JPS63314437A - 光ファイバ試験装置 - 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や破断箇所等を検査する光フ
ァイバ試験装置に関する。

〈従来の技術〉 従来この種の光ファイバの試験Ｖｔ置としては第６図に
示す構成のものが知られている。第６図において、１は
発振周波ａｆｏ（例えば１．３μｍ帯）のコヒーレント
光を出射する半導体レーザである。この半導体レーザか
らの光は光分岐器２により２方向に分岐され、送信パル
ス光とすべき一方の光がＲＦ発発器器よびスイッチ１８
を含む音響光学変調器（以下、単にＡＯＭという）３に
入射し１局部発１辰光とすべき他方の光が方向性光結合
器（以下、単に結合器という）４の第２のポートに入射
する。ＡＯＭ３はスイッチ１８により例えば繰り返し周
波数０．５ｋＨ２で、ｆａ（例えＧ、１４０ＭＨ２）の
周波数シフト（パルス変調）を与えるものであり、ここ
で周波数シフトを受けてｆｏ＋ｆａとなった送信パルス
（−次回折光）は結合器４の第１のポートに入射する。

この結合器゛の第３のポートには光コネクタ５を介して
被測定光ファイバ１０が接続され、第４のポートには受
光素子６が接続されている。なお、半導体レーザ１、光
分岐器２．ＡＯＭ３．ｍ合器４．被測定光ファイバ１０
．受光素子１１のそれぞれの間はロッドレンズ（図示せ
ず）や光ファイバ６ａ〜６ｆを介して結合されている。

また、受光素子１１の後段には検波器７．帯域通過フィ
ルタ８．信号処理装置９が設けられている。

上記構成においてＡＯＭ３により４０ＭＨｚシフトした
送信光としてのパルス光（ｆｏ＋ｆａ）は結合器４の第
１のポートに入射して第３のポートから被測定光ファイ
バ１０（Ｉｌｌに出射される。この被測定光ファイバか
ら戻ってきたフレネル反射光や接方散乱光（受信光）は
光コネクタ５．光ファイバ６ｅを経て結合器４に入射し
、先に分岐した局部発振光（周波数：ｆｏ）と合成され
、第４のポートから受光素子１１側に出射する。その結
果、受光素子１１は受信光と局部発振光のビート信号を
受光し、そのビート信号に応じた電気信号が検波器７で
ヘテロゲイン検波されて、帯域通過フィルタ８を経て信
号処理装置９に導かれる。この信号処理装置の出力に基
づいて被測定光ファイバの特性や破断点がどの位置に有
るか等を判定する。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記従来技術の構成においては送信光とすべ
き一方の光をＡＯＭ３に入射し、ＡＯＭを所定の周期で
オンオフ制御して周波数シフトしたパルスを１９でいる
ため、ＡＯＭ３の固有の容量やビーム径等によりパルス
幅を一定の幅以下にするのは不可能である。その結果被
測定光ファイバの距離の分解能を一定の値以上に上げる
ことが出来ず測定精度に問題が有った。

また、ヘテロゲイン検波されたビート信号に対する受光
素子の励起電流１は ｉ　＝ に−ＥＳ　−ＥＬＣＯ３［（ω、−ω２）ｉ＋φ］ここ
で、　　　　　　　　Ｋ＝定数 ＥＳ−ＣＯＳ（ω、１＋φ）−信号光 Ｅ　１　ａｏｓω２ｔ　　　　　−局部発振光で表わす
ことが出来るが、上式から分るように局部発振光の振幅
成分ＥＬと周波数差ω１−ω２がｉの成分となっている
ので局部発振光のパワーと発振周波数を一定に保つ必要
がある。

さらに、測定光ファイバ１０内の伝送損失、レイリー散
乱反射係数が波長に依存するため波長を一定に保つ必要
が有る。

一方半導体レーザの発振波長は温度依存性があるため、
従来は半導体レーザを恒温槽などに収納し抵抗温度＝！
等で恒温槽の温度を計測しながらその温度を制御してい
た。しかしその様な方法では装置が大きくなりコストも
高くなるという問題があった。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みて成されたもので
、送信光のパルス幅を小さくするととちにレーザ光源の
温度制御装置を簡単な構成とし。

