(57)【要約】  本発明は、数モードファイバの接続点における基本モードおよび第一高次モードのモード依存損失およびモード間クロストークを測定するための光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置を提供することを目的とする。本発明に係る光ファイバ試験方法および試験装置は、数モードファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をガウシアンおよびエルミートガウシアン関数として近似した際に得られるモード間結合効率の近似式を用いて、接続点における基本モードおよび第一高次モードのモード依存損失およびモード間クロストークを算出することとした。
2020075343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手順と、
前記入射手順で入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手順と、
前記測定手順で測定した前記強度分布から前記被試験光ファイバの接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを算出する透過率比算出手順と、
光ファイバの接続部における各モード間の結合効率を、該光ファイバにおける各モードの電界分布と該接続部における軸ずれ量とに基づき求める数式において、該光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をそれぞれガウシアン関数およびエルミートガウシアン関数で近似することによって得られる第１の数式と、前記各モード間の結合効率から各モードの透過率を求める数式と前記第１の数式とを連立させることによって得られる第２の数式とを用い、前記透過率比算出手順で算出した前記透過率の比Ｋを前記第２の数式に代入して前記軸ずれ量を計算し、該軸ずれ量を前記第１の数式に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算する演算手順と、
を行うことを特徴とする光ファイバ試験方法。
【請求項２】
前記第２の数式として下記の式（Ｃ１）を用い、前記第１の数式として下記の式（Ｃ２）を用いることを特徴とする請求項１に記載の光ファイバ試験方法。
【数Ｃ１】
2020075343.tif 000014
【数Ｃ２】
2020075343.tif 000015
但し、ｗは前記被試験光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードのモードフィールド径、ｄは前記軸ずれ量である。
【請求項３】
前記演算手順では、さらに前記結合効率η０１−０１および前記結合効率η１１−１１を対数変換してモード依存損失を、前記結合効率η０１−１１を対数変換してモード間クロストークを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の光ファイバ試験方法。
【請求項４】
複数本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手段と、
前記入射手段が入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記強度分布から前記被試験光ファイバの接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを算出する透過率比算出手段と、
光ファイバの接続部における各モード間の結合効率を、該光ファイバにおける各モードの電界分布と該接続部における軸ずれ量とに基づき求める数式において、該光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をそれぞれガウシアン関数およびエルミートガウシアン関数で近似することによって得られる第１の数式と、前記各モード間の結合効率から各モードの透過率を求める数式と前記第１の数式とを連立させることによって得られる第２の数式とを用い、前記透過率比算出手段が算出した前記透過率の比Ｋを前記第２の数式に代入して前記軸ずれ量を計算し、該軸ずれ量を前記第１の数式に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする光ファイバ試験装置。
【請求項５】
前記第２の数式として下記の式（Ｃ３）を用い、前記第１の数式として下記の式（Ｃ４）を用いることを特徴とする請求項４に記載の光ファイバ試験装置。
【数Ｃ３】
2020075343.tif 000016
【数Ｃ４】
2020075343.tif 000017
但し、ｗは前記被試験光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードのモードフィールド径、ｄは前記軸ずれ量である。
【請求項６】
前記演算手段は、さらに前記結合効率η０１−０１および前記結合効率η１１−１１を対数変換してモード依存損失を、前記結合効率η０１−１１を対数変換してモード間クロストークを算出することを特徴とする請求項４または５に記載の光ファイバ試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、数モード光ファイバにおけるモード依存損失およびモード間クロストークを測定するための試験方法および試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画やゲームに代表される大容量コンテンツの増加やスマートフォンの普及に伴い、光ファイバネットワークにおけるトラフィック量は年々増加している。一方で、現在伝送媒体として用いられているシングルモードファイバには、伝送容量の限界が近づいている。将来的なトラフィック増大に対応するための一つの技術として、数モードファイバを用いたモード多重伝送が注目されている。本技術においては、数モードファイバの接続点におけるモード依存損失やモード間クロストークが重要な光学特性の一つとなる。【０００３】
