JPH08285728A - Method and apparatus for measuring nonlinear refractive index of optical fiber - Google Patents
Method and apparatus for measuring nonlinear refractive index of optical fiberInfo
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- JPH08285728A JPH08285728A JP11775595A JP11775595A JPH08285728A JP H08285728 A JPH08285728 A JP H08285728A JP 11775595 A JP11775595 A JP 11775595A JP 11775595 A JP11775595 A JP 11775595A JP H08285728 A JPH08285728 A JP H08285728A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの非線形屈
折率の測定方法およびその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for measuring the nonlinear refractive index of an optical fiber.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、光を直接増幅するエルビウムドー
プファイバ増幅器(EDFA:Erbium-doped Fiber Amp
lifier)の実用化によって、波長1.55μm帯では非常に
高い強度の光信号が得られるようになった。これによっ
て光ファイバの伝送損失が補償され、数千kmにもおよぶ
無中継伝送が可能となっている。光ファイバの屈折率は
光強度に依存しているが、光強度が比較的小さい場合
は、一定波長の光に対して屈折率を一定と見なして差し
支えない。しかし、EDFAを用いた伝送を行う場合に
は、光強度が大きく、光ファイバの伝送距離が長くな
り、これに伴い、光と光ファイバとの相互作用長も長く
なるため、光ファイバの微小な屈折率変化が顕在化し、
非線形効果として自己位相変調(SPM)や相互位相変
調(XPM)等が発生し、伝送品質に悪影響を及ぼすと
いう問題がある。2. Description of the Related Art Recently, an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) for directly amplifying light is used.
The practical application of a lifier) has made it possible to obtain an extremely high intensity optical signal in the wavelength band of 1.55 μm. This compensates for the transmission loss of the optical fiber and enables repeaterless transmission over thousands of kilometers. The refractive index of the optical fiber depends on the light intensity, but when the light intensity is relatively small, the refractive index may be regarded as constant for light of a constant wavelength. However, when the transmission using the EDFA is performed, the light intensity is large, the transmission distance of the optical fiber is long, and accordingly, the interaction length between the light and the optical fiber is also long. Changes in the refractive index become apparent,
As a non-linear effect, self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XPM), etc. occur, which adversely affects the transmission quality.
【0003】その一方では、光ファイバの非線形性を積
極的に利用して、長距離大容量伝送を可能にする光ソリ
トン通信が、次世代の通信として注目されている。この
ように、最近では、光ファイバの非線形性を考慮しなけ
れば記述できない状況が発生している。非線形効果の大
きさは光ファイバの非線形屈折率によって決まるため、
光通信網を構築する等の場合にはその値を高い精度で測
定する方法が必要とされている。非線形屈折率の測定法
としては、パルス光源を用いて光ファイバに光パルスを
入射し、自己位相変調によって光信号に引き起こされる
パワスペクトル波形の変化から、位相変位を測定し非線
形屈折率を求める方法が報告されている(R.H.Stolen a
nd Chinlon Lin,Physical Review A,vol.17,no.4,pp.14
48-1453(1978) )。この方法は一般に自己位相変調法
(SPM法)と呼ばれている。On the other hand, optical soliton communication, which enables long-distance and large-capacity transmission by positively utilizing the nonlinearity of an optical fiber, has been attracting attention as a next-generation communication. As described above, recently, a situation has arisen in which the description cannot be made without considering the nonlinearity of the optical fiber. Since the magnitude of the nonlinear effect is determined by the nonlinear index of the optical fiber,
In the case of constructing an optical communication network, a method for measuring the value with high accuracy is required. The nonlinear refractive index is measured by injecting an optical pulse into an optical fiber using a pulse light source and measuring the phase displacement from the change in the power spectrum waveform caused in the optical signal by self-phase modulation to obtain the nonlinear refractive index. Has been reported (RHStolen a
nd Chinlon Lin, Physical Review A, vol.17, no.4, pp.14
48-1453 (1978)). This method is generally called a self-phase modulation method (SPM method).
【0004】また、プローブ光と特定周波数で正弦波変
調されたポンプ光とを光ファイバに入射し、プローブ光
を遅延自己ヘテロダイン検波することにより、ポンプ光
がプローブ光にもたらす位相変位を求めて非線形屈折率
を計算する方法も報告されている(A.Wada et al.,ECOC
92,p.42(1992) )。この方法は一般に相互位相変調法
(XPM法)と呼ばれている。Further, the probe light and the pump light sine-wave modulated at a specific frequency are incident on the optical fiber, and the probe light is subjected to delayed self-heterodyne detection to obtain a phase shift caused by the pump light to the probe light to obtain the nonlinearity. A method for calculating the refractive index has also been reported (A. Wada et al., ECOC
92, p.42 (1992)). This method is generally called a cross phase modulation method (XPM method).
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】SPM法では、出射光
のパワスペクトル波形を理論的な波形と比較して得られ
る、最大位相変位ΔΦmax と光パルスのピークパワの関
係から非線形屈折率を求めている。しかし、理論的なパ
ワスペクトル波形は、図3のパルスピークに対する位相
変位Φmax =0の波形のように、入射光パルスの時間波
形がガウシアンであり、周波数チャープがなく、かつ、
光ファイバの群速度分散の効果が無視できるという条件
を仮定して求められている。そのため、理想に近い光パ
ルスを発生するために煩雑な調整作業が必要となる。In the SPM method, a nonlinear refractive index is obtained from the relationship between the maximum phase displacement ΔΦ max and the peak power of an optical pulse, which is obtained by comparing the power spectrum waveform of emitted light with a theoretical waveform. There is. However, the theoretical power spectrum waveform is such that the time waveform of the incident light pulse is Gaussian, there is no frequency chirp, and the phase shift Φ max = 0 with respect to the pulse peak in FIG.
It is calculated under the condition that the effect of group velocity dispersion of the optical fiber can be ignored. Therefore, complicated adjustment work is required to generate a near-ideal optical pulse.
