JPS6173051A - 光フアイバの試験装置 - Google Patents

光フアイバの試験装置

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JPS6173051A
JPS6173051A JP19526984A JP19526984A JPS6173051A JP S6173051 A JPS6173051 A JP S6173051A JP 19526984 A JP19526984 A JP 19526984A JP 19526984 A JP19526984 A JP 19526984A JP S6173051 A JPS6173051 A JP S6173051A
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JP
Japan
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light source
light
optical fiber
optical
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP19526984A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunobu Suzuki
和宣 鈴木
Tsuneo Horiguchi
常雄 堀口
Yoshiyuki Aomi
青海 恵之
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS6173051A publication Critical patent/JPS6173051A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G01M11/31Testing 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
    • G01M11/3109Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
  • Testing Of Optical Devices Or Fibers (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は通信用光ファイバの試験に利用される。
本発明は、光通信用の光ファイバの一端から光パルス信
号を入射し、その光パルス信号により光ファイバの中で
発生する反射光または後方散乱光による逆方向の伝播光
を受光することにより、光ファイバの光伝送特性または
破断点の試験を行う装置の改良に関する。
本発明は、同一出願人による特許出願(特願昭58−1
95024、昭和58年10月18日出願、以下「先願
」という。)の発明の改良である。
〔従来の技術〕
光ファイバの一端から光パルス信号を入射すると、光フ
ァイバの中で生じる後方散乱光および光ファイバの不連
続点や破断点で生じるフレネル反射光がその光ファイバ
の入射端へ逆方向の伝播光、として戻る。この逆方向の
伝播光を光パルス信号の入射点で時系列的に受光すると
、その光ファイバの光伝送特性あるいは不連続点もしく
は破断点を検出することができる。
このための従来例装置では、光源から光パルス信号を発
生し、この光パルス信号を光方向性結合器を介して、被
試験光ファイバの一端に入射させ、−この被試験光ファ
イバ内で発生した逆方向の伝播光が、この入射端から再
び光方向性結合器に入射し、光電変換器に受光され電気
信号に変換されるように構成されている。このような装
置では、光源と被試験光ファイバとの間に光方向性結合
器が挿入され、被試験光ファイバに入射する光と被試験
光ファイバから出射する光とが分別されるので、この光
方向性結合器による損失が生じる。特に、光ファイバで
生じる後方散乱光はそのレベルが低いので、光方向性結
合器の損失は検出感度を大きく撰なうことになる。
上記先願はこれを改良するためのもので、光方向性結合
器を使用することなく、きわめて信号対雑音比の良い光
ファイバの試験装置を提供した。
しかし、発明者はこの先願の装置の実験を行う過程で、
さらにこの先願発明を改良し、さらに信号対雑音比の良
い試験を行うことができる装置を得るに至った。
すなわち、先願発明は、被試験光ファイバの一端に戻り
ここから送出される逆方向の伝播光を、光パルス信号を
発生する光源の中を通過させてその光源の出射端と反対
側で受光することを特徴とするもので、光源が半導体レ
