JP2002131186A - Measuring method of polarization crosstalk of optical component - Google Patents
Measuring method of polarization crosstalk of optical componentInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、偏波面保存構造を
有する光部品について、その偏波クロストークを正確に
測定するための方法および装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for accurately measuring polarization crosstalk of an optical component having a polarization plane preserving structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばシングルモード光ファイバは、伝
搬するモードがただ一つとなるように設計されている
が、実際には互いに独立な２つの偏波成分として伝搬さ
れている。偏波面保存光ファイバは、そのうちの１つの
偏波成分を伝搬モードでなくしてしまうか、利用する偏
波と利用しない偏波との間で混信がないようにするため
に、偏波の方向によって屈折率が異なる、すなわち複屈
折を有するように設計されている。偏波面保存光ファイ
バなどの偏波面保存構造を有する光部品は、これに２つ
の偏波のうち一方の偏波のみを入射した場合、出射パワ
ーも入射と同じ偏波成分のみで構成されることが理想で
あるが、実際には、一方の偏波成分のうちの若干のパワ
ーが他方の偏波成分へ結合して、２つの偏波成分が同時
に伝搬されることになる。このように、光部品を通過す
る間に他方の偏波成分へ漏れてしまうパワーの、入射の
偏波成分のまま伝送されるパワーに対する割合が、偏波
クロストーク（漏話）と定義される。2. Description of the Related Art For example, a single mode optical fiber is designed so that only one mode propagates, but in fact, it is transmitted as two independent polarization components. The polarization-maintaining optical fiber is provided with a polarization direction depending on the direction of the polarization in order to eliminate one of the polarization components in the propagation mode or to prevent interference between the used polarization and the unused polarization. They are designed to have different refractive indices, ie, have birefringence. An optical component having a polarization-maintaining structure, such as a polarization-maintaining optical fiber, is configured such that when only one of the two polarizations is incident on the optical component, the output power also includes only the same polarization component as the incident. Is ideal, but in practice, some power of one polarization component is coupled to the other polarization component, and two polarization components are simultaneously propagated. As described above, the ratio of the power leaking to the other polarization component while passing through the optical component to the power transmitted as the incident polarization component is defined as polarization crosstalk (crosstalk).
【０００３】この偏波クロストークを測定するための従
来の方法は、例えば偏波面保存光ファイバを伝送可能な
２つの直交する偏波のうち片方のみの偏波成分からなる
光を、偏波面保存光ファイバへ入射したときに、この偏
波面保存光ファイバから出射される光の消光比を測定す
る方法であった。消光比とは、偏波面保存光ファイバか
らの出射光が偏光板を通過した後のパワーを測定しなが
ら偏光板を回転させたときの、最大パワーと最小パワー
の比の値である。この測定方法により得られた消光比の
値は、ｄＢ表示での偏波クロストークの絶対値に相当
し、ｄＢで表示した場合には偏波クロストークは消光比
の値にマイナス符号（−）を付けた値として得られる。[0003] A conventional method for measuring this polarization crosstalk is to use, for example, a polarization-conserving optical system that transmits only one polarization component of two orthogonal polarizations that can be transmitted through a polarization-maintaining optical fiber. This method measures the extinction ratio of light emitted from the polarization-maintaining optical fiber when the light enters the optical fiber. The extinction ratio is a value of the ratio between the maximum power and the minimum power when the polarizing plate is rotated while measuring the power after the light emitted from the polarization-maintaining optical fiber passes through the polarizing plate. The value of the extinction ratio obtained by this measurement method corresponds to the absolute value of the polarization crosstalk in dB display, and when displayed in dB, the polarization crosstalk is a minus sign (−) to the value of the extinction ratio. It is obtained as a value with.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば偏波
面保存光ファイバを２つの偏波成分が同時に伝搬する場
合、偏波面保存光ファイバは複屈折を有しているので、
２つの偏波成分の伝搬速度は異なっている。このため、
光ファイバの長さ方向に光が伝搬するに従って２つの偏
波成分の位相差が変化していき、図３に示すように、光
ファイバの長さ方向（図中、Ｚ方向）に沿って偏光状態
が直線偏光（ａ地点）→楕円偏光（ｂ地点）→直線偏光
（ｃ地点）→楕円偏光（ｄ地点）→直線偏光（ｅ地点）
→楕円偏光（ｆ地点）と変化していく。したがって、偏
波面保存光ファイバの出射端面における偏光状態は、２
つの偏波成分の位相差に依存し、楕円偏光であったり、
直線偏光であったりする。By the way, for example, when two polarization components propagate simultaneously in a polarization-maintaining optical fiber, the polarization-maintaining optical fiber has birefringence.
The propagation speeds of the two polarization components are different. For this reason,
As the light propagates in the length direction of the optical fiber, the phase difference between the two polarization components changes, and as shown in FIG. 3, the light is polarized along the length direction of the optical fiber (the Z direction in the figure). State is linearly polarized light (point a) → elliptically polarized light (point b) → linearly polarized light (point c) → elliptically polarized light (point d) → linearly polarized light (point e)
→ It changes to elliptically polarized light (point f). Therefore, the polarization state at the output end face of the polarization-maintaining optical fiber is 2
Depending on the phase difference between the two polarization components,
It may be linearly polarized light.
