WO2019194188A1 - 反射光測定装置 - Google Patents

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田中 雅之
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株式会社オプトゲート
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Definitions

  • the present invention specifies a defective portion such as a crack or a disconnection of a material to be measured made of a light-transmitting material such as an optical fiber, and measures reflected light generated at the defective portion to quantify the defective state.
  • the present invention relates to a measuring device.
  • optical fibers use glass as the main material, there is a problem that disconnections and cracks are likely to occur. In particular, stress is often applied to the optical fiber during processing into the optical connector, and disconnection often occurs in the optical connector.
  • the optical fibers at the disconnection point are in close contact with each other, so that the amount of light is transmitted through the optical fiber with almost no change. Further, when the broken surface of the optical fiber has a mirror-like shape without streak-like irregularities, and the broken surface has a slope shape, the reflected light becomes very weak. In the case of a disconnection in which there is almost no reflected light due to such a disconnection point, that is, a so-called hidden disconnection, a problem hardly occurs at the beginning of use.
  • the optical fibers in the hidden disconnection section gradually gradually due to repeated expansion and contraction accompanying the temperature change of the adhesive used in the optical connector, vibration applied to the optical connector, etc. May cause the transmission performance of the optical fiber to deteriorate and cause communication failure or the like.
  • Patent Document 1 describes an optical fiber measuring device that measures the position and size of a defect in the entire length of an optical fiber using an optical interference method.
  • Makers of optical fiber cables that sell by incorporating an optical fiber into an optical connector for example, use the measuring device of Patent Document 1 to inspect the disconnection state for each product and then ship only good products. And when a hidden disconnection is discovered after shipment, it is preferable that the manufacturer can prove to what level the reflected light accompanying the disconnection was inspected at the time of shipment.
  • the measuring device described in Patent Document 1 described above can measure a rough disconnection state based on the intensity of reflected light from an optical fiber, but can only obtain weak reflected light such as a hidden disconnection. In such a case, it is not possible to perform a measurement with sufficient accuracy so that the reflected light at the disconnection point is presented numerically. Therefore, there is a problem that it is impossible to explain to the user the level of the reflected light that has been inspected at the time of shipment of the measuring apparatus.
  • the disconnection inspection in the optical connector of the optical fiber cable is performed by connecting the optical connector to the measuring device, and the optical fiber cable has optical connectors at both ends. For this reason, when performing a disconnection inspection, after inspecting one optical connector, it is necessary to remove the one optical connector, connect the other optical connector, and inspect the other optical connector, and the measurement work is complicated. It took time and effort.
  • the optical fiber cable is generally composed of an optical fiber bundle having about several to 4,000 core wires
  • an optical connector connected to the optical fiber cable is, for example, an MPO (Multi-fiber Push). -On)
  • MPO Multi-fiber Push
  • -On Like a connector, it can be connected to the number of optical fiber cores at the same time.
  • optical path switching means such as an optical switch in the optical connector connection portion of the measuring apparatus, and sequentially switching the connection with the optical connector.
  • optical path switching means such as an optical switch in the optical connector connection portion of the measuring apparatus
  • the optical path length of the reference light in the measuring apparatus must be adjusted each time the optical path is switched to generate optical interference.
  • the optical path length difference for each channel of the optical switch is, for example, several centimeters, it is necessary to provide an optical path length adjusting mechanism in the measuring apparatus.
  • the manufacturer of the optical fiber obtained by quantifying how much reflected light was inspected with respect to the emitted light of the measuring device in a disconnected state, and tested it to a predetermined reflectivity that can be measured.
  • An inspection device that can guarantee the quality is desired.
  • an inspection apparatus capable of measuring the reflectance in a short time and a simple operation is required. ing.
  • a first object of the present invention is to obtain a position where a defective portion such as a minute crack or disconnection in an optical connector is generated, to quantify reflected light with high reliability, and to provide optical connectors at both ends and a plurality of optical fibers.
  • An object of the present invention is to provide a reflected light measuring device capable of efficiently performing a disconnection inspection.
  • a second object of the present invention is to provide a reflected light measuring apparatus capable of efficiently performing a disconnection inspection on an optical connector to which an optical fiber cable composed of a plurality of optical fibers is connected. It is in.
  • the reflected light measurement apparatus includes a laser light source that emits laser light, a measurement laser light that transmits the laser light, a beam splitter that branches into a reference laser light that reflects, and the measurement laser that passes through the beam splitter.
  • a light measuring device that receives the light and the reference laser light reflected by the reference mirror through the beam splitter, and is based on the reference laser light received by the light measuring device and interference light by the measuring laser light
  • a switching unit that switches the optical path of the illumination laser beam, or an optical path switching unit that switches the optical path of the measurement laser beam between the beam splitter and the connection unit, and is connected to the optical path switching unit,
  • An optical path length adjusting unit for adjusting the optical path length of the optical path switching unit is arranged.
  • the position of a defective part such as a disconnection or a crack in an optical connector in which the reflected light is extremely weak is detected, and the reflected light is inspected to what level with respect to the emitted light. Can be digitized and output.
  • optical connectors attached to both ends of the optical fiber without changing the connection state of the optical fiber to the reflected light measuring device.
