JPH0731096B2 - 光フアイバの群遅延時間差測定方法および測定装置 - Google Patents
光フアイバの群遅延時間差測定方法および測定装置Info
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- JPH0731096B2 JPH0731096B2 JP59169048A JP16904884A JPH0731096B2 JP H0731096 B2 JPH0731096 B2 JP H0731096B2 JP 59169048 A JP59169048 A JP 59169048A JP 16904884 A JP16904884 A JP 16904884A JP H0731096 B2 JPH0731096 B2 JP H0731096B2
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- 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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- G—PHYSICS
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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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバを伝搬する光信号の群遅延特性を
測定する方法および装置に関する。
測定する方法および装置に関する。
光ファイバ内を伝搬する光信号の群遅延特性には、光信
号の波長の変化による群遅延特性（色分散特性）、温度
や長さ方向の引っ張りまたは圧縮応力に起因する群遅延
特性、光ファイバ断面内に複屈折が存在する光ファイバ
の直交偏波モード間の群遅延特性（群遅延差特性）など
がある。
号の波長の変化による群遅延特性（色分散特性）、温度
や長さ方向の引っ張りまたは圧縮応力に起因する群遅延
特性、光ファイバ断面内に複屈折が存在する光ファイバ
の直交偏波モード間の群遅延特性（群遅延差特性）など
がある。
これらの群遅延特性を求めるために、群遅延時間差の測
定が行われる。群遅延時間差を測定する方法としては、
時間領域で測定するパルス法、周波数領域で測定する位
相法または周波数掃引法、さらに、光の干渉縞の鮮明度
が最大となる位置を検出する干渉法などが利用される。
定が行われる。群遅延時間差を測定する方法としては、
時間領域で測定するパルス法、周波数領域で測定する位
相法または周波数掃引法、さらに、光の干渉縞の鮮明度
が最大となる位置を検出する干渉法などが利用される。
パルス法や位相法あるいは周波数掃引法による群遅延時
間差の測定では、測定系の時間分解能や周波数帯域の制
限により、小さい時間差を測定できない欠点があった。
例えば、パルス法により測定できる群遅延差は数十ピコ
秒が限度である。
間差の測定では、測定系の時間分解能や周波数帯域の制
限により、小さい時間差を測定できない欠点があった。
例えば、パルス法により測定できる群遅延差は数十ピコ
秒が限度である。
また、光の干渉を利用する干渉法は、測定可能な群遅延
時間差が0.1ピコ秒程度であり、極めて高い時間分解能
を実現できる。しかし、干渉に用いる光の周波数が同一
であり、干渉縞の鮮明度を光路差の関数として測定する
必要がある。このため、多数のサンプリング点で逐次測
定を行う必要があり、自動的に短時間で測定することが
できない欠点があった。
時間差が0.1ピコ秒程度であり、極めて高い時間分解能
を実現できる。しかし、干渉に用いる光の周波数が同一
であり、干渉縞の鮮明度を光路差の関数として測定する
必要がある。このため、多数のサンプリング点で逐次測
定を行う必要があり、自動的に短時間で測定することが
できない欠点があった。
本発明は、以上の問題点を解決し、時間分解能が高くし
かも自動測定を行うことが可能な、光ファイバの群遅延
時間差測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
かも自動測定を行うことが可能な、光ファイバの群遅延
時間差測定方法および装置を提供することを目的とす
る。
