JPH0618332A - ストークス・パラメータ測定方法及び装置 - Google Patents
ストークス・パラメータ測定方法及び装置Info
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- JPH0618332A JPH0618332A JP17455792A JP17455792A JPH0618332A JP H0618332 A JPH0618332 A JP H0618332A JP 17455792 A JP17455792 A JP 17455792A JP 17455792 A JP17455792 A JP 17455792A JP H0618332 A JPH0618332 A JP H0618332A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】容易に校正可能な測定装置を組み込んだ、光雑
音中に於いてもストークス・パラメータを正確に実時間
で測定することが可能な方法及び装置を提供する。 【構成】測定対象物εから出力される被測定光信号Ｌ１
をハーフ・ミラー等６ａ〜６ｃにより複数に分岐し、当
該複数に分岐された光信号Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄにそれぞれ相
違する偏光及び移相を与えて、各々相違する偏光及び移
相を与えられた光信号Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの光成分を光電変
換して、当該光電変換された光成分Ｅ１〜Ｅ４において
電気的に演算することを特徴とする。
音中に於いてもストークス・パラメータを正確に実時間
で測定することが可能な方法及び装置を提供する。 【構成】測定対象物εから出力される被測定光信号Ｌ１
をハーフ・ミラー等６ａ〜６ｃにより複数に分岐し、当
該複数に分岐された光信号Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄにそれぞれ相
違する偏光及び移相を与えて、各々相違する偏光及び移
相を与えられた光信号Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの光成分を光電変
換して、当該光電変換された光成分Ｅ１〜Ｅ４において
電気的に演算することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光信号等の偏光測定に
おけるストークス・パラメータの測定方法及びその実施
に直接使用する装置に関するものである。
おけるストークス・パラメータの測定方法及びその実施
に直接使用する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ストークス・パラメータとは、偏光状態
を表したパラメータであるが、従来、光ファイバ等の偏
光特性の測定を行う場合には、半波長板等の偏光素子及
び１／４波長板等の位相素子を、機械的に又は電気的に
回転することにより、物理的に４方位点以上の組合せに
おいて光強度を測定することにより、４方位点以上の光
強度の組合せから、偏光状態（ストークス・パラメー
タ）を求め、そこから偏光特性を求めてきた。
を表したパラメータであるが、従来、光ファイバ等の偏
光特性の測定を行う場合には、半波長板等の偏光素子及
び１／４波長板等の位相素子を、機械的に又は電気的に
回転することにより、物理的に４方位点以上の組合せに
おいて光強度を測定することにより、４方位点以上の光
強度の組合せから、偏光状態（ストークス・パラメー
タ）を求め、そこから偏光特性を求めてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の方法を用いた場合、被測定光信号が高速で変
化する場合には、機械的な（若しくは電気的な）回転で
偏光面を回転させることによる時分割処理的な方法を用
いて４方位点以上の光強度を測定するには、測定点が時
間的に不一致となるために、変動の激しい偏光特性を正
確に測定することは不可能であった。また、４分岐する
ことにより、特性の異なる光学素子や受光素子を用いる
ために、校正をとることが困難であった。
うな従来の方法を用いた場合、被測定光信号が高速で変
化する場合には、機械的な（若しくは電気的な）回転で
偏光面を回転させることによる時分割処理的な方法を用
いて４方位点以上の光強度を測定するには、測定点が時
間的に不一致となるために、変動の激しい偏光特性を正
確に測定することは不可能であった。また、４分岐する
ことにより、特性の異なる光学素子や受光素子を用いる
ために、校正をとることが困難であった。
【０００４】さらに、伝送中の光信号の減衰を回復する
ために光増幅器等を被測定物中に組み込んだ場合、若し
くは当該被測定物中に当初から光増幅器等が含まれてい
るシステムを測定する場合には、光増幅器等に起因する
光雑音を取り除いて光信号だけの変化を測定する必要が
