JP4767086B2 - ２光束干渉計の偏波依存性測定方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、入力光を光路長の異なる２つの光路に分岐した後、再び合波させるタイプの光干渉計（以下、２光束干渉計という）の偏波依存性を測定する場合に利用するに適する。特に、高速な位相変調信号の復調に用いるマッハツェンダ型干渉計（以下、ＭＺＩという）の偏波依存性を精密に測定するのに適する。

高速な光位相変調を復調する受信器にはＭＺＩが広く用いられている。この目的でＭＺＩを用いる場合には、異なるｂｉｔ間で干渉を行い、かつ、また干渉強度が最大または最小となる光周波数が光位相変調信号のキャリア周波数に一致しなければならない。

ところで、光導波路の光学的な異方性を完全に無くすことは難しく、特に、ＰＬＣでは、基盤の方向によって定まる異方性が生じる。入力する光の偏波変動に伴い、干渉計の作る遅延時間が変動するため、干渉強度のピーク波長がシフトすることになる。一方、伝送路を伝播する光信号の偏波状態は、伝送路の曲げその他の原因によって容易に変化してしまう。安定した送受信を行うためには、受信器内のＭＺＩの偏波依存性を小さくすることが極めて重要となる。

紫外線の照射により光路の複屈折率を調整し偏波依存性を小さくしたＭＺＩの構成が特許文献１に開示されている。あるいは、偏波を回転させる光学素子をＰＬＣ内に配置し、偏波依存性をキャンセルするＭＺＩの構成が特許文献２に開示されている。

現在のＭＺＩでは、精度の限界または光学素子の波長依存性により、光導波路の偏波依存性を完全に無くすことは困難であるため、作成されたＭＺＩの偏波依存性を精密に測定し、許容値以下であるか否かを判定することが必要とされる。特許文献３では、プローブ光の偏波状態をスキャンすることにより光フィルタの中心波長の偏波依存性を測定する方法が開示されている。

特許３０９０２９３号公報 特許２６１４３６５号公報 特許３２５５２５９号公報

しかしながら、偏波はポアンカレ球上のあらゆる点を取り得るため、全ての偏波状態をスキャンすることは理論上不可能である。また、後述するように、偏波変動に伴い干渉強度のピーク波長がシフトすると、同時に消光比もまた影響を受けるので、これら２つの変化を考慮して偏波依存性を測定しなければならない。

さらに、ＭＺＩの外部のパッチファイバや光コネクタに偏波依存性のロスがある場合や、測定器の感度に偏波依存性がある場合には、これらの影響を補正し、ＭＺＩそのものの光学的特性と切り分ける必要がある。

本発明の目的は、たかだか数種類の偏波状態のプローブ光を用いて、２光束干渉計、特にＭＺＩの有する、下記の偏波依存性を測定する方法および手段を提供することにある。
・偏波変動に伴う、干渉強度のピーク波長のシフトの最大値
・偏波変動に伴う、消光比劣化の最悪値
また、本発明は、外部のパッチファイバや光コネクタに偏波依存性のロスがある場合でも、その影響を受けずに上記の偏波依存性を測定する方法および手段を提供することにある。

本発明の第一の観点は、２光束干渉計の偏波依存性を測定する方法であって、本発明の特徴とするところは、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定するステップと、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更するステップと、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hと前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）から、Ｒ_H／Ｒ_Lにより消光比の最悪値を求めるステップとを有するところにある。

あるいは、本発明の偏波依存性測定方法は、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定するステップと、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更するステップと、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、前記低損失側の交点の光周波数Ｆ_Hと、前記低損失側の交点に隣接する前記大損失側の交点の光周波数Ｆ_L（ここでＦ_H＞Ｆ_L）から、（Ｆ_H−Ｆ_L）×２によりＦＳＲ(Free
Spectrum Range)を求めるステップとを有することを特徴とする。

あるいは、本発明の偏波依存性測定方法は、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定するステップと、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更するステップと、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が０．５（−３ｄＢ）になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hまたは前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）のどちらか一つを用い、
２×ΔＦ＝ＦＳＲ×Δθ／π
（ただし、Δθ＝ｃｏｓ^-1（２×Ｒ_H−１）＝ｃｏｓ^-1（−２×Ｒ_L＋１））
から、入力光の偏波変動に伴う干渉強度のピークのシフト量の最悪値２×ΔＦを求めるステップとを有することを特徴とする。

また、前記交点を求めるステップは、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルが１つの交点で交わらないときには、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルからいずれか２つを選択し、その交点の光周波数と損失とを求める作業を複数の異なる正規化損失スペクトルの組み合わせについてそれぞれ実行し、得られた各光周波数および損失の平均値から前記Ｒ_H、Ｒ_L、Ｆ_H、Ｆ_Lをそれぞれ求めるステップを含むことができる。

