JPH08201175A - 偏光解析装置および偏波モード分散測定装置 - Google Patents
偏光解析装置および偏波モード分散測定装置Info
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- JPH08201175A JPH08201175A JP1108995A JP1108995A JPH08201175A JP H08201175 A JPH08201175 A JP H08201175A JP 1108995 A JP1108995 A JP 1108995A JP 1108995 A JP1108995 A JP 1108995A JP H08201175 A JPH08201175 A JP H08201175A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来の装置に比べて簡単な構成により、被測
定光の偏光状態を高速で測定する。 【構成】 ビームスプリッタ１〜４等により、解析対象
たるレーザ光を４分岐させ、そのうち３個の分岐光を偏
光子５，８，１０を通過させ、レーザ光および各偏光子
の出射光の各パワー値を各々検出器６，７，９，１１に
より検出する。そして、ＣＰＵ１６は、各検出器によっ
て検出された各パワー値と各偏光子の各々の偏波面の角
度とに基づいて解析対象たる光の偏光状態を演算する。
定光の偏光状態を高速で測定する。 【構成】 ビームスプリッタ１〜４等により、解析対象
たるレーザ光を４分岐させ、そのうち３個の分岐光を偏
光子５，８，１０を通過させ、レーザ光および各偏光子
の出射光の各パワー値を各々検出器６，７，９，１１に
より検出する。そして、ＣＰＵ１６は、各検出器によっ
て検出された各パワー値と各偏光子の各々の偏波面の角
度とに基づいて解析対象たる光の偏光状態を演算する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、レーザ光の偏光状態
を高速度で解析することができる偏光解析装置およびこ
の偏光解析装置を応用した偏波モード分散測定装置に関
する。
を高速度で解析することができる偏光解析装置およびこ
の偏光解析装置を応用した偏波モード分散測定装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光ファイバの偏波モード分散測定
装置として、「”ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ４２
ＮＤ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＷＩＲＥ ＡＮＤ
ＣＡＢＬＥ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ （ＥＷＣＳ’９
３）”Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９９３、ｐｐ６５７−６５
８」に記載されたものがあった。
装置として、「”ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ ＯＦ ４２
ＮＤ ＩＮＴＥＲＮＡＴＩＯＮＡＬ ＷＩＲＥ ＡＮＤ
ＣＡＢＬＥ ＳＹＭＰＯＳＩＵＭ （ＥＷＣＳ’９
３）”Ｎｏｖｅｍｂｅｒ１９９３、ｐｐ６５７−６５
８」に記載されたものがあった。
【０００３】この偏波モード分散測定装置の構成を図３
を参照して説明する。図３において、３１はＬＥＤのよ
うな広範囲に亙った様々な波長の光を発する光源であ
る。３２は光源３１から到来する光のうち所定方向の偏
波面を有する直線偏光のみを透過する偏光子である。３
３は１／４波長板、３４は１／２波長板３４であり、偏
光子３２を透過した直線偏光はこれらを通過して被測定
ファイバ３５に入射する。この偏波モード分散測定装置
は、この被測定ファイバ３５の偏波モード分散を測定す
るものである。被測定ファイバ３５の出力光は、偏光子
３６を介して光スペクトルアナライザ３７に入射する。
３８，３９および４０は各々１／４波長板３３、１／２
波長板３４および偏光子３６を回転させるためのモータ
である。４１はコンピュータであり、モータドライバ回
路４２を介してモータ３８〜３９の回転角度を制御する
と共に光スペクトル・アナライザ３７の制御を行う。
を参照して説明する。図３において、３１はＬＥＤのよ
うな広範囲に亙った様々な波長の光を発する光源であ
る。３２は光源３１から到来する光のうち所定方向の偏
波面を有する直線偏光のみを透過する偏光子である。３
３は１／４波長板、３４は１／２波長板３４であり、偏
光子３２を透過した直線偏光はこれらを通過して被測定
ファイバ３５に入射する。この偏波モード分散測定装置
は、この被測定ファイバ３５の偏波モード分散を測定す
るものである。被測定ファイバ３５の出力光は、偏光子
３６を介して光スペクトルアナライザ３７に入射する。
