mø m Ç{ ¢© ° Ë ÑV È ¥8 ý Ä Z ذ Ë ÑÅ X Ø÷ m Ç õ m Í m X ê s ¤X N ËÊ Ý ÷ s Ú½ Êy ¢ ç g Ë
¤Â 6 Ò* å · " k Ú) ç ∗
ô
Dz D G ³ ðï r õ < Æ ½ ¨" é ¶ l ì ø ͳ ðï r Â Ò ª 6 £ x6 x SI ê Á , @ / 305-340
T
% r )
/ B
N Å Ò@ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , / B N Å Ò 314-701 (2006¸ 7 Z 4 20{ 9 ~ Ã Î6 £ §)
é
ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´õ é ß © ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i ¦, 8 £ ¤& ñ õ _ ø @$ í ` ¦ S X Ð l 0 A # 8
£ ¤& ñ Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î % i . ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ É r ² D G ] j l ³ ðï r r_ \ " f ½ ©& ñ ¦ e H l ï r8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O cutback ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x % i ¦ é ß © 8 £ ¤& ñ É r ½ ¨Â Òa Ë >l ï r ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x # à º' % i . 8 £ ¤& ñ \ 6 x
)
a F g$ 3 Ä » r « Ñ H Corning _ é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä » (SMF28)s 9 U ´s H 21 km s . 8 £ ¤& ñ Ô ¦S X ¸ _
¨ î ½ Ó3 l q É r 8 £ ¤& ñ ì ø Í4 ¤$ í , F g " é ¶ î ß & ñ ¸, × æd © _ & ñ S X ¸ 1 p x s 9, s ½ Ó3 l q[ þ t É r © % ò % i s 1200 nm ∼ 1600 nm ½ ¨ç ß \ " f 1 l x{ 9 ¸| Ü ¼ Ð ì ø Í4 ¤8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ \ @ /ô Ç ^ S X
© Ô ¦S X ¸ (k=2) H 0.02 dB s ? / Ð ¨ î ÷ &% 3 ¦ F g$ 3 Ä »_ é ß © É r ± 3 nm _ Ô ¦S X ¸ Ð 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã
º e % 3 .
PACS numbers: 06.20.F, 42.81
Keywords: é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä », 8 £ ¤& ñ Ô ¦S X ¸, ì rF g < Hz ´, é ß ©
I. " e  ] Ø
F
g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´ É r F g$ 3 Ä »_ : £ ¤$ í ¨ î ½ Ó3 l q × æ \
"
f © l : r s ÷ & H 8 £ ¤& ñ | ¾ Ós 9, F g: x \ " f ñ ² ú _
´ òÖ ¦ x 9 ø @$ í ` ¦ ó ø Íé ß ½ + É Ã º e H l : r 8 £ ¤& ñ | ¾ Ós Ù ¼ Ð F
g$ 3 Ä » : £ ¤$ í 8 £ ¤& ñ ì r \ " f × æ כ ¹ > d ÷ & ¦ e . ¢ ¸ ô
Ç Z } É r & ñ S X ¸\ ¦ ° ú H F g$ 3 Ä » < Hz ´ 8 £ ¤& ñ l Õ ü t É r F g$ 3 Ä » ]
j ¸ / B N& ñ \ " f Z } É r ø @$ í ` ¦ ° ú ¦ F g$ 3 Ä »_ ¦¾ ¡ §| 9 ` ¦ Ä
»t ½ + É ÷ r ë ß m , F g: x r Û ¼% 7 ` ¦ ´ òÖ ¦& h Ü ¼ Ð ½ ¨$ í
¦ Ä »t H X < Ö ¸6 x ) a [1,2].
s
ü < ° ú É r F g$ 3 Ä » < Hz ´ 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O É r cutback method, back scattering method, insertion method 1 p x s e H X <, s
× æ \ " f cutback method H Z } É r 8 £ ¤& ñ & ñ S X ¸\ ¦ ° ú ¦ e
l M :ë H \ ² D G ] j: x ½ + Ë (ITU) x 9 ² D G ] j l l Õ ü t 0 A" é ¶
r (IEC) \ " f l ï r 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ] jr ¦ e [3–5].
² D
G ? /\ " f H cutback ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # ] j ) a F g$ 3 Ä » _
< Hz ´ 8 £ ¤& ñ © u è> h ÷ &% 3 . 8 £ ¤& ñ è/ å L$ í ` ¦ ° ú H s
© u H 1310 nm % ò % i õ 1550 nm % ò % i \ " f < Hz ´` ¦ 8 £ ¤
&
ñ ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, 7 £ x ³ ðï rÓ ü t| 9 (CRM)` ¦ ë ß × ¼ H X < s 6 x
∗
E-mail: [email protected]
¦ e . Õ ª Q s © u H < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e H
© % ò % i s V , t · ú § ¦, ô Ç © \ " f 8 £ ¤& ñ ½ + É M : F g$ 3 Ä »
\
¦ ] X é ß K l M :ë H \ F g$ 3 Ä »_ U ´s  ú ª t H ë H ]
j& h s e . : £ ¤ y # Q © \ " f < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É M : ´ ú §
É
r r ç ß s 2 ; [6]. F g: x \ 6 x ÷ & H © # 3 0 A
S X
© ÷ & " f V , É r © % ò % i \ " f_ ì rF g : £ ¤$ í & ñ Ð\ ¦ Ø
Ô ¦ & ñ S X > 8 £ ¤& ñ ½ + É 9 כ ¹ e [7].
