JP5948368B2 - 光ファイバの特性評価方法 - Google Patents
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Description
また、本発明は、前記光ファイバの特性評価方法であって、前記シングルモードファイバが、汎用のシングルモードファイバ、分散シフトファイバまたはノンゼロ分散シフトファイバであることを特徴とする、光ファイバの特性評価方法を提供する。
第1の工程として、MCFを含む光ファイバ伝送路の両端からそれぞれOTDRで後方散乱光強度を測定する。第2の工程として、MCFを含む光ファイバ伝送路の片端からOTDR測定を行う際、励振されたコアとそのコアに隣接するコアからの後方散乱光をそれぞれ測定して、クロストークを評価する。第3の工程として、第1および第2の工程の結果から、MCFの長手方向の特性を評価する。第1の工程と第2の工程の順序は限定されず、どちらを先に実施してもよい。
両端からの後方散乱光強度というときは、一端からの後方散乱光強度および別の一端からの後方散乱光強度(両者の総称)を意味する。光ファイバ伝送路の両端からの後方散乱光強度とは、光ファイバ伝送路の双方向OTDR測定により得られる2つの後方散乱光強度である。
MCFの一端を原点として定義された位置zにおける後方散乱光強度をP(z)、損失係数をαとする。また、MCFのコア間における電力結合係数をhとする。2コアのMCFにおける、z=0の端(入射端)からパルス光を入射した場合のコア間における電力(パワー)のやり取りは、次式(1)の電力結合方程式で記述できる。
また、第1コアに隣接する第2コアからの後方散乱光強度P2(λ,z)は、次式(6)のように記述できる。
したがって、OTDRで求まる隣り合うコア間のクロストークXT(λ,z)は、XT(λ,z)=P2(λ,z)/P1(λ,z)により、次式(7)で与えられる。
式(9)および(10)式は、構造不整とクロストークの両方の損失成分を含んでいるので、構造不整(構造成分)に依存した損失成分を考えると、式(9)および式(10)より次の式(11)および式(12)のように変形できる。
式(13)のうち、S1(λ,z)およびS2(λ,z)が双方向OTDR(両端からのOTDR)によって求まる値であり、hはXTの測定結果より求まる値である。よって、これらの測定結果よりI(λ,z)を求めることができる。
参考文献1:M.S.O′Sullivan,et al.,“Interpretation of SM fiber OTDR signatures,” in Proc.SPIE′86 Optics Testing Metrology,vol.661,pp.171−176 1986.
この式(15)は任意のzに対して成り立つので、第1参照ファイバ11a中の位置z=z0のとき、および第2参照ファイバ11b中の位置z=z1のときにも成立する。式(15)にz=z0を代入することで、C(λ)が決定される。さらに、式(15)にz=z1を代入することで、A(λ)が決定される。その結果、A(λ)およびC(λ)は以下の式(16)を満たす。
参考文献2:K.Tsujikawa,et al.,“Scattering property of F and GeO2 codoped silica glasses,” Electron. Lett., vol.30,pp.351−532,1994.
一般に、光ファイバのコアの屈折率の二乗n2(z)およびn2(z0)は、伝送路中では、次式(19)のように近似できる。
一般に、波長分散Dは、式(21)のように、材料分散Dmと導波路分散Dwの和で与えられる。
参考文献3:D.Marcuse,“Loss analysis of single−mode fiber splices,” Bell Syst.Tech.J.,vol.56,pp.703−718,1977.
