JPH02251937A - Acoustooptic switch - Google Patents

Acoustooptic switch

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Publication number
JPH02251937A
JPH02251937A JP7196989A JP7196989A JPH02251937A JP H02251937 A JPH02251937 A JP H02251937A JP 7196989 A JP7196989 A JP 7196989A JP 7196989 A JP7196989 A JP 7196989A JP H02251937 A JPH02251937 A JP H02251937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
acousto
fiber
light
light pulse
faraday rotator
Prior art date
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Pending
Application number
JP7196989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Fujita
藤田 正幸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH02251937A publication Critical patent/JPH02251937A/en
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Abstract

PURPOSE:To suppress sufficiently waveform fluctuations due to the polarization dependency of the diffraction efficiency of an acoustooptic element by providing a Faraday rotator whose polarizing direction can be rotated by + or -45 deg.. CONSTITUTION:The Faraday rotator 60 which has such a thickness that the polarizing direction is rotated by 45 deg. in a saturated magnetic field is fixed on one end surface of a converging rod lens 41. Further, the Faraday rotator 60 is applied with the saturated magnetic field by feeding electricity to coil 70 earlier than the light pulse emission signal (sent light pulse) of a light pulse tester. The waveform distortion of back scattered light, guided to the convergence type fiber 30, due to the polarization dependency of the diffraction efficiency of the acoustooptic element 50 is inverted when an observation is made with a 1st light pulse and a 2nd light pulse. For the purpose, the light signal which is guided to a convergence type fiber 30 is averaged by performing measurement plural times to eliminate the waveform distortion due to the polarization dependency of the acoustooptic element 50.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光パルス試験器等に用いられる音響光学スイ
ッチに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an acousto-optic switch used in an optical pulse tester or the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、光フアイバ通信の伝送品質を維持するために種
々の測定器が用いられており、これらの測定器において
、特に光ケーブルの破断点。
In general, various measuring instruments are used to maintain the transmission quality of optical fiber communications, and these measuring instruments particularly measure the break point of the optical cable.

不連続点などを標定する障害点探策、光の伝搬損失、接
続点状態などを測定する光パルス試験器が重要である。
Optical pulse testers are important for detecting fault points, locating discontinuities, and measuring optical propagation loss, connection point conditions, etc.

一般に、光パルス試験器では、パルス発生器により駆動
された半導体レーザからの光パルスを、光方向性結合器
を介して被測定光ファイバに入射させ、光フアイバ内で
生じた後方散乱光または、光フアイバ端面で生じたフレ
ネル反射光金再び光方向性結合器を介して検出器に入射
、させて電気パルスに変換している。ところが。
Generally, in an optical pulse tester, an optical pulse from a semiconductor laser driven by a pulse generator is input into an optical fiber to be measured via an optical directional coupler, and backscattered light or backscattered light generated within the optical fiber is The Fresnel reflected light generated at the end face of the optical fiber enters the detector again via the optical directional coupler and is converted into an electric pulse. However.

このような光パルス試験器の場合、特に被測定ファイバ
が単一モードであると、後方散乱光のレベルが小さ(、
その結果、フレネル反射光レベルとの差が大きくなシ、
ダイナミックレンジが低下する。そのため、不観測領域
が広がって分解能が悪化してしまう。
In the case of such an optical pulse tester, especially when the fiber under test is single mode, the level of backscattered light is small (,
As a result, the difference from the Fresnel reflected light level is large.
Dynamic range decreases. As a result, the unobservable region expands and the resolution deteriorates.

また、光源から光ファイバへの入射光と後方散乱光を分
離するため、低損失で低漏話の光方向性結合器が必要と
なる。
Furthermore, in order to separate the light incident on the optical fiber from the light source and the backscattered light, an optical directional coupler with low loss and low crosstalk is required.

そこで、光方向性結合器の代わりに、所謂音響光学スイ
ッチを用いる光パルス試験器が提案されておシ、音響光
学スイッチを用いることによって7レネル反射全マスク
することができ。
Therefore, instead of the optical directional coupler, an optical pulse tester using a so-called acousto-optic switch has been proposed, and by using the acousto-optic switch, it is possible to completely mask the 7-Renel reflection.

その結果、不観測領域が改善できる。As a result, the unobservable area can be improved.

