(57)【要約】【課題】ファースト軸に平行な直線偏光を入射させた場合、及びスロー軸に平行な直線偏光を入射させた場合の、偏波面保存光ファイバの特性を評価することが可能な偏光特性評価装置を提供する。【解決手段】入射側ファイバ保持器が、光ファイバの端部を保持する。第１の出射側ファイバ保持器が、その光ファイバの他方の端部を保持する。測定用光出射装置が、偏光状態の制御された測定用の光線束を出射し、入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面に測定用の光線束を入射させる。第１の光検出器が、第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面から出射する光線束の一つの偏光成分の強度を測定する。画像処理装置が、入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面、及び第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面の画像を写し出す。【選択図】　図１
2004028863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバの端部を保持する入射側ファイバ保持器と、
光ファイバの端部を保持する第１の出射側ファイバ保持器と、
偏光状態の制御された測定用の光線束を出射し、前記入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面に測定用の光線束を入射させる測定用光出射装置と、
前記第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面から出射する光線束の一つの偏光成分の強度を測定する第１の光検出器と、
前記入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面、及び前記第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面の画像を写し出す画像処理装置と
を有する偏光特性評価装置。
【請求項２】
前記入射側ファイバ保持器に保持された光ファイバに、該光ファイバの側面から該光ファイバ内に、該入射側ファイバ保持器に保持された端部に向かって光が伝搬するように照明光を入射させる入射側照明手段と、
前記第１の出射側ファイバ保持器に保持された光ファイバに、該光ファイバの側面から該光ファイバ内に、該第１の出射側ファイバ保持器に保持された端部に向かって光が伝搬するように照明光を入射させる第１の出射側照明手段と
を有する請求項１に記載の偏光特性評価装置。
【請求項３】
さらに、光ファイバの端部を保持する第２の出射側ファイバ保持器と、
前記第２の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面から出射する光線束の一つの偏光成分の強度を測定する第２の光検出器と
を有し、前記画像処理装置が、前記第２の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面の画像を写し出す請求項１または２に記載の偏光特性評価装置。
【請求項４】
さらに、前記第２の出射側ファイバ保持器に保持された光ファイバに、該光ファイバの側面から該光ファイバ内に、該第２の出射側ファイバ保持器に保持された端部に向かって光が伝搬するように照明光を入射させる第２の出射側照明手段を有する請求項３に記載の偏光特性評価装置。
【請求項５】
さらに、前記測定用光出射装置から出射された光線束が前記入射側ファイバ保持器に保持された光ファイバの端面に入射するまでの該光線束の通過経路内に配置され、光線束の偏光状態及び偏光方向を変化させる偏波コントローラを有する請求項１〜４のいずれかに記載の偏光特性評価装置。
【請求項６】
前記偏波コントローラが、前記光線束の進行方向に平行な軸を中心として回転可能に保持されたλ／２波長板とλ／４波長板とを含む請求項５に記載の偏光特性評価装置。
【請求項７】
（ａ）偏波面保存光ファイバの入射端面及び出射端面の画像を観測し、入射端面及び出射端面の偏光軸の向きを検出する工程と、
（ｂ）前記工程（ａ）で検出された入射端面の偏光軸とのなす角度が０°、４５°、または９０°の偏光方向を持った直線偏光を、前記偏波面保存光ファイバの入射端面から該偏波面保存光ファイバに入射させる工程と、
（ｃ）前記偏波面保存光ファイバの出射端面から出射した光線束のうち、前記工程（ａ）で検出された出射端面の偏光軸とのなす角度が０°、４５°、または９０°の偏光成分のパワーを測定する工程と
を有する偏波面保存光ファイバの特性測定方法。
【請求項８】
前記工程（ａ）において、前記偏波面保存光ファイバの側面から、該偏波面保存光ファイバに照明光を導入し、入射端面または出射端面から出射した照明光により、該入射端面または出射端面の画像を観測する請求項７に記載の偏波面保存光ファイバの特性測定方法。
【請求項９】
（ｄ）少なくとも１つの入射ポートと２つの出射ポートとを持つ偏波面保存光ファイバカプラの、入射ポート及び２つの出射ポートの端面の画像を観測し、各ポートの偏光軸の向きを検出する工程と、
