JP2013113890A - Optical fiber coupling device and optical fiber coupling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば光ファイバケーブルによる通信網の建設・保守に使用される光心線対照器、光パルス試験器あるいは光通信器、サービス切替技術に用いられ、光ファイバの側面から信号光を入出射させる光ファイバカプリング装置及び光ファイバカプリング方法に関する。 The present invention is used, for example, in an optical core contrast device, optical pulse tester or optical communication device, and service switching technology used for construction and maintenance of a communication network using an optical fiber cable, and receives signal light from the side of the optical fiber. The present invention relates to an optical fiber coupling device and an optical fiber coupling method.
光ファイバケーブルによる通信網の建設や保守を行うにあたり、作業現場において、ケーブル内、あるいはユーザ宅の光ファイバにおける心線を識別する必要性が生じる。この作業は心線対照と呼ばれている。
従来の心線対照作業では、一般的に、対照を必要とする光線路(光ファイバ)に対し、曲げ装置を用いて曲げを与える。この状態で、その光線路の上部側に設置した心線対照用光源から出射される信号光を、光カプラを介して光線路に入射し、その光線路の曲げ部分側面から信号光を放射させ、これを受光器で検出して目的とする心線を特定する手法が用いられている(非特許文献1)。また、心線対照用光源を光パルス試験器に置き換えることによって、光カプラを介して光線路の品質検査や故障位置探査を実行している。
In the construction and maintenance of a communication network using optical fiber cables, there is a need to identify the core wire in the cable or the optical fiber at the user's house at the work site. This operation is called cord contrast.
In a conventional core wire contrast operation, generally, a bending device is used to bend an optical line (optical fiber) that requires contrast. In this state, the signal light emitted from the light source for controlling the optical fiber installed on the upper side of the optical line is incident on the optical line through the optical coupler, and the signal light is emitted from the side surface of the bent portion of the optical line. A method is used in which this is detected by a light receiver to identify a target core wire (Non-Patent Document 1). In addition, by replacing the light source for contrast control with an optical pulse tester, the quality inspection of the optical line and the fault location search are performed via the optical coupler.
ところで、近年では、光アクセス網において、通信を継続した状態で信号光を迂回ルートに切り替える「無瞬断切り替え技術」が検討されている。ここでの課題は、実線路設備において、通信線路を二重化し迂回ルートに切り替える場合に、線路(光ファイバ)の区間の両端に「2入力、N出力」の光分岐器が設置されていなければ実現することができないことにある。そこで、線路設備の任意の場所において、光ファイバの側面から光を入射する装置が開発されている。 By the way, in recent years, in the optical access network, “non-instantaneous switching technology” for switching the signal light to the detour route in a state where communication is continued has been studied. The problem here is that in a real line facility, when duplexing a communication line and switching to a detour route, there is no “two-input, N-output” optical branching device installed at both ends of the section of the line (optical fiber). It cannot be realized. In view of this, an apparatus for injecting light from the side surface of an optical fiber has been developed at an arbitrary location of a line facility.
しかしながら、従来の技術では、通信用光ファイバと入射用光ファイバとを最適な位置に配置し保持するための機構が備わっていない。このため、十分な結合効率(入射効率)を得ることは極めて困難であった。特に、光ファイバ側面からの光入射を行う場合に、光ファイバのコアとの結合において入射光、出射光が拡散するため、結合効率が大幅に下がってしまうという問題があり、実用化には至っていなかった。 However, the conventional technology does not include a mechanism for arranging and holding the communication optical fiber and the incident optical fiber at the optimum positions. For this reason, it has been extremely difficult to obtain sufficient coupling efficiency (incidence efficiency). In particular, when light is incident from the side of the optical fiber, incident light and outgoing light are diffused in the coupling with the core of the optical fiber, so that there is a problem that the coupling efficiency is greatly reduced, leading to practical use. It wasn't.
以上述べたように、従来の光入出射技術では、光ファイバのコアに結合するまでに入射光および出射光の拡散によって、結合効率が大幅に低下してしまうという問題があった。
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、光ファイバ側面から信号光を効率よく入出射させることのできるローカル信号光ファイバカプリング装置及びローカル信号光ファイバカプリング方法を提供することにある。
最適な入射位置や入射角度からのずれ、あるいは光ファイバのモードフィールド径と入射光や出射光のビーム径の違いによって、結合効率が大幅に低下してしまうという問題があった。
As described above, in the conventional light incident / exit technology, there is a problem that the coupling efficiency is greatly reduced due to the diffusion of incident light and outgoing light before being coupled to the core of the optical fiber.
The present invention has been made paying attention to the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide a local signal optical fiber coupling device and a local signal optical fiber coupling that can efficiently input and output signal light from the side surface of the optical fiber. It is to provide a method.
There has been a problem that the coupling efficiency is greatly reduced due to a deviation from the optimum incident position and angle, or a difference between the mode field diameter of the optical fiber and the beam diameter of the incident light and outgoing light.
本発明は、上記の事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、光ファイバ側面から信号光を効率よく入出射させることのできる光ファイバカプリング装置及び光ファイバカプリング方法を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above-described circumstances, and an object thereof is to provide an optical fiber coupling device and an optical fiber coupling method capable of efficiently entering and exiting signal light from the side surface of the optical fiber. There is.
本発明に係る光ファイバカプリング装置は以下のような態様の構成とする。
(1)第一の光ファイバの任意の箇所を所定の曲率半径で曲げて保持する第一の保持手段と、第二の光ファイバを所定の位置に保持する第二の保持手段と、前記第二の光ファイバから所定の角度で前記第一の光ファイバの側面上に向けて信号光を出射するように調整する調整手段とを備え、前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径とし、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置とし、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆から出射する角度とする光ファイバカプリング装置であって、前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に前記第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率である光硬化性樹脂を充填してなる充填手段と、前記光硬化性樹脂を硬化させるための特定波長の光源の光を前記第二の光ファイバに伝搬させ、前記特定波長の光源の光を前記光硬化性樹脂に照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させ光導波路を自己形成する自己形成光導波路手段とを具備する態様とする。
The optical fiber coupling device according to the present invention has the following configuration.
(1) a first holding means for bending and holding an arbitrary portion of the first optical fiber with a predetermined radius of curvature; a second holding means for holding the second optical fiber at a predetermined position; Adjusting means for emitting signal light from the second optical fiber at a predetermined angle toward the side surface of the first optical fiber, and the predetermined radius of curvature of the second optical fiber The signal light transmitted from the end surface is a side surface of the outermost coating of the first optical fiber, the outermost coating and cladding of the first optical fiber, or any of the cladding and core surfaces of the first optical fiber. The predetermined radius is a radius of curvature that is incident on the core of the first optical fiber without being totally reflected, and the predetermined position is that the signal light that has propagated in a single mode in the linear region of the first optical fiber is the first radius. On the side of the outermost coating of one optical fiber. The predetermined angle is light that propagates through the first optical fiber and is an angle at which the signal light that reaches the predetermined position is emitted from the outermost coating of the first optical fiber. A fiber coupling device, which is cured by irradiation with light of a specific wavelength between a side surface of the first optical fiber and an end surface of the second optical fiber, and is outermost of the first optical fiber after curing. Filling means formed by filling a photocurable resin having a refractive index equal to the refractive index of the coating, and propagating light from a light source having a specific wavelength for curing the photocurable resin to the second optical fiber, The light-curing resin is irradiated with light from the light source having the specific wavelength, and the photo-curing resin is cured to form a self-forming optical waveguide unit that self-forms the optical waveguide.
