JP5483738B2 - Light incident / exit device and light incident / exit method - Google Patents

Light incident / exit device and light incident / exit method Download PDF

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JP5483738B2 JP2011015272A JP2011015272A JP5483738B2 JP 5483738 B2 JP5483738 B2 JP 5483738B2 JP 2011015272 A JP2011015272 A JP 2011015272A JP 2011015272 A JP2011015272 A JP 2011015272A JP 5483738 B2 JP5483738 B2 JP 5483738B2
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  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)

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入出射装置及び光入出射方法に関する。   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 a light incident / exit device to be emitted and a light incident / exit 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、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作業現場で生じる。この作業を心線対照と呼ぶ。
従来の心線対照作業では、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、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一般的に用いられている(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 wires in the cable or in the optical fiber at the user's home. This operation is called core contrast.
In the conventional optical fiber contrast work, the optical fiber (optical fiber) that needs to be controlled is bent using a bending device, and the signal emitted from the optical fiber for optical fiber contrast installed on the upper side of the optical fiber. Generally, a method is used in which light is incident on an optical line via an optical coupler, signal light is emitted from the side surface of the bent part of the optical line, and this is detected by a light receiver to identify a target core wire. (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.

また、異なる複数の作業現場における作業者同士の連絡手段として、光ケーブル内の非現用心線の片端から光信号を入力し、作業現場で心線を切断することなく外部より歪みを加え、偏波特性の変化、あるいは曲げによる損失変化を強度変調に置き換えたりすることで音声信号を作り出すといった手法で光通話を行っている(例えば、特許文献2及び3参照)。   In addition, as a means of communication between workers at different work sites, an optical signal is input from one end of the non-working core in the optical cable, and distortion is applied from outside without cutting the core at the work site. Optical communication is performed by a method of generating an audio signal by replacing a change in characteristics or a loss change due to bending with intensity modulation (see, for example, Patent Documents 2 and 3).

これらの作業はいずれも、目的に応じた信号光を安定的に、かつ、効率的に光線路(光ファイバ)に入力することが重要である。このため、現在のところ、信号光入射手段は、所内設備の光カプラか、もしくは非現用心線であることを前提にした屋外設備の光コネクタに限られている。   In any of these operations, it is important to input signal light according to the purpose stably and efficiently into the optical line (optical fiber). For this reason, at present, the signal light incident means is limited to an optical coupler of an outdoor facility that assumes that it is an optical coupler of an in-house facility or a non-working core wire.

なお、コネクタがない場合は光線路の心線を切断して簡易コネクタ等を現場で作製し、信号光を入力することもある。現状では、屋外設備の光コネクタからの信号光の入力はほとんど行われず、所内設備の光カプラが唯一の信号光入力手段として用いられている。   If there is no connector, the core of the optical line may be cut to produce a simple connector or the like on site, and signal light may be input. At present, almost no signal light is input from the optical connector of the outdoor equipment, and the optical coupler of the in-house equipment is used as the only signal light input means.

また、近年、1本の光線路を光分岐器によって複数本の線路に分岐させる通信方式が実用化されている。この方式においては、所内設備側の光カプラからの入力では、光分岐器により全ての分岐線路に信号光が分配されるため、心線対照や光パルス試験が実施できないという問題もあり、作業者が線路設備側のいずれの場所からも自由に信号光を入射する技術が望まれている。   In recent years, a communication system in which one optical line is branched into a plurality of lines by an optical branching device has been put into practical use. In this method, the signal light is distributed to all the branch lines by the optical branching device at the input from the optical coupler on the in-house facility side, so that there is a problem that the core line contrast and the optical pulse test cannot be performed. However, a technique for allowing signal light to freely enter from any place on the line equipment side is desired.

また、近年、伝送論理リンクを継続しながら信号光を瞬断することなく光線路の切り替えを行う無瞬断切り替え方法および無瞬断切り替え装置に関する技術が検討されている(特許文献4)。ところが、実線路設備においては、光線路を二重化し迂回ルートに切り替える場合には、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。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(特許文献5参照)。   In recent years, a technique relating to an uninterruptible switching method and an uninterruptible switching device that switches an optical line without interrupting signal light while continuing a transmission logical link has been studied (Patent Document 4). However, in the actual line equipment, when the optical line is duplexed and switched to the detour route, it is realized if “two-input, N-output” optical branching units are not installed at both ends of the section of the line (optical fiber). I can't. In view of this, an apparatus for injecting light from the side surface of the optical fiber has been developed at an arbitrary location of the line equipment (see Patent Document 5).

しかしながら、上記装置は光ファイバの最適配置機構が備わっていないため、結合効率(入射効率)が悪く、実用化には至っていない。また、この技術には所外に2入力N出力の光分岐器が設置されていなければ実施できないという問題もあり、作業者が線路設備のいずれの場所からも自由に信号光を入出射する技術が望まれていた。   However, since the above apparatus does not have an optical fiber optimal arrangement mechanism, the coupling efficiency (incidence efficiency) is poor and has not been put into practical use. In addition, this technique has a problem that it cannot be carried out unless a 2-input N-output optical branching device is installed outside the station, and a technique in which an operator can freely input and output signal light from any place of the track facility. Was desired.

以上のように、これまでにも光ファイバの側面から入射したり出射したりする技術として、光入射装置と光出射装置が検討されてきた(特許文献2及び5)。しかしながら、これら装置は入射効率や出射効率の低さが原因で、その適用領域の狭さや信頼性が光ファイバ側面からの入射・受光方式より劣ることから普及してこなかった。特に、光入射装置の場合、入射位置や入射角度やスポットサイズが最適化されていないため、大幅に結合効率を下げてしまい、その調心に必要な機器の大きさや煩雑さにも問題があった。また、光出射装置の場合、漏れ光の一部しか受光していないことも大幅に結合効率を下げてしまうという問題があった。   As described above, the light incident device and the light emitting device have been studied as techniques for entering and exiting from the side surface of the optical fiber (Patent Documents 2 and 5). However, these devices have not been widespread due to the low incidence efficiency and emission efficiency, and the narrowness and reliability of the application area are inferior to the incidence / light reception system from the side of the optical fiber. In particular, in the case of a light incident device, since the incident position, incident angle, and spot size are not optimized, the coupling efficiency is greatly reduced, and there is a problem with the size and complexity of equipment required for alignment. It was. Further, in the case of the light emitting device, the fact that only a part of the leaked light is received has a problem that the coupling efficiency is greatly lowered.

特許3407812号公報Japanese Patent No. 3407812 特開平7−38502号公報JP-A-7-38502 特開平11−64691号公報JP-A-11-64691 特開2009−253884号公報JP 2009-253484 A 特開2009−25210号公報JP 2009-25210 A

「光波工学」、コロナ社、P.30〜40“Optical Wave Engineering”, Corona, P.30-40

以上述べたように、従来の光入出射技術では、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。
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入出射装置及び光入出射方法を提供することにある。
As described above, in the conventional light incident / exit technology, the coupling efficiency is greatly increased due to the deviation from the optimal incident position and incident angle, or the difference between the mode field diameter of the optical fiber and the beam diameter of the incident light and the emitted light. There was a problem of being lowered.
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned circumstances, and an object thereof is to provide a light incident / exit device and a light incident / exit method capable of efficiently inputting / extracting signal light from the side surface of an optical fiber. There is.

本発明に係る光入出射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、かつ、所定の距離で前記第二の光ファイバから出射される前記信号光のビーム径が前記第一の光ファイバのコア径と等しくあるいは小さくなるように調整する調整手段と、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、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屈折率整合部材を充填してなる充填手段とを具備し、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し、前記所定の距離は、前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射した前記信号光が前記第一の光ファイバのコアと結合するまでの距離とする態様とする。
The light incident / exiting 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; The signal light beam emitted from the second optical fiber at a predetermined distance so that the signal light is emitted from the second optical fiber toward the side surface of the first optical fiber at a predetermined angle. An adjusting means for adjusting the diameter to be equal to or smaller than the core diameter of the first optical fiber, and between the side surface of the first optical fiber and the end surface of the second optical fiber, Filling means formed by filling a refractive index matching member having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the optical fiber, and the predetermined radius of curvature is sent from the end face of the second optical fiber. The signal light is on the outermost coating side of the first optical fiber. The outermost coating and cladding of the first optical fiber, and the radius of curvature incident on the core of the first optical fiber without total reflection on any surface of the cladding and core of the first optical fiber, The predetermined position is a position where the signal light propagating 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, and the predetermined angle Is the angle at which the signal light that has propagated through the first optical fiber and reached the predetermined position is emitted from the outermost coating of the first optical fiber, and the predetermined distance is the second light The signal light emitted from the core center of the end face of the fiber is set to a distance until it is combined with the core of the first optical fiber.

