JPS61128134A - 単一モ−ド光フアイバのカツトオフ波長測定装置 - 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 本発明は、単一モード光ファイバのカットオフ波長を高
精度に容易かつ省力的に測定するカットオフ波長測定装
置に関する。

従来の技術 （１）単一モード光ファイバのカットオフ波長の測定法
「曲げ法」の原理 単一モード光ファイバにとって、カットオフ波長は、２
つ以上のモードを伝播させることなくシングルモードで
作用する限界波長を示す重要な特性パラメータであるの
で、このカットオフ波長を精度良く測定することは非常
に重要である。そのカットオフ波長を求めるため従来広
く用いられている方法の１つは、「光通信ハンドブック
Ｊ’１９８２年９月１日、朝倉書店、第４３７頁、図５
．４．２９に示されるような「曲げ法」とよばれるもの
で、その典型的な測定装置を第９図に示す。第９図に示
すように、適当な長さの被測定光ファイバ１を゛波長可
変光源２と光検出器３の間に結合する。それら波長可変
光源２と光検出器３とは、制御／演算装置４に接続され
ている。

まず、第９図に実線で示すように、被測定光ファイバ１
に曲げを与えない状態で、制御／演算装置４の制御によ
り波長可変光源２から出射する光の波長を成る範囲例え
ば０．９５〜１．４５μｍの範囲で掃引し、各波長での
被測定光ファイバ１からの出力光パワーＰｌ（λ）を光
検出器３で検出し、制御／演算装置４に記憶させる。

次に、被測定光ファイバ１と波長可変光源２および光検
出器３との結合状態に変化を与えないようにして被測定
光ファイバ１を第９図に破線ＩＡで示すように適当な径
のマンドレル５に巻きつける。この状態で再度、制御／
演算装置４の制御により波長可変光源２から出射する光
の波長を同一の範囲で掃引し、各波長での被測定光ファ
イバ１からの出力光パワーＰ、（λ）を光検出器３で検
出し、制御／演算装置４に記憶させる。

このようにして記憶させた被測定光ファイバに曲げを与
えない状態および曲げを与えた状態での光出力の比、例
えば、 を制御／演算装置４により演算し、第１０図に示すよう
に曲げ損失の波長依存性すなわち波長特性を示すグラフ
を作成する。この波長特性からカットオフ波長は、曲げ
損失の立上り点として求めることができる。

（２）単一モード光ファイバのカットオフ波長の測定法
「曲げ法」の問題 しかしながら、上記「曲げ法」による従来の単一モード
光ファイバのカットオフ波長測定装置は、測定精度の確
保および測定の作業性の点で下記のような問題があった
。すなわち、カットオフ波長の測定精度は、被測定光フ
ァイバに曲げを与える際の両端の結合状態の変化に影響
を受けやすいので、両端の結合状態に変化を与えないよ
う注意を必要としていた。なぜならば、結合状態が変化
すれば、被測定光ファイバの波長依存性と関係なく、光
検出器に人力される光量が変化するからである。

また、上記「曲げ法」にあって、被測定光ファイバの両
端を固定して「光ファイバに曲げを与えない状態」から
、「光ファイバに曲げを与える状態」に置くべく、被測
定光ファイバをマンドレルに巻きつけると、被測定光フ
ァイバには、その中心軸を中心とした回転すなわち「ひ
ねり」が必然的に生じてしまう。一般に被覆された光フ
ァイバはひねりに対して強い復元力を持つので、そのひ
ねりは被測定光ファイバの両端の結合状態に変化を与え
、測定精度が悪化した。

更に、被覆された光ファイバは曲げに対しても復元力を
持つので、単にマンドレルに巻いただけでは姿勢が不安
定なため、被測定光ファイバを例えば粘着テープで止め
る等の固定処理が必要とされ、作業性が悪く、しかも固
定部分で測定に対して悪影響を与えるマイクロベンド等
の曲げが発生しやすく測定精度の確保を難しくしていた
。

また、上記した方法において、「光ファイバに曲げを与
えない状態」の再現性及び安定性が悪いために、その測
定の信頼性に問題があった。その第１の理由は、従来、
「光ファイバに曲げを与えない状態」の定義が不明確で
あったために、測定団体更には測定者に光ファイバをど
のような状態に置くかの判断に委ねられていたので、測
定団体または測定者ごとに、更には、測定ごとに、「光
ファイバに曲げを与えない状態」が異なっていたことで
ある。その第２の理由は、第９図のような被測定光ファ
イバを垂らした状態では、ファイバの状態が少し変化す
るだけで測定値が大幅に変化するためである。

そこで、ＣＣＩＴＴ（国際電信電話諮問委員会）は、１
９８４年５月の“Ｒｅｖｉｓｅｄ　Ｖｅｒｓｉｏｎ　ｏ
ｆ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎ−ｄａｔｉｏｎ　Ｇ６５２　Ｃｈ
ａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ａ　Ｓｉｎｇｌｅ
　ＭｏｄｅＦｉｂｅｒ　Ｃａｂｌｅ″ＰＬ５〜１８にお
いて、曲率半径が大きい（例えば、直径２８０ｍｍ　）
の曲げを与えることによりこれを「光ファイバに曲げを
与えない状態」に代え、更に、曲率半径が小さい（例え
ば、直径６０ｍｍ　）の曲げを与えて、従来法で言う「
光ファイバに曲げを与えた状態」に代え、この２つの状
態における波長依存性の比較を従来法と同様の方法で行
ない、カットオフ波長を求めることを勧告している。更
に、曲率半径の大きい曲げを与える際には、その曲率半
径よりも小さい曲率半径の曲げを被測定光ファイバには
決して与えず、しかも曲げが与えられる部分は、丁度上
記した大きい曲率半径をもつ円一周分であり、また、曲
率半径の小さい曲げを与える際には、その小さい曲率半
径よりも小さい曲率半径の曲げを被測定光ファイバに決
して与えず、しかも曲げが与えられる部分はその小さい
曲率半径をもつ円一周分以上であることが必要かつ充分
な測定条件としている。

