ホーム > 特許ランキング > 日本電信電話株式会社
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 日本電信電話株式会社の特許一覧 ▶ 国立大学法人島根大学の特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023119460
(43)【公開日】2023-08-28
(54)【発明の名称】空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法
(51)【国際特許分類】
G01M 11/02 20060101AFI20230821BHJP
【ＦＩ】
G01M11/02 N
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022022376
(22)【出願日】2022-02-16
(71)【出願人】
【識別番号】000004226
【氏名又は名称】日本電信電話株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504155293
【氏名又は名称】国立大学法人島根大学
(74)【代理人】
【識別番号】100119677
【弁理士】
【氏名又は名称】岡田 賢治
(74)【代理人】
【識別番号】100160495
【弁理士】
【氏名又は名称】畑 雅明
(74)【代理人】
【識別番号】100115794
【弁理士】
【氏名又は名称】今下 勝博
(72)【発明者】
【氏名】中村 篤志
(72)【発明者】
【氏名】岡本 達也
(72)【発明者】
【氏名】古敷谷 優介
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 文彦
(57)【要約】
【課題】参照光の参照経路を用いることなく、結合型マルチコアファイバの空間モード分散の光周波数依存性を取得することができ、試験対象の光ファイバが長尺な場合であっても高精度な測定ができる空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る空間モード分散測定装置は、結合型マルチコア光ファイバを伝搬した試験パルス光と参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する光線形サンプリング部３０と、波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換すること、波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とすること、波形Ｗ４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換すること、及び波形Ｗ５の幅を空間モード分散とすることを行う演算部４０と、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】本発明に係る空間モード分散測定装置は、結合型マルチコア光ファイバを伝搬した試験パルス光と参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する光線形サンプリング部３０と、波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換すること、波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とすること、波形Ｗ４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換すること、及び波形Ｗ５の幅を空間モード分散とすることを行う演算部４０と、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射する試験光出力部と、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部と、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を測定する光線形サンプリング部と、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすることを行う演算部と、
を備える空間モード分散測定装置。
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部と、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を測定する光線形サンプリング部と、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすることを行う演算部と、
を備える空間モード分散測定装置。
【請求項2】
前記演算部は、前記広帯域周波数応答波形又は前記狭帯域周波数応答波形に対して波長分散補償を行うことを特徴とする請求項１に記載の空間モード分散測定装置。
【請求項3】
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射すること、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を光線形サンプリング法で測定すること、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、
前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、
前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び
前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすること
を行う空間モード分散測定方法。
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を光線形サンプリング法で測定すること、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、
