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C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

(1)

目  次

ページ

序文 

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

2

3

  略語

2

4

  装置

2

5

  試料

4

6

  手順

4

7

  計算

6

8

  測定結果

8


C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 12 条第 1 項の規定に基づき,財団法人光産業技術振興協会(OITDA)及

び財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規格を制定すべきとの申出があり,

日本工業標準調査会の審議を経て,経済産業大臣が制定した日本工業規格である。

これによって JIS C 6122-1 及び JIS C 6122-2 は廃止され,その一部を分割して制定したこの規格に置き

換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。経済産業大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。

JIS C 6122

の規格群には,次に示す部編成がある。

JIS C 6122-1-1

  第 1-1 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−光スペクトラムアナライザ法

JIS C 6122-1-2

  第 1-2 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−電気スペクトラムアナライザ法

JIS C 6122-1-3

  第 1-3 部:パワーパラメータ及び利得パラメータ−光パワーメータ法

JIS C 6122-3

  第 3 部:雑音指数パラメータ

JIS C 6122-3-1

  第 3-1 部:雑音指数パラメータ−光スペクトラムアナライザ法(予定)

JIS C 6122-3-2

  第 3-2 部:雑音指数パラメータ−電気スペクトラムアナライザ試験方法

JIS C 6122-5-1

  第 5-1 部:光反射率パラメータ測定方法−光スペクトラムアナライザを用いた測定方

JIS C 6122-6

  第 6 部:漏れ励起光パラメータ測定方法

JIS C 6122-7

  第 7 部:波長帯域外挿入損失測定方法

JIS C 6122-10-1

  第 10-1 部:マルチチャネルパラメータ−光スイッチ及び光スペクトラムアナライザ

を用いたパルス法

JIS C 6122-10-2

  第 10-2 部:マルチチャネルパラメータ−ゲート付き光スペクトラムアナライザを用

いたパルス法

JIS C 6122-10-3

  第 10-3 部:マルチチャネルパラメータ−プローブ法(予定)

JIS C 6122-11-1

  第 11-1 部:偏波モード分散パラメータ−ジョーンズマトリクス固有値解析(JME)


   

日本工業規格

JIS

 C

6122-1-1

:2011

(IEC 61290-1-1

:2006

)

光増幅器−測定方法−第 1-1 部:パワーパラメータ

及び利得パラメータ−光スペクトラムアナライザ法

Optical amplifiers-Test methods-

Part 1-1: Power and gain parameters-Optical spectrum analyzer method

序文 

この規格は,2006 年に第 2 版として発行された IEC 61290-1-1 を基に,技術的内容及び構成を変更する

ことなく作成した日本工業規格である。

なお,この規格で点線の下線を施してある参考事項は,対応国際規格にはない事項である。

この分野には新技術が多く,しかも日々進展中であるため,この規格は,改正版が発行されることが考

えられる。

適用範囲 

この規格は,光スペクトラムアナライザを用いて行う,光増幅器(OA)のパワーパラメータ測定及び利

得パラメータ測定の方法について規定する。

この規格の目的は,光スペクトラムアナライザを用いて,JIS C 6121 の箇条 3(用語,定義及び略語)

で定義する OA の次のパラメータについて,正確かつ信頼性のある測定を行うために必要な一定の条件を

確立することにある。

a)

公称出力信号光パワー

b)

利得

c)

逆方向利得

d)

最大利得

e)

最大利得波長

f)

最大利得温度変動

g)

利得波長帯域

h)

利得波長変動

i)

利得安定度

j)

偏波依存利得変動

k)

大信号出力安定度

l)

飽和出力光パワー

m)

最大入力信号光パワー

n)

最大出力信号光パワー

o)

入力光パワー範囲

p)

出力光パワー範囲


2

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

   

q)

最大全出力光パワー

注記 1  これらのパラメータのうち,技術的に確立されていない項目については,現在 IEC で審議中

である。

この規格は,特にシングルチャネル用 OA に適用することを目的としている。マルチチャネル用 OA に

ついては,IEC 61290-10 シリーズ(マルチチャネルパラメータ測定方法)を参照。

この規格は,商用化されている OA に適用する。ここでいう OA には,光ファイバ増幅器(OFA)

,半導

体光増幅器(SOA)及び平面導波路形光増幅器(POWA)を含む。OFA には希土類添加 OFA 及びラマン効

果を用いた OFA を含む。

注記 2  この規格の対応国際規格及びその対応の程度を表す記号を,次に示す。

IEC 61290-1-1:2006

,Optical amplifiers−Test methods−Part 1-1: Power and gain parameters−

Optical spectrum analyzer method(IDT)

