JP3110637U - 光反射素子 - Google Patents

Abstract

【課題】反射帯域が広く、反射減衰量が安定しており、かつ構造が簡単な反射基準素子を成す光回路モジュールを提供すること。
【解決手段】入力コネクタ１１から入力された光が分岐部１３において２つに分岐され、分岐された光のうちの一方は出力コネクタ１５より出力される。分岐された光のうちの他方は反射用光ファイバ１６のフレネル反射により一部反射され、その反射光は分岐部１３を再度経由して、入力コネクタ１１に戻り、入力コネクタ１１から出力されるものである。
【選択図】 図１

Description

本考案は、反射率の測定に適した反射素子、特に、線路監視システムに用いられる反射基準素子に関するものである。

光通信システムにおいて反射光を線路監視用として利用することが検討されており、バックスキャタリング法による測定器（以下ＯＴＤＲという）を用いて線路を監視するシステムが提案されている。ＯＴＤＲを用いた線路の監視においては、ＯＴＤＲの接続地点から反射点迄の距離に関しては送出パルスが反射されて戻るまでの時間を測定することにより比較的正確に測定可能であるが、線路上の各点における反射減衰量の大きさに関しては、線路上の各点における反射・損失をすべて考慮しなければならず、測定が困難である。そこで、線路上のいくつかの箇所に反射基準素子を挿入して校正することにより反射減衰量の測定精度を向上させることが提案されている。反射基準素子を使用した校正においては、素子内で規定の反射率により監視用の光の一部を反射させ、残りの大部分を透過させた構造の反射基準素子と線路とを縦列接続し、線路上の各点での反射減衰量を測定する。校正することにより反射基準素子付近の線路における反射減衰量を正確に求めることができる。校正のために線路に挿入した反射基準素子は校正後、不要な反射および損失を除くために線路から外すことが好ましいが、光通信システムにおいて使用される機器の反射光に対する耐性が高ければ、線路上に挿入したまま光通信システムを運用しても良い。反射基準素子としては、入力光の一部を反射させ、残りの入力光を透過させるフィルタとしてファイバグレーティングを組み込んだフィルタが挙げられる。
特開２００２−１２２７４７号公報

しかしながら、ファイバグレーティングでは特定波長光のみを選択的に反射するタイプのものでは帯域が狭い、帯域が広いタイプのものでは構造が複雑になり製造コストが嵩むといった問題がある。また、ファイバグレーティングにおいては、環境温度が変化することにより、回折格子の幅が変化し、反射波長及び反射減衰量が変化するため、温度安定性が良くないという問題がある。

従って本考案は上記の問題に鑑み、反射帯域が広く、反射減衰量が安定しており、かつ構造が簡単な反射基準素子を成す光回路モジュールを提供することを目的としている。

本考案の光回路モジュールは上記の問題を解決するため、請求項１では、光信号を入力する入力部、前記光信号を分岐する分岐部、前記信号光の一部が前記入力部から出力されるよう前記分岐部によって分岐された前記光信号の一方をフレネル反射により反射する構造の反射部、および前記分岐部によって分岐された前記光信号の他方を出力する出力部を有することを特徴とする。

請求項２では、請求項１記載の光回路モジュールにおいて、前記出力部からの入力光が前記分岐部によって分岐され、前記分岐部によって分岐された前記入力光の一部がフレネル反射により反射されることを特徴とする。

請求項３では、請求項１又は請求項１記載の光回路モジュールにおいて、前記分岐部と前記反射部との間の光路上に前記光信号を減衰する減衰部を有することを特徴とする。

請求項４では、試験システムにおいて、請求項１乃至請求項３記載の光回路モジュールを有することを特徴とする。

本考案は、請求項１記載の考案によれば、フレネル反射により反射を行うため、反射点へ入射する光の全波長帯域において反射することができることとなり反射帯域が広い。また、反射点における反射減衰量も環境温度に依存することなく安定している。さらに分岐部の分岐比率を適宜設定することによって所定の反射減衰量を実現することができる。

