JPS61148332A - モ−ド複屈折率測定装置 - Google Patents
モ−ド複屈折率測定装置Info
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- JPS61148332A JPS61148332A JP27050284A JP27050284A JPS61148332A JP S61148332 A JPS61148332 A JP S61148332A JP 27050284 A JP27050284 A JP 27050284A JP 27050284 A JP27050284 A JP 27050284A JP S61148332 A JPS61148332 A JP S61148332A
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- Japan
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- light
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- Pending
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- 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
- G01N21/23—Bi-refringence
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は偏波保持光ファイバの偏波な保持する二つのモ
ード間の複屈折率差Ｂ（以下Ｂと略記する。）を高精度
に測定する装置に関するものである。
ード間の複屈折率差Ｂ（以下Ｂと略記する。）を高精度
に測定する装置に関するものである。
現在までに報告されたモード複屈折率測定系のうちで、
高精度のものは、■磁気法があり、また■四光子混合法
が考えられている。このうち、■の磁気法は、鉄心のギ
ャップを用いて光ファイバ（二局所的に強磁場（約１０
００がクス）を印加して直線偏波をファラデー効果Ｃ：
より回転させ、同鉄心を光ファイバ長手方向Ｃ二移動さ
せ、偏波面の回転の一周期（＝相当するビート長Ｌｘ（
ＬｘはＢとり。
高精度のものは、■磁気法があり、また■四光子混合法
が考えられている。このうち、■の磁気法は、鉄心のギ
ャップを用いて光ファイバ（二局所的に強磁場（約１０
００がクス）を印加して直線偏波をファラデー効果Ｃ：
より回転させ、同鉄心を光ファイバ長手方向Ｃ二移動さ
せ、偏波面の回転の一周期（＝相当するビート長Ｌｘ（
ＬｘはＢとり。
＝λ／Ｂの関係Ｃ二ある。ここでλは光の波長）を測定
することＣ：より、Ｂを測定する。■の四光子混合法は
、可動部分がなく、３次の非線形効果を光フアイバ内で
発生させることを特徴としている。
することＣ：より、Ｂを測定する。■の四光子混合法は
、可動部分がなく、３次の非線形効果を光フアイバ内で
発生させることを特徴としている。
従来の■の磁気法は、Ｂの測定誤差が０．１％と非常Ｃ
二少い特徴を持つ半面、Ｂ〈１０ のモード複屈折率の
測定Ｃ二線しては、ビート長がＬｘ＞５２ａｒｐ＋（波
長λ＝１．３μｍ）と長くなり、通常のステップモータ
付微動台による鉄心の移動が不可能となる。
二少い特徴を持つ半面、Ｂ〈１０ のモード複屈折率の
測定Ｃ二線しては、ビート長がＬｘ＞５２ａｒｐ＋（波
長λ＝１．３μｍ）と長くなり、通常のステップモータ
付微動台による鉄心の移動が不可能となる。
また、■の四光子混合法では可動部分がない反面、測定
用光ファイバが長くなり、長尺にわたるモード複屈折率
の平均値しかわからず、光フアイバ各点のモード複屈折
率を測定できないこと、および四光子混合という３次の
非線形効果を光フアイバ内で発生させるための高出力レ
ーザ（例えばＹＡＧレーザ）が必要であるという問題が
あった。
用光ファイバが長くなり、長尺にわたるモード複屈折率
の平均値しかわからず、光フアイバ各点のモード複屈折
率を測定できないこと、および四光子混合という３次の
非線形効果を光フアイバ内で発生させるための高出力レ
ーザ（例えばＹＡＧレーザ）が必要であるという問題が
あった。
第４図に上記二つの測定系書＝よるモード複屈折率の測
定範囲をそれぞれ■、■で示す。なお本発明Ｃ：よる測
定範囲を比較のため■で示しである。
定範囲をそれぞれ■、■で示す。なお本発明Ｃ：よる測
定範囲を比較のため■で示しである。
本発明は従来の問題点を解決するため、干渉性の高い光
を発生する光源からの光を偏光子Ｃ：より直線偏光とし
、この直Ｍ偏光を＄１のレンズ系を通して被測定用偏波
保持光フ１イ／匂；導入し、かつ被測定用偏波保持光フ
ァイバの長手方向１：超音波発生伝搬素子により超音波
を伝搬させ、一方被測定用偏波保持光ファイバからの出
射光を第２のレンズ系を通して平行光線とし、第２のレ
ンズ系を通して出射する平行光線を検光子（二より直線
