特許 6356039 光ファイバの測定方法および測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6356039

(24)【登録日】2018年6月22日

(45)【発行日】2018年7月11日

(54)【発明の名称】光ファイバの測定方法および測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 11/00 20060101AFI20180702BHJP

【ＦＩ】

   G01M11/00 G

【請求項の数】10

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-214009(P2014-214009)

(22)【出願日】2014年10月20日

(65)【公開番号】特開2016-80600(P2016-80600A)

(43)【公開日】2016年5月16日

【審査請求日】2017年8月9日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005290

【氏名又は名称】古河電気工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】391045897

【氏名又は名称】古河ＡＳ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(74)【代理人】

【識別番号】100142712

【弁理士】

【氏名又は名称】田代 至男

(72)【発明者】

【氏名】上田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】忠隈 昌輝

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 恒聡

(72)【発明者】

【氏名】森本 政仁

【審査官】 小野寺 麻美子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平２−８２１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２０７７９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−１０５７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３８６４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−４９２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１３／０２１６１７６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／０２１３８６９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｍ １１／００ − Ｇ０１Ｍ １１／０８

Ｇ０１Ｂ １１／００ − Ｇ０１Ｂ １１／３０

Ｇ０１Ｄ ５／２６ − Ｇ０１Ｄ ５／３８

Ｇ０２Ｂ ６／００ − Ｇ０２Ｂ ６／０２

Ｇ０２Ｂ ６／２４５ − Ｇ０２Ｂ ６／２５

Ｇ０２Ｂ ６／２６

Ｇ０２Ｂ ６／３０ − Ｇ０２Ｂ ６／３４

Ｇ０２Ｂ ６／４２

Ｇ０２Ｂ ６／４６ − Ｇ０２Ｂ ６／５４

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

ＪＳＴＣｈｉｎａ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被測定光ファイバの歪みを測定するための光ファイバの測定方法であって、
マルチモードファイバである前記被測定光ファイバに試験光を基底モードの光として入力し、
前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する基底モードのブリルアン散乱光を測定する
ことを特徴とする光ファイバの測定方法。

【請求項2】

前記試験光をポンプ光として入力し、
前記被測定光ファイバに、前記ブリルアン散乱光の波長に対応する波長を有するプローブ光を入力する
ことを特徴とする請求項１に記載の光ファイバの測定方法。

【請求項3】

前記プローブ光を基底モードの光として入力する
ことを特徴とする請求項２に記載の光ファイバの測定方法。

【請求項4】

前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光を遮断する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光ファイバの測定方法。

【請求項5】

前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光が基底モードに変換されたブリルアン散乱光を遮断する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光ファイバの測定方法。

【請求項6】

被測定光ファイバの歪みを測定するための光ファイバの測定装置であって、
試験光を発生する試験光源部と、
前記被測定光ファイバであるマルチモードファイバに前記試験光を基底モードの光として入力する試験光入力部と、
前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する基底モードのブリルアン散乱光を測定する測定部と、
を備えることを特徴とする光ファイバの測定装置。

【請求項7】

前記ブリルアン散乱光の波長に対応する波長を有するプローブ光を発生するプローブ光源部をさらに備え、
前記試験光をポンプ光として前記被測定光ファイバに入力し、
前記被測定光ファイバに前記プローブ光を入力する
ことを特徴とする請求項６に記載の光ファイバの測定装置。

【請求項8】

前記プローブ光を基底モードの光として入力するプローブ光入力部をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光ファイバの測定装置。

【請求項9】

前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光を遮断する高次モード遮断部をさらに備えることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一つに記載の光ファイバの測定装置。

【請求項10】

前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光が基底モードに変換されたブリルアン散乱光を遮断する変換基底モード遮断部をさらに備えることを特徴とする請求項６〜９のいずれか一つに記載の光ファイバの測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光ファイバの測定方法および測定装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車や建物内にて情報通信の伝送路としてマルチモードファイバが用いられる場合が多くある。特に、自動車業界では、ＩＴＳ(高度道路交通システム)に代表される自動車の機能の高度化に伴い、より高速な通信が可能な車載通信システムが必要となっている。そのため、自動車や建物内に配設された状態でのマルチモードファイバの信頼性に対する要求が高まっている。信頼性を保証する方法としては、配設された状態でのマルチモードファイバの歪みを測定することでそのマルチモードファイバの寿命を保証する方法がある。