(2)(1)の構成において、前記自己形成光導波路手段は、前記第一の光ファイバに光を伝搬させ、前記第一の光ファイバの曲げ部からの漏れ光を前記第二の光ファイバで受光した光強度を測定する光強度測定手段と、前記光源からの光の入射開始後に前記光強度測定手段により測定される光強度の変化量が、前記第一の光ファイバと前記第二の光ファイバの間で光導波路の形成に伴って減少する光出射装置の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したことにより、導波路の形成が完了したことを判断する判断手段とを備える態様とする。 (2) In the configuration of (1), the self-forming optical waveguide means propagates light to the first optical fiber, and leaks light from a bent portion of the first optical fiber to the second optical fiber. A light intensity measuring means for measuring the light intensity received at the light intensity change amount measured by the light intensity measuring means after the start of incidence of light from the light source, the first optical fiber and the second optical fiber; Judging means for judging that the formation of the waveguide is completed by reaching a predetermined amount of change in light intensity corresponding to the loss of the light emitting device that decreases with the formation of the optical waveguide between the optical fibers; It is set as the aspect provided.
また、本発明に係る光ファイバカプリング方法は以下のような態様の構成とする。
(3)第一の光ファイバを、その任意の箇所を所定の曲率半径で曲げて凸部を形成した状態で設置する光ファイバ設置手順と、前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の所定の位置に第二の光ファイバを保持する光ファイバ保持手順と、前記第一の光ファイバの曲げ部において前記第一の光ファイバのコアの中心を全て含む平面に入射部における前記第二の光ファイバのコア中心から照射される光線が含まれるように設置した第二の光ファイバの端面のコア中心を、前記所定の位置に、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面の法線方向を基準とした所定の角度の方向から近接させる光ファイバ近接手順と、前記第二の光ファイバの端面から送出される特定波長の信号光を、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面から前記第一の光ファイバのコアへ入射させる光入射手順とを備え、前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径とし、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置とし、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の境界面から出射する角度とする光ファイバカプリング方法であって、前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の前記所定の位置に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率である光硬化性樹脂を密着させる光硬化性樹脂密着手順と、前記光硬化性樹脂を硬化させるための特定波長の光源の光を前記第二の光ファイバを伝搬させ、前記特定波長の光源の光を前記光硬化性樹脂に照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させ光導波路を自己形成する自己形成光導波路手順とを具備する態様とする。
Moreover, the optical fiber coupling method according to the present invention has the following configuration.
(3) An optical fiber installation procedure in which the first optical fiber is installed in a state where a convex portion is formed by bending an arbitrary portion thereof with a predetermined curvature radius, and the first optical fiber is bent with a predetermined curvature radius in the optical fiber installation procedure. An optical fiber holding procedure for holding the second optical fiber at a predetermined position of the convex portion in the bending of the first optical fiber, and a core of the first optical fiber in the bending portion of the first optical fiber. The core center of the end face of the second optical fiber installed so that the light beam irradiated from the core center of the second optical fiber in the incident portion is included in the plane including all the centers is located at the predetermined position. An optical fiber approach procedure for approaching from a direction at a predetermined angle with respect to the normal direction of the side surface of the outermost coating of one optical fiber, and signal light of a specific wavelength transmitted from the end face of the second optical fiber. The first A light incident procedure for entering the core of the first optical fiber from the side surface of the outermost coating of the optical fiber, and the predetermined radius of curvature is the signal light transmitted from the end surface of the second optical fiber. The outermost coating side surface of the first optical fiber, the outermost coating and cladding of the first optical fiber, and the first optical fiber cladding and core without total reflection on any of the surfaces of the first optical fiber cladding and cladding. The radius of curvature is incident on the core of one optical fiber, and the predetermined position is the outermost coating of the first optical fiber on which the signal light that has propagated in a single mode through the linear region of the first optical fiber. And the predetermined angle propagates through the first optical fiber, and the signal light reaching the predetermined position is the boundary of the outermost coating of the first optical fiber. The angle of exit from the surface A fiber coupling method, wherein the first optical fiber bent at a predetermined curvature radius in the optical fiber installation procedure is cured by irradiation with light of a specific wavelength at the predetermined position of the convex portion in the bending. A photocurable resin adhesion procedure for making a photocurable resin having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber, and a light source of a specific wavelength for curing the photocurable resin. A self-forming optical waveguide procedure for propagating light through the second optical fiber, irradiating the photocurable resin with light of a light source of the specific wavelength, curing the photocurable resin, and self-forming an optical waveguide; It is set as the aspect to comprise.
(4)(3)の構成において、前記自己形成光導波路手順は、前記第一の光ファイバに光を伝搬させ、前記第一の光ファイバの曲げ部からの漏れ光を前記第二の光ファイバで受光した光強度を測定し、前記光源からの光の入射開始後に測定される光強度の変化量が、前記第一の光ファイバと前記第二の光ファイバの間で光導波路の形成に伴って減少する光出射装置の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したことにより、導波路の形成が完了したことを判断する態様とする。 (4) In the configuration of (3), the self-forming optical waveguide procedure propagates light to the first optical fiber, and leaks light from a bent portion of the first optical fiber to the second optical fiber. The intensity of the light received by the light source is measured, and the amount of change in the light intensity measured after the start of light incidence from the light source is accompanied by the formation of the optical waveguide between the first optical fiber and the second optical fiber. In this aspect, it is determined that the formation of the waveguide is completed when a predetermined amount of change in light intensity corresponding to the loss of the light emitting device that decreases is reached.
本発明に係る光ファイバカプリング装置では、所定の曲率半径で第一の光ファイバを曲げ、所定の位置へ所定の角度から信号光を入射し、前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に前記第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率である光硬化性樹脂を充填させる。前記光硬化性樹脂は、前記第一の光ファイバの側面のマイクロメートルオーダ以下の凹凸を隙間なく埋めることで、第一の光ファイバの側面すなわち最外被覆の表面粗さによって引き起こされる信号光の散乱や乱回折を防止することができる。 In the optical fiber coupling device according to the present invention, the first optical fiber is bent with a predetermined radius of curvature, signal light is incident on a predetermined position from a predetermined angle, and the side surface of the first optical fiber and the second optical fiber are incident. It hardens | cures by irradiation of the light of a specific wavelength between the end surfaces of an optical fiber, and is filled with the photocurable resin which is a refractive index equal to the refractive index of outermost coating of said 1st optical fiber after hardening. The photo-curing resin fills unevenness of micrometer order or less on the side surface of the first optical fiber without gaps, and thereby the signal light caused by the surface roughness of the side surface of the first optical fiber, that is, the outermost coating. Scattering and random diffraction can be prevented.
信号光を密着させた光硬化性樹脂から前記第一の光ファイバの最外被覆に効率よく透過し、その後、最外被覆からクラッドへ、クラッドからコアへともっとも短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、前記第一の光ファイバのコアに信号光をシングルモードで伝搬させることができる。よって、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、信号光を効率よく入射させることができる。 Efficiently transmits the signal light from the light-curing resin that adheres to the outermost coating of the first optical fiber, and then the shortest optical path from the outermost coating to the cladding and from the cladding to the core, and total reflection And the signal light can be propagated in a single mode to the core of the first optical fiber. Therefore, the signal light can be efficiently incident on the core of the first optical fiber from the side surface of the first optical fiber.
