KR20020021084A

KR20020021084A - 제조 환경에 적합한 편파 모드 분산 측정 시스템 및 방법

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Publication number: KR20020021084A
Application number: KR1020017012552A
Authority: KR
Inventors: 데이비드 더블유. 앨런; 앨런 에프. 애반스; 제롬 지. 래키
Original assignee: 알프레드 엘. 미첼슨; 코닝 인코포레이티드
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-07
Publication date: 2002-03-18
Also published as: EP1166074A2; BR0009370A; CA2364285A1; US6342945B1; WO2000058707A3; US20020085195A1; TW464759B; JP2002540420A; AU3618800A; WO2000058707A2; CN1346436A; ID30348A

Abstract

본 발명은 섬유로 입력된 빛의 편파 상태를 조정하기 위한 편파기 및 상기 섬유에서 나온 빛의 편파 상태를 측정하기 위한 편파 애널라이저를 사용하여, 섬유에서의 편파 모드 분산 (PMD)을 측정하기 위한 시스템에 관한 것이다. 존 매트릭스 해석은 3개의 입력 편파 상태 및 2개의 탐사용 방사의 파장에서 유도된 데이터에 적용된다. 작동은 2개의 대역 필터와 함께 발광 다이오드과 같은 인코히어런트 광원을 사용함으로써 향상된다. 그러나, 레이저원 및 광 검파기는 상기 섬유에 정렬되도록 적용된다. 상기 시스템은 단 길이의 섬유에서 PMD 값을 측정하고, 상기 테스트 섬유가 잘리우는 긴 섬유를 갖는 그들의 값을 맵핑하는데 특히 유용하다. 바람직하게, 상기 PMD는 상기 테스트 섬유에서 실험에 의해 유도된 다양한 트위스트 값을 위해 측정되고, 상기 단-길이 PMD 값은 모델에 따라 계산된 상기 섬유에서 제로-내부 트위스트와 관련된 것이다. 또한, 상기 섬유는 측정 과정 동안 장착된다.

Description

제조 환경에 적합한 편파 모드 분산 측정 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MEASURING POLARIZATION MODE DISPERSION SUITABLE FOR A PRODUCTION ENVIRONMENT}

광섬유는 매우 큰 대역폭(즉, 데이터 전송 용량), 노이즈에 대한 면역, 및 상대적으로 낮은 비용 때문에 원거리 통신 시스템에 적절한 전송 매체이다. 석영 광섬유에서 감쇠는 증폭기 또는 리피터가 필요 없이 수 백 킬로미터에 데이터를 전송하는 것이 가능하도록 매우 낮은 레벨로 감소되었다. 상대적으로 단거리에 대한 섬유 통신 시스템의 상기 데이터 전송 용량은 송신기 및 수신기에서 사용된 전자 공학 및 광전자 공학의 속도에 의해 대체적으로 규정된다. 비록 40 gigabits/sec (Gb/s) 시스템이 연구되고 있다 하더라도, 현재 상업적으로 가능한 최신의 광 수신기 및 송신기는 약 10 Gb/s로 제한된다.

그러나, 좀더 긴 거리의 원격통신에 있어서, 다양한 형태의 분산이 상기 유용한 대역폭을 제한할 수 있다. 상당히 큰 단면을 갖는 원통 모양의 광섬유는 다 공간 전력 분포(different spatial power distributions)를 나타내는 다수개의 도파관 모드를 전송할 수 있다. 상기 전파 속도는 모드 분산이라 불리우는 효과에 있어서 기본 모드와 높은 차수의 모드 사이에서 차이를 갖는다. 통상적으로 상기 섬유 상의 송신기에 의해 각인된 광 신호는 상기 섬유에 의해 유지할 수 있는 모든 상기 모드의 분포를 포함할 것이다. 상기 모드 분산으로 인해, 섬유의 긴 부분을 거친 후 상기 다 모드(different modes)는 미세하게 상이한 시간에 상기 수신기에 도착할 것이다. 상기 전송 속도는 상기 전송 길이를 따라 구성된 상기 분산에 의해 제한된다.

모드 분산을 피하기 위하여, 장거리 전송을 고려한 최신의 섬유 통신 시스템은 단일-모드 섬유에 의한다. 코어 및 클래딩을 지닌 단순한 섬유의 경우에 있어서, 상기 단일-모드 섬유의 코어는 매우 미세하여 상기 섬유는 상기 기본 모드만을 유지할 수 있고, 상기 코어와 클래딩 사이의 굴절률 차와 관련하여 정해진다. 모든 높은 차수의 모드는 원거리 통신과 관련된 상기 거리 이상에서 급격히 감쇠된다. 상기 설명은 프로파일 섬유 또는 다수개의 클래딩 층을 갖는 섬유에 있어서 더 복잡해지지만, 단일-모드 섬유에 대한 제조 및 테스트 방법은 잘 알려져 있다.

사실상 원형으로 대칭인 단일-모드 섬유는 가장 낮은 차수 모드의 2가지 편파 상태에 대응하는 2개의 기본 횡 모드를 유지한다. 더 상세하게 말하면, 이러한 2가지 가장 낮은 차수 모드는 상기 원형 형상의 섬유에서 변질되고, 같은 전파 속도를 갖으며, 따라서 편파 종속 분산이 존재하지 않는다. 그러나, 하기 설명과 같이, 편파 종속 분산은 실재 섬유에서는 나타날 수 있다.

종래에는, 단일-모드 섬유의 장거리에 대한 높은 비트-레이트 전송은 색채 분산에 의해 제한되고, 또한 그룹 속도 분산으로서 특징적으로 나타난다. 광학 캐리어 신호에서 각인된 데이터 신호는 상기 광 신호가 유한 대역폭을 갖도록 하며, 펄스 신호의 분광 분해에 의해 생성되는지 또는 아날로그 신호의 데이터 대역폭에 의하여 생성되는지를 고려한다. 통상적으로, 상기 전파 속도 또는 광 신호의 전파 상수는 상기 코어의 굴절률에 기본적으로 좌우되고, 광 주파수에 의해 변한다. 결과로서, 상기 광 신호의 상이한 주파수 컴포넌트는 상이한 시간에 상기 수신기로 도달할 것이다. 색채 분산은 거의 제로 분산 파장, 즉 석영에 대한 1300㎚에서 동작함으로써 최소화할 수 있거나, 또는 분산을 보상하기 위한 다른 방법을 이용하여 최소화할 수 있다.