【０００５】上述の従来の測定方法では、偏波面保存光
ファイバの出射端面での偏光状態が直線偏光であるか、
楕円偏光であるかによって、消光比の測定値が異なり、
このために偏波面保存光ファイバの偏波クロストークを
正確に測定することができないという問題があった。具
体的には、偏波面保存光ファイバの出射端面における偏
光状態が直線偏光である場合、偏光板を回転させながら
測定した光パワーの最大値と最小値との差（＝消光比）
は、偏波面保存光ファイバの偏波クロストークに相当す
る値よりも大きくなってしまう。また、偏波面保存光フ
ァイバを伝搬する２つの偏波成分の位相差は、２つの偏
波成分の光路長差に依存するので、出射端面における偏
光状態は光ファイバの曲がりや温度変化によって影響を
受け、これにより消光比の測定値が非常に不安定にな
り、偏波クロストークを精度良く測定できないという問
題もあった。In the above-mentioned conventional measuring method, whether the polarization state at the output end face of the polarization-maintaining optical fiber is linearly polarized light,
The measurement value of the extinction ratio differs depending on whether the light is elliptically polarized light,
For this reason, there has been a problem that the polarization crosstalk of the polarization-maintaining optical fiber cannot be measured accurately. Specifically, when the polarization state at the output end face of the polarization-maintaining optical fiber is linearly polarized, the difference between the maximum value and the minimum value of the optical power measured while rotating the polarizing plate (= extinction ratio)
Is larger than the value corresponding to the polarization crosstalk of the polarization-maintaining optical fiber. Also, since the phase difference between two polarization components propagating through the polarization-maintaining optical fiber depends on the optical path length difference between the two polarization components, the polarization state at the output end face is affected by the bending or temperature change of the optical fiber. As a result, the measured value of the extinction ratio becomes very unstable, and the polarization crosstalk cannot be measured with high accuracy.
【０００６】また、測定系の光源として一般に用いられ
ることの多いレーザーダイオード（以下、ＬＤと記す）
の出射光の偏光度（消光比）は２０ｄＢ程度であること
が多く、偏波クロストークが、例えば−２０ｄＢより小
さい光部品を測定する場合には、測定精度を向上させる
ため、偏光子を用いてＬＤの出射光の偏光度を大きく向
上させる必要があった。[0006] A laser diode (hereinafter, referred to as LD) which is often used as a light source of a measurement system.
The degree of polarization (extinction ratio) of the outgoing light is often about 20 dB, and when measuring an optical component having a polarization crosstalk smaller than, for example, −20 dB, a polarizer is used to improve the measurement accuracy. Therefore, it is necessary to greatly improve the degree of polarization of the light emitted from the LD.
【０００７】また、測定系の光源からの光を光部品に入
射するにおいては、大別して空間を伝搬させる方法と偏
波面保存ファイバを介して導く方法のいずれかの方法が
用いられる。しかしながら、空間を伝搬させる方法にお
いては、精密なメカニカルステージを用いて光部品を構
成する偏波面保存光ファイバの中心軸の調芯を行い、か
つ光源の偏光方向と偏波面保存光ファイバの偏波面保存
軸とを整合させる必要がある。そのため、振動などの外
乱の影響を受けやすく、またメカニカルステージやレン
ズ、防振台などが必要で、装置が大掛かりとなってしま
うなどの問題があった。When light from a light source of a measurement system is incident on an optical component, either a method of roughly propagating through space or a method of guiding the light through a polarization-maintaining fiber is used. However, in the method of propagating the space, the center axis of the polarization-maintaining optical fiber constituting the optical component is aligned using a precision mechanical stage, and the polarization direction of the light source and the polarization plane of the polarization-maintaining optical fiber are adjusted. It is necessary to match with the storage axis. For this reason, there is a problem that the apparatus is easily affected by disturbance such as vibration, and a mechanical stage, a lens, a vibration isolating table, and the like are required, and the apparatus becomes large-scale.
【０００８】また、偏波面保存ファイバを介して導く方
法においては、光源に接続された出射用の偏波面保存光
ファイバと偏波面保存光ファイバ部品のリードファイバ
である偏波面保存光ファイバとの融着接続が必須であ
る。そして、偏波面保存光ファイバの融着接続点での偏
波クロストークは一般に−２５〜−３０ｄＢ程度であ
る。したがって、光源の出射光の偏光度が十分に高かっ
たとしても、この融着接続点で偏光度が低下し、この融
着接続点の偏波クロストークよりも偏波クロストークが
小さい光部品の測定が困難であるという問題があった。In the method of guiding the light through a polarization-maintaining fiber, the polarization-maintaining optical fiber for output and the polarization-maintaining optical fiber which is a lead fiber of the polarization-maintaining optical fiber component are connected to a light source. Terminating connection is mandatory. The polarization crosstalk at the fusion splicing point of the polarization maintaining optical fiber is generally about -25 to -30 dB. Therefore, even if the degree of polarization of the light emitted from the light source is sufficiently high, the degree of polarization decreases at this fusion splicing point, and the optical component having a smaller polarization crosstalk than the polarization crosstalk at the fusion splicing point. There is a problem that measurement is difficult.
