JPH0533736B2

JPH0533736B2 -

Info

Publication number: JPH0533736B2
Application number: JP61041439A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Yamazaki; Masami Hatori
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 1986-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1993-05-20
Also published as: JPS62200782A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、複数の単一波長の光を出射するとと
もに所望の光信号を選択的に受光して光フアイバ
の障害箇所を探索する光フアイバ測定装置に関す
る。

［従来の技術］従来、光フアイバケーブルの障害探索には光パ
ルス試験器（OTDR）が使用されている。この
光パルス試験器は被測定光フアイバケーブルに光
パルスを入射し、この光フアイバケーブル内から
戻つてくる後方散乱光、フレネル反射光等の光信
号を測定することにより、その光フアイバケーブ
ルの障害箇所を検出することができる。

この光パルス試験器の構成としては、例えば第
６図に示すようなものがある。図において、２０
はLD（Laser Diode）モジユールであり、この
LDモジユール２０にはLD２０ａ、球レンズ２０
ｂ、屈折率分布形ロツドレンズ２０ｃ（セルフオ
ツクレンズ、：商品名）等が配設されている。

LD２０ａはパルス・レーザ光を出力し、球レ
ンズ２０ｂはこのレーザ光をほぼ平行なビームに
し、屈折率分布形ロツドレンズ２０ｃはこのレー
ザ光を光フアイバ２１ａのコアに集光する。

また、LDモジユール２０にはLD２０ａを安定
に発振させるための温度制御装置の放熱板２０ｄ
が設けられている。

このLDモジユール２０から出力されるレーザ
光は光フアイバ接続部２１を介して光スイツチモ
ジユール２２に入射している。光フアイバ接続部
２１は光フアイバ２１ａ，２１ｃ、光コネクタ２
１ｂ等からなつている。例えば、光フアイバ２１
ａの一端はLDモジユール２０に固定し、光フア
イバ２１ｃの一端は光スイツチモジユール２２に
固定している。

光スイツチモジユール２２には集光したレーザ
光を被測定光フアイバケーブル２３に入射させる
ためのセルフオツクレンズ２２ａ，２２ｂ、被測
定光フアイバケーブル２３内からの光を回折させ
る音響光学素子（AO：Acosto−Opticの略、以
下AO素子という）２２ｃ、回折された光を光フ
アイバ接続部２４に出射するためのプリズム２２
ｄ，２２ｅ、セルフオツクレンズ２２ｆ等が配設
されている。なお、被測定光フアイバケーブル２
３には集光されたレーザ光が光フアイバ２３ａ，
光コネクタ２３ｂを介して入射する。

被測定光フアイバケーブル２３内からの光信号
は光スイツチモジユール２２、光フアイバ接続部
２４を介して検出器２５に導びかれる。この光フ
アイバ接続部２４は光フアイバ２４ａ，２４ｃ、
光コネクタ２４ｂからなつている。

このような構成により検出器２５で受光部に入
射した光信号（後方散乱光あるいはフレネル反射
光）が測定される。

［発明が解決しようとする問題点］ところが、上記複数のモジユール等からなる光
パルス試験器等においては以下のような問題点が
あつた。

(1) 容積が各モジユールの容積の和になつてしま
う。

特に、光フアイバケーブルを付設した現場で
の使用頻度が高く、小型・軽量にする必要があ
る。

(2) 挿入損失が各モジユール及びモジユール間の
接続部による損失の和になつてしまう。

特に、被測定光フアイバケーブルが長距離化
する中にあつては、光パワーの損失を抑える必
要がある。

(3) 製品のコストが各モジユール等のコストの和
となつてしまう。

即ち、光パルス試験器における問題点はモジ
ユールの数によつて生じていた。

上記問題点を解決すべく第７図の平面図に示す
ように、LDモジユール２０と、光スイツチモジ
ユール２２を一体化した光スイツチ付レーザダイ
オード装置３０がある。

この光スイツチ付レーザダイオード装置３０
は、光の出射および光信号の受光が１台で行える
ものであり、光の出射時、LD２０ａの光は光軸
ａで第１のポート２６からこの第１のポート２６
に接続自在な被測定光フアイバ（図示略）に出射
される。

