JPS63144231A - Incidence device for fourier transformation type optical fiber loss measuring instrument - Google Patents

Incidence device for fourier transformation type optical fiber loss measuring instrument

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JPS63144231A
JPS63144231A JP29177886A JP29177886A JPS63144231A JP S63144231 A JPS63144231 A JP S63144231A JP 29177886 A JP29177886 A JP 29177886A JP 29177886 A JP29177886 A JP 29177886A JP S63144231 A JPS63144231 A JP S63144231A
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JP
Japan
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optical fiber
light
optical
convex lens
luminous flux
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Application number
JP29177886A
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Japanese (ja)
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Yasutake Oishi
泰丈 大石
Shigeki Sakaguchi
茂樹 坂口
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • G01M11/33Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides with a light emitter being disposed at one fibre or waveguide end-face, and a light receiver at the other end-face
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Abstract

PURPOSE:To measure the loss spectrum of an optical fiber with high accuracy by providing an aperture behind a concave mirror which converges luminous flux projected by a Michelson interferometer and reducing the diameter of converged light incident on the optical fiber. CONSTITUTION:The Michelson interferometer consists of a light source 1, the concave mirror 2, fixed mirrors 3 and 3', a movable mirror 4, and a beam splitter 5. Composite wave luminous flux from the interferometer is converged by an elliptic mirror 6, and made incident on a convex lens 8 after being transmitted through the aperture 7 to obtain parallel luminous flux. Then part of the luminous flux is branched by an optical demultiplexer and this luminous flux is guided to a photodetector 14' through an optical attenuator 10 and the convex lens 8. The remaining luminous flux demultiplexed by the optical demultiplexer 9, on the other hand, is converged by the convex lens 9 and incident on an optical fiber 13 arranged by an optical fiber holder 12 so that its incidence end surface is on the focus, and its projection light is detected by a photodetector 14. The outputs of photodetectors 14 and 14' are guided to a computer through a preamplifier and an A/D converter and processed by Fourier transformation to obtain a projection light spectram.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はフーリエ変換型光ファイバ損失測定器用入射装
置、さらに詳細には、短時間で高精度に光ファイバの伝
送損失スペクトルの測定をするために必要なフーリエ変
換型光ファイバ損失測定器に使用される光入射装置に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an input device for a Fourier transform type optical fiber loss measuring instrument, and more particularly, to an input device for measuring the transmission loss spectrum of an optical fiber in a short time and with high precision. The present invention relates to a light input device used in a Fourier transform type optical fiber loss measuring instrument required for.

〔発明の従来技術〕[Prior art to the invention]

従来、光ファイバの伝送損失スペクトルを測定するには
、カットバック法が用いられている。このカットバック
法による測定手順は、まず長尺の光ファイバに長さLl
(Km) )の出射光強度を測定し、次ぎに光ファイバ
の入射条件を一定に保tηしたままで、ファイバを入射
点より短い距離(この長さをL2(Km)と表す。たと
えば、0.001〜0.002 Km)の所で切断し、
再び出射光強度を測定する。これらの長尺ファイバおよ
び短尺ファイバの出射光強度をそれぞれrx、rtとす
ると、光ファイバの損失(α)は、下記の式(1)で与
えられる。
Conventionally, a cutback method has been used to measure the transmission loss spectrum of an optical fiber. In the measurement procedure using this cutback method, first, a long optical fiber is
(Km) ), and then, while keeping the input condition of the optical fiber constant tη, move the fiber a short distance from the input point (this length is expressed as L2 (Km). For example, 0 Cut at .001~0.002 Km),
Measure the emitted light intensity again. When the output light intensities of these long fibers and short fibers are rx and rt, respectively, the loss (α) of the optical fiber is given by the following equation (1).

従来の伝送損失スペクトルの測定では、光源として、た
とえばタングステンランプなどの光源を用い、その光を
分散型分光器(回折格子により白色を分光する方式の分
光器)を通して単色化し、各波長について式(1)の計
算を行い、伝送損失スペクトルを求めていた。そのため
、たとえば、波長λ1から波長λ1)(λ2〉λ1)の
間の伝送損失スペクトルを求める場合、まず、I1につ
いて、λ1からλ2までを測定したのち、I2について
もλ1よりλ2まで順次、透過光強度を測定しなければ
ならない。このため、測定に長時間を要するとともに、
分散型分光器では、使用している回折格子のブレーズ波
長より外れるに従い、分光された光は著しく弱くなり、
加えて高次の回折光を除くためにフィルタや所定の波長
分解能を得るためにスリットを使用するため、最終的に
は単色化された光の強度は弱いものとなってしまうとい
う欠点があった。  ゛ したがって、分散型分光器を用いた伝送損失スペクトル
測定では、時間がかかるとともに、巾広い波長域に渡り
S /N比の高い測定をするのが難しくなるという欠点
がある。
In conventional transmission loss spectrum measurements, a light source such as a tungsten lamp is used as a light source, and the light is made monochromatic through a dispersive spectrometer (a spectrometer that uses a diffraction grating to separate white light), and the equation ( 1) was performed to obtain the transmission loss spectrum. Therefore, for example, when determining the transmission loss spectrum between wavelength λ1 and wavelength λ1) (λ2>λ1), first measure I1 from λ1 to λ2, and then sequentially measure I2 from λ1 to λ2. Intensity must be measured. For this reason, it takes a long time to measure, and
In a dispersive spectrometer, the separated light becomes significantly weaker as it deviates from the blaze wavelength of the diffraction grating used.
In addition, because filters are used to remove high-order diffracted light and slits are used to obtain a certain wavelength resolution, the final monochromatic light intensity is weak. . Therefore, transmission loss spectrum measurement using a dispersive spectrometer has the disadvantage that it is time-consuming and difficult to measure with a high S/N ratio over a wide wavelength range.

