JP6599352B2 - 遠隔偏光測定装置および方法 - Google Patents
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Description
−少なくとも1つの第1波長を持つ入射光波の少なくとも1つの光源。
−内部を入射光波が伝搬するためのシングルモード光ファイバ。
−光ファイバの近位側に配置され、入射光波の偏光状態を所与の数生成することができる偏光状態生成器。この偏光状態はプローブ状態と呼ばれる。
−光ファイバの遠位側に配置されるための反射板。
−光ファイバの近位側に配置される偏光状態解析器。この偏光状態解析器は、入射波の各プローブ状態に関し、入射波が光ファイバ中を伝搬し、光ファイバの遠位側で反射し、光ファイバ中を逆向きに伝搬した後に得られる光波の偏光状態を解析することができる。
−以下の特徴を持つ処理手段。
・処理手段は、光ファイバの偏光測定(第1偏光測定)から、第1波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定することができる。ここでこのミュラー行列は、各プローブ状態の解析と、光ファイバの遠位側の反射板で反射した少なくとも1つの光波の偏光の解析とによって得られる。
・処理手段は、光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定(第2偏光測定)から、第1波長での前記集合体に関するミュラー行列を決定することができる。ここでこの行列は、偏光の各プローブ状態に関し、遠位側の試料によって戻され、光ファイバ中を逆向きに伝搬した波を解析することによって得られる。
・処理手段は、光ファイバに関するミュラー行列と、光ファイバと試料とを含む集合体に関するミュラー行列とから、第1波長での試料に関するミュラー行列を決定することができる。
・処理手段は、第2波長における光ファイバの偏光測定から、第2波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定することができる。
・処理手段は、第2波長での光ファイバに関するミュラー行列から、第1波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定することができる。
・処理手段は、第2波長における光ファイバの偏光測定から、第2波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定し、第3波長における光ファイバの偏光測定から、第3波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定することができる。
・処理手段は、第2および第3波長での光ファイバに関するミュラー行列から、第1波長での光ファイバに関するミュラー行列を決定することができる。
−シングルモード光ファイバ中を伝搬するための少なくとも1つの第1波長を持つ入射光波を発するステップ。
−第1波長において、光ファイバの偏光測定を行うステップ。このステップは以下を含む。
・光ファイバの近位側に配置された偏光状態生成器による、入射光の所与の数の偏光状態(プローブ状態)の生成。
・入射波の各プローブ状態に関し、入射波が光ファイバ内を伝搬し、光ファイバの遠位側に配置された反射板で反射し、光ファイバ内を後方に伝播した後に得られる光波の偏光の解析。
・第1波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定。
−第1波長において、光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定を行うステップ。このステップは以下を含む。
・各プローブ偏光状態に関し、偏光状態生成器と偏光状態解析器とを用いた、ファイバの遠位側の試料によって戻され、光ファイバ内を後方に伝搬した波の解析。
・第1波長での前記集合体に関するミュラー行列の決定。
−光ファイバに関するミュラー行列と、光ファイバと試料とを含む集合体に関するミュラー行列とから、試料に関するミュラー行列を決定するステップ。
・第2波長における光ファイバの偏光測定による、第2波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定。
・第2波長での光ファイバに関するミュラー行列による、第1波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定。
・第2波長における光ファイバの偏光測定からの、第2波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定、および、第3波長における光ファイバの偏光測定からの、第3波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定。
・第2波長および第3波長での光ファイバに関するミュラー行列からの、第1波長での光ファイバに関するミュラー行列の決定。
ションは純粋な直線ディアテニュエーションであり、D=DL=35%となる。γ=90°のとき、ディアテニュエーションは純粋な円ディアテニュエーションであり、D=DC=35%となる。図10Bの曲線C5、C6およびC7の実線はそれぞれ、図10Aの構成において、位相遅延、円ディアテニュエーションおよび直線ディアテニュエーションを計算したシミュレーション結果である。曲線C5、C6およびC7に相当する点は、それぞれの実験値である。
Claims (14)
- 少なくとも1つの第1波長(λE)を持つ入射光波の少なくとも1つの光源(10)と、
内部を入射光波が伝搬するためのシングルモード光ファイバ(30)と、
前記光ファイバの近位側に配置され、プローブ状態と呼ばれる入射光波の偏光状態を所与の数生成することができる偏光状態生成器(PSG)と、