  • optical connectors such as MPO connectors and other translucent materials such as contact lenses and translucent materials using optical paths of measurement laser beams arranged in parallel. It is.
  • the optical path switching unit and the optical path length adjusting unit by using the optical path switching unit and the optical path length adjusting unit, the optical path length of each channel becomes the same, and the optical path connected to the reflected light measuring device is sequentially switched by the optical path switching unit, so that the disconnection inspection is efficiently performed. Can be done.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a reflected light measurement device of Example 1.
  • FIG. It is a flowchart figure which shows the disconnection failure detection method. It is a graph of the relationship between the distance of a defective part, and the reflection level of interference light.
  • It is a block diagram in the case of performing a reference setting process.
  • It is a block diagram for obtaining a calibration line.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a reflected light measurement device 1 according to the first embodiment.
  • a connector to be measured C1 at one end of an optical fiber cable FC is connected to the reflected light measurement device 1 via a connection portion.
  • a connector to be measured C2 is connected to the other end of the FC.
  • the inspection of a defective portion such as a disconnection with respect to the connectors C1 and C2 to be measured by the reflected light measuring device 1 is based on the principle of a Michelson interferometer.
  • the reflected light measuring apparatus 1 includes a laser light source 2, a beam splitter 3, a reference mirror 4, an optical path length switching unit 5, a light measuring device 6, and a connecting unit 7.
  • the laser light source 2 emits laser light L, which is low interference light, and the beam splitter 3 splits the light amount equally into measurement laser light L1 that transmits the laser light L and reflected reference laser light L2. Further, in order to maintain the stability with respect to the temperature characteristics of the laser light, the laser light source 2 is temperature controlled by a Peltier element or the like.
  • the reference mirror 4 has an optical path length variable mechanism that can adjust the optical path length of the reference laser beam L2.
  • the optical path length switching unit 5 is disposed between the reference mirror 4 and the beam splitter 3, and switches the optical path length of the reference laser light L2 to a plurality of fixed lengths.
  • the optical measuring device 6 transmits the measurement laser light L1 ′ reflected at the defective portions D1 and D2 such as the disconnection in the connectors C1 and C2 to be measured and the reference laser light L2 ′ reflected by the reference mirror 4 via the beam splitter 3. Receive light.
  • the connecting portion 7 is disposed on the optical path of the measurement laser light L1 that has passed through the beam splitter 3.
  • the reflected light measuring device 1 is connected to a calculation control unit (not shown).
  • the calculation control unit controls the operation of each member, calculates the measurement value of the light measuring device 6 and the like.
  • the position and the degree of are numerically output.
  • the arithmetic control unit has a function of storing a calibration line, which will be described later, and calculating the reflectance based on the calibration line from the measurement value obtained by the optical measuring device 6.
  • the measurement laser light L emitted from the laser light source 2 is branched by the beam splitter 3, and the measurement laser light L1 that has passed through the beam splitter 3 and traveled straight is sent to the connector C1 and the connector C2 to be measured.
  • the optical path from the beam splitter 3 to the connector to be measured C1 and the connector to be measured C2 is an optical fiber, and the connectors to be measured C1 and C2 are connected via a connecting portion 7 provided at the end of the optical fiber.
  • the optical path length switching unit 5 includes optical switches 5a at both ends, and a plurality of fixed length optical fibers having predetermined optical path lengths are arranged in advance at connection terminals (not shown) of these optical switches 5a.
  • These fixed length optical fibers include a first fixed length optical fiber 5b having an optical path length for the connector to be measured C1 which is an optical connector at one end of the optical fiber cable FC, and a connector to be measured C2 which is an optical connector at the other end.
  • the second fixed-length optical fiber 5c having an optical path length for use is connected in parallel to the optical switch 5a.
  • Two or more second fixed-length optical fibers 5c may be arranged according to the length of the optical fiber cable FC, and the above-mentioned connection terminals are arranged on the outer surface of the reflected light measuring device 1, and the first fixed The long optical fiber 5b and the second fixed length optical fiber 5c may be appropriately exchanged according to the length of the optical fiber cable FC.
  • a pair of optical switches 5a is arranged, but only one optical switch 5a near the beam splitter 3 may be arranged.
  • two optical paths including the first fixed length optical fiber 5b and the second fixed length optical fiber 5c to the reference mirror 4 are arranged in parallel, and for each optical path, It is possible to change the optical path length by an optical path length variable mechanism described later.
  • the reference laser light L2 passes through the first fixed-length optical fiber 5b or the second fixed-length optical fiber 5c and has a predetermined optical path length.
  • the optical path length of the first fixed-length optical fiber 5b is set to be substantially equal to the optical path length to the connection portion 7 of the measurement laser light L1.
  • the optical path length of the second fixed length optical fiber 5c is set to be approximately equal to the optical path length of the first fixed length optical fiber 5b plus the optical path length of the optical fiber cable FC to be inspected.
  • the reference laser beam L2 branched by the beam splitter 3 is transmitted to the reference mirror 4 through the optical path length switching unit 5.
  • the reference mirror 4 includes an optical path length variable mechanism that can move to an arbitrary position along the optical axis of the reference laser beam L2, and fine adjustment is added to the optical path length of the reference laser beam L2.
