(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源の出力光を２分岐し、一方の分岐光を測定光として被測定対象に入射してその反射光を取り込み、この反射光と他方の分岐光による参照光とを合波してその干渉波を光検出することで干渉信号を測定する光リフレクトメトリ測定方法であって、
前記測定光から互い異なる偏波状態を持つ互いに異なる光周波数の２つの光を生成して同時に被測定対象に入射し、
前記互いに異なる偏波状態における２つの干渉信号を周波数領域で区別しつつ同時に測定し、
前記同時に測定された２つの干渉信号から被測定対象の伝達関数を計算して前記被測定対象の複屈折率分布を測定し、
前記複屈折率分布の測定結果を用いて偏波モード分散の長手方向分布を計算し、
被測定対象に入射する前記２つの光の光周波数の差ΔＦは、前記２つの干渉信号における被測定対象による最大ビート周波数をｆとして、ΔＦ＞２×ｆとなるように設定することを特徴とする光リフレクトメトリ測定方法。
【請求項２】
光源の出力光を２分岐し、一方の分岐光を測定光として被測定対象に入射してその反射光を取り込み、この反射光と他方の分岐光による参照光とを合波してその干渉波を光検出することで干渉信号を測定する光リフレクトメトリ測定装置であって、
前記測定光から互い異なる偏波状態を持つ互いに異なる光周波数の２つの光を生成して同時に被測定対象に入射する測定光入射手段と、
前記互いに異なる偏波状態における２つの干渉信号を周波数領域で区別しつつ同時に測定する干渉信号測定手段と、
前記同時に測定された２つの干渉信号から被測定対象の伝達関数を計算して前記被測定対象の複屈折率分布を測定する複屈折率分布解析手段と、
前記複屈折率分布の測定結果を用いて偏波モード分散の長手方向分布を計算する偏波モード分散分布解析手段と
を具備し、
被測定対象に入射する前記２つの光の光周波数の差ΔＦは、前記２つの干渉信号における被測定対象による最大ビート周波数をｆとして、ΔＦ＞２×ｆとなるように設定されたことを特徴とする光リフレクトメトリ測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光回路などの被測定対象の複屈折率分布を計算し、さらに、得られた複屈折率分布から偏波モード分散の長手方向分布を計算する光リフレクトメトリ測定方法及びこの方法を実施するための光リフレクトメトリ測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
後方散乱光の偏波状態分布測定方法の一つとして、偏波光時間領域のリフレクトメトリ測定方法（Ｐ−ＯＴＤＲ：Polarization - Optical Time Domain Reflectometry）と光周波数領域のリフレクトメトリ測定方法（位相雑音補償ＯＦＤＲ法（ＰＮＣ−ＯＦＤＲ：Phase Noise Compensation - Optical Frequency Domain Reflectometry））が知られている。（例えば非特許文献１及び非特許文献２を参照）。
【０００３】
Ｐ−ＯＴＤＲ法では、光パルスを被測定対象に入射し、被測定対象から反射される後方散乱光のストークスパラメータを測定することで、伝播方向に対する光後方散乱光の偏波状態を測定することができる。但し、既存のＰ−ＯＴＤＲ技術においては、空間分解能が１メートル以上となるため、１ps/√km以上の偏波モード分散（ＰＭＤ：Polarization Mode Dispersion）を持つファイバに対して、この空間分解能は後方散乱光の分布を測定するには不十分である。それに対し、位相雑音補償ＯＦＤＲ法によれば、優れた空間分解能で偏波状態を測定することができるので、高い偏波モード分散を持つファイバに対しても有効である。
【０００４】
伝播方向に対する光後方散乱光の偏波状態がわかれば、偏波モード分散の分布を測定することができる。すなわち、被測定対象の任意セクションの群速度遅延差（ＤＧＤ：Differential Group-velocity Delay）を測定できる（例えば非特許文献３を参照）。この方法は、測定光が出口から被測定対象のｚ点まで伝送し、ｚ点での反射や散乱によって光受信器まで戻ってくる伝送路のミュラーマトリックスR(z) を、光リフレクトメトリ測定方法で測定した後方散乱光の偏波状態から求めることができる。ミュラーマトリックスR(z) を用いれば、複屈折率ベクトル[βR(z)]（以下、説明において[ ]はベクトルを表すものとする）を計算することができる。被測定対象の複屈折率が線形であると仮定すれば、複屈折率ベクトル[βR(z)]を用いることで、被測定対象の任意セクションの群速度遅延差を計算し、複屈折率分布を計算することができる。
【０００５】
しかしながら、実際には、入射光を被測定対象に入射して、戻ってきた光の偏波状態を測定し、偏波状態を一個だけ測定しただけでは、ミュラーマトリックスR(z) の計算ができない。もう一つ入射光の偏波状態と異なる偏波状態を持つ入射光を再び被測定対象に入射して、戻ってきた光の偏波状態を測定する必要がある。
【０００６】
但し、R(z) の計算においては、最初の測定と次の測定の間に被測定対象の偏波特性が変わらないことが前提となる。すなわち、外部環境の影響で偏波特性が変わってしまうと、R(z) の計算に予測できない誤差が生じてしまい、最終結果に信頼性が問われる。
【０００７】
そこで、互いに異なる偏波状態を持つ二つの偏波光を同時に被測定対象に入射し、それぞれの偏波状態を同時に測定できれば上記のような前提が不要となり、信頼できる最終結果が得られるので、同時に二つ偏波状態を測定する技術が必要となってきた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「Polarization optical time domain reflectometry」, Alan J. Rogers, IEE Electronics Letters, 16 (13), pp. 489-490.