請求項２記載の考案によれば、入力部からの入力される監視光に対して反射基準素子の機能を有するのみならず、出力部からの入力される監視光に対しても反射基準素子の機能を有する。それ故、線路の反射測定を２方向から行うことが可能となり、柔軟かつ正確な測定が実現できる。

請求項３記載の考案によれば、請求項１又は請求項２の反射基準素子において、分岐部の分岐比率を変更することなく、減衰部の減衰量を適宜設定することによって所定の反射減衰量を実現することができる。

請求項４記載の考案によれば、試験システムにおいて、請求項１乃至請求項３記載の光回路モジュールを有する、すなわち、反射帯域が広く、反射減衰量が安定しており、かつ構造が簡単な反射基準素子を有することによって、安価で反射特性の安定した試験システムを実現することができる。

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。
図１は本発明の一実施形態における光回路モジュールを示している。１は光回路モジュール、以下その構成部品であり、１１が入力部たる入力コネクタ、１３が分岐部、１２が入力コネクタ１１と分岐部１３とを接続する入力ファイバ、１５が出力部たる出力コネクタ、１４が分岐部１３と出力コネクタ１５を接続する出力ファイバ、１６が反射部たる反射用光ファイバを示している。入力コネクタ１１から入力された光は入力ファイバ１２によって分岐部１３に導光され、分岐部１３において２つに分岐される。分岐された光の内の一方は出力ファイバ１４を通じた後、出力コネクタ１５より出力される。一方、反射用光ファイバ１６において分岐部１３とは反対側の端面は垂直に切断されている。従って、分岐された光の内の他方は反射用光ファイバ１６内を伝送し、反射用光ファイバ１６の分岐部１３とは反対側の端面に達すると、光ファイバのコア材質すなわちガラスと空気との屈折率差に起因するフレネル反射により一部反射される。そして、その反射光は反射用光ファイバ１６を再度通じた後、分岐部１３を再度経由し、入力ファイバ１２を通じ、入力コネクタ１１に戻って、入力コネクタ１１から出力される。

分岐部１３は光ファイバカプラで構成されており、ＯＴＤＲから発せられた監視光は、分岐部１３において、出力ファイバ１４と反射用光ファイバ１６に９５：５の割合で分岐されるよう設定されている。

本実施例において、入力コネクタ１１から入力された光に対する入力コネクタ１１から出力される反射光の比は以下のように算出される。まず、入力コネクタ１１から入力された光は分岐部１３において、９５：５の割合で分岐されるため５％に減衰する。すなわち１３dB減衰してから、反射用ファイバ１６内を伝送する。次に、反射用ファイバ１６の分岐部１３とは反対側の端面においては、ガラスと空気との屈折率差に起因するフレネル反射により、さらに１４．７ｄＢ減衰された反射光が生成される。そして、その反射光が分岐部１３を再度経由することにより、再度５％に減衰すなわち１３dB減衰する。以上３つの減衰量を合算すると４０．７ｄＢとなる。なお、上記には、分岐部内で生じる挿入損失、入力ファイバおよび反射用ファイバを往復する際の伝送損失を考慮していないが、それら損失は典型的にはコンマ数ｄＢであり、それら損失も考慮すると、入力コネクタ１１から入力された光を基準とした時の入力コネクタ１１から出力される反射光は約４１ｄＢ減衰したものとなる。すなわち、反射減衰量約４１ｄＢの光回路モジュールが実現されている。

