(57)【要約】【課題】光ファイバ中の任意の位置における電界分布を非破壊で計測することが可能な光ファイバ電界分布非破壊測定装置及び光ファイバ電界分布非破壊測定方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置は、光ファイバの断面に平行な平面において偏りのある電界の試験光を任意のモードで光ファイバに入射し、光ファイバ内で非線形増幅されて出射する光について、光ファイバの断面に平行な平面での電界分布を取得することとした。【選択図】図１
2018124187.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射するプローブ光入射手段と、
前記光ファイバの他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を前記光ファイバの他端に入射するポンプ光入射手段と、
前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布を取得する受光手段と、
前記受光手段に対し、前記プローブ光のみを前記光ファイバに伝搬させたときの参照電界強度分布を取得させ、前記光ファイバの長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅した光の信号電界強度分布を取得させ、前記信号電界強度分布と前記参照電界強度分布とから前記任意位置における前記光ファイバの断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手段と、
を備える光ファイバ電界分布非破壊測定装置。
【請求項２】
前記演算手段は、
前記プローブ光入射手段に電界強度分布を変化させて前記プローブ光を入射させ、前記ポンプ光入射手段に電界強度分布を変化させて前記ポンプ光を入射させて、複数の前記利得強度分布を取得し、複数の前記利得強度分布を重ね合わせることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ電界分布非破壊測定装置。
【請求項３】
前記演算手段は、
前記任意位置が変化するように前記プローブ光入射手段と前記ポンプ光入射手段を制御し、前記光ファイバの長手方向の前記利得強度分布を取得することを特徴とする請求項１又は２に記載の光ファイバ電界分布非破壊測定装置。
【請求項４】
前記所定の光周波数差は、ブリルアン周波数シフトに相当することを特徴とする請求項1から３のいずれかに記載の光ファイバ電界分布非破壊測定装置。
【請求項５】
前記所定の光周波数差は、ラマン周波数シフトに相当することを特徴とする請求項1から３のいずれかに記載の光ファイバ電界分布非破壊測定装置。
【請求項６】
光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である参照電界強度分布を取得する参照電界強度分布取得手順と、
前記光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射するとともに、前記光ファイバの他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を前記光ファイバの他端に入射し、前記光ファイバの長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である信号電界強度分布を取得する信号電界強度分布取得手順と、
前記信号電界強度分布取得手順で取得した信号電界強度分布と前記参照電界強度分布取得手順で取得した参照電界強度分布とから前記任意位置における前記光ファイバの断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手順と、
を行う利得強度分布取得工程を有する光ファイバ電界分布非破壊測定方法。
【請求項７】
電界強度分布を変化させて前記プローブ光と前記ポンプ光を入射して前記利得強度分布取得工程を複数回行い、前記利得強度分布取得工程ごとに取得した複数の前記利得強度分布を重ね合わせる合成工程をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の光ファイバ電界分布非破壊測定方法。
【請求項８】