【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、偏波面保存光ファイバをはじめとする偏波面保存構
造を有する光部品の、偏波クロストークを正確に測定で
きるようにすることを目的とする。具体的には、偏波面
保存光ファイバの出射端における偏光状態によってクロ
ストークの測定値が変化することや、偏波面保存光ファ
イバの曲がりや温度変化によって偏波クロストークの測
定値が影響を受けることを抑制して、安定な測定値が得
られる光部品の偏波クロストークの測定方法を提供する
ことを目的とする。また、偏波クロストークが低い光部
品の測定においても、光源から出射する光の偏光度を高
くする必要がない光部品の偏波クロストークの測定方法
を提供することを課題とする。さらに、振動などの外乱
を受けにくい光部品の偏波クロストークの測定方法を提
供することを課題とする。また、簡単な装置構成で測定
できる偏波クロストークの測定方法を提供することを課
題とする。特に偏波クロストークの値が小さい光部品に
ついても測定可能な偏波クロストークの測定方法を提供
することを課題とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to accurately measure the polarization crosstalk of an optical component having a polarization-maintaining structure such as a polarization-maintaining optical fiber. And Specifically, the measured value of crosstalk changes depending on the polarization state at the output end of the polarization-maintaining optical fiber, and the measured value of polarization crosstalk is affected by bending or temperature change of the polarization-maintaining optical fiber. It is an object of the present invention to provide a method for measuring polarization crosstalk of an optical component that can obtain a stable measurement value while suppressing the above. It is another object of the present invention to provide a method for measuring the polarization crosstalk of an optical component that does not need to increase the degree of polarization of light emitted from a light source even when measuring an optical component having low polarization crosstalk. It is another object of the present invention to provide a method for measuring polarization crosstalk of an optical component that is not easily affected by disturbance such as vibration. It is another object of the present invention to provide a polarization crosstalk measurement method that can be measured with a simple device configuration. In particular, it is an object of the present invention to provide a polarization crosstalk measurement method capable of measuring an optical component having a small polarization crosstalk value.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明においては、光源と、光部品とから偏波干渉
系を構成し、その偏波干渉による前記光部品の出射パワ
ーの変動量を測定し、該変動量から前記光部品の偏波ク
ロストークを算出することを特徴とする。また、光源
と、偏波クロストークが既知の第１の光部品から偏波干
渉系を構成し、以下の式（１）In order to solve the above-mentioned problems, in the present invention, a polarization interference system is constituted by a light source and an optical component, and a fluctuation of the output power of the optical component due to the polarization interference. Measuring the quantity and calculating the polarization crosstalk of the optical component from the variation. Further, a polarization interference system is constituted by a light source and a first optical component whose polarization crosstalk is known, and the following equation (1) is obtained.
【数３】 で表されるその偏波干渉による前記第１の光部品の出射
パワーの変動量を測定し、該測定値と前記式（１）から
Ｃの値を算出し、該Ｃの値と、前記第１の光部品の偏波
クロストークの値−Ｂを以下の式（３）(Equation 3) The variation of the output power of the first optical component due to the polarization interference represented by the following formula is measured, and the value of C is calculated from the measured value and the equation (1). The value -B of the polarization crosstalk of the optical component 1 is calculated by the following equation (3).
【数４】 に代入して、前記式（３）中のＤの値を求め、前記第１
の光部品にかえて、偏波クロストークが未知の第２の光
部品を用いて同様の偏波干渉系を構成し、その偏波干渉
による該第２の光部品の出射パワーの変動量を測定し、
該測定値と前記式（１）からＣの値を算出し、該Ｃの値
と、前記Ｄの値を前記式（３）に代入して、当該第２の
光部品の偏波クロストークの値−Ｂを算出することを特
徴とする光部品の偏波クロストークの測定方法を提案す
る。また、カットバック法などによって挿入損失の変動
量を測定し、この測定値を出射パワーの変動量の測定値
とすると、光源から出射する光のパワーの波長依存性に
よる影響を防止し、正確な測定値を得ることができる。(Equation 4) To obtain the value of D in the equation (3).
A similar polarization interference system is formed by using a second optical component whose polarization crosstalk is unknown in place of the optical component, and the amount of change in the output power of the second optical component due to the polarization interference is reduced. Measure,
The value of C is calculated from the measured value and the expression (1), and the value of C and the value of D are substituted into the expression (3) to obtain the polarization crosstalk of the second optical component. A method for measuring the polarization crosstalk of an optical component, which is characterized by calculating the value -B, is proposed. In addition, the amount of change in the insertion loss is measured by a cutback method or the like, and when this measured value is used as the measured value of the amount of change in the output power, the effect of the wavelength dependence of the power of the light emitted from the light source is prevented, and accurate Measurements can be obtained.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】本発明の偏波クロストークの測定
方法は、光源と被測定光部品によって偏波干渉系を構成
し、その偏波干渉による前記光部品の出射パワーの変動
量（振幅）を測定することによって偏波クロストークを
算出する方法である。すなわち、偏波干渉が生じている
場合、所定の波長域において波長と出射パワーとの関係
を求めると、出射パワーは波長に依存し、波長の変化に
伴って波型に変動する。その振幅を変動量として求め
る。以下、この出射パワーの変動量を測定する方法と、
その測定値から偏波クロストークを算出する方法につい
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In a method for measuring polarization crosstalk according to the present invention, a polarization interference system is constituted by a light source and an optical component to be measured, and a variation (amplitude) of the output power of the optical component due to the polarization interference. ) Is measured to calculate the polarization crosstalk. That is, when the polarization interference occurs, when the relationship between the wavelength and the output power is obtained in a predetermined wavelength range, the output power depends on the wavelength, and fluctuates in a waveform with the change of the wavelength. The amplitude is obtained as a variation. Hereinafter, a method of measuring the amount of change in the output power,
A method for calculating the polarization crosstalk from the measured values will be described.
【００１２】まず、図１に示した例のように、光源１と
光部品４とを接続して偏波干渉系を構成し、さらにこの
光部品４から出射する光のパワー（出射パワー）を測定
する測定装置３を接続した測定系を構成する。測定装置
３としては例えばスペクトラムアナライザなどを用いる
ことができる。光源１は光源本体１ａとファイバ型偏光
子１ｂとからなり、この光源本体１ａから出射した光が
ファイバ型偏光子１ｂにて偏光度の高い直線偏光に変換
され、偏波面保存光ファイバ６を介して光部品４のリー
ドファイバ（偏波面保存光ファイバ）５の入射端から入
射するようになっている。そして、リードファイバ５と
光部品４を経て出射した光のパワー（出射パワー）は測
定装置３にて測定されるようになっている。First, as in the example shown in FIG. 1, the light source 1 and the optical component 4 are connected to form a polarization interference system, and the power of the light (emission power) emitted from the optical component 4 is reduced. A measurement system to which a measurement device 3 for measurement is connected is configured. As the measuring device 3, for example, a spectrum analyzer or the like can be used. The light source 1 is composed of a light source main body 1a and a fiber type polarizer 1b. Light emitted from the light source main body 1a is converted into linearly polarized light having a high degree of polarization by the fiber type polarizer 1b. Thus, the light enters from the input end of the lead fiber (polarization maintaining optical fiber) 5 of the optical component 4. The power (emission power) of light emitted through the lead fiber 5 and the optical component 4 is measured by the measurement device 3.
