JPS6363846B2 - - Google Patents

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JPS6363846B2
JPS6363846B2 JP15769383A JP15769383A JPS6363846B2 JP S6363846 B2 JPS6363846 B2 JP S6363846B2 JP 15769383 A JP15769383 A JP 15769383A JP 15769383 A JP15769383 A JP 15769383A JP S6363846 B2 JPS6363846 B2 JP S6363846B2
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optical fiber
plug
optical
measured
light
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
    • G01M11/30Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides
    • G01M11/35Testing of optical devices, constituted by fibre optics or optical waveguides in which light is transversely coupled into or out of the fibre or waveguide, e.g. using integrating spheres

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光通信で使用する光コネクタの損失評
価法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a loss evaluation method for optical connectors used in optical communications.

光コネクタの一般的な構成を第1図に示す。1
は光フアイバであり、通常プラスチツク等の被覆
が施されている。2a,2bはプラグ、3はアダ
プタである。図に示す様に、2個のプラグをアダ
プタ3を用いて結合するのが光コネクタの一般的
な構成である。また、第2図にプラグの断面図を
示す。1はプラグに挿入された光フアイバであ
り、4はその光フアイバのコアである。
FIG. 1 shows the general configuration of an optical connector. 1
is an optical fiber, usually coated with plastic or the like. 2a and 2b are plugs, and 3 is an adapter. As shown in the figure, the general configuration of an optical connector is to connect two plugs using an adapter 3. Further, FIG. 2 shows a sectional view of the plug. 1 is an optical fiber inserted into the plug, and 4 is the core of the optical fiber.

この様な光コネクタを伝送路内で使用するとき
には、光コネクタを管路や電柱に布設・架渉され
た光ケーブル内の光フアイバに取付けることが必
要である。
When such an optical connector is used in a transmission line, it is necessary to attach the optical connector to an optical fiber in an optical cable installed or strung over a conduit or utility pole.

ところで、上記従来の様な場所に取りつけられ
た光コネクタの損失特性を評価するためには第3
図に示す方法が採られている。第3図において5
は光源であり、6は光フアイバ1の接続点であ
る。場所Aにある光源から入射した光は、接続場
所Bにある被測定コネクタ2a,2bを通つて、
受光場所cに出射する。プラグ2a,2bはアダ
プタ3を用いて結合する。この構成において、受
光場所cで出射した光を検出した際の光パワー
Paとプラグ2a,2bをはずしてプラグ2aか
ら出射した光を検出した際の光パワーPbとを求
め、さらにBC間の光フアイバ1の損失を求め、
これら求められたデータに基づいてプラグ2a,
2b、アダプタ3とで構成される光コネクタの損
失を評価していた。
By the way, in order to evaluate the loss characteristics of the optical connector installed in the conventional location mentioned above, the third
The method shown in the figure is adopted. In Figure 3, 5
is a light source, and 6 is a connection point of the optical fiber 1. The light incident from the light source at location A passes through the connectors to be measured 2a and 2b at connection location B.
The light is emitted to the light receiving location c. The plugs 2a and 2b are connected using an adapter 3. In this configuration, the optical power when detecting the light emitted at the light receiving location c
Determine Pa and the optical power Pb when the light emitted from the plug 2a is detected with the plugs 2a and 2b removed, and further determine the loss of the optical fiber 1 between BC,
Based on these obtained data, plug 2a,
2b and adapter 3 were evaluated.

この方法は、精度の良い方法であるが、通常、
場所A,B,Cは数Km離れており、相互の連絡が
必要であつたり作業者が多数必要であるなど作業
性の非常に悪い方法であつた。このため、経済的
に光伝送路を構築することが困難であつたり、作
業に制限が多いという欠点があつた。
This method is highly accurate, but usually
Locations A, B, and C were several kilometers apart, and this method was extremely inefficient, requiring mutual communication and requiring a large number of workers. For this reason, it is difficult to economically construct an optical transmission line, and there are many restrictions on the work that can be done.

本発明は、モードボリームの異なる光フアイバ
に取りつけられたマスタープラグを用いて光フア
イバに光を入射し、光フアイバを曲げて漏れ出る
光を検出することでコネクタの損失評価を行なう
ことを特徴とし、その目的はコネクタの取付けら
れた場所の近傍でコネクタの損失評価を行なうこ
とのできる光コネクタの損失評価法を提供するこ
とにある。
The present invention is characterized in that a master plug attached to optical fibers with different mode volumes is used to inject light into the optical fiber, and the loss of the connector is evaluated by bending the optical fiber and detecting the leaking light. The purpose of this invention is to provide a loss evaluation method for optical connectors that can evaluate the loss of the connector near the location where the connector is installed.

