JP2719494B2 - 光ファイバ脱偏光装置 - Google Patents

光ファイバ脱偏光装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脱偏光装置に関し、特
に、光素子の偏光依存損失を測定するテスト装置内に組
み込まれる脱偏光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光増幅システムは光アイソレータ、光結
合装置および偏光依存損失のレベルを変化させるような
光装置を必要とする。偏光依存損失（Polarization Dep
endentLoss）は挿入損失の変化を光素子への入力信号の
偏光の関数として規定することができる。光素子を使用
するような光増幅システムにおいては、様々な光素子ま
たは装置の偏光依存損失は信号の劣化につながる。現在
光素子の偏光依存損失の測定は、０．０１ｄＢの精度ま
で得られる。光伝送システム内に存在する光素子に起因
する累積型偏光依存損失を最小にするために、様々な光
素子の偏光依存損失を正確に測定することが必要であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、光素子の偏光依存損失を測定することのできるシス
テムを提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の非ポンプエルビ
ウムドープ光ファイバはレーザにより生成されるような
受信した偏光エネルギーを長波長の非偏光増幅自然発光
に変換する。また本発明の光ファイバは、この受信した
偏光信号を吸収するのに十分な長さを有する。発明者の
理解するところでは、偏光した光を偏光していない光に
変換できるのは以下の理由によるものと考えられる。エ
ルビウム吸収バンド内の偏光光をある長さの非ポンプエ
ルビウムドープファイバで受光すると、この受光した光
は、ポンプとして機能し、エルビウムアトムを励起す
る。この励起されたアトムは、長波長を有する低いエネ
ルギーフォトンを放射することにより基底状態に戻る。
この放射フォトンがエルビウム吸収バンド内に依然とし
てある場合には、このプロセスは繰り返される。かくし
て、増幅した自然放射は次の長波長で形成され、そし
て、非ポンプドープ光ファイバは脱偏光装置となる。こ
の光ファイバが受信した信号を完全に吸収したのに十分
な程度長い距離のものであると、より長い波長の非偏光
増幅自然放射が形成される。
【０００５】本発明の一実施例によれば、本発明の脱偏
光装置は、テスト装置内で用いられて、光素子の偏光依
存損失を正確に測定する。従来の受光光素子の偏光依存
損失を測定することは、測定装置内に存在する偏光依存
損失のために制限されていた。本発明の脱偏光装置を組
み込んたテスト装置では、測定装置の偏光依存損失は測
定結果に導入されることはない。
【０００６】
【実施例】光伝送システムにおける光部品の偏光依存損
失は信号劣化の主要原因である。数ｋｍのに及び、その
伝送パスに沿って、周期的に配置されるたくさんの光素
子を有する光伝送システムにおいては、１素子当たり
０．０１ｄＢの偏光依存損失は信号の品質に悪影響を及
ぼす。
【０００７】偏光依存損失に影響されるのを最小にする
ような光伝送システムを提供するためには、伝送パス内
の光素子の各々は、最低の偏光依存損失を示すようなも
のでなけれなならない。
【０００８】現在の光素子の偏光依存損失を正確に測定
する手法は、測定装置内に存在する偏光依存損失により
制限されている。それ故に、光素子の偏光依存損失を正
確に測定するためには、測定装置の偏光依存損失を除去
する必要がある。現在の測定装置における偏光依存損失
の増幅自然発光をおける偏光依存損失の主な原因には３
種類ある。第１はレーザの安定性である。その第２は手
動の偏光制御装置の調整に関連する曲げ損失である。そ
の第３は測定装置の偏光依存損失である。偏光依存損失
のこれらの３つの原因を取り除くことにより正確な測定
を可能となる。
【０００９】図１において、本発明による光素子の偏光
依存損失を測定する装置が図示されている。信号源２２
は、ＤＦＢレーザでテストされるべき光素子３４の下流
とパワーメータ３８の上流に配置されるエルビウムドー
プ光ファイバ３６の吸収バンド幅内にある光エネルギー
を生成する。レーザの安定性は、テスト結果の正確さに
影響を及ぼす。安定した出力信号を生成するために、信
号源２２は内蔵型冷却器を用い、変調器２０に接続する
こともできる。この変調器２０は、レーザを１０ＭＨｚ
でもって変調し、信号源２２のコヒーレンス長さを減少
する。この装置においては、レーザの安定性は、２分間
隔で、０．００２ｄＢ以下の変化である。このＤＦＢレ
ーザである信号源２２は、第１の光アイソレータ２４に
スプライスされ（接合され）、この第１の光アイソレー
タ２４は、１．５ｎｍバンドパス角度同調干渉フィルタ
２６にスプライスされる。この１．５ｎｍバンドパス角