この欠点を解決し、短時間でS /N比が高く、高精度
の伝送損失スペクトル測定を可能とする測定法として、
フーリエ変換型分光器を用いた測定方法がある。このフ
ーリエ変換型分光器は、マイケルソン干渉針により、光
源からでた光を変調し、試料に入射し、検出器で受けた
透過光信号をフーリエ変換により分光するものであるた
め、各波長について逐一単色化する分散型分光器に比較
して測定時間を極めて短くすることができるとともに、
試料を透過した光信号が微弱であっても、該信号を積算
することによって、信号のS、/N比を向上させ、精度
の高い測定が可能になるという利点を有している。
As a measurement method that solves this drawback and enables highly accurate transmission loss spectrum measurement with a high S/N ratio in a short time,
There is a measurement method using a Fourier transform spectrometer. This Fourier transform spectrometer uses a Michelson interference needle to modulate the light emitted from the light source, enters the sample, and spectra the transmitted light signal received by the detector using Fourier transform. In addition to being able to significantly shorten measurement time compared to dispersive spectrometers that monochromate one by one,
Even if the optical signal transmitted through the sample is weak, integrating the signal has the advantage of improving the S/N ratio of the signal and enabling highly accurate measurement.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、これまで開発されているフーリエ変換型
分光器は、バルク形状試料を対象として光学系が構成さ
れていたため、精度の高い透過スペクトル測定が必要な
光ファイバの伝送損失測定に用いることはできない。す
なわち、前記のフーリエ変換型分光器にその利点を充分
発揮させるためには、光フアイバ用光学系を構成するこ
とが必要である。なぜなら、フーリエ変換型分光器では
測定試料に白色光を入射させるため、分散型分光器を用
いた場合より、試料に入射される光量が著しく大きくな
り、入射光束を充分焦らずに光ファイバに入射させると
、光ファイバに入射されない余分の光が光ファイバを保
持している光学系に当たり、該部分の温度上昇をきたし
、測定中に入射光束と光ファイバとの間にわずがな光軸
ずれを引き起こし、高精度の測定ができなくなるからで
ある。また、高精度な損失スペクトル測定には、光源出
力の時間変動による測定誤差も除く必要がある。
However, the Fourier transform spectrometers that have been developed so far have optical systems designed for bulk-shaped samples, and cannot be used to measure the transmission loss of optical fibers, which requires highly accurate transmission spectrum measurements. That is, in order to fully utilize the advantages of the Fourier transform spectrometer described above, it is necessary to construct an optical system for optical fiber. This is because with a Fourier transform spectrometer, white light is incident on the measurement sample, so the amount of light incident on the sample is significantly larger than when using a dispersive spectrometer, and the incident light flux is not rushed into the optical fiber. When this occurs, excess light that is not incident on the optical fiber hits the optical system holding the optical fiber, causing a temperature rise in that part, and causing a slight optical axis misalignment between the incident light beam and the optical fiber during measurement. This is because high-precision measurements cannot be made. Furthermore, for highly accurate loss spectrum measurement, it is necessary to eliminate measurement errors due to time fluctuations in the light source output.

本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、バルク形
状試料測定用に構成されているフーリエ変換型分光器に
光フアイバ光入射用の光学系を付与し、フーリエ変換型
分光器を用いて高精度な光ファイバの損失スペクトル測
定を可能とすることである。
The present invention has been made in view of the above points, and it provides an optical system for inputting optical fiber light to a Fourier transform spectrometer configured for bulk sample measurement, and uses the Fourier transform spectrometer to The purpose of this invention is to enable highly accurate loss spectrum measurement of optical fibers.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上述の問題点を解決するため、本発明によるフーリエ変
換型光ファイバ損失測定用入射装置は、マイケルソン干
渉針より出射した干渉光束を集光させる凹面鏡の後に結
像された像の一部のみを透過させるアパーチャと、該ア
パーチャを透過した光束を平行光束とする凸レンズと、
該凸レンズを透過して平行光束となった光の一部の伝搬
方向を変えるための光分波器と、該光分波器により分割
された一方の光の強度を測定するための光検出器と、前
記光分波器より分割された他方の光束を集光し、光ファ
イバに入射するための凸レンズを有することを特徴とし
ている。
In order to solve the above-mentioned problems, the Fourier transform type optical fiber loss measurement injector according to the present invention focuses only a part of the image formed after the concave mirror that converges the interference light beam emitted from the Michelson interference needle. an aperture that transmits light; a convex lens that converts the light beam transmitted through the aperture into a parallel light beam;
an optical demultiplexer for changing the propagation direction of a part of the light that has passed through the convex lens and become a parallel beam; and a photodetector for measuring the intensity of one of the lights split by the optical demultiplexer. and a convex lens for condensing the other beam split by the optical demultiplexer and inputting it into the optical fiber.

