散效应，输入光信号的传播速度按照频率而变化。换言之，输入光信 号中包含的各频率成分的相位偏离，输入光信号的时间波形展开。示出该色散效应的特性 的值是色散参数。
[0083] 此外，非线性光学效应是光（例如像超短光脉冲一样的具有非常强的强度的光） 与物质相互作用而引起的、在光的电场产生的非线性现象（回应）。表示该非线性光学效应 的特性的值是非线性光学常数。作为非线性光学效应可以举出自相位调制，自陡峭化，以及 拉曼响应等。
[0084] 首先说明自相位调制。光纤等的光传输介质的折射率，与在其中传播的光信号的 强度成比例地发生若干变化，所以对光信号本身产生相位调制。将这样产生的相位调制称 为自相位调制。
[0085] 下面说明自陡峭化。自陡峭化是时间波形对称的输入光信号随着在光传输介质传 播，从而时间波形成为非对称，波峰迀移到后方的现象。自陡峭化是基于群速度依赖强度而 产生。
[0086] 最后说明拉曼响应。在光入射到物质中的情况下，具有与入射光相等的频率的强 弹性散射（瑞利散射）光和具有频率若干偏离了入射光的频率的极为弱的非弹性散射光被 散射。非弹性散射光分为由物质中的振动的原子和离子而被散射的拉曼散射光、以及由物 质中的声波而被散射的布里渊散射光。在拉曼散射中，入射光的强度超过某个阈值的情况 下，拉曼散射光因为受激放出而强烈产生的现象称为受激拉曼散射。通过该受激拉曼散射， 在光传输介质内能量从光的高频率成分转移到低频率成分，低频率成分增强。称这样的现 象为拉曼响应。
[0087] 受如上的色散效应和非线性光学效应的影响，在光传输介质120传播的输入光信 号的传播方程式，由式（1)来表不。
[0090] 在此，E表不光的电场成分，z表不光传输介质120的沿着传播方向的距离。此外， D表示色散效应和损耗，N表示非线性光学效应。D及N，通过以下式（2)以及式（3)来表 不。
[0095] 在此，α，β，γ表不光传输介质120的光物理常数。具体而言，α表不与光的强 度的损耗有关的光物理常数。此外，β表示与各阶的色散效应有关的光物理常数（色散参 数）。此外，丫表示与非线性光学效应有关的光物理常数（非线性光学常数）。另外，T表 示时间。
[0096] 在式（2)的右边，第1项显示二阶色散，第2项表示三阶色散，第3项表示四阶色 散，最后一项表不在光传输介质120传播的光的强度的损耗。此外，在式（3)的右边，第1 项表示自相位调制，第2项表示自陡峭化，第3项表示拉曼响应。
[0097] 另外，在式（2)中，表示了四阶色散以下的阶数的色散效应，不过色散效应的阶数 不被这个限定。换言之，在传播模拟中采用的色散参数，不限定为二阶~四阶色散参数。例 如不采用三阶以上的色散参数（换言之忽视三阶以上的色散效应），可以采用二阶色散参 数来进行传播模拟。例如，也可以采用五阶以上的色散参数来进行传播模拟。
[0098] 该传播方程式中包含了依赖E本身的项目。因此，同时一并计算色散项（D)和非 线性项（N)存在困难。于是，在分步傅里叶法中，如图4所示，沿着光信号的传播方向，将光 传输介质120虚拟地分割为多个阶段（段）。而且，按每个步骤依次计算色散项和非线性 项，从而能够求出在光传输介质120中传播的光信号的近似解。
[0099] 换言之，在传播模拟中，关于多个段的每一个，依次进行采用色散参数的光信号的 传播计算（色散项的计算）及采用非线性光学常数的光信号的传播计算（非线性项的计 算）。另外，色散项的计算及非线性项的计算的顺序不被限定。换言之，色散项的计算及非 线性项的计算的顺序，可以按照该顺序进行，也可以按照与其相反的顺序进行。
[0100] 另外，传播模拟没有必要一定是分步傅里叶法。例如，传播模拟也可以是 FDTD (Finite-difference time-domain :时域有限差分）法。换言之，只要是基于各个强度 的输入光信号按顺序在多个段中传播的模型的传播模拟，可以采用任何传播模拟。
[0101] 〈实验结果〉
[0102] 下面说明通过本实施方式涉及的光物理常数测量系统获得的实验结果。
[0103] 在本实验中，光信号生成装置100,作为输入光信号生成了具有预先规定的时间波 形（功率谱及相位谱）的光脉冲。
[0104] 强度调节器 110,米用了可调光衰减器（VOA : Variable Optical Attenuator)。 强度调节器110将由光信号生成装置100生成的输入光信号的强度变更为四种不同的强 度。而且，强度调节器110,将变更了强度的输入光信号，分别输出到光传输介质120。