なお,対応の程度を表す記号“IDT”は,ISO/IEC Guide 21-1 に基づき,

“一致している”

ことを示す。

引用規格 

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。この引用

規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS C 6121

  光増幅器−通則

注記  対応国際規格:IEC 61291-1:2006,Optical amplifiers−Part 1: Generic specification(IDT)

略語 

ASE

増幅された自然放出光

(Amplified spontaneous emission)

DBR

分布ブラッグ反射形(半導体レーザ)  [Distributed Bragg reflector (laser diode)]

DFB

分布帰還形(半導体レーザ)

[Distributed feed-back (laser diode)]

ECL

外部共振器形半導体レーザ

[External cavity laser (diode)]

LED

発光ダイオード

(Light emitting diode)

OA

光増幅器

(Optical amplifier)

OFA

光ファイバ増幅器

(Optical fibre amplifier)

POWA  平面導波路形光増幅器

(Planar optical waveguide amplifier)

SOA

半導体光増幅器

(Semiconductor optical amplifier)

装置 

測定系の構成を,

図 に示す。


3

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

a)

  校正 

b)

  入力信号光パワー測定 

c)

  出力光パワー測定 

図 1−光スペクトラムアナライザによる利得及び光パワー測定系の構成 

必要な測定機器及びその所要性能は,次による。

注記 1  この規格で(*)を付けた全ての数値は,測定を確かなものとするための推奨値である。その他

の値を用いることも可能であるが,その妥当性を確認することが望ましい。

a)

光源  光源は,波長固定又は波長可変とする。

波長固定光源  この光源は,個別規格で規定する波長及び光パワーの光を発生する。その他の規定

がない限り,光源は,スペクトル半値全幅が 1 nm(*)以下の連続波を出力する。例えば,DFB レー

ザ,DBR レーザ,外部共振器形半導体レーザ(ECL)又は狭帯域光フィルタ付 LED が適用できる。

DFB レーザ,DBR レーザ又は ECL のサイドモード抑圧比は,30 dB(*)以上とする。出力光パワー変

動は,0.05 dB(*)以下とするが,これは光源の出力側に光アイソレータを接続すれば容易に達成でき

る。

注記 2  レーザ光源の場合,発振スペクトルの裾野の広がりは,最小限とすることが望ましい。

波長可変光源  この光源は,個別規格で規定する波長範囲及び光パワーの光を波長可変で発生する。

その他の規定がない場合,光源は,スペクトル半値全幅が 1 nm(*)以下の連続波を出力する。例えば,

ECL 又は狭帯域光フィルタ付 LED が適用できる。ECL のサイドモード抑圧比は,30 dB(*)以上とす

る。出力光パワー変動は,0.05 dB 以下とするが,これは光源の出力側に光アイソレータを接続すれ

ば容易に達成できる。

注記 3 ECL の発振スペクトルの裾野の広がりは,最小限とすることが望ましい。

LED は,小信号利得の測定にだけ用いる。

注記 4  小信号利得の定義は,JIS C 6121 による。

b)

光パワーメータ  測定確度は,OA の動作波長帯域内で,入力光の偏波状態によらず,±0.2 dB 以内

とする。ダイナミックレンジは,測定対象の利得範囲以上とする(例えば,40 dB)

c)

光スペクトラムアナライザ  スペクトルパワー測定の直線性及び確度は,OA の動作波長帯域で測定


4

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

   

中それぞれ±0.5 dB,±0.2 dB 以内とする。スペクトルパワー測定の偏波依存性は,±0.5 dB 以内,波

長測定確度は,±0.5 nm 以内とする。ダイナミックレンジは,測定対象の利得範囲以上(例えば,40

dB),スペクトル分解能は,1 nm 以下とする。

d)

光アイソレータ  OA を挟んで両端に用いるのが一般的である。光アイソレータの偏波依存損失変動

は 0.2 dB(*)以下,アイソレーションは 40 dB(*)以上,反射率は両端子とも−40 dB(*)以下とする。

e)

可変光減衰器  光減衰器の減衰範囲及び安定性は,それぞれ 40 dB(*)以上,±0.1 dB(*)以内,反射率

は,両端子とも−40 dB(*)以下とする。

f)

