CN111201427A - 反射光测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种能够有效率地对两端的光连接器以及多个光纤进行断线检查的反射光测定装置。反射光测定装置(1)包含：激光源(2)；分束器(3)，将测定激光(L)分支为要透过的测定激光(L1)与要反射的参考激光(L2)；参考镜(4)，具有能够调整参考激光(L2)的光路长度的光路长度可变机构；光路长度切换部(5)，配置在所述参考镜(4)与分束器(3)之间，并将参考激光(L2)的光路长度切换为多个固定长度；以及光测定器(6)，经由分束器(3)来接收在连接到连接部7的被测定连接器(C1)、(C2)内的断线等不良部位(D1)、(D2)处反射的测定激光(L1’)以及由参考镜(4)反射的参考激光(L2’)。

Description

反射光测定装置
技术领域
本发明涉及一种反射光测定装置，该反射光测定装置特定出由光纤等透光性原材料所构成的被测定材料的裂纹、断线等不良部位，并且测定在不良部位处产生的反射光，且能够数值化不良状态。
背景技术
光纤的主材料中使用玻璃，因此存在容易产生断线或裂纹的问题。特别地，在向光连接器内加工时，对光纤施加应力，而经常在光连接器内产生断线。
而且，在该光连接器内刚发生断线后的状态下，断线部位的光纤彼此紧密接触，因此光量几乎不发生变化地在光纤内传递。而且，在光纤的断线面无条纹状的凹凸而为镜面状，且断线面为斜面状的情况下，反射光变得极弱。在几乎不存在因这种断线部位所引起的反射光的断线即所谓的隐蔽断线的情况下，在使用开始时的当下几乎不会出现问题。
然而，该隐蔽断线在经过长时间后，由于伴随光连接器中使用的粘合剂的温度变化的膨胀收缩的重复进行或施加到光连接器的振动等，而使有隐蔽断线的部分光纤彼此逐渐分离，光纤的传递性能劣化，存有可能发生通信障碍等担忧。
因此，在将光纤组装到光连接器后，立即利用在断线部位处产生的光反射进行断线检查。专利文献1中记载了一种光纤测定装置，该光纤测定装置使用光学干涉方式测定光纤全长中的缺陷的位置及大小。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本特开平7-83790号公报。
发明内容
[发明所要解决的问题]
将光纤组装到光连接器中并出售的光缆(optical fiber cable)的制造商使用例如专利文献1的测定装置等来检查每个产品的断线的状态，然后仅发货完好的产品。而且，在发货后发现隐蔽断线的情况下，优选制造商能够证明在发货时检查了断线所引起的反射光到何种程度的水平。
然而，所述专利文献1记载的测定装置中，虽能够基于光纤的反射光的强弱来测定粗略的断线状态，但在如隐蔽断线那样仅获得微弱的反射光的情况下，难以进行以数值提示断线部位处的反射光这样精度优良的测定。因此，存在如下问题，即，无法向用户说明在测定装置发货时检查到何种程度的反射光水平。
而且，光缆的光连接器内的断线检查是将光连接器连接到测定装置来进行的，但光缆在两端具备光连接器。因此，在进行断线检查时，需要在检查了一个光连接器之后，取下该一个光连接器并连接另一个光连接器，然后检查另一个光连接器，从而测定作业复杂且花费时间。
进而，通常光缆由具有数根至4,000根左右的芯线的光纤束所构成，且连接到光缆的光连接器也如例如MPO(Multi-fiber Push-On；多光纤推入式)连接器那样，成为能够同时连接光纤的芯线的根数量的构成。在进行这种连接有多根光纤的光连接器的断线检查时，连接测定装置与光连接器的作业需要重复进行与光纤的根数量相当的次数。
还有这样一种方法，在测定装置的光连接器连接部设置有例如光学开关那样的光路切换机构，依次切换与光连接器的连接并进行与光纤的根数量相应的检查。然而，作为市售品的光学开关因各通道的光路长度彼此不同，所以每次切换光路时必须调整测定装置内的参考光的光路长度而产生光学干涉。然后，在光学开关的每个通道的光路长度之差例如为数厘米(cm)的情况下，需要在测定装置设置光路长度调整机构。
这样，在连接有由多根光纤所构成的光缆的光连接器的断线检查中，要花费大量的劳力和时间来进行测定装置与光连接器的复杂的连接作业。
因此，光纤的制造商期望有一种检查装置，该检查装置能够数值化地求出对于断线状态下的测定装置的射出光检查到何种程度的水平的反射光，并且可确保达到可计测的预定的反射率的试验的品质。特别地，需要一种检查装置，能够在短时间内以简单作业对于安装在光纤的两端的光连接器甚至是安装在多根光纤的多个光连接器测定反射率。
本发明的第一目的在于提供一种反射光测定装置，可确定光连接器内的微小的裂纹或断线等不良部位的产生位置，进行可靠性高的反射光的数值化，并且能够有效率地对两端的光连接器以及多个光纤进行断线检查。
本发明的第二目的在于提供一种反射光测定装置，能够有效率地对连接有由多根光纤所构成的光缆的光连接器进行断线检查。
[解决问题的技术手段]
本发明的反射光测定装置包括：激光源，射出激光；分束器，将所述激光分支成要透过的测定激光以及要反射的参考激光；连接部，配置在已透过所述分束器的所述测定激光的光路上；参考镜，具有光路长度可变机构,所述光路长度可变机构能够调整所述参考激光的光路长度；以及光测定器，经由所述分束器来接收在由透光性原材料所构成的被测定材料的不良部位处反射的所述测定激光以及在所述参考镜反射的所述参考激光；基于所述光测定器接收的所述参考激光以及所述测定激光所引起的干涉光来检测所述不良部位；所述反射光测定装置的特征在于，在所述分束器与所述参考镜之间配置有切换部，所述切换部切换所述参考激光的光路：或者，在所述分束器与所述连接部之间配置有：光路切换部,切换所述测定激光的光路；以及光路长度调整部，与所述光路切换部连接并调整所述光路切换部的光路长度。
[发明的效果]