このような測定方法は、「光ファイバに曲げを与えない
状態」の再現性及び安定性を高め且つ確実なものとする
ことができ、「光ファイバに曲げを与えない状態」の再
現性及び安定性の欠如による測定の信頼性の低さを解決
することができた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、ＣＣＩＴＴが勧告した方法を採用したと
しても、被測定光ファイバに曲げを与えるためにマンド
レルに被測定光ファイバを巻き付ける従来の方法を採用
する限り、被測定光ファイバのひねりの問題と光ファイ
バの復元力の問題は解決していない。すなわち、被測定
光ファイバに加えられたひねりにより、被測定光ファイ
バの両端の結合状態が変化し、また、被覆された光ファ
イバの曲げに対する復元力のために、単にマンドレルに
巻いただけでは姿勢が不安定となるので、被測定光ファ
イバを例えば粘着テープで止める等の固定が必要とされ
る。この固定作業は、２ＢＯｍｍという大きな径のマン
ドレルに光ファイバをずり落ちないように巻きつけると
いう手間がかかり、その上、テープの粘着により測定に
対し悪影響を与えるマイクロベンド等の曲げが発生しや
すく測定精度の確保を難しくしてしまう。

また、近来、光ファイバは、急速な技術進歩と共に大量
かつ高品質のものが得られるようになった。これに伴な
い製品の検査は、高精度かつ高能率に行なう要求が高ま
り、特に単一モード光ファイバに関しては、その最も重
要な測定項目の一つであるカットオフ波長測定について
上記の要求に応えることが急がれている。

特に、従来の単一モード光ファイバのカットオフ波長測
定装置にあっては、その装置の大きさまたは占有空間に
ついて従来配慮されていなかったために、装置が大きく
、そして、測定者の操作範囲が広いために作業性が悪い
問題があった。更に、［光ファイバに曲げを与えない状
態」をつくるためにも、「光ファイバに曲げを与えた状
態」をつくるためにも、被測定光ファイバをそれぞれ所
定の径のマンドレルに巻き付けていたのでは、そのたび
に作業を施さねばならない。この作業では、マンドレル
に巻きつけていない部分は、曲げがかからない状態すな
わち被測定光ファイバの直線性を保った状態を維持する
ために、異なる径のマンドレルに被測定光ファイバを巻
きかえる際に生ずる線長の不足やたるみを接続点を動か
す等の手段をとって調整せねばならない。その時、接続
点での接続状態に変化が与えられたり、あるいは測定器
側光ファイバが動くことによりその励振状態が変化した
りする等の測定精度への悪影響が生じやすい。

そこで、本発明は、測定の際、被測定ファイバのひねり
の問題を解決し、かつ安定した姿勢で曲げを与えること
ができ、しかも、被測定光ファイバを一度セットすると
「光ファイバに曲げを与えない状態」も「光ファイバに
曲げを与えた状態」も簡単に且つ連続的に実現且つ保持
でき、これにより測定精度の確保と共に測定の作業性が
向上かつ省力化される単一モード光ファイバのカットオ
フ波長測定装置を提供するせんとするものである。

問題点を解決するための手段 すなわち、本発明によるならば、被測定単一モード光フ
ァイバの一端に接続されるようになされ且つ様々な波長
の光を発生することができる光源と、該光ファイバの他
端に接続される光検出器とを具備し、前記光ファイバに
曲率半径の大きい曲げを与えた時と曲率半径の小さい曲
げを与えた時に前記光ファイバの他端における光出力の
比較から、該光ファイバのカットオフ波長を測定する単
一モード光ファイバのカットオフ波長測定装置において
、前記光源と前記光検出器との間の前記被測定光ファイ
バにそれぞれ異なる曲率半径の円弧状の曲げを与える２
つの光ファイバ曲げ装置を備え、それら光ファイバ曲げ
装置の内の大きな曲率半径の曲げを与える第１の光ファ
イバ曲げ装置は、同一曲率半径の円弧状曲面をそれぞれ
持つ２つの大曲率半径曲げ付与部材を有し、それら大曲
率半径曲げ付与部材は、平行な２本の共通接線を有し且
つそれぞれ前記被測定光ファイバに曲げを加え始める点
での曲げの接線が共線関係にあるように配置され、前記
大曲率半径曲げ付与部材の一方は固定され、他方は前記
接線方向に移動可能であり、更に、該他方の大曲率半径
曲げ付与部材には、前記一方の大曲率半径曲げ付与部材
から離れる前記接線方向に偏移力を作用させる張力付与
装置が設けられており、前記２つの大曲率半径曲げ付与
部材は、前記被測定光ファイバを緊張状態にループ状に
曲げ、且つ該被測定光ファイバに与えられる最小曲率半
径が前記円弧の半径に等しく、更に、該円弧の半径で曲
げられる部分の長さが、該円弧の半径をもつ円一周分に
等しくなるようになされており、前記光ファイバ曲げ装
置の内の小さな曲率半径の曲げを与える第２の光ファイ
バ曲げ装置は、必要量の曲げを与えるように前記被測定
光ファイバに小曲率半径の円弧状曲面を押し付けるよう
になされている。

一作月 上記したような単一モード光ファイバのカットオフ波長
測定装置を使用しての「光ファイバに曲げを与えない状
態」の測定は、次のようになされる。まず、所定の長さ
の被測定光ファイバの両端を光源と光検出器にそれぞれ
接続し、上記した第１の曲げ装置の一方及び他方の大曲
率半径曲げ付与部材にループ状に巻き付ける。移動可能
な他方の大曲率半径曲げ付与部材には、上述したように
張力付与装置が設けられているので、その張力付与装置
により他方の大曲率半径曲げ付与部材は一方の大曲率半
径曲げ付与部材から離れる方向に移動しようとして、そ
の結果、被測定光ファイバは、被測定光ファイバの長さ
に多少の違いがあっても、その長さの違いに関係なく自
動的に適当な軽い緊張状態に置かれる。

