JP3187518B2 - 偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出方法および装置 - Google Patents

偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出方法および装置

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JP3187518B2 JP09055592A JP9055592A JP3187518B2 JP 3187518 B2 JP3187518 B2 JP 3187518B2 JP 09055592 A JP09055592 A JP 09055592A JP 9055592 A JP9055592 A JP 9055592A JP 3187518 B2 JP3187518 B2 JP 3187518B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は直交する光学的軸の屈折
率に差が生じるように形成された偏波面保存光ファイバ
の光学的軸を検出するための光学的軸検出方法と、該検
出方法を用いて偏波面保存光ファイバの光学的軸を検出
する光学的軸検出装置に関する。
【0002】
【従来の技術】偏波面保存光ファイバは、直交する光学
的軸の屈折率に差が生じるように形成され、入射光の偏
波面が保存されるものである。この、直交する軸に屈折
率差を与える方法としては、図5(a)に示すように、
コア501を覆うクラッド502に、2つの高屈折率部
5031,5032をコア501を挟んで対称となるよう
に直線的に配設したもの、図5(b)に示すようにクラ
ッド505内に埋設されるコア504自体の形状を楕円
としたもの、図5(c)に示すようにコア506を覆う
クラッド507の形状を楕円とし、その周囲をサポート
508によって覆ったもの等がある。
【0003】従来、このように構成されるファイバの光
学的軸を確認することは、目視によって行われており、
例えば図6(a)に示すように光源601の発生光をフ
ァイバ602に通してそのコア形状やクラッド形状を確
認したり、図6(b)に示すようにファイバ601の目
視する側の端面に光源601の発生光をあててコア形状
やクラッド形状を確認することにより行っていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の偏波面
保存光ファイバの光学的軸の確認方法のうち、ファイバ
を通った透過光により確認する方法においては、ファイ
バが長いものであるときにはクラッドに光が伝播しない
ため、確認が困難であるという問題点がある。また、フ
ァイバ端面に光をあててその反射光によって確認する方
法においては、コントラストがわるいために確認が困難
であるという問題点がある。さらに、上記のいずれの方
法においても、目視によって行うものであるために正確
な角度を決定することが困難であるという問題点があ
る。
【0005】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、偏波面が保存
される光ファイバの光学的軸を精度よく検出することの
できる方法および装置を実現することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の偏波面保存光フ
ァイバの光学的軸の検出方法は、直交する光学的軸の屈
折率に差が与えられる偏波面保存光ファイバの光学的軸
の検出方法であって、出力周波数が徐々に増加する直線
偏光光を偏波面保存光ファイバに入射し、その出射光強
度をモニタして出射光強度が極小となる特定周波数を求
めた後に、該特定周波数の直線偏光光を回転状態とされ
た偏波面保存光ファイバに入射し、その出力光強度をモ
ニタして最小となった位置から光学的軸を検出する。
【0007】本発明の偏波面保存光ファイバの光学的軸
の検出装置は、直交する光学的軸の屈折率に差が与えら
れる偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出装置であっ
て、レーザ光源と、前記レーザ光源の出力周波数を決定
する変調周波数信号を発生し、レーザ光源に供給する信
号発生器と、前記レーザ光源と偏波面保存光ファイバと
の間に設けられ、レーザ光源の出力光を直線偏光光とし
て偏波面保存光ファイバに入射させる偏光子と、前記偏
波面保存光ファイバをその長手方向を軸として回転させ
るファイバ回転機構と、前記偏波面保存光ファイバの出
射光強度をモニタするフォトディテクタと、前記信号発
生器が発生する変調周波数信号およびファイバ回転機構
による偏波面保存光ファイバの回転状態を制御し、前記
フォトディテクタのモニタ出力から偏波面保存光ファイ
バの光学的軸を検出する信号解析器とを具備し、前記信
号解析器は、測定が開始されるとファイバ回転機構によ
って固定状態とした偏波面保存光ファイバに信号発生器
により変調周波数を徐々に増加させたレーザ光を入射さ
せ、前記フォトディテクタのモニタ出力が極小となる特
定周波数を検出し、続いて、ファイバ回転機構によって
回転状態とした偏波面保存光ファイバに信号発生器によ
り特定周波数としたレーザ光を入射させ、前記フォトデ
