JP3237684B2 - 光ファイバの波長分散測定装置 - Google Patents
光ファイバの波長分散測定装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの基本特性
の１つである波長分散値を測定する波長分散測定装置に
関する。
の１つである波長分散値を測定する波長分散測定装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の光ファイバの波長分散測定法に
は、多波長光源を用いたパルス法，差分法，位相差法そ
の他と、単一波長光源を用いた方法がある。本発明は、
後者の方法に対応する波長分散測定装置であるので、そ
の従来技術について以下に説明する。
は、多波長光源を用いたパルス法，差分法，位相差法そ
の他と、単一波長光源を用いた方法がある。本発明は、
後者の方法に対応する波長分散測定装置であるので、そ
の従来技術について以下に説明する。
【０００３】連続発振光源から出射された光を位相変調
して被測定光ファイバに入射すると、光周波数を変調周
波数あるいはその整数倍の周波数で掃引した光を入射し
たことになり、光ファイバの波長分散によって各周波数
の光に速度差が生じる。被測定光ファイバの出射光はこ
の速度差によって強度変調を受ける。すなわち、入射光
の位相変調成分が光ファイバの波長分散のために強度変
調成分に変換されることになる。この仕組みを利用し、
被測定光ファイバの出射光の強度変調成分を測定するこ
とにより、総波長分散値を求める方法が報告されている
(Chraplyvy etal.,Electronics Letter,Vol.22,No.8,40
9,1986)。この報告では、外部位相変調器（LiNbO3）を
用い、変調周波数４ＧHz付近（変調指数π／２）で、長
さ約50ｋｍの 1.3μｍ零分散光ファイバに波長 1.5μｍ
の光を入射する実験を行い、従来の測定法との実験値の
合致を見せている。ここで、この実験に使用された波長
分散測定装置の構成例を図６に示す。
して被測定光ファイバに入射すると、光周波数を変調周
波数あるいはその整数倍の周波数で掃引した光を入射し
たことになり、光ファイバの波長分散によって各周波数
の光に速度差が生じる。被測定光ファイバの出射光はこ
の速度差によって強度変調を受ける。すなわち、入射光
の位相変調成分が光ファイバの波長分散のために強度変
調成分に変換されることになる。この仕組みを利用し、
被測定光ファイバの出射光の強度変調成分を測定するこ
とにより、総波長分散値を求める方法が報告されている
(Chraplyvy etal.,Electronics Letter,Vol.22,No.8,40
9,1986)。この報告では、外部位相変調器（LiNbO3）を
用い、変調周波数４ＧHz付近（変調指数π／２）で、長
さ約50ｋｍの 1.3μｍ零分散光ファイバに波長 1.5μｍ
の光を入射する実験を行い、従来の測定法との実験値の
合致を見せている。ここで、この実験に使用された波長
分散測定装置の構成例を図６に示す。
【０００４】図において、波長 1.5μｍのＤＦＢレーザ
で構成される光源６１の出射光は外部位相変調器６２に
入射され、発振器６３の出力信号に応じた位相変調を受
ける。この位相変調光は５対１の方向性結合器６４で分
けられ、強度の弱い方の光は変調指数モニタ部７０に取
り込まれて位相変調における変調指数が観測される。変
調指数モニタ部７０は、測定波長帯域（ＦＳＲ）15ＧHz
のファブリペロエタロン７１，受光器７２およびオシロ
スコープ７３により構成される。
で構成される光源６１の出射光は外部位相変調器６２に
入射され、発振器６３の出力信号に応じた位相変調を受
ける。この位相変調光は５対１の方向性結合器６４で分
けられ、強度の弱い方の光は変調指数モニタ部７０に取
り込まれて位相変調における変調指数が観測される。変
調指数モニタ部７０は、測定波長帯域（ＦＳＲ）15ＧHz
のファブリペロエタロン７１，受光器７２およびオシロ
スコープ７３により構成される。
【０００５】一方、強度の強い方の光は、測定光として
被測定光ファイバである 1.3μｍ零分散単一モード光フ
ァイバ６０に入射され、その出射光が受光器６５に受光
され、その光強度に応じた電気信号に変換される。光ス
ペクトラムアナライザ６６はこの電気信号のフーリエ成
分を観測し、測定光強度の変調周波数成分（１次のサイ
ドバンド）と直流成分との比をとる。これにより、 1.3
μｍ零分散単一モード光ファイバ６０に波長 1.5μｍの
光を入射したときの波長分散値を求めることができる。
被測定光ファイバである 1.3μｍ零分散単一モード光フ
ァイバ６０に入射され、その出射光が受光器６５に受光
され、その光強度に応じた電気信号に変換される。光ス
ペクトラムアナライザ６６はこの電気信号のフーリエ成
分を観測し、測定光強度の変調周波数成分（１次のサイ
ドバンド）と直流成分との比をとる。これにより、 1.3
μｍ零分散単一モード光ファイバ６０に波長 1.5μｍの
光を入射したときの波長分散値を求めることができる。
【０００６】このような単一波長光源を用いた従来の波
長分散測定装置では、遠端での測定が可能であるため
に、利得帯域の狭い光増幅器を用いた線形中継器を含む
