JPH085461A - 偏光依存損失の計算方法および測定装置 - Google Patents
偏光依存損失の計算方法および測定装置Info
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- JPH085461A JPH085461A JP6309401A JP30940194A JPH085461A JP H085461 A JPH085461 A JP H085461A JP 6309401 A JP6309401 A JP 6309401A JP 30940194 A JP30940194 A JP 30940194A JP H085461 A JPH085461 A JP H085461A
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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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- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
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- G01M11/337—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 by measuring polarization dependent loss [PDL]
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/21—Polarisation-affecting properties
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）を、４つの
測定値しか要しない決定論的な方法で計算する。 【構成】 測定値は相異なる入力偏光状態を用いて得ら
れる。各偏光状態は別個でありその少なくとも１つは楕
円偏光である。試験セットは光信号を発生する光源を含
む。偏光コントローラが、４つの既知の偏光状態のうち
の１つを有する偏光入力信号を生成する。接続手段が、
その偏光信号を光素子すなわち試験中のデバイス（ＤＵ
Ｔ）に送る。パワーメータが、試験中の光素子からの偏
光信号を受信し、ＤＵＴからの偏光信号の強度を決定す
る。モータまたは類似のアクチュエータ手段が、４つの
既知の偏光状態にわたって偏光コントローラを巡回させ
る。コントローラは、４つの既知の偏光状態に対する偏
光信号の測定強度に基づいて光素子のＰＤＬを計算す
る。
測定値しか要しない決定論的な方法で計算する。 【構成】 測定値は相異なる入力偏光状態を用いて得ら
れる。各偏光状態は別個でありその少なくとも１つは楕
円偏光である。試験セットは光信号を発生する光源を含
む。偏光コントローラが、４つの既知の偏光状態のうち
の１つを有する偏光入力信号を生成する。接続手段が、
その偏光信号を光素子すなわち試験中のデバイス（ＤＵ
Ｔ）に送る。パワーメータが、試験中の光素子からの偏
光信号を受信し、ＤＵＴからの偏光信号の強度を決定す
る。モータまたは類似のアクチュエータ手段が、４つの
既知の偏光状態にわたって偏光コントローラを巡回させ
る。コントローラは、４つの既知の偏光状態に対する偏
光信号の測定強度に基づいて光素子のＰＤＬを計算す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学の分野に関し、特
に、光素子の偏光依存損失を測定する方法および装置に
関する。
に、光素子の偏光依存損失を測定する方法および装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】光信号が光素子に入力されると、挿入損
失が生じる。挿入損失の一部は入力偏光状態の関数とし
て変化し、偏光依存損失（ＰＤＬ）として知られてい
る。ＰＤＬは光伝送システムにおいて信号劣化を引き起
こす。アイソレータおよびカプラのような多くの光素子
はＰＤＬを示す。光素子のＰＤＬを正確に測定し、光シ
ステムでそれを使用することが適当かどうかを判断する
のが望ましい。
失が生じる。挿入損失の一部は入力偏光状態の関数とし
て変化し、偏光依存損失（ＰＤＬ）として知られてい
る。ＰＤＬは光伝送システムにおいて信号劣化を引き起
こす。アイソレータおよびカプラのような多くの光素子
はＰＤＬを示す。光素子のＰＤＬを正確に測定し、光シ
ステムでそれを使用することが適当かどうかを判断する
のが望ましい。
【０００３】従来技術によれば、ＰＤＬを約０．０１ｄ
Ｂの精度まで測定することが可能である。しかし、数千
キロメートルに広がり伝送路に沿って配置された多くの
光素子を含む光伝送システムでは、素子あたり０．０１
ｄＢのＰＤＬは信号品質にかなりの悪影響を与えること
がある。従って、光素子をより正確に選別することがで
きるようにＰＤＬを測定する精度を向上させて、光シス
テムで光素子を使用することが適当かどうかを判断する
のが望ましい。
Ｂの精度まで測定することが可能である。しかし、数千
キロメートルに広がり伝送路に沿って配置された多くの
光素子を含む光伝送システムでは、素子あたり０．０１
ｄＢのＰＤＬは信号品質にかなりの悪影響を与えること
がある。従って、光素子をより正確に選別することがで
きるようにＰＤＬを測定する精度を向上させて、光シス
テムで光素子を使用することが適当かどうかを判断する
のが望ましい。
【０００４】従来のＰＤＬ測定技術では、レーザ、手動
の偏光コントローラ、およびパワーメータを含む試験セ
ットを使用している。偏光コントローラは、レーザから
の光信号の偏光を、広範囲の偏光状態から手動で調節す
るために使用される。次に、パワーメータを使用して、
最大および最小の信号伝送に対して、試験中のデバイス
（ＤＵＴ）の出力をモニタする。ＰＤＬ測定誤差は、３
つの主要な原因、すなわち、（１）レーザの安定性、
（２）手動偏光コントローラの調整に付随するファイバ
ベンド損失、および（３）パワーメータ（検出器）のＰ
ＤＬ、に帰着することができる。
の偏光コントローラ、およびパワーメータを含む試験セ
ットを使用している。偏光コントローラは、レーザから
の光信号の偏光を、広範囲の偏光状態から手動で調節す
るために使用される。次に、パワーメータを使用して、
最大および最小の信号伝送に対して、試験中のデバイス
（ＤＵＴ）の出力をモニタする。ＰＤＬ測定誤差は、３
つの主要な原因、すなわち、（１）レーザの安定性、
（２）手動偏光コントローラの調整に付随するファイバ
ベンド損失、および（３）パワーメータ（検出器）のＰ
ＤＬ、に帰着することができる。
【０００５】米国特許出願第０７／９９９，０８０号
