JPH071220B2 - 光導波路障害点探索方法および装置 - Google Patents
光導波路障害点探索方法および装置Info
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- JPH071220B2 JPH071220B2 JP2734687A JP2734687A JPH071220B2 JP H071220 B2 JPH071220 B2 JP H071220B2 JP 2734687 A JP2734687 A JP 2734687A JP 2734687 A JP2734687 A JP 2734687A JP H071220 B2 JPH071220 B2 JP H071220B2
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- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing 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
- G01M11/3172—Reflectometers detecting the back-scattered light in the frequency-domain, e.g. OFDR, FMCW, heterodyne detection
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、光導波路内に存在する欠陥等の障害点の位置
およびその障害点において散乱される光のパワー等のよ
うに障害を示す情報を得る光導波路障害点探索方法およ
び装置に関するものである。
およびその障害点において散乱される光のパワー等のよ
うに障害を示す情報を得る光導波路障害点探索方法およ
び装置に関するものである。
［従来の技術］ 光導波路内の欠陥の位置および形状等の特性を測定する
方法は種々報告されている。たとえば、散乱光の大きさ
および散乱分布を測定することによって、導波路の欠陥
を特徴づける方法が提案されている。
方法は種々報告されている。たとえば、散乱光の大きさ
および散乱分布を測定することによって、導波路の欠陥
を特徴づける方法が提案されている。
かかる従来の導波路障害点探索技術の一例を第５図を参
照して説明する。
照して説明する。
第５図において、１はレーザ、２は集光用レンズ、３は
被測定用の光導波路、4,5および６は光導波路３内に存
在する散乱点、７はスリット、８は光検出器、９は処理
系である。ここでレーザ１からのレーザ光を、レンズ２
により光導波路３内に導波させる。この光導波路３内に
散乱点４が存在すると、レーザ光は四方に散乱される。
この散乱光を第１図に示す通り、スリット７を通して光
検出器８に入射させて散乱パワーを受光する。その光検
出信号を処理系９に供給して、散乱点４で発生した散乱
光のパワーを検出する。また光検出器８を光導波路３を
中心として回転させながら散乱パワーを測定することに
よって、散乱パワーも測定可能となる。
被測定用の光導波路、4,5および６は光導波路３内に存
在する散乱点、７はスリット、８は光検出器、９は処理
系である。ここでレーザ１からのレーザ光を、レンズ２
により光導波路３内に導波させる。この光導波路３内に
散乱点４が存在すると、レーザ光は四方に散乱される。
この散乱光を第１図に示す通り、スリット７を通して光
検出器８に入射させて散乱パワーを受光する。その光検
出信号を処理系９に供給して、散乱点４で発生した散乱
光のパワーを検出する。また光検出器８を光導波路３を
中心として回転させながら散乱パワーを測定することに
よって、散乱パワーも測定可能となる。
しかし、スリット７を用いることによって光検出器８へ
の入射仰角を小さくしても、接近した他の散乱点５から
の散乱光の一部も光検出器８へ入射する。また散乱点４
より十分離れた位置６に散乱点が存在した場合には、散
乱点６で散乱された光の一部分は、コアとクラッドとの
境界部、あるいはクラッドと空気との境界部で多重反射
して光検出器８に入射する。このように、従来の探索方
法には、光導波路の各点における散乱光の大きさを正確
に求めることが難しいという欠点があった。
の入射仰角を小さくしても、接近した他の散乱点５から
の散乱光の一部も光検出器８へ入射する。また散乱点４
より十分離れた位置６に散乱点が存在した場合には、散
乱点６で散乱された光の一部分は、コアとクラッドとの
境界部、あるいはクラッドと空気との境界部で多重反射
して光検出器８に入射する。このように、従来の探索方
法には、光導波路の各点における散乱光の大きさを正確
に求めることが難しいという欠点があった。
このような問題点を解決するために、導波路内の散乱点
をOTDR（Optical Time Domain Reflectometry）を用い
て測定する従来技術もある。この従来技術を第６図を参
照して説明する。
をOTDR（Optical Time Domain Reflectometry）を用い
て測定する従来技術もある。この従来技術を第６図を参
照して説明する。
第６図において、10はパルス光を発生するレーザ、11は
ビームスプリッター、12は集光レンズ、13は被測定用光
導波路、14はアバランシ・ホトダイオード、15はオシロ
スコープである。第６図において、レーザ10は光パルス
を発生するレーザである。その光パルスをビームスプリ
ッター11を通して集光レンズ12によって光導波路13に導
く。光導波路13を伝搬し、この光導波路13内の各散乱点
で後方散乱される光パルスは、各散乱地点に応じて、一
定の群遅延時間差を生じる。したがって、後方散乱光
を、集光レンズ12を介してビームスプリッター11で取り
出し、これをアバランシ・ホトダイオード14で受光して
オシロスコープ15で観測することにより、各散乱点で生
じた散乱光の光強度を各散乱点に対応した時間的な変化
として測定することが可能となる。
