JPS60127443A - 光フアイバスプライスにおける減衰を求める方法および装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明ｃＪ１光ファイバスプライスにおける減衰をめる
方法および装置に関する。

［従来技術］ 米国特許出願箱５４５，４１３号において、（＋）ファ
イバ末端が実質的に軸合せされ、距離Ｄ２をおいて配置
されている場合、第１フアイバへ光を入射し、第２フア
イバ中のパワーＰ２を測定し、（２）ファイバ末端が実
質的に軸合せされ、距ＭＩ）　、よりずっと小ざい距離
り、をおいて配置さＡ１ている場合、再度第１フアイバ
へ光を入射し、第２フアイバ中のパワーＰ１を測定し、 （３）等式： ％式％（１） ［式中、Ｒは零の減衰損失条件下でめた予め決められた
定数を表わす。］ を用いることによって、距ＭＤＩをおいて配置されてい
る末端を持つ第１フアイバおよび第２ファイバ間のスプ
ライスにお＋−Ｊる減衰（ｄＢ）を測定する方法および
装置が開示されている。特に、Ｉｔ　ｉｔＰ、’／Ｐ、
’に等しい（ここで、Ｐ１′は、減衰損失が第１フアイ
バ末端と第２フアイバ末端の間で生じない場合の光受容
第２フアイバ中のパワー、Ｐ　２′は、第１フアイバ末
端と第２フアイバ末端が距離り、°をおいて配置されて
いる場合の同し第２７ァイム中のパワーを表わす。）。

切断していないファイバ試験片中のパワーを単に測定し
てＰ１′を得るのが好ましく（ファイバが切断されてい
ないので、零の減衰損失が「想像」−のスプライス」に
おいて生じる。）、次いでファイバ試験片を切断し、そ
の末端を距離Ｄ２′をおいて配置してＰ２°を得、Ｒを
実験室中でめることが好ましい。咳特許出願に記載され
ているように、Ｄ２は、等式（１）に直接適用できるよ
うにＤ２°と実質的に等しくあるべきである。しかし、
Ｄ、がＤｔ’に等しくない場合、シングルモー　ドファ
イバにおいて０ｐｔｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒｓｆｏｒ　Ｔ
　ｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　（Ｊ　ｏｈｎ　Ｅ　、Ｍ　
ｉｄｗｉｎｔｅｒ、　Ｊ　ｏｈｎＷｉｌｅｙ　＆　５ｏ
ｎｓ　Ｔ　ｎｃ、、Ｉ　９７９）３１０頁の図、マルチ
モードファイバにおいてＦ’　ｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓ
　ｏｆ倶実１」四ｔｉｅｒい明甲Ｕ刈担、（郭需　（第
２版。

Ｍｉｃｈａｅｌ　Ｂａｒｎｏｓｋｉ、　Ａｃａｄｅｍｉ
ｃ　Ｐｒｅｓｓ、ｌ　９８１）＋７５頁の図を参照して
適切な実験的補正を行う。

加えて、同じ種類の光入射および光取出手段を用いて全
ての光パワーＰ１、Ｐ２、Ｐ、゛、Ｐｔ’を算出するこ
とが好ましい。異なる手段を用いた場合、実験的補正が
必要である。該特許出願の好ましい態様によれば、光入
射および光取出は、米国特許出願第４３７，０５３号お
よび第６１４，８８４号に開示されているのと同じ方法
でそのバッファによってファイバ側面を通して直接にな
される。

［発明の目的］ 本発明の目的は、定数を予めめるため実験室において用
いたファイバと現場でスプライスしたファイバとの差を
補正し、スプライスにおける減衰を算出ずろ方法および
装置を提供ずろことにある。本発明の別の目的は、スプ
ライス時のスプライスされたファイバ中の光度プロフィ
ールと使用時ノファイバ中の実際の光度プロフィ　ルと
の差に起因して存在する光度プロフィールの差を更に補
正することにある。

［発明の構成］ これら目的は、算出のために用いる等式か、予め定数を
めるため実験室において用いろファイバとスプライスを
行なう現場のファイバとの差を補正する補正係数を有す
る、スプライスにおける減衰をめろ方法および装置によ
って達成される。

等式は、算出する場合の現場のスプライスしたファイバ
にある光度プロフィールと、データー通信のため実際の
光信号を伝送するのに用いる場合のこれらファイバにあ
る光度プロフィールとの差を補正する補正係数を更に有
ずろ。

