JPS60127430A - 単一モ−ドフアイバの波長分散測定法 - Google Patents
単一モ−ドフアイバの波長分散測定法Info
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- JPS60127430A JPS60127430A JP23549483A JP23549483A JPS60127430A JP S60127430 A JPS60127430 A JP S60127430A JP 23549483 A JP23549483 A JP 23549483A JP 23549483 A JP23549483 A JP 23549483A JP S60127430 A JPS60127430 A JP S60127430A
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- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 claims description 6
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- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
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- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は単一モードファイバ伝送路の波長分散係数を測
定する方法に係り、特に伝送路の位相特性から波長分散
係数の波長依存性をめる単一モードファイバの波長分散
測定法に関するものである。
定する方法に係り、特に伝送路の位相特性から波長分散
係数の波長依存性をめる単一モードファイバの波長分散
測定法に関するものである。
従来技術と問題点
単一モードファイバにおいては、屈折率が波長によって
異なることに基づい°C1光源である光レーザの各成分
光の間に伝搬速度の違いを生じ、そのため伝送路におけ
る伝搬光の到達時間が異なる、いわゆる波長分散の現象
がある。波長分散があると受信端において光パルス幅の
広がりを生じて符号量干渉を起すため、波長分散の程度
すなわち波長分散係数をめることは、光フアイバ伝送路
の品質を決定する上で櫓めて重要である。
異なることに基づい°C1光源である光レーザの各成分
光の間に伝搬速度の違いを生じ、そのため伝送路におけ
る伝搬光の到達時間が異なる、いわゆる波長分散の現象
がある。波長分散があると受信端において光パルス幅の
広がりを生じて符号量干渉を起すため、波長分散の程度
すなわち波長分散係数をめることは、光フアイバ伝送路
の品質を決定する上で櫓めて重要である。
波長分散係75mは、一般に次式の差分によって表示す
ることができる。
ることができる。
ここでLはファイバ長(Km)、Δλは被測定成分光間
の波長の違い(nm)、ΔtはLKmのファイバを伝搬
する成分光間の到達時間差であり、従って波長分散係数
は、波長λが1nm異なる場合ファイバ長1Kmごとに
Δt/L(pg)の信号到達時間差を生じることを表わ
す。
の波長の違い(nm)、ΔtはLKmのファイバを伝搬
する成分光間の到達時間差であり、従って波長分散係数
は、波長λが1nm異なる場合ファイバ長1Kmごとに
Δt/L(pg)の信号到達時間差を生じることを表わ
す。
このような波長分散係数の測定方法として、従来、次の
ような各種の方法が既に知られている。
ような各種の方法が既に知られている。
その1つはファイバラマンレーザによる遅延時間差の測
定から波長分散係数の波長依存性をめる方法である。す
なわちファイバラマンレーザの出力光から分光器を用い
てそれぞれの単一波長光を抽出して光ファイバを伝送し
て、それぞれの到達時間を順次測定することによって波
長分散係数をめるものであるが、光信号の伝搬時間を測
定するためには送信端と受信端とで時間的に同期がとれ
ている必要があり、そのため送信端と受信端とが遠距離
にある布設状態でのフィールド測定には不適当であると
ともに、装置が高価、大形であり、測定系が複雑である
という問題がある。
定から波長分散係数の波長依存性をめる方法である。す
なわちファイバラマンレーザの出力光から分光器を用い
てそれぞれの単一波長光を抽出して光ファイバを伝送し
て、それぞれの到達時間を順次測定することによって波
長分散係数をめるものであるが、光信号の伝搬時間を測
定するためには送信端と受信端とで時間的に同期がとれ
ている必要があり、そのため送信端と受信端とが遠距離
にある布設状態でのフィールド測定には不適当であると
ともに、装置が高価、大形であり、測定系が複雑である
という問題がある。
またそれぞれ異なる単一波長光を発生するレーザダイオ
ードを数種類用いて同期信号をファイバに入力し、到達
光の位相差を測定して波長分散j糸数の波長依存性をめ
る方法もあるが、多数のレーザダイオードによる信号の
同期をとるのが困難であるとともに、測定点を多くして