ビームスプリッター、12は集光レンズ、13は被測定用光
導波路、14はアバランシ・ホトダイオード、15はオシロ
スコープである。第６図において、レーザ10は光パルス
を発生するレーザである。その光パルスをビームスプリ
ッター11を通して集光レンズ12によって光導波路13に導
く。光導波路13を伝搬し、この光導波路13内の各散乱点
で後方散乱される光パルスは、各散乱地点に応じて、一
定の群遅延時間差を生じる。したがって、後方散乱光
を、集光レンズ12を介してビームスプリッター11で取り
出し、これをアバランシ・ホトダイオード14で受光して
オシロスコープ15で観測することにより、各散乱点で生
じた散乱光の光強度を各散乱点に対応した時間的な変化
として測定することが可能となる。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、通常のレーザでは、光パルスの時間幅は最低Δ
ｔ＝1nsであり、これは空間分解能がＣΔt/2＝15cmと比
較的長いため、LiNbO3らの短尺導波路（長さは1cm程
度）内で生じた後方散乱光を散乱光間の群遅延時間差に
基づいて識別することはむずかしいという欠点があっ
た。
ｔ＝1nsであり、これは空間分解能がＣΔt/2＝15cmと比
較的長いため、LiNbO3らの短尺導波路（長さは1cm程
度）内で生じた後方散乱光を散乱光間の群遅延時間差に
基づいて識別することはむずかしいという欠点があっ
た。
一方、モードロック色素レーザを用いれば、1ps（＝10
-12sec）以下の短光パルスを発生させることは可能であ
るものの、現在の光検出器では、その応答速度が制限さ
れていることによって、かかる短光パルスを検出するこ
とは困難であり、結局、空間分解能を数cm以下にするこ
とは不可能であるという欠点があった。
-12sec）以下の短光パルスを発生させることは可能であ
るものの、現在の光検出器では、その応答速度が制限さ
れていることによって、かかる短光パルスを検出するこ
とは困難であり、結局、空間分解能を数cm以下にするこ
とは不可能であるという欠点があった。
そこで、本発明の目的は、1cm程度の短尺な光導波路内
の散乱点を、数10μｍ程度の空間分解能で測定可能な光
導波路障害点探索方法および装置を提供することにあ
る。
の散乱点を、数10μｍ程度の空間分解能で測定可能な光
導波路障害点探索方法および装置を提供することにあ
る。
［問題点を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明では、スペク
トル幅の広い光源を用い、かつ光導波路内で生じた散乱
光と参照光とを干渉させ、その干渉成分により散乱光の
光パワーを検出し、参照光との群遅延時間差より散乱地
点を測定する。
トル幅の広い光源を用い、かつ光導波路内で生じた散乱
光と参照光とを干渉させ、その干渉成分により散乱光の
光パワーを検出し、参照光との群遅延時間差より散乱地
点を測定する。
すなわち、本発明探索方法は、スペクトル幅の広い光源
を用い、光源からの出射光を被測定用光導波路に入射さ
せ、当該光導波路内の各点に存在する欠陥その他の障害
点で後方に散乱されて入射方向に伝搬する後方散乱光と
光源からの出射光の一部による参照光とを干渉させ、後
方散乱光と参照光とに遅延時間または光路差を与え、各
遅延時間に対する干渉成分を測定することによって、光
導波路内の各点で散乱される光のパワーを検出して障害
点の位置を求めることを特徴とする。
を用い、光源からの出射光を被測定用光導波路に入射さ
せ、当該光導波路内の各点に存在する欠陥その他の障害
点で後方に散乱されて入射方向に伝搬する後方散乱光と
光源からの出射光の一部による参照光とを干渉させ、後
方散乱光と参照光とに遅延時間または光路差を与え、各
遅延時間に対する干渉成分を測定することによって、光
導波路内の各点で散乱される光のパワーを検出して障害
点の位置を求めることを特徴とする。
本発明探索装置の第１形態は、スペクトル幅の広い光源
と、光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射
させる光学系と、光源からの出射光の一部を分離して参
照光とするための光学系と、光導波路からの散乱光と参
照光とを合波するための光学系と、その合波された光の
中の散乱光と参照光との間の光路差を変化させるための
光学系と、合波光を受光とその受光した光のパワーを検
出する手段とを具えたことを特徴とする。
と、光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射
させる光学系と、光源からの出射光の一部を分離して参
照光とするための光学系と、光導波路からの散乱光と参
照光とを合波するための光学系と、その合波された光の
中の散乱光と参照光との間の光路差を変化させるための
光学系と、合波光を受光とその受光した光のパワーを検
出する手段とを具えたことを特徴とする。
本発明探索装置の第２形態は、スペクトル幅の広い光源
と、光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射
させる光学系と、光源からの出射光の一部を分離して参
照光とするための光学系と、光導波路からの散乱光と参
照光とを合波するための光学系と、その合波された光の
中の散乱光と参照光との間の光路差を変化させるための
光学系と、合波光を受光しその受光した光のパワーを検
出する手段と、参照光または後方散乱光に位相変調を加
えるための変調手段とを具えたことを特徴とする。
と、光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射
させる光学系と、光源からの出射光の一部を分離して参
照光とするための光学系と、光導波路からの散乱光と参
照光とを合波するための光学系と、その合波された光の
中の散乱光と参照光との間の光路差を変化させるための