ô
Ǽ # F g$ 3 Ä »_ é ß © É r F g$ 3 Ä » Ð y n Cs | ¨ c M : LP
11 ¸× ¼ é ß ÷ &l r H Ä »´ ò © ` ¦ _ p H X <
é
ß { 9 ¸× ¼ Ð 1 l x H © % ò % i ` ¦ & ñ H × æ כ ¹ô Ç כ ¹ è
) a . é ß © É r F g$ 3 Ä »\ ½ ¨Â Òa Ë >` ¦ ë ß [ þ t ¦ F gØ ¦§ 4 _
ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ # ½ ¨½ + É Ã º e [8].
: r 7 Hë H \ " f H ² D G ] j& h Ü ¼ Ð / B N ) a cutback ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6
x # é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´` ¦ 1200 nm ∼ 1600 nm _ F g @ /% i © % ò % i \ " f 8 £ ¤& ñ % i . 8 £ ¤& ñ & ñ S X ¸ ¾ Ó
© 0 AK Z } É r î ß & ñ ¸\ ¦ ° ú H Ñ þ Ò oF g " é ¶ õ ì rF g l \ ¦ s 6 x
# © ½ ¨ç ß ` ¦ 5 Å q& h Ü ¼ Ð É r 5 Å q ¸ Ð 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e
H © u \ ¦ ½ ¨$ í # ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦ 8 £ ¤& ñ ø @$ í S X
Ð\ ¦ 0 AK 8 £ ¤& ñ Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î % i . F g$ 3 Ä »_ é ß { 9
¸× ¼ à º' : £ ¤$ í ` ¦ & ñ H é ß © ° ú כ` ¦ ½ ¨ ¦ Õ ª õ
ÐÂ Ò' 8 £ ¤& ñ Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î % i .
-14-
Fig. 1. Experimental setup for the spectral attenuation measurements in single-mode optical fiber.
II. ¤X N Ë U ê s0 n É õ m Í ÷ m Ç] M ö X ê sV
1. Ä Z ذ Ë ÑÅ X Ø÷ m Ç ¤X N Ë U ê s0 n É õ m Í ÷ m Ç] M ö X ê sV
F
g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f ² D G ] j& h Ü ¼ Ð / B N
) a ~ ½ ÓZ O cutback ~ ½ ÓZ O ` ¦ 6 x % i . cutback ~ ½ ÓZ O
É
r F g$ 3 Ä » ì rF g < Hz ´_ & ñ _ РÒ' f ] X Ä » ¸K è q à º e
H 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O s . F g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ l _ y n C_ [ jl ü <
F
g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ ô Ç Ê ê_ [ jl \ ¦ q § # < Hz ´` ¦ ½ ¨ H
~
½ ÓZ O Ü ¼ Ð F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´` ¦ d (2.1)õ ° ú s & ñ _ ô Ç
[6,7].
A(λ) = −10Log
10P
f(λ) P
i(λ)
[dB] (2.1)
#
l \ " f A(λ) H © \ É r ì rF g < Hz ´, P
f(λ) H F g$ 3 Ä
»\ ¦ : x õ ô Ç Ê ê_ y n C_ [ jl , P
i(λ) H F g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ l
2 m dummy F g$ 3 Ä »\ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç y n C_ [ jl s . ì r F
g < Hz ´ A(λ)\ ¦ F g$ 3 Ä »_ ^ U ´s L Ð ¾ º ì rF g < H z
´> à º α(λ)\ ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .
α(λ) = − 10
L Log
10P
f(λ) P
i(λ)
[dB/km] (2.2) Fig. 1 É r é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ ` ¦ 0 Aô Ç z ´ +
« > © u s . s © u H Ñ þ Ò oF g " é ¶, chopper, ì rF g l , lock- in amplifier, InGaAs detector Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e . 8 £ ¤& ñ F g
"
é
¶ É r V , É r © @ /% i \ " f 1 l x H Ã º& ñ ½ + É Ð p Ï þ á Ôs 9, Z } É r î ß & ñ ¸_ À Ó/ B N/ å L l Ð ] j# Q ) a . ì rF g l _
© ì r K % ò % i É r 300 nm  Ò' 1800 nms 9 é ß Ò oF g _ @ /
% i
; ¤ É r 10 nm s . @ /% i ; ¤ É r ì rF g l _ Ø ¦§ 4 é ß \ _ þ ta Å @` ¦ [ O
u # ¸] X ½ + É Ã º e (0.37 mm _ þ ta Å @` ¦ 6 x @ /
% i
; ¤ É r 10 nm). Ï þ á Ô\ " f : r y n C É r chopper \ ¦ : x õ
" f ` O Û ¼ Ð ¸÷ & 9 lock-in amplifier detector_
ñ\ ¦ 7 £ x; ¤ ô Ç . Detector H InGaAs detector \ ¦ 6 x % i
. Dummy F g$ 3 Ä » H F g$ 3 Ä » Ð ² ú ) a F g " é ¶ _ Ø ¦§ 4 ì r
í\ ¦ î ß & ñ o l 0 AK 6 x ÷ & 9 ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ¦
H F g$ 3 Ä »ü < 1 l x{ 9 ô Ç F g$ 3 Ä »\ ¦ 6 x % i .