精度を向上させようとすると、レーザダイオードの数が
増えて高価になるという問題がある。
ードを数種類用いて同期信号をファイバに入力し、到達
光の位相差を測定して波長分散j糸数の波長依存性をめ
る方法もあるが、多数のレーザダイオードによる信号の
同期をとるのが困難であるとともに、測定点を多くして
精度を向上させようとすると、レーザダイオードの数が
増えて高価になるという問題がある。
これに対してベースバンド変調光の光源スペクトラムの
振幅特性と、伝搬光のベースパン−振幅特性とから波長
分散係数の波長依存性をめる方法が、同一出願人によっ
て特願昭57−20298号によって提案されている。
振幅特性と、伝搬光のベースパン−振幅特性とから波長
分散係数の波長依存性をめる方法が、同一出願人によっ
て特願昭57−20298号によって提案されている。
この方法は、被測定ファイバの入力端から周波数fで変
調された光を送出し、受信端においてそのレベルを選択
レベルメータによって測定したとき、測定レベルが変調
周波ifに応じて変化することに着目し、かつその際レ
ベルの周波数特性が波長分散係数mに依存して変化する
ことを利用して、受信端で測定されたレベルデータの分
布に最も近いプロフィルを有する波長分散係数をめ、こ
れ?所要の波長分散係数mとするものであって、測定系
が簡単なためフィールドでの測定も容易にできる利点が
ある。
調された光を送出し、受信端においてそのレベルを選択
レベルメータによって測定したとき、測定レベルが変調
周波ifに応じて変化することに着目し、かつその際レ
ベルの周波数特性が波長分散係数mに依存して変化する
ことを利用して、受信端で測定されたレベルデータの分
布に最も近いプロフィルを有する波長分散係数をめ、こ
れ?所要の波長分散係数mとするものであって、測定系
が簡単なためフィールドでの測定も容易にできる利点が
ある。
しかしながらこの方法ハ
ここで&iは光源の各成分光の振幅
△λiはi番目の成分光の中心波長からの波長距離
を用いて近似を行って波長分散係数mをめるもので、使
用光源に対応するポイントでの測定しかできず、かつ波
長分散の符号判別ができないという問題があった。
用光源に対応するポイントでの測定しかできず、かつ波
長分散の符号判別ができないという問題があった。
発明の目的
本発明はこのような従来技術の問題点を解決しようとす
るものであって、その目的は、単一光源による測定がで
きるとともに多モードファイバに対する従来の測定法と
同じ測定系を用いることができさらに原理も簡単であっ
て測定系を簡易化することができ、従ってフィールドで
の測定も容易であるとともに測定精度が高い、単一モー
ドファイバの波長分散測定法を提供することにある。
るものであって、その目的は、単一光源による測定がで
きるとともに多モードファイバに対する従来の測定法と
同じ測定系を用いることができさらに原理も簡単であっ
て測定系を簡易化することができ、従ってフィールドで
の測定も容易であるとともに測定精度が高い、単一モー
ドファイバの波長分散測定法を提供することにある。
発明の実施例
第1図は本発明の一実施例の測定系を示している。同図
は近端での測定を行う場合を示し、1は発振器(OSC
)、2はレーザダイオード(I、D)、6は光カプラ、
4は光スペクトルアナライザ、5は被測定ファイバ、6
は受光器(APD)、7は短尺ファイバ、8は受光器(
APD)、9はベクトルポルトメータである。
は近端での測定を行う場合を示し、1は発振器(OSC
)、2はレーザダイオード(I、D)、6は光カプラ、
4は光スペクトルアナライザ、5は被測定ファイバ、6
は受光器(APD)、7は短尺ファイバ、8は受光器(
APD)、9はベクトルポルトメータである。
第1図において、発振器1は可変周波数fの正弦波信号
を発生してレーザダイオード2に与える。
を発生してレーザダイオード2に与える。
これによってレーザダイオード20発生光は周波数fで
振幅変調される。レーザダイオード20発生光は、光カ
プラ6を経て一部が光スペクトルアナライザ4に導かれ
、成分光のスペクトラム分布を測定される。光カプラ3
で分岐された他の光は被測定ファイバ5を経て受光器6
に入力され、光強度に応じて電気信号に変換される。一
方、光カプラ6で分岐されたもう一方の光は短尺ファイ
バ7を経て受光器8に入力され、光強度に応じて電気信
号に変換される。両受光器6,8の電気信号出力はベク
トルボルトメータ9に入力されて、両信号の振幅差と位
相差とが測定されるが、短尺ファイバ7の減衰と位相遅
れは無視できるので、ベクトルボルトメータ9の測定値
は被測定ファイバ5の損失と位相遅れを示す。
振幅変調される。レーザダイオード20発生光は、光カ
プラ6を経て一部が光スペクトルアナライザ4に導かれ
、成分光のスペクトラム分布を測定される。光カプラ3
で分岐された他の光は被測定ファイバ5を経て受光器6
に入力され、光強度に応じて電気信号に変換される。一
方、光カプラ6で分岐されたもう一方の光は短尺ファイ
バ7を経て受光器8に入力され、光強度に応じて電気信