本発明の好ましい態様によれば、距離り、をおいて配置
されている末端を持つ第１フアイバと第２フアイバの間
のスプライスにおけろ減衰損失をめる方法および装置で
あって、減衰算出のため必要な定数を予めめるため実験
室で用いる試験光ファイバの光特性と、スプライスする
第１および第２フアイバの光特性の差のため補正するこ
とを特徴とする方法および装置が開示される。

生じるスプライスの減衰（ｄＢ）を算出するため、第１
フアイバおよび第２フアイバは実質的に軸合せされ、ス
プライスに適した距離Ｄ１をおいて配置されるごとか好
ましい。実質的な軸合せは、第１フアイバに対して第２
フアイバを動かしながら第１フアイバへ光を入射し、第
２フアイバ中の光を監視することによって行える。距離
１）＋は、０〜５０μｍであることが好ましい。スプラ
イスするためファイバ末端を接触ずろ（Ｄ、を０にする
）ごとができるが、接触するならばファイバ末端を正確
に配置することが難しいので、一般に望ましくない。距
離Ｄ１は、最適スプライス性能を句えるファイバ末端間
距離を見い出すことによ−）で通常法められる。一般に
、Ｄ、は好ましく　１１：　２０μｍより小さく、最も
好ましくは約１０１１ｍまたはそれより小さい。

距離り、をおいて第１および第２フアイバを実質的に軸
合Ｕ“した後、５０〜５００７ｚｍの距離Ｄ２へとファ
イバ末端を軸方向に離す。Ｄ、は一般に、好ましくは約
１５０〜４００μｍ１最も好ましくは３５０μｍである
。軸合せを少し誤ま−）でも、第２光フアイバ中で測定
されるパワーＰ、にそんなに悪影響がない。横方向の軸
合Ｕ誤差が約±２０μｍより小さい限り、パワーＰ２は
かなり大きな距離り、において比較的一定であるからで
ある。距離り、をおいて配置されているファイバにおい
て、パワーｒ〕、を測定する。

次に、距離り、をおいてファイバ末端を実質的に軸合せ
し、第１フアイバへ入射しかつ第２フアイバから取出さ
れたパワーを乱すことなく、第２フアイバ中のパワーＰ
、を測定する。

等式 「式中、Ｙ（は零の減衰損失条件下で実験室において予
めめた定数を表わす。］ から減衰（ｄＢ）を算出する。特に、実験室において、
スプライスされるのと実質的に同じである光ファイバに
光が入射し、取出される。取出されたパワーは、Ｐ１′
で表イつず。実験室の試験ファイバにはスプライスがな
いので、パワーＰ１°は理想的スプライスにおいて生じ
る零の減衰パワー損失を表わす。Ｐ、′をめた後、ファ
イバを切断し、距離Ｄ２’をおいて配置し、パワーを第
１フアイバへ入射し、第２フアイバから取出す。取出さ
れたパワーはＰ２’て表わｔｏＤｐ’かｌ）、に等しい
場合、Ｒｉ、（：　Ｐ　、”／Ｉ）２°に等しい。一方
、１）、゛かｌ）、に等しくない場合、Ｒの適した値を
得ろため実験的補正係数を用いなければなら１（い３、
更に、実験室において、試験ファイバへ光を入射しか一
一取出４一手段および方法は、スプライスを形成ずろ［
ｊ７１の、第１フアイバへ光を入射１２、第２フアイバ
から光を取出す手段および方法と同してなｉ−＋れ（」
′ならない。

そうでない場合、用いるあらゆる異なる方法によって入
射および取り出す量の差を補正ずろために別の実験的補
正係数が必要である。

減衰算１１眉こおいて正確さを更に得ろため、等式。

ｄＢ＝Ｉｏρｏｇ　（１−Ｉ−ｔｅ　ｌ）　（２）［式
中、’ｔｅｌは、第１および第２フアイバが光伝送に用
いられ、光度プロフィールか定常である場合、第１フア
イバから第２フアイノ＼へのスプライスにおける実際の
光導入損失を表わケ。］を用いろことが望ましい。

実験室において、試験ファイバの開１−］１数が距離り
、または距離り、′でめられる場合、あるいは第１およ
び第２フアイバがスプライスされている第１フアイバの
開口数が同様にめられる場合、正確さが向」ニする。こ
れら開口数をめる１つの方法は第１図に示されている。

