JP2722500B2

JP2722500B2 - 音響光学光スイッチ

Info

Publication number: JP2722500B2
Application number: JP63165829A
Authority: JP
Inventors: 清志田中; 英明浅岡
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1988-07-05
Filing date: 1988-07-05
Publication date: 1998-03-04
Anticipated expiration: 2013-03-04
Also published as: JPH0216429A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は音響光学光スイッチに係り、特に音響光学素
子で発生する回折効率の偏波面依存性を、逆位相の偏波
面依存性を有するプリズムへの光の入射角を調整するこ
とにより解消した音響光学光スイッチに関するものであ
る。

［従来の技術］光ファイバーの敷設、保守点検時に便利な光ファイバ
ー欠点検出器（以下OTDRと略す）は、OTDRに接続された
被測定ファイバーに送り出されたパリス光がフレネル反
射によって再び戻って来る光の量やその所要時間を測る
事によって、光ファイバーの挿入損失、破断点、接続点
の位置を調べる事ができる原理となっている。この装置
において、光源からパルス光を被測定ファイバーへ送り
出し、戻り光を検出部に送り込む光方向性結合器として
音響光学素子を用いた光スイッチは重要なシステムの１
つとなっている。

従来より、音響光学素子を用いた光スイッチモジュー
ルはOTDRにおいて光方向性結合器の１つとして用いられ
ている。すなわち、音響光学効果によって、OTDRに接続
された被測定ファイバーからの戻り光を回折し、OTDRの
検出部へ送り込むという機能を有する。ここで、音響光
学素子の回折効率は、入射光が直線偏光の場合、その偏
光方向によって変化するという偏波面依存性がある。被
測定ファイバーがシングルモードファイバーの場合、戻
り光の偏光方向は一定でないために、上記の偏波面依存
性の影響を受け、OTDRの検出部で受ける光の強度が偏光
方向によって変動してしまう。従って、被測定ファイバ
ーがシングルモードファイバーの場合、戻り光の偏光方
向は一定でないために、偏光方向の変化によって回折光
量が変動し、正確な検出が不可能になる。

［発明の解決しようとする課題］本発明の目的は、従来技術が有していた前述の欠点、
すなわち音響光学素子の回折効率の偏波面依存性を解消
しようとするものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、前述の問題点を解決すべくなされたもので
あり、入射光ファイバーと、入射パルス光を未駆動の音
響光学素子を通じて入射する被測定ファイバーと、被測
定ファイバーからの戻り光を駆動された音響光学素子に
より回折し光導光手段により導光して入射する受光ファ
イバーとを具備してなる音響光学光スイッチにおいて、
該光導光手段は屈折率の差によって光の反射を生じる透
明体よりなり、該透明体の反射面への入射角を、音響光
学素子の回折効率の偏波面依存性と透明体の透過効率の
偏波面依存性が逆特性となるように、全反射角未満とな
るよう調整したことを特徴とする音響光学光スイッチを
提供する。また、上記の音響光学光スイッチと、受光フ
ァィバーからの光を強度に比例した電気信号に変換する
光電変換手段と、該電気信号を測定することにより被測
定ファイバーの物理量を測定する測定手段とよりなるこ
とを特徴とする光パルス試験器を提供する。

音響光学光スイッチは、第１図に示すように、各光フ
ァイバー1,4,5、ロッドレンズ８、音響光学素子７、プ
リズム６、駆動回路３及び高周波の整合回路２より構成
される。

入射光用のポート１ファイバー５より光パルスを入力
し、未駆動の音響光学素子７を通過させ、ポート２ファ
イバー１を通して被測定ファイバーに光パルスを入力す
る。被測定ファイバー中の光パルスが伝搬し、後方散乱
光やフレネル反射光がポート２ファイバー１に戻ってく
る。この時、音響光学素子は駆動状態にあり、戻り光は
回折され、プリズムを透過した後、受光用のポート３フ
ァイバー４に導かれる。

光導光手段としては、ガラス、水晶等の屈折率1.0〜
2.0の反射面を有する柱状、ブロック状、板状の透明体
が使用でき、第１図に示すよう底面が平行四辺形の四角
柱形状のプリズム６、あるいは六角柱形状の透明体の六
角形の底面すなわち反射面を斜めにカットしたプリズ
ム、その他多角柱状の透明体の底面すなわち反射面を斜
めにカットしたプリズム、三角プリズムを２個接合した
もの、三角プリズムを２個離して配置したもの、三角プ
リズム１個のもの、あるいは上記プリズムの反射面に屈
折率の異なる多層膜を積層したものが使用できる。又、
板状の透明体かあるいは板状の透明体に屈折率の異なる
多層膜を積層したものも使用できる。

音響光学素子７の回折効率には偏波面依存性がある。
そのため被測定ファイバーがシングルモードファイバー
の場合、素子に入射する光の偏光方向は一定でないた
め、回折光の変動が生じてしまう。一方、プリズムも、
その透過率に関して偏波面依存性を持っており、入射角
を調整する事により偏波面依存性を制御できる。

