JP4795896B2 - Evaluation method and apparatus for group delay time difference of optical fiber - Google Patents
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Description
本発明は光ファイバの群遅延時間差の評価方法及び評価装置に関し、特に2モード伝搬波長領域における伝搬モード間の評価を行う光ファイバの群遅延時間差の評価方法及び評価装置に関する。 The present invention relates to an evaluation method and an evaluation apparatus for an optical fiber group delay time difference, and more particularly to an evaluation method and an evaluation apparatus for an optical fiber group delay time difference for evaluating propagation modes in a two-mode propagation wavelength region.
光ファイバに遮断波長以下の信号を入射すると、基本モードに加え高次モードの光波も伝搬される。一般的に、基本モードと高次モードとでは光ファイバ中で異なる伝搬速度を有する。このため、遮断波長以下の波長を用いた光通信においては、光ファイバ中を伝搬するモード間の群遅延時間差により伝送特性が劣化し、適用可能な伝送速度又は伝送距離が制限されてしまう。従って、遮断波長以下の波長を用いた光通信では、光ファイバ中の群遅延時間差を高精度に把握する必要がある。 When a signal having a wavelength shorter than the cutoff wavelength is incident on the optical fiber, a light wave of a higher mode is propagated in addition to the fundamental mode. In general, the fundamental mode and the higher-order mode have different propagation speeds in the optical fiber. For this reason, in optical communication using a wavelength equal to or shorter than the cutoff wavelength, transmission characteristics deteriorate due to a group delay time difference between modes propagating in the optical fiber, and an applicable transmission speed or transmission distance is limited. Therefore, in optical communication using a wavelength equal to or shorter than the cut-off wavelength, it is necessary to grasp the group delay time difference in the optical fiber with high accuracy.
光ファイバ中の群遅延時間差は、被測定光ファイバの基本モード及び高次モードを選択的又は同時に励振して、該被測定光ファイバの出射端における基本モードと高次モード間の伝搬時間差をサンプリングオシロスコープ等により直接観測することにより測定(以下、評価ともいう)できる。また、光ファイバの基本モード及び高次モードの励振条件は、被測定光ファイバに該被測定光ファイバ断面の中心軸に対し微小ズレを付与して測定光を入射することにより可変できることが知られており、例えば、非特許文献1の図6、図7及びその説明には、光ファイバ断面の軸方向における励振位置を可変させることにより、複数のモードの伝搬状態の変化が観測できることが開示されている。
The group delay time difference in the optical fiber is obtained by selectively or simultaneously exciting the fundamental mode and the higher order mode of the optical fiber to be measured, and sampling the propagation time difference between the fundamental mode and the higher order mode at the output end of the optical fiber to be measured. It can be measured (hereinafter also referred to as evaluation) by directly observing with an oscilloscope or the like. In addition, it is known that the excitation conditions of the fundamental mode and the higher-order mode of the optical fiber can be varied by applying a measurement light to the optical fiber to be measured with a slight deviation from the central axis of the cross section of the optical fiber to be measured. For example, FIGS. 6 and 7 of
しかしながら、被測定光ファイバの群遅延時間差の評価を行う際、被測定光ファイバ中の測定波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)が微小である場合には、伝搬モード間の時間差を観測するのに十分なファイバ長が必要となる、あるいは極めて短い、即ち光ファイバの群遅延時間差よりも小さいパルス幅を有する測定光源が必要になるという問題があった。 However, when evaluating the group delay time difference of the measured optical fiber, if the group delay time difference Δτ (λ) at the measurement wavelength λ in the measured optical fiber is very small, the time difference between the propagation modes is observed. Therefore, there is a problem that a sufficient length of the fiber is required or a measurement light source having a pulse width that is extremely short, that is, a pulse width smaller than the difference in the group delay time of the optical fiber.
