JP3285095B2 - 光ファイバ部品の挿入損失測定方法 - Google Patents

光ファイバ部品の挿入損失測定方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信などに用いら
れる光ファイバ部品の挿入損失を測定する光ファイバ部
品の挿入損失測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】光ファイバ通信技術の発展により、光フ
ァイバ部品の製造が盛んであり、これに伴い光ファイバ
部品の品質管理が重要になっている。光ファイバ部品と
は、光の入力及び光の出力が光ファイバを介して行われ
る部品の総称であり、具体的な例としては、光スイッ
チ,光カプラ,分波器などがあげられる。内部損失が無
視できない長尺の光ファイバも光ファイバ部品と見做さ
れる。
【0003】このような光ファイバ部品の挿入損失は、
これらの部品に共通の重要な検査項目である。図2は、
従来例を示す光ファイバ部品の挿入損失測定方法の説明
図である。図2(a)は光ファイバ部品1の構成モデル
を示している。光ファイバ部品本体1aの一方に端部に
は光ファイバ1bが、他方の端部には光ファイバ1cが
それぞれ接続され、各光ファイバ1b及び1cの端部に
は光コネクタ1d及び1eがそれぞれ装着されている。
光は、この両端の光コネクタ1d及び1eの一方から入
り、他方から出るが、この光ファイバ部品1の内部を通
る光の損失を測定する。
【0004】なお、実際の光ファイバ部品は、入力用の
光ファイバ、出力用の光ファイバとも複数の場合が多い
が、その場合でも1本の入力用光ファイバと出力用光フ
ァイバとの間の挿入損失測定の問題に帰着できるため、
光ファイバ部品を図2(a)のモデルで表して測定法を
説明しても、一般性を失わない。例えば、1本の光ファ
イバに光が入射したとき、この光が複数の光ファイバに
出射するような場合(光カプラなど)でも、測定対象の
光ファイバにとって、他の光ファイバに出射する光は、
損失と見ることができるため、1対1の挿入損失が測定
できれば、これを繰り返すことにより、多端子間の結合
効率が計測できる。
【0005】従来法では、図2(b),(c)で示した
系での受光パワーを測定することによって、光ファイバ
部品の挿入損失を算出する。図中の矢印は光の進行方向
を示している。
【0006】図2(b)では、光ファイバ部品1の光フ
ァイバ1b側に、光コード3を介して光源5が接続され
た状態を示している。光源5には、半導体レーザやLE
Dが使用される。光コード3は、光ファイバ3aの両端
に光コネクタ3b,3cを取り付けたものであり、光コ
ネクタ3bが光ファイバ部品1の光コネクタ1dに、光
コネクタ3cが光源5にそれぞれ接続されている。光コ
ード3に使用される光ファイバ3aは、光ファイバ部品
1のものと同規格のものにする。一方、光ファイバ部品
1の光ファイバ1c側には、光パワーメータ7の受光部
が装着されている。
【0007】このとき、光パワーメータ7で表示される
受光パワーをP1 (dBm)とする。また、光ファイバ部品
1の内部での光の挿入損失をα0 (dB)、光ファイバ部品
1と光コード3とのコネクタ接続部での光の挿入損失を
α1 (dB)とする。
【0008】図2(c)では、光ファイバ部品1を取り
外し、光コード3を光パワーメータ7の受光部に取り付
けた状態を示している。このとき、光パワーメータ7で
表示される受光パワーをP0 (dBm) とする。
【0009】以上の測定結果から次の関係が導かれる。
【0010】 α0 +α1 =P0 −P1 (1) 従来法では、α0 を求める上で邪魔になるα1 を省くた
め、光コード3の光ファイバ部品1と接続する側の光コ
ネクタ3bを特に高精度なものにしてα1 を小さくし、
近似的に α0 ≒P0 −P1 (2) が成立するものとしてα0 を算出する。挿入損失に方向
性がある場合には、光の方向が前述の逆になる系につい
ても同様に測定すればよい。
【0011】但し、α1 を小さくするためには、光ファ
イバ部品1側の光コネクタ1dの精度も保障する必要が
あるが、通常はそれが困難である。したがって、光ファ
イバ部品1の内部損失が比較的小さい場合には、α1
存在がα0 の測定精度に与える影響が無視できない。特
に近年は、一般の多モード光ファイバに対し、コアが小
さい単一モード光ファイバが、その優れた伝送特性に注
目されて多く用いられるようになっている。このような
単一モード光ファイバを用いた部品は、光ファイバ同志
の接続がさらに難しいため、挿入損失の測定誤差もより
深刻になる。
【0012】次に、図3(a)のように、光ファイバ部
品1の両端に光コネクタが付いていない場合での従来方
法を二例述べる。
【0013】一つは、光ファイバ同志の接続をコネクタ
に代えて融着接続が代表的なスプライスにすること以外
は、前記図2の方法と同様である。但し、この場合に