本発明によれば、バルク形状試料測定用に設計されてい
るフーリエ変換分光器では、充分小さな径に集光されて
いないマイケルソン干渉計からの出射光束を楕円面鏡の
後にアパーチャを設けることにより光フアイバ端面上で
充分小さな計で集光させることが可能になり、光フアイ
バ入射部に光ファイバに入射されない余分な光束が当た
るのを抑制できる。このため、光フアイバ入射部の測定
中における温度上昇による光軸のずれを抑えることがで
きる。また、光ファイバに入射される光束の一部を光検
出器に導き、その強度を測定することにより光ファイバ
からの出射光測定中に起こる光源出力の時間変動誤差が
測定された光フアイバ出力光強度に含まれることを抑え
、微少損失測定に耐えられるフーリエ変換型光ファイバ
損失測定器を提供できるという利点を生じる。
According to the present invention, in a Fourier transform spectrometer designed for measuring bulk samples, an aperture is provided after an ellipsoidal mirror to remove the light beam emitted from a Michelson interferometer that is not focused to a sufficiently small diameter. It becomes possible to condense the light in a sufficiently small amount on the end face of the optical fiber, and it is possible to suppress the extra light flux that does not enter the optical fiber from hitting the optical fiber entrance part. Therefore, it is possible to suppress deviation of the optical axis due to temperature rise during measurement of the optical fiber entrance part. In addition, by guiding a part of the light flux incident on the optical fiber to a photodetector and measuring its intensity, the time-varying error in the light source output that occurs during the measurement of the light output from the optical fiber is measured. This has the advantage of being able to provide a Fourier transform type optical fiber loss measuring instrument that can withstand minute loss measurements without being included in the strength.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は、本発明による一実施例を示す概略図であり、
図中、1は光源(ハロゲンランプなど)、2は凹面鏡(
楕円面鏡)、3.3’ は固定鏡、4は可動鏡、5はピ
ー゛ムスプリフタを示し、全体としてマイケルソン干渉
針となっている。また、6は凹面鏡(楕円面鏡)、7は
アパーチャ、8は凸レンズ、9は光分波器、10は光減
衰器、1)はアパーチャ、12は光フアイバホルダ、1
3は光ファイバ、14.14゛ は光検出器を示してい
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment according to the present invention,
In the figure, 1 is a light source (such as a halogen lamp), and 2 is a concave mirror (
ellipsoidal mirror), 3.3' is a fixed mirror, 4 is a movable mirror, and 5 is a beam splitter, making the whole a Michelson interference needle. Further, 6 is a concave mirror (ellipsoidal mirror), 7 is an aperture, 8 is a convex lens, 9 is an optical demultiplexer, 10 is an optical attenuator, 1) is an aperture, 12 is an optical fiber holder, 1
3 indicates an optical fiber, and 14.14゛ indicates a photodetector.

この第1図より明らかなように、本発明による光ファイ
バ伝送損失測定器用入射装置の一実施例によれば、ハロ
ゲンランプなどの光源1が備えられており、この光源1
よりの光を平行光とする凹面鏡2を有している;そして
この楕円面鏡2によって平行になった光は、平面鏡3.
3によって反射されてビームスプリッタ5に導かれ、前
記ビームスプリンタ5によって二分割される。すなわち
光の一部はビームスプリッタ5を透過して固定鏡3”方
向に導かれ、光の他の一部はビームスプリッタ5に反射
して可動鏡4方向に導かれる。このように固定鏡3゛に
導かれた光は前記固定鏡3°およびビームスプリッタ5
により反射され、平面鏡3および楕円面鏡6に到達する
。一方可動鏡4に導かれた光はこの可動鏡4に反射され
、ビームスプリッタ5を透過して、やはり平面鏡3を経
て、凹面鏡6に導かれるようになっている。このとき、
光源1より出た光は、ビームスプリッタ5と固定鏡3°
ないし可動鏡4との距離にχ/2の差があるとき、固定
鏡3゛で反射された光と可動鏡4で反射された光との間
にはχの光路差が生じ、このため合成波は打ち消しあっ
たり、強めあったりする干渉を生じる。
As is clear from FIG. 1, according to one embodiment of the inlet device for an optical fiber transmission loss measuring instrument according to the present invention, a light source 1 such as a halogen lamp is provided.
It has a concave mirror 2 that converts the twisted light into parallel light; and the light made parallel by the ellipsoidal mirror 2 is transmitted to a plane mirror 3.
3 and guided to the beam splitter 5, where it is split into two. That is, part of the light passes through the beam splitter 5 and is guided toward the fixed mirror 3'', and the other part of the light is reflected by the beam splitter 5 and guided toward the movable mirror 4. In this way, the fixed mirror 3 The light guided to the fixed mirror 3° and the beam splitter 5
and reaches the plane mirror 3 and the ellipsoidal mirror 6. On the other hand, the light guided by the movable mirror 4 is reflected by the movable mirror 4, passes through the beam splitter 5, passes through the plane mirror 3, and is guided to the concave mirror 6. At this time,
The light emitted from light source 1 is transmitted through beam splitter 5 and fixed mirror 3°.
When there is a difference of χ/2 in the distance from the fixed mirror 3' to the movable mirror 4, an optical path difference of χ occurs between the light reflected by the fixed mirror 3' and the light reflected by the movable mirror 4. Waves cause interference, either canceling each other out or reinforcing each other.