かくして、被測定光ファイバは、光源と光検出器との間
で、緩みなくループ状に曲げられ、そして、ループ状の
曲げにおける曲率半径は、大曲率半径曲げ付与部材の円
弧状曲面の半径に等しく、且つ、そのループ状の曲げに
よって円弧の曲率半径で曲げられる部分の長さが、該円
弧の半径をもつ円一周分に等しい。

従って、被測定光ファイバには、上記した曲率の円筒に
巻き付けたときと同じ量の曲げがかけられる。その際、
被測定光ファイバは両端が固定されてループ状に曲げら
れるが、被測定光ファイバは張力付与装置により大曲率
半径曲げ付与部材のまわりに適当な軽い緊張状態で保持
されるため、被測定光ファイバのひねりは被測定光ファ
イバ両端にはさほど伝わらず、被測定光ファイバと光源
または光検出器との結合状態が変化する問題は発生しな
い。

更に、第１の光ファイバ曲げ装置の他方の大曲率半径曲
げ付与部材が前記張力付与装置によ・つて上記接線方向
に移動させられて、被測定光ファイバが適当な軽い緊張
状態に置かれるので、被測定光ファイバの復元力に対し
て被測定光ファイノくを曲げ付与部材に粘着テープなど
で止める必要なく、測定時に被測定光ファイバを非常に
安定な状態に維持することができる。また、粘着テープ
などで止めるような作業は全く必要なくなるので、作業
が簡単になると共に、測定に悪影響を与えるような曲げ
を発生させない。

また、被測定光ファイバは、一対の大曲率半径曲げ付与
部材にループ状に巻き付けられるので、被測定光ファイ
バが広がる範囲を比較的小さくすることができる。

次いで、第１の光ファイバ曲げ装置をそのままにして、
第２の光ファイバ曲げ装置を動作させて、被測定光ファ
イバに小曲率半径の曲げを付与して「光ファイバに曲げ
を与えた状態」を実現する。

従って、［光ファイバに曲げを与えない状態ｊから［光
ファイバに曲げを与えた状態］への移行が非常に簡単で
あり、「光ファイバに曲げを与えない状態」と「光ファ
イバに曲げを与えた状態」とを連続的に測定することが
できる。

更に、この第２の光ファイバ曲げ装置は、上述したよう
に前記被測定光ファイバに小曲率半径の円弧状曲面を押
し付けるだけなので、被測定光ファイバに対してひねり
を与えることはない。また、その際、被測定光ファイバ
は第２の光ファイバ曲げ装置に引っ張られるが、その分
他方の大曲率半径曲げ付与部材が張力付与装置に抗して
一方の大曲率半径曲げ付与部材に近付くよう変位するこ
とにより被測定光ファイバを送り出すので、被測定光フ
ァイバに過大な力が作用することはなく、また、被測定
光ファイバの適度な軽い緊張状態は維持される。

実施例 以下、添付図面を参照して本発明による単一モード光フ
ァイバのカットオフ波長測定装置の実施例を説明する。

第１図及び第２図は、本発明による単一モード光ファイ
バのカットオフ波長測定装置の１つの実施例の概略構成
図であり、第１図は被測定光ファイバに大きな曲率半径
の曲げを与えている状態を示し、第２図は被測定光ファ
イバに小さな曲率半径の曲げを与えている状態を示して
いる。

第１図及び第２図を参照するならば、図示の単一モード
光ファイバのカットオフ波長測定装置は、制御／演算装
置１０と、その制御／演算装シｌＯにより制御されて光
の波長を変えることができる波長可変光源１２と、制御
／演算装置１０に出力が接続された光検出器１４とを有
している。波長可変光源１２は、波長可変半導体レーザ
で構成することも、また、白色光源と分光器とから構成
し、その分光器が制御／演算装置１０により制御される
ようにしてもよい。その光源１２に接続された測定罪側
光ファイバ１６は、ホルダ１８に保持されている。一方
、光検出器１４に延びる測定器側光ファイバ２０も、ホ
ルダ２２に保持されている。

それら測定器側光フ、アイバホルダ１８及び２２に対向
する位置に、被測定光ファイバホルダ２４及び２６が配
置されるようになされている。これらホルダ２４及び２
６は、被測定光ファイバ２８に成る程度の引張り力が作
用してもホルダから抜は落ちない程度の力で被測定光フ
ァイバ２８を保持するようになされている。また、これ
らホルダ２４及び２６は、被測定光ファイバ２８の光軸
に直角で互いに直交するＸ方向及びＸ方向に、更には、
被測定光ファイバ２８の光軸の同一のＺ方向に位置の微
調整できるようになされている。

、被測定光ファイバホルダ２４及び２６に両端が保持さ
れる被測定光ファイノＮ２８に、大きな曲率半径の曲げ
を与える第１の光ファイバ曲げ装置と、小さな曲率半径
の曲げを与える第２の光ファイバ曲げ装置とが、被測定
光ファイバホルダ２４と２６との間に配置されている。

被測定光ファイバ２８に大きな曲率半径の曲げを与える
第１の光ファイバ曲げ装置は、例えば曲率半径２１３０
ｍｍの湾曲面を持つ一対の大曲率半径曲げ付与部材を有
している。これら大曲率半径曲げ付与部材の一方は三日
月状部材３０であり、他方の大曲率半径曲げ付与部材は
大ローラ３２である。そして、三日月状部材３０及び大
ローラ３２は、２つの互いに平行な共通接線を有し、且
つ、被測定光ファイバホルダ２４及び２６に保持されて
いる被測定光ファイバの部分の延長線上に一方の共通接
線が位置するように配置されている。従って、被測定光
ファイバ２８の被測定光ファイバホルダ２４及び２６に
保持されている部分と、被測定光ファイバの三日月状部
材３０及び大ローラ３２とホルダ２４及び２６との間に
それぞれ位置する部分２８Ａ及び２８Ｂとの境で被測定
光ファイバが曲がらないようにしている。また、被測定
光ファイバの部分２８Ａ及び２８Ｂと、三日月状部材３
０と大ローラ３２との間の一方の共通接線部分２８Ｃと
は、−直線に位置している。