多中継伝送路の波長分散値を一括して測定できる利点が
ある。
長分散測定装置では、遠端での測定が可能であるため
に、利得帯域の狭い光増幅器を用いた線形中継器を含む
多中継伝送路の波長分散値を一括して測定できる利点が
ある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、単一波長光
源を用いた従来の波長分散測定装置が測定する波長分散
値は、その絶対値であり符号まではわからない。符号を
知るには、新たなパラメータを変化させる必要がある。
源を用いた従来の波長分散測定装置が測定する波長分散
値は、その絶対値であり符号まではわからない。符号を
知るには、新たなパラメータを変化させる必要がある。
【０００８】その１つの方法は、光源の波長を変化させ
ることである。常分散の場合は波長の増加に伴って波長
分散値の絶対値が減少し、異常分散の場合は波長分散値
の絶対値が増加する。すなわち、異なる波長で測定され
た波長分散値を比較し、波長の増加に伴って減少してい
るか否かによって、波長分散値の符号がマイナス（常分
散）かプラス（異常分散）かを判定することができる。
しかし、光源の波長を変化させるには、波長可変レーザ
あるいは発振波長の異なるレーザを複数台用意しなけれ
ばならない。また、多中継伝送路の総波長分散値を測定
する場合は、光増幅器の利得帯域内で波長を変化させな
ければならないので、線幅が狭く周波数が安定した光源
が必要になる。
ることである。常分散の場合は波長の増加に伴って波長
分散値の絶対値が減少し、異常分散の場合は波長分散値
の絶対値が増加する。すなわち、異なる波長で測定され
た波長分散値を比較し、波長の増加に伴って減少してい
るか否かによって、波長分散値の符号がマイナス（常分
散）かプラス（異常分散）かを判定することができる。
しかし、光源の波長を変化させるには、波長可変レーザ
あるいは発振波長の異なるレーザを複数台用意しなけれ
ばならない。また、多中継伝送路の総波長分散値を測定
する場合は、光増幅器の利得帯域内で波長を変化させな
ければならないので、線幅が狭く周波数が安定した光源
が必要になる。
【０００９】また、図６に示す構成において測定精度を
高めるために、外部変調方式に代えてレーザ直接変調を
行い、外部変調では達成できない大きい変調指数を実現
する方法がある。しかし、レーザ直接変調で周波数変調
をかけると強度変調成分が生じることが知られている
(Journal of Lightwave Technology,Vol.10,No.2,255,1
992) 。したがって、そのまま被測定光ファイバの出射
光の強度変調成分を観測すると、光ファイバの波長分散
によって変換された強度変調成分と、レーザ直接変調に
伴う強度変調成分が重畳されたものを測定することにな
り、波長分散値の誤差となる。また、この誤差の出方
は、波長分散の符号に大きく依存する。さらに、レーザ
直接変調に伴う強度変調成分と光ファイバの波長分散に
応じた強度変調成分は、一般に位相が一致しないので、
この位相差にも波長分散値の誤差が依存することにな
る。この様子を図７に示す。図に示すように、両者の位
相差によって本来の波長分散値と測定値の関係が大きく
変わることがわかる。しかも、この位相差はバイアス電
圧などで変化する量である。
高めるために、外部変調方式に代えてレーザ直接変調を
行い、外部変調では達成できない大きい変調指数を実現
する方法がある。しかし、レーザ直接変調で周波数変調
をかけると強度変調成分が生じることが知られている
(Journal of Lightwave Technology,Vol.10,No.2,255,1
992) 。したがって、そのまま被測定光ファイバの出射
光の強度変調成分を観測すると、光ファイバの波長分散
によって変換された強度変調成分と、レーザ直接変調に
伴う強度変調成分が重畳されたものを測定することにな
り、波長分散値の誤差となる。また、この誤差の出方
は、波長分散の符号に大きく依存する。さらに、レーザ
直接変調に伴う強度変調成分と光ファイバの波長分散に
応じた強度変調成分は、一般に位相が一致しないので、
この位相差にも波長分散値の誤差が依存することにな
る。この様子を図７に示す。図に示すように、両者の位
相差によって本来の波長分散値と測定値の関係が大きく
変わることがわかる。しかも、この位相差はバイアス電
圧などで変化する量である。
【００１０】このように、レーザ直接変調に伴う強度変
調成分と光ファイバの波長分散に応じた強度変調成分が
重畳される測定系では、測定される波長分散値に符号と
位相差の影響が混在する。したがって、測定誤差を解消
するには、これらの影響のないまったく別の系で測定し
た結果を用いて補償する必要がある。
調成分と光ファイバの波長分散に応じた強度変調成分が
重畳される測定系では、測定される波長分散値に符号と
位相差の影響が混在する。したがって、測定誤差を解消
するには、これらの影響のないまったく別の系で測定し
た結果を用いて補償する必要がある。
【００１１】本発明は、単一波長光源を用いた構成にお
いて、符号を含む波長分散値を測定することができる光
ファイバの波長分散測定装置を提供することを目的とす
る。
