KR19990014935A - Polarization mode dispersion measurement method - Google Patents
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Abstract
편광 모드 분산 측정 기구에 광원(10)을 제공하는 단계, 검사 섬유(26)을 제공하는 단계, 안정한 공지의 편광 모드 분산값을 갖는 아트팩트(28)을 검사 섬유(26)과 직렬로 배열하는 단계, 광원(10)으로부터의 광을 아트팩트(28) 및 검사 섬유(26)을 통해 전송하는 단계, 편광 모드 분산 측정 기구를 사용하여, 제로 편광 모드 분산값에서 벗어나 바이어스된 편광 모드 분산값을 측정하는 단계, 및 측정된 바이어스된 편광 모드 분산값으로부터 광섬유의 편광 모드 분산을 결정하는 단계를 포함하는 광섬유의 편광 모드 분산(PDM)의 고해상도 측정 방법이 제공된다.Providing a light source 10 to the polarization mode dispersion measurement instrument, providing an inspection fiber 26, arranging the art facts 28 having a stable known polarization mode dispersion value in series with the inspection fiber 26. Step, transmitting the light from the light source 10 through the art 28 and the inspection fiber 26, using a polarization mode dispersion measurement instrument to obtain a polarized mode dispersion value biased out of the zero polarization mode dispersion value. A method of high resolution measurement of polarization mode dispersion (PDM) of an optical fiber is provided that includes measuring and determining the polarization mode dispersion of the optical fiber from the measured biased polarization mode dispersion value.
Description
단일 모드 광섬유는 상당한 거리에 걸쳐 대량의 정보를 전송하는데 사용된다. 그러한 전송을 확보하기 위해서는, 왜곡을 제거하는 것이 바람직하다. 그러나, 전송 매체로부터 모든 형태의 왜곡을 제거하기란 불가능하다. 그러므로, 전송 매체의 최대 정보 용량의 적합성을 결정하거나 가장 만족스러운 왜곡 처리 방법을 결정하기 위해 왜곡을 측정할 필요가 있다. 광섬유 통신 시스템의 경우, 비트 에러율은 시스템의 정보 전송 용량을 결정하기 위한 가장 중요한 사양이다. 비트 에러율은 다른 요인들 중에서도 섬유에서의 분산에 의해 생성되는 펄스 확장(pulse broadening)에 의해 증가된다. 단일 모드 섬유를 사용하여 광 전송에 적합한 모든 단일 모드 섬유에 어느 정도 존재하는 대역폭 제한 효과(bandwidth limiting effect)인 색소 분산 또는 편광 모드 분산을 제외한 모드 분산을 제거한다. 그러므로, 그것은 광학 통신 시스템에서의 신호 왜곡의 포텐셜 소스이다.Single mode fiber is used to transmit large amounts of information over a significant distance. In order to ensure such transmission, it is desirable to remove the distortion. However, it is impossible to remove all forms of distortion from the transmission medium. Therefore, it is necessary to measure the distortion to determine the suitability of the maximum information capacity of the transmission medium or to determine the most satisfactory distortion processing method. For fiber optic communication systems, the bit error rate is the most important specification for determining the information transmission capacity of the system. The bit error rate is increased by pulse broadening generated by dispersion in the fiber, among other factors. Single mode fibers are used to eliminate mode dispersion except for pigment dispersion or polarization mode dispersion, which is a bandwidth limiting effect present in some single mode fibers suitable for optical transmission. Therefore, it is a potential source of signal distortion in optical communication systems.
일반적으로, 편광 모드 분산 측정 기구는 종래 기술에서 공지되었으며, 특히 버지니아주 아링톤에 소재한 Telecommunications Industries Association의 드레프트 표준에 정의되어 있다. 이러한 표준은 파장 스캐닝에 의한 단일 모드 광섬유의 편광 모드 분산 측정용 섬유 광 검사 절차 FOTP-113, 존스 매트릭스 고유 분석(Jones Matrix Eigenanalysis)에 의한 단일 모드 광섬유의 편광 모드 분산 측정용 FOTP-122, 및 간섭 방법에 의한 단일 모드 광섬유의 편광 모드 분산 측정용 FOTP-124를 포함한다. 편광 모드 분산 측정 기구의 상세한 동작 및 절차는 이러한 표준에 기술되어 있다.In general, polarization mode dispersion measurement instruments are known in the art and are defined in the draft standard of the Telecommunications Industries Association, in particular in Arlington, Virginia. These standards include the fiber optic inspection procedure FOTP-113 for polarization mode dispersion measurement of single mode fiber by wavelength scanning, FOTP-122 for polarization mode dispersion measurement of single mode fiber by Jones Matrix Eigenanalysis, and interference FOTP-124 for polarization mode dispersion measurement of single mode optical fibers by the method. Detailed operation and procedures of the polarization mode dispersion measurement instrument are described in this standard.
