(57)【要約】【課題】　単一モード光ファイバの偏波モード分散（ＰＭＤ）を測定するためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】　　低モード結合状態における内因性超低ＰＭＤ光ファイバの正確な測定方法を敏速および簡易に行うことを可能にする方法である。この方法は、光ファイバにおける複数の局所外部摂動の導入を含み、前記光ファイバが定常状態に到達することを許可された後、次に、群遅延時間差が標準の測定技術に使用される。前記複数の局所外部摂動は、前記群遅延時間差の他の測定値によって変更される。十分な数の測定値が得られ、マックスウェル分布が提供された後、前記偏波モード分散値は、分布の平均値として計算される。【選択図】　　　図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
低モード結合状態における緩んだ光ファイバにおいて偏波モード分散を測定する方法であって、
ａ）前記光ファイバ上に第１の複数の局所外部摂動を導入するステップ；
ｂ）前記光ファイバの第１の群遅延時間差を測定するステップ；
ｃ）前記光ファイバ上の前記複数の局所外部摂動を取り除くステップ；
ｄ）前記光ファイバ上に第２の複数の局所外部摂動を導入するステップ；
ｅ）前記光ファイバの第２の群遅延時間差を測定するステップ；及び
ｆ）ステップｃ）、ｄ）およびｅ）を繰り返して、複数の群遅延時間差測定値を生成し、偏波モード分散値を生成するステップを特徴とする方法。
【請求項２】
前記複数の局所外部摂動が、１つまたはそれ以上の磁界、電界またはレーザ光によって、前記光ファイバ上へ導入される請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記光ファイバが、張力を緩める部材を含むスプールに巻き付けられる請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記光ファイバ上に複数の局所物理力を導入することによって、前記複数の局所外部摂動を、前記光ファイバ上に導入する請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記光ファイバが巻き付けられるスプール上に掛けられた柔軟性のある部材を使用して、前記光ファイバ上に前記複数の局所物理力を導入することが達成される請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記群遅延時間差の第１の測定と前記群遅延時間差の第２の測定との時間間隔が少なくとも１分間である請求項１記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１０個の前記群遅延時間差の測定値が得られる請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記光ファイバに少なくとも１０個の前記局所外部摂動が導入される請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記光ファイバの張力は３０グラム未満である請求項１記載の方法。
【請求項１０】
低モード結合状態における光ファイバの偏波モード分散を測定するシステムであって、
前記光ファイバ上に複数の局所外部摂動を導入するための装置；
前記光ファイバの群遅延時間差を測定するための測定装置；および
前記群遅延時間差測定値を受信するためのプロセッサから成ることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、光ファイバにおける低偏波モード分散（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｍｏｄｅ　Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：ＰＭＤ）値を正確に測定するための方法およびシステムに関する。具体的には、低モード結合条件におけるＰＭＤの正確な光ファイバ測定を提供する方法である。
【背景技術】
【０００２】
　通信システムにおいて一般に使用されている「シングルモードファイバ」と呼ばれるものは純粋なシングルモードファイバでは無いことは周知のことである。正しくは、２つのモードが垂直偏光をともなって、シングルモードファイバ内に存在する。例として、以下の文献で見ることができる。