【非特許文献２】「位相雑音補償OFDR法による高PMDファイバ後方散乱光の偏波分布測定」, ファン・シンユー、古敷谷優介、伊藤文彦, 信学技報, 108(309), OCS2008-96, pp. 67-70, 2008年11月.
【非特許文献３】「Distributed Polarization-Mode-Dispersion Measurement in Fiber Links by Polarization-Sensitive Reflectometric Techniques」, Andrea Galtarossa, et. al., 20 (23), IEEE Photonics Technology Letters, pp. 1944-1946.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上述べたように、既存のＰ−ＯＴＤＲ法や位相雑音補償ＯＦＤＲ法などの光偏波状態分布測定技術において、偏波モード分散の分布を測定する際に、ミュラーマトリックスR(z) の計算が必要となるが、外部環境の影響で被測定対象の偏波特性が変わってしまうと、R(z) の計算に予測できない誤差が生じてしまい、最終結果の信頼性が問われるため、同時に二つ偏波状態を測定する技術が必要となってきた。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたもので、同時に二つ偏波状態を測定することができ、これによってミュラーマトリックス計算による複屈折率分布について高い信頼性が得られ、さらに、この複屈折率分布から信頼性の高い偏波モード分散分布を測定することのできる光リフレクトメトリ測定方法及びこの方法を用いた光リフレクトメトリ測定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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明に係る光リフレクトメトリ測定方法は以下のような態様の構成とする。
（１）光源の出力光を２分岐し、一方の分岐光を測定光として被測定対象に入射してその反射光を取り込み、この反射光と他方の分岐光による参照光とを合波してその干渉波を光検出することで干渉信号を測定する光リフレクトメトリ測定方法であって、前記測定光から互い異なる２つの偏波状態を持つ光を生成して同時に被測定対象に入射し、前記２つの偏波状態における干渉信号を同時に測定し、前記同時に測定された２つの干渉信号から被測定対象の伝達関数を計算して前記被測定対象の複屈折率分布を測定する態様の構成とする。
【００１２】
（２）（１）の光リフレクトメトリ測定方法において、さらに、前記複屈折率分布の測定結果を用いて偏波モード分散の長手方向分布を計算する態様の構成とする。
（３）（１）の光リフレクトメトリ測定方法において、前記互いに異なる偏波状態を持つ２つの入射光の光周波数をずらすことで、測定結果の偏波状態を周波数領域で区別する態様の構成とする。
【００１３】
また、本発明に係る光リフレクトメトリ測定装置は以下のような態様の構成とする。
（４）光源の出力光を２分岐し、一方の分岐光を測定光として被測定対象に入射してその反射光を取り込み、この反射光と他方の分岐光による参照光とを合波してその干渉波を光検出することで干渉信号を測定する光リフレクトメトリ測定装置であって、前記測定光から互い異なる偏波状態を持つ２つの光を生成して同時に被測定対象に入射する測定光入射手段と、前記２つの偏波状態における干渉信号を同時に測定する干渉信号測定手段と、前記同時に測定された２つの干渉信号から被測定対象の伝達関数を計算して前記被測定対象の複屈折率分布を測定する複屈折率分布解析手段とを具備する態様の構成とする。
【００１４】
（５）（４）の光リフレクトメトリ測定装置において、さらに、前記複屈折率分布の測定結果を用いて偏波モード分散の長手方向分布を計算する偏波モード分散分布解析手段を備える態様の構成とする。
（６）（４）の光リフレクトメトリ測定装置において、前記測定光入射手段は、前記互いに異なる偏波状態を持つ２つの入射光の光周波数をずらし、前記複屈折率分布解析手段は、測定結果の偏波状態を周波数領域で区別する態様の構成とする。
【００１５】