（ｅ）前記工程（ｄ）で検出された入射ポートの偏光軸とのなす角度が０°または９０°の偏光方向を持った直線偏光を、該入射ポートから前記偏波面保存光ファイバカプラに入射させる工程と、
（ｆ）前記偏波面保存光ファイバカプラの２つの出射ポートの各々について、出射ポートから出射された光線束のうち、前記工程（ｄ）で検出された出射ポートの偏光軸とのなす角度が０°または９０°の偏光成分のパワーを測定する工程と
を有する偏波面保存光ファイバカプラの特性測定方法。
【請求項１０】
前記工程（ｄ）において、前記偏波面保存光ファイバカプラの各ポートに連続する光ファイバの側面から、該光ファイバに照明光を導入し、入射ポートまたは出射ポートから出射した照明光により、該入射ポートまたは出射ポートの画像を観測する請求項９に記載の偏波面保存光ファイバカプラの特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波面保存光ファイバ及び光ファイバカプラの偏光特性評価装置および特性測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光通信容量の増大に対応して、信号光の偏波の利用が注目され、偏波面保持光ファイバを応用した光デバイスに対する需要が高まっている。また、センサ用デバイスとして、従来より偏波面保存光ファイバを応用した光デバイスが利用されている。
【０００３】
偏波面保存光ファイバは、相互に直交する２つの偏光軸を有する。一方の偏光軸はファースト軸と呼ばれ、他方の偏光軸はスロー軸と呼ばれる。偏波面保存光ファイバに、偏光軸に平行な偏光方向を持った直線偏光を入射させると、その光は偏光方向を保持したまま光ファイバ内を伝搬する。
【０００４】
特開平８−７５５９９号公報に開示された偏波面保存光ファイバの偏波特性評価方法について説明する。偏波面保存光ファイバの入射端面に、偏光子によって直線偏光された光を入射させる。出射端面から出射した光線束のパワーを、検光子を介して測定する。検出されるパワーが最小になるように、偏光子及び検光子を回転させる。
【０００５】
検出されるパワーが最小になった状態で偏光子及び検光子を固定する。このときの最小光強度を測定する。検光子を９０°回転させ、最大光強度を測定する。この最小光強度と最大光強度とから、偏波クロストークを求めることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特開平８−７５５９９号公報に開示された評価方法では、偏波面保存光ファイバに入射する直線偏光の偏光方向が、ファースト軸に平行なのか、スロー軸に平行なのかを容易にかつ明確に判別することができない。
【０００７】
本発明の目的は、ファースト軸に平行な直線偏光を入射させた場合、及びスロー軸に平行な直線偏光を入射させた場合の、偏波面保存光ファイバの特性を評価することが可能な偏光特性評価装置、及び特性測定方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によると、光ファイバの端部を保持する入射側ファイバ保持器と、光ファイバの端部を保持する第１の出射側ファイバ保持器と、偏光状態の制御された測定用の光線束を出射し、前記入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面に測定用の光線束を入射させる測定用光出射装置と、前記第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面から出射する光線束の一つの偏光成分の強度を測定する第１の光検出器と、前記入射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面、及び前記第１の出射側ファイバ保持器に保持されている光ファイバの端面の画像を写し出す画像処理装置とを有する偏光特性評価装置が提供される。
【０００９】
光ファイバの端面の画像を観測することによって、偏波面保存光ファイバの偏光軸の向きを検出することができる。これにより、光ファイバに入射する直線偏光の偏光方向と偏光軸の向きとを関連付けることができる。
【００１０】
本発明の他の観点によると、（ａ）偏波面保存光ファイバの入射端面及び出射端面の画像を観測し、入射端面及び出射端面の偏光軸の向きを検出する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で検出された入射端面の偏光軸とのなす角度が０°、４５°、または９０°の偏光方向を持った直線偏光を、前記偏波面保存光ファイバの入射端面から該偏波面保存光ファイバに入射させる工程と、（ｃ）前記偏波面保存光ファイバの出射端面から出射した光線束のうち、前記工程（ａ）で検出された出射端面の偏光軸とのなす角度が０°、４５°、または９０°の偏光成分のパワーを測定する工程とを有する偏波面保存光ファイバの特性測定方法が提供される。
【００１１】
