JPH0498139A - 偏波面保存光ファイバの偏波クロストーク測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、偏波面保存光ファイバ（以下、単に光ファ
イバという、、）の偏波クロストークを測定する偏波ク
ロストーク測定装置についてのものである。

［従来の技術］ 次に、従来技術による偏波クロストーク測定装置の構成
を第４図により説明する。第４図の１はレーザダ・ｆオ
ード（ＬＩ）　）、２は球レンズ、３は偏光子、４はλ
／４板、５は偏光子、６と８はコリメータ付きファイバ
アダプタ（以下、単にアダプタという。）、７は測定さ
れる光ファイバ、９は検光子、１０は受光素子、１１は
光パワーメータ、１２と１３はサーボモータである。

Ｌ、　Ｄ　Ｉの出射光は、球レンズ２で平行ビームにさ
れ、偏光子３で直線偏光となる。λ／４板４の軸は偏光
子３の軸と４５°傾けられており、λ／４板４を通過し
た光は円偏光となる。偏光子５はサーボモータ１２で回
転させられる。偏光子５を通過した光は直線偏光となる
。偏光子５の入射光は円偏光なので、偏光子５を通過す
る直線偏光のレベルは、偏光子５の回転角度によらず一
定である。偏光子５を通過した直線偏光は、アダプタ６
から光ファイバ７を通り、アダプタ８で再び平行ビーム
どなり、検光子９に入る。検光子９はサーボモータ」３
で回転され、検光子９からは任意の角度の直線偏光成分
が取り７Ｊ５され、受光素子１０、光パワーメータ１１
でレベルが測定される。

次に、第４図の動作を説明する。

（ア）偏光Ｔ−５を任意の角度に設定し、光ファイバ７
に入射する。

第５図の線ａのにうに光ファイバ７の入射面での偏）Ｉ
Ｃ状態は任意の角度をもつ直線偏光になる。

（イ）検光子９を回転して光パワーメータ１１の値を最
小にする。最小点を見つけにくいときは、偏光子５を２
０〜；３０°回し、検光子９を調整する。

第６図のｂのように光ファイバ７の出射面の偏光状態は
光フアイバ７内で任意の位相差が与えられるので、一般
に楕円偏光となる。光パワーメータ１１の値が最小にな
るということは検光子１〕が楕円偏光の短軸Ｃに一致す
るときである。

（つ）偏光子５を回転して光パワーメータ１１の値を最
小にする。

第７図のように偏光子５を回転することによって楕円偏
光すはより楕円率の大きな楕円偏光ｄとなり、光パワー
メータ１１の値は小さくなる。光パワーメータ１１の値
が大きくなるときは偏光子５を逆に回してやればよい。

（１）検光子９を回転して光パワーメータ１１の値を最
小にする。

第８図のように検光子９を楕円偏光ｄの短軸ｅに合わせ
ることにＪ：って光パワーメータ１１の値は最小になる
。

（オ）偏光子５、検光子９の双方を調整してパワーの最
小値を探す。

このとき出射面での偏光状態は、第９図のように直線偏
光ｆになっており、検光子９の位置は直線偏光ｆと垂直
な位置ｇにある。また、入射面及び出射面での直線偏光
と光ファイバ７の軸は一致している。

（力）（オ）の状態でパワーＰ１を測定し、次に検光子
９を９０°回転した後、再びパワーＰ２を測定する。こ
のとき１０　］、　ｏ　ｇ　（Ｐｉ／　Ｐ２）が偏波ク
ロスト−りである。

［発明が解決しようとする課題］ 偏波クロストークを測定するためには、光ファイバ７に
入射する直線偏光を光ファイバ７の主軸にあわ川なけれ
ばならない。しかし、第４図の従来技術では、入射側の
偏光子５と出射側の検光子９をパワーが最小になるよう
に交互に調整しているので、光ファ・ｒバフの軸を探す
までに調整を繰り返しており、測定に時間がかかつてい
る。

