JPH0850078A - 光ブランチングデバイスの透過損失の偏波依存性測定方法 - Google Patents

光ブランチングデバイスの透過損失の偏波依存性測定方法

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JPH0850078A
JPH0850078A JP6184961A JP18496194A JPH0850078A JP H0850078 A JPH0850078 A JP H0850078A JP 6184961 A JP6184961 A JP 6184961A JP 18496194 A JP18496194 A JP 18496194A JP H0850078 A JPH0850078 A JP H0850078A
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成史 山崎
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伸一郎 宍倉
Fumio Suzuki
文生 鈴木
Ryozo Yamauchi
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 2以上の出射ポート3a、3bを有する光ブ
ランチングデバイス3の透過損失の偏波依存性(PD
L)を測定する方法であって、光源1から出射された光
を、偏波コントローラ2でその偏波状態を制御した後、
光ブランチングデバイス3に入射させ、光ブランチング
デバイス3の全ての出射ポート3a、3bからの出力を
それぞれ受光器4、5で測定し、その測定値から各出射
ポート3a、3bの結合度を求め、偏波状態を変化させ
た時に得られる結合度の変動から透過損失の偏波依存性
を求める。 【効果】 光源の出力変動および偏波コントローラを透
過する光量の変動が測定値に影響せず、また受光器の感
度の偏波依存性による測定誤差を大幅に低減させること
ができ、PDLの測定を高精度に行なうことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ブランチングデバイス
の透過損失の偏波依存性を高精度で測定できるようにし
た方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバカプラや導波路型光部品とい
った光分岐結合器および光合分波器を総称して光ブラン
チングデバイスという。光増幅器の実用化に伴い、特に
多段増幅においては光学系を構成する各光ブランチング
デバイスの透過損失の偏波依存性(PDL:Polarizati
on Dependent Loss,以下PDLと略記する)が増幅
器の性能に大きく影響することがわかってきた。したが
って光ブランチングデバイスのPDLを低減することが
望ましく、そのためにはPDLを高精度で測定すること
が求められている。
【0003】ここでは測定の対象となる光ブランチング
デバイスとして光ファイバカプラを例にとり、従来より
一般に用いられている光ファイバカプラのPDLを測定
するための測定系を図3に示す。この測定系は光源1
1、偏波コントローラ12、光ファイバカプラ13、お
よび受光器14から構成されている。光源11からの光
は偏波コントローラ12で任意の偏波状態とされた後、
光ファイバカプラ13に入射され、光ファイバカプラ1
3を経て出射された透過光量が受光器14で測定され
る。そして光ファイバカプラ13に入射される光の偏波
状態を変化させて得られる透過光量の最大値と最小値の
比を求めることによってPDLを得るものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の方
法では、(1)光源11の出力変動、(2)偏波コント
ローラ12を透過する光量の変動、および(3)受光器
14の感度の偏波依存性に起因する光量の変動が誤差と
して測定されてしまうという問題があった。そこで、こ
のような測定誤差を小さくするために以下のような方法
が行われていた。 すなわち、(1)光源11の出力変動を小さくするため
に、出力安定性の良い光源が用いられる。そして複数の
波長でのPDLを測定する場合には、波長可変レーザま
たはスーパルミネッセントダイオードなどの高輝度な広
帯域光源にバンドパスフィルタを組み合わせたものが用
いられる。 (2)偏波コントローラ12は1/2波長板と1/4波
長板からなり、これらを回転させて任意の偏波状態を作
り出せるようになっているが、これらの波長板の回転に
伴って透過光量が変動しないようにするために、各波長
板は高度に軸合わせされる。 (3)受光器の感度の偏波依存性を小さくするために、
受光面を特別に調整したり多くの受光器の中から偏波依
存性の小さいものを選別したりする、受光面を高速で回
転させる、あるいは受光面の前方に1/2波長板を設け
これを回転させることによって、受光面を回転させるの
と等価な効果を得るなどの方法が行われていた。 しかしながら、これらの方法を行なうことによって測定
の誤差を低減させることはできるが、そのために測定装
置が複雑かつ高価なものとなり、また装置の構成にあた
っては高度な技術を要するという不都合があった。
【0005】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、光ファイバカプラまたは導波路型光部品といった光
分岐結合器または光合分波器のPDLについて、簡単な
構成の装置を用いて精度の高い測定を行なうことができ
