JP2002243585A - Method for determining properties of optical device and inspection device - Google Patents
Method for determining properties of optical device and inspection deviceInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置を検査す
る方法及びその方法に使用される装置に関する。特に、
本発明は、検査される光学装置の特性を決定すること、
例えば光学装置のジョーンズマトリクスの要素を決定す
ることに関するものである。[0001] The present invention relates to a method for inspecting an optical device and an apparatus used for the method. In particular,
The present invention provides a method for determining characteristics of an optical device to be inspected,
For example, determining the elements of a Jones matrix of an optical device.
【0002】[0002]
【従来技術及び解決すべき課題】ジョーンズマトリック
スは、繊維或いは光学的な部品であることができるテス
トを受ける装置の光学特性についての情報を含んでい
る。光学部品のジョーンズマトリックスを知ることは、
挿入損失、反射率或いは透過率、偏光依存性の損失(P
DL)、及び、偏光モード分散(PMD)のような成分
の多くの重要な光学特性の決定を可能にする。BACKGROUND OF THE INVENTION A Jones matrix contains information about the optical properties of the device under test, which can be a fiber or an optical component. Knowing the Jones matrix of optical components
Insertion loss, reflectance or transmittance, polarization dependent loss (P
DL) and many important optical properties of components such as polarization mode dispersion (PMD).
【0003】PMDは、所定の波長における信号エネル
ギーが伝播速度のわずかに異なる2つの直交する偏光モ
ードに分解されるような単一モード光学繊維と部品の基
本的な特性である。偏光モード間の伝播における生じた
差は、差動的な群遅延、或いは、DGDと呼ばれる。用
語PMDは、一般的には物理現象を示し、特に、DGD
の平均値或いは期待値を意味するように使われる。PM
Dを規定する特性が、DGDであり、偏光の基本的な状
態(PSP)である。共に、通常は、単一モード繊維シ
ステムにおける波長の関数である。長い繊維は、一般的
に、ランダムな偏光接続を示し、従って、結果としてP
MDは、数キロメートルよりも長い繊維に対する繊維長
の平方根で評価できる。従来周知の繊維は、ルートキロ
メートルあたりDGDの数十分の一ピコセカンドに制限
される。更に、このようなファイバ通信システムに対す
る従来周知の部材は、DGDの十分の一ピコセカンドの
みを示すことができる。[0003] PMD is a fundamental property of single-mode optical fibers and components such that signal energy at a given wavelength is resolved into two orthogonal polarization modes with slightly different velocities of propagation. The resulting difference in propagation between polarization modes is called differential group delay, or DGD. The term PMD generally refers to physical phenomena, in particular, DGD
Used to mean the average or expected value of. PM
The characteristic that defines D is DGD, which is the basic state of polarization (PSP). Both are usually a function of wavelength in a single mode fiber system. Long fibers generally exhibit random polarization connections, and consequently P
MD can be evaluated as the square root of fiber length for fibers longer than a few kilometers. Conventionally known fibers are limited to tens of picoseconds of DGD per route kilometer. Furthermore, previously known components for such fiber communication systems can exhibit only one tenth of a picosecond of DGD.
【0004】PMDは、パルス拡大を含む多数の重要な
キャパシティ損傷を引き起こす。この点に関して、色分
散の損傷に類似した作用を有するが、重大な差がある。
色分散は、繊維材料の相互作用と寸法によって生じる波
長に対する伝播遅延の変化から発生するので、比較的安
定した現象である。通信システムにおける総合的な色分
散は、その部分の和から計算できるが、分散コンペンセ
ータの位置と値は、あらかじめ設定できる。これに対し
て、いずれかの与えられた信号波長における単一モード
繊維のPMDは、安定なものではなく、通信システム設
計者にPMDの作用の統計学的な予測を強要するととも
に補正を行うことを不可能にする。その上、PMDは、
色分散が十分に小さくされても制限因子となる。[0004] PMD causes a number of significant capacity impairments, including pulse broadening. In this regard, it has an effect similar to chromatic dispersion damage, but with significant differences.
Chromatic dispersion is a relatively stable phenomenon because it results from the change in propagation delay with wavelength caused by the interaction and size of the fiber material. The overall chromatic dispersion in the communication system can be calculated from the sum of the parts, but the position and value of the dispersion compensator can be set in advance. On the other hand, the PMD of a single mode fiber at any given signal wavelength is not stable and requires the communication system designer to make statistical predictions of the effects of the PMD and to make corrections. Make it impossible. In addition, PMD
Even if the chromatic dispersion is made sufficiently small, it becomes a limiting factor.
【0005】これは、チャンネルPMD、すなわち、波
長と時間にわたる繊維に対するDGDの平均値は、20
psをしばしば超えることができるからである。この値
は40Gbit/s通信システムのビット解像力の範囲
内にあるので、結果として、通信システムは、PMDに
よって逆の作用を受けることになる。更に、従来周知の
技術において、通信システム部品は、しばしば、カスケ
ードに導かれ、例えば、繊維中におけるブラッグ格子の
多数のカスケードに導かれる。このようなカスケードの
単一部材はDGDとして十分の一ピコ秒程度のみを示す
にもかかわらず、カスケード全体では、透過率の解像力
に達するDGDを示すことができる。従って、単一の部
材のそれぞれにおいてPMDに関する正確な情報を得る
ことができるという必要性が非常に大きくなっている。This means that the average value of the channel PMD, ie the DGD for the fiber over wavelength and time, is 20
This is because ps can often be exceeded. This value is in the range of the bit resolution of the 40 Gbit / s communication system, so that the communication system will be adversely affected by PMD. Furthermore, in the prior art, communication system components are often guided in cascades, for example, in multiple cascades of Bragg gratings in fibers. Although a single member of such a cascade shows only about one-tenth of a picosecond as the DGD, the whole cascade can exhibit a DGD that reaches the resolution of transmittance. Therefore, there is a great need to be able to obtain accurate information about PMD in each single member.
【0006】上述した問題は、PMD測定に対する多く
の測定方法の開発に影響を与えてきた。以下に、周知の
方法のいくつかを説明する。[0006] The above-mentioned problems have affected the development of many measurement methods for PMD measurement. The following describes some of the well-known methods.
【0007】固定アナライザPMD測定法において、P
MDは、波長が走査されるときのポラライザを介して光
学パワー透過率におけるピークと谷の数から統計学的に
決定される。ディテクタの直前に配置されたポラライザ
は、名称によって方法を理解できるようアナライザと呼
ばれる。固定アナライザの応答は、フーリエ変化される
ことが可能であって、モード接続の程度を示すスペクト
ルを生じてガウスフィットから或いは第2のモーメント
アルゴリズムからPMDを計算することを可能にする。
固定アナライザ方法における問題は、波長にわたる光学
パワー透過率の変化よりも小さな帯域幅を示すPMDの
成分を測定することが不可能なことにある。In the fixed analyzer PMD measurement method, P
MD is determined statistically from the number of peaks and valleys in optical power transmission through the polarizer as the wavelength is scanned. The polarizer placed immediately before the detector is called an analyzer so that the method can be understood by name. The response of the fixed analyzer can be Fourier changed, yielding a spectrum indicating the degree of mode coupling, allowing the PMD to be calculated from a Gaussian fit or from a second moment algorithm.
A problem with the fixed analyzer method is that it is not possible to measure PMD components that exhibit a bandwidth that is less than the change in optical power transmission over wavelength.
【0008】別の方法は、干渉計的方法であって、広い
帯域源を用いて電界自動相関機能からPMDを決定す
る。PMDの値は、第2のモーメントに基づいてアルゴ
リズムを用いて計算される。この方法における問題は、
PMDが純粋な複屈折によって引き起こされたとき、P
MDの正確な値を発生させるのみであることにある。し
かしながら、この方法は、PMDが波長依存性であると
き、有効なPMD値を発生できないことにある。Another method is an interferometric method, in which the PMD is determined from an electric field autocorrelation function using a broadband source. The PMD value is calculated using an algorithm based on the second moment. The problem with this method is that
When PMD is caused by pure birefringence, P
It only produces the correct value of MD. However, this method is incapable of generating a valid PMD value when the PMD is wavelength-dependent.
【0009】別の方法は、ポアンカレアーク或いはSO
P(偏光の状態)と呼ばれ、偏光計を用いて一連の波長
の増分にわたってテスト装置の出力偏光によってポアン
カレ球を移動したアークを捕捉するものである。しかし
ながら、偏光がテスト装置の主偏光状態と偶然結合した
ときは、PMDは測定できない。他の問題は、非常に効
果になる傾向のある種類の偏光計である高解像力偏光計
が、必要であるということにある。その上、この方法で
は、色分散は測定できない。Another method is to use Poincare Arc or SO.
It is called P (state of polarization) and uses a polarimeter to capture the arc that has traveled the Poincare sphere by the output polarization of the test equipment over a series of wavelength increments. However, PMD cannot be measured when the polarization accidentally couples with the main polarization state of the test device. Another problem is that a high resolution polarimeter, a type of polarimeter that tends to be very effective, is needed. In addition, chromatic dispersion cannot be measured with this method.
【0010】別の方法は、いわゆるジョーンズマトリッ
クス固有分析或いはJME方法である。この方法は、一
連の波長における透過マトリックスの測定から波長の関
数としてDGDとPSPを決定する。この方法も高価な
偏光計を用いる。この方法は、色分散に関する情報を与
えない。Another method is the so-called Jones matrix specific analysis or JME method. This method determines DGD and PSP as a function of wavelength from measurements of the transmission matrix at a range of wavelengths. This method also uses an expensive polarimeter. This method does not give information about chromatic dispersion.
【0011】最後に、多かれ少なかれ直接的にPMDを
測定する周知の方法がある。これらの方法は、例えば、
変調位相方法及びパルス遅延方法であって、それぞれ、
偏光の主要な状態間から変調位相の変化の測定、及び、
パルス到達時間の変化の測定からPMDを測定するもの
である。これらの方法の欠点は、得られた結果のパルス
形状依存性にある。Finally, there are well-known methods of measuring PMD more or less directly. These methods are, for example,
A modulation phase method and a pulse delay method,
Measurement of the change in modulation phase from between the main states of polarization, and
The PMD is measured from the change in the pulse arrival time. The disadvantage of these methods lies in the dependence of the obtained results on the pulse shape.
【0012】従って、本発明の目的は、光学装置におけ
る特性の決定を改善することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to improve the determination of characteristics in an optical device.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、特許請求の範
囲に記載された発明によって解決される。本発明の利点
は、透過特性及び反射特性を引き出し得ることにあり、
例えば、高価な偏光計を用いることを必要とせずにテス
トを受ける装置(DUT)のジョーンズマトリックス
(これは、以下に更に詳細に説明される)の要素をまさ
に決定することによってDUTのPMDを引き出し得る
ことにあり、及び、DUTの色分散の同時測定できるこ
とにある。そのために、従来周知の技術における上述し
た欠点のすべてが、本発明によって解決される。その
上、DUTの取り出されたジョーンズマトリックスから
追加の情報を引き出すことが可能になる。測定されたジ
ョーンズマトリックスから、挿入損失、反射率と透過
率、依存性の損失(PDL)、群遅延、色分散、差動的
な群遅延、偏光の主要な状態、及び、高次のPMDパラ
メータを決定することが可能になる。The present invention is solved by the invention described in the claims. An advantage of the present invention is that it can derive transmission characteristics and reflection characteristics,
For example, deriving the PMD of a DUT by just determining the elements of the Jones matrix of the device under test (DUT), which is described in more detail below, without requiring the use of expensive polarimeters And to be able to measure the chromatic dispersion of the DUT simultaneously. To that end, all of the above-mentioned disadvantages of the prior art are solved by the present invention. Moreover, it is possible to derive additional information from the retrieved Jones matrix of the DUT. From the measured Jones matrix, the insertion loss, reflectance and transmittance, loss of dependence (PDL), group delay, chromatic dispersion, differential group delay, key states of polarization, and higher order PMD parameters Can be determined.
【0014】ジョーンズマトリックスを用いることが好
ましい。ジョーンズマトリックスにおける情報は、いく
つかの異なるやり方で表現することが可能であり、一つ
の選択肢は、すべての実際の要素を4×4のマトリック
スを内容とするジョーンズマトリックスとしてほぼ同一
の情報を担持するミューラマトリックスと呼ばれるもの
である。しかしながら、絶対的な位相特性、その結果、
色分散は、ミューラマトリックスでは記述できない。同
じ目的を達成するためにいくつかのやり方がある。本発
明の1つの主題は、PMD、PDL、PSP、DGD、
群遅延、色分散などを記述されている干渉計的な方法と
装置で測定するやり方である。しかしながら、ジョーン
ズマトリックス以外のテンソルにより創造性のある展開
を行うことが可能である。Preferably, a Jones matrix is used. The information in the Jones matrix can be represented in a number of different ways, one option being to carry almost the same information as a Jones matrix containing all the actual elements as a 4x4 matrix. This is called the Mueller matrix. However, the absolute phase characteristics, and consequently,
Chromatic dispersion cannot be described by a Mueller matrix. There are several ways to achieve the same goal. One subject of the present invention is PMD, PDL, PSP, DGD,
It is a method of measuring group delay, chromatic dispersion, and the like with the described interferometric method and apparatus. However, it is possible to develop creatively with tensors other than the Jones matrix.
【0015】この出願における用語「コヒーレント」
は、入射光束の可干渉距離が重ね合わせられる光束の路
の異なる長さよりも大きなことを意味している。The term "coherent" in this application
Means that the coherence length of the incident light beam is greater than the different lengths of the paths of the superimposed light beams.
【0016】本発明の好ましい実施例において、装置
は、第1のマッハツェンダ干渉計を有しており、これに
よって、偏光設定ツールが、測定アーム内に配置され、
レーザ光が、所定の偏光を備えたDUTと接続する。偏
光のこの方向は、次いでジョーンズマトリックス計算の
座標系におけるx軸と定められる。従って、ジョーンズ
マトリックスにおける最初の2つの要素は、容易に取り
出すことができる。この創造性のある第2の実施におい
て、ジョーンズマトリックスの他の2つの要素が、DU
Tに入射する光束の偏光の方向を変化させることによっ
て同じ干渉計から取り出される。結果の評価を容易にす
るために、偏光を前の偏光に関して直交する偏光に変化
させることが好ましい。この点に関して、最初の偏光
が、直線であり、変化された偏光が、この最初の偏光に
関して90°だけ変化されることが更に好ましい。In a preferred embodiment of the invention, the device comprises a first Mach-Zehnder interferometer, whereby a polarization setting tool is arranged in the measuring arm,
A laser beam connects to a DUT having a predetermined polarization. This direction of polarization is then defined as the x-axis in the coordinate system of the Jones matrix calculation. Thus, the first two elements in the Jones matrix can be easily removed. In this creative second implementation, the other two elements of the Jones matrix are DU
It is extracted from the same interferometer by changing the direction of polarization of the light beam incident on T. Preferably, the polarization is changed to a polarization orthogonal to the previous polarization to facilitate evaluation of the result. In this regard, it is further preferred that the initial polarization is linear and the changed polarization is changed by 90 ° with respect to this initial polarization.
