JP4170852B2 - 偏波分散測定装置 - Google Patents
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Description
Jout =T(η)・Jin
で決まる行列である。すなわち、入力偏光状態を表すジョーンズベクトルJinに対して、ジョーンズ行列T(η)を掛けることにより出力偏光状態を表すジョーンズベクトルJout となる。このジョーンズ行列は4つの独立なパラメータからなるが、そのうち一次元は損失のパラメータとなるため、実効的には3つのパラメータで規定できる。すなわち、3つの独立な入力偏光状態に対する3つの出力偏光状態を測定することによりジョーンズ行列を求めることができる。具体的例としては、被測定物の入力側で、図12に示すx偏光、y偏光、x,y軸に対する45度偏光の3つの独立な偏光状態を与え、各々の出力偏光状態をポラリメータで測定する。図13は、各入力偏光状態に対して測定された出力偏光状態を示し、ジョーンズ行列を表すパラメータk1 ,k2 ,k3 ,k4 は、
k1 =hx /hy 、
k2 =νx /νy 、
k3 =qx /qy 、
k4 =(k3−k2)/(k1−k2)
となり、ジョーンズ行列T(η)は、βを定数として、
IEEE PHOTONIC TECHNOLOGY LETTERS, VOL.4,NO.9, Sep.1992, pp.1066-1069
図1は、本発明の偏波分散測定装置の第1の実施形態を示す。図において、光周波数コム発生部11で発生する中心光周波数fc 、光周波数間隔fでn個以上の光周波数成分を有する光周波数コムは偏波コントローラ12に入力され、測定器制御部13の制御によりx偏光、y偏光、x,y軸に対する45度偏光の3つの偏光状態が設定される。この偏光状態に設定された光周波数コムは被測定物14に入力される。被測定物14を通過した光周波数コムは、分波器15によって光周波数コムのn個の光周波数成分に分波され、各光周波数成分がポラリメータ16−1〜16−nに入力され、測定された偏光状態が演算部17に入力される。
図2は、本発明の偏波分散測定装置の第2の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第1の実施形態の構成において、n個のポラリメータ16−1〜16−nに代えて、分波器15で分波されたn個の光周波数成分の1つを選択する光スイッチ21と、光スイッチ21を介して入力される光周波数成分の偏光状態を測定する1つのポラリメータ22を備える。測定器制御部23は、光スイッチ21の切り替え制御を行い、その切替情報を演算部24に通知する。演算部24は、ポラリメータ22で順次測定された各光周波数成分の偏光状態を蓄積し、被測定物14の偏波分散を演算する。
図3は、本発明の偏波分散測定装置の第3の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第2の実施形態の構成において、分波器15および光スイッチ21に代えて、被測定物14から出力されるn個の光周波数成分の1つを透過する波長可変フィルタ25を備え、波長可変フィルタ25を介して入力される光周波数成分の偏光状態をポラリメータ22で測定する構成である。測定器制御部23は、波長可変フィルタ25の透過波長の切り替え制御を行い、その切替情報を演算部24に通知する。演算部24は、ポラリメータ22で順次測定された各光周波数成分の偏光状態を蓄積し、被測定物14の偏波分散を演算する。
図4は、本発明の偏波分散測定装置の第4の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第2の実施形態における分波器15および光スイッチ21、あるいは第3の実施形態における波長可変フィルタ25を被測定物14の前に配置し、被測定物14に光周波数コムの1つの光周波数成分を入力し、被測定物14を通過した光周波数成分の偏光状態をポラリメータ22で測定する構成である。
図5は、本発明の偏波分散測定装置の第5の実施形態を示す。本実施形態の特徴は、第2の実施形態における分波器15および光スイッチ21、あるいは第3の実施形態における波長可変フィルタ25を偏波コントローラ12の前に配置し、被測定物14に光周波数コムの1つの光周波数成分を入力し、被測定物14を通過した光周波数成分の偏光状態をポラリメータ22で測定する構成である。