光学系と、合波光を受光しその受光した光のパワーを検
出する手段と、参照光または後方散乱光に位相変調を加
えるための変調手段とを具えたことを特徴とする。
［作用］ 本発明によれば、光導波路内の障害点の位置および散乱
光の大きさを高精度に測定できることから、光導波路欠
陥成生のメカニズムの解明、欠陥除去のための作成条件
把握等、これまで不可能であった光導波路内部の特性解
明にとってきわめて有効な測定方法および装置を提供す
ることが可能となる。
光の大きさを高精度に測定できることから、光導波路欠
陥成生のメカニズムの解明、欠陥除去のための作成条件
把握等、これまで不可能であった光導波路内部の特性解
明にとってきわめて有効な測定方法および装置を提供す
ることが可能となる。
従来の技術では空間分解能が10cm程度であったのに対し
て、本発明では、空間分解能が10μｍ程度であって、従
来よりも数桁以上大きい。本発明では、干渉成分より散
乱光のパワーを測定することから、従来と比較して微弱
な散乱光でも測定可能である。
て、本発明では、空間分解能が10μｍ程度であって、従
来よりも数桁以上大きい。本発明では、干渉成分より散
乱光のパワーを測定することから、従来と比較して微弱
な散乱光でも測定可能である。
［実施例］ 以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。
実施例１ 第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図であって、
16はスペクトル幅200Åの光を出射するスーパー・ルミ
ネッセント・ダイオード（SLD:C.S.Wang他Appl.Phys.Le
tt.,41,589（1982）参照）、17はコリメートレンズ、18
はビームスプリッター、19は全反射鏡、20はステージ、
21は集光レンズ、22は被測定用光導波路、23はシリコン
・ホトダイオード、24は電流増幅器、25は選択レベルメ
ータ、26はコンピュータである。
16はスペクトル幅200Åの光を出射するスーパー・ルミ
ネッセント・ダイオード（SLD:C.S.Wang他Appl.Phys.Le
tt.,41,589（1982）参照）、17はコリメートレンズ、18
はビームスプリッター、19は全反射鏡、20はステージ、
21は集光レンズ、22は被測定用光導波路、23はシリコン
・ホトダイオード、24は電流増幅器、25は選択レベルメ
ータ、26はコンピュータである。
スーパー・ルミネッセント・ダイオード16からの出射光
はコリメートレンズ17で平行光となった後に、ビームス
プリッター18により２つの光束に分割される。２分割さ
れた一方の光（反射光）は、全反射鏡19で反射された後
に再びビームスプリッター18を通過する。
はコリメートレンズ17で平行光となった後に、ビームス
プリッター18により２つの光束に分割される。２分割さ
れた一方の光（反射光）は、全反射鏡19で反射された後
に再びビームスプリッター18を通過する。
一方、ビームスプリッターで二分割された他方の光（透
過光）は、集光レンズ21で光導波路22に導かれ、この光
導波路22内を伝搬する。光導波路22内で後方散乱された
光は、この光導波路22内を入射光とは逆方向に伝搬し、
レンズ21で平行光となった後に、ビームスプリッター18
によって反射される。この反射光は全反射鏡19で全反射
した前述の光と合波されて光検出器23で受光される。光
検知器23からの出力電流は電流増幅器24で増幅され、特
定の周波数成分の振幅を選択レベルメータ25で検出し、
これをコンピュータ26に記憶させる。ここで、全反射鏡
19はステージ20上に設置されており、このステージ20を
一定の速度で全反射鏡19への入射光の光ビーム方向に移
動可能とする。
過光）は、集光レンズ21で光導波路22に導かれ、この光
導波路22内を伝搬する。光導波路22内で後方散乱された
光は、この光導波路22内を入射光とは逆方向に伝搬し、
レンズ21で平行光となった後に、ビームスプリッター18
によって反射される。この反射光は全反射鏡19で全反射
した前述の光と合波されて光検出器23で受光される。光
検知器23からの出力電流は電流増幅器24で増幅され、特
定の周波数成分の振幅を選択レベルメータ25で検出し、
これをコンピュータ26に記憶させる。ここで、全反射鏡
19はステージ20上に設置されており、このステージ20を
一定の速度で全反射鏡19への入射光の光ビーム方向に移
動可能とする。
スーパー・ルミネッセント・ダイオード16からの出射光
のスペクトル幅はδλ＝200Å、中心波長はλ＝0.8μｍ
である。したがって、可干渉距離δｌは δｌ＝λ2／δλ30μｍ となる。すなわち、スーパー・ルミネッセント・ダイオ
ード16からの出射光を２分して再び合波した場合、合波
される２つの光の間の光路長（すなわち、群遅延時間差
に光速度を乗算した値）が30μｍ以内で一致したときだ
け干渉する。
のスペクトル幅はδλ＝200Å、中心波長はλ＝0.8μｍ
である。したがって、可干渉距離δｌは δｌ＝λ2／δλ30μｍ となる。すなわち、スーパー・ルミネッセント・ダイオ
ード16からの出射光を２分して再び合波した場合、合波
される２つの光の間の光路長（すなわち、群遅延時間差
に光速度を乗算した値）が30μｍ以内で一致したときだ
け干渉する。
従って、第１図に示した第１の実施例において、全反射
鏡19の各位置に対してビームスプリッター18と全反射鏡
19とを含む干渉計内の全反射鏡19からの参照光と光路長
が一致する後方散乱光のみが干渉することになる。もと
より、光導波路22内の各点で後方散乱光が生じることか
ら、この干渉計内の一方の経路（ビームスプリッター18
→全反射鏡19→ビームスプリッター18）の光路長と等し
くなるような光導波路22内の地点からの後方散乱光、す
なわち、ビームスプリッター18→レンズ21→光導波路22
→レンズ21→ビームスプリッター18の経路を経た後方散
乱光を検出することに相当する。