【0017】更に好ましい実施例において、ジョーンズ
マトリックスのこの他の2つの要素を決定する創造的な
方法の第2の実施は、必要ではない。ジョーンズマトリ
ックスは、ちょうど1回の実施で完全に決定できる。ジ
ョーンズマトリックスの完全な捕捉のために、DUTを
2つの直交する入力偏光を用いてテストする必要があ
る。従って、この好ましい実施例において、いわゆる
「単一走査」測定の概念が提案される。この概念におい
て、偏光遅延過程が、互いに関して遅延している2つの
好ましくは直交している偏光信号を発生する。偏光遅延
過程は、同時にDUTに導かれるとともに異なる伝播遅
延によって「コード化」された2つの偏光状態を提供す
る。好ましくは、互いに関して2つの信号を遅延させる
ために、第1の信号光束は、この偏光遅延過程において
2つの遅延されない光束と第1の遅延された光束に分割
される。引き続いて、第1の光束における偏光或いはそ
の一部分は、ローカルな発振器の光と、すなわち、第2
の光束と重ね合わせられる。好ましくは、第1の光束の
2つの部分は、互いに関して直交して偏光され、それら
が重ね合わせられるとき干渉しない。しかしながら、2
つの偏光は、第2の光束と重ね合わせられるとき干渉パ
ターンを発生する。偏光遅延過程によって導かれた遅延
のために、検出された干渉信号は、2つの異なる周波数
を備えている。これらの干渉周波数は、電子的な或いは
デジタル的なフィルタを用いることによって個々に分離
するととともに分析することが可能である。実行された
分析は、光学装置におけるジョーンズマトリックスの要
素の決定を可能にする。単一走査概念の上述した実施例
に関連して多数の利点が得られる。まず、実施例におい
て2つの走査が実行されてDUTが走査間の時間中その
光学特性を変化することができる。従って、DUTに必
要な安定性が、非常に高いことになる。その上、2つの
走査の実行には多くの時間が費やされるので、単一走査
概念によれば、測定速度が、劇的に増加できることにな
る。更に、測定精度は、測定間の振動雑音、位相雑音或
いは光源の障害により損なわれる。これはまた、この実
施例によって回避できる。本発明のそれ以上の利点とし
て、データのそれぞれが割り当てられている周波数につ
いて必要な精度は、この実施例においては2つの走査が
同時に実行されるとともに両者がレーザ光源のある周波
数に関係するので、2つの走査を行う他の実施例におい
て必要とされる精度を下回る。In a further preferred embodiment, a second implementation of the creative method for determining the other two elements of the Jones matrix is not necessary. The Jones matrix can be completely determined in just one run. For complete capture of the Jones matrix, the DUT needs to be tested with two orthogonal input polarizations. Therefore, in this preferred embodiment, the concept of a so-called "single scan" measurement is proposed. In this concept, a polarization delay process generates two, preferably orthogonal, polarization signals that are delayed with respect to each other. The polarization delay process provides two polarization states that are simultaneously guided to the DUT and “coded” by different propagation delays. Preferably, in order to delay the two signals with respect to each other, the first signal beam is split into two undelayed beams and a first delayed beam in this polarization delay process. Subsequently, the polarization, or a part thereof, of the first beam is combined with the light of the local oscillator, ie, the second beam.
Superimposed with the luminous flux. Preferably, the two parts of the first beam are polarized orthogonally with respect to each other and do not interfere when they are superimposed. However, 2
The two polarizations create an interference pattern when superimposed on the second beam. Due to the delay introduced by the polarization delay process, the detected interference signal has two different frequencies. These interference frequencies can be individually separated and analyzed by using electronic or digital filters. The analysis performed allows the determination of the elements of the Jones matrix in the optical device. Numerous advantages are obtained in connection with the above-described embodiment of the single scan concept. First, in an embodiment, two scans are performed so that the DUT can change its optical properties during the time between scans. Therefore, the stability required for the DUT is very high. Furthermore, the measurement speed can be increased dramatically according to the single scan concept, since performing two scans takes a lot of time. In addition, the measurement accuracy is impaired by vibration noise, phase noise during the measurement or disturbance of the light source. This can also be avoided by this embodiment. As a further advantage of the present invention, the required accuracy for the frequency to which each of the data is assigned is such that in this embodiment two scans are performed simultaneously and both relate to a certain frequency of the laser light source, Less than the accuracy required in other embodiments that perform two scans.
【0018】第1の光束を分割し、ある部分を他の部分
に対して遅延させ、それらを異なる好ましくは直交して
いる偏光に再び結合する多数の他の方法を創造できるこ
とは当業者には明らかなことである。It will be appreciated by those skilled in the art that numerous other ways of splitting the first beam, delaying one portion relative to the other, and recombining them into different, preferably orthogonal, polarizations can be created. It is clear.
【0019】偏光遅延ユニットのそれぞれにおいて、偏
光遅延過程を実行するために2つの偏光ビームスプリッ
タを使うことが好ましく、その一方は、第1の光束を第
1の遅延光束と第1の非遅延光束に分割し、及び、その
他方は、前記第1の遅延光束と第1の非遅延光束に再び
結合するものである。それぞれ2つの口を備えたこの2
つの偏光ビームスプリッタは、偏光維持繊維によって互
いに接続されている。これらの2つの繊維の一方は、他
方よりも長くて分割された第1の光束の一方の部分を上
述したように遅延させる。或いは、再び結合を行うビー
ムスプリッタは、偏光維持カプラと置き換えられても良
い。Preferably, in each of the polarization delay units, two polarization beam splitters are used to perform the polarization delay process, one of which converts the first light beam into a first delayed light beam and a first non-delayed light beam. And the other is recombined into the first delayed light beam and the first non-delayed light beam. This two with two mouths each
The two polarizing beam splitters are connected to each other by a polarization maintaining fiber. One of these two fibers delays one portion of the split first light beam longer than the other, as described above. Alternatively, the recombining beam splitter may be replaced by a polarization maintaining coupler.
【0020】2重或いは単一走査方法のいずれかである
他の好ましい実施例において、第1のものに平行に第2
のマッハツェンダ干渉計が用いられる。この第2の干渉
計において、レーザ光源の同じコヒーレントレーザ光束
が、これらの干渉計の前方でビームスプリッタによって
接続される。その測定アームに光学装置を備えないこの
第2の干渉計の助けで、このレーザを走査するとき、走
査速度における非直線性によって発生される第1の干渉
計の得られた光束の検出されたパワーにおける誤差が除
去できる。In another preferred embodiment, which is either a dual or single scan method, a second parallel to the first is used.
Mach-Zehnder interferometer is used. In this second interferometer, the same coherent laser beam of the laser light source is connected by a beam splitter in front of these interferometers. With the help of this second interferometer, which has no optics on its measuring arm, when scanning the laser, the resulting light flux of the first interferometer caused by the non-linearity in the scanning speed was detected. Errors in power can be eliminated.
【0021】第2の干渉計を使う代わりに、波長測定に
使われる信号を出力するように第1の光束の2つの部分
を再び結合する第2の偏光ビームスプリッタの第2の口
を使うことが可能である。これは、この口を直接第1の
光束の2つの口間に干渉を生じさせるポラライザに接続
し、干渉パターンが発生され、レーザ光源の周波数を走
査するときの走査速度を評価することによって行われ
る。DUTは偏光遅延ユニットの他の口に接続されるの
で、この口は、DUTの影響を受けず、従って、基準と
して使える。本発明の利点は、第2の干渉計を必要とせ
ずに、コストを低減し、必要な維持管理と創造的な装置
の床面積を減らすことにある。Instead of using a second interferometer, use a second port of a second polarizing beam splitter that recombines the two parts of the first beam to output a signal used for wavelength measurement. Is possible. This is done by connecting this port directly to a polarizer that creates interference between the two ports of the first light flux, evaluating the scanning speed when the interference pattern is generated and scanning the frequency of the laser light source. . Since the DUT is connected to the other port of the polarization delay unit, this port is not affected by the DUT and can therefore be used as a reference. An advantage of the present invention is that it reduces costs, reduces maintenance and creative equipment floor space required without the need for a second interferometer.
【0022】本発明が、いずれかのデータキャリヤに記
憶されたり、或いは別途供給され、いずれかの適当なデ
ータ処理ユニットにおいて実行できる1或いはそれ以上
の適当なソフトウェアプログラムによって実現されるも
のであり、或いは、一部分支援されるものであることは
明らかである。ソフトウェアプログラムは、測定された
データから光学特性を評価できるように使われることが
好ましい。The invention may be implemented by one or more suitable software programs stored on or provided separately by any data carrier and executable on any suitable data processing unit, Or, it is clear that it is partially supported. The software program is preferably used so that optical properties can be evaluated from the measured data.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の他の目的及び多数の付随
する利点は、添付された図面との関係を考慮しつつ詳細
な説明を参照することによって、容易に認識できるもの
であり、より良く理解できるものであろう。図面中の構
成要素は、同一の縮尺を持つ必要はないので、その代わ
りに本発明の原理を明快に示す目的で強調して配置され
ている。基本的に或いは機能的に同一或いは類似した構
成は、同じ参照記号で述べられている。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other objects and numerous attendant advantages of the present invention will become more readily apparent by reference to the detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings, wherein: FIG. It will be well understood. The components in the figures need not have the same scale, but instead are exaggerated for the purpose of clearly illustrating the principles of the invention. Basically or functionally identical or similar configurations are described with the same reference symbols.
【0024】以下では、添付図面を参照して詳細につい
て説明するが、図1は、本発明によるテストを受ける光
学的な透過装置(DUT)2の周波数依存性ジョーンズ
マトリックスの干渉計的な決定のための装置1における
第1の好ましい実施例の概略の説明図である。以下に説
明される図1による装置1とそれぞれの方法は、本発明
を実施する1つのモードである。他のモードが、図4〜
図8に関して述べられている。図1に示される装置によ
って、光学的な成分であり、繊維、ブラッグ格子或いは
なんらかの他の光学成分或いは空気であることすらでき
るDUT2は、その色分散とそのPMDによって特徴付
けられるべきものである。装置1は、周波数に関して連
続的に同調させられる信号源として同調可能なレーザ4
を含む。レーザ4は、コヒーレントなレーザ光束6を射
出する。レーザ光束6は、第1の入射光束10と第2の
入射光束12にコヒーレントなレーザ光束6を分割する
第1のビームスプリッタ8に接続されている。第1の入
射光束10は、第2のビームスプリッタ14に接続され
ている。第2の入射光束12は、第3のビームスプリッ
タ16に接続されている。この第2のビームスプリッタ
14は、第1の入射光束10を第3のレーザ光束18と
第4のレーザ光束20に分割する。第3のビームスプリ
ッタ16は、第2のレーザ光束12を第5のレーザ光束
22と第6のレーザ光束24に分割する。In the following, reference is made in detail to the accompanying drawings, in which FIG. 1 shows an interferometric determination of the frequency-dependent Jones matrix of an optical transmission device (DUT) 2 to be tested according to the invention. FIG. 1 is a schematic explanatory view of a first preferred embodiment of the apparatus 1 for the present invention. The device 1 and the respective method according to FIG. 1 described below are one mode of implementing the invention. Other modes are shown in FIGS.
Referring to FIG. With the device shown in FIG. 1, the DUT 2, which is an optical component and can be a fiber, a Bragg grating or some other optical component or even air, is to be characterized by its chromatic dispersion and its PMD. The device 1 comprises a tunable laser 4 as a signal source which is continuously tuned in frequency.
including. The laser 4 emits a coherent laser beam 6. The laser beam 6 is connected to a first beam splitter 8 that splits the coherent laser beam 6 into a first incident beam 10 and a second incident beam 12. The first incident light beam 10 is connected to a second beam splitter 14. The second incident light flux 12 is connected to a third beam splitter 16. The second beam splitter 14 splits the first incident light beam 10 into a third laser beam 18 and a fourth laser beam 20. The third beam splitter 16 splits the second laser beam 12 into a fifth laser beam 22 and a sixth laser beam 24.
【0025】第3のレーザ光束18は、3つのサブユニ
ット26a、26b及び26cを備えた偏光コントロー
ラ26(ヒューレット−パッカード社のHP8169A
であることができる)に接続されている。この偏光コン
トローラ26を通過することによって、19で示される
レーザ光束は、その偏光を調節され、DUT2に接続さ
れる。DUT2を通過した後、レーザ光束19は、第4
のレーザ光束20に再び結合される。第4のレーザ光束
20は、第2のビームスプリッタ14から第4のビーム
スプリッタ28に向かう第3のレーザ光束18と偏光さ
れたレーザ光束19に比較すると異なる光路長(例え
ば、7メートル)を進行する。第4のビームスプリッタ
28において、偏光されたレーザ光束19と第4のレー
ザ光束20は、重ね合わせられ、偏光されたレーザ光束
19と第4のレーザ光束20に干渉を生じて第1の重ね
合わせられたレーザ光束30を生じる。第1の重ね合わ
せられたレーザ光束30は、次いで光束30を第7の光
束34と第8の光束36に分割する偏光ビームスプリッ
タ32に接続される。光束34は、次いで第1のフォト
ダイオード38に接続される。光束36は、第2のフォ
トダイオード40に接続される。偏光ビームスプリッタ
32、第1のフォトダイオード38及び第2のフォトダ
イオード40は、偏光分岐レシーバを構成する。第1の
フォトダイオード38及び第2のフォトダイオード40
は、それらの出力を評価ユニット(図示せず)に接続さ
れたアナログ/デジタルコンバータ(ADC)42(N
ational InstrumentsのAT−MI
O−16DE−10であることができる)に伝達して検
出されたデータが評価されるようにする。The third laser beam 18 comprises a polarization controller 26 (Hewlett-Packard HP8169A) having three subunits 26a, 26b and 26c.
Can be connected). By passing through the polarization controller 26, the laser beam indicated by 19 is adjusted in its polarization and connected to the DUT 2. After passing through the DUT 2, the laser beam 19
Is again coupled to the laser beam 20 of FIG. The fourth laser beam 20 travels a different optical path length (for example, 7 meters) as compared to the third laser beam 18 and the polarized laser beam 19 traveling from the second beam splitter 14 to the fourth beam splitter 28. I do. In the fourth beam splitter 28, the polarized laser beam 19 and the fourth laser beam 20 are superimposed, and the polarized laser beam 19 and the fourth laser beam 20 interfere with each other to perform the first superposition. The resulting laser beam 30 is produced. The first superposed laser beam 30 is then connected to a polarizing beam splitter 32 which splits the beam 30 into a seventh beam 34 and an eighth beam 36. The light beam 34 is then connected to a first photodiode 38. The light flux 36 is connected to the second photodiode 40. The polarization beam splitter 32, the first photodiode 38, and the second photodiode 40 constitute a polarization split receiver. First photodiode 38 and second photodiode 40
Converts their outputs to an analog-to-digital converter (ADC) 42 (N) connected to an evaluation unit (not shown).
AT-MI of National Instruments
O-16DE-10) to allow the detected data to be evaluated.
【0026】第2のビームスプリッタ14、第3のレー
ザ光束18、偏光されたレーザ光束19、第4のレーザ
光束20及び第4のビームスプリッタ28は、マッハツ
ェンダ干渉計44を構成する。第3のレーザ光束18と
偏光されたレーザ光束19は、マッハツェンダ干渉計4
4の測定アームを構成する。第4のレーザ光束20は、
マッハツェンダ干渉計44の基準アームを構成する。D
UT2は、マッハツェンダ干渉計44の測定アームに配
置されている。The second beam splitter 14, the third laser beam 18, the polarized laser beam 19, the fourth laser beam 20, and the fourth beam splitter 28 constitute a Mach-Zehnder interferometer 44. The third laser beam 18 and the polarized laser beam 19 are coupled to the Mach-Zehnder interferometer 4
4 measurement arms. The fourth laser beam 20 is
The reference arm of the Mach-Zehnder interferometer 44 is configured. D
The UT 2 is arranged on a measurement arm of the Mach-Zehnder interferometer 44.
【0027】第5のレーザ光束22と第6のレーザ光束
24は、光束24がループ25によって象徴される長い
距離を進行するので、それらが第5のビームスプリッタ
46と重ね合わせられる前に異なる光路を進行する。第
5のビームスプリッタ46を射出するのは、第3のフォ
トダイオード50によって検出される第2の重ね合わせ
られる光束28である。第3のフォトダイオード50
は、それぞれの信号をアナログ/デジタルコンバータ
(ADC)42に出力する。第3のビームスプリッタ1
6、第5のレーザ光束22、第6のレーザ光束24及び
第5のビームスプリッタ46は、測定干渉計44に対す
る基準干渉計52を構成する。この基準干渉計52は、
レーザ4の同調速度に調子を合わせて可能な非直線性を
回避するように装置1の一部分として支援を行う。この
目的のために、フォトダイオード50の出力は、ADC
42の入力である。ADC42は、従って、レーザ4に
おける走査速度の非直線性の発生に関する情報を取得す
る。この情報に基づいて、この非直線性は、評価ユニッ
トによって測定干渉計44の測定結果から引き算され
る。The fifth laser beam 22 and the sixth laser beam 24 have different paths before they are superimposed on the fifth beam splitter 46 because the beam 24 travels a long distance symbolized by the loop 25. To progress. Ejecting the fifth beam splitter 46 is a second superimposed light beam 28 detected by a third photodiode 50. Third photodiode 50
Outputs each signal to an analog / digital converter (ADC) 42. Third beam splitter 1
The sixth and fifth laser beams 22, the sixth laser beam 24 and the fifth beam splitter 46 constitute a reference interferometer 52 for the measurement interferometer 44. This reference interferometer 52
Support is provided as part of the apparatus 1 to tune the tuning speed of the laser 4 to avoid possible non-linearities. For this purpose, the output of the photodiode 50 is
42 inputs. The ADC 42 thus obtains information regarding the occurrence of scanning speed non-linearities in the laser 4. Based on this information, this non-linearity is subtracted from the measurement results of the measurement interferometer 44 by the evaluation unit.
