JP2005003595A - 光強度測定方法及び光強度測定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光ファイバの接続に多少の異常があっても光コネクタを交換することなく、光学素子又は光モジュールの評価、各光学要素間の調芯作業を行うことができる光強度測定装置及び光強度測定方法を提供する。
【解決手段】第３光ファイバＦ３に加振装置１０を取り付け駆動させる。このとき、パワーメータ８の検出する信号強度が変化したとき、第３光ファイバＦ３と第２光コネクタＪ２の接続、又は第２光コネクタＪ２に異常があると判定する。そして、加振装置１０のダイヤルを操作し、電磁コイルの入力パワーを上げて、第３光ファイバＦ３に加える振動を大きくすると、パワーメータ８にて検出される信号強度は安定する。このことから、評価装置１では、光コネクタと光ファイバの接続に異常がある場所を検出でき、かつ接続に異常がある場合でも、光コネクタを交換せずに光源２からの光信号に基づいた光束を検出することができる。
【選択図】 図１
【解決手段】第３光ファイバＦ３に加振装置１０を取り付け駆動させる。このとき、パワーメータ８の検出する信号強度が変化したとき、第３光ファイバＦ３と第２光コネクタＪ２の接続、又は第２光コネクタＪ２に異常があると判定する。そして、加振装置１０のダイヤルを操作し、電磁コイルの入力パワーを上げて、第３光ファイバＦ３に加える振動を大きくすると、パワーメータ８にて検出される信号強度は安定する。このことから、評価装置１では、光コネクタと光ファイバの接続に異常がある場所を検出でき、かつ接続に異常がある場合でも、光コネクタを交換せずに光源２からの光信号に基づいた光束を検出することができる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光強度測定方法及び光強度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信に用いられる光学装置には、光スイッチ、光分波合波器等の光モジュールが広く知られている。一般に、これら光モジュールは、レンズ、ミラー、フィルタ、回折格子、半導体レーザ、受光素子等の光学要素から構成されている。
【０００３】
このような光モジュールを構成する光学要素（レンズ、回折格子、ミラー等の光学素子）の評価を行う場合には、例えば、光源から光ファイバを介して光ビームを出射し、光学素子を介した（反射又は透過した）光ビームをパワーメータ等の計測器にて計測する。そして、この計測結果に基づいて光学素子の評価を行う方法がある。
【０００４】
さらに、このように構成された光モジュールの評価を行う場合には、例えば、光源を光モジュールに光ファイバを介して接続し、さらにこの光モジュールを、光ファイバを介してパワーメータに接続する。そして、光源から光モジュールに光信号を入力し、光モジュールの内部を経て出力される光信号の信号強度をパワーメータ等の計測器により計測する。この計測結果に基づいて損失を算出し光モジュールの性能を評価する方法がある。また、このような光モジュールは、複数の光学要素から構成されているので、性能の高い（損失の少ない）光モジュールを構成するためには、組み立ての際に各光学要素間の光軸をあわせるための調芯作業が必要となる。この調芯作業においても、例えば、光源から光ファイバを介して光束を出射し、各光学要素間を経由した光束をパワーメータ等の計測器にて計測し、その信号強度が最大となるように各光学要素の配置を調整する。
【０００５】
上記したような、この種の作業に用いられる装置が種々提案されている（例えば、特許文献１。）。
特許文献１の装置では、光源に接続された光ファイバの端部から赤外線ビームを出射する。そして、そのビームスポットの位置を赤外線カメラによって検出し、光モジュールに内装されている受光素子に対する光ファイバ光軸の位置ずれの方向と大きさを検出する。この検出結果に基づいて、ビームスポットの位置が受光素子の受光部に合致するように光ファイバを移動させることによって、光ファイバと光モジュールとの光軸調整を短時間に行うことを可能にしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６６１８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような光学素子又は光モジュールの評価、さらに光モジュールの各光学要素間の調芯に使用する装置において、通常は、光源と光ファイバ、光ファイバ同士等の接続に、光コネクタを使用する場合が多い。
【０００８】
このため、光コネクタ自身の不良、又は接続する光ファイバ端面の間に異物が入るなど何らかの接続異常があった場合、その接続部分を通過する光信号の強度は不安定となる。この光信号強度のゆらぎは不規則であり、計測器により所定時間ごとに平均化処理を行って測定しても測定値が変動し、正確な測定が行えない。このため、光学素子や光モジュールの評価が正確に行えないだけではなく、光学系（光モジュール）を組み立てる際の各光学要素間の調芯作業にも支障が生じる場合があった。
【０００９】
一方、光源からの出力に変動がある場合にも計測器により測定される光信号強度は変動する。従って、計測器によって計測される信号強度に変動があった場合、その原因が上記の光ファイバの接続異常によるのか光源出力変動によるのかの判定が難しかった。
【００１０】
一方、光コネクタによる光ファイバの接続部に異常がある場合、光コネクタの交換は容易でない。周知の通り、光コネクタの交換を行う際には、その箇所の光ファイバを切断して光コネクタを取り除き、光ファイバ端部をフェルールに固定して研磨した後、このフェルールを新たな光コネクタの筐体に取り付けて固定しなければならない。従って光コネクタを頻繁に交換するのは望ましくない。
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決するためのものであって、その目的は、光ファイバの接続に多少の異常があっても光コネクタを交換することなく、光学素子又は光モジュールの評価、各光学要素間の調芯作業を行うことができる光強度測定方法及び光強度測定装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、接続手段によって互いに接続された２以上の光ファイバを伝搬し、前記いずれかの光ファイバの端部から出射される光束の強度を光強度検出手段によって検出し測定する光強度測定方法において、前記光ファイバをいずれか一箇所で振動させた状態で、同光ファイバを介して出射される前記光束の強度を前記検出手段により検出することを要旨とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、接続手段によって接続された光ファイバを加振して、さらにその光ファイバを介して出射される光束を光強度検出手段にて検出している。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに異常があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。従って、例えば、接続手段として光コネクタを用いるとその接続に異常がある場合、光強度検出手段によって検出される光信号にはその信号強度に変動が見られる。その結果、異常のある接続箇所を検出することができ、さらに、光コネクタ自身（接続手段自身）の不良も検出することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光強度測定方法において、前記光ファイバを振動させることにより、前記光束の強度の前記振動に従った変動を検出することにより、同光ファイバを接続する接続手段に異常があることを判定することを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、光ファイバを加振させ、光強度検出手段によって検出される光束の強度に変動が見られると光ファイバの接続に異常があると判定する。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに不良があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。