本発明の光ファイバの群遅延時間差測定方法は、光源か
ら出射された光を空間的に二つの光束に分離し、この二
つの光束の少なくも一方を周波数偏移させてこの二つの
光束に周波数差を与え、この周波数差を与えた二つの光
束の少なくとも一方を被測定光ファイバに伝搬させ、こ
の光ファイバに伝搬させた後に二つの光束を干渉させ、
この干渉によるビート信号の強度を測定し、周波数の相
異なる二つの光束を干渉させて得られるビート信号の強
度がコヒーレンス度に比例することを利用して被測定光
ファイバの群遅延時間差を求めることを特徴とする。
ら出射された光を空間的に二つの光束に分離し、この二
つの光束の少なくも一方を周波数偏移させてこの二つの
光束に周波数差を与え、この周波数差を与えた二つの光
束の少なくとも一方を被測定光ファイバに伝搬させ、こ
の光ファイバに伝搬させた後に二つの光束を干渉させ、
この干渉によるビート信号の強度を測定し、周波数の相
異なる二つの光束を干渉させて得られるビート信号の強
度がコヒーレンス度に比例することを利用して被測定光
ファイバの群遅延時間差を求めることを特徴とする。
具体的には、周波数差を与えた二つの光束を互いの偏光
方向を実質的に直交させて被測定光ファイバに伝搬さ
せ、光源から出射されて被測定光ファイバを伝搬した後
に干渉する二つの光束の少なくとも一方の光路長を変化
させてビート信号の強度が最大となる第一の光路差を求
め、周波数差を与えた二つの光束をその偏光方向を実質
的に一致させて被測定光ファイバに伝搬させ、光源から
出射されて被測定光ファイバを伝搬した後に干渉する二
つの光束の少なくとも一方の光路長を変化させてビート
信号の強度が最大となる第二の光路差を求め、第一の光
路差と第二の光路差との差により偏波分散による群遅延
時間差を求める。
方向を実質的に直交させて被測定光ファイバに伝搬さ
せ、光源から出射されて被測定光ファイバを伝搬した後
に干渉する二つの光束の少なくとも一方の光路長を変化
させてビート信号の強度が最大となる第一の光路差を求
め、周波数差を与えた二つの光束をその偏光方向を実質
的に一致させて被測定光ファイバに伝搬させ、光源から
出射されて被測定光ファイバを伝搬した後に干渉する二
つの光束の少なくとも一方の光路長を変化させてビート
信号の強度が最大となる第二の光路差を求め、第一の光
路差と第二の光路差との差により偏波分散による群遅延
時間差を求める。
また、周波数差を与えた二つの光束の一方を被測定光フ
ァイバに伝搬させ、この二つの光束の他方を空気中に伝
搬させ、被測定光ファイバから出力される光束と空気中
を伝搬した光束とを干渉させ、光源から出射されて互い
に異なる光路を経由した後に干渉する二つの光束の光路
長を変化させ、光源から出射された互いに異なる二つの
波長λ１、λ２に対してビート信号がそれぞれ最大とな
る光路長の差により群遅延時間差を求めることもでき
る。
ァイバに伝搬させ、この二つの光束の他方を空気中に伝
搬させ、被測定光ファイバから出力される光束と空気中
を伝搬した光束とを干渉させ、光源から出射されて互い
に異なる光路を経由した後に干渉する二つの光束の光路
長を変化させ、光源から出射された互いに異なる二つの
波長λ１、λ２に対してビート信号がそれぞれ最大とな
る光路長の差により群遅延時間差を求めることもでき
る。
本発明の光ファイバの群遅延時間差測定方法は、一つの
光源と、この光源の出射光を空間的に二つの光束に分離
するとともに、この二つの光束の少なくとも一方を周波
数偏移させてこの二つの光束に周波数差を与える手段
と、この周波数差を与えた二つの光束の少なくとも一方
を被測定光ファイバに伝搬させた後にその二つの光束を
干渉させる手段と、光源から出射されて干渉させる手段
に至る二つの光束の少なくとも一方の光路長を変化させ
てビート信号の強度が最大となる光路差を測定する手段
とを備えたことを特徴とする。
光源と、この光源の出射光を空間的に二つの光束に分離
するとともに、この二つの光束の少なくとも一方を周波
数偏移させてこの二つの光束に周波数差を与える手段
と、この周波数差を与えた二つの光束の少なくとも一方
を被測定光ファイバに伝搬させた後にその二つの光束を
干渉させる手段と、光源から出射されて干渉させる手段
に至る二つの光束の少なくとも一方の光路長を変化させ
てビート信号の強度が最大となる光路差を測定する手段
とを備えたことを特徴とする。
