定された係数である。例として、Ａは−４．３６５とすることができ、Ｂは０．０６１７６とすることができ、これは、図５に示す曲線ＣＲに対応する。

図５は偏光モード分散係数を推定するステップで使用される関数の例を示す図である。偏光モード分散係数ｃＰＭＤは縦軸にプロットされ、ｐｓ／ｋｍ^１／２で表す。全体的な相対ノイズＢＲＧは横軸にプロットされ、単位のない純粋な数である。曲線ＣＲは黒いひし形で表す標準ファイバＦＥのセットから決定される。曲線ＬＰは、モデルの正確さの限界を表す。

推定ステップのための他の関数は、例えば以下のようにすることができる。

ただし、Ａは０．４１５５であり、Ｂは−０．０１２８６であり、Ａ１は０．０４５９６であり、Ｂ１は−０．１９７０である。指数関数に基づいても、それ以外に基づいても、他の関数も使用することができる。

本発明のシステムの例の図である。図１のＯＴＤＲから獲得される痕跡の例を示す図である。後方散乱によって得られる痕跡の例を示す図である。正規化された痕跡の例を示す図である。偏光モード分散係数を推定するステップの間に使用される関数の例を示す図である。

符号の説明

１ＯＴＤＲデバイス
２偏光コントローラ
３参照用光ファイバ
４試験中のファイバ
５プロセッサデバイス
Ａ振幅
Ｃ１、Ｃ２、Ｓ曲線

Claims

偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
複数の直線偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡のそれぞれを正規化するステップと、
前記痕跡のそれぞれに対して、前記正規化された痕跡の標準偏差を、前記試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が前記痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、
加重平均タイプの関数を前記様々な痕跡の前記相対ノイズに適用し、前記痕跡のそれぞれからのノイズに同じ重みを与えるコンピュータ処理のステップであって、その結果が全体的な相対ノイズと呼ばれるステップと、
１つのスカラ入力および１つのスカラ出力を有するタイプの関数によって、前記全体的な相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、
前記全体的な相対ノイズが前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、前記直線偏光された光信号同士の間の角度オフセットが決定される、偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡のそれぞれを正規化するステップと、
前記痕跡のそれぞれに対して、前記正規化された痕跡の標準偏差を、前記試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が前記痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、
前記痕跡の前記相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、
前記偏光された光信号が、前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、偏光モード分散係数について互いに十分異なる、偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
２つの直線偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡から偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、
前記２つの直線偏光された光信号の間の角度オフセットが、前記推定された偏光モード分散係数が前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、４５度に十分近い、偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
少なくとも１つの偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡から得られるスカラパラメータＰを計算するステップと、
係数ａ、ｂ、および、ｃが１つの指数関数と他の指数関数では異なってもよいｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形の１つまたは複数の指数関数の線形的な組合せによって構成される関数によって、前記スカラパラメータＰから偏光モード分散係数を推定するステップとを含む偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡のそれぞれから共通のスカラパラメータを抽出するステップであって、前記パラメータが偏光モード分散を表すステップと、
前記スカラパラメータから前記偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、
前記偏光された光信号が、前記偏光モード分散係数が前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転からも独立したままであるように、十分に相互に異なっている、偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
複数の相互に異なる偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡から偏光モード分散係数を推定するステップとを含み、
前記偏光された光信号が、前記偏光モード分散係数が前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転にも独立したままであるように、十分に相互に異なっている、偏光光波反射率測定法。
前記光信号の数が２であることを特徴とする請求項５または６に記載の偏光光波反射率測定法。
偏光光波反射率測定法であって、連続して少なくとも、
少なくとも１つの偏光された光信号を試験すべき光ファイバに送り込むステップと、
前記光信号の後方散乱によって得られる痕跡を検出する偏光感応ステップと、
前記痕跡を正規化するステップと、
前記正規化された痕跡の標準偏差を、前記試験すべき光ファイバの少なくとも一部分にわたって計算するステップであって、その結果が前記痕跡の相対ノイズと呼ばれるステップと、
前記痕跡の相対ノイズから偏光モード分散係数を推定するステップとを含む偏光光波反射率測定法。
前記光信号の数が２つあり、
前記２つの直線偏光された光信号の間の角度オフセットが、前記推定された偏光モード分散係数が前記試験すべき光ファイバにおける偏光のいかなる回転にも独立したままであるように、４５度に十分近いことを特徴とする請求項１または２に記載の偏光光波反射率測定法。
前記推定ステップの関数が、ｅｘｐ（ａ＋ｂＰ＋ｃＰ^−１）の形の１つまたは複数の指数関数の線形的な組合せによって構成される関数であり、係数ａ、ｂ、および、ｃが、各指数関数に対して固定されているが、１つの指数関数と他の指数関数で異なり得ることを特徴とする請求項１または９に記載の偏光光波反射率測定法。
前記推定ステップの関数が、

であり、ただし、ＢＲＧが全体的な相対ノイズであり、Ａが−６から−３の範囲にある固定された係数であり、かつ、Ｂが０．００１から０．２の範囲にある固定された係数であることを特徴とする請求項１０に記載の偏光光波反射率測定法。
前記加重平均タイプの関数が、相加平均、相乗平均、または、二乗の合計の平方根のいずれかであることを特徴とする請求項９に記載の偏光光波反射率測定法。
前記正規化のステップが、指数関数の外見を持つ前記痕跡Ｃ１から開始して、第１にＣ１に最も合う指数関数Ｃ２を決定することにあり、第２に前記正規化された痕跡Ｓを決定することにあり、ただし、

であることを特徴とする請求項９に記載の偏光光波反射率測定法。
前記正規化された痕跡の標準偏差が、以下の式、

を使用して計算され、ただし、Ｌが前記試験すべき光ファイバの部分の長さであることを特徴とする請求項１３に記載の偏光光波反射率測定法。
前記方法が、０．０１から０．２ｐｓ／ｋｍ^１／２に延長する範囲にわたって定量的であることを特徴とする請求項１または２に記載の偏光光波反射率測定法。
直列に接続される複数の要素を含み、前記要素が、ＯＴＤＲデバイス型の光反射率計（１）、偏光コントローラ（２）、および、自由端が試験すべき光ファイバ（４）への接続するためのものであるリーダ光ファイバ（３）を含むこと、および、前記要素と共働して請求項１から１５のいずれか一項に記載の前記偏光光波反射率測定法を実施するプロセッサデバイス（５）をさらに含むことを特徴とするシステム。
前記偏光コントローラ（２）が、もし前記光反射率計（１）が偏光された光源を有すれば、線形偏光板および半波長板によって、あるいは、もし前記光反射率計（１）が偏光されていない光源を有すれば、回転偏光板によってのいずれかで構成されることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
前記リーダ光ファイバ（３）もまた、前記偏光モード分散係数を推定するための内部標準を構成する参照用光ファイバであり、前記リーダ光ファイバ（３）の長さ、および、前記リーダ光ファイバ（３）の偏光モード分散係数が知られていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
前記参照用光ファイバ（３）が、０．０４から０．０６ｐｓ／ｋｍ^１／２の範囲にある全体的な偏光モード分散を提供することを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
前記参照用光ファイバ（３）が２から４ｋｍの範囲にある長さであることを特徴とする請求項１９に記載のシステム。