JPH11271179A - 光ファイバの波長分散測定装置 - Google Patents

光ファイバの波長分散測定装置

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JPH11271179A
JPH11271179A JP9661898A JP9661898A JPH11271179A JP H11271179 A JPH11271179 A JP H11271179A JP 9661898 A JP9661898 A JP 9661898A JP 9661898 A JP9661898 A JP 9661898A JP H11271179 A JPH11271179 A JP H11271179A
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modulated
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Takao Tanimoto
隆生 谷本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡単で調整が容易で波長分散特性を正
確に測定できるようにする。 【解決手段】 送信部20は、第1の光源部21から出
射される波長固定の第1の光信号と、第2の光源部22
から出射される波長可変の第2の光信号とを光合波手段
23によって合波し、合波された光に対して光変調手段
25で所定信号によって強度変調し、この強度変調され
た光を被測定ファイバ1に入射する。受信部30は被測
定ファイバ1から出射される光を受光して、波長分散特
性を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバの波長
分散特性を測定する波長分散測定装置において、測定精
度を向上させるための技術に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ中を光信号が伝搬する速度は
波長依存性があるため、波長拡がりのある光を光ファイ
バに入射した場合、その入射光の各波長成分が異なる速
度で伝搬して、光ファイバの出射後の光信号波形に劣化
を生じる。この光ファイバの伝搬速度の波長依存性は光
信号の伝送容量を制限する要因となるため、光ファイバ
の波長分散特性を測定する必要がある。
【0003】この目的のために従来では、図4に示す構
成の波長分散測定装置が用いられていた。
【0004】この波長分散測定装置は、送信部10と受
信部15とによって構成されている。送信部10には、
レーザダイオードからなり波長がそれぞれ異なる複数N
のレーザ光源111 〜11n が設けられており、これら
のレーザ光源111 〜11nのレーザダイオードには、
発振器12から出力される所定周波数の信号Mが印加さ
れており、各レーザ光源111 〜11n からは、この信
号Mによって強度変調された光がそれぞれの波長で出力
される。
【0005】レーザ光源111 から出力される光はベー
スバンド信号の位相測定の基準となる第1の変調光とし
て合波器13に入力され、他の複数のレーザ光源112
〜11n から出力される変調光は切換回路14に入力さ
れ、そのいずれか一つの変調光が第2の変調光として合
波器13に入力され第1の変調光と合波されて、出力端
子10aを介して被測定光ファイバ1の一端側に入射さ
れる。
【0006】一方、受信部15は、被測定光ファイバ1
の他端側から出射される光を入力端子15aを介して受
け、分波器16によって第1の変調光成分と第2の変調
光成分に分波し、それぞれ光電変換器17a、17bに
よって電気信号に変換する。そして、光電変換器17
a、17bの出力信号を波形整形回路18a、18bに
よって位相検出用の信号に変換し、2つの位相検出用の
信号の位相差φを位相比較器19によって検出する。
【0007】位相比較器19によって検出される位相差
φは、第1の変調光と第2の変調光との位相差であり、
第1の変調光の位相を基準とした各波長での第2の変調
光の位相差(φ1 、φ2 、…、φn )を測定し、この位
相差(φ1 、φ2 、…、φn)と変調信号の周波数とか
ら、波長に対する相対的な伝搬遅延時間差が判る。
【0008】したがって、送信部10の切換回路14に
よって第2の変調光の波長を変えながら上記位相差(φ
1 、φ2 、…、φn )を求めるによって、各波長毎の相
対群遅延特性が求まり、さらにこの相対群遅延特性から
光ファイバ1の波長分散特性が判る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た波長分散測定装置のように、レーザ光源のレーザダイ
オードに正弦波信号Mを直接印加して変調光を得る方法
では、この正弦波信号Mによってレーザ光源の出力光に
波長揺らぎが発生してしまい、この波長揺らぎによって
