JPH02278135A - 光ファイバ製光ガイドの伝送損失を測定するための光反射法 - 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】 本発明は種々の光７アイハ製光ガイドの光減衰率を見付
けるに使用できる光ファイハエ学に関する。

従来、光ファイバ製光ガイドの全光伝送損失を測定する
光反射法は知られている（Ｅｌｅｃｔｒｏ口ｉｃｓＬｅ
ｔｔｅｒｓ　１９７５年第１２巻第４号第９２〜９：１
頁の光ファイバの伝送損失を測定するためのＨｅ１ｌＣ
ｒｉｃｈパルス反射法）。この方法は、短い放射パルス
を長さ１１、の光ガイドに入射させ、光ガイドの入射端
面から反射し、光ガイドの出射端で浸漬の助けによって
装着した高反射ミラーから反射した個々の１ＩＪｌ寮パ
ルスの最大パワー値Ｎ　ｉｎとＮ　ｓ　ｔ　ｒとを検出
し、パルス入射側て光ガイドを短い長さ１、分だけ分離
し、この短い光ガイドの入射端面および出射端のところ
に装着したミラーから反射してきた信号の最大パワーを
検出し、被検査光ガイドにおける光伝送損失（これは次
の式 ％式％ から二重反差２（文１．−２．）にわたる減衰ファクタ
によって特徴付けられる）を決定することに基礎を置く
。

この従来技術の欠点は短い部分を分離するために被検査
光ガイドの一体性を損なうということにある。

さらに、従来、光ファイバ製光ガイドの伝送損失を測定
する別の光反射法も知られている（１９８８年５月３０
日に好意的なオフィスアクションのあったｕ、ｓ、ｓ、
Ｉ？、発明者証出願第４，２０４゜７２７号）、この方
法は、所与形式の光ガイドについての安定状態モート分
布長さの半分の長さのアイドル光ガイドを通して被検査
光ガイドに音響放射線をつなげる段階と、アイドル光ガ
イドの出射端面から反射してきたパルスのエネルギＮ１
を測定する段階と、アイドル光ガイドの出射端面と披検
査光ガイドの入射端面（これらの端面は互いに最小歪離
隔たっている）から反射してきたパルスのエネルギＮ２
を測定する段階と、被検査光ガイドの出射端面から反射
してきたパルスのエネルギＮ□を測定する段階と、これ
ら３つの測定値の結果から被検査光ガイドの単位長さあ
たりの伝送損失を決定する段階とからなる。この方法は
、現在のところ、工学的概念の点で本願の技術に最も近
い従来技術と考えられる。

従来技術の欠点は、光ガイドのスライス結合した端、す
なわち、アイドル光ガイドの出射端面および被検査光ガ
イドの入射端面からの多重反射によって生した全パルス
・エネルギを測定しなければならないという点にある。

光学反射計で用いられる高い時間分解崩を有し、各個別
の放射線パルスに応答する測定システムでは、このよう
な一体性は得られない。これは、従来方法を用いて光伝
送損失を測定することは不可ｔ＠であり、あるいは、大
きな測定誤差か生しるからである。光ガイドかエアギャ
ップなしに接続されている場合には、パルス搬送エネル
ギＮ２かまったくないので、反射光を測定するための従
来方法を利用することかてきない。

