JP3871818B2 - Polarization scrambler polarization measurement method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は偏波スクランブラの偏光度の測定において信頼性を向上させた偏波スクランブラの偏光度測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、光通信の送信系における導波路において光偏波を高精度に変調する偏波スクランブラの特性を評価するには、使用状態を模した試験装置を形成し、その装置を用いて偏波スクランブラによって変調した光偏波の偏光度を測定し、測定結果から特性を評価することが行われている。
【0003】
通常、入射光に対するDOP(偏光度)特性(λ−DOP 曲線)は、図12に示すように、温度の変化によって、ある温度軸上で得られたλ−DOP 曲線Iが、他の温度軸上では、その特性曲線をそのまま平行移動した形で出現し、入射光波長がずれた位置にλ−DOP 曲線II,・・・,IVとして現れる。
【0004】
このため、ある特定の温度で限られた波長λの範囲を精密に測定した時には、図13に示すλ−DOP 曲線が得られるのに対して、特定の波長について温度が変化した状態では図14に示すようなT−DOP 曲線になる。
【0005】
このような温度変化のある場合のデータを、ある限られた波長λの範囲について重ね合わせ、例えば、温度が1℃異なるデータを重ね合わせて検討してみると、図15に示すように、温度に対する変動が単調な変動としては現れない。
また、光源の波長および使用温度が変動する時には、そのDOP値の変動値が非常に大きくなるため誤差が大きくなる。
【0006】
例えば、偏波スクランブラのDOP特性は、入射光波長および環境温度の変動による影響で、その依存性はZカット板の場合で5〜7%程度、Xカット板の場合で3〜4%程度まで変動する(下津,他 97年信学会秋季大会C−3−36)。
【0007】
しかしながら、現在、このようなDOP値の変動原因をまだ特定することができないため、DOP特性を測定するときに、測定データを補正しようとしても、使用者が使用する波長の範囲に対するデータと、使用する温度に対するデータを全部採らなければ、予め測定して作成したモデルデータを基にした基準値とその変動値の関係から温度に対する補正をするような、いわゆる較正をすることはできない。
【0008】
〔問題点〕
このような従来の偏光度測定装置による偏光度の評価では、光源の波長や環境温度等の測定条件による影響が大きいため、安定で精度の良い測定結果が得られず、また再現性に乏しいという問題点があった。
【0009】
したがって、偏波スクランブラのDOP特性の測定誤差を最小にすることができる信頼性の高い測定方法の出現が望まれていた。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであり、これを解決するため具体的に設定された課題は、光源や環境条件を管理でき、偏波スクランブラの入射光波長に対するDOP特性の測定における温度条件を一定に維持して、精度良くDOP特性を測定できる偏波スクランブラの偏光度測定方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明における請求項1に係る偏波スクランブラの偏光度測定方法は、波長可変光源からコヒーレント光を被検物である偏波スクランブラに所定の波長で出射して、前記偏波スクランブラの偏光度を解析し、偏光度が最小となる変調信号の電圧を探索し、その電圧を駆動電圧として設定する偏波スクランブラの偏光度測定方法において、 前記偏波スクランブラの温度を所定の温度となるように温度管理する温度制御手段により温度の設定を行い(ステップ32)、前記偏波スクランブラの温度が前記所定の温度となるように温度維持手段を前記温度制御手段により制御し、偏波スクランブラの温度が安定していることを確認した後(ステップ33)、前記波長可変光源から前記所定の波長に対し略一定であるコヒーレント光を出射し(ステップ34)、設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧を、偏波スクランブラ駆動手段により前記偏波スクランブラに印可し、光偏波の偏光度が最小となる変調信号電圧を探索し(ステップ35)、探索した偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定する(ステップ36)ことを特徴とするものである。
【0012】
また、請求項2に係る偏波スクランブラの偏光度測定方法は、前記駆動電圧による偏波スクランブラの偏光度とその波長特性を測定した後、前記所定の温度により設定されて維持された前記偏波スクランブラの温度と異なる温度を第2の設定温度として前記温度制御手段により設定し(ステップ37)、前記偏波スクランブラの温度が前記第2の設定温度となるように温度維持手段を前記温度制御手段により制御し、前記偏波スクランブラの温度が安定していることを確認してから(ステップ38)、前記偏波スクランブラ駆動手段により前記設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧につき、前記偏波スクランブラの駆動電圧に対する光偏波の偏光度を測定し、その結果より偏光度が最小となる変調信号電圧を求め(ステップ39)、求められた偏光度が最小となる変調信号電圧と前記測定開始温度で設定した駆動電圧とが、実質的に同電圧である場合には偏光度測定手段により前記駆動電圧での波長特性を測定し、実質的に同電圧でない場合には第2の設定温度で前記偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定し(ステップ40,41)、次いで、偏波スクランブラの温度を前記第2の設定温度と異なる温度による偏波スクランブラの偏光度の測定を継続しない場合には測定を終了し、測定を継続する場合には前記第2の設定温度と異なる温度を前記第2の設定温度として置き換え、第2の設定温度の設定時(ステップ37)まで戻り(ステップ42)、再測定することを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を具体的に説明する。
ただし、この実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるため具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、発明内容を限定するものではない。
【0015】
〔測定方法〕
この偏光度測定方法は、光源から安定した波長でコヒーレント光を出射し、そのコヒーレント光を一定温度に温度管理された偏波スクランブラによって変調し、変調された光偏波を偏光度測定装置によって受光して、一定の温度条件で変調された光偏波の偏光度を解析するものである。
【0016】
この場合において、まず設定温度として偏波スクランブラの使用温度条件を選択し、被検物である偏波スクランブラの温度が設定温度に一定に維持されていることを確認した後、DOP値が最小となる変調信号電圧を探索し、捜し当てた電圧を駆動電圧として設定することが望ましく、また、偏波スクランブラの使用温度条件に幅があるため設定温度が2条件以上となるときは、その温度条件に従って設定温度を設定して偏波スクランブラの光偏波の偏光度を解析し、一方の設定温度と他方の設定温度とにおける駆動電圧の変動の有無をチェックして変動がある場合には調節し直すことが望ましい。
【0017】
偏波スクランブラの温度管理には種々あるが、この実施の形態では、温度維持手段に設けられた発熱体の温度を一定になるように温度制御手段により管理し、発熱体からの熱を伝導によって偏波スクランブラに伝えて偏波スクランブラを一定の温度に維持する方法を採用する。
【0018】
〔手動測定〕
マニュアル操作による偏光度測定装置は、図1に示すように、偏波スクランブラ11の使用条件に従い、波長を設定できるとともに設定された波長が安定に出射できる波長可変光源12と、発熱体(図示せず)を組み込んで被検物である偏波スクランブラ11の温度を設定温度に維持させる温度維持装置13と、この温度維持装置13の温度を制御して偏波スクランブラ11の温度を一定温度になるように管理する温度制御装置14と、偏波スクランブラ11に変調信号電圧を印加して偏光状態を変化させる偏波スクランブラ駆動装置15と、偏波スクランブラ11からの光偏波を受光して、その受光した光偏波の偏光度を解析する偏光度測定装置16とを備える。
【0019】
波長可変光源12は、偏波スクランブラ11の使用条件に従い出射光の波長を設定できるようにするとともに、出射光の波長が設定されるとその設定波長で安定に出射する波長安定性の良い光源とする。この波長可変光源12は、波長の変動が出射光の波長に対して± 0.05 nm以内のものを使用する。
【0020】
温度維持装置13は、温度を所定温度に維持させることができる発熱体(図示せず)を組み込み、偏波スクランブラ11の接触部と偏波スクランブラ自体を除いた部分を断熱材(図示せず)で覆うことにより断熱して、偏波スクランブラの温度を一定温度に維持する。
【0021】
温度制御装置14は、温度維持装置13に取り付けた温度管理用の熱電対14aからの信号により、常時、温度維持装置13の温度を監視し、設定温度で安定するまでフィードバック制御による加熱を継続して、温度維持装置13に組み込まれた発熱体の温度を制御し、偏波スクランブラ11の温度を設定温度に対して± 0.1℃以内になるように制御する。
【0022】
この温度制御装置14は、図2に示すように、熱電対14aからの測定電圧V1 をリニアライズするリニアライザ21aと、リニアライズされた電圧を測定温度T1 に変換する温度変換回路21bとを備えた温度変換部21と、設定温度T2 を入力して測定温度T1 との差Z1 の変化からPID制御方式による制御目標としての補正温度TXを求める補正温度演算回路22と、得られた補正温度TXに対応する操作電圧Yを求めて出射する操作量演算回路23とからなり、設定温度に対して適切な精度で温度を制御する。