상기 원형의 대칭 설계에도 불구하고, 통상적으로 실제 광섬유는 복굴절을 갖는다. 이는 상기 2개의 가장 낮은 차수의 축 모드는 변질되지 않고, 임의의 위치에서의 상기 섬유는 고속 축 및 저속 축을 갖음으로써 특징적으로 나타남을 의미한다. 각각 상기 섬유의 고속 및 저속 축에 정렬된 전계 벡터를 지닌 상기 섬유를 따라 진행하는 2개의 모드는 상대적으로 더 고속으로 또는 더 저속으로 전파될 것이다. 결과로서, 상기 섬유를 거친 신호의 그룹 속도는 상기 광 신호의 편파 상태의 기능을 한다. 복굴절은 내부 또는 외부적인 원인으로 발생한다. 상기 섬유는 약간의 물리적인 비-원형으로 그려질 수 있다. 상기 섬유는 꺽임, 래터럴 로드, 이방성스트레스, 또는 그것에 적용된 트위스트로써 설치될 것이다. 상기 복굴절의 상호 작용은 섬유 트위스트, 꺽임, 또는 그 밖의 원인에서 발생하는 상기 2개의 모드의 커플링에 의해 더 복잡해진다. 상기 커플링은 상기 서로 직교하는 모드 사이로 에너지를 전송한다. 그러나 모드 커플링을 지니고도, 상기 그룹 지연은 계속 뻗어 나갈 것이고, 거대한 편파 모드 지연 또는 분산 (PMD)으로 야기된다. 상기 모드 커플링의 원인을 완전히 알 수는 없지만, 상기 사이트(site)(모드 커플링 길이) 사이의 평균 거리를 지닌 모드-커플링 사이트를 무작위로 발생시키는 통계적 모델에 의해 설계되고, 이는 통상적으로 약 5m 및 100m 사이의 값으로 추정할 수 있다. 상기 정확한 모드 커플링 길이는 상기 섬유의 배치에 의해 좌우되고, 일반적으로 고유의 섬유 복굴절 특성을 나타내진 않는다.

약 10Gb/s 이상에서, 편파 모드 분산은 분산의 다른 형태보다 더 섬유 비트 레이트를 제한하는 것으로 추정된다. 또한, 편파 모드 분산은 혼합 2차 왜곡 및 신호 페이딩을 도입함으로써 케이블 텔레비전(CATV) 시스템을 약화시킨다.

몇몇 섬유 제조업자는 제조 이방성이 전파 모드에 항상 정렬되도록 하기 위해 상기 고속 및 저속 모드를 허용하지 않도록, 섬유에 적용된 미세한 연속적인 트위스트를 갖는 섬유를 끌어낸다. 그로 인해, 상기 두 모드 사이의 전파 지연에서의 차는 줄어들고, 감소된 PMD으로 야기된다. 장거리에 대한 넷(net) PMD를 줄이는 더 나은 기술은 상기 제조 트위스트의 방향을 주기적으로 바꿔주는 것이다.

종래에, 편파 모드 분산은 통계적 설명을 요구하는 시간-종속량으로써 취급되었다. 통상적으로 PMD는 큰 직경의 스풀에 대하여 느슨하게 권취된 섬유의 긴 길이(1㎞ 이상)에서 측정되었다. 보다 미세한 적재용 스풀에 단단하게 권취함으로써 유도된 상기 꺽임 및 스트레스는 상기 복굴절 및 모드 커플링에 영향을 미치고, 따라서 상기 평균 PMD가 생성된다. 그러나, 그런 테스트를 설정하는 것은 시간 및 자원을 요구한다. 더 나아가, 상기 1㎞ 구간의 섬유는 상기 적재 스풀로부터 잘리거나 상기 생산라인은 그 밖의 다른 것으로 사용될 수 없으며, 상기 테스트는 1㎞ 섬유 손실을 타나내고 이는 표준 25㎞ 스풀에 대하여 4% 손실을 말한다.

따라서, 긴 섬유의 길이를 테스트하도록 실제 환경에서 실험에 의해 유추되는 편파 모드 분산의 결과를 측정하는 것이 바람직하다. 정밀하고 결정론적 방식에서 편파 모드 분산의 상기 결과를 측정하는 것이 더 바람직하다.

본 출원은 1999. 3. 31일에 출원된 미국 예비특허출원 제 60/127,107호에 의거하여 주장한다.

본 발명은 광학 측정 장비 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 다 그룹 지연차(differential group delay)와 같은 측정에 있어서 복굴절 측정을 위한 장비 및 그 방법에 관한 것이다.

도 1은 단 길이 광섬유에서 편파 모드 분산을 측정하기 위한 시스템의 구성도이고,

도 2는 섬유의 다 그룹 지연차의 상기 트위스트 종속의 그래프이며,

도 3은 상기 편파 모드 분산의 단-길이 및 장-길이 값 사이의 함수의 그래프이고,

도 4는 로드 셀(cell)의 축 단면도이다.

본 발명은 광섬유에서의 편파 모드 분산 측정 장비 및 그 방법을 포함하며, 2개의 기본 편파 모드 사이에서의 다 그룹 지연차로 정해지는 것이 바람직하다.

본 발명의 한가지 특징으로, 하나 이상의 인코히어런트(incoherent) 광원은 광 대역 필터와 함께 사용되는데, 이는 광섬유에서 복굴절을 측정하도록 정렬된 편광계에 광을 제공하도록 하기 위한 것이다. 상기 편광계는 상기 섬유가 그것을 통과하는 광의 편파 상태에 어떻게 영향을 미치는지를 측정하고, 편파 모드 지연 또는 분산의 측정에 의한 것이 더 바람직하다.

가시 레이저광은 시각적인 정렬을 위해 상기 섬유로 스위치 될 수 있다. 또한, 상기 인코히어런트 소스에 비교할 수 있는 파장의 레이저광은 상기 섬유로 스위치 될 수 있고, 상기 정렬을 완성하도록 전자적으로 검사될 수 있다. 광 스위치는 테스트 하에서 상기 섬유의 출력에 장착될 수 있으며, 이는 편파 모드 분산 측정에 영향을 미치지 않고 상기 편광계 및 상기 정렬 검파기에 선택적으로 상기 광을 스위치 하도록 하기 위함이다.

상기 섬유는 그 길이에 따라 선택된 트위스트 양의 대상이 될 것이다. 상기 측정된 트위스트-종속 편파 모드 분산은 상기 섬유의 여러 가지 광 특성을 결정하는데 사용될 것이다. 또한, 상기 섬유는 선택된 로드의 양의 대상이 되거나 그렇지 않으면 그 테스트 동안 스트레스를 받을 것이다.

