CN102680210A - 光纤弯曲性能的测量方法 - Google Patents

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中西哲也
樽稔树
永岛拓志
小西达也
桑原一也
市川真
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Abstract

本发明公开一种简易的光纤弯曲性能的测量方法。在如下状态下测量从光纤的另一端射出的光的功率P1：在光纤(1)围绕心轴(2)的外周侧以恒定节距缠绕一层并且用折射率匹配片材(5)覆盖如此缠绕的光纤(1)的整个外周的情况下，使光入射至光纤的另一端。所述折射率匹配片材(5)的折射率与所述光纤(1)的最外层的树脂的折射率基本匹配。

Description

光纤弯曲性能的测量方法
技术领域
本发明涉及一种涂覆有树脂的光纤的弯曲性能的测量方法。
背景技术
近年来随着FTTH(光纤到户)的发展，弯曲损耗小的光纤的使用越来越普及。光纤的弯曲损耗因为光纤的弯曲而产生。光纤弯曲损耗的测量方法在ITU-T G.650.1 5.6“Test methods for the macrobendloss(宏弯曲损耗的测量方法)”有规定，在日本专利申请公开No.H1-203938、日本专利申请公开No.2002-310850和日本专利申请公开No.2009-229120中也有所描述。根据这些文献，通过评估光纤未弯曲时得到的透射功率与光纤弯曲时得到的透射功率之间的差值来测量弯曲损耗。
在R.Morgan等人的“Wavelength dependence of bend loss inmonomode optical fibers：effect of the fiber buffer coating(单模光纤中的弯曲损耗的波长相关性：光纤缓冲涂层的影响)”，Vol.15，No.17，Optics Lett.P.947(1990)(非专利文献1)中指出，弯曲损耗出于如下原因而产生：当光纤弯曲时，在弯曲部分处纤芯模的一部分射出到包层，已经泄漏到包层的一部分光(回廊模)与纤芯模通过涂层与空气之间的界面处的菲涅耳反射而再次组合。在进行这种再次组合时，在纤芯模与回廊模之间产生干涉，从而产生在弯曲光纤的透射谱中具有相等光频间隔的振荡分量。结果，难以实现对弯曲损耗的准确测量。
光纤的弯曲半径越小，回廊模的产生越显著。近年来，随着FTTH的发展，在诸如5mm或7.5mm等小曲率半径下保证小衰减的光纤的应用越来越广泛。然而，在这种曲率半径小的情况下，难以用简单的方式准确地测量弯曲损耗。
公知的是，如果通过将光纤浸入折射率匹配液中而在空气与光纤的涂层之间的界面处抑制菲涅耳反射和全反射，则回廊模可以从围绕心轴缠绕的光纤逃逸到外部。然而，与通常的测量方法相比，将光纤浸入折射率匹配液中费时费力，从而导致工时延长、成本增加。此外，还会出现另外的问题：例如，因为折射率匹配液，可能容易弄脏产品。
发明内容
本发明的目的是提供一种光纤弯曲性能的简易测量方法。
本发明的光纤弯曲性能的测量方法包括：(1)第一步，在所述光纤没有出现弯曲损耗的状态下，在使光入射至所述光纤的一端的情况下，测量从所述光纤的另一端射出的光的功率P0；(2)第二步，围绕直径为2R的心轴缠绕所述光纤并用折射率匹配片材覆盖如此缠绕的光纤的整个外周，随后在使光入射至所述光纤的一端的情况下，测量从所述光纤的另一端射出的光的功率P1，所述折射率匹配片材的折射率与所述光纤的最外层中的树脂的折射率基本匹配；以及(3)第三步，基于在所述第一步中测得的功率P0与在所述第二步中测得的功率P1，测量在所述光纤以直径2R弯曲的情况下所述光纤的弯曲损耗。
根据本发明的光纤弯曲性能的测量方法，所述折射率匹配片材的折射率与所述光纤的最外层中的树脂的折射率之间的差值优选地为±0.3或更小，更优选地所述差值为±0.1或更小。所述折射率匹配片材的压缩弹性模量优选地为50N/mm2或更小，更优选地所述压缩弹性模量为30N/mm2或更小。所述折射率匹配片材可以由选自包括聚氨酯凝胶、聚氨酯弹性材料和UV树脂的群组的任一者制成。
本发明的效果
根据本发明，可以简易地测量光纤的弯曲性能。
附图说明
图1A和1B是示出光纤弯曲损耗的测量方法的概念示意图。
图2是示出比较例中在第一步中测量的光纤1的透射功率P0的波长相关性以及在第二步中测量的光纤1的透射功率P1的波长相关性的曲线图。
图3是示出比较例中光纤1的透射功率P0与透射功率P1之间的差值PBend的波长相关性的曲线图。