ある。
ために光増幅器等を被測定物中に組み込んだ場合、若し
くは当該被測定物中に当初から光増幅器等が含まれてい
るシステムを測定する場合には、光増幅器等に起因する
光雑音を取り除いて光信号だけの変化を測定する必要が
ある。
【０００５】ところが、従来の測定方法では、光雑音と
光信号を区別することなく同時に測定するために、光信
号のみの偏光変動を測定することは、不可能であった。
ここに於いて本発明は、前記従来の技術の課題を鑑みて
なされたもので、容易に校正可能な、光雑音中に於いて
も偏光状態（ストークス・パラメータ）を正確に実時間
で測定することが可能な方法及び装置を提供せんとする
ものである。
光信号を区別することなく同時に測定するために、光信
号のみの偏光変動を測定することは、不可能であった。
ここに於いて本発明は、前記従来の技術の課題を鑑みて
なされたもので、容易に校正可能な、光雑音中に於いて
も偏光状態（ストークス・パラメータ）を正確に実時間
で測定することが可能な方法及び装置を提供せんとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が、次に列挙する新規な特徴的構成手法及び手段を採
用することにより達成される。即ち、本発明方法の特徴
は、あらかじめ被測定光信号に対して偏光及び移相等の
補償校正を行い、測定対象から出力される被測定光信号
を複数に分岐し、当該複数に分岐された各光信号にそれ
ぞれ相違する偏光及び移相を与えて、各々相違する偏光
及び移相を与えられた各光信号の光成分を光電変換し
て、当該光電変換された各光成分において電気的に演算
してなるストークス・パラメータ測定方法である。
明が、次に列挙する新規な特徴的構成手法及び手段を採
用することにより達成される。即ち、本発明方法の特徴
は、あらかじめ被測定光信号に対して偏光及び移相等の
補償校正を行い、測定対象から出力される被測定光信号
を複数に分岐し、当該複数に分岐された各光信号にそれ
ぞれ相違する偏光及び移相を与えて、各々相違する偏光
及び移相を与えられた各光信号の光成分を光電変換し
て、当該光電変換された各光成分において電気的に演算
してなるストークス・パラメータ測定方法である。
【０００７】本発明装置の第１の特徴は、測定対象に光
信号を入力する送信側に於いては、レーザ・ダイオード
等の光源手段と、必要に応じて光源を変調する変調手段
とを具備し、測定対象からの光信号を受信測定する受信
側に於いては、挿抜自在な入射光信号の校正用補償手段
と、測定対象から出射する光信号を少なくとも４分岐す
る手段と、当該少なくとも４分岐された光信号のそれぞ
れを順次第１分岐光信号，第２分岐光信号，第３分岐光
信号，第４分岐光信号として、各々の光信号にそれぞれ
相違する偏光及び移相を与える手段と、当該各分岐され
た光信号の光成分を電気変換する光電変換手段と、各光
電変換された電気成分を演算してストークス・パラメー
タたる光強度成分と水平直線偏光成分と４５°直線成分
と右偏光成分とを得る演算手段とを具備してなるストー
クス・パラメータ測定装置である。
信号を入力する送信側に於いては、レーザ・ダイオード
等の光源手段と、必要に応じて光源を変調する変調手段
とを具備し、測定対象からの光信号を受信測定する受信
側に於いては、挿抜自在な入射光信号の校正用補償手段
と、測定対象から出射する光信号を少なくとも４分岐す
る手段と、当該少なくとも４分岐された光信号のそれぞ
れを順次第１分岐光信号，第２分岐光信号，第３分岐光
信号，第４分岐光信号として、各々の光信号にそれぞれ
相違する偏光及び移相を与える手段と、当該各分岐され
た光信号の光成分を電気変換する光電変換手段と、各光
電変換された電気成分を演算してストークス・パラメー
タたる光強度成分と水平直線偏光成分と４５°直線成分
と右偏光成分とを得る演算手段とを具備してなるストー
クス・パラメータ測定装置である。
【０００８】本発明装置の第２の特徴は、前記装置の第
１の特徴に於ける各分岐された光信号に偏光及び移相を
与える手段が、第１分岐光信号に対しては何等設けられ
ないとともに、第２分岐光信号の透過に対しては偏光方
位軸が０°の偏光素子を、かつ第３分岐光信号の透過に
対しては偏光方位軸が４５°の偏光素子を、第４分岐光
信号の透過に対しては偏光方位軸４５°の偏光素子と位
相素子をそれぞれ採用されてなるストークス・パラメー
タ測定装置である。
１の特徴に於ける各分岐された光信号に偏光及び移相を
与える手段が、第１分岐光信号に対しては何等設けられ
ないとともに、第２分岐光信号の透過に対しては偏光方
位軸が０°の偏光素子を、かつ第３分岐光信号の透過に
対しては偏光方位軸が４５°の偏光素子を、第４分岐光
信号の透過に対しては偏光方位軸４５°の偏光素子と位
相素子をそれぞれ採用されてなるストークス・パラメー
タ測定装置である。
【０００９】本発明装置の第３の特徴は、前記装置の第
１の特徴に於ける各分岐された光信号に偏光及び移相を
与える手段が、第１分岐光信号の透過に対しては偏光方
