JPH0354292B2 - - Google Patents
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- JPH0354292B2 JPH0354292B2 JP24527883A JP24527883A JPH0354292B2 JP H0354292 B2 JPH0354292 B2 JP H0354292B2 JP 24527883 A JP24527883 A JP 24527883A JP 24527883 A JP24527883 A JP 24527883A JP H0354292 B2 JPH0354292 B2 JP H0354292B2
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- optical fiber
- wavelength
- optical signal
- optical
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- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing 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
- G01M11/333—Testing 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 modulated input signals
-
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/33—Testing 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
- G01M11/335—Testing 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は位相シフト法による光フアイバの分散
特性測定方法に関するものである。
特性測定方法に関するものである。
ある長さを持つ光フアイバの一端にスペクトル
の広がりをもつた光をパルス化した光パルスを入
射させると、もう一方の端面から出射する光は、
入射した光のパルスの時間幅より広がつた光のパ
ルスになる。これは光フアイバの分散に起因する
もので、この分散特性により光フアイバの伝送帯
域がほぼ決定される。従つて、光フアイバを用い
た光通信では、使用波長帯域における光フアイバ
の分散特性を高精度に測定する方式が重要となつ
てくる。
の広がりをもつた光をパルス化した光パルスを入
射させると、もう一方の端面から出射する光は、
入射した光のパルスの時間幅より広がつた光のパ
ルスになる。これは光フアイバの分散に起因する
もので、この分散特性により光フアイバの伝送帯
域がほぼ決定される。従つて、光フアイバを用い
た光通信では、使用波長帯域における光フアイバ
の分散特性を高精度に測定する方式が重要となつ
てくる。
第１図は、従来の位相シフト法による分散特性
測定装置であり、同図を用いて従来の分散特性測
定方法並びに装置について説明する。第１図にお
いて、可変波長光源２は変調信号発生器１により
発生される正弦波等で振幅変調され、その被変調
光は波長計３で正確な波長を測定するとともに、
光分岐器４を介して二つの被変調光に分岐され
る。この被変調光の一方は、被測定光フアイバ５
を伝搬した後、光電変換器６に入り、他方は直接
に光電変換器７に入つて、それぞれの光信号が電
気信号に変換された各々の電気信号に含まれる変
調信号の位相差が位相比較器８で検出される。
尚、可変波長光源２としては数個の波長の異なる
半導体レーザのアレイから光スイツチ等により、
順次所要波長の光を選択抽出して得るか、あるい
は広範囲な発光波長分布を有する発光ダイオード
の出射光を分光器等で選択抽出して得ている。
測定装置であり、同図を用いて従来の分散特性測
定方法並びに装置について説明する。第１図にお
いて、可変波長光源２は変調信号発生器１により
発生される正弦波等で振幅変調され、その被変調
光は波長計３で正確な波長を測定するとともに、
光分岐器４を介して二つの被変調光に分岐され
る。この被変調光の一方は、被測定光フアイバ５
を伝搬した後、光電変換器６に入り、他方は直接
に光電変換器７に入つて、それぞれの光信号が電
気信号に変換された各々の電気信号に含まれる変
調信号の位相差が位相比較器８で検出される。
尚、可変波長光源２としては数個の波長の異なる
半導体レーザのアレイから光スイツチ等により、
順次所要波長の光を選択抽出して得るか、あるい
