JP7270913B2 - Method and apparatus for evaluating mode group delay characteristics of optical fiber - Google Patents
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本開示は、光ファイバのモード群遅延特性を評価するための方法及び装置に関する。 The present disclosure relates to methods and apparatus for evaluating modal group delay characteristics of optical fibers.
多種多様なインターネットサービスの普及により、光ファイバ1本を流れるトラフィック量が年々急速に増加している。一方、光ファイバで伝搬可能な伝送容量は有限であり、現在広く使われている単一モードファイバ(SMF:Single-Mode Fiber)では将来のトラフィック増大に対応できなくなることが予測されている。この状況を打破するために、空間多重伝送システムが注目されており、複数のモードが伝搬できる光ファイバ(以下、数モードファイバと称する)を用いたモード多重伝送システムが検討されている。 Due to the spread of various Internet services, the amount of traffic flowing through a single optical fiber is rapidly increasing year by year. On the other hand, the transmission capacity that can be propagated through optical fibers is finite, and it is predicted that single-mode fibers (SMF), which are widely used today, will not be able to cope with future increases in traffic. In order to overcome this situation, spatial multiplexing transmission systems are attracting attention, and mode multiplexing transmission systems using optical fibers capable of propagating a plurality of modes (hereinafter referred to as few-mode fibers) are being studied.
数モードファイバを用いたモード多重伝送システムでは、モード群遅延特性が重要な特性の一つとなる。その理由として、モード間の群遅延差(DMD:Differential Mode Delay)が大きいほど、伝送信号復元に必要なデジタル信号処理の計算量が増大することが挙げられる。他の理由として、DMDが小さいほど、モード間の四光波混合(FWM:Four Wave Mixing)発生効率が高くなることが挙げられる。したがって、モード多重伝送システムを設計するためには、数モードファイバ全長に亘る群遅延特性及び局所的な群遅延特性を把握することが必要となる。 In a mode multiplex transmission system using few-mode fibers, the mode group delay characteristic is one of the important characteristics. The reason for this is that the greater the group delay difference (DMD: Differential Mode Delay) between modes, the greater the amount of calculation required for digital signal processing to restore the transmission signal. Another reason is that the smaller the DMD, the higher the generation efficiency of Four Wave Mixing (FWM) between modes. Therefore, in order to design a mode-multiplexed transmission system, it is necessary to grasp the group delay characteristics over the entire length of a few-mode fiber and the local group delay characteristics.
例えば、非特許文献1及び非特許文献2では、数モードファイバにおける群遅延特性の平均値や分布特性を直接評価する方法が開示されている。一方、SMFを用いた伝送システムを設計する際には、通常ファイバパラメータを用いて行う。したがって、従来のSMFを用いた伝送システムと同様の手法で数モードファイバを用いたモード多重伝送システムを設計するためには、ファイバパラメータからモード群遅延特性を評価する手法が必要となる。
For example, Non-Patent
本開示は上記事情に着目してなされたもので、群遅延特性よりも簡単な方法で得られるファイバパラメータを用いて数モードファイバのモード群遅延特性を評価するためのモード群遅延特性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 disclosure has been made focusing on the above circumstances, and a mode group delay characteristic evaluation method for evaluating the mode group delay characteristic of a few mode fiber using fiber parameters obtained by a simpler method than the group delay characteristic, and It aims at providing an evaluation apparatus.
上記目的を達成するために、本発明に係るモード群遅延特性評価方法及び評価装置は、モード群遅延特性を直接測定する装置よりも安価な装置構成で測定可能な比屈折率差やMFD(Mode Field Diameter)等のファイバパラメータから、モード群遅延特性を評価することとした。 In order to achieve the above object, the mode group delay characteristic evaluation method and evaluation apparatus according to the present invention provide a relative refractive index difference and an MFD (Mode The modal group delay characteristics were evaluated from fiber parameters such as Field Diameter.