（出願日：１９９２年１２月３１日）には、パワーメー
タのＰＤＬを減少させる手段が開示されている。脱偏光
子(depolarizer)（非ポンプエルビウムドープファイ
バ）が、ＤＵＴとパワーメータの間に挿入される。脱偏
光子は、偏光を、長波長の非偏光の増幅された自然放出
に変換する。非偏光の増幅された自然放出は、パワーメ
ータのＰＤＬの効果を縮小する。
（出願日：１９９２年１２月３１日）には、パワーメー
タのＰＤＬを減少させる手段が開示されている。脱偏光
子(depolarizer)（非ポンプエルビウムドープファイ
バ）が、ＤＵＴとパワーメータの間に挿入される。脱偏
光子は、偏光を、長波長の非偏光の増幅された自然放出
に変換する。非偏光の増幅された自然放出は、パワーメ
ータのＰＤＬの効果を縮小する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この米国出願に開示さ
れているシステムはＰＤＬ測定技術を改良したが、欠点
が残っている。現在のＰＤＬ測定技術は経験的である。
例えば、偏光コントローラは、ＤＵＴを通して最大およ
び最小の信号伝送を探索して偏光範囲にわたって光信号
を少しずつ調節するために使用される。実質上すべての
偏光状態（ＳＯＰ）における測定にかかわる自動探索も
提案されているが、この探索は通常は手動で行われる。
この探索は、手動か自動かにかかわらず、離散的な増分
で行われるため、実際の（絶対的な）最大点および最小
点が見落とされる可能性がある。
れているシステムはＰＤＬ測定技術を改良したが、欠点
が残っている。現在のＰＤＬ測定技術は経験的である。
例えば、偏光コントローラは、ＤＵＴを通して最大およ
び最小の信号伝送を探索して偏光範囲にわたって光信号
を少しずつ調節するために使用される。実質上すべての
偏光状態（ＳＯＰ）における測定にかかわる自動探索も
提案されているが、この探索は通常は手動で行われる。
この探索は、手動か自動かにかかわらず、離散的な増分
で行われるため、実際の（絶対的な）最大点および最小
点が見落とされる可能性がある。
【０００７】手動探索は、偏光範囲にわたって光信号を
手動で調節するのに要する退屈なプロセスから生じるオ
ペレータの疲労という欠点も有する。オペレータの疲労
は測定誤差につながる。
手動で調節するのに要する退屈なプロセスから生じるオ
ペレータの疲労という欠点も有する。オペレータの疲労
は測定誤差につながる。
【０００８】勾配探索手順に関するさらに高度な技術も
実行可能と思われているが、この方法の主要な欠点は、
時間がかかる可能性があることである。例えば、ポアン
カレ球上の点は、試験入力として使用すべきサンプリン
グされたＳＯＰを表すことができる。経度および緯度で
１０°ごとにサンプリングした場合、約６００個の測定
値がサンプル集合を形成する。これは非常に長時間を要
する可能性があるため、製造時の試験手順としては魅力
的ではない。さらに、正確なＰＤＬ測定のためには、サ
ンプルＳＯＰを生成するために使用される波長板にはＰ
ＤＬがないことを保証しなければならない。
実行可能と思われているが、この方法の主要な欠点は、
時間がかかる可能性があることである。例えば、ポアン
カレ球上の点は、試験入力として使用すべきサンプリン
グされたＳＯＰを表すことができる。経度および緯度で
１０°ごとにサンプリングした場合、約６００個の測定
値がサンプル集合を形成する。これは非常に長時間を要
する可能性があるため、製造時の試験手順としては魅力
的ではない。さらに、正確なＰＤＬ測定のためには、サ
ンプルＳＯＰを生成するために使用される波長板にはＰ
ＤＬがないことを保証しなければならない。
【０００９】
【課題を解決するための手段】光素子の偏光依存損失
（ＰＤＬ）は、４つの測定値しか要しない決定論的な方
法で計算される。各測定値は、相異なる入力偏光状態を
使用して取得される。各偏光状態は別のものであり、偏
光状態のうちの少なくとも１つは楕円偏光である。
（ＰＤＬ）は、４つの測定値しか要しない決定論的な方
法で計算される。各測定値は、相異なる入力偏光状態を
使用して取得される。各偏光状態は別のものであり、偏
光状態のうちの少なくとも１つは楕円偏光である。
【００１０】本発明の試験セットは光信号を発生する光
源を含む。偏光コントローラが、４つの既知の偏光状態
のうちの１つを有する偏光入力信号を生成する。接続手
段が、その偏光信号を光素子すなわち試験中のデバイス
（ＤＵＴ）に送る。パワーメータが、試験中の光素子か
らの偏光信号を受信し、ＤＵＴからの偏光信号の強度を
決定する。
源を含む。偏光コントローラが、４つの既知の偏光状態
のうちの１つを有する偏光入力信号を生成する。接続手
段が、その偏光信号を光素子すなわち試験中のデバイス
（ＤＵＴ）に送る。パワーメータが、試験中の光素子か
らの偏光信号を受信し、ＤＵＴからの偏光信号の強度を
決定する。
【００１１】モータまたは類似のアクチュエータ手段
が、４つの既知の偏光状態にわたって偏光コントローラ
を巡回させる。コントローラは、４つの既知の偏光状態
に対する偏光信号の測定強度に基づいて光素子のＰＤＬ
を計算する。コントローラは、モータを制御して入力信
号の偏光状態を変化させることも可能である。
が、４つの既知の偏光状態にわたって偏光コントローラ
を巡回させる。コントローラは、４つの既知の偏光状態
に対する偏光信号の測定強度に基づいて光素子のＰＤＬ
を計算する。コントローラは、モータを制御して入力信
号の偏光状態を変化させることも可能である。
【００１２】好ましい実施例では、脱偏光子はＤＵＴと
パワーメータの間に配置される。脱偏光子は、偏光信号
を完全に吸収しその偏光信号から非偏光増幅自然放出を
生成するのに十分な長さを有する非ポンプドープ光ファ
イバである。パワーメータで強度を測定する前に信号を
脱偏光することによって、パワーメータのＰＤＬによっ
て引き起こされる誤差は大幅に減少する（すなわち、現
在の測定能力以下の水準にまで減少する）。
パワーメータの間に配置される。脱偏光子は、偏光信号
を完全に吸収しその偏光信号から非偏光増幅自然放出を
生成するのに十分な長さを有する非ポンプドープ光ファ
イバである。パワーメータで強度を測定する前に信号を
脱偏光することによって、パワーメータのＰＤＬによっ
て引き起こされる誤差は大幅に減少する（すなわち、現
在の測定能力以下の水準にまで減少する）。
【００１３】好ましい実施例では、光源は、レーザ、第
１の光アイソレータ、干渉バンドパスフィルタ、および
第２の光アイソレータを含む。偏光コントローラは、レ
ーザからの光信号を受信するように接続された第１の偏
光コントローラを含む。第１の偏光コントローラは、固
定した偏光子、４分の１波長板、および半波長板を含
む。第２の偏光コントローラが、レーザと第１の偏光コ