伝搬遅延時間にも揺らぎが生じ、波長分散特性を正確に
測定できないという問題があった。
【0010】また、各波長において発振器12から合波
器13までの光路長に差があると、その光路長差に応じ
た位相差が発生し、各波長間の位相差が1周期以上回転
する現象やその位相差を補正する際の誤差が生じた。従
来、各波長間の位相差が大きい場合には、発振器12か
ら各レーザ光源111 〜11n までの光路長を調整しな
ければならなかった。
【0011】また、各レーザ光源111 〜11n に同一
の信号Mを印加しても、レーザ光源個々の変調度が異な
るため、受信部において光電変換した信号の振幅が波長
によって異なり、この振幅差によって波形整形回路18
bから出力される位相検出用の信号の位相が変化して、
誤差を生じるという問題もあった。
【0012】本発明は、これらの問題を解決し、構成が
簡単で調整が容易で波長分散特性を正確に測定できる光
ファイバの波長分散測定装置を提供することを目的して
いる。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の請求項1の光ファイバの波長分散測定装置
は、所定信号で強度変調された波長固定の第1の変調光
と、前記所定信号で強度変調された波長可変の第2の変
調光とを被測定ファイバの一端側に入射する送信部と、
前記被測定ファイバの他端側から出力される前記第1の
変調光と前記第2の変調光を分波してそれぞれ電気信号
に変換し、該2つの電気信号の位相差を検出する受信部
とからなる光ファイバの波長分散測定装置において、前
記送信部は、波長固定の第1の光信号を出射する第1の
光源部と、波長可変の第2の光信号を出射する第2の光
源部と、前記第1の光信号と第2の光信号を合波する光
合波手段と、前記光合波手段によって合波された光を前
記所定信号で強度変調する光変調手段とを有し、前記光
変調手段によって変調された光を前記第1の変調光およ
び第2の変調光として前記被測定ファイバに入射するよ
うに構成されている。
【0014】また、本発明の請求項2の光ファイバの波
長分散測定装置は、請求項1の光ファイバの波長分散測
定装置において、前記第2の光源部は、波長の異なる光
をそれぞれ出射する複数の光源と、該複数の光源の出射
光のいずれかを任意に選択して前記光合波手段へ入射す
る光スイッチとによって構成されている。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施形態を説明する。図1、図2は、一実施形態の波長
分散測定装置の構成を示す図である。
【0016】この波長分散測定装置は送信部20と受信
部30とによって構成されており、送信部20には、図
1に示すように、波長固定の光信号を出射する第1の光
源部21と波長可変の第2の光信号を出射する第2の光
源部22とが設けられている。
【0017】第1の光源部21は、半導体レーザ素子か
らなるレーザ光源21aとバイアス設定回路21bとか
らなり、バイアス設定回路21bによって設定されたバ
イアス電流に対応した波長λ0 (例えば1.52μm)
の高純度の光信号を第1の光信号として出力する。な
お、バイアス設定回路21bはレーザ光源21aに対す
るバイアス電流のオンオフが可能に形成され、バイアス
電流オフ時には、レーザ光源21aの発振が停止してレ
ーザ光は出力されない。
【0018】第2の光源部22は、波長可変レーザ光源
22aと波長可変制御回路22bとからなり、波長可変
制御回路22bによって設定された波長設定信号に対応
した波長λv (例えば1.53〜1.6μmの範囲)の
高純度の光信号を第2の光信号として出力する。
【0019】第1、第2の光源部21、22から出射さ
れる第1、第2の光信号は、偏波保存型の光合波手段2
3に入力されて合波されて2方向に分岐出力される。こ
の光合波手段23は、例えば偏波保存ファイバカプラや
偏光ビームスプリッタ等で構成され、第1、第2の光信
号を同じ偏光状態で合波して出力する。このような偏波
保存型の光合波手段23を用いることにより、偏波に依
存する測定誤差を抑圧することができる。
【0020】光合波手段23の分岐出力の一方は波長検
出手段24に入力される。波長検出手段24は、第1、
第2の光信号の波長を校正するためのものであり、例え
ば吸収セル等によって構成され、波長校正時には、前記
したバイアス設定回路21bのオンオフによって一方の
レーザ光源21aの発振を停止して波長可変レーザ光源
22aの光信号の波長を検出する。
【0021】光合波手段23の分岐出力の他方は光変調
手段25のLN(リチュウムナイオベート)型の変調器
25aに入力される。変調器25aには、バイアス回路
25bからのバイアス電圧(直流)と、発振器26から
出力される所定周波数(例えば1MHz〜800MH
z)の正弦波信号M(交流)とが印加されており、変調
