JPS6212830A - 光結合装置 - Google Patents

光結合装置

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JPS6212830A
JPS6212830A JP61162888A JP16288886A JPS6212830A JP S6212830 A JPS6212830 A JP S6212830A JP 61162888 A JP61162888 A JP 61162888A JP 16288886 A JP16288886 A JP 16288886A JP S6212830 A JPS6212830 A JP S6212830A
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light
fiber
polarization
depolarizer
beam splitter
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JP61162888A
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Gengu Akimu
アキム・ゲング
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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    • 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
    • GPHYSICS
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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】 〈発明の技術分野〉 本発明は光ファイバーの光学的反射率計測用に好適な光
結合装置に関する。
(従来技術とその問題点〉 この種の装置は一般にガラス・ファイバー内の切り傷、
割れ目、その他の欠点の反射挙動と空間内の位置とを測
定するのに使用される。パルス・レーザーの光が測定す
べきガラス東ファイバーに供給され。
ガラス・ファイバーで散乱されて戻る光が結合装置に設
けられたビーム・スプリッターに結合して取り出され、
測定出力まで伝達される。後方散乱光を評価する場合に
は、測定出力は光の強さを示す測定器に接続される。
このような装置の設計は多重モードのガラス・ファイバ
ーを測定するか単一モードのガラス・ファイバーを測定
するかによって大幅に変る。コアの直径が約50〜12
0マイクロメートルの比較的太い多重モード・ガラス・
ファイバーでは、ファイバー壁による繰返し全反射のた
めの光は多くの異なる伝ばんモードで伝播することがで
きる。直線偏光レーザー光を照射すると、このようなフ
ァイバーでは多くの異なる伝播モードが発生するため、
約10cmの長さを越えると実用上完全な偏光解消が早
くも発生する。このことはファイバー内を伝ばんする光
が異なる偏光成分の統計的混合物となることを意味する
単−モード・ファイバーの場合には、減衰は一般に多重
モードの場合より小さい。コアの直径は光の波・、− 長の範囲(約9〜12マイクロメートル)内にあり、こ
のことは特定のモードだけが伝播できることを意味する
。直線偏光の照射光はこのようなファイバーでは大きな
距離(2キロメートル)にわたり直線偏光のままであり
、後方散乱光もこの場合直線偏光になっている。しかし
ながら、直線偏光光の偏光の方向は単一モード・ファイ
バに作用する(物理的歪を与える)熱的、機械的応力に
より変り得ることを考えて、この種の既知の装置には、
ビーム・スプリット用に、半透明鏡またはファイバー光
学ビーム・スプリッターが設けられている。そのスプリ
ット比は光の偏光の方向に全く、またはほんのわずかし
か影響されない。これにより、こうしなければ最初の数
キロメートルにわたり後方に散乱する光の偏光の向きを
予見できないために単一モード・ファイバーで発生する
誤差を回避している。他方、これによってレーザーから
利用できる光出力の50%が、既に結合したときビーム
・スプリッターによりビームから偏向されてしまうとい
う欠点が生ずる。
〈発明の目的〉 本発明の目的は、上記の欠点を解消して、光結合装置の
光出力を本質的に増大することである。
〈発明の4[1要〉 本発明の1実施例によれば、使用するビーム・スプリッ
ターは偏光レーザ光が実買上損失無く伝達されるように
設置され方向が決められている偏光光学的ビーム・スプ
リッターである。次に偏光光は偏光解消子により偏光解
消されガラス・ファイバーに導かれる。後方散乱光も同
様にビーム・スプリッターへの途中にある偏光解消子を
通り、ここで後方散乱光の半分が主ビームから偏向し、
測定出力に供給される。
偏光解消子と関連して偏光光学ビーム・スプリッターを
使用すれば実用的に利用できる全レーザー出力がファイ
バーに照射されるという実質上の利点が得られるばかり
でなく、単一モード・ファイバーが偏光の全方向にわた
り実質的に均一に負荷されるという利点もある。一般に
高パワー密度の場合には、グラス・ファイバーに非線形
効果が発生することがあるが、パワー密度を偏光の方向
にわたり一様に分布されることにより、結合する全パワ
ーは非線形効果を生ずることなく大◆くすることができ
る。
偏光解消子の性質はその作用においてパルス・レーザ光
のスペクトル分布と組合わされる。その結果、異なるス
ペクトル成分の偏光の方向と位相位置とは互いに異なる
量だけ回転あるいは変位する。こうして偏光解消子の後
では異なる偏光状態が混合し、フォトダイオードのよう
な通常の光検出器で検出するとき、非偏向光と違いがな
