JPH06331495A - 零分散波長測定装置および零分散波長測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光ファイバなど光導波路の零分散波長を精度
よく測定できる零分散波長測定装置および零分散波長測
定法を得ることを目的とする。 【構成】 参照光源１、及び波長可変光源２より出力さ
れた光を偏波コントローラ３によって偏波面を合わせた
後、光合波器４によって合波し、被測定光ファイバ５に
入力する。被測定光ファイバ５で発生した４光波混合光
パワーを光スペクトラムアナライザ６で測定する。４光
波混合光パワーは波長可変光源の発振波長が被測定光フ
ァイバの零分散波長と一致したときに最大となるので、
波長可変光源の発振波長を掃引して４光波混合光パワー
が最大値を示す波長可変光源の発振波長を測定すること
により、光ファイバなど光導波路のの零分散波長を精度
よく測定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は例えば光通信システム
に用いる光ファイバなど光導波路の特性評価装置と特性
評価方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の光通信の大容量化に伴って、光フ
ァイバなど光導波路の波長分散値、零分散波長が光通信
システムに於いて極めて重要なパラメータになってお
り、より高精度の測定装置、測定法の要請がある。従来
の波長分散の測定方法としては位相法が知られている。
図１１はSantec（株）のカタログに記載されている波長
可変ＬＤと位相計を用いた光ファイバーの分散特性を測
定する測定装置の構成ブロック図である。

【０００３】次に図１１の位相法による波長分散の測定
原理について説明する。図１１において、２は波長可変
光源、４は合波手段、５は被測定光ファイバ、１４ａ，
１４ｂは光信号を電気信号に変換するＯ／Ｅ変換器、１
７は上記２つのＯ／Ｅ変換器の出力光の位相を測定する
位相計である。波長可変光源２の発振波長を掃引しつ
つ、パルス変調あるいは正弦波変調し、位相計１７で測
定することで、入力光波長の変化に伴う被測定光ファイ
バによる伝搬遅延時間の変化を測定することができる。
波長分散は、伝搬遅延時間の波長微分に相当する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の位相法による測
定装置は以上のように構成されているので、零分散波長
付近では伝搬遅延時間の波長依存性が小さくなるため、
零分散波長に近くなると測定精度が劣化するという課題
があった。従って、零分散波長を精度よく測定すること
は困難であった。この発明はこのような課題を解決する
ためになされたもので、光ファイバなど光導波路の零分
散波長をより精度よく測定できる零分散波長測定装置お
よび測定方法を得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に関わる零分散波長測定装置は、１つの
参照光源と、１つの波長可変光源と、上記２種の光源の
出力光の偏波面を一致させる偏波制御手段と、偏波面の
合った上記参照光源と波長可変光源の出力光を合波する
合波手段と、上記合波手段の出力を被測定光ファイバに
入射し被測定光ファイバから出射する出力光に含む４光
波混合光パワーを上記波長可変光源の発振波長を掃引し
て測定する手段と、を備えたものである。

【０００６】また、請求項２に関わる零分散波長測定装
置は、１つの参照光源と、１つの波長可変光源と、上記
２種の光源の出力光の偏波面を一致させる偏波制御手段
と、偏波面の合った上記参照光源と波長可変光源の出力
光を合波する合波手段と、上記合波手段の出力を被測定
光ファイバに入射し被測定光ファイバから出射する出力
光に含む４光波混合光を選択的に透過する波長可変光フ
ィルタと、上記波長可変光フィルタの透過光のパワーを
上記波長可変光源の発振波長を掃引して測定する手段
と、を備えたものである。

【０００７】また、請求項３に関わる零分散波長測定装
置は、１つの参照光源と、１つの波長可変光源と、上記
参照光源を変調する変調信号の発振器と、上記変調され
た参照光源の出力光と上記波長可変光源の出力光の偏波
面を一致させる偏波制御手段と、偏波面の合った上記の
２種の出力光を合波する合波手段と、上記合波手段の出
力を被測定光ファイバに入射し被測定光ファイバの出射
する出力光に含む４光波混合光を選択的に透過する波長
可変光フィルタと、上記波長可変光フィルタの透過光を
Ｏ／Ｅ変換器を介して電気信号に変換し、その電気信号
を上記参照光源の変調信号により同期増幅を行うロック
イン増幅器と、上記ロックイン増幅器の出力パワーを上
記波長可変光源の発振波長を掃引して測定する手段と、
を備えたものである。

【０００８】また、請求項４に関わる零分散波長測定装
置は、１つの白色光源と、１つの波長可変光源と、上記
の波長可変光源を変調するパルスパターン発生器と、上
記白色光源の出力光と変調された波長可変光源の出力光
とを合波する合波手段と、上記合波手段の出力を被測定
光ファイバに入射し被測定光ファイバから出射する出力
光から上記の波長可変光源の出力光成分を選択的に透過
する波長可変光フィルタと、上記波長可変光フィルタの
透過光をＯ／Ｅ変換器を介して電気信号に変換し、その
電気信号の符号誤り率を上記波長可変光源の発振波長を
掃引して求める符号誤り率測定手段と、を備えたもので
ある。