このことから、外部から加振し続けることによって、光ファイバに導波されている光信号の周波数は変化する。これによって、光信号検出手段にて検出される強度の変動を見ることによって、光ファイバと光コネクタの接続の異常を判定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光強度測定方法において、前記光束の強度を所定検出時間内の平均値によって測定し、該平均値が安定するまで振動エネルギーを増加させて前記光ファイバを振動させることを要旨とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、光束の強度を所定検出時間内の平均値によって測定し、この平均値が安定するまで振動エネルギーを増加させて光ファイバを振動させている。従って、例えば、光強度検出手段としてパワーメータ等の計測器によって、光ファイバに導波されている光信号を検出する場合、接続に異常のある光ファイバを加振するための振動エネルギーを増加させると、そのサンプリング時間内に検出される光信号の周波数は増加する。従って、パワーメータによって平均化処理を伴う検出を行ったときには、検出される光信号強度は安定した値を得ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光強度測定方法において、前記光ファイバの端部から出射される光束を光学素子に出射し、さらに、前記光学素子を反射又は透過した光束を前記光強度検出手段によって検出することを要旨とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、光ファイバの端部から出射される光束を試料に出射し、さらに、光学素子を反射又は透過した光線を光強度検出手段によって検出する。従って、反射又は透過した光束を検出することによって、ミラー、回折格子等の光学素子の評価や、光ファイバの結合状態の評価を行うことができる。また、安定した光信号強度を検出できることから、光モジュールの製造の際に、各光学要素間の調芯作業を速やかに行うことができる。
【００２０】
請求項５に記載の光強度測定装置は、光信号を導波する光ファイバと、前記光ファイバを接続する接続手段と、前記光ファイバを加振する加振手段と、前記接続手段によって接続された前記光ファイバの端部から出射される光束の強度を検出する光強度検出手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、加振手段は、接続手段によって接続された光ファイバに接続される。例えば、光ファイバ同士が接続手段として光コネクタによって接続されている場合、加振手段によってこの光ファイバは加振される。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに不良があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。従って、光強度検出手段の検出する強度からその光ファイバの接続に異常があることを検出し、さらに、光コネクタ自身（接続手段自身）に不良があることも検出する。また、光信号検出手段としてパワーメータ等の計測器を用いて平均化処理を伴う検出を行う場合、光ファイバを加振する振幅を大きくすると、パワーメータが検出する周波数は増加する。従って、パワーメータによる平均化処理を経て検出される強度には、その検出時間当たりの粗密がなくなり、安定した値を得ることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光強度測定装置において、前記加振手段は、前記光ファイバに対して着脱可能となるように構成したことを要旨とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、加振手段は、前記光ファイバに対して着脱可能となるように構成した。これによって、光強度測定装置が複数の光ファイバから構成される場合、加振手段を任意の光ファイバに取り付けることができるので、接続に異常のある光ファイバ及び不良のある接続手段を速やかに判定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学装置を光学素子の評価を行う評価装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態の評価装置を示す概略図である。図２は、本実施形態の加振装置を示す断面図である。図３は、同加振装置の内部回路構成を示す電気回路図である。
【００２６】
図１に示すように、評価装置１は、光源２、光アイソレータ３、光カプラ４、波長計５、サンプルステージ６、コリメータレンズ７、光強度検出手段としてのパワーメータ８、接続手段としての第１〜第５光コネクタＪ１〜Ｊ５から構成される。この光源２は、光学素子の評価に使う光信号を生成し出力するためのものであり、又、波長計５は入力される光信号の波長を計測するための計測器である。また、これら構成要素（光源２、波長計５）は、汎用性のため、通常、光コネクタによる入出力端子を備え、これを用いて光ファイバを接続し機器相互間で光信号を授受している。
【００２７】
図１に示すように、光源２は光信号を出力する出力用の第１光コネクタＪ１を備え、この第１光コネクタＪ１は、第１光ファイバＦ１を介して光アイソレータ３の入力側に接続されている。光アイソレータ３の出力側には、第２光ファイバＦ２が接続され、この第２光ファイバＦ２は第２光コネクタＪ２に接続されている。この光アイソレータ３は光信号を入力側から出力側にのみ出力するものであって、光源２から出力される光信号が第１光ファイバＦ１を介して戻り光となるのを防いでいる。
【００２８】
前記第２光コネクタＪ２は第３光ファイバＦ３に接続され、この第３光ファイバＦ３は光カプラ４の入力側に接続されている。そして、光カプラ４の出力側には第４光ファイバＦ４が接続され、この第４光ファイバＦ４は第３光コネクタＪ３に接続されている。さらに、この第３光コネクタＪ３には第５光ファイバＦ５が接続され、この第５光ファイバＦ５は波長計５の入力用の第４光コネクタＪ４に接続されている。
【００２９】
一方、光カプラ４の出力側には第６光ファイバＦ６が接続され、この第６光ファイバＦ６は第５光コネクタＪ５に接続されている。さらに、この第５光コネクタＪ５には、第７光ファイバＦ７が接続され、この第７光ファイバＦ７はサンプルステージ６に載置されたコリメータレンズ７に接続されている。
【００３０】
前記光カプラ４は、入力側から入力される光信号を分岐し、出力側から出力するものである。従って、光源２からの出力される光信号は、第１光ファイバＦ１、光アイソレータ３、第２光ファイバＦ２、第２光コネクタＪ２、第３光ファイバＦ３の順に経由して光カプラ４に入力されると、光カプラ４によって分岐される。そして分岐された光信号の一方は第４光ファイバＦ４、第３光コネクタＪ３、第５光ファイバＦ５の順に経由して入力用の第４光コネクタＪ４を介して波長計５に入力される。従って、波長計５では、光源２から出力される光信号の波長を計測できるようになっている。
【００３１】
また、もう一方の光信号は、第６光ファイバＦ６、第５光コネクタＪ５、第７光ファイバＦ７の順に経由してコリメータレンズ７に入力される。このように構成することによって、光源２から出力される光信号は、コリメータレンズ７から光ビームとして出射されるようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、サンプルステージ６には、パワーメータ８の受光器９が載置され、この受光器９はケーブル９ａを介してパワーメータ８に接続されている。この受光器９は光を受光すると、受光量に応じた検出電流を、ケーブル９ａを介してパワーメータ８に入力するようになっている。パワーメータ８は、この検出電流に基づいて受光器９の受光した光の強度を演算し、パワーメータ８本体の図示しない表示部に出力表示する。従って、例えば、サンプルステージ６に試料が置かれ、コリメータレンズ７から平行な光束が出射され、試料がその光束を反射すると、その反射光（反射された光束）を受光器９が受光した場合、パワーメータ８はこの反射光の信号強度を測定する。