ì
rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f 6 x ô Ç F g$ 3 Ä » H Corn- ing _ é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä » (SMF28)s ¦ U ´s H 21.18 km s . Cutback ~ ½ ÓZ O ` ¦ s 6 x # F g$ 3 Ä »_ ì rF g < H z
´` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f, Ä º ì rF g l \ " f ¸ H é ß Ò o F
g` ¦ Dummy F g$ 3 Ä »_ { 9 § 4 é ß \ þ j& h Ü ¼ Ð { 9 r .
Dummy F g$ 3 Ä »ü < 8 £ ¤& ñ F g$ 3 Ä »\ ¦ Ö 6 x Ã Ì ¦ ( < Hz ´ : 0.01 dB s ? /), © ` ¦ 1200 nm  Ò' 1600 nm t 2 nm ç
ß Ü ¼ Ð or v 9 F g$ 3 Ä » = å Q é ß \ " f_ [ jl (P
f(λ))` ¦ 8
£ ¤& ñ ô Ç . Ö 6 x Ã Ì ` ¦ ô Ç Â Òì r \ " f 8 £ ¤& ñ F g$ 3 Ä » A á ¤ Ü ¼ Ð 10 cm t & h ` ¦ ] X é ß ¦ detector\ ô Ç Ê ê ° ú É r ~ ½ ÓZ O Ü
¼ Ð [ jl (P
i(λ))` ¦ 8 £ ¤& ñ # ì rF g < Hz ´` ¦ ½ ¨ô Ç . ¸ H 8
£ ¤& ñ É r 5 r s © ì ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ ô Ç .
z
´+ « > © u _ [ jô Ç ª x 9 z ´+ « > ¸| ` ¦ & ñ o 6
£
§ õ ° ú .
- Fiber : SMF28 21.18 km
(length measured by Agilent 86038B) - Dummy Fiber : 2 m
- Source : 8.5 A, 100 W Quartz halogen lamp - Chopper frequency :180 Hz
- Monochromator : 600 grooves/mm (blaze wavelength : 1.6 µm) - Measurement resolution : 10 nm - Measurement interval (step) :
2 nm and 5s of sweep time - Detector : InGaAs photodiode 1100 nm ∼ 1700 nm - Measurement Range : 1200 nm ∼ 1600 nm
- Temperature range : 21.4
◦C ± 0.4
◦C - Humidity : 50 % ± 0.2
2. m X ê s (cutoff wavelength) ¤X N Ë U ê s0 n É õ m Í
÷ m
Ç] M ö X ê sV é
ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »\ " f 2 LP
11 ¸× ¼_ é ß © É r é ß { 9
¸× ¼ Ð+ 1 l x H © % ò % i ` ¦ & ñ ½ + É M : B Ä º × æ כ ¹ ô
Ç p ' s . 2 ¸× ¼_ Ø ¦§ 4 É r F g$ 3 Ä » l : r 1 LP
01 ¸× ¼ü < 2 LP
11 ¸× ¼ç ß _ ç ß [ O \ _ ô Ç ¸ ú 6 £ §` ¦ { 9 Ü
¼v ¦, É r ¸× ¼ü < q h A (beating)\ _ K µ 1 ÏÒ q t ) a × æ
` O
Û ¼ H r Û ¼% 7 _ @ /% i ; ¤ s y è H õ \ ¦ íA ô Ç .
é ß © 8 £ ¤& ñ É r ½ ¨Â Òa Ë > l ï r ~ ½ ÓZ O (bend reference
method : BRM) Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ 9 8 £ ¤& ñ © u H Fig. 1 õ
1
l x{ 9 . 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O É r / B GÒ ¦ ì ø Í â s 150 mm s © _ " é ¶ + þ
A À Òá Ô\ ¦ s ê r F g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ ô Ç y n C_ [ jl P
s(λ) ü <
É
r / B GÒ ¦ ì ø Í â (30 mm s )_ " é ¶+ þ A À Òá Ô\ ¦ s ê r F g$ 3 Ä »
\
¦ : x õ ô Ç y n C_ [ jl P
b(λ)\ ¦ ½ ¨ d (2.3)` ¦ s 6 x
#
y W < Hz ´q \ ¦ ½ ¨½ + É Ã º e .
