WO2001061303A1

WO2001061303A1 - Dispositif et procede de mesure par dispersion de polarisation

Info

Publication number: WO2001061303A1
Application number: PCT/JP2000/006509
Authority: WO
Inventors: Hiromasa Ito; Masato Yoshida; Toshiyuki Miyamoto; Koichiro Nakamura
Original assignee: Japan Science And Technology Corporation
Priority date: 2000-02-21
Filing date: 2000-09-22
Publication date: 2001-08-23
Also published as: JP3749646B2; JP2001228054A; EP1258719A1; US6850318B1; EP1258719A4

Description

偏波モード分散測定装置および偏波モード分散測定方法技術分野明

田本発明は、光伝送用ファイバの分散特性のうち、特に偏波モード分散を測定する偏波モード分散測定装置および偏波モード分散測定方法に関する-

背景技術

長距離光通信の分野では、伝送速度の高速化に伴なつて、光伝送用ファイバの分散特性の管理が重要な課題になっている。分散の要因の一つに偏波モード分散（P MD ： Polarization Mode Dispersion)があり、これは直交する 2つの偏波モード間の群遅延によるものである。通常の光通信で用いられる光ファイバは、熱、張力、圧力といった様々な外部応力によりコア径が理想的な円形から崩れ、コア内部に複屈折性が存在し、 P MDが生じる。 P MDは高速光通信において伝送容量制限の要因になるため、 P MDの管理の必要性が近年高まってきている。

発明の開示 P MD測定には、大きく分けて時間領域による測定と、周波数領域による測定方法があり、前者には千渉法、後者には固定アナライザ法およびボラリメトリック法 (ポアンカレ球法、ジヨーンズマトリクス（J M E ) 法、 S O P (State of Polarization)法等がある。しかし、これらの測定方法では、被測定光ファイバの出力端に光検出系を配置する必要があるため、既設の光通信網での測定は困難であり、さらに測定系も複雑になる傾向がある。本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な手法で高感度に P MD測定を行うことが可能な偏波モード分散測定装置および偏波モード分散測定方法を提供することにある。また、本発明は、 P MD i直が小さい場合にも、発生するビート信号が D C成分の中に埋もれることなく、偏 Sモ一ド分散測定を十分可能とすることを目的とする。上述した課題を解決するために、本発明の第 1の解決手段によると、周波数が時間に比例して変化する周波数チヤ一プ光を生成するチヤ一プ光生成手段と、前記チヤープ光生成手段により生成された周波数チヤープ光に对して、直交する 2つの直線偏光成分に分岐して、両直線偏光成分に光路差を与えるオフセット手段と、前記オフセット手段からの周波数チヤープ光の直線偏光方向を所定の角度回転させる波長板と、前記波長板を通過した周波数チヤープ光が被測定光ファイバに伝搬した後に、測定に必要な偏光成分を透過する検光子と、前記検光子を透過した光波を検波し、検波された光波のビート信号に基づいて、被測定光ファイバの偏波モード分散値を検出する検波手段とを備えた偏波モード分散測定装置を提供する。また、本発明の第 2の解決手段によると、周波数が時間に比例して変化する周波数チヤ一プ光を生成するステップと、生成された周波数チヤープ光に対して、直交する 2つの直線偏光成分に分岐両直線偏光成分に光路差を与えるステップと、周波数チヤープ光の直線偏光方向を所定の角度回転させるステップと、光路差を与えられた周波数チャ一プ光を被測定光ファイノくに伝搬するステップと、周波数チヤープ光が被測定光ファィバに伝搬した後に、測定に必要な偏光成分を透過するステップと、透過した後の光波を検波し、検波された光波のビ一ト信号に基づいて、被測定光フアイバの偏波モード分散値を検出するステツプとを備えた偏波モード分散測定方法を提供する。また、本発明では、偏波モード分散により生ずる被測定光ファイバの速波軸および遅波軸を伝搬する各光波間の群遅延時間を、各光波間で生ずるビート信号の周波数より算出するため、感度よく偏波モード分散を算出できる。また、本発明では、被測定光ファイバの速波軸および遅波軸に対して略 4 5度の角度に設定した検光子を設けるため、速波軸および遅波軸を伝搬する各光波から測定に必要な偏光成分を取り出すことができる。また、本発明では、ドップラー効果により周波数シフトされた 1次回折光を帰還させて周波数チヤープ光を生成することで、線形性に優れた周波数チヤープ光を生成できる。また、本発明では、所定の利得媒質、所定の励起光源、波長分割用光結合器、出力力ブラ、偏波制御素子、光アイソレータ、および周波数シフト素子をリング状に接続したリング共振器により周波数チヤ一プ光を生成することで、リング共振器一周回ごとに、所定の周波数幅だけ高感度に周波数をシフトさせることができる。また、本発明では、オフセット手段で光路差を与えた 2つの光波のビート周波数の変動量に基づいて偏波モード分散値を検出するため、簡易かつ高感度に偏波モード分散値を検出できる。また、本発明では、オフセット手段を透過した後の光波の入射角度によりビートスぺクトル波形が異なることを考慮に入れ、入射角度に対するビートスぺクトル強度に基づいてビート周波数の変化量を測定することができる。

