JP6439888B1 - Reflected light measuring device - Google Patents
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Abstract
【課題】両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供する。【解決手段】反射光測定装置1は、レーザー光源2と、測定レーザー光Lを透過する測定レーザー光L1と反射する参照レーザー光L2とに分岐するビームスプリッタ3と、参照レーザー光L2の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラー4と、この参照ミラー4とビームスプリッタ3との間に配置され、参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5と、接続部7に接続した被測定コネクタC1及びC2内の断線等の不良個所D1及びD2において反射した測定レーザー光L1’及び参照ミラー4で反射した参照レーザー光L2’を、ビームスプリッタ3を介して受光する光測定器6とから構成されている。【選択図】図1A reflected light measuring apparatus capable of efficiently performing a disconnection inspection on optical connectors at both ends and a plurality of optical fibers. A reflected light measuring apparatus includes a laser light source, a beam splitter that branches into a measuring laser beam that transmits the measuring laser beam and a reference laser beam that reflects, and an optical path length of the reference laser beam. A reference mirror 4 having a variable optical path length mechanism, and an optical path length switching unit 5 disposed between the reference mirror 4 and the beam splitter 3 for switching the optical path length of the reference laser beam L2 to a plurality of fixed lengths. The measurement laser beam L1 ′ reflected at the defective portions D1 and D2 such as the disconnection in the connectors to be measured C1 and C2 connected to the connection portion 7 and the reference laser beam L2 ′ reflected by the reference mirror 4 are passed through the beam splitter 3. And an optical measuring device 6 for receiving light. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、光ファイバ等の透光性素材から成る被測定材の亀裂、断線等の不良個所を特定すると共に、不良個所で発生する反射光を測定して数値化する反射光測定装置に関するものである。 The present invention relates to a reflected light measuring device for identifying a defective portion such as a crack or disconnection of a material to be measured made of a light-transmitting material such as an optical fiber, and measuring and digitizing reflected light generated at the defective portion. It is.
光ファイバは主材料にガラスを用いているために、断線や亀裂が生じ易いという問題点がある。特に、光コネクタ内への加工時に、光ファイバに応力が加わり光コネクタ内で断線が発生することが度々ある。 Since optical fibers use glass as a main material, there is a problem that disconnection and cracks are likely to occur. In particular, when processing into the optical connector, stress is often applied to the optical fiber, and disconnection often occurs in the optical connector.
そして、この光コネクタ内での断線発生直後の状態では、断線個所の光ファイバ同士が密着しているため、光量は殆ど変化することなく光ファイバ内を伝達される。また、光ファイバの断線面に筋状の凹凸がなく鏡面状であって、断線面が斜面状の場合には反射光が極めて微弱となる。このような断線個所による反射光が殆どない断線、所謂隠れ断線の場合には、使用開始当初に問題が発生することは殆どない。 In the state immediately after the occurrence of the disconnection in the optical connector, the optical fibers at the disconnection point are in close contact with each other, so that the amount of light is transmitted through the optical fiber with almost no change. Further, when the broken surface of the optical fiber has a mirror-like shape without streak-like irregularities, and the broken surface has a slope shape, the reflected light becomes very weak. In the case of a disconnection in which there is almost no reflected light due to such a disconnection point, that is, a so-called hidden disconnection, a problem hardly occurs at the beginning of use.
しかし、この隠れ断線は長時間経過すると、光コネクタに用いている接着剤の温度変化に伴う膨張収縮の繰り返しや、光コネクタに加わる振動等により、隠れ断線している部分において光ファイバ同士が徐々に離間し、光ファイバの伝達性能を劣化させ、通信障害等を引き起す虞れがある。 However, when this hidden disconnection has passed for a long time, the optical fibers are gradually separated in the hidden disconnection due to repeated expansion and contraction accompanying the temperature change of the adhesive used in the optical connector and vibration applied to the optical connector. , The transmission performance of the optical fiber may be deteriorated, and communication failure or the like may occur.
そこで、光ファイバの光コネクタへの組付直後には、断線個所で発生する光反射を利用した断線検査が行われている。特許文献1には、光干渉方式を用いて、光ファイバ全長における欠陥の位置と大きさとを測定する光ファイバ測定装置が記載されている。
Therefore, immediately after the assembly of the optical fiber to the optical connector, a disconnection inspection using light reflection generated at the disconnection portion is performed.
光コネクタに光ファイバを組込んで販売する光ファイバケーブルのメーカーは、例えば特許文献1の測定装置等を用いて製品ごとに断線の状態を検査してから良品のみを出荷している。そして、出荷後に隠れ断線が発見された場合には、メーカー側では出荷の際に断線に伴う反射光をどの程度のレベルまで検査したかについて、証明できることが好ましい。
A manufacturer of an optical fiber cable that sells an optical fiber incorporated in an optical connector, for example, uses the measuring device disclosed in
しかし、上述の特許文献1に記載の測定装置では、光ファイバの反射光の強弱から大まかな断線状態を測定することはできるが、隠れ断線のような微弱な反射光しか得られない場合には、断線個所における反射光を数値で提示するほどに精度の良い測定を行うことができない。従って、どの程度の反射光レベルまで測定装置の出荷時に検査したかについて、ユーザー側に説明できないという問題がある。
However, in the measurement apparatus described in
また、光ファイバケーブルの光コネクタ内の断線検査は、光コネクタを測定装置に接続して行うが、光ファイバケーブルは両端に光コネクタを備えている。このため、断線検査を行う際は一方の光コネクタを検査した後に、この一方の光コネクタを取り外し、他方の光コネクタを接続して、他方の光コネクタを検査する必要があり、測定作業が煩雑で手間を要していた。 In addition, the disconnection inspection in the optical connector of the optical fiber cable is performed by connecting the optical connector to a measuring device, and the optical fiber cable has optical connectors at both ends. For this reason, when performing a disconnection inspection, after inspecting one optical connector, it is necessary to remove the one optical connector, connect the other optical connector, and inspect the other optical connector, and the measurement work is complicated. It took time and effort.
