JPS6217179B2 - - Google Patents
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- JPS6217179B2 JPS6217179B2 JP50130966A JP13096675A JPS6217179B2 JP S6217179 B2 JPS6217179 B2 JP S6217179B2 JP 50130966 A JP50130966 A JP 50130966A JP 13096675 A JP13096675 A JP 13096675A JP S6217179 B2 JPS6217179 B2 JP S6217179B2
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- semiconductor laser
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/30—Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
- G01M11/31—Testing 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
- G01M11/3109—Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR
- G01M11/3154—Details of the opto-mechanical connection, e.g. connector or repeater
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ガラス繊維の端部から欠陥個所まで
の距離を測定するための装置に関する。
の距離を測定するための装置に関する。
ガラス繊維を用いた光学的装置において、特に
ガラス繊維の一端部だけが外部に出ている場合に
は、プラグ、イマージヨン液、接着剤、ホトダイ
オード或いはその他の欠陥個所における反射を測
定できるようにすることが従来より望まれてい
た。
ガラス繊維の一端部だけが外部に出ている場合に
は、プラグ、イマージヨン液、接着剤、ホトダイ
オード或いはその他の欠陥個所における反射を測
定できるようにすることが従来より望まれてい
た。
従つて本発明の目的は、簡単にそして再現性よ
くこのような測定が行える装置を提供することに
ある。
くこのような測定が行える装置を提供することに
ある。
本発明においては、光パルスを測定すべきガラ
ス繊維の一端から入射させ、この端部からガラス
繊維内を通つて欠陥個所に達しここで反射された
光パルスを光学的受信器に導き、入射パルスと反
射パルスとの時間間隔を測定することを原理とす
る。ガラス繊維内の光の伝播速度は知られている
ので、この時間間隔からガラス繊維の端部より欠
陥個所への幾何学的距離が簡単に算出され、欠陥
個所を検知することができる。反射は一般に入射
個所とは反対側のガラス繊維の端部でも起こるの
で、この端部も欠陥個所と同一視することができ
る。従つて本発明によつて、ガラス繊維の端部か
ら欠陥個所までの距離だけでなく、ガラス繊維の
全長も測定できる。
ス繊維の一端から入射させ、この端部からガラス
繊維内を通つて欠陥個所に達しここで反射された
光パルスを光学的受信器に導き、入射パルスと反
射パルスとの時間間隔を測定することを原理とす
る。ガラス繊維内の光の伝播速度は知られている
ので、この時間間隔からガラス繊維の端部より欠
陥個所への幾何学的距離が簡単に算出され、欠陥
個所を検知することができる。反射は一般に入射
個所とは反対側のガラス繊維の端部でも起こるの
で、この端部も欠陥個所と同一視することができ
る。従つて本発明によつて、ガラス繊維の端部か
ら欠陥個所までの距離だけでなく、ガラス繊維の
全長も測定できる。
上記の目的は本発明によれば、欠陥個所を有す
るガラス繊維に光パルスを入射するための半導体
レーザと、該レーザを駆動するための電子装置
と、前記レーザと前記ガラス繊維との間に配置さ
れ前記ガラス繊維で反射された光パルスを光学的
受信器に導く働きをする光分配器と、前記ガラス
繊維と前記光分配器との間に配置され前記光分配
器を透過する光パルスを前記ガラス繊維上に集束
させるための集光光学系とを備えたガラス繊維の
端部から欠陥個所までの距離を測定するための装
