CN114341609A - 光纤的测量装置以及对光纤的弯曲施加方法 - Google Patents

Abstract

光纤的测量装置具备：光源，其朝向光纤发出光；受光部，其接收在光纤内传播的光；方向变换部件，其使两端部与光源及受光部光学连接的光纤延伸的方向变为向下；以及张力施加部件，其对从方向变换部件垂下的光纤施加张力。

Description

光纤的测量装置以及对光纤的弯曲施加方法

技术领域

本发明涉及一种光纤的测量装置以及对光纤的弯曲施加方法。

本申请根据2019年9月12日提出的日本专利申请特愿2019-166336号主张优先权，并在此引用其内容。

背景技术

专利文献1公开了一种光纤的测量装置，其具备：光源、光检测器以及对光纤施加弯曲的辊。在该光纤的测量装置中，光源、光检测器、以及辊等各构成要素配置于大致相同的平面上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-50412号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

在专利文献1的结构中，在向辊卷挂光纤时，由于光纤的自重，光纤在上下方向上的位置容易出现偏差，光纤容易相对于辊倾斜地卷绕。当这样难以设置光纤时，则光纤相对于辊的姿态(位置)容易出现偏差。其结果为，有可能导致向光纤施加的弯曲的曲率半径等在每次设置时出现偏差，使测量的精度不稳定。

本发明针对该问题而完成，其目的在于，提供一种光纤的测量装置或者对光纤的弯曲施加方法，该光纤的测量装置或者对光纤的弯曲施加方法能够提高光纤设置的容易度并使测量的精度稳定。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明第一方式的光纤的测量装置具备：光源，其朝向光纤发出光；受光部，其接收在所述光纤内传播的光；方向变换部件，其通过悬挂所述光纤，从而使两端部与所述光源及所述受光部光学连接的所述光纤延伸的方向变为向下；以及张力施加部件，其对从所述方向变换部件垂下的所述光纤施加张力。

另外，在本发明第二方式的对光纤的弯曲施加方法中，将两端部固定的光纤悬挂于方向变换部件，使用张力施加部件对从所述方向变换部件垂下的所述光纤施加张力，使用在所述方向变换部件与所述张力施加部件之间配置的多个卷筒向所述光纤施加弯曲。

(三)有益效果

根据本发明的上述方式，能够提供一种光纤的测量装置或者对光纤的弯曲施加方法，该光纤的测量装置或者对光纤的弯曲施加方法能够提高光纤设置的容易度并使测量的精度稳定。

附图说明

图1A是第一实施方式的测量装置的立体图。

图1B是从左方观察图1A的测量装置的图。

图1C是从前方观察图1A的测量装置的图。

图1D是从左方观察第一实施方式的变形例的测量装置的图。

图1E是从前方观察第一实施方式的另一变形例的测量装置的图。

图2A是从前方观察第二实施方式的测量装置的图。

图2B是从左方观察图2A的测量装置的图。

图3A是表示卷筒的形状的第一例的图。

图3B是表示卷筒的形状的第二例的图。

图3C是表示卷筒的形状的第三例的图。

图4A是表示在图2A的测量装置中，各卷筒移动的方向的图。

图4B是表示在图4A的测量装置中，各卷筒移动后的图。

图4C是表示在图4A的测量装置中，光纤未正常地卷绕于卷筒的情况的图。

图5A是表示卷筒的配置的变形例的图。

图5B是表示使卷筒相对于左右方向平行地移动的情况的图。

图5C是表示使卷筒相对于左右方向倾斜地移动的情况的图。

图6A是从前方观察实施例的测量装置的图。

图6B是表示在图6A的测量装置中，使卷筒移动后的图。

图7是从前方观察实施例的测量装置的图。

图8A是从前方观察实施例的测量装置的图。

图8B是从左方观察图8A的测量装置的图。

具体实施方式

(第一实施方式)

以下基于附图对第一实施方式的光纤的测量装置及弯曲施加方法进行说明。

如图1A～图1C所示，光纤的测量装置(以下称为测量装置10A)具备：载置台S、光源1、受光部2、方向变换部件3以及张力施加部件4。测量装置10A是用于对光纤F施加弯曲并测量光纤F的特性的装置。此外，光源1及受光部2可以设置于一个分析装置的内部。

(方向定义)

在本实施方式中，设定XYZ正交坐标系来说明各结构的位置关系。在各图中，Z轴表示上下方向，X轴表示与上下方向正交的一个方向，Y轴表示与Z轴及X轴双方正交的方向。以下，将Z轴方向称为上下方向，将X轴方向称为左右方向，将Y轴方向称为前后方向。另外，在上下方向上，+Z侧表示上方，－Z侧表示下方。在左右方向上，将一侧(+X侧)称为右方，将另一侧(－X侧)称为左方。在前后方向上，将一侧(+Y侧)称为前方，将另一侧(－Y侧)称为后方。

作为测量对象的光纤F可以是单模光纤。光纤F的具体种类能够适当变更。

载置台S是桌子等。在载置台S上载置有光源1及受光部2。光源1及受光部2在左右方向上空出间隔配置。光源1配置于左方，受光部2配置于右方。此外，光源1及受光部2的位置也可以相反。

