(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定単一モード光ファイバの任意の断面における任意の測定波長λmでの屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）、並びに所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を測定する第１のステップと、
前記屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を用いて、被測定単一モード光ファイバ中におけるガラス材料の添加物量分布Ｍ（ｒ）を、
【数９】
0003932030.tif 000025
【数１０】
0003932030.tif 000026
【数１１】
0003932030.tif 000027
但し、Ｋ（λm）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記測定波長λmにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λm）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記測定波長λmにおける屈折率、ｎ0S（λm）は前記測定波長λmにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、Ａi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）はガラス材料に固有の係数、
に基づき算出する第２のステップと、
前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を算出する第３のステップと、
前記非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）との演算処理を行うことにより、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率及び非線形定数を算出する第４のステップと
を有する
ことを特徴とする単一モード光ファイバの非線形定数測定方法。
【請求項２】
前記第３のステップは、
前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、３つの基準波長λ1＝０．４８６１３μｍ、λ2＝０．５８７５６μｍ、λ3＝０．６５６２７μｍにおける屈折率分布を、
【数１２】
0003932030.tif 000028
【数１３】
0003932030.tif 000029
【数１４】
0003932030.tif 000030
【数１５】
0003932030.tif 000031
但し、ｋ＝１，２，３、Ｋ（λk）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記基準波長λkにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λk）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記基準波長λkにおける屈折率、ｎ0S（λk）は前記基準波長λkにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、
に基づき算出するステップと、
前記３つの基準波長λkにおける屈折率分布を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を
【数１６】
0003932030.tif 000032
【数１７】
0003932030.tif 000033
但し、ｖD (r) はアッべ数、
に基づき算出するステップと
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の単一モード光ファイバの非線形定数測定方法。
【請求項３】
前記第４のステップは、
前記被線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率ｎ2(eff)（λd）を、
【数１８】
0003932030.tif 000034
に基づき算出するステップと、
前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの実効断面積Ａeff（λd）を、
【数１９】
0003932030.tif 000035
に基づき算出するステップと、
被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率ｎ2(eff)（λd）と前記実効断面積Ａeff（λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形定数を、
ｎ2(eff)（λd）／Ａeff（λd）
に基づき算出するステップと
を有する
ことを特徴とする請求項１に記載の単一モード光ファイバの非線形定数測定方法。
【請求項４】
任意の測定波長λmにおける測定光を被測定単一モード光ファイバに入射する手段と、
前記被測定単一モード光ファイバの任意の断面における前記測定波長λmでの屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を測定する手段と、
前記被測定単一モード光ファイバの所望の波長λdにおける電界分布Ｅ（ｒ，λd）を測定する手段と、
前記屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を用いて、被測定単一モード光ファイバ中におけるガラス材料の添加物量分布Ｍ（ｒ）を、
【数９】
0003932030.tif 000036
【数１０】
0003932030.tif 000037
【数１１】
0003932030.tif 000038
但し、Ｋ（λm）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記測定波長λmにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λm）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記測定波長λmにおける屈折率、ｎ0S（λm）は前記測定波長λmにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、Ａi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）はガラス材料に固有の係数、
に基づき計算し、
前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を計算し、
前記非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）との演算処理を行うことにより、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率及び非線形定数を計算する演算手段と