【0028】同調可能なレーザ4は、ADC42をトリ
ガするためのADC42への入力となる。The tunable laser 4 is an input to the ADC 42 for triggering the ADC 42.
【0029】本発明による創造的な過程は、以下のごと
く行なわれる。The creative process according to the invention proceeds as follows.
【0030】偏光コントローラ26によって、第3のレ
ーザ光束18は、所定の偏光を得て、偏光されたレーザ
光束19となる。この所定の偏光によって、偏光された
レーザ光束19は、DUT2に接続される。DUT2を
通過した後、偏光されたレーザ光束19は、第4のレー
ザ光束20と重ね合わせられ、すなわち、マッハツェン
ダ干渉計44の基準アームを構成する。生じた第1の重
ね合わせられた光束30は、次いで光束30の直交する
偏光させられた成分である第7のレーザ光束34と第8
のレーザ光束36を生じる偏光ビームスプリッタ32に
接続される。これらの直交する光束34と36は、フォ
トダイオード38と40によって検出され、フォトダイ
オード38と40のそれぞれの出力信号は、ADC42
によって受け取られる。ADC42によって信号が受け
取られると、評価ユニットは、DUT2におけるジョー
ンズマトリックスの以下に述べられる2つ(複合)の要
素を計算して決定できる。DUT2におけるジョーンズ
マトリックスの他の2つの要素は、偏光コントローラ2
6を用いて偏光されたレーザ光束19の偏光を変化させ
てこの方法における第2の実施の上述した過程を実行す
ることによって得られる(或いは以下に述べられる偏光
遅延過程を用いることによって)。このようにして生じ
た偏光されたレーザ光束の変化させられた偏光(図示せ
ず)は、この方法の最初の実施において偏光されたレー
ザ光束19の偏光に直交することが好ましい。従って、
DUT2におけるジョーンズマトリックスの欠如した2
つの要素を計算することが可能である。完全なジョーン
ズマトリックスを持つと、DUT2の透過率或いは反射
率、DGD、PMD、PSP、PDL或いは色分散を取
り出すことが非常にやさしくなる。The third laser beam 18 obtains a predetermined polarization by the polarization controller 26 and becomes a polarized laser beam 19. The laser beam 19 polarized by the predetermined polarization is connected to the DUT 2. After passing through the DUT 2, the polarized laser beam 19 is superimposed on the fourth laser beam 20, ie, constitutes the reference arm of the Mach-Zehnder interferometer 44. The resulting first superimposed beam 30 is then combined with a seventh laser beam 34, an orthogonally polarized component of beam 30, and an eighth beam
Is connected to the polarization beam splitter 32, which produces the laser light flux 36. These orthogonal light beams 34 and 36 are detected by photodiodes 38 and 40, and the output signals of the photodiodes 38 and 40 are output from an ADC 42.
Received by When the signal is received by ADC 42, the evaluation unit can calculate and determine the following two (composite) elements of the Jones matrix in DUT2. The other two elements of the Jones matrix in DUT 2 are the polarization controller 2
6 by changing the polarization of the polarized laser beam 19 using the method described above and performing the above-described steps of the second embodiment of the method (or by using the polarization retardation steps described below). The altered polarization (not shown) of the polarized laser beam thus produced is preferably orthogonal to the polarization of the polarized laser beam 19 in the first implementation of the method. Therefore,
Missing 2 of Jones matrix in DUT2
It is possible to calculate one element. Having a complete Jones matrix makes it very easy to extract the transmittance or reflectance, DGD, PMD, PSP, PDL or chromatic dispersion of DUT2.
【0031】ジョーンズマトリックスによって差動的な
群遅延(DGD)の決定を説明するために、以下の説明
が、この決定を実行するために使われた計算を示してい
る。To illustrate the determination of the differential group delay (DGD) by the Jones matrix, the following description shows the calculations used to make this determination.
【0032】ジョーンズマトリックスUは、DUT2の
入力Eaと出力Ebにおけるジョーンズベクトル間の関
係を与えるものである。The Jones matrix U is what gives the relationship between the Jones vector at the output E b and the input E a of DUT 2.
【0033】[0033]
【数1】 (Equation 1)
【0034】ここで、ωは入力光の光学的な周波数であ
る。ジョーンズマトリックスそれ自身から、作動的な群
遅延(DGD)、偏光の2つの主要な状態(PSP)、
反射率と屈折率、及び、偏光依存性の損失(PDL)を
決定できる。従来周知の偏光計を用いて、上記の式の左
項と右項の間の位相関係は、不明瞭であり、この不明瞭
さは、群遅延、色分散などの決定を妨げる。本発明は、
しかしながら、ジョーンズマトリックスと同様にこの式
の両項間の正しい位相関係の決定を可能にする。以下
に、この情報が用いられて装置の2つのPSPのそれぞ
れに関連する群遅延が計算される。Here, ω is the optical frequency of the input light. From the Jones matrix itself, the active group delay (DGD), the two main states of polarization (PSP),
The reflectivity and the refractive index and the polarization dependent loss (PDL) can be determined. Using a conventionally known polarimeter, the phase relationship between the left and right terms of the above equation is ambiguous, which hampers determination of group delay, chromatic dispersion, and the like. The present invention
However, as with the Jones matrix, it allows the determination of the correct phase relationship between both terms of this equation. In the following, this information is used to calculate the group delay associated with each of the two PSPs of the device.
【0035】Ea±とEb±とがそれぞれDUT2の入
力と出力における主要な状態(未知の)であるとき、本
発明によれば、以下の関係を確立することが可能とな
る。[0035] When the E a ± and E b ± is the primary condition in the output and the input of DUT2 each (unknown), according to the present invention, it is possible to establish the following relationship.
【0036】[0036]
【数2】 (Equation 2)
【0037】Ea± とEb±とは、それらの平均位相が消
えるように正規化される。Im{Ex・Ey}=0 ここで、主要
な状態は、周波数には関係しない第1近似である。従っ
て、以下が適用できる。Ea ± and Eb ± are normalized such that their average phase disappears. Im {E x · E y } = 0 Here, the main state is a first approximation that is not related to frequency. Therefore, the following can be applied.
【0038】[0038]
【数3】 (Equation 3)
【0039】装置の群遅延、τgは、以下のように定義
され、The group delay of the device, τ g, is defined as:
【数4】 (Equation 4)
【0040】従って、上記の表現は、一般化された固有
値の問題として書き替えられる。Thus, the above expression can be rewritten as a generalized eigenvalue problem.
【0041】[0041]
【数5】 (Equation 5)
【0042】固有値λは、以下のとおりである。The eigenvalue λ is as follows.
【0043】[0043]
【数6】 (Equation 6)
【0044】このようにして、2つの群遅延は、まさに
固有値の虚数部分となる。差動的な群遅延(DGD)
は、以下の式に従って直接、計算できる。Thus, the two group delays are exactly the imaginary parts of the eigenvalues. Differential group delay (DGD)
Can be calculated directly according to the following equation:
【0045】[0045]
【数7】 (Equation 7)
【0046】ジョーンズマトリックスUを決定できるよ
うにするためには、偏光されたレーザ光束19のそれぞ
れ直交する入力偏光Ea1及びEa2とを用いて2つの
部分的な計算を実行する必要がある。それらの2つの入
力偏光がジョーンズ表現の基本ベクトルとして使われる
ときは、これは、以下の入力ベクトルに対応することに
なるであろう。To be able to determine the Jones matrix U, it is necessary to perform two partial calculations with the orthogonal input polarizations E a1 and E a2 of the polarized laser beam 19 respectively. If those two input polarizations are used as the fundamental vectors of the Jones representation, this would correspond to the following input vectors.
【0047】[0047]
【数8】 (Equation 8)
【0048】対応するベクトルは、以下のように読め
る。The corresponding vector can be read as follows:
【0049】[0049]
【数9】 (Equation 9)
【0050】この場合における記号Umnは、ジョーン
ズマトリックスにおける4要素を示している。基準アー
ムからの光20は、以下のようなジョーンズベクトルに
よって記述できる。The symbol U mn in this case indicates four elements in the Jones matrix. Light 20 from the reference arm can be described by the Jones vector as follows:
【0051】[0051]
【数10】 (Equation 10)
【0052】その場合、τrは、基準アーム20の群遅
延を示している。単純化のために、パワーは2つの基本
的な状態に対して均一に分布され、それらの間には相対
的な位相差はないものと今後想定する(直線偏光は、偏
光ビームスプリッタ32上に45°の角度で入射す
る)。In this case, τ r indicates the group delay of the reference arm 20. For the sake of simplicity, it is assumed in the following that the power is distributed uniformly for the two basic states, and that there is no relative phase difference between them (linearly polarized light on the polarizing beam splitter 32). Incident at an angle of 45 °).
【0053】[0053]
【数11】 [Equation 11]
【0054】ディテクタに入射する光は、次いで測定信
号との重ね合わせにより以下の関係を与える。The light incident on the detector then gives the following relationship by superposition with the measurement signal:
【0055】[0055]
【数12】 (Equation 12)
【0056】以下は、ディテクタパワーに関して適用さ
れる。The following applies with respect to detector power.
【0057】[0057]
【数13】 (Equation 13)
【0058】大きさUmnが項cos(φmn+τ
rω)よりも非常にゆっくりと周波数を変化させると考
えると、Umn(ω)もφmn(ω)もディテクタ3
8、40に存在する基準信号から決定可能になる。マト
リックスU(ω)から微分を数値的に計算して上記のD
GDから取り出すことが可能となる。現実の測定の場
合、誤差が、特にU(ω)の絶対位相項を決定する際に
生じる。この点に関して、基準アーム20の光は、偏光
ビームスプリッタ32と直線的にではなくて楕円的に遭
遇することができる(φ≠0)。更に、測定がレーザ光
源4の2つの波長走査から構成されるかどうかが疑わし
い。この問題は、偏光遅延ユニットを用いる図4〜8の
実施例によって解決できる。上記の不確かさのために、
ジョーンズマトリックスUにおける第1の列において位
相誤差φaと第2列においてφbがある。マトリックス
Uに代えて、以下のマトリックスが測定される。The size U mn is the term cos (φ mn + τ
Assuming that the frequency changes much more slowly than r ω), both U mn (ω) and φ mn (ω)
8, 40 can be determined from the reference signal. The derivative is numerically calculated from the matrix U (ω),
It can be taken out from the GD. In the case of real measurements, errors arise, especially in determining the absolute phase term of U (ω). In this regard, the light of the reference arm 20 may encounter the polarizing beam splitter 32 elliptically rather than linearly (φ ≠ 0). Furthermore, it is questionable whether the measurement consists of two wavelength scans of the laser light source 4. This problem can be solved by the embodiment of FIGS. Due to the above uncertainty,
There is a phase error φ a in the first column and φ b in the second column of the Jones matrix U. Instead of matrix U, the following matrix is measured.
【0059】[0059]
【数14】 [Equation 14]
【0060】これは上流において接続された或いは下流
において接続された偏光コントローラ26に等価である
ので、取り出されたDGDにはなんら変化は生じない。
生じた主要な状態は、しかしながら異なる。従って、そ
れ以上の補正はDGDの決定には必要がない。This is equivalent to a polarization controller 26 connected upstream or downstream, so that no change occurs in the extracted DGD.
The main conditions that have arisen, however, are different. Therefore, no further correction is needed for DGD determination.
【0061】最初の試みとして、上記の方法が、図1の
装置を用いて上記のように使われてDUT2として高度
な複屈折繊維(HiBi−fiber)が測定された。
結果は、図2に明らかである。In a first attempt, the above method was used as described above using the apparatus of FIG. 1 to measure a high birefringent fiber (HiBi-fiber) as DUT2.
The results are evident in FIG.
【0062】図2において、上のプロットは、2つの主
要な軸の群遅延を示している。横座標は、nmで波長を
示し、縦座標は、psで群遅延を示している。下のプロ
ットは、2つの群遅延間の差を示し、nm波長にわたる
psでのDGDを示している。DGDは、絶対値が波長
にまたがって大きく変動しているが、10psにおいて
非常に良いことが明らかである。その1つの理由は、D
UTに加えて測定アームにおいて存在したフリーな光束
の光学偏光コントローラ26におけるファブリ・ペロー
干渉であろう(図1参照)。いくつかの状況下で、偏光
コントローラ26を第2のビームスプリッタ14の上流
に配置して群遅延の変動がどのような役割も演じないよ
うにすることが可能である。これはまた、しかしなが
ら、評価手続きにおいて考慮されなければならない基準
アーム20における偏光に影響を与える。In FIG. 2, the upper plot shows the group delay of the two main axes. The abscissa shows the wavelength in nm and the ordinate shows the group delay in ps. The lower plot shows the difference between the two group delays, showing the DGD in ps over the nm wavelength. DGD, while its absolute value fluctuates greatly across wavelengths, is clearly very good at 10 ps. One reason is that D
There would be Fabry-Perot interference in the optical polarization controller 26 of the free beam present in the measurement arm in addition to the UT (see FIG. 1). Under some circumstances, the polarization controller 26 can be located upstream of the second beam splitter 14 so that the variation in group delay does not play any role. This, however, also affects the polarization in the reference arm 20, which must be taken into account in the evaluation procedure.
【0063】図3は、図1の装置におけるDUTを備え
ない上記の方法を用いた測定を示すものである。FIG. 3 shows a measurement using the above method without a DUT in the apparatus of FIG.
【0064】図3において、上のプロットは、2つの主
要な軸の群遅延を示している。横座標は、nmで波長を
示し、縦座標は、psで群遅延を示している。下のプロ
ットは、2つの群遅延間の差を示し、nm波長にわたる
psでのDGDを示している。期待通りに、DGDは、
0に近い。理想値からの大きなずれが認められるが、数
ピコセカンドであるこの発明における装置1の測定精度
の評価は可能である。これらの部分の記述の都合上、図
1の実施例1の記述が参照される。In FIG. 3, the upper plot shows the group delay of the two main axes. The abscissa shows the wavelength in nm and the ordinate shows the group delay in ps. The lower plot shows the difference between the two group delays, showing the DGD in ps over the nm wavelength. As expected, DGD
Close to zero. Although a large deviation from the ideal value is recognized, it is possible to evaluate the measurement accuracy of the device 1 according to the present invention, which is several picoseconds. For convenience of description of these parts, reference is made to the description of Example 1 in FIG.
【0065】図4は、本発明における第2の実施例10
0の概略の説明図である。図4の実施例100と図1の
実施例1との間の主な差は、第3のレーザ光束18の路
への偏光遅延ユニット(PDU)102の導入にある。
PDU102は、第2のビームスプリッタ14とDUT
2間の第3のレーザ光束18の路に配置される。PDU
102は、第1の偏光ビームスプリッタ(PBS)10
4と第2のPBS106を備えている。第1のPBS1
04は、第3のレーザ光束18を第1の部分18aと第
2の部分18bに分割する。2つの部分18a、18b
の路は、それぞれ、それぞれの部分18a、18bの偏
光を維持する偏光維持繊維(PMF)によって用意され
る。引き続いて、第1の部分18aと第2の部分18b
は、第2のPBS106によって再び結合される。PB
S104、106の両方は、PMFの2つの口と単一モ
ード繊維(SMF)の2つの口により製造されると考え
る。装置104、106が標準整合コネクタを用いて接
続されるとき、光は完全に第2のPBS106の一方の
口に導かれ、第2のPBS106の他方の口から射出す
る光はない。従って、それぞれの光束18a、18bの
PMFは、45°回転されて第2のPBS106の両方
の口に出力を発生させる。FIG. 4 shows a second embodiment 10 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram of a zero. The main difference between the embodiment 100 of FIG. 4 and the embodiment 1 of FIG. 1 lies in the introduction of a polarization delay unit (PDU) 102 into the path of the third laser beam 18.