또한, 특정 종래 기술의 회로 수단은 R. Jones에게 허여된 미국 특허 공보 4,750,833호에 개시되어 있으며 본 명세서에서 참고로 사용되었다. 편광 모드 분산 측정 기구는 상세히 후술되는 바와 같은 사이클 카운팅, 타임 펄스 방법, 상대적 위상 방법 또는 존스 매트릭스 고유 분석을 포함한다. 예를 들어, 존스는 광섬유의 분산을 측정하는 공지된 방법을 기술하였다. 특히, 존스는 색소 또는 편광 분산과 같은 전송 분산을 측정하는 상대적 위상 방법 및 장치를 기술하였다. 제1 주파수로 변조된 광원은 예를 들어 소스 파장 또는 편광 상태와 같은 전송 파라미터의 제1 및 제2 값으로 및 전송 파라미터의 제1 및 제2 값으로부터 저 주파수로 동시에 변화된다. 제1 변조 신호 및 검사중인 섬유를 통해 전송된 광의 상대적 위상은 위상 검출기에 의해 측정된다. 로크인(lock-in) 증폭기는 위상 검출기 출력과 저주파 신호를 비교하여 분산을 나타내는 직류 출력을 제공한다.In addition, certain prior art circuit means are disclosed in US Patent Publication No. 4,750,833 to R. Jones and used herein by reference. Polarization mode dispersion measurement instruments include cycle counting, time pulse method, relative phase method or Jones matrix eigen analysis as described in detail below. For example, Jones described a known method of measuring the dispersion of optical fibers. In particular, Jones described relative phase methods and apparatus for measuring transmission dispersion, such as pigment or polarization dispersion. The light source modulated at the first frequency is simultaneously changed from the first and second values of the transmission parameter to the low frequency and from the first and second values of the transmission parameter such as, for example, the source wavelength or polarization state. The relative phase of the light transmitted through the first modulated signal and the fiber under test is measured by a phase detector. The lock-in amplifier compares the phase detector output with the low frequency signal and provides a direct current output representing dispersion.
광섬유의 분산을 측정하는 다른 방법은 시차를 측정하는 것이다. 존스 매트릭스 고유 분석 방법은 파장의 함수로서 DGDΔλ를 측정하며, 여기서 DGD는 차동 그룹 지연이며 PMD는 Δτλ로 표현된다. 존스에 기술된 상대적 위상 방법 및 장치는 시차를 측정하는 방법보다 해상도가 양호한 것으로 증명되었다.Another way to measure the dispersion of an optical fiber is to measure parallax. The Jones matrix eigenanalysis method measures DGDΔλ as a function of wavelength, where DGD is the differential group delay and PMD is expressed as Δτ λ . The relative phase method and apparatus described in Jones have proven to be of better resolution than the method of measuring parallax.
또 다른 공지된 광섬유의 편광 모드 분산 측정 방법은 간섭(interferometry), 존스 매트릭스 고유 분석, 파장 스캐닝(WS) 사이클 카운팅 방법 및 WS 푸리에 방법을 포함한다. 간섭은 코히어런스(coherence)가 낮은 광원을 사용하는 시간 도메인을 사용하고 시 분할의 자체 상관 함수의 형태로 출력을 관측하기 위해 미첼슨 간섭계(Michelson Interferometer) 또는 마크-제헨더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer)을 사용하며, 이러한 데이타로부터 섬유의 편광 모드 분산이 얻어질 수도 있다. 간섭은 사용된 광대역 소스의 코히어런스 시간, 통상 0.15 피코초에 의해 저단에서 제한된다.Other known polarization mode dispersion measurement methods for optical fibers include interference, Jones matrix eigenanalysis, wavelength scanning (WS) cycle counting method, and WS Fourier method. Interference is a Michelson Interferometer or a Macch-Zehnder Interferometer for using the time domain with a low coherence light source and for observing the output in the form of a time division self-correlation function. ), The polarization mode dispersion of the fiber may be obtained from this data. Interference is limited at the lower end by the coherence time of the broadband source used, typically 0.15 picoseconds.
