JPH05248996A - 光ファイバの波長分散測定装置 - Google Patents
光ファイバの波長分散測定装置Info
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- JPH05248996A JPH05248996A JP5092692A JP5092692A JPH05248996A JP H05248996 A JPH05248996 A JP H05248996A JP 5092692 A JP5092692 A JP 5092692A JP 5092692 A JP5092692 A JP 5092692A JP H05248996 A JPH05248996 A JP H05248996A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 本発明の光ファイバの波長分散測定装置２１
は、長さが既知の被測定光ファイバ６の一端から波長の
異なる超短光パルス列を入射させ、被測定光ファイバ６
の他端から出射する出射光の相対的な遅延時間を波長の
関数として測定し、この相対的な遅延時間を波長で微分
し、得られる係数から波長分散を求める光ファイバの波
長分散測定装置において、波長の異なる超短光パルス列
を発生する手段は、複数の波長の光パルス列を同期して
発生させる単一の光源２２からなることを特徴とする。
光源２２としては、リング共振器型またはファブリペロ
共振器型の波長多重型モード同期レーザ装置が好まし
い。 【効果】 被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡単
に求めることができ、測定時間内における温度変化等の
外的要因による被測定光ファイバの光路差変化の影響を
除去することができる。
は、長さが既知の被測定光ファイバ６の一端から波長の
異なる超短光パルス列を入射させ、被測定光ファイバ６
の他端から出射する出射光の相対的な遅延時間を波長の
関数として測定し、この相対的な遅延時間を波長で微分
し、得られる係数から波長分散を求める光ファイバの波
長分散測定装置において、波長の異なる超短光パルス列
を発生する手段は、複数の波長の光パルス列を同期して
発生させる単一の光源２２からなることを特徴とする。
光源２２としては、リング共振器型またはファブリペロ
共振器型の波長多重型モード同期レーザ装置が好まし
い。 【効果】 被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡単
に求めることができ、測定時間内における温度変化等の
外的要因による被測定光ファイバの光路差変化の影響を
除去することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に用いられる
光ファイバの波長分散を測定する装置に関するものであ
る。
光ファイバの波長分散を測定する装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】光通信等に用いられる光ファイバとして
は、石英（シリカ）系ガラス、多成分系ガラス、ＰＭＭ
Ａ（ポリメチルメタアクリレート）等の有機材料を用い
たものが用いられている。なかでも石英系の単一モード
光ファイバは低損失化が著しく、大容量・長距離伝送へ
の適用が検討され実用化されているが、通常の単一モー
ド光ファイバには波長分散、すなわち、光信号の群速度
が波長により異なるために該光ファイバ中を伝搬する時
間が波長により異なるという性質があるので、光ファイ
バ中の光信号のパルス幅の広がり、すなわち波長分散を
評価することは、光通信システムを設計する上で重要で
ある。例えば、２つの光パルスの波長がλa（ｎｍ）及
びλa＋Δλ（ｎｍ）で表わされる様な光信号がファイ
バ長Ｌ（ｋｍ）の光ファイバ中を伝搬した後に受ける群
遅延時間差Δτ（ｐｓ）は、波長λaにおける波長分散
Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用いて、 Δτ＝Ｄ・Δλ・Ｌ （ｐｓ） … …（１） で表わされる。したがって、光ファイバの波長分散Ｄ
は、（１）式により、波長差Δλ（ｎｍ）に対する相対
遅延時間差ΔＴ（ｐｓ）を用いて Ｄ＝（ΔＴ／Δλ）／Ｌ （ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） … …（２） で表すことができる。これより、波長λkにおける波長
分散Ｄkは、遅延時間Ｔを波長λで微分した係数
は、石英（シリカ）系ガラス、多成分系ガラス、ＰＭＭ
Ａ（ポリメチルメタアクリレート）等の有機材料を用い
たものが用いられている。なかでも石英系の単一モード
光ファイバは低損失化が著しく、大容量・長距離伝送へ
の適用が検討され実用化されているが、通常の単一モー
ド光ファイバには波長分散、すなわち、光信号の群速度
が波長により異なるために該光ファイバ中を伝搬する時
間が波長により異なるという性質があるので、光ファイ
バ中の光信号のパルス幅の広がり、すなわち波長分散を
評価することは、光通信システムを設計する上で重要で
ある。例えば、２つの光パルスの波長がλa（ｎｍ）及
びλa＋Δλ（ｎｍ）で表わされる様な光信号がファイ
バ長Ｌ（ｋｍ）の光ファイバ中を伝搬した後に受ける群
遅延時間差Δτ（ｐｓ）は、波長λaにおける波長分散
Ｄ（ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）を用いて、 Δτ＝Ｄ・Δλ・Ｌ （ｐｓ） … …（１） で表わされる。したがって、光ファイバの波長分散Ｄ
は、（１）式により、波長差Δλ（ｎｍ）に対する相対
遅延時間差ΔＴ（ｐｓ）を用いて Ｄ＝（ΔＴ／Δλ）／Ｌ （ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ） … …（２） で表すことができる。これより、波長λkにおける波長
分散Ｄkは、遅延時間Ｔを波長λで微分した係数
【数１】 を計算することにより求めることができる。
【０００３】光ファイバの波長分散Ｄを測定する方法と
しては、既にパルス法と呼ばれる方法が知られている。
このパルス法は、波長の異なる光パルスを被測定光ファ
イバに照射し、それぞれの光パルスの群速度で定まる伝
搬遅延時間（到達時間差）を測定して波長分散を算出す
