JPS6191537A - 光ファイバ波長分散測定装置 - Google Patents

光ファイバ波長分散測定装置

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JPS6191537A
JPS6191537A JP21335784A JP21335784A JPS6191537A JP S6191537 A JPS6191537 A JP S6191537A JP 21335784 A JP21335784 A JP 21335784A JP 21335784 A JP21335784 A JP 21335784A JP S6191537 A JPS6191537 A JP S6191537A
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JP
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light
optical fiber
signal
intensity
measured
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坪川 信
Noburu Shibata
宣 柴田
Yoshiyuki Aomi
青海 恵之
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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
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    • G01M11/33Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
    • G01M11/335Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face using two or more input wavelengths
    • GPHYSICS
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバの特性の測定に関する。
特に、光ファイバの波長分散を測定する方法およびその
ための装置に関する。
〔従来の技術〕
光ファイバの波長分散を測定する方法としては、従来は
、二つの光束の干渉により測定する方法が−i的である
。すなわち、一つの光源から出力された光束を空間的に
二つに分離し、この一方の光束を被測定光ファイバ中に
伝搬させ、他方の光束を空間中に伝搬させ、これらの二
つの光束の干渉縞の可視度が最大となる位置をビジコン
等の撮像装置により検出する。これを異なる波長の光源
について行い、干渉縞の可視度が同じ位置で最大となる
ような光路長差を測定する。この測定により波長に対す
る光路長差が測定され、その測定値か −ら計算により
波長分散を求める。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような従来例光ファイバ波長分散測定方法
では、干渉縞の信号雑音比が低く、可視度が最大となる
位置に幅があり、精度の高い測定が困難である欠点があ
った。
本発明は、干渉が最大となる光路長を高精度で測定し、
高精度で光ファイバ波長分散を測定できる方法および装
置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の光ファイバ波長分散測定方法は、光源から出射
された光束を信号光と参照光とに分離し、上記信号光を
被測定光ファイバに伝搬させ、上記参照光を上記被測定
光ファイバ以外の通路に伝搬させ、上記被測定光ファイ
バを伝搬した信号光と上記被測定光ファイバ以外の通路
を伝搬した参照光とを干渉させ、異なる波長の光源に対
してそれぞれの干渉強度が最大となるような信号光と参
照光との光路長差を測定し、波長差に対する光路長差に
より上記被測定光ファイバの波長分散を求める光ファイ
バ波長分散測定方法において、上記信号光と上記参照光
の少なくとも一方に強度変調または位相変調を施し、干
渉した光強度の情報を変調周波数を含む狭帯域周波数で
取り出して検波することを特徴とする。
さらに、本発明の光ファイバ波長分散測定装置は上記の
方法を実施する装置であって、可干渉性の光束を出力す
る光源と、この光源から出射された光束を信号光と参照
光とに分離する光学的手段と、この信号光を被測定光フ
ァイバに入射させる光学的手段と、被測定光ファイバを
伝搬した信号光と被測定光ファイバ以外の通路を伝搬し
た参照光とを干渉させる光学的手段と、この手段で得ら
れる干渉光を検波する手段とを備え、上記光源が2以上
の異なる波長の出力光を発生する光源であり、この光源
の異なる波長の出力光に対してそれぞれの干渉強度が最
大となるように信号光と参照光との光路長差を可変に設
定する手段とを備えた光ファイバ波長分散測定装置にお
いて、′上記信号光と上記参照光の少なくとも一方に強
度変調または位相変調を施す手段と、干渉した光強度の
情報をこの手段の変調周波数を含む狭帯域周波数で抽出
する手段とを備えたことを特徴とする。
(作用〕 本発明光ファイバ波長分散測定方法および装置は、光束
を交流信号で変調することにより二つの光束の干渉強度
にこの交流信号成分の変化を与え、これを狭帯域の周波
数で検出することにより信号雑音比を改善する。
〔実施例〕
第1図は本発明第一実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図である。
光源1は可干渉性の光束を出力する。−例としては半導
体レーザである。この光束は強度変調器2により強度変
調が施される。強度変調が施された光束は、半透鏡3に
より二つの光束に分離される。半透鏡3を透過した光束
は信号光として被測定光ファイバ4を伝搬する。半透鏡
3に反射された光束は、参照光として空間中を伝搬し、
反射鏡5.6で反射され、半透鏡7を透過し、パルスモ
ータ等により移動可能な台座に固定された可動鏡8で反