【非特許文献１】Ｒ．Ｄａｎｄｌｉｋｅｒ.，Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ　ａｎｄ　Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ，Ｃ．Ｇ．Ｓｏｍｅｄａ　ａｎｄ　Ｇ．Ｓｔｅｇｅｍａｎ（ｅｄｉｔｏｒｓ），Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｎ．Ｙ．，３９−７６，１９９２．
【０００３】
　数学的に、２つの偏光は直交の基底系を形成する。従って、シングルモードファイバによって伝搬する光の任意の構成は、これら２つのモードの線形の重ね合わせによって示すことができる。
【０００４】
　ファイバが完全に幾何学的および内面的に円対称で応力が与えられていれば、２つの偏光モードは縮退する。それらは、同じ群速度で伝搬し、ファイバ内の同じ距離を移動した後でも、時間遅延差がない。しかしながら、実際には、光ファイバは、完全な円対称ではない。幾何学的な形式変形および非対称な応力のような欠陥は、２つのモードの縮退を遮断する。例として、以下の文献で見ることができる。
【非特許文献２】Ｒａｓｈｌｅｉｇｈ，Ｓ．Ｃ．，Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ８，ＬＴ−１：３１２−３３１，１９８３．
【０００５】
　その結果として、２つの偏光モードは、異なった偏光定数β１およびβ２をともなって伝搬する。伝搬定数間の違いは、複屈折（Δβ）と呼ばれ、複屈折の大きさは２つの直交モードの伝搬定数の違いによって定義される。
　Δβ＝β１−β２
複屈折は、ファイバ内の光伝搬の偏光状態を形成し、ファイバの長さに合った周期を導き出す。その初期状態に返すべき偏光のために必要な距離は、ファイバ・ビート長Ｌｂであり、このファイバ・ビートは、ファイバ複屈折に対して反比例する。具体的には、ビート長Ｌｂは、
　Ｌｂ＝２π／Δβ
で与えられる。従って、より大きな複屈折を持つファイバは、より短いビート長を持ち、その逆もまた同様である。実際に測定された典型的なビート長の範囲は、２から３ｍｍの短さ（高複屈折ファイバ）から１０から５０ｍの長さ（低複屈折ファイバ）までである。
【０００６】
　ファイバ内で移動する光の偏光状態において周期的な変化が起こることに加えて、複屈折が増加するにともない群遅延差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｇｒｏｕｐ　ｄｅｌａｙ：ＤＧＤ）が増加することによって、複屈折の存在は、群速度差における２つの偏光モードが移動することを意味する。複屈折のランダムさはＤＧＤの統計的分布を示す。２つの偏光モードの間のＤＧＤの統計的平均は、偏波モード分散（ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｍｏｄｅ　ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ：ＰＭＤ）と呼ぶ。ＰＭＤは、高ビットレートデジタルシステムおよびアナログ通信システムの両方の正確な信号伝達に対して有害である信号歪みを起こす。様々な仕組みは、製造中に、光ファイバを回転させるようにして、光ケーブル内のＰＭＤを小さくするために識別される。それ故に、光ファイバケーブルのＰＭＤレベルの計測が必要となる。
【０００７】
　ファイバの固有複屈折特性は、引き込む間の回転だけでなく、ファイバコアの楕円化、ファイバ内の要素に対する非線対称の機械的応力および外因性の影響（曲げ、れじれ、緊張力、温度変化等）を包含した様々な要素により影響を受けうる
【非特許文献３】Ｓ．Ｃ．Ｒａｓｈｌｅｉｇｈ，“Ｏｒｉｇｉｎｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　ｏｆ　Ｐｏｌａｒｉｓａｔｉｏｎ　Ｅｆｆｅｃｔｓ　ｉｎ　Ｓｉｎｇｌｅ−Ｍｏｄｅ−Ｆｉｂｅｒｓ，”Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｔｅｃｈ．，ＬＴ−１，Ｎｏ．２，（１９８３）ｐ．３１２−３３１．