ントローラの間に挿入される。第２の偏光コントローラ
は、第１の偏光コントローラの固定した偏光子を透過す
る光信号を最大にするように手動で調節される。
１の光アイソレータ、干渉バンドパスフィルタ、および
第２の光アイソレータを含む。偏光コントローラは、レ
ーザからの光信号を受信するように接続された第１の偏
光コントローラを含む。第１の偏光コントローラは、固
定した偏光子、４分の１波長板、および半波長板を含
む。第２の偏光コントローラが、レーザと第１の偏光コ
ントローラの間に挿入される。第２の偏光コントローラ
は、第１の偏光コントローラの固定した偏光子を透過す
る光信号を最大にするように手動で調節される。
【００１４】本発明の方法は以下のステップを含む。光
信号は第１の既知の偏光状態を有する信号を生成するよ
うに偏光される。この第１の偏光信号はＤＵＴを透過し
て第１の出力信号となる。第１の出力信号の強度Ｔ0,a
が測定される。これらのステップが、第２、第３および
第４の偏光状態に対して繰り返され、それぞれの強度Ｔ
0,b、Ｔ0,cおよびＴ0,dを生成する。第１、第２、第３
および第４の偏光状態はそれぞれ別個のものである。こ
れらの偏光状態のうちの少なくとも１つは楕円偏光（直
線偏光でない）である。
信号は第１の既知の偏光状態を有する信号を生成するよ
うに偏光される。この第１の偏光信号はＤＵＴを透過し
て第１の出力信号となる。第１の出力信号の強度Ｔ0,a
が測定される。これらのステップが、第２、第３および
第４の偏光状態に対して繰り返され、それぞれの強度Ｔ
0,b、Ｔ0,cおよびＴ0,dを生成する。第１、第２、第３
および第４の偏光状態はそれぞれ別個のものである。こ
れらの偏光状態のうちの少なくとも１つは楕円偏光（直
線偏光でない）である。
【００１５】試験中の光素子の透過率はミュラー行列に
よって表現される。出力強度Ｔ0は、ミュラー行列の第
１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、およびｍ03と、偏光入力
信号を表すストークスベクトルとの積である。従って、
ミュラー行列の第１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、および
ｍ03の値を計算するために強度Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0,cお
よびＴ0,dを使用することができる。これらの値が計算
されると、試験中の光素子のＰＤＬは次式を使用して計
算される。
よって表現される。出力強度Ｔ0は、ミュラー行列の第
１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、およびｍ03と、偏光入力
信号を表すストークスベクトルとの積である。従って、
ミュラー行列の第１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、および
ｍ03の値を計算するために強度Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0,cお
よびＴ0,dを使用することができる。これらの値が計算
されると、試験中の光素子のＰＤＬは次式を使用して計
算される。
【数１】
【００１６】好ましい実施例では、試験セットは較正さ
れ、ＰＤＬ計算からドリフトやその他の試験測定誤差を
除去するために、基準信号を使用して強度測定値を規格
化する。基準信号は、接続手段において各偏光信号の一
部を取り出すことによって形成される。この基準信号
は、４つの偏光状態のそれぞれに対するＤＵＴにおける
入力パワーの変化を決定するためにパワーメータによっ
て使用される。ＤＵＴからの信号の強度および基準信号
の強度はパワーメータによって比モードで測定される。
光信号の強度を測定する前に、信号は、パワーメータに
よって導入されるＰＤＬ誤差を除去するために脱偏光さ
れる。
れ、ＰＤＬ計算からドリフトやその他の試験測定誤差を
除去するために、基準信号を使用して強度測定値を規格
化する。基準信号は、接続手段において各偏光信号の一
部を取り出すことによって形成される。この基準信号
は、４つの偏光状態のそれぞれに対するＤＵＴにおける
入力パワーの変化を決定するためにパワーメータによっ
て使用される。ＤＵＴからの信号の強度および基準信号
の強度はパワーメータによって比モードで測定される。
光信号の強度を測定する前に、信号は、パワーメータに
よって導入されるＰＤＬ誤差を除去するために脱偏光さ
れる。
【００１７】
【実施例】発明者は、光素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）
を測定するための決定論的方法を発明した。この方法
は、試験中のデバイス（ＤＵＴ）のミュラー行列表現を
使用する。ＤＵＴのＰＤＬを特徴づけるために４個の測
定値が取られる。各測定値は別個の既知の偏光状態（Ｓ
ＯＰ）を有する入力信号に関係する。入力信号のうちの
少なくとも１つは楕円（すなわち、直線でない）ＳＯＰ
を有しなければならない。これらのＳＯＰのそれぞれに
対するＤＵＴからの出力信号の強度が測定される。これ
らの強度は、ミュラー行列の第１行の要素ｍ00、ｍ01、
ｍ02、およびｍ03を計算するために使用される。これら
の第１行要素は、次式を使用して試験中の光素子のＰＤ
Ｌを計算するために使用される。
を測定するための決定論的方法を発明した。この方法
は、試験中のデバイス（ＤＵＴ）のミュラー行列表現を
使用する。ＤＵＴのＰＤＬを特徴づけるために４個の測
定値が取られる。各測定値は別個の既知の偏光状態（Ｓ
ＯＰ）を有する入力信号に関係する。入力信号のうちの
少なくとも１つは楕円（すなわち、直線でない）ＳＯＰ
を有しなければならない。これらのＳＯＰのそれぞれに
対するＤＵＴからの出力信号の強度が測定される。これ
らの強度は、ミュラー行列の第１行の要素ｍ00、ｍ01、
ｍ02、およびｍ03を計算するために使用される。これら
の第１行要素は、次式を使用して試験中の光素子のＰＤ
Ｌを計算するために使用される。
【数２】
【００１８】以下で本発明の好ましい実施例について説
明する。
明する。
【００１９】本発明の試験セット１００を図１に示す。
試験セット１００は、光源１０２、偏光コントローラ１
０４、光タップ１０６、脱偏光子１０８、およびパワー
メータ（検出器）１１０を含む。ＤＵＴ１１２は、光タ
ップ１０６と脱偏光子１０８の間に接続される。すべて
の素子は融解接合光ファイバによって接続される。電子
コントローラ１１８は、試験セット１００を使用したＰ
ＤＬ測定を自動化するために偏光コントローラ１０４お
よびパワーメータ１１０に電気的に接続される。
試験セット１００は、光源１０２、偏光コントローラ１
０４、光タップ１０６、脱偏光子１０８、およびパワー