The PDU 102 includes the second beam splitter 14 and the DUT
It is arranged on the path of the third laser beam 18 between the two. PDU
102 is a first polarizing beam splitter (PBS) 10
4 and a second PBS 106. First PBS1
04 divides the third laser beam 18 into a first portion 18a and a second portion 18b. Two parts 18a, 18b
Are provided by polarization maintaining fibers (PMF) that maintain the polarization of the respective portions 18a, 18b, respectively. Subsequently, the first portion 18a and the second portion 18b
Are recombined by the second PBS 106. PB
Both S104, 106 are considered to be made with two ports of PMF and two ports of single mode fiber (SMF). When the devices 104, 106 are connected using a standard matching connector, the light is completely directed to one port of the second PBS 106 and no light exits from the other port of the second PBS 106. Accordingly, the PMF of each light flux 18a, 18b is rotated by 45 ° to generate output at both ports of the second PBS 106.
【0066】しかしながら、第1の部分18aと第2の
部分18bは、光束18bがループ108で示されてい
る長い距離を進行するので、第1のPBS104と第2
のPBS106間の異なる光学距離を進行する。これ
は、第2の部分18bが第1の部分18aに関して遅延
されていることを意味している。その上、両方の部分1
8a、18bは互いに直交しているので、第2のPBS
106によって再び結合されるときこれらが干渉するこ
とはない。However, the first portion 18a and the second portion 18b are separated by the first PBS 104 and the second portion 18b because the light beam 18b travels a long distance shown by the loop 108.
Travel different optical distances between the PBSs 106. This means that the second part 18b is delayed with respect to the first part 18a. Besides, both parts 1
Since 8a and 18b are orthogonal to each other, the second PBS
They do not interfere when recombined by.
【0067】第2のPBS106は、2つの出口112
と114を備えている。2つの出口112と114にお
いて、両方の部分18a、18bは、互いに干渉しない
ので存在している。出口112を出る光束18a、18
bの路には、ビームスプリッタ116、シャッタ11
8、DUT2、ビームスプリッタ28及び最終的にディ
テクタ38と40に接続されたPBS32が、配置され
ている。DUT2の光学特性は、透過率で測定される。
ビームスプリッタ28において、2つの部分18a、1
8bの光は、図1の実施例と同様にローカルな発振光2
0と重ね合わせられる。ローカルな発振光20は、ビー
ムスプリッタ120を介してビームスプリッタ28に到
達する。従って、両方の部分18a、18bと従って光
束18の2つの偏光は、ローカルな発振器の光20と重
ね合わせられる。従って、偏光の両方が、同時に偏光分
岐ディテクタ38と40において干渉パターンを創り出
す。2つの入力偏光の異なる伝播遅延のために、2つの
干渉パターンは、電気的なスペクトルが異なる。そのた
めに、評価ユニット中のデジタルフィルタ(図示せず)
が、それぞれの入力偏光に属する情報を分割できる。結
果として、直交する偏光光束18に関して図1の実施例
1において必要であった第2の走査は、好都合なことに
実施例100においては必要ではない。The second PBS 106 has two outlets 112.
And 114 are provided. At the two outlets 112 and 114, both parts 18a, 18b are present because they do not interfere with each other. Light beams 18a, 18 exiting the exit 112
On the path b, the beam splitter 116 and the shutter 11
8, a PBS 32 connected to the DUT 2, the beam splitter 28 and finally to the detectors 38 and 40 is arranged. The optical characteristics of the DUT 2 are measured by transmittance.
In the beam splitter 28, the two parts 18a, 1
8b is the local oscillation light 2 as in the embodiment of FIG.
0 is superimposed. The local oscillation light 20 reaches the beam splitter 28 via the beam splitter 120. Thus, the two polarizations of both parts 18 a, 18 b and thus of the light bundle 18 are superimposed on the local oscillator light 20. Thus, both polarizations create an interference pattern at polarization splitter detectors 38 and 40 at the same time. Because of the different propagation delays of the two input polarizations, the two interference patterns have different electrical spectra. For this purpose, a digital filter (not shown) in the evaluation unit
Can split the information belonging to each input polarization. As a result, the second scan that was required in Example 1 of FIG. 1 for orthogonally polarized beams 18 is advantageously not required in Example 100.
【0068】その上、DUT2はまた、反射率で測定で
きる。この目的を達成するために、反射光束122の路
にビームスプリッタ116が設けられる。反射光束12
2は、部分18aと18bのそれらの反射部分を含んで
いる。部分18aと18bにおけるそれらの反射部分を
含む光束122は、ビームスプリッタ116においてロ
ーカルな発振器の光20と重ね合わせられる。この重ね
合わせられた光124は、次いで光を光束128と光束
130に分割するPBS126に導かれる。光束128
は、ディテクタ132に接続され、光束130は、ディ
テクタ134に接続される。ディテクタ132と134
によって、DUT2の光学特性は、反射率で測定でき
る。その上、PDU102の導入に基づいて、この重ね
合わせられた光124がローカルな発振光と部分18a
の重ね合わせの部分とローカルな発振光20と第1の部
分18aに関して遅延されている部分18bの重ね合わ
せの部分という2つの部分を含んでいるので、レーザ光
源4の単一走査だけで反射率によってDUT2の光学特
性を測定することができる。そのために、デジタルフィ
ルタが、透過率測定のためにディテクタ38と40を用
いて行ったのと同じようにしてそれぞれの部分18aと
18bのそれぞれの入力偏光に属する情報を分割するこ
とができる。In addition, DUT 2 can also be measured in reflectivity. To achieve this purpose, a beam splitter 116 is provided in the path of the reflected light beam 122. Reflected light flux 12
2 includes those reflective portions of portions 18a and 18b. The light bundle 122, including those reflections at the portions 18 a and 18 b, is superimposed on the local oscillator light 20 at the beam splitter 116. This superimposed light 124 is then directed to a PBS 126 that splits the light into a light flux 128 and a light flux 130. Luminous flux 128
Is connected to a detector 132, and the light flux 130 is connected to a detector 134. Detectors 132 and 134
Thus, the optical characteristics of the DUT 2 can be measured by the reflectance. In addition, based on the introduction of the PDU 102, this superimposed light 124 is
And a portion where the local oscillation light 20 and the portion 18b which is delayed with respect to the first portion 18a are superposed. Thus, the optical characteristics of the DUT 2 can be measured. To that end, the digital filter can split the information belonging to the respective input polarizations of the respective portions 18a and 18b in the same way as done with the detectors 38 and 40 for the transmittance measurement.
【0069】基準干渉計52の代わりに、部分18aと
18bを互いに干渉させてPMF接続されたポラライザ
136を介して射出する光18aと18bを検出するよ
うにPBS106の第2の口114が、基準干渉計とし
て使われ、ポラライザ136に接続されるディテクタ1
40によって検出できる干渉パターンを示す重ね合わせ
られた光束138が発生される。従って、図1の実施例
を劇的に簡素化することができる。Instead of the reference interferometer 52, the second port 114 of the PBS 106 is connected to the reference port so that the portions 18a and 18b interfere with each other to detect the light 18a and 18b emitted through the PMF-connected polarizer 136. Detector 1 used as an interferometer and connected to polarizer 136
A superimposed light beam 138 is generated that exhibits an interference pattern detectable by 40. Therefore, the embodiment of FIG. 1 can be dramatically simplified.
【0070】実施例100において、システムの入力偏
光は、測定性能に厳しく影響する。好ましくは、入力偏
光は、ローカルな発振路6の光が4つのディテクタ3
8、40、132、134に均等に分割されるように選
択されるべきである。従って、それぞれ、PBS10
4、32、126に入射する光は、ほぼ偏光され、好ま
しくは50%の分割比を達成しなければならない。効果
的な偏光状態は、ポアンカレ球上の大きな円に配置され
る。通常、この円の位置は、それぞれのPBS104、
32、126について異なる。対応するPBS上で50
%の分割比を発生させるこれらの円の各々の2つに2つ
の交差があることが保証されている。ほとんどの場合、
すべての3つの円は交差しない。従って、PBS10
4、32、126すべてにおける50%の分割比は、保
証できない。換言すれば、最悪の状況においても、50
%ではない分割比で妥協することができるということで
ある。この最悪の状態は、PDU102の入力偏光が2
2.5°の整合ミスをした直線偏光状態に対応する。こ
の最悪の状況において、sin2(22.5°)=15
%の最小の分割比が生じ、これは、干渉パターンにおけ
る十分に受け入れ可能なコントラストを導く。PDU1
02の最適な入力偏光は、初期化手続き中に見出される
べきものである(下記参照)。In the embodiment 100, the input polarization of the system severely affects the measurement performance. Preferably, the input polarization is such that the light in the local oscillator 6 is a four detector 3
8, 40, 132, 134 should be selected to be evenly divided. Therefore, each of PBS10
Light incident on 4, 32, 126 is substantially polarized and should preferably achieve a 50% split ratio. The effective polarization states are located on a large circle on the Poincare sphere. Usually, the position of this circle is the position of each PBS 104,
32, 126 are different. 50 on the corresponding PBS
It is guaranteed that there are two intersections for each two of these circles that produce a% split ratio. In most cases,
All three circles do not intersect. Therefore, PBS10
A split ratio of 50% for all 4, 32, 126 cannot be guaranteed. In other words, in the worst case, 50
That is, a compromise that is not a percentage can be compromised. This worst case is when the input polarization of PDU 102 is 2
This corresponds to a linear polarization state with a misalignment of 2.5 °. In this worst case, sin 2 (22.5 °) = 15
A minimum split ratio of% results, which leads to a sufficiently acceptable contrast in the interference pattern. PDU1
The 02 optimal input polarization is to be found during the initialization procedure (see below).
【0071】図5は、本発明の第3の実施例300を示
している。FIG. 5 shows a third embodiment 300 of the present invention.
【0072】図5の実施例300における図4の実施例
100に対する差として、PBS106が、偏光維持カ
プラ302に置き換えられている。従って、両方の出力
ポート112と114は、同じ信号を射出する。出力ポ
ート112、114出力信号の使用は、図4における実
施例100におけるものと同じである。PDU102に
おいて、偏光維持カプラ302を使っているために、長
い路18bのみが記号304で示されているように90
°だけ回転させられなければならない。The difference between the embodiment 300 of FIG. 5 and the embodiment 100 of FIG. 4 is that the PBS 106 is replaced by a polarization maintaining coupler 302. Thus, both output ports 112 and 114 emit the same signal. The use of output ports 112, 114 output signals is the same as in embodiment 100 in FIG. In the PDU 102, only the long path 18 b is used as shown by the symbol 304 because of the use of the polarization maintaining coupler 302.
Must be rotated by °.
【0073】図6は、本発明の第4の実施例400を示
している。図6において、偏光遅延ユニットの設定は、
図4の実施例100のものと同一である。図4の実施例
100とは異なって、PBS106の第2の口114
は、ローカルな発振器の波長測定には使われていない。
その代わりに、図4の実施例100には使われていない
ビームスプリッタ120の口402が、図6の実施例4
00に使われてDUT2の入力光を分岐している。口4
02から信号を伝達するために使われる繊維404は単
一モード繊維(SMF)であるので、偏光は、ポラライ
ザ136がいずれの場合においても適切に配置されてで
きないために維持されない。従って、第1のポラライザ
136に関して45°だけ回転される第2のポラライザ
406が、いずれの場合においても干渉パターンを提供
する。第2のポラライザ406の使用を可能にするため
に、ビームスプリッタ408が、繊維404に配置され
ている。第2のポラライザ406によって伝達される信
号は第2のディテクタ410によって検出される。FIG. 6 shows a fourth embodiment 400 of the present invention. In FIG. 6, the setting of the polarization delay unit is as follows.
This is the same as that of the embodiment 100 in FIG. Unlike the embodiment 100 of FIG.
Is not used for local oscillator wavelength measurements.
Instead, the aperture 402 of the beam splitter 120 not used in the embodiment 100 of FIG.
00 is used to split the input light of DUT2. Mouth 4
Since the fiber 404 used to transmit the signal from 02 is a single mode fiber (SMF), the polarization is not maintained because the polarizer 136 cannot be properly positioned in either case. Thus, a second polarizer 406 rotated by 45 ° with respect to the first polarizer 136 provides an interference pattern in each case. A beam splitter 408 is disposed on the fiber 404 to enable use of the second polarizer 406. The signal transmitted by the second polarizer 406 is detected by the second detector 410.
【0074】図7は、本発明による第5の実施例500
の概略の説明図を示している。実施例500は、図4の
実施例400に類似している。しかしながら、図7の実
施例500において、PDU102は、異なる設定を示
している。第2のPBS106の代わりに、2つのファ
ラディ反射鏡502と504が設けられている。ファラ
ディ反射鏡502、504の使用は、偏光がPMFの軸
と適切に整合しないときに問題を生じる可能性のあるP
DU102内部におけるPMFの長い部材を避けるため
である。入力光束18は、第1のPBS104によって
2つの直線偏光状態(SOP)に分割され、ファラディ
反射鏡502、504によってそれぞれ反射される前に
SMFに沿って進行する。通常の反射鏡とは異なって、
ファラディ反射鏡502、504は、入射してくるSO
Pのそれぞれを直交する反射された偏光状態に変換す
る。このようにして、光は、サーキュレータを必要とせ
ずにPBS104の第4の口506から射出する。ファ
ラディ反射鏡502、504によって反射された反射光
を再び結合するPBS104の使用は、また2つの遅延
された成分が直交して偏光されるが干渉しないことを保
証する。ファラディ反射鏡502、504が完全に直交
した偏光状態を発生しないとき、光のわずかな部分が、
レーザ光源4に向けて復帰反射されて信号路を乱すこと
がない。FIG. 7 shows a fifth embodiment 500 according to the present invention.
FIG. Embodiment 500 is similar to embodiment 400 of FIG. However, in the embodiment 500 of FIG. 7, the PDU 102 shows different settings. Instead of the second PBS 106, two Faraday reflecting mirrors 502 and 504 are provided. The use of Faraday mirrors 502, 504 may cause problems when the polarization is not properly aligned with the axis of the PMF.
This is to avoid a long member of the PMF inside the DU 102. The input beam 18 is split by the first PBS 104 into two linear polarization states (SOPs) and travels along the SMF before being reflected by the Faraday mirrors 502 and 504, respectively. Unlike ordinary reflectors,
The Faraday reflecting mirrors 502 and 504
Convert each of the P to orthogonal reflected polarization states. In this manner, light exits through fourth port 506 of PBS 104 without the need for a circulator. The use of PBS 104 to recombine the reflected light reflected by Faraday mirrors 502, 504 also ensures that the two delayed components are orthogonally polarized but do not interfere. When the Faraday mirrors 502, 504 do not produce completely orthogonal polarization states, a small portion of the light
It is not reflected back to the laser light source 4 and disturbs the signal path.
【0075】PBS104の出力ポート506は、PM
F508に接続されて部分18a、18bを図4に示さ
れている実施例100における場合と同じようにDUT
2に伝達する。The output port 506 of the PBS 104 is connected to the PM
F508 and connect the portions 18a, 18b to the DUT as in the embodiment 100 shown in FIG.
2
【0076】PMC510は、ポラライザ136を介し
て導かれる少しの光を伝えて波長基準信号を発生するよ
うに使われる。45°接続も90°接続も2つのPMF
間には必要がないので、この設定は、共通して整合され
た偏光維持コネクタを用いるようにしている。The PMC 510 is used to transmit a small amount of light guided through the polarizer 136 to generate a wavelength reference signal. Two PMFs for both 45 ° and 90 ° connections
This setting makes use of a commonly matched polarization maintaining connector, as there is no need in between.
【0077】更に、パワーがそれぞれの通路18a、1
8bに均等に分布されるときは、図7の実施例500の
PDU102にそれぞれの通路18a、18b内のパワ
ーディテクタに導いて測定を行うことが可能である(図
7には示されていない)。Further, the power is applied to each passage 18a, 1
8b, it is possible to direct the PDU 102 of the embodiment 500 of FIG. 7 to the power detectors in the respective passages 18a, 18b for measurement (not shown in FIG. 7). .
【0078】DUT2が図7の装置500に接続される
前に、2つのフォトディテクタ38、40が、使われて
PBS32によるローカルな発振光6のそれぞれの分割
を確保するためにフィードバック回路(図示せず)に共
に接続される。これは、光学的なシャッタ118を開い
て制御回路を用いて偏光コントローラ26を適正に調節
することによって行われる。Before the DUT 2 is connected to the device 500 of FIG. 7, two photodetectors 38, 40 are used to provide a feedback circuit (not shown) to ensure that each of the local oscillating lights 6 is split by the PBS 32. ) Are connected together. This is done by opening the optical shutter 118 and using the control circuit to properly adjust the polarization controller 26.