【０００８】
　内因性および外因性の効果が任意の実際上のファイバの配置に影響を及ぼすが、光ファイバの内因性ＰＭＤを測定することが必要である。このことは、任意の特定のケーブル形状から独立したファイバのＰＭＤ規格を製造者が公開することを可能にし、光ファイバの製造において、工程改善を測定する、測定基準を提供することになる。
【０００９】
スプール（典型的に直径１６０ｍｍ）を配送することにおける有用なファイバ長さのＰＭＤ測定が、固有ファイバＰＭＤを反映することはないことは長きにわたり知られている。これらの測定は、張力（スプールに巻くことによる３０から４０ｇの通常の力）およびファイバ交差によって生じるモード結合ような、ファイバに対する外的作用によって大きく影響を受け、このモード結合は、ファイバのスプールに関するケーブルのねじれによって影響を受ける。ファイバがスプールから外された場合、これらの外的作用は変化し、理想的に緩和されたファイバは「低モード結合（ｌｏｗ　ｍｏｄｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ：ＬＭＣ）」条件になる。「固有」ＰＭＤの最適な評価は、ＬＭＣ条件下の測定によって得られる。従って、様々ないわゆるＬＭＣ技術は、代替構成においてＰＭＤを測定するために開発されている。「静止」ケーブル、大きな直径のスプール、ルーズファイバの３つの構成の大部分は、ＰＭＤの測定のために開発されている。しかしながら、それらから見ることができるように、各構成は、幾つかの制限がある。
【００１０】
　「静止」ケーブル構成は、光ファイバを測定する。その光ファイバは、ケーブル内に組み込まれている。そのケーブルは、１つまたはそれ以上の光ファイバおよび様々な層の被覆材料を含む。ケーブルは、被覆、および製造中の色の適用により課された不変の外部の機械的な応力のために有効なＬＭＣ構成であると一般的に判断できない。しかしながら、ねじれおよび交差が実質的に取り除かれていないファイバの「ルーズチューブ」ケーブル構成は、ファイバの低モード結合環境を提供する。従って、実際のＬＭＣ条件下と同じファイバと比較して、海底ケーブルに使用されているようなケーブル中のこの種類のファイバは、同様の方法で実行されるべきである。しかし、他の多くのケーブルの構成は、実際のＬＭＣ条件下と同じファイバと同様の方法では実行されない。さらに、長い距離のケーブルを計測するための設備は、ＬＭＣ条件においてケーブルを巻くための大きな（直径３０フィート）パンが必要であり、従来のファイバ製造会社は、これらのタイプの設備は保有していない。
【００１１】
第２の構成は、低張力でファイバを巻きつける、大きな直径（概して３００ｍｍまたはそれ以上）のスプールの使用を組み込むことによって、従来のＬＭＣ測定値を提供する。しかしながら、曲げ複屈折は完全に排除されず、また、従来の巻き戻し装置を使用して、張力がゼロのファイバを得ることは不可能である。さらに、スプールにはファイバの単一層だけしか包むことができないので、測定することができるファイバの距離は制限される。当然ながら、さらに大きな直径のスプールを使用することができるが、しかし、より大きなサイズは、スプールを扱うのが困難になり、より広い空間が必要となる。したがって、スプール表面エリアおよびサイズによると、測定されるファイバの長さは厳しく制限される。
【００１２】
　ＬＭＣ条件において、ファイバを測定するための第３の構成は、ゆるいコイルまたは折り畳みが可能なスプール使用して、制限の無い配置の中でファイバを測定することである。この技術は、ゼロ張力および大きな屈曲半径を可能にするために、ファイバを展開する大きくて、平坦な表面上にファイバを配置する技術である。光ファイバについて可能な限り、曲げや引張りの応力を除去するために、ファイバが「緩んだ」状態であることが必要である。ファイバが正確な測定値を得るために「緩んだ」状態になるために、頻繁に、一定の時間が必要である。しかしながら、「ルーズ」な構成におけるファイバの物理的配置は、潜在的に不便な配置であり、測定することができるファイバの長さは設備の大きさに基づく。この３つの技術において、２、３ｋｍの短い長さのファイバを測定することは可能であるが、それ以上の長さの測定ではますます、論理的に困難になる。
【００１３】