また受光時、第１のポート２６から入射する光
信号は、所定の駆動信号により超音波を与えられ
たAO素子２２ｃ部分で光軸ａに対し回折角
（2θ）を有してｂ方向に回折され、プリズム２７、
第２のポート２８を介して光検出器（図示略）に
出射することができ、光検出が行なえる。

この光スイツチ付レーザダイオード装置は、小
型、軽量、低挿失、低コストな利点を有している
が、１個のLD２０ａを用いる単一波長の光のみ
しか出射することができない。また光信号は、こ
の単一波長のみしか測定することができない。こ
れによつて異なる波長の光信号の測定は行なうこ
とができなかつた。したがつて異なる波長の光信
号を測定するには波長毎にこのモジユール３０を
用意しなければならないとともに、この都度第１
のポート２６の被測定光フアイバコネクタをつけ
変えねばならぬ慮わしさがあつた。

ところで、従来の特開昭57−132299号公報に開
示された集線形光フアイバセンサは、可変波長の
光を分波器を介して被測定フアイバに出射する。
また、特開昭53−149351号公報に開示された反射
探査計は、被試験光学導体に周波数Ｆ＋ΔFの試
験信号を供給するものである。

これらは、いずれも単一の波長を中心とした光
を供給するものであり、その周波数の可変幅は僅
かな範囲である。

したがつてこれらいずれの装置でも可変された
波長の光信号をハーフミラー等の方向性結合器で
容易に光分岐することができ、方向性結合器に代
わりAO素子を持ちいても回折角度を同一にでき
る。

しかしながら、上記技術では、異なる中心周波
数の光、例えば中心波長1.3μｍあるいは1.55μｍ
の光を被測定用の光フアイバに出射すると、これ
ら異なる中心波長の光が被測定用の光フアイバか
ら戻つてきた場合、前記方向性結合器としてAO
素子を用いた場合には回折角度が周波数に応じて
変わるため、いずれも同一方向に導くことができ
なかつた。

本発明は上記問題点に鑑み成されたもので、そ
の目的は装置自体の小型、軽量化、低コスト化、
低光挿失を図るとともに波長の異なる光をそれぞ
れ同一である第１のポートから選択して出射する
ことができ、かつ波長の異なる光信号のうち所望
な光信号のみ選択して第２のポートへ出射して光
測定することができ、また異なる波長の光測定
を、被測定フアイバの脱着なしで行なうことがで
きる光フアイバ測定装置を提供することを目的と
している。

［問題点を解決するための手段］上記目的を達成するために、本発明の光フアイ
バ測定装置は、波長の異なる光を被測定フアイバ
にそれぞれ出射する第１、第２のレーザダイオー
ド２ａ，２ｂと、第１のレーザダイオードからの光を通過させて
前記被測定フアイバに向かう光路に出射させると
ともに、第２のレーザダイオードからの光を反射
させ前記光路に出射させる光路合成手段４と、前記被測定光フアイバからの光信号を受ける位
置に配置され、前記光信号を回折させるための音
響光学素子６と、前記第１、第２のレーザダイオードのいずれか
一つの出射光を選択的に前記被測定フアイバへ入
射させる出射光選択手段１２と、前記音響光学素子によつて回折される前記光信
号の回析角度が、前記第１及び第２のいずれのレ
ーザダイオードから出射された光信号の場合で
も、ほぼ等しい角度となるように、レーザダイオ
ードの出射する光の波長に対応づけて前記音響光
学素子をそれぞれ所定の周波数で駆動させる回折
角制御手段７とを備えたことを特徴としている。

また前記音響光学素子６は、前記第１、第２の
レーザダイオード２ａ，２ｂの出射光を受けると
ともに、前記被測定光フアイバからの光信号を受
ける位置に配置されている構成としてもよい。