【0006】ここで、周波数チャープとは、図5に示す
ように、光ファイバを伝搬する光パルスの内部におい
て、光パルスの進行方向に対して、前端側の周波数密度
が粗となり、後端側の周波数密度が密となるという如
く、光パルス内で、光の瞬時周波数が一定でなく、光パ
ルス内での位置に依存することを指す。実際に発生させ
られる光パルスには一般に周波数チャープがあり、完全
に理想的な光パルスが発生できないため、理論的なパワ
スペクトル波形との差異が生じ、測定精度を高めること
が困難である。Here, the frequency chirp is, as shown in FIG. 5, inside the optical pulse propagating in the optical fiber, the frequency density on the front end side becomes coarse and the rear end side on the traveling direction of the optical pulse. It means that the instantaneous frequency of light is not constant within the light pulse and that it depends on the position within the light pulse, such that the frequency density of is dense. Generally, an optical pulse actually generated has a frequency chirp, and a completely ideal optical pulse cannot be generated. Therefore, a difference from a theoretical power spectrum waveform occurs, and it is difficult to improve measurement accuracy.
【0007】XPM法は、理想的な光パルスの発生とい
うSPM法の困難を回避するための間接的な方法であ
る。しかし、XPM法では、位相変位がポンプ光とプロ
ーブ光の相対的な偏光状態に依存するため、偏光状態を
保持しない通常の光ファイバの測定においては、精度を
高めるために数多くの偏光状態について平均化する等の
操作が必要である。また、2つの波長の光を用いた間接
的な測定法であるため、装置構成や測定データの解析が
複雑である。また、SPM法と同様に光ファイバの群速
度分散の効果を無視しているため、実際には光ファイバ
の群速度分散が測定結果に影響を与える可能性がある。
実際、この2つの方法は同一の光ファイバに対して一致
した測定結果を与えないことが指摘されている。The XPM method is an indirect method for avoiding the difficulty of the SPM method of generating an ideal light pulse. However, in the XPM method, since the phase shift depends on the relative polarization states of the pump light and the probe light, in the measurement of an ordinary optical fiber that does not maintain the polarization state, many polarization states are averaged in order to improve accuracy. It is necessary to perform operations such as turning into Further, since it is an indirect measurement method using light of two wavelengths, the device configuration and analysis of measurement data are complicated. Further, since the effect of the group velocity dispersion of the optical fiber is ignored as in the SPM method, the group velocity dispersion of the optical fiber may actually affect the measurement result.
In fact, it has been pointed out that the two methods do not give consistent measurement results for the same optical fiber.
【0008】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、光ファイバを伝搬する光パ
ルスの群速度分散や周波数チャープ特性の影響を考慮し
て、光ファイバの非線形屈折率を高精度でもって測定す
ることができる信頼性の高い光ファイバの非線形屈折率
の測定方法およびその装置を提供することにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to consider the influence of the group velocity dispersion of an optical pulse propagating in an optical fiber and the frequency chirp characteristic, and the nonlinear refraction of the optical fiber. It is an object of the present invention to provide a highly reliable method for measuring a nonlinear refractive index of an optical fiber and a device therefor capable of measuring the index with high accuracy.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、次のように構成されている。すなわち、第
1の発明は、光ファイバの非線形屈折率の測定方法に関
し、被測定光ファイバに光パルスを入射し、入射光パル
スの時間波形と周波数チャープ特性のデータ、および出
射光パルスの時間波形と周波数チャープ特性のデータを
測定し、光ファイバ中を伝搬する光パルスの時間波形の
変化を表す、群速度分散と非線形屈折率の項を含む非線
形シュレディンガ方程式に前記入射光パルスの時間波形
と周波数チャープ特性の測定データおよび非線形屈折率
の暫定値を用いた数値計算手法によって計算上の出射光
パルスの時間波形と周波数チャープ特性のデータを計算
し、この計算によって得られた時間波形および周波数チ
ャープ特性の計算データと、前記出射光パルスの時間波
形および周波数チャープ特性の測定データとを比較し、
両者が許容範囲を越えて不一致のときには一致する方向
に非線形屈折率の暫定値を可変して前記同様に計算デー
タを求めて前記測定データと比較し、両者が許容範囲内
で一致したときの非線形屈折率の暫定値を被測定光ファ
イバの非線形屈折率として定めることを特徴として構成
されている。In order to achieve the above object, the present invention is constructed as follows. That is, the first invention relates to a method for measuring the nonlinear refractive index of an optical fiber, in which an optical pulse is incident on an optical fiber to be measured, the time waveform of the incident optical pulse and the frequency chirp characteristic data, and the time waveform of the outgoing optical pulse. And the frequency chirp characteristic data is measured, and represents the change of the time waveform of the optical pulse propagating in the optical fiber, and the time waveform of the incident optical pulse in the nonlinear Schrodinger equation including the terms of group velocity dispersion and nonlinear refractive index. The time waveform and frequency chirp obtained by this calculation were calculated by calculating the time waveform of the output optical pulse and the data of the frequency chirp characteristic by the numerical calculation method using the measured data of the frequency chirp characteristic and the provisional value of the nonlinear refractive index. Comparing the calculation data of the characteristics and the measurement data of the time waveform and frequency chirp characteristics of the emitted light pulse,
When the two exceed the allowable range and do not match, the provisional value of the nonlinear refractive index is changed in the matching direction to obtain the calculated data in the same manner as above, and the measured data is compared, and the nonlinearity when both match within the allowable range. It is characterized in that a provisional value of the refractive index is set as the nonlinear refractive index of the optical fiber to be measured.
【0010】第2の発明は、同じく光ファイバの非線形
屈折率の測定方法に関し、前記第1の発明における出射
光パルスの時間波形と周波数チャープ特性の計算上のデ
ータを求める数値計算手法はスプリット−ステップフー
リエ法(Split-Step Fourier法)であることを特徴とし
て構成されている。A second aspect of the present invention similarly relates to a method for measuring the nonlinear refractive index of an optical fiber, wherein the numerical calculation method for obtaining the calculation data of the time waveform and frequency chirp characteristics of the emitted light pulse in the first aspect of the invention is split-. It is characterized by being a step-step Fourier method.