根据该反射光测定装置，能够检测出反射光极弱的光连接器内的断线或裂纹等不良部位的位置，并且能够数值化对于射出光检查反射光到何种程度的水平并加以输出。
而且，可在不变更光纤连接到反射光测定装置的连接状态的情况下，连续地检查安装在光纤的两端的光连接器。同样地，能够使用并联配置的测定激光的光路连续地对MPO连接器等配置有多个光纤的光连接器或隐形眼镜(contact lens)等透光性原材料进行检查。
而且，通过使用光路切换部以及光路长度调整部，各通道的光路长度变得相同，通过利用光路切换部依次切换连接到反射光测定装置的光纤，而能够有效率地进行断线检查。
附图说明
图1是实施例1的反射光测定装置的构成图。
图2是表示断线不良检测方法的流程图。
图3是不良部位的距离与干涉光的反射水平间的关系的图表。
图4是实施例2的反射光测定装置的构成图。
图5是用于使用光测定器获得作为基准的光衰减器的特性数据的构成图。
图6是光衰减器的特性数据的图表。
图7是进行基准设定处理的情况下的构成图。
图8是用于获得校准线的构成图。
图9是反射光测定装置中使用的校准线的图表。
图10是实施例3的反射光测定装置的构成图。
图11是断线不良检测方法的流程图。
图12是检测光路切换部的光路长度不均时的构成图。
图13是实施例4的反射光测定装置的构成图。
具体实施方式
基于图示的实施例来详细地说明本发明。
[实施例1]
图1是实施例1的反射光测定装置1的构成图，光缆FC的一端的被测定连接器C1经由连接部连接到该反射光测定装置1，光缆FC的另一端连接有被测定连接器C2。该反射光测定装置1对被测定连接器C1、C2的断线等不良部位的检查基于迈克尔逊干涉仪(Michelsoninterferometer)的原理。
如图1所示，反射光测定装置1包含激光源2、分束器3、参考镜4、光路长度切换部5、光测定器6以及连接部7。
激光源2射出作为低干涉光的激光L，分束器3将激光L的光量均等地分支为要透过的测定激光L1与要反射的参考激光L2。而且，为了维持激光对于温度特性的稳定性，激光源2利用珀耳帖元件(Peltier element)等进行温度控制。
参考镜4具有能够调整参考激光L2的光路长度的光路长度可变机构。光路长度切换部5配置在参考镜4与分束器3之间，将参考激光L2的光路长度切换为多个固定长度。
光测定器6经由分束器3来接收在被测定连接器C1、C2内的断线等不良部位D1、D2处反射的测定激光L1’以及由参考镜4反射的参考激光L2’。连接部7配置在已透过分束器3的测定激光L1的光路上。
另外，未图示的运算控制部连接到反射光测定装置1，该运算控制部控制所述各构件的动作等，运算光测定器6的测定值等，并数值化不良部位的位置及其程度并加以输出。特别是，运算控制部具有下述功能：存储后述的校准线，且根据由光测定器6获得的测定值并基于该校准线算出反射率。
从激光源2射出的测定激光L在分束器3中分支，已透过分束器3而直线前进的测定激光L1传输到被测定连接器C1以及被测定连接器C2。从分束器3到被测定连接器C1以及被测定连接器C2的光路设为光纤，且经由设置于该光纤的端部的连接部7而连接有被测定连接器C1、C2。
而且，测定激光L的一部分由分束器3反射而成为参考激光L2，且传输到光路长度切换部5。该光路长度切换部5在两端具备光学开关5a，在这些光学开关5a的未图示的连接端子配置有预先设为预定的光路长度的多个固定长度光纤。
这些固定长度光纤由如下所构成：第一固定长度光纤5b，具有作为光缆FC的一端的光连接器的被测定连接器C1用的光路长度；以及第二固定长度光纤5c，具有作为另一端的光连接器的被测定连接器C2用的光路长度；且这些固定长度光纤并联地连接到光学开关5a。
可根据光缆FC的长度配置两根以上的第二固定长度光纤5c，可将所述连接端子配置在反射光测定装置1的外表面，根据光缆FC的长度适当地更换第一固定长度光纤5b、第二固定长度光纤5c。
而且，图1的构成图中，配置有一对光学开关5a，但也可仅配置靠近分束器3的一个光学开关5a。这种情况下，将直到参考镜4为止的包含第一固定长度光纤5b的光路以及包含第二固定长度光纤5c的光路并联配置两个，且对于各个光路，能够通过后述的光路长度可变机构来变更光路长度。
通过使光学开关5a进行开关(switching)动作，参考激光L2透过第一固定长度光纤5b或第二固定长度光纤5c而成为预定的光路长度。此时，第一固定长度光纤5b的光路长度设定为与测定激光L1的直到连接部7为止的光路长度大致相等。
另一方面，第二固定长度光纤5c的光路长度被设定为大致等于第一固定长度光纤5b的光路长度加上作为检查对象的光缆FC的光路长度所得的长度。这样，由分束器3分支的参考激光L2经光路长度切换部5传输到参考镜4。参考镜4具备沿着参考激光L2的光轴能够移动到任意位置的光路长度可变机构，对参考激光L2的光路长度施加微调整。
另外，该参考镜4的光路长度可变机构也能够使用旋转反射器(rotaryreflector)。该旋转反射器采用半径为20mm且旋转速度为1.1转/秒左右的机构，以确保作为计测长度的20mm的可变范围。
而且，当在被测定连接器C1或C2内存在断线等不良部位时，不良部位D1或D2处反射的测定激光L1’被分束器3反射并传输到光测定器6。
另一方面，参考激光L2由光学开关5a选择性地切换第一固定长度光纤5b或第二固定长度光纤5c来传输光，且被参考镜4反射而成为参考激光L2’，再次由光学开关5a选择性地切换第一固定长度光纤5b或第二固定长度光纤5c来传输光，并透过分束器3而传输到光测定器6。
另外，各光路中可使用光纤，也能够使用光纤耦合器(fiber coupler)代替分束器3来使测定激光L直线前进、分支。而且，实际的干涉仪的光路中使用透镜光学系统，进而有时也使用偏光分束器、1/4波长板，但这些是公知的机构，因此省略其说明。