前記任意位置が変化するように前記プローブ光と前記ポンプ光を入射して前記利得強度分布取得工程を複数回行い、前記光ファイバの長手方向の前記利得強度分布を取得する長手方向解析工程をさらに有することを特徴とする請求項６又は７に記載の光ファイバ電界分布非破壊測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバ中を伝搬する各伝搬モードの電界分布を非破壊で測定する測定装置及びその測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、伝送トラフィックの急激な増加に伴い、現在の伝送路で用いられているＳＭＦ（シングルモードファイバ）に代わって複数の伝搬モードが利用できるＦＭＦ（数モードファイバ）やＭＭＦ（マルチモードファイバ）が更なる大容量化が可能にするものとして大きな注目を集めている。これまで利用されてきたＳＭＦではファイバの中心がピークとなる電界分布であったためＭＦＤ（モードフィールド径）から接続点における損失の評価などが可能であった。
【０００３】
その一方でＦＭＦやＭＭＦでは伝搬モード毎に光ファイバ断面での電界の強度分布（以下、電界分布とよぶ。）が異なり、また電界分布が変化しながらモードが伝搬するため、ファイバ伝送特性を評価する上では任意のファイバの地点におけるモードの電界分布を計測することが重要となる。
【０００４】
ファイバ出射後の電界分布を計測する手法としては、ファイバ端面での光をＣＣＤなどのイメージセンサによって計測するＮＦＰ（ニアフィールドパターン）法（例えば、非特許文献１を参照。）や光ファイバ端面から一定距離だけ離れた位置においてＰＤ（フォトダイオード）で計測するＦＦＰ（ファーフィールドパターン）法（例えば、非特許文献２を参照。）などがあるが、上記技術はファイバ出射端近傍での電界分布の測定にとどまっており、光ファイバ中の電界分布を非破壊で計測する技術はない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大橋ほか、ＮＦＰ法による単一モードファイバのモードフィールド半径の測定、電子情報通信学会論文誌Ｂ  Ｖｏｌ．Ｊ６８−Ｂ，  Ｎｏ．３，  ｐｐ．４３５−４４２
【非特許文献１】波平ほか、各種光ファイバの実効断面積（Ａｅｆｆ）とモードフィールド径（ＭＦＤ）の関係、  電子情報通信学会技術研究報告．  ＯＣＳ，  光通信システム  ９９（６０７），  ８１−８６，  ２０００−０２−０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１や非特許文献２の技術ではファイバ出射後における電界分布を計測可能であるが、光ファイバ中における電界分布を計測することができないという課題がある。そこで、本発明は、上記課題を解決すべく、光ファイバ中の任意の位置における電界分布を非破壊で計測することが可能な光ファイバ電界分布非破壊測定装置及び光ファイバ電界分布非破壊測定方法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、本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置は、光ファイバの断面に平行な平面において偏りのある電界の試験光を任意のモードで光ファイバに入射し、光ファイバ内で非線形増幅されて出射する光について、光ファイバの断面に平行な平面での電界分布を取得することとした。
【０００８】
具体的には、本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置は、
光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射するプローブ光入射手段と、
前記光ファイバの他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を前記光ファイバの他端に入射するポンプ光入射手段と、
前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布を取得する受光手段と、
前記受光手段に対し、前記プローブ光のみを前記光ファイバに伝搬させたときの参照電界強度分布を取得させ、前記光ファイバの長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅した光の信号電界強度分布を取得させ、前記信号電界強度分布と前記参照電界強度分布とから前記任意位置における前記光ファイバの断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手段と、
を備える。
【０００９】
また、本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、
光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である参照電界強度分布を取得する参照電界強度分布取得手順と、