いて、符号を含む波長分散値を測定することができる光
ファイバの波長分散測定装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の波長分
散測定装置は、測定光の送信側に、その光パワーを変化
させる光パワー可変手段を配置する。さらに、測定光の
受信側に、被測定光ファイバで非線形光学効果が起こら
ない低パワーの測定光で測定された第１の波長分散値
と、被測定光ファイバで非線形光学効果が起こる高パワ
ーの測定光で測定された第２の波長分散値との差から、
被測定光ファイバの波長分散値の符号を判定し、第１の
波長分散値を被測定光ファイバの波長分散値の絶対値と
して出力する手段を配置する。
散測定装置は、測定光の送信側に、その光パワーを変化
させる光パワー可変手段を配置する。さらに、測定光の
受信側に、被測定光ファイバで非線形光学効果が起こら
ない低パワーの測定光で測定された第１の波長分散値
と、被測定光ファイバで非線形光学効果が起こる高パワ
ーの測定光で測定された第２の波長分散値との差から、
被測定光ファイバの波長分散値の符号を判定し、第１の
波長分散値を被測定光ファイバの波長分散値の絶対値と
して出力する手段を配置する。
【００１３】請求項２に記載の波長分散測定装置は、測
定光の送信側に、その光パワーを変化させる光パワー可
変手段と、被測定光ファイバの前段に挿入される波長分
散値および符号が既知の分散媒質とを配置する。さら
に、測定光の受信側に、分散媒質で非線形光学効果が起
こらない低パワーの測定光で測定された第１の波長分散
値と、分散媒質で非線形光学効果が起こる高パワーの測
定光で測定された第２の波長分散値との差から、被測定
光ファイバの波長分散値の符号を判定し、その結果に応
じて第１の波長分散値と分散媒質の波長分散値から被測
定光ファイバの波長分散値の絶対値を算出する手段を配
置する。
定光の送信側に、その光パワーを変化させる光パワー可
変手段と、被測定光ファイバの前段に挿入される波長分
散値および符号が既知の分散媒質とを配置する。さら
に、測定光の受信側に、分散媒質で非線形光学効果が起
こらない低パワーの測定光で測定された第１の波長分散
値と、分散媒質で非線形光学効果が起こる高パワーの測
定光で測定された第２の波長分散値との差から、被測定
光ファイバの波長分散値の符号を判定し、その結果に応
じて第１の波長分散値と分散媒質の波長分散値から被測
定光ファイバの波長分散値の絶対値を算出する手段を配
置する。
【００１４】
【作用】本発明の波長分散測定装置では、波長分散値の
符号を判定するパラメータとして測定光の光パワーを用
いる。測定光の光パワーが十分に大きいと、被測定光フ
ァイバ中で非線形光学効果（主に自己位相変調）が起こ
る。この非線形光学効果により測定される波長分散値が
増減することから、被測定光ファイバの波長分散値の符
号を判別することができる。
符号を判定するパラメータとして測定光の光パワーを用
いる。測定光の光パワーが十分に大きいと、被測定光フ
ァイバ中で非線形光学効果（主に自己位相変調）が起こ
る。この非線形光学効果により測定される波長分散値が
増減することから、被測定光ファイバの波長分散値の符
号を判別することができる。
【００１５】なお、非線形光学効果は超高速現象（〜f
s）であり、自己位相変調に伴う強度変調成分と光ファ
イバの波長分散に応じた強度変調成分との間には、レー
ザ直接変調に伴う強度変調成分との間のように不可知な
位相差を含まない。また、光パワーを落とせば、同じ構
成で自己位相変調の影響のない測定を行うことができ
る。
s）であり、自己位相変調に伴う強度変調成分と光ファ
イバの波長分散に応じた強度変調成分との間には、レー
ザ直接変調に伴う強度変調成分との間のように不可知な
位相差を含まない。また、光パワーを落とせば、同じ構
成で自己位相変調の影響のない測定を行うことができ
る。
【００１６】
【実施例】図１は、本発明の波長分散測定装置の第一実
施例構成を示す。図において、測定光の送信側には、半
導体レーザで構成される光源２１、外部位相変調器２
２、発振器２３、光増幅器２４、可変光減衰器２５が配
置される。光源２１の出射光は、発振器２３の出力信号
により外部位相変調器２２で位相変調され、光増幅器２
４で所定の光強度まで増幅される。さらに、光増幅器２
４の出力光は可変光減衰器２５で強度調整され、測定光
として被測定光ファイバ１０に入射される。
施例構成を示す。図において、測定光の送信側には、半
導体レーザで構成される光源２１、外部位相変調器２
２、発振器２３、光増幅器２４、可変光減衰器２５が配
置される。光源２１の出射光は、発振器２３の出力信号
により外部位相変調器２２で位相変調され、光増幅器２
４で所定の光強度まで増幅される。さらに、光増幅器２
４の出力光は可変光減衰器２５で強度調整され、測定光
として被測定光ファイバ１０に入射される。
【００１７】なお、強度変調成分が無視できるものであ
ればレーザ直接変調構成でもよい。また、光源２１が高
出力のものであれば光増幅器２４は不要である。また、
光源２１または光増幅器２４の出力が可変設定できるも
のであれば、可変光減衰器２５は不要である。
ればレーザ直接変調構成でもよい。また、光源２１が高