すなわち、本発明に係る光リフレクトメトリ測定方法および装置では、異なる偏波状態を持つ２つの光を同時に被測定対象に入射し、それぞれの入射光に対する後方散乱光の偏波状態を同時に測定し、その結果から測定対象の複屈折率分布を、さらに偏波モード分散分布を計算する。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によれば、同時に二つ偏波状態を測定することができ、これによってミュラーマトリックス計算による複屈折率分布について高い信頼性が得られ、さらに、この複屈折率分布から信頼性の高い偏波モード分散分布を測定することのできる光リフレクトメトリ測定方法及びおよびこの方法を用いた光リフレクトメトリ測定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る光リフレクトメトリ測定装置の一実施形態の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１に示す実施形態の具体例としてＰＮＣ−ＯＦＤＲ法をベースとした場合の光リフレクトメトリ測定装置の構成を示すブロック図。
【図３】図２に示す測定装置の周波数解析装置における解析内容を示すイメージ図。
【図４】既存のＰ−ＯＴＤＲやＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定方法により偏波状態の分布を測定する光リフレクトメトリ測定装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】既存のＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定方法により偏波状態の分布を測定する光リフレクトメトリ測定装置の具体的な構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は本発明に係るＰＭＤ（偏波モード分散）分布測定方法を適用する光リフレクトメトリ測定装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、光源１１で発生された光Ｓ１は二偏波生成装置１２に送られる。この二偏波生成装置１２は入射光Ｓ１から２つの偏波成分を有する光を生成するもので、その出力光Ｓ２はサーキュレータ１３によって被測定光回路１４に導かれる。
【００１９】
この被測定光回路１４の内部では、偏波調整された光Ｓ２が入射されると、後方散乱された信号光が発生する。この信号光は反射光Ｓ４となり、サーキュレータ１３により光受信器１５に導かれる。光受信器１５は、サーキュレータ１３からの信号光Ｓ５を受光してその信号成分を検波するもので、ここで得られた検波信号はサンプリング装置１６にてサンプリングされて第１解析装置１７に送られる。この第１解析装置１７は、サンプリングされた信号成分から被測定光回路１４に生じた二偏波の後方散乱光偏波状態を解析するもので、その解析結果は第２解析装置１８に送られる。この第２解析装置１８は、二偏波の後方散乱光偏波状態の解析結果からミュラーマトリックス計算を行って複屈折率分布を求め、当該複屈折率分布からＰＭＤ分布を計算測定するものである。
【００２０】
上記構成による光リフレクトメトリ測定装置の測定方法を説明する前に、既存の偏波状態分布測定技術について簡単に述べる。
図４は、例えば既存のＰ−ＯＴＤＲやＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定方法に基づく偏波状態分布を測定するための光リフレクトメトリ測定装置の構成を示すブロック図である。尚、図４において、図１と同一部分には同一符号を付して示す。
【００２１】
図４において、光源１１で発生された光Ｓ１は偏波コントローラ１２′によって偏波調整を受ける。ここで偏波調整された光Ｓ２′はサーキュレータ１３によって被測定光回路１４に導かれる。この被測定光回路１４の内部では偏波調整された光Ｓ２′が入射されると、後方散乱された信号光が発生する。この信号光は反射光Ｓ４′となり、サーキュレータ１３により光受信器１５に導かれる。光受信器１５は、サーキュレータ１３からの信号光Ｓ５′を受光してその信号成分を検波するもので、ここで得られた検波信号はサンプリング装置１６にてサンプリングされて解析装置１７′に送られる。この解析装置１７′は、サンプリングされた信号成分から被測定光回路１４に生じた後方散乱光偏波状態の長手方向分布を以下の計算処理によって解析する。
【００２２】
光の偏波状態はストークスパラメータ（ｘ，ｙ，ｚ）を使って表すことができる。被測定光回路１４の長手方向での分布測定なので、偏波状態は距離の関数として表される。入力した偏波状態をI1(0) とすれば、測定した偏波状態U1(z) は次式（１）により表すことができる。  
U1(z) = R(z)・I1(0)               …(1) 