前記光硬化性樹脂は、光が照射された部分が硬化するとともにその屈折率が上昇するため、この硬化部分(樹脂コア部)が光の閉じ込め機能を有する導波路(構造)を構成する。この導波路は光の照射中に連続的に形成され、長手方向に成長するため、前記第二の光ファイバからの入射光の拡散を防ぐことが可能となり、前記第一の光ファイバの曲げ部からの漏洩光の拡散を防ぐことが可能となる。 In the photocurable resin, a portion irradiated with light is cured and the refractive index thereof is increased, so that the cured portion (resin core portion) constitutes a waveguide (structure) having a light confinement function. Since this waveguide is continuously formed during light irradiation and grows in the longitudinal direction, it is possible to prevent diffusion of incident light from the second optical fiber, and the bent portion of the first optical fiber. It is possible to prevent diffusion of leaked light from
本発明によれば、第一の光ファイバの側面から第一の光ファイバのコアに、第二の光ファイバの出射した信号光を効率よく入射させることができる。これによって、作業現場において簡便に、かつ、線路設備に比較的制約されることなく心線対照や光パルス試験及び光通話、サービス切り替えが可能となる。 According to the present invention, the signal light emitted from the second optical fiber can be efficiently incident on the core of the first optical fiber from the side surface of the first optical fiber. As a result, it is possible to easily perform the contrast control, the optical pulse test, the optical call, and the service switching at the work site without being relatively restricted by the line equipment.
以上のように、本発明によれば、光ファイバ側面から信号光を効率よく入出射させることのできる光ファイバカプリング装置及び光ファイバカプリング方法を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical fiber coupling device and an optical fiber coupling method that can efficiently input and output signal light from the side surface of the optical fiber.
添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態は本発明の構成の例であり、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
本発明の光入射方法を光通信システムの無瞬断切り替えに適用した例について説明する。図1は、本実施形態に係る光ファイバカプリング方法を無瞬断切り替えに適用した光通信システムを示す概略構成図である。図1において、1は所内装置、2A及び2Bは光遮断フィルタ、3は光カプラ、4Aは第一の光線路(第一の光ファイバ)、4Bは第二の光線路(第二の光ファイバ)、4Cは新設光線路(第三の光ファイバ)、5は所外装置、6は光入出力ポート、7は無瞬断切替用光源、8は無瞬断切替装置、9は光入出射装置(光ファイバカプリング装置)を示す。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The embodiment described below is an example of the configuration of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment.
An example in which the light incident method of the present invention is applied to uninterrupted switching in an optical communication system will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating an optical communication system in which the optical fiber coupling method according to the present embodiment is applied to uninterrupted switching. In FIG. 1, 1 is an in-house device, 2A and 2B are optical blocking filters, 3 is an optical coupler, 4A is a first optical line (first optical fiber), and 4B is a second optical line (second optical fiber). ) 4C is a new optical line (third optical fiber), 5 is an external device, 6 is an optical input / output port, 7 is a light source for uninterruptible switching, 8 is an uninterruptible switching device, and 9 is light incident / exit 1 shows a device (optical fiber coupling device).
図1に示すシステムでは、第一の光線路4Aの上部側端に光カプラ3が設置され、下部側端に光入射装置9が設置される。所内装置1から出射された信号光は、光遮断フィルタ2A、光カプラ3を介して第一の光線路4Aに入射され、その出力光は光入射装置9、光遮断フィルタ2Bを介して所外装置5に送られる。
In the system shown in FIG. 1, the
上記光カプラ3は、入出力ポート6を介して無瞬断切替用光源7から送出されるパルス光L1を入射し、このパルス光L1を第一の光線路4Aに送出される信号光に光結合する。パルス光L1が結合された信号光の一部は無瞬断切替装置8を介して第二の光線路4Bに入射され、その出射光は光入射装置9に送られる。
The
ここで、無瞬断切替装置8では、詳細は図示しないが、まず、無瞬断切替用光源7から出射されたパルス光L1を用いて、第二の光線路4Bの光路長を、第一の光線路4Aとの光路長差に基づいてビット符号が一致するように調整する。次に、光遮断機構(図示せず)を用いて第一の光線路4Aの信号光を遮断し、その信号光の経路を第一の光線路4Aから第二の光線路4Bに移し替える。続いて、無瞬断切替用光源7から出射されたパルス光L1を用いて、第二の光線路4Bと新設光線路4Cとの光路長差に基づいて双方の光路長が一致するように制御し、第2の光線路4Bと新設光線路4Cを通過する信号光のビット符号が一致するように制御し、光遮断機構(図示せず)を用いて第二の光線路4Bの信号光を遮断し、信号光の経路を第二の光線路4Bから新設光線路4Cに移し替える。
Here, in the
図2は、上記無瞬断切替方法に用いた光入射装置9の一例である。図2において、4Bは第二の光線路(第一の光ファイバ)、L2は信号光(パルス光L1を含む)、13は光硬化性樹脂(屈折率整合部材)、14は入射用光ファイバ(第二の光線路4Bの延長)、ρは光線路4Aの曲げ部における曲率半径、ζ3は光線路4Aの側面への信号光L2の入射角すなわち所定の角度である。
FIG. 2 is an example of the
また、図3は光線路4Aの素線が曲げられた凸部の拡大図である。図3において、4Aは光線路(第一の光ファイバ)、13は光硬化性樹脂、14は入射用光ファイバ(第二の光線路の延長)、19は光線路4Aの最外被覆、20は光線路4Aのクラッド、21は光線路4Aのコアを示す。また、A点は入出射用光ファイバ14から出射される光線における光硬化性樹脂13と最外被覆19との境界点であり、B点は光線における最外被覆19とクラッド20との境界点、C点は光線におけるクラッド20とコア21との境界点を示す。x1はコア21の半径を示す。x2はクラッド20の半径を示す。x3は最外被覆19の半径を示す。
FIG. 3 is an enlarged view of a convex portion where the strand of the optical line 4A is bent. In FIG. 3, 4A is an optical line (first optical fiber), 13 is a photocurable resin, 14 is an incident optical fiber (extension of the second optical line), 19 is an outermost coating of the optical line 4A, 20 Indicates the cladding of the optical line 4A, and 21 indicates the core of the optical line 4A. Point A is a boundary point between the
図3では、コア21、クラッド20、最外被覆19の外径を各々2x1、2x2、2x3と示した。また、光線路4Aの曲率半径(光線路4Aの素線の曲率中心からコア中心までの距離)をρ、A点、B点及びC点での信号光L2の入射角を各々ζ3、ζ2、ζ1とした。A点、B点及びC点での信号光L2の屈折角を各々ψ3、ψ2、ψ1とした。また、光線路4AのD点からC点まで、C点からB点まで、B点からA点までの各方向変化角を各々、δ1、δ2、δ3とした。また、コア21でのシングルモード伝搬角をθ0、コア21、クラッド20、最外被覆19、光硬化性樹脂13の屈折率を各々n1、n2、n3、n4とした。
In Figure 3, the core 21, cladding 20, shown with each 2x 1,
すなわち、図2に示す光入射装置9は、光線路4Aを所定の曲率半径ρで曲げられた状態で保持することで、図3に示すような凸部を形成する。光線路4Aが曲がり始めるまでのE部分は入射された信号光L2が多モード変換や損失を受けないように直線状であることが好ましい。
That is, the
上記光入射装置9は、入射用光ファイバ14を保持し、入射用光ファイバ14は所定の角度(図3に示すζ3)から光線路4Aの側面上の所定の位置(図3のA点)に向けて信号光L2を出射する。例えば、所定の曲率半径ρで曲げられた光線路4Aを保持するための機構として、円柱体に曲げ半径が一定となるようにV溝を刻み、光線路4AをV溝に沿わせ、光線路4Aの曲げ部の両端から一定の張力を印加する機構などがある。所定の角度については後述する。
The
光線路4A及び入射用光ファイバ14の光軸の軸ずれを防止するため、光線路4Aの曲げ部において、光線路4Aのコアの中心を全て含む平面に、入射部における入射用光ファイバ14の中心を結ぶ直線が含まれるように光線路4Aと入射用光ファイバ14を保持することが好ましい。 In order to prevent axial misalignment of the optical line 4A and the incident optical fiber 14, the bent portion of the optical line 4A has a plane including all the centers of the cores of the optical line 4A in the bent portion of the incident optical fiber 14 at the incident portion. It is preferable to hold the optical line 4A and the incident optical fiber 14 so that a straight line connecting the centers is included.