【0011】第3の発明は、光ファイバの非線形屈折率
の測定装置に関し、被測定光ファイバに光パルスを入射
する光パルス入射手段と;入射光パルスの時間波形と周
波数チャープ特性、および出射光パルスの時間波形と周
波数チャープ特性を測定する特性測定部と;光ファイバ
中を伝搬する光パルスの時間波形の変化を表す、群速度
と非線形屈折率の項を含む非線形シュレディンガ方程式
が与えられ、この方程式に前記特性測定部で測定された
入射光パルスの時間波形と周波数チャープ特性の測定デ
ータおよび非線形屈折率の暫定値を用いた数値計算手法
によって計算上の出射光パルスの時間波形と周波数チャ
ープ特性の計算上のデータを求める特性演算部と;この
特性演算部により求められた時間波形および周波数チャ
ープ特性の計算データと前記特性測定部で測定された出
射光パルスの時間波形および周波数チャープ特性の測定
データとを比較し両者が許容範囲内で一致したときの非
線形屈折率の暫定値を被測定光ファイバの非線形屈折率
として定める屈折率確定部と;を有することを特徴とし
て構成されている。A third aspect of the present invention relates to a device for measuring the nonlinear refractive index of an optical fiber, which comprises an optical pulse incidence means for injecting an optical pulse into the optical fiber to be measured; a time waveform and a frequency chirp characteristic of the incident optical pulse, and an emitted light. A characteristic measuring unit for measuring the time waveform and frequency chirp characteristic of a pulse; and a nonlinear Schrodinger equation including a group velocity and a nonlinear refractive index term, which represents changes in the time waveform of an optical pulse propagating in an optical fiber, The time waveform of the incident light pulse and the frequency chirp calculated by the numerical calculation method using the measured data of the incident light pulse and the frequency chirp characteristic measured by the characteristic measurement unit and the provisional value of the nonlinear refractive index in this equation A characteristic calculation unit for obtaining characteristic calculation data; a calculation data of time waveform and frequency chirp characteristic obtained by this characteristic calculation unit. And the measured data of the time waveform and frequency chirp characteristics of the emitted light pulse measured by the characteristic measurement unit and the values of both coincide with each other within the allowable range, and the provisional value of the nonlinear refractive index is calculated as the nonlinearity of the measured optical fiber. And a refractive index determining portion defined as a refractive index.
【0012】[0012]
【作用】光ファイバ中を伝搬する光パルスの電界振幅E
を時間座標tとファイバ長手方向座標zの関数とし、[Operation] Electric field amplitude E of an optical pulse propagating in an optical fiber
Is a function of the time coordinate t and the fiber longitudinal coordinate z,
【0013】 E(z,t)=φ(z,t)exp [i(ωt−βz)]・・・・・(1)E (z, t) = φ (z, t) exp [i (ωt−βz)] (1)
【0014】と表す。ωは光の角周波数、βはz方向へ
の伝搬定数、φ(z,t)は位置z、時刻tにおける時
間波形を表す。ここで、パルスの群速度で動く座標系で
の時間It is expressed as ω is the angular frequency of light, β is the propagation constant in the z direction, φ (z, t) is the position z, and the time waveform at time t. Where the time in the coordinate system moving at the pulse group velocity
【0015】 τ=t−z(dβ/dω)・・・・・(2)Τ = t−z (dβ / dω) (2)
【0016】を導入する。また、光の瞬時周波数の揺ら
ぎを考慮するため、光パルスの時間波形を一般に絶対値
と位相変位の項を用いてIntroduce In order to take into account fluctuations in the instantaneous frequency of light, the time waveform of an optical pulse is generally calculated using the terms absolute value and phase displacement.
【0017】 φ(z,τ)=|φ(z,τ)|exp [iΘ(z,τ)]・・・・・(3)Φ (z, τ) = | φ (z, τ) | exp [iΘ (z, τ)] (3)
【0018】と書く。この(3)式で、位相変化が図5
に示すような周波数チャープを表し、周波数チャープの
波形のピークを結ぶ包絡線(例えば図5の周波数チャー
プ波形のピークを結ぶ破線で示す曲線)が時間波形を表
している。前記(3)式で、光の瞬時周波数の中心周波
数からのずれδωは、位相変位Θ(z,τ)のτによる
微分Write In this equation (3), the phase change is shown in FIG.
Represents the frequency chirp, and the envelope curve connecting the peaks of the frequency chirp waveform (for example, the curve shown by the broken line connecting the peaks of the frequency chirp waveform in FIG. 5) represents the time waveform. In equation (3), the deviation δω of the instantaneous frequency of light from the center frequency is the derivative of the phase displacement Θ (z, τ) by τ.
【0019】 δω=∂Θ(z,τ)/∂τ・・・・・(4)Δω = ∂Θ (z, τ) / ∂τ (4)
【0020】で与えられる。このような光の瞬時周波数
のτへの依存性を前述の周波数チャープ特性と呼ぶ。時
間波形φ(z,t)は周波数チャープまで含むため、一
般に複素数となる。また、光ファイバの非線形屈折率n
2 をIs given by Such dependence of the instantaneous frequency of light on τ is called the above-mentioned frequency chirp characteristic. Since the time waveform φ (z, t) includes the frequency chirp, it is generally a complex number. Also, the nonlinear refractive index n of the optical fiber
2
【0021】 n=n0 +n2 |E|2 ・・・・・(5)N = n 0 + n 2 | E | 2 ... (5)
【0022】で定義する。|E|2 は電界強度、nは屈
折率、n0 は屈折率の光強度に依存しない成分である。
このとき、光ファイバ中を伝搬する光パルスの時間波形
の変化は、非線形シュレディンガ方程式It is defined by | E | 2 is the electric field intensity, n is the refractive index, and n 0 is the component of the refractive index that does not depend on the light intensity.
At this time, the change in the time waveform of the optical pulse propagating in the optical fiber is due to the nonlinear Schrodinger equation.
【0023】 ∂φ/∂z=(i/2)β2 (∂2 φ/∂τ2 )+(1/6)β3 (∂3 φ/ ∂τ3 )−αφ−ikn2 |φ|2 φ・・・・・(6)∂φ / ∂z = (i / 2) β 2 (∂ 2 φ / ∂τ 2 ) + (1/6) β 3 (∂ 3 φ / ∂τ 3 ) −αφ−ikn 2 | φ | 2 φ (6)
【0024】によって記述される(G.P.Agrawal,"Nonli
near Fiber Optics",Academic Press(1989) )。この式
中で、β2 は群速度分散、β3 は高次の群速度分散、α
は単位長さ当りの光損失、kは真空中での光の波数であ
る。つまり、右辺第1項は群速度分散、右辺第2項は高
次の群速度分散、右辺第3項は光損失、右辺第4項は非
線形屈折率が、それぞれ光パルスに与える影響を表して
いる。なお、電界強度|E|2 は、測定可能な量である
光パワPとDescribed by (GPAgrawal, "Nonli
near Fiber Optics ", Academic Press (1989)). In this equation, β 2 is group velocity dispersion, β 3 is higher-order group velocity dispersion, α
Is the light loss per unit length, and k is the wave number of light in a vacuum. That is, the first term on the right-hand side represents the group velocity dispersion, the second term on the right-hand side represents the higher-order group velocity dispersion, the third term on the right-hand side represents the optical loss, and the fourth term on the right-hand side represents the non-linear refractive index, which respectively affect the optical pulse. There is. The electric field strength | E | 2 is equal to the measurable amount of the optical power P.