本発明の目的は光ガイドをエアギャップなしに結合した
場合に急速応答測定システムでの測定のＩＪ−Ｔ走性を
字えることによって融通性を高めることにある。

この目的は、光ファイバ製光ガイドでの伝送測定を行う
公知の光反射方法であって、汗ツ光パルスをアイドル光
ガイドを通して被検査光ガイドにつなげる段階を包含し
、このアイドル光ガイドの長さＸが所与タイプの光ガイ
ドの安定状態モート分布の長さの半分未満であり、また
、光ガイドの端面から反射した放射線から被検査光ガイ
ドの単位長さあたりの伝送損失ルを決定する方法におい
て、高速測定装置における測定の可能性を与えることに
よって融通性を高めるために、光ガイドかエアギャップ
なしに互いに結合してあるとき、ひとたび放射線パルス
をアイドル光ガイドにつなげたならば、アイドル光ガイ
ドの出射端面から反射されてきたパルスのエネルギ、す
なわち、最大パワーＮｏを測定し、次いで、最小のエア
ギャップで、あるいは、エアギャップなしにアイドル光
ガイドと被検査光ガイドをスライス結合し、被検査光ガ
イドの出射端面から反射してきた放射線パルスのエネル
ギまたは最大パワーＮを測定すると共に被検査光ガイド
の伝送損失を以下の等式％式％（１） （ここで１文か被検査光ガイドの長さであり、では光ガ
イドのスライス結合端の伝送）７クタであり、光ガイド
かエアギャップなしに接続されたときにτ、□＝１であ
り、最小エアギャップで光ガイドか接続されたときにて
□。＝２ｎ／（ｎ”＋１）であり、群圧折率はｎに等し
い）で決定することを示唆することによって達成される
。

本発明を従来技術と比較、分析したところ、本願方法が
公知の技術から区別される点は、アイドル光ガイドに放
射線パルスを送ったとき、アイドル光ガイドの出射端面
から反射されてくるパルスのエネルギすなわち最大パワ
ーＮ、を測定し、次いて、エアギャップなしにアイドル
光ガイドと被検査光ガイドをスライス結合あるいは接続
し、被検査光ガイドの出射端面から反射してきたパルス
のエネルギまたは最大パワーＮｏを測定し、等式（１）
から被検査光ガイドの光伝送損失路を決定するという点
にあるか示された。したかって１本願方法は「新規性」
の基準に合致する。

本発明による方法は次のシーケンスの相互関係段階から
なる。すなわち １、長さ交、のアイドル光ガイドに音響光パルスを送る
こと。

２、その出射端面から反射してきたパルスのエネルギす
なわち最大パワーＮ、を測定すること。

３、アイドル光ガイドおよび被検査光ガイドを最小エア
ギャップをもってスライス結合するかエアギャップなし
で接続すること。

４、被検査光ガイドの出射端面から反射された放射線パ
ルスのエネルギまたは最大パフ−Ｎを測定すること。

５、群圧折率かｎに等しい光ガイドを接続したときに等
式 光ガイドをエアギャップなしに接続したときには等式 ％式％（２） から被検査光ガイドの光伝送損失ルを決定すること。

光７アイハ製光ガイドの伝送損失測定を行う本願の光反
射法の利点は、光ガイドから反射してきた３つの信号測
定値のうち２つの結果からのみ光学損失を決定するとい
う点にあり、この特徴によれば、測定プロセスか容易に
なり、たとえば、光学反射計の場合のように放射線パル
ス・エネルギよりもむしろ最大パワーに応答する装置の
助けによって光伝送損失を測定する可能性を与える。し
かしながら、反射計と異なり、本発明による測定は散乱
信号に匹敵するような反射信号のより高いパワーにより
かなり広い動的範囲内で実施され得る。

この方法は次にようにして実施される。源ｌから放射さ
れた放射線パルスはビームスプリフタ２を通してアイド
ル光ガイド４に入射する。ビームスプリッタとアイドル
光ガイドを第１図にａで示すように一致させて、すなわ
ち、コアとクラツデイングを同軸に一致させて、受光器
３を用いてアイドル光ガイドの出射端面から反射してき
たパルスのエネルギまたは最大パワーを測定する。この
場合、受光器信号Ｎ、は ＮＯ−にφτ＋、ｘ　　　２．４　　ｅＸＰ（−ｊＬｘ
　　ｌ　Ｉ＋）１０　”τ ｅｘｐｃ−ｕｘ　　文、）・　τ２４　で２，３−　Ｋ
φτ１．２　　τ２．コ　τ２４２　。

ｅｘｐ（−２ルＸ　立、）ρ　　　　　　　　　　　（
３）に等しく、ここで、 Ｋ　　＝受光器感度を特徴付ける比例ファクタρ　　＝
型数射線のフラックス、パワーまたはエネルギ。

