(57)【要約】【課題】可変波長レーザーとＯＦＤＲを用いてＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を提供する。【解決手段】周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザー（１０）と、前記可変波長レーザーから出力される光を測定対象の多重モード光ファイバ（３０）と基準となる単一モード経路４０に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、前記多重モード光と単一モード光を相互干渉させてビート信号を生成する干渉計と、前記干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置（６０）と、前記ビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータ（７０）とを備える。干渉計としてはマイケルソン干渉計またはマッハツェンダ干渉計を使うことができる。【選択図】図２
2006267107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザーと；
前記可変波長レーザーから出力される光を測定対象の多重モード光ファイバと基準となる単一モード経路に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、前記多重モード光と単一モード光を相互干渉させてビート信号を生成する干渉計と；
前記干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置と；
前記ビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータと；
を備えることを特徴とする、多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項２】
前記干渉計はマイケルソン干渉計であることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項３】
前記マイケルソン干渉計は、
前記可変波長レーザーから出力される光を前記多重モード光ファイバと単一モード経路に分けて伝送し、前記多重モード光ファイバと単一モード経路の端部で反射されて入力される前記多重モード光と単一モード光を結合して干渉させる光分配器と、
前記多重モード光と単一モード光の干渉光を検出して前記ビート信号を生成する光検出器と、
前記多重モード光と単一モード光が同一偏光状態となるようにする偏光制御器とを含むことを特徴とする、請求項２に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項４】
前記光分配器と前記多重モード光ファイバは連結用単一モード光ファイバを介して接続され、前記多重モード光ファイバと前記連結用単一モード光ファイバはコア間オフセットを有することを特徴とする、請求項３に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項５】
前記干渉計はマッハツェンダ干渉計であることを特徴とする、請求項１に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項６】
前記マッハツェンダ干渉計は、
前記可変波長レーザーから出力される光を前記多重モード光ファイバと単一モード経路に分けて伝送する光分配手段と、
前記多重モード光ファイバと単一モード経路を透過した前記多重モード光と単一モード光を結合して干渉させて干渉光を生成する光結合手段と、
前記多重モード光と単一モード光の干渉光を検出して前記ビート信号を生成する光検出器と、
前記多重モード光と単一モード光が同一偏光状態となるようにする偏光制御器とを含むことを特徴とする、請求項５に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項７】
前記光分配手段は、前記可変波長レーザーから出力される光を前記多重モード光ファイバと単一モード経路に分ける光分配器であることを特徴とする、請求項６に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項８】
前記光分配器と前記多重モード光ファイバは連結用単一モード光ファイバを介して接続され、前記多重モード光ファイバと前記連結用単一モード光ファイバはコア間オフセットを有することを特徴とする、請求項７に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項９】
前記光結合手段は、前記多重モード光と単一モード光を結合して前記光検出器に供給する光分配器であることを特徴とする、請求項６に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１０】
前記光分配器と前記多重モード光ファイバは連結用単一モード光ファイバを介して接続され、前記多重モード光ファイバと前記連結用単一モード光ファイバはコア間オフセットを有することを特徴とする、請求項９に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１１】