　さらにＰＭＤの測定を複雑にすることは、現在の光ファイバは、概して数年前に製造されたものよりもはるかに低いＰＭＤ値を示すことである。１９９０年代の中頃におけるファイバのＰＭＤ値は、典型的に０．５ｐｓ／ｋｍ（１／２）より大きな値を示していたが、今日のファイバでは典型的に０．０１から０．０４ｐｓ／ｋｍ（１／２）の範囲を示す。従って、従来の測定技術および手法の多くは、そのような低いＰＭＤ値を正確に測定することができない。
【００１４】
　ＰＭＤを測定するための方法を一定にする方法を排斥する産業専門家を含む標準組織は、ファイバが長円の構成に置かれた場合に、ファイバが大きな直径のスプールの使用およびルーズコイル手段の使用の両方を提唱する。これらの長所は、そのような配置でファイバを扱う実際的な様相の大部分を無視し、および／または、現在の高い精度で最小の測定可能なＰＭＤを必要とする商用テスト設備に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
　従って、光ファイバの比較的短い長さに制約されることなく、正確な測定結果を得る敏速で理論的に単純化された方法によって光ファイバのＰＭＤを簡単に測定することが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
　多くの局所外部摂動（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ：ＬＥＰ）を導入するステップ、群遅延時間差（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｇｒｏｕｐ　ｄｅｌａｙ）を測定するステップ、ＬＥＰを修正するステップ、群遅延時間差を測定するステップ、および偏波モード分散値を取り出すために、これらのステップを十分に繰り返すことによって、光ファイバの偏波モード分散を測定するための方法を示す。
【００１７】
　さらに、このシステムの例は、ファイバにＬＥＰを導入するための装置、群遅延時間差を測定するための装置、および測定値を受信するプロセッサおよび偏波モード分散値を計算するプロセッサから成る光ファイバの偏波モード分散の測定方法について示す。
【実施例】
【００１８】
　光ファイバにおいて複屈折の存在が意味することは、複屈折の増加にともなって速度の差が増加することにともない、群速度差において２つの偏波モードが移動することである。２つの偏波モード間の微分時間遅延を偏波モード分散またはＰＭＤと呼ぶ。
【００１９】
　ＰＭＤ値は、すべての波長において群遅延時間差（ＤＧＤ）の平均測定結果として表される。
ＤＧＤは、与えられた波長において、ファイバの２つの基本状態で発射された光の間の時間遅延を反映し、単位時間によって表される。数ｋｍの長さの低ＰＭＤを備えた現在生産されている光ファイバのＤＧＤ値は１０および５０フェムト秒（ｆｓ）の範囲にある。ＤＧＤ測定が、正しい長さで測定され、ファイバの長さに応じて変化するので、測定されたファイバ長さに対して独立なＤＧＤ値を提供するＤＧＤ係数が定義される。「任意に変化する」「長い長さ」の体制においては、ＤＧＤ係数は、ファイバの長さの平方根で割られたＤＧＤ値(時間)である。典型的なＤＧＤの平均値（例えばＰＭＤ）は０．０１から０．０４ｐｓ／ｋｍ（１／２）の範囲にある。
【００２０】
　ほとんどの商用のＰＭＤ測定／テスト設備は、やや高い最小値を必要とし、望まれた正確さを提供するために、それに対応する長い長さのファイバを必要とする。フェムト秒の範囲内で正確に測定する唯一の伝統的な技術は、ジョーンズ・マトリックス・固有解析（Ｊｏｎｅｓ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｅｉｇｅｎａｎａｌｙｓｉｓ：ＪＭＥ）か、またはその変形のうちの１つである。この技術は当業者の間では良く知られている。しかし、この技術さえ、ＬＭＣ構成の中で最小の長さとファイバの長さのＰＭＤとを比較する制限がある。
【００２１】
　ＰＭＤを測定する際に、ＰＭＤ測定に大きな影響があるファイバ緩和効果に関して注意する必要がある。手動によって妨害される場合に、ファイバがゆるめられることを保証することは、ファイバにおける外部の力によって課された他の応力と同様にスプールに巻くことに関連した曲げおよび引張りの応力を回避することは重要である。この発明の目標は、完全に緩んだ状態のファイバを測定することである。