更には、片側端にMPO(Multi-fiber Push-On)コネクタの付いた光ファイバケーブルのように複数本の光ファイバを断線検査する場合には、それぞれの光フィイバに対して繰り返し接続作業が発生するため、断線検査に要する時間が膨大なものとなる。
そこで、光ファイバのメーカー側では、断線状態における測定装置の出射光に対して、どの程度のレベルまでの反射光を検査したのかを数値化して求め、計測可能な所定の反射率まで試験をしたという品質を保証し得る検査装置が望まれている。特に、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタ、更には複数本の光ファイバに取り付けられた複数個の光コネクタに対して、短時間かつ単純な作業で反射率を測定できる検査装置が要求されている。
Furthermore, when disconnecting multiple optical fibers such as an optical fiber cable with an MPO (Multi-fiber Push-On) connector at one end, repeated connection work is required for each optical fiber. Therefore, the time required for the disconnection inspection becomes enormous.
Therefore, the manufacturer of the optical fiber obtained by quantifying how much reflected light was inspected with respect to the emitted light of the measuring device in a disconnected state, and tested it to a predetermined reflectivity that can be measured. An inspection device that can guarantee the quality is desired. In particular, for optical connectors attached to both ends of an optical fiber, and further to a plurality of optical connectors attached to a plurality of optical fibers, an inspection apparatus capable of measuring the reflectance in a short time and a simple operation is required. ing.
本発明の目的は、上述の課題を解消し、光コネクタ内の亀裂や断線等の不良個所の発生位置を求め、信頼性が高い反射光の数値化を行うと共に、両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供することにある。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, obtain the occurrence position of a defective portion such as a crack or disconnection in an optical connector, quantify reflected light with high reliability, An object of the present invention is to provide a reflected light measuring apparatus capable of efficiently performing a disconnection inspection on an optical fiber.
上記目的を達成するための本発明に係る反射光測定装置は、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする。 Reflected light measurement apparatus according to the present invention for achieving the above object, a laser light source for emitting a laser beam, a beam splitter for splitting the reference laser beam to measure the laser light and the reflected transmitted through the laser light, the beam Defective test object made of translucent material, connecting portion arranged on optical path of measurement laser light transmitted through splitter, reference mirror having optical path length variable mechanism capable of adjusting optical path length of reference laser light A light measuring device that receives the measurement laser light reflected at the location and the reference laser light reflected by the reference mirror via the beam splitter, and the reference laser light and the measurement received by the light measuring device. In the reflected light measuring apparatus for detecting the defective portion based on interference light from a laser beam, the beam splitter and the reference are used. Between the mirror, wherein the switching unit for switching the optical path of the reference laser beam is arranged.
本発明に係る反射光測定装置によれば、反射光が極めて微弱な光コネクタ内の断線や亀裂等の不良個所について、その位置を検出すると共に、出射光に対してどの程度のレベルまで反射光を検査したかを数値化して出力することができる。 According to the reflected light measuring apparatus of the present invention, the position of a defective portion such as a disconnection or a crack in an optical connector in which the reflected light is extremely weak is detected, and the reflected light is to what level with respect to the emitted light. Can be converted into a numerical value and output.
また、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタを、反射光測定装置への光ファイバの接続状態を変更することなく、連続して検査することが可能である。同様に、MPOコネクタ等の複数の光ファイバを配置した光コネクタやコンタクトレンズ等の透光性素材に対しても、並列に配置した測定レーザー光の光路を用いて連続して検査することが可能である。 Further, it is possible to continuously inspect the optical connectors attached to both ends of the optical fiber without changing the connection state of the optical fiber to the reflected light measuring device. Similarly, it is possible to continuously inspect optical connectors such as MPO connectors and other translucent materials such as contact lenses and translucent materials using optical paths of measurement laser beams arranged in parallel. It is.