【０００９】また、請求項５に関わる零分散波長測定装
置は、相互の発振光周波数間隔に差を有する第１、第２
及び第３の波長可変光源と、偏波面を一致させた上記第
１と第２の波長可変光源の出力光を合波する第１の合波
手段と、上記第１の合波手段の出力光を被測定光ファイ
バに入射して被測定光ファイバから出射する出力光と偏
波面を一致させた上記第３の波長可変光源の出力光とを
合波する第２の合波手段と、上記第２の合波手段の出力
光から被測定光ファイバから出射する出力光に含む４光
波混合光と上記第３の波長可変光源の出力光とのビート
成分をＯ／Ｅ変換器と電気フィルタとを介して電気信号
に変換し、上記電気信号のパワーを上記波長可変光源の
発振波長を掃引して測定する手段と、を備えたものであ
る。

【００１０】また、請求項６に関わる零分散波長測定装
置は、相互の発振波長間隔が等しい第１、第２及び第３
の波長可変光源と、上記の第３の波長可変光源を変調す
るパルスパターン発生器と、偏波面を一致させた上記第
１と第２の波長可変光源の出力光を合波する第１の合波
手段と、上記第１の合波手段の出力光を被測定光ファイ
バに入射して被測定光ファイバから出射する出力光と偏
波面を一致させた上記変調された第３の波長可変光源の
出力光の両者を合波する第２の合波手段と、上記第２の
合波手段の出力光から第３の波長可変光源の出力光成分
を、選択的に透過する波長可変光フィルタとＯ／Ｅ変換
器を介して電気信号に変換し、上記電気信号の符号誤り
率を上記波長可変光源の発振波長を掃引して測定する符
号誤り率測定手段と、を備えたものである。

【００１１】また、請求項７に関わる零分散波長測定装
置は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の合波手
段として波長多重（ＷＤＭ）カプラを用いるようにした
ものである。

【００１２】また、請求項８に関わる零分散波長測定装
置は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の参照光
源または波長可変光源のうち少なくとも１つを、狭スペ
クトル光源と上記狭スペクトル光源に縦続接続する光増
幅器とを用いるようにしたものである。

【００１３】また、請求項９に関わる光ファイバなど光
導波路の零分散波長測定方法は、１つの参照光源と１つ
の波長可変光源の出力光の偏波面を一致させ、上記２つ
の光源の出力光を合波し、上記合波した出力光を被測定
光ファイバに入射し被測定光ファイバから出射する出力
光に含む４光波混合光パワーの最大値を示す上記波長可
変光源の発振波長を上記発振波長を掃引して求めるよう
にしたものである。

【００１４】

【作用】以上のように構成された請求項１に関わる零分
散波長測定装置および請求項９に関わる光ファイバなど
光導波路の零分散波長測定方法では、参照光源および波
長可変光源の出力光の偏波面を一致させて合波し、それ
を被測定光ファイバに入射して被測定光ファイバから出
射する出力光に含む４光波混合光パワーを、上記波長可
変光源の発振波長を掃引して測定することができる。発
生する４光波混合光パワーは波長可変光源の発振波長が
被測定光ファイバの零分散波長に等しいときに最大値を
示すことにより、高精度に零分散波長の測定を行うこと
ができる。

【００１５】また、請求項２に関わる零分散波長測定装
置では、参照光源および波長可変光源の出力光の偏波面
を一致させて合波し、それを被測定光ファイバに入射
し、被測定光ファイバから出射する出力光に含む４光波
混合光パワーは選択的に透過する波長可変光フィルタの
透過光パワーとして測定することができる。発生する４
光波混合光パワーは波長可変光源の発振波長が被測定光
ファイバの零分散波長に等しいときに最大値を示すの
で、波長可変光源の発振波長を掃引することにより、高
精度に零分散波長の測定を行うことができる。

【００１６】また、請求項３に関わる零分散波長測定装
置では、所定の変調信号で変調された参照光源の出力光
と波長可変光源の出力光による４光波混合光を選択的に
透過する波長可変光フィルタとＯ／Ｅ変換器を介して、
電気信号に変換し、上記変調信号によりロックイン増幅
した電気信号パワーを測定する。発生する４光波混合光
パワーは波長可変光源の発振波長が被測定光ファイバの
零分散波長に等しいときに最大値を示すので、波長可変
光源の発振波長を掃引することにより、高精度に零分散
波長の測定を行うことができる。