【0023】
偏波スクランブラ駆動装置15は、sin波である印加電圧波形の振幅を調節することにより出射電圧を設定し、設定した電圧を偏波スクランブラ11に印加して電圧振幅により変更のランダム状態を変化させる。
偏光度測定装置16は、偏波スクランブラ11からの光偏波を受光し、その受光した光偏波の偏光度を、サンプリング時間内でどの程度にランダムな偏光状態か、ストークスパラメータに基づくDOP値を求めることにより解析する。
【0024】
この手動測定方法では、図3のフローチャートに示すように、まず波長可変光源12の出射光の波長を設定し、温度維持装置13に偏波スクランブラ11を固定する(ステップ31)。維持すべき温度を温度制御装置14に設定し(ステップ32)、電源がオンになり通電状態になると、温度維持装置13に取り付けた熱電対14aからの信号によって温度維持装置13が設定温度に上昇し、設定温度で安定するまで過熱しつつ温度制御する。設定した温度で安定したことを確認した(ステップ33)後、波長可変光源12から所定の波長のコヒーレント光を出射し(ステップ34)、偏波スクランブラ駆動装置15により設定すべき変調信号電圧近傍の複数の電圧に対する光偏波の偏光度を測定して電圧特性(V―DOP曲線)を取得し、最小DOP値を与える電圧を探索する(ステップ35)。
続いて、得られた最小DOP値を与える電圧を駆動電圧として偏光度測定装置16により波長特性(λ−DOP曲線)を得る(ステップ36)。
【0025】
また、偏波スクランブラの使用条件に幅があり、設定温度が2条件以上となるときは、前記設定条件とは異なる第2の設定温度を設定温度として温度制御装置14に設定し(ステップ37)、温度維持装置13に取り付けた熱電対14aからの信号によって温度維持装置13が設定温度に上昇し、設定温度で安定するまで加熱しつつ温度制御する。設定した温度で安定したことを確認した(ステップ38)後、偏波スクランブラ駆動装置15により設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧により偏波スクランブラ11の光偏波の偏光度を測定し、その結果より偏光度が最小となる変調信号電圧を確認し(ステップ39)、前記偏光度が最小となる変調信号の電圧と前記駆動電圧とが実質的に同電圧であると判断した場合は、偏光度測定装置16により前記駆動電圧での波長特性(λ−DOP曲線)を測定し、実質的に同電圧ではないと判断した場合は第2の温度で前記偏光度が最小となる変調信号の電圧を駆動電圧として波長特性を測定する(ステップ40,41)。
次に、所定温度範囲の各温度間隔における全ての温度について測定したかをチェックし、測定していなければステップ37に戻って温度間隔を1間隔分変更した温度を設定して測定を再度繰返し、もし、全ての温度について測定していれば同一偏波スクランブラ11についての手動測定を終了する(ステップ42)。
【0026】
このように、温度を一定にした偏波スクランブラ11により安定した波長の入射光を変調し、出射された光偏波を偏光度測定装置16により解析すると、誤差が小さく、安定した信頼性の高い波長特性が得られる。
【0027】
偏波スクランブラ11ではDOP値の低さは1つの性能指標となっているが、通常、供給先からの要求DOP値としては 10 %以下であることが指定される。これに対して、従来の方法によって得られるDOP値は、その最小値がせいぜい 3〜4 %どまりであったが、この実施形態では偏波スクランブラ11の入射光波長および温度によるDOP値の最小値の変動をそれぞれ1%以下に抑えたことにより、それらの変動が各独立に発生したとしても、変動の総量はそれらの加算されたものであるから、全偏光度変動量(=波長による変動量+温度による変動量)を2%以下に抑えることができる。
【0028】
測定の際、DOP値の変動が1%になるには、波長の変動の場合では 0.1nm温度の変動の場合では 0.1℃の変化であるから、全偏光度の変動量が±1%以下にするためには、略一定である波長変動が±0.05nm以下、温度変動が±0.05℃以下とする。これにより従来に比して大幅に精度が向上する。
【0029】
〔自動測定〕
自動操作による偏光度測定システムは、図4に示すように、図1に示す装置構成に、さらに、波長可変光源11、温度制御装置14、偏波スクランブラ駆動装置15、および偏光度測定装置16にそれぞれ必要な指示を与えて所定の精度で種々な条件の偏光度を測定させる制御用コンピュータ17を追加する。
【0030】
また、温度制御装置14には、温度設定用として、図5に示すように、設定温度T2 にする制御用コンピュータ17からの制御信号D1 を温度T2 に対応した電圧V2 に変換する電圧変換回路51と、得られた電圧V2 を対応する温度T2 に変換する温度変換回路52とからなる温度設定部50を設け、また、温度モニタ用として、図6に示すように、温度変換部21で測定電圧V1 から測定温度T1 に変換された測定温度T1 に対応した電圧V3 を出射する電圧変換回路61と、電圧V3 を制御用コンピュータ17で扱える信号に変換する信号変換回路62とからなる温度モニタ部60を設けて、制御用コンピュータ17により温度制御装置14における温度設定または温度維持装置13の温度モニタを行うことができるようにする。
【0031】
なお、温度設定と温度モニタとをコンピュータ制御にするか手動にするかは、温度制御装置14についている切換スイッチ(図示せず)により選択可能とし、手動にする場合には切換スイッチを操作して自動制御手順を実行しないようにする。
【0032】
制御用コンピュータ17による自動測定は、図7のフローチャートに示すように、偏波スクランブラ11をセットし(ステップ71)、光源の設定波長および変調電圧、測定温度範囲および測定温度間隔等の測定条件を入力し(ステップ72)、設定温度として所定の温度を設定する(ステップ73)。
【0033】
熱電対14aの測定に基づき偏波スクランブラ11の温度が設定温度で安定したかチェックし、温度が安定しなければ安定するまで待機し、安定すれば次のステップに進む(ステップ74)。
【0034】
温度が安定した後、設定すべき変調信号電圧の近傍で複数の変調信号電圧に対する光偏波の偏光度を測定して電圧特性(V−DOP 曲線)を取得し、最小DOP値を与える電圧を探索し(ステップ75)、得られた最小DOP値を与える電圧を駆動電圧として波長特性(λ−DOP 曲線)を得る(ステップ76)。
【0035】
次に、測定温度範囲および測定温度間隔に従い、温度条件を(例えば、低い方から)設定し直し(ステップ77)、温度維持装置13の温度が安定するまで待機する(ステップ78)。
【0036】
温度が安定した後、設定すべき変調信号電圧の近傍で複数の変調信号電圧に対する光偏波の偏光度を測定して電圧特性(V−DOP 曲線)を取得し、最小DOP値を与える電圧を探索する(ステップ79)。
【0037】
そして、前記駆動電圧と前記測定開始温度で設定した駆動電圧とが、実質的に同一であれば、前記測定開始温度で設定した駆動電圧における波長特性を測定し、実質的に同一でなければ、前記最小DOP 値を与える電圧を駆動電圧として波長特性を測定する(ステップ80、81)。
【0038】
次に、所定温度範囲の各温度間隔における全ての温度について測定したかチェックし、測定していなければステップ77に戻って温度間隔を1間隔分変更した温度を設定して測定を再度繰り返し、もし、全ての温度について測定していれば同一偏波スクランブラ11についての自動測定を終了する(ステップ82)。
【0039】
このような測定手順に従って、全ての偏波スクランブラ11,…,11について温度維持装置13にセットして自動測定を繰り返すことにより、用意されている偏波スクランブラ11の全てにつき、偏光度の自動測定を精度良くかつ効率良く行うことができる。
【0040】
〔別態様〕
このような測定装置の別態様について以下に説明する。
〔第1別態様〕 手動測定装置
図8は手動測定装置における別態様の構成を示す図である。
この手動測定装置は、偏波スクランブラ11を載置して所定の温度に維持させるペルチェヒータ91aを備えて偏波スクランブラ11の周囲を断熱材91bにより被覆することができるようにした温度維持装置91と、このペルチェヒータ91aの温度を設定温度に維持させる温度コントローラ92と、偏波スクランブラ11に発振した信号の振幅に対応した電圧を印加して偏光状態を変化させる発振器93と、この発振器93の出射信号を入力して駆動信号を監視するオシロスコープ94と、偏波スクランブラ11により変調された光偏波を受光して偏光度を解析する偏波アナライザ95とを備え、その他は、図1の装置と同様に形成する。
【0041】
このように構成した第1別態様においては、個々の偏波スクランブラ11を個別に高精度で測定するのに適しており、例えば、図9に示すように、測定により得られたλ−DOP 特性曲線においては、DOP変動が1%変動する場合に対する波長の変化が約 0.1nmになるデータが得られている。また、図10に示すように、測定により得られたT−DOP 特性曲線においては、DOP変動が1%変動する場合に対する温度の変化が約 0.1℃になるデータが得られている。
【0042】
〔第2別態様〕 自動測定装置
図11は、2つの温度維持装置のそれぞれに2つの偏波スクランブラをセットできる自動測定装置の構成を示す図である。
この自動測定装置は、複数の温度維持装置91,91を設け、各温度維持装置91,91には2つの偏波スクランブラ11,11を載置できるようにする。
【0043】
波長可変光源12と各温度維持装置91,91にセットされた各偏波スクランブラ11,…,11との間には1−4ポートの光スイッチ96を介装し、また、各偏波スクランブラ11,…,11と偏波アナライザ95との間には4−1ポートの光スイッチ97を介装して、光スイッチ96,97により各偏波スクランブラ11,…,11を順に切り換えて測定できるようにする。