このような合成波光束を楕円面鏡6により集光させ、該
楕円面鏡6と凸レンズ〔たとえばZrF 4(60) 
−BaF e  (32) −LaF 3  (4) 
 AIF 3(4)組成(いずれもモル%)のフン化物
ガラス製〕8の間に設置したアパーチャアを透過させた
のち、凸レンズ8に入射させ、平行光束とする。
Such a composite wave beam is condensed by an ellipsoidal mirror 6, and the ellipsoidal mirror 6 and a convex lens [for example, ZrF 4 (60)
-BaF e (32) -LaF 3 (4)
After passing through an aperture installed between AIF 3 (4) compositions (all fluoride glass made of fluoride glass in mol %) 8, the light is incident on a convex lens 8 to form a parallel beam of light.

該光束の一部を、たとえば前記凸レンズ8と同様の組成
のフン化物ガラス製の支持体を有する光分波器9により
分渡し、この分波された光束を光減衰器!0および凸レ
ンズ8を透過させて、たとえば、InSb製光検出器1
4゛ に導いた。
A part of the light beam is divided by an optical demultiplexer 9 having a support made of fluoride glass having the same composition as the convex lens 8, and the demultiplexed light beam is sent to an optical attenuator! 0 and a convex lens 8, for example, an InSb photodetector 1.
It led to 4.

−刀先分波器9゛で分波された他の光束は、凸レンズ8
により集光して光フアイバホルダ12によりその入射端
面が焦点上にくるように設置された光ファイバ13に入
射される。このとき焦点面上での入射光束の集光径は1
00μ…であった。光ファイバ13からの出射光を光検
出器14で受光した。光器   −出品14および14
°の出力(インターフェログラム)を図に記載されてい
ないプリアンプおよびA /Dコンバータを通して、コ
ンピューターに導き、フーリエ変換して出射光スペクト
ル(または参照光スペクトル)を得た。
- The other light beam split by the tip splitter 9 is sent to the convex lens 8
The light is focused by the optical fiber holder 12 and enters the optical fiber 13 installed so that the incident end face is on the focal point. At this time, the condensing diameter of the incident light beam on the focal plane is 1
It was 00 μ... The light emitted from the optical fiber 13 was received by the photodetector 14. Light equipment - Exhibits 14 and 14
The output (interferogram) of 0.2° was led to a computer through a preamplifier and an A/D converter (not shown), and was Fourier-transformed to obtain an output light spectrum (or reference light spectrum).

このような、いわゆるマイケルソン干渉計を用いた干渉
型分光針の詳細な原理は、たとえば新実験化学講座 基
礎技術3 光(1)、210頁(丸善株式会社)などに
記載されているので、詳細な説明を省き、簡単に説明す
る。
The detailed principle of such an interferometric spectroscopic needle using a so-called Michelson interferometer is described in, for example, New Experimental Chemistry Course Basic Technology 3 Light (1), page 210 (Maruzen Co., Ltd.). A detailed explanation will be omitted and a brief explanation will be provided.

光源1よりの光は、前述のようにビームスプリッタ5と
固定鏡3”および可動鏡4の距離にχ/2だけ差がある
とき、固定鏡3゛で反射された光波と可動鏡4で反射さ
れた光波との間には、χの光路差が生じ、そのため両光
波の合成波は、打ち消しあったり、強めあったりする。
As mentioned above, when there is a difference of χ/2 in the distance between the beam splitter 5, the fixed mirror 3'', and the movable mirror 4, the light from the light source 1 is reflected by the light wave reflected by the fixed mirror 3'' and the light wave reflected by the movable mirror 4. An optical path difference of χ occurs between the two light waves, and as a result, the combined waves of both light waves cancel each other out or strengthen each other.

