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るSOPの変化に比べて小さくなるようにすることが望ましい。
PMD測定時,測定方法によって仕様及び特性並びに測定精度が若干異なるので,供試光受動部品のDGD
特性がどのくらいになるかを把握しておく必要がある。
モード結合が無視できる場合,簡単にPMD値が一つに決まる光受動部品に対しては,DGDは波長に対
してほぼ一定になる。この場合,光受動部品の出力光のSOPは,ポアンカレ球上(図2参照)において,
円に近い軌跡を描く。角速度及びPDV長は一定となり,その結果DGDも一定となる。この場合,波長の
測定数及びその精度を,必要以上に高くする必要はない。
図2−偏波モード分散ベクトル及び主偏光状態の決定
ただし,出力光のSOPの角速度が変化する供試品がある。二つの等しい複屈折領域をもつ供試品の場合,
PSPは光周波数の関数として変化(PDVの変化,すなわち,速度又は光周波数に関する1次微分)する。
ただし,DGD(PDV長)は一定のままである。三つの複屈折領域をもつ場合,PDV(DGD)長及びその
速度の両方が変化する。ただし,DGDの変化は単調であり,結果としてDGDは波長の関数として正弦的
に変化する。
また,幾度も複屈折軸が変化する供試品(多くの複屈折領域をもつ複雑な供試品)もあり得る。SOPは
固定の複屈折軸について進相軸PSPの周りで回転する。ただし,PSP軸もまた変化し,その結果,出力光
のSOPはポアンカレ球上のPSP軸変化に追従する。その回転は単調な変化ではなく,かなり複雑なもの
となる。そのときのDGDは,波長の関数として複雑ではあるが,予想可能な変化(ランダムなモード結
合)をする。これは,供試品が固定の複屈折軸をもつ多くの領域からなる場合に発生し,そのときのPMD
は波長の関数として複雑な変化をするDGDの平均値である。
DWDM用光受動部品は,信号波長ごとに非常に狭い帯域をもつので,PMD測定においてDWDM用光
受動部品に特有の配慮が必要である。すなわち,DWDM用光受動部品は波長の関数としてのDGD,すな
わち,PMDを適切に推定するために,非常に高い波長分解能が必要となる。この場合,狭帯域光受動部品
のフーリエスペクトルは,非常に複雑な時間スペクトルをもつ。このフーリエスペクトルは,DGDとは異
なる紛らわしい時間遅延をもたらすことがあるため,注意が必要である。また,ナイキスト定理を配慮し
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た対策(例えば,光源の線幅は波長掃引の測定間隔の2倍を超える。)を施すことが望ましい。
供試品の特徴に応じた測定方法の技術的適用性を,表1に示す。
表1−供試品の特徴に応じた測定方法の技術的適用性
供試品の特徴 測定方法
(光受動部品のタイプ) FA INTY MPS PPS SPE PS (arc)
FAFT FAEC TINTY GINTY
モード結合が無視できる場合 (X) N/A (X) X X X X X**
ランダムなモード結合の場合 (X) (X) (X) X X X X N/A
中間的なモード結合の場合 N/A N/A N/A X X X X N/A
狭帯域DWDM N/A N/A N/A X X X X X**
注記1 記号の意味
X 適用できる。
(X) 目的,測定範囲又は特性によって適用に制限がある,又は適用できるか確認できていない。
** ポアンカレ球円弧(PS arc)法は,単一素子構成の供試品にだけしか適用できない。この場合(モ
ード結合が無視できる場合),DGDは基本的に仕様波長範囲で一定となる。
N/A 適用できない。
注記2 PMD測定方法の略語の意味
FA 固定アナライザ
FAFT 固定アナライザによるフーリエ変換
FAEC 固定アナライザによる極値分析
INTY 干渉法
TINTY 従来の干渉法
GINTY 一般化した干渉法
MPS 変調位相シフト
PPS 偏光位相シフト
SPE ストークスパラメータ評価(ジョーンズ行列固有値解析法,ポアンカレ球解析法及びミュラー
行列解析法を含む。)
PS (arc) ポアンカレ球円弧
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6 ストークスパラメータ評価法
6.1 測定装置
JME法及びPSA法によるPMD測定方法の基本的な機能図を,図3に示す。測定系を構成する装置につ
いては,6.1.16.1.3Aに規定する。
光源 SOP生成器
供試品
Sin(ω)
正規化したストークスパラメータ
Sout(ω)測定値の分析器
アークサイン式 T(ω+Δω) T -1(ω)の固有値
偏光分散マトリクス
偏光分散ベクトルPDV(ω)
PDM(ω)
tr
PDV(ω)の係数 式の独立変数
i
図3−ストークスパラメータ評価による測定法の基本的な機能図
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ストークスパラメータ評価(SPE)における二つの測定系を,図4に示す。
偏光状態変更装置 偏光状態解析装置
波長可変 偏光
供試品 ポラリメータ 受光装置 コンピュータ
光源 制御器
1つの偏光子を挿入する
一つの偏光子を挿入する
偏光子
0度 45度90度
a) ジョーンズ行列解析系
マイケルソン干渉計
偏光状態
ASE光源 供試品
変更装置
偏光状態解析装置
コンピュータ 受光装置 ポラリメータ