位軸が９０°の偏光素子を、かつ第２分岐光信号の透過
に対しては偏光方位軸が０°の偏光素子を、かつ第３分
岐光信号の透過に対しては偏光方位軸が４５°の偏光素
子を、かつ第４分岐光信号の透過に対しては偏光方位軸
４５°の偏光素子と位相素子を、それぞれ採用されてな
るストークス・パラメータ測定装置である。
１の特徴に於ける各分岐された光信号に偏光及び移相を
与える手段が、第１分岐光信号の透過に対しては偏光方
位軸が９０°の偏光素子を、かつ第２分岐光信号の透過
に対しては偏光方位軸が０°の偏光素子を、かつ第３分
岐光信号の透過に対しては偏光方位軸が４５°の偏光素
子を、かつ第４分岐光信号の透過に対しては偏光方位軸
４５°の偏光素子と位相素子を、それぞれ採用されてな
るストークス・パラメータ測定装置である。
【００１０】本発明装置の第４の特徴は、前記装置の第
１，第２又は第３の特徴に於いて、受信側における入射
光信号の校正用補償手段が、位相素子と偏光素子の組合
せであるストークス・パラメータ測定装置である。
１，第２又は第３の特徴に於いて、受信側における入射
光信号の校正用補償手段が、位相素子と偏光素子の組合
せであるストークス・パラメータ測定装置である。
【００１１】本発明装置の第５の特徴は、前記本発明装
置の第１，第２，第３又は第４の特徴に於ける光電変換
手段が、光電変換された各電気成分の検知部分に、同期
検波手段を配してなるストークス・パラメータ測定装置
である。
置の第１，第２，第３又は第４の特徴に於ける光電変換
手段が、光電変換された各電気成分の検知部分に、同期
検波手段を配してなるストークス・パラメータ測定装置
である。
【００１２】本発明装置の第６の特徴は、前記装置の第
１，第２，第３又は第４の特徴に於ける光電変換手段
が、光電変換された各電気成分の検知部分に、ヘテロダ
イン検波手段を配してなるストークス・パラメータ測定
装置である。
１，第２，第３又は第４の特徴に於ける光電変換手段
が、光電変換された各電気成分の検知部分に、ヘテロダ
イン検波手段を配してなるストークス・パラメータ測定
装置である。
【００１３】
【作用】本発明は、前記のような手法及び手段を講じた
ので、従来の時分割処理的偏光（ストークス・パラメー
タ）測定から、被測定光信号を少なくとも４つに分岐す
ることにより、同時刻の光信号の偏光状態（ストークス
・パラメータ）を測定可能とし、光雑音を含む光信号を
検出することを可能とする。
ので、従来の時分割処理的偏光（ストークス・パラメー
タ）測定から、被測定光信号を少なくとも４つに分岐す
ることにより、同時刻の光信号の偏光状態（ストークス
・パラメータ）を測定可能とし、光雑音を含む光信号を
検出することを可能とする。
【００１４】
（装置例１）本発明の第１の装置例を図面につき説明す
る。図１は本装置例の構成を示す図、図２（ａ），
（ｂ）はそれぞれ本装置例中の光学系部品の一部である
校正用偏光補償部の動作挙動を示す図、図３は本装置例
中の光学系部品の一部である偏光解析光学部の構成を示
す図、図４は本装置例中の電気系部品の一部である受光
同調回路部の構成を示す図、図５は本装置例のストーク
ス・パラメータ測定装置を測定系に組み込んだブロック
・ダイアグラムである。
る。図１は本装置例の構成を示す図、図２（ａ），
（ｂ）はそれぞれ本装置例中の光学系部品の一部である
校正用偏光補償部の動作挙動を示す図、図３は本装置例
中の光学系部品の一部である偏光解析光学部の構成を示
す図、図４は本装置例中の電気系部品の一部である受光
同調回路部の構成を示す図、図５は本装置例のストーク
ス・パラメータ測定装置を測定系に組み込んだブロック
・ダイアグラムである。
【００１５】図中、αは本装置例のストークス・パラメ
ータ測定装置、Ａはストークス・パラメータ測定装置α
中の光学系部品、Ｂはストークス・パラメータ測定装置
α中の電気系部品、Ａ１は校正用偏光補償部、Ａ２は偏
光解析光学部、Ｂ１は受光同調回路部、Ｂ２は演算回路
部、Ｂ３はＡ／Ｄ変換回路部、Ｂ４はアナログ出力回路
部、１は例えばレセプタクル等の入力部、２は例えばＧ
Ｐ−ＩＢ等のディジタル・データ出力部、３ａ〜３ｄは
例えばＢＮＣコネクタ等のアナログ・データ出力部であ
る。
ータ測定装置、Ａはストークス・パラメータ測定装置α
中の光学系部品、Ｂはストークス・パラメータ測定装置
α中の電気系部品、Ａ１は校正用偏光補償部、Ａ２は偏
光解析光学部、Ｂ１は受光同調回路部、Ｂ２は演算回路
部、Ｂ３はＡ／Ｄ変換回路部、Ｂ４はアナログ出力回路
部、１は例えばレセプタクル等の入力部、２は例えばＧ
Ｐ−ＩＢ等のディジタル・データ出力部、３ａ〜３ｄは
例えばＢＮＣコネクタ等のアナログ・データ出力部であ
る。
【００１６】４は１／４波長板等の位相素子、５は半波
長板等の偏光素子、６ａ〜６ｃはハーフ・ミラー、７ａ
〜７ｃはミラー、８は例えば０°の偏光方位角度を持つ
偏光素子、９は例えば４５°の偏光方位角度を持つ偏光
素子、１０は例えば主軸方位を０°に持つ１／４波長板