偏波制御器  この装置は,入力信号光の全ての偏波[例えば,直線,だ(楕)円,円偏波]状態を提

供する。偏波制御器は,例えば,直線偏光子及びそれに続く全光ファイバタイプの偏波制御器,又は

直線偏光子,それに続く 90°以上回転可能な四分の一波長板,及び 180°以上回転可能な二分の一波

長板で構成する。この装置の損失変動は,0.2 dB(*)以下,反射率は,両端子とも−40 dB(*)以下とする。

偏波制御器を用いることは,偏波依存利得の測定では必須である。また,大きな偏波依存利得変動を

もつ OA のパワーパラメータ及び利得パラメータに高い測定精度が要求される場合には,偏波制御器

を用いることが望ましい。

g)

光ファイバコード  接続する光ファイバコードのモードフィールド径は,OA の入出力端子の光ファ

イバのモードフィールド径にできるだけ一致させる。反射率は,両端とも−40 dB(*)以下,長さは,2

m 以下とする。

h)

光コネクタ  接続損失の再現性は,±0.2 dB 以内とする。

試料 

OA は,公称動作条件で動作する。OA が不要な反射によるレーザ発振を引き起こす可能性がある場合は,

OA の前後に光アイソレータを用いる。これによって信号不安定性及び測定誤差を最小にすることができ

る。

箇条 の j)を除く a)q)のパラメータの測定では,測定の間,入力光の偏波状態を一定に維持する。入

力光の偏波状態の変化は,用いている光部品のもつ僅かな偏波依存性が原因で入力光パワーを変動させる

ことから,測定誤差の原因となる。

手順 

手順は,次による。

a)

利得及び公称出力信号光パワー  この方法は,OA の入力信号光パワーP

in

,出力信号光パワーP

out

及び

信号波長での ASE パワーP

ASE

を測定することによって利得を決定する。測定手順は,次による。

1)

光源を個別規格で規定する測定波長に設定する。光パワーが OA の入力端で個別規格で規定する値

P

in

となるように,光源と可変光減衰器とを設定する。

2)

図 1 a)に示すように光パワーメータで P

in

を測定して,光スペクトラムアナライザを校正する。

3)

図 1 b)に示すように光スペクトラムアナライザで P

in

を測定する。

4)

図 1 c)に示すように光スペクトラムアナライザで P

out

を測定する。

5)

図 1 c)に示すように光スペクトラムアナライザを用い個別規格で規定する方法で P

ASE

を測定する。

偏波制御器を用いる場合は,次の手順による。

6)  P

out

が最小となるように偏波制御器を調整し,P

out

の絶対最小値 P

out-min

を測定する。その後,手順

5)

を再度行う。


5

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

注記 1  P

ASE

測定のためには,幾つかの方法が適用できる。光スペクトラムアナライザのディス

プレイ上で内挿法を用いて信号波長での ASE レベルを求める方法,可変光減衰器と被測

定 OA との間に挿入した偏光子を用いて OA 出力から信号成分を排除することによって,

増幅された信号スペクトルに影響されないで ASE レベルを測定する方法などである。後

者の場合,入力光信号は,30 dB(*)以上の消光比をもつ直線偏波とし,出力光パワーP

out

は全ての偏波状態における平均値とする。偏光子法で十分に信号光パワーを排除するこ

とができなければ,偏光子法に加えて内挿法を併用してもよい。

注記 2  光コネクタ J

1

及び J

2

は,再接続による測定誤差を避けるために,測定中は取り外さない

ことが望ましい。

b)

逆方向利得  a)の手順 1)から 5)までを入出力を入れ替えて行う。

c)

最大利得  波長可変光源を用いて,個別規格で規定する波長範囲を網羅するように,種々の波長にお

いて,a)の手順 1)から 5)までを繰り返す。ただし,手順 1)は,次の手順に置き換える。

1)

指定された波長範囲内の一つの測定波長に波長可変光源の波長を設定する。光パワーが OA の入力

端で個別規格で規定する値 P

in

となるように,波長可変光源と可変光減衰器とを設定する。

注記 3  入力信号のない状態で光スペクトラムアナライザで観測される ASE スペクトルプロフ

ァイルが最大となる波長付近では,その他の規定がない場合,波長は,1 nm(*)以下の間

隔で変化させる。

注記 4  1 550 nm 付近の波長では,干渉じま(縞)計数法を用いた市販の波長計を用いることに

よって±0.01 nm の波長測定確度が達成できる。市販の波長可変の外部共振器形半導体レ

ーザ光源を使用することによって±0.2 nm の波長測定確度が得られる。

d)

最大利得波長  c)と同様とする。

e)

最大利得温度変動  検討中。

f)

