JP2005043265A - 光ファイバ特性測定装置および光ファイバ特性測定方法 - Google Patents
光ファイバ特性測定装置および光ファイバ特性測定方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】 本発明は、パルス光を被測定光ファイバに入力し、このパルス光に対する被測定光ファイバからの後方散乱光を光検出部が検出してストークスベクトルを求め、長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定装置に改良を加えたものである。本装置は、少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光を出力する光源部と、ストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、偏波モード分散を求める演算部とを設けたことを特徴とするものである。
【選択図】 図1
Description
制御部60が、波長可変光源11に角周波数ω1で連続光を出力させ、パルス発生部12に所望のパルス幅、パルス間隔でパルス光を出力させる。さらに、制御部60が、偏光可変部20にパルス光の偏光状態を、例えば、0°にして方向性結合器30を介して、被測定光ファイバ100に出力させる。
さらに直線偏光演算手段53が、単方向の偏波分散ベクトルΩの直線偏光成分の大きさを求める。すなわち、ミューラー行列Rと後方散乱光によるミューラー行列RBの関係は、行列Mを用いて、下記の式(4)によって表されることは一般的に周知である。
従って、分散値演算手段54が、後方散乱光より得られた偏波分散ベクトルΩBから偏波モード分散の値を求める(例えば、非特許文献3参照)。
パルス光を被測定光ファイバに入力し、このパルス光に対する被測定光ファイバからの後方散乱光を光検出部が検出してストークスベクトルを求め、長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定装置において、
少なくとも3種類の異なる角周波数の前記パルス光を出力する光源部と、
前記ストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、偏波モード分散を求める演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
光検出部は、前記被測定光ファイバの長手方向に対して、少なくとも3箇所の位置からの光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求め、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、被測定光ファイバの複屈折の大きさを求める複屈折演算部を設けたことを特徴とするものである。
被測定光ファイバの長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定装置において、
少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光を出力する光源部と、
この光源部から出力された各パルス光を、少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して出力する偏光可変部と、
この偏光可変部で偏光されたパルス光を前記被測定光ファイバに出力し、この出力したパルス光に対する後方散乱光が入力される方向性結合器と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記方向性結合器からの後方散乱光の光強度を少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める光検出部と、
この光検出部が求めたストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、偏波モード分散を求める演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
光源部は、
角周波数がそれぞれ異なる連続光を出力する連続光出力部と、
この連続光出力部からの連続光を所望のパルス幅に変換し、出力するパルス発生部と
を有することを特徴とするものである。
演算部は、
角周波数ごとに前記規格化ストークスベクトルからミューラー行列を求める行列演算手段と、
前記行列演算手段が求めたミューラー行列から、角周波数によって後方散乱光による偏波分散ベクトルを求める偏波分散ベクトル演算手段と、
この偏波分散ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による偏波分散ベクトルから偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさを求める直線偏光演算手段と、
前記偏波分散ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による偏波分散ベクトルの差分から偏波分散ベクトルの円偏光成分の大きさを求める円偏光演算手段と、
この円偏光演算手段の円偏光成分の大きさと前記直線偏光演算手段の直線偏光成分の大きさとから偏波モード分散の値を求める分散値演算手段と
を設けたことを特徴とするものである。
光検出部は、前記被測定光ファイバの長手方向に対して、少なくとも3箇所の位置からの光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求め、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、被測定光ファイバの複屈折の大きさを求める複屈折演算部を設けたことを特徴とするものである。
パルス光を被測定光ファイバに入力し、このパルス光に対する被測定光ファイバからの後方散乱光を光検出部が検出してストークスベクトルを求め、長手方向における複屈折を測定する光ファイバ特性測定装置において、
前記パルス光を出力する光源部と、
少なくとも3箇所の位置による前記ストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、複屈折の大きさを求める複屈折演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
被測定光ファイバの長手方向における複屈折の大きさを測定する光ファイバ特性測定装置において、
パルス光を出力する光源部と、
この光源部から出力された各パルス光を、少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して出力する偏光可変部と、
この偏光可変部で偏光されたパルス光を前記被測定光ファイバに出力し、この出力したパルス光に対する後方散乱光が入力される方向性結合器と、
この方向性結合器から前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置からの後方散乱光の光強度を検出し、前記パルス光に同期して、偏波状態がそれぞれ異なる少なくとも4方位の光強度を検出し、規格化ストークスベクトルを求める光検出部と、