【0044】
各温度維持装置91,91にはそれぞれ温度コントローラ92,92を接続して各独立に温度制御するようにし、各温度コントローラ92,92にはそれぞれ温度モニタ用としてデジタルマルチメータ98,98を接続して温度管理の状態をモニタできるようにする。そして、温度コントローラ92,92の温度設定用にDC電源を接続して電圧の設定により温度を設定できるようにする。
その他の部分については図3および図7の測定装置と同様に形成する。
【0045】
この自動測定装置は、各温度維持装置91,91にそれぞれ2つの偏波スクランブラ11,11を載置してそれぞれ光ケーブルを接続して測定の準備をした後、制御コンピュータ17を始動すると、制御コンピュータ17が、まず、DC電源99をオンにし、温度に対応する電圧値を設定して温度コントローラ92,92を駆動し、各温度維持装置91,91の温度が所定温度に昇温して一定になるまでデジタルマルチメータ98,98を介してモニタする。温度が一定になった後、光スイッチ96および光スイッチ97のスイッチ操作を指令して測定すべき偏波スクランブラ11を1つ定め、波長可変光源12に出射波長を設定して出射させ、発振器93から所定振幅の信号を出射して変調させる。そして、偏波スクランブラ11で変調された光偏波を受光した偏波アナライザ95の解析結果を入力して偏波スクランブラ11の良否を判定する。
【0046】
次に、結果が出た偏波スクランブラ11を識別して光スイッチ96および光スイッチ97にスイッチの切換を指示し、測定していない偏波スクランブラ11の1つを測定可能にさせた後、光偏波の偏光度の測定を繰り返させる。
この測定を温度維持装置91,91にセットした4つの偏波スクランブラ11,…,11のすべてについて繰り返し、全ての偏波スクランブラ11,…,11の測定が終了してから次に測定すべき偏波スクランブラ11,…,11と交換して、測定を繰り返す。
【0047】
この自動測定装置では、偏波スクランブラ11を量産している場合に、手動測定装置と同等の精度で効率よく偏光度を測定でき、作業効率を向上させるとともに処理能率を向上させることができる。このような自動測定装置の利用によって測定者による測定のばらつきがなくなり、測定精度の安定化および信頼性の向上が実現されるとともに、手動測定装置では測定作業に時間がかかりすぎるためできなかったDOP値の長時間モニタ、広範囲の波長を細かい間隔で測定すること等の多岐にわたる実験的な測定作業が容易にできる。
【0048】
【発明の効果】
以上のように、本発明の請求項1に係る偏波スクランブラの偏光度測定方法では、所定の温度に予め温度の設定を行い、偏波スクランブラの温度が設定温度になるように制御して、偏波スクランブラの温度が設定温度で安定していることを確認し、波長可変光源から所定の波長に対し略一定であるコヒーレント光を出射して、設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧を、偏波スクランブラに印可して光偏波の偏光度が最小となる変調信号電圧を探索し、探索した偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏波スクランブラの偏光度とその波長特性を測定することにより、光源や環境温度を一定の安定した条件に維持させて、精度良く偏光度の波長特性を得ることができる。
【0049】
また、請求項2に係る偏波スクランブラの偏光度測定方法では、請求項1記載の偏波スクランブラの偏光度測定方法にて前記駆動電圧による偏波スクランブラの偏光度とその波長特性を測定した後、前記設定温度と異なる温度を第2の設定温度として新たに設定し、その第2の設定温度になるように偏波スクランブラの温度を制御して、第2の設定温度で偏波スクランブラの温度が安定していることを確認してから、設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧につき、偏波スクランブラの駆動電圧に対する光偏波の偏光度を測定し、その結果より偏光度が最小となる変調信号電圧を求め、得られた偏光度が最小となる変調信号電圧と測定開始温度で設定された駆動電圧とが、実質的に同電圧である場合には駆動電圧での波長特性を測定し、実質的に同電圧でない場合には第2の設定温度で偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定し、次いで、偏波スクランブラの温度を第2の設定温度と異なる温度による偏波スクランブラの偏光度の測定を継続しない場合には測定を終了し、測定を継続する場合には第2の設定温度と異なる温度を新たな第2の設定温度として置き換え、第2の設定温度の設定時まで戻り、再測定することができるため、広い範囲の偏波スクランブラの温度に対して、偏波スクランブラの駆動電圧に対する光偏波の偏光度が最小となる変調信号電圧を求め、その得られた変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定し、求められた偏光度が最小となる変調信号電圧と測定開始温度で設定した駆動電圧とを比較して、実質的に同電圧か同電圧でないかにより駆動電圧を選択して偏光度の波長特性を測定することを繰返し行うことができ、光源や環境温度の多様な条件のもとで、測定誤差が少なく、安定した信頼性の高い波長特性を、精度良く得ることができる。
偏波スクランブラへの入射光波長および広い範囲の偏波スクランブラの温度によるDOP値の最小値の変動を小さくすることができ、これらの変動が各独立に発生したとしても、これらの変動量の加算された全偏光度変動量を小さく抑えることができ(従来3〜4%止まりであったものが2%以下に抑ることができる)、従来に比して精度を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における手動測定装置を示すブロック図である。
【図2】同上実施の形態における温度制御装置を示すブロック図である。
【図3】同上実施の形態における手動測定装置のDOP測定フローチャートである。
【図4】本発明の実施の形態における自動測定装置を示すブロック図である。
【図5】同上実施の形態における温度制御装置の温度設定部を示すブロック図である。
【図6】同上実施の形態における温度制御装置の温度モニタ部を示すブロック図である。
【図7】同上実施の形態における自動測定装置のDOP自動測定フローチャートである。
【図8】本発明の実施の形態の別態様における手動測定装置を示すブロック図である。
【図9】別態様の手動測定装置で得られたλ−DOP 特性曲線図である。
【図10】別態様の手動測定装置で得られたT−DOP 特性曲線図である。
【図11】本発明の実施の形態の別態様における自動測定装置を示すブロック図である。
【図12】従来の偏波スクランブラによって測定された種々の温度におけるλ−DOP 特性曲線を示すλ−DOP 特性の説明図である。
【図13】従来の温度一定の場合におけるλ−DOP 特性曲線図である。
【図14】従来の波長一定の場合におけるT−DOP 特性曲線図である。
【図15】従来の温度変動(1℃)のある場合におけるλ−DOP 特性曲線図である。
【符号の説明】
11 偏波スクランブラ
12 波長可変光源(光源)
13 温度維持装置(温度維持手段)
14 温度制御装置(温度制御手段)
14a 熱電対
15 偏波スクランブラ駆動装置(偏波スクランブラ駆動手段)
16 偏光度測定装置(偏光度測定手段)
17 制御用コンピュータ
21 温度変換部
21a リニアライザ
21b 温度変換回路
22 補正温度演算回路
23 操作量演算回路
50 温度設定部
51 電圧変換回路
52 温度変換回路
60 温度モニタ部
61 電圧変換回路
62 信号変換回路
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for measuring the degree of polarization of a polarization scrambler that has improved reliability in measuring the degree of polarization of the polarization scrambler.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in order to evaluate the characteristics of a polarization scrambler that modulates optical polarization with high accuracy in a waveguide in an optical communication transmission system, a test device that simulates the usage state is formed, and the device is used for polarization. The degree of polarization of light polarization modulated by a scrambler is measured, and the characteristics are evaluated from the measurement result.
[0003]
Usually, as shown in FIG. 12, the DOP (polarization degree) characteristic (λ-DOP curve) with respect to incident light has a λ-DOP curve I obtained on a certain temperature axis due to a change in temperature. In the above, the characteristic curve appears as it is in parallel translation, and appears as λ-DOP curves II,..., IV at positions where the incident light wavelength is shifted.