【００１３】また、偏波面保存光ファイバ６は、後述す
るＤの値を安定させ、測定精度を向上させるためにファ
イバ型偏光子１ｂの出射端とリードファイバ５の入射端
との間に挿入されている。偏波面保存光ファイバ６は、
その一端の融着接続点Ｈにおいて、偏波面保存軸がファ
イバ型偏光子１ｂの偏波面保存軸（光源の出射端の偏波
面保存軸）と、例えば１０度程度ずれるように配置さ
れ、両端の融着接続点Ｈ、Ｉにて融着接続されている。
その結果、偏波面保存光ファイバ６の出射端である融着
接続点Ｉにおける消光比は１５ｄＢ程度となり、この融
着接続点Ｉにおいて、光の偏波クロストークが、例えば
−２５〜−３０ｄＢ程度の範囲で変動しても、光部品４
に入射する光のふたつの偏波成分の割合が変動しないよ
うにすることができる。そして、上述のようにＤの値を
安定させ、測定精度を向上させることができる。The polarization-maintaining optical fiber 6 is inserted between the output end of the fiber type polarizer 1b and the input end of the lead fiber 5 in order to stabilize the value of D described later and to improve the measurement accuracy. ing. The polarization-maintaining optical fiber 6
At the fusion splicing point H at one end, the polarization plane preserving axis is disposed so as to be deviated from the polarization plane preserving axis of the fiber polarizer 1b (the polarization plane preserving axis at the emission end of the light source) by, for example, about 10 degrees. They are fusion spliced at fusion splicing points H and I.
As a result, the extinction ratio at the fusion splicing point I, which is the emission end of the polarization-maintaining single-mode fiber 6, is about 15 dB. At this fusion splicing point I, the polarization crosstalk of light is, for example, about −25 to −30 dB. Optical component 4
Can be prevented from changing the ratio of the two polarization components of the light incident on. As described above, the value of D can be stabilized, and the measurement accuracy can be improved.
【００１４】偏波干渉による出射パワーの変動量を測定
するためには、光源１と光部品４との間で両偏波成分間
に生じる位相差をπ以上、実質的にはπ〜１０π程度の
範囲で連続してずらしながら出射パワーを測定する必要
がある。位相差をずらす方法としては、温度変化による
偏波面保存光ファイバの複屈折の変化を利用する方法
や、波長可変光源を用いてこの光源１から出射する光の
波長を変化させて、光部品４を透過する光の波長自体を
変化させることによって測定波長を掃引する方法、比較
的広帯域型の光源１を用いて広い波長帯の光が光部品４
を透過するようにし、測定装置３としてスペクトラムア
ナライザを用い、その測定波長を変化させることによっ
て測定装置３によってモニターする光部品４を透過した
光の測定波長を掃引する方法などがある。波長可変光源
を用いる場合は、測定装置３は光パワーメータを用いる
ことができる。In order to measure the amount of change in the output power due to the polarization interference, the phase difference between the two polarized components between the light source 1 and the optical component 4 must be π or more, substantially from π to 10π. It is necessary to measure the output power while shifting continuously within the range. Examples of a method of shifting the phase difference include a method of using a change in birefringence of the polarization-maintaining optical fiber due to a change in temperature, and a method of changing the wavelength of light emitted from the light source 1 using a tunable light source. A method of sweeping the measurement wavelength by changing the wavelength itself of light passing through the optical component 4.
There is a method of sweeping the measurement wavelength of light transmitted through the optical component 4 monitored by the measurement device 3 by changing the measurement wavelength by using a spectrum analyzer as the measurement device 3 so as to transmit the light. When a variable wavelength light source is used, the measuring device 3 can use an optical power meter.
【００１５】なお、波長可変光源やスペクトラムアナラ
イザを用いて測定波長を掃引する方法においては、一般
的に光源１から出射する光のパワーに波長依存性がある
ため、光部品４から出射する光のパワーを直接測定して
も、光源１の出射パワーが波長に関わらず一定であると
いう条件下での出射パワーの変動量を正確に把握するこ
とはできない。一方、光源１の出射パワーが波長に関わ
らず一定という条件では、光部品４の出射パワーの変動
量は光部品４の挿入損失の変動量と等しい。そこで、こ
の出射パワーの正確な変動量は、後述するように光部品
４の波長と挿入損失との関係（挿入損失の波長プロファ
イル）を、例えばカットバック法などの公知の方法で測
定し、この測定結果から挿入損失の変動量を求めること
によって知ることができる。In the method of sweeping the measurement wavelength using a wavelength variable light source or a spectrum analyzer, the power of the light emitted from the optical component 4 is generally wavelength-dependent because the power of the light emitted from the light source 1 is wavelength-dependent. Even if the power is directly measured, it is not possible to accurately grasp the amount of change in the output power under the condition that the output power of the light source 1 is constant regardless of the wavelength. On the other hand, under the condition that the emission power of the light source 1 is constant irrespective of the wavelength, the variation of the emission power of the optical component 4 is equal to the variation of the insertion loss of the optical component 4. Therefore, the accurate fluctuation amount of the output power is determined by measuring the relationship between the wavelength of the optical component 4 and the insertion loss (wavelength profile of the insertion loss) by a known method such as a cutback method, as described later. It can be known by obtaining the amount of change in the insertion loss from the measurement result.