を備えた
ことを特徴とする単一モード光ファイバの非線形定数測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は単一モード光ファイバの非線形屈折率、及び非線形定数を測定するための方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の光増幅装置を用いた光通信システムでは、単一モード光ファイバ中を伝搬する光強度の増大に伴い、単一モード光ファイバ中の光非線形性による伝搬波形の劣化等が問題となる。単一モード光ファイバ中における光非線形性は、単一モード光ファイバの屈折率ｎ（Ｐ）が光の強度Ｐに応じ、下記式（１）で表される関係により変化することに起因する。
ｎ（Ｐ）＝ｎ0 ＋ｎ2Ｐ                      （１）
ここで、式中のｎ0 は線形の屈折率、ｎ2 は非線形屈折率を表す。
【０００３】
また、各種光非線形性の影響は、単一モード光ファイバの光非線形性を表す非線形定数に応じて変化する。非線形定数は、単一モード光ファイバの非線形屈折率ｎ2 と光のエネルギー密度を表すパラメータである実効断面積Ａeff を用いて、ｎ2／Ａeff により与えられる。
従って、光増幅装置を用いた長距離・大容量光通信では、使用する単一モード光ファイバの非線形屈折率、並びに非線形定数を正確に知る必要がある。
【０００４】
単一モード光ファイバの非線形定数は、単一モード光ファイバ中で生じる各種光非線形現象を、入力光強度の変化に対して観測することにより測定することができ、これまでに、下記文献１乃至５に示すようなのような種々の提案がなされている。
▲１▼文献１：自己位相変調効果を用いた方法（R.H.Stolen and C.Lin,"Self-phase-modulation in silica optical fibers",Phy.Rev.,vol.17,No.4,pp.1448-1453,1978. 、
▲２▼文献２：自己位相変調効果を用いた方法（A.Boskovic et al.,"Direct continuous-wave measurement of n2 in various types of telecommunication fiber at 1.55 μｍ",Opt.Lett.,vol.21,No.24,pp.1966-1968,1996) 、
▲３▼文献３：相互位相変調効果を用いた方法（A.Wada et al.,"Measurement of nonlinear-index coefficients of optical fibers through the cross-phase modulation using delayed-self-heterodyne technique",ECOC"93,MoB1.2,pp.45-48,1993.）、
▲４▼文献４：４光波混合を用いた方法（L.Prigent and J.P.Hamaide,"Measurement of fiber nonlinear Kerr coefficient by four-wave mixing",Photon.Technol.Lett.,vol.5,No.9,pp.1092-1095,1993.）
▲５▼文献５：変調不安定性を用いた方法（M.Artiglia et al.,"Using modulation instability to determine Kerr coefficient in optical fibres",Electron.Lett.,vol.31,No.12,pp.1012-1013,1995．）
【０００５】
また、単一モード光ファイバの所望の波長λにおける実効断面積Ａeff は、単一モード光ファイバ端面の電界分布を所望の波長λの測定光を用いて測定することにより評価できることが下記文献６に提案されている。
▲６▼文献６：（G.P.Agrawal,"Nonlinear fiber optics",Academic Press.）
【０００６】
従って、実効断面積Ａeff と非線形定数の測定結果から、単一モード光ファイバの非線形屈折率差を求めることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、測定光にパルス光を用いる測定法では、非線形定数の測定精度はパルス光のパルス形状に強く依存するという問題があった。
【０００８】
また、パルスの形状を適切に調整した場合や、測定光に連続光を用いた場合においても、非線形定数の測定精度は被測定単一モード光ファイバのファイバ長、波長分散、並びに実効断面積等に依存して変化するという問題があった。
【０００９】
本発明は、単一モード光ファイバの任意の断面における屈折率分布と、所望の波長λでの電界分布の測定結果を用い、光ファイバ中に用いられるガラス材料により決定される非線形屈折率の添加物依存性を考慮に入れた数値演算を行うことにより、測定条件に無依存かつ高精度な単一モード光ファイバの非線形定数測定方法、並びに装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の第１の発明は、被測定単一モード光ファイバの任意の断面における任意の測定波長λmでの屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）、並びに所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を測定する第１のステップと、前記屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を用いて、被測定単一モード光ファイバ中におけるガラス材料の添加物量分布Ｍ（ｒ）を、
【数９】
0003932030.tif 000002
【数１０】
0003932030.tif 000003
【数１１】
0003932030.tif 000004
但し、Ｋ（λm）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記測定波長λmにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λm）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記測定波長λmにおける屈折率、ｎ0S（λm）は前記測定波長λmにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、Ａi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）はガラス材料に固有の係数、
に基づき算出する第２のステップと、前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を算出する第３のステップと、前記非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）との演算処理を行うことにより、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率及び非線形定数を算出する第４のステップとを有することを特徴とする単一モード光ファイバの非線形定数測定方法にある。
