JP7497780B2 - 光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置 - Google Patents
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Description
本開示は、複数モードが伝搬する光ファイバ伝送路の接続点における高次モードの最大損失を取得できる測定方法及びその装置に関する。
近年、伝送トラフィックの急激な増加に伴い、現在の伝送路で用いられているシングルモードファイバ（ＳＭＦ）に代わって複数の伝搬モードが利用できる数モードファイバ（ＦＭＦ）が更なる大容量化を可能にするものとして大きな注目を集めている。ＦＭＦを用いた伝送路では、ＦＭＦが数ｋｍ毎に接続された構成となるが、これらの接続点では伝搬モードの次数が上がるにつれて、通過時に受ける損失が大きくなる。したがって、伝送路の良否を評価するためには、最も損失が大きくなることが予想される最高次モードの損失を接続点毎に測定できることが望ましい。
ＦＭＦの接続は伝送路構築時のほかに、運用後にも発生する。運用後の接続としては、災害等の故障や都市計画によるケーブルルート変更による、新たなＦＭＦケーブルを割り入れ等のシーンで想定される。したがって、接続を行った際に当該箇所の最高次モードの損失が許容範囲内であるかについて、分布試験により評価する必要がある。また、電界分布が光ファイバ断面内で周方向に一様ではない高次モード、例えば第一高次モード（ＬＰ１１モード）では、接続点の損失は直交する２つの縮退空間モードに対して異なる特性を示すことが報告されている。これら２つの縮退空間モードはＦＭＦを伝搬する際に互いに結合し電界分布が変化する。また、この電界分布の変化はファイバに加わる外乱によっても引き起こされることから、縮退空間モードの電界分布はファイバ中の位置および時間によって変動しているといえる。つまり、その時々により異なった電界分布で接続点を通過することになり、その際に発生する損失の値も異なるため、接続点における損失も変動しうる。したがって、接続点における損失が許容範囲内であるか評価するためには、最高次モードが取りうる最大の損失を評価する必要がある。
ＦＭＦの接続点における損失およびクロストークを測定する手法として、ＯＴＤＲに基づく手法が提案されている（例えば、非特許文献１を参照。）。これらの手法は、ＦＭＦの一端から任意の伝搬モードで試験光パルスを入射し、入射した試験光パルスによって生じる後方散乱光を同一端で各モード成分に分離して個別に測定する。この後方散乱光による測定では、試験光パルスが伝搬時に受ける損失と、試験光パルスの散乱光が後方に伝搬する際に受ける損失の平均値を取得できる。
Ｍ． Ｙｏｓｈｉｄａ， Ｔ． Ｈｉｒｏｏｋａ， ａｎｄ Ｍ． Ｎａｋａｚａｗａ， "Ｍｏｄｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ａｔ ａ Ｓｐｌｉｃｅ Ｐｏｉｎｔ ｂｅｔｗｅｅｎ Ｆｅｗ－Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｅｒｓ Ｕｓｉｎｇ ａ Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｍｕｌｔｉ－Ｃｈａｎｎｅｌ ＯＴＤＲ"， ｉｎ ２０１６ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ （ＯＦＣ） Ｔｈ１Ｊ．４ （２０１６）．
Ｈ． Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｃ． Ｋｉｔｏ， Ｋ． Ｔｏｇｅ， Ｔ． Ｍａｎａｂｅ， ａｎｄ Ｆ． Ｉｔｏ， "Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｉｎｇｌｅ－ｗａｙ Ｉｎｔｅｒ－ｍｏｄａｌ Ｃｒｏｓｓｔａｌｋ ｉｎ Ｓｐｌｉｃｅｄ ＦＭＦｓ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＢＯＴＤＡ"， ｉｎ ２０１７ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｆｉｂｅｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｘｈｉｂｉｔｉｏｎ （ＯＦＣ）， Ｔｈ４Ｈ．３ （２０１７）．
Ｔ． Ｏｄａ， Ｈ． Ｔａｋａｈａｓｈｉ， Ｋ． Ｔｏｇｅ， ａｎｄ Ｔ． Ｍａｎａｂｅ， "Ｍｏｄａｌ Ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｐｌｉｃｅｄ Ｆｅｗ Ｍｏｄｅ Ｆｉｂｒｅ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｉｎｔｅｒ－Ｍｏｄａｌ Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｇａｉｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ"， ｉｎ ２０１８ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ （ＥＣＯＣ）， Ｗｅ２．７ （２０１８）．