光源1朝向光纤F发出光。在光源1所具有的射出侧连接部1a光学连接有光纤F的第一端部。光源1发出的光的波长等可根据光纤F的作为测量对象的特性而适当变更。即，光源1构成为能够适当变更光的波长等。此外，射出侧连接部1a与光纤F的第一端部可以直接连接，也可以经由其他光路(光纤、光导波路)连接。在各情况下，光纤F都与光源1光学连接。

受光部2接收在光纤F内传播的光。在受光部2所具有的入射侧连接部2a光学连接有光纤F的第二端部。受光部2构成为能够基于所接收的光来分析光纤F的特性。此外，入射侧连接部2a与光纤F的第二端部可以直接连接，也可以经由其他光路(光纤、光导波路)连接。在各情况下，光纤F都与受光部2光学连接。

方向变换部件3比光源1及受光部2靠向前方。在方向变换部件3上悬挂有与光源1及受光部2连接的光纤F的一部分。由此，方向变换部件3将从光源1及受光部2向前方延伸的光纤F的方向变为向下。方向变换部件3沿左右方向延伸。方向变换部件3的左端部比射出侧连接部1a靠向左方，方向变换部件3的右端部比入射侧连接部2a靠向右方。即，方向变换部件3在左右方向上跨越射出侧连接部1a及入射侧连接部2a配置。方向变换部件3固定于载置台S。但是，方向变换部件3也可以固定于载置台S以外的处所(例如地面等)。

本实施方式的方向变换部件3形成为圆柱状。另外，该圆柱的直径比φ280mm小，光纤F的一部分沿着方向变换部件3的外周面弯曲。因此，利用方向变换部件3对光纤F施加曲率半径比140mm小的弯曲。一般而言，对于曲率半径为140mm以上的弯曲，在测量光纤F的特性时不将其视为弯曲。因为曲率这样小的弯曲难以对光纤F的特性产生影响。反过来说，本实施方式的方向变换部件3有意图地施加在测量光纤F的特性时需要考虑的大小的弯曲。

张力施加部件4位于方向变换部件3的下方。如图1B所示，张力施加部件4的前后方向上的位置与方向变换部件3的前方的端部的位置一致。张力施加部件4构成为，能够相对于载置台S及方向变换部件3在上下方向上移动。在进行光纤F的测量时，利用从方向变换部件3向下方垂下的光纤F悬吊张力施加部件4。张力施加部件4例如利用自重对光纤F施加张力。张力能够适当变更，但是优选为例如20gf以下。

张力施加部件4形成为大致圆板状。如图1B所示，在前后方向上的张力施加部件4的中央部形成有槽4a。光纤F通过该槽4a的内侧。利用槽4a限制光纤F的位置，从而能够稳定光纤F的姿态，并且抑制光纤F从张力施加部件4脱离。

图1C所示的槽4a的底面的直径比φ280mm小，光纤F的一部分沿着槽4a的底面弯曲。因此，利用张力施加部件4对光纤F施加曲率半径比140mm小的弯曲。也就是说，与方向变换部件3同样地，张力施加部件4也施加在测量光纤F的特性时所考虑的大小的弯曲。此外，张力施加部件4可以不具有槽4a。在这种情况下，使张力施加部件4的外周面的半径与光纤F的所需的曲率半径一致。

在本实施方式中，仅利用圆板状的张力施加部件4的自重对光纤F施加张力。但是，用于施加张力的结构、张力施加部件4的形状等能够适当变更。

例如可以如图1D所示那样，在张力施加部件4上设置施加朝向上方的力的弹簧4b。在这种情况下，光纤F的张力为从张力施加部件4的自重减去了弹簧4b的弹力的差。此外，作为弹簧4b可以使用所谓的恒力弹簧。恒力弹簧是指：载荷不因变形量而变化的弹簧。在使用恒力弹簧的情况下，能够与张力施加部件4的上下方向的位置无关地使光纤F的张力恒定。

另外，也可以采用如图1E所示那样的天平结构7。天平结构7具有：天平杆7a、支撑部7b以及砝码7c。天平杆7a被支撑部7b以能够绕支点C转动的方式支撑。天平杆7a的第一端部以可转动的方式固定于张力施加部件4，在天平杆7a的第二端部安装有砝码7c。根据该结构，光纤F的张力为从张力施加部件4的自重减去了由砝码7c向张力施加部件4施加的向上的力的差。

根据图1D的结构，通过变更弹簧4b的强度，能够容易地变更光纤F的张力。另外，通过设置载荷传感器来检测向弹簧4b施加的载荷，从而能够监控对光纤F施加的张力。

根据图1E的结构，通过变更砝码7c的位置、质量，从而能够容易地变更光纤F的张力。另外，通过在砝码7c的下方设置载荷传感器，并设置扭矩传感器来检测绕支点C的扭矩，从而能够监控对光纤F施加的张力。