【００３３】
次に、図１に示すように、評価装置１は、加振手段としての加振装置１０を備えている。加振装置１０は、光ファイバに対して着脱可能に取着され、同光ファイバに対して振動を付与するためのものであって、図１では、第７光ファイバＦ７に取着されている。
【００３４】
また、図２に示すように、この加振装置１０は本体ケース１１に電源スイッチ１２と出力調整用のダイヤル１３ａ及び周波数調整用のダイヤル１３ｂを備えている。電源スイッチ１２は、加振装置１０を駆動させるためのものであって、同スイッチ１２をオン操作すると加振装置１０を駆動状態とし、又オフ操作すると加振装置１０を停止状態とするようになっている。ダイヤル１３ａは、加振装置１０の振動の出力を調整するものであって、このダイヤル１３ａの操作によって振動の出力を強くし、又振動の出力を弱くするようになっている。ダイヤル１３ｂは、加振装置１０の振動の周波数を調整するものであって、このダイヤル１３ｂの操作によって振動の周波数を変えるようになっている。
【００３５】
また、図２に示すように、加振装置１０はその本体ケース１１の内部に振動可能な電磁コイル２３を備えている。この電磁コイル２３には、センターキャップ１６が設けられ、このセンターキャップ１６には鉤状に形成されたフック１７が取着されている。このフック１７は、光ファイバに引っ掛けるとともに、光ファイバを狭持するためのものであって、その表面はシリコンラバーでコーティングされ、光ファイバを狭持した際に傷つけないようになっている。そして、このフック１７にて光ファイバを狭持したり、外したりすることによって加振装置１０は光ファイバに対して着脱可能となっている。
【００３６】
そして、加振装置１０が第７光ファイバＦ７に取り付けられている場合、電磁コイル２３が駆動され振動すると、これに応じてフック１７に狭持された第７光ファイバＦ７は振動する。これによって、加振装置１０は第７光ファイバＦ７に対して振動を付与することができるようになっている。
【００３７】
尚、この加振装置１０には、音声出力用スピーカに用いられるボイスコイルと同等のものが使用できるが、ピエゾ圧電素子のような電磁コイル以外のものであってもよい。
【００３８】
次に、図３に従って、加振装置１０の電気的回路構成について説明する。
図３に示すように、加振装置１０は、振動信号生成回路部１０ａ、振動信号増幅回路部１０ｂ及び電磁コイル２３を備えている。
【００３９】
振動信号生成回路部１０ａは、振動信号生成回路２０と周波数設定回路部２０ｂを有している。周波数設定回路部２０ｂは、図示しない電源回路からの駆動電圧Ｖｄｄが印加され、周波数設定回路部２０ｂの可変抵抗Ｒ３は、ダイヤル１３ｂの操作に応じてその抵抗値が調整される。
【００４０】
振動信号生成回路２０は、電源回路からの駆動電圧Ｖｄｄが印加され、接続点Ｐ１，Ｐ２からの電圧Ｖ１，Ｖ２に応じた周波数の振動信号を出力端子ｔ１から振動信号増幅回路部１０ｂに出力するようになっている。詳述すると、周波数設定回路部２０ｂは、ダイヤル１３ｂの操作により可変抵抗Ｒ３を調節することによって接続点Ｐ１の電圧Ｖ１は変更され、その電圧Ｖ１が大きくなることに相対して振動信号生成回路２０は、振動信号の周波数を上昇させる。従って、周波数設定回路部２０ｂのダイヤル１３ｂを操作し、可変抵抗Ｒ３を調整することによってその振動信号の周波数が制御されるようになっている。
【００４１】
振動信号増幅回路部１０ｂは、可変抵抗Ｒ４を備えている。可変抵抗Ｒ４は、前記ダイヤル１３ａの操作に応じてその抵抗値が調整されるようになっている。
前記振動信号増幅回路部１０ｂは、振動信号生成回路２０からの振動信号を増幅して一次側コイル２２に出力し、この振動信号に応じて一次側コイル２２に供給される電流は、ダイヤル１３ａの操作により可変抵抗Ｒ４を調整することによってその電流値が調整されようになっている。
【００４２】
このように構成することによって、一次側コイル２２に電流が流れ磁界が発生すると、鉄心２５を介した電磁誘導によって電磁コイル２３にも電流が発生する。この電流の発生によって、図２に示す電磁コイル２３と磁石２４との間には磁界が発生し、電磁コイル２３には磁力が働く。この磁力に応じて電磁コイル２３はダンパーに支持され振動し、これに伴ってフック１７も振動する。
【００４３】
従って、ダイヤル１３ａ及び１３ｂを操作することによって電磁コイル２３への入力パワーを調整し、任意の振動をさせることができるようになっている。
次に、上記のように構成した加振装置１０の作用について説明する。
【００４４】
図４〜図６は、本実施形態の光ファイバにて導波されている光信号の波形Ｇ１及び電磁コイル２３の振動波形Ｇ２を示すグラフ図である。
一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに異常があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバよって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。
【００４５】
例えば、本実施形態の加振装置１０を接続に不備がある光ファイバに取り付け駆動し、その光ファイバにて導波されている光信号を電気信号に変換し、その周波数と電磁コイル２３への入力パワーとをオシロスコープ等の計測器にて計測した場合について図４〜図６のグラフに従って説明する。
【００４６】
このとき、図４〜図６のグラフでは、縦軸を電圧、横軸を時間としている。また、電磁コイル２３の加振周波数は一定に設定されている。
まず、電磁コイル２３への入力パワーを７ｍＷ（ミリワット）に設定したとき、図４に示すように、光ファイバにて導波されている光信号の波形Ｇ１は、電磁コイル２３の加振周波数の振動波形Ｇ２と同じ周期の波形が観測される。
【００４７】
そして、図５に示すように電磁コイル２３への入力パワーを３０ｍＷ、図６に示すように１４０ｍＷと順に設定したとき、その波形Ｇ１から光信号の位相は変化し、電磁コイル２３への入力パワーに応じて順にその周波数が上がっていることがわかる。
【００４８】
すなわち、電磁コイル２３への入力パワーが増加するにつれて光信号強度の振動周波数が増大する。従って、光ファイバを伝搬してきた光信号の信号強度をパワーメータ８によって平均化して計測する場合、高い周波数で振動する光信号強度の平均値の変動は小さくなるので、安定した測定値を得ることができる。
【００４９】
そこで、評価装置１内の光ファイバの接続箇所に異常が見出された場合、その接続箇所付近の光ファイバを加振装置１０によって十分大きな振幅で振動させる。これによって接続不良の原因である光コネクタを交換することなく、パワーメータ８によって光信号強度を安定して検出することができる。
【００５０】
尚、光信号強度が不安定になっている原因が光源にある場合は、光ファイバを振動させてもパワーメータ８で検出される値はそれに従って振動しないので、測定値が不安定になる原因が光ファイバの接続にはないことを判定することができる。
【００５１】
次に、上記のように構成した光学素子の評価装置１の作用について説明する。
まず、図１に示すように、評価装置１のサンプルステージ６には、評価の基準となる光学素子として標準ミラーＭ１を置く。そして、標準ミラーＭ１に向けて光束が正しく出射されるようにコリメータレンズ７を配置する（光ファイバを振動させる際、コリメータレンズ７がその影響を受けないように固定する必要がある）。そして、標準ミラーＭ１による反射光（反射された光束）を受光できるように、パワーメータ８の受光器９を配置する。
【００５２】
次に、光源２から光信号を出力させる。そして、パワーメータ８によって、標準ミラーＭ１の反射する光束の強度を検出する。このとき、パワーメータ８によって検出される信号強度に変動があって、安定した値が得られない状態であったとする。
【００５３】
この場合、まず第７光ファイバＦ７に加振装置１０を取り付ける。はじめに加振装置１０を取り付ける光ファイバは、第７光ファイバＦ７に限らず光信号の経路である第１、第２、第３、第６のいずれかの光ファイバであってもよい。光カプラ４から波長計５に至る経路の第４光ファイバＦ４と第５光ファイバＦ５は強度を計測する対象の光信号は伝搬しないので、除外される。
【００５４】