等の位相素子、１１ａ〜１１ｄは例えばフォト・ダイオ
ード等の光電変換受光素子、１２ａ〜１２ｄは増幅調整
可能な増幅器、１３ａ〜１３ｈはスイッチ部、１４ａ〜
１４ｄはフィルタである。
長板等の偏光素子、６ａ〜６ｃはハーフ・ミラー、７ａ
〜７ｃはミラー、８は例えば０°の偏光方位角度を持つ
偏光素子、９は例えば４５°の偏光方位角度を持つ偏光
素子、１０は例えば主軸方位を０°に持つ１／４波長板
等の位相素子、１１ａ〜１１ｄは例えばフォト・ダイオ
ード等の光電変換受光素子、１２ａ〜１２ｄは増幅調整
可能な増幅器、１３ａ〜１３ｈはスイッチ部、１４ａ〜
１４ｄはフィルタである。
【００１７】βはＬＤ等の光源、β１は必要に応じて光
源βに変調を与える発振器、γは光ファイバ、εは測定
対象物、ω１はコンピュータ等のディジタル・データ処
理装置、ω２は目で見て確認できるオシロスコープ等の
アナログ・データ処理装置である。
源βに変調を与える発振器、γは光ファイバ、εは測定
対象物、ω１はコンピュータ等のディジタル・データ処
理装置、ω２は目で見て確認できるオシロスコープ等の
アナログ・データ処理装置である。
【００１８】（方法例）本装置例に適用する、本発明方
法の実施例につき図面を参照しながら説明する。まず、
最初に、測定対象物εを測定系に挿入しない状態で、光
源βからの光信号Ｌ１をそのまま４分岐させ、ストーク
ス・パラメータ測定装置α中の位相素子１０や偏光素子
８，９の損失劣化や増幅器１２ａ〜１２ｄの増幅度のば
らつきを増幅器１２ａ〜１２ｄの増幅度により調整す
る。
法の実施例につき図面を参照しながら説明する。まず、
最初に、測定対象物εを測定系に挿入しない状態で、光
源βからの光信号Ｌ１をそのまま４分岐させ、ストーク
ス・パラメータ測定装置α中の位相素子１０や偏光素子
８，９の損失劣化や増幅器１２ａ〜１２ｄの増幅度のば
らつきを増幅器１２ａ〜１２ｄの増幅度により調整す
る。
【００１９】たとえば、前記［課題を解決するための手
段］中で述べた、本発明装置の第２の特徴を備えた光学
系を考えた場合、光路中に校正用偏光補償部Ａ１を挿入
した後、増幅器１２ａによる第１分岐光の電圧値とその
他の増幅器１２ｂ〜１２ｄによる分岐光のうちの最大電
圧値とが等しくなるように適当に調整する。その後、第
１分岐光の増幅器１２ａによる増幅率を適当な大きさに
調整し、校正用偏光補償部Ａ１中の位相素子４及び偏光
素子５を光路中に挿入したまま回転して偏光状態を変化
させ、増幅器１２ｂによる第２分岐光の電圧値が最大に
なるようにし、その結果が増幅器１２ａによる第１分岐
光の電圧値と等しくなるように増幅器１２ｂを調整す
る。以下、同様にして、増幅器１２ｃ，１２ｄを順次調
整する。
段］中で述べた、本発明装置の第２の特徴を備えた光学
系を考えた場合、光路中に校正用偏光補償部Ａ１を挿入
した後、増幅器１２ａによる第１分岐光の電圧値とその
他の増幅器１２ｂ〜１２ｄによる分岐光のうちの最大電
圧値とが等しくなるように適当に調整する。その後、第
１分岐光の増幅器１２ａによる増幅率を適当な大きさに
調整し、校正用偏光補償部Ａ１中の位相素子４及び偏光
素子５を光路中に挿入したまま回転して偏光状態を変化
させ、増幅器１２ｂによる第２分岐光の電圧値が最大に
なるようにし、その結果が増幅器１２ａによる第１分岐
光の電圧値と等しくなるように増幅器１２ｂを調整す
る。以下、同様にして、増幅器１２ｃ，１２ｄを順次調
整する。
【００２０】図６はストークス・パラメータの基本的な
測定方法の概念を示す図である。図中、Ｃは位相素子、
Ｄは偏光素子、Ｌ１は入射する光信号、Ｌ２は出射する
光信号、Ｃ１は位相素子Ｃの速軸、Ｃ２は位相素子Ｃの
遅軸、Ｄ１は偏光素子Ｄの主軸である。
測定方法の概念を示す図である。図中、Ｃは位相素子、
Ｄは偏光素子、Ｌ１は入射する光信号、Ｌ２は出射する
光信号、Ｃ１は位相素子Ｃの速軸、Ｃ２は位相素子Ｃの
遅軸、Ｄ１は偏光素子Ｄの主軸である。
【００２１】位相素子Ｃと偏光素子Ｄとの組み合わせに
より、被測定光信号に変化を与えることにより、偏光状
態を示すストークス・パラメータが測定可能である理由
を以下に説明する。入射した光信号Ｌ１は、位相差δを
もつ方位角θＲの位相素子Ｃ及び方位角θＰの偏光素子
Ｄに作用を受け、出射する光信号Ｌ２の透過光強度Ｉ
（δ，θＲ，θＰ）は、次の式により与えられる。
より、被測定光信号に変化を与えることにより、偏光状
態を示すストークス・パラメータが測定可能である理由
を以下に説明する。入射した光信号Ｌ１は、位相差δを
もつ方位角θＲの位相素子Ｃ及び方位角θＰの偏光素子
Ｄに作用を受け、出射する光信号Ｌ２の透過光強度Ｉ
（δ，θＲ，θＰ）は、次の式により与えられる。
【００２２】
【数１】 ここで、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は当該光信号の偏光状
態を示すストークス・パラメータであり、それぞれ、Ｓ
０は光強度，Ｓ１は水平直線偏光成分，Ｓ２は４５度直