コストの低減を計った光ファイバ試験装置を提供するこ
とを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 上記問題点を解決するための本発明の構成は。

半導体レーザ光源からの光を２方向に分岐する光分岐器
と、この光分岐器からの一方の光をＡＯＭを介してその
ＡＯＭからの一次回折光を第１のポートに、他方の光を
第２のポートに入射し、第３のポートを被測定ファイバ
側に、第４のポートを受光素子側に接続した光結合器と
、前記受光素子からの電気信号を帯域通過フィルタを介
して信号処理を行う信号処理回路と、前記ＡＯＭからの
０次光を受光し、（の０次光の出射強度に基づいて前記
半導体レーザの出力を制御するレーザ出力安定化手段と
、前記ＡＯＭの駆動周期と前記半導体レーザのパルス発
生周期を制御するタイミング制御手段を具備したことを
特徴とするものである。

〈実施例〉 第１図は本発明の光ファイバ試験装置の−実施例を示す
構成図である。

第１図において、第６図に示す従来例と同一要素には同
一符号を付して重複する説明は省略する。

第１図において２０はレーザ出力安定化手段であり、こ
の出力安定化手段はＡＯＭ３からの０次光を集光レンズ
６ｇを介して受光する受光素子１１ａ、この受光素子か
らの出力電気信号を監視するＯ次光監視回路１２．この
監視回路の出力に基づいて半導体レーザ１の駆動電流を
制御する電流制御回路１３から偶成されている。ＡＯＭ
３からの０次光の出射強度はＲＦ発振器のオンオフに左
右されないのでこの０次光を監視してその光強度に応じ
て半導体レーザの駆動電流を制御することによりレーザ
光のパワーと波長を一定に制御することが出来る。２１
はタイミング制御手段で、この制御手段２１を構成する
タイミング制御回路１５は所定のタイミングに従ってス
イッチ１８を駆動しＡＯＭ３をオンオフする。また、パ
ルス発生回路を介して半導体レーザ駆動回路１７のスイ
ッチングを行いレーザパルスのオンオフを行う。

第２図イ１口、ハはタイミングυ制御手段によるタイム
チャー１−を示すもので、イは半導体レーずのパルス発
生タイミング、口は△○〜１３のオンオフタイミング、
ハは信号処Ｉｆｆ！装置９に現れる後方散乱光の検出信
号を示している。図によれば所定の出力で局部発振光を
出射している半導体レーザはａの時刻でオフとなる。次
にｂの時刻で八〇Ｍがオンどなり、Ｃの時刻で半導体レ
ーザがｔｌで示すパルスを発振した後ｄの時刻でＡＯＭ
がオフとなり、０の時刻で半導体レーザがオンとなる。

すなわち半導体レーザはＡＯＭがオンの状態にあるｔ２
の時間の間にレーザパルスを１．のターイミングで発振
する。このパルス信号はＡＯＭ３により周波数シフ］−
され、その−次回折光が光ファイバ６ｄ、結合器４を経
て被測定光ファイバ１０に入射され、その戻り光が光フ
ァイバ６ｃからの局部発掘光とミキシングされて光ファ
イバ６ｆを介　′して受光素子１１に大割する。１４は
偏波面制御装置で２例えばＰＬＺＴ素子に電圧を印加し
たり。

光ファイバをループ状にし位相差板として利用すること
により光の偏波面を回転させるもので有り。

局部発掘光との偏波面を合わせて安定したビート信号を
（りることが出来る。このビート信号は従来例と同様検
波器７．帯域通過フィルタ８を経て信号（Ｉ！ｌ理装置
９で信号処理が施され第２図ハで示すような信号出力を
１ｑる。なお、タイミング制御回路へのトリガは例えば
信号処理回路９から与えることが出来る。