光ファイバの試験方法としては、光時間領域反射測定法（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ、以下ＯＴＤＲと称する）が著名である。ＯＴＤＲは、パルス化された試験光を被試験光ファイバ（Ｆｉｂｅｒ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ、以下ＦＵＴと称する）に入射し、光ファイバ内を伝搬する試験光パルスに由来するレイリー散乱光の後方散乱光やフレネル反射光の強度とラウンドトリップ時間に基づき分布データ（ＯＴＤＲ波形）を取得する方法および装置である。この技術は、光ファイバの光学特性を試験するために用いることができる。非特許文献１では、複数チャネルを有するＯＴＤＲを用いて、数モードファイバの接続点におけるモード間クロストークを試験する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Ｍ．Ｙｏｓｈｉｄａ  ｅｔ．ａｌ．，“Ｍｏｄｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｔ  ａ  ｓｐｌｉｃｅ  ｐｏｉｎｔ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｆｅｗ−ｍｏｄｅ  ｆｉｂｅｒｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｍｕｌｔｉ−ｃｈａｎｎｅｌ  ＯＴＤＲ，”  ＯＦＣ２０１６，Ｔｈ１Ｊ．４，  ２０１６．
【非特許文献２】Ａ．Ｎａｋａｍｕｒａ  ｅｔ．ａｌ．，“Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ  ｍｏｄｅ  ｆｉｅｌｄ  ｄｉａｍｅｔｅｒ  ｆｏｒ  ＬＰ１１  ｍｏｄｅ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，”  ＩＥＥＥ  Ｐｈｏｔｏｎ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｌｅｔｔ．，  ｖｏｌ．  ２８，  ｎｏ．  ２２，  ｐｐ．  ２５５３−２５５６，  ２０１６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、非特許文献１に記載の試験方法では、接続点におけるモード依存損失を試験する方法については言及されていない。本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、数モードファイバの接続点における基本モードおよび第一高次モードのモード依存損失およびモード間クロストークを測定するための光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る光ファイバ試験方法および試験装置は、数モードファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をガウシアンおよびエルミートガウシアン関数として近似した際に得られるモード間結合効率の近似式を用いて、接続点における基本モードおよび第一高次モードのモード依存損失およびモード間クロストークを算出することとした。【０００７】
具体的には、本発明に係る光ファイバ試験方法は、
複数本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手順と、
前記入射手順で入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手順と、
前記測定手順で測定した前記強度分布から前記被試験光ファイバの前記接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを算出する透過率比算出手順と、
光ファイバの接続部における各モード間の結合効率を、該光ファイバにおける各モードの電界分布と該接続部における軸ずれ量とに基づき求める数式において、該光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をそれぞれガウシアン関数およびエルミートガウシアン関数で近似することによって得られる第１の数式と、前記各モード間の結合効率から各モードの透過率を求める数式と前記第１の数式とを連立させることによって得られる第２の数式とを用い、前記透過率比算出手順で算出した前記透過率の比Ｋを前記第２の数式に代入して前記軸ずれ量を計算し、該軸ずれ量を前記第１の数式に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算する演算手順と、
を行うことを特徴とする。【０００８】
また、本発明に係る光ファイバ試験装置は、
複数本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手段と、
前記入射手段が入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記強度分布から前記被試験光ファイバの前記接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを算出する透過率比算出手段と、
