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N
2 Zi
i 1
Lb (1)
N
ここに, Lb : ビート長
ΔZi : ロックインアンプの出力が半周期変化するファ
ラデー回転子の移動量
N : 評価した周期数
5.3 波長掃引法
5.3.1 装置
試験装置の概略図を,図3及び図4に示す。装置の詳細は,次による。
図3−狭帯域光源法
図4−広帯域光源法
a) 光源及び検出器 狭帯域光源法では,白色光源とモノクロメータとの組合せによって狭帯域光源を構
成する。
広帯域光源法では,SLD,LEDなどの広帯域光源を用いる。この場合,狭帯域フィルタを備えた光
スペクトラムアナライザなどを検出器として用いる。
b) 偏波解消器及び波長板 広帯域光源法では,偏光子を回転しても一定のパワーが光ファイバに入射す
るように,偏波解消器及び波長板を用いる。
c) 偏光子及び検光子 偏光子及び検光子は,偏波化した光が入射した場合に,任意の一定方向の直線偏
光の偏波光を出力できるものでなければならない。また,回転角度が確認できる構造でなければなら
ない。
d) 光パワー検出器 光パワー検出器は,被測定光ファイバの端末から出力される光パワーをすべて受信
できるものでなければならない。また,測定中のパワーをモニタするために,メータ又は表示器を備
――――― [JIS C 6872 pdf 6] ―――――
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C 6872 : 2008
えなければならない。
e) 光スペクトラムアナライザ 光スペクトラムアナライザは,光ファイバコネクタ用の入力端子をもち,
入力端子に入射した光の時間平均されたスペクトルの波長(周波数)に対するパワー分布を測定し,
画面に表示する機能をもつ測定器である。
ビート長算出に必要なスペクトル分解能をもたなければならない。
f) コンピュータ コンピュータは,狭帯域光源法では,モノクロメータ及び光パワー検出器の制御を行
う。広帯域光源法では,光スペクトラムアナライザからの出力信号の処理を行う。
g) 出力装置 検出器の出力又はコンピュータで処理された測定波形を出力するための装置をもたなけれ
ばならない。
h) 微動台 微動台は,入射光及び出射光が最大となるように,ファイバ位置の調整を行う。
5.3.2 試料
試料は,試験装置への取付けに,必要最低限の長さであることが望ましい。余長が存在するときは,被
測定光ファイバにひずみが印加されないように注意しなければならない。
5.3.3 手順
5.3.3.1 狭帯域光源法
a) 準備及び調整 被測定光ファイバを偏光子及び検光子に接続するために,V溝又はベアファイバアダ
プタを用意する。被測定光ファイバの被覆を除去し,光ファイバの軸に対して直角な方向で断面が鏡
面となるように光ファイバを切断する。V溝などを用いて,被測定光ファイバの両端に偏光子及び検
光子を接続する。入射側及び出射側の微動台を用いて,被測定光ファイバへの入射光が最大となるよ
うに調整する。偏光子及び検光子を回して消光状態にし,被測定光ファイバの固有偏波軸を求める。
偏光子及び検光子を45度回転し,被測定光ファイバの固有軸に対して45度の直線偏光を入射し,
45度の方向の光パワー成分を検出する状態にする。
b) 被測定光ファイバの測定 モノクロメータで波長を変化させ,それぞれの波長に対する光パワーを記
録する。これをI(+45)とする。検光子を90度回転させる。モノクロメータで波長を変化させ,それ
ぞれの波長に対する光パワーを記録する。これをI (−45)とする。コンピュータでI (+45)/I (−45)の
計算を行い,I (+45)/I (−45)のN周期を与える波長をλ1,λ2とする。
5.3.3.2 広帯域光源法
a) 準備及び調整 光パワーの検出器として,光パワー検出器を取り付ける。
被測定光ファイバを偏光子及び検光子に接続するために,V溝又はベアファイバアダプタを用意す
る。被測定光ファイバの被覆を除去し,光ファイバの軸に対して直角な方向で断面が鏡面となるよう
に光ファイバを切断する。V溝などを用いて,被測定光ファイバの両端に偏光子及び検光子を接続す
る。入射側及び出射側の微動台を用いて,被測定光ファイバへの入射光が最大となるように調整する。
偏光子及び検光子を回して消光状態にし,被測定光ファイバの固有偏波軸を求める。
偏光子及び検光子を45度回転し,被測定光ファイバの固有軸に対して45度の直線偏光を入射し,
45度の方向の光パワー成分を検出する状態にする。
光パワー検出器を取り外し,光スペクトラムアナライザを取り付ける。
b) 被測定光ファイバの測定 光スペクトラムアナライザで,検光子透過光の波長−光パワー分布を記録
する。これをI (+45)とする。検光子を90度回転し,光スペクトラムアナライザで検光子透過光の波
長−光パワー分布を記録する。これをI (−45)とする。光スペクトラムアナライザ又はコンピュータで
I (+45)/I (−45)の計算を行い,I (+45)/I (−45)のN周期を与える波長をλ1,λ2とする。
――――― [JIS C 6872 pdf 7] ―――――
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5.3.4 計算
モード複屈折率Bを,式 (2) によって求める。
N 1 2
