JP2003532927A

JP2003532927A - 光ファイバーを介した光の伝送装置および伝送方法

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Publication number: JP2003532927A
Application number: JP2001583224A
Authority: JP
Inventors: ペーター・コーンズ
Original assignee: インストゥルメントシステムズオプティッシェメステヒニークゲーエムベーハー
Priority date: 2000-05-05
Filing date: 2001-05-04
Publication date: 2003-11-05
Anticipated expiration: 2021-05-04
Also published as: DE10021940A1; US20040042718A1; EP1279054A1; JP4267235B2; US6947635B2; DE50104692D1; AU2001256337A1; WO2001086334A1; EP1279054B1

Abstract

(57)【要約】【解決手段】本発明は、光測定装置の光部品（Ｂ１、Ｂ２）があらかじめ備えられたシックコアファイバー（１）の入力端（Ｃ）と出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）間におけるシックコアファイバー（１）を介した光の伝送装置及び伝送方法に関するものであり、シックコアファイバー（１）の第１のサブセグメント（ＰＱ；ＦＧＨＩ；ＩＪ；ＦＬ；ＭＮ）の湾曲した伝送を可能にする伝送手段を含み、その際に湾曲した伝送の曲率半径は第１の閾値を下回り、その下にシックコアファイバー（１）の光線断面がモード変換によって均質化される。シックコアファイバー（１）の許容された変位によって生じた伝送された光への効果の減少のために、シックコアファイバー（１）の第二のサブセグメント（ＱＲ；ＪＫ；ＮＯ）に固定した伝送を可能とする伝送手段と固定して接続される補強手段があらかじめ備えられ、第一サブセグメント（ＰＱ；ＦＧＨ；ＩＪ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）に接続され、本質的に出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）の光部品（Ｂ２）まで延びており、その際にシックコアファイバー（１）の出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）が機械的に安定させられるように少なくとも第一と第二区間部分の全長が測定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

本発明は、請求項１、２０及び２５の前提項に基づく、光ファイバーを介した光
の伝送装置及び伝送方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

本発明の一態様は、光度値または放射値の測定に関するものであり、その測定の
際に光は光入力器（第１の光部品）と適当な計測器（第２の光部品）間をグラス
ファイバー（導波管または光ファイバー）を介して伝送される。グラスファイバー伝送は、両方の光部品（ここでは、光入力器と測定器をいう）
が、互いに分離して設置されうる点において有利であり、とくに、両方の光部品
の一方(ここでは測定器をいう)が物理的にかさばるのに対して、もう一方の光部
品（ここでは光入力器をいう）が簡易なユニットとして実現される場合に有利で
ある。このように両者を位置的に分離させることは、測定が空間的なオフセットを伴っ
て実施される場合（光入力器が移動される場合）において更なる利点がある。加
えて、産業上の利用性において、このように位置的に分離するのは、しばしば非
常に高感度の測定器を測定されるプロセスからしばしば保護することを可能にす
るので特に有利である。その上、両方の光部品を互いに位置的に分離することにより、第一の光部品に集
められた光が遊離光線として他の光部品（測定器）に案内されることも意味する
ことに留意すべきである。しかし、このことは、遊離光線がリニアに拡散することに起因して光線を案内す
るために複雑な光学鏡群を用いなければなければならないという理由で基本的な
欠点でもある。さらにそれに加えて、オフセットした輝度調査の位置で測定される表示画面のグ
リッド走査をするために例えば光入力器を移動させざるを得ない場合、更なる困
難が生じる。それゆえに、グラスファイバーを介した光線の伝送は、実行可能な解決策を提供
するものである。産業上に適用する上で厳しい環境条件から、グラスファイバー
を保護するために、通常は衝撃抵抗のある保護導管に防御が備えられていない状
態でインストールされている。グラスファイバー使用の重要な利点は、その可撓
性（通常は、用いられるグラスファイバー材料の材料特性によって限界があるが
）にある。このことは、例えば、移動可能な光入力器から固定した測定器へ測定
光を簡単に伝送することを可能にするものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

しかし、グラスファイバーによって両光部品間に光を伝送することは、グラスフ
ァイバーを介した光の伝送、並びに光源における光の空間的・角度的配置が、グ
ラスファイバーの位置（および進路）に左右されるという点で重大な欠点がある
。このことは、グラスファイバーが移動されない限り、システム全体のいかなる
度盛りも正確であるということを意味する。例えば、前述のディスプレイ測定に