出力のものであれば光増幅器２４は不要である。また、
光源２１または光増幅器２４の出力が可変設定できるも
のであれば、可変光減衰器２５は不要である。
【００１８】測定光の受信側には、受光器３１、バンド
パスフィルタ（ＢＰＦ）３２、交流電圧計３３、直流電
圧計３４、比較器３５が配置される。被測定光ファイバ
１０の他端から出射された測定光は受光器３１で電気信
号に変換され、この電気信号がバンドパスフィルタ３２
を介して交流電圧計３３に入力されるとともに、直流電
圧計３４に入力される。比較器３５は、両電圧計の出力
比を検出する。
パスフィルタ（ＢＰＦ）３２、交流電圧計３３、直流電
圧計３４、比較器３５が配置される。被測定光ファイバ
１０の他端から出射された測定光は受光器３１で電気信
号に変換され、この電気信号がバンドパスフィルタ３２
を介して交流電圧計３３に入力されるとともに、直流電
圧計３４に入力される。比較器３５は、両電圧計の出力
比を検出する。
【００１９】ここで、外部位相変調器２２では入力電圧
値に応じた変調指数が設定されるものとする。なお、図
６に示すように、変調指数をモニタする構成としてもよ
い。また、変調周波数も既知であり、バンドパスフィル
タ３２はこの変調周波数に同調されているものとする。
本実施例では、全行程を通して変調指数および変調周波
数を変化させる必要はない。
値に応じた変調指数が設定されるものとする。なお、図
６に示すように、変調指数をモニタする構成としてもよ
い。また、変調周波数も既知であり、バンドパスフィル
タ３２はこの変調周波数に同調されているものとする。
本実施例では、全行程を通して変調指数および変調周波
数を変化させる必要はない。
【００２０】以下、本実施例における波長分散値の絶対
値および符号の測定原理について説明する。波長分散値
の絶対値の測定は、低パワー（約 6.3×10-2ｍＷ／ｍｍ
2 以下）の測定光を被測定光ファイバ１０に入射して行
う。
値および符号の測定原理について説明する。波長分散値
の絶対値の測定は、低パワー（約 6.3×10-2ｍＷ／ｍｍ
2 以下）の測定光を被測定光ファイバ１０に入射して行
う。
【００２１】被測定光ファイバ１０に入射する前の位相
変調光は、その強度が常に一定であり、強度スペクトル
は直流成分に１つの線スペクトルが立つだけである。し
かし、波長分散媒質である被測定光ファイバ１０に入射
すると、光周波数を変調周波数あるいはその整数倍の周
波数で掃引した光を入射したことになり、被測定光ファ
イバ１０の波長分散によって各周波数の光に速度差が生
じる。測定光はこの速度差によって強度変調を受け、強
度スペクトルは変調周波数の整数倍の周波数成分をもつ
ことになる。すなわち、被測定光ファイバ１０から出射
される測定光の強度スペクトルには、変調周波数とその
整数倍の位置にサイドバンドが立つ。ここで、被測定光
ファイバ１０に対して入出射される測定光の強度スペク
トルを図２(1),(2) に示す。
変調光は、その強度が常に一定であり、強度スペクトル
は直流成分に１つの線スペクトルが立つだけである。し
かし、波長分散媒質である被測定光ファイバ１０に入射
すると、光周波数を変調周波数あるいはその整数倍の周
波数で掃引した光を入射したことになり、被測定光ファ
イバ１０の波長分散によって各周波数の光に速度差が生
じる。測定光はこの速度差によって強度変調を受け、強
度スペクトルは変調周波数の整数倍の周波数成分をもつ
ことになる。すなわち、被測定光ファイバ１０から出射
される測定光の強度スペクトルには、変調周波数とその
整数倍の位置にサイドバンドが立つ。ここで、被測定光
ファイバ１０に対して入出射される測定光の強度スペク
トルを図２(1),(2) に示す。
【００２２】この変調周波数成分（１次のサイドバン
ド）の強度は、バンドパスフィルタ３２を介して交流電
圧計３３で検出され、その直流成分は直流電圧計３４で
検出され、比較器３５でその比が測定される。この測定
値を変調指数および変調周波数の２乗で割り、２πおよ
び光速度を乗算し、波長の２乗で割れば波長分散値の絶
対値を算出することができる。
ド）の強度は、バンドパスフィルタ３２を介して交流電
圧計３３で検出され、その直流成分は直流電圧計３４で
検出され、比較器３５でその比が測定される。この測定
値を変調指数および変調周波数の２乗で割り、２πおよ
び光速度を乗算し、波長の２乗で割れば波長分散値の絶
対値を算出することができる。
【００２３】次に、波長分散値の符号の判定は、高パワ
ー（約 1.0×10-1ｍＷ／μｍ2 以上）の測定光を被測定
光ファイバ１０に入射し、非線形光学効果を起こして行
う。被測定光ファイバ１０に入射された位相変調光は、
被測定光ファイバ１０の波長分散のために強度変調され
る。光のパワーが十分に大きいと、この強度変調に比例
して光が自己位相変調を起こし、もともとの位相変調成
分に重畳される。この重畳された位相変調成分は、さら
に波長分散により強度変調され、測定される強度変調成
分は純粋に波長分散による強度変調成分とは異なるもの
となる。この現象について、図３を参照して詳細に説明
する。
ー（約 1.0×10-1ｍＷ／μｍ2 以上）の測定光を被測定
光ファイバ１０に入射し、非線形光学効果を起こして行