【００１１】
本発明によれば、従来技術のパルス光を用いた測定法における測定精度が光パルスの形状に強く依存したり、被測定光ファイバの長さ、波長分散、実効断面積に依存するといった課題を解決し、高精度な非線形定数を求めることが可能になる。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明に記載された単一モード光ファイバの非線形定数測定方法であって、前記第３のステップが、前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、３つの基準波長λ1＝０．４８６１３μｍ、λ2＝０．５８７５６μｍ、λ3＝０．６５６２７μｍにおける屈折率分布を、
【数１２】
0003932030.tif 000005
【数１３】
0003932030.tif 000006
【数１４】
0003932030.tif 000007
【数１５】
0003932030.tif 000008
但し、ｋ＝１，２，３、Ｋ（λk）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記基準波長λkにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λk）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記基準波長λkにおける屈折率、ｎ0S（λk）は前記基準波長λkにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、
に基づき算出するステップと、前記３つの基準波長λkにおける屈折率分布を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を
【数１６】
0003932030.tif 000009
【数１７】
0003932030.tif 000010
但し、ｖD (r) はアッべ数、
に基づき算出するステップとを有することを特徴とする。
第３の発明は、第１の発明に記載された単一モード光ファイバの非線形定数測定方法であって、前記第４のステップが、前記被線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率ｎ2(eff)（λd）を、
【数１８】
0003932030.tif 000011
に基づき算出するステップと、
前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの実効断面積Ａeff（λd）を、
【数１９】
0003932030.tif 000012
に基づき算出するステップと、
被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率ｎ2(eff)（λd）と前記実効断面積Ａeff（λd）を用いて、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形定数を、
ｎ2(eff)（λd）／Ａeff（λd）
に基づき算出するステップとを有することを特徴とする。
第４の発明は、任意の測定波長λmにおける測定光を被測定単一モード光ファイバに入射する手段と、
前記被測定単一モード光ファイバの任意の断面における前記測定波長λmでの屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を測定する手段と、
前記被測定単一モード光ファイバの所望の波長λdにおける電界分布Ｅ（ｒ，λd）を測定する手段と、
前記屈折率分布ｎ0（ｒ，λm）を用いて、被測定単一モード光ファイバ中におけるガラス材料の添加物量分布Ｍ（ｒ）を、
【数９】
0003932030.tif 000013
【数１０】
0003932030.tif 000014
【数１１】
0003932030.tif 000015
但し、Ｋ（λm）は被測定単一モード光ファイバのガラス材料の前記測定波長λmにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性、ｎ0（Ｍ0 ，λm）は純石英に前記特定の添加物をＭ0 （単位：mol%）添加したガラスの前記測定波長λmにおける屈折率、ｎ0S（λm）は前記測定波長λmにおける純石英の屈折率、Ｍ0 は純石英に対する前記特定の添加物の添加量 （単位：mol%）、Ａi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）はガラス材料に固有の係数、
に基づき計算し、
前記添加量分布Ｍ（ｒ）を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）を計算し、
前記非線形屈折率分布ｎ2（ｒ）と前記所望の波長λdでの電界分布Ｅ（ｒ，λd）との演算処理を行うことにより、被測定単一モード光ファイバの前記所望の波長λdにおける非線形屈折率及び非線形定数を計算する演算手段と
を備えた
ことを特徴とする単一モード光ファイバの非線形定数測定装置にある。
【００１３】
すなわち、本発明では、単一モード光ファイバの任意の断面における屈折率分布、並びに所望の波長λでの電界分布を測定する機能を有し、屈折率分布と単一モード光ファイバ中のガラス材料に固有の非線形屈折率の添加物依存性を用いて非線形屈折率分布を求め、更に、電界分布との数値演算処理により、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率を算出するものである。
【００１４】
また、電界分布の数値演算により求められる実効断面積Ａeff を用いて被測定単一モード光ファイバの非線形定数を算出するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明による実施の形態を以下に説明するが、本発明はこれらの実施の形態に限定されるものではない。
【００１６】
本発明の実施の形態による単一モード光ファイバの非線形定数の評価方法は以下の通りである。
【００１７】
本実施形態の評価方法では、被測定単一モード光ファイバの任意の断面における半径方法ｒ、測定波長λでの屈折率分布ｎ0(ｒ，λ) を、ＮＦＰ法またはＲＮＦＰ法等を用いて測定し、下記「数１」に示す式（２）で表される関係を用いて、被測定単一モード光ファイバ中におけるガラス材料の添加量分布Ｍ(r) を算出する。
ここで、上記ＮＦＰ法またはＲＮＦＰ法等を用いて測定することは、下記文献７及び文献８に開示されている。
文献７：D.Marcuse and H.M.Presby,"Automatic geometric measurement of single-mode and multimode optical fibers",Appl.Opt.,vol.18,No.3,pp.402-409,1979.