おいて、たとえディスプレイが均質（一定）の輝度配分を有していても、グラス
ファイバーが移動されると、測定された輝度値には２０パーセントまでの変化が
観測される。したがって、特に、移動可能な光部品から固定された光部品に測定
光信号を伝送するためにグラスファイバーを使用することは、その測定光信号に
重大な乱れを生じさせる。グラスファイバーの位置の変化に起因するこの伝送に際しての変化の好ましくな
い影響を減少させるために、単一のグラスファイバーよりもむしろ多くの（数百
の）個々のグラスファイバーからなるファイバー束を介して光を伝送することが
提案されている。その結果、束全体が移動された時に、個々のグラスファイバー
の伝送変化を生じさせ、それに応じてファイバー束全体の伝送変化が軽減される
（その際同時に、光入力器と光測定器間のフレキシブルな光伝送が有利に確保さ
れる）。この解決策（ファイバー束の使用にはかなり高いコストが掛かることに
加えて）の欠点は、ファイバー束の断面積のより少ない割合しか実際には光の伝
送に関わらないので、同じ径の単独のファイバーに較べ、ファイバー束の全伝送
量が有意に減少していることにある。このことにより、測定対象が一定の信号対
雑音比にある多くの光測定応用において、他の方法では許容できない程、測定時
間が延びてしまうのである。非常に小さな径（１００マイクロメーターより小さい）をもつマルチモードファ
イバーの方法は"マイクロベンディング" として記述され、また知られている。
このような方法によると、ファイバーの長さに沿って、ファイバーに局部的な変
化のある横圧が加えられるので、ファイバーの進路が一定区間につき１センチ未
満の曲径半径を示す。横圧は、通常、調整ねじで圧力を調整できるようにファイ
バーに押圧される剛体構造により加えられる。ある一定区間、金属小球を含む容器にファイバーを通すことで局部的に分布した
横の圧力をファイバーに及ぼすことが提案されている。問題の解決策の多くは、
単一のパルスを伝送している間、ファイバー出力端に形成されるモードを重ね合
わせる通信技術に向けられている。ここでは、モードは一時的な分離パルス（異
なったパルスとして検出されうる）としてではなく、代わりに1本の単一の、一
時的に拡張されたパルスを形成する混合として放出される。ここで注意すべきこ
とは、通信技術では、光ファイバーの "不安定さ"（この "不安定さ" は、最
大で数ミリ秒続く）によって発生する低周波効果は、いずれにしても、この低周
波効果はその後、遮断されるため、ギガヘルツ領域でのパルス周波数に関しては
問題にならない。いわゆる“シックコアファイバー（厚コア・ファイバー）”を光ファイバー入力
として用いることも知られている。例えば、通信技術で使用される単一モードフ
ァイバーに比べると、光測定技術の分野から、二つの光部品間（とりわけ、光入
力器と光測定器の間）に充分な光の量を伝送する試みとして、この技術は知られ
ている。ここで注意すべきことは、シックコアファイバーの欠点は、その大きな
径のために可撓性に欠けることである。関連文献である米国特許第５、４０８、５５１号とフランス特許第２４７８８２
８号によると、光ファイバーの固定した湾曲剛体導波路（米国文献では、グラス
ファイバーロッドとして、フランス文献では、グラスファイバーと記載されてい
る）が、モード変換を引き起こし、それに応じて曲率が定められると、光線断面
の均質化を生じさせるということが知られている。米国特許第４、６６９、４６７号において知られているカテーテルは、例えば、
ファイバ束を通って伝送されたレーザー光の助けを借りて充血した動脈のプラー
クを除去するために、そのカテーテルの内側にファイバー束がレーザー光入力器
からカテーテルの末端まで延びている。レーザー光入力器にはモード変換が備え
られており、ファイバー束の末端に各々のファイバー出力から出射するレーザー
光の最大限可能な光点を生み出すために前述の“マイクロベンディング”法によ
りモードが変換される。しかし、実際には、有利なモード変換のこの利用法における利点にもかかわらず
、光ファイバーの変位に依存される伝送変化は引き続き観察されている。

【０００４】光測定装置の二つの光部品間に光ファイバーを使用する従来の光伝送手段にお
いて、本発明の課題は、適度なファイバー導波管の位置の変化によって生じる伝
送された光（特に測定値において）の効果を減少させることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本発明は、請求項１、２０、２５に開示されたそれぞれの目的によって解決され
る。本発明の好適な実施例が、従属する請求項に記述されている。

【０００６】上記に記載の装置と関連性のある種類の装置において、ファイバー導波管はシ
ックコアファイバーである。さらに、シックコアファイバーの第二サブセグメン
トの固定した伝導を行うための伝送手段に固定して結合させ、第一サブセグメン
トに連結し、本質的には出力側の光部品にまで延び、その際に第一と第二サブセ
グメントの長さが少なくとも厚みのあるファイバーの出力端が機械的に固定され
るように測定される補強手段が提供されている。関連性のある種類の方法におい
て、光はシックコアファイバーを通って伝送される。さらに、光は本質的に第一
サブセグメントからシックコアファイバーの固定して伝導される第二サブセグメ
ントを通って、シックコアファイバーの出力端に伝送され、その際に第一と第二
サブセグメントの全長が少なくとも厚みのあるファイバーの出力端が機械的に安
定するように測定される。本発明の利点は、シックコアファイバーの変位に基づいたファイバー伝送の変化
が、装置の比較的簡易な構造方法によって、以下のように、効果的に抑制される
