(57)【要約】【課題】ファイバ敷設現場等で容易に且つ短時間に測定が行え、被測定光ファイバ内に測定光以外の光が存在してもその影響を受けない再現性の高い測定が行えるようにする。【解決手段】光源部２１から波長が異なる２つの光Ｐ１、Ｐ２を一組のペア光として出射し、変調信号発生器２３、２４で発生した異なる周波数ｆ１、ｆ２の変調信号ｍ１、ｍ２を光源部２１に与えて２つの光Ｐ１、Ｐ２を強度変調し、そのペア光を合波部２５で合波し、その合波光Ｐａの偏波状態を偏波コントローラ２６により順次変更して、被測定ファイバ１に入射する。被測定ファイバ１を伝播した光を偏波状態モニタ４０で受け、偏波コントローラ２６によって変更された偏波状態の光をそれぞれ光電変換する。偏波状態モニタ４０の出力信号に対し、同期検波部６０により周波数ｆ１、ｆ２の信号で同期検波し、その検波出力に基づいてペア光についてのストークスパラメータを求め、ジョーンズ・マトリクス法により偏波モード分散値を算出する。【選択図】図３
2010048773.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに波長が異なる２つの光を一組のペア光とし、少なくとも一組のぺア光を出射する光源部（２１）と、
前記ペア光の一方を第１の周波数の変調信号で強度変調し、他方を前記第１の周波数と異なる第２の周波数の変調信号で強度変調する変調手段（２３、２４）と、
前記変調手段によって強度変調されたペア光を合波する合波部（２５）と、
前記合波部で合波された光の偏波状態を順次変更する偏波コントローラ（２６）と、
前記偏波コントローラから出射されて被測定ファイバ（１）を伝播した光を受け、前記偏波コントローラによって変更された偏波状態の光をそれぞれ光電変換する偏波状態モニタ（４０）と、
前記偏波状態モニタの出力信号に対し、前記第１の周波数と前記第２の周波数の信号で同期検波する同期検波部（６０）と、
前記同期検波部で得られた前記第１の周波数の信号による検波出力と、前記第２の周波数の信号による検波出力とに基づいて、前記ペア光についてのストークスパラメータを算出し、該ストークスパラメータからジョーンズ・マトリクス法により前記被測定ファイバの偏波モード分散値を算出する演算手段（８０）とを備えたことを特徴とする偏波モード分散評価装置。
【請求項２】
前記偏波コントローラから出射された光を前記被測定ファイバの一端側に入射させ、該被測定ファイバを伝搬して他端側から出射した光を前記偏波状態モニタで受けることを特徴とする請求項１記載の偏波モード分散評価装置。
【請求項３】
前記合波部の出力光に、前記偏波コントローラによる偏波状態の変更タイミングを通知するためのタイミング信号成分を含ませるタイミング通知手段（３２）と、
前記偏波状態モニタの出力信号から前記タイミング信号成分を検出するタイミング信号検出手段（５０）とを備え、
前記タイミング信号検出手段によって前記タイミング信号成分が検出されたタイミングに基づいて前記偏波状態モニタから出力される信号に対する取込みを行うことを特徴とする請求項２記載の偏波モード分散評価装置。
【請求項４】
前記偏波コントローラから出射された光を前記被測定ファイバの一端側に入射させ、該被測定ファイバを伝搬し前記一端側に戻ってくる反射光を前記偏波状態モニタに入射させる光方向性結合器（９０）を有し、
前記変調手段で用いた第１の周波数の変調信号と、第２の周波数の変調信号とを前記同期検波部で共通に用いることを特徴とする請求項１記載の偏波モード分散評価装置。
【請求項５】
前記光源部は、前記ペア光を複数組出射できるように構成され、該複数組のペア光についての合波光を選択して前記偏波コントローラに与える光スイッチ（９５）を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の偏波モード分散評価装置。
【請求項６】
前記同期検波部は、ロックインアンプ構成であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の偏波モード分散評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ:Polarization Mode Dispersion）を測定するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速光ネットワークにおいて、伝送する光信号を劣化させる要因の１つに偏波モード分散（以下、ＰＭＤと記す）がある。昨今、急激な伝送容量の増加に伴って、伝送速度も高速化してきており、このＰＭＤを評価することが極めて重要となってきた。