【００２２】
　ＪＭＥ技術は、様々な波長および測定の平均値におけるＤＧＤを測定するために使用され、ＰＭＤ係数を得ることができる。図Ａ１に示されるように、複屈折が均一なファイバでは、ＤＧＤに波長の依存性はない。具体的には、ＤＧＤ測定１０は波長によって変化せず、理想的なＪＭＥ測定は、次にすべての波長に対する同じＤＧＤ値を見つけだす。得られた確立密度は、ＤＧＤに等しいＤＧＤの波長平均であるＰＭＤを備えたデルタ関数である。図１Ｂは、Δｔの値のみにゼロではない分布１５の確定的なケースを示す。極めて狭いバンドの機器は、正確にこのＰＭＤ値を測定する。
【００２３】
　しかしながら、ファイバは完全な一定の複屈折を備えていない。そして、図２Ａに示されるように、ランダムに変化する複屈折を備えたファイバは、ＤＧＤに対して波長依存性を示す。具体的は、図２Ｂに示されるようにＤＧＤ２０は、波長にともなって変化し、マックスウェル分布曲線２５に基づいた確立密度関数を示す。マックスウェル分布２５の分散対平均比は０．４２２であり、異なるファイバ構成あるいは状態で得られたデータセットの完全性をテストするために使用することができる。これは、マックスウェル分布が１セットのデータに、どれくらい接近して適合するか早く評価する有用な比率である。ＰＭＤは、特定の波長で測定された単一のＤＧＤとは非常に異なる分布の平均である。テストする設備は、代表的な平均を提供するために、十分な数の異なる波長においてマックスウェル分布をサンプリングしなければならない。
【００２４】
　ＪＭＥ技術に関連する主要な欠点は、ＤＧＤ値を得ることができる設備における制限帯域幅である。ＰＭＤ測定における不確定要素、測定がなされる帯域幅、およびテスト下の装置の絶対ＤＧＤ値間で相関があることは示されている。部分不確実性Ｕは、約：
　Ｕ＝１／（ΔωΔτ）１／２
で示される。Δωは測定帯域幅であり、Δτは実際のＰＭＤ値である。小さな帯域幅および小さなＰＭＤ値の組み合わせは、測定結果において、大きな不確実性を生じさせる。商用ＥＣＬレーザおよびテスト設備を使用する典型的な実験の結果は、実際の＋／−３３％以内の結果を提供するためにケーブルをおよそ２５ｋｍ必要とする。しかしながら、このファイバの長さは、ＬＭＣ構成において扱うことが困難である。
【００２５】
　与えられたファイバの長さおよび設備の帯域幅のための同じ効果について記述する別の方法は、波長によるＤＧＤの変化の割合はＰＭＤの減少とともに減少することである。従って、十分な波長がサンプリングされないので、ＤＧＤにおける予期されたマックスウェル分布は、低いＰＭＤファイバのためには得られない。この結果は、測定されたＰＭＤにおいては予測不可能である。ファイバが内部応力の再構成後に測定されるごとに、すべての応答が与えられた測定によってサンプリングされないので、異なったＰＭＤが生じる。
【００２６】
　約１ｋｍのファイバが、フロア上に５５ｍ周囲の長円の形に広げられているのが図３Ａに示されている。９０ｎｍＥＣＬレーザを使用して測定された様々な波長におけるＤＧＤ３０の少量変化が示されている。この単独の測定から、図３Ａは、ＤＧＤの大部分は小さい範囲内にあることを示す。ＤＧＤ測定値の対応分布３５はマックスウェル分布３６に沿って図３Ｂ中示される。典型的には、これらの結果は測定設備の小さな帯域幅の影響による。小さなＤＧＤ値(５０未満fs)については、波長を備えたＤＧＤの変化は非常に小さいので、変化は、ほとんど、典型的なＪＭＥセット・アップ(例えば１００ｎｍ)の帯域幅上には見られない。
【００２７】
　実際的な取り扱いのためのファイバの長さの制限と同様に、設備の帯域幅制限も与えられ、ＰＭＤ測定の正確なセットを提供するためにファイバ応力における他のある変化を組み込む他の測定によってＬＭＣ測定は増強される。自明な選択は、一連の測定用のファイバの温度を変えるか、手動で、ファイバ応力パターンを妨げることである。大きく、温度が環境を制御できる場所にファイバを配置しなければならず、ファイバの温度は周囲の温度に順応するので、温度を変化させることは操作上の傷害がある。この選択には運搬上の問題がある。
【００２８】
