JP2008045981A - 光学特性測定方法及び光学特性測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 干渉信号の位相に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能な光学特性測定方法及び光学特性測定装置を実現する。
【解決手段】 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、被測定対象を測定系に挿入して被測定対象の伝達関数を測定し、被測定対象の伝達関数を偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と校正行列の逆行列で補正する。
【選択図】 図1
【解決手段】 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、被測定対象を測定系に挿入して被測定対象の伝達関数を測定し、被測定対象の伝達関数を偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と校正行列の逆行列で補正する。
【選択図】 図1
Description
本発明は、被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法及び光学特性測定装置に関し、特に干渉信号の位相に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能な光学特性測定方法及び光学特性測定装置に関する。
従来の被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法及び光学特性測定装置に関連する先行技術文献としては次のようなものがある。
図5はこのような従来の光学特性測定装置の一例を示す構成ブロック図である。図5において1は外部制御により出力光の波長を可変できる波長可変光源、2は波長可変光源を制御する波長掃引手段、3及び7はハーフミラー等の光分岐手段、4は図面に垂直方向の偏光面を有する光を選択して透過させる偏光子、5は光周波数をシフトさせる音響光学変調器、6は図面に水平方向の偏光面を有する光を選択して透過させる偏光子、8及び10は互いに直交する2つの偏光の一方の偏光を透過させ他方の偏光を反射(分岐)させる偏光ビームスプリッタ、9は被測定対象、11及び13は図面に水平方向(或いは、垂直方向)に対して45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる(45度傾けて設置している)偏光子、12及び14はフォトダイオード等の光検出手段、15は各種フィルタ回路を有する信号処理手段である。
波長可変光源1の制御入力端子には波長掃引手段2の制御信号が印加され、波長可変光源1の出力光は光分岐手段3に入射される。光分岐手段3の分岐光は偏光子4に入射され、偏光子4の透過光は音響光学変調器5に入射される。
一方、光分岐手段3の透過光は偏光子6に入射され、偏光子6の透過光は光分岐手段7に入射される。音響光学変調器5の出力光は偏光ビームスプリッタ8の一方の入射面に入射され、光分岐手段7の分岐光は偏光ビームスプリッタ8の他方の入射面に入射され合波される。
偏光ビームスプリッタ8の出力光は被測定対象9に入射され、被測定対象9からの出力光(測定光)は偏光ビームスプリッタ10の一方の入射面に入射される。光分岐手段7の透過光は図示しない光学手段(例えば、偏波面保存光ファイバ等)により偏光面が光軸に対して45度傾けられ参照光として偏光ビームスプリッタ10の他方の入射面に入射される。
測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ10での反射光は偏光子11に入射され、偏光子11の透過光は光検出手段12に入射される。一方、測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ10での透過光は偏光子13に入射され、偏光子13の透過光は光検出手段14に入射される。
最後に、光検出手段12の出力及び光検出手段14の出力は信号処理手段15に接続される。
ここで、図5に示す従来例の動作を図6、図7、図8及び図9を用いて説明する。図6は偏光ビームスプリッタの動作を説明する説明図、図7は光学特性である伝達関数(ジョーンズ行列)を説明する説明図、図8は偏光ビームスプリッタ10の透過光(或いは、反射光)の偏光状態の一例を示す説明図、図9は偏光子11(若しくは、偏光子13)の透過光の偏光状態の一例を示す説明図である。
波長可変光源1は、波長掃引手段2の制御により測定する波長範囲を連続的に掃引した出力光を出射する。この時、出力光は、図1に示すように図面に平行方向の偏光面を有する”s偏光”(以下、単に”s偏光”と呼ぶ。)と、図面に垂直方向の偏光面を有する”p偏光”(以下、単に”p偏光”と呼ぶ。)との互いに直交する2つの偏光が出射される。
このような可変波長光源1の出力光が光分岐手段3で2つに分岐され、光分岐尾手段3の分岐光は偏光子4で”p偏光”が選択透過され、音響光学変調器5に入射される。音響光学変調器5では光周波数を一定光周波数だけシフトさせた光を出射させる。例えば、入射光の光周波数を”50MHz”シフトさせた光を出射させる。
一方、光分岐手段3の透過光は偏光子6で”s偏光”が選択透過され、光分岐手段7でさらに2つに分岐される。
そして、音響光学変調器5の出力光と、光分岐手段7の分岐光が偏光ビームスプリッタ8で合波される。
例えば、偏光ビームスプリッタ8は図6中”BM01”に示すように”p偏光”を透過させ、図6中”BM02”に示すように”s偏光”を反射(分岐)されるので、音響光学変調器5の出力光(”p偏光”)は偏光ビームスプリッタ8を透過し、光分岐手段7の分岐光(”s偏光”)は偏光ビームスプリッタ8で反射(分岐)されて、互いに直交する偏光(”s偏光”と”p偏光”)が合波されることになる。
このように、互いに直交する偏光(”s偏光”と”p偏光”)が合波され、被測定対象9に入射される。この時、被測定対象9では入射された偏光状態が被測定対象の光学特性に基づき変化して出射される。
例えば、入射された”s偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して”s偏光”として出射されたり、”p偏光”として出射されたり、同様に、入射された”p偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して”s偏光”として出射されたり、”p偏光”として出射されたりする。