【0025】 P=(cε0 n/2)Aeff |E|2 ・・・・・(7)P = (cε 0 n / 2) A eff | E | 2 ... (7)
【0026】なる関係式で結びついている。ここで、c
は真空中の光の速度、ε0 は真空の誘電率、Aeff は光
ファイバの有効コア断面積である。They are connected by the following relational expression. Where c
Is the velocity of light in vacuum, ε 0 is the dielectric constant of vacuum, and A eff is the effective core area of the optical fiber.
【0027】ところで、(7)式に(5)式のnを代入
することにより、直接的に測定不可能な電界強度|E|
2 は直接的に測定可能な光パワPの値と、予め測定によ
って得られるn0 と、有効コア断面積Aeff と、求めよ
うとするn2 等を含む式として与えられる。電界強度|
E|2 は時間波形φ(z,τ)の絶対値|φ(z,τ)
|に相当する量として関係付けられることから、この|
φ(z,τ)|を(3)式に代入することで、時間波形
φ(z,τ)は光パワPや被測定ファイバの有効コア断
面積Aeff の項を含む式となり、この光パワPや有効コ
ア断面積Aeffの項を含む時間波形φ(z,τ)の式が
(6)式に使用されている。By substituting n in equation (5) into equation (7), electric field strength | E |
2 is given as an equation including the value of the optical power P that can be directly measured, n 0 obtained by measurement in advance, the effective core area A eff, and n 2 to be obtained. Electric field strength |
E | 2 is the absolute value of the time waveform φ (z, τ) | φ (z, τ)
Since it is related as an amount equivalent to |, this |
By substituting φ (z, τ) | into the equation (3), the time waveform φ (z, τ) becomes an equation including the terms of the optical power P and the effective core area A eff of the measured fiber. The equation of the time waveform φ (z, τ) including the terms of the power P and the effective core area A eff is used in the equation (6).
【0028】なお、時間波形φ(z,τ)は、周波数領
域でのパワスペクトル波形Ψ(z,ω)と(数1)のフ
ーリエ変換で結びついている。The time waveform φ (z, τ) is connected to the power spectrum waveform Ψ (z, ω) in the frequency domain by the Fourier transform of (Equation 1).
【0029】[0029]
【数1】 [Equation 1]
【0030】Ψ(z,ω)は一般に複素数になるが、実
際に測定できるのはこれの絶対値である。従来のSPM
法とXPM法における問題は、群速度分散の影響、つま
り上記非線形シュレディンガ方程式の右辺第1項および
第2項、を無視して、つまり、Ψ (z, ω) is generally a complex number, but it is the absolute value that can be actually measured. Conventional SPM
The problem in the method and the XPM method is that the effect of group velocity dispersion, that is, the first term and the second term on the right side of the above nonlinear Schrodinger equation are ignored, that is,
【0031】β2 =β3 =0・・・・・(8)Β 2 = β 3 = 0 (8)
【0032】とし、さらに、SPM法では入射光パルス
の時間波形がガウシアンで、かつ、周波数チャープがな
いFurther, in the SPM method, the time waveform of the incident light pulse is Gaussian and there is no frequency chirp.
【0033】 φ(0,τ)=φ0 exp {−τ2 /(2Δτ2 )}・・・・・(9)[0033] φ (0, τ) = φ 0 exp {-τ 2 / (2Δτ 2)} ····· (9)
【0034】という特殊な状況を仮定して理論を構築し
たために非線形屈折率を精度よく測定することができな
いという不具合が起こっている。φ0 は入射光パルスの
ピーク電界強度である。本発明は、この2つの仮定を排
除し、群速度分散の影響と入射光パルスの理想からのず
れを考慮に入れて、非線形シュレディンガ方程式に入射
パルスの時間波形および周波数チャープ特性の測定デー
タと、非線形屈折率の暫定値を代入して数値的に解き、
出射光パルスの時間波形および周波数チャープの計算デ
ータを求める。そして、この計算データと出射光パルス
の時間波形および周波数チャープの測定データとを比較
し、両者が一致するまで、非線形屈折率の暫定値を可変
して繰り返し計算を行い、出射パルスの計算上のデータ
と測定データが許容範囲内で一致したときの非線形屈折
率の暫定値を被測定光ファイバの非線形屈折率として確
定するようにしたことにより、正確にファイバの非線形
屈折率が測定できる。Since the theory is constructed assuming the special situation of "non-linear refractive index", the non-linear refractive index cannot be accurately measured. φ 0 is the peak electric field intensity of the incident light pulse. The present invention eliminates these two assumptions and takes into account the influence of group velocity dispersion and the deviation of the incident light pulse from the ideal, and the nonlinear Schrodinger equation is used to measure the time waveform and frequency chirp characteristics of the incident pulse. , Numerical solution by substituting the provisional value of the nonlinear refractive index,
Obtain the calculation data of the time waveform and frequency chirp of the emitted light pulse. Then, this calculation data is compared with the time waveform of the output light pulse and the measurement data of the frequency chirp, and the provisional value of the nonlinear refractive index is varied until the two match, and the repeated calculation is performed. By setting the provisional value of the nonlinear refractive index when the data and the measured data match within the allowable range as the nonlinear refractive index of the optical fiber to be measured, the nonlinear refractive index of the fiber can be accurately measured.
【0035】[0035]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1には本発明に係る光ファイバの非線形屈折率
の測定装置の一実施例の構成が示されている。本実施例
の装置は、光パルス入射手段1と、特性測定部2と、特
性演算部3と、演算データ入力部4と、屈折率確定部5
と、外部表示手段6と、屈折率暫定値自動可変入力部9
とを有して構成されている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of an embodiment of an optical fiber nonlinear refractive index measuring apparatus according to the present invention. The apparatus of this embodiment includes an optical pulse incidence unit 1, a characteristic measuring unit 2, a characteristic calculating unit 3, a calculation data input unit 4, and a refractive index determining unit 5.