前記光分配手段は、
前記可変波長レーザーから出力される光を集光する第１レンズと、
前記第１レンズを通じて集光された光を分割する光分割器と、
前記光分割器で分割された光をそれぞれ前記多重モード光ファイバと単一モード経路側に経路を設定する経路設定手段と、
前記多重モード光ファイバと単一モード経路側に経路が設定された光をそれぞれ前記多重モード光ファイバと単一モード経路に集光する第２レンズおよび第３レンズとを含むことを特徴とする、請求項６に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１２】
前記光結合手段は、
前記多重モード光ファイバと単一モード経路を透過した光をそれぞれ集光する第１レンズおよび第２レンズと、
前記第１レンズおよび第２レンズを通じてそれぞれ集光された光を結合して干渉光を生成する光結合器と、
前記第１レンズおよび第２レンズを通じて集光された光を前記光結合器側に経路を設定する経路設定手段と、
前記光結合器で生成された干渉光を前記光検出器に集光する第３レンズとを含むことを特徴とする、請求項６に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１３】
前記経路設定手段はミラーであることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１４】
前記可変波長レーザーから出力される光の波長帯域は、８５０ｎｍ、１３１０ｎｍ、および１５５０ｎｍを含むことを特徴とする、請求項１に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１５】
前記単一モード経路は単一モード光ファイバであることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１６】
前記単一モード光ファイバの長さと前記多重モード光ファイバの長さの差は２０ｃｍ以内であることを特徴とする、請求項１５に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【請求項１７】
前記単一モード経路は空気であることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＭＭＦ（多重モード光ファイバ）のモード間遅延時間差測定装置に係り、より詳しくは、可変波長レーザーとＯＦＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ、周波数領域後方散乱測定法）を用いてＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、８５０ｎｍ  ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ）を用いたギガビットイーサネット（登録商標）が関心を集めている。このようなギガビットイーサネットを可能にするために、ＭＭＦに対する研究も活発に行われている。ＭＭＦの研究において重要な特性評価項目の一つであるモード間遅延時間差（ＤＭＤ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｍｏｄｅ  Ｄｅｌａｙ）に対する分析がＭＭＦの性能評価のためには必ず必要であるため、最近これに対する多い研究が行われている。
【０００３】
図９は従来のＭＭＦのモード間遅延時間差測定装置を示す。この従来の測定装置は、パルスレーザー６１と、高速光検出器６２と、サンプリングオシロスコープ６３とからなる。パルスレーザー６１は、特定時間の間だけ発振されるショートレーザーパルスをＭＭＦに印加する。このショートレーザーパルスは、ＭＭＦを通りながらモードが分けられ、モード間の進行速度の差によってパルスが分解される。このようにモード別に分解されたパルスの強度は高速光検出器６２によって電子信号に変換される。サンプリングオシロスコープ６３は、この電子信号に変換されたモード別パルス間の時間遅延（ｔｉｍｅ ｄｅｌａｙ）を時間領域（ｔｉｍｅ ｄｏｍａｉｎ）で測定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来の時間領域でのモード間遅延時間差測定装置は、ショートレーザーパルスと高速のサンプリングオシロスコープが必要であるが、これは高価であるため、光ファイバ検査費用を増加させることにより光ファイバの価格上昇をもたらす。たとえば、光ファイバ検査のために、光ファイバ生産ラインごとに上述した高価の光ファイバ検査装備を備えることはさらに難しく、よって光ファイバ検査時間が長くかかるので、光ファイバの量産および販売に問題が発生する。また、従来のモード間遅延時間差の測定において、光ファイバの長さが５００ｍ以上になる場合にモードが分離されるため、１ｋｍ以上の光ファイバに対してだけモードディレイ（ｍｏｄａｌ  ｄｅｌａｙ）特性を分析することができ、短い光ファイバに対する分析は難しい。したがって、１ｋｍ以内のＭＭＦのモードディレイ特性を把握するために、短い光ファイバのモードディレイ特性を分析することが可能なモード間遅延時間差測定装置を開発する必要性がある。