また、光線路4Aの側面と入射用光ファイバ14の端面との間に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に前記第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率の光硬化性樹脂13を充填させることが好ましい。なぜなら、光線路4Aの表面の粗さによって引き起こされる信号光L2の散乱や乱回折を防止するためである。その硬化後の光硬化性樹脂13は、光線路4Aの側面のマイクロメートルオーダ以下の凹凸を隙間なく埋めることが好ましい。
Further, the resin is cured by irradiation with light of a specific wavelength between the side surface of the optical line 4A and the end surface of the incident optical fiber 14, and has a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber after curing. It is preferable to fill the
光線路4Aの側面と入射用光ファイバ14の端面との間に光硬化性樹脂13を充填させるための機構(図示せず)としては、例えば、光硬化性樹脂13がゲル状であれば、光線路4の側面と入射用光ファイバ14の端面との間を囲むように柵又は溝を形成しておくとよい。あるいは、光硬化性樹脂13自身が持つ表面張力によって留めておくようにしてもよい。
As a mechanism (not shown) for filling the
本実施形態に係る光入射方法は、(S1)光入射装置設置手順、(S2)光硬化性樹脂密着手順、(S3)光ファイバ近接手順、(S4)自己形成光導波路手順、(S5)光入射手順を順に行う。
(S1)光入射装置設置手順では、所定の曲率半径(図3に示すρ)で保持しつつ光線路4Aを設置する。
(S2)屈折率整合部材密着手順では、所定の曲率半径(図3に示すρ)で曲げられた光線路4Aの曲げにおける凸部の所定の位置(図3に示すA点)に、光線路4の最外被覆の屈折率と等しい屈折率の屈折率整合部材13を密着させる。これによって光線路4Aの側面すなわち最外被覆の表面粗さによって引き起こされる信号光L2の散乱や乱回折を防止することができる。
(S3)光ファイバ近接手順では、所定の曲率半径(図3に示すρ)で曲げられた光線路4Aの最外被覆の側面に、入射用光ファイバ14の端面を、当該A点の法線方向に対する所定の角度(図3に示すζ3)で近接させる。
The light incident method according to this embodiment includes (S1) a light incident device installation procedure, (S2) a photocurable resin adhesion procedure, (S3) an optical fiber proximity procedure, (S4) a self-forming optical waveguide procedure, and (S5) light. The incident procedure is performed in order.
(S1) In the light incident device installation procedure, the optical line 4A is installed while being held at a predetermined radius of curvature (ρ shown in FIG. 3).
(S2) In the refractive index matching member contact procedure, the optical line is placed at a predetermined position (point A shown in FIG. 3) of the convex portion in the bending of the optical line 4A bent at a predetermined radius of curvature (ρ shown in FIG. 3). The refractive
(S3) In the optical fiber proximity procedure, the end surface of the incident optical fiber 14 is placed on the side surface of the outermost coating of the optical line 4A bent at a predetermined radius of curvature (ρ shown in FIG. 3), and the normal of the point A It is made to approach at a predetermined angle (ζ 3 shown in FIG. 3 ) with respect to the direction.
ここで、光ファイバ近接手順(S3)において、実験的に最も効率のよい所定の位置及び所定の角度を、3軸ステージを用いて探索する手順を、図3を用いて説明する。
まず、大まかに所定の位置及び所定の角度で入射用光ファイバ14を突き合せた後、実験的にはもっとも入射率の減少に影響がある高さ方向のz軸の微調整を行い、その後、x軸方向の微調整を行い、現在のy軸の値で最も効率のよい所定の位置及び所定の角度の計測を行う。その後、y軸を微動させ、高さ方向の微調整を行いながらx軸の微調整を行う手順を繰返し、最も効率のよい所定の位置及び所定の角度の探索を行う。x軸は入射用光ファイバ14から照射される光線方向とする。
Here, a procedure for searching for a predetermined position and a predetermined angle that are experimentally most efficient in the optical fiber approach procedure (S3) using the three-axis stage will be described with reference to FIG.
First, the optical fiber for incidence 14 is roughly abutted at a predetermined position and a predetermined angle, and then, experimentally, fine adjustment of the z-axis in the height direction that most affects the decrease in incidence rate is performed, and then Fine adjustment in the x-axis direction is performed, and a predetermined position and a predetermined angle that are most efficient with the current y-axis value are measured. Thereafter, the procedure for finely moving the y-axis and finely adjusting the x-axis while performing fine adjustment in the height direction is repeated to search for the most efficient predetermined position and predetermined angle. The x-axis is the direction of light emitted from the incident optical fiber 14.
実験的に最も効率のよい所定の位置及び所定の角度を3軸ステージを用いて探索する手順は、コンピュータ制御で3軸の自動ステージを制御することよって、自動的に最も効率のよい所定の位置及び所定の角度を探索することができる。
(S4)自己形成光導波路手順では、光硬化性樹脂13を硬化させるための特定波長の光源の光を入射用光ファイバ14に伝搬させ、入射用光ファイバ14の端面から前記特定波長の光源の光を光硬化性樹脂13に照射し、光硬化性樹脂13を硬化させ光導波路を自己形成させる。このとき、光硬化性樹脂13では、光が照射された部分が硬化するとともにその屈折率が上昇するため、この硬化部分(樹脂コア部)が光の閉じ込め機能を有する導波路(構造)を構成する。この導波路は光の照射中に連続的に形成され、長手方向に成長するため、入射用光ファイバ14からの入射光の拡散を防ぐことが可能となり、第一の光線路4Aの曲げ部からの漏洩光の拡散を防ぐことが可能となる。
The procedure for searching for the most efficient predetermined position and predetermined angle using the three-axis stage experimentally is controlled automatically by controlling the three-axis automatic stage by computer control. And a predetermined angle can be searched.