ところで、従来、この種の音響光学スイッチとして、第
5図に示すものが知られている。第6図に示すように従
来の音響光学スイッチはPbMoO4あるいはTeO2
等の音響光学素子50金挾んで互いに対向する第1及び
第2の71′イバ10及び20をそれぞれ第1及び第2
のレンズ41及び42を用いて平行ビーム系によって結
合させ、音響光学素子50全動作させることによシ、第
2のファイバ20からの入射光を回折させ、第6のレン
ズ45を介して第6のファイバ60に光路を切替えるよ
うになっている(例えば、金山他、  Nationa
l Technical Report。
By the way, the one shown in FIG. 5 is conventionally known as this type of acousto-optic switch. As shown in Figure 6, the conventional acousto-optic switch is PbMoO4 or TeO2.
The first and second 71' ribs 10 and 20 facing each other with the acousto-optic element 50 sandwiched between the first and second
The incident light from the second fiber 20 is diffracted by the parallel beam system using the lenses 41 and 42, and the acousto-optic element 50 is fully operated. (For example, Kanayama et al., Nationa
l Technical Report.

VOl、29. NO,6,100ページ、  198
3年12月)。
VOl, 29. NO, 6,100 pages, 198
(December 3rd year).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところが、従来の音響光学スイッチの場合。 However, in the case of conventional acousto-optic switches.

その音響光学素子が超音波の伝搬する方向とそれに垂直
な方向の光弾性定数が異なるため、音響光学素子に入射
する光ビームの偏光状態によって回折効率が変化する。
Since the acousto-optic element has different photoelastic constants in the direction in which the ultrasound propagates and in the direction perpendicular thereto, the diffraction efficiency changes depending on the polarization state of the light beam incident on the acousto-optic element.

一方、単一モードファイバ内を伝搬する光はわずかな外
力、コア内及びコアとクラッドとの境界の構造不完全性
によって偏光が乱れてくるため、後方散乱光も光ファイ
バの伝搬距離に応じて偏光状態が変化することになる。
On the other hand, the polarization of light propagating in a single mode fiber is disturbed by slight external forces and structural imperfections within the core and at the boundary between the core and cladding, so backscattered light also varies depending on the propagation distance of the optical fiber. The polarization state will change.

従って、後方散乱光が音響光学スイッチに入射すると音
響光学素子の回折効率の偏光依存性によって損失が時間
的に変化するという問題点がある。つまシ、音響光学ス
イ。
Therefore, when backscattered light enters an acousto-optic switch, there is a problem in that the loss changes over time due to the polarization dependence of the diffraction efficiency of the acousto-optic element. Tsumashi, acousto-optic switch.

チを用いたパルス試験器では、後方散乱光の偏光特性に
起因する波形ゆらぎが発生し、微小な損失分布の変化及
び接続損失の測定が困難となる問題点がある。
A pulse tester using a chip has the problem that waveform fluctuations occur due to the polarization characteristics of backscattered light, making it difficult to measure minute changes in loss distribution and splice loss.

本発明の目的は、損失が時間的に変化することのない音
響光学スイッチを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an acousto-optic switch whose loss does not change over time.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の音響光学スイッチは、互いに対向して配置され
た第1及び第2の単一モードファイバと、該第1及び第
2のファイバを光学的に結合するための第1及び第2の
レンズと、該第1及び第2のレンズ間の光軸上に設けら
れた音響光学素子と、第1及び第2のレンズ間の光軸上
で第1のレンズと該音響光学素子との間に設けられた7
アラデ一回転子と、該ファラデー回転子に磁界を印加す
るためのコイルと、第2のファイバから入射し、前記音
響光学素子内で偏向した光ビームを受ける第5のレンズ
及び第3のファイバと金有することを特徴としている。
The acousto-optic switch of the present invention includes first and second single mode fibers arranged opposite to each other, and first and second lenses for optically coupling the first and second fibers. and an acousto-optic element provided on the optical axis between the first and second lenses, and between the first lens and the acousto-optic element on the optical axis between the first and second lenses. 7 provided
A Faraday rotator, a coil for applying a magnetic field to the Faraday rotator, a fifth lens and a third fiber that receive a light beam incident from a second fiber and deflected within the acousto-optic element. Characterized by having money.

〔実施例〕〔Example〕

以下2本発明について実施例によって説明する。 Two examples of the present invention will be explained below.

第1図を参照して、第1の単一モードファイバ10と第
2の単一モードファイバ20は、第1のレンズである集
束性ロッドレンズ41と第2のレンズである集束性ロッ
ドレンズ42を介して光学的に効率良く結合されている
。集束性ロッドレンズ41142間の光軸上にはAs 
2 Ae 5を用いた音響光学素子50が設けられてお
り。
Referring to FIG. 1, the first single mode fiber 10 and the second single mode fiber 20 have a convergent rod lens 41 as a first lens and a convergent rod lens 42 as a second lens. are efficiently coupled optically via the As is on the optical axis between the focusing rod lenses 41142.
An acousto-optic element 50 using 2Ae5 is provided.