［作用］（光出射モード時）波長の異なるLD２ａ，２ｂは、出射光選択手
段としてのLD選択器１２により電源供給ライン
９ａを制御していずれか一つのレーザダイオード
２ａ，２ｂを駆動し、この出射光が第１のポート
５に接続された被測定フアイバに出射される。

（光受光モード時）被測定フアイバからの光信号は、音響光学素子
６を介して回折される。この音響光学素子６は、
回折角制御手段７により出射する光の波長に対応
づけて所定の周波数で駆動されるため、被測定フ
アイバからの光信号はいずれのレーザダイオード
から出射された光信号の場合でもほぼ等しい角度
で回折される。これにより、波長の異なる光信号
について本測定器のみでいずれの測定をも行うこ
とができる。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、本発明の光フアイバ測定装置を示す
概要図である。図において１は装置本体であり、
この装置本体にはLD２ａ，２ｂが並設されてい
る。一方のLD２ａは、波長1.55μｍの光λaを出射
し、他方のLD２６はこれと異なる波長1.31μｍの
光λbを出射するものであり、これらLD２ａ，２
ｂは駆動電源９から電源供給ライン９ａを介して
駆動される。

LD２ｂの光λbの延長上にはプリズム３が配設
されていて光λbは、このプリズム３部分で直角
に曲折され、前記LD２ａの光λa方向に進行する
ことができる。

LD２ａの光λaと、LD２ｂの光λbとの交差点
には反射体４として板状のダイクロツクミラー４
ａが固設されている。このダイクロツクミラー４
ａは、第２図Ａの拡大図に示す如く前記LD２ｂ
の光λb側の面４aaに誘電体を薄膜形成したもの
であり、第２図ｂの特性図に示す如く波長により
透過率が異なり、光の波長すなわちλbは反射さ
せ、λaは透過させる特性を有している。

また、前記LD２ａの光λa側の面４abに同じ誘
電体を薄膜形成しても同様の効果が得られる。

つまり、LD２ａが出射する1.55μｍの光λaに対
して透過率が高く光λaはダイクロツクミラー４
ａを通過でき、LD２ｂの1.31μｍの光λbに対して
透過率が低く、光λbは、ダイクロツクミラー４
ａ部分で反射する。

これにより光λa，λbの両光波とも同一光路上
を破線で示す如く方向に進行して第１のポート５
から出射することができる。

第１のポート５は、例えば被測定光フアイバケ
ーブルを接続する光コネクタからなり、LD２ａ，
２ｂからのレーザ光を被測定光フアイバケーブル
（図示せず）に出射することができる。

このとき、被測定光フアイバケーブル内から戻
つてくる光信号、例えば後方散乱光は、この第１
のポート５である光コネクタを介して入射する。
この後方散乱光は、そのままでは光軸ａに沿つて
ダイクロツクミラー４ａ方向に進む。

そこで、第１のポート５からの光が光軸ａに対
して所定角度2θのｂ方向に進むように切り換える
ため、この被測定フアイバからの光信号を受ける
位置に音響光学素子（AO素子）６を配置する。
尚、音響光学素子６は、少なくとも被測定フアイ
バからの光信号を受ける位置に設ける必要がある
が、さらにLD２ａ，２ｂの出射光を受ける位置
に配置されていても支障ない。そして、この実施
例では、音響光学素子６をダイクロツクミラー４
ａの第１のポート５との間で光軸ａ上に配設して
いる。

この音響光学素子６は、回折角制御手段７から
端子６ａを介して入力する駆動信号Ｓ３によつて
駆動するトランスデユーサを有しており、前記駆
動信号Ｓ３によりトランスデユーサは周期的な超
音波を発生する。音響光学素子６内の超音波は、
屈折率の疎密波となるから、回折格子と同様に働
き、光を2θの角度でｂ方向に回折させる。