あるいは、前記交点を求めるステップは、先に求めた前記Ｎ種類の正規化損失スペクトルの交点から前記Ｒ_HまたはＲ_Lのうちの片方のみを求め、他の一つは、数式
｜Ｅ_out（Ｆ_H）｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_H）｝≡Ｒ_H
｜Ｅ_out（Ｆ_L）｜²＝１／２｛１−ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_L）｝≡Ｒ_L
（ただし、Ｅ_out（Ｆ_H）は、Ｆ＝Ｆ_Hにおける２光束干渉計の出力の電場、Ｅ_out（Ｆ_L）は、Ｆ＝Ｆ_Ｌにおける２光束干渉計の出力の電場、Δτは光周波数Ｆに依存しない定数）
の対称性を利用して計算により求めるステップを含むことができる。

また、前記測定するステップは、測定データに、数式
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
（ただし、ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ＝１／τ_Avg、τ_Avgは光周波数Ｆに依存しない定数）
をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完するステップを含むことができる。

あるいは、前記測定するステップは、数式
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
におけるΔＦを光周波数Ｆに依存しない定数とみなして、測定データに当該数式をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完するステップを含むことができる。

また、前記θ_inをθ_jに設定するステップは、異なるｊ、ｋについて、
θ_j＝θ_k＋２ｎπ＋π／２（ｎは整数）
なる組み合わせが１つ以上存在するようにθ_jを設定するステップを含むことができる。

本発明の第二の観点は、プローブ光発生手段と、このプローブ光発生手段から出射されたプローブ光の偏波を変更する偏波変更手段と、この偏波変更手段から出射されたプローブ光が入射される測定対象の２光束干渉計と、この２光束干渉計からの出射光の損失スペクトルを測定する損失スペクトル測定手段とを備え、前記２光束干渉計の偏波依存性を測定する偏波依存性測定装置である。

ここで、本発明の特徴とするところは、前記偏波変更手段は、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定する手段と、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更する手段とを備え、前記損失スペクトル測定手段は、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hと前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）から、Ｒ_H／Ｒ_Lにより消光比の最悪値を求める手段とを含むところにある。

あるいは、本発明の偏波依存性測定装置は、前記偏波変更手段は、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定する手段と、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更する手段とを備え、損失スペクトル測定手段は、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、前記低損失側の交点の光周波数Ｆ_Hと、前記低損失側の交点に隣接する前記大損失側の交点の光周波数Ｆ_L（ここでＦ_H＞Ｆ_L）から、（Ｆ_H−Ｆ_L）×２によりＦＳＲを求める手段とを含むことを特徴とする。

あるいは、本発明の偏波依存性測定装置は、前記偏波変更手段は、２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を

で表したときのθ_inをθ_jに設定する手段と、ｊ＞ｋなる整数ｋについて、θ_j−θ_k＝ｎπとなったとき前記θ_jの値を他の値に変更する手段とを備え、前記損失スペクトル測定手段は、入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が０．５（−３ｄＢ）になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hまたは前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）のどちらか一つを用い、
２×ΔＦ＝ＦＳＲ×Δθ／π
（ただし、Δθ＝ｃｏｓ^-1（２×Ｒ_H−１）＝ｃｏｓ^-1（−２×Ｒ_L＋１））
から、干渉強度のピークのシフト量の最悪値２×ΔＦを求める手段とを含むことを特徴とする。

また、前記交点を求める手段は、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルが１つの交点で交わらないときには、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルからいずれか２つを選択し、その交点の光周波数と損失とを求める作業を複数の異なる正規化損失スペクトルの組み合わせについてそれぞれ実行し、得られた各光周波数および損失の平均値から前記Ｒ_H、Ｒ_L、Ｆ_H、Ｆ_Lをそれぞれ求める手段を含むことができる。

あるいは、前記交点を求める手段は、先に求めた前記Ｎ種類の正規化損失スペクトルの交点から前記Ｒ_HまたはＲ_Lのうちの片方のみを求め、他の一つは、数式
｜Ｅ_out（Ｆ_H）｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_H）｝≡Ｒ_H
｜Ｅ_out（Ｆ_L）｜²＝１／２｛１−ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_L）｝≡Ｒ_L
（ただし、Ｅ_out（Ｆ_H）は、Ｆ＝Ｆ_Hにおける２光束干渉計の出力の電場、Ｅ_out（Ｆ_L）は、Ｆ＝Ｆ_Ｌにおける２光束干渉計の出力の電場、Δτは光周波数Ｆに依存しない定数）
の対称性を利用して計算により求める手段を含むことができる。

また、前記損失スペクトル測定手段は、測定データに、数式
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
（ただし、ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ＝１／τ_Avg、τ_Avgは光周波数Ｆに依存しない定数）
をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完する手段を含むことができる。

あるいは、前記損失スペクトル測定手段は、数式
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
におけるΔＦを光周波数Ｆに依存しない定数とみなして、測定データに当該数式をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完する手段を含むことができる。

また、前記θ_inをθ_jに設定する手段は、異なるｊ、ｋについて、
θ_j＝θ_k＋２ｎπ＋π／２（ｎは整数）
なる組み合わせが１つ以上存在するようにθ_jを設定する手段を含むことができる。