本発明の他の観点によると、（ｄ）少なくとも１つの入射ポートと２つの出射ポートとを持つ偏波面保存光ファイバカプラの、入射ポート及び２つの出射ポートの端面の画像を観測し、各ポートの偏光軸の向きを検出する工程と、（ｅ）前記工程（ｄ）で検出された入射ポートの偏光軸とのなす角度が０°または９０°の偏光方向を持った直線偏光を、該入射ポートから前記偏波面保存光ファイバカプラに入射させる工程と、（ｆ）前記偏波面保存光ファイバカプラの２つの出射ポートの各々について、出射ポートから出射された光線束のうち、前記工程（ｄ）で検出された出射ポートの偏光軸とのなす角度が０°または９０°の偏光成分のパワーを測定する工程とを有する偏波面保存光ファイバカプラの特性測定方法が提供される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の実施例による偏光波長特性評価装置のブロック図を示す。入射側ファイバ保持器１Ａが、ＸＹＺステージ２Ａに取り付けられている。入射側ファイバ保持器１Ａは、光ファイバの入射端面側の端部を保持する。ＸＹＺステージ２Ａは、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面の位置を相互に直交する３軸方向に変位させることができる。
【００１３】
照明装置取付台３Ａに入射側照明装置４Ａが取り付けられている。入射側照明装置４Ａは、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの側面から、光ファイバ内に照明光を導入する。導入された照明光は、光ファイバの入射端面に向かって光ファイバ内を伝搬し、入射端面から外部に出射する。
【００１４】
ＸＹＺステージ２Ｂに、第１の出射側ファイバ保持器１Ｂが取り付けられ、照明装置取付台３Ｂに、第１の出射側照明装置４Ｂが取り付けられ、ＸＹＺステージ２Ｃに、第２の出射側ファイバ保持器１Ｃが取り付けられ、照明装置取付台３Ｃに、第２の出射側照明装置４Ｃが取り付けられている。これらは、入射側ファイバ保持器１Ａ、ＸＹＺステージ２Ａ、照明装置取付台３Ａ、及び入射側照明装置４Ａと同様の構成を有する。第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃは、光ファイバの出射端面側の端部を保持する。
【００１５】
図１では、光ファイバカプラ１０の入射ポートが入射側ファイバ保持器１Ａに保持され、出射側のスルーポート及びクロスポートが、それぞれ第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに保持された状態が示されている。
【００１６】
白色光源２１から放射された光線束が、レンズ２２で集光され、周期検波用変調信号発生器（光チョッパ）２３を経由して分光器２４に入射する。白色光源２１は、例えばハロゲンランプ等で構成され、白色光を放射する。分光器２４で分光された単色光が、コリメートレンズ２５でコリメートされ、偏光子２６で直線偏光にされた後、対物レンズ２７で集光されて、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面に入射する。対物レンズ２７は、光検索用微動装置付き対物レンズホルダ２８に支持されている。分光器２４は、例えば波長８００ｎｍ〜１７００ｎｍの分光波長範囲を有し、コリメートレンズ２５に入射する単色光の波長を分光波長範囲内で掃引することができる。偏光子２６は、その偏光軸が光軸を中心として回転可能に支持されている。
【００１７】
偏光子２６と対物レンズ２７との間の光線束の通過経路脇に、偏光コントローラ３０及び可動反射鏡３１が配置されている。偏光コントローラ３０及び可動反射鏡３１を移動させて、光線束の通過経路内に配置することができる。偏光子２６を通過した直線偏光を入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面に入射させるときには、偏光コントローラ３０及び可動反射鏡３１は、光線束の通過経路脇に退避される。
【００１８】
第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに保持された光ファイバの出射端面から出射した光線束が、対物レンズ４０Ｂで集光され、第１の検光子４１Ｂを通過して第１の光検出器４２Ｂに到達する。第１の検光子４１Ｂは、その偏光軸が光軸を中心として回転可能に支持されており、偏光軸に平行な偏光成分を透過させる。第１の光検出器４２Ｂは、到達した光線束のパワーを測定する。測定結果は、第１のプリアンプ４３Ｂ、第１のロックインアンプ４４Ｂを経由して、制御装置５０に入力される。周期検波用変調信号発生器２３とロックインアンプ４４Ｂとを組み合わせてパワーの測定を行うため、光ファイバに入射する測定用の光線束が微弱でも、高いＳ／Ｎ比を確保することが可能になる。
【００１９】
第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに保持されている光ファイバから出射された光線束のパワー測定のための装置構成と同様に、第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに対応して、対物レンズ４０Ｃ、第２の検光子４１Ｃ、第２の光検出器４２Ｃ、第２のプリアンプ４３Ｃ、及び第２のロックインアンプ４４Ｃが配置されている。第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに保持されている光ファイバから出射した光線束のパワーの測定結果が制御装置５０に入力される。
【００２０】