前記光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射するとともに、前記光ファイバの他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を前記光ファイバの他端に入射し、前記光ファイバの長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である信号電界強度分布を取得する信号電界強度分布取得手順と、
前記信号電界強度分布取得手順で取得した信号電界強度分布と前記参照電界強度分布取得手順で取得した参照電界強度分布とから前記任意位置における前記光ファイバの断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手順と、
を行う利得強度分布取得工程を有する。
【００１０】
光ファイバ中で対向伝搬するプローブ光とポンプ光の衝突によりブリルアン増幅現象が発生するが、プローブ光とポンプ光の電界分布が異なれば断面方向での非線形増幅利得も変化する。この変化は入射したポンプ光とプローブ光の衝突時における電界分布の重なりを反映しており、プローブ光における非線形増幅利得分布からポンプ光の電界分布を取得することが可能である。
【００１１】
従って、本発明は、光ファイバ中の任意の位置における電界分布を非破壊で計測することが可能な光ファイバ電界分布非破壊測定装置及び光ファイバ電界分布非破壊測定方法を提供することができる。
【００１２】
本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置の前記演算手段は、前記プローブ光入射手段に電界強度分布を変化させて前記プローブ光を入射させ、前記ポンプ光入射手段に電界強度分布を変化させて前記ポンプ光を入射させて、複数の前記利得強度分布を取得し、複数の前記利得強度分布を重ね合わせることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、電界強度分布を変化させて前記プローブ光と前記ポンプ光を入射して前記利得強度分布取得工程を複数回行い、前記利得強度分布取得工程ごとに取得した複数の前記利得強度分布を重ね合わせる合成工程をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
プローブ光の断面方向の強度が一様でない場合は利得強度が得られる領域がプローブ光の存在する領域に限定される。このため、プローブ光の断面方向での強度分布を変化させ、それぞれの座標（光ファイバの断面上の座標）での非線形増幅利得分布を取得して合成することで衝突地点におけるポンプ光の電界分布を計測することができる。
【００１５】
本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置の前記演算手段は、前記任意位置が変化するように前記プローブ光入射手段と前記ポンプ光入射手段を制御し、前記光ファイバの長手方向の前記利得強度分布を取得することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、前記任意位置が変化するように前記プローブ光と前記ポンプ光を入射して前記利得強度分布取得工程を複数回行い、前記光ファイバの長手方向の前記利得強度分布を取得する長手方向解析工程をさらに有することを特徴とする。
【００１７】
プローブ光とポンプ光の衝突する位置を長手方向で変化させて測定を行うことで光ファイバの一端から他端までの長手方向の電界分布を取得することができる。
【００１８】
前記所定の光周波数差はブリルアン周波数シフト相当としても、ラマン周波数シフト相当としてもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、光ファイバ中の任意の位置における電界分布を非破壊で計測することが可能な光ファイバ電界分布非破壊測定装置及び光ファイバ電界分布非破壊測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置を説明する図である。
【図２】ポンプ光、プローブ光およびそれらの相互作用の断面方向の強度分布を説明する図である。
【図３】相互作用によるブリルアン利得およびその合成の断面方向の強度分布を説明する図である。
【図４】本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、本明細書及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。
【００２２】
本発明に係る光ファイバ電界分布非破壊測定装置及び光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、光ファイバの両端から光を入射し、光の衝突によって増幅されたブリルアン散乱光又はラマン散乱光をイメージセンサで検出することで、非破壊で光ファイバ中の電界分布を分布的に計測することができるものである。