は、スプライス接続する前に、図2(c)に相当する状
態でのP0 を先に測定する。スプライス接続は、接続損
失も一般にコネクタ接続の場合よりも小さいが、やはり
接続損失を無視すれば測定精度に影響するのは、前述の
場合と同じである。
【0014】他の一つの方法を図3(b)〜(d)に示
す。図3(b)では、光ファイバ部品1の一方の光ファ
イバ1bと光コード3の光ファイバ3aとをS部にてス
プライス接続し、他方の光ファイバ1cを光パワーメー
タ7に取り付ける。この場合、光パワーメータ7は光フ
ァイバアダプタ7aという部品を備えた構造のものが多
く、この光ファイバアダプタ7aに光ファイバ1cの端
部を取り付ける。このときの光パワーメータ7の読みを
1 とする。
【0015】図3(c)では、図3(b)でのスプライ
ス接続部Sと光ファイバ部品本体1aとの間の光ファイ
バ1bをC部で切断する。そして、図3(d)で示すよ
うに、この切断部Cでの光源5からの光を光パワーメー
タ7で測定する。このときの光パワーメータ7の読みを
0 とする。
【0016】このような測定方法によれば、光ファイバ
部品1の内部での挿入損失α0 は、次式で与えられる。
【0017】 α0 =P0 −P1 (3) この式は前記図2の方法による式(2)とは異なり、測
定精度は、光コード3との接続部Sでの損失α1 の影響
を受けない。
【0018】但し、この方法では、測定の都度光ファイ
バ部品の光ファイバを切断するため、その長さが短くな
ってしまう問題がある。この切断する長さを節約するた
めに、スプライス接続部Sから近接した位置で切断する
ようにすると、測定精度が悪化してしまう。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】図2に示すような方法
では、接続損失α1 の存在が挿入損失α0 の測定精度に
与える影響を無視できず、挿入損失α0 の測定誤差が大
きくなる。一方、図3に示すような方法では、スプライ
ス接続部Sでの接続損失α1 の影響を受けないが、測定
の都度光ファイバを切断しなければならないという問題
がある。
【0020】そこで、この発明は、光ファイバを切断す
ることなく、光ファイバ部品における挿入損失の測定精
度を向上させることを目的をとしている。
【0021】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は、第1の光コードの一方の端部に接続さ
れた光源からの光を、他方の端部に接続された光パワー
測定手段が測定値P0(dBm)として読取り、前記第1の光
コードの光パワー測定手段側の端部に光ファイバ部品の
一方の端部を接続して第1の接続部を形成するととも
に、光ファイバ部品の他方の端部を光パワー測定手段に
接続して光パワー測定手段の測定値P1 (dBm)を読取
り、前記光ファイバ部品の光パワー測定手段側の端部を
第2の光コードの一方の端部に接続して第2の接続部を
形成するとともに、第2の光コードの他方の端部に光パ
ワー測定手段を接続して光パワー測定手段の測定値P2
(dBm)を読取り、前記第1の光コードの光源側の端部を
光パワー測定手段に接続するとともに、前記第2の光コ
ードの光パワー測定手段側の端部を光源に接続して光パ
ワー測定手段の測定値P22(dBm)を読取り、前記光ファ
イバ部品の第1の光コード側の端部を光パワー測定手段
に接続して光パワー測定手段の測定値P11(dBm)を読取
り、前記第2の光コードの光ファイバ部品側の端部を光
パワー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P
00(dBm)を読取り、前記光ファイバ部品内部での両方向
の光の挿入損失α0 (dB)及びα00(dB)、前記第1及び第
2の接続部での光の挿入損失α1(dB),α2(dB)を、次式
により算出することを特徴としている。
【0022】 α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) α00=(P00−P11)−(P1 −P2 ) α1 =P11−P22 α2 =P1 −P2 また、この発明は、第1の光コードの一方の端部に接続
された光源からの光を、他方の端部に接続された光パワ
ー測定手段が測定値P0(dBm)として読取り、前記第1の
光コードの光パワー測定手段側の端部に光ファイバ部品
の一方の端部を接続して第1の接続部を形成するととも
に、光ファイバ部品の他方の端部を光パワー測定手段に
接続して光パワー測定手段の測定値P1 (dBm)を読取
り、前記光ファイバ部品の光パワー測定手段側の端部を
第2の光コードの一方の端部に接続して第2の接続部を
形成するとともに、第2の光コードの他方の端部に光パ
ワー測定手段を接続して光パワー測定手段の測定値P2
(dBm)を読取るか、または、前記第1の光コードの光源
側の端部を光パワー測定手段に接続するとともに、前記