そして、大曲率半径曲げ付与部材の一方、すなわち、三
日月状部材３０は、位置が移動しないように固定保持さ
れている。第１図及び第２図には詳細に構造を図示して
いないが、他方の大曲率半径曲げ付与部材、すなわち、
大ローラ３２は、被測定光ファイバの部分２８Ａ、２８
Ｂ、２８Ｃと平行な方向３４Ａ及び３４Ｂに移動可能に
なされ、更に、大ローラ３２は、三日月状部材３０から
離れる方向３４Ａに一定の張力を付与する張力付与装置
が設けられている。

第３図は、そのような一定な張力を付与する張力付与装
置を最も簡単に構成できるいわゆる「定荷重バネ」を示
す概略図である。この「定荷重バネ」は、一端３８Ａが
例えば第１図の大ローラ３２の回転軸に枢着され、他端
がドラム３６に密着渦巻き状にきつく巻かれた薄板バネ
３８で構成され、そのドラム３６は、大ローラ３２から
方向３４Ａへ離れた固定点に回転可能に保持されている
。

この「定荷重バネ」は、簡単に説明すると、薄板バネ３
８に矢印４０の方向に引張り力を加え引き出すと、ドラ
ム３６は回転し、矢印４２の方向に引張り力を生ずる。

ドラム３６の回転を自由にしておくと、ドラムは矢印４
４の方向に回転しようとして、常に矢印４２の方向に、
薄板バネ３８の引出し量に関係なく一定な張力が生ずる
。このように張力が一定になるのは、薄板バネに沿った
力は薄板バネが変形する部分４６でのみで生ずるからで
ある。

第４図は、そのような「定荷重バネ」による張力付与装
置を組合せた、大ローラ３２の側面図である。ここで大
ローラ３２は、ローラシャフト３２Ａに回転自在に支持
されており、そのローラシャフト３２Ａは支持ブロック
４８上に支持されている。この支持ブロック４８は、両
端にストッパ５０Ａ及び５０Ｂを有して第１図の方向３
４Ａに延びるスライドシャフト５０上を滑動可能となっ
ており、大ローラ３２全体が方向３４Ａに滑動する。更
に、その支持ブロック４８に、上記した「定荷重バネ」
の一端が固定されている。そして、その「定荷重バネ」
のドラム３６は、大ローラ３２から方向３４Ａに離れた
場所に保持されている。その「定荷重バネ」は、被測定
光ファイバを測定に悪影響を及ぼさない程度の適当に軽
い緊張状態に維持できるにように、具体的に述べるなら
ば、例えば１０〜５０ｇの範囲内の一定値の張力が゛被
測定光ファイバに作用するように、大ローラ３２を矢印
３４Ａの方向に引張る。

被測定光ファイバ２８に対して小さな曲率半径の曲げを
与える第２の光ファイバ曲げ装置は、被測定光ファイバ
ホルダ２４と三日月状部材３０との間に配置された、例
えば直径６０ｍｒｎの同一の小曲率半径の円筒状の３つ
の小ローラ５２．５４．５６からなる小曲率半径曲げ付
与部材が設けられている。小ローラ５２、□５４．５６
の内の小ローラ５２及び５４は、被測定光ファイバ２８
の一方の側において、被測定光ファイバ２８に曲げを与
えないように接して配置され、また、小ローラ５２及び
５４は、小ローラの曲率半径の２倍の距離互いに離れて
いる。

残りの小ローラ５６は、被測定光ファイバ２８に対して
小ローラ５２及び５４と反対側に位置し、第２図に示す
ように、小ローラ５２．５４及び５６のそれぞれの円の
中心が一直線に並ぶ位置あるいはその点よりも奥まで、
被測定光ファイバ２８を押して小ローラ５２及び５４の
間に侵入するようになされている。

かくして、被測定光ファイバ５２．５４．５６が第１図
の位置にあるとき、被測定光ファイバ２８には、小さい
曲率半径の曲げは付与されず、一方、第２図にあるとき
、被測定光ファイバ２８に小さい曲率半径の曲げが付与
される。そのときの曲げは、小ローラ５６の侵入移動量
を適当にとることにより、小ローラ５２及び５４がそれ
ぞれ上記した曲率半径の円のＸ周分の曲げを与え、小ロ
ーラ５６が同一の円の２周分の曲げを被測定光ファイバ
に与えることができる。

小ローラ５６の侵入の際、被測定光ファイバ２８が引っ
張られるが、その被測定光ファイバ２Ｂに作用する張力
は、大ローラ３２を張力付与装置に抗して方向３４Ｂに
変位させ、その結果、被測定光ファイバ２８を小ローラ
の方へ送り出す。

しかし、小ローラ５２．５４．５６及び大ローラ３２が
回転しないと、小ローラ５６が小ローラ５２及び５４の
間に侵入するとき、被測定光ファイバが小ローラ５４及
び５６並びに大ローラ３２の表面で擦られる問題がある
。そこで、小ローラ５４及び５６並びに大ローラ３２は
、それぞれの中心軸を中心にして自由に回転すなわち自
転できるようにする。そして、このように小ローラ５４
及び５６並びに大ローラ３２を滑らかに回転できると、
被測定光ファイバに作用する張力を一定する効果がある
。つまり例えば第５図に示すように大ローラ３２に張力
をかけたとき、大ローラ３２の両側の被測定光ファイバ
に張力Ｔ１、Ｔ２が生ずるが、小ローラ５４及び５６並
びに大ローラ３２が滑らかに回転する場合、Ｔ、？Ｔ２
となり、被測定光ファイバ全長にわたり均一な張力が加
わることになる。