式(1)における”T11”、”T12”、”T21”及び”T22”は図7に示すような表の関係がある。
すなわち、”T11”は入射された”s偏光”と偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”s偏光”との関係、” T21”は入射された”s偏光”と偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”p偏光”との関係、”T12”は入射された”p偏光”と偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”s偏光”との関係、”T22”は入射された”p偏光”と偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”p偏光”との関係をそれぞれ示している。
このため、被測定対象9からの出力光は”s偏光”である”T11”及び”T12”と”p偏光”である”T21”及び”T22”が混在した合波光として出射されることになる。
このような合波光のうち”s偏光”である”T11”と”T12”とが混在する光(以下、説明の簡単のために測定光と呼ぶ。)は、図6中”BM03”に示すように偏光ビームスプリッタ10で反射(分岐)されて偏光子11に入射される。
同様に、合波光のうち”p偏光”である”T21”と”T22”とが混在する光(以下、説明の簡単のために測定光と呼ぶ。)は、図6中”BM01”に示すように偏光ビームスプリッタ10を透過して偏光子13に入射される。
一方、光分岐手段7の透過光(以下、説明の簡単のために参照光と呼ぶ。)は偏光面が光軸に対して45度傾けられて偏光ビームスプリッタ10の他方の入射面に入射されるので、参照光のうち”s偏光”成分は、図6中”BM02”に示すように偏光ビームスプリッタ10で反射(分岐)されて偏光子13に入射され、参照光のうち”p偏光”成分は、図6中”BM04”に示すように偏光ビームスプリッタ10を透過して偏光子11に入射される。
このため、偏光子11に入射した光の偏光状態は、図8中”BM11”に示す”T11”と”T12”とが混在する”s偏光”の測定光と、図8中”BM12”に示す”p偏光”である参照光とが互いに直交する関係になっている。
同様に、偏光子13に入射した光の偏光状態は、図8中”BM12”に示す”T21”と”T22”とが混在する”p偏光”の測定光と、図8中”BM11”に示す”s偏光”である参照光とが互いに直交する関係になっている。
但し、このままでは、”s偏光”の測定光と参照光(”p偏光”)との間、或いは、”p偏光”の測定光と参照光(”s偏光”)との間では互いに直交関係にあるので干渉は生じない。
一方、偏光子11及び偏光子13は水平方向(或いは、垂直方向)に対して45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる。
例えば、偏光子11及び偏光子13の選択透過させる偏光面を”p軸”とすれば、図9中”IL21”に示すような偏光子11及び偏光子13への入射光(例えば、”p偏光”の参照光及び”p偏光”の測定光)は、図9中”TL21”に示す偏光面の透過光として出射されることになる。
同様に、例えば、偏光子11及び偏光子13の選択透過させる偏光面を”p軸”とすれば、図9中”IL22”に示すような偏光子11及び偏光子13への入射光(例えば、”s偏光”の信号光及び”s偏光”の参照光)は、図9中”TL21”に示す偏光面の透過光として出射されることになる。
このため、偏光子11及び偏光子13の透過光は偏光面が同一になるため、”T11”と”T12”とが混在する測定光と参照光との間及び”T21”と”T22”とが混在する測定光と参照光との間でそれぞれ干渉が生じ、光検出手段12及び光検出手段14でそれぞれ検出されることになる。
”T11”と”T12”とが混在する測定光と参照光との干渉光を光検出手段12で検出した場合、”T11”の測定光と参照光の干渉信号と、”T12”の測定光と参照光の干渉信号とが重なって検出される。
但し、”T12”の測定光は、入射された”p偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”s偏光”であり、当該”p偏光”は音響光学変調器5で光周波数がシフト(例えば、50MHzシフト)されているので、”T12”の測定光と参照光の光周波数が異なり、周波数が”50MHz”近傍に”T12”の測定光と参照光の干渉信号が存在することになる。
一方、”T11”の測定光は、入射された”s偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”s偏光”であり、当該”s偏光”は光周波数がシフトされていないので、”T11”の測定光と参照光の光周波数が同じであり、周波数が”0Hz”(直流成分)近傍に”T11”の測定光と参照光の干渉信号が存在することになる。
同様に、”T21”と”T22”とが混在する測定光と参照光との干渉光を光検出手段14で検出した場合、”T21”の測定光と参照光の干渉信号と、”T22”の測定光と参照光の干渉信号とが重なって検出される。
但し、”T22”の測定光は、入射された”p偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”p偏光”であり、当該”p偏光”は音響光学変調器5で光周波数がシフト(例えば、50MHzシフト)されているので、”T22”の測定光と参照光の光周波数が異なり、周波数が”50MHz”近傍に”T22”の測定光と参照光の干渉信号が存在することになる。
一方、”T21”の測定光は、入射された”s偏光”の偏光状態が被測定対象9の光学特性に基づき変化して出射された”p偏光”であり、当該”s偏光”は光周波数がシフトされていないので、”T21”の測定光と参照光の光周波数が同じであり、周波数が”0Hz”(直流成分)近傍に”T21”の測定光と参照光の干渉信号が存在することになる。
このため、信号処理手段15は、光検出手段12で検出された干渉信号をフィルタ回路を通して”T11”の測定光と参照光の干渉信号と、”T12”の測定光と参照光の干渉信号とを分離し、光検出手段14で検出された干渉信号をフィルタ回路を通して”T21”の測定光と参照光の干渉信号と、”T22”の測定光と参照光の干渉信号とを分離することにより、”T11”、”T12”、”T21”及び”T22”が測定され、被測定対象の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定することが可能になる。