另外，通过向张力施加部件4自身加减砝码，也能够变更对光纤F施加的张力。

或者，通过使张力施加部件4成为半圆状等来变更张力施加部件4的形状，从而变更张力施加部件4的自重，也能够变更对光纤F施加的张力。

接下来说明本实施方式中的对光纤F的弯曲施加方法。

首先，将作为测量对象的光纤F切断成规定的长度。

接着，将光纤F的两端部连接于光源1的射出侧连接部1a及受光部2的入射侧连接部2a。此时，以避免因张力施加部件4施加的张力而导致光纤F从射出侧连接部1a及入射侧连接部2a脱离的方式，将光纤F的两端部固定于射出侧连接部1a及入射侧连接部2a。

接着，相对于方向变换部件3而言从上方悬挂两端部连接于光源1及受光部2的光纤F，并利用自重向下方垂下。由此，从光源1及受光部2朝向方向变换部件3向前方延伸的光纤F的朝向变为向下。

接着，使张力施加部件4从上方接近从方向变换部件3垂下的光纤F。在本实施方式中，张力施加部件4具有槽4a，因此在槽4a的内侧放入光纤F。利用张力施加部件4对光纤F施加规定的张力，对光纤F施加沿着方向变换部件3及张力施加部件4的弯曲。

接着，使测量用的光从光源1射出。光通过光纤F入射到受光部2。当光通过光纤F中的因方向变换部件3及张力施加部件4而弯曲的部分时，光的强度等发生变化。因此，通过对入射到受光部2的光进行分析，能够评价光纤F的相对于弯曲而言的特性。

如上所述，本实施方式的测量装置10A具备：光源1，其朝向光纤F发出光；受光部2，其接收在光纤F内传播的光；方向变换部件3，其通过悬挂光纤F，从而使两端部与光源1及受光部2光学连接的光纤F延伸的方向变为向下；以及张力施加部件4，其对从方向变换部件3垂下的光纤F施加张力。

根据该结构，就光纤F中的与方向变换部件3及张力施加部件4接触并弯曲的部分而言，该部分在上下方向上的位置不易因光纤F的自重等而出现偏差。因此容易设置光纤F。因此，向光纤施加的弯曲的曲率半径等稳定，因此能够使测量的精度稳定。

另外，在张力施加部件4上形成有限制光纤F的位置的槽4a。由此，进一步提高了向张力施加部件4设置光纤F的容易度。另外，由于沿着张力施加部件4弯曲的部分上的光纤F的形状稳定，因此能够使测量的精度更加稳定。

(第二实施方式)

接着，对本发明的第二实施方式进行说明，其基本结构与第一实施方式相同。因此，对于相同的结构标注相同的附图标记并省略说明，仅对不同点进行说明。

如图2A、图2B所示，除了载置台S、光源1、受光部2、方向变换部件3以及张力施加部件4之外，本实施方式的测量装置10B还具备多个卷筒5、位置检测部6。

图2B所示的位置检测部6构成为对张力施加部件4在上下方向上的位置进行检测。

多个卷筒5配置于方向变换部件3与张力施加部件4之间。多个卷筒5构成为对光纤F施加弯曲。如图2A所示，一部分卷筒5配置为在左右方向上夹持光纤F中的位于张力施加部件4的左方的部分。另外，剩余的卷筒5配置为在左右方向上夹持光纤F中的位于张力施加部件4的右方的部分。另外可以是，在张力施加部件4的左方及右方配置相同个数的卷筒5。此外可以是，配置于张力施加部件4左方的卷筒5与配置于张力施加部件4右方的卷筒5的上下方向的位置分别一致。

另外可以是，在左右方向上，配置于张力施加部件4左方的卷筒5、配置于张力施加部件右方的卷筒5至少各具备一个。

通过这样配置多个卷筒5，从而能够使光纤F的轨迹线紧凑地集中。即，能够缩短光纤的沿着测量装置的上下方向的尺寸。

如图2B所示，各卷筒5在前后方向上的位置与张力施加部件4在前后方向上的位置一致。在图2A的例子中，各卷筒5的直径比张力施加部件4的直径小。但是，各卷筒5的直径也可以与张力施加部件4的直径相同，或者也可以比张力施加部件4的直径大。换言之，能够根据希望测量的特性来适当设定各部的弯曲(直径)。

图3A～图3C表示卷筒5的形状的一例。

如图3A所示，卷筒5可以是没有槽的圆柱状(圆板状)。在使用图3A的卷筒5的情况下，光纤F沿着卷筒5的外周面弯曲。在这种情况下，使卷筒5的外周面的半径与光纤F的所需的曲率半径一致。在这种情况下，卷筒5的外周面的直径比φ280mm小。

如图3B或者图3C所示，卷筒5可以具有槽(第二槽)5a。在使用图3B或者图3C的卷筒5的情况下，光纤F沿着槽5a的底面弯曲。在这种情况下，使槽5a的底面的半径与光纤F的所需的曲率半径一致。在这种情况下，槽5a的底面的直径比φ280mm小。

另外，在卷筒5及张力施加部件4双方具有槽的情况下，使卷筒5的槽5a在前后方向上的位置与张力施加部件4的槽4a在前后方向上的位置一致。由此，抑制了对光纤F中的与卷筒5及张力施加部件4接触的部分施加前后方向的不需要的弯曲的情况。另外，利用卷筒5及张力施加部件4双方的槽，能够防止光纤F的轨迹线在前后方向上偏移。