具体的には、本開示に係るモード群遅延特性評価方法は、
光ファイバのモード群遅延特性を評価するモード群遅延特性評価方法であって、
光ファイバのコアとクラッドの屈折率差が小さい場合に、光ファイバのモード群遅延特性の近似解がコアの群屈折率、クラッドの群屈折率、正規化周波数及び正規化伝搬定数を用いて導出できることに基づいて、被試験光ファイバにおける伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手順を有することを特徴とする。
Specifically, the mode group delay characteristic evaluation method according to the present disclosure includes:
A mode group delay characteristic evaluation method for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
Approximate solution of modal group delay characteristic of optical fiber is derived using group refractive index of core, group refractive index of cladding, normalized frequency and normalized propagation constant when the refractive index difference between core and cladding of optical fiber is small. It is characterized by having a mode group delay calculation procedure for calculating the mode group delay characteristic of the propagation mode in the optical fiber under test based on the fact that it is possible.
具体的には、本開示に係るモード群遅延特性評価装置は、
光ファイバのモード群遅延特性を評価するモード群遅延特性評価装置であって、
光ファイバのコアとクラッドの屈折率差が小さい場合に、光ファイバのモード群遅延特性の近似解がコアの群屈折率、クラッドの群屈折率、正規化周波数及び正規化伝搬定数を用いて導出できることに基づいて、被試験光ファイバにおける伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手段を備えることを特徴とする。
Specifically, the mode group delay characteristic evaluation device according to the present disclosure is
A mode group delay characteristic evaluation device for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
Approximate solution of modal group delay characteristic of optical fiber is derived using group refractive index of core, group refractive index of cladding, normalized frequency and normalized propagation constant when the refractive index difference between core and cladding of optical fiber is small. It is characterized by comprising mode group delay calculating means for calculating the mode group delay characteristic of the propagation mode in the optical fiber under test based on the fact that it is possible.
本開示では、数モードファイバのモード群遅延特性に関して、直接測定する手法に比べて安価な装置構成で評価するためのモード群遅延特性評価方法及び評価装置を提供することができる。 In the present disclosure, it is possible to provide a mode group delay characteristic evaluation method and an evaluation apparatus for evaluating the mode group delay characteristic of a few-mode fiber with an inexpensive device configuration compared to a method of direct measurement.
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本開示は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。これらの実施の例は例示に過ぎず、本開示は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present disclosure is not limited to the embodiments shown below. These implementation examples are merely illustrative, and the present disclosure can be implemented in various modified and improved forms based on the knowledge of those skilled in the art. In addition, in this specification and the drawings, constituent elements having the same reference numerals are the same as each other.
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態のモード群遅延特性評価装置を説明する図である。本モード群遅延特性評価装置は、光ファイバのモード群遅延特性を評価するモード群遅延特性評価装置であって、
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手段11と、
前記モードフィールド半径と高次のガウシアン関数を用いて前記伝搬モードの近似的な電界分布を取得する電界分布近似手段12と、
前記ファイバパラメータ取得手段で取得した前記モードフィールド半径、前記比屈折率差、前記コア屈折率、前記クラッド屈折率、前記コア群屈折率、前記クラッド群屈折率、前記コア半径と、前記電界分布近似手段で取得した前記電界分布を用い、前記被試験光ファイバにおける前記伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手段13と、
を備えることを特徴とする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram for explaining the mode group delay characteristic evaluation apparatus of this embodiment. This mode group delay characteristic evaluation apparatus is a mode group delay characteristic evaluation apparatus for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
fiber parameter acquisition means 11 for acquiring the mode field radius, relative refractive index difference, core refractive index, cladding refractive index, core group refractive index, cladding group refractive index, and core radius of a desired propagation mode in the optical fiber under test;
electric field distribution approximating means 12 for obtaining an approximate electric field distribution of the propagation mode using the mode field radius and a higher-order Gaussian function;