【０００３】
ＰＭＤは光ファイバに加えられる応力歪等によって変化するため、敷設前だけでなく、敷設後のメンテナンスの際にも評価が必要である。また敷設後でも風や温度等により経時的変化を生じるためフィールドでの評価も必要となる。
【０００４】
従来知られている代表的なＰＭＤ評価方法として、光干渉計を用いた干渉法、ファイバを伝播させた正弦波変調光を復調して各偏波間の変調信号の位相から測定する変調位相シフト法、偏波状態からＰＭＤを求めるジョーンズ・マトリクス法（例えば特許文献１）等が挙げられる。
【０００５】
【特許文献１】特許第３９９８４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記した現状のいずれの方法を用いた装置を実際に構成する場合、装置自体が大掛かりで高価となり、ファイバ敷設現場等で使用することが難しく、しかも測定のための操作に専門知識が要求され、容易に測定が行えないという問題があった。
【０００７】
また、測定光として波長差のある光を用いる場合に、その僅かな波長差の光に対する識別を容易に行うことができず、一つの波長で測定を行ってから異なる波長で測定を行うという処理を行っていたので短時間に測定を行うことができないという問題もあった。
【０００８】
また、被測定光ファイバ内に測定光以外の光が存在している状態では、その光の影響を受けて再現性の高い測定が行えないという問題もあった。
【０００９】
本発明は、小型・低価格に構成でき、ファイバ敷設現場等で容易に且つ短時間に測定が行え、しかも被測定光ファイバ内に測定光以外の光が存在してもその影響を受けない再現性の高い測定が行える偏波モード分散評価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】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明の請求項１の偏波モード分散評価装置は、
互いに波長が異なる２つの光を一組のペア光とし、少なくとも一組のペア光を出射する光源部（２１）と、
前記ペア光の一方を第１の周波数の変調信号で強度変調し、他方を前記第１の周波数と異なる第２の周波数の変調信号で強度変調する変調手段（２３、２４）と、
前記変調手段によって強度変調されたペア光を合波する合波部（２５）と、
前記合波部で合波された光の偏波状態を順次変更する偏波コントローラ（２６）と、
前記偏波コントローラから出射されて被測定ファイバ（１）を伝播した光を受け、前記偏波コントローラによって変更された偏波状態の光をそれぞれ光電変換する偏波状態モニタ（４０）と、
前記偏波状態モニタの出力信号に対し、前記第１の周波数と前記第２の周波数の信号で同期検波する同期検波部（６０）と、
前記同期検波部で得られた前記第１の周波数の信号による検波出力と、前記第２の周波数の信号による検波出力とに基づいて、前記ペア光についてのストークスパラメータを算出し、該ストークスパラメータからジョーンズ・マトリクス法により前記被測定ファイバの偏波モード分散値を算出する演算手段（８０）とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項２の偏波モード分散評価装置は、請求項１記載の偏波モード分散評価装置において、
前記偏波コントローラから出射された光を前記被測定ファイバの一端側に入射させ、該被測定ファイバを伝搬して他端側から出射した光を前記偏波状態モニタで受けることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の請求項３の偏波モード分散評価装置は、請求項２記載の偏波モード分散評価装置は、
前記合波部の出力光に、前記偏波コントローラによる偏波状態の変更タイミングを通知するためのタイミング信号成分を含ませるタイミング通知手段（３２）と、
前記偏波状態モニタの出力信号から前記タイミング信号成分を検出するタイミング信号検出手段（５０）とを備え、
前記タイミング信号検出手段によって前記タイミング信号成分が検出されたタイミングに基づいて前記偏波状態モニタから出力される信号に対する取込みを行うことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の請求項４の偏波モード分散評価装置は、請求項１記載の偏波モード分散評価装置は、