例えば、前記プローブ光発生手段は、ＡＳＥ光源であり、前記偏波変更手段は、回転式ポラライザである。あるいは、前記プローブ光発生手段は、波長可変光源であり、前記偏波変更手段は、偏波コントローラである。あるいは、前記損失スペクトル測定装置は、光スペクトルアナライザである。あるいは、前記損失スペクトル測定手段は、光パワメータと波長計とにより構成される。このときには、 前記光パワメータと前記波長計とは、前記２光束干渉計の有する２つの出力ポートのそれぞれに接続される。

また、前記プローブ光発生手段と、前記偏波変更手段と、前記２光束干渉計と、前記損失スペクトル測定手段とは、相互に光導波路により接続され、この光導波路は、偏波保持ファイバであることにより、振動による実験系への光ファイバ出力の偏波状態の変動を避けることができる。

あるいは、前記プローブ光発生手段は単一波長光源であり、前記損失スペクトル測定手段はパワメータおよび光路長調整手段からなり、前記損失スペクトル測定手段は２光束干渉計の有する光導波路の長さを連続的に変更することによって損失スペクトルの測定を行うことにより、プローブ光の光源のキャビティ長その他を変更する必要がないので、安定した誤差の少ない測定が可能になる。

以下では、本発明の作用について説明する。まず、干渉計外部の各光学パーツを省略した簡単な状態について説明する。図１に、２光束干渉計の模式図を示す。２つの光導波路は、紙面に垂直な方向がｓｌｏｗ軸、紙面に水平な方向がｆａｓｔ軸であるとする。ここでは簡単のため、分岐から合波に至るまで、ｆａｓｔ軸は常に平行であると仮定している。第１の光導波路の光路長をｓｌｏｗ軸に並行な成分の位相速度で割った値をτ_1s、第１の光導波路の光路長をｆａｓｔ軸に並行な成分の位相速度で割った値をτ_1fと定義する。第２の光導波路についても同様に、τ_2s、τ_2fを定義する。合波、分波に伴う位相の変動はこれら遅延時間に含まれるものとする。パワの分岐・合波は５０％対５０％と仮定している。入力光がキャリア周波数Ｆであるとき、その電場は、

で表すことができる。光の強度は電場の内積に比例するが、ここでは内積が１となるように正規化してある。Ｅ_inの第１行はｆａｓｔ軸に平行な電場成分であり、第２行はｓｌｏｗ軸に平行な電場成分である。θ_inやφ_inは入力光の偏波状態を表す。出力時の電場は、

であり、出力時の光の強度は、
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（τ_1s−τ_2s）Ｆ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（τ_1f−τ_2f）Ｆ｝ …（式３）
となる。ここで、（τ_1s−τ_2s）と（τ_1f−τ_2f）の平均値をτ_Avgとして
τ_2s−τ_1s＝τ_Avg＋Δτ
τ_2f−τ_2f＝τ_Avg−Δτ …（式４）
τ_Avg×Ｆ_H＝ｎ（ｎは整数）
τ_Avg×Ｆ_L＝１／２＋ｍ（ｍは整数） …（式５）
を満たすΔτおよびＦ_L、Ｆ_Hを考える。

ｃｏｓ（２π（τ_1s−τ_2s）Ｆ_H）＝ｃｏｓ（２π（τ_1f−τ_2f）Ｆ_H）＝ｃｏｓ（２π・Δτ・Ｆ_H） …（式６）
ｃｏｓ（２π（τ_1s−τ_2s）Ｆ_L）＝ｃｏｓ（２π（τ_1f−τ_2f）Ｆ_L）＝−ｃｏｓ（２π・Δτ・Ｆ_L） …（式７）
であるから、式３より、Ｆ＝Ｆ_LおよびＦ＝Ｆ_Hにおいて光出力強度は、
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ（２π・Δτ・Ｆ_H）｝≡Ｒ_H …（式８）
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１−ｃｏｓ（２π・Δτ・Ｆ_L）｝≡Ｒ_L …（式９）
となる。このとき出力光の強度はθ_inやφ_inに依存しない。

以上の結果から、以下のことが分る。
（ａ）入力がθ_in＝０またはθ_in＝π／２の直線偏波であるとき、干渉強度の山（または谷）が１（または０）となる。
（ｂ）入力がθ_in＝０のとき、干渉強度のピークは最も低周波数側にシフトし、入力がθ_in＝π／２のとき、干渉強度のピークは最も高周波数側にシフトする。
（ｃ）入力偏波がいかなる状態であろうと、光周波数がＦ＝Ｆ_LおよびＦ＝Ｆ_Hであるとき干渉強度は各々Ｒ_L、Ｒ_Hとなる。
（ｄ）入力偏波のθ_inがπ／２変化すると、干渉強度の山（または谷）はＦ_L（またはＦ_H）を挟んで対称的な位置に移動する。
（ｅ）入力偏波のθ_inを固定して光周波数Ｆを変更したとき、干渉強度は０．５を中心として変動する。

図２に、式３によって得られた干渉強度の計算結果を示す。ここでは、ＦＳＲを５０ＧＨｚ、偏波変動によるピークのシフトが１０ＧＨｚであるとしている。（ｂ）に記したように、入力偏波によらず、出力光のスペクトルのカーブは光周波数Ｆ_Lおよび光周波数Ｆ_Hで１点に交わる。以下、これらの交点を「不動点」と呼ぶ。不動点の位置は、高々数種類のθ_inを選んで干渉計の出力光のスペクトルを測定し、各スペクトルの交点を求めることによって直ちに求めることができる。

Ｆｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｒａｎｇと不動点との関係を説明するため、式３を変形する。

ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ≡１／τ_Avg
と定義し、式４を用いて、
｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
ただし、ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ≡１／τ_Avg …（式１０）
を得る。ＦＳＲはＦｒｅｅ Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｒａｎｇの周波数表記に相当し、２×ΔＦは、偏波変動に伴う干渉強度のピークのシフト量の最大値に相当する（図２参照）。式１０と測定された不動点の位置から、干渉計の光学特性に関して、以下の情報を得ることができる。
（ｆ）消光比の最悪値は、Ｒ_H／Ｒ_Lである（図２のθ_in＝π／４のカーブ参照）。
（ｇ）隣接するＦ_H、Ｆ_Lから、ＦＳＲ＝（Ｆ_H−Ｆ_L）×２が求まる。
（ｈ）ピークのシフト量の最悪値は２×ΔＦ＝ＦＳＲ×Δθ／πである。

ただし、Δθ＝ｃｏｓ^-1（２×Ｒ_H−１）＝ｃｏｓ^-1（−２×Ｒ_L＋１）
次に、干渉計内外の光学パーツの光損失や、測定器の偏波依存性が無視できないという、より現実的な状態について説明する。実験によって得られる干渉強度は、光学パーツのデッドロスその他の原因により、入力光の強度より必ず小さくなる。また、出力光の強度を測定する測定器の感度や、パッチファイバの損失に偏波依存性があると、図２に示した不動点に誤差が生じる。

例として、θ_in＝π／２では無損失だがθ_in＝０では約３ｄＢの偏波依存性損失（ＰＤＬ）がある場合は、図２の結果がどう変化するかを図３に実線で示す。併せて、干渉計外部のＰＤＬが存在しない場合の損失スペクトルを破線で示す。干渉計外部の損失は干渉計の周波数特性とは無関係であるから、θ_in＝０における干渉強度は全ての光周波数で一様に減少し、前述の（ｅ）の性質が失われ、干渉強度の平均値は０．５より小さくなる。このため、正しい不動点とずれたところに交点ができる。

θ_in＝０における干渉強度の平均値が０．５となるよう補正係数を掛けてやれば、ＰＤＬが無いときの損失スペクトル（破線）を求めることができ、不動点を正しく求めることができる。補正係数は、
補正係数
＝１／（干渉強度の最大値＋干渉強度の最小値）
＝１／（損失スペクトルの最大値＋損失スペクトルの最小値）…（式１１）
となる。一例として、あるθ_inにおいて、損失スペクトルの最大値が０．５５３（約−３ｄＢ）、最小値が０．０５２７（約−１３ｄＢ）であったならば、補正係数は１／（０．５５３＋０．０５２７）＝１．６５となる。補正後の損失スペクトルは、最大値が０．５５３×１．６５＝０．９１２、最小値が０．０５２７×１．６５＝０．０８７であり、平均値は０．５に正規化される。ここでは干渉計外部のＰＤＬについて説明したが、測定器の感度の偏波依存性や、コネクタのデッドロスなど偏波に無依存な干渉計外部の損失についても同様の手順で補正することができる。

本発明によれば、たかだか数種類の偏波状態のプローブ光を用いて、２光束干渉計、特にＭＺＩの有する偏波依存性を測定することが可能であるという、顕著な効果がある。また、本発明は、外部のパッチファイバや光コネクタに偏波依存性のロスがある場合でも、その影響を受けずに偏波依存性を測定することが可能であるという顕著な効果がある。

（基本構成）
図４に、本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定手段の基本構成を示す。プローブ光発生手段１は、複数の波長の光を出力することができる。これら複数の光は同時に出力してもよいし、あるいは、別々に出力してもよい。

偏波変更手段２は、式１で記したＥ_inのθ_inを変更することができる。このとき、θ_inとφ_inの両者が変更されてもよい。ＤＵＴ(Device
Under Test)３は、測定対象となる２光束干渉計である。損失スペクトル測定手段４は、ＤＵＴ３の光損失の光周波数依存性を測定する機能を有する。各デバイスは空間系あるいは光導波路により図４のごとく接続されている。

図５に、本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定方法の基本的な手順を示す。スペクトルの測定は２回以上行う。偏波変更手段２によりθ_inをθ_j（１≦ｊ≦Ｎの整数）に設定する（Ｓ１）。異なる整数ｊ、ｋおよび０を含む整数ｎについて、θ_j−θ_k≠ｎπであるものとする。

以下、図５に示した手順で偏波依存性を求める。すなわち、θ_in＝θ_jにおける損失スペクトルを求める（Ｓ２）。（式１１）によりθ_in＝θ_jにおける補正係数を求める（Ｓ３）。θ_in＝θ_jにおける損失スペクトルに補正係数をかけてθ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを求める（Ｓ４）。ステップＳ１〜Ｓ４の手順は、ｊ＝１からＮまで繰り返される。