また、一般的に光ファイバ中の高次モードは基本モードに比べ伝搬損失が大きいため、被測定光ファイバに伝搬モード間の時間差を観測するのに十分なファイバ長を付与すると、被測定光ファイバのファイバ長の増加に伴い、伝搬後の高次モードを観測することが困難になる虞があった。 In general, higher-order modes in an optical fiber have a larger propagation loss than the fundamental mode. Therefore, if a fiber length sufficient to observe the time difference between propagation modes is given to the measured optical fiber, the measured optical fiber As the fiber length increases, it may become difficult to observe higher-order modes after propagation.
本発明はこのような問題を解決するものであって、光ファイバの群遅延時間差を、測定波長による群遅延時間差の大小に関わらず、簡便かつ簡易に評価することを可能とした群遅延時間差の評価方法及び評価装置を提供することを目的とする。 The present invention solves such a problem, and it is possible to easily and easily evaluate a group delay time difference of an optical fiber regardless of the magnitude of the group delay time difference depending on a measurement wavelength. An object is to provide an evaluation method and an evaluation apparatus.
上記の課題を解決するための本発明の第1の発明に係る光ファイバの群遅延時間差の評価方法は、
光ファイバ中を伝搬する基本モードの光の群遅延時間と高次モードの光の群遅延時間との差である群遅延時間差を評価する評価方法において、
波長λで単一モード発振するパルス光源から発振された光信号を、前記波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有する任意の長さLRの参照光ファイバの中心軸に対して軸ズレを付与して入射し、
前記参照光ファイバからの出射光を任意の長さLの被測定光ファイバに入射し、
前記被測定光ファイバの出射端の群遅延時間差ΔτM(λ)を測定し、
以下の関係式から前記被測定光ファイバの波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出することを特徴とする。
Δτ(λ)={ΔτM(λ)×(LR+L)−ΔτR(λ)×LR}/L
上記の課題を解決するための本発明の第2の発明に係る光ファイバの群遅延時間差の評価方法は、
上記第1の発明に記載の光ファイバの群遅延時間差の評価方法において、
前記パルス光源が発振する光信号のパルス幅P W 、前記参照光ファイバの長さL R 、前記参照光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ R (λ)、前記被測定光ファイバの長さL、及び前記被測定光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)が、以下の関係式を満足するようにしたことを特徴とする。
P W ≦│Δτ R (λ)×L R │
P W ≦│Δτ R (λ)×L R +Δτ(λ)×L│
The method for evaluating the group delay time difference of the optical fiber according to the first invention of the present invention for solving the above-mentioned problems is as follows.
In the evaluation method for evaluating the group delay time difference, which is the difference between the group delay time of the fundamental mode light propagating in the optical fiber and the group delay time of the higher order mode light,
An optical signal oscillated from a pulse light source that oscillates in a single mode at a wavelength λ is shifted from the central axis of a reference optical fiber having an arbitrary length L R having a group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ. Is incident and
The light emitted from the reference optical fiber is incident on an optical fiber to be measured having an arbitrary length L,
Measure the group delay time difference Δτ M (λ) at the output end of the optical fiber to be measured,
The group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the optical fiber to be measured is calculated from the following relational expression.
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L
The method for evaluating the group delay time difference of the optical fiber according to the second invention of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
In the evaluation method of the group delay time difference of the optical fiber according to the first invention,
The pulse width P W of the optical signal oscillated by the pulse light source, the length L R of the reference optical fiber, the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ of the reference optical fiber, the length of the optical fiber to be measured L and a group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the optical fiber to be measured satisfy the following relational expression.