  • optical path length variable mechanism of the reference mirror 4 may be a rotating reflector.
  • This rotary reflector employs a mechanism having a radius of 20 mm and a rotation speed of about 1.1 rotations / second in order to ensure a variable range of 20 mm as the measurement length.
  • the measurement laser light L1 'reflected at the defective part D1 or D2 is reflected by the beam splitter 3 and transmitted to the optical measuring device 6.
  • the reference laser light L2 is selectively switched between the first fixed-length optical fiber 5b and the second fixed-length optical fiber 5c by the optical switch 5a, is transmitted, is reflected by the reference mirror 4, and is reflected by the reference laser light L2.
  • the optical switch 5a selectively switches the first fixed-length optical fiber 5b or the second fixed-length optical fiber 5c and transmits the light.
  • the light is transmitted through the beam splitter 3 and transmitted to the optical measuring device 6.
  • an optical fiber is used for each optical path, and the measurement laser light L can be straightly branched by using a fiber coupler instead of the beam splitter 3.
  • a lens optical system is used in the optical path of the actual interferometer, and further, a polarizing beam splitter and a quarter wavelength plate may be used. .
  • the laser light source 2 emits, for example, a low-interference laser beam having a wavelength of 1310 mm
  • the defect measurement range near the optical fiber in the connectors C1 and C2 to be measured is, for example, 0 to 20 mm
  • the measurement resolution length is, for example, 1.25 ⁇ m.
  • the variable range of the optical path length variable mechanism of the reference laser beam L2 is also equivalent to 20 mm.
  • the optical path length variable range is substantially the same as the optical path length of the connectors C1 and C2 to be measured, and should be changed according to the size of the connector, and is not limited to 20 mm.
  • step S101 the connector to be measured C1, which is an optical connector at one end of the optical fiber cable FC to be inspected, is connected to the connector-shaped connection portion 7.
  • the first fixed length optical fiber 5b is selected as the optical path of the reference laser beam L2 by switching control of the optical switch 5a.
  • the optical path length of the reference laser light L2 becomes substantially equal to the optical path length to the connection portion 7 of the measurement laser light L1.
  • step S102 the measurement laser light L is emitted from the laser light source 2, and is split by the beam splitter 3 into the measurement laser light L1 to the measured connector C1 and the reference laser light L2 to the reference mirror 4 side.
  • step S103 the reference optical path length by the reference laser beam L2 is moved within the variable range along the optical axis.
  • the adjustment range of the optical path length is an extent corresponding to the optical distance from the connection portion 7 to the connector to be measured C1. Due to the movement of the reference mirror 4 of the reference optical system, the measurement optical path length to the defective part D1 in the connector C1 to be measured by the measurement laser light L1 matches the reference optical path length to the reference mirror 4 by the reference laser light L2. Sometimes, as shown in FIG. 3, a peak beat signal e is obtained by the interference light received by the optical measuring device 6.
  • step S104 it is determined whether or not the optical beat meter 6 has received the peak beat signal e as described above. If the defective portion D1 does not exist in the connector C1 to be measured, the measurement laser light L1 is not reflected and returned to the optical measuring device 6, but is transmitted through the optical fiber cable FC. If the beat signal e is not detected, it is determined that the connector C1 to be measured is normal, the process proceeds to step S105, and the movement of the reference mirror 4 is stopped.
  • step S106 the optical path selected by the optical switch 5a is switched from the first fixed length optical fiber 5b to the second fixed length optical fiber 5c.
  • the optical path length of the reference laser light L2 becomes substantially equal to the optical path length of the measurement laser light L1 to the connector C2 to be measured.
  • step S107 the reference optical path length by the reference laser light L2 is finely adjusted again by moving the reference mirror 4 along the optical axis.
  • the adjustment range of the optical path length is an extent corresponding to the optical path length of the connector C2 to be measured.
  • step S108 it is determined whether or not the optical beat measuring device 6 has received the peak beat signal e as described above. If the defective portion D2 does not exist in the connector C2 to be measured, the measurement laser light L1 is not reflected and returned to the optical measuring device 6, but goes out from the connector C2 to be measured. If the beat signal e is not detected, it is determined that the measured connector C2 has no abnormality, and the process proceeds to step S109 to stop the movement of the reference mirror 4. Then, it is determined that the measured connector C1 and the measured connector C2 attached to the optical fiber cable FC to be inspected are both normal and non-defective, and the inspection is terminated.
  • FIG. 3 is a graph showing the distance of the defective portion D1 in the connector C1 to be measured, and the reflection level of interference light between the measurement laser light L1 ′ as the measurement optical system and the reference laser light L2 ′ as the reference optical system.
  • FIG. For example, a state in which a defect such as disconnection occurs at a position of 10 mm in the connector to be measured C1 and the beat signal e described above appears in the corresponding optical path length of the reference optical system is shown.
  • the magnitude of the peak beat signal e that is, the reflection level is remarkably larger than the reflection level at a position where there is no defect, when the beat signal e is obtained, the peak beat signal e is present in the connector C1 to be measured. It is possible to easily determine that a defect such as a disconnection has occurred, and it is possible to specify a defective part as described above.
