[发明专利]光纤的偏振特性测定方法、拉丝方法、异常位置确定方法及光纤传送通路的构造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤的偏振特性测定方法、使用该方法的光纤 拉丝方法、异常位置确定方法、光纤传送通路的构造方法。

背景技术

目前，作为限制光纤通信系统的高速化、长距离化的主要原因， 已知光纤内的偏振模色散(PMD：Polarization Mode Dispersion)。

其中，PMD是由光纤的双折射(Birefingence)，导致在该光纤 内传输的两个正交偏振模之间产生群延时差的现象。另外，双折射是 由光纤的纤芯非圆或作用于光纤上的外部压力等非各向同性的应力， 使光纤中传输的两个正交偏振模成分之间的简并化解除，而使各模的 折射率产生差异的现象。表示双折射的大小的参数、即双折射率(B) 由以下算式(1)表示。

[算式1]

B＝|nx-ny|  ……(1)

在这里，nx、ny是各正交偏振模的等价折射率。

光纤在某区间内具有相同的双折射的情况下，传输光则一边周 期性地改变偏振状态一边传输。该周期称为拍长(L_B)，相对于双 折射率(B)具有由以下算式(2)表示的关系。

[算式2]

L_B＝λ/B    ……(2)

在这里，λ是光的波长。

由于上述光纤中的纤芯非圆、或向光纤施加的应力在长度方向 上不同，所以逐渐需要在光纤的长度方向上测定双折射率和拍长等偏 振特性分布的技术。

响应于上述要求，作为测定光纤的沿长度方向的偏振特性分布 的技术，在专利文献1中公开了POTDR(Polarization Optical Time Domain Refrectometer)。但是，POTDR的距离分辨率通常是m量级 的，不适于测定短拍长或短区间内的光纤特性的变化。

另外，在专利文献2中公开了利用布里渊散射的拍长测定技术。 该专利文献2中公开的技术，采用BOFDA(Brillouin Optical Frequency Domain Analysis)作为布里渊增益的测定方式，其距离分 辨率是1.22m及5.5m。但是，即使通过该BOFDA，也难以以更小的 距离分辨率来测定布里渊增益的振动、即与PMD相关的拍长等光纤 特性。

另一方面，在专利文献3中，作为利用布里渊散射的布里渊增 益测定方法，公开了B OCDA(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis)。

布里渊散射是指在光纤中传输光(泵浦光)时，由泵浦光使光 纤中产生声波，通过该泵浦光和声波的相互作用，使泵浦光的一部分 向后方散射的现象。这时，散射光的频率向低频侧移动。在传输有与 泵浦光相对地传输的光(探测光)的情况下，在光纤内产生的散射光 成为对探测光进行放大的增益。在石英类光纤中，泵浦光和探测光之 间的频率差为大约10GHz时该增益为最大，将此时探测光得到的增 益称为布里渊增益。

布里渊增益也随着泵浦光和探测光的相对偏振状态的不同而变 化。例如，在光纤内的某位置，泵浦光和探测光的偏振一致时布里渊 增益为最大，在偏振正交时布里渊增益为0。

光纤在某区间内具有相同的双折射率的情况下，泵浦光和探测 光以拍长(L_B)作为一个周期，一边周期性地改变偏振状态一边彼 此逆向地传输。因此，布里渊增益也沿光纤的长度方向周期性地变动， 其变动周期(L_P)由以下的算式(3)表示(参照图1)。

[算式3]

L_P＝L_B/2  ……(3)

此外，图1是用于说明利用布里渊散射进行拍长测定的原理的 图。在该图1中，区域(a)表示被测定对象即光纤7的测定位置P1～ P4。区域(b)表示区域(a)所示的光纤7的各个测定位置P1～P4 处的泵浦光的偏振状态。区域(c)表示区域(a)所示的光纤7的各 个测定位置P1～P4处的探测光的偏振状态。另外，区域(d)表示 光纤7的沿长度方向的布里渊增益及其周期(布里渊增益周期)。

专利文献1：美国专利第6724469号