３８，３９および４０は各々１／４波長板３３、１／２
波長板３４および偏光子３６を回転させるためのモータ
である。４１はコンピュータであり、モータドライバ回
路４２を介してモータ３８〜３９の回転角度を制御する
と共に光スペクトル・アナライザ３７の制御を行う。
【０００４】次にこの偏波モード分散測定装置の動作を
説明する。この装置においては、１／４波長板３３およ
び１／２波長板３４の回転角度を制御することにより、
被測定ファイバ３５に対する入射光の偏光状態が所定の
状態に調整される。そして、被測定ファイバ３５に偏光
された光が入射すると、この光は被測定光ファイバ３５
を通過することにより偏波状態が変化する。その様子を
図４に示す。
説明する。この装置においては、１／４波長板３３およ
び１／２波長板３４の回転角度を制御することにより、
被測定ファイバ３５に対する入射光の偏光状態が所定の
状態に調整される。そして、被測定ファイバ３５に偏光
された光が入射すると、この光は被測定光ファイバ３５
を通過することにより偏波状態が変化する。その様子を
図４に示す。
【０００５】まず、被測定光ファイバ３５に入射する光
の偏光状態は、波長とは無関係に図４の（ａ）に例示す
る偏波状態となっている。この光が被測定ファイバ３５
を通過するとその出射光の偏波状態は図４の（ｂ）→
（ｃ）→（ｄ）→．．．→（ｊ）→（ｂ）→．．．のよ
うに、波長に依存して変化する。かかる被測定ファイバ
３５の出射光は偏光子３６を通過することとなるが、こ
の偏光子３６のスペクトルを光スペクトルアナライザ３
７によって求めると図５のようになる。図５において、
（ａ）は長さ０．８５ｍのＰＭＦ（Polarization Maint
aining Fiber）を被測定ファイバ３５として使用した場
合、（ｂ）は長さ１６ｋｍのＤＳＦ（Dispersion Shift
ed Fiber）を被測定ファイバ３５として使用した場合に
ついて、偏光子３６のスペクトルを求めた結果である。
同図の（ａ）では実線および破線によってスペクトルの
包絡線が表されているが、実線は偏光子３６の偏波面の
角度をθとしたときの偏光子３６の透過光のスペクトル
を表しており、破線は角度をθ＋π/2としたときの透過
光のスペクトルを表している。
の偏光状態は、波長とは無関係に図４の（ａ）に例示す
る偏波状態となっている。この光が被測定ファイバ３５
を通過するとその出射光の偏波状態は図４の（ｂ）→
（ｃ）→（ｄ）→．．．→（ｊ）→（ｂ）→．．．のよ
うに、波長に依存して変化する。かかる被測定ファイバ
３５の出射光は偏光子３６を通過することとなるが、こ
の偏光子３６のスペクトルを光スペクトルアナライザ３
７によって求めると図５のようになる。図５において、
（ａ）は長さ０．８５ｍのＰＭＦ（Polarization Maint
aining Fiber）を被測定ファイバ３５として使用した場
合、（ｂ）は長さ１６ｋｍのＤＳＦ（Dispersion Shift
ed Fiber）を被測定ファイバ３５として使用した場合に
ついて、偏光子３６のスペクトルを求めた結果である。
同図の（ａ）では実線および破線によってスペクトルの
包絡線が表されているが、実線は偏光子３６の偏波面の
角度をθとしたときの偏光子３６の透過光のスペクトル
を表しており、破線は角度をθ＋π/2としたときの透過
光のスペクトルを表している。
【０００６】コンピュータ４１は、光スペクトルアナラ
イザ３７によって求められた偏光子３６の透過光のスペ
クトルに基づき、下記の式に従って被測定ファイバ３５
の平均偏波モード分散τを演算する。 τ＝（Ｋ／２ｃ.ｎ）Σ｛λi+1・λi／（λi+1−λi）｝ （１） ここに、λ1、λ2、…λi、λi+1、…λnは、光スペク
トルアナライザ３５によって求められた偏光子３６の透
過光のスペクトルの包絡線においてスペクトル強度が最
大となる波長である。さらに詳述すると、これらの各波
長のうちλ2、λ4、…は偏光子３６の偏波面の角度をθ
とした場合においてスペクトル強度が最大値となる各波
長（すなわち、実線による包絡線のピーク点に相当）で
あり、波長λ1、λ3、…は偏波面の角度をθ＋π/2とし
た場合においてスペクトル強度が最大値となる各波長
（すなわち、破線による包絡線のピーク点に相当）であ
る。また、ｎは計算値の数、ｃは光速、Ｋは光ファイバ
のモード結合状態に依存する一定定数である。
イザ３７によって求められた偏光子３６の透過光のスペ
クトルに基づき、下記の式に従って被測定ファイバ３５
の平均偏波モード分散τを演算する。 τ＝（Ｋ／２ｃ.ｎ）Σ｛λi+1・λi／（λi+1−λi）｝ （１） ここに、λ1、λ2、…λi、λi+1、…λnは、光スペク
トルアナライザ３５によって求められた偏光子３６の透
過光のスペクトルの包絡線においてスペクトル強度が最
大となる波長である。さらに詳述すると、これらの各波
長のうちλ2、λ4、…は偏光子３６の偏波面の角度をθ
とした場合においてスペクトル強度が最大値となる各波