従って今回発明した光スイッチの場合、音響光学素子
７の回折光の偏波面依存性が打ち消されるような特性と
なるように入射角が調整されたプリズムの配置としてい
る。

上記音響光学光スイッチに、受光ファイバーからの光
を電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換手
段と、その電気信号をA/D変換してあるいはアナログ信
号として計測する測定手段を設けることにより、偏波面
依存性による信号の変動のない測定を可能とする光パル
ス試験器を作製できる。複数回の測定を行って平均値を
とる場合、信号の変動がないので精度良い測定が可能と
なる。

［作用］音響光学素子内にトランスデューサにより超音波を伝
搬させた場合、そこに適当な角度（ブラッグ角）で光を
入射させると、その光は回折される。回折効率ηは、で表される。上式において、Ｍは性能指数といい、種々
の音響光学媒体の材料によって固有の値を持つ。この性
能指数は偏波面角度に依存しており、と表される。入射光が直線偏光である場合、偏光方向と
音響光学素子内での超音波伝搬方向とのなす角によって
性能指数は変化する。従って、回折効率は、入射光の偏
光方向によって異なった値を示す。この特性の１例を第
２図に示す。

一方、プリズムにも光の入射角によって透過効率に偏
波面依存性がある。この特性を第３図に示す。第２図の
山が第３図の谷、第２図の谷が第３図の山をそれぞれ互
いに打ち消すように、プリズムの透過効率の特性が表れ
ることが実験的に確かめられた。

以上より、プリズムに回折光を透過させる際にプリズ
ムの入射角を調整する事により、プリズムの透過効率の
偏波面依存性を調整して、音響光学素子の回折効率に表
れる偏波面依存性を解消した光をプリズムより出射する
事ができる。

［実施例］第４図に本発明の１実施例を示す。プリズム６は平行
四辺形の底面を有する四角柱形状であり、材質はガラス
で屈折率1.5である。入射面９と第１の反射面10及び出
射面12と第２の反射面11のなす角は41゜としてあり、入
射光は入射面９へ垂直入射し屈折の影響を受けず、第１
の反射面10へ41゜の角度で入射し反射され、第２の反射
面11でも41゜の角度で入射し反射されて、出射面12から
垂直に出射する。入射光は同一平面内で伝搬するのが好
ましい。第１の反射面10への入射角は40゜以上42゜未満
となるよう調整するのが好ましく、42゜以上の場合第３
図に示すよう全反射を起こしプリズムの透過効率が偏波
面角度に依存しなくなりそのため第２図に示す音響光学
素子の回折効率の偏波面依存性がそのままプリズムから
の出射光に表れてしまい、逆に40゜より小さいと第３図
のic3のように山と谷の差が大きくなり音響光学素子の
回折効率の偏波面依存性を逆位相とした状態がプリズム
からの出射光に表れる。第１の反射面10への入射角icの
調整は、入射面９及び出射面12で垂直に入射するよう
に、第１の反射面10と第２の反射面11の入出射面9,12に
対する傾斜角を調整するのが好ましいが、第１の反射面
10と第２の反射面11の入出射面9,12に対する傾斜角は一
定としてプリズム６全体の取り付け角度を調整しても良
い。その場合入射光の屈折が生ずるので屈性角を考慮す
る必要がある。

上記音響光学光スイッチに、受光ファイバーからの光
をその強度に比例した電気信号に変換するフォトダイオ
ードと、電気信号をA/D変換して数値データとして計測
する測定装置とを設けて被測定ファイバーの欠点検出を
行った。その結果、測定値の変動が少なくなり、特に低
いレベルの信号とノイズとの差がはっきりと検出され精
度良い測定が可能となった。

［発明の効果］本発明は、音響光学素子により発生する回折光の偏波
面依存性を、それと逆特性の透過効率を有するプリズム
への光の入射角を調整することにより解消できるという
効果を有する。従って、音響光学素子の偏波面依存性に
より発生する回折光強度の変動を伴うことなく、OTDRに
よる測定をより正確に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図は本発
明による音響光学光スイッチの基本構成を示す平面図で
あり、第２図は音響光学素子の回折効率の偏波面依存性
の１例を示すグラフであり、第３図は屈折率1.5のプリ
ズムの透過効率の偏波面依存性を示すグラフであり、第
４図はプリズムに入射された光の通過経路を示す平面図
である。６……プリズム、７……音響光学素子、 10……第１の反射面。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光ファイバーと、入射パルス光を未駆
動の音響光学素子を通じて入射する被測定ファイバー
と、被測定ファイバーからの戻り光を駆動された音響光
学素子により回折し光導光手段により導光して入射する
受光ファイバーとを具備してなる音響光学光スイッチに
おいて、該光導光手段は屈折率の差によって光の反射を
生じる透明体よりなり、該透明体の反射面への入射角
を、音響光学素子の回折効率の偏波面依存性と透明体の
透過効率の偏波面依存性が逆特性となるように、全反射
角未満となるよう調整したことを特徴とする音響光学光
スイッチ。
【請求項２】請求項１に記載の音響光学光スイッチと、
受光ファイバーからの光を強度に比例した電気信号に変
換する光電変換手段と、該電気信号を測定することによ
り被測定ファイバーの物理量を測定する測定手段とより
なることを特徴とする光パルス試験器。