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技術 偏光状態測定方法及び装置

出願人 ジェイディーエスファイテルインコーポレイテッド
発明者 ルイスビーアラードロバートアイマクドナルドカレイエムギャレット
出願日 1999年11月26日 (21年11ヶ月経過) 出願番号 1999-335906
公開日 2000年7月18日 (21年3ヶ月経過) 公開番号 2000-199720
状態 未査定
技術分野 各種分光測定と色の測定
主要キーワード 偏光測定器 合計強度 位相遅延素子 機能的要件 分岐面 エネルギー反射率 度直線 エネルギー保存
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図面 (7)

課題

大部分の入力光検出器に導かれるようにした、エネルギー保存型の、偏光状態測定のための光回路及び方法を提供する。

解決手段

入力光ビームの偏光状態は、光のストークスベクトルの4つの成分を測定することにより検査される。これらは、3つの偏光状態、S1:水平直線、S2:45度直線、S3:右回り偏光、及びS0合計強度における光の成分に対応するが、これらの成分を直接ろ波して強度を測定する必要はない。本発明により、互いに既知の関連する3つの任意の偏光状態での強度を測定し、そしてまた合計強度を測定することができる。実際のストークスベクトル成分はこの情報から計算される。3つの偏光ビーム分岐面及びプリズムを有する装置により、入力ビームの偏光状態を測定可能とする一組の等式が解けるように、入力ビームから必要な情報を得るための新規な方法が提供される。

概要

背景

光ファイバ通信においてより長い伝送距離及びより高い情報伝送レートについての要求が増加しているのと同様に、光ファイバ中の光の偏光状態を測定する重要性増している。偏光依存型アイソレータカプラー及び光アンプのようないくつかの光デバイス伝送特性は、それらに入射される光の偏光状態に依存する。これらのデバイスを完全に特徴づけるためには、その光システムの入力及び出力の偏光状態(SOP)の関係を知らなければならない。

一つの知られた光ビームのSOPの測定方法として、そのビーム光路上に波長板及び直線偏光子を一列に配置するものがある。この波長板は、光軸の回りに回転可能であり、典型的には1/4波長板である。その波長板及び偏光子によって伝達された光の強度を測定するために、光センサ光検出器が配置される。測定時、波長板は直線偏光子との関係で光軸の回りを4つの角位置の最小地点に順次回転し、この伝達された光強度をそれぞれの位置で光検出器によって測定する。この方法の欠点は、波長板の機械的な動き及びそれに起因する測定速度の遅さにある。しかも、各光素子を自由空間に一列に配置しなければならないので、そのようなデバイスの小型化は不可能である。

概要

大部分の入力光検出器に導かれるようにした、エネルギー保存型の、偏光状態測定のための光回路及び方法を提供する。

入力光ビームの偏光状態は、光のストークスベクトルの4つの成分を測定することにより検査される。これらは、3つの偏光状態、S1:水平直線、S2:45度直線、S3:右回り偏光、及びS0合計強度における光の成分に対応するが、これらの成分を直接ろ波して強度を測定する必要はない。本発明により、互いに既知の関連する3つの任意の偏光状態での強度を測定し、そしてまた合計強度を測定することができる。実際のストークスベクトル成分はこの情報から計算される。3つの偏光ビーム分岐面及びプリズムを有する装置により、入力ビームの偏光状態を測定可能とする一組の等式が解けるように、入力ビームから必要な情報を得るための新規な方法が提供される。

目的

本発明の目的は、大部分の入力光が検出器に導かれるようにした、エネルギー保存型の、SOP測定のための光回路及び方法を提供することにある。上記先行技術と比較して、本発明の方法及び回路は、偏光測定器に入射される光の多くを「漏らしたり、あるいは退けたり」することはない。本発明にしたがって行われた試験では、光のほとんどが利用され、そして好都合にも、必要とされる光はより少ないものであった。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

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請求項1

下記の工程a)〜h):a)第1のビームを用意し;b)偏光依存の方法で光ビーム分岐し、少なくとも上記ビームの分岐部分を偏光し、及び上記ビームの分岐部分を遅延する光学系を用意し;c)第1のビームを2つのサブビームに分割し;d)上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得るが、上記分割工程c)又はd)の少なくとも一つを偏光依存の方法で行い;e)上記4つの光サブビームの第1のものを偏光素子に通過させて、第1の偏光ビームを得て;f)上記4つの光サブビームの第2のものを位相遅延素子に通過させて、上記4つの光サブビームの第2のものの直交成分間で相対位相を変化させ、次いで、上記ビームを偏光素子に通過させて、第2の偏光ビームを得て;g)上記第1の偏光ビーム、第2の偏光ビーム及び2つの残りのサブビームの強度を検出し;及びh)検出された強度及び上記光学系の属性に応じて、上記入力ビームの偏光状態を測定する;を含むことを特徴とする光ビームの偏光状態測定方法