단(短) 길이 섬유를 위해 측정된 편파 모드 분산 값은 상기 2개의 섬유 길이를 중개하고 있는 상기 편파 모드 커플링 길이로써 더 긴 섬유의 값으로 실험에 의해 얻어낼 것이다. 상기 함수는 상기 모드 커플링 길이를 측정하는데 사용될 것이다.

본 발명은 단 길이 섬유상의 향상된 측정 시스템에 의해 수행된 편파 모드분산의 측정을 가능하게 한다. 일반적으로 상기 섬유 길이는 약 1m로 유지되며, 제조 환경의 영향에 의해 무작위로 혼합된 모드의 길이, 즉 모드 커플링 길이보다는 일반적으로 짧다. 상기 단-길이 값은 본 분야에서 그들의 반응을 예측하기 위하여 훨씬 더 긴 길이의 섬유를 얻어낼 수 있다.

기본 존 매트릭스 측정 기술에 있어서, 2개의 직교 편파 모드 사이의 상기 다 그룹 지연차 △τ_n은 ω₁과 ω_n사이의 주파수 범위에서 측정된다. 이러한 기술된 일반적인 상황에 있어, 광범위한 범위를 브래킷하고 있는 상기 2개의 최종 주파수 ω_n-1및 ω_n은 예를 들어 1300㎚와 1550㎚의 파장에서 측정될 필요가 있다. 상기 다 그룹 지연차 △τ_n은 상기 2개의 주파수 각각에 대해 측정된 존 매트릭스T에 의해 유도되었다. 존 매트릭스T는 2H2 매트릭스로서, 상기 매트릭스는 측정된 몇 개의 광 컴포넌트를 거친 후 출력 신호의 편파 상태에 대응하는 2개의 직교 입력 신호의 상기 편파 상태에 관련된 가능한 복소 엘리먼트를 갖고, 상기 2개의 직교 입력 신호는 2개의 컴포넌트 벡터로써 표현된다. 상기 존 매트릭스를 측정하기 위해 사용된 상기 광 측정 회로의 예는 도 1의 구성도에 도시된다. 약 1m 길이를 갖는 테스트(FUT)(10) 하에서 섬유는 직선 구간에서 테이블에 놓이게 된다. 2개의 협-밴드 광원(12, 14)은 4H1 광 스위치(16)에 의해 단일-모드 입력 섬유(18)로 선택적으로 스위치 된다. 제1렌즈(20)는 조정 편파기(22)를 통해 상기 입력 섬유로부터 광을 콜리메이트(collimate)한다. 제2렌즈(24)는 상기 입력 섬유(18)에서 FUT(10)의 입력 끝단으로 편광을 전달한다. 상기 렌즈(20, 24) 중 하나는 섬유(10, 18) 모두에초점을 맞춘 하나의 렌즈로 제거할 수 있다. 상기 FUT(10)에 의한 광 출력은 1H2 광 스위치(26)를 통해 단일-모드 출력 섬유(28)로 스위치 되어, 캘리포니아, 팔로 알토의 휴렛-패커드사의 HP8509B와 같은 편파 애널라이저 또는 편광계(30)로 입력된다. 상기 1H2 스위치(26)의 양쪽 면에서 상기 섬유는 상기 출력 섬유(28)로 언급된다.

편광계는 검파된 신호의 편파 상태를 측정하고, 푸앵카레 구면(Poincare sphere) 상의 한 포인트로 특징 지워진다. 상기 푸앵카레 구면의 적도는 선형 편파를 나타내고, 상기 극은 상기 2개의 원형 편파를 나타내며, 그 사이의 표면은 타원 편파를 나타낸다. 각 광 주파수에 대하여, 상기 편파기(22)는 3개의 상이한 각도 위치로 설정될 수 있고, 또는 3개의 상이하게 조정된 편파기(22)는 FUT(10)로 유입되는 잘 알려진 순서 세트의 선형 유극 상태를 생성하도록 빔 경로에 삽입된다. 상기 편파 애널라이저(30)는 상기 결과로서 생기는 복소 출력 편파 상태 벡터를 측정하고,h,v, 및q로서 나타낸다. 비록 01, 451, 901이 쉽게 대용될 수 있다하더라도 통상적으로 사용되는 각도 세트는 01, 601, 및 1201이다.

이러한 6가지의 편파 상태로부터, 상기 존 매트릭스는 하기 기술된 바와 같은 방법에 의해 곱셈 상수 내에서 계산될 수 있다. 상기 3개의 측정된 상태로부터의 한 세트의 복소비는 상기 측정된 상태 벡터의 x 및 y 값으로 계산된다: k₁=h_x/h_y; k₂=v_x/v_yk₃=q_x/q_y; 및 k₄=(k₃-k₂)/(k₁-k₃). 복소 스칼라 배수 β와 함께, 상기 전송 존 매트릭스T는

로 주어진다. 이것은 고유치 해석이기 때문에, β와 같은 스칼라 상수는 중요하지 않다. 선형 입력 편파기(22)는 바람직한 것이나, 몇몇 편파기 형태는 상기 편광계(30)가 상기 출력 편파 상태를 측정하는 동안 입력 편파 상태를 설정할 필요가 있다.

상기 도시된 편파 애널라이저(30)는 1310㎚ 및 1550㎚에서 방사되는 2개의 파브리-패롯(Fabry-Perot) 레이저 사이에서 선택할 수 있는 광 출력을 포함한다. 이러한 레이저원은 상기 4H1 스위치(16)를 통해 상기 FUT(10)로 스위치 될 수 있다. 그러나, 하기 기술된 바와 같이, 다른 광원은 주요한 측정을 위해 소정된다. 광 스위치(16, 26) 모두는 상업적으로 가능한 스위치로 사용될 수 있고, 예를 들면 임의의 여러 개의 다른 포트에 하나의 포트를 선택적으로 커플링하는 기계적으로 이동 가능한 광섬유에 기반한 것이다.

상기 2개의 주파수에서 측정된 상기 존 매트릭스는 매트릭스 곱을 계산하기 위해 사용되며, 이것은 2H2 매트릭스이고, 여기서T ^-1은 역매트릭스를 의미하며,T ^-1 T = 1로써 여기서1은 대각선화된 단위 매트릭스이다. 상기 다 그룹 지연차는 다음으로써 계산되고

여기서, ρ₁및 ρ₂는 매트릭스 곱의 복소 고유치이고, Arg는 다음 독립 변수 함수를 의미한다.