【０００５】
本発明は上述した従来技術の必要性を満たすためになされたもので、ＳＭＦ（単一モード光ファイバ）の長さ、切断位置（ｆａｕｌｔ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）、色分散（ｃｈｒｏｍａｔｉｃ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）、および偏光モード分散（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｍｏｄｅ  ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）など、光ファイバ特性評価に用いられた光周波数領域反射光分析方法であるＯＦＤＲ原理を用いて、ＭＭＦのモード間遅延時間差特性を評価するＭＭＦのモード間遅延時間差測定装置を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明による多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置は、周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザーと；前記可変波長レーザーから出力される光を測定対象の多重モード光ファイバと基準となる単一モード経路に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、前記多重モード光と単一モード光を相互干渉させてビート信号を生成する干渉計と；前記干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置と；前記ビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータと；を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、低価のレーザーと干渉計を用いてＭＭＦのモード間遅延時間差特性を測定することができるので、ＭＭＦの開発および生産に大きく寄与することができる。また、干渉計を用いるので、高い光敏感度を用いて短いＭＭＦを測定することができる。
【０００８】
本発明による装置は、低費用で製作可能な線形周波数変化レーザー（ｌｉｎｅａｒｌｙｃｈｉｒｐｅｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｓｗｅｅｐ  ｌａｓｅｒ）とマイケルソン干渉計からなって、従来の方法より容易にかつ安価で同一特性を測定することができる。また、装備の長さが１ｋｍ以内である場合にも動作されるので、短いＭＭＦの特性評価に適切である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付した図面を参照して本発明による実施形態について詳しく説明する。
図１はＯＦＤＲ原理を用いたＳＭＦの切断位置測定とＭＭＦのモード間遅延時間差測定を説明するために示す図である。このＯＦＤＲは、一般に、干渉計を用いてＳＭＦの切断面で反射される光からＳＭＦの切断位置を探すのに使用される。
【００１０】
図１において、ＳＭＦの切断面でそれぞれ反射されるＲ１、Ｒ２、Ｒ３の光は、ＳＭＦの切断面に関する情報が含まれた特定周波数の波形を有する。すなわち、可変波長レーザーは時間によって波長が可変しながら発振するが、波長が可変するというのは、光の周波数が変化することを意味する。この可変波長レーザーの周波数変化率をγとし、この周波数変化率をフーリエ変換して得た周波数成分をｆとする場合、周波数成分を周波数変化率で分ければ、光が進行するうちの時間が分かり、この光の進行時間に光の速度を掛ければ、光が進行した距離が分かる。すなわち、ＳＭＦの切断面で反射した光が進行した時間を測定し、これを距離に換算すれば、切断面の位置を探し出すことができる。
【００１１】
上述したＯＦＤＲの原理を切断面のないＭＭＦに適用すれば、ＭＭＦを通りながらモード別に分離された光がＳＭＦの切断面で反射した光と同一の役目をすることになる。すなわち、ＳＭＦの場合には、切断面の位置によって、反射した時間が違うが、ＭＭＦの場合には、モード別に遅延時間が変わり、周波数領域で互いに異なる周波数成分の信号を分離して測定することができ、測定された周波数は次式のように特定長さの光ファイバを通る光の進行時間（ｔ）に変換することができる。
【００１２】
【数１】
2006267107.tif 000003
ここで、γは可変波長レーザーの周波数可変速度、ΔυはＴ時間の間に可変した周波数である。
【００１３】
すなわち、ＯＦＤＲの原理を利用すれば、ＭＭＦを通過する光のモード間遅延時間差を計算することができることになる。