請求項2

工程h)が、検出された強度に依存して上記光学系を特徴づける等式系を解く工程を含むことを特徴とする請求項1記載の方法。

請求項3

工程f)で規定された上記4つの光サブビームの一つを位相遅延素子に通過させる工程が、全内部反射を与えるために十分な光を臨界角より大きいか又は臨界角に等しい角度で界面にて反射させて、全内部反射によりサブビームの直交偏光成分間で位相オフセットを達成する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の方法。

請求項4

工程f)で規定された上記4つの光サブビームの一つを位相遅延素子に通過させる工程が、上記光を波長板に通過させて、上記サブビームの直交偏光成分間で位相オフセットを達成する工程を含むことを特徴とする請求項2記載の方法。

請求項5

ミュラー形式を用いて4次元偏光状態を取り扱う等式系を規定することを特徴とする請求項2記載の方法。

請求項6

下記の各工程a)〜g):a)第1のビームを用意し;b)第1の光ビームを分岐し、少なくとも上記ビームの分岐部分を偏光し、上記ビームの分岐部分を位相遅延する光学系を用意し;c)第1のビームを2つのサブビームに分割し;d)上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光ビームを得るが、少なくとも上記c)又はd)の分割工程を偏光依存の方法で行い、;e)上記サブビームの少なくとも一つに位相遅れを生じさせ;f)4つの各サブビームの強度を検出し;及びg)検出された強度に応じて、上記光学系を特徴づける等式系を解き、入力ビームの偏光状態を測定する;を含むことを特徴とする光ビームの偏光状態測定方法。

請求項7

位相遅れを生じさせる上記工程が、上記サブビームの少なくとも一つを臨界角と等しいか又は臨界角よりも大きいn角度で界面にて反射させて、全内部反射により上記サブビームの少なくとも一つの直交偏光成分間で位相オフセットを達成する工程を含むことを特徴とする請求項6記載の光ビームの偏光状態測定方法。

請求項8

上記位相遅れが、プリズムの複数の表面でビームが反射できるように少なくとも一つのサブビームをプリズムに通すことによって達成されることを特徴とする請求項7記載の光ビームの偏光状態測定方法。

請求項9

少なくとも一つのサブビームが、上記プリズムの複数の面で一つ又はそれ以上の全内部反射を受けることを特徴とする請求項8記載の光ビームの偏光状態測定方法。

請求項10

下記a)〜e):a)第1のビームを2つの光サブビームに分割するための第1のビームスプリッタと、b)上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得る第2のビームスプリッタと、ただし、少なくとも第1又は第2のビームスプリッタは偏光依存の方法でビーム分岐を行い、c)上記光サブビームの少なくとも一つを位相遅延するための位相遅延部とを含む光学系;d)上記光サブビームの強度を検出するための検出器;及びe)検出された強度に応じて入力ビームの偏光状態を決定する上記光学系の局面を特徴づける等式系を解くための前記検出器と接続された電子処理手段;を含むことを特徴とする第1光ビームの偏光状態測定装置

請求項11

さらに、下記f)〜g):f)上記4つの光サブビームから第1の偏光ビームを得る偏光フィルタ;及びg)上記4つの光サブビームの第2のものを受光するために上記位相遅延部と光学的に結合されて、第2の位相シフトされた偏光ビームを得る偏光素子;を含むことを特徴とする請求項10記載の第1光ビームの偏光状態測定装置。

請求項12

上記位相遅延部が波長板であることを特徴とする請求項11記載の装置。

請求項13

上記位相遅延部が2つの偏光の直交成分間に位相遅延を生じさせることを特徴とする請求項10記載の装置。

請求項14

上記位相遅延部が円偏光又は楕円偏光を付与するものであることを特徴とする請求項10記載の装置。

請求項15

下記a)〜f)a)偏光依存の方法で第1のビームを2つのサブビームα1及びα2に分割するためのビーム分岐界面;b)偏光依存の方法でサブビームα1を2つの更なるサブビームβ1及びβ2に分割するためのビーム分岐界面;c)偏光依存の方法でサブビームα2を2つの更なるサブビームγ1及びγ2に分割するためのビーム分岐界面;d)サブビームα2を位相遅延させるための位相遅延部;e)サブビームβ1、β2、γ1、γ2の強度を検出するための検出器;及びf)検出された強度に応じて入力ビームの偏光状態を決定する上記入力光の局面を特徴づける等式系を解くための上記検出器と接続された電子処理手段;を含むことを特徴とする入力光ビームの偏光状態測定装置。