존스 매트릭스 고유 분석은 편광의 주요 상태(PSP;Principle States of Polarization)라 불리는 2가지 고유 상태를 갖는 존스 매트릭스 형태로 순간 편광 전송 동작의 편광 결정을 사용한다. 존스 매트릭스와 PSP의 파장 변화를 측정함으로써, PSP 사이의 또 다른 지연이 결정될 수도 있다. 지연은 특정 파장 스캔을 통해 평균되어 파이버 편광 모드 분산값을 설정한다. 존스 매트릭스 고유 분석은 편광 정밀도에 의해 해상도가 0.01 피코초로 제한된다.Jones matrix eigenanalysis uses polarization crystals of instantaneous polarization transmission operation in the form of a Jones matrix with two inherent states called Principle States of Polarization (PSP). By measuring the wavelength change of the Jones matrix and the PSP, another delay between the PSPs may be determined. The delay is averaged over a particular wavelength scan to set the fiber polarization mode variance. Jones matrix eigenanalysis is limited to 0.01 picoseconds in resolution by polarization precision.
WS 사이클 카운팅 및 WS 푸리에 방법은 광 검출기 이전에 선형 편광 소스 및 편광 분석기를 사용하여 섬유를 통해 광 전력 전송을 사용한다. 섬유는 발진 주파수가 편광 모드 분산과 관련된 발진 패턴으로 상승을 얻는다. WS 사이클 카운팅 방법에서, 편광 모드 분산을 결정하기 위해 소정의 파장 간격 내에서 완전 발진 수가 계수된다. WS 사이클 계수 방법은 파장 스캔에서 3개의 사이클 중 최소치, 통상 0.09 피코초로 제한된다. 그러나, WS 푸리에 방법에서, 파장 스캐닝 편광 모드 분산은 푸리에 변환에 기초하여 발진 패턴에 대한 주파수 분석 기술에 의해 결정된다. 푸리에 방법은 사용된 파장 스캔에서 한 주기의 최소치, 통상 0.03 피코초로 한정된다.The WS cycle counting and WS Fourier methods use optical power transfer through the fiber using a linear polarization source and a polarization analyzer prior to the light detector. The fibers gain a rise in the oscillation pattern where the oscillation frequency is associated with polarization mode dispersion. In the WS cycle counting method, the number of perfect oscillations is counted within a predetermined wavelength interval to determine polarization mode dispersion. The WS cycle counting method is limited to the minimum of three cycles, typically 0.09 picoseconds, in the wavelength scan. However, in the WS Fourier method, the wavelength scanning polarization mode dispersion is determined by frequency analysis techniques for the oscillation pattern based on the Fourier transform. The Fourier method is limited to a minimum of one period, typically 0.03 picoseconds, in the wavelength scan used.
공지된 종래 기술의 한가지 중요한 단점은 편광 모드 분산값의 결정이 측정 결과들과 결합된 의사 응답에 의해 악역항을 받아 편광 모드 분산값을 왜곡시킨다는 점이다.One important drawback of the known prior art is that the determination of the polarization mode variance is distorted by the villain term by a pseudo response combined with the measurement results.
발명의 요약Summary of the Invention
본 발명의 목적은 통상, 예를 들어 초당 5 기가비트 이상으로 동작하는 전송 시스템에 사용되는 섬유를 사용하여, 0.1 피코초 이하의 고 해상도의 편광 모드 분산 값으로 측정하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a method for measuring with high resolution polarization mode dispersion values of 0.1 picoseconds or less, typically using fibers used in transmission systems operating at, for example, 5 gigabit or more per second.
본 발명의 다른 목적은 예를 들어 WS 푸리에 및 간섭 방법을 사용하여, 0.01 피코초와 0.1 피코초 사이의 편광 모드 분산값을 측정하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for measuring the polarization mode dispersion value between 0.01 picoseconds and 0.1 picoseconds, for example using a WS Fourier and an interference method.
본 발명의 또 다른 목적은 광섬유의 매우 낮은 편광 모드 분산 레벨의 개선된 검출 및 결정을 얻기 위해, 편광 모드 분산을 0에서 벗어나게 바이어스하기 위해 복굴절 또는 파장 특정 아트팩트(artefact)을 사용하여 아트팩트의 넓은 편광 모드 분산 피크를 얻는 것이다.Another object of the present invention is to use birefringence or wavelength specific artefact to bias the polarization mode dispersion out of zero to obtain improved detection and determination of the very low polarization mode dispersion level of the optical fiber. A broad polarization mode dispersion peak is obtained.