この方法（：１１（１）切断した試験ファイバ片２，４
の末端１０゜１＋を距離り、をおいて配置し； （２）第１試験ファイバ片２へ光信号を連続的に入射し
。

（３）第２試験ファイバ片４から光信号を連続的に取出
し。

（４）適切な手段（例えば、ステップモーター６）を利
用オろことによってｙ方向に第２試験ファイバ片４を動
かず ことを含んで成る。

第２試験ファイバ片４から取出されノご光信号を監視す
ることによって、最高部お、Ｌび最低部光線８．９の位
置ならびにその間の距離をめることができろ。ステップ
モーター６を用いる場合、第１試験ファイバ片２の開口
数は、位置１２と位置１４の間で第２光ファイバ片４を
動かすのに要するステップ量から実験的にめることがで
きる。

実際、バックラッシュ誤差を最小に４゛るため、第２試
験光ファイバ片は、位置１２を越えて例えば５０ステツ
プ」下方へ動かし、次いで下方に動かすことが好ましく
、これにより光線８の正確な位置をめる。第２ファイバ
片は下方へガに動かし、最低部光線９の位置をめる。加
えて、正確さおよび感度を向」ニさせるためには、第２
試験光ファイバ片４から取出された光パワーが、装置感
度が問題になる零と正確に等しい場合のｉＦｍ＋な位置
１２．１４をめることより、第２試験ノＬフアイバ片４
に監視される最大パワーのある少割合（例えば、２％）
に等しい場合の４：を置＋２．．１／ｌをめることの方
が好ましい。言い換えれば、光ファイバ片４中の最大取
出パワーを知った後に極端に一１〕の位置！６からｙ方
向に下へファイバ片４を動かすので、位置１２および位
置Ｉ４、更に位置１２と１４の間でファイバ片４を動か
ずのにモーター６において要するステップ数を知ること
ができる。

このステップ数はマイクロプロセッサに保存され同様に
、第１および第２ファイバ間のスプライスにおけろ減衰
損失を測定する場合、Ｐ、をめるｍｊまたは後において
、ファイバ片４で記載されているのと同じ方法で、ｙ方
向に第２フアイバを動かして第１フアイバの開口数を実
験的にめることができる。

これら開口数をめる場合、実験室内およびスプライスを
形成する時の両方において、同じ距離Ｉ〕、を用いるこ
とか好ましい。そうでない場合、差を補正するため、別
の実験的補正が必要である。

好ましく（」、マイクロプロセッサは、等式（２）およ
び’ｔｅｌを算出するだめの別の等式を保存するため用
いられ、数多くの種々の試験ファイバは実験室で測定さ
れるので、スプライスされる種々の光ファイバの減衰損
失は現場で容易に算出できる。

特に、異なった寸法のコアを有する多数のクルーデッド
インデックスファイバは、異なった寸法のコアを有オろ
多数のステップインデックス型ファイバと同様に実験室
において試験することができ光か減衰損失算出のため入
射されろ場合の第１および第２光フアイバにお（Ｊるパ
ワープロフィールと、光がデーター通信のため入射さ）
１．る場合の第１および第２光フアイバにお（′１ろ光
度プロフィールの差を補正する等式（２）へ補正係数を
加える場合、減衰算出は更に正確になる。特に、減衰算
出およびファイバ軸合せのための好都合さからファイバ
側面へ光を入射することは好ましく、よって第２図に示
すような実質的に平坦なパワープロフィールが生じろ。

しかし、スプライスした後にデーター通信のためファイ
バ２．４を使用ケろ場合、一般にファイバ末端から光を
入射し１．１−って第２図に示すようなやや正弦状のエ
ネルギ　または光度プロフィールが生じる。

［実施例］ 以下に実施例を示し、本発明を更に詳しく説明する。以
下の実施例は、Ｄｐ＝Ｄｚ’＝３５０ｔｔｍであり、直
径５０μｍのガラスコアおよびガラスクラッドから成る
グレーデッドインデックスファイバの場合あるいは本発
明の原理の実際の態様を示す。

実施例 第１実験的補正は、スプライスの後に光ファイバのデル
タ−通信において用いる入射システムとは異なる入射シ
ステムを用いて減衰損失値を算出した場合に生じる光度
プロフィールの差を補正するために行った。側面光入射
および光取出を考えれば、中心が距Ｈｘで離れている直
径２ａの第１フアイバと第２フアイバ（第３図参照。）
の間の光導入損失は、等式・ で近似されることが実験的にわがっている。