Ｙ． Ｋｏｋｕｂｕｎ， Ｔ． Ｗａｔａｎａｂｅ， Ｓ． Ｍｉｕｒａ， ａｎｄ Ｒ． Ｋａｗａｔａ， "Ｗｈａｔ ｉｓ ａ ｍｏｄｅ ｉｎ ｆｅｗ ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒｓ？： Ｐｒｏｐｏｓａｌ ｏｆ ＭＩＭＯ－ｆｒｅｅ ｍｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｔｒｕｅ ｅｉｇｅｎｍｏｄｅｓ"， ＩＥＩＣＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ， １３（１８）， １－１２ （２０１６）．
Ｔ． Ｙａｍａｇｕｃｈｉ， Ｓ． Ｍｉｕｒａ， ａｎｄ Ｙ． Ｋｏｋｕｂｕｎ， "Ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒｕｅ－ｅｉｇｅｎｍｏｄｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｆｅｗ－ｍｏｄｅ ｆｉｂｅｒｓ ｂｙ ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ＬＰ ｍｏｄｅ ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄ ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ"， ＩＥＩＣＥ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ， １５（１０）， ２０１８８００４－２０１８８００４ （２０１８）．
しかし、前述のように高次モードの電界分布は変動するため、試験光パルスの電界分布と後方散乱光の電界分布とが異なる場合がある。これは、往復で同一の接続点を通過するにも関わらず、受ける損失値が異なるためその平均値を観測するだけでは当該接続点で受ける損失の最大値を取得できないことを意味する。実際に往復で得られるクロストークは、片道で得られるものと異なることが報告されている（例えば、非特許文献２を参照。）。したがって、最高次モードの最大損失を取得するためには、ＦＭＦの接続点を通過する際の最高次モードの電界分布を変化させつつ、片道でとりうる損失を測定できる手法が必要という課題がある。
そこで、本発明は、前述の課題を解決するために、複数モードが伝搬する光ファイバ伝送路の接続点における高次モードの最大損失を取得できる光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ試験方法及びその装置は、ブリルアン利得解析法（ＢＯＴＤＡ）のプローブ光およびポンプ光の波長を変化させつつ複数回実行し、測定された損失の最大値を取得することとした。
具体的には、本発明に係る光ファイバ試験方法は、数モード光ファイバにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験方法であって、
前記数モード光ファイバの一端に連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、
前記プローブ光の入射とともに、前記数モード光ファイバの他端に前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射すること、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、
前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、
前記プローブ光及び前記ポンプ光の波長を変化させ、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び
前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすること、
を特徴とする。
前記数モード光ファイバの一端に連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、
前記プローブ光の入射とともに、前記数モード光ファイバの他端に前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射すること、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、
前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、
前記プローブ光及び前記ポンプ光の波長を変化させ、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び
前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすること、