加振装置１０を駆動し、第７光ファイバＦ７を振動させたとき、パワーメータ８で検出される信号強度に変動がない場合には、第７光ファイバＦ７と第６光ファイバＦ６の接続部分、第５光コネクタＪ５には、異常がないと判断する。次に、加振装置１０を第３光ファイバＦ３に移す。第６光ファイバＦ６はその一端が異常ないと確認した第５光コネクタＪ５に、他端が融着接続された光カプラ４に接続されているので、これを加振する意味はあまりない。第３光ファイバＦ３を振動させたとき、パワーメータ８で検出される信号強度に変動が生じた場合には、第３光ファイバＦ３と第２光ファイバＦ２の接続部分、又は第２光コネクタＪ２に異常があると判断する。この場合、加振装置１０によって第２光ファイバＦ２を振動させた場合にも同様な変動が生じるはずである。
【００５５】
次に、第３光ファイバＦ３に取り付けた加振装置１０のダイヤル１３ａを操作し、電磁コイル２３への入力パワーを上昇させて第３光ファイバＦ３の振動の振幅を増加させると、パワーメータ８によって検出される信号強度は次第に安定する。
【００５６】
以上の操作によって、評価装置１では、異常のある光ファイバの接続箇所を特定でき、かつ接続に異常がある場合でも、光コネクタを交換せずに光源２からの光信号強度を安定して測定できる。
【００５７】
次に、加振装置１０を駆動させたまま、パワーメータ８にて検出する信号強度が最大となるようにコリメータレンズ７、受光器９、標準ミラーＭ１の位置を微調整することによって、これらの光軸を調整する。
【００５８】
そして、パワーメータ８にて検出される信号強度が最大となったとき、コリメータレンズ７、受光器９、標準ミラーＭ１の光軸は一致し、最適な配置となっている。このとき、パワーメータ８にて検出される信号強度は標準ミラーＭ１の反射光強度を示し、本実施形態の光学素子（ミラー）の評価における基準値となっている。
【００５９】
次に、標準ミラーＭ１を評価の対象となる試料用ミラーに置き換えて、パワーメータ８にてその信号強度を検出する。さらに、パワーメータ８にて検出する信号強度が最大となるようにコリメータレンズ７、受光器９、試料用ミラーの位置を微調整することによって、これらの光軸を調整する。そして、パワーメータ８にて検出される信号強度が最大となったとき、コリメータレンズ７、受光器９、試料用ミラーの光軸は一致し、最適な配置となっている。
【００６０】
そして、試料用ミラーの検出された信号強度と標準ミラーＭ１の信号強度（基準値）とを比較することによって、試料用ミラーの反射率を求め、試料用ミラーの性能を評価することができる。
【００６１】
以上のように構成された本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態の評価装置１では、第２光コネクタＪ２に不備があって、第２光ファイバＦ２と第３光ファイバＦ３の接続が不安定な場合、第３光ファイバＦ３に加振装置１０を取り付け、その加振装置１０によって第３光ファイバＦ３を加振した。これによって、第３光ファイバＦ３を伝搬している光信号の周波数の強度が変化する。振動の振幅を増加させると、光信号強度の振動周波数が増加し、検出する光信号には粗密が無くなるので、パワーメータ８が平均化処理を伴う検出を行ったときには、安定した信号強度の値を得ることができる。これによって、第２光コネクタＪ２を交換しなくても光学素子の評価を行うことができる。
【００６２】
（２）本実施形態では、加振装置１０を光ファイバに対して着脱可能に構成し、又、加振装置１０を光ファイバに取り付け加振した。そして、パワーメータの表示する値から接続に異常のある光ファイバ及び不良のある光コネクタを検出した。これによって、パワーメータの表示する値に変動がある場合、光コネクタの不良若しくは光源からの出力に変動があるかを速やかに判定することができる。
【００６３】
尚、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
・本実施形態の加振装置１０では、電磁コイル２３から構成したが、この限りではなく、光ファイバに振動を付与できる機構であればピエゾ圧電素子等を用いてもよい。
【００６４】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化したがこの限りではなく、例えば光モジュールの製造の際に、調芯作業に用いる調芯装置に具体化してもよい。この場合、接続に異常のある光ファイバに加振装置１０を取り付け加振することによって、各光学要素間を経由した光束をパワーメータ等の計測器により安定して検出することができ、各光学要素間の光軸を速やかに調整することができる。
【００６５】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化したがこの限りではなく、例えば光ファイバの透過光量を測定する測定装置に具体化してもよい。この場合、光ファイバに加振装置１０を取り付く加振することによって、光ファイバを伝搬している光信号は周期的に振動する。この結果、パワーメータ等の計測器で信号強度を平均化して検出した場合安定した値を得ることができ、光ファイバの透過光量を速やかに検出することができる。
【００６６】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化し、光学素子としてミラーを評価したが、この限りではなく、例えば光モジュールの性能を評価する評価装置としてもよい。この場合、光コネクタとの接続に異常がある光ファイバに加振装置１０を取り付け加振する。これによって、光モジュールを構成する各光学要素間を経由した光束を、パワーメータ等の計測器にて安定して検出することができ、光モジュールの評価を速やかに行うことができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、光ファイバの接続に多少の異常があっても光コネクタを交換することなく、光学素子又は光モジュールの評価、各光学要素間の調芯作業を行うことができる光強度測定方法及び光強度測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の評価装置を示す概略図。
【図２】本実施形態の加振装置を示す断面図。
【図３】同加振装置の電気的回路構成を示す電気回路図。
【図４】本実施形態の光ファイバにて導波されている光信号の波形及び電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【図５】同光ファイバにて導波されている光信号の波形及び同電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【図６】同光ファイバにて導波されている光信号の波形及び同電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【符号の説明】
１…光強度測定手段としての評価装置、８…検出手段としてのパワーメータ、１０…加振手段としての加振装置、Ｊ１〜Ｊ５…接続手段としての第１〜第５光コネクタ、Ｆ１〜Ｆ７…第１〜第７光ファイバ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光強度測定方法及び光強度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光通信に用いられる光学装置には、光スイッチ、光分波合波器等の光モジュールが広く知られている。一般に、これら光モジュールは、レンズ、ミラー、フィルタ、回折格子、半導体レーザ、受光素子等の光学要素から構成されている。
【０００３】
このような光モジュールを構成する光学要素（レンズ、回折格子、ミラー等の光学素子）の評価を行う場合には、例えば、光源から光ファイバを介して光ビームを出射し、光学素子を介した（反射又は透過した）光ビームをパワーメータ等の計測器にて計測する。そして、この計測結果に基づいて光学素子の評価を行う方法がある。
【０００４】