る方法である。
しては、既にパルス法と呼ばれる方法が知られている。
このパルス法は、波長の異なる光パルスを被測定光ファ
イバに照射し、それぞれの光パルスの群速度で定まる伝
搬遅延時間（到達時間差）を測定して波長分散を算出す
る方法である。
【０００４】図８は従来のパルス法を適用した測定装置
の一例である光ファイバの波長分散測定装置１の概略構
成図である。この波長分散測定装置１は、多モード、ま
たは広スペクトル幅を有する光パルスを発生させること
のできるパルス光発生装置２、分光器３、光電変換装置
４、信号処理装置５から構成されている。なお、６は被
測定光ファイバである。この波長分散測定装置１を用い
て被測定光ファイバ６の波長分散を測定する方法につい
て説明する。まず、パルス光発生装置２から発生した多
モードまたは広スペクトル幅を有する光パルスＬ1を被
測定光ファイバ６に入射し、この被測定光ファイバ２か
ら出射した出力光Ｌ2を分光器３に入射させ、該分光器
３において波長λ1，λ2，…λnの光に空間的に分光す
る。分光された各波長λ1，λ2，…λnの光パルス
Ｌ11，Ｌ12，…Ｌ1nは光電変換装置４において電気信号
に変換される。信号処理装置５では、各波長λ1，λ2，
…λnの光パルスに対応する電気信号Ｅの相対遅延時間
を計測し、波長分散を算出する。例えば、図９に示すよ
うに、各波長λ1，λ2，…におけるそれぞれの遅延時間
ｔ1，ｔ2，…が求まれば、波長λkにおける波長分散Ｄk
は（３）式を計算して求めることができる。
の一例である光ファイバの波長分散測定装置１の概略構
成図である。この波長分散測定装置１は、多モード、ま
たは広スペクトル幅を有する光パルスを発生させること
のできるパルス光発生装置２、分光器３、光電変換装置
４、信号処理装置５から構成されている。なお、６は被
測定光ファイバである。この波長分散測定装置１を用い
て被測定光ファイバ６の波長分散を測定する方法につい
て説明する。まず、パルス光発生装置２から発生した多
モードまたは広スペクトル幅を有する光パルスＬ1を被
測定光ファイバ６に入射し、この被測定光ファイバ２か
ら出射した出力光Ｌ2を分光器３に入射させ、該分光器
３において波長λ1，λ2，…λnの光に空間的に分光す
る。分光された各波長λ1，λ2，…λnの光パルス
Ｌ11，Ｌ12，…Ｌ1nは光電変換装置４において電気信号
に変換される。信号処理装置５では、各波長λ1，λ2，
…λnの光パルスに対応する電気信号Ｅの相対遅延時間
を計測し、波長分散を算出する。例えば、図９に示すよ
うに、各波長λ1，λ2，…におけるそれぞれの遅延時間
ｔ1，ｔ2，…が求まれば、波長λkにおける波長分散Ｄk
は（３）式を計算して求めることができる。
【０００５】図１０は従来のパルス法を適用した測定装
置の他の一例である光ファイバの波長分散測定装置１１
の概略構成図である。この波長分散測定装置１１は、波
長の異なる複数の光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnを発生させ
ることのできる複数の光パルス光源１２a，１２b，…、
合波器１３、受光器１４、パルス波形測定装置１５から
構成されている。光パルス光源１２a，１２b，…として
は半導体レーザなどがあげられる。この波長分散測定装
置１１では、光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnそれぞれに対応
する出力光の出力表示は図１１のようになり、波長分散
測定装置１の場合と同様に、各波長に対して相対的な遅
延時間をプロットして波長で微分することにより波長分
散Ｄを求めることができる。
置の他の一例である光ファイバの波長分散測定装置１１
の概略構成図である。この波長分散測定装置１１は、波
長の異なる複数の光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnを発生させ
ることのできる複数の光パルス光源１２a，１２b，…、
合波器１３、受光器１４、パルス波形測定装置１５から
構成されている。光パルス光源１２a，１２b，…として
は半導体レーザなどがあげられる。この波長分散測定装
置１１では、光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnそれぞれに対応
する出力光の出力表示は図１１のようになり、波長分散
測定装置１の場合と同様に、各波長に対して相対的な遅
延時間をプロットして波長で微分することにより波長分
散Ｄを求めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の波長
分散測定装置１，１１では、次のような様々な問題点が
あった。すなわち、波長分散測定装置１では、それぞれ
の波長の光パルスＬ1に対して別々に長尺の被測定光フ
ァイバ６の波長分散Ｄを測定しているために、測定時間
内における温度変化等の外的要因により生じた光路差変
化の影響を受ける恐れが生じるという問題があった。例
えば、ファイバ長Ｌが１００ｋｍの光ファイバにおいて
１℃温度が変化した場合、石英ガラスの熱膨張率は０．
４×１０-6であるから、該光ファイバはファイバ長Ｌが
ΔＬだけ変化する。この変化量ΔＬは光路差ΔＬと同一
であるから、この場合の光路差ΔＬは４０ｍｍになり、
時間差に変換すると２００ｐｓである。この時間差は、
同じ光ファイバ長１００ｋｍの分散を光波長差１ｎｍの
２つの光で測定する場合、波長分散Ｄ＝２ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍの測定誤差に相当する。従って、この測定中の温度
変化が波長分散の測定誤差に与える影響は、零分散領域
に近い（Ｄ〜０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）ほど大きなものとな
る。
分散測定装置１，１１では、次のような様々な問題点が
あった。すなわち、波長分散測定装置１では、それぞれ
の波長の光パルスＬ1に対して別々に長尺の被測定光フ
ァイバ６の波長分散Ｄを測定しているために、測定時間
内における温度変化等の外的要因により生じた光路差変
化の影響を受ける恐れが生じるという問題があった。例
えば、ファイバ長Ｌが１００ｋｍの光ファイバにおいて
１℃温度が変化した場合、石英ガラスの熱膨張率は０．