【0079】DUT2に入射する偏光18a、18bの
それぞれのパワーを測定するために、DUT2は、標準
の単一モード繊維に置き換えられ、実験が、前述したよ
うに行われる。偏光18a、18bのそれぞれにおける
総合的なパワーは、2つのフォトダイオード38、40
の信号を加算することにより決定できる。標準の単一モ
ード繊維は、偏光依存性の損失(PDL)には関係しな
いと考えられるので、干渉信号におけるそれぞれの周波
数のパワーは、部分18a、18bの偏光の1つにおけ
るパワーを示す。To measure the power of each of the polarizations 18a, 18b incident on DUT 2, DUT 2 is replaced with a standard single mode fiber and the experiment is performed as described above. The total power in each of the polarizations 18a, 18b is two photodiodes 38, 40
Can be determined by adding these signals. Since standard single mode fibers are not considered to be involved in polarization dependent loss (PDL), the power of each frequency in the interfering signal indicates the power in one of the polarizations of portions 18a, 18b.
【0080】図8は、本発明による第6の実施例600
の概略の説明図を示すものである。実施例600にける
実施例500との差は、すべての基準路とPDU102
に対する路がPMFによって設定されていることにあ
る。その上、ローカルな発振光20は、ビームスプリッ
タ116において反射された部分18a、18bと重ね
合わせられない。この実施例600において、ローカル
な発振光20は、光がビームスプリッタ126に入射す
る前にビームスプリッタ602において反射された部分
18a、18bと重ね合わせられる。実施例600にお
いて、偏光分岐レシーバ604、606は、DUT路に
おけるPMFとの問題を回避するためにバルク光学系で
実現されることが好ましい。FIG. 8 shows a sixth embodiment 600 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view of the present invention. The difference between the embodiment 600 and the embodiment 500 is that all the reference paths and the PDU 102
Is set by the PMF. Moreover, the local oscillating light 20 does not overlap with the reflected portions 18a, 18b at the beam splitter 116. In this embodiment 600, the local oscillating light 20 is superimposed on the portions 18a, 18b reflected by the beam splitter 602 before the light enters the beam splitter 126. In the embodiment 600, the polarization splitting receivers 604, 606 are preferably implemented with bulk optics to avoid problems with PMF in the DUT path.
【0081】図9は、本発明による第7の実施例700
の概略の説明図を示すものである。実施例700の図4
における実施例100との差は、以下のごとくである。
PDU102は、PBS104を含んでいない。その代
わりに、PDU102は、PDU102の路18a、1
8bに偏光設定ツール702と704を含んでいる。路
18は、ビームスプリッタ706によって路18a、1
8bに分割されている。それぞれの路18a、18bに
はスイッチ708、710が設けられている。路18
a、18bは、PBS106によって結合される。FIG. 9 shows a seventh embodiment 700 of the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory view of the present invention. FIG. 4 of the embodiment 700
Is different from that of Example 100 in the following.
The PDU 102 does not include the PBS 104. Instead, the PDU 102 is stored in the path 18a, 1
8b includes polarization setting tools 702 and 704. The path 18 is divided into the paths 18a, 1a by the beam splitter 706.
8b. Switches 708 and 710 are provided on the respective paths 18a and 18b. Road 18
a, 18b are joined by PBS 106.
【0082】更に、実施例700は、位相校正ユニット
(PCU)712を有している。PCU712は、ビー
ムスプリッタ714によって供給される部分18a、1
8bをビームスプリッタ718の助けで第3のビームス
プリッタ716によって供給される基準信号20と重ね
合わせる。この重ね合わせられた信号は、再びビームス
プリッタ718によって分割され、PCU712のフォ
トダイオード720と722によって検出される。Further, the embodiment 700 has a phase calibration unit (PCU) 712. PCU 712 includes portions 18a, 1a provided by beam splitter 714.
8b is superimposed with the reference signal 20 provided by the third beam splitter 716 with the help of the beam splitter 718. This superimposed signal is again split by beam splitter 718 and detected by photodiodes 720 and 722 of PCU 712.
【0083】ビームスプリッタ28、路30、ビームス
プリッタ32及びディテクタ38と40は、透過レシー
バ734を構成する。ビームスプリッタ736、路73
7、ビームスプリッタ126及びディテクタ132と1
34は、反射レシーバ738を構成する。The beam splitter 28, the path 30, the beam splitter 32, and the detectors 38 and 40 constitute a transmission receiver 734. Beam splitter 736, road 73
7, beam splitter 126 and detectors 132 and 1
34 constitutes a reflection receiver 738.
【0084】スイッチ724が、基準アーム20に設け
られて基準信号を遮断する。スイッチ708、710及
び724は、この創造的な方法を実行するためには必要
でない。A switch 724 is provided on the reference arm 20 to cut off the reference signal. Switches 708, 710 and 724 are not required to perform this creative method.
【0085】PCU712を用いる1つの利点が、以下
に説明される。「単一走査」技術を用いると、多数の干
渉周波数(数は、どのアーキテクチャが選ばれたかによ
って決まる)が、受け取られたデータのパワースペクト
ルにおいて見出されることが可能になる。個々にピーク
のそれぞれの回りに帯域を与えることによって、その干
渉ピークに関連するジョーンズマトリックスの要素に関
する情報を取り出すことができる。例えば、第1のジョ
ーンズマトリックス要素に関連するフィルタリングされ
た干渉ピークは、次式によって与えられる振幅と位相を
備えている。One advantage of using PCU 712 is described below. Using the "single scan" technique, multiple interference frequencies (the number depends on which architecture was chosen) can be found in the power spectrum of the received data. By individually banding around each of the peaks, information about the Jones matrix element associated with the interference peak can be retrieved. For example, the filtered interference peak associated with the first Jones matrix element has an amplitude and phase given by:
【0086】[0086]
【数15】 (Equation 15)
【0087】しかしながら、第2のジョーンズマトリッ
クス要素に関連するフィルタリングされた干渉ピーク
は、次式によって与えられる異なる振幅と位相を備えて
いる。However, the filtered interference peaks associated with the second Jones matrix element have different amplitudes and phases given by:
【0088】[0088]
【数16】 (Equation 16)
【0089】遅延τxxとτyxが異なるために相違が
生じる。The difference occurs because the delays τ xx and τ yx are different.
【0090】ジョーンズマトリックスは、τが任意の遅
延であるとして、以下の構造を備えていなければならな
い。The Jones matrix must have the following structure, where τ is any delay.
【0091】[0091]
【数17】 [Equation 17]
【0092】しかしながら、これを達成するために他の
事項に混じって差ω(τxx−τyx)を知らなければならな
い。これは、測定の最大の精度を維持するために数フェ
ムトセコンドの精度で知られなければならない。これを
実現する最良のやり方は、2つの遅延信号がDUT2を
通過する前にLOを用いてこれらの2つの遅延信号の最
良の周波数を測定することである。これは、PCU71
2によって行われる。その場合(例えば、図9と図10
におけるアーキテクチャ700と800の場合のよう
な)に、上述したそれらの実施例に対応する干渉信号
は、大きなPMDがないとして、それぞれcos(ωτxx)
とcos(ωτyx)に少なくともほぼ比例するであろう。こ
れらの信号から、差ω(τxx−τyx)を決定することが可
能となる。これにより、However, to achieve this, one must know the difference ω (τ xx −τ yx ), among other things. This must be known with an accuracy of a few femtoseconds in order to maintain the maximum accuracy of the measurement. The best way to accomplish this is to measure the best frequency of these two delayed signals using LO before the two delayed signals pass through DUT2. This is PCU71
2 is performed. In that case (for example, FIGS. 9 and 10
(As in the case of architectures 700 and 800 in FIG. 3), the interfering signals corresponding to those embodiments described above, respectively, are cos (ωτ xx ), assuming no large PMD.
And cos (ωτ yx ) will be at least approximately proportional. From these signals, the difference ω (τ xx −τ yx ) can be determined. This allows
【0093】[0093]
【数18】 を、以下の修正された信号で置換することが可能とな
る。(Equation 18) Can be replaced by the following modified signal:
【0094】[0094]
【数19】 [Equation 19]
【0095】干渉信号全てについて同じ手続きを実行す
ることにより、上に示された様式によって、ジョーンズ
マトリックスを作り出すことが可能となる。By performing the same procedure on all the interfering signals, it is possible to create a Jones matrix in the manner shown above.
【0096】[0096]
【数20】 (Equation 20)
【0097】少なくとも以下の理由で、実行される測定
と同時にPCU712によって差ω(τxx−τyx)を測定
することが好ましい。その理由は、1)温度或いは応力
変形のために、1回目に測定される値が、他のときに異
なる。実際、なんらかの不正確さが比較的小さくても、
PMD測定を悪くしてしまうことがあること、2)これ
らのシステムにおいて発生する可能性のある誤差の多く
が、干渉計を混乱させ、雑音の多い位相測定結果を与え
ることになる音響的な或いは振動的な雑音によるもので
あることである。光はPCU712による位相の校正と
ディテクタ38、40による透過レシーバ測定の両方に
対して非常に類似した路を進行するので、両方の位置に
おいて測定される音響的な雑音は、類似したものになり
得る。その結果、位相校正レシーバ712を用いてDU
T2の測定における振動的な雑音と音響的な雑音とを補
正することが可能となる。Preferably, the difference ω (τ xx −τ yx ) is measured by the PCU 712 at the same time as the measurement being performed, for at least the following reasons. The reasons are: 1) Due to temperature or stress deformation, the value measured the first time is different at other times. In fact, even if any inaccuracy is relatively small,
2) Many of the errors that can occur in these systems can confuse the interferometer and give noisy phase measurements, which can lead to poor PMD measurements. This is due to vibrational noise. Since the light travels a very similar path for both phase calibration by the PCU 712 and transmission receiver measurements by the detectors 38, 40, the acoustic noise measured at both locations can be similar. . As a result, the DU using the phase calibration receiver 712 is
Vibration noise and acoustic noise in the measurement of T2 can be corrected.
【0098】図10は、本発明による第8の実施例80
0の概略の説明図を示すものである。実施例800は、
基準アーム20に第2のPDU102−2を用いてい
る。この第2のPDU102−2は、PDU102と同
じように部分20a、20bが互いに関して遅延される
基準信号20の2つの部分20a、20bを発生させ
る。しかしながら、PDU102−2は、遅延された部
分20bを遅延されない部分20aを倍にする異なるル
ープ108−2を含んでいる。LO路において第2のP
DU102−2を設ける利点は、以下のごとくである。
ジョーンズマトリックスを決定するための図1における
ダブルスイープ技術において、偏光ビームスプリッタ3
2が、透過レシーバ38の前方に使われて出力x、y軸
を定める。換言すれば、DUT2からの出力光のx成分
は、レシーバ38へと向けられ、そこでは干渉が記録さ
れるとともにそれがジョーンズマトリックス要素を決定
するために使われる。同様に、DUT2からの出力光の
y成分は、他のレシーバ40に導かれて測定される。x
軸方向に偏光された光が最初にDUT2へ入力されたも
のであるとき、x軸方向に偏光された出力ディテクタ3
8は、Uxxジョーンズマトリックスに関する情報を提
供することになろう。同様に、y軸方向に偏光された出
力ディテクタ40は、要素Uxyに関する情報を提供す
ることになろう。FIG. 10 shows an eighth embodiment 80 according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram of a zero. Example 800 is
The second PDU 102-2 is used for the reference arm 20. This second PDU 102-2 generates two parts 20a, 20b of the reference signal 20, in which the parts 20a, 20b are delayed with respect to each other in the same way as the PDU 102. However, PDU 102-2 includes a different loop 108-2 that doubles delayed portion 20b with undelayed portion 20a. Second P on LO road
The advantages of providing the DU 102-2 are as follows.
In the double sweep technique in FIG. 1 for determining the Jones matrix, the polarization beam splitter 3
2 is used in front of the transmissive receiver 38 to define the output x, y axes. In other words, the x component of the output light from DUT 2 is directed to receiver 38, where the interference is recorded and used to determine the Jones matrix element. Similarly, the y component of the output light from the DUT 2 is guided to another receiver 40 and measured. x
When the axially polarized light is the first input to the DUT 2, the x-axis polarized output detector 3
8 will provide information about the Uxx Jones matrix. Similarly, output detector 40 polarized in the y-axis direction will provide information about element U xy .
【0099】実施例800におけるように第2のPDU
をLO路に導くとき、2つの直交するように進行させら
れる偏光は、出力x、y軸を定めるように使われること
ができる。換言すれば、短いLO PDU102−2路
20aを通過する光は、レシーバにおいてx軸方向に偏
光されて定められ、長い路20bを通過する光は、出力
においてy軸方向の偏光を有するように定められる。D
UT2 PDU102から伝えられる2つの直交する光
波の両方は、LOPDU102−2からの2つの光波の
それぞれと干渉する。適切に実行されると、これは、4
つの明確な干渉周波数を作り出す。これらの干渉のそれ
ぞれは、ジョーンズマトリックスにおける1つの要素に
関する情報を含んでいる。The second PDU as in embodiment 800
, Into the LO path, two orthogonally advanced polarizations can be used to define the output x, y axes. In other words, light passing through the short LO PDU 102-2 path 20a is defined to be polarized in the x-axis direction at the receiver, and light passing through the long path 20b is defined to have y-axis polarization at the output. Can be D
Both of the two orthogonal lightwaves coming from UT2 PDU 102 interfere with each of the two lightwaves from LOPDU 102-2. When properly implemented, this is 4
Produces two distinct interference frequencies. Each of these interferences contains information about one element in the Jones matrix.
【0100】更に、図10における実施例800は、上
述したように第2のPDU102−2を用いるとき、も
はやPBS32と126を必要としないので、これらを
備えていない。Further, the embodiment 800 in FIG. 10 does not include the PBSs 32 and 126 because they no longer require the second PDUs 102-2 as described above.
【0101】その他に、図10における実施例800
は、それぞれのレシーバに2つのフォトダイオードを用
いている。これは、実施例800の透過レシーバ802
が、ビームスプリッタ28、得られた路30及び第2の
得られた路804を設定して2つのダイオード806と
808によって両方の路30、804を検出することを
意味している。同様に、ビームスプリッタ812によっ
て設定された反射レシーバ810が、それぞれのフォト
ダイオード818と820によってビームスプリッタ8
12によって与えられた両方の路814、816を検出
する。In addition, the embodiment 800 shown in FIG.
Uses two photodiodes for each receiver. This is the transmission receiver 802 of the embodiment 800.
Means that the beam splitter 28, the obtained path 30 and the second obtained path 804 are set and both paths 30, 804 are detected by the two diodes 806 and 808. Similarly, the reflection receiver 810 set by the beam splitter 812 is separated by the photodiodes 818 and 820 into the beam splitter 8.
12 to detect both paths 814, 816.
【0102】レシーバ712、802、810における
2つのフォトダイオード720、722、806、80
8、818、820の利点の1つは、以下のごとくであ
る。ほとんどの測定において、同調可能なレーザ4から
発生されたレーザパワーは、相対的な強度雑音(RI
N)と呼ばれる低雑音変動を有している。これらの雑音
変動は、測定が試みられる周波数の範囲内に拡張できる
広い周波数内容を有することができる。最終的な結果
は、群遅延、挿入損失、PDLなどの測定における単純
な雑音変動であることができる。これはかなり小さな作
用であるが、この小さな作用が重要であり得るので、非
常に精密に測定されることが望ましい。この雑音は、2
つのフォトダイオード720、722、806、80
8、818、820を含む創造的な解決方法を用いるこ
とによって除去できる。この創造的な解決方法は、2つ
の光波E1=E01ejωx及びE2=E02e
jω(t+τ)がカプラ内で混合して第1の出力ポート
において強度I1(t)を得るように働き、この場合、
強度は以下のように表わされる。The two photodiodes 720, 722, 806, 80 in the receivers 712, 802, 810
One of the advantages of 8,818,820 is as follows. In most measurements, the laser power generated from the tunable laser 4 has a relative intensity noise (RI
N). These noise fluctuations can have a wide frequency content that can be extended into the range of frequencies where the measurements are attempted. The end result can be simple noise fluctuations in measurements such as group delay, insertion loss, PDL, etc. This is a rather small effect, but it is desirable that it be measured very precisely because this small effect can be significant. This noise is 2
Photodiodes 720, 722, 806, 80
8, 818, 820 can be eliminated by using creative solutions. This creative solution consists of two light waves E 1 = E 01 e jωx and E 2 = E 02 e
jω (t + τ) work together in the coupler to obtain an intensity I 1 (t) at the first output port, where
The intensity is expressed as follows.