ーザであるとき、光パルスを発生した後にこの半導体レ
ーザに発振闇値より低いレベルの駆動電流を与えて、こ
の光源内を逆方向に通過する光を増幅するようにしたも
のである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この先願発明の実験の過程で、発明者は、光源が光パル
スを発生した後の短い時間に、この光源がスペクトラム
の広い弱い自然放出光を発生することに気付いた。すな
わち、光源がこの弱い自然放出光を放射するタイミング
は、ちょうどこの光源内を光ファイバから逆方向に出射
する伝播光を通過させるタイミングであり、これが、逆
方向に出射する伝播光の検出に雑音となることがわかっ
た。光源がこのように光パルスを発生した直後に、スペ
クトラムの広い弱い光を放射する現象は、高温に励起さ
れた光源がそのエネルギを自然放出するためと考えられ
る。
本発明はこの自然放出による雑音を除去して、さらに信
号対雑音比の良好な試験を行うことができる装置を提供
することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、光源からその出射端と反対側に設けられた受
光手段までの光通路に、その光源の出力光波長を選択的
に通過させる波長選択フィルタを設けることを特徴とす
る。
この波長選択フィルタは光源の内部から、受光手段の内
部に至る光通路のどの位置に設けてもよい。
この波長選択フィルタを設ける一つの位置は、受光手段
の光電気変換器に一体的に形成することである。
光源が半導体レーザであるときには、この半導体レーザ
に外部共振器を設け、この外部共振器が自然放出光を抑
圧するように構成されすることができる。
〔作用〕
光源の自然放出による弱い出力光は、その波長スペクト
ラムがきわめて広い。したがって、光電気変換器には、
光ファイバから出射されるこの光源の発振波長を選択的
に与えるようにすると、雑音を除去することができる。
〔実施例〕
実施例図面を参照して詳しく説明する。第1図は本発明
実施例装置のブロック構成図である。光源1は半導体レ
ーザにより構成され、駆動電源回路2により駆動電流が
供給される。光源1で発生した光パルス信号は被試験光
ファイバ5の一端に光学的に結合される。被試験光ファ
イバ5の中では、この光パルス信号は矢印(01の方向
に伝播する。
この光パルス信号により発生した後方散乱光および反射
光は、光パルス信号とは逆方向の矢印(a)の方向に伝
播し、被試験光ファイバ5の光パルス信号の入射端と同
一端から出射する。
この逆方向の伝播光は、被試験光ファイバ5の一端から
出射すると、光方向性結合器などを通過することなく、
光パルス信号を発生した光源1に戻り、この光源1の内
部を通過して、さらにアイソレータ15を介して、光ゲ
ート回路13を経由して光電変換器7に受光される。こ
の光ゲート回路13はこの例では光源1を構成する半導
体レーザと同等の第二の半導体レーザにより構成され、
この第二の半導体レーザは駆動電源回路2と同期して動
作する第二の駆動電源回路14により駆動される。
アイソレータ15は光源1の半導体レーザと、光ゲート
回路13の半導体レーザとが、不必要に相互結合状態と
ならないように、光源1から光ゲート回路13の一方向
のみの光伝送を与えるように挿入されたものである。こ
の例ではアイソレータ15は、YIGの結晶に磁界が設
けられ、ファラデー効果を利用したものが用いられた。
ここで本発明の特徴とするところは、光源lを通過した
逆方向伝播光の通路に、波長選択フィルタ3が挿入され
たところにある。この波長選択フィルタ3は、光源1の
出力光波長を選択的に通過させるフィルタである。この
第1図に示す実施例装置では、この波長選択フィルタ3
は光電気変換器7の直前に挿入されている。この波長選
択フィルタ3の挿入位置は、光源1から光電気変換器7
までのどの位置でもよく、たとえば、図のAで示す位置
、あるいはBで示す位置でもよい。
光電変換器7の出力電気信号は増幅器9で増幅され、平
均処理回路10で雑音が除去されて表示装置1)に表示
される。
このような装置では、駆動電源回路2が光源1を短く大
きい電流で駆動すると、光源1は光パルスを発生し、こ
れが被試験光ファイバ5に入射して、図の矢印(0)の
方向に伝播する。被試験光ファイバ5の中では公知のよ
うに、反射光あるいは後方散乱光が発生し、これが逆方
向伝播光として矢印(a)のように被試験光ファイバ5
から出射される。
この出射光は光源1の中を通過する。このとき、光源1
はレーザ発振を行うレベルよりやや低いレベルの電流で
