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公開番号2025139367
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-26
出願番号2024038268
出願日2024-03-12
発明の名称光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法
出願人横河電機株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01D 5/353 20060101AFI20250918BHJP(測定;試験)
要約【課題】光ファイバの特性を短時間で安定して測定する。
【解決手段】本開示に係る光ファイバ特性測定装置100は、周波数変調された光を出射する光源部102と、周波数変調された光から第1の光を生成する第1の光生成部103と、周波数変調された光から第2の光を生成する第2の光生成部104と、第2の光から直交する2つの直線偏光を生成する偏光生成部105と、第1の光を光ファイバ101の一端に入射し、2つの直線偏光を光ファイバ101の他端に入射したことによって発生した、直交する2つの散乱光を第1の偏光方向の散乱光と第2の偏光方向の散乱光とに分離する偏光分離部108と、第1の偏光方向の散乱光及び第2の偏光方向の散乱光を電気信号に変換する光検出部と、電気信号に変換された第1の偏光方向の散乱光と、電気信号に変換された第2の偏光方向の散乱光とを合成する演算部111と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置であって、
周波数変調された光を出射する光源部と、
前記周波数変調された光から第１の光を生成する第１の光生成部と、
前記周波数変調された光から前記第１の光と周波数が異なる第２の光を生成する第２の光生成部と、
前記第２の光から直交する２つの直線偏光を生成する偏光生成部と、
前記第１の光を前記光ファイバの一端に入射し、前記２つの直線偏光を前記光ファイバの他端に入射したことによって発生した、直交する２つの散乱光を第１の偏光方向の散乱光と第２の偏光方向の散乱光とに分離する偏光分離部と、
前記第１の偏光方向の散乱光及び前記第２の偏光方向の散乱光を電気信号に変換する光検出部と、
電気信号に変換された前記第１の偏光方向の散乱光と、電気信号に変換された前記第２の偏光方向の散乱光とを合成する演算部と、
を備える、光ファイバ特性測定装置。
続きを表示（約 2,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記光ファイバ特性測定装置は、ブリルアン光相関領域解析法によって前記光ファイバの特性を測定する、光ファイバ特性測定装置。
【請求項３】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記偏光生成部は、
前記第２の光が入射される第１の偏波保持光ファイバと、
前記直交する２つの直線偏光を出射する第２の偏波保持光ファイバと、
を備え、
前記第１の偏波保持光ファイバと前記第２の偏波保持光ファイバとは、前記第１の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第２の偏波保持光ファイバの偏波軸とを４５度傾けて接続されている、光ファイバ特性測定装置。
【請求項４】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記偏光生成部は、
前記第２の光が入射される第１の光カプラと、
前記直交する２つの直線偏光を出射する第２の光カプラと、
を備え、
前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとは、第１の光路及び第２の光路によって接続され、
前記第１の光路は、第１の偏波保持光ファイバ及び第２の偏波保持光ファイバを含み、前記第１の偏波保持光ファイバと前記第２の偏波保持光ファイバとは、前記第１の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第２の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されており、
前記第２の光路は、第３の偏波保持光ファイバ及び第４の偏波保持光ファイバを含み、前記第３の偏波保持光ファイバと前記第４の偏波保持光ファイバとは、前記第３の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第４の偏波保持光ファイバの偏波軸とを９０度傾けて接続されている、光ファイバ特性測定装置。
【請求項５】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記偏光生成部は、
前記第２の光が入射される光カプラと、
前記直交する２つの直線偏光を出射する偏光ビームコンバイナと、
を備え、
前記光カプラと前記偏光ビームコンバイナとは、第１の光路及び第２の光路によって接続され、
前記第１の光路は、第１の偏波保持光ファイバ及び第２の偏波保持光ファイバを含み、前記第１の偏波保持光ファイバと前記第２の偏波保持光ファイバとは、前記第１の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第２の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されており、
前記第２の光路は、第３の偏波保持光ファイバ及び第４の偏波保持光ファイバを含み、前記第３の偏波保持光ファイバと前記第４の偏波保持光ファイバとは、前記第３の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第４の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されている、光ファイバ特性測定装置。
【請求項６】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記偏光生成部は、
前記第２の光が入射される第１の光カプラと、
前記直交する２つの直線偏光を出射する第２の光カプラと、
を備え、
前記第１の光カプラと前記第２の光カプラとは、第１の光路及び第２の光路によって接続され、
前記第１の光路は、第１の偏波保持光ファイバ及び第２の偏波保持光ファイバを含み、前記第１の偏波保持光ファイバと前記第２の偏波保持光ファイバとは、前記第１の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第２の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されており、
