(57)【要約】  像プロファイル解析によって偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法が提供される。偏波保持光ファイバーを解析する方法は、前記光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記光ファイバーの像プロファイルを、該像プロファイルの焦点面は前記光ファイバー内に位置決めされるように入手すること、個々の前記像プロファイルに基づいて、各前記回転角において像パラメーターを測定すること、及び前記測定された像パラメーターに基づいて、前記光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、によって、偏波保持光ファイバーを解析することを含む。この方法は、前記測定像パラメータープロファイルに数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、前記光ファイバーの近似像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成することも含む。
2012504786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏波保持光ファイバーを解析する方法であって、
前記光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、光ファイバーの像プロファイルの焦点面が該光ファイバー内に位置決めされるような該光ファイバーの光ファイバー該像プロファイルを入手すること、
個々の前記像プロファイルに基づいて、各前記回転角において像パラメーターを測定すること、及び
前記測定された像パラメーターに基づいて、前記光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
を含む、偏波保持光ファイバーを解析する方法。
【請求項２】
前記測定像パラメータープロファイルに数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、前記光ファイバーの近似像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記像パラメーターは、上側山部強度差、下側山部強度差、上側谷部強度差、下側谷部強度差、又は中央ピーク強度である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記数学的関数は打切りフーリエ級数である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記近似像パラメータープロファイルに基づいて、所望の回転角を選択することをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記光ファイバーを前記所望の回転角に回転させることをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記所望の回転角は前記光ファイバーの遅軸又は速軸に沿っている、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法であって、
基準光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記基準光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、
個々の前記基準像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
前記基準光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルに数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、前記基準光ファイバーの近似像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
前記偏波保持光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記偏波保持光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記偏波保持ファイバーの像プロファイルの焦点面が該偏波保持ファイバー内に位置決めされるような該偏波保持ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、
個々の前記偏波保持像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記偏波保持光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記偏波保持光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
前記偏波保持光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記基準ファイバーの前記近似像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、及び
前記相関の最大値に基づいて、前記偏波保持光ファイバーを、前記基準光ファイバーの前記近似像パラメータープロファイルに対して所望の角度まで回転させること、
を含む、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法。
【請求項９】
前記所望の角度は前記偏波保持光ファイバーの遅軸又は速軸に沿っている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法であって、
基準光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記基準光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、
個々の前記基準像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
前記偏波保持光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記偏波保持光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記偏波保持ファイバーの像プロファイルの焦点面が該偏波保持ファイバー内に位置決めされるような該偏波保持ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、
個々の前記偏波保持像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記偏波保持光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記偏波保持光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
前記偏波保持光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記基準ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、及び
前記相関の最大値に基づいて、前記偏波保持光ファイバーを、前記基準光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルに対して所望の角度まで回転させること、
を含む、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法。
【請求項１１】
前記所望の角度は前記偏波保持光ファイバーの遅軸又は速軸に沿っている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記相関の前記最大値は、該相関に数学的放物線関数の曲線当てはめを行なうことによって見つけられる、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
第１の光ファイバーを第２の光ファイバーと位置合わせする方法であって、