【００２３】
図１は、本実施形態の光ファイバ電界分布非破壊測定装置３０１を説明する図である。光ファイバ電界分布非破壊測定装置３０１は、
光ファイバ５０の一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を光ファイバ５０の一端に入射するプローブ光入射手段１０と、
光ファイバ５０の他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を光ファイバ５０の他端に入射するポンプ光入射手段２０と、
光ファイバ５０の他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布を取得する受光手段３０と、
受光手段３０に対し、前記プローブ光のみを前記光ファイバに伝搬させたときの参照電界強度分布を取得させ、光ファイバ５０の長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅した光の信号電界強度分布を取得させ、前記信号電界強度分布と前記参照電界強度分布とから前記任意位置における光ファイバ５０の断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手段４０と、
を備える。
【００２４】
プローブ光入射手段１０は、レーザ１１、分岐素子１２、周波数変換器１３及び電界分布変換器１４を有する。ポンプ光入射手段２０は、レーザ１１、分岐素子１２、パルス生成器２３及び電界分布変換器２４を有する。受光手段３０は、イメージセンサ３１である。演算手段４０は、Ａ／Ｄ変換器４１、データ抽出器４２、利得解析器４３、電界分布解析器４４及びタイミング制御器４５を有する。
【００２５】
コヒーレントな光を発生させるレーザ１１から出力された光は分岐素子１２によって２分岐される。ポンプ光入射手段２０は、２分岐された光の一方を、パルス生成器２３によってパルス化したのちに電界分布変換器２４で基本モードから任意の伝搬モードに変換し、ポンプ光として被測定光ファイバ５０に入射する。
【００２６】
プローブ光入射手段１０は、分岐された光のもう一方を、光周波数変換器１３によって被測定対象光ファイバ５０のブリルアン周波数シフトに相当する約１０〜１１ＧＨｚ程度の周波数差を付与したのちに、電界分布変換器１４で基本モードから任意の伝搬モードに変換し、プローブ光としてポンプ光と逆方向から被測定光ファイバ５０に入射する。
【００２７】
電界分布変換器（１４、２４）は、位相板、フォトニックランタン、又は空間光変調器など光の電界分布を変換する機構を持つもののいずれかであればよい。光周波数変換器１３は、ＬｉＮｂ３で構成されたＳＳＢ変調器等の外部変調器であっても、周波数（波長）の異なるレーザを２台用い、２台のレーザ間の光周波数差を利用してもよい。
【００２８】
光ファイバ５０中ではポンプ光とプローブ光の衝突によりプローブ光においてブリルアン増幅が発生する。このときブリルアン利得Ｇ（ｘ，ｙ）は
【数１】
2018124187.tif 000003
となる。ここでｘ，ｙはファイバ断面における座標、ｇｂはブリルアン利得係数、Ｉｐはポンプ光の強度、Ｉｒはプローブ光の強度である。
【００２９】
光ファイバ５０から出射する増幅されたプローブ光は、光サーキュレータ３２によってイメージセンサ３１に送られる。イメージセンサ３１は、プローブ光強度をファイバ断面の座標ごとに異なる二次元の電気信号に変換する。
【００３０】
演算手段４０は、Ａ／Ｄ変換器４１で当該電気信号をデジタルデータに変換した後、データ抽出器４２及び利得解析器４３でこのデータから利得を解析する。演算手段４０が行う具体的なブリルアン利得の解析は、次の通りである。
（ｉ）電界分布解析器４４は、ポンプ光を入射しない場合のプローブ光の光ファイバ断面の座標ごとに二次元強度分布Ｉｒ（ｘ，ｙ）（参照電界強度分布）を取得する。
（ｉｉ）電界分布解析器４４は、その後、ポンプ光とプローブ光を入射した場合の座標ごとの二次元強度分布Ｇ（ｘ，ｙ）（信号電界強度分布）を取得する。
（ｉｉｉ）電界分布解析器４４は、信号電界強度分布から参照電界強度分布の座標ごとの増加量を算出することによって、ブリルアン利得を受けた利得強度分布を取得する。
【００３１】
ここで、演算手段４０は、プローブ光入射手段１０に電界強度分布を変化させて前記プローブ光を入射させ、ポンプ光入射手段２０に電界強度分布を変化させて前記ポンプ光を入射させて、複数の利得強度分布を取得し、複数の利得強度分布を重ね合わせる。
【００３２】