(S4) In the self-forming optical waveguide procedure, the light of the specific wavelength light source for curing the
(S5)光入射手順では、入射用光ファイバ14の端面から送出された信号光L2を、光線路4Aの最外被覆19の側面から光線路4Aのコア21へ入射させる。このとき、光入射装置9は、光線路4Aの曲げ部において、光線路4Aのコア21の中心を全て含む平面に入射部における入射用光ファイバ14の中心を結ぶ直線が含まれるように、光線路4Aと入射用光ファイバ14を接近できるようにしておく。この場合、光線路4Aのコア21へ向けて、信号光L2を所定の位置に安定して入射させることが好ましい。
(S5) In the light incident procedure, the signal light L2 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14 is incident on the core 21 of the optical line 4A from the side surface of the outermost coating 19 of the optical line 4A. At this time, the
本実施形態に係る光入射装置9では、入射用光ファイバ14の端面から出射された信号光L2がコア21に入射されるまでのビーム径の広がりを、入射用光ファイバ14の端面から光線路4Aまでの間を光硬化性樹脂13で光導波路を形成することで抑えることにより、入射率を高めることができる。また、光出射技術については入射用光ファイバ14にコア径が大きく、高い開口数をもつ光ファイバを使用することが好ましい。また、光入射技術については入射用光ファイバ14にコア径が小さく、低い開口数をもつ光ファイバを使用することが好ましい。
In the
また、光出射技術と光入射技術の効率を両立するには、入射用光ファイバ14のコア径が大きく、入射用光ファイバ14から出射された信号光L2のビーム径が所定の距離で光線路4Aのコア径と等しいあるいは小さいことが好ましい。
前記自己形成光導波路手順S4は、前記第一の光線路4Aに光を伝搬させ、前記第一の光線路4Aの曲げ部からの漏れ光を前記第二の光線路4Bで受光した光強度を光パワーメータで測定し、前記光源7からの光の入射開始後に光パワーメータにより測定される光強度の変化量が、第一の光線路4Aと第二の光線路4Bの間で光導波路の形成に伴って減少する光入射装置9の損失に対応する所定の光強度の変化量に到達したか否かより、導波路の形成完了の可否を判断することが好ましい。所定の光強度の変化量とは、事前に測定した自己形成導波路が硬化した後の結合効率と自己形成導波路が硬化する前の結合効率の差分とする。
In order to achieve both efficiency of the light emitting technique and the light incident technique, the core diameter of the incident optical fiber 14 is large, and the beam diameter of the signal light L2 emitted from the incident optical fiber 14 is an optical line at a predetermined distance. It is preferably equal to or smaller than the core diameter of 4A.
In the self-forming optical waveguide procedure S4, light is propagated to the first optical line 4A, and the light intensity received from the bent portion of the first optical line 4A is received by the second optical line 4B. The amount of change in light intensity measured by the optical power meter and measured by the optical power meter after the start of the incidence of light from the light source 7 is between the first optical line 4A and the second optical line 4B. It is preferable to determine whether or not the formation of the waveguide is completed based on whether or not a predetermined amount of change in light intensity corresponding to the loss of the
図3では、所定の曲率半径ρで曲げられた光線路4の側面に対して、入射用光ファイバ14から信号光L2を入射する際の各層の境界面での透過(屈折)と反射の様子を光線学的に示している。
図3において、入射用光ファイバ14からのビームの中心が通るパスを見ると、ビームの中心は光エネルギーが最も集中しており、ビームの中心で光線の軌跡を代表している。所定の曲率半径ρは、(1)式を用いて算出される入射角ζ3、ζ2、ζ1がいずれもπ/2より小さくなる必要がある。
In FIG. 3, the state of transmission (refraction) and reflection at the boundary surface of each layer when the signal light L2 is incident from the incident optical fiber 14 on the side surface of the
In FIG. 3, when the path through which the center of the beam from the incident optical fiber 14 passes is observed, the light energy is most concentrated at the center of the beam, and the locus of the light beam is representative at the center of the beam. With respect to the predetermined radius of curvature ρ, the incident angles ζ 3 , ζ 2 , and ζ 1 calculated using the equation (1) need to be smaller than π / 2.
所定の位置A点は、光線路4の最外被覆19の側面における、(2)式、(3)式及び(4)式を用いて算出される方向変化角δ1、δ2及びδ3の総和(δ1+δ2+δ3)の角度上の位置である。
The predetermined position A points are the direction change angles δ 1 , δ 2, and δ 3 calculated using the equations (2), (3), and (4) on the side surface of the outermost coating 19 of the
密着させた光硬化性樹脂13からの最外被覆19に効率よく透過し、その後、最外被覆19からクラッド20へ、クラッド20からコア21へと最も短い光路で、かつ、全反射することなく入射させ、かつ、コア21に入射用光ファイバ14からの信号光8をシングルモードで伝搬させることができる。
It efficiently transmits to the outermost coating 19 from the
光線路4Aの側面より入射された光がコア21内をシングルモードで伝搬するということは、光線学上、光の可逆性を考えれば、シングルモードで伝搬してきた光が、ある曲がり部分においてコア21からクラッド20へ、クラッド20から最外被覆19へ、さらに最外被覆から光硬化性樹脂13へと放射される経路と全く同じである。したがって、コア21から曲げ部分に放射されていく経路を考察することで、所定の位置や所定の角度、所定の距離の根拠を説明することができる。
The fact that the light incident from the side surface of the optical line 4A propagates in the core 21 in the single mode means that the light propagating in the single mode is in the core at a certain bent portion in consideration of the reversibility of light. The path radiated from 21 to the clad 20, from the clad 20 to the outermost coating 19, and from the outermost coating to the
図3を用いて上述の説明による根拠に従うと、直線領域E部分のコア21内をシングルモード(伝搬角θ0)で反射してきた信号光L2は、光線路4Aの曲がり始めた位置のコア21とクラッド20との境界で屈折し、C点へ角度ψ1で入射する。角度ψ1はπ/2よりも小さくなっており、信号光L2はクラッド20へ角度ζ1で入射する。クラッド20へ入射した信号光L2はB点へ角度ψ2で入射する。角度ψ2はπ/2よりも小さくなっており、信号光L2は最外被覆19へ角度ζ2で入射する。最外被覆19へ入射した信号光L2はA点へ角度ψ3で入射する。角度ψ3はπ/2よりも小さくなっており、信号光L2は屈折率整合部材である光硬化性樹脂13へ角度ζ3で入射する。
According to the grounds described above with reference to FIG. 3, the signal light L2 reflected in the single-mode (propagation angle θ 0 ) inside the core 21 in the straight region E is the core 21 at the position where the optical line 4A starts to bend. And refracted at the boundary between the clad 20 and the light incident on the point C at an angle ψ 1 . The angle ψ 1 is smaller than π / 2, and the signal light L2 enters the clad 20 at an angle ζ 1 . Signal light L2 incident on the clad 20 is incident at an angle [psi 2 to point B. The angle ψ 2 is smaller than π / 2, and the signal light L 2 enters the outermost coating 19 at an angle ζ 2 . Signal light L2 incident to the outermost coating 19 is incident at an angle [psi 3 to point A. Angle [psi 3 is smaller than [pi / 2, the signal light L2 is incident at an angle zeta 3 to the light
曲がりによってコア21、クラッド20、最外被覆19及び光硬化性樹脂13の各境界面(C点、B点、A点)で臨界角を超えると、その一部がコア21からクラッド20へ、クラッド20から最外被覆19へ、最外被覆19から光硬化性樹脂13へと透過される。最終的には、この光硬化性樹脂13の中の放射光路の屈折角が、側面入射における入射角ζ3(図2参照)と同じになる。ただし、伝搬角θ0は、開口数に応じてある許容された角度Δθを有することから、入射角ζ3においてもΔζ3分の変動を許すことになる。
When the critical angle is exceeded at each boundary surface (C point, B point, A point) of the core 21, the clad 20, the outermost coating 19, and the
上記より、所定の位置A点は、光線路4Aの直線部分E部分をシングルモードで伝搬してきた信号光L2が、光線路4Aの最外被覆19の側面に最初に到達する位置として計算によって特定することができる。また、所定の角度ζ3は、光線路4Aの直線部分E部分を伝搬し、所定の位置A点に到達した信号光L2が、光線路4Aの最外被覆19から出射する角度ζ3を計算することによって特定することができる。なお、所定の角度ζ3は、光線路4Aを伝搬し、所定の位置A点に到達した光が、光線路4Aの最外被覆19から光硬化性樹脂13中に出射する角度である。