ということにある。通常、光が光ファイバーで結合されると、すべての横方向の伝送モードが励起さ
れるわけではない。これは、光線断面が光ファイバーの出力端で不均質であり、
光ファイバーが移動すると、更に光線断面が変化され得ることを意味する。しか
しながら、特に不均質な光線断面はそのような光測定装置において、それらの機
能のせいで光線断面（例えば、特有の光入射スリットを有するグリッド分光計）
の一部分を減衰させなければならない測定エラーを生じさせる。この弊害を取り
除くために、モード変換（湾曲した剛体サブセグメント）が付加され、その曲率
は第一の閾値を下回る。当然のことながら、ファイバー曲率のこの閾値は、使用
される材料と径およびシックコアファイバーの長さ、ならびに光配置の全構成（
とくに、シックコアファイバーの光線の入力結合）、モード変換/均質化の要求
される度合いによって決定される。しかし、光の束の均質化は簡単に測れるので
、指定されたパラメーター（すなわち実際の測定構成）を参照して閾値は実験的
に容易に決定され、前記湾曲したガイドはそれに応じて大きさが定められる。

【０００７】光ファイバーとして本発明のシックコアファイバーを使用するための閾値につ
いては、以下のことに注意すべきである。シックコアファイバーの使用の注釈が
記載されている多くの文献には、曲率半径は最低でもファイバーの径の３００倍
を下回ってはいけないと言及されている。このことは、例えば、径６００マイク
ロメートルのシックコアファイバーは、最低でも１８センチメートルの曲率半径
を有しなければならないことを意味しており、モード変換（以下参照）には適切
ではない。しかし、シックコアファイバーでも、明白により小さな曲率半径にな
り得るということが検証されている。ファイバーメーカーが推奨するこの制限は
、たいていのシックコアファイバーは原料工程において高い発光力を伝送するた
めに生産されているという事実に起因するようである。小さい曲率半径を有する
ことにより、光の一部がファイバーから外へ出て、更なる一部がクラッドモード
に変換される（以下参照）。両方とも結果として、ファイバー内の高い光吸収に
よる高発光力でファイバーが破壊されることを引き起こす。しかし、計測技術に
おいて伝送される発光力はより低いので、小さい曲率半径であっても、その結果
ファイバー自体が破壊されることはない。さらに述べるとすれば、最も大幅なモード変換（即ち、ほとんどすべての横モー
ドの励起）の場合、シックコアファイバーからの光の出射角度は、一定の値を開
口数とみなす。よって、シックコアファイバーの変位は出射角度にもはや影響を
及ぼすことはなく、場合によっては無視され得る。このことは、例えば、分光計
の応用の際の測定信号の不変性にとって望ましい。シックコアファイバーから出
る光の出射角度と強度分布もまた例えば、シックコアファイバーから出た光をフ
ァイバーに垂直な面に放射し、そこに投射された光点の形を分析することにより
簡単に測ることができる。それ故に、例えば投影された光点の大きさが最大値を
とる場合に、曲率角度の分析によって、第一の閾値が決定され得る。このことは
、必ずしもすべてのモードが励起されることを意味するものではない。しかし、
このような場合に光線断面がまた大幅に均質化されることが想定される。シックコアファイバーに伝送される光の不正確な結合を実際に妨げることは不可
能であるので、励起を起こす“クラッドモード”をコアにではなく、クラッド層
に生じさせることがさらに認められている。シックコアファイバーの位置に応じ
て、これらのクラッドモードが異なる強さで抑圧されるということは、全ファイ
バー伝送がシックコアファイバーの位置に左右されることを意味している。ファ
イバー伝送における変化はその際にクラッドモードの様々な抑圧によって決定的
な範囲にまで影響し、その結果クラッドモードの抑圧は、厚みのあるファイバー
の変位から生じるファイバー伝送の変化に有利に反作用できる。原則的に、これ
らのクラッドモードは、同様にシックコアファイバーの曲率点（モード変換にお
いて）で完全に取り除かれ、この除去に必要な曲率角度は一般にモード変換に必
要な曲率角度（第一の閾値）より小さい。しかし、これに関連して、若干の光線がコアファイバーからクラッドにほぼ垂直
に入射し、コア/クラッドの境界面に全反射する角度を越えるため、新しいクラ
ッドモードがシックコアファイバーのこれらの曲率点に再び励起されるというこ
とがさらに認められている。これらの新しく励起したクラッドモードは、これ以
後はシックコアファイバーを通って伝送される。シックコアファイバーの残部が
、モード変換器から出力端まで引き続きフレキシブルに取り扱われると、この範
囲におけるファイバーの変位が、モード変換で生じる新しいクラッドモードに様
々な抑制を引き起こし、それによって、望ましくない伝送変化をもたらし得る。
本発明は、モード変換器から出力端までシックコアファイバーの区分の残部を補
強手段で固定されるようにすることで、この弊害を除去するものである。それと同時に、伝送手段と補強手段によってシックコアファイバーの固定した全
光導波管は、モード変換器の上流側のシックコアファイバーの変位がモード変換
器後のシックコアファイバーの変位を引き起こすことがないような最小限の長さ
を有している。例えば、シックコアファイバーが伝送手段のみで、出力端におけ
るファイバーの変位が妨げられるような長さまで延長されると、モード変換器が
直接出力端に配置されるなら補強手段の長さは０まで縮小され得る(独立請求項
２５参照)。さらにシックコアファイバーが十分に剛性を有すると、短いファイ
バー端は出力端では周囲のガイド部材なしで補強手段から突き出し、このファイ
バ端の変位は生じない、あるいは、それに伴うファイバ伝送における変位が補償