前記第１の光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記第１の光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記第１の光ファイバーの第１の像プロファイル焦点面が該第１の光ファイバー内に位置決めされるような該第１の光ファイバーの第１の像プロファイルを入手すること、
個々の前記第１の像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記第１の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記測定された第１の像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記第１の光ファイバーの第１の測定像パラメータープロファイルを構成すること、
前記第２の光ファイバーの側面を照明すること、
回転角を徐々に増加させて前記第２の光ファイバーを回転させること、
各前記回転角において、前記第２の光ファイバーの第２の像プロファイル焦点面が該第２の光ファイバー内に位置決めされるような該第２の光ファイバーの第２の像プロファイルを入手すること、
個々の前記第２の像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記第２の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
前記測定された第２の像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記第２の光ファイバーの第２の測定像パラメータープロファイルを構成すること、
前記第１の測定像パラメータープロファイルと前記第２の測定像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、
前記相関が最大値を有する回転角を求めること、及び
前記相関の前記最大値に基づいて、前記第１の光ファイバーに対して所望の角度に前記第２の光ファイバーを回転させること、
を含む、第１の光ファイバーを第２の光ファイバーと位置合わせする方法。
【請求項１４】
前記相関の前記最大値は、前記相関に数学的放物線関数の曲線当てはめを行なうことによって見つけられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの速軸と同じ方向に沿って位置合わせされるように、前記第２の光ファイバーを回転させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの遅軸と同じ方向に沿って位置合わせされるように、前記第２の光ファイバーを回転させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの速軸に対して４５度だけ回転するように、前記第２の光ファイバーを回転させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
未知の光ファイバーを特定する方法であって、
（ａ）基準光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて該基準光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、；及び前記個々の基準像プロファイルに基づいて回転角毎に前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
（ｂ）前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
（ｃ）複数の基準光ファイバーに対して（ａ）及び（ｂ）を繰り返すこと、
（ｄ）前記複数の基準光ファイバーのそれぞれについて測定基準像パラメータープロファイルをマトリックス内に記録すること、
（ｅ）前記未知の光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて前記未知の光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記未知の光ファイバーの未知の像プロファイルの焦点面が該未知の光ファイバー内に位置決めされるような該未知の光ファイバーの未知の像プロファイルを入手すること；及び前記個々の未知の像プロファイルに基づいて回転角毎に前記未知の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
（ｆ）前記測定された像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記未知の光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを構成すること、
（ｇ）前記未知の光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記マトリックス内の前記測定基準像パラメータープロファイルのそれぞれとの間の最大相関を計算すること、並びに
（ｈ）前記最大相関に基づいて前記未知の光ファイバーを特定すること、
を含む、未知の光ファイバーを特定する方法。
【請求項１９】
未知の光ファイバーを位置合わせする方法であって、
（ａ）基準光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて該基準光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、；及び前記個々の基準像プロファイルに基づいて回転角毎に前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
（ｂ）前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、
（ｃ）複数の基準光ファイバーに対して（ａ）及び（ｂ）を繰り返すこと、
（ｄ）前記複数の基準光ファイバーのそれぞれについて測定基準像パラメータープロファイルをマトリックス内に記録すること、
（ｅ）前記未知の光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて前記未知の光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記未知の光ファイバーの未知の像プロファイルの焦点面が該未知の光ファイバー内に位置決めされるような該未知の光ファイバーの未知の像プロファイルを入手すること；及び前記個々の未知の像プロファイルに基づいて回転角毎に前記未知の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、
（ｆ）前記測定された像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記未知の光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを構成すること、
（ｇ）前記未知の光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記マトリックス内の前記測定基準像パラメータープロファイルのそれぞれとの間の最大相関を計算すること、並びに
（ｈ）前記最大相関に基づいて前記基準像パラメータープロファイルを選択すること、
（ｉ）前記選択された基準像パラメータープロファイルを利用することであって、前記未知のファイバーを所望の角度に位置合わせする、利用すること、
を含む、未知の光ファイバーを位置合わせする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に合致する方法は偏波保持光ファイバーを位置合わせすることに関し、より詳細には、像プロファイル解析によって偏波保持光ファイバーを位置合わせすることに関する。
【０００２】
［関連特許出願の相互参照］
本出願は、米国特許商標局において２００８年１０月１日に出願された米国仮特許出願第６１／１０１，８５２号の利益を主張し、その開示は参照によりその全体が本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
偏波保持光ファイバーは１つのタイプの光ファイバーであり、その光ファイバーの中を伝搬中に、直線偏光された光の偏光が保持される。１つのタイプの偏光保持光ファイバーは、非円形の断面を有するクラッディング、又はクラッディング内の別の材料のロッドを用いることによってコア内に応力を引き起こす。たとえば、図１Ａは、ＰＡＮＤＡファイバーの断面を示し、図１Ｂは楕円クラッドファイバーの断面を示し、図１Ｃはボウタイファイバーの断面を示す。図１Ａ〜図１Ｃに示される光ファイバーのそれぞれが、クラッディング内に応力付与部（ＳＡＰ）を含む。別のタイプの偏波保持光ファイバーは、非円形のコア形状を用いて、偏波を保持する。たとえば、図２Ａは、改良化学気相成長（ＭＣＶＤ）によって製造される楕円コアファイバーの断面を示し、図２Ｂは、外付け気相成長（ＯＶＤ）によって製造される楕円コアファイバーの断面を示す。