以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples.

第4図a,bは本発明の実施例を示す図であ
る。これらの図の参照符号で第1図ないし第3図
の同一のものは同一の構成要素を示す。これらの
図において、1は第1の光フアイバ、2aは被測
定プラグである。10は被測定プラグ2aの近傍
で第1の光フアイバ1を曲げた曲げ部を示す。曲
げ部10の曲げ半径は、光フアイバの破断確率お
よび後述する漏れ光パワーとの関係で決められる
が、実用的な数値として5mm〜15mm程度である。
7は曲げ部10から漏れた光を検出する検出器で
ある。第4図aにおいて8は第1の光フアイバ1
と同じモードボリームをもつ第2の光フアイバで
あり、2cはそれに取つけられた第1のマスター
プラグである。第4図bにおいて9は第1の光フ
アイバ1よりも小さいモードボリームをもつ第3
の光フアイバであり、2dはそれに取つけられた
第2のマスタープラグである。
FIGS. 4a and 4b are diagrams showing an embodiment of the present invention. The same reference numerals in these figures as in FIGS. 1 to 3 indicate the same components. In these figures, 1 is a first optical fiber, and 2a is a plug to be measured. Reference numeral 10 indicates a bent portion where the first optical fiber 1 is bent near the plug to be measured 2a. The bending radius of the bending portion 10 is determined depending on the probability of breakage of the optical fiber and the relationship with the leakage light power, which will be described later, and is approximately 5 mm to 15 mm as a practical value.
A detector 7 detects light leaking from the bent portion 10. In FIG. 4a, 8 is the first optical fiber 1.
is the second optical fiber having the same mode volume as , and 2c is the first master plug attached to it. In FIG. 4b, 9 is a third optical fiber having a smaller mode volume than the first optical fiber 1.
, and 2d is the second master plug attached to it.

なお、モードボリームVは次式で定義される。 Note that the mode volume V is defined by the following equation.

V=2π2a p〔n2(r)−n2(a)〕rdr …(1) ここで、aはコア半径、rは半径方向の変数で
ある。n(r)は、コア内(0≦r≦a)屈折率
分布である。例えば、第1の光フアイバ1をコア
径2a=50μm、比屈折率差Δ=1%とする。Δ
は、 Δ=n(0)−n(a)/n(a) …(2) で定義される。このとき、第2の光フアイバ8は
2a=50μm、Δ=1%であり、第3の光フアイバ
9として2a=30μm、Δ=0.8%などが考えられ
る。
V=2π 2a p [n 2 (r)−n 2 (a)] rdr (1) where a is the core radius and r is a variable in the radial direction. n(r) is the refractive index distribution within the core (0≦r≦a). For example, assume that the first optical fiber 1 has a core diameter 2a of 50 μm and a relative refractive index difference Δ of 1%. Δ
is defined as Δ=n(0)-n(a)/n(a)...(2). At this time, the second optical fiber 8
2a=50 μm, Δ=1%, and as the third optical fiber 9, 2a=30 μm, Δ=0.8%, etc. can be considered.

上記の構成において被測定プラグ2aの損失評
価を行うには、まず、第4図aに示すように、第
1のマスタープラグ2cと被測定プラグ2aをア
ダプタ3を用いて結合して、光検出器7で光源5
からの光の漏れ光(光パワー)P1を測定する。
なお、以下の説明では、第1のマスタープラグ2
cと第2の光フアイバ8を総称してM1という。
次に、第4図bに示すように、第3の光フアイバ
9と第2のマスタープラグ2d(以下、これらを
総称してM2という)を用いて、同図に示す構成
で漏れ光(光パワー)P2を測定する。このとき、
P1とP2の測定で、曲げ部10の曲げ半径や光検
出器と光フアイバの相対位置が変わらない様にし
ておく。
In order to evaluate the loss of the plug under test 2a in the above configuration, first, as shown in FIG. 4a, the first master plug 2c and the plug under test 2a are connected using the adapter 3, Light source 5 with vessel 7
Measure the leakage light (optical power) P 1 from the
In addition, in the following explanation, the first master plug 2
c and the second optical fiber 8 are collectively referred to as M1.
Next, as shown in FIG. 4b, using the third optical fiber 9 and the second master plug 2d (hereinafter collectively referred to as M2), the leaked light (light Power) Measure P2 . At this time,
When measuring P 1 and P 2 , the bending radius of the bent portion 10 and the relative position between the photodetector and the optical fiber should not change.