[0004]
For this reason, when the limited wavelength λ range is measured precisely at a specific temperature, the λ-DOP curve shown in FIG. 13 is obtained, whereas in the state where the temperature changes for a specific wavelength, FIG. T-DOP curve as shown in
[0005]
When data with such a temperature change is overlaid on a limited range of wavelength λ, for example, data with different temperatures by 1 ° C. are examined, as shown in FIG. The fluctuations for are not shown as monotonous fluctuations.
Further, when the wavelength of the light source and the operating temperature fluctuate, the error increases because the fluctuation value of the DOP value becomes very large.
[0006]
For example, the DOP characteristic of a polarization scrambler is affected by fluctuations in the incident light wavelength and ambient temperature, and its dependency is about 5 to 7% in the case of a Z-cut plate and about 3 to 4% in the case of an X-cut plate. (Shimotsu, et al. 1997 Autumn Conference C-3-36).
[0007]
However, at present, the cause of the fluctuation of the DOP value cannot be specified yet. Therefore, when measuring the DOP characteristic, the data for the wavelength range used by the user and the use of the measured data can be corrected. If all the data for the temperature to be obtained are not collected, so-called calibration such as correction for temperature cannot be performed based on the relationship between the reference value based on the model data created in advance and the variation value.
[0008]
〔problem〕
In the evaluation of the degree of polarization using such a conventional degree of polarization measuring device, the influence of the measurement conditions such as the wavelength of the light source and the ambient temperature is large, so that a stable and accurate measurement result cannot be obtained and the reproducibility is poor. There was a problem.
[0009]
Therefore, the advent of a highly reliable measurement method that can minimize the measurement error of the DOP characteristic of the polarization scrambler has been desired.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the problems in the prior art, and the problem specifically set in order to solve this problem is that the light source and environmental conditions can be managed, and the incident light wavelength of the polarization scrambler can be controlled. An object of the present invention is to provide a method for measuring the degree of polarization of a polarization scrambler that can accurately measure the DOP characteristic while maintaining a constant temperature condition in the measurement of the DOP characteristic.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the polarization scrambler measuring method according to claim 1 of the present invention, a coherent light is emitted from a wavelength tunable light source to a polarization scrambler as a test object at a predetermined wavelength, and the polarization scrambler In a polarization scrambler measuring method of a polarization scrambler that analyzes a polarization degree, searches for a voltage of a modulation signal that minimizes the polarization degree, and sets the voltage as a drive voltage, the temperature of the polarization scrambler is set to a predetermined temperature. The temperature is set by the temperature control means for managing the temperature so as to become (step 32), and the temperature maintaining means is controlled by the temperature control means so that the temperature of the polarization scrambler becomes the predetermined temperature. After confirming that the temperature of the wave scrambler is stable (step 33), coherent light that is substantially constant with respect to the predetermined wavelength is emitted from the wavelength variable light source (step). 34) Applying a plurality of voltages in the vicinity of the modulation signal voltage to be set to the polarization scrambler by the polarization scrambler driving means, and searching for the modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization of the optical polarization. (Step 35) The wavelength characteristic of the degree of polarization is measured (Step 36) using the searched modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization as a driving voltage.