如图3C所示，卷筒5可以具有缺口部5b。在使用图3C的卷筒5的情况下，能够抑制卷筒5彼此接触。此外，卷筒5的形状不限于图3A～图3C，能够适当变更。例如，也可以在图3A的卷筒5上形成如图3C所示的缺口部5b。

另外，作为测量装置10B所具备的多个卷筒5，可以组合图3A～图3C所示的卷筒5进行使用。

接下来说明本实施方式中的对光纤F的弯曲施加方法。

首先，与第一实施方式同样地，使两端部与光源1及受光部2连接的光纤F悬挂于方向变换部件3，并向下方垂下。另外，利用张力施加部件4对光纤F施加张力。通过施加张力，从而成为消除了光纤F的松弛的状态。

接着，如图4A所示那样，使各卷筒5以在其间夹持光纤F的方式移动。虽然在图4A中是各卷筒5沿左右方向移动，但是卷筒5移动的方向可以适当变更。在卷筒5具有槽5a的情况下，使光纤F进入槽5a的内侧。

通过使卷筒5移动，从而如图4B所示那样，光纤F沿着各卷筒5弯曲。由此，对光纤F施加基于卷筒5的外周面或者槽5a的底面的半径的、所需的曲率半径的弯曲。

关于图4B的例子，在配置于张力施加部件4左方的五个卷筒5中，沿着上方的卷筒5及下方的卷筒5，分别以90°的角度弯曲光纤F。另外，沿着在上方的卷筒5与下方的卷筒5之间配置的三个卷筒5，分别以180°的角度弯曲光纤F。配置于张力施加部件4右方的五个卷筒5也同样地弯曲光纤F。

通过这样对以90°的角度弯曲光纤F的卷筒5、和以180°的角度弯曲光纤F的卷筒5进行组合，从而能够对光纤F施加所需角度的弯曲。由此，能够容易地调整对光纤F施加的弯曲的角度。另外，容易设计从光源1到受光部2的光纤F的路径(轨迹线)。

此外，可以利用以90°的角度弯曲光纤F的卷筒5、和以180°的角度弯曲光纤F的卷筒5中的任意一方，来调整对光纤F施加的弯曲的角度。

在张力施加部件4使光纤F产生了张力的状态下，由于卷筒5与光纤F接触，因此能够抑制光纤F残留松弛、扭转。

通过在该状态下从光源1射出光，并在受光部2中分析光，从而能够测量光纤F的相对于弯曲的特性。

在此，例如图4C所示那样，当在一部分的卷筒5上不适当地卷挂光纤F时，会导致张力施加部件4比规定的位置靠向下方。因此，利用位置检测部6检测张力施加部件4的位置，从而能够判定是否在全部的卷筒5上适当地卷挂了光纤F。

另外，卷筒5的配置能够适当变更，也可以采用例如图5A所示的配置。在此，为了成为图5A的状态，假设使图5B中的下侧的卷筒5沿左右方向平行地移动，则会导致卷筒5彼此接触。这样的状况在卷筒5形成有槽5a的情况下特别容易发生。因此，通过如图5C所示那样，使卷筒5相对于左右方向倾斜地移动，从而能够抑制卷筒5彼此接触。在图5C的例子中，从前方观察，下侧的卷筒5相对于左右方向以朝向+Z轴方向侧的方式倾斜地移动。

如上所述，本实施方式的测量装置10B具备对光纤F施加弯曲的多个卷筒5。由此，能够对光纤F施加更多的弯曲。

此外，在本实施方式的情况下，能够利用卷筒5对光纤F施加弯曲，因此不是必须利用方向变换部件3及张力施加部件4，来对光纤F施加作为测量对象的弯曲。也就是说，在本实施方式中，方向变换部件3的外周面或者张力施加部件4的外周面或者槽4a的底面的直径可以比φ280mm大。

另外，可以在多个卷筒5中的至少一个上形成有限制光纤F的位置的槽(第二槽)5a。在这种情况下，能够使在具有槽5a的卷筒5上弯曲的光纤F的位置更加稳定。因此，能够使测量的精度更加稳定。

另外，可以是，从上下方向观察，当将多个卷筒5夹持光纤F对置的方向设定为左右方向，将与上下方向及左右方向双方正交的方向设定为前后方向时，槽4a及第二槽5a的前后方向的位置一致。由此，抑制了对光纤F中的与卷筒5及张力施加部件4接触的部分施加前后方向的不需要的弯曲的情况。另外，利用卷筒5及张力施加部件4双方的槽，能够防止光纤F的轨迹线在前后方向上偏移。

另外，从上下方向观察，当将多个卷筒5夹持光纤F对置的方向设定为左右方向时，可以是，多个卷筒5中的至少一个能够相对于左右方向倾斜地移动。在这种情况下，能够抑制卷筒5彼此接触。

另外，本实施方式的测量装置10B具备位置检测部6，其检测张力施加部件4在上下方向上的位置。通过该结构，能够判定光纤F是否适当地卷挂于卷筒5。因此，能够防止在错误的弯曲条件下测量光纤F的特性的情况。

另外，多个卷筒5可以包含：在左右方向上配置于张力施加部件4左方的至少一个卷筒5、和在左右方向上配置于张力施加部件4右方的至少一个卷筒5。由此，能够使光纤F的轨迹线紧凑地集中，并且能够缩短光纤的沿着测量装置的上下方向的尺寸。

