JPS58106526A - 光分岐回路 - Google Patents

光分岐回路

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JPS58106526A
JPS58106526A JP20557381A JP20557381A JPS58106526A JP S58106526 A JPS58106526 A JP S58106526A JP 20557381 A JP20557381 A JP 20557381A JP 20557381 A JP20557381 A JP 20557381A JP S58106526 A JPS58106526 A JP S58106526A
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JP
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light
optical fiber
optical
deflector
lens
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JP20557381A
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JPS6235657B2 (ja
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Tsuneo Horiguchi
常雄 堀口
Masamitsu Tokuda
正満 徳田
Masataka Nakazawa
正隆 中沢
Tsutomu Aoyama
勉 青山
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NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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NEC Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/33Acousto-optical deflection devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

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、光ファイバの後方散乱光の測定に使用して好
適な光分岐回路に関する。
光フアイバ中に光が伝搬すると、反射あるいは散乱によ
って後方散乱光が生じる。光ファイバの一評価としてこ
の後方散乱光を測定するには、入射光と後方散乱光を分
離するための光分岐回路が必要である。
この種の光分岐回路には従来、 (1)  ハーフミラ−を使用したビームスプリッタ型
、 (2)結晶の複屈折性を利用して光を分離する偏波分離
型、 (3)光偏向器によシデジタル的に光を分離する光偏向
器型、 などの方法がある。
上記(3)の方法は、光偏向器のオン、オフ時間を電気
的に制御することによシ、被測定光ファイバの入射端等
で生じる非常に大きなレベルのフレネル反射を取除き、
観測すべき微弱な後方散乱光のみを取出すことが可能で
あシ、(1)や(2)の方法に比べて優れていると言え
る。
しかしながら、上記(3)の方法による従来の光、、、
・1.、′1 分岐回路にも問題点があるので、第1図を参照して具体
的に説明する。第1図は光偏向器に超音波偏向器を使用
した従来の光分岐回路を示す。
同図において、光源1から出射された光パルスLfは超
音波偏向器2をそのオフ中に通過した後、レンズ3を通
って被測定光ファイバ4に入射される。との光フアイバ
4内で後方に散乱された光は再びレンズ3を通って超音
波偏向器2に戻る。このとき、発振器5によ)超音波偏
向器2を動作(オン)させると、後方散乱光Lbは元の
光路から外れる。かくして分離された後方散乱光Lbは
レンズ6を経て検出器7に導かれ、測定に供される。な
お、2aは超音波により生じた格子である。
この場合留意すべきことは、超音波偏向器2の偏向角度
が高々2〜4度にすぎないことである。そのため、偏向
された後方散乱光Ll)を元の光路から十分離すには、
光源1と超音波偏向器2間並びに検出器7と超音波偏向
器2間の間隔をおよそ30cn1〜1m程度とる必要が
あシ、光分岐回路が大型になっていた。更に上述の如く
間隔が広いため、光源11超音波偏向器21レンズ3及
び被測定光ファイバ4のわずかな位置ずれ、あるいは超
音波偏向器2の偏向角度のわずかなずれがあると、光路
が大きく変化してしまうので、後方散乱光Lbを最適に
受光するには超音波偏向器2.被測定光ファイバ4及び
検出器7に微動台を取付ける必要があった。その結果、
光分岐回路が複雑化、大型化し、且つ操作性が悪かった
本発明は上記従来技術に鑑み、小型で安定な特性の光偏
向器型光分岐回路を提供することを目的とする。この目
的を達成するため本発明では、光偏向器への光源からの
光の入射及び光偏向器からの後方散乱光の受光にそれぞ
れ光ファイバを使用することとした。以下、第2図〜第
5図(a) 、 (b)に基づいて本発明を説明する。
第2図は本発明の一実施例を示し、光源1から9出射光
は送元用光ファイバ8に入射され、超音波偏向器2の近
傍に導かれる。光ファイバ8の出射光は第1のレンズ9
により平行化され、超音波偏向器2を通過したのち第2
のレンズ3により集光されて被測定光ファイバ4に入射
される。被測定光7アイパ4内で反射あるいは散乱され
て後方に伝搬された光即ち後方散乱光は、第2のレンズ
3により平行化され、超音波偏向器2に達する。今、第
1のレンズ9からの平行光を超音波偏向器2にオフで通
過させてから発振器5によシ超音波偏向器2を動作即ち
オンさせたとすると、第2のレンズ3を通った平行な後
方散乱光は進行方向が変化し、第1のレンズ9で集光さ
れて超音波偏向器2近傍で受光用光ファイバ10に入射
され、検出器7に導かれる。
上述の如く送光用、受光用の光ファイバ8゜10を超音
波偏向器2の近傍に配置して光の入出力を行うことによ
シ、光源工や検出器7と超音波偏向器2との位置関係は