본 발명의 또 다른 목적은 넓은 아트팩트 피크의 적절한 데이타 처리에 의해 광섬유의 편광 모드 분산을 결정하는 것이다.It is yet another object of the present invention to determine the polarization mode dispersion of an optical fiber by appropriate data processing of a broad artifact peak.
본 발명의 목적은 복굴절 또는 파장 선택 디바이스를 사용하는 파장 스캐닝 편광 모드 분산 장비를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide wavelength scanning polarization mode dispersion equipment using birefringence or wavelength selection devices.
본 발명에 따르면, 편광 모드 분산 측정 기구에서 안정한 공지의 편광 모드 분산값을 아트팩트와 결합시킴으로써, 그리고 광원으로 하여금 검사되는 광섬유와 아트팩트를 통해 광을 직렬로 전송시킴으로써 편광 모드 분산의 측정을 개선하는 방법이 제공된다. 아트팩트는 편광 모드 분산 측정 기구에 의해 측정된 총 편광 모드 분산을 0에서 벗어나게 바이어스하여 그 측정으로부터 임의의 의사(0 근사치) 편광 모드 분산 응답의 불필요한 영향을 제거한다. 아트팩트는 또한 파장 스캐닝 편광 모드 분산 장비를 보정하는데 사용될 수도 있다.According to the present invention, the measurement of polarization mode dispersion is improved by combining known and known polarization mode dispersion values, which are stable in the polarization mode dispersion measurement instrument, with the artfacts, and by transmitting light in series through the optical fiber and the arts being inspected. A method is provided. Artfact biases the total polarization mode variance measured by the polarization mode variance measurement instrument out of zero to remove the unnecessary effect of any pseudo (zero approximation) polarization mode dispersion response from the measurement. Artfacts may also be used to calibrate wavelength scanning polarization mode dispersion equipment.
본 발명은 종래 기술의 상대적 위상 또는 시간 측정 시스템으로 성취가능한 것보다 적어도 한 자릿수 크기가 큰, 가능하게는 두 자릿수 크기가 큰 편광 모드 분산의 고 해상의 측정을 가능케한다.The present invention allows for high resolution measurements of polarization mode variance at least one order of magnitude larger, and possibly two orders of magnitude larger than achievable with prior art relative phase or time measurement systems.
본 발명은 광섬유를 검사하는 방법에 관한 것으로, 특히 단일 모드 광섬유에서 고 해상으로 편광 모드 분산(PMD;Polarization Mode Dispersion) 값을 측정하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for inspecting an optical fiber, and more particularly, to a method for measuring a polarization mode dispersion (PMD) value at high resolution in a single mode optical fiber.
도 1은 마크-제헨더 간섭계를 사용하는 본 발명에 따른 편광 모드 분산 측정 기구의 블럭도이다.1 is a block diagram of a polarization mode variance measuring instrument in accordance with the present invention using a Mark-Zhender interferometer.
도 2는 파장 스캐닝 푸리에 분석(WS 푸리에)을 사용하기에 적합한 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 편광 모드 분산 측정 기구의 블럭도이다.2 is a block diagram of a polarization mode dispersion measurement instrument according to another embodiment of the present invention suitable for using wavelength scanning Fourier analysis (WS Fourier).
도 3a는 종래 기술의 편광 모드 분산 측정 기구의 시간 대 편광 모드 분산값의 그래프이다.3A is a graph of time versus polarization mode variance of a prior art polarization mode dispersion measurement instrument.
도 3b는 본 발명의 편광 모드 분산 측정 기구의 시간 대 편광 모드 분산값의 그래프이다.3B is a graph of time versus polarization mode dispersion value of the polarization mode dispersion measurement instrument of the present invention.
도 4는 편광 모드 분산 장비를 보정하기 위한 본 발명의 응용 블럭도이다.4 is an application block diagram of the present invention for calibrating polarization mode dispersion equipment.