상기 고유치는 매트릭스 곱의 대각선화된 형태의 상기 2개의 대각 엘리먼트이고, 여기서 상기 대각선은 기계적 및 광학적으로 잘 알려진 고유 해석 기술로 사용된다.

상기 DGD(differential group delay) △τ_n은 상기 측정의 파장 범위 내에서 파장을 위한 상기 섬유=s의 복굴절 또는 편파 모드 분산의 한가지 측정법으로, 측정된 섬유의 길이로 정규화된다.

실제로, 상기 출력 광 통로에서 상기 출력 섬유(20)의 결과 및 관련된 컴포넌트를 제거하기 위해, 상기 편파기(22) 및 편파 애널라이저(30) 사이의 경로를 2개의 부분으로 나누는데, 이는 섬유 존 매트릭스F를 갖는 FUT(10)을 통하는 경로 및 나머지 존 매트릭스R을 갖는 출력 경로를 말한다. 한가지 측정법은 존 매트릭스M에 의한 것으로, FUT(10)와 출력 섬유(20) 모두를 포함하는 전체 경로를 위한것이다. 그리고 나서, 상기 FUT(10)는 제거되고, 상기 편파기(22) 및 그 관련된 광(20, 24)은 상기 FUT(10)의 출력 끝단부에 상응하는 위치로 옮겨진다. 상기 나머지 존 매트릭스R은 상기 출력 경로 내에서 출력 섬유(28) 및 다른 부분을 위해 측정된다. 상기 고유치 ρ₁, ρ₂는 상기 매트릭스 곱에 의하여 FUT(10)를 위해 계산된다.

이러한 방법은 적어도 50개의 아토 초(50H10^-18s)의 해(解)와 함께 12개의 펨토 초(12H10^-15s)보다 작은 다 그룹 지연차를 측정할 수 있는 것으로 간주된다.

도 1의 측정 회로는 여러 가지 방법에서 향상될 수 있다. 상기 편파 애널라이저(30)에 포함된 종래의 레이저 대신에, 발광 다이오드(LEDs)가 상기 레이저 원(12, 14)으로써 사용된다. 상업적 LEDs는 2개의 파장에서 방사할 수 있으며, 예를 들면, 1310㎚ 및 1550㎚를 말한다. 상기 LEDs(12, 14)의 출력은 레이저를 발사하지 않기 때문에 상대적으로 큰 스펙트라를 갖고, 각각 광 대역 필터(40, 42)에 의해 필터되며, 예를 들어, 그 각각의 LEDs(12, 14)의 광 출력 최대점 근처로 모아진 약 10㎚의 3db 스펙트라 대역폭을 갖는 유전체 경박 필름 간섭 필터를 말한다. 그 밖의 다른 비-코히어런트(non-coherent) 광원도 사용될 수 있다. 2개의 파장에서 충분한 빛을 방사할 수 있다면, 단일 광원은 2개의 파장으로 사용될 수 있다.LEDs(12, 14)와 대역 필터(40, 42)의 조합은 코히어런트 노이즈 문제를 줄여준다. 상기 2개의 섬유가 굴절을 줄이기 위하여 미세한 갭(gap)에 의해 분리된 2개의 면을 갖는 곳에서의 출력 섬유(20)와 상기 FUT(12) 사이의 상기 굵은 쪽의-결합된 접합부에서 코히어런트 노이즈가 발생한다. 레이저는 약 30㎝의 코히어런트 길이를 갖는다. 결과로서, 상기 갭에서 다수개의 코히어런트 신호의 굴절은 구조적으로 또는 해로운 간섭, 즉 노이즈를 생성한다.

약 200㎛(상기 시스템에서 두 번째로 가장 미세한 공기 갭)보다 작은 코히어런스 길이를 갖는 광을 생성하는 인코히어런트 소스에서 나온 광에 대하여, 상기 광은 다수개의 굴절 상에서 두드러지게 간섭을 할 순 없다. 상기 편파 애널라이저(30)에서 나온 광원의 적소에서 상기 LEDs(12, 14)를 사용하는 것은 바람직하다. LEDs는 레이저를 발사하지 않기 때문에 매우 짧은 코히어런스 길이를 갖는다. 그들은 상대적으로 광범위한 방사 파장을 갖지만, 상기 대역 필터(40, 42)는 정확한 편파 측정을 하도록 허용치까지 대역폭을 줄이고, 상기 대역 필터(40, 42)는 코히어런스 노이즈를 이끌어낼 수 있을 정도로 매우 좁아야 한다.

코히어런스 노이즈를 줄이기 위한 또 다른 방법은 상기 출력 섬유(28)의 입력과 다른 각도에서 FUT(10)의 출력 끝단부를 적어도 약 11개로 쪼개는 것이다. 빛이 그런 다양한 갭에서 공진할 가능성은 없다. 바람직하게, 도 1에 경사진 라인에 의해 도시된 바와 같이, 상기 FUT(10)는 직각으로 쪼개지고, 상기 출력 섬유(28)의 입력 끝단부는 약 11개로 쪼개진다.

상기 출력 경로를 위한 존 매트릭스R을 측정하도록 요구된 정렬 및 다른 섬유의 정렬은 상기 섬유의 출력 끝단부에서 미도시된 번역 단계에 의해 수행되며, 이는 FUT(10)의 각 끝단부 및 출력 섬유(20)의 입력 끝단부에서 이루어진다. 상기 출력 섬유(28)는 측정 중에 가변 편파 모드 분산을 도입하지 않도록 엄격하게 유지되어야 한다. 일반적으로, 작업대 유지 후에 행해지는 가공되지 않은 정렬은 상기 4H1 광 스위치(16)을 통해 FUT(10)로 가시 레이저의 출력을 스위치함으로써 제조되거나, 또는 상기 나머지 측정법 과정 동안 출력 섬유(28)로 스위치함으로써 제조된다. 상기 가시 광은 적외선 단일-모드 섬유(10, 18, 28)에서 상대적으로 높은 손실과 함께 전파되고, 상기 섬유를 달아오르게 만들며, 상기 달아오른 것 또는 출력 광은 초기 정렬을 시각적으로 알 수 있도록 한다. 상기 LEDs(12, 14)로부터의 광 출력의 광 세기는 편파 애널라이저(30)에서의 레이저원에서 나온 레이저광과 비교하여 상대적으로 낮다. 정밀한 조정을 위하여, 상기 4H1 스위치(16) 및 1H2 스위치(26)는 편파 애널라이저의 레이저원에서 광 전력 검파기(46)로 광을 스위치하고, 이는 상기 섬유에서 단일-모드 파장이며, 상기 단계는 검파기(46)의 신호를 최대화하도록 조종된다. 편파 모드 분산에 대한 상기 1H2 광 스위치(26)의 기여도를 상대적으로 안정적으로 유지되도록 하여, 일단 상기 나머지 매트릭스R에서 해석이 되면 FUT(10)의 존 매트릭스F를 측정하는데 간섭을 일으키지 않게 된다. 물론, 상기 편파 애널라이저(30)에 검파기(46)를 통합시키는 것도 가능하며, 이미 적어도 하나의 검파기를 포함한다.