第2の光コードの光パワー測定手段側の端部を光源に接
続して光パワー測定手段の測定値P22(dBm)を読取り、
前記光ファイバ部品の第1の光コード側の端部を光パワ
ー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P11(d
Bm)を読取り、前記第2の光コードの光ファイバ部品側
の端部を光パワー測定手段に接続して光パワー測定手段
の測定値P00(dBm)を読取り、前記光ファイバ部品内部
での一方向の光の挿入損失α0 (dB)、前記第1及び第2
の接続部での光の挿入損失α1(dB),α2(dB)を、次式に
より算出するようにしてもよい。
【0023】α0 =(P00−P11)−(P1 −P2 ) α1 =(P0 −P2 )−(P00−P11) α2 =P1 −P2 または α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) α1 =P11−P22 α2 =(P00−P22)−(P0 −P1
【0024】
【作用】このような光ファイバ部品の挿入損失測定方法
によれば、光ファイバ部品における光の挿入損失ととも
に、光ファイバ部品と測定系との接続部での損失も測定
でき、測定精度が向上する。
【0025】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。
【0026】図1は、この発明の一実施例を示す光ファ
イバ部品の挿入損失測定方法の説明図であり、挿入損失
α0 に方向性があることを前提にした測定方法である。
図1(a)は、前記図2に示した従来例と同様な光ファ
イバ部品の構成を示しており、図2(a)と同符号を付
してある。図1(b)から(g)までの6つの状態につ
いて、光パワー測定手段としての光パワーメータ7での
測定値を得、この測定値を基に光ファイバ部品1内部で
の光の挿入損失及び、測定時のコネクタ接続部での損失
を算出する。
【0027】図1(b)は、前記図2(c)と同様であ
り、第1の光コードである光コード3を介して接続され
た光源5の光のパワーを光パワーメータ7が受光し、こ
の受光パワーP0 (dBm) を測定する。
【0028】図1(c)は、前記図2(b)と同様であ
り、光パワーメータ7は、光源5からの光を光コード3
及び光ファイバ部品1を介して受光し、このときの受光
パワーP1 (dBm) を測定する。
【0029】図1(d)は、光ファイバ部品1と光パワ
ーメータ7との間にも、第2の光コードである光コード
9を接続している。この光コード9も光源5側の光コー
ド3と同様に、光ファイバ9aの両端に光コネクタ9
b,9cが装着された構成で、光コネクタ9bが光ファ
イバ部品1の光コネクタ1eに、光コネクタ9cが光パ
ワーメータ7にそれぞれ接続されている。この状態で、
光源5からの光を、光コード3、光ファイバ部品1、光
コード9を介して光パワーメータ7で受光し、このとき
の受光パワーP2 (dBm) を測定する。
【0030】図1(e)は、図1(d)での光源5と光
パワーメータ7とを入れ替えた状態を示し、光源5から
の光を、光コード9、光ファイバ部品1、光コード3を
介して光パワーメータ7で受光し、このときの受光パワ
ーP22(dBm) を測定する。
【0031】図1(f)は、図1(e)の状態から光コ
ード3を外し、光パワーメータ7を光ファイバ部品1の
光コネクタ1dに接続する。この状態で、光源5からの
光を、光コード9、光ファイバ部品1を介して光パワー
メータ7で測定し測定値P11(dBm) を得る。
【0032】図1(g)は、図1(f)における光ファ
イバ部品1を外し、光パワーメータ7を光コード9の光
コネクタ9bに接続する。この状態で、光源5からの光
を、光コード9を介して光パワーメータ7で測定し測定
値P00(dBm) を得る。
【0033】ここで、光ファイバ部品1の内部での挿入
損失は、図1(c),(d)で矢印Aで示す右方向への
光の伝播方向である順方向をα0 (dB)、これとは逆の図
1(e),(f)で矢印Bで示す逆方向をα00(dB)と
し、また光ファイバ部品1と光コネクタ3との接続部N
での損失をα1 (dB)、光ファイバ部品1と光コネクタ9
との接続部Mでの損失をα2 (dB)とする。
【0034】以上のような測定方法において、以下の関
係式が求まる。
【0035】図1(b),(c)より、 α1 +α0 =P0 −P1 (4) 図1(b),(d)より、 α1 +α0 +α2 =P0 −P2 (5) 図1(e),(g)より、 α1 +α00+α2 =P00−P22 (6) 図1(f),(g)より、 α00+α2 =P00−P11 (7) 上記(4)〜(7)式を基に、以下の解が求まる。