請求項16

上記位相遅延部がプリズムを含むことを特徴とする請求項15記載の装置。

請求項17

上記プリズムが、内部にサブビームα2が伝達して、2つの異なる入射面で反射するように配向されていることを特徴とする請求項16記載の装置。

技術分野

0001

本発明は、入力光ビーム偏光状態(SOP: State of polarization)を測定するための光回路及び方法に関するものである。なお、この頭字語SOP及びS.o.P.は、本明細書を通して互換可能に用いるものとする。

背景技術

0002

光ファイバ通信においてより長い伝送距離及びより高い情報伝送レートについての要求が増加しているのと同様に、光ファイバ中の光の偏光状態を測定する重要性増している。偏光依存型アイソレータカプラー及び光アンプのようないくつかの光デバイス伝送特性は、それらに入射される光の偏光状態に依存する。これらのデバイスを完全に特徴づけるためには、その光システムの入力及び出力の偏光状態(SOP)の関係を知らなければならない。

0003

一つの知られた光ビームのSOPの測定方法として、そのビーム光路上に波長板及び直線偏光子を一列に配置するものがある。この波長板は、光軸の回りに回転可能であり、典型的には1/4波長板である。その波長板及び偏光子によって伝達された光の強度を測定するために、光センサ光検出器が配置される。測定時、波長板は直線偏光子との関係で光軸の回りを4つの角位置の最小地点に順次回転し、この伝達された光強度をそれぞれの位置で光検出器によって測定する。この方法の欠点は、波長板の機械的な動き及びそれに起因する測定速度の遅さにある。しかも、各光素子を自由空間に一列に配置しなければならないので、そのようなデバイスの小型化は不可能である。

発明が解決しようとする課題

0004

いくつかの偏光測定器が、Leeによる、"IN-LINE FIBER-OPTIC POLARIMETERUSING A FUSED 1X5 STAR COUPLER"という発明の名称の米国特許第5,815,270号に記載されている。先行技術として図1に示されるLeeの偏光測定器は、他の先行技術の偏光測定器と同様に、スプリッターを介する光ビームの分岐と、サブビームの3つの偏光ファイバへの通過に依存するものである。図1において、1×5スターカプラーに入射された単一ビームは、3つの偏光子22、38、40にサブビームを与える。Leeの開示では偏光ファイバが用いられている。Leeのデバイスは所期の機能は果すが、複数の偏光子の使用に基づくこの及び他のデバイスが特に有効であるとはいえない。というのは、Leeのデバイスでは、各偏光子22、38、40に入射されるそれぞれ3つのビームにおける光のほんの一部が利用されるにすぎないからである。言い換えれば、偏光子の出力側の各検出器は、偏光子に入射された光のほんの一部を検出するだけであり、従って、相当量エネルギーが無駄にされているのである。

0005

本発明の目的は、大部分の入力光が検出器に導かれるようにした、エネルギー保存型の、SOP測定のための光回路及び方法を提供することにある。上記先行技術と比較して、本発明の方法及び回路は、偏光測定器に入射される光の多くを「漏らしたり、あるいは退けたり」することはない。本発明にしたがって行われた試験では、光のほとんどが利用され、そして好都合にも、必要とされる光はより少ないものであった。

課題を解決するための手段

0006

本発明によれば、下記の各工程:第1のビームを用意し;偏光依存の方法で光ビームを分岐し、少なくとも上記ビームの分岐部分を偏光し、上記ビームの分岐部分を遅延する光学系を用意し;第1のビームを2つのサブビームに分割し;上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得るが、少なくとも第1のビームの分割又は上記2つのサブビームの分割を偏光依存の方法で行い;上記4つの光サブビームの第1のものを偏光素子に通過させて、第1の偏光ビームを得て;上記4つの光サブビームの第2のものを位相遅延素子に通過させて、上記4つの光サブビームの第2のものの直交成分間で相対位相を変化させ、次いで、上記ビームを偏光素子に通過させて、第2の偏光ビームを得て;上記第1の偏光ビーム、第2の偏光ビーム及び2つの残りのサブビームの強度を検出し;及び検出された強度及び上記光学系の属性に応じて上記入力ビームの偏光状態を測定する;を含む光ビームの偏光状態測定方法が提供される。