は広範囲な発光波長分布を有する発光ダイオード
の出射光を分光器等で選択抽出して得ている。
今、変調信号周波数を（Hz）、検出位相差を
Δθ度とすると、ある波長λk（nm）の光が被測定
光フアイバ５を伝搬するのに要する時間Δtk（ｐ
−sec）は、 Δtk＝１／×Δθ／360×1012（ｐ−sec） …(1) となる。さらに、被測定光フアイバ５の長さをＬ
（Km）とすると、単位長さ当りの群遅延時間は、 τk＝Δtk／Ｌ（ｐ−sec／Km） …(2) となる。従つて、各波長に対するΔθを測定し、
(1)式及び(2)式からτkを計算して、第２図ａに示す
ような所望の波長帯域における群遅延特性を得
て、更にdτk／dλを計算することにより、第２図
ｂの如く分散特性が求められる。しかしながら、
上記の従来の測定方法では、温度変化による光フ
アイバの伸びに対する対策が何ら施されていない
ため、次に述べるように極めて大きな誤差を含ん
だものとなる。
Δθ度とすると、ある波長λk（nm）の光が被測定
光フアイバ５を伝搬するのに要する時間Δtk（ｐ
−sec）は、 Δtk＝１／×Δθ／360×1012（ｐ−sec） …(1) となる。さらに、被測定光フアイバ５の長さをＬ
（Km）とすると、単位長さ当りの群遅延時間は、 τk＝Δtk／Ｌ（ｐ−sec／Km） …(2) となる。従つて、各波長に対するΔθを測定し、
(1)式及び(2)式からτkを計算して、第２図ａに示す
ような所望の波長帯域における群遅延特性を得
て、更にdτk／dλを計算することにより、第２図
ｂの如く分散特性が求められる。しかしながら、
上記の従来の測定方法では、温度変化による光フ
アイバの伸びに対する対策が何ら施されていない
ため、次に述べるように極めて大きな誤差を含ん
だものとなる。
第３図は変調信号周波数が800MHzで5Kmの単
一モード光フアイバを通した場合の温度変化によ
る検出位相差の変化を測定した実験結果である。
同図から明らかなように、１〔℃〕の温度変化に
対する位相変化Δθは約190度であるので、光フア
イバの周囲温度が１〔℃〕変化した場合の単位長
さ当りの群遅延時間の変化Δτ0は(1)、(2)式から次
のように求まる。
一モード光フアイバを通した場合の温度変化によ
る検出位相差の変化を測定した実験結果である。
同図から明らかなように、１〔℃〕の温度変化に
対する位相変化Δθは約190度であるので、光フア
イバの周囲温度が１〔℃〕変化した場合の単位長
さ当りの群遅延時間の変化Δτ0は(1)、(2)式から次
のように求まる。
Δτ0＝Δtk／Ｌ＝Δθ／ｆ×360×1012／Ｌ
＝190／８×108×360×1012／５≒130〔ｐ−sec／Km〕 すなわち、群遅延時間の変化Δτ0（130〔ｐ−
sec／Km〕）は、光フアイバの伸びによる測定誤
差である。通常、1.3μｍ帯における群遅延特性の
精度が約１〔ｐ−sec／Km〕以内に要求されてい
ることから考えると、従来の測定方法では高精度
の測定が不可能であることがわかる。また、光フ
アイバの伸びは外部温度変化ΔTにほぼ比例する
ことから群遅延時間の誤差Δτは約Δτ0×ΔT〔ｐ−
sec／Km〕となり、温度変化が大きければさら
に大きな誤差を含むこととなる欠点がある。
＝190／８×108×360×1012／５≒130〔ｐ−sec／Km〕 すなわち、群遅延時間の変化Δτ0（130〔ｐ−
sec／Km〕）は、光フアイバの伸びによる測定誤
差である。通常、1.3μｍ帯における群遅延特性の
精度が約１〔ｐ−sec／Km〕以内に要求されてい
ることから考えると、従来の測定方法では高精度
の測定が不可能であることがわかる。また、光フ
アイバの伸びは外部温度変化ΔTにほぼ比例する
ことから群遅延時間の誤差Δτは約Δτ0×ΔT〔ｐ−
sec／Km〕となり、温度変化が大きければさら
に大きな誤差を含むこととなる欠点がある。
本発明は、上述した従来技術の欠点を解決する
ためになされたもので、温度変化に伴つて生じる
光フアイバの伸びによる測定誤差を大幅に軽減
し、高精度の測定を可能とする光フアイバの分散
特性測定方法を提供することを目的とするもので
ある。
ためになされたもので、温度変化に伴つて生じる
光フアイバの伸びによる測定誤差を大幅に軽減
し、高精度の測定を可能とする光フアイバの分散
特性測定方法を提供することを目的とするもので
ある。
以下本発明を詳細に説明する。
本発明による光フアイバの分散特性測定方法の
原理について説明する。本発明は、波長λcなる基
準光信号VRと任意の波長λk（ｋ＝１，２，…ｍ）
なる測定光信号Vnをそれぞれ正弦波で変調し、
被測定媒体である長さＬ〔Km〕なる光フアイバ