External display means 6 and refractive index provisional value automatic variable input section 9
And is configured.
【0036】光パルス入射手段1は、パルス光源7と、
エルビウムドープファイバ増幅器(EDFA)8と、光
バンドパスフィルタ10と、高出力EDFA11と、可変ア
ッテネータ12とを有して構成されている。The light pulse incidence means 1 comprises a pulse light source 7 and
An erbium-doped fiber amplifier (EDFA) 8, an optical bandpass filter 10, a high-power EDFA 11, and a variable attenuator 12 are provided.
【0037】パルス光源7は信号発生器13と、DFBレ
ーザ14を有し、信号発生器13は、300 MHzの正弦波でD
FBレーザ14を駆動する。この信号発生器13の駆動によ
り、DFBレーザ14は、中心波長λが1552.3nm(λ=15
52.3nm)の光パルスを出力する。EDFA8は、この光
パルスを増幅し、光バンドパスフィルタ10に加える。The pulse light source 7 has a signal generator 13 and a DFB laser 14, and the signal generator 13 outputs a D signal with a sine wave of 300 MHz.
The FB laser 14 is driven. By driving the signal generator 13, the center wavelength λ of the DFB laser 14 is 1552.3 nm (λ = 15
52.3nm) optical pulse is output. The EDFA 8 amplifies this optical pulse and adds it to the optical bandpass filter 10.
【0038】光バンドパスフィルタ10は、Δλ=0.05nm
の幅で光パルスのスペクトルの一部を切り出し、光パル
スを整形し、この光パルスを高出力EDFA11に加え
る。高出力EDFA11は光バンドパスフィルタ10から加
えられる光パルスを増幅し、高ピークパワの光パルス列
を発生出力する。可変アッテネータ12は光パワを予め設
定される一定の入射レベルに減衰して被測定ファイバ15
の入射端に入射する。The optical bandpass filter 10 has a Δλ = 0.05 nm
A part of the spectrum of the light pulse is cut out with the width of, the light pulse is shaped, and this light pulse is applied to the high-power EDFA 11. The high output EDFA 11 amplifies the optical pulse applied from the optical bandpass filter 10 and generates and outputs an optical pulse train of high peak power. The variable attenuator 12 attenuates the optical power to a preset constant incident level and measures the fiber 15 under measurement.
Is incident on the incident end of.
【0039】特性測定部2は光オシロスコープ16と分光
分析装置17とを備えており、これら光オシロスコープ16
および分光分析装置17は被測定ファイバ15の入射光パル
ス測定点と出射光パルス測定点にそれぞれ光カプラ18を
介して着脱接続可能となっている。光オシロスコープ16
は被測定ファイバ15の入射パルスと出射パルスの時間波
形を測定するものであり、分光分析装置17は、入射パル
スと出射パルスの周波数チャープ特性とパワスペクトル
波形を測定するものである。The characteristic measuring section 2 is equipped with an optical oscilloscope 16 and a spectroscopic analysis device 17.
The spectroscopic analyzer 17 can be detachably connected to the measurement point of the incident light pulse and the measurement point of the emitted light pulse of the measured fiber 15 through the optical coupler 18, respectively. Optical oscilloscope 16
Is for measuring the time waveforms of the incident pulse and the output pulse of the measured fiber 15, and the spectroscopic analysis device 17 is for measuring the frequency chirp characteristics and the power spectrum waveform of the incident pulse and the output pulse.
【0040】特性演算部3は、演算回路とメモリを内蔵
し、メモリには前述した(6)式の非線形シュレディン
ガ方程式の解法が記憶されており、演算データ入力部4
等から入力されるデータと、特性測定部2で測定される
入射パルスの時間波形およびチャープ周波数特性データ
に基づき、前記(6)式の非線形シュレディンガ方程式
を用いて出射パルスの計算上の時間波形と周波数チャー
プ特性のデータを算出する。The characteristic calculation section 3 has a built-in calculation circuit and a memory, and the memory stores the solution of the above-mentioned nonlinear Schrodinger equation of the equation (6), and the calculation data input section 4
And the like, and the time waveform of the incident pulse measured by the characteristic measuring unit 2 and the chirp frequency characteristic data, the calculated time waveform of the output pulse using the non-linear Schrodinger equation (6). And frequency chirp characteristic data is calculated.
【0041】演算データ入力部4は、特性演算部3の演
算に必要なデータである、入射光パワP、被測定ファイ
バ15のファイバ長z、群速度分散β2 、高次分散β3 、
被測定ファイバ15の光損失α、真空中での光の波数k、
被測定ファイバ15のコアの有効断面積Aeff および被測
定ファイバ15のコアの実効屈折率n0 の値をキーボード
操作等により入力する。これらの各入力データは、予め
実験等により求めて与えられる。その一方で、演算デー
タ入力部4は、特性演算部3へ非線形屈折率n2 の初期
の暫定値を同様に入力する。The operation data input section 4 is data necessary for the operation of the characteristic operation section 3, that is, the incident light power P, the fiber length z of the measured fiber 15, the group velocity dispersion β 2 , the higher order dispersion β 3 ,
Optical loss α of the measured fiber 15, wave number k of light in vacuum,
The values of the effective area A eff of the core of the fiber 15 to be measured and the effective refractive index n 0 of the core of the fiber 15 to be measured are input by keyboard operation or the like. Each of these input data is obtained by experiments in advance and given. On the other hand, the calculation data input unit 4 similarly inputs the initial provisional value of the nonlinear refractive index n 2 to the characteristic calculation unit 3.
【0042】屈折率確定部5は前記特性測定部2で測定
された出射パルスの時間波形および周波数チャープ特性
のデータと、前記特性演算部3で算出された計算上の出
射パルスの時間波形および周波数チャープ特性の計算デ
ータとを比較し、予め与えられている許容範囲内で一致
するか否かを判定する。The refractive index deciding unit 5 has time waveform and frequency chirp characteristic data of the emitted pulse measured by the characteristic measuring unit 2 and calculated temporal waveform and frequency of the emitted pulse calculated by the characteristic calculating unit 3. The calculated data of the chirp characteristic is compared to determine whether or not they match within a predetermined allowable range.