【００１６】以下、偏波クロストークの算出方法につい
て詳細に説明する。光源１の偏光度をＡ［ｄＢ］、光部
品４の偏波クロストークの値を−Ｂ［ｄＢ］としたと
き、偏波干渉によって光部品４から出射する光の出射パ
ワーは変動する。この出射パワーの変動量［ｄＢ］は以
下の式（１）Hereinafter, a method of calculating the polarization crosstalk will be described in detail. When the degree of polarization of the light source 1 is A [dB] and the value of the polarization crosstalk of the optical component 4 is -B [dB], the emission power of the light emitted from the optical component 4 fluctuates due to polarization interference. The fluctuation amount [dB] of the output power is expressed by the following equation (1).
【００１７】[0017]
【数５】 (Equation 5)
【００１８】で表される。なお、この図１に示した例に
おける光源１の偏光度とは、光部品４に入射する光の偏
光度、すなわち光部品４のリードファイバ５の入射端で
ある融着接続点Ｉにおける偏光度をいうものとする。リ
ードファイバ５の入射端は偏波面保存光ファイバ６を介
してファイバ型偏光子１ｂと融着接続されているが、光
部品４に入射する光については、この融着による偏光度
の変化を考慮する必要があるからである。よって、前記
変動量を測定することにより、この式（１）からＣを求
めることができる。一方、前記式（１）中、Ｃは以下の
式（２）で表される。## EQU1 ## The degree of polarization of the light source 1 in the example shown in FIG. 1 is the degree of polarization of light incident on the optical component 4, that is, the degree of polarization at the fusion splicing point I which is the incident end of the lead fiber 5 of the optical component 4. Shall be referred to. The incident end of the lead fiber 5 is fusion-spliced to the fiber-type polarizer 1b via the polarization-maintaining optical fiber 6, and the light incident on the optical component 4 takes into account the change in the degree of polarization due to this fusion. It is necessary to do it. Therefore, C can be obtained from the equation (1) by measuring the variation. On the other hand, in the above formula (1), C is represented by the following formula (2).
【００１９】[0019]
【数６】 (Equation 6)
【００２０】前記式（２）中、Ａ’は以下の式（２−
１）で表される。In the above formula (2), A 'is represented by the following formula (2-
It is represented by 1).
【００２１】[0021]
【数７】 (Equation 7)
【００２２】ここで、Ａの値が十分に大きい場合は以下
の式（２−２）に示したようにＡとＡ’を等しいものと
して取り扱うことができる。Here, when the value of A is sufficiently large, it is possible to treat A and A 'as equal as shown in the following equation (2-2).
【００２３】[0023]
【数８】 (Equation 8)
【００２４】前記式（２）中のγは光源の可干渉のパラ
メータであり、０から１の値をとる。Γ in the above equation (2) is a coherence parameter of the light source, and takes a value from 0 to 1.
【００２５】一方、前記式（２）中の定数の部分を以下
のようにＤとすると、On the other hand, if the constant part in the above equation (2) is D as follows,
【００２６】[0026]
【数９】 (Equation 9)
【００２７】前記式（２）は以下の式（３）のように表
すことができる。The above equation (2) can be expressed as the following equation (3).
【００２８】[0028]
【数１０】 (Equation 10)
【００２９】ここで、前記Ｄは、以下のようにして予め
求めることができる。すなわち、図１に示した偏波干渉
系において、偏波クロストークが既知の光部品４（以
下、第１の光部品という）を用いて出射パワーの変動量
を測定し、この値から前記式（１）におけるＣの値を求
め、さらに前記式（３）にこのＣの値と、前記既知の偏
波クロストークの値−Ｂを代入し、Ｄの値を算出する。Here, D can be obtained in advance as follows. That is, in the polarization interference system shown in FIG. 1, the fluctuation amount of the output power is measured using an optical component 4 (hereinafter, referred to as a first optical component) whose polarization crosstalk is known, and from the value, the above expression is used. The value of C in (1) is obtained, and the value of C and the known value -B of the polarization crosstalk are substituted into the above equation (3) to calculate the value of D.
【００３０】したがって、偏波クロストークが未知の被
測定光部品（以下、第２の光部品という）の測定におい
ては、図１に示した偏波干渉系において、光部品４とし
て前記第１の光部品にかえて、この第２の光部品を配置
して同様の偏波干渉系を構成し、その出射パワーの変動
量を測定し、この変動量から前記式（１）においてＣの
値を求め、さらに、前記式（３）にこのＣの値と、前記
第１の光部品を使用して予め求めておいたＤの値を代入
することによって、この第２の光部品の偏波クロストー
クの値−Ｂを算出することができる。したがって、前記
式（２）中のγの値とＡ’（Ａ）の値がわかっていなく
ても、Ｄの値と前記式（３）および前記式（１）にて求
めたＣの値から、第２の光部品の偏波クロストークの値
−Ｂ［ｄＢ］を求めることができる。本発明において
は、Ｄの値を求めるかわりにγとＡ’（Ａ）の値から偏
波クロストークを算出することもできるが、Ｄの値を求
めておく方が簡単である。Therefore, in the measurement of an optical component to be measured whose polarization crosstalk is unknown (hereinafter, referred to as a second optical component), in the polarization interference system shown in FIG. Instead of the optical component, the second optical component is arranged to form a similar polarization interference system, and the amount of change in the output power is measured. From the amount of change, the value of C in Equation (1) is calculated. Then, by substituting the value of C into the above equation (3) and the value of D obtained in advance using the first optical component, the polarization cross section of the second optical component is obtained. The talk value -B can be calculated. Therefore, even if the value of γ and the value of A ′ (A) in the above equation (2) are not known, the value of D and the value of C obtained by the above equations (3) and (1) are used. , The value of the polarization crosstalk −B [dB] of the second optical component can be obtained. In the present invention, the polarization crosstalk can be calculated from the values of γ and A ′ (A) instead of obtaining the value of D. However, it is easier to obtain the value of D.