この発明は、光ファイバの偏波クロストーク測定装置に
おいて、偏光子５と光ファイバ７の軸との角度がαと、
α＋４５°の２回の測定で、光ファイバ７の主軸を見つ
け、偏波クロストークの測定を短＋１；′？曲でできる
ようにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この［１的を達成するため、入射された円偏光を直線偏
光にする偏光子５と、偏光子５の出力光を光ファイバ７
に入射するアダプタ６と、光ファイバ７からの出射光を
入力とするアダプタ８と、ア−６＝ ダプタ８の出力を入力とする検光子９と、検光子９の出
力を入力とする受光素子１０と、受光素子１０の出力を
入力とする光パワーメータ１１と、偏光子５を回転させ
るサーボモータ１２と、検光子９を回転させるサーボモ
ータ１３と、光パワーメータ」１の出力を入力とし、サ
ーボモータ１２とサーボモータ１３を制御するＣＰＵ１
６とを備え、光ファイバ７の相対位相差δと、出射楕円
偏光の長軸ｚ１と光ファイバ７の軸との角度Ｘと、偏光
子５と光ファイバ７の軸との角度αを、角度αと角度α
＋４５°で測定し、光ファイバ７の主軸を見つける。

次に、この発明による偏波クロストーク測定器の構成を
第１図により説明する。

第１図の１４と１５はモータインターフェース、１６は
ＣＰ　Ｕであり、その他は第４図と同じものである。

［作用］ 第１図のＬＤＩの出射光は、球レンズ２、偏光子３、λ
／４板４、偏光子５からアダプタ６で光ファイバ７に入
射される。光ファイバ７を出た光はアダプタ８で平行ビ
ームにされる。このときの偏波状態は光ファイバ７の位
相差で一般に楕円偏光になっている。ここまでは、第４
図と同じである。

アダプタ８の出力光は、検光子９により任意の角度の直
線偏光成分として取り出され、受光素子１０と光パワー
メータ１１で光レベルが測定される。

第１図では、偏光子５の任意の角度αを基準に検光子９
の角度を０°　」−４５°　＋９００の３点で測定し、
ＣＰＵ１．６内のメモリに記憶する。

次に、偏光子５の角度αから任意の方向に４５゜回転し
、検光子９の角度を０°　　４５°　　９０゜の３点で
測定する。これらの測定値から入射軸と出射軸を演算で
求める。

次に、演算方法を説明する。

偏光子５を任意の角度に設定し、光ファイバ７に直線偏
光を入射する。第２図のように、光ファイバ７の軸上に
ｘｙ座標をとり、直線偏光γのＸｙ軸上の成分をそれぞ
れＡｘ、Ａｙとし、直線偏光γとＸ軸との角をαとする
。

光フアイバ７内の相対位相差をδとすると、光ファイバ
７から出射された偏光状態は一般に楕円偏光となる。第
３図のように、楕円偏光の長軸をａ、短軸を１）とし、
長軸ａとＸ軸との角をＸとする。また、仮想原点をＸに
し、Ｘ軸とＸとの角をｘ、）とし、Ｘ軸と長軸ａとの角
をＯとする。したがって、０＝ｘ＋ｘｇとなる。

仮想原点Ｘを基準にＯだけ回転した検光子９を通過した
ときのパワーＩ）（（１）は、次の式で表される。

Ｐ　（０）　　＝Ａ＋Ｂｃｏｓ２０　＋Ｃｓ１ｎ２　＆
・・・・・（１）Ｏを０°　４５°　９０°で測定すれ
ば、Ａ、Ｂ、　　Ｃを求めることができる。

Ａ＝　（Ｐ　（０°）＋））（９０°）　）　／　２　
・・・（２ａ）Ｂ＝　（Ｐ　（０°）　−Ｐ　（９０’
　））／２・・・（２ｂ）Ｃ＝　（２Ｉ）（４５°’）
　−Ｐ　（０°）−１：）（９０°））／２・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（２ｃ）式（
１）の＆＝ｘ＋ｘｏなので次のようになる。