この結果、互いに直交する2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトし、2つの偏光を合波して被測定対象に入射し、被測定対象の出射光と他方の偏光(参照光)とを干渉させ、この干渉光から被測定対象の伝達関数(ジョーンズ行列)の要素を分離して測定することにより、被測定対象の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定することが可能になる。
また、図10は従来の光学特性測定装置の他の一例を示す構成ブロック図である。図10において1,2,3,4,5,6,7,8及び9は図5と同一符号を付してあり、16及び19はハーフミラー等の光分岐手段、17及び18は互いに直交する2つの偏光の一方の偏光を透過させ他方の偏光を反射(分岐)させる偏光ビームスプリッタ、20,22,25及び27は図面に水平方向(或いは、垂直方向)に対して45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる(45度傾けて設置している)偏光子、21,23,26及び28フォトダイオード等の光検出手段、24及び29は各種フィルタ回路を有する信号処理手段である。
波長可変光源1の制御入力端子には波長掃引手段2の制御信号が印加され、波長可変光源1の出力光は光分岐手段3に入射される。光分岐手段3の分岐光は偏光子4に入射され、偏光子4の透過光は音響光学変調器5に入射される。
一方、光分岐手段3の透過光は偏光子6に入射され、偏光子6の透過光は光分岐手段7に入射される。音響光学変調器5の出力光は光分岐手段16に入射され、光分岐手段16の透過光は偏光ビークスプリッタ8の一方の入射面に入射され、光分岐手段7の分岐光は偏光ビームスプリッタ8の他方の入射面に入射され合波される。
偏光ビームスプリッタ8の出力光は被測定対象9に入射され、被測定対象9からの出力光(測定光)は光分岐手段19に入射される。光分岐手段19の透過光は偏光ビームスプリッタ17の一方の入射面に入射される。光分岐手段7の透過光は図示しない光学手段(例えば、偏波面保存光ファイバ等)により偏光面が光軸に対して45度傾けられて偏光ビームスプリッタ17の他方の入射面に入射される。
測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ17での反射光は偏光子22に入射され、偏光子22の透過光は光検出手段23に入射される。一方、測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ17での透過光は偏光子20に入射され、偏光子20の透過光は光検出手段21に入射される。
光分岐手段19の分岐光は偏光ビームスプリッタ18の一方の入射面に入射される。光分岐手段16の分岐光は図示しない光学手段(例えば、偏波面保存光ファイバ等)により偏光面が光軸に対して45度傾けられて偏光ビームスプリッタ18の他方の入射面に入射される。
測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ18での反射光は偏光子27に入射され、偏光子27の透過光は光検出手段28に入射される。一方、測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ18での透過光は偏光子25に入射され、偏光子25の透過光は光検出手段26に入射される。
最後に、光検出手段21の出力及び光検出手段23の出力は信号処理手段24にそれぞれ接続され、光検出手段26の出力及び光検出手段28の出力は信号処理手段29にそれぞれ接続される。
ここで、図10に示す従来例の動作を説明する。但し、図5に示す従来例と同様の動作に関しては説明を省略する。
互いに直交する偏光(”s偏光”と”p偏光”)が合波され、被測定対象9に入射され、被測定対象9では入射された偏光状態が被測定対象の光学特性に基づき変化して出射される。
具体的には、被測定対象9からの出力光は”s偏光”である”T11”(光周波数シフトなし)及び”T12”(光周波数シフトあり)と”p偏光”である”T21”(光周波数シフトなし)及び”T22”(光周波数シフトあり)の測定光が混在した合波光として出射されることになる。
このような合波光は光分岐手段19に2つに分岐されそれぞれ偏光ビームスプリッタ17及び偏光ビームスプリッタ18に入射され、”p偏光”の測定光は透過し、”s偏光”の測定光は反射(分岐)される。
そして、光分岐手段7の透過光である参照光(光周波数シフトなし)もまた偏光ビームスプリッタ17に入射され、”p偏光”の参照光は透過し、”s偏光”の参照光は反射(分岐)される。
一方、光分岐手段16の分岐光である参照光(光周波数シフトあり)もまた偏光ビームスプリッタ18に入射され、”p偏光”の参照光は透過し、”s偏光”の参照光は反射(分岐)される。
そして、信号処理手段24は、光検出手段23で検出された干渉信号からフィルタ回路を通して”0Hz”(直流成分)近傍の干渉信号を取り出すことにより、”T11”(光周波数シフトなし)の測定光と参照光(光周波数シフトなし)の干渉信号を測定する。
そして、信号処理手段24は、光検出手段21で検出された干渉信号からフィルタ回路を通して”0Hz”(直流成分)近傍の干渉信号を取り出すことにより、”T21”(光周波数シフトなし)の測定光と参照光(光周波数シフトなし)の干渉信号を測定する。
同様に、信号処理手段29は、光検出手段28で検出された干渉信号からフィルタ回路を通して”0Hz”(直流成分)近傍の干渉信号を取り出すことにより、”T12”(光周波数シフトあり)の測定光と参照光(光周波数シフトあり)の干渉信号を測定する。
そして、信号処理手段29は、光検出手段26で検出された干渉信号からフィルタ回路を通して”0Hz”(直流成分)近傍の干渉信号を取り出すことにより、”T22”(光周波数シフトあり)の測定光と参照光(光周波数シフトあり)の干渉信号を測定する。
この結果、互いに直交する2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトし、2つの偏光を合波して被測定対象に入射し、被測定対象の出射光と2つの偏光(2つの参照光)とを干渉させ、この干渉光から被測定対象の伝達関数(ジョーンズ行列)の要素を分離して測定することにより、被測定対象の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定することが可能になる。また、全ての干渉信号を”0Hz”(直流成分)近傍で取得することができる。
しかし、図5に示す従来例では信号処理手段におけるフィルタ回路の特性により干渉信号の強度や位相の精度を確保することが困難であると言った問題点があった。