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。 The present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
図1は実施例1の反射光測定装置1の構成図であり、この反射光測定装置1には接続部を介して、両端に被測定コネクタC1、C2を有する光ファイバケーブルFCの被測定コネクタC1が接続されている。この反射光測定装置1による被測定コネクタC1、C2に対する断線等の不良個所の検査は、マイケルソン干渉計の原理を基本としている。
FIG. 1 is a configuration diagram of a reflected
反射光測定装置1は、低干渉光であるレーザー光Lを出射するレーザー光源2と、この測定レーザー光Lを透過する測定レーザー光L1と反射する参照レーザー光L2とに光量を等分に分岐するビームスプリッタ3と、参照レーザー光L2の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラー4と、この参照ミラー4とビームスプリッタ3との間に配置され、参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5と、被測定コネクタC1及びC2内の断線等の不良個所D1及びD2において反射した測定レーザー光L1’及び参照ミラー4で反射した参照レーザー光L2’を、ビームスプリッタ3を介して受光する光測定器6と、ビームスプリッタ3を透過した測定レーザー光L1の光路上に配置した接続部7とから構成されている。
また、レーザー光の温度特性に対する安定性を維持するために、レーザー光源2はペルチェ素子等による温度制御が行われている。
The reflected
Further, in order to maintain the stability with respect to the temperature characteristics of the laser light, the
なお、反射光測定装置1には図示しない演算制御部が接続されており、この演算制御部は前記各部材の動作等を制御し、また光測定器6の測定値等を演算し、不良個所の位置とその程度を数値化して出力している。特に、演算制御部は後述する校正線を記憶し、光測定器6による測定値からこの校正線を基に反射率を算出する機能を有している。
The reflected
レーザー光源2から出射された測定レーザー光Lは、ビームスプリッタ3において分岐され、ビームスプリッタ3を透過して直進した測定レーザー光L1は被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2に送光される。ビームスプリッタ3から被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2に至る光路は光ファイバとされ、この光ファイバの端部に設けた接続部7を介して被測定コネクタC1、C2が接続されている。
The measurement laser light L emitted from the
また、測定レーザー光Lの一部は、ビームスプリッタ3で反射されて参照レーザー光L2となり、光路長切換部5に送光される。この光路長切換部5は、両端に光スイッチ50を備え、これらの光スイッチ50の図示しない接続端子に、予め所定の光路長とした複数の固定長光ファイバが配置されている。
A part of the measurement laser light L is reflected by the
これらの固定長光ファイバは、光ファイバケーブルFCの一端の光コネクタである被測定コネクタC1用の光路長を有する第1の固定長光ファイバ51と、他端の光コネクタである被測定コネクタC2用の光路長を有する第2の固定長光ファイバ52から成り、並列に光スイッチ50に接続されている。
These fixed length optical fibers include a first fixed length
光ファイバケーブルFCの長さに応じて2本以上の第2の固定長光ファイバ52を配置してもよく、前述の接続端子を反射光測定装置1の外表面に配置し、第1の固定長光ファイバ51、第2の固定長光ファイバ52を光ファイバケーブルFCの長さに応じて、適宜に交換可能にするようにしてもよい。
Two or more second fixed-length
また、図1の構成図においては、一対の光スイッチ50を配置しているが、ビームスプリッタ3寄りの1つの光スイッチ50のみを配置するようにしてもよい。このような場合は、参照ミラー4までの第1の固定長光ファイバ51を含む光路及び第2の固定長光ファイバ52を含む光路を2本並列にして配置し、それぞれの光路に対して、後述する光路長可変機構により光路長を変更することが可能である。
In the configuration diagram of FIG. 1, a pair of
光スイッチ50をスイッチング動作させることにより、参照レーザー光L2は、第1の固定長光ファイバ51又は第2の固定長光ファイバ52を透過して所定の光路長となる。このとき、第1の固定長光ファイバ51の光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。
By switching the
一方、第2の固定長光ファイバ52の光路長は、第1の固定長光ファイバ51の光路長に検査対象の光ファイバケーブルFCの光路長を加えたものとほぼ等しく設定されている。このようにビームスプリッタ3により分岐した参照レーザー光L2は、光路長切換部5を経て参照ミラー4に送光されることになる。参照ミラー4は、参照レーザー光L2の光軸に沿って任意の位置に移動が可能な光路長可変機構を備えており、参照レーザー光L2の光路長に微調整が加えられる。
On the other hand, the optical path length of the second fixed length
なお、この参照ミラー4の光路長可変機構は、回転リフレクタを用いることもできる。この回転リフレクタは計測長である20mmの可変範囲を確保するために、半径20mm、回転速度を1.1回転/秒程度の機構が採用されている。
The optical path length variable mechanism of the
また、被測定コネクタC1又はC2内に断線等の不良個所があると、不良個所D1又はD2において反射した測定レーザー光L1’は、ビームスプリッタ3で反射され光測定器6に送光される。
Further, if there is a defective part such as a disconnection in the connector to be measured C1 or C2, the measurement laser light L1 'reflected at the defective part D1 or D2 is reflected by the
一方、参照レーザー光L2は、光スイッチ50によって第1の固定長光ファイバ51又は第2の固定長光ファイバ52を選択的に切換えて送光され、参照ミラー4で反射されて参照レーザー光L2’となり、再び光スイッチ50によって第1の固定長光ファイバ51又は第2の固定長光ファイバ52を選択的に切換えて送光され、ビームスプリッタ3を透過して光測定器6に送光される。
On the other hand, the reference laser beam L2 is transmitted by selectively switching the first fixed-length
なお、各光路には光ファイバが用いられ、ビームスプリッタ3の代りにファイバカプラを用いて測定レーザー光Lを直進、分岐させることもできる。また、実際の干渉計の光路にはレンズ光学系が用いられ、更に偏光ビームスプリッタ、1/4波長板が使用されることもあるが、これらは公知の手段であるので、その説明は省略する。
In addition, an optical fiber is used for each optical path, and the measurement laser light L can be made to travel straight and branch using a fiber coupler instead of the
レーザー光源2からは、例えば波長1310mmの低干渉レーザー光が出射され、被測定コネクタC1、C2内の光ファイバ近傍の不良測定範囲は例えば0〜20mmであり、測定分解長は例えば1.25μmとされている。このため、参照レーザー光L2の光路長可変機構の可変範囲も20mm相当とされている。なお、光路長可変範囲は、被測定コネクタC1、C2の持つ光路長と同程度とされ、コネクタのサイズに応じて変更されるべきものであり、20mmに限定されるものではない。
The
次に、反射光測定装置1による光コネクタ不良個所の位置の検出方法を、図2のフローチャート図に示す。まず、ステップS101では、コネクタ形状をした接続部7に、不良検査を行うべき光ファイバケーブルFCの一端の光コネクタである被測定コネクタC1を接続する。光スイッチ50のスイッチング制御によって、参照レーザー光L2の光路として第1の固定長光ファイバ51を選択した状態とする。第1の固定長光ファイバ51を選択することによって、参照レーザー光L2の光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しい状態となる。
Next, a method of detecting the position of the defective optical connector by the reflected
続いて、ステップS102では、レーザー光源2から測定レーザー光Lを出射し、ビームスプリッタ3によって、被測定コネクタC1への測定レーザー光L1と、参照ミラー4側への参照レーザー光L2とに分岐させる。
Subsequently, in step S102, the measurement laser light L is emitted from the
ステップS103では、参照レーザー光L2による参照光路長を、参照ミラー4を光軸に沿って可変範囲内で移動させる。光路長の調整範囲は、接続部7から被測定コネクタC1までの光学的な距離に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー4の移動により、測定レーザー光L1による被測定コネクタC1内の不良個所D1までの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致したときに、図3に示すように光測定器6において受光する干渉光によるピーク状のビート信号eが得られる。
In step S103, the reference optical path length by the reference laser beam L2 is moved within the variable range of the