長（すなわち、実線による包絡線のピーク点に相当）で
あり、波長λ1、λ3、…は偏波面の角度をθ＋π/2とし
た場合においてスペクトル強度が最大値となる各波長
（すなわち、破線による包絡線のピーク点に相当）であ
る。また、ｎは計算値の数、ｃは光速、Ｋは光ファイバ
のモード結合状態に依存する一定定数である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の偏波モード分散測定装置は、偏光子３６から得られ
る透過光のスペクトルにおいて位相差がπとなる波長λ
i、λi+1の組合せを複数用いて偏波モード分散τの値を
求めるものであるため、ある程度広い波長範囲での偏波
モード分散τの測定には適するが、それより狭い波長範
囲での測定をすることができないという問題があった。
また、従来の装置は、光スペクトルアナライザを使用す
るため高額になってしまうという問題があった。また、
光学デバイスの偏波依存性ロス（ＰＤＬ）などの単色波
長の偏波依存特性の測定を行うためには、光が被測定光
学デバイスを通過する際の通過前後の偏波状態の変化を
各波長毎に求める必要があるが、かかる意義に適う装置
がなく、その実現が困難であった。
来の偏波モード分散測定装置は、偏光子３６から得られ
る透過光のスペクトルにおいて位相差がπとなる波長λ
i、λi+1の組合せを複数用いて偏波モード分散τの値を
求めるものであるため、ある程度広い波長範囲での偏波
モード分散τの測定には適するが、それより狭い波長範
囲での測定をすることができないという問題があった。
また、従来の装置は、光スペクトルアナライザを使用す
るため高額になってしまうという問題があった。また、
光学デバイスの偏波依存性ロス（ＰＤＬ）などの単色波
長の偏波依存特性の測定を行うためには、光が被測定光
学デバイスを通過する際の通過前後の偏波状態の変化を
各波長毎に求める必要があるが、かかる意義に適う装置
がなく、その実現が困難であった。
【０００８】本発明は、以上説明した事情に鑑みてなさ
れたものであり、被測定光の偏光状態を簡単な装置構成
によって測定することができる偏光解析装置を提供する
と共にこの偏光解析装置を応用することにより狭い波長
範囲における被測定光学デバイスの偏波モード分散の測
定に適した偏波モード分散測定装置を提供することを目
的としている。
れたものであり、被測定光の偏光状態を簡単な装置構成
によって測定することができる偏光解析装置を提供する
と共にこの偏光解析装置を応用することにより狭い波長
範囲における被測定光学デバイスの偏波モード分散の測
定に適した偏波モード分散測定装置を提供することを目
的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
解析対象たる光を４分岐させる分岐手段と、前記分岐手
段より得られた各分岐光から各々偏波面が相互に所定角
度ずつ回転した偏波を生成する偏波生成手段と、前記偏
波生成手段から得られる各偏波の各パワー値を各々検出
する検出手段と、前記各パワー値と前記偏波生成手段か
ら得られる各偏波の偏波面間の回転角度とに基づいて前
記解析対象たる光の偏光状態を演算する演算手段とを具
備することを特徴とする偏光解析装置を要旨とする。
解析対象たる光を４分岐させる分岐手段と、前記分岐手
段より得られた各分岐光から各々偏波面が相互に所定角
度ずつ回転した偏波を生成する偏波生成手段と、前記偏
波生成手段から得られる各偏波の各パワー値を各々検出
する検出手段と、前記各パワー値と前記偏波生成手段か
ら得られる各偏波の偏波面間の回転角度とに基づいて前
記解析対象たる光の偏光状態を演算する演算手段とを具
備することを特徴とする偏光解析装置を要旨とする。
【００１０】請求項２に係る発明は、任意の波長のレー
ザ光を出射する波長可変光源と、前記レーザ光から所定
の偏光状態を有する偏光を生成して被測定光学デバイス
に入射させる偏光手段と、前記被測定光学デバイスから
の出射光を４分岐させる分岐手段と、前記分岐手段より
得られた各分岐光から各々偏波面が相互に所定角度ずつ
回転した偏波を生成する偏波生成手段と、前記偏波生成
手段から得られる各偏波の各パワー値を各々検出する検
出手段と、前記各パワー値と前記偏波生成手段から得ら
れる各偏波の偏波面間の回転角度とに基づいて前記被測
定光学デバイスの出射光の偏光状態を前記レーザ光の各
波長毎に演算し、この演算結果に基づいて前記被測定光
学デバイスの偏波モード分散を演算する制御手段とを具
備することを特徴とする偏波モード分散測定装置を要旨
とする。
ザ光を出射する波長可変光源と、前記レーザ光から所定
の偏光状態を有する偏光を生成して被測定光学デバイス
に入射させる偏光手段と、前記被測定光学デバイスから
の出射光を４分岐させる分岐手段と、前記分岐手段より
得られた各分岐光から各々偏波面が相互に所定角度ずつ
回転した偏波を生成する偏波生成手段と、前記偏波生成
手段から得られる各偏波の各パワー値を各々検出する検