【０００４】
偏波保持光ファイバーは、強く保持される２つの直交偏波状態又は軸を特徴とする。これら２つの軸の光伝送特性の差に起因して、偏光された光は、それぞれの軸に沿って異なる速度で進行する。それゆえ、一方の軸は遅軸と呼ばれ、他方は速軸と呼ばれる。ファイバー構造及び形状に対する偏波保持ファイバーの遅軸及び速軸の関係が図３Ａ〜図３Ｄに示される。これらの図では、速軸５０及び遅軸６０が特定される。図３Ａは、ＰＡＮＤＡファイバーの速軸５０及び遅軸６０を示す。図３Ｂは、楕円クラッドファイバーの速軸５０及び遅軸６０を示す。図３Ｃは、ボウタイファイバーの速軸５０及び遅軸６０を示す。図３Ｄは、楕円コアファイバーの速軸５０及び遅軸６０を示す。偏波保持光ファイバーの遅軸及び速軸内の光出力の比は、偏波消光比（ＰＥＲ）と呼ばれる。互いに不完全に位置合わせされる２つの偏波保持光ファイバーは、ファイバーの２つの偏波軸間に或る回転角を有する場合がある。その結果、好ましい偏波軸（通常は遅軸）内の光出力のうちの或る量が失われ、他方の偏波軸に移る場合がある。これは偏波クロストークとして知られており、角度のずれから直に計算することができる。それゆえ、角度のずれはＰＥＲを変更し、低下させる。
【０００５】
偏波保持光ファイバーを別の構成要素と位置合わせするために、偏波保持光ファイバーを所望の角度に回転させる。たとえば、同じタイプの２つの偏波保持光ファイバー間の偏波を保持するためには、図４に示される楕円クラッドファイバーの遅軸間の角度αが０に設定されるとよい。一方、同じタイプの２つの偏波保持光ファイバー間の偏波を打ち消すためには、図４に示される楕円クラッドファイバーの遅軸間の角度αが４５度に設定されるとよい。
【０００６】
２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせする関連技術の手動による方法が図５に示される。この手動による方法では、レーザ１００からの光が第１の偏光子１０５によって偏光され、２つの偏波保持光ファイバー１１０を通じて伝送される。その後、放射された光は、第１の偏光子１０５と同じ配向を有する第２の偏光子１２０によって伝送され、検波器１２５によって光の量が測定される。測定された光の量は、２つの偏波保持光ファイバー１１０の偏波方向が位置合わせされるときに最大にされる。たとえば、図４に示される楕円クラッドファイバーの軸間の角度αが０に設定されるときに、これが生じる場合がある。検波器１２５によって測定される光の量が最大値に達するまで、ユーザが回転子１１５を用いて偏波保持光ファイバー１１０を手動で回転させる。しかしながら、この手動による位置合わせ方法は、時間がかかり、作業者に依存するという不都合を有する。
【０００７】
図５に示される基本的な測定構成は、ＰＥＲを測定するために用いることもでき、それゆえ、２つ以上の偏光保持光ファイバー、又は偏光保持デバイス若しくはアセンブリの位置合わせの品質を確認するために、ファイバー位置合わせの時点及び他の任意の時点で用いることができる。特殊なＰＥＲメーター、偏光計、又は偏光アナライザーのような他の測定方法及びシステムが用いられる場合もある。
【０００８】
偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の関連技術の方法は、レンズ効果による偏波観測（ＰＯＬ）を用いる。図６に示されるように、ＰＯＬ法では、光源１５０からのコリメートされた光が偏波保持光ファイバー１６０の側面に入射し、焦点面１７０における透過光の強度が１つの像内に記録される。偏波保持光ファイバー１６０は、円柱レンズとしての役割を果たし、光を焦点面１７０に合焦する。図７に示されるように、ＰＯＬ法によって記録される像は、暗いエリアによって包囲される線状の明るいエリアを有する。図６に示されるように、焦点面１７０において測定されるＰＯＬ像の、結果として生成される光強度プロファイル１８０は、最大コントラストｈを有する。図８に示されるように、偏光保持光ファイバー１６０を回転させるとき、屈折率の回転非対称に起因して最大コントラストｈの高さが変化する。
【０００９】
図９Ａ、図９Ｂ及び図９Ｃは、ＰＯＬ法によって測定されるコントラストプロファイルの例を示す。図９Ａは、ボウタイファイバーの場合のＰＯＬコントラストプロファイルを示す。図９Ｂは、ＰＡＮＤＡファイバーの場合のＰＯＬコントラストプロファイルを示す。図９Ｃは、楕円クラッドファイバーの場合のＰＯＬコントラストプロファイルを示す。
【００１０】
直接ＰＯＬ法を用いて、２つの偏波保持光ファイバーの偏波方向を位置合わせすることができる。直接ＰＯＬ法では、各偏波保持光ファイバーを或る角度範囲にわたって回転させ、偏波保持光ファイバー毎に、回転角の関数としてコントラストｈが記録される。その後、コントラスト測定値を互いに相関させて、偏光保持光ファイバー間の角度オフセットを求める。角度オフセットは、最大相関点の位置に基づく。この角度オフセットを用いて、偏波保持光ファイバーのうちの一方を他方の偏波保持光ファイバーに対して所望の角度に回転させる。
【００１１】
間接ＰＯＬ法を用いて、所望の偏波方向に沿って、偏波保持光ファイバーを位置合わせすることができる。間接ＰＯＬ法では、偏波保持光ファイバーを或る角度範囲にわたって回転させて、回転角の関数としてコントラストｈが記録される。その後、偏波保持光ファイバーの既知の形状に基づいて、シミュレートされたコントラストプロファイルが生成され、測定されたコントラストｈとシミュレートされたコントラストプロファイルとを相関させて、偏波保持光ファイバーの角度方向を求める。角度方向は最大相関点の位置に基づく。各偏光保持光ファイバーの角度方向を求め、偏波保持光ファイバーのうちの一方を他方の偏波保持光ファイバーに対して所望の角度を有するように回転させることによって、間接ＰＯＬ法によって２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせすることができる。
【００１２】
ＰＯＬ法の１つの不都合な点は、焦点面１７０が偏波保持光ファイバー１６０の外側にあるので、ＰＯＬ法は、図７に示される像に類似の像から測定される、図９Ａ〜図９Ｃに示される例示的なコントラストプロファイルからのデータを解析することに限定されることである。さらに詳しいデータ、又は他の像ファクタとファイバーの回転位置との間の関係を識別し、解析することはできない。ＰＯＬコントラストプロファイルは、いくつかのタイプの偏波保持光ファイバーを位置合わせできるようにするほど十分なデータを提供しない場合がある。ＰＯＬコントラストプロファイルがファイバーを位置合わせするための十分なデータを提供する場合であっても、ＰＯＬ法は、偏波保持光ファイバーを位置合わせするだけの十分な精度を提供しない場合がある。
【００１３】
偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の関連技術の方法は、単一の像を用いて偏波保持光ファイバーを位置合わせする。この位置合わせ法が図１０に示されており、一般的にプロファイルアライメントシステム（ＰＡＳ：Profile Alignment System）として知られている。図１０に示されるように、発光ダイオード（ＬＥＤ）からのコリメートされた光２００が偏波保持光ファイバー２０５の側面に入射し、焦点面２１０における透過光の強度が１つの像内に記録される（図１０の右側に示される）。その後、輝度像プロファイル２２０内の特定点２３０が概ね同じ高さを有するまで、偏波保持光ファイバー２０５を回転させる。ＰＡＳ法では、焦点面２１０は、偏波保持光ファイバー２０５内に位置決めされる。ＰＯＬ法とは異なり、ＰＡＳ法は、ファイバー像特徴とファイバー回転位置との間の測定又は計算された関係を一切利用しない。その方法では、輝度像プロファイル２２０内の特定点２３０のピーク高さ間の最良の対称性が達成されるまで、単にファイバーを回転させる。
【００１４】