ステップS104では、光測定器6で上述のようなピーク状のビート信号eが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタC1内に不良個所D1が存在しなければ、測定レーザー光L1が反射されて光測定器6に戻って来ることはなく、光ファイバケーブルFCを透過することになる。ピーク状のビート信号eが検出されなければ、被測定コネクタC1は正常と判定し、ステップS105に進んで参照ミラー4の移動を停止する。
ステップS106では、光スイッチ50によって選択する光路を、第1の固定長光ファイバ51から第2の固定長光ファイバ52に切換える。第2の固定長光ファイバ52を選択することによって、参照レーザー光L2の光路長は、測定レーザー光L1の被測定コネクタC2までの光路長とほぼ等しい状態となる。ステップS107で再び参照レーザー光L2による参照光路長を、参照ミラー4を光軸に沿って移動させることにより微調整する。光路長の調整範囲は、被測定コネクタC2の光路長に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー4の位置の移動により、測定レーザー光L1による被測定コネクタC2内の不良個所D2までの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致したときに、光測定器6において受光する干渉光によるピーク状のビート信号eが得られる。
ステップS108では、光測定器6で上述のようなピーク状のビート信号eが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタC2内に不良個所D2が存在しなければ、測定レーザー光L1が反射されて光測定器6に戻って来ることはなく、被測定コネクタC2から外部に出ていくことになる。ピーク状のビート信号eが検出されなければ、被測定コネクタC2は異常なしと判定し、ステップS109に進んで参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2は共に正常で、良品であると判定して検査を終了する。
一方、ステップS104でピーク状のビート信号eが検出された場合には、被測定コネクタC1内には不良個所D1による断線不良ありと判定する。図3は被測定コネクタC1内の不良個所D1の距離と、測定光学系である測定レーザー光L1’と、参照光学系である参照レーザー光L2’との干渉光の反射レベルとを表したグラフ図である。例えば、被測定コネクタC1内の10mmの位置に断線等の不良が発生し、参照光学系の該当光路長に上述のビート信号eが現れた状態を示している。
In step S104, it is determined whether or not the optical
In step S106, the optical path selected by the
In step S108, it is determined whether or not the optical
On the other hand, when the peak beat signal e is detected in step S104, it is determined that there is a disconnection failure due to the defective portion D1 in the connector C1 to be measured. FIG. 3 is a graph showing the distance of the defective portion D1 in the connector C1 to be measured, and the reflection level of interference light between the measurement laser light L1 ′ as the measurement optical system and the reference laser light L2 ′ as the reference optical system. FIG. For example, a state in which a defect such as disconnection occurs at a position of 10 mm in the connector to be measured C1 and the beat signal e described above appears in the corresponding optical path length of the reference optical system is shown.
このピーク状のビート信号eの大きさ、つまり反射レベルの大きさは、不良のない位置の反射レベルよりも際立って大きいために、ビート信号eが得られたときに、被測定コネクタC1内に断線等の不良が生じていると容易に判定することができると共に、上述のように不良個所を特定することが可能である。 Since the magnitude of the peak beat signal e, that is, the reflection level is remarkably larger than the reflection level at a position where there is no defect, when the beat signal e is obtained, the peak beat signal e is present in the connector C1 to be measured. It is possible to easily determine that a defect such as a disconnection has occurred, and it is possible to specify a defective part as described above.
なお、この測定は高感度な干渉法によるため、被測定コネクタC1内の微弱な反射光しか得られない隠れ断線であっても、ビート信号eの反射レベルは際立って大きくなり、この反射レベルとしてαdBを得ることができる。ステップS110に移行して参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC1は不良品であると判定して検査を終了する。
また、ステップS108でピーク状のビート信号eが検出された場合には、被測定コネクタC2内には不良個所D2による断線不良ありと判定する。検出されるピーク状のビート信号eは、被測定コネクタC1内における不良個所D1の場合と同様であるため、その説明を省略する。ステップS110に移行して参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC2は不良品であると判定して検査を終了する。
Since this measurement is based on a high-sensitivity interferometry, the reflection level of the beat signal e is remarkably increased even with a hidden disconnection in which only weak reflected light within the connector C1 is obtained. αdB can be obtained. The process proceeds to step S110, the movement of the
If the peak beat signal e is detected in step S108, it is determined that there is a disconnection failure due to the defective portion D2 in the connector C2 to be measured. The detected peak beat signal e is the same as in the case of the defective portion D1 in the measured connector C1, and therefore the description thereof is omitted. The process proceeds to step S110, the movement of the
以上に述べたように、実施例1の反射光測定装置1では、一旦検査対象の光ファイバケーブルFCを接続すれば、特に接続状態を変更することなく、光ファイバケーブルFCの両端に取り付けられている被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2を、一連の操作で検査することができる。
As described above, in the reflected
次に、検査対象の光ファイバが複数本である場合について、実施例2の反射光測定装置1の構成を図4に示す。MPOコネクタである被測定コネクタC1に接続可能なコネクタ形状をした接続部7と、ビームスプリッタ3との間に光路切換部8が配置されている。光路切換部8は光スイッチを有し、光路切換部8と接続部7との間にMPOコネクタ内に束ねられたファイバ数と同数の光路部を配置し、光路切換部8の光スイッチのスイッチング制御によって、これらの光路部を切換えることが可能である。
Next, FIG. 4 shows the configuration of the reflected
接続部7と接続する検査対象である光ファイバケーブルFCには、n本の光ファイバFM1〜FMnが束ねられている。例えば、典型的には24本の光ファイバが束ねられている。
N optical fibers FM <b> 1 to FMn are bundled in the optical fiber cable FC to be inspected that is connected to the
光ファイバケーブルFCの一端にはn本分の光ファイバFM1〜FMnを束ねたMPOコネクタである被測定コネクタC1が取り付けられ、他端には通常の被測定コネクタC21〜C2nが取り付けられている。 A measured connector C1, which is an MPO connector in which n optical fibers FM1 to FMn are bundled, is attached to one end of the optical fiber cable FC, and normal measured connectors C21 to C2n are attached to the other end.