４×１０-6であるから、該光ファイバはファイバ長Ｌが
ΔＬだけ変化する。この変化量ΔＬは光路差ΔＬと同一
であるから、この場合の光路差ΔＬは４０ｍｍになり、
時間差に変換すると２００ｐｓである。この時間差は、
同じ光ファイバ長１００ｋｍの分散を光波長差１ｎｍの
２つの光で測定する場合、波長分散Ｄ＝２ｐｓ／ｎｍ／
ｋｍの測定誤差に相当する。従って、この測定中の温度
変化が波長分散の測定誤差に与える影響は、零分散領域
に近い（Ｄ〜０ｐｓ／ｎｍ／ｋｍ）ほど大きなものとな
る。
【０００７】これに対して、波長分散測定装置１１で
は、同時に異なる波長の光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnを伝
搬させて、これらの到達時間差を計測すれば、これらの
光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnは同一条件で外的要因の影響
を受けるために測定誤差への影響はない。しかし、複数
の光パルス光源１２a，１２b，…を用いるために、複数
の波長における分散を正確に測定するためには各光パル
ス光源１２a，１２b，…の波長間隔、電気線長、光路長
および発生時間の調整等を高精度で行う必要がある。ま
た、装置全体が大規模、高価となり、任意の波長のレー
ザ装置を作製する技術が十分に確立していないという難
点もある。
は、同時に異なる波長の光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnを伝
搬させて、これらの到達時間差を計測すれば、これらの
光パルスＬ1，Ｌ2，…Ｌnは同一条件で外的要因の影響
を受けるために測定誤差への影響はない。しかし、複数
の光パルス光源１２a，１２b，…を用いるために、複数
の波長における分散を正確に測定するためには各光パル
ス光源１２a，１２b，…の波長間隔、電気線長、光路長
および発生時間の調整等を高精度で行う必要がある。ま
た、装置全体が大規模、高価となり、任意の波長のレー
ザ装置を作製する技術が十分に確立していないという難
点もある。
【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であって、光ファイバの波長分散を簡単かつ高精度に測
定することができる光ファイバの波長分散測定装置を提
供することにある。
であって、光ファイバの波長分散を簡単かつ高精度に測
定することができる光ファイバの波長分散測定装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は下記の様な光ファイバの波長分散測定装置
を採用した。すなわち、請求項１記載の光ファイバの波
長分散測定装置は、長さが既知の被測定光ファイバの一
端から波長の異なる超短光パルス列を入射させ、前記被
測定光ファイバの他端から出射する出射光の相対的な遅
延時間を波長の関数として測定し、この相対的な遅延時
間を波長で微分し、得られる係数から波長分散を求める
光ファイバの波長分散測定装置において、前記波長の異
なる超短光パルス列を発生する手段は、複数の波長の光
パルス列を同期して発生させる単一の光源からなること
を特徴としている。
に、本発明は下記の様な光ファイバの波長分散測定装置
を採用した。すなわち、請求項１記載の光ファイバの波
長分散測定装置は、長さが既知の被測定光ファイバの一
端から波長の異なる超短光パルス列を入射させ、前記被
測定光ファイバの他端から出射する出射光の相対的な遅
延時間を波長の関数として測定し、この相対的な遅延時
間を波長で微分し、得られる係数から波長分散を求める
光ファイバの波長分散測定装置において、前記波長の異
なる超短光パルス列を発生する手段は、複数の波長の光
パルス列を同期して発生させる単一の光源からなること
を特徴としている。
【００１０】また、請求項２記載の光ファイバの波長分
散測定装置は、請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、前記光源は、光の強度または位相のい
ずれかを所定の周波数により変調する光変調手段と、変
調された光パルスを増幅する光増幅手段と、この光パル
スを外部に取り出す光分岐手段と、これらの各手段を互
いに光学的に結合して所定の長さのリング状の光路を有
するリング共振器とする光結合手段と、前記リング共振
器内に、互いに直交する偏光方向により異なる屈折率を
与え、各屈折率に応じて形成される複数の光路長に対応
した共振器を構成する光路差付与手段と、波長により異
なる屈折率を与える波長分散手段とを備えたリング共振
器型の波長多重型モード同期レーザ装置からなることを
特徴としている。
散測定装置は、請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、前記光源は、光の強度または位相のい
ずれかを所定の周波数により変調する光変調手段と、変
調された光パルスを増幅する光増幅手段と、この光パル
スを外部に取り出す光分岐手段と、これらの各手段を互
いに光学的に結合して所定の長さのリング状の光路を有
するリング共振器とする光結合手段と、前記リング共振
器内に、互いに直交する偏光方向により異なる屈折率を
与え、各屈折率に応じて形成される複数の光路長に対応
した共振器を構成する光路差付与手段と、波長により異
なる屈折率を与える波長分散手段とを備えたリング共振
器型の波長多重型モード同期レーザ装置からなることを
特徴としている。
【００１１】また、請求項３記載の光ファイバの波長分
散測定装置は、請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、前記光源は、光の強度または位相のい
ずれかを所定の周波数により変調する光変調手段と、変
調された光パルスを増幅する光増幅手段と、前記光変調
手段の入射側及び光増幅手段の出射側それぞれに設けら
れ入射光の大部分を反射させる２つの光反射手段と、こ
れらの各手段を光学的に結合して所定の長さの往復光路
を有するファブリペロ共振器とする光結合手段と、前記
ファブリペロ共振器内に、互いに直交する偏光方向によ
り異なる屈折率を与え、各屈折率に応じて形成される複
数の光路長に対応した共振器を構成する光路差付与手段
と、波長により異なる屈折率を与える波長分散手段とを
