JPS63311139A - 光ファイバの特性測定装置 - 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〕 本発明は光ファイバの特性測定装置に関するもので、特
に被測定光ファイバの伝送特性と構造パラメータを一度
に測定できるようにした改良に係わるものである。

〔従来の技術〕

光ファイバの伝送特性は光信号の伝送性能を表わし、代
表的なものとして伝送損失や伝送帯域、カットオフ波長
、光分散特性などがある。一方、光ファイバの構造パラ
メータは形状や寸法、構造等を表わし、代表的なものと
して］ア径やクラツド径、コアの偏心率などがある。

これらの伝送特性と構造パラメータは、両者が密接に関
連しているので、光ファイバの品質や性能を見極めるう
えで不可欠なものとされている。

しかるに、従来から、光ファイバの伝送特性の測定と構
造パラメータの測定は、個々に専用の測定機器を用いて
別個に行われている。

第７図は従来の伝送特性測定装置の構成図である。図示
の通り、被測定光ファイバ１の入射端にはダミーファイ
バ３経由で光源２が接続され、光ファイバ１の出射端に
はダミーファイバ４経出で光量検出手段５が接続されて
いる。光ファイバ１の入射端と出射端にはＶ溝接続器６
，６′が設けられ、光ファイバ１とダミーファイバ３，
４との光軸が合わされて光学的な結合が可能になってい
る。上記の構成により、伝送特性の代表例としての伝送
損失は、光源２から被測定光ファイバ１に入射する入射
光量と、光ファイバ１から出射する出射光量を光量検出
手段５により計測し、光ファイバ１による光量の減衰率
を求めることにより測定されている。

第８図は通常のシングルモード光ファイバの断面図であ
る。シングルモードファイバ１ではコア１０の径は約１
０μｍであり、］コア０の中心とクラッド１１の中心と
のズレとして表わされるコアの偏心率は、通常は１μｍ
以下である。従って、構造パラメータは被測定光ファイ
バ１を位置決めして切断し、光ファイバ１の光軸に対し
て正確に直交する断面を形成し、その断面での形状や寸
法などを顕微鏡やテレビカメラを用いて光学的に精密計
測することにより測定されている。

（発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記の従来の技術によれば、密接な関係
にある伝送特性と構造パラメータを同時に測定すること
ができないという基本的な問題があった。すなわち、伝
送特性と構造パラメータは個別の測定機器を用いること
により測定可能で、あり、両者を関連づけた測定は事実
上不可能であった。

とりわけ、構造パラメータの測定にめたっては被測定光
ファイバを切断しなければならず、いわば破壊測定でお
るので、以後の当該切断個所での伝送特性の測定は行え
ない。また、切断にともなって光ファイバの切断面には
クラックや断面のダレを生じやすく、熟練作業者によっ
てしても所望の位置で光ファイバの構造パラメータを正
確に測定することは困難でおる。これらにより、従来の
技術によれば、被測定光ファイバの伝送特性と構造パラ
メータを所望の自由度で測定することができず、しかも
作業性に欠けるだけでなく、伝送特性と構造パラメータ
の相関関係を厳密には求められないという問題点があっ
た。

そこで本発明は、被測定光ファイバの伝送特性と構造パ
ラメータを同時に測定することができるようにして上記
の問題点を解消し、伝送特性と構造パラメータの相関関
係をも知ることのできる光ファイバの特性測定装置を提
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特性測定装置は、伝送特性を測定
するための光源を設けて被測定光ファイバに光を入射し
、かつ光量検出手段を設けて被測定光ファイバからの出
射光の光量を検出し、これによって光ファイバの伝送特
性を測定可能にすると共に、構造パラメータを測定する
ための照明手段を設けて被測定光ファイバの光軸に直交
する方向からこれを照明し、かつこの光ファイバを通過
した光が照射する位置に受光手段を設け、これによって
被測定光ファイバの構造パラメータを測定可能にしたこ
とを特徴とする。