さらに、前記所定の曲率半径は、(1)式を用いて算出される入射角ζ、ζ、ζがいずれもπ/2より小さくなる曲率半径ρであり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、(2)式、(3)式、(4)式及び(5)式を用いて算出される方向変化角δ、δ及びδの総和(δ+δ+δ)の角度上の位置であり、前記所定の角度は、(1)式を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζであり、前記所定の距離は、(6)式を用いて算出される前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射された前記信号光がコアに入射されるまでの距離である態様とする。 Further, the predetermined radius of curvature is a radius of curvature ρ in which the incident angles ζ 3 , ζ 2 , and ζ 1 calculated using the equation (1) are smaller than π / 2, and the predetermined position is Direction change angles δ 1 , δ 2, and δ 3 calculated using equations (2), (3), (4), and (5) on the side surface of the outermost coating of the first optical fiber. Of the sum (δ 1 + δ 2 + δ 3 ), and the predetermined angle is an incident angle ζ 3 to the predetermined position calculated using the equation (1), and the predetermined The distance is an aspect in which the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber calculated using Expression (6) is incident on the core.

Figure 0005483738
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ただし、ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、2x、2x及び2xは各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径であり、ζ、ζ、ζ、ψ、ψ及びψは各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、δは前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置(C点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δは当該C点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置(B点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δは当該B点から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到達する位置(A点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、n、n、n及びnは各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、θは前記第一の光ファイバのコアにおける前記信号光のシングルモード伝搬角であり、上記A点の直交座標は(Ax,Ay)、上記B点の直交座標は(Bx,By)、上記C点の直交座標は(Cx,Cy)、上記D点の直交座標は(Dx,Dy)であり、符号aは前記第二の光ファイバの端面のコア中心からA点までの距離である。
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Where ρ is the distance from the center of curvature at the predetermined curvature to the core center of the first optical fiber, and 2x 1 , 2x 2 and 2x 3 are the core, cladding and first of the first optical fiber, respectively. And ζ 3 , ζ 2 , ζ 1 , ψ 3 , ψ 2 and ψ 1 are the core and cladding of the first optical fiber, and the cladding and outermost of the first optical fiber, respectively. The incident angle and the refraction angle of the signal light on the outer coating and the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, and δ 1 from the position where the first optical fiber starts to be bent by the fiber guide The direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber to the position (point C) where the signal light reaches the boundary layer between the core and the clad, and δ 2 is the signal light from the point C First optical fiber cladding and outermost The direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber up to a position (point B) reaching the boundary surface of the coating, and δ 3 is the outermost point of the first optical fiber from the point B. Direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber up to the position (point A) reaching the side surface of the coating, and n 1 , n 2 , n 3, and n 4 are each of the first optical fiber The core, the cladding, the outermost coating, and the refractive index of the mediator between the outermost coating and the core of the second optical fiber, and θ 0 is the single mode of the signal light in the core of the first optical fiber Is the propagation angle, the orthogonal coordinates of the point A are (Ax, Ay), the orthogonal coordinates of the point B are (Bx, By), the orthogonal coordinates of the point C are (Cx, Cy), and the orthogonal coordinates of the point D Is (Dx, Dy), and the symbol a is a code of the end face of the second optical fiber. This is the distance from the center A to point A.

また、本発明に係る光入出射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、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の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、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、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、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具備し、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と前記屈折率整合部材の境界面から前記屈折率整合部材中へ出射する角度とし、前記所定の距離は前記前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射した前記信号光が前記第一の光ファイバのコアと結合するまでの距離とする態様とする。
Moreover, the light incident / exit 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. A refractive index matching member contact procedure in which a refractive index matching member having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber is closely attached to a predetermined position of the convex portion in the bending of the first optical fiber; In the bent portion of the first optical fiber, the plane including all the centers of the cores of the first optical fiber is installed so that the light beam irradiated from the core center of the second optical fibers in the incident portion is included. A direction of a predetermined angle with respect to the normal direction of the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, with the core center of the end face of the second optical fiber at the predetermined position in the refractive index matching member Close to the optical phi Proximity procedure and light incident procedure for causing signal light of a specific wavelength transmitted from the end face of the second optical fiber to enter the core of the first optical fiber from the side surface of the outermost coating of the first optical fiber And the predetermined radius of curvature is such that the signal light transmitted from the end surface of the second optical fiber is the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, the outermost surface of the first optical fiber. The radius of curvature that is incident on the core of the first optical fiber without being totally reflected on any of the outer coating and the clad, and the clad and the core of the first optical fiber, and the predetermined position is the first position The signal light that has propagated in a single mode in the straight region of the optical fiber reaches a position where it first reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, and the predetermined angle is the first optical fiber Propagating through the predetermined position An angle at which the signal light that has arrived exits into the refractive index matching member from an interface between the outermost coating of the first optical fiber and the refractive index matching member, and the predetermined distance is the second light The signal light emitted from the core center of the end face of the fiber is set to a distance until it is combined with the core of the first optical fiber.

さらに、前記所定の曲率半径は、(7)式を用いて算出される入射角ζ、ζ、ζがいずれもπ/2より小さくなる曲率半径ρであり、前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、(8)式、(9)式、(10)式及び(11)式を用いて算出される方向変化角δ、δ及びδの総和(δ+δ+δ)の角度上の位置であり、前記所定の角度は、(7)式を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζであり、前記所定の距離は、(12)式を用いて算出される前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射された前記信号光がコアに入射されるまでの距離である態様とする。 Further, the predetermined radius of curvature is a radius of curvature ρ in which the incident angles ζ 3 , ζ 2 , and ζ 1 calculated using the equation (7) are smaller than π / 2, and the predetermined position is Direction change angles δ 1 , δ 2, and δ 3 calculated using the equations (8), (9), (10), and (11) on the side surface of the outermost coating of the first optical fiber. Of the sum (δ 1 + δ 2 + δ 3 ), and the predetermined angle is an incident angle ζ 3 to the predetermined position calculated using the equation (7), and the predetermined angle The distance is an aspect in which the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber calculated using Expression (12) is incident on the core.

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ただし、ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、2x、2x及び2xは各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径であり、ζ、ζ、ζ、ψ、ψ及びψは各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、δは前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置(C点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δは当該C点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置(B点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、δは当該B点から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到達する位置(A点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、n、n、n及びnは各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、θは前記第一の光ファイバのコアにおける前記信号光のシングルモード伝搬角であり、上記A点の直交座標は(Ax,Ay)、上記B点の直交座標は(Bx,By)、上記C点の直交座標は(Cx,Cy)、上記D点の直交座標は(Dx,Dy)であり、符号aは前記第二の光ファイバの端面のコア中心からA点までの距離である。
Figure 0005483738
Where ρ is the distance from the center of curvature at the predetermined curvature to the core center of the first optical fiber, and 2x 1 , 2x 2 and 2x 3 are the core, cladding and first of the first optical fiber, respectively. And ζ 3 , ζ 2 , ζ 1 , ψ 3 , ψ 2 and ψ 1 are the core and cladding of the first optical fiber, and the cladding and outermost of the first optical fiber, respectively. The incident angle and the refraction angle of the signal light on the outer coating and the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, and δ 1 from the position where the first optical fiber starts to be bent by the fiber guide The direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber to the position (point C) where the signal light reaches the boundary layer between the core and the clad, and δ 2 is the signal light from the point C First optical fiber cladding and outermost The direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber up to a position (point B) reaching the boundary surface of the coating, and δ 3 is the outermost point of the first optical fiber from the point B. Direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber up to the position (point A) reaching the side surface of the coating, and n 1 , n 2 , n 3, and n 4 are each of the first optical fiber The core, the cladding, the outermost coating, and the refractive index of the mediator between the outermost coating and the core of the second optical fiber, and θ 0 is the single mode of the signal light in the core of the first optical fiber Is the propagation angle, the orthogonal coordinates of the point A are (Ax, Ay), the orthogonal coordinates of the point B are (Bx, By), the orthogonal coordinates of the point C are (Cx, Cy), and the orthogonal coordinates of the point D Is (Dx, Dy), and the symbol a is a code of the end face of the second optical fiber. This is the distance from the center A to point A.

)()の構成において、前記光ファイバ近接手順は、前記所定の位置及び所定の角度で第二の光ファイバを第一の光ファイバに概略突き合わせた後、最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、前記高さ方向と入射用光ファイバから照射される光線方向であるx軸方向の微調整を繰返し、前記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い、その後、前記y軸を微動させ高さ方向の微調整を行い、x軸の微調整を行う毎に高さ方向の微調整を行うという手順を繰返し、最も効率のよい所定の位置及び所定の角度を、3軸ステージを用いて探索する手順を、3軸の自動ステージを制御することよって自動的に実行する態様とする。 ( 3 ) In the configuration of ( 2 ), the optical fiber proximity procedure affects the decrease in the incidence rate most after the second optical fiber is roughly abutted with the first optical fiber at the predetermined position and predetermined angle. The fine adjustment of the z-axis in a certain height direction is performed, and then the fine adjustment of the height direction and the x-axis direction, which is the direction of the light beam emitted from the incident optical fiber, is repeated. A procedure for measuring a predetermined position and a predetermined angle, finely moving the y-axis to make fine adjustments in the height direction, and making fine adjustments in the height direction each time fine adjustments are made in the x-axis The procedure of searching for the most efficient predetermined position and predetermined angle using the three-axis stage is automatically executed by controlling the three-axis automatic stage.