備えたファブリペロ共振器型の波長多重型モード同期レ
ーザ装置からなることを特徴としている。
散測定装置は、請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、前記光源は、光の強度または位相のい
ずれかを所定の周波数により変調する光変調手段と、変
調された光パルスを増幅する光増幅手段と、前記光変調
手段の入射側及び光増幅手段の出射側それぞれに設けら
れ入射光の大部分を反射させる２つの光反射手段と、こ
れらの各手段を光学的に結合して所定の長さの往復光路
を有するファブリペロ共振器とする光結合手段と、前記
ファブリペロ共振器内に、互いに直交する偏光方向によ
り異なる屈折率を与え、各屈折率に応じて形成される複
数の光路長に対応した共振器を構成する光路差付与手段
と、波長により異なる屈折率を与える波長分散手段とを
備えたファブリペロ共振器型の波長多重型モード同期レ
ーザ装置からなることを特徴としている。
【００１２】
【作用】本発明の請求項１記載の光ファイバの波長分散
測定装置では、前記波長の異なる超短光パルス列を発生
する手段を、複数の波長の光パルス列を同期して発生さ
せる単一の光源とすることにより、複数の波長の超短光
パルス列を被測定光ファイバに入射し、該被測定光ファ
イバから出射する光パルス列からこの被測定光ファイバ
の波長分散を容易かつ簡単に求める。また、同期した異
なる波長の光パルス列を用いて同時に各波長での遅延時
間を測定することにより、測定時間内における温度変化
等の外的要因による被測定光ファイバの光路差変化の影
響を受けることがない。また、各波長を精度良く制御す
ることが可能になり、高精度の測定が可能になる。
測定装置では、前記波長の異なる超短光パルス列を発生
する手段を、複数の波長の光パルス列を同期して発生さ
せる単一の光源とすることにより、複数の波長の超短光
パルス列を被測定光ファイバに入射し、該被測定光ファ
イバから出射する光パルス列からこの被測定光ファイバ
の波長分散を容易かつ簡単に求める。また、同期した異
なる波長の光パルス列を用いて同時に各波長での遅延時
間を測定することにより、測定時間内における温度変化
等の外的要因による被測定光ファイバの光路差変化の影
響を受けることがない。また、各波長を精度良く制御す
ることが可能になり、高精度の測定が可能になる。
【００１３】また、請求項２記載の光ファイバの波長分
散測定装置では、前記光源をリング共振器型の波長多重
型モード同期レーザ装置とすることにより、前記リング
共振器内において発信される特定モードの定在波からな
る複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイバに入
射し、該被測定光ファイバから出射する光パルス列から
この被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡単に求め
る。
散測定装置では、前記光源をリング共振器型の波長多重
型モード同期レーザ装置とすることにより、前記リング
共振器内において発信される特定モードの定在波からな
る複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイバに入
射し、該被測定光ファイバから出射する光パルス列から
この被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡単に求め
る。
【００１４】また、請求項３記載の光ファイバの波長分
散測定装置では、前記光源をファブリペロ共振器型の波
長多重型モード同期レーザ装置とすることにより、前記
ファブリペロ共振器内において発信される特定モードの
定在波からなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光
ファイバに入射し、該被測定光ファイバから出射する光
パルス列からこの被測定光ファイバの波長分散を容易か
つ簡単に求める。
散測定装置では、前記光源をファブリペロ共振器型の波
長多重型モード同期レーザ装置とすることにより、前記
ファブリペロ共振器内において発信される特定モードの
定在波からなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光
ファイバに入射し、該被測定光ファイバから出射する光
パルス列からこの被測定光ファイバの波長分散を容易か
つ簡単に求める。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例について図１ないし図
７を基に説明する。図１は光ファイバの波長分散測定装
置２１を示す図である。この波長分散測定装置２１は、
複数の波長の超短光パルス列を同期して発生させるリン
グ共振器型の波長多重型発振モード同期レーザ装置（光
源）２２、受光器１４、パルス波形測定装置１５から構
成されている。なお、この波長分散測定装置２１におい
て、従来の波長分散測定装置１，１１と同一の構成要素
には同一の符号を付し説明を省略する。
７を基に説明する。図１は光ファイバの波長分散測定装
置２１を示す図である。この波長分散測定装置２１は、
複数の波長の超短光パルス列を同期して発生させるリン
グ共振器型の波長多重型発振モード同期レーザ装置（光
源）２２、受光器１４、パルス波形測定装置１５から構
成されている。なお、この波長分散測定装置２１におい
て、従来の波長分散測定装置１，１１と同一の構成要素
には同一の符号を付し説明を省略する。
【００１６】図２はリング共振器型の波長多重型発信モ
ード同期レーザ装置（以下、単にレーザ装置と略称す
る）２２の構成図である。このレーザ装置２２は、パン
ダ型光ファイバ等の偏波保存性を有する光導波路２３、
複屈折媒質（波長分散手段）２４、光分波器（光分岐手
段）２５、光強度変調器２６、利得媒質（光増幅手段）
２７、偏光子２８から構成されている。そして、光導波
路２３と複屈折媒質２４とは、Ａ点でそれぞれの主軸方
向のなす角度が４５度になるように接続されている。
ード同期レーザ装置（以下、単にレーザ装置と略称す
る）２２の構成図である。このレーザ装置２２は、パン
ダ型光ファイバ等の偏波保存性を有する光導波路２３、
複屈折媒質（波長分散手段）２４、光分波器（光分岐手
段）２５、光強度変調器２６、利得媒質（光増幅手段）
２７、偏光子２８から構成されている。そして、光導波