また、図5及び図10に示す従来例では2つの(或いは、4つの)光検出手段の特性は互いに同一ではないので、各光検出手段毎の損失や干渉信号の位相が異なり、伝達関数を正確に測定することが困難であると言った問題点があった。
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項1記載の発明は、
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項2記載の発明は、
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償され校正行列の逆行列で補正することにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償され校正行列の逆行列で補正することにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3記載の発明は、
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、前記被測定対象の出射光から互いに直交する偏光を2つに分離し前記参照光とを干渉させる第2の光学系と、この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正する演算制御手段とを備えたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、前記被測定対象の出射光から互いに直交する偏光を2つに分離し前記参照光とを干渉させる第2の光学系と、この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正する演算制御手段とを備えたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項4記載の発明は、
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、前記被測定対象の出射光から互いに直交する偏光を2つに分離し前記参照光とを干渉させる第2の光学系と、この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償され校正行列の逆行列で補正する演算制御手段とを備えたことにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、前記被測定対象の出射光から互いに直交する偏光を2つに分離し前記参照光とを干渉させる第2の光学系と、この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償され校正行列の逆行列で補正する演算制御手段とを備えたことにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項5記載の発明は、
請求項3若しくは請求項4記載の発明である光学特性測定装置において、
前記第1の光学系が、
前記波長可変光源の出力光を2つに分岐する第1の光分岐手段と、この第1の光分岐手段のそれぞれの出射光から前記一方の偏光及び前記他方の偏光を透過させる第1及び第2の偏光子と、前記第1の偏光子の透過光の光周波数をシフトする音響光学変調器と、前記他方の偏光を2つに分岐する第2の光分岐手段と、前記音響光学変調器の出射光と前記第2の光分岐手段の一方の出射光を合波する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタの出射光の偏光面を回転させ前記被測定対象に入射させる前記偏波制御手段と、前記第2の光分岐手段の他方の出射光の偏光面を光軸に対して45度傾けた参照光を生成する光学手段とから構成されたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3若しくは請求項4記載の発明である光学特性測定装置において、
前記第1の光学系が、
前記波長可変光源の出力光を2つに分岐する第1の光分岐手段と、この第1の光分岐手段のそれぞれの出射光から前記一方の偏光及び前記他方の偏光を透過させる第1及び第2の偏光子と、前記第1の偏光子の透過光の光周波数をシフトする音響光学変調器と、前記他方の偏光を2つに分岐する第2の光分岐手段と、前記音響光学変調器の出射光と前記第2の光分岐手段の一方の出射光を合波する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタの出射光の偏光面を回転させ前記被測定対象に入射させる前記偏波制御手段と、前記第2の光分岐手段の他方の出射光の偏光面を光軸に対して45度傾けた参照光を生成する光学手段とから構成されたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項6記載の発明は、
請求項3若しくは請求項4記載の発明である光学特性測定装置において、
前記第2の光学系が、
前記被測定対象から出射光と前記参照光がそれぞれ入射される偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタの透過光及び反射光のうち45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる第1及び第2の偏光子とから構成されたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3若しくは請求項4記載の発明である光学特性測定装置において、
前記第2の光学系が、
前記被測定対象から出射光と前記参照光がそれぞれ入射される偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームスプリッタの透過光及び反射光のうち45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる第1及び第2の偏光子とから構成されたことにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項7記載の発明は、
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
任意の角度に偏光面を回転させて出射させることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
任意の角度に偏光面を回転させて出射させることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項8記載の発明は、
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