本発明による多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置は、周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザー（ＴＬＳ）と；前記可変波長レーザーから出力される光を測定対象の多重モード光ファイバと基準となる単一モード経路に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、前記多重モード光と単一モード光を相互に干渉させてビート信号を生成する干渉計と；前記干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置と；前記ビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータと；を具備する。
【００１４】
可変波長レーザーが出力する光の波長帯域は８５０ｎｍ、１３１０ｎｍおよび１５５０ｎｍを含む。干渉計としては、マイケルソン干渉計またはマッハツェンダ干渉計を使うことができる。
【００１５】
図２は、光ファイバマイケルソン干渉計で構成され、反射光分析によるＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する本発明に係る装置を示す図である。
この多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置は、周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザー１０と、可変波長レーザー１０から出力される光を測定対象の多重モード光ファイバ３０と基準となる単一モード光ファイバ４０に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、前記多重モード光と単一モード光を相互に干渉させてビート信号を生成するマイケルソン干渉計と、前記マイケルソン干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置（ＤＡＱ  ｂｏａｒｄ）６０と、このビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータ７０とを含む。
【００１６】
このマイケルソン干渉計は、可変波長レーザー１０から出力される光を多重モード光ファイバ３０と単一モード光ファイバ４０に分けて伝送し、多重モード光ファイバ３０と単一モード光ファイバ４０の端部で反射されて入力される前記多重モード光と単一モード光を結合して干渉させる光分配器２０と、多重モード光と単一モード光の干渉光を検出してビート信号を生成する光検出器５０と、多重モード光と単一モード光が同一の偏光状態となるようにする偏光制御器ＰＣとを具備する
可変波長レーザー１０は、周波数が線形的に変わる光を出力する。
【００１７】
光分配器２０は、可変波長レーザー１０から出力された光を二つに分けて測定対象の多重モード光ファイバ３０と基準となる単一モード光ファイバ４０にそれぞれ供給する。ＭＭＦ３０とＳＭＦ４０を通って反射された光は光分配器２０に帰り、この二つの光は光分配器２０で結合されながら相互に干渉を起こす。光検出器５０は、この干渉光を感知してビート信号を出力する。
【００１８】
データ収集装置６０は、光検出器５０から出力されるビート信号を収集してデジタル信号に変換してコンピュータ７０に供給する。
コンピュータ７０は、データ収集装置６０から供給される信号を用いて、前記ＭＭＦ３０のモード間遅延時間差を測定する。この際、コンピュータ７０は、所定のプログラムを実行させることで、測定結果を特定のモニターを通じて多様な形態に表示する。
【００１９】
光分配器２０とＳＭＦ４０との間に設けられた偏光制御器ＰＣは、干渉縞が最大となるように光の偏光を調節することに使用され、ほかの実施形態にも適用される。使用者は、この偏光制御器ＰＣを調整することで、干渉縞が最大となる地点で設定する。
【００２０】
また、図２〜図５に示すトリガー信号Ｔｒｉｇは、可変波長レーザー１０がデータ収集装置６０に出力するパルスである。可変波長レーザー１０は始点周波数から終点周波数まで線形的に変わる周波数の光を出力し、その始点と終点でトリガー信号Ｔｒｉｇをデータ収集装置６０に出力する。すると、データ収集装置６０は可変波長レーザー１０の発振有無が分かり、可変波長レーザーが発振する時、データを収集する。
【００２１】
可変波長レーザー１０の生成した光は光分配器２０で分けられてＭＭＦ３０とＳＭＦ４０に伝達され、ＭＭＦ３０とＳＭＦ４０を通過した光はそれぞれ端部で反射されて光分配器２０に帰る。光分配器２０に帰る光はそれぞれＭＭＦ３０とＳＭＦ４０を通過した多重モード光と単一モード光であって、光分配器２０で結合されながら干渉が発生する。光検出器５０はこの多重モード光と単一モード光の干渉光に応じたビート信号を出力し、データ収集装置６０はこのビート信号を収集してコンピュータ７０に供給する。コンピュータ７０は、このビート信号の周波数を分析して時間情報を得、この時間情報からＭＭＦのモード間遅延時間差特性を探し出す。
【００２２】