图4是示出本发明实施例的光纤弯曲性能的测量方法中的第二步的示意图。
图5是示出差值PBend的波长相关性的曲线图，其中实线示出根据该实施例的光纤弯曲性能的测量方法得到的测量结果，虚线示出采用现有方法得到的测量结果。
图6是示出在根据本发明该实施例的光纤弯曲性能的测量方法的第二步中缠绕有光纤和折射率匹配片材的心轴的一部分截面的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的优选实施例。这些附图只是用于描述本发明，而非限制本发明的范围。在附图中，相同的附图标记表示相同的元件，从而可以省略重复说明。附图中的尺寸比例并非总是准确的。
图1A和1B是示出光纤弯曲损耗的测量方法的概念示意图。待测量的光纤1具有分别由玻璃制成的纤芯和包层，包层的周围覆盖有树脂制成的涂层。光纤弯曲损耗的测量方法包括：(1)第一步，使光纤1置于没有出现弯曲损耗的状态下，在从光源3将预定波长、预定功率的光入射至光纤1一端的情况下，测量从光纤1的另一端射出的光的功率P0(图1A)；(2)第二步，在光纤1围绕具有预定直径的心轴2缠绕的状态下，在使光从光源3入射至光纤1一端的情况下，利用功率计4测量从光纤1的另一端射出的光的功率P1(图1B)；以及(3)第三步，基于在第一步中测得的功率P0与在第二步中测得的功率P1之间的差值，测量在光纤1以预定直径弯曲的情况下光纤1在预定波长下的弯曲损耗。
图2是示出比较例中在第一步中测量的光纤1的透射功率P0的波长相关性以及在第二步中测量的光纤1的透射功率P1的波长相关性的曲线图。在该比较例中，光纤1的弯曲半径R为5mm，光纤1的周围是空气。在透射功率P1中，存在与来自光源3的光功率P1的波长相关性无关的依赖于波长的振荡分量。
图3是示出比较例中光纤1的透射功率P0与透射功率P1之间的差值PBend的波长相关性的曲线图。在差值PBend中出现依赖于波长的功率振荡。如非专利文献1所指出，这种振荡是因为在回廊模与纤芯模组合时在回廊模与纤芯模之间产生了干涉。这使得难以实现对光纤1的弯曲损耗的准确测量。
图4是示出本发明实施例的光纤弯曲性能的测量方法中的第二步的示意图。在该实施例的第二步中，在如下状态下测量透射功率P1：在具有预定直径的心轴2的外周侧以恒定节距缠绕一层光纤1，并且用折射率与光纤1的最外层中的树脂的折射率基本匹配的折射率匹配片材5覆盖如此缠绕的光纤1的整个外周。折射率匹配片材5可以是例如选自群组的任一者，该群组包括聚氨酯凝胶、聚氨酯弹性材料和UV树脂。在这种情况下，因为光纤1的弯曲而从光纤1的纤芯泄漏出来的回廊模多数将穿过树脂涂层到达折射率匹配片材5。这样，避免了回廊模与纤芯模再次组合。
图5是示出透射功率P0与P1之间的差值PBend的波长相关性的曲线图。实线示出根据该实施例的光纤弯曲性能的测量方法得到的测量结果，虚线示出采用现有方法得到的测量结果。在该实施例中，透射功率P0与P1之间的差值PBend中具有波长相关性的振荡分量的产生得到抑制，相应地，可以简易地准确测量光纤1的弯曲损耗。在该例子中，光纤1的最外层中的树脂的折射率为1.52，折射率匹配片材5的折射率为1.53。
折射率匹配片材5的折射率与光纤1的最外层中的树脂的折射率之间的差值优选为±0.3或更小，更优选地为±0.1或更小。这样，通过减小折射率匹配片材5的折射率与光纤1的最外层中的树脂的折射率之间的差值，从而使回廊模有效地从树脂涂层泄漏到折射率匹配片材5，可以更准确地测量光纤1的弯曲损耗。
图6是示出在根据本发明该实施例的光纤弯曲性能的测量方法的第二步中缠绕有光纤1和折射率匹配片材5的心轴2的一部分截面的示意图。折射率匹配片材5的压缩弹性模量优选地为50N/mm2或更小，更优选地为30N/mm2或更小。这样，通过减小折射率匹配片材5的压缩弹性模量，可以使折射率匹配片材5以减小树脂-空气界面面积的包围方式覆盖围绕心轴2缠绕的光纤1的整个外周。因而，将使回廊模更有效地从树脂涂层向外到达折射率匹配片材5。这将使得能够更准确地测量光纤1的弯曲损耗。
令人期望地，折射率匹配片材5对光纤1的整个外周的挤压力为200g或更小。这样，可以抑制因为光纤1的应力而产生的微弯曲损耗增大，从而允许准确地测量弯曲损耗。优选地，折射率匹配片材5对光纤1的外周的挤压力为50g或更小。
在测量光纤1的截止波长的情况下，通过对光纤1施加弯曲来测量高阶模的弯曲损耗。存在如下情况：与高阶模类似地出现回廊模的影响，从而降低了截止波长的测量准确度。在本发明实施例的光纤弯曲性能的测量方法中，还可以抑制回廊模在截止波长的测量中的影响，从而避免测量准确度劣化。