前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、
前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び
前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすること
を行う空間モード分散測定方法。
【請求項4】
前記広帯域周波数応答波形又は前記狭帯域周波数応答波形に対して波長分散補償を行うことを特徴とする請求項３に記載の空間モード分散測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、結合型マルチコアファイバの空間モード分散を測定する空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法に関する。
【背景技術】
【0002】
結合型マルチコアファイバは、将来の大容量光通信を実現するための媒体として有望な光ファイバの一つである。結合型マルチコアファイバにおける空間モード分散は、光検出器で受信した送信信号を復元するための信号処理の負荷に直結する重要なパラメータである。したがって、結合型マルチコアファイバを用いた伝送路を構築したのちに、伝送を行う帯域での空間モード分散の光周波数依存性を試験することが必要である。
【0003】
例えば、非特許文献１では、波長掃引法によるインパルス応答波形の測定法が開示されている。本手法により得られたインパルス応答波形の拡がりから空間モード分散を取得することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】Ｍ． Ｍａｚｕｒ ｅｔ ａｌ．， “Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍａｔｒｉｘ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｉｅｌｄ－ｄｅｐｌｏｙｅｄ ＭＣＦｓ，” Ｐｒｏｃ． ＥＣＯＣ ２０２０．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
非特許文献１の方法は、試験光として波長掃引光を用いるため、同一の光源から出力された試験光と参照光の干渉信号を測定する必要がある。そのために、参照光を光源側から受光器側まで伝送するための試験対象の光ファイバとほぼ同一の長さの参照経路を用意する必要がある。このため、非特許文献１の方法には、実環境に敷設された伝送路の試験を行う際に、参照経路が受ける外乱により測定精度が劣化し、空間モード分散の光周波数依存性を正確に取得することが困難という課題がある。
【0006】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、参照光の参照経路を用いることなく、結合型マルチコアファイバの空間モード分散の光周波数依存性を取得することができ、試験対象の光ファイバが長尺な場合であっても高精度な測定ができる空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法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】
上記目的を達成するために、本発明に係る空間モード分散測定装置は、参照経路が不要な光線形サンプリング法により広帯域インパルス応答波形を取得し、デジタル信号処理により空間モード分散の光周波数依存性を取得することとした。
【0008】
具体的には、本発明に係る空間モード分散測定装置は、
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射する試験光出力部と、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部と、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を測定する光線形サンプリング部と、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすることを行う演算部と、
を備える。
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射する試験光出力部と、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部と、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を測定する光線形サンプリング部と、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすることを行う演算部と、
を備える。
【0009】
また、本発明に係る空間モード分散測定方法は、
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射すること、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を光線形サンプリング法で測定すること、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、
前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、
前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び
前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすること
を行う。
試験対象の結合型マルチコア光ファイバの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射すること、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、
前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形を光線形サンプリング法で測定すること、
前記広帯域インパルス応答波形を広帯域周波数応答波形へフーリエ変換すること、