본 발명의 최상의 방법의 설명Description of the Best Method of the Invention
도 1 및 도 2는 본 발명의 요지인 고해상, 편광 분산 측정용의 2가지 편광 모드 분산 측정 기구의 블럭도이다. 도 1은 간섭 측정 기술을 사용하는 편광 모드 분산 측정 기구를 도시하며, 도 2는 파장 스캐닝 푸리에 분석(WS 푸리에) 기술을 사용하는 편광 모드 분산 측정 기구를 도시한다.1 and 2 are block diagrams of two polarization mode dispersion measurement instruments for measuring high resolution and polarization dispersion, which are the subject of the present invention. 1 shows a polarization mode dispersion measurement instrument using an interference measurement technique, and FIG. 2 shows a polarization mode dispersion measurement instrument using a wavelength scanning Fourier analysis (WS Fourier) technique.
도 1에서, 편광 모드 분산 측정 기구는 도시된 바와 같이 발광 다이오드(LED) 또는 다른 실시예에서 초형광원(도시되지 않음)일 수도 있는 광원(10)을 구비한다. 편광 모드 분산 측정 기구는 편광을 제공하기 위해 광원(10)의 출력으로부터 입사되는 광에 응답하는 편광자(polarizer;12)를 구비한다. 편광자(12)에 접속된 빔 스플리터(14)는 제1 경로 및 제2 경로에서 전송용의 편광을 분배한다. 제2 경로(18)은 광 전송 지연용의 지연 라인(20)을 포함한다. 지연 라인(20)은 제1 경로와 제2 경로(16 및 18) 사이에서 상대적 광 지연을 변경할 수 있도록 조정될 수 있다. 도시된 바와 같이, 지연 라인(20)은 종래 기술에서 공지된 마크-제헨더 간섭계이다. 빔 스플리터(22)는 제1 및 제2 경로(18 및 20)을 따라 전송된 광을 수신하여 이 광을 아트팩트(28)에 전송한다.In FIG. 1, the polarization mode dispersion measurement instrument has a light source 10, which may be a light emitting diode (LED) or, in another embodiment, a superfluorescence source (not shown) as shown. The polarization mode dispersion measurement instrument has a polarizer 12 that responds to light incident from the output of the light source 10 to provide polarization. The beam splitter 14 connected to the polarizer 12 distributes polarization for transmission in the first path and the second path. The second path 18 comprises a delay line 20 for optical transmission delay. Delay line 20 can be adjusted to vary the relative optical delay between the first path and the second paths 16 and 18. As shown, delay line 20 is a mark-zehender interferometer known in the art. The beam splitter 22 receives the light transmitted along the first and second paths 18 and 20 and transmits the light to the artifact 28.
아트팩트(28)은 공지된 안정한 편광 모드 분산을 생성하는 디바이스이다. 아트팩트(28)은 도 3b에서 가장 잘 알 수 있듯이 편광 모드 분산 측정 기구가 특정 시간값(T)에서 공지된 간섭 피크 레벨을 가질 것을 보장한다. 도 1에 도시된 실시예에서, 아트팩트(28)은 복굴절 디바이스(birefringent device)로서, 복굴절 웨이브플레이트, 복굴절 섬유 또는 다른 복굴절 디바이스가 될 수 있다. 시간(T)는 고속과 저속 편광 모드 사이의 시간 차이, 또는 단순히 아트팩트(28)의 편광 모드 분산이다. 본 발명에서, 아트팩트(28)은 장치에 의해 측정된 전체 편광 모드 분산을 0에서 벗어나게 바이어스하는 역할을 하여, 도 3b에 도시된 것처럼 측정시에 임의의 의사(0 근사치) 편광 모드 분산 응답의 영향을 제거한다.Artfact 28 is a device that produces a known stable polarization mode dispersion. Artfact 28 ensures that the polarization mode dispersion measurement instrument has a known interference peak level at a particular time value T, as best seen in FIG. 3B. In the embodiment shown in FIG. 1, artfact 28 is a birefringent device, which can be a birefringent waveplate, birefringent fiber or other birefringent device. Time T is the time difference between the fast and slow polarization modes, or simply the polarization mode variance of the artfact 28. In the present invention, the artfact 28 serves to bias the total polarization mode variance measured by the device out of zero, so that any pseudo (zero approximation) polarization mode variance response at the time of measurement as shown in FIG. Eliminate the impact.
