JPS6071934A - 単一モ−ドフアイバのスポツトサイズ測定方法 - Google Patents

単一モ−ドフアイバのスポツトサイズ測定方法

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JPS6071934A
JPS6071934A JP58181318A JP18131883A JPS6071934A JP S6071934 A JPS6071934 A JP S6071934A JP 58181318 A JP58181318 A JP 58181318A JP 18131883 A JP18131883 A JP 18131883A JP S6071934 A JPS6071934 A JP S6071934A
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theta
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正幸 西村
Shuzo Suzuki
鈴木 修三
Masamitsu Tokuda
正満 徳田
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Sumitomo Electric Industries Ltd
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    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • 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
    • G01M11/33Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face

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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】 本発明は単一モードファイバのスポットサイズ(或はモ
ード界半径)の測定方法に関する。
従来、スポットサイズの測定法は種々提案されている。
その一つは、第1図(α)に示すように、光(1) 源1から光学系2を介して光ファイバ3に測定光を入射
さ、せ、該光ファイバ端における近端異強度分布(Ne
ar Fieltl Pattern:以下NFPと略
す)を直接光学系4および赤外ビジコンカメラ5を用い
て測定しく測定例を第1図(b)に示す)、成る定義式
例えば 1)NFPが最大値からV、tに低下するまでの半径方
向距離W。(但し、eは自然対数の底)或いは で定義されるスポットサイズW。をめるものである(但
し17i!(r)12はNFP、rはファイバ中心から
の半径)。なお、図中6はカメラ制御部、7は計算機を
示す。しかしながら、この方法は赤外ビジコンカメラの
光電変換特性の非直線性やビジコン感度の不均一性によ
って測定誤差を生じ易く、また光学系5として像を拡大
するためのレンズ系が不可欠であるためレンズの収差に
よる測定誤差(2) も免れ得す、精度良い測定をなし得ない欠点がある。一
方、遠方界強度分布(Far Field Patte
rn:以下FFPと略す)からスポットサイズをめる方
法として刊行物「英国電気学会マイクロ波光波音波ジャ
ーナル」(第1巻、13ページ、 1976年) (I
EE J、Microwave Opt、Acoust
、Vol。
1、p18,1976年)に示されたGamb l i
ngらによる方法が知られている。しかしながら、この
方法はNFPがガウス分布と仮定した場合の簡便法であ
り、実際に製造される単一モードファイバのNFPはフ
ァイバ横断面内の屈折率分布によって変化しガウス分布
からずれることが多いため大きな測定誤差を生ずる危険
がある。また、この方法はNFPを直接水めるものでは
ないので式(1)等で示した定義式でスポットサイズを
める場合には原理的には適用できないという欠点を有す
る。
本発明は上記従来の欠点を除去すべくなされたもので、
このため本発明は単一モードファイバのファイバ端から
放射された光波の遠方界強度分布を、その最大値を示す
放射角から25 dB以上低(3) 下する放射角までの範囲に亘って測定し、該測定された
遠方界強度分布から・・ンケル変換を用いて近端異強度
分布を計算し、該近端異強度分布から所定の定義式によ
りスポットサイズをめることにより、光電変換特性の非
直線性やビジコン感度の不均一性等の種々の問題点をも
つ赤外ビジコンカメラや収差が問題となるレンズ系を用
いることなく高精度な測定を可能とし、しかもあらゆる
スポットサイズの定義式にも適用可能としたことを特徴
とする。
以下、本発明方法の具体例について説明する。
シングルモードファイバのNFPとFFPの電界分布の
関係はキルヒホッフの回折理論を用いる但し、ここでF
(の、R(r)は各々FFP、NFPの電界分布、k=
 /λ (λ:波長)、JOは0次のベッセル関数、θ
は放射角を示す。これらの関係を構図的に表わしたもの
が第2図である。なお同図において8はファイバ、9は
コア、10はフ(4) アイバの出射端面、11はFFPの観測面を示す。
上記式(2)よりバンケル変換を用いて次式が導かれる
すなわち、F(θ)をめることによりR(r)をめるこ
とができる。従って、FFPであるIF(0月2を測定
することによりF(のがまり、式(3)を用いることに
よりR(r)が1すNFPであるI R(r) I 2
が計算によって得られ、このNFPから種々の定義によ
るスポットサイズ、特に式(1)で定義されるスポット
サイズWo をめることができる。