〔作用〕

本発明の構成によれば、光源からの光は被測定光ファイ
バに入射してその伝送特性にもとづいて伝送され、出射
端から出射されて光量検出手段を照射し、光量検出手段
により出力信号として光電変換され、これにより被測定
光ファイバの伝送特性が求められる。あわせて、照明手
段からの照明光は被測定光ファイバの光軸に対して直交
する方向からこれを照明し、被測定光ファイバの構造パ
ラメータにもとづいて光路が定められた照明光は受光手
段に入射して出力信号として光電変換され、これにより
被測定光ファイバの構造パラメータが求められるように
作用する。

（実施例〕 以下、添付図面の第１図ないし第６図を参照して、本発
明のいくつかの実施例について説明する。

なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し
、重複する説明を省略する。

第１図は本発明の第１の実施例の全体構成図である。図
示の通り、被測定光ファイバ１の入射端と出射端には、
各々に■溝接続器６，６′が設けられ、入射端にはダミ
ーファイバ３経出で光源２が接続され、出射端にはダミ
ーファイバ４経出で光量検出手段としてのフォトディテ
クタ５が接続されている。被測定光ファイバ１の構造パ
ラメータを測定する部分には、光ファイバ１の光軸方向
に並んだ２個のホルダ７．７′が設けられ、これらのホ
ルダ７．７′は所定の間隔を隔てて光ファイバ１を固定
する。そして、ホルダ７．７′　により固定された光フ
ァイバ１の両脇には、その光軸に対して直交する軸上に
対向して照明手段（照明光源）８と受光手段（撮像器）
９が設けられている。

なお、測定部分の光ファイバにおいては、ナイロンやシ
リコーンからなる被覆が除去され、清浄にされている必
要がある。また、被測定光ファイバ１は外径が１００〜
１５０μｍ程度の細いものであり、撮像器９には拡大倍
率の大きいカメラが用いられるので、ホルダア、７′に
よる光ファイバ１の固定は正確に行なう必要がある。

次に、上記第１の実施例に係る装置の動作を説明する。

光源２からの光はダミーファイバ３を通過して伝幡モー
ドが定常モードにされ、被測定光ファイバ１に入射する
。被測定光ファイバ１の伝送特性にもとづいて減衰され
、あるいは波長カット等された光は、出射端から出射さ
れてダミーファイバ４経出で７オトデイテクタ５に入射
する。フォトディテクタ５は受光した光をその光量に応
じて所定の出力レベルの出力信号に変換し、これを外部
に供給する。これにより、例えば、被測定光ファイバ１
への入射光量と光ファイバ１からの出射光量とを比較す
ることにより、被測定光ファイバ１の伝送損失が測定で
きる。

一方、照明光源８からの照明光はホルダ７゜７′により
固定さただ光ファイバ１の側面から光ファイバ１を照明
する。被測定光ファイバ１の構造パラメータにもとづい
て光路が定められた照明光は、光ファイバ１を挟んで照
明光源８に対向する撮像器９に入射する。搬像器９は受
光した照明光の結像パターンに応じた画像信号を生成し
、これを外部に供給する。

第２図（ａ）は撮像器９に受光される結像パターンを示
した説明図である。光ファイバ１のコアはコア部分を示
す明るい結像領域１２として結像され、クラッドはクラ
ッド部分を示す比較的暗い結像領域１３と、その外縁を
示す極めて暗い結像輪郭１４として結像される。第２図
（ｂ）は同図（ａ）のイーイ′における画像信号の信号
レベルを示した説明図で必る。ここで、同図（ｂ）中の
符号は同図（ａ）に図示される符号に対応する。

これにより、搬像器９からの画像信号を受像器に供給し
て画像表示させ、あるいは画像信号を監視することによ
り、被測定光ファイバの構造パラメータを測定すること
ができる。なお、上記の構造パラメータの具体的な測定
手法については、例えば特公昭６０−９５５０６＠公報
に示されているので、詳細な説明は省略する。

