JPS63144328A - 音響光学スイツチ - Google Patents

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、光パルス試験器等に適した音響光学スイッチ
に関する。

〔従来の技術〕

近年、光フアイバ通信技術の進歩は著しいものがあり、
多くの光フアイバ通信システムが実用に供されている。

これらの光フアイバ通信の伝送品質を維持していくため
に種々の測定器が用いられているが、特に光ケーブルの
破断点や不連続点などを標定する障害点探策、光の伝搬
損失、接続点状態などを測定する元パルス試験器は重要
な測定器である。この種の光パルス試験器は、パルス発
生器により駆動された半導体レーザからの光パルスを元
方向性結合器を介して被測定光ファイバに入射させ、元
ファイバ内で生じた後方散乱元または、元ファイバ端面
で生じたフレネル反射光を再び元方向性結合器を介して
検出器に入射させて電気パルスに変換する方式を用いて
いた。しかし、この方式は特に被測定ファイバが単一モ
ードの場合、後方散乱光のレベルが小さく、フレネル反
射光レンズとの差が大きくなり、ダイナミックレンジが
低下するため不観測領域が広がって分解能が悪化すると
いう欠点を有していた。また、光源から光ファイバへの
入射光と後方散乱光を分離するために低損失で低漏話の
元方向性結合器が必要となる問題点も有していた。

上記問題点を解決するため、光方向性結合器の代わりに
、音響光学スイッチを用いる方式が開発されている。こ
の場合、光スィッチにょシフレネル反射をマスクするこ
とができるので、不観測領域が改善できることになる。

従来、この種の音響光学スイッチとしては、第３図に示
すように、ＰｂＭｏＯ４やＴｅＯ２等の音響光学素子６
０を挾んで対向する第１及び第２のファイバ１０，２０
ｆ！ｒ：それぞれ第１及び第２のレンズ５１．５２によ
り平行ビーム系によって結合させ、音響光学素子６０を
動作させることによや、第２のファイバ２０からの入射
光を回折させ、第３のレンズ５３を介して第３のファイ
バ３０に光路を切替える構成となっていた。（金山他、
　ＮａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌ　　Ｒｅｐｏｒ
ｔ、　Ｖｏｌ、２９．Ｎｏ、６　ｐ、１００゜１９８３
年１２月発行）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来の音響光学スイッチに於ては、特
定の被測定ファイバに対して元の通過損失が最小となる
様に光学系が設定されているため、光学系設定時と異な
る種類の被測定ファイバを接続した場合、前書光学スイ
ッチと被測定ファイバとの接続部の通過損失が増大する
という欠点が有る。一方、元パルス試験器としては、伝
送路として用いられる各穐光ファイバのうちその大多数
を占めるコア径５０μｍのグレーデッドインデックス形
多モードファイバ及びコア径１０μｍの単一モードファ
イバの２種類のファイバを、できるだけ長距離に亘って
測定し得ることが望ましく、いずれのファイバに対して
も低損失な音響光学スイッチが必要である。ところが、
従来の音響光学スイッチを用いて上記のような元パルス
試験器を構成した場合、通過損失の点から２つの音響光
学スイッチが必要となり、構成が複雑になるとともにコ
スト高となるという問題を有していた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の音響光学スイッチは、対向して配置された第１
及び第２のファイバと、該第１及び第２のファイバを光
学的に結合する第１及び第２のレンズと、該第１及び第
２のレンズ間の光佃内に設けられた音響光学素子と、第
２のファイバから入射して前記音響光学素子内で偏向し
た元ビームを受ける第３のレンズ及び第３の７アイパと
、前記音響光学素子を伏んで第３のレンズ及び第３のフ
ァイバと対向する位置に設けらｔｔｆｃ第４のレンズ及
び第４のファイバとを含んで構成されている。

今、第２のファイバから出射する光ビームに対しブラッ
グ条件を満足するように前記音響光学素子を設定すると
、第１のファイバと第２のファイバの光軸が一致しかつ
第１及び第２のレンズが最適結合状態に設定されていれ
ば第１のファイバからの出射光に対してもブラッグ条件
が成立し、第２のファイバと第３のファイバ及び第１の
ファイバと第４のファイバとを高効率に結合させること
ができる。また、このとさ、前記音響光学素子内に立つ
超音波の波面に対する対称性から第３及び第４のファイ
バの光軸が一致するため、前記音響光学素子を動作させ
ない状態では、第１のファイバと第２のファイバ及び第
３のファイバと第４のファイバを結合させることができ
る。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明
する。

第１図は、本発明による音響光学スイッチの一実施例を
示す平面図である。

第１及び第２のファイバであるコア径１０μｍの単一モ
ードファイバ１０及び２ｏは、第１及び第２のレンズで
ある集束性ロッドレンズ５１及び５２を介して光学的に
効率良く結合されている。集束性ロッドレンズ５１．５
２間の光軸上には音響光単素子６０がブラッグ条件を満
足する様に設けられている。単一モードファイバ２０か
ら出射し音響光学素子６０で回折した元はプリズム８１
で光路が変えられ、第３のレンズである集束性ロッドレ
ンズ５３を介して第３のファイバであるコア径５０μｍ
のグレーデッドインデックス形多モードファイバ３０に
入射する。また、単一モードファイバ１０から出射し音
響光学素子６０で回折した光は、プリズム８２で光路が
変えられ第４のレンズである集束性ロッドレンズ５４を
介して第４のファイバであるコア径５０μｍのグレーテ
ッドインデックス形多モードファイバ４０に入射する。