に同時に通光して、受信側では基準光信号VRと
測定光信号Vnにより伝達された変調波（正弦波）
を取り出し、その相対的な位相差Δθkを検出し測
定するものである。すなわち、基準光信号VRの
波長λcを固定し、測定光信号Vnの波長λkを所望
の波長λk（ｋ＝１，２，…ｍ）に変えて基準光信
号VRとの相対的な位相差Δθk（ｋ＝１，２，…ｍ）
を各々測定して、前記(1)、(2)式から相対的な遅延
特性Δτkを計算し、dτk／dλを求めれば所望の分
散特性が得られる。
原理について説明する。本発明は、波長λcなる基
準光信号VRと任意の波長λk（ｋ＝１，２，…ｍ）
なる測定光信号Vnをそれぞれ正弦波で変調し、
被測定媒体である長さＬ〔Km〕なる光フアイバ
に同時に通光して、受信側では基準光信号VRと
測定光信号Vnにより伝達された変調波（正弦波）
を取り出し、その相対的な位相差Δθkを検出し測
定するものである。すなわち、基準光信号VRの
波長λcを固定し、測定光信号Vnの波長λkを所望
の波長λk（ｋ＝１，２，…ｍ）に変えて基準光信
号VRとの相対的な位相差Δθk（ｋ＝１，２，…ｍ）
を各々測定して、前記(1)、(2)式から相対的な遅延
特性Δτkを計算し、dτk／dλを求めれば所望の分
散特性が得られる。
本発明の特徴は、波長λcが固定の基準光信号
VRと波長が可変の測定光信号Vnとを同一の被測
定媒体である光フアイバを同時に通光させること
によつて、光フアイバの伸びによる測定誤差を大
幅に改善したものである。
VRと波長が可変の測定光信号Vnとを同一の被測
定媒体である光フアイバを同時に通光させること
によつて、光フアイバの伸びによる測定誤差を大
幅に改善したものである。
次に、従来技術と比較しどの程度、光フアイバ
の伸びによる測定誤差が改善されるかを説明す
る。例えば、変調波周波数を800〔ＭHz〕、光フ
アイバの長さＬを５〔Km〕、１〔℃〕当りの位相
変化Δθを約190度（第３図の実験結果より）とす
れば、温度変化１〔℃〕当りの光フアイバの伸び
係数Ｗは Ｗ＝１／×Δθ／360×ｃ／ｎ×１／Ｌ ＝１／800×106×190／360×３×108／1.5
×１／５×103≒2.6×10-5（ｐ−sec／Km）…(3) となる。ここで、ｃは真空中での光速（３×
108m／ｓ）、ｎは光フアイバの群屈折率（ｎ≒
1.5）である。
の伸びによる測定誤差が改善されるかを説明す
る。例えば、変調波周波数を800〔ＭHz〕、光フ
アイバの長さＬを５〔Km〕、１〔℃〕当りの位相
変化Δθを約190度（第３図の実験結果より）とす
れば、温度変化１〔℃〕当りの光フアイバの伸び
係数Ｗは Ｗ＝１／×Δθ／360×ｃ／ｎ×１／Ｌ ＝１／800×106×190／360×３×108／1.5
×１／５×103≒2.6×10-5（ｐ−sec／Km）…(3) となる。ここで、ｃは真空中での光速（３×
108m／ｓ）、ｎは光フアイバの群屈折率（ｎ≒
1.5）である。
また、基準光信号VRの波長λcを1.5〔μｍ〕、測
定光信号Vnの波長λkを1.3〔μｍ〕とすれば、単
一モード光フアイバを伝搬する場合の基準光信号
VRと測定光信号Vnとの群遅延時間差Δτzは、Δτz
１×103〔ｐ−sec／Km〕である。従つて、温
度変化ΔTがあつた場合における光フアイバの伸
びΔL〔Km〕（ここでΔL＝Ｗ＝ΔT×Ｌ）での群
遅延時間差ΔτLは ΔτL＝Δτz×ΔL …(4) となる。
定光信号Vnの波長λkを1.3〔μｍ〕とすれば、単
一モード光フアイバを伝搬する場合の基準光信号
VRと測定光信号Vnとの群遅延時間差Δτzは、Δτz
１×103〔ｐ−sec／Km〕である。従つて、温
度変化ΔTがあつた場合における光フアイバの伸
びΔL〔Km〕（ここでΔL＝Ｗ＝ΔT×Ｌ）での群
遅延時間差ΔτLは ΔτL＝Δτz×ΔL …(4) となる。
よつて、単位長さ当りの群遅延時間差ΔτLpは
ΔτLp＝Δτz×ΔL×１／Ｌ
＝１×103×2.6×10-5×ΔT＝2.6×10-2×
ΔT 〔ｐ−sec／Km〕…(5) となる。
ΔT 〔ｐ−sec／Km〕…(5) となる。
すなわち、従来技術では温度変化１〔℃〕当り
の群遅延時間誤差Δτ0は約130〔ｐ−sec／Km〕で
あるのに対し、本発明では2.6×10-2〔ｐ−sec／
Km〕となり、約４桁（104）の誤差が改善され
る。
の群遅延時間誤差Δτ0は約130〔ｐ−sec／Km〕で
あるのに対し、本発明では2.6×10-2〔ｐ−sec／
Km〕となり、約４桁（104）の誤差が改善され
る。
以上のように、本発明では温度変化による光フ
アイバの伸びが生じても測定誤差を極めて小さく
出来るので、外部温度に影響されることなく高精
