(57)【要約】【課題】２モード光ファイバを直列させた接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を、入射する試験光のモードを切り替えることなく測定できる光パルス試験方法および光パルス試験装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光パルス試験装置は、被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モード（または第一高次モード）で入射し、該試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの該一端からの距離に関する強度分布を測定し、該強度分布から被試験光ファイバの所望の接続点における戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分の損失をそれぞれ求め、式（８）（または式（９））に基づいて該接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を算出する。【選択図】図１
2020098127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手順と、
前記第一入射手順で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手順と、
前記第一測定手順で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手順と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第一の数式に、前記第一損失算出手順で算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手順と、
を行うことを特徴とする光パルス試験方法。
【請求項２】
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手順と、
前記第二入射手順で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手順と、
前記第二測定手順で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手順と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第二の数式に、前記第二損失算出手順で算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手順と、
を行うことを特徴とする光パルス試験方法。
【請求項３】
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第一の数式として式（Ｃ１）を用いることを特徴とする請求項１に記載の光パルス試験方法。
【数Ｃ１】
2020098127.tif 000014
【請求項４】
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第二の数式として式（Ｃ２）を用いることを特徴とする請求項２に記載の光パルス試験方法。
【数Ｃ２】
2020098127.tif 000015
【請求項５】
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手段と、
前記第一入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手段と、
前記第一測定手段が測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手段と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第一の数式に、前記第一損失算出手段が算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手段と、
を備えることを特徴とする光パルス試験装置。
【請求項６】
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手段と、
前記第二入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手段と、
前記第二測定手段が測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手段と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第二の数式に、前記第二損失算出手段が算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手段と、
を備えることを特徴とする光パルス試験装置。
【請求項７】
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第一の数式として式（Ｃ１）を用いることを特徴とする請求項５に記載の光パルス試験装置。
【数Ｃ１】
2020098127.tif 000016
【請求項８】
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第二の数式として式（Ｃ２）を用いることを特徴とする請求項６に記載の光パルス試験装置。
【数Ｃ２】
2020098127.tif 000017
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、２モード光ファイバを直列に接続している光ファイバの接続損失を測定するための光パルス試験方法および光パルス試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画やゲームに代表される大容量コンテンツの増加やスマートフォンの普及に伴い、光ファイバネットワークにおけるトラフィック量は年々増加している。一方で、現在伝送媒体として用いられているシングルモードファイバには、伝送容量の限界が近づいている。将来的なトラフィック増大に対応するための一つの技術として、数モードファイバを用いたモード多重伝送が注目されている。モード多重伝送の実用化を考えると、数モードファイバを用いた光伝送路構築後に、伝送に用いる各モードの損失特性を測定する技術が必要不可欠となる。
【０００３】
伝送路構築後の損失試験方法としては、光時間領域反射測定法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ、以下ＯＴＤＲと称する）が著名である。ＯＴＤＲは、パルス化された試験光を被試験光ファイバ（Ｆｉｂｅｒ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ、以下ＦＵＴと称する）に入射し、光ファイバ内を伝搬する試験光パルスに由来するレイリー散乱光の後方散乱光やフレネル反射光の強度とラウンドトリップ時間に基づき分布データ（後方散乱波形）を取得する方法および装置である。非特許文献１では、２モードファイバを試験するためのＯＴＤＲとして、後方散乱光に含まれる基本モードと第一高次モードを個別に測定するＯＴＤＲが開示されている。各モード成分の後方散乱波形から、光ファイバにおける損失情報を取得することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｎａｋａｚａｗａ  ｅｔ．ａｌ．，“Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ｍｏｄｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  ａｌｏｎｇ  ａ  ｆｅｗ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ＯＴＤＲ，”  Ｏｐｔ．  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  ｖｏｌ．  ２２，  ｎｏ．  ２５，  ｐｐ．  ３１２９９−３１３０９，  ２０１４．