【００１７】また、請求項４に関わる零分散波長測定装
置では、白色光源の出力光と、パルスパターン発生器の
出力信号で変調された波長可変光源の出力光による４光
波混合効果は上記波長可変光源の発振波長が被測定光フ
ァイバの零分散波長に一致するとき最大となり、このと
き上記４光波混合光に含む上記波長可変光源の出力光成
分を電気信号に変換したその符号誤り率が最大値を示す
ので、波長可変光源の発振波長を掃引して、符号誤り率
が最大となる発振波長を求めることにより、高精度に零
分散波長の測定を行うことができる。

【００１８】また、請求項５に関わる零分散波長測定装
置では、第１と第２の波長可変光源の発振光周波数の間
隔と、第２及び第３の発振光周波数の間隔との差をΔｆ
に定めると、第１と第２の波長可変光源の出力光による
４光波混合光と、上記第３の波長可変光源の出力光との
ビート周波数がΔｆとなる。第２の光合波器の出力光に
含むビート成分を電気信号に変換して抽出し、上記ビー
トパワーを測定することにより上記４光波混合光パワー
を測定することができる。発生する４光波混合光パワー
は波長可変光源の発振波長が被測定光ファイバの零分散
波長に等しいときに最大値を示すので、波長可変光源の
発振波長を掃引することにより、高精度に零分散波長の
測定を行うことができる。

【００１９】また、請求項６に関わる零分散波長測定装
置では、第１と第２及び第３の波長可変光源の各発振光
周波数間隔を等間隔に定めると、第１と第２の波長可変
光源の出力光による４光波混合光と、上記第３の波長可
変光源の発振光周波数は同一となる。上記第１と第２の
波長可変光源の出力光による４光波混合光と、パルスパ
ターン発生器で変調された第３の波長可変光源の出力光
と、を入力とする第２の光合波器の出力光から上記第３
の波長可変光源の出力光成分を抽出し、電気信号に変換
しその符号誤り率を測定する。第１と第２の波長可変光
源の出力光による４光波混合光パワーが最大となると
き、上記電気信号の符号誤り率は最大となる。発生する
４光波混合光パワーは波長可変光源の発振波長が被測定
光ファイバの零分散波長に等しいときに最大値を示すの
で、波長可変光源の発振波長を掃引することにより、高
精度に零分散波長の測定を行うことができる。

【００２０】また、請求項７に関わる零分散波長測定装
置では、波長多重（ＷＤＭ）カプラを用いて参照光と波
長可変光源の出力光を被測定光ファイバに入射すること
により、効率よく４光波混合光を得ることができるの
で、請求項１から請求項６の作用と組合わせて、より高
精度に零分散波長の測定を行うことができる。

【００２１】また、請求項８に関わる零分散波長測定装
置では、参照光と波長可変光源の少なくとも１つを狭ス
ペクトル光源と上記狭スペクトル光源に縦続接続する光
増幅器とで構成して、被測定光ファイバに高いパワーの
光を入射することにより、効率よく４光波混合光を得る
ことができるので、請求項１から請求項７の作用と組合
わせて、より高精度に零分散波長の測定を行うことがで
きる。

【００２２】また、請求項９に関わる零分散波長測定法
では、１つの参照光源と１つの波長可変光源の出力光の
偏波面を一致させ、上記２つの光源の出力光を合波し、
上記合波した出力光を被測定光ファイバに入射し被測定
光ファイバから出射する出力光に含む４光波混合光パワ
ーの最大値を示す波長可変光源の発振波長を上記発振波
長を掃引して求めることにより、被測定光ファイバなど
光導波路の零分散波長を高精度に測定することができ
る。

【００２３】

【実施例】

実施例１．図１は請求項１の発明による零分散波長測定
装置の実施例１を示す構成ブロック図である。図１にお
いて、１は参照光源、２は波長可変光源であり、狭スペ
クトルＬＤなどが用いられる。３は偏波コントローラ、
４は光合波器、５は被測定光ファイバ、６は光スペクト
ラムアナライザである。１０の制御手段は、必要に応じ
て波長可変光源２、偏波コントローラ３、光スペクトラ
ムアナライザ６を制御し、被測定光ファイバ中で発生す
る４光波混合光パワーの入力光波長依存性を測定する。
偏波コントローラ３としては、λ／４板やλ／２板を組
合わせた偏波制御装置や、ファラデ−回転素子を用いて
所望の偏波状態を得ることができるようにしたものを用
いてよい。