光ファイバの接続部における各モード間の結合効率を、該光ファイバにおける各モードの電界分布と該接続部における軸ずれ量とに基づき求める数式において、該光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードの電界分布をそれぞれガウシアン関数およびエルミートガウシアン関数で近似することによって得られる第１の数式と、前記各モード間の結合効率から各モードの透過率を求める数式と前記第１の数式とを連立させることによって得られる第２の数式とを用い、前記透過率比算出手段が算出した前記透過率の比Ｋを前記第２の数式に代入して前記軸ずれ量を計算し、該軸ずれ量を前記第１の数式に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算する演算手段と、
を備えることを特徴とする。【０００９】
ここで、前記第２の数式として下記の式（Ｃ１）を用い、前記第１の数式として下記の式（Ｃ２）を用いることができる。
【数Ｃ１】
2020075343.tif 000003
【数Ｃ２】
2020075343.tif 000004
但し、ｗは前記被試験光ファイバにおける基本モードおよび第一高次モードのモードフィールド径、ｄは前記軸ずれ量である。【００１０】
そして、前記演算手順ないし前記演算手段では、さらに前記結合効率η０１−０１および前記結合効率η１１−１１を対数変換してモード依存損失を、前記結合効率η０１−１１を対数変換してモード間クロストークを算出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、数モードファイバの接続点における基本モードおよび第一高次モードのモード依存損失およびモード間クロストークを測定するための光ファイバ試験方法及び光ファイバ試験装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る光ファイバ試験方法を説明する図である。
【図２】本発明に係る光ファイバ試験装置を説明する図である。
【図３】基本モードおよび第一高次モードの光強度分布とｘｙ座標の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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、本明細書および図面において、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。
【００１４】
図１は、本実施形態の光ファイバ試験方法を説明する工程図である。本光ファイバ試験方法は、
２本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバの一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手順Ｓ０１と、
入射手順Ｓ０１で入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手順Ｓ０２と、
測定手順Ｓ０２で測定した前記強度分布から前記被試験光ファイバの前記接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを取得する取得手順Ｓ０３と、
前記取得手順で取得した前記透過率の比Ｋを式（２０）に代入して値（ｄ２／ｗ２）を計算し、式（１１）〜式（１３）に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算し（ステップＳ０４ａ）、さらに結合効率η０１−０１及び結合効率η１１−１１を対数変換してモード依存損失を、結合効率η０１−１１を対数変換してモード間クロストークを算出（ステップＳ０４ｂ）する演算手順Ｓ０４と、
を行うことを特徴とする。
【００１５】
入射手順Ｓ０１では、
被試験光ファイバを基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成ステップと、
前記生成ステップで生成した前記試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で前記被試験光ファイバの一端に入射する入射ステップと、
を行う。
【００１６】
測定手順Ｓ０２では、
前記入射ステップで前記被試験光ファイバの一端に入射した前記試験光パルスの戻り光を基本モードおよび第一高次モードに分離するモード分波ステップと、
前記モード分波ステップで分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換し、前記被試験光ファイバ一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布を取得する光強度取得ステップと、
を行う。つまり、入射手順Ｓ０１と測定手順Ｓ０２で非特許文献２に示されるような後方散乱光測定技術を用いて、被試験光ファイバの一端から基本モードおよび第一高次モードの後方散乱光強度分布を測定する。  
【００１７】
取得手順Ｓ０３では、
前記光強度取得ステップで取得した前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布から前記被試験光ファイバの任意位置における前記戻り光のモード成分に生じた透過率の比を取得する透過率比取得ステップ
を行う。
【００１８】
演算手順Ｓ０４では、
前記透過率比取得ステップで取得した透過率の比から近似式を用いて接続点におけるモード間結合効率を算出するモード間結合効率算出ステップ（Ｓ０４ａ）と、
前記モード間結合効率算出ステップで取得したモード間結合効率からモード依存損失およびモード間クロストークを取得するモード依存損失およびモード間クロストーク取得ステップ（Ｓ０４ｂ）と、
を行う。モード間結合効率、モード依存損失およびモード間クロストークを算出する詳細は後述する。
【００１９】
図２は、本実施形態の光ファイバ試験装置１０１の構成例を説明する図である。光ファイバ試験装置１０１は、
２本の同種光ファイバを直列に接続した被試験光ファイバ１０の一端から基本モードと第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射する入射手段と、