線偏光成分，Ｓ３は右円偏光成分である。
態を示すストークス・パラメータであり、それぞれ、Ｓ
０は光強度，Ｓ１は水平直線偏光成分，Ｓ２は４５度直
線偏光成分，Ｓ３は右円偏光成分である。
【００２３】前式（１）より位相素子Ｃの位相差δと方
位角θＲ，及び偏光素子Ｄの方位角θＰを任意に組み合
わせることにより、偏光状態を知ることができる。ま
た、ストークス・パラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３か
ら、次式（２）に従って、偏光度を表すＰ，偏光方位角
度θ及び楕円率角φを求めることが出来る。
位角θＲ，及び偏光素子Ｄの方位角θＰを任意に組み合
わせることにより、偏光状態を知ることができる。ま
た、ストークス・パラメータＳ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３か
ら、次式（２）に従って、偏光度を表すＰ，偏光方位角
度θ及び楕円率角φを求めることが出来る。
【数２】
【００２４】図７は、前記第１装置例の中の偏光解析光
学部Ａ２を示した図である。即ち、図３を理解し易くす
るため、ストークス・パラメータの測定の基本概念を示
した図６に即して書き直した図である。
学部Ａ２を示した図である。即ち、図３を理解し易くす
るため、ストークス・パラメータの測定の基本概念を示
した図６に即して書き直した図である。
【００２５】図中、Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄはそれぞれ分岐され
た入射光信号、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはそれぞれＬ１ａ〜Ｌ１
ｄに対応する出射光、Ｄａ，Ｄｂは偏光素子、Ｄ１ａ，
Ｄ１ｂはそれぞれ偏光素子Ｄａ，Ｄｂの主軸である。な
お、前記基本的な原理の説明図である図６と同じ部材に
は同一符号を付し、以下の説明中では、図３と同一の部
材箇所には［］つきで符号を付す。
た入射光信号、Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄはそれぞれＬ１ａ〜Ｌ１
ｄに対応する出射光、Ｄａ，Ｄｂは偏光素子、Ｄ１ａ，
Ｄ１ｂはそれぞれ偏光素子Ｄａ，Ｄｂの主軸である。な
お、前記基本的な原理の説明図である図６と同じ部材に
は同一符号を付し、以下の説明中では、図３と同一の部
材箇所には［］つきで符号を付す。
【００２６】前記第１装置例に適用される本発明方法を
図につき説明する。位相素子Ｃ［１０］と偏光素子Ｄ
ａ，Ｄｂ［８，９］の組合せは、次の式（３）より求め
る。
図につき説明する。位相素子Ｃ［１０］と偏光素子Ｄ
ａ，Ｄｂ［８，９］の組合せは、次の式（３）より求め
る。
【数３】
【００２７】ここで、光強度Ｉｔは位相素子Ｃ［１０］
及び偏光素子Ｄａ，Ｄｂ［８，９］を作用させない状態
の受信光信号の強度、Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５はそれぞ
れ前式（１）におけるＩ（０，０，０），Ｉ（０，０，
４５），Ｉ（４５，０，４５）を意味する。第１の４分
岐光信号Ｌ１ａは、位相素子Ｃ［１０］及び偏光素子Ｄ
ａ，Ｄｂ［８，９］を作用させずに通過させ、そのまま
出射させて出射光信号Ｌ２ａの光成分Ｉｔを得る。
及び偏光素子Ｄａ，Ｄｂ［８，９］を作用させない状態
の受信光信号の強度、Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５はそれぞ
れ前式（１）におけるＩ（０，０，０），Ｉ（０，０，
４５），Ｉ（４５，０，４５）を意味する。第１の４分
岐光信号Ｌ１ａは、位相素子Ｃ［１０］及び偏光素子Ｄ
ａ，Ｄｂ［８，９］を作用させずに通過させ、そのまま
出射させて出射光信号Ｌ２ａの光成分Ｉｔを得る。
【００２８】第２の４分岐光信号Ｌ１ｂは、主軸Ｄ１ａ
を０°にもつ偏光素子Ｄａ［８］を用いて、偏光方位軸
をＸ軸から０°の方位に設置して出射させ、出射光信号
Ｌ２ｂの光成分Ｉｘを得る。同様にして、第３の４分岐
光信号Ｌ１ｃは、４５°偏光素子Ｄｂ［９］を用いて、
偏光方位軸Ｄ１ｂをＸ軸から４５°の方位に設置し、出
射光信号Ｌ２ｃの光成分Ｉ４５を得る。
を０°にもつ偏光素子Ｄａ［８］を用いて、偏光方位軸
をＸ軸から０°の方位に設置して出射させ、出射光信号
Ｌ２ｂの光成分Ｉｘを得る。同様にして、第３の４分岐
光信号Ｌ１ｃは、４５°偏光素子Ｄｂ［９］を用いて、
偏光方位軸Ｄ１ｂをＸ軸から４５°の方位に設置し、出
射光信号Ｌ２ｃの光成分Ｉ４５を得る。
【００２９】第４の４分岐光信号Ｌ１ｄは、位相素子Ｃ
［１０］として速軸Ｃ１，遅軸Ｃ２が伝搬方向に対して
それぞれＸ軸，Ｙ軸から０°の方位の１／４波長板等の
位相素子Ｃ［１０］と、４５°偏光素子Ｄｂ［９］を用
い、出射光信号Ｌ２ｄの光成分ＩＱ４５を得る。
［１０］として速軸Ｃ１，遅軸Ｃ２が伝搬方向に対して
それぞれＸ軸，Ｙ軸から０°の方位の１／４波長板等の