【００２４】次に動作について説明する。図２（ａ）に
示されるように、被測定光ファイバにｆr 及びｆx なる
２つ異なる光周波数の光を入射すると、光ファイバの非
線形効果により、２ｆx −ｆr 、２ｆr −ｆx なる光周
波数をもつ光が発生する。これは４光波混合（ＦＷＭ）
効果として知られており、発生する光を４光波混合光と
呼ぶ。４光波混合光パワーは、一般に光周波数ｆx 、ｆ
r の入射光パワー、光周波数差ｆx ーｆr 、光ファイバ
の分散値などのパラメータによって決まる。被測定光フ
ァイバの入射光（周波数ｆx またはｆr ）の発振波長が
被測定光ファイバの零分散波長に一致するとき、４光波
混合光パワーは最大となる。図２（ｂ）は一方の光源の
発振光周波数をｆr に固定し、他方の波長可変光源の発
振光周波数ｆx を掃引したときの４光波混合光パワーを
測定したものである。波長で表現すれば、一方の波長可
変光源の発振波長を掃引して、被測定光ファイバの零分
散波長に一致したときに、４光波混合光パワーが最大値
を示す。４光波混合光パワーが最大値を示すときの波長
可変光源の発振波長を測定することにより、光ファイバ
の零分散波長を測定することができる。４光波混合光パ
ワーは波長可変光源の発振波長が光ファイバの零分散波
長に近くなるほど強くなるので、零分散波長付近での測
定精度は高くなる。

【００２５】図１において、参照光源１の発振波長を固
定し、波長可変光源２の発振波長を掃引し、被測定光フ
ァイバ中で発生する４光波混合光パワーを光スペクトラ
ムアナライザ６で測定している。４光波混合効果は２つ
の光の偏波面が一致するときに最大となるので、偏波コ
ントローラ３を用いて偏波面を一致させている。発生す
る４光波混合光の光周波数は２ｆx −ｆr 、２ｆr −ｆ
x であるので、これらのいずれか一方の光周波数におけ
る光パワーを光スペクトラムアナライザ６で測定するこ
とによって４光波混合光パワーを得ることができる。

【００２６】実施例２．図３は請求項２の発明による零
分散波長測定装置の実施例２を示す構成ブロック図であ
る。図３において、８は波長可変光フィルタであり、透
過光周波数を２ｆx −ｆr、または２ｆr −ｆx に設定
する。１９は光パワーメータであり４光波混合光パワー
を測定する。１０の制御手段は波長可変光源２、偏波コ
ントローラ３、波長可変光フィルタ８を制御し、被測定
光ファイバ中で発生する４光波混合光パワーの入力光波
長依存性を測定する。なお、図１と同一部分には同一符
号を付し説明を省く。

【００２７】次に動作について説明する。図３におい
て、参照光源１の発振波長を固定し、波長可変光源２の
発振波長を掃引し、被測定光ファイバで発生する４光波
混合光を透過光周波数を２ｆx −ｆr または２ｆr −ｆ
x に設定した波長可変光フィルタ８で抜き出す。４光波
混合光パワーを波長可変光源２の発振波長を掃引して波
長可変光フィルタ出力を光パワーメータ１９で測定す
る。４光波混合光パワーが最大となるときの発振波長が
被測定光ファイバの零分散波長である。さらに、４光波
混合効果は２つの光の偏波面が一致するときに最大とな
るので、偏波コントローラ３を用いて偏波面を一致させ
ている。

【００２８】実施例３．図４は請求項３の発明による零
分散波長測定装置の実施例３を示す構成ブロック図であ
る。図４において、１は発振光周波数ｆr で発振する参
照光源であり、２は発振光周波数ｆx で発振する波長可
変光源である。３は偏波コントローラ、４は光合波器、
５は被測定光ファイバ、１４はＯ／Ｅ変換器、８は波長
可変光フィルタであり、透過光周波数は２ｆx −ｆr ま
たは２ｆr −ｆx に設定される。発振器１８によって参
照光源１を変調し、ロックイン増幅器９、パワーメータ
７を用いて高精度に４光波混合光パワーを測定すること
ができる。１０の制御手段は、波長可変光源２、偏波コ
ントローラ３、波長可変光フィルタ８を制御し、被測定
光ファイバ中で発生する４光波混合光パワーの入力光波
長依存性を測定する。

【００２９】次に動作について説明する。図３におい
て、参照光源１の発振波長を固定し、波長可変光源２の
発振波長を掃引し、被測定光ファイバ中で発生する４光
波混合光を透過光周波数を２ｆx −ｆr 、または２ｆr
−ｆx に設定した波長可変光フィルタ８で抜き出す。上
記４光波混合光をＯ／Ｅ変換器１４で電気信号に変換
し、これを参照光源１の変調信号でロックイン増幅し、
高精度に４光波混合光パワーをパワーメータ７で測定す
る。波長可変光源２の発振波長を掃引し、４光波混合光
パワーが最大となるときの発振波長が零分散波長であ
る。４光波混合効果は２つの光の偏波面が一致するとき
に最大となるので、偏波コントローラ３を用いて偏波面
を一致させている。実施例３では発振器１８によって参
照光源１を変調しているが、波長可変光源２を変調して
も同様の効果を得る。