ＰＡＳ法は非常に正確な位置合わせを提供することができる。しかしながら、ＰＡＳ法は、偏波保持光ファイバーの構造に大きく依存する。ＰＡＳ法は、光ファイバーの遅軸又は速軸がカメラ面において観測されるときに、光ファイバーの中心から対称性を示す非常に明確な像プロファイルを有する偏波保持光ファイバーを位置合わせすることに限定される。この特性を欠いているファイバーは、この方法によって位置合わせすることはできない。大部分のＰＡＮＤＡファイバー（図１０に示されるＰＡＮＤＡファイバー等）及びいくつかのボウタイファイバーは、この方法によって位置合わせされる場合がある。しかしながら、楕円コア及び楕円ＳＡＰファイバーは、この方法によって観測されるときに釣り合わせることができる特定点２３０を有する所要の認識可能かつ対称なパターンを欠いているので、この方法によって位置合わせすることはできない。
【００１５】
偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の関連技術の方法は、ＰＯＬ及びＰＡＳ法の場合のようにファイバーの側面からの像を観測する代わりに、２つの偏波保持光ファイバーの端部を観測する光学システムを使用する。適切な光学システムが構成され、２つの偏波保持光ファイバーが、位置合わせ及び接合前に既に切断されている場合には、各ファイバーの端部像が、図１Ａ〜図１Ｃ及び図２Ａ〜図２Ｂに示されるファイバー方向において観測される場合がある。ファイバー端面図像と偏波遅軸及び速軸との関係は、図３Ａ〜図３Ｄに示されるようにわかっているので、２つのファイバーの端面図像を利用して、２つのファイバーを互いに位置合わせすることができる。図１１に示されるように、向かい合う２つの偏波保持光ファイバー２５０、２６０が、両面反射ミラー２７０のいずれかの側に示される。ミラー２７０の各面は、レンズ２８０を通じて、偏波保持光ファイバー２５０、２６０のうちの一方の光ファイバーの端部像を観測カメラ２９０内に反射する。これにより、ファイバー構造を観測し、解析できるようになる。回転制御を適用して、ファイバーを任意の所望の相対角において互いに位置合わせすることができる。この方法は一般的に端面図法と呼ばれる。
【００１６】
端面図法にはいくつかの問題がある。１つの問題は、この方法は、偏波保持光ファイバーに当てられる照明、及びファイバー構造の特性に非常に影響を受けやすいことである。たとえば、ファイバーの組成に依拠して、応力付加部は、ファイバークラッディングに対して十分なコントラストを有する場合もあり、そうでない場合もある。照明能力及び特定のファイバー特性の組み合わせによっては、いくつかの偏波保持光ファイバーを位置合わせできない場合もある。他の場合には、位置合わせが可能であっても、位置合わせ精度が十分でない場合があるか、又は他の方法に比べて劣っている場合がある。さらに、光ファイバー２５０、２６０の端部間にミラー２７０が存在するので、２つのファイバー２５０、２６０を互いに接合する前に該２つのファイバー２５０、２６０間からミラー２７０を外側に動かすことができるように、ミラー２７０を並進ステージ機構上に位置決めする必要がある。最後に、一旦、２つのファイバー２５０、２６０を接合すると、もはやミラー２７０を挿入することはできない。それゆえ、このシステムでは、接合後の位置合わせの品質を確認することも、接合後の観測に基づいて正確なＰＥＲ推定を提供することもできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の例示的な実施の形態は、上記の不都合及び上記以外の他の不都合を克服する。また、本発明は、上記の不都合を克服することを要求されるものではなく、本発明の例示的な実施の形態は、上記のいずれの問題も克服しない場合がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の例示的な実施の形態は、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法を提供する。
【００１９】
本発明の一態様によれば、偏波保持光ファイバーを解析する方法が提供される。この方法は、前記光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、光ファイバーの像プロファイルの焦点面が該光ファイバー内に位置決めされるような該光ファイバーの光ファイバー該像プロファイルを入手すること、及び前記測定された像パラメーターに基づいて、前記光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成することを含む。この方法は、前記測定像パラメータープロファイルに数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、前記光ファイバーの近似像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成することも含むことができる。前記像パラメーターは、上側山部強度差、下側山部強度差、上側谷部強度差、下側谷部強度差、又は中央ピーク強度とすることができる。前記数学的関数は打切りフーリエ級数とすることができる。この方法は、前記近似像パラメータープロファイルに基づいて、所望の回転角を選択すること、及び前記光ファイバーを前記所望の回転角に回転させることをも含むことができる。前記所望の回転角は前記光ファイバーの遅軸又は速軸に沿うことができる。
【００２０】
本発明の別の態様によれば、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法であって、
基準光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記基準光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、個々の前記基準像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、前記基準光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルに数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、前記基準光ファイバーの近似像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、前記偏波保持光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記偏波保持光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記偏波保持ファイバーの像プロファイルの焦点面が該偏波保持ファイバー内に位置決めされるような該偏波保持ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、個々の前記偏波保持像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記偏波保持光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記偏波保持光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、前記偏波保持光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記基準ファイバーの前記近似像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、及び前記相関の最大値に基づいて、前記偏波保持光ファイバーを、前記基準光ファイバーの前記近似像パラメータープロファイルに対して所望の角度まで回転させることを含む、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法が提供される。前記所望の角度は前記偏波保持光ファイバーの遅軸又は速軸に沿うことができる。