射される。被測定光ファイバ4から出力された信号光は
半透鏡7を透過し、可動鏡8で反射された参照光は半透
鏡7で反射され、これらの光束が合波される。合波され
た光束は、直線検光子9を透過し、シリコン・アバラン
シェ・フォトダイオードまたはゲルマニューム・アバラ
ンシェ・フォトダイオード等で構成された光検出器10
に入射する。
光検出器10は帯域濾波器12に接続される。帯域濾波
器12は記録装置13に接続される。さらに、発振回路
11が強度変調器2および帯域濾波器12に接続される
光検出器10に入射された光信号は、強度変調器2によ
り周波数fで変調されている。このため、帯域濾波器1
2は、発振回路11からの周波数fの参照信号を用いて
、光検出器IOの出力信号から周波数fの成分を抽出す
る。帯域濾波器12の出力は、記録装置13により記録
される。
光源1として、近接した波長λ1、λ2の光束を出力す
る光源を用いた場合を比較する。どちらの場合にも、信
号光および参照光の自由空間における光路長に変化はな
い。しかし、被測定光ファイバ4中を伝搬する信号光の
光路長は、被測定光ファイバ40波長分散により変化す
る。したがって、波長分散の変化を測定するには、可動
鏡8の位置を調整し、信号光と参照光との光路長が等し
くなるようにする。光ファイバの波長分散により、波長
λ1、λ2に対して可動鏡8の位置が異なり、その位置
の変位量から波長分散が得られる。
本実施例の特徴は、信号光および参照光に強度変調が施
されていることにある。これにより、光路長が等しい場
合には、半透鏡7で合波された光束の干渉強度の周波数
f成分が最大となる。この周波数r成分の変化は大きく
、光路長が等しいことを容易に知ることができる。した
がって、光路長差を高精度で測定でき、正確な波長分散
を得ることができる。
以下に、式を用いて本実施例を定量的に説明する。
光検出器10で検出される光強度の周波数f成分、すな
わち干渉強度Iは、 I = (11+Iz+2−JI+h I r D +
z) l cO3δ、2〕X cos2πft    
        −・(1)で与えられる。ここで、 ■l:信号光強度、 ■2:参照光強度、 1γ(τ、、)、1:コヒーレンス度 (Tはτ12の関数)、 τ12:半透鏡3から光検出器10に至る二つの光束の
間の群遅延時間差、 δ夏2:半透鏡3から光検出器10に至る二つの光束の
間の位相差 である。可動鏡8を掃引すると、 τI2−〇 の位置では、 1γ(τ1□)l=1.cosδ、2=1となり、干渉
強度lの振幅が最大となる。
異なる波長の光源を用いて干渉強度Iが最大となる可動
鏡8の位置を求める。この可動鏡8の相対的な位置すれ
か、被測定光ファイバ4の波長分散による光路長差とな
る。光路長差を光速Cで割ることにより群遅延時間差τ
が求められる。この群遅延時間差τは、長さしの被測定
光ファイバ4の波長分散りと、 D= (1/L)(dτ/dλ)     −(2)の
関係がある。ここでλは波長である。第(2)式により
、異なる波長λに対して群遅延時間差τを求めることに
より、被測定光ファイバ4の波長分散が得られる。
本実施例では、光源1が出力した光束を強度変調を施し
た後に信号光と参照光とに分離しているが、信号光と参
照光とに分離した後にその双方に強度変調を施しても本
発明を同様に実施できる。
また、干渉強度が小さくなるが、信号光と参照光の一方
のみに強度変調を施しても本発明を実施できる。
第2図は本発明第二実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図である。
光源1が出力した光束は、半透鏡3により二つの光束に
分離される。半透鏡3を透過した光束は信号光として被
測定光ファイバ4を伝搬する。半透鏡3に反射された光
束は、参照光として空間中を伝搬し、反射鏡5で反射さ
れ、位相変調素子14により位相変調が施され、反射鏡
6で反射され、半透鏡7を透過し、可動鏡8で反射され
る。被測定光ファイバ4から出力された信号光は半透鏡
7を透過し、可動鏡8で反射された参照光は半透鏡7で
反射され、これらの光束が合波される。合波された光束
は、直線検光子9を透過し、光検出器lOに入射する。
光検出器10は帯域濾波器12に接続される。帯域濾波
器12は記録装置13に接続される。さらに、発振回路
11が位相変調素子14および帯域濾波器12に接続さ
れる。
本実施例の特徴は、光源1が出力した光束に強度変調を
施すのではなく、位相変調素子14が参照光に位相変調
を施すことにある。これにより、信号光と参照光との干
渉強度が変調周波数で時間的に変化し、信号光と干渉光
との光路長が一致したときにその干渉強度が最大となる
本実施例の作用をさらに定量的に説明する。
位相変調素子I4が、周波数fの矩形波rect(t)
で参照光を位相変調したとする。このとき光検出器10
で検出される干渉強度Iは、第(1)式と同じ表記によ
り、 1=1.+I。
+2引〒12 l r (r tz) l cos(r
ect(t)  +61□)、・・−・(3) で与えられる。
矩形波による位相変調の深さがπの近傍に設定されると
、第(3)式は、 1 =1. +1.+27LIz l r D 12)
 I ct rect(t)・・−(4) ここでαは定数である。したがって、干渉強度Iは周波
数fで時間的に変化し、 τ12=0 でコヒーレンス度T(τ1□)が最大となり、干渉強度
Iの振幅が最大となる。したがって、第一実施例と同様
に可動鏡8を掃引し、異なる波長の光源に対して干渉強
度Iが最大となる位置を測定し、波長に対する光路長差
から光ファイバの波長分散を得ることができる。
本実施例では、位相変調素子14を反射鏡5と反射鏡6
との間に配置したが、参照光の光路上であればその位置
は任意である。
第3図は本発明第三実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図である。
光源1が出力した光束は、半透鏡3により二つの光束に
分離される。半透鏡3で反射された光束は、信号光とし
て被測定光ファイバ4を伝搬し、水銀槽15により反射