され得る程度に小さなものとなる。第１と第２のサブセグメントの全長は、モード変換器前のシックコアファイバー
の大きな動きが、出力端にいかなるシックコアファイバーの変位を引き起こすこ
ともない最小の長さを分析することによって容易に実験的に決定される。伝送手
段に関連して、更に注意すべきことは、湾曲したサブセグメント導波路の長さが
出来れば一定値を超えることが望ましい。またこの値は、望ましい効果が生じる
長さを分析することで、実験的に容易に定めることができる。しかし、適当な曲
率として決定的なパラメーターは曲率角度であり、固定した湾曲した伝導の長さ
は副次的な役割にすぎないということが提示されている。接続手段は、シックコアファイバーと各々の光部品とが取り外し可能な接続がで
きるようにシックコアファイバーと入力及び／または出力端における光部品間の
境界面に備えられることが望ましい。接続手段として、様々な光部品は簡易なプ
ラグイン方式を使用し、シックコアファイバーを共に介して有利に接続される。
従って、例えば分析される過程に依存する様々な光入力器は、同じ光測定装置に
接続される。この場合には、伝送手段は直接、固定して接続手段‐さらに補強手
段はない‐に接続され、接続手段と伝送手段の全長が共に十分であれば、シック
コアファイバーの出力端が十分な安定性をもって固定される（上記参照）。さらなる補強手段がシックコアファイバーの第三サブセグメントの剛性を有する
ガイダンスのために備えられていることが望ましく、入力端の光部品まで延長し
、第三サブセグメントの長さが、少なくともシックコアファイバーの入力端が安
定するだけの十分な長さがある方が良い。そのような場合において、特に各光部
品に関連するシックコアファイバーの正面の動き（例えば、激しい振動）が伝送
される光信号（測定）に重要な効果をもたらすことがさらに提示されている。こ
の問題は、特に商慣習上のプラグイン接続が使用され（例えば、ＳＭＡプラグ）
、その原理として特有地点にのみシックコアファイバーを固定すると生じる。そ
のようなプラグは、通常１センチメートルの長さしかないので、シックコアファ
イバー（１ミリメートルまでの径を有する）は、したがって、そのプラグの内部
の特定地点にのみ固定される。ファイバーの大きな径とシックコアファイバーが
移動すると結合して作用する大きな力が原因で、たとえファイバーの動きが接続
手段から１０センチメートル強ほど離れて生じたとしても、特定地点にシックコ
アファイバーを固定することはファイバー正面に角度のある動きをさせる。この
問題は、さらに補強手段が接続手段に加えて備えられ、その補強手段がより長い
区間を通って入力端にシックコアファイバーを固定し、その結果シックコアファ
イバーの動きがファイバーの正面にもはや伝えられなくなることによって有利に
除去される。また第３サブセグメントの長さは、シックコアファイバーの径及び材料ならびに
接続手段に依存し、それは実施可能な実験で容易に求められる。接続手段が光部品の一つの境界面に備えられておらず、シックコアファイバーが
光部品から直接延長していれば、当然のことながら各補強手段は、この境界面に
直接接続されうる（例えば、これらの光部品のケースに固定して接続される）。
接続手段と補強手段は、一つのユニットとして形成される方が良い。例えば、新
しい接続手段は、すでに補強手段を提示するものとして構想される（例えば、第
二又は第三のサブセグメントに必要な長さに対応するプラグの長さが定められ、
シックコアファイバーはプラグ内に全長にわたって固定されることが可能である
）。これにより製造費が抑えられ、二つの部品がその装置に取り付けられる必要
がないので、後の処理が簡素化されるという利点がある。伝送手段は４５°から９０°までの範囲で曲率角度を有する円弧区間に沿って、
シックコアファイバーのサブセグメントが伝送されるように形成されることが望
ましい。この利点により伝送手段の形成は容易に製造され、達成可能な望ましい
効果をもたらす。当然のことながら、曲率が対応した大きさであれば、伝送手段
の他のすべての可能な形成が考えられる。伝送手段はシックコアファイバーが伝送手段内に“Ｗフォーム”に延長するよう
形成されることが望ましい。伝送手段は、またシックコアファイバーが、伝送手
段内で本質的には１倍半の円に対応するフォームに延長するよう形成され得るこ
とが望ましい。特にこの後者の伝送手段はさらに、入射及び／又は出射の範囲で
シックコアファイバーの延長が、１倍半の円で分岐点を含むように形成されるこ
とが望ましい。その上、４５°から９０°までの曲率角度を有する円弧サブセグ
メントは各分岐点に接続可能であり、同様にこの曲率半径は、最初の閾値より下
回る。一方、伝送手段を通るシックコアファイバーの進路が少なくとも一つの分
岐点を含むような伝送手段が形成される。特にファイバー進路の分岐点、又は上
記形成に相応のシックコアファイバーの伝送による結果、励起させようとする望
ましいモード変換が有利に多数の伝送モードに生じる。記載のとおり、これによ
り出力光線断面から出る望ましい均質化が得られる。湾曲したサブセグメントの曲率半径は、シックコアファイバーの径の１００倍か
ら３０倍の範囲であることが望ましい。一方、この曲率半径は通常のシックコア
ファイバーには、より上の閾値に設定され、利点のあるモード変換やクラッドモ
ード抑制にはより低い閾値が設定され得るべきである。より低い閾値はシックコ
アファイバーの破壊反応を引き起こす結果となる。その際伝送手段は伝導する、
湾曲した第１サブセグメントの長さが根本的に１０センチメートルから１００セ
ンチメートルになるように形成されることが望ましい。更に次のような措置を取ることが望ましい。 − さまざまに形成される伝送手段から成るグループと補強手段から成るグルー