このとき第１のポート５から入射する光信号
は、波長1.55μｍのLD２ａあるいは波長1.31のμ
ｍのLD２ｂの光が戻つてくることになる。した
がつて音響光学素子６を同一条件で使用するとこ
れら異なる波長の光毎に回折角θが異なり第２の
ポート１０から出射することができない。したが
つて異なる波長の光であつても第２のポート１０
から出射するために以下の手法を用いた。

一般に回折角θは、 ksinθ＝１／２Ｋ……(1) で示される。

ｋ＝2π／λ、Ｋ＝2π／Λ （λ：光の波長、Λ：：超音波の波長）例えばAO素子６にセレン化ヒ素（As₂Se₃）を
用いる場合、音速ν＝2.25×10³〔ｍ／ｓ〕である
から、超音波の周波数ｆ＝120［ＭHz］の振動を音
響光学素子６に与えると、上式(1)よりLD２ｂの
波長λb＝1.31μｍのとき回折角θbは２〔度〕であ
る。このLD２ｂの波長に対応した回折角θ＝θb
＝２度有して前記プリズム８、第２のポート１０
を設ける。

第２のポート１０は、第１のポート５と同様に
光フアイバを接続する光コネクタからなり、被測
定フアイバからの光信号を検出するための光検出
器（図示略）を接続することができる。

次に以上のλb＝1.31μｍのときの回折角をθbと
し、超音波の波長をΛbとし、λa＝1.55μｍのとき
の回折角をθa、超音波の波長をΛaとすれば、上
式(1)により１／λb・sinθb＝１／２・１／Λb ……(2) １／λb・sinθa＝１／２・１／Λa ……(3) ここで回折角を一定（θb＝θa）とすると、上
式(2)、(3)より、 λa／λb＝Λa／Λb ……(4) 音速ν＝fΛより上式(4)は、 λa／λb＝fb／fa ……(5) （fa；λa＝1.55μｍ時の超音波の周波数 fb；λb＝1.31μｍ時の超音波の周波数）上式(5)にλb＝1.31μｍ、λa＝1.55μｍ、fb＝
120MHzを代入すると、 fa＝120×1.31／1.55＝101.42［ＭHz］となる。

したがつて前記回折角制御手段７は、波長
1.31μｍの光信号を受光する際には音響光学素子
６に対してfb＝120［ＭHz］の周波数の駆動信号Ｓ
３を供給し、波長1.55μｍの光信号を受光する際
には音響光学素子６に対してfa＝101.41［ＭHz］
の周波数の駆動信号Ｓ３を供給すれば波長が異な
つても回折角θを一定にすることができる。この
回折角制御手段７の駆動信号Ｓ３の周波数の切換
え及び駆動信号Ｓ３の出力時期は、切換手段１１
の制御信号Ｓ２により制御されている。

切換手段１１は、例えばスイツチ及びこのスイ
ツチに対応した制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力する回
路等により構成されたものであり、装置本体１の
光の出射モード及び光の受光モードを切り換える
ことにより、制御信号Ｓ１による光の出射時の波
長の設定、そして制御信号Ｓ２による光信号の受
光時の波長の設定が行なわれる。

出射光選択手段としてのLD選択器１２は、切
換手段１１の制御信号Ｓ１を受けて前記LD２ａ，
２ｂの少なくともいずれか一方を選択して出射さ
せるものであり、第１図に示すようにLD２ａ，
２ｂの電流供給ライン９ａを制御している。

次に以上の構成からなる光フアイバ測定装置の
動作を第３図のタイミングチヤートを用いて説明
する。

切換手段１１において、出射光の波長を設定す
ると、この切換手段１１は、装置本体１を光出射
モードとして制御信号Ｓ１をLD選択器１２に出
力する。これにより選択された少なくともいずれ
か一方のLD２ａ，２ｂの光は、ダイクロツクミ
ラー４ａ及び音響光学素子６を通過して第１のポ
ート５から被測定フアイバ（図示略）に進行す
る。

