JPS62102131A - 光フアイバ試験装置 - Google Patents

光フアイバ試験装置

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JPS62102131A
JPS62102131A JP24345785A JP24345785A JPS62102131A JP S62102131 A JPS62102131 A JP S62102131A JP 24345785 A JP24345785 A JP 24345785A JP 24345785 A JP24345785 A JP 24345785A JP S62102131 A JPS62102131 A JP S62102131A
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JP
Japan
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light
fiber
polarization
magnetic field
separation means
Prior art date
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Pending
Application number
JP24345785A
Other languages
English (en)
Inventor
Sunao Sugiyama
直 杉山
Muneki Ran
蘭 宗樹
Masayuki Suehiro
雅幸 末広
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS62102131A publication Critical patent/JPS62102131A/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
    • G01M11/3181Reflectometers dealing with polarisation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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】 (産業上の利用分野) 本発明は、0TDR法を用いた光ファイバ試験装置の改
良に関するものである。
(従来の技術) 光ファイバにはガラスに固有の散乱が存在する。
光ファイバコアを伝搬する光波はコア内のドーパントな
どの散乱源によりレイリー散乱を生じる。
特にこの散乱光のうちファイバコア後方〈光源方向)ヘ
ガイドされた散乱光を後方散乱光と呼ぶ。
光ファイバの一端から光パルスを送り、後方敗乱光を観
測することによりファイバの長さ方向の損失分布や破断
点などを検出する手法を0TDR(Optical  
 Time  [)omain  Ref I ect
omet ry)法という。
第6図は従来の0TDR法を用いた光ファイバ試験装置
の基本構成を示す構成ブロック図である。
光源1から出力された光パルスは方向性結合器2を通っ
て被測定ファイバ3に入射する。この光の一部は後方レ
イリー散乱光として逆方向へ戻り、再び方向性結合器2
を経由して受光素子4に入射し検出される。受光素子4
の電気出力は増幅器5で増幅後、演算部6でA / D
変換、平均化処理。
対数変換などが行われ、データ保存手段8に格納される
とともに、表示装置7で表示される。
第7図〜第10図は従来用いられていた光方向性結合器
の例を示す構成ブロック図である。
第7図装置の場合、光源1から出力された光はレンズ2
01で平行光とされた侵、ハーフミラ−202を介して
その半分がレンズ203を介して被測定ファイバ3に入
射する。被測定ファイバ3からの後方散乱光は再びレン
ズ203を介してハーフミラ−202に入射し、その半
分がレンズ204を介して受光素子4に入射する。
第8図装置の場合は、前記第7図の装置においてレンズ
201.ハーフミラ−202およびレンズ203の代り
にそれぞれ屈折率分布型レンズ211、ハーフミラ−2
12および屈折率分布型レンズ213を用いたもので、
動作も同様である。
第9図装置の場合、光源1から出力した光はレンズ22
1を介して異方性結晶222に入射し、レンズ223を
介して被測定ファイバ3に入射する。被測定ファイバ3
からの後方散乱光は再びレンズ223を介して異方性結
晶222に入射し、そのうらの異常光成分がレンズ22
4を介して受光素子4に入tFJする。
第10図の場合は、光源1から出力された光は超音波光
偏向器231およびレンズ232を介して被測定ファイ
バ3に入射する。被測定ファイバ3からの後方散乱光は
再びレンズ232を介して超音波光偏向器231に入射
し、回折によりその一部が受光素子4に入射する。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、第7図および第8図の装置の場合は50
%以上の挿入損失があり、第9図装置の場合は光学ファ
イバからの戻り光の偏波面がランダムな場合に50%以
上の挿入損失が生じてしまう。またこれらの装置は、後
方散乱光のうち光の入射端での大きな光量のフレネル反
射などにより光検出部の増幅器などが飽和するのを防ぐ
ために一時的に光をマスクする光マスク機能を有してい
ない。第10図装置の場合は超音波光偏向器を用いるこ
とによりこの光マスク機能を実現しているが、挿入損失
が20%以上あり、また、光学系が大きくなるという欠
点を有している。
本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、挿入損失が少なく、偏波面依存性がなく、光マスク機
能を有し、光学系を小形化できる光ファイバ試験装置を