う。被測定光ファイバ１０に入射された位相変調光は、
被測定光ファイバ１０の波長分散のために強度変調され
る。光のパワーが十分に大きいと、この強度変調に比例
して光が自己位相変調を起こし、もともとの位相変調成
分に重畳される。この重畳された位相変調成分は、さら
に波長分散により強度変調され、測定される強度変調成
分は純粋に波長分散による強度変調成分とは異なるもの
となる。この現象について、図３を参照して詳細に説明
する。
【００２４】図３(1) は、入力位相変調の位相φの時間
依存性を示す。なお、入射光の強度は一定とし、このよ
うな正弦波で位相を変調するものとする。ここで、位相
変調の振幅は最大位相偏移、すなわち変調指数ｂｍを表
している。
依存性を示す。なお、入射光の強度は一定とし、このよ
うな正弦波で位相を変調するものとする。ここで、位相
変調の振幅は最大位相偏移、すなわち変調指数ｂｍを表
している。
【００２５】この位相変調に伴って、図３(2) に示すよ
うに光周波数ωが変調される。これは、入力位相変調の
位相φの時間依存性の１階微分になっている。ここで振
動の中心となる周波数は用いる光源の周波数であり、時
間とともに正弦波的ふるまいを見せる。このことは、光
の波長が時間とともに正弦波的に変化することを表して
おり、周波数が最大となったときの波長は最小、周波数
が最小となったときの波長は最大となる。この波長の変
化によって一定であった光の強度が変調される。
うに光周波数ωが変調される。これは、入力位相変調の
位相φの時間依存性の１階微分になっている。ここで振
動の中心となる周波数は用いる光源の周波数であり、時
間とともに正弦波的ふるまいを見せる。このことは、光
の波長が時間とともに正弦波的に変化することを表して
おり、周波数が最大となったときの波長は最小、周波数
が最小となったときの波長は最大となる。この波長の変
化によって一定であった光の強度が変調される。
【００２６】図３(3) は、光電圧の波形を示す。図中実
線で示すように、異常分散光ファイバの場合には零分散
波長が短波長側にあり、光源波長よりも波長が長い光は
光源波長の光よりも遅れ、短い光は光源波長の光よりも
進む。したがって、光子数は、長波長領域で密となり、
短波長領域で疎となる。この結果、一定であった光の強
度が変調される。逆に、図中破線で示すように、常分散
光ファイバの場合には零分散波長が長波長側にあり、光
源波長よりも波長が長い光は光源波長の光よりも進み、
短い光は光源波長の光よりも遅れる。この結果でも、一
定であった光の強度は変調されるが、異常分散光ファイ
バの場合の強度変調に対して位相がπずれている。この
位相のずれが後の自己位相変調の際に重要な要素とす
る。
線で示すように、異常分散光ファイバの場合には零分散
波長が短波長側にあり、光源波長よりも波長が長い光は
光源波長の光よりも遅れ、短い光は光源波長の光よりも
進む。したがって、光子数は、長波長領域で密となり、
短波長領域で疎となる。この結果、一定であった光の強
度が変調される。逆に、図中破線で示すように、常分散
光ファイバの場合には零分散波長が長波長側にあり、光
源波長よりも波長が長い光は光源波長の光よりも進み、
短い光は光源波長の光よりも遅れる。この結果でも、一
定であった光の強度は変調されるが、異常分散光ファイ
バの場合の強度変調に対して位相がπずれている。この
位相のずれが後の自己位相変調の際に重要な要素とす
る。
【００２７】入射光のパワーが十分大きいとき、図３
(3) のように変調された強度に比例して媒質の屈折率が
変化する。この結果、光の位相がその強度に比例して変
化する。すなわち、自己位相変調を起こす。
(3) のように変調された強度に比例して媒質の屈折率が
変化する。この結果、光の位相がその強度に比例して変
化する。すなわち、自己位相変調を起こす。
【００２８】図３(4) は、自己位相変調の位相φSPM の
時間依存性を示す。このように、常分散および異常分散
では、自己位相変調の位相φSPM がπずれている。な
お、異常分散の場合には入力位相変調の位相φと合って
おり、常分散の場合には入力位相変調の位相φに対して
πずれる。したがって、入力位相変調の位相φと自己位
相変調の位相φSPM を重畳した位相変調の最大位相偏移
（変調指数）ｂｍ′は、図３(5) に示すように、異常分
散の場合に増加し、常分散の場合に減少する。
時間依存性を示す。このように、常分散および異常分散
では、自己位相変調の位相φSPM がπずれている。な
お、異常分散の場合には入力位相変調の位相φと合って
おり、常分散の場合には入力位相変調の位相φに対して
πずれる。したがって、入力位相変調の位相φと自己位
相変調の位相φSPM を重畳した位相変調の最大位相偏移
（変調指数）ｂｍ′は、図３(5) に示すように、異常分
散の場合に増加し、常分散の場合に減少する。
【００２９】本実施例の波長分散測定装置では、見かけ
上の変調指数がこのように変化するので、異常分散では
光パワーの増加とともに増加し、常分散では光パワーの
増加とともに減少する。これが非線形光学効果による影
響であり、その計算値を図４に示す。ここで、横軸は被
測定光ファイバ１０に入射される測定光パワーであり、
縦軸は測定される波長分散値である。