R = 10Log
10P
s(λ)
P
b(λ) [dB] (2.3)
#
l " f R
λ É r ¿ º ñ_ y W < Hz ´q , P
s(λ) H ½ ¨Â Òa Ë > ì ø Í
â
s 9 þ t M : (150 mm s © ) F g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ ô Ç y n C_ [ jl , P
b(λ) É r ½ ¨Â Òa Ë > ì ø Í â s ` ¦ M : (30 mm s © ) F g$ 3 Ä »\ ¦ :
x õ ô Ç y n C_ [ jl s . s M : é ß © É r y W < Hz ´q
© © l ï r \ " f 0.1 dB 7 £ x ) a t & h _ © Ü ¼ Ð & ñ _
) a [8].
III. ÷ s Ú½ Êy ¢ ç g Ë [9, 10]
#
Q " Ó ü t o | ¾ Ó` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK " f H $ 8 £ ¤& ñ | ¾ Ó, 8 £ ¤& ñ
~
½ ÓZ O , 8 £ ¤& ñ ] X [ þ t` ¦ & h ] X y & ñ _ ¦ " î r K ô Ç . 8 £ ¤
&
ñ õ H 8 £ ¤& ñ | ¾ Ó_ ° ú כ\ @ /ô Ç H ° ú כ ¢ ¸ H Æ Ò& ñ ° ú כ{ 9 ÷ r s
Ù ¼ Ð, Õ ª ° ú כ\ @ /ô Ç Ô ¦S X ¸ < Êa " î r | ¨ c M : q Ð è
¢ -
a K .
ì
rF g < Hz ´_ Ô ¦S X ¸ ¨ î כ ¹ É r 8 £ ¤& ñ ì ø Í4 ¤$ í , F g " é ¶ _ î
ß & ñ ¸, × æd © & ñ S X ¸, U ´s 8 £ ¤& ñ ¸ x 9 é ß ©
½ Ó3 l q 1 p x s 9, s ½ Ó3 l q[ þ t _ Ô ¦S X ¸ H y 8 £ ¤& ñ ° ú כ_ ¨ î ç H Ü ¼
ÐÂ Ò' z ´+ « > ³ ðï r¼ # \ ¦ ½ ¨ # ¨ î % i .
z
´+ « >ì r í ß É r e _ Ð H ª q ( S X Ò ¦ à º)_ S X Ò ¦ì r
í_ ì r í ß σ
2` ¦ Æ Ò& ñ H כ Ü ¼ Ð" f 6 £ § d (4.1)Ü ¼ ÐÂ Ò '
½ ¨½ + É Ã º e .
s
2(q
k) = 1 (n − 1)
n
X
k=1
(q
k− q)
2(4.1)
#
l \ " f q É r S X Ò ¦ Ã º, q H n > h_ 8 £ ¤& ñ ° ú כ\ @ /ô Ç í ß Õ ü t
¨ î
ç H, q
k H n > h_ 1 l qw n ) a 8 £ ¤& ñ ° ú כs . σ
2(q) = σ
2/n _ þ j
&
h Æ Ò& ñ ° ú כ 7 £ ¤, ¨ î ç H q _ ì r í ß \ @ /ô Ç þ j& h Æ Ò& ñ ° ú כ É r 6 £ § d
(4.2)õ ° ú s Å Ò# Q .
s
2(q) = s
2(q
k)
n (4.2)
¨ î
ç H _ z ´+ « >ì r í ß s
2(q) ü < ¨ î ç H _ z ´+ « >³ ðï r¼ # s(q) H ¨ î ç
H q q_ l @ /° ú כ` ¦ \ O ¸ ú Æ Ò& ñ H \ ¦ & ñ | ¾ Ó& h Ü ¼
Ð ? /Ù ¼ Ð q\ @ /ô Ç Ô ¦S X ¸_ ' ¸ Ð 6 x ½ + É Ã º e
. Õ ª QÙ ¼ Ð n> h_ 1 l qw n ) a ì ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ ° ú כ X
i,k ÐÂ Ò'
&
ñ ) a { 9 § 4 | ¾ Ó X
i\ @ / # , Æ Ò& ñ ° ú כ x
i= X
i_ ³ ðï r Ô ¦S X
¸ u(x
i) H d (4.1)õ d (4.2) ÐÂ Ò' 6 £ § õ d (4.3)° ú s
è q à º e .
u(x
i) = s(X
i) =
1 n(n − 1)
n
X
k=1
(X
i,k− X
i)
2 1/2(4.3)
s
X O > ½ ¨ô Ç u
2(x
i) = s
2(X) ü < u(x
i) = s(X) H y y A + þ
A ì r í ß õ A+ þ A ³ ðï r Ô ¦S X ¸ ) a .