制限されず光分岐回路が小型になる。また、光ファイバ
8,10と超音波偏向器2との間隔が狭いため、これら
の位置ずれあるいは偏向角度のずれが多少あっても後方
散乱光の受光には殆んど影響しない。
即ち、 今、超音波偏向器2をオン、オフしたときの光線の分離
間隔をD1第1のレンズ9の焦点距離をf、超音波偏向
器2の偏向角を20(ラジアン)とすると、 D=2θf        ・・・式(1)である。分
離間隔りは、第2図に示す如く光ファイバ8,10どう
しを隣接させた場合はファイバ径まで小さくすることが
できる。そこで、ると、f = 3.6■となる。した
がって、レンズ9の厚さ並びにレンズ9と超音波偏向器
2との間隔を考慮しても、光ファイバ8,10と超音波
偏向器2との間隔は1〜2 cm K々るにすぎず、非
常に小型化された光分岐回路が作製可能である。
ここで、使用する送受光の各光ファイバ8゜10、レン
ズ3,9及び光偏向器について説明スル。光ファイバは
マルチモード光ファイバが一般的であるが、被測定光ツ
アイパ4がシングルモード光ファイバの場合は、第1の
レンズ9と第2のレンズ3による像変換の観点から送光
用の光ファイバ8にはシングルモード光ファイバを使用
した方が入射効率が高く、またマルチモード光ファイバ
特有のスペックルツヤターンの影響も受けない安定な光
分岐回路を作製できる。
一方、受光用の光ファイバ10は、位置ずれや偏向角度
ずれに対する許容度を高めるため、大コア径で犬比屈折
率差のマルチモード光ファイバが適している。また、グ
レーデツト型マルチモード光ファイバよりもステップ型
マルチモード光ファイバの方がコアの全領域にわたって
光の受光角度範囲が一様で広いため、受光用光ファイバ
10として望ましい。
レンズ3,9としては実施例では単眼レンズで示しであ
るが、光分岐回路の小型化及び組立の容易さという点で
は、ロンドレンズの使用が適している。
光偏向器としては超音波偏向器2の他、電気光学効果を
利用したものも使用できる8例えばKD2PO4、Li
NbO3! BaTiO3等の電気光学結晶で作ったプ
リズム型光偏向器や、電気光学結晶による変調素子と偏
光分離用複屈折ノリズムとを組合せた電気光学光偏向器
等である。また、超音波偏向器の材料としては、PbM
oO4+ Te0z +Pb5(GeO4) (VO4
)2 、α−HgS 、 Ge 、 Teガラス。
LiTaO3+ As25es等が使用可能である。
第3図は他の実施例を示し、第2図とは逆に、光源1か
らの光は超音波偏向器2を動作(オン)させて向きを変
えることによシ被測定光ファイバ4に入射させ、光ファ
イバ4からの後方散乱光は超音波偏向器2をオフにして
検出器7へ導くように構成しである。しかし、この実施
例の場合は、超音波偏向器が必らずしも100%の偏向
効率を有していないため、超音波偏向器2の動作中に被
測定光フアイバ4端面からのフレネル反射光が検出器7
に導かれてしまう点、注意を要する。即ち、一般にフレ
ネル反射光は後方散乱光に比べ非常に大きな信号(例え
ば波長0.85μm、光パルス幅100 nsで光ファ
イバ4が比屈折率差1.0%のマルチモード光ファイバ
とすると、30 dB以上の信号差)であるため、フレ
ネル反射光が検出器7やその後段の増幅器系を飽和させ
ることになシ、後方散乱光の正確な測定を損うことにな
る。この点で、第3図の実施例は第2図の実施例に比べ
特性的にやや劣ると言えるが、光分岐回路の小型化9位
置ずれや偏向角度ずれに対する安定性は同様の効果を奏
する。
第4図の実施例は、超音波偏向器2の素子の切断研摩角
度αを90度からずらした点が第2図の実施例と異なる
。これによシ、超音波偏向器2の入射端面2bからのフ
レネル反射光が受光用光ファイバ10に入ることを防げ
、測定精度が上る。第4図中、破線で示す2 b’がα
=90度の場合の入射端面であり、Aはα=90度の場
合のフレネル反射光の光路、Bはα\90度の場合のフ
レネル反射光の光路である。このことを第5図(a) 
、 (b)を参照して説明する。第5図(a) 、 (
b)は、超音波偏向器素子の切断研摩角度をα=Σ−β
(ラジアン)としたときの超音波偏向器2の入射光線の
軌跡を示したものである。
第5図(a) 、 (b)いずれの場合も、超音波偏向
器2の入射端面2bからのフレネル反射光Bと、被測定
光ファイバ4から超音波偏向器2を経て受光用光ファイ
バ10に入射する後方散乱光Lbとがなす角度ζは、ζ
−2nβ となる。但しnは超音波偏向器素子の屈折率
である。今、受光用光ファイバ10のコア径をdとし、
また被測定光ファづバ4からの後方散乱光は受光用光フ
ァイバ10のコア中心に入射しておシ且つそのスポット
サイズはコア径d以下であるとすると、fζ≧d   
      ・・・式(2)であれば、超音波偏向器2
の入射端面2bからのフレネル反射光Bは受光用元ファ
イバ10に入射されず、よって検出器7には導かれない
例えば、 d−50μm f = 3.6瓢 n=2.3 とすると、β≧0.17度であれば良い。特に第5図(
a)の場合は、β=0/n(但し、θは式(1)の説明
に用いた超音波偏向器2の偏向角2θの半分である。第
2図参照)であると、光源1からの光Lfは超音波偏向
器端面に垂直に入射することになるため、光分岐回路の
挿入損が少なくなる。
以上実施例をあげて説明したように、本発明によれば、
光偏向器の光の入出力に光ファイバを使用することによ
遵小型で安定力特性を有する光分岐回路が得られる。こ
れによシ、光ファイバの後方散乱光の測定器に光分岐回
路を容易に組込むことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の光分岐回路の一例を示す図、第2図、第
3図及び第4図はそれぞれ本発明の各実施例を示す図、
第5図−)、(b)は第4図の実施例につき、超音波偏
向器の光の通過及び反射の軌跡を示す図である。 図面中、 1は光源、。 2は超音波偏向器、 3は第2のレンズ、 4は被測定光ファイバ、 5は発振器、 7は検出器、 8は送光用光ファイバ、 9は第1のレンズ、 10は受光用光ファイバである。 特許出願人 日本電信電話公社 日本電気株式会社 代理人弁理士  元方 士部(他1名)第1図 第2図 ら