【００３０】実施例４．図５は請求項４の発明による零
分散波長測定装置の実施例４を示す構成ブロック図であ
る。図５において、２は波長可変光源でありパルスパタ
ーン発生器１２により変調される。１１は白色光源、３
は偏波コントローラ、４は光合波器、５は被測定光ファ
イバ、８は波長可変光フィルタ、１４はＯ／Ｅ変換器で
ある。１３は符号誤り率測定器であり、符号誤り率を測
定する。白色光源１１としては、ホワイトノイズソース
と見做すことができる光源を用いる。例えば、Ｅｒドー
プ光ファイバ増幅器や、半導体光増幅器の自然放出光を
用いることができる。

【００３１】次に動作について説明する。白色光源１１
から出力される白色光と波長可変光源２の出力光とによ
る４光波混合効果は波長可変光源２の発振波長が被測定
光ファイバの零分散波長に一致したときに最大となり、
このとき符号誤り率も最大となる。そこで、波長可変光
源の発振波長を掃引し、符号誤り率が最大となる発振波
長を測定することによって零分散波長を知ることができ
る。

【００３２】実施例５．図６は請求項５の発明による零
分散波長測定装置の実施例５を示す構成ブロック図であ
る。図６において、２ａ，２ｂ，２ｃは波長可変光源で
あり、それぞれの発振光周波数をｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 （ｆ
1 ＜ｆ2 ＜ｆ3 ）とする。波長（周波数）間隔制御手段
１６ａにより、ｆ2 −ｆ1 ＝ΔＦに定め、波長（周波
数）間隔制御手段１６ｂにより、ｆ3 −ｆ2 ＝ΔＦ十Δ
ｆに定める。３ａ，３ｂは偏波コントローラ、４ａ，４
ｂは光合波器である。５は被測定光ファイバ、１４はＯ
／Ｅ変換器、１５は電気フィルタであり、７はパワーメ
ータである。１０の制御手段は波長可変光源２ａ、偏波
コントローラ３ａ，３ｂ、パワーメータ７を制御する。
波長（周波数）間隔制御手段としては、２波のビート周
波数をある所望の周波数と一致させる方法や、２波の波
長を温度安定化されたファブリペロ干渉計の透過帯域に
それぞれ合わせる方法などが用いられる。

【００３３】次に動作について説明する。波長可変光源
２ａ，２ｂの出力光の偏波面を一致させて光合波器４ａ
で光合波する。光合波器４ａの出力光を被測定ファイバ
に入射し被測定ファイバの出射する出力光に含まれる４
光波混合光周波数は、ｆ1 −ΔＦ，ｆ2 十ΔＦであり、
このうちｆ2 十ΔＦの４光波混合光と、ｆ3 （＝ｆ2 十
ΔＦ十Δｆ）の波長可変光源２ｃの出力光とのビート光
周波数はΔｆとなる。ここで、波長可変光源２ａ，２
ｂ，２ｃの発振光周波数間隔をｆ2 −ｆ1 ＝ΔＦ，ｆ3
−ｆ2 ＝ΔＦ十Δｆと定め、上記２つの発振光周波数間
隔の差をΔｆとすることにより、この間隔を保ちながら
波長可変光源の発振光周波数（発振波長）を掃引して
も、第２の光合波器４ｂ出力のビート光周波数は常にΔ
ｆ一定となる。Ｏ／Ｅ変換器１４，電気フィルタ１５を
介して、このビート光周波数（Δｆ）成分を電気信号に
変換して抜き出して、パワーメータ７で上記ビートパワ
ーを測定することにより、４光波混合光パワーを測定す
ることができる。４光波混合効果は２つの光の偏波面が
一致するときに最大となるので、偏波コントローラ３
ａ，３ｂを用いて一致させている。波長可変光源２ａの
発振波長を掃引し（このとき波長可変光源２ｂ，２ｃの
発振波長も掃引される）、４光波混合光パワーが最大と
なるときの発振波長が零分散波長である。但し、ｆ2 が
ｆ0 （４光波混合光パワーが最大となるときの発振光周
波数）と一致したときにも、４光波混合光パワーは最大
となるので注意を要する。例えば、ｆ1 ＞ｆ0 となる値
にｆ1 の初期値を設定しておき、ｆ1 を小さくなる方向
に掃引すれば、４光波混合光が最初に最大となるときの
ｆ1 がｆ0 に一致する。