光ファイバ中で対向伝搬するプローブ光とポンプ光の衝突によりブリルアン増幅現象が発生するが、プローブ光とポンプ光の電界分布が異なれば断面方向でのブリルアン利得も変化する。この変化は入射したポンプ光とプローブ光の衝突時における電界分布の重なりを反映しており、プローブ光におけるブリルアン利得分布からポンプ光の電界分布を取得することが可能である。
【００３３】
一方、プローブ光の断面方向の強度が一様でない場合は利得強度が得られる領域がプローブ光の存在する領域に限定される。このため、電界分布変換器１４でプローブ光の断面方向での強度分布を変化させそれぞれの座標でのブリルアン利得を取得し、電界分布解析器４４で合成することで衝突地点におけるポンプ光の電界分布を計測することが可能である。
【００３４】
この計測を長手方向で変化させて測定を行うことで入射から出射までの電界分布を取得することが可能である。つまり、演算手段４０は、前記任意位置が変化するようにプローブ光入射手段１０とポンプ光入射手段２０を制御し、光ファイバ５０の長手方向の前記利得強度分布を取得する。
【００３５】
光ファイバ５０中のポンプ光の電界分布を長手方向で分布的に計測する場合は、一般にイメージセンサ３１のフレームレートが低いことにより分解能が低下する。この問題に対しては、パルス生成器２３に接続されたタイミング制御器４５でポンプ光パルスの入射タイミングとイメージセンサ３１の計測タイミングを測定ごとに変更することとする。この構成によって、異なる位置で衝突したポンプ光の電界分布を測定できる。
【００３６】
ここで、図２にポンプ光・プローブ光およびそれらの相互作用の断面方向の強度分布を、図３に相互作用によるブリルアン利得およびその合成の断面方向の強度分布を示す。図２及び図３ではプローブ光およびポンプ光の強度がある領域をそれぞれ斜線および黒塗りで示しており、また一回目の測定を上段に、二回目の測定を下段にそれぞれ示している。ここで、一回目の測定でのポンプ光の強度Ｉｐ（ｘ、ｙ）およびプローブ光の強度Ｉｒ（ｘ、ｙ）は図２（Ａ）上段と図２（Ｂ）上段に示すように、
【数２】
2018124187.tif 000004
【数３】
2018124187.tif 000005
となる。このとき取得ブリルアン利得Ｇは図3（Ｂ）上段に示すように、
【数４】
2018124187.tif 000006
となる。一方で二回目の測定でプローブ光の強度Ｉｒ（ｘ、ｙ）を変化させた場合は図２（Ａ）下段に示すように、
【数５】
2018124187.tif 000007
となる。なお、ポンプ光の強度Ｉｐ（ｘ、ｙ）は変化がないので、図２（Ｂ）の上段と下段は同じである。取得ブリルアン利得Ｇは図３（Ｂ）下段に示すように、
【数６】
2018124187.tif 000008
となる。
【００３７】
式（４）と式（６）で生じた利得はポンプ光の断面方向の強度分布となるが、利得が生じる領域はプローブ光の強度が存在する領域のみであるためプローブ光の断面方向の強度分布が一様でない場合は利得を取得する領域が制限される。ここで式（４）と式（６）の座標ごとの最大値を取得し利得を合成すると図３（Ｃ）に示すように、
【数７】
2018124187.tif 000009
となり、これは式（２）のポンプ光の断面方向の強度分布と一致する。
【００３８】
以上より、プローブ光が全領域で存在するようにプローブ光の分布を変化させて利得を合成することでポンプ光の断面方向の強度分布を測定することが可能である。なお上記では合成において利得分布の最大値を取得する例を示したが、合成方法は最大値だけでなく平均値や重み付け処理などの計算処理を加えて合成してもよい。またこの計測を長手方向に連続的に行うことで入射から出射までのポンプ光の断面方向の強度分布を測定することが可能である。
【００３９】
なお、上記では前記所定の光周波数差がブリルアン周波数シフトに相当するブリルアン散乱を用いた場合について説明している。しかし、光ファイバ５０中で非線形増幅を発生しうるものであれば良い。例えば、前記所定の光周波数差がラマン周波数シフトに相当することとして、ラマン散乱を利用して本手法を実施することが可能である。つまり、本構成は一例であり、同様に周波数（波長）シフトに相当する光周波数差および入射時間差をポンプ光とプローブ光間に与え、任意の伝搬モードを励起して増幅されたポンプ光の電界分布を時間領域で取り出すことのできる装置構成であれば、手段は問わない。
【００４０】
図４は、光ファイバ電界分布非破壊測定装置３０１で光ファイバ５０の電界分布を測定する手順を説明する図である。つまり、本実施形態の光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、
光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である参照電界強度分布を取得する参照電界強度分布取得手順と、