号に変換される。両受光器6,8の電気信号出力はベク
トルボルトメータ9に入力されて、両信号の振幅差と位
相差とが測定されるが、短尺ファイバ7の減衰と位相遅
れは無視できるので、ベクトルボルトメータ9の測定値
は被測定ファイバ5の損失と位相遅れを示す。
第1図においてレーザダイオード20発生光は発振器1
の正弦波信号fによって振幅変調されており、これによ
って受光器6,8における電気信号出力は、変調周波数
fの変化に応じて振幅が変化する。この場合の振幅応答
特性すなわちベースバンド特性によって、後述のごとき
計算を行うことによって、波長分散係数mがめられる。
の正弦波信号fによって振幅変調されており、これによ
って受光器6,8における電気信号出力は、変調周波数
fの変化に応じて振幅が変化する。この場合の振幅応答
特性すなわちベースバンド特性によって、後述のごとき
計算を行うことによって、波長分散係数mがめられる。
第2図は本発明の他の実施例の測定系を示している。同
図は遠端での測定を行う場合を示し、第1図における部
分は同じ番号を用いて示されており、10は光カプラ、
11は分光器、12 、15は受光器(APD)である
。
図は遠端での測定を行う場合を示し、第1図における部
分は同じ番号を用いて示されており、10は光カプラ、
11は分光器、12 、15は受光器(APD)である
。
第2図において、光カプラ6で分岐された光は被測定フ
ァイバ5を伝搬して光カブラ10に入力されて2分岐さ
れる。光カプラ10の一方の出力は分光器11を経て成
分光に分解され、各成分光ごとに受光器12に入力され
て、光強度に応じて電気信号に変換される。カプラ10
のもう一方の出力は直接受光器13に入力されて、光強
度に応じて電気信号に変換される。両受光器12 、1
3の電気信号出力はベクトルボルトメータ9に入力され
て5両信号の振幅差と位相差とが測定される。従ってベ
クトルボルトメータ9の出力は、光源の全ネルギーを代
表する実効中心波長λ。の光と各成分光との振幅差およ
び位相差を示す。
ァイバ5を伝搬して光カブラ10に入力されて2分岐さ
れる。光カプラ10の一方の出力は分光器11を経て成
分光に分解され、各成分光ごとに受光器12に入力され
て、光強度に応じて電気信号に変換される。カプラ10
のもう一方の出力は直接受光器13に入力されて、光強
度に応じて電気信号に変換される。両受光器12 、1
3の電気信号出力はベクトルボルトメータ9に入力され
て5両信号の振幅差と位相差とが測定される。従ってベ
クトルボルトメータ9の出力は、光源の全ネルギーを代
表する実効中心波長λ。の光と各成分光との振幅差およ
び位相差を示す。
この場合もレーザダイオード20発生光は発振器1の正
弦波交流によって振幅変調されており、これによって波
長λ。を基準とする各成分光のベースバンド特性をめる
ことができる。
弦波交流によって振幅変調されており、これによって波
長λ。を基準とする各成分光のベースバンド特性をめる
ことができる。
次にこのようにしてめられたベースバンド特性から波長
分散係数をめる。いま測定音ζ使用する光源の発光スペ
クトル分布(相対強度分布)をA(2)とし、光ファイ
バの光損失波長特性をα(2)、波長分散特性をm(λ
)とすると、光がファイバ内をL (Km)だけ伝搬し
た後の受信光は、変調周波数fの変化に対応する振幅応
答特性すなわちベースバンド特性を示す。この場合のベ
ースバンド信号波形A(ω)は、波長λ。にょる信号を
基準にとったとき・・・(2) ここでKは係数、ω(=2tf)は角周波数、fはベー
スバンド周波数(MHz)、λは波長(nm)、λ0は
基準波長(nm)(任意)である。なお基準波長λ。は
離散的スペクトラム分布における実効中心波長であって
、次式で表わされるものである。
分散係数をめる。いま測定音ζ使用する光源の発光スペ
クトル分布(相対強度分布)をA(2)とし、光ファイ
バの光損失波長特性をα(2)、波長分散特性をm(λ
)とすると、光がファイバ内をL (Km)だけ伝搬し
た後の受信光は、変調周波数fの変化に対応する振幅応
答特性すなわちベースバンド特性を示す。この場合のベ
ースバンド信号波形A(ω)は、波長λ。にょる信号を
基準にとったとき・・・(2) ここでKは係数、ω(=2tf)は角周波数、fはベー
スバンド周波数(MHz)、λは波長(nm)、λ0は
基準波長(nm)(任意)である。なお基準波長λ。は
離散的スペクトラム分布における実効中心波長であって
、次式で表わされるものである。
/”A(λ)dλ
(2)式からベースバンド周波数応答の一般式は次式の
ようになる− ・・・+41 従って光源のスペクトル分布A(λ)、ファイバの損失
波長特性α(λ)を与えれば、測定によってめられたベ
ースバンド特性(振幅9位相)に131 、 +43式
が最適近似を与えるような波長分散体1m(λ)をめる
ことが可能である。
ようになる− ・・・+41 従って光源のスペクトル分布A(λ)、ファイバの損失
波長特性α(λ)を与えれば、測定によってめられたベ
ースバンド特性(振幅9位相)に131 、 +43式
が最適近似を与えるような波長分散体1m(λ)をめる