切換手段１１により光の出射が終了すると、続
いて装置本体１は光出射モードから光受光モード
へと切り換えられ、切換手段１１は、回折角制御
手段７に対して制御信号Ｓ２を出力する。この制
御信号Ｓ２中には、λa，λbに応じた音響光学素
子６を駆動させる駆動周波数を選択するための信
号が含まれている。これにより回折角制御手段７
は、音響光学素子６に対して制御信号Ｓ２に対応
した周波数の駆動信号Ｓ３を出力する。そして音
響光学素子６は、被測定フアイバからの光信号が
λa，λbと波長が異なるにもかかわらず、回折角
度が一定になり、プリズム８を介し第２のポート
１０へ出射し、光検出器（図示略）等により各種
の光検出処理が行なわれる。

これら光出射モード及び光受光モードは第３図
に示す如く交互に連続して行なわれるが、通常、
光出射モード時に出射されたLDの波長と光受光
モード時の光信号の波長は同一に設定されてい
る。

更にこれら一対の光出射モード及び光受光モー
ドの波長を、切換手段１１を切り換えて変更する
ことができ、この際、被測定フアイバのつけ換え
なしで第１のポート５につけたまま容易に行なう
ことができる。

更に光出射モード時２光波以上の異なる波長の
光を同時に出射することもでき、光受光モード時
これら２光波のうち所望の光信号のみ選択して光
検出を行なうこともできる。

尚、前記制御信号Ｓ１，Ｓ２は、各々LD選択
器１２、回折角制御手段７を制御する信号であれ
ば、第３図のタイミングチヤートの波形以外にも
その態様が考えられる。

なお、この実際の組立・調整について、第４図
をもとにして説明する。まずLD２ａ，２ｂから
の光をほぼ平行ビームにするため球レンズ１５
ａ，１５ｂをLD２ａ，２ｂに取付ける。これを
支持部材１６に接着剤で固定し、この支持部材１
６を装置本体１の一端部にネジ止等で固定する。
LD２ｂの光の光路上にはプリズム３が設けられ、
ダイクロツクミラー４ａに向けてこのプリズム３
の位置調整を行う。

また第１のポート５近傍には平行ビームを集光
して出射するセルフオツクレンズ１９が設けられ
る。

また、LD２ａ，２ｂには、支持部材１６と反
対の側に温度制御用の放熱板１７が取付けられ
る。この放熱板１７は装置本体１と接触しないよ
うにする。しかる後、第１のポート５に設ける光
コネクタは、その主軸を光軸ａに合わせて半田付
けがなされる。ここで、第１のポート５から光を
光軸ａに向けて入射させ、この光がｂ方向に回折
するように音響光学素子６を配置する。

更に、音響光学素子６で回折した光を集光して
第２のポート１０から出射するようにプリズム
８、セルフオツクレンズ１８の位置調整を行う。

第５図は本発明による光フアイバ測定装置の他
の実施例を示す概要図である。尚、図中第１図と
同一部分には同一符号を付しその説明を省略す
る。

図に示す出射光選択手段は、反射体４としての
反射鏡４ｂを直接光軸ａ上に進退自在とする反射
体移動機構１２ｃを構成するものである。そして
切換手段１１の制御信号Ｓ１により、反射体移動
機構１２ｃは、例えばLD２ａを選択して出射す
るときは、反射鏡４ｂを矢印Ａ方向または上下方
向等に移動させて光軸ａ上から退避させ、光λa
を直接第１のポート５に出射し、またLD２ｂを
選択して出射するときは、反射鏡４ｂを図中実線
位置である光軸ａ上に進出することにより光λb
をこの反射鏡４で反射して第１のポート５に出射
することができる。

上述の各実施例の他、出射光選択手段は、第１
のポート５から出射する光の波長を選択するもの
であれば、例えばLD２ａ，２ｂの駆動電源９を
直接、制御信号Ｓ１により制御して少なくもいず
れか一方のLD２ａ，２ｂを駆動すること等、多
様な態様がある。