검사 섬유(test fiber: 26)은 아트팩트(28)의 출력으로부터 광을 수신한다. 아트팩트(28)과 검사 섬유(26) 사이의 접속은 공지된 기술로서, 단일 모드 섬유 피그테일(pigtail)의 버트 스플라이스(butt splice) 또는 인덱스-일치 결합과 같은 렌즈 시스템을 포함한다. 그러나, 본 발명의 범위는 아트팩트(28)과 검사 섬유(26) 사이의 특정 직렬 구조에만 제한되지 않는다. 예를 들면, 도 1에 도시된 것처럼 아트팩트(28)는 검사 섬유(26) 앞에 위치하거나, 도 2에 도시된 것처럼 아트팩트(60)는 검사 섬유(56) 후에 위치한다. 그러한 구조로는 Michelson 간섭계에 따른 방식도 포함될 수 있다.Test fiber 26 receives light from the output of artfact 28. The connection between the artifact 28 and the inspection fiber 26 is a known technique and includes lens systems such as butt splices or index-matched coupling of single mode fiber pigtails. However, the scope of the present invention is not limited only to the particular serial structure between the artfact 28 and the inspection fiber 26. For example, the artfact 28 is located before the inspection fiber 26 as shown in FIG. 1, or the artfact 60 is located after the inspection fiber 56 as shown in FIG. 2. Such a structure may also include a method according to the Michelson interferometer.
섬유(26)의 출력은 분석기(30)로 공급되어 편광의 주 직교 상태들 사이의 간섭을 관측하며, 검출기(32)로 분석된 신호를 제공하여, 편광 상태 대 전력을 표시한다. 검출기(32)는 광학적 신호를 전기적 신호로 변환한다. 대안적 예로서, 편광계(polarimeter)가 사용될 수 있다. 로크인 증폭기(lock-in amplifier: 34)는 신호 처리에서 쵸핑(chopped)된 또는 변조된 광학적 신호를 복조하는데 사용되는 동기화된 위상 및 전압계이다. 컴퓨터(36)는 전자 신호 처리 및 장치 제어 기능을 제공한다. 간섭 신호 대 지연 라인(20)의 설정은 표준 컴퓨터(36)를 사용하여 결정되고 저장된다.The output of the fiber 26 is fed to the analyzer 30 to observe the interference between the principal orthogonal states of polarization and provide the analyzed signal to the detector 32 to indicate the polarization state versus power. Detector 32 converts the optical signal into an electrical signal. As an alternative example, a polarimeter can be used. Lock-in amplifier 34 is a synchronized phase and voltmeter used to demodulate chopped or modulated optical signals in signal processing. Computer 36 provides electronic signal processing and device control functions. The setting of the interference signal to delay line 20 is determined and stored using a standard computer 36.
도 2는 본 발명의 대안적 실시예를 도시하는데, 편광 모드 분산 측정 기구는 검사 섬유(56)의 출력에 결합된 아트팩트(60)을 가진다. 도 2에서, 광원(50)는 광을 스플라이스(54)를 통해 검사 섬유(56)로 결합하도록 광을 편광기(52)로 공급한다. 스플라이스(58)는 검사 섬유(56)의 출력을 아트팩트(60)로 결합시킨다. 분석기(62)는 광 편광 상태를 분석하고, 광 스펙트럼 분석기 또는 모노크로메이터(64)가 편광 전송 대 광 파장을 측정하도록 한다. 컴퓨터(68)는 푸리에 해석을 하고 장치 제어 기능을 하며, 편광 모드 분산 계산을 수행한다.2 shows an alternative embodiment of the present invention, wherein the polarization mode dispersion measurement instrument has an artifact 60 coupled to the output of the inspection fiber 56. In FIG. 2, light source 50 supplies light to polarizer 52 to couple light through splice 54 to inspection fiber 56. The splice 58 couples the output of the inspection fiber 56 to the artfact 60. Analyzer 62 analyzes the optical polarization state and allows optical spectrum analyzer or monochromator 64 to measure polarization transmission versus optical wavelength. Computer 68 performs Fourier analysis, device control functions, and performs polarization mode variance calculations.