プから、少なくとも二つの手段が互いに固定して接続されること； − 互いに固定して接続される伝送手段または補強手段が一つのユニットとし
て形成されること； − 厚みのあるファイバーの径は５００マイクロメートルより大きなものが選
択されること； − 二つの光部品間のシックコアファイバーの長さは、根本的に５０センチメ
ートルから１０メートル、とりわけ１メートルから３メートルであること； − 更に絶縁導波管（衝撃抵抗のある）が備えられており、それにはシックコ
アファイバーがサブセグメント以外を通って固定されずにフレキシブルに伝送さ
れること；そして／又は、 − 伝送手段及び／又は補強手段は、深絞りされた金属板及び／又はフライス
盤で加工されたユニットで形成されるものであること。本出願人は、伝送手段とは独立して補強手段に関する当該目的の改良をさらに追
求し続けている。上述によると、補強手段はこの方法で、シックコアファイバー
の変位による測定値の修正の減少に貢献している。それに起因して、当業者は場
合によって、追加の伝送手段ではなく、また代償措置として単に補強手段を選ぶ
ことができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】

次に、添付の図面に関連した好適な実施例に基づいて本発明の更なる利点と特徴
をさらに詳しく説明する。図１から図３は、シックコアファイバーのサブセグメントにおける伝送手段と補
強手段の選択形成の概略図を示す。そして、図４は、補強手段及びシックコアファイバーに接続する接続手段の概略図を示す
。図１から図３において、関連記号Ａは分析された目的物（例えば測定可能な表示
画面）を表し、関連記号Ｂ１は第１の光部品（例えば光入力器Ｂ１）を、Ｃから
Ｒまでは、伝送手段と補強手段によって異なる方法で伝送されるシックコアファ
イバー１の様々なサブセグメントを、Ｂ２は光測定装置の第２の光部品（例えば
光測定器）を示している。光測定装置は、例えば分光放射（発光体など太陽のような放射源からの光を測定
した分析）、測光（肉眼で見える放射線の測定）、分光器などが備えられ、その
際、特に絶対輝度値を測定できることが重要である。そのような測定の際には、
伝送変化又は光を伝送するシックコアファイバー１の出力端における光分布変化
が結果を大きく歪曲してしまう。そのような測定は例えばＬＥＤｓ品質検査の際
に行われ、それによりＬＥＤｓの光の性質（光度、放射束、優性な波長、色度座
標）が測定される。位置的に分離される測定は、例えば製造された表示画面の品
質検査において必要とされ、品質検査のために、輝度・彩度ならびに光度値が表
示画面に関する様々な角度から、又様々な表示画面の範囲で測定されなければな
らない。次のような光源分析 (目的物Ａ) のために、例えば次のような光入力器（光部
品Ｂ１）が利用され、次のような値(放射単位又は光度測定単位)が測定される。
：タングステンハロゲンランプ‐集積球‐放射力又は光束；発光ダイオード−発
光ダイオードアダプター‐放射度または輝度；太陽‐外部の光探査針‐放射照度
または照度；表示装置‐望遠鏡先端‐放射輝度または輝度。これに対し、例えば
分光計が光測定器Ｂ２として使用可能であり、その際システム全体（光入力器、
シックコアファイバーおよび分光計）は、対応する単位で測定されなければなら
ない。図１は、ファイバー出力領域におけるシックコアファイバー１のサブセグメント
の固定した又は湾曲した一定した伝送が可能な第一の形成に応じて、伝送手段と
結合する補強手段及びファイバー入力領域におけるシックコアファイバー１の次
のサブセグメントの固定した伝送が可能な補強手段を配置した第一の実施例を示
している。測定可能な目的物からの光又は過程Ａは光入力器Ｂ１を通ってシック
コアファイバー１に接続される。このようにするために、シックコアファイバー
１は、光入力器Ｂ１を出口ですぐに、光入力器Ｂから一定した補強手段（詳しく
は図示していない）によってＣ点、Ｄ点間の一定の長さを通り伝送される。この
補強手段は、シックコアファイバー1の移動の際、入力側ファイバー端に振動を
引き起こさないように入力側ファイバー端を固定するのに役立つ。この補強手段
は、ファイバーをいかなる幾何学によっても伝送でき（４５度の角度又はリニア
が望ましい）、その際ファイバ−端が適度に固定されるように伝送の長さが選択
される。この補強手段の後、シックコアファイバー１は、例えば衝撃抵抗のある
導波管で固定されることなく伝送される（Ｄ点、Ｐ点間）。光部品Ｂ２へ向かう出力側Ｒにおいて、第一の形成に応じた伝送手段はＰ点とＱ
点間のシックコアファイバー１のサブセグメントの湾曲した伝送が可能なように
備えられており、Ｑ点とＲ点間(出力側)のシックコアファイバー１の次のサブセ
グメントの固定された伝送のために補強手段と固定して接続される。補強手段は、例えば数センチメートル（例１０センチメートル）の長さを提示す
ることができ、伝送手段は曲率角度が４５度から９０度（実施例で説明した図１
では、この曲率半径は９０度である）の円弧区間を描くことが可能である。この
ことは、望ましい曲率半径によって、２０センチメートルまでの第１の形成に基
づく伝送手段内で伝送される長さのファイバー径の３０倍から１００倍になる範
囲に相当する。従って、この図１に示された第１の配置は、特別な集約性を有す
る特徴を描いている。ＰとＲならびにＱとＲのサブセグメントの全長は、シック
コアファイバー１が出力端ＲにおいてＤ点とＰ点間の変位の際、固定される（安
定する）ように測定され、それによって湾曲したサブセグメントＰＱに新たに励
起されたクラッドモードが、ファイバー端Ｒまで常に一定の強度で伝送される。