図示のように、干渉計の一方のアームに測定対象のＭＭＦを取り付け、他方のアームにＭＭＦの長さに近い長さ（その差が２０ｃｍ以内）のＳＭＦを取り付ければ、単一モード光と多重モード光の経路差が短くて位相雑音が減少し、これにより、長距離での信号歪み現象が緩和される。また、本発明は、線幅の短い光を出力する可変波長レーザーを使用する場合、ＳＭＦを無くし、空気を通じて単一モード光を生成することもできる。偏光制御器ＰＣは波形の視認性（ｖｉｓｉｂｉｌｉｔｙ）を向上させる役目をする。また、このＭＭＦと光分配器２０は連結用単一モード光ファイバを介して連結され、この連結用単一モード光ファイバとＭＭＦは少しのコア間オフセットを有する。
【００２３】
図３〜図５は、本発明によって光ファイバマッハツェンダ干渉計で構成され、透過光分析によるＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を示す図である。
この多重モード光ファイバのモード間遅延時間差測定装置は、周波数が線形的に変わる光を出力する可変波長レーザー１１０、２１０、３１０と、可変波長レーザー１１０、２１０、３１０から出力される光を測定対象の多重モード光ファイバ１３０、２１４、３１８と基準となる単一モード光１４０、２１６、３３０に分けて伝送して多重モード光と単一モード光を生成し、その多重モード光と単一モード光を相互に干渉させてビート信号を生成するマッハツェンダ干渉計と、このマッハツェンダ干渉計からビート信号を収集するデータ収集装置１７０、２３０、３３８と、このビート信号の周波数成分を時間領域に変換して前記多重モード光のモード間遅延時間差を計算するコンピュータ１８０、２３２、３４０とを具備する。
【００２４】
このマッハツェンダ干渉計は、可変波長レーザー１１０から出力される光を前記多重モード光ファイバ１３０、２１４、３１８と単一モード光ファイバ１４０、２１６、３３０に分けて伝送する光分配手段と、多重モード光ファイバ１３０、２１４、３１８と単一モード光ファイバ１４０、２１６、３３０を透過した前記多重モード光と単一モード光を結合して干渉させて干渉光を生成する光結合手段と、多重モード光と単一モード光の干渉光を検出してビート信号を生成する光検出器１６０、２２８、３３６と、多重モード光と単一モード光が同一偏光状態となるようにする偏光制御器ＰＣとを具備する。
【００２５】
光分配手段は、図３および図４に示すように、可変波長レーザー１１０、２１０から出力される光を多重モード光ファイバ１３０、２１４と単一モード光ファイバ１４０、２１６に分ける光分配器１２０、２１２とからなる。または、光分配手段は、図５に示すように、可変波長レーザー３１０から出力される光を集光するレンズ３１２と、このレンズ３１２で集光された光を分割する光分割器３１４と、この光分割器３１４で分割された光をそれぞれ前記多重モード光ファイバ３１８と単一モード光ファイバ３３０側に経路を設定する経路設定手段と、多重モード光ファイバ３１８と単一モード光ファイバ３３０側に経路が設定された光をそれぞれ多重モード光ファイバ３１８と単一モード光ファイバ３３０に集光するレンズ３１６、３２８とを含む。経路設定手段は例えばミラー３２６である。
【００２６】
光結合手段は、図３に示すように、多重モード光ファイバ１３０と単一モード光ファイバ１４０をそれぞれ透過した多重モード光と単一モード光を結合して光検出器１６０に供給する光分配器１５０からなる。または、光結合手段は、図４および図５に示すように、多重モード光ファイバ２１４、３１８と単一モード光ファイバ２１６、３３０を透過した光をそれぞれ集光するレンズ２１８、２２４、３２０、３３２と、これらレンズ２１８、２２４、３２０、３３２でそれぞれ集光された光を結合して干渉光を生成する光結合器２２２、３２４と、レンズ２１８、２２４、３２０、３３２で集光された光に対し、光結合器２２２、３２４側に経路を設定する経路設定手段と、光結合器２２２、３２４で生成された干渉光を光検出器２２８、３３６に集光するレンズ２２６、３３４とを含む。経路設定手段としてはミラー２２０、３２２が使用される。
【００２７】
図３において、可変波長レーザー１１０は、周波数が線形的に変わる光を出力する。
第１光分配器１２０は、可変波長レーザー１１０から出力された光を二つに分けて試験用光ファイバのＭＭＦ１３０と補助光ファイバのＳＭＦ１４０にそれぞれ供給する。
【００２８】
ＭＭＦ１３０とＳＭＦ１４０は、第１光分配器１２０から供給された光をそれぞれ透過させて第２光分配器１５０に供給する。この光がＭＭＦ１３０とＳＭＦ１４０を進行する間に、それぞれ多重モード光と単一モード光が生成される。
【００２９】
第２光分配器１５０は、ＭＭＦ１３０とＳＭＦ１４０を透過した多重モード光と単一モード光を結合させる。この結合過程で、多重モード光と単一モード光が干渉して干渉光が得られる。
【００３０】
光検出器１６０は、第２光分配器１５０で得られた干渉光を検出してビート信号を生成し、このビート信号をデータ収集装置１７０に供給する。
データ収集装置１７０は、光検出器１６０から供給されるビート信号を収集してデジタル信号に変換してコンピュータ１８０に供給する。
【００３１】
コンピュータ１８０は、データ収集装置１７０から供給される信号を用いて前記ＭＭＦ１３０のモード間遅延時間差を測定する。
このように、透過光分析によって、図２と同一結果を得ることができる。