前記偏波コントローラから出射された光を前記被測定ファイバの一端側に入射させ、該被測定ファイバを伝搬し前記一端側に戻ってくる反射光を前記偏波状態モニタに入射させる光方向性結合器（９０）を有し、
前記変調手段で用いた第１の周波数の変調信号と、第２の周波数の変調信号とを前記同期検波部で共通に用いることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の請求項５の偏波モード分散評価装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の偏波モード分散評価装置において、
前記光源部は、前記ペア光を複数組出射できるように構成され、該複数組のペア光についての合波光を選択して前記偏波コントローラに与える光スイッチ（９５）を備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の請求項６の偏波モード分散評価装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の偏波モード分散評価装置において、
前記同期検波部は、ロックインアンプ構成であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
上記のように本発明の偏波モード分散評価装置は、波長が異なりそれぞれ異なる周波数で強度変調された少なくも一組のペア光を合波して、その合波光の偏波状態を、ストークスパラメータを求めるための複数の異なる状態に順次変更して被測定ファイバに与え、その被測定ファイバを伝搬した光の各偏波状態についての強度を偏波状態モニタにより検出し、その出力信号に対し、ペア光を強度変調している信号と等しい周波数の信号により同期検波し、その同期期検波で得られた検波出力とに基づいて、ペア光についてのストークスパラメータを算出し、そのストークスパラメータからジョーンズ・マトリクス法により被測定ファイバの偏波モード分散値を算出している。
【００１７】
したがって、異なる波長の光についてのストークスパラメータ算出に必要なデータを同時に取り込むことができ、ペア波長の光信号のＳＯＰ測定を時間差なく行うことができ、被測定ファイバによる偏光状態の変動等の測定結果への影響を削減できるとともに、短時間での測定が可能となる。また、構成が比較的簡易で小型に且つ安価に製造でき、ファイバ敷設現場等での使用に適した装置を実現できる。
【００１８】
また、被測定光ファイバ内に測定光以外の光が存在していても、その影響を除去した正確な測定が可能となる。
【００１９】
また、偏波コントローラの出射光を被測定ファイバの一端に入射し、他端から出射された光を偏波状態モニタに入射させる装置において、偏波状態の変更タイミングを通知するためのタイミング信号で変調された光が合波光に重畳されるようにして送信し、受信側でこれを検出して偏波状態が変更されるタイミングを知り、必要な偏波状態の光の強度を求めるようにしているので、被測定ファイバの両端の位置が離れている場合においても正確な測定が可能となる。
【００２０】
さらに、偏波コントローラから出射された光を、光方向性結合器を介して被測定ファイバの一端側に入射させ、その被測定ファイバを伝搬し一端側に戻ってくる反射光を光方向性結合器を介して偏波状態モニタに入射させるとともに、変調手段で用いた第１の周波数の変調信号と、第２の周波数の変調信号とを同期検波部で共通に用いるものでは、被測定ファイバに対する片端測定が行え、送信側と受信側を一体的に構成することができ、装置全体の小型が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
本方式のＰＭＤの評価法は、ＪＭＥ（Jones matrix eigenanalysis）法に基づく方法であるため、先ず始めにＪＭＥ法について説明する。
【００２２】
ＪＭＥ法の測定原理は、３つの既知の入力偏波状態（ＳＯＰ）を設定し、それに応じた出力ＳＯＰからジョーンズ行列を測定する。
【００２３】
例として、図１に示すように、例えば相対的に４５度の角度を成す３つの直線偏波（０deg、４５deg、９０deg）や、相対的に６０度の角度を成す３つの直線偏波（０deg、６０deg、１２０deg）を用いる。なお、ここでは相対的に４５度の角度を成す３つの直線偏波を用いた例で説明するが、相対的に６０度の角度を成す３つの直線偏波を用いてもよい。