メータ（検出器）１１０を含む。ＤＵＴ１１２は、光タ
ップ１０６と脱偏光子１０８の間に接続される。すべて
の素子は融解接合光ファイバによって接続される。電子
コントローラ１１８は、試験セット１００を使用したＰ
ＤＬ測定を自動化するために偏光コントローラ１０４お
よびパワーメータ１１０に電気的に接続される。
【００２０】試験入力と出力が直接接続される（すなわ
ち、ＤＵＴが存在しない）場合、試験セット１００は
０．００１ｄＢ以下の残留ＰＤＬを有する。温度が一定
に保持されれば、±０．００１ｄＢの再現性を有する測
定値が取得可能であり、従来の経験的ＰＤＬ測定技術よ
りも１桁の改善が得られる。
ち、ＤＵＴが存在しない）場合、試験セット１００は
０．００１ｄＢ以下の残留ＰＤＬを有する。温度が一定
に保持されれば、±０．００１ｄＢの再現性を有する測
定値が取得可能であり、従来の経験的ＰＤＬ測定技術よ
りも１桁の改善が得られる。
【００２１】［光源１０２］光源１０２は、分布帰還
（ＤＦＢ）レーザ１２０、光アイソレータ１２２、１２
６、干渉バンドパスフィルタ１２４および変調器１２８
を含む。レーザ１２０、光アイソレータ１２２、１２６
およびバンドパスフィルタ１２５は融解接合光ファイバ
によって接続される。変調器はレーザ１２０に電気的に
接続される。
（ＤＦＢ）レーザ１２０、光アイソレータ１２２、１２
６、干渉バンドパスフィルタ１２４および変調器１２８
を含む。レーザ１２０、光アイソレータ１２２、１２６
およびバンドパスフィルタ１２５は融解接合光ファイバ
によって接続される。変調器はレーザ１２０に電気的に
接続される。
【００２２】レーザ１２０は、脱偏光子１０８（後述）
の吸収帯域幅内の光エネルギーを発生する。変調器１２
８は、レーザのコヒーレンス長を縮小するために１０Ｍ
Ｈｚでレーザ１２０を変調する。この配置はレーザ１２
０に２分間隔で０．００２ｄＢ変動以下の安定性を与え
る。しかし、この変動は、後述のように、基準チャネル
１１６の使用によって比をとられるため、ＰＤＬ測定精
度には悪影響を及ぼさない。
の吸収帯域幅内の光エネルギーを発生する。変調器１２
８は、レーザのコヒーレンス長を縮小するために１０Ｍ
Ｈｚでレーザ１２０を変調する。この配置はレーザ１２
０に２分間隔で０．００２ｄＢ変動以下の安定性を与え
る。しかし、この変動は、後述のように、基準チャネル
１１６の使用によって比をとられるため、ＰＤＬ測定精
度には悪影響を及ぼさない。
【００２３】バンドパスフィルタ１２４は１．５ｎｍ
（ナノメートル）の通過帯域を有する。バンドパスフィ
ルタ１２４は、レーザ１２０の増幅自然放出を減少させ
る。レーザ１２０が、脱偏光子吸収帯域幅の外側の波長
の出力光を有しなければ、バンドパスフィルタ１２４お
よびアイソレータ１２２、１２６は省略することができ
る。
（ナノメートル）の通過帯域を有する。バンドパスフィ
ルタ１２４は、レーザ１２０の増幅自然放出を減少させ
る。レーザ１２０が、脱偏光子吸収帯域幅の外側の波長
の出力光を有しなければ、バンドパスフィルタ１２４お
よびアイソレータ１２２、１２６は省略することができ
る。
【００２４】［偏光コントローラ１０４］アイソレータ
１２６の出力は偏光コントローラ１０４に接続される。
偏光コントローラ１０４は、手動偏光コントローラ１３
０および自動偏光コントローラ１３２を含む。自動偏光
コントローラ１３２は、偏光子、４分の１波長板および
半波長板を含み、これらはすべて、電気モータによる相
対回転のためのシャフトに取り付けられる。手動偏光コ
ントローラ１３０は、自動偏光コントローラ１３２の偏
光子を通る信号を最大にするために使用される全ファイ
バ偏光コントローラである。偏光子を通る信号が最大に
なると、４分の１波長板および半波長板を回転して、偏
光コントローラ１０４からの光信号出力のＳＯＰを変化
させることができる。
１２６の出力は偏光コントローラ１０４に接続される。
偏光コントローラ１０４は、手動偏光コントローラ１３
０および自動偏光コントローラ１３２を含む。自動偏光
コントローラ１３２は、偏光子、４分の１波長板および
半波長板を含み、これらはすべて、電気モータによる相
対回転のためのシャフトに取り付けられる。手動偏光コ
ントローラ１３０は、自動偏光コントローラ１３２の偏
光子を通る信号を最大にするために使用される全ファイ
バ偏光コントローラである。偏光子を通る信号が最大に
なると、４分の１波長板および半波長板を回転して、偏
光コントローラ１０４からの光信号出力のＳＯＰを変化
させることができる。
【００２５】好ましい実施例では、手動偏光コントロー
ラ１３０は、ＢＴ＆Ｄ社（米国ペンシルベニア州ケネッ
ト・スクエア）から入手可能なモデルＭＰＣ１００のよ
うな、３パドル全ファイバ偏光コントローラである。自
動偏光コントローラ１３２は、ＪＤＳフィテル社（カナ
ダ国オンタリオ州ネピアン）から入手可能なモデルＰＲ
−２０００である。
ラ１３０は、ＢＴ＆Ｄ社（米国ペンシルベニア州ケネッ
ト・スクエア）から入手可能なモデルＭＰＣ１００のよ
うな、３パドル全ファイバ偏光コントローラである。自
動偏光コントローラ１３２は、ＪＤＳフィテル社（カナ
ダ国オンタリオ州ネピアン）から入手可能なモデルＰＲ
−２０００である。
【００２６】偏光コントローラ１０４は、光源１０２か
らの光信号を、４個の偏光状態にわたって巡回させるた
めに使用される。これは、コントローラ１３２内の４分
の１波長板および半波長板を回転させることによって実
行される。別の実施例では、特殊な波長板を光路に出し
入れして所望の偏光状態を得ることも可能である。
らの光信号を、４個の偏光状態にわたって巡回させるた
めに使用される。これは、コントローラ１３２内の４分
の１波長板および半波長板を回転させることによって実
行される。別の実施例では、特殊な波長板を光路に出し
入れして所望の偏光状態を得ることも可能である。
【００２７】［光タップ１０６］光タップ１０６は、１
入力２出力の光スプリッタである。タップ１０６の入力
は偏光コントローラ１０４の出力に接続される。タップ
１０６の第１の出力１４１はＤＵＴ１１２に接続され
る。この信号の強度はパワーメータ１１０の第１のチャ
ネル１１４によって測定される。
入力２出力の光スプリッタである。タップ１０６の入力
は偏光コントローラ１０４の出力に接続される。タップ
１０６の第１の出力１４１はＤＵＴ１１２に接続され
る。この信号の強度はパワーメータ１１０の第１のチャ
ネル１１４によって測定される。
【００２８】タップ１０６への光信号入力の一部（例え
ば１パーセント）は、第２の出力１４２を通じて出力さ
れる基準信号を形成するために取り出される。タップ１
０６の第２の出力１４２は、パワーメータ１１０の第２
（基準）チャネル１１６に接続される。この基準信号
は、４個の偏光状態のそれぞれに対するＤＵＴ１１２へ