ô
Ǽ # , B+ þ A Ô ¦S X ¸ H õ 8 £ ¤& ñ X <s ' , §& ñ x 9 l
& ñ " f_ X <s ' , 6 x ô Ç Ã Ð ¦ « Ñ_ Ô ¦S X ¸ü < ° ú s ì ø Í 4
¤ ) a ' a8 £ ¤ Ü ¼ ÐÂ Ò' % 3 # Qt t · ú § É r { 9 § 4 | ¾ Ó_ Æ Ò& ñ ° ú כÜ ¼ Ð
"
f ¨ î | ¨ c à º e .
:
x © 8 £ ¤& ñ | ¾ Ó` ¦ ì ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ ½ + É M : r ç ß & h , / B N ç ß & h Ü ¼ Ð \ V 8
£
¤ ½ + É Ã º \ O > 1 l x s Ò q tU ´ â Ä º 8 £ ¤& ñ ¸ \ ¦ Ð& ñ l 0 A K
' a8 £ ¤ _ S Ã º\ ¦ Z þ ta Ë >Ü ¼ Ð+ × ¦{ 9 Ã º e . : r z ´+ « >\
"
f H Ô ¦S X ¸ ¨ î \ ¦ 0 AK ½ Ó : r, ½ Ó_ þ v z ´+ « >z ´ Ä »t ¨ 8 â \
"
f î ß & ñ ¸ Ä ºÃ ºô Ç F g " é ¶ õ 8 £ ¤& ñ r Û ¼% 7 ` ¦ ½ ¨» ¡ ¤ # 8 £ ¤
&
ñ & ñ S X ¸\ ¦ ¾ Ó © # 8 £ ¤& ñ ¸ \ ¦ þ j è o % i ¦, Ô ¦S X
¸ כ ¹ \ l # H ' a8 £ ¤ ° ú כ [ þ t _ 8 £ ¤& ñ ì ø Í4 ¤$ í s Ä ºÃ º
#
8 £ ¤& ñ _ S Ã º H 5 r\ ¦ & h 6 x % i .
z
´+ « > õ _ ' a8 £ ¤ ° ú כ\ @ /ô Ç Ô ¦S X ¸ ¨ î H d (4.2)ü <
d
(4.3)` ¦ & h 6 x # A x 9 B+ þ A Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î ¦ ½ + Ë$ í Ô
¦S X ¸ x 9 S X © Ô ¦S X ¸\ ¦ > í ß % i .
IV. ¤X N Ë + s ÇÊ Ý
F
g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK 10 nm ì rF g ; ¤
`
¦ ° ú H F g " é ¶` ¦ 8 £ ¤& ñ F g$ 3 Ä »\ { 9 r v ¦ cutback ~ ½ ÓZ O
`
¦ & h 6 x # ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . ì rF g < Hz ´8 £ ¤& ñ \ Å Ò
Ð l # H Ô ¦S X ¸ ½ Ó3 l q É r F g " é ¶ _ × æd © & ñ S X ¸, 8 £ ¤
&
ñ ì ø Í4 ¤$ í , F g " é ¶ _ î ß & ñ ¸, U ´s 8 £ ¤& ñ & ñ S X ¸, F g Ø ¦ l
+ þ A$ í 1 p x 5 t ½ Ó3 l q Ü ¼ Ð ½ ©& ñ ½ + É Ã º e ¦, s ½ Ó3 l q[ þ t \
@
/K " f Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î % i .
Fig. 2 É r é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ s
. ì rF g l _ Ø ¦§ 4 é ß \ ; ¤ s 0.37 mm y _ þ ta Å @` ¦ [ O u
# é ß Ò oF g _ ; ¤` ¦ 10 nm Ð ¸& ñ % i . 8 £ ¤& ñ
© % ò % i É r 1200 nm  Ò' 1600 nm t s 9 8 £ ¤& ñ ç ß É r 2 nm s . 8 £ ¤& ñ F g$ 3 Ä » H é ß { 9 ¸× ¼ 21.18 km F g$ 3 Ä »s 9, s
F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´ É r 1310 nm x 9 1550 nm\ " f y y 7.62 dB ü < 4.63 dB Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 .
F
g " é ¶ _ ì rF g: £ ¤$ í É r F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r$ 3 l (OSA: Ando AQ 6317B)\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r$ 3 l
H 8 £ ¤& ñ è/ å L$ í ` ¦ Ä »t ¦ e H §& ñ 6 x [ j 9 E $
Fig. 2. The spectral attenuation of optical fiber (SMF28).
Fig. 3. Output spectrum of source measured by the monochrometer.
(
12C
2H
2) Û ¼ ì r _ R9 l ï r f ¨ Ã º ` ¦ s 6 x # §
&
ñ % i .