또한, 상기 편파 애널라이저(30)에서 레이저원은 위상 오류를 검출하는데 사용될 수 있다. 이러한 결과는 상기 측정된 값이 본질적으로 푸앵카레 구면상에 그려진 위상 각도라는 사실에서 기인하고, 이러한 위상 각도는 모호하게 1801 요소 내이다. 오류 검출을 가능하게 하기 위해, 2개의 LEDs(12, 14)보다 다소 다른 파장을 갖는 다른 레이저 또는 상기 애널라이저 레이저원은 이미 또 다른 존 매트릭스를 계산하는데 사용된다. 이러한 파장과 관련된 3개의 DGD값이 거의 일정하다면, 상기 측정은 아마도 유효한 것이 된다. 상기 중간 파장 값이 다르면, 측정된 편파 모드 분산이 오류로 인해 인위적으로 낮아질 수 있는 좋은 가능성이 있다.

상기 HP 편파 애널라이저 대신에, 도 1에 대한 선택적인 장비는 회전용 반파장 플레이트를 활용하는 편광계로써, 이는 뉴저지의 토르 뉴톤 실험실에서 상업적으로 성공한 PA430 모델이 있다. 상기 섬유(28)의 입력 끝단부와 편광계는 횡으로 이동 가능한 곳에 안착된다. 중재용 스위치(26)없이 섬유(28)는 직접 광 전력 미터(46)에 연결된다. 상기 FUT(10)의 출력에서 상기 섬유(28)를 안착시키는 스테이지에 있어서, 상기 FUT(10)의 2개의 끝단부에서 상기 스테이지는 상기 FUT(10)를 전력 미터(46)와 보조하도록 정렬되게 조정한다. 그리고 나서, 횡단의 스테이지는 상기 편광계를 자유로운 공간에서 상기 FUT(10)의 출력에 근접하게 움직이게 한다. 그리고 나서, 상기 DGD 측정은 전술된 바와 같이 수행된다. 상기 장비는 더 많은 안전성을 제공하여 상기 나머지 매트릭스R을 해석할 필요가 없게 된다. 예를 들어, 편광계의 또 다른 형태로써, 광 타임 도메인 반사 측정을 사용하는 것도 가능하다.

섬유 트위스트의 결과는 상기 FUT(10)의 한쪽 끝을 상기 FUT(10)의 세로축에 대하여 회전할 수 있는 트위스트 유닛(50)에 부착함으로써 검토될 수 있다. 상기FUT(10)의 다른 끝단은 도시되지 않은 크램프에 의해 트위스트 되도록 고정된다. 상기 FUT(10)의 길이가 짧고 모드-혼합 길이보다 작게 선택되기 때문에, 편파 모드 분산 상에서 유도된 트위스트 결과는 결정론적이고, 모드 혼합으로부터 극소의 결과로 편광 탄성 결과를 통해 예측할 수 있다.

상기 트위스트 유닛(50)은 그들 자신의 복굴절을 제공하기 때문에, 상기 섬유 상에서 이방성력을 최소화하도록 설계되어야 한다. 시작품 설계는 상기 섬유를 꽉 죄는 2개의 원통 모양의 클립을 포함한다. 지그는 상기 섬유에서 추가적인 복굴절이 생성하지 않도록 서서히 회전함으로써 상기 섬유 주위를 둘러싸도록 고정시키기에 충분한 약 2㎝ 공간에 상기 클립을 고정한다. 상기 섬유의 한쪽 끝단에 부착된 상기 지그는 상기 섬유의 또 다른 끝단에 부착된 또 다른 지그가 회전할 수 있는 회전용 스테이지에 장착되는 동안 고정되며, 예를 들면, 각 방향으로 5번 회전한다.

상기 트위스트 유닛(50)은 다른 목적으로도 많이 사용될 수 있다. 섬유에 저장되고 스풀링 동안 초래된 트위스트 결과를 측정할 수 있다. 이 이전 단계에서 100m 길이의 섬유가 사용되야 한다. 제조 환경에서 종종 발생하는 것과 같이, 상기 FUT(10)의 설치가 우연히 트위스트를 포함한다면, 정렬 도구로써 사용될 수 있다. 본 명세서에서와 같이, 상기 섬유의 고유 복굴절로부터 트위스트-유도된 복굴절을 분리하는데 사용될 수 있고, 종종 비트(beat) 길이로써 언급된다.

짧은 섬유에서 측정되고 제로 트위스트와 관련된 PMD 값은 긴 섬유를 위한 최상의 PMD 예상 장치이다. 낮은 트위스트 영역에서 넷(net) 제로-트위스트 값은실험적으로 유도된 트위스트 및 제조 모두에서 유도될 수 있으며, 상기 트위스트는 트위스트 각θ의 함수로써 짧은 길이의 실모양으로 가공되지 않은 섬유(드로잉 공정에서 현저한 트위스트가 없는 섬유)에서 존재하거나 유도된 편파 모드 분산 △τ_twist에 대한 모델을 사용함으로써 유도된 것이며

여기서 △τ₀은 상기 넷 제로-트위스트 DGD 값이고, θ₀은 트위스트 옵셋 각이며, △β는 상기 섬유의 고유 복굴절이고, 상기 비트 길이 L_B에 역비례 한다. 트위스트 응용 함수로써 측정된 편파 모드 분산의 예는 도 2의 그래프에 도시되며, 1회의 회전은 3601의 트위스트이다. 상기 실험에 의한 데이터는 검정 점에 의해 표시된다. 상기 데이터는 2개의 매개변수, △τ₀(곡선(60)의 최대점) 및 고유 복굴절 △k, 에 의해 상기 방정식으로 곡선(60)에 표기되며, 이는 비트 길이 L=9.75m에 대응한다. 그러나, 상기 실제 유도된 트위스트는 반대 방향에서 편광 탄성 결과로 인한 차이가 있는 곳에서 실제 기계적 트위스트인 0.92와 동일한 것으로 추정된다. 상기 방정식에 의해 그려진 곡선에 의해 제공된 상기 보간(補間)은 휠씬 더 정확한 넷 제로-트위스트 편파 모드 분산 △τ₀값을 제공한다.