【0103】[0103]
【数21】 (Equation 21)
【0104】他のアームにおける強度は、以下のように
なるであろう。The strength at the other arm would be as follows:
【数22】 (Equation 22)
【0105】ここで、RINは、N1を光波1の相対的
な強度雑音としたときE1=(E01+N1)e jωtとして及びN2
を光波2の相対的な強度雑音としたときE2=(E02+N2)e
jωtとして2つの光波を書き直すことにより説明され
る。2つの光波がカプラ内で加えられたとき、一方のア
ームフォトダイオードによって測定された強度は、以下
のようになる。Here, RIN is N1Relative to light wave 1
With strong intensity noise E1= (E01+ N1) e jωtAs and N2
Where E is the relative intensity noise of lightwave 2.Two= (E02+ NTwo) e
jωtBy rewriting the two light waves as
You. When two light waves are added in the coupler, one of the
The intensity measured by the
become that way.
【0106】[0106]
【数23】 (Equation 23)
【0107】カプラが光に働く作用のために、他のアー
ムにおける光の強度は、以下のようになる。Due to the action of the coupler on the light, the light intensity at the other arm is as follows:
【0108】[0108]
【数24】 (Equation 24)
【0109】次いで明らかに、雑音は、カプラの2つの
出力アームにおいて測定された強度の単純な引き算によ
って除去できる。結果は、以下のようになる。Obviously, the noise can be removed by a simple subtraction of the measured intensities at the two output arms of the coupler. The result is as follows.
【0110】[0110]
【数25】 (Equation 25)
【0111】これらの干渉計的な技術において、干渉項
が関心事項であるので、引き算が、RINを除去するた
めの常套的なやり方である。In these interferometric techniques, subtraction is a conventional way to eliminate RIN, since the interference term is of interest.
【0112】両方の実施例700と800は、ビームス
プリッタ14の上流に配置されるとともにビームスプリ
ッタ732によって光束6の路に接続された波長基準ユ
ニット(WRU)730を備えている。WRU730
は、評価結果の精度を更に高めるための本発明における
評価過程の基準として光束6の波長を測定する。しかし
ながら、WRUは、本発明の実施に必須のものではな
い。Both embodiments 700 and 800 include a wavelength reference unit (WRU) 730 located upstream of the beam splitter 14 and connected to the path of the light beam 6 by the beam splitter 732. WRU730
Measures the wavelength of the light beam 6 as a criterion in the evaluation process in the present invention for further improving the accuracy of the evaluation result. However, a WRU is not essential to the practice of the present invention.
【0113】本発明を上述の実施形態に即して説明する
と、本発明は、テストを受ける光学装置(2)の特性を
決定する方法において、入射光束(6)を第1の光束
(18、19)と第2の光束(20)に分割する工程
と、所定の偏光を備えた前記第1の光束(18、19)
を前記テストを受ける光学装置(2)に接続する工程
と、前記第2の光束(20)を前記第1の光束(18、
19)とは異なる路に進行させる工程と、前記第1の光
束(18、19)と前記第2の光束(20)を重ね合わ
せ、生じた重ね合わせられた光束における前記第1の光
束(18、19)と前記第2の光束(20)間に干渉を
行わせる工程と、前記入射光束の周波数を所定の周波数
範囲にわたって同調させるとき、周波数と偏光の関数と
して前記重ね合わせられた光束(30)のパワーを検出
する工程と、検出されたパワーの周波数依存性から前記
テストを受ける光学装置の特性を取り出す工程とを有す
る方法を提供する。The present invention will be described with reference to the above-described embodiment. The present invention relates to a method for determining the characteristics of an optical device (2) to be tested. 19) and a step of splitting into a second light beam (20), and the first light beam (18, 19) having a predetermined polarization.
Connecting the second light beam (20) to the first light beam (18,
19) a step of traveling on a different path from the first light beam (18, 19) and the second light beam (20), and the first light beam (18) in the resulting superimposed light beam. , 19) and the second light beam (20), and when tuning the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range, the superimposed light beam (30) as a function of frequency and polarization. A) detecting the power of the optical device under test from the frequency dependence of the detected power.
【0114】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記重ね合わせられた光束(30)を偏光依存状態で第
3の光束(34)と第4の光束(36)に分割する工程
と、前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたっ
て同調させるとき、周波数の関数として前記第3の光束
(34)と前記第4の光束(36)のパワーを検出する
工程とを有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Splitting the superimposed light beam (30) into a third light beam (34) and a fourth light beam (36) in a polarization-dependent state, and tuning the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range; Detecting the power of the third light beam (34) and the fourth light beam (36) as a function of frequency.
【0115】好ましくは、本発明による方法は、更に、
検出された前記パワーの周波数依存性から前記テストを
受ける光学装置(2)におけるジョーンズマトリックス
の要素を取り出す工程を有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Extracting the elements of the Jones matrix in the optical device under test (2) from the frequency dependence of the detected power.
【0116】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記所定の偏光に関して前記第1の光束(18、19)
の偏光を変化させられた偏光に変化させる工程と、前記
変化させられた偏光に関して前記請求項1に記載の過程
を2度目に実行する工程とを有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
The first light flux (18, 19) for the predetermined polarization;
Changing the polarized light to the changed polarized light, and performing the process according to claim 1 a second time with respect to the changed polarized light.
【0117】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記入射光束(6)を分割した後、前記第1の光束(1
8、19)の偏光を設定する工程、或いは、前記分割の
前に前記入射光束(6)の偏光を設定する工程とを有す
る。Preferably, the method according to the invention further comprises:
After splitting the incident light beam (6), the first light beam (1
8, 19) or setting the polarization of the incident light beam (6) before the division.
【0118】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記第1の光束(18、19)の偏光を直交する偏光に
変化させる工程を含む。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Changing the polarization of the first light flux (18, 19) to orthogonal polarization.
【0119】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記所定の偏光を直線偏光にする工程を有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Converting the predetermined polarized light into linearly polarized light.
【0120】好ましくは、本発明による方法は、更に、
入射光束(6)を第1の初期光束(10)と第2の初期
光束(12)に分割する工程と、前記第1の初期光束
(10)を用いて請求項1に記載の過程を行う工程と、
前記第2の初期光束(12)を第5の光束(22)と第
6の光束(24)に分割する工程と、前記光束(22、
24)のそれぞれが異なる路を進行した後、前記第5の
光束(22)と前記第6の光束(24)を重ね合わせ、
生じた重ね合わせられた光束(48)における前記第5
の光束(22)と前記第6の光束(24)間に干渉を行
わせる工程と、前記入射光束(6)の周波数を所定の周
波数範囲にわたって同調させるとき、周波数の関数とし
て前記重ね合わせられた光束(48)のパワーを検出す
る工程と、所定の周波数範囲にわたる前記入射光束
(6)の同調率の非直線性を検出する工程と、非直線性
を検出するとき、前記検出された前記非直線性の情報を
用いて前記非直線性から生じた前記第3の光束と前記第
4の光束の前記検出されたパワーへの作用を補正する工
程とを有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Splitting an incident light beam (6) into a first initial light beam (10) and a second initial light beam (12); and performing the process according to claim 1 using the first initial light beam (10). Process and
Splitting the second initial light beam (12) into a fifth light beam (22) and a sixth light beam (24);
After each of 24) travels on a different path, the fifth light flux (22) and the sixth light flux (24) are superimposed,
The fifth in the resulting superimposed beam (48)
Causing interference between the light beam (22) and the sixth light beam (24) and tuning the frequency of the incident light beam (6) over a predetermined frequency range. Detecting the power of the light beam (48), detecting the non-linearity of the tuning rate of the incident light beam (6) over a predetermined frequency range, and detecting the detected non-linearity when detecting the non-linearity. Correcting the effect of the third light beam and the fourth light beam on the detected power using the information on the linearity.
【0121】好ましくは、更に、本発明による方法は、
前記第1の光束(18、19)を第1の部分(18a)
と第2の部分(18b)とに分割する工程と、前記第2
の部分(18b)を前記第1の部分(18a)に対して
遅延させる工程と、前記第1の部分(18a)と前記第
2の部分(18b)とを再び結合する工程と、異なる偏
光を備えた前記再び結合された部分を前記テスト中の光
学装置に接続する工程とを有する。Preferably, the method according to the present invention further comprises:
The first light beam (18, 19) is transferred to a first portion (18a).
And a second part (18b);
Delaying the portion (18b) with respect to the first portion (18a); recombining the first portion (18a) and the second portion (18b); Connecting the re-coupled portion with the optical device under test.
【0122】好ましくは、本発明による方法は、前記部
分(18a、18b)の偏光が、互いに少なくともほぼ
直交するようにする。Preferably, the method according to the invention is such that the polarization of said portions (18a, 18b) is at least approximately orthogonal to each other.
【0123】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記再び結合された部分(18a、18b)のそれぞれ
が、コヒーレントな光束のパワーの少なくともほぼ約5
0%を有しているようにする。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Each of the recombined portions (18a, 18b) has at least about 5 powers of coherent beam power.
To have 0%.
【0124】好ましくは、本発明による方法は、更に、
検出された前記パワーのスペクトルのピークをフィルタ
リングする工程と、前記スペクトルにおける前記ピーク
を前記部分(18a、18b)のそれぞれに対して位置
決めする工程と、検出された前記パワーの前記周波数及
び前記偏光依存性から前記テストを受ける光学装置の光
学特性を取り出す工程とを有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Filtering the detected peak of the power spectrum; locating the peak in the spectrum with respect to each of the portions (18a, 18b); and detecting the frequency and polarization dependence of the detected power. Taking out the optical characteristics of the optical device to be subjected to the test from the viewpoint of performance.
【0125】好ましくは、本発明による方法は、更に、
生じた重ね合わせられた光束(138)における再び結
合された部分(18a、18b)間に干渉を生じさせる
工程と、前記入射光束(6)の周波数を所定の周波数範
囲にわたって同調させるとき、周波数の関数として前記
生じた重ね合わせられた光束のパワーを連続的に検出す
る工程と、前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲に
わたって同調させるとき、同調勾配周波数における非直
線性を検出する工程と、非直線性を検出するとき、前記
検出された非直線性の情報を用いて前記非直線性によっ
て生じさせられた前記第3の光束(34)と前記第4の
光束(36)の検出されたパワーへの作用を補正する工
程を有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Creating interference between the recombined portions (18a, 18b) of the resulting superimposed beam (138); and tuning the frequency of the incident beam (6) over a predetermined frequency range. Continuously detecting the power of the resulting superimposed light flux as a function; and detecting non-linearity in the tuning gradient frequency when tuning the frequency of the incident light flux over a predetermined frequency range; When detecting the linearity, the detected powers of the third light beam (34) and the fourth light beam (36) generated by the non-linearity using the information of the detected non-linearity. And correcting the effect on.
【0126】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記再び結合された部分(18a、18b)を偏光させ
ることによって前記再び結合された部分(18a、18
b)を重ね合わせて干渉を生じさせる工程を有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
The polarization of the recombined portions (18a, 18b) allows the recombined portions (18a, 18b) to be polarized.
b) overlapping to cause interference.
【0127】好ましくは、本発明による方法は、更に、
好ましくは前記テストを受ける装置(2)のジョーンズ
マトリックス要素として表現される測定によって得られ
た情報から前記テストを受ける装置(2)の偏光モード
分散を取り出す工程、前記テストを受ける装置(2)の
前記ジョーンズマトリックス要素から前記テストを受け
る装置(2)の色分散を取り出す工程、前記テストを受
ける装置(2)の前記ジョーンズマトリックス要素から
前記テストを受ける装置(2)の偏光における基本的な
状態を取り出す工程、前記テストを受ける装置(2)の
前記ジョーンズマトリックス要素から前記テストを受け
る装置(2)の偏光依存性の損失を取り出す工程、前記
テストを受ける装置(2)の前記ジョーンズマトリック
ス要素から前記テストを受ける装置(2)の偏光におけ
る短い及び長い基本的な状態に連携する短い及び長い群
遅延を取り出す工程、前記テストを受ける装置(2)の
前記ジョーンズマトリックス要素から前記テストを受け
る装置の挿入損失を取り出す工程、前記テストを受ける
装置(2)の前記ジョーンズマトリックス要素から前記
テストを受ける装置(2)の透過率及び反射率を取り出
す工程、或いは前記テストを受ける装置(2)の前記ジ
ョーンズマトリックス要素から周波数に関する異なる群
遅延の変化率のような高次の偏光モード分散を取り出す
という工程のうち少なくとも1つを備える。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Extracting the polarization mode dispersion of the device under test (2), preferably from information obtained by measurements expressed as Jones matrix elements of the device under test (2), of the device under test (2) Deriving the chromatic dispersion of the device under test (2) from the Jones matrix element, and changing the basic state in the polarization of the device under test (2) from the Jones matrix element of the device under test (2); Removing the polarization dependent loss of the device under test (2) from the Jones matrix element of the device under test (2); removing the polarization dependent loss of the device under test (2) from the Jones matrix element of the device under test (2) Short and long radicals in the polarization of the device under test (2) Retrieving the short and long group delays associated with dynamic conditions; retrieving the insertion loss of the device under test from the Jones matrix element of the device under test (2); Extracting the transmittance and reflectivity of the device under test (2) from the Jones matrix element, or a high rate of change of the group delay with respect to frequency from the Jones matrix element of the device under test (2). At least one of the steps of extracting the next polarization mode dispersion is provided.
【0128】好ましくは、本発明による方法は、更に、
前記第1の光束(18、19)を偏光依存性の仕方で第
1の部分(18a)と第2の部分(18b)に分割する
工程を有する。Preferably, the method according to the invention further comprises:
Splitting the first light beam (18, 19) into a first part (18a) and a second part (18b) in a polarization-dependent manner.
【0129】更に本発明は、テストを受ける装置の光学
特性を決定する装置(2)において、入射光束(6)の
路を第1の路を進行する第1の光束(18、19)と第
2の路を進行する第2の光束(20)に分割する第1の
ビームスプリッタ(14)にして、その際前記テストを
受ける光学装置(2)は、前記第1の路に接続されて所
定の偏光を備えた前記第1の光束(18、19)に接続
するようにした第1のビームスプリッタ(14)と、前
記第2の光束(20)が第1の光束(18、19)とは
異なる路を進行した後、前記第1の光束(18、19)
と前記第2の光束(20)を重ね合わせて得られた路を
進行する生じた重ね合わせられた光束内での前記第1の
光束(18、19)と前記第2の光束(20)間に干渉
を生じさせる前記第1の路と前記第2の路に配置された
第2のビームスプリッタ(28)と、前記入射光束
(6)の周波数を所定の周波数範囲にわたって同調させ
るとき、周波数と偏光の関数として前記得られた路内を
進行する前記生じた重ね合わせられた光束(30、80
4、814、816)の前記パワーを検出する前記得ら
れた路内に配置されたディテクタユニットと、検出され
た前記パワーから前記テストを受ける光学装置(2)の
光学特性を取り出すための評価ユニット(38、40、
806、808、818、820)とを有する。Further, according to the present invention, there is provided an apparatus (2) for determining an optical characteristic of an apparatus to be tested, wherein a path of an incident light beam (6) is changed to a first light beam (18, 19) traveling on a first path. A first beam splitter (14) for splitting a second light beam (20) traveling on the second path, wherein the optical device (2) to be tested is connected to the first path and A first beam splitter (14) adapted to be connected to the first light beam (18, 19) having the polarization of the second light beam, the second light beam (20) being connected to the first light beam (18, 19). After traveling on different paths, the first luminous flux (18, 19)
Between the first light beam (18, 19) and the second light beam (20) in the resulting superimposed light beam traveling on a path obtained by superposing the second light beam (20) with the second light beam (20). And a second beam splitter (28) disposed on the first path and the second path, which cause interference with the first path and the second path, when the frequency of the incident light beam (6) is tuned over a predetermined frequency range, The resulting superimposed luminous flux (30,80) traveling in the obtained path as a function of polarization
4,814,816), a detector unit arranged in the obtained path for detecting the power, and an evaluation unit for extracting optical characteristics of the optical device (2) to be tested from the detected power. (38, 40,
806, 808, 818, 820).