Fig. 3 H F g Û ¼& 7 à Ô! 3 ì r$ 3 l \ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ô Ç F g
"
é
¶ _ ì rF g: £ ¤$ í X < × æd © s 1550 nm F g " é ¶ _ Ø ¦§ 4 Û
¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ ? / ¦ e . 8 £ ¤& ñ ì r K 0 p x É r 0.05 nm s 9 3 dB ì ø Íu ; ¤ \ " f ì rF g ; ¤ É r 10 nm Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . F g
"
é
¶ É r © 1200 nm\ " f 1600 nm ^ 8 £ ¤& ñ ½ ¨ç ß \ " f 10 nm _ ì rF g ; ¤` ¦ ° ú H .
0
Aü < ° ú s 8 £ ¤& ñ ô Ç F g " é ¶ _ ì rF g: £ ¤$ í & ñ Ð\ ¦ s 6 x #
×
æd © _ & ñ S X ¸ x 9 Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î % i . × æd © _
& ñ S X ¸\ ¦ ¨ î l 0 AK " f ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç ©
% ò
% i 1200 nm  Ò' 1600 nm t 100 nm ç ß Ü ¼ Ð 5 > h_ © ` ¦ y y 1 l qw n & h Ü ¼ Ð 5 8 £ ¤& ñ % i ¦ Õ ª 8 £ ¤& ñ
õ H Fig. 4 ü < ° ú . Fig. 4_ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð 5 > h_ © \ " f þ j@ /_ Ô ¦S X ¸ H 1400 nm \ " f 0.003 dB _
õ ° ú כ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 .
Fig. 4 H y 8 £ ¤& ñ © \ " f & ñ S X ¸ü < ³ ðï r¼ # \ ¦
?
/ H X < 1200 nm \ " f y y þ j@ / 0.47 nmü < ± 0.008 nm_
Fig. 4. Accuracy and standard deviation of center wave- length for source.
Fig. 5. Experimental standard deviation of repeatability for spectral attenuation.
° ú
כ` ¦ ° ú H . 8 £ ¤& ñ F g " é ¶ _ © 1400 nm\ " f © & ñ S X
¸ H −0.05 nm s ¦, ³ ðï r¼ # H ± 0.09 nm Ð É r
© \ q K © @ /& h Ü ¼ Ð ß ¼> 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 H X < s H z ´+ « >z ´
¨ 8
â \ " f / B N l × æ \ _ þ v ¸ 50 % ± 0.2 %\ ¦ ¦ 9ô Ç OH
−\ _ ô Ç f ¨ Ã º Å Ò " é ¶ Ü ¼ Ð 6 xÙ þ ¡l M :ë H s .
ì
ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ \ _ ô Ç Ô ¦S X ¸ H y y _ © \ " f 5 8 £ ¤& ñ
)
a ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ õ \ @ /ô Ç ³ ðï r¼ # \ ¦ ½ ¨K " f > í ß
½
+ É Ã º e . Fig. 5 É r ì rF g < Hz ´` ¦ 5 r 8 £ ¤& ñ # > í ß ô Ç ì
ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ \ @ /ô Ç ³ ðï r¼ # \ ¦ Ð# Å Ò ¦ e . ì ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ
\
_ ô Ç Ô ¦S X ¸ H ^ 8 £ ¤& ñ % ò % i \ " f 0.008 dB s e
`
¦ S X ½ + É Ã º e .
F
g " é ¶ _ î ß & ñ ¸ H dummy F g$ 3 Ä »\ ¦ : x õ ô Ç y n C_ [ jl
\
¦ { 9 & ñ r ç ß 1 l x î ß 8 £ ¤& ñ # Ø ¦§ 4 o\ ¦ ½ ¨ ¦ ³ ðï r¼ #
\ ¦ ½ ¨ # > í ß ½ + É Ã º e . Fig. 6 É r F g " é ¶ _ î ß & ñ ¸\
@
/ô Ç ³ ðï r¼ # \ ¦ ^ 8 £ ¤& ñ % ò % i \ " f > í ß ô Ç ° ú כs . s M
: þ j@ / ³ ðï r¼ # H 0.007 dB s s 9 Ô ¦S X ¸ H 0.003
dB s .
Table 1. Uncertainty budget of the spectral attenuation for single mode fiber.
Uncertainty sources Standard deviation Uncertainty Degrees of
(SMF28) (dB) (dB) freedom Type
Repeatability 0.008 0.004 4 A
Source stability 0.007 0.003 4 A
Center wavelength accuracy
(1200 nm ∼ 1600 nm) − 0.003 4 A
Detector linearity − 0.004 − B
Fiber length (21.18 km) 0.035 × 10
−60.01 × 10
−69 A
Combined standard uncertainty 0.007
Expanded uncertainty, k=2 0.014
Cut-off wavelength ± 3 nm
(@ 1223 nm) ± 3 nm
(≤1260 nm corning) 11 A
Fig. 6. Experimental standard deviation of source sta- bility.