この光検出部が求めたストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、複屈折の大きさを求める複屈折演算部と
を設けたことを特徴とするものである。
光源部は、
連続光を出力する連続光出力部と、
この連続光出力部から連続光の所望のパルス幅に変換するパルス発生部と
を有することを特徴とするものである。
複屈折分布演算部は、
各位置ごとに前記規格化ストークスベクトルからミューラー行列を求める行列演算手段と、
前記行列演算手段が求めたミューラー行列から、各位置によって後方散乱光による複屈折ベクトルを求める複屈折ベクトル演算手段と、
この複屈折ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルから複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさを求める直線偏光演算手段と、
前記複屈折ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルの差分から複屈折ベクトルの円偏光成分の大きさを求める円偏光演算手段と、
この円偏光演算手段の円偏光成分の大きさと前記直線偏光演算手段の直線偏光成分の大きさとから複屈折の大きさを求める複屈折値演算手段と
を設けたことを特徴とするものである。
被測定光ファイバの長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定方法において、
光源部が少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光を出力する手順と、
この光源部から出力された各パルス光に対して少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して、前記被測定光ファイバに入力する手順と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記光ファイバに入力したパルス光に対する後方散乱光の光強度を少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、角周波数ごとの規格化ストークスベクトルを求める手順と、
この求めたストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求める手順と
前記偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから偏波モード分散を求める手順と
を設けたことを特徴とするものである。
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置からの後方散乱光の光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求める手順と、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分と円偏光成分とを求め、被測定光ファイバの長手方向の複屈折の大きさを求める手段と、
前記複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから被測定光ファイバの複屈折を求める手順と
を設けたことを特徴とするものである。
被測定光ファイバの長手方向における複屈折を測定する光ファイバ特性測定方法において、
光源部がパルス光を出力する手順と、
この光源部から出力されたパルス光に対して少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して、前記被測定光ファイバに入力する手順と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記光ファイバに入力したパルス光に対する後方散乱光の光強度を、少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置における規格化ストークスベクトルを求める手順と、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分と円偏光成分とを求める手段と、
前記複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから複屈折を求める手順と
を設けたことを特徴とするものである。
請求項1、2、4〜6によれば、
光検出部が、少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光それぞれに対する後方散乱光から規格化ストークスベクトルを求める。そして演算部が、ストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、偏波モード分散を演算する必要がない。これにより、精度良く偏波モード分散の測定を行うことが出来る。
光源部から出力される少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光それぞれに対する後方散乱光を、検出部が少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める。そして演算部が、ストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、偏波モード分散を演算する必要がない。これにより、精度良く偏波モード分散の測定を行うことが出来る。
光検出部が、少なくとも3種類の異なる位置のそれぞれからの後方散乱光から規格化ストークスベクトルを求める。そして演算部が、ストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、複屈折の大きさを演算する必要がない。これにより、精度良く複屈折の測定を行うことが出来る。
光源部から出力されるパルス光に対して、少なくとも3種類の異なる位置のそれぞれからの後方散乱光を、検出部が少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める。そして演算部が、ストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、複屈折を演算する必要がない。これにより、精度良く複屈折の測定を行うことが出来る。
光源部から出力される少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光それぞれに対する後方散乱光を、少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める。そしてストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、偏波モード分散を演算する必要がない。これにより、精度良く偏波モード分散の測定を行うことが出来る。