を特徴とする。
また、本発明に係る光ファイバ試験装置は、数モード光ファイバにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験装置であって、
前記数モード光ファイバの一端に波長可変且つ連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、及び前記数モード光ファイバの他端に前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射することを行う光源部と、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすることを行う解析部と、
を備えることを特徴とする。
前記数モード光ファイバの一端に波長可変且つ連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、及び前記数モード光ファイバの他端に前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射することを行う光源部と、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすることを行う解析部と、
を備えることを特徴とする。
本光ファイバ試験方法及び装置は、ＦＭＦへの入射波長を変化させると高次モードの電界分布の変動周期も変化することを利用し、入射するポンプ光の波長を変化させることで、接続点を通過する高次モードの電界分布を変化させ、ＢＯＴＤＡによってポンプ光が受ける損失を取得することで、接続点で発生しうる高次モードの損失変動（波長依存性）を取得する。そして、損失変動の最大値をＦＭＦの接続点における高次モードの最大損失とする。
従って、本発明は、複数モードが伝搬する光ファイバ伝送路の接続点における高次モードの最大損失を取得できる光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置を提供することができる。
本発明は、複数モードが伝搬する光ファイバ伝送路の接続点における高次モードの最大損失を取得できる光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置を提供することができる。
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
本実施形態の光ファイバ試験装置及びその方法は、ＦＭＦの接続点を通過する高次モードの電界分布を変化させつつ、当該接続点で発生する高次モードの損失を測定する。この測定により、接続点での高次モードの最大損失を取得する。以下では、高次モードの接続損失測定および高次モードの電界分布の変動について説明する。なお、簡単のため２モードのみが伝搬する２モードファイバ（ＴＭＦ）を想定し、このＴＭＦ中におけるＬＰ１１モードの電界分布について考える。
［ＬＰ１１モードの接続損失測定］
非特許文献３のように、ブリルアン利得解析法（ＢＯＴＤＡ）に基づく最高次モードの損失測定法が提案されている。当該測定法では、モード毎のブリルアン周波数シフトが異なる特性の利用により、ファイバ中における最高次モードの損失を測定できる。またＢＯＴＤＡでは、試験光パルス（ポンプ光）が受ける損失のみを取得できるため、試験光パルスの電界分布に対応した損失を取得できる。当該測定法では、ＴＭＦの一方にＬＰ０１モードのプローブ光を連続光で入射し、もう一方にＬＰ１１モードのポンプ光をパルス化した状態で入射する。ＴＭＦ中では、プローブ光とポンプ光が重なることで、ブリルアン相互作用が発生し、ＬＰ０１モードのプローブ光がＬＰ１１モードのポンプ光によって増幅される。ここで、ＴＭＦ出射後において、プローブ光強度を観測することで、プローブ光の増幅量を算出する。この増幅量がＴＭＦ中におけるＬＰ１１モードのポンプ光強度に対応することから、接続点前後のプローブ光増幅量を比較することで、ＬＰ１１モードの接続損失を取得できる。
非特許文献３のように、ブリルアン利得解析法（ＢＯＴＤＡ）に基づく最高次モードの損失測定法が提案されている。当該測定法では、モード毎のブリルアン周波数シフトが異なる特性の利用により、ファイバ中における最高次モードの損失を測定できる。またＢＯＴＤＡでは、試験光パルス（ポンプ光）が受ける損失のみを取得できるため、試験光パルスの電界分布に対応した損失を取得できる。当該測定法では、ＴＭＦの一方にＬＰ０１モードのプローブ光を連続光で入射し、もう一方にＬＰ１１モードのポンプ光をパルス化した状態で入射する。ＴＭＦ中では、プローブ光とポンプ光が重なることで、ブリルアン相互作用が発生し、ＬＰ０１モードのプローブ光がＬＰ１１モードのポンプ光によって増幅される。ここで、ＴＭＦ出射後において、プローブ光強度を観測することで、プローブ光の増幅量を算出する。この増幅量がＴＭＦ中におけるＬＰ１１モードのポンプ光強度に対応することから、接続点前後のプローブ光増幅量を比較することで、ＬＰ１１モードの接続損失を取得できる。
［ＴＭＦ中の高次モードの電界分布の変動］