【００２４】
ＳＯＰモニタとしては、Ｉtotalを全光量、Ｉ0を０度の偏光子を透過した光量、Ｉ45を４５度の偏光子を透過した光量、Ｉq45を１／４波長板と４５度の偏光子を透過した光量とし、これら４つの光量から下記の演算によって、ストークスパラメータ（Ｓ0〜Ｓ３）を算出する。
【００２５】
Ｓ0＝Ｉtotal                  ……（１）
Ｓ1＝２・Ｉ0−Ｉtotal          ……（２）
Ｓ2＝２・Ｉ45−Ｉtotal          ……（３）
Ｓ3＝２・Ｉq45−Ｉtotal          ……（４）
【００２６】
ここで、Ｓ0、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3はそれぞれ以下の意味を持っており、ｘ偏光の光量|Ｅｘ|2、ｙ偏光の光量|Ｅｙ|2と、両偏光間の位相差δ（＝δｘ−δｙ）を用いると、次の式（５）〜（８）で表される。なお、複素数ｚの複素共役をＺ*で表す。
【００２７】
Ｓ0：全光量  ；Ｓ0＝|Ｅｘ|2＋|Ｅｙ|2……（５）
Ｓ1：ｘ偏光とｙ偏光の光量差  ；Ｓ1＝|Ｅｘ|2−|Ｅｙ|2……（６）
Ｓ2：４５°偏光と１３５°偏光の光量差
；Ｓ2＝２・Ｒe（Ｅｘ・Ｅｙ＊）＝２・|Ｅｘ||Ｅｙ|cosδ……（７）
Ｓ3：円偏光と左円偏光の光量差
；Ｓ3＝２・Ｉm（Ｅｘ・Ｅｙ＊）＝２・|Ｅｘ||Ｅｙ|sinδ……（８）
【００２８】
次に、（５）〜（８）式をもとに、３種類の偏波状態のＳＯＰに対してそれぞれジョーンズ（Jones）ベクトルを求める。
【００２９】
ジョーンズベクトルとは、Ｚ方向に進む単色平面波の電場のｘ成分Ｅｘとｙ成分Ｅｙを縦に並べたものを示す、その偏光状態は両成分の振幅および両成分間の位相差により下記のように求めることができる。
【００３０】
【数１】
2010048773.tif 000003
【００３１】
ここで、（５）＋（６）より、
|Ｅｘ|2＝１／２（Ｓ0＋Ｓ1）……（５′）
（５）−（６）より、
|Ｅｙ|2＝１／２（Ｓ0−Ｓ1）……（６′）
【００３２】
（７）、（８）式より、
|Ｅｘ||Ｅｙ| eｉ(δｙ−δｘ)＝１／２（Ｓ2＋ｉＳ3）……（７′）
|Ｅｘ||Ｅｙ| e−ｉ(δｙ−δｘ)＝１／２（Ｓ2−ｉＳ3）……(８′)
【００３３】
被測定物に測定波長（ω）の３つの偏光状態をｘ偏光、ｙ偏光、４５度偏光を入力した場合のジョーンズ行列Ｔ（ω）は下式で表される（なおωは光の角周波数であるが波長と１対１の関係にある値であるので以後の説明で波長と呼ぶ）
【００３４】
【数２】
2010048773.tif 000004
【００３５】
ここで、
ｋ1＝Ｘ1／Ｙ1            ……ｘ偏光入力時のジョーンズベクトルの成分比
ｋ2＝Ｘ2／Ｙ2            ……ｙ偏光入力時のジョーンズベクトルの成分比
ｋ3＝Ｘ3／Ｙ3            ……４５度偏光入力時のジョーンズベクトルの成分比
ｋ4＝（ｋ3−ｋ2）／（ｋ1−ｋ3）
【００３６】
ペアとなるもう一方の測定波長（ω＋Δω）のジョーンズ行列Ｔ（ω＋Δω）も同様に求まる。
【００３７】
なお、波長差Δωは、ＰＳＰs（Principal States of Polarization）の周りのストークスベクトルの回転角が１８０度を超えない（Δτmax・Δω＜π）ような値とする。
【００３８】
上記のようにして求めたジョーンズ行列Ｔ（ω）、Ｔ（ω＋Δω）により、Ｔ（ω＋Δω）Ｔ−1（ω）を算出し、その固有値ρ1、ρ2から、ＤＧＤ（郡遅延時間差）を算出することができる。Ｔ−1はジョーンズ行列Ｔの逆行列を示す。
【００３９】
ｘ偏波およびｙ偏波の間に位相遅延を与えるジョーンズ行列は下記で表される。ただし、ここでＰＤＬ（Polarization Dependent Loss  :偏波依存性損失）は無視できるものと仮定する。
【００４０】
【数３】
2010048773.tif 000005
【００４１】
次に、上記Ｔ（ω＋Δω）Ｔ−1（ω）に相当するジョーンズ行列は、ω1＝ω＋Δω、ω2＝ωとおくと、下式で表される。
【００４２】
【数４】
2010048773.tif 000006
【００４３】
この行列の固有値は、
ρ1＝ｅ j（ω1−ω2）τ1、ρ2＝ｅ j（ω1−ω2）τ2
であり、ＤＧＤのΔτ=τ1−τ2は、下式となる。ただし、Arg(Z)はZの偏角を表す。