続いて、Ｎ種の正規化損失スペクトルの交点から、低損失側の不動点（Ｆ_H、Ｒ_H）または大損失側の不動点（Ｆ_L、Ｒ_L）の少なくともどちらか一方を求める（Ｓ５）。前述した（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）を用いてＤＵＴ３の光学特性の偏波依存性を得る（Ｓ６）。

測定誤差その他の理由で、Ｎ種の正規化損失スペクトルが１つの交点で交わらない場合は、任意の２つの正規化損失スペクトルがつくる交点の座標（光周波数、損失）を求め、これらの平均から不動点を求めてもよい。損失スペクトルは、ＦＳＲとほぼ等しい光周波数領域にわたって測定することが望ましい。

ＦＳＲが既知でなく、測定した損失スペクトルの範囲がＦＳＲに比べて狭過ぎる場合は、式１１に記した最大値と最小値とを求めることができず、また、不動点が測定範囲外に出てしまう。このような場合には、測定データに式１０をフィッティングし、測定領域外の損失スペクトルを計算によって求めてもよい。また、ＦＳＲが既知である場合は、低（または大）損失側の不動点のみを求め、式８と式９との対称性を利用して大（または低）損失側の位置を求めてもよい。

（第一の実施形態）
図６に、本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定手段の第一の実施形態を示す。この例では、プローブ光発生手段としてＡＳＥ光源１１を用い、偏波変更手段として回転式ポラライザ１２を用い、損失スペクトル測定手段として光スペクトルアナライザ１４を用いる。また、ＤＵＴはＭＺＩ１３である。

ＡＳＥ光はブロードなスペクトルを有するため、広い波長領域でＤＵＴの透過特性を求めることができる。パワ密度の波長依存性は、予め光スペクトルアナライザ１４で測定しておくものとする。ＡＳＥはランダムな偏光を有するが、回転式ポラライザ１２で特定の偏波のみを切り出す。

回転式ポラライザ１２は、回転可能なポラライザであり、任意の方向の直線偏波を取り出すことができる。各光学デバイスは光ファイバで接続される。光ファイバは、測定開始から終了までの間、動くことの無いよう固定する。

回転式ポラライザ１２の出力の電場Ｅ_０、ＭＺＩ１３の入力の電場Ｅ_inとする。Ｅ_０は直線偏波となるから

で表される。光ファイバは一般に偏波を保持しないため、Ｅ₀が直線偏波であっても出力時には位相のずれφ_inが発生する。また、座標軸の取り方によってはθ_inとθ₀とは異なる。しかし、θ₀がΔθ変化すると、θ_inもまたΔθ変化する。

回転式ポラライザ１２の出力は試験対象であるＭＺＩ１３に入力される。通常、ＭＺＩ１３は２ポート入力、２ポート出力であるが、多重反射による悪影響を除くため、使用していないポートは終端器で終端することが望ましい。ＭＺＩ１３の出力は光ファイバで光スペクトルアナライザ１４に入力される。

測定の手順は図５に示したフローチャートに従う。正確さを期すために、Ｎは３回以上測定することが望ましい。異なるｊ、ｋについて、θ_j＝θ_k＋２ｎπ＋π／２（ｎは整数）なる組み合わせが１つ以上存在することが望ましい。このとき、前述した（ｄ）の性質により、θ_jおよびθ_kにおける２つの正規化損失スペクトルは各々のピークが不動点を挟むため、不動点をより正確に求め易くなる。

この実施形態では、プローブ光が連続したスペクトルを有するので、光スペクトルアナライザ１４の分解能が測定精度の上限を定めることになる。予想される２×ΔＦの値よりも小さな分解能を有する光スペクトルアナライザ１４を使用する必要がある。

ＰＬＣ(Planar Light wave Circuit)タイプのＭＺＩ１３を使って実際に測定を行った例を図７に示す。４種類の正規化損失スペクトルが全て同一の不動点で交わっていることが分る。Ｒ_H＝０．９００、Ｆ_H＝１９２．７９３０ＴＨｚ、Ｒ_L＝０．１０２、Ｆ_L＝１９２．７６７２ＴＨｚが得られた。前述の（ｆ）〜（ｈ）を使って、ＦＳＲ＝５１．６ＧＨｚ、２×ΔＦ＝１０．６８ＧＨｚ、消光比の最悪値９．５４ｄＢが求まる。

（第二の実施形態）
図８に、本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定手段の第二の実施形態を示す。この例ではプローブ光発生手段として波長可変光源２１を用い、偏波偏光手段として偏波コントローラ２２を用い、損失スペクトル測定手段としてパワメータ２３および波長計２４を用いる。

損失スペクトルを測定するために波長可変光源２１の波長を数回変更する必要があるが、波長可変光源２１の線幅が測定精度を決めるので、第一の実施形態よりも精度良くΔＦを求めることができる。波長可変光源２１は通常、単一の偏波を有するので、ポラライザを用いる必要はない。偏波コントローラ２２は、波長板を回転する構成でもよいが、光ファイバにストレスを加えて偏波を変更する構成でもよい。