【0036】すなわち、式(4),(5)により α2 =P1 −P2 (8) また、式(6),(7)により α1 =P11−P22 (9) 式(8)を式(7)に代入すると、 α00=(P00−P11)−(P1 −P2 ) (10) 式(9)を式(4)に代入すると、 α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) (11) このようにして、光ファイバ部品1内部での損失α0 (d
B),α00(dB)及び、コネクタ接続部N,Mでの損失α1
(dB),α2 (dB)が算出できる。コネクタ接続部N,Mで
の損失α1 (dB),α2 (dB)が算出できるので、光ファイ
バ部品1の内部損失α0 (dB),α00(dB)が比較的小さい
場合であっても、その損失α0 (dB),α00(dB)を光ファ
イバを切断することなく、精度よく測定できる。この結
果、高品質な光ファイバ部品の安定供給に役立ち、これ
らの部品の応用分野の発展に大きく寄与できる。
【0037】なお、上記実施例では、光ファイバ間の接
続損失、光源と光ファイバとの結合効率は、つなぎ替え
たときには変化してしまうことを想定している。したが
って、図1の(d)から(e)に移るときにはそれらが
変化するが、測定結果には影響しない。
【0038】このことから、(d)までの測定に使用す
る光源及び光パワーメータが、(e)からの測定で使用
するものと違ったものであっても構わないことになる。
また、光パワーの測定では、絶対精度が必要なのではな
く、相対的にどれだけ変化したかを測定することになる
から、光パワーメータ7の受光部や光源5に、あらかじ
め別の光コードが取り付けてあってもよい。但し、
(b)から(d)まで、及び(e)から(g)までのそ
れぞれの測定期間中は、それらの挿入品を光パワーメー
タ7の受光部や光源から脱着してはならない。(d)か
ら(e)に移るときには、取り外したり、あらたに取り
付けたりしてもよい。
【0039】次に、光ファイバ部品の内部損失が、方向
性を持たない(すなわちα0 =α00)としてよい場合に
ついて説明する。この場合には、図1における(d)ま
たは(e)の状態での測定を省略することができる。
【0040】図1(e)の状態での測定を省略したとき
を例にとると、以下の関係式が求まる。
【0041】 α1 +α0 =P0 −P1 (4) α1 +α0 +α2 =P0 −P2 (5) α0 +α2 =P00−P11 (12) 上記式(4),(5),(12)を基に、以下の解が求
まる。
【0042】すなわち、式(4),(5)により α2 =P1 −P2 (8) また、式(5),(12)により α1 =(P0 −P2 )−(P00−P11) (13) 式(8)を式(12)に代入すると、 α0 =(P00−P11)−(P1 −P2 ) (14) 同様にして、図1(d)の状態での測定を省略したとき
には、 α2 =(P00−P22)−(P0 −P1 ) (15) α1 =P11−P22 (16) α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) (17) が求まる。
【0043】このように、光ファイバ部品の損失が方向
性を持たない場合には、測定回数が5回で済む。なお、
光ファイバ部品の損失α0 だけ求まればよいのであれ
ば、式(14)及び式(17)をみればわかるように、
前者ではP0 が、後者ではP00が算出には不要であるた
め、それぞれ図1(b),(g)での測定を省略するこ
とができ、4回の測定でよい。
【0044】以上述べた各実施例では、光ファイバ部品
に光コネクタが取り付けられているとして説明したが、
光コネクタがない場合でもコネクタ接続の代わりにスプ
ライス接続すればよいので、本発明を適用できる。この
場合でも、図3で説明した従来例のような光ファイバ切
断が不要である。スプライス接続作業により、数cm分の
光ファイバを消費するが、従来例での消費とは本質的に
は異なる。図3の方法では少くとも数10cm消費する。
【0045】なお、従来技術で説明したように、光ファ
イバ部品では、入出力の光ファイバが複数の場合が多い
が、その場合でも2本の光ファイバ間での測定を繰り返
すことによって、多端子間の結合効率を測定できるた
め、本発明への適用は可能である。なお、挿入損失α0
(dB)と結合効率η(0≦η≦1)との関係は、次式で与
えられる。
【0046】α0 =−10log10η
【0047】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
れば、光ファイバ部品の挿入損失を測定するに当たり、
測定系との接続部での損失を光ファイバを切断すること
なく分離して測定できるので、測定精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す光ファイバ部品の挿
入損失測定方法の説明図である。
【図2】従来例を示す光ファイバ部品の挿入損失測定方
法の説明図である。
【図3】他の従来例を示す光ファイバ部品の挿入損失測