置において、前記光分配器と前記半導体レーザと
の間にもう一つの集光光学系と減光フイルタが配
置され、該集光光学系は前記半導体レーザからの
発散光を平行にする働きをし、該減光フイルタは
交換可能で前記半導体レーザの光出力を制御する
働きをし、前記光分配器と前記光学的受信器との
間に更に別の集光光学系が配置され、該集光光学
系は、前記ガラス繊維で反射されかつ前記のガラ
ス繊維と光分配器の間に配置された集光光学系で
平行にされかつ前記光分配器で反射された光パル
スを前記光学的受信器に集束させる働きをするよ
うに構成することにより達成される。
るガラス繊維に光パルスを入射するための半導体
レーザと、該レーザを駆動するための電子装置
と、前記レーザと前記ガラス繊維との間に配置さ
れ前記ガラス繊維で反射された光パルスを光学的
受信器に導く働きをする光分配器と、前記ガラス
繊維と前記光分配器との間に配置され前記光分配
器を透過する光パルスを前記ガラス繊維上に集束
させるための集光光学系とを備えたガラス繊維の
端部から欠陥個所までの距離を測定するための装
置において、前記光分配器と前記半導体レーザと
の間にもう一つの集光光学系と減光フイルタが配
置され、該集光光学系は前記半導体レーザからの
発散光を平行にする働きをし、該減光フイルタは
交換可能で前記半導体レーザの光出力を制御する
働きをし、前記光分配器と前記光学的受信器との
間に更に別の集光光学系が配置され、該集光光学
系は、前記ガラス繊維で反射されかつ前記のガラ
ス繊維と光分配器の間に配置された集光光学系で
平行にされかつ前記光分配器で反射された光パル
スを前記光学的受信器に集束させる働きをするよ
うに構成することにより達成される。
以下本発明を図示の実施例について説明する。
第１図に概略的に示す装置はインパルスレーザ
６を有し、それから出射された発散光パルスは第
１の集光光学系１を通過し、そこで平行光線にさ
れた後例えば50％の光を透過する半透鏡として構
成された光分配器２に入射する。レーザパルスの
利用されない部分は、図示しないホトダイオード
に導かれてスタート時点の参照信号として使われ
るか、或は吸光面１６において吸収され有害な反
射を生じないようにされる。
６を有し、それから出射された発散光パルスは第
１の集光光学系１を通過し、そこで平行光線にさ
れた後例えば50％の光を透過する半透鏡として構
成された光分配器２に入射する。レーザパルスの
利用されない部分は、図示しないホトダイオード
に導かれてスタート時点の参照信号として使われ
るか、或は吸光面１６において吸収され有害な反
射を生じないようにされる。
第２の集光光学系３により光は、検査すべきガ
ラス繊維１１上に集束れる。ガラス繊維の先端で
の反射を避けるために、表面処理を施こした石英
板８とイマージヨン液９を利用すると有利であ
る。更にガラス繊維を簡単に交換できるように、
円筒状ないし角柱状の案内片１０を設けると良
い。
ラス繊維１１上に集束れる。ガラス繊維の先端で
の反射を避けるために、表面処理を施こした石英
板８とイマージヨン液９を利用すると有利であ
る。更にガラス繊維を簡単に交換できるように、
円筒状ないし角柱状の案内片１０を設けると良
い。
ガラス繊維１１内を進むパルスは、他方の端部
あるいは欠陥個所で反射して第２の集光光学系３
に達ち、そこで発散光が平行光にされる。この平
行光は光分配器２に達し、次いでもう一つの集光
光学系４を経て光学的受信器７に入射する。
あるいは欠陥個所で反射して第２の集光光学系３
に達ち、そこで発散光が平行光にされる。この平
行光は光分配器２に達し、次いでもう一つの集光
光学系４を経て光学的受信器７に入射する。
５は、繊維１１が短かいときにレーザ６の出力
を減衰させるために用いられる交換可能な減光フ
イルタを示す。このようなフイルタを用いるの
は、レーザに供給する電流を減らすことでその出
力を低下させると、レーザ閾値の近傍での不安定
性に基づき、パルス波形の変化ならびに時間的な
ずれが生ずる不利があるからでである。
を減衰させるために用いられる交換可能な減光フ
イルタを示す。このようなフイルタを用いるの
は、レーザに供給する電流を減らすことでその出
力を低下させると、レーザ閾値の近傍での不安定
性に基づき、パルス波形の変化ならびに時間的な
ずれが生ずる不利があるからでである。
この減光フイルタはガラス繊維に導かれる半導
体レーザ６の光出力を段階的に、しかも極めて正
確にかつ再現可能に制御できるという利点を有す