干渉させる手段は、周波数差を与えた二つの光束の偏光
方向が互いに実質的に一致する方向と互いに実質的に直
交する方向とで切り替わるように少なくとも一方の偏光
方向を制御する手段と、この少なくとも一方の偏光方向
を制御した二つの光束を合波して被測定光ファイバに入
射させる手段とを含み、測定する手段は、被測定光ファ
イバに入射する二つの光束の偏光方向が実質的に一致す
る場合と実質的に直交する場合とでそれぞれ測定を繰り
返す手段を含むことがよい。また、これとは別に干渉さ
せる手段は、周波数差を与えた二つの光束の一方を被測
定光ファイバの一端に入射させる手段と、周波数差を与
えた二つの光束の他方の空気中に伝搬させる手段と、被
測定光ファイバの他端から出射される光束と伝搬させる
手段により空気中を伝搬した光束とを合波する手段とを
含み、測定する手段は、光源から出射される互いに異な
る二つの波長λ１、λ２に対してそれぞれ測定を繰り返
す手段を含んでもよい。
方向が互いに実質的に一致する方向と互いに実質的に直
交する方向とで切り替わるように少なくとも一方の偏光
方向を制御する手段と、この少なくとも一方の偏光方向
を制御した二つの光束を合波して被測定光ファイバに入
射させる手段とを含み、測定する手段は、被測定光ファ
イバに入射する二つの光束の偏光方向が実質的に一致す
る場合と実質的に直交する場合とでそれぞれ測定を繰り
返す手段を含むことがよい。また、これとは別に干渉さ
せる手段は、周波数差を与えた二つの光束の一方を被測
定光ファイバの一端に入射させる手段と、周波数差を与
えた二つの光束の他方の空気中に伝搬させる手段と、被
測定光ファイバの他端から出射される光束と伝搬させる
手段により空気中を伝搬した光束とを合波する手段とを
含み、測定する手段は、光源から出射される互いに異な
る二つの波長λ１、λ２に対してそれぞれ測定を繰り返
す手段を含んでもよい。
本発明の光ファイバの群遅延時間差測定方法は、空間的
に分離された二つの光束の一方を周波数偏移させ、この
二つの光束の少なくとも一方を被測定光ファイバに伝搬
させ、この後に二つの光束を干渉させる。光路長に対す
る干渉の強度を観測することにより、群遅延時間差を測
定することができる。
に分離された二つの光束の一方を周波数偏移させ、この
二つの光束の少なくとも一方を被測定光ファイバに伝搬
させ、この後に二つの光束を干渉させる。光路長に対す
る干渉の強度を観測することにより、群遅延時間差を測
定することができる。
本発明では、周波数の相異なる二つの光束を干渉させて
得られるビート信号の強度がコヒーレンス度γに比例
し、さらにこのコヒーレンス度γが二つの光束の伝搬時
間差τ12が零のときに最大値をとるという物理現象を利
用して、光ファイバの群遅延時間差を求める。コヒーレ
ンス度γの特性については、 文献1:Max Born and Emil Wolf,Principles of Optics
（fourth edition）,pp.498−505,Pergamon Press（197
0） 文献2:Robert J.Collier et al.,Optical Holography,p
p140−145,Academic Press（1971） に詳しく説明されている。
得られるビート信号の強度がコヒーレンス度γに比例
し、さらにこのコヒーレンス度γが二つの光束の伝搬時
間差τ12が零のときに最大値をとるという物理現象を利
用して、光ファイバの群遅延時間差を求める。コヒーレ
ンス度γの特性については、 文献1:Max Born and Emil Wolf,Principles of Optics
（fourth edition）,pp.498−505,Pergamon Press（197
0） 文献2:Robert J.Collier et al.,Optical Holography,p
p140−145,Academic Press（1971） に詳しく説明されている。
第１図は本発明第一実施例光ファイバの群遅延時間差測
定装置のブロック構成図である。
定装置のブロック構成図である。
本実施例は、偏波保持光ファイバ８の直交偏波モード間
の群遅延時間差を測定する方法の例である。
の群遅延時間差を測定する方法の例である。
光源１から出力された光は、偏光子２を通過し、光分岐
素子３により二つの光束に分割される。この二つの光束
