JP6402482B2 - Optical fiber cut-off wavelength measurement method - Google Patents
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本発明は、光ファイバのカットオフ波長測定方法に関する。 The present invention relates to a method for measuring a cutoff wavelength of an optical fiber.
光ファイバのカットオフ波長測定方法としては、曲げ法とマルチモードリファレンス法(マルチモード励振法)が知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
As a method for measuring the cutoff wavelength of an optical fiber, a bending method and a multimode reference method (multimode excitation method) are known (see, for example,
上記曲げ法では、長さが2mの被測定光ファイバに直径60mmの円周形の最小曲げを加えたときの透過光パワーの測定と、前記被測定光ファイバに直径280mmの円周形の最小曲げを加えたときの透過光パワーの測定との2回の測定を行う。そして、この被測定光ファイバに対する2回の測定で得られた透過光パワーの比が0.1dBとなる波長のうち最長の波長をカットオフ波長λcとして決定する。
一方、上記マルチモードリファレンス法は、基準となるマルチモードファイバ(リファレンス用光ファイバ、2m程度の短尺のマルチモードファイバ)の透過光パワーと、被測定光ファイバをマルチモード励振し、直径280mmの曲げを加えた時の透過光パワーとの比からカットオフ波長λcを決定する。つまり、マルチモードリファレンス法は、マルチモードからシングルモードへ移行する段階で、被測定光ファイバの透過光パワーが大きく変化する現象を利用することで、カットオフ波長λcを求める方法である。
In the above bending method, the transmitted light power is measured when a circular optical fiber having a diameter of 60 mm is applied to an optical fiber to be measured having a length of 2 m, and the circular optical fiber having a diameter of 280 mm is applied to the optical fiber to be measured. The measurement is performed twice with the measurement of the transmitted light power when bending is applied. Then, the longest wavelength is determined as the cut-off wavelength λc among the wavelengths at which the ratio of the transmitted light power obtained by two measurements with respect to the optical fiber to be measured is 0.1 dB.
On the other hand, in the above multimode reference method, the transmitted light power of a reference multimode fiber (reference optical fiber, a short multimode fiber of about 2 m) and the optical fiber to be measured are multimode excited and bent with a diameter of 280 mm. The cutoff wavelength λc is determined from the ratio to the transmitted light power when. That is, the multimode reference method is a method for obtaining the cutoff wavelength λc by utilizing a phenomenon that the transmitted light power of the optical fiber to be measured changes greatly at the stage of transition from the multimode to the single mode.
そして、上記曲げ法と上記マルチモードリファレンス法を比較すると、マルチモードリファレンス法では、リファレンスを使いまわすことができるため、被測定光ファイバに対しては1回の測定で結果が得られる(測定時間が短時間)というメリットが存在する。しかし、マルチモードファイバでの透過光パワーの波長スペクトルをリファレンスとして使用するため、シングルモードファイバでの波長スペクトルより変動が大きく、測定再現性が悪いという問題がある。 When the bending method and the multi-mode reference method are compared, the multi-mode reference method can reuse the reference, so that a result can be obtained in one measurement for the optical fiber under measurement (measurement time). Is a short time). However, since the wavelength spectrum of the transmitted light power in the multimode fiber is used as a reference, there is a problem that the fluctuation is larger than the wavelength spectrum in the single mode fiber and the measurement reproducibility is poor.
そこで、本発明の目的は、マルチモードリファレンス法によるカットオフ波長の測定再現性を安定させることができる光ファイバのカットオフ波長測定方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical fiber cut-off wavelength measurement method capable of stabilizing the cut-off wavelength measurement reproducibility by the multimode reference method.