[0105] 在光传输介质120中，图5A所示，采用连接了光物理常数相互不同的两个光纤 (第一光纤120a及第二光纤120b)的光纤。此外，如图5B所不，第一光纤120a及第二光纤 120b的长度（L)分别是5m。
[0106] 此外，第一光纤120a及第二光纤120b的各个光物理常数（D :色散参数，SI :色 散斜率，γ :非线性光学常数），如图5B示出。
[0107] 在本实验中，搜索将光传输介质120以2. 5米间隔虚拟地分割为四个而得到的各 个段的光物理常数，从而推测在光传输介质120内的光物理常数的分布。
[0108] 图6Α~图6D分别是表示实施方式1的输出光信号的测量功率谱与计算功率谱的 一例的图表。换言之，图6Α~图6D表示测量功率谱、光物理常数的搜索结束时的传播模拟 中得到的计算功率谱。
[0109] 在图6Α~图6D，横轴表示波长（Wavelength (nm))。此外，纵轴表示强度 (Intensity(a. u.))。此外，实线表示输出光信号的功率谱的测量值。此外，虚线表示输出 光信号的功率谱的计算值（传播模拟结果）。
[0110] 图7是表示由实施方式1的实验推测出的各段的光物理常数的表。换言之，图7 表示计算出图6A~图6D的虚线表示的功率谱时，作为输入提供给传播模拟的各个段的光 物理常数。在本实验中，以2. 5米间隔虚拟地分割了光传输介质120。
[0111] 如图7所示，在本实验中，能够得到图5A以及图5B示出的光传输介质120内的光 物理常数的分布的近似解。换言之，在本实验中采用多个强度的输入光信号的功率谱和相 位谱，以及与各个强度的输入光信号对应的输出信号的功率谱，来获得光传输介质120的 光物理常数的分布的近似解。
[0112] 如上所述，通过本实施方式涉及的光物理常数推测装置，采用与多个强度的输入 光信号的各自对应的输出光信号的功率谱，能够推测光传输介质的光物理常数在传播方向 上的分布。因此，即使不使用特殊的设备，也能得到光传输介质的光物理常数的传播方向上 的分布。换言之，通过构成简便的光物理常数测量系统（例如具备可调光衰减器及分光器 的系统），能够得到光传输介质的光物理常数的传播方向上的分布。
[0113] 这样，不需要物理上分割光传输介质，就能得到光物理常数的分布，所以光物理常 数推测装置有用于光传输介质的品质检查等。此外，在用在海底光纤电缆的检查中时，光物 理常数推测装置还能推测出光纤电缆的异常部分。
[0114] 另外，上述说明了在光的传播方向上将光传输介质均等分为四个而设定多个段的 例子，不过光传输介质的分割方法不仅限于此。例如，光传输介质可以不均等地分割。换言 之，段的数量及各段的长度可以是任意的数量及长度。例如，可以按照光传输介质的使用目 的，来变更段的数量及各段的长度。段的数量越多，搜索时间越长，但是能够得到高精度的 光物理常数的分布。
[0115] (实施方式2)
[0116] 下面说明实施方式2。
[0117] 本实施方式与实施方式1不同的是，在光物理常数的分布的搜索的途中进行段的 合并。下面，以与实施方式1不同点为中心说明本实施方式涉及的光物理常数推测装置。另 外，本实施方式涉及的光物理常数测量系统的构成，因为与图1相同，省略图解。
[0118] <光物理常数推测装置240的构成>
[0119] 图8是表示实施方式2涉及的光物理常数推测装置240的功能构成的方框图。另 外，图8中具有与图2相同的功能的构成要素，附上相同的符号，适当省略说明。
[0120] 如图8所示，光物理常数推测装置240具备：输入谱获得部141、输出谱获得部 142、段设定部243、光物理常数推测部244、输出部245。
[0121] 段设定部243,与实施方式1的段设定部143相同，沿着传播方向虚拟地分割光传 输介质120,从而设定多个段。以下将这里设定的段称为第一段。
[0122] 加之，段设定部243,根据后述的光物理常数推测部244推测的多个第一段的每一 个的光物理常数，合并多个第一段中包含的相互邻接的第一段，从而设定多个第二段。
[0123] 光物理常数推测部244与实施方式1的光物理常数推测部144同样，根据基于一 模型的第一传播模拟的结果，推测多个第一段中每个段的光物理常数，在该模型中各强度 的输入光信号按顺序在多个第一段传播。在该第一传播模拟中，将表示各强度的输入光信 号的功率谱及相位谱的信息和多个第一段中每个段的光物理常数作为输入来请求，作为模 拟结果输出输出光信号的功率谱（计算功率谱）。
[0124] 具体而言，光物理常数推测部244,采用对测量出的输出光信号的功率谱（测量功 率谱）与作为第一传