対物レンズ４０Ｂと第１の検光子４１Ｂとの間の光線束の通過経路脇に、可動反射鏡４６Ｂが配置されている。可動反射鏡４６Ｂを移動させて、光線束の通過経路内に配置することができる。同様に、対物レンズ４０Ｃと第２の検光子４１Ｃとの間の光線束の通過経路脇に可動反射鏡４６Ｃが配置されている。光ファイバから出射された光線束のパワーを測定するときには、可動反射鏡４６Ｂ及び４６Ｃは、光線束の通過経路の脇に退避される。
【００２１】
可動反射鏡３１を光線束の通過経路内に配置すると、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面から出射した光線束が、対物レンズ２７で集光され、可動反射鏡３１で反射する。可動反射鏡３１で反射した光線束は、反射鏡６０、６１、及び可動反射鏡６６Ｂで順番に反射し、画像処理装置７０に入射する。画像処理装置７０は、ＣＣＤカメラを含んで構成され、光ファイバの入射端面の画像を表示する。
【００２２】
入射端面の画像を表示するときには、入射側照明装置４Ａから光ファイバ内に照明光を導入する。この照明光は、光ファイバ内を伝搬し、その入射端面から出射する。このように、光ファイバの側面から照明光を導入することにより、端面の鮮明な画像を得ることができる。
【００２３】
可動反射鏡４６Ｂを光線束の通過経路内に配置すると、第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに保持された光ファイバの出射端面から出射した光線束が、可動反射鏡４６Ｂ、反射鏡６２、６３、及び可動反射鏡６６Ａで順番に反射し、画像処理装置７０に入射する。
【００２４】
可動反射鏡４６Ｃを光線束の通過経路内に配置すると、第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに保持された光ファイバの出射端面から出射した光線束が、可動反射鏡４６Ｃ、反射鏡６４及び６５で順番に反射する。可動反射鏡６６Ａと６６Ｂとが組になって、反射鏡６５で反射した光線束の進行方向に平行な方向に移動することができる。可動反射鏡６６Ａと６６Ｂとを移動させることにより、反射鏡６５で反射した光線束を可動反射鏡６６Ｂで反射させ、画像処理装置７０に入射させることができる。
【００２５】
可動反射鏡３１、４６Ｂ、４６Ｃ、６６Ａ及び６６Ｂの位置を制御することにより、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面、第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに保持された光ファイバの出射端面、及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに保持された光ファイバの出射端面のいずれかの画像を、画像処理装置７０に表示することができる。
【００２６】
制御装置５０は、偏光子２６、第１の検光子４１Ｂ及び４１Ｃの回転、可動反射鏡３１、４６Ｂ、４６Ｃ、６６Ａ、及び６６Ｂの移動、分光器２４及び周期検波用変調信号発生器２３及びＸＹＺステージ２Ａ、２Ｂ、２Ｃの動作を制御する。なお、画像処理装置７０からの画像信号を制御装置５０で受信し、画像を制御装置５０のモニタ画面に映し出すようにしてもよい。
【００２７】
なお、光ファイバの３つの端面から出射された光線束の通過経路内に、それぞれ１つずつＣＣＤカメラを配置することにより、３つの端面の画像を同時に表示することが可能になる。
【００２８】
図２に、応力付与型偏波面保存光ファイバの一種であるＰＡＮＤＡ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ−ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ　ＡＮＤ　Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ−ｒｅｄｕｃｉｎｇ）ファイバの端面を示す。クラッド１０２の中心にコア１００が配置されている。コア１００の両側に円形断面の応力付与部１０１Ａ及び１０１Ｂが配置されている。
【００２９】
２つの応力付与部１０１Ａと１０１Ｂとの中心を通過する軸をＸ軸とし、コア１００の中心を通過し、Ｘ軸に直交する軸をＹ軸とする。Ｘ軸及びＹ軸が偏光軸となり、Ｘ軸がスロー軸と呼ばれ、Ｙ軸がファースト軸と呼ばれる。
【００３０】
図１に戻って説明を続ける。図２に示したＰＡＮＤＡファイバを、入射側ファイバ保持器１Ａに保持し、入射側照明装置４Ａから照明光を光ファイバに導入すると、画像処理装置７０により、応力付与部１０１Ａ及び１０１Ｂが周囲のクラッド１０２とは明暗の異なった画像が得られる。このため、入射側ファイバ保持器１Ａに保持されたＰＡＮＤＡファイバの入射端面のＸ軸（スロー軸）及びＹ軸（ファースト軸）の向きを特定することができる。画像情報を制御装置５０に入力して画像解析を行うことにより、ＰＡＮＤＡファイバの端面のＸ軸及びＹ軸の向きを自動的に検出することも可能である。
【００３１】
同様に、第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに保持されたＰＡＮＤＡファイバの出射端面のＸ軸及びＹ軸の向きを特定することができる。