P W ≦ │Δτ R (λ) × L R │
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R + Δτ (λ) × L |
本発明の第3の発明に係る光ファイバの群遅延時間差の評価装置は、
光ファイバ中を伝搬する基本モードの光の群遅延時間と高次モードの光の群遅延時間との差である群遅延時間差を評価する評価装置において、
波長λで単一モード発振するパルス光源と、
波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有し、前記パルス光源から発振された光信号が入射され、出射光を任意の長さLの被測定光ファイバに入射する任意の長さLRの参照光ファイバと、
前記パルス光源からの前記信号光を前記参照光ファイバの中心軸に対して軸ズレを付与して入射する結合機能と、
前記被測定光ファイバの出射端の時間軸上における光信号を検出する光信号検出機能と、
前記光信号検出機能によって検出した結果に基づき以下の関係式から前記被測定光ファイバの波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出する演算処理機能とを具備することを特徴とする。
Δτ(λ)={Δτ M (λ)×(L R +L)−Δτ R (λ)×L R }/L
上記の課題を解決するための本発明の第4の発明に係る光ファイバの群遅延時間差の評価装置は、
上記第3の発明に記載の光ファイバの群遅延時間差の評価装置において、
前記パルス光源が発振する光信号のパルス幅P W 、前記参照光ファイバの長さL R 、前記参照光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ R (λ)、前記被測定光ファイバの長さL、及び前記被測定光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)が、以下の関係式を満足するようにしたことを特徴とする。
P W ≦│Δτ R (λ)×L R │
P W ≦│Δτ R (λ)×L R +Δτ(λ)×L│
An apparatus for evaluating a group delay time difference of an optical fiber according to a third aspect of the present invention,
In an evaluation apparatus for evaluating a group delay time difference that is a difference between a group delay time of light in a fundamental mode propagating in an optical fiber and a group delay time of light in a higher-order mode,
A pulsed light source that oscillates in a single mode at a wavelength λ;
Has a differential group delay Δτ R (λ) at the wavelength lambda, the optical signal emitted from the pulsed light source is incident, any length you incident light emitted to the measured optical fiber of any length L L R reference optical fiber,
A coupling function for injecting the signal light from the pulsed light source with an axial shift with respect to a central axis of the reference optical fiber;
And an optical signal detection function of detecting an optical signal on the time axis of the exit end of the optical fiber to be measured,
Characterized by comprising an arithmetic processing function of calculating the group delay time difference .DELTA..tau (lambda) at a wavelength lambda of the optical fiber to be measured from the optical signal detecting function equation below based on the result of detection by the.
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L
An apparatus for evaluating a group delay time difference of an optical fiber according to a fourth aspect of the present invention for solving the above-described problems is as follows.
In the evaluation apparatus for the group delay time difference of the optical fiber according to the third invention,
The pulse width P W of the optical signal oscillated by the pulse light source, the length L R of the reference optical fiber, the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ of the reference optical fiber, the length of the optical fiber to be measured L and a group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the optical fiber to be measured satisfy the following relational expression.
P W ≦ │Δτ R (λ) × L R │
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R + Δτ (λ) × L |
本発明によれば、任意の長さLの被測定光ファイバの群遅延時間差Δτ(λ)の測定を行う際に、波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有する任意の長さLRの参照光ファイバを適用する構成としたことにより、上記被測定光ファイバの群遅延時間差Δτ(λ)を、該群遅延時間差Δτ(λ)の大小に関わらず高精度に評価することが可能になるという効果が得られる。 According to the present invention, when measuring the group delay time difference Δτ (λ) of the optical fiber to be measured having an arbitrary length L, the arbitrary length L R having the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ. By using the reference optical fiber, the group delay time difference Δτ (λ) of the optical fiber to be measured can be evaluated with high accuracy regardless of the magnitude of the group delay time difference Δτ (λ). The effect of becoming is obtained.
更に、本発明の群遅延時間差の評価方法によれば、参照光ファイバの波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)を参照光ファイバの種類又は長さにより調整でき、任意のパルス幅PWを有する測定光源、並びに任意の長さLを有する任意の種別の被測定光ファイバに対しても容易に適用できるといった効果が得られる。 Furthermore, according to the group delay time difference evaluation method of the present invention, the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ of the reference optical fiber can be adjusted according to the type or length of the reference optical fiber, and an arbitrary pulse width P W can be set. It is possible to obtain an effect that the present invention can be easily applied to a measurement light source and an arbitrary type of optical fiber to be measured having an arbitrary length L.