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法であって、基準光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記基準光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、個々の前記基準像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、前記偏波保持光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記偏波保持光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記偏波保持ファイバーの像プロファイルの焦点面が該偏波保持ファイバー内に位置決めされるような該偏波保持ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、個々の前記偏波保持像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記偏波保持光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記偏波保持光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、前記偏波保持光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記基準ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、及び前記相関の最大値に基づいて、前記偏波保持光ファイバーを、前記基準光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルに対して所望の角度まで回転させることを含む、偏波保持光ファイバーを位置合わせする方法が提供される。前記所望の角度は前記偏波保持光ファイバーの遅軸又は速軸に沿うことができる。前記相関の前記最大値は、該相関に数学的放物線関数の曲線当てはめを行なうことによって見つけることができる。
【００２２】
本発明の別の態様によれば、第１の光ファイバーを第２の光ファイバーと位置合わせする方法であって、前記第１の光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記第１の光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記第１の光ファイバーの第１の像プロファイル焦点面が該第１の光ファイバー内に位置決めされるような該第１の光ファイバーの第１の像プロファイルを入手すること、個々の前記第１の像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記第１の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記測定された第１の像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記第１の光ファイバーの第１の測定像パラメータープロファイルを構成すること、前記第２の光ファイバーの側面を照明すること、回転角を徐々に増加させて前記第２の光ファイバーを回転させること、各前記回転角において、前記第２の光ファイバーの第２の像プロファイル焦点面が該第２の光ファイバー内に位置決めされるような該第２の光ファイバーの第２の像プロファイルを入手すること、個々の前記第２の像プロファイルに基づいて、各前記回転角において前記第２の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、前記測定された第２の像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記第２の光ファイバーの第２の測定像パラメータープロファイルを構成すること、前記第１の測定像パラメータープロファイルと前記第２の測定像パラメータープロファイルとの間の相関を計算すること、前記相関が最大値を有する回転角を求めること、及び前記相関の前記最大値に基づいて、前記第１の光ファイバーに対して所望の角度に前記第２の光ファイバーを回転させることを含む、第１の光ファイバを第２の光ファイバと位置合わせする方法が提供される。前記相関の前記最大値は、前記相関に数学的放物線関数の曲線当てはめを行なうことによって見つけることができる。前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの速軸と同じ方向に沿って位置合わせされるように、前記第２の光ファイバーを回転させることができる。代替的に、前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの遅軸と同じ方向に沿って位置合わせされるように、前記第２の光ファイバーを回転させることができる。代替的に、前記第２の光ファイバーの速軸が前記第１の光ファイバーの速軸に対して４５度だけ回転するように、前記第２の光ファイバーを回転させることができる。
【００２３】
本発明の別の態様によれば、未知の光ファイバーを特定する方法であって、（ａ）基準光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて該基準光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記基準光ファイバーの基準像プロファイルの焦点面が該基準光ファイバー内に位置決めされるような該基準光ファイバーの基準像プロファイルを入手すること、；及び前記個々の基準像プロファイルに基づいて回転角毎に前記基準光ファイバーの像パラメーターを測定すること、（ｂ）前記基準光ファイバーの前記測定された像パラメーターに基づいて、前記基準光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成すること、（ｃ）複数の基準光ファイバーに対して（ａ）及び（ｂ）を繰り返すこと、（ｄ）前記複数の基準光ファイバーのそれぞれについて測定基準像パラメータープロファイルをマトリックス内に記録すること、（ｅ）前記未知の光ファイバーの側面を照明すること；回転角を徐々に増加させて前記未知の光ファイバーを回転させること；各前記回転角において、前記未知の光ファイバーの未知の像プロファイルの焦点面が該未知の光ファイバー内に位置決めされるような該未知の光ファイバーの未知の像プロファイルを入手すること；及び前記個々の未知の像プロファイルに基づいて回転角毎に前記未知の光ファイバーの像パラメーターを測定すること、（ｆ）前記測定された像パラメーターに基づいて、前記回転角毎に前記未知の光ファイバーの測定像パラメータープロファイルを構成すること、（ｇ）前記未知の光ファイバーの前記測定像パラメータープロファイルと前記マトリックス内の前記測定基準像パラメータープロファイルのそれぞれとの間の最大相関を計算すること、並びに（ｈ）前記最大相関に基づいて前記未知の光ファイバーを特定することを含む、未知の光ファイバーを特定する方法が提供される。
【００２４】
本発明の上記の態様及び他の態様は、添付の図面を参照しながら、その例示的な実施形態を詳細に説明することによってさらに明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１Ａ】ＰＡＮＤＡファイバーの断面図である。
【図１Ｂ】楕円クラッドファイバーの断面図である。
【図１Ｃ】ボウタイファイバーの断面図である。
【図２Ａ】改良化学気相成長（ＭＣＶＤ）によって製造される楕円コアファイバーの断面図である。
【図２Ｂ】外付け気相成長（ＯＶＤ）によって製造される楕円コアファイバーの断面図である。
【図３Ａ】ＰＡＮＤＡファイバーの速軸及び遅軸を示す図である。
【図３Ｂ】楕円クラッドファイバーの速軸及び遅軸を示す図である。
【図３Ｃ】ボウタイファイバーの速軸及び遅軸を示す図である。
【図３Ｄ】楕円コアファイバーの速軸及び遅軸を示す図である。
【図４】２つの楕円クラッド偏波保持光ファイバーの遅軸間の角度を示す図である。
【図５】２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせする従来技術の手動による方法を示す図である。
【図６】レンズ効果による偏波観測（ＰＯＬ）を用いることによって、２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の従来技術による方法を示す図である。
【図７】ＰＯＬ法によって記録される像を示す図である。
【図８】図６に示されるファイバーが９０度だけ回転するときのＰＯＬ法の別の例を示す図である。
【図９Ａ】ボウタイファイバーに関して測定されるＰＯＬコントラストプロファイルを示す図である。
【図９Ｂ】ＰＡＮＤＡファイバーに関して測定されるＰＯＬコントラストプロファイルを示す図である。
【図９Ｃ】楕円クラッドファイバーに関して測定されるＰＯＬコントラストプロファイルを示す図である。
【図１０】プロファイルアライメントシステム（ＰＡＳ）によって２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の従来技術の方法を示す図である。
【図１１】端面図法によって２つの偏波保持光ファイバーを位置合わせする別の従来技術の方法を示す図である。