第３図は本発明の第２の実施例の要部構成を示す斜視図
である。

この実施例の構成が第１の実施例の構成と異なる点は、
被測定光ファイバ１の光軸に直交する方向からの光ファ
イバ１を照明する２台の照明光源８Ｘ、８Ｙを設け、こ
れらの照明光源８Ｘ、８Ｙの各々に対応する２台の搬像
器９Ｘ、９Ｙを設けたことである。そして、上記の第３
図に示される構成によれば、被測定光ファイバ１はその
光軸に直交し、かつ亙いに直交する２方向から照明光源
８Ｘ、８Ｙにより照明される。これらの照明光は、それ
ぞれの照射方向に対応して被測定光ファイバ１により光
路が定められ、各々の撮像器９Ｘ。

９Ｙに入射して出力信号に変換される。

これによれば、２台の撮像器９Ｘ、９Ｙの各々から生成
される出力信号を画像表示させ、あるいは監視すること
により、被測定光ファイバ１の構造パラメータを直交す
る２方向から同時に測定することができる。そして、上
記の出力信号にもとづいて、コアの位置とクラッドの位
置が２次元的に測定できるので、下記のようにしてコア
の偏心率εを測定することが可能である。すなわち、撮
像器９Ｘからの出力信号にもとづいてコア中心とクラッ
ド中心とのズレとして求めたコアの偏心率を６８とし、
同様に、搬像器９Ｙからの出力信号にもとづいて求めた
コアの偏心率を曽とする。

これにより、クラッド中心からのコア中心のズレと半径
との比率として定義される光ファイバの偏心率εは、 ε−（２（ε８　＋ε、））／Ｄ・・−（１）により求
められる。但し、Ｄはクラツド径である。

第４図は本発明の第３の実施例の全体構成図である。

この実施例の構成が第３図に図示された構成と異なる点
は、照明光源８からの照明光がミラー２０により反射さ
れて光路が変更され、被測定光ファイバ１により設定さ
れた光路をもつ照明光として撮像器９に照射する点と、
ホルダ７により固定されたダミーファイバ３が、被測定
光ファイバ１の入射端に、光学的に結合されている点と
にある。

第５図はミラー２０の近傍での要部構成を示す斜視図で
ある。図示の通り、撮像器９は移動ステージ９１上に載
置され、移動ステージ９１は搬像器９からの出力信号に
より、図中の矢印のように縦横に位置を移動する。ダミ
ーファイバ３と被測定光ファイバ１との間にはギャップ
ｄが設けられている。また、被測定光ファイバ１あるい
はダミーファイバ３の固定は、第５図に図示されるよう
に上面にＶ溝を有するホルダ７．７′と、このホルダ７
．７′に載置された光ファイバ１．３を光軸に対して直
角に拘止する固定具７１．７１’により行われる。なお
、これらのホルダ７．７′　に移動ステージを設け、ホ
ルダ７．７′を縦横に移動させるようにしてもよい。

第６図は上記構成の動作を説明するための説明図であり
、ミラー２０の近傍での要部構成を被測定光ファイバ１
の光軸方向から示したものである。

照明光源８から発せられた照明光の１部はミラー２０に
て反射され、被測定光ファイバ１の側面から光ファイバ
１を照明して撮像器９に至る。照明光の他の１部は照明
光源８から発せられたのち、被測定光ファイバ１を上面
から照明してミラー２０に入射し、反射されて搬像器９
に至っている。

上記の照明光源８からの光路設定は公知の光学　１３　
一 部材により容易に実現可能であり、照明光源８と撮像器
９とを各々１台で構成できるので、小型化できるだけで
なく取扱いも簡便である。また、ギャップｄを極めて小
さくしたり、被測定光ファイバ１とダミーファイバ３を
突き合わせたりすることは、例えば図示しない移動装置
でホルダ７゜７′を動かせば可能である。