更に、本発明の群遅延時間差の評価装置は、汎用的なパルス光源、時間軸上の光信号の検出機能、及び群遅延時間差の演算処理機能を用いる簡便な構成で、簡易に被測定光ファイバの群遅延時間差の評価を実現できるといった効果を奏する。 Furthermore, the group delay time difference evaluation apparatus according to the present invention is a simple configuration using a general-purpose pulse light source, a detection function of an optical signal on a time axis, and a calculation processing function of a group delay time difference. The effect that the evaluation of the group delay time difference can be realized.
以下、図1に基づいて本発明の一実施形態を詳細に説明する。図1は、本実施形態に係る光ファイバの群遅延時間差の評価装置の構成例を示す概念図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration example of an apparatus for evaluating a group delay time difference of optical fibers according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態において、群遅延時間差の評価装置は波長λで単一モード発振するパルス光源11と、波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有し、パルス光源11に接続される任意の長さLRの参照光ファイバ12と、被測定光ファイバ13と、参照光ファイバ12又は任意の長さLの被測定光ファイバ13の出射端における時間軸上の光信号を検出する光信号検出部14と、光信号検出部14によって検出した結果を用いて被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出する演算処理部15とから構成されている。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, the group delay time difference evaluation apparatus has a
パルス光源11はパルス幅PWの時間軸上の光パルス列を生成する機能を有する。パルス光源11から発振される波長λの測定光は、波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有する任意の長さLRの参照光ファイバ12に入射される。ここで、パルス光源11と参照光ファイバ12の結合部には、例えば、パルス光源11からの測定光を参照光ファイバ12に対し任意の軸ズレ量で入射する機能等、参照光ファイバ12の励起状態を可変する機能が具備されることが望ましい。
The
参照光ファイバ12には任意の長さLRを有する任意の種別の光ファイバが適用可能であり、例えば、通常の光通信で用いられる、1.3μm帯零分散光ファイバ、分散シフトファイバ、非零分散ファイバ、カットオフシフトファイバ、並びにマルチモードファイバ等が適用できる。なお、参照光ファイバ12の波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)は、参照光ファイバ12の種類又は長さを選択することで調整可能となる。
Any type of optical fiber having an arbitrary length L R can be applied to the reference
光信号検出部14は、参照光ファイバ12、又は参照光ファイバ12の出射光が入射された任意の長さLの被測定光ファイバ13の出射端における信号光を時間軸上の光信号列として検出する。
The
演算処理部15は、光信号検出部14で検出された時間軸上の光信号列から、参照光ファイバ12の波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)、及び参照光ファイバ12に接続された被測定光ファイバ13の出射端の測定波長λにおける群遅延時間差ΔτM(λ)を測定する。更に、これら群遅延時間差ΔτR(λ)、ΔτM(λ)の評価結果に基づき、次式(1)の関係を用いて被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出する。
Δτ(λ)={ΔτM(λ)×(LR+L)−ΔτR(λ)×LR}/L ・・・(1)
The
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L (1)
尚、前記パルス光源11のパルス幅PW、任意の長さLRの参照光ファイバ12の波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)、及び任意の長さLの被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)は、次式(2)及び(3)の関係を満足することが望ましい。
PW≦│ΔτR(λ)×LR│ ・・・(2)
PW≦│ΔτR(λ)×LR+Δτ(λ)×L│ ・・・(3)
The pulse width P W of the
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R | (2)
