JP2937650B2 - 光反射率測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバの伝送路に
おける光反射率を測定する光反射率測定装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバの伝送路における光反射率を
測定する光反射率測定装置は、図５に示すように、光源
としての半導体レーザモジュール１１、光ファイバカプ
ラ１２、光パワーメータ１３、光マスタコネクタ１４を
備えて構成されている。

【０００３】半導体レーザモジュール１１は半導体レー
ザ、集光系としてのレンズを備えて構成され、半導体レ
ーザより出射される所定波長の光をレンズにより集光
し、光ファイバを介して光ファイバカプラ１２に導いて
いる。

【０００４】光ファイバカプラ１２は光が１対１に分割
されるように、２本の光ファイバコード１２ａ，１２ｂ
が交差して結合され、入力側と出力側に各々２つの接続
部１２ａａ，１２ａｂ，１２ｂａ，１２ｂｂを形成して
おり、入力側の一方の接続部１２ａａには半導体レーザ
モジュール１１が接続され、他方の接続部１２ａｂには
光パワーメータ１３が接続されている。また、出力側の
一方の接続部１２ｂａはフェルール１５の端面１５ａが
斜研磨されており、他方の接続部１２ｂｂには光マスタ
コネクタ１４が取り付けられている。

【０００５】光マスタコネクタ１４には全反射光コード
１６あるいは被測定光ファイバ１７が着脱自在に接続さ
れるようになっており、全反射光コード１６は、例えば
光ファイバコードのフェルール端面に金箔を貼付あるい
は金蒸着して構成されており、この全反射光コード１６
による反射量を１００％の基準反射量としている。

【０００６】そして、上記のように構成された光反射率
測定装置では、まず、光マスタコネクタ１４に全反射光
コード１６を接続し、半導体レーザモジュール１１から
の光を全反射光コード１６に入射し全反射させて基準反
射量の校正を行う。その後、全反射光コード１６を外し
て被測定光ファイバ１７を光マスタコネクタ１４に接続
する。そして、半導体レーザモジュール１１より被測定
光ファイバ１７に光を入射し、これに伴う被測定光ファ
イバ１７からの反射光を光パワーメータ１３で測定し、
この測定した反射量と基準反射量との比較に基づいて被
測定光ファイバ１７の光反射率を測定していた。

【０００７】図６（ａ）〜（ｈ）は半導体レーザモジュ
ールからの光の反射の状態を無反射減衰器により０〜３
０ｄＢまで変化させた場合のスペクトラムの変化を示し
ている。この図から、減衰量が大きくなるに連れてスペ
クトルの本数が減少し、反射量が変わるとスペクトルが
変動することが明らかであり、スペクトルの本数が多
く、各スペクトルの大きさが揃っているブロードな状態
の方がスペクトルが安定している。

【０００８】そこで、上述した反射による問題を解決す
るべく、半導体レーザモジュール１１のスペクトルを安
定化させるための対策として、従来、１つの偏波面のみ
を取り出す偏光子と、磁石によって偏光子からの光の偏
波面を４５度回転させるＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネ
ット）からなる旋光子と、４５度回転した光を取り出す
検光子とで構成される光アイソレータ１８を、図７
（ａ）に示すように半導体レーザモジュール１１内のレ
ンズ１１ａ，１１ｂ間に配設していた。この光アイソレ
ータ１８によれば、ファイバ端面からの反射光は４５度
だけ回転した状態で戻ってくるが、旋光子を通過すると
回転の方向が同一のために、最初から９０度回転し偏光
子の通過が阻止されて反射光が半導体レーザ１１ｃ側に
戻らないようになっている。

【０００９】また、半導体レーザモジュール１１からの
光を光ファイバカプラ１２に入射する光ファイバコード
のフェルール端面１２ｃを斜研磨し、レンズ１１ａの焦
点に対するフォーカスをぼかすことにより光の結合効率
を制御して反射量を変えたり（図７（ｂ）参照）、さら
には、半導体レーザモジュール１１の光を高周波重畳し
て変調をかけ、発光モードをブロードにする等の対策が
採られていた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光アイソレータ１８を配設した構成では、光アイソレ
ータ１８自身が高価であるとともに、半導体レーザモジ
ュール１１に対する光アイソレータ１８の各構成部品の
占める割合が大きいので、装置全体のコンパクト化が困
難であった。また、フェルール端面１２ｃを斜研磨した
構成では、研磨されたフェルール端面１２ｃの角度によ
って反射量が微妙に変化するため、結合効率のコントロ
ールが面倒であった。さらに、高周波重畳する構成で
は、発振器等の電気回路部品が必要となり、光アイソレ
ータ１８と同様、構成部品の占める割合が大きく、装置
全体のコンパクト化が困難であった。

