JPH0547060B2 - - Google Patents

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JPH0547060B2
JPH0547060B2 JP14878387A JP14878387A JPH0547060B2 JP H0547060 B2 JPH0547060 B2 JP H0547060B2 JP 14878387 A JP14878387 A JP 14878387A JP 14878387 A JP14878387 A JP 14878387A JP H0547060 B2 JPH0547060 B2 JP H0547060B2
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JP
Japan
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light
polarization
beam splitter
optical fiber
optical
Prior art date
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JP14878387A
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English (en)
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JPS63313030A (ja
Inventor
Muneki Ran
Kazuo Nagata
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/31Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter and a light receiver being disposed at the same side of a fibre or waveguide end-face, e.g. reflectometers
    • G01M11/3172Reflectometers detecting the back-scattered light in the frequency-domain, e.g. OFDR, FMCW, heterodyne detection

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は光フアイバの特性や破断箇所等を検査
する光フアイバ試験装置に関する。
〈従来の技術〉 従来この種の光フアイバの試験装置としては第
3図に示す構成のものが知られている。第3図に
おいて、1はコヒーレント光を出射するレーザで
ある。このレーザからの光は光アイソレータ2を
通つて光分岐器3により2方向に分岐され、送信
パルス光とすべき一方の光がモジユレータ4に入
射し、局部発振光とすべき他方の光が方向性光結
合器(以下、単に結合器という)5の第1のポー
トに入射する。モジユレータ4からのパルス光は
結合器5の第2のポートに入射した後第3のポー
トから出射され、光コネクタ15を介して被測定
光フアイバ20に入射する。この被測定光フアイ
バの端面から戻つてきたフレネル反射光や後方散
乱光(受信光)は光コネクタ15を経て結合器5
に入射し、先に分岐した局部発振光と合成され、
第4のポートから受光素子8側に出射する。その
結果、受光素子8は受信光と局部発振光のビート
信号を受光し、そのビート信号に応じた電気信号
が帯域通過フイルタ9、増幅器10を経て信号処
理装置12に導かれる。この信号処理装置の出力
に基づいて被測定光フアイバの特性や破断点がど
の位置に有るか等を判定する。なお、レーザ1、
光分岐器3、モジユレータ4、結合器5、被測定
光フアイバ20、受光素子8のそれぞれの間は光
フアイバ6やロツドレンズ(一部のみ図示)14
で接続されている。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記構成において被測定光フアイバ
20からの後方散乱光はその偏波面の状態が一定
でないために局部発振光とのビート信号が不安定
となる欠点がある。この様な現象は一般にフエー
デイングと呼ばれ、小さな接続損失の段差が不明
瞭になるとともにS/Nが悪くなるという問題が
有つた。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成され
たもので、後方散乱光の偏波状態に応じて局部発
振光の偏波面を制御することによりコヒーレント
検波の検波効率と出力の安定性を向上させること
を目的とする。
〈問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決するための本発明の構成は、
レーザダイオードと、該レーザダイオードを駆動
してパルスレーザを発振し、続いて連続光を発振
させる駆動回路と、前記パルス光を第1偏波面制
御装置、第1偏光ビームスプリツタ、第2偏波面
制御装置および第2偏光ビームスプリツタを介し
て被測定光フアイバに入射させて前記光フアイバ
からの後方散乱光を得、前記光フアイバからの後
方散乱光が前記第2偏光ビームスプリツタで2方
向に分岐した光の一方を第3偏波面制御装置を介
して受光する第3偏光ビームスプリツタと、前記
連続光を前記第1偏波面制御装置、第1偏光ビー
ムスプリツタおよび第4偏波面制御装置を介して
受光する第4偏光ビームスプリツタと、該第4偏
光ビームスプリツタで分岐した一方の光と前記第
3偏光ビームスプリツタからの光が入射する第1