以上のような単一モード光ファイバのカットオフ波長測
定装置は、次のように使用される。単一モード光ファイ
バのカットオフ波長の「曲げ法」による測定は、一連の
動作、すなわち、“被測定光ファイバのセット及び大き
な曲率半径の曲げの付与”、“被測定光ファイバへの小
さな曲率半径の曲げの付与”といった順序で行なわれる
ので、以下一連の動作を追って説明する。

まず、測定者は、小ローラ５６を第１図に示すような第
１の位置に置き、その状態で、所定の長さ例えば２ｍの
被測定ファイバ２８の両端をそれぞれホルダ２４および
２６にセットし、被測定光ファイバ２８の中央部を三日
月状部材３０及び犬ローラ３２の回りに巻き付ける。上
述したように、大ローラ３２には方向３４Ａの引張り力
が作用しており且つ変位可能であるので、被測定光ファ
イバ２８は適当な軽い緊張状態に自動的に置かれる。

その結果、被測定光ファイバ２８の部分２８Ａ、２８Ｂ
及び２８Ｃは、直線状になり、被測定光ファイバ２８に
は、三日月状部材３０及び犬ローラ３２によりそれぞれ
の外周円の半分の円の曲げが付与され、合計で大ローラ
の外周円１つ分の曲げが被測定光ファイバ２８に付与さ
れる。

以上の操作において、被測定光ファイバ２８はループ状
に曲げられるが、被測定光ファイバはすぐに三日月状部
材３０及び大ローラ３２のまわりに軽い緊張状態に保持
されるので、被測定光ファイバの「ひねり」は両端にさ
ほど伝わらない。従って、「ひねり」によってホルダ２
４および２６による被測定光ファイバ２８の保持状態が
変化することはない。

この状態において、光源１２から特定の波長の光を出力
させて、光検出器１４により検出させる。そして、光検
出器１４の出力が最大になるように、ホルダ２４及び２
６をそれぞれＸＳ３’％Ｚ方向に微調整する。その結果
、測定器側光ファイバ１６及び２０の端部と、被測定光
ファイバ２８の端部との間隔が、数μｍ−数１０μｍの
間隔に調整され、且つ、測定器側光ファイバ１６及び２
０の光軸と、被測定光ファイバ２８の光軸が一致させら
れる。

この状態（第１図）において、制御／演算装置１０の制
御の下に、光源１２からの光を所定の波長範囲、例えば
、１，００〜１．４０μｍの範囲にわたって掃引させ、
被測定光ファイバ２８を伝送され且つ光検出器１４によ
り検出された各波長での光パワーＰ１（λ）を制御／演
算装置ｌＯに記憶させる。

そのようにして、大きい曲率半径の曲げを与えたときの
光出力の測定が終了する。

次に、小ローラ５６を、小ローラ５２．５４及び５６の
それぞれの円の中心が一直線に並ぶ位置あるいはその点
よりも奥まで、被測定光ファイバ２８を押して小ローラ
５２及び５４の間に侵入させる。その結果、第２図に示
すように、被測定光ファイバ２８に小曲率半径の円一周
分の曲げが付与される。

そのとき、上述したように、小ローラ５４及び５６並び
に大ローラ３２は回転し、被測定光ファイバに対して摩
擦力はほとんど作用しない。更に、小ローラ５６の小ロ
ーラ５２及び５４の間への侵入にり被測定光ファイバ２
８が引っ張られるが、張力付与装置に抗して大ローラ３
２が方向３４Ｂに変位し、被測定光ファイバは小ローラ
の方へ送り出されるので、被測定光ファイバ２８には過
大な張力は作用しない。

それと共に、大ローラ３２は張力付与装置により方向３
４Ａに引っ張られているので、被測定光ファイバ２８の
軽い緊張状態は維持される。

この状態（第２図）において、制御／演算装置１０の制
御の下に、光源１２から光を同一の波長範囲、すなわち
１．００〜１．４０μｍの範囲にわたって掃引させ、被
測定光ファイバ２８を伝送され且つ光検出器１４により
検出された各波長での光パワーＰ、（λ）を制御／演算
装置１０に記憶させる。

このように、２種類の状態での被測定光ファイバ２８を
伝播した光の出力の波長特性が測定される。

去して、制御／演算装置１０により、上記した式（１）
によりＲ（λ）が演算され、該被測定ファイバのカット
オフ波長が測定される。

以上のような構成の単一モード光ファイバのカットオフ
波長測定装置においては、上記した一連の動作の間、大
ローラ、小ローラは、なめらかに回転し、且つ、張力付
与装置が一定の張力を発生しているので、被測定光ファ
イバにかかる張力は一定に保たれ、且つ、その被測定光
ファイバの動きも滑らかである。

また、本実施例のような小ローラの配置は、曲げによっ
て被測定光ファイバを引っ張る量が少なく、また、小ロ
ーラ５２及び５４が被測定光ファイバに接した状態を保
たれるので、被測定光ファイバの動きが安定である。更
に、小さい曲率半径の曲げを被測定光ファイバに付与す
る際に、動く部材は小ローラ５６の１つであり、そして
、その移動量は、最小、小ローラの直径分程でよく合理
的である。また、小さい曲率半径の曲げを付与する光フ
ァイバ曲げ装置の占有スペースとしても、小ローラ４つ
分のスペースですみ、スペース性がよいと言える。