[0012]
Further, the polarization degree measurement method of the polarization scrambler according to claim 2 is characterized in that the polarization degree of the polarization scrambler by the driving voltage and the wavelength characteristic thereof are measured and then set and maintained by the predetermined temperature. A temperature different from the temperature of the polarization scrambler is set as a second set temperature by the temperature control means (step 37), and the temperature maintaining means is set so that the temperature of the polarization scrambler becomes the second set temperature. After the control by the temperature control means and confirming that the temperature of the polarization scrambler is stable (step 38), a plurality of signals in the vicinity of the modulation signal voltage to be set by the polarization scrambler drive means. , The polarization degree of the optical polarization with respect to the drive voltage of the polarization scrambler is measured, and the modulation signal voltage that minimizes the polarization degree is obtained from the result (step 39). When the obtained modulation signal voltage at which the degree of polarization is minimum and the drive voltage set at the measurement start temperature are substantially the same voltage, the wavelength characteristic at the drive voltage is measured by the polarization degree measuring means. If the voltage is not substantially the same, the wavelength characteristic of the degree of polarization is measured using the modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization at the second set temperature as a drive voltage (steps 40 and 41), and then the polarization If the measurement of the polarization degree of the polarization scrambler at a temperature different from the second set temperature is not continued, the measurement is terminated, and if the measurement is continued, the measurement is different from the second set temperature. The temperature is replaced with the second set temperature, and the process returns to the time when the second set temperature is set (step 37) (step 42) and is measured again.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described.
However, this embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the content of the invention unless otherwise specified.
[0015]
〔Measuring method〕
In this polarization degree measurement method, coherent light is emitted from a light source at a stable wavelength, the coherent light is modulated by a polarization scrambler that is temperature-controlled at a constant temperature, and the modulated light polarization is measured by a polarization degree measurement device. It analyzes the degree of polarization of a light polarization that is received and modulated under a constant temperature condition.
[0016]
In this case, first, the operating temperature condition of the polarization scrambler is selected as the set temperature, and after confirming that the temperature of the polarization scrambler as the test object is kept constant at the set temperature, the DOP value is It is desirable to search for the minimum modulation signal voltage and set the found voltage as the drive voltage. Also, when the set temperature becomes two or more conditions because the operating temperature condition of the polarization scrambler is wide, When the set temperature is set according to the temperature conditions and the degree of polarization of the optical polarization of the polarization scrambler is analyzed, and there is a change by checking whether the drive voltage fluctuates between one set temperature and the other set temperature It is desirable to adjust again.
[0017]
There are various types of temperature management of the polarization scrambler. In this embodiment, the temperature of the heating element provided in the temperature maintaining means is controlled by the temperature control means so as to conduct heat from the heating element. To the polarization scrambler to maintain the polarization scrambler at a constant temperature.
[0018]
[Manual measurement]
As shown in FIG. 1, the polarization measuring device by manual operation has a wavelength variable light source 12 that can set the wavelength and can emit the set wavelength stably in accordance with the use conditions of the polarization scrambler 11, and a heating element (FIG. (Not shown), and a temperature maintaining device 13 for maintaining the temperature of the polarization scrambler 11 as the test object at a set temperature, and controlling the temperature of the temperature maintaining device 13 to keep the temperature of the polarization scrambler 11 constant. A temperature controller 14 that manages the temperature, a polarization scrambler driving device 15 that changes a polarization state by applying a modulation signal voltage to the polarization scrambler 11, and an optical polarization from the polarization scrambler 11. And a degree of polarization measuring device 16 for analyzing the degree of polarization of the received optical polarization.
[0019]
The wavelength tunable light source 12 can set the wavelength of the outgoing light according to the use conditions of the polarization scrambler 11 and can emit light stably at the set wavelength when the wavelength of the outgoing light is set. And As the wavelength tunable light source 12, one having a wavelength variation within ± 0.05 nm with respect to the wavelength of the emitted light is used.
[0020]
The temperature maintaining device 13 incorporates a heating element (not shown) capable of maintaining the temperature at a predetermined temperature, and a portion excluding the contact portion of the polarization scrambler 11 and the polarization scrambler itself is a heat insulating material (not shown). The temperature of the polarization scrambler is maintained at a constant temperature.
[0021]
The temperature control device 14 constantly monitors the temperature of the temperature maintenance device 13 by a signal from a temperature management thermocouple 14a attached to the temperature maintenance device 13, and continues heating by feedback control until it stabilizes at the set temperature. Thus, the temperature of the heating element incorporated in the temperature maintaining device 13 is controlled, and the temperature of the polarization scrambler 11 is controlled to be within ± 0.1 ° C. with respect to the set temperature.
[0022]
As shown in FIG. 2, the temperature control device 14 includes a linearizer 21a for linearizing the measured voltage V1 from the thermocouple 14a, and a temperature conversion circuit 21b for converting the linearized voltage into a measured temperature T1. A temperature conversion unit 21, a correction temperature calculation circuit 22 for inputting a set temperature T2 and obtaining a correction temperature TX as a control target by the PID control system from a change in the difference Z1 from the measurement temperature T1, and the obtained correction temperature TX It comprises an operation amount calculation circuit 23 that obtains and outputs a corresponding operation voltage Y, and controls the temperature with appropriate accuracy with respect to the set temperature.
[0023]
The polarization scrambler driving device 15 sets the output voltage by adjusting the amplitude of the applied voltage waveform which is a sine wave, and applies the set voltage to the polarization scrambler 11 to change the random state depending on the voltage amplitude. Change.
The polarization degree measuring device 16 receives the light polarization from the polarization scrambler 11, and determines the degree of polarization of the received light polarization to a random polarization state within the sampling time, based on the Stokes parameter. Analyze by finding the value.
[0024]
In this manual measurement method, as shown in the flowchart of FIG. 3, first, the wavelength of the light emitted from the wavelength tunable light source 12 is set, and the polarization scrambler 11 is fixed to the temperature maintaining device 13 (step 31). When the temperature to be maintained is set in the temperature control device 14 (step 32) and the power is turned on and energized, the temperature maintenance device 13 rises to the set temperature by a signal from the thermocouple 14a attached to the temperature maintenance device 13. Then, the temperature is controlled while overheating until stable at the set temperature. After confirming that the temperature is stable at the set temperature (step 33), coherent light having a predetermined wavelength is emitted from the wavelength tunable light source 12 (step 34), and the vicinity of the modulation signal voltage to be set by the polarization scrambler driving device 15 The degree of polarization of the optical polarization with respect to a plurality of voltages is measured to obtain a voltage characteristic (V-DOP curve), and a voltage that gives the minimum DOP value is searched (step 35).