Ｐ　（０）　＝　Ｐ　（ｘ　十ｘ。） ＝　Ａ　＋　Ｂ　０ＣＯ８２Ｘ　＋Ｃｑｓｉｎ２　ｘ　
−（３）Ｂ　ｏ＝　Ｉ−Ｓ　ｃｏｓ２　ｘ　Ｏ＋Ｃｓ１
ｎ２　ｘ　ｏ＝・”　（４ａ）ＧＯ＝−Ｉ３ｓｉｎ２ｘ
Ｏ＋Ｃｃｏｓ２ｘｏ　＋＋−・・−・（ｌｌｂ）式（４
）から、次の式が成り立つ。

Ｂ２＋Ｃ２＝Ｊ３．２＋Ｃ８２・１旧・・・・団・・１
旧・・・・・（５）一方Ａｘ、Ａｙとａ、１）とδの聞
に−は、次の関係が成り立つ。

ａ２＋１）２＝Ａｘｚ＋Ａｙ２ ａ２−１．＞２＝　（Ａｘ２−Ａｙ２）ｃｏｓ２ｘ＋２
ＡｘＡｙｓｉｎ２ｘｃｏｓδ±ａｂ±ｌ１））　＝　Ａ
　ｘ　Ａ　ｙｓｉｎδ　・旧旧旧旧旧旧・・・・・（６
）また、長軸でのパワーＰ　（ｘ）は、次のようになる
。

Ｐ　（ｘ）＝Ａ＋Ｂｏｃｏｓ２ｘ＋Ｃ，）ｓｉｎ２ｘｃ
ｏｓδ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（７）Ａ＝　（Ａｘ２＋Ａｙ２）　／２ Ｂｏ＝　（Ａｘ２−Ａｙ”）　／２ Ｃ，）＝ＡｘＡｙｃｏｓδ　・旧旧旧旧旧・・・旧・・
・・・・・・（８）第２図から、 一 −［〇− Ａｘ＝γＣＯ８α　・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・（９ａ）Ａｙ＝γ
ｓｉｎα・・・・・・・・・・旧・・・・・・・−・・
・・１旧・・（９ｂ）式（８）、式（９）から、 ＢＯ＝　　（γ２／　２　）　ｃｏｓ　２α　・・・・
・・・・・・・・・・・・・・（１０ａ）Ｃｏ”　　（
’）’　２／　２　）　５ｉｎ２　ａ　ｃｏｓδ・・・
・・・・・・・・・（１０ｂ）式（５）、式（１０）か
ら、次の式が成り立つ。

Ａ２（ＣＯ６２２α＋Ｓｉ■Ｉ２２αＣ０８２δ）　’
＝　Ｂ　２＋Ｃ２・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・（１１）Ａ＝γ２／
２ ここで、偏光子５の角度がαのときのＢをＢ１、ＣをＣ
１とし、α＋４５°のときのＢをＢ２、ＣをＣ２とする
と、式（１１）はαのときｃｏｓ２２　ａ　＋５ｉｎ２
２　ａ　ｃｏｓ２δ＝（１３，２＋Ｃｌ２）　／Ａ２　
　・・・・・・・・・・・・・・・（１２）α＋４５″
のとき ５ｉｎ２２　ｔｘ　−１−ｃｏｓ”　２　ｔｘ　ｃｏｓ
２δ＝　（１３２２＋Ｃ２２）　／Ａ２・・・・・・・
・・・・・・・・・・・（１３）（Ｂ＋２＋Ｃｔ２）／
　Ａ２＝＝Ｍ１、（１３２２−１−Ｃ２２）／　Ａ　２
＝Ｍ　２とすると、光ファイバ７の相対位相差δ、偏光
子５と光ファイバ′ｌの軸との角α、長軸ａと光ファイ
バ７の軸との角Ｘは、それぞれ次の式で表される。