の入力パワーにおける変化を決定するために使用され
る。
ば１パーセント）は、第２の出力１４２を通じて出力さ
れる基準信号を形成するために取り出される。タップ１
０６の第２の出力１４２は、パワーメータ１１０の第２
（基準）チャネル１１６に接続される。この基準信号
は、４個の偏光状態のそれぞれに対するＤＵＴ１１２へ
の入力パワーにおける変化を決定するために使用され
る。
【００２９】［脱偏光子１０８］脱偏光子１０８は、Ｄ
ＵＴ１１２からの偏光を、より長波長の非偏光増幅自然
放出に変換するために使用されるある長さの非ポンプエ
ルビウムドープファイバである。脱偏光子１０８は以下
のように動作する。エルビウム吸収帯域（すなわち、１
４６０ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の光がある長さの非ポンプ
エルビウムドープファイバに入力されると、その光はエ
ルビウム原子を励起する。励起原子は、より低いエネル
ギー（長波長）の光子を放出することによって基底状態
に戻り、放出された光子がエルビウム吸収帯域内にある
場合、この過程は繰り返される。このようにして、より
長波長で連続的に増幅自然放出が生成される。
ＵＴ１１２からの偏光を、より長波長の非偏光増幅自然
放出に変換するために使用されるある長さの非ポンプエ
ルビウムドープファイバである。脱偏光子１０８は以下
のように動作する。エルビウム吸収帯域（すなわち、１
４６０ｎｍ〜１５７０ｎｍ）の光がある長さの非ポンプ
エルビウムドープファイバに入力されると、その光はエ
ルビウム原子を励起する。励起原子は、より低いエネル
ギー（長波長）の光子を放出することによって基底状態
に戻り、放出された光子がエルビウム吸収帯域内にある
場合、この過程は繰り返される。このようにして、より
長波長で連続的に増幅自然放出が生成される。
【００３０】脱偏光子ファイバが十分長い場合、入力信
号は完全に吸収され、より長波長の非偏光増幅自然放出
のみが生成される。例えば、１５５８ｎｍの偏光は、１
６００ｎｍより長い波長の広帯域非偏光増幅自然放出に
変換される。脱偏光子１０８のさらに詳細な説明は、上
記の米国特許出願第０７／９９９，０８０号にある。脱
偏光した光信号をパワーメータ１１０に送ることによっ
て、パワーメータ１１０のＰＤＬによって引き起こされ
る誤差は大幅に減少する（すなわち、現在の測定能力以
下の水準にまで減少する）。
号は完全に吸収され、より長波長の非偏光増幅自然放出
のみが生成される。例えば、１５５８ｎｍの偏光は、１
６００ｎｍより長い波長の広帯域非偏光増幅自然放出に
変換される。脱偏光子１０８のさらに詳細な説明は、上
記の米国特許出願第０７／９９９，０８０号にある。脱
偏光した光信号をパワーメータ１１０に送ることによっ
て、パワーメータ１１０のＰＤＬによって引き起こされ
る誤差は大幅に減少する（すなわち、現在の測定能力以
下の水準にまで減少する）。
【００３１】［パワーメータ１１０］好ましい実施例で
は、パワーメータ１１０は、ヒューレットパッカード社
（米国カリフォルニア州パロアルト）から入手可能なＨ
Ｐ８１５３Ａである。測定は、試験セット１００のゆっ
くりとしたドリフトを考慮に入れるために、基準信号を
使用して比モードで行われる。
は、パワーメータ１１０は、ヒューレットパッカード社
（米国カリフォルニア州パロアルト）から入手可能なＨ
Ｐ８１５３Ａである。測定は、試験セット１００のゆっ
くりとしたドリフトを考慮に入れるために、基準信号を
使用して比モードで行われる。
【００３２】［電子コントローラ１１８］電子コントロ
ーラ１１８は、光信号のＳＯＰを変化させるために使用
される４分の１波長板および半波長板の回転を（電気モ
ータによって）制御するために自動偏光コントローラ１
３２に電気的に接続される。コントローラ１１８は、パ
ワーメータ１１０によってとられる強度測定値とともに
ＳＯＰ変化を調整するためにパワーメータ１１０にも電
気的に接続される。電子コントローラ１１８は、後述の
方法に従ってＤＵＴのＰＤＬを計算する処理手段を含
む。
ーラ１１８は、光信号のＳＯＰを変化させるために使用
される４分の１波長板および半波長板の回転を（電気モ
ータによって）制御するために自動偏光コントローラ１
３２に電気的に接続される。コントローラ１１８は、パ
ワーメータ１１０によってとられる強度測定値とともに
ＳＯＰ変化を調整するためにパワーメータ１１０にも電
気的に接続される。電子コントローラ１１８は、後述の
方法に従ってＤＵＴのＰＤＬを計算する処理手段を含
む。
【００３３】電子コントローラ１１８は、試験セット装
置と通信する適当なインタフェースを有する汎用のマイ
クロコンピュータまたはワークステーションであればよ
い。好ましい実施例では、このコンピュータは、ＨＰ８
１５３Ａパワーメータおよび自動偏光コントローラと通
信するためのＩＥＥＥ−４８８インタフェースを有する
ことになる。
置と通信する適当なインタフェースを有する汎用のマイ
クロコンピュータまたはワークステーションであればよ
い。好ましい実施例では、このコンピュータは、ＨＰ８
１５３Ａパワーメータおよび自動偏光コントローラと通
信するためのＩＥＥＥ−４８８インタフェースを有する
ことになる。
【００３４】［本発明の方法］試験セット１００を使用
してＤＵＴのＰＤＬを測定する前に、手動偏光コントロ
ーラ１３０は、自動偏光コントローラ１３２の偏光子を
透過する光を最大にするように調節される。これは、入
力信号がすべて偏光子の軸と整合し、所望の４個のＳＯ
Ｐの生成のための基準を確立することを保証する。その
後、自動偏光コントローラ１３２は、所望の４個のＳＯ
Ｐのそれぞれを生成するように設定される。
してＤＵＴのＰＤＬを測定する前に、手動偏光コントロ
ーラ１３０は、自動偏光コントローラ１３２の偏光子を
透過する光を最大にするように調節される。これは、入
力信号がすべて偏光子の軸と整合し、所望の４個のＳＯ
Ｐの生成のための基準を確立することを保証する。その
後、自動偏光コントローラ１３２は、所望の４個のＳＯ
Ｐのそれぞれを生成するように設定される。
【００３５】次に、試験セット１００は較正される。較
正は、４個の偏光状態のそれぞれに対する、ＤＵＴ１１
２への入力パワー（Ｐout,cal）と基準信号パワー（Ｐ
ref,c al）の比の決定を含む。これは、光タップ１０６
の第１の出力を脱偏光子１０８に直接接合する（すなわ
ち、ＤＵＴ１１２を迂回する）ことによって行われる。
各ＳＯＰにおいて、（チャネル１１４を通しての）脱偏
光子１０８の出力と、（チャネル１１６を通しての）基
準信号との強度がパワーメータ１１０によって測定さ
れ、コントローラ１１８によってメモリに記憶される。
この較正情報は、ＤＵＴの入力強度の変化を決定するた
めに使用される。