図6は、光周波数コム発生部11の第1の構成例を示す。図において、光周波数コム発生部11は、モードロックパルス光源71およびSC(スーパーコンティニウム)光発生部(例えば光非線形媒質)72により構成される。
図8は、光周波数コム発生部11の第2の構成例を示す。図において、光周波数コム発生部11は、モードロックパルス光源71、SC光発生部(例えば光非線形媒質)72および周期性透過フィルタ73により構成される。モードロックパルス光源71、SC光発生部72および光周波数制御部31の関係は、図6に示す第1の実施形態と同様である。本構成例では、モードロックパルス光源71で繰り返し周波数f/Mのモードロック光パルスを発生させ、SC光発生部72から出力される光周波数間隔f/Mの光周波数コムを周期性透過フィルタ73で間引き、光周波数間隔fの光周波数コムに変換する。
図9は、光周波数コム発生部11の第3の構成例を示す。図において、光周波数コム発生部11は、モードロックパルス光源71、周期性透過フィルタ73およびSC光発生部(例えば光非線形媒質)72により構成される。本構成例は、図8に示す第2の構成例おけるSC光発生部72と周期性透過フィルタ73の順番を入れ替えたものである。モードロックパルス光源71から出力される繰り返し周波数f/Mのモードロック光パルスを周期性透過フィルタ73で間引き、光周波数間隔fのモードロック光パルスをSC光発生部72に入射する。これにより、光周波数間隔fの光周波数コムが生成される。
図10は、光周波数コム発生部11の第4の構成例を示す。図において、光周波数コム発生部11は、モードロックパルス光源71、分周器74およびSC光発生部(例えば光非線形媒質)72により構成される。
12 偏波コントローラ
13,23 測定器制御部
14 被測定物
15 分波器
16,22 ポラリメータ
17,24 演算部
21 光スイッチ
25 波長可変フィルタ
31 光周波数制御部
71 モードロックパルス光源
72 SC光発生部
73 周期性透過フィルタ
74 分周器
Claims (11)
- 被測定物の入力偏光状態と出力偏光状態の関係から被測定物のジョーンズ行列を演算し、その結果から被測定物の偏波分散値を演算する偏波分散測定装置において、
光周波数間隔fでn個以上(nは2以上の整数)の光周波数成分からなる光周波数コムを発生する光周波数コム発生部と、
前記光周波数コムを入力し、その偏光状態を制御して前記被測定物に入力する偏波コントローラと、
前記被測定物を通過した前記光周波数コムからn個の光周波数成分を分波する分波器と、
前記分波器で分波された各光周波数成分の偏光状態を測定するn個のポラリメータと、 前記偏波コントローラにポアンカレ球上の独立な3つの偏光状態を設定する測定器制御部と、
前記測定器制御部により前記偏波コントローラで設定される入力偏光状態と、前記各ポラリメータで測定される各光周波数成分の偏光状態との関係から前記被測定物のジョーンズ行列を演算し、その結果から被測定物の偏波分散値を演算する演算部とを備え、
前記光周波数コム発生部は、
繰り返し周波数fの光パルスを発生するパルス光源と、
前記繰り返し周波数fの光パルスを入力し、前記繰り返し周波数fを保ったまま、前記光パルスの光周波数成分の分布域の外側の広い光周波数領域に新たな光周波数成分を生成し、光周波数間隔fの光周波数コムとして出力するSC光発生部とを備えた
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項1に記載の偏波分散測定装置において、
前記n個のポラリメータに代えて、前記分波器で分波されたn個の光周波数成分の1つを選択する光スイッチと、選択された1つの光周波数成分の偏光状態を測定する1つのポラリメータとを備え、
前記演算部は、前記測定器制御部の制御により前記光スイッチを切り替えて得られる各光周波数成分の偏光状態を蓄積し、前記被測定物の偏波分散値を演算する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項2に記載の偏波分散測定装置において、
前記分波器および前記光スイッチに代えて、前記被測定物から出力されるn個の光周波数成分の1つを透過する波長可変フィルタを備え、