分岐部１３の光ファイバカプラにおける分岐比率は、本実施例においては９５：５であったが、例えば、９０：１０、８７：１３、７０：３０等異なった光ファイバカプラとすることにより、光回路モジュールの反射減衰量の設定値を変更することができる。なお、分岐比率が９０：１０の場合も、上記同様に計算でき反射減衰量は約３５ｄＢとなる。すなわち、１０％の分岐比に対応した１０ｄＢに加算して、フレネル反射の１４．７ｄＢ、さらに再度１０％の分岐比に対応した１０ｄＢを加算することにより、反射減衰量は３４．７ｄＢ、それに加えてコンマ数ｄＢの損失を考慮することにより、反射減衰量は約３５ｄＢとなる。なお、８７：１３カプラ、７０：３０カプラの場合も同様にして、反射減衰量はそれぞれ約３０ｄＢ、約２５ｄＢとなる。

上記実施例においては、反射用ファイバ１６の端面でガラスと空気との屈折率差に起因するフレネル反射を生じさせるために、光ファイバの端部を垂直に切断しているが、端部にコネクタを取り付け、球面研磨し、開放端としても良い。なお、反射用ファイバ１６の端部を確実に開放端とするためには、端部に空間を確保するためのアダプタを接続することが好ましい。

ところで、ＯＴＤＲによる反射減衰量の測定においては、線路を構成する光ファイバのコネクタと光回路モジュール１の入力コネクタ１１、また、光回路モジュール１の出力コネクタ１５と線路を構成する光ファイバのコネクタとを接続するが、コネクタ接続においては反射が生じる。そこで、その反射光と上記フレネル反射による反射光との違いをＯＴＤＲによって識別できることが望ましく、そのため、入力コネクタの反射点、出力コネクタの反射点および上記フレネル反射による反射点、それぞれの間隔を使用するＯＴＤＲの距離感度よりも大きくしておくことが望ましい。それ故、本実施例においては入力ファイバ１２と出力ファイバ１４の長さをそれぞれ数十ｍ、例えば５０ｍとしている。なお、使用するＯＴＤＲの距離感度によっては、入力ファイバと出力ファイバを各10ｃｍから１ｋｍの間の適切な長さとすることもある。

また、入力コネクタと出力コネクタの反射を上記フレネル反射による反射に比して無視できるほど小さくすることも望ましい。これは、入力コネクタと出力コネクタとをそれぞれ端面を斜め研磨したコネクタとすることにより実現できる。

図２は、本発明の図１とは別の一実施形態における光回路モジュールを示している。本実施例においては、図１と同じ構成に加えて、反射用ファイバ２７を有する。本実施例においては、図１と同様、入力コネクタ２１に入力された光は反射用ファイバ２６の端部において反射され入力コネクタ２１から反射光が出力される。さらに、反射用ファイバ２７を有することにより、出力コネクタ２５から入力された光についても出力ファイバ２４によって分岐部２３に導光され、分岐部２３において２つに分岐される。分岐された光のうちの一方は入力ファイバ２２を通じた後、入力コネクタ２１より出力される。一方、反射用光ファイバ２７において分岐部２３とは反対側の端面は垂直に切断されている。従って、分岐された光の内の他方は反射用光ファイバ２７内を伝送し、反射用光ファイバ２７の分岐部２３とは反対側の端面に達すると、光ファイバのコア材質すなわちガラスと空気との屈折率差に起因するフレネル反射により一部反射される。そして、その反射光は反射用光ファイバ２７を再度通じた後、分岐部２３を再度経由し、出力ファイバ２４を通じ、出力コネクタ２５に戻って、出力コネクタ２５から出力される。本実施例においては、ＯＴＤＲを入力コネクタ側に接続しても、出力コネクタ側に接続しても反射光が得られるため、線路監視システムにおいてＯＴＤＲから発せられる監視光の方向に関係なく反射基準素子としての機能を有する。

上記実施例図１、図２においては、分岐部は光ファイバカプラとしたが光を分岐できる素子であれば、光ファイバカプラに限定されず、導波路型の光カプラであっても、ミラー型の光カプラであっても良い。