The mode field radius, the relative refractive index difference, the core refractive index, the clad refractive index, the core group refractive index, the clad group refractive index, the core radius, and the electric field distribution approximation acquired by the fiber parameter acquisition means mode group delay calculation means 13 for calculating the mode group delay characteristic of the propagation mode in the optical fiber under test using the electric field distribution obtained by the means;
characterized by comprising
ここで、ファイバパラメータ取得手段11は、取得した所望の伝搬モードのモード次数とモードフィールド半径の情報a1と、取得した比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径の情報a2を出力する。電界分布近似手段12は、モード次数とモードフィールド半径の情報a1を受信し、それらと高次のガウシアン関数を用いて伝搬モードの近似的な電界分布を算出し、電界分布の情報a3を出力する。モード群遅延算出手段13は、情報a2及び情報a3を受信し、それらの情報とモード群遅延の評価式を用いてモード群遅延を算出し、モード群遅延の情報a4を出力する。電界分布近似手段12が情報a1を出力し、モード群遅延算出手段13がさらに情報a1を受信してもよい。
Here, the fiber parameter acquisition means 11 acquires information a1 on the mode order and mode field radius of the desired propagation mode, and the acquired relative refractive index difference, core refractive index, clad refractive index, core group refractive index, clad group Information a2 on the refractive index and core radius is output. The electric field distribution approximating means 12 receives the information a1 of the mode order and the mode field radius, calculates an approximate electric field distribution of the propagation mode using them and a higher-order Gaussian function, and outputs electric field distribution information a3. . The mode group
本モード群遅延特性評価方法は、光ファイバのモード群遅延特性を評価するモード群遅延特性評価方法であって、
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手順と、
前記モードフィールド半径と高次のガウシアン関数を用いて前記伝搬モードの近似的な電界分布を取得する電界分布近似手順と、
前記ファイバパラメータ取得手順で取得した前記モードフィールド半径、前記比屈折率差、前記コア屈折率、前記クラッド屈折率、前記コア群屈折率、前記クラッド群屈折率、前記コア半径と、前記電界分布近似手順で取得した前記電界分布を用い、前記被試験光ファイバにおける前記伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手順と、
を行うことを特徴とする。
This mode group delay characteristic evaluation method is a mode group delay characteristic evaluation method for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
a fiber parameter acquisition procedure for acquiring the mode field radius, relative refractive index difference, core refractive index, cladding refractive index, core group refractive index, cladding group refractive index, and core radius of the desired propagation mode in the optical fiber under test;
an electric field distribution approximation procedure for obtaining an approximate electric field distribution of the propagating mode using the mode field radius and a higher-order Gaussian function;
The mode field radius, the relative refractive index difference, the core refractive index, the clad refractive index, the core group refractive index, the clad group refractive index, the core radius, and the electric field distribution approximation obtained in the fiber parameter acquisition procedure a mode group delay calculation procedure for calculating a mode group delay characteristic of the propagation mode in the optical fiber under test using the electric field distribution obtained in the procedure;
characterized by performing
まず、ファイバパラメータ取得手段11は、被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得する。 First, the fiber parameter acquisition means 11 acquires the mode field radius, the relative refractive index difference, the core refractive index, the clad refractive index, the core group refractive index, the clad group refractive index, and the core radius of the desired propagation mode in the optical fiber under test. do.
モードフィールド半径の取得を実現する手段として、例えば、NFP(Refractive Near Field Pattern)法、FFP(Far Field Pattern)法、VA(Vertical Aligned)法のように、被試験光ファイバから出射される光の光強度分布からモードフィールド半径を取得する方法を用いることができる。 As means for obtaining the mode field radius, for example, NFP (Refractive Near Field Pattern) method, FFP (Far Field Pattern) method, VA (Vertical Aligned) method, etc. A method of obtaining the mode field radius from the light intensity distribution can be used.
また、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率の取得を実現する手段として、RNFP法のように光ファイバの屈折率分布を取得する方法を用いることができる。これにより、半径方向の座標rの比屈折率差Δ(r)、光ファイバ中心の比屈折率差Δ0を取得することができる。 Moreover, as means for obtaining the relative refractive index difference, core refractive index, and clad refractive index, a method for obtaining the refractive index profile of an optical fiber, such as the RNFP method, can be used. Thereby, the relative refractive index difference Δ(r) at the coordinate r in the radial direction and the relative refractive index difference Δ0 at the center of the optical fiber can be obtained.