電気回路100からマツチング回路90全介して高周波
電流を電極50aに与えることによって音響光学素子5
0に超音波が与えられる。集束性ロッドレンズ41の一
端面(右端面)には。
By applying a high frequency current to the electrode 50a from the electric circuit 100 through the matching circuit 90, the acousto-optic element 5
Ultrasonic waves are applied to 0. On one end surface (right end surface) of the focusing rod lens 41.

飽和磁界に於て偏光方向が45°回転するような厚さを
有するBi置換鉄ガーネットに用いたファラデー回転子
60が固定されておシ、集束性ロッドレンズ41t−コ
アとしてコイル70が設けられている。
A Faraday rotator 60 made of Bi-substituted iron garnet having a thickness such that the direction of polarization rotates by 45 degrees in a saturated magnetic field is fixed, and a coil 70 is provided as a core of the focusing rod lens 41t. There is.

第2の単一モードファイバ20から出射し。Emitted from the second single mode fiber 20.

音響光学素子50で回折した光は、プリズム80で光路
が変えられ、第6のレンズである集束性ロッドレンズ4
3を介して第6のファイバである集束型ファイバ30に
入射する。
The optical path of the light diffracted by the acousto-optic element 50 is changed by a prism 80, and the converging rod lens 4, which is a sixth lens,
3 and enters the focusing fiber 30, which is the sixth fiber.

第2図も参照して、コイル70への通電条件を次の様に
設定する。まず光パルス試験器(図示せず)の光パルス
発光信号(送出光パルス)より早(、コイル70に通電
しファラデー回転子60に飽和磁界を印加する。これに
よって。
Referring also to FIG. 2, the conditions for energizing the coil 70 are set as follows. First, the coil 70 is energized to apply a saturation magnetic field to the Faraday rotator 60.

光パルス試験器の第1の光パルス(第1番目の光パルス
)は偏光方向が45°回転して単一モードファイバ20
に接続されている被測定ファイバ(図示せず)へ送出さ
れる。コイルへの通電は、第1の光パルス送出後2次の
第2の光パルス(第2番目の光パルス)発光より前に反
転する。従って今度は、第2の光パルスは偏光方向が一
45°回転して送出されることになる。ここで、被測定
ファイバからもどって来る後方散乱光の偏光方向は、送
出光パルスの偏光方向によって変わり、第1の光パルス
と第2の光パルスの偏光方向が90°異なることから、
第2の光パルスによる後方散乱光の偏光方向と第1の光
パルスによる後方散乱光の偏光方向もまた90°異なる
ことになる。従って、県東型ファイバ60に導かれる後
方散乱光の、音響光学素子50の回折効率の偏光依存性
に起因した波形歪は、第1の光パルスによる観測時と第
2の光パルスによる観測時では2反転することになる。
The first optical pulse (first optical pulse) of the optical pulse tester is rotated by 45° in the polarization direction and is transferred to the single mode fiber 20.
The signal is sent to a fiber under test (not shown) connected to a fiber under test (not shown). The energization of the coil is reversed after the first light pulse is sent out and before the second light pulse (second light pulse) is emitted. Therefore, the second light pulse will now be sent out with its polarization direction rotated by 145°. Here, the polarization direction of the backscattered light returning from the fiber under test changes depending on the polarization direction of the transmitted optical pulse, and since the polarization directions of the first optical pulse and the second optical pulse differ by 90 degrees,
The polarization direction of the backscattered light caused by the second light pulse and the polarization direction of the backscattered light caused by the first light pulse also differ by 90°. Therefore, the waveform distortion of the backscattered light guided to the Kento type fiber 60 due to the polarization dependence of the diffraction efficiency of the acousto-optic element 50 is different when observed with the first optical pulse and when observed with the second optical pulse. So we're going to do two inversions.

よって。Therefore.

上記のタイミングにて複数回測定を行って集束型ファイ
バ30に導かれる光信号全平均化すれば、音響光学素子
50の偏光依存性に起因した波形歪は解消され、純粋な
後方散乱光の時間変化のみが観測されることになる。ま
た、一般に磁気的飽和状態に達していないファラデー回
転子は光の散乱源となるが上記の条件でファラデー回転
子を使用する場合には、コイルへの通電反転の瞬間即ち
ファラデー回転子が磁気的飽和子を光が通過しないため
、光散乱によるレンズ系結合効率変動は、後方散乱光の
観測に対し影響を与えない。
By performing measurements multiple times at the above timing and averaging the optical signals guided to the focusing fiber 30, the waveform distortion caused by the polarization dependence of the acousto-optic element 50 is eliminated, and the time of the pure backscattered light is Only changes will be observed. Furthermore, in general, a Faraday rotator that has not reached a magnetic saturation state becomes a source of light scattering, but when using a Faraday rotator under the above conditions, the Faraday rotator becomes magnetically Since light does not pass through the saturator, fluctuations in lens system coupling efficiency due to light scattering do not affect the observation of backscattered light.

