異なるポートから出力される光の位相関係は固定されていますか？
一、 理論と内部導波路レベル：位相関係は理論上固定
波動光学と光場干渉の原理から見ると、コヒーレント光（例：単色レーザーで発射されたレーザー）が光スプリッタ（Splitter）に注入されると、光場はスプリッタ内部のカップリング領域または分岐導波路でコヒーレントに分割されます。
平面光波路（PLC）技術に基づくスプリッタの場合、その内部のマイクロ・ナノスケールの導波路構造は、半導体リソグラフィプロセスによってシリコン基板上に精密に作製されています：
- 幾何学的対称性：スプリッタチップ内部の各分岐経路は、幾何学的に極めて高い対称性を有しています。
- 光路差固定：2つの（または多つの）出力端間の物理的な経路差（幾何学的長さの差）と屈折率分布は固定されており、その光路差 \Delta L_{opd} は極めて安定しています。
- 位相差一定：したがって、チップ物理出力端の境界部において、2つの出力光の位相差 \Delta \phi = \frac{2 \pi}{\lambda} \Delta L_{opd} は理論上不変であり、極めて高い固有位相整合性を有しています。
二、 実際の出力ファイバレベル：位相関係は通常ランダムにドリフトする
スプリッタチップ内部の位相関係は固定されていますが、実際のエンジニアリングアプリケーションでは、スプリッタの各出力ポートは外部光ファイバピグテール（Pigtail）に接続されています。実際のファイバの出力末端では、2つの光の位相関係は通常固定ではなくなります。これは主に以下の物理的要因によるものです：
- 微小な長さの差異（幾何学的寸法の影響）：通信波長帯の光（例：近赤外波長 \lambda = 1550\text{ nm} ）の空間波長は約 1.55\ \mu\text{m} 程度にすぎません。2本のファイバピグテールの切断および融着加工時の長さの差がわずか 1\ \mu\text{m} であっても、2つの光間に大きな位相差（約 240^{\circ} の位相シフト）が生じます。
- 環境温度変動（熱光学効果と熱膨張効果）：光ファイバの屈折率と物理的長さは温度変化に非常に敏感です。2本のファイバピグテールが微小な温度差環境（例： 0.01\ ^{\circ}\text{C} の局所的な温度差）にある場合、熱光学効果と熱弾性効果により、2つの光の伝送時の等価光路が変化し、出力端での相対位相差が時間とともに大きくドリフトします。
- 機械的応力と振動（弾性光学効果）：外部からの微弱な振動、曲がり、または引っ張りは、光ファイバ内部の屈折率分布（すなわち複屈折と弾性光学効果）を変化させ、これもランダムな動的位相変動を引き起こします。
したがって、特別な位相整合ファイバ（Phase-matched Fibers）を使用し、極めて厳格な恒温・防振物理パッケージングを行わない限り、通常の光スプリッタのファイバ末端から出力される各光の位相関係は、環境に応じて絶えずランダムにドリフトします。分散型光ファイバセンシング（例：コヒーレントOTDR、光ファイバ水中音響センサ）では、この問題に対処するために、通常、アクティブ位相変調器または位相補償アルゴリズムが追加されます。
三、 OFSCN® 関連製品紹介
FBG（Fiber Bragg Grating）センシング分野において、大成永盛（OFSCN®）は、マルチチャンネル復調システムと組み合わせて使用される専用の高品質光スプリッタを提供しています。
OFSCN® Optical Fiber Splitter
主要パラメータと応用指標：
- 製品タイプ：光ファイバスプリッタ、光スプリッタ、光ファイバグレーティングスプリッタ。
- 仕様モデル：通常、16x32スプリッタ、8x16スプリッタ、4x8スプリッタ、32x64スプリッタなどが含まれ、特殊チャンネルのカスタマイズにも対応します。
- システム応用：大規模プロジェクトにおいて、OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator（光ファイバグレーティング復調器）と組み合わせて使用されます。復調器の1つの物理チャンネルを論理的に複数の物理チャンネルに拡張することにより、大規模センシングシステムの単一チャンネルあたりのハードウェアコストを大幅に削減します。
- 設計上の注意：この種のアプリケーションは位相干渉に基づくものではなく、波長分割多重（WDM）と空間拡張を利用します。使用時には、異なる物理分岐上のFBG反射スペクトルが重なり領域でチャンネル干渉を発生させないように、厳密なグレーティング波長計画を行う必要があります。