JPS6221035A - 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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JPS6221035A
JPS6221035A JP15977585A JP15977585A JPS6221035A JP S6221035 A JPS6221035 A JP S6221035A JP 15977585 A JP15977585 A JP 15977585A JP 15977585 A JP15977585 A JP 15977585A JP S6221035 A JPS6221035 A JP S6221035A
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和宣 鈴木
Kazuhiro Noguchi
一博 野口
Sunao Uesugi
上杉 直
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    • 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
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光ファイバの損失特性の測定あるいは障害箇
所の検出を行うための光ファイバの試験装置に関する。
特に、光通信用の光ファイバの一端から光パルスを入射
し、その光パルスにより光フアイバ内での反射または散
乱される逆方向の伝播光、すなわち後方散乱光を観測し
て、光ファイバの光損失特性または破断点の試験を行う
装置に関する。
〔概要〕
本発明は、後方散乱光を観測して光ファイバの光損失特
性または破断点の試験を行う光ファイバの試験装置にお
いて、 光源として五酸化リンを成分として含有するラマン光発
生光ファイバを備えたファイバラマンレーザを用いるこ
とにより、 異なる波長での試験を効率よく行うことのできる比較的
簡単を試験装置を提供するものである。
〔従来の技術〕 第5図に従来例光ファイバの試験装置の構成図を示す。
光源1から出射された光パルスは、光方向性結合器2お
よび光結合器3を通過した後に、被試験光ファイバ4に
入射する。被試験光ファイバ4で反射あるいは後方に散
乱された光は、光結合器3、方向性結合器2を経由して
光検出器5に入射する。
光検出器5はこの光を電気信号に変換して演算処理装置
6に出力する。演算処理装置6は、この電気信号に平均
化処理を施し、電気信号のS/N比を改善する。この平
均化処理の後に、電気信号の波形を表示装置7に表示す
る。
パルス光を出力する光源1としては、半導体レーザやN
d: Y A Gレーザ等が用いられている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
光通信においては、双方向通信や伝送容量拡大のために
波長多重伝送を行う場合に、使用波長領域における光損
失特性を把握する必要がある。このような場合には、従
来の装置では光源1を交換する必要があり、測定を効率
化することが困難である欠点があった。
また、複数の波長の光を同時に発生する光源としてファ
イバラマンレーザが公知であり、波長分散特性を測定す
るための光源等に用いられている。
ファイバラマンレーザはラマン光発生用の光ファイバを
備えている。このような光ファイバとして、コアに二酸
化ゲルマニウム(GeO□)を高濃度に添加した石英系
光ファイバや、純粋な二酸化ゲルマニウムをコアとした
光ファイバ等のゲルマニウム系光ファイバが用いられて
いる。特に、光通信において用いられる1、3−帯およ
び1.5fm帯の光を得るためには、励起光源として発
振波長が1.32pffiのNd: Y A Gレーザ
が用いられ、ラマン光発生用光ファイバとして二酸化ゲ
ルマニウム系光ファイバが用いられる。
しかし、光ファイバの損失測定や破断点検索等を後方散
乱光により測定する場合に、ゲルマニウム系光ファイバ
を用いたファイバラマンレーザを光源1として用いるに
は、以下の問題点がある。
第6図は二酸化ゲルマニウム系光ファイバを用いたファ
イバラマンレーザの出力光のスペクトルの一例を示す。
このファイバラマンレーザに用いられた二酸化ゲルマニ
ウム系光ファイバは、コア部の二酸化ゲルマニウム濃度
が9モル%で、長さがlkmの単一モード光ファイバで
ある。また、励起光は、その波長が1.32μmであり
ピーク電力が200Wである。
ラマン散乱光のうち、−次ストークス光の波長は1.4
1−となり、二次ストークス光の波長は1.50μmと
なる。
二次ストークス光は、−次ストークス光が励起光となっ
て発生する。このため、二次ストークス光を発生するた
めの励起光入力のしきい値が、−次ストークス光を得る
ためのしきい値より高く、励起光からの変換効率も低下
する。例えばこのファイバラマンレーザの場合には、−
次および二次ストークス光の発生しきい値はそれぞれ5
owおよび150Wであった。さらに、二次ストークス
光の出力は、励起光電力を増加させることにより増やす
ごとができるが、三次以上のストークス光が発生する場
合には、二次ストークス光の光電力は飽和してしまう。
このため、十分な強度の二次ストークス光を得ることが
できない欠点があった。
また、二次ストークス光を得るためには、−次ストーク
ス光を得る場合に比べて長い光ファイバを必要とする。
したがって、二酸化ゲルマニウム系光ファイバを用いた
試験装置では、長尺のラマン光発生用光ファイバが必要