また、モードフィールド半径及び比屈折率差の取得を実現する手段として、例えば、非特許文献3及び非特許文献4にある光時間領域反射測定法を用いることができる。このような手法を用いることにより、被試験光ファイバの長手方向(z方向)に対するモードフィールド半径の分布w(z)及び比屈折率差の分布Δ(z)を取得することができる。また、さらに、比屈折率差Δ(z)とカットオフ波長より、光ファイバがステップ型の場合には、コア半径a(z)は次式で求められる。
[屈折率、群屈折率算出手順詳細]
次に、群屈折率の算出方法について説明する。
光ファイバにおけるコア及びクラッドの群屈折率N1(λ)及びN2(λ)は以下の式で表される。
Next, a method for calculating the group refractive index will be described.
The group refractive indices N 1 (λ) and N 2 (λ) of the core and clad in the optical fiber are expressed by the following equations.
群屈折率の値を求めるためには、屈折率の波長依存性が必要である。この屈折率の波長依存性は、次式(3)に示すようなセルマイヤの関係式を使うことにより得られる。
式(3)は、Aiが紫外及び赤外吸収波長に、Biが振動子強度に対応しており、屈折率の波長依存性を表す物理的内容を示す式であり、材料分散の大きな波長を含め広い波長領域でよく測定値とあうことが知られている。また、非特許文献5及び非特許文献6に示されているように、kの値は、3項まで用いると十分な度得られることがわかっている。また、光ファイバに使用されるガラスのセルマイヤの係数AiおよびBiは非特許文献7に示されている。 Formula (3) is a formula showing the physical content of the wavelength dependence of the refractive index, where Ai corresponds to the ultraviolet and infrared absorption wavelengths, and Bi corresponds to the oscillator strength. It is known that the measured values match well in a wide wavelength range including Also, as shown in Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6, it is known that the value of k can be sufficiently obtained by using up to three terms. The Sellmeier coefficients Ai and Bi of glasses used in optical fibers are shown in Non-Patent Document 7.
したがって、コア及びクラッドの群屈折率は、式(3)を式(2)に代入することにより求まる。すなわち、上述した比屈折率差Δを測定する方法を用いて光ファイバの比屈折率差Δを求め、Δに対応する式(3)の係数Ai及びBiを、光ファイバを構成している材料値から求めることにより、光ファイバのコア及びクラッドの群屈折率を導出することができる。 Therefore, the group refractive indices of the core and cladding are obtained by substituting equation (3) into equation (2). That is, the relative refractive index difference Δ of the optical fiber is obtained using the above-described method of measuring the relative refractive index difference Δ, and the coefficients Ai and Bi of the equation (3) corresponding to Δ are calculated from the materials constituting the optical fiber. By determining from the values, the group refractive index of the core and clad of the optical fiber can be derived.
[モード群遅延特性算出手順詳細]
次に、モード群遅延特性を算出する演算処理について説明する。
光ファイバにおける波動方程式は次式で記述できる。
Next, the arithmetic processing for calculating the mode group delay characteristics will be described.
The wave equation in optical fiber can be described by the following equation.