そして、第1の固定長光ファイバ51の光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。一方、第2の固定長光ファイバ52の光路長は、光ファイバFM1〜FMnの光路長が一定の場合には、その光路長に第1の固定長光ファイバ51の光路長を加えた値にほぼ等しく設定されている。
The optical path length of the first fixed-length
光ファイバFM1〜FMnの光路長が2通り以上ある場合には、予め第2の固定長光ファイバ52もそれに対応して2通り以上のものを用意しておき、光スイッチ50で選択可能なように接続しておく。または、第2の固定長光ファイバ52を、光ファイバFM1〜FMnの光路長に対応して、測定中に付け替えてもよい。反射光測定装置1のその他の構成については、実施例1と同一構成とされるので、その説明を省略する。
When there are two or more optical path lengths of the optical fibers FM1 to FMn, two or more second fixed-length
このように構成した実施例2では、実施例1による光コネクタ不良個所の位置の検出方法として示した図2のフローチャート図と同一の手順を、不良個所の位置の検出方法として採用することができる。 In the second embodiment configured as described above, the same procedure as the flowchart of FIG. 2 shown as the method for detecting the position of the defective optical connector according to the first embodiment can be adopted as the method for detecting the position of the defective position. .
即ち、光路切換部8によって接続される光ファイバFM1〜FMnを順次に切換えながら、図2に示すフローチャート図と同一の手順をn回繰り返すことによって、MPOコネクタである被測定コネクタC1内の光ファイバFM1〜FMnに対応する不良個所D11〜D1nと、被測定コネクタC21〜C2nに対応する不良個所D21〜D2nを一連の操作で検出することが可能である。
That is, by sequentially switching the optical fibers FM1 to FMn connected by the optical
従って、光ファイバFM1〜FMnのn本に分岐した他端側の被測定コネクタC21〜C2nを個別に反射光測定装置に取り付ける必要がなくなるため、検査作業は大幅に削減される。 Accordingly, it is not necessary to individually attach the connectors to be measured C21 to C2n on the other end side branched into n pieces of the optical fibers FM1 to FMn, so that the inspection work is greatly reduced.
また、実施例2の反射光測定装置1は参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5が配置されているが、配置しない構成にしてもよい。このような場合は、測定対象は一端側のみとなり、接続部7に接続する被測定コネクタC1内の光ファイバFM1〜FMnに対応する不良個所D11〜D1nを診断することができる。
In addition, although the reflected
また、実施例2の反射光測定装置1の測定対象は、被測定コネクタ内の光フィイバを例示して説明しているが、被測定コネクタ内の光フィイバ以外にも、ガラス板やコンタクトレンズ等の透光性素材から成る被測定材の不良個所を診断することもできる。このような場合は、被測定コネクタC21〜C2nの先端にコリメータを取り付け、各被測定コネクタC21〜C2nの参照レーザー光L2’の光路長がコリメータ先に配置した被測定材を含むように、参照ミラー4の光路長可変機構を調整することで、透光性素材の不良個所を診断することも可能となる。
In addition, the measurement target of the reflected
実施例1及び実施例2で述べてきたように、この干渉法による不良位置検出によって透光性素材から成る被測定材の不良個所が発見されない場合には、被測定コネクタC内には不良がないと判断できるが、不良個所が検出された場合には、更にその不良の程度を検査する必要がある。この場合に、光測定器6で得られた被測定コネクタCの不良個所からの反射光である測定レーザー光L1’の大きさ、つまり反射レベルαdBを測定することにより、被測定コネクタC内の断線等の不良の状態を或る程度は推測することができる。
As described in the first embodiment and the second embodiment, when a defective portion of the measured material made of a translucent material is not found by detecting the defect position by the interference method, there is a defect in the measured connector C. However, when a defective part is detected, it is necessary to further inspect the degree of the defect. In this case, by measuring the magnitude of the measurement laser beam L1 ′ that is the reflected light from the defective portion of the connector C to be measured obtained by the
しかし、反射レベルαdBの大きさから、被測定コネクタCの断線等の不良の程度を正確に数値化することはできない。つまり、不良の程度が同じであっても、光測定器6で得られたビート信号eの大きさは、光測定器6や使用する増幅回路等の個々の特性に大きく影響され、反射光測定装置1ごとに異なるためである。
However, the degree of failure such as disconnection of the connector C to be measured cannot be accurately quantified from the magnitude of the reflection level αdB. That is, even if the degree of failure is the same, the magnitude of the beat signal e obtained by the optical measuring
そこで、反射光測定装置1において、被測定コネクタC内の断線等の不良に対する反射率を、普遍的に数値化するために、反射光測定装置1の光測定器6の受光特性を、基準となる光学機器や光学系を用いて校正する。そして、その校正線を反射光測定装置1ごとに演算制御部に保有させて、実際の反射光測定装置1による検査に際しては、光測定器6の出力に基づいて校正する必要がある。
Therefore, in the reflected
この校正処理については、幾つかの方法が考えられるが、次の説明は1つの方法である。反射光測定装置1の校正処理には、先ず基準となる別個の光減衰器を用いて、光減衰器の設定値と測定した減衰量との直線性を評価する。
Although several methods can be considered for this calibration processing, the following explanation is one method. In the calibration process of the reflected
この評価処理は、図5の構成図に示すように、反射光測定装置1に使用されているものと同等品のレーザー光源2と、市販のパワーメータである基準光測定器PDとの間に、光減衰器Gを配置して行う。基準光測定器PDについては、その性能上、或る程度の大きな光量については正確に測定できるが、−50dB以下の極めて微弱な光量を測定することはできない。
As shown in the block diagram of FIG. 5, this evaluation process is performed between a
最初に、光減衰器Gの減衰率を0dBに設定して、測定レーザー光L1を基準光測定器PDに入射させて光量r0を測定し、この光量r0を0dBとし、ゼロ基準点とする。そして、光減衰器Gの設定値を変えて減衰率を変化させながら光量rを測定する。 First, the attenuation factor of the optical attenuator G is set to 0 dB, the measurement laser light L1 is incident on the reference light measurement device PD, the light amount r0 is measured, the light amount r0 is set to 0 dB, and the zero reference point is set. Then, the light quantity r is measured while changing the set value of the optical attenuator G to change the attenuation rate.