前記入射手段が入射した前記試験光パルスの戻り光の基本モード成分および第一高次モード成分それぞれの前記一端からの距離に関する強度分布を測定する測定手段と、
前記測定手段が測定した前記強度分布から被試験光ファイバ１０の前記接続点における戻り光の基本モード成分の透過率に対する第一高次モード成分の透過率の比Ｋを算出する透過率比算出手段と、
前記透過率比算出手段が算出した前記透過率の比Ｋを式（２０）に代入して値（ｄ２／ｗ２）を計算し、式（１１）〜式（１３）に代入して基本モード同士の結合効率η０１−０１、基本モードと第一高次モード郡間の結合効率η０１−１１、及び第一高次モード郡同士の結合効率η１１−１１を演算し、さらに結合効率η０１−０１及び結合効率η１１−１１を対数変換してモード依存損失を、結合効率η０１−１１を対数変換してモード間クロストークを算出する演算手段と、
を備える。
【００２０】
前記入射手段は、
被試験光ファイバ１０を基本モードおよび第一高次モードで伝搬可能な波長の試験光パルスを生成する生成部Ａと、
生成部Ａが生成した試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で被試験光ファイバ１０に入射し、かつ前記試験光パルスからの戻り光を基本モードおよび第一高次モードに分離するモード合分波部Ｂと、
で構成される。
【００２１】
前記測定手段は、
モード合分波部Ｂと、
モード合分波部Ｂが分離した前記戻り光のモード成分それぞれを光電変換する受光部Ｃと、
演算処理部Ｄのうち、デジタルデータに変換された受光部Ｃの出力信号に基づいて、前記試験光パルスを基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で被試験光ファイバ１０の一端に入射したときの被試験光ファイバ１０の一端からの距離に対する前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布を取得する信号処理部１９と、
で構成される。
【００２２】
前記透過率算出手段は、
演算処理部Ｄのうち、前記戻り光のモード成分それぞれの強度分布から接続点で生じた透過率の比を算出する透過率比算出部２０で構成される。
前記演算手段は、
演算処理部Ｄのうち、
透過率比算出部２０が算出した透過率の比からモード間結合効率を算出するモード間結合効率算出部２１と、
モード間結合効率算出部２１が算出したモード間結合効率からモード依存損失およびモード間クロストークを算出するモード依存損失およびモード間クロストーク算出部２２と、
で構成される。
【００２３】
生成部Ａは、光源１１、パルス発生器１２および光強度変調器１３を有する。光源１１は被試験光ファイバ１０を基本モードおよび第一高次モードで伝搬可能な波長の連続光を出力可能であり、出力される連続光はパルス発生器１２の信号に従って光強度変調器１３でパルス化され、試験光パルスとなる。光強度変調器１３は、例えば音響光学素子をパルス駆動するようにした音響光学スイッチを備える、音響光学変調器である。なお、パルス発生器１２は、演算処理部Ｄに対して、後方散乱光強度分布の測定を開始するタイミングを決めるためのトリガ信号を出力するようにしてもよい。
【００２４】
モード合分波部Ｂは、光サーキュレータ１４およびモード合分波器１５を有する。光強度変調器１３で生成された試験光パルスは、光サーキュレータ１４を介してモード合分波器１５に入射される。モード合分波器１５は、例えば非特許文献２に記載されるような平面光波回路で構成された方向性結合器を備える、モード合分波器である。試験光パルスは、モード合分波器１５から基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で被試験光ファイバ１０の一端に入射される。
【００２５】
基本モードおよび第一高次モードのいずれか一方で入射された試験光パルスが被試験光ファイバ１０を伝搬する際、レイリー散乱によって試験光パルスの一部は逆方向に伝搬する基本モードおよび第一高次モードに結合し、それぞれ基本モードおよび第一高次モードの後方散乱光となる。この後方散乱光は、戻り光としてモード合分波器１５に再入射される。このとき戻り光の基本モードと第一高次モードのモード成分はモード合分波器１５で分離される。
【００２６】
受光部Ｃは、２つの光受信器（１６、１７）を有する。モード合分波器１５でモード毎に分離された戻り光のうち、入射された試験光パルスと同じモード成分は光サーキュレータ１４を経由して光受信器１６に、入射された試験光パルスと異なるモード成分は光受信器１７にそれぞれ入射され、光電変換される。
【００２７】
演算処理部Ｄは、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器１８、信号処理部１９、透過率比算出部２０、モード間結合効率算出部２１、モード依存損失およびモード間クロストーク算出部２２を有する。光受信器１６および１７からの電気信号は、Ａ／Ｄ変換器１８でデジタルデータに変換される。前記デジタルデータは信号処理部１９に入力される。
【００２８】
信号処理部１９は、戻り光の基本モードと第一高次モード成分に対する強度分布を取得する。さらに、透過率比算出部２０は、接続点における戻り光の基本モードと第一高次モード成分に対する強度分布の透過率の比を取得する。そして、モード間結合効率算出部２１は、接続点におけるモード間結合効率を算出する演算処理を行う。モード依存損失およびモード間クロストーク算出部２２は、取得したモード間結合効率からモード依存損失およびモード間クロストークを算出する演算処理を行う。
なお、演算処理部Ｄはコンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００２９】
以下、モード間結合効率ならびに、モード依存損失およびモード間クロストークを算出する演算処理について説明する。