【0003】

光ファイバの歪量は、たとえば光ファイバの全長に対する光ファイバの伸び量の比として表すことができる。光ファイバの局所的な歪みを測定する方法として、光ファイバ中で発生するブリルアン散乱を利用した方法が開発されている。ブリルアン散乱光の波長（または波長を光の周波数に変換したもの）は光ファイバの歪量に応じてシフトするので、ブリルアン散乱光のシフト量を測定することにより光ファイバの歪量を測定できる。ブリルアン散乱を利用した歪み測定方法として、たとえば、ＢＯＣＤＡ（Brillouin Optical Correlation-Domain Analysis）、ＢＯＴＤＡ（Brillouin Optical Time-Domain Analysis）、ＢＯＴＤＲ（Brillouin Optical Time-Domain Reflectometer）がすでに考案されている（特許文献１〜３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０００−１８０２６５号公報

【特許文献2】特開平３−３１７３６号公報

【特許文献3】特開平６−９４５７０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、公知技術では、シングルモードファイバ内で発生したブリルアン散乱を測定対象としている。これに対して、本発明者らが上述した測定方法を、マルチモードファイバを被測定光ファイバとして適用しようとしたところ、ブリルアン散乱光のシフト量が精度よく測定できず、マルチモードファイバの歪量を精度よく測定できない場合があるという問題を見出した。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マルチモードファイバの歪量を精度よく測定できる光ファイバの測定方法および測定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】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光ファイバの測定方法は、被測定光ファイバの歪みを測定するための光ファイバの測定方法であって、マルチモードファイバである前記被測定光ファイバに試験光を基底モードの光として入力し、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する基底モードのブリルアン散乱光を測定することを特徴とする。

【0008】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定方法は、前記試験光をポンプ光として入力し、前記被測定光ファイバに、前記ブリルアン散乱光の波長に対応する波長を有するプローブ光を入力することを特徴とする。

【0009】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定方法は、前記プローブ光を基底モードの光として入力することを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定方法は、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光を遮断することを特徴とする。

【0011】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定方法は、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光が基底モードに変換されたブリルアン散乱光を遮断することを特徴とする。

【0012】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定装置は、被測定光ファイバの歪みを測定するための光ファイバの測定装置であって、試験光を発生する試験光源部と、前記被測定光ファイバであるマルチモードファイバに前記試験光を基底モードの光として入力する試験光入力部と、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する基底モードのブリルアン散乱光を測定する測定部と、を備えることを特徴とする。

【0013】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定装置は、前記ブリルアン散乱光の波長に対応する波長を有するプローブ光を発生するプローブ光源部をさらに備え、前記試験光をポンプ光として前記被測定光ファイバに入力し、前記被測定光ファイバに前記プローブ光を入力することを特徴とする。

【0014】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定装置は、前記プローブ光を基底モードの光として入力するプローブ光入力部をさらに備えることを特徴とする。

【0015】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定装置は、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光を遮断する高次モード遮断部をさらに備えることを特徴とする。

【0016】

本発明の一態様に係る光ファイバの測定装置は、前記試験光に起因して前記被測定光ファイバ中で発生する高次モードのブリルアン散乱光が基底モードに変換されたブリルアン散乱光を遮断する変換基底モード遮断部をさらに備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、マルチモードファイバの歪量を精度よく測定できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施の形態１に係る光ファイバの測定装置の模式的な構成図である。

【図2】図２は、被測定光ファイバと相関ピークとの位置関係を説明する図である。

【図3】図３は、ブリルアン散乱光スペクトルを示す図である。

【図4】図４は、図１におけるポンプ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。

【図5】図５は、実施の形態２に係る光ファイバの測定装置におけるポンプ光、プローブ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。

【図6】図６は、実施の形態３に係る光ファイバの測定装置におけるポンプ光、プローブ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に、図面を参照して本発明に係る光ファイバの測定方法および測定装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、各図面において、同一または対応する要素には適宜同一の符号を付している。