路２３と複屈折媒質２４とは、Ａ点でそれぞれの主軸方
向のなす角度が４５度になるように接続されている。
【００１７】このレーザ装置２２では、光導波路２３で
単一偏光であった光パルスは複屈折媒質２４内で直交す
る２偏波となる。これらの２偏光の光パルスは複屈折媒
質２４内で感じる屈折率が異なるため伝搬速度が異なり
時間軸上で分離する（偏波分散）。そして、それぞれの
光パルスに対しては、光路長およびリング共振器全体の
波長分散により光変調器の変調周波数に同期するように
波長が決定される。その結果、異なる波長を持つ光パル
スが同期して発振される。
単一偏光であった光パルスは複屈折媒質２４内で直交す
る２偏波となる。これらの２偏光の光パルスは複屈折媒
質２４内で感じる屈折率が異なるため伝搬速度が異なり
時間軸上で分離する（偏波分散）。そして、それぞれの
光パルスに対しては、光路長およびリング共振器全体の
波長分散により光変調器の変調周波数に同期するように
波長が決定される。その結果、異なる波長を持つ光パル
スが同期して発振される。
【００１８】このレーザ装置２２の発振波長間隔Δλ
は、次式で表すことができる。
は、次式で表すことができる。
【数２】 ここで、Ｌは光ファイバのファイバ長、ｎは屈折率を表
し、添え字のｂは複屈折領域、ｎは単一偏波領域を表
す。
し、添え字のｂは複屈折領域、ｎは単一偏波領域を表
す。
【００１９】このレーザ装置２２では、複屈折媒質およ
び単一偏波領域の長さを調節することにより、発振波長
間隔Δλを制御することが可能である。また、制御可能
な発振波長間隔Δλは、各光パルスのスペクトル幅程度
から使用する利得媒質程度が可能である。例えば、利得
媒質としてＥｒドープ光ファイバを用いた場合では、１
ｎｍ程度から１０ｎｍ程度の波長間隔が得られる。
び単一偏波領域の長さを調節することにより、発振波長
間隔Δλを制御することが可能である。また、制御可能
な発振波長間隔Δλは、各光パルスのスペクトル幅程度
から使用する利得媒質程度が可能である。例えば、利得
媒質としてＥｒドープ光ファイバを用いた場合では、１
ｎｍ程度から１０ｎｍ程度の波長間隔が得られる。
【００２０】図３はレーザ装置２２の変形実施例を示す
図である。このレーザ装置３１は、上述のレーザ装置２
２の複屈折媒質２４をＮ段接続したもので、他の構成要
素はレーザ装置２２と全く同一である。このレーザ装置
３１では、２Nの異なる光路長差が生じることにより、
２Nの異なる波長の同期発振を行うことができる。
図である。このレーザ装置３１は、上述のレーザ装置２
２の複屈折媒質２４をＮ段接続したもので、他の構成要
素はレーザ装置２２と全く同一である。このレーザ装置
３１では、２Nの異なる光路長差が生じることにより、
２Nの異なる波長の同期発振を行うことができる。
【００２１】以下、本発明の波長分散測定装置２１の原
理について説明する。レーザ装置２２（３１）から発生
する異なる波長（λ1，λ2，λ3，…但しλ1＜λ2＜λ3
…）を有する短パルス光は被測定光ファイバ６を伝搬す
る。図４は、被測定光ファイバ６の波長分散による多波
長光パルスのパルス間隔広がりを説明する図である。図
中、（ａ）は多波長光パルスのそれぞれ時間と波長との
関係を示し、（ｂ）はその多波長光パルスの時間と光強
度との関係を示す。
理について説明する。レーザ装置２２（３１）から発生
する異なる波長（λ1，λ2，λ3，…但しλ1＜λ2＜λ3
…）を有する短パルス光は被測定光ファイバ６を伝搬す
る。図４は、被測定光ファイバ６の波長分散による多波
長光パルスのパルス間隔広がりを説明する図である。図
中、（ａ）は多波長光パルスのそれぞれ時間と波長との
関係を示し、（ｂ）はその多波長光パルスの時間と光強
度との関係を示す。
【００２２】多波長光パルスは、（ａ）に示すように異
なる波長の光パルスが時間軸上で一致したものである
が、この多波長光パルスを正常分散光ファイバ中を伝搬
させると、長波長の光の群速度が速く短波長の光の群速
度が遅いために、同図（ｃ）に示すように波長により到
達時間に差が生じ、パルス間に遅延差が生じることとな
る。逆に、この多波長光パルスを、異常分散光ファイバ
中を伝搬させると、長波長の光の群速度が遅く短波長の
光の群速度が速いために、同図（ｄ）に示すように正常
分散と逆の到達時間差が生じ、パルス間に遅延差が生じ
ることとなる。
なる波長の光パルスが時間軸上で一致したものである
が、この多波長光パルスを正常分散光ファイバ中を伝搬
させると、長波長の光の群速度が速く短波長の光の群速
度が遅いために、同図（ｃ）に示すように波長により到
達時間に差が生じ、パルス間に遅延差が生じることとな
る。逆に、この多波長光パルスを、異常分散光ファイバ
中を伝搬させると、長波長の光の群速度が遅く短波長の
光の群速度が速いために、同図（ｄ）に示すように正常
分散と逆の到達時間差が生じ、パルス間に遅延差が生じ
ることとなる。
【００２３】上記のように被測定光ファイバ６により分
散の効果を受けた出射光は、受光器１４において電気信
号に変換され、パルス波形測定装置１５により観測され
る。図５はこのパルス波形測定装置１５により観測され
る光パルス波形を示すもので、前述のように、波長によ
り被測定光ファイバ６での群速度が異なるため、各波長
（λ1，λ2，λ3，…）の到達時間が異なる。したがっ
て、これらの波長の到達時間を測定することにより波長
分散を求めることができる。この方法では各波長の光パ
ルスの相対遅延時間（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…）を測定すれ
ばよいので、被測定光ファイバ６における温度変化など
の外的要因による光路差変化の影響は受けることがな
い。
散の効果を受けた出射光は、受光器１４において電気信
号に変換され、パルス波形測定装置１５により観測され
る。図５はこのパルス波形測定装置１５により観測され
る光パルス波形を示すもので、前述のように、波長によ
り被測定光ファイバ６での群速度が異なるため、各波長
（λ1，λ2，λ3，…）の到達時間が異なる。したがっ
て、これらの波長の到達時間を測定することにより波長
分散を求めることができる。この方法では各波長の光パ
ルスの相対遅延時間（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…）を測定すれ