駆動されていて、通過する光信号を増幅して出力光出射
端と反対側に、矢印(blで示すような信号を送出する
。この信号はアイソレータ15を経由し、さらに光ゲー
ト回路13を通過して、光電気変換器7により電気信号
に変換される。この電気信号は増幅器9で増幅され、平
均処理回路10で信号対雑音比を改善するように処理さ
れる。
その出力は表示装置1)に出力される。駆動電源回路2
および14は同期して、繰り返し光源1および光ゲート
回路13を駆動し、この繰り返しを利用することにより
平均処理回路lOが信号対雑音比を改善することができ
る。
つぎに、本発明の特徴である波長選択フィルタの作用に
ついて説明する。第2図(a)〜(d)は第1図に示す
(a)〜(d)の点の信号のスペクトラムを概念的に示
す図である。この第2図に示す図は、横軸は波長であり
、縦軸は光レベルである。横軸は時間ではなく波長であ
ることに注意されたい。すなわち、被試験光ファイバ5
から出射された逆方向伝播光は、第2図(alに示すよ
うに光源lの出力光波長の成分のみの低いレベルの光で
ある。これが、光源1を通過することにより増幅される
。しかし、このとき光i!I!1は光パルスを発生した
直後であって、低いレベルのスペクトラムの広い光を発
生している。したがって光源1を通過した逆方向伝播光
は第2図(b)のようになる。これが光ゲート回路13
を通過してさらに増幅されると、第2図(C1のように
なる。この光ゲート回路13の出力光は波長選択フィル
タ3で光源lの出力光波長のみが選択されて、第2図(
dlに示すように所望の光信号のみを抽出することがで
きる。
光源1が半導体レーザであるときに、レベルが低くスペ
クトラムの広い自然放出光は、そのレベルが−30〜−
10dBm程度であり、スペクトラムの広がりはその半
値幅が約−40nmである。
つぎに、波長選択フィルタ3の具体的な構造を説明する
。第3図は光電気変換器7の断面構造図である。半導体
素子20が実装されたケース21には光学窓22があり
、この先学窓22に誘電体多層膜による波長選択フィル
タ3が一体的に形成されている。この構造を用いること
により光学系の装置を複雑化することがな(、有利に本
発明を実施することができる。
第4図は本発明第二の発明の実施例装置に用いる光源の
構造を示す図である。この例は、光源1自体の自然放出
光を抑圧するように構成されたものである。この構造は
光rA1の半導体レーザ素子25に、ファブリペロエタ
ロンにより構成された外部共振器を付加したものである
。この構造によれば、半導体レーザ素子および外部共振
器の共振曲線を合成することによって、透過波長範囲が
選択されることに加え、半導体レーザによる光増幅の利
得はその波長で最大値となり、その光増幅の利得は発振
波長から離れると急速に低下する特性となる。これによ
り、自然放出光の発振波長以外の成分は抑圧される。
光源としては、上記例の他、YAGレーザ、ルビーレー
ザ等の固体レーザ、He −Neレーザ、アルゴンレー
ザ、クリプトンレーザ等の気体レーザ、その他光ファイ
バレーザ等でも同様に、本発明の光源として使用するこ
とができる。上記説明の通過光に対する増幅作用は必ず
しも必要ではな(、比較的小さい損失で光信号を通過さ
せることができる光源であれば、本発明の光源として使
用することができる。
光ゲート回路としては、上記例以外に、超音波偏光形光
スイッチ、電気光学効果形光スイッチ、磁気光学形光ス
ィッチ、メカニカルスイッチ等を使用して本発明を実施
することができる。逆方向の伝播光を受光する光電変換
器が、大きい光レベル変化に良く応動する場合には、必
ずしも光ゲート回路を使用しなくとも本発明を実施する
ことができる。さらに、光電変換器の電気出力に、高い
レベルの信号を抑圧するためのスイッチ回路、またはリ
ミッタ回路等を使用して本発明を実施することができる
上記例に示した光アイソレータは、光源および光ゲート
回路の性質によっては必ずしも必要とせずに本発明を実
施することができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、光方向性結合器を使用せずに光パルス
試験を行うことができるので、光方向性結合器の挿入損
失を除去することができ、その分だけ測定のダイナミッ
クレンジを拡大することができるとともに、波長選択フ
ィルタを用いることにより、光源が発生する雑音成分を
除去して、検出する信号の信号対雑音比を飛躍的に改善
することができる。また、本発明第二の発明では、光源
自体が雑音成分を発生しないようにして、検出信号の信
号対雑音比を改善する。本発明の構成は光方向性結合器