【００１１】また、上述した何れの対策も光源である半
導体レーザモジュール１１内で行われるので、特に光学
系の軸ずれに対して厳しく、光の出射状態が不安定とな
り、この光が不安定な空間伝搬（ビーム状態）で高精度
に反射量をコントロールすることは極めて困難であっ
た。

【００１２】そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的は、電気回路部品を必要と
しない安価で簡素な構成により、光源のスペクトルを安
定化して高精度な測定を行うことができ、部品の占める
割合が小さく装置全体のコンパクト化が図れる光反射率
測定装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による光反射率測定装置は、光源１１からの
光を光ファイバカプラ１２を介して被測定光ファイバ１
７に入射し、この入射光に対する反射量を、前記光源か
らの光を全反射させた時の基準反射量と比較して前記被
測定光ファイバの光反射率を測定する光反射率測定装置
において、前記光源と前記光ファイバカプラとの間の光
ファイバ２，３のコア端面２ａ，３ａ間に、該コアと異
なる屈折率で所定の厚さを有するリング状あるいは膜状
の反射スペーサ１，８を配設し、該反射スペーサとの境
界面をなす前記各コア端面において前記光源からの光を
反射させて該光源に戻すことを特徴としている。

【００１４】

【作用】光源（半導体レーザモジュール）１１と光ファ
イバカプラ１２との間の光ファイバ２，３のコア端面２
ａ，３ａ間には、コアの屈折率ｎ１と異なる屈折率ｎ２
（ｎ３）で所定の厚さＨ１（Ｈ２）を有するリング状あ
るいは膜状の反射スペーサ１（８）が配設されている。
そして、光源１１からの光は、反射スペーサ１（８）と
の境界面をなす各コア端面２ａ，３ａにおいて光源１１
からの光の一部が反射して光源１１に戻り、これによっ
て光源１１のスペクトルが安定化する。

【００１５】

【実施例】図１は本発明による光反射率測定装置の全体
構成を示す図、図２は同装置の要部である反射スペーサ
の第１実施例を示す図である。この実施例による光反射
率測定装置は、光源としての半導体レーザモジュール１
１、光ファイバカプラ１２、光パワーメータ１３、光マ
スタコネクタ１４の構成に加えて、半導体レーザモジュ
ール１１のスペクトルを安定化させるために、半導体レ
ーザモジュール１１と光ファイバカプラ１２との間に反
射スペーサ１が挿入されている。なお、図５に示す従来
技術と同一の構成要素には、同一番号を付してその説明
を省略する。

【００１６】反射スペーサ１は例えば厚さ１００μｍの
ステンレス製の微小な金属板で構成され、中心にはエッ
チングによる貫通穴１ａが形成されている。この反射ス
ペーサ１は半導体レーザモジュール１１と光ファイバカ
プラ１２との間の接続部分に挿入されている。

【００１７】さらに、その接続部分について説明する
と、半導体レーザモジュール１１と光ファイバカプラ１
２との間には、各々光ファイバ２，３の挿通された２つ
のフェルール４，５がスリーブ６によって接続されてお
り、各光ファイバ２，３の端面は図２に示すように、フ
ェルール４，５の端面と面一になっている。また、反射
スペーサ１は各光ファイバ２，３のコア端面２ａ，３ａ
間に挟持された状態で挿入されており、屈折率ｎ１（＝
１．４６）のコア端面２ａ，３ａ間には、貫通穴１ａに
よる屈折率ｎ２（＝１．０）のエアギャップ７が形成さ
れている。

【００１８】そして、上記のように構成された反射スペ
ーサ１では、境界面をなす各コア端面２ａ，３ａでの反
射光を半導体レーザモジュール１１に返しており、半導
体レーザモジュール１１側のコア端面２ａの反射量は、
コアの屈折率ｎ１と反射スペーサ１のエアギャップ７の
屈折率ｎ２で決定され、反射スペーサ１を通過した後の
光マスタコネクタ１４側のコア端面３ａの反射量は、反
射スペーサ１のエアギャップ７の厚さＨ１で決定される
ようになっている。

【００１９】さらに詳述すると、反射半導体レーザモジ
ュール１１側のコア端面２ａでは、（ｎ１−ｎ２）² ／
（ｎ１＋ｎ２）² ×１００＝３．５％（１４．５ｄＢ）
のフレネル反射を半導体レーザモジュール１１に返して
いる。また、反射スペーサ１を通過した後の光マスタコ
ネクタ１４側のコア端面３ａでは、反射スペーサ１によ
る厚さＨ１のエアギャップ７により３ｄＢ低下して再び
反射スペーサ１を通ることで全体として６ｄＢ低下して
おり、これにより、約４％程度の安定した反射が半導体
レーザモジュール１１に戻り、半導体レーザモジュール
１１のスペクトラムを安定化させている。