ばよいので、被測定光ファイバ６における温度変化など
の外的要因による光路差変化の影響は受けることがな
い。
【００２４】図６は各波長（λ1，λ2，λ3，…）の光
パルスの相対遅延時間（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…）の間の関
係をグラフ化したものである。波長分散Ｄは、（２）式
に示す様に、図６を微分することにより図７のような関
数が得られ、したがって、各波長（λ1，λ2，λ3，
…）に対する波長分散Ｄを求めることができる。
パルスの相対遅延時間（Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3，…）の間の関
係をグラフ化したものである。波長分散Ｄは、（２）式
に示す様に、図６を微分することにより図７のような関
数が得られ、したがって、各波長（λ1，λ2，λ3，
…）に対する波長分散Ｄを求めることができる。
【００２５】以上説明した様に、本実施例の波長分散測
定装置２１によれば、複数の波長の超短光パルス列を同
期して発生させるリング共振器型の波長多重型発振モー
ド同期レーザ装置（光源）２２と、受光器１４と、パル
ス波形測定装置１５とから構成することとしたので、リ
ング共振器内において発信される特定モードの定在波か
らなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイバ
６に入射し、該被測定光ファイバ６から出射する光パル
ス列から、この被測定光ファイバ６の波長分散Ｄを容易
かつ簡単に求めることができる。
定装置２１によれば、複数の波長の超短光パルス列を同
期して発生させるリング共振器型の波長多重型発振モー
ド同期レーザ装置（光源）２２と、受光器１４と、パル
ス波形測定装置１５とから構成することとしたので、リ
ング共振器内において発信される特定モードの定在波か
らなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイバ
６に入射し、該被測定光ファイバ６から出射する光パル
ス列から、この被測定光ファイバ６の波長分散Ｄを容易
かつ簡単に求めることができる。
【００２６】また、同期した異なる波長の光パルス列を
用いて同時に各波長での遅延時間を測定することによ
り、測定時間内における温度変化等の外的要因による被
測定光ファイバの光路差変化の影響を除去することがで
きる。また、各波長を精度良く制御することができるの
で、高精度の測定が可能となる。さらに、単一光源を用
いて被測定光ファイバ６の波長分散Ｄを測定することが
できるので、簡易で安価な測定装置を提供することがで
き、経済的効果が大である。
用いて同時に各波長での遅延時間を測定することによ
り、測定時間内における温度変化等の外的要因による被
測定光ファイバの光路差変化の影響を除去することがで
きる。また、各波長を精度良く制御することができるの
で、高精度の測定が可能となる。さらに、単一光源を用
いて被測定光ファイバ６の波長分散Ｄを測定することが
できるので、簡易で安価な測定装置を提供することがで
き、経済的効果が大である。
【００２７】なお、本実施例の波長分散測定装置２１に
おいては、光源としてリング共振器型の波長多重型発振
モード同期レーザ装置２２を用いたが、ファブリペロ共
振器型の波長多重型モード同期レーザ装置を用いても全
く同様の作用・効果を奏することができる。
おいては、光源としてリング共振器型の波長多重型発振
モード同期レーザ装置２２を用いたが、ファブリペロ共
振器型の波長多重型モード同期レーザ装置を用いても全
く同様の作用・効果を奏することができる。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の光ファイバの波長分散測定装置によれば、長さが
既知の被測定光ファイバの一端から波長の異なる超短光
パルス列を入射させ、前記被測定光ファイバの他端から
出射する出射光の相対的な遅延時間を波長の関数として
測定し、この相対的な遅延時間を波長で微分し、得られ
る係数から波長分散を求める光ファイバの波長分散測定
装置において、前記波長の異なる超短光パルス列を発生
する手段は、複数の波長の光パルス列を同期して発生さ
せる単一の光源からなることとしたので、複数の波長の
超短光パルス列を被測定光ファイバに入射し、該被測定
光ファイバから出射する光パルス列から、この被測定光
ファイバの波長分散を容易かつ簡単に求めることができ
る。
記載の光ファイバの波長分散測定装置によれば、長さが
既知の被測定光ファイバの一端から波長の異なる超短光
パルス列を入射させ、前記被測定光ファイバの他端から
出射する出射光の相対的な遅延時間を波長の関数として
測定し、この相対的な遅延時間を波長で微分し、得られ
る係数から波長分散を求める光ファイバの波長分散測定
装置において、前記波長の異なる超短光パルス列を発生
する手段は、複数の波長の光パルス列を同期して発生さ
せる単一の光源からなることとしたので、複数の波長の
超短光パルス列を被測定光ファイバに入射し、該被測定
光ファイバから出射する光パルス列から、この被測定光
ファイバの波長分散を容易かつ簡単に求めることができ
る。
【００２９】また、同期した異なる波長の光パルス列を
用いて同時に各波長での遅延時間を測定することによ
り、測定時間内における温度変化等の外的要因による被
測定光ファイバの光路差変化の影響を除去することがで
きる。また、各波長を精度良く制御することができるの
で、高精度の測定が可能となる。さらに、単一光源を用
いて被測定光ファイバの波長分散を測定することができ
るので、簡易で安価な測定装置を提供することができ、
経済的効果が大である。
用いて同時に各波長での遅延時間を測定することによ
り、測定時間内における温度変化等の外的要因による被
測定光ファイバの光路差変化の影響を除去することがで
きる。また、各波長を精度良く制御することができるの
で、高精度の測定が可能となる。さらに、単一光源を用
いて被測定光ファイバの波長分散を測定することができ
るので、簡易で安価な測定装置を提供することができ、
経済的効果が大である。
【００３０】また、請求項２記載の光ファイバの波長分
散測定装置によれば、請求項１記載の光ファイバの波長
分散測定装置において、前記光源は、光の強度または位