【0130】好ましくは、偏光依存性の仕方で前記重ね
合わせられた光束(30)を第3の路を進行する第3の
光束(34)と第4の路を進行する第4の光束(36)
に分割するための前記得られた路内の偏光ビームスプリ
ッタ(32)と、前記入射光束(6)の周波数を所定の
周波数範囲にわたって同調させるとき、周波数の関数と
して前記第3の光束(34)の前記パワーを検出するた
めの前記第3の路内の第1のパワーディテクタ(38)
と、前記入射光束(6)の周波数を所定の周波数範囲に
わたって同調させるとき、周波数の関数として前記第4
の光束(36)の前記パワーを検出するための前記第4
の路内の第2のパワーディテクタ(40)とを有する。Preferably, the superimposed light beam (30) is combined with the third light beam (34) traveling on the third path and the fourth light beam (36) traveling on the fourth path in a polarization-dependent manner. )
And the third beam (34) as a function of frequency when tuning the frequency of the incident beam (6) over a predetermined frequency range with the polarization beam splitter (32) in the obtained path for splitting into A first power detector in said third path for detecting said power of said first power detector;
And tuning the frequency of the incident light beam (6) over a predetermined frequency range as a function of frequency.
The fourth power for detecting the power of the light beam (36)
And a second power detector (40) in the path of (1).
【0131】好ましくは、検出された前記パワーの周波
数依存性から前記テストを受ける光学装置(2)の前記
ジョーンズマトリックス要素を取り出すための評価ユニ
ットを有する。Preferably, an evaluation unit is provided for extracting the Jones matrix element of the optical device (2) under test from the frequency dependence of the detected power.
【0132】好ましくは、前記第1のビームスプリッタ
(14)と前記第2のビームスプリッタは、マッハツェ
ンダー干渉計及び/或いはマイケルソン干渉計を含む。Preferably, the first beam splitter (14) and the second beam splitter include a Mach-Zehnder interferometer and / or a Michelson interferometer.
【0133】好ましくは、更に、前記第1の光束(1
8、19)の偏光を前記所定の偏光に対して調節するた
めの前記第1の路内の偏光設定ツールを有し、その際前
記偏光設定ツール(26)が、前記第1のビームスプリ
ッタ(14)の前後の前記入射光束(6)の前記路に配
置される。Preferably, the first light flux (1
8, 19) comprising a polarization setting tool in the first path for adjusting the polarization of the first beam splitter (26) to the predetermined polarization. It is arranged on the path of the incident light beam (6) before and after 14).
【0134】好ましくは、前記偏光設定ツール(26)
が、直線的に前記光束(6、18)のそれぞれの偏光を
調節する。Preferably, the polarization setting tool (26)
Linearly adjusts the polarization of each of the light beams (6, 18).
【0135】好ましくは、更に、前記入射光束(6)を
第1の初期路を進行する第1の初期光束(10)と第2
の初期路を進行する第2の初期光束(12)に分割する
ために前記入射光束(6)に配置された第3のビームス
プリッタ(8)と、前記第2の初期光束(12)を第5
の路を進行する第5の光束(22)と第6の路を進行す
る第6の光束(24)に分割する前記第2の初期路に配
置された第4のビームスプリッタ(16)と、前記光束
(22、24)のそれぞれが異なる路を進行した後、前
記第5の光束(22)と前記第6の光束(24)とを重
ね合わせて第2の得られた路を進行する前記生じた重ね
合わせられた光束(48)における前記第5の光束(2
2)と前記第6の光束(24)間に干渉を生じさせるよ
うに前記第5の路及び前記第6の路に配置された第5の
ビームスプリッタ(46)と、前記入射光束(6)の周
波数を所定の周波数範囲にわたって同調させるとき、周
波数の関数として前記生じた重ね合わせられた光束(4
8)の前記パワーを検出するために前記第2の得られた
路内に配置された第3のパワーディテクタ(50)とを
有し、これによって、前記パワーディテクタ(50)の
出力は、前記評価ユニットに接続され、前記コヒーレン
ト光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同調させ
るとき、同調勾配周波数におけるいかなる非直線性も検
出し、及び、前記評価ユニットがいずれかの非直線性を
検出したとき、前記評価ユニットが、前記検出された非
直線性の情報を用いて前記非直線性によって生じさせら
れた前記第3の光束(34)と前記第4の光束(36)
の前記検出されたパワーへの作用を補正するように構成
される。Preferably, the incident light beam (6) further comprises a first initial light beam (10) traveling on a first initial path and a second initial light beam (10).
A third beam splitter (8) disposed on the incident light beam (6) for splitting into a second initial light beam (12) traveling on the initial path, and the second initial light beam (12). 5
A fourth beam splitter (16) disposed on the second initial path for splitting into a fifth light flux (22) traveling on a path of the second and a sixth light flux (24) traveling on the sixth path; After each of the light beams (22, 24) travels on a different path, the fifth light beam (22) and the sixth light beam (24) are superimposed on each other and travel on a second obtained path. The fifth beam (2) in the resulting superimposed beam (48)
A fifth beam splitter (46) disposed on the fifth path and the sixth path so as to cause interference between 2) and the sixth light beam (24); and the incident light beam (6). Are tuned over a predetermined frequency range, the resulting superimposed flux (4) as a function of frequency.
8) a third power detector (50) disposed in the second obtained path for detecting the power of the power detector, whereby the output of the power detector (50) is Connected to an evaluation unit, detecting any non-linearity in the tuning gradient frequency when tuning the frequency of the coherent light beam over a predetermined frequency range, and when the evaluation unit detects any non-linearity, The evaluation unit uses the information of the detected nonlinearity to generate the third light beam (34) and the fourth light beam (36) generated by the nonlinearity.
Is configured to correct the effect on the detected power.
【0136】好ましくは、更に、偏光遅延ユニット(1
02)を設け、前記第1の光束(18、19)を第1の
部分(18a)と第2の部分(18b)に分割し、前記
第1の部分(18a)に対して前記第2の部分(18
b)を遅延させ、前記第1の部分(18a)と前記第2
の部分(18b)を再び結合し、異なる偏光を備えた再
び結合された部分を前記テストされる光学装置(2)に
接続するように構成される。Preferably, a polarization delay unit (1
02), the first light flux (18, 19) is divided into a first portion (18a) and a second portion (18b), and the second light beam is divided with respect to the first portion (18a). Part (18
b) the first part (18a) and the second part
Is reconfigured to connect the recombined portion with a different polarization to the optical device to be tested (2).
【0137】好ましくは、前記偏光遅延ユニット(10
2)は、前記第1の光束(18、19)を第1の部分
(18a)と第2の部分(18b)に分割する第1の偏
光ビームスプリッタ(104)を有する。Preferably, the polarization delay unit (10
2) has a first polarizing beam splitter (104) for splitting the first light beam (18, 19) into a first part (18a) and a second part (18b).
【0138】好ましくは、前記偏光遅延ユニット(10
2)が、前記第1の部分(18a)と前記第2の部分
(18b)を再び結合する第2の偏光ビームスプリッタ
(106)を有する。Preferably, the polarization delay unit (10
2) has a second polarizing beam splitter (106) that recombines the first part (18a) and the second part (18b).
【0139】好ましくは、前記偏光遅延ユニット(10
2)が、前記第1の部分(18a)のための第1の光路
と前記第1の光路よりも長い光路長を備えている前記第
2の部分(18b)のための第2の光路とを有して前記
第1の部分(18a)に対して前記第2の部分(18
b)を遅延させるようにする。Preferably, the polarization delay unit (10
2) a first optical path for the first part (18a) and a second optical path for the second part (18b) having a longer optical path length than the first optical path; And the second portion (18) with respect to the first portion (18a).
b) is delayed.
【0140】好ましくは、前記偏光遅延ユニット(10
2)が、偏光装置(104、106、502、504)
を有して異なる偏光を備えた前記再び結合される部分
(18a、18b)に前記テストを受ける光学装置
(2)を接続する。Preferably, the polarization delay unit (10
2) a polarizing device (104, 106, 502, 504)
The optical device (2) to be tested is connected to the recombined parts (18a, 18b) with different polarizations.
【0141】好ましくは、前記偏光遅延ユニット(10
2)が、装置(114、116、120,510)を有
して、異なる偏光を備えた前記再び結合される部分(1
8a、18b)をポラライザ(136、406)に与え
て得られた路を進行する生じた重ね合わせられた光束
(138)内で前記路間に干渉を生じさせ、前記装置が
更に、前記得られた路にパワーディテクタ(140、4
10)を有して前記コヒーレント光束の周波数を所定の
周波数範囲にわたって同調させるとき周波数の関数とし
て前記生じた重ね合わせられた光束(138)のパワー
を検出し、これによって、前記パワーディテクタ(14
0、410)の出力が、前記評価ユニットに接続されて
前記入射光束(6)の周波数を所定の周波数範囲にわた
って同調させるとき同調勾配周波数の関数における非直
線性を検出し、及び、評価ユニットがなんらかの非直線
性を検出するとき、前記評価ユニットが、検出された前
記非直線性を用いて前記非直線性によって生じた前記第
3の光束(34)と前記第4の光束(36)の前記検出
されたパワーへの作用を補正するようにする。Preferably, the polarization delay unit (10
2) having the device (114, 116, 120, 510) and the said recombined part (1
8a, 18b) to the polarizers (136, 406) to cause interference between said paths in the resulting superimposed luminous flux (138) traveling on the paths obtained, said apparatus further comprising Power detector (140, 4
10) detecting the power of the resulting superimposed light beam (138) as a function of frequency when tuning the frequency of the coherent light beam over a predetermined frequency range, thereby detecting the power detector (14).
0,410) is connected to the evaluation unit to detect a non-linearity in the function of the tuning gradient frequency when tuning the frequency of the incident beam (6) over a predetermined frequency range, and the evaluation unit When detecting any non-linearity, the evaluation unit uses the detected non-linearity to calculate the third light flux (34) and the fourth light flux (36) caused by the non-linearity. The effect on the detected power is corrected.
【0142】好ましくは、本発明によれば、装置(11
4、116、120、510)が、前記テストを受ける
光学装置(2)には接続されない前記第2の偏光ビーム
スプリッタの出力ポート(114)、或いは、前記テス
トを受ける光学装置(2)に接続される前記第2の偏光
ビームスプリッタ(106)の前記出力ポート(11
4)に接続される偏光維持カプラ(510)、或いは、
前記テストを受ける光学装置(2)に接続される前記第
2の偏光ビームスプリッタ(106)の前記出力ポート
(114)に接続される少なくとも1つのビームスプリ
ッタ(116、120)とされる。Preferably, according to the invention, the device (11
4, 116, 120, 510) connected to the output port (114) of the second polarizing beam splitter which is not connected to the optical device (2) to be tested or to the optical device (2) to be tested. The output port (11) of the second polarizing beam splitter (106)
A polarization maintaining coupler (510) connected to 4), or
At least one beam splitter (116, 120) connected to the output port (114) of the second polarizing beam splitter (106) connected to the optical device (2) to be tested.
【図1】本発明による第1の実施形態となる装置の概略
説明図である。FIG. 1 is a schematic explanatory view of an apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図2】高度な複屈折繊維の測定結果を示す図であり、
(a)2つの主軸の群遅延を示すプロット、及び(b)2
つの群遅延間の差を示すプロットを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing measurement results of advanced birefringent fibers;
(A) a plot showing the group delay of the two spindles, and (b) 2
FIG. 4 shows a plot showing the difference between two group delays.
【図3】DUTなしの測定結果であり、(a)2つの主
軸の群遅延を示すプロット、及び(b)2つの群遅延間の
差を示すプロットを示す図である。3A and 3B are measurement results without a DUT, showing (a) a plot showing group delay of two main axes, and (b) a plot showing a difference between two group delays.
【図4】本発明による第2の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a second embodiment according to the present invention.
【図5】本発明による第3の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 5 is a schematic explanatory view of a third embodiment according to the present invention.
【図6】本発明による第4の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 6 is a schematic explanatory view of a fourth embodiment according to the present invention.
【図7】本発明による第5の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 7 is a schematic explanatory view of a fifth embodiment according to the present invention.
【図8】本発明による第6の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 8 is a schematic explanatory view of a sixth embodiment according to the present invention.
【図9】本発明による第7の実施形態の概略説明図であ
る。FIG. 9 is a schematic explanatory view of a seventh embodiment according to the present invention.
【図10】本発明による第8の実施形態の概略説明図で
ある。FIG. 10 is a schematic explanatory diagram of an eighth embodiment according to the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Page Mill Road P alo Alto,California U.S.A. (72)発明者 グレッグ・ヴァン・ウィガーレン アメリカ合衆国カリフォルニア州ロス・ガ トス ダーダネーリ・レーン ナンバー22 114 (72)発明者 ダグラス・バニー アメリカ合衆国カリフォルニア州ロス・ア ルトス クリントン・ロード897 Fターム(参考) 2G086 EE06 EE12 KK01 KK07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (71) Applicant 399117121 395 Page Mill Road Palo Alto, California U.S.A. S. A. (72) Inventor Greg Van Wigaren Los Gatos Dardaneri Lane, California, United States No. 22 114 (72) Inventor Douglas Bunny Los Altos, California, United States 897 F-Term (reference) 2G086 EE06 EE12 KK01 KK07
Claims (30)
方法において、 入射光束を第1の光束と第2の光束に分割する工程と、 所定の偏光を備えた前記第1の光束を前記テストを受け
る光学装置に接続する工程と、 前記第2の光束を前記第1の光束とは異なる路に進行さ
せる工程と、 前記第1の光束と前記第2の光束を重ね合わせ、生じた
重ね合わせられた光束における前記第1の光束と前記第
2の光束間に干渉を行わせる工程と、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数と偏光の関数として前記重ね合わ
せられた光束のパワーを検出する工程と、 検出されたパワーの周波数依存性から前記テストを受け
る光学装置の特性を取り出す工程とを有する方法。1. A method for determining characteristics of an optical device under test, comprising: dividing an incident light beam into a first light beam and a second light beam; and testing the first light beam having a predetermined polarization with the first light beam. Connecting the second light beam to a path different from the first light beam, superimposing the first light beam and the second light beam, and causing the superimposition. Causing interference between the first light beam and the second light beam in the obtained light beam; and when the frequency of the incident light beam is tuned over a predetermined frequency range, the frequencies are superimposed as a function of frequency and polarization. A method comprising: detecting the power of a light beam; and extracting characteristics of the optical device under test from the frequency dependence of the detected power.
存状態で第3の光束と第4の光束に分割する工程と、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記第3の光束と前
記第4の光束のパワーを検出する工程とを有する請求項
1に記載の方法。2. The method according to claim 1, further comprising the step of dividing the superimposed light beam into a third light beam and a fourth light beam in a polarization-dependent state, and adjusting the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range. Detecting the power of the third light beam and the fourth light beam as a function.
性から前記テストを受ける光学装置におけるジョーンズ
マトリックスの要素を取り出す工程を有する請求項1或
いは請求項2に記載の方法。3. The method according to claim 1, further comprising the step of extracting a Jones matrix element in the optical device under test from the frequency dependence of the detected power.
光束の偏光を変化させられた偏光に変化させる工程と、 前記変化させられた偏光に関して前記請求項1に記載の
過程を2度目に実行する工程とを有する請求項1乃至3
に記載の方法。4. The method according to claim 1, further comprising: changing the polarization of the first light beam to the changed polarization with respect to the predetermined polarization; and performing the process according to claim 1 for the second time with respect to the changed polarization. And a step of executing.
The method described in.
1の光束の偏光を設定する工程、或いは、 前記分割の前に前記入射光束の偏光を設定する工程とを
有する請求項1乃至4に記載の方法。5. The method according to claim 1, further comprising: setting the polarization of the first light beam after dividing the incident light beam, or setting the polarization of the incident light beam before the division. 4. The method according to 4.
光に変化させる工程を含む請求項4或いは請求項5のい
ずれかに記載の方法。6. The method according to claim 4, further comprising the step of changing the polarization of the first light beam to orthogonal polarization.
程を有する請求項4乃至6のいずれかに記載の方法。7. The method according to claim 4, further comprising the step of converting said predetermined polarized light into linearly polarized light.