F
g$ 3 Ä » U ´s 8 £ ¤& ñ \ É r ¸ H NIST ³ ðï rÓ ü t| 9 (SRM 2524) Ð §& ñ ) a Ò oì r í ß x 9 < Hz ´ 8 £ ¤& ñ © q (PDLA, Agilent 86038B)\ ¦ s 6 x % i [11]. 8 £ ¤& ñ É r 10 ì ø Í4 ¤
%
i ¦ F g$ 3 Ä » \ ¦ _ ^ U ´s H 21183.2155225 m Ð 8 £ ¤& ñ s
÷ &% 3 . U ´s 8 £ ¤& ñ \ _ ô Ç © @ / Ô ¦S X ¸ H 10
−6dB & ñ
¸ Ð B Ä º É r Ô ¦S X ¸\ ¦ ° ú H .
t } Ü ¼ Ð Ø ¦ l _ + þ A$ í \ @ /ô Ç Ô ¦S X ¸ ¨ î s
. Ø ¦ l H Hamamatsu (G8370 > \ P )_ InGaAs\ ¦
6 x % i ¦ InGaAs > \ P Ø ¦ l _ + þ A$ í É r 10
−8A \
"
f 10
−4A s _ F g À Ó\ @ /K " f 0.08 % (k=2) s s
Ù ¼ Ð [12], Ø ¦ l \ _ ô Ç Ô ¦S X ¸ H 0.004 dB s _
° ú
כÜ ¼ Ð ¨ î ÷ &% 3 .
ô
Ǽ # é ß © É r 2 m U ´s _ é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »\ ¦ 6 x
# 8 £ ¤& ñ % i . 8 £ ¤& ñ © u H ì rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É M :ü <
° ú
¦, 8 £ ¤& ñ ~ ½ ÓZ O É r ½ ¨Â Òa Ë > l ï r ~ ½ ÓZ O ` ¦ & h 6 x % i . é ß
© ` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 AK LP
01 ¸× ¼ü < LP
11 ¸× ¼ 1 l x r \
> r F ½ + É Ã º e ¸2 ¤ 8 £ ¤& ñ F g$ 3 Ä »\ ì ø Í â 150 mm_ ½ ¨Â Òa Ë >
Fig. 7. The cutoff wavelength of optical fiber (SMF28).
`
¦ ë ß [ þ t ¦ È Òõ ) a Ø ¦§ 4 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . z ´+ « > ¸| ` ¦ 1 l x{ 9
> Ä »t ô Ç Ê ê F g$ 3 Ä »_ · ú ¡é ß \ ì ø Í â 30 mm_ ½ ¨Â Òa Ë >
`
¦ ë ß [ þ t # Q LP
11 ¸× ¼\ ¦ y Wr v ¦ Ø ¦§ 4 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i .
¸ H 8 £ ¤& ñ É r 12 ì ø Í4 ¤ 8 £ ¤& ñ % i .
Fig. 7 É r H ì ø Í â _ ½ ¨Â Òa Ë >` ¦ ë ß H Ê ê 8 £ ¤& ñ ô Ç Ø ¦§ 4 P
s, É r ì ø Í â ½ ¨Â Òa Ë >` ¦ ë ß H Ê ê 8 £ ¤& ñ ô Ç Ø ¦§ 4 P
bü < ¿ º Ø ¦§ 4 _
q R` ¦ ? / ¦ e . s M : é ß © É r & ñ _ \ _ K
"
f R / B G _ © © { l ï r \ " f 0.1 dB © 5 p x H t
& h _ © s . Fig. 7\ " f é ß © É r 1223 nm e ` ¦ S X
½ + É Ã º e ¦ s M : Ô ¦S X ¸ H ± 3 nm Ð ¨ î ÷ &% 3 .
t
F K t F g$ 3 Ä » ì rF g < Hz ´8 £ ¤& ñ _ Ô ¦S X ¸ כ ¹ \ @ /
# y y Ô ¦S X ¸ ¨ î \ ¦ % i ¦ Õ ª õ \ ¦ 7 á x ½ + Ë # þ j 7
á
x Ô ¦S X ¸\ ¦ Table 1 õ ° ú s % 3 ` ¦ à º e % 3 . ½ ¨» ¡ ¤ ô Ç © u
Ð ¨ î ) a ì rF g < Hz ´õ é ß © _ 8 £ ¤& ñ Ô ¦S X ¸ H é ß { 9
F g " é ¶` ¦ s 6 x ô Ç F g$ 3 Ä » < Hz ´ 8 £ ¤& ñ õ ü < [6] q §Ù þ ¡` ¦ M
: 8 £ ¤& ñ ø @ ¸\ ¦ ¾ Ó © r ~ ´ Ã º e H õ \ ¦ % 3 % 3 . F g$ 3 Ä
» ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ \ " f Ô ¦S X ¸\ Å Ò Ð l # H ½ Ó3 l q \
@
/ô Ç y y _ Ô ¦S X ¸\ ¦ ¨ î < ÊÜ ¼ Ð+ 8 £ ¤& ñ õ \ ¦ ø @½ + É
Ã
º e ¦ S X w n ) a 8 £ ¤& ñ ³ ðï r É r ' aº í ß \ O ^ \ 8 £ ¤& ñ è/ å L$ í
`
¦ Ä »t ½ + É Ã º e ` ¦ כ s .