ここで、上記実施例図１、図２の、分岐部と反射用光ファイバの間に減衰部たる減衰素子を挿入することにより、反射光の反射減衰量を変更させることができる。また、減衰素子が可変減衰素子であれば、反射減衰量を自由に変化させることができるためより好ましい。上記減衰素子の例としては、コアにＣｏを添加した光ファイバが挙げられ、また、可変減衰素子の例としては、シリコン基板上に形成したマイクロミラーと基板の間に生じる静電気力を電圧により調整することによってミラーの傾斜角度を制御させ、反射減衰量を可変させる素子が挙げられる。なお、減衰素子において反射が生じる場合は、その反射光と上記フレネル反射による反射光との違いをＯＴＤＲによって識別できることが望ましく、そのために減衰素子の反射点と上記フレネル反射による反射点間の間隔を使用するＯＴＤＲの距離感度より大きくしておくことが望ましい。それを実現するためには、反射用光ファイバの長さを数十ｍ、例えば５０ｍとすれば良い。

上記実施例図１を使用した試験システムの一実施例を図３（ａ）、図３（ｂ）に示す。図３（ａ）は反射測定の試験システムの構成を示しており、３は測定器であるＯＴＤＲ、４は線路である光ファイバケーブル、１は上記実施例図１の光回路モジュールであり、線路間すなわち光ファイバケーブル４間に複数挿入されている。図３（ｂ）はＯＴＤＲ３による測定結果を示しており、反射減衰量のピークＡは光ファイバケーブルの入力端、ピークＢ'、Ｃ'は光回路モジュールの入力端、ピークＢ、Ｃは光回路モジュールの反射部、ピークＢ''、Ｃ''は光回路モジュールの出力端、ピークＤは光ファイバケーブルの開放端における各反射を示している。本実施例においては、上述の通り反射減衰量約４１ｄＢの光回路モジュールとして設定されているため、ピークＢ、Ｃの反射減衰量は約４１ｄＢである。ここで、線路に異常が生じ、線路上に反射がおきた場合には、図３（ｂ）に記載されていないピークが出現する。そのピークを光回路モジュールによる既知のピークＢ、Ｃと比較することにより、そのピークの反射減衰量の大きさを正確に求めることができる。

以上説明したように本発明によれば、光信号を入力する入力部、前記光信号を分岐する分岐部、前記信号光の一部が前記入力部から出力されるよう前記分岐部によって分岐された前記光信号の一方をフレネル反射により反射する構造の反射部、および前記分岐部によって分岐された前記光信号の他方を出力する出力部を有することを特徴とするため、反射帯域が広く、反射減衰量が安定しており、かつ構造が簡単な反射基準素子を成す光回路モジュールを提供ができる。

本発明に係わる光回路モジュールの一例を示す模式図である。 本発明に係わる光回路モジュールの別の一例を示す模式図である。 本発明に係わる試験システムの一例を示す模式図である。

符号の説明

１、２ ・・・光回路モジュール
１１、２１ ・・・入力コネクタ
１２、２２ ・・・入力ファイバ
１３、２３ ・・・分岐部
１４、２４ ・・・出力ファイバ
１５、２５ ・・・出力コネクタ
１６、２６、２７ ・・・反射用光ファイバ
３ ・・・ＯＴＤＲ
４ ・・・光ファイバケーブル

Claims (4)

1. 光信号を入力する入力部、前記光信号を分岐する分岐部、前記信号光の一部が前記入力部から出力されるよう前記分岐部によって分岐された前記光信号の一方をフレネル反射により反射する構造の反射部、および前記分岐部によって分岐された前記光信号の他方を出力する出力部を有することを特徴とする光回路モジュール。
2. 前記出力部からの入力光が前記分岐部によって分岐され、前記分岐部によって分岐された前記入力光の一部がフレネル反射により反射されることを特徴とする請求項１記載の光回路モジュール。
3. 前記分岐部と前記反射部との間の光路上に前記光信号を減衰する減衰部を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光回路モジュール。
4. 請求項１乃至請求項３記載の光回路モジュールを有することを特徴とする試験システム。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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