鏡19の各位置に対してビームスプリッター18と全反射鏡
19とを含む干渉計内の全反射鏡19からの参照光と光路長
が一致する後方散乱光のみが干渉することになる。もと
より、光導波路22内の各点で後方散乱光が生じることか
ら、この干渉計内の一方の経路（ビームスプリッター18
→全反射鏡19→ビームスプリッター18）の光路長と等し
くなるような光導波路22内の地点からの後方散乱光、す
なわち、ビームスプリッター18→レンズ21→光導波路22
→レンズ21→ビームスプリッター18の経路を経た後方散
乱光を検出することに相当する。
しかも可干渉距離が、δｌ＝30μｍであることから、空
間分解能は30μｍとなる。従って、全反射鏡19の各位置
に対して、生じる干渉じまの振幅を測定することによ
り、光導波路22の各点で生じた後方散乱光の電場振幅Δ
Ｅ（ΔＥ2は散乱光パワー）を30μｍの空間分解能で測
定することが可能である。
間分解能は30μｍとなる。従って、全反射鏡19の各位置
に対して、生じる干渉じまの振幅を測定することによ
り、光導波路22の各点で生じた後方散乱光の電場振幅Δ
Ｅ（ΔＥ2は散乱光パワー）を30μｍの空間分解能で測
定することが可能である。
光導波路22内の各点の散乱光パワーは （ΔＥ）2/E0 210-10 と考えられる。すなわち、入射光に対して−100dB小さ
な値となる。ここでＥ0は光導波路22内に入射した光パ
ワーである。ΔＥは、δｌ＝30μｍ内で生じた散乱光の
電場振幅である。このような微弱な散乱光パワーでも、
電場振幅ではΔE/E0＝10-5となることから、本発明によ
る測定系により、十分よいSNR（信号対雑音比）でもっ
て後方散乱光を測定することが可能となる。
な値となる。ここでＥ0は光導波路22内に入射した光パ
ワーである。ΔＥは、δｌ＝30μｍ内で生じた散乱光の
電場振幅である。このような微弱な散乱光パワーでも、
電場振幅ではΔE/E0＝10-5となることから、本発明によ
る測定系により、十分よいSNR（信号対雑音比）でもっ
て後方散乱光を測定することが可能となる。
第１図に示した第１の実施例では、ステージ20を用いて
全反射鏡19をｖ＝46μm/秒の速度でビーム方向に移動さ
せた。全反射鏡19が一定速度で移動していることから、
全反射した光（参照光）の周波数はドプラー効果により だけ偏移する。ここで、λはスーパー・ルミネッセント
・ダイオード16からの出射光の中心波長λ＝0.8μｍで
ある。このため、周波数偏移を受けない後方散乱光と、
Δｆ＝115Hzだけ偏移した参照光との合波光中の干渉成
分はΔｆ＝115Hzのビート周波数で変化することにな
る。そこで、第１の実施例では、このビート周波数成分
の振幅を選択レベルメータ25で測定することにより、全
反射鏡19の移動に伴う干渉成分の振幅を測定する。
全反射鏡19をｖ＝46μm/秒の速度でビーム方向に移動さ
せた。全反射鏡19が一定速度で移動していることから、
全反射した光（参照光）の周波数はドプラー効果により だけ偏移する。ここで、λはスーパー・ルミネッセント
・ダイオード16からの出射光の中心波長λ＝0.8μｍで
ある。このため、周波数偏移を受けない後方散乱光と、
Δｆ＝115Hzだけ偏移した参照光との合波光中の干渉成
分はΔｆ＝115Hzのビート周波数で変化することにな
る。そこで、第１の実施例では、このビート周波数成分
の振幅を選択レベルメータ25で測定することにより、全
反射鏡19の移動に伴う干渉成分の振幅を測定する。
第１図に示した第１の実施例では、検波する周波数がΔ
ｆ＝115Hzと比較的低周波数であるため、測定系の振動
や電気的雑音によるSNRの低下が問題である。そこで、
検波周波数を上げるために、全反射鏡19を電歪振動子を
用いてｆ＝1kHzでビーム方向に最大変位0.5μｍで周期
的に振動させることも可能である。この場合、参照光は
全反射鏡19で全反射した際にｆ＝1kHzの位相変調を受け
る。従って、合波光中の干渉成分もｆ＝1kHzで周期的に
変化するので、この成分を選択レベルメータ25で抽出す
ることが可能となる。実験の結果、SNRは電歪振動子を
使用しない場合に比較して２桁向上し、一層の精密な測
定が可能であることが確認された。
ｆ＝115Hzと比較的低周波数であるため、測定系の振動
や電気的雑音によるSNRの低下が問題である。そこで、
検波周波数を上げるために、全反射鏡19を電歪振動子を
用いてｆ＝1kHzでビーム方向に最大変位0.5μｍで周期
的に振動させることも可能である。この場合、参照光は
全反射鏡19で全反射した際にｆ＝1kHzの位相変調を受け
る。従って、合波光中の干渉成分もｆ＝1kHzで周期的に
変化するので、この成分を選択レベルメータ25で抽出す
ることが可能となる。実験の結果、SNRは電歪振動子を
使用しない場合に比較して２桁向上し、一層の精密な測
定が可能であることが確認された。
第２図は、第１の実施例を用いて、LiNbO3光導波路内の
障害点探索を行った結果を示す。長さＬ＝０およびＬ＝
1cmにおける出力電圧値は、それぞれ、LiNbO3光導波路
の入射端および出射端からのフレネル反射によるもので
あり、０＜Ｌ＜１の範囲の出力電圧値がこの光導波路内
の各点で発生する後方散乱光の電場振幅に相当してい
る。
障害点探索を行った結果を示す。長さＬ＝０およびＬ＝
1cmにおける出力電圧値は、それぞれ、LiNbO3光導波路
の入射端および出射端からのフレネル反射によるもので
あり、０＜Ｌ＜１の範囲の出力電圧値がこの光導波路内
の各点で発生する後方散乱光の電場振幅に相当してい
る。
実施例２ 第３図は本発明の第２の実施例を示す構成図であって、
28は集光レンズ、29はファイバー形ホトカプラー、30は
円筒形電歪振動子、32はコリメートレンズである。その
他の部分は第１図と同様であるから、ここでは省略す
る。
28は集光レンズ、29はファイバー形ホトカプラー、30は
円筒形電歪振動子、32はコリメートレンズである。その