実現することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) 本発明は光源からの光を被測定ファイバに入射し被測定
ファイバの後方散乱光を検出することにより被測定ファ
イバの状態を観測する光ファイバ試験装置に係るもので
、その特徴とするところは2つの偏波面分離手段とこの
2つの偏波面分離手段の間に設けたファラデー効果素子
および半波長板とを直列に配置するとともに、前記ファ
ラデー効果素子に磁場を加える磁場印加手段と、この磁
場印加手段を制御する制御手段とを備え、光源からの光
を第1の前記偏波面分離手段に入射して第2の前記偏波
面分離手段から被測定ファイバに出射しだ後被測定ファ
イバの後方散乱光を第2の前記偏波面分離手段に入射し
て第1の前記偏波面分離手段から受光部に出射するよう
に構成した1点にある。
(作用) 上記のような構成によれば、偏波面分離手段で分離した
光の互いに垂直な偏波面を磁界を印加したファラデー効
果素子で回転することにより、光源からの出力光を被測
定ファイバに導くとともに被測定ファイバからの後方散
乱光を受光素子に導くことができ、かつファラデー効果
素子に磁界を加えないで偏波面を回転させないことによ
り、受光素子に対して後方散乱光をマスクすることがで
きる。
(実施例) 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。
第1図は本発明に係る光ファイバ試験装置の一実施例、
の光学系部分を示す構成ブロック図である。
1は半導体レーザなどからなる光源、241は光を平行
光線とするためのレンズ、242は前記光源1からの出
力光をレンズ241を介して入射しこれを偏波面が互い
に直交する2つの直線偏光に分離する光学的な異方性結
晶、245および246はそれぞれレンズ241を介し
て異方性結晶242から出射される光の偏波面を回転さ
せるためのファラデー効果素子および半波長板、247
はこの半波長板247からの出射光をし・ンズ241を
介して入射して合成する第2の異方性結晶、3はこの異
方性結晶247からの出射光がレンズ241を介して入
射する被測定ファイバ、4はこの被測定ファイバ3から
逆方向に出射される後方散乱光を前記異方性結晶247
.半波長板246゜ファラデー効果素子245および異
方性結晶242を介して受光する受光素子である。
第2図は上記実施例の制卸系統を示すための構成ブロッ
ク図である。第1図と同一の部分には同じ記号を付しで
ある。250は前記ファラデー効果素子245の表面に
数層を成して設けられた位相整合膜、251はファラデ
ー効果素子245の温度を検出する温度センサ、252
および253はそれぞれ電磁石すなわち磁場印加手段を
構成する鉄心およびコイル、254はこのコイル253
に流す電流を制御する制御回路である。
上記装置において、異方性結晶242および247は2
つの偏波面分離手段を構成する。2つの異方性光学結晶
としては方解石などを用いる。また、ファラデー効果素
子としては、YIG単結晶(Y3 Fe50+ 2 >
、BGO単結晶(BLI 2Ge 02 o )、BS
O単結晶(BLI 28z 02゜)、ファラデー回転
ガラスなどを用いる。レンズは屈折率分布型レンズなど
を用いる。半波長板はその主軸が異方性結晶の主軸に対
して22.50傾けて配置しである。
また一般にファラデー効果素子は、磁化が飽和したとき
に大きな反磁場が生じるため、外部から加える磁場は数
千Oe (エルステッド)程度が必要となっていたが、
ここではファラデー効果素子の厚みを薄くすることによ
り反磁場の影響をなくし約数百0e程度で動作するよう
にしている。その結果素子の厚さが約数百μmとなり、
内部を導波する光は表面で全反射しながら進むので、全
反射の際に光の偏波面を変化させないよう前記のように
数層の位相整合膜を設けたのである。
このような構成の光ファイバ試験装置の動作を次に説明
する。第3図および第4図は上記装置の動作を説明する
ために光の偏波面方向を示す動作説明図である。光源1
から出力された光はレンズ241を経由して異方性結晶
242に入射し、互いに偏波面が垂直な常光243(第
3図(A))と異常光244(第3図〈D))に分かれ
て進み、レンズ241を介して別々にファラデー効果素
子245へ入射する。このときファラデー効果素子24
5には磁場印加手段によって磁場が印加されているので
、前記異方性結晶242から入射する2本の光はそれぞ
れ偏波面を45°回転される(第3図(B)(E))。
ファラデー効果素子245を出射した2本の光は半波長
板246で(易波面を逆方向に45°回転される(第3
図(C)(F))ため、ファラデー効果素子245通過
前の状態に戻る。その後異方性結晶247内で合成され
た後(第3図(G))被測定光ファイバ3内へ入射する
。次に被測定光ファイバ3から後方散乱光が戻ってくる
と、異方性結晶247内で常光と異常光に分離され(第
4図〈△)(D))、それぞれ半波長板246と磁場が
印加されたファラデー効果素子245で偏波面を同一方
向に45゜づつ合計90°回転され(第3図(B)(E
)(C)(F))、結果として常光は異常光に、異常光
は常光に変換される。この2つの光は異方性結晶242
で合成された後(第4図(G))、受光素子4に入射す
る。以上説明したように、ファラデー効果素子245に
磁場を印加して、通過光の偏光面が45°回転するよう
にしておくと、光源から出た光は全て被測定ファイバ3
へ入射し、被測定ファイバ3から戻る後方散乱光は全て
受光素子4へ戻ることになる。ファラデー効果素子24
5を光パルスが通過してから一定の短時間磁場の印加を
停止すれば、その期間だけ後方散乱光が受光素子4へ戻
らないようにすることができる。
この光マスク機能を用いて、光の入射端における大きな