)()の構成において、前記所定の曲率半径で曲げられた前記第一の光ファイバに、前記第二の光ファイバから前記所定の角度で、前記屈折率整合部材を通過した前記信号光が前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて、前記所定の位置へ入射角ζ3で前記信号光を出射する態様とする。 ( 4 ) In the configuration of ( 2 ), the signal that has passed through the refractive index matching member at the predetermined angle from the second optical fiber to the first optical fiber bent at the predetermined radius of curvature. The light is emitted to the predetermined position at an incident angle ζ3 toward the predetermined position on the side surface of the first optical fiber.

本発明に係る光入出射装置では、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、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屈折率整合部材を充填させる。前記屈折率整合部材は、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ゲル状の屈折率整合剤又は弾性力のあるプラスチック若しくは合成樹脂であることが好ましく、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 light incident / exiting device according to the present invention, the first optical fiber is bent with a predetermined radius of curvature, and 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 A refractive index matching member having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber is filled between the end face of the optical fiber. The refractive index matching member is preferably a gel-like refractive index matching agent or an elastic plastic or synthetic resin that fills unevenness on the side surface of the first optical fiber with a micrometer order or less without gaps. It is possible to prevent scattering and random diffraction of signal light caused by the surface roughness of the optical fiber.

信号光を密着させた屈折率整合部材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。   The signal light is efficiently transmitted from the refractive index matching member 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.

また、本発明に係る光入出射装置では、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前記第一の光ファイバと前記第二の光ファイバを保持することが好ましい。   Further, in the light incident / exiting device according to the present invention, the bent portion of the first optical fiber has a plane including all the centers of the cores of the first optical fiber from the core center of the second optical fiber at the incident portion. It is preferable to hold the first optical fiber and the second optical fiber so that the irradiated light beam is included.

本発明に係る光入出射装置では、前記第二の光ファイバの端面から出射された信号光を集光させ、コアに入射されるまでの信号光のビーム径の広がりを抑える機構を備えることにより、入射率を高めることができ、前記第二の光ファイバの端面から出射された信号光を集光させた信号光のビーム径は前記第二の光ファイバの端面から所定の距離で光線路のコア径と等しいあるいは小さいことが好ましい。例えば、前記第二の光ファイバの端面から出射された信号光を集光させる機構とは前記第二の光ファイバの端面の先端に屈折率分布を持つ円柱体のレンズや球レンズを融着した光ファイバや前記第二の光ファイバの端面から先の信号光の進行方向に1枚あるいは複数枚のレンズを設置した機構である。   The light incident / exiting device according to the present invention includes a mechanism for condensing the signal light emitted from the end face of the second optical fiber and suppressing the spread of the beam diameter of the signal light until it enters the core. The incident diameter can be increased, and the beam diameter of the signal light obtained by condensing the signal light emitted from the end face of the second optical fiber is a predetermined distance from the end face of the second optical fiber. It is preferable to be equal to or smaller than the core diameter. For example, the mechanism for condensing signal light emitted from the end face of the second optical fiber is a fused cylindrical lens or spherical lens having a refractive index distribution at the tip of the end face of the second optical fiber. This is a mechanism in which one or a plurality of lenses are installed in the traveling direction of the signal light from the end face of the optical fiber or the second optical fiber.

前記所定の曲率半径ρ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であり、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であり、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と前記屈折率整合部材の境界面から前記屈折率整合部材中へ出射する角度であり、所定の距離とは前記第二の光ファイバの端面から出射された信号光がコアに入射されるまでの距離であることを特徴とする。   The predetermined radius of curvature ρ is such that the signal light transmitted from the end face of the second optical fiber is the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, the outermost coating of the first optical fiber, and the cladding. , 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, and the predetermined position is the first optical fiber Is the position where the signal light that has propagated in a single mode first reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber, and the predetermined angle propagates through the first optical fiber. The angle at which the signal light reaching the predetermined position exits from the boundary surface between the outermost coating of the first optical fiber and the refractive index matching member into the refractive index matching member, and a predetermined distance Is the end face of the second optical fiber Wherein the al emitted signal light is the distance to be incident on the core.

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入出射装置及び光入出射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 a light incident / exit device and a light incident / exit method capable of efficiently entering and exiting signal light from the side surface of an optical fiber.

本実施形態に係る光入射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。It is a schematic block diagram which shows the optical communication system which applied the light-incidence method which concerns on this embodiment to uninterrupted switching. 図1に示すシステムの無瞬断切り替えに用いた光入射装置の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the light-incidence apparatus used for the uninterruptible switching of the system shown in FIG. 図1に示す光線路の素線が曲げられた凸部を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the convex part by which the strand of the optical line shown in FIG. 1 was bent. 本実施形態に係る光入射方法を心線対照に適用した光通信システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical communication system which applied the light-incidence method which concerns on this embodiment to the core line contrast. 本実施形態に係る光入射方法を光パルス試験に適用した光通信システムを示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the optical communication system which applied the light-incidence method which concerns on this embodiment to the optical pulse test.

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入射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、2及び2’は光遮断フィルタ、4は第一の光線路(第一の光ファイバ)、5は所外装置、6は光入出力ポート、7は無瞬断切り替え用光源、8はパルス光、22は無瞬断切り替え装置、9は光入射装置、11は新設光線路(第三の光ファイバ)、12は第二の光線路(第二の光ファイバ)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 light incident method according to the present embodiment is applied to uninterrupted switching. In FIG. 1, 1 is an in-house device, 2 and 2 'are light blocking filters, 4 is a first optical line (first optical fiber), 5 is an outside device, 6 is an optical input / output port, and 7 is a non-instantaneous device. Light source for switching, 8 is pulsed light, 22 is a non-instantaneous switching device, 9 is a light incident device, 11 is a new optical line (third optical fiber), 12 is a second optical line (second optical fiber) ).

図1に示すシステムでは、第一の光線路4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2、光カプラ3を介して第一の光線路4に入射され、その出力光は光入射装置9、光遮断フィルタ2’を介して所外装置5に送られる。   In the system shown in FIG. 1, the optical coupler 3 is installed at the upper side end of the first optical line 4, and the light incident device 9 is installed at the lower side end. The signal light emitted from the in-house device 1 is incident on the first optical line 4 via the light blocking filter 2 and the optical coupler 3, and the output light is transmitted via the light incident device 9 and the light blocking filter 2 '. It is sent to the external device 5.

光カプラ3は、無瞬断切り替え用光源7から送出されるパルス光を、入出力ポート6を介して入射し、第一の光線路4への信号光に光結合するもので、パルス光が結合された信号光の一部は無瞬断切り替え装置22を介して第二の光線路12に入射され、その出射光は光入射装置9に送られる。   The optical coupler 3 receives the pulsed light transmitted from the uninterruptible switching light source 7 through the input / output port 6 and optically couples it to the signal light to the first optical line 4. Part of the combined signal light is incident on the second optical line 12 via the uninterruptible switching device 22, and the emitted light is sent to the light incident device 9.

ここで、無瞬断切り替え装置(例えば、特許文献4参照)22により、無瞬断切り替え用光源7から出射されたパルス光8を用いて、第二の光線路12の光路長を、第一の光線路4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、光遮断手段(図示せず)を用いて第一の光線路4の信号光を遮断し、その信号光の経路を第一の光線路4から第二の光線路12に移し替える。続いて無瞬断切り替え用光源7から出射されたパルス光8を用いて、第二の光線路12と新設光線路11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無瞬断切り替え装置22を制御し、第2の光線路12と新設光線路11を通過する信号光のビット符号が一致するように無瞬断切り替え装置22を制御し、光遮断手段(図示せず)を用いて第二の光線路12の信号光を遮断し、信号光の経路を第二の光線路12から新設光線路11に移し替える。
Here, the optical path length of the second optical line 12 is set to the first by using the pulsed light 8 emitted from the non-instantaneous switching light source 7 by the uninterruptible switching device 22 (for example, see Patent Document 4). On the basis of the optical path length difference with the optical line 4, the bit code is adjusted to match.
Next, the signal light of the first optical line 4 is blocked using a light blocking means (not shown), and the path of the signal light is changed from the first optical line 4 to the second optical line 12. Subsequently, using the pulsed light 8 emitted from the uninterruptible switching light source 7, the optical path lengths of the second optical line 12 and the newly installed optical line 11 are matched so that the optical path lengths of both coincide with each other. The interruption switching device 22 is controlled, and the non-instantaneous interruption switching device 22 is controlled so that the bit codes of the signal light passing through the second optical line 12 and the new optical line 11 coincide with each other, and an optical interruption means (not shown). Is used to block the signal light of the second optical line 12, and the path of the signal light is transferred from the second optical line 12 to the new optical line 11.

図2は、上記無瞬断切り替え方法に用いた光入射装置9の一例である。図2において、4は第二の光線路(第一の光ファイバ)、8は信号光(パルス光)、13は屈折率整合部材、14は入射用光ファイバ(第二の光ファイバ)、15は光線路4の曲げ部における曲率半径、16は光線路4の側面への信号光8の入射角すなわち所定の角度である。   FIG. 2 is an example of the light incident device 9 used in the above-described instantaneous switching method. In FIG. 2, 4 is a second optical line (first optical fiber), 8 is signal light (pulsed light), 13 is a refractive index matching member, 14 is an incident optical fiber (second optical fiber), 15 Is a radius of curvature at the bent portion of the optical line 4, and 16 is an incident angle of the signal light 8 to the side surface of the optical line 4, that is, a predetermined angle.