아트팩트(60)은 공지의 안정 편광 모드 분산을 생성한다. 편광 모드 분산 측정 출력이 특정 시간값(T)에서 공지된 최대 레벨을 가지도록 보장한다. 도 2의 실시예에서, 아트팩트(60)은 복굴절 디바이스로서, 복굴절 웨이브플레이트, 복굴절 섬유 또는 다른 복굴절 디바이스가 될 수 있다. 시간(T)는 고속 및 저속 편광 모드 사이의 시간 편차이거나, 또는 단순히 아트팩트(60)의 편광 모드 분산이다. 대안적 실시예에서, 아트팩트(60)은 아트팩트의 삽입 손실 스펙트럼을 표시하는 전력 대 파장의 공지된 안정 사인파 응답을 제공하는 반사 또는 전송 디바이스가 될 수 있다. 이러한 아트팩트(60)의 예는 간섭계를 포함하는 Fabry-Perot etalon이다. 전력 대 파장의 사인파 응답은 아트팩트의 공지된 안정 삽입 손실 스펙트럼에 대응하는 명백한 편광 모드 분산 최고치를 제공할 것이다.Artfact 60 produces a known stable polarization mode dispersion. It is ensured that the polarization mode dispersion measurement output has a known maximum level at a particular time value T. In the embodiment of FIG. 2, artfact 60 is a birefringent device, which can be a birefringent waveplate, birefringent fiber or other birefringent device. Time T is the time deviation between the fast and slow polarization modes, or simply the polarization mode variance of artfact 60. In alternative embodiments, artfact 60 may be a reflective or transmission device that provides a known stable sine wave response of power versus wavelength that indicates the insertion loss spectrum of the artfact. An example of such an art fact 60 is a Fabry-Perot etalon that includes an interferometer. The sine wave response of power versus wavelength will provide a clear polarization mode dispersion peak corresponding to the known stable insertion loss spectrum of the fact.
도 3a 및 도 3b의 그래프의 비교 결과는 본 발명에 아트팩트(28)(도 1) 또는 아트팩트(60)(도 2)의 추가가 도 1 및 도 2에 도시된 편광 모드 분산 측정 기구의 해상도를 얼마나 개선한지를 도시한다. 도 3a 및 도 3b에서, 횡좌표는 시간이며, 세로좌표는 편광 모드 분산 값이다. 도시된 것처럼, 의사 응답이 점선으로 도시되며, 측정된 결과는 실선으로 도시된다. 편광 모드 분산 값이 0에 접근하면서, 편광 모드 분산 값보다 큰 에러가 생성할 수 있는 많은 요인이 있다. 의사 응답은 광 손실 및 다른 광학적 결함 또는 소스 간섭성에 기인한다. 그러한 응답은 저 레벨의 편광 모드 분산과 결합하고 이를 왜곡한다. 도 3a에 도시된 것처럼, 종래 기술의 편광 모드 분산 측정 기구(아트팩트(28 또는 60)을 가지지 않음)에서, 신호(실선)의 폭, 즉 자승 평균 평방근의 폭이 검사 섬유의 편광 모드 분산을 결정하도록 계산된다. 그러나, 의사 응답은 측정된 결과와 결합하여 편광 모드 분산값을 왜곡시킨다.Comparison results of the graphs of FIGS. 3A and 3B show that the addition of art fact 28 (FIG. 1) or art fact 60 (FIG. 2) to the present invention of the polarization mode dispersion measurement instrument shown in FIGS. It shows how much the resolution is improved. 3A and 3B, the abscissa is time and the ordinate is the polarization mode variance value. As shown, the pseudo response is shown in dashed lines and the measured results are shown in solid lines. As the polarization mode dispersion value approaches zero, there are many factors that can produce errors that are larger than the polarization mode dispersion value. The pseudo response is due to light loss and other optical defects or source coherence. Such a response combines with and distorts the low level polarization mode dispersion. As shown in FIG. 3A, in the prior art polarization mode dispersion measurement mechanism (without art facts 28 or 60), the width of the signal (solid line), i.e. the width of the square root mean square, Is calculated to determine. However, the pseudo response distorts the polarization mode variance in combination with the measured results.
대조적으로, 본 발명의 편광 모드 분산 측정 기구내의 도 3b에 도시된 것처럼, 기본 편광 모드 분산 신호는 0에서 T 시간까지 아트팩트(28 또는 60)에 의해 교차(transpose)된다. 의사 효과는 측정된 분광과 상호 작용을 하지는 않는다. 도 3b에 도시된 것처럼, 의사 응답은 측정된 최대값의 폭, 즉 자승 평방 제곱근의 폭의 계산 동안 편광 모드 분산의 측정에 영향을 미치지 않는다.In contrast, as shown in FIG. 3B in the polarization mode dispersion measurement instrument of the present invention, the fundamental polarization mode dispersion signal is transposed by the artifact 28 or 60 from 0 to T time. Pseudo-effects do not interact with the measured spectra. As shown in FIG. 3B, the pseudo response does not affect the measurement of polarization mode variance during the calculation of the width of the measured maximum value, that is, the width of the square root of the square.