上の変調指数がこのように変化するので、異常分散では
光パワーの増加とともに増加し、常分散では光パワーの
増加とともに減少する。これが非線形光学効果による影
響であり、その計算値を図４に示す。ここで、横軸は被
測定光ファイバ１０に入射される測定光パワーであり、
縦軸は測定される波長分散値である。
【００３０】図４に示すように、異常分散光ファイバ
（波長分散値の符号はプラス）では、入射光パワーの増
加とともに波長分散値が増加する。また、常分散光ファ
イバ（波長分散値の符号はマイナス）では、入射光パワ
ーの増加とともに波長分散値が減少してから増加に転ず
る。したがって、図１に示す波長分散測定装置におい
て、低パワーの測定光および高パワーの測定光を入射し
たときに測定される波長分散値を比較することにより、
被測定光ファイバ１０の波長分散値の符号を判定するこ
とができる。
（波長分散値の符号はプラス）では、入射光パワーの増
加とともに波長分散値が増加する。また、常分散光ファ
イバ（波長分散値の符号はマイナス）では、入射光パワ
ーの増加とともに波長分散値が減少してから増加に転ず
る。したがって、図１に示す波長分散測定装置におい
て、低パワーの測定光および高パワーの測定光を入射し
たときに測定される波長分散値を比較することにより、
被測定光ファイバ１０の波長分散値の符号を判定するこ
とができる。
【００３１】図５は、本発明の波長分散測定装置の第二
実施例構成を示す。本実施例は、線形中継器を含む多中
継伝送路の総波長分散値およびその符号を測定するため
の構成例である。ただし、非線形光学効果は、光ファイ
バの損失により多中継伝送路の全領域には及ばない。多
中継伝送路が 100ｋｍ以上であれば、非線形光学効果が
及ぶ有効距離は、多中継伝送路の総長によらずほぼ一定
（例えば20ｋｍ）と見なすことができる。本実施例で
は、この部分に波長分散値および符号が既知の分散媒質
を配置することを特徴とする。なお、本実施例では、波
長分散値および符号が既知の分散媒質として常分散光フ
ァイバを用いる構成を示すが、異常分散光ファイバある
いは光ファイバに代えて光導波路その他を用いてもよ
い。
実施例構成を示す。本実施例は、線形中継器を含む多中
継伝送路の総波長分散値およびその符号を測定するため
の構成例である。ただし、非線形光学効果は、光ファイ
バの損失により多中継伝送路の全領域には及ばない。多
中継伝送路が 100ｋｍ以上であれば、非線形光学効果が
及ぶ有効距離は、多中継伝送路の総長によらずほぼ一定
（例えば20ｋｍ）と見なすことができる。本実施例で
は、この部分に波長分散値および符号が既知の分散媒質
を配置することを特徴とする。なお、本実施例では、波
長分散値および符号が既知の分散媒質として常分散光フ
ァイバを用いる構成を示すが、異常分散光ファイバある
いは光ファイバに代えて光導波路その他を用いてもよ
い。
【００３２】図において、測定光の送信側の構成は、第
一実施例と同様の光源２１、外部位相変調器２２、発振
器２３、光増幅器２４、可変光減衰器２５に加えて、被
測定多中継伝送路１１との間に波長分散値および符号が
既知の常分散光ファイバ２６を挿入する。測定光の受信
側の構成は、第一実施例と同様の受光器３１、バンドパ
スフィルタ３２、交流電圧計３３、直流電圧計３４、比
較器３５である。
一実施例と同様の光源２１、外部位相変調器２２、発振
器２３、光増幅器２４、可変光減衰器２５に加えて、被
測定多中継伝送路１１との間に波長分散値および符号が
既知の常分散光ファイバ２６を挿入する。測定光の受信
側の構成は、第一実施例と同様の受光器３１、バンドパ
スフィルタ３２、交流電圧計３３、直流電圧計３４、比
較器３５である。
【００３３】まず、低パワーの測定光を常分散光ファイ
バ２６を介して被測定多中継伝送路１１に入射し、常分
散光ファイバ２６および被測定多中継伝送路１１の総波
長分散値の絶対値の測定を行う。ここで、常分散光ファ
イバ２６の波長分散値の絶対値をＦとする。また、被測
定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値をＤ（＞
Ｆ）とすると、測定値Ｍは被測定多中継伝送路１１が常
分散であれば（Ｄ＋Ｆ）となり、異常分散であれば（Ｄ
−Ｆ）となる。ただし、この段階では、測定値Ｍから被
測定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値Ｄを求め
ることはできない。
バ２６を介して被測定多中継伝送路１１に入射し、常分
散光ファイバ２６および被測定多中継伝送路１１の総波
長分散値の絶対値の測定を行う。ここで、常分散光ファ
イバ２６の波長分散値の絶対値をＦとする。また、被測
定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値をＤ（＞
Ｆ）とすると、測定値Ｍは被測定多中継伝送路１１が常
分散であれば（Ｄ＋Ｆ）となり、異常分散であれば（Ｄ
−Ｆ）となる。ただし、この段階では、測定値Ｍから被
測定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値Ｄを求め
ることはできない。
【００３４】次に、高パワーの測定光を常分散光ファイ