であり、励起光源としても高出力のQスイッチ・モード
同期Nd: Y A Gレーザが必要となるなど、装置
が大型化され複雑になる欠点があった。
本発明は、以上の問題点を解決し、小型で簡単な装置に
より、1.31nnおよび1.5−帯の両波長で光ファ
イバの損失測定または障害点探索を行うことのできる光
ファイバの試験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〕
本発明の光ファイバの試験装置は、パルス光を発生する
光源と、この光源の出力パルス光を被試験光ファイバの
一端に入射させるとともに上記出力パルス光の反射光ま
たは後方散乱光を分離する光学的結合手段と、この光学
的結合手段により分離された反射光または後方散乱光を
検出する検出手段とを備えた光ファイバの試験装置にお
いて、上記光源と上記光学的結合手段との間の光路上に
ストークス光発生用の第二の光ファイバが挿入され、こ
の第二の光ファイバはその導波構造部に五酸化リン(P
zOs)を成分として含有しその分子振動数に対応する
ストークス光を発生する性質であり、上記光学的結合手
段の光路の少なくとも一つの光路上に設けられ上記出力
パルス光と上記ストークス光4を選別する波長選択手段
を備えたことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の光ファイバの試験装置は、ファイバラマンレー
ザのラマン光発生用光ファイバとして、五酸化リンが高
濃度に添加された光ファイバを用いる。このストークス
光発生用光ファイバに励起光として1.3 tnn帯の
光パルスを入射することにより、1.5 n帯の一次ス
トークス光が発生する。本発明は、被試験光ファイバの
後方散乱光を観測するために、上記励起光および上記−
次ストークス光を用いる。
〔実施例〕
第1図は本発明第一実施例光ファイバの試験装置の構成
図である。
励起用の光′rA10の出射した励起光は、ラマン光発
生用光ファイバ1)に入射する。ラマン光発生用光ファ
イバ1)は、この励起光とこの励起光により励起された
ストークス光を、波長選択フィルタ12に出射する。波
長選択フィルタ12は励起光またはストークス光を選択
して透過させる。波長選択フィルタ12を透過した光は
、従来例と同様に、光方向性結合器2および光結合器3
を通過した後に、被試験光ファイバ4に入射する。被試
験光ファイバ4で反射あるいは後方に散乱された光は、
光結合器3、方向性結合器2を経由して光検出器5に入
射する。光検出器5はこの光を電気信号に変換して演算
処理装置6に出力する。演算処理装置6は、この電気信
号に平均化処理を施し、電気信号のS/N比を改善する
。この平均化処理の後に、電気信号の波形を表示装置7
に表示する。
光源10は、QスイッチNd: Y A Gレーザによ
り構成され、波長1.32JImの励起光を出力する。
ラマン光発生用光ファイバ1)は、その導波構造部に五
酸化リン(P2es)を成分として含有し、光源10か
らの励起光による誘導ラマン散乱効果によりストークス
光を発生する。波長選択フィルタエ2は、1.32−の
励起光と1.5−帯のストークス光とを選択して透過さ
せる。
第2図はラマン光発生用光ファイバ1)から出射される
光パルスのスペクトルの一例を示す。
ここで用いたラマン光発生用光ファイバ1)は、コア部
に12モル%の五酸化リンを含む長さ60mの単一モー
ド光ファイバであり、励起用の光源10からパルス幅3
00ns 、ピーク光電力200Wの励起光を供給した
このスペクトルのうち、波長1.59I1mの成分が五
酸化リンの振動に起因する一次ストークス光成分であり
、波長1.41)1mおよび1.50μmの成分が二酸
化ケイ素(SiO□)の振動に起因する一次および二次
ストークス光成分である。二酸化ケイ素の振動に起因す
るストークス光強度に対する五酸化リンの振動に起因す
るストークス光強度の相対的な値は、五酸化リンの濃度
とともに増加する。
本実施例では、波長1.59Jnaのストークス光に対
して1.2Wの光出力が得られた。またこの波長のスト
ークス光の発生しきい値は50Wであり、従来の二酸化
ゲルマニウムを添加したラマン光発生用光ファイバで二
次ストークス光を発生する場合に比べて、しきい値電力
が低い。
また、五酸化リンの振動に起因する二次ストークス光の
波長は2.02−であるが、この波長域では、ラマン光
発生用光ファイバ1)の光損失が20dB/kn+以上
と大きいので、励起光の光電力を増加させても、二次ス
トークス光はほとんど出力されない。
したがって、二酸化ゲルマニウム系光ファイバを用いた
場合にみられるようなストークス光の飽和が起きず、大
きな光出力を得ることができる。
したがって、波長選択フィルタ12を操作することによ
り、1.3pm帯および1.5μm帯における光フィル
タの光損失等の試験および測定を、同一の装置で行うこ
とができる。
第3図は本発明第二実施例光フィルタの試験装置の構成
図である。
第一実施例では、単一の波長帯の光を波長選択フィルタ
12で分離してから被試験光ファイバ4に供給している
。これに対して、本実施例では、すべての波長帯を被試
験光ファイバ4に供給し、これにより得られた後方散乱
光から、ダイクロイックミラー13により単一の波長帯
を分離している。
光源10から波長1.3−の光パルスをラマン光発生用
光フィルタ1)に入射し、波長1.59a+の一次スト
ークス光を発生させる。励起光および一次ストークス光
は、光方向性結合器2および光結合器3を透過して被試
験光ファイバ4に結合される。被試験光ファイバ4で反
射もしくは後方に散乱された光は、光結合器3および光