【0020】

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る光ファイバの測定装置の模式的な構成図である。図１に示すように、測定装置１００は、ＢＯＣＤＡ法を用いた測定装置であって、レーザ光源１と、信号発生器２と、光カプラ３と、変調器５と、信号発生器６と、偏波コントローラ７と、光増幅器８と、光フィルタ９と、温度コントローラ１０と、光増幅器１１と、光フィルタ１２と、偏波コントローラ１３と、光減衰器１４と、入力光ファイバ１５とを備えている。測定装置１００は、さらに、偏波コントローラ２０と、光遅延器２１と、変調器２２と、信号発生器２３と、光増幅器２４と、偏波コントローラ２５と、光サーキュレータ２６と、入力光ファイバ２７とを備えている。測定装置１００は、さらに、光フィルタ３０、３１と、受光器３２と、ロックインアンプ３３と、制御解析装置３４とを備えている。被測定光ファイバＦは、マルチモードファイバであり、入力光ファイバ１５と入力光ファイバ２７との間に接続される。

【0021】

測定装置１００の構成と機能について具体的に説明する。
レーザ光源１は、ブリルアン散乱を発生させるための試験光としてのポンプ光とプローブ光との元となるレーザ光を発生させるものである。レーザ光源はたとえば１．５５μｍ波長帯の連続光としてのレーザ光を出力するＤＦＢ（Distributed FeedBack）レーザダイオードとＤＦＢレーザダイオードを駆動するための駆動回路とを備えている。信号発生器２は、駆動回路にＲＦ信号である変調信号を出力するものである。この変調信号によりＤＦＢレーザダイオードの駆動電流がたとえば正弦波状に周波数変調または位相変調され、ＤＦＢレーザダイオードは変調されたレーザ光を出力する。ここで、変調周波数をｆｍとする。

【0022】

光カプラ３は、レーザ光源１からレーザ光を入力され、これを所定の分岐比で分岐して光ファイバポート３ａ、３ｂに出力する。本実施の形態では光ファイバポート３ａ、３ｂの分岐比が９：１であるとする。

【0023】

変調器５は、光ファイバポート３ａからレーザ光を入力されるとともに信号発生器６から変調信号を入力され、これによりレーザ光をたとえば正弦波状に強度変調する。この強度変調により搬送波としてのレーザ光に対して側帯波としてのレーザ光が発生する。ここで、強度変調の変調周波数は、ブリルアンシフトに相当する値とする。ここで、ブリルアンシフトとは、試験光に起因して発生するブリルアン散乱光のピーク波長と、試験光の波長との差分を、光の周波数で表した量である。本実施の形態では、強度変調の変調周波数を１０ＧＨｚ程度で調整する。すると、側帯波としてのレーザ光は、周波数スペクトル上で搬送波としてのレーザ光から高周波側と低周波側とに変調周波数だけ離れた位置に発生する。

【0024】

偏波コントローラ７は、強度変調されたレーザ光の偏波状態を調整する。光増幅器８は、偏波状態を調整されたレーザ光を光増幅する。光増幅器８はたとえばＥＤＦＡ（Erbium Doped Fiber Amplifier）などの光ファイバ増幅器である。光フィルタ９は、強度変調されたレーザ光のうち低周波側の側帯波としてのレーザ光（プローブ光とする）のみを主に透過し、それ以外の波長の光を遮断するバンドパスフィルタである。光フィルタ９は、温度コントローラ１０により温度が制御されており、プローブ光のみを好適に透過する透過波長特性に制御されている。光増幅器１１は、たとえば光ファイバ増幅器であり、プローブ光を光増幅する。光フィルタ１２は、プローブ光のみを主に透過し、それ以外の波長の光を遮断するバンドパスフィルタである。偏波コントローラ１３は、光フィルタ１２を透過したプローブ光の偏波状態を調整する。光減衰器１４は、プローブ光の強度を減衰し、その光強度を調整する。これにより、プローブ光Ｐｒは入力光ファイバ１５に入力される。入力光ファイバ１５はプローブ光Ｐｒを被測定光ファイバＦに入力する。

【0025】

なお、少なくともレーザ光源１と、変調器５と、信号発生器６と、光フィルタ９とはプローブ光源部を構成している。

【0026】

一方、偏波コントローラ２０は、光ファイバポート３ｂから分岐されたレーザ光の偏波状態を調整する。光遅延器２１は、たとえば所定の長さの光ファイバで構成されており、偏波状態を調整されたレーザ光の伝搬を遅延させる。変調器２２は、遅延されたレーザ光を入力されるとともに信号発生器２３から変調信号を入力され、これによりレーザ光をたとえば矩形波状に強度変調する。光増幅器２４は、たとえば光ファイバ増幅器であり、強度変調された光を光増幅する。偏波コントローラ２５は、強度変調されたレーザ光（試験光であるポンプ光）の偏波状態を調整する。光サーキュレータ２６は、偏波コントローラ２５から入力されたポンプ光Ｐｕを入力光ファイバ２７へ出力する。入力光ファイバ２７はポンプ光Ｐｕを被測定光ファイバＦに入力する。