度同調干渉フィルタ２６は、レーザからの増幅自然放射
を減少する。ＤＦＢレーザが長波長増幅自然放射を有さ
ないような場合には、１．５ｎｍバンドパス角度同調干
渉フィルタ２６を取り除くことができる。
【００１０】この１．５ｎｍバンドパス角度同調干渉フ
ィルタ２６は、第２の光アイソレータ２８にスプライス
され、この第２の光アイソレータ２８は、２つの出力を
有する光タップ３０がスプライスされる。この光タップ
３０の出力はパワーメータ３８に直接接続され、このパ
ワーメータ３８は、Hewlett Packard 社製の８１５３Ａ
パワーメータである。光タップ３０から直接パワーメー
タ３８に加えられる信号は基準信号である。パワーメー
タ３８を用いた測定は、テスト装置の部品内の低速ドリ
フトを保証ような基準信号を用いた比率モードで行われ
る。光タップ３０からの出力は、全光ファイバ手動偏光
制御装置３２に接続される。全光ファイバ手動偏光制御
装置３２の調整に伴う曲げ損失（ベンド損失）は、小モ
ードフィールド直径を有する光ファイバを使用すること
によって取り除くことができる。全光ファイバ手動偏光
制御装置３２の出力は、テストされるべき光素子３４に
スプライスされる。テストされるべき光素子３４の出力
は、脱偏光装置として機能するエルビウムドープ光ファ
イバ３６にスプライスされる。この脱偏光装置としての
脱偏光装置３６の出力は、パワーメータ３８に接続され
る。上記の要素からなる装置においては、全ての光ファ
イバの接続は溶融スプライスで行われ、反射を取り除
き、全ての光ファイバは測定に際し、様々な光ファイバ
の偏光状態が変化するのを阻止するよう固定される。
【００１１】次に、上記のように構成した本発明の装置
の動作について述べる。脱偏光装置であるエルビウムド
ープ光ファイバ３６は、受信した偏光信号を偏光してい
ない増幅自然放射に変換する。かくして、パワーメータ
３８は、非偏光光を受信し、測定して、テストされるべ
き光素子の偏光依存損失を決定する。パワーメータ３８
により受信された光が偏光していないと、パワーメータ
３８の偏光依存損失は測定結果には影響を及ぼさない。
【００１２】テスト装置のパワーメータ３８による偏光
依存損失を取り除くために、脱偏光装置である脱偏光装
置３６を使用することは、従来の装置に対する大きな改
良点である。本発明の脱偏光装置はエルビウムドープ光
ファイバ３６である。
【００１３】通常エルビウムドープの光ファイバは、光
伝送システムにおける光増幅器として用いられる。１５
３０と１５６５ｎｍの間の信号の増幅は、エルビウムド
ープ光ファイバが１４８０ｎｍまたは９８０ｎｍの何れ
かでポンプされるときに発生する。入力信号がないと、
ポンプされたエルビウムドープ光ファイバは１５００ｎ
ｍから１６００ｎｍの広い範囲にわたって、非偏光増幅
自然放射を生成する。
【００１４】テストでこのエルビウムドープ光ファイバ
による脱偏光装置の有効性が検査された。このテスト装
置は、まず脱偏光装置を具備していないものである。光
素子が接続されていない状態で、残留偏光依存損失は、
０．０１ｄＢであった。しかし、本発明の非ポンプエル
ビウムドープ光ファイバの脱偏光装置を具備したテスト
装置においては、その残留偏光依存損失は、０．００１
ｄＢであった。このような値を得るためには、光ファイ
バにおける僅かな曲げでも０．００５ｄＢの偏光依存損
失が発生するので、このテスト装置に光ファイバを組み
込むには十分な注意が必要である。この実施例において
は、１５５８ｎｍと１４８０ｎｍの両方で測定が行われ
たが、結果は同一であった。
【００１５】エルビウム吸収バンド内の光がある長さの
エルビウムドープ光ファイバ３６に入力されると、次の
ようなことが発生すると考えられる。まず、光がポンプ
として機能し、エルビウムアトムを励起する。この励起
されたアトムは、低エネルギー（長波長）のフォトンを
放射して基底状態に戻り、この放射されたフォトンがエ
ルビウム吸収バンド内に存在すると、このプロセスは理
解される。かくして、増幅した自然放射は、連続してよ
り長い波長で生成される。光ファイバが十分に長い場合
には、入力信号は完全に吸収されて、より長い波長の非
偏光増幅自然放射が形成される。例えば、１５５８ｎｍ
の偏光光は１６００ｎｍよりも長い波長の広バンド非偏
光増幅自然放射に変換される。図２において、偏光光信
号がエルビウムドープ光ファイバの短距離のエルビウム
ドープ光ファイバの非偏光増幅自然放射に変換される状
態を示す。図２において、鋭いスパイクは受信した偏光
信号で、カーブＡは生成された増幅自然放射である。図
３において、受信した偏光光信号が、入力信号が完全に
脱偏光するようなある長さの非ポンプドープ光ファイバ
の非偏光増幅自然放射に変換されることが図示されてい
る。この図３においては、入力信号は完全に吸収される
ために、スパイク状の入力信号は存在しない。カーブＡ
は生成された増幅自然放射を表す。
【００１６】図１に開示されたテスト装置の実施例にお
