JPH0626812A

JPH0626812A - ファイバー端面干渉計

Info

Publication number: JPH0626812A
Application number: JP4179573A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 伊藤智之; Tadashi Yasumatsu; 義安松
Original assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Cement Co Ltd
Priority date: 1992-07-07
Filing date: 1992-07-07
Publication date: 1994-02-04
Anticipated expiration: 2016-10-09
Also published as: JP3217463B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】光ファイバーの端面内の干渉縞の湾曲度を自
動計測し、パーソナルコンピュータにより研磨球面中心
の偏心度、球面の曲率半径、変形凹み量を算出すること
ができる光ファイバー端面干渉計。【構成】レーザ光源、とそれからのレーザ光３を平行光
線の照射光にして、測定対象からの反射光を通す平面原
器６を有し、光ファイバーのフェルール端面に照射し、
その反射光との干渉縞１３を取り出すビームスプリッタ
ー４を有し、干渉縞１３を画像化するＣＣＤカメラ１０
を有し、画像化信号を入力する画像メモリを有し、画像
メモリ上で干渉縞間の距離、同心円状の干渉縞の中心点
及びその干渉縞の湾曲度並びに中心点を自動計測し、フ
ェルール球面の偏心度、曲率半径及び照射光の角度を変
えて、端面内の干渉縞１３の湾曲度を計測し、光ファイ
バー８端面のフェルール面からの凹み量を測定すること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバー通信、光
計測、光センサなどの分野で用いられる光ファイバー端
面干渉計に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ファイバーを利用したシステムが、通
信分野を中心として近年目覚ましく発展してきている。
そのようなシステムでは、単一モードファイバーを主に
用いており、また、システム間はファイバーコネクタに
より光接続されている。光伝送に伴う損失は、システム
の性能に大きく係わる問題である。ファイバー自体の損
失（レ−リ−散乱や吸収による損失）は、理論限界近く
まで少なくなっているが、光ファイバーでの接続におけ
る反射損失は４０ｄＢ近くまであり、システム構成にお
ける弱点になっている。

【０００３】ファイバー接続損失（挿入損）を下げるべ
き種々な工夫がなされているが、その挿入損を少なくす
るには、接続する両ファイバーのコア部を互いに横ズレ
或いは光軸方向ズレがないように機械的に接続する必要
がある。単一モードファイバーでは、そのコア径は約１
０μｍであるため、簡単なマルチモードファイバーに比
べて、より高い精度が要求される。例えば、挿入損０．
５ｄＢ以下の光ファイバーコネクタにおいては、機械的
な横ズレ量０．５μｍ以下が要求され、これは機構的に
満たされている。また、光軸方向ズレに関しては、物理
的コンタクトと称する圧接方式をとり、挿入損の低減が
図られている。この一例として、接続するファイバー端
を、コアを頂点とする球面に加工し、両頂点が接触する
ように圧接する方法が取られている。以上の２つの方式
では、加工した頂点とファイバーコアの中心とのズレ
（偏芯と称する）は、光軸方向とのズレとなるため、そ
の偏芯量が規定値（５０μｍ）以下になるように規格値
が定められている。

【０００４】即ち、光コネクタの端面からの光反射が、
それらの特性に大きく影響されるため、この光反射をで
きるかぎり、小さくしなければならない。このため、光
ファイバーのフェルール端面を球面に研磨し、光コネク
タ相互を物理的に密着させ、光の透過率を高め、光の反
射を非常に小さくする方法がとられている。この場合、
光コネクタの接続特性は研磨球面の中心と光ファイバー
中心との位置ずれ即ち偏心度、球面の曲率半径、光ファ
イバーのフェルール端面からの変形凹み量に大きく依存
し、これらの量を一定の誤差範囲に押さなければならな
い。だが、従来は、これらのパラメーターを個々に測定
していたため、光コネクタの検査に多大の時間を要して
いた。