ここで、式(4)の波動方程式の解を次式のように仮定すると
式(5)を式(4)に代入すると以下の式が得られる。
光ファイバの屈折率分布を次式のようにする。
光ファイバにおけるLPlmモードの正規化伝搬定数blmは、次式で与えられる。
ここで、vは正規化周波数を表し、次式で定義されている。
式(2)にElmをかけて、光ファイバの断面積Aで積分する。
式(12)は次式のように整理できる。
したがって、正規化伝搬定数blmは次式のように表現できる。
導波路分散は、正規化周波数v及び正規化伝搬定数blmを用いて次式のように表せる(例えば、非特許文献8を参照。)
したがって、d(vblm)/dvは次式で求まる。
一方、LPlmモードの群遅延τlmは次式で記述できる。
また、正規化伝搬定数blmは式(8)で定義されているが、実用上興味のある光ファイバのコアとクラッドの屈折率差は1%以下であることが多いため、コアとクラッドの屈折率差が小さいというweakly guiding近似(例えば、非特許文献9参照。)を用いると伝搬定数βlmは次式のように記述できる。
式(18)を波数kで微分すると
また、ここで次式の近似を用いる。
したがって、式(19)は次式のように近似できる。
したがって、群遅延τlmは、次式のように近似できる。
次に、上記で計算したd(vblm)/dvを式(22)に代入すると、LPlmモードの群遅延τlmは次式のように記述できる。
したがって、上記式(23)に、比屈折率差Δ(r)及びΔ0、コア群屈折率N1、クラッド群屈折率N2、コア半径aを代入し、さらに電界分布Elmを代入すると、LPlmモードの群遅延τlmを得ることができる。 Therefore, by substituting the relative refractive index differences Δ(r) and Δ 0 , the core group refractive index N 1 , the cladding group refractive index N 2 , the core radius a, and the electric field distribution E lm into the above equation (23), , LP lm mode group delay τ lm can be obtained.
ここで、電界分布近似手順において、電界分布近似手段12は、高次のガウス関数を用いて電界分布Elmを導出することができる(例えば、非特許文献10参照。)。
したがって、モード群遅延算出手順において、モード群遅延算出手段は、ファイバパラメータ取得手順で取得したモードフィールド半径wlm、比屈折率差Δ(r)及びΔ0、コア屈折率n1、クラッド屈折率n2、コア群屈折率N1、クラッド群屈折率N2、コア半径aと、電界分布近似手順で取得した電界分布Elmを用い、被試験光ファイバにおける伝搬モードLPlmのモード群遅延特性を算出することができる。また、各モードの群遅延特性の差から、DMDを算出することができる。 Therefore, in the mode group delay calculation procedure, the mode group delay calculation means uses the mode field radius w lm obtained in the fiber parameter acquisition procedure, the relative refractive index differences Δ(r) and Δ 0 , the core refractive index n 1 , the cladding refractive index Using n 2 , core group refractive index N 1 , cladding group refractive index N 2 , core radius a, and electric field distribution E lm obtained by the electric field distribution approximation procedure, modal group delay characteristics of propagation mode LP lm in the optical fiber under test can be calculated. Also, the DMD can be calculated from the difference in group delay characteristics of each mode.
なお、式(15)の導出過程は以下のとおりである。
非特許文献8における式(1)および式(4)から以下の式が得られる。
The following equations are obtained from equations (1) and (4) in Non-Patent Document 8.
式(27)の左辺について考える。
式(28)を式(27)に代入して整理すると、目的の式(15)が得られる。 By substituting equation (28) into equation (27) and arranging, the desired equation (15) is obtained.
(第2の実施形態)
図2は、本実施形態のモード群遅延特性評価装置を説明する図である。本実施形態のモード群遅延特性評価装置は、ファイバパラメータ取得手段11と、モード群遅延算出手段13と、を備える。式(23)及び式(24)を連立させることにより、モード群遅延の解析解を求めることができる。
(Second embodiment)
FIG. 2 is a diagram for explaining the mode group delay characteristic evaluation device of this embodiment. The mode group delay characteristic evaluation apparatus of this embodiment includes fiber parameter acquisition means 11 and mode group delay calculation means 13 . By combining equations (23) and (24), an analytical solution for the modal group delay can be obtained.
例えば、被試験光ファイバの屈折率分布がステップ型の場合、Δ(r)=0である。このため、式(23)における光ファイバ断面積での積分の項は次式で表すことができる。
LP01モードの場合、式(24)より、電界分布E01は次式で表される。
LP11モードの場合、式(24)より、電界分布E11は次式で表される。
したがって、式(23)示すLP01モードの群遅延τ01は、以下の式で表すことができる。LP11モードの群遅延τ11も同様である。
上記式(32)及び(33)に、比屈折率差、群屈折率、コア半径、モードフィールド半径を代入することにより、屈折率分布がステップ型の被試験光ファイバのLP01モード及びLP11モードの群遅延特性を得ることができる。また、各モードの群遅延特性の差から、DMDを算出することができる。 By substituting the relative refractive index difference, the group index, the core radius, and the mode field radius into the above equations (32) and (33), the LP 01 mode and the LP 11 mode of the optical fiber under test having a stepped refractive index profile can be obtained. The mode group delay characteristics can be obtained. Also, the DMD can be calculated from the difference in group delay characteristics of each mode.