ことが可能である。
又一方一般にレーザダイオード光源の場合、その発光ス
ペクトルは離散的であって、波長の分布範囲も数皿に限
られており、従って通常のファイバでは損失波長特性α
(λ)、波長分散係数m(λ)は、この範囲では次式で
近似することができる。
ペクトルは離散的であって、波長の分布範囲も数皿に限
られており、従って通常のファイバでは損失波長特性α
(λ)、波長分散係数m(λ)は、この範囲では次式で
近似することができる。
α(λ)=α0(一定) ただしα。=α(λ。) ・
・・(5)寵λ1==m6+a(λ−λ。) ただしm
。=m(λ。) ・・・(6)ここでaは波長分散係数
の一次の微係数である。
・・(5)寵λ1==m6+a(λ−λ。) ただしm
。=m(λ。) ・・・(6)ここでaは波長分散係数
の一次の微係数である。
1=フ1λ=λ。
+5) 、 16)式のように近似することによって+
3) 、 +4)式は次のようにさらに簡単化される。
3) 、 +4)式は次のようにさらに簡単化される。
ここで31は発振モード振幅、A1は発振モード波長、
Nは発振モード総数であり、A0は次式で表わされる実
効中心波長である。
Nは発振モード総数であり、A0は次式で表わされる実
効中心波長である。
第6図はベースバンド特性の一例を示したものである。
同図は実効中心波長λ。=1285 nmの光源を用い
、長さL=30Kmの単一モードファイバについて測定
した結果を示し、光源の分散の程度を示す実効半値幅σ
の大きさによって、振幅特性と位相特性とが異なること
が示されている。ここで実効半値幅σは、第4図に示す
ように成分光の強(λ−λ0)寞 度分布がexp (−W )に従うときσ=1nmにな
るものである。
、長さL=30Kmの単一モードファイバについて測定
した結果を示し、光源の分散の程度を示す実効半値幅σ
の大きさによって、振幅特性と位相特性とが異なること
が示されている。ここで実効半値幅σは、第4図に示す
ように成分光の強(λ−λ0)寞 度分布がexp (−W )に従うときσ=1nmにな
るものである。
(7)、(8)式によってH1算を行う場付、振幅特性
はm=mo+a(λ−λ0)においてa = Qと置い
ても、通常の使用範囲(f = 50 MHz −2G
Hzおよびλ=t285μm=1325μm)では、損
失の誤差は0.1dB以下であるが、位相特性において
は数置の誤差となって無視できない値になる。
はm=mo+a(λ−λ0)においてa = Qと置い
ても、通常の使用範囲(f = 50 MHz −2G
Hzおよびλ=t285μm=1325μm)では、損
失の誤差は0.1dB以下であるが、位相特性において
は数置の誤差となって無視できない値になる。
そこで前述の従来技術によって、理論近似関数として前
述のtl)式を用いて、得られたベースバンド振幅特性
に最小二乗フィツトさせるような波長分散係数−をめ、
次に(8)式から優られたベースバンド特性に最小二乗
フィツトするような波長分散係数の一次の微係数aをめ
る。このaを用いて(力、(8)式の計算を行うことに
よって、波長分散係数mの決定精度を向上させることが
できる。さらに精度を向上させたい場合は、以上の手順
を繰り返して行えばよい。
述のtl)式を用いて、得られたベースバンド振幅特性
に最小二乗フィツトさせるような波長分散係数−をめ、
次に(8)式から優られたベースバンド特性に最小二乗
フィツトするような波長分散係数の一次の微係数aをめ
る。このaを用いて(力、(8)式の計算を行うことに
よって、波長分散係数mの決定精度を向上させることが
できる。さらに精度を向上させたい場合は、以上の手順
を繰り返して行えばよい。
発明の詳細
な説明したように本発明の単一モードファイバの波長分
散測定法によれば1発光スペクトラムA(λ)を有する
光源を周波数fで振幅変調した信号光を被測定単一モー
ドファイバに伝送し、ファイバの二カ端において受信さ
れた前記光信号のベースバンド特性な測定し、このベー
スバンド特性ニおける位相特性に(8)式を種々の波長
分散係数を用いて最適近似させ、この最適近似された式
における波長分散係数mによってファイバの発光スペク
トラム人(λ)の実効中心波長λ。近傍での波長分散係
数をめるようK L、だので、単一光源での測定によっ
て所望の波長範囲での波長分散係数をめることができる
。本発明の測定法は原理も簡単であって、測定系として
従来の多モードファイバに対する従来の測定法と同じ測
定系を用いることができ、簡易な装置で測定できるので
フィールドでの測定も容品である。
散測定法によれば1発光スペクトラムA(λ)を有する
光源を周波数fで振幅変調した信号光を被測定単一モー
ドファイバに伝送し、ファイバの二カ端において受信さ
れた前記光信号のベースバンド特性な測定し、このベー
スバンド特性ニおける位相特性に(8)式を種々の波長
分散係数を用いて最適近似させ、この最適近似された式
における波長分散係数mによってファイバの発光スペク
トラム人(λ)の実効中心波長λ。近傍での波長分散係
数をめるようK L、だので、単一光源での測定によっ