位相素子Ｃ［１０］と、４５°偏光素子Ｄｂ［９］を用
い、出射光信号Ｌ２ｄの光成分ＩＱ４５を得る。
【００３０】上記のような現象が、偏光解析光学部Ａ２
内で行われ、その後、受光同調回路部Ｂ１へと出射光信
号Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄは入力される。当該入力された光信号
Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの光成分Ｉｔ，Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５
は、おのおのフォト・ダイオード等の光電変換受光素子
１１ａ〜１１ｄによって光電変換され、増幅調整可能な
増幅器１４ａ〜１４ｄにより、校正時に調整を行う。
内で行われ、その後、受光同調回路部Ｂ１へと出射光信
号Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄは入力される。当該入力された光信号
Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄの光成分Ｉｔ，Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５
は、おのおのフォト・ダイオード等の光電変換受光素子
１１ａ〜１１ｄによって光電変換され、増幅調整可能な
増幅器１４ａ〜１４ｄにより、校正時に調整を行う。
【００３１】当該校正時に於いては、校正用偏光補償部
Ａ１においても、位相素子４及び偏光素子５を挿入して
回転し、光信号Ｌ１を任意の偏光状態である補償用光信
号に変換して、各出力ポート３ａ〜３ｄの調整を行う。
Ａ１においても、位相素子４及び偏光素子５を挿入して
回転し、光信号Ｌ１を任意の偏光状態である補償用光信
号に変換して、各出力ポート３ａ〜３ｄの調整を行う。
【００３２】受光同調回路部Ｂ１に於いては、光源βが
無変調の場合には、スイッチ部１３ａ〜１３ｈを切り替
えて、そのまま演算回路部Ｂ２に電気信号Ｅ１〜Ｅ４と
して伝送される。また、光源βが発振器β１により変調
されている場合には、同期検波方式とするために、スイ
ッチ部１３ａ〜１３ｈを切り替えて、フィルタ１４ａ〜
１４ｄを通過させて、演算回路部Ｂ２に電気信号Ｅ１〜
Ｅ４として伝送される。そして、演算回路部Ｂ２で演算
すると、入射光信号Ｌ１のストークス・パラメータを得
ることが可能となる。
無変調の場合には、スイッチ部１３ａ〜１３ｈを切り替
えて、そのまま演算回路部Ｂ２に電気信号Ｅ１〜Ｅ４と
して伝送される。また、光源βが発振器β１により変調
されている場合には、同期検波方式とするために、スイ
ッチ部１３ａ〜１３ｈを切り替えて、フィルタ１４ａ〜
１４ｄを通過させて、演算回路部Ｂ２に電気信号Ｅ１〜
Ｅ４として伝送される。そして、演算回路部Ｂ２で演算
すると、入射光信号Ｌ１のストークス・パラメータを得
ることが可能となる。
【００３３】（装置例２）本発明の第２の装置例を図面
につき説明する。図８は、図７と同様に、本発明の第２
の装置例の概念を図６に即して理解し易く表した図であ
る。図中、Ｄｃは偏光素子、Ｄ１ｃは偏光素子Ｄｃの主
軸である。なお、図６及び図７と同一の部材には同一の
符号を付した。
につき説明する。図８は、図７と同様に、本発明の第２
の装置例の概念を図６に即して理解し易く表した図であ
る。図中、Ｄｃは偏光素子、Ｄ１ｃは偏光素子Ｄｃの主
軸である。なお、図６及び図７と同一の部材には同一の
符号を付した。
【００３４】位相素子Ｃと偏光素子Ｄａ，Ｄｂ及びＤｃ
の組合せは、次式（４）より求める。
の組合せは、次式（４）より求める。
【数４】
【００３５】ここで、光強度Ｉｙ，Ｉｘ，Ｉ４５及びＩ
Ｑ４５は、それぞれ前式（１）における、Ｉ（０，０，
９０），Ｉ（０，０，０），Ｉ（０，０，４５）及びＩ
（４５，０，４５）を意味する。
Ｑ４５は、それぞれ前式（１）における、Ｉ（０，０，
９０），Ｉ（０，０，０），Ｉ（０，０，４５）及びＩ
（４５，０，４５）を意味する。
【００３６】第１の４分岐光信号Ｌ１ａは、偏光素子と
して９０°偏光素子Ｄｃを用い、偏光方位軸をＸ軸から
９０°の方位に設置し、出射光信号Ｌ２ａとして出射さ
れ、光成分Ｉｙを得る。以下同様にして、第２成分の４
分岐光信号Ｌ１ｂは、０°偏光素子Ｄａを用い光成分Ｉ
ｘを得、第３の４分岐光信号Ｌ１ｃは、４５°偏光素子
Ｄｂを用い、光成分Ｉ４５を得る。
して９０°偏光素子Ｄｃを用い、偏光方位軸をＸ軸から
９０°の方位に設置し、出射光信号Ｌ２ａとして出射さ
れ、光成分Ｉｙを得る。以下同様にして、第２成分の４
分岐光信号Ｌ１ｂは、０°偏光素子Ｄａを用い光成分Ｉ
ｘを得、第３の４分岐光信号Ｌ１ｃは、４５°偏光素子
Ｄｂを用い、光成分Ｉ４５を得る。
【００３７】第４の４分岐光信号Ｌ１ｄは、位相素子Ｃ
として、速軸Ｃ１，遅軸Ｃ２がそれぞれ伝搬方向に対し
てＸ軸及びＹ軸から０°の方位の１／４波長板と、偏光