る。半導体レーザ６はこれにより連続運転が可能
になり、発光出力は一定になる。
体レーザ６の光出力を段階的に、しかも極めて正
確にかつ再現可能に制御できるという利点を有す
る。半導体レーザ６はこれにより連続運転が可能
になり、発光出力は一定になる。
総ての光学面がレーザ６から出射される特定波
長の光に対して表面処理を施され、レーザ６、案
内片１０ならびに光学的受信器７が三次元的に調
整可能になつていると特に有利である。
長の光に対して表面処理を施され、レーザ６、案
内片１０ならびに光学的受信器７が三次元的に調
整可能になつていると特に有利である。
第２図は本発明による装置のブロツク線図であ
る。この図においても６はレーザ、例えば
Laserdicde社のLD22形レーザダイオードであ
り、波長905nmの光を出射する（波長850nmの光
を得ようとするときには、レーザダイオード
LA63を利用する）。レーザ６は、増幅要素として
サイリスタ、トランジスタあるいはアバランシエ
トランジスタを備えるレーザ駆動器１２により制
御される。第３図は、アバランシエトランジスタ
を備えたレーザ駆動器の一つの回路例を示す。レ
ーザ駆動器１２自体はパルス発生器１３によつて
制御され、この発生器は振幅が約5Vのときにパ
ルス幅が１μ秒でパルス繰返し周波数が1kHzの
パルスを送り生す。このためには、例えば、
Datapulse社のパルス発生器１０１が適する。欠
陥個所ないし繊維の端部で反射された光インパル
スは、受信した光パルスから電気パルスを生ずる
光学的受信器７に導かれる。光学的受信器７とし
て、RCA社のC30815形ないしTexas
Instruments社のTIXL74形が好適である。光学
的受信器７で生じた電気パルスは、カウンタ１４
のストツプ端子に導かれる。カウンタ１４のスタ
ート端子はパルス発生器１３に結合されている。
カウンタとして、例えばTektronise社のDC505形
あるいはまたHewlett Packard社の5245L形が適
する。
る。この図においても６はレーザ、例えば
Laserdicde社のLD22形レーザダイオードであ
り、波長905nmの光を出射する（波長850nmの光
を得ようとするときには、レーザダイオード
LA63を利用する）。レーザ６は、増幅要素として
サイリスタ、トランジスタあるいはアバランシエ
トランジスタを備えるレーザ駆動器１２により制
御される。第３図は、アバランシエトランジスタ
を備えたレーザ駆動器の一つの回路例を示す。レ
ーザ駆動器１２自体はパルス発生器１３によつて
制御され、この発生器は振幅が約5Vのときにパ
ルス幅が１μ秒でパルス繰返し周波数が1kHzの
パルスを送り生す。このためには、例えば、
Datapulse社のパルス発生器１０１が適する。欠
陥個所ないし繊維の端部で反射された光インパル
スは、受信した光パルスから電気パルスを生ずる
光学的受信器７に導かれる。光学的受信器７とし
て、RCA社のC30815形ないしTexas
Instruments社のTIXL74形が好適である。光学
的受信器７で生じた電気パルスは、カウンタ１４
のストツプ端子に導かれる。カウンタ１４のスタ
ート端子はパルス発生器１３に結合されている。
カウンタとして、例えばTektronise社のDC505形
あるいはまたHewlett Packard社の5245L形が適
する。
損失が大きいために、大出力のレーザと、高感
度の受信器が必要である。繊維の端部で反射され
た光は、空気に対し石英の場合にはいわゆるフレ
ネル反射が3.5％になるので、15dBだけ減衰した
信号が戻つて来る。このような仮定の下に、次の
ような見積りが立てられる。
度の受信器が必要である。繊維の端部で反射され
た光は、空気に対し石英の場合にはいわゆるフレ
ネル反射が3.5％になるので、15dBだけ減衰した
信号が戻つて来る。このような仮定の下に、次の
ような見積りが立てられる。
繊維端部 反射係数
空気（標準値） 0.035
アルミニウム鏡 0.77
水銀滴 0.35
グリセリン滴 0.0015
表面処理なしのホトダイオード（BPX65） 0.23
表面処理なしのホトダイオード（イマージヨン
液使用） 0.11 表面処理を施したホトダイオード（BPXスペシ
ヤル） 表面処理の外側 0.23 表面処理の内側 0.038 イマージヨン液を使用し表面処理の内側