【非特許文献２】Ａ．Ｎａｋａｍｕｒａ  ｅｔ．ａｌ．，“Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ  ｏｆ  ｍｏｄａｌ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎ  ｉｎ  ２−ＬＰ  ｍｏｄｅ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｔｉｍｅ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ，”  Ｏｐｔ．  Ｅｘｐｒｅｓｓ，  ｖｏｌ．  ２５，  ｎｏ．  １７，  ｐｐ．  ２０７２７−２０７３６，  ２０１７．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
非特許文献１に記載の試験方法で２モードファイバの接続点における基本モードおよび第一高次モードの損失を取得する場合、試験光を基本モードで入射しての測定と、試験光を第一高次モードで入射しての測定と、の合計２回の測定を行う必要がある。これら２回の測定において、入射するモードを切り替えるために、手動で光コネクタを切り替えることや、光スイッチを装置に組み込むこと、が必要となる。すなわち、測定時の手作業が煩雑となることや、測定装置の構成が複雑となることが課題となる。
【０００６】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、２モード光ファイバを直列させた接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を、入射する試験光のモードを切り替えることなく測定できる光パルス試験方法および光パルス試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る光パルス試験方法および光パルス試験装置は、基本モードまたは第一高次モードのいずれか一方のみの試験光パルスを用い、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱波形に生じるそれぞれの損失に対して算術処理を施すことにより基本モードおよび第一高次モード双方の透過接続損失を算出することとした。
【０００８】
具体的には、本発明に係る第一の光パルス試験方法は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手順と、
前記第一入射手順で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手順と、
前記第一測定手順で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手順と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第一の数式に、前記第一損失算出手順で算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手順と、
を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る第二の光パルス試験方法は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手順と、
前記第二入射手順で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手順と、
前記第二測定手順で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手順と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第二の数式に、前記第二損失算出手順で算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手順と、
を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る第一の光パルス試験装置は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手段と、
前記第一入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手段と、
前記第一測定手段が測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手段と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第一の数式に、前記第二損失算出手段が算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る第二の光パルス試験装置は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手段と、
前記第二入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手段と、
前記第二測定手段が測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手段と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる第二の数式に、前記第一損失算出手段が算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第一の数式として式（Ｃ１）を用いる。
【数Ｃ１】
2020098127.tif 000003
また、前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１をデシベル単位で表記し、前記第二の数式として式（Ｃ２）を用いる。
【数Ｃ２】
2020098127.tif 000004
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、２モード光ファイバを直列させた接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を、入射する試験光のモードを切り替えることなく測定できる光パルス試験方法および光パルス試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る第一の光パルス試験方法を説明する図である。
【図２】本発明に係る第二の光パルス試験方法を説明する図である。
【図３】本発明に係る光パルス試験装置を説明する図である。
【図４】後方散乱波形に生じる損失を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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、本明細書および図面において、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。
【００１６】
図１は、本実施形態の第一の光パルス試験方法を説明する工程図である。本光パルス試験方法は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手順Ｓ０１と、
第一入射手順Ｓ０１で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手順Ｓ０２と、
第一測定手順Ｓ０２で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手順Ｓ０３と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる式（８）に、第一損失算出手順Ｓ０３で算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手順Ｓ０４と、
を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、図２は、本実施形態の第二の光パルス試験方法を説明する工程図である。本光パルス試験方法は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から、前記被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手順Ｓ０５と、