正は、４個の偏光状態のそれぞれに対する、ＤＵＴ１１
２への入力パワー（Ｐout,cal）と基準信号パワー（Ｐ
ref,c al）の比の決定を含む。これは、光タップ１０６
の第１の出力を脱偏光子１０８に直接接合する（すなわ
ち、ＤＵＴ１１２を迂回する）ことによって行われる。
各ＳＯＰにおいて、（チャネル１１４を通しての）脱偏
光子１０８の出力と、（チャネル１１６を通しての）基
準信号との強度がパワーメータ１１０によって測定さ
れ、コントローラ１１８によってメモリに記憶される。
この較正情報は、ＤＵＴの入力強度の変化を決定するた
めに使用される。
【００３６】ＤＵＴ１１２を接合した後、ＤＵＴ１１２
を通しての透過パワー（Ｐout,DUT）と基準パワー（Ｐ
ref,DUT）が所望の各偏光状態において測定される。こ
のようにして、各偏光状態に対して４個の測定値が存在
する。第１の２個の値は、較正測定からの脱偏光子の出
力（Ｐout,cal）および基準チャネルの出力
（Ｐref,c al）である。第２の２個の値は、ＤＵＴが存
在する場合に測定した対応するパワー（Ｐout,DUTおよ
びＰref,DUT）である。
を通しての透過パワー（Ｐout,DUT）と基準パワー（Ｐ
ref,DUT）が所望の各偏光状態において測定される。こ
のようにして、各偏光状態に対して４個の測定値が存在
する。第１の２個の値は、較正測定からの脱偏光子の出
力（Ｐout,cal）および基準チャネルの出力
（Ｐref,c al）である。第２の２個の値は、ＤＵＴが存
在する場合に測定した対応するパワー（Ｐout,DUTおよ
びＰref,DUT）である。
【００３７】各偏光状態に対する透過パワーの変化すな
わち規格化パワーＴ0はデシベル（ｄＢ）単位で次のよ
うに与えられる。
わち規格化パワーＴ0はデシベル（ｄＢ）単位で次のよ
うに与えられる。
【数３】 ４個の測定値をすべてとり、Ｔ0を各ＳＯＰに対して計
算した後、透過パワーの変化を使用して、ミュラー行列
の第１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、およびｍ03を計算す
る。その後、この第１行要素は、次式を使用してＤＵＴ
のＰＤＬを計算するために使用される。
算した後、透過パワーの変化を使用して、ミュラー行列
の第１行の要素ｍ00、ｍ01、ｍ02、およびｍ03を計算す
る。その後、この第１行要素は、次式を使用してＤＵＴ
のＰＤＬを計算するために使用される。
【数４】 注意すべき点であるが、ＰＤＬは通常のようにｄＢ（デ
シベル）で表現されている。しかし、これは必須ではな
い。
シベル）で表現されている。しかし、これは必須ではな
い。
【００３８】［本発明の理論的根拠］与えられた入力に
対するＤＵＴを通しての透過光は、ＤＵＴのミュラー行
列と入力を記述するストークスベクトルとの積として表
現することができる。これを式（１．１）に示す。
対するＤＵＴを通しての透過光は、ＤＵＴのミュラー行
列と入力を記述するストークスベクトルとの積として表
現することができる。これを式（１．１）に示す。
【数５】 Ｔ0は出力信号の強度（すなわち透過パワー）である。
Ｓ0は入力信号の強度である。ωは入力偏光の楕円率で
あり、αは入力偏光の方位角である。ミュラー行列の第
１行以外の要素は、ＰＤＬの決定に入って来ないことを
強調するために省略してある。以下では、結果のストー
クスベクトルのＴ0の項のみについて考える。
Ｓ0は入力信号の強度である。ωは入力偏光の楕円率で
あり、αは入力偏光の方位角である。ミュラー行列の第
１行以外の要素は、ＰＤＬの決定に入って来ないことを
強調するために省略してある。以下では、結果のストー
クスベクトルのＴ0の項のみについて考える。
【００３９】示された行列の積を実行すると、式（１．
２）が得られる。
２）が得られる。
【数６】
【００４０】強度変数Ｔ０の最大値および最小値を得る
ために、式（１．２）を入力偏光変数ωおよびαに関し
て偏微分する。その結果の式を０に等しいとおく。
ために、式（１．２）を入力偏光変数ωおよびαに関し
て偏微分する。その結果の式を０に等しいとおく。
【００４１】αについて、
【数７】 式（１．３）を簡単にすると次式が得られる。
【数８】 従って、次式が得られる。
【数９】 式（１．４）におけるｎπの加算は、方位角が０〜２π
の範囲を有することを考慮したものである。楕円率は、
以下で決定するが、−π〜＋πの範囲を有する。これは
逆正接の定義の範囲であり、従って、表式で考慮すべき
加算因子はない。
の範囲を有することを考慮したものである。楕円率は、
以下で決定するが、−π〜＋πの範囲を有する。これは
逆正接の定義の範囲であり、従って、表式で考慮すべき
加算因子はない。
【００４２】ωについて、
【数１０】 ωについて解くと次式が得られる。
【数１１】 式（１．４）を代入してαを消去すると次式が得られ
る。
る。
【数１２】 これを簡単にすると次式が得られる。
【数１３】
【００４３】ｍ01、ｍ02、およびｍ03によるαおよびω
の値がわかったことにより、以下の３つの関係が得られ
る。
の値がわかったことにより、以下の３つの関係が得られ
る。
【数１４】
【００４４】以下で使用するために、次の定義をする。
【数１５】
【００４５】式（１．７１）〜（１．７３）は、偏光の
方位角および楕円率を表し、式（１．７４）とともに使
用して式（１．１）を次のように書き換えることができ
る。
方位角および楕円率を表し、式（１．７４）とともに使
用して式（１．１）を次のように書き換えることができ
る。
【数１６】 示された積（式（１．４）でｎ＝０とする）を実行する
と、最大出力強度として式（１．９）の式が得られる。
と、最大出力強度として式（１．９）の式が得られる。
【数１７】 式（１．９）は次のように簡単にすることができる。
【数１８】
【００４６】次に、最小出力強度を計算する。式（１．
４ａ）でｎ＝１とすると、次の関係が得られる。
４ａ）でｎ＝１とすると、次の関係が得られる。
【数１９】 これらの関係を使用して式（１．６）を書き換えると次
のようになる。
のようになる。
【数２０】 これを簡単にすると次式が得られる。
【数２１】 このようにして、最小値に対するストークスベクトルは
簡単に次式のようになる。
簡単に次式のようになる。
【数２２】
【００４７】理解されるように、このベクトルは、ポア
ンカレ球上で最大値の場合（式（１．８）参照）から１
８０°離れている。従って、最大値と最小値の偏光は直
交する。このベクトルと、仮定したミュラー行列を組み
合わせると、次式の結果が得られる。
ンカレ球上で最大値の場合（式（１．８）参照）から１
８０°離れている。従って、最大値と最小値の偏光は直
交する。このベクトルと、仮定したミュラー行列を組み
合わせると、次式の結果が得られる。
【数２３】