上記課題を解決することのできる本発明の光ファイバのカットオフ波長測定方法は、リファレンス用のマルチモード光ファイバに微小な曲げを加えて透過光パワーの波長特性を測定するリファレンス測定工程と、
被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性を測定する被測定光ファイバ測定工程と、
リファレンス用の前記マルチモード光ファイバの透過光パワーの波長特性と前記被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性との比の波長特性に基づいて前記被測定光ファイバのカットオフ波長を算出するカットオフ波長算出工程と、
を有する。
The optical fiber cut-off wavelength measurement method of the present invention that can solve the above-mentioned problem is a reference measurement step of measuring a wavelength characteristic of transmitted light power by applying a slight bend to a reference multimode optical fiber;
A measurement optical fiber measurement step for measuring the wavelength characteristic of the transmitted light power of the measurement optical fiber;
A cut for calculating a cutoff wavelength of the optical fiber to be measured based on a wavelength characteristic of a ratio between a wavelength characteristic of the transmitted light power of the reference multimode optical fiber and a wavelength characteristic of the transmitted optical power of the optical fiber to be measured Off-wavelength calculation step;
Have
本発明によれば、マルチモードリファレンス法によるカットオフ波長の測定再現性を安定させることができる。 According to the present invention, the measurement reproducibility of the cutoff wavelength by the multimode reference method can be stabilized.
[本願発明の実施形態の説明]
本願発明の実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法は、
(1) リファレンス用のマルチモード光ファイバに微小な曲げを加えて透過光パワーの波長特性を測定するリファレンス測定工程と、
被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性を測定する被測定光ファイバ測定工程と、
リファレンス用の前記マルチモード光ファイバの透過光パワーの波長特性と前記被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性との比の波長特性に基づいて前記被測定光ファイバのカットオフ波長を算出するカットオフ波長算出工程と、
を有する。
(1)の方法によれば、リファレンス用のマルチモード光ファイバに微小な曲げを加えて測定することにより、リファレンス用のマルチモード光ファイバの透過光パワーから高次モードが抜けて、マルチモードリファレンス法での測定再現性を安定させることができる。
[Description of Embodiment of Present Invention]
The optical fiber cutoff wavelength measuring method according to the embodiment of the present invention is:
(1) A reference measurement process for measuring a wavelength characteristic of transmitted light power by applying a slight bend to a reference multimode optical fiber;
A measurement optical fiber measurement step for measuring the wavelength characteristic of the transmitted light power of the measurement optical fiber;
A cut for calculating a cutoff wavelength of the optical fiber to be measured based on a wavelength characteristic of a ratio between a wavelength characteristic of the transmitted light power of the reference multimode optical fiber and a wavelength characteristic of the transmitted optical power of the optical fiber to be measured Off-wavelength calculation step;
Have
According to the method (1), by measuring a reference multimode optical fiber with a slight bend, a higher mode is removed from the transmitted light power of the reference multimode optical fiber, and the multimode reference The measurement reproducibility by the method can be stabilized.
(2) 前記リファレンス測定工程における前記微小な曲げの直径を20mmより小さくする。
(2)の方法によれば、リファレンス測定工程におけるリファレンス用のマルチモード光ファイバに加える曲げの直径が20mmより小さいので、リファレンス用のマルチモード光ファイバの透過光パワーから高次モードが抜けた波長帯における波形がよりフラットになり、マルチモードリファレンス法での測定再現性をより安定させることができる。
(2) The diameter of the minute bend in the reference measurement step is made smaller than 20 mm.
According to the method (2), since the bending diameter applied to the reference multimode optical fiber in the reference measurement step is smaller than 20 mm, the wavelength from which the higher-order mode has escaped from the transmitted light power of the reference multimode optical fiber. The waveform in the band becomes flatter, and the measurement reproducibility by the multimode reference method can be further stabilized.
