JPH0755571A

JPH0755571A - 偏波分散測定器

Info

Publication number: JPH0755571A
Application number: JP20090293A
Authority: JP
Inventors: Minoru Sawada; 稔澤田; Kuniharu Himeno; 邦治姫野
Original assignee: Fujikura Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd
Priority date: 1993-06-08
Filing date: 1993-08-12
Publication date: 1995-03-03

Abstract

(57)【要約】【目的】干渉による光強度の変化のみを安定して測定
できる偏波分散測定器を提供する。【構成】光の分離から合成に至る２つの光路を、それ
ぞれ光ファイバ２３，２４により構成し、これら２つの
光路の少なくとも一方に、光路差を変化させるための可
動部分２５を設けたことを特徴とする。また、光ファイ
バ２３，２４を偏波面保持光ファイバとしてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、干渉法において用いら
れる偏波分散測定器に係り、特に、光ファイバの偏波分
散を高精度で求める際に用いて好適な偏波分散測定器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に実用化されているシングルモード
光ファイバでは、コアがわずかに楕円化しているか、あ
るいは種々の応力等による複屈折のために偏波分散が生
じる。この光ファイバの偏波分散は、特に、光増幅器等
の中継器を用いた超長距離光伝送やＣＡＴＶ等の超大容
量光通信において、重要な問題となっている。偏波分散
を測定する方法としては、干渉法、固定アナライザ法、
ストークスパラメータ法等があるが、最も小さな偏波分
散を高精度で測定することができる点で干渉法が優れて
いる。この干渉法は、互いに直交する２つの直線偏波を
被測定光ファイバに入射し、該被測定光ファイバから出
射する干渉光の干渉縞のピーク値のシフト量から遅延時
間差を光路差として求めるという原理に基づくものであ
る。

【０００３】図４は、干渉法による偏波分散測定装置の
一例を示す構成図であり、図において、１は可変波長光
源である半導体レーザ（ＬＥＤ）、２ａ〜２ｃはポララ
イザ、３は１／４波長（λ／４）板、４ａ，４ｂは反射
器（コーナーキューブ）、５は光を分離するためのビー
ムスプリッタ（ＢＳ）、６はＰＺＴ等の微小振動子、７
は微動ステージ、８は１／２波長（λ／２）板、９はア
ナライザ、１０は受光器であり、１１は被測定光ファイ
バである。この偏波分散測定装置を用いて被測定光ファ
イバ１１の偏波分散を測定するには、微動ステージ７に
より微小振動子６を微小変位させながら光を反射させる
反射器４ｂの位置を変化させ、反射器４ａ，４ｂ各々か
ら反射される２つの直線偏波光を被測定光ファイバ１１
に入射させ、該被測定光ファイバ１１から出射する干渉
光を受光器１０で受光し、この干渉光から被測定光ファ
イバ１１の偏波分散を求める。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の偏波
分散測定装置では、微動ステージ７と微小振動子６を光
の入射方向に対して完全に平行に動かすことは困難であ
り、実際には、この移動方向が光の入射方向に対して僅
かながら傾いている。したがって、反射光の光軸の位置
が変化し、固定光路を通過した光との再合成時に、すで
に一方の干渉前の光強度自身が変化することとなる。す
なわち、光強度は、干渉と光軸の変化の両方により変化
することとなり、よって、測定結果には、光軸の変化に
よるノイズが含まれ、干渉による変化のみを測定するこ
とは困難である。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、干渉による光強度の変化のみを安定し
て測定できる偏波分散測定器を提供することを目的とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な偏波分散測定器を採用した。すな
わち、請求項１記載の偏波分散測定器は、光の分離から
合成に至る２つの光路を、それぞれ光ファイバにより構
成し、これら２つの光路の少なくとも一方に、光路差を
変化させるための可動部分を設けたことを特徴としてい
る。

【０００７】また、請求項２記載の偏波分散測定器は、
光を分離する光分離手段と、該光分離手段から出射され
る光が入射される第１及び第２の光路と、これら第１及
び第２の光路各々から出射する光を合波し被測定光ファ
イバに入射する光合波手段と、該被測定光ファイバから
出射する干渉光を検出し該被測定光ファイバの偏波分散
を求める測定手段とを具備し、前記第１及び第２の光路
各々を光ファイバにより構成し、これら２つの光路の少
なくとも一方に、光路差を変化させるための可動部分を
設けたことを特徴としている。