初期光束に分割する工程と、 前記第1の初期光束を用いて請求項1に記載の過程を行
う工程と、 前記第2の初期光束を第5の光束と第6の光束に分割す
る工程と、 前記光束のそれぞれが異なる路を進行した後、前記第5
の光束と前記第6の光束を重ね合わせ、生じた重ね合わ
せられた光束における前記第5の光束と前記第6の光束
間に干渉を行わせる工程と、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記重ね合わせられ
た光束のパワーを検出する工程と、 所定の周波数範囲にわたる前記入射光束の同調率の非直
線性を検出する工程と、非直線性を検出するとき、前記
検出された前記非直線性の情報を用いて前記非直線性か
ら生じた前記第3の光束と前記第4の光束の前記検出さ
れたパワーへの作用を補正する工程とを有する請求項4
乃至7のいずれかに記載の方法。8. The method according to claim 1, further comprising: dividing the incident light beam into a first initial light beam and a second initial light beam; performing the process according to claim 1 using the first initial light beam; Splitting the initial light beam of No. 2 into a fifth light beam and a sixth light beam;
Superposing the light beam and the sixth light beam, and causing interference between the fifth light beam and the sixth light beam in the generated superposed light beam; and adjusting the frequency of the incident light beam to a predetermined frequency range. Detecting the power of the superimposed light flux as a function of frequency when tuning over; detecting the non-linearity of the tuning rate of the incident light flux over a predetermined frequency range; and detecting the non-linearity. And correcting the effect of the third light beam and the fourth light beam on the detected power caused by the non-linearity using the detected non-linearity information. Item 4
8. The method according to any one of claims 1 to 7.
の部分とに分割する工程と、 前記第2の部分を前記第1の部分に対して遅延させる工
程と、 前記第1の部分と前記第2の部分とを再び結合する工程
と、 異なる偏光を備えた前記再び結合された部分を前記テス
ト中の光学装置に接続する工程とを有する請求項1乃至
8のいずれかに記載の方法。9. The method according to claim 1, wherein the first light beam is divided into a first portion and a second portion.
Splitting the second portion with the first portion; delaying the second portion with respect to the first portion; re-combining the first portion and the second portion; Connecting the re-coupled portion with the optical device under test.
ぼ直交するようにした請求項9に記載の方法。10. The method of claim 9, wherein the polarizations of the portions are at least approximately orthogonal to one another.
れが、コヒーレントな光束のパワーの少なくともほぼ約
50%を有しているようにした請求項9或いは請求項1
0のいずれかに記載の方法。11. The apparatus of claim 9 wherein each of said recombined portions has at least about 50% of the power of the coherent light beam.
0. The method according to any one of 0.
ルのピークをフィルタリングする工程と、 前記スペクトルにおける前記ピークを前記部分のそれぞ
れに対して位置決めする工程と、 検出された前記パワーの前記周波数及び前記偏光依存性
から前記テストを受ける光学装置の光学特性を取り出す
工程とを有する請求項9〜11のいずれかに記載の方
法。12. The method further comprising: filtering the detected peak of the power spectrum; locating the peak in the spectrum with respect to each of the portions; and detecting the frequency of the detected power and the frequency of the power. Extracting the optical characteristics of the optical device to be tested from the polarization dependence.
ける再び結合された部分間に干渉を生じさせる工程と、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記生じた重ね合わ
せられた光束のパワーを連続的に検出する工程と、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、同調勾配周波数における非直線性を検出
する工程と、 非直線性を検出するとき、前記検出された非直線性の情
報を用いて前記非直線性によって生じさせられた前記第
3の光束と前記第4の光束の検出されたパワーへの作用
を補正する工程を有する請求項9乃至12のいずれかに
記載の方法。13. The method further comprising: causing interference between the recombined portions of the resulting superimposed light beam; and tuning the frequency of the incident light beam as a function of frequency when tuning the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range. Continuously detecting the power of the superimposed light beam, detecting the non-linearity at the tuning gradient frequency when tuning the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range, and detecting the non-linearity And correcting the effect of the third light flux and the fourth light flux on the detected power caused by the non-linearity using the detected non-linearity information. Item 13. The method according to any one of Items 9 to 12.
せることによって前記再び結合された部分を重ね合わせ
て干渉を生じさせる工程を有する請求項13に記載の方
法。14. The method of claim 13, further comprising the step of superimposing said recombined portions to cause interference by polarizing said recombined portions.
置のジョーンズマトリックス要素として表現される測定
によって得られた情報から前記テストを受ける装置の偏
光モード分散を取り出す工程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の色分散を取り出す工
程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の偏光における基本的
な状態を取り出す工程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の偏光依存性の損失を
取り出す工程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の偏光における短い及
び長い基本的な状態に連携する短い及び長い群遅延を取
り出す工程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の挿入損失を取り出す
工程、 前記テストを受ける装置の前記ジョーンズマトリックス
要素から前記テストを受ける装置の透過率及び反射率を
取り出す工程、或いは前記テストを受ける装置の前記ジ
ョーンズマトリックス要素から周波数に関する異なる群
遅延の変化率のような高次の偏光モード分散を取り出す
という工程のうち少なくとも1つを備えた請求項4乃至
14のいずれかに記載の方法。15. The step of extracting the polarization mode dispersion of the device under test, preferably from information obtained by measurement expressed as a Jones matrix element of the device under test, the Jones of the device under test. Extracting the chromatic dispersion of the device under test from a matrix element; extracting the basic state in the polarization of the device under test from the Jones matrix element of the device under test; the Jones of the device under test Removing the polarization dependent loss of the device under test from a matrix element; short and long associated with the short and long basic state of polarization of the device under test from the Jones matrix element of the device under test. Group delay Retrieving the insertion loss of the device under test from the Jones matrix element of the device under test; determining the transmittance and reflectance of the device under test from the Jones matrix element of the device under test. 15. The method according to claim 4, further comprising the step of extracting or extracting higher order polarization mode dispersion, such as different rates of change of group delay with respect to frequency, from the Jones matrix element of the device under test. The method according to any of the above.
方で第1の部分と第2の部分に分割する工程を有する請
求項9乃至15のいずれかに記載の方法。16. The method according to claim 9, further comprising the step of splitting said first light beam into a first part and a second part in a polarization-dependent manner.
る装置において、 入射光束の路を第1の路を進行する第1の光束と第2の
路を進行する第2の光束に分割する第1のビームスプリ
ッタにして、その際前記テストを受ける光学装置は、前
記第1の路に接続されて所定の偏光を備えた前記第1の
光束に接続するようにした第1のビームスプリッタと、 前記第2の光束が第1の光束とは異なる路を進行した
後、前記第1の光束と前記第2の光束を重ね合わせて得
られた路を進行する生じた重ね合わせられた光束内での
前記第1の光束と前記第2の光束間に干渉を生じさせる
前記第1の路と前記第2の路に配置された第2のビーム
スプリッタと、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数と偏光の関数として前記得られた
路内を進行する前記生じた重ね合わせられた光束の前記
パワーを検出する前記得られた路内に配置されたディテ
クタユニットと、 検出された前記パワーから前記テストを受ける光学装置
の光学特性を取り出すための評価ユニットとを有するよ
うにした装置。17. An apparatus for determining optical characteristics of a device under test, comprising: dividing an incident light beam path into a first light beam traveling on a first path and a second light beam traveling on a second path. A first beam splitter, wherein the optical device under test comprises a first beam splitter connected to the first path and connected to the first light beam having a predetermined polarization; After the second light beam travels on a different path from the first light beam, the second light beam travels on a path obtained by superimposing the first light beam and the second light beam. A first beam path and a second beam splitter disposed on the second path for causing interference between the first light beam and the second light beam; and adjusting a frequency of the incident light beam to a predetermined frequency range. Tuning as a function of frequency and polarization A detector unit disposed in the obtained path for detecting the power of the generated superimposed light beam traveling in the obtained path; and an optical device for receiving the test from the detected power. An evaluation unit for extracting optical characteristics.
た光束を第3の路を進行する第3の光束と第4の路を進
行する第4の光束に分割するための前記得られた路内の
偏光ビームスプリッタと、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記第3の光束の前
記パワーを検出するための前記第3の路内の第1のパワ
ーディテクタと、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記第4の光束の前
記パワーを検出するための前記第4の路内の第2のパワ
ーディテクタとを有するようにした請求項17に記載の
装置。18. The obtained light beam for splitting the superimposed light beam in a polarization dependent manner into a third light beam traveling on a third path and a fourth light beam traveling on a fourth path. A polarization beam splitter in a path, and a first in the third path for detecting the power of the third light flux as a function of frequency when tuning the frequency of the incident light flux over a predetermined frequency range. A power detector and a second power detector in the fourth path for detecting the power of the fourth light beam as a function of frequency when tuning the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range. 18. The device according to claim 17, wherein the device comprises:
ら前記テストを受ける光学装置の前記ジョーンズマトリ
ックス要素を取り出すための評価ユニットを有するよう
にした請求項17或いは請求項18に記載の装置。19. The apparatus according to claim 17, further comprising an evaluation unit for extracting the Jones matrix element of the optical device under test from the frequency dependence of the detected power.
のビームスプリッタが、マッハツェンダー干渉計及び/
或いはマイケルソン干渉計を含むようにした請求項17
乃至19に記載の装置。20. The first beam splitter and the second beam splitter.
Beam splitter is a Mach-Zehnder interferometer and / or
Alternatively, a Michelson interferometer is included.
20. The apparatus according to any one of claims 19 to 19.
の偏光に対して調節するための前記第1の路内の偏光設
定ツールを有し、 その際前記偏光設定ツールが、前記第1のビームスプリ
ッタの前後の前記入射光束の前記路に配置されているよ
うにした請求項17乃至20に記載の方法。21. A polarization setting tool in the first path for adjusting a polarization of the first light beam with respect to the predetermined polarization, wherein the polarization setting tool includes the polarization setting tool. 21. A method according to any one of claims 17 to 20, wherein the method is arranged in the path of the incident light beam before and after one beam splitter.
束のそれぞれの偏光を調節するようにした請求項17乃
至21に記載の方法。22. The method according to claim 17, wherein the polarization setting tool linearly adjusts the polarization of each of the light beams.
行する第1の初期光束と第2の初期路を進行する第2の
初期光束に分割するために前記入射光束に配置された第
3のビームスプリッタと、 前記第2の初期光束を第5の路を進行する第5の光束と
第6の路を進行する第6の光束に分割する前記第2の初
期路に配置された第4のビームスプリッタと、 前記光束のそれぞれが異なる路を進行した後、前記第5
の光束と前記第6の光束とを重ね合わせて第2の得られ
た路を進行する前記生じた重ね合わせられた光束におけ
る前記第5の光束と前記第6の光束間に干渉を生じさせ
る前記第5の路及び前記第6の路に配置された第5のビ
ームスプリッタと、 前記入射光束の周波数を所定の周波数範囲にわたって同
調させるとき、周波数の関数として前記生じた重ね合わ
せられた光束の前記パワーを検出するために前記第2の
得られた路内に配置された第3のパワーディテクタとを
有し、 これによって、前記パワーディテクタの出力は、前記評
価ユニットに接続され、前記コヒーレント光束の周波数
を所定の周波数範囲にわたって同調させるとき、同調勾
配周波数におけるいかなる非直線性も検出し、及び、前
記評価ユニットがいずれかの非直線性を検出したとき、
前記評価ユニットが、前記検出された非直線性の情報を
用いて前記非直線性によって生じさせられた前記第3の
光束と前記第4の光束の前記検出されたパワーへの作用
を補正するようにした請求項17乃至22のいずれかに
記載の方法。23. An apparatus according to claim 15, wherein said incident light beam is disposed on said incident light beam for dividing said incident light beam into a first initial light beam traveling on a first initial path and a second initial light beam traveling on a second initial path. A third beam splitter disposed on the second initial path for splitting the second initial light beam into a fifth light beam traveling on a fifth path and a sixth light beam traveling on a sixth path; A fourth beam splitter and the fifth beam splitter each having traveled a different path.
And causing interference between the fifth light beam and the sixth light beam in the generated superimposed light beam that travels on the second obtained path by superimposing the light beam and the sixth light beam. A fifth beam splitter disposed on a fifth path and the sixth path, wherein the frequency of the incident light beam is tuned over a predetermined frequency range; A third power detector arranged in the second obtained path for detecting power, whereby the output of the power detector is connected to the evaluation unit and the coherent light beam When tuning frequencies over a predetermined frequency range, any non-linearities in the tuning gradient frequency are detected, and the evaluation unit detects any non-linearities When I,
The evaluation unit uses the detected non-linearity information to correct the effect of the third light beam and the fourth light beam caused by the non-linearity on the detected power. A method according to any of claims 17 to 22, wherein the method comprises:
の光学装置に接続するようにした請求項17乃至23の
いずれかに記載の装置。24. Further, a polarization delay unit is provided, the first light beam is divided into a first part and a second part, and the second part is delayed with respect to the first part. 24. Apparatus according to any of claims 17 to 23, wherein the first part and the second part are recombined and the recombined part with different polarization is connected to the optical device under test. .
束を第1の部分と第2の部分に分割する第1の偏光ビー
ムスプリッタを有するようにした請求項24に記載の装
置。25. The apparatus according to claim 24, wherein said polarization delay unit comprises a first polarization beam splitter for splitting said first light beam into a first part and a second part.
分と前記第2の部分を再び結合する第2の偏光ビームス
プリッタを有するようにした請求項24或いは請求項2
5に記載の装置。26. The polarization delay unit according to claim 24, wherein the polarization delay unit has a second polarization beam splitter that recombines the first part and the second part.
An apparatus according to claim 5.
分のための第1の光路と前記第1の光路よりも長い光路
長を備えている前記第2の部分のための第2の光路とを
有して前記第1の部分に対して前記第2の部分を遅延さ
せるようにした請求項24乃至26のいずれかに記載の
装置。27. A second optical path for the second part, wherein the polarization delay unit has a first optical path for the first part and a longer optical path length than the first optical path. 27. Apparatus according to any one of claims 24 to 26, comprising: delaying the second part with respect to the first part.
して異なる偏光を備えた前記再び結合される部分に前記
テストを受ける光学装置を接続するようにした請求項2
4乃至27のいずれかに記載の装置。28. The polarization delay unit having a polarization device for connecting an optical device under test to the recombined portion with a different polarization.
28. The apparatus according to any one of items 4 to 27.
異なる偏光を備えた前記再び結合される部分をポラライ
ザに与えて得られた路を進行する生じた重ね合わせられ
た光束内で前記路間に干渉を生じさせ、 前記装置が更に、前記得られた路にパワーディテクタを
有して前記コヒーレント光束の周波数を所定の周波数範
囲にわたって同調させるとき周波数の関数として前記生
じた重ね合わせられた光束のパワーを検出し、 これによって、前記パワーディテクタの出力が、前記評
価ユニットに接続されて前記入射光束の周波数を所定の
周波数範囲にわたって同調させるとき同調勾配周波数の
関数における非直線性を検出し、及び、評価ユニットが
なんらかの非直線性を検出するとき、前記評価ユニット
が、検出された前記非直線性を用いて前記非直線性によ
って生じた前記第3の光束と前記第4の光束の前記検出
されたパワーへの作用を補正するようにした請求項24
乃至28のいずれかに記載の装置。29. The path in the resulting superimposed light beam which travels a path obtained by providing the polarizer with said recombined part with different polarizations having a device, said polarization delay unit. Wherein the apparatus further comprises a power detector in the resulting path to tune the frequency of the coherent light beam over a predetermined frequency range and the resulting superimposed light beam as a function of frequency. Detecting the nonlinearity in the function of the tuning gradient frequency when the output of the power detector is connected to the evaluation unit and tunes the frequency of the incident light beam over a predetermined frequency range; And when the evaluation unit detects any non-linearity, the evaluation unit uses the detected non-linearity to perform Claim and to correct the effect on the detected power of the third light flux generated by the nonlinearity and the fourth light beam 24
29. The apparatus according to any one of claims to 28.
の偏光ビームスプリッタの出力ポート、或いは、 前記テストを受ける光学装置に接続される前記第2の偏
光ビームスプリッタの前記出力ポートに接続される偏光
維持カプラ、或いは、 前記テストを受ける光学装置に接続される前記第2の偏
光ビームスプリッタの前記出力ポートに接続される少な
くとも1つのビームスプリッタであるようにした請求項
29に記載の装置。30. The apparatus of claim 30, wherein the apparatus is not connected to the optical device under test.
A polarization maintaining coupler connected to the output port of the polarizing beam splitter, or the output port of the second polarizing beam splitter connected to the optical device under test, or connected to the optical device under test. 30. The apparatus of claim 29, wherein the device is at least one beam splitter connected to the output port of the second polarizing beam splitter.
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- 2001-11-15 JP JP2001349780A patent/JP3998460B2/en not_active Expired - Fee Related
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