JP2002527739A - 光ファイバを試験するための電磁パルス列の生成 - Google Patents
光ファイバを試験するための電磁パルス列の生成Info
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Abstract
Description
テムに、そしてそれらの部品を試験する方法に関する。
少なくとも1つの光ファイバと、を備える型式のエミッタであり、より詳細には
、排他的ではないが、光ファイバ部品の特性パラメータ、特にファイバベース部
品、ファイバベースリンクまたは光ファイバネットワークの特性パラメータ、特
に損失を決定する試験システムに適応されることが可能である。
学特性を測定することができる光受信機と、 試験すべき前記光ファイバ部品に対しおよび基準光ファイバ部品に対し前記光
受信機によって生成された測定値を受取り、これらの測定値に基づいて、試験す
べき前記光ファイバ部品の損失を決定する、データ収集、記憶および処理手段と
、を備える試験システムを開示している。
及び照明面に関する放出状態を有する。
時に、使用される光ビームの定義された構成に対してのみ実行することが可能で
ある。従って、この既知の試験システムは、前記光源によって放出される1つの
定義されたパルスに関する損失のみを測定する方法を使用する。
前記試験すべき光ファイバ部品に実際に使用されるものであるとは限らない。従
って、この試験システムの信頼性は、不十分である。
して放出立体角の場合は開口数の0%〜100%変化する可能性がある上述した
照明すなわち放出状態を、適切にサンプリングすることが必要である。通常遭遇
する状況では、放出状態は、70%〜100%変化する可能性がある。
。従って、これは、十分なサンプリングを得るために、少なくとも15の異なる
光源が使用され、それらの各々が適当な照明状態を有していることを想定してい
る。
あるため、ほとんど満足のいくものではない。
に関連する欠点を取除くことである。
磁パルスを放出することができる、電磁パルスを放出するエミッタに関する。
る少なくとも1つの光ファイバと、を備えており、更に少なくとも1つの光キャ
ビティを含み、該光キャビティは、 前記光ファイバによって伝送される入射電磁パルスの経路に配置されており、 第1の部分反射ミラーを備える入力と第2の部分反射ミラーを備える出力とを
有し、該第1および第2のミラーが、該光キャビティの出力において、1つの入
射電磁パルスから、可変の幾何学的特性を有しかつ該入射電磁パルスに関連する
放出電磁パルス列を生成するよう配置されている、という点で注目すべきである
。
ラーから可変数反射され、そのため該キャビティ内を可変距離進行するパルスか
らなる。しかしながら、上述した幾何学的特性が進行する距離によって既知の方
法で変化するため、前記パルス列の種々のパルスは可変の幾何学的特性(放出立
体角および放出領域)を有する。
伝達率およびそれらの間の距離とを選択することにより、予め決定された放出特
性を有する複数のパルスを形成することができる。
き部品によって伝送される可能性の高い光ビームの種々のあり得る構成を備えた
特定のパルス列を形成することが可能である。
くなるため、特に米国特許第5,251,002号に述べられている既知の試験
システムの上述した欠点を取除くことができる。
バの2つの部分に 第1の実施の形態では、対向する面によって直接、 第2の実施の形態では、関連する光結合手段により、連結されている。
のレンズを備え、前記光結合手段に関連するミラーが該2つのレンズの間に配置
されており、 第2の実施の形態では、1つの半波屈折率分布型レンズ(half-wave graded-i
ndex lens)を具備し、前記ミラーが前記光結合手段の前記光キャビティの内側 の面に配置されており、 第3の実施の形態では、光ファイバの前記2つの部分を光学的に連結する2つ
の4分の1波屈折率分布型レンズ(quarter-wave graded-index lens)を具備し
、前記光結合手段に関連するミラーが該2つのレンズの間に配置されているのが
好ましい。
スが発生器に戻ることを防止する手段を備えている。この目的のために、該手段
は、好ましくは、前記第1のミラーに関連する光結合手段と協動する少なくとも
1つのライトトラップを含む。
ができ、それにより、特に試験システムに適用される場合に、例えば0.85μ
mおよび1.3μmの波長で動作するビデオ通信リンクなど、幾つかの型式のリ
ンクの複数の動作波長における損失を同時に測定することができるのが好ましい
。
光パルスエミッタを備えているという点で注目すべきである。
51,002号に述べられているものより長い動作寿命(または耐用年数)を有