【０００８】また、請求項３記載の偏波分散測定器は、
請求項２記載の偏波分散測定器において、前記光ファイ
バを偏波面保持光ファイバとしたことを特徴としてい
る。

【０００９】ここで、前記光ファイバを偏波面保持光フ
ァイバとした理由について説明する。なお、偏波面保持
光ファイバは、単一偏波光ファイバと称することもあ
る。本発明者等がさらに実験を重ねた結果、前記請求項
１または２記載の偏波分散測定器偏波分散測定器には下
記のような問題点があることがわかった。この装置で
は、遅延時間を与える光路を光ファイバにより構成して
いるが、シングルモード（ＳＭ）光ファイバを用いた場
合、該光ファイバ内を通過する直線偏光は、温度変化や
振動等の外的作用により偏光面が変化する場合があり、
したがって、偏光雑音が生じ測定精度を低下させる要因
となる。さらに、光ファイバの可動部分を変化させるた
めの外力が光ファイバの内部応力源となり、福屈折を生
じ、偏波回転（偏波変動）及び偏波分散が生じる要因と
なる。

【００１０】また、シングルモード光ファイバは、実際
にはわずかながら偏波分散があり、使用する光ファイバ
の偏波分散が十分に小さくない場合、この偏波分散値が
測定誤差として測定値に累積されてしまうという問題が
ある。そこで、偏光雑音を減少させるには、光ファイバ
中を伝搬する光の偏光状態を安定させる必要があり、ま
た、偏波分散に起因する測定誤差を減少させるには、光
ファイバの偏波分散が零であることが必要である。そこ
で、光の分離から合成に至る２つの光路を、それぞれ偏
波面が保存される偏波面保持光ファイバ（単一偏波光フ
ァイバ）により構成し、該光ファイバ内における偏光を
安定させ、また、直交２偏波の内の１偏波のみを用い、
実質的に偏波分散を零とすることができる。

【００１１】

【作用】本発明の請求項１または２記載の偏波分散測定
器では、光の分離、合成と、光路差の変化とを独立に行
う。したがって、光路差を変化させても、干渉前の光強
度は変化することがなく、干渉による強度変化のみを測
定することが可能になる。

【００１２】また、請求項３記載の偏波分散測定器で
は、前記光ファイバを偏波面保持光ファイバとしたこと
により、光ファイバの偏波分散が極めて小さくなり、光
ファイバの偏波分散値が測定誤差として測定値に累積さ
れてしまうという虞がなくなる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の偏波分散測定器の各実施例に
ついて詳しく説明する。（実施例１）図１は、本発明の偏波分散測定器の実施例
１を示す構成図である。図１において、２１は光を分離
するためのビームスプリッタ（光分離手段）、２２は光
を合成するためのビームスプリッタ（光合波手段）であ
る。これら２つのビームスプリッタ２１，２２の間に
は、光路差を生じさせるための２つの光路が設けられて
いる。２つの光路は、ともにそれぞれ光ファイバ（第１
の光路）２３、光ファイバ（第２の光路）２４によって
構成されている。光ファイバ２３，２４としては、シン
グルモード光ファイバが用いられる。

【００１４】一方の光ファイバ２４には、光路差を変化
させるための可動部分２５が設けられている。具体的に
は、この光ファイバ２４は、途中ＰＺＴ２６に巻き付け
られて可動部分２５を構成しており、このＰＺＴ２６に
印加する電圧を変化させて可動部分２５の長さを変化さ
せることにより、光ファイバ２３，２４間の光路差を変
化させることができる。

【００１５】光ファイバ２３、２４の出射端には、光を
直線偏光にする偏波ビームスプリッタ（ＰＢＳ）２７、
２８が、互いに偏光軸が直交するように配置されてい
る。ビームスプリッタ２２の出射端側には、被測定物と
しての光ファイバ１１が配され、この被測定用光ファイ
バ１１とビームスプリッタ２２との間には、光を被測定
用光ファイバ１１の軸に一致させるための１／２波長板
（ＨＷＰ）２９が配されている。この被測定用光ファイ
バ１１の出射端は、偏波ビームスプリッタ３０を介して
光ディテクタ（測定手段）３１に固定されている。な
お、光ファイバ２３，２４の両端には、光ファイバ２
３，２４への光の入出射を行うためのレンズ等（図示
略）が配置されている。