出手段と、前記各パワー値と前記偏波生成手段から得ら
れる各偏波の偏波面間の回転角度とに基づいて前記被測
定光学デバイスの出射光の偏光状態を前記レーザ光の各
波長毎に演算し、この演算結果に基づいて前記被測定光
学デバイスの偏波モード分散を演算する制御手段とを具
備することを特徴とする偏波モード分散測定装置を要旨
とする。
【００１１】
【作用】上記請求項１に係る発明によれば、簡単な装置
構成により、解析対象たる光の偏光状態を求めることが
できる。また、上記請求項２に係る発明によれば、任意
の波長における被測定光学デバイスの偏波モード分散を
求めることができる。
構成により、解析対象たる光の偏光状態を求めることが
できる。また、上記請求項２に係る発明によれば、任意
の波長における被測定光学デバイスの偏波モード分散を
求めることができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照し本発明の一実施例につい
て説明する。
て説明する。
【００１３】Ａ．実施例の構成 図１はこの発明の一実施例による偏波モード分散測定装
置の構成を示す図である。図１に示すように、この偏波
モード分散測定装置は、被測定光学デバイス２４に入射
光を与える光源部１００と、被測定光学デバイス２４か
ら得られる出射光を解析する偏光解析部２００とを有し
ている。
置の構成を示す図である。図１に示すように、この偏波
モード分散測定装置は、被測定光学デバイス２４に入射
光を与える光源部１００と、被測定光学デバイス２４か
ら得られる出射光を解析する偏光解析部２００とを有し
ている。
【００１４】まず、光源部１００は、任意の波長のレー
ザ光を発射する波長可変光源１７と、その出射光を透過
する偏光子１８と、この偏光子１８から得られる光を任
意の偏光状態に変化させるための１／４波長板１９およ
び１／２波長板２０と、これらの波長板を回転させるモ
ータ２１および２２と、これらのモータの回転角（すな
わち、１／４波長板１９および１／２波長板２０の各々
の角度）を制御するモータ制御回路２３とにより構成さ
れている。
ザ光を発射する波長可変光源１７と、その出射光を透過
する偏光子１８と、この偏光子１８から得られる光を任
意の偏光状態に変化させるための１／４波長板１９およ
び１／２波長板２０と、これらの波長板を回転させるモ
ータ２１および２２と、これらのモータの回転角（すな
わち、１／４波長板１９および１／２波長板２０の各々
の角度）を制御するモータ制御回路２３とにより構成さ
れている。
【００１５】次に偏光解析部２００は、被測定光学デバ
イス２４からの出射光を４分岐するビームスプリッタ
１、２および３を有している。また、偏光解析部２００
は、ビームスプリッタ１からの第１の分岐光Ａの強度を
検出する検出器６と、ビームスプリッタ２からの第１の
分岐光Ｂを透過する偏光子５と、この偏光子５の出射光
Ｂ’の強度を検出する検出器７と、ビームスプリッタ３
からの第１の分岐光Ｃを透過する偏光子８と、この偏光
子８の出射光Ｃ’の強度を検出する検出器９と、ビーム
スプリッタ３からの第２の分岐光Ｄを順次透過する１／
４波長板４および偏光子１０と、偏光子１０の出射光
Ｄ’の強度を検出する検出器１１とを有している。さら
に偏光解析部２００は、各検出器６、７、９および１１
から得られる検出結果をディジタル情報として出力する
Ａ／Ｄコンバータ１２、１３、１４および１５と、これ
らのディジタル情報を解析するＣＰＵ１６とを有してい
る。また、このＣＰＵ１６は上述した光源部１００内の
モータ制御回路２３を介して被測定光学デバイス２４の
入射光の波長を制御する。
イス２４からの出射光を４分岐するビームスプリッタ
１、２および３を有している。また、偏光解析部２００
は、ビームスプリッタ１からの第１の分岐光Ａの強度を
検出する検出器６と、ビームスプリッタ２からの第１の
分岐光Ｂを透過する偏光子５と、この偏光子５の出射光
Ｂ’の強度を検出する検出器７と、ビームスプリッタ３
からの第１の分岐光Ｃを透過する偏光子８と、この偏光
子８の出射光Ｃ’の強度を検出する検出器９と、ビーム
スプリッタ３からの第２の分岐光Ｄを順次透過する１／
４波長板４および偏光子１０と、偏光子１０の出射光
Ｄ’の強度を検出する検出器１１とを有している。さら
に偏光解析部２００は、各検出器６、７、９および１１
から得られる検出結果をディジタル情報として出力する
Ａ／Ｄコンバータ１２、１３、１４および１５と、これ
らのディジタル情報を解析するＣＰＵ１６とを有してい
る。また、このＣＰＵ１６は上述した光源部１００内の
モータ制御回路２３を介して被測定光学デバイス２４の
入射光の波長を制御する。
【００１６】Ｂ．実施例の動作 （１）被測定光学デバイス２４の入射光の偏波状態の制
御 被測定光学デバイス２４には、光源部１００により楕円
偏光状態のレーザ光が与えられる。このレーザ光の光振
動方程式は下記の式（２ａ）および（２ｂ）により与え