ＭＺＩ１３の２つの出力ポートのうち、一つをパワメータ２３へ、他方を波長計２４に接続しているが、第一の実施形態同様、光スペクトルアナライザを用いてもよい。光ファイバは通常のものでもよいが、振動による実験系への光ファイバ出力の偏波状態の変動を避けるため、パンダファイバを用いてもよい。パンダファイバは、応力付与部に対称な直線偏波が入力されると出力の偏波も入力と同じ直線偏波に固定されてしまうが、応力付与部に対称な直線偏波以外の偏波状態を有する光を入力する場合には、出力は楕円偏波となり、その長軸は入力時の偏波を変更することにより制御可能である。

測定の手順は第一の実施形態と同様であるが、損失スペクトルの測定に当たっては波長可変光源２１の波長を数回変更し、式１０を使ってフィッティングを行う必要がある。実用的なＭＺＩ１３では、光周波数はＬ帯で１０＾１４Ｈｚのオーダに対し、ΔＦは１０＾９Ｈｚのオーダであるが、このような場合はΔＦの光周波数依存性を無視して定数として扱ってもよい。

第一の実施形態で用いたものとは異なるＭＺＩを使って実際に測定を行った例を図９に示す。縦軸は正規化損失ではなく、光損失の実測値とフィッティングの結果である。異なる偏波状態は異なるシンボルで表現されている。正規化損失の図示は省略するが、前述の（ｆ）〜（ｈ）を使って、ＦＳＲ＝４２．９６ＧＨｚ、２×ΔＦ＝０．９５ＧＨｚ、消光比の最悪値２９．２ｄＢが求まる。

（第三の実施形態）
図１０に、本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定手段の第三の実施形態を示す。第一および第二の実施形態では、２光束干渉計の有する２つの光路の長さは各々一定であるものとして説明を行ってきた。しかし、現実の２光束干渉計は、光学特性を可変にするために、２つの光路長の微調整手段を持たせるのが一般的である。２本の光路長の差をｄとすると、干渉強度は、プローブ光の波長λとｄとの比率によって定まる。

第一および第二の実施形態では、ｄを一定とし、波長λを変化させることにより損失スペクトルを求めていた。しかし、前述のように、干渉強度はλとｄとの比率で決まるものであるから、波長λを一定とし、代わりに光路長の差ｄを変更しても、損失スペクトルを測定することが可能である。

図１０に示したＭＺＩ３３は、第一および第二の実施形態同様、２つの長さの異なる光導波路を有しているが、この実施形態では、片方の光導波路はヒータ３４により長さを変更することが可能である。これは一般的なＭＺＩで広く用いられている構成である。また、偏波コントローラ３２は、第二の実施形態における偏波コントローラ２２と同様である。

光路長調整手段３５によりヒータ電圧は連続的に制御され、干渉強度の変化をパワメータ３６で記録することにより、損失スペクトルを得る。不動点の算出については前述の実施形態と同様である。

この実施形態は、単一波長光源３１をプローブ光の光源とし、プローブ光の光源のキャビティ長その他を変更する必要がないので、より安定した誤差の少ない測定が可能になるという利点を有する。

本発明によれば、たかだか数種類の偏波状態のプローブ光を用いて、２光束干渉計、特にＭＺＩの有する偏波依存性を測定することが可能であり、また、外部のパッチファイバや光コネクタに偏波依存性のロスがある場合でも、その影響を受けずに偏波依存性を測定することが可能であるので、光デバイスの研究開発あるいは光デバイスの設定調整の効率を高めることに寄与することができる。

２光束干渉計の模式図。 式３によって得られた干渉強度の計算結果を示す図。 偏波依存性損失がある場合の図２の結果の変化を示す図。 本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定装置の基本構成を示す図。 本発明の２光束干渉計の偏波依存性測定方法を示すフローチャート。 本発明の第一の実施形態を示す図。 ＰＬＣタイプのＭＺＩを使って実際に測定を行った例を示す図。 本発明の第二の実施形態を示す図。 第一の実施形態で用いたものとは異なるＭＺＩを使って実際に測定を行った例を示す図。 本発明の第三の実施形態を示す図。

符号の説明

１ プローブ光発生手段
２ 偏波変更手段
３ ＤＵＴ
４ 損失スペクトル測定手段
１１ ＡＳＥ光源
１２ 回転式ポラライザ
１３、３３ ＭＺＩ
１４ 光スペクトルアナライザ
２１ 波長可変光源
２２、３２ 偏波コントローラ
２３、３６ パワメータ
２４ 波長計
３１ 単一波長光源
３４ ヒータ
３５ 光路長調整手段

Claims (23)

1. ２光束干渉計の偏波依存性を測定する方法であって、
   ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
   測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
   

   

   で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定するステップと、
   入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、
   前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、
   得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、
   前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hと前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）から、Ｒ_H／Ｒ_Lにより消光比の最悪値を求めるステップと
   を有することを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
2. ２光束干渉計の偏波依存性を測定する方法であって、
   ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
   測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
   

   