また、図3は光線路4の素線が曲げられた凸部の拡大図である。図3において、4は光線路(第一の光ファイバ)、13は屈折率整合部材、14は入射用光ファイバ(第二の光ファイバ)、19は光線路4の最外被覆、20は光線路4のクラッド、21は光線路4のコアを示す。また、A点は光線における屈折率整合部材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。xはコア21の半径を示す。xはクラッド20の半径を示す。x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 4 is bent. In FIG. 3, 4 is an optical line (first optical fiber), 13 is a refractive index matching member, 14 is an incident optical fiber (second optical fiber), 19 is an outermost coating of the optical line 4, and 20 is a light beam. The cladding of the path 4 and 21 indicate the core of the optical line 4. Point A is a boundary point between the refractive index matching member 13 and the outermost coating 19 in the light beam, point B is a boundary point between the outermost coating 19 and the cladding 20 in the light beam, and point C is the cladding 20 and core in the light beam. The boundary point with 21 is shown. x 1 represents the radius of the core 21. x 2 represents the radius of the clad 20. x 3 represents the radius of the outermost coating 19.

図3では、コア21、クラッド20、最外被覆19の外径を各々2x、2x、2xと示した。また、光線路4の曲率半径15(光線路4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8の入射角を各々ζ、ζ、ζとした。A点、B点及びC点での信号光8の屈折角を各々ψ、ψ、ψとした。また、光線路4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、δ、δ、δとした。また、コア21でのシングルモード伝搬角をθ、コア21、クラッド20、最外被覆19、屈折率整合部材13の屈折率を各々n、n、n、nとした。 In Figure 3, the core 21, cladding 20, shown with each 2x 1, 2x 2, 2x 3 the outer diameter of the outermost coating 19. Also, the radius of curvature 15 of the optical line 4 (distance from the center of curvature of the strand of the optical line 4 to the core center) is ρ, and the incident angles of the signal light 8 at points A, B, and C are respectively ζ 3 , ζ 2 and ζ 1 were set. The refraction angles of the signal light 8 at the points A, B, and C were respectively ψ 3 , ψ 2 , and ψ 1 . In addition, the direction change angles from the point D to the point C, from the point C to the point B, and from the point B to the point A on the optical line 4 are set as δ 1 , δ 2 , and δ 3 , respectively. Further, the single mode propagation angle in the core 21 is θ 0 , and the refractive indexes of the core 21, the clad 20, the outermost coating 19, and the refractive index matching member 13 are n 1 , n 2 , n 3 , and n 4 , respectively.

すなわち、図2に示す光入射装置9は、光線路4を所定の曲率半径15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4が曲がり始めるまでのE部分は入射された信号光8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 light incident device 9 shown in FIG. 2 forms a convex portion as shown in FIG. 3 by holding the optical line 4 in a state bent at a predetermined radius of curvature 15. The portion E until the optical line 4 begins to bend is preferably linear so that the incident signal light 8 is not subjected to multimode conversion or loss.

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ζ)から光線路4の側面上の所定の位置(図3のA点)に向けて信号光8を出射する。例えば、所定の曲率半径15で曲げられた光線路4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4をV溝に沿わせ、光線路4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 light incident device 9 holds the incident optical fiber 14, and the incident optical fiber 14 has a predetermined position on the side surface of the optical line 4 (point A in FIG. 3) from a predetermined angle (ζ 3 shown in FIG. 3 ). ) Emits the signal light 8. For example, as a mechanism for holding the optical line 4 bent at a predetermined radius of curvature 15, a V-groove is cut into a cylindrical body so that the bending radius is constant, and the optical line 4 is made to follow the V-groove. There is a mechanism for applying a constant tension from both ends of the bent portion 4. The predetermined angle will be described later.

光線路4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4の曲げ部において、光線路4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4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 misalignment of the optical axes of the optical line 4 and the incident optical fiber 14, the bent portion of the optical line 4 has a plane including all the centers of the cores of the optical line 4 and the incident optical fiber 14 in the incident part. It is preferable to hold the optical line 4 and the incident optical fiber 14 so that a straight line connecting the centers is included.

また、光線路4の側面と入射用光ファイバ14の端面との間に、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を充填させることが好ましい。なぜなら、光線路4の表面粗さによって引き起こされる信号光8の散乱や乱回折を防止するためである。その屈折率整合部材13は、光線路4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, it is preferable to fill a refractive index matching member 13 having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the optical line 4 between the side surface of the optical line 4 and the end face of the incident optical fiber 14. This is to prevent scattering and random diffraction of the signal light 8 caused by the surface roughness of the optical line 4. The refractive index matching member 13 preferably fills the side surface of the optical line 4 with no gaps on the order of micrometers or less.

光線路4の側面と入射用光ファイバ14の端面との間に屈折率整合部材13を充填させるための機構(図示せず)としては、例えば、屈折率整合部材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、屈折率整合部材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 refractive index matching member 13 between the side surface of the optical line 4 and the end surface of the incident optical fiber 14, for example, if the refractive index matching member 13 is a gel, A fence or a groove may be formed so as to surround between the side surface of the optical line 4 and the end surface of the incident optical fiber 14. Or you may make it keep with the surface tension which the refractive index matching member 13 itself has.

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)屈折率整合部材密着手順、(S3)光ファイバ近接手順、(S4)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15(図3に示すρ)で保持しつつ光線路4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15(図3に示すρ)で曲げられた光線路4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4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8の散乱や乱回折を防止することができる。
The light incident method according to the present embodiment sequentially performs (S1) a light incident device installation procedure, (S2) a refractive index matching member contact procedure, (S3) an optical fiber proximity procedure, and (S4) a light incidence procedure.
(S1) In the light incident device installation procedure, the optical line 4 is installed while being held at a predetermined radius of curvature 15 (ρ shown in FIG. 3).
(S2) In the refractive index matching member contact procedure, the light beam is applied to a predetermined position (point A shown in FIG. 3) of the convex portion in the bending of the optical line 4 bent with a predetermined curvature radius 15 (ρ shown in FIG. 3). A refractive index matching member 13 having a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the path 4 is brought into close contact. As a result, scattering and random diffraction of the signal light 8 caused by the side surface of the optical line 4, that is, the surface roughness of the outermost coating can be prevented.

(S3)光ファイバ近接手順では、所定の曲率半径15(図3に示すρ)で曲げられた光線路4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ζ)で近接させる。
ここで、光ファイバ近接手順において、実験的にもっと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。
(S3) In the optical fiber approach procedure, the end surface of the incident optical fiber 14 is placed on the side surface of the outermost coating of the optical line 4 bent at a predetermined radius of curvature 15 (ρ shown in FIG. 3). It is made to approach at a predetermined angle (ζ 3 shown in FIG. 3 ) with respect to the line direction.
Here, a procedure for searching for a predetermined position and a predetermined angle that are experimentally most efficient in the optical fiber approach procedure using the three-axis stage will be described with reference to FIG.

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、もっと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から照射される光線方向とする。   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 adjusting the x-axis while finely moving the y-axis and 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.

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)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8を、光線路4の最外被覆の側面から光線路4のコアへ入射させる。このとき、光入射装置9は、光線路4の曲げ部において、光線路4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4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4のコアへ向けて、信号光8を所定の位置に安定して入射させることが好ましい。
By experimentally controlling the three-axis automatic stage by computer control, a procedure for searching for the most efficient predetermined position and predetermined angle using the three-axis stage is determined automatically. A predetermined angle can be searched.
(S4) In the light incident procedure, the signal light 8 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14 is incident on the core of the optical line 4 from the side surface of the outermost coating of the optical line 4. At this time, the light incident device 9 is configured so that, in the bent portion of the optical line 4, a straight line connecting the centers of the incident optical fibers 14 in the incident part is included in a plane including all the centers of the cores of the optical line 4. 4 and the incident optical fiber 14 are made accessible. In this case, it is preferable that the signal light 8 is stably incident on a predetermined position toward the core of the optical line 4.

本発明に係る光入射装置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8を集光させ、コアに入射されるまでの信号光8のビーム径の広がりを抑えることにより、入射率を高めることができる。
但し、入射用光ファイバ14の端面から出射された信号光8を集光させた信号光のビーム径は、入射用光ファイバ14の端面から所定の距離で光線路4のコア径と等しいあるいは小さいことが好ましい。
In the light incident device 9 according to the present invention, the signal light 8 emitted from the end face of the incident optical fiber 14 is condensed, and the spread of the beam diameter of the signal light 8 until it enters the core is suppressed. The rate can be increased.
However, the beam diameter of the signal light obtained by condensing the signal light 8 emitted from the end face of the incident optical fiber 14 is equal to or smaller than the core diameter of the optical line 4 at a predetermined distance from the end face of the incident optical fiber 14. It is preferable.