また、この実施例では構造パラメータの測定が光ファイ
バ１の端部（特に入射端部）においてなされるので、下
記の如き格別の効果を奏する。

第１に、透過光による伝送特性の測定のためには、光を
入射するために光ファイバの被覆（例えばナイロン、シ
リコーン）を除去しなければならないが、このように清
浄化された端部がそのまま構造パラメータの測定のため
の側方からの照明にさらされるので、清浄化の作業が１
回で済むことになる。第２に、被測定光ファイバ１の入
射端部で構造パラメータを測定すれば、たとえ照明光が
光ファイバ１に入射されてしまっても、その光は出射端
に至るまでに減衰してしまう。従って、伝逆特性の測定
に悪影響を与えることがない。また、出射端まで届くよ
うなときでも、途中でこれを除去することが可能である
。

本発明は上記の実施例に限定されるものでくなく、種々
の変形が可能である。

例えば、ダミーファイバを設けることは必須ではなく、
被測定光ファイバを光源やフォトディテクタに直結して
もよい。また、ダミーファイバに代えて他の光学手段を
用いてもよい。

さらに、照明光の照射は光ファイバ１の光軸に完全に直
交する方向からだけでなく、わずかに傾けるようにして
もよい。但し、あまり傾きを大きくすると照明光が光フ
ァイバ１のクラッドに入射され、伝送特性の測定に悪影
響を与えてしまうことに注意する必要がある。

（発明の効果〕 以上、詳細に説明した通り、本発明に係る光ファイバの
特性測定装置は、被測定光ファイバに光を入射する光源
と、これからの出射光を受ける光量検出手段を設けてそ
の伝送特性を測定できるようにし、あわせて、被測定光
ファイバの光軸に対して直交する方向からこれを照明す
る照明手段と、被測定光ファイバを通過した照明光を受
ける受光手段とを設けて構造パラメータを測定できるよ
うにしたので、同一の被測定光ファイバについて同時に
伝送特性と構造パラメータを測定でき、両者の相関関係
を自由度をもって求めることができる。

しかも、被測定光ファイバを切断することなく構造パラ
メータを測定できるので、これらの測定作業を簡便に行
うことができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例の全体構成図、第２図は
その動作の説明図、第３図は本発明の第２の実施例の要
部構成図、第４図は本発明の第３の実施例の全体構成図
、第５図はその要部構成を示す斜視図、第６図はその動
作の説明図、第７図は従来技術の全体構成図、第８図は
光ファイバの断面構造を示す断面図である。 １・・・被測定光ファイバ、２・・・光源、５・・・光
量検出手段、８・・・照明光源、９・・・受光手段、２
０・・・ミラー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被測定光ファイバの入射端に光を入射する光源と、
   前記被測定光ファイバの出射端からの光を受光する光量
   検出手段とを備える光ファイバの特性測定装置において
   、 前記被測定光ファイバの光軸に直交する方向からこれを
   照明する照明手段と、 前記被測定光ファイバを通過した前記照明手段からの光
   を受ける受光手段とを備えたことを特徴とする光ファイ
   バの特性測定装置。 ２、前記照明手段は、前記被測定光ファイバの光軸に直
   交し、かつ互いに直交する２方向からこれを照明するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光ファイバ
   の特性測定装置。 ３、前記照明手段は、前記被測定光ファイバと平行して
   照明光の光路に設けられたミラーを有し、この照明光を
   前記被測定光ファイバの光軸に直交し、かつ互いに直交
   する２方向に進む光路に分けるようにしたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光ファイバの特性測定
   装置。 ４、前記照明手段は、前記被測定光ファイバの端部近傍
   に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第３項のいずれかに記載の光ファイバの特性測
   定装置。 ５、前記照明手段は、前記被測定光ファイバの入射端の
   近傍に設けられていることを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載の光ファイバの特性測定装置。