τ１１．＝ビームスプリッタ２を通って源から入射する
光束の伝送ファクタ、 τ２，４＝ビームスプリッタ２とアイドル光ガイド４の
スライス結合端の伝送ファクタ μ８、文。＝アイドル光ガイド４の減衰ファクタと長さ
、 ρ　　＝光ガイド端面からの反射率、 τ２、コニビームスプリッタを経て受光器３に入射する
放射線の伝送ファクタ である。

最小のエアギャップで被検査光ガイド５をアイドル光ガ
イド４とスライス結合継ぎした場合（第４図にｂで示す
）、あるいは、アイドル光ガイドの出射端に被検査光ガ
イドの入射端面を溶＃１ｉ（接着）した場合、被検査光
ガイド５の出射端面から反射してきたパルスにのみ感応
するように受光器３の信号検出システムを調節すると、
次のような受光器の第２信号か測定される。

Ｎ−にφτ１．２？２．３　τ２．４２ｅｘｐ（−２１
Ｌｘ　９−Ｘ）’？　２ｅｘｐ（−２ｐＬｌ　）　ｐ　
　　　　　　　　（４）ここで、用。、父、は被検査光
ガイドの減衰ファクタと長さ、ではアイドル光ガイドと
被検査光ガイドのスライス結合、溶接あるいは接着した
端面の伝送ファクタである。

たとえばｒ　ＦｕｊｉｋｕｒａＪＣｏｍｐａｎｙの製造
するモデルｒＦＳＭ−２０Ｊを用いて高品質ファイバ間
連結を行う場合、たとえ単モート光ファイバについてて
もスライス結合損失が０．０２ｄＢを超えることはない
、すなわち、ファイバ結合部での伝送ファクタで、１．
は±０．０２の精度で１に等しい。光ガイドを最小エア
ギャップで連結したとき、Ｆｒｅｓｎｅ１等式によれば
、多重反射を考慮して伝送ファクタは に等しく、ここで、ρは光ガイドの一端の反射ファクタ
であり、ｎは光ガイド・こあの群圧折率である。

端面の反射ファクタの不確実性Δρに応じて、光ガイド
のスライス結合端の伝送ファクタの変化Δτ／τは Δτ／τ＝−Δρ／（１−ρ）−Δρ／（１＋ρ）＝−
２Δρ／（１−ρ２） ≦±２Δρ／τ□、ｌ　　　　　　（６）で手えられ得
る。

高品質光ファイバ製光ガイドの場合、屈折率分布はΔｎ
＝±１ｘｌｏ−’の精度に維持され、この場合、極めて
純粋なシリカガラスで作った光ガイドの端面の反射ファ
クタの不確実性はΔｐ＝ｏ、ｏ。

２５ｘ　Ｏ，０３４７７＋８−１　ｘ　１０−’に等し
く、Δτ／τ＝±２ＸＩＯ−’である。すなわち、計算
値と比較して伝送ファクタの変動は約±０．０Ｏ１ｄＢ
であり、無視し得るほど小さい、±０．Ｏ１に等しいΔ
ｎの場合、変化Δτ／τは±０．０１ｄＢ？：ｆｉえる
ことかない。それは、０．０１ｄＢを超える被検査光ガ
イドの伝送損失を測定する際、等式（５）に従って、光
ガイドのスライス結合した端面の伝送ファクタについて
の計算値を使用することかできるからである。

前記のことに鑑みて、等式（４）、（３）の関係は被検
査光ファイバ製光ガイドを通る放射線についての減衰フ
ァクタを次のようにして決定する。

Ｎ／Ｎ、−τ２　ｅＸｐ−２，ａｌ１ ｇ□＜２１゜τ十　ｉ　、Ｎｏ−１、Ｎ）／　　２１　
　　　　（７）アイドル光ガイドと被検査光ガイドの結
合形式に応じて、この等式はエアギャップなしの測定の
ための式に変換される。

ル＝（又。Ｎｏ−立。Ｎ）７２文　　　　　　　（８）
また、エアギャップ有りで測定するための式にも変換さ
れる。

この式は、トープ式シリカ製コアを持つマルチモート・
ファイバに用いた場合、 ｇｌ　Ｃｄ　Ｂｌ　＝　１０１　ｇＮｏ／Ｎ　　０１２
　　（１０）に等しく、 ドープ式クラツデイングを持つ単モード光ガイドに適用
した場合 ｕ−１［ｄＢ］　＝　１０１ｇＮｏ／Ｎ　　Ｏ，：ｔ　
　　（Ｉｔ）従来技術に従って実施された測定の場合、
アイドル光ガイドの出射端面、アイドル光ガイド　およ
び被検査光ガイドの端面および被検査光ガイドの出射端
面から反射してきたパルスの全エネルギについて連続的
に測定を行ったとき、測定の途中で合計値を直接決定す
るので、アイドル光ガイド、被検査光ガイドのスライス
結合端の反射率の変化による不確実性は生じなかった。

しかしながら、これらの測定は急速応答装置とはかなり
異なるインテクレーテインク・システムでしか行えない
。この種の測定のために、光ガイドの各点てパルスの最
大パワーを測定するように設計された普通の光学反射計
て用いられる検出システムを使用することはできない。

光ファイバ性光ガイドをエアギャップなしに結合したと
きでもこれらの測定は行われ得ない。

本発明による測定方法の利点は、動的測定範囲を拡大し
て反射パルスのパワーを検出することによって損失を決
定てきるということばかりでなく１両形式の光ガイド連
結、すなわち、アイドル光ガイドと被検査光ガイドを最
小エアギャップて連結した場合と、スライス結合あるい
は接着で結合した場合についても測定を行うことかでき
るということにある。反射散乱式測定法と異なり、本願
の測定方法は実際的で絶対的な方法である。上記の利点
によれば１本方法は逆方向に伝播する放射線から光ガイ
ドを検査するように意図した任意形式の反射計でも直ち
に実施できる。本方法を実施するように設計された装置
の検出部分は反射計内て使用される検出システムに類似
したものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の木質部分を詳細に示す図であり、測定
方法を実施する装置を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ファイバ製光ガイドの伝送損失を測定するための光反
   射方法であって、音響光パルスをアイドル光ガイドを通
   して被検査光ガイドにつなげる段階を包含し、このアイ
   ドル光ガイドの長さＸが所与タイプの光ガイドの安定状
   態モード分布の長さの半分未満であり、また、光ガイド
   の端面から反射した放射線から被検査光ガイドの単位長
   さあたりの伝送損失を決定する方法において、高速測定
   装置における測定の可能性を与えることによって融通性
   を高めるために、光ガイドがエアギャップなしに互いに
   結合してあるとき、ひとたび放射線パルスをアイドル光
   ガイドにつなげたならば、アイドル光ガイドの出射端面
   から反射されてきたパルスのエネルギ、すなわち、最大
   パワーＮ＿０を測定し、次いで、最小のエアギャップで
   、あるいは、エアギャップなしにアイドル光ガイドと被
   検査光ガイドをスライス結合し、被検査光ガイドの出射
   端面から反射してきた放射線パルスのエネルギまたは最
   大パワーＮを測定すると共に被検査光ガイドの伝送損失
   を以下の等式 μ＝（２ｆ＿ｎτ＋ｌ＿ｎＮ＿０−ｌ＿ｎＮ）／２ｌ（
   ここで、ｌが被検査光ガイドの長さであり、τは光ガイ
   ドのスライス結合端の伝送ファクタであり、光ガイドが
   エアギャップなしに接続されたときにτ＿ｍ＿ａ＿ｘ＝
   １であり、最小エアギャップで光ガイドが接続されたと
   きにτ＿ｍ＿ｉ＿ｎ＝２ｎ／（ｎ＾２＋１）であり、群
   屈折率はｎに等しい） で決定することを特徴とする方法。