이러한 곡선에서, 실험에 의해 또는 기타 다른 것에 의해 유도된 상기 트위스트 옵셋 θ₀은 이미 일직선에서 벗어났다. 상기 내부 트위스트는 작업자에 의해 유도 될 수 있고, 0.75 턴/미터 값이 드문 것은 아니다. 상기 섬유 권취 작업은 섬유를 트위스트하고, 상기 트위스트는 작업자에 의해 역회전되진 않는다. 0.3 턴/미터의 값이 일반적이다. 상기 섬유의 제조는 넷 단향 스핀을 우연히 도입한 것이다. 약 3 턴/미터의 크기를 지니는 스핀 진동(반시계방향보다는 시계방향으로)으로 제조된 섬유가 0.1 턴/미터의 넷 단향 스핀을 갖는 것이 유별난 것은 아니다. 상기 드로잉 공정 동안 유도된 스핀에 대한 편광 탄성력을 저장하지 않는다는 점에서 스핀은 트위스트와는 다르다.

상기 섬유의 고유 복굴절을 결정하는데 있어서, 유도된 트위스트를 해석하는 것은, 다음 과정으로써 설명될 것이다. 이전에 언급된 세기 정렬이 수행된 후, 상기 편파 모드 분산은 다수의 트위스트 값으로 측정되어야 한다. 각 측정 사이에서, 상기 FUT(10)의 입력 면은 임의의 회전 옵셋을 보상하기 위해 재정렬된다. 편파 모드 분산의 최대값을 나타내는 트위스트 각 θ는 상기 편파 애널라이저로 측정되고, 상기 넷 제로-트위스트 위치 θ₀로써 취해진다. 901의 트위스트가 보상되어야 하는 것이 드문 일은 아니고, 적어도 이러한 일부는 섬유 장착 동안 야기되는 것으로 알고 있다. 편파 모드 분산의 초기 측정값을 사용하는 것은 도 2에 도시된 종속에 따른 매우 낮은 값에 이르게 한다.

물론, 편파 모드 테스트 및 트위스트 실험을 위해 요구된 반복적인 측정이 쉽게 자동화 돌수 있다는 것은 당연한다. 더 나아가, 상기 트위스트 방정식은 상기트위스트 데이터의 일반화와 트위스트 정렬을 결합시키기 위해 잘 알려져 있지 않은 각 옵셋 θ₀으로 일반화될 수 있다. 또한 상기 나머지 편파 모드 분산, 즉 상기 나머지 존 매트릭스R은 상기 FUT(10)로써 사용된 섬유의 독립으로 추정되기 때문에 오직 비주기적으로 테스트될 필요가 있다는 것을 인정한다.

상기 방정식 및 도 2에 실험적으로 도시된 것에 의해 예상되는 트위스트 종속은 상기 트위스트가 섬유에서 현저한 스트레스를 유도하지 않도록 상기 편광-탄성 결과가 상대적으로 작음이 추정된다. 선택적으로 표현된, 상기 고유 복굴절은 상기 편광-탄성 결과와 비교하여 볼 때 매우 큰 것으로 추정된다. 스트레스 결과가 결합된 상기 방정식의 더 복잡한 버전은 다음과 같으며

여기서 g는 편광탄성 상수이고, gN은 주파수에 대한 도함수,Mg/Mω이다. 임의의 음수의 △τ는 양수로 전환시켜야 한다. 또한, 이러한 방정식은 △β.ωτ₀.관계를 이용한다. 석영의 통상적인 값은 상기 각 θ가 rad/m, s/m에서 △τ, 및 rad/s에서 ω로써 표현될 때, g.0.14 및gN.1.036H10^-17이다. 고유 복굴절 △k의 매우 미세한 값에 대하여, 진술된 트위스트 종속 △τ_twist는 매우 미세한 값에서 시작하여 양수 및 음수의 각도 차에 대한 트위스트 각도 차(θ-θ₀)로 단일하게 증가한다. 트위스트되지 않은 DGD가 측정될 수 없는 그런 낮은 고유 복굴절을 지닌 섬유에 대하여, 상기 제로-트위스트 DGD는 한쪽면에서 더 큰 값의 기울기로부터 계산될 수 있다. 고유 복굴절과 편광-탄성 결과의 중간 범위에서, 도 2의 최대값은 날카롭게 상승하는 끝단부에 의해 둘러싸인다.

단 길이 섬유에 대하여 측정된 상기 편파 모드 분산, 즉 모드 커플링 길이보다 상당히 더 짧은 것은 현저한 결과를 갖는 측정되지 않은 모드 커플링에 대한 긴 섬유 값과 어떻게든 관련된다. 상기 조합은 실험에 의해 도시된 그림으로 표현될 수 있다. 1㎞ 길이의 섬유는 편파 모드 분산을 위해 테스트되며, 예를 들어, 전술된 종래의 공정에 따르는 것을 말한다. 상기 장-길이 측정법은 온도, 섬유 릴의 지름, 상기 릴에서의 섬유의 강도, 및 상기 섬유가 끼워진 케이블 형태 등의 조건하에서 수행된다. 1m 길이의 섬유는 1㎞ 섬유(또는 상기 공정의 둘 모두 복제 가능하게)의 한쪽 끝단에서 자르거나 동일한 스풀에서 자르고, 단 길이는 전술된 본 발명의 방법에 따라 편파 모드 분산을 위해 테스트된다. 비록 상기 맵핑이 트위스트를 제로로 하지 않고 수행된다 하더라도, 제조 과정동안 도입된 임의의 스펀-온(spun-on) 트위스트는 상기 트위스트 정렬에 의해 제거되는 것이 바람직하다. 상기 측정된 단-길이 편파 모드 분산 계수 △τ_SHORT는 상기 측정된 장-길이 분산 계수 △τ_LONG와 한 쌍을 이룬다. 실제로, 상기 단-길이 DGD는 장-길이 DGD가 섬유 길이의 제곱근으로 정규화되는 동안 측정된 섬유의 길이로 정규화 되며, 이는 두 체제에서 다 시간 기연차(differential time delay)의 관찰된 종속이기 때문이다. 각 맵에 대해대략 200 내지 1000개 정도로 많은 수의 샘플이 측정된다. 각 샘플은 섬유의 유일한 적재용 릴에서 취해진다. 상기 정규화된 장-길이 및 단-길이 다 그룹 지연차는 다음으로써 표현되며