素子として４５°偏光子Ｄｂを用い、光成分ＩＱ４５を
得る。その後、前記第１装置例と同様に、各光成分
Ｉｙ，Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５を電気変換し、演算する
と、ストークス・パラメータを得ることができる。
として、速軸Ｃ１，遅軸Ｃ２がそれぞれ伝搬方向に対し
てＸ軸及びＹ軸から０°の方位の１／４波長板と、偏光
素子として４５°偏光子Ｄｂを用い、光成分ＩＱ４５を
得る。その後、前記第１装置例と同様に、各光成分
Ｉｙ，Ｉｘ，Ｉ４５，ＩＱ４５を電気変換し、演算する
と、ストークス・パラメータを得ることができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、被測定
光を複数に分岐することにより、光ファイバの出射光に
おいて、実時間で正確にストークス・パラメータの測定
をすることを可能とする。また、校正用偏光補償部を挿
抜可能な構成とすることにより、複数に分岐した場合に
生じる各受光素子の電気的なばらつき及び光学的な損失
特性によるばらつきを正確に、しかも容易に、補正する
ことが可能である。
光を複数に分岐することにより、光ファイバの出射光に
おいて、実時間で正確にストークス・パラメータの測定
をすることを可能とする。また、校正用偏光補償部を挿
抜可能な構成とすることにより、複数に分岐した場合に
生じる各受光素子の電気的なばらつき及び光学的な損失
特性によるばらつきを正確に、しかも容易に、補正する
ことが可能である。
【００３９】さらに、光増幅器等の光雑音を含んだ被測
定物を正確に測定するために、光信号を変調して、電気
信号に変換した後に同調回路により信号成分のみを取り
出すことで、光成分が雑音にうもれた光信号でも正確に
測定可能となる等、優れた有用性を発揮する。
定物を正確に測定するために、光信号を変調して、電気
信号に変換した後に同調回路により信号成分のみを取り
出すことで、光成分が雑音にうもれた光信号でも正確に
測定可能となる等、優れた有用性を発揮する。
【図１】本発明の第１の装置例の構成を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の第１の装置
例の光学系部品の一部である校正用偏光補償部の動作挙
動を示す図である。
例の光学系部品の一部である校正用偏光補償部の動作挙
動を示す図である。
【図３】同上、本発明の第１の装置例の光学系部品の一
部である偏光解析光学部の構成を示す図である。
部である偏光解析光学部の構成を示す図である。
【図４】同上、本発明の第１の装置例の電気系部品の一
部である受光同調回路部の構成を示す図である。
部である受光同調回路部の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の装置例のストークス・パラメー
タ測定装置を、測定系に組み込んだブロック・ダイアグ
ラムである。
タ測定装置を、測定系に組み込んだブロック・ダイアグ
ラムである。
【図６】ストークス・パラメータの基本的な測定方法の
概念を示す図である。
概念を示す図である。
【図７】図３を、理解し易くするため、ストークス・パ
ラメータの測定の基本概念を示した図６に即して書き直
した図である。
ラメータの測定の基本概念を示した図６に即して書き直
した図である。
【図８】図７と同様に、本発明の第２の装置例の概念を
図６に即して理解し易く表した図である。
図６に即して理解し易く表した図である。
α…ストークス・パラメータ測定装置 β…光源 β１…発振器 γ…光ファイバ ε…測定対象物 ω１…ディジタル・データ処理装置 ω２…アナログ・データ処理装置 Ａ…光学系部品 Ｂ…電気系部品 Ａ１…校正用偏光補償部 Ａ２…偏光解析光学部 Ｂ１…受光同調回路部 Ｂ２…演算回路部 Ｂ３…Ａ／Ｄ変換回路部 Ｂ４…アナログ出力回路部 Ｃ，４，１０…位相素子 Ｃ１…位相素子の速軸 Ｃ２…位相素子の遅軸 Ｄ，Ｄａ，Ｄｂ，Ｄｃ，５，８，９…偏光素子 Ｄ１，Ｄ１ａ，Ｄ１ｂ，Ｄ１ｃ…偏光素子の主軸 Ｌ１…入射光信号 Ｌ１ａ〜Ｌ１ｄ…分岐された入射光信号 Ｌ２，Ｌ２ａ〜Ｌ２ｄ…出射光信号 １…入力部 ２…ディジタル・データ出力部 ３ａ〜３ｄ…アナログ・データ出力部 ６ａ〜６ｃ…ハーフ・ミラー ７ａ〜７ｃ…ミラー １１ａ〜１１ｄ…光電変換受光素子 １２ａ〜１２ｄ…増幅器 １３ａ〜１３ｈ…スイッチ部 １４ａ〜１４ｄ…フィルタ
Claims (7)
- 【請求項１】あらかじめ被測定光信号に対して偏光及び
移相等の補償校正を行い、 測定対象から出力される被測定光信号を複数に分岐し、 当該複数に分岐された各光信号にそれぞれ相違する偏光
及び移相を与えて、 各々相違する偏光及び移相を与えられた各光信号の光成
分を光電変換して、 当該光電変換された各光成分において電気的に演算する
ことを特徴とするストークス・パラメータ測定方法。 - 【請求項２】測定対象に光信号を入力する送信側に於い