从激光源2射出例如波长1310mm的低干涉激光，被测定连接器C1、C2内的光纤附近的不良测定范围例如为0mm至20mm，测定分解长度例如为1.25μm。因此，参考激光L2的光路长度可变机构的可变范围也相当于20mm。另外，光路长度可变范围设为与被测定连接器C1、C2具有的光路长度相同的程度，应根据连接器的尺寸而变更，且不限定于20mm。
接下来，根据图2的流程图说明反射光测定装置1对光连接器不良部位的位置的检测方法。首先，步骤S101中，将应进行不良检查的光缆FC的一端的光连接器即被测定连接器C1连接到连接器形状的连接部7。通过光学开关5a的开关控制，成为选择第一固定长度光纤5b作为参考激光L2的光路的状态。通过选择第一固定长度光纤5b，参考激光L2的光路长度成为与测定激光L1的直到连接部7为止的光路长度大致相等的状态。
然后，步骤S102中，从激光源2射出测定激光L，并利用分束器3分支为朝向被测定连接器C1的测定激光L1与朝向参考镜4侧的参考激光L2。
步骤S103中，对参考激光L2的参考光路长度，使参考镜4沿着光轴在可变范围内移动。光路长度的调整范围是相当于从连接部7到被测定连接器C1为止的光学距离的程度。当因该参考光学系统的参考镜4的移动，测定激光L1的直到被测定连接器C1内的不良部位D1为止的测定光路长度与参考激光L2的直到参考镜4为止的参考光路长度一致时，如图3所示，获得光测定器6中接收的干涉光引起的峰状的拍频信号(beat signal)e。
步骤S104中，判定光测定器6是否接收到所述峰状的拍频信号e。如果被测定连接器C1内不存在不良部位D1，则测定激光L1被反射且不返回到光测定器6，而是透过光缆FC。如果未检测到拍频信号e，则判定被测定连接器C1正常，且进入到步骤S105并停止参考镜4的移动。
步骤S106中，将由光学开关5a选择的光路从第一固定长度光纤5b切换到第二固定长度光纤5c。因选择了第二固定长度光纤5c，参考激光L2的光路长度成为与测定激光L1的直到被测定连接器C2为止的光路长度大致相等的状态。
步骤S107中，再次通过使参考镜4沿着光轴移动来微调整参考激光L2的参考光路长度。光路长度的调整范围相当于被测定连接器C2的光路长度的程度。当因该参考光学系统的参考镜4的位置的移动，测定激光L1的直到被测定连接器C2内的不良部位D2为止的测定光路长度与参考激光L2的直到参考镜4为止的参考光路长度一致时，获得光测定器6中接收的干涉光引起的峰状的拍频信号e。
步骤S108中，判定光测定器6是否接收到所述峰状的拍频信号e。如果被测定连接器C2内不存在不良部位D2，则测定激光L1不会被反射也不会返回到光测定器6，而是从被测定连接器C2传到外部。如果未检测到拍频信号e，则判定被测定连接器C2无异常，进入到步骤S109并停止参考镜4的移动。然后，判定安装在作为检查对象的光缆FC的被测定连接器C1以及被测定连接器C2均正常且为完好的产品，并结束检查。
另一方面，当在步骤S104中检测到峰状的拍频信号e时，判定被测定连接器C1内存在由不良部位D1引起的断线不良。图3是表示被测定连接器C1内的不良部位D1的距离、作为测定光学系统的测定激光L1’及作为参考光学系统的参考激光L2’的干涉光的反射水平的图表。例如，显示如下状态：在被测定连接器C1内的10mm的位置处产生断线等不良，且在参考光学系统的相应的光路长度出现所述拍频信号e。
该峰状的拍频信号e的大小，即反射水平的大小明显大于没有不良的位置处的反射水平，因此当获得拍频信号e时，能够容易判定在被测定连接器C1内产生断线等不良，并且能够如所述那样特定出不良部位。
另外，该测定因基于高灵敏度的干涉法来进行，因此，即使是仅获得被测定连接器C1内的微弱反射光的隐蔽断线，拍频信号e的反射水平也显著变大，能够获得αdB来作为该反射水平。进入到步骤S110并停止参考镜4的移动，判定安装在作为检查对象的光缆FC的被测定连接器C1为不良产品，并结束检查。
而且，当在步骤S108中检测到峰状的拍频信号e时，判定在被测定连接器C2内存在由不良部位D2引起的断线不良。检测到的拍频信号e与被测定连接器C1内的不良部位D1的情况相同，因此省略其说明。进入到步骤S110并停止参考镜4的移动，判定安装在作为检查对象的光缆FC的被测定连接器C2为不良产品，并结束检查。
如上所述，在实施例1的反射光测定装置1中，一旦连接了作为检查对象的光缆FC，则能够在不特别变更连接状态的情况下，通过一系列操作来检查安装在光缆FC的两端的被测定连接器C1以及被测定连接器C2。
[实施例2]
图4是实施例2的反射光测定装置1的构成，作为检查对象的光纤由多根所构成。在能够连接到作为MPO连接器的被测定连接器C1的连接器形状的连接部7与分束器3之间配置有光路部切换机构8。光路部切换机构8具有光学开关，在光路部切换机构8与连接部7之间配置有与MPO连接器内捆扎的光纤数相同数量的光路部，通过光路部切换机构8的光学开关的开关控制，能够切换这些光路部。
在与连接部7连接的作为检查对象的光缆FC中捆扎有n根光纤FM1至光纤FMn。例如，捆扎有典型根数量24根的光纤。在光缆FC的一端安装有捆扎了n根光纤FM1至光纤FMn的作为MPO连接器的被测定连接器C1，在另一端安装有普通的被测定连接器C21至被测定连接器C2n。
而且，与实施例1相同的光路长度切换部5的第一固定长度光纤5b的光路长度设定为与测定激光L1的直到连接部7为止的光路长度大致相等。另一方面，在光纤FM1至光纤FMn的光路长度恒定的情况下，第二固定长度光纤5c的光路长度被设定为大致等于该光路长度加上第一固定长度光纤5b的光路长度所得的值。
在光纤FM1至光纤FMn的光路长度为两种以上的情况下，也与该情况对应地预先准备两种以上的第二固定长度光纤5c，且以可由光学开关5a选择的方式连接。或者，在测定中，可根据光纤FM1至光纤FMn的光路长度来更换第二固定长度光纤5c。关于反射光测定装置1的其他构成，因设为与实施例1相同的构成，所以省略其说明。