前記光ファイバの遠位側に配置されるための反射板(40、44)と、
前記光ファイバの近位側に配置される偏光状態解析器(PSA)と、
処理手段(70)とを備え、
前記偏光状態解析器(PSA)は、入射波の各プローブ状態に関し、入射波が前記光ファイバ(30)中を伝搬し、前記光ファイバの遠位側で反射し、前記光ファイバ(30)中を逆向きに伝搬した後に得られる光波の偏光状態を解析することができ、
前記処理手段(70)は、前記光ファイバの第1偏光測定から、第1波長での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))を決定することができ、
前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))は、各プローブ状態の解析と、前記光ファイバの遠位側の前記反射板で反射し、前記光ファイバ(30)中を後方に伝搬した少なくとも1つの光波の偏光の解析とによって得られ、
前記処理手段(70)は、前記光ファイバと試料とを含む集合体の第2偏光測定から、第1波長での前記集合体に関するミュラー行列(MT)を決定することができ、
前記集合体に関するミュラー行列(MT)は、各プローブ状態に関し、遠位側の試料によって戻され、前記光ファイバ(30)中を後方に伝搬した波を解析することによって得られ、
前記処理手段(70)は、前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))と、前記光ファイバと試料とを含む集合体に関するミュラー行列(MT)とから、第1波長での試料に関するミュラー行列(MO)を決定することができる、試料(S)の遠隔偏光測定装置(100、200)。 - 前記光源は、第1波長(λE)の波と、第1波長と異なる第2波長(λF1)の波とを発することができ、
前記反射板は、第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定のため、前記光ファイバ中を第2波長(λF1)で伝搬した波を反射することができ、
第1波長(λE)における前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定のため、前記光ファイバ中を第1波長(λE)で伝搬した波を透過させることができるスペクトル反射板であり、
前記処理手段は、第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定から、第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))を決定することができ、
前記処理手段は、前記第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))から、第1波長(λE)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))を決定することができる、請求項1に記載の偏光測定装置。 - 前記光源は、第1および第2波長と異なる第3波長(λF2)の波も発することができ、
前記スペクトル反射板は、第2および第3波長(λF1、λF2)における前記光ファイバの偏光測定のため、前記光ファイバ中を第2および第3波長(λF1、λF2)で伝搬した波を反射することができ、
前記処理手段は、第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定から、第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))を決定することができ、
前記処理手段は、第3波長(λF2)における前記光ファイバの偏光測定から、第3波長(λF2)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF2))を決定することができ、
前記処理手段は、前記第2波長(λF1)および第3波長(λF2)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1)、MF(λF2))から、第1波長(λE)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))を決定することができる、請求項2に記載の偏光測定装置。 - 前記反射板は、反射位置と透過位置との間で切替可能で、
前記光ファイバの偏光測定のため、反射位置において、前記光ファイバ中を第1波長で伝搬した波を反射することができ、
前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定のため、透過位置において、前記光ファイバ中を第1波長で伝搬した波を試料で反射させることができる、請求項1に記載の偏光測定装置。 - 前記シングルモード光ファイバ(30)は偏波保持光ファイバである、先行する請求項のいずれか一項に記載の偏光測定装置。
- 前記シングルモード光ファイバは、偏波保持シングルモード光ファイバの第1セクションと、偏波保持シングルモード光ファイバの第2セクションとを備え、
前記第1セクションと第2セクションは長さが同じであり、
前記第1セクションと第2セクションとは、前記第1セクションの高速軸と前記第2セクションの低速軸とが合致するように互いに接続されている、そしてその逆の、請求項5に記載の装置。 - 試料の点領域を偏光測定するため、前記光ファイバの遠位側に第1波長の波の焦点合わせ手段(42)をさらに備える、先行する請求項のいずれか一項に記載の偏光測定装置。
- 試料の点領域を偏光測定するため、前記光ファイバの遠位側に走査手段(46)をさらに備える、請求項7に記載の装置。
- 少なくとも1つの第1波長(λ E )を持つ入射光波の少なくとも1つの光源(10)と、
内部を入射光波が伝搬するためのシングルモード光ファイバ(30)と、