図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係る偏波モード分散測定装置の P MD測定原理を説明する図である。図 2は、本発明に係る偏波モード分散測定装置の第 1の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図 3は、 F S Fレーザ出力の瞬時周波数成分を模式的に表した図である。図 4は、 F S Fレーザの詳細構成を示すブロック図である。図 5は、図 4の F S Fレーザの発振スぺクトルを光スぺクトラムアナライザで観測した結果を示す図である。図 6は、検波時の瞬時周波数成分を示す図である。図 7は、オフセット回路における光波及び検光子の透過成分にっレ、ての説明図である。図 8は、光波の入射角度とビート強度との関係を示す図である。図 9は、（a ) オフセット回路を透過した後の光波の入射角度とビートスペクトル強度との関係を示す図、及び、（b ) オフセット回路を透過した後の光波の入射角度とビート周波数との関係を示す図である。図 1 0は、（a ) 入射角度とビートスペクトル強度との関係を示す図、及び、 ( b ) 入射角度とビ一ト周波数との関係を示す図である。図 1 1は、光ファイバ長と P MDとの関係を示す図である。図 1 2は、ビート周波数の読取精度を評価した結果を示す図である。図 1 3は、本発明に係る偏波モ一ド分散測定装置の第 2の実施形態の全体構成を示すブロック図である。図 1 4は、チヤープ光生成手段の第 2の実施の形態の構成図を示す図である。図 1 5は、チヤ一プ光生成手段の第 3の実施の形態の構成図を示す図である。

発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係る偏波モード分散測定装置および偏波モード分散測定方法について、図面を参照しながら具体的に説明する。本発明は、特に光周波数領域リフレクトメトリ（O F D R ： Opt i cal Frequency Domain Reflectometry)を用いて P MD測定を行うようにした。具体的には、主に、 P MDによって生じる伝搬時間の偏波状態依存性をビート周波数より求めるものである。光源には、本出願人が開発した周波数シフト帰還型レーザ（F S Fレーザ： Frequency-Shifted Feedback laser)を使用し、被測定光ファイバの片側端面のみで P MD測定が可能でかつ簡便な偏波モード分散測定装置を用いるようにした。以下、本発明に係る偏波モード分散測定装置及びその方法について詳細に説明する。図 1は、本発明に係る偏波モード分散測定装置の P MD測定原理を説明する図であり、図 1 ( a ) は、光ファイバ 1内を伝搬する光波の瞬時周波数成分を模式的に示し、図 1 (b) 及び（c) は、それぞれ、光ファイバ 1内に入射する周波数チヤープ光の瞬時周波数、及び、光ファイバ 1内に伝播する周波数チヤープ光の瞬時周波数を示している。ここで、周波数チヤープ光とは、周波数が時間に応じて変化する光波をいう。光ファイバ 1が PMDをもつ場合には、光ファイバ 1の速波軸および遅波軸を伝搬する各光波間に伝搬時間差が生じ、光ファイバ 1の伝搬後には図 1 (c) のような特性になる。これら 2つの光波は互いに直交しているので、これら光波から測定に必要な偏光成分を取り出すために、被測定光ファイバ（FUT) 1の出射側に、速波軸および遅波軸に对して 45度（又は略 45度）の角度に設定した検光子 2を配置し、周波数チヤープ光が被測定光ファイバ 1を伝搬後に、さらに検光子 2を透過した後の光波を検波する。このときに得られる自己ビート信号により、 PMD値を検出することができる。このような PMD値の測定手法では、周波数チヤープ光源の線形性が重要であり、線形性に優れた F S Fレーザを使用することで、高精度の PMD測定が可能となる。ここで、周波数チヤ一プ光のチヤプレートを γ OFDRにより生じるビート周波数を f_Bとするとき、 PMD値ては（1) 式で与えられる。て = f (1) ここで、 ^ ¹ て