湾曲したサブセグメントＰQで、前述のようにモード変換が起こり、Ｐ点までに
励起されたクラッドモードは抑制される。さらにモード変換によって、シックコ
アファイバーからの光の一定出力角度を開口数の値で確定する。出力端Ｒでの補
強手段は、シックコアファイバー１と出力光Ｂ１との境界面におけるファイバー
正面の振動をさらに妨げる。曲率のサブセグメントＰＱにおいて必然的に生じた新しいクラッドモードは、フ
ァイバーの動きによってではなくＰＲ間の固定された伝送により影響され、その
結果、一定であると同時に適当な度盛りにより予測できる影響をファイバーの伝
送全体に与える。ここで注意すべきことは、伝送手段の外形がシックコアファイバーの要求された
湾曲した進路に必ずしも一致する必要はないということである。例えば、伝送手
段は縦長の長方形の外被を有しており、その内側にはシックコアファイバーが外
被の内側を正確に望ましい湾曲で通過できるようなシックコアファイバーを固定
する取り付け具（場合によっては点状の）が備えられている。一方、補強手段と伝送手段が第１の形成に応じてひとつの構成体として形成され
ることが可能である。さらに、接続手段（例えば、ＳＭＡプラグ）が入力及び／
又は出力光Ｂ１及びＢ２並びにシックコアファイバー１間の境界面に、光入力器
Ｂ１又はＢ２とシックコアファイバー１の取り外し可能な接続ができるように各
々備えられている。接続手段と補強手段の結合について、図４に関して以下で更
に詳しく説明する。シックコアファイバー１は、Ｄ点から図１には図示されていない光測定器Ｐ付近
のＦ点までを固定されずにフレキシブルに通過し、場合によっては衝撃抵抗のあ
る導波管を通る。出力側に補強手段の代わりに、第１の形成に応じた伝送手段が備えられ、シック
コアファイバー１と出力光Ｂ２間の境界面にもまた直接続いて備えられる。この
伝送手段はシックコアファイバー１を湾曲した一定の長さを伝送するものであり
、ファイバー正面の振動が出力光Ｂ２とシックコアファイバー１間の境界面にお
いて効果的に抑制されることが保証される大きさであるべきである。シックコア
ファイバー１は、つまり曲率それ自体によってこの伝送手段の内面に対して圧迫
され、その際に締めつけられる。一方、上述の有利な効果が達成されるように、
シックコアファイバー１の湾曲した伝送の曲率半径は、この伝送手段の内部に応
じて小さくすべきである（少なくともコア径が５００マイクロメートルのシック
コアファイバーに対し１０cmより小さく）。この記載された構成は、補強手段に
よって伝送されたファイバーの長さが０に達する場合に対応するのに対し、伝送
手段によって固定され湾曲した伝送されるファイバーの長さは、ファイバーの出
力端を固定する望ましい効果が保証されるくらい十分な長さになる。図２は、ファイバーの出力範囲におけるシックコアファイバー１の少なくともサ
ブセグメントにおいて、湾曲で固定された伝送が可能な第２の形成に応じた補強
手段と伝送手段を配置した第２の実施例を示している。光がシックコアファイバ
ー１に図２では図示されていない光部品（例えば図１で示されたシックコアファ
イバー１の進路に応じて図１で示された光入力器Ｂ１）によって供給される。シ
ックコアファイバー１は、明白には図示されていないが例えば衝撃抵抗のある導
波管の内側に固定されずフレキシブルに伝送されＦ点まで延びている。次いでシ
ックコアファイバー１はＦ点からＩ点間を、第２の伝送手段の内部にシックコア
ファイバー１がＷ形で延びるように形成された第２の形成に応じて伝送手段の内
部に固定して伝送される。Ｗ形の進路に基づいて、第２の伝送手段の内部にシッ
クコアファイバーは少なくとも分岐点Ｇ点とＨ点（図２では、さらにF点とＩ点
）を通り抜け、これらの点において光線断面の均質化のための望ましいモード変
換が特に効果的に出現する。その上、Ｗ形進路の円い角の曲率半径は、望ましい
３つの効果を達成するために、シックコアファイバーの径の３０倍から１００倍
にするのが望ましい。シックコアファイバー１は、Ｉ点とＪ点間を望ましい効果
を達成する為に第１の閾値よりも小さい９０度の曲率半径で、９０度の曲率角度
を有するこの伝送手段の円弧区間に沿って延びている。シックコアファイバー１
は光測定器Ｐと固定して連結するために、光測定器Ｂ２と第１の伝送手段と固定
して連結される補強手段によりＪ点と境界面Ｋ間を光測定器Ｂ２に向かって伝送
される。さらに、光測定器Ｐにおけるシックコアファイバー１の出力端でファイ
バー正面の振動が抑制されるように、この補強手段と伝送手段の全長が再び測定
される。図３は、ファイバー出力端でのシックコアファイバー１の少なくともサブセグメ
ントの湾曲した伝送が可能な第３の形成に応じた補強手段並びに伝送手段を配置
した第３の実施例を示している。例としてシックコアファイバー１は、再び衝撃
抵抗のある保護導管で固定されずにＦ点まで伝送され、第３の形成（曲率半径は
第１の閾値よりも小さい）に応じた伝送手段の曲率半径が９０度の円弧区間Ｆ点
からＬ点へ延び、シックコアファイバー１が１回転半の完全な円（曲率半径は第
１の閾値よりも小さい）に沿って固定して伝送される伝送手段の区間Ｌ点からＭ
点へ、また第３の形成（曲率半径は第１の閾値よりも小さい）に応じた伝送手段
の曲率半径が９０度の円弧区間Ｍ点からＮ点へ、Ｎ点から補強手段内の光測定器
Ｂ２との境界面Ｏへと延びている。シックコアファイバー１の進路は、このよう
にＬ点とＭ点で分岐点を含むのである。伝送手段と補強手段の個々の形成は、深絞りされた金属板、あるいはまたフライ
ス盤で加工された構造で製造され得る。図４は、補強手段３とシックコアファイバー１を連結した接続手段２の概略図で
ある。接続手段２は、例えば商習慣上のＳＭＡプラグ等が可能であり、シックコ
アファイバー１のファイバー端に取り付けられる。適したプラグとは、ファイバ