これら所定の位置A点及び所定の角度ζ3は実験によっても確かめることができるので、光線路(図2の符号4A)の把持に誤差が生じた場合でも、その誤差を実験的に補正し、最も効率のよい所定の位置及び所定の角度で信号光8を入射することができる。
From the above, the predetermined position A point is specified by calculation as the position where the signal light L2 propagating in the straight portion E of the optical line 4A in the single mode first reaches the side surface of the outermost coating 19 of the optical line 4A. can do. Further, the predetermined angle ζ 3 is calculated as the angle ζ 3 at which the signal light L2 that propagates through the straight line portion E of the optical line 4A and reaches the predetermined position A is emitted from the outermost coating 19 of the optical line 4A. Can be identified. The predetermined angle ζ 3 is an angle at which the light that has propagated through the optical line 4A and reached the predetermined position A is emitted from the outermost coating 19 of the optical line 4A into the
Since the predetermined position A point and the predetermined angle ζ 3 can be confirmed by experiments, even if an error occurs in gripping the optical line (reference numeral 4A in FIG. 2), the error is experimentally corrected, The
実験的には、光線路(図2の符号4)の把持による誤差以外に、光線路(図2の符号4)に印加されている張力や温度による光線路(図2の符号4)の屈折率の変化や入射用光ファイバ14の端面の形状劣化による端面での信号光8の進行方向の変化についても考慮しなければならない。
ここで、図3において、C点で反射された(コア21内にとどまった)信号光8は、幾何光線学的には、次のコア21とクラッド20との境界点から、C点と同じ割合で透過され、最終的には別の位置で最外被覆19の外部へ漏洩されていく。曲げ部分が続けば、同じ挙動が複数回繰り返されることになる。このとき、2回目以降の漏洩においても同じ透過率と反射率の割合で屈折が生じることから、最初に漏洩される光の絶対的な透過量が最大となり、2回目以降の放射光は順次小さくなる。
Experimentally, in addition to errors due to gripping of the optical line (
Here, in FIG. 3, the
上記では、信号光L2が漏れる挙動を光線学的に述べたが、入射された光についてもまた同様であり、曲がり部分で複数回の反射と屈折を繰り返し、損失を累積するよりは、各境界面において1回の反射と屈折を経た後、直線領域をシングルモードで伝搬させたほうが、より多くの信号光L2をコア21へ入射することができる。したがって、漏れ光の強度が最大となる最初に到達する位置が、信号光L2を入射させる所定の位置(A点)として最適である。 In the above, the behavior in which the signal light L2 leaks has been described optically, but the same applies to the incident light. More signal light L2 can be incident on the core 21 by propagating the linear region in a single mode after one reflection and refraction on the surface. Accordingly, the first position where the intensity of the leakage light reaches first is optimal as the predetermined position (point A) where the signal light L2 is incident.
次に、図2及び図4を参照して、心線対照手順について説明する。
ここで、図4(a)は、光線路4Aに光入射装置9を設置し、光線路4Aのもう片端に受光器10を設置した場合の光通信システムを示している。受光器10は、光入射装置9から入射された信号光L3を受信して、その受光の有無によって目的とする心線を特定する。
Next, with reference to FIG. 2 and FIG.
Here, FIG. 4A shows an optical communication system in which the
また、図4(b)は、光線路4に光入射装置9を設置し、光線路4Aのもう片端に光線路4Aを曲げた曲げ部18を設け、曲げ部18に受光器10’を設置した場合の光通信システムを示している。受光器10’は、光入射装置9から入射された信号光L3の曲げ部18における光線路4Aの側面からの漏洩光を受信して、その受光の有無によって目的とする心線を特定する。
In FIG. 4B, the
すなわち、図4(a),(b)に示すシステムでは、まず、特定したい光線路(第一の光ファイバ)4Aに光入射装置9を設置する。次に、この光入射装置9を介して信号光L3を光線路4に入射する。
上記信号光は心線対照用光源7Bによって送出され、通信光よりも波長の長いFP−LD(Fabry Perot − Laser Diode)、またはDFB−LD(Distributed Feedback Diode Laser Diode)などの光に、270Hz程度の強度変調を加え、信号化したものを用いる。通信波長とは異なる波長であることと同時に、長波長光を用いていることから、光入射装置9で作る曲げ径を緩和し、通信光に対する曲げ損失を最小限にとどめながら信号光L3を光線路4Aのコアに効率的に入射することができる。また、光遮断フィルタ2A,2Bと合わせれば、インサービス状態においても心線対照することができる。
That is, in the system shown in FIGS. 4A and 4B, first, the
The signal light is transmitted from the
このようにして入射された信号光L3を、例えば、光線路4A途中のクロージャ内において、心線に所定の曲げを作り(曲げ部18)、光線路4Aの側面から信号光L3を放射させて受光器10’で検出したり、あるいはユーザ近くの端末に受光器10を設置して信号光L3を検出したりする。図4(a)のシステムでは、受光器10により、光入射装置9から入射された信号光L3を受信して、その受光の有無によって目的とする心線を特定する。また、図4(b)のシステムでは、受光器10’により、光入射装置9から入射された信号光L3の曲げ部18における光線路4Aの側面からの漏洩光を受信して、その受光の有無によって目的とする心線を特定する。
For example, the signal light L3 incident in this way is bent in the core wire (bending portion 18) in a closure in the middle of the optical line 4A, and the signal light L3 is emitted from the side surface of the optical line 4A. Detection is performed by the light receiver 10 ', or the signal light L3 is detected by installing the
本実施形態に係る光ファイバカプリング方法又は光ファイバカプリング装置を用いることにより、光線路4Aの側面から信号光L3を入射し、光線路4Aの片端(端末)から受光器10で信号光L3を受信することが可能である。また、光線路4Aの線路途中に曲げを作り(曲げ部18)、その側面からの信号光L3を受光器10’で受信してすることも可能である。
By using the optical fiber coupling method or the optical fiber coupling device according to the present embodiment, the signal light L3 is incident from the side surface of the optical line 4A, and the signal light L3 is received by the
続いて、図2及び図5を用いて、光パルス試験を行う手順について説明する。
図5は、本実施形態に係る光ファイバカプリング方法を光パルス試験に適用したシステムを示す概略構成図である。光パルス試験においても、心線対照と同様に、まず、試験したい光線路4Aに光入射装置9を設置する。次に、この光入射装置9を介してパルス試験光L4を光線路4Aに入射する。
Next, a procedure for performing an optical pulse test will be described with reference to FIGS.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing a system in which the optical fiber coupling method according to the present embodiment is applied to an optical pulse test. Also in the optical pulse test, the
上記パルス試験光L4は光パルス試験器7Cによって送出され、心線対照と同様、通信光よりも波長の長いFP−LDまたはDFB−LDなどの光を用いている。通信波長とは異なる波長であることと同時に、長波長光を用いていることから、パルス試験光L4を効率的に入射することができる。また、光遮断フィルタ2Aと2Bと合わせれば、インサービスも可能である。このようにして入射されたパルス試験光L4によって、光ファイバの故障位置探査や光線路とユーザ端末との設備故障切り分け等の試験を行うことができる。
The pulse test light L4 is sent out by the
本実施形態に係る光ファイバカプリング方法を用いて測定されたOTDR(Optical Time Domain Reflectometer)波形から光遮断フィルタ2Bからの反射位置を示す反射量のピークによって、光線路設備とユーザ端末との設備故障切り分け試験に適用が可能である。また、光遮断フィルタ2Bと開放端での反射量のピークの大きさが異なることを利用して、光遮断フィルタ2Bの有無を判定することにより、現用光ファイバ心線と非現用光ファイバ心線の区別を推定することができる。 Equipment failure between the optical line equipment and the user terminal due to the peak of the reflection amount indicating the reflection position from the light blocking filter 2B from the OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) waveform measured using the optical fiber coupling method according to the present embodiment. Applicable to carving test. Further, by utilizing the fact that the peak amount of the reflection amount at the open end is different from that of the light blocking filter 2B, by determining the presence or absence of the light blocking filter 2B, the working optical fiber core wire and the non-working optical fiber core wire. Can be estimated.