  • step S110 the movement of the reference mirror 4 is stopped, the measured connector C1 attached to the optical fiber cable FC to be inspected is determined to be defective, and the inspection ends.
  • step S108 If the peak beat signal e is detected in step S108, it is determined that there is a disconnection failure due to the defective portion D2 in the connector C2 to be measured.
  • the detected beat signal e is the same as in the case of the defective part D1 in the measured connector C1, and therefore the description thereof is omitted.
  • step S110 the movement of the reference mirror 4 is stopped, the measured connector C2 attached to the optical fiber cable FC to be inspected is determined to be defective, and the inspection is terminated.
  • the optical fiber cable FC to be inspected is connected, it is attached to both ends of the optical fiber cable FC without changing the connection state.
  • the measured connector C1 and the measured connector C2 can be inspected by a series of operations.
  • FIG. 4 shows the configuration of the reflected light measurement apparatus 1 according to the second embodiment, and a plurality of optical fibers to be inspected are configured.
  • An optical path switching means 8 is arranged between the beam splitter 3 and the connection portion 7 having a connector shape that can be connected to the connector to be measured C1 which is an MPO connector.
  • the optical path section switching means 8 has an optical switch, and the same number of optical path sections as the number of fibers bundled in the MPO connector are arranged between the optical path section switching means 8 and the connection section 7. These optical path portions can be switched by switching control of the switch.
  • Optical fibers FM1 to FMn are bundled in an optical fiber cable FC to be inspected to be connected to the connection unit 7. For example, a typical number of 24 optical fibers are bundled.
  • a measured connector C1 which is an MPO connector in which n optical fibers FM1 to FMn are bundled, is attached to one end of the optical fiber cable FC, and ordinary measured connectors C21 to C2n are attached to the other end. .
  • the optical path length of the first fixed-length optical fiber 5b of the optical path length switching unit 5 similar to that of the first embodiment is set to be substantially equal to the optical path length to the connection unit 7 of the measurement laser light L1.
  • the optical path length of the second fixed length optical fiber 5c is a value obtained by adding the optical path length of the first fixed length optical fiber 5b to the optical path length. It is set almost equal.
  • two or more second fixed-length optical fibers 5c are prepared in advance and can be selected by the optical switch 5a. Keep connected. Alternatively, the second fixed-length optical fiber 5c may be replaced during measurement in accordance with the optical path lengths of the optical fibers FM1 to FMn.
  • the other configuration of the reflected light measurement apparatus 1 is the same as that of the first embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the same procedure as the flowchart of FIG. 2 shown as the method for detecting the position of the defective optical connector according to the first embodiment can be adopted as the method for detecting the position of the defective position. .
  • the light in the measured connector C1 which is an MPO connector is obtained.
  • the defective portions D11 to D1n corresponding to the fibers FM1 to FMn and the defective portions D21 to D2n corresponding to the connectors C21 to C2n can be detected by a series of operations.
  • the reflected light measuring apparatus 1 of the second embodiment is provided with the optical path length switching unit 5 for switching the optical path length of the reference laser beam L2 to a plurality of fixed lengths, but the optical path length switching unit 5 is not provided. Good.
  • the object to be measured is only at one end side, and defective portions D11 to D1n corresponding to the optical fibers FM1 to FMn in the connector to be measured C1 connected to the connection portion 7 can be diagnosed.
  • the measurement target of the reflected light measurement device 1 of the second embodiment is described by exemplifying the optical fiber in the connector to be measured.
  • a glass plate, a contact lens, or the like It is also possible to diagnose a defective part of the material to be measured made of a translucent material.
  • a collimator is attached to the tip of the connectors to be measured C21 to C2n, and the reference is made so that the optical path length of the reference laser light L2 ′ of each of the connectors to be measured C21 to C2n includes the material to be measured arranged at the collimator tip.
  • the optical path length variable mechanism of the mirror 4 it is possible to diagnose a defective portion of the translucent material.
  • the interference method if no defective portion of the measured material made of a translucent material is found by detecting the defect position by the interference method, it is determined that there is no defect in the measured connector C. However, if a defective part is detected, it is necessary to further inspect the degree of the defect. In this case, by measuring the magnitude of the measurement laser beam L1 ′ that is the reflected light from the defective portion of the connector C to be measured obtained by the optical measuring device 6, that is, the reflection level ⁇ dB, A certain degree of failure such as disconnection can be estimated.
  • the degree of failure such as disconnection of the connector C to be measured cannot be accurately quantified from the magnitude of the reflection level ⁇ dB. That is, even if the degree of failure is the same, the magnitude of the beat signal e obtained by the optical measuring instrument 6 is greatly influenced by individual characteristics such as the optical measuring instrument 6 and the amplifier circuit used, and the reflected light measurement is performed. This is because each device 1 is different.
  • the reflected light measuring device 1 in order to universally quantify the reflectance for defects such as disconnection in the connector C to be measured, the light receiving characteristics of the light measuring device 6 of the reflected light measuring device 1 are used as a reference. Calibrate using an optical instrument or optical system. Then, it is necessary to store the calibration line in the calculation control unit for each reflected light measuring device 1 and calibrate based on the output of the light measuring device 6 in the actual inspection by the reflected light measuring device 1.