【００４４】
｜Arg(ρ1／ρ2)／Δω｜＝（ω1−ω2）（τ1−τ2）／Δω
＝｜τ1−τ2｜＝Δτ
【００４５】
このようにして、図２に示すように、各波長に対してＤＧＤn,n+1を算出することができ、各波長でのＤＧＤ値を平均することでＰＭＤ値を求める。
【００４６】
次に、上記方法を用いた偏波モード分散評価装置の第１の実施形態の構成例を示す。
図３に示す偏波モード分散評価装置２０は、被測定ファイバ１の偏波モード分散を両端測定するために、送信部１００と受信部２００とにより構成されている。
【００４７】
ここで、送信部１００の光源部２１は、互いに波長が異なる２つの光Ｐ１（波長ω）、Ｐ２（波長ω＋Δω）を一組のペア光とし、少なくとも一組のペア光を出射するものであり、例えば出射光波長がそれぞれ異なる２つの半導体レーザ２１ａ、２１ｂにより構成されている。ここで、ペア光Ｐ１、Ｐ２の波長差Δωは、前記したようにＰＳＰsの周りのストークスベクトルの回転角が１８０度を超えない（Δτmax・Δω＜π）ようなΔωとする。
【００４８】
半導体レーザ２１ａ、２１ｂの一方（この例では２１ａ）には、第１の変調信号発生器２３から出力された第１の周波数ｆ１の変調信号ｍ１（例えば正弦波とする）が与えられて出射光Ｐ１に周波数ｆ１の強度変調が施される。また、半導体レーザ２１ａ、２１ｂの他方（この例では２１ｂ）には、第２の変調信号発生器２４から出力された第２の周波数ｆ２（ｆ１≠ｆ２）の変調信号ｍ２（例えば正弦波とする）が与えられて出射光Ｐ２に周波数ｆ２の強度変調が施される。
【００４９】
この強度変調されたペア光Ｐ１、Ｐ２は合波部２５に入射されて共通の光軸上に合波され、その合波光Ｐａが偏波コントローラ２６に入射される。
【００５０】
偏波コントローラ２６は、制御部３０の制御部により、入射した合波光Ｐａの偏波状態を、既知の少なくとも３種類、例えば相対的に０deg、４５deg、９０deg異なる直線偏波や、相対的に０deg、６０deg、１２０deg異なる直線偏波に順次変更設定する。
【００５１】
また、タイミング通知手段３２は、偏波コントローラ２６の偏波状態を変える毎に、例えば変調周波数ｆ１、ｆ２と異なる特定周波数ｆｔのタイミング信号ｍｔを、一方の変調信号（この例では変調信号ｍ２）に間欠的に重畳させて、合波光Ｐａにタイミング信号ｍｔで変調された光成分を含ませ、受信部２００に各偏波状態の測定タイミングを通知する。ここで、偏波状態の識別を容易にするために、例えば偏波状態に対応させて異なる周波数のタイミング信号ｍｔを用いたり、あるいはタイミング信号の出力期間を変化させてもよい。また後述するように合波光の出力そのものをオンオフして偏波状態の切替タイミングを通知することも可能である。
【００５２】
偏波コントローラ２６から出射された光Ｐｂは、被測定ファイバ１の一端１ａ側に入射され、その被測定ファイバ１を伝播して他端１ｂ側から出射された光Ｐｃが受信部２００の偏波状態モニタ（以下、ＳＯＰモニタと記す）４０に入射される。
【００５３】
このＳＯＰモニタ４０は、入力光Ｐｃを分岐損失が等しく既知な光分岐手段４１により４分岐し、その分岐光の一つを第１受光器４２に入射させる。なお、ここでは光分岐手段４１の損失を０と仮定して説明する。
【００５４】
また、別の分岐光は、前記したストークスパラメータを求めるために必要な異なる複数の偏光成分、つまり送信部１００の偏波コントローラ２６による偏光状態に応じた光成分をそれぞれ抽出するために用いられる。
【００５５】
即ち、分岐光のうち、０度偏光子４３を通過した光Ｐｃ（０）は第２受光器４４に入射され、４５度偏光子４５を通過した光Ｐｃ（４５）は第３受光器４６に入射され、１／４波長板４７および４５度偏光子４８を通過した光Ｐｃ（９０）は第４受光器４９に入射される。
【００５６】
ＳＯＰ４０の各受光器４２、４４、４６、４９の出力信号Ｉａ〜Ｉｄには、変調周波数ｍ１、ｍ２の信号成分が定常的に含まれ、前記したタイミング信号ｍｔの成分が間欠的に含まれている。これらの各信号Ｉａ〜Ｉｄは同期検波部６０に入力される。また、受光器４２の出力信号Ｉａは、タイミング信号ｍｔの成分を検出するためのタイミング信号検出手段５０に入力されている。
【００５７】
ここでタイミング信号検出手段５０は、例えばタイミング信号ｍｔの周波数ｆｔ成分のみを選択的に抽出するＢＰＦ等で構成することができる。
【００５８】