ここで、所定の距離とは入射用光ファイバ14の端面から出射された信号光8がコアに入射されるまでの距離である。例えば、コアに入射されるまでの信号光8のビーム径の広がりを抑える機構としては、入射用光ファイバ14に光ファイバの端面の先端に屈折率分布を持つ一つあるいは複数の円柱体のレンズや球レンズを融着した光ファイバや入射用光ファイバの端面から先の信号光の進行方向に1枚あるいは複数枚のレンズを設置した機構である。   Here, the predetermined distance is a distance until the signal light 8 emitted from the end face of the incident optical fiber 14 enters the core. For example, as a mechanism for suppressing the spread of the beam diameter of the signal light 8 until it enters the core, one or a plurality of cylindrical lenses having a refractive index distribution at the end of the end face of the optical fiber in the incident optical fiber 14 Or a single lens or a plurality of lenses in the direction in which the signal light travels from the end face of the optical fiber fused with the spherical lens or the incident optical fiber.

本発明に係る光入射装置9では、屈折率整合剤部材13を用いることから、屈折率整合剤部材13の屈折率中でのレンズ設計が必要である。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 light incidence device 9 according to the present invention, since the refractive index matching agent member 13 is used, it is necessary to design a lens in the refractive index of the refractive index matching agent member 13. As for the light emission technique, it is preferable to use an optical fiber having a large core diameter and a high numerical aperture for the incident optical fiber 14. As for the light incident technique, it is preferable to use an optical fiber having a small core diameter and a low numerical aperture for the incident optical fiber 14.

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のコア径が大きく、入射用光ファイバから出射された信号光のビーム径が所定の距離で光線路4のコア径と等しいあるいは小さいことが好ましい。また、所定の距離は入射用光ファイバ14を所定の入射角度と所定の位置を保持しつつ光線路4から離すことによって調整可能である。   Further, in order to achieve both the efficiency of the light emission technology and the light incidence technology, the core diameter of the incident optical fiber is large, and the beam diameter of the signal light emitted from the incident optical fiber is a predetermined distance and the core diameter of the optical line 4 Is preferably equal to or smaller than. The predetermined distance can be adjusted by moving the incident optical fiber 14 away from the optical line 4 while maintaining a predetermined incident angle and a predetermined position.

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8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ζ、ζ、ζ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 8 is incident from the incident optical fiber 14 on the side surface of the optical line 4 bent at a predetermined radius of curvature ρ. Is shown photometrically.
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.

Figure 0005483738
すなわち、所定の曲率半径ρは、入射用光ファイバ14の端面から送出された信号光8が、屈折率整合部材13と光線路4の最外被覆19、光線路4の最外被覆19とクラッド20、光線路4のクラッド20とコア21のいずれの面においても全反射せずに光線路4のコア21に入射する曲率半径である。
Figure 0005483738
In other words, the predetermined curvature radius ρ is such that the signal light 8 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14 has the refractive index matching member 13 and the outermost coating 19 of the optical line 4, and the outermost coating 19 and the cladding of the optical line 4. 20 is a radius of curvature that is incident on the core 21 of the optical line 4 without being totally reflected on any of the clad 20 and the core 21 of the optical line 4.

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δ、δ及びδの総和(δ+δ+δ)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 optical line 4. Of the sum (δ 1 + δ 2 + δ 3 ) on the angle.

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
また、所定の角度ζは、(1)式を用いて算出される所定の位置A点への入射角ζである。なお、光ファイバ素線の種別(ファイバパラメータ)、曲率半径ρにより、所定の位置A点の方向変化角(δ+δ+δ)や入射角ζ(=ψ)が異なっていることは言うまでもない。所定の位置A点及び所定の角度ζの原理については後述する。
Figure 0005483738
Further, the predetermined angle ζ 3 is the incident angle ζ 3 to the predetermined position A calculated using the equation (1). Note that the direction change angle (δ 1 + δ 2 + δ 3 ) and the incident angle ζ 3 (= ψ 3 ) of the predetermined position A are different depending on the type of the optical fiber (fiber parameter) and the radius of curvature ρ. Needless to say. The principle of the predetermined position A point and the predetermined angle ζ 3 will be described later.

密着させた屈折率整合部材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。所定の距離は、入射用光ファイバ14から送出された信号光8が光線路4のコアに達するまでの距離である。   The light passes through the outermost coating 19 from the closely matched refractive index matching member 13 efficiently, and then has the shortest optical path from the outermost coating 19 to the clad 20 and from the clad 20 to the core 21 without being totally reflected. The signal light 8 from the incident optical fiber 14 can be propagated to the core 21 in a single mode. The predetermined distance is a distance until the signal light 8 transmitted from the incident optical fiber 14 reaches the core of the optical line 4.

光線路4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屈折率整合部材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 4 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 the light. The paths radiated from 21 to the clad 20, from the clad 20 to the outermost coating 19, and from the outermost coating to the refractive index matching member 13 are exactly the same. Therefore, the basis of the predetermined position, the predetermined angle, and the predetermined distance can be explained by considering the path radiated from the core 21 to the bent portion.

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θ)で反射してきた信号光8は、光線路4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8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8はB点へ角度ψで入射する。角度ψはπ/2よりも小さくなっており、信号光は最外被覆19へ角度ζで入射する。最外被覆19へ入射した信号光8はA点へ角度ψで入射する。角度ψはπ/2よりも小さくなっており、信号光8は屈折率整合部材13へ角度ζで入射する。 According to the grounds described above with reference to FIG. 3, the signal light 8 reflected in the single-mode (propagation angle θ 0 ) in the core 21 in the straight region E is the core 21 at the position where the optical line 4 starts to bend. And refracted at the boundary between the clad 20 and the light incident on the point C at an angle φ 1 . The angle ψ 1 is smaller than π / 2, and the signal light 8 enters the clad 20 at an angle ζ 1 . Signal light 8 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 enters the outermost coating 19 at an angle ζ 2 . The signal light 8 incident on the outermost coating 19 enters the point A at an angle ψ 3 . The angle ψ 3 is smaller than π / 2, and the signal light 8 enters the refractive index matching member 13 at an angle ζ 3 .

曲がりによってコア21、クラッド20、最外被覆19及び屈折率整合部材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から屈折率整合部材13へと透過される。最終的には、この屈折率整合部材13の中の放射光路の屈折角が、側面入射における入射角ζ(図2の符号16)と同じになる。ただし、伝搬角θ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ζにおいてもΔζ分の変動を許すことになる。 If 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 refractive index matching member 13 due to the bending, a part of the core 21, the clad 20, the outermost coating 19 and the clad 20 The light is transmitted from the clad 20 to the outermost coating 19 and from the outermost coating 19 to the refractive index matching member 13. Eventually, the refraction angle of the radiation path in the refractive index matching member 13 becomes the same as the incident angle ζ 3 (reference numeral 16 in FIG. 2) at the side incidence. However, since the propagation angle θ 0 has an allowable angle Δθ corresponding to the numerical aperture, the incident angle ζ 3 is allowed to vary by Δζ 3 .

上記より、所定の位置A点は、光線路4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8が、光線路4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ζは、光線路4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8が、光線路4の最外被覆19から出射する角度ζ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ζは、光線路4を伝搬し、所定の位置A点に到達した光が、光線路4の最外被覆19から屈折率整合部材13中に出射する角度である。
From the above, the predetermined position A point is specified by calculation as the position where the signal light 8 propagated in the single mode in the straight line portion E of the optical line 4 first reaches the side surface of the outermost coating 19 of the optical line 4 by calculation. can do.
Further, the predetermined angle ζ 3 is calculated as an angle ζ 3 at which the signal light 8 that has propagated through the straight line portion E of the optical line 4 and reached the predetermined position A is emitted from the outermost coating 19 of the optical line 4. Can be identified. Note that the predetermined angle ζ 3 is an angle at which the light propagating through the optical line 4 and reaching the predetermined position A is emitted from the outermost coating 19 of the optical line 4 into the refractive index matching member 13.

また、所定の距離は、信号光8が光線路4の直線部分E部分を伝搬し、所定の位置A点に到達した距離を計算することによって入射用光ファイバ14の端面のコア中心から光線路4までの距離を足し合わせることによって特定することができる。これら所定の位置A点及び所定の角度ζ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4)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。 Further, the predetermined distance is calculated by calculating the distance that the signal light 8 propagates through the straight line portion E of the optical line 4 and reaches the predetermined position A, thereby calculating the optical line from the core center of the end face of the incident optical fiber 14. It can be specified by adding the distances up to 4. 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 4 in FIG. 2), the error is experimentally corrected, The signal light 8 can be incident at the most efficient predetermined position and predetermined angle.

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。   Experimentally, in addition to errors due to gripping of the optical line (reference numeral 4 in FIG. 2), the refraction of the optical line (reference numeral 4 in FIG. 2) due to the tension and temperature applied to the optical line (reference numeral 4 in FIG. 2). Consideration must also be given to changes in the traveling direction of the signal light 8 at the end face due to the change in the rate and the shape deterioration of the end face of the incident optical fiber 14.

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。   Here, in FIG. 3, the signal light 8 reflected at the point C (stayed in the core 21) is the same as the point C from the boundary point between the next core 21 and the clad 20 in terms of geometrical rays. The light is transmitted at a rate, and finally leaks to the outside of the outermost coating 19 at another position. If the bent part continues, the same behavior will be repeated multiple times. At this time, since refraction occurs at the same ratio of transmittance and reflectance even in the second and subsequent leaks, the absolute transmission amount of the first leaked light is maximized, and the emitted light from the second and subsequent leaks is sequentially reduced. Become.