【0043】測定データと計算データが許容範囲を外れ
て不一致のときには、不一致信号を出力する。この不一
致信号を受けて屈折率暫定値自動可変入力部9は、非線
形屈折率n2 の暫定値を微小量可変して特性演算部3に
変更出力する。この屈折率n2 の暫定値の変更は、出射
パルス時間波形および周波数チャープ特性の計算データ
が測定データに一致する方向(近づく方向)に変更され
る。When the measured data and the calculated data are out of the allowable range and do not match, a mismatch signal is output. In response to this non-coincidence signal, the provisional refractive index automatic variable input unit 9 changes the provisional value of the nonlinear refractive index n 2 by a small amount and changes and outputs it to the characteristic calculation unit 3. The change in the provisional value of the refractive index n 2 is changed in the direction in which the calculation data of the emission pulse time waveform and the frequency chirp characteristic coincides with the measurement data (direction of approaching).
【0044】屈折率n2 の変更により、再び特性演算部
3で出射パルスの時間波形および周波数チャープ特性の
データが算出され、その算出された計算データと出射パ
ルスの前記測定データが再び屈折率確定部5で比較さ
れ、両者が許容範囲を越えて不一致のときには、前記屈
折率n2 の変更入力と特性演算部3による出射パルスの
時間波形および周波数チャープ特性データの演算と、そ
の計算データと測定データとの比較が繰り返し行われ
る。そして、出射パルスの時間波形および周波数チャー
プ特性の測定データと計算データが許容範囲内で一致し
たときに、屈折率確定部5は、そのときの屈折率n2 の
暫定値を被測定ファイバ15の非線形屈折率n2 の値とし
て確定する。By changing the refractive index n 2 , the characteristic calculation unit 3 again calculates the data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the output pulse, and the calculated data and the measured data of the output pulse are determined again. When the values are compared in the section 5 and the values do not match with each other beyond the allowable range, the input of the change of the refractive index n 2 and the calculation of the time waveform of the output pulse and the frequency chirp characteristic data by the characteristic calculation unit 3 and the calculation data and measurement thereof are performed. The comparison with the data is repeated. Then, when the measured data and the calculated data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the output pulse match within the allowable range, the refractive index determination unit 5 gives the temporary value of the refractive index n 2 at that time of the measured fiber 15. It is determined as the value of the nonlinear refractive index n 2 .
【0045】外部表示手段6は、前記屈折率確定部5で
確定された被測定ファイバ15の非線形屈折率n2 を表示
器に表示したり、プリンタでプリントアウトする等、適
宜の手段により表示する。The external display means 6 displays the non-linear refractive index n 2 of the fiber 15 to be measured determined by the refractive index determination section 5 on a display or by a suitable means such as printing out by a printer. .
【0046】本実施例の装置は上記のように構成されて
おり、次に、その装置を用いた光ファイバの非線形屈折
率の測定方法を図2のフローチャートに基づき説明す
る。まず、ステップ101 で被測定ファイバ15の入射パル
スの時間波形と周波数チャープ特性の測定がそれぞれ行
われる。また、必要に応じ、入射パルスのパワスペクト
ル波形の測定も同時に行われる。The apparatus of this embodiment is configured as described above, and a method of measuring the nonlinear refractive index of an optical fiber using the apparatus will be described below with reference to the flowchart of FIG. First, in step 101, the time waveform and the frequency chirp characteristic of the incident pulse of the measured fiber 15 are measured. Further, if necessary, the power spectrum waveform of the incident pulse is also measured at the same time.
【0047】次のステップ102 ,103 で、これらの入射
パルスの時間波形と周波数チャープ特性の測定データ
と、出射パルスの時間波形および周波数チャープ特性を
計算により算出するために必要な入射光パワP、ファイ
バ長z、群速度分散β2 、高次分散β3 、ファイバの光
損失α、コアの有効断面積Aeff 、コアの実効屈折率n
0 の各データと非線形屈折率n2 の暫定値とが特性演算
部3にそれぞれ加えられる。In the next steps 102 and 103, the measured data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the incident pulse, and the incident light power P necessary for calculating the time waveform and the frequency chirp characteristic of the emitted pulse are calculated. Fiber length z, group velocity dispersion β 2 , higher-order dispersion β 3 , optical loss α of fiber, effective area A eff of core, effective refractive index n of core
The respective data of 0 and the provisional value of the nonlinear refractive index n 2 are added to the characteristic calculation unit 3, respectively.
【0048】これらの各入力データに基づき、ステップ
104 において、特性演算部3は(6)式の非線形シュレ
ディンガ方程式を用いたスプリット−ステップフーリエ
法(Split-Step Fourier法)によって出射光パルスの時
間波形および周波数チャープ特性のデータを求める演算
を行い、ステップ105 で、演算により求められた出射パ
ルスの時間波形および周波数チャープ特性のデータを屈
折率確定部5に加える。また、ステップ106 で、出射パ
ルスの時間波形および周波数チャープ特性のデータが測
定され、その測定データは同じく屈折率確定部5に加え
られる。この場合も必要に応じ出射パルスのパワスペク
トル波形の測定が同時に行われる。Based on each of these input data, step
In 104, the characteristic calculation unit 3 performs a calculation to obtain the data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the emitted light pulse by the split-step Fourier method using the nonlinear Schrodinger equation (6). In step 105, the data of the time waveform of the output pulse and the frequency chirp characteristic obtained by the calculation are added to the refractive index determining section 5. Further, in step 106, the time waveform of the output pulse and the data of the frequency chirp characteristic are measured, and the measured data is also added to the refractive index determining section 5. Also in this case, the power spectrum waveform of the output pulse is simultaneously measured if necessary.