这样构成的实施例2中，能够采用与表示为实施例1的光连接器不良部位的位置的检测方法的图2的流程图相同的过程(procedure)，来作为不良部位的位置的检测方法。
即，利用光路部切换机构8依次切换所连接的光纤FM1至光纤FMn，并将与图2所示的流程图相同的过程重复n次，由此，能够用一系列操作检测出作为MPO连接器的被测定连接器C1内的光纤FM1至光纤FMn所对应的不良部位D11至不良部位D1n、以及被测定连接器C21至被测定连接器C2n所对应的不良部位D21至不良部位D2n。
因此，不需要将已分支为n根光纤FM1至光纤FMn的另一端侧的被测定连接器C21至被测定连接器C2n个别地安装在反射光测定装置1，因此检查作业大幅削减。
而且，实施例2的反射光测定装置1配置有将参考激光L2的光路长度切换为多个固定长度的光路长度切换部5，但也可为不设置光路长度切换部5的构成。该情况下，测定对象仅为一端侧，能够诊断出连接到连接部7的被测定连接器C1内的光纤FM1至光纤FMn所对应的不良部位D11至不良部位D1n。
而且，关于实施例2的反射光测定装置1的测定对象，以被测定连接器内的光纤为例并进行了说明，但除被测定连接器内的光纤以外，也能够诊断出由玻璃板或隐形眼镜等透光性原材料所构成的被测定材料的不良部位。这种情况下，将准直仪(collimator)安装在被测定连接器C21至被测定连接器C2n的前端，以各被测定连接器C21至被测定连接器C2n的参考激光L2’的光路长度包含配置在准直仪尖端处的被测定材料的方式来调整参考镜4的光路长度可变机构，由此即能够诊断出透光性原材料的不良部位。
如实施例1以及实施例2所说明的那样，在通过利用该干涉法检测不良位置而未发现由透光性原材料所构成的被测定材料的不良部位的情况下，能够判断被测定连接器C内没有不良，但在检测到不良部位的情况下，需要进一步检查该不良的程度。该情况下，通过测定由光测定器6获得的作为来自被测定连接器C的不良部位的反射光的测定激光L1’的大小即反射水平αdB，而能够一定程度上推测出被测定连接器C内的断线等不良的状态。
然而，无法根据反射水平αdB的大小，准确地数值化被测定连接器C的断线等不良的程度。即，这是因为，即使不良的程度相同，由光测定器6获得的拍频信号e的大小也会受到光测定器6或所使用的放大电路等各自特性的极大的影响，从而对每个反射光测定装置1而言都不同。
因此，反射光测定装置1中，为了普遍地数值化对于被测定连接器C内的断线等不良的反射率，而使用作为基准的光学设备或光学系统来校准反射光测定装置1的光测定器6的光接收特性。而且，使校准线针对每个反射光测定装置1而存储在运算控制部中，当利用反射光测定装置1进行实际检查时，需要基于光测定器6的输出来校准。
关于该校准处理，考虑几种方法，如下的说明为方法之一。反射光测定装置1的校准处理中，首先，使用作为基准的单独的光衰减器来评估光衰减器的设定值与测定出的衰减量的线性。
如图5的构成图所示，在与反射光测定装置1中使用的产品相同的激光源2和作为市售的功率计的基准光测定器PD之间配置光衰减器G来进行该评估处理。由于基准光测定器PD的性能，虽能够测定一定程度大小的光量，但无法测定-50dB以下的极微弱的光量。
首先，将光衰减器G的衰减率设定为0dB，使测定激光L1射入到基准光测定器PD并测定光量r0，将该光量r0设为0dB，设为零基准点。然后，改变光衰减器G的设定值而使衰减率变化，并测定光量r。
以这种方式，对于作为基准的光衰减器G，使用作为基准的基准光测定器PD以及与反射光测定装置1为相同产品的激光源2，来获得光衰减器G的设定值与衰减量的关系的特性数据。
图6是表示如所述那样求出的X轴的光衰减器G的设定值与Y轴的基准光测定器PD的测定值的关系的图表，使用包含具有线性的特性数据的光衰减器G来进行下一个反射光量的基准设定处理。
如图7所示，将光衰减器G配置在校准用反射测定装置S与校准用被测定连接器C’之间，进行反射光量的基准设定处理。该校准用被测定连接器C’使用没有不良部位的被测定连接器，且在校准用被测定连接器C’的背后配置进行全反射的反射镜M。
校准用反射测定装置S内部具有未图示的激光源以及基准光测定器，能够根据接收到的测定激光L1’的光量对于测定激光L1的光量来计测表示反射率的测定值。
使测定激光L1穿过光衰减器G以及校准用被测定连接器C’并经过在反射镜M全反射的测定激光L1”而形成测定激光L1’来作为基准反射光。
另外，光衰减器G的设定值在图5中为一个方向，与此相对，在图7中为往复方向，因此以dB表述会变为两倍的衰减率，但为了容易理解，由光衰减器G的最初的测定激光L1与最后的测定激光L1’的比率来定义衰减率，并表示为设定值。
反射光量的基准设定处理中，以使校准用反射测定装置S所接收的光量成为-14.7dB即典型的光纤的切断面与空气的反射率的方式调整光衰减器G的设定值。然后，将此时的光衰减器G的设定值作为可获得基准反射光量值-14.7dB的设定值g来存储。
即，当因校准用被测定连接器C’或反射镜M等测定光学系统的损耗而将光衰减器G的设定值g设定为高于-14.7dB的值例如g＝-13.7dB时，因校准用反射测定装置S接收的反射光量计测为-14.7dB，所以保持该-13.7dB的设定值g。另外，由于光衰减器G的设定值g与实际的反射光量的衰减率的差异是由测定光学系统的损耗所引起，所以可理解即使测定激光L1的光量发生变化，该差异也总是为恒定值。
这样，使用以测定激光L1’相对于测定激光L1成为-14.7dB的方式进行了反射光量的基准设定的光衰减器G、校准用被测定连接器C’以及反射镜M来进行反射光测定装置1的光测定器6的光接收特性的校准。