(τ_κτは共振器の周回時間、 v_FSは共振器の周回当たりの周波数シフト量）図 2は、本発明に係る偏波モード分散測定装置の一実施形態の全体構成を示すブ口ック図である。同図の偏波モ一ド分散測定装置は、周波数チヤ一プ光を生成する F S Fレーザ（F S F L ：チヤ一プ光生成手段） 3と、偏波制御素子（P. ：

Polarization Contoroller) 4と、周波数チヤ一プ光を増幅する光増幅器 (AMP) 5と、周波数チヤープ光の直交する 2つの直線偏光成分に光路差を与える二個の偏光ビームスプリッタ（PB S) 6 a及び 6 bをもつマッハツェンダー干渉計等により構成されるオフセット回路（オフセット手段） 7と、 λΖ2板 8と、光路を切り替えるビームスプリッタ（ B S ) 9と、被測定光ファイバ 1の速波軸および遅波軸に対して所定の角度を有し、被測定光ファイバ 1を伝搬後の各光波が透過して、測定に必要な偏光成分を取り出すようにした検光子 2と、検光子 2を透過した光波を集束させるレンズ 1 0と、レンズ 1 0を透過した光波を検出する光検出器（P D ) 1 1と、光波のスぺクトル波形を観測する R Fスぺクトルアナライザ（R F S A：検波手段） 1 2と、 R F S A 1 2の観測結果に基づいて P MDを検出するコンビュータ（P C ) 1 4とを備えている。なお、被測定光ファイバ 1の出口端（B S 9と反対側の端子）又はその近傍には、反射鏡を設けるようにしてもよい。このような構成において、光源である F S Fレーザ 3から出力された周波数チヤープ光（測定光）は、偏波制御素子 4、 AM P 5を経て、オフセット回路 7に入射される。オフセット回路 7では、 P B S 6 aにより、 F S Fレーザ 3からの周波数チヤープ光のうち互いに直交する直線偏光のうち 1方向の直線偏光光は P B S 6 aを直進させ、他方向の直線偏光光は反射させることで、直交する 2つの直線偏光成分に分岐するとともに、両者に光路差を与える。このような光路差を与えた 2つの光波を、オフセット回路 7内のもう一方の P B S 6 bにより再び結合させた後、 λ / 2板 8により各直線偏光成分の偏光方向が所定の偏光角度となり、被測定光フアイバ 1に入射される。被測定光ファイバの出口端又は出口近傍に設けられた鏡等で反射され、その反射光は、被測定光ファイバ 1の入射端から出射され、 B S 9を経て、検光子 2を透過することにより測定に必要な偏光成分が取り出され PD11により受光され、各直線偏光成分間におけるビート信号を受信する。受信されたビート信号により、 P MD値が算出される（詳細は後述）。ここで、周波数チヤ一プ光を発生するための F S Fレーザ 3について詳説する。図 2における F S Fレーザ 3は、共振器内部に周波数シフト素子である音響光学変調器（Α ΟΜ： Acoust- Optic Modulator)を挿入し、ドップラー効果によって周波数シフトされた 1次回折光を帰還させて発振するレーザである。本出願人は、 F S Fレーザ 3の出力の瞬時周波数成分が時間とともにチヤープする複数の成分（チヤープ周波数コム）からなることを理論的 ·実験的に解明している。このような共振器では、定在波は存在できず、その瞬時周波数 i(t) は（2) 式で与えられる。

V FFSS q *3

レ, « t一 (2)