このため、前述の光検知器14および14゛からの出力
はχの関数になる〔これをインターフェログラム、■ 
(χ)と呼ぶ〕。
Therefore, the outputs from the photodetectors 14 and 14' described above become a function of χ [this is called an interferogram,
It is called (χ)].

いま、入射光として波数7の単色光を考え、その振幅を
U、ビームスブリフタの振幅反射率、振幅透過率をそれ
ぞれ7.tとすると、前記合成波は、γtU (e−上
ユπP工1 +0−元ユπ称、)である、ここでχ1/
2およびχ2/2はビームスブリ7り5から固定鏡3′
および可動鏡4までのそれぞれの距離を示している。
Now, consider monochromatic light with a wave number of 7 as the incident light, its amplitude is U, and the amplitude reflectance and amplitude transmittance of the beam subrifter are 7. t, the composite wave is γtU (e-upper πP engineering 1 +0-element π-nominal,), where χ1/
2 and χ2/2 are from the beam substitute 75 to the fixed mirror 3'
and the respective distances to the movable mirror 4.

光検出器の受ける光の強度は合成波の絶対値の二乗であ
るから、 ■ (χ、V)= 2 r T” t t @00”  (1+cos2y
cfz) −(21と表される。ここで、χミχl−χ
!は光路差、0は複素共役を示す。
Since the intensity of light received by the photodetector is the square of the absolute value of the composite wave, ■ (χ, V) = 2 r T” t t @00” (1+cos2y
cfz) −(21, where χmiχl−χ
! represents the optical path difference, and 0 represents the complex conjugate.

いろいろの波数を含む一般の入射光の場合は、前記(2
)式をVで積分した、 ・・−・−−−−−−−一〜〜−一・・(3)が光検出
器14.14゛ の受けるエネルギである。すなわち、
インターフェログラムである。ここで、η”rγ@ 1
) @は、ビームスブリフタの効率、B(v)は入射光
(ここではファイバ損失を受けた光)のスペクトル分布
である。
In the case of general incident light containing various wave numbers, the above (2
) is integrated by V, and the result is the energy received by the photodetector 14.14. That is,
This is an interferogram. Here, η”rγ@1
) @ is the efficiency of the beam subrifter, and B(v) is the spectral distribution of the incident light (here, the light that has undergone fiber loss).

前述の(3)式よりスペクトル分布B  <v>を知る
には、 のフーリエ変換を行えばよい(ηはB  (9’)に含
ませたものとして省略しである)。
In order to know the spectral distribution B<v> from equation (3) above, it is sufficient to perform the Fourier transform of (η is omitted as it is included in B(9')).

上記測定系より、光ファイバの時間t0からインターフ
ェログラムを50回づつ積算して測定した光ファイバの
出射光スペクトル(I3)および参照光スペクトル(1
’3)と、tl後にインターフェログラムを50回づつ
積算して測定した光ファイバの出射光スペクトル([4
)、参照光スペクトル(I’m)を用い、 に100を乗じた透過率、すなわち透過率100%ライ
ンを第2図に示した。前記値が100%の場合は1oΦ
時とtlの時の光源の時間変動による測定誤差が全くな
い場合である。
From the above measurement system, the output light spectrum (I3) of the optical fiber and the reference light spectrum (1
'3) and the output light spectrum of the optical fiber ([4
), the reference light spectrum (I'm) is used, and the transmittance obtained by multiplying by 100, that is, the 100% transmittance line is shown in FIG. If the above value is 100%, 1oΦ
This is a case where there is no measurement error due to time variation of the light source at time and tl.

この測定に当たり、光ファイバ13として、石、英系多
モード光ファイバを用いた。
In this measurement, a stone/silica-based multimode optical fiber was used as the optical fiber 13.

波数10000 cm−’から4800cm−’まで、
100%ラインの傾きは0.1%以下であり、また70
00c1)から4800cm−”では、100−%ライ
ンのゆらぎは±0.1%以下という極めて良好な結果が
得られた。
From wave number 10,000 cm-' to 4,800 cm-',
The slope of the 100% line is less than 0.1%, and 70%
00c1) to 4800 cm-'', very good results were obtained in which the fluctuation of the 100-% line was less than ±0.1%.

上記測定と比較するため、参照光スペクトルを測定せず
、 13/I a  −−−−−−−−−−−−−−−・−
・(6)に100を乗じて求めた透過率100%ライン
を第3図に示す(I xおよびItの測定時間間隔は3
0分であり、それぞれ50回づつインターフェログラム
を積算して求めた)、第2図で示したスペクトルと異な
り、透過率100%ラインに波長依存性が認められる。
In order to compare with the above measurement, the reference light spectrum was not measured, and 13/I a −−−−−−−−−−−−−−・−
・The 100% transmittance line obtained by multiplying (6) by 100 is shown in Figure 3 (the measurement time interval of I x and It is 3
(obtained by integrating interferograms 50 times each), unlike the spectrum shown in FIG. 2, wavelength dependence is observed in the 100% transmittance line.