Subsequently, a wavelength characteristic (λ-DOP curve) is obtained by the polarization degree measuring device 16 using the obtained voltage that gives the minimum DOP value as a drive voltage (step 36).
[0025]
Further, when the use conditions of the polarization scrambler vary and the set temperature is two or more conditions, a second set temperature different from the set conditions is set as the set temperature in the temperature control device 14 (step 37). ), The temperature maintaining device 13 rises to the set temperature by a signal from the thermocouple 14a attached to the temperature maintaining device 13, and the temperature is controlled while heating until it stabilizes at the set temperature. After confirming that it is stable at the set temperature (step 38), the polarization degree of the optical polarization of the polarization scrambler 11 is determined by a plurality of voltages in the vicinity of the modulation signal voltage to be set by the polarization scrambler driving device 15. The modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization is confirmed from the result (step 39), and it is determined that the voltage of the modulation signal that minimizes the degree of polarization and the drive voltage are substantially the same voltage. In this case, the wavelength characteristic (λ-DOP curve) at the drive voltage is measured by the polarization degree measuring device 16, and when it is determined that the voltage is not substantially the same, the polarization degree is minimized at the second temperature. Wavelength characteristics are measured using the voltage of the modulation signal as the drive voltage (steps 40 and 41).
Next, it is checked whether all the temperatures in each temperature interval of the predetermined temperature range have been measured, and if not measured, the process returns to step 37 to set the temperature changed by one interval, and the measurement is repeated again. If all the temperatures have been measured, the manual measurement for the same polarization scrambler 11 is terminated (step 42).
[0026]
As described above, when the incident light having a stable wavelength is modulated by the polarization scrambler 11 having a constant temperature, and the emitted light polarization is analyzed by the polarization degree measuring device 16, the error is small and stable reliability is obtained. High wavelength characteristics can be obtained.
[0027]
In the polarization scrambler 11, the low DOP value is one performance index, but it is normally specified that the requested DOP value from the supply destination is 10% or less. On the other hand, the DOP value obtained by the conventional method has a minimum value of only 3 to 4%, but in this embodiment, the minimum DOP value depending on the incident light wavelength and temperature of the polarization scrambler 11 is used. Even if these fluctuations occur independently by suppressing the fluctuations in the values to 1% or less, the total amount of fluctuation is the sum of them, so the total polarization degree fluctuation amount (= fluctuation due to wavelength) Amount + variation due to temperature) can be suppressed to 2% or less.
[0028]
In order to make the DOP value change 1% during measurement, the change in the degree of polarization is ± 1% or less because the change in wavelength is 0.1 ° C in the case of 0.1 nm temperature change. In this case, the substantially constant wavelength variation is ± 0.05 nm or less and the temperature variation is ± 0.05 ° C. or less. As a result, the accuracy is greatly improved as compared with the prior art.
[0029]
(Automatic measurement)
As shown in FIG. 4, the automatic polarization degree measurement system has the apparatus configuration shown in FIG. 1, and further includes a wavelength tunable light source 11, a temperature control device 14, a polarization scrambler driving device 15, and a polarization degree measurement device 16. A control computer 17 is added which gives necessary instructions to each to measure the degree of polarization under various conditions with a predetermined accuracy.
[0030]
Further, as shown in FIG. 5, the temperature control device 14 has a voltage conversion circuit 51 for converting a control signal D1 from the control computer 17 for setting the temperature T2 into a voltage V2 corresponding to the temperature T2, as shown in FIG. And a temperature setting unit 50 for converting the obtained voltage V2 into a corresponding temperature T2, and for temperature monitoring, as shown in FIG. A temperature monitor 60 comprising a voltage conversion circuit 61 for emitting a voltage V3 corresponding to the measurement temperature T1 converted from the V1 to the measurement temperature T1 and a signal conversion circuit 62 for converting the voltage V3 into a signal that can be handled by the control computer 17. The control computer 17 can perform temperature setting in the temperature control device 14 or temperature monitoring of the temperature maintaining device 13.
[0031]
Whether the temperature setting and the temperature monitor are to be controlled by the computer or manually can be selected by a changeover switch (not shown) attached to the temperature control device 14, and in the case of manual operation, the changeover switch is operated. Avoid running automatic control procedures.
[0032]
In the automatic measurement by the control computer 17, as shown in the flowchart of FIG. 7, the polarization scrambler 11 is set (step 71), and the measurement conditions such as the set wavelength and modulation voltage of the light source, the measurement temperature range, and the measurement temperature interval are set. (Step 72), and a predetermined temperature is set as the set temperature (step 73).
[0033]
Based on the measurement of the thermocouple 14a, it is checked whether the temperature of the polarization scrambler 11 is stabilized at the set temperature. If the temperature is not stabilized, the process waits until it is stabilized, and if it is stabilized, the process proceeds to the next step (step 74).
[0034]
After the temperature stabilizes, measure the degree of polarization of the optical polarization with respect to a plurality of modulation signal voltages in the vicinity of the modulation signal voltage to be set to obtain a voltage characteristic (V-DOP curve), and obtain a voltage that gives the minimum DOP value. Search is performed (step 75), and a wavelength characteristic (λ-DOP curve) is obtained using the obtained voltage that gives the minimum DOP value as a drive voltage (step 76).
[0035]
Next, according to the measurement temperature range and the measurement temperature interval, the temperature condition is reset (for example, from the lower side) (step 77), and the process waits until the temperature of the temperature maintenance device 13 is stabilized (step 78).
[0036]
After the temperature stabilizes, measure the degree of polarization of the optical polarization with respect to a plurality of modulation signal voltages in the vicinity of the modulation signal voltage to be set to obtain a voltage characteristic (V-DOP curve), and obtain a voltage that gives the minimum DOP value. Search (step 79).
[0037]
Then, if the drive voltage and the drive voltage set at the measurement start temperature are substantially the same, the wavelength characteristic at the drive voltage set at the measurement start temperature is measured, and if not substantially the same, Wavelength characteristics are measured using the voltage giving the minimum DOP value as a drive voltage (steps 80 and 81).
[0038]
Next, it is checked whether all the temperatures in each temperature interval in the predetermined temperature range have been measured. If not, the process returns to step 77 to set the temperature after changing the temperature interval by one interval, and the measurement is repeated again. If all the temperatures have been measured, the automatic measurement for the same polarization scrambler 11 is terminated (step 82).
[0039]
According to such a measurement procedure, all polarization scramblers 11,..., 11 are set in the temperature maintaining device 13 and repeated automatic measurement, whereby the polarization degree of all the prepared polarization scramblers 11 is determined. Automatic measurement can be performed accurately and efficiently.
[0040]
[Another aspect]
Another aspect of such a measuring apparatus will be described below.
[First aspect] Manual measurement device
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of another aspect of the manual measurement device.