度の分散特性測定が可能となる。
アイバの伸びが生じても測定誤差を極めて小さく
出来るので、外部温度に影響されることなく高精
度の分散特性測定が可能となる。
次に、本発明による分散特性測定装置について
説明する。第４図は本発明を実施する場合の装置
例である。第４図において、９は固定波長光源、
１０は合波器、１１は分波器である。又、第５図
に合波器、分波器の特性を示す。第５図に示すよ
うに、合波器１０と分波器１１の透過波長帯域特
性を、λkの光が透過する所望の分散測定波長帯域
Ａと基準波長λcの光が透過する帯域Ｂが得られる
ようにα12とα13に設定する。変調が施された可変
波長光源２と固定波長光源９からそれぞれ出射す
る波長λkとλcの二つの被変調光信号を合波器１０
を介して同時に被測定光フアイバ５に通光する。
光フアイバ５からの二波の出射光を分波器１１で
分離し、それぞれ光電変換器６，７で電気信号に
変換する。位相比較器８により波長λc，λkの二波
の被変調光信号にそれぞれ含まれていた二つの変
調信号の位相差を検出することにより、種々の波
長λkの光の基準波長λcの光に対する相対群遅延時
間Δτk＝τk−τcを求め、第２図のａに示す群遅延
時間τと同様にして、Δτの特性を描き、ｄ
（Δτ）／dλを求めることにより光分散特性を得
る。
説明する。第４図は本発明を実施する場合の装置
例である。第４図において、９は固定波長光源、
１０は合波器、１１は分波器である。又、第５図
に合波器、分波器の特性を示す。第５図に示すよ
うに、合波器１０と分波器１１の透過波長帯域特
性を、λkの光が透過する所望の分散測定波長帯域
Ａと基準波長λcの光が透過する帯域Ｂが得られる
ようにα12とα13に設定する。変調が施された可変
波長光源２と固定波長光源９からそれぞれ出射す
る波長λkとλcの二つの被変調光信号を合波器１０
を介して同時に被測定光フアイバ５に通光する。
光フアイバ５からの二波の出射光を分波器１１で
分離し、それぞれ光電変換器６，７で電気信号に
変換する。位相比較器８により波長λc，λkの二波
の被変調光信号にそれぞれ含まれていた二つの変
調信号の位相差を検出することにより、種々の波
長λkの光の基準波長λcの光に対する相対群遅延時
間Δτk＝τk−τcを求め、第２図のａに示す群遅延
時間τと同様にして、Δτの特性を描き、ｄ
（Δτ）／dλを求めることにより光分散特性を得
る。
以上説明したように、本発明によれば、位相シ
フト法による光フアイバの分散測定において、所
望の測定波長帯域の種々の波長λk（ｋ＝１…ｎ）
と、基準となる波長λcの二光波の光フアイバでの
群遅延時間を同時に測定し、波長λkの光波の波長
λcの光波に対する相対群遅延時間を測定すること
により、被測定光フアイバの温度による伸びに起
因する測定誤差を大幅に軽減することができる。
よつて、高精度の分散特性の測定が可能となり、
本発明の効果は多大である。
フト法による光フアイバの分散測定において、所
望の測定波長帯域の種々の波長λk（ｋ＝１…ｎ）
と、基準となる波長λcの二光波の光フアイバでの
群遅延時間を同時に測定し、波長λkの光波の波長
λcの光波に対する相対群遅延時間を測定すること
により、被測定光フアイバの温度による伸びに起
因する測定誤差を大幅に軽減することができる。
よつて、高精度の分散特性の測定が可能となり、
本発明の効果は多大である。
第１図は従来の位相シフト法による分散特性測
定の構成例を示すブロツク図、第２図は群遅延時
間及び光分散特性例を示す特性図、第３図は温度
変化による群遅延時間の変化を示す特性図、第４
図は本発明の実施例を示すブロツク図、第５図は
本発明に用いる合波器と分波器の特性例を示す特
性図、である。 １……変調信号発生器、２……可変波長光源、
３……波長計、４……光分岐器、５……被測定光
フアイバ、６，７……光電変換器、８……位相比
較器、９……固定波長光源、１０……合波器、１
１……分波器。
定の構成例を示すブロツク図、第２図は群遅延時
間及び光分散特性例を示す特性図、第３図は温度
変化による群遅延時間の変化を示す特性図、第４
図は本発明の実施例を示すブロツク図、第５図は
本発明に用いる合波器と分波器の特性例を示す特
性図、である。 １……変調信号発生器、２……可変波長光源、
３……波長計、４……光分岐器、５……被測定光
フアイバ、６，７……光電変換器、８……位相比
較器、９……固定波長光源、１０……合波器、１
１……分波器。
Claims (1)
- １ 変調光位相シフト法による光フアイバの分散
特性測定方法において、波長λcなる基準光信号
VRと該基準光信号の光源と異なる他の光源から