ｘ＜＜ａである場合、開口数の部分的変化を無視すれば
、軸合せ誤差領域は、長さａおよびＸの辺を持つ長方形
に実質的に等しい。ａは２５μｍなので、Ｌｂｏｘは等
式。

ＬｂｏＸ−０、０３４Ｘ　（’　） ［式中、Ｘの単位はμｍである。］ で示される。

Ｄ、Ｇｌｏｇｅによる　０ＩＴｓｅｔ　ａｎｄ　Ｔｉ１
ｔｊ、−ｏｓｓ、１ｎＱ−辻吐ｃ畦」コｂｅｒ　５ｐｌ
ｉｃｅ＞　（ｔｈｅ　Ｂｅ１ｌ　ＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈ
ｎｉｃａｌ　、Ｉｏｕｒｎａｌ、第５５巻、第７号、１
９７６年９月）から、通信パワープロフィ　ルの導入損
失は、等式。

■、　＝３．２５Ｌ５ｏＸ’　（５） ｅｌ で示される。等式（２）へ等式（５）を代入すると、等
式。

ｄＢ＝　、’ｈ　Ｏｏｏｇ（１３、２５１−ｂ。ｘ’）
　（６）が得られる。パワー広がりによっておよび高次
数項にした後、等式（６）は、等式 ｄＢ−−Ｉｔ４．＋３ｔ、”＋２２．９６ｒ、ｂｏ、’
ｌ　（７）ｏｘ で示される。

等式 ［式中、Ｐ　＋、　Ｐ　ａ、　Ｐ　＋°　ｌ）、’はり
、’＝Ｄ２の場合において述べたムのを表わす。］ が容易にわかる。等式（６）または（７）へ等式（８）
を代入すると、デーり一通信のため用いる光（末端入射
）と、Ｐ、、Ｐ２．Ｐ、”およびＩ）、”をめるため用
いる光（側面入射）で生じるパワープロフィールとの差
のため、補正を行なう場合のスプライスにおける減衰（
ｄＢ）が得られる。

正確さを更に向」ニさせるため、Ｐ、’／Ｐ２’をｙ）
るのに実験室において用い得るファイバと、現場でスプ
ライスされる第１および第２フアイバの開口数の間のさ
細なまたは重大な差を補正できる。

特に、この補正によって等式（８）は等式Ｐ、／Ｐ、　
Ｓ’ ”′ｂ・・−”−Ｐ、’／Ｐ、”　Ｓ　）”　０°３し
式中、Ｓ′およびＳはそれぞれ、Ｐ、’、Ｐｚ’を生じ
ろ実験室において用いる試験ファイバならびに現場にお
いてスプライスする第１および第２フアイバの開［二１
数を示す、位置１２と１４の間におけろモーターステッ
プ数を表イつす。］になろ。係数（Ｓ’／Ｓ）’は、実
験的および経験的１こめられ、スプライスされるファイ
バの種類、Ｄ、’−３５０７ｚｍに等しいり、値、なら
びに用いる光入射の種類に依存する。