τ RT て RT

(2) 式において、ここで、て _RTは共振器の周回時間（1/ 2： _RTは共振器の縦モード周波数）、 _FSは共振器の周回当たりの周波数シフト量、 qは整数である。 FS Fレーザ 3で用いられる周波数シフト帰還型の共振器では、ある瞬間に許される瞬時周波数は共振器縦モード周波数（1/r_RT) 間隔毎に存在し、かつそれぞれの瞬時周波数成分（周波数コム成分）は、共振器周回当りの周波数シフト量に等しい割合（r = v_FS /て _RT) で連続に周波数チヤープを受けている。また、周波数チヤープ幅 V_Wは利得媒質のスぺクトル形状によりある一定の幅に制限され、各周波数成分は利得のスぺクトル形状に従って強度変化しながら周波数チヤープする。図 3は、 FS Fレーザ 3の出力の瞬時周波数成分を模式的に表した図である。図中グレー階調はその強度変化を示している。また、チヤ一プレー卜 rは、 _FS / て _RTとなっている。図 4は、 FS Fレーザ 3の詳細構成を示すブロック図である。 FS Fレーザ 1は、周波数シフ卜素子である A OM (伝搬媒質は、例えば、 Te0₂) 21を用いて、リング状のレーザ共振器を構成している。このレーザ共振器内には、光ファイバとの整合性に優れたエルビウム添加ファイバ（ED F ：例えば、 Er³⁺ドープ量 900ppm、ファィバ長 15m) 22と、励起光源である半導体レーザ（LD:例えぱ丄 48/ m帯、最大励起電力 67mW)が入射される波長分割用光結合器（W DM： Wavelength Division

訂正された用紙（規則 91) Multiplexing coupler) 23と、光アイソレ一タ（O I ： Optical Isolator ) 24と、出力カプラ（Output Coupler、分岐比:ま、例えば、 90 : 1 0 (10dB) ) 25と、偏波制御素子（P C ： PolarizationContoroller) 26と、コリメータ 27と、バンドパスフィルタ（B P F) 28と AOM2 1を駆動する信号発生器（S G) 29と、を備える。

AOM21は一対のコリメータ 27の間に挿入されており、その回折効率を含む光結合効率は、例えば 25%である。共振器一周回当りの周波数シフト量 v_FSは、 A OM2 1の駆動周波数に等しく、例えば 120MHzであり、共振器縦モード周波数 1/ τ_κτは、例えば 9, 38MHzである。これにより、周波数が変化する速さを表すチヤープレート γ = ' _Fs I τ _κτは 1.13PHz/sとなるつ図 5は、図 4の F S Fレーザ 3の発振スぺクトルを光スぺクトラムアナライザで観測した結果を示す図である。この例では、発振スぺクトルの半値全幅より、周波数チヤープ幅 v_BWは 110GHzである。また、発振の中心波長は 1.556 mである。なお、周波数シフト素子として AOMの代わりに音響光学波長可変フィルタ (Acousto- Optic Tunable Filter： A〇 T F)を用いるようにしてもよい。 AOTF は、狭帯域な波長透過特性をもつ周波数シフト素子である。 AOTFにより、発振波長の電子同調が可能となるので、共振器内の BP Fが不要となり、装置構成の簡素化が可能となる。つぎに、 F S Fレ一ザを用いた PMD測定について詳述する。図 6は、検波時の瞬時周波数成分を示す図である。 F S Fレーザ 3からの周波数チヤープ光が被測定光ファィバ 1を伝搬し、さらに検光子 2を透過した後に検波すると、遅延時間 t。_ffsetに比例したビート信号（f_B。 _et：以下、オフセット周波数と呼ぶ）の両側に、 PMDの遅延時間に依存するビート信号 f _β1， f_B2が生じる。これら 3つのビート信号 f _B。_ffset， f_B1， f _B2の信号強度は、光波の被測定光ファイバ 1への入射角度ならびに検光子 2の角度に依存する。ここで、検波時におけるビート信号強度は以下の行列式で与えられる。

一 .≤ 2

(/) = exd ゾ ·2 。/ + /²+Φ。 (4)

ゝ ^VBH ' ノ

図 7は、オフセット回路における光波及び検光子の透過成分についての説明図である。図 8は、光波の入射角度とビート強度との関係を示す図である。図 7 ( a ) 及び（b) に示すように、（3) 式および（4) 式におけるひはオフセット回路 7の path2成分と被測定光ファイバ 1の遅波軸とのなす角、 ]3は検光子 2と遅波軸とのなす角を表している。