られる。 Ｅx＝ａ1ｓｉｎωｔ ＋Ｅn （２ａ） Ｅy＝ａ2ｓｉｎ（ωｔ−δ）＋Ｅn （２ｂ） ここに、Ｅxはレーザ光を構成する電場の振動成分のう
ちｘ軸方向の成分、Ｅyレーザ光を構成する電場の振動
成分のうちｙ軸方向の成分、ａ1はＥxの振幅、ａ2はＥy
の振幅、δはｘ成分とｙ成分の位相差、ｔは時間、ωは
レーザ光の角振動数、Ｅnは自然光成分（不規律の光）
である。上記式から明らかなように、光源部１００から
被測定光学デバイス２４に入射するレーザ光の偏波状態
は、３つの独立変数ａ1，ａ2およびδにより決定され
る。ＣＰＵ１６はモータ制御回路２３を介して波長板１
９および２０の各々の回転角度を調整することにより、
上記３変数を制御し、被測定光学デバイス２４に入射す
るレーザ光を所定の偏波状態とする。
御 被測定光学デバイス２４には、光源部１００により楕円
偏光状態のレーザ光が与えられる。このレーザ光の光振
動方程式は下記の式（２ａ）および（２ｂ）により与え
られる。 Ｅx＝ａ1ｓｉｎωｔ ＋Ｅn （２ａ） Ｅy＝ａ2ｓｉｎ（ωｔ−δ）＋Ｅn （２ｂ） ここに、Ｅxはレーザ光を構成する電場の振動成分のう
ちｘ軸方向の成分、Ｅyレーザ光を構成する電場の振動
成分のうちｙ軸方向の成分、ａ1はＥxの振幅、ａ2はＥy
の振幅、δはｘ成分とｙ成分の位相差、ｔは時間、ωは
レーザ光の角振動数、Ｅnは自然光成分（不規律の光）
である。上記式から明らかなように、光源部１００から
被測定光学デバイス２４に入射するレーザ光の偏波状態
は、３つの独立変数ａ1，ａ2およびδにより決定され
る。ＣＰＵ１６はモータ制御回路２３を介して波長板１
９および２０の各々の回転角度を調整することにより、
上記３変数を制御し、被測定光学デバイス２４に入射す
るレーザ光を所定の偏波状態とする。
【００１７】（２）偏光解析部２００の各分岐光の偏光
状態 上記式（２ａ），（２ｂ）は一般的な光振動方程式であ
ったので図１の場所Ｇでの光振動方程式を式（２ａ），
（２ｂ）と仮定することができる。このように仮定する
と、 偏光解析部２００内の各場所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの
光の振動方程式は各々次のように表される。
状態 上記式（２ａ），（２ｂ）は一般的な光振動方程式であ
ったので図１の場所Ｇでの光振動方程式を式（２ａ），
（２ｂ）と仮定することができる。このように仮定する
と、 偏光解析部２００内の各場所Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄでの
光の振動方程式は各々次のように表される。
【００１８】 ＜場所Ａ＞ Ｅx1＝ｋ1（ａ1ｓｉｎωｔ1＋Ｅn） （３ａ） Ｅy1＝ｋ1（ａ2ｓｉｎ（ωｔ1−δ）＋Ｅn） （３ｂ） ＜場所Ｂ＞ Ｅx2＝ｋ2（ａ1ｓｉｎωｔ2＋Ｅn） （４ａ） Ｅy2＝ｋ2（ａ2ｓｉｎ（ωｔ2−δ）＋Ｅn） （４ｂ） ＜場所Ｃ＞ Ｅx3＝ｋ3（ａ1ｓｉｎωｔ3＋Ｅn） （５ａ） Ｅy3＝ｋ3（ａ2ｓｉｎ（ωｔ3−δ）＋Ｅn） （５ｂ） ＜場所Ｄ＞ Ｅx4＝ｋ4（ａ1ｓｉｎωｔ4＋Ｅn） （６ａ） Ｅy4＝ｋ4（ａ2ｓｉｎ（ωｔ4−δ）＋Ｅn） （６ｂ） ここに、ｋ1，ｋ2，ｋ3，ｋ4は各ビームスプリッタの分
岐定数に依存する定数である。また、ｔ1，ｔ2，ｔ3，
ｔ4はそれぞれの場所に対応した時間である。
岐定数に依存する定数である。また、ｔ1，ｔ2，ｔ3，
ｔ4はそれぞれの場所に対応した時間である。
【００１９】場所Ｄ”については、場所Ｄを通過し、１
／４波長板４を透過した光波が通過するので、この場所
Ｄ”における光振動方程式は次式に示すものとなる。 ＜場所Ｄ”＞ Ｅx4＝ｋ4’（ａ1ｓｉｎωｔ4＋Ｅn） （７ａ） Ｅy4＝ｋ4’（ａ2ｓｉｎ（ωｔ4−δ−π／２）＋Ｅn） （７ｂ） ここに、ｋ4’は波長板の透過損失を含める定数であ
る。
／４波長板４を透過した光波が通過するので、この場所
Ｄ”における光振動方程式は次式に示すものとなる。 ＜場所Ｄ”＞ Ｅx4＝ｋ4’（ａ1ｓｉｎωｔ4＋Ｅn） （７ａ） Ｅy4＝ｋ4’（ａ2ｓｉｎ（ωｔ4−δ−π／２）＋Ｅn） （７ｂ） ここに、ｋ4’は波長板の透過損失を含める定数であ
る。
【００２０】 そして、場所Ｂ，Ｃ，Ｄ”を通過した各光
波は偏光子５，８および１０を各々透過して場所Ｂ’、
Ｃ’およびＤ’に至る。ここで、各偏光子５，８および
１０は相互に所定量回転した関係となっており、図５に
示すようにＯｘを１／４波長板４の軸とすると、この波
長板４の軸Ｏｘに対して各偏光子５、８、１０の方向角
度は各々α、β、γとなっている。従って、これらの各
偏光子を通過して場所Ｂ’、Ｃ’およびＤ’に至る各光
波の光振動方程式は次のようになる。 ＜場所Ｂ’＞ ｕ2＝Ｅx2ｃｏｓα＋Ｅy2ｓｉｎα （８） ＜場所Ｃ’＞ ｕ3＝Ｅx3ｃｏｓβ＋Ｅy3ｓｉｎβ （９） ＜場所Ｄ’＞ ｕ4＝Ｅx4ｃｏｓγ＋Ｅy4ｓｉｎγ （１０）
波は偏光子５，８および１０を各々透過して場所Ｂ’、