利得波長帯域  c)と同様とする。

g)

利得波長変動  c)と同様とする。

h)

利得安定度  検討中。

i)

偏波依存利得変動  a)と同様とする。図 に示す位置に偏波制御器を挿入し,個別規格で規定する偏

波の異なった状態で全ての手順を繰り返す。ただし,手順 1)は,次の手順に置き換える。

1)

個別規格で規定する測定波長に光源波長を設定し,偏波制御器を個別規格で規定する偏波状態に設

定する。光パワーが OA の入力端で個別規格で規定する値 P

in

となるように,光源と可変光減衰器と

を設定する。

注記 5  測定中に原理的には全ての偏波状態が被測定 OA の入力端子に連続的に入力できるよう

に,P

in

P

out

及び P

ASE

の測定後,偏波制御器によって入力信号の偏波状態を変化させる。

注記 6  偏波制御器は,個別規格で規定する方法で操作する。回転可能な四分の一波長板と直線

偏光子とを用いる場合の操作方法は,次のとおりである。OA の出力光パワーが最大に

なるように直線偏光子を調節し,次いで四分の一波長板を 90°まで数ステップにわたっ

て回転させ,その各ステップごとに二分の一波長板を 180°まで数ステップにわたって

回転させる。その他の方法としては,マトリックス演算によって偏波依存利得を測定で

きるように,あらかじめ決められた 4 種類の偏波を選択する方法がある。

注記 7 OA の入力側に接続する光ファイバコードは,応力及び異方性によって生じる偏波状態

の変化を最小にするため,短くかつできるだけ直線状態を保つ。


6

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

   

注記 8  光コネクタの偏波依存損失の変動は,0.2 dB(*)以下とする。

j)

大信号出力安定度  検討中。

k)

飽和出力光パワー  検討中。

l)

最大入力信号光パワー  検討中。

m)

最大出力信号光パワー  検討中。

n)

入力光パワー範囲  検討中。

o)

出力光パワー範囲  検討中。

p)

最大全出力光パワー  検討中。

計算 

計算は,次による。

a)

公称出力信号光パワー  測定した出力信号光パワーの絶対最小値 P

out-min

,ASE パワーレベル(共に,

mW)及び OA と光スペクトラムアナライザとの間を接続する光ファイバコードの挿入損失 L

j

(dB)

とを用いて,公称出力信号光パワーP(dBm)を,次の式によって算出する。

P

=10 log (P

out-min

P

ASE

)+L

j

(dBm)

注記 1  測定誤差は,主に光スペクトラムアナライザの確度によるが,±1.5 dB(*)より小さい。

注記 2  a)(注記 を含む)は,対応国際規格の編集上の誤りによって,対応国際規格にはない事

項である。

b)

利得  信号波長における利得 は,次の式によって算出する。

G

=(P

out

P

ASE

)/P

in

(リニア表示)

又は

G

=10 log [(P

out

P

ASE

)/P

in

]  (デシベル表示)

注記 3  小信号領域は,測定にかかる OA が線形領域で動作するような,十分小さな P

in

の領域であ

る。P

in

に対して をプロットすることによってこれを確認することができる。線形領域は,

利得が P

in

によらない領域である(

図 参照)。−30 dBm∼−40 dBm の P

in

は,一般的にこ

の領域に入っている。

注記 4  測定誤差は,主に偏波依存性に起因する光スペクトラムアナライザの確度に依存するが±

1.5 dB(*)より小さい。直線偏光の光(すなわち,レーザから発生する光)と偏波制御器と

を用いる場合,光スペクトラムアナライザが各測定で常に最小(又は最大)信号光パワー

を示すように OA への入力信号の偏波状態を調整することによって,測定誤差を大幅に減

少させることができる。また,LED は無偏波の光を出すので LED と分光器とを光源とし

て用いる場合,光スペクトラムアナライザの測定誤差を±0.2 dB に低減できる。しかし,

このような光源から得られるパワーはレーザから得られるパワーよりも非常に小さいこと

に注意することが望ましい。

c)

逆方向利得  b)と同様とする。ただし,入力端と出力端とを逆にする。

d)

最大利得  b)によって,種々の波長における利得値を算出する。最大利得は,その最大値で与えられ

る。


7

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

図 2−入力信号光パワー対利得特性 

e)

最大利得波長  d)によって最大利得を算出する。最大利得を得る波長が最大利得波長である。

f)

最大利得温度変動  検討中。

g)