上記では、信号光8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8をコア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8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 8 leaks has been described optically, but the same applies to the incident light. More signal light 8 can be incident on the core by propagating the linear region in a single mode after one reflection and refraction on the surface. Therefore, the first position where the intensity of the leaked light reaches first is optimal as the predetermined position (point A) where the signal light 8 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4に光入射装置9を設置し、光線路4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8”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 a light incident device 9 is installed on the optical line 4 and a light receiver 10 is installed on the other end of the optical line 4. The light receiver 10 receives the signal light 8 ″ incident from the light incident device 9, and specifies a target core wire depending on whether or not the light is received.

また、図4(b)は、光線路4に光入射装置9を設置し、光線路4のもう片端に光線路4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8の曲げ部18における光線路4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。   4B, the light incident device 9 is installed in the optical line 4, the bending part 18 that bends the optical line 4 is provided at the other end of the optical line 4, and the light receiver 10 ′ is installed in the bending part 18. The optical communication system in the case where it did is shown. The light receiver 10 ′ receives the leaked light from the side surface of the optical line 4 in the bent portion 18 of the signal light 8 incident from the light incident device 9, and specifies the target core wire depending on whether or not the light is received.

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)4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8”を光線路4に入射する。
上記信号光は心線対照用光源7”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、光側面入射部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8”を光線路4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2,2’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 light incident device 9 is installed in the optical line (first optical fiber) 4 to be specified. Next, the signal light 8 ″ is incident on the optical line 4 through the light incident device 9.
The signal light is sent out by a light source 7 ″ for controlling the core wire, and 270 Hz to light such as FP-LD (Fabry Perot Laser Diode) or DFB-LD (Distributed Feedback Diode Laser Diode) having a wavelength longer than that of communication light. A signal that is converted into a signal with a certain degree of intensity modulation is used, because the wavelength is different from the communication wavelength, and at the same time, the long-wavelength light is used, so that the bending diameter formed by the light side incident portion 9 is relaxed and communication is performed. The signal light 8 ″ can be efficiently incident on the core of the optical line 4 while minimizing the bending loss with respect to the light. Further, when combined with the light blocking filters 2 and 2 ′, it is possible to contrast the cores even in the in-service state.

このようにして入射された信号光8”を、例えば、光線路4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4の側面から信号光8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8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、光側面入射部9から入射された信号光8”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、光側面入射部9から入射された信号光8の曲げ部18における光線路4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。   The signal light 8 ″ thus incident is made to have a predetermined bend in the core wire (bending portion 18) in, for example, a closure in the middle of the optical line 4, and the signal light 8 is emitted from the side surface of the optical line 4. Or the signal light 8 is detected by installing the light receiver 10 at a terminal near the user.In the system of FIG. The signal light 8 "incident from 9 is received, and the target core wire is specified by the presence or absence of the light reception. In the system of FIG. 4B, the light receiver 10 ′ receives the leaked light from the side surface of the optical line 4 at the bent portion 18 of the signal light 8 incident from the optical side surface incident portion 9, and receives the light. The target core is identified by the presence or absence of.

本実施形態に係る光入射方法又は光入射装置を用いることにより、光線路4の側面から信号光8”を入射し、光線路4の片端(端末)から受光器10で信号光8を受信することが可能である。また、光線路4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8を受光器10’で受信してすることも可能である。   By using the light incident method or the light incident device according to the present embodiment, the signal light 8 ″ is incident from the side surface of the optical line 4, and the signal light 8 is received by the light receiver 10 from one end (terminal) of the optical line 4. It is also possible to make a bend in the middle of the optical line 4 (bending portion 18) and receive the signal light 8 from the side by the light receiver 10 ′.

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入射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4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8’を光線路4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 light incident method according to the present embodiment is applied to an optical pulse test. Also in the optical pulse test, the light incidence device 9 is first installed in the optical line 4 to be tested, as in the case of the core wire control. Next, the pulse test light 8 ′ is incident on the optical line 4 through the light incident device 9.

上記パルス試験光8’は光パルス試験器7’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8’を効率的に入射することができる。また、光遮断フィルタ2と2’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8’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 8 'is sent out by an optical pulse tester 7', and light such as FP-LD or DFB-LD having a wavelength longer than that of communication light is used, as in the case of the core line control. Since the wavelength is different from the communication wavelength and at the same time, the long wavelength light is used, the pulse test light 8 'can be efficiently incident. In-service is also possible by combining the light blocking filters 2 and 2 '. With the pulse test light 8 ′ thus incident, it is possible to perform a test such as an optical fiber failure location search and an equipment failure isolation between the optical line and the user terminal.

本実施形態に係る光入射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2’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2’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2’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 2 ′ from the OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) waveform measured by using the light incidence method according to the present embodiment. Applicable to carving test. Further, by utilizing the fact that the peak of the reflection amount at the open end is different from that of the light blocking filter 2 ′, the presence or absence of the light blocking filter 2 ′ is determined, so that the working optical fiber core wire and the non-working optical fiber The distinction between the cores can be estimated.

本実施形態に係る光入射方法又は光入射装置を用いることにより、所外装置から所内装置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ζの原理について説明する。
By using the light incident method or the light incident device according to the present embodiment, it is possible to confirm the service usage status by monitoring the uplink signal frame transmitted from the external device to the internal device.
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Tと反射率Rは、(13)式と(14)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 curvature radius ρ can be expressed by the equations (13) and (14) (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.

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
また、図3による幾何学的な計算から、ψとψは、(15)式で与えられる。
Figure 0005483738
Also, from the geometric calculation according to FIG. 3, ψ 1 and ψ i are given by equation (15).

Figure 0005483738
また、図3による幾何光学的な計算から、δとδ(i=2、3)は曲率半径ρの関数として(16)式と(17)式で表される。
Figure 0005483738
Further, from the geometrical optical calculation according to FIG. 3, δ 1 and δ i (i = 2, 3) are expressed by equations (16) and (17) as a function of the curvature radius ρ.

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
また、屈折の法則より、ζは、(18)式で与えられる。
Figure 0005483738
Also, from the law of refraction, ζ i is given by equation (18).

Figure 0005483738
ただし、添字i(i=1〜3)はそれぞれA点、B点及びC点に対応している。
また、入射用光ファイバ14から入射する信号光8のコア21でのシングルモード伝搬角θとの関係は、(19)で与えられる。
Figure 0005483738
However, the suffix i (i = 1 to 3) corresponds to the points A, B and C, respectively.
Further, the relationship between the signal light 8 incident from the incident optical fiber 14 and the single mode propagation angle θ 0 in the core 21 is given by (19).

Figure 0005483738
本実施形態では、所定の曲率半径ρで曲げられた光線路4の凸部の所定の位置(A点)に、光線路4の最外被覆19とほぼ同じ屈折率の屈折率整合部材13を密着させ、屈折率整合部材13の中で、光線路4の凸部で光線路4のコアの中心を全て含む平面と入射部において同一高さにコア中心のある入射用光ファイバ14の端面のコア中心を、所定の位置(A点)における法線方向より所定の角度ζで光線路4の凸部の側面に近接させ、入射用光ファイバ14の端面から送出した信号光8を光線路4のコア21に対して入射させる。
Figure 0005483738
In the present embodiment, the refractive index matching member 13 having substantially the same refractive index as that of the outermost coating 19 of the optical line 4 is provided at a predetermined position (point A) of the convex portion of the optical line 4 bent at a predetermined radius of curvature ρ. In the refractive index matching member 13, the end face of the incident optical fiber 14 having the core center at the same height in the incident part and the plane including all the core centers of the optical line 4 at the convex part of the optical line 4. The center of the core is brought closer to the side surface of the convex portion of the optical line 4 at a predetermined angle ζ 3 from the normal direction at a predetermined position (point A), and the signal light 8 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14 is transmitted to the optical line. 4 is incident on the core 21.

所定の曲率半径ρを、入射用光ファイバ14端面から送出される信号光8に対して、光線路4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と屈折率整合部材13のいずれの境界面においても信号光8が全反射しない曲率半径ρを(13)式から(18)式より算出し、光線路4の凸部の所定の位置A点となる方向変化角(δ+δ+δ)上の位置、すなわち、光線路4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4の凸部の各境界領域で透過(屈折)され、光線路4の最外被覆に最初に到達する位置を(16)式及び(17)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4の側面からコア21に入射した信号光8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4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、(13)式から(18)式に基づいて決める。 With respect to the signal light 8 transmitted from the end face of the incident optical fiber 14, the predetermined curvature radius ρ is set to the core 21 and the clad 20, the clad 20 and the outermost coating 19, and the outermost coating 19 and the refractive index of the optical line 4. The curvature radius ρ that does not totally reflect the signal light 8 at any boundary surface of the matching member 13 is calculated from the equations (13) to (18), and the direction change becomes the predetermined position A of the convex portion of the optical line 4. A position on the angle (δ 1 + δ 2 + δ 3 ), that is, light propagating in a single mode in the linear region of the optical line 4 is transmitted (refracted) in each boundary region of the convex portion of the optical line 4, and the optical line 4 The position at which the outermost coating is first reached is calculated from the equations (16) and (17), the predetermined angle ζ3 is calculated from the equation (1), and finally enters the core 21 from the side surface of the optical line 4. So that the transmitted signal light 8 propagates in a single mode. And [rho, the predetermined position A point of the convex portion of the optical line 4, and a predetermined angle Zeta3, to have a solution in all, determined based on the equation (18) from (13).