他の部分は第１図と同様であるから、ここでは省略す
る。
スーパー・ルミネッセント・ダイオード16からの出射光
は、コリメートレンズ17で平行光となった後、集光レン
ズ28によりファイバー形ホトカプラー29の一方の分岐部
C1に入射する。ファイバー形ホトカプラー29は、分岐部
C1側から入射した光を分岐部C2とC3の二方向に分配する
ことができる。カプラー29の分岐部C2の出射端は被測定
用の光導波路22の伝搬モードを励起するように配置して
おり、分岐部C2に入射した光は分岐部C2のファイバーの
出射端より光導波路22に入射する。光導波路22内で生じ
た後方散乱光は再び分岐部C2のファイバーに入射し、分
岐部C4を通ってこの分岐部C4のファイバーより出射す
る。また、分岐部C1より入射し、分岐部C3に分配された
分岐部C3のファイバー出射端に設置されたコリメートレ
ンズ32により平行ビームとなり、全反射鏡19で全反射し
た後に再び分岐部C3内に入射し、分岐部C4を通り、ここ
で後方散乱光と合波される。
は、コリメートレンズ17で平行光となった後、集光レン
ズ28によりファイバー形ホトカプラー29の一方の分岐部
C1に入射する。ファイバー形ホトカプラー29は、分岐部
C1側から入射した光を分岐部C2とC3の二方向に分配する
ことができる。カプラー29の分岐部C2の出射端は被測定
用の光導波路22の伝搬モードを励起するように配置して
おり、分岐部C2に入射した光は分岐部C2のファイバーの
出射端より光導波路22に入射する。光導波路22内で生じ
た後方散乱光は再び分岐部C2のファイバーに入射し、分
岐部C4を通ってこの分岐部C4のファイバーより出射す
る。また、分岐部C1より入射し、分岐部C3に分配された
分岐部C3のファイバー出射端に設置されたコリメートレ
ンズ32により平行ビームとなり、全反射鏡19で全反射し
た後に再び分岐部C3内に入射し、分岐部C4を通り、ここ
で後方散乱光と合波される。
ファイバー形ホトカプラー29の分岐部C2のファイバー
は、円筒型の電歪振動子30に巻き付けられている。電歪
振動子30は共振周波数20kHzの交流で駆動されており、
分岐部C3のファイバー内を伝搬する光は位相変調を受け
る。従って、分岐部C2を通る後方散乱光もまた位相変調
を受ける。従って、かかる位相変調を受けた後方散乱光
と、分岐部C3を伝搬し全反射鏡19で反射して再び分岐部
C3を伝搬する参照光とが干渉する場合には、干渉強度の
振幅は20kHzで振動する。そこで、本実施例では、この2
0kHz成分を選択レベルメータ25で検波する。
は、円筒型の電歪振動子30に巻き付けられている。電歪
振動子30は共振周波数20kHzの交流で駆動されており、
分岐部C3のファイバー内を伝搬する光は位相変調を受け
る。従って、分岐部C2を通る後方散乱光もまた位相変調
を受ける。従って、かかる位相変調を受けた後方散乱光
と、分岐部C3を伝搬し全反射鏡19で反射して再び分岐部
C3を伝搬する参照光とが干渉する場合には、干渉強度の
振幅は20kHzで振動する。そこで、本実施例では、この2
0kHz成分を選択レベルメータ25で検波する。
なお、上述した電歪振動子30による位相変調手段は、後
方散乱光に加える場合にのみ限られるものではなく、参
照光に位相変調を加えるようにしてもよいことは勿論で
ある。
方散乱光に加える場合にのみ限られるものではなく、参
照光に位相変調を加えるようにしてもよいことは勿論で
ある。
第３図に示した第２の実施例は、基本的に第１の実施例
と同一である。しかしながら、第１の実施例では、集光
レンズ21を用いて光を光導波路22内に結合させるので、
光導波路22の微調が不可欠であったのに対して、第２の
実施例では、ホトカプラー29の分岐部C2のファイバーを
単に光導波路22に近づけるだけで、入射光の光導波路22
内への結合および後方散乱光のホトカプラー29の分岐部
C2への入射が容易に行われる。更に加えて、第１の実施
例では、バルク型のビームスプリッターを用いて光を二
分割しているので、後方散乱光と参照光の波面を空間的
に一致させるのが難しいという欠点があったが、第２の
実施例では、ファイバー形ホトカプラー29を使用するの
で後方散乱光と参照光との波面が自ずと一致するという
利点がある。
と同一である。しかしながら、第１の実施例では、集光
レンズ21を用いて光を光導波路22内に結合させるので、
光導波路22の微調が不可欠であったのに対して、第２の
実施例では、ホトカプラー29の分岐部C2のファイバーを
単に光導波路22に近づけるだけで、入射光の光導波路22
内への結合および後方散乱光のホトカプラー29の分岐部
C2への入射が容易に行われる。更に加えて、第１の実施
例では、バルク型のビームスプリッターを用いて光を二
分割しているので、後方散乱光と参照光の波面を空間的
に一致させるのが難しいという欠点があったが、第２の
実施例では、ファイバー形ホトカプラー29を使用するの
で後方散乱光と参照光との波面が自ずと一致するという
利点がある。
第２の実施例では、参照光の光路長を変化させるため
に、ステージ20によって全反射鏡19を8cmにわたって移
動させた。しかしながら、この全反射鏡19の移動に対し
て、光軸のずれに起因して、ホトカプラー29の分岐部C3
に入射する参照光のパワーが大幅に低下するという欠点
がある。
に、ステージ20によって全反射鏡19を8cmにわたって移
動させた。しかしながら、この全反射鏡19の移動に対し
て、光軸のずれに起因して、ホトカプラー29の分岐部C3
に入射する参照光のパワーが大幅に低下するという欠点
がある。
そこで、本発明の第３の実施例では、この欠点の解決を
図る。
図る。
実施例３ 第４図は本発明のかかる第３の実施例を示す構成図であ
って、28は集光レンズ、29はファイバー形のホトカプラ
ー、30は円筒型電歪振動子、31は全反射鏡、32はコリメ
ートレンズ、33は全反射鏡である。その他の部分は第１
図と同様であるから、その説明を省略する。