【００３２】
偏光コントローラ３０を光線束の通過経路内に配置すると、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面に入射する光線束の偏光状態及び偏光方向を変化させることができる。偏光コントローラ３０は、例えば、λ／２波長板とλ／４波長板との組み合わせによって構成される。λ／２波長板及びλ／４波長板は、光軸を中心として回転可能に支持される。２枚の波長板を回転させることにより、直線偏光、楕円偏光、円偏光、及びこれらの偏光方向を任意に変化させることができる。
【００３３】
図１に示した偏光波長特性評価装置は、ファイバ端面観測モード、偏光特性計測モード、及び偏光依存性損失計測モードの３つの評価モードを有する。ファイバ端面観測モードにおいては、偏光コントローラ３０が光線束の通過経路脇に退避され、可動反射鏡３１、４６Ｂ及び４６Ｃが光線束の通過経路内に配置される。これにより、ファイバ端面の画像を観測することが可能になる。
【００３４】
偏光特性計測モードにおいては、偏光コントローラ３０、可動反射鏡３１、４６Ｂ、４６Ｃが、光線束の通過経路脇に退避される。これにより、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバの入射端面に、直線偏光した光線束を入射させ、第１及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び１Ｃに保持された光ファイバから出射した光線束の特定の偏光成分のパワーを測定することが可能になる。
【００３５】
偏光依存性損失計測モードにおいては、偏光コントローラ３０が光線束の通過経路内に配置され、可動反射鏡３１、４６Ｂ、及び４６Ｃが光線束の通過経路脇に退避される。これにより、入射側ファイバ保持器１Ａに保持された光ファイバに、種々の偏光状態の光線束を入射させることが可能になる。
【００３６】
次に、図１に示した偏光波長特性評価装置を用いて偏波面保存光ファイバのＸ偏波損失波長特性を測定する方法について説明する。
【００３７】
まず、測定対象のＰＡＮＤＡファイバの入射端を入射側ファイバ保持器１Ａに固定し、出射端を第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに固定する。
【００３８】
偏波波長特性評価装置をファイバ端面観測モードに設定する。入射側照明装置４Ａを点灯する。これにより、画像処理装置７０に、ＰＡＮＤＡファイバの入射端面の画像が映し出される。図２に示したコア１００がモニタ画面の中心に位置するように、ＸＹＺステージ２Ａの位置を微調整する。この画像から、入射端面のＸ軸（スロー軸）及びＹ軸（ファースト軸）の方向を検出する。Ｘ軸及びＹ軸の方向が検出されたら、入射側照明装置４Ａを消灯する。
【００３９】
次に、第１の出射側照明装置４Ｂを点灯する。これにより、画像処理装置７０に、ＰＡＮＤＡファイバの出射端面の画像が映し出される。図２に示したコア１００がモニタ画面の中心に位置するように、ＸＹＺステージ２Ｂの位置を微調整する。この画像から、出射端面のＸ軸（スロー軸）及びＹ軸（ファースト軸）の方向を検出する。Ｘ軸及びＹ軸の方向が検出されたら、第１の出射側照明装置４Ｂを消灯する。入射端面及び出射端面のＸ軸の方向は、例えば制御装置５０に記憶される。
【００４０】
次に、偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替える。光源２１を点灯し、光線束を、入射側ファイバ保持器１Ａに固定されたＰＡＮＤＡファイバの入射端面に入射させる。このとき、ＸＹＺステージ２Ａを移動させて、ＰＡＮＤＡファイバに入射する光線束のパワーが最大になるようにＰＡＮＤＡファイバの入射端面の位置を調整する。
【００４１】
対物レンズ２７が、光検索用微動装置付き対物レンズホルダ２８に保持されているため、短時間に、ＸＹＺステージ２Ａによる微調整を行うことができる。
【００４２】
偏光子２６の偏光軸の向きが、ＰＡＮＤＡファイバの入射端面のＸ軸に平行になるように、偏光子２６の回転方向の位置を調節する。次に、第１の検光子４１Ｂの偏光軸の向きが、ＰＡＮＤＡファイバの出射端面のＹ軸に平行になるように、第１の検光子４１Ｂの回転方向の位置を調節する。第１の検光子４１Ｂを微小回転させながら、第１の光検出器４２Ｂで検出されたパワーが最小になる位置を見つける。この時に、第１の検光子４１Ｂの偏光軸が出射端面のＹ軸に平行になっていると判断される。この位置から第１の検光子４１Ｂを９０°回転させる。このとき、第１の検光子４１Ｂの偏光軸が出射端面のＸ軸と平行になっている。
【００４３】
この状態で、分光器２４により、ＰＡＮＤＡファイバの入射端面に入射する光線束の波長を掃引しながら、第１の光検出器４２Ｂで第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーを測定する。測定結果は、例えば制御装置５０に記憶される。測定されたパワーをＰｘｏとする。
【００４４】
次に、測定対象のＰＡＮＤＡファイバを取り外し、このＰＡＮＤＡファイバから短尺の偏波面保存光ファイバを切り出す。切り出された短尺の偏波面保存光ファイバを偏波波長特性評価装置に取り付け、同様の測定を行う。測定結果は、例えば制御装置５０に記憶される。測定されたパワーをＰｘｒとする。