文献８：K.I.White,"Practical application of the refracted nearfield technique for the measurement of optical fiber refractive index profiles",Opt.Quantum Electron.,vol.11,p.185,1979.
【００１８】
【数１】
0003932030.tif 000016
ここで、式中のｎos（λ）は測定波長λにおける純石英の屈折率を表す。また、Ｋ（λ）は測定波長λにおける特定の添加物に対する屈折率の添加量依存性を表し、純石英に特定の添加物がＭ0 （単位：mol%）添加されたガラスの波長λにおける屈折率ｎ0（Ｍ0 ，λ）を知ることにより、下記「数２」に示す次式（３）を用いて決定できる。
【００１９】
【数２】
0003932030.tif 000017
尚、純石英に特定の添加物がＭ0 添加されたガラスの任意の波長λにおける屈折率ｎ0（Ｍ0 ，λ）は、下記「数３」に示す式（４）により求めることができ、式中のＡi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）はガラス材料に固有の係数を表す。
【００２０】
純石英に特定の添加物がＭ0 添加されたガラスの任意の波長λにおける屈折率ｎ0（Ｍ0 ，λ）の測定は、例えば「文献９」（J.W.Fleming,"Material dispersion in lightguide glasses",Electron.Lett.,vol.14,No.11,pp.326-328,1978.）等の測定例から知ることができる。
【００２１】
【数３】
0003932030.tif 000018
【００２２】
次に、上記「数１」に示す式（２）のＭ(r) を用い、３つの基準波長、0.48613 、0.58756 、及び0.65627 μｍにおける屈折率分布、それぞれｎF (r) 、ｎD (r) 、及びｎC (r) を、下記「数４」に示す次式（５）の関係を用いて求める。
【００２３】
【数４】
0003932030.tif 000019
【００２４】
更に、下記「数５」に示す式（６）で表される経験式を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率分布ｎ2(r) ［単位：×１０-20 ｍ2／Ｗ］を算出する。
【００２５】
この下記「数５」に示す式（６）で表される経験式を用いて、石英ガラスの線形屈折率ｎ0 から非線形屈折率ｎ2を算出する文献として例えば「文献１０」（N.L.Boling et al,"Emprical relationships for predicting nonlinear refractive index changes in optical solids",J.Quantum Electron.,QE-14,pp.601-608,1978.）を挙げることができる。
【００２６】
【数５】
0003932030.tif 000020
ここで、式中のｖD (r) は下記「数６」に示す式（７）で与えられるアッべ数を表す。
【００２７】
【数６】
0003932030.tif 000021
【００２８】
次に、被測定単一モード光ファイバの所望の波長λにおけるニア・フィールド・パターンまたは、ファー・フィールド・パターンを、ＮＦＰ法、もしくはＦＦＰ法等（文献１１：Y.Murakami et al.,"Cut-off wavelength measurements for single-mode optical fibers",Appl.Opt.,vol.18,p.1101,1979.、文献１２：A.R.Tynes et al.,"Low v-number optical fiber:secondary maxims in the far-field radiation pattern",J.Opt,Soc.Am.,vol.69,No.11,pp.1587-1596,1979. ）により測定し、被測定ファイバの任意の断面における電界分布Ｅ（ｒ，λ）を算出する。
【００２９】
尚、ＦＦＰ法によりファー・フィールド・パターンを測定した場合、測定結果をハンケル変換することにより、被測定単一モード光ファイバの電界分布Ｅ（ｒ，λ）を算出することができる。
【００３０】