相のいずれかを所定の周波数により変調する光変調手段
と、変調された光パルスを増幅する光増幅手段と、この
光パルスを外部に取り出す光分岐手段と、これらの各手
段を互いに光学的に結合して所定の長さのリング状の光
路を有するリング共振器とする光結合手段と、前記リン
グ共振器内に、互いに直交する偏光方向により異なる屈
折率を与え、各屈折率に応じて形成される複数の光路長
に対応した共振器を構成する光路差付与手段と、波長に
より異なる屈折率を与える波長分散手段とを備えたリン
グ共振器型の波長多重型モード同期レーザ装置からなる
こととしたので、リング共振器内において発信される特
定モードの定在波からなる複数の波長の超短光パルス列
を被測定光ファイバに入射し、該被測定光ファイバから
出射する光パルス列から、この被測定光ファイバの波長
分散を容易かつ簡単に求めることができる。
散測定装置によれば、請求項１記載の光ファイバの波長
分散測定装置において、前記光源は、光の強度または位
相のいずれかを所定の周波数により変調する光変調手段
と、変調された光パルスを増幅する光増幅手段と、この
光パルスを外部に取り出す光分岐手段と、これらの各手
段を互いに光学的に結合して所定の長さのリング状の光
路を有するリング共振器とする光結合手段と、前記リン
グ共振器内に、互いに直交する偏光方向により異なる屈
折率を与え、各屈折率に応じて形成される複数の光路長
に対応した共振器を構成する光路差付与手段と、波長に
より異なる屈折率を与える波長分散手段とを備えたリン
グ共振器型の波長多重型モード同期レーザ装置からなる
こととしたので、リング共振器内において発信される特
定モードの定在波からなる複数の波長の超短光パルス列
を被測定光ファイバに入射し、該被測定光ファイバから
出射する光パルス列から、この被測定光ファイバの波長
分散を容易かつ簡単に求めることができる。
【００３１】また、請求項３記載の光ファイバの波長分
散測定装置によれば、請求項１記載の光ファイバの波長
分散測定装置において、前記光源は、光の強度または位
相のいずれかを所定の周波数により変調する光変調手段
と、変調された光パルスを増幅する光増幅手段と、前記
光変調手段の入射側及び光増幅手段の出射側それぞれに
設けられ入射光の大部分を反射させる２つの光反射手段
と、これらの各手段を光学的に結合して所定の長さの往
復光路を有するファブリペロ共振器とする光結合手段
と、前記ファブリペロ共振器内に、互いに直交する偏光
方向により異なる屈折率を与え、各屈折率に応じて形成
される複数の光路長に対応した共振器を構成する光路差
付与手段と、波長により異なる屈折率を与える波長分散
手段とを備えたファブリペロ共振器型の波長多重型モー
ド同期レーザ装置からなることとしたので、前記ファブ
リペロ共振器内において発信される特定モードの定在波
からなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイ
バに入射し、該被測定光ファイバから出射する光パルス
列から、この被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡
単に求めることができる。
散測定装置によれば、請求項１記載の光ファイバの波長
分散測定装置において、前記光源は、光の強度または位
相のいずれかを所定の周波数により変調する光変調手段
と、変調された光パルスを増幅する光増幅手段と、前記
光変調手段の入射側及び光増幅手段の出射側それぞれに
設けられ入射光の大部分を反射させる２つの光反射手段
と、これらの各手段を光学的に結合して所定の長さの往
復光路を有するファブリペロ共振器とする光結合手段
と、前記ファブリペロ共振器内に、互いに直交する偏光
方向により異なる屈折率を与え、各屈折率に応じて形成
される複数の光路長に対応した共振器を構成する光路差
付与手段と、波長により異なる屈折率を与える波長分散
手段とを備えたファブリペロ共振器型の波長多重型モー
ド同期レーザ装置からなることとしたので、前記ファブ
リペロ共振器内において発信される特定モードの定在波
からなる複数の波長の超短光パルス列を被測定光ファイ
バに入射し、該被測定光ファイバから出射する光パルス
列から、この被測定光ファイバの波長分散を容易かつ簡
単に求めることができる。
【図１】本発明に係る光ファイバの波長分散測定装置の
一実施例を示す構成図である。
一実施例を示す構成図である。
【図２】本発明に係る光ファイバの波長分散測定装置の
リング共振器型波長多重型発信モード同期レーザ装置の
一実施例を示す構成図である。
リング共振器型波長多重型発信モード同期レーザ装置の
一実施例を示す構成図である。
【図３】本発明に係る光ファイバの波長分散測定装置の
リング共振器型波長多重型発信モード同期レーザ装置の
変形実施例を示す構成図である。
リング共振器型波長多重型発信モード同期レーザ装置の
変形実施例を示す構成図である。
【図４】被測定光ファイバの波長分散による多波長光パ
ルスのパルス間隔広がりを説明する図である。
ルスのパルス間隔広がりを説明する図である。
【図５】パルス波形測定装置により観測される光パルス
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図６】光パルスの波長とパルス遅延時間差との関係を
示す図である。
示す図である。
【図７】光パルスの波長と波長分散との関係を示す図で
ある。
ある。
【図８】従来の光ファイバの波長分散測定装置を示す構
成図である。
成図である。
【図９】光パルスの波長と群遅延時間との関係を示す図
である。
である。
【図１０】従来の他の光ファイバの波長分散測定装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図１１】各光パルスに対応する出力光の光強度を示す
図である。
図である。
２１ 波長分散測定装置 ２２ リング共振器型の波長多重型発振モード同期レー
ザ装置（光源） １４ 受光器 １５ パルス波形測定装置 ２３ 光導波路 ２４ 複屈折媒質（波長分散手段） ２５ 光分波器（光分岐手段） ２６ 光強度変調器 ２７ 利得媒質（光増幅手段） ２８ 偏光子 ３１ レーザ装置
ザ装置（光源） １４ 受光器 １５ パルス波形測定装置 ２３ 光導波路 ２４ 複屈折媒質（波長分散手段） ２５ 光分波器（光分岐手段） ２６ 光強度変調器 ２７ 利得媒質（光増幅手段） ２８ 偏光子 ３１ レーザ装置