バ２６を介して被測定多中継伝送路１１に入射し、非線
形光学効果を起こす。なお、上述したように、非線形光
学効果は常分散光ファイバ２６のみで生じ、被測定多中
継伝送路１１には及ばない。常分散光ファイバ２６では
高パワーの測定光が入射されると、第一実施例で示した
ように波長分散値が減少する。すなわち、常分散光ファ
イバ２６の波長分散値は見かけ上（Ｆ−dF）となる。
バ２６を介して被測定多中継伝送路１１に入射し、非線
形光学効果を起こす。なお、上述したように、非線形光
学効果は常分散光ファイバ２６のみで生じ、被測定多中
継伝送路１１には及ばない。常分散光ファイバ２６では
高パワーの測定光が入射されると、第一実施例で示した
ように波長分散値が減少する。すなわち、常分散光ファ
イバ２６の波長分散値は見かけ上（Ｆ−dF）となる。
【００３５】したがって、常分散光ファイバ２６および
被測定多中継伝送路１１の総波長分散値は、被測定多中
継伝送路１１が常分散であれば、 Ｄ＋Ｆ → Ｄ＋Ｆ−dF のように常分散光ファイバ２６における減少分dFだけ減
少する。また、被測定多中継伝送路１１が異常分散であ
れば、 Ｄ−Ｆ → Ｄ−(Ｆ−dF)＝Ｄ−Ｆ＋dF のように常分散光ファイバ２６における減少分dFだけ増
加する。このように、低パワーの測定光および高パワー
の測定光を入射したときに測定される波長分散値を比較
することにより、被測定多中継伝送路１１の波長分散値
の符号を判定することができる。
被測定多中継伝送路１１の総波長分散値は、被測定多中
継伝送路１１が常分散であれば、 Ｄ＋Ｆ → Ｄ＋Ｆ−dF のように常分散光ファイバ２６における減少分dFだけ減
少する。また、被測定多中継伝送路１１が異常分散であ
れば、 Ｄ−Ｆ → Ｄ−(Ｆ−dF)＝Ｄ−Ｆ＋dF のように常分散光ファイバ２６における減少分dFだけ増
加する。このように、低パワーの測定光および高パワー
の測定光を入射したときに測定される波長分散値を比較
することにより、被測定多中継伝送路１１の波長分散値
の符号を判定することができる。
【００３６】被測定多中継伝送路１１の波長分散値の符
号が判別すれば、低パワーの測定光を入射したときの測
定値Ｍに対して、常分散光ファイバ２６の波長分散値の
絶対値Ｆをプラスマイナスする。すなわち、被測定多中
継伝送路１１が常分散であることが判別すれば Ｄ＝Ｍ−Ｆ とし、異常分散であることが判別すれば Ｄ＝Ｍ＋Ｆ として、被測定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対
値Ｄを算出することができる。このようにして、被測定
多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値および符号を
測定することができる。
号が判別すれば、低パワーの測定光を入射したときの測
定値Ｍに対して、常分散光ファイバ２６の波長分散値の
絶対値Ｆをプラスマイナスする。すなわち、被測定多中
継伝送路１１が常分散であることが判別すれば Ｄ＝Ｍ−Ｆ とし、異常分散であることが判別すれば Ｄ＝Ｍ＋Ｆ として、被測定多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対
値Ｄを算出することができる。このようにして、被測定
多中継伝送路１１の総波長分散値の絶対値および符号を
測定することができる。
【００３７】なお、本実施例の構成は、多中継伝送路ば
かりでなく、１本の光ファイバの波長分散値の測定にも
適用することができる。
かりでなく、１本の光ファイバの波長分散値の測定にも
適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、単一波長
光源を用いた構成により、被測定光ファイバの波長分散
値およびその符号を測定することができる。また、線形
中継器を含む多中継伝送路の総波長分散値およびその符
号を測定することができる。
光源を用いた構成により、被測定光ファイバの波長分散
値およびその符号を測定することができる。また、線形
中継器を含む多中継伝送路の総波長分散値およびその符
号を測定することができる。
【００３９】また、多波長光源を用いた装置に比べて装
置構成が簡単で安価である。さらに、参照光が不要であ
るために温度などの外乱を受けにくく、遠短で経済的に
かつ誤差の少ない測定を実現することが可能である。
置構成が簡単で安価である。さらに、参照光が不要であ
るために温度などの外乱を受けにくく、遠短で経済的に
かつ誤差の少ない測定を実現することが可能である。
【図１】本発明の波長分散測定装置の第一実施例構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図２】被測定光ファイバに対して入出射される測定光
の強度スペクトルを示す図。
の強度スペクトルを示す図。
【図３】自己位相変調による最大位相偏移の変化を説明
する図。
する図。
【図４】測定波長分散値の非線形光学効果による影響
（計算値）を示す図。
（計算値）を示す図。
【図５】本発明の波長分散測定装置の第二実施例構成を
示すブロック図。
示すブロック図。
【図６】従来の波長分散測定装置の構成を示すブロック
図。
図。
【図７】レーザ直接変調と波長分散値の測定誤差との関