Ｃ’およびＤ’に至る。ここで、各偏光子５，８および
１０は相互に所定量回転した関係となっており、図５に
示すようにＯｘを１／４波長板４の軸とすると、この波
長板４の軸Ｏｘに対して各偏光子５、８、１０の方向角
度は各々α、β、γとなっている。従って、これらの各
偏光子を通過して場所Ｂ’、Ｃ’およびＤ’に至る各光
波の光振動方程式は次のようになる。 ＜場所Ｂ’＞ ｕ2＝Ｅx2ｃｏｓα＋Ｅy2ｓｉｎα （８） ＜場所Ｃ’＞ ｕ3＝Ｅx3ｃｏｓβ＋Ｅy3ｓｉｎβ （９） ＜場所Ｄ’＞ ｕ4＝Ｅx4ｃｏｓγ＋Ｅy4ｓｉｎγ （１０）
【００２１】そして、上述の場所Ａを通過した光および
これらの各場所Ｂ’、Ｃ’およびＤ’を通過する各光の
強度を検出器１２，１３，１４および１５によって検出
すると、各強度Ｐ1〜Ｐ4は次のようになる。 ＜検出器１２＞ Ｐ1〜ｋ1 2（ａ1 2＋ａ2 2＋Ｅn 2） （１１） ＜検出器１３＞ Ｐ2〜ｋ2 2｛（ａ1ｃｏｓα+ａ2ｃｏｓδｓｉｎα）2 ＋（ａ2ｓｉｎδｓｉｎα）2＋Ｅn 2／２｝ （１２） ＜検出器１４＞ Ｐ3〜ｋ3 2｛（ａ1ｃｏｓβ＋ａ2ｃｏｓδｓｉｎβ）2 ＋（ａ2ｓｉｎδ.ｓｉｎβ）2＋Ｅn 2／２｝ （１３） ＜検出器１５＞ Ｐ4〜ｋ4’2｛（ａ1ｃｏｓγ−ａ2ｓｉｎδｓｉｎγ）2 ＋（ａ2ｓｉｎδｓｉｎγ）2＋Ｅn 2／２｝ （１４）
これらの各場所Ｂ’、Ｃ’およびＤ’を通過する各光の
強度を検出器１２，１３，１４および１５によって検出
すると、各強度Ｐ1〜Ｐ4は次のようになる。 ＜検出器１２＞ Ｐ1〜ｋ1 2（ａ1 2＋ａ2 2＋Ｅn 2） （１１） ＜検出器１３＞ Ｐ2〜ｋ2 2｛（ａ1ｃｏｓα+ａ2ｃｏｓδｓｉｎα）2 ＋（ａ2ｓｉｎδｓｉｎα）2＋Ｅn 2／２｝ （１２） ＜検出器１４＞ Ｐ3〜ｋ3 2｛（ａ1ｃｏｓβ＋ａ2ｃｏｓδｓｉｎβ）2 ＋（ａ2ｓｉｎδ.ｓｉｎβ）2＋Ｅn 2／２｝ （１３） ＜検出器１５＞ Ｐ4〜ｋ4’2｛（ａ1ｃｏｓγ−ａ2ｓｉｎδｓｉｎγ）2 ＋（ａ2ｓｉｎδｓｉｎγ）2＋Ｅn 2／２｝ （１４）
【００２２】上記各式において、α、β、γは上述した
通り偏光子の設定角度であり、既知の定数である。ま
た、１／４波長板とビームスプリッタに依存する定数ｋ
1，ｋ2，ｋ3，ｋ4’については実験で調べることができ
る。従って、上記方程式（１１），（１２），（１
３），（１４）を連立させて解くことにより、被測定光
学デバイス２４の出射光の偏波状態を表す変数ａ1，
ａ2，δを求めることができる。本実施例においては、
各検出器６，７，９，１１により上記の光パワーのアナ
ログ測定値Ｐ1〜Ｐ4が得られるが、これらが各Ａ／Ｄコ
ンバータ１２〜１５を通じてデジタルデータに変換さ
れ、ＣＰＵ１６に引き渡される。ＣＰＵ１６は、これら
の測定値Ｐ1〜Ｐ4を用いて上記連立方程式（１１）〜
（１４）を解き、被測定光学デバイス２４の出射光の偏
光状態を求める。
通り偏光子の設定角度であり、既知の定数である。ま
た、１／４波長板とビームスプリッタに依存する定数ｋ
1，ｋ2，ｋ3，ｋ4’については実験で調べることができ
る。従って、上記方程式（１１），（１２），（１
３），（１４）を連立させて解くことにより、被測定光
学デバイス２４の出射光の偏波状態を表す変数ａ1，
ａ2，δを求めることができる。本実施例においては、
各検出器６，７，９，１１により上記の光パワーのアナ
ログ測定値Ｐ1〜Ｐ4が得られるが、これらが各Ａ／Ｄコ
ンバータ１２〜１５を通じてデジタルデータに変換さ
れ、ＣＰＵ１６に引き渡される。ＣＰＵ１６は、これら
の測定値Ｐ1〜Ｐ4を用いて上記連立方程式（１１）〜
（１４）を解き、被測定光学デバイス２４の出射光の偏
光状態を求める。
【００２３】（３）光ファイバの偏波モード分散測定 被測定光学デバイス２４がシングルモード光ファイバで
ある場合を測定例として挙げ説明する。この光ファイバ
の偏波モード分散測定においては、ＣＰＵ１６による制
御の下、波長可変光源１７の波長を順次、λ1，λ2，…
λi，…λnに設定する。ここで、各波長は、各波長の組
合せ（λi，λi+1）に関し、位相差の差（δi−δi+1）
（δi、δi+1については後述）がπより小さくなるよう
に設定する。そして、各波長毎に、被測定光学デバイス
２４の出射光の偏波状態を表す変数ａ1，ａ2，δを求
め、この結果に基づいて出射光の電場のｘ成分とｙ成分
の位相差δiを求める。
ある場合を測定例として挙げ説明する。この光ファイバ
の偏波モード分散測定においては、ＣＰＵ１６による制
御の下、波長可変光源１７の波長を順次、λ1，λ2，…
λi，…λnに設定する。ここで、各波長は、各波長の組
合せ（λi，λi+1）に関し、位相差の差（δi−δi+1）
（δi、δi+1については後述）がπより小さくなるよう
に設定する。そして、各波長毎に、被測定光学デバイス
２４の出射光の偏波状態を表す変数ａ1，ａ2，δを求
め、この結果に基づいて出射光の電場のｘ成分とｙ成分
の位相差δiを求める。