ィテクタのモニタ出力が最小となる偏波面保存光ファイ
バの位置から光学的軸を検出する。
【0008】この場合、ファイバ回転機構のかわりに、
入射光を回転して出射する光回転機構が偏光子と偏波面
保存光ファイバとの間に設けてもよい。
【0009】
【作用】出力周波数が徐々に増加する直線偏光光を偏波
面保存光ファイバに入射すると、その出力光強度は各軸
を通る光の遅延時間の逆数である自由スペクトル領域毎
に極小値となる。そこで、直線偏光光を自由スペクトル
領域とし、偏波面保存光ファイバを回転状態とすると、
入射光の偏波面が各軸の中間となる各光学的軸からπ/
4ずれた位置にて出力光強度が最小となるために光学的
軸の位置を検出することができる。
【0010】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0011】図1は本発明の一実施例の構成を示す図で
ある。
【0012】本実施例は、信号発生器101にとってそ
の出力周波数が変調されるレーザ光源102の出射光を
偏光子103を通すことによって直線偏光とし、該直線
偏光を偏波面保存光ファイバであるファイバ104に入
射させ、フォトディテクタ106によって検出される透
過光強度からファイバ104の光学的軸を検出するもの
である。ファイバ104はファイバ回転機構105によ
って保持されており、該ファイバ回転機構105によっ
てその長手方向を軸として回転可能とされている。ま
た、フォトディテクタ106の検出信号は信号解析器1
07に供給されている。該信号解析器107は、信号発
生器101によるレーザ光源102の周波数変調やファ
イバ回転機構105によるファイバ104の回転を制御
するとともに、フォトディテクタ106の検出結果によ
って光学的軸を求めるものである。一般に偏波面保存光
ファイバの屈折率が最大になる軸と最小になる軸とは直
交して形成されている。一方の軸Xに電場の向きを合わ
せたものと、他方の軸Yに電場の向きを合わせたものと
では、各軸の屈折率の差から伝播時間には遅延時間が生
じる。
【0013】偏波の向きが各軸に対して45゜の直線偏
光光を入射すると、入射光パワーの1/2が遅延時間を
持って各軸を伝播する。ファイバ104内を伝播する光
は各軸が直交しているために干渉を生じないが、これら
の光が入射するフォトディテクタ106の光起電力で考
えると干渉することになる。このときの遅延時間τが入
射光のπ/4である場合には各軸を伝わった光が相殺さ
れるためにフォトディテクタ106の出力は最小とな
る。
【0014】このような状態となる遅延時間τは以下の
ようにして求められる。
【0015】ファイバ104を固定状態としてレーザ光
源102の出力周波数を徐々に高くしていくと、フォト
ディテクタ106の出力強度は図2に示すように特定の
周波数のときに極小となる。この特定周波数条件は、フ
ァイバ104の直交する軸の伝播時間差τの逆数である
自由スペクトル領域FSR:Free Spectral Rangeで表
され、 FSR/2+n・FSR・・・(1) であることが知られている。
【0016】 これは、各軸を通る光の遅延時間τによ
る位相差が図3に示すように変調周波数の1/2周期に
等しいときに最小となることから定められる。光の強度
変調周波数をfとすると、 f=1/Tであるため、 τ=T/2+n・T(n:整数)のときに図3に示す状
態となる。FSRはτの逆数であるために(1)式が求
まる。
【0017】したがって、図1に示すような配置状態と
し、ファイバ104を固定状態としてレーザ光源102
の出力周波数を徐々に高くしたときのフォトディテクタ
106の出力強度からFSRおよび遅延時間τを特定す
ることができ、さらに、レーザ光源102の出力周波数
をFSR/2に固定してファイバ104をファイバ回転
機構105によって回転させたときのフォトディテクタ
106出力強度によってファイバ104の光学的軸を検
出することが可能となる。
【0018】上記の検出原理に基づいた本実施例の光学
的軸の検出動作について説明する。測定が開始される
と、信号解析器107はファイバ104を固定状態と
し、信号発生器101によりレーザ光源102の出力周
波数を徐々に上げ、このときのフォトディテクタ106
の出力強度をモニタして該出力強度の極小値の遷移状態
からFSRを求める。次に、信号発生器101によりレ
ーザ光源102の出力周波数をFSR/2に固定し、フ
ァイバ104をファイバ回転機構105によって回転さ
せ、このときのフォトディテクタ106の出力強度をモ
ニタする。フォトディテクタ106の出力強度が最小と
なるときの入射角度は図4(a),(b)のいずれかに
示されるπ/4+n・π/2となるために、フォトディ
テクタ106の出力強度が最小となったときの角度から
π/4移動したところが各光学的軸となる。
【0019】信号解析器107はファイバ回転機構10
5によりファイバ104をフォトディテクタ106の出
力強度が最小となった位置、もしくはこの位置からπ/
4移動した位置に移動させる。測定者はこの移動した位
置から光学的軸の位置を確認する。
【0020】 本発明では従来目視で確認されていた光
学的軸を機械的に精度よく検出することができた。ま
た、光学的軸を検出するため干渉計を構成する上での
重要な特性である自由スペクトル領域が求められるの