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R + Δτ (λ) × L | (3)
次に、図2に基づき、図1に示した群遅延時間差の評価装置を用いて被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)の評価を行う手順を詳細に説明する。図2は本実施形態に係る群遅延時間差の評価手順を示すフローチャートである。
Next, a procedure for evaluating the group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the
図2に示すように、まず、光信号検出部14によって任意の長さLRの参照光ファイバ12の出射端における信号光を時間軸上の光信号列として検出し、検出された結果から演算処理部15によって参照光ファイバ12の波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)を測定し、測定結果をデータ格納部(図示省略)に保存する(ステップS1)。
As shown in FIG. 2, first, calculation from the result by the optical
次に、長さLの被測定光ファイバ13に参照光ファイバ12を接続し、参照光ファイバ12の出射光を被測定光ファイバ13に入射し、光信号検出部14によって被測定光ファイバ13の出射端からの信号光を時間軸上の光信号列として検出する。そして、演算処理部15において、光信号検出部14で検出した光信号列から被測定光ファイバ13の出射端の波長λにおける群遅延時間差ΔτM(λ)を測定し、測定結果をデータ格納部に保存する(ステップS2)。
Next, the reference
最後に、ステップS1で得られた参照光ファイバ12の波長λにおける群遅延時間差ΔτR(λ)、及びステップS2で得られた被測定光ファイバ13の出射端の波長λにおける群遅延時間差ΔτM(λ)をデータ格納部から読み出し、演算処理部15において上記(1)式に基づく演算を行い、波長λにおける被測定光ファイバ13の群遅延時間差Δτ(λ)を算出する処理を行う(ステップS3)。
Finally, the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ of the reference
上述した本実施形態によれば、被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を測定する際に、波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有する参照光ファイバ12を用いる構成としたことで、任意の被測定光ファイバ13の測定波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を該群遅延時間差Δτ(λ)の大小に関わらず高精度に評価することができる。
According to the present embodiment described above, when measuring the group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the
以下に、本発明の実施例を示す。本実施例は、図1及び図2に示し上述した実施形態と同様の構成を備え、参照光ファイバ12として長さLR=28mの非零分散ファイバを用い、被測定光ファイバ13として長さL=100mの1.3μm帯零分散ファイバを用いるものであり、パルス光源11の波長λを853nm、1064nmとした場合の被測定ファイバ13の群遅延時間差Δτ(λ)をそれぞれ評価するものである。以下、図1に示し上述した部材と同一の部材については同一符号を付して説明は省略する。
Examples of the present invention are shown below. This example has the same configuration as that of the above-described embodiment shown in FIGS. 1 and 2, uses a non-zero dispersion fiber having a length L R = 28 m as the reference
図3及び図4に、それぞれ上述した図2のステップS1に示した処理によって、参照光ファイバ12の波長λ=853nm、1064nmにおける群遅延時間差ΔτR(λ)を測定した評価結果を示す。
FIG. 3 and FIG. 4 show the evaluation results obtained by measuring the group delay time difference Δτ R (λ) of the reference
図3及び図4に示すように、本実施例において、参照光ファイバ12の波長λ=853nm、1064nmにおける群遅延時間差ΔτR(λ)の評価結果はそれぞれ−20.8(ns/km)、−19.2(ns/km)であった。
As shown in FIGS. 3 and 4, in this example, the evaluation results of the group delay time difference Δτ R (λ) at wavelengths λ = 853 nm and 1064 nm of the reference
また、図5及び図6に、それぞれ上述した図2のステップS2に示した処理によって、参照光ファイバ12の波長λ=853nm、1064nmにおける群遅延時間差ΔτR(λ)を測定した評価結果を示す。