器25aに入射された合波光は、正弦波信号Mによって
強度変調される。この変調によって、合波光に含まれる
第1の光信号成分が正弦波信号Mで強度変調(これを第
1の変調光と記す)され、合波光に含まれる第2の光信
号成分が正弦波信号Mで同様に強度変調(これを第1の
変調光と記す)される。
【0022】変調器25aから出射される変調光は、ハ
ーフミラー等の分岐手段25cによって2方向に分岐さ
れ、その一方(例えば90パーセント以上)は後述する
光レベル設定手段27へ出射され、他方は光電変換器2
5dで受光されて電気信号に変換される。光電変換器2
5dの出力信号はバイアス制御回路25eに入力され
る。バイアス制御回路25eは、光電変換器25dの出
力信号に基づいてバイアス回路25eのバイアス電圧を
可変制御し、変調器25aの動作点を常に最適な状態に
保持する。例えば、光電変換器25dの出力信号のピー
クとボトムの中間値が一定となるように制御する。
【0023】レベル可変設定手段27は、光変調手段2
5によって変調された変調光を光増幅器27aによって
増幅し、光アッテネータ27bに入力する。光アッテネ
ータ27bは、入力された変調光を任意の強度に減衰し
て出射する。
【0024】レベル可変設定手段27から出射された変
調光は、送信部20の出力端子20aを介して被測定光
ファイバ1の一端側に入射される。
【0025】一方、受信部30は、図2に示すように、
被測定光ファイバ1の他端側から出射される光を入力端
子30aを介して受けて光アッテネータ31に入射さ
せ、任意の強度に減衰してから、光分波手段32に入射
させる。
【0026】光分波手段32は、例えば干渉膜フィルタ
等によって構成され、入力光を送信部20の第1の光源
部21の出力波長λ0 の成分とそれ以外の波長成分とに
分離して出射する。
【0027】光分波手段32によって分離された光は、
それぞれ光電変換器(例えばアバランシェフォトダイオ
ード)33a、33bで受光されて電気信号に変換さ
れ、前記送信部20の正弦波信号Mの周波数成分のみを
通過させる帯域通過フィルタ34a、34bを介して周
波数変換器35a、35bに入力される。
【0028】周波数変換器35a、35bは、帯域通過
フィルタ34a、34bを通過した信号を、発振器36
から出力される局発信号によって低い周波数に変換す
る。
【0029】周波数変換器35a、35bによって周波
数変換された信号は、それぞれ波形整形回路37a、3
7bに入力されて矩形波信号に波形整形され、位相比較
器38に入力される。
【0030】位相比較器38は、波形整形回路37a、
37bから出力される矩形波信号の位相差φを検出す
る。
【0031】処理部39は、位相比較器38によって検
出された位相差φに対応する伝搬遅延時間差を求める。
【0032】なお、波長の切り換え時の送信部20と受
信部30との同期は、図示しない送受信間インタフェー
スによって行なう。
【0033】この実施形態の波長分散測定装置では、送
信部20の第1の光源部21から出射した波長λ0 の第
1の光信号と第2の光源22から出射した波長λv の第
2の光信号とを光合波手段23によって合波し、その合
波光を光変調手段25によって所定周波数の正弦波信号
Mで強度変調して第1の変調光と第2の変調光とを被測
定光ファイバ1の一端側に入射している。
【0034】そして受信部30では被測定光ファイバ1
の他端側から出射される光を光分波手段32によって第
1の変調光成分と第2の変調光成分とに分けて光電変換
し、その出力信号の位相差を検出している。
【0035】したがって、送信部20の第2の光源部2
2の出力波長λv をλ0 と異なる範囲で、λ1 、λ2
λ3 、…、と変えながら位相差φ1 、φ2 、φ3 、…、
を検出すれば、各波長間の伝搬遅延時間差が判り、この
被測定光ファイバ1の波長分散特性が把握できる。
【0036】また、この実施形態の波長分散測定装置で
は、第1の光源部21および第2の光源部22のレーザ
光源に直接変調をかけずに、第1の光信号と第2の光信
号を合波してから光変調手段によって強度変調して被測
定光ファイバ1へ入射しているので、変調による第1の
光信号および第2の光信号の波長揺らぎが発生せず、受
信部において位相差を格段に正確に検出することがで
き、高精度な波長分散測定が行なえる。
【0037】また、第2の光源部22の波長を変えて
も、光変調手段25の変調特性はほぼ一定で変調振幅は
変わらず、受信部において光電変換した信号の振幅が波
長を変えても変化せず、この振幅の変化による誤差も生
じない。
【0038】また、この実施形態の受信部30では、各
光電変換器33a、33bの前段にそれぞれ光アッテネ
ータを設けずに、1つの光アッテネータ31によって被
測定光ファイバ1から入射される光のレベルを可変し
て、光電変換器33a、33bに入射される光のレベル
を調整できるようにしており、1つのアッテネータで済