って、28は集光レンズ、29はファイバー形のホトカプラ
ー、30は円筒型電歪振動子、31は全反射鏡、32はコリメ
ートレンズ、33は全反射鏡である。その他の部分は第１
図と同様であるから、その説明を省略する。
スーパー・ルミネッセント・ダイオード16からの出射光
は、コリメートレンズ17で平行光となった後に、集光レ
ンズ28によりファイバー型のホトカプラー29に入射す
る。ファイバー型ホトカプラー29は、一方の分岐部C1側
から入射した光を、分岐部C2とC3の２方向に分配するこ
とができる。ホトカプラー29の分岐部C2の出射端は、被
測定用の光導波路22の伝搬モードを励起するように配置
しており、分岐部C2に入射した光は分岐部C2のファイバ
ーの出射端より光導波路22に入射する。この光導波路内
で生じた後方散乱光は再び分岐部C2のファイバーに入射
し、分岐部C4を通って、分岐部C4のファイバーより出射
する。また、分岐部C1より入射して分岐部C3に分配され
た光は、分岐部C3のファイバー出射端に配設された全反
射鏡31で全反射されて再び分岐部C3へ伝搬する。この光
は、光導波路22内で散乱され分岐部C2を戻って来た後方
散乱光と合波される。その合波光は分岐部C4を通って出
射し、コリメートレンズ32で平行光束となり、さらにビ
ームスプリッター18で２方向に分割される。ビームスプ
リッター18を通過した光は全反射鏡19で反射された後、
ビームスプリッター18で反射される。その反射光は、ビ
ームスプリッター18で反射されてから全反射鏡33で反射
されて再びビームスプリッター18に戻った光と合波され
て光検出器23に入射する。
は、コリメートレンズ17で平行光となった後に、集光レ
ンズ28によりファイバー型のホトカプラー29に入射す
る。ファイバー型ホトカプラー29は、一方の分岐部C1側
から入射した光を、分岐部C2とC3の２方向に分配するこ
とができる。ホトカプラー29の分岐部C2の出射端は、被
測定用の光導波路22の伝搬モードを励起するように配置
しており、分岐部C2に入射した光は分岐部C2のファイバ
ーの出射端より光導波路22に入射する。この光導波路内
で生じた後方散乱光は再び分岐部C2のファイバーに入射
し、分岐部C4を通って、分岐部C4のファイバーより出射
する。また、分岐部C1より入射して分岐部C3に分配され
た光は、分岐部C3のファイバー出射端に配設された全反
射鏡31で全反射されて再び分岐部C3へ伝搬する。この光
は、光導波路22内で散乱され分岐部C2を戻って来た後方
散乱光と合波される。その合波光は分岐部C4を通って出
射し、コリメートレンズ32で平行光束となり、さらにビ
ームスプリッター18で２方向に分割される。ビームスプ
リッター18を通過した光は全反射鏡19で反射された後、
ビームスプリッター18で反射される。その反射光は、ビ
ームスプリッター18で反射されてから全反射鏡33で反射
されて再びビームスプリッター18に戻った光と合波され
て光検出器23に入射する。
第４図において、ファイバー形ホトカプラー29の分岐部
C2のファイバーは、円筒型の電歪振動子30に巻き付けら
ている。電歪振動子30は共振周波数20kHzの交流で駆動
されており、分岐部C3のファイバー内を伝搬する光は位
相変調を受ける。従って、分岐部C2を通る後方散乱光も
また位相変調を受ける。従って、かかる位相変調を受け
た後方散乱光と、分岐部C3を伝搬し全反射鏡31で反射し
て再び分岐部C3を伝搬する参照光が干渉する場合には、
干渉強度の振幅は20kHzで振動する。そこで、本実施例
では、この20kHz成分を選択レベルメータ25で検波す
る。
C2のファイバーは、円筒型の電歪振動子30に巻き付けら
ている。電歪振動子30は共振周波数20kHzの交流で駆動
されており、分岐部C3のファイバー内を伝搬する光は位
相変調を受ける。従って、分岐部C2を通る後方散乱光も
また位相変調を受ける。従って、かかる位相変調を受け
た後方散乱光と、分岐部C3を伝搬し全反射鏡31で反射し
て再び分岐部C3を伝搬する参照光が干渉する場合には、
干渉強度の振幅は20kHzで振動する。そこで、本実施例
では、この20kHz成分を選択レベルメータ25で検波す
る。
なお、上述した電歪振動子30による位相変調手段は、後
方散乱光に加える場合にのみ限られるものではなく、参
照光に位相変調を加えるよにしてもよいことは勿論であ
る。
方散乱光に加える場合にのみ限られるものではなく、参
照光に位相変調を加えるよにしてもよいことは勿論であ
る。
後方散乱光の光路長と参照光の光路長を一致させるため
に、本実施例では、第４図のようにマイケルソン干渉計
35を設置して干渉計の一方の全反射鏡19をステージ20で
移動させることによって、両者の光路長を調節してい
る。なお、このようにする代わりに、全反射鏡33をステ
ージ20で移動させるようにしてもよい。このような構成
になっていることから、参照光のパワーが変動すること
がなく安定した測定が可能となる。
に、本実施例では、第４図のようにマイケルソン干渉計
35を設置して干渉計の一方の全反射鏡19をステージ20で
移動させることによって、両者の光路長を調節してい
る。なお、このようにする代わりに、全反射鏡33をステ
ージ20で移動させるようにしてもよい。このような構成
になっていることから、参照光のパワーが変動すること
がなく安定した測定が可能となる。
第１図に示した本発明の第１の実施例では、参照光と後
方散乱光の波面を空間的に一致させるために、被測定用
光導波路22の向きを微調する必要がある。一方、第３図
および第４図に示した本発明の第２および第３の実施例
では、ファイバーを用いて光導波路22に光を入射させて
いるので、後方散乱光もまた必然的にファイバーへ再入
射することになるので、参照光と後方散乱光とを空間的
に合わせるための被測定用光導波路の微調が不要となる
という利点がある。
方散乱光の波面を空間的に一致させるために、被測定用
光導波路22の向きを微調する必要がある。一方、第３図