【００３４】実施例６．図７は請求項６の発明による零
分散波長測定装置の実施例６を示す構成ブロック図であ
る。図７において、２ａ，２ｂ，２ｃは波長可変光源で
あり、それぞれの発振光周波数はｆ1 ，ｆ2 ，ｆ3 （ｆ
1 ＜ｆ2 ＜ｆ3 ）である。波長可変光源２ｃはパルスパ
ターン発生器１２で変調される。波長（周波数）間隔制
御手段１６ａによって、ｆ2 −ｆ1 ＝ΔＦに定め、波長
（周波数）間隔制御手段路１６ｂによってｆ3 −ｆ2 ＝
ΔＦに定める。３ａ，３ｂは偏波コントローラ、４ａ，
４ｂは光合波器である。５は被測定光ファイバ、８は波
長可変光フィルタであり透過光周波数をｆ3 に設定す
る。１４はＯ／Ｅ変換器、１３は符号誤り率測定器であ
る。１０の制御手段は波長可変光源２ａ、偏波コントロ
ーラ３ａ，３ｂ、符号誤り率測定器１３を制御する。

【００３５】次に動作について説明する。波長可変光源
２ａ，２ｂの出力光（それぞれ発振光周波数ｆ1 ，ｆ2
）の偏波面を一致させて光合波器４ａで光合波し被測
定ファイバに入射する。被測定ファイバの出射する出力
光に含む４光波混合光光周波数は、ｆ1 −ΔＦ，ｆ2 十
ΔＦであり、このうちｆ2 十ΔＦと波長可変光源２ｃの
発振光周波数ｆ3 は一致するので信号キャリヤであるｆ
3 にとって４光波混合光は雑音となる。従って、４光波
混合光パワーが最大となるとき、波長可変光フィルタ８
を透過し、Ｏ／Ｅ変換器で変換した、パルスパターン発
生器１２で変調された光周波数ｆ3 成分の電気信号の符
号誤り率は最大となる。４光波混合効果は２つの光の偏
波面が一致するときに最大となるので、偏波コントロー
ラ３ａ，３ｂを用いて２つの光の偏波面を一致するよう
にしている。波長可変光源２ａの発振波長（発振光周波
数ｆ1 ）を掃引し（このとき波長可変光源３ｂ，３ｃも
掃引される）、Ｏ／Ｅ変換器の出力信号の符号誤り率が
最大となるときの波長可変光源２ａの発振波長が零分散
波長である。但し、ｆ2 がｆ0 と一致したときにも４光
波混合光パワーは最大となるので注意を要する。例え
ば、ｆ1 ＞ｆ0 となる値にｆ1 の初期値を設定してお
き、ｆ1を小さくなる方向に掃引すれば、符号誤り率が
最初に最大となるときのｆ1 がｆ0 に一致する。

【００３６】実施例７．図８は請求項７の発明による零
分散波長測定装置の実施例７を示す構成ブロック図であ
る。図８において、１は参照光源、２は波長可変光源で
あり、狭スペルトルＬＤ等が用いられる。３は偏波コン
トローラ、２０は波長多重（ＷＤＭ）カプラ、５は被測
定光ファイバ、６は光スペクトラムアナライザである。
１０の制御手段は波長可変光源２、偏波コントローラ
３、光スペクトラムアナライザ６を制御し、被測定光フ
ァイバ中で発生する４光波混合光パワーの波長依存性を
測定する。波長多重（ＷＤＭ）カプラを用いると損失が
少なくなるので被測定光ファイバへの入射パワーを大き
くでき、測定精度を高めることができる。動作原理は実
施例１と同じである。本実施例は実施例１，２，３，
４，５，６と組合わせて、より測定精度をより高めるこ
とができる。

【００３７】実施例８．図９は請求項８の発明による零
分散波長測定装置の実施例８を示す構成ブロック図であ
る。図９において、１は参照光源、２は波長可変光源で
あり、２１ａ，２１ｂは光増幅器である。３は偏波コン
トローラ、４は光合波器、５は被測定光ファイバ、６は
光スペクトラムアナライザである。１０の制御手段は波
長可変光源２、偏波コントローラ３、光スペクトラムア
ナライザ６を制御し、被測定光ファイバ中で発生する４
光波混合光パワーの波長依存性を測定する。光増幅器２
１ａ，２１ｂとして、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器や、
半導体光増幅器等を用いることができる。各光源の出力
に光増幅器を設けることにより被測定光ファイバへの入
射パワーを大きくできるので、測定精度をより高めるこ
とができる。動作原理は実施例１と同じである。本実施
例は実施例１，２，３，４，５，６，７と組合わせてよ
り測定精度をより高めることができる。