ここで、大きな曲率半径を与える装置の形状について更
に述べる。第１図及び第２図にあるような本発明の単一
モード光ファイバのカットオフ波長測定装置においては
、１つの曲げ付与部材すなわち大ローラ３２は、円一周
分の外周をもつが、もう一方の曲げ付与部材すなわち三
日月状部材３０は、特に大ローラ３２の移動領域を広げ
るべく円形の切り欠きすなわち凹部をもっている。例え
ば、このような凹部を持たない形を考えるならば、第６
図のように２つの大ローラ５８及び６０で構成すること
なるであろう。そのような大ローラ５８及び６０に被測
定光ファイバ２８を巻いて緊張状態におくとすると、大
ローラ５８及び６０の部分で要する線長が長くなる。

しかしながら、一般的には、大曲率半径や被測定ファイ
バの長さは限られている。例えば、ＣＣＩＴＴの１９８
４年５月の勧告では、大きい曲げの曲率半径が１４０ｍ
ｍでファイバ長さが２ｍであるので、第６図の例におい
てこれを適用するとすると、１つの大ローラ６０がもう
１つの大ローラ５８が最も接近した第６図に破線で示し
た６０Ａの位置にきたときでも、大ローラに巻き付けら
れる長さすなわち点６２から点６４を通り大ローラ６０
及び５８の周囲をまわり再び点６２から点６４までの間
のファイバ長さは約１．７２　ｍとなる。つまり２ｍの
ファイバに対して０．２８ｍ１．、か余裕がないわけで
、そのままの状態からさらに小さい半径の曲げを加える
ことは不可能ではないが、ファイバを接続する作業スペ
ースは殆んどなくなってしまう。また、一つ留意すべき
点は被測定ファイバ長は２ｍ丁度ではなく、実際の作業
では常に誤差を含んでおり、この長さは０．２　ｍ位を
考慮した方がよい。（このことは、例えばＰｒｏｃｅａ
ｄｉｎｇｓ　ｏｆ　　Ｓ　Ｐ　Ｉ　Ｅ　−Ｔｈｅ　Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＳｏｃｉｅｔｙ　　ｆｏｒ　　
０ｐｔｉｃａｌ　　Ｂｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　−、Ｖｏ
ｌｕｍｅ　　４２５’　Ｓｉｎｇｌｅ　ＭｏｄｅＯｐｔ
ｉｃａｌ　Ｆｉｂｅｒｓ　’、　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ
ｉｚｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ　ｓｙｓｔｅｍ　ｆｏ
ｒ　ｓｉｎｇｌｅ　ｍｏｄｅ　ｆｉｂｅｒｓ　　”。

Ｄ、　Ｊ、Ｂｃｃｌｅｓｔｏｎ　＆　Ｊ、　Ｍ、ｎ１ｃ
ｋ、　Ｐ２Ｏ〜Ｐ５１にある。） 以上のこと考えるならば、第１図及び第２図に示すよう
に、大曲率半径曲げ付与部材の一方を三日月状部材で構
成することは、長さ２ｍの被測定光ファイバを単一モー
ド光ファイバのカットオフ波長測定装置にセットでき、
且つ１４０ｍｍの大きい曲げの曲率半径の曲げを付与す
ると共に更に小曲率半径の曲げを付与することを可能す
る。従って、上記した構成は非常に効果的である。

その三日月状部材３０の実施例を第７図に示す。

この三日月状部材３０において、凸部３０Ａ及び凹部３
０Ｂの曲率半径を等しくｒとして、その中心のズレをｄ
とする。このような構成においては、凸部３０Ａによっ
て所定の大曲率半径の曲げを与えることができると共に
、凹Ｒ３０Ｂは、他方の大曲率半径曲げ付与部材すなわ
ち大ローラ３２の移動可能領域を広げることができる。

また、この中心のズレｄを製作上可能な限り０（ゼロ）
に近づければ、２つの曲げ部が接近した時、２つの大曲
率半径曲げ付与部材（三日月状部材３０及び大ローラ３
２）の外周は２πｒに近くなり、曲げによって消費され
るファイバ線長を極限まで小さくできる。

次に、小さな曲率半径を与える装置の設置について述べ
る。小さな曲率半径を与える装置（小ローラ５２．５４
．５６）は、第１図及び第２図に示すように、図示の単
一モード光ファイバのカットオフ波長測定装置の実施例
では、被測定光ファイバホルダ２４と三日月状部材３０
との間に設置される。このように設置し、大ローラ３２
が回転可能であると、上述したように、小さな曲げを与
えたときに小ローラに必要なファイバ線長は、大ローラ
３２の方向３４Ｂへの変位及び方向３４Ｃへの回転によ
って繰り出されるので、スムースに動作が行なえる。ま
た、小ローラ５２及び５４＃ｔびに三日月状部材３０は
、移動しないので、三日月状部材３０が被測定光ファイ
バ２８に曲げを付与し始める部分近くに小ローラ５４を
配置することにより、被測定光ファイバホルダ２４及び
２６付近に広い作業スペースを作ることができ、作業が
容易となる。

例えば、小ローラ５２．５４．５６の直径を上述したよ
うに６０ｍｍとしたとき、小ローラ５２と５４とに接触
している被測定光ファイバ２８の接点間の長さは、１２
０ｍｍとなる。その場合、小ローラ５６を小ローラ５２
と５４との間に押し込むと、上記接点間の被測定光ファ
イバ２８の長さは約１８９ｍｍである。すなわち、小ロ
ーラ５２．５４．５６から構成される小曲率半径曲げ付
与装置によって被測定光ファイバに小曲率半径曲げが付
与されても、約６９ｍｍ　Ｌか被測定晃ファイバ２８は
引っ張られない。従って、線長の比較的短い被測定光フ
ァイバを使用したときでも、大ローラ３２の必要移動範
囲を小さくすることができ、被測定光ファイバの測定可
能長さの範囲を大きくすることができる。

また、大ローラ３２に、第４図に示すように、つば６６
を設け、三日月状部材３０にも同様につばを設けると、
被測定光ファイバ２８を三日月状部材３０及び大ローラ
３２の周囲に巻き付ける作業が容易になる。