δ＝　（］　／２）ｃｏｓ”　（２Ｍ、＋２Ｍ２−３）
ａ’＝　（］−／　４　）　ｃｏｓ−’　（（Ｍ２−Ｍ
ｌ）／　ＣＭｌ＋Ｍ２−２）） ｘ　＝　（’］、　／　２）”ｊａｎ−’　（ｔａｎ２
ａｃｏｓδ）このにうに、偏光子５を任意の角度で測定
し、さらに４５°回転させて測定すれば、計算によりδ
、α、Ｘを求めることができる。これにより、光ファイ
バ７の主軸を見つけることができ、偏波グロスト−りを
測定することができる。

［発明の効果］ この発明によれば、光ファイバの偏波クロストーク測定
装置において、偏光子と光ファイバの軸との角度がαと
、α＋４５°の２回の測定で、光ファイバの主軸を見つ
けることができるので、偏波クロストークを短時■１１
で測定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にＪ：る光ファイバの偏波クロストー
ク測定装置の構成図、第２図は直線偏光＝のＸＹ輪軸上
成分を示す図、第３図は光ファイバ７から出射された偏
光状態説明図、第４図は従来技術による偏波クロストー
ク測定装置の構成図、第５図は光ファイバ７の入射面で
の偏光状態図、第６図はファイバ７の出射面の偏光状態
図、第７図は偏光子５を回転したときの光ファイバ７の
出射光の偏光状態図、第８図は検光子９を楕円偏光ｄの
短軸ｅに合わせたときの状態図、第９図は偏光子５と検
光子９の双方をａｍしてパワーの最小値を探したとき、
偏光子５の出射面は直線偏光ｆになり、検光子９の位置
は直線偏光ｆと垂直な位置ｇになることを示す図である
。 １・・・・・・１．、、Ｉ）（レーザダイオード）、２
・・・・・・球レンズ、；３・・・・・・偏光子、４・
・・・・・λ／４板、５・・・・・・偏光子、６・・・
・・・アダプタ（コリメータ付きファイバアダプタ）、
７・・・・・・光ファイバ（偏波面保存光ファイバ）、
８・・・・・・アダプタ、９・・・・・・検光子、１０
受光素子、１１・・・・・・光パワーメータ、１２・１
３・・・・・・−リ・−ボモータ、」、４・１５・・・
・・・モータインタフェース、　１６・・・・・・ＣＰ
Ｕ。 第 図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、入射された円偏光を直線偏光にする偏光子（５）と
   、 偏光子（５）の出力光を偏波面保存光ファイバ（７）に
   入射する第１のコリメータ付きファイバアダプタ（６）
   と、 偏波面保存光ファイバ（７）からの出射光を入力とする
   第２のコリメータ付きファイバアダプタ（８）と、 第２のコリメータ付きファイバアダプタ （８）の出力を入力とする検光子（９）と、検光子（９
   ）の出力を入力とする受光素子 （１０）と、 受光素子（１０）の出力を入力とする光パワーメータ（
   １１）と、 偏光子（５）を回転させる第１のサーボモータ（１２）
   と、 検光子（９）を回転させる第２のサーボモータ（１３）
   と、 光パワーメータ（１１）の出力を入力とし、第１のサー
   ボモータ（１２）と第２のサーボモータ（１３）を制御
   するＣＰＵ（１６）とを備え、偏波面保存光ファイバ（
   ７）の相対位相差δと、出射楕円偏光の長軸ａと偏波面
   保存光ファイバ（７）の軸との角度ｘと、偏光子（５）
   と偏波面保存光ファイバ（７）の軸との角度αを、角度
   αと角度α＋４５゜で測定し、偏波面保存光ファイバ（
   ７）の主軸を見つけることを特徴とする偏波面保存光フ
   ァイバの偏波クロストーク測定装置。