され、再び被測定光ファイバ4を伝搬する。半透鏡3を
透過した光束は、参照光として空間中を伝搬し、位相変
調素子14により位相変調が施され、可動鏡8で反射さ
れ、再び位相変調素子14により位相変調が施される。
被測定光ファイバ4を往復した信号光は半透鏡3を透過
し、二度位相変調された参照光は半透鏡3で反射され、
これらの光束が合波される。合波された光束は、直線検
光子9を透過し、光検出器10に入射する。
光検出器10は帯域濾波器12に接続される。帯域濾波
器12は記録装置13に接続される。さらに、発振回路
11が位相変調素子14および帯域濾波器12に接続さ
れる。
本実施例は基本的に第二実施例と同等であるが、信号光
が被測定光ファイバ4を往復し、参照光も一つの光路を
往復することが異なる。本実施例では、被測定光ファイ
バ4の端面を水銀槽に浸すことにより、この端面で信号
光を全反射させている。
光検出器10で測定される干渉強度■は第二実施例と同
等であるが、信号光が被測定光ファイバ4を二度通過す
るので、長さが二倍の光ファイバと等価になる。また、
参照光も位相変調素子14を二度通過するため、位相変
調の深さも二倍となる。したがって参照光が往復してπ
程度の変調の深さになるように、位相変調素子14を設
定する。
信号光と参照光との干渉強度の測定は、第二実施例と同
じである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明により良好な信号雑音比で
光ファイバの波長分散を測定できる。このため、比較的
短い光ファイバの波長分散の測定も可能になる。
本発明は、簡単な構成で精度の高い測定が可能となるの
で、光ファイバの品質検査や品質管理に大きな効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第一実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図。 第2図は本発明第二実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図。 第3図は本発明第三実施例光ファイバ波長分散測定装置
のブロック構成図。 ■・・・光源、2・・・強度変調器、3.7・・・半透
鏡、4・・・被測定光ファイバ、5.6・・・反射鏡、
8・・・可動鏡、9・・・直線検光子、10・・・光検
出器、11・・・発振回路、12・・・帯域濾波器、1
3・・・記録装置、14・・・位相変調素子、15・・
・水銀槽。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源から出射された光束を信号光と参照光とに分
    離し、 上記信号光を被測定光ファイバに伝搬させ、上記参照光
    を上記被測定光ファイバ以外の通路に伝搬させ、 上記被測定光ファイバを伝搬した信号光と上記被測定光
    ファイバ以外の通路を伝搬した参照光とを干渉させ、 異なる波長の光源に対してそれぞれの干渉強度が最大と
    なるような信号光と参照光との光路長差を測定し、 波長差に対する光路長差により上記被測定光ファイバの
    波長分散を求める 光ファイバ波長分散測定方法において、 上記信号光と上記参照光の少なくとも一方に強度変調ま
    たは位相変調を施し、 干渉した光強度の情報を変調周波数を含む狭帯域周波数
    で取り出して検波する ことを特徴とする光ファイバ波長分散測定方法。
  2. (2)可干渉性の光束を出力する光源と、 この光源から出射された光束を信号光と参照光とに分離
    する光学的手段と、 この信号光を被測定光ファイバに入射させる光学的手段
    と、 被測定光ファイバを伝搬した信号光と被測定光ファイバ
    以外の通路を伝搬した参照光とを干渉させる光学的手段
    と、 この手段で得られる干渉光を検波する手段とを備え、 上記光源が2以上の異なる波長の出力光を発生する光源
    であり、 この光源の異なる波長の出力光に対してそれぞれの干渉
    強度が最大となるように信号光と参照光との光路長差を
    可変に設定する手段と を備えた光ファイバ波長分散測定装置において、上記信
    号光と上記参照光の少なくとも一方に強度変調または位
    相変調を施す手段と、 干渉した光強度の情報をこの手段の変調周波数を含む狭
    帯域周波数で抽出する手段と を備えたことを特徴とする光ファイバ波長分散測定装置
JP21335784A 1984-10-12 1984-10-12 光ファイバ波長分散測定装置 Granted JPS6191537A (ja)

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JPS6191537A true JPS6191537A (ja) 1986-05-09
JPH0564289B2 JPH0564289B2 (ja) 1993-09-14

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ304375B6 (cs) * 2012-08-02 2014-04-02 Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Rozptylová modulační jednotka
CN112816180A (zh) * 2020-12-27 2021-05-18 苏州六幺四信息科技有限责任公司 光纤色散测量方法及测量装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ304375B6 (cs) * 2012-08-02 2014-04-02 Fyzikální ústav AV ČR, v.v.i. Rozptylová modulační jednotka
CN112816180A (zh) * 2020-12-27 2021-05-18 苏州六幺四信息科技有限责任公司 光纤色散测量方法及测量装置

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