This manual measuring device is equipped with a Peltier heater 91a for placing the polarization scrambler 11 and maintaining it at a predetermined temperature, and the temperature maintenance is such that the periphery of the polarization scrambler 11 can be covered with a heat insulating material 91b. A device 91, a temperature controller 92 for maintaining the temperature of the Peltier heater 91a at a set temperature, an oscillator 93 for changing the polarization state by applying a voltage corresponding to the amplitude of the oscillated signal to the polarization scrambler 11, An oscilloscope 94 that receives the output signal of the oscillator 93 and monitors the drive signal, and a polarization analyzer 95 that receives the light polarization modulated by the polarization scrambler 11 and analyzes the degree of polarization, It is formed similarly to the apparatus of FIG.
[0041]
The first alternative embodiment configured as described above is suitable for individually measuring each polarization scrambler 11 with high accuracy. For example, as shown in FIG. 9, λ-DOP obtained by measurement is used. In the characteristic curve, there is obtained data in which the wavelength change is about 0.1 nm with respect to the case where the DOP fluctuation varies by 1%. Further, as shown in FIG. 10, in the T-DOP characteristic curve obtained by the measurement, data in which the temperature change is about 0.1 ° C. with respect to the case where the DOP fluctuation fluctuates by 1% is obtained.
[0042]
[Second alternative embodiment] Automatic measuring device
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an automatic measurement apparatus that can set two polarization scramblers in each of two temperature maintaining apparatuses.
This automatic measuring device is provided with a plurality of temperature maintaining devices 91, 91 so that two polarization scramblers 11, 11 can be placed on each temperature maintaining device 91, 91.
[0043]
A 1-4 port optical switch 96 is interposed between the wavelength tunable light source 12 and each polarization scrambler 11,..., 11 set in each temperature maintaining device 91, 91, and each polarization scrambler. A 4-1 port optical switch 97 is interposed between the bras 11,..., 11 and the polarization analyzer 95, and the polarization scramblers 11,. Enable measurement.
[0044]
The temperature maintaining devices 91 and 91 are connected to temperature controllers 92 and 92, respectively, so that the temperature is controlled independently. The temperature controllers 92 and 92 are connected to digital multimeters 98 and 98, respectively, for temperature monitoring. The temperature management status can be monitored. Then, a DC power source is connected to set the temperature of the temperature controllers 92 and 92 so that the temperature can be set by setting the voltage.
Other portions are formed in the same manner as the measuring apparatus of FIGS.
[0045]
This automatic measuring apparatus is equipped with two polarization scramblers 11 and 11 mounted on the temperature maintaining apparatuses 91 and 91, respectively, connected to optical cables, and prepared for measurement. First, the computer 17 turns on the DC power source 99, sets a voltage value corresponding to the temperature, drives the temperature controllers 92, 92, and the temperature of each of the temperature maintaining devices 91, 91 rises to a predetermined temperature and is constant. Until the digital multimeters 98 and 98 are monitored. After the temperature becomes constant, the switch operation of the optical switch 96 and the optical switch 97 is commanded to determine one polarization scrambler 11 to be measured, and the wavelength tunable light source 12 sets the emission wavelength and emits it. A signal having a predetermined amplitude is emitted from 93 and modulated. Then, the analysis result of the polarization analyzer 95 that receives the optical polarization modulated by the polarization scrambler 11 is input, and the quality of the polarization scrambler 11 is determined.
[0046]
Next, after identifying the polarization scrambler 11 from which the result has been obtained and instructing the optical switch 96 and the optical switch 97 to switch the switch, it is possible to measure one of the polarization scramblers 11 that have not been measured. The measurement of the degree of polarization of the optical polarization is repeated.
This measurement is repeated for all of the four polarization scramblers 11,..., 11 set in the temperature maintaining devices 91, 91, and after all the polarization scramblers 11,. Replace the power polarization scramblers 11,..., 11 and repeat the measurement.
[0047]
In this automatic measuring device, when the polarization scrambler 11 is mass-produced, the degree of polarization can be efficiently measured with the same accuracy as that of the manual measuring device, so that the working efficiency can be improved and the processing efficiency can be improved. The use of such an automatic measuring apparatus eliminates measurement variations by the measurer, stabilizes the measurement accuracy and improves the reliability, and the manual measuring apparatus takes too much time to perform the measurement work. Various experimental measurement tasks such as long-time monitoring of values and measurement of a wide range of wavelengths at fine intervals can be facilitated.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, in the polarization scrambler measuring method according to claim 1 of the present invention, the temperature is set to a predetermined temperature in advance, and the polarization scrambler temperature is controlled to be the set temperature. Confirm that the temperature of the polarization scrambler is stable at the set temperature, and emit coherent light that is substantially constant with respect to a predetermined wavelength from the wavelength tunable light source, in the vicinity of the modulation signal voltage to be set. A plurality of voltages are applied to the polarization scrambler to search for a modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization of the optical polarization, and the modulation signal voltage that minimizes the searched degree of polarization is used as a drive voltage to control the polarization scrambler. By measuring the degree of polarization and its wavelength characteristic, the wavelength characteristic of the degree of polarization can be obtained with high accuracy while maintaining the light source and the ambient temperature at a constant and stable condition.
[0049]
Further, in the polarization degree measurement method of the polarization scrambler according to claim 2, the polarization degree of the polarization scrambler by the drive voltage and the wavelength characteristic thereof in the polarization degree measurement method of the polarization scrambler according to claim 1. After the measurement, a temperature different from the set temperature is newly set as the second set temperature, the temperature of the polarization scrambler is controlled so as to become the second set temperature, and the temperature is biased at the second set temperature. After confirming that the temperature of the wave scrambler is stable, measure the degree of polarization of the optical polarization relative to the drive voltage of the polarization scrambler for multiple voltages near the modulation signal voltage to be set. The modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization is obtained from the result. If the obtained modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization and the drive voltage set at the measurement start temperature are substantially the same voltage, drive is performed. Measure wavelength characteristics with voltage If the voltage is not substantially the same, the wavelength characteristic of the polarization degree is measured using the modulation signal voltage at which the polarization degree is minimum at the second set temperature as a drive voltage, and then the temperature of the polarization scrambler is changed to the second temperature. If the measurement of the polarization degree of the polarization scrambler at a temperature different from the set temperature is not continued, the measurement is terminated, and if the measurement is continued, a temperature different from the second set temperature is set to a new second set temperature. As a result, the degree of polarization of the optical polarization with respect to the driving voltage of the polarization scrambler can be determined for a wide range of polarization scrambler temperatures. Calculate the minimum modulation signal voltage, measure the wavelength characteristics of the polarization degree using the obtained modulation signal voltage as the drive voltage, and set the drive voltage set at the modulation signal voltage and the measurement start temperature at which the obtained polarization degree is the minimum. Compare with The wavelength characteristics of the degree of polarization can be measured repeatedly by selecting the drive voltage depending on whether it is substantially the same voltage or not, and measurement errors can occur under various conditions of the light source and ambient temperature. A small and stable wavelength characteristic with high reliability can be obtained with high accuracy.
The fluctuation of the minimum value of the DOP value due to the wavelength of light incident on the polarization scrambler and the temperature of the polarization scrambler in a wide range can be reduced, and even if these fluctuations occur independently, these fluctuation amounts The amount of change in the total polarization degree added to can be suppressed to a small value (the previous 3-4% limit can be suppressed to 2% or less), and the accuracy can be greatly improved compared to the conventional case. Can do.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a manual measurement device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a temperature control device according to the embodiment.