【００４５】
以下の式により、Ｘ偏波の損失波長特性Ｌｘを求めることができる。この計算結果は、制御装置５０のモニタ画面上に自動的にグラフ表示される。
【００４６】
【数１】
Ｌｘ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｘｏ／Ｐｘｒ）
上記方法において、偏光子２６の偏光軸を入射端面のＹ軸に平行にし、第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射端面のＹ軸に平行にすると、Ｙ偏波の損失波長依存性を測定することができる。
【００４７】
次に、Ｘ偏波のクロストーク波長特性を測定する方法について説明する。測定対象のＰＡＮＤＡファイバを偏光波長特性評価装置に取り付け、ファイバ端面観測モードに設定する。偏光子２６の偏光軸を入射端面のＸ軸に平行にし、第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射端面のＸ軸に平行にする。この状態で、偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードにする。光源２１を点灯し、分光器２４で波長を掃引しながら、第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｘｃを測定する。次に、第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射端面のＹ軸に平行にし、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｙｃを測定する。
【００４８】
以下の式により、Ｘ偏波のクロストーク波長特性Ｘｘを求めることができる。この計算結果は、制御装置５０のモニタ画面上に自動的にグラフ表示される。
【００４９】
【数２】
Ｘｘ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｙｃ／Ｐｘｃ）
上記方法において、偏光子２６の偏光軸を入射端面のＹ軸に平行にして同様の測定を行うことにより、Ｙ偏波のクロストーク波長特性を求めることができる。
【００５０】
次に、ＰＡＮＤＡファイバを用いた偏波面保存光ファイバカプラのＸ偏波の過剰損失波長特性を測定する方法について説明する。
【００５１】
まず、測定対象の光ファイバカプラに用いられている短尺のＰＡＮＤＡファイバの入射端及び出射端を、それぞれ入射側ファイバ保持器１Ａ及び第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに固定する。偏光波長特性検出装置をファイバ端面観測モードに設定し、入射端面及び出射端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出する。偏光子２６の偏光軸を入射端面のＸ軸に平行にし、第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射端面のＸ軸に平行にする。
【００５２】
偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替え、光源２１を点灯して分光器２４で波長を掃引する。第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｘｒを測定する。
【００５３】
次に、２本のＰＡＮＤＡファイバを融着した偏波面保存光ファイバカプラの入射ポートを、入射側ファイバ保持器１Ａに固定し、出射スルーポート及び出射クロスポートを、それぞれ第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに固定する。
【００５４】
偏光波長特性評価装置をファイバ端面観測モードに設定し、各ポートの端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出する。偏光子２６の偏光軸を入射ポートの端面のＸ軸に平行にする。第１の検光子４１Ｂ及び４１Ｃの偏光軸を、それぞれ出射スルーポートのＸ軸及び出射クロスポートのＸ軸に平行にする。
【００５５】
偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替え、光源２１を点灯して分光器２４で波長を掃引する。第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｘｔを測定し、第２の光検出器４２Ｃで、第２の検光子４１Ｃを透過した光線束のパワーＰｘｃを測定する。
【００５６】
以下の式により、Ｘ偏波の過剰損失波長特性Ｌｘｅを求めることができる。この計算結果は、制御装置５０のモニタ画面上に自動的にグラフ表示される。
【００５７】
【数３】
Ｌｘｅ＝１０×ｌｏｇ（１−（Ｐｘｔ＋Ｐｘｃ）／Ｐｘｒ））
Ｘ偏波の過剰損失波長特性の測定方法において、偏光子２６の偏光軸を入射ポートの端面のＹ軸に平行にし、第１の検光子４１Ｂ及び４１Ｃの偏光軸を、それぞれ出射スルーポートのＹ軸及び出射クロスポートのＹ軸に平行にすると、Ｙ偏波の過剰損失波長特性を測定することができる。