上記構成によれば送信パルスを半導体レーザで直接発生
させるので、従来のようにＡＯＭをオンオフしてパルス
を発生させる場合に比較してパルス幅をより狭くするこ
とが出来、被測定光ファイバからの信号の距離の分解能
を向上させることが出来る。

第３図、第４図は半導体レーザと温度制御素子および温
度検出素子を一体に形成した恒温槽を示す構成図である
。第３図において、恒温槽４０には半導体レーザ１．温
度検出素子４１および温度制御素子としてのペルチェ素
子４２が一体に固定されている。

第４図は恒温槽の他の実施例を示す構成図で。

この例では基板４３の一方の面に半導体レーザ１゜レー
ザ１のモニタ用フォトセンナ４５．温度検出素子を含む
駆動回路４４等をＩＣ化して形成し。

他方９面にペルチェ素子４２を一体に固定している。上
記第３．第４図の構成によれば半導体レーザ１．温度検
出素子４１およびペルチェ素子４２が一体として形成さ
れているので恒温槽４０を小形化することが可能である
。

第５図は第１図に示す恒温１ｆｆ４０の湿度を制御する
温度制ｔＩＩ装置５０と駆動回路１７の一例を示すブロ
ック図で、半導体レーｆ１はパルス発生口２８１６の信
号により駆動回路の構成要素であるトランジスタＱｌ、
Ｑ２からなるカレントスイッチ４Ｇを介してパルス信号
を発生する。恒温ｆｌ’４０内に一体形成された温度検
出素子４１の出力は温度検出回路４１ａを経て温度制御
回路４３に入力され、その出力信号に応じてペルチェ素
子４２に流す電流を制御する。４４は電流制御回路１３
からの電流を監視する電流検出回路である。

〈発明の効果〉 以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれば。

■　０次光を監視してその光強度に応じて半導体レーザ
の駆動電流を制御することによりレーザ光のパワーと波
長を一定にイ制御することが出来る。

■　送信パルスを半導体レーザで直接発生させるので従
来のようにＡＯＭをオンオフしてパルスを発生させる場
合に比較してパルス幅をより狭くすることが出来、被測
定光ファイバからの信号の距離の分解能を向上させるこ
とが出来る。

■　半導体レーザ、温度検出素子およびペルチェ素子が
一体として形成されているので恒温槽を小形化すること
が可能である。

などの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光ファイバ試験装置の一実論例を示す
構成説明図、第２図はタイミング制御手段による半導体
レーザ、ＡＯＭおよび信号処理装置のタイムチャートを
示す図、第３図、第４図は半導体レーク“ど温度制御素
子および温度検出素子を一体に形成した恒温槽の構成図
、第５図は恒温槽の温度を制御する温度制御装置と駆動
回路の一例を示すブロック図、第６図は従来例を示す構
成説明図である。 １・・・半導体レーザ、２・・・光分岐器、３・・・音
響光学変調器（ＡＯＭ）、４・・・方向性光結合器、５
・・・光コネクタ、６ａ〜６ｅ・・・光ファイバ、１ｏ
・・・被測定光ファイバ、２０・・・レーザ出力安定化
手段。 ２１・・・タイミング制御手段、４０・・・恒温槽。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体レーザ光源からの光を２方向に分岐する光分
   岐器と、この光分岐器からの一方の光を音響光学変調器
   を介してその音響光学変調器からの一次回折光を第１の
   ポートに、他方の光を第２のポートに入射し、第３のポ
   ートを被測定ファイバ側に、第４のポートを受光素子側
   に接続した光結合器と、前記受光素子からの電気信号を
   帯域通過フィルタを介して信号処理を行う信号処理回路
   と、前記音響光学変調器からの０次光を受光し、その０
   次光の出射強度に基づいて前記半導体レーザの出力を制
   御するレーザ出力安定化手段と、前記音響光学変調器の
   駆動周期と前記半導体レーザのパルス発生周期を制御す
   るタイミング制御手段を具備したことを特徴とする光フ
   ァイバ試験装置。 ２）前記半導体レーザ光源は温度センサおよびその温度
   センサの出力に基づいて温度を上昇また下降させるペル
   チェ素子を一体として形成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試験装置。