【００１６】次に、このようにしてなる偏波分散測定器
３２による偏波分散測定法について述べる。まず、光源
からの直線偏光をビームスプリッタ２１で２分岐し、そ
れぞれの直線偏光を２つの光ファイバ２３，２４に入射
する。この時、ＰＺＴ２６に印加する電圧を変化させる
ことによって光ファイバ２４のファイバ長を変え、２つ
の光路差を変化させる。２つの光は、偏波ビームスプリ
ッタ２７，２８によって直線偏光とされ、ビームスプリ
ッタ２２で合波される。この光を１／２波長板２９によ
って被測定用光ファイバ１１の軸に一致させ、該被測定
用光ファイバ１１内を通過させる。遅延時間差を有する
状態で光ディテクタ３１に入射した光は、互いに干渉し
合い、干渉パターンを示す。この干渉パターンより、偏
波分散を求めることができる。

【００１７】このように、本実施例１の偏波分散測定器
３２によれば、光の分離から合成に至る２つの光路を、
それぞれ光ファイバ２３，２４により構成し、一方の光
ファイバ２４に光路差を変化させるための可動部分２５
を設けたので、光の分離、合成と、光路差の変化とを、
独立して行うことができ、光路差を変化させても、干渉
前の光強度は変化することがなく、干渉による強度変化
のみを測定することができる。このため、測定時のノイ
ズが少なく、安定して高精度の測定を行うことができ
る。

【００１８】（実施例２）図２は、本発明の偏波分散測
定器の実施例２を示す構成図である。この偏波分散測定
器４１が前記実施例１の偏波分散測定器３２と異なるの
は、２つの光ファイバ２３，２４をそれぞれＰＺＴ２６
ａ，２６ｂに巻き付けることで、２つの光路の両方に可
動部分２５ａ，２５ｂを設けた点である。このような構
成とすることで、光路差の変化量を前記実施例１の２倍
にすることができるので、分解能を維持したままで、最
大測定範囲を２倍に拡張することができる。

【００１９】（実施例３）図３は、本発明の偏波分散測
定器の実施例３を示す構成図である。この偏波分散測定
器５１が前記実施例１の偏波分散測定器３２と異なるの
は、ビームスプリッタ２１を１個としたことと、光ファ
イバ２３，２４を反射終結とした点である。このような
構成としたことで、光ファイバ２３，２４を通過した光
は反射してビームスプリッタ２１に戻り合波される。し
たがって、１つのＰＺＴ２６で２倍の光路差変化を得る
ことができ、かつ１個のビームスプリッタ２１で分離お
よび合成を行うことができる利点がある。

【００２０】（実施例４）本発明の実施例４の偏波分散
測定器について説明する。この偏波分散測定器が前記実
施例１の偏波分散測定器３２と異なるのは、２つの光フ
ァイバ２３，２４をそれぞれパンダ型光ファイバ（偏波
面保持光ファイバ）とし、安定した一偏光のみを利用し
た点である。偏波面保持光ファイバとしては、上記のパ
ンダ型光ファイバ以外に、マルチ・ロッド・イン型、ボ
ウ・タイ型、楕円ジャケット型等も好適に用いられる。

【００２１】ここで、この偏波分散測定器の偏光を調べ
たところ、測定値のバラツキ、偏光雑音共に減少してお
り、偏光の安定性が向上していることがわかった。ま
た、ＰＺＴ２６の変化を大きくしても、偏光雑音は観察
されなかった。また、比較のために、光ファイバ２３，
２４をそれぞれ偏波分散の大きなシングルモード光ファ
イバとして同一条件の下に偏光を調べたところ、数回の
測定に対して測定値のバラツキが増大した。また、偏波
分散の十分小さなシングルモード光ファイバを用いた場
合、測定値のバラツキは減少したが偏光雑音の影響は残
っていた。