前記広帯域周波数応答波形を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形とすること、
前記狭帯域周波数応答波形を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形へ逆フーリエ変換すること、及び
前記狭帯域インパルス応答波形の幅を空間モード分散とすること
を行う。
【0010】
光線形サンプリング法は、試験光として波長掃引する必要のない広帯域なパルス光を用いるため、試験光用とは異なる光源から出力された光を参照光として用いることができる。このため、参照光用の光源を受光器側に配置することができ、参照光伝送用の参照経路が不要となる。このため、参照経路が受ける外乱による測定精度劣化を回避することができる。
【0011】
従って、本発明は、参照光の参照経路を用いることなく、結合型マルチコアファイバの空間モード分散の光周波数依存性を取得することができ、試験対象の光ファイバが長尺な場合であっても高精度な測定ができる空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法を提供することができる。
【0012】
本発明に係る空間モード分散測定装置の前記演算部が、前記広帯域周波数応答波形又は前記狭帯域周波数応答波形に対して波長分散補償を行うことが好ましい。波長分散の影響を低減し、より高精度な空間モード分散の光周波数依存性を取得することができる。
【0013】
なお。本発明の空間モード分散測定装置は、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。
【0014】
なお、上記各発明は、可能な限り組み合わせることができる。
【発明の効果】
【0015】
本発明は、参照光の参照経路を用いることなく、結合型マルチコアファイバの空間モード分散の光周波数依存性を取得することができ、試験対象の光ファイバが長尺な場合であっても高精度な測定ができる空間モード分散測定装置及び空間モード分散測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明に係る空間モード分散測定方法の概要を説明する図である。
【図2】本発明に係る空間モード分散測定装置を説明する図である。
【図3】本発明に係る空間モード分散測定方法を説明するフローチャートである。
【図4】空間モード分散を求める処理を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
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、本明細書及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。
【0018】
［発明の概要］
図１は、本発明に係る空間モード分散測定方法の概要を説明する図である。
（手順１）広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する。
（手順２）広帯域インパルス応答波形Ｗ１をフーリエ変換（ＦＦＴ）することで広帯域周波数応答波形Ｗ２を取得する。
（手順３）広帯域周波数応答波形Ｗ２から波長分散の影響を除去（波長分散補償）し、広帯域周波数応答波形Ｗ３を得る。本手順で、広帯域周波数応答波形Ｗ３は広帯域周波数応答波形Ｗ２を矩形に近づくように波形改善される。
（手順４）広帯域周波数応答波形Ｗ３を任意の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４を得る。例えば、１００ＧＨｚ間隔で波長多重する伝送システムに使用する結合型マルチコア光ファイバを評価する場合は、それに合わせて１００ＧＨｚの範囲を切り出す。
（手順５）狭帯域周波数応答波形Ｗ４を逆フーリエ変換することで切り出した光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５を取得する。そして、狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅から空間モード分散を得る。波長分散によるパルス拡がりを除去したことにより、狭帯域インパルス応答波形Ｗ５は広帯域インパルス応答波形Ｗ１のパルス幅より狭くなる。
図１は、本発明に係る空間モード分散測定方法の概要を説明する図である。
（手順１）広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する。
（手順２）広帯域インパルス応答波形Ｗ１をフーリエ変換（ＦＦＴ）することで広帯域周波数応答波形Ｗ２を取得する。
（手順３）広帯域周波数応答波形Ｗ２から波長分散の影響を除去（波長分散補償）し、広帯域周波数応答波形Ｗ３を得る。本手順で、広帯域周波数応答波形Ｗ３は広帯域周波数応答波形Ｗ２を矩形に近づくように波形改善される。
（手順４）広帯域周波数応答波形Ｗ３を任意の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４を得る。例えば、１００ＧＨｚ間隔で波長多重する伝送システムに使用する結合型マルチコア光ファイバを評価する場合は、それに合わせて１００ＧＨｚの範囲を切り出す。
（手順５）狭帯域周波数応答波形Ｗ４を逆フーリエ変換することで切り出した光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５を取得する。そして、狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅から空間モード分散を得る。波長分散によるパルス拡がりを除去したことにより、狭帯域インパルス応答波形Ｗ５は広帯域インパルス応答波形Ｗ１のパルス幅より狭くなる。
【0019】
なお、波長分散補償は、広帯域周波数応答波形Ｗ２に対してではなく、狭帯域周波数応答波形Ｗ４に対して行ってもよい。すなわち、手順２の後に手順４を先に行い、その後手順３を行ってもよい。波長分散補償については後述する。
【0020】
［実施形態］
図２は、本実施形態の空間モード分散測定装置３０１を説明する図である。空間モード分散測定装置３０１は、