另外，多个卷筒5可以包含：以90°的角度弯曲光纤F的卷筒5、和以180°的角度弯曲光纤F的卷筒5。通过这样组合多个卷筒5，能够对光纤F施加所需角度的弯曲，从而能够容易地调整对光纤F施加的弯曲的角度。另外，容易设计从光源1到受光部2的光纤F的路径(轨迹线)。

另外，关于本实施方式的对光纤的弯曲施加方法，在该方法中，将两端部固定的光纤F悬挂于方向变换部件3，使用张力施加部件4对从方向变换部件3垂下的光纤F施加张力，使用在方向变换部件3与张力施加部件4之间配置于的多个卷筒5对光纤F施加弯曲。根据该结构，光纤F的与方向变换部件3及张力施加部件4接触并弯曲的部分在上下方向上的位置不易出现偏差。此外，通过使卷筒5与由张力施加部件4预先施加了张力的光纤F接触，从而能够抑制在与卷筒5接触的光纤F上残留松弛、扭转。因此，能够提高设置光纤F的容易度，并使测量的精度更加稳定。

实施例

以下使用具体的实施例来说明上述实施方式。此外，本发明不限于以下的实施例。

(弯曲损失测量)

准备了如图6A所示那样的测量装置10C。测量装置10C具有：光源1、受光部2、方向变换部件3、张力施加部件4、三个卷筒5、位置检测部6(未图示)、以及天平结构7。将三个卷筒5的外周面的直径设定为φ20mm。张力施加部件4具有槽4a，槽4a的底面的直径是φ280mm。在测量装置10C中，利用三个卷筒5对光纤F施加作为测量对象的弯曲。关于利用张力施加部件4对光纤F施加的弯曲，由于曲率半径是140mm，因此不是测量对象。另外，由于方向变换部件3的直径也是φ280mm以上，因此利用方向变换部件3对光纤F施加的弯曲也不是测量对象。

如图6A所示，在将光纤F设置于测量装置10C之后，使卷筒5移动而成为图6B所示的状态。如图6B所示，利用上方及下方的卷筒5分别以90°的角度弯曲光纤F。另外，利用中央的卷筒5以180°的角度弯曲光纤F。因此，通过使用测量装置10C，从而对光纤F施加相当于曲率半径10mm×360°的弯曲。该弯曲条件与向直径为φ20mm的筒卷绕一圈光纤F时相同。

如表1所示，使利用张力施加部件4对光纤F施加的张力在1gf～20gf的范围内变化。通过变更砝码7c的位置及重量来调整张力。表1所示的σ表示在各条件下的测量的偏差的大小(标准偏差)。以下更具体地进行说明。

[表1]

关于比较例1，将直线状态的光纤F连接于光源1及受光部2，并利用受光部2测量透过功率P1。测量波长设定为1625nm。之后，通过手动操作在直径为φ20mm的圆筒上卷绕一圈光纤F，并在该状态下从光源1射出光，利用受光部2测量透过功率P2。关于比较例1，由于通过手动操作进行卷绕，因此没有张力的数据，但是可以认为张力是10gf左右。关于因向卷筒卷绕光纤F而引起的损失的值Δ，能够通过下述式(1)进行计算。

Δ＝10Log(P1/P2)…(1)

该测量进行了十次，算出Δ值的标准偏差，σ＝1.52dB。

关于实施例1-1，利用张力施加部件4及天平结构7对光纤F施加20gf的张力。测量波长与比较例相同，为1625nm，在以图6A所示的状态测量了透过功率P1之后，以图6B所示的状态测量了透过功率P2。当测量透过功率P2时，利用位置检测部6确认了张力施加部件4处于规定的位置。也就是说，确认了在三个卷筒5上适当地卷绕了光纤F。在比较例1和实施例1-1中，对光纤F施加的弯曲的条件实质上相同。

关于实施例1，也利用式(1)计算了Δ。该测量进行了十次，算出Δ值的标准偏差，标准偏差σ＝0.56dB。

关于实施例1-2～实施例1-7，也以与实施例1-1同样的步骤计算了σ。其中，通过变更砝码7c的位置及重量，从而如表1所示那样，适当调整了张力。

如表1所示，关于实施例1-1～1-7的任一，σ的值都大幅小于比较例1。考虑其原因。由于在比较例1中是通过手动操作将光纤F卷绕于圆筒，因此光纤F向圆筒卷绕的姿态容易出现偏差。例如，容易使光纤F在扭转的状态下卷绕于圆筒，或者，容易使光纤F相对于圆筒的轴向倾斜地卷绕。

如果这样导致向圆筒卷绕的姿态出现偏差，则对光纤F施加的弯曲的曲率半径也会出现偏差。因此认为，在比较例1中，Δ的偏差较大，σ的值也较大。

另一方面，在实施例1-1～1-7中，使用了测量装置10C，因此能够稳定地对光纤F施加弯曲。因此认为，Δ的偏差较小，σ的值也较小。

在实施例1-1～1-7中，σ的值并无实质差异。因此，如果对光纤F施加的张力为20gf以下，则能够将σ的值抑制为较小。虽然没有张力小于1gf时的数据，但是认为，如果张力过小，则不能充分地消除光纤F的松弛等。