ＬＰモードはファイバに弱導波近似を適用した際に得られるモードであり、各ベクトルモード間の重ね合わせによって構成される。各ＬＰ１１モードとベクトルモードの関係は以下の式で表すことができる（例えば、非特許文献４を参照。）。
ここで、Ｖｅ
＋、Ｖｏ
＋、Ｖｅ
－、及びＶｏ
－はそれぞれＴＭ０１、ＴＥ０１、ｅＨＥ２１、及びｏＨＥ２１モードの複素振幅である。図１は、ＴＭ０１、ＴＥ０１、ｅＨＥ２１、及びｏＨＥ２１モードを説明する図である。
ＬＰモードはファイバに弱導波近似を適用した際に得られるモードであり、各ベクトルモード間の重ね合わせによって構成される。各ＬＰ１１モードとベクトルモードの関係は以下の式で表すことができる（例えば、非特許文献４を参照。）。
式（１）より、各ＬＰ１１モードは、２つのベクトルモードの重ね合わせによって構成されることがわかる。ここで、ＬＰ１１ａｘおよびＬＰ１１ｂｙはＴＭＨモードグループ、ＬＰ１１ａｙおよびＬＰ１１ｂｘはＴＥＨモードグループである。
ＴＭＦ中のＬＰ１１モードの電界分布は、ＴＭＦ中の伝搬によって変動することが知られている。例として、ＬＰ１１ａｘが入射される場合を考えると、ファイバ中では図２に示すようにＴＭＨモードグループであるＬＰ１１ａｘとＬＰ１１ｂｙが周期的に表れることになる。ここで、伝搬におけるＴＭＨモードグループのビート長Ｌｂは、以下の式で表される。
ここで、βＨＥ２１およびβＴＭ０１はｅＨＥ２１およびＴＭ０１の伝搬定数である。
式（２）より、ＬＰ１１モードを構成する各ベクトルモードの伝搬定数の差によって伝搬時の電界分布の変動周期が決まることがわかる。ここで、接続点を通過する際のＬＰ１１モードの電界分布は、この変動周期と接続点までの距離によって決まる。一方で各ベクトルモードの伝搬定数βはファイバへ加わる外乱によっても変動するため、その時々により図２の変動周期で現れるいずれかの電界分布で接続点を通過することになる。
本実施形態の光ファイバ試験装置及びその方法は、各ベクトルモードの伝搬定数βが使用する波長によって変化する特徴を利用する（例えば、非特許文献５を参照。）。具体的には、入射波長を変化させると図２に示すようにＬＰ１１モードの電界分布の変動周期も変化することから、入射するポンプ光の波長を変化させることで、ＴＭＦの接続点を通過するＬＰ１１モードの電界分布を変化させることができる。このような電界分布の変化をさせつつ、ＢＯＴＤＡによってポンプ光が受ける損失を取得することで、接続点で発生しうるＬＰ１１モードの損失変動を取得できる。
本実施形態の光ファイバ試験装置及びその方法は、波長を変化させることで、ＦＵＴ中の高次モードの電界分布を変化させ、その際の接続損失変動を取得する。一方で、波長の変化に伴いモードフィールド径（ＭＦＤ）も変化し、この変化も接続損失に影響することが知られている。例えば、非特許文献５に、波長を１０ｎｍ程度変化させることで全ての電界分布の状態を取ることが報告されている。波長を１０ｎｍ程度の変化であれば、ＭＦＤの変化による接続損失への影響は無視できる。
［実施例］
図３は、本実施形態の光ファイバ試験装置を説明する図である。本光ファイバ試験装置は、数モード光ファイバＦＵＴにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験装置であって、
数モード光ファイバＦＵＴの一端Ｔ１に波長可変且つ連続光のプローブ光Ｌ１を基本モードで入射すること、及び数モード光ファイバＦＵＴの他端Ｔ２にプローブ光Ｌ１に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光Ｌ２を測定対象の高次モードで入射することを行う光源部１０と、
ポンプ光Ｌ２によって増幅されたプローブ光Ｌ３の光強度から、ポンプ光Ｌ２によるプローブ光Ｌ３の増幅成分の時間波形を取得すること、前記接続点前後の前記増幅成分の比からポンプ光Ｌ２の前記接続点における接続損失を計算すること、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすることを行う解析部２０と、
を備えることを特徴とする。
図３は、本実施形態の光ファイバ試験装置を説明する図である。本光ファイバ試験装置は、数モード光ファイバＦＵＴにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験装置であって、
数モード光ファイバＦＵＴの一端Ｔ１に波長可変且つ連続光のプローブ光Ｌ１を基本モードで入射すること、及び数モード光ファイバＦＵＴの他端Ｔ２にプローブ光Ｌ１に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光Ｌ２を測定対象の高次モードで入射することを行う光源部１０と、
ポンプ光Ｌ２によって増幅されたプローブ光Ｌ３の光強度から、ポンプ光Ｌ２によるプローブ光Ｌ３の増幅成分の時間波形を取得すること、前記接続点前後の前記増幅成分の比からポンプ光Ｌ２の前記接続点における接続損失を計算すること、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすることを行う解析部２０と、
を備えることを特徴とする。