前記光ファイバの一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を前記光ファイバの一端に入射するとともに、前記光ファイバの他端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持ち、前記プローブ光と所定の光周波数差を有するポンプ光を前記光ファイバの他端に入射し、前記光ファイバの長手方向の任意位置で前記プローブ光と前記ポンプ光を衝突させて非線形増幅し、前記光ファイバの他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である信号電界強度分布を取得する信号電界強度分布取得手順と、
前記信号電界強度分布取得手順で取得した信号電界強度分布と前記参照電界強度分布取得手順で取得した参照電界強度分布とから前記任意位置における前記光ファイバの断面における二次元の利得強度分布を演算する演算手順と、
を行う利得強度分布取得工程を有する。
【００４１】
本実施形態の光ファイバ電界分布非破壊測定方法は、電界強度分布を変化させて前記プローブ光と前記ポンプ光を入射して前記利得強度分布取得工程を複数回行い、前記利得強度分布取得工程ごとに取得した複数の前記利得強度分布を重ね合わせる合成工程をさらに有する。
【００４２】
まず、参照電界強度分布取得手順Ｓ０１を行う。光ファイバ５０の一端の近端において所望の二次元の電界強度分布を持つプローブ光を光ファイバ５０の一端に入射し、光ファイバ５０の他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である参照電界強度分布を取得する。
【００４３】
続いて信号電界強度分布取得手順Ｓ０２を行う。まず、ステップＳ１１でプローブ光とポンプ光の光周波数差を設定する。ブリルアン散乱を利用するなら光周波数差をブリルアン周波数シフトとし、ラマン散乱を利用するなら光周波数差をラマン周波数シフトとする。続いて、光ファイバ５０の長手方向の任意位置でプローブ光とポンプ光を衝突させるために、ステップＳ１２でプローブ光とポンプ光の入射時間差を設定する。そして、ステップＳ１３でプローブ光とポンプ光の電界強度が所望の分布となるように調整する。そして、ステップＳ１４でプローブ光を光ファイバ５０の一端に入射し、ポンプ光を光ファイバ５０の他端に入射する。そして、ステップＳ１５で、光ファイバ５０の他端から出射する光の近端における二次元の電界強度分布である信号電界強度分布を取得する。
【００４４】
続いて演算手順Ｓ０３を行う。演算手順Ｓ０３では、信号電界強度分布取得手順Ｓ０２で取得した信号電界強度分布と参照電界強度分布取得手順Ｓ０１で取得した参照電界強度分布とから前記任意位置における光ファイバ５０の断面における二次元の利得強度分布を演算する。
【００４５】
そして、電界強度分布を変化させてプローブ光とポンプ光を光ファイバ５０に入射して信号電界強度分布取得手順Ｓ０２（ステップＳ１３〜Ｓ０３）を複数回行い、信号電界強度分布取得手順Ｓ０２ごとに取得した複数の利得強度分布を重ね合わせる合成工程Ｓ３０（ステップＳ１６、Ｓ１７）を行う。
【００４６】
光ファイバ５０の長手方向に利得強度分布を取得する場合は、前記任意位置が変化するようにプローブ光とポンプ光を光ファイバ５０に入射して利得強度分布取得工程Ｓ２０を複数回行う長手方向解析工程Ｓ４０（ステップＳ１２からステップＳ１７を繰り返す）を行う。
【００４７】
［発明の効果］
本発明によれば、光ファイバ中の任意の位置における電界分布を非破壊で計測することが可能であり、これによりＭＦＤなどの計測が可能である。また、複数のモードが伝搬するファイバにおいては、ファイバの任意の位置において電界分布を非破壊で計測可能なため、モードの伝搬特性の解析にも応用できる。これによりモード間の伝搬速度の違い（ＤＭＤ）やモード間でのクロストーク（ＸＴ）などの解析が可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１０：プローブ光入射手段
１１：レーザ
１２：分岐素子
１３：周波数変換器
１４：電界分布変換器
２０：ポンプ光入射手段
２３：パルス生成器
２４：電界分布変換器
３０：受光手段
３１：イメージセンサ
３２：サーキュレータ
４０：演算手段
４１：Ａ／Ｄ変換器
４２：データ抽出器
４３：利得解析器
４４：電界分布解析器
４５：タイミング制御器
５０：光ファイバ
３０１：光ファイバ電界分布非破壊測定装置
【図１】
2018124187.tif 000010
【図２】
2018124187.tif 000011
【図３】
2018124187.tif 000012
【図４】
2018124187.tif 000013