【００２４】この場合、下記式（１５）および（１６）
が成立する。 λiの時： （δi／２π）＋ｍ＝τiｃ／（Ｋλi） （１５） λi+1値の時：（δi+1／２π）＋ｍ＝τiｃ／（Ｋλi+1） （１６）
が成立する。 λiの時： （δi／２π）＋ｍ＝τiｃ／（Ｋλi） （１５） λi+1値の時：（δi+1／２π）＋ｍ＝τiｃ／（Ｋλi+1） （１６）
【００２５】ここに、τiは偏波モード分散であり
（（λi，λi+1）間隔が小さいのでτiがこの間隔で一
定と仮定できる）、δiは波長λiのｘ成分とｙ成分の位
相差（上記の測定で決定した値）、ｃは光速、ｍは自然
数、Ｋは一定定数（光ファイバのモード結合状態に依存
する）である。また、δi+1は波長λi+1のｘ成分とｙ成
分の位相差である。
（（λi，λi+1）間隔が小さいのでτiがこの間隔で一
定と仮定できる）、δiは波長λiのｘ成分とｙ成分の位
相差（上記の測定で決定した値）、ｃは光速、ｍは自然
数、Ｋは一定定数（光ファイバのモード結合状態に依存
する）である。また、δi+1は波長λi+1のｘ成分とｙ成
分の位相差である。
【００２６】そして、上記式（１５）、（１６）が成立
することにより次式が成り立つ。 τi＝ＫΔδλiλi+1／｛（λi+1−λi）２πｃ｝ （１７） ここに、Δδ＝δi−δi+1（単位Ｒａｄ）である。τi
値は波長値に依存して変化するので波長を掃引し、（λ
1，λ2），（λ2，λ3），…（λi,λi+1），…
（λn-1，λn）の各組合せについて式（１７）によって
各τi値を計算する。
することにより次式が成り立つ。 τi＝ＫΔδλiλi+1／｛（λi+1−λi）２πｃ｝ （１７） ここに、Δδ＝δi−δi+1（単位Ｒａｄ）である。τi
値は波長値に依存して変化するので波長を掃引し、（λ
1，λ2），（λ2，λ3），…（λi,λi+1），…
（λn-1，λn）の各組合せについて式（１７）によって
各τi値を計算する。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、従来の装
置に比べて簡単な構成により、偏光状態を高速で測定す
ることができる。また、請求項２に係る発明によれば、
波長の狭い範囲でも偏光状態の変化を算出することがで
き、光学デバイスの波長依存偏波特性も高速で測定する
ことができる。
置に比べて簡単な構成により、偏光状態を高速で測定す
ることができる。また、請求項２に係る発明によれば、
波長の狭い範囲でも偏光状態の変化を算出することがで
き、光学デバイスの波長依存偏波特性も高速で測定する
ことができる。
【図１】 本発明の一実施例による偏波モード分散測定
装置の構成図である。
装置の構成図である。
【図２】 同実施例における各偏光子５，８，１０につ
いて相対的な角度を説明する図である。
いて相対的な角度を説明する図である。
【図３】 従来の偏波モード分散測定装置の構成図であ
る。
る。
【図４】 図３の被測定光ファイバの入出力光の偏光状
態を示す図である。
態を示す図である。
【図５】 図３の測定結果の例を示す図である。
１，２，３ ビームスプリッタ ４ １／４波長板 ５，８，１０ 偏光子 （以上、分岐
手段） ６，７，９，１１ 検出器 １２〜１５ Ａ／Ｄコンバータ １６ ＣＰＵ（演算手段、制御手段） １７ 波長可変光源 １８ 偏光子 １９ １／４波長板 ２０ １／２波長板 ２１，２２ モータ ２３ モータ制御回路 ２４ 被測定光学デバイス
手段） ６，７，９，１１ 検出器 １２〜１５ Ａ／Ｄコンバータ １６ ＣＰＵ（演算手段、制御手段） １７ 波長可変光源 １８ 偏光子 １９ １／４波長板 ２０ １／２波長板 ２１，２２ モータ ２３ モータ制御回路 ２４ 被測定光学デバイス
Claims (2)
- 【請求項１】 解析対象たる光を４分岐させる分岐手段
と、 前記分岐手段より得られた各分岐光から各々偏波面が相
互に所定角度ずつ回転した偏波を生成する偏波生成手段
と、 前記偏波生成手段から得られる各偏波の各パワー値を各
々検出する検出手段と、 前記各パワー値と前記偏波生成手段から得られる各偏波
の偏波面間の回転角度とに基づいて前記解析対象たる光
の偏光状態を演算する演算手段とを具備することを特徴
とする偏光解析装置。 - 【請求項２】 任意の波長のレーザ光を出射する波長可
変光源と、 前記レーザ光から所定の偏光状態を有する偏光を生成し
て被測定光学デバイスに入射させる偏光手段と、 前記被測定光学デバイスからの出射光を４分岐させる分
岐手段と、 前記分岐手段より得られた各分岐光から各々偏波面が相
互に所定角度ずつ回転した偏波を生成する偏波生成手段
と、 前記偏波生成手段から得られる各偏波の各パワー値を各
々検出する検出手段と、 前記各パワー値と前記偏波生成手段から得られる各偏波
の偏波面間の回転角度とに基づいて前記被測定光学デバ
イスの出射光の偏光状態を前記レーザ光の各波長毎に演
算し、この演算結果に基づいて前記被測定光学デバイス
の偏波モード分散を演算する制御手段とを具備すること