　ファイバを手動で妨害することは、ファイバ応力を変化させるための他の方法である。このアプローチはより大きな床（典型的には、５５ｍおよび４５０ｍの長円を使用する）にファイバを緩く広げることを含み、ファイバは、夜通しリラックスさせる。この時、一般に緩むための時間は、スプールからの応力を無くすためのものである（通常それには少なくとも数時間は必要である）。ＤＧＤ測定の後、ファイバは、叩いたり、回転させたり、振ったり、引っ張ったり、または緊張させたりすることによって物理的な傷害が起こる。この作用の目的は外部力によって内部ファイバ応力を新しい方向に向けることである。他のものよりも適用することはより容易だが、これらの方法のうちのどれかは使用することができる。その後、ファイバは、新しい平衡応力状態（通常初期デスプールよりも短い時間を要する）に緩むことが可能となり、また、別の測定が行われる。
【００２９】
　この方法で得られたＰＭＤ測定からの典型的な結果は図４に示される。図４は、４５０ｍの長円上で測定されたファイバから得られたＤＧＤ測定値４５のヒストグラムと５５ｍの長円レイアウト４０で測定された同じファイバからのＤＧＤデータのヒストグラムとの比較を示している。見ることができるように、異なった手動妨害テクニックを使用した異なる大きさの長円配置の中で、床の上の同じファイバを測定した結果は、同様の結果を示す。分散の統計平均は互いの１フェムト秒／ｋｍ（１／２）内にあり、変化は互いの１５％内にある。１０個の測定しか得られなかったので、分散の粗いアウトラインだけが得られた。
【００３０】
　しかしながら、ＬＭＣ測定値を得る為の上記の方法はいくつかの障害を示す。最初に、緩いファイバの大きな長円配置を扱うために、大型施設が必要である。物理的なファイバの再配置は、物理的に難しく、時間の浪費である。ファイバの取り扱いには、クラックを残す曲げのようなダメージを避ける必要がある。しばしば、測定は完了するまでに数日または、頻繁に数週間を要する。そのような手順では、良い生産環境には適合しない。折り畳めるスプールあるいはファイバを全体的に修正する他の方法の使用によりこれらの欠点を克服する試みがなされたが、これらの方法は、ＤＧＤ測定のマックスウェル分布を示さない。
【００３１】
これらの欠点は、測定と同時に光ファイバに局所外部摂動（ｌｏｃａｌｉｚｅｄ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｐｅｒｔｕｒｂａｔｉｏｎｓ：ＬＥＰ）を導入することにより克服される。このケースにおいて、一連の物理的な摂動の特定点はケーブルに適用され。そのことにより、複屈折の全面的な導入は低くなるが、十分なモード結合はＤＧＤ測定を変更するために導入される。ＬＥＰを導入することにより、非接触および接触方法の使用ができる。局所複屈折を導入する非接触方法は、ファイバの部分を外部電磁または電気領域に置くことを含む。典型的な構成は、ファイバの部分を誘発して生成された電気または電磁領域に置かれる。もう一つの方法として、光レーザは、類似した結果を得るためにファイバの切断面の局所複屈折を生成するために使われる。しかしながら、ＬＥＰの接触方法は、テストされるファイバの長さに沿って作製された結合の様々なポイントを導入する比較的単純で、迅速で、安価な方法を提供する。
【００３２】
　接触方法を使用してＬＥＰを試製する方法は、図５Ａおよび５Ｂに示される。これらの図は両方とも、折り畳むことが可能なスプールが光ファイバを巻くことを示している。図５Ａは、スプールの端面を示しており、また、図５Ｂは、同じスプールの側面を示している。スプール５０は、スプール５４の軸に沿って整えられる２つの部材（実施例においては細長い薄板）５２を含んでいる。細長い薄板は、軸５４から増加するか減少する距離と共に軸に対して半径方向および垂直方向に移動する。両方の細長い薄板は同時に移動し、ファイバがスプールに巻きつけられるときに導入されたファイバ５５上で存在する内部応力を緩める役目をする。ここでは、スプールに掛けられている２つのおもり５６は、柔軟性のある材料５７に適した柔軟性のあるロープ、ワイヤまたは任意のものに接続されている。接点５８のポイントでは、ワイヤ５７がファイバ上に摂動を導入する。摂動は、ファイバの影響を受けた断面の長さに沿って約一回転の間隔で導入される。もしファイバがスプールされず、線形の方法に添ったならば、導入された局所摂動パターンは、ロープ５７との接触のポイントに相当する。