但し、FFK+FCθ)12)の測定は測定系の受信感
度の関係から有限の放射角θの範囲でしか測定すること
ができない。従って式(3)から明らかなようにR(r
)ツまりはNFP (l R(r)Iりは完全に逆算す
ることができない。そこで、本発明では有限の放射角θ
の範囲(0≦θ≦θrrLa、x)で測定したFFPか
らNFPを逆算し、スポットサイズW。
をめたときの測定誤差について検討を行い、該スポット
サイズの測定誤差が許容範囲内に収まるようにFFPの
測定範囲を定める。これを第3図乃至第4図について説
明するに、第3図には比屈折率差Δ=0.3%、コア径
2 a = 9.0μmのシングルモードファイバに波
長λ=1.80μmの測定光を適用した場合のFFPの
計算値を示す。該計算は次のスカラー波動方程式 F(のをめることによりFFP(IFψ)12)を得る
ことができる。
この第3図からFFP測定範囲0≦θ≦θnLaCの中
θ7rLaZを種々変化させた場合のスポットサイズW
。を逆算する。すなわち、まず第3図から成る値のθに
対応するIFCθ月2をめ、これからF(のをめ、さら
に前記式(3)によりR(r)をめ、これからl R(
r) + 2をめ、このIR(γ)12を定義式(1)
に代入してW。をめる。この手順を種々のθmttx値
に対して行う。
一方、スポットサイズの厳密な値?/IQ’は前記スカ
ラー波動方程式(4)よりR(r)をめ、これからl 
R(f−> 1 ”をめ、この+7i!(r)l”を定
義式(1)ニ代入することによって得られる。
第4図(b)は、上記θmzを種々変化させた場合の’
IIJQ を厳密値Wo′と比較してこれをスポットサ
イズ計算誤差(%)として示したものである。1だ、第
4図(、z)はθmaxを変化式せた場合のFFPの相
対強度の最小値をスポットサイズ計算誤差と対応して示
したものである。
しかしてスポットサイズの測定誤差としては通常約±2
%以内であることが必要であり、従ってF’ F Pか
らスポットサイズを逆算するときに発生する計算誤差は
約±2%以内にする必要がある。
第4図(a)よりFFPの最大値を示す放射角から25
 dB以上低下する放射角1での範囲に亘ってFFPを
測定することにより、スポットサイズの計算誤差を±2
チ以内に抑えることが判る。
第5図に本発明方法による測定系の構成例を示す。図に
おいて、12は光源、13は光学系、(7) 14は被測定ファイバ、15はGe−APD、 16は
信号増幅部、17は計算機をそれぞれ示す。光源12と
しては測定系のダイナミックレンジを上げるために、可
能な限り高出力で且つ安定な出力をもつ光源を使用する
ことが好ましく、この点からレーザ光源が好ましい。光
源として半導体レーザを使用した構成例では86 dB
のダイナミックレンジを得ることができた。計算機17
では、上述したように、FFPの最大値を示す放射角か
ら25dB以上低下する放射角壕での範囲に亘るFFP
CIF(θ)12)よりF(のをめ、式(3)によりR
(t−)をめさらにNFPであるIR(r)+2をめ、
さらに例えば式(i)のごとき定義式を用いてスポット
サイズW。を計算する。
次に、本発明の測定例について述べる。第1表は、第1
図(a)に示した従来法による測定結果と第5図に示し
た本発明の構成例による測定結果とを比較して示すもの
である。該測定では2本のシングルモードファイバのス
ポットサイズを各測定法によりそれぞれ10回測定し、
その平均値と標準(8) 偏差σとをめた。第1表より明らかなごとく、本発明方
法によれば従来法に比べ標準偏差σを約×〜イに小さく
でき、測定誤差を大巾に減少できることが明白である。
第1表 以上のように、本発明によれげ光電変換特性の非直線性
やビジコン感度の不均一性等の問題を有する赤外ビジコ
ンカメラや収差が問題となるレンズ系を必要としないの
で高精度な測定が可能となり、かつNFPを計算によっ
てめるのでいかなるスポットサイズの定義式にも適用で
きるという利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(α)は従来のNFP測定法の構成例を示す図、
第1図(b)は該測定法による測定例を示す図、(9) 第2図はNFPとFFPの関係を構図的に示す図、第3
図はステップ形シングルモードファイバのFFPの計算
例を示すグラフ、第4図はFFP測定時の最大放射角を
変えたときのスポットサイズの計算誤差とFFP相対パ
ワー最小値との関係を示すグラフで、第4図6z)は最
大放射角を変えたときのFFP最小パワー値を示すグラ
フ、第4図(b)は同最大放射角を変えたときのスポッ
トサイズ計算誤差を示すグラフ、第5図は本発明方法の
測定系の構成例を示す図である。 特許出願人 住友電気工業株式会社 同 日本電信電話公社 (外4名) #/VJ(σン ス20 1 秦30 出 1R由 θ 〔ヒσd)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)単一モードファイバのファイバ端から放射された
    光波の遠方界強度分布を、その最大値を示す放射角から
    25 dB以上低下する放射角までの範囲に亘って測定
    し、該測定された遠方界強度分布からバンケル変換を用
    いて近端異強度分布を計算し、該近端異強度分布から所
    定の定義式によりスポットサイズをめる単一モードファ
    イバのスポットサイズ測定方法。
  2. (2)測定用光源として半導体レーザを使用することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項の測定方法。
JP58181318A 1983-09-29 1983-09-29 単一モ−ドフアイバのスポツトサイズ測定方法 Granted JPS6071934A (ja)