光源部１０は、波長可変レーザ１１、分岐素子１２、パルス生成器１３、モード合分波器１４、光サーキュレータ１５、周波数制御部１６、及びモード合分波器１７を有する。
解析部２０は、光電変換部２１、Ａ／Ｄ変換器２２、データ抽出部２３、及び利得解析部２４を有する。
なお、光ファイバＦＵＴの接続点の位置ｚは、既知（設計値）であってもよいし、本装置を用いて後方散乱光やブリルアン増幅量の時間波形などから判定してもよい。
解析部２０は、光電変換部２１、Ａ／Ｄ変換器２２、データ抽出部２３、及び利得解析部２４を有する。
なお、光ファイバＦＵＴの接続点の位置ｚは、既知（設計値）であってもよいし、本装置を用いて後方散乱光やブリルアン増幅量の時間波形などから判定してもよい。
波長可変レーザ１１は、コヒーレントな光を任意の波長で発生させる。波長可変レーザ１１から出力された光は、分岐素子１２によって２分岐され、一方をプローブ光Ｌ１、もう一方をポンプ光Ｌ２とする。ここで、波長可変レーザ１１は波長を変化できる波長可変光源もしくは、単0一波長光源に非線形光デバイス等を併用した波長可変の機構を有する構成のどちらでもよい。波長可変の機構は、光ファイバＦＵＴ中のポンプ光Ｌ１の電界分布を変化させるために用いる。したがって、図２のｚ地点で電界分布が全状態を取りうる分の波長を変化できれば良い。例えば、波長変化量はＣ帯だと１０ｎｍである（例えば、非特許文献５を参照。）。
プローブ光Ｌ１は、ポンプ光Ｌ２に対して、ブリルアン周波数シフト（ＢＦＳ）に相当する約１０～１１ＧＨｚ程度の周波数差を光周波数制御器１６によって付与された後、モード合分波器１７により基本モードとして光ファイバＦＵＴに入射される。光周波数制御器１６は、ＬｉＮｂ３で構成されたＳＳＢ変調器等の外部変調器で制御しても、周波数（波長）の異なるレーザを２台用い、ポンプ光Ｌ２とプローブ光Ｌ１の光源を別にして２台のレーザ間の光周波数差を制御してもよい。
一方で、ポンプ光Ｌ２はパルス生成器に１３よってパルス化されたのちにモード合分波器１４で基本モードから所望の高次モードに変換され光ファイバＦＵＴに入射される。光ファイバＦＵＴ中ではポンプ光Ｌ２とプローブ光Ｌ１の衝突によりプローブ光Ｌ１が増幅される。
ポンプ光Ｌ２によって増幅されたプローブ光Ｌ３は光サーキュレータ１５によって光電変換器２１に送られる。光電変換器２１はプローブ光Ｌ３の光強度を電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器２２は当該電気信号をデジタルデータに変換する。解析部２０は、このデジタルデータから増幅量を解析する。
解析部２０が行う具体的なブリルアン増幅量の解析は次の通りである。まず、データ抽出部２３は、ポンプ光Ｌ２を入射しない（プローブ光Ｌ１のみ）場合のプローブ光の参照強度を取得する。その後、データ抽出部２３は、ポンプ光Ｌ２とプローブ光Ｌ１を入射した場合の信号強度を取得する。利得解析部２４は、信号強度と参照強度とを比較し、光ファイバＦＵＴの長手方向にポンプ光Ｌ２による参照強度からの増加量を算出する。さらに、利得解析部２４は、光ファイバＦＵＴの接続点前後で増幅量を比較することで、接続点を通過した際のポンプ光Ｌ２が受けた損失値を取得する。
次に、光ファイバＦＵＴの接続点における高次モードの最大損失値を取得するため、波長可変レーザ１１によってポンプ光Ｌ２およびプローブ光Ｌ１の波長を変化させつつ、上記の測定を繰り返す。これにより、光ファイバＦＵＴの接続点におけるポンプ光Ｌ２の電界分布が変動し、それによる接続損失の変動を取得できる。従って、本光ファイバ試験装置は、この変動から最大損失を取得できる。
［測定手順］
図４は、本光ファイバ試験装置が行う測定手順を説明する図である。本測定手順は、数モード光ファイバＦＵＴにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験方法であって、
数モード光ファイバＦＵＴの一端Ｔ１に連続光のプローブ光Ｌ１を基本モードで入射すること（ステップＳ０１；ＦＵＴの長手方向の参照強度を取得するステップ）、
プローブ光Ｌ１の入射とともに、数モード光ファイバＦＵＴの他端Ｔ２にプローブ光Ｌ１に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光Ｌ２を測定対象の高次モードで入射すること（ステップＳ０２；ＦＵＴの長手方向の信号強度を取得するステップ）、
ポンプ光Ｌ２によって増幅されたプローブ光Ｌ３の光強度から、ポンプ光Ｌ２によるプローブ光Ｌ１の増幅成分の時間波形を取得すること（ステップＳ０３；信号強度から参照強度を減算してＦＵＴの長手方向の増幅成分を取得するステップ）、
前記接続点前後の前記増幅成分の比からポンプ光Ｌ２の前記接続点における接続損失を計算すること（ステップＳ０４）、
所望の波長範囲内で波長変更をする場合、プローブ光Ｌ１及びポンプ光Ｌ２の波長を変化させ、前記接続損失の波長依存性を取得すること（ステップＳ０５）、及び
所望の波長範囲内での波長変更を終了した場合、前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすること（ステップＳ０６）、