前記演算部は、前記測定器制御部の制御により前記波長可変フィルタの透過波長を切り替えて得られる各光周波数成分の偏光状態を蓄積し、前記被測定物の偏波分散値を演算する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項2に記載の偏波分散測定装置において、
前記分波器および光スイッチを前記被測定物の前段に配置し、選択された1つの光周波数成分を前記被測定物に入力し、前記被測定物を通過した光周波数成分を前記ポラリメータに入力する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項3に記載の偏波分散測定装置において、
前記波長可変フィルタを前記被測定物の前段に配置し、選択された1つの光周波数成分を前記被測定物に入力し、前記被測定物を通過した光周波数成分を前記ポラリメータに入力する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項2に記載の偏波分散測定装置において、
前記分波器および光スイッチを前記偏波コントローラの前段に配置し、選択された1つの光周波数成分を前記偏波コントローラを介して前記被測定物に入力し、前記被測定物を通過した光周波数成分を前記ポラリメータに入力する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項3に記載の偏波分散測定装置において、
前記波長可変フィルタを前記偏波コントローラの前段に配置し、選択された1つの光周波数成分を前記偏波コントローラを介して前記被測定物に入力し、前記被測定物を通過した光周波数成分を前記ポラリメータに入力する構成である
ことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の偏波分散測定装置において、
前記光周波数コム発生部は、前記パルス光源および前記SC光発生部に代えて、
繰り返し周波数f/M(Mは2以上の整数)の光パルスを発生するパルス光源と、
前記繰り返し周波数f/Mの光パルスを入力し、前記繰り返し周波数f/Mを保ったまま、前記光パルスの光周波数成分の分布域の外側の広い光周波数領域に新たな光周波数成分を生成し、光周波数間隔f/Mの光周波数コムとして出力するSC光発生部と、
前記SC光発生部から出力される光周波数コムを間引き、光周波数間隔fの光周波数コムとして出力する周期性透過フィルタと
を備えたことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の偏波分散測定装置において、
前記光周波数コム発生部は、前記パルス光源および前記SC光発生部に代えて、
繰り返し周波数f/M(Mは2以上の整数)の光パルスを発生するパルス光源と、
前記パルス光源から出力される繰り返し周波数f/Mの光パルスを間引き、繰り返し周波数fの光パルスを出力する周期性透過フィルタと、
前記繰り返し周波数fの光パルスを入力し、前記繰り返し周波数fを保ったまま、前記光パルスの光周波数成分の分布域の外側の広い光周波数領域に新たな光周波数成分を生成し、光周波数間隔fの光周波数コムとして出力するSC光発生部と
を備えたことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項1〜7のいずれかに記載の偏波分散測定装置において、
前記光周波数コム発生部は、前記パルス光源および前記SC光発生部に代えて、
繰り返し周波数Mf(Mは2以上の整数)の光パルスを発生するパルス光源と、
前記パルス光源から出力される繰り返し周波数Mfの光パルスをM分周し、繰り返し周波数fの光パルスを出力する分周器と、
前記繰り返し周波数fの光パルスを入力し、前記繰り返し周波数fを保ったまま、前記光パルスの光周波数成分の分布域の外側の広い光周波数領域に新たな光周波数成分を生成し、光周波数間隔fの光周波数コムとして出力するSC光発生部と
を備えたことを特徴とする偏波分散測定装置。 - 請求項1〜7いずれかに記載の偏波分散測定装置において、
前記光周波数コム発生部は、所定の基準光の光ピークとこれに最も近い光周波数コムの光ピークとの光周波数間隔が一定になるように制御する光周波数制御部を含む構成である ことを特徴とする偏波分散測定装置。
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