偏光とし、この直線偏光を光検出器により検出し、検出
した光検出器からの出力と前記した超音波の周波数との
関係を測定装置（二より測定する各要素で構成したこと
を特徴としている。
を発生する光源からの光を偏光子Ｃ：より直線偏光とし
、この直Ｍ偏光を＄１のレンズ系を通して被測定用偏波
保持光フ１イ／匂；導入し、かつ被測定用偏波保持光フ
ァイバの長手方向１：超音波発生伝搬素子により超音波
を伝搬させ、一方被測定用偏波保持光ファイバからの出
射光を第２のレンズ系を通して平行光線とし、第２のレ
ンズ系を通して出射する平行光線を検光子（二より直線
偏光とし、この直線偏光を光検出器により検出し、検出
した光検出器からの出力と前記した超音波の周波数との
関係を測定装置（二より測定する各要素で構成したこと
を特徴としている。
本発明は光フアイバ内での超音波？二よるモード結合を
利用するので、超音波の周波数を広範囲にわたって可変
にでき、簡便かつ高精度で、ダイナミックレンジの広い
偏波保持光フｒイパのモード複屈折率を測定できる。以
下図！ｉＣついて詳細（二説明する。
利用するので、超音波の周波数を広範囲にわたって可変
にでき、簡便かつ高精度で、ダイナミックレンジの広い
偏波保持光フｒイパのモード複屈折率を測定できる。以
下図！ｉＣついて詳細（二説明する。
第１図は本発明の実施例の構成概要図、第２図は本発明
の原理図、第３図は、本発明儂二よる光ファイバのモー
ド複屈折率測定結果を示す。第１図中、１．は半導体レ
ーザ、２は対物レンズ、５は１７４波長板、４は偏光子
、５は対物レンズ、６は被測定用偏波保持光ファイバ、
７は電歪振動子、８はアルミニウムブロック、９はパワ
ーアンプ、１０は交流発生器、１１は対物レンズ、１２
は検光子、１３は対物レンズ、１４はＡＰＤ−アバラン
シホトダイオード、１５はパワーアンプ、１６はロック
インアンプ、１７はスペクトラムアナライザである。
の原理図、第３図は、本発明儂二よる光ファイバのモー
ド複屈折率測定結果を示す。第１図中、１．は半導体レ
ーザ、２は対物レンズ、５は１７４波長板、４は偏光子
、５は対物レンズ、６は被測定用偏波保持光ファイバ、
７は電歪振動子、８はアルミニウムブロック、９はパワ
ーアンプ、１０は交流発生器、１１は対物レンズ、１２
は検光子、１３は対物レンズ、１４はＡＰＤ−アバラン
シホトダイオード、１５はパワーアンプ、１６はロック
インアンプ、１７はスペクトラムアナライザである。
半導体レーザ１からの出射光は対物レンズ２ Ｃより平
行光となったのち、１７４波長板５（二より円７゛ 偏波（二置換される。同円偏波光のりち特定方向の成分
を偏光子４と二より抽出し、対物レンズ５Ｃ二より、被
測定用偏波保持光ファイバ６の偏波ン保持する一つのモ
ードを励起せしめる。ここで、電歪振動子７を付着した
アルミニウムブロック８で被測定用偏波保持光２アイパ
６を第１図矢印方向で示すようｔ二加圧する。さらく；
交流発生器１０およびパワーアンプ９Ｃ二よる高電圧の
交流な電歪振動子７Ｃ；印加してアルミニウムブロック
８の光フアイバ接触面Ｃ二表面波を励起し、被測定用偏
波保持光ファイバ６（二超音波を光フアイバ長手方向に
伝搬させ、超音波の振動により一方のモード（例えば第
２図のＸ：Ｘ軸モード）の光の一部を他方のモード（例
えば第２図のＹ：Ｙ軸モード）に変換させる。ここで、
超音波Ｃ二よりモード結合した成分（Ｙ軸そ一部）の光
の周波数は、Ｘ軸の励起成分の周波数６二対して、交流
発生器１０の周波数（Δνとする）だけりフトしている
。この関係を第２図に示す。そこで、検光子９の方向を
、主軸！二対して４５°方向Ｃ：傾け、Ｘ軸を伝搬した
励起光と、超音波Ｃ；よって生じたＹ軸成分とを偏波を
あわせて干渉させる。、干渉光は対物レンズ１６により
ＡＰＤ−アバランシホトダイオード１４内に入射せしめ
干渉光の強度を光電流に変換する。この光電流中には、
Δνのビートも存在するので、これをパワーアンプ１５
で増幅し、これをロックインアンプ１６゛およびスペク
トラムアナライザ１７で観測する。
行光となったのち、１７４波長板５（二より円７゛ 偏波（二置換される。同円偏波光のりち特定方向の成分
を偏光子４と二より抽出し、対物レンズ５Ｃ二より、被
測定用偏波保持光ファイバ６の偏波ン保持する一つのモ
ードを励起せしめる。ここで、電歪振動子７を付着した
アルミニウムブロック８で被測定用偏波保持光２アイパ
６を第１図矢印方向で示すようｔ二加圧する。さらく；
交流発生器１０およびパワーアンプ９Ｃ二よる高電圧の
交流な電歪振動子７Ｃ；印加してアルミニウムブロック
８の光フアイバ接触面Ｃ二表面波を励起し、被測定用偏
波保持光ファイバ６（二超音波を光フアイバ長手方向に
伝搬させ、超音波の振動により一方のモード（例えば第
２図のＸ：Ｘ軸モード）の光の一部を他方のモード（例
えば第２図のＹ：Ｙ軸モード）に変換させる。ここで、
超音波Ｃ二よりモード結合した成分（Ｙ軸そ一部）の光
の周波数は、Ｘ軸の励起成分の周波数６二対して、交流