【００２０】ここで、図３（ａ），（ｂ）は光ファイバ
カプラに反射スペーサを挿入した場合と、挿入しない場
合の光パワーメータによる反射の測定レベルを示してい
る。また、図３（ｃ），（ｄ）は光ファイバカプラに反
射スペーサを挿入した場合と、挿入しない場合のスペク
トルを示している。

【００２１】図３（ａ），（ｂ）に示すように、反射ス
ペーサ１を挿入していない状態では、１．２ｄＢの最大
ドリフトが生じるのに対し、反射スペーサ１を挿入した
状態では、最大ドリフトを０．３３ｄＢ（反射スペーサ
１を挿入していない時の約１／４程度）に抑えることが
できる。

【００２２】また、図３（ｃ），（ｄ）からも明らかな
ように、反射スペーサ１を挿入することによってスペク
トルの本数が増加し、各スペクトル間の大きさの差が小
さくなり半導体レーザモジュール１１のスペクトルを安
定させることができる。

【００２３】従って、上述した実施例によれば、半導体
レーザモジュール１１と光ファイバカプラ１２との間に
微小な反射スペーサ１を配設し、光源をなす半導体レー
ザモジュール１１側に反射を返す構成としたので、簡単
に半導体レーザモジュール１１のスペクトルを安定化し
て高精度な測定を行うことができる。また、部品の占め
る割合が小さく装置全体のコンパクト化が図れ、電気回
路部品を必要とせずに安価に装置を構成することができ
る。さらに、反射スペーサ１は半導体レーザモジュール
１１を経て入射される光ファイバカプラ１２との間の光
ファイバ２，３に挿入されているので、従来のように光
学系の軸ずれに対して厳しく、光の出射状態が不安定な
半導体レーザモジュール１１内で反射を減少させる構成
とは異なり、光が安定した状態で所定量の反射を半導体
レーザモジュール１１に戻してスペクトルを安定化させ
ることができ、その結果、安定した高精度な光反射率の
測定を行うことができる。

【００２４】次に、図４は反射スペーサの第２実施例を
示している。この実施例による反射スペーサ８は、何れ
か一方のフェルール４（５）の端面に膜状のＨＲ（High
Reflection ）コートが施されている。さらに説明する
と、厚さ０．４μｍ程度のＳｉＯ₂ ＋ＴｉＯ₂ の二層構
造によるコーティングがなされている。この場合、コア
の屈折率ｎ１と反射スペース８を構成する材質の屈折率
ｎ３、膜厚Ｈ２、コーティング回数によって反射量を調
整することができ、上述した第１実施例と同様の効果が
得られる。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による光反
射率測定装置は、光の出射状態が安定した光ファイバの
コア端面間に微小な反射スペーサを挿入して所定量の反
射光を光源に返す構成なので、従来のように電気回路部
品を必要とせず安価で簡素に構成でき、簡単に光源のス
ペクトルを安定化して高精度な測定が可能となり、部品
の占める割合を小さくして装置全体のコンパクト化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光反射率測定装置の全体構成を示
す図

【図２】同装置の要部である反射スペースの第１実施例
を示す図

【図３】（ａ），（ｂ） 同装置において、光ファイバ
カプラに反射スペーサを挿入した場合と、挿入しない場
合の光パワーメータによる反射の測定レベルを示す図 （ｃ），（ｄ） 同装置において、光ファイバカプラに
反射スペーサを挿入した場合と、挿入しない場合のスペ
クトルを示す図

【図４】同装置における反射スペーサの第２実施例を示
す図

【図５】従来の光反射率測定装置の構成図

【図６】（ａ）〜（ｈ） 半導体レーザモジュールから
の光の反射の状態を無反射減衰器により変化させた場合
のスペクトラムの変化を示す図

【図７】（ａ），（ｂ） 図５に示す光反射率測定装置
において、スペクトラムを安定化させるための半導体レ
ーザモジュールの内部構成を示す図

【符号の説明】

１，８…反射スペーサ、２，３…光ファイバ、２ａ，３
ａ…コア端面、１１…半導体レーザモジュール（光
源）、１２…光ファイバカプラ、１７…被測定光ファイ
バ、ｎ１，ｎ２，ｎ３…屈折率、Ｈ１，Ｈ２…厚さ。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源（１１）からの光を光ファイバカプ
   ラ（１２）を介して被測定光ファイバ（１７）に入射
   し、この入射光に対する反射量を、前記光源からの光を
   全反射させた時の基準反射量と比較して前記被測定光フ
   ァイバの光反射率を測定する光反射率測定装置におい
   て、 前記光源と前記光ファイバカプラとの間の光ファイバ
   （２，３）のコア端面（２ａ，３ａ）間に、該コアと異
   なる屈折率で所定の厚さを有するリング状あるいは膜状
   の反射スペーサ（１，８）を配設し、該反射スペーサと
   の境界面をなす前記各コア端面において前記光源からの
   光を反射させて該光源に戻すことを特徴とする光反射率
   測定装置。