JP4463828B2 - 光導波路の波長分散の測定方法、測定装置及び測定プログラム - Google Patents
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Description
前記可変遅延手段の遅延量を変更しながら前記干渉信号I1,I2を個別に複数検出するステップで、前記波長分散を算出するステップは、前記散乱光振幅に比例した信号を観測するステップで検出した前記干渉信号I1,I2の積のアンサンブル平均を示す以下の数式(40)
また、光導波路としては、平面光波回路に用いられるスラブ型又はチャネル型の光導波路や光ファイバ等、光を所定の媒質内に閉じ込めて伝搬させるものが考えられる。
ここで数式(94)において、νpは光の位相速度、νgは光の群速度、β″は波長分散Dと以下の数式(95)なる関係にあり、β″を求めることによりDを求めることが可能である。
として差し支えない。従って、以下の数式(142)が成立することが証明された。
(実施形態3)
図6に示すように、被測定光ファイバ11の入射端12から任意の途中地点13までの区間(本実施形態において、以下測定区間という)の波長分散を測定する。被測定光ファイバ11には、狭線幅周波数変調光発生手段61からスペクトル密度関数S(ω)が既知である広帯域スペクトル光(参照光90a)が光分岐手段16、及び光サーキュレート手段17を介して入射される。被測定光ファイバ11に入射した広帯域スペクトル光(参照光90b)により被測定光ファイバ11の途中地点において生じるレイリー散乱光91aは、光サーキュレート手段17を介して、第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段としての干渉信号検出手段30に入力される。前記光分岐手段16により分岐された広帯域スペクトル光(参照光90c)は、前記干渉信号検出手段30に入力される。
Claims (10)
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定方法であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射ステップと、
前記入射ステップにおいて前記光導波路に入射した入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測ステップと、
前記観測ステップで観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出ステップと、
を有し、
前記観測ステップにおいて、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光及び前記光導波路の入射端から前記第1の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を、前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 を検出し、
且つ、
前記散乱光または前記入射光の経路上に設けた可変遅延手段の遅延時間τを連続的に変化させながら、前記干渉信号I 1 ,I 2 を干渉信号Iとして検出し、
前記算出ステップにおいて、
前記干渉信号I 1 ,I 2 の積のアンサンブル平均を示す以下の数式(1)
数式(2)の関係を用いて前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを算出する
- 請求項1に記載の光導波路の波長分散測定方法であって、前記観測ステップは、前記第1の途中地点及び前記第2の途中地点における散乱光としてレイリー散乱光を観測するステップであることを特徴とする光導波路の波長分散測定方法。
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定装置であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射手段と、
前記入射手段からの入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測手段と、
前記観測手段の観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出手段と、
を具備し、
前記観測手段は、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光及び前記光導波路の入射端から前記第一の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を、前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 を検出し、
且つ、
前記散乱光または前記入射光の経路上に設けられた可変遅延手段遅延時間τを連続的に変化させながら、前記干渉信号I 1 ,I 2 を干渉信号Iとして検出し、
前記算出手段は、
前記干渉信号I 1 ,I 2 の積のアンサンブル平均を示す以下の数式(3)
数式(4)の関係を用いて前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを算出する
- 請求項3に記載の光導波路の波長分散測定装置であって、前記散乱光振幅に比例した信号を観測する手段は、前記第1の途中地点及び前記第2の途中地点における散乱光としてレイリー散乱光を観測することを特徴とする光導波路の波長分散測定装置。
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定方法であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射ステップと、
前記入射ステップにおいて前記光導波路に入射した入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において前記入射光を前記光導波路に入射するステップで入射した入射光により生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測ステップと、
前記観測ステップで観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との2乗の相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出ステップと、
を有し、
前記観測ステップにおいて、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光及び前記光導波路の入射端から前記第1の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を、前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 を検出し、
且つ、
前記散乱光または前記入射光の経路上に設けられた可変遅延手段の遅延時間τを連続的に変化させながら、前記干渉信号I 1 ,I 2 を干渉信号Iとして検出し、
前記算出ステップにおいて、
前記干渉信号Iをτの関数I(τ)として記録し、関数I(τ)を使うことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 と前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 との2乗の相関関数を求め、
数式(5)の関係を用いて前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを算出する
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定装置であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射手段と、