(3) 式の各行列成分は左からそれぞれ、検光子 2、被測定光ファイバ 1の PM D て、レーザ出力光の入射角度ならびにオフセット回路 7の遅延時間 t。_ffsetの効果を示している。ここで、検光子 2の角度が理想的に ]3 =45degに設定されている場合、ビート周波数は（5) 式で与えられる。 f ¹ Boffset + ^c°s 2 α γ (5) 図 8 (a) ，（b) , ( c ) は被測定光ファイバ 1への光波の入射角度 αとビ一ト成分との関係を示す図である。 a = Odegすなわち pathl成分と速波軸が一致している場合、全体の遅延時間は t。_ffset+ τ となるため、図 8 ( a ) に示すように、ビートスぺクトルはオフセット周波数よりも高周波側（f_R1)に生じる。逆に、ひ =90degの場合は path2成分と速波軸が一致し、全体の遅延時間は t ofrset てとなるため、図 8 (b) に示すように、ビートスペクトルはオフセット周波数より低周波側（f_B2)に生じる。一方、 αが Odegと 90degの中間付近では、図 8 (c) に示すように、 f_B1および f_B2 のそれぞれのビートスぺクトルが存在するが、 PMDが小さい場合は、 2つのスぺタトルが重なる。そこで、これらのスペクトルを、（4)式の理論式でフイツティングすることでビート周波数を求めている。以上より、入射角度を変化させた際のビート周波数の変化量を Δ f _Bとすると、 PMD値 τは以下の式で求められる。

Δ f _B= ( f _B1- f _Β2) /2 · · · (6) τ = Δ f _Β/ γ · · · ( 7 ) 本実施の形態では、 λΖ2板 8を用いて計測用光の偏光方向を制御し、その回転角度 Θをパラメータとしてビート信号の中心周波数を測定し、その結果のピーク · ツー ' ピーク値 Δ f _Βより PMD値が求められる。より詳細には、まず、検光子 2 を被測定光ファイバ 1の速波軸及び遅波軸に対して 45度に設定する。そのためには、え /2板 8を 180度ずつ回転させてビートスペクトル強度がフラットになる条件に固定することにより、設定することができる。つぎに、え / 2板 8を半回転させて、ビート中心周波数のピーク ·ツー · ピークの値を読み取る。この値が 2 Δ f_Bとなるので、（7) 式より PMD値を求めることができる。また、本実施の形態においては、周波数チヤープ光が光ファイバ 1を伝搬後、さらに検光子 2を透過した後で検波し、ビート周波数の変化量を測定して（7) 式により PMD値を求めるため、簡易かつ高感度に PMD値を求めることができる。また、本実施の形態は、既設の光通信網における PMD測定も可能であり、測定系の構成が複雑になるおそれもない。次に、本発明の偏波モード分散測定装置により測定した結果について説明する。まず、偏波面保存光ファイバ（PMF)を用いた原理実証実験として、光ファイバ内部の複屈折性が高く、偏波モード結合の存在しない PMFの測定結果を示す。図 9 (a) はオフセット回路 7を透過した後の光波の入射角度とビートスぺクトル強度との関係を示す図、図 9 (b) はオフセット回路 7を透過した後の光波の入射角度とビート周波数との関係を示す図である。なお、各図は、検光子の角度 ]3をパラメータとして測定したものであり、それぞれ実線は理論計算結果を表し、破線は測定結果を表している。図 9 (a) の結果より、ビートスぺクトル強度がほぼ一定の値になる状態は、検光子 2の角度が /3 =45degに設定されている場合である。また、図 9 (b) より、このときのビート周波数の変化量は 2 Δ f _B = 400Hzである。この結果から、 PMD 値 τは 0.18ps(l.51ps/m)と求められた。次に、実際に光通信に用いられる単一モード光ファィバ（ S MF)の測定結果を示す。ここでは、通常の光通信を想定し、光ファイバ内部で偏波モード結合が存在する場合として、単一モードファイバ（この例では、ファイバ長 L=20km)を使用して、 PMD測定を行った結果を示す。図 1 0 (a) は入射角度とビートスぺクトル強度との関係を示す図、図 1 0 (b) は入射角度とビート周波数との関係を示す図である。なお、実線は理論計算結果を示している。図 10 (a) より、上述した原理実証実験結果と同様に、ビートスべクトル強度は入射角度によらず、ほぼ一定の強度を保つ状態が検光子 2の角度 )3が 45度の場合である。図 10 (b) より、ビート周波数の変化量は 2 Δ f _B=390Hzである。この結果から、この例では、 PMD値ては、 0.17ps(0.04psATkm)と求められた。また、図 1 1は光ファイバ長と PMDとの関係を示す図である。図示のように、 PMD値てが光ファイバ 1長の平方根に比例して増大している様子がわかる。なお、ここで、今回の PMD測定における測定精度は、上述した（6)式よりビート周波数の読取精度に起因する。図 1 2はビート周波数の読取精度を評価した結果を示す図である。同図の結果より、 F S Fレーザ 3を用いた P MD測定精度は、 d τ =± 0. Olpsであることが求められる。測定精度は、レーザー出力光の周波数チヤープ幅およびスぺクトラムアナライザの読取精度に依存する。したがって、より高精度の測定を行うには、周波数チヤ一プ幅を広帯域にし、かつ、周波数カウンタを用いてビート周波数の測定を行う必要がある。つぎに、本発明の他の実施の形態を説明する。図 1 3に、本発明に係る偏波モード分散測定装置の第 2の実施の形態の全体構成を示すブロック図を示す。この実施の形態では、上述の構成のほかに、駆動部 1 0 1， 1 0 2、制御部 1 0 3、バンドパスフィルタ 1 1 0、周波数カウンタ（Frequency Counter) 1 1 1、ノヽ。ヮーメータ (Power meter) 1 1 2を備； Lる。