【０００５】その偏心量を測定する装置として、干渉を
用いたファイバー端面計測装置（即ち、ファイバー端面
モニタ−装置）が数種類市販されている。これらはマイ
ケルソン干渉計（又は非接触ニュ−トンリングと称すべ
きかもしれない）、又はミラウ（Ｍｉｒａｕ）干渉計を
用いて、被測定ファイバー端面からの反射光と基準平面
からの反射光とを重畳し、その結果生じるリング干渉縞
からファイバー端面の曲率半径と前記偏芯量を求めるも
のである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、測
定端子のＶ溝への球面研磨したフェルールをワンタッチ
レバ−で圧着するだけで、ファイバーのフェルールの研
磨端面の反射干渉縞を発生させ、それをＣＣＤカメラに
より画像化し、干渉縞間の距離、同心円状の干渉縞の中
心点、測定光の角度を変えて、光ファイバーの端面内の
干渉縞の湾曲度を自動計測し、パーソナルコンピュータ
により研磨球面中心の偏心度、球面の曲率半径、光ファ
イバー端面の変形凹み量を算出することができる光ファ
イバー端面干渉計を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、フィゾー型の光ファイバー端面
干渉計において、レーザ光源；該レーザ光源からのレー
ザ光を平行光線の照射光にして、それを通過させ、そし
て、測定対象の光ファイバーのフェルール端面の照射
し、それからの反射光を通す平面原器を有し；その平行
光線を測定すべく、前記の測定対象の光ファイバーのフ
ェルール端面に照射し、その反射光との干渉縞を取り出
すビームスプリッターを有し；取り出した干渉縞を画像
化するＣＣＤカメラを有し；画像化信号を入力する画像
メモリを有し；前記の画像メモリ上で干渉縞間の距離、
同心円状の干渉縞の中心点及びその干渉縞の湾曲度並び
に該光ファイバーの端面の中心点を自動計測することに
より、該フェルール端の球面の偏心度、その面の曲率半
径及び前記照射光の角度を変えて、前記光ファイバーの
フェルール端面内の干渉縞の湾曲度を計測し、該光ファ
イバー端面のフェルール面からの凹み量を測定すること
ができる前記光ファイバー端面干渉計を提供する。

【０００８】

【作用】本発明の光ファイバー端面干渉計によると、光
ファイバーのフェルールを、測定端子のＶ溝に圧着する
だけで、そのフェルール端面の反射干渉縞を発生させ、
それをＣＣＤカメラで画像化し、干渉縞間の距離、曲
率、同心円状干渉縞の中心点、光ファイバーの中心点、
測定光の照射角度を変えて、光ファイバー端面内の干渉
縞の湾曲度（曲率）を自動測定し、パ−ソナルコンピュ
ータにより研磨球面の中心の偏心度、球面の曲率半径、
光ファイバー端面の変形凹み量を算出することができ
る。即ち、干渉縞、パターンの明暗を画像メモリ上の座
標として読み取り、研磨球面の偏心度、その曲率半径、
光ファイバー端面の変形凹み量を計測することができ
る。それにより、光コネクタフェルールの球面研磨状態
の検査が著しく容易になり、従来のフェルールの組立て
て反射減衰量を測定する方式に比べて、同時に、上記の
ようなパラメーターを計測することができ、フェルール
組立て効率を著しくを向上させることができる。

【０００９】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明による光ファイバー端面干渉
計の構成を示す説明図である。即ち、レーザ１からの光
（点線で示す）は、拡散レンズ２により、拡大され、レ
ーザ光束３になり、ビームスプリッター４を通過し、透
過した光束は、コリメート・レンズ５により、平行ビー
ムとされる。この平行光線は、平面原器６を通して、球
面研磨されたフェルール端面７に照射される。このフェ
ルールの研磨球面７からの反射光は、平面原器６からの
反射光と干渉して、干渉縞を作る。この干渉縞は、ビー
ムスプリッター４を介して外部に取り出され、結像レン
ズ９からＣＣＤカメラ１０で画像に変換される。この画
像信号は、モニター１１を介して、パーソナルコンピュ
ータ１２中の画像メモリに書き込まれ、同時に、モニタ
ー１１に表示される。レーザ１としては、Ｈｅ−Ｎｅレ
ーザ、半導体レーザ、第２次高調波発生素子を用いたレ
ーザ光源が用いられ得る。

【００１１】この画像は、またモニター１１上に表示さ
れ、カ−ソルにより測定座標を指定することができる。
球面研磨されたフェルールには、光ファイバー８が集束
されている。そして、平面原器６と球面研磨されたフェ
ルール端面７との距離、即ち、被測定面との距離は、ｄ
とする。そして、得られた干渉パターンの明暗の縞模様
の間の距離は、図２に示すように、明の位置では、２・
ｄ＝ｍ・λ（ｄは平面原器６と球面研磨されたフェルー
ル端面の距離で、ｍは整数で、λは使用したレーザ光の
波長である）である。そして、暗パターンの位置では、
２・ｄ＝（ｍ＋１）・λなる関係式から算出される。