次に、前記の非線形屈折率分布ｎ2(r) 、及び電界分布Ｅ（ｒ，λ）の測定結果を、下記「数７」に示す式（８）で表される関係式を用いて演算処理を行うことにより、被測定ファイバの非線形屈折率ｎ2(eff)（λ) を算出する。
【００３１】
【数７】
0003932030.tif 000022
【００３２】
また、上記「数７」に示す式（８）で得られたｎ2(eff)（λ) を実効断面積Ａeff（λ）で割ることにより、被測定光ファイバの非線形定数ｎ2(eff)（λ) ／Ａeff（λ）を算出する。尚、Ａeff（λ）は前述のＥ（ｒ，λ）を用いて、下記「数８」に示す次式（９）により算出される。
【００３３】
【数８】
0003932030.tif 000023
【００３４】
このように本発明の測定方法では、線形の屈折率分布と所望の測定波長における電界分布の測定結果を用いて、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率、並びに非線形定数の評価を行うことができる。
【００３５】
また、線形の屈折率分布、並びに電界分布は、所望の測定波長を有する連続波光源と短尺な光ファイバを用いて測定可能なため、測定用光源の特性や被測定単一モード光ファイバの特性による測定精度の劣化を回避することができる。
【００３６】
【実施例】
以下、本発明の効果を確認する好適な実施例について説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００３７】
本発明の実施例では、ＲＮＦＰ法とＦＦＰ法を用いて1.３μｍ帯零分散ファイバ（ＳＭＦ）の屈折率分布と所望の波長1.55μｍにおける電界分布を測定し、被測定ＳＭＦの非線形屈折率、並びに非線形定数を評価した。
【００３８】
図１は本発明の実施形態による、単一モード光ファイバの非線形定数測定方法の処理手順を示すフロー図である。
【００３９】
1)ステップ１：先ず、図１に示すように、本実施例における単一モード光ファイバの非線形定数測定では、被測定単一モード光ファイバの任意の断面における測定波長λでの屈折率分布ｎ0(ｒ，λ) を、ＲＮＦＰ法もしくはＮＦＰ法を用いて測定する（Ｓ１０１）。
【００４０】
▲２▼  ステップ２：次に、同被測定単一モード光ファイバの任意の断面におけるフィールド・パターンを、所望の波長λを有する測定光源とＦＦＰ法もしくはＮＦＰ法を用いて測定する（Ｓ１０２）。
【００４１】
▲３▼  ステップ３：  次に、前記ステップ１（Ｓ１０１）で得られた屈折率分布ｎ0(ｒ，λ) と式（２）〜式（４）の関係を用いて、被測定単一モード光ファイバの添加量分布Ｍ(r) を算出する（Ｓ１０３）。
尚、本実施例の測定で用いたＳＭＦは純石英にゲルマニウムを添加したコア部と、純石英のクラッド部により構成されるため、本実施例では式（４）の係数Ａi ，Ｂi （ｉ＝１，２，３）に文献９を参照した下記「表１」の値を用いて演算処理を行った。
【００４２】
また、このときの測定波長0.67μｍにおける純石英の屈折率ｎ0s（0.67μｍ）は1.4563、屈折率のゲルマニウム添加量依存性Ｋ（0.67μｍ）は1.585 ×１０-3（単位：１／mol%）となる。
【００４３】
【表１】
0003932030.tif 000024
【００４４】
▲４▼  ステップ４：次に、前記ステップ３（Ｓ１０３）で得られた添加量分布Ｍ(r) と関係式（５）を用いて３つの基準波長における屈折率分布ｎF (r) 、ｎD (r) 、及びｎC (r) を算出し、式（６）並びに式（７）の関係を用いて非線形屈折率分布ｎ2(r)を算出する（Ｓ１０４）。
【００４５】
▲５▼  ステップ５：更に、前記ステップ２（Ｓ１０２）で得られたファー・フィールド・パターンをハンケル変換し、所望の波長λにおける被測定単一モード光ファイバの電界分布Ｅ（ｒ，λ）を算出する（Ｓ１０５）。
尚、上記ステップ２（Ｓ１０２）においてＮＦＰ法によりニア・フィールド・パターンを測定した場合には、ステップ５（Ｓ１０５）の演算処理は不要となる。
【００４６】
6)ステップ６：次に、前記ステップ４（Ｓ１０４）の非線形屈折率分布ｎ2(r)及び、ステップ５（Ｓ１０５）の電界分布Ｅ（ｒ，λ）を式（８）に代入し、所望の波長λにおける被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率ｎ2(eff)（λ）を評価する（Ｓ１０６）。
【００４７】
▲７▼  ステップ７：更に、前記ステップ５（Ｓ１０５）の電界分布Ｅ（ｒ，λ）と式（９）の関係を用いて、所望の波長λにおける被測定単一モード光ファイバの実効断面積Ａeff （λ）を算出する（Ｓ１０７）。