【００２２】この実施例４の偏波分散測定器によれば、
光ファイバ２３，２４をそれぞれパンダ型光ファイバと
したので、偏光を安定させることができ、偏光雑音を大
幅に低減させることができ、したがって、測定系全体の
雑音を低減させることができ、より高精度の測定を行う
ことができる。また、安定した一偏光のみを利用したの
で、測定系内部に偏波分散がなく、光ファイバの偏波分
散値が測定誤差として測定値に累積されてしまうという
虞がなくなる。また、シングルモード光ファイバを用い
る場合、偏波分散の十分小さな光ファイバを選別する必
要があるが、パンダ型光ファイバのような偏波面保持光
ファイバを用いる場合には、選別が不要になる。

【００２３】（実施例５）本発明の実施例５の偏波分散
測定器について説明する。この偏波分散測定器が前記実
施例２の偏波分散測定器４１と異なるのは、２つの光フ
ァイバ２３，２４をそれぞれパンダ型光ファイバ（偏波
面保持光ファイバ）とし、安定した一偏光のみを利用し
た点である。この実施例５の偏波分散測定器において
も、上記実施例４の偏波分散測定器と同様の作用・効果
を奏することができる。しかも、光路差の変化量を前記
実施例１の２倍にすることができるので、分解能を維持
したままで、最大測定範囲を２倍に拡張することができ
る。

【００２４】（実施例６）本発明の実施例６の偏波分散
測定器について説明する。この偏波分散測定器が前記実
施例３の偏波分散測定器５１と異なるのは、２つの光フ
ァイバ２３，２４をそれぞれパンダ型光ファイバ（偏波
面保持光ファイバ）とし、安定した一偏光のみを利用し
た点である。この実施例６の偏波分散測定器において
も、上記実施例４の偏波分散測定器と同様の作用・効果
を奏することができる。しかも、１つのＰＺＴ２６で２
倍の光路差変化を得ることができ、かつ１個のビームス
プリッタ２１で分離および合成を行うことができる利点
がある。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
または２記載の偏波分散測定器によれば、光の分離から
合成に至る２つの光路を、それぞれ光ファイバにより構
成し、これら２つの光路の少なくとも一方に、光路差を
変化させるための可動部分を設けたので、光の分離、合
成と、光路差の変化とを、独立して行うことができ、光
路差を変化させても、干渉前の光強度は変化することが
なく、干渉による強度変化のみを測定することができ
る。このため、測定時のノイズが少なく、安定して高精
度の測定を行うことができる。

【００２６】また、請求項３記載の偏波分散測定器によ
れば、前記光ファイバを偏波面保持光ファイバとしたの
で、偏光を安定させることができ、偏光雑音を大幅に低
減させることができ、したがって、測定系全体の雑音を
低減させることができ、より高精度の測定を行うことが
できる。また、安定した一偏光のみを利用するので、測
定系内部に偏波分散がなく、光ファイバの偏波分散値が
測定誤差として測定値に累積されてしまうという虞がな
くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の偏波分散測定器を示す構
成図である。

【図２】本発明の実施例２の偏波分散測定器を示す構
成図である。

【図３】本発明の実施例３の偏波分散測定器を示す構
成図である。

【図４】従来の偏波分散測定装置を示す構成図であ
る。

【符号の説明】

１１…被測定光ファイバ、２１…ビームスプリッタ（光
分離手段）、２２…ビームスプリッタ（光合波手段）、
２３…光ファイバ（第１の光路）、２４…光ファイバ
（第２の光路）、２５…可動部分、２６…ＰＺＴ、３１
…光ディテクタ（測定手段）、３２，４１，５１…偏波
分散測定器。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光の分離から合成に至る２つの光路を、
それぞれ光ファイバにより構成し、これら２つの光路の
少なくとも一方に、光路差を変化させるための可動部分
を設けたことを特徴とする偏波分散測定器。
【請求項２】光を分離する光分離手段と、該光分離手
段から出射される光が入射される第１及び第２の光路
と、これら第１及び第２の光路各々から出射する光を合
波し被測定光ファイバに入射する光合波手段と、該被測
定光ファイバから出射する干渉光を検出し該被測定光フ
ァイバの偏波分散を求める測定手段とを具備し、前記第１及び第２の光路各々を光ファイバにより構成
し、これら２つの光路の少なくとも一方に、光路差を変
化させるための可動部分を設けたことを特徴とする偏波
分散測定器。
【請求項３】請求項２記載の偏波分散測定器におい
て、前記光ファイバを偏波面保持光ファイバとしたことを特
徴とする偏波分散測定器。