の一方は、固定鏡４により反射され、半透鏡７を透過し
て偏波保持光ファイバ８に入射する。二つの光束の他方
は、半透鏡７および1/4波長板５を通過して可動鏡６に
より反射され、再び1/4波長板５を通過し、半透鏡７に
より反射されて偏波保持光ファイバ８に入射する。偏波
保持光ファイバ８を透過した光束は、偏光子９を通過し
て光検出器10に入射する。光検出器10は選択レベルメー
タ11に接続される。選択レベルメータ11は記録装置12に
接続される。
素子３により二つの光束に分割される。この二つの光束
の一方は、固定鏡４により反射され、半透鏡７を透過し
て偏波保持光ファイバ８に入射する。二つの光束の他方
は、半透鏡７および1/4波長板５を通過して可動鏡６に
より反射され、再び1/4波長板５を通過し、半透鏡７に
より反射されて偏波保持光ファイバ８に入射する。偏波
保持光ファイバ８を透過した光束は、偏光子９を通過し
て光検出器10に入射する。光検出器10は選択レベルメー
タ11に接続される。選択レベルメータ11は記録装置12に
接続される。
光源１が出力した可干渉性の光は、偏光子２により、光
分岐素子３の主軸に偏光方向が一致した直線偏光とな
る。光分岐素子３は、音響光学的効果等により周波数偏
移を行うことがきる。この光分岐素子３により、偏光子
２を透過した直線偏光が、周波数偏移を受けた第一の光
束と、周波数偏移を受けない第二の光束とに空間的に分
離される。
分岐素子３の主軸に偏光方向が一致した直線偏光とな
る。光分岐素子３は、音響光学的効果等により周波数偏
移を行うことがきる。この光分岐素子３により、偏光子
２を透過した直線偏光が、周波数偏移を受けた第一の光
束と、周波数偏移を受けない第二の光束とに空間的に分
離される。
第一の光束の光路上には固定鏡４が配置されており、第
一の光束がこの固定鏡４により反射される。固定鏡４に
より反射された第一の光束は、半透鏡７を透過して偏波
保持光ファイバ８に入射する。ここで、第一の光束の偏
光方向は、偏波保持光ファイバ８の二つの複屈折軸の一
方と一致している。
一の光束がこの固定鏡４により反射される。固定鏡４に
より反射された第一の光束は、半透鏡７を透過して偏波
保持光ファイバ８に入射する。ここで、第一の光束の偏
光方向は、偏波保持光ファイバ８の二つの複屈折軸の一
方と一致している。
第二の光束は、半透鏡７を透過し、1/4波長板を透過
し、可動鏡６により反射される。可動鏡６は支持台に固
定されており、この支持台はパルスモータあるいはステ
ップモータにより移動可能である。可動鏡６により反射
された光束は、再び1/4波長板５を透過し、半透鏡７に
より反射され、偏波保持光ファイバ８に入射する。
し、可動鏡６により反射される。可動鏡６は支持台に固
定されており、この支持台はパルスモータあるいはステ
ップモータにより移動可能である。可動鏡６により反射
された光束は、再び1/4波長板５を透過し、半透鏡７に
より反射され、偏波保持光ファイバ８に入射する。
上述の二つの光束は、偏波保持光ファイバ８の複屈折軸
方向に一致した偏光方向で、偏波保持光ファイバ８に入
射する。
方向に一致した偏光方向で、偏波保持光ファイバ８に入
射する。
偏光子９は、その主軸方向を調整することにより、偏波
保持光ファイバ８の出射した二つの光束を干渉させる。
光検出器10は、シリコン・アバランシェ光ダイオードま
たはゲルマニューム・アバランシェ光ダイオード等で構
成されており、二つの光束間の干渉で生じるビート信号
を検出する。選択レベルメータ11は、このビート信号の
強度を定量的に測定する。記録装置12はこの測定値を記
録する。記録装置12は、例えばＸ−Ｙレコーダ等を用い
る。
保持光ファイバ８の出射した二つの光束を干渉させる。
光検出器10は、シリコン・アバランシェ光ダイオードま
たはゲルマニューム・アバランシェ光ダイオード等で構
成されており、二つの光束間の干渉で生じるビート信号
を検出する。選択レベルメータ11は、このビート信号の
強度を定量的に測定する。記録装置12はこの測定値を記
録する。記録装置12は、例えばＸ−Ｙレコーダ等を用い
る。
群遅延時間差は、二つの光束間の光路差に対するビート
信号の強度を測定することにより求められる。
信号の強度を測定することにより求められる。
まず、偏波保持光ファイバ８に入射される二つの光束の
偏光方向が直交するように、1/4波長板５の軸を回転さ