光結合器と、前記第4偏光ビームスプリツタで分
岐した他方の光と前記第1偏光ビームスプリツタ
からの光が入射する第2光結合器と、前記第1、
第2光結合器からの出射光のそれぞれを受光する
受光素子と、前記受光素子からの電気信号を加算
する加算回路と、前記受光素子の電気信号をモニ
タする光パワーモニタ回路と、前記加算回路の出
力に基づいて前記光フアイバの特性を診断する信
号処理回路と、前記信号処理回路および前記光パ
ワーモニタ回路の出力に基づいて前記第1〜第4
偏波面制御装置の偏波面の制御を行う制御回路を
備えたことを特徴とするものである。
〈実施例〉 第1図は本発明の光フアイバ試験装置の一実施
例を示す構成図、第2図はタイムチヤート図であ
る。
第1図において、第3図に示す従来例と同一要
素には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。第1図においてP1〜P4は例えばPLZT素子等
からなる第1〜第4偏波面制御装置(以下単に
P1〜P4という)であり、これらの偏波面制御装
置は制御回路22からの印加電圧に応じてその透
光部を通過する光の偏波面を回転させる。PBS1
〜PBS4は第1〜第4偏光ビームスプリツタ(以
下単にPBS1〜PBS4という)で、被測定光フアイ
バ20からのフレネル反射光や後方散乱光および
局部発振光をその偏波状態に応じて水平偏光と垂
直偏光に分岐する。24a,24bは光結合器で
後方散乱光と局部発振光をミキシングする。25
a,25bは受光素子、23は加算回路、12は
信号処理回路である。50は光パワーモニタで、
受光素子25a,25bの出力を監視してその出
力が最大となるように制御回路22を介してP4
の偏波面が制御される。なお、PBS2,PBS3
PBS4と第1、第2光結合器24a,24bおよ
びレンズ14間は光フアイバ6で接続するがこれ
らの光フアイバとしては偏波面保存光フアイバを
用いる方が望ましい。また、光結合器としては光
カプラなどを用いるが、この光カプラも偏波面保
存カプラを用いる方が望ましい。
上記構成において、レーザ1はレーザ駆動回路
11からの制御信号に応じてパルス光を発振し、
つづいて局部発振光(連続光)を出射する。この
出射光はロツドレンズ(以下、単にレンズとい
う)14で平行光とされ偏波面制御装置P1に入
射する。ここでレーザ光の偏波面はPBS1に対し
て垂直偏光面が反射するように配置されP1への
電圧印加はオフとしておく。そしてパルス光が通
過した直後に偏波面を90゜回転させる電圧でオン
とする(第2図a参照)。その結果パルス光は
PBS1で直角方向に反射してオフ状態のP2を通り
PBS2で直角方向に反射してレンズ14で集光さ
れて光コネクタ15を介して被測定光フアイバ2
0に入射する。被測定光フアイバに入射した光は
被測定光フアイバの端面(光フアイバとの接触
面)で反射する強い光パワーを持つフレネル反射
光と後方散乱光として戻つてくる信号光が有るが
フレネル反射光の方が時間的に早く戻る。このフ
レネル反射光の通過時にはP2,P3への電圧印加
はオフとしておく。従つてフレネル反射光のS波
成分はPBS2で反射し、P2を透過しPBS1で反射し
てレーザ光源側に戻る(なお、図では省略するが
レーザの出射側には戻り光を防止するための光ア
イソレータが配置されている)。
一方P波成分はPBS2,P3,PBS3を透過するの
で出力信号への影響はない。このフレネル反射光
が通過した直後に制御回路22からP2,P3を通
過する光の偏波面を90゜変化させるような電圧を
印加する(第2図d参照)。その結果、後方散乱
光のP波成分はPBS2を透過してP3でS波となり
PBSで反射してレンズ14で集光され光フアイ
バを介して第1光結合器24aに入射する。ま
た、S波成分はPBS2で反射してP2を透過してP
波となりPBS1を透過してレンズ14で集光され
光フアイバを介して第2光結合器24bに入射す
る。
一方P1はパルス光が通過した直後にオンとな
るので局部発振光はP波となりPBS1を透過して
例えば暫定的に偏波面を45゜回転させるような電
圧が印加されたオン状態のP4を透過する。この
ため、PBS3ではP波とS波が同じ割合で透過お
よび反射してレンズ14で集光され、光フアイバ
6を介して光結合器24a,24bにそれぞれ入
射する。その結果、信号光としての後方散乱光と
局部発振光が合波され、その出力光は光フアイバ
6を通つてレンズ14で集光され受光素子25
a,25bを照射する。これら受光素子からの電
気信号は加算回路23で加算されて信号処理回路
12に出力され、その出力に基づいて被測定光フ
アイバの特性が診断される。なお、信号処理回路
の出力は制御回路22、レーザ駆動回路11にフ
イードバツクされてレーザの出力やP1〜P4への
印加電圧やオンオフのタイミング等の最適条件が
決定される。
ところで、上記においてP4への印加電圧を暫
定的としたのは次の理由による。すなわち、測定
光フアイバからの後方散乱光のP波とS波の成分
が50%である場合には有効で有るが、その割合い
が等分でない場合には以下のような問題がある。
即ち、干渉光の検波で得られる出力電流Iは次式
により表わすことが出来る。
I∝√×√L ここで、Ps;信号光の最大値ps・sinωt PL;局部発振光の最大値PL・sinωt 今、出力の安定度をA,PsのP波パワー対S
波パワーの比を α:1−α PLのP波パワー対S波パワーの比を β:1−β とし、信号光と局部発振光のP波とS波の割合い
を一致させた場合、すなわちα=βとした場合、 I=A(√・+√(1−)(1−))=A となり常に一定の安定度となる。
また、受光素子の受光効率を見た場合、例えば