据此，张力优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

接着，准备了如图7所示那样的测量装置10D。测量装置10D具有：光源1、受光部2、方向变换部件3、张力施加部件4、22个卷筒5、位置检测部6(未图示)、以及天平结构7。将11个卷筒5以夹持－X侧的光纤F的方式配置，并将剩余11个卷筒5以夹持+X侧的光纤F的方式配置。将各卷筒5的外周面的直径设定为φ30mm。张力施加部件4具有槽4a，槽4a的底面的直径是φ280mm。

这里，多个卷筒5在左右方向上以夹持张力施加部件4的方式配置为相同的数量。通过这样配置多个卷筒5，从而能够使光纤F的轨迹线紧凑地集中，从而更稳定地进行测量。

在测量装置10D中，利用22个卷筒5对光纤F施加作为测量对象的弯曲(相当于曲率半径15mm×3600°)。关于利用张力施加部件4对光纤F施加的弯曲，由于曲率半径是140mm，因此不是测量对象。另外，由于方向变换部件3的直径也是φ280mm以上，因此利用方向变换部件3对光纤F施加的弯曲也不是测量对象。

如表2所示，使利用张力施加部件4对光纤F施加的张力在1gf～20gf的范围内变化。通过变更砝码7c的位置及重量来调整张力。此外，在表2所示的比较例2及实施例2-1～2-7中，测量波长设定为1550nm。其他方面与表1相同。

[表2]

如表2所示，在实施例2-1～2-7中，σ的值并无实质差异。与实施例1-1～1-7中的结果同样地，张力优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

另外，在实施例2-1～2-7中，与实施例1-1～1-7相比而言，弯曲直径较大，弯曲损失的值较小。这样，在弯曲的条件发生了改变的情况下，也能够确认将张力设定为1gf以上且20gf以下的有效性。

(基于弯曲法的截止波长测量)

为了测量向φ60mm的圆筒卷绕一圈光纤F的弯曲施加条件下的截止波长，与上述的弯曲损失测量同样地，准备了如图6A所示的测量装置10C。除了卷筒5的直径是φ60mm之外，其它方面与在弯曲损失测量中使用的测量装置10C相同。如表3所示，作为比较例3及实施例3-1～3-7，对于光纤F的截止波长在各条件下分别测量了十次。截止波长的测量依据IEC 60793-1-44来进行。

[表3]

在比较例3中，通过手动操作向φ60mm的圆筒卷绕一圈光纤F，从而对光纤F施加了弯曲。

在实施例3-1～3-7中，使用测量装置10C对光纤F施加了弯曲。在比较例3和实施例3-1～3-7中，对光纤F施加的弯曲的条件实质上相同。

在表2的σ栏中，示出了基于各条件分别测量了十次的截止波长的标准偏差的值。

如表3所示，在实施例3-1～实施例3-7中，与比较例3相比，能够大幅降低标准偏差σ的值。

与表1的结果同样地，确认了使用测量装置10C能够提高截止波长的测量精度。当测量截止波长时，张力也是优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

(基于多模法的截止波长测量)

使用图1A所示的测量装置10A测量了基于多模法的截止波长。测量装置10A具有：光源1、受光部2、方向变换部件3、以及张力施加部件4。作为方向变换部件3，使用了直径为φ280mm的圆筒。张力施加部件4具有槽4a，槽4a的底面的直径是φ280mm。

如表4所示，作为比较例4及实施例4-1～4-7，在各条件下分别测量了十次基于多模法的光纤F的截止波长。

以如下方式来进行基于多模法的截止波长的测量。

在比较例4中，将光纤F的两端设置于光源1和受光部2，用手向φ280mm的卷筒卷绕一圈光纤F，从而施加了弯曲。

在实施例4-1～4-7中，使用测量装置10A施加了弯曲。利用方向变换部件3和张力施加部件4对光纤F以360°施加φ280mm的弯曲，对于此外其它部分没有施加多余的弯曲。也就是说，在比较例4和实施例4-1～4-7中，对光纤F施加的弯曲的条件实质上相同。

关于比较例4、实施例4-1～4-7，都是以对光纤F施加了弯曲的状态，从光源1向光纤F入射光，并利用受光部2测量透过功率P1(λ)。接着，从测量装置10A取下光纤F，将多模光纤连接于光源1和受光部2，并测量在多模光纤中通过的光的受光功率P2(λ)。依据IEC-60793-1-44，使用该P1(λ)和P2(λ)计算了基于多模法的截止波长。

[表4]

如表4所示，在实施例4-1～4-7中，与比较例4相比，能够大幅降低标准偏差(σ)的值。这样确认了使用测量装置10D能够提高基于多模法的截止波长的测量精度。另外，当基于多模法测量截止波长时，张力也是优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

(基于弯曲法的截止波长测量)

接着，变更弯曲的条件，使用如图8A所示的测量装置10E，测量了基于弯曲法的截止波长。测量装置10E具有：光源1、受光部2、方向变换部件3、张力施加部件4、四个卷筒5、三个卷筒5A、位置检测部6(未图示)、以及天平结构7。作为方向变换部件3，使用了直径为φ80mm的圆筒。将四个卷筒5的外周面的直径设定为φ80mm。将三个卷筒5A的外周面的直径设定为φ60mm。张力施加部件4具有槽4a，槽4a的底面的直径是φ80mm。