せる。これらの直交する二つの光束の偏光方向は、偏波
保持光ファイバ８の二つの複屈折軸方向と一致する。こ
のため二つの光束は、偏波保持光ファイバ８内を伝搬中
に群遅延時間差（偏波分散）を生じる。この群遅延時間
差の生じた二つの光束を干渉させ、これにより生じるビ
ート信号の強度を順次記録する。この測定を、可動鏡６
の位置を移動させながら繰り返す。
偏光方向が直交するように、1/4波長板５の軸を回転さ
せる。これらの直交する二つの光束の偏光方向は、偏波
保持光ファイバ８の二つの複屈折軸方向と一致する。こ
のため二つの光束は、偏波保持光ファイバ８内を伝搬中
に群遅延時間差（偏波分散）を生じる。この群遅延時間
差の生じた二つの光束を干渉させ、これにより生じるビ
ート信号の強度を順次記録する。この測定を、可動鏡６
の位置を移動させながら繰り返す。
次に、1/4波長板５の軸を回転させ、二つの光束の偏光
方向を一致させる。すなわち、1/4波長板５の主軸と、1
/4波長板５に入射する光束の偏光方向とを一致させる。
これにより二つの光束は、偏波保持光ファイバ８の同一
複屈折軸方向の偏波モードとして伝搬される。したがっ
て、この場合には群遅延時間差を生じない。このときの
ビート信号の測定を、可動鏡６の位置を移動させながら
繰り返す。
方向を一致させる。すなわち、1/4波長板５の主軸と、1
/4波長板５に入射する光束の偏光方向とを一致させる。
これにより二つの光束は、偏波保持光ファイバ８の同一
複屈折軸方向の偏波モードとして伝搬される。したがっ
て、この場合には群遅延時間差を生じない。このときの
ビート信号の測定を、可動鏡６の位置を移動させながら
繰り返す。
以上の二つの測定において、ビート信号が最大となる位
置の光路差を測定し、これにより群遅延時間差を求める
ことができる。
置の光路差を測定し、これにより群遅延時間差を求める
ことができる。
本測定方法を式を用いて説明する。
光検出器10で検出される光強度Ｉは、 Ｉ＝I1＋I2 ＋２×（I1I2）1/2｜γ（τ12）｜ ×cosδ12cosΩ ……（１） （j2＝−１） として表される。ここで、I1、I2は二つの光束の光強
度、｜γ（τ12）｜は光源により決定されるコヒーレン
ス度でありτ12の関数、τ12は二つの光束の間の光源１
から光検出器10までの伝搬時間差、δ12は二つの光束の
間の位相差、Ωは二つの光束間の偏光面間の角度であ
る。γ（τ12）は既知の関数であり、τ12＝０で最大値
をとることが知られている。
度、｜γ（τ12）｜は光源により決定されるコヒーレン
ス度でありτ12の関数、τ12は二つの光束の間の光源１
から光検出器10までの伝搬時間差、δ12は二つの光束の
間の位相差、Ωは二つの光束間の偏光面間の角度であ
る。γ（τ12）は既知の関数であり、τ12＝０で最大値
をとることが知られている。
二つの光束の複素振幅をE1、E2とすると、 E1＝a1exp j〔２πft＋φ１〕 ……（２） E2＝a2exp j ×〔２π（ｆ＋Δｆ）ｔ＋φ２〕 ……（３） と表すことができる。ここで、a1、a2は複素振幅E1、E2
のそれぞれの振幅、ｆは光の周波数、Δｆは周波数偏移
量、ｔは時間、φ１、φ２はそれぞれの位相である。
のそれぞれの振幅、ｆは光の周波数、Δｆは周波数偏移
量、ｔは時間、φ１、φ２はそれぞれの位相である。
（２）式および（３）式から（１）式の位相差δ12は、 δ12＝２πΔft＋（φ２−φ１） ……（４） となる。ここで、 I1＝αI0 I2＝（１−α）I0 とする（ただし０＜α＜１）と、（１）式の交流成分Ｉ
（ｔ）は、 Ｉ（ｔ）＝２×I0|γ（τ12）｜ ×｛α（１−α）｝1/2cosΩ ×cos〔２πΔft＋（φ２−φ１）〕 ……（５） となる。各部の配置を調整して α＝0.5 cosΩ＝１ とすることにより（５）式は、 Ｉ（ｔ）＝I0|γ（τ12）|2 ×cos〔２πΔft＋（φ２−φ１）〕 ……（６） となる。この式は、コヒーレンス度｜γ（τ12）｜で振
幅変調されたビート信号を示す。
（ｔ）は、 Ｉ（ｔ）＝２×I0|γ（τ12）｜ ×｛α（１−α）｝1/2cosΩ ×cos〔２πΔft＋（φ２−φ１）〕 ……（５） となる。各部の配置を調整して α＝0.5 cosΩ＝１ とすることにより（５）式は、 Ｉ（ｔ）＝I0|γ（τ12）|2 ×cos〔２πΔft＋（φ２−φ１）〕 ……（６） となる。この式は、コヒーレンス度｜γ（τ12）｜で振