α=0.8、β=0.5では I=A(√0.8・0.5+√0.2・0.5=0.95Aとなり、 例えば、α=0.8のときβ=0.8になるように調
整した場合、 I=A(√0.8・0.8+√0.2・0.2=1.0Aとなる。
すなわち、5%の受光効率の改善がある。
上記の効果を得るために制御回路22はP4
偏波面制御装置で局部発振光の偏波面を制御す
る。なお、フレネル反射光は被測定光フアイバ2
0の端面からのほか光フアイバの途中の接続面か
らのものも有るが、これらが光フアイバの特性測
定に影響を及ぼすようで有れば、その部分が通過
する時間のみP2,P3がオフになるように制御す
ればフレネル反射光を除去することが出来る。
また、本実施例ではパルス光をレーザ駆動回路
11からの制御信号により出射する例について説
明したが、レーザからは常にP波としての連続光
を出射させて局部発振光とし、P1の偏波面を90゜
回転させる電圧で一瞬オンとする。その結果S波
となつたパルス光がPBS1で直角方向に反射して
被測定光フアイバ側に向かう。上記のようにP1
を制御してパルス光を出射してもよい。
また、本実施例ではPBS2,PBS3,PBS4と光
結合器24a,24bおよびレンズ14間を光フ
アイバにより結合したが、これらの素子間は全反
射ミラーとハーフミラーを適当に組合せて結合し
てもよい。
<発明の効果> 以上、実施例とともに具体的に説明したように
本発明によれば、 フレネル反射光の影響をなくすることが出来
る。
安定した信号光を得ることが出来る。
受光効率が向上する。
等の効果を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の光フアイバ試験装置の一実施
例を示す構成説明図、第2図はタイムチヤート
図、第3図は従来例を示す構成説明図である。 1…レーザ、6…光フアイバ、11…レーザ駆
動回路、12…信号処理回路、14…ロツドレン
ズ、15…光コネクタ、22…制御回路、23…
加算回路、24a,24b…光結合器、25a,
25b…受光素子、P1〜P4…偏波面制御装置、
PBS1〜PBS4…偏光ビームスプリツタ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 レーザダイオードLDと、 該レーザダイオードを駆動してパルスレーザを
    発振し、続いて連続光を発振させる駆動回路11
    と、 前記パルス光を第1偏波面制御装置P1、第1
    偏光ビームスプリツタPBS1、第2偏波面制御装
    置P2および第2偏光ビームスプリツタPBS2を介
    して被測定光フアイバ20に入射させて前記光フ
    アイバからの後方散乱光を得、 前記被測定光フアイバからの後方散乱光が前記
    第2偏光ビームスブリツタで2方向に分岐した光
    の一方を第3偏波面制御装置P3を介して受光す
    る第3偏光ビームスプリツタPBS3と、 前記連続光を前記第1偏波面制御装置P1、 第1偏光ビームスプリツタPBS1および第4偏
    波面制御装置P4を介して受光する第4偏光ビー
    ムスプリツタPBS4と、 該第4偏光ビームスプリツタで分岐した一方の
    光と前記第3偏光ビームスプリツタからの光が入
    射する第1光結合器24aと、 前記第4偏光ビームスプリツタで分岐した他方
    の光と前記第1偏光ビームスプリツタからの光が
    入射する第2光結合器24bと、 前記第1、第2光結合器24a,24bからの
    出射光のそれぞれを受光する受光素子25a,2
    5bと、 前記受光素子からの電気信号を加算する加算回
    路23と、 前記受光素子25a,25bの電気信号をモニ
    タする光パワーモニタ50回路と、 前記加算回路23の出力に基づいて前記被測定
    光フアイバの特性を診断する信号処理回路12
    と、 前記信号処理回路12の出力に基づいて前記連
    続光及び前記後方散乱光のみが前記第1、第2光
    結合器24a,24bに入射するように前記第1
    〜第3偏波面制御装置P1〜P3の偏波面の制御を
    行うと共に前記光パワーモニタ回路50の出力に
    基づいて前記受光素子25a,25bの受光効率
    が最大となるように前記第4偏波面制御装置P4
    の偏波面の制御を行う制御回路22を備えたこと
    を特徴とする光フアイバ試験装置。
JP14878387A 1987-06-15 1987-06-15 光ファイバ試験装置 Granted JPS63313030A (ja)

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JPS63313030A JPS63313030A (ja) 1988-12-21
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JPH04138331A (ja) * 1990-09-28 1992-05-12 Ando Electric Co Ltd ヘテロダイン受光を用いた光パルス試験器
JP4958152B2 (ja) * 2006-11-02 2012-06-20 一般財団法人電力中央研究所 光デバイスを含む光ファイバ線路の障害点検出方法及び障害点検出システム
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CN108168848B (zh) * 2018-02-13 2024-05-03 南光高科(厦门)激光科技有限公司 一种多模光纤测试装置

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