発生器１０の周波数（Δνとする）だけりフトしている
。この関係を第２図に示す。そこで、検光子９の方向を
、主軸！二対して４５°方向Ｃ：傾け、Ｘ軸を伝搬した
励起光と、超音波Ｃ；よって生じたＹ軸成分とを偏波を
あわせて干渉させる。、干渉光は対物レンズ１６により
ＡＰＤ−アバランシホトダイオード１４内に入射せしめ
干渉光の強度を光電流に変換する。この光電流中には、
Δνのビートも存在するので、これをパワーアンプ１５
で増幅し、これをロックインアンプ１６゛およびスペク
トラムアナライザ１７で観測する。
ビート周波数Δνの出力電流ＩΔνは次式で勤される。
ＩΔν富ηｌ０Ｋ（Δν） ＳｉＦ＆（２πΔνｔ）
・・・■ここでηは定数、ＩＯは被測定用偏波保持光
ノアイパ内でのＸ軸モードの光パワー、Ｋ（Δν）は超
音波Ｃ二よるモード結合係数で、超音波の周波数Δνに
依存する。被測定用偏波保持光ファイバでは、Ｘ軸、Ｙ
軸の伝搬定数β工、β２が異なることから、第２図（二
示したよう４二、超音波の伝搬定数βが１βニーβ２１
Ｃニ一致したとき、すなわち位相整合が′とれたとき（
二Ｋ（］ν）は最大となる。このため（二交流発生器１
０の発振周波数Δνをスキャンさせ１式■で表わされる
交流振幅が最大となるときの交流周波数Δνを測定する
ことＩ：より、被測定用偏波保持光ファイバ６のモード
複屈折率Ｂは次式で表わされる。
・・・■ここでηは定数、ＩＯは被測定用偏波保持光
ノアイパ内でのＸ軸モードの光パワー、Ｋ（Δν）は超
音波Ｃ二よるモード結合係数で、超音波の周波数Δνに
依存する。被測定用偏波保持光ファイバでは、Ｘ軸、Ｙ
軸の伝搬定数β工、β２が異なることから、第２図（二
示したよう４二、超音波の伝搬定数βが１βニーβ２１
Ｃニ一致したとき、すなわち位相整合が′とれたとき（
二Ｋ（］ν）は最大となる。このため（二交流発生器１
０の発振周波数Δνをスキャンさせ１式■で表わされる
交流振幅が最大となるときの交流周波数Δνを測定する
ことＩ：より、被測定用偏波保持光ファイバ６のモード
複屈折率Ｂは次式で表わされる。
ここでνは被測定用偏波保持光ファイバにおける周波数
Δνの超音波の速度でν＝ ２．４７ Ｋｍ／Ｓａｙ
。
Δνの超音波の速度でν＝ ２．４７ Ｋｍ／Ｓａｙ
。
λは光の波長である。
第３図は、本測定装置による被測定用偏波保持光ファイ
バのモード複屈折率の測定結果であり。
バのモード複屈折率の測定結果であり。
横軸は超音波の周波数、縦軸はホトダイオードからの交
流出力を示す。図のように１周波数Δν＝１．０３ＭＨ
ｚの超音波を光ファイバ内Ｃ：伝搬したときに。
流出力を示す。図のように１周波数Δν＝１．０３ＭＨ
ｚの超音波を光ファイバ内Ｃ：伝搬したときに。
出力のピークが観測されたことから、０式よりＢ＝５．
４２Ｘ１０ と求まり（波長λ＝１．３μｒｎ）、こ
のＢの値は、磁気法により求めた値と１％の精度で一致
していた。また、Ｂの異なるファイバを用いて測定した
結果１本測定装置Ｃ二より、１０ くＢ〈Ｓ １０ の範囲内のＢを１％の精度で測定できることを
確認した。
４２Ｘ１０ と求まり（波長λ＝１．３μｒｎ）、こ
のＢの値は、磁気法により求めた値と１％の精度で一致
していた。また、Ｂの異なるファイバを用いて測定した
結果１本測定装置Ｃ二より、１０ くＢ〈Ｓ １０ の範囲内のＢを１％の精度で測定できることを
確認した。
以上説明したようＣ二、本発明では、光フアイバ内での
超音波（二よるモード結合を利用することを特徴とし、
容易ぷ二層音波の周波数を広範囲Ｃ：わたって可変にで
きることから、簡便で高精度、しかもダイナミックレン
ジの広い、偏波保持光ファイバのモード複屈折率の測定
を可能にするという利 □点がある。
超音波（二よるモード結合を利用することを特徴とし、
容易ぷ二層音波の周波数を広範囲Ｃ：わたって可変にで
きることから、簡便で高精度、しかもダイナミックレン
ジの広い、偏波保持光ファイバのモード複屈折率の測定
を可能にするという利 □点がある。
′１ｊＩ１１図は１本発明の実施例の構成概要図、第２
図は本発明の原理図、第５図は本発明によるモード複屈
折率の測定結果、第４図は従来および本発明のモード複
屈折率測定法の比較を示す図である。 １・・・半導体レーザ（波長λ子１．３μｍ）、２・０
．対物レンズ、６・・・被測定用偏波保持光ファイバ、
７・・・電歪振動子、８・・・アルミニクムブロック、
９・・・パワーアンプ、１０・・・交流発生器、１１・
・・対物レンズ、１２・・・検光子、１３・・・対物レ
ンズ、１４・・・アバランシホトダイオード、１５・・
・パワーアンプ、１６・・・ロックインアンプ、１７・
・・スペクトラムアナライザ。 Ｘ・・・Ｘ軸モード、Ｙ・・・Ｙ軸モード特許出願人
日本電信電話公社 代理人 弁理士 玉蟲久五部（外２名）第 ２ 図 第 ４ 図
図は本発明の原理図、第５図は本発明によるモード複屈
折率の測定結果、第４図は従来および本発明のモード複
屈折率測定法の比較を示す図である。 １・・・半導体レーザ（波長λ子１．３μｍ）、２・０