前記入射手段からの入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる前記第2の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測手段と、
前記観測手段の観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との2乗の相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出手段と、
を具備し、
前記観測手段は、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光及び前記光導波路の入射端から前記第1の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を、前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 を検出し、
且つ、
前記散乱光または前記入射光の経路上に設けられた可変遅延手段の遅延時間τを連続的に変化させながら、前記干渉信号I 1 ,I 2 を干渉信号Iとして検出し、
前記算出手段は、
前記干渉信号Iをτの関数I(τ)として記録し、関数I(τ)を使うことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 1 と前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I 2 との2乗の相関関数を求め、
数式(7)の関係を用いて前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを算出する
- 光導波路における、局所での散乱光係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定装置に用いられる測定プログラムであって、 前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光振幅に比例した干渉信号I1及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光振幅に比例した干渉信号I2を数値として取り込んで、前記干渉信号I1,I2の絶対値の2乗の相関関数を求めることにより前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを以下の数式(9)により算出することを請求項6に記載の光導波路の波長分散測定装置に実行させるための測定プログラム。
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定装置に用いられる測定プログラムであって、 前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光振幅に比例した干渉信号I1及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光振幅に比例した干渉信号I2を数値として取り込んで、前記干渉信号I1,I2の相関関数を求めることにより前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを以下の数式(11)により算出することを請求項3又は4に記載の光導波路の波長分散測定装置に実行させるための測定プログラム。
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定方法であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射ステップと、
前記入射ステップにおいて前記光導波路に入射した入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測ステップと、
前記観測ステップで観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との2乗の相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出ステップと、
を有し、
前記観測ステップは、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光と、前記光導波路の入射端から前記第1の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I2とを検出する際に、
前記第1の途中地点及び前記第2の途中地点からの前記散乱光が前記第1の干渉信号検出手段及び前記第2の干渉信号検出手段に導かれるまでの経路上、または前記入射光が前記第1の干渉信号検出手段及び前記第2の干渉信号検出手段に導かれるまでの経路上に予め挿入され、累積波長分散を示す以下の数式(12)
前記算出ステップは、
前記干渉信号I1,I2の絶対値の2乗の相関関数を求めることにより前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを以下の数式(19)により算出することを特徴とする光導波路の波長分散測定方法。
- 光導波路における局所での散乱係数が時間に依存しない散乱現象を利用することにより光導波路の入射端から任意の途中地点までの区間の波長分散を測定できる光導波路の波長分散測定装置であって、
スペクトル密度関数S(ω)が既知である入射光を前記光導波路に入射する入射手段と、
前記入射手段からの入射光により、前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれる第1の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号及び前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間に含まれ前記第1の途中地点とは異なる第2の途中地点において生じる散乱光振幅に比例した信号を観測する観測手段と、
前記観測手段の観測した前記第1の途中地点における散乱光振幅に比例した信号と前記第2の途中地点における散乱光振幅に比例した信号との2乗の相関関数により前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間の波長分散を算出する算出手段と、
を有し、
前記観測手段は、
前記光導波路に入射した入射光により生じる散乱光及び前記光導波路の入射端から前記第1の途中地点までの長さの2倍に相当する伝搬時間と等しい遅延時間を有する遅延手段を通した入射光を、前記第1の途中地点と前記第2の途中地点との距離に等しい相対遅延差を有する第1の干渉信号検出手段及び第2の干渉信号検出手段に導くことにより前記第1の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I1 及び前記第2の途中地点からの散乱光振幅に比例した干渉信号I2とを検出する際に、
前記第1の途中地点及び前記第2の途中地点からの前記散乱光が前記第1の干渉信号検出手段及び前記第2の干渉信号検出手段に導かれるまでの経路上、または前記入射光が前記第1の干渉信号検出手段及び前記第2の干渉信号検出手段に導かれるまでの経路上に予め挿入され、累積波長分散を示す以下の数式(15)
前記算出手段は、
前記干渉信号I1,I2の絶対値の2乗の相関関数を求めることにより前記光導波路の入射端から前記任意の途中地点までの区間における波長分散Dを以下の数式(16)により算出することを特徴とする光導波路の波長分散測定装置。
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