同期検波部６０は、各入力信号Ｉａ〜Ｉｄに対して、信号発生器６１から出力された第１の変調周波数ｆ１のローカル信号Ｌ１による同期検波をそれぞれ行う４つの同期検波器６２〜６５と、各入力信号Ｉａ〜Ｉｄに対して、信号発生器６６から出力された第２の変調周波数ｆ２のローカル信号Ｌ２による同期検波をそれぞれ行う４つの同期検波器６７〜７０とにより構成されており、異なる変調周波数成分に対する同期検波を並行して行うことができる。
【００５９】
なお、ここで、各同期検波器６２〜６５、６７〜７０として、図４に示すロックインアンプ構成とすることで、入力信号の位相に関係なく、正確に光強度測定を行うことができる。
【００６０】
このロックインアンプ構成の同期検波器６２〜６５、６７〜７０は、入力信号から所望周波数（ｆ１またはｆ２）の信号成分をＢＰＦ６２ａにより抽出して二つミキサ６２ｂ、６２ｃに与えるとともに、ローカル信号（Ｌ１またはＬ２）を一方のミキサ６２ｂに与え、他方のミサキ６２ｃにはローカル信号を移相器６２ｄにより９０度移相した信号を与え、二つのミキサ６２ｂ、６２ｃの出力からそれぞれＬＰＦ６２ｅ、６２ｆにより直流成分Ｘ、Ｙを抽出する。ここで出力Ｘは入力信号のうち、ローカル信号と同相の成分の振幅値、出力Ｙは入力信号のうち、ローカル信号と直交の成分の振幅値であり、入力信号の振幅は、（Ｘ２＋Ｙ２）１／２で求めることができる。
【００６１】
これら同期検波器６２〜６５、６７〜７０の出力Ｄａ〜Ｄｄ、Ｄａ′〜Ｄｄ′は、Ａ／Ｄ変換器７５によりデジタル値に変換されて、演算部８０に入力される。
【００６２】
演算部８０は、第１の周波数ｆ１の信号による同期検波で得られた検波出力Ｄａ〜Ｄｄと、第２の周波数ｆ２の信号による同期検波で得られた検波出力Ｄａ′〜Ｄｄ′とに基づいて、ペア光についての前記ストークスパラメータＳ0〜Ｓ3を算出する。
【００６３】
このストークスパラメータの算出の際、波長ωの光についての検波出力Ｄａ〜Ｄｄに対してＳＯＰモニタ４０の構成部品の損失分等を考慮して、前記した各光量Ｉtotal、Ｉ0、Ｉ45、Ｉq4５を求めて前記式（１）〜（４）から求める。
【００６４】
また、同様に波長（ω＋Δω）の光についての検波出力Ｄａ′〜Ｄｄ′に対してＳＯＰモニタ４０の構成部品の損失分等を考慮して、前記した各光量Ｉtotal、Ｉ0、Ｉ45、Ｉq4５を求めて前記式（１）〜（４）から求める。
【００６５】
そして、これらのストークスパラメータから、前記（５）〜（８）式をもとに、３種類の偏光状態のＳＯＰに対してそれぞれ、ジョーンズ（Jones）ベクトルを求め、その固有値からＤＧＤを算出する。
【００６６】
なお、上記演算に必要なデータの取得は、タイミング信号検出手段５０の出力に基づいて制御部８５により行われる。
【００６７】
即ち、制御部８５は、タイミング信号検出手段５０からの出力を受けて、各偏波状態の出力を選択的に演算部８０へ取り込ませる。
【００６８】
図５は、上記構成の偏波モード分散評価装置２０における動作例を示すタイミングチャートである。
【００６９】
ここで、それぞれ周波数ｆ１、ｆ２で強度変調された一組のペア光Ｐ１、Ｐ２は図５の（ａ）のように定常的に出力されるが、その合波光Ｐａの偏波状態は、偏波コントローラ２６により図５の（ｂ）のように、例えば０度、４５度、９０度の順に変更される。
【００７０】
また、この偏波状態の変更と同期して、図５の（ｃ）のようにタイミング信号ｍｔが出力され、このタイミング信号ｍｔによって変調された光成分を含む合波光Ｐａが送信部１００から出射され、被測定ファイバ１の一端１ａ側に入力され、他端１ｂ側まで伝搬されて受信部２００のＳＯＰモニタ４０に入射され、タイミング信号ｍｔ′が図５の（ｄ）のように間欠的に検出される。
【００７１】
受信部２００の制御部８５は、図５の（ｅ）のように、タイミング信号ｍｔ′の出力が停止してから次のタイミング信号ｍｔ′の出力が開始されるまでの間の各偏波状態の出力を選択的に演算部８０に取り込ませて、前記した演算を行わせる。
【００７２】
なお、送信部１００における偏波状態の変更順序は、受信部２００側の制御部８５が既知であり、且つその偏波状態も例えばタイミング信号ｍｔの周波数や出力期間等に変化を付けること等により識別できるようになっている。
【００７３】
また、この演算部８０によって得られた結果は、図示しない表示装置に表示されたり、別の通信手段によって所定の管理施設や同等の通信手段を備えた送信部１００に通知される。
【００７４】