  • this evaluation process is performed between a laser light source 2 equivalent to that used in the reflected light measuring device 1 and a reference light measuring device PD which is a commercially available power meter.
  • the optical attenuator G is disposed.
  • the reference light measuring device PD can accurately measure a certain amount of light in terms of performance, but cannot measure a very weak amount of light of ⁇ 50 dB or less.
  • the attenuation factor of the optical attenuator G is set to 0 dB
  • the measurement laser light L1 is incident on the reference light measurement device PD
  • the light amount r0 is measured
  • the light amount r0 is set to 0 dB
  • the zero reference point is set.
  • the light quantity r is measured while changing the set value of the optical attenuator G to change the attenuation rate.
  • the set value of the optical attenuator G is obtained using the reference light measuring device PD and the laser light source 2 equivalent to the reflected light measuring device 1. Obtain characteristic data of the relationship of attenuation.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the set value of the X-axis optical attenuator G obtained as described above and the measured value of the Y-axis reference light measuring device PD, and has characteristic data having linearity.
  • the following reference light amount reference setting process is performed using the optical attenuator G having
  • the optical attenuator G is arranged between the calibration reflection measuring device S and the calibration connector C 'for calibration, and a reference setting process of the amount of reflected light is performed.
  • This calibration connector to be measured C ' has no defective portion, and a reflection mirror M that performs total reflection is disposed behind the calibration connector to be measured C'.
  • the calibration reflection measuring device S includes a laser light source and a reference light measuring device (not shown), and a measurement value indicating a reflectance is obtained from the light amount of the measurement laser light L1 ′ received with respect to the light amount of the measurement laser light L1. It can be measured.
  • the measurement laser light L1 is made to pass through the optical attenuator G and the calibration target connector C ′, passes through the measurement laser light L1 ′′ that totally reflects off the reflection mirror M, and creates the measurement laser light L1 ′ as the reference reflected light.
  • the attenuation factor is defined by the ratio of the first measurement laser beam L1 and the last measurement laser beam L1 ′ of the optical attenuator G and expressed as a set value.
  • the optical attenuator is set so that the light amount received by the calibration reflection measuring device S becomes ⁇ 14.7 dB, which is the reflectance between the cut surface of a typical optical fiber and air. Adjust the set value of G. Then, the set value of the optical attenuator G at this time is stored as the set value g from which the reference reflected light amount value ⁇ 14.7 dB is obtained.
  • the amount of reflected light received by the calibration reflection measuring device S is measured to be ⁇ 14.7 dB, so that the set value g of ⁇ 13.7 dB is held.
  • the difference between the set value g of the optical attenuator G and the attenuation rate of the actual reflected light amount is caused by the loss of the measurement optical system, so that it always becomes a constant value even if the light amount of the measurement laser light L1 changes. I know.
  • the optical attenuator G, the calibration-measured connector C ′, and the reflection mirror M in which the reference amount of the reflected light amount is set so that the measurement laser beam L1 ′ with respect to the measurement laser beam L1 becomes ⁇ 14.7 dB are used.
  • calibration of the light receiving characteristics of the light measuring device 6 of the reflected light measuring device 1 is performed.
  • the optical attenuator G, the calibration connector C ′ and the reflection mirror M are connected to the reflected light measuring device 1 having the optical path length switching unit 5 as the first fixed length optical fiber 5b. Calibration data is obtained for each reflected light measuring device 1.
  • the measurement optical path length to the reflection mirror M by the measurement laser light L1 and the reference optical path length to the reference mirror 4 by the reference laser light L2 are set to coincide with each other.
  • a virtual line that is a calibration line is obtained using a voltage value obtained when the optical measuring device 6 receives the interference light including the reflected light amount of the measurement laser light L1 ′ of ⁇ 14.7 dB set as a reference.
  • the horizontal axis indicates the attenuation rate of the reflected light amount
  • the vertical axis indicates the voltage v of the light amount received by the optical measuring device 6.
  • a reference voltage V1 obtained when the interference measuring light including the reflected light amount of ⁇ 14.7 dB received by the optical measuring device 6 is set as the voltage V1, and this voltage V1 is set as the reference point ⁇ 1 in FIG. Plot on the graph shown in.
  • the value in the parentheses (-14.7 dB) on the horizontal axis of the reference point ⁇ 1 represents the set value of the optical attenuator G corresponding to the attenuation factor.
  • the voltage V0 of the optical measuring device 6 corresponding to the attenuation rate of the reflected light amount of ⁇ 10 dB is calculated from the voltage V1, and this voltage V0 is set to ⁇ 10 dB on the vertical axis.
  • An intersection point of the attenuation rate ⁇ 10 dB and the voltage V0 is set as a starting point ⁇ 0, and an imaginary line P is drawn so as to pass through the starting point ⁇ 0 and the reference point ⁇ 1. If the virtual line P obtained in this way is stored in the arithmetic control unit, the amount of reflected light on the virtual line P is attenuated with respect to the output voltage obtained by the optical measuring device 6 of the reflected light measuring device 1. It is possible to output the rate, that is, the reflection level.