P M D測定を行う上で重要となる検光子の角度の最適条件は入射角度によらず、ビートスぺクトル強度が一定の状態を保つ条件を満たせば良いことから、え / 2板 8および検光子 2をモーター等の駆動部 1 0 1、 1 0 2およびモータードライバ等の制御部 1 0 3により自動制御することで、これまで手動でおこなつてきた測定作業を全自動にすることが可能となる。詳細には、まず、駆動部 1 0 2を制御部 1 0 3で制御して、検光子 2を被測定光ファイバ 1の速波軸及び遅波軸に対して 4 5度に設定する。そのためには、ぇ 2 板 8を 180度ずつ回転させてビートスぺクトル強度がフラットになる条件に固定することにより、設定することができる。つぎに、駆動部 1 0 1を制御部 1 0 3で制御して、え / 2板 8を半回転させて、ビート中心周波数のピーク ·ツー . ピークの値を読み取る。この値が微小変動量 2 Δ f _Bとなるので、（1 ) 式に代入することにより P MD値を求めることができる。また、ビート周波数の測定には、現在使用している R Fスペクトルアナライザ (Real Time Spectrum Analyzer)の代わりに、周波数カウンタ 1 1 1、パワーメータ 1 1 2およびバンドパスフィルタ（BPF) 1 1 0を用いることで、より簡素な装置構成が可能である。以下に、チヤープ光生成手段の他の実施の形態を示す。これらのチヤープ光生成手段は、上述の測定装置における F S Fレーザ 3に置換され得る構成である。図 1 4に、チヤープ光生成手段の他の実施の形態 2の構成図を示す。図 4における周波数チヤープ素子として音響光学波長可変フィルタ（A O T F ) 2 0 0を用い、 B P F 2 8を省略したものである。駆動信号源である信号発生器 2 9を P C 1 4で制御することで、発振波長を電子制御できる。図 1 5に、チヤープ光生成手段の他の実施の形態 3の構成図を示す。図 4における周波数チヤープ素子として、媒体に光ファイバを用いた全ファイバ構成の音響光学素子（Al l- fiber A0M) 3 0 0を用い、コリメータ 2 7を省略したものであるり、測定装置を全ファィバ構成にできる。なお、周波数チヤープ光源は、時間に対して発振周波数がシフ卜するような光源であれば、適宜のものを採用することができる。また、以上のベたように、被測定光ファイバ 1の入射側で測定する場合のほかに、出口側に測定系を設けるようにしても良い。また、上述の実施の形態の全体構成において、挿入損失の低減のため、ビームスプリッタ 9の代わりにサーキュレータを用いるようにしてもよレ、。

産業上の利用可能性

以上詳細に説明したように、本発明によれば、周波数チヤープ光が光ファイバを伝搬後、さらに検光子を透過した後で検波し、このとき得られる自己ビート信号に基づいて偏波モード分散を測定するため、簡易な構成で高感度に偏波モード分散を測定することができる。また、本発明によれば、 P MD値が小さい場合にも、発生するビート信号が D C成分の中に埋もれることなく、偏波モード分散測定を十分可肓とする。