【００３２】
図示のように、干渉計の一方のアームに測定対象のＭＭＦを取り付け、他方のアームにＭＭＦの長さに近い長さ（その差が２０ｃｍ以内）のＳＭＦを取り付ければ、単一モード光と多重モード光の経路差が短くて位相雑音が減少し、これにより、長距離での信号歪み現象が緩和される。また、本発明は、線幅の短い光を出力する可変波長レーザーを使用する場合、ＳＭＦを無くし、空気を通じて単一モード光を生成することもできる。偏光制御器ＰＣは波形の視認性を向上させる役目をする。また、このＭＭＦと光分配器は連結用単一モード光ファイバを介して連結される。この連結用単一モード光ファイバとＭＭＦは少しのコア間オフセットを有する。
【００３３】
図４において、可変波長レーザー２１０は、周波数が線形的に変わる光を出力する。
光分配器２１２は、可変波長レーザー２１０から出力された光を二つに分けて試験用光ファイバのＭＭＦ２１４と補助光ファイバのＳＭＦ２１６にそれぞれ供給する。
【００３４】
ＭＭＦ２１４とＳＭＦ２１６は、光分配器２１２から供給された光をそれぞれ透過させる。
ＭＭＦ２１４を透過した多重モード光はレンズ２１８を通じて集光され、ミラー２２０によって反射されて光結合器２２２に供給され、ＳＭＦ２１６を透過した単一モード光はレンズ２２４を通じて集光されて光結合器２２２に供給される。
【００３５】
光結合器２２２は、ＭＭＦ２１４を透過した多重モード光とＳＭＦ２１６を透過した単一モード光を結合する。この際に、互いに干渉して干渉光が生成される。この干渉光はレンズ２２６を通じて集光される。光検出器２２８は、この干渉光を検出してビート信号を生成し、データ収集装置２３０に出力する。
【００３６】
データ収集装置２３０は、光検出器２２８から供給されるビート信号を収集してデジタル信号に変換し、コンピュータ２３２に供給する。
コンピュータ２３２は、データ収集装置２３０から供給される信号を用いて、ＭＭＦ２１４のモード間遅延時間差を測定する。
【００３７】
図４は、光分配部は光分配器で構成し、光結合部は光学系で構成したものである。図示のように、干渉計の一方のアームに測定対象のＭＭＦを取り付け、他方のアームにＭＭＦの長さに近い長さ（その差が２０ｃｍ以内）のＳＭＦを取り付ければ、単一モード光と多重モード光の経路差が短くて位相雑音が減少し、これにより、長距離での信号歪み現象が緩和される。また、本発明は、線幅の短い光を出力する可変波長レーザーを使用する場合、ＳＭＦを無くし、空気を通じて単一モード光を生成することもできる。偏光制御器ＰＣは波形の視認性を向上させる役目をする。また、このＭＭＦと光分配器は連結用単一モード光ファイバを介して連結され、この連結用単一モード光ファイバとＭＭＦは少しのコア間オフセットを有する。
【００３８】
図５において、可変波長レーザー３１０は周波数が線形的に変わる光を出力する。
光分割器３１４は、可変波長レーザー３１０から出力されてレンズ３１２を通じて集光された光を二つに分け、試験用光ファイバのＭＭＦ３１８と補助光ファイバのＳＭＦ３３０にそれぞれレンズ３１６、３２８を通じて集光させる。必要に応じて、ミラー３２６を用いて光の経路を設定する。
【００３９】
ＭＭＦ３１８を透過した多重モード光はレンズ３２０を通じて集光させ、ミラー３２２で反射させて光結合器３２４に供給し、ＳＭＦ３３０を透過した単一モード光はレンズ３３２を通じて集光させて光結合器３２４に供給する。
【００４０】
光結合器３２４は、ＭＭＦ３１８を透過した多重モード光とＳＭＦ３３０を透過した単一モード光を結合する。この際に、互いに干渉して干渉光が生成される。この干渉光はレンズ３３４を通じて集光される。光検出器３３６は、この干渉光を検出してビート信号を生成し、データ収集装置３３８に出力する。
【００４１】
データ収集装置３３８は、光検出器３３６から供給されるビート信号を収集してデジタル信号に変換し、コンピュータ３４０に供給する。
コンピュータ３４０は、データ収集装置３３８から供給される信号を用いて前記ＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する。
【００４２】
図５は光ファイバを使用せずにすべて光学系で構成したものである。
図示のように、干渉計の一方のアームに測定対象のＭＭＦを取り付け、他方のアームにＭＭＦの長さに近い長さ（その差が２０ｃｍ以内）のＳＭＦを取り付ければ、単一モード光と多重モード光の経路差が短くて位相雑音が減少し、これにより、長距離での信号歪み現象が緩和される。また、本発明は、線幅の短い光を出力する可変波長レーザーを使用する場合、ＳＭＦを無くし、空気を通じて単一モード光を生成することもできる。
【００４３】
図６は本発明によるＭＭＦのモード間遅延時間差測定に使用されるＭＭＦの屈折率分布を示すグラフであって、これは、容易な分析のために、いくつかのモードのみを有するＭＭＦをデザインして製作したものである。
【００４４】
図７はＭＭＦに対する間遅延時間差特性を示すグラフで、線ａはＭＭＦを曲げずに周波数領域後方散乱測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示す。