【００３０】
光ファイバにおける基本モードおよび直交する２つの第一高次モードの電界分布を以下のガウス関数およびエルミートガウス関数で近似する。
【数Ｍ１】
2020075343.tif 000005
なお、Ｅ１は基本モード（ＬＰ０１モード）の電界分布、Ｅ２およびＥ３はそれぞれ、直交する２つの第一高次モード（ＬＰ１１ａおよびＬＰ１１ｂモード）の電界分布、ｗは基本モードおよび第一高次モードのモードフィールド径、ｘおよびｙは光ファイバ断面における中心を原点とする座標である。図３は、各モードの光強度分布とｘｙ座標の関係を示す図である。
【００３１】
２本の同種光ファイバを接続した被試験光ファイバのモード間結合効率ηｍｎは次式で表される。
【数Ｍ２】
2020075343.tif 000006
ＥｍおよびＥｎはそれぞれ、接続部に入力されるモードの電界分布および接続部から出力されるモードの電界分布を表す。つまり、ηｍｎは、接続部においてｍのモードからｎのモードへ結合する効率を表す。また、ｄは接続点における軸ずれ量を、θはｘ軸と軸ずれ方向のなす角度を表す。式（１）〜（４）より、次式が得られる。
【数Ｍ３】
2020075343.tif 000007
【００３２】
ここで、直交する２つの第一高次モードは、伝搬中に強く結合するため、実際の測定で区別することは難しい。そこで、直交する２つの第一高次モードをまとめて一つの第一高次モード群として考える。このとき、式（５）〜（１０）は次式のように表すことができる。
【数Ｍ４】
2020075343.tif 000008
η０１−０１は基本モード同士の結合効率を、η０１−１１およびη１１−０１は基本モードと第一高次モード郡間の結合効率、η１１−１１は第一高次モード郡同士の結合効率を表す。これにより、軸ずれ方向を表す角度θを消去することができる。
【００３３】
一方、試験光パルスの入射端（近端）側および遠端側における被試験光ファイバの屈折率をそれぞれｎ１およびｎ２，モードフィールド半径をそれぞれｗ１，ｗ２とすると、被試験光ファイバに基本モードで試験光パルスを入射したときに、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の透過率は、以下の式で得られる。
【数Ｍ５】
2020075343.tif 000009
Ｌ１およびＬ２はそれぞれ、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の透過率である。
【００３４】
また、被試験光ファイバに第一高次モードで試験光パルスを入射したときに、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の透過率は、以下の式で得られる。
【数Ｍ６】
2020075343.tif 000010
Ｌ３およびＬ４はそれぞれ、基本モード成分および第一高次モード成分の後方散乱光強度における接続点の透過率である。
【００３５】
式（１４）〜式（１７）より、Ｌ１に対するＬ２の比、またはＬ３に対するＬ４の比をとると、透過率の比Ｋは以下の式で表すことができる。
【数Ｍ７】
2020075343.tif 000011
【００３６】
このように透過率の比をとることによって、被試験光ファイバの屈折率およびモードフィールド半径に依存する項を消去することができるため、被試験光ファイバにおいて接続する光ファイバ間の、屈折率およびモードフィールド径の不整合に起因する後方散乱光捕獲率差の影響を低減（除去）することが可能となる。
【００３７】
式（１１）〜式（１３）および式（１８）より、以下の式が得られる。
【数Ｍ８】
2020075343.tif 000012
式（１９）は、（ｄ２／ｗ２）が√３−１のとき重解となり、他の条件で２つの解が存在する。通常、接続点で生じうる軸ずれ量が２μｍ以下であり、さらに試験波長における光ファイバのモードフィールド径は４．６８μｍ以上であることを考慮とすると、式（１９）の解は以下の通りとなる。
【数Ｍ９】
2020075343.tif 000013
【００３８】
したがって、取得した透過率の比Ｋから、式（２０）を用いて（ｄ２／ｗ２）を算出し、それを式（１１）〜（１３）に代入することでモード間結合効率を算出することができる。
【００３９】
さらに、上記手法で算出したモード間結合効率を対数変換することでモード依存損失およびモード間クロストークを算出することができる。
【００４０】
（他の実施形態）
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施可能である。要するにこの発明は、上位実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、演算処理部Ｄは、コンピュータとプログラムによっても実現でき、プログラムを記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。また、上記実施例では、２本の同種光ファイバを直列に接続したものを被試験光ファイバとして説明したが、３本以上の同種光ファイバを直列に接続したものを被試験光ファイバとしても試験可能である。
【００４１】
また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０：被試験光ファイバ
１１：光源
１２：パルス発生器
１３：光強度変調器
１４：光サーキュレータ
１５：モード合分波器
１６、１７：光受信器
１８：Ａ／Ｄ変換器
１９：信号処理部
２０：透過率比算出部
２１：モード間結合効率算出部
２２：モード依存損失およびモード間クロストーク算出部
１０１：光パルス試験装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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