【００３１】なお、偏光度Ａの値が予めわかっている光
源１を用いることは容易である。一方、γは干渉長Ｌに
比べてコヒーレンス長（可干渉距離）が例えば１０倍以
上で十分に長い光源を使用する場合は１として良い。コ
ヒーレンス長が十分に長くない場合には既知の偏光度の
光源１ａと偏波クロストークが既知の光部品４で構成し
た偏波干渉系の出射パワーの変動量を測定することによ
ってγを求めることができる。そして、これらＡとγの
値から偏波クロストークを算出することができる。な
お、図１に示した例において、干渉長Ｌとは光源１の出
射端（融着接続点Ｈ）から光部品４の入射端４ａまでの
長さをいう。It is easy to use the light source 1 in which the value of the degree of polarization A is known in advance. On the other hand, γ may be set to 1 when a coherence length (coherent distance) is, for example, 10 times or more as long as the interference length L and a sufficiently long light source is used. If the coherence length is not long enough, obtain γ by measuring the amount of change in the output power of the polarization interference system constituted by the light source 1a having a known degree of polarization and the optical component 4 having a known polarization crosstalk. Can be. Then, the polarization crosstalk can be calculated from the values of A and γ. In the example shown in FIG. 1, the interference length L refers to the length from the light-emitting end of the light source 1 (the fusion splicing point H) to the light-entering end 4 a of the optical component 4.
【００３２】また、光源１の偏光度において多重干渉が
発生している場合や、偏波干渉系内に融着接続点が複数
存在することによって多重干渉が発生している場合は、
以下のようにして光部品４の偏波クロストークを測定す
るための特定の偏波干渉に起因する出射パワーの変動量
（挿入損失の変動量）のみを分離し、光部品４の偏波ク
ロストークを測定することができる。When multiple interference occurs at the degree of polarization of the light source 1, or when multiple interference occurs due to the presence of a plurality of fusion splicing points in the polarization interference system,
As described below, only the variation of the output power (the variation of the insertion loss) due to the specific polarization interference for measuring the polarization crosstalk of the optical component 4 is separated, and the polarization crosstalk of the optical component 4 is separated. Talk can be measured.
【００３３】波長あるいは温度に対する光部品４の出射
パワーの変動周期（挿入損失の変動周期）は、光源１の
出射端（融着接続点Ｈ）と光部品４との間の直交偏波成
分間の光路長差、あるいはその温度による変動率によっ
て決定される。例えば波長をλ、直交偏波成分間の光路
長差をΔＬとした場合の波長に対する光部品の出射パワ
ーの変動量（挿入損失の変動量）Δλは、以下の式
（４）The variation period of the output power of the optical component 4 with respect to the wavelength or the temperature (the variation period of the insertion loss) is determined by the difference between the orthogonal polarization components between the output end of the light source 1 (the fusion splicing point H) and the optical component 4. Is determined by the optical path length difference or the rate of change due to the temperature. For example, when the wavelength is λ and the optical path length difference between the orthogonal polarization components is ΔL, the variation of the output power of the optical component (the variation of the insertion loss) Δλ with respect to the wavelength is expressed by the following equation (4).
【００３４】[0034]
【数１１】 [Equation 11]
【００３５】で表される。ここで、ΔＬは干渉長Ｌ、す
なわち光源１と光部品４との間の距離（融着接続点Ｈと
光部品４の入射端４ａとの間の距離）と偏波面保存光フ
ァイバ（偏波面保存光ファイバ６とリードファイバ５）
の複屈折の積である。温度による出射パワーの変動量
（挿入損失の変動量）をみる場合は、これらΔＬの温度
変化率により、同様に周期が計算される。よって、ＦＦ
Ｔ（fast Fourier transform：高速フーリエ変換）など
の方法により、光部品４に関する特定の偏波干渉に起因
する挿入損失の変動量のみを分離することができる。Is represented by Here, ΔL is the interference length L, that is, the distance between the light source 1 and the optical component 4 (the distance between the fusion splicing point H and the incident end 4a of the optical component 4) and the polarization-maintaining optical fiber (the polarization plane). Storage optical fiber 6 and lead fiber 5)
Is the product of the birefringence of When looking at the variation of the output power due to the temperature (the variation of the insertion loss), the period is calculated in the same manner based on the temperature change rate of ΔL. Therefore, FF
By a method such as T (fast Fourier transform), it is possible to separate only the amount of change in insertion loss caused by specific polarization interference with respect to the optical component 4.
【００３６】このように、本発明においては、出射パワ
ーの変動量（挿入損失の変動量）を測定するため、光部
品から出射する光の偏光状態に関係なく、安定した測定
値が得られる。したがって、従来の消光比を測定する方
法のように、偏光状態が直線偏光か楕円偏光かによって
測定値がばらついたり、光部品を構成する偏波面保存光
ファイバの曲がりや温度変化によって測定値が不安定に
なったりすることがない。また、光源の偏光度が低かっ
たり、融着接続点において偏光度が低下しても測定可能
である。また、精密なメカニカルステージなどが必要な
く、振動などの外乱の影響を受け難く、装置構成が簡単
である。As described above, in the present invention, since the variation of the output power (the variation of the insertion loss) is measured, a stable measurement value can be obtained regardless of the polarization state of the light emitted from the optical component. Therefore, as in the conventional method for measuring the extinction ratio, the measured value varies depending on whether the polarization state is linearly polarized light or elliptically polarized light, or the measured value is not changed due to the bending or temperature change of the polarization-maintaining optical fiber constituting the optical component. It does not become stable. In addition, even if the degree of polarization of the light source is low or the degree of polarization decreases at the fusion splicing point, the measurement can be performed. Further, a precise mechanical stage is not required, and the apparatus is hardly affected by disturbance such as vibration and the apparatus configuration is simple.