上式から明らかなように、I1(0) とU1(z) が分かっても、ミュラーマトリックスR(z) は特定できない。ただし、I1(0) と違う偏波状態I2(0) を被測定対象に入力すれば、偏波状態U2(z) を測定できる。測定した偏波状態U2(z) は次式（２）により表すことができる。  
U2(z) = R(z)・I2(0)               …(2) 
式（１）と式（２）の連立方程式によって、ミュラーマトリックスR(z) を特定できるので、このR(z) の計算値を用いて、次式（３）による複屈折率ベクトル[βR(z)]を計算することができる。  
∂R(z)／∂z = [βR(z)]×R(z)      …(3) 
式（３）で求めた[βR(z)]を用いて、被測定対象の複屈折率が線形であることを仮定し、被測定対象の任意セクションz0からzまでの群速度遅延差を次式（４）によって計算することができる。
【００２３】
【数１】
0005641178.tif 000002
以上の偏波状態分布測定方法において、入力した偏波状態I1(0) とI2(0) が同時ではなく前後であり、U1(z) とU2(z) を測定する間に外部環境の影響で被測定対象の偏波特性が変わると、ミュラーマトリックスR(z)の計算結果に誤差が生じてしまう。
【００２４】
本発明は、上記影響を無くすため測定法である。図１の構成によるＰＭＤ分布測定用の光リフレクトメトリ測定装置では、従来法の偏波コントローラ２２の代わりに二偏波生成装置１２にて、二つ異なる偏波状態を持つ第１偏波光I1(0) と第２偏波光I2(0) を作り出して合成出力する。ここで、後に合成される測定信号が区別できるように、両偏波光I1(0) ，I2(0) を区別する技術が必要となる。例えば周波数で区別する場合には、二偏波生成装置１２において、I1(0) ，I2(0) の一方の出力端に周波数シフタ（例えば音響光学変調素子）を設けて、両者の周波数に差を持たせることで実現できる。
【００２５】
互いに異なる偏波状態を持つ第１及び第２偏波光I1(0)，I2(0)は、サーキュレータ１３を介して同時に被測定光回路１４に入射される。そして、この被測定光回路１４の内部では、第１及び第２偏波光I1(0)，I2(0)それぞれについて後方散乱された信号光が発生する。その信号光は反射光Ｓ４となって出力され、サーキュレータ１３により光受信器１５に導かれ、光受信器１５により検波される。
【００２６】
その検波出力に生じる信号はサンプリング装置１６によりサンプリングされ、第１解析装置１７にて二偏波の後方散乱光偏波状態の解析が行われる。具体的には、第１、第２偏波光I1(0) ，I2(0) 別に区別して、偏波状態U1(z) ，U2(z) を計算する。第２解析装置１８では、式（３）と式（４）を用い、第１解析装置１７で計算された偏波状態U1(z) ,U2(z) に基づいて、z0からzまでのＤＧＤ（群速度遅延差）を計算して複屈折率分布を求め、その計算結果から被測定光回路１４の長手方向のＰＭＤ分布を測定結果として求める。
【００２７】
このようにすることで、二つの後方散乱光の偏波状態を同時に測定することができ、これによってミュラーマトリックス計算による複屈折率分布について高い信頼性が得られ、さらに、この複屈折率分布から信頼性の高い偏波モード分散分布を測定することができる。
【００２８】
（実施例）
図２は、本発明に係る実施例として、ＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定装置をベースとした光リフレクトメトリ測定装置の具体的な構成を示すブロック図である。
図２において、光周波数掃引された光源２１からの出力光Ｓ１１は光方向性結合器２２Ａにより２系統に分岐され、一方は参照光Ｓ１２、他方は測定光Ｓ１３として用いられる。参照光Ｓ１２は、偏波コントローラ２３Ａによって、ｓ偏波方向とｐ偏波方向の分岐比が１：１に調整され、光Ｓ１８として光方向性結合器２２Ｂで後述の光Ｓ１７と合波される。
【００２９】
一方、光方向性結合器２２Ａにより分岐された測定光Ｓ１３は、光方向性結合器２２Ｃによりさらに２系統に分岐される。一方の分岐光Ｓ２０は偏波コントローラ２３Ｂにより偏波の調整を受け、他方の分岐光Ｓ２１は、周波数シフト装置３０により他方の分岐光Ｓ２０とは異なる周波数にシフトされた後、偏波コントローラ２２Ｃにより偏波の調整を受ける。上記偏波コントローラ２２Ｂ，２２Ｃで偏波調整された光Ｓ２２，Ｓ２３は、光方向性結合器２２Ｄにより合成され、これによって二つの偏波成分を持った測定光Ｓ１４が得られる。この測定光Ｓ１４はサーキュレータ２４により被測定光回路２５に導かれる。
【００３０】