Claims (6)

1.一种光纤弯曲性能的测量方法，包括：
第一步，在所述光纤没有出现弯曲损耗的状态下，在使光入射至所述光纤的一端的情况下，测量从所述光纤的另一端射出的光的功率P0；
第二步，围绕直径为2R的心轴缠绕所述光纤并用折射率匹配片材覆盖如此缠绕的光纤的整个外周，随后在使光入射至所述光纤的一端的情况下，测量从所述光纤的另一端射出的光的功率P1，所述折射率匹配片材的折射率与所述光纤的最外层中的树脂的折射率基本匹配；以及
第三步，基于在所述第一步中测得的功率P0与在所述第二步中测得的功率P1，测量在所述光纤以直径2R弯曲的情况下所述光纤的弯曲损耗。
2.根据权利要求1所述的光纤弯曲性能的测量方法，其中，
所述折射率匹配片材的折射率与所述光纤的最外层中的树脂的折射率之间的差值为±0.3或更小。
3.根据权利要求2所述的光纤弯曲性能的测量方法，其中，
所述折射率匹配片材的折射率与所述光纤的最外层中的树脂的折射率之间的差值为±0.1或更小。
4.根据权利要求1或2所述的光纤弯曲性能的测量方法，其中，
所述折射率匹配片材的压缩弹性模量为50N/mm2或更小。
5.根据权利要求4所述的光纤弯曲性能的测量方法，其中，
所述折射率匹配片材的压缩弹性模量为30N/mm2或更小。
6.根据权利要求1所述的光纤弯曲性能的测量方法，其中，
所述折射率匹配片材由选自包括聚氨酯凝胶、聚氨酯弹性材料和UV树脂的群组的任一者制成。
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