Claims (3)
- 【請求項１】 長さが既知の被測定光ファイバの一端か
ら波長の異なる超短光パルス列を入射させ、前記被測定
光ファイバの他端から出射する出射光の相対的な遅延時
間を波長の関数として測定し、この相対的な遅延時間を
波長で微分し、得られる係数から波長分散を求める光フ
ァイバの波長分散測定装置において、 前記波長の異なる超短光パルス列を発生する手段は、複
数の波長の光パルス列を同期して発生させる単一の光源
からなることを特徴とする光ファイバの波長分散測定装
置。 - 【請求項２】 請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、 前記光源は、 光の強度または位相のいずれかを所定の周波数により変
調する光変調手段と、変調された光パルスを増幅する光
増幅手段と、この光パルスを外部に取り出す光分岐手段
と、これらの各手段を互いに光学的に結合して所定の長
さのリング状の光路を有するリング共振器とする光結合
手段と、前記リング共振器内に、互いに直交する偏光方
向により異なる屈折率を与え、各屈折率に応じて形成さ
れる複数の光路長に対応した共振器を構成する光路差付
与手段と、波長により異なる屈折率を与える波長分散手
段とを備えたリング共振器型の波長多重型モード同期レ
ーザ装置からなることを特徴とする光ファイバの波長分
散測定装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の光ファイバの波長分散測
定装置において、 前記光源は、 光の強度または位相のいずれかを所定の周波数により変
調する光変調手段と、変調された光パルスを増幅する光
増幅手段と、前記光変調手段の入射側及び光増幅手段の
出射側それぞれに設けられ入射光の大部分を反射させる
２つの光反射手段と、これらの各手段を光学的に結合し
て所定の長さの往復光路を有するファブリペロ共振器と
する光結合手段と、前記ファブリペロ共振器内に、互い
に直交する偏光方向により異なる屈折率を与え、各屈折
率に応じて形成される複数の光路長に対応した共振器を
構成する光路差付与手段と、波長により異なる屈折率を
与える波長分散手段とを備えたファブリペロ共振器型の
波長多重型モード同期レーザ装置からなることを特徴と
する光ファイバの波長分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092692A JPH05248996A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5092692A JPH05248996A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05248996A true JPH05248996A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12872418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5092692A Pending JPH05248996A (ja) | 1992-03-09 | 1992-03-09 | 光ファイバの波長分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05248996A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000058707A3 (en) * | 1999-03-31 | 2001-01-18 | Corning Inc | System and method for measuring polarization mode dispersion in fibers |
| WO2005071381A1 (ja) * | 2004-01-27 | 2005-08-04 | Fujikura Ltd. | マルチモード光ファイバの測定方法 |
| KR100725211B1 (ko) * | 2006-01-25 | 2007-06-04 | 광주과학기술원 | 다중모드 도파로의 다중모드간 차등시간지연 측정장치 및 그 측정방법 |
| US7817257B2 (en) | 2004-01-27 | 2010-10-19 | Fujikura Ltd. | Method for measuring a differential mode delay of a multimode optical fiber |
| JP2013535891A (ja) * | 2010-07-19 | 2013-09-12 | インチューン ネットワークス リミテッド | 光通信ネットワークにおける分散測定システム及び方法 |
| JP2015132565A (ja) * | 2014-01-14 | 2015-07-23 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 | 光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法 |
| CN111366180A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-07-03 | 中天科技光纤有限公司 | 一种基于光纤传感器的外界参数测量方法 |
| WO2022070541A1 (ja) * | 2020-10-02 | 2022-04-07 | 浜松ホトニクス株式会社 | 分散測定装置および分散測定方法 |
| US11913836B2 (en) | 2020-10-02 | 2024-02-27 | Hamamatsu Photonics K.K. | Dispersion measurement apparatus and dispersion measurement method |
-
1992
- 1992-03-09 JP JP5092692A patent/JPH05248996A/ja active Pending
Cited By (9)
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