する。これは、電気光学スイッチを含むこの既知の米国特許のシステムが、比較
的少ない数の用途のみを可能とし、加えて、環境条件、すなわち機械的可動部分
を有していない本発明によるシステムでは当てはまらない何かに対し、影響を受
け易いためである。
特性と同じ特性(コア直径および開口数)を有している。これにより、各連続パ
ルス毎に低下する放出領域及び放出立体角(2つの幾何学的特性)を時間の経過
により同じ方向に変化させることができる。
記幾何学的特性の1つが一定であり、他方が変化するように形成される。
じコア直径を有するが、開口数がより多い光ファイバが提供され、 一定の放出領域を得るためには、試験すべき光ファイバ部品と同じ開口数を有
するが、それより大きいコア直径を有する光ファイバが提供される。
の特性パラメータの値を決定する試験方法に関し、この方法により、特に、米国
特許第5,251,002号に述べられている試験システムによって実現される
既知の方法の上述した欠点を取除くことができる。
行う。このため、複数の異なるパルスに対して情報が必要である場合、前記パル
スの各々に対して前記既知の方法を使用することが必要である。更に、そのよう
に取得された結果を適応させるかまたは比較することができるようにするために
、これら異なる試験の各々に対し同じ動作状態を作り出す必要がある。これは、
時間を浪費し、単調であり、誤りの原因になる。
タの値を決定する本発明による前記方法であって、 a)少なくとも1つの電磁パルスが生成され、それが前記光ファイバ部品に注入
され、 b)前記光ファイバ部品によって伝送される前記電磁パルスに関連する測定が実
行され、 c)前記特性パラメータが少なくとも前記測定値から決定される 方法は、ステップa)において、電磁パルス列が生成され、その電磁パルスの少
なくとも一部が、少なくとも1つの光学的特性、特に放出領域または放出立体角
などの放出幾何学的特性に対し、異なる値を有するという点と、ステップc)に
おいて、前記特性パラメータの値が前記電磁パルス列の前記異なる電磁パルスの
各々に対して決定されるという点で、注目すべきである。
つの実施態様において実行される。これは、多数の利点、および特に複数の異な
るパルスに対して実行されなければならない場合の試験の長さおよびコストの低
減と、正確性の向上という利点を有する。複数の異なる試験に対し同一の動作状
態を再度作り出す必要がないためである。
するよう生成され、該複数のパルスは該光ファイバの出口で前記パルス列を形成
する。
従って実行される。
ステップb)において、該光ファイバ部品に対しおよび基準光ファイバ部品に対
し測定が実行される。
これら図において、同じ参照符号は、同様の構成要素を示している。
,1Dは、電磁パルス、この場合は光パルスを放出することが意図されている。
はスーパルミネセンスダイオードなどの発生器2と、 発生器2に連結され、放出する目的で前記発生器2によって発生される光パル
スを伝送することができる、光ファイバFと、を備えた型式のものである。
olid angle)および放出領域(emission area)に関して一定かつ一様である。
るために、光キャビティ3A〜3Dを含む。
方法で発生器2に連結されている、部分反射型式の各第1のミラーM1A,M1
B,M1C,M1Dと、 前記第1のミラーと同じ型式のものでよく、光ファイバFの部分F2とF3と
の間に配置された、各第2のミラーM2A,M2B,M2C,M2Dと、 前記第1および第2のミラーを共に連結するために使用される前記部分F2と
、を備えている。
スは、部分的にミラーM2A〜M2Dによって伝送され、部分的にミラーM2A
〜M2Dによって反射され、その後反射された部分がまた、前記ミラーM2A〜
M2Dに戻るようにミラーM1A〜M1Dによって部分的に反射され、ミラーM
2A〜M2Dにおいて、それは再び部分的に反射され部分的に伝送され、以下同
様である。これにより、光キャビティ3A〜3Dの出力において時間的にシフト
されたパルス列を生成することができる。
。
ステムテック、ジェイ、50、843、(1971)/(S.D. Personick, Bell
Syst. Tech. J. 50, 843, (1971)]は、光ファイバの光波の伝搬に対する状態
が光ファイバの長さ、この場合は部分F2によって変化するということを論証し
ている。この変化(注入されるパルスの時間的広がりまたは幾何学的性質、すな
わち立体角に関連するコア直径および開口数の変化)は、モード平衡長さ(moda
l equilibrium length)として定義されるファイバ長さまでは長さによって決ま
る変化であり、これ以上はパルス広がりの変化は、長さの平方根によって決まり
、幾何学的性質は一定である。このモード平衡状態は、1つのモードにおいて混