を使用するものより構造が簡単であり、装置を小型に製
作することができる。
半導体レーザを用いて通過光を増幅する場合には、測定
ダイナミックレンジを大幅に改善することができる。ま
た、半導体レーザを光ゲート回路に使用すると、その応
答周波数は2 GD3にも達するので、この種の測定の
距離分解能を大きく向上することができる。
本発明は、通信用光フアイバケーブルの非破壊試験にき
わめて有用である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例装置のブロック構成図。 第2図は上記実施例装置の信号スペクトラム図。 第3図は波長選択フィルタを光電気変換器と一体化した
構造を示す断面図。 第4図は半導体レーザに外部共振器を設ける場合の・構
造図。 1・・・光源、2・・・駆動電源回路、3・・・波長選
択フィルタ、5・・・被試験光ファイバ、7・・・光電
気変換器、13・・・光ゲート回路、14・・・駆動電
源回路、15・・・アイソレータ。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源と、 この光源が光パルスを発生するようにこの光源をパルス
    状に駆動する駆動電源回路と、 上記光源の出力光出射端と被試験光ファイバの一端とを
    光学的に結合する結合手段と、 上記被試験光ファイバで発生し上記一端から送出される
    上記光パルス信号による逆方向の伝播光を受光する光電
    気変換器を含む受光手段と を備えた光ファイバの試験装置において、 上記受光手段は、上記光ファイバの一端から上記結合手
    段を経由してさらに上記光源を通過した光を受光するよ
    うに、上記光源の出力光出射端の反対側に設置され、 上記光源から上記受光手段に至る光通路に上記光源の出
    力光波長を選択的に通過させる波長選択フィルタを備え
    た ことを特徴とする光ファイバの試験装置。
  2. (2)光源が半導体レーザで構成され、 駆動電源回路は、光源が光パルス信号を発生するパルス
    状の駆動電流を送出する手段と、被試験光ファイバの内
    部で発生する逆方向伝播光が通過するタイミングに上記
    光源がその通過する光を増幅する領域の低いレベルの駆
    動電流を送出する手段とを含む 特許請求の範囲第(1)項に記載の光ファイバの試験装
    置。
  3. (3)受光手段には、 光電気変換器に入射する光の通路に配置された光ゲート
    回路と、 この光ゲート回路を光源が光パルス信号を発生するタイ
    ミングで遮断状態になるように駆動電源回路に同期して
    制御する手段と を含む特許請求の範囲第(1)項に記載の光ファイバの
    試験装置。
  4. (4)波長選択フィルタは、光電気変換器に一体的に構
    成された特許請求の範囲第(1)項に記載の光ファイバ
    の試験装置。
  5. (5)波長選択フィルタは、半導体レーザに付加された
    外部共振器である特許請求の範囲第(2)項に記載の光
    ファイバの試験装置。
  6. (6)光源と、 この光源が光パルスを発生するようにこの光源をパルス
    状に駆動する駆動電源回路と、 上記光源の出力光出射端と被試験光ファイバの一端とを
    光学的に結合する結合手段と、 上記被試験光ファイバで発生し上記一端から送出される
    上記光パルス信号による逆方向の伝播光を受光する光電
    気変換器を含む受光手段と を備えた光ファイバの試験装置において、 上記受光手段は、上記光ファイバの一端から上記結合手
    段を経由してさらに上記光源を通過した光を受光するよ
    うに、上記光源の出力光出射端の反対側に設置され、 上記光源は半導体レーザであり、 この半導体レーザには外部共振器を備え、 この外部共振器はその半導体レーザが光パルスを発生し
    た直後に発生する自然放出光を抑圧するように構成され
    た ことを特徴とする光ファイバの試験装置。
JP19526984A 1984-09-18 1984-09-18 光フアイバの試験装置 Pending JPS6173051A (ja)

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JP2010509580A (ja) * 2006-11-08 2010-03-25 フォテク・ソリューションズ・リミテッド 光導波路を伝播する光の位相の障害検出
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