【図１２】２つの偏波保持光ファイバーの端部の像プロファイルを示す図である。
【図１３】本発明の１つの例示的な実施形態による、図１２に示される像プロファイル内で規定し、測定することができる像パラメーターを示す図である。
【図１４Ａ】本発明の１つの例示的な実施形態による、回転角の関数として測定される種々の像パラメーターのグラフである。
【図１４Ｂ】本発明の１つの例示的な実施形態による、回転角の関数として測定されるさらなる像プロファイルのグラフである。
【図１５】本発明の１つの例示的な実施形態による、測定像パラメータープロファイル、及び該測定像パラメータープロファイルに対して曲線当てはめを行なうことによって構成される近似像パラメータープロファイルのグラフである。
【図１６】図１５に示される測定像パラメータープロファイルと近似像パラメータープロファイルとの間の相関を示す図である。
【図１７】本発明の１つの例示的な実施形態による、２つの測定像パラメータープロファイル間の位置合わせ角度を示す図である。
【図１８】図１７に示される測定像パラメータープロファイル間の相関を示す図である。
【図１９】マトリックス内に格納される像パラメータープロファイルの一例を示す図である。
【図２０】第１の光ファイバーと最も強い相関を有する基準像パラメータープロファイルと、第２の光ファイバーと最も強い相関を有する基準像パラメータープロファイルとの間の角度関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
ここで、添付の図面を参照しながら本発明がさらに十分に説明されることになり、添付の図面には本発明の例示的な実施形態が図示される。これらの実施形態は、本開示が綿密かつ完全になるように、そして本発明の概念を当業者に十分に伝えるために提供される。しかしながら、本発明は数多くの異なる形態において具現される場合があり、本明細書において述べられる例示的な実施形態に限定されるものと見なされるべきではない。図面において、類似の参照番号は類似の要素を表しており、層及び領域の厚みは、明確にするために、かつ便宜的に誇張される場合がある。
【００２７】
本発明の１つの例示的な実施形態によれば、偏波保持光ファイバーを位置合わせするための方法が提供される。図１２は、２つの偏波保持光ファイバーの端部の像プロファイルを示す。像プロファイルのそれぞれは、図１０において示される方法を用いることによって入手され、その方法では、偏波保持光ファイバー２０５の側面にコリメートされた光が入射し、焦点面２１０が偏波保持光ファイバー２０５内に位置決めされる。図１２において、低い光強度は暗いエリアによって示され、高い光強度は明るいエリアによって示される。これらの像プロファイルは多くの細部を有し、明るい中央エリア内でいくつかの特性及び特徴が観測される場合がある。この点において、図１２に示される像プロファイルは、焦点面が偏波保持光ファイバーの外側に位置決めされるＰＯＬ法よりも、観測及び解析するためのより多くの特徴を提示する。偏波保持光ファイバーの像プロファイルは、偏波保持光ファイバーの内部の構造、焦点面の位置、及び観測軸に対するファイバーの回転配向に依存する。図１２において、光の強度のグラフが各像プロファイル上に重ね合わせられる。図１２において、各ファイバー像上の垂直線は、輝度が測定される場所の一例を示す。
【００２８】
図１３は、本発明の１つの例示的な実施形態による、偏波保持光ファイバーの像プロファイル内で規定し、測定することができる種々の像パラメーターを示す。図１３に示されるように、Ａ＝｜Ｙ１−Ｙ４｜はクラッディングの直径であり、Ｂ＝｜Ｙ２−Ｙ３｜は明るいエリアの幅であり、Ｃは上側山部強度差であり、Ｄは下側山部強度差であり、Ｅは上側谷部強度差であり、Ｆは下側谷部強度差であり、Ｇは上側山部位置差であり、Ｈは下側山部位置差であり、Ｊは上側谷部位置差であり、Ｋは下側谷部位置差であり、Ｉｃは中央ピーク強度である。これらの像パラメーターを用いて、ファイバー中心Ｃｆ＝（Ｙ１＋Ｙ４）／２、明るいエリア中心Ｃｂ＝（Ｙ２＋Ｙ３）／２、焦点比Ｒ＝Ｂ／Ａ、ファイバー中心Ｃｆと明るいエリア中心Ｃｂとの間のオフセットＳ＝Ｃｆ−Ｃｂ等のさらなる像パラメーターを計算することができる。偏波保持光ファイバーの具体的なタイプ及び焦点位置に依拠して、この例と比べて、より多くの、若しくは少ない特徴、又は異なる特徴が観測される場合がある。
【００２９】
本発明の１つの例示的な実施形態では、３度毎のように回転角を徐々に増加させて、像センサによって偏波保持光ファイバーの端部の像プロファイルを自動的に収集しながら、偏波保持光ファイバーを回転させる。上記で検討されたように、像プロファイルは、焦点面２１０が偏波保持光ファイバー内に位置決めされる図１０に示されるように収集される。偏波保持光ファイバーは３６０度にわたって回転させることができるか、又は−１００度〜１００度のような、それよりも小さな量だけ回転させることができる。マイクロプロセッサが、その像プロファイルを用いて、回転角毎に上記の像パラメーターのうちの少なくとも１つを測定する。その後、マイクロプロセッサは、測定された像パラメーターのうちの１つに基づいて、測定像パラメータープロファイルを回転角の関数として構成する。
【００３０】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、楕円コア偏波保持光ファイバーに関する測定像パラメータープロファイルの例を示す。図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、上側山部強度差（Ｃ）、下側山部強度差（Ｄ）、上側谷部強度差（Ｅ）、下側谷部強度差（Ｆ）、及び中央ピーク強度（Ｉｃ）は、回転角の測定範囲にわたって大きく変化する。それゆえ、好ましくはこれらの像パラメータープロファイルのうちの１つを用いて、偏波保持光ファイバーを位置合わせする場合がある。
【００３１】
本発明の１つの例示的な実施形態では、測定像パラメータープロファイルに対して数学的関数の曲線当てはめを行なうことによって、近似像パラメータープロファイルを構成することができる。図１５は、測定像パラメータープロファイル３６０に対して打切りフーリエ級数の曲線当てはめを行なうことによって、近似像パラメータープロファイル３７０を構成する一例を示す。この例では、測定像パラメータープロファイル３６０は、図１３において示される中央ピーク強度（Ｉｃ）である。近似像パラメータープロファイル３７０は、測定像パラメータープロファイル３６０内の雑音及び焦点面変動を除去する。また、近似像パラメータープロファイル３７０は、回転角の測定範囲にわたって連続しているのに対して、測定像パラメータープロファイル３６０は、回転角を徐々に増加させて測定されるデータ点のみを含む。それゆえ、近似像パラメータープロファイル３７０を用いて、任意の回転角における像パラメーターをシミュレートすることができる。
【００３２】
近似像パラメータープロファイルを用いて、偏波保持光ファイバーのための所望の回転角を選択することができる。たとえば、近似像パラメータープロファイルの形状は、偏波保持光ファイバーの遅軸及び速軸の回転角を示す場合がある。この情報に基づいて、任意の所望の回転角、たとえば、遅軸若しくは速軸に沿って、又は遅軸若しくは速軸に対して或る角度を成して位置合わせされるように偏波保持光ファイバーを回転させることができる。
【００３３】
像パラメータープロファイルの特徴が偏波保持光ファイバーの遅軸又は速軸の回転位置を指示しない場合には、像パラメータープロファイルに沿った遅軸及び速軸の位置は、いくつかの代替の方法のうちの１つによって求めることができる。１つの方法は、ＰＡＳシステム光学軸が偏波保持光ファイバーの速軸又は遅軸に位置合わせされ、それにより像パラメータープロファイル上で速軸又は遅軸位置が特定されるまで、関連技術のＰＡＳシステムを用いて偏波保持光ファイバーを回転させることである。
【００３４】
ＰＡＳシステムによって観測しても、偏波保持光ファイバーの遅軸及び速軸の位置を識別できない場合には、この作業を成し遂げるために、基準ファイバーを用いることができる。この場合、ＰＡＳシステムによって位置合わせすることができる基準ファイバーを選択しなければならない。この基準ファイバーは、ＰＡＳシステムによって位置合わせできるようにするために、その偏波保持光ファイバーとは異なるタイプとすることができる。基準ファイバーを最初に、ＰＡＳ法によって速軸及び遅軸観測点まで回転させる。その後、基準ファイバーに対して、偏波保持光ファイバーを回転させる。この回転中に、図５において示されるようなＰＥＲ試験法を用いて、偏波保持光ファイバーの遅軸が基準ファイバーの遅軸と位置合わせされる回転位置を求める。その際、その回転位置は、偏波保持光ファイバーの像パラメータープロファイルに沿った遅軸位置として確立される。
