JP2008020226A - Ｏｔｄｒ測定装置、ｏｔｄｒ測定に用いられる終端器及びｏｔｄｒ測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ファイバ終端近傍における破断等の好適な検出が可能なＯＴＤＲ測定装置を提供する。
【解決手段】ＯＴＤＲ測定装置１は、被測定光ファイバ２０の一方の端部２０ａから光パルスを入射し、被測定光ファイバ２０の一方の端部２０ａへ戻る光を測定するものである。ＯＴＤＲ測定装置１は、被測定光ファイバ２０の他方の端部２０ｂに接続される測定用光ファイバ１１を有する終端器１０を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＯＴＤＲ測定装置、ＯＴＤＲ測定に用いられる終端器及びＯＴＤＲ測定方法に関する。

従来、光ファイバの接続部の接続損失の評価、光ファイバの破断箇所、曲がり、歪み等の検出評価等を行うための方法として、光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、その一方の端部（入射側端部）へ戻る光（各種後方散乱光や破断部等において生じるフレネル反射光など）を測定するＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｙ）測定方法が知られている。

しかしながら、ＯＴＤＲ測定方法では、光ファイバの他方の端部（終端）において生じたフレネル反射光が測定される。このため、光ファイバの終端近傍の破断や曲がり等の検出が困難である。このような問題に鑑み、光ファイバの終端におけるフレネル反射を抑制する種々の技術が提案されている（例えば、特許文献１〜８等）。

例えば、特許文献１には、光ファイバの終端部に１８０°より大きい角度の曲げ部を２箇所以上形成することにより光ファイバ終端部におけるフレネル反射を抑制する方法が開示されている。
特開２００５−１７１６６号公報 特開平９−５５４５号公報 特開平１１−２３８６２号公報 特開平１１−２１１９２１号公報 特開平１１−７２６２２号公報 特開平９−３１８８２５号公報 特開平６−２１４１２０号公報 特開平８−３３４６４９号公報

しかしながら、特許文献１などに記載された方法により光ファイバ終端部におけるフレネル反射を抑制した場合、終端部におけるフレネル反射光は測定されないものの、測定される戻り光の強度が終端部において急激に減少することとなる。このため、観測しようとする破断等に起因するスペクトル変化が終端部におけるスペクトルの急激な変化に吸収されてしまい、特許文献１などに記載された光ファイバ終端部のフレネル反射抑制方法を適用したとしても、依然として光ファイバの終端近傍における破断や曲がり等の好適な検出が困難である。つまり、従来のＯＴＤＲ測定方法では、光ファイバの終端部に反射抑制処理が施されているか否かに関わらず、測定される戻り光の強度が終端部において急激に変化するため、光ファイバ終端近傍における破断や曲がり等の好適な検出が困難であるという問題がある。

本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光ファイバ終端近傍における破断等の好適な検出が可能なＯＴＤＲ測定装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、被測定光ファイバの終端に更なる光ファイバ（測定用光ファイバ）を接続して、測定される戻り光の被測定光ファイバの終端部における強度変化を小さくすることにより、被測定光ファイバの終端近傍における破断や曲がり等の好適な検出を可能にしたことを特徴とする。

すなわち、本発明に係るＯＴＤＲ測定装置は、被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定装置であって、被測定光ファイバの他方の端部に接続される測定用光ファイバを有する終端器を備えていることを特徴とする。

本発明に係るＯＴＤＲ測定装置では、被測定光ファイバの他方の端部（終端部）に測定用光ファイバが接続されているため、その接続損失により測定される戻り光の強度に多少の変化が生じるものの、測定用光ファイバが接続されていない場合のように測定される戻り光の強度が被測定光ファイバの終端部において急激に変化することが抑制される。従って、本発明に係るＯＴＤＲ測定装置によれば、被測定光ファイバの終端近傍における破断や曲がり等を好適に検出することができる。

また、本発明に係るＯＴＤＲ測定装置によれば、例えば被測定光ファイバの終端近傍に接続部がある場合の当該接続部における接続損失の正確な評価も可能となる。

尚、終端器は、被測定光ファイバの一方の端部に接続され、測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しい更なる測定用光ファイバを備えており、光パルスが更なる測定用光ファイバを介して被測定光ファイバに入射するように構成されていてもよい。

一般的に、被測定光ファイバの一方の端部（入射側端部）に接続されている光ファイバ（入射側光ファイバ）と、測定用光ファイバとが同一ロットの光ファイバで構成されていることは珍しく、測定用光ファイバと入射側光ファイバとでは生じる後方散乱光（例えば、レイリー後方散乱光）の強さが相互に異なる。従って、実際の接続損失と測定される接続損失（見かけ上の接続損失）とが相互に異なるので、入射側端部から光パルスを入射させたときの測定結果のみからでは被測定光ファイバの接続損失込みの光パワーの総損失（以下、「被測定光ファイバの接続損失込みの光パワーの総損失」を単に「被測定光ファイバの光パワーの総損失」と記載することがある。）を正確に測定ことが困難である。通常、被測定光ファイバの光パワーの総損失は、被測定光ファイバの両端のそれぞれから光パルスを入射させて計２回のＯＴＤＲ測定を行い、２回の測定により得られた光パワーの総損失を平均することによって算出される。

それに対して、この構成によれば、被測定光ファイバの入射側端部に接続される更なる測定用光ファイバと終端部に接続される測定用光ファイバとで生じる後方散乱光の強さが相互に実質的に等しいため、測定される接続損失が実際の接続損失と実質的に等しくなる。従って、どちらか一方の端部から光パルスを入射させてＯＴＤＲ測定することにより容易に且つ比較的正確に被測定光ファイバの光パワーの総損失を求めることができる。

ここで、測定用光ファイバの非接続側端部は被測定光ファイバから十分に離れているため、測定用光ファイバの非接続端は、フレネル反射が生じるような態様であってもよいが、測定用光ファイバの非接続側端部に反射抑制処理が施されていることが好ましい。この構成によれば、さらに正確なＯＴＤＲ測定が可能となる。ここで、「反射抑制処理」とは、非接続側端部における光パルスの反射率を低減する処理をいい、反射率を０にする処理（すなわち、完全に無反射にする処理）に限定されるものではない。

尚、光ファイバにおいて生じる後方散乱光の強さは、その光ファイバが有する歪みの量に相関する。このため、「後方散乱光の強さが実質的に等しい」とは、「歪み量が実質的に等しい」と言い換えることができる。

本発明に係る終端器は、被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定に用いられる終端器であって、被測定光ファイバの他方の端部に接続される測定用光ファイバを備えていることを特徴とする。

本発明に係る終端器を用いることによって、被測定光ファイバの終端近傍における破断や曲がり等を好適に検出することができる。

本発明に係る終端器は、一方の端部が被測定光ファイバの一方の端部に接続され、光パルスを被測定光ファイバの一方の端部に対して光パルスを射出する更なる測定用光ファイバを備えており、更なる測定用光ファイバは、測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しいものであることが好ましい。

この構成によれば、被測定光ファイバの入射側端部に接続される更なる測定用光ファイバと終端部に接続される測定用光ファイバとの後方散乱光の強さが相互に実質的に等しいため、測定される接続損失が実際の接続損失と実質的に等しくなる。従って、どちらか一方の端部から光パルスを入射させてＯＴＤＲ測定することにより容易に且つ比較的正確に被測定光ファイバの光パワーの総損失を求めることができる。

測定用光ファイバの非接続側端部には反射抑制処理が施されていることが好ましい。この構成によれば、さらに正確なＯＴＤＲ測定が可能となる。

本発明に係るＯＴＤＲ測定方法は、被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定方法であって、被測定光ファイバの他方の端部に測定用光ファイバを接続した状態で行うことを特徴とする。

本発明に係るＯＴＤＲ測定方法によれば、光ファイバの終端近傍の破断や曲がり等を好適に検出することができる。

また、被測定光ファイバの一方の端部に、測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しい更なる測定用光ファイバを接続し、更なる測定用光ファイバを介して被測定光ファイバに光パルスを入射させるようにしてもよい。そうすることによって、被測定光ファイバの入射側端部に接続される更なる測定用光ファイバと終端部に接続される測定用光ファイバとの後方散乱光の強さが相互に実質的に等しいため、測定される接続損失が実際の接続損失と実質的に等しくなる。従って、どちらか一方の端部から光パルスを入射させてＯＴＤＲ測定することにより容易に且つ比較的正確に被測定光ファイバの光パワーの総損失を求めることができる。

本発明によれば、戻り光の強度が被測定光ファイバの終端部において急激に変化することが抑制されるので、光ファイバ終端近傍における破断等の好適な検出が可能となる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は本実施形態１に係るＯＴＤＲ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｙ）測定装置１の主要部の構成を表す図である。

ＯＴＤＲ測定装置１は、被測定光ファイバ２０の接続損失の測定、破断や曲がりの有無の検出などを行うためのものである。尚、本実施形態１において被測定光ファイバ２０の種類は特に限定されるものではない。すなわち、本実施形態１に係るＯＴＤＲ測定装置１によればどのような種類の被測定光ファイバ２０であっても測定・検出することができる。

ＯＴＤＲ測定装置１は終端器１０と装置本体３０とを備えている。装置本体３０は、パルス発生器３１と、光源３２と、方向性結合器３３と、受光器３４と、増幅器３５と、信号処理装置３６と、表示・記録装置３７と、光ファイバ３９と、光ファイバ３９の先端に取り付けられ、被測定光ファイバ２０の端部２０ａが挿入されて端部２０ａと光ファイバ３９とを接続するコネクタ３８とを備えている。パルス発生器３１は光源３２から光パルスを射出させるためのものである。方向性結合器３３は、光源３２及び受光器３４と接続されており、光源３２から射出された光パルスが光ファイバ３９に入射すると共に、光ファイバ３９から入射した光が受光器３４に入射するようにするためのものである。受光器３４は、方向性結合器３３より入射した光を光電変換して、入射光に応じた電気信号を生成するものである。増幅器３５は、受光器３４により生成された電気信号を増幅するためのものである。信号処理装置３６は、増幅器で増幅された電気信号を信号処理して表示・記録装置３７の表示部に波形として出力させると共に、その波形を記録させるものである。

終端器１０は、コネクタ１２と、コネクタ１２に取り付けられ、巻回された測定用光ファイバ１１とを備えている。コネクタ１２は、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂが挿入されて端部２０ｂと測定用光ファイバ１１とを接続するためのものである。

次に、本実施形態１に係るＯＴＤＲ測定装置１を用いたＯＴＤＲ測定について説明する。

まず、被測定光ファイバ２０の端部２０ａをコネクタ３８内に挿入し、被測定光ファイバ２０の端部２０ａと光ファイバ３９とを接続する。また、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂをコネクタ１２内に挿入し、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂと測定用光ファイバ１１とを接続する。尚、本実施形態１では、被測定光ファイバ２０と光ファイバ１１、３９との接続をコネクタ１２、３８を用いて行っているが、例えば、被測定光ファイバ２０と光ファイバ１１、３９とを融着させることにより行っていてもよく、コネクタ１２、３８は必ずしも必須のものではない。

被測定光ファイバ２０を接続した後、パルス発生器３１を駆動させて光源３２から光パルスを射出させる。光パルスは方向性結合器３３によって光ファイバ３９に導かれ、光ファイバ３９を介して被測定光ファイバ２０に入射する。被測定光ファイバ２０に入射した光パルスは端部２０ａから端部２０ｂへと伝播すると共に、光パルスの進行方向とは逆の方向（すなわち、装置本体３０方向）に向かう後方散乱光（例えば、レイリー後方散乱光やブリルアン後方散乱光等）を発生させる。光パルスは、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂからさらに測定用光ファイバ１１に入射し、測定用光ファイバ１１の端部１１ａに向かって後方散乱光を発生させながら伝播する。

生じた後方散乱光は被測定光ファイバ２０から光ファイバ３９及び方向性結合器３３を介して受光器３４に導かれる。受光器３４にて戻り光が光電変換され、戻り光の強さに応じた電気信号が出力される。出力された電気信号は増幅器３５にて増幅され、信号処理装置３６により信号処理されたのち、受光器３４が受光した光の強度を表す波形が表示・記録装置３７の表示部に表示される。

図２は表示部に表示される戻り光強度の波形を表すグラフである。

図２中の地点Ａ乃至Ｃはそれぞれ図１中のＡ乃至Ｃに対応している。図２の地点Ａまでの波形は光ファイバ３９自体の損失を表すものである。地点Ａは、光ファイバ３９と被測定光ファイバ２０との接続ポイントであり、地点Ａにおける戻り光の強度減少は、光ファイバ３９と被測定光ファイバ２０との接続部における接続損失によるものである。

地点Ａから地点Ｂまでの波形が被測定光ファイバ２０自体の損失を表している。地点Ｂは被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続ポイントであり、地点Ｂにおける戻り光の強度減少は、被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続部における接続損失によるものである。

また、地点Ｂから地点Ｃまでの波形が測定用光ファイバ１１自体の損失を表している。尚、本実施形態１では、測定用光ファイバ１１の非接続側端部１１ａに反射抑制処理が施されているため、非接続側端部１１ａに対応する地点Ｃより戻り光強度が急激に減少している。測定用光ファイバ１１の非接続側端部１１ａに施す反射抑制処理は、特に限定するものではない。例えば、非接続側端部１１ａを測定用光ファイバ１１の延びる方向に対して斜めにカットしたり、非接続側端部１１ａを押圧して潰すことにより非接続側端部１１ａにおけるフレネル反射光の発生を低減させることができる。

尚、図２に示す波形は、被測定光ファイバ２０に大きな破断等が存在しない場合のものである。もし、被測定光ファイバ２０に破断が存在する場合は、その破断箇所においてフレネル反射光が生じる。このフレネル反射光がＯＴＤＲ測定装置１により検出されるため、波形の破断箇所に対応する部分に破断箇所にて生じたフレネル反射光に因るピークが現れることとなる。このピークより被測定光ファイバ２０の破断箇所の存否及び破断箇所が存在する場合にはその位置が特定される。

図３は、終端器１０を接続せずにＯＴＤＲ測定を行った場合に得られる戻り光強度の波形を表すグラフである。

図３では、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂに測定用光ファイバ１１が接続されていないため、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂにおいて生じるフレネル反射光に因るピークＰが地点Ｂ現れる。このため、地点Ｂ近傍、すなわち、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂ近傍に破断等が存在した場合に現れる破断箇所において生じるフレネル反射光に因るピークが端部２０ｂにおいて生じるフレネル反射光に因るピークと重なってしまい、破断の存否の判断、破断箇所の正確な特定が困難となる。

例えば、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂに反射抑制処理を行い端部２０ｂにおいて生じるフレネル反射光に因るピークＰを発現させないようにすることも考えられる。しかしながら、この場合、測定対象となる被測定光ファイバ２０が変わるごとに被測定光ファイバ２０に反射抑制処理を施さなければならない。さらに、場合によってはＯＴＤＲ測定後に、再度反射抑制処理された部分を切断等しなければならない。このため、ＯＴＤＲ測定手順が煩雑となってしまう。また、図１には、被測定光ファイバ２０が巻回されている場合を図示したが、例えば、被測定光ファイバ２０が電柱等に設置されており、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂが各家庭にある場合には、好適な反射抑制処理等が困難な場合もある。

さらに、反射抑制処理を施すことによって端部２０ｂにおいて生じるフレネル反射光に因るピークＰを発現させないようにすることができるものの、その場合も地点Ｂにて戻り光強度が急激に低下することとなる。このため、たとえ反射抑制処理を端部２０ｂに施した場合であっても端部２０ｂ近傍に破断等がある場合は、破断の検出、破断箇所の正確な位置の特定はやはり困難である。

それに対して、本実施形態１のように被測定光ファイバ２０の端部２０ｂに測定用光ファイバ１１を接続した場合は、被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続部における接続損失により多少の戻り光強度の低下はあるものの、端部２０ｂに対応する地点Ｂにおいて測定用光ファイバ１１を接続しない場合のような急激な戻り光強度の変化（スペクトル変化）は測定されない。従って、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂに測定用光ファイバ１１を接続することによって、被測定光ファイバ２０の端部２０ｂ近傍における破断等を容易に検出することができ、且つ破断箇所の位置を正確に特定することが可能となる。

より破断箇所の位置の正確な特定を可能にする観点から、地点Ｃが地点Ｂとある程度以上離れていることが好ましい。つまり、測定用光ファイバ１１がある程度以上の長さを有することが好ましい。具体的に、測定用光ファイバ１１の長さは装置本体３０の分解能以上（例えば、装置本体３０の分解能が５ｃｍであれば５ｃｍ以上）であることが好ましく、分解能の２倍以上（例えば、装置本体３０の分解能が５ｃｍであれば１０ｃｍ以上であることが好ましい）。さらには１ｍ以上、特には１０ｍ以上であることが好ましい。尚、測定用光ファイバ１１の長さは、測定精度等にもよるが、例えば５０ｍ以下、長くとも１００ｍ以下で十分である。尚、測定用光ファイバ１１が比較的長い場合は、図１に示すように測定用光ファイバ１１を巻回して配置するようにしてもよいが、比較的短い場合には、測定用光ファイバ１１を巻回せずに配置してもよい。

尚、本実施形態１では、巻回して配置された被測定光ファイバ２０の検出・測定を行う場合を例に挙げて説明したが、装置本体３０と終端器１０とは別体にて構成されているため、例えば、図４に示すように、電柱ＰＬに張り巡らされて家屋Ｈ内に引き込まれた被測定光ファイバ２０も好適に測定することができる。

但し、装置本体３０と終端器１０とが必ずしも別体に構成されている必要はなく、用途に応じて装置本体３０と終端器１０とを一体としたり、装置本体３０内に測定用光ファイバ１１及びコネクタ１２を組み込んだ構成としてもよい。

（実施形態２）
図５は本実施形態２に係るＯＴＤＲ測定装置２の主要部の構成を表す図である。

本実施形態２に係るＯＴＤＲ測定装置２は、上記実施形態１に係るＯＴＤＲ測定装置１と装置本体３０の構成において共通し、終端器１０の構成のみ異なるものである。ここでは、上記実施形態１とは異なる終端器１０の構成について詳細に説明する。尚、本実施形態２の説明において、実質的に同じ機能を有する構成要素を実施形態１と共通の参照符号で説明し、説明を省略する。

本実施形態２では、終端器１０はコネクタ１２及び測定用光ファイバ１１に加えて、測定用光ファイバ１１と後方散乱光の強さが実質的に等しい（つまり、実質的に等しい歪みを有する）第２の測定用光ファイバ１３と、測定用光ファイバ１３の両端に取り付けられたコネクタ１４及び１５をさらに備えている。

本実施形態２では、光ファイバ４０の一方の端部が装置本体３０のコネクタ３８に挿入されて光ファイバ３９と接続される。そして、光ファイバ４０の他方の端部がコネクタ１５に挿入されて測定用光ファイバ１３に接続される。そして、コネクタ１４に被測定光ファイバ２０の一方の端部が挿入されて、測定用光ファイバ１３に接続される。被測定光ファイバ２０の他方の端部はコネクタ１２に挿入されて、測定用光ファイバ１１の端部１１ｂに接続される。このように、本実施形態２では、光源３２と被測定光ファイバ２０との間に測定用光ファイバ１３が設けられ、この測定用光ファイバ１３を介して光源３２から射出される光パルスが被測定光ファイバ２０に入射するように構成されている。

例えば、図１に示すようなＯＴＤＲ測定装置１においては、通常、被測定光ファイバ２０の入射側端部２０ａに接続されている光ファイバ３９と、測定用光ファイバ１１とが同一ロットの光ファイバで構成されていることは珍しく、被測定光ファイバ２０の前後に位置する測定用光ファイバ１１と光ファイバ３９とでは後方散乱光の強さ（測定用光ファイバ１１の有する歪み量と光ファイバ３９の有する歪み量と）が相互に異なる。

このため、測定される被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍは、被測定光ファイバ２０自体の損失Ｍ_２０と、被測定光ファイバ２０と光ファイバ３９との接続ポイントＡにおける接続損失Ｔ_Ａと、被測定光ファイバ２０の後方散乱光の強さと光ファイバ３９の後方散乱光の強さとの差Ｅ_Ａと、被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続ポイントＢにおける接続損失Ｔ_Ｂと、被測定光ファイバ２０の後方散乱光の強さと測定用光ファイバ１１の後方散乱光の強さとの差Ｅ_Ｂとの総和となる。すなわち、Ｍ＝Ｍ_２０＋Ｔ_Ａ＋Ｅ_Ａ＋Ｔ_Ｂ＋Ｅ_Ｂとなる。

それに対して、得ようとする被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失は、被測定光ファイバ２０自体の損失Ｍ_２０と、被測定光ファイバ２０と光ファイバ３９との接続ポイントＡにおける接続損失Ｔ_Ａと、被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続ポイントＢにおける接続損失Ｔ_Ｂとの総和である。つまり、Ｍ_２０＋Ｔ_Ａ＋Ｔ_Ｂである。

従って、得ようとする被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失と測定される被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍとでは、Ｅ_Ａ＋Ｅ_Ｂだけ相互に異なることとなる。ここで、Ｅ_Ａ＋Ｅ_Ｂが０または測定に無視できるほどの小さなものである場合は、被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失を正確に測定できることとなるが、上述のように、通常、光ファイバ３９と測定用光ファイバ１１とは異なるロットの光ファイバで構成され、相互に後方散乱光の強さが異なるものであるため、Ｅ_Ａ＋Ｅ_Ｂは０または測定に無視できるほどの小さなものとはならない。よって、実際の接続損失と測定される接続損失（見かけ上の接続損失）とが相互に異なるので、入射側端部２０ａから光パルスを入射させたときの測定結果のみからでは被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失を正確に測定ことが困難である。従って、光ファイバ３９と測定用光ファイバ１１とは異なるロットの光ファイバで構成され、相互に後方散乱光の強さが異なるものである場合は、通常、被測定光ファイバ２０の接続損失込みの光パワーの総損失は、被測定光ファイバ２０の両端２０ａ、２０ｂのそれぞれから光パルスを入射させて計２回のＯＴＤＲ測定を行い、２回の測定により得られた光パワーの総損失を平均することによって算出される。

それに対して、本実施形態２の構成によれば、被測定光ファイバ２０の入射側端部２０ａに接続される測定用光ファイバ１３と終端部２０ｂに接続される測定用光ファイバ１１との後方散乱光の強さが相互に実質的に等しいため、測定される接続損失が実際の接続損失と実質的に等しくなる。従って、ＯＴＤＲ測定装置２を用いることによって、どちらか一方の端部（例えば、端部２０ａ）から光パルスを入射させてＯＴＤＲ測定することにより容易に且つ比較的正確に被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失を求めることができる。以下、本実施形態２におけるＯＴＤＲ測定について、図６を参照しながらさらに詳細に説明する。

図６は実施形態２において表示部に表示される戻り光強度の波形を表すグラフである。尚、図６中の地点Ｄ乃至Ｈはそれぞれ図５中のＤ乃至Ｈに対応している。

測定される被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失は図６中のＭ_１で表される。測定される総損失Ｍ_１は、被測定光ファイバ２０自体の損失Ｍ_２０と、それ以外の被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１３との接続ポイントにおける損失Ｍ_Ｆ及び被測定光ファイバ２０と測定用光ファイバ１１との接続ポイントにおける損失Ｍ_Ｇを含む。ここで、損失Ｍ_Ｆは、接続損失Ｔ_Ｆと測定用光ファイバ１３の後方散乱光の強さと被測定光ファイバ２０の後方散乱光の強さとの差Ｅ_Ｆとの総和である。すなわち、Ｍ_Ｆ＝Ｔ_Ｆ＋Ｅ_Ｆという関係が成り立つ。同様に、損失Ｍ_Ｇは、接続損失Ｔ_Ｇと測定用光ファイバ１３の後方散乱光の強さと被測定光ファイバ２０の後方散乱光の強さとの差Ｅ_Ｇとの総和であり、Ｍ_Ｇ＝Ｔ_Ｇ＋Ｅ_Ｇという関係が成り立つ。従って、被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍ_１は、Ｍ_２０＋Ｔ_Ｆ＋Ｅ_Ｆ＋Ｔ_Ｇ＋Ｅ_Ｇで表される。

ここで、被測定光ファイバ２０の前後に接続された、測定用光ファイバ１１と測定用光ファイバ１３とは、相互に後方散乱光の強さが実質的に等しいものであるため、Ｅ_Ｆ＝−Ｅ_Ｇ、すなわち、Ｅ_Ｆ＋Ｅ_Ｇ＝０という関係が成り立つ。このため、測定される被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍ_１は、Ｍ_２０＋Ｔ_Ｆ＋Ｔ_Ｇとなるため、得ようとする被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失と合致する。従って、正確な被測定光ファイバ２０の光パワーの総損失の値が得られる。

例えば、測定用光ファイバ１３の有する後方散乱光の強さよりも測定用光ファイバ１１の有する後方散乱光の強さの方が弱い（散乱が小さい）場合は、図６の点線に示すように、測定用光ファイバ１１に対応するスペクトル部分Ｇ−Ｈのレベルが後方散乱光の差分だけ小さく測定される。従って、測定される被測定ファイバ２０の光パワーの総損失はＭ_２となり、実際の被測定ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍ_１よりも大きくなってしまう。逆に、測定用光ファイバ１３の有する後方散乱光の強さよりも測定用光ファイバ１１の有する後方散乱光の強さの方が強い（散乱が大きい）場合は、測定用光ファイバ１１に対応するスペクトル部分Ｇ−Ｈのレベルが後方散乱光の差分だけ大きく測定される。従って、測定される被測定ファイバ２０の光パワーの総損失は実際の被測定ファイバ２０の光パワーの総損失Ｍ_１よりも小さくなってしまう。その結果、被測定ファイバ２０の光パワーの総損失を正確に評価することが困難となる。

尚、測定用光ファイバ１３の長さは特に限定されるものではないが、測定用光ファイバ１３の長さは装置本体３０の分解能以上（例えば、装置本体３０の分解能が５ｃｍであれば５ｃｍ以上）であることが好ましく、分解能の２倍以上（例えば１０ｃｍ以上であることが好ましい）。さらには１ｍ以上、特には１０ｍ以上であることが好ましい。尚、測定用光ファイバ１３の長さは、測定精度等にもよるが、例えば５０ｍ、長くとも１００ｍ以下で十分である。尚、測定用光ファイバ１３が長い場合は、図５に示すように測定用光ファイバ１３を巻回して配置するようにしてもよい。また、測定用光ファイバ１１及び１３の両方を巻回して配置する場合には、測定用光ファイバ１１及び１３を所謂共巻きするようにしてもよい。そうすることにより、測定用光ファイバ１１及び１３の設置スペースをより小さくすることができ、より小型で持ち運びに都合がよい終端器１０を実現することができる。

また、「後方散乱光の強さが相互に実質的に等しい」場合は、必要とする測定精度によって異なる。すなわち、高い測定精度が必要な場合は、測定用光ファイバ１１の後方散乱光の強さと測定用光ファイバ１３の後方散乱光の強さとが相互に等しいものでなくてはならない一方、それほど高い測定精度が必要でない場合には、測定用光ファイバ１１の後方散乱光の強さと測定用光ファイバ１３の後方散乱光の強さとが厳密に相互に等しい必要は必ずしもない。例えば、１０％（好ましくは５％、さらには３％）程度の差があってもよい。

例えば、必要とする測定精度が非常に高い場合は、同じ製造ロットの光ファイバで測定用光ファイバ１１と測定用光ファイバ１３とを構成して、後方散乱光の強さを相互に等しくする必要がある。それほどの測定精度が必要でないような場合には、後方散乱光の強さが近似した光ファイバで測定用光ファイバ１１と測定用光ファイバ１３とを構成するようにしてもよい。

光ファイバの後方散乱光の強さは、直接的に評価してもよいが、後方散乱光の強さは光ファイバの歪みと相関するため、光ファイバの歪み量を評価することにより間接的にも評価することができる。光ファイバの歪み量は、例えば、ブリルアン散乱光を応用したＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｙ）測定によって測定することができる。詳細に、ＢＯＴＤＲ測定とは、光ファイバの一方の端部から光パルスを入射したときに発生するブリルアン散乱光を受光してその周波数分布を分析することによって光ファイバの持つ歪み量を連続的に測定するものである。

以上、本実施形態２に係るＯＴＤＲ測定装置２について説明してきたが、装置本体３０と終端器１０とは一体であってもよい。すなわち、測定用光ファイバ１１、１３が装置本体３０に組み込まれている構成であってもよい。また、本実施形態２では、測定用光ファイバ１１と測定用光ファイバ１３とが一体とされているが、例えば、測定用光ファイバ１３を終端器１０とは別体として設けてもよい。

また、測定用光ファイバ１１、１３を巻回して配置する場合、巻き芯を使用せずに測定用光ファイバ１１、１３を巻回して配置するようにすることが好ましい（所謂コアレスの巻き取りをすることが好ましい）。そうすることによって、巻回配置された測定用光ファイバ１１、１３に残存する巻き取りの残留張力を小さくすることができる。また、コアレスの巻き取りをする場合、巻回された測定用光ファイバ１１、１３を保護フィルムで被覆して巻回された光ファイバ１１、１３の形状が崩れないようにすることがより好ましい。

本発明に係るＯＴＤＲ測定装置は、光ファイバ終端近傍における破断等の好適な検出や光ファイバの光パワーの損失評価などが可能であるため、光ケーブル等の検査に有用である。

実施形態１に係るＯＴＤＲ測定装置１の主要部の構成を表す図である。 実施形態１において表示部に表示される戻り光強度の波形を表すグラフである。 終端器１０を接続せずにＯＴＤＲ測定を行った場合に得られる戻り光強度の波形を表すグラフである。 電柱ＰＬに張り巡らされて家屋Ｈ内に引き込まれた被測定光ファイバ２０のＯＴＤＲ測定を行う工程を表す図である。 実施形態２に係るＯＴＤＲ測定装置２の主要部の構成を表す図である。 実施形態２において表示部に表示される戻り光強度の波形を表すグラフである。

符号の説明

１、２ ＯＴＤＲ測定装置
１０ 終端器
１１、１３ 測定用光ファイバ
２０ 被測定光ファイバ
３０ 装置本体
３１ パルス発生器
３２ 光源
３３ 方向性結合器
３４ 受光器
３５ 増幅器
３６ 信号処理装置
３７ 表示・記録装置
３９、４０ 光ファイバ

Claims (8)

1. 被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、該被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定装置であって、
   被測定光ファイバの他方の端部に接続される測定用光ファイバを有する終端器を備えていることを特徴とするＯＴＤＲ測定装置。
2. 請求項１に記載されたＯＴＤＲ測定装置において、
   上記終端器は、上記被測定光ファイバの一方の端部に接続され、上記測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しい更なる測定用光ファイバを備え、上記光パルスが該更なる測定用光ファイバを介して上記被測定光ファイバに入射するように構成されていることを特徴とするＯＴＤＲ測定装置。
3. 請求項１に記載されたＯＴＤＲ測定装置において、
   上記測定用光ファイバの非接続側端部には反射抑制処理が施されていることを特徴とするＯＴＤＲ測定装置。
4. 被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、該被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定に用いられる終端器であって、
   被測定光ファイバの他方の端部に接続される測定用光ファイバを備えていることを特徴とする終端器。
5. 請求項４に記載された終端器において、
   一方の端部が上記被測定光ファイバの一方の端部に接続され、上記光パルスを該被測定光ファイバの一方の端部に対して該光パルスを射出する更なる測定用光ファイバを備えており、該更なる測定用光ファイバは、上記測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しいものであることを特徴とする終端器。
6. 請求項４に記載された終端器において、
   上記測定用光ファイバの非接続側端部には反射抑制処理が施されていることを特徴とする終端器。
7. 被測定光ファイバの一方の端部から光パルスを入射し、該被測定光ファイバの一方の端部へ戻る光を測定するＯＴＤＲ測定方法であって、
   被測定光ファイバの他方の端部に測定用光ファイバを接続した状態で行うことを特徴とするＯＴＤＲ測定方法。
8. 請求項７に記載されたＯＴＤＲ測定方法において、
   上記被測定光ファイバの一方の端部に、上記測定用光ファイバと後方散乱光の強さが実質的に等しい更なる測定用光ファイバを接続し、該更なる測定用光ファイバを介して上記被測定光ファイバに光パルスを入射させることを特徴とするＯＴＤＲ測定方法。

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