さらに、このように構成された光モジュールの評価を行う場合には、例えば、光源を光モジュールに光ファイバを介して接続し、さらにこの光モジュールを、光ファイバを介してパワーメータに接続する。そして、光源から光モジュールに光信号を入力し、光モジュールの内部を経て出力される光信号の信号強度をパワーメータ等の計測器により計測する。この計測結果に基づいて損失を算出し光モジュールの性能を評価する方法がある。また、このような光モジュールは、複数の光学要素から構成されているので、性能の高い（損失の少ない）光モジュールを構成するためには、組み立ての際に各光学要素間の光軸をあわせるための調芯作業が必要となる。この調芯作業においても、例えば、光源から光ファイバを介して光束を出射し、各光学要素間を経由した光束をパワーメータ等の計測器にて計測し、その信号強度が最大となるように各光学要素の配置を調整する。
【０００５】
上記したような、この種の作業に用いられる装置が種々提案されている（例えば、特許文献１。）。
特許文献１の装置では、光源に接続された光ファイバの端部から赤外線ビームを出射する。そして、そのビームスポットの位置を赤外線カメラによって検出し、光モジュールに内装されている受光素子に対する光ファイバ光軸の位置ずれの方向と大きさを検出する。この検出結果に基づいて、ビームスポットの位置が受光素子の受光部に合致するように光ファイバを移動させることによって、光ファイバと光モジュールとの光軸調整を短時間に行うことを可能にしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１６６１８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような光学素子又は光モジュールの評価、さらに光モジュールの各光学要素間の調芯に使用する装置において、通常は、光源と光ファイバ、光ファイバ同士等の接続に、光コネクタを使用する場合が多い。
【０００８】
このため、光コネクタ自身の不良、又は接続する光ファイバ端面の間に異物が入るなど何らかの接続異常があった場合、その接続部分を通過する光信号の強度は不安定となる。この光信号強度のゆらぎは不規則であり、計測器により所定時間ごとに平均化処理を行って測定しても測定値が変動し、正確な測定が行えない。このため、光学素子や光モジュールの評価が正確に行えないだけではなく、光学系（光モジュール）を組み立てる際の各光学要素間の調芯作業にも支障が生じる場合があった。
【０００９】
一方、光源からの出力に変動がある場合にも計測器により測定される光信号強度は変動する。従って、計測器によって計測される信号強度に変動があった場合、その原因が上記の光ファイバの接続異常によるのか光源出力変動によるのかの判定が難しかった。
【００１０】
一方、光コネクタによる光ファイバの接続部に異常がある場合、光コネクタの交換は容易でない。周知の通り、光コネクタの交換を行う際には、その箇所の光ファイバを切断して光コネクタを取り除き、光ファイバ端部をフェルールに固定して研磨した後、このフェルールを新たな光コネクタの筐体に取り付けて固定しなければならない。従って光コネクタを頻繁に交換するのは望ましくない。
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決するためのものであって、その目的は、光ファイバの接続に多少の異常があっても光コネクタを交換することなく、光学素子又は光モジュールの評価、各光学要素間の調芯作業を行うことができる光強度測定方法及び光強度測定装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、接続手段によって互いに接続された２以上の光ファイバを伝搬し、前記いずれかの光ファイバの端部から出射される光束の強度を光強度検出手段によって検出し測定する光強度測定方法において、前記光ファイバをいずれか一箇所で振動させた状態で、同光ファイバを介して出射される前記光束の強度を前記検出手段により検出することを要旨とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、接続手段によって接続された光ファイバを加振して、さらにその光ファイバを介して出射される光束を光強度検出手段にて検出している。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに異常があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。従って、例えば、接続手段として光コネクタを用いるとその接続に異常がある場合、光強度検出手段によって検出される光信号にはその信号強度に変動が見られる。その結果、異常のある接続箇所を検出することができ、さらに、光コネクタ自身（接続手段自身）の不良も検出することができる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光強度測定方法において、前記光ファイバを振動させることにより、前記光束の強度の前記振動に従った変動を検出することにより、同光ファイバを接続する接続手段に異常があることを判定することを要旨とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、光ファイバを加振させ、光強度検出手段によって検出される光束の強度に変動が見られると光ファイバの接続に異常があると判定する。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに不良があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。このことから、外部から加振し続けることによって、光ファイバに導波されている光信号の周波数は変化する。これによって、光信号検出手段にて検出される強度の変動を見ることによって、光ファイバと光コネクタの接続の異常を判定することができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光強度測定方法において、前記光束の強度を所定検出時間内の平均値によって測定し、該平均値が安定するまで振動エネルギーを増加させて前記光ファイバを振動させることを要旨とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、光束の強度を所定検出時間内の平均値によって測定し、この平均値が安定するまで振動エネルギーを増加させて光ファイバを振動させている。従って、例えば、光強度検出手段としてパワーメータ等の計測器によって、光ファイバに導波されている光信号を検出する場合、接続に異常のある光ファイバを加振するための振動エネルギーを増加させると、そのサンプリング時間内に検出される光信号の周波数は増加する。従って、パワーメータによって平均化処理を伴う検出を行ったときには、検出される光信号強度は安定した値を得ることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の光強度測定方法において、前記光ファイバの端部から出射される光束を光学素子に出射し、さらに、前記光学素子を反射又は透過した光束を前記光強度検出手段によって検出することを要旨とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、光ファイバの端部から出射される光束を試料に出射し、さらに、光学素子を反射又は透過した光線を光強度検出手段によって検出する。従って、反射又は透過した光束を検出することによって、ミラー、回折格子等の光学素子の評価や、光ファイバの結合状態の評価を行うことができる。また、安定した光信号強度を検出できることから、光モジュールの製造の際に、各光学要素間の調芯作業を速やかに行うことができる。
【００２０】
