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モード分析装置及びモード分析方法

国内特許コード P170013906
整理番号 (S2015-1988-N46)
掲載日 2017年3月29日
出願番号 特願2015-162723
公開番号 特開2017-040568
出願日 平成27年8月20日(2015.8.20)
公開日 平成29年2月23日(2017.2.23)
発明者
  • 國分泰雄
  • 渡邉 達彦
出願人
  • 国立大学法人横浜国立大学
発明の名称 モード分析装置及びモード分析方法
発明の概要 【課題】モード分析において、各モードの電界強度分布の振幅及び位相の検出に要する処理時間を短縮する。また、モード分析において、数値計算による近視野像からのモード分布の算出に代えて、直接に信号光から各モードの電界強度分布の振幅及び位相を検出する。
【解決手段】分析対象光を局部発振光と混合させた後に偏波分離及び4分割光検出器を用いたコヒーレント検出によって電気信号として検出することによって、各縮退直交偏光モードの振幅及び位相差を得る。各縮退直交偏光モードの振幅及び位相差の検出は、4分割光検出器で検出した交流成分の加減算で行う。偏波分離で得たx偏光波及びy偏光波を用いることによって、偏光成分が縮退したモードであっても振幅及び位相差を検出することができる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


大容量光通信技術において、伝送媒体として単一モードファイバの他、より大きな通信容量を有したモード多重用数モードファイバが用いられようとしている。複数モードの伝送を可能とするファイバとして、コア径が太いマルチモードファイバや、コア径を単一モードファイバと多モードファイバとの中間とする数モードファイバがある。数モードファイバでは10個程度以下の複数の伝搬モードに異なる情報を載せてモード多重伝送を行う。なお、ここで、モード多重は複数の信号光を光ファイバの複数の異なる伝搬モードで伝送する多重伝送である。



本出願の発明者は、数モードファイバのクロストーク特性の分析を目的として、縮退モードの偏光状態を含めたクロストークの分析が可能な偏光子回転強度分布測定法(Intensity Profiles from Angled Polarizer:IPAP法)を提案している(非特許文献1)

産業上の利用分野


本願発明は、光伝送路の電界強度分布を分析するモード分析に関し、数モードファイバのクロストーク特性の分析に適用することができる。

特許請求の範囲 【請求項1】
電磁界分布が伝搬定数について縮退した縮退直交偏光モードを含む複数のモードを伝搬させる光ファイバ伝送路からの出射光に含まれる各モード成分を分析するモード分析装置において、
分析対象光と局部発振光との干渉光を出力するコヒーレント検出光学系と、
前記干渉光を偏波分離して、前記縮退直交偏光成分のx偏光成分及びy偏光成分を分離する偏波分離器と、
各偏光成分に分離した干渉光を検出する光検出器と、
前記光検出器で検出した交流成分を加減算し、前記縮退直交偏光モードの振幅及び位相差を得る演算器を備えることを特徴とする、モード分析装置。

【請求項2】
前記コヒーレント検出光学系は、分析対象光と局部発振光とを混合して干渉光を出力する混合器を備え、
前記混合器は、局部発振光を発する局部発振器と半透明鏡とを備え、前記半透明鏡の一方の入射端に前記光ファイバ伝送路の出射端の信号光を入射させ、前記半透明鏡の他方の入射端に前記局部発振器が発する局部発振光を入射させ、前記半透明鏡の出射端から信号光と局部発振光とを混合して得られる干渉光を出力し、
前記光検出器は、前記偏波分離器が分離したx偏光成分の出射光を入射させるX側4象限分割光検出器と、前記偏波分離器が分離したy偏光成分の出射光を入射させるY側4象限分割光検出器とを備え、X側4象限分割光検出器及びY側4象限分割光検出器はそれぞれ4つの各象限から位相を異にする出力信号を出力し、
前記演算器は、X側4象限分割光検出器の4つの出力信号を入力させ、各出力信号を加減算してx偏光成分の振幅及び位相差を演算するX偏光成分演算器と、Y側4象限分割光検出器の4つの出力信号を入力させ、各出力信号を加減算してy偏光成分の振幅及び位相差を演算するY偏光成分演算器とを備えることを特徴とする、請求項1に記載のモード分析装置。

【請求項3】
前記コヒーレント検出光学系は、分析対象光と局部発振光とを混合して干渉光を出力する混合器を備え、
前記混合器は、局部発振光を発する局部発振器と半透明鏡とを備え、前記半透明鏡の一方の入射端に前記光ファイバ伝送路の出射端の信号光を入射させ、前記半透明鏡の他方の入射端に前記局部発振器が発する局部発振光を入射させ、前記半透明鏡の出射端から信号光と局部発振光とを混合して得られる干渉光を出力し、
前記光検出器は、前記偏波分離器が分離したx偏光成分の出射光を入射させるX側4象限分割光検出器と、前記偏波分離器が分離したy偏光成分の出射光を入射させるY側4象限分割光検出器とを備え、X側4象限分割光検出器及びY側4象限分割光検出器はそれぞれ4つの各象限から位相を異にする出力信号を出力し、
前記偏波分離器と前記光検出器とからなる組を2つ備え、前記半透明鏡の透過光を一方の組の偏波分離器に入射させ、前記半透明鏡の反射光を他方の組の偏波分離器に入射させ、
前記演算器は、前記2つの組の光検出器の出力信号について各偏光成分の差分信号を演算し、前記演算器に対する入力信号を出力するx偏光成分の差分演算器及びy偏光成分の差分演算器を備えることを特徴とする、請求項1に記載のモード分析装置。

【請求項4】
分析対象光と局部発振光との干渉光を偏波分離して、縮退直交偏光成分のx偏光成分及びy偏光成分を分離し、
各偏光成分に分離した干渉光を検出して電気信号を出力し、
検出した前記電気信号の交流成分を加減算し、前記縮退直交偏光成分から各縮退直交偏光モードの振幅及び位相差を得ることを特徴とする、モード分析方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2015162723thum.jpg
出願権利状態 公開
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