JPH0227231A - 光ファイバ長手方向ひずみ測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的１ （産業上の利用分野） 本発明は、光ファイバの長手方向の微小の曲げ等、のび
ずみ分布を高感度で測定することのｒきる光ファイバ長
手方向ひずみ測定方法に関するものである。

（従来の技術） 従来から、光ファイバケーブルの長手方向の光損失の測
定が、その光ファイバケーブルの光信号伝送に使用され
ている波長と同じ波長の光を用いて光パルス試験器等に
より行なわれている。

ところで、光ファイバケーブルは、その製造時又は布設
時等に外部からストレスが加わった場合、曲げ等の微小
のひずみが生じることがある。そして、そのひずみの状
況によっては、破断確率の増大及び光信号伝送に使用さ
れている波長にお番プる光損失増加を招くおそれがあり
、信頼性の点で大きな問題となる。このため、破断又は
光信号伝送に使用されている波長における光損失増加等
が生じる前に、光“ファイバの長手方向の微小のひずみ
状況を測定することが必要となっている。しかし、前述
のような光ファイバケーブルの光信号伝送に使用されて
いる波長と同じ波長の光を用いた光撓失の測定方法では
、光損失増加が生じるような大きいストレスが加わらな
い限り、光ファイバの長手方向の曲げ等のひずみを評価
することはできない。このため、光ファイバの長手方向
の微小のひずみ状況を測定づることは困難（゛あった。

〈発明が解決しようとする課題） 従来の光信号伝送に使用されている波長と同じ波長の光
を用いた光ファイバケーブルの長手方向の光損失の測定
方法では、光ファイバの長手方向の微小のひずみ状況を
測定することは困難であった。

本発明は上記事情に基づいてなされたもので、光ファイ
バケーブルの長手方向の微小の曲げ等のひずみ分布を高
感度で測定することのできる光ファイバ長手方向ひずみ
測定方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記課題を解決するために、被測定光ファイバ
の光信号伝送に使用されている波長からなる第１の波長
光及び該第１の波長光の波長よりも当該被測定光ファイ
バへの各種ひずみ量に対し大４【る光損失が生じる少な
くとも１つの波長からなる第２の波長光を用い、該第１
の波長光及び第２の波長光の各光パルスを前記被測定光
ファイバの片端から入射し、該被測定光ファイバ内で反
射してきた前記第１の波長光及び第２の波長光の各光パ
ルスの減衰量並びに該減衰ωの時間的変化の差を比較評
価することにより当該被測定光ファイバの曲げ等のひず
みを測定すること要旨とする。

（作用） 上記構成において、第１の波長光及び第２の波長光の各
光パルスを被測定光ファイバの片端から入射させると、
曲げ等のひずみに対して敏感に減衰する第２の波長光の
後方散乱光量は、第１の波長光の後方散乱光量より乙大
きく減衰して表われる。したがって雨後方散乱光量の減
衰量並びにそり減衰量の時間的変化の差を比較評価する
ことにより、従来の測定では不可能であった光信号伝送
に使用されている波長（第１の波長光の波長）では光損
失増加が生じない状態でも、外部から加わっているスト
レスによる光ファイバの微小の曲げ等のひずみを高感度
で測定することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を第１図ないし第５図を参照して
説明する。

まず、第１図を用いて光ファイバ心線の曲げ損失波長依
存性から説明する。同図は、光信号伝送に使用されてい
る波長が１．３μｍ帯の８Ｍ型光ファイバ心線の曲げ損
失波長依存性の代表的な特性であって、光ファイバ心線
を曲げ径２０ｍｍφの状態に１回巻き付けた場合の特性
を示している。

この第１図の特性から、１．３μｍ帯ＳＭ型光ファイバ
心線については、波長１．３μｍ′ｃは曲げによる光損
失増加が生じないが、１．３μｍよりｂ短波長もしくは
長波長の光に対しては光損失増加が生じる波長が存在す
ることがわかる。特に、１．７μｍ近傍の波長ではピー
ク値が存在することがわかる。したがって、１．３μｍ
帯ＳＭ型光ファイバ心線の曲げに対するひずみを評価す
るには、測定光源に、第１の波長光の波長として１．３
μｍより、曲げ等に対して光損失増加が生じやすい波長
からなる第２の波長光を用いて評価ずれば、曲げひずみ
に対して１．３μｍで、評価するよりも高感度で測定す
ることが可能ひあることがわかる。

本実施例の光ファイバ長手方向ひずみ測定方法は、上述
の光ファイバ心線の曲げ損失波長依存性を利用したもの
であって、第２図は、その測定系を示している。同図中
、１は第１の波長光の光源、２は第２の波長光の光源、
３は光信号処理装置、４はピッグテール、５は光ファイ
バ接続点、６は被測定光ファイバ心線である。ここで、
第１の波長光の光源１は、被測定光ノフイバ心線６の光
伝送に使用されている波長と同波長の波長光の光源であ
り、第２の波長光の光源２は、第１の波長光の波長より
も曲げ等のひずみに対して光損失増加が生じやすい波長
光の光源である。また、各光源１．２はパルス幅の比較
的狭い光パルスが出射できるようになっており、そのパ
ルス幅は測定分解能あるいは被測定光ファイバ心線６の
良さ等を考慮して適宜選択されるようになっている。な
お、第２の波長光の光源には、波長の異なるものを複数
備えさせてもよい。