FIG. 3 is a DOP measurement flowchart of the manual measurement device according to the embodiment.
FIG. 4 is a block diagram showing an automatic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram showing a temperature setting unit of the temperature control device according to the embodiment.
FIG. 6 is a block diagram showing a temperature monitoring unit of the temperature control device in the embodiment.
FIG. 7 is a DOP automatic measurement flowchart of the automatic measuring apparatus according to the embodiment;
FIG. 8 is a block diagram showing a manual measurement device according to another aspect of the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a λ-DOP characteristic curve obtained with a manual measurement apparatus according to another embodiment.
FIG. 10 is a T-DOP characteristic curve obtained with a manual measurement apparatus according to another embodiment.
FIG. 11 is a block diagram showing an automatic measuring apparatus according to another aspect of the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a λ-DOP characteristic showing a λ-DOP characteristic curve at various temperatures measured by a conventional polarization scrambler.
FIG. 13 is a conventional λ-DOP characteristic curve when the temperature is constant.
FIG. 14 is a T-DOP characteristic curve diagram in the case where the conventional wavelength is constant.
FIG. 15 is a λ-DOP characteristic curve diagram when there is a conventional temperature fluctuation (1 ° C.).
[Explanation of symbols]
11 Polarization scrambler
12 Wavelength variable light source (light source)
13 Temperature maintenance device (temperature maintenance means)
14 Temperature controller (temperature control means)
14a Thermocouple
15 Polarization scrambler driving device (polarization scrambler driving means)
16 Polarization degree measuring device (polarization degree measuring means)
17 Control computer
21 Temperature converter
21a linearizer
21b Temperature conversion circuit
22 Correction temperature calculation circuit
23 Operation amount calculation circuit
50 Temperature setting section
51 Voltage conversion circuit
52 Temperature conversion circuit
60 Temperature monitor
61 Voltage converter
62 Signal conversion circuit

Claims (2)

波長可変光源からコヒーレント光を被検物である偏波スクランブラに所定の波長で出射し、前記偏波スクランブラの偏光度を解析し、偏光度が最小となる変調信号の電圧を探索し、その電圧を駆動電圧として設定する偏波スクランブラの偏光度測定方法において、
記偏波スクランブラの温度を所定の温度となるように温度管理する温度制御手段により温度の設定を行い(ステップ32)、前記偏波スクランブラの温度が前記所定の温度となるように温度維持手段を前記温度制御手段により制御し、偏波スクランブラの温度が安定していることを確認した後(ステップ33)、前記波長可変光源から前記所定の波長に対し略一定であるコヒーレント光を出射し(ステップ34)、設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧を、偏波スクランブラ駆動手段により前記偏波スクランブラに印可し、光偏波の偏光度が最小となる変調信号電圧を探索し(ステップ35)、探索した偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定する(ステップ36)
ことを特徴とする偏波スクランブラの偏光度測定方法。
Coherent light from the wavelength-variable light source is emitted at a predetermined wavelength to the polarization scrambler is a test object, to analyze the degree of polarization of the polarization scrambler, to explore the voltage of the modulation signal polarization is minimized In the method for measuring the degree of polarization of a polarization scrambler that sets the voltage as a drive voltage,
Before the temperature of Kihen wave scrambler provides temperature setting by the temperature control means for temperature control to a predetermined temperature (step 32), the temperature so that the temperature of the polarization scrambler is the predetermined temperature The maintaining means is controlled by the temperature control means, and after confirming that the temperature of the polarization scrambler is stable (step 33), coherent light that is substantially constant with respect to the predetermined wavelength is emitted from the wavelength tunable light source. A plurality of voltages in the vicinity of the modulated signal voltage to be emitted and set to be set are applied to the polarization scrambler by the polarization scrambler driving means, and the modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization of the optical polarization (Step 35), and the wavelength characteristic of the degree of polarization is measured using the searched modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization as a driving voltage (step 36).
A polarization degree measurement method for a polarization scrambler.
前記駆動電圧による偏波スクランブラの偏光度とその波長特性を測定した後、前記所定の温度により設定されて維持された前記偏波スクランブラの温度と異なる温度を第2の設定温度として前記温度制御手段により設定し(ステップ37)、前記偏波スクランブラの温度が前記第2の設定温度となるように温度維持手段を前記温度制御手段により制御し、前記偏波スクランブラの温度が安定していることを確認してから(ステップ38)、前記偏波スクランブラ駆動手段により前記設定すべき変調信号電圧の近傍における複数の電圧につき、前記偏波スクランブラの駆動電圧に対する光偏波の偏光度を測定し、その結果より偏光度が最小となる変調信号電圧を求め(ステップ39)、求められた偏光度が最小となる変調信号電圧と前記測定開始温度で設定した駆動電圧とが、実質的に同電圧である場合には偏光度測定手段により前記駆動電圧での波長特性を測定し、実質的に同電圧でない場合には第2の設定温度で前記偏光度が最小となる変調信号電圧を駆動電圧として偏光度の波長特性を測定し(ステップ40,41)、次いで、偏波スクランブラの温度を前記第2の設定温度と異なる温度による偏波スクランブラの偏光度の測定を継続しない場合には測定を終了し、測定を継続する場合には前記第2の設定温度と異なる温度を前記第2の設定温度として置き換え、第2の設定温度の設定時(ステップ37)まで戻り(ステップ42)、再測定する
ことを特徴とする請求項1記載の偏波スクランブラの偏光度測定方法。
After measuring the polarization degree of the polarization scrambler by the driving voltage and its wavelength characteristic, the temperature different from the polarization scrambler temperature set and maintained by the predetermined temperature is set as the second set temperature. The temperature is set by the control means (step 37), the temperature maintaining means is controlled by the temperature control means so that the temperature of the polarization scrambler becomes the second set temperature, and the temperature of the polarization scrambler is stabilized. (Step 38), the polarization of the optical polarization with respect to the driving voltage of the polarization scrambler is determined for a plurality of voltages in the vicinity of the modulation signal voltage to be set by the polarization scrambler driving means. As a result, a modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization is obtained (step 39), and the modulation signal voltage that minimizes the obtained degree of polarization is measured. When the drive voltage set by the temperature is substantially the same voltage, the wavelength characteristic at the drive voltage is measured by the polarization degree measuring means, and when the drive voltage is not substantially the same voltage, the second set temperature is used. The wavelength characteristic of the degree of polarization is measured using the modulation signal voltage that minimizes the degree of polarization as a drive voltage (steps 40 and 41), and then the polarization of the polarization scrambler at a temperature different from the second set temperature When the measurement of the degree of polarization of the scrambler is not continued, the measurement is terminated. When the measurement is continued, a temperature different from the second set temperature is replaced with the second set temperature, and the second set temperature is set. 2. The method of measuring the degree of polarization of a polarization scrambler according to claim 1 , wherein the measurement is returned to the setting time (step 37) (step 42) and remeasured .
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