図２のような測定装置を構成して、図６の屈折率分布を有するＭＭＦに対するモード間遅延時間差特性を探し出した。ＭＭＦに存在するモードのなかで、曲げに敏感なものなどが消えることができるので、曲げずに測定した。
【００４５】
図７の線ｂはＭＭＦを曲げずに時間領域測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示す。図２とほぼ同一位置でモードが発生することが分かる。
図８の線ａはＭＭＦを曲げた状態で、周波数領域後方散乱測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示すグラフである。曲げることになると、ＭＭＦにおいて、曲げに弱いモードが消えることになり、これを確認することにより、測定結果に対する信頼度を高めることができる。図７の線ａから、二番目にあったモードが消えたことを確認することができる。これは、図８の線ｂのようにＭＭＦを曲げた状態で、時間領域測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示すグラフからも同一現象が分かる。
【００４６】
表１は周波数領域後方散乱測定法と時間領域測定法で測定された結果を比較してもので、周波数領域後方散乱測定法と時間領域測定法で測定した各モードの位置、モード間遅延時間差、モード間の分解能が分かる。相違なる二つの測定方法で得た結果は、表１に示すように、ほぼ同一である。
【００４７】
【表１】
2006267107.tif 000004
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、低価のレーザーと干渉計を用いてＭＭＦのモード間遅延時間差特性を測定することができるので、ＭＭＦの開発および生産に大きく寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】ＯＦＤＲ原理を用いたＳＭＦの切断位置測定とＭＭＦのモード間遅延時間差測定を示す図である。
【図２】本発明により光ファイバマイケルソン干渉計で構成され、反射光分析によってＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を示す図である。
【図３】本発明により光ファイバマッハツェンダ干渉計で構成され、透過光分析によってＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を示す図である。
【図４】本発明により光ファイバと光学系で構成され、マッハツェンダ干渉計を用い、透過光分析によってＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を示す図である。
【図５】本発明により光学系で構成され、マッハツェンダ干渉計を用い、透過光分析によってＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する装置を示す図である。
【図６】本発明によるＭＭＦのモード間遅延時間差測定に使用されるＭＭＦの屈折率分布を示すグラフである。
【図７】ＭＭＦに対するモード間遅延時間差特性を示すグラフで、線ａはＭＭＦを曲げずに周波数領域後方散乱測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示し、線ｂはＭＭＦを曲げずに時間領域測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示すものである。
【図８】ＭＭＦに対するモード間遅延時間差特性を示すグラフで、線ａはＭＭＦを曲げた状態で、周波数領域後方散乱測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示し、線ｂはＭＭＦを曲げた状態で、時間領域測定法で測定されたモード間遅延時間差特性を示すものである。
【図９】時間領域でＭＭＦのモード間遅延時間差を測定する従来の装置を示す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０、１１０、２１０、３１０…可変波長レーザー
２０、１２０、１５０、２１２…光分配器
３０、１３０、２１４、３１８…多重モード光ファイバ
４０、１４０、２１６、３３０…単一モード光ファイバ
５０、１６０、２２８、３３６…光検出器
６０、１７０、２３０、３３８…データ収集装置
７０、１８０、２３２、３４０…コンピュータ
２１８、２２４、２２６、３１２、３１６、３２０、３２８、３３２、３３４…レンズ
２２０、３２２…ミラー
２２２、３２４…光結合器
３１４…光分割器
【図１】
2006267107.tif 000005
【図２】
2006267107.tif 000006
【図３】
2006267107.tif 000007
【図４】
2006267107.tif 000008
【図５】
2006267107.tif 000009
【図６】
2006267107.tif 000010
【図７】
2006267107.tif 000011
【図８】
2006267107.tif 000012
【図９】
2006267107.tif 000013