を特徴とする偏波モード分散測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108995A JPH08201175A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 偏光解析装置および偏波モード分散測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108995A JPH08201175A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 偏光解析装置および偏波モード分散測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08201175A true JPH08201175A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11768267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1108995A Pending JPH08201175A (ja) | 1995-01-26 | 1995-01-26 | 偏光解析装置および偏波モード分散測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08201175A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7035548B2 (en) | 1997-11-28 | 2006-04-25 | Fujitsu Limited | Polarization-mode dispersion detecting method, and a dispersion compensation controlling apparatus and a dispersion compensation controlling method |
| JP2007232550A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 光学特性計測装置及び光学特性計測方法 |
| WO2007111159A1 (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 光学特性計測装置及び光学特性計測方法、並びに、光学特性計測ユニット |
| US7286226B2 (en) | 2002-12-13 | 2007-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for measuring birefringence |
-
1995
- 1995-01-26 JP JP1108995A patent/JPH08201175A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7035548B2 (en) | 1997-11-28 | 2006-04-25 | Fujitsu Limited | Polarization-mode dispersion detecting method, and a dispersion compensation controlling apparatus and a dispersion compensation controlling method |
| US7286226B2 (en) | 2002-12-13 | 2007-10-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Method and apparatus for measuring birefringence |
| JP2007232550A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Tokyo Univ Of Agriculture & Technology | 光学特性計測装置及び光学特性計測方法 |
| WO2007111159A1 (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | National University Corporation Tokyo University Of Agriculture And Technology | 光学特性計測装置及び光学特性計測方法、並びに、光学特性計測ユニット |
| JPWO2007111159A1 (ja) * | 2006-03-20 | 2009-08-13 | 国立大学法人東京農工大学 | 光学特性計測装置及び光学特性計測方法、並びに、光学特性計測ユニット |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030819 |