を特徴とする。
図４は、本光ファイバ試験装置が行う測定手順を説明する図である。本測定手順は、数モード光ファイバＦＵＴにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験方法であって、
数モード光ファイバＦＵＴの一端Ｔ１に連続光のプローブ光Ｌ１を基本モードで入射すること（ステップＳ０１；ＦＵＴの長手方向の参照強度を取得するステップ）、
プローブ光Ｌ１の入射とともに、数モード光ファイバＦＵＴの他端Ｔ２にプローブ光Ｌ１に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光Ｌ２を測定対象の高次モードで入射すること（ステップＳ０２；ＦＵＴの長手方向の信号強度を取得するステップ）、
ポンプ光Ｌ２によって増幅されたプローブ光Ｌ３の光強度から、ポンプ光Ｌ２によるプローブ光Ｌ１の増幅成分の時間波形を取得すること（ステップＳ０３；信号強度から参照強度を減算してＦＵＴの長手方向の増幅成分を取得するステップ）、
前記接続点前後の前記増幅成分の比からポンプ光Ｌ２の前記接続点における接続損失を計算すること（ステップＳ０４）、
所望の波長範囲内で波長変更をする場合、プローブ光Ｌ１及びポンプ光Ｌ２の波長を変化させ、前記接続損失の波長依存性を取得すること（ステップＳ０５）、及び
所望の波長範囲内での波長変更を終了した場合、前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすること（ステップＳ０６）、
を特徴とする。
［他の実施例］
本発明に係る光ファイバ試験装置の解析部はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
本発明に係る光ファイバ試験装置の解析部はコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
［効果］
本発明では、入射光の波長を変化させることで、接続点通過時の高次モードの電界分布を変動させ、その際の接続損失変動を取得する。これにより、最大損失が取得できる。
本発明では、入射光の波長を変化させることで、接続点通過時の高次モードの電界分布を変動させ、その際の接続損失変動を取得する。これにより、最大損失が取得できる。
１０：光源部
１１：波長可変レーザ
１２：分岐素子
１３：パルス生成器
１４：モード合分波器
１５：光サーキュレータ
１６：周波数制御部
１７：モード合分波器
２０：解析部
２１：光電変換部
２２：Ａ／Ｄ変換器
２３：データ抽出部
２４：利得解析部
１１：波長可変レーザ
１２：分岐素子
１３：パルス生成器
１４：モード合分波器
１５：光サーキュレータ
１６：周波数制御部
１７：モード合分波器
２０：解析部
２１：光電変換部
２２：Ａ／Ｄ変換器
２３：データ抽出部
２４：利得解析部
Claims (2)
- 数モード光ファイバにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験方法であって、
前記数モード光ファイバの一端に連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、
前記プローブ光の入射とともに、前記数モード光ファイバの他端に、前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射すること、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、
前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、
前記プローブ光及び前記ポンプ光の波長を変化させ、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び
前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすること、
を特徴とする光ファイバ試験方法。 - 数モード光ファイバにある接続点における高次モードの最大損失を測定する光ファイバ試験装置であって、
前記数モード光ファイバの一端に波長可変且つ連続光のプローブ光を基本モードで入射すること、及び前記数モード光ファイバの他端に、前記プローブ光に対してブリルアン相互作用が発生する周波数分だけ高周波側にシフトし、且つパルス化されたポンプ光を測定対象の高次モードで入射することを行う光源部と、
前記ポンプ光によって増幅された前記プローブ光の光強度から、前記ポンプ光による前記プローブ光の増幅成分の時間波形を取得すること、前記接続点前後の前記増幅成分の比から前記ポンプ光の前記接続点における接続損失を計算すること、前記接続損失の波長依存性を取得すること、及び前記接続損失の波長依存性から前記接続損失の最大値を検出し、前記最大値を前記接続点における高次モードの最大損失とすることを行う解析部と、
を備えることを特徴とする光ファイバ試験装置。
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