試験対象の結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射する試験光出力部１０と、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部２０と、
結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する光線形サンプリング部３０と、
広帯域インパルス応答波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換すること、広帯域周波数応答波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とすること、狭帯域周波数応答波形Ｗ４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換すること、及び狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅を空間モード分散とすることを行う演算部４０と、
を備える。
図２は、本実施形態の空間モード分散測定装置３０１を説明する図である。空間モード分散測定装置３０１は、
試験対象の結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射する試験光出力部１０と、
前記試験パルス光と同じ波長、且つ周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成する参照光出力部２０と、
結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を測定する光線形サンプリング部３０と、
広帯域インパルス応答波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換すること、広帯域周波数応答波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とすること、狭帯域周波数応答波形Ｗ４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換すること、及び狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅を空間モード分散とすることを行う演算部４０と、
を備える。
【0021】
演算部４０は、広帯域周波数応答波形Ｗ２又は狭帯域周波数応答波形Ｗ４に対して波長分散補償を行うことが好ましい。
【0022】
図３は、空間モード分散測定装置３０１が結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの空間モード分散を測定する方法を説明する図である。本方法は、
試験対象の結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射すること、前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、及び前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を光線形サンプリング法で測定するステップＳ０１、
広帯域インパルス応答波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換するステップＳ０２、
広帯域周波数応答波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とするステップＳ０４、
狭帯域周波数応答波形Ｓ０４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換するステップＳ０５、及び
狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅を空間モード分散とするステップＳ０６
を行う。
試験対象の結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの１つのコアに、任意波長の試験パルス光を繰り返し周波数ｆで入射すること、前記試験パルス光と同じ波長、且つ前記周波数ｆと異なる繰り返し周波数ｆ－Δｆの参照パルス光を生成すること、及び前記結合型マルチコア光ファイバを伝搬した前記試験パルス光と前記参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を光線形サンプリング法で測定するステップＳ０１、
広帯域インパルス応答波形Ｗ１を広帯域周波数応答波形Ｗ２へフーリエ変換するステップＳ０２、
広帯域周波数応答波形Ｗ２を所望の光周波数窓で切り出して狭帯域周波数応答波形Ｗ４とするステップＳ０４、
狭帯域周波数応答波形Ｓ０４を前記光周波数窓の光周波数帯域に対する狭帯域インパルス応答波形Ｗ５へ逆フーリエ変換するステップＳ０５、及び
狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅を空間モード分散とするステップＳ０６
を行う。
【0023】
また、本方法は、広帯域周波数応答波形Ｗ２又は狭帯域周波数応答波形Ｗ４に対して波長分散補償を行うステップＳ０３を行うことが好ましい。なお、図３では、ステップＳ０２の後にステップＳ０３を行う（広帯域周波数応答波形Ｗ２に対して波長分散補償を行う）場合を記載している。本方法は、ステップＳ０４とＳ０５との間にステップＳ０３を行ってもよい（狭帯域周波数応答波形Ｗ４に対して波長分散補償を行う）。
【0024】
各ステップについて詳説する。