여기서 L_MCL은 평균 모드-커플링 길이이다. 결과로서, 큰 부분에서 상기 맵핑은 전개 조건이 상기 단-길이 DGD를 추가적으로 변화시키지 않는 한 길게, 독특한 형태의 전개를 위한 평균 모드 커플링 길이를 간단하게 정한다. 상기 방정식 관계는 1㎞보다 더 긴 길이를 고정한다. 15개 섬유에 대한 예비 맵핑은 도 3에서 검정 점에 의해 표시된 데이터로 나타난다. 이러한 데이터에 따라 그려진 선형선은 2.9m의 모드-커플링 길이 L_MCL와 일치한다. 상기 값은 섬유의 단 길이 L_SHORT이 상기 모드-커플링 길이 L_MCL보다 작고, 장 길이 L_LONG이 상기 모드-커플링 길이 L_MCL보다 더 길다는 조건을 만족한다. 상기 맵핑은 상기 방정식의 관계의 유효성을 나타낸다.

이어서 일어나는 섬유의 스풀은 적어도 동일한 일반적인 제조 기술로 제조되고, 단-길이 값으로만 테스트된다. 상기 실험에 의한 맵핑은 상기 장-길이 값에 좌우되는 현장의 반응을 예상하는데 사용된다.

또한, 도 1에 도시된 편파 모드 분산 측정 장비는 현장 환경에서 가능한 결과를 측정하는데 사용된다. 상기 FUT(10)는 테이블(70)과 로드 블록(72)을 포함하는 도 4에 개략적으로 도시된 로드 지그 사이에 놓여진다. 가변 로드 L은 섬유(10)에 래터럴 로드를 놓기 위하여 상기 로드 블록(72)에 적용되고, 도 1의 장비는 상기 DGD 즉, △τ₀를 측정하기 위해 사용된다. 상기 실험은 로딩 결과를 설명하기 위해 다수개의 상기 로드 차를 반복한다.

상기 측정은 로드 없이 저, 중, 고 DGD를 나타내는 3개의 섬유로 수행된다. 상기 로드가 2400g/m로 증가될 때, 상기 저-DGD 섬유는 매우 큰 상대적인 증가를 나타내고, 상기 중-DGD 섬유는 단지 적당한 증가를 나타내며, 상기 고-DGD 섬유는 감소를 나타낸다.

본 예에서 언급된 섬유 길이만이 도시되었다. 비록 테스트 하에서 상기 1m 길이의 섬유가 바람직하지만, 상기 실험 장비는 과도한 불편함이 없다면 5m로 연장될 수 있다. 1m 보다 더 짧은 길이도 가능하지만, 편파 모드 분산의 미세한 값을 측정하는데 있어 어려움이 있다. 30㎝ 길이를 사용하는 시도는 상기 미세한 측정 값 때문에 어렵다는 것이 증명되었다. 2m보다 작은 길이는 편리한 크기지만, 1m가 바람직하다. 비록 편리하더라도, 1㎞ 길이의 섬유는 편파 모드 분산을 위해 측정되었고, 많은 상황에서 적당한 편파 모드 혼합은 100m보다 더 큰 길이에서 달성될 수 있다. 비록, 스풀 길이가 4㎞ 내지 50㎞ 범위일지라도, 이러한 길이는 25㎞의 전형적인 스풀 길이와 비교할 수 있다.

따라서, 본 발명은 광섬유에서 다 그룹 지연차와 같은 복굴절 특성을 측정하기 위한 효과적이고 간단한 장치 및 방법을 제공한다. 또한 본 발명은 장 길이 섬유를 측정할 필요 없이 장 길이 섬유의 복굴절 반응을 예상할 수 있는 방법을 제공한다.

본 발명의 사상과 범주를 벗어나지 않는 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있음을 당업자는 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위에 속하는 본 발명의 변형, 변경 및 그 균등물을 포함한다.

Claims

제1파장 및 제2파장으로 광을 방사하는 적어도 하나의 인코히어런트 광원;

적어도 3개의 편파 상태로 조정 가능한 광 편파기;

상기 제1파장과 제2파장에서 각각 빛을 통과시키고 상기 적어도 하나의 광원과 광 편파기 사이의 광로에 삽입될 수 있으며 상기 편파기로부터의 광 출력은 테스트 하에서 상기 섬유에 의해 수용되는 2개의 대역 필터; 및

테스트 하에서 상기 섬유의 광 출력을 수용하여 상기 섬유로부터 수용된 광의 편파 상태를 측정하는 편광계를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 광원은 각각 상기 제1파장 및 제2파장에서 방사하는 제1발광 다이오드 및 제2발광 다이오드를 포함하되, 제1대역 필터 및 제2대역 필터는 상기 제1발광 다이오드 및 제2발광 다이오드의 각각의 광 출력을 수용하며,

상기 제1대역 필터 및 제2대역 필터의 각 출력을 수용하고 제1스위치 출력에 선택적으로 연결할 수 있는 2개의 제1스위치 입력을 구비하는 제1광 스위치를 더 포함하되, 편파기가 제1스위치 출력을 수용하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제2항에 있어서,

테스트 하에서 상기 섬유로부터의 광 출력을 수용하는 제2스위치 입력과,

상기 제2스위치 입력에 선택적으로 연결할 수 있고 스위치 출력의 제1의 출력은 편광계에 의해 수용되는 적어도 2개의 제2스위치 출력을 포함하는 제2광 스위치; 및

상기 제2스위치 출력의 제2의 출력을 수용하는 광 검파기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제1발광 다이오드 및 제2발광 다이오드와 관련된 대역폭 내에서 방사하는 레이저를 더 포함하되, 상기 제1스위치는 상기 레이저의 출력을 수용하고 제1스위치 출력에 선택적으로 연결될 수 있는 세 번째의 제1스위치 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제3항에 있어서, 가시 파장에서 방사하는 가시 레이저를 더 포함하되, 상기 제1스위치는 상기 가시 레이저의 출력을 수용하고 제1스위치 출력에 선택적으로 연결될 수 있는 네 번째의 스위치 입력을 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서,

테스트 하에서 상기 섬유로부터 상기 광 출력을 수용하는 스위치 입력과,

상기 스위치 입력에 선택적으로 연결할 수 있고 상기 스위치 출력의 제1의 출력은 상기 편광계에 의해 수용되는 적어도 2개의 스위치 출력을 포함하는 광 스위치; 및

상기 스위치 출력의 제2의 출력을 수용하는 광 검파기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서, 상기 제1파장 및 제2파장과 관련된 대역폭 내에서 방사하는 레이저; 및