方向性結合器2を経由して、ダイクロイックミラー13
に入射する。ダイクロイックミラー13は、波長1.5
9−の散乱光を光検出器5aに導き、波長1.32−の
散乱光を光検出器5bに導く。光検出器5a、5bは、
到来した散乱光を電気信号に変換する。測定波長の選択
は信号切替器14により電気的に行われる。演算処理装
置6は、この電気信号に平均化処理を施してS/N比を
改善し、この後に表示装置7に表示する。
したがって本実施例は、簡単なスイッチの切り替えによ
り、二つの波長を容易に選択できる。
第3図は本発明第三実施例光フィルタの試験装置の構成
図である。
本実施例は、音響光学的な光スイッチ15を用いて、励
起光とストークス光との分離および光路切り替えを行う
超音波光偏向素子を用いた光スイッチ15は、光パルス
を被試験光ファイバ4に入射するタイミングでは、ラマ
ン光発生用光ファイバ1)と光結合器3とを結合し、後
方散乱光を受光するタイミングでは、光結合器3と光検
出器5とを結合するように動作する。この光スイッチ1
5は、光スイツチドライバ16により駆動される ここで、光スイッチ15は、超音波による光の回折を用
いて光路切り替えを行うものであり、超音波光偏向素子
を備えている。
光の回折角θは、超音波光偏向素子の変調周波数f、光
の波長λ、超音波光偏向素子の屈折率nおよび音速■に
より、 として表される。この式から明らかなように、回折角θ
は波長λにより異なり、これを利用すると励起光の波長
λpとストークス光の波長λSとを分離できる。すなわ
ち、回折角θが一定となるように波長λp、λSに対し
て変調周波数fを切り替えることにより、散乱光の波長
を選択できる。
光スイツチドライバ16は、周波数可変手段を含む変調
信号発生器であり、光スイッチ15に変調信号を供給す
る。
また、変調周波数fを固定し、励起光の波長λρおよび
ストークス光の波長λSに対応する回折角θの位置にそ
れぞれ光検出器5を設置し、第二実施例と同様の信号切
替器14を用いても、同様に散乱光の波長を選択できる
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の光ファイバの試験装置は
、簡単な切り替え操作により複数の波長に対する光ファ
イバの光損失の測定および破断点の検索等を行う装置を
、比較的簡単な構成で提供できる。また、五酸化リンを
成分として含有する光ファイバを用いたことにより、周
波数シフトの大きなストークス光を効率よく得ることが
でき、励起用の光源の出力が比較的小さくても測定が可
能であるので、試験装置を小型化できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明第一実施例光ファイバの試験装置の構成
図。 第2図はラマン光発生用光ファイバから出射される光パ
ルスのスペクトルの一例を示す図。 第3図は本発明第二実施例光ラアイバの試験装置の構成
図。 第4図は本発明第三実施例光ファイバの試験装置の構成
図。 第5図は従来例光ファイバの試験装置の構成図。 第6図は二酸化ゲルマニウム系光ファイバを用いたファ
イバラマンレーザの出力光のスペクトルの一例を示す図
。 ■・・・光源、2・・・光方向性結合器、3・・・光結
合器、4・・・被試験光ファイバ、5.5a、5b・・
・光検出器、6・・・演算処理装置、7・・・表示装置
、1o・・・光源、1)・・・ラマン光発生用光ファイ
バ、12・・・波長選択フィルタ、13・・・グイクロ
イックミラー、14・・・信号切替器、15・・・光ス
イッチ、1G・・・光スイツチドライバ。 第−実施例 第1図 第三実施例 第3図 第三実施例 第4図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)パルス光を発生する光源と、 この光源の出力パルス光を被試験光ファイバの一端に入
    射させるとともに上記出力パルス光の反射光または後方
    散乱光を分離する光学的結合手段と、 この光学的結合手段により分離された反射光または後方
    散乱光を検出する検出手段と を備えた光ファイバの試験装置において、 上記光源と上記光学的結合手段との間の光路上にストー
    クス光発生用の第二の光ファイバが挿入され、 この第二の光ファイバはその導波構造部に五酸化リン(
    P_2O_5)を成分として含有しその分子振動数に対
    応するストークス光を発生する性質であり、 上記光学的結合手段の光路の少なくとも一つの光路上に
    設けられ上記出力パルス光と上記ストークス光とを選別
    する波長選択手段を備えた ことを特徴とする光ファイバの試験装置。
  2. (2)光学的結合手段は、方向性結合器を含む特許請求
    の範囲第(1)項に記載の光ファイバの試験装置。
  3. (3)光学的結合手段は、超音波偏向器を用いた光スイ
    ッチ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)波長選択手段は、第二の光ファイバと光結合手段
    との間に異なる波長帯の通過フィルタを取り換えて挿入
    する構造である特許請求の範囲第(1)項に記載の光フ
    ァイバの試験装置。
  5. (5)検出手段は2個設けられ、 波長選択手段は、光学的結合手段とこの検出手段との間
    に設けられ、この2個の検出手段に波長の異なる光を分
    配する構造である特許請求の範囲第(1)項に記載の光
    ファイバの試験装置。
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