これば光源出力時間変動による入射光束強度の変動に原
因するものである。つまり参照光スペクトルを測定し、
(5)式より透過率1oo%ラインを求めることにより
、光源の出力変動による測定誤差を除くことができたこ
とがわかる。
This is caused by fluctuations in the intensity of the incident light flux due to temporal fluctuations in the light source output. In other words, measure the reference light spectrum,
It can be seen that by determining the transmittance 100% line from equation (5), it was possible to eliminate measurement errors due to fluctuations in the output of the light source.

アパーチャアを設けない場合の式(6)より求めた10
0%ラインを第4図に示す(I aおよび■4の測定時
間間隔は30分であり、それぞれ50回づつインターフ
ェログラムを積算して求めた)。100%ラインの傾き
は、第3図で示したアパーチャアを入れて測定した場合
より大きくなり、正確な1o。
10 obtained from equation (6) when no aperture is provided
The 0% line is shown in FIG. 4 (the measurement time interval for Ia and 4 was 30 minutes, and was determined by integrating interferograms 50 times each). The slope of the 100% line is larger than when measuring with the aperture shown in Figure 3, and is accurate to 1o.

%ラインが得られないことがわかる。It can be seen that the % line is not obtained.

フーリエ変換型分光器の場合、材料(本実施例の場合光
ファイバ)に入射する光束強度は、分散型分光器の場合
と比較すると回折格子で分光されていないため、極めて
大きいものになる。そのため、集光径を充分焦らずに光
ファイバに入射させると、光ファイバに入射されなかっ
た光が光フアイバ入射部に当たり、該入射部の温度変化
をきたし、この温度変化が結果として測定中における光
軸のずれを引き起こし、高精度の測定を損なう。
In the case of a Fourier transform spectrometer, the intensity of the light beam incident on the material (optical fiber in this example) is extremely large compared to the case of a dispersive spectrometer because the light beam is not separated by a diffraction grating. Therefore, if the light is made to enter the optical fiber without worrying about the focusing diameter, the light that has not entered the optical fiber will hit the optical fiber entrance part, causing a temperature change at the entrance part, and this temperature change will result in a change in the temperature during measurement. This causes optical axis misalignment and impairs high-precision measurements.

そのため、高精度な測定を必要とする光ファイバの損失
測定を行う場合、入射部における集光径は光ファイバの
出射高強度のS /Nが著しく悪くならない程度に小さ
くすることが望ましい。この実施例においては前記集光
径を100μmとした。
Therefore, when measuring the loss of an optical fiber, which requires highly accurate measurement, it is desirable that the diameter of the condensed light at the entrance part be made small to the extent that the S/N of the high intensity output from the optical fiber does not deteriorate significantly. In this example, the converging diameter was 100 μm.

次ぎに、本発明の入射光学系(第1図)を用いて求めた
石英光ファイバの損失測定例を第5図に示す。長尺光フ
ァイバとして2 Km長のもに、短尺光ファイバとして
2a+長のものを使用し、カットバック法により、以下
゛の式により求めた。
Next, FIG. 5 shows an example of loss measurement of a quartz optical fiber obtained using the input optical system of the present invention (FIG. 1). A long optical fiber with a length of 2 Km and a short optical fiber with a length of 2a+ were used, and the cut-back method was used to determine the value using the following formula.

ここで、Llは長尺光ファイバの長さ、L2は短尺光フ
ァイバの長さ、Ifは長尺光ファイバの出射光スペクト
ル、■2は短尺光ファイバの出射光スペクトル、10.
.10.は、それぞれ長尺、短尺光ファイバの出射光ス
ペクトル測定直後の参照光スペクトルである(それぞれ
のスペクトルはインターフェログラムを50回積算して
求めた)。
Here, Ll is the length of the long optical fiber, L2 is the length of the short optical fiber, If is the output light spectrum of the long optical fiber, (2) is the output light spectrum of the short optical fiber, 10.
.. 10. are reference light spectra immediately after measuring the output light spectra of long and short optical fibers (each spectrum was obtained by integrating interferograms 50 times).

参照光スペクトルを測定しない場合、およびアパーチャ
アを入れて光フアイバ入射端面上の入射光束の集光径を
絞らない場合、長尺および短尺光ファイバの出力光スペ
クトル測定時の光源出力の時間変動および光ファイバに
入射されず、光フアイバホルダ12により支持された光
フアイバ入射部にあたる余分な光束により該入射部が加
熱され、光軸のずれを引き起こし、再現性ある損失スペ
クトルを測定することが困難であった。
When the reference light spectrum is not measured, and when an aperture is not installed to narrow down the condensing diameter of the incident light beam on the input end face of the optical fiber, the time fluctuation of the light source output and the The extra light flux that does not enter the optical fiber and hits the optical fiber entrance part supported by the optical fiber holder 12 heats the entrance part, causing a shift in the optical axis, making it difficult to measure a reproducible loss spectrum. there were.