【0049】屈折率確定部5では、ステップ107 で、出
射光パルスの時間波形および周波数チャープ特性の計算
データと測定データを比較し、予め与えられている許容
範囲内で一致するか否かを比較する。許容範囲を外れて
不一致のときには、ステップ108 で非線形屈折率n2 の
暫定値が変更され、再び変更された非線形屈折率の暫定
値を用いて出射パルスの時間波形および周波数チャープ
特性のデータの算出が行われる。この非線形屈折率n2
の暫定値変更と出射パルスの時間波形および周波数チャ
ープ特性のデータ算出は計算データと測定データが許容
範囲内で一致するまで繰り返し行われる。ステップ108
での非線形屈折率n2 の暫定値の変更は、出射パルスの
時間波形および周波数チャープ特性の計算データが測定
データに一致する方向に(近づく方向に)変更するの
で、非線形屈折率n2 の暫定値を変更して繰り返し演算
を行うことにより、計算データは測定データに近づき、
必ず計算データは測定データと許容範囲内で一致する。In step 107, the refractive index determination section 5 compares the calculated data of the time waveform of the emitted light pulse and the frequency chirp characteristic with the measured data, and compares them in a predetermined allowable range. To do. If the values are out of the allowable range and do not match, the provisional value of the nonlinear refractive index n 2 is changed in step 108, and the temporal waveform of the output pulse and the data of the frequency chirp characteristic are calculated using the changed provisional value of the nonlinear refractive index. Is done. This nonlinear refractive index n 2
The provisional value change and the calculation of the data of the time waveform of the output pulse and the frequency chirp characteristic are repeatedly performed until the calculated data and the measured data match within the allowable range. Step 108
Changing the provisional value of the nonlinear refractive index n 2 of the (in the direction toward) the time waveform and the direction in which calculation data of the frequency chirp characteristic matches the measurement data of the outgoing pulses so change, provisional nonlinear refractive index n 2 By changing the value and repeating the calculation, the calculated data approaches the measured data,
The calculated data always agrees with the measured data within the allowable range.
【0050】出射パルスの時間波形および周波数チャー
プ特性の計算データが許容範囲内で測定データに一致し
たときに、両者が十分な精度で一致したものと判断し、
この一致した計算データの算出に用いた非線形屈折率n
2 の暫定値を被測定ファイバ15の非線形屈折率n2 とし
て確定し、被測定ファイバ15の非線形屈折率の測定を終
了する。When the calculated data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the output pulse agree with the measured data within the allowable range, it is judged that they coincide with each other with sufficient accuracy,
The non-linear refractive index n used to calculate the coincident calculation data
2 of the provisional values determined as a non-linear refractive index n 2 of the measured fiber 15, and ends the measurement of the nonlinear refractive index of the fiber to be measured 15.
【0051】ところで、非線形屈折率の測定を正しく行
い、非線形屈折率n2 の暫定値に真の値を与えた場合に
は、出射光パルスの時間波形と周波数チャープ特性とパ
ワスペクトル波形の計算データと測定データは全て一致
するはずである。しかし、周波数チャープを含む時間波
形とパワスペクトル波形とは前記の(数1)の式で結び
付いており、このことを考慮すれば、特にパワスペクト
ルのデータは考慮しなくてもよく、出射パルスの時間波
形と周波数チャープ特性のデータを用いれば十分であ
る。By the way, when the non-linear refractive index is correctly measured and the provisional value of the non-linear refractive index n 2 is given a true value, the time waveform of the emitted light pulse, the frequency chirp characteristic, and the power spectrum waveform calculation data are calculated. And the measured data should all agree. However, the time waveform including the frequency chirp and the power spectrum waveform are linked by the above equation (Equation 1). If this is taken into consideration, the power spectrum data need not be particularly considered, and the output pulse waveform It is sufficient to use the data of the time waveform and the frequency chirp characteristic.
【0052】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記実
施例では非線形屈折率n2 の暫定値を屈折率暫定値自動
可変入力部9により自動的に可変するようにしたが、こ
れを手動により可変入力するようにしてもよい。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and various embodiments can be adopted. For example, in the above embodiment, the provisional value of the nonlinear refractive index n 2 is automatically changed by the refractive index provisional value automatic variable input unit 9, but it may be manually variably input.
【0053】また、実施例では出射パルスの時間波形と
周波数チャープ特性データを算出する場合、高次分散β
3 を演算入力データとして入力したが、実際の群速度分
散が大きく、高次分散の影響が無視できる場合は、
(6)式の高次分散の項を無視して(β3 =0とし
て)、出射光の時間波形と周波数チャープ特性のデータ
算出を行う場合もあり得る。In the embodiment, when calculating the time waveform of the output pulse and the frequency chirp characteristic data, the high-order dispersion β
Although 3 was input as the calculation input data, if the actual group velocity dispersion is large and the effect of higher-order dispersion can be ignored,
There may be a case where the high-order dispersion term of the equation (6) is ignored (β 3 = 0) and the data of the time waveform of the emitted light and the frequency chirp characteristic are calculated.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明は、群速度分散や周波数チャープ
特性の影響を考慮して、光ファイバの非線形屈折率を求
めるようにしたので、光パルスが光ファイバを伝搬する
ことにより生じる群速度分散や周波数チャープの測定結
果への影響を解消し、正確に光ファイバの非線形屈折率
を測定することができる。According to the present invention, the nonlinear refractive index of the optical fiber is obtained in consideration of the influence of the group velocity dispersion and the frequency chirp characteristic. Therefore, the group velocity dispersion caused by the optical pulse propagating through the optical fiber is obtained. It is possible to accurately measure the nonlinear refractive index of the optical fiber by eliminating the influence of the frequency chirp and the measurement result.
【0055】また、光ファイバの非線形屈折率を測定す
る際に、周波数チャープが全くない理想的な光パルスの
入射を行わなくてもよいので、従来のSPM法による非
線形屈折率の測定に際し要求される細心の注意を払って
の光パルス発生の煩雑な調整作業から解放されるので、
測定調整作業の大幅な簡素化が達成できる。Further, when measuring the nonlinear refractive index of the optical fiber, it is not necessary to enter an ideal optical pulse having no frequency chirp, so that it is required in the conventional SPM method for measuring the nonlinear refractive index. Since it is released from the complicated adjustment work of the light pulse generation with the utmost care,
A great simplification of measurement adjustment work can be achieved.
【0056】前記の如く、本発明によれば、高精度で高
信頼性の非線形屈折率の測定が可能となるので、エルビ
ウムドープファイバ増幅器を用いた光強度の高い無中継
長距離光伝送や光ファイバの非線形性を積極的に利用し
て、長距離大容量伝送を可能にする光ソリトン通信等の
通信網を構築する上で大きな寄与が期待され、その利用
価値は頗る大である。As described above, according to the present invention, it is possible to measure the nonlinear refractive index with high accuracy and high reliability. Therefore, the repeater-free long-distance optical transmission and the optical transmission using the erbium-doped fiber amplifier with high light intensity are possible. It is expected to make a great contribution in constructing a communication network such as optical soliton communication that enables long-distance and large-capacity transmission by positively utilizing the nonlinearity of the fiber, and its utility value is enormous.
【図1】本発明に係る光ファイバの非線形屈折率測定装
置の一実施例を示すブロック構成図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical fiber nonlinear refractive index measuring device according to the present invention.