測定せず イマージヨン液を使用しないプラグ 0.052 イマージヨン液を使用したプラグ 0.0035 水（ｎＤ／２０＝1.333） 0.0039 グリセリン＋水（ｎＤ／２０＝1.46） 0.00035 ブロムナフタリン（ｎＤ／２０＝1.66）0.0049 ミウ化メチレン（ｎＤ／２０＝1.74） 0.011 パルス幅が100nsで入射出力が1WのGaAs―単
―ヘテロ構造のレーザを利用する場合には、さら
に95dBの減衰が許される。
液使用） 0.11 表面処理を施したホトダイオード（BPXスペシ
ヤル） 表面処理の外側 0.23 表面処理の内側 0.038 イマージヨン液を使用し表面処理の内側
測定せず イマージヨン液を使用しないプラグ 0.052 イマージヨン液を使用したプラグ 0.0035 水（ｎＤ／２０＝1.333） 0.0039 グリセリン＋水（ｎＤ／２０＝1.46） 0.00035 ブロムナフタリン（ｎＤ／２０＝1.66）0.0049 ミウ化メチレン（ｎＤ／２０＝1.74） 0.011 パルス幅が100nsで入射出力が1WのGaAs―単
―ヘテロ構造のレーザを利用する場合には、さら
に95dBの減衰が許される。
パルス幅が広いこの欠点は、２つの隣接する反
射の解が約10mであるということであり、この結
果反射の場所が定められる精度が±3.5mになつ
てしまう。これに対し数kHzの繰返し周波数で測
定を行うと、一般的な増幅器が利用でき、精度を
1m以下に改善できる。この比較的高い精度は、
パルスがガラス繊維を２度通過する必要があり、
ガラス中での光速が空気中でのそれより本質的に
低いことに基因する。ドーピングされた石英ガラ
スにおいて波長が0.9μであるならば、1.46の屈
折率となり、0.1027m／nsの速度が得られる。
射の解が約10mであるということであり、この結
果反射の場所が定められる精度が±3.5mになつ
てしまう。これに対し数kHzの繰返し周波数で測
定を行うと、一般的な増幅器が利用でき、精度を
1m以下に改善できる。この比較的高い精度は、
パルスがガラス繊維を２度通過する必要があり、
ガラス中での光速が空気中でのそれより本質的に
低いことに基因する。ドーピングされた石英ガラ
スにおいて波長が0.9μであるならば、1.46の屈
折率となり、0.1027m／nsの速度が得られる。
第１図は本発明装置の概略構成図、第２図は本
発明による装置のブロツク図、第３図はレーザ駆
動器の回路図である。 １，３，４…集光光学系、２…半透鏡、６…半
導体レーザ、７…光学的受信器、８…石英板、９
…イマージヨン液、１１…ガラス繊維、１２…レ
ーザ駆動器、１３…パルス発生器、１４…カウン
タ。
発明による装置のブロツク図、第３図はレーザ駆
動器の回路図である。 １，３，４…集光光学系、２…半透鏡、６…半
導体レーザ、７…光学的受信器、８…石英板、９
…イマージヨン液、１１…ガラス繊維、１２…レ
ーザ駆動器、１３…パルス発生器、１４…カウン
タ。
Claims (1)
- １ 欠陥個所を有するガラス繊維に光パルスを入
射するための半導体レーザ６と、該レーザを駆動
するための電子装置１２と、前記レーザ６と前記
ガラス繊維１１との間に配置され前記ガラス繊維
で反射された光パルスを光学的受信器７に導く働
きをする光分配器２と、前記ガラス繊維１１と前
記光分配器２との間に配置され前記光分配器を透
過する光パルスを前記ガラス繊維１１上に集束さ
せるための集光光学系３とを備えたガラス繊維の
端部から欠陥個所までの距離を測定するための装
置において、前記光分配器２と前記半導体レーザ
６との間にもう一つの集光光学系１と減光フイル
タ５が配置され、該集光光学系１は前記半導体レ
ーザ６からの発散光を平行にする働きをし、該減
光フイルタ５は交換可能で前記半導体レーザ６の
光出力を制御する働きをし、前記光分配器２と前
記光学的受信器７との間に更に別の集光光学系４
が配置され、該集光光学系４は、前記ガラス繊維
１１で反射されかつ前記のガラス繊維と光分配器
の間に配置された集光光学系３で平行にされかつ
前記光分配器２で反射された光パルスを前記光学
的受信器７に集束させる働きをすることを特徴と
するガラス繊維の欠陥個所測定装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2451654A DE2451654C3 (de) | 1974-10-30 | 1974-10-30 | Vorrichtung zum Messen von Störstellen und/oder Längen von Glasfasern |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5167181A JPS5167181A (en) | 1976-06-10 |