0007

さらに、本発明により、下記の各工程:第1のビームを用意し;第1の光ビームを分岐し、少なくとも上記ビームの分岐部分を偏光し、上記ビームの分岐部分を位相遅延する光学系を用意し;第1のビームを2つのサブビームに分割し;上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割し、第1のビームを2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得て;上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得るが、少なくとも第1のビームの分割又は上記2つのサブビームの分割を偏光依存の方法で行い;上記サブビームの少なくとも一つに位相遅れを生じさせ;4つの各サブビームの強度を検出し;及び検出された強度に応じて上記光学系を特徴づける等式系を解き、入力ビームの偏光状態を測定する;を含む光ビームの偏光状態測定方法が提供される。

0008

本発明のもう一つの局面にしたがって、下記a)〜e):
a)第1のビームを2つのサブビームに分割するための第1のビームスプリッタと、
b)上記各2つのサブビームをさらに2つのサブビームに分割して、4つの光サブビームを得る第2のビームスプリッタと、ただし、少なくとも第1又は第2のビームスプリッタが偏光依存の方法で1つのビームを2つのビームに分岐するものであり、
c)上記光サブビームの少なくとも一つを位相遅延するための位相遅延部とを含む光学系;
d)上記光サブビームの強度を検出するための検出器;及び
e)検出された強度に応じて入力ビームの偏光状態を決定する上記光学系の局面を特徴づける等式系を解くための前記検出器と接続された電子処理手段;
を含む第1光ビームの偏光状態測定装置が提供される。

0009

本発明のさらに別の局面にしたがって、下記a〜f):
a)偏光依存の方法で第1のビームを2つのサブビームα1及びα2に分割するためのビーム分岐界面;
b)偏光依存の方法でサブビームα1を2つの更なるサブビームβ1及びβ2に分割するためのビーム分岐界面;
c)偏光依存の方法でサブビームα2を2つの更なるサブビームγ1及びγ2に分割するためのビーム分岐界面;
d)サブビームα2を位相遅延させるための位相遅延部;
e)サブビームβ1、β2、γ1、γ2の強度を検出するための検出器;及び
f)検出された強度に応じて上記入力光の局面を特徴づける等式系を解き入力ビームの偏光状態を決定する前記検出器と接続された電子処理手段:
を含む入力光ビームの偏光状態測定装置が提供される。

0010

本発明に係る装置は、有益なことに、如何なるエアギャップもなく互いに直接結合される3つのビーム分岐立方体を備えて構成される。

発明を実施するための最良の形態

0011

以下、本発明の典型的な実施例を図面を参照しながら説明する。図2を参照すると、デバイス100は、第1の出力ポートに偏光子110aを有し、そして、もう一つの出力ポートに波長板112及び偏光子110bを有するビーム分岐立方体の形態で示されている。ビーム分岐立方体の4つの出力ポートには、それらに入射された光の強度を検出するための光検出器D1〜D4が近接配置されている。ビーム分岐立方体は、3つの界面α、β及びγを形成する3つの三角切片から構成される。

0012

デバイス100を介して伝達される光のSOP及び偏光度DOP)の程度は、ミュラー行列形式を用いて算出される。光波のDOPは、光ビームに含まれる全体の強度に対する偏光分の強度の比率で定義され、数学的表現は以下のとおりである。最初に、偏光付与素子ジョーンズ行列表現が用意され、続いて、この行列が、A.Gerrard及びJ.M.Buchによる、Dover Publications, Inc.により出版された、"Introduction to Matrix Method in Optics"において与えられた手順に従って、ミュラー領域に変換される;その手順は以下のように要約される。次の(式1)をジョーンズ行列、そして、(式2)をJの変換複素共役とする。

0013

0014

Jと等価のミュラー行列は、次の(式3)となる。

0015

0016

ここで用いた方法は、α、β及びγ界面における反射及び透過を考慮したものである。rp、rs、tp及びtsを、それぞれp−及びs−偏光された光波の上記界面におけるフレネル反射及び透過係数とする。ジョーンズ反射行列は次の(式4)であり、そして次の(式5)はジョーンズ透過行列である(これらの行列は、Grant R.Fowlesによる、Dover PublicationsInc.により出版された"Introduction to Modern Optics" 2nd Ed.において定義されている)。

