JP6653616B2 - 光パルス試験方法及び光パルス試験装置 - Google Patents
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被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第1入射手順と、
前記第1入射手順で前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第1モード分波手順と、
前記第1モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布を取得する第1光強度取得手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射する第2入射手順と、
前記第2入射手順で前記被試験光ファイバの他端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第2モード分波手順と、
前記第2モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得する第2光強度取得手順と、
前記第1光強度取得手順で取得した第1強度分布と前記第2光強度取得手順で取得した第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径と第1高次モードのモードフィールド径との比率を取得する演算処理手順と、
を行う。
被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離するモード合分波部と、
前記モード合分波部が分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部と、
前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布、及び前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得し、前記第1強度分布と前記第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径と第1高次モードのモードフィールド径との比率を取得する演算処理部と、
を備える。
前記演算処理手順の後、基本モードのモードフィールド径分布を取得する基本モードモードフィールド径分布取得手順と、
前記基本モードモードフィールド径分布取得手順で取得した基本モードのモードフィールド径分布と前記演算処理手順で取得した基本モードのモードフィールド径に対する第1高次モードのモードフィールド径の比率とを乗算して第1高次モードのモードフィールド径分布を算出する第1高次モードモードフィールド径分布算出手順と、
をさらに行うことを特徴とする。
被試験光ファイバ10を基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部Aと、
生成部Aが生成した前記試験光パルスを任意のモードで被試験光ファイバ10に入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離するモード合分波部Bと、
モード合分波部Bが分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部Cと、
前記試験光パルスを任意のモードで被試験光ファイバ10の一端に入射したときの被試験光ファイバ10の一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布、及び前記試験光パルスを任意のモードで被試験光ファイバ10の他端に入射したときの被試験光ファイバ10の一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得し、前記第1強度分布と前記第2強度分布とから被試験光ファイバ10の任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径と第1高次モードのモードフィールド径との比率を取得する演算処理部Dと、
を備える。
ここで、光パルス試験装置101は、被測定光ファイバ10に実効遮断波長より短い波長の光パルスを入力する。実効遮断波長より短い波長の光は被測定光ファイバ10をマルチモード伝搬することができる。
LP01モードで入射された試験光パルスが被試験光ファイバ10を伝搬する際、レイリー散乱によって試験光パルスの一部は逆方向に伝搬するLP01モードおよびLP11モード(後方散乱光のLP01モードおよびLP11モード)に結合する。この戻り光(後方散乱光)は、モード合分波器15に再入射される。このとき戻り光のLP01モードとLP11モードのモード成分はモード合分波器15で分離される。
信号処理回路20は、戻り光のLP01とLP11のモード成分に対する強度分布S1(z)及びS2(z)を取得する。さらに、演算処理回路21は、以下に説明する演算処理を行う。
S1’(z)及びS2’(z)は、被試験光ファイバの他端から測定した後方散乱光のLP01モード及びLP11モードの強度であるS1’(L−z)及びS2’(L−z)を被試験光ファイバの一端から情報に変換したものである。
被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第1入射手順と、
前記第1入射手順で前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第1モード分波手順と、
前記第1モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布を取得する第1光強度取得手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射する第2入射手順と、
前記第2入射手順で前記被試験光ファイバの他端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第2モード分波手順と、
前記第2モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得する第2光強度取得手順と、
前記第1光強度取得手順で取得した第1強度分布と前記第2光強度取得手順で取得した第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径と第1高次モードのモードフィールド径との比率を取得する演算処理手順と、
を有する光パルス試験方法を行う。
そして、前記演算処理手順では、基本モードのモードフィールド径w1に対する第1高次モードのモードフィールド径w2の比率w2/w1を式(24)で取得することを特徴とする。式(24)において、I2−I1は前記被試験光ファイバの任意位置における基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差であり、Kは前記被試験光ファイバの一端から他端までの基本モードと第1高次モードとの損失差である。
つまり、光パルス試験装置101は、
前記演算処理手順の後、基本モードのモードフィールド径分布を取得する基本モードモードフィールド径分布取得手順と、
前記基本モードモードフィールド径分布取得手順で取得した基本モードのモードフィールド径分布と前記演算処理手順で取得した基本モードのモードフィールド径に対する第1高次モードのモードフィールド径の比率とを乗算して第1高次モードのモードフィールド径分布を算出する第1高次モードモードフィールド径分布算出手順と、
をさらに行うことを特徴とする。