このように構成されているため、上記実施形態の偏波モード分散評価装置２０では、異なる波長の光についてのストークスパラメータ算出に必要なデータを同時に取り込むことができ、ペア波長の光信号のＳＯＰ測定が時間差なく行うことができ、被測定ファイバ１による偏光状態の変動等の測定結果への影響を削減できるとともに、短時間での測定が可能となる。
【００７５】
また、被測定光ファイバ内に測定光以外の光が存在していても、その影響を除去した正確な測定が可能となる。
【００７６】
前記実施形態では、被測定ファイバ１の一端１ａ側に入射され、他端１ｂ側まで伝搬した光をＳＯＰモニタ４０で受ける両端測定の構成で、基本的には送信部１００と受信部２００と離間した位置で用いる形態であるため、偏波状態の変更タイミングを送信部１００から受信部２００に通知していたが、図６に示す偏波モード分散評価装置２０′のように、偏波コントローラ２６から出射された光Ｐｂを光方向性結合器９０を介して被測定ファイバ１の一端１ａ側に入射させ、被測定ファイバ１を伝搬し、他端１ｂ側で反射して一端１ａ側に戻ってくる反射光Ｐｃを、光方向性結合器９０を介して偏波状態モニタ４０に入射させる構成とすることもできる。この場合、被測定ファイバ１の片端のみで測定することが可能で、より利便性が高い。
【００７７】
ただし、この片端測定の場合には、被測定ファイバ１を往復伝搬した光について測定しているので、演算部８０において算出結果を片道分に修正する（得られたＤＧＤ値を半減する）。
【００７８】
また、この構成の場合、前記した送信部１００と受信部２００は一体的に構成でき、変調に用いた第１の周波数ｆ１の変調信号ｍ１と、第２の周波数ｆ２の変調信号ｍ２とを同期検波部６０におけるローカル信号として共通に用いることができる。そして、制御部８５が偏波コントローラ２６を制御して偏波状態を例えば前記図５の（ｂ）のように変更させ、それに同期して同期検波部６０の出力の取込みを例えば図５の（ｅ）のように行う（偏波状態の切替タイミングは既知であるのでタイミング信号の付与は不要である）。
【００７９】
また、前記２つの実施形態では、ＳＯＰモニタ４０の各出力に対する同期検波部６０の同期検波処理を二つの周波数ｆ１、ｆ２の信号により並行して行うようにしていたが、図７に示すように、ローカル信号の切替スイッチ９７を設けて、周波数ｆ１のローカル信号Ｌ１（または変調信号ｍ１）による同期検波処理と周波数ｆ２のローカル信号Ｌ２（または変調信号ｍ２）による同期検波処理を交互に行う構成であってもよい。
【００８０】
また、前記実施形態では、光源部２１が１組のペア光を出射する場合を示したが、図８に示す両端測定方式の偏波モード分散評価装置２０の光源部２１のように、異なる波長のペア光を複数組（ここでは２組とする）出射できるように複数（２ｎ）の出射波長が異なる半導体レーザ２１ａ１、２１ｂ１、２１ａ２、２１ｂ２、…、２１ａｎ、２１ｂｎを用いて構成し、２ｎ個の変調信号発生器２３１、２４１、２３２、２４２…、２３ｎ、２４ｎからそれぞれ異なる変調周波数ｆ１〜ｆ２ｎで出力される変調信号ｍ１〜ｍ２ｎにより強度変調し、それらのペア光を合波部２５により合波するとともに、受信部２００側の同期検波部６０で、信号発生器６１１、６６１、６１２、６６２、…、６１ｎ、６６ｎから各変調周波数ｆ１〜ｆ２ｎに等しい周波数でそれぞれ出力されるローカル信号Ｌ１〜Ｌ２ｎを、切替スイッチ９７により選択して各同期検波器に与える構成であってもよい。
【００８１】
図９は、ｎ＝２の場合の上記図８の両端測定方式の偏波モード分散評価装置２０における動作例を示すタイミングチャートである。
【００８２】
ここで、それぞれ周波数ｆ１〜ｆ４で強度変調された一組のペア光Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４は図９の（ａ）のように定常的に出力されるが、その合波光Ｐａの偏波状態は、偏波コントローラ２６により図９の（ｂ）のように、例えば０度、４５度、９０度の順に変更される。
【００８３】
また、この偏波状態の変更と同期して、図９の（ｃ）のようにタイミング信号ｍｔが出力され、このタイミング信号ｍｔによって変調された光成分を含む合波光Ｐａが送信部１００から出射され、被測定ファイバ１の一端１ａ側に入力され、他端１ｂ側まで伝搬されて受信部２００のＳＯＰモニタ４０に入射され、タイミング信号ｍｔ′が図９の（ｄ）のように間欠的に検出される。
【００８４】