前記光ファイバの近位側に配置され、プローブ状態と呼ばれる入射光波の偏光状態を所与の数生成することができる偏光状態生成器(PSG)と、
前記光ファイバの遠位側に配置されるための反射板(40、44)と、
前記光ファイバの近位側に配置される偏光状態解析器(PSA)と、
処理手段(70)と、
を備える遠隔偏光測定装置の作動方法において、
前記光源(10)が、前記シングルモード光ファイバ(30)中を伝搬するための少なくとも1つの第1波長(λE)を持つ入射光波を発するステップと、
前記遠隔偏光測定装置が、第1波長において、前記光ファイバの偏光測定を行うステップと、
前記遠隔偏光測定装置が、第1波長において、前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定を行うステップと、
前記処理手段(70)が、前記光ファイバに関するミュラー行列と、前記光ファイバと試料とを含む集合体に関するミュラー行列とから、試料に関するミュラー行列(MO)を決定するステップとを備え、
前記光ファイバの偏光測定を行うステップは、
前記偏光状態生成器(PSG)による、入射光の所与の数の偏光状態(プローブ状態)の生成と、
入射波の各プローブ状態に関し、前記偏光状態解析器(PSA)による、入射波が前記光ファイバ(30)内を伝搬し、前記反射板(40、44)で反射し、前記光ファイバ(30)内を後方に伝播した後に得られる光波の偏光の解析と、
第1波長での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))の決定とを含み、
前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定を行うステップは、
各プローブ偏光状態に関し、前記偏光状態生成器(PSG)と前記偏光状態解析器(PSA)とを用いた、前記ファイバの遠位側の試料によって戻され、前記光ファイバ(30)内を逆向きに伝搬した波の解析と、
第1波長での前記集合体に関するミュラー行列(MT)の決定とを含む、遠隔偏光測定装置の作動方法。 - 前記光源は、第1波長(λ E )の波と、第1波長と異なる第2波長(λ F1 )の波とを発することができ、
前記光源が、第1波長(λE)と異なる第2波長(λF1)の光波を発するステップを備え、
前記反射板は、第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定のため、前記光ファイバ中を第2波長(λF1)で伝搬した波を反射することができ、
第1波長(λE)における前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定のため、前記光ファイバ中を第1波長(λE)で伝搬した波を透過させることができる、スペクトル反射板であり、
第1波長での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))の決定は、
第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定による、第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))の決定と、
第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))による、第1波長(λE)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))の決定とを含む、請求項9に記載の方法。 - 前記光源は、第1および第2波長と異なる第3波長(λ F2 )の波も発することができ、
前記光源が、第1および第2波長と異なる第3波長(λF2)の波を発するステップを備え、
前記スペクトル反射板は、第2および第3波長(λF1、λF2)における前記光ファイバの偏光測定のため、前記光ファイバ中を第2および第3波長(λF1、λF2)で伝搬した波を反射することができ、
第1波長での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))の決定は、
第2波長(λF1)における前記光ファイバの偏光測定からの、第2波長(λF1)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF1))の決定と、
第3波長(λF2)における前記光ファイバの偏光測定からの、第3波長(λF2)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λF2))の決定と、
第2波長(λF1)および第3波長(λF2)での前記光ファイバに関するミュラー行列からの、第1波長(λE)での前記光ファイバに関するミュラー行列(MF(λE))の決定とを含む、請求項10に記載の方法。 - 前記反射板は、反射位置と透過位置との間で切替可能で、
第1波長における前記光ファイバの偏光測定のため、反射位置において、前記光ファイバ中を第1波長で伝搬した波を反射することができ、
前記光ファイバと試料とを含む集合体の偏光測定のため、透過位置において、前記光ファイバ中を第1波長で伝搬した波を試料で反射させることができる、請求項9に記載の方法。 - 前記遠隔偏光測定装置は、試料の点領域を偏光測定するため、前記光ファイバの遠位側に第1波長の波の焦点合わせ手段(42)をさらに備え、
前記焦点合わせ手段(42)が、第1波長の波の焦点合わせをするステップをさらに備える、請求項9から12のいずれか一項に記載の方法。 - 前記遠隔偏光測定装置は、試料の点領域を偏光測定するため、前記光ファイバの遠位側に走査手段(46)をさらに備え、
前記走査手段(46)が、焦点合わせされた光波を走査するステップをさらに備える、請求項13に記載の方法。
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