とり出された任意の波長λk（ｋ＝１，２，…ｍ）
なる測定光信号Vnとを正弦波で変調した二光波
を合波して被測定光フアイバに同時に通光すると
ともに、該被測定光フアイバの出力端において該
基準光信号VRの位相を基準とし該測定光信号Vn
の波長λkを所望の波長帯域において順次変化させ
た時の前記基準光信号と前記測定光信号とにそれ
ぞれ含まれる前記正弦波の各位相を測定すること
によつて相対群遅延特性を求め、前記光フアイバ
の光分散特性を得ることを特徴とする光フアイバ
の分散特性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24527883A JPS60140136A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 光フアイバの分散特性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24527883A JPS60140136A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 光フアイバの分散特性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60140136A JPS60140136A (ja) | 1985-07-25 |
| JPH0354292B2 true JPH0354292B2 (ja) | 1991-08-19 |
Family
ID=17131295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24527883A Granted JPS60140136A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 光フアイバの分散特性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60140136A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4752125A (en) * | 1986-12-19 | 1988-06-21 | Siecor Corporation | Apparatus to measure fiber dispersion |
| JP4493808B2 (ja) * | 2000-07-10 | 2010-06-30 | 株式会社アドバンテスト | 光特性測定装置、方法、記録媒体 |
| JP2002122515A (ja) * | 2000-10-13 | 2002-04-26 | Advantest Corp | 光特性測定装置、方法、記録媒体 |
| JP2002365165A (ja) * | 2001-06-08 | 2002-12-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 波長分散測定装置および方法 |
| ES2245177B1 (es) * | 2003-05-20 | 2007-02-01 | Universitat Politecnica De Catalunya | Metodo para medir la respuesta espectral de retardo de grupo a frecuencias opticas con portadora optica fija y barrido en radiofrecuencia usando deteccion de fase y control de nivel de polarizacion. |
| US7809271B2 (en) | 2007-05-23 | 2010-10-05 | Cisco Technology Inc. | End-to-end chromatic dispersion characterization of optically amplified link |
| CN106996861A (zh) * | 2017-03-24 | 2017-08-01 | 电子科技大学 | 一种基于双波长锁模脉冲光纤激光器的光纤色散测量方法 |
-
1983
- 1983-12-28 JP JP24527883A patent/JPS60140136A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60140136A (ja) | 1985-07-25 |
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