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CA000464304A CA1213056A (en) 1983-09-29 1984-09-28 Method of measuring a spot size of a single-mode fiber

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014009956A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ測定方法
JP2018063149A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 住友電気工業株式会社 光ファイバ特性評価方法および光ファイバ特性評価装置

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1245072A (en) * 1985-11-05 1988-11-22 Richard S. Lowe Method and apparatus for measuring single mode fiber mode field radius
US5663798A (en) * 1995-05-08 1997-09-02 Dr. Khaled Karrai Und Dr. Miles Haines Gesellschaft Burgerlichen Rechts Far-field characterization of sub-wavelength sized apertures
KR100434542B1 (ko) * 2001-09-18 2004-06-05 삼성전자주식회사 근접장용 광 프로브 개구 측정장치 및 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5478156A (en) * 1977-12-05 1979-06-22 Hitachi Ltd Detector of break point of optical fibers
DE2842316A1 (de) * 1978-09-28 1980-04-17 Siemens Ag Bestimmung des brechzahlprofils und/oder der numerischen apertur von lichtwellenleitern
FR2514493A1 (fr) * 1981-10-12 1983-04-15 Alard F Procede et dispositif de mesure du diametre effectif du mode guide dans une fibre optique monomode

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014009956A (ja) * 2012-06-27 2014-01-20 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ測定方法
JP2018063149A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 住友電気工業株式会社 光ファイバ特性評価方法および光ファイバ特性評価装置

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EP0141251A1 (en) 1985-05-15
KR850002319A (ko) 1985-05-10
JPH0317292B2 (ja) 1991-03-07
EP0141251B1 (en) 1987-09-16
CA1213056A (en) 1986-10-21
AU3363884A (en) 1985-04-18
DE3466283D1 (en) 1987-10-22
KR890001930B1 (ko) 1989-05-31

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