複数の偏光面の角度の偏波素子を有し駆動手段で物理的な配置位置を移動させて複数の前記偏波素子の何れかを透過させることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
複数の偏光面の角度の偏波素子を有し駆動手段で物理的な配置位置を移動させて複数の前記偏波素子の何れかを透過させることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項9記載の発明は、
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
光ファイバで構成されることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の発明である光学特性測定装置において、
前記偏波制御手段が、
光ファイバで構成されることにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
本発明によれば次のような効果がある。
請求項1,3,5,6,7,8及び請求項9の発明によれば、被測定対象を外した状態で測定系の伝達関数”W1”を測定し、偏波制御手段を制御して光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の伝達関数”W2”を測定し、伝達関数”W1”及び伝達関数”W2”に基づき2つの校正行列”Wc1”及び”Wc2”とを求め、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”を既知の補正行列”C1”及び”C2”と校正行列”Wc1”及び”Wc2”で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
請求項1,3,5,6,7,8及び請求項9の発明によれば、被測定対象を外した状態で測定系の伝達関数”W1”を測定し、偏波制御手段を制御して光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の伝達関数”W2”を測定し、伝達関数”W1”及び伝達関数”W2”に基づき2つの校正行列”Wc1”及び”Wc2”とを求め、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”を既知の補正行列”C1”及び”C2”と校正行列”Wc1”及び”Wc2”で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
また、請求項2及び請求項4の発明によれば、被測定対象を外した状態で測定系の伝達関数”W1”を測定し、偏波制御手段を制御して光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の伝達関数”W2E”を測定し、伝達関数”W1”及び伝達関数”W2E”に基づき2つの校正行列”Wc1E”及び”Wc2E”を求め、偏光面を伝達関数”W2E”測定時とは異なる状態にして測定系の伝達関数”W3”を測定し、伝達関数”W3”を既知の補正行列”C1’”及び”C2’”と校正行列”Wc1E”及び”Wc2E”の逆行列で補正して得られた位相差で補償された伝達関数”W2”を求める。そして、伝達関数”W1”及び補償された伝達関数”W2”に基づき補償された校正行列”Wc1”及び”Wc2”を求め、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”を補正行列”C1’”及び”C2’”と補償された校正行列”Wc1”及び”Wc2”の逆行列で補正することにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明に係る光学特性測定装置の一実施例を示す構成ブロック図である。
図1において1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14及び15は図5と同一符号を付してあり、30は出射光の偏光面を回転させる偏波制御手段である。また、図示しないCPU(Central Processing Unit)等の演算制御手段により光学特性測定装置全体が制御されるものとする。
また、3,4,5,6,7,8及び30は被測定対象への入射光と参照光とを生成する第1の光学手段を、10,11及び13は”s偏光”と”p偏光”とを分離し測定光と参照光とを干渉させる第2の光学系をそれぞれ構成している。
波長可変光源1の制御入力端子には波長掃引手段2の制御信号が印加され、波長可変光源1の出力光は光分岐手段3に入射される。光分岐手段3の分岐光は偏光子4に入射され、偏光子4の透過光は音響光学変調器5に入射される。
一方、光分岐手段3の透過光は偏光子6に入射され、偏光子6の透過光は光分岐手段7に入射される。音響光学変調器5の出力光は偏光ビークスプリッタ8の一方の入射面に入射され、光分岐手段7の分岐光は偏光ビームスプリッタ8の他方の入射面に入射され合波される。
偏光ビームスプリッタ8の出力光は偏波制御手段30を介して被測定対象9に入射され、被測定対象9からの出力光(測定光)は偏光ビームスプリッタ10の一方の入射面に入射される。光分岐手段7の透過光は図示しない光学手段(例えば、偏波面保存光ファイバ等)により偏光面が光軸に対して45度傾けられ参照光として偏光ビームスプリッタ10の他方の入射面に入射される。
測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ10での反射光は偏光子11に入射され、偏光子11の透過光は光検出手段12に入射される。一方、測定光のうちで、偏光ビームスプリッタ10での透過光は偏光子13に入射され、偏光子13の透過光は光検出手段14に入射される。
最後に、光検出手段12の出力及び光検出手段14の出力は信号処理手段15にそれぞれ接続される。
ここで、図1に示す実施例の動作を説明する。但し、図5に示す従来例と同様の動作に関しては説明を省略する。
先ず、第1のステップにおいて、被測定対象9を外し偏波制御手段30と偏光ビームスプリッタ10を直結した状態で、演算制御手段(図示せず。)は、測定系の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定する。
第2のステップにおいて、演算制御手段(図示せず。)は、偏波制御手段30を制御して偏光ビームスプリッタ8の出力光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させて測定系の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定する。