このようにして、基準となるべき光減衰器Gに対して、基準となる基準光測定器PD及び反射光測定装置1と同等品のレーザー光源2を用いて、光減衰器Gの設定値と減衰量の関係の特性データを得る。
In this way, for the optical attenuator G to be the reference, the set value of the optical attenuator G is obtained using the reference light measuring device PD and the
図6は、上述のようにして求めたX軸の光減衰器Gの設定値と、Y軸の基準光測定器PDの測定値との関係を示すグラフ図であり、直線性を有する特性データを持つ光減衰器Gを用いて、次の反射光量の基準設定処理を行うことになる。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between the set value of the X-axis optical attenuator G obtained as described above and the measured value of the Y-axis reference light measuring device PD, and has characteristic data having linearity. The following reference light amount reference setting process is performed using the optical attenuator G having
光減衰器Gを図7に示すように、校正用反射測定装置Sと校正用被測定コネクタC’との間に配置して、反射光量の基準設定処理を行う。この校正用被測定コネクタC’は、不良個所のないものを使用し、校正用被測定コネクタC’の背後には全反射を行う反射ミラーMを配置する。 As shown in FIG. 7, the optical attenuator G is arranged between the calibration reflection measuring device S and the calibration connector C ′ for performing the reference setting process of the reflected light amount. This calibration connector to be measured C 'has no defective portion, and a reflection mirror M that performs total reflection is disposed behind the calibration connector to be measured C'.
校正用反射測定装置Sは、図示しないレーザー光源と基準光測定器とを内在するものであり、測定レーザー光L1の光量に対する受光した測定レーザー光L1’の光量から、反射率を示す測定値を計測することができる。 The calibration reflection measuring device S includes a laser light source and a reference light measuring device (not shown), and a measurement value indicating a reflectance is obtained from the light amount of the measurement laser light L1 ′ received with respect to the light amount of the measurement laser light L1. It can be measured.
測定レーザー光L1を、光減衰器G及び校正用被測定コネクタC’を通過させて、反射ミラーMを全反射する測定レーザー光L1”を経て、基準反射光として測定レーザー光L1’を造り出す。 The measurement laser light L1 passes through the optical attenuator G and the calibration target connector C ′, passes through the measurement laser light L1 ″ that totally reflects the reflection mirror M, and creates the measurement laser light L1 ′ as the reference reflected light.
なお、光減衰器Gの設定値は、図5においては一方方向であるのに対して、図7においては往復方向であるため、dB表記で2倍の減衰率となるが、分かり易くするために、光減衰器Gの最初の測定レーザー光L1と最後の測定レーザー光L1’の比率で減衰率を定義し、設定値として表現することにする。 Note that the set value of the optical attenuator G is one direction in FIG. 5 and the reciprocating direction in FIG. 7, so that the attenuation rate is doubled in dB, but for ease of understanding. The attenuation factor is defined by the ratio of the first measurement laser beam L1 and the last measurement laser beam L1 ′ of the optical attenuator G and expressed as a set value.
反射光量の基準設定処理においては、校正用反射測定装置Sに受光される光量が、典型的な光ファイバの切断面と空気との反射率である−14.7dBになるように、光減衰器Gの設定値を調整する。そして、このときの光減衰器Gの設定値を、基準反射光量値−14.7dBが得られる設定値gとして記憶する。 In the reference setting process of the reflected light amount, the optical attenuator is set so that the light amount received by the calibration reflection measuring device S is −14.7 dB, which is a reflectance between a cut surface of a typical optical fiber and air. Adjust the set value of G. Then, the set value of the optical attenuator G at this time is stored as the set value g from which the reference reflected light amount value −14.7 dB is obtained.