这里，四个卷筒5在左右方向上夹持张力施加部件4配置为相同的数量，三个卷筒5A仅配置于左方。这样，在左右方向上，只要配置于张力施加部件4左方的卷筒5、和配置于张力施加部件4右方的卷筒5至少各具备一个，就能够缩短光纤的沿着测量装置的上下方向的尺寸。

根据测量装置10E，利用方向变换部件3、张力施加部件4、以及四个卷筒5对光纤F施加作为测量对象的弯曲。射出侧连接部1a及入射侧连接部2a在上下方向上的位置与方向变换部件3的上端的位置一致。因此，分别对光纤F中的沿着方向变换部件3的部分施加曲率半径40mm×90°(参照图8B)的弯曲。光纤F利用方向变换部件3在两处弯曲。因此，利用方向变换部件3对光纤F施加的弯曲相当于曲率半径40mm×180°。

四个卷筒5分别对光纤F施加曲率半径40mm×90°的弯曲。另外，张力施加部件4对光纤F施加曲率半径40mm×180°的弯曲。三个卷筒5A对光纤F施加曲率半径30mm×(90°+180°+90°)的弯曲。

对以上进行合计，测量装置10E对光纤F施加相当于曲率半径40mm×720°(两圈)以及相当于曲率半径30mm×360°(一圈)的弯曲。

如表5所示，作为比较例5及实施例5-1～5-7，对于光纤F的截止波长在各条件下利用弯曲法分别计算了十次。使用如下的透过功率来计算截止波长，所述透过功率是在该弯曲条件下除了利用测量装置10E的卷筒5施加相当于曲率半径40mm×720°的弯曲之外，还利用卷筒5A施加相当于曲率半径30mm×360°(一圈)的弯曲前后的透过功率。

[表5]

在比较例5中，通过手动操作向φ80mm的圆筒卷绕两圈光纤F，从而对光纤F施加了弯曲。在该状态下测量了透过功率P1。接着，在向φ80mm的圆筒卷绕了两圈光纤F的状态基础上，再进一步向φ60mm的圆筒卷绕一圈光纤F，从而施加了弯曲。在该状态下测量了透过功率P2。使用这样得到的P1、P2测量了截止波长。

在实施例5-1～5-7中，使用测量装置10E对光纤F施加了弯曲。具体而言，在利用卷筒5对光纤F施加了相当于曲率半径40mm×720°的弯曲的状态下测量了透过功率P1。接着，在除了利用卷筒5对光纤F施加弯曲之外还利用卷筒5A对光纤F施加了相当于曲率半径30mm×360°的弯曲的状态下测量了透过功率P2。使用这样得到的P1、P2测量了截止波长。

在比较例5和实施例5-1～5-7中，对光纤F施加的弯曲的条件实质上相同。

在表5的σ栏中，示出了基于各条件分别测量了十次的截止波长的标准偏差的值。

如表5所示，在实施例5-1～5-7中，与比较例5相比，能够大幅降低标准偏差σ的值。

这样确认了使用测量装置10E能够提高截止波长的测量精度。另外，当改变弯曲条件来测量截止波长时，张力也是优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

(模场直径测量)

为了测量向φ60mm的圆筒卷绕一圈光纤F的弯曲施加条件下的模场直径，与上述的弯曲损失测量同样地，准备了如图6A所示的测量装置10C。除了卷筒5的直径是φ60mm之外，其它方面与在弯曲损失测量中使用的测量装置10C相同。如表6所示，作为比较例6及实施例6-1～6-7，对于模场直径在各条件下分别测量了十次。模场直径的测量依据IEC60793-1-45来进行。

[表6]

在比较例6中，通过手动操作向φ60mm的圆筒卷绕一圈光纤F，从而对光纤F施加了弯曲。

在实施例6-1～6-7中，使用测量装置10C对光纤F施加了弯曲。在比较例6和实施例6-1～6-7中，对光纤F施加的弯曲的条件实质上相同。

在表6的σ栏中，示出了基于各条件分别测量了十次的模场直径的标准偏差的值。

如表6所示，在实施例6-1～6-7中，与比较例6相比，能够大幅降低标准偏差σ的值。

这样确认了使用测量装置10C能够提高模场直径的测量精度。另外，当测量模场直径时，张力也是优选为20gf以下，更优选为1gf以上且20gf以下。

此外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，能够在不脱离本发明主旨的范围内施加各种变更。

例如，在上述实施例中，关于光纤F的作为测量对象的特性，举出了弯曲损失、截止波长、以及模场直径。但是，在对除此以外的其它光纤F的特性进行测量时，也能够采用本实施方式的测量装置10A～10E或者本实施方式的弯曲施加方法。在进行测量时，只要是需要对光纤F施加弯曲的特性，即能够通过应用本实施方式来提高测量精度。