ここで、”a”及び”b”は偏波制御手段30から与えられる位相差と空間的な角度により一意に決まる複素数であり、例えば、直交する軸の間に位相差”2δ(rad)”を起こす媒質が光の進行方向を軸にして空間座標に対して角度”ν(rad)”傾いている場合には、
となる。
第3のステップにおいて、演算制御手段(図示せず。)は、被測定対象9を偏波制御手段30と偏光ビームスプリッタ10との間に挿入した状態で光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定する。
そして、式(16)の”1列目”に対して偏波制御手段の位相変化量及び空間的回転の角度から決まる既知の補正行列”C1”を用いて式(14)に示す校正行列の逆行列演算を行うと、
となり、”ρ11”及び”ρ12”の影響を打ち消すことができる。但し、補正行列”C1”は、
である。
となり、”ρ11”及び”ρ12”の影響を打ち消すことができる。但し、補正行列”C1”は、
同様に、式(16)の”2列目”に対して偏波制御手段の位相変化量及び空間的回転の角度から決まる既知の補正行列”C2”を用いて式(15)に示す校正行列の逆行列演算を行うと、
となり、”ρ21”及び”ρ22”の影響を打ち消すことができる。但し、補正行列”C2”は、
である。
この結果、被測定対象を外した状態で測定系の伝達関数”W1”を測定し、偏波制御手段を制御して光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の伝達関数”W2”を測定し、伝達関数”W1”及び伝達関数”W2”に基づき2つの校正行列”Wc1”及び”Wc2”とを求め、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”を既知の補正行列”C1”及び”C2”と校正行列”Wc1”及び”Wc2”で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
但し、波長可変光源1の波長制御精度が十分ではない場合、波長を指定したときの出力光の波長の再現性が高くない。このため、式(3)に示す伝達関数”W1”を測定した際の出力光の波長を基準にすると、式(5)に示す伝達関数”W2”は波長掃引を開始する時の波長制御誤差に起因する位相差を含んだものになる。
そして、この位相差は被測定対象を挿入して測定した伝達関数”T”の補償に際して、補償後の伝達関数を歪ませる要因となってしまうので、後述のように伝達関数”W2”を補償する必要性が生じる。
すなわち、第1のステップは同様であり、第2のステップにおいて、演算制御手段(図示せず。)は、偏波制御手段30を制御して偏光ビームスプリッタ8の出力光の偏光面を出射方向を軸として"90度”だけ空間的に回転させて測定系の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定する。
また、偏波制御手段30で偏光面を出射方向を軸として"90度”だけ空間的に回転させているので、偏波制御手段30の作用は伝達関数(ジョーンズ行列)で、式(6)において”a=0”及び”b=i”とした、
と表される。
第3のステップにおいて、演算制御手段(図示せず。)は、偏波制御手段30を制御して偏光ビームスプリッタ8の出力光の偏光面を”W2E”測定時とは異なる状態(空間的回転の角度が90度以外の状態等)にして測定系の光学特性を伝達関数(ジョーンズ行列)として測定する。
そして、式(26)の”1列目”に対して偏波制御手段の90度の空間的回転から決まる既知の補正行列”C1’”を用いて式(24)に示す校正行列の逆行列演算を行うと、
となる。但し、補正行列”C1’”は、
である。
同様に、式(26)の”2列目”に対して偏波制御手段の90度の空間的回転から決まる既知の補正行列”C2’”を用いて式(25)に示す校正行列の逆行列演算を行うと、
となる。但し、補正行列”C2’”は、
となる。
このように補償された伝達関数”W3’”の各要素の複素数としての位相角を”θ11”、”θ12”、”θ21”及び”θ22”とした場合、伝達行列”W3’”は本来ユニタリであるはずなので、
を満たすことになる。但し、実際には式(27)及び式(29)から分かるように位相差が存在するので、
となる。
この伝達関数”W2”は式(5)と同一であるので、前述と同様に、伝達関数”W1”の”1列目”及び伝達関数”W2”の”1列目”をそれぞれ”1列目”及び”2列目”とした補償された校正行列”Wc1”を求め(式(14))、伝達関数”W2”の”2列目”及び伝達関数”W1”の”2列目”をそれぞれ”1列目”及び”2列目”とした補償された校正行列”Wc2”を求める。(式(15))
そして、第4のステップとして、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”の”1列目”を既知の補正行列”C1’”と補償された校正行列”Wc1”の逆行列で補正し、伝達関数”T”の”2列目”を既知の補正行列”C2’”と補償された校正行列”Wc2”の逆行列で補正することにより、位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
この結果、被測定対象を外した状態で測定系の伝達関数”W1”を測定し、偏波制御手段を制御して光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の伝達関数”W2E”を測定し、伝達関数”W1”及び伝達関数”W2E”に基づき2つの校正行列”Wc1E”及び”Wc2E”を求め、偏光面を伝達関数”W2E”測定時とは異なる状態にして測定系の伝達関数”W3”を測定し、伝達関数”W3”を既知の補正行列”C1’”及び”C2’”と校正行列”Wc1E”及び”Wc2E”の逆行列で補正して得られた位相差で補償された伝達関数”W2”を求める。
そして、伝達関数”W1”及び補償された伝達関数”W2”に基づき補償された校正行列”Wc1”及び”Wc2”を求め、被測定対象を挿入して伝達関数”T”を測定し、伝達関数”T”を補正行列”C1’”及び”C2’”と補償された校正行列”Wc1”及び”Wc2”の逆行列で補正することにより、波長可変光源の波長制御精度が十分ではない場合であっても位相差に起因する誤差を補償した伝達関数を得ることが可能になる。
また、図1に示す実施例の説明においては出射光の偏光面を回転させることが可能な、言い換えれば、任意の角度に偏光面を回転させて出射させることが可能な偏波制御手段30を用いているが、偏光面の角度が固定の偏波制御手段を用いても構わない。また、λ/2板を固定角度だけ回転させても構わない。
図2は偏光面の角度が固定の偏波制御手段を用いた本発明に係る光学特性測定装置の他の実施例を示す構成ブロック図である。