合される光がそこからもれる光によって十分に補償される場合に達せられる。
は、可変の放出幾何学的特性を有している。
/反射率とに関し、光キャビティ3A〜3Dを適切に選択することにより、放出
される種々のパルスの幾何学的特性を正確に定義し、そのため本発明により、発
生器2によって発生される1つのパルスから可変かつ正確に定義されたパルス列
を得ることが可能である。
により、ランクNの出力パルスに対し、長さl(2N−1)のファイバにおいて
等価伝搬(モード分散、波長分散、幾何学的性質の変化)を得ることができる。
る放出特性を生成するパルス列を放出するために使用することができる。すなわ
ち、 照明された光ファイバの開口数の70%〜100%と、 前記照明された光ファイバのコア直径の70%〜100%と、である。
部に直接配置された部分反射材料の層を有しており、隣接する部分は共に接合さ
れており、図2乃至図4に示す実施の形態では、ミラーM1B,M2B,M1C
,M2C,M1D,M2Dは、それぞれ後述する光結合手段C1B,C2B,C
1C,C2C,C1D,C2Dに連結されている。
,5および6,7、例えば球面または非球面レンズを備えており、それらの間に
は、対応するミラーM1B,M2Bが配置されている。
部分F2に連結されており、レンズ6は部分F3に連結されている。
折率分布型の2つのレンズ(quarter-wave traded-index type lens)8,9お
よび10,11を備えており、これらは光ファイバFの部分F1〜F3に連結さ
れており、それらレンズの間には対応するミラーM1C,M2Cが配置されてい
る。
布型のレンズ(half-wave graded-index type lens)12,13を備えており、
光キャビティ3Dの内側の前記光結合手段C1D,C2Dの面14,15に、対
応するミラーM1D,M2Dが配置されている。
によって発生器2によって放出されるパルス、またはこのパルスの一部が発生器
に戻るのを防止することが意図された、光トラップ16を含んでいる。当然なが
ら、かかる光トラップは、種々のあり得る実施の形態で提供されてよい。
の型式のものであってもよく、 ミラーの反射層の堆積は、光キャビティのファイバF2の両端かまたは結合手
段において行われてよく、 光キャビティの光ファイバF2の長さは、広範囲の値の中で選択されてよい。
例として、この長さは50メートルであってよく、 エミッタ1A〜1Dは、あらゆる型式のマルチモード光ファイバF、そのあら
ゆるコア直径およびクラッディング直径、およびそれを作成するために使用され
るあらゆる材料(シリカ、シリコン、ポリマ)に適用され、 前記エミッタ1A〜1Dは、故障の原因となるいかなる機械的可動部分も有し
ていない。
したエミッタ1A〜1Dの多くの適用が可能である。すなわち、 光ファイバ部品またはハーネスのあるいはマルチモードファイバネットワーク
の減衰、 光ファイバ部品またはハーネスのモード伝達関数、 光ファイバリンクの誤り率、あるいは、 マルチモード光ファイバの帯域幅、である。
特にその中の損失を測定する方法に関する。
イバ部品に注入され、 b)前記光ファイバ部品によって伝送される前記電磁パルスに関連する測定が実
行され、 c)前記特性パラメータが少なくとも前記測定値から決定される、方法に関する
。
パルスの少なくとも一部が、少なくとも1つの光学的特性、特に放出幾何学的特
性に対し、異なる値を有し、ステップc)において、前記特性パラメータの値が
前記パルス列の前記異なる電磁パルスの各々に対して決定される。
されること可能にし、光ファイバ部品19、例えばファイバ部品、ファイバリン
クまたは光ファイバネットワークの損失を決定することが意図されている。
る、上述したような光パルスエミッタと、 前記エミッタ1Dによって放出され光ファイバ部品19または20によって伝
送される光パルスの強度などの特性を測定することができる、例えばPINフォ
トダイオードかまたはAPDフォトダイオードなどの既知の型式の光受信機20
と、 電気的リンク23により光受信機20に連結され、前記光受信機20によって
測定される測定値を記録するよう意図された、例えばメモリなどの手段22と、 電気的リンク25,26により発生器2と手段22とにそれぞれ連結され、一
方では試験すべき前記部品19に対し、他方では基準部品21、例えば短い長さ
の1つの光ファイバに対し、光受信機20によって受信され実行される測定値か
ら、前記部品19の損失を決定する手段24と、を備えている。
に連結された手段27によって表示されてよい。
形成する既知の手段E1,E2によって、光ファイバの部分F3および部分F4
(光受信機20に取付けられている)に連結されてもよい。
しながら、本発明のコンテキスト内では、一定の幾何学的特性(例えば放出領域