むのでコストも低くなり、機器を小型化することができ
る。
【0039】
【他の実施の形態】前記実施形態では、第2の光源部2
2を、1つの波長可変レーザ光源22aで出力波長を可
変する構成にしていたが、図3に示すように、第2の光
源部42を、複数Nのレーザ光源431 〜43n と、バ
イアス設定回路441 〜44n と、各レーザ光源431
〜43n から出射されるレーザ光のいずれか一つを任意
に選択して光合波手段23に入射する光スイッチ45と
によって構成してもよい。
【0040】このように構成した場合でも、光合波手段
23で合波された合波光に対して変調をかけるようにし
ているから、たとえ、各レーザ光源431 〜43n から
光合波手段23までの光路長が不均一であっても、その
光路長の差が受信部における位相差の誤差とはならな
い。このため、各波長間での光路差の補正といった煩雑
な調整も不要になる。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項1
の光ファイバの波長分散測定装置は、送信部の第1の光
源部から出射した波長固定の第1の光信号と第2の光源
22から出射した波長可変の第2の光信号とを光合波手
段によって合波し、その合波光を光変調手段によって所
定信号で強度変調して第1の変調光と第2の変調光とを
被測定光ファイバの一端側に入射し、受信部では被測定
光ファイバの他端側から出射される光を光分波手段によ
って第1の変調光成分と第2の変調光成分とに分けて光
電変換し、その出力信号の位相差を検出している。
【0042】このため、変調による第1の光信号および
第2の光信号の波長揺らぎが発生せず、受信部において
位相差を格段に正確に検出することができ、高精度な波
長分散測定が行なえる。
【0043】また、第2の光源部の波長を変えても、光
変調手段の変調特性はほぼ一定で変調振幅は変わらず、
受信部において光電変換した信号の振幅は変化せず、こ
の振幅の変化による誤差も生じない。
【0044】また、第2の光源部を複数の光源と光スイ
ッチとで構成した場合でも、前記したように、第1の光
信号と第2の光信号との合波光に対して変調をかけるよ
うにしているから、前記効果の他に、各光源から光合波
手段までの光路長が不均一であっても、その光路長の差
が受信部における位相差の誤差とはならず、従来のよう
な各波長間での光路差の補正の必要もなく、その煩雑な
調整も不要になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の送信部の構成を示す図
【図2】本発明の一実施形態の受信部の構成を示す図
【図3】他の実施形態の要部を示す図
【図4】従来装置の構成を示す図
【符号の説明】 1 被測定光ファイバ 20 送信部 21 第1の光源部 22 第2の光源部 23 光合波手段 25 光変調手段 30 受信部 32 光分波手段 33a、33b 光電変換器 35a、35b 周波数変換器 36a、36b 波形整形回路 38 位相比較器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定信号で強度変調された波長固定の第1
    の変調光と、前記所定信号で強度変調された波長可変の
    第2の変調光とを被測定ファイバの一端側に入射する送
    信部と、前記被測定ファイバの他端側から出力される前
    記第1の変調光と前記第2の変調光を分波してそれぞれ
    電気信号に変換し、該2つの電気信号の位相差を検出す
    る受信部とからなる光ファイバの波長分散測定装置にお
    いて、 前記送信部は、 波長固定の第1の光信号を出射する第1の光源部と、 波長可変の第2の光信号を出射する第2の光源部と、 前記第1の光信号と第2の光信号を合波する光合波手段
    と、 前記光合波手段によって合波された光を前記所定信号で
    強度変調する光変調手段とを有し、 前記光変調手段によって変調された光を前記第1の変調
    光および第2の変調光として前記被測定ファイバに入射
    するように構成されていることを特徴とする光ファイバ
    の波長分散測定装置。
  2. 【請求項2】前記第2の光源部は、 波長の異なる光をそれぞれ出射する複数の光源と、 該複数の光源の出射光のいずれかを任意に選択して前記
    光合波手段へ入射する光スイッチとによって構成されて
    いることを特徴とする請求項1記載の光ファイバの波長
    分散測定装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002022610A (ja) * 2000-07-04 2002-01-23 Advantest Corp 光特性測定装置、方法、記録媒体
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