で、偏波面保存光ファイバを用いて干渉計を構成して測
定するときには、自由スペクトル領域を求める必要がな
く、特に有効に活用することができる。
【0021】なお、以上説明した実施例においては、フ
ァイバ回転機構105によってファイバ104を回転さ
せるものとして説明したが、すでに敷設されているファ
イバの光学的軸を求める場合には、偏光子103とファ
イバ104との間に入射光を回転して出射する光回転機
構を設けて測定を行ってもよい。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載するような効果を奏する。
【0023】請求項1に記載の方法においては、偏波面
保存光ファイバの光学的軸を精度よく検出することがで
きる効果がある。
【0024】請求項2に記載のものにおいては、上記効
果を備えた装置を実現することができる効果がある。
【0025】請求項3に記載のものにおいては、すでに
敷設されている偏波面保存光ファイバの光学的軸を精度
よく検出することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の構成を示す図である。
【図2】図1に示したファイバ104を固定状態とし、
レーザ光源102の出力周波数を徐々に高くしたときの
フォトディテクタ106の出力強度を示す図である。
【図3】図1に示したファイバ104を固定状態とし、
レーザ光源102の出力周波数を徐々に高くしたときの
フォトディテクタ106の出力強度が最小となる条件を
示す図である。
【図4】(a),(b)のそれぞれは、フォトディテク
タ106の出力強度が最小となる入射角度を示す図であ
る。
【図5】(a)〜(c)のそれぞれは、従来より用いら
れている偏波面保存光ファイバの構成を示す図である。
【図6】(a),(b)のそれぞれは、従来の光学的軸
の検出方法を示す図である。
【符号の説明】
101 信号発生器 102 レーザ光源 103 偏光子 104 ファイバ 105 ファイバ回転機構 106 フォトディテクタ 107 信号解析器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/02 G01B 11/00 - 11/30 G01J 3/00 - 4/04 G01J 7/00 - 9/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 直交する光学的軸の屈折率に差が与えら
    れる偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出方法であっ
    て、 出力周波数が徐々に増加する直線偏光光を偏波面保存光
    ファイバに入射し、その出射光強度をモニタして出射光
    強度が極小となる特定周波数を求めた後に、該特定周波
    数の直線偏光光を回転状態とされた偏波面保存光ファイ
    バに入射し、その出力光強度をモニタして最小となった
    位置から光学的軸を検出する偏波面保存光ファイバの光
    学的軸の検出方法。
  2. 【請求項2】 直交する光学的軸の屈折率に差が与えら
    れる偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出装置であっ
    て、 レーザ光源と、 前記レーザ光源の出力周波数を決定する変調周波数信号
    を発生し、レーザ光源に供給する信号発生器と、 前記レーザ光源と偏波面保存光ファイバとの間に設けら
    れ、レーザ光源の出力光を直線偏光光として偏波面保存
    光ファイバに入射させる偏光子と、 前記偏波面保存光ファイバをその長手方向を軸として回
    転させるファイバ回転機構と、 前記偏波面保存光ファイバの出射光強度をモニタするフ
    ォトディテクタと、 前記信号発生器が発生する変調周波数信号およびファイ
    バ回転機構による偏波面保存光ファイバの回転状態を制
    御し、前記フォトディテクタのモニタ出力から偏波面保
    存光ファイバの光学的軸を検出する信号解析器とを具備
    し、 前記信号解析器は、測定が開始されるとファイバ回転機
    構によって固定状態とした偏波面保存光ファイバに信号
    発生器により変調周波数を徐々に増加させたレーザ光を
    入射させ、前記フォトディテクタのモニタ出力が極小と
    なる特定周波数を検出し、続いて、ファイバ回転機構に
    よって回転状態とした偏波面保存光ファイバに信号発生
    器により特定周波数としたレーザ光を入射させ、前記フ
    ォトディテクタのモニタ出力が最小となる偏波面保存光
    ファイバの位置から光学的軸を検出することを特徴とす
    る偏波面保存光ファイバの光学的軸の検出装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の偏波面保存光ファイバの
    光学的軸の検出装置において、 ファイバ回転機構のかわりに、入射光を回転して出射す
    る光回転機構が偏光子と偏波面保存光ファイバとの間に
    設けられていることを特徴とする偏波面保存光ファイバ
    の光学的軸検出装置。
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