【００３８】実施例９．図１０は請求項８の発明による
零分散波長測定装置の実施例９を示す構成ブロック図で
ある。図１０において、１は参照光源、２は波長可変光
源であり、２１は光増幅器である。３は偏波コントロー
ラ、４は光合波器、５は被測定光ファイバ、６は光スペ
クトラムアナライザである。１０の制御手段は波長可変
光源２、偏波コントローラ３、光スペクトラムアナライ
ザ６を制御し、被測定光ファイバ中で発生する４光波混
合光パワーの入力光波長依存性を測定する。光増幅器２
１ａ，２１ｂとして、Ｅｒドープ光ファイバ増幅器や、
半導体光増幅器等を用いることができる。光合波器出力
に光増幅器を設けることにより被測定光ファイバへの入
射パワーを大きくできるので測定精度をより高めること
ができる。動作原理は実施例１と同じである。本実施例
は実施例１，２，３，４，５，６，７，８と組合わせて
測定精度をより高めることができる。

【００３９】なお、実施例３，５において、４光波混合
光パワーの測定にパワーメータを用いているが、これを
スペクトラムアナライザに置き換えることができる。ま
た、実施例１，２，３，７，８，９において偏波制御手
段３を参照光源１の出力側に設けても同様の効果があ
る。また、実施例５，６において、偏波コントローラ３
ａ，３ｂを波長可変光源２ｂ，２ｃに設けているが、偏
波コントローラを波長可変光源２ａ，２ｂ，２ｃのいず
れの２つに設けても同様の効果がある。

【００４０】なお、請求項１，２，３，４，５，６，
７，８，９に関わる発明では、零分散波長の測定に４光
波混合効果を利用しているが、４光波混合効果の発生効
率の大きさは光ファイバの分散値と、入力光波長と零分
散波長の波長差とに依存するので、零分散波長を決定後
に、４光波混合効果の発生効率の大きさを入力光波長と
零分散波長の波長差の関数として測定することにより、
光ファイバなど光導波路の分散値を算出することができ
る。また、零分散波長における４光波混合光パワーの大
きさから光ファイバなど光導波路の非線形定数を算出す
ることができる。

【００４１】なお、請求項１，２，３，４，５，６，
７，８に関わる発明では、被測定光ファイバの零分散波
長を測定する零分散波長測定装置を提供しているが、光
ファイバに限らず他の光導波路の零分散波長の測定も同
様に可能なことは言うまでもない。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、請求項１，２，３，４，
５，６，７，８に関わる発明によれば、光ファイバなど
光導波路の零分散波長を精度よく測定できる零分散波長
測定装置を得ることができる。また、請求項９に関わる
発明よれば、光ファイバなど光導波路の零分散波長を精
度よく測定できる零分散波長測定法を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明に関わる実施例１を示す構
成ブロック図である。

【図２】図１の動作を説明する図である。

【図３】請求項２記載の発明に関わる実施例２を示す構
成ブロック図である。

【図４】請求項３記載の発明に関わる実施例３を示す構
成ブロック図である。

【図５】請求項４記載の発明に関わる実施例４を示す構
成ブロック図である。

【図６】請求項５記載の発明に関わる実施例５を示す構
成ブロック図である。

【図７】請求項６記載の発明に関わる実施例６を示す構
成ブロック図である。

【図８】請求項７記載の発明に関わる実施例７を示す構
成ブロック図である。

【図９】請求項８記載の発明に関わる実施例８を示す構
成ブロック図である。

【図１０】請求項８記載の発明に関わる実施例９を示す
構成ブロック図である。

【図１１】従来の波長分散の測定装置を示す構成ブロッ
ク図である。

【符号の説明】 １ 参照光源 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ 波長可変光源 ３，３ａ，３ｂ 偏波コントローラ ４，４ａ，４ｂ 光合波器 ５ 被測定光ファイバ ６ 光スペクトラムアナライザ ７ パワーメータ ８ 波長可変光フィルタ ９ ロックイン増幅器 １０ 制御手段 １１ 白色光源 １２ パルスパターン発生器 １３ 符号誤り率測定器 １４ Ｏ／Ｅ変換器 １５ 電気フィルタ １６ａ，１６ｂ 波長間隔制御手段（光周波数間隔制御
手段） １７ 位相計 １８ 発振器 １９ 光パワーメータ ２０ 波長多重（ＷＤＭ）カプラ ２１，２１ａ，２１ｂ 光増幅器