および第４図に示した本発明の第２および第３の実施例
では、ファイバーを用いて光導波路22に光を入射させて
いるので、後方散乱光もまた必然的にファイバーへ再入
射することになるので、参照光と後方散乱光とを空間的
に合わせるための被測定用光導波路の微調が不要となる
という利点がある。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、光導波路内の障
害点の位置および散乱光の大きさを高精度に測定できる
ことから、光導波路欠陥成生のメカニズムの解明、欠陥
除去のための作成条件把握等、これまで不可能であった
光導波路内部の特性解明にとってきわめて有効である。
害点の位置および散乱光の大きさを高精度に測定できる
ことから、光導波路欠陥成生のメカニズムの解明、欠陥
除去のための作成条件把握等、これまで不可能であった
光導波路内部の特性解明にとってきわめて有効である。
従来の技術では空間分解能が10cm程度であったのに対し
て、本発明では、空間分解能が10μｍ程度であって、従
来よりも数桁以上大きい。本発明では、干渉成分より散
乱光のパワーを測定することから、従来と比較して微弱
な散乱光でも測定可能である。
て、本発明では、空間分解能が10μｍ程度であって、従
来よりも数桁以上大きい。本発明では、干渉成分より散
乱光のパワーを測定することから、従来と比較して微弱
な散乱光でも測定可能である。
第１図は本発明の第１の実施例を示す構成図、 第２図は本発明を用いて得られた測定結果を示す特性曲
線図、 第３図は本発明の第２の実施例を示す構成図、 第４図は本発明の第３の実施例を示す構成図、 第５図は従来技術の第１の例の説明図、 第６図は従来技術の第２の例の説明図である。 １……レーザ、２……集光用レンズ、３……被測定用光
導波路、4,5,6……散乱光、７……スリット、８……光
検出器、９……処理系、10……レーザ、11……ビームス
プリッター、12……集光レンズ、13……被測定用光導波
路、14……アバランシ・ホトダイオード、15……オシロ
スコープ、16……スーパ・ルミネッセント・ダイオー
ド、（SLD）、17……コリメートレンズ、18……ビーム
スプリッター、19……全反射鏡、20……ステージ、21…
…集光レンズ、22……被測定用光導波路、23……シリコ
ン・ホト・ダイオード、24……電流増幅器、25……選択
レベルメータ、26……コンピュータ、28……集光レン
ズ、29……ファイバー形ホトカプラー、30……円筒型電
歪振動子、31……全反射鏡、32……コリメートレンズ、
33……全反射鏡、35……マイケルソン干渉計。
線図、 第３図は本発明の第２の実施例を示す構成図、 第４図は本発明の第３の実施例を示す構成図、 第５図は従来技術の第１の例の説明図、 第６図は従来技術の第２の例の説明図である。 １……レーザ、２……集光用レンズ、３……被測定用光
導波路、4,5,6……散乱光、７……スリット、８……光
検出器、９……処理系、10……レーザ、11……ビームス
プリッター、12……集光レンズ、13……被測定用光導波
路、14……アバランシ・ホトダイオード、15……オシロ
スコープ、16……スーパ・ルミネッセント・ダイオー
ド、（SLD）、17……コリメートレンズ、18……ビーム
スプリッター、19……全反射鏡、20……ステージ、21…
…集光レンズ、22……被測定用光導波路、23……シリコ
ン・ホト・ダイオード、24……電流増幅器、25……選択
レベルメータ、26……コンピュータ、28……集光レン
ズ、29……ファイバー形ホトカプラー、30……円筒型電
歪振動子、31……全反射鏡、32……コリメートレンズ、
33……全反射鏡、35……マイケルソン干渉計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 壽一 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内 (72)発明者 横浜 至 茨城県那珂郡東海村大字白方字白根162番 地 日本電信電話株式会社茨城電気通信研 究所内
Claims (6)
- 【請求項１】スペクトル幅の広い光源を用い、該光源か
らの出射光を被測定用光導波路に入射させ、当該光導波
路内の各点に存在する障害点で後方に散乱されて入射方
向に伝搬する後方散乱光と前記光源からの出射光の一部
による参照光とを干渉させ、前記後方散乱光と前記参照
光とに遅延時間または光路差を与え、各遅延時間に対す
る干渉成分を測定することによって、前記光導波路内で
散乱される光のパワーを検出して障害点の位置を求める
ことを特徴とする光導波路障害点探索方法。 - 【請求項２】スペクトル幅の広い光源と、 該光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射さ
せる光学系と、 前記光源からの出射光の一部を分離して参照光とするた
めの光学系と、 前記光導波路からの散乱光と前記参照光とを合波するた
めの光学系と、 その合波された光の中の散乱光と参照光との間の光路差
を変化させるための光学系と、 前記合波光を受光しその受光した光のパワーを検出する
手段と を具えたことを特徴とする光導波路障害点探索装置。 - 【請求項３】スペクトル幅の広い光源と、 該光源からの出射光の一部を被測定用光導波路に入射さ
せる光学系と、 前記光源からの出射光の一部を分離して参照光とするた
めの光学系と、 前記光導波路からの散乱光と前記参照光とを合波するた
めの光学系と、 その合波された光の中の散乱光と参照光との間の光路差
を変化させるための光学系と、 前記合波光を受光しその受光した光のパワーを検出する
手段と、 前記参照光または前記後方散乱光に位相変調を加えるた
めの変調手段と を具えたことを特徴とする光導波路障害点探索装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第２項または第３項に記載