幅変調されたビート信号を示す。
したがって、偏波分散が生じている（二つの光束の偏波
方向が直交）ときのビート信号が最大となる位置と、偏
波分散が生じない（二つの光束の偏波方向が一致）とき
のビート信号の強度が最大となる位置との差を求めるこ
とにより、偏波分散による群遅延時間差を求めることが
できる。すなわち、この位置の差を2dmaxとし、自由空
間の光速をｃとし、偏波保持光ファイバ８の長さをＬと
すると、偏波分散による群遅延時間差τｐは、 として算出することができる。
方向が直交）ときのビート信号が最大となる位置と、偏
波分散が生じない（二つの光束の偏波方向が一致）とき
のビート信号の強度が最大となる位置との差を求めるこ
とにより、偏波分散による群遅延時間差を求めることが
できる。すなわち、この位置の差を2dmaxとし、自由空
間の光速をｃとし、偏波保持光ファイバ８の長さをＬと
すると、偏波分散による群遅延時間差τｐは、 として算出することができる。
第２図は、本実施例により実測された光路長に対するビ
ート信号強度を示す図である。
ート信号強度を示す図である。
第２図の上部は同一偏波モード間の干渉により得られた
ビート信号強度であり、下部は直交偏波モード間の干渉
で得られたビート信号強度である。ビート信号が最大と
なる光路長差は22.13mmであり、実測群遅延時間差は
（７）式により、 τpL＝73.76〔ピコ秒〕 となる。
ビート信号強度であり、下部は直交偏波モード間の干渉
で得られたビート信号強度である。ビート信号が最大と
なる光路長差は22.13mmであり、実測群遅延時間差は
（７）式により、 τpL＝73.76〔ピコ秒〕 となる。
第３図は本発明第二実施例光ファイバの群遅延時間差測
定装置のブロック構成図である。
定装置のブロック構成図である。
本実施例は、分散を無視できる空気中を伝搬する光束
と、被測定光ファイバ13中を伝搬する光束との群遅延時
間差を測定する方法の例である。
と、被測定光ファイバ13中を伝搬する光束との群遅延時
間差を測定する方法の例である。
光源１から出力された光は、光分岐素子３により二つの
光束に分割される。
光束に分割される。
この二つの光束の一方は、被測定光ファイバ13に入射さ
れ、被測定光ファイバ13を伝搬し、半透鏡17および偏光
子９を透過して、光検出器10に入射する。
れ、被測定光ファイバ13を伝搬し、半透鏡17および偏光
子９を透過して、光検出器10に入射する。
もう一方の光束は、固定鏡14、15、16により反射され、
半透鏡17を透過し、可動鏡18により反射され、半透鏡17
により反射され、偏光子９を透過して、光検出器10に入
射する。
半透鏡17を透過し、可動鏡18により反射され、半透鏡17
により反射され、偏光子９を透過して、光検出器10に入
射する。
光検出器10は選択レベルメータ11に接続される。選択レ
ベルメータ11は記録装置12に接続される。
ベルメータ11は記録装置12に接続される。
光分岐素子３は音響光学的効果等により周波数偏移を行
う。
う。
本実施例において、隣接する二つの波長をλ１、λ２と
し、二つの波長に対するビート信号が最大となる可動鏡
18の移動量を2d12とすると、（７）式の2dmaxに2d12を
代入して群遅延時間差を求めることができる。さらに、
この群遅延時間差により色分散Ｄを、 として求めることができる。
し、二つの波長に対するビート信号が最大となる可動鏡
18の移動量を2d12とすると、（７）式の2dmaxに2d12を
代入して群遅延時間差を求めることができる。さらに、
この群遅延時間差により色分散Ｄを、 として求めることができる。
本実施例において、波長を固定し、被測定光ファイバ13
を高温槽に入れて温度を変化させることにより、温度変
化にともなう群遅延時間差の変化を測定することができ
る。さらに、引張り試験機等により、被測定光ファイバ
13に引張り応力や圧縮応力を加え、これらの応力による
群遅延時間差の変化を測定することもできる。
を高温槽に入れて温度を変化させることにより、温度変
化にともなう群遅延時間差の変化を測定することができ
る。さらに、引張り試験機等により、被測定光ファイバ
13に引張り応力や圧縮応力を加え、これらの応力による
群遅延時間差の変化を測定することもできる。
以上説明したように、本発明光ファイバの群遅延時間差