[本願発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
A specific example of an optical fiber cutoff wavelength measuring method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
本実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法は、マルチモードリファレンス法によるものである。
まず、マルチモードリファレンス法によるカットオフ波長λcの算出方法について説明する。図1は、透過光パワー比の波長スペクトルからカットオフ波長を算出する方法を説明する図である。
マルチモードリファレンス法では、基準となるリファレンス用のマルチモード光ファイバの透過光パワーPr(λ)の波長特性と、被測定光ファイバをマルチモード励振し直径280mmの曲げを加えた(典型的な使用形態を模擬するために加える)ときの透過光パワーPs(λ)の波長特性とをそれぞれ測定する。そして、これらの透過光パワー比A(λ)を次の式(1)により求める。
A(λ)=10×log10(Ps(λ)/Pr(λ))・・・(1)
被測定光ファイバの透過光パワーPs(λ)は、マルチモードからシングルモードへ移行する段階で大きく変化するので、透過光パワー比A(λ)の波長スペクトルもマルチモード領域からシングルモード領域にかけて、図1に示すように大きく変化する。
そして、図1に示すA(λ)の波長スペクトルのシングルモード領域の長波長側にJIS等の規格にしたがって直線近似した直線を引きベースラインL1とする。このベースラインL1を0.1dbだけ上にシフトさせた直線L2を引き、A(λ)の波長スペクトルとの交点の波長をカットオフ波長λcと決定する。
The optical fiber cutoff wavelength measuring method according to the present embodiment is based on the multimode reference method.
First, a calculation method of the cutoff wavelength λc by the multimode reference method will be described. FIG. 1 is a diagram for explaining a method for calculating a cutoff wavelength from a wavelength spectrum of a transmitted light power ratio.
In the multimode reference method, the wavelength characteristic of the transmitted light power Pr (λ) of the reference multimode optical fiber serving as a reference, and the optical fiber to be measured are subjected to multimode excitation and bending with a diameter of 280 mm (typical use). Measure the wavelength characteristics of the transmitted light power Ps (λ) when adding to simulate the form). And these transmitted light power ratio A ((lambda)) is calculated | required by following Formula (1).
A (λ) = 10 × log 10 (Ps (λ) / Pr (λ)) (1)
Since the transmitted light power Ps (λ) of the optical fiber to be measured changes greatly at the stage of transition from the multimode to the single mode, the wavelength spectrum of the transmitted light power ratio A (λ) also extends from the multimode region to the single mode region. As shown in FIG.
Then, a straight line approximated to the long wavelength side of the single mode region of the wavelength spectrum of A (λ) shown in FIG. A straight line L2 obtained by shifting the base line L1 upward by 0.1 db is drawn, and the wavelength of the intersection with the wavelength spectrum of A (λ) is determined as the cutoff wavelength λc.
次に、本実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法について説明する。図2は、本実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法を説明する図である。
(リファレンス測定工程)
本実施形態では、図2の(a)に示すように、リファレンス測定工程において、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1に微小な曲げ2を加える(例えば、直径10mmから30mm程度のマンドレルに巻き付ける)。そして、光源部3から出力された光をリファレンス用のマルチモード光ファイバ1に伝搬させて、微小な曲げ2を透過した光を受光部4で受光して、透過光パワーの波長特性を測定する。このとき、微小な曲げ2が加えられていることにより透過光パワーから高次モードが除かれた状態となっている(但しシングルモードではない)。
Next, a method for measuring the cutoff wavelength of an optical fiber according to this embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a method for measuring a cutoff wavelength of an optical fiber according to the present embodiment.
(Reference measurement process)
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, in the reference measurement step, a
(被測定光ファイバ測定工程)
次に、図2の(b)に示すように、被測定光ファイバ5に対して、光源部3から出力された光を被測定光ファイバ5に伝搬させて、透過した光を受光部4で受光して、透過光パワーの波長特性を測定する。なお、被測定光ファイバ5の典型的な使用形態を模擬するため被測定光ファイバ5に直径280mmの曲げ6を加えた状態で測定する(例えば、直径280mmのマンドレルに巻き付ける)。
(Measurement optical fiber measurement process)
Next, as shown in FIG. 2B, the light output from the
(カットオフ波長算出工程)
リファレンス測定工程で測定されたリファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーPs(λ)の波長特性と、被測定光ファイバ測定工程で測定された被測定光ファイバ5の透過光パワーPr(λ)の波長特性との透過光パワー比A(λ)を前述の式(1)より算出する。そして、算出された透過光パワー比A(λ)の波長スペクトルから、前述のマルチモードリファレンス法の規格にしたがってカットオフ波長λcを決定する。
(Cutoff wavelength calculation process)
The wavelength characteristics of the transmitted light power Ps (λ) of the reference multimode
以上のように、本実施形態はリファレンス測定工程において、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1に微小な曲げ2を加えることにより、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーから高次モードが抜けて、マルチモードリファレンス法での測定再現性を安定させることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the reference measurement process, a high-order mode is removed from the transmitted light power of the reference multimode
次に、本実施形態の光ファイバのカットオフ波長測定方法によって得られた透過光パワー比A(λ)の波長スペクトルと、比較のため曲げ法によって測定された透過光パワー比の波長スペクトルとを対比して、本実施形態で得られるカットオフ波長の正確性について説明する。
図3は、本発明の実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法において、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1での透過光パワー測定時に、微小な曲げ2として直径20mmの微小な曲げを加えた場合の測定結果の一例を示す図であり、図4は直径10mmの微小な曲げを加えた場合の測定結果の一例を示す図である。
Next, the wavelength spectrum of the transmitted light power ratio A (λ) obtained by the optical fiber cutoff wavelength measuring method of the present embodiment and the wavelength spectrum of the transmitted light power ratio measured by the bending method for comparison are shown. In contrast, the accuracy of the cutoff wavelength obtained in this embodiment will be described.
FIG. 3 shows an optical fiber cut-off wavelength measurement method according to an embodiment of the present invention, in which a
図3、図4においては、その測定結果の正確性を検証するため、曲げ法によるカットオフ波長の測定結果を重ね合わせて示している。
図3および図4の例に示すように、本実施形態に係る光ファイバのカットオフ波長測定方法によるカットオフ波長λc1と、ばらつきの少ない他のカットオフ波長の測定方法である曲げ法によるカットオフ波長λc0との差は小さい。
一方、微小な曲げ2を加えない光ファイバのカットオフ波長測定方法では、得られるカットオフ波長λc2と、曲げ法によって得られるカットオフ波長λc0との差は、直径20mmの微小な曲げを加えた図3の例より大きくなる。
すなわち、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1に微小な曲げ2を加えて測定することにより、測定された透過光パワーから高次モードが抜けて、マルチモードリファレンス法での測定再現性を安定させることができる。
また、被測定光ファイバ5に対して2回の測定が必要な曲げ法に対して、本実施形態ではリファレンス用のマルチモード光ファイバ1の測定結果を使いまわすことで、被測定光ファイバ5に対して1回の測定のみでカットオフ波長を求めることができるので、曲げ法よりも測定時間を短くできる。
In FIG. 3 and FIG. 4, in order to verify the accuracy of the measurement results, the measurement results of the cut-off wavelength by the bending method are superimposed.
As shown in the examples of FIGS. 3 and 4, the cut-off wavelength λc1 by the cut-off wavelength measurement method of the optical fiber according to the present embodiment and the cut-off by the bending method, which is another cut-off wavelength measurement method with little variation. The difference from the wavelength λc0 is small.
On the other hand, in the cut-off wavelength measurement method of the optical fiber that does not add the
That is, by measuring a reference multimode
Further, in the present embodiment, by using the measurement result of the reference multimode
なお、図3の直径20mmより小さい微小曲げ2を加えた場合(例えば、図4の直径10mmの場合)では、被測定光ファイバ5の透過光パワーとリファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーとの比の波長スペクトルにおいて、マルチモードからシングルモードへ移行する透過光パワーの変化後のベースラインL1を決定すべき領域での測定値の変動が、図3の場合より少なくなる。
このように、直径20mmより小さい微小曲げ2を加えた場合は、上記ベースラインL1の変動がより少なくなるので、被測定光ファイバ5の透過光パワーとリファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーとの比の波長スペクトルに基づくカットオフ波長の算出をより正確に行うことができる。
3 is added (for example, when the diameter is 10 mm in FIG. 4), the transmitted light power of the
As described above, when the
[実施例]
本実施形態の上記リファレンス測定工程で、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーを測定する際に、微小な曲げ2として、直径10mm、15mm、20mm、30mmをそれぞれ1ターン加えて測定した。
一方、本実施形態の上記被測定光ファイバ測定工程では、27本の被測定光ファイバに対して透過光パワーを測定した。
そして、本実施形態の上記カットオフ波長算出工程で、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1の透過光パワーの波長特性と、被測定光ファイバ測定工程で測定された被測定光ファイバ5の透過光パワーの波長特性との透過光パワー比A(λ)をそれぞれ算出し、27本の被測定光ファイバのカットオフ波長を、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1の微小な曲げ2が直径10mm、15mm、20mm、30mmのそれぞれの場合で求めた。
また、曲げ法により上記27本の被測定光ファイバ5に対して、直径60mmの円周形の最小曲げを加えたときの透過光パワーと、直径280mmの円周形の最小曲げを加えたときの透過光パワーとを測定し、カットオフ波長を求めた。
そして、上記27本の被測定光ファイバ5について、リファレンス用のマルチモード光ファイバ1の微小な曲げ2が直径10mm、15mm、20mm、30mmのそれぞれの場合で求めたカットオフ波長と、曲げ法によって求めたカットオフ波長との差をそれぞれ求めた。表1では、曲げ法による測定結果との差が、±5nm以上、±7nm以上となった光ファイバの本数、および曲げ法による測定結果との差の標準偏差を示す。
[Example]
In the reference measurement process of the present embodiment, when measuring the transmitted light power of the reference multimode
On the other hand, in the measurement optical fiber measurement step of the present embodiment, the transmitted light power was measured for 27 optical fibers to be measured.
Then, in the cutoff wavelength calculation step of the present embodiment, the wavelength characteristic of the transmitted light power of the reference multimode
Also, when the 27
For the 27
表1に示すように、本実施形態のリファレンス測定工程におけるリファレンス用のマルチモード光ファイバ1に加える微小な曲げ2の直径が特に20mmより小さい場合では、曲げ法との差も小さく、ばらつき(標準偏差)も小さいのに対し、20mm以上の場合では、曲げ法との差が大きく、ばらつきも大きくなる。これは、曲げ径が小さいほど、高次モードが抜けた波長帯における波長スペクトルがよりフラットになり、マルチモードリファレンス法での測定再現性をより安定させることができるためと考えられる。
As shown in Table 1, when the diameter of the
1 リファレンス用のマルチモード光ファイバ
2 微小な曲げ
3 光源部
4 受光部
5 被測定光ファイバ
6 直径280mmの曲げ
DESCRIPTION OF
Claims (2)
被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性を測定する被測定光ファイバ測定工程と、
リファレンス用の前記マルチモード光ファイバの透過光パワーの波長特性と前記被測定光ファイバの透過光パワーの波長特性との比の波長特性に基づいて前記被測定光ファイバのカットオフ波長を算出するカットオフ波長算出工程と、
を有する光ファイバのカットオフ波長測定方法。 A reference measurement process for measuring the wavelength characteristic of transmitted light power by applying a slight bend to the multimode optical fiber for reference,
A measurement optical fiber measurement step for measuring the wavelength characteristic of the transmitted light power of the measurement optical fiber;
A cut for calculating a cutoff wavelength of the optical fiber to be measured based on a wavelength characteristic of a ratio between a wavelength characteristic of the transmitted light power of the reference multimode optical fiber and a wavelength characteristic of the transmitted optical power of the optical fiber to be measured Off-wavelength calculation step;
A method for measuring the cutoff wavelength of an optical fiber having
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