0017

0018

上記規定に従うことによって、それらのミュラー等価物が次の(式6)より得られる。

0019

0020

次に、図2のデバイス100を検討する。検出器Diにおける偏光状態(SOP)を入力SOPに関連づけるミュラー行列は、偏光子又は波長板がない場合、次の(式7)のようになる。

0021

0022

もし今、一般的な次の(式8)を考慮し、それを上記4つの行列と掛け合わせるならば、偏光子又は波長板がないと仮定すると、各出力におけるSOPは次の(式9)により得られる。

0023

0024

ここで各記号は次の(式10)で定義される。

0025

0026

結果として、偏光子又は波長板がない場合の検出器で測定される強度は、もっぱらS0及びS1の関数となり、このことは、次の(式11)で定義される光波のDOPが算出できないことを意味する。45°傾けられた直線偏光子のミュラー行列表現は次の(式12)で表され、0°傾けられた1/4波長板のそれは次の(式13)で表される。

0027

0028

結果として、そのような偏光子110aをD1のちょうど前に配置することにより、次の(式14)が得られる。即ち、ここで測定される強度は、次の(式15)のようになる。

0029

0030

1/4波長板112を検出器4に近接する出力部に配置する場合には、次の(式16)で与えられる新SOPが得られる。

0031

0032

最後に、偏光子100bを波長板112の出力部に対して45°の角度をなすように配置することにより、次の(式17)に示すストークスベクトルが得られる。

0033

0034

要約すれば、偏光子110a、110b及び波長板112を備え、界面α、β及びγを有するビームスプリッタにより、検出器が次の(式18)を測定できるようになるのである。

0035

0036

もちろん、ここでは4つの等式系及び4つの未知数を解くことができ、そしてSOP及びDOPが計算できることとなる。図2の典型的な実施例で示されたビーム分岐界面の配置については、次の条件が満たされなければならない。全ての界面について、次の(式19)を満たす。もし、全てのビーム分岐界面について次の(式20)を満たし、そして全ての界面について次の(式21)を満たすならば、上述の一組の4つの等式は解くことができる。

0037

0038

次の(式22)を満たすこと、即ち、第1の界面が偏光無依存の方法で光を分岐するものであると仮定する。このことは、次の(式23)を満たすことを意味する。上記一組の4つの等式を解くことができるためには、β及びγ界面の両方についてp−及びn−エネルギー反射率のどちらもゼロでないようにされる次の(式24)を満たすことが要求される。さらに、B又はE又はH又はKは、ゼロとは異なるものであることが要求される。このことは、次の(式25)を満たさなければならないことを意味する。

0039

0040

次の(式26)を満たすこと、即ち、β界面が偏光無依存の方法で光を分岐するものであると仮定する。このことは、次の(式27)を満たすことを意味する。一組の4つの等式を解くことができるためには、α及びγ界面の両方についてp−及びn−エネルギー反射率のどちらもゼロでないようにされる次の(式28)を満たすことが要求される。さらに、B又はE又はH又はKは、ゼロとは異なるものであることが要求される。このことは、次の(式29)を満たさなければならないことを意味する。

0041

0042

次の(式30)を満たすこと、即ち、γ界面が偏光無依存の方法で光を分岐するものであると仮定する。このことは、次の(式31)を満たすことを意味する。一組の4つの等式を解くことができるためには、α及びβ界面の両方についてp−及びn−エネルギー反射率のどちらもゼロでないようにされる次の(式32)を満たすことが要求される。さらに、B又はE又はH又はKは、ゼロとは異なるものであることが要求される。このことは、次の(式33)を満たさなければならないことを意味する。

0043

0044

もちろん、異なる条件の適用により本発明の範囲内で予測される、ここには示されない他の多くの典型的な形態をとることができる。ここで図3(a)、(b)を参照して、本発明に係る他の実施例を示す。この実施例は偏光子110a、110b及び波長板112の包含についての要求を排除するものである。図3(a)、(b)の実施例を検討する前に、単純化された概略図として図4が用意されており、図3(a)、(b)に示される本目的を達成するデバイスの機能的要件のいくつかを図示している。