光源部から出力されるパルス光に対して、少なくとも3種類の異なる位置のそれぞれからの後方散乱光を、少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める。そして、ストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求めるので、数値シミュレーションや統計から得られた結果を用いて、複屈折を演算する必要がない。これにより、精度良く複屈折の測定を行うことが出来る。
[第1の実施例]
図1、図2は本発明の第1の実施例を示す構成図である。ここで、図7、図8と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。図1において、光源部10の代わりに光源部70が設けられる。また、演算部50の代わりに演算部80が設けられる。
図3は、図1、図2に示す装置の動作を示したフローチャートである。
制御部60が、光源部70の波長可変光源71に角周波数ω1で連続光を出力させ、パルス発生部72に所望のパルス幅、パルス間隔でパルス光を出力させる(S10)。さらに、制御部60が、偏光可変部20にパルス光の偏光状態を、例えば、0°にして方向性結合器30を介して、被測定光ファイバ100に出力させる(S11)。
図1、図2に示す装置において、偏波モード分散の測定を行う実施例を説明したが、偏波モード分散は、光ファイバ中の複屈折によって生ずる。すなわち、被測定光ファイバ100の長手方向における特性の一つである複屈折の大きさの測定も重要であり、図4は本発明の第2の実施例を示す構成図である。ここで、図1と同一のものは同一符号を付し、説明を省略する。
行列演算手段91、複屈折ベクトル演算手段92、直線偏光演算手段93、円偏光演算手段94、複屈折値演算手段95を有する。行列演算手段91は、位置ごとに規格化ストークスベクトルからミューラー行列を求める。複屈折ベクトル演算手段92は、行列演算手段91が求めたミューラー行列から、位置によって後方散乱光による複屈折ベクトルを求める。直線偏光演算手段93は、複屈折ベクトル演算手段92が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルから単方向の複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさを求める。円偏光演算手段94は、複屈折ベクトル演算手段92が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルの差分から単方向の複屈折ベクトルの円偏光成分の大きさを求める。複屈折値演算手段95は、円偏光演算手段94の円偏光成分の大きさと直線偏光演算手段93の直線偏光成分の大きさとから単方向の複屈折の大きさを求める
光検出部40が、制御部60からの指示により、光源部70のパルス光(角周波数ω1〜ω3のうち、例えば、角周波数ω1)に同期して、このパルス光に対する後方散乱光の光強度を少なくとも4方位(例えば、0°、45°、90°、円偏光)の偏光状態に分離して検出する。なお、被測定光ファイバ100の長手方向に対して、少なくとも3箇所の異なる位置z1、z2、z3からの後方散乱光それぞれに対して光強度の検出を行う。そして、各位置z1〜z3における、規格化ストークスベクトルを求める。
図4に示す装置において、演算部80と複屈折演算部90とを設ける構成を示したが、複屈折のみを求める場合、演算部80を設ける必要はない。この場合、光源部40は、一つの角周波数のみを出力してもよい。
30 方向性結合器
40 光検出部
70 光源部
71 波長可変光源
72 パルス発生部
80 演算部
81、91 行列演算手段
82 偏波分散ベクトル演算手段
83、93 直線偏光演算手段
84、94 円偏光演算手段
85 分散値演算手段
90 複屈折演算部
92 複屈折ベクトル演算手段
95 複屈折演算手段
Claims (13)
- パルス光を被測定光ファイバに入力し、このパルス光に対する被測定光ファイバからの後方散乱光を光検出部が検出してストークスベクトルを求め、長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定装置において、
少なくとも3種類の異なる角周波数の前記パルス光を出力する光源部と、
前記ストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、偏波モード分散を求める演算部と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定装置。 - 光検出部は、前記被測定光ファイバの長手方向に対して、少なくとも3箇所の位置からの光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求め、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、被測定光ファイバの複屈折の大きさを求める複屈折演算部を設けたことを特徴とする請求項1記載の光ファイバ特性測定装置。 - 被測定光ファイバの長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定装置において、
少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光を出力する光源部と、
この光源部から出力された各パルス光を、少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して出力する偏光可変部と、
この偏光可変部で偏光されたパルス光を前記被測定光ファイバに出力し、この出力したパルス光に対する後方散乱光が入力される方向性結合器と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記方向性結合器からの後方散乱光の光強度を少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、規格化ストークスベクトルを求める光検出部と、
この光検出部が求めたストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、偏波モード分散を求める演算部と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定装置。 - 光源部は、
角周波数がそれぞれ異なる連続光を出力する連続光出力部と、
この連続光出力部からの連続光を所望のパルス幅に変換し、出力するパルス発生部と
を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光ファイバ特性測定装置。 - 演算部は、
角周波数ごとに前記規格化ストークスベクトルからミューラー行列を求める行列演算手段と、
前記行列演算手段が求めたミューラー行列から、角周波数によって後方散乱光による偏波分散ベクトルを求める偏波分散ベクトル演算手段と、
この偏波分散ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による偏波分散ベクトルから偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさを求める直線偏光演算手段と、