  • the virtual line P is linearized by calculating the starting point ⁇ 0 from only one reference point ⁇ 1 as described above, but the set value of the optical attenuator G shown in FIG. The rate is adjusted to ⁇ 10 dB, the voltage V2 at that time is measured, and the intersection of the attenuation rate ⁇ 10 dB and the voltage V2 is defined as a measurement starting point ⁇ 2.
  • two or more measurement points may be obtained, and the virtual line P ′ may be drawn so as to pass through the measurement starting point ⁇ 2 and the reference point ⁇ 1. Since the virtual line P ′ uses the measurement value also at the measurement starting point ⁇ 2, it is possible to increase the accuracy compared to the virtual line P.
  • the output voltage corresponding to the interference light obtained by the light measuring device 6 of the reflected light measuring device 1 is more accurate. It is possible to output the reflectivity of a high reflected light amount, that is, the reflection level.
  • the virtual line P ′ is calibrated by multiplying the virtual line P ′ by the reciprocal 1 / a of the inclination a. You may do it.
  • the reflected light measuring device 1 is described as having, for example, one amplifier circuit. However, when the reflectance is actually small, the reflected light measuring device 1 has more, for example, 4 Two amplifier circuits are connected in series, and these are used while switching.
  • -10 to -40 dB with only one amplifier circuit -30 to -60 dB with an amplifier circuit connecting two, -50 to -80 dB with an amplifier circuit connecting three, and an amplifier circuit connecting four Then, it is measured while automatically switching the gain range such as ⁇ 70 to ⁇ 100 dB.
  • a plurality of amplifier circuits it is necessary to obtain a calibration line based on individual electrical characteristics for each of the plurality of amplifier circuits with respect to the virtual line P set by only one amplifier circuit. is there.
  • the set value g of the optical attenuator G is set so that the attenuation rate is ⁇ 30 dB, and the attenuation rate is appropriately changed to ⁇ 60 dB. Record the voltage v of the light meter 6. In this way, a plurality of recording points can be represented in the graph.
  • each recording point is recorded as ⁇ 1 dB, ⁇ 2 dB,... Which is a difference from the virtual line P, and an average difference value ⁇ dB is calculated.
  • ⁇ dB becomes +1 dB
  • a calibration line Q shifted by 1 dB from the virtual line P can be obtained as correction data.
  • the arithmetic control unit stores the virtual line P and one or more calibration lines Q. Instead of the calibration line Q, an average difference value ⁇ dB with respect to the virtual line P may be stored.
  • the arithmetic control unit can output the reflectance of the reflected light amount, that is, the reflection level, from the virtual line P or the calibration line Q corresponding to the measured voltage v.
  • the virtual line P and the calibration line Q are stored in advance in the calculation control unit of the reflected light measurement apparatus 1, and the measured connector C1 and the measured connector C2 are connected as shown in FIG. Then, as described above, while changing the reference optical path length of the reference optical system, a defective part such as a disconnection in the measured connector C1 and the measured connector C2 is searched.
  • a defective part such as disconnection is not found, it is regarded as a non-defective product. If a defective part is detected, the virtual line P or the calibration line Q is applied to the output voltage of the interference light measured by the optical measuring device 6. By reading the reflectance of the amount of reflected light based on this, the reflectance with respect to the measurement laser light L1 at the defective portion can be converted into a numerical value and output.
  • the defective state it is possible to guarantee to the user how much the reflectance of the defective state has been inspected. For example, a disconnection of up to ⁇ 80 dB which is a limit measurement value of the reflected light measuring device 1 for a connector to be sold, etc. As for the defective state, it can be guaranteed as a manufacturer that it was not found.
  • FIG. 10 is a configuration diagram of the reflected light measurement device 1 according to the third embodiment.
  • a connector to be measured C3 having an optical fiber cable FC is connected to the reflected light measurement device 1 through a connection portion 7.
  • the reflected light measuring device 1 includes a laser light source 2, a beam splitter 3, a reference mirror 4, a light measuring device 6, a connection unit 7, an optical path switching unit 9, and an optical path length adjusting unit 10.
  • a connection unit 7 is disposed on the optical path of the measurement laser light L1 that has passed through the beam splitter 3, and an optical path switching unit 9 and an optical path length adjustment unit 10 are sequentially disposed between the beam splitter 3 and the connection unit 7. .
  • the optical fiber cable FC is, for example, a bundle of several to 4,000 optical fibers FM1 to FMn, and the connector to be measured C3 can be connected to the optical fibers FM1 to FMn at the same time, such as an MPO connector. ing. Further, such a connector to be measured C3 can be connected to the connecting portion 7.
  • the optical path switching unit 9 is, for example, a commercially available optical switch, and includes an optical switch unit 9a that performs switching processing, and switching optical paths 9b1 to 9bn that can be connected to the optical switch unit 9a.
  • the switching optical paths 9b1 to 9bn correspond to the optical fibers FM1 to FMn of the optical fiber cable FC, and the same number is arranged.
  • the optical switch unit 9a can switch the optical path of the measurement laser beams L1 and L1 'to any one of the switching optical paths 9b1 to 9bn by switching control based on a switching command from an arithmetic control unit (not shown). Variations in the optical path lengths of the switching optical paths 9b1 to 9bn are, for example, several mm to several cm.