【0027】

なお、少なくともレーザ光源１と、変調器２２と、信号発生器２３と、光増幅器２４とはポンプ光源部（試験光源部）を構成している。

【0028】

また、光サーキュレータ２６は、被測定光ファイバＦで発生して入力光ファイバ２７を伝送してきたブリルアン散乱光Ｂｒを光フィルタ３０に出力する。光フィルタ３０、３１は、ブリルアン散乱光Ｂｒのみを主に透過し、それ以外の波長の光を遮断するバンドパスフィルタである。受光器３２は、たとえばフォトダイオードで構成されており、光フィルタ３０、３１を透過してきたブリルアン散乱光Ｂｒを受光し、その光強度に応じた電気信号を出力する。ロックインアンプ３３は、受光器３２からの電気信号を入力されるとともに、信号発生器２３から、ポンプ光に対する強度変調にも使用されている変調信号を入力されている。これにより、ポンプ光により発生したブリルアン散乱光が同期検波され、ブリルアン散乱光の強度を検出できる。制御解析装置３４は、信号発生器２、６を制御するとともに、ロックインアンプ３３から出力される検出信号を入力され、これを解析する。制御解析装置３４は、たとえばパーソナルコンピュータをもちいて構成される。

【0029】

なお、少なくとも受光器３２と、ロックインアンプ３３と、制御解析装置３４とは測定部を構成している。

【0030】

測定装置１００を用いた測定方法についてさらに説明する。
本測定方法では、被測定光ファイバＦの第１端部Ｆ１側から入力光ファイバ２７によりポンプ光Ｐｕを入力するととともに、第１端部Ｆ１とは反対側に位置する第２端部Ｆ２側から入力光ファイバ１５によりプローブ光Ｐｒを入力する。なお、プローブ光Ｐｒの強度はポンプ光Ｐｕの強度より低く設定されている。また、偏波コントローラ７、１３、２０、２５により、ポンプ光とプローブ光との偏波状態が、ブリルアン散乱光の強度が強くなるような偏波状態の関係に調整される。

【0031】

すると、ポンプ光Ｐｕとプローブ光Ｐｒとは、信号発生器２により同じ変調（ｆｍ）が与えられているため、被測定光ファイバＦ内でポンプ光Ｐｕとプローブ光Ｐｒとの位相が適合して干渉し、相関が強くなった位置において誘導ブリルアン散乱光としてのブリルアン散乱光Ｂｒが発生する。図２は、被測定光ファイバと相関ピークとの位置関係を説明する図である。図２に示すように、相関プロファイルＰにおいて相関ピークは、被測定光ファイバＦ、入力光ファイバ１５、２７に沿って一定の周期で現れる。ここで、変調周波数ｆｍを調整して相関ピークが被測定光ファイバＦ内に一つだけ含まれるようにし、かつその一つの相関ピークの位置を調整すると、相関ピークの位置においてブリルアン散乱光Ｂｒを発生させることができる。上述したように、ブリルアン散乱光の波長（または波長を光の周波数に変換したもの）は光ファイバの歪量に応じてシフトするので、ブリルアン散乱光のシフト量を測定することにより、相関ピークの位置における被測定光ファイバＦの歪量を測定できる。

【0032】

なお、ブリルアン散乱光のシフト量および被測定光ファイバＦの歪量は以下のように測定する。まず、制御解析装置３４により制御された信号発生器６から変調器５を介して与える強度変調周波数を調整することでプローブ光の波長を変化させる。そして、制御解析装置３４は、ロックインアンプ３３によって検出されるブリルアン散乱光Ｂｒの強度が最も高くなるような強度変調周波数をブリルアンシフトとする。制御解析装置３４は、このブリルアンシフトと基準となるブリルアンシフトとの差を、ブリルアン散乱光のシフト量とする。基準となるブリルアンシフトとしては、被測定光ファイバＦに歪みが発生していない場合のブリルアンシフトを使用することができる。さらに、制御解析装置３４は、予め記憶されているブリルアン散乱光のシフト量と被測定光ファイバＦの歪み量との関係を示すテーブルデータまたは関数を用いて、被測定光ファイバＦの歪量を算出する。