るようにした方法の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の方法は、2以上の出射ポートを有する光ブラ
ンチングデバイスの透過損失の偏波依存性を測定する方
法であって、光源から出射された光を、偏波コントロー
ラでその偏波状態を制御した後、光ブランチングデバイ
スに入射させ、該光ブランチグングデバイスの全ての出
射ポートからの出力をそれぞれ測定し、該測定値から各
出射ポートの結合度を求め、偏波状態を変化させた時に
得られる上記結合度の変動から透過損失の偏波依存性を
求めることを特徴とするものである。
【0007】
【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図1は本発
明の測定方法を実施するために好適に用いられる測定系
の例を示したものである。この測定系において、光源1
から出射された光は、偏波コントローラ2によって任意
の偏波状態とされた後、光ファイバカプラ3に入射され
る。光ファイバカプラ3は波長分割多重(WDM:Wave
length Division Multiplexing,以下WDMと略記す
る)型の光ファイバカプラで、2本の光ファイバを加熱
溶融し、中央部を細径化してなるもので、この光ファイ
バカプラ3の2つの出射ポート3aおよび3bには、そ
れぞ受光器4および5が設けられている。そしてポート
3a、3bからの出射光が、それぞれの受光器4、5で
測定される。ここで、WDM型光ファイバカプラ3の2
つの出射ポートのうちの一方は、使用波長のうちの1つ
の波長の入射光に対する透過ポート3aで、他方は遮断
ポート3bであるとする。
【0008】本発明の測定方法は、あらゆる偏波状態の
光を光ファイバカプラ3に入射させたときに得られる結
合度の変動を測定し、その最大値および最小値の比から
PDLを求めるものである。ここで出射ポート3aの結
合度は、光ファイバカプラ3の出射ポート3aおよび3
bにおける出射光量をそれぞれP、Qとすると、(P/
P+Q)×100(%)で表される。またこの結合度は
波長依存性を有する。
【0009】本発明の測定原理について、図1の測定系
の例に基づいて説明する。光ファイバカプラ3のPDL
は以下のモデルで表すことができる。光ファイバカプラ
3の結合部において2本のコアを含む面を偏波面とする
偏波と、これに直交する面を偏波面とする偏波とでは伝
搬定数が異なっているために、これら2つの偏波に対す
る結合度の波長依存性には若干のずれが生じる。すなわ
ち、これら2つの偏波の結合度は波長方向に若干シフト
した波長依存性を有する。このことが、光ファイバカプ
ラ3の結合度が偏波依存性を持つ原因となり、PDLが
生じることとなる。そして、これらの偏波の互いに直交
する2つの偏波軸をそれぞれX軸、Y軸とすると、偏波
コントローラで偏波状態を変化させた時に、結合度の最
大値は偏波軸がX軸またはY軸の位置で得られ、それに
対して最小値はY軸またはX軸の位置で得られる。した
がって、PDLを得るために、結合度の最大値と最小値
の比を求めるということは、すなわちこのX軸偏波の結
合度とY軸偏波の結合度の比を求めることである。
【0010】2つの偏波面の直交する軸をそれぞれX
軸、Y軸とすると、結合度Cの波長に対する特性は以下
の式で表すことができる。 Cx=sin2(k(w−(w0+d/2))) Cy=sin2(k(w−(w0−d/2))) ここで、wは波長、w0は両偏波の結合度が極小を示す
波長の平均、dは両偏波間での結合度のずれの波長シフ
ト量、kは定数をそれぞれ示す。
【0011】WDM型光ファイバカプラの場合、結合度
が極小を示す波長の付近では、この光ファイバカプラの
透過損失Pの波長依存性は二次関数で次のように近似す
ることができる。 Px=m(w+(w0+d/2))2y=m(w+(w0−d/2))2 ここで、mは定数を示す。
【0012】図1の測定系において、受光器4、5には
通常、感度に対して偏波依存性が存在し、2つの偏波軸
X,Yに対応した受光器4の受光感度の誤差をそれぞれ
x,ryとすると、透過ポート3aにおける2つの偏波
の受光量Qはそれぞれつぎのように表される。 Qx=rx{1−m(w+(w0+d/2))2} Qy=ry{1−m(w+(w0−d/2))2
【0013】また遮断ポート3bへの透過光は、透過ポ
ート3aに比べて10dB以上小さいため、受光器5の
受光感度の誤差は無視することができる。したがって、
遮断ポート3bにおける2つの偏波の受光量Rはそれぞ
れつぎのように表される。 Rx=m(w+(w0+d/2))2y=m(w+(w0−d/2))2 これら両ポート3a、3bにおける出力からこのカプラ
の結合度が求められる。ここで、光ファイバカプラ3の
過剰損失に偏波依存性がないと仮定すると、透過損失の
PDLは偏光状態を変化させてあらゆる偏光を入射した
ときの結合度の変動から求めることができる。
【0014】結合度は光ファイバカプラ3に入射する光
量の変動に関係なく求められるので、このような測定系
においては、光源1の出力変動を考慮する必要がなく、
光源1の出力安定化のための複雑な光源機構を用いなく
て済む。また偏波コントローラ2における透過光量の変
動も考慮しなくてよいので、従来のような波長板の高度
な軸合わせをしなくて済む。
【0015】また、透過ポート3aにおけるPDLは、 PDL=|(Qx/(Qx+Rx))/(Qy/(Qy
y))| で表される。これをdB表示して一次近似を行なうと、
PDL=|α・2dm(w−w0)+β|となる。ここ
でβは測定誤差であり、rx、ry、mおよびdからなる
式で表されるものである。受光器4の受光感度の偏波依