【００５８】
次に、偏波面保存光ファイバカプラの出射スルーポートのＸ偏波のクロストーク波長特性を測定する方法について説明する。偏波面保存光ファイバカプラの入射ポートを、入射側ファイバ保持器１Ａに固定し、出射スルーポート及び出射クロスポートを、それぞれ第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに固定する。
【００５９】
偏光波長特性評価装置をファイバ端面観測モードにし、入射ポート、出射スルーポート、及び出射クロスポートの端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出する。偏光子２６の偏光軸を入射ポートの端面のＸ軸に平行にする。第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射スルーポートのＸ軸に平行にする。
【００６０】
偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替え、第１の光検出器４２Ｂで第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｘｔを測定する。第１の検光子４１Ｂの偏光軸を出射スルーポートの端面のＹ軸に平行にし、第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｙｔを測定する。
【００６１】
以下の式により、出射スルーポートのＸ偏波のクロストークＸｘｔを求めることができる。
【００６２】
【数４】
Ｘｘｔ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｙｔ／Ｐｘｔ）
分光器２４で波長を所定の大きさだけ掃引して同様の測定を行うことにより、出射スルーポートのＸ偏波のクロストーク波長特性を求めることができる。なお、この波長特性は、制御装置５０のモニタ画面上に自動的にグラフ表示される。
【００６３】
出射クロスポート側についても同様の測定を行うことにより、出射クロスポートのＸ偏波のクロストーク波長特性を求めることができる。
【００６４】
また、偏光子２６の偏光軸を入射ポートの端面のＹ軸に平行にして同様の測定を行うことにより、出射スルーポート及び出射クロスポートのＹ偏波のクロストーク波長特性を求めることができる。
【００６５】
次に、偏波面保存光ファイバカプラのＸ偏波の結合度波長特性を測定する方法について説明する。偏波面保存光ファイバカプラの入射ポートを、入射側ファイバ保持器１Ａに固定し、出射スルーポート及び出射クロスポートを、それぞれ第１の出射側ファイバ保持器１Ｂ及び第２の出射側ファイバ保持器１Ｃに固定する。偏光波長特性評価装置をファイバ端面観測モードにし、各端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出する。偏光子２６の偏光軸を入射ポートの端面のＸ軸に平行にする。第１の検光子４１Ｂ及び４１Ｃの偏光軸を、それぞれ出射スルーポートの端面及び出射クロスポートの端面のＸ軸に平行にする。
【００６６】
偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替え、波長を掃引しながら、第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰｘｔを測定し、第２の光検出器４２Ｃで、第２の検光子４１Ｃを透過した光線束のパワーＰｘｃを測定する。
【００６７】
以下の式により、Ｘ偏波の結合度波長特性Ｃｘを求めることができる。求められたＸ偏波の結合度波長特性は、制御装置５０のモニタ画面上にグラフ表示される。
【００６８】
【数５】
Ｃｘ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｘｃ／（Ｐｘｔ＋Ｐｘｃ））
Ｘ偏波の結合度波長特性の測定方法において、偏光子２６、第１の検光子４１Ｂ及び４１Ｃの偏光軸を、それぞれ対応するファイバ端面のＹ軸に平行にして同様の測定を行うことにより、Ｙ偏波の結合度波長特性を測定することができる。
【００６９】
次に、偏波面保存光ファイバのモード複屈折率Ｂ、ビート長Ｌｂの測定方法について説明する。
【００７０】
偏波面保存光ファイバの入射端及び出射端を、それぞれ入射側ファイバ保持器１Ａ及び第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに固定する。偏光波長特性評価装置をファイバ端面観測モードにし、入射端面及び出射端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出する。偏光子２６の偏光軸と入射端面のＸ軸とのなす角度が４５°になるように偏光子２６を回転させて固定する。第１の検光子４１Ｂの偏光軸と出射端面のＸ軸とのなす角度が＋４５°になるように第１の検光子４１Ｂを回転させて固定する。
【００７１】
偏光波長特性評価装置を偏光特性計測モードに切り替え、第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰ（＋４５）を測定する。次に、第１の検光子４１Ｂの偏光軸と出射端面のＸ軸とのなす角度が−４５°になるように第１の検光子４１Ｂを回転させて固定する。この状態で、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーＰ（−４５）を測定する。