フレネル反射などにより受光部の増幅器などの飽和が生
じるのを防ぐことかできる。実際には制御回路254に
光マスク信号を送ることにより動作させる。
またファラデー効果素子245の温度を温麿センサ25
1で検出して印加する磁場の大きさを制、御しているの
で、偏波面が正確に45°回転できる。
この様な構成の装置によれば、光の損失がなく、かつ偏
波面依存性のない光ファイバ試験装置を実現できる。
また板厚の薄いファラデー効果素子と位相整合膜を用い
ているため、少ない電流でファラデー効果素子を駆動で
き、低電力で高速な光マスク機能を実現できる。
なおファラデー効果素子として、最近開発された材料、
例えばBJ、置換ガドリニウム鉄ガーネット単結晶(G
d3−xBLxFe50+ 2 >を用いれば、光軸方
向の長さを短くできるので、ファラデー効果素子の厚さ
を薄くしたり、位相整合膜を設けずに実現することもで
きる。
第5図は本発明の他の実施例で、第1図の光学系におい
て偏波面分離手段として異方性結晶の代りに偏光ビーム
スプリッタとプリズムを用いたものを示す構成ブロック
図である。第1図と同一の部分には同じ記号を付して説
明を省略する。図において、光源1から出射した光はレ
ンズ261を介して偏光ビームスプリッタ262に入射
した後透過または反射して互いに垂直な偏波面を有する
2つの出力光に分離される。透過光は第1図の場合と同
様にファラデー効果素子245および半波長索子245
を通過しプリズム263で反射して方向を変えられる。
反則光はプリズム264で反射されて方向を変えた後フ
ァラデー効果素子245および半波長素子246を経由
して前記プリズム263の出力光とともに偏光ビームス
プリッタ265に入射して合成される。偏光ビームスプ
リッタ265からの出射光はレンズ261を介して被測
定ファイバ3に入射する。被測定ファイバ3からの後方
散乱光は同様に偏光ビームスプリッタ265にお【プる
反射および透過により互いに垂直な偏波面を有する2つ
の出力光に分離される。反射光は半波長板246.ファ
ラデー効果素子245およびプリズム264を介して偏
光ビームスプリッタ262に入射する。透過光はプリズ
ム263、半波長板246およびファラデー効果素子2
45を介して偏光ビームスプリッタ262に入射する。
、偏光ビームスプリッタ262でこの2つの光は合成さ
れ、レンズ261を介して受光素子4に入射する。その
他の動作および特長は第1の実施例と同様である。
なお上記の実施例で使用しているプリズムの代りにミラ
ーを用いてもよい。
また磁場印加手段として、ソレノイド形コイルでファラ
デー効果素子全体を覆ってもよい。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、挿入損失が少なく、
偏波面依存性がなく、光マスク機能を有し、光学系を小
形化できる光ファイバ試験装置を実現することができる
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わる光ファイバ試験装置の一実加例
の一部を示す構成ブロック図、第一2図は同全体を示す
構成ブロック図、第3図および第4図は第1図装置の動
作を説明するための動作説明図、第5図は本発明の第2
の実施例を示す構成ブロック図、第6図〜第10図は従
来の光ファイバ試験装置を示す構成ブロック図である。 1・・・光源、3・・・被測定ファイバ、242.24
7.262,263,264.265・・・偏波面分離
手段、245・・・ファラデー効果素子、246・・・
半波長板、252,253・・・磁場印加手段、254
・・・制御手段。 第3図    7.4図 (A)     CB)    (C)       
     (A>      (B)      (こ
〕(D)    (E)   (/”)       
(D)    (I:)    (F)第5図 第す図 第7図 第9図 /l  n4 第1図 7.10図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光源からの光を被測定ファイバに入射し被測定フ
    ァイバの後方散乱光を検出することにより被測定ファイ
    バの状態を観測する光ファイバ試験装置において、 2つの偏波面分離手段とこの2つの偏波面分離手段の間
    に設けたファラデー効果素子および半波長板とを直列に
    配置するとともに、前記ファラデー効果素子に磁場を加
    える磁場印加手段と、この磁場印加手段を制御する制御
    手段とを備え、光源からの光を第1の前記偏波面分離手
    段に入射して第2の前記偏波面分離手段から被測定ファ
    イバに出射した後被測定ファイバの後方散乱光を第2の
    前記偏波面分離手段に入射して第1の前記偏波面分離手
    段から受光部に出射するように構成したことを特徴とす
    る光ファイバ試験装置。
  2. (2)光源からの光を第2の偏波面分離手段から被測定
    ファイバに出射した後磁場印加手段が一定時間ファラデ
    ー効果素子に磁場を印加しないようにした特許請求の範
    囲第1項記載の光ファイバ試験装置。
  3. (3)偏波面分離手段を異方性結晶で構成した特許請求
    の範囲第1項記載の光ファイバ試験装置。
  4. (4)偏波面分離手段を偏光プリズムと全反射プリズム
    で構成した特許請求の範囲第1項記載の光ファイバ試験
    装置。
JP24345785A 1985-10-30 1985-10-30 光フアイバ試験装置 Pending JPS62102131A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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