．対物レンズ、６・・・被測定用偏波保持光ファイバ、
７・・・電歪振動子、８・・・アルミニクムブロック、
９・・・パワーアンプ、１０・・・交流発生器、１１・
・・対物レンズ、１２・・・検光子、１３・・・対物レ
ンズ、１４・・・アバランシホトダイオード、１５・・
・パワーアンプ、１６・・・ロックインアンプ、１７・
・・スペクトラムアナライザ。 Ｘ・・・Ｘ軸モード、Ｙ・・・Ｙ軸モード特許出願人
日本電信電話公社 代理人 弁理士 玉蟲久五部（外２名）第 ２ 図 第 ４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 干渉性の高い光を発生する光源と、 前記光源からの光を直線偏光とする偏光子と、前記偏光
子を通過した直線偏光を被測定用偏波保持光フアイバに
導入する第１のレンズ系と、前記被測定用偏波保持光フ
アイバの長手方向に超音波を伝搬させる超音波発生伝搬
素子と、前記被測定用偏波保持光フアイバからの出射光
を平行光線とする第２のレンズ系と、 前記第２のレンズ系を介して出射する平行光線を直線偏
光として出射する検光子と、 前記検光子からの出射光を検出する光検出器と、 前記光検出器からの出力と、前記超音波の周波数との関
係を測定する装置と を備えてなるモード複屈折率測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27050284A JPS61148332A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | モ−ド複屈折率測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27050284A JPS61148332A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | モ−ド複屈折率測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61148332A true JPS61148332A (ja) | 1986-07-07 |
Family
ID=17487149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27050284A Pending JPS61148332A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | モ−ド複屈折率測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61148332A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63218866A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-12 | Honda Motor Co Ltd | 車両のヨ−レ−ト検出装置 |
| US5245400A (en) * | 1991-12-09 | 1993-09-14 | Honeywell Inc. | Fiber optic polarization maintaining fused coupler fabricating apparatus |
| US5384635A (en) * | 1993-08-10 | 1995-01-24 | At&T Corp. | Remote sensing in optical fiber networks by synchronously detecting backscattered optical signals |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP27050284A patent/JPS61148332A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63218866A (ja) * | 1987-03-09 | 1988-09-12 | Honda Motor Co Ltd | 車両のヨ−レ−ト検出装置 |
| US5245400A (en) * | 1991-12-09 | 1993-09-14 | Honeywell Inc. | Fiber optic polarization maintaining fused coupler fabricating apparatus |
| US5384635A (en) * | 1993-08-10 | 1995-01-24 | At&T Corp. | Remote sensing in optical fiber networks by synchronously detecting backscattered optical signals |
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