被測定光回路２５では、光Ｓ１３が入射されると、内部で後方散乱された信号光Ｓ１６が発生する。この信号光Ｓ１６はサーキュレータ２４により取り出され、光Ｓ１７として、光方向性結合器２２Ｂにより偏波コントローラ２３Ａからの光Ｓ１８と合波される。この合波光は、偏波ビームスプリッタ２６によりｓ偏波方向とｐ偏波方向に分岐され、それぞれ光受信器２７Ａ，２７Ｂにより検波される。各光受信器２７Ａ，２７Ｂの検波出力に生じるｓ偏波の干渉ビート信号とｐ偏波方向の干渉ビート信号はサンプリング装置２８によりサンプリングされる。そのサンプリングデータは周波数解析装置２９にて解析されることにより、被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布が測定され、後方散乱光の偏波状態が完全に測定される。
【００３１】
周波数解析装置２９で被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布が測定されると、その測定結果はＰＭＤ分布測定解析装置３１に送られ、ＰＭＤ分布測定の解析に供される。
上記構成による光リフレクトメトリ測定装置の測定方法を説明する前に、既存のＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定技術について簡単に述べる。
【００３２】
図５は、ＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定方法に基づいて偏波状態分布を測定するための光リフレクトメトリ測定装置の構成を示すブロック図である。尚、図５において、図２と同一部分には同一符号を付して示す。
図５において、図２の装置と異なる点は、測定光Ｓ１３を分岐せずに直接、偏波コントローラ２３Ｂに送り、ここで偏波調整された測定光Ｓ１４′をサーキュレータ２４により被測定光回路１５に入射するようにしたこと、サンプリング装置２８によりサンプリングし、そのサンプリングデータを周波数解析装置２９′にて解析することにより、被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布を測定して後方散乱光の偏波状態を測定するようにしたことにある。
【００３３】
すなわち、図５に示す測定装置では、被測定光回路１５の内部で生じた後方散乱信号光Ｓ１６をサーキュレータ２４により取り出し、光Ｓ１７として、光方向性結合器２２Ｂにより光Ｓ１８と合波したのち、偏波ビームスプリッタ２６によりｓ偏波方向とｐ偏波方向に分岐し、それぞれ光受信器２７Ａと光受信器２７Ｂにより検波して、その検波出力に生じるｓ偏波の干渉ビート信号とｐ偏波方向の干渉ビート信号をサンプリング装置２８によりサンプリングする。そして、そのサンプリングデータを周波数解析装置２９′にて解析することにより、被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布を測定し、後方散乱光の偏波状態を完全に測定するようにしている。
【００３４】
しかしながら、ＰＭＤ分布測定に必要となるミュラーマトリックスR(z)の計算には、まだ自由度が一つだけ足りないため、入射光Ｓ１４の偏波状態を変更し、新しい偏波状態で後方散乱光の偏波状態を測定する必要がある。
図５に示す測定装置では、入射光Ｓ１４の新しい偏波状態は、偏波コントローラ２３Ｂで測定光Ｓ１３の偏波状態を調整することによって実現可能であるが、ＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定に二回の測定が必要となり、最初の測定と次の測定の間に外部環境の影響で偏波状態が変わってしまう可能性があり、R(z)の計算に予測できない誤差が生じてしまい、最終結果の信頼性が問われることになる。
【００３５】
そこで、二つ異なる偏波状態を持つ入射光を、同時に被測定対象に入射し、それぞれの偏波状態を同時に測定できれば、信頼できる最終結果が得られると考えられる。
図２に示す測定装置は、上記の点に着目し、ＰＮＣ−ＯＦＤＲ測定における二つ偏波状態を同時測定できるようにして、光ＰＭＤ分布を精度よく測定可能とするものである。
【００３６】
すなわち、第１の特徴とする点は、測定光Ｓ１３は光方向性結合器２２Ｃにより光Ｓ２０とＳ２１に分岐され、一方の分岐光Ｓ２０は偏波コントローラ２３Ｂにより偏波調整が施されて光Ｓ２２となる。他方の分岐光Ｓ２１は分岐光Ｓ２０との区別をつけるため、周波数シフト装置３０（例えば音響光学変調素子）によって周波数Ｆをずらす。ここで区別をつける理由は、後ほどのデータ処理段階で、周波数解析装置２９にて、光Ｓ２０による生成データなのか、光Ｓ２１による生成データなのかを判断できるようにするためである。周波数（ΔＦ）をずらした光が偏波コントローラ２３Ｃを通して偏波を調整し、光Ｓ２３となる。ここで注意すべくこととして、光Ｓ２２と光Ｓ２３の偏波状態が同じでない必要がある。偏波状態を調整した光Ｓ２２と光Ｓ２３は光方向性結合器２２Ｄによって合波され、光Ｓ１４となる。