本実施形態に係る光ファイバカプリング方法又は光ファイバカプリング装置を用いることにより、所外装置5から所内装置1に向かって送信される上り信号フレームをモニタすることによってサービスの利用状況を確認することができる。
以下に、本発明の実施形態に用いた数値について説明する。所定の位置A点及び所定の角度ζ3の原理について説明する。
By using the optical fiber coupling method or the optical fiber coupling device according to the present embodiment, it is possible to confirm the service usage status by monitoring the uplink signal frame transmitted from the
The numerical values used in the embodiments of the present invention will be described below. The principle of the predetermined position A point and the predetermined angle ζ 3 will be described.
いま、曲率半径ρに対するA点、B点、C点での透過率Tiと反射率Riは、(5)式と(6)式で表すことができる(例えば、非特許文献1参照)。ただし、信号光の電界面が入射面に垂直である場合を考察する。 Now, the transmittance T i and the reflectance R i at the points A, B, and C with respect to the radius of curvature ρ can be expressed by the equations (5) and (6) (see, for example, Non-Patent Document 1). . However, consider the case where the electric field surface of the signal light is perpendicular to the incident surface.
また、入射用光ファイバ14から入射する信号光L3のコア21でのシングルモード伝搬角θ0との関係は、(11)で与えられる。
Further, the relationship between the signal light L3 incident from the incident optical fiber 14 and the single mode propagation angle θ 0 in the core 21 is given by (11).
所定の曲率半径ρを、入射用光ファイバ14の端面から送出される信号光L3に対して、光線路4Aのコア21とクラッド20、クラッド20と最外被覆19、および最外被覆19と光硬化性樹脂13のいずれの境界面においても信号光L3が全反射しない曲率半径ρを(5)式から(10)式より算出し、光線路4Aの凸部の所定の位置A点となる方向変化角(δ1+δ2+δ3)上の位置、すなわち、光線路4Aの直線領域をシングルモードで伝搬してきた光が光線路4Aの凸部の各境界領域で透過(屈折)され、光線路4Aの最外被覆19に最初に到達する位置を(8)式及び(9)式より算出し、所定の角度ζ3を(1)式より算出し、最終的に光線路4Aの側面からコア21に入射した信号光L3がシングルモードで伝搬するように、所定の曲率半径ρと、光線路4Aの凸部の所定の位置A点と、所定の角度ζ3とを、全てにおいて解を有するように、(5)式から(10)式に基づいて決める。
With respect to the signal light L3 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14, the core 21 and the clad 20 of the optical line 4A, the clad 20 and the outermost coating 19, and the outermost coating 19 and the light have a predetermined radius of curvature ρ. A curvature radius ρ at which no signal light L3 is totally reflected on any boundary surface of the
所定の位置は、光線路(図3の符号4A)の直線領域をシングルモードで伝搬してきた信号光L3が、光線路(図3の符号4A)の凸部において、最外被覆19と光硬化性樹脂13との境界(A点)に最初に到達する位置であり、光線路(図3の符号4A)の凸部の曲がり始めてからの角度、すなわち、信号光L3がコア21から光硬化性樹脂13に達するまでに反射や屈折される各境界層(A点、B点、C点)間の角度の和(方向変化角:δ1+δ2+δ3)として求めることができる。
The predetermined position is such that the signal light L3 propagating in the single mode in the linear region of the optical line (reference numeral 4A in FIG. 3) is photocured with the outermost coating 19 on the convex portion of the optical line (reference numeral 4A in FIG. 3). The angle at which the convex portion of the optical line (reference numeral 4A in FIG. 3) starts to bend, that is, the signal light L3 is photocurable from the core 21. The sum (direction change angle: δ 1 + δ 2 + δ 3 ) between the boundary layers (points A, B, and C) that are reflected and refracted before reaching the
また、最外被覆19への入射率を高めるため、最外被覆19と同じ程度の屈折率(n4≒n3)をもつ光硬化性樹脂13を境界面(A点)に密着させた場合、信号光L3は光硬化性樹脂13側から最外被覆19へほぼ直進する(ζ3≒ψ3)。このとき、光入射用ファイバ14を点Aの法線方向に対してψ3だけ傾ければ、入射用光ファイバ14から送出された信号光L3は、効率よく最外被覆19へと入射されると同時に、コア21内をシングルモードで伝搬する。
Further, in order to increase the incidence rate on the outermost coating 19, the
以上の説明から明らかなように、上記実施形態によれば、光線路4Aの側面からそのコア21に、入射用光ファイバ14から送出された信号光L3を効率よく入射させることができる。これによって、作業現場において簡便に、かつ、線路設備に比較的制約されることなく心線対照や光パルス試験及び光通話、サービス切り替えが可能となる。 As is apparent from the above description, according to the above embodiment, the signal light L3 transmitted from the incident optical fiber 14 can be efficiently incident on the core 21 from the side surface of the optical line 4A. As a result, it is possible to easily perform the contrast control, the optical pulse test, the optical call, and the service switching at the work site without being relatively restricted by the line equipment.