第二入射手順Ｓ０５で入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手順Ｓ０６と、
第二測定手順Ｓ０６で測定した前記強度分布から、前記被試験光ファイバの前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手順Ｓ０７と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる式（９）に、第二損失算出手順Ｓ０７で算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手順Ｓ０８と、
を行うことを特徴とする。
【００１８】
第一入射手順Ｓ０１では、
被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成した前記試験光パルスを基本モードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第一入射ステップと、
を行う。
【００１９】
第一測定手順Ｓ０２では、
前記第一入射ステップで前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モードおよび第一高次モードに分離するモード分波ステップと、
前記モード分波ステップで分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバ一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布を取得する第一光強度取得ステップと、
を行う。つまり、第一入射手順Ｓ０１と第一測定手順Ｓ０２で非特許文献１および非特許文献２に示されるような後方散乱光測定技術を用いて、被試験光ファイバの一端から基本モードおよび第一高次モードの後方散乱光強度分布を測定する。
【００２０】
第一損失算出手順Ｓ０３では、
前記第一光強度取得ステップで取得した前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布から前記被試験光ファイバの接続点における前記戻り光のモード成分に生じた損失を算出する第一損失算出ステップ
を行う。
【００２１】
第一演算手順Ｓ０４では、
前記第一損失算出ステップで取得した損失から近似式（式（８））を用いて接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を演算する第一演算ステップ
を行う。接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を演算する詳細は後述する。
【００２２】
第二入射手順Ｓ０５では、
被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成した前記試験光パルスを第一高次モードで前記被試験光ファイバの一端に入射する第二入射ステップと、
を行う。
【００２３】
第二測定手順Ｓ０６では、
前記第二入射ステップで前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モードおよび第一高次モードに分離するモード分波ステップと、
前記モード分波ステップで分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバ一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布を取得する第二光強度取得ステップと、
を行う。つまり、第二入射手順Ｓ０５と第二測定手順Ｓ０６で非特許文献１および非特許文献２に示されるような後方散乱光測定技術を用いて、被試験光ファイバの一端から基本モードおよび第一高次モードの後方散乱光強度分布を測定する。
【００２４】
第一損失算出手順Ｓ０７では、
前記第二光強度取得ステップで取得した前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布から前記被試験光ファイバの接続点における前記戻り光のモード成分に生じた損失を算出する第二損失算出ステップ
を行う。
【００２５】
第二演算手順Ｓ０８では、
前記第二損失算出ステップで取得した損失から近似式（式（９））を用いて接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を演算する第二演算ステップ
を行う。接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を演算する詳細は後述する。
【００２６】
図３は、第一および第二の光パルス試験方法を行う光パルス試験装置１０１の構成例を説明する図である。
図１に示した第一の光パルス試験方法を行う場合、光パルス試験装置１０１は、
同種の光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバ１０の一端から、被試験光ファイバ１０を基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードで入射する第一入射手段と、
前記第一入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第一測定手段と、
前記第一測定手段が測定した前記強度分布から、被試験光ファイバ１０の前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ１および第一高次モード成分の損失Ｌ２を算出する第一損失算出手段と、
前記損失Ｌ１、前記損失Ｌ２、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる式（８）に、前記第一損失算出手段が算出した前記損失Ｌ１および前記損失Ｌ２を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第一演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２７】
また、図２に示した第二の光パルス試験方法を行う場合、光パルス試験装置１０１は、
被試験光ファイバ１０の一端から、被試験光ファイバ１０を基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを第一高次モードで入射する第二入射手段と、
前記第二入射手段が入射した前記試験光パルスにより発生した戻り光を受光し、前記戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれについて前記一端からの距離に関する強度分布を測定する第二測定手段と、
前記第二測定手段が測定した前記強度分布から、被試験光ファイバ１０の前記同種の光ファイバを直列に接続した接続点における前記戻り光の基本モード成分の損失Ｌ３および第一高次モード成分の損失Ｌ４を算出する第二損失算出手段と、
前記損失Ｌ３、前記損失Ｌ４、前記接続点における基本モードの透過損失Ｌ０１、および前記接続点における第一高次モードの透過損失Ｌ１１の、前記接続点における各モード間の結合効率で表した数式を連立させることによって得られる式（９）に、前記第二損失算出手段が算出した前記損失Ｌ３および前記損失Ｌ４を代入して前記基本モードの透過損失Ｌ０１および前記第一高次モードの透過損失Ｌ１１を演算する第二演算手段と、
を備えることを特徴とする。
【００２８】
前記第一入射手段および前記第二入射手段は、
被試験光ファイバ１０を基本モードおよび第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部Ａと、
生成部Ａが生成した試験光パルスを基本モードまたは第一高次モードのいずれかで被試験光ファイバ１０に入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モードおよび第一高次モードに分離するモード合分波部Ｂと、
で構成される。
【００２９】
前記第一測定手段および第二測定手段は、
モード合分波部Ｂと、
モード合分波部Ｂが分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部Ｃと、