V. + s Ç Â ] Ø
F
g: x r Û ¼% 7 \ " f Å Ò Ð 6 x H é ß { 9 ¸× ¼ F g$ 3 Ä »_ ì
rF g < Hz ´` ¦ 8 £ ¤& ñ l 0 Aô Ç 8 £ ¤& ñ © u \ ¦ ½ ¨$ í % i . s
© u H Ñ þ Ò oF g õ é ß Ò oF g © u \ ¦ s 6 x # l > r _ © u
Ð 8 £ ¤& ñ © % ò % i s V , ¦ Â ú ª É r r ç ß \ > 8 £ ¤` ¦ ½ + É Ã º e
. s © u \ ¦ s 6 x # ì rF g < Hz ´õ é ß © ` ¦ 8 £ ¤& ñ
% i Ü ¼ 9, ì rF g < Hz ´ 8 £ ¤& ñ õ _ ø @$ í ` ¦ S X Ð l 0 A K
Ô ¦S X ¸ ¨ î \ ¦ Ã º' % i . ì rF g < Hz ´_ Ô ¦S X ¸ ¨ î כ
¹ É r 8 £ ¤& ñ ì ø Í4 ¤$ í , F g " é ¶ _ î ß & ñ ¸, × æd © & ñ S X ¸, U
´s 8 £ ¤& ñ ¸ x 9 é ß © ½ Ó3 l q 1 p x s 9, þ j7 á x S X © Ô ¦ S X
¸ H 0.014 dB Ð ¨ î ÷ &% 3 .
s
8 £ ¤& ñ õ H F g$ 3 Ä »_ ì rF g < Hz ´ CRM` ¦ ] j
¦ OTDR 1 p x _ > 8 £ ¤ © q \ ¦ §& ñ H X < 6 x ÷ & 9 F g$ 3 Ä
» ] j ¸ r ' aº l ' a \ ] j/ B N # 8 £ ¤& ñ è/ å L$ í ` ¦ Ä » t
H X < s 6 x| ¨ c כ s .
Y
c p w à U Ø ô
[1] Measurement Standards for Information and Telecommunication, KRISS/IR-2002-013, 2001.
[2] Extension of Measurement Standards, KRISS/IR- 2003-018, 2002.
[3] ITU Recommandation G.650: Definition and Test Methods for the Relevant Parameters of Single- Mode Fibers.
[4] IEC 60793-1-40, Measurement Methods and Test Procedures-attenuation.
[5] IEC 61300-3-4, Examinations and Measurements- attenuation.
[6] D. H. Lee, J-W. Ryu and J-C. Seo, SAEMULLI (New Phys.) 49, 259 (2004).
[7] J. Stone, H. E. Earl And R. M Derosier, Rev. Sci.
Instrum. 53, 197 (1981).
[8] D. L. Franzen, J. Lightwave Techno. 1, 128 (1985).
[9] KRISS Guide to the Expressoin of Uncertainty in Measurement, KRISS-99-070-SP, 1999.
[10] Examples of the Evaluation and Expression of Uncertainty in Measurement KRISS/SP-2005-028, 2005.
[11] NIST Standard Reference Material 2524 : Optical Fiber Chromatic Dispersion Standard. Serial No.
0001.
[12] H. W. Yoon, J. J. Butler, T. C. Larason and G. P.
Eppeldauer, Metrologia 40, s154 (2003).
Measurement of the Spectral Attenuation and the Cutoff Wavelength in a Single-mode Optical Fiber and Uncertainty Evaluation
Han Young Ryu and Ho Suhng Suh
∗Quantum Application SI Laboratory Division of Physical Metrology Korea Research Institute of the Standards and Science, Daejeon 305-340
Duck Hee Lee
Department of Physics, Kongju National University, Kongju 314-701 (Received 20 July 2006)
We measured the spectral attenuation and the cutoff wavelength in the an optical fiber and evaluated the uncertainty in the reliability as a result of measurement. To measure the spectral attenuation and the cutoff wavelength, we applied the cutback method and the bend reference method as recommended reference methods at IEC and ITU-T. The test fiber was SMF28 from Corning. The measurement wavelength range was 1200 nm ∼ 1600 nm. The factors in the uncer- tainty evaluation were the source stability, the center wavelength, the repeatability, the length, and the linearity of detector. The total extended uncertainty (k=2) of the spectral attenuation was less than 0.02 dB. Also, we were able to measure the cutoff wavelength of the test fiber to within an uncertainty of ± 3 nm.
PACS numbers: 06.20.F, 42.81
Keywords: Single mode optical fiber, Spectral attenuation, Cutoff wavelength, Uncertainty
∗