【００３３】
　ここで、ＪＭＥまたはその他の技術を使用してファイバがスプール上にある間に、テスト装置５９を使用してファイバのＤＧＤが測定される。おもり５６は、次に、スプール上の他の位置に再配置される。短い間の時間(典型的には数分)はファイバが物理的状態の変化に対して調節し、安定するために必要である。おもりの再配置にともなって、異なった局所外部摂動のセットは、ファイバに導入される。再び、テスト装置５９を使用したＤＧＤ測定は、他の測定サンプルを提供して得ることができる。典型的には全部で１０回の測定を行い、十分なサンプルを得ることによって、マックスウェル分布の推定値を提供する。
【００３４】
前記の技術を使用した典型的な測定サンプルは、図６に示される。ＤＧＤ値の平均は、予期された０．４２２の分布に良く一致している、σ／μ＝０．４２を備えた１７．４ｆｓ／ｋｍのＰＭＤを提供する。床の上にファイバを置く方法とこの技術を使用して、ＰＭＤを測定する結果とを比較することで、重要な相関性を観察することができる。図７に示されるように、前記の技術を使用して測定されたファイバのデータは、ＬＭＣ状態において床の上にファイバを置いたことによって測定された同じファイバのデータに沿って説明される。
【００３５】
　前記測定技術は、図８に示されるような大規模なＰＭＤ測定システムを説明するために拡張される。この複数の折り畳むことが可能なファイバスプール８０は、光スイッチ８２に接続されている光ファイバを含む。ＪＭＥ測定システム８４は、スイッチに接続され、それが接続されている任意のスプールに対するＤＧＤ値を測定する。測定の後に、スプールにＬＥＰを伝えるおもり８６の位置は変えることができ、測定システムは、他の測定セットのために他のスプールに接続することができる。この方法によって、一連のスプールされたファイバを測定することができ、次の測定に先立って、ファイバを緩めることを可能にする十分な時間を使用して、ＬＥＰを変更することができる。ファイバがテストすることができる速度は大幅に増加し、大きな長円配置上のファイバをスプールから外すことを回避する。この方法は、ＰＭＤ測定の速度を非常に速くすることだけでなく、処理の繰り返しおよびファイバのスプーリングを回避し、損傷を最小限におさえる。
【００３６】
　　もちろん、本発明の原理を実施するために他の変更を使用することができる。明示なことは、ＬＥＰの導入は他の多くの方法によって導入することができる。本発明は、物理的なおもりを使用して例証したが、様々な処理において、レーザ、電界、磁界、局所加熱を使用した非接触方法や機器装置による力による局所曲げ、ひねり、通常の応力、引張り力によって伝えられる接触方法によって起こすことができる。回転マルチ・スパイス・ジョイントは、不連続的に偏光の状態（ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ：ＳＯＰ）を変更するために、摂動の局在点として作用することができうる。したがって、本発明は示された特定の実施例およびその修正に制限されず、また、他の実施例は、従属の請求項の範囲内に包含されることが意図されることが理解される。この明細書において特定の用語が使用されるが、それらは、総称や記述におけるものであり、制限の目的のために使用しているものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１Ａ】横軸に波長をとった一定群遅延時間差を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ａの群遅延時間差の確率分布関数を示す図である。
【図２Ａ】横軸に波長をとった光ファイバの不定群遅延時間差を示す図である。
【図２Ｂ】マックスウェル分布を示す群遅延時間差の確率分布を示す図である。
【図３Ａ】光ファイバのための実際の群遅延時間差を示す図である。
【図３Ｂ】マックスウェル曲線に関する確立分布測定値を示す図である。
【図４】低モード連結状態において測定された２つファイバのヒストグラムを示す図である。
【図５Ａ】本発明の原理による低モード結合状態において導入された局所外部摂動を備えたファイバを測定する方法の１つの実施例を示す図である。