フロントページの続き (72)発明者 北山 忠善 鎌倉市大船五丁目１番１号 三菱電機株式 会社通信システム研究所内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一つの参照光源と、一つの波長可変光源
   と、 上記二種の光源の出力光の偏波面を一致させる偏波制御
   手段と、 偏波面の合った上記参照光源と波長可変光源の出力光を
   合波する合波手段と、 上記合波手段の出力を被測定光ファイバに入射し被測定
   光ファイバから出射する出力光に含む４光波混合光パワ
   ーを上記波長可変光源の発振波長を掃引して測定する手
   段と、を備えたことを特徴とする零分散波長測定装置。
2. 【請求項２】 一つの参照光源と、一つの波長可変光源
   と、 上記二種の光源の出力光の偏波面を一致させる偏波制御
   手段と、 偏波面の合った上記参照光源と波長可変光源の出力光を
   合波する合波手段と、 上記合波手段の出力を被測定光ファイバに入射し被測定
   光ファイバから出射する出力光に含む４光波混合光を選
   択的に透過する波長可変光フィルタと、 上記波長可変光フィルタの透過光のパワーを上記波長可
   変光源の発振波長を掃引して測定する手段と、を備えた
   ことを特徴とする零分散波長測定装置。
3. 【請求項３】 一つの参照光源と、一つの波長可変光源
   と、 上記参照光源を変調する変調信号の発振器と、 上記変調された参照光源の出力光と上記波長可変光源の
   出力光の偏波面を一致させる偏波制御手段と、 偏波面の合った上記の二種の出力光を合波する合波手段
   と、 上記合波手段の出力を被測定光ファイバに入射し被測定
   光ファイバの出射する出力光に含む４光波混合光を選択
   的に透過する波長可変光フィルタと、 上記波長可変光フィルタの透過光をＯ／Ｅ変換器を介し
   て電気信号に変換し、その電気信号を上記参照光源の変
   調信号により同期増幅を行うロックイン増幅器と、 上記ロックイン増幅器の出力パワーを上記波長可変光源
   の発振波長を掃引して測定する手段と、を備えたことを
   特徴とする零分散波長測定装置。
4. 【請求項４】 一つの白色光源と、一つの波長可変光源
   と、 上記の波長可変光源を変調するパルスパターン発生器
   と、 上記白色光源の出力光と変調された波長可変光源の出力
   光とを合波する合波手段と、 上記合波手段の出力を被測定光ファイバに入射し被測定
   光ファイバから出射する出力光から上記の波長可変光源
   の出力光成分を選択的に透過する波長可変光フィルタ
   と、 上記波長可変光フィルタの透過光をＯ／Ｅ変換器を介し
   て電気信号に変換し、その電気信号の符号誤り率を上記
   波長可変光源の発振波長を掃引して求める符号誤り率測
   定手段と、を備えたことを特徴とする零分散波長測定装
   置。
5. 【請求項５】 相互の発振光周波数間隔に差を有する第
   一、第二及び第三の波長可変光源と、 偏波面を一致させた上記第一と第二の波長可変光源の出
   力光を合波する第一の合波手段と、 上記第一の合波手段の出力光を被測定光ファイバに入射
   して被測定光ファイバから出射する出力光と偏波面を一
   致させた上記第三の波長可変光源の出力光とを合波する
   第二の合波手段と、 上記第二の合波手段の出力光から被測定光ファイバから
   出射する出力光に含む４光波混合光と上記第三の波長可
   変光源の出力光とのビート成分をＯ／Ｅ変換器と電気フ
   ィルタとを介して電気信号に変換し、上記電気信号のパ
   ワーを上記波長可変光源の発振波長を掃引して測定する
   手段と、を備えたことを特徴とする零分散波長測定装
   置。
6. 【請求項６】 相互の発振波長間隔が等しい第一、第二
   及び第三の波長可変光源と、 上記の第三の波長可変光源を変調するパルスパターン発
   生器と、 偏波面を一致させた上記第一と第二の波長可変光源の出
   力光を合波する第一の合波手段と、 上記第一の合波手段の出力光を被測定光ファイバに入射
   して被測定光ファイバから出射する出力光と偏波面を一
   致させた上記変調された第三の波長可変光源の出力光の
   両者を合波する第二の合波手段と、 上記第二の合波手段の出力光から第三の波長可変光源の
   出力光成分を、選択的に透過する波長可変光フィルタと
   Ｏ／Ｅ変換器を介して電気信号に変換し、上記電気信号
   の符号誤り率を上記波長可変光源の発振波長を掃引して
   測定する符号誤り率測定手段と、を備えたことを特徴と
   する零分散波長測定装置。
7. 【請求項７】 合波手段として波長多重（ＷＤＭ）カプ
   ラを用いることを特徴とする請求項１から請求項６のい
   ずれかに記載の零分散波長測定装置。
8. 【請求項８】 参照光源または波長可変光源のうち少な
   くとも一つを狭スペクトル光源と上記狭スペクトル光源
   に縦続接続する光増幅器とを用いることを特徴とする請
   求項１から請求項７のいずれかに記載の零分散波長測定
   装置。
9. 【請求項９】 一つの参照光源と一つの波長可変光源の
   出力光の偏波面を一致させ、上記二つの光源の出力光を
   合波し、上記合波した出力光を被測定光ファイバに入射
   し被測定光ファイバから出射する出力光に含む４光波混
   合光パワーの最大値を示す上記波長可変光源の発振波長
   を上記発振波長を掃引して求めることを特徴とする光フ
   ァイバなど光導波路の零分散波長測定方法。