【００７２】
分光器２４で波長を所定の大きさだけ掃引し、同様の測定を行う。Ｐ（＋４５）／Ｐ（−４５）が波長の関数として求められる。Ｐ（＋４５）／Ｐ（−４５）の１周期を与える波長λ１及びλ２を求める。
【００７３】
モード複屈折率Ｂは、測定対象の偏波面保存光ファイバの長さをＬとして、下記の式で与えられる。
【００７４】
【数６】
Ｂ＝（λ１λ２）／Ｌ（λ２−λ１）
波長λの光に対するビート長Ｌｂは、
【００７５】
【数７】
Ｌｂ＝λ／Ｂ
で表される。
【００７６】
上述のように、実施例による偏光波長特性評価装置を用いると、偏波面保存光ファイバの端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出し、各軸の方向に基づいて測定用の直線偏光を入射させることができる。これにより、Ｘ軸に平行な偏光方向を有する直線偏光が入射した場合と、Ｙ軸に平行な偏光方向を有する直線偏光が入射した場合とを区別して、偏光方向に依存した各ファイバ特性を測定することができる。
【００７７】
次に、シングルモードファイバの偏光依存性損失ＰＤＬの測定方法について説明する。
【００７８】
図１に示した偏光コントローラ３０を光線束の通過経路内に配置して、偏光波長特性評価装置を偏光依存性損失計測モードにする。測定対象のシングルモードファイバの入射端及び出射端を、それぞれ入射側ファイバ保持器１Ａ及び第１の出射側ファイバ保持器１Ｂに固定する。
【００７９】
まず、偏光コントローラ３０のλ／２波長板の光軸とλ／４波長板の光軸とを一致させる（相互に平行に配置する）。λ／４波長板を固定し、λ／２波長板を３６０°回転させながら、第１の光検出器４２Ｂで、第１の検光子４１Ｂを透過した光線束のパワーを測定する。なお、光ファイバに入射する光の波長は固定されている。
【００８０】
次に、λ／４波長板を所定の角度（例えば７．５°）回転させた状態で、λ／２波長板を１８０°回転させながら同様の測定を行う。λ／４波長板を所定の角度だけさらに回転させて同様の測定を行う。λ／４波長板が最初の状態から１８０°回転したときに測定を終了する。このように、λ／２波長板とλ／４波長板とを回転させることにより、光線束の偏光状態（直線偏光、楕円偏光、及び円偏光）及び偏光の方向を変化させることができる。
【００８１】
ここまでの工程で測定された光線束のパワーの最大値をＰｍａｘとし、最小値をＰｍｉｎとする。偏光依存性損失ＰＤＬは、下記の式で表される。
【００８２】
【数８】
ＰＤＬ＝１０×ｌｏｇ（Ｐｍａｘ／Ｐｍｉｎ）
このように、偏光コントローラ３０を配置することにより、偏波面保存光ファイバの偏波依存の特性のみならず、シングルモードファイバの偏光依存性損失を測定することが可能になる。
【００８３】
上記実施例では、測定用光線束の光源２１として白色光源、例えばハロゲンランプを使用したが、波長可変のチューナブルレーザ発振器を使用することも可能である。チューナブルレーザ発振器を使用すると、比較的大きなパワーの測定用光線束を得ることができる。このため、図１に示したロックインアンプ４４Ｂ及び４４Ｃは不要である。また、チューナブルレーザ発振器自体が波長選択機能を有するため、図１に示した分光器２４も不要である。測定項目に応じて、光源を選択することができる。
【００８４】
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏波面保存光ファイバの入射端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出し、検出結果に基づいて直線偏光の偏光方向を変化させて、光線束を入射させることができる。さらに、出射端面のＸ軸及びＹ軸の方向を検出し、検出結果に基づいて、いずれかの方向の偏光成分の光線束のパワーを測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例による偏光波長特性評価装置のブロック図である。
【図２】ＰＡＮＤＡファイバの端面の正面図である。
【符号の説明】
１Ａ　入射側ファイバ保持器
１Ｂ、１Ｃ　出射側ファイバ保持器
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ　ＸＹＺステージ
３Ａ、３Ｂ、３Ｃ　照明装置取付台
４Ａ　入射側照明装置
４Ｂ、４Ｃ　出射側照明装置
１０　光ファイバカプラ
２１　光源
２２　レンズ
２３　周期検波用変調信号発生器
２４　分光器
２５　コリメートレンズ
２６　偏光子
２７　対物レンズ
３０　偏光コントローラ
３１、４６Ｂ、４６Ｃ、６６Ａ、６６Ｂ　可動反射鏡
４０Ｂ、４０Ｃ　対物レンズ
４１Ｂ、４１Ｃ　検光子
４２Ｂ、４２Ｃ　光検出器
４３Ｂ、４３Ｃ　プリアンプ
４４Ｂ、４４Ｃ　ロックインアンプ
５０　制御装置
６０、６２、６３、６４、６５　反射鏡
７０　画像処理装置
１００　コア
１０１Ａ、１０１Ｂ　応力付与部
１０２　クラッド
【図１】
2004028863.tif 000003
【図２】
2004028863.tif 000004