【００３５】
偏波保持光ファイバーの速軸及び遅軸の位置を求める別の方法は、ファイバー端面図の観測結果を像パラメータープロファイルの観測結果と相関させることである。この場合、ファイバーの端面図像及び側面図像の両方を同時に観測することができるスプライサー又は観測システムが利用されなければならない。この場合、図３Ａ〜図３Ｄにおいて示されるような任意の特定の偏波保持光ファイバーの速軸及び遅軸を、像パラメータープロファイルと直に相関させる。
【００３６】
本発明の１つの例示的な実施形態では、基準光ファイバーを用いて、偏波保持光ファイバーを位置合わせすることができる。この例示的な実施形態では、基準光ファイバーを用いて、上記のように近似像プロファイル３７０を構成する。その後、上記のように、偏波保持光ファイバーのための測定像プロファイル３６０が得られ、測定像プロファイル３６０と近似像プロファイル３７０との間の相関が計算される。図１６に示されるように、この計算の結果として、回転角の測定範囲にわたる相関曲線が生成される。相関曲線のピーク位置は、基準ファイバーから、スプライサー内の偏波保持光ファイバーの角度オフセットを指示する。その後、その角度オフセットに基づいて偏波保持光ファイバーを回転させることによって、偏波保持光ファイバーは、任意の所望の角度に位置合わせすることができ、その後、この回転角においてスプライサー内に固定される。この方法によれば、近似像パラメータープロファイルは、同じタイプの任意の後続の偏波保持光ファイバーのための基準としての役割を果たすことができる。代替的には、偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイル３６０を、基準ファイバーの測定像パラメータープロファイルと相関させることができる。この場合、基準ファイバーのための近似像パラメータープロファイルを構成する必要はないであろう。
【００３７】
本発明の別の例示的な実施形態では、基準偏波保持光ファイバーからの少なくとも１つの測定像パラメータープロファイルをアレイ又はマトリックス内に記録して、後続の偏波保持光ファイバーを位置合わせすることができる。この例示的な実施形態では、上記のように、回転角を徐々に増加させて、像センサによって偏波保持光ファイバーの端部の像プロファイルを自動的に収集しながら、基準偏波保持光ファイバーを回転させる。測定された像パラメーターのうちの１つに基づいて、測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）が、回転角の関数として構成される。その後、測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）はアレイ内に記録される。第１の測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）と共に、付加的な測定像パラメータープロファイルを構成し、マトリックス内に記録することもできる。その後、上記の方法によって位置合わせされることになる後続の偏波保持光ファイバーのための測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）が得られる。
【００３８】
図１７は、測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）と測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）との間の位置合わせ角４００を示す。位置合わせ角４００は、測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）と測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）との間の相関を計算することによって求められる。相関ｈ（θ）は、以下の式（１）によって計算することができる。
【００３９】
【数１】
2012504786.tif 000003
【００４０】
相関ｈ（θ）の一例が図１８に示される。位置合わせ角４００は、２つの測定されるデータ点４１０間で見いだされる相関ｈ（θ）のピークにある。それゆえ、ピークは、相関ｈ（θ）に対して放物曲線当てはめを行なうことによって見つけることができる。放物曲線当てはめによって、位置合わせ角４００が２つの測定されるデータ点４１０間に存在する場合であっても、見つけることができるようになる。その後、後続の偏波保持光ファイバーをその位置合わせ角４００に固定することができる。
【００４１】
本発明の別の例示的な実施形態では、種々のタイプの偏波保持光ファイバーのための基準アレイ又はマトリックスを記録することができ、これらの基準アレイ又はマトリックスを用いて、異種の偏波保持光ファイバータイプを位置合わせすることができる。たとえば、基準ＰＡＮＤＡファイバーのための像パラメータープロファイルの第１のマトリックスを記録することができ、基準ボウタイファイバーのための像パラメータープロファイルの第２のマトリックスを記録することができる。その後、ＰＡＮＤＡファイバーの像パラメータープロファイルと第１の（ＰＡＮＤＡ）マトリックス内の対応する像パラメータープロファイルとの相関を計算し、ボウタイファイバーの像パラメータープロファイルと第２の（ボウタイ）マトリックス内の対応する像パラメータープロファイルとの相関を計算することによって、ＰＡＮＤＡファイバーをボウタイファイバーと位置合わせすることができる。
【００４２】
ＰＡＮＤＡファイバー及びボウタイファイバーのためのマトリックスは全く異なる場合があるので、異なるファイバータイプのためのマトリックスを相関させる方法を用いることが必要とされる場合がある。これは、ファイバー毎に像パラメータープロファイル内の別個の位置合わせ点を選択することによって果たすことができる。高い精度及び再現性でファイバーをカメラ視野内の位置合わせ点に容易に回転させることができるように、プロファイル毎に別個の位置合わせ点を選択することができる。図１９は、一例のマトリックスからの一例の像パラメータープロファイルを示す。図１９に示される点３５０のような変曲点を、別個の位置合わせ点として用いることができる。この例では、変曲点３５０は、勾配が最大値に達する場所において生じ、その変曲点は極大値３４０と極小値３４０との間に存在する。ファイバーを回転させることによってそのような点に位置合わせすることは、精度及び再現性を与える。一方又は両方のファイバータイプのための別個の位置合わせ点は、そのファイバーの速軸若しくは遅軸、又はそのファイバーの別の軸に対応する場合がある。さらに、ＰＡＮＤＡファイバー及びボウタイファイバーをそれぞれの選択された別個の位置合わせ点（観測カメラに対する）に位置合わせしても、２つのファイバーの偏波軸が互いに位置合わせされない場合がある。この問題は、試験及び観測によって克服し、そのファイバーの偏波軸（典型的には遅軸）に対する各ファイバーの別個の位置合わせ点の角度位置を求めることができる。これにより、各ファイバーに個々の補正角を適用できるようになる。代替的には、それぞれがその別個の位置合わせ点に位置合わせされるときに、図５に示されるようなＰＥＲ測定システムを利用して、２つのファイバーの相対的な角度オフセットを求めることができる。この後者の事例では、一度の角度補正を用いて、その特定のファイバー対間の相対的な角度を補正することができる。
【００４３】
本発明の１つの例示的な実施形態では、個々の像パラメータープロファイル上の偏波保持光ファイバー毎の速軸及び遅軸の求められた位置を関連付けることによって、２つの異なる偏波保持光ファイバータイプのためのマトリックスを互いに関連付けることができる。特定の偏波保持光ファイバーのための各像パラメータープロファイル上の速軸及び遅軸の位置を重ね合わせる１つの方法は、像パラメータープロファイルを参照し、その像パラメータープロファイルを、そのファイバーの速軸及び遅軸のためのＰＡＳ位置合わせ点と相関させることである。別の方法は、基準ファイバーのＰＡＳ速軸及び遅軸を用いて、それらを、図５に示されるようなＰＥＲ試験システムを用いることによって特定の偏波保持光ファイバーのマトリックス内の像パラメータープロファイルと相関させることである。別の方法は、図１１に示されるような端面図システムを用いて、或るマトリックス内の像パラメータープロファイルをファイバー端部像と直に相関させることである。各像パラメータープロファイルに沿って速軸及び遅軸の位置が確立される場合には、偏波保持光ファイバーの異種の組み合わせのための異なる像パラメータープロファイルが容易に関連付けられ、それらのファイバーは、高い精度で、互いに所望の角度において位置合わせすることができる。