ては、 レーザ・ダイオード等の光源手段と、 必要に応じて光源を変調する変調手段とを具備し、 測定対象からの光信号を受信測定する受信側に於いて
は、 挿抜自在な入射光信号の校正用補償手段と、 測定対象から出射する光信号を少なくとも４分岐する手
段と、 当該少なくとも４分岐された光信号のそれぞれを順次第
１分岐光信号，第２分岐光信号，第３分岐光信号，第４
分岐光信号として、各々の光信号にそれぞれ相違する偏
光及び移相を与える手段と、 当該各分岐された光信号の光成分を電気変換する光電変
換手段と、 各光電変換された電気成分を演算してストークス・パラ
メータたる光強度成分と水平直線偏光成分と４５°直線
成分と右偏光成分とを得る演算手段とを具備することを
特徴とするストークス・パラメータ測定装置。 - 【請求項３】各分岐された光信号に偏光及び移相を与え
る手段は、 第１分岐光信号に対しては何等設けないとともに、 第２分岐光信号の透過に対しては、偏光方位軸が０°の
偏光素子を、かつ第３分岐光信号の透過に対しては、偏
光方位軸が４５°の偏光素子を、かつ第４分岐光信号の
透過に対しては偏光方位軸４５°の偏光素子と位相素子
をそれぞれ採用することを特徴とする請求項２記載のス
トークス・パラメータ測定装置。 - 【請求項４】各分岐された光信号に偏光及び移相を与え
る手段は、 第１分岐光信号の透過に対しては偏光方位軸が９０°の
偏光素子を、かつ第２分岐光信号の透過に対しては偏光
方位軸が０°の偏光素子を、かつ第３分岐光信号の透過
に対しては偏光方位軸が４５°の偏光素子を、かつ第４
分岐光信号の透過に対しては偏光方位軸４５°の偏光素
子と位相素子をそれぞれ採用することを特徴とする請求
項２記載のストークス・パラメータ測定装置。 - 【請求項５】受信側における入射光信号の校正用補償手
段は、位相素子と偏光素子の組合せであることを特徴と
する請求項２，３又は４記載のストークス・パラメータ
測定装置。 - 【請求項６】光電変換手段は、光電変換された各電気成
分の検知部分に、同期検波手段を配してなる請求項２，
３，４又は５記載のストークス・パラメータ測定装置。 - 【請求項７】光電変換手段は、光電変換された各電気成
分の検知部分に、ヘテロダイン検波手段を配してなる請
求項２，３，４又は５記載のストークス・パラメータ測
定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455792A JPH0618332A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | ストークス・パラメータ測定方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17455792A JPH0618332A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | ストークス・パラメータ測定方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618332A true JPH0618332A (ja) | 1994-01-25 |
Family
ID=15980644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17455792A Pending JPH0618332A (ja) | 1992-07-01 | 1992-07-01 | ストークス・パラメータ測定方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618332A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5966195A (en) * | 1996-11-25 | 1999-10-12 | Meiryo Tekunika Kabushiki Kaisha | Method of determining cell thickness and twist angle parameters of liquid crystal cell |
| US6300954B1 (en) | 1997-09-12 | 2001-10-09 | Meiryo Tekunika Kabushiki Kaisha | Methods and apparatus for detecting liquid crystal display parameters using stokes parameters |
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-
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- 1992-07-01 JP JP17455792A patent/JPH0618332A/ja active Pending
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