如图8所示，将光衰减器G、校准用被测定连接器C’以及反射镜M连接到光路长度切换部5设为第一固定长度光纤5b的反射光测定装置1，针对每个反射光测定装置1获得校准数据。当进行校准时，成为测定激光L1的直到反射镜M为止的测定光路长度与参考激光L2的直到参考镜4为止的参考光路长度一致的状态。
使用当光测定器6接收到包含该状态下设定为基准的-14.7dB的测定激光L1’的反射光量的干涉光时获得的电压值，来制作作为校准线的虚拟线P。图9中，横轴表示作为基准的反射光量的衰减率，纵轴表示由光测定器6接收的光量的电压v。
在图8的构成图中，将由光测定器6接收到包含设定为基准的-14.7dB的反射光量的干涉光时获得的电压设为电压V1，以该电压V1为基准点β1而在图9所示的图表上进行绘制。另外，图中的基准点β1的在横轴的-14.7dB的括号内表示与衰减率相对应的光衰减器G的设定值。
然后，根据电压V1算出反射光量的衰减率相当于-10dB的光测定器6的电压V0，并将该电压V0在纵轴设为-10dB。以该衰减率-10dB、电压V0的交点为起点β0，以穿过起点β0以及基准点β1的方式画虚拟线P。如果将这样获得的虚拟线P存储在运算控制部，则对于由反射光测定装置1的光测定器6获得的输出电压能够输出虚拟线P上的反射光量的衰减率即反射水平。
而且，如上所述，虽然虚拟线P是仅从基准点β1的一点算出起点β0而线状化，但也可变更图5所示的光衰减器G的设定值，将反射光量的衰减率调整为-10dB，并测定此时的电压V2，并将衰减率-10dB、电压V2的交点设为测定起点β2。这样，求出两点以上的测定点，以穿过测定起点β2以及基准点β1的方式画虚拟线P’。因虚拟线P’在测定起点β2也使用测定值，所以比起虚拟线P能够进一步提高精度。
这样，如果将所获得的虚拟线P’存储在运算控制部中，则能够对于与由反射光测定装置1的光测定器6获得的干涉光对应的输出电压输出精度更高的反射光量的反射率即反射水平。
进而，因虚拟线P’的斜率a与虚拟线P的斜率可能产生偏差，所以也可将该斜率a的倒数1/a乘以虚拟线P’而校准为虚拟线P。
以上的说明中，虽设为在反射光测定装置1中例如配置一个放大电路来进行了说明，但实际上，如果反射率变小，则反射光测定装置1串联连接更多例如四个的放大电路且一边切换这些放大电路一边使用。
例如，一边自动切换增益范围一边进行测定，该增益范围在仅一个的放大电路中为-10dB至-40dB，在两个连结而成的放大电路中为-30dB至-60dB，在三个连结而成的放大电路中为-50dB至-80dB，在四个连结而成的放大电路中为-70dB至-100dB等。这样，在使用多个放大电路的情况下，对于在仅一个的放大电路中设定的虚拟线P，需要针对多个放大电路的每个，基于各自的电气特性来获得校准线。
关于校准方法，首先，在切换为连结两个放大电路的情况下，先将光衰减器G的设定值g设定为衰减率-30dB，然后将衰减率适当地变更并记录光测定器6的电压v直到衰减率变更至-60dB为止。这样，能够在图表内显示多个记录点。
然后，对于每个记录点，记录为与虚拟线P之差即γ1dB、γ2dB、…，并算出平均差分值γdB。然后，例如在平均差分值γdB为+1dB的情况下，能够获得从虚拟线P偏离了1dB的校准线Q作为修正数据。
即，在图1所示的测定状态下，当放大电路为两个时，获得沿着图9所示的校准线Q的输出，将连结三个放大电路时与连结四个增设电路时予以重复，将平均差分值γdB进行算出处理，并求出各自的校准线Q。然后，运算控制部中存储虚拟线P及一条或多条校准线Q。另外，可存储对于虚拟线P的平均差分值γdB来代替校准线Q。
这样，能够根据与运算控制部中测定出的电压v对应的虚拟线P或校准线Q来输出反射光量的反射率，即反射水平。
这样，本实施例中，使反射光测定装置1的运算控制部预先存储虚拟线P以及校准线Q，并如图1所示连接被测定连接器C1以及被测定连接器C2，且如所述那样一边使参考光学系统的参考光路长度发生变化，一边搜寻被测定连接器C1内以及被测定连接器C2内的断线等不良部位。
如果未发现断线等不良部位则视作完好的产品，如果检测到不良部位，则可对由光测定器6测定出的干涉光的输出电压，基于虚拟线P或校准线Q读取反射光量的反射率，由此能够数值化不良部位中的对于测定激光L1的反射率并加以输出。
进而，可对用户保证已检查到何种程度的不良状态的反射率，例如作为制造商能够保证对于销售的连接器，未发现反射光测定装置1的极限测定值即例如-80dB的断线等不良状态。
[实施例3]
图10是实施例3的反射光测定装置1的构成图，具备光缆FC的被测定连接器C3经由连接部7而连接到该反射光测定装置1。反射光测定装置1由激光源2、分束器3、参考镜4、光测定器6、连接部7、光路切换部9及光路长度调整部10所构成。
在已透过分束器3的测定激光L1的光路上配置有连接部7，且在分束器3与连接部7之间依次配置有光路切换部9及光路长度调整部10。
光缆FC设为例如数根至4,000根左右的光纤FM1至光纤FMn的束，且被测定连接器C3是如例如MPO连接器那样成为能够同时连接光纤FM1至光纤FMn的形态。而且，这种被测定连接器C3能够连接到连接部7。
光路切换部9例如是市售的光学开关，且具备进行开关处理的光学开关部9a以及能够与该光学开关部9a连接的切换光路9b1至切换光路9bn。切换光路9b1至切换光路9bn与光缆FC的各光纤FM1至光纤FMn对应，且配置为相同数量。
光学开关部9a能够通过基于来自未图示的运算控制部的切换指令的开关控制，将测定激光L1、L1’的光路切换到切换光路9b1至切换光路9bn中的任一个。切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度的不均例如为数毫米(mm)至数厘米。
而且，当进行断线检查时，以使测定激光L1射入到光学开关部9a的方式配置光路切换部9，但当构成后述的光路长度调整部10的光路长度时，光路切换部9进行变更以使测定激光L1射入到左右相反的切换光路9b1至切换光路9bn。即，能够以对于测定激光L1射入及射出相反的方式安装。