【００４４】
本発明の別の例示的な実施形態では、予め収集された基準データを用いることなく、第１の偏波保持光ファイバーを同じタイプの第２の偏波保持光ファイバーと位置合わせすることができる。第１の偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）が、上記で検討したように収集される。第２の偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）が測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）と同じ像パラメーターを追跡するように、測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）も上記のように収集される。測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）とｇ（ｔ）との間の相関ｈ（θ）は式（１）によって計算され、その相関ｈ（θ）から得られる位置合わせ角４００）に基づいて、第２の偏波保持光ファイバーを第１の偏波保持光ファイバーの配向に一致するように回転させる。
【００４５】
本発明の別の例示的な実施形態では、未知のタイプの偏波保持光ファイバーを特定することができる。この例示的な実施形態では、複数の偏波保持光ファイバータイプのタイプ毎に、測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）の基準アレイ又はマトリックスが記録される。未知の偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）が上記で検討したように収集される。ファイバータイプ毎に式（１）によって、未知の偏波保持光ファイバーの測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）と基準像パラメータープロファイルｆ（ｔ）との間の相関ｈ（θ）が計算される。未知の偏波保持光ファイバーは、未知の偏波保持光ファイバーが最も強い相関ｈ（θ）を有する基準偏波保持光ファイバーと同じタイプであると特定される。
【００４６】
上記で具現された方法は、上記で検討したように、偏波保持光ファイバーの同種又は異種の組み合わせを位置合わせするために利用される場合がある。同じ方法及び計算を用いて、接合前又は後に位置合わせを確認又は測定することもできる。本発明の１つの例示的な実施形態では、同時に、かつ一致してファイバーを回転させることによって、予め位置合わせ又は接合されている同じタイプの２つの偏波保持光ファイバーの角度位置合わせ不良を求めることができる。２つのファイバーを回転させるときに、上記のように、第１のファイバーのための測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）が構成され、かつ第２のファイバーのための測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）が構成される。その後、式（１）を用いてｆ（ｔ）とｇ（ｔ）との間の相関ｈ（θ）を計算することによって、２つのファイバーの位置合わせ不良が求められる。この場合、２つのファイバー間の角度位置合わせ不良は、ファイバー位置合わせのためにｆ（ｔ）及びｇ（ｔ）を用いる事例において上記で検討されたように、以前に位置合わせ角４００と呼ばれた特徴によって、図１７に示されるように定義される。
【００４７】
本発明のさらなる例示的な実施形態では、同時に、かつ一致してファイバーを回転させることによって、予め位置合わせ又は接合されている異なるタイプの２つの偏波保持光ファイバーの角度位置合わせ不良を求めることができる。この場合、異なるタイプの基準偏波保持ファイバーのための像パラメータープロファイルのマトリックスが既に構成されている。遅軸又は速軸の位置が、上記で検討したように、各像パラメータープロファイルに沿った基準ファイバー毎に求められている。２つの異なる偏波保持光ファイバーが同時に一致して回転するとき、上記で検討したように、第１のファイバーのための測定像パラメータープロファイルｆ（ｔ）が構成され、かつ第２のファイバーのための測定像パラメータープロファイルｇ（ｔ）が構成される。その後、その２つのファイバーの測定像パラメータープロファイルを、基準偏波保持光ファイバータイプ毎に各マトリックス内の全ての入手可能な基準像パラメータープロファイルと相関させることができる。各基準像パラメータープロファイルとの第１のファイバーの相関ｈ（θ）が、式（１）を用いて計算される。第１のファイバーは、ｆ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する基準偏波保持光ファイバーと同じタイプであると特定される。同様に、各基準像パラメータープロファイルとの第２のファイバーの相関ｈ（θ）が、式（１）を用いて計算される。第２のファイバーは、ｇ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する基準偏波保持光ファイバーと同じタイプであると特定される。第１のファイバー及び第２のファイバーは同時に一致して回転させたので、ｆ（ｔ）とｇ（ｔ）との間の角度の関係はわかっている。それゆえ、第１のファイバーのためのｆ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する対応する基準像パラメータープロファイルと、第２のファイバーのためのｇ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する基準像プロファイルとの間の角度の関係もわかっている。図２０は、第１のファイバーのためのｆ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する基準像パラメータープロファイル５００と、第２のファイバーのためのｇ（ｔ）に対して最も強い相関ｈ（θ）を有する基準像プロファイル５５０との間の一例の角度回転関係を示す。第１のファイバー及び第２のファイバーを一致して同時に回転させることによって確立される共通の回転角に対して、両方の基準像パラメータープロファイルがプロットされる。第１の基準像パラメータープロファイル５００のための遅軸位置５１０及び速軸位置５２０の場所はわかっているので、それらは第１の基準像パラメータープロファイル５００上に示される。同様に、第２の基準像パラメータープロファイル５５０のための遅軸位置５６０及び速軸位置５７０の場所はわかっているので、それらは第２の基準像パラメータープロファイル５５０上に示される。第１及び第２の偏波保持光ファイバーの角度位置合わせ不良は、第１の基準像パラメータープロファイル５００の遅軸５１０の相対的な角度位置対第２の基準像パラメータープロファイル５５０の遅軸５６０の角度位置から求められる。第１のファイバー対第２のファイバーの角度位置合わせ不良は、２つの遅軸位置の角度位置合わせ不良５８０��して計算される。代替形態として、第１のファイバー対第２のファイバーの角度位置合わせ不良は、２つの遅軸位置の角度位置合わせ不良５９０として計算されてもよい。
【００４８】
本発明のさらなる例示的な実施形態では、上記で計算されたのと同じタイプ、又は異なるタイプの２つの偏波保持光ファイバー間の角度位置合わせ不良を用いて、２つのファイバー間の偏波クロストークを直に計算することができる。さらに、システムの開始（接合前）ＰＥＲがわかっているか、又は推定できる場合には、結果として生成されるＰＥＲを計算することができる。この情報はグラフとして表示又は提示することができる。角度位置合わせ不良、偏波クロストーク、又はＰＥＲの推定値は、工程管理のために記録することもできる。
【００４９】
本発明は、その例示的な実施形態を参照しながら特に図示及び説明されてきたが、添付の特許請求の範囲によって規定されるような本発明の精神及び範囲、並びにその法的な均等物から逸脱することなく、形態及び細部において種々の変更が加えられる場合があることは当業者には理解されよう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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