b) ポアンカレ球解析系
図4−ストークスパラメータ評価法の測定系
6.1.1 光源
全ての測定において,直線偏光を出力する光源を使用しなければならない。特に,使用する偏光状態解
析装置の種類によって,次の二種類の光源を用いることができる。例えば,狭帯域光源は,ポラリメータ
内蔵の偏光状態解析装置とともに用いることができ,広帯域光源は,狭帯域バンドパスフィルタ内蔵の解
析装置とともに用いることができる。
DWDM用光受動部品の測定において,測定系の波長精度は,有意義かつ信頼のおける結果となるよう,
要求精度に合わせて設定することが望ましい。また,波長分解能は,ナイキスト定理に従うように光受動
部品の帯域に合わせて設定することが望ましい。これは,必要に応じて設定手順の中で,波長計を使用し
て行う。
a) 狭帯域光源 単一スペクトルのレーザ及び狭帯域光源は,必要な測定波長範囲をカバーするように波
長を変更できるものを使用しなければならない。いずれの測定状態においても,供試品の出力光が偏
光状態を維持するよう,波長スペクトルの広がりは十分に狭くなければならない。ただし,不要な雑
音及びオーバーサンプリングを避け,かつ,ナイキスト限界を無視しないようにするため,過度に狭
帯域のレーザを使用してはならない。偏光度(DOP)は90 %以上が望ましいが,低い測定精度でよい
場合は25 %以上のDOPで測定を行ってもよい。与えられたDGD値Δτが得られる最小のDOPは,式
(1)によって求める。
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1 πc 20FWHM
4 ln 2
DOP 100 e (1)
ここに, DOP : Δτが得られる最小のDOP(%)
ΔλFWHM : 中心波長λ0におけるガウシアンスペクトル幅
b) 広帯域光源 広帯域光源として,70 nm以上の半値全幅及び20 dBより大きい偏光消光比をもつLED
を使用することができる。フィルタ内蔵の解析装置を用いる場合は,式(1)のDOPが90 %の場合の
ΔλFWHMより小さな帯域幅のフィルタが望ましい。
6.1.2 偏光状態変更装置
偏光状態変更装置は,入力光のストークスベクトルSin(ω)を生成するために使用する。偏光状態変更装
置は,次に示す偏光制御器,偏光子及び供試体への入力部に配置する光学素子から成る。
a) 偏光制御器 偏光制御器は光源の後に設置し,偏光子への入力光がおおよそ円偏光となるように調整
して,入力光が偏光子の偏光方向に対して直交しないようにする。
偏光を調整する方法は,次による。
− 光源の波長範囲が,測定する波長範囲の中心に設定されていることを確認する。
− 三つの偏光子のうち一つだけを,光の経路に挿入する。
− それぞれの偏光子を挿入する都度,出力光パワーを測定する(全3回)。
− 3回の光パワー測定結果で,偏光制御器の出力光パワーの偏差がおおよそ3 dB以下となるように,
偏光制御器を用いて光源の偏光状態を調整する。
空間ビーム系の場合,波長板を偏光調整に使用してもよい。
偏光制御器に加え,三つの直線偏光子を,偏光面が互いに45度の角度をなすように光の経路に順々
に配置する。別の方法として,回転式の偏光子を使用することもできる。
b) 入力部に配置する光学素子 供試品に光を入力するために,レンズ又はシングルモード光ファイバピ
ッグテールを用いる。
光ファイバピッグテールを使う場合,反射による干渉効果が発生しないようにする。このために屈
折率整合材を用いてもよい。また,光ファイバピッグテールは,シングルモード形光ファイバを用い
るのがよい。光ファイバピッグテールは,可能な限り直線状に配置した状態を保つようにし,測定結
果に影響を与える曲げ,応力などを避けるため触らないようにする。
レンズを使う場合,供試品に入力する状態を非常に安定にするために,真空チャックなどの最適な
方法を用いる。
6.1.3 偏光状態解析装置
偏光状態解析装置は,次に示す方法で使用する。
− 供試品の出力部におけるストークスパラメータを測定するため,供試品から出力する全ての光出力を
偏光状態解析装置に接続する。
ここで,レンズ又はシングルモード形光ファイバピッグテール同士の融着接続は,接続手段の一例であ
る。
− 三つの偏光子の挿入に対応する,それぞれの出力での偏光状態を測定する。
ここで,偏光状態解析装置の波長範囲は,光源の波長範囲を含まなければならない。一般に,出力はス
トークスパラメータの形式となる。
− 光フィルタ又は光スペクトラムアナライザを使用する場合,6.2の手順に従って波長分解能(RBW)
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JIS C 61300-3-32:2013の引用国際規格 ISO 一覧
- IEC 61300-3-32:2006(MOD)
JIS C 61300-3-32:2013の国際規格 ICS 分類一覧
- 33 : 電気通信工学.オーディオ及びビデオ工学 > 33.180 : 光ファイバ通信 > 33.180.20 : 光ファイバ接続装備
JIS C 61300-3-32:2013の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC61300-3-2:2012
- 光ファイバ接続デバイス及び光受動部品―基本試験及び測定手順―第3-2部:シングルモード光デバイスの光損失の偏光依存性
- JISC6842:2012
- 光ファイバ偏波モード分散試験方法