以上のように、MCFにおいても後方散乱光強度の長手方向特性(OTDR波形)とXTの長手方向特性を測定することで、MFD、比屈折率差、導波路分散および波長分散の分布特性を評価できる。
7コアのMCFを用いてMCFの特性を評価した。図3に7コアのMCFの断面構造を示す。このMCFは、長手方向に垂直な断面において、クラッド14の内部に7個のコア13を有する。コア13は、1個の中心コアと、その周囲に略等間隔に配置された6個の外側コアからなる。また、表1および表2にMCFおよび参照ファイバの特性を示す。第1参照ファイバとしてはDSF(分散シフトファイバ)を用いた。第2参照ファイバとしては汎用のSMFを用いた。
(手順1)MCFの被測定コアと隣接するコア間のクロストークを、OTDRを用いて測定する。
(手順2)MCFの長手方向の片側に、参照ファイバとして、異なる2種類のSMF(モードフィールド径、比屈折率差が既知)を接続して光ファイバ伝送路を構成する。この接続時には、参照ファイバのコアをMCFの被測定コアに調心する。
(手順3)参照ファイバが接続された光ファイバ伝送路を用いて、MCFの被測定コアに対して双方向でOTDR測定をする。
(手順4)この双方向OTDRの測定結果とOTDRによるクロストーク測定結果、2種類の参照ファイバの特性を用いて、MCFの被測定コアにおけるモードフィールド径の分布が測定できる。
Claims (4)
- 異なる2種類の参照ファイバと、マルチコアファイバとを有し、前記異なる2種類の参照ファイバがそれぞれシングルモードファイバからなる光ファイバ伝送路に波長λのパルス光を入射し、前記光ファイバ伝送路の長手方向の位置zの関数として、前記光ファイバ伝送路の両端からの後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)(単位:dB)を測定し、
前記後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)と、任意の方法で測定された前記マルチコアファイバのクロストークとから、前記マルチコアファイバの構造成分に依存した損失成分I(λ,z)を評価することを特徴とする、光ファイバの特性評価方法。 - 異なる2種類の参照ファイバと、マルチコアファイバとを有し、前記異なる2種類の参照ファイバがそれぞれシングルモードファイバからなる光ファイバ伝送路に波長λのパルス光を入射し、前記光ファイバ伝送路の長手方向の位置zの関数として、前記光ファイバ伝送路の両端からの後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)(単位:dB)を測定し、
前記後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)と、任意の方法で測定された前記マルチコアファイバのクロストークとから、前記マルチコアファイバの構造成分に依存した損失成分I(λ,z)を導出し、
前記構造成分に依存した損失成分I(λ,z)と、前記異なる2種類の参照ファイバのモードフィールド径および構造成分に依存した損失成分とを用い、前記光ファイバ伝送路の任意の位置zにおけるモードフィールド径、比屈折率差、導波路分散、波長分散から選択される分布特性を評価することを特徴とする、光ファイバの特性評価方法。 - 請求項2に記載された光ファイバの特性評価方法であって、
異なる2種類の参照ファイバである第1参照ファイバおよび第2参照ファイバと、マルチコアファイバとを有し、前記異なる2種類の参照ファイバがそれぞれシングルモードファイバからなる光ファイバ伝送路に波長λのパルス光を入射し、前記光ファイバ伝送路の長手方向の位置zの関数として、前記光ファイバ伝送路の両端からの後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)(単位:dB)を測定し、
前記後方散乱光強度S1(λ,z)およびS2(λ,z)と、任意の方法で測定された前記マルチコアファイバのクロストークとから、前記マルチコアファイバの構造成分に依存した損失成分I(λ,z)を導出し、
前記構造成分に依存した損失成分I(λ,z)と、前記異なる2種類の参照ファイバのモードフィールド径および構造成分に依存した損失成分とを用い、第1参照ファイバのモードフィールド径を2w(λ,z0)、第1参照ファイバの構造成分に依存した損失成分をI(λ,z0)、第2参照ファイバのモードフィールド径を2w(λ,z1)、第2参照ファイバの構造成分に依存した損失成分をI(λ,z1)として、前記光ファイバ伝送路の任意の位置zにおけるモードフィールド径の分布を式(1)
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載された光ファイバの特性評価方法であって、前記シングルモードファイバが、汎用のシングルモードファイバ、分散シフトファイバまたはノンゼロ分散シフトファイバであることを特徴とする、光ファイバの特性評価方法。
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