て所望の波長範囲での波長分散係数をめることができる
。本発明の測定法は原理も簡単であって、測定系として
従来の多モードファイバに対する従来の測定法と同じ測
定系を用いることができ、簡易な装置で測定できるので
フィールドでの測定も容品である。
第1図および第2図は本発明の一実施例の測定系の構成
を示す図、第3図はベースバンド特性の一例を示す図、
第4図は光源の分散と実効半値幅との関係を説明する図
である。 1・・・発振器(osc)、2・・・レーザダイオード
(LD)、6・・・光カプラ、4・・・光スペクトルア
ナライザ、5・・・被測定ファイバ、6・・・受光器(
APD)、7・・・短尺ファイバ、8・・・受光器(A
PD)、9・・・ベクトルボルトメータ、10・・・光
カプラ、11・・・分yσ器、12 、15・・・受光
器(APD) 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士玉蟲久五部 (外1名)
を示す図、第3図はベースバンド特性の一例を示す図、
第4図は光源の分散と実効半値幅との関係を説明する図
である。 1・・・発振器(osc)、2・・・レーザダイオード
(LD)、6・・・光カプラ、4・・・光スペクトルア
ナライザ、5・・・被測定ファイバ、6・・・受光器(
APD)、7・・・短尺ファイバ、8・・・受光器(A
PD)、9・・・ベクトルボルトメータ、10・・・光
カプラ、11・・・分yσ器、12 、15・・・受光
器(APD) 特許出願人 富士通株式会社 代理人 弁理士玉蟲久五部 (外1名)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 発光スペクトラムA(λ)を有する光源を周波数fで振
幅変調した信号光な披測定単−モードファイバに伝送し
、該ファイバの出力端において受信された前記光信号の
ベースバンド特性を測定し、該ベースバンド特性におけ
る位相特性θ(ω)に次式ただしω=2「fは光信号の
変調角周波数λは光信号の波長 りは光ファイバの長さ を種々の波長分散係数mを用いて最適近似させ、該最適
近似された前記式における波長分散係数mによって前記
ファイバの発光スペクトラムA(λ)の実効中心波長λ
0近傍での波長分散係数を得ることを特徴とする単一モ
ードファイバの波長分散測定法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23549483A JPS60127430A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 単一モ−ドフアイバの波長分散測定法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23549483A JPS60127430A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 単一モ−ドフアイバの波長分散測定法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60127430A true JPS60127430A (ja) | 1985-07-08 |
JPH0457970B2 JPH0457970B2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=16986867
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23549483A Granted JPS60127430A (ja) | 1983-12-14 | 1983-12-14 | 単一モ−ドフアイバの波長分散測定法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60127430A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6573985B2 (en) | 2000-08-09 | 2003-06-03 | Fujitsu Limited | Wavelength dispersion measuring device and a method thereof |
-
1983
- 1983-12-14 JP JP23549483A patent/JPS60127430A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6573985B2 (en) | 2000-08-09 | 2003-06-03 | Fujitsu Limited | Wavelength dispersion measuring device and a method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0457970B2 (ja) | 1992-09-16 |
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