【0033】

ここで、上述したように、被測定光ファイバＦがマルチモードファイバの場合、ブリルアン散乱光のシフト量が精度よく測定できず、歪量を精度よく測定できない場合がある。

【0034】

本発明者らがその原因を精査したところ、以下の現象を確認した。すなわち、被測定光ファイバがシングルモードファイバの場合は、ブリルアン散乱光のスペクトルが、図３のスペクトルＳ１で示すように比較的周波数幅が狭いものとなる。なお、図３において横軸は光の周波数を示している。これに対して、被測定光ファイバがマルチモードファイバの場合は、ブリルアン散乱光のスペクトルが、スペクトルＳ２で示すように周波数幅が広くなってピークの明確性が低くなり、かつピーク強度も低くなる。その結果、プローブ光の波長を変化させてブリルアンシフトを検出する際に、強度ピークの検出精度が低下する。なお、このようにブリルアン散乱光のスペクトルの周波数幅が広くなってピークの明確性が低くなる理由は、被測定光ファイバがマルチモードファイバの場合はポンプ光が多数のモードで伝搬するため、各モードに対する干渉条件の相違やブリルアン散乱光のモード分散などにより、ブリルアン散乱光のスペクトル形状がなまるためと考えられる。

【0035】

これに対して、本実施の形態１では、ポンプ光を基底モードの光として被測定光ファイバＦに入力するので、図３にスペクトルＳ３で示すように、スペクトルＳ２の場合よりも周波数幅が狭くなってピークがより明確となる。その結果、ブリルアンシフトを高精度に検出でき、マルチモードファイバである被測定光ファイバＦの歪量を精度よく測定できる。

【0036】

具体的には、本実施の形態１に係る測定装置１００では、試験光入力部４０としての入力光ファイバ２７がシングルモードファイバで構成されている。図４は、図１におけるポンプ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。図４において、被測定光ファイバＦはコア部Ｆａとクラッド部Ｆｂとを備えるマルチモードファイバである。

【0037】

図４に示すように、ポンプ光として、基底モードのポンプ光Ｐｕ１と高次モードのポンプ光Ｐｕ２とが入力光ファイバ２７に入力されたとしても、入力光ファイバ２７がシングルモードファイバであるためポンプ光Ｐｕ２は被測定光ファイバＦにほとんど出力されず、主にポンプ光Ｐｕ１が出力される。基底モードのポンプ光Ｐｕ１と不図示のプローブ光との干渉により発生したブリルアン散乱光Ｂｒ１は、高次モードに変換される成分もあるが、主に基底モードの成分からなっており、被測定光ファイバＦを伝搬後は入力光ファイバ２７を伝搬してシングルモード性が高められた状態で出力される。その後ブリルアン散乱光Ｂｒ１は、測定部にて精度よくブリルアンシフトおよび被測定光ファイバＦの歪量の測定がなされる。

【0038】

以上説明したように、本実施の形態１に係る測定装置１００および測定方法によれば、マルチモードファイバである被測定光ファイバＦの歪量を精度よく測定できる。

【0039】

（実施の形態２）
つぎに、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態２に係る光ファイバの測定装置は、本実施の形態１に係る測定装置１００の入力光ファイバ１５をシングルモードファイバで構成したものである。その他の構成は本実施の形態２に係る測定装置と測定装置１００とは同一なので、説明を省略する。

【0040】

図５は、実施の形態２に係る光ファイバの測定装置におけるポンプ光、プローブ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。本実施の形態２に係る測定装置では、プローブ光を入力する入力光ファイバ１５が、シングルモードファイバで構成されており、プローブ光を基底モードの光として入力するプローブ光入力部４１として機能する。これにより、図５に示すように、プローブ光として基底モードのプローブ光Ｐｒ１と高次モードのプローブ光Ｐｒ２とが入力光ファイバ１５に入力されたとしても、入力光ファイバ１５がシングルモードファイバであるためプローブ光Ｐｒ２は被測定光ファイバＦにほとんど出力されず、主にプローブ光Ｐｒ１が出力される。

【0041】

また、測定装置１００の場合と同様に、基底モードのポンプ光Ｐｕ１と高次モードのポンプ光Ｐｕ２とが入力光ファイバ２７に入力されたとしても、主にポンプ光Ｐｕ１が被測定光ファイバＦに出力される。

【0042】

ここで、被測定光ファイバＦはマルチモードファイバであるため、基底モードのポンプ光Ｐｕ１が被測定光ファイバＦを伝搬する間に高次モードが励振され、基底モードのポンプ光Ｐｕ１１と高次モードのポンプ光Ｐｕ１２とが発生する場合がある。この場合、基底モードのポンプ光Ｐｕ１１と基底モードのプローブ光Ｐｒ１とにより基底モードのブリルアン散乱光Ｂｒ１１が発生するとともに、高次モードのポンプ光Ｐｕ１２と基底モードのプローブ光Ｐｒ１とにより、高次モードの成分をより多く含むブリルアン散乱光Ｂｒ１２が発生する。ただし、この場合も、被測定光ファイバＦを伝搬した後に、主に基底モードのブリルアン散乱光Ｂｒ１１は入力光ファイバ２７から出力されるが、入力光ファイバ２７は高次モード遮断部として機能するので、高次モードの成分をより多く含むブリルアン散乱光Ｂｒ１２は出力されないか、きわめてその光強度が減衰する。これにより、その後測定部にて精度よくブリルアンシフトおよび被測定光ファイバＦの歪量の測定がなされる。

【0043】

本実施の形態２に係る測定装置および測定方法によれば、ポンプ光とプローブ光との両方を基底モードで被測定光ファイバＦに入力するので、被測定光ファイバＦの歪量を、より精度よく測定できる。

【0044】

（実施の形態３）
つぎに、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態３に係る光ファイバの測定装置は、本実施の形態１に係る測定装置１００の入力光ファイバ１５をシングルモードファイバで構成し、かつ入力光ファイバ２７の後段（光フィルタ３０側）に時間的なフィルタ４２を設けたものである。その他の構成は本実施の形態３に係る測定装置と測定装置１００とは同一なので、説明を省略する。

【0045】

図６は、実施の形態３に係る光ファイバの測定装置におけるポンプ光、プローブ光およびブリルアン散乱光の伝搬の様子を説明する図である。本実施の形態３に係る測定装置では、実施の形態２の場合と同様に、プローブ光を入力する入力光ファイバ１５が、プローブ光入力部４１として機能する。これにより、図６に示すように、プローブ光として基底モードのプローブ光Ｐｒ１と高次モードのプローブ光Ｐｒ２とが入力光ファイバ１５に入力されたとしても、プローブ光Ｐｒ２は被測定光ファイバＦにほとんど出力されず、主にプローブ光Ｐｒ１が出力される。

【0046】

また、測定装置１００の場合と同様に、基底モードのポンプ光Ｐｕ１と高次モードのポンプ光Ｐｕ２とが入力光ファイバ２７に入力されたとしても、主にポンプ光Ｐｕ１が被測定光ファイバＦに出力される。

【0047】

ここで、被測定光ファイバＦはマルチモードファイバであるため、実施の形態２の場合と同様に、基底モードのポンプ光Ｐｕ１から基底モードのポンプ光Ｐｕ１１と高次モードのポンプ光Ｐｕ１２とが発生する場合がある。さらに、高次モードのポンプ光Ｐｕ１２から、再び基底モードにモード変換されたポンプ光Ｐｕ１３が発生する場合がある。この場合、基底モードのポンプ光Ｐｕ１１と基底モードのプローブ光Ｐｒ１とにより基底モードのブリルアン散乱光Ｂｒ１１が発生し、高次モードのポンプ光Ｐｕ１２と基底モードのプローブ光Ｐｒ１とにより高次モードの成分をより多く含むブリルアン散乱光Ｂｒ１２が発生するとともに、基底モードのポンプ光Ｐｕ１３と基底モードのプローブ光Ｐｒ１とにより基底モードのブリルアン散乱光Ｂｒ１３が発生する。

【0048】

この場合も、高次モードの成分をより多く含むブリルアン散乱光Ｂｒ１２は入力光ファイバ２７からはほとんど出力されないが、主に基底モードのブリルアン散乱光Ｂｒ１１、Ｂｒ１３は入力光ファイバ２７から出力される。しかし、このようなブリルアン散乱光Ｂｒ１３は、測定部においてブリルアン散乱光Ｂｒ１１に対してはノイズとなる。