本実施例による音響光学スイッチを光パルス試験器に用
いて被測定ファイバの偏波特性による波形ゆらぎを観測
したところ、平均化回数24回に於て約0.02 dB
以下と従来の数十分の−に低減できた。
When the acousto-optic switch of this example was used in an optical pulse tester to observe waveform fluctuations due to the polarization characteristics of the fiber under test, it was approximately 0.02 dB after 24 averagings.
It was possible to reduce it to below, which is several tens of minutes lower than the conventional value.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上1本発明による音響光学スイッチについて実施例を
もとに詳細に説明したが2本発明による音響光学スイッ
チは、偏光方向を±45°回転することのできるファラ
デー回転子が設けられているため2本発明による音響光
学スイッチを用いた光パルス試験器では、送出光パルス
の偏光方向が90°変えて送出され、後方散乱光の時間
変化を複数回平均化することによシ、音響光学素子の回
折効率の偏光依存性に起因する波形ゆらぎを十分に抑え
ることができるという効果がある。
The acousto-optic switch according to the present invention has been described above in detail based on the embodiments.2 The acousto-optic switch according to the present invention is equipped with a Faraday rotator that can rotate the polarization direction by ±45 degrees. In the optical pulse tester using the acousto-optic switch according to the present invention, the polarization direction of the transmitted light pulse is changed by 90 degrees, and by averaging the time changes of the backscattered light multiple times, the acousto-optic element is This has the effect of sufficiently suppressing waveform fluctuations caused by the polarization dependence of diffraction efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の音響光学スイッチの一実施例の概略を
示す平面図、第2図は本発明の音響光学スイッチに用い
られるコイルの通電条件全説明するためのタイミングチ
ャート、第6図は従来の音響光学スイッチの概略を示す
平面図である。 10.20・・・単一モードファイバ、 30・・・集
束型多モードファイバ、41,42.45・・・集束性
ロッドレンズ、50・・・音響光学素子、60・・・フ
ァラデー回転子、70・・・コイル、80・・・プリズ
ム。 90・・・マツチング回路、100・・・電気回路。 第3図
FIG. 1 is a plan view schematically showing an embodiment of the acousto-optic switch of the present invention, FIG. 2 is a timing chart for explaining all the energizing conditions of the coil used in the acousto-optic switch of the present invention, and FIG. FIG. 2 is a plan view schematically showing a conventional acousto-optic switch. 10.20... Single mode fiber, 30... Focusing multimode fiber, 41, 42.45... Focusing rod lens, 50... Acousto-optic element, 60... Faraday rotator, 70... Coil, 80... Prism. 90... Matching circuit, 100... Electric circuit. Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、互いに対向して配置された第1及び第2の単一モー
ドファイバと、該第1及び第2の単一モードファイバを
光学的に結合する第1及び第2のレンズと、該第1及び
第2のレンズ間の光軸上に設けられた音響光学素子及び
ファラデー回転子と、該ファラデー回転子に磁界を印加
するための印加手段と、前記第2のファイバから入射し
て前記音響光学素子内で偏向した光ビームを受ける第3
のレンズ及び第3のファイバとを有し、前記音響光学素
子を駆動することにより、第2の単一モードファイバか
ら第1の単一モードファイバへの光路を第2の単一モー
ドファイバから第3の光ファイバへの光路に切替えるよ
うにしたことを特徴とする音響光学スイッチ。
1. first and second single mode fibers arranged opposite to each other, first and second lenses that optically couple the first and second single mode fibers; and an acousto-optic element and a Faraday rotator provided on the optical axis between the second lenses; an applying means for applying a magnetic field to the Faraday rotator; The third part receives the optical beam deflected within the element.
and a third fiber, and by driving the acousto-optic element, the optical path from the second single mode fiber to the first single mode fiber is changed from the second single mode fiber to the third fiber. An acousto-optic switch characterized in that the optical path is switched to the optical fiber of No. 3.
JP7196989A 1989-03-27 1989-03-27 Acoustooptic switch Pending JPH02251937A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019174703A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 アンリツ株式会社 Wavelength sweep light source, ofdr device using the same, and measuring method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019174703A (en) * 2018-03-29 2019-10-10 アンリツ株式会社 Wavelength sweep light source, ofdr device using the same, and measuring method

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