更に、図示の単一モード光ファイバのカットオフ波長測
定装置においては、被測定光ファイバホルダ２４及び２
６が、三日月状部材３０及び大ローラ３２により形成さ
れる被測定光ファイバのループの一方の側に、直線状に
位置しているので、被測定光ファイバホルダ２４及び２
６付近の作業スペースの広さとあいまって作業性を良く
している。また、小ローラ５６の移動をエアシリンダ等
を使って自動釣に行なえば、測定者の作業は、被測定光
ファイバのセットを行なうのみで足り、後は自動化でき
、作業能率は向上する。従って、測定者１人で２台以上
の装置を受は持つことも可能となる。

なお、上記した実施例において、大きい曲率半径と小さ
い曲率半径は、ＣＣＩＴＴの勧告に従い、２８０ｍｍと
６０＋＋＋ｒｎとしているが、それぞれの値に限定され
るものではない。従って、測定の要求に応じて、例えば
大きい曲率半径を２ＱＯ＋ｍｍ〜４００ｍｍの範囲から
選択し、また、小さい曲率半径を５０ｍｍ〜１００ｍｍ
の範囲から選択してもよい。

また、上記した実施例において、測定器側光ファイバ１
６及び２０の端部と被測定光ファイバ２８との接続は、
ホルダ２４及び２６の位置を微調しているが、測定条件
に応じて、簡易な■溝上での突き合わせを行なうだけで
よいこともある。

更に、上記した実施例において、第８図に示すように、
小ローラ５２．５４．５６に加えて、小ローラ５４Ａと
５６Ａを設けてもよい。このように構成して、第８図に
点線で示すように小ローラ５２．５６．５４．５６Ａ、
５４Ａの中心軸が一直線に並ぶ位置あるいはその点より
奥まで小ローラ５６及び５６Ａを小ローラ５２．５４及
び５４Ａの間に侵入すると、被測定光ファイバ２８に対
して、小ローラ５２．５４Ａで各々Ｘ周分、小ローラ５
４．５６．５６Ａで各々’ＡＸ周分合計２周分の小さな
曲率半径の曲げを与えることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による単一モー
ド光ファイバのカットオフ波長測定装置は、被測定光フ
ァイバが、それぞれ曲げ状態に容易に置かれ、且つ保持
される。そして、幾何的に大きな曲率半径の曲げを与え
る際は、その曲率半径をもつ円一周分の曲げを光ファイ
バに与えることができ、小さな曲率半径の曲げを与える
際には、その曲率半径をもつ円一周分以上の曲げを光フ
ァイバに与えることができる。一方、「光ファイバに曲
げを与えない状態」から「光ファイバに曲げを与える状
態」へ移行するときにも、被測定光ファイバに「ひねり
」や緩みが生じることがな（，１度のセットにより被測
定光ファイバに与えた張力や姿勢が保たれたまま測定が
行なえる。

更に、被測定光ファイバが適当な軽い緊張状態に置かれ
るので、被測定光ファイバの復元力に対して被測定光フ
ァイバを曲げ付与部材に粘着テープなどで止める必要な
く、測定時に被測定光ファイバを非常に安定な状態に維
持することができる。

また、粘着テープなどで止めるような作業は全く必要な
くなるので、作業が簡単になる。

また、被測定光ファイバは、一対の大曲率半径曲げ付与
部材にループ状に巻き付けられるので、被測定光ファイ
バが広がる範囲を比較的小さくすることができ、そして
、被測定光ファイバの両端部分に広い作業スペースを作
ることできる。

そして、カットオフ波長測定装置の機械的部材の動きを
自動化すれば、セットを一度行なえば終了まで手を加え
なくともよい。しかも、この自動化は、曲げ付与部材を
一カ所一定量移動させるだけでなく容易に行なえるので
省人化につながり、工業的に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による単一モード光ファイバのカット
オフ波長測定装置の１つの実施例を示す、被測定光ファ
イバに大きな曲率半径の曲げが与えられている状態の概
略構成図である。 第２図は、第１図の単一モード光ファイバのカットオフ
波長測定装置の、被測定光ファイバに小さな曲率半径の
曲げが与えられている状態の概略構成図である。 第３図は、大ローラに一定の引張り力を付与する張力付
与装置の構成の１例を示す概略図である。 第４図は、大ローラの案内機構及び張力付与装置の構成
を示す概略図である。 第５図は、大ローラに巻き付けられた被測定光ファイバ
に作用する張力を図解した図である。 第６図は、大きな曲率半径の曲げを与える光ファイバ曲
げ装置の構成の別の例を示す概略図である。 第７図は、三日月状部材の凸部及び凹部の曲率半径の例
を示す概略図である。 第８図は、小さな曲率半径の曲げを与える装置の変形例
を示す概略図である。 第９図は、「曲げ法」による単一モード光ファイバのカ
ットオフ波長測定方法の基本構成を示す概略図である。 第１Ｏ図は、「曲げ法」による単一モード光ファイバの
カットオフ波長測定によって得られる測定データの１例
を示すグラフである。 〔主な参照番号〕 １・・被測定光ファイバ、２・・波長可変光源、３・・
光検出器、４・・制御／演算装置、５・・マンドレル、
１０・・制御／演算装置、１２・・波長可変光源、１４
・・光検出器、ｌ６．２０・・測定器側光ファイバ、 １８．２２・・測定器側光ファイバホルダ、２４．２６
・・被測定光ファイバホルダ、２８・・被測定光ファイ
バ、 ３０・・三日月状部材（曲げ付与部材）、３２・・犬ロ
ーラ（曲げ付与部材）、 ３６・・ドラム、３８・・板バネ、