定方法の説明図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ部品 3 光コード(第1の光コード) 5 光源 7 光パワーメータ(光パワー測定手段) 9 光コード(第2の光コード) N コネクタ接続部(第1の接続部) M コネクタ接続部(第2の接続部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−193034(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01M 11/00 - 11/02 G02B 6/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の光コードの一方の端部に接続され
    た光源からの光を、他方の端部に接続された光パワー測
    定手段が測定値P0(dBm)として読取り、前記第1の光コ
    ードの光パワー測定手段側の端部に光ファイバ部品の一
    方の端部を接続して第1の接続部を形成するとともに、
    光ファイバ部品の他方の端部を光パワー測定手段に接続
    して光パワー測定手段の測定値P1 (dBm)を読取り、 前記光ファイバ部品の光パワー測定手段側の端部を第2
    の光コードの一方の端部に接続して第2の接続部を形成
    するとともに、第2の光コードの他方の端部に光パワー
    測定手段を接続して光パワー測定手段の測定値P2 (dB
    m)を読取り、 前記第1の光コードの光源側の端部を光パワー測定手段
    に接続するとともに、前記第2の光コードの光パワー測
    定手段側の端部を光源に接続して光パワー測定手段の測
    定値P22(dBm)を読取り、 前記光ファイバ部品の第1の光コード側の端部を光パワ
    ー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P11(d
    Bm)を読取り、 前記第2の光コードの光ファイバ部品側の端部を光パワ
    ー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P00(d
    Bm)を読取り、 前記光ファイバ部品内部での両方向の光の挿入損失α0
    (dB)及びα00(dB)、前記第1及び第2の接続部での光の
    挿入損失α1(dB),α2(dB)を、次式により算出すること
    を特徴とする光ファイバ部品の挿入損失測定方法。 α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) α00=(P00−P11)−(P1 −P2 ) α1 =P11−P22 α2 =P1 −P2
  2. 【請求項2】 第1の光コードの一方の端部に接続され
    た光源からの光を、他方の端部に接続された光パワー測
    定手段が測定値P0(dBm)として読取り、 前記第1の光コードの光パワー測定手段側の端部に光フ
    ァイバ部品の一方の端部を接続して第1の接続部を形成
    するとともに、光ファイバ部品の他方の端部を光パワー
    測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P1 (dB
    m)を読取り、 前記光ファイバ部品の光パワー測定手段側の端部を第2
    の光コードの一方の端部に接続して第2の接続部を形成
    するとともに、第2の光コードの他方の端部に光パワー
    測定手段を接続して光パワー測定手段の測定値P2 (dB
    m)を読取るか、または、前記第1の光コードの光源側の
    端部を光パワー測定手段に接続するとともに、前記第2
    の光コードの光パワー測定手段側の端部を光源に接続し
    て光パワー測定手段の測定値P22(dBm)を読取り、 前記光ファイバ部品の第1の光コード側の端部を光パワ
    ー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P11(d
    Bm)を読取り、 前記第2の光コードの光ファイバ部品側の端部を光パワ
    ー測定手段に接続して光パワー測定手段の測定値P00(d
    Bm)を読取り、 前記光ファイバ部品内部での一方向の光の挿入損失α0
    (dB)、前記第1及び第2の接続部での光の挿入損失α
    1(dB),α2(dB)を、次式により算出することを特徴とす
    る光ファイバ部品の挿入損失測定方法。 α0 =(P00−P11)−(P1 −P2 ) α1 =(P0 −P2 )−(P00−P11) α2 =P1 −P2 または α0 =(P0 −P1 )−(P11−P22) α1 =P11−P22 α2 =(P00−P22)−(P0 −P1
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