  • the optical path switching unit 9 is arranged so that the measurement laser light L1 is incident on the optical switch unit 9a.
  • the optical path length of the optical path length adjusting unit 10 described later is configured.
  • the optical path switching unit 9 is changed so that the measurement laser beam L1 is incident on the switching optical paths 9b1 to 9bn that are reversed left and right. That is, it is possible to mount the measurement laser beam L1 so that the incident light and the outgoing light are reversed.
  • the optical path switching unit 9 is orthogonal to the optical axis.
  • Sliding means that can move in the direction may be provided so that the switching optical paths 9b1 to 9bn can be easily aligned with the optical axis.
  • the optical path from the beam splitter 3 to the optical path switching unit 9 may be constituted by an optical fiber and connected to the optical path switching unit 9 by an optical connector provided at the end of the optical fiber.
  • the optical path length adjusting unit 10 adjusts the one-to-one connection between the optical fibers FM1 to FMn connected to the connector C3 to be measured via the connection unit 7 and the switching optical paths 9b1 to 9bn of the optical path switching unit 9. It has optical paths 10a1 to 10an.
  • the adjustment optical paths 10a1 to 10an are adjusted such that variations in the optical path lengths of the switching optical paths 9b1 to 9bn are eliminated, and the total optical path lengths 9b1 + 10a1 to 9bn + 10an of the optical path switching unit 9 and the optical path length adjustment unit 10 are made equal.
  • the laser light L emitted from the laser light source 2 is branched by the beam splitter 3, and the measurement laser light L 1 that passes straight through the beam splitter 3 passes through the optical path switching unit 9, the optical path length adjustment unit 10, and the connection unit 7. And transmitted to the connector C3 to be measured.
  • An optical path from the beam splitter 3 to the optical path switching unit 9 is an optical fiber, for example, and an optical switch unit 9a of the optical path switching unit 9 is connected to an end of the optical fiber.
  • the measurement laser light L1 is selectively transmitted to one of the switching optical paths 9b1 to 9bn by the optical switch unit 9a of the optical path switching unit 9, and is further transmitted, and the corresponding adjustment optical path 10a1 of the optical path length adjustment unit 10 is transmitted. Passes through 10an to reach the connector C3 to be measured through the connection portion 7.
  • the measurement laser light L1 ′ reflected by the defective parts D31 to D3n passes through the connecting part 7, the optical path length adjusting part 10, and the optical path switching part 9, and then is passed through the beam splitter. 3 and reflected by the optical measuring device 6.
  • the reference mirror 4 includes an optical path length variable mechanism that can move to an arbitrary position along the optical axis of the reference laser beam L2, and fine adjustment is added to the optical path length of the reference laser beam L2.
  • the reference laser beam L2 is reflected by the reference mirror 4 to become the reference laser beam L2 ', passes through the beam splitter 3, and is received by the optical measuring device 6.
  • step S201 the connector to be measured C3, which is an optical connector at one end of the optical fiber cable FC to be inspected for defects, is connected to the connector-shaped connection portion 7.
  • the switching optical path 9b1 is selected as the optical path of the measurement laser light L1 by switching control of the optical switch section 9a of the optical path switching section 9.
  • the optical path of the measurement laser light L1 becomes the defective portion D31 of the connector C3 to be measured and the optical fiber FM1 through the adjustment optical path 10a1 and the connection portion 7.
  • step S202 the laser light L is emitted from the laser light source 2, and the laser beam L is measured by the beam splitter 3 to the measurement laser light L1 to the measured connector C3 and the reference laser light L2 to the reference mirror 4 side.
  • step S203 the reference mirror 4 is moved within the variable range along the optical axis, and the reference optical path length by the reference laser light L2 is adjusted.
  • the adjustment range of the optical path length is an extent corresponding to the optical distance from the connecting portion 7 to the connector C3 to be measured.
  • step S204 it is determined whether or not the beat signal e is received by the optical measuring device 6. If the defective portion D31 does not exist in the connector C3 to be measured, the measurement laser light L1 is not reflected and returned to the optical measuring device 6, but is transmitted through the optical fiber FM1. If the peak beat signal e is not detected, the process proceeds to step S205 and the movement of the reference mirror 4 is stopped.
  • step S206 it is determined whether or not there is a next switching optical path to be selected by the optical switch unit 9a. If there is no next switching optical path, the process proceeds to step S207 and all the optical fibers FM1 constituting the optical fiber cable FC are obtained. Complete the measurement of ⁇ FMn. The connector to be measured C1 attached to the optical fiber cable FC to be inspected is normal and is determined to be a good product, and the inspection is terminated.
  • step S208 select the next switching optical path. That is, if the currently selected optical path 9b1 is selected, the optical path is switched to the switched optical path 9b2.
  • the optical path of the measurement laser light L1 becomes the defective portion D32 of the connector C3 to be measured and the optical fiber FM2 through the adjustment optical path 11a2 and the connection portion 7.
  • the above-described interference light detection process is repeatedly executed for the number of optical fibers FM1 to FMn constituting the optical fiber cable FC.