在以使测定激光L1射入到切换光路9b1至切换光路9bn的方式安装时的光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn侧的光轴调整中，可设置能够使光路切换部9在与光轴正交的方向移动的滑动机构，使光轴容易与各切换光路9b1至切换光路9bn匹配。或者，从分束器3到光路切换部9的光路可由光纤所构成，且可利用设置在该光纤端部的光连接器来与光路切换部9连接。
光路长度调整部10具有调整光路10a1至调整光路10an，该调整光路10a1至调整光路10an将经由连接部7而连接到被测定连接器C3的光纤FM1至光纤FMn与光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn之间分别一对一地连接。调整光路10a1至调整光路10an受到调整，以消除切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度的不均，且使光路切换部9与光路长度调整部10的总光路长度9b1+10a1至总光路长度9bn+10an为相等长度。
从激光源2射出的激光L在分束器3中分支，已透过分束器3而直线前进的测定激光L1经由光路切换部9、光路长度调整部10、连接部7传输到被测定连接器C3。从分束器3到光路切换部9的光路例如设为光纤，光路切换部9的光学开关部9a连接到该光纤的端部。测定激光L1利用光路切换部9的光学开关部9a选择性地连接到切换光路9b1至切换光路9bn中的一个并传输光，进而穿过光路长度调整部10的对应的调整光路10a1至调整光路10an并经由连接部7而到达被测定连接器C3。
如果被测定连接器C3内存在断线等不良部位，则在不良部位D31至不良部位D3n处反射的测定激光L1’穿过连接部7、光路长度调整部10、光路切换部9而由分束器3反射且被光测定器6接收。
另一方面，激光L的一部分由分束器3反射而成为参考激光L2且被传输到参考镜4。参考镜4具备沿着参考激光L2的光轴能够移动到任意位置的光路长度可变机构，对参考激光L2的光路长度施加微调整。参考激光L2由参考镜4反射而成为参考激光L2’，透过分束器3且被光测定器6接收。
接下来，利用图11的流程图来说明反射光测定装置1对光连接器不良部位的位置的检测方法。首先，步骤S201中，将应进行不良检查的光缆FC的一端的光连接器即被测定连接器C3连接到连接器形状的连接部7。通过光路切换部9的光学开关部9a的开关控制，成为选择切换光路9b1作为测定激光L1的光路的状态。通过选择切换光路9b1，测定激光L1的光路成为经由调整光路10a1、连接部7而到达被测定连接器C3的不良部位D31、光纤FM1。
然后，步骤S202中，从激光源2射出激光L，并利用分束器3将激光L分支为朝向被测定连接器C3的测定激光L1与朝向参考镜4侧的参考激光L2。
步骤S203中，使参考镜4沿着光轴在可变范围内移动，调整参考激光L2的参考光路长度。光路长度的调整范围是相当于从连接部7到被测定连接器C3为止的光学距离的程度。当因该参考镜4的移动，测定激光L1的直到被测定连接器C3内的不良部位D31为止的测定光路长度与参考激光L2的直到参考镜4为止的参考光路长度一致时，获得如实施例1的图3所示那样在光测定器6中接收的干涉光所引起的峰状的拍频信号e。
步骤S204中，判定光测定器6是否接收到拍频信号e。如果被测定连接器C3内不存在不良部位D31，则测定激光L1不会被反射也不会返回到光测定器6而是透过光纤FM1。如果未检测到峰状的拍频信号e，则进入到步骤S205并停止参考镜4的移动。
步骤S206中，判断是否存在由光学开关部9a选择的下一个切换光路，当不存在下一个切换光路时进入到步骤S207，完成构成光缆FC的所有光纤FM1至光纤FMn的测定。判定安装在作为检查对象的光缆FC的被测定连接器C1正常且为完好的产品，并结束检查。
当步骤S206中存在由光学开关部9a选择的下一个切换光路时，进入到步骤S208并选择下一个切换光路。即，如果当前所选择的是切换光路9b1则切换到切换光路9b2。通过选择切换光路9b2，测定激光L1的光路成为经由调整光路11a2、连接部7而到达被测定连接器C3的不良部位D32、光纤FM2。然后，回到步骤S203，以与构成光缆FC的光纤FM1至光纤FMn的根数量相应的次数重复进行所述干涉光的检测处理。
另一方面，当步骤S204中检测到拍频信号e时，判定在被测定连接器C3内存在由不良部位D31引起的断线不良。然后，进入到步骤S209并停止参考镜4的移动，判定安装在作为检查对象的光缆FC的被测定连接器C3为不良产品，并结束检查。
接下来，显示如下过程：预先消除光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均，以光路切换部9与光路长度调整部10的总光路长度9b1+10a1至总光路长度9bn+10an相同的方式来构成光路长度调整部10。图12是检测切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均时的构成图，应用所述拍频信号e的检测处理来检测切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均。利用检测到的切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均，以光路切换部9与光路长度调整部10的总光路长度9b1+10a1至总光路长度9bn+10an相同的方式构成光路长度调整部10的调整光路10a1至调整光路10an。