図2において1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14及び15は図5と同一符号を付してあり、31は偏光面の角度が固定の3個の偏波素子から構成された偏波制御手段である。また、図示しないCPU等の演算制御手段により光学特性測定装置全体が制御されるものとする。
接続関係に関しては図1に示す実施例と同一であり、異なる点は偏波制御手段30の代わりに偏波制御手段31が配置された点である。
ここで、図2に示す実施例の動作を説明する。但し、基本的な動作は図1に示す実施例と同一であるのでその説明は省略する。
偏波制御手段31は図2中”W1”、”W2”及び”W3”に示す3つの(複数の)偏光面の角度の偏波素子を有し、図示しないモータやアクチュエータ等の駆動手段で偏波制御手段31の物理的な配置位置を移動させることにより、偏光ビームスプリッタ8からの出射光が図2中”W1”、”W2”若しくは”W3”に示す偏波素子の何れかを透過するようにする。
すなわち、前述の伝達関数”W1”を測定する際には、図示しない駆動手段で配置位置を移動させて図2中”W1”に示す偏波素子を選択し、同様に、前述の伝達関数”W2”及び”W3”を測定する際には、図示しない駆動手段で配置位置を移動させて図2中”W2”及び”W3”に示す偏波素子を選択することにより、偏波制御手段30と同等の機能を奏することになる。
また、図3は偏光面の角度が固定の偏波制御手段を用いた本発明に係る光学特性測定装置の他の実施例を示す構成ブロック図である。
図3において1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14及び15は図5と同一符号を付してあり、32は偏光面の角度が固定の2個の偏波素子から構成された偏波制御手段である。また、図示しないCPU等の演算制御手段により光学特性測定装置全体が制御されるものとする。
接続関係に関しては図1に示す実施例と同一であり、異なる点は偏波制御手段30の代わりに偏波制御手段32が配置された点である。
ここで、図3に示す実施例の動作を説明する。但し、基本的な動作は図1及び図2に示す実施例と同一であるのでその説明は省略する。
偏波制御手段32は図3中”W2”及び”W3”に示す2つの(複数の)偏光面の角度の偏波素子を有し、図示しないモータやアクチュエータ等の駆動手段で偏波制御手段32の物理的な配置位置を移動させることにより、偏光ビームスプリッタ8からの出射光が図3中”W2”若しくは”W3”に示す偏波素子の何れかを透過するようにする。
すなわち、前述の伝達関数”W1”を測定する際には、図示しない駆動手段で配置位置を移動させて偏波制御を行わず、前述の伝達関数”W2”及び”W3”を測定する際には、図示しない駆動手段で配置位置を移動させて図3中”W2”及び”W3”に示す偏波素子を選択することにより、偏波制御手段30と同等の機能を奏することになる。
また、図4は本発明に係る光学特性測定装置の他の実施例を示す構成ブロック図である。図4において1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14及び15は図5と同一符号を付してあり、33は光ファイバを用いた偏波制御手段である。また、図示しないCPU等の演算制御手段により光学特性測定装置全体が制御されるものとする。
接続関係に関しては図1に示す実施例と同一であり、異なる点は偏波制御手段30の代わりに偏波制御手段33が配置された点である。
すなわち、前述の伝達関数”W1”を測定する際には、光ファイバを用いた偏波制御手段33を取り除き、前述の伝達関数”W2”を測定する際には、光ファイバを用いた偏波制御手段33を挿入し、前述の伝達関数”W3”を測定する際には、光ファイバ(偏波制御手段33)を物理的に歪ませて、伝達関数”W2”の測定時とは異なる偏光面の状態にすることにより、偏波制御手段30と同等の機能を奏することになる。
なお、図1等の実施例の説明に際しては、波長可変光源1と波長掃引手段2を別個に記載しているが、波長可変光源1と波長掃引手段2とを統合した波長可変光源としても構わない。
また、図1等の実施例の説明に際しては、互いに直交する偏光の内、”p偏光”の光周波数をシフトして”s偏光”と合波しているが、勿論、互いに直交する偏光の内、”s偏光”の光周波数をシフトして”p偏光”と合波しても構わない。
1 波長可変光源
2 波長掃引手段
3,7,16,19 光分岐手段
4,6,11,13,20,22,25,27 偏光子
5 音響光学変調器
8,10,17,18 偏光ビームスプリッタ
9 被測定対象
12,14,21,23,26,28 光検出手段
15,24,29 信号処理手段
30,31,32,33 偏波制御手段
2 波長掃引手段
3,7,16,19 光分岐手段
4,6,11,13,20,22,25,27 偏光子
5 音響光学変調器
8,10,17,18 偏光ビームスプリッタ
9 被測定対象
12,14,21,23,26,28 光検出手段
15,24,29 信号処理手段
30,31,32,33 偏波制御手段
Claims (9)
- 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、
偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、
前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、
前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、
前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正する
ことを特徴とする光学特性測定方法。 - 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定方法であって、
被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、
偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、
前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、
偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、
前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、