所定の位置は、光線路(図3の符号4)の直線領域をシングルモードで伝搬してきた信号光8が、光線路(図3の符号4)の凸部において、最外被覆19と屈折率整合部材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4)の凸部の曲がり始めてからの角度、すなわち、信号光8がコア21から屈折率整合部材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:δ+δ+δ)として求めることができる。 The predetermined position is such that the signal light 8 propagated in the single mode in the linear region of the optical line (reference numeral 4 in FIG. 3) has an outer coating 19 and a refractive index at the convex portion of the optical line (reference numeral 4 in FIG. 3). This is the position that first reaches the boundary (point A) with the matching member 13, and the angle from the beginning of the bending of the convex portion of the optical line (reference numeral 4 in FIG. 3), that is, the signal light 8 is refractive index matched from the core 21 It can be obtained as the sum of angles (direction change angles: δ 1 + δ 2 + δ 3 ) between the boundary layers (points A, B, and C) that are reflected and refracted before reaching the member 13.

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(n≒n)をもつ屈折率整合部材13を境界面(A点)に密着させた場合、信号光8は屈折率整合部材13側から最外被覆19へほぼ直進する(ζ≒ψ)。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ψ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8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 refractive index matching member 13 having the same refractive index (n 4 ≈n 3 ) as that of the outermost coating 19 is brought into close contact with the boundary surface (point A). The signal light 8 travels almost straight from the refractive index matching member 13 side to the outermost coating 19 (ζ 3 ≈ψ 3 ). At this time, if the light incident fiber 14 is inclined by ψ 3 with respect to the normal direction of the point A, the signal light 8 transmitted from the incident optical fiber 14 is efficiently incident on the outermost coating 19. At the same time, it propagates through the core 21 in a single mode.

また、所定の距離は入射用光ファイバ14から送出された信号光8が光線路4のコアに達するまでの距離であり、すなわち入射用光ファイバ14の端面のコア中心からA点までの距離とA点からB点までの距離とB点からC点までの距離の和から入射用光ファイバ14の端面からA点までの距離とA点からB点までの距離とB点からC点までの距離とC点からD点までの距離の和として求められる距離である。いま、A点の直交座標を(Ax,Ay)、B点の直交座標を(Bx,By)、C点の座標を(Cx,Cy)、D点の直交座標を(Dx,Dy)は(20)式から(23)式で表すことができる。   The predetermined distance is the distance until the signal light 8 transmitted from the incident optical fiber 14 reaches the core of the optical line 4, that is, the distance from the core center of the end face of the incident optical fiber 14 to the point A From the sum of the distance from point A to point B and the distance from point B to point C, the distance from the end face of incident optical fiber 14 to point A, the distance from point A to point B, and the point from point B to point C This is the distance obtained as the sum of the distance and the distance from point C to point D. Now, the orthogonal coordinates of point A are (Ax, Ay), the orthogonal coordinates of point B are (Bx, By), the coordinates of point C are (Cx, Cy), and the orthogonal coordinates of point D are (Dx, Dy) ( 20) to (23).

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
Figure 0005483738

Figure 0005483738
また、所定の距離fは(20)式から(23)式を用いて、(24)で表すことができる。
Figure 0005483738
Further, the predetermined distance f can be expressed by (24) using the expressions (20) to (23).

Figure 0005483738
ただし、符号aは入射用光ファイバ14の端面からA点までの距離である。
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4の側面からそのコアに、入射用光ファイバ14から送出された信号光8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。
Figure 0005483738
The symbol a is the distance from the end face of the incident optical fiber 14 to the point A.
As is apparent from the above description, according to the above embodiment, the signal light 8 sent from the incident optical fiber 14 can be efficiently incident on the core from the side surface of the optical line 4. 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
2,2’…光遮断フィルタ
3,3’…光カプラ
4…光線路(第一の光ファイバ)
5…所外装置
6…光入出力ポート
7…無瞬断切り替え用光源
7’…光パルス試験器
7”…心線対照用光源
8…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
8’…光パルス試験器からのパルス試験光
8”…心線対照用光源からの信号光
9…光入射装置
10,10’…受光器
11…新設光線路
12…光線路(第二の光ファイバ)
13…屈折率整合部材
14…入射用光ファイバ(第二の光ファイバ)
15…所定の曲率半径(ρ)
16…入射角(ζ
17…方向変化角(δ+δ+δ
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
22…無瞬断切り替え装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... In-house device 2, 2 '... Optical cutoff filter 3, 3' ... Optical coupler 4 ... Optical line (1st optical fiber)
5 ... External device 6 ... Light input / output port 7 ... Light source for uninterruptible switching 7 '... Light pulse tester 7 "... Light source for contrast control 8 ... Pulse light from uninterruptible switching light source and internal device Signal light 8 '... Pulse test light from optical pulse tester 8 "... Signal light from light source for contrast control 9 ... Light incident device 10, 10' ... Receiver 11 ... New optical line 12 ... Optical line (No. 1) Second optical fiber)
13 ... Refractive index matching member 14 ... Incident optical fiber (second optical fiber)
15 ... predetermined radius of curvature (ρ)
16: Incident angle (ζ 3 )
17 ... direction change angle (δ 1 + δ 2 + δ 3 )
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) 22 ... Uninterrupted Switching device

Claims (4)