【図2】本発明における光ファイバの非線形屈折率測定
方法の一実施例を示すフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart showing an embodiment of a method for measuring a nonlinear refractive index of an optical fiber according to the present invention.
【図3】従来の測定法(SPM法)に用いられるパルス
ピークの位相変位が0、3/2π,7/2πの理想波形
を示すパワスペクトル波形図である。FIG. 3 is a power spectrum waveform diagram showing an ideal waveform in which the phase displacement of the pulse peak used in the conventional measurement method (SPM method) is 0, 3 / 2π, and 7 / 2π.
【図4】実際の出射光パルスのパワスペクトル波形の一
例を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a power spectrum waveform of an actual output light pulse.
【図5】光パルスにおける周波数チャープの一例を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of frequency chirp in an optical pulse.
1 光パルス入射手段 2 特性測定部 3 特性演算部 4 演算データ入力部 5 屈折率確定部 9 屈折率暫定値自動可変入力部 15 被測定ファイバ 16 光オシロスコープ 17 分光分析装置 1 Optical pulse injection unit 2 Characteristic measurement unit 3 Characteristic calculation unit 4 Calculation data input unit 5 Refractive index determination unit 9 Automatic refractive index temporary variable input unit 15 Fiber to be measured 16 Optical oscilloscope 17 Spectroscopic analyzer
Claims (3)
入射光パルスの時間波形と周波数チャープ特性のデー
タ、および出射光パルスの時間波形と周波数チャープ特
性のデータを測定し、光ファイバ中を伝搬する光パルス
の時間波形の変化を表す、群速度分散と非線形屈折率の
項を含む非線形シュレディンガ方程式に前記入射光パル
スの時間波形と周波数チャープ特性の測定データおよび
非線形屈折率の暫定値を用いた数値計算手法によって計
算上の出射光パルスの時間波形と周波数チャープ特性の
データを計算し、この計算によって得られた時間波形お
よび周波数チャープ特性の計算データと、前記出射光パ
ルスの時間波形および周波数チャープ特性の測定データ
とを比較し、両者が許容範囲を越えて不一致のときには
一致する方向に非線形屈折率の暫定値を可変して前記同
様に計算データを求めて前記測定データと比較し、両者
が許容範囲内で一致したときの非線形屈折率の暫定値を
被測定光ファイバの非線形屈折率として定めることを特
徴とする光ファイバの非線形屈折率の測定方法。1. An optical pulse is incident on an optical fiber to be measured,
Measure the time waveform and frequency chirp characteristic data of the incident light pulse, and the time waveform and frequency chirp characteristic data of the output light pulse, and express the change of the time waveform of the optical pulse propagating in the optical fiber. The time waveform of the outgoing light pulse calculated by the numerical calculation method using the measured data of the time waveform and frequency chirp characteristics of the incident light pulse and the non-linear refractive index in the nonlinear Schrodinger equation including the term of the nonlinear refractive index The frequency chirp characteristic data is calculated, and the calculated data of the time waveform and frequency chirp characteristic obtained by this calculation and the measured data of the time waveform and frequency chirp characteristic of the emitted light pulse are compared, and both are within an allowable range. When there is a mismatch, the provisional value of the nonlinear refractive index is changed in the matching direction to obtain the calculation data as described above. The comparison with the measured data, the measuring method of the nonlinear refractive index of an optical fiber the provisional value of the nonlinear refractive index, characterized in that defined as the nonlinear refractive index of the optical fiber to be measured when they match within a tolerance Te.
プ特性の計算上のデータを求める数値計算手法はスプリ
ット−ステップフーリエ法(Split-Step Fourier法)で
ある請求項1記載の光ファイバの非線形屈折率の測定方
法。2. The nonlinear refraction of an optical fiber according to claim 1, wherein the numerical calculation method for obtaining the calculation data of the time waveform and the frequency chirp characteristic of the emitted light pulse is the split-step Fourier method. How to measure the rate.
光パルス入射手段と;入射光パルスの時間波形と周波数
チャープ特性、および出射光パルスの時間波形と周波数
チャープ特性を測定する特性測定部と;光ファイバ中を
伝搬する光パルスの時間波形の変化を表す、群速度と非
線形屈折率の項を含む非線形シュレディンガ方程式が与
えられ、この方程式に前記特性測定部で測定された入射
光パルスの時間波形と周波数チャープ特性の測定データ
および非線形屈折率の暫定値を用いた数値計算手法によ
って計算上の出射光パルスの時間波形と周波数チャープ
特性の計算上のデータを求める特性演算部と;この特性
演算部により求められた時間波形および周波数チャープ
特性の計算データと前記特性測定部で測定された出射光
パルスの時間波形および周波数チャープ特性の測定デー
タとを比較し両者が許容範囲内で一致したときの非線形
屈折率の暫定値を被測定光ファイバの非線形屈折率とし
て定める屈折率確定部と;を有する光ファイバの非線形
屈折率の測定装置。3. An optical pulse incidence means for injecting an optical pulse into an optical fiber to be measured; a characteristic measuring section for measuring a time waveform and a frequency chirp characteristic of an incident optical pulse, and a time waveform and a frequency chirp characteristic of an emitted optical pulse. A nonlinear Schrodinger equation including terms of group velocity and nonlinear index of refraction, which represents the change of the time waveform of the optical pulse propagating in the optical fiber, is given, and this equation is used to calculate the incident optical pulse of the incident optical pulse A characteristic calculation unit that obtains calculated data of the time waveform and frequency chirp characteristics of the emitted light pulse calculated by the numerical calculation method using the measured data of the time waveform and frequency chirp characteristics and the provisional value of the nonlinear refractive index; Calculated data of the time waveform and frequency chirp characteristics obtained by the calculation unit and the time waveform of the emitted light pulse measured by the characteristic measurement unit. And the frequency chirp characteristic measurement data are compared, and the provisional value of the nonlinear refractive index when both agree within the allowable range is defined as the nonlinear refractive index of the optical fiber to be measured. Refractive index measuring device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP11775595A JP3291158B2 (en) | 1995-04-19 | 1995-04-19 | Method and apparatus for measuring nonlinear refractive index of optical fiber |
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Publications (2)
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JPH08285728A true JPH08285728A (en) | 1996-11-01 |
JP3291158B2 JP3291158B2 (en) | 2002-06-10 |
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JP3291158B2 (en) | 2002-06-10 |
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