【図５Ｂ】本発明の原理による低モード結合状態において導入された局所外部摂動を備えたファイバを測定する方法の１つの実施例を示す図である。
【図６】本発明の原理に従った１つの実施例においてファイバの測定から得られたテスト結果を示す図である。
【図７】ＰＭＤを測定する２つの方法を使用したファイバの測定値の相関を示した図である。
【図８】本発明の原理に従ったマルチファイバを測定するためのシステムの１つの実施例を示した図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０　ＤＧＤ測定値
１５　Δｔの値の時にのみゼロではない分布
２０　ＤＧＤ
２５　マックスウェル分布曲線
３０　ＤＧＤ
３５　ＤＧＤ測定値の対応分布
４０　長円レイアウトの値
４５　ＤＧＤ測定値
５０　スプール
５２　細長い薄板
５４　スプールの軸
５５　ファイバ
５６　おもり
５７　柔軟性のある材料（ロープ、ワイヤ）
５８　接点
５９　ＤＧＤ測定装置
８０　折り畳むことが可能なファイバスプール
８２　光スイッチ
８４　ＪＭＥ測定システム
８６　スプールにＬＥＰを伝えるおもり
【図１Ａ】
2004069705.tif 000003
【図１Ｂ】
2004069705.tif 000004
【図２Ａ】
2004069705.tif 000005
【図２Ｂ】
2004069705.tif 000006
【図３Ａ】
2004069705.tif 000007
【図３Ｂ】
2004069705.tif 000008
【図４】
2004069705.tif 000009
【図５Ａ】
2004069705.tif 000010
【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年12月12日(2003.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
　低モード結合状態における緩んだ光ファイバにおいて偏波モード分散を測定する方法であって、
ａ）前記光ファイバ上に第１の複数の局所外部摂動を導入するステップ；
ｂ）前記光ファイバの第１の群遅延時間差を測定するステップ；
ｃ）前記光ファイバ上の前記複数の局所外部摂動を取り除くステップ；
ｄ）前記光ファイバ上に第２の複数の局所外部摂動を導入するステップ；及び
ｅ）前記光ファイバの第２の群遅延時間差を測定するステップ；
ｆ）ステップｃ）、ｄ）およびｅ）を繰り返して、複数の群遅延時間差測定値を生成し、偏波モード分散値を生成するステップを特徴とする方法。
【請求項２】
　前記複数の局所外部摂動のが、１つまたはそれ以上の磁界、電界またはレーザ光によって、前記光ファイバ上へ導入される請求項１記載の方法。
【請求項３】
　前記光ファイバが、張力を緩める部分を含むスプールに巻き付けられる請求項１記載の方法。
【請求項４】
　前記光ファイバ上に複数の局所物理力を導入することによって、前記複数の局所外部摂動を、前記光ファイバ上に導入する請求項１記載の方法。
【請求項５】
　前記光ファイバが巻き付けられるスプール上に掛けられた柔軟性のある部材を使用して、前記光ファイバ上に前記複数の局所物理力を導入することが達成される請求項４記載の方法。
【請求項６】
　前記群遅延時間差の第１の測定と前記群遅延時間差の第２の測定との時間間隔が少なくとも１分間である請求項１記載の方法。
【請求項７】
　少なくとも１０個の前記群遅延時間差の測定値が得られる請求項１記載の方法。
【請求項８】
　前記光ファイバに少なくとも１０個前記の局所外部摂動が導入される請求項４記載の方法。
【請求項９】
　前記光ファイバの張力は３０グラム未満である請求項１記載の方法。
【請求項１０】
　低モード結合状態における光ファイバの偏波モード分散を測定するシステムであって、
前記光ファイバの複数の局所外部摂動を導入するための装置；
前記光ファイバ上に群遅延時間差を測定するための測定装置；および
前記群遅延時間差測定値を受信するためのプロセッサから成ることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
　前記ステップｆ）の前記繰り返しにおいて、ステップｄ）において導入される前記複数の局所外部摂動が、その前のステップｄ）において導入された複数の局所外部摂動とは異なる請求項１記載の方法。