多モードファイバ３０及び４０は、前述の様に音響光学
素子６０の内部に立つ超音波の波面に対する対称性から
音響光学素子６０が動作しない状態では光学的結合状Ｍ
Ｋ、ある。

次に本発明による音響光学スイッチの動作方法を図を用
いて説明する。第２図は本発明による音響光学スイッチ
を用いた元パルス試験器の光学構成の一例を示す構成図
である。単一モード７アイバから成る被測定ファイバ１
０１及びコア径５０μｍのグレーデッドインデックス形
多モードファイバから成る被測定ファイバ１０２がそれ
ぞれ単一モードファイバ２０及び多モードファイバ４０
に接続され、半導体レーザ１１０及びアバランシェフォ
トダイオード１２０がそれぞれ単一モードファイバ１０
及び多モードファイバ３０に接続されている。

単一モードファイバから成る被測定ファイバ１０１を測
定する場合には、まず音響光学素子６０を非動作状態に
し半導体レーザ１１０からの光パルスを単一モードファ
イバ１０．音響光学素子６０゜単一モードファイバ２０
を順に介して被測定ファイバ１０１へ導く。次に、半導
体レーザ１１０の光パルスの発光終了と同時に音響光学
素子６０を動作させ、被測定ファイバ１０１からの後方
散乱光を単一モードファイバ２０．音響光学素子６０゜
プリズム８１．多モードファイバ３０を順に介してアバ
ランシェ・フォトダイオード１２０に導く。

多モードファイバ刀）ら成る被測定ファイバ！０２を測
定する場合には音響光学素子６０を動作状態にし半導体
レーザ１１０からの光パルスを単一モードファイバ１０
．音響光学素子６０．プリズム８１、多モードファイバ
４０を順に介して被測定ファイバ１０２に導き、矢に半
導体レーザ１１０の光パルスの発光終了と同時に音響光
学素子６０を非動作状態にし、被測定ファイバ１０２か
らの後方散乱光を多モードファイバ４０．プリズム８２
゜音響光学素子６０．プリズム８１．多モードファイバ
３０を順に介してアバランシェ７オトダイオード１２０
に導く。

本実施例での単一モードファイバ１０から単一モードフ
ァイバ２０への挿入損失は１．２　ｄＢ　、単一モード
ファイバｌＯから多モードファイバ４０への挿入損失は
ＺＯｄＢ、単一モードファイバ２０から多モードファイ
バ３０への挿入損失は２．５ｄＢ。

多モードファイバ４０から多モートファイバ３０への挿
入損失は３．５　ｄＢであシ、良好な挿入損失が得られ
、また多モードファイバ４０と被測定ファイバ１０２と
の接続損失は０．２　ｄＢ　、単一モードファイバ２０
と被測定ファイバ１０１との接続損失は０．４　ｄＢで
あり低損失の光学系が実現された。これに対し、単一モ
ードファイバ用または多モードファイバ用音響元学スイ
ッチに、多モードファイバまたは単一モードファイバか
ら成る被測定ファイバをそれぞれ接続した場合には、単
一モードファイバと多モードファイバとの接続損失は〜
１６ｄＢである。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明による音響光学スイッチは
、２種類の異なるファイバに対してそれぞれ光学系が最
適に調整できるため、系全体の光の通過損失を増加させ
ることなく、２種類の被測定ファイバに対し音響光学ス
イッチを兼用できる。

従って、本発明による音響光学スイッチを用いれば２種
類の異なる被測定ファイバの測定が可能な光パルス試験
器を、音響光学スイッチを増設すること無く簡単にかつ
安価に構成することができる０

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の音響光学スイッチの一実施例の構成概
略を示す平面図、第２図は本発明の音響光学スイッチを
用いた光パルス試験器の光学系構成例を示す構成図、第
３図は従来の音響光学スイッチの概略を示す平面図であ
る。 １０．２０・・・・・・単一モードファイバ、３０．４
０・・・・・・多モードファイバ、５１，５２，５３．
５４・・・・・・集束性ロッドレンズ、６０・・・・・
・音響光学電子、７０・・・・・・マツチング回路、８
１．８２・・・・・・プリズム、９０・・・・・・電気
回路、１０１．１０２・・・・・・被測定ファイバ、１
１０・・・・・・半導体レーザ、１２０・・・・・・ア
バランシェフォトダイオード。 Ｓ　　　　　　　′？″ 腎　　　　　　　　　　　　　・ぺ 差　３　■

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 対向して配置された第１及び第２のファイバと、前記第
   １及び第２のファイバを光学的に結合する第１及び第２
   のレンズと、前記第１及び第２のレンズ間に設けられた
   音響光学素子と、前記第２のファイバから入射して前記
   音響光学素子内で偏向した光ビームを受ける第３のレン
   ズ及び第３のファイバと、前記音響光学素子を挾んで前
   記第３のレンズ及び第３のファイバと対向する位置に設
   けられた第４のレンズ及び第４のファイバとを含んで構
   成されており、前記音響光学素子を動作させることによ
   り、第１のファイバと第２のファイバ及び第３のファイ
   バと第４のファイバとが結合した状態から、第１のファ
   イバと第４のファイバ及び第２のファイバと第３のファ
   イバとが結合した状態に切替えることを特徴とする音響
   光学スイッチ。