0045

図4は、α、β及びγで示される3つの偏光ビーム分岐界面を含む。さらに、反射面210が包含されており、これはビームに対する面210の入射面が界面αにおける反射の入射面と同平面とならないような方法で、状態bにて界面αから伝達されてきたビームを反射するものである。好ましくは、面210における反射は偏光の水平(p)及び垂直(s)成分を規定するものであり、それらは面210における反射によって規定されたp及びs成分に対して45度の角度をなす。反射間の偏光の本質成分の回転は等式を解くのに必要とされる。図2で示される実施例においては、1/4波長板を通してサブビームを通過させることによって位相遅れ(retardation)が達成されるが、図3(a)、(b)の実施例では、2つのプリズム面にビームを反射することによって、全内部反射で十分な位相遅れが達成される。

0046

ここで図3(a)に戻ると、それぞれがビーム分岐界面α、β、γを有する3つのビーム分岐立方体310、320及び330を備えたデバイスが示されている。これらの界面は、いずれの界面α、β、γに入射される光も完全に同一の偏光成分を有するビームには分岐されないように選択される;ビーム分岐立方体310、330には、それらのビーム分岐立方体に対して略45度の角度で配置されたプリズム340が接触している。この回転、例えば45度は、上記一組の等式を解くのに十分な情報を得るために必要である。動作時、入力ビームはビーム分岐立方体(BSC)310の端部に入力される。この入力ビームは偏光依存の方法でサブビームα1及びα2に分岐される。サブビームα1はまっすぐに伝達され、通路終端でBSC320に入射し、そこで偏光依存の方法でサブビームβ1及びβ2に分岐される。サブビームα2はプリズム340に入射され、そして2回反射される。このプリズムは、サブビームα2をその内部に伝達させ、そして2つの異なる入射面で反射させるように配向されている。このプリズムは本例では45度傾けられており、それは、そのビームが、プリズム340の第1の入射面における第1の面340a、及び、続く第2の入射面における第2の面340bの2つの異なる入射面において反射を受け、ビーム分岐立方体330に入射し、そこで、S3及びS4にそれぞれ対応する2つのサブビームγ1及びγ2(γ1≠γ2)に分けられるのを保証するためである。

0047

図5は、図3(a)、(b)に示す本発明に係るデバイスのより完全な詳細図を示すものである。もちろん符号D1〜D4で示される検出器は、必要とされる等式系を解くために、好適にプログラムされたプロセッサ又はコンピュータに結合されなければならない。各種検出器におけるSOPを入力部におけるそれに関連付ける行列は、次の(式34)で与えられる。ここで、次の(式35)は回転行列のミュラー表現であり、これのジョーンズ形式における表現は次の(式36)のようになる。

0048

0049

全内部反射を表現する行列は次の(式37)のように表わされ、それを自身と掛け合わせると次の(式38)が得られる。ミュラー形式で表現すると、最終的な行列は次の(式39)のようになる。

0050

0051

界面反射によって偏光を測定するための一組の一般化された等式を下の(式40)に示す。未知数のストークスベクトルS0は、既知偏光変換部Mを伴った4つの光素子を通過して、ストークスベクトルSiを伴う4つの新しい光ビームを生成する。

0052

0053

4つの強度測定値Diは、4つのストークスベクトルSi0の第1要素に比例する。要素Si1は、4つの強度測定値Diを導く上記4つの偏光変換部に対応する4つのミュラー行列の最上列から次の(式41)のように計算される。ここで、kは比例定数である。

0054

0055

これは、未知数のストークスベクトルS0の構成要素について解くために使用可能な4つの等式の線形系である。その等式を書き直すと次の(式42)のようになる。行列Γはデバイスを調整することにより確立される。そして、この入力ストークス偏光ベクトルは次の(式43)の行列演算によって決定される。

0056

0057

もちろん、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、本発明に係る他の多くの実施例を考えることができる。例えば、図6はその他の実施例を示すものであり、そこには、3つのビーム分岐立方体62a、62b及び62cが、予め決められた方法で配向されており、そしてプリズム68と光学的に結合されている。

図面の簡単な説明

0058

図11×5スターカプラーを用いた直列ファイバ光偏光測定器の先行技術の概略図である。
図2入力光ビームの偏光状態を測定するための本発明に係る(操作手段を省いた)デバイスである。
図3(a)、(b)は本発明に係る図2に示されたデバイスの他の実施例の図である。
図4本発明で必要とされる具体物のいくつかを説明するために示される概略図である。
図5図3(a)、(b)に示された本発明の実施例のより詳細な図である。
図6本発明の他の実施例の詳細な図である。

--

0059

α、β、γ 界面
310、320、330ビーム分岐立方体
340 プリズム

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