【００４８】
8)ステップ８：前記ステップ６（Ｓ１０６）の非線形屈折率ｎ2(eff)（λ）とステップ７の実効断面積Ａeff（λ）を用いて、所望の波長λにおける被測定単一モード光ファイバの非線形定数ｎ2(eff)（λ）／Ａeff（λ）を評価する（Ｓ１０８）。
【００４９】
図２は、本発明による実施形態の単一モード光ファイバの非線形定数測定方法を実施する装置の概略構成を示す模式図である。図２中、符号１１は屈折率分布測定装置、１２はフィールド・パターン測定装置、１３は演算処理部を各々図示する。
【００５０】
図３は被測定ＳＭＦの測定波長λ（＝0.67μｍ）での屈折率分布ｎ0(ｒ，λ) の測定結果を示す図である。
ここで、図３において横軸は被測定ＳＭＦの任意の測定断面における半径ｒ、縦軸は線形の屈折率ｎ0 を表している。
【００５１】
図４は被測定ＳＭＦの波長λ（＝1.55μｍ）におけるファー・フィールド・パターン測定結果を示す図である。
ここで、図４において横軸は被測定ＳＭＦの任意の測定断面におけるＦＦＰ受光素子の回転角度、縦軸は規格化された受光強度を示している。
【００５２】
図５は、前記図３の結果を用い上述の処理手順により計算された、被測定ＳＭＦのガラス材料の添加量分布Ｍ(r) の演算処理結果を示す図である。
ここで、図５において横軸は被測定ＳＭＦの任意の測定断面における半径ｒ、縦軸はゲルマニウムの添加量Ｍを表している。
【００５３】
図６は、前記図４、並びに図５の結果を用い上述の処理手順により計算された、被測定ＳＭＦの非線形屈折率分布ｎ2(r)、及び波長1.55μｍにおける電界強度分布Ｅ2(ｒ，λ）の演算処理結果を示す図である。
ここで、図６において横軸は被測定ＳＭＦの任意の測定断面における半径ｒ、縦軸は非線形屈折率ｎ2 並びに規格化電界強度Ｅ2 を表している。
【００５４】
図６の結果を式（８）及び（９）の関係を用いて演算処理することにより、被測定ＳＭＦの波長1.55μｍでの非線形屈折率ｎ2(eff) (λ)及び非線形定数ｎ2(eff)（λ）／Ａeff（λ）は、それぞれ以下のように評価できる。
【００５５】
実効非線形屈折率ｎ2(eff)（λ）             2.66×１０-20 ｍ2 ／Ｗ
実効非線形定数ｎ2(eff) (λ）／Ａeff（λ）  3.36×１０-10 Ｗ-1
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、被測定単一モード光ファイバの任意の断面で測定した屈折率分布及び、所望の測定波長におけるフィールド・パターンを演算処理することにより、被測定単一モード光ファイバの非線形屈折率、並びに非線形定数を、被測定単一モード光ファイバの特性に無依存に評価することができる。
【００５７】
本発明によれば、従来技術のパルス光を用いた測定法における測定精度が光パルスの形状に強く依存したり、被測定光ファイバの長さ、波長分散、実効断面積に依存するといった課題を解決し、高精度な非線形定数を求めることが可能になる。
【００５８】
また、屈折率分布及びフィールド・パターンの測定は、所望の波長を有する連続波光源を用いて行えるため、測定光源の特性により測定精度が変動するといった問題も生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による単一モード光ファイバの非線形定数測定方法の処理手順を示すフロー図である。
【図２】本発明の実施形態による単一モード光ファイバの非線形定数測定方法を実施する測定装置の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の実施例における被測定ＳＭＦの測定波長0.67μｍにおける屈折率分布ｎ0(ｒ，λ)の測定結果を示す図である。
【図４】本発明の実施例における被測定ＳＭＦの所望の波長1.55μｍにおけるファー・フィールド・パターンの測定結果を示す図である。
【図５】本発明の実施例における被測定ＳＭＦのガラス材料の添加量分布Ｍ(r) の演算処理結果を表す図である。
【図６】本発明の実施例における被測定ＳＭＦの非線形屈折率分布ｎ2(r)並びに所望の波長1.55μｍにおける電界強度分布Ｅ2(ｒ，λ)の演算処理結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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