【００１２】このパーソナルコンピュータ１２のメモリ
に書き込む画像信号の標本数を、画像メモリ上で隣接ビ
ット間の距離として、１μｍにすると、モニター１１上
の干渉パターンは、その輝度の強弱と形状から干渉縞の
間隔は、１μｍの精度で自動読み取りすることができ
る。このようにして、１番目の干渉パターンの中心の座
標ｃ及び光ファイバーの中心座標ｆを読み取れればフェ
ルール研磨球面の偏心度を求めることができる。また、
研磨球面の曲率半径は、リング状の干渉パターンの縞模
様間の間隔から計算することができる。また、図１の照
射光の角度を変えたいとき、光ファイバー８の端面内の
干渉縞の湾曲度を同様にして変えることにより、測定す
れば、光ファイバー８の端面が、フェルール端面内より
どの程度、どのくらい凹んでいるかを求めることができ
る。

【００１３】図２は、被測定物の面と平面原器の面精度
との差が、干渉パターン１３の湾曲度となり、その湾曲
度から被測定物の面精度が測定できることを示すもので
ある。即ち、被測定物の面精度が干渉パターンの間隔
Ｌ、湾曲量ｌから求めることができる。形成された干渉
縞１３は、使用したレーザ光の波長λに対して、隣接干
渉縞の間の間隔Ｌでもって、干渉縞の湾曲量の幅ｌとす
ると、面精度は、λ・ｌ／２Ｌとなる。

【００１４】図３は、光ファイバーのフェルールの研磨
球面を測定したときの、干渉パターンの１例を示す。フ
ェルール（サ−クル１４で示すものは断面である）の研
磨球面の中心ｃと光ファイバー端面の中心ｆとのズレを
示す。フェルールの研磨球面が、光ファイバー端面に対
し、３３μｍ偏心している例である。また、この研磨球
面の曲率半径は、２０μｍである。

【００１５】本発明の光ファイバー端面干渉計において
は、球面研磨されたフェルール端面の反射干渉パターン
を画像化して、パーソナルコンピュータの画像メモリに
取り込み、干渉パターンの明暗を画像メモリ上の座標と
して読み取り、研磨球面の偏心度、その曲率半径、光フ
ァイバー端面の凹み量を計測するようにしたものであ
る。光コネクタフェルールの球面研磨状態の検査が、著
しく容易になり、従来のフェルールを光コネクタに組み
立てて反射減衰量を測定するか、フェルール端面のパラ
メーターを個々に測定していたときに比べ、検査測定が
著しく簡単になり、技術的効果の大なるものがある。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファイバ
ー端面干渉計により、次のような顕著な技術的効果が得
られた。第１に、研磨球面の偏心度、その曲率半径、光
ファイバー端面の変形凹み量を計測することができるフ
ァイバー端面干渉計を提供することを可能にした。第２
に、従って、光コネクタのフェルールの球面研磨の状態
の検査が著しく容易にすることができ、従来のフェルー
ルにより光コネクタの組立てて反射減衰を測定するか或
いはフェルール端面のパラメータを個々に測定していた
場合に比べて、検査測定が著しく簡単になり、技術的効
果の著しいものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ファイバー端面干渉計の構造を示す
説明図である。

【図２】本発明の光ファイバー端面干渉計で測定した干
渉パターンでの湾曲度と面精度を説明するものである。

【図３】本発明の光ファイバー端面干渉計で測定した実
例の干渉パターンを示す。

【符号の説明】１レーザ２拡散レンズ３レーザ光４ビームスプリッター５コリメートレンズ６平面原器７フェルールの研磨球面８光ファイバー９結像レンズ１０ＣＣＤカメラ１１モニター１２パーソナルコンピュータ１３干渉縞１４光ファイバー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レーザ光源；該レーザ光源からのレーザ光
を平行光線の照射光にして、それを通過させ、そして、
測定対象の光ファイバーのフェルール端面の照射し、そ
れからの反射光を通す平面原器を有し；その平行光線を
測定すべく、前記の測定対象の光ファイバーのフェルー
ル端面に照射し、その反射光との干渉縞を取り出すビー
ムスプリッターを有し、取り出した干渉縞を画像化するＣＣＤカメラを有し；画
像化信号を入力する画像メモリを有し；前記の画像メモ
リ上で干渉縞間の距離、同心円状の干渉縞の中心点及び
その干渉縞の湾曲度並びに該光ファイバーの端面の中心
点を自動計測することにより、該フェルール端の球面の
偏心度、その面の曲率半径及び前記照射光の角度を変え
て、前記光ファイバーのフェルール端面内の干渉縞の湾
曲度を計測し、該光ファイバー端面のフェルール面から
の凹み量を測定することができる前記光ファイバー端面
干渉計。