くなる。
したがって、単一モード・ファイバーには実用上損失の
無い偏光解消した光が供給される。これは到来する光の
偏光の方向によって発生する反射が変化するような欠陥
点をも検出することができるという利点を追加すること
になる。後方散乱光はビーム・スプリッターに到達する
前にもう一度偏光解消子を通るので測定出力に結合する
強さ成分の値はもはや偏光のスプリット比によって影響
されなくなる。それで、単一モード・ファイバーの最初
の数キロメートルさえも偏光による不確実を生ずること
なしに測定することができる。
本発明の1実施例では使用するビーム・スプリッターは
、パルス・レーザーから来る光に対してほとんど100
%透明なフォスター・プリズムである。
フォスター・プリズムはその接続平面がレーザー光の放
射方向に対して22.5度だけ傾いている2ケの方解石
の層から構成される。このようなビーム・スプリッター
の助けを借りて、99.5 %の透過率をレーザー・ビ
ームに対して達成することができる。
偏光解消子はライオツド(Lyot)偏光解消子として
設計される。この偏光解消子は、その主軸が互いに45
″の角をなして延びている二つの平行な方解石の層から
作られており、第1の層は能の層の厚さの2倍である。
偏光解消子は、装置内でガラス・ファイバーと物理的に
接触できるように配置される。ガラス・ファイバーに対
向する側にはガラス・ファイバーにレーザ光を無反射伝
達する水晶ガラス層が設けられている。これにより、そ
れがなければガラス・ファイバーに遷る点で発生するい
わゆる曲面反射が回避される。ガラス・ファイバーとこ
れに隣接する媒体との屈折率の差から生ずるレーザー光
のこのような反射は、その強さが大きいことと使用する
測定器の帯域幅が限られていることとのため、ファイバ
ーのはじめで数百メートルにわたり、測定を不可能にす
ることがある。このl実施例では単一モード・ファイバ
ー用の市販コネクター・プラグにおいてファイバーのコ
アがコネクタ本体の前面から突出しているのでそれを偏
光解消子に直接接触させている。加えて、水晶ガラス層
が比較的数かい偏光解消子がぴったりと取りつけられる
硬いガラス・ファイバーにより損傷されるのを保護して
いる。
さらに、ビーム・スプリッターの偏光解消子と測定出力
とに対向する側面の各々に、好ましくはセメントにより
取りつけられたレンズが設けられる。この方策によりビ
ーム・スプリッターとレンズとの間の反射が回避される
。しかしながら、偏光解消子をビーム・スプリッターに
直接取付け、レンズをガラス・ファイバーに面する偏光
解消子の側面に取付けることも可能である。さらに、こ
の装置は多重モード・ガラス・ファイバーにも使用する
ことができる。
この目的で、偏光解消子はガラス円板に交換することが
できるようにしておくべきである。偏光解消子がガラス
円板に交換されると、偏光光学的ビーム・スプリッター
はガラス・ファイバーからの残存前面反射を抑制するよ
うに働く。
〈発明の実施例〉 第1図に示す測定装置は基本的にコリメーター2を含む
パルス・レーザーlと結合手段3とから構成されている
。パルス・レーザーlはその電気結線4が測定装置の裏
面から突出している従来の半導体レーザーである。パル
ス・レーザーlにより放射された光は4枚のレンズから
成るコリメーター2でコリメートされる。第1のレンズ
5はメニスカス・レンズの形態を取っている。
コリメートされた光の放射の主方向6は偏光光学的ビー
ム・スプリッター7を通過し、接続ソケット9の直前に
配置された偏光解消子8を通って結像する。ビーム・ス
プリッター7と偏光解消子8とは結合手段3の基本的構
成要素である。
ビーム・スプリッターは、フォスター・プリズムの形を
しているが、接続面12で互いにセメントで固着されて
いる二つの方解石層l0111から構成されている。接
続面12はレーザー・ビームの主方向6に対して角a 
−22,5°だけ傾いている。接続面12を自由に通過
する偏光レーザー光は非球面レンズ13により集束され
偏光解消子8に伝えられるので偏光解消した光は接続し
たガラス・ファイバー14と結合する(第3図)。ガラ
ス・ファイバー14で後方散乱された光は、レーザー・
ビームの主方向6の反対の方向に、偏光解消子8を通過
し、偏光光学ビーム・スプリッター7に到達し、ここで
光の50%が接続面12で反射し測定出力15に送られ
る。結合すべき光ビームを集束するもう一つの非球面レ
ンズ17が測定出力15に対向するビーム・スプリッタ
ー7の側面に設けられている。
パルス・レーザーと光検出器として出くフォトダイオー
ドとの間の電気的漏話を防ぐために(レーザーは最大2
Aの電流パルスで動作する)、測定出力15から受信ダ
イオード・ユニットI8への結合はガラス・ファイバー
によって行っている。
第2図は偏光解消子8の区域の拡大詳細図である。
偏光解消子8はここではガラス板19で置き換えられて
いる。この変更を行うことにより、光学ユニットは多重
モード、ガラス・ファイバー20と結合するのに使用す
ることができる。一般的に使用されている通信伝送線に
多重モード・ファイバーと単一モード・ファイバーとを
混用する観点から、ガラス板19と偏光解消子8とを人
手でまたは自動的に交換できるように設計することは特
に有利である。このような設計を実現するのに利用でき
る手段は光学技術では一般に知られている。
第2図に示す構成において、偏光光学的ビーム・スプリ
ッター7はガラス・ファイバーからの曲面反射を抑制す
る。ガラスファイバーの前面で反射した光はレーザーか
ら到達した光と同じように偏光される。したがって、こ
の光は結合して測定出力に伝えられずに、前記光と同様
自由にビーム・スプリット接続層12を通過してレーザ
ーに戻ることができる。
このことは、曲面反射が、電子式測定システムの帯域幅