ここでP1とP2は次式で表わされる。 Here, P 1 and P 2 are expressed by the following formula.

P1=S・η1・K1・P0 …(3) P2=S・η2・K2・P0 …(4) ここで、P0は光源5からの光パワー、K1、K2
は光源5と第2、第3の光フアイバ8,9との結
合係数、η1、η2は被測定プラグ2a−第1のマス
タープラグ2cおよび被測定プラグ2a−第2の
マスタープラグ2dの組合せのときの結合係数、
Sは光フアイバの曲げ部10と光検出器7との結
合係数を表わす。
P 1 = S・η 1・K 1・P 0 …(3) P 2 =S・η 2・K 2・P 0 …(4) Here, P 0 is the optical power from the light source 5, K 1 , K 2
is the coupling coefficient between the light source 5 and the second and third optical fibers 8 and 9, and η 1 and η 2 are the coupling coefficients of the plug to be measured 2a to the first master plug 2c and the plug to be measured 2a to the second master plug 2d. Coupling coefficient when combined,
S represents the coupling coefficient between the bent portion 10 of the optical fiber and the photodetector 7.

式(3)と(4)から結合係数の比をとると、 L=−10logη1/η2=−10logP1・K2/P2・K1(dB)…
(5) となる。ここで比(K2/K1)は、第4図a,b
の構成で、それぞれプラグの結合をはずし、光源
5より入射されて第1のマスタープラグ2cおよ
び第2のマスタープラグ2dから出射される光パ
ワーを検出することで求まる。たとえば、第1の
マスタープラグ2cからの光出力をPcとし、第
2のマスタープラグ2dからの光出力をPdとす
ると、比(K2/K1)は比(Pd/Pc)で求まる。
従つて、比(K2/K1)と、P1、P2により式(5)で
Lが求まる。ここで、η1、η2は次式で表わされ
る。
Taking the ratio of coupling coefficients from equations (3) and (4), L = -10logη 12 = -10logP 1・K 2 /P 2・K 1 (dB)...
(5) becomes. Here, the ratio (K 2 /K 1 ) is shown in Figure 4 a, b
With this configuration, the power is determined by disconnecting the respective plugs and detecting the optical power input from the light source 5 and emitted from the first master plug 2c and the second master plug 2d. For example, if the optical output from the first master plug 2c is Pc and the optical output from the second master plug 2d is Pd, the ratio (K 2 /K 1 ) can be found by the ratio (Pd/Pc).
Therefore, L can be found using equation (5) using the ratio (K 2 /K 1 ), P 1 and P 2 . Here, η 1 and η 2 are expressed by the following equations.

η1ηd1・ηf・ηp1 η2ηd2・ηf・ηp2 ηd1、ηd2は軸ずれ等に起因する接続損失、ηf
空気と光フアイバの屈折率ミスマツチに起因する
フレネル反射損失、ηp1、ηp2は接続(結合)され
る光フアイバ相互のモードボリームのミスマツチ
に起因する損失である。ηfはデジベル表示で約
0.3dBであり、プラグ間に屈折率整合剤を使用す
れば0dB(ηf=1)である。いずれにしてもηfは一
定値である。η1とη2の比は (η1=η2)=(ηd1・ηp1/ηd2・ηp2) …(6) となる。なお、第2の光フアイバ8と第1の光フ
アイバ1は同一のモードボリームであるため、
ηp1=1である。さらに、第4図bの構成の様に
モードボリームの小さい光フアイバから、モード
ボリームの大きい光フアイバに光が入射すると
き、ηp2=1であることが知られている。このと
き、第2のマスタープラグ2dと被測定プラグ2
aに軸ずれが生じても、実用上ηd2=1に出来る。
この理由を第5図を用いて説明する。
η 1 η d1・η f・η p1 η 2 η d2・η f・η p2 η d1 , η d2 is the splice loss caused by axis misalignment, etc., and η f is the Fresnel loss caused by the refractive index mismatch between the air and the optical fiber. The reflection losses η p1 and η p2 are losses caused by mismatching of the mode volumes of the optical fibers to be connected (coupled). η f is approximately in decibels
It is 0.3 dB, and if a refractive index matching agent is used between the plugs, it is 0 dB (η f =1). In any case, η f is a constant value. The ratio of η 1 and η 2 is (η 1 = η 2 )=(η d1 ·η p1d2 ·η p2 ) (6). Note that since the second optical fiber 8 and the first optical fiber 1 have the same mode volume,
η p1 =1. Furthermore, it is known that η p2 =1 when light enters from an optical fiber with a small mode volume to an optical fiber with a large mode volume as in the configuration shown in FIG. 4b. At this time, the second master plug 2d and the plug to be measured 2
Even if an axis shift occurs in a, η d2 =1 can be achieved in practice.
The reason for this will be explained using FIG.