5 and 6 show the evaluation results obtained by measuring the group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelengths λ = 853 nm and 1064 nm of the reference
図5及び図6に示すように、被測定光ファイバ13の出射端の波長λ=853nm、1064nmにおける群遅延時間差ΔτM(λ)はそれぞれ−2.7(ns/km)、−4.2(ns/km)であった。
As shown in FIGS. 5 and 6, the group delay time differences Δτ M (λ) at wavelengths λ = 853 nm and 1064 nm at the output end of the measured
以上の評価結果から、本実施例における被測定光ファイバ13の波長λ=853nm,1064nmにおける群遅延時間差Δτ(λ)は、演算処理部15において図2のステップS3に示す演算処理、即ち、図3,4に示す参照光ファイバ12の群遅延時間差ΔτR(λ)及び図5,6に示す被測定光ファイバ13の出射端における群遅延時間差ΔτM(λ)を各々以下の関係式(4)に代入して演算を行うことにより、それぞれ2.4(ns/km)、−0.03(ns/km)として算出される。
Δτ(λ)={ΔτM(λ)×(LR+L)−ΔτR(λ)×LR}/L ・・・(4)
From the above evaluation results, the group delay time difference Δτ (λ) at the wavelengths λ = 853 nm and 1064 nm of the measured
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L (4)
尚、本実施例において、パルス光源11と参照光ファイバ12との結合部には、パルス光源11からの測定光を参照光ファイバ12の中心軸に対して任意の軸ズレを付与して入射する機能を適用するものとし、具体的には図3〜図6に示す評価を行う際に2.5μmの軸ズレを付与した。
In this embodiment, the measurement light from the
また、本実施例で用いたパルス光源11は100〜300(ps)のパルス幅PWを有しており、次式(5)及び(6)で示される、より好適な測定条件を実現している。
PW≦│ΔτR(λ)×LR│ ・・・(5)
PW≦│ΔτR(λ)×LR+Δτ(λ)×L│ ・・・(6)
In addition, the
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R | (5)
P W ≦ | Δτ R (λ) × L R + Δτ (λ) × L | (6)
以下に、本実施例の作用効果について説明する。表1は本実施例で用いた参照光ファイバ及び被測定光ファイバの波長850nm及び1060nmにおける群遅延時間差を数値計算によって算出した結果を示したものである。 Below, the effect of a present Example is demonstrated. Table 1 shows the result of calculating the group delay time difference at the wavelengths of 850 nm and 1060 nm of the reference optical fiber and the optical fiber to be measured used in this example by numerical calculation.
尚、各光ファイバの群遅延時間差は通常の多層分割近似法により計算し、参照光ファイバ及び被測定光ファイバの屈折率分布の測定結果を考慮した。 Note that the group delay time difference of each optical fiber was calculated by a general multilayer division approximation method, and the measurement result of the refractive index distribution of the reference optical fiber and the optical fiber to be measured was taken into consideration.
表1から、上述した本実施例に係る群遅延時間差の評価方法及び評価装置によって算出したそれぞれ波長λ=853nm,1064nmにおける参照光ファイバの群遅延時間差ΔτR(λ)、被測定光ファイバの群遅延時間差Δτ(λ)の評価結果が、数値計算の結果と良く一致していることがわかる。 From Table 1, the group delay time difference Δτ R (λ) of the reference optical fibers at the wavelengths λ = 853 nm and 1064 nm calculated by the group delay time difference evaluation method and evaluation apparatus according to the above-described embodiment, and the group of optical fibers to be measured, respectively. It can be seen that the evaluation result of the delay time difference Δτ (λ) is in good agreement with the numerical calculation result.