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、かつ、所定の距離で前記第二の光ファイバから出射される前記信号光のビーム径が前記第一の光ファイバのコア径と等しくあるいは小さくなるように調整する調整手段と、
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、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屈折率整合部材を充填してなる充填手段と
を具備し、
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し、
前記所定の距離は、前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射した前記信号光が前記第一の光ファイバのコアと結合するまでの距離とし、
前記所定の曲率半径は、(1)式を用いて算出される入射角ζ 、ζ 、ζ がいずれもπ/2より小さくなる曲率半径ρであり、
Figure 0005483738
前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、(2)式、(3)式、(4)式及び(5)式を用いて算出される方向変化角δ 、δ 及びδ の総和(δ +δ +δ )の角度上の位置であり、
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
前記所定の角度は、(1)式を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ であり、
前記所定の距離は、(6)式を用いて算出される前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射された前記信号光がコアに入射されるまでの距離である
Figure 0005483738
ただし、
ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、
2x 、2x 及び2x は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径であり、
ζ 、ζ 、ζ 、ψ 、ψ 及びψ は各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、
δ は前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置(C点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
δ は当該C点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置(B点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
δ は当該B点から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到達する位置(A点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
、n 、n 及びn は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、
θ は前記第一の光ファイバのコアにおける前記信号光のシングルモード伝搬角であり、上記A点の直交座標は(Ax,Ay)、上記B点の直交座標は(Bx,By)、上記C点の直交座標は(Cx,Cy)、上記D点の直交座標は(Dx,Dy)であり、符号aは前記第二の光ファイバの端面のコア中心からA点までの距離であることを特徴とする光入射装置。
First holding means for bending and holding an arbitrary portion of the first optical fiber with a predetermined radius of curvature;
Second holding means for holding the second optical fiber in place;
The signal light emitted from the second optical fiber at a predetermined distance so as to emit signal light from the second optical fiber toward the side surface of the first optical fiber at a predetermined angle. Adjusting means for adjusting the beam diameter to be equal to or smaller than the core diameter of the first optical fiber;
Filling formed by filling a refractive index matching member having a refractive index equal to the refractive index of the 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 Means,
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;
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 the outermost coating of the first optical fiber,
The predetermined distance is a distance until the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber is combined with the core of the first optical fiber ,
The predetermined radius of curvature is a radius of curvature ρ in which the incident angles ζ 3 , ζ 2 , and ζ 1 calculated using the equation (1) are smaller than π / 2.
Figure 0005483738
The predetermined position is the direction change angle δ 1 calculated using the equations (2), (3), (4), and (5) on the side surface of the outermost coating of the first optical fiber. , Δ 2 and δ 3 1 + δ 2 + δ 3 ) on the angle,
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
The predetermined angle is an incident angle ζ 3 to the predetermined position calculated using the equation (1) ,
The predetermined distance is a distance until the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber, which is calculated using the equation (6), enters the core.
Figure 0005483738
However,
ρ is the distance from the center of curvature at the predetermined curvature to the core center of the first optical fiber,
2x 1, 2x each 2 and 2x 3, wherein the first optical fiber having a core, an outer diameter of the cladding and the outermost coating,
ζ 3 , ζ 2 , ζ 1 , ψ 3 , ψ 2, and ψ 1 are respectively the core and cladding of the first optical fiber, the cladding and outermost coating of the first optical fiber, and the first An incident angle and a refraction angle of the signal light on the side surface of the outermost coating of the optical fiber;
δ 1 is at the center of curvature of the first optical fiber from the position at which the first optical fiber begins to bend by the fiber guide to the position (point C) where the signal light reaches the boundary layer between the core and the cladding. Direction change angle,
δ 2 is a direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber from the point C to a position (point B) where the signal light reaches the boundary surface between the cladding and the outermost coating of the first optical fiber. Yes,
δ 3 is a direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber from the point B to a position (point A) where the signal light reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber,
n 1 , n 2 , n 3, and n 4 are the first optical fiber core, the cladding, the outermost coating, and the refractive index of the mediator between the outermost coating and the second optical fiber core, respectively. And
θ 0 is the single mode propagation angle of the signal light in the core of the first optical fiber, the orthogonal coordinates of the point A are (Ax, Ay), the orthogonal coordinates of the point B are (Bx, By), The orthogonal coordinates of point C are (Cx, Cy), the orthogonal coordinates of point D are (Dx, Dy), and symbol a is the distance from the core center of the end face of the second optical fiber to point A. A light incident device characterized by the above.
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、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の屈折率整合部材を密着させる屈折率整合部材密着手順と、
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、当該屈折率整合部材内の前記所定の位置に、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、かつ所定の距離まで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
を具備し、
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と前記屈折率整合部材の境界面から前記屈折率整合部材中へ出射する角度とし、
前記所定の距離は前記前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射した前記信号光が前記第一の光ファイバのコアと結合するまでの距離とし、
前記所定の曲率半径は、(7)式を用いて算出される入射角ζ 、ζ 、ζ がいずれもπ/2より小さくなる曲率半径ρであり、
Figure 0005483738
前記所定の位置は、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面における、(8)式、(9)式、(10)式及び(11)式を用いて算出される方向変化角δ 、δ 及びδ の総和(δ +δ +δ )の角度上の位置であり、
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
前記所定の角度は、(7)式を用いて算出される前記所定の位置への入射角ζ であり、
前記所定の距離は、(12)式を用いて算出される前記第二の光ファイバの端面のコア中心から出射された前記信号光がコアに入射されるまでの距離である
Figure 0005483738
ただし、
ρは、前記所定の曲率における曲率中心から前記第一の光ファイバのコア中心までの距離であり、
2x 、2x 及び2x は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド及び最外被覆の外径であり、
ζ 、ζ 、ζ 、ψ 、ψ 及びψ は各々、前記第一の光ファイバのコアとクラッド、前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆、及び、前記第一の光ファイバの最外被覆の側面での、前記信号光の入射角および屈折角であり、
δ は前記第一の光ファイバがファイバガイドによって曲がり始めた位置から前記信号光が前記コアと前記クラッドの境界層に到達する位置(C点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
δ は当該C点から前記信号光が前記第一の光ファイバのクラッドと最外被覆の境界面に到達する位置(B点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
δ は当該B点から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到達する位置(A点)までの前記第一の光ファイバの曲率中心における方向変化角であり、
、n 、n 及びn は各々、前記第一の光ファイバのコア、クラッド、最外被覆及び最外被覆と前記第二の光ファイバのコアとの間の媒介物質の屈折率であり、
θ は前記第一の光ファイバのコアにおける前記信号光のシングルモード伝搬角であり、上記A点の直交座標は(Ax,Ay)、上記B点の直交座標は(Bx,By)、上記C点の直交座標は(Cx,Cy)、上記D点の直交座標は(Dx,Dy)であり、符号aは前記第二の光ファイバの端面のコア中心からA点までの距離であることを特徴とする光入射方法。
An optical fiber installation procedure for installing the first optical fiber in a state where a convex portion is formed by bending an arbitrary portion thereof with a predetermined radius of curvature;
Refraction with a refractive index equal to the refractive index of the outermost coating of the first optical fiber at a predetermined position of the convex portion in the bending of the first optical fiber bent at a predetermined radius of curvature in the optical fiber installation procedure. A refractive index matching member adhesion procedure for closely attaching the index matching member;
The first optical fiber bent portion is installed such that a light beam irradiated from the core center of the second optical fiber in the incident portion is included in a plane including all the core centers of the first optical fiber in the bent portion of the first optical fiber. The core center of the end face of the second optical fiber is located at the predetermined position in the refractive index matching member from a direction at a predetermined angle with respect to the normal direction of the side surface of the outermost coating of the first optical fiber. And an optical fiber approach procedure for approaching to a predetermined distance ;
A light incident procedure for causing signal light of a specific wavelength transmitted from the end face of the second optical fiber to enter the core of the first optical fiber from the side surface of the outermost coating 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 surface of the cladding and the core of the first optical fiber,
The predetermined position is a position where the signal light propagating 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;
The predetermined angle propagates through the first optical fiber, and the signal light that reaches the predetermined position is refracted from the boundary surface between the outermost coating of the first optical fiber and the refractive index matching member. The angle of exit into the rate matching member,
The predetermined distance is a distance until the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber is combined with the core of the first optical fiber ,
The predetermined radius of curvature is a radius of curvature ρ in which the incident angles ζ 3 , ζ 2 , and ζ 1 calculated using the equation (7) are smaller than π / 2.
Figure 0005483738
The predetermined position is the direction change angle δ 1 calculated using the equations (8), (9), (10), and (11) on the side surface of the outermost coating of the first optical fiber. , Δ 2 and δ 3 1 + δ 2 + δ 3 ) on the angle,
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
Figure 0005483738
The predetermined angle is an incident angle ζ 3 to the predetermined position calculated using the equation (7) ,
The predetermined distance is a distance until the signal light emitted from the core center of the end face of the second optical fiber, which is calculated using the equation (12), enters the core.
Figure 0005483738
However,
ρ is the distance from the center of curvature at the predetermined curvature to the core center of the first optical fiber,
2x 1, 2x each 2 and 2x 3, wherein the first optical fiber having a core, an outer diameter of the cladding and the outermost coating,
ζ 3 , ζ 2 , ζ 1 , ψ 3 , ψ 2, and ψ 1 are respectively the core and cladding of the first optical fiber, the cladding and outermost coating of the first optical fiber, and the first An incident angle and a refraction angle of the signal light on the side surface of the outermost coating of the optical fiber;
δ 1 is at the center of curvature of the first optical fiber from the position at which the first optical fiber begins to bend by the fiber guide to the position (point C) where the signal light reaches the boundary layer between the core and the cladding. Direction change angle,
δ 2 is a direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber from the point C to a position (point B) where the signal light reaches the boundary surface between the cladding and the outermost coating of the first optical fiber. Yes,
δ 3 is a direction change angle at the center of curvature of the first optical fiber from the point B to a position (point A) where the signal light reaches the side surface of the outermost coating of the first optical fiber,
n 1 , n 2 , n 3, and n 4 are the first optical fiber core, the cladding, the outermost coating, and the refractive index of the mediator between the outermost coating and the second optical fiber core, respectively. And
θ 0 is the single mode propagation angle of the signal light in the core of the first optical fiber, the orthogonal coordinates of the point A are (Ax, Ay), the orthogonal coordinates of the point B are (Bx, By), The orthogonal coordinates of point C are (Cx, Cy), the orthogonal coordinates of point D are (Dx, Dy), and symbol a is the distance from the core center of the end face of the second optical fiber to point A. A light incident method characterized by the above.
前記光ファイバ近接手順は、
前記所定の位置及び所定の角度で第二の光ファイバを第一の光ファイバに概略突き合わせた後、最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、前記高さ方向と入射用光ファイバから照射される光線方向であるx軸方向の微調整を繰返し、
前記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い、その後、前記y軸を微動させ高さ方向の微調整を行い、x軸の微調整を行う毎に高さ方向の微調整を行うという手順を繰返し、
最も効率のよい所定の位置及び所定の角度を、3軸ステージを用いて探索する手順を、3軸の自動ステージを制御することよって自動的に実行することを特徴とする請求項2記載の光入射方法。
The optical fiber proximity procedure includes:
After roughly matching the second optical fiber to the first optical fiber at the predetermined position and predetermined angle, fine adjustment of the z-axis in the height direction that most affects the decrease in incidence rate is performed, and then Repeated fine adjustment of the height direction and the x-axis direction, which is the direction of the light beam emitted from the incident optical fiber,
The y-axis value is measured at the most efficient predetermined position and angle, and then the y-axis is finely moved to make fine adjustments in the height direction. Repeat the procedure of fine adjustment of direction,
3. The light according to claim 2 , wherein the step of searching for the most efficient predetermined position and predetermined angle using the three-axis stage is automatically executed by controlling the three-axis automatic stage. Incident method.
前記所定の曲率半径で曲げられた前記第一の光ファイバに、前記第二の光ファイバから前記所定の角度で、前記屈折率整合部材を通過した前記信号光が前記第一の光ファイバの側面上の所定の位置に向けて、前記所定の位置へ入射角ζで前記信号光を出射することを特徴とする請求項2に記載の光入射方法。 The signal light that has passed through the refractive index matching member from the second optical fiber at the predetermined angle to the first optical fiber bent at the predetermined radius of curvature is a side surface of the first optical fiber. 3. The light incident method according to claim 2 , wherein the signal light is emitted to the predetermined position at an incident angle ζ 3 toward the predetermined position.
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