つまり、校正用被測定コネクタC’や反射ミラーMなどの測定光学系の損失により、光減衰器Gの設定値gを−14.7dBよりも高い値、例えばg=−13.7dBに設定したとき、校正用反射測定装置Sで受光する反射光量が−14.7dBと計測されるので、この−13.7dBの設定値gを保持することになる。なお、光減衰器Gの設定値gと実際の反射光量の減衰率の差異は、測定光学系の損失に起因するため、測定レーザー光L1の光量が変化しても、常に一定値となることが分かっている。 That is, the set value g of the optical attenuator G is set to a value higher than −14.7 dB, for example, g = 1−13.7 dB due to the loss of the measurement optical system such as the calibration target connector C ′ and the reflection mirror M. At this time, the amount of reflected light received by the calibration reflection measuring device S is measured to be -14.7 dB, and the set value g of -13.7 dB is held. Note that the difference between the set value g of the optical attenuator G and the attenuation rate of the actual reflected light amount is caused by the loss of the measurement optical system, so that it always becomes a constant value even if the light amount of the measurement laser light L1 changes. I know.
このようにして、測定レーザー光L1に対する測定レーザー光L1’が−14.7dBとなるように反射光量の基準設定を行った光減衰器G、校正用被測定コネクタC’及び反射ミラーMを用いて、反射光測定装置1の光測定器6の受光特性の校正を行う。
In this way, the optical attenuator G, the calibration-measured connector C ′, and the reflection mirror M in which the reference amount of the reflected light amount is set so that the measurement laser beam L1 ′ with respect to the measurement laser beam L1 becomes −14.7 dB are used. Thus, calibration of the light receiving characteristics of the
光減衰器G、校正用被測定コネクタC’及び反射ミラーMを、図8に示すように光路長切換部5を第1の固定長光ファイバ51とした反射光測定装置1に接続して、個々の反射光測定装置1ごとに校正データを得る。校正を行う際には、測定レーザー光L1による反射ミラーMまでの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致する状態にしておく。
The optical attenuator G, the connector to be measured C ′ for calibration, and the reflection mirror M are connected to the reflected
この状態で基準設定された−14.7dBの測定レーザー光L1’の反射光量を含む干渉光を、光測定器6で受光したときに得られた電圧値を用いて、校正線である仮想線Pを作成する。図9は横軸が基準となる反射光量の減衰率を示し、縦軸は光測定器6で受光した光量の電圧vを表している。
In this state, a virtual line that is a calibration line is obtained using a voltage value obtained when the
図8の構成において、基準設定された−14.7dBの反射光量を含む干渉光を、光測定器6で受光したときに得られた電圧V1とし、この電圧V1を基準点β1として図9に示すグラフ上にプロットする。なお、図中の基準点β1の横軸の−14.7dBの括弧書は、減衰率に対応する光減衰器Gの設定値を表している。
In the configuration of FIG. 8, a reference voltage V1 obtained when the interference measuring light including the reflected light amount of −14.7 dB received by the
そして、電圧V1から反射光量の減衰率が−10dBに相当する光測定器6の電圧V0を算出し、この電圧V0を縦軸の−10dBとする。この減衰率−10dB、電圧V0の交点を起点β0とし、起点β0及び基準点β1を通過するように仮想線Pを引く。
Then, the voltage V0 of the
このようにして得られた仮想線Pを演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置1の光測定器6で得られた出力電圧に対して、仮想線P上の反射光量の減衰率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
If the virtual line P obtained in this way is stored in the arithmetic control unit, the amount of reflected light on the virtual line P is attenuated with respect to the output voltage obtained by the
また、仮想線Pは上述のように基準点β1の1点のみから起点β0を算出し線状化しているが、図5に示す光減衰器Gの設定値を変更して、反射光量の減衰率を−10dBに調整し、そのときの電圧V2を測定し、減衰率−10dB、電圧V2の交点を測定起点β2とする。このように、2点以上の測定点を求め、測定起点β2及び基準点β1を通過するように仮想線P’を引くようにしてもよい。仮想線P’は測定起点β2にも測定値を用いているため、仮想線Pよりも精度を高くすることが可能である。 In addition, the virtual line P is linearized by calculating the starting point β0 from only one reference point β1 as described above, but the set value of the optical attenuator G shown in FIG. The rate is adjusted to −10 dB, the voltage V2 at that time is measured, and the intersection of the attenuation rate −10 dB and the voltage V2 is defined as a measurement starting point β2. Thus, two or more measurement points may be obtained, and the virtual line P ′ may be drawn so as to pass through the measurement starting point β2 and the reference point β1. Since the virtual line P ′ uses the measurement value also at the measurement starting point β2, it is possible to increase the accuracy compared to the virtual line P.
このようにして、得られた仮想線P’を演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置1の光測定器6で得られた干渉光に対応する出力電圧に対して、より精度の高い反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
Thus, if the obtained virtual line P ′ is stored in the arithmetic and control unit, the output voltage corresponding to the interference light obtained by the
更に、仮想線P’の傾きaと仮想線Pの傾きとに、ずれが生ずる可能性があるので、この傾きaの逆数1/aを仮想線P’に乗じて、仮想線Pに校正するようにしてもよい。 Furthermore, since there is a possibility that a deviation occurs between the inclination a of the virtual line P ′ and the inclination of the virtual line P, the virtual line P ′ is calibrated by multiplying the virtual line P ′ by the reciprocal 1 / a of the inclination a. You may do it.
以上の説明では、反射光測定装置1に例えば1つの増幅回路を配置したものとして説明しているが、実際には反射率が微小になると、反射光測定装置1には、より多くの例えば4つの増幅回路を直列に接続し、これらを切換えながら使用する。
In the above description, the reflected
例えば、1個のみの増幅回路で−10〜−40dB、2個を連結した増幅回路で−30〜−60dB、3個を連結した増幅回路で−50〜−80dB、4個を連結した増幅回路で−70〜−100dB等の利得範囲を自動的に切換えながら測定する。このように、複数の増幅回路を使用する場合には、1個のみの増幅回路で設定した仮想線Pに対して、複数個の増幅回路ごとに個々の電気特性に基づく校正線を得る必要がある。 For example, only one amplifier circuit is -10 to -40 dB, two connected amplifier circuits are -30 to -60 dB, three connected amplifier circuits are -50 to -80 dB, and four connected amplifier circuits. Then, it is measured while automatically switching the gain range such as −70 to −100 dB. As described above, when a plurality of amplifier circuits are used, it is necessary to obtain a calibration line based on individual electrical characteristics for each of the plurality of amplifier circuits with respect to the virtual line P set by only one amplifier circuit. is there.