尚、図7及び図8は、被測定光ファイバ13の基本モードと高次モードとの伝搬時間差を直接観測する従来の方法、例えば、上述した図2のステップS1に示す処理において、参照光ファイバ12を被測定光ファイバ13に置換して算出した被測定光ファイバ13の波長λ=853nm、1064nmにおける群遅延時間差Δτ(λ)の評価結果である。なお、パルス光源11からの測定光は参照光ファイバ12の中心軸に対して2.5μmの軸ズレを付与して入射し、パルス光源11のパルス幅PWは100〜300(ps)とした。
7 and 8 show a reference optical fiber in a conventional method for directly observing the propagation time difference between the fundamental mode and the higher-order mode of the measured
図7に示すように、被測定光ファイバ13の波長λ=853nmにおける群遅延時間差Δτ(λ)は2.4ns/kmであり、表1の結果と良く一致していることがわかる。しかしながら、従来の構成で、パルス幅PW=100〜300(ps)を有するパルス光源を用いて被測定光ファイバ13の波長λ=1064nmにおける群遅延時間差Δτ(λ)を測定した場合には、基本モード及び高次モードの各モードにおけるパルス幅に対し、表1に示したように被測定光ファイバ13の波長λ=1060nmにおける群遅延時間差Δτ(λ)は−0.4(ns/km)と微小であることから、図8に示すようにそれぞれのモードが重なり、群遅延時間差Δτ(λ)が評価できないことがわかる。
As shown in FIG. 7, the group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ = 853 nm of the
即ち、従来の被測定光ファイバ13の波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)の測定においては、該群遅延時間差Δτ(λ)の値が大きい場合は評価が可能であるが、群遅延時間差Δτ(λ)が微小である場合は評価を行うことができない。
That is, in the conventional measurement of the group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the
これに対し、図5,6に示すように参照光ファイバ12が接続された被測定光ファイバ13の出射端の群遅延時間差ΔτM(λ)は十分に観測可能であり、群遅延時間差の評価に参照光ファイバを用いる本実施例によれば、従来の構成では判定を行うことができなかった被測定光ファイバ13の群遅延時間差Δτ(λ)を高精度に測定することが可能となることがわかる。
On the other hand, as shown in FIGS. 5 and 6, the group delay time difference Δτ M (λ) at the output end of the
以上に説明したように、本実施例に係る群遅延時間差の評価方法及び評価装置によれば、波長λでΔτR(λ)の群遅延時間差を有する任意の長さLRの参照光ファイバを用いることにより、任意の被測定光ファイバの群遅延時間差を、測定波長による遅延時間差の大小、光ファイバの長短に関わらず簡便かつ高精度に評価することができる。 As described above, according to the group delay time difference evaluation method and evaluation apparatus according to the present embodiment, a reference optical fiber having an arbitrary length L R having a group delay time difference of Δτ R (λ) at a wavelength λ is used. By using it, the group delay time difference of an arbitrary optical fiber to be measured can be evaluated easily and accurately regardless of the delay time difference depending on the measurement wavelength and the length of the optical fiber.
本発明は光ファイバの評価方法に関し、特に2モード伝搬波長領域における伝搬モード間の群遅延時間差の評価方法及び装置に関する。 The present invention relates to an optical fiber evaluation method, and more particularly to an evaluation method and apparatus for a group delay time difference between propagation modes in a two-mode propagation wavelength region.
11 パルス光源
12 参照光ファイバ
13 被測定光ファイバ
14 光信号検出部
15 演算処理部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
波長λで単一モード発振するパルス光源から発振された光信号を、前記波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有する任意の長さLRの参照光ファイバの中心軸に対して軸ズレを付与して入射し、
前記参照光ファイバからの出射光を任意の長さLの被測定光ファイバに入射し、
前記被測定光ファイバの出射端の群遅延時間差ΔτM(λ)を測定し、
以下の関係式から前記被測定光ファイバの波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出することを特徴とする光ファイバの群遅延時間差の評価方法。
Δτ(λ)={ΔτM(λ)×(LR+L)−ΔτR(λ)×LR}/L In the evaluation method for evaluating the group delay time difference, which is the difference between the group delay time of the fundamental mode light propagating in the optical fiber and the group delay time of the higher order mode light,
An optical signal oscillated from a pulse light source that oscillates in a single mode at a wavelength λ is shifted from the central axis of a reference optical fiber having an arbitrary length L R having a group delay time difference Δτ R (λ) at the wavelength λ. Is incident and
The light emitted from the reference optical fiber is incident on an optical fiber to be measured having an arbitrary length L,
Measure the group delay time difference Δτ M (λ) at the output end of the optical fiber to be measured,
A method of evaluating a group delay time difference of an optical fiber, wherein a group delay time difference Δτ (λ) at a wavelength λ of the optical fiber to be measured is calculated from the following relational expression.