演算処理部Ｄのうち、受光部Ｃの出力信号をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１８と、前記デジタルデータに基づいて被試験光ファイバ１０の一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布を取得する信号処理部１９と、
で構成される。
【００３０】
前記第一損失算出手段および前記第二損失算出手段は、
演算処理部Ｄのうち、前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布から接続点で生じた損失を算出する損失算出部２０
で構成される。
【００３１】
前記第一演算手段および前記第二演算手段は、
演算処理部Ｄのうち、損失算出部２０が算出した損失から各モードの透過損失を算出する透過損失算出部２１
で構成される。
【００３２】
生成部Ａは、光源１１、パルス発生器１２および光強度変調器１３を有する。光源１１は被試験光ファイバ１０を基本モードおよび第一高次モードで伝搬可能な波長の連続光を出力可能であり、出力される連続光はパルス発生器１２の信号に従って光強度変調器１３でパルス化され、試験光パルスとなる。光強度変調器１３は、例えば音響光学素子をパルス駆動するようにした音響光学スイッチを備える、音響光学変調器である。なお、パルス発生器１２は、演算処理部Ｄに対して、後方散乱光強度分布の測定を開始するタイミングを決めるためのトリガ信号を出力するようにしてもよい。
【００３３】
モード合分波部Ｂは、光サーキュレータ１４およびモード合分波器１５を有する。光強度変調器１３で生成された試験光パルスは、光サーキュレータ１４を介してモード合分波器１５に入射される。モード合分波器１５は、例えば非特許文献２に記載されるような平面光波回路で構成された方向性結合器を備える、モード合分波器である。試験光パルスは、モード合分波器１５から基本モードまたは第一高次モードとして被試験光ファイバ１０の一端に入射される。
【００３４】
基本モードまたは第一高次モードで入射された試験光パルスが被試験光ファイバ１０を伝搬する際、レイリー散乱によって試験光パルスの一部は逆方向に伝搬する基本モードおよび第一高次モードに結合し、それぞれ基本モードおよび第一高次モードの後方散乱光となる。この後方散乱光は、戻り光としてモード合分波器１５に再入射される。このとき戻り光の基本モードと第一高次モードのモード成分はモード合分波器１５で分離される。
【００３５】
受光部Ｃは、２つの光受信器（１６、１７）を有する。モード合分波器１５でモード毎に分離された戻り光のうち、基本モード成分は光サーキュレータ１４を経由して光受信器１６に、第一高次モード成分は光受信器１７に入射され、光電変換される。
【００３６】
演算処理部Ｄは、Ａ／Ｄ変換器１８、信号処理部１９、損失算出部２０、透過損失算出部２１を有する。光受信器１６および１７からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でデジタルデータに変換される。前記デジタルデータは信号処理部１９に入力される。
【００３７】
信号処理部１９は、戻り光の基本モードと第一高次モード成分に対する強度分布を取得する。さらに、損失算出部２０は、接続点において戻り光の基本モードと第一高次モード成分に対する強度分布に生じる損失を取得する。そして、透過損失算出部２１は、接続点における各モードの透過損失を算出する演算処理を行う。
【００３８】
なお、演算処理部Ｄ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。
【００３９】
以下、接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を算出する演算処理について説明する。
【００４０】
被試験光ファイバに基本モードで試験光パルスを入射したときに、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の損失は、以下の式で表すことができる。
【数１】
2020098127.tif 000005
【数２】
2020098127.tif 000006
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ、デシベル単位で表記された基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の損失である。
η０１−０１は、接続部において基本モードから基本モードへ結合する効率を表す。
η０１−１１は、接続部において基本モードから第一高次モードへ結合する効率を表す。
η１１−０１は、接続部において第一高次モードから基本モードへ結合する効率を表す。
η１１−１１は、接続部において第一高次モードから第一高次モードへ結合する効率を表す。
【００４１】
ここで、η０１−１１とη１１−０１は対称性より、
【数３】
2020098127.tif 000007
である。
【００４２】
また、被試験光ファイバに第一高次モードで試験光パルスを入射したときに、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の損失は、以下の式で表すことができる。
【数４】
2020098127.tif 000008
【数５】
2020098127.tif 000009
Ｌ３およびＬ４はそれぞれ、デシベル単位で表記された基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の損失である。
【００４３】
図３（Ａ）は、基本モードで試験光パルスを入射したときの後方散乱波形の測定例であり、Ｌ１とＬ２の関係を説明している。図３（Ｂ）は、第一高次モードで試験光パルスを入射したときの後方散乱波形の測定例であり、Ｌ３とＬ４の関係を説明している。
【００４４】
一方、被試験光ファイバに基本モードまたは第一高次モードを入射したときの透過損失は、以下の式で表すことができる。
【数６】
2020098127.tif 000010
【数７】
2020098127.tif 000011
Ｌ０１およびＬ１１はそれぞれ、デシベル単位で表記された接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失である。
【００４５】
式（１）〜（３）、（６）、（７）より、以下の式が得られる。
【数８】
2020098127.tif 000012
したがって、式（８）を用いて、測定したＬ１およびＬ２から接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を算出することができる。
また、式（３）〜（７）より、以下の式が得られる。
【数９】
2020098127.tif 000013
したがって、式（９）を用いて、測定したＬ３およびＬ４から接続点における基本モードおよび第一高次モードの透過損失を算出することができる。
【００４６】
（他の実施形態）
この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。
要するにこの発明は、上位実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、演算処理部Ｄ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。
【００４７】
また、上記実施例では、２本の同種光ファイバを直列に接続したものを被試験光ファイバとして説明したが、３本以上の同種光ファイバまたは異種光ファイバを直列に接続したものを被試験光ファイバとしても試験可能である。ただし、試験光入射端から離れた接続点ほど測定精度に劣化が生じる点について注意が必要である。
【００４８】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１０：被試験光ファイバ
１１：光源
１２：パルス発生器
１３：光強度変調器
１４：光サーキュレータ
１５：モード合分波器
１６、１７：光受信器
１８：Ａ／Ｄ変換器
１９：信号処理部
２０：損失算出部
２１：透過損失算出部
１０１：光パルス試験装置
【図１】
2020098127.tif 000018
【図２】
2020098127.tif 000019
【図３】
2020098127.tif 000020
【図４】
2020098127.tif 000021