Claims

請求の範囲

1 . 周波数が時間に比例して変化する周波数チヤ一プ光を生成するチヤープ光生成手段と、前記チヤープ光生成手段により生成された周波数チヤープ光に対して、直交する 2つの直線偏光成分に分岐して、両直線偏光成分に光路差を与えるオフセット手段と、前記オフセット手段からの周波数チヤープ光の直線偏光方向を所定の角度回転させる波長板と、前記波長板を通過した周波数チヤープ光が被測定光ファイバに伝搬した後に、測定に必要な偏光成分を透過する検光子と、前記検光子を透過した光波を検波し、検波された光波のビート信号に基づいて、被測定光ファイバの偏波モード分散値を検出する検波手段とを備えた偏波モード分散測定装置。

2 . 前記検光子は、被測定光ファイバの速波軸および遅波軸に对して略 4 5度の角度となるように配置されることを特徴とする請求項 1に記載の偏波モード分散測定装置。

3 . 前記チヤープ光生成手段は、周波数をシフトするための周波数シフト素子を有し、周波数シフトされた回折光を帰還させて周波数チヤ一プ光を生成することを特徴とする請求項 1又は 2に記載の偏波モード分散測定装置。

4 . 前記チヤープ光生成手段は、利得媒質、励起光源、光結合器、及び、周波数シフト素子をリング状に接続したリング共振器を有することを特徴とする請求項 1乃至 3のいずれかに記載の偏波モード分散測定装置。

5 . 前記チヤープ光生成手段は、前記リング共振器内の光波が前記周波数シフト素子により共振器周回毎に受ける周波数シフト量に等しい割合で周波数が変化する周波数チヤ一プ光を生成することを特徴とする請求項 1乃至 4のいずれかに記載の偏波モード分散測定装置。

6 . 前記チヤープ光生成手段は、バンドパスフィルタをさらに備え、周波数チヤープ光の発振波長を同調させることを特徴とする請求項 1乃至 5の V、ずれかに記載の偏波モード分散測定装置。

7 . 前記チヤープ光生成手段は、周波数シフト素子として音響光学波長可変フィルタを用い、その駆動周波数により発振波長を同調させることを特徴とする請求項 1乃至 5のいずれかに記載の偏波モード分散測定装置。

8 . 前記チヤープ光生成手段は、周波数シフト素子として媒体に光ファイバを用いた全ファイバ構成の音響光学素子を用い、測定装置を全ファイバ構成にできることを特徴とする請求項 1乃至 6 のいずれかに記載の偏波モ一ド分散測定装置。

9 . 前記チヤープ光生成手段は、時間に対して発振周波数がシフ卜するような光源を備えるようにしたことを特徴とする請求項 1に記載の偏波モード分散測定装置。

1 0 . 前記検光子及び前記波長板の回転角度を制御する駆動部をさらに備え、前記検光子の被測定光ファイバの速波軸又は遅波軸に対する角度を固定し、前記波長板の回転角度をパラメータとしてビート信号の中心周波数を測定し、測定されたピーク値に基づき偏波モード分散値を測定するようにしたことを特徴とする請求項 1乃至 9のいずれかに記載の偏波モード分散測定装置。

1 1 . 周波数が時間に比例して変化する周波数チヤ一プ光を生成するステップと、生成された周波数チヤープ光に対して、直交する 2つの直線偏光成分に分岐して、両直線偏光成分に光路差を与えるステップと、周波数チヤープ光の直線偏光方向を所定の角度回転させるステップと、光路差を与えられた周波数チャ一プ光を被測定光フアイバに伝搬するステップと、周波数チヤープ光が被測定光ファィバに伝搬した後に、測定に必要な偏光成分を透過するステップと、透過した後の光波を検波し、検波された光波のビート信号に基づいて、被測定光ファイバの偏波モ一ド分散値を検出するステップとを備えた偏波モード分散測定方法。

1 2 . 必要な偏光成分を透過するように、検光子の被測定光ファイバの速波軸又は遅波軸に对する角度を固定するステップと、被測定光ファイバに入射される直線偏光方向を所定の角度回転させ、その回転角度をパラメータとしてビート信号の中心周波数を測定し、測定されたピーク値に基づき偏波モード分散値を測定するようにしたことを特徴とする請求項 1 1に記載の偏波モード分散測定方法。