【００４８】これで、ＰＤＬは、式（１．１０）および
（１．１１）から次式のように計算することができる。
（１．１１）から次式のように計算することができる。
【数２４】
【００４９】［例］式（１．１２）から、明らかに、Ｄ
ＵＴのＰＤＬを決定するためにはｍ00、ｍ01、ｍ02、お
よびｍ03の測定が必要である。これは、それぞれ別個の
入力ＳＯＰに関連する４つの式によって行うことができ
る。その結果の４個のストークスベクトルの同時解か
ら、所望のミュラー行列要素が求められる。例えば、以
下の４個と入力ＳＯＰを使用して、ミュラー行列の第１
行の要素を決定することができる。 １．水平直線偏光源 ２．垂直直線偏光源 ３．４５°直線偏光源 ４．円偏光源 正確さおよび精度は、強度測定に付随するものである。
別個の偏光を使用することは、事前の知識を利用すると
いう付随する利点も有する。
ＵＴのＰＤＬを決定するためにはｍ00、ｍ01、ｍ02、お
よびｍ03の測定が必要である。これは、それぞれ別個の
入力ＳＯＰに関連する４つの式によって行うことができ
る。その結果の４個のストークスベクトルの同時解か
ら、所望のミュラー行列要素が求められる。例えば、以
下の４個と入力ＳＯＰを使用して、ミュラー行列の第１
行の要素を決定することができる。 １．水平直線偏光源 ２．垂直直線偏光源 ３．４５°直線偏光源 ４．円偏光源 正確さおよび精度は、強度測定に付随するものである。
別個の偏光を使用することは、事前の知識を利用すると
いう付随する利点も有する。
【００５０】上に与えたサンプルＳＯＰに対して、ミュ
ラー行列の要素は以下のように計算される。水平直線偏
光の入力信号（ベクトルＳ＝（Ｓ0，Ｓ0，０，０））に
対して、透過強度（Ｔ0,a）は次式で与えられる。
ラー行列の要素は以下のように計算される。水平直線偏
光の入力信号（ベクトルＳ＝（Ｓ0，Ｓ0，０，０））に
対して、透過強度（Ｔ0,a）は次式で与えられる。
【数２５】 ただし、Ｓ0は入力パワーである。同様に、同じパワー
の垂直直線偏光（ベクトルＳ＝（Ｓ0，−Ｓ0，０，
０））に対しては、次式が得られる。
の垂直直線偏光（ベクトルＳ＝（Ｓ0，−Ｓ0，０，
０））に対しては、次式が得られる。
【数２６】 これらの２個の方程式は、入力パワーおよび透過パワー
を用いて、ｍ00およびｍ01について解くことができる。
を用いて、ｍ00およびｍ01について解くことができる。
【００５１】同様のアプローチは、４５°直線偏光およ
び左旋性円偏光を使用して、ｍ02およびｍ03に対して使
用される。４５°直線偏光の入力信号（ベクトルＳ＝
（Ｓ0，０，Ｓ0，０））に対して、透過強度（Ｔ0,c）
は次式で与えられる。
び左旋性円偏光を使用して、ｍ02およびｍ03に対して使
用される。４５°直線偏光の入力信号（ベクトルＳ＝
（Ｓ0，０，Ｓ0，０））に対して、透過強度（Ｔ0,c）
は次式で与えられる。
【数２７】 同様に、同じパワーの左旋性円偏光（ベクトルＳ＝（Ｓ
0，０，０，−Ｓ0））に対しては、次式が得られる。
0，０，０，−Ｓ0））に対しては、次式が得られる。
【数２８】 ｍ00は既に計算したので、これらの２個の方程式は、入
力パワー（Ｓ0）および透過パワー（Ｔ0）を用いて、ｍ
02およびｍ03について解くことができる。
力パワー（Ｓ0）および透過パワー（Ｔ0）を用いて、ｍ
02およびｍ03について解くことができる。
【００５２】このようにして、各偏光ごとに１つずつ、
４個のＴ0の値（Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0 ,cおよびＴ0,d）が
存在することになる。このとき、ミュラー行列の要素は
次式によって与えられる。
４個のＴ0の値（Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0 ,cおよびＴ0,d）が
存在することになる。このとき、ミュラー行列の要素は
次式によって与えられる。
【数２９】 注意すべき点であるが、式を簡単にするために、すべて
の値は１ｍＷ（１ミリワット）で規格化されており、す
べての値はｍＷ単位である。４個のミュラー行列要素が
計算されると、ＤＵＴのＰＤＬは式（１．１２）から計
算することができる。
の値は１ｍＷ（１ミリワット）で規格化されており、す
べての値はｍＷ単位である。４個のミュラー行列要素が
計算されると、ＤＵＴのＰＤＬは式（１．１２）から計
算することができる。
【００５３】まとめると、ＤＵＴのＰＤＬは、４つの別
個のＳＯＰのそれぞれに対する強度測定値をとることに
よって計算される。それらのＳＯＰのうちの少なくとも
１つは、ミュラー行列の要素ｍ03を解くために、楕円偏
光（直線偏光でない）でなければならない。ミュラー行
列の要素が計算されると、ＰＤＬの計算は直ちに実行す
ることができる。
個のＳＯＰのそれぞれに対する強度測定値をとることに
よって計算される。それらのＳＯＰのうちの少なくとも
１つは、ミュラー行列の要素ｍ03を解くために、楕円偏
光（直線偏光でない）でなければならない。ミュラー行
列の要素が計算されると、ＰＤＬの計算は直ちに実行す
ることができる。
【００５４】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明によれば、光
素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）を測定するための決定論
的方法が得られる。
素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）を測定するための決定論
的方法が得られる。
【図１】本発明の試験セットを例示するブロック図であ
る。
る。
１００ 試験セット １０２ 光源 １０４ 偏光コントローラ １０６ 光タップ １０８ 脱偏光子 １１０ パワーメータ １１２ ＤＵＴ １１６ 基準チャネル １１８ 電子コントローラ １２０ ＤＦＢレーザ １２２ 光アイソレータ １２４ 干渉バンドパスフィルタ １２６ 光アイソレータ １２８ 変調器 １３０ 手動偏光コントローラ １３２ 自動偏光コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー マイケル ウォルター アメリカ合衆国、07755 ニュージャージ ー、オウクハースト、デラウエアー アベ ニュー 191 (72)発明者 ブルース ミッチェル ナイマン アメリカ合衆国、07728 ニュージャージ ー、フリーホールド タウンシップ、アサ ンピンク トレイル ７
Claims (15)
- 【請求項１】 ミュラー行列によって表現される透過率
を有する光素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）を計算する方