)と可変の幾何学的特性(例えば放出立体角)とを同時に得るために、これら特
性の1つが部品毎に異なってもよい。
に示す図である。
示す図である。
他的に示す図である。
示す図である。
Claims (10)
- 【請求項1】 電磁パルスを放出するエミッタであって、 少なくとも1つの電磁パルスを発生させる発生器(2)と、 放出する目的で該発生器(2)によって発生した電磁パルスを伝送することが
できる少なくとも1つの光ファイバ(F)と、を備えるエミッタにおいて、更に
少なくとも1つの光キャビティ(3A,3B,3C,3D)を含み、該光キャビ
ティは、 前記光ファイバ(F)によって伝送される入射電磁パルスの経路に配置されて
おり、 第1の部分反射ミラー(M1A,M1B,M1C,M1D)を設けられた入力
と第2の部分反射ミラー(M2A,M2B,M2C、M2D)を設けられた出力
とを有し、該第1および第2のミラーが、該光キャビティ(3A,3B,3C,
3D)の出力において、1つの入射電磁パルスから、可変の幾何学的特性を有し
かつ該入射電磁パルスに関連する放出電磁パルス列を生成するよう配置されるこ
とを特徴とするエミッタ。 - 【請求項2】 前記第1および第2のミラー(M1A,M2A)の少なくと
も1つは、前記光ファイバ(F)の2つの部分(F1,F2,F3)に対向する
面により直接連結されることを特徴とする請求項1記載のエミッタ。 - 【請求項3】 前記第1および第2のミラー(M1B,M2B,M1C,M
2C,M1D,M2D)の少なくとも1つは、関連する光結合手段(C1B,C
2B,C1C,C2C,C1D,C2D)により前記光ファイバ(F)の2つの
部分(F1,F2,F3)に連結されることを特徴とする請求項1記載のエミッ
タ。 - 【請求項4】 前記光結合手段(C1B、C2B)は、前記光ファイバ(F
)の前記2つの部分(F1,F2,F3)に光学的に連結されている2つのレン
ズ(4〜7)を備え、該光結合手段(C1B,C2B)に関連する前記ミラー(
M1B,M2B)が該レンズ(4〜7)の間に配置されることを特徴とする請求
項3記載のエミッタ。 - 【請求項5】 前記光結合手段は、少なくとも1つの屈折率分布型レンズ(
8〜13)を備えることを特徴とする請求項3記載のエミッタ。 - 【請求項6】 前記発生器(2)によって発生される電磁パルスが該発生器
(2)に戻るのを防止する手段(16)を備えることを特徴とする請求項1乃至
5の内のいずれか1項記載のエミッタ。 - 【請求項7】 前記発生器(2)は、波長が異なる少なくとも2つのパルス
を発生させ得ることを特徴とする請求項1乃至6の内のいずれか1項記載のエミ
ッタ。 - 【請求項8】 光ファイバ部品の損失を決定する試験システムであって、 少なくとも1つの電磁パルスを放出することができる光源(1D)と、 前記光源(1D)によって放出され光ファイバ部品(19,21)によって伝
送される電磁パルスの特性を測定することができる光受信機(20)と、 試験すべき前記光ファイバ部品(19)に対しおよび基準光ファイバ部品(2
1)に対し前記光受信機(20)によって生成された測定値を受取り、これら測
定値に基づいて試験すべき前記光ファイバ部品(19)の損失を決定する、デー
タ収集、記憶および処理手段(22,24)と、を備え、前記光源は、請求項1
乃至7の内のいずれか1項のもとで明記された前記エミッタ(1D)を備えるこ
とを特徴とする試験システム。 - 【請求項9】 電磁パルスを放出する前記エミッタ(1D)の前記光ファイ
バ(F)は、予め決められた少なくとも2つの特性、すなわちコア直径および開
口数を有し、前記光ファイバ(F)の前記特性の少なくとも1つは、試験すべき
前記光ファイバ部品(19)の特性と同じであることを特徴とする請求項8記載
の試験システム。 - 【請求項10】 光ファイバ部品の少なくとも1つの特性パラメータの値を
決定するための、請求項1乃至7の内のいずれか1項のもと明記されたエミッタ
の使用法であり、 a)少なくとも1つの電磁パルスが生成され、それが前記光ファイバ部品(19
)に注入され、 b)前記光ファイバ部品(19)によって伝送される前記電磁パルスに関連する
測定が実行され、 c)前記特性パラメータが少なくとも前記測定値から決定される方法であって、
ステップa)において、前記エミッタにより電磁パルス列が生成され、その電磁
パルスの少なくとも一部が、少なくとも1つの光学的特性に対し異なる値を有し
、ステップc)において、前記特性パラメータの値が前記パルス列の前記異なる
電磁パルスの各々に対して決定されることを特徴とする使用法。
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