従って、等式（６）または（７）へ等式（９）を代入す
ることによって、直径５０７１ｍのグレーテッドインデ
ックスファイバの正確な減衰値か得られる。

他の種類のファイバのため、３５０７１ｍ以外のＤ２＝
Ｄ、’値のため、ならびに（１）減衰係数Ｐ１゜Ｐ、、
Ｐ、’、Ｐ、’かめら（１、（２）第１　、Ｆ３よび第
２フアイバがスプライスの後にデ　ター通信のため用い
られろ場合にファイバに存在する他の光度プロフィール
差のため、等式（４）、（５）および（９）と同様の池
の等式が公式化できること（」容易にわかる。従って、
本発明（Ｊ、等式（６）おＪ−び（９）を［１］いての
祿衰算出た（Ｊに限定されるしのど解釈すべきではない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、減衰算出のために定数を予めめるのに用いろ
試験光ファイバと、スプライスに実際に用いるファイバ
との差を？１１１正するように減衰搾出を可能にする情
報を得るノーめのアレンノメントを示す図、 第２図は、光がファイバ側面からおよびファイバ末端か
ら入射されているスプライスにおける光度プロフィール
の差を示す図、 第３図は、第１および第２フアイバの末端が正確に軸合
せされていない時に生じるだいたいのオフセット領域を
示す図である。 ２．４・・・ファイバ片、６・・・ステップモーター、
８．９・・・光線、＋２．１４．１６・・位置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１フアイバと第２フアイバの間の光フアイバスプ
   ライスにお（」る減衰をめる装置であって、 第１フアイバへ光信号を入射する手段；距ＨＤ２をおい
   て両ファイバ末端を配置し、かつ第１フアイバへ入射し
   た第１光信号によって生じた第２フアイバの第２光信号
   Ｐ２を測定する手段。 距離Ｄ１をおいて両ファイバ末端を配置し、かつ第１フ
   アイバへ入射した第３光信号によって生じた第２フアイ
   バの第４光信号Ｐ、を測定する手段。 等式： ％式％（２） ［式中、Ｉ、ｔｅｌはＰ、およびＰ、から実験的にぬら
   れる。］ を用いて光フアイバスプライスにおける減衰ｃｌＢを算
   出する手段 を有して成る装置。 ２、第１光フアイバの開口数を実験的ノこめるため、第
   １フアイバおよび第２フアイバの軸に実質的に平行な方
   向に第２光フアイバを移動する手段を更に有する第１項
   記載の装置。 ３、算出手段は、第１光フアイバの実験的に算出された
   開口数から実験的にり、。１をめる手段を包含する第２
   項記載の装置。 ４　算出手段は、等式： ％式％（４） ［式中、Ｓは第１光フアイバの開口数、Ｓ′は試験光フ
   ァイバの開口数、Ｐ１′は実質的に零の減衰損失部分に
   おける試験光ファイバ中の測定された光パワー、Ｐ、”
   は同じ試験光ファイバか距離Ｄ２をおいて配置されてい
   る場合の試験光ファイバ中の光パワーを表わす。］ を更に使用する第３項記載の装置。 ５　第１フアイバと第２フアイバの間の光フアイバスプ
   ライスにおける減衰をめる方法であって、 第１フアイバへ光信号を入射し。 実質的に軸合せして距離Ｄ２をおいて両ファイバ末端を
   配置し、かつ第２フアイバ中の光信号Ｐ２の光パワーを
   測定し； ファイバ末端がスプライスのために配置される位置へ実
   質的に軸合せして距離Ｄ１をおいて両ファイバ末端を配
   置し、かつ第２フアイバ中の光信号Ｐ１の光パワーを測
   定し。 等式 ％式％（２） ［式中、Ｉ、ｔｏｌはＰ、およびＰ、から実験的にめら
   れる。１ から減衰＋ＩＢを算出することを含んで成る方法。 ６　実質的に零の減衰損失部分における第３光フアイバ
   中の測定された光パワーＰｌ′、および距離Ｄｔ’をお
   いて離されている第３光フアイバと第４光フアイバとの
   間隙において測定された光パワ’−Ｐ　２°を利用して
   ’ｔｅｌをめることを更に含んで成る第５項記載の方法
   。 ７、Ｄｔ’はり、に等しい第６項記載の方法。 ８　第１、第２、第３および第４光フアイバは同じ種類
   である第７項記載の方法。 ９、（１）入射段階において第１光フアイバへ光を入射
   する場合と（２）通信において第１光フアイバへ光を入
   射する場合に第１光フアイバ中に生したパワープロフィ
   ールの差を補正することによってり、。ｌをめることを
   更に含んで成る第６項記載の方法。 １０　第１フアイバおよび第３フアイバそれぞれの開１
   ］数ＳおよびＳ”を実験的にめ、第１フアイバと第３フ
   アイバの開口数の差を補ｉＥすることによってＬｔｅｌ
   をめることを更に含んで成る第６項記載の方法。 １１　第１フアイバおよび第３フアイバそれぞれの開口
   数ＳおよびＳ゛を実験的にめ、第１フアイバと第３フア
   イバの開口数の差を補正することによってＬｔｅｌをめ
   ることを更に含んで成る第９項記載の方法。 １２、第１フアイバおよび第３フアイバは直径約５０μ
   ｍのコアを有するグレーデツトインデックスファイバか
   ら構成されている第１１項記載の方法。 ＋３．等式。 ｄＢ−〜［１ＬＩ３Ｌ　２＋２２．９６Ｌｂｏ、’］　
   （７）ｏｘ から減衰を算出することを更に含んで成る第１２項記載
   の方法。 １４　Ｄ２は５０〜５００μＷてあり、Ｄ、は０〜５０
   μｍである第１＋項記載の方法。