ステップＳ０１：結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの一端において、試験光出力部１０が繰り返し周波数ｆの任意波長λの試験パルス光を１つのコアに入射する。なお、任意波長λは、結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝送路として使用するときの信号光の波長とすることが好ましい。結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝搬し、結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの他端から出力する試験パルス光は光線形サンプリング部３０に入力される。同時に参照光出力部２０が繰り返し周波数ｆ－Δｆの任意波長λの参照パルス光を光線形サンプリング部３０に入力する。光線形サンプリング部３０は、偏向ビームスプリッタＰＢＳ、光スプリッタＳＰ、光９０°ハイブリッド９０Ｈ、バランス型フォトダイオードＢＰＤ、及びＡ／Ｄ変換器を備え、試験パルス光と参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を光線形サンプリング法で測定する。参照パルス光を結合型マルチコア光ファイバＦＵＴや他の参照光ファイバを経由させる必要がないため、外乱による測定精度の劣化を防止できる。
ステップＳ０１：結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの一端において、試験光出力部１０が繰り返し周波数ｆの任意波長λの試験パルス光を１つのコアに入射する。なお、任意波長λは、結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝送路として使用するときの信号光の波長とすることが好ましい。結合型マルチコア光ファイバＦＵＴを伝搬し、結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの他端から出力する試験パルス光は光線形サンプリング部３０に入力される。同時に参照光出力部２０が繰り返し周波数ｆ－Δｆの任意波長λの参照パルス光を光線形サンプリング部３０に入力する。光線形サンプリング部３０は、偏向ビームスプリッタＰＢＳ、光スプリッタＳＰ、光９０°ハイブリッド９０Ｈ、バランス型フォトダイオードＢＰＤ、及びＡ／Ｄ変換器を備え、試験パルス光と参照パルス光とを干渉させて広帯域インパルス応答波形Ｗ１を光線形サンプリング法で測定する。参照パルス光を結合型マルチコア光ファイバＦＵＴや他の参照光ファイバを経由させる必要がないため、外乱による測定精度の劣化を防止できる。
【0025】
ステップＳ０２：演算部４０のインパルス応答取得部４１は光線形サンプリング部３０から広帯域インパルス応答波形Ｗ１を受け取る。そして、演算部４０の周波数解析部４３は、時間領域である広帯域インパルス応答波形Ｗ１をフーリエ変換して周波数領域の広帯域周波数応答波形Ｗ２を得る。
【0026】
ステップＳ０３：波長分散補償部４２は、周波数解析部４３から広帯域周波数応答波形Ｗ２を受け取り、波長分散の影響を除去して広帯域周波数応答波形Ｗ３を得る。波長分散補償部４２は、周波数解析部４３に広帯域周波数応答波形Ｗ３を渡す。なお、ステップＳ０３をステップＳ０４の後に行う場合、波長分散補償部４２は、周波数解析部４３から狭帯域周波数応答波形Ｗ４ａを受け取り、波長分散の影響を除去して狭帯域周波数応答波形Ｗ４を得る。波長分散補償部４２は、周波数解析部４３に狭帯域周波数応答波形Ｗ４を渡す。
【0027】
具体的な波長分散の補償方法は次の通りである。
広帯域周波数応答波形Ｗ２に次式を乗じることで波長分散を補償することができる。
ここで、ｆは光周波数、ｚは結合型マルチコア光ファイバＦＵＴの長さである。β２は、乗算後の波形をＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）したときのインパルス応答幅が最小となる値とする。例えば、乗算とＩＦＦＴとの繰り返し計算を行うことにより、インパルス応答幅が最小となるβ２の値を探索する。また、β２は、光ファイバの群遅延を試験パルス光の中心周波数及びその周辺周波数でテイラー展開したときの２次微分係数（試験パルス光の中心周波数で定まる定数）である。このため、波長分散とファイバ長が既知の場合、その値から得られたβ２の値を用いてもよい。
広帯域周波数応答波形Ｗ２に次式を乗じることで波長分散を補償することができる。
【数1】
【0028】
なお、 波長分散の影響が無視できるほど小さい場合（結合型マルチコア光ファイバＦＵＴが短い場合）、ステップＳ０３を行う必要はない。
【0029】
ステップＳ０４：周波数解析部４３は、広帯域周波数応答波形Ｗ３を任意の光周波数窓で切り出し、狭帯域周波数応答波形Ｗ４を得る。なお、ステップＳ０３をステップＳ０４の後に行う場合、周波数解析部４３は、広帯域周波数応答波形Ｗ２を任意の光周波数窓で切り出し、狭帯域周波数応答波形Ｗ４ａを得ることになる。
【0030】
ステップＳ０５：周波数解析部４３は、狭帯域周波数応答波形Ｗ４を逆フーリエ変換し、切り出した光周波数帯域に対する時間領域の狭帯域インパルス応答波形Ｗ５を得る。
【0031】
ステップＳ０６：空間モード分散算出部４４は、狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の幅から空間モード分散ＳＭＤを算出する。図４のような狭帯域インパルス応答波形Ｗ５の強度波形をＩ（ｔ）とする。まず、次式にて強度波形をＩ（ｔ）の中心ｔｃを検出する。
続いて次式にてインパルス応答波形の幅を求め、これを空間モード分散ＳＭＤとする。
【数2】
【数3】
【0032】
本実施形態で説明した空間モード分散測定方法は、結合型マルチコアファイバのように複数のモードが伝搬中に強く結合する光ファイバを前提としている。これは、モード間結合が強いファイバと弱いファイバとではインパルス応答波形が異なってくるためである。従って、本発明によれば、結合型マルチコアファイバを含むモード間結合が強い光ファイバにおける空間モード分散の光周波数依存性を取得可能である。
【符号の説明】
【0033】
１０：試験光出力部
２０：参照光出力部
３０：光線形サンプリング部
４０：演算部
４１：インパルス応答取得部
４２：波長分散補償部
４３：周波数解析部
４４：空間モード分散算出部
３０１：空間モード分散測定装置
２０：参照光出力部
３０：光線形サンプリング部
４０：演算部
４１：インパルス応答取得部
４２：波長分散補償部
４３：周波数解析部
４４：空間モード分散算出部
３０１：空間モード分散測定装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】