このように、本実施形態では、ファイバパラメータ取得手段11が、比屈折率差、群屈折率、コア半径、モードフィールド半径を取得する。そして、モード群遅延算出手段13は、式(23)及び式(24)を連立させることにより得られたモード群遅延の解析解を用いて、LPlmモードの群遅延τlmを求める。本実施形態では、LP01モード及びLP11モードの例を示したが、本開示は任意のl及びmの値に適用することができる。
Thus, in this embodiment, the fiber parameter acquisition means 11 acquires the relative refractive index difference, group refractive index, core radius, and mode field radius. Then, the modal
なお、式(32)の導出過程は以下のとおりである。
LP01モードの場合、式(29)は以下のように書ける。
For the LP 01 mode, equation (29) can be written as
式(34)の第一項に式(30)を代入すると、
式(34)の第二項に式(30)を代入すると、
式(35)及び式(36)を式(34)に代入したものを、式(23)に適用すると、式(32)を導出することができる。 By substituting equations (35) and (36) into equation (34) and applying it to equation (23), equation (32) can be derived.
また、式(33)の導出過程は以下のとおりである。
LP11モードの場合、式(29)は以下のように書ける。
For the LP 11 mode, equation (29) can be written as
周方向の関数がcosθでもsinθでも最終的な結果は同じであるため、cosθの場合を例に計算を進める。
式(39)の第一項に式(40)を代入すると、
式(39)の第二項に式(40)を代入すると、
式(37)の第三項に式(40)を代入すると、
式(41)、式(42)及び式(43)を式(37)に代入したものを、式(23)に適用すると、式(33)を導出することができる。
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。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
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。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。 In short, the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Also, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be omitted from all components shown in the embodiments. Furthermore, constituent elements across different embodiments may be combined as appropriate.
本開示は情報通信産業に適用することができる。 The present disclosure can be applied to the information and communications industry.
11:ファイバパラメータ取得手段
12:電界分布近似手段
13:モード群遅延算出手段
11: Fiber parameter acquisition means 12: Electric field distribution approximation means 13: Mode group delay calculation means
Claims (8)
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手順と、
前記モードフィールド半径と高次のガウシアン関数を用いて前記伝搬モードの近似的な電界分布を取得する電界分布近似手順と、
前記ファイバパラメータ取得手順で取得した前記モードフィールド半径、前記比屈折率差、前記コア屈折率、前記クラッド屈折率、前記コア群屈折率、前記クラッド群屈折率、前記コア半径と、前記電界分布近似手順で取得した前記電界分布を用い、前記被試験光ファイバにおける前記伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手順と、
を備えることを特徴とするモード群遅延特性評価方法。 A mode group delay characteristic evaluation method for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
a fiber parameter acquisition procedure for acquiring the mode field radius, relative refractive index difference, core refractive index, cladding refractive index, core group refractive index, cladding group refractive index, and core radius of the desired propagation mode in the optical fiber under test;
an electric field distribution approximation procedure for obtaining an approximate electric field distribution of the propagating mode using the mode field radius and a higher-order Gaussian function;
The mode field radius, the relative refractive index difference, the core refractive index, the clad refractive index, the core group refractive index, the clad group refractive index, the core radius, and the electric field distribution approximation obtained in the fiber parameter acquisition procedure a mode group delay calculation procedure for calculating a mode group delay characteristic of the propagation mode in the optical fiber under test using the electric field distribution obtained in the procedure ;
A method for evaluating mode group delay characteristics, comprising :