測定方法により、時間分解能がサブピコ秒程度と極めて
小さく、被測定光ファイバの長さに関わらず、高精度に
群速度を測定できる効果がある。本発明の測定方法は、
種々の群遅延時間差の測定に実施できる。
測定方法により、時間分解能がサブピコ秒程度と極めて
小さく、被測定光ファイバの長さに関わらず、高精度に
群速度を測定できる効果がある。本発明の測定方法は、
種々の群遅延時間差の測定に実施できる。
第１図は本発明第一実施例光ファイバの群遅延時間差測
定装置のブロック構成図。 第２図は光路長に対するビート信号強度の実測値を示す
図。 第３図は本発明第二実施例光ファイバの群遅延時間差測
定装置のブロック構成図。 １……光源、２……偏光子、３……光分岐素子、４……
固定鏡、５……1/4波長板、６……可動鏡、７……半透
鏡、８……偏波保持光ファイバ、９……偏光子、10……
光検出器、11……選択レベルメータ、12……記録装置、
13……被測定光ファイバ、14、15、16……固定鏡、17…
…半透鏡、18……可動鏡。
定装置のブロック構成図。 第２図は光路長に対するビート信号強度の実測値を示す
図。 第３図は本発明第二実施例光ファイバの群遅延時間差測
定装置のブロック構成図。 １……光源、２……偏光子、３……光分岐素子、４……
固定鏡、５……1/4波長板、６……可動鏡、７……半透
鏡、８……偏波保持光ファイバ、９……偏光子、10……
光検出器、11……選択レベルメータ、12……記録装置、
13……被測定光ファイバ、14、15、16……固定鏡、17…
…半透鏡、18……可動鏡。
Claims (6)
- 【請求項１】光源から出射された光を空間的に二つの光
束に分離し、 この二つの光束の少なくとも一方を周波数偏移させてこ
の二つの光束に周波数差を与え、 この周波数差を与えた二つの光束の少なくとも一方を被
測定光ファイバに伝搬させ、 この光ファイバに伝搬させた後に上記二つの光束を干渉
させ、 この干渉によるビート信号の強度を測定し、 周波数の相異なる二つの光束を干渉させて得られるビー
ト信号の強度がコヒーレンス度に比例することを利用し
て上記被測定光ファイバの群遅延時間差を求める 光ファイバの群遅延時間差測定方法。 - 【請求項２】上記周波数差を与えた二つの光束を互いの
偏光方向を実質的に直交させて上記被測定光ファイバに
伝搬させ、上記光源から出射されて上記被測定光ファイ
バを伝搬した後に干渉する二つの光束の少なくとも一方
の光路長を変化させてビート信号の強度が最大となる第
一の光路差を求め、 上記周波数差を与えた二つの光束をその偏光方向を実質
的に一致させて上記被測定光ファイバに伝搬させ、上記
光源から出射されて上記被測定光ファイバを伝搬した後
に干渉する二つの光束の少なくとも一方の光路長を変化
させてビート信号の強度が最大となる第二の光路差を求
め、 上記第一の光路差と上記第二の光路差との差により偏波
分散による群遅延時間差を求める 特許請求の範囲第１項記載の光ファイバの群遅延時間差
測定方法。 - 【請求項３】上記周波数差を与えた二つの光束の一方を
被測定光ファイバに伝搬させ、この二つの光束の他方を
空気中に伝搬させ、 上記被測定光ファイバから出力される光束と空気中を伝
搬した光束とを干渉させ、 上記光源から出射されて互いに異なる光路を経由した後
に干渉する二つの光束の光路長を変化させ、 上記光源から出射された互いに異なる二つの波長λ１、
λ２に対してビート信号がそれぞれ最大となる光路長の
差により群遅延時間差を求める 特許請求の範囲第１項記載の光ファイバの群遅延時間差
測定方法。 - 【請求項４】一つの光源と、 この光源の出射光を空間的に二つの光束に分離するとと
もに、この二つの光束の少なくとも一方を周波数偏移さ
せてこの二つの光束に周波数差を与える手段と、 この周波数差を与えた二つの光束の少なくとも一方を被
測定光ファイバに伝搬させた後にその二つの光束を干渉
させる手段と、 上記光源から出射されて上記干渉させる手段に至る二つ
の光束の少なくとも一方の光路長を変化させてビート信
号の強度が最大となる光路差を測定する手段と を備えたことを特徴とする光ファイバの群遅延時間差測
定装置。 - 【請求項５】上記干渉させる手段は、上記周波数差を与
えた二つの光束の偏光方向が互いに実質的に一致する方
向と互いに実質的に直交する方向とで切り替わるように
少なくとも一方の偏光方向を制御する手段と、この少な