前記第２の光路は、第３の偏波保持光ファイバ、第４の偏波保持光ファイバ、偏波コントローラ、第５の偏波保持光ファイバ及び第６の偏波保持光ファイバを含み、
前記第３の偏波保持光ファイバと前記第４の偏波保持光ファイバとは、前記第３の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第４の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されており、
前記第４の偏波保持光ファイバと前記第５の偏波保持光ファイバとは、前記偏波コントローラによって前記第４の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第５の偏波保持光ファイバの偏波軸とを９０度傾けて接続されており、
前記第５の偏波保持光ファイバと前記第６の偏波保持光ファイバとは、前記第５の偏波保持光ファイバの偏波軸と前記第６の偏波保持光ファイバの偏波軸とを一致させて接続されている、光ファイバ特性測定装置。
【請求項７】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
前記散乱光は、誘導ブリルアン散乱による散乱光である、光ファイバ特性測定装置。
【請求項８】
請求項１に記載の光ファイバ特性測定装置において、
電気信号に変換された前記第１の偏光方向の散乱光と、電気信号に変換された前記第２の偏光方向の散乱光とを増幅する増幅部をさらに備える、光ファイバ特性測定装置。
【請求項９】
光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定方法であって、
周波数変調された光を出射するステップと、
前記周波数変調された光から第１の光を生成するステップと、
前記周波数変調された光から前記第１の光と周波数が異なる第２の光を生成するステップと、
前記第２の光から直交する２つの直線偏光を生成するステップと、
前記第１の光を前記光ファイバの一端に入射し、前記２つの直線偏光を前記光ファイバの他端に入射したことによって発生した、直交する２つの散乱光を第１の偏光方向の散乱光と第２の偏光方向の散乱光とに分離するステップと、
前記第１の偏光方向の散乱光及び前記第２の偏光方向の散乱光を電気信号に変換するステップと、
電気信号に変換された前記第１の偏光方向の散乱光と、電気信号に変換された前記第２の偏光方向の散乱光とを合成するステップと、
を含む、光ファイバ特性測定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の光ファイバ特性測定方法において、
前記光ファイバ特性測定方法は、ブリルアン光相関領域解析法によって前記光ファイバの特性を測定する、光ファイバ特性測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、光ファイバをセンサとして用いて、光ファイバが敷設されている場所の歪み及び温度を測定する技術が知られている。
【０００３】
例えば、非特許文献１は、ブリルアン光相関領域解析（ＢＯＣＤＡ：Brillouin Optical Correlation Domain Analysis）法によって、センサとして用いる光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置を開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
Kazuo Hotate, Koji Abe and Kwang Yong Song, ”Suppression of Signal Fluctuation in Brillouin Optical Correlation Domain Analysis System Using Polarization Diversity Scheme”, IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, VOL. 18, NO. 24, DECEMBER 15, 2006, p.2653-2655
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＢＯＣＤＡ法によって光ファイバの特性を測定する場合、光ファイバの一端にポンプ光を入射し、光ファイバの他端にプローブ光を入射することによって誘導ブリルアン散乱を局所的に発生させ、発生させた散乱光を測定する。
【０００６】
この際、誘導ブリルアン散乱の発生効率はプローブ光とポンプ光の偏光状態に依存する。プローブ光とポンプ光の偏光状態は容易に変動するため、誘導ブリルアン散乱による散乱光を安定して測定することは困難である。
【０００７】
誘導ブリルアン散乱による散乱光を安定して測定するため、非特許文献１は、プローブ光の偏光状態を直交する２つの直線偏光で時間的に切り換え、それぞれの直線偏光で測定した散乱光を合成する技術を開示している。
【０００８】
しかしながら、非特許文献１に記載の技術は、２つの直線偏光を時間的に切り換えて２回測定するため測定時間が２倍になるという課題があった。また、非特許文献１に記載の技術は、２つの直線偏光を時間的に切り換えている間に光ファイバの敷設環境が変わり偏光状態が変わってしまった場合は安定して測定できないという課題があった。
【０００９】
そこで、本開示は、光ファイバの特性を短時間で安定して測定することが可能な光ファイバ特性測定装置及び光ファイバ特性測定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
幾つかの実施形態に係る光ファイバ特性測定装置は、光ファイバの特性を測定する光ファイバ特性測定装置であって、周波数変調された光を出射する光源部と、前記周波数変調された光から第１の光を生成する第１の光生成部と、前記周波数変調された光から前記第１の光と周波数が異なる第２の光を生成する第２の光生成部と、前記第２の光から直交する２つの直線偏光を生成する偏光生成部と、前記第１の光を前記光ファイバの一端に入射し、前記２つの直線偏光を前記光ファイバの他端に入射したことによって発生した、直交する２つの散乱光を第１の偏光方向の散乱光と第２の偏光方向の散乱光とに分離する偏光分離部と、前記第１の偏光方向の散乱光及び前記第２の偏光方向の散乱光を電気信号に変換する光検出部と、電気信号に変換された前記第１の偏光方向の散乱光と、電気信号に変換された前記第２の偏光方向の散乱光とを合成する演算部と、を備える。このような光ファイバ特性測定装置によれば、光ファイバの特性を短時間で安定して測定することが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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