光ファイバ波長分散測定方法

研究キーワード

波長分散測定 , 周波数コム , 光周波数変換

研究概要

同一の狭線幅レーザを光源とする周波数間隔のわずかに異なった２つのコヒーレントな光コム信号を用い、片方を波長分散測定のために被測定ファイバ中を往復伝送させ、もう片方を周波数変換用のローカル信号とすることで、広帯域高周波光コム信号の波長分散情報を低周波マイクロ波コム信号として取り出し、各光コム信号あたりの波長分散量を測定することを可能とする広帯域波長分散測定方法です。低周波測定装置で高周波広帯域な光コムの発生が可能な全帯域にわたり波長分散量の測定を実現します。
広帯域な光信号が光ファイバで伝送される際、ファイバにおいて外圧等による時間変化を伴う伝搬速度の波長による差（波長分散）が生じ、高速データ伝送に重大な弊害が生じます。このため、ファイバの波長分散を広帯域にわたり測定することが重要です。近年、光コム信号の発生技術は５テラヘルツを優に超え広帯域になっています。この光コムを２つ用いて波長分散測定を行います。

狭線幅レーザを光源とし、光干渉計の原理を用います。ブロック図を第１図に示します。
狭線幅レーザの光を２分配し、一方で周波数Fの間隔で光コムを発生し、他方で周波数F+fの間隔で光コムを発生します。光コム発生器１の出力は周波数間隔Fの光コム信号であり、光コム発生器２の出力は周波数間隔F+fの光コム信号です。ここで周波数fは、周波数Fに比べ非常に低い周波数です。例えば、周波数Fを25GHz、周波数fは50kHzなどです。周波数間隔Fの光コム信号は、長距離伝送ファイバ中を往復後に周波数F+fの間隔の光コムと混ぜられます。混合光は低周波光検出器で光コム信号同士の位相差が低周波のマイクロ波コム信号に変換されます。このマイクロ波コム信号のそれぞれの信号の位相はFFT位相検出器で測定されます。
各信号の関係を第２図に示します。この時、低周波光検出器の出力は周波数f間隔のマイクロ波コム信号となります。このマイクロ波コム信号は、光コム信号で受けた波長分散の影響を保持しており、位相を測定することで波長分散の影響を測定できます。光スイッチは、長距離伝送ファイバの波長分散測定と系の校正のために設けてあります。

第１図：ブロック図

第２図：信号の周波数関係

想定される応用先・連携先

超高速光信号伝送分野への応用、および伝送遅延を問題にする分野への応用が可能です。

アピールポイント

本技術の特徴は、以下の通りです。

・２つのわずかに周波数間隔のずれた光コムを用いる。

・コヒーレントな２つの光コムのビート位相として生じる低周波マイクロ波コムを測定する。

・光コム発生帯域分の波長分散を一度に測定可能。

・光コムを構成している光波長ごとに波長分散を測定可能。

・広帯域、高周波領域での波長分散を低周波領域に圧縮した状態で測定可能。

関連する特許出願番号・特許番号

特許番号　：特許5760115号
発明の名称：波長分散測定方法及びその装置