が限られているためガラス・ファイバーの最初の100
メートルにおける測定をひどく妨害するので、特に有利
である。
第3図に示す偏光解消子は単一モード・ガラス・ファイ
バーと組合わせて使用するように設計されており、実質
土工つの方解石層21.22から構成されている。方解
石層の主軸は互いに45″の角をなしており、曲記層の
一つの厚さは他のものの厚さの2倍である。その上、水
晶ガラス層23がガラス・ファイバー14に対向する側
面に設けられており、この層はガラス・ファイバー14
と無反射結合ができるとともに隣接する方解石層22を
機械的に保護している。第3図はその池にガラス・ファ
イバー14の小さな突出長をも示しており、これは通常
単一モード・ガラス・ファイバーのコネクター・プラグ
に普通にみられるもので、そのコアはコネクタ一本体の
前面から数マイクロメートル突出しており、したがって
、偏光解消子8にぴったりと押しつけることができる。
多重モード・ガラス・ファイバー用コネクターの場合に
は、対照的に、ファイバーは、第2図に示すように、通
常コネクターの前面の後で終っており、表面がわずかに
傾いている。
その他に、光学要素には起り得る反射を減らすためコー
ティング24が施されている。
(発明の効果〉 前記において詳細に述べた本発明の1実施例によれば、
光源からのレーザー光は小さな減衰で光ファイバーに入
射されるので、光ファイバーへの入射光量が増加し、測
定出力が増す。また、単一モード・ファイバーの非線形
効果も同一光量では偏光解消効果によって減少する。さ
らに、偏光解消子をガラス板で薗き換−えて、多重モー
ド・ファイバーの測定をおこなうときは、ファイバーの
前面反射光がビーム・スプリッタで測定出力へ偏向され
ないため、ファイバー近距離での測定精度が向上する。
したがって、本発明は実用に供して有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の光結合装置を含む測定装置
の構造図、第2図は第1図の光結合装置に用いる多重モ
ード・ガラス・ファイバー用偏光解消部の詳細図、第3
図は第1図の光結合装置に用いる単一モード・ガラス・
ファイバー用偏光解消部の詳細図。 l:パルス・レーザー; 2:コリメーター;3:結合
手段; 4:電気結線; 5:レンズ; 6:レーザー・ビームの主方向;7:偏
光光学的ビーム・スプリッター;8:偏光解消子; 9
:接続ソケット;’10,11:方解石層; 12:接
続面;13:非球面レズ: 14ニガラス・ファイバー
;15:測定量カニ 17:非球面レンズ:18:受信
ダイオード・ユニット; 19ニガラス板: 20:多重モード・ガラス・ファイバー二21.22:
方解石層: 23:水晶ガラス層;24二反射防止コー
ティング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、光源からのレーザ光を光ファイバに入射し、この光
    ファイバからの後方散乱光を測定部に導く偏光光学的ビ
    ーム・スプリッターと、このビーム・スプリッターと前
    記光ファイバの間に置かれ、前記レーザ光と前記後方散
    乱光を通過させる偏光解消子とから成る光結合装置。 2、前記光ファイバと前記偏光解消子の間に水晶ガラス
    層を介在させることを含む特許請求の範囲第1項記載の
    光結合装置。
JP61162888A 1985-07-10 1986-07-10 光結合装置 Pending JPS6212830A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP85108585A EP0208011B1 (de) 1985-07-10 1985-07-10 Lichtkoppelvorrichtung für die optische Reflektometrie
EP85108585.2 1985-07-10

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6212830A true JPS6212830A (ja) 1987-01-21

Family

ID=8193612

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61162888A Pending JPS6212830A (ja) 1985-07-10 1986-07-10 光結合装置
JP068392U Pending JPH0519941U (ja) 1985-07-10 1991-08-01 光結合装置

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP068392U Pending JPH0519941U (ja) 1985-07-10 1991-08-01 光結合装置

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US (1) US4746184A (ja)
EP (1) EP0208011B1 (ja)
JP (2) JPS6212830A (ja)
DE (1) DE3566303D1 (ja)

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EP0208011A1 (de) 1987-01-14
DE3566303D1 (en) 1988-12-22
US4746184A (en) 1988-05-24
JPH0519941U (ja) 1993-03-12
EP0208011B1 (de) 1988-11-17

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