   で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定するステップと、
   入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、
   前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、
   得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、
   前記低損失側の交点の光周波数Ｆ_Hと、前記低損失側の交点に隣接する前記大損失側の交点の光周波数Ｆ_L（ここでＦ_H＞Ｆ_L）から、（Ｆ_H−Ｆ_L）×２によりＦＳＲ(Free Spectrum Range)を求めるステップと
   を有することを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
3. ２光束干渉計の偏波依存性を測定する方法であって、
   ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
   測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
   

   

   で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定するステップと、
   入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求めるステップと、
   前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が０．５（−３ｄＢ）になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得るステップと、
   得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求めるステップと、
   前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hまたは前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）のどちらか一つを用い、
   ２×ΔＦ＝ＦＳＲ×Δθ／π
   （ただし、Δθ＝ｃｏｓ^-1（２×Ｒ_H−１）＝ｃｏｓ^-1（−２×Ｒ_L＋１））
   から、入力光の偏波変動に伴う干渉強度のピークのシフト量の最悪値２×ΔＦを求めるステップと
   を有することを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
4. 前記交点を求めるステップは、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルが１つの交点で交わらないときには、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルからいずれか２つを選択し、その交点の光周波数と損失とを求める作業を複数の異なる正規化損失スペクトルの組み合わせについてそれぞれ実行し、得られた各光周波数および損失の平均値から前記Ｒ_H、Ｒ_L、Ｆ_H、Ｆ_Lをそれぞれ求めるステップを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
5. 前記交点を求めるステップは、先に求めた前記Ｎ種類の正規化損失スペクトルの交点から前記Ｒ_HまたはＲ_Lのうちの片方のみを求め、他の一つは、数式
   ｜Ｅ_out（Ｆ_H）｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_H）｝≡Ｒ_H
   ｜Ｅ_out（Ｆ_L）｜²＝１／２｛１−ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_L）｝≡Ｒ_L
   （ただし、Ｅ_out（Ｆ_H）は、Ｆ＝Ｆ_Hにおける２光束干渉計の出力の電場、Ｅ_out（Ｆ_L）は、Ｆ＝Ｆ_Ｌにおける２光束干渉計の出力の電場、Δτは光周波数Ｆに依存しない定数）
   の対称性を利用して計算により求めるステップを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
6. 前記測定するステップは、測定データに、数式
   ｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
   （ただし、ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ＝１／τ_Avg、τ_Avgは光周波数Ｆに依存しない定数）
   をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完するステップを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
7. 前記測定するステップは、数式
   ｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
   におけるΔＦを光周波数Ｆに依存しない定数とみなして、測定データに当該数式をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完するステップを含む請求項６記載の２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
8. 前記θ_inをθ_jに設定するステップは、異なるｊ、ｋについて、
   θ_j＝θ_k＋２ｎπ＋π／２（ｎは整数）
   なる組み合わせが１つ以上存在するようにθ_jを設定するステップを含む請求項１ないし３のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定方法。
9. プローブ光発生手段と、
   このプローブ光発生手段から出射されたプローブ光の偏波を変更して測定対象の２光束干渉計に入射させる偏波変更手段と、
   前記２光束干渉計からの出射光の損失スペクトルを測定する損失スペクトル測定手段と
   を備えた、２光束干渉計の偏波依存性を測定する偏波依存性測定装置であって、
   前記偏波変更手段は、
   ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
   測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
   

   

   で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定する手段を備え、
   前記損失スペクトル測定手段は、
   入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、
   前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、
   得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、
   前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hと前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）から、Ｒ_H／Ｒ_Lにより消光比の最悪値を求める手段と
   を含むことを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
10. プローブ光発生手段と、
    このプローブ光発生手段から出射されたプローブ光の偏波を変更して測定対象の２光束干渉計に入射させる偏波変更手段と、
    前記２光束干渉計からの出射光の損失スペクトルを測定する損失スペクトル測定手段と
    を備えた、２光束干渉計の偏波依存性を測定する偏波依存性測定装置であって、
    前記偏波変更手段は、
    ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
    測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
    

    

    で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定する手段を備え、
    損失スペクトル測定手段は、
    入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、
    前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が所定の定数になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、
    得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、
    前記低損失側の交点の光周波数Ｆ_Hと、前記低損失側の交点に隣接する前記大損失側の交点の光周波数Ｆ_L（ここでＦ_H＞Ｆ_L）から、（Ｆ_H−Ｆ_L）×２によりＦＳＲ(Free Spectrum Range)を求める手段と
    を含むことを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
11. プローブ光発生手段と、
    このプローブ光発生手段から出射されたプローブ光の偏波を変更して測定対象の２光束干渉計に入射させる偏波変更手段と、
    前記２光束干渉計からの出射光の損失スペクトルを測定する損失スペクトル測定手段と
    を備えた、２光束干渉計の偏波依存性を測定する偏波依存性測定装置であって、
    前記偏波変更手段は、
    ２以上の整数Ｎと、１≦ｊ≦Ｎなる整数ｊと、０を含む整数ｎについて、
    測定対象の２光束干渉計の入力の偏波状態を
    