상기 레이저와 상기 2개의 대역 필터의 각 출력을 수용하고 테스트 하에서 상기 섬유에 빛을 제공하는 출력에 선택적으로 연결할 수 있는 적어도 2개의 입력을 포함하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서, 가시 파장에서 빛을 방사하는 발광 가시 레이저; 및

상기 레이저와 상기 2개의 대역 필터의 각 출력을 수용하고 테스트 하에서 상기 섬유에 빛을 제공하는 출력에 선택적으로 연결할 수 있는 적어도 2개의 입력을 포함하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서, 테스트 하에서 상기 섬유를 따라 선택된 트위스트 양을 유도할 수 있는 트위스트 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
제1항에 있어서, 테스트 하에서 상기 섬유에 있어서 선택된 로드를 유도할 수 있는 로드 셀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 하에서 섬유 측정용 편파 모드 분산 측정 시스템.
광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법으로,

(a) 프로브 광을 형성하기 위해 대역 필터를 통해 인코히어런트 광을 통과시키는 단계;

(b) 상기 프로브 광에 대한 편파 상태를 설정하는 단계;

(c) 테스트 하에서 섬유를 통해 고정된 편파 상태를 갖는 상기 프로브 광을 통과시키는 단계;

(d) 상기 섬유를 빠져나온 후 고정된 편파 상태를 갖는 상기 프로브 광에 대한 편파 상태를 검사하는 단계; 및

(e) (a) 내지 (d)단계의 순서를 반복함으로써 테스트 하에서 상기 섬유의 복굴절 특성을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서, 테스트 하에서 상기 섬유에 코히어런트 광을 동일하게 적용시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 결정 단계는 2개의 광 파장을 위해 측정된 편파 상태를 사용하되, 상기 2개의 광 파장은 2개의 대역 필터 및 3 세트의 편파 상태에 의해 통과된 것임을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제13항에 있어서, 상기 결정 단계는 존 매트릭스 해석을 사용하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 복굴절 특성은 다 그룹 지연차인 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서,

(f) 테스트 하에서 상기 섬유를 트위스트 값으로 트위스트하는 단계로서, 상기 결정 단계는 상기 트위스트 값에 해당하는 상기 복굴절 특성 값을 결정하는 것을 특징으로 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제16항에 있어서,

(g) 다수개의 트위스트 값을 위하여 (a) 내지 (f)단계를 반복하는 단계; 및

(h) 상기 다수개의 복굴절 특성 값으로부터 테스트 하에서 상기 섬유를 대표하는 복굴절 특성을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제17항에 있어서, 상기 선택된 복굴절 특성은 다 그룹 지연차인 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 선택된 다 그룹 지연차는 상기 다수개의 다 그룹 지연차 값에서 결정된 최대 값인 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서, 테스트 하에서 상기 섬유에 다수개의 로드를 적용하고 상기 각 로드에 대한 상기 복굴절 특성을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 복굴절 특성은 다 그룹 지연차인 것을 특징으로 하는 광섬유에서 복굴절 특성을 측정하는 방법.
편파 모드 분산 측정 방법으로서,

(a) 인코히어런트 광원에서 나온 빛을 대역 필터를 통하여 빛의 편파 상태를 선택할 수 있는 편파 시스템까지 통과시키되, 전송 파장에서 최고 전송점을 갖는 단계;

(b) 상기 편파 시스템에서 나온 광을 테스트 하에서 섬유로 통과시키는 단계;

(c) 테스트 하에서 상기 섬유에서의 광 출력의 편파 상태를 측정하는 단계;

(d) 상기 편파 시스템에서의 빛의 3가지 편파 상태의 모든 조합 및 2개의 전송 파장을 위하여 적어도 6번 (a) 내지 (c)단계를 수행하는 단계; 및

(e) 단계(d)에서 측정된 상기 6개의 편파 상태로부터 편파 모드 분산을 계산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편파 모드 분산 측정 방법.
제22항에 있어서, 테스트 하에서 상기 섬유에서 나온 출력을 수용하는 광 검파기 및 상기 편파 시스템에 있어서 입사한 레이저 광원을 테스트 하에 상기 섬유에 동일하게 적용시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 편파 모드 분산 측정 방법.
적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법으로서,

상기 스풀로부터 단지 5m의 섬유 길이로 자르고, 상기 5m의 섬유는 테스트 하에서 섬유를 형성하는 단계;

테스트 하에서 상기 섬유의 편파 모드 분산을 측정하는 단계; 및

테스트 하에서 상기 섬유를 위해 측정된 상기 편파 모드 분산을 실험에 입각하여 유도된 함수를 통해 상기 스풀에 잔존하는 섬유에 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법.
제24항에 있어서, 상기 실험에 입각하여 유도된 함수는:

(a) 적어도 4㎞ 섬유를 포함하는 제1스풀 상에 랩핑된 제1섬유로부터 상기 제1섬유를 적어도 100m의 길이로 자르는 단계;

(b) 상기 적어도 100m 섬유 상에서 편파 모드 분산의 제1값을 측정하는 단계;

(c) 상기 제1섬유를 단지 5m의 길이로 자르는 단계;

(d) 단지 5m의 섬유 상에서 편파 모드 분산의 제2값을 측정하는 단계;

(e) 상기 편파 모드 분산의 제1값을 상기 편파 모드 분산의 제2값에 결합시키는 단계; 및

(f) 상기 편파 모드 분산의 제1값 및 제2값 사이에 함수를 형성하도록 다른 섬유 스풀 상에서 (a) 내지 (e)단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법.
제25항에 있어서, 상기 편파 모드 분산의 제1값을 측정하는 (b)단계에 있어서,

외부에서 트위스트의 순서로 테스트 하에서 상기 섬유를 트위스트하고 편파 모드 분산의 각 트위스트 값을 측정하는 단계; 및

편파 모드 분산의 제1값을 위하여, 상기 섬유에서 내부적으로 실험된 예정된 트위스트 양과 관련된 상기 각 트위스트 값에서 파생된 값을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법.
제26항에 있어서, 상기 선택된 값은 상기 각 트위스트 값에서 파생된 최대 값인 것을 특징으로 하는 적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법.
제27항에 있어서, 상기 선택 단계는 각 트위스트 값의 수보다 적은 매개 변수로 나타낼 수 있는 관계식으로 상기 각 트위스트 값을 맞추고, 상기 매개 변수로 편파 분산의 제1값을 계산하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 4㎞ 섬유 스풀을 적용시키는 방법.