しかしながら、アパーチャアを設け、また参照光スペク
トルを測定することにより、長尺および短尺光ファイバ
の出射光スペクトルの測定間隔を任意に開けても、光源
出力の時間変動や光軸のずれの影響が測定結果には現れ
ず、測定の再現性が向上し、信頼性の高い損失スペクト
ル測定が可能になった。
However, by providing an aperture and measuring the reference light spectrum, even if the measurement interval of the output light spectrum of long and short optical fibers is set arbitrarily, the effects of time fluctuations in the light source output and optical axis deviation can be avoided. This does not appear in the measurement results, improving the reproducibility of measurements and making it possible to measure loss spectra with high reliability.

前述の凸レンズ8および光分波器9の支持体としては、
たとえばIa族、Ua族、ma族、IVa族、IIIb
族、rVb族よりなる群より選択された元素を含むフン
化物ガラスが用いられる。このようなフッ化物ガラス−
は、従来光分波器の支持体として使用していたKBrな
どの単結晶よりも安価であり、またKBrなどの単結晶
のように著しい潮解性を有さず、耐候性が良好であると
ともに、従来のものに比較して大型のものが作製容易で
あるという種々の利点がある゛。
As a support for the above-mentioned convex lens 8 and optical demultiplexer 9,
For example, group Ia, group Ua, group ma, group IVa, group IIIb
A fluoride glass containing an element selected from the group consisting of the group consisting of the group consisting of the group consisting of the group rVb and the group rVb is used. Such fluoride glass-
is cheaper than single crystals such as KBr that have been conventionally used as supports for optical demultiplexers, does not have significant deliquescence like single crystals such as KBr, and has good weather resistance. It has various advantages over conventional ones, including the fact that it is easier to manufacture large-sized ones.

このようなフン化物ガラスとしては、たとえばZrF 
4−BaF 2−LaF 3−AIF 3系、ZrF 
4−BaF II−LaF 3−AIF 3−NaF系
、ZrF 4−BaF 2−Y F 3−AIF 3L
iF系、ZrF 4−BaF 2−GdF 3−AIF
 3系、1lfF a  BaF 2  LaF 3 
      ’AIF 3系、IIfF 4ZrF A
  BaF 2−LaF 3−NaF  AIF  s
  −PbF  2  系、八IF  3   Bar
  2   CaF  2−Y F 3系ガラスを挙げ
ることができ、前記のフッ化物ガラスを用いた場合も前
記と同様の効果を得ることができた。′ 前記光分波器には、光学研磨を施したフッ化物ガラス坂
を用いたが、フッ化ガラス表面に金属被膜を施し、必要
に応じて分波効率を変えて用いてもよい。
As such fluoride glass, for example, ZrF
4-BaF 2-LaF 3-AIF 3 series, ZrF
4-BaF II-LaF 3-AIF 3-NaF system, ZrF 4-BaF 2-Y F 3-AIF 3L
iF system, ZrF 4-BaF 2-GdF 3-AIF
3 series, 1lfF a BaF 2 LaF 3
'AIF 3 series, IIfF 4ZrF A
BaF2-LaF3-NaF AIFs
-PbF 2 series, 8 IF 3 Bar
2 CaF 2-Y F 3 type glass can be mentioned, and even when the above-mentioned fluoride glass was used, the same effect as above could be obtained. ' Although the optically polished fluoride glass slope was used in the optical demultiplexer, a metal coating may be applied to the surface of the fluoride glass to change the demultiplexing efficiency as necessary.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によるフーリエ変換型損失測
定器用入射装置によれば、マイケルソン干渉針より出射
した光束を集光する凹面鏡の後にアパーチャを設け、光
ファイバへの入射集光径を絞ることにより、入射部に光
ファイバに入射されない光束が当たり、温度変動に起因
する光軸のづれを抑え、また入射光束の一部を光分波器
により分け、入射スペクトル強度をモニターし、光ファ
イバからの出射スペクトルとの比をとることによって、
光源出力の時間変動による測定誤差をのぞけるので、短
時間で高精度の比の損失スペクトル測定が可能となった
ため、光ファイバの作製肯定における、これまでの分散
型分光器を用いて長時間を要していた製品の特性検査時
間が著しく短縮できる。このため、本発明による入射装
置を備えたフーリエ変換型損失測定器を光ファイバの生
産ラインに導入すれば、生産ラインの省力化につながる
という利点がある。
As explained above, according to the incidence device for a Fourier transform loss measuring instrument according to the present invention, an aperture is provided after the concave mirror that condenses the light beam emitted from the Michelson interference needle to narrow down the diameter of the incident light to the optical fiber. This allows the light beam that is not incident on the optical fiber to hit the input section, suppressing the shift of the optical axis caused by temperature fluctuations, and splitting a part of the incident light beam using an optical demultiplexer, monitoring the incident spectrum intensity, and separating the optical fiber from the optical fiber. By taking the ratio with the emission spectrum of
By eliminating measurement errors due to time fluctuations in the light source output, it is now possible to measure loss spectra with high precision in a short time, which eliminates the long time required to fabricate optical fibers using a dispersive spectrometer. The time required to test product characteristics can be significantly reduced. Therefore, if a Fourier transform loss measuring device equipped with the injection device according to the present invention is introduced into an optical fiber production line, there is an advantage that it will lead to labor saving on the production line.

また、入射装置に使用する凸レンズの材料としてフン化
物ガラスを用いた場合、該ガラスでは屈折率がn□−1
,50〜1.53というような通常赤外透過材料として
用いられるCaF 2  (n□−1,43)よりも高
いものが容易に得られるため、入射光学系をコンパクト
にすることができる。また、前記ガラスは大形のものの
作製が容易であるため、前記ガラスを光分波器および凸
レンズの素材に使用すれば、CaF 9単結晶を用いる
場合より入射装置が安価に構成することができ、経済性
も向上するという利点がある。
Furthermore, when fluoride glass is used as a material for the convex lens used in the input device, the refractive index of the glass is n□-1
, 50 to 1.53, which is higher than CaF 2 (n□-1,43), which is usually used as an infrared transmitting material, can be easily obtained, so the input optical system can be made compact. In addition, since the glass is easy to manufacture in large sizes, if the glass is used as a material for the optical demultiplexer and convex lens, the input device can be constructed at a lower cost than when CaF 9 single crystal is used. This has the advantage of improving economic efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明によるフーリエ変換型光ファイバ損失測
定器用入射装置の一実施例の概略図、第2図は、式(5
)で求められた透過率100%ライン、第3図は式(6
)で求められた透過率100%ライン、第4図はアパー
チャアを設けないで式(6)より求めた透過率100%
ライン、第5図は本発明による実施例で測定した石英光
ファイバの損失スペクトルを示す図である。 1 ・・・光源、2 ・・・楕円面鏡、3.3゛・・・
固定鏡、4,6 ・・・可動鏡、5 ・・・ビームスプ
リッタ、6 ・・・楕円面鏡、7 ・・・アパーチャ、
8 ・・・凸レンズ、9 ・・・光分波器、1o・・・
光減衰器、1)・・・アパーチャ、12・・・光フアイ
バホルダ、13・・・光ファイバ、14.14゜・・・
光検出器。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of the incidence device for a Fourier transform type optical fiber loss measuring instrument according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing the formula (5
), the transmittance 100% line in Figure 3 is calculated using equation (6
), and Figure 4 shows the 100% transmittance line determined from equation (6) without an aperture.
The line in FIG. 5 is a diagram showing a loss spectrum of a quartz optical fiber measured in an example according to the present invention. 1...Light source, 2...Ellipsoidal mirror, 3.3゛...
Fixed mirror, 4, 6... Movable mirror, 5... Beam splitter, 6... Ellipsoidal mirror, 7... Aperture,
8...Convex lens, 9...Optical demultiplexer, 1o...
Optical attenuator, 1)...Aperture, 12...Optical fiber holder, 13...Optical fiber, 14.14°...
Photodetector.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)マイケルソン干渉計より出射した干渉光束を集光
させる凹面鏡の後に結像された像の一部のみを透過させ
るアパーチャと、該アパーチャを透過した光束を平行光
束とする凸レンズと、該凸レンズを透過して平行光束と
なった光の一部の伝搬方向を変えるための光分波器と、
該光分波器により分割された一方の光束強度を測定する
ための光検出器と、前記光分波器より分割された他方の
光束を集光し、光ファイバに入射するための凸レンズを
有することを特徴とするフーリエ変換型光ファイバ損失
測定器用入射装置。
(1) An aperture that transmits only a part of the image formed after the concave mirror that condenses the interference light beam emitted from the Michelson interferometer, a convex lens that converts the light beam that has passed through the aperture into a parallel light beam, and the convex lens. an optical demultiplexer for changing the propagation direction of a portion of the light that has passed through and become a parallel beam;
It has a photodetector for measuring the intensity of one beam split by the optical demultiplexer, and a convex lens for condensing the other beam divided by the optical demultiplexer and inputting it into an optical fiber. An input device for a Fourier transform type optical fiber loss measuring instrument, characterized in that:
(2)前記凸レンズおよび/または光分波器の材料は、
I a族、IIa族、IIIa族、IVa族、IIIb族、IVb族
よりなる群より選択された元素を含むフッ化物ガラスで
あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のフー
リエ変換型光ファイバ損失測定器用入射装置。
(2) The material of the convex lens and/or optical demultiplexer is
The Fourier transform type according to claim 1, which is a fluoride glass containing an element selected from the group consisting of Group Ia, Group IIa, Group IIIa, Group IVa, Group IIIb, and Group IVb. Injection device for optical fiber loss measuring instruments.
JP29177886A 1986-12-08 1986-12-08 Incidence device for fourier transformation type optical fiber loss measuring instrument Pending JPS63144231A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040039139A (en) * 2002-11-04 2004-05-10 한국전기연구원 Michelson Interferometer And Optical Coherence Tomography System Using The interferometer

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