    

    で表したときのθ_inを、ｊと異なる整数ｋについてθ _j −θ _k ≠ｎπであるθ_jに設定する手段を備え、
    前記損失スペクトル測定手段は、
    入力光の偏波がθ_in＝θ_jにおける、前記２光束干渉計の損失スペクトルを求める手段と、
    前記損失スペクトルの正弦波状のカーブの最大値と最小値との平均が０．５（−３ｄＢ）になるよう、損失スペクトルに補正係数を掛けて、θ_in＝θ_jにおける正規化損失スペクトルを得る手段と、
    得られたＮ種類の前記正規化損失スペクトルが、干渉強度が最小となる光周波数近傍で作る大損失側の交点または干渉強度が最大となる光周波数近傍で作る低損失側の交点を求める手段と、
    前記低損失側の交点の正規化損失Ｒ_Hまたは前記大損失側の交点の正規化損失Ｒ_L（ここで１≧Ｒ_H＞Ｒ_L≧0）のどちらか一つを用い、
    ２×ΔＦ＝ＦＳＲ×Δθ／π
    （ただし、Δθ＝ｃｏｓ^-1（２×Ｒ_H−１）＝ｃｏｓ^-1（−２×Ｒ_L＋１））
    から、干渉強度のピークのシフト量の最悪値２×ΔＦを求める手段と
    を含むことを特徴とする２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
12. 前記交点を求める手段は、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルが１つの交点で交わらないときには、Ｎ種類の前記正規化損失スペクトルからいずれか２つを選択し、その交点の光周波数と損失とを求める作業を複数の異なる正規化損失スペクトルの組み合わせについてそれぞれ実行し、得られた各光周波数および損失の平均値から前記Ｒ_H、Ｒ_L、Ｆ_H、Ｆ_Lをそれぞれ求める手段を含む請求項９ないし１１のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
13. 前記交点を求める手段は、先に求めた前記Ｎ種類の正規化損失スペクトルの交点から前記Ｒ_HまたはＲ_Lのうちの片方のみを求め、他の一つは、数式
    ｜Ｅ_out（Ｆ_H）｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_H）｝≡Ｒ_H
    ｜Ｅ_out（Ｆ_L）｜²＝１／２｛１−ｃｏｓ（２πΔτ・Ｆ_L）｝≡Ｒ_L
    （ただし、Ｅ_out（Ｆ_H）は、Ｆ＝Ｆ_Hにおける２光束干渉計の出力の電場、Ｅ_out（Ｆ_L）は、Ｆ＝Ｆ_Ｌにおける２光束干渉計の出力の電場、Δτは光周波数Ｆに依存しない定数）
    の対称性を利用して計算により求める手段を含む請求項９ないし１１のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
14. 前記損失スペクトル測定手段は、測定データに、数式
    ｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
    （ただし、ΔＦ≡Δτ×Ｆ／τ_Avg、ＦＳＲ＝１／τ_Avg、τ_Avgは光周波数Ｆに依存しない定数）
    をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完する手段を含む請求項９ないし１１のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
15. 前記損失スペクトル測定手段は、数式
    ｜Ｅ_out｜²＝１／２｛１＋ｃｏｓ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ＋ΔＦ）／ＦＳＲ）＋ｓｉｎ²θ_in・ｃｏｓ（２π（Ｆ−ΔＦ）／ＦＳＲ）｝
    におけるΔＦを光周波数Ｆに依存しない定数とみなして、測定データに当該数式をフィッティングすることにより、測定領域外または各測定値間の間隙を補完する手段を含む請求項１４記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
16. 前記θ_inをθ_jに設定する手段は、異なるｊ、ｋについて、
    θ_j＝θ_k＋２ｎπ＋π／２（ｎは整数）
    なる組み合わせが１つ以上存在するようにθ_jを設定する手段を含む請求項９ないし１１のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
17. 前記プローブ光発生手段は、ＡＳＥ光源であり、前記偏波変更手段は、回転式ポラライザである請求項９ないし１６のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
18. 前記プローブ光発生手段は、波長可変光源であり、前記偏波変更手段は、偏波コントローラである請求項９ないし１６のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
19. 前記損失スペクトル測定装置は、光スペクトルアナライザである請求項９ないし１６のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
20. 前記損失スペクトル測定手段は、光パワメータと波長計とにより構成される請求項９ないし１６のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
21. 前記光パワメータと前記波長計とは、前記２光束干渉計の有する２つの出力ポートのそれぞれに接続される請求項２０記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
22. 前記プローブ光発生手段と、前記偏波変更手段と、前記２光束干渉計と、前記損失スペクトル測定手段とは、相互に光導波路により接続され、
    この光導波路は、偏波保持ファイバである
    請求項９ないし２１のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。
23. 前記プローブ光発生手段は単一波長光源であり、前記損失スペクトル測定手段はパワメータおよび光路長調整手段からなり、前記損失スペクトル測定手段は２光束干渉計の有する光導波路の長さを連続的に変更することによって損失スペクトルの測定を行う請求項９ないし１６のいずれかに記載の２光束干渉計の偏波依存性測定装置。

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