도 4는 본 발명에 따른 편광 모드 분산의 보정을 도시한다. 검사 섬유는 입력 경로에 포함되지 않는다. 편광자(102)를 통해 스플라이스에 결합하는 광대역 소스(100)로부터 전송된 광을 수신하는 아트팩트(106)이 포함된다. 스플라이스(108)는 아트팩트(106)의 출력을 그 출력이 광 스펙트럼 분석기 또는 모노크로메이터를 포함하는 측정 수단(112) 및 도 2에 대해 설명된 원리에 따라 동작하는 계산 수단(114)에 결합시킨다. 아트팩트(104)는 측정된 편광 모드 분산을 0에서 벗어나게 바이어스한다. 측정된 편광 모드 분산은 아트팩트(104)의 공지된 편광 모드 분산 값과 비교한다. 이 결과는 다양한 방식으로 관측될 수 있다. 도 4의 시스템은 그렇게 보정되어 특정 전기적 출력은 아트팩트(104)의 공지된 값에 대응한다. 또한, 이러한 동작은 공장 보정 또는 주기적 필드 보정을 개정한다. 이러한 방법은 상술한 WS 푸리에 방법 및 WS 주기 계수 측정 방법에 적용가능하다.4 shows a correction of polarization mode variance in accordance with the present invention. Inspection fibers are not included in the input path. An artfact 106 is included that receives light transmitted from the broadband source 100 that couples to the splice via the polarizer 102. The splice 108 sends the output of the artefact 106 to a measuring means 112 whose output comprises an optical spectrum analyzer or monochromator and calculation means 114 operating according to the principles described with respect to FIG. 2. Combine. Artfact 104 biases the measured polarization mode dispersion off of zero. The measured polarization mode variance is compared with the known polarization mode variance value of the artfact 104. This result can be observed in a variety of ways. The system of FIG. 4 is so calibrated that the specific electrical output corresponds to a known value of the artfact 104. This operation also revises factory calibration or periodic field calibration. This method is applicable to the WS Fourier method and the WS period coefficient measuring method described above.
또한, 아트팩트에 대한 파장 전송 또는 반사 디바이스를 사용할 수 있는 파장 스캐닝 방법에 대해 유용한 보정 기술이 있다. 그러한 경우, 편광 모드 분산 장치는 도 2에 대해 설명한 원리에 따른 아트팩트의 공지된 안정 삽입 손실 스펙트럼과 균등한 시간(T)에서 편광 모드 분산 신호를 생성한다. 상술한 기술은 당업자가 아트팩트에 대한 파장 전송 디바이스를 채택할 수 있는 고 해상도 측정 수단의 많은 상이한 실시예를 제공하는 것을 가능하게 한다.In addition, there are correction techniques useful for wavelength scanning methods that can use wavelength transmission or reflection devices for the artfact. In such a case, the polarization mode dispersion apparatus generates a polarization mode dispersion signal at a time T equivalent to the known stable insertion loss spectrum of the artifact according to the principle described with respect to FIG. 2. The above described technology makes it possible for a person skilled in the art to provide many different embodiments of high resolution measuring means that can employ a wavelength transmission device for the artfact.
그러므로 상술한 목적 및 상술한 설명으로부터 명백한 목적들이 유효하게 수용되는 것을 알 수 있으며, 본 발명의 범위에서 이탈하지 않고 상술한 구조에 일정 변화를 가할 수 있으므로, 상술한 설명 또는 첨부된 도면에서 도시된 사안은 개략적인 것으로 이해되어야 하며 제한적 의미로 이해되어서는 안된다.Therefore, it can be seen from the foregoing and the foregoing description that the obvious purposes are effectively accommodated, and it is possible to make certain changes to the above-described structure without departing from the scope of the present invention. The matter should be understood as outline and not in a limiting sense.
또한, 첨부된 발명의 청구 범위는 본 명세서에서 상술한 사항 및 언어적 차원에서 포함될 수 있는 본 발명의 범위내의 모든 서술의 모든 포괄적이고 특정적인 특징을 포함하는 것이 의도된다.Furthermore, the appended claims are intended to include all inclusive and specific features of all descriptions within the scope of the invention that may be included in the foregoing description and at the language level.
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