前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、
前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、
前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償された校正行列の逆行列で補正する
ことを特徴とする光学特性測定方法。 - 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、
前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、
前記被測定対象の出射光の互いに直交する2つの偏光を分離し前記参照光と干渉させる第2の光学系と、
この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、
この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、
前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として所定の角度だけ空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、前記被測定対象を測定系に挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正する演算制御手段と
を備えたことを特徴とする光学特性測定装置。 - 被測定対象の光学特性を伝達関数として測定する光学特性測定装置において、
出力光の波長を可変で互いに直交する2つの偏光を出射する波長可変光源と、
前記2つの偏光の一方の偏光の光周波数をシフトして合波し偏波制御手段の透過光を前記被測定対象に入射し、他方の偏光の偏光面を光軸に対して45度傾けて参照光を生成する第1の光学系と、
前記被測定対象の出射光の互いに直交する2つの偏光を分離し前記参照光と干渉させる第2の光学系と、
この第2の光学系の出力光をそれぞれ検出する2つの光検出手段と、
この2つの光検出手段の出力を信号処理する信号処理手段と、
前記被測定対象を外した状態で測定系の第1の伝達関数を測定し、前記偏波制御手段により光の偏光面を出射方向を軸として90度空間的に回転させた状態で測定系の第2の伝達関数を測定し、前記第1及び第2の伝達関数に基づき2つの校正行列を求め、偏光面を第2の伝達関数測定時とは異なる状態にして測定系の第3の伝達関数を測定し、前記第3の伝達関数を前記偏波制御手段の空間的回転から決まる補正行列と前記校正行列の逆行列で補正して得られた位相差で補償された第2の伝達関数を求め、前記第1の伝達関数及び前記補償された第2の伝達関数に基づき2つの補償された校正行列を求め、前記被測定対象を挿入して前記被測定対象の伝達関数を測定し、前記被測定対象の伝達関数を前記補正行列と前記補償され校正行列の逆行列で補正する演算制御手段と
を備えたことを特徴とする光学特性測定装置。 - 前記第1の光学系が、
前記波長可変光源の出力光を2つに分岐する第1の光分岐手段と、
この第1の光分岐手段のそれぞれの出射光から前記一方の偏光及び前記他方の偏光を透過させる第1及び第2の偏光子と、
前記第1の偏光子の透過光の光周波数をシフトする音響光学変調器と、
前記他方の偏光を2つに分岐する第2の光分岐手段と、
前記音響光学変調器の出射光と前記第2の光分岐手段の一方の出射光を合波する偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタの出射光の偏光面を回転させ前記被測定対象に入射させる前記偏波制御手段と、
前記第2の光分岐手段の他方の出射光の偏光面を光軸に対して45度傾けた参照光を生成する光学手段とから構成されたことを特徴とする
請求項3若しくは請求項4記載の光学特性測定装置。 - 前記第2の光学系が、
前記被測定対象から出射光と前記参照光がそれぞれ入射される偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタの透過光及び反射光のうち45度傾いた偏光面を有する光を選択して透過させる第1及び第2の偏光子とから構成されたことを特徴とする
請求項3若しくは請求項4記載の光学特性測定装置。 - 前記偏波制御手段が、
任意の角度に偏光面を回転させて出射させることを特徴とする
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の光学特性測定装置。 - 前記偏波制御手段が、
複数の偏光面の角度の偏波素子を有し駆動手段で物理的な配置位置を移動させて複数の前記偏波素子の何れかを透過させることを特徴とする
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の光学特性測定装置。 - 前記偏波制御手段が、
光ファイバで構成されることを特徴とする
請求項3乃至請求項6のいずれかに記載の光学特性測定装置。
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---|---|---|---|
JP2006221409A JP2008045981A (ja) | 2006-08-15 | 2006-08-15 | 光学特性測定方法及び光学特性測定装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010281708A (ja) * | 2009-06-05 | 2010-12-16 | Anritsu Corp | 光部品評価装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05209791A (ja) * | 1991-09-06 | 1993-08-20 | Hewlett Packard Co <Hp> | 光学装置の偏光感度を測定する装置 |
JP2004061507A (ja) * | 2002-07-25 | 2004-02-26 | Agilent Technol Inc | 光ネットワーク・アナライザの較正技法及びシステム |
JP2004205500A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-22 | Canon Inc | 複屈折測定装置及び複屈折測定方法 |
-
2006
- 2006-08-15 JP JP2006221409A patent/JP2008045981A/ja not_active Withdrawn
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