法において、 （ａ）光入力信号を発生するステップと、 （ｂ）前記入力信号を偏光させて既知の第１偏光状態を
有する偏光信号を生成するステップと、 （ｃ）前記光素子に前記偏光信号を透過させ、前記ミュ
ラー行列の第１行要素ｍ00、ｍ01、ｍ02およびｍ03と前
記偏光信号を表現するストークスベクトルとの積である
強度Ｔ0,aを有する出力信号を生成するステップと、 （ｄ）前記出力信号の強度Ｔ0,aを測定するステップ
と、 （ｅ）第１偏光状態とは異なり相互にも異なる第２、第
３および第４の偏光状態であって第１ないし第４の偏光
状態のうちの少なくとも１つが直線偏光でないような第
２、第３および第４の偏光状態のそれぞれに対してｂな
いしｄのステップを繰り返し、第２偏光状態に対する強
度Ｔ0,b、第３偏光状態に対する強度Ｔ0 ,cおよび第４偏
光状態に対する強度Ｔ0,dを生成するステップと、 （ｆ）前記強度Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0,cおよびＴ0,dを使用
して前記ミュラー行列の第１行要素ｍ00、ｍ01、ｍ02お
よびｍ03の値を計算するステップと、 （ｇ）前記ミュラー行列の第１行要素ｍ00、ｍ01、
ｍ02、およびｍ03から前記光素子のＰＤＬを計算するス
テップとからなることを特徴とする偏光依存損失計算方
法。 - 【請求項２】 ステップｇが次式 【数３０】 を使用することを特徴とする請求項１の方法。
- 【請求項３】 ステップｆの前に各強度を規格化するス
テップをさらに有し、ステップｇの計算からの試験測定
誤差を除去することを特徴とする請求項２の方法。 - 【請求項４】 ステップｄは、 前記出力信号を脱偏光して脱偏光出力信号を生成する脱
偏光ステップと、 前記脱偏光出力信号の強度をパワーメータで測定する測
定ステップとからなることを特徴とする請求項３の方
法。 - 【請求項５】 前記脱偏光ステップは、非ポンプドープ
光ファイバに前記出力信号を通して前記出力信号からよ
り長波長の非偏光増幅自然放出を生成するステップから
なり、前記測定ステップは、前記自然放出をパワーメー
タで測定するステップからなることを特徴とする請求項
４の方法。 - 【請求項６】 ミュラー行列によって表現される透過率
を有する光素子の偏光依存損失（ＰＤＬ）を試験セット
を使用して計算する方法において、 （ａ）光入力信号を発生するステップと、 （ｂ）前記光入力信号を偏光させて既知の第１偏光状態
を有する偏光信号を生成するステップと、 （ｃ）前記偏光信号の一部を分岐させて試験信号および
基準信号を生成するステップと、 （ｄ）前記第１偏光状態に対する前記試験信号および前
記基準信号のそれぞれの強度をパワーメータで測定する
ステップと、 （ｅ）第１偏光状態とは異なり相互にも異なる第２、第
３および第４の偏光状態であって第１ないし第４の偏光
状態のうちの少なくとも１つが直線偏光でないような第
２、第３および第４の偏光状態のそれぞれに対してｂな
いしｄのステップを繰り返すステップと、 （ｆ）前記試験信号が通るように前記試験セットに光素
子を挿入するステップと、 （ｇ）ステップａないしｅを繰り返すステップと、 （ｈ）前記第１偏光状態に対して、ステップｆの前に測
定した前記基準信号および前記試験信号の強度ならびに
ステップｆの後に測定した前記基準信号の強度を使用し
て、ステップｆの後に測定した前記試験信号の強度を規
格化し、前記光素子による前記第１偏光状態における強
度損失を表す規格化強度Ｔ0,aを生成するステップと、 （ｉ）第２、第３および第４の偏光状態に対してステッ
プｈを繰り返してそれぞれに対する規格化強度Ｔ0,b、
Ｔ0,cおよびＴ0,dを生成するステップと、 （ｊ）前記規格化強度Ｔ0,a、Ｔ0,b、Ｔ0,cおよびＴ0,d
からミュラー行列の第１行要素ｍ00、ｍ01、ｍ02および
ｍ03の値を計算するステップと、 （ｋ）前記ミュラー行列の第１行要素ｍ00、ｍ01、
ｍ02、およびｍ03から前記光素子のＰＤＬを計算するス
テップとからなることを特徴とする偏光依存損失計算方
法。 - 【請求項７】 ステップｋが次式 【数３１】 を使用することを特徴とする請求項６の方法。
- 【請求項８】 光素子の偏光依存損失を測定する装置に
おいて、 光信号を発生するレーザ手段と、 前記光信号を受信し、相互に異なり１つは直線偏光でな
いような４個の既知の偏光状態のうちの１つを有する偏
光信号を生成する偏光手段と、 前記偏光信号を前記光素子に送る接続手段と、 前記光素子から前記偏光信号を受信し、前記偏光信号の
強度を決定するメータ手段と、 前記偏光手段に接続され、前記偏光手段を前記４個の既
知の偏光状態にわたって巡回させる作動手段と、 前記メータ手段に接続され、前記４個の既知の偏光状態
に対する前記偏光信号の測定された強度に基づいて前記
光素子の偏光依存損失を計算するコントローラ手段とか
らなることを特徴とする偏光依存損失測定装置。 - 【請求項９】 前記メータ手段は、 前記偏光信号を脱偏光して脱偏光信号を生成する脱偏光
子と、 前記脱偏光子に接続され前記脱偏光信号の強度を測定す
るパワーメータとからなることを特徴とする請求項８の
装置。 - 【請求項１０】 前記脱偏光子は、より長波長の非偏光
増幅自然放出からなる非偏光信号を前記偏光信号から生
成するのに十分な長さを有する非ポンプドープ光ファイ
バからなることを特徴とする請求項９の装置。 - 【請求項１１】 前記接続手段は、各偏光信号の一部を
取り出してそれぞれパワーメータに送られる基準信号を
生成する光スプリッタからなることを特徴とする請求項
９の装置。 - 【請求項１２】 前記レーザ手段は、 分布帰還レーザと、 前記レーザからの光信号を受信する第１の光アイソレー
タと、 前記第１光アイソレータから前記光信号を受信する干渉
バンドパスフィルタと、 前記干渉バンドパスフィルタから前記光信号を受信する
第２の光アイソレータとからなることを特徴とする請求
項９の装置。 - 【請求項１３】 前記偏光手段は、 固定偏光子、４分の１波長板および半波長板を有し、前
記レーザ手段からの光信号を受信するように接続された
第１の偏光コントローラと、 前記レーザ手段と前記第１偏光コントローラの間に配置
され、前記第１偏光コントローラの固定偏光子を通る光
信号を最大にするように手動で調節される第２の偏光コ
ントローラとからなることを特徴とする請求項１２の装
置。 - 【請求項１４】 前記作動手段は、前記偏光手段を前記
４個の既知の偏光状態にわたって巡回させるように前記
第１偏光コントローラの波長板の方向を変化させる電気
モータからなることを特徴とする請求項１３の装置。 - 【請求項１５】 前記電気モータは前記コントローラ手
段によって制御されることを特徴とする請求項１４の装
置。
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