存性を0.03dBとし、一般的WDMの特性値を代入
すると、受光器4の感度誤差による測定誤差βは0.0
0002dBとなり、測定結果にほとんど影響を与えな
いことが認められる。
【0016】これに比較して、図3に示す従来のPDL
測定系を用いて同様の計算を行った場合は、ポート13
のPDLは、PDL=|Qx/Qy|=|α・2dm(w
−w0)+β|であり、β=[rx/ry]dBが、受光
器14のPDLによる誤差に起因する測定誤差として測
定値に影響する。一般的なWDMの場合は1≒αとな
り、受光器14の受光感度の偏波依存性を0.03dB
とすると、この受光器14の受光感度の誤差0.03d
BがそのままPDLの測定誤差として測定されてしま
う。
【0017】(実施例)図1に示した測定系を用いて、
1453nm/1558nmを使用波長とするWDMカ
プラを測定した。光源は波長可変レーザであり、測定に
用いた受光器の受光感度の偏波依存性は0.03dBで
ある。測定は数回繰り返して行い、波長1558nm付
近で図2に示すような結果が得られた。PDLの測定結
果の再現性は±0.001dB以内であり、高精度な測
定装置と同等以上の効果が認められた。
【0018】尚、本実施例においては光ブランチングデ
バイスの例としてWDM型の光ファイバカプラについて
説明したが、本発明はこれに限られるものではなく他の
光ブランチングデバイスについても同様に適用すること
ができ、同様の効果が得られるものである。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように本発明の透過損失の
偏波依存性測定方法は、2以上の出射ポートを有する光
ブランチングデバイスの透過損失の偏波依存性を測定す
る方法であって、光源から出射された光を、偏波コント
ローラでその偏波状態を制御した後、光ブランチングデ
バイスに入射させ、該光ブランチングデバイスの全ての
出射ポートからの出力をそれぞれ測定し、該測定値から
各出射ポートの結合度を求め、偏波状態を変化させた時
に得られる上記結合度の変動から透過損失の偏波依存性
を求めることを特徴とするものである。したがって、光
源の出力変動および偏波コントローラを透過する光量の
変動が測定値に影響せず、また受光器の感度の偏波依存
性による測定誤差を大幅に低減させることができ、PD
Lの測定を高精度に行なうことができる。よって測定装
置を簡単かつ安価に構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に用いられる測定系の例を示した概略
構成図である。
【図2】 本発明の測定方法を用いてWDMカプラのP
DL測定を行った実施例の結果を示すグラフである。
【図3】 従来、用いられていた測定系の例を示した概
略構成図である。
【符号の説明】
1…光源、2…偏波コントローラ、3…光ファイバカプ
ラ(光ブランチングデバイス)、3a、3b…出射ポー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 文生 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内 (72)発明者 山内 良三 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉工場内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2以上の出射ポートを有する光ブランチ
    ングデバイスの透過損失の偏波依存性を測定する方法で
    あって、光源から出射された光を、偏波コントローラで
    その偏波状態を制御した後、光ブランチングデバイスに
    入射させ、該光ブランチングデバイスの全ての出射ポー
    トからの出力をそれぞれ測定し、該測定値から各出射ポ
    ートの結合度を求め、偏波状態を変化させた時に得られ
    る上記結合度の変動から透過損失の偏波依存性を求める
    ことを特徴とする光ブランチングデバイスの透過損失の
    偏波依存性測定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1376093A2 (en) * 2002-06-18 2004-01-02 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring polarization-resolved optical scattering parameters of an optical device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1376093A2 (en) * 2002-06-18 2004-01-02 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring polarization-resolved optical scattering parameters of an optical device
EP1376093A3 (en) * 2002-06-18 2005-07-06 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for measuring polarization-resolved optical scattering parameters of an optical device

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