光路切换部9中，从图10所示的光路切换部9的光学开关部9a侧位于与分束器3对向的光轴上的状态，成为光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn侧位于与分束器3对向的光轴上的状态来变更安装方向。
然后，在成为光学开关部9a选择了切换光路9b1以外的状态后，使测定激光L1射入到切换光路9b1时，在切换光路9b1的前端处因与空气的折射率之差而有一部分测定激光L1作为测定激光L1’反射且被光测定器6接收。此时，使参考镜4移动，通过使参考激光L2的光路长度与测定激光L1匹配，而获得干涉光引起的拍频信号e。将此时的参考镜4的位置存储在运算控制部。将以上的过程针对切换光路9b1至切换光路9bn重复执行n次。
这样，参考镜4对于所存储的光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn的位置的不均相当于切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度的不均，因此以修正该光路长度的不均的方式由光路长度调整构件构成光路长度调整部10的调整光路10a1至调整光路10an。即，以光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn与光路长度调整部10的调整光路10a1至调整光路10an的总光路长度9b1+10a1至总光路长度9bn+10an相同的方式由光路长度调整构件构成光路长度调整部10。另外，构成调整光路10a1至调整光路10an的光路长度调整构件中能够使用光纤或镜等既存的适当的光学构件。
这样，如果构成为光路长度调整部10的调整光路10a1至调整光路10an和与这些调整光路连接的光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn的总光路长度相同，则测定激光L1的直到连接部7为止的光路长度无论穿过哪一个切换光路9b1至切换光路9bn均为恒定。因此，如果使参考镜4移动而以被测定连接器C3的光路长度程度来调整参考激光L2的光路长度，则对于被测定连接器C3内的所有不良部位D31至不良部位D3n能够获得与产生断线等不良的位置对应的干涉光。
另外，在切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均达到数厘米以上的情况下，作为图12所示的参考镜4的光路长度可变机构例如配置如后向反射器(retroreflector)那样的多个镜，能够调整数十厘米的光路长度，并测定切换光路9b1至切换光路9bn的光路长度不均即可。
如所述那样，实施例3的反射光测定装置1中，因利用光路长度调整部10消除了光路切换部9的光路长度不均，所以仅须使参考镜4移动与被测定连接器C3的光学距离相当的程度，即使在构成光缆FC的光纤多达数千根的情况下，也能够迅速且确实地测定反射光，从而完成断线检查。
另外，虽以光连接器的检查作为一例进行了说明，但检查对象不限于光连接器。当然也能够用于光纤自身的断线不良或许多光学元件的不良检查中。
[实施例4]
图13是实施例4的反射光测定装置1的构成图，以安装在光缆FC的两端的光连接器为检查对象。
在作为检查对象的光缆FC的两端，安装有如MPO连接器那样同时连接光纤FM1至光纤FMn的形态的被测定连接器C4、C5。光纤FM1至光纤FMn的光路长度为恒定。
而且，在分束器3与参考镜4之间配置有将参考激光L2的光路长度切换为多个固定长度的光路长度切换部5。光路长度切换部5在两端具备光学开关5a，预先设为预定的光路长度的多个第一固定长度光纤5b、第二固定长度光纤5c连接到这些光学开关5a的未图示的连接端子。这些第一固定长度光纤5b、第二固定长度光纤5c由具有光缆FC的一端的被测定连接器C4用的光路长度的第一固定长度光纤5b与具有另一端的被测定连接器C5用的光路长度的第二固定长度光纤5c所构成，且并联连接到光学开关5a之间。
即，第一固定长度光纤5b的光路长度设定为与测定激光L1的直到连接部7为止的光路长度大致相等，第二固定长度光纤5c的光路长度设定为大致等于光纤FM1至光纤FMn的光路长度加上第一固定长度光纤5b的光路长度所得的值。
而且，在被测定连接器C5不为一体式，且根据光纤FM1至光纤FMn的光路长度而分别连接有被测定连接器的情况下，可配置具有分别对应的两种以上的光路长度的多根第二固定长度光纤5c。或者，可将所述未图示的连接端子配置在反射光测定装置1的外表面，在测定中，可根据光纤FM1至光纤FMn的光路长度来更换第二固定长度光纤5c。另外，关于第一固定长度光纤5b，也可同样地将连接端子配置在反射光测定装置1的外表面，并根据检查对象或连接部7的变更而适当地更换。
关于反射光测定装置1的其他构成，因与实施例3为相同构成，所以省略其说明。这样构成的实施例4中，能够采用与表示为实施例3的光连接器不良部位的位置的检测方法的图11的流程图大致相同的过程，来作为不良部位的位置的检测方法。实施例4的不良部位的位置的检测方法与实施例3的不同之处在于：在光纤FM1至光纤FMn的一端的被测定连接器C4的检查完成后，进行另一端的被测定连接器C5的检查。
首先，在检查被测定连接器C4时，通过预先使光路长度切换部5的光学开关5a进行开关动作，而成为选择了第一固定长度光纤5b的状态之后，执行图11的流程图所示的检测方法。接下来，在检查被测定连接器C5时，通过预先使光路长度切换部5的光学开关5a进行开关动作，而成为选择了第二固定长度光纤5c的状态之后，执行图11所示的流程图的检测方法。
这样，能够根据测定激光L1’与参考激光L2’的干涉光所引起的拍频信号e检测出被测定连接器C4、C5的不良部位D41至D4n、D51至D5n的位置。