請求項５に記載の光強度測定装置は、光信号を導波する光ファイバと、前記光ファイバを接続する接続手段と、前記光ファイバを加振する加振手段と、前記接続手段によって接続された前記光ファイバの端部から出射される光束の強度を検出する光強度検出手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、加振手段は、接続手段によって接続された光ファイバに接続される。例えば、光ファイバ同士が接続手段として光コネクタによって接続されている場合、加振手段によってこの光ファイバは加振される。一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに不良があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバによって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。従って、光強度検出手段の検出する強度からその光ファイバの接続に異常があることを検出し、さらに、光コネクタ自身（接続手段自身）に不良があることも検出する。また、光信号検出手段としてパワーメータ等の計測器を用いて平均化処理を伴う検出を行う場合、光ファイバを加振する振幅を大きくすると、パワーメータが検出する周波数は増加する。従って、パワーメータによる平均化処理を経て検出される強度には、その検出時間当たりの粗密がなくなり、安定した値を得ることができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の光強度測定装置において、前記加振手段は、前記光ファイバに対して着脱可能となるように構成したことを要旨とする。
【００２３】
請求項６に記載の発明によれば、加振手段は、前記光ファイバに対して着脱可能となるように構成した。これによって、光強度測定装置が複数の光ファイバから構成される場合、加振手段を任意の光ファイバに取り付けることができるので、接続に異常のある光ファイバ及び不良のある接続手段を速やかに判定することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学装置を光学素子の評価を行う評価装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。
【００２５】
図１は、本実施形態の評価装置を示す概略図である。図２は、本実施形態の加振装置を示す断面図である。図３は、同加振装置の内部回路構成を示す電気回路図である。
【００２６】
図１に示すように、評価装置１は、光源２、光アイソレータ３、光カプラ４、波長計５、サンプルステージ６、コリメータレンズ７、光強度検出手段としてのパワーメータ８、接続手段としての第１〜第５光コネクタＪ１〜Ｊ５から構成される。この光源２は、光学素子の評価に使う光信号を生成し出力するためのものであり、又、波長計５は入力される光信号の波長を計測するための計測器である。また、これら構成要素（光源２、波長計５）は、汎用性のため、通常、光コネクタによる入出力端子を備え、これを用いて光ファイバを接続し機器相互間で光信号を授受している。
【００２７】
図１に示すように、光源２は光信号を出力する出力用の第１光コネクタＪ１を備え、この第１光コネクタＪ１は、第１光ファイバＦ１を介して光アイソレータ３の入力側に接続されている。光アイソレータ３の出力側には、第２光ファイバＦ２が接続され、この第２光ファイバＦ２は第２光コネクタＪ２に接続されている。この光アイソレータ３は光信号を入力側から出力側にのみ出力するものであって、光源２から出力される光信号が第１光ファイバＦ１を介して戻り光となるのを防いでいる。
【００２８】
前記第２光コネクタＪ２は第３光ファイバＦ３に接続され、この第３光ファイバＦ３は光カプラ４の入力側に接続されている。そして、光カプラ４の出力側には第４光ファイバＦ４が接続され、この第４光ファイバＦ４は第３光コネクタＪ３に接続されている。さらに、この第３光コネクタＪ３には第５光ファイバＦ５が接続され、この第５光ファイバＦ５は波長計５の入力用の第４光コネクタＪ４に接続されている。
【００２９】
一方、光カプラ４の出力側には第６光ファイバＦ６が接続され、この第６光ファイバＦ６は第５光コネクタＪ５に接続されている。さらに、この第５光コネクタＪ５には、第７光ファイバＦ７が接続され、この第７光ファイバＦ７はサンプルステージ６に載置されたコリメータレンズ７に接続されている。
【００３０】
前記光カプラ４は、入力側から入力される光信号を分岐し、出力側から出力するものである。従って、光源２からの出力される光信号は、第１光ファイバＦ１、光アイソレータ３、第２光ファイバＦ２、第２光コネクタＪ２、第３光ファイバＦ３の順に経由して光カプラ４に入力されると、光カプラ４によって分岐される。そして分岐された光信号の一方は第４光ファイバＦ４、第３光コネクタＪ３、第５光ファイバＦ５の順に経由して入力用の第４光コネクタＪ４を介して波長計５に入力される。従って、波長計５では、光源２から出力される光信号の波長を計測できるようになっている。
【００３１】
また、もう一方の光信号は、第６光ファイバＦ６、第５光コネクタＪ５、第７光ファイバＦ７の順に経由してコリメータレンズ７に入力される。このように構成することによって、光源２から出力される光信号は、コリメータレンズ７から光ビームとして出射されるようになっている。
【００３２】
また、図１に示すように、サンプルステージ６には、パワーメータ８の受光器９が載置され、この受光器９はケーブル９ａを介してパワーメータ８に接続されている。この受光器９は光を受光すると、受光量に応じた検出電流を、ケーブル９ａを介してパワーメータ８に入力するようになっている。パワーメータ８は、この検出電流に基づいて受光器９の受光した光の強度を演算し、パワーメータ８本体の図示しない表示部に出力表示する。従って、例えば、サンプルステージ６に試料が置かれ、コリメータレンズ７から平行な光束が出射され、試料がその光束を反射すると、その反射光（反射された光束）を受光器９が受光した場合、パワーメータ８はこの反射光の信号強度を測定する。
【００３３】
次に、図１に示すように、評価装置１は、加振手段としての加振装置１０を備えている。加振装置１０は、光ファイバに対して着脱可能に取着され、同光ファイバに対して振動を付与するためのものであって、図１では、第７光ファイバＦ７に取着されている。
【００３４】
また、図２に示すように、この加振装置１０は本体ケース１１に電源スイッチ１２と出力調整用のダイヤル１３ａ及び周波数調整用のダイヤル１３ｂを備えている。電源スイッチ１２は、加振装置１０を駆動させるためのものであって、同スイッチ１２をオン操作すると加振装置１０を駆動状態とし、又オフ操作すると加振装置１０を停止状態とするようになっている。ダイヤル１３ａは、加振装置１０の振動の出力を調整するものであって、このダイヤル１３ａの操作によって振動の出力を強くし、又振動の出力を弱くするようになっている。ダイヤル１３ｂは、加振装置１０の振動の周波数を調整するものであって、このダイヤル１３ｂの操作によって振動の周波数を変えるようになっている。
【００３５】
また、図２に示すように、加振装置１０はその本体ケース１１の内部に振動可能な電磁コイル２３を備えている。この電磁コイル２３には、センターキャップ１６が設けられ、このセンターキャップ１６には鉤状に形成されたフック１７が取着されている。このフック１７は、光ファイバに引っ掛けるとともに、光ファイバを狭持するためのものであって、その表面はシリコンラバーでコーティングされ、光ファイバを狭持した際に傷つけないようになっている。そして、このフック１７にて光ファイバを狭持したり、外したりすることによって加振装置１０は光ファイバに対して着脱可能となっている。
【００３６】
そして、加振装置１０が第７光ファイバＦ７に取り付けられている場合、電磁コイル２３が駆動され振動すると、これに応じてフック１７に狭持された第７光ファイバＦ７は振動する。これによって、加振装置１０は第７光ファイバＦ７に対して振動を付与することができるようになっている。
【００３７】
尚、この加振装置１０には、音声出力用スピーカに用いられるボイスコイルと同等のものが使用できるが、ピエゾ圧電素子のような電磁コイル以外のものであってもよい。
【００３８】
次に、図３に従って、加振装置１０の電気的回路構成について説明する。
図３に示すように、加振装置１０は、振動信号生成回路部１０ａ、振動信号増幅回路部１０ｂ及び電磁コイル２３を備えている。
【００３９】
振動信号生成回路部１０ａは、振動信号生成回路２０と周波数設定回路部２０ｂを有している。周波数設定回路部２０ｂは、図示しない電源回路からの駆動電圧Ｖｄｄが印加され、周波数設定回路部２０ｂの可変抵抗Ｒ３は、ダイヤル１３ｂの操作に応じてその抵抗値が調整される。
【００４０】