【００３７】[0037]
【実施例】以下、本発明を実施例を示して詳しく説明す
る。まず、前記式（３）におけるＤを求めるために、光
部品４（第１の光部品）として、偏波クロストークが−
２３ｄＢの偏波面保存光ファイバカプラを用い、図１に
示すような偏波干渉系を構成した。また、光源１として
広帯域のＬＥＤ光源を用い、測定装置３としてスペクト
ラムアナライザを用い、その測定波長を９６０〜１００
０ｎｍの範囲で変化させることによって測定波長を掃引
する方法を採用した。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to embodiments. First, in order to obtain D in the above equation (3), as the optical component 4 (first optical component), the polarization crosstalk is −
A polarization interference system as shown in FIG. 1 was constructed using a 23 dB polarization-maintaining optical fiber coupler. Further, a broadband LED light source is used as the light source 1, a spectrum analyzer is used as the measuring device 3, and the measurement wavelength is 960 to 100.
A method of sweeping the measurement wavelength by changing the wavelength in the range of 0 nm was employed.
【００３８】この偏波干渉系においては、ファイバ型偏
光子１ｂと光部品４のリードファイバ５との間に偏波面
保存光ファイバ６を挿入し、その偏波面保存軸が偏光子
２の偏波面保存軸と１０度程度ずれるように融着接続点
Ｈにて融着接続することにより、光部品４への入射光の
消光比（偏光度）が１５ｄＢ程度になるようにした。そ
の結果、融着接続点Ｉにおいて偏波クロストークとが−
２５〜−３０ｄＢ程度の範囲で変動しても、光部品４に
入射する両偏波成分の割合はほとんど変動しないように
することができた。また、この例において、光源１の偏
光度（融着接続点Ｈにおける偏光度）は３０ｄＢであっ
た。In this polarization interference system, a polarization-maintaining optical fiber 6 is inserted between the fiber-type polarizer 1 b and the lead fiber 5 of the optical component 4, and its polarization-maintaining axis is the polarization plane of the polarizer 2. The extinction ratio (degree of polarization) of the light incident on the optical component 4 was set to be about 15 dB by fusion splicing at the fusion splicing point H so as to be shifted from the storage axis by about 10 degrees. As a result, the polarization crosstalk at the fusion splicing point I is-
Even if it fluctuated in the range of about 25 to -30 dB, the ratio of the two polarization components incident on the optical component 4 could hardly fluctuate. In this example, the degree of polarization of the light source 1 (the degree of polarization at the fusion splicing point H) was 30 dB.
【００３９】ついで、カットバック法によって光部品４
の挿入損失の波長プロファイルを測定した。この測定結
果を波長と挿入損失の関係のグラフとして図２に示し
た。図２より、波長９８０ｎｍ帯域（９６０〜１０００
ｎｍ）において、周期３．５ｎｍ、振幅０．２ｄＢの偏
波干渉が生じていることがわかった。そこで、この挿入
損失の変動量０．２ｄＢから、式（１）によってＣの値
を求め、さらに式（３）にこのＣの値と既知の偏波クロ
ストークの値−Ｂを代入したところ、Ｄの値は０．３２
５であった。なお、このときの干渉長（Ｌ）は約１ｍで
あった。Next, the optical component 4 is cut by the cutback method.
The wavelength profile of the insertion loss was measured. This measurement result is shown in FIG. 2 as a graph of the relationship between the wavelength and the insertion loss. As shown in FIG.
nm), it was found that polarization interference having a period of 3.5 nm and an amplitude of 0.2 dB occurred. Therefore, the value of C was obtained from the variation 0.2 dB of the insertion loss by Expression (1), and the value of C and the known polarization crosstalk value -B were substituted into Expression (3). The value of D is 0.32
It was 5. The interference length (L) at this time was about 1 m.
【００４０】ついで、図１において、光部品４として上
述の偏波面保存光ファイバカプラ（第１の光部品）にか
えて、偏波クロストークが未知の偏波面保存光ファイバ
カプラ（第２の光部品）を配置した。この偏波面保存光
ファイバカプラについて同様にして挿入損失の波長プロ
ファイルを測定した。測定の結果、波長９８０ｎｍ帯域
において、周期３．５ｎｍ、振幅０．２８ｄＢの偏波干
渉が生じていることが判明した。この挿入損失の変動量
０．２８ｄＢを式（１）に代入してＣの値を求め、この
Ｃの値と上述のようにして予め求めておいたＤの値を式
（３）に代入して偏波クロストークの値−Ｂ［ｄＢ］を
算出したところ、−２０ｄＢであった。Next, in FIG. 1, the polarization-maintaining optical fiber coupler (second optical component) whose polarization crosstalk is unknown is replaced with the polarization-maintaining optical fiber coupler (first optical component) as the optical component 4. Parts). The wavelength profile of the insertion loss of this polarization-maintaining optical fiber coupler was measured in the same manner. As a result of the measurement, it was found that polarization interference having a period of 3.5 nm and an amplitude of 0.28 dB occurred in a 980 nm wavelength band. The value of C is obtained by substituting 0.28 dB of the variation of the insertion loss into Expression (1), and the value of C and the value of D obtained in advance as described above are substituted into Expression (3). When the value of the polarization crosstalk −B [dB] was calculated, it was −20 dB.