くとも一方の偏光方向を制御した二つの光束を合成して
上記被測定光ファイバに入射させる手段とを含み、 上記測定する手段は、上記被測定光ファイバに入射する
二つの光束の偏光方向が実質的に一致する場合と実質的
に直交する場合とでそれぞれ測定を繰り返す手段を含む 特許請求の範囲第４項記載の光ファイバの群遅延時間差
測定装置。 - 【請求項６】上記干渉させる手段は、上記周波数差を与
えた二つの光束の一方を上記被測定光ファイバの一端に
入射させる手段と、上記周波数差を与えた二つの光束の
他方を空気中に伝搬させる手段と、上記被測定光ファイ
バの他端から出射される光束と上記伝搬させる手段によ
り空気中を伝搬した光束とを合波する手段とを含み、 上記測定する手段は、上記光源から出射される互いに異
なる二つの波長λ１、λ２に対してそれぞれ測定を繰り
返す手段を含む 特許請求の範囲第４項記載の光ファイバの群遅延時間差
測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169048A JPH0731096B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光フアイバの群遅延時間差測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59169048A JPH0731096B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光フアイバの群遅延時間差測定方法および測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6147533A JPS6147533A (ja) | 1986-03-08 |
| JPH0731096B2 true JPH0731096B2 (ja) | 1995-04-10 |
Family
ID=15879354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59169048A Expired - Lifetime JPH0731096B2 (ja) | 1984-08-13 | 1984-08-13 | 光フアイバの群遅延時間差測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0731096B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6352034A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-05 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 単一モ−ド光フアイバの測定方法および装置 |
| JP3749646B2 (ja) | 2000-02-21 | 2006-03-01 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 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 |
| CN115597505B (zh) * | 2022-10-17 | 2025-12-19 | 领纤科技(南通)有限公司 | 反谐振空芯光纤尺寸参数测量系统及测量方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5724836A (en) * | 1980-07-22 | 1982-02-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Measurement of group delay time difference by mode groups for multimode optical fiber scope |
-
1984
- 1984-08-13 JP JP59169048A patent/JPH0731096B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6147533A (ja) | 1986-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |