JPS6252426A - 複数の波長の光フアイバ反射率計 - Google Patents
複数の波長の光フアイバ反射率計Info
- Publication number
- JPS6252426A JPS6252426A JP61200242A JP20024286A JPS6252426A JP S6252426 A JPS6252426 A JP S6252426A JP 61200242 A JP61200242 A JP 61200242A JP 20024286 A JP20024286 A JP 20024286A JP S6252426 A JPS6252426 A JP S6252426A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflectometer
- fiber
- wavelength
- output
- optical fiber
- Prior art date
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- 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
- G01M11/3172—Reflectometers detecting the back-scattered light in the frequency-domain, e.g. OFDR, FMCW, heterodyne detection
-
- 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
- G01M11/3127—Reflectometers detecting the back-scattered light in the time-domain, e.g. OTDR using multiple or wavelength variable input source
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Testing Of Optical Devices Or Fibers (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は、光ファイバ反射率計に関するものであり、特
に、本質的にではないが、ある型式の蒸気沈澱したシリ
カ光ファイバによって示されるこれらそれぞれの波長に
集中した光ウィンドウで測定することができるように一
方は1300nmの領域の、他方は1550nmの領域
のような典型的に2以上の異なる波長における単一モー
ドの動作用に設計された反射率計に関する。
に、本質的にではないが、ある型式の蒸気沈澱したシリ
カ光ファイバによって示されるこれらそれぞれの波長に
集中した光ウィンドウで測定することができるように一
方は1300nmの領域の、他方は1550nmの領域
のような典型的に2以上の異なる波長における単一モー
ドの動作用に設計された反射率計に関する。
[従来技術]
通常の光ファイバ反射率計の動作の原理は、典型的には
レーザーからの極度に短期間の光パルスがビームスプリ
ッタを介して被試験光ファイバの一端に入るということ
である。反射率計に戻る後方散乱した光はビームスプリ
ッタによって光検出器に導かれる。光検出器は、光源の
各パルスの後、後方散乱した光の拡張されたパルスを受
取る。後方散乱したパルスの前縁付近の光は、被試験フ
ァイバの前端付近の領域からの後方散乱した光となるの
で比較的強い。試験ファイバの外方向路と戻り方向路で
パルスは減衰するので、後方散乱したパルスの後方部分
は次第に弱まる。信号対雑音比はちょうど1パルスでは
なく全シーケンスのパルスからのリターンを検査するこ
とによって改善される。このために、光検出器の出力は
範囲ゲートされ、サンプルは好都合にデジタル信号に変
換され、任意の数のパルスに対する各所定範囲のサンプ
ルに対する応答を合計することによって信号処理が可能
となる。コヒーレント検出を使用することによってこの
ような反射率計技術の信号対雑音比はさらに改善される
。典型的に、これは光源からの光の一部をタップオフし
、周波数はたとえ−ばブラッグセルで残存部をシフトし
、検出器で、ヘテロゲイン検出に対して“ローカル発振
器′°信号を構成する光のチップオフされた部分で周波
数が後方散乱した信号にシフトされることを妨害する。
レーザーからの極度に短期間の光パルスがビームスプリ
ッタを介して被試験光ファイバの一端に入るということ
である。反射率計に戻る後方散乱した光はビームスプリ
ッタによって光検出器に導かれる。光検出器は、光源の
各パルスの後、後方散乱した光の拡張されたパルスを受
取る。後方散乱したパルスの前縁付近の光は、被試験フ
ァイバの前端付近の領域からの後方散乱した光となるの
で比較的強い。試験ファイバの外方向路と戻り方向路で
パルスは減衰するので、後方散乱したパルスの後方部分
は次第に弱まる。信号対雑音比はちょうど1パルスでは
なく全シーケンスのパルスからのリターンを検査するこ
とによって改善される。このために、光検出器の出力は
範囲ゲートされ、サンプルは好都合にデジタル信号に変
換され、任意の数のパルスに対する各所定範囲のサンプ
ルに対する応答を合計することによって信号処理が可能
となる。コヒーレント検出を使用することによってこの
ような反射率計技術の信号対雑音比はさらに改善される
。典型的に、これは光源からの光の一部をタップオフし
、周波数はたとえ−ばブラッグセルで残存部をシフトし
、検出器で、ヘテロゲイン検出に対して“ローカル発振
器′°信号を構成する光のチップオフされた部分で周波
数が後方散乱した信号にシフトされることを妨害する。
ビームスプリッタは、光源からの光を試験ファイバに入
射させ、またその試験ファイバからの後方散乱された光
をフォト検出器に入射させるために使用され、できるだ
け低い挿入損失の装置でなければならない。英国特許明
細1第G B 2150703A号で説明される技術に
よって形成された4ポートの3dBテ一パー光ファイバ
結合器によってこの規準は満たされる。この様な結合器
の固有の特性は、結合−が波長の関数であるということ
である。ある特定の波長では、入力ポートの1つに入る
すべてのパワーは出力ポートの1つ(以下第1の出力ポ
ートという)に送られる。波長は次第に短くなるので、
最初のうちパワーは次第に減少してこの第一の出力ポー
トに結合される。そのうち、パワーが両方の出力ポート
に等しく分割される3dB点に到達する。その後、第1
の出力ポートに送られるパワーはなくなるが、その代わ
りにすべてのパワーはもう一つの出力ポートに送られる
というという状態になる。それから、波長がさらに短く
なるにつれ、次第に増加するパワーは再び第1の出力ポ
ートに結合され始める。最終的に、すべてのパワーは再
び第1の出力ポートに結合される。波長が短くなり続け
ると、このサイクルは繰返される。
射させ、またその試験ファイバからの後方散乱された光
をフォト検出器に入射させるために使用され、できるだ
け低い挿入損失の装置でなければならない。英国特許明
細1第G B 2150703A号で説明される技術に
よって形成された4ポートの3dBテ一パー光ファイバ
結合器によってこの規準は満たされる。この様な結合器
の固有の特性は、結合−が波長の関数であるということ
である。ある特定の波長では、入力ポートの1つに入る
すべてのパワーは出力ポートの1つ(以下第1の出力ポ
ートという)に送られる。波長は次第に短くなるので、
最初のうちパワーは次第に減少してこの第一の出力ポー
トに結合される。そのうち、パワーが両方の出力ポート
に等しく分割される3dB点に到達する。その後、第1
の出力ポートに送られるパワーはなくなるが、その代わ
りにすべてのパワーはもう一つの出力ポートに送られる
というという状態になる。それから、波長がさらに短く
なるにつれ、次第に増加するパワーは再び第1の出力ポ
ートに結合され始める。最終的に、すべてのパワーは再
び第1の出力ポートに結合される。波長が短くなり続け
ると、このサイクルは繰返される。
[発明の解決すべき問題点]
所定の光の波長に対してまず、ある出力ポートに、次に
もう一つの出力ポートに、それから前記出力ポートにと
いうように繰返される結合の同様の振動は、結合器の結
合力がその製作中に次第に増加されるにつれて生じる。
もう一つの出力ポートに、それから前記出力ポートにと
いうように繰返される結合の同様の振動は、結合器の結
合力がその製作中に次第に増加されるにつれて生じる。
特定の波長に対する3dB結合器の製作における前記特
許明lll書の方法を使用すると、この様な2個の出力
ポート間の出力パワーの移動は、2つのファイバ間の結
合が副葬されて次第に増加する間に監視される。これに
よって、必要な3dB結合を行なうのに適したときに進
行は停止される。結果として生じる結合器は必要な波長
でだけではなく、他の特定の波長でも3dB結合器とし
て動作する。しかしながら、この様な方法で簡単に3d
B結合器を1300nmの動作用に形成すると、他の特
定の波長、たとえば1550rvで他の特定の波長で3
dB結合器として動作するという保証はない。
許明lll書の方法を使用すると、この様な2個の出力
ポート間の出力パワーの移動は、2つのファイバ間の結
合が副葬されて次第に増加する間に監視される。これに
よって、必要な3dB結合を行なうのに適したときに進
行は停止される。結果として生じる結合器は必要な波長
でだけではなく、他の特定の波長でも3dB結合器とし
て動作する。しかしながら、この様な方法で簡単に3d
B結合器を1300nmの動作用に形成すると、他の特
定の波長、たとえば1550rvで他の特定の波長で3
dB結合器として動作するという保証はない。
[問題点解決のための手段]
本発明によれば、縦続して配列された第1および第2の
単一モードの光結合器を具備し、第1の結合器は異なる
入力に入る異なる放射の波長の2つ以上の異なるレーザ
からの光を同じ出力に導くように構成され、第2の結合
器は2つの放射波長のそれぞれに対して出力ポート間に
実質上同じ相対的結合を生じる複数、波長ビームスプリ
ッタとして動作するように構成されている分岐した単一
モード光伝送路を有する光ファイバ反射率計が提供され
る。
単一モードの光結合器を具備し、第1の結合器は異なる
入力に入る異なる放射の波長の2つ以上の異なるレーザ
からの光を同じ出力に導くように構成され、第2の結合
器は2つの放射波長のそれぞれに対して出力ポート間に
実質上同じ相対的結合を生じる複数、波長ビームスプリ
ッタとして動作するように構成されている分岐した単一
モード光伝送路を有する光ファイバ反射率計が提供され
る。
本発明はまた、反射率計によって試験される光ファイバ
の一端に光結合するための出力ポートに光ファイバビー
ムスプリッタを介して1方向で光のパルスを進める手段
と、ビームスプリッタを介して前記被試験ファイバから
戻って来る光を受取るためにビームスプリッタに光結合
される光検出器と、被試験ファイバの長さ方向の位置に
おける関数として表わされる被試験ファイバの後方散乱
の邑を信号表示するために光検出器の出力を処理する手
段とを備え、前記反射率計は2以上の特定の波長で動作
するように構成され、ビームスプリッタは特定の波長で
実質上それぞれ同じ結合係数を有するように構成され、
前記反射率計は各波長に対する別々の光源を有し、光源
の出力が別々の単一モード光ファイバを介して単一モー
ド光ファイバ波長多重化結合器に導かれ、その出力が単
一モード光ファイバを介してビームスプリッタへ導かれ
る単一モードファイバ反射率計を提供する。
の一端に光結合するための出力ポートに光ファイバビー
ムスプリッタを介して1方向で光のパルスを進める手段
と、ビームスプリッタを介して前記被試験ファイバから
戻って来る光を受取るためにビームスプリッタに光結合
される光検出器と、被試験ファイバの長さ方向の位置に
おける関数として表わされる被試験ファイバの後方散乱
の邑を信号表示するために光検出器の出力を処理する手
段とを備え、前記反射率計は2以上の特定の波長で動作
するように構成され、ビームスプリッタは特定の波長で
実質上それぞれ同じ結合係数を有するように構成され、
前記反射率計は各波長に対する別々の光源を有し、光源
の出力が別々の単一モード光ファイバを介して単一モー
ド光ファイバ波長多重化結合器に導かれ、その出力が単
一モード光ファイバを介してビームスプリッタへ導かれ
る単一モードファイバ反射率計を提供する。
[実施例]
第1図に関して、定電流源1は、ダミーロード4.13
00ni+の放射波長を有するレーザー5、あるいは1
550n−の放射波長を有するレーザ6にパワーを送る
ために、電気的に制御されるスーイッチ2とスイッチ3
の方向によって制御される。
00ni+の放射波長を有するレーザー5、あるいは1
550n−の放射波長を有するレーザ6にパワーを送る
ために、電気的に制御されるスーイッチ2とスイッチ3
の方向によって制御される。
これら2つのレーザからの光は、単一モードファイバに
よって単一モード多重結合器7に導かれ、さらに単一モ
ードファイバ8によって構成された共通チャンネルを介
して両方の波長の光は130Qna+および1550n
−で3dB結合器として動作する単一モード結合器9に
導かれる。多重結合器7からこの結合器9の出力ポート
の1つに生じる光は試験される光ファイバ10の一端に
結合される。
よって単一モード多重結合器7に導かれ、さらに単一モ
ードファイバ8によって構成された共通チャンネルを介
して両方の波長の光は130Qna+および1550n
−で3dB結合器として動作する単一モード結合器9に
導かれる。多重結合器7からこの結合器9の出力ポート
の1つに生じる光は試験される光ファイバ10の一端に
結合される。
試験ファイバ10からの結合器9に戻る後方散乱光の半
分は、結合器9によって、アバランシェフォトダオード
11からなる光検出器に導かれる。光検出器の電気信号
出力は前置装@12で増幅され、サンプリングされる。
分は、結合器9によって、アバランシェフォトダオード
11からなる光検出器に導かれる。光検出器の電気信号
出力は前置装@12で増幅され、サンプリングされる。
そのサンプルはアナログ/デジタル変換器13によって
デジタル形式になる。信号プロセッサ14は、継続する
光パルスによって生じるその対応物を有する第1の光パ
ルスから生じる後方散乱した信号から生じた各デジタル
サンプルを合計するために並列積分器として動作する。
デジタル形式になる。信号プロセッサ14は、継続する
光パルスによって生じるその対応物を有する第1の光パ
ルスから生じる後方散乱した信号から生じた各デジタル
サンプルを合計するために並列積分器として動作する。
これらの合計は、表示ユニット16に表示するためにメ
モリユニット15に伝送される。信号プロセッサは、レ
ーザ光パルスを生じさせるためにライン17によってス
イッチ2に出力を供給しその動作を制御する。スイッチ
3は2つのレーザのうちパルス化される方を決定するた
めに波長選択装置として動作する。信号プロセッサ14
、前、、@装置12によって提供されるサンプリング、
およびメモリ表示ユニット15と16は、マイクロプロ
セサIII ’mユニット18によって同期され、制御
される。
モリユニット15に伝送される。信号プロセッサは、レ
ーザ光パルスを生じさせるためにライン17によってス
イッチ2に出力を供給しその動作を制御する。スイッチ
3は2つのレーザのうちパルス化される方を決定するた
めに波長選択装置として動作する。信号プロセッサ14
、前、、@装置12によって提供されるサンプリング、
およびメモリ表示ユニット15と16は、マイクロプロ
セサIII ’mユニット18によって同期され、制御
される。
3dB結合器9は、英国特許明細書筒G 321507
03A号で開示されるような1対の光ファイバを使用す
る方法によって形成される。この場合、単一モードファ
イバが使用され、多少異なるスピードで駆動される1対
のキャリッジの間でファイバは伸ばされながらバーナー
のフレームを通って縦方向に移動される連続する線引き
動作で並んで接触されている。上述のように、この方法
は、1つの特定の波長で3dB結合器として動作する結
合器を形成するために使用される。また、その他の特定
の波長に対する3dB結合器としても動作するが、これ
ら特定の波長の間に置かれる間隔は通常法まっていない
。しかしながら、この様な製作方法は、線引き温度が各
場合に同じであるような波長間隔によって再生可能にな
るということがわかっている。さらに、バーナーに供給
されるガスを増加させて線引き温度が上昇されると、波
長間隔は狭くなり、線引き温度が低下すると、間隔が広
がるということがわかっている。この様な瑛象が生じる
理由は、線引き温度が結合器の断面の形に影響するため
である。断面の変化は、結合器の形式上の分光特性を変
化させ、そのため波長依存の形を変化させる。第2図に
関して、温度上昇によって、断面は符号20で示した形
状から符号21で示した形状に変化し、温度が低いと符
号22のような形に変化する。それゆえ、間違った波長
間隔を示す限り、最初に形成された3dB結合器は概し
て満足できるものではない。線引き温度、の1lllO
が連続的に行われ、何度か試みれば、必要な波長間隔を
示す結合器を形成することができる。単一モード波長多
重結合器7の形成でも、同じ工程が使用される。
03A号で開示されるような1対の光ファイバを使用す
る方法によって形成される。この場合、単一モードファ
イバが使用され、多少異なるスピードで駆動される1対
のキャリッジの間でファイバは伸ばされながらバーナー
のフレームを通って縦方向に移動される連続する線引き
動作で並んで接触されている。上述のように、この方法
は、1つの特定の波長で3dB結合器として動作する結
合器を形成するために使用される。また、その他の特定
の波長に対する3dB結合器としても動作するが、これ
ら特定の波長の間に置かれる間隔は通常法まっていない
。しかしながら、この様な製作方法は、線引き温度が各
場合に同じであるような波長間隔によって再生可能にな
るということがわかっている。さらに、バーナーに供給
されるガスを増加させて線引き温度が上昇されると、波
長間隔は狭くなり、線引き温度が低下すると、間隔が広
がるということがわかっている。この様な瑛象が生じる
理由は、線引き温度が結合器の断面の形に影響するため
である。断面の変化は、結合器の形式上の分光特性を変
化させ、そのため波長依存の形を変化させる。第2図に
関して、温度上昇によって、断面は符号20で示した形
状から符号21で示した形状に変化し、温度が低いと符
号22のような形に変化する。それゆえ、間違った波長
間隔を示す限り、最初に形成された3dB結合器は概し
て満足できるものではない。線引き温度、の1lllO
が連続的に行われ、何度か試みれば、必要な波長間隔を
示す結合器を形成することができる。単一モード波長多
重結合器7の形成でも、同じ工程が使用される。
コヒーレント光検出を使用しない反射率計に関して説明
してきたが、本発明はコヒーレント光検出に対しても適
用できるということは明らかである。この場合、2つの
単一モード光ファイバ2重波長ビームスプリッタが必要
であり、その中の1つのスプリッタは“ローカル発振器
”信号を提供するために光パワーをタップオフし、もう
ひとつのスプリッタが、この様なローカル発振器信号と
、被試験ファイバから受取られ、3dBビームスプリツ
タによって光検出器に導かれる後方散乱した信号とのヘ
テロダイン検波する。
してきたが、本発明はコヒーレント光検出に対しても適
用できるということは明らかである。この場合、2つの
単一モード光ファイバ2重波長ビームスプリッタが必要
であり、その中の1つのスプリッタは“ローカル発振器
”信号を提供するために光パワーをタップオフし、もう
ひとつのスプリッタが、この様なローカル発振器信号と
、被試験ファイバから受取られ、3dBビームスプリツ
タによって光検出器に導かれる後方散乱した信号とのヘ
テロダイン検波する。
第1図はこの発明の1実施例の反射率計のブロック図で
あり、第2図は第1図の反射率計で使用する異なった温
度で作られた単一モード結合器の断面図である。 1・・・定電流源、5.6・・・レーザ、7・・・多重
結合器、9・・・単一モード結合器、10・・・試験フ
ァイバ、 −12・・・前置装置、13・・・アナログ
/デジタル変換器、14・・・信号プロセッサ、15・
・・メモリユニット、16・・・表示ユニット、18・
・・マイクロプロセッサ制御ユニット。
あり、第2図は第1図の反射率計で使用する異なった温
度で作られた単一モード結合器の断面図である。 1・・・定電流源、5.6・・・レーザ、7・・・多重
結合器、9・・・単一モード結合器、10・・・試験フ
ァイバ、 −12・・・前置装置、13・・・アナログ
/デジタル変換器、14・・・信号プロセッサ、15・
・・メモリユニット、16・・・表示ユニット、18・
・・マイクロプロセッサ制御ユニット。
Claims (4)
- (1)縦続して配列された第1および第2の単一モード
光結合器を具備し、第1の結合器は異なる入力に入る異
なる放射波長を有する2以上の異なるレーザからの光を
同じ出力に導くように構成され、第2の結合器は2つの
レーザ放射波長のそれぞれに対して出力ポート実質上同
じ相対的結合を生じる複数波長ビームスプリッタとして
動作するように構成されている分岐した単一モード光伝
送路を有する光ファイバ反射率計。 - (2)2重波長の反射率計として構成される特許請求の
範囲第1項記載の光ファイバ反射率計。 - (3)反射率計によって試験される光ファイバの一端に
光結合するための出力ポートに光ファイバビームスプリ
ッタを介して1方向で光のパルスを入射する手段と、 ビームスプリッタを介して前記被試験ファイバから戻っ
て来る光を受取るためにビームスプリッタに光結合され
る光検出器と、 被試験ファイバの長さ方向の位置における関数として表
わされる被試験ファイバの後方散乱の量を示す信号を出
力するために光検出器の出力を処理する手段とを備える
単一モードファイバ反射率計であり、 前記反射率計は2以上の特定の波長で動作するように構
成され、ビームスプリッタは特定の波長のそれぞれで実
質上同じ結合係数を有するように構成され、さらに、反
射率計は各波長に対する別々の光源を有し、光源の出力
が別々の単一モード光ファイバを介して単一モードファ
イバ波長多重化結合器に導かれ、その出力が単一モード
光ファイバを介してビームスプリッタへ導かれる単一モ
ードファイバ反射率計。 - (4)2重波長の反射率計として構成される特許請求の
範囲第2項記載の光ファイバ反射率計。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB8521518A GB2179733B (en) | 1985-08-29 | 1985-08-29 | Plural wavelength optical fibre reflectometer |
GB8521518 | 1985-08-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6252426A true JPS6252426A (ja) | 1987-03-07 |
Family
ID=10584438
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61200242A Pending JPS6252426A (ja) | 1985-08-29 | 1986-08-28 | 複数の波長の光フアイバ反射率計 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4737026A (ja) |
JP (1) | JPS6252426A (ja) |
FR (1) | FR2588079A1 (ja) |
GB (1) | GB2179733B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2515018B2 (ja) * | 1989-06-12 | 1996-07-10 | 国際電信電話株式会社 | 後方散乱光測定方式及びその装置 |
JP2804633B2 (ja) * | 1991-02-12 | 1998-09-30 | 日本電信電話株式会社 | 光折り返し/媒体試験器 |
JPH04274724A (ja) * | 1991-03-02 | 1992-09-30 | Fujikura Ltd | Otdr装置 |
US5179420A (en) * | 1991-06-07 | 1993-01-12 | Bell Canada | Optical time domain reflectometer using a tunable optical source |
US5137351A (en) * | 1991-07-24 | 1992-08-11 | So Vincent C Y | Optical time domain reflectometer for selective testing of optical fibers with different core diameters |
US5305078A (en) * | 1992-01-21 | 1994-04-19 | Exfo Electro-Optical Engineering Inc. | Measurement of attenuation of optical fibers using transmitted wavelength and power information |
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