の光導波路障害点探索装置において、 前記光源からの出射光を平行光とするためのレンズ系
と、 当該平行光を空間的に二分割するためのビームスプリッ
ターと、 該ビームスプリッターで二分割された一方の光を反射さ
せて前記ビームスプリッターに再び入射させるための反
射鏡と、 該反射鏡を当該反射鏡に入射する光のビーム方向に移動
させるための移動手段と、 前記ビームスプリッターで二分割された他方の光を被測
定用の光導波路に入射させ、かつ前記光導波路からの反
射光を平行光とするためのレンズ系と を具備したことを特徴とする光導波路障害点探索装置。 - 【請求項５】特許請求の範囲第２項または第３項に記載
の光導波路障害点探索装置において、前記光源からの出
射光をファイバー形ホトカプラーにより二分割し、該ホ
トカプラーの２つの出射端のうちの一方を前記被測定用
光導波路の入射端に結合させ、さらに前記ホトカプラー
の他方の出射端からの出射光を平行ビームとするための
光学系と、前記平行ビームを全反射させて再び当該他方
の出射端に導くための全反射鏡と、該全反射鏡を移動さ
せるためのステージとを具備したことを特徴とする光導
波路障害点探索装置。 - 【請求項６】特許請求の範囲第２項または第３項記載の
光導波路障害点探索装置において、前記光源からの出射
光をファイバー形ホトカプラーにより二分割し、該ホト
カプラーの２つの出射端のうちの一方を前記被測定用光
導波路の入射端に結合させ、さらに、前記ホトカプラー
の２つの入射端のうちの一方に前記光源からの出射光を
入射させるための光学系と、前記ホトカプラーの他方の
出射端に配設した全反射鏡と、前記ホトカプラーの２つ
の入射端のうちの他方より出射する、前記光導波路から
の後方散乱光および前記全反射鏡からの全反射した光を
平行ビームとして取り出すための光学系と、当該平行ビ
ームをビームスプリッターにより二分割して２つの全反
射鏡へ入射させ、および該２つの全反射鏡からの反射光
を当該ビームスプリッターより合波する干渉計と、該干
渉計内の前記全反射鏡のうちの少なくとも一方を移動さ
せるためのステージとを具備したことを特徴とする光導
波路障害点探索装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2734687A JPH071220B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 光導波路障害点探索方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2734687A JPH071220B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 光導波路障害点探索方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196829A JPS63196829A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH071220B2 true JPH071220B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=12218484
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2734687A Expired - Lifetime JPH071220B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 光導波路障害点探索方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH071220B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02140636A (ja) * | 1988-11-21 | 1990-05-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 後方散乱光測定装置 |
| JPH02251730A (ja) * | 1989-03-24 | 1990-10-09 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路用後方散乱測定装置 |
| JPH0786445B2 (ja) * | 1989-05-02 | 1995-09-20 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路端面反射率測定装置 |
| US5543912A (en) * | 1993-05-07 | 1996-08-06 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Reflectometry of an optical waveguide using a low coherence reflectometer |
| KR100725211B1 (ko) | 2006-01-25 | 2007-06-04 | 광주과학기술원 | 다중모드 도파로의 다중모드간 차등시간지연 측정장치 및 그 측정방법 |
| CN108613794A (zh) * | 2018-07-11 | 2018-10-02 | 安徽光纤光缆传输技术研究所(中国电子科技集团公司第八研究所) | 光缆跳线头内部光纤断点的光谱测量装置和方法 |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP2734687A patent/JPH071220B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63196829A (ja) | 1988-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |