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公開番号2025122395
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-21
出願番号2024017843
出願日2024-02-08
発明の名称GOSNRを測定する装置及び方法
出願人アンリツ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類G01J 4/04 20060101AFI20250814BHJP(測定;試験)
要約【課題】本開示は、非線形雑音パワーを加えたGOSNRを信号光から測定可能にすることを目的とする。
【解決手段】本開示は、信号光を光ファイバ伝送路(93)に伝搬させることで得られたストークスパラメータを用いて、前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー(P_nl)とASE雑音パワー(P_ase)を合わせたトータル雑音パワー(P_total-noise)を算出し、前記トータル雑音パワーを用いてGOSNR(Generalized Optical Signal to Noise Ratio)を測定する演算処理部(14)を備える、GOSNR測定装置である。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
信号光を光ファイバ伝送路（９３）に伝搬させることで得られたストークスパラメータを用いて、前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）とＡＳＥ雑音パワー（Ｐ
ａｓｅ
）を合わせたトータル雑音パワー（Ｐ
ｔｏｔａｌ－ｎｏｉｓｅ
）を算出し、前記トータル雑音パワーを用いてＧＯＳＮＲ（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を測定する演算処理部（１４）を備える、
ＧＯＳＮＲ測定装置。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記演算処理部は、
前記光ファイバ伝送路に入力された信号光パワー（Ｐ
ｓｉｇ
）に対する３次の非線形光学項を用い、
前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）に応じた偏光成分の係数（ｋ
ＰＬ
）及び非偏光成分の係数（ｋ
ＮＰＬ
）を前記３次の非線形光学項に適用することで、前記非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）を算出する、
請求項１に記載のＧＯＳＮＲ測定装置。
【請求項３】
前記演算処理部は、
ストークスパラメータを用いて非偏光雑音パワー（Ｐ
ＮＰＬｎｏｉｓｅ
）を算出し、
前記ｋ
ＰＬ
及び前記Ｐ
ｓｉｇ
を用いて偏光雑音パワー（Ｐ
ＰＬｎｏｉｓｅ
）を算出し、
前記非偏光雑音パワー及び前記偏光雑音パワーを加算することにより、トータル雑音パワー（Ｐ
ｔｏｔａｌ－ｎｏｉｓｅ
）を求める、
請求項２に記載のＧＯＳＮＲ測定装置。
【請求項４】
前記演算処理部は、
第１の信号光を前記光ファイバ伝送路に伝搬させることで得られたストークスパラメータを用いて第１の測定パワーＰ
ｔｏｔａｌ
（Ｌ
１
）及び第１の非偏光雑音パワーＰ
ＮＰＬｎｏｉｓｅ
（Ｌ
１
）を算出し、前記第１の信号光とは信号光パワーの異なる第２の信号光を前記光ファイバ伝送路に伝搬させることで得られたストークスパラメータを用いて第２の測定パワーＰ
ｔｏｔａｌ
（Ｌ
２
）及び第２の非偏光雑音パワーＰ
ＮＰＬｎｏｉｓｅ
（Ｌ
２
）を算出し、
前記第１の測定パワーＰ
ｔｏｔａｌ
（Ｌ
１
）、前記第１の非偏光雑音パワーＰ
ＮＰＬｎｏｉｓｅ
（Ｌ
１
）、前記第２の測定パワーＰ
ｔｏｔａｌ
（Ｌ
２
）及び前記第２の非偏光雑音パワーＰ
ＮＰＬｎｏｉｓｅ
（Ｌ
２
）を用いて、前記第１の信号光での信号光パワーＰ
ｓｉｇ
（Ｌ
１
）又は前記第２の信号光での信号光パワーＰ
ｓｉｇ
（Ｌ
２
）を算出する、
請求項２に記載のＧＯＳＮＲ測定装置。
【請求項５】
前記第１の信号光及び前記第２の信号光は、信号光パワーの比αが既知であり、
前記演算処理部は、次式を用いて、前記第１の信号光の信号光パワーＰ
ｓｉｇ
（Ｌ
１
）を算出する、
請求項４に記載のＧＯＳＮＲ測定装置。
TIFF
2025122395000004.tif
12
170
【請求項６】
第１の信号光を光ファイバ伝送路（９３）に伝搬させることで、第１のストークスパラメータを測定する第１の測定手順と、
前記第１の信号光とは信号光パワーの異なる第２の信号光を光ファイバ伝送路に伝搬させることで、第２のストークスパラメータを測定する第２の測定手順と、
を備え、
演算処理部（１４）が、前記第１のストークスパラメータ及び前記第２のストークスパラメータを用いて、前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）とＡＳＥ雑音パワー（Ｐ
ａｓｅ
）を合わせたトータル雑音パワー（Ｐ
ｔｏｔａｌ－ｎｏｉｓｅ
）を算出し、前記トータル雑音パワーを用いてＧＯＳＮＲ（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を算出する、
ＧＯＳＮＲ測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光ファイバにおけるＧＯＳＮＲを測定する装置及び方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
光ファイバで高パワーの光を伝搬させると、ガラス中で非線形分極が生じ、様々な非線形光学現象が発生する。例えば、光ファイバでは、カー効果によって、入射光の光パワーに比例して光ファイバの屈折率が変化する。このため、自己位相変調（ＳＰＭ：ＳｅｌｆＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、及び相互位相変調（ＸＰＭ：ＣｒｏｓｓＰｈａｓｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）が発生する。ＳＰＭは、信号光自身の光パワーによって引き起こされたカー効果で屈折率変化が生じ、これによって位相変調がかかる現象である。ＸＰＭは、他の光信号の光パワーによって引き起こされたカー効果で屈折率変化が生じ、これによって位相変調がかかる現象である。また、光ファイバ中で発生する主な非線形光学現象には、２波長以上の信号光が入力されたときに、信号光間のビートであらたな波長の光が生じる四光波混合（ＦＷＭ：ＦｏｕｒＷａｖｅＭｉｘｉｎｇ）などがある。
【０００３】
このような非線形光学現象が光ファイバ中で発生すると、光学的応答の線形性消失に伴う波形劣化や入射光以外の波長発生によるクロストークの悪化などが発生し、これらの非線形雑音が光ファイバを伝搬する信号品質を悪化させる。このため、自然放出光（ＡＳＥ：ＡｍｐｌｉｆｉｅｄＳｐｏｎｔａｎｅｏｕｓＥｍｉｓｓｉｏｎ）雑音に非線形雑音を加えたトータル雑音によって、光ファイバ伝搬信号後の光信号対雑音比（ＧＯＳＮＲ：ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を測定することが求められている。
【０００４】
ＧＯＳＮＲは、ＡＳＥ雑音によるＯＳＮＲ
ＡＳＥ
、及び非線形雑音によるＯＳＮＲ
ＮＬ
を考慮すると、次式で表すことができる。
１／ＧＯＳＮＲ＝１／ＯＳＮＲ
ＡＳＥ
＋１／ＯＳＮＲ
ＮＬ
＝（ＡＳＥ雑音パワー＋非線形雑音パワー）／信号光パワー
【０００５】
ストークスパラメータ測定部を備え、信号光の光スペクトル及び偏光状態が測定できる光スペクトラムアナライザが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。しかし、特許文献１は、信号光からＡＳＥ雑音パワーを測定することは可能であるが、非線形雑音パワーを加えたＧＯＳＮＲを測定することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１０－００２１９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本開示は、非線形雑音パワーを加えたＧＯＳＮＲを信号光から測定可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
非線形分極は入射光の光電場の２乗および３乗に比例した項の和で表される。２次の非線形光学項の係数は２次の非線形光学感受率、３次の非線形光学項の係数は３次の非線形光学感受率と呼ばれる。光ファイバの非線形光学現象は、光ファイバがコアの中心軸を中心とする点対称な構造であることから、主に３次の非線形光学感受率によって引き起こされる。そこで、本開示では、３次の非線形光学項を用いて非線形雑音パワーを測定する。
【０００９】
本開示のＧＯＳＮＲ測定装置は、信号光を光ファイバ伝送路（９３）に伝搬させることで得られたストークスパラメータを用いて、前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）とＡＳＥ雑音パワー（Ｐ
ａｓｅ
）を合わせたトータル雑音パワー（Ｐ
ｔｏｔａｌ－ｎｏｉｓｅ
）を算出し、前記トータル雑音パワーを用いてＧＯＳＮＲ（ＧｅｎｅｒａｌｉｚｅｄＯｐｔｉｃａｌＳｉｇｎａｌｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ）を測定する演算処理部（１４）を備える。
【００１０】
前記演算処理部は、
前記光ファイバ伝送路に入力された信号光パワー（Ｐ
ｓｉｇ
）に対する３次の非線形光学項を用い、
前記光ファイバ伝送路における非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）に応じた偏光成分の係数（ｋ
ＰＬ
）及び非偏光成分の係数（ｋ
ＮＰＬ
）を前記３次の非線形光学項に適用することで、前記非線形雑音パワー（Ｐ
ｎｌ
）を算出してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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