另外，卷筒5的配置不限于测量装置10B～10E的例子，能够适当变更。

另外，射出侧连接部1a及入射侧连接部2a并非必须朝向前方(+Y侧)。例如，射出侧连接部1a及入射侧连接部2a也可以朝向上方或后方。或者也可以是，射出侧连接部1a朝向左方，入射侧连接部2a朝向右方。在这些情况下，可以分别使光路(光纤、光导波路等)连接于射出侧连接部1a及入射侧连接部2a，并将这些光路的末端配置于如图1A等所示的射出侧连接部1a及入射侧连接部2a的位置。此外，如果构成为在该光路的末端连接光纤F的两端部，并利用方向变换部件3使光纤F延伸的方向变为向下，则能够获得与上述实施方式同样的作用效果。并且在这些情况下，方向变换部件3也同样使两端部与光源1及受光部2光学连接的光纤F延伸的方向变为向下。

另外，也可以对如下的距离进行调整，以避免光纤F相对于方向变换部件3倾斜卷绕，所述距离是射出侧连接部1a与入射侧连接部2a之间的左右方向的距离，或者是与射出侧连接部1a及入射侧连接部2a分别连接的光路的末端彼此之间的左右方向的距离。例如，在图1A中，射出侧连接部1a与入射侧连接部2a之间的左右方向的距离可以与张力施加部件4的槽4a的底面的直径相等。

另外，射出侧连接部1a及入射侧连接部2a在上下方向上的位置可以互不相同。

除此之外，能够在不脱离本发明主旨的范围内，适当地将上述实施方式中的构成要素置换为公知的构成要素，另外，也可以适当地对上述的实施方式、变形例进行组合。

例如，也可以将如图3A～图3C所示形状的卷筒5用作测量装置10B～10E的卷筒5、5A。

另外，也可以将如图1D所示的弹簧4b应用于测量装置10B～10E。

另外，也可以在测量装置10B～10E中取代天平结构7而使用弹簧4b。或者，也可以是在测量装置10B～10E中不使用弹簧4b、天平结构7，而是仅利用张力施加部件4的自重对光纤F施加张力。

附图标记说明

1-光源；2-受光部；3-方向变换部件；4-张力施加部件；4a-槽；5、5A-卷筒；5a-槽(第二槽)；6-位置检测部；10A～10E-测量装置；F-光纤。

Claims (11)

1.一种光纤的测量装置，具备：

光源，其朝向光纤发出光；

受光部，其接收在所述光纤内传播的光；

方向变换部件，其通过悬挂所述光纤，从而使两端部与所述光源及所述受光部光学连接的所述光纤延伸的方向变为向下；以及

张力施加部件，其对从所述方向变换部件垂下的所述光纤施加张力。

2.根据权利要求1所述的光纤的测量装置，其特征在于，

在所述张力施加部件上形成有限制所述光纤的位置的槽。

3.根据权利要求1或2所述的光纤的测量装置，其特征在于，

具备向所述光纤施加弯曲的多个卷筒，

所述多个卷筒配置于所述方向变换部件与所述张力施加部件之间。

4.根据权利要求3所述的光纤的测量装置，其特征在于，

在所述多个卷筒中的至少一个上形成有限制所述光纤的位置的第二槽。

5.根据权利要求4所述的光纤的测量装置，其特征在于，

在所述张力施加部件上形成有限制所述光纤的位置的槽，

从上下方向观察，当将所述多个卷筒夹持所述光纤对置的方向设定为左右方向，将与所述上下方向及所述左右方向双方正交的方向设定为前后方向时，

所述槽及所述第二槽的所述前后方向的位置一致。

6.根据权利要求3或5所述的光纤的测量装置，其特征在于，

从上下方向观察，当将所述多个卷筒夹持所述光纤对置的方向设定为左右方向时，

所述多个卷筒中的至少一个能够相对于所述左右方向倾斜地移动。

7.根据权利要求3至6任一项所述的光纤的测量装置，其特征在于，具备位置检测部，其检测所述张力施加部件在上下方向上的位置。

8.根据权利要求1至7任一项所述的光纤的测量装置，其特征在于，所述张力施加部件向所述光纤施加的张力为20gf以下。

9.根据权利要求3至8任一项所述的光纤的测量装置，其特征在于，具备向所述光纤施加弯曲的多个卷筒，

所述多个卷筒配置于所述方向变换部件与所述张力施加部件之间，

从上下方向观察，当将所述多个卷筒夹持所述光纤对置的方向设定为左右方向时，

所述多个卷筒包含：在所述左右方向上配置于所述张力施加部件的左方的至少一个卷筒、以及在所述左右方向上配置于所述张力施加部件的右方的至少一个卷筒。

10.根据权利要求3至9任一项所述的光纤的测量装置，其特征在于，具备向所述光纤施加弯曲的多个卷筒，

所述多个卷筒配置于所述方向变换部件与所述张力施加部件之间，

所述多个卷筒包含：使所述光纤以90°的角度弯曲的卷筒、以及使所述光纤以180°的角度弯曲的卷筒。

11.一种对光纤的弯曲施加方法，其中，

将两端部固定的光纤悬挂于方向变换部件，

使用张力施加部件对从所述方向变换部件垂下的所述光纤施加张力，

使用在所述方向变换部件与所述张力施加部件之间配置的多个卷筒向所述光纤施加弯曲。

Images