【0049】

これに対して、本実施の形態３に係る測定装置では、変換基底モード遮断部としてのフィルタ４２によりブリルアン散乱光Ｂｒ１３を遮断し、除去している。すなわち、図６に示すように、被測定光ファイバＦを主に基底モードのまま伝搬したブリルアン散乱光Ｂｒ１１と、被測定光ファイバＦにて高次モードから変換されてから再び基底モードに変換されたブリルアン散乱光Ｂｒ１３とでは、モード分散の影響でフィルタ４２に到達する時間が異なる。たとえば、ブリルアン散乱光Ｂｒ１１は時間ｔ_１にフィルタ４２に到達するが、ブリルアン散乱光Ｂｒ１３はそれよりも遅い時間である時間ｔ_３にフィルタ４２に到達する。したがって、フィルタ４２が時間ｔ_１に光を透過し、時間ｔ_３に光を遮断するように動作することで、ブリルアン散乱光Ｂｒ１３を遮断し、除去できるので、その後測定部にて精度よくブリルアンシフトおよび被測定光ファイバＦの歪量の測定がなされる。なお、このようなフィルタ４２は、たとえば光ゲートスイッチ等によって実現することができる。ただし、このような変換基底モード遮断部は、フィルタ４２に換えて、制御解析装置３４においてロックインアンプ３３からの検知信号をソフトウェアまたはハードウェアにて信号処理することにより実現してもよい。また、この際に公知の光ＭＩＭＯ処理技術を応用して信号処理を行ってもよい。

【0050】

本実施の形態３に係る測定装置および測定方法によれば、ポンプ光とプローブ光との両方を基底モードで被測定光ファイバＦに入力し、かつ高次モードから基底モードに変換されたブリルアン散乱光は除去するので、被測定光ファイバＦの歪量を、より精度よく測定できる。

【0051】

なお、上記実施の形態では、試験光（ポンプ光）やプローブ光を基底モードの光として被測定光ファイバＦに入力する試験光入力部４０やプローブ光入力部４１として、シングルモードファイバを使用しているが、試験光入力部４０およびプローブ光入力部４１はこれに限られない。試験光入力部４０およびプローブ光入力部４１は、たとえば位相板やホログラム素子を用いて構成されている公知のモードフィルタであって、マルチモードの光から基底モードの光を取り出すことができるモードフィルタにより構成してもよい。

【0052】

また、上記実施の形態に係る測定装置は、ＢＯＣＤＡ法を用いた測定装置であるが、本発明はブリルアン散乱を用いて被測定光ファイバの歪量を測定するあらゆる測定装置および測定方法に適用できるものである。上記実施の形態に係る測定装置では、ポンプ光とプローブ光は周波数変調または位相変調したレーザ光であるが、パルス光でもよい。また、ポンプ光とパルス光とは被測定光ファイバの同じ側の端部から入力するようにしてもよい。

【0053】

また、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0054】

１ レーザ光源
２ 信号発生器
３ 光カプラ
３ａ、３ｂ 光ファイバポート
７、１３、２０、２５ 偏波コントローラ
５、２２ 変調器
６、２３ 信号発生器
８、１１、２４ 光増幅器
９、１２、３０、３１ 光フィルタ
１０ 温度コントローラ
１４ 光減衰器
１５、２７ 入力光ファイバ
２１ 光遅延器
２６ 光サーキュレータ
３２ 受光器
３３ ロックインアンプ
３４ 制御解析装置
４０ 試験光入力部
４１ プローブ光入力部
４２ フィルタ
１００ 測定装置
Ｂｒ、Ｂｒ１、Ｂｒ１１、Ｂｒ１２、Ｂｒ１３ ブリルアン散乱光
Ｆ 被測定光ファイバ
Ｆ１ 第１端部
Ｆ２ 第２端部
Ｆａ コア部
Ｆｂ クラッド部
Ｐ 相関プロファイル
Ｐｒ、Ｐｒ１、Ｐｒ２ プローブ光
Ｐｕ、Ｐｕ１、Ｐｕ１１、Ｐｕ１２、Ｐｕ１３、Ｐｕ２ ポンプ光
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ スペクトル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】