  • step S204 when the beat signal e is detected in step S204, it is determined that there is a disconnection failure due to the defective portion D31 in the measured connector C3. Then, the process proceeds to step S209, the movement of the reference mirror 4 is stopped, the measured connector C3 attached to the optical fiber cable FC to be inspected is determined to be defective, and the inspection is ended.
  • FIG. 12 is a block diagram when detecting the optical path length variations of the switching optical paths 9b1 to 9bn, and detects the optical path length variations of the switching optical paths 9b1 to 9bn by applying the above-described detection processing of the beat signal e.
  • the adjustment optical path 10a1 of the optical path length adjustment unit 10 is set so that the total optical path lengths 9b1 + 10a1 to 9bn + 10an of the optical path switching unit 9 and the optical path length adjustment unit 10 are the same. Consists of 10an.
  • the optical path switching unit 9 is switched from the optical path switching unit 9 to the switching optical paths 9b1 to 9bn side.
  • the mounting direction is changed to a state on the optical axis opposite to.
  • the optical switch unit 9a After the optical switch unit 9a has selected a state other than the switching optical path 9b1, when the measurement laser light L1 is incident on the switching optical path 9b1, a part of the measurement laser is measured due to the difference in refractive index with air at the tip of the switching optical path 9b1.
  • the light L1 is reflected as measurement laser light L1 ′ and received by the optical measuring device 6.
  • a beat signal e by interference light is obtained.
  • the position of the reference mirror 4 at this time is stored in the calculation control unit. The above procedure is repeated n times for the switching optical paths 9b1 to 9bn.
  • the variation in the position of the reference mirror 4 with respect to the switching optical paths 9b1 to 9bn of the stored optical path switching unit 9 corresponds to the variation in the optical path length of the switching optical paths 9b1 to 9bn.
  • the adjustment optical paths 10a1 to 10an of the optical path length adjustment unit 10 are constituted by optical path length adjustment members. That is, the optical path length adjusting unit 10 is made of an optical path length adjusting member so that the total optical path lengths 9b1 + 10a1 to 9bn + 10an of the switching optical paths 9b1 to 9bn of the optical path switching unit 9 and the adjusting optical paths 10a1 to 10an of the optical path length adjusting unit 10 are the same.
  • the optical path length adjusting members constituting the adjusting optical paths 10a1 to 10an existing appropriate optical members such as optical fibers and mirrors can be used.
  • the measurement laser beam The optical path length to the connection portion 7 of L1 is constant regardless of which switching optical path 9b1 to 9bn is passed. Therefore, if the optical path length of the reference laser beam L2 is adjusted by the reference mirror 4 by the amount of the optical path length of the connector C3 to be measured, disconnection or the like may occur with respect to all the defective portions D31 to D3n in the connector C3 to be measured. It is possible to obtain interference light corresponding to the position where the defect occurs.
  • a plurality of mirrors such as retroreflectors are arranged as the optical path length variable mechanism of the reference mirror 4 shown in FIG.
  • the optical path length of 10 cm can be adjusted, and the optical path length variation of the switching optical paths 9b1 to 9bn may be measured.
  • the optical path length adjustment unit 10 eliminates the variation in the optical path length of the optical path switching unit 9, so that the reference mirror 4 is optically separated from the connector C3 to be measured. Therefore, even if there are as many as several thousand optical fibers constituting the optical fiber cable FC, the reflected light can be measured quickly and reliably and the disconnection inspection can be completed.
  • the inspection target is not limited to the optical connector. Needless to say, it can also be used for disconnection failure of the optical fiber itself and defect inspection of many optical elements.
  • FIG. 13 is a configuration diagram of the reflected light measurement device 1 according to the fourth embodiment, in which optical connectors attached to both ends of the optical fiber cable FC are to be inspected.
  • optical fibers FM1 to FMn are attached at both ends of the optical fiber cable FC to be inspected.
  • connectors to be measured C4 and C5 in the form of simultaneously connecting optical fibers FM1 to FMn such as MPO connectors are attached.
  • the optical path length of the optical fibers FM1 to FMn is constant.
  • the optical path length switching unit 5 that switches the optical path length of the reference laser light L2 to a plurality of fixed lengths is disposed.
  • the optical path length switching unit 5 includes optical switches 5a at both ends, and a plurality of fixed length optical fibers 5b and 5c having predetermined optical path lengths are connected to connection terminals (not shown) of these optical switches 5a.
  • These fixed length optical fibers 5b and 5c have a first fixed length optical fiber 5b having an optical path length for the measured connector C4 at one end of the optical fiber cable FC and an optical path length for the measured connector C5 at the other end. And a second fixed-length optical fiber 5c that is connected in parallel between the optical switches 5a.
  • the optical path length of the first fixed length optical fiber 5b is set to be substantially equal to the optical path length to the connection portion 7 of the measurement laser light L1
  • the optical path length of the second fixed length optical fiber 5c is the optical path length. It is set approximately equal to the value obtained by adding the optical path length of the first fixed-length optical fiber 5b to the optical path length of the fibers FM1 to FMn.
  • the connector to be measured C5 is not an integral type, and the connectors to be measured are individually