第5図において11はモードボリームの大きい
光フアイバのコア、12はモードボリームの小さ
い光フアイバのコアを示す。説明を容易にするた
めΔが同一で、屈折率分布も相似であり、コア径
のみが異なるとする。この場合11はコア径の大
きいフアイバで、12はコア径の小さいフアイバ
である。例として、コア径を50μm、30μmとす
ると、軸ずれeが数μmあつたとしても、光フア
イバ12からの光はすべて光フアイバ11に入射
され、ηd2=1が成立する。
In FIG. 5, reference numeral 11 indicates a core of an optical fiber having a large mode volume, and reference numeral 12 indicates a core of an optical fiber having a small mode volume. For ease of explanation, it is assumed that Δ is the same, the refractive index distributions are similar, and only the core diameters are different. In this case, 11 is a fiber with a large core diameter, and 12 is a fiber with a small core diameter. As an example, if the core diameters are 50 μm and 30 μm, even if the axis deviation e is several μm, all the light from the optical fiber 12 is incident on the optical fiber 11, and η d2 =1 holds true.

以上より、ηp2=ηd2=ηp1=1が成立し、 L=−10log(η1/η2)=−10log(ηd1) …(7) となる。この式は、同種フアイバでの、接続損失
に起因する接続損失を表わしており、被測定プラ
グ2aのデシベル表示の接続損失そのものであ
る。
From the above, η p2 = η d2 = η p1 =1 holds true, and L=-10log(η 12 )=-10log(η d1 ) (7). This equation represents the splice loss caused by the splice loss in the same type of fiber, and is the splice loss itself expressed in decibels of the plug 2a to be measured.

第1図に示すようなプラグ2aと結合されるプ
ラグ2bに上記方法を適用することで、プラグ2
bを評価できる。これにより、第1図に示すプラ
グ2a,2b、アダプタ3が評価できる。なお、
第4図aのM1の代りに第6図に示す構成をM1
として使用できる。第6図に示すM1は、第2の
光フアイバ8と第3の光フアイバ9を融着接続ま
たはV溝接続で接続し、第2の光フアイバ8側に
第1のマスタープラグ2cを取付けたものであ
る。このときは、M1の第1のマスタープラグ2
cとM2の第2のマスタープラグ2dからの光出
力は等しくなり、K1=K2となる。この場合、比
(K2/K1)は測定する必要がなくなり、P1、P2
の測定だけで評価できる。
By applying the above method to the plug 2b that is combined with the plug 2a as shown in FIG.
b can be evaluated. Thereby, the plugs 2a, 2b and the adapter 3 shown in FIG. 1 can be evaluated. In addition,
In place of M1 in Figure 4a, use the configuration shown in Figure 6 as M1.
Can be used as M1 shown in FIG. 6 connects the second optical fiber 8 and the third optical fiber 9 by fusion splicing or V-groove splicing, and attaches the first master plug 2c to the second optical fiber 8 side. It is something. At this time, the first master plug 2 of M1
The optical outputs from the second master plug 2d of M2 and c are equal, and K 1 =K 2 . In this case, the ratio (K 2 /K 1 ) no longer needs to be measured, and P 1 , P 2
It can be evaluated just by measuring.

なお、この方法は、式(5)からわかる様に光フア
イバの曲げ部と光検出器との結合係数Sが入つて
ないため、第1の光フアイバ1のプラスチツク被
覆の色や被覆状態に依存しない。
As can be seen from equation (5), this method does not include the coupling coefficient S between the bent portion of the optical fiber and the photodetector, so it depends on the color and coating state of the plastic coating of the first optical fiber 1. do not.

具体的な実験によれば、本発明の方法を用いて
測定したプラグの接続損失の測定誤差は、±
0.1dB程度であつた。この値は、従来の、数Km離
れた位置で光出力を検出する方法の誤差が±
0.05dB程度であつたのに対して多少大きいが、
実用上はほとんど問題がなく、作業の簡易過メリ
ツトを考えれば本発明の効果は非常に大きい。
According to specific experiments, the measurement error of plug connection loss measured using the method of the present invention is ±
It was about 0.1dB. This value is due to the error of the conventional method of detecting optical output from a position several kilometers away.
Although it is slightly larger than the 0.05dB,
There are almost no problems in practical use, and the effects of the present invention are very large when considering the advantages of simple work.