利得波長帯域  d)によって最大利得を算出する。利得が最大利得から dB 低下する波長を決定する。

利得波長帯域は,利得が最大利得と最大利得から N  dB 低下した利得との間の値となる波長区間によ

って与えられる。

注記 5  N=3 の値が代表的に適用される。

h)

利得波長変動  d)によって最大利得を算出する。規定する測定波長範囲で最小利得を計算する。利得

変動は,最大利得と最小利得との差である。

i)

利得安定度  検討中。

j)

偏波依存利得変動  種々の偏波状態での利得を b)によって算出し,最大利得 G

max

と最小利得 G

min

をそれぞれ決定する。偏波依存利得変動 ΔG

p

は,次の式によって算出する。

ΔG

p

G

max

G

min

(デシベル表示)

注記 6  ΔG

p

は,必ずしも偏波依存性利得変動の最大値を示すわけではない。実際には,OA 内部で

の偏波の遷移は温度その他のパラメータに依存し,被測定 OA の損失が最大になるのは,

OA を構成する各光部品へのそれぞれの入力光の偏波状態が同時に各部品の光損失をそれ

ぞれ最大とするときだけである。

注記 7  測定誤差は,主に偏波依存性に起因する光スペクトラムアナライザの確度に依存するが±1

dB(*)より小さい。

k)

大信号出力安定度  検討中。

l)

飽和出力光パワー  検討中。

m)

最大入力信号光パワー  検討中。

n)

最大出力信号光パワー  検討中。

o)

入力光パワー範囲  検討中。

p)

出力光パワー範囲  検討中。


8

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

   

q)

最大全出力光パワー  検討中。

測定結果 

次の測定結果について記載する。

a)

公称出力信号光パワー  次の項目についてその詳細を記載する。

1)

測定系の構成

2)

光源の種類

3)

励起光パワー(測定できる場合)

4)

周囲温度(必要がある場合)

5)

入力信号光パワー  P

in

6)

光スペクトラムアナライザのスペクトル分解能

7)

測定波長

8)

公称出力信号光パワー  P

9)

入力信号光に与えた偏波状態変化

注記 1  a)は,対応国際規格の編集上の誤りによって,対応国際規格にはない事項である。

b)

利得  次の項目についてその詳細を記載する。

1)

測定系の構成

2)

光源の種類

3)

励起光パワー(測定できる場合)

4)

周囲温度(必要がある場合)

5)

入力信号光パワー  P

in

6)

光スペクトラムアナライザのスペクトル分解能

7)

測定波長

8)

利得  G

c)

逆方向利得  b)に記載されている 1)から 7)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記載する。

8)

逆方向利得

d)

最大利得  b)に記載されている 1)から 6)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記載する。

7)

測定波長範囲

8)

最大利得

e)

最大利得波長  b)に記載されている 1)から 6)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記載す

る。

7)

測定波長範囲

8)

光スペクトラムアナライザの波長確度

9)

最大利得波長

注記 2  7)及び 9)は,利得対入力信号波長曲線で代用できる。

f)

最大利得温度変動  検討中。

g)

利得波長帯域  b)に記載されている 1)から 6)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記載す

る。

7)

測定波長範囲

8)

光スペクトラムアナライザの波長確度


9

C 6122-1-1

:2011 (IEC 61290-1-1:2006)

9)

利得波長帯域

10)

波長帯域幅の決定に用いた 

注記 3  7)9)及び 10)は,利得対入力信号波長曲線で代用できる。

h)

利得波長変動  b)に記載されている 1)から 6)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記載す

る。

7)

測定波長範囲

8)

光スペクトラムアナライザの波長確度

9)

利得波長変動

i)

利得安定度  検討中。

j)

偏波依存利得変動  b)に記載されている 1)から 7)までの項目に加え,次の項目についてその詳細を記

載する。

8)

光スペクトラムアナライザのパワー測定確度の偏波依存性

9)

最大及び最小利得 G

max

G

min

10)

偏波依存利得変動

11)

入力信号光に与えた偏波状態変化

k)

大信号出力安定度  検討中。

l)

飽和出力光パワー  検討中。

m)

最大入力信号光パワー  検討中。

n)

最大出力信号光パワー  検討中。

o)

入力光パワー範囲  検討中。

p)

出力光パワー範囲  検討中。

q)

最大全出力光パワー  検討中。

注記 4  k)q)は,対応国際規格の編集上の誤りによって,対応国際規格にはない事項である。

参考文献  IEC 61290-10 (all parts),Optical amplifiers−Test methods−Part 10: Multichannel parameters