受信部２００の制御部８５は、図９の（ｅ）のように、タイミング信号ｍｔ′の出力が停止してから次のタイミング信号ｍｔ′の出力が開始されるまでの間にローカル信号の切替を行い、各偏波状態の出力を選択的に演算部８０に取り込ませて、前記した演算を行わせる。なお、この動作例では、タイミング信号が出力されていない期間内にローカル信号の切替を行っているが、偏波状態を３回連続して変更する間は、一方のローカル信号を選択しておき、次に偏波状態を３回連続して変更する間、他方のローカル信号を選択することもできる。
【００８５】
また、この上記の図８の構成は、図１０に示す片端測定方式の偏波モード分散評価装置２０′についても適用できる。この場合の制御部８５の処理は、図９でタイミング信号に関する処理を除いたものとなる。
【００８６】
また、上記図８、図１０の例では、波長が異なる全てのペア光を合波して同時に出射しているため、各波長毎に異なる周波数の変調信号を要していたが、図１１に示す両端測定方式の偏波モード分散評価装置２０の光源部２１のように、各ペア光に共通の変調周波数ｆ１、ｆ２の変調信号ｍ１、ｍ２を用い、その複数組のペア光についての各合波光の中から光スイッチ９５で選択した合波光Ｐａを偏波コントローラ２６に与える構成であってもよい。
【００８７】
図１２は、ｎ＝２の場合の上記図１１の両端測定方式の偏波モード分散評価装置２０における動作例を示すタイミングチャートである。
【００８８】
ここで、始めに周波数ｆ１、ｆ２で強度変調された一組のペア光Ｐ１、Ｐ２が図１２の（ａ）のように一定期間Ｔａ出力され、その合波光Ｐａの偏波状態は、偏波コントローラ２６により図１２の（ｂ）のように、例えば０度、４５度、９０度の順に変更される。
【００８９】
また、この偏波状態の変更と同期して、図１２の（ｃ）のように光スイッチ９５にオフ期間が与えられ、このオフ期間の後に合波光Ｐａが送信部１００から出射され、被測定ファイバ１の一端１ａ側に入力され、他端１ｂ側まで伝搬されて受信部２００のＳＯＰモニタ４０に入射され、前記オフ期間を示すタイミング信号ｍｔ′が図１２の（ｄ）のように間欠的に検出される。
【００９０】
受信部２００の制御部８５は、図１２の（ｅ）のように、タイミング信号ｍｔ′の出力が停止してから次のタイミング信号ｍｔ′の出力が開始されるまでの間にペア光Ｐ１、Ｐ２についての各偏波状態の出力を選択的に演算部８０に取り込ませて、前記した演算を行わせる。
【００９１】
そして、次の一定時間Ｔａの間には、周波数ｆ３、ｆ４で強度変調された一組のペア光Ｐ３、Ｐ４が出力され、そのペア光に対する上記同様の処理がなされて、ペア光Ｐ３、Ｐ４についての各偏波状態の出力が選択的に演算部８０に取り込まれることになる。
【００９２】
また、上記図１１の構成は、図１３に示す片端測定方式の偏波モード分散評価装置２０′についても適用できる。この場合の制御部８５の処理は、図１２でタイミング信号に関する処理を除いたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明が用いている測定方法を説明するための図
【図２】演算によって得られた結果を示す図
【図３】本発明の両端測定方式の実施形態の構成図
【図４】同期検波部の構成例を示す図
【図５】図３の実施形態の動作を説明するためのタイミング図
【図６】本発明の片端測定方式の実施形態の構成図
【図７】同期検波部の変形例を示す図
【図８】本発明の両端測定方式の別の実施形態の構成図
【図９】図８の実施形態の動作動作を説明するためのタイミング図
【図１０】本発明の片端測定方式の別の実施形態の構成図
【図１１】本発明の両端測定方式の別の実施形態の構成図
【図１２】図１１の実施形態の動作動作を説明するためのタイミング図
【図１３】本発明の片端測定方式の別の実施形態の構成図
【符号の説明】
【００９４】
２０、２０′……偏波モード分散評価装置、２１、２１′……光源部、２３、２４……変調信号発生器、２５……合波部、２６……偏波コントローラ、３０……制御部、３２……タイミング通知手段、４０……偏波状態モニタ、５０……タイミング信号検出手段、６０……同期検波部、７５……Ａ／Ｄ変換器、８０……演算部、８５……制御部、９０……方向性結合器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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