係を示す図。
係を示す図。
１０ 被測定光ファイバ １１ 被測定多中継伝送路 ２１ 光源 ２２ 外部位相変調器 ２３ 発振器 ２４ 光増幅器 ２５ 可変光減衰器 ３１ 受光器 ３２ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ） ３３ 交流電圧計 ３４ 直流電圧計 ３５ 比較器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−87684（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−5440（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−15081（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01M 11/00 - 11/08 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 位相変調光または周波数変調光を測定光
として被測定光ファイバに入射し、被測定光ファイバか
ら出射される測定光強度の変調周波数成分と直流成分と
の比をとって被測定光ファイバの波長分散値を求める光
ファイバの波長分散測定装置において、 前記測定光の送信側に、その光パワーを変化させる光パ
ワー可変手段を配置し、 前記測定光の受信側に、前記被測定光ファイバで非線形
光学効果が起こらない低パワーの測定光で測定された第
１の波長分散値と、前記被測定光ファイバで非線形光学
効果が起こる高パワーの測定光で測定された第２の波長
分散値との差から、前記被測定光ファイバの波長分散値
の符号を判定し、第１の波長分散値を前記被測定光ファ
イバの波長分散値の絶対値として出力する手段を配置し
たことを特徴とする光ファイバの波長分散測定装置。 - 【請求項２】 位相変調光または周波数変調光を測定光
として被測定光ファイバに入射し、被測定光ファイバか
ら出射される測定光強度の変調周波数成分と直流成分と
の比をとって被測定光ファイバの波長分散値を求める光
ファイバの波長分散測定装置において、 前記測定光の送信側に、その光パワーを変化させる光パ
ワー可変手段と、前記被測定光ファイバの前段に挿入さ
れる波長分散値および符号が既知の分散媒質とを配置
し、 前記測定光の受信側に、前記分散媒質で非線形光学効果
が起こらない低パワーの測定光で測定された第１の波長
分散値と、前記分散媒質で非線形光学効果が起こる高パ
ワーの測定光で測定された第２の波長分散値との差か
ら、前記被測定光ファイバの波長分散値の符号を判定
し、その結果に応じて第１の波長分散値と前記分散媒質
の波長分散値から前記被測定光ファイバの波長分散値の
絶対値を算出する手段を配置したことを特徴とする光フ
ァイバの波長分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26091393A JP3237684B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26091393A JP3237684B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113722A JPH07113722A (ja) | 1995-05-02 |
| JP3237684B2 true JP3237684B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=17354500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26091393A Expired - Lifetime JP3237684B2 (ja) | 1993-10-19 | 1993-10-19 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3237684B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4493809B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2010-06-30 | 株式会社アドバンテスト | 光特性測定装置、方法、記録媒体 |
| JP4004720B2 (ja) | 2000-08-09 | 2007-11-07 | 富士通株式会社 | 波長分散測定装置及びその方法 |
| JP5179277B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-04-10 | 日本電信電話株式会社 | 波長分散測定装置及び波長分散測定方法 |
-
1993
- 1993-10-19 JP JP26091393A patent/JP3237684B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07113722A (ja) | 1995-05-02 |
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