【００４１】さらに、他の偏波面保存光ファイバカプラ
について同様にして挿入損失の波長プロファイルを測定
したところ、波長９８０ｎｍ帯域において、周期３．５
ｎｍ、振幅０．０５ｄＢの偏波干渉が生じていることが
判明した。そして、同様にして式（１）、式（３）より
算出した偏波クロストークの値−Ｂ［ｄＢ］は−３５ｄ
Ｂであった。Further, when the wavelength profile of the insertion loss was measured in the same manner for the other polarization-maintaining single-mode optical fiber couplers, the period was 3.5 in the 980 nm band.
It was found that polarization interference with a wavelength of 0.05 nm and an amplitude of 0.05 dB occurred. Then, the value of the polarization crosstalk −B [dB] calculated from the equations (1) and (3) in the same manner is −35d.
B.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、偏波干渉による出射パワーの変動量より被測定光部
品の偏波クロストークを算出するため、ファイバ出射端
での偏波間位相差による消光比変動に測定値が依存せ
ず、安定した測定を行うことが出来る。また、偏光度の
高い光源や精密なメカニカルステージを使用することな
く、偏波クロストークの良い（低い）光部品の測定を正
確に行うことが出来る。As described above, in the present invention, the polarization crosstalk of the optical component to be measured is calculated from the variation of the output power due to the polarization interference. The measured value does not depend on the extinction ratio fluctuation, and stable measurement can be performed. Further, it is possible to accurately measure an optical component having good (low) polarization crosstalk without using a light source having a high degree of polarization or a precise mechanical stage.
【図１】 本発明に用いる偏波干渉系の構成例を示した
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration example of a polarization interference system used in the present invention.
【図２】 挿入損失の変動量（出射パワーの変動量）を
測定した波長プロファイルを示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing a wavelength profile obtained by measuring a variation in insertion loss (variation in emission power).
【図３】 偏波面保存光ファイバにおける偏光状態の変
化を示した斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a change in the polarization state of the polarization-maintaining optical fiber.
１…光源、１ａ…光源本体、１ｂ…偏光子、３…測定装
置（スペクトラムアナライザ）、４…光部品、５…リー
ドファイバ（偏波面保存光ファイバ）、６…偏波面保存
光ファイバ、Ｈ、Ｉ…融着接続点。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 1a ... Light source main body, 1b ... Polarizer, 3 ... Measuring device (spectrum analyzer), 4 ... Optical component, 5 ... Lead fiber (Polarization-maintaining optical fiber), 6 ... Polarization-maintaining optical fiber, H, I: fusion splicing point
Claims (3)
し、その偏波干渉による前記光部品の出射パワーの変動
量を測定し、該変動量から前記光部品の偏波クロストー
クを算出することを特徴とする光部品の偏波クロストー
クの測定方法。1. A polarization interference system comprising a light source and an optical component, the amount of change in output power of the optical component due to the polarization interference is measured, and the polarization crosstalk of the optical component is determined from the amount of change. The method for measuring polarization crosstalk of an optical component, comprising:
の光部品から偏波干渉系を構成し、以下の式（１） 【数１】 で表されるその偏波干渉による前記第１の光部品の出射
パワーの変動量を測定し、該測定値と前記式（１）から
Ｃの値を算出し、該Ｃの値と、前記第１の光部品の偏波
クロストークの値−Ｂを以下の式（３） 【数２】 に代入して、前記式（３）中のＤの値を求め、 前記第１の光部品にかえて、偏波クロストークが未知の
第２の光部品を用いて同様の偏波干渉系を構成し、その
偏波干渉による該第２の光部品の出射パワーの変動量を
測定し、該測定値と前記式（１）からＣの値を算出し、
該Ｃの値と、前記Ｄの値を前記式（３）に代入して、当
該第２の光部品の偏波クロストークの値−Ｂを算出する
ことを特徴とする光部品の偏波クロストークの測定方
法。2. A light source and a first light source whose polarization crosstalk is known.
A polarization interference system is constructed from the optical components of the following formula (1). The variation of the output power of the first optical component due to the polarization interference represented by the following formula is measured, and the value of C is calculated from the measured value and the equation (1). The value -B of the polarization crosstalk of the optical component 1 is calculated by the following equation (3). To obtain the value of D in the above equation (3). Instead of the first optical component, a similar polarization interference system is formed using a second optical component whose polarization crosstalk is unknown. And measuring the amount of change in the output power of the second optical component due to the polarization interference, and calculating the value of C from the measured value and the expression (1),
The value of C and the value of D are substituted into the equation (3) to calculate the value -B of the polarization crosstalk of the second optical component. How to measure talk.
クロストークの測定方法において、挿入損失の変動量を
測定し、この測定値を出射パワーの変動量の測定値とし
て偏波クロストークを算出することを特徴とする光部品
の偏波クロストークの測定方法。3. The method for measuring polarization crosstalk of an optical component according to claim 1, wherein the amount of change in insertion loss is measured, and the measured value is used as a measured value of the amount of change in output power. A method for measuring polarization crosstalk of an optical component, comprising calculating a talk.
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009257840A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Yazaki Corp | Mode coupling evaluating device and mode-coupling evaluation method |
| CN105841928A (en) * | 2016-03-18 | 2016-08-10 | 哈尔滨工程大学 | High extinction ratio measurement method for optical fiber polarizer |
-
2000
- 2000-10-27 JP JP2000328275A patent/JP2002131186A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2009257840A (en) * | 2008-04-14 | 2009-11-05 | Yazaki Corp | Mode coupling evaluating device and mode-coupling evaluation method |
| CN105841928A (en) * | 2016-03-18 | 2016-08-10 | 哈尔滨工程大学 | High extinction ratio measurement method for optical fiber polarizer |
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