ーの取り付け具５並びにシックコアファイバー１を出力または入力する光線を１
点に集束させるためのレンズ６を備えたシックコアファイバー１のファイバー端
を支えるプラグ外被４を指し示す。プラグ２は、内巻きのぎざぎざの環７によっ
て、光部品B又はPの外被９に外巻きの接続地点８に固定される。プラグ２から出
るシックコアファイバー１の出力端において補強手段３がプラグ２と固定して連
結される。図４で示された実施例において、プラグ２と１つのユニットを形成す
る補強手段３は、つまりプラグと共に１部分として接続される。補強手段３は、
縦の内腔を有し、シックコアファイバーが縦内腔の内側に締め付けられるように
シックコアファイバー外側の径に適合させられた径を有する固定した物体である
。補強手段３の長さは、補強手段３から出力端におけるシックコアファイバーの
方向転換の動きが、ファイバー正面の振動にまで転送されないように測定される
。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ【要約の続き】少なくとも第一と第二区間部分の全長が測定される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ファイバー（１）の入力端（Ｃ）と出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）
にあらかじめ備えられた光配置の光部品（Ｂ１、Ｂ２）間において光ファイバー
（１）を介して光を伝送する装置であって、光ファイバー（１）の少なくとも第一サブセグメント（ＰＱ；ＩＪ；ＦＧＨＩ；
ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）の湾曲で固定された伝送を可能とする伝送手段を有するモー
ド変換器を含み、その際に湾曲した伝送の曲率半径は第１の閾値を下回り、その下に光ファイバー
（１）の光線断面がモード変換によって均質化される光の伝送装置であって、シックコアファイバーが光ファイバー（１）として伝送され、さらに装置がシッ
クコアファイバー（１）の第二サブセグメント（ＱＲ；ＪＫ；ＮＯ）に固定した
伝送が可能なモード変換と固定して接続される補強手段を含むように伝送手段が
形成され、第一サブセグメント（ＰＱ；ＦＧＨＩ；ＩＪ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）に接続され、
本質的に出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）の光部品（Ｂ２）まで延びており、その際において、光配置を使用の間、補強手段が出力端で光部品（Ｂ２）と固定
して接続され、シックコアファイバー（１）の出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）を機械的に
安定させるように、少なくとも第一と第二サブセグメントの全長が測定されるこ
とを特徴とする光の伝送装置。
【請求項２】伝送手段（２）が、シックコアファイバーと、シックコアファイバ
ー(1)と各光部品（Ｂ１,Ｂ２）の取り外しが可能な入力端（Ｃ）及び／又は出力
端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）の各光部品（Ｂ１,Ｂ２）との間の境界面（Ｃ；Ｒ；Ｋ；Ｏ）
に備えられることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】光配置の使用時には、さらに光部品（Ｂ１）に入力端（Ｃ）を固定
して接続された補強手段が、シックコアファイバー（１）の第３サブセグメント
（ＣＤ）の固定した伝送を可能とするよう備えられ、入力端（Ｃ）の光部品（Ｂ
１）まで延びており、その際にシックコアファイバー（１）の入力端（Ｃ）を安
定させるように、少なくとも第３サブセグメント（ＣＤ）の長さが測定されるこ
とを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）及び／又は入力端（Ｃ）に備えられた接続手
段（２）が、各補強手段に固定して接続されることを特徴とする請求項３に記載
の装置。
【請求項５】接続手段（２）と補強手段（３）が一つのユニットとして形成され
る請求項３又は４に記載の装置。
【請求項６】シックコアファイバー（１）の区間部分（ＤＥ；ＩＪ；ＦＬ；ＭＮ
）が、４５°から９０°の範囲で曲率角度を有する円弧区間に沿って通過するよ
うに伝送手段が形成されることを特徴とする前記請求項のいずれか一に記載の装
置。
【請求項７】シックコアファイバー（１）の区間部分（ＦＧＨＩ）がＷ形で通過
するように形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の装
置。
【請求項８】シックコアファイバー（１）の区間部分（ＬＭ）の進路が本質的に
一回転半の完全な円になるように伝送手段が形成されることを特徴とする請求項
１乃至５のいずれか一に記載の装置。
【請求項９】入力（Ｌ）及び／又は出力（Ｍ）範囲においてシックコアファイバ
ー（１）の進路が一回転半の完全な円で分岐点（Ｌ；Ｍ）を含むように伝送手段
がさらに形成されることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】シックコアファイバー（１）の区間部分（ＦＬ；ＭＮ）が各分岐
点（Ｌ；Ｍ）に引き続き、さらに４５°から９０°の曲率角度を有する円弧区間
に沿って通過し、同様に曲率半径が第１の閾値を下回るように伝送手段が形成さ
れることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】シックコアファイバー（１）の区間部分が分岐点を含むように伝