以上説明したように、本発明によれば、モード
ボリームの異なる光フアイバに取りつけられたマ
スタープラグを用いて、被測定プラグ側の光フア
イバに光を入射し、被測定プラグの近傍で光フア
イバを曲げると共に曲げ部分から漏れて出る光を
検出することによりコネクタの損失評価を行なう
ようにしたから、簡易でかつコネクタの取付けら
れた場所だけでコネクタの損失評価ができるとい
う利点がある。
As explained above, according to the present invention, light is incident on the optical fiber on the plug to be measured side using a master plug attached to optical fibers with different mode volumes, and the optical fiber is connected near the plug to be measured. Since the loss of the connector is evaluated by detecting the light leaking from the bent portion as it is bent, there is an advantage that it is simple and that the loss of the connector can be evaluated only at the location where the connector is attached.

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

第1図は一般的な光コネクタの概略構成図、第
2図は同コネクタのプラグの断面図、第3図は従
来の光コネクタの損失評価法を説明する説明図、
第4図は本発明の一実施例を示す説明図、第5図
は本発明により損失評価が行える理由を説明する
ための説明図、第6図は本発明の他の実施例を示
す説明図である。 1……第1の光フアイバ、2a……被測定プラ
グ、2c……第1のマスタープラグ、2d……第
2のマスタープラグ、3……アダプタ、5……光
源、7……光検出器、8……第2の光フアイバ、
9……第3の光フアイバ。
Fig. 1 is a schematic configuration diagram of a general optical connector, Fig. 2 is a cross-sectional view of the plug of the same connector, and Fig. 3 is an explanatory diagram illustrating a loss evaluation method of a conventional optical connector.
Fig. 4 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention, Fig. 5 is an explanatory diagram to explain why loss evaluation can be performed by the present invention, and Fig. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. It is. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... First optical fiber, 2a... Plug to be measured, 2c... First master plug, 2d... Second master plug, 3... Adapter, 5... Light source, 7... Photodetector , 8... second optical fiber,
9...Third optical fiber.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1の光フアイバ1に取付けられた被測定プ
ラグ2aの損失特性を評価するに際して、第1の
光フアイバ1と同じモードボリームをもつ第2の
光フアイバ8に取付けられた第1のマスタープラ
グ2cと、第1の光フアイバ1よりも小さいモー
ドボリームをもつ第3の光フアイバ9に取付けら
れた第2のマスタープラグ2dと、第2の光フア
イバ8、第3の光フアイバ9に光を入射させる光
源5とを用い、第1のマスタープラグ2cと被測
定プラグ2aとを結合させて第1の光フアイバ1
に光を入射させ、被測定プラグ2aの近傍で第1
の光フアイバ1を曲げて光を漏らすと共に漏れ出
た光パワーP1を検出し、第2のマスタープラグ
2dと被測定プラグ2aとを結合させて第1の光
フアイバ1に光を入射させ、第1の光フアイバ1
の前工程で曲げた部分から光を漏らすと共に漏れ
出た光パワーP2を検出し、光パワーP1,P2に基
づいて被測定プラグ2aの損失特性を評価するよ
うにしたことを特徴とする光コネクタの損失評価
法。
1 When evaluating the loss characteristics of the plug under test 2a attached to the first optical fiber 1, the first master plug attached to the second optical fiber 8 having the same mode volume as the first optical fiber 1. 2c, a second master plug 2d attached to a third optical fiber 9 having a mode volume smaller than that of the first optical fiber 1, a second optical fiber 8, and a third optical fiber 9. The first optical fiber 1 is connected by coupling the first master plug 2c and the plug to be measured 2a using the incident light source 5.
the first one near the plug to be measured 2a.
bending the optical fiber 1 to leak light and detecting the leaked optical power P 1 ; coupling the second master plug 2d and the plug to be measured 2a to input the light into the first optical fiber 1; first optical fiber 1
The present invention is characterized in that light is leaked from the part bent in the previous process, and the leaked optical power P 2 is detected, and the loss characteristics of the plug 2a to be measured are evaluated based on the optical powers P 1 and P 2 . Optical connector loss evaluation method.
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