前記偏波分散ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による偏波分散ベクトルの差分から偏波分散ベクトルの円偏光成分の大きさを求める円偏光演算手段と、
この円偏光演算手段の円偏光成分の大きさと前記直線偏光演算手段の直線偏光成分の大きさとから偏波モード分散の値を求める分散値演算手段と
を設けたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光ファイバ特性測定装置。 - 光検出部は、前記被測定光ファイバの長手方向に対して、少なくとも3箇所の位置からの光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求め、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、被測定光ファイバの複屈折の大きさを求める複屈折演算部を設けたことを特徴とする請求項3または4に記載の光ファイバ特性測定装置。 - パルス光を被測定光ファイバに入力し、このパルス光に対する被測定光ファイバからの後方散乱光を光検出部が検出してストークスベクトルを求め、長手方向における複屈折を測定する光ファイバ特性測定装置において、
前記パルス光を出力する光源部と、
少なくとも3箇所の位置による前記ストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、複屈折の大きさを求める複屈折演算部と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定装置。 - 被測定光ファイバの長手方向における複屈折の大きさを測定する光ファイバ特性測定装置において、
パルス光を出力する光源部と、
この光源部から出力された各パルス光を、少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して出力する偏光可変部と、
この偏光可変部で偏光されたパルス光を前記被測定光ファイバに出力し、この出力したパルス光に対する後方散乱光が入力される方向性結合器と、
この方向性結合器から前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置からの後方散乱光の光強度を検出し、前記パルス光に同期して、偏波状態がそれぞれ異なる少なくとも4方位の光強度を検出し、規格化ストークスベクトルを求める光検出部と、
この光検出部が求めたストークスベクトルに基づいて複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求め、複屈折の大きさを求める複屈折演算部と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定装置。 - 光源部は、
連続光を出力する連続光出力部と、
この連続光出力部から連続光の所望のパルス幅に変換するパルス発生部と
を有することを特徴とする請求項7または8記載の光ファイバ特性測定装置。 - 複屈折分布演算部は、
各位置ごとに前記規格化ストークスベクトルからミューラー行列を求める行列演算手段と、
前記行列演算手段が求めたミューラー行列から、各位置によって後方散乱光による複屈折ベクトルを求める複屈折ベクトル演算手段と、
この複屈折ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルから複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさを求める直線偏光演算手段と、
前記複屈折ベクトル演算手段が求めた後方散乱光による複屈折ベクトルの差分から複屈折ベクトルの円偏光成分の大きさを求める円偏光演算手段と、
この円偏光演算手段の円偏光成分の大きさと前記直線偏光演算手段の直線偏光成分の大きさとから複屈折の大きさを求める複屈折値演算手段と
を設けたことを特徴とする請求項2、6〜9のいずれかに記載の光ファイバ特性測定装置。 - 被測定光ファイバの長手方向における偏波モード分散を測定する光ファイバ特性測定方法において、
光源部が少なくとも3種類の異なる角周波数のパルス光を出力する手順と、
この光源部から出力された各パルス光に対して少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して、前記被測定光ファイバに入力する手順と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記光ファイバに入力したパルス光に対する後方散乱光の光強度を少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、角周波数ごとの規格化ストークスベクトルを求める手順と、
この求めたストークスベクトルに基づいて偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとを求める手順と
前記偏波分散ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから偏波モード分散を求める手順と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定方法。 - 前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置からの後方散乱光の光強度を検出し、位置ごとに規格化ストークスベクトルを求める手順と、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分と円偏光成分とを求め、被測定光ファイバの長手方向の複屈折の大きさを求める手段と、
前記複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから被測定光ファイバの複屈折を求める手順と
を設けたことを特徴とする請求項11記載の光ファイバ特性測定方法。 - 被測定光ファイバの長手方向における複屈折を測定する光ファイバ特性測定方法において、
光源部がパルス光を出力する手順と、
この光源部から出力されたパルス光に対して少なくとも2つの異なる偏光状態に偏光して、前記被測定光ファイバに入力する手順と、
前記光源部が出力するパルス光に同期し、前記光ファイバに入力したパルス光に対する後方散乱光の光強度を、少なくとも4方位の偏光状態に分離して検出し、前記被測定光ファイバの長手方向に対して少なくとも3箇所の位置における規格化ストークスベクトルを求める手順と、
前記光検出部が求めた位置ごとのストークスベクトルに基づいて、複屈折ベクトルの直線偏光成分と円偏光成分とを求める手段と、
前記複屈折ベクトルの直線偏光成分の大きさと円偏光成分の大きさとから複屈折を求める手順と
を設けたことを特徴とする光ファイバ特性測定方法。
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