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定単一モード光ファイバの一端に接続される
   ようになされ且つ様々な波長の光を発生することができ
   る光源と、該光ファイバの他端に接続される光検出器と
   を具備し、前記光ファイバに曲率半径の大きい曲げを与
   えた時と曲率半径の小さい曲げを与えた時に前記光ファ
   イバの他端における光出力の比較から、該光ファイバの
   カットオフ波長を測定する単一モード光ファイバのカッ
   トオフ波長測定装置において、前記光源と前記光検出器
   との間の前記被測定光ファイバにそれぞれ異なる曲率半
   径の円弧状の曲げを与える２つの光ファイバ曲げ装置を
   備え、それら光ファイバ曲げ装置の内の大きな曲率半径
   の曲げを与える第１の光ファイバ曲げ装置は、同一曲率
   半径の円弧状曲面をそれぞれ持つ２つの大曲率半径曲げ
   付与部材を有し、それら大曲率半径曲げ付与部材は、平
   行な２本の共通接線を有し且つそれぞれ前記被測定光フ
   ァイバに曲げを加え始める点での曲げの接線が共線関係
   にあるように配置され、前記大曲率半径曲げ付与部材の
   一方は固定され、他方は前記接線方向に移動可能であり
   、更に、該他方の大曲率半径曲げ付与部材には、前記一
   方の大曲率半径曲げ付与部材から離れる前記接線方向に
   偏移力を作用させる張力付与装置が設けられており、前
   記２つの大曲率半径曲げ付与部材は、前記被測定光ファ
   イバを緊張状態にループ状に曲げ、且つ該被測定光ファ
   イバに与えられる最小曲率半径が前記円弧の半径に等し
   く、更に、該円弧の半径で曲げられる部分の長さが、該
   円弧の半径をもつ円一周分に等しくなるようになされて
   おり、前記光ファイバ曲げ装置の内の小さな曲率半径の
   曲げを与える第２の光ファイバ曲げ装置は、必要量の曲
   げを与えるように前記被測定光ファイバに小曲率半径の
   円弧状曲面を押し付けるようになされていることを特徴
   とする単一モード光ファイバのカットオフ波長測定装置
   。
2. （２）前記他方の大曲率半径曲げ付与部材は、円筒形で
   あり、円筒の対称軸を回転軸として回転可能となってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の単
   一モード光ファイバのカットオフ波長測定装置。
3. （３）前記一方の大曲率半径曲げ付与部材は、前記他方
   の大曲率半径曲げ付与部材側に凹部が位置するように配
   置された三日月状部材であり、該三日月状部材の凹部は
   、前記他方の大曲率半径曲げ付与部材の前記曲率半径と
   同一の曲率半径の円弧を形成していることを特徴とする
   特許請求の範囲第（１）項または第（２）項記載の単一
   モード光ファイバのカットオフ波長測定装置。
4. （４）前記張力付与装置は、前記他方の大曲率半径曲げ
   付与部材に一端が取り付けられ、該他方の大曲率半径曲
   げ付与部材の前記被測定光ファイバが巻き付けられる側
   から前記接線方向に離れて位置付けられた回転軸を中心
   にして回転自在なドラムに他端が取付けられて渦巻き状
   に巻かれた薄板バネで構成されており、薄板バネの引き
   出し量に関係なく一定の引張り力を光ファイバに与える
   ようになされていることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項から第（３）項までのいずれかに記載の単一モ
   ード光ファイバのカットオフ波長測定装置。
5. （５）前記第２の光ファイバ曲げ装置は、前記一方の大
   曲率半径曲げ付与部材と、該一方の大曲率半径曲げ付与
   部材側の被測定光ファイバ端部との間に配置されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項から第（４
   ）項までのいずれかに記載の単一モード光ファイバのカ
   ットオフ波長測定装置。
6. （６）前記第２の光ファイバ曲げ装置は、小さな曲率半
   径の円弧面を有する少なくとも３つの小曲率半径曲げ付
   与部材を有し、それら小曲率半径曲げ付与部材の内の少
   なくとも２つの第１の小曲率半径曲げ付与部材は、前記
   被測定光ファイバに対して同じ側においてそれら小曲率
   半径曲げ付与部材が与える曲率半径の倍の間隔をもって
   配置され且つ前記第１の光ファイバ曲げ装置により前記
   被測定光ファイバに大きな曲率半径の曲げが与えられる
   ときに該光ファイバに対して曲げを与えないように該光
   ファイバに接するように位置付けられており、前記少な
   くとも３つの小曲率半径曲げ付与部材の内の残り第２の
   小曲率半径曲げ付与部材は、前記第１の光ファイバ曲げ
   装置により前記被測定光ファイバに大きな曲率半径の曲
   げのみが与えられるときには、前記光ファイバに対して
   前記第１の小曲率半径曲げ付与部材の反対側で該光ファ
   イバに対して曲げを与えない第１の位置をとり、前記被
   測定光ファイバに小さな曲率半径の曲げが与えられると
   きには、前記第１の小曲率半径曲げ付与部材の間に侵入
   した第２の位置をとり、該第２の小曲率半径曲げ付与部
   材が前記第２の位置にあるとき、前記第１の小曲率半径
   曲げ付与部材の各々が前記小さい曲率半径の円の１／４
   周分または１／２周分の曲げを前記光ファイバに与え、
   前記第２の小曲率半径曲げ付与部材の各々が該小さい曲
   率半径の円の１／２周分の曲げを前記光ファイバに与え
   、前記第２の光ファイバ曲げ装置により前記光ファイバ
   にかかる最小曲率半径は、上記した小さい曲率半径に等
   しいことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項から第
   （５）項までのいずれかに記載の単一モード光ファイバ
   のカットオフ波長測定装置。
7. （７）前記小曲率半径曲げ付与部材は、円筒形であり、
   円筒の対称軸を回転軸として回転可能となっていること
   を特徴とする特許請求の範囲第（６）項記載の単一モー
   ド光ファイバのカットオフ波長測定装置。