JPS60104236A - 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 - Google Patents

偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置

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JPS60104236A
JPS60104236A JP21089783A JP21089783A JPS60104236A JP S60104236 A JPS60104236 A JP S60104236A JP 21089783 A JP21089783 A JP 21089783A JP 21089783 A JP21089783 A JP 21089783A JP S60104236 A JPS60104236 A JP S60104236A
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Yasuyuki Kato
康之 加藤
Giyu Kashima
加島 宜雄
Ryosuke Arioka
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
    • G01M11/3181Reflectometers dealing with polarisation

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は偏波保持光ファイバの伝送特性を把握するうえ
で、最も重要なモード複屈折率の測定方法およびその装
置に関するものである。
従来のこの種の測定法は、被測定偏波保持光ファイバを
1間程度ずつ切断しながら、その度に偏光度を測定し、
偏光度Pがファイバの長さlの関数として、式(1)で
表わせることからビート長りをめ、モード複屈折率Bを
めていた。
p = 1 cos(2π・F3−1/λ) + (1
)なお式(1)において、λは測定波長であり、ビート
長りとモード複屈折率Bとの関係は、L−B=λ (2
) となる。この測定法では、少なくともビート長を精度良
くめるためには、数十回程度被測定偏波保持光ファイバ
を切t!fiする必要があり、1問程度の長さを失敗な
く切断してゆくのは非常に齢しい技術である。また切断
の度に偏光度を測定しなければならず、作業性も悪い。
また1回のファイバ切断でモード複屈折率を測定するた
めに、切断長ΔLに対する両モード間の位相差を検出し
て測定する方法もある。
第1図はこの測定法の説明図であって、光源1から出た
光は偏光子2によって直線偏光され、被測定用偏波保持
光ファイバ8に入射される。このとき、該光ファイバの
複屈折軸に刻し、415°の角度で入射する。該光ファ
イバを伝搬した光は、ファイバの長さ!およびモード複
屈折率Bによって適当な楕円偏波となって出射する。こ
の楕円偏波光をV4波長板4を通すことによって直線偏
光に変え、この偏波面を検光子5を用いて、光パワーメ
ータ6で検出する。ここで、今、該光ファイバをわずか
に切断し、この切断によって、偏光子と検光子の主軸の
角度差φがφ′に変化したとすると、モード複屈折率B
は、 B=2(φ−φ′)/にΔL(3) で与えられる。式(3)においてよは2π/λである。
この方法において、測定上重要なのは、ビート長りが未
知な場合において、2ΔL>L となってしまうことが
あり、やはり数回ΔLを変えて測定しな(プればならな
いことである。
従って、この方法においても前述の従来方法と同様の測
定上の困難さがあるほか、切断した光ファイバを元に戻
す時、光ファイバにねじれが加わったり、切断端面の不
整によって、φ′が変化してしまい、正踊な測定を行う
には、かなりの熟練を必要とする。
本発明はこれらの欠点を解決するために、被…り定ファ
イバの長さを夏化させることなく、光源の波長を変え、
かつ反射を利用することによって、モード複屈折率を測
定することを特徴とし、その目的は測定時間の短縮と測
定精度の向上にある。
第2図は本発明のム実施例の構成図であって、7は波長
可変光源、8は平行光にするレンズ、9は光チョッパ、
lOは光検出器、11は集光レンズ、12は入射光と垂
直な電界成分を有する反射光、18は集光レンズ、14
は偏光子(ロツションプリズム)2によって直線偏光さ
れた入射光および偏波保持光ファイバ8から反射して来
た光、15は平行光にされた光源からの光、16は光強
度信号、17は光チョッパからの同期信号、18はロッ
クインアンプ、19はレコーダである。
第2図の動作はまず、波長可変光源7からの光をレンズ
8で平行光にし、これを光チョツノく9を用いて断続光
とする。光チョツノ(9を用いる理由は、検出光のレベ
ルが微弱な場合にS/N比を改善し、測定精度を向上さ
せるためである。さて、平行光は偏光子(ロツションプ
リズム)2によって直線偏光され、集光レンズ13を通
って被測定用偏波保持光ファイバ8に入射される。集光
レンズ18の端面および該光フアイバ80入射端で反射
する光は、偏波面が入射光と同じであるので、偏光子2
をそのまま通過するが、該光ファイバ3の出射端で反射
してきた光は楕円偏波となるので、入射光と垂直な箱1
界成分を有することになる。この反射光は偏光子2を辿
る時、光路を偏向され1光検出器10に導かれる。もし
該光ファイバ8の複屈折軸と入射光の偏波面が一致して
いると、反射光もすべて入射光と同じ偏波面となり、検
出光は最小となる。そこで入射光の偏波面は該光ファイ
バ3の複屈折軸に対してほぼ45°の角度で入射し、検
出器の受光パワーが最大となるようにする。
一方、該光ファイバの長さが偶然に伝搬モード間のビー
、ト長りのV2の整数倍になっている時、該光ファイバ
8から反射して来る光も常に直線偏波となることがある
。そこでこの測定法では、波長可変光t97として、ハ
ロゲンランプと分光器を使用し、光源7のスペクトル幅
も分光器のスリットを変化させ゛ることによって変える
ことができるようにし、前記の入射角設定の際には、光
源7のスペクトル幅を拡げ、入射光の偏波面が偏波保持
光ファイバ8の複屈折軸に一致している時以外で該光フ
ァイバ3の出射端からの反射光が直線偏波にならないよ
うにしている。従って検出器10での受光パワーが最大
となる該光ファイバ3の複屈折軸の回転位置が入射光の
偏波面に対して、はぼ45°となる。
次に、光源7のスペクトル幅を狭くシ、波長を変えて、
その時の受光パワーをロックインアンプ18で同期検波
し、レコーダ19で記録する。
第3図は第2図に示す)yu定系を用いて測定された受
光パワーの波長に対する変化である。まず被測定光ファ
イバは波長1.3μm帯用に製造されたものであるので
、1.8μm +J計の受光パワーの変化を読み取ると
、第8図において、λA = 1.30054μm1λ
B= 140874μmとなる。さらにこの時のファイ
バの長さは1.001 mである。第8図の測定結果よ
り被測定ファイバのモード複屈折率Bをめるには以下の
1¥I算を用いる。
偏波保持光ファイバのビート長をLb1ファイバの長さ
を11受光パワーが最低となる波長をλA”Aの長波長
側のとなりの最低部の波長をλ8とすると、次式の関係
が得られる。
nLb(λA) = 21’ r (n−1) Lb(
λB ) = 21 (4)式(4)は、偏波保持光フ
ァイバを往復する光路がビート長の整数倍になる波長に
おいて、入射光の偏波面と反射光の偏波面が一致し、受
光パワーが最小になることを意味している。さらに式(
2)の関係から式(4)は、 nλA/B(λp、) = 21 t (n−i)λB
/B(λB)=2.1! (5)となり、 が得られる。一方、モード複屈折率Bは該光ファイバの
規格化周波数VがV>1.8なる条件では、コア中心の
モード複屈折率Bsoに一致することがら、B=B8o
= O(σxo−σyo) (v>i、s) <7)と
なり、コア中心における複屈折軸方向Xとその垂直方向
yでの光弾性定数差0と応力差(σ工。−σyo)の積
で表わされる。式(7)において波長依存性を持つのは
0であり、0は次式で表わされる(参考文献N、に、5
inha ;Normalized dispersi
on ofbirefringence of qua
rtz and 5tress optioalcoe
fficient of fusea 5ilica 
and plate glass”。
Physics and Chemistry of 
Glasses、Vol、19 *A4 r Aug、
1978 )。
従って、式(7)と式(8)がら が得られ1式(0)と式(9)より、 モード複屈折率B(λ)ΣB(J、)として、式(1o
)のB(J、)からモード複屈折率をめることができる
ここにδはへとλ8における光弾性定数差の比を表わす
式(lO)を用いて、第8図の測定に用いた偏波保持光
ファイバのモード複屈折率Bをめると、B = 2.4
5 X 10 となる。従来のファイバ切断法を用いて
めたモード複屈折率はB = 2,2 X No”’4
であり、有効桁数および精度で、本発明の方法の方が優
れている。
なお、モード複屈折率は、コア形状による複屈折率と応
力による複屈折率の和として表わされるが、コア形状の
変化による複屈折率は、応力による複屈折率に比較して
1極めて小さいので上記の計算では無視している。
一方、コア形状の変化による複屈折率が無視できない場
合には、次のような計算法を用いる。第8図のように対
象とする波長λが (λA+λB)/2〈λ〈(λ8+λc)/2となるよ
うに、測定波長λA、λB、λGをとる。まずλA〜λ
BにおいてB(λA)=B(λB) = 81と仮定し
、式(6)より80をめる。
B、 =λA・λB/(l(λB−λA)) (11)
同様にλB〜λ0において、B(λB) = B(λ0
)=821と仮定し、式(6)よりB、をめる。
B2=λB’λ0/(2/(λC−λB)) (12)
式(11)と式(12)より、補間法を用いてモード複
屈折率B(λ)をめることができる。
このように、式(18)を用いることにより、コア形状
が円形でない偏波保持光ファイバのモード複屈折率もめ
ることができる。
以上説明したように、本発明では被測定用偏波保持光フ
ァイバを切断することなく、波長を変えるだけで、速や
かに測定できる利点がある。また従来の測定方法では1
〜2桁の測定精度しか得られなかったのに対し、本発明
では少なくとも8桁の測定精度が得られる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のモード複屈折率の測定方法の説明図、 第2図は本発明の一実施例の構成図) 第3図は第2図に示す測定系を用いて測定された受光パ
ワーの波長に対する変化を示す図である。 l・・・光源 2・・・偏光子 3・・・偏波保持光ファイバ 4・・・1/4波長板 5・・・検光子6・・・光パワ
ーメータ 7・・・波長可変光源8・・・平行光にする
レンズ 9・・・光チョッパ 1o・・・光検出器11・・・集
光レンズ 12・・・入射光と垂直な電界成分を有する反射光18
・・・集光レンズ 14・・・偏光子2によって直線偏光された入射光およ
び偏波保持光ファイバ3がら反射して来た光 15・・・平行光にされた光源からの光16・・・光強
度信号 17・・・光チョッパからの同期信号 1日・・・ロックインアンプ 19・・・レコーダ。 特許出願人 日本電信電話公社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L 偏波保持光ファイバの波長λにおけるモード複屈折
    率を測定する方法において、光源として波長を変えるこ
    とができる光源を用い、該光源からの光を直線偏光し、
    被測定用偏波保持光ファイバの複屈折軸に対して、該偏
    波光の偏波面を傾けて入射し、該光ファイバの出射端で
    反射し、再び入射端に戻って来る光の該入射光と垂直な
    電界成分を検出しながら、該光源の波長を変えるとき、
    該検出光のパワーの周期的な変化を測定し、目的とする
    波長λに最も近い該同期の谷に相当する波長嶺を測定し
    、次に似から長波長側へ1問期目の波長をλBとすると
    き、JAとλ8における光弾性定数差の比を61被測定
    用偏波保持光フアイバの長さを11λAにおけるモード
    複屈折率をB(J、)として、該光ファイバのコア形状
    の変化による複屈折率を無視できる場合は、次式 より、モード複屈折率B(λ)をめるか、または該光フ
    ァイバのコア形状の変化による複屈折率を無視できない
    場合は、λ8からさらに長波長側へ1周期目の波長をλ
    Cとするとき1、(嶺+λ8)/2<λ〈(λ8+λc
    )/2の関係が成立するようにJA * λB t J
    aを測定し、次式より、モード複屈折率B(λ)をめる
    ことを特徴とする偏波保持光7アイパのモード複屈折率
    測定方法。 2、 波長可変光源と、該光源からの光を被測定偏波保
    持光ファイバに導入するレンズ系と、レンズ系の途中に
    設けた前記光源からの光を直線偏光とし、かつ被測定偏
    光保持ファイバからの反射光中の入射光と垂直な電界成
    分をもっ光を空間的に分離する偏光子と、該分離された
    光を受光する光検出器とからなることを特徴とする偏波
    保持光ファイバのモード複屈折率測定装置。
JP21089783A 1983-11-11 1983-11-11 偏波保持光フアイバのモ−ド複屈折率測定方法およびその装置 Granted JPS60104236A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007253041A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体混合装置
JP2007253036A (ja) * 2006-03-22 2007-10-04 Asahi Organic Chem Ind Co Ltd 流体混合装置
JP2008238022A (ja) * 2007-03-27 2008-10-09 Osaka Organic Chem Ind Ltd 混合気体の製造装置
CN109580182A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 北京理工大学 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置

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CN109580182A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 北京理工大学 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置
CN109580182B (zh) * 2018-12-18 2020-07-31 北京理工大学 基于布儒斯特定律的曲面光学元件折射率测量方法和装置

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