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L
前記パルス光源が発振する光信号のパルス幅PPulse width P of an optical signal oscillated by the pulse light source WW 、前記参照光ファイバの長さL, Length L of the reference optical fiber RR 、前記参照光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ, Group delay time difference Δτ at the wavelength λ of the reference optical fiber RR (λ)、前記被測定光ファイバの長さL、及び前記被測定光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)が、以下の関係式を満足するようにしたことを特徴とする光ファイバの群遅延時間差の評価方法。(Λ), a length L of the optical fiber to be measured, and a group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the optical fiber to be measured satisfy the following relational expression: Evaluation method of group delay time difference of fiber.
PP WW ≦│Δτ≦ │Δτ RR (λ)×L(Λ) × L RR ││
PP WW ≦│Δτ≦ │Δτ RR (λ)×L(Λ) × L RR +Δτ(λ)×L│+ Δτ (λ) × L│
波長λで単一モード発振するパルス光源と、
波長λで群遅延時間差ΔτR(λ)を有し、前記パルス光源から発振された光信号が入射され、出射光を任意の長さLの被測定光ファイバに入射する任意の長さLRの参照光ファイバと、
前記パルス光源からの前記信号光を前記参照光ファイバの中心軸に対して軸ズレを付与して入射する結合機能と、
前記被測定光ファイバの出射端の時間軸上における光信号を検出する光信号検出機能と、
前記光信号検出機能によって検出した結果に基づき以下の関係式から前記被測定光ファイバの波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)を算出する演算処理機能とを具備することを特徴とする光ファイバの群遅延時間差の評価装置。
Δτ(λ)={Δτ M (λ)×(L R +L)−Δτ R (λ)×L R }/L In an evaluation apparatus for evaluating a group delay time difference that is a difference between a group delay time of light in a fundamental mode propagating in an optical fiber and a group delay time of light in a higher-order mode,
A pulsed light source that oscillates in a single mode at a wavelength λ;
Has a differential group delay Δτ R (λ) at the wavelength lambda, the optical signal emitted from the pulsed light source is incident, any length you incident light emitted to the measured optical fiber of any length L L R reference optical fiber,
A coupling function for injecting the signal light from the pulsed light source with an axial shift with respect to a central axis of the reference optical fiber;
And an optical signal detection function of detecting an optical signal on the time axis of the exit end of the optical fiber to be measured,
And an arithmetic processing function for calculating a group delay time difference Δτ (λ) at a wavelength λ of the optical fiber to be measured from the following relational expression based on a result detected by the optical signal detection function. Group delay time evaluation device.
Δτ (λ) = {Δτ M (λ) × (L R + L) −Δτ R (λ) × L R } / L
前記パルス光源が発振する光信号のパルス幅PPulse width P of an optical signal oscillated by the pulse light source WW 、前記参照光ファイバの長さL, Length L of the reference optical fiber RR 、前記参照光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ, Group delay time difference Δτ at the wavelength λ of the reference optical fiber RR (λ)、前記被測定光ファイバの長さL、及び前記被測定光ファイバの前記波長λにおける群遅延時間差Δτ(λ)が、以下の関係式を満足するようにしたことを特徴とする光ファイバの群遅延時間差の評価装置。(Λ), a length L of the optical fiber to be measured, and a group delay time difference Δτ (λ) at the wavelength λ of the optical fiber to be measured satisfy the following relational expression: Evaluation device for difference in group delay time of fiber.
PP WW ≦│Δτ≦ │Δτ RR (λ)×L(Λ) × L RR ││
PP WW ≦│Δτ≦ │Δτ RR (λ)×L(Λ) × L RR +Δτ(λ)×L│+ Δτ (λ) × L│
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