上述の測定系を用いて測定を実施するにあたっては、ま
ず、第１の波長光の光＃！Ａ１からの光パルスを用いで
、これをその片端から被測定光ファイバ心線６内に入射
し、被測定光ファイバ心線６　ｈｌらの後方散乱光Ｍの
時間的変化等を光信号処理装置３で記録し、第１の波長
光における被測定光ファイバ心線６の後方散乱光槽の測
定結果を得る。

次に、第２の波長光の光源２からの光パルスを用いて、
上記と同様の測定を繰返し実施する。

そして、上述の第１の波長光の光１１ならびに第２の波
長光の光源２からの各光パルスによる測定結果を使用し
、これらの後方散乱光量の減ｖｉ石の差から曲げによる
ひずみを測定することが可能であり、また、その減衰量
の時間的変化の差から長手方向への曲げひずみ分布の測
定が可能である。

なお、第１ならびに第２の波長光における各積面げに対
する後方散乱光槽の相関関係を予め把握しておけば、長
手方向に任意の曲げが生じても解析が可能である。また
、光信号処理のため、各波長の入射光ならびに後方散乱
光に対する分波及び分光等は合分波器、方向性結合器、
アイソレータ等を介すれば容易にできることは言うまで
もない。

次に、上述の測定方法により、１．３μｍ帯ＳＭ型光フ
ァイバ心線についで実測した具体的結果を以下に示す。

第３図は被測定光ファイバ心線６を第１の波長光の波長
１．３μｍで測定したときの後方散乱光槽の時間的変化
を示し、第４図は被測定光ファイバ心線６を第２の波長
光の波長１．５５μｍで測定したときの後方散乱光槽の
時間的変化を示している。また、第５図は第３図に示す
後方散乱光量と第４図に示す侵方散乱光儒との同時間に
おける差を、被測定光ファイバ心線６の長手方向の距離
に変換し、予め把握した曲げに対する各波長における後
方散乱光量の相関から解析処理した波形を示している。

ただし、第３図〜第５図の各図面の左端は被測定光ファ
イバ心線の入射端に相当している。

上述の測定結果から、第３図では光反射減衰量が被測定
光フフイバ心線６の長手方向に対して、入射端（図面左
端）から右下がりのほぼ直線的な傾ぎを有する後方散乱
光槽の長手方向依存性を示しているが、第４図では被測
定光ファイバ心１６の中間付近から放物線状に減衰した
後方散乱光醋分布なっていることがわかる。即ち、第３
図では光ノフイバの光信号伝送に使用されている第１の
波長光の波長を用いているのに対し、第４図は被測定光
ファイバ心線６の曲げに対し、敏感な減衰特性を示す第
２の波長光の波長を用いているため、後方散乱光量の減
衰が大きくなり、曲げひずみが被測定光ファイバ心線６
の光源入射端から中間付近〜解放端（入射端の反対側）
間に加わっていることがわかる。

そして、第２の波長光の波長選定には、長距離の光ファ
イバケーブルの評価では光ファイバ自体の損失が小さく
なることを考慮して、１．５μｍ〜１．７μｍの範囲の
波長を用いると有効である。

なお、第２の波長光の光源としては、異なる波長の光源
数をさらに増加すれば、曲げひずみ恐の一層精密な定量
的把握が可能であり、さらに測定の高感度化を図るには
光源の出力を増大させるとともに、パルス幅を狭くすれ
ばよい。

〔発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、検査光として、
光信号伝送に使用されている波長からなる第１の波長光
とこの第１の波長光の波長よりも被測定光ファイバへの
各種ひずみ堡に対し敏感な減衰量を示す波長からなる第
２の波長光とを使用し、これらの波長光の光パルスを被
測定光ファイバの片端から入射し、肉入射光パルスに対
する後方散乱光の減衰量の差ならびにその減ｖｉ債の時
間的変化等の差を比較評価することによって被測定光フ
ァイバの曲げ等のひずみを測定するようにしたので、光
信号伝送に使用されている波長においては光損失増加が
生じでいないような微小な曲げ等のひずみ及びそのひず
み分布等に対してｂ、これを高感度で測定することがで
きるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明に係る光ファイバ長手方向
ひずみ測定方法の実施例を示すもので、第１図は光信号
伝送に使用されている波長が１．３μｒＴｌ帯の３Ｍ型
光ファイバ心線の曲げ損失波長依存性の代表的例を示す
特性図、第２図は測定系の一例を示すブロック図、第３
図は被測定光フ？イバ心線を波長１．３μｍの第１の波
長光ぐ測定したときの後方散乱光層の長手方向依存性を
示す特性図、第４図は被測定光ノフイバ心線を波長１．
５５μｍの第２の波長光で測定したときの後方散乱光層
の長手方向依存性を示す特性図、第５図は第３図に示す
漬方散乱光と第４図に示す漬方散乱光とを光信号処理し
た波形を示す特性図である。 １：第１の波長光の光源、 ２：第２の波長光の光源、 ３：光信号処理装置、 ６　： 被測定光ファイバ心線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被測定光ファイバの光信号伝送に使用されている波長か
   らなる第１の波長光及び該第１の波長光の波長よりも当
   該被測定光ファイバへの各種ひずみ量に対し大なる光損
   失が生じる少なくとも１つの波長からなる第２の波長光
   を用い、該第１の波長光及び第２の波長光の各光パルス
   を前記被測定光ファイバの片端から入射し、該被測定光
   ファイバ内で反射してきた前記第１の波長光及び第２の
   波長光の各光パルスの減衰量並びに該減衰量の時間的変
   化の差を比較評価することにより当該被測定光ファイバ
   の曲げ等のひずみを測定することを特徴とする光ファイ
   バ長手方向ひずみ測定方法。