いては、エルビウムドープ光ファイバ３６は、光素子偏
光依存損失を測定するテスト装置の脱偏光装置として示
されている。図１に開示された実施例においては、エル
ビウムドープ光ファイバ３６は、脱偏光装置として示さ
れているが、この光ファイバは他の材料、例えば、ネオ
ディミウムのような材料でドープすることもでき、この
場合には、別の波長が用いられる。さらに、脱偏光装置
は光素子の挿入損失を測定するテスト装置とともに用い
られているが、非ポンプの光ファイバを、例えば、脱偏
光光を用いる光ファイバジャイロのような他の応用にお
ける脱偏光装置として使用することもできる。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の脱偏光装置
は信号の劣化に影響を及ぼす偏光依存損失の影響を取り
除くことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の脱偏光装置を用いた光素子
の偏光依存損失を測定するテスト装置のブロック図であ
る。
【図２】入力信号が完全には脱偏光化していない非ポン
プエルビウムドープ光ファイバの短い距離内の光信号を
表すグラフである。
【図３】入力信号が完全に脱偏光化した非ポンプエルビ
ウムドープ光ファイバの長さの中の光信号を表すグラフ
である。
【符号の説明】
２０ 変調器 ２２ 信号源 ２４ 第１の光アイソレータ ２６ １．５ｎｍバンドパス角度同調干渉フィルタ ２８ 第２の光アイソレータ ３０ 光タップ ３２ 全光ファイバ手動偏光制御装置 ３４ 光素子 ３６ エルビウムドープ光ファイバ ３８ パワーメータ
フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー ミシェル ウォルター アメリカ合衆国 07755 ニュージャジ ー、モンマウス カウンティー、オーク ホースト、デラウェア アヴェニュー、 191

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入力信号から長波長の非偏光増幅自然発
    光を得るために、入力偏光信号を吸収するのに十分の長
    さのポンプ入力されていないドープ光ファイバ（３６）
    からなる光ファイバ脱偏光装置。
  2. 【請求項２】 前記ドープ光ファイバは、入力信号を完
    全に吸収するのに十分な長さであることを特徴とする請
    求項１の装置。
  3. 【請求項３】 前記ドープ光ファイバは、エルビウムで
    ドープされていることを特徴とする請求項１の装置。
  4. 【請求項４】 前記ドープ光ファイバは、ネオディミウ
    ムでドープされていることを特徴とする請求項１の装
    置。
  5. 【請求項５】 光素子の偏光依存損失を測定するテスト
    装置において、 偏光信号を生成する信号源（２２）と、 前記信号源からの信号を受信するよう接続された光アイ
    ソレータ（２４）と、 光アイソレータからの光信号を第１信号と第２信号とに
    分割するよう接続された光タップ（３０）と、 前記光タップから第１信号を受信するよう接続された偏
    光制御装置（３６）と、 前記偏光制御装置からの第１信号を受信するよう接続さ
    れた非ポンプドープ光ファイバ（３６）と、 前記非ポンプドープ光ファイバ（３６）は、受信した第
    １信号を十分に吸収し、この受信した第１信号から長波
    長の脱偏光化増幅自然発光を生成するのに十分な長さを
    有し、 前記光タップ（３０）から第２信号を、前記非ポンプド
    ープ光ファイバ（３６）から非偏光増幅自然発光を受信
    するよう接続されたパワーメータ（３８）と、 偏光制御装置（３２）と非ポンプドープ光ファイバ（３
    ６）との間で、その偏光依存損失を測定するように光素
    子（３４）を配置する手段と、 からなることを特徴とする光素子の偏光依存損失を測定
    するテスト装置。
  6. 【請求項６】 前記非ポンプドープ光ファイバは、エル
    ビウムでドープされていることを特徴とする請求項５の
    装置。
  7. 【請求項７】 前記非ポンプドープ光ファイバは、ネオ
    ディミウムでドープされていることを特徴とする請求項
    ５の装置。
  8. 【請求項８】 前記信号源は、レーザであることを特徴
    とする請求項６の装置。
  9. 【請求項９】 前記レーザを変調するよう接続された変
    調器（２６）をさらに有することを特徴とする請求項８
    の装置。
  10. 【請求項１０】 光アイソレータと光タップとの間に配
    置された干渉フィルタと、 前記干渉フィルタと光タップとの間に配置された第２の
    光アイソレータとをさらに有することを特徴とする請求
    項９の装置。
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