B (2)
1 2 l
ここに, B : モード複屈折率
N : 評価した周期数
λ1,λ2 : 評価した波長範囲
l : 被測定光ファイバ長
ビート長Lbを,式 (3) によって求める。
Lb (3)
B
ここに, Lb : ビート長
λ : 評価波長,(λ1+λ2)/2
B : モード複屈折率
6 結果
測定結果には,次の情報を提供する。
a) 測定の日付及び標題
b) 試料の長さ,形名,製造番号などの記述
c) 測定波長
d) ビート長の測定結果
e) 用いた測定方法 : 長さ方向掃引法又は波長掃引法
次の情報は,要求があれば提示しなければならない。
f) 測定装置の配置
g) 測定装置の詳細(詳しくは,5.2.1又は5.3.1を参照)
h) 測定時の相対湿度及び試験環境温度
i) 測定装置の最新の校正記録
j) 長さ方向掃引法の場合は,使用した光源のスペクトルの半値幅 (FWHM)
――――― [JIS C 6872 pdf 8] ―――――
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C 6872 : 2008
附属書A
(参考)
試験方法によるビート長の差異
A.1 モード複屈折率及びビート長
偏波面保存光ファイバでは,コア形状及び応力分布によって伝搬する二つの偏波モード間に屈折率差が
生じる。これをモード複屈折率Bと呼び,二つの偏波モードの屈折率 (nx, ny) の差で定義する。
B nx ny (A.1)
ここに, B : モード複屈折率
nx, ny : 各偏波モードのモード屈折率
この二つの偏波モードが,長さlの光ファイバを伝搬すると,二つの偏波モード間には,複屈折率によ
って位相差Δφが生じる。
2πB
φ l (A.2)
ここに, Δφ : 二つの偏波モード間の位相差
B : モード複屈折率
l : 光ファイバの長さ
λ : 光の波長
偏波面保存光ファイバ中を伝搬する二つの偏波モード間の位相差によって,光ファイバ内の偏波状態は
長手方向に周期的に変化する。前記位相差が,2π (Δφ=2π) となる長さをビート長Lbと呼び,式 (A.3) で
定義する。
Lb (A.3)
B
ここに, Lb : ビ−ト長
λ : 光の波長
B : モード複屈折率
5.2の長さ方向掃引法は,ビート長Lbを直接測定する試験方法である。
A.2 波長掃引法で規定されるビート長
波長掃引法は,原理的には偏波モード分散を測定していることになる。このため,波長掃引法によって
得られる複屈折率及びビート長は,群屈折率差に基づいて定義された値であり,式 (A.1),式 (A.3) で定
義する複屈折率及びビート長とは異なった値となる。
波長掃引法は,波長による位相差の変化を測定することによってモード複屈折率を測定する。λの変化
に対する位相差φの変化量Δφは,次の式で与えられる。
――――― [JIS C 6872 pdf 9] ―――――
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2 π l dB
φ 2πBl 2
(A.4)
d
ここに, Δφ : 光の波長変化による位相差の変化量
B : モード複屈折率
l : 光ファイバの長さ
λ : 光の波長
Δλ : 光の波長の変化量
波長掃引法では,モード複屈折率Bの波長依存性が比較的小さいことを利用し,式 (A.4) において第2
項を無視することによってモード複屈折率Bwsを,式 (A.5) のように定義する。
φ l
2 π Bws 2
(A.5)
ここに, Δφ : 光の波長変化による位相差の変化量
Bws : 波長掃引法によるモード複屈折率
l : 光ファイバの長さ
λ : 光の波長
Δλ : 光の波長の変化量
ある長さlの光ファイバに対して,位相変化量Δφが2πとなる波長差Δλを測定することによってBws
を測定することができる。
2
Bws (A.6)
ここに, Bws : 波長掃引法によるモード複屈折率
l : 光ファイバの長さ
λ : 光の波長
Δλ : 光の波長の変化量
Bwsを,式 (A.3) に代入することによって,波長掃引法によるビート長Lb-wsを定義する。
Lb - ws (A.7)
Bws
ここに, Lb-ws : 波長掃引法によるビート長
λ : 光の波長
Bws : 波長掃引法によるモード複屈折率
式 (A.3) 及び式 (A.7) で定義するビート長は,B及びBwsの違いによって異なった値となる。式 (A.4)
及び式 (A.5) からB及びBwsには,次の関係が成立することが分かる。
Bws B (A.8)
――――― [JIS C 6872 pdf 10] ―――――
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JIS C 6872:2008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 > 33.180.10 : 光ファイバ及び光ケーブル
JIS C 6872:2008の関連規格と引用規格一覧
- 規格番号
- 規格名称
- JISC60068-1:2016
- 環境試験方法―電気・電子―第1部:通則及び指針
- JISC6820:2018
- 光ファイバ通則
- JISC6825:2009
- 光ファイバ構造パラメータ試験方法―光学的特性
- JISC6825:2020
- 光ファイバ構造パラメータ試験方法―光学的特性