光缆FC的光路长度通常长达数米(m)以上，因此无法在参考镜4的可变范围内使参考光路长度与测定光路长度一致。然而，通过设置光路长度切换部5，能够使参考光路长度与测定光路长度大致一致。而且，光路长度调整部10因消除了光路切换部9的切换光路9b1至切换光路9bn中数毫米至数厘米的光路长度不均，所以无论选择哪一个切换光路9b1至切换光路9bn，反射光测定装置1内的测定光路长度均为恒定。
因此，如果使参考镜4在作为检查对象部位的被测定连接器C4、C5自身的光路长度即数十毫米左右的范围内移动，进行参考光路长度的微调整，则能够与测定光路长度完全一致。
这样，实施例4的反射光测定装置1中具备使参考光路长度与测定光路长度一致的调整机构，因此如果一旦将光缆FC连接到连接部7，则无须特别地变更连接状态，便能够以一系列操作迅速地将安装在光缆FC的两端的被测定连接器C4、C5进行断线检查。
这样，无须在反射光测定装置设置大型的参考激光的光路长度调整机构，通过利用光路切换部依次切换所连接的光纤，便能够连续且有效率地在短时间内检查连接有由多根光纤所构成的光缆的光连接器的断线状态。
图中：1反射光测定装置
2 激光源
3 分束器
4 参考镜
5 光路长度切换部
5a 光学开关
5b 第一固定长度光纤
5c 第二固定长度光纤
6 光测定器
7 连接部
9 光路切换部
9a 光学开关部
9b1至9bn 切换光路
10 光路长度调整部
10a1至10an 调整光路
C1、C2、C11、C21、C1n、C2n、C3、C4、C5 被测定连接器
FC 光缆
FM 光纤
PD 基准光测定器
G 光衰减器
S 校准用反射测定装置
M 反射镜

Claims (12)

1.一种反射光测定装置，包括：激光源，射出激光；分束器，将所述激光分支成要透过的测定激光以及要反射的参考激光；连接部，配置在已透过所述分束器的所述测定激光的光路上；参考镜，具有光路长度可变机构，所述光路长度可变机构能够调整所述参考激光的光路长度；以及光测定器，经由所述分束器来接收在由透光性原材料所构成的被测定材料的不良部位处反射的所述测定激光以及由所述参考镜反射的所述参考激光；
基于所述光测定器接收的所述参考激光以及所述测定激光所引起的干涉光来检测所述不良部位；
所述反射光测定装置的特征在于，
在所述分束器与所述参考镜之间配置有切换部，所述切换部切换所述参考激光的光路；或者，在所述分束器与所述连接部之间配置有：光路切换部,切换所述测定激光的光路；以及光路长度调整部，与所述光路切换部连接并调整所述光路切换部的光路长度。
2.根据权利要求1所述的反射光测定装置，其特征在于，所述切换部是光路长度切换部，切换第一固定长度光纤与第二固定长度光纤,所述第一固定长度光纤具有光纤的一端的被测定连接器用的光路长度,所述第二固定长度光纤具有所述光纤的另一端的被测定连接器用的光路长度。
3.根据权利要求2所述的反射光测定装置，其特征在于，所述光路长度切换部具备光学开关，通过所述光学开关的开关控制来切换第一固定长度光纤或第二固定长度光纤。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，所述被测定材料是被测定连接器内的光纤，将所述被测定连接器连接到所述连接部。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，所述光路切换部能够以对于所述测定激光射入及射出相反的方式安装。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，所述光路切换部具备:光学开关部,进行开关处理；以及多个切换光路,能够与所述光学开关部连接；
所述光路长度调整部具备与所述切换光路一对一连接的调整光路；
所述切换光路与所述调整光路的总光路长度各自相等。
7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，所述被测定材料是被测定连接器内的多个光纤，将所述被测定连接器连接到所述连接部。
8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，在所述分束器与所述参考镜之间配置有光路长度切换部,所述光路长度切换部切换所述参考激光的光路。
9.根据权利要求8所述的反射光测定装置，其特征在于，所述光路长度切换部切换第一固定长度光纤与第二固定长度光纤,所述第一固定长度光纤具有所述被测定材料的一端侧的光路长度,所述第二固定长度光纤具有所述被测定材料的另一端侧的光路长度的。
10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的反射光测定装置，其特征在于，连接有运算控制部，所述运算控制部存储虚拟线，所述虚拟线是将使射入光以预定的衰减率衰减所得的所述测定激光与所述参考激光所引起的干涉光在所述光测定器中的测定值以及所述预定的衰减率作为基准点，当基于在所述不良部位处反射的测定激光以及所述参考激光所引起的干涉光而检测到所述被测定连接器内的所述不良部位时，基于所述虚拟线算出与对应于所述干涉光的衰减率相当的反射率并数值化。
11.根据权利要求10所述的反射光测定装置，其特征在于，将使所述光衰减率变动而衰减的所述测定激光与所述参考激光所引起的干涉光在所述光测定器中的测定值以及所述衰减率作为测定点，所述虚拟线是穿过包含所述基准点的两点以上的所述测定点的线。
12.根据权利要求10或11所述的反射光测定装置，其特征在于，所述运算控制部在串联连接多个放大电路而使用时，根据多个放大电路数，对于使所述光衰减器的衰减率变动并获得的所述光测定器的测定值存储校准线,所述校准线基于来自所述虚拟线的平均差分值；
对于所述光测定器的测定值的大小，算出从与所述放大电路的数量对应的所述虚拟线或所述校准线而获得的所述反射率并数值化。
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