| JPS6217179B2 true JPS6217179B2 (ja) | 1987-04-16 |
Family
ID=5929635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50130966A Granted JPS5167181A (en) | 1974-10-30 | 1975-10-30 | Garasusenino tanbukaraketsukankashomadenokyoriosokuteisurutamenohoho oyobi sochi |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4021121A (ja) |
| JP (1) | JPS5167181A (ja) |
| BE (1) | BE835052A (ja) |
| DE (1) | DE2451654C3 (ja) |
| FR (1) | FR2289884A1 (ja) |
| GB (1) | GB1532980A (ja) |
| IT (1) | IT1043664B (ja) |
| NL (1) | NL7512498A (ja) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2456293B2 (de) * | 1974-11-28 | 1980-12-04 | Felten & Guilleaume Carlswerk Ag, 5000 Koeln | Verfahren und Vorrichtung zur Fehlerortbestimmung in Lichtleitfasern oder Lichtleitfaserkabeln |
| FR2389883B1 (ja) * | 1977-05-05 | 1980-07-25 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | |
| DE2810971C1 (de) * | 1978-03-14 | 1985-12-05 | Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München | Lichtleiter zur UEberwachung eines Raumes oder Gelaendes |
| FR2422945A1 (fr) * | 1978-04-12 | 1979-11-09 | Comp Generale Electricite | Methode de sondage pour fibres optiques |
| DE2850430A1 (de) * | 1978-11-21 | 1980-05-29 | Siemens Ag | Justieren miteinander zu verbindender enden zweier lichtleitfasern |
| US4289398A (en) * | 1978-12-04 | 1981-09-15 | Robichaud Roger E | Optical time domain reflectometer |
| FR2453403A1 (fr) * | 1979-04-06 | 1980-10-31 | Bertin & Cie | Procede et dispositif de verification d'une fibre optique transmettant une information |
| JPS55155225A (en) * | 1979-05-23 | 1980-12-03 | Nec Corp | Optical pulse tester for long optical fiber |
| JPS5640737A (en) * | 1979-09-11 | 1981-04-17 | Asahi Optical Co Ltd | Damage detector for optical fiber for laser power transmission |
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