振動信号生成回路２０は、電源回路からの駆動電圧Ｖｄｄが印加され、接続点Ｐ１，Ｐ２からの電圧Ｖ１，Ｖ２に応じた周波数の振動信号を出力端子ｔ１から振動信号増幅回路部１０ｂに出力するようになっている。詳述すると、周波数設定回路部２０ｂは、ダイヤル１３ｂの操作により可変抵抗Ｒ３を調節することによって接続点Ｐ１の電圧Ｖ１は変更され、その電圧Ｖ１が大きくなることに相対して振動信号生成回路２０は、振動信号の周波数を上昇させる。従って、周波数設定回路部２０ｂのダイヤル１３ｂを操作し、可変抵抗Ｒ３を調整することによってその振動信号の周波数が制御されるようになっている。
【００４１】
振動信号増幅回路部１０ｂは、可変抵抗Ｒ４を備えている。可変抵抗Ｒ４は、前記ダイヤル１３ａの操作に応じてその抵抗値が調整されるようになっている。
前記振動信号増幅回路部１０ｂは、振動信号生成回路２０からの振動信号を増幅して一次側コイル２２に出力し、この振動信号に応じて一次側コイル２２に供給される電流は、ダイヤル１３ａの操作により可変抵抗Ｒ４を調整することによってその電流値が調整されようになっている。
【００４２】
このように構成することによって、一次側コイル２２に電流が流れ磁界が発生すると、鉄心２５を介した電磁誘導によって電磁コイル２３にも電流が発生する。この電流の発生によって、図２に示す電磁コイル２３と磁石２４との間には磁界が発生し、電磁コイル２３には磁力が働く。この磁力に応じて電磁コイル２３はダンパーに支持され振動し、これに伴ってフック１７も振動する。
【００４３】
従って、ダイヤル１３ａ及び１３ｂを操作することによって電磁コイル２３への入力パワーを調整し、任意の振動をさせることができるようになっている。
次に、上記のように構成した加振装置１０の作用について説明する。
【００４４】
図４〜図６は、本実施形態の光ファイバにて導波されている光信号の波形Ｇ１及び電磁コイル２３の振動波形Ｇ２を示すグラフ図である。
一般に、光コネクタを介した光ファイバ同士の接続において、光コネクタに異常があって光ファイバ同士の光軸（コア）がずれ易い状態にある場合、光ファイバに外部から振動を与えると、光ファイバよって導波されている光信号はその振動に影響を受けて光ファイバ内部で干渉する。この干渉によって光ファイバによって導波されている光信号はその位相を変化させてしまうという性質を持っている。
【００４５】
例えば、本実施形態の加振装置１０を接続に不備がある光ファイバに取り付け駆動し、その光ファイバにて導波されている光信号を電気信号に変換し、その周波数と電磁コイル２３への入力パワーとをオシロスコープ等の計測器にて計測した場合について図４〜図６のグラフに従って説明する。
【００４６】
このとき、図４〜図６のグラフでは、縦軸を電圧、横軸を時間としている。また、電磁コイル２３の加振周波数は一定に設定されている。
まず、電磁コイル２３への入力パワーを７ｍＷ（ミリワット）に設定したとき、図４に示すように、光ファイバにて導波されている光信号の波形Ｇ１は、電磁コイル２３の加振周波数の振動波形Ｇ２と同じ周期の波形が観測される。
【００４７】
そして、図５に示すように電磁コイル２３への入力パワーを３０ｍＷ、図６に示すように１４０ｍＷと順に設定したとき、その波形Ｇ１から光信号の位相は変化し、電磁コイル２３への入力パワーに応じて順にその周波数が上がっていることがわかる。
【００４８】
すなわち、電磁コイル２３への入力パワーが増加するにつれて光信号強度の振動周波数が増大する。従って、光ファイバを伝搬してきた光信号の信号強度をパワーメータ８によって平均化して計測する場合、高い周波数で振動する光信号強度の平均値の変動は小さくなるので、安定した測定値を得ることができる。
【００４９】
そこで、評価装置１内の光ファイバの接続箇所に異常が見出された場合、その接続箇所付近の光ファイバを加振装置１０によって十分大きな振幅で振動させる。これによって接続不良の原因である光コネクタを交換することなく、パワーメータ８によって光信号強度を安定して検出することができる。
【００５０】
尚、光信号強度が不安定になっている原因が光源にある場合は、光ファイバを振動させてもパワーメータ８で検出される値はそれに従って振動しないので、測定値が不安定になる原因が光ファイバの接続にはないことを判定することができる。
【００５１】
次に、上記のように構成した光学素子の評価装置１の作用について説明する。
まず、図１に示すように、評価装置１のサンプルステージ６には、評価の基準となる光学素子として標準ミラーＭ１を置く。そして、標準ミラーＭ１に向けて光束が正しく出射されるようにコリメータレンズ７を配置する（光ファイバを振動させる際、コリメータレンズ７がその影響を受けないように固定する必要がある）。そして、標準ミラーＭ１による反射光（反射された光束）を受光できるように、パワーメータ８の受光器９を配置する。
【００５２】
次に、光源２から光信号を出力させる。そして、パワーメータ８によって、標準ミラーＭ１の反射する光束の強度を検出する。このとき、パワーメータ８によって検出される信号強度に変動があって、安定した値が得られない状態であったとする。
【００５３】
この場合、まず第７光ファイバＦ７に加振装置１０を取り付ける。はじめに加振装置１０を取り付ける光ファイバは、第７光ファイバＦ７に限らず光信号の経路である第１、第２、第３、第６のいずれかの光ファイバであってもよい。光カプラ４から波長計５に至る経路の第４光ファイバＦ４と第５光ファイバＦ５は強度を計測する対象の光信号は伝搬しないので、除外される。
【００５４】
加振装置１０を駆動し、第７光ファイバＦ７を振動させたとき、パワーメータ８で検出される信号強度に変動がない場合には、第７光ファイバＦ７と第６光ファイバＦ６の接続部分、第５光コネクタＪ５には、異常がないと判断する。次に、加振装置１０を第３光ファイバＦ３に移す。第６光ファイバＦ６はその一端が異常ないと確認した第５光コネクタＪ５に、他端が融着接続された光カプラ４に接続されているので、これを加振する意味はあまりない。第３光ファイバＦ３を振動させたとき、パワーメータ８で検出される信号強度に変動が生じた場合には、第３光ファイバＦ３と第２光ファイバＦ２の接続部分、又は第２光コネクタＪ２に異常があると判断する。この場合、加振装置１０によって第２光ファイバＦ２を振動させた場合にも同様な変動が生じるはずである。
【００５５】
次に、第３光ファイバＦ３に取り付けた加振装置１０のダイヤル１３ａを操作し、電磁コイル２３への入力パワーを上昇させて第３光ファイバＦ３の振動の振幅を増加させると、パワーメータ８によって検出される信号強度は次第に安定する。
【００５６】
以上の操作によって、評価装置１では、異常のある光ファイバの接続箇所を特定でき、かつ接続に異常がある場合でも、光コネクタを交換せずに光源２からの光信号強度を安定して測定できる。
【００５７】
次に、加振装置１０を駆動させたまま、パワーメータ８にて検出する信号強度が最大となるようにコリメータレンズ７、受光器９、標準ミラーＭ１の位置を微調整することによって、これらの光軸を調整する。
【００５８】
そして、パワーメータ８にて検出される信号強度が最大となったとき、コリメータレンズ７、受光器９、標準ミラーＭ１の光軸は一致し、最適な配置となっている。このとき、パワーメータ８にて検出される信号強度は標準ミラーＭ１の反射光強度を示し、本実施形態の光学素子（ミラー）の評価における基準値となっている。
【００５９】
次に、標準ミラーＭ１を評価の対象となる試料用ミラーに置き換えて、パワーメータ８にてその信号強度を検出する。さらに、パワーメータ８にて検出する信号強度が最大となるようにコリメータレンズ７、受光器９、試料用ミラーの位置を微調整することによって、これらの光軸を調整する。そして、パワーメータ８にて検出される信号強度が最大となったとき、コリメータレンズ７、受光器９、試料用ミラーの光軸は一致し、最適な配置となっている。
【００６０】
そして、試料用ミラーの検出された信号強度と標準ミラーＭ１の信号強度（基準値）とを比較することによって、試料用ミラーの反射率を求め、試料用ミラーの性能を評価することができる。
【００６１】
以上のように構成された本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）本実施形態の評価装置１では、第２光コネクタＪ２に不備があって、第２光ファイバＦ２と第３光ファイバＦ３の接続が不安定な場合、第３光ファイバＦ３に加振装置１０を取り付け、その加振装置１０によって第３光ファイバＦ３を加振した。これによって、第３光ファイバＦ３を伝搬している光信号の周波数の強度が変化する。振動の振幅を増加させると、光信号強度の振動周波数が増加し、検出する光信号には粗密が無くなるので、パワーメータ８が平均化処理を伴う検出を行ったときには、安定した信号強度の値を得ることができる。これによって、第２光コネクタＪ２を交換しなくても光学素子の評価を行うことができる。
【００６２】
（２）本実施形態では、加振装置１０を光ファイバに対して着脱可能に構成し、又、加振装置１０を光ファイバに取り付け加振した。そして、パワーメータの表示する値から接続に異常のある光ファイバ及び不良のある光コネクタを検出した。これによって、パワーメータの表示する値に変動がある場合、光コネクタの不良若しくは光源からの出力に変動があるかを速やかに判定することができる。
【００６３】
尚、発明の実施の形態は、上記実施形態に限定されるものではなく、以下のように実施してもよい。
・本実施形態の加振装置１０では、電磁コイル２３から構成したが、この限りではなく、光ファイバに振動を付与できる機構であればピエゾ圧電素子等を用いてもよい。
【００６４】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化したがこの限りではなく、例えば光モジュールの製造の際に、調芯作業に用いる調芯装置に具体化してもよい。この場合、接続に異常のある光ファイバに加振装置１０を取り付け加振することによって、各光学要素間を経由した光束をパワーメータ等の計測器により安定して検出することができ、各光学要素間の光軸を速やかに調整することができる。
【００６５】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化したがこの限りではなく、例えば光ファイバの透過光量を測定する測定装置に具体化してもよい。この場合、光ファイバに加振装置１０を取り付く加振することによって、光ファイバを伝搬している光信号は周期的に振動する。この結果、パワーメータ等の計測器で信号強度を平均化して検出した場合安定した値を得ることができ、光ファイバの透過光量を速やかに検出することができる。
【００６６】
・本実施形態では、本発明を光学素子の評価を行う評価装置１に具体化し、光学素子としてミラーを評価したが、この限りではなく、例えば光モジュールの性能を評価する評価装置としてもよい。この場合、光コネクタとの接続に異常がある光ファイバに加振装置１０を取り付け加振する。これによって、光モジュールを構成する各光学要素間を経由した光束を、パワーメータ等の計測器にて安定して検出することができ、光モジュールの評価を速やかに行うことができる。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜６に記載の発明によれば、光ファイバの接続に多少の異常があっても光コネクタを交換することなく、光学素子又は光モジュールの評価、各光学要素間の調芯作業を行うことができる光強度測定方法及び光強度測定装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の評価装置を示す概略図。
【図２】本実施形態の加振装置を示す断面図。
【図３】同加振装置の電気的回路構成を示す電気回路図。
【図４】本実施形態の光ファイバにて導波されている光信号の波形及び電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【図５】同光ファイバにて導波されている光信号の波形及び同電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【図６】同光ファイバにて導波されている光信号の波形及び同電磁コイルの振動波形を示すグラフ図。
【符号の説明】
１…光強度測定手段としての評価装置、８…検出手段としてのパワーメータ、１０…加振手段としての加振装置、Ｊ１〜Ｊ５…接続手段としての第１〜第５光コネクタ、Ｆ１〜Ｆ７…第１〜第７光ファイバ。
Claims (6)
- 接続手段によって互いに接続された２以上の光ファイバを伝搬し、前記いずれかの光ファイバの端部から出射される光束の強度を光強度検出手段によって検出し測定する光強度測定方法において、
前記光ファイバをいずれか一箇所で振動させた状態で、同光ファイバを介して出射される前記光束の強度を前記検出手段により検出することを特徴とする光強度測定方法。 - 請求項１に記載の光強度測定方法において、
前記光ファイバを振動させることにより、前記光束の強度の前記振動に従った変動を検出することにより、同光ファイバを接続する接続手段に異常があることを判定することを特徴とする光強度測定方法。 - 請求項１又は２に記載の光強度測定方法において、
前記光束の強度を所定検出時間内の平均値によって測定し、該平均値が安定するまで振動エネルギーを増加させて前記光ファイバを振動させることを特徴とする光強度測定方法。 - 請求項１〜３のいずれか１つに記載の光強度測定方法において、
前記光ファイバの端部から出射される光束を光学素子に出射し、
さらに、前記光学素子を反射又は透過した光束を前記光強度検出手段によって検出することを特徴とする光強度測定方法。 - 光信号を導波する光ファイバと、
前記光ファイバを接続する接続手段と、
前記光ファイバを加振する加振手段と、
前記接続手段によって接続された前記光ファイバの端部から出射される光束の強度を検出する光強度検出手段とを備えたことを特徴とする光強度測定装置。 - 請求項５に記載の光強度測定装置において、
前記加振手段は、前記光ファイバに対して着脱可能となるように構成したことを特徴とする光強度測定装置。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003169263A JP2005003595A (ja) | 2003-06-13 | 2003-06-13 | 光強度測定方法及び光強度測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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|---|---|
| JP2005003595A true JP2005003595A (ja) | 2005-01-06 |
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ID=34094454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003169263A Pending JP2005003595A (ja) | 2003-06-13 | 2003-06-13 | 光強度測定方法及び光強度測定装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2005003595A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016084755A1 (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | ギガフォトン株式会社 | 狭帯域化レーザ装置 |
| CN111924512A (zh) * | 2020-08-03 | 2020-11-13 | 杭州千岛湖瑞淳机器人研究院有限公司 | 光模块检测装置 |
-
2003
- 2003-06-13 JP JP2003169263A patent/JP2005003595A/ja active Pending
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| US9882343B2 (en) | 2014-11-28 | 2018-01-30 | Gigaphoton Inc. | Narrow band laser apparatus |
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