実施形態1で説明した光パルス試験方法は、異なる種類の2モード光ファイバが接続された線路においても、接続点におけるモード結合が十分に小さいという条件で適用できる。図5は、異なる種類の2モード光ファイバが接続された線路への適用を説明するための図である。図5(a)は、モードフィールド径が異なる2モード光ファイバAと2モード光ファイバBが接続され、その両端から後方散乱光のLP01モードおよびLP11モードを測定した波形S1(z)、S1’(z)、S2(z)およびS2’(z)である。ここで、S1’(z)及びS2’(z)は、被試験光ファイバの他端から測定した後方散乱光のLP01モード及びLP11モードの強度であるS1’(L−z)及びS2’(L−z)を被試験光ファイバの一端から情報に変換したものである。
実施形態1で説明した光パルス試験方法は、同様の考え方で試験光パルスをLP11モードで被試験光ファイバに入射した場合においても、LP11モードのモードフィールド径に対するLP01モードのモードフィールド径の比率、LP11モードのモードフィールド径分布、及びLP11モードの実効断面積分布を取得することが可能である。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。具体的には、光スイッチ102を削除し、光パルス試験装置101と接続される被試験光ファイバ10の端面を手動で選択して接続してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
11:光源
12:パルス発生器
13:光強度変調器
14:光サーキュレータ
15:モード合分波器
16、17:光受信器
18:A/D変換器
20:信号処理回路
21:演算処理回路
101:光パルス試験装置
Claims (5)
- 被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第1入射手順と、
前記第1入射手順で前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第1モード分波手順と、
前記第1モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布を取得する第1光強度取得手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射する第2入射手順と、
前記第2入射手順で前記被試験光ファイバの他端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第2モード分波手順と、
前記第2モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得する第2光強度取得手順と、
前記第1光強度取得手順で取得した第1強度分布と前記第2光強度取得手順で取得した第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径w 1 に対する第1高次モードのモードフィールド径w 2 の比率w 2 /w 1 を次式で取得する演算処理手順と、
を行う光パルス試験方法。
- 被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第1入射手順と、
前記第1入射手順で前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第1モード分波手順と、
前記第1モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布を取得する第1光強度取得手順と、
前記生成手順で生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射する第2入射手順と、
前記第2入射手順で前記被試験光ファイバの他端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離する第2モード分波手順と、
前記第2モード分波手順で分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得する第2光強度取得手順と、
前記第1光強度取得手順で取得した第1強度分布と前記第2光強度取得手順で取得した第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径に対する第1高次モードのモードフィールド径の比率を取得する演算処理手順と、
前記被試験光ファイバの基本モードのモードフィールド径分布を取得する基本モードモードフィールド径分布取得手順と、
前記基本モードモードフィールド径分布取得手順で取得した基本モードのモードフィールド径分布と前記演算処理手順で取得した前記比率とを乗算して第1高次モードのモードフィールド径分布を算出する第1高次モードモードフィールド径分布算出手順と、
を行うことを特徴とする光パルス試験方法。 - 前記第1高次モードモードフィールド径分布算出手順で算出した第1高次モードのモードフィールド径分布から第1高次モードに対する実効断面積を算出する第1高次モード実効断面積算出手順をさらに行うことを特徴とする請求項2に記載の光パルス試験方法。
- 被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離するモード合分波部と、
前記モード合分波部が分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部と、
前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布、及び前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得し、前記第1強度分布と前記第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径w 1 に対する第1高次モードのモードフィールド径w 2 の比率w 2 /w 1 を次式で取得する演算処理部と、
を備える光パルス試験装置。
- 被試験光ファイバを基本モードと第1高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部と、
前記生成部が生成した前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバに入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モード及び第1高次モードに分離するモード合分波部と、
前記モード合分波部が分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部と、
前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの一端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第1強度分布、及び前記試験光パルスを任意のモードで前記被試験光ファイバの他端に入射したときの前記被試験光ファイバの一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの第2強度分布を取得し、前記第1強度分布と前記第2強度分布とから前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分それぞれの強度の相加平均を算出し、基本モードの強度の相加平均と第1高次モードの強度の相加平均との差に基づいて基本モードのモードフィールド径に対する第1高次モードのモードフィールド径の比率を取得し、該比率と予め取得した前記被試験光ファイバの基本モードのモードフィールド径分布とを乗算して第1高次モードのモードフィールド径分布を算出する演算処理部と、
を備える光パルス試験装置。
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