送手段が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の装置
。
【請求項１２】第1の閾値が本質的にシックコアファイバーの径の３０倍から１
００倍の範囲であることを特徴とする前記請求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１３】第1区間部分（ＰＱ；ＩＪ；ＦＧＨＩ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）の長
さが本質的に１０ｃｍから1００ｃｍの範囲であることを特徴とする請求項２乃
至１２のいずれか一に記載の装置。
【請求項１４】モード変換および補強手段（３）が出力端に一つのユニットとし
て形成されることを特徴とする前記請求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１５】シックコアファイバー（１）の径が５００μｍより大きいことを
特徴とする前記請求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１６】二つの光部品（Ｂ，Ｐ）間のシックコアファイバー（１）の長さ
が本質的に５０ｃｍから１０ｍの範囲で、特に１ｍから３ｍの範囲であることを
特徴とする前記請求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１７】さらに保護導管が備えられ、その中にシックコアファイバー（１
）が区間部分以外（ＤＰ）を通り、固定されずに伝送されることを特徴とする前
記請求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１８】伝送手段及び／又は補強手段（３）が深絞りされた金属板及び/
又はフライス盤で加工されたユニットとして形成されることを特徴とする前記請
求項のいずれか一に記載の装置。
【請求項１９】光ファイバーを通り、光ファイバー（１）の入力端（Ｃ）と出力
端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）間にあらかじめ備えられた光配置の光部品（Ｂ１，Ｂ２）であ
って、それに応じて光が、その光ファイバー（１）の湾曲した固定して伝送される区間
部分（ＰＱ；ＦＧＨＩ；ＩＪ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）を通って伝送され、その際に、第１区間部分（ＰＱ；ＦＧＨＩ；ＩＪ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）の曲率半
径が第１の閾値を下回り、その下に光ファイバー（１）の光線断面がモード変換
によって均質化され、光ファイバー（１）は、光が、シックコアファイバー（１）の第１区間部分（Ｐ
Ｑ；ＦＧＨＩ；ＦＬ；ＬＭ；ＭＮ）から本質的に出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）まで、固
定して伝送されるシックコアファイバー（１）の第２区間部分（ＱＲ；ＪＫ；Ｎ
Ｏ）を通って伝送されるシックコアファイバーであり、その際に第２区間部分（ＱＲ；ＪＫ；ＮＯ）が、出力端で光部品（Ｂ２）に固定
して接続されており、シックコアファイバー（１）の出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）を機
械的に安定させるように第１と第２の区間部分の全長が少なくとも測定されるこ
とを特徴とする光の伝送方法。
【請求項２０】光が、さらに入力端（Ｃ）の光部品（Ｂ１）への境界面（Ｃ）手
前に直接、シックコアファイバー（１）の第３の固定して伝送される区間部分（
ＣＤ；ＪＫ；ＮＯ）を通って伝送され、その際に第３の区間部分（ＣＤ；ＪＫ；ＮＯ）が、入力端で光部品（Ｂ１）に固
定して接続され、シックコアファイバー（１）の入力端（Ｃ）を安定させるよう
にこの第３区間部分（ＣＤ）の長さが少なくとも測定されることを特徴とする請
求項１９に記載の方法。
【請求項２１】光が、シックコアファイバー（１）のＷ形の区間部分（ＦＧＨＩ
Ｊ）を通って伝送されることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方法。
【請求項２２】光が、１回転半の円を描くシックコアファイバー（１）の区間部
分（ＬＭ）を通って伝送されることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の方
法。
【請求項２３】請求項１９から２２に従って、光がシックコアファイバー（１）
の区間部分（ＦＬＭＮ）を通って伝送され、その進路が分岐点（Ｌ；Ｍ）を含む
ことを特徴とする請求項１９乃至２２のいずれか一に記載の方法。
【請求項２４】光ファイバー（１）の入力端（Ｃ）から出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）を
通過する光ファイバー（１）であって、それは光ファイバー（１）のサブセグメ
ント（ＰＱ；ＩＪ；ＦＧＨＩ；ＬＭ；ＭＮ）の湾曲で固定された伝送が可能な伝
送手段を有するモード変換を含み、その際にその湾曲した伝送の曲率半径は第１の閾値を下回り、その下に光ファイ
バー（１）の光線断面はモード変換により均質化され、シックコアファイバーは光ファイバー（１）として伝送され、光配置を使用の際
、シックコアファイバー（１）の出力端（Ｒ；Ｋ；Ｏ）を機械的に安定させるよ
うにモード変換が光部品（Ｂ２）と出力端で固定して接続されるように伝送手段
が形作られることを特徴とする光伝送装置。