請求項1に記載のモード群遅延特性評価方法。
2. A method for evaluating mode group delay characteristics according to claim 1 .
請求項1に記載のモード群遅延特性評価方法。
2. A method for evaluating mode group delay characteristics according to claim 1 .
請求項1に記載のモード群遅延特性評価方法。 In the fiber parameter acquisition step, the longitudinal mode field radius distribution and the relative refractive index difference distribution of the optical fiber under test are acquired from backscattered light generated when the test light is incident on the optical fiber under test; Characterized by deriving the core radius from the relative refractive index difference and the cutoff wavelength obtained in advance,
2. A method for evaluating mode group delay characteristics according to claim 1 .
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手順と、
数C41で表される電界分布の式と数C42で表されるモード群遅延の式を連立させることによってモード群遅延の解析解を求め、当該解析解を用いてモード群遅延を算出するモード群遅延算出手順と、
を備えることを特徴とするモード群遅延特性評価方法。
a fiber parameter acquisition procedure for acquiring the mode field radius, relative refractive index difference, core refractive index, cladding refractive index, core group refractive index, cladding group refractive index, and core radius of the desired propagation mode in the optical fiber under test;
A mode group that obtains an analytical solution of the mode group delay by combining the electric field distribution equation represented by the number C41 and the mode group delay equation represented by the number C42, and calculates the mode group delay using the analytical solution a delay calculation procedure ;
A method for evaluating mode group delay characteristics, comprising :
請求項5に記載のモード群遅延特性評価方法。
6. A method for evaluating mode group delay characteristics according to claim 5.
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手段と、
前記モードフィールド半径と高次のガウシアン関数を用いて前記伝搬モードの近似的な電界分布を取得する電界分布近似手段と、
前記ファイバパラメータ取得手段で取得した前記モードフィールド半径、前記比屈折率差、前記コア屈折率、前記クラッド屈折率、前記コア群屈折率、前記クラッド群屈折率、前記コア半径と、前記電界分布近似手段で取得した前記電界分布を用い、前記被試験光ファイバにおける前記伝搬モードのモード群遅延特性を算出するモード群遅延算出手段と、
を備えることを特徴とするモード群遅延特性評価装置。 A mode group delay characteristic evaluation device for evaluating the mode group delay characteristic of an optical fiber,
a fiber parameter acquiring means for acquiring a mode field radius, a relative refractive index difference, a core refractive index, a clad refractive index, a core group refractive index, a clad group refractive index, and a core radius of a desired propagation mode in the optical fiber under test;
electric field distribution approximating means for obtaining an approximate electric field distribution of the propagation mode using the mode field radius and a higher-order Gaussian function;
The mode field radius, the relative refractive index difference, the core refractive index, the clad refractive index, the core group refractive index, the clad group refractive index, the core radius, and the electric field distribution approximation acquired by the fiber parameter acquisition means mode group delay calculation means for calculating mode group delay characteristics of the propagation mode in the optical fiber under test using the electric field distribution obtained by the means ;
A mode group delay characteristic evaluation device comprising:
被試験光ファイバにおける所望の伝搬モードのモードフィールド半径、比屈折率差、コア屈折率、クラッド屈折率、コア群屈折率、クラッド群屈折率、コア半径を取得するファイバパラメータ取得手段と、a fiber parameter acquiring means for acquiring a mode field radius, a relative refractive index difference, a core refractive index, a clad refractive index, a core group refractive index, a clad group refractive index, and a core radius of a desired propagation mode in the optical fiber under test;
数C51で表される電界分布の式と数C52で表されるモード群遅延の式を連立させることによってモード群遅延の解析解を求め、当該解析解を用いてモード群遅延を算出するモード群遅延算出手段と、 A mode group that obtains an analytical solution of the mode group delay by combining the electric field distribution equation represented by the number C51 and the mode group delay equation represented by the number C52, and calculates the mode group delay using the analytical solution a delay calculation means;
を備えることを特徴とするモード群遅延特性評価装置。 A mode group delay characteristic evaluation device comprising:
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