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)送光用光ファイバと、この光ファイバの出射光を
    平行化する第1のレンズと、この平行光の進行方向を電
    気信号によシ変えることができる光偏向器と、この光偏
    向器を経由した光を被測定光ファイバに入射させるため
    の第2のレンズと、被測定光ファイバから反射あるいは
    散乱され且つ第2のレンズ、光偏向器及び第1のレンズ
    を経由した光を受光する受光用光ファイバとを備えたこ
    とを特徴とする光分岐回路。
  2. (2)  上記光偏向器は送光用光ファイバからの出射
    光を被測定光ファイバに入射させるときは動作せずに光
    を直進させ、被測定光ファイバからの光を受光用光ファ
    イバに入射させるときには動作して光の進行方向を変え
    る光偏向器であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の光分岐回路。
  3. (3)上記送光用光ファイバがシングルモード光ファイ
    バであシ、受光用光ファイバがマルチモード光ファイバ
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
    分岐回路。
  4. (4)  上記受光用光ファイバのコア径をd、第1の
    レンズの焦点距離をfとしたとき、送光用光ファイバか
    ら光偏向器に入射して光偏向器の入射面で反射された光
    と、被測定光ファイバから光偏向器を経て受光用光ファ
    イバに入射する光とが光偏向器と第1のレンズ間でなす
    角度ζ〔ラジアン〕がζ≧rを満たすことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の光分岐回路。
JP20557381A 1981-12-19 1981-12-19 光分岐回路 Granted JPS58106526A (ja)

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JPS6235657B2 JPS6235657B2 (ja) 1987-08-03

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Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4708471A (en) * 1985-02-27 1987-11-24 U.S. Philips Corporation Optical time-domain reflectometer using heterodyne reception
US4737027A (en) * 1986-04-24 1988-04-12 Ando Electric Co., Ltd. Optical fiber measuring apparatus

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JPH01110327U (ja) * 1988-01-18 1989-07-25

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JPS5646210A (en) * 1979-09-21 1981-04-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical switch

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