特に、本発明は、光ファイバケーブル網の建設・保守における光心線対照又は光パルス試験、サービス無瞬断切り替え装置に利用することができる。
尚、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成を削除してもよい。さらに、異なる実施形態例に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。
In particular, the present invention can be used for an optical core control or optical pulse test, and an uninterruptible service switching device in the construction and maintenance of an optical fiber cable network.
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some configurations may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different example embodiments may be combined as appropriate.
1…所内装置
2A,2B…光遮断フィルタ
3…光カプラ
4A…第一の光線路(第一の光ファイバ)
4B…第二の光線路(第二の光ファイバ)
4C…新設光線路
5…所外装置
6…光入出力ポート
7A…無瞬断切替用光源
7B…心線対照用光源
7C…光パルス試験器
8…無瞬断切替装置
9…光入射装置
10,10’…受光器
13…光硬化性樹脂(屈折率整合部材)
14…入射用光ファイバ(第二の光ファイバ)
18…曲げ装置
19…光線路(第一の光ファイバ)の最外被覆
20…光線路(第一の光ファイバ)のクラッド
21…光線路(第一の光ファイバ)のコア
L1…無瞬断切り替え用光源からのパルス光および所内装置からの信号光
L2…パルス光が結合された信号光
L3…心線対照用光源からの信号光
L4…光パルス試験器からのパルス試験光
ρ…所定の曲率半径
ζ3…入射角
(δ1+δ2+δ3)…方向変化角
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... In-house apparatus 2A, 2B ...
4B ... Second optical line (second optical fiber)
4C ... Newly installed
14: Optical fiber for incidence (second optical fiber)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 ... Bending apparatus 19 ... Outermost coating | cover of an optical line (1st optical fiber) 20 ... Cladding of an optical line (1st optical fiber) 21 ... Core of an optical line (1st optical fiber) L1 ... Uninterrupted Pulsed light from switching light source and signal light from in-house device L2 ... Signal light combined with pulsed light L3 ... Signal light from light source for contrast control L4 ... Pulse test light from optical pulse tester ρ ... predetermined Radius of curvature ζ 3 ... Incident angle (δ 1 + δ 2 + δ 3 ) ... Direction change angle
Claims (4)
前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径とし、
前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置とし、
前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が前記第一の光ファイバの最外被覆から出射する角度とする光ファイバカプリング装置であって、
前記第一の光ファイバの側面と前記第二の光ファイバの端面との間に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に前記第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率である光硬化性樹脂を充填してなる充填手段と、
前記光硬化性樹脂を硬化させるための特定波長の光源の光を前記第二の光ファイバに伝搬させ、前記特定波長の光源の光を前記光硬化性樹脂に照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させ光導波路を自己形成する自己形成光導波路手段と
を具備することを特徴とする光ファイバカプリング装置。 A first holding means for bending and holding an arbitrary portion of the first optical fiber with a predetermined radius of curvature; a second holding means for holding the second optical fiber at a predetermined position; and the second light Adjusting means for adjusting to emit signal light toward the side surface of the first optical fiber at a predetermined angle from the fiber,
The predetermined curvature radius is such that the signal light transmitted from the end surface of the second optical fiber is a side surface of the outermost coating of the first optical fiber, the outermost coating and the cladding of the first optical fiber, A radius of curvature that is incident on the core of the first optical fiber without being totally reflected on any surface of the cladding and the core of the first optical fiber,
The predetermined position is a position where the signal light that has propagated in a single mode through the linear region of the first optical fiber first reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber;
In the optical fiber coupling device, the predetermined angle is an angle at which the signal light that has propagated through the first optical fiber and reached the predetermined position is emitted from an outermost coating of the first optical fiber. ,
Between the side surface of the first optical fiber and the end surface of the second optical fiber, it is cured by irradiation with light of a specific wavelength, and after the refraction, the refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber Filling means formed by filling a photo-curable resin with a rate of
Propagating light of a specific wavelength light source for curing the photocurable resin to the second optical fiber, irradiating the photocurable resin with light of the specific wavelength light source, An optical fiber coupling device comprising: a self-forming optical waveguide means for curing and self-forming the optical waveguide.
前記所定の曲率半径は、前記第二の光ファイバの端面から送出された前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面、前記第一の光ファイバの最外被覆とクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドとコアのいずれの面においても全反射せずに前記第一の光ファイバのコアに入射する曲率半径とし、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの直線領域をシングルモードで伝搬してきた前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面に最初に到達する位置とし、前記所定の角度は、前記第一の光ファイバを伝搬し、前記所定の位置に到達した前記信号光が、前記第一の光ファイバの最外被覆の境界面から出射する角度とする光ファイバカプリング方法であって、
前記光ファイバ設置手順で所定の曲率半径で曲げられた第一の光ファイバの前記曲げにおける凸部の前記所定の位置に、特定波長の光の照射によって硬化し、硬化後に当該第一の光ファイバの最外被覆の屈折率と等しい屈折率である光硬化性樹脂を密着させる光硬化性樹脂密着手順と、
前記光硬化性樹脂を硬化させるための特定波長の光源の光を前記第二の光ファイバを伝搬させ、前記特定波長の光源の光を前記光硬化性樹脂に照射し、前記光硬化性樹脂を硬化させ光導波路を自己形成する自己形成光導波路手順と
を具備することを特徴とする光ファイバカプリング方法。 An optical fiber installation procedure for installing a first optical fiber in a state where a convex portion is formed by bending an arbitrary portion thereof with a predetermined curvature radius, and a first optical fiber bent with a predetermined curvature radius in the optical fiber installation procedure. An optical fiber holding procedure for holding the second optical fiber at a predetermined position of the convex portion in the bending of the optical fiber, and the center of the core of the first optical fiber in the bending portion of the first optical fiber The core of the end face of the second optical fiber installed so that the light beam irradiated from the core center of the second optical fiber in the incident portion is included in the plane including the first light at the predetermined position. An optical fiber approach procedure for approaching from a direction at a predetermined angle with respect to the normal direction of the side surface of the outermost coating of the fiber, and a signal light of a specific wavelength transmitted from the end face of the second optical fiber, One light And a light incident procedure from the side of the outermost coating of the driver so that it is incident on the core of the first optical fiber,
The predetermined curvature radius is such that the signal light transmitted from the end surface of the second optical fiber is a side surface of the outermost coating of the first optical fiber, the outermost coating and the cladding of the first optical fiber, A radius of curvature that is incident on the core of the first optical fiber without being totally reflected on any of the clad and the core of the first optical fiber, and the predetermined position is a straight line of the first optical fiber. The signal light that has propagated through the region in a single mode is a position where the signal light first reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, and the predetermined angle propagates through the first optical fiber, An optical fiber coupling method in which the signal light that has reached a predetermined position is an angle at which the signal light is emitted from a boundary surface of the outermost coating of the first optical fiber,
The first optical fiber bent at a predetermined curvature radius in the optical fiber installation procedure is cured by irradiation with light of a specific wavelength at the predetermined position of the convex portion in the bending, and after the curing, the first optical fiber is cured A photocurable resin adhesion procedure for closely adhering a photocurable resin having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating;
Propagating the light of a specific wavelength light source for curing the photocurable resin through the second optical fiber, irradiating the photocurable resin with the light of the specific wavelength light source, An optical fiber coupling method comprising: a self-forming optical waveguide procedure for curing and self-forming the optical waveguide.
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