校正方法は、先ず2個の増幅回路の連結に切換える場合は減衰率−30dBになるように光減衰器Gの設定値gを設定して、減衰率が−60dBまで適宜変更しながら光測定器6の電圧vを記録する。このようにして、複数の記録点をグラフ内に表すことができる。 In the calibration method, first, when switching to the connection of two amplifier circuits, the set value g of the optical attenuator G is set so that the attenuation rate is -30 dB, and the optical measurement device is changed while appropriately changing the attenuation rate to -60 dB. Record the voltage v of 6. In this way, a plurality of recording points can be represented in the graph.
そして、記録点ごとに仮想線Pとの差であるγ1dB、γ2dB、・・として記録し、平均差分値γdBを算出する。そして、例えば平均差分値γdBが+1dBとなった場合には、補正データとして仮想線Pより1dBずれた校正線Qを得ることができる。 Then, each recording point is recorded as γ1 dB, γ2 dB,... Which is a difference from the virtual line P, and an average difference value γdB is calculated. For example, when the average difference value γdB becomes +1 dB, a calibration line Q that is shifted by 1 dB from the virtual line P can be obtained as correction data.
つまり、図1に示す測定状態において、増幅回路が2個の場合には、図9に示す校正線Qに沿った出力が得られ、3個の増幅回路の連結時、4個の増設回路の連結時と繰り返して、平均差分値γdBを算出処理し、それぞれの校正線Qを求める。そして、演算制御部には仮想線Pと、1又は複数の校正線Qを記憶することになる。なお、校正線Qに代えて、仮想線Pに対する平均差分値γdBを記憶するようにしてもよい。 That is, in the measurement state shown in FIG. 1, when there are two amplifier circuits, an output along the calibration line Q shown in FIG. 9 is obtained, and when the three amplifier circuits are connected, four additional circuits are connected. Repeating the connection, the average difference value γdB is calculated and each calibration line Q is obtained. The arithmetic control unit stores the virtual line P and one or more calibration lines Q. Instead of the calibration line Q, an average difference value γdB with respect to the virtual line P may be stored.
このようにして、演算制御部では測定された電圧vに対応する仮想線P又は校正線Qから反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。 In this way, the arithmetic control unit can output the reflectance of the reflected light amount, that is, the reflection level, from the virtual line P or the calibration line Q corresponding to the measured voltage v.
このように本実施例では、反射光測定装置1の演算制御部に予め仮想線P及び校正線Qを記憶させておいて、図1に示すように被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2を接続し、前述のように参照光学系の参照光路長を変化させながら、被測定コネクタC1内及び被測定コネクタC2内の断線等の不良個所を探索する。
As described above, in the present embodiment, the virtual line P and the calibration line Q are stored in advance in the calculation control unit of the reflected
断線等の不良個所が発見されなければ良品とみなされ、もし不良個所が検出された場合には、光測定器6で測定した干渉光の出力電圧に対して、仮想線P又は校正線Qに基づいて反射光量の反射率を読み取ることで、不良個所における測定レーザー光L1に対する反射率を数値化して出力することができる。
If a defective part such as disconnection is not found, it is regarded as a non-defective product. If a defective part is detected, the virtual line P or the calibration line Q is applied to the output voltage of the interference light measured by the
更には、どの程度の不良状態の反射率まで検査したのかをユーザーに対して保証することができ、例えば販売するコネクタに対し反射光測定装置1の限界測定値である例えば−80dBまでの断線等の不良状態については、発見されなかったことをメーカーとして保証できることになる。
Furthermore, it is possible to guarantee to the user how much the reflectance of the defective state has been inspected. For example, a disconnection of up to −80 dB, which is a limit measurement value of the reflected
1 反射光測定装置
2 レーザー光源
3 ビームスプリッタ
4 参照ミラー
5 光路長切換部
50 光スイッチ
51 第1の固定長光ファイバ
52 第2の固定長光ファイバ
6 光測定器
7 接続部
8 光路切換部
C1、C2、C11、C21、C1n、C2n 被測定コネクタ
FC 光ファイバケーブル
FM 光ファイバ
PD 基準光測定器
G 光減衰器
S 校正用反射測定装置
M 反射ミラー
DESCRIPTION OF
Claims (7)
該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、
前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切換える切換部が配置されていることを特徴とする反射光測定装置。 A laser light source that emits laser light; a measurement laser light that transmits the laser light; a beam splitter that branches into a reference laser light that reflects; a connection portion that is disposed on an optical path of the measurement laser light that has passed through the beam splitter; A reference mirror having an optical path length variable mechanism capable of adjusting an optical path length of the reference laser light, the measurement laser light reflected at a defective portion of the material to be measured made of a translucent material, and the reference reflected by the reference mirror A light measuring device for receiving laser light through the beam splitter,
In the reflected light measuring device for detecting the defective portion based on the reference laser light received by the light measuring device and the interference light by the measuring laser light,
A reflected light measuring apparatus, wherein a switching unit that switches an optical path of the reference laser light is disposed between the beam splitter and the reference mirror.
光測定装置。 The measurement value of interference light by the measurement laser beam attenuated by varying the attenuation factor and the reference laser beam, and the attenuation factor are measurement points, and the virtual line is the reference point The reflected light measuring apparatus according to claim 5 , wherein the line passes through two or more measurement points including
Light measuring device.
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