【００３７】
また、第２の特徴とする点は、サンプリング装置２８にてデータを採集し、周波数解析装置２９にて高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行い、横軸を周波数、縦軸を振幅項または位相項とした場合の関係についてデータ処理する。図３にその解析したデータのイメージを示す。
【００３８】
フーリエ変換したデータ（振幅項と位相項）は、その周波数が二つのゾーンの中にある。すなわち、光Ｓ２０によって生成した信号において、フーリエ変換したデータが左のゾーンとなり、-ｆからｆ（ｆは被測定対象による最大なビート周波数）までの周波数を持つ。ここでそのフーリエ変換されたデータをＤ１と呼ぶ。一方、光Ｓ２１によって生成したデータが右のゾーンとなり、ΔＦ−ｆからΔＦ＋ｆまでの周波数を持つ。ここで、データＤ２と呼ぶ。
【００３９】
このデータＤ２の周波数はデータＤ１の周波数より右にΔＦだけずらしている。この周波数ΔＦは周波数シフト装置３０によってずらしたものである。周波数ΔＦの設計に関して注意すべきものは、二つゾーンが重ならないこと。つまり、ΔＦ−ｆ＞ｆにしなければならない。
【００４０】
図３において、左のゾーン（データＤ１）は振幅分布A1(z)と位相分布P1(z)のデータとなり、右のゾーン（データＤ２）は振幅分布A2(z)と位相分布P2(z)のデータとなる。データＤ２を捨てることで、振幅分布A1(z)と位相分布P1(z)が取り出される。ここで、光Ｓ２０の入射による被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布が測定され、光Ｓ２０の入射による後方散乱光の偏波状態U1(z)が完全に測定される。
【００４１】
データＤ１を捨てて、横軸に周波数Ｆをシフトすることで、振幅分布A2(z)と位相分布P2(z)が取り出される。ここで、光Ｓ２１の入射による被測定光回路２５内の各位置からの後方散乱光振幅分布及びｓ方向光位相とｐ方向光位相の差の分布が測定され、光Ｓ２１の入射による後方散乱光の偏波状態U2(z)が完全に測定される。
【００４２】
入力偏波状態I1(0)及びI2(0)と偏波状態U1(z)及びU2(z)を用いて、式（１）と式（２）の連立によって、R(z)を計算し、計算したR(z)を用い、式（３）によって複屈折率ベクトル［βR(z)］を計算し、求めた［βR(z)］を用いて、被測定対象の複屈折率が線形であることを仮定し、被測定対象の任意セクションz0からｚまでのＤＧＤを式（４）によって計算する。
【００４３】
このようにすることで、後方散乱光の偏波状態を同時に測定することが可能になり、高い信頼性を持つＰＭＤ分布測定結果を得ることが可能になる。
なお、本発明は上記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。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の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】
【００４４】
１１…光源、１２…二偏波生成装置、１２′…偏波コントローラ、１３…サーキュレータ、１４…被測定光回路、１５…光受信器、１６…サンプリング装置、１７…第１解析装置（二偏波の後方散乱光偏波状態を解析）、１７′…解析装置（後方散乱光偏波状態の長手方向分布を解析）、１８…第２解析装置（ＰＭＤ分布を計算測定）、２１…光源、２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ，２２Ｄ…光方向性結合器、２３Ａ，２３Ｂ…偏波コントローラ、２４…サーキュレータ、２５…被測定光回路、２６…偏波ビームスプリッタ、２７Ａ，２７Ｂ…光受信器、２８…サンプリング装置、２９，２９′…周波数解析装置、３０…周波数シフト装置、３１…ＰＭＤ分布測定解析装置。
【図１】
0005641178.tif 000003
【図２】
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【図３】
0005641178.tif 000005
【図４】
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【図５】
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