尚、上述の説明では第１のポート５に被測定フ
アイバを接続することとしたが、他、被測定機器
等の光フアイバ、あるいは光回路素子を直接接続
することもできる。

［発明の効果］本発明の光フアイバ測定装置は、出射光選択手
段で選択された第１、第２のレーザダイオードの
いずれかが選択駆動され、それぞれ波長の異なる
光が光路合成手段で１つの光路上に出射され、第
１のポートに接続された被測定フアイバに出射さ
れる。また、被測定フアイバからのいずれかの波
長の反射光は、音響光学素子で所定の回折角度で
回折されるが、該音響光学素子は回折角制御手段
により光の波長に対応した所定の周波数で駆動さ
れる。

このため、異なる２つの波長の光を選択して被
測定フアイバに入射させることができるのみなら
ず、該測定フアイバから戻つてくる反射光がいず
れの波長の光であつても同一の回折角度として外
部に出射することができる。

したがつて、本装置の第１のポートに接続され
た被測定フアイバの脱着をせずとも２つの異なる
中心波長（中心周波数）の光を供給できるととも
に、反射光を測定するための光検出器を回折角度
方向上に設けるのみで前記異なる波長の光測定を
行うことができるようになる。

そして、上記同一の回折各度は、単一個の音響
光学素子をそれぞれの波長に対応した周波数で駆
動するのみの簡単な構成で得ることができ、装置
の小型、軽量化と低コスト化および低光損失化を
達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による光フアイバ測定装置の
概要図、第２図ａ，ｂは、同装置のダイクロツク
ミラーを説明する平面図及び特性図、第３図は、
同装置の制御信号及び光モードを説明するタイミ
ングチヤート、第４図は、同装置の具体的な平面
図、第５図は、本発明の光フアイバ測定装置の他
の実施例を示す概要図、第６図は、従来の光パル
ス試験器の構成を示すブロツク図、第７図は、従
来のレーザダイオード装置を示す平面図である。１……装置本体、２ａ……LD（波長λa＝1.55μ
ｍ）、２ｂ……LD（λb＝1.31μｍ）、３……プリズ
ム、４……反射体（４ａ……ダイクロツクミラ
ー、４ｂ……反射鏡）、５……第１のポート、６
……音響光学素子（AO素子）、７……回折角制
御手段、８……プリズム、９……駆動電源、１０
……第２のポート、１１……切換手段、１２……
出射選択手段（LD選択器）、θ……回折角、Ｓ
１，Ｓ２……制御信号、Ｓ３……駆動信号。

Claims

【特許請求の範囲】１波長の異なる光を被測定フアイバにそれぞれ
出射する第１、第２のレーザダイオード２ａ，２
ｂと、第１のレーザダイオードからの光を通過させて
前記被測定フアイバに向かう光路に出射させると
ともに、第２のレーザダイオードからの光を反射
させ前記光路に出射させる光路合成手段４と、前記被測定光フアイバからの光信号を受ける位
置に配置され、前記光信号を回折させるための音
響光学素子６と、前記第１、第２のレーザダイオードのいずれか
一つの出射光を選択的に前記被測定フアイバへ入
射させる出射光選択手段１２と、前記音響光学素子によつて回折される前記光信
号の回析角度が、前記第１及び第２のいずれのレ
ーザダイオードから出射された光信号の場合で
も、ほぼ等しい角度となるように、レーザダイオ
ードの出射する光の波長に対応づけて前記音響光
学素子をそれぞれ所定の周波数で駆動させる回折
角制御手段７と、を備えたことを特徴とする光フアイバ測定装置。２前記音響光学素子６は、前記第１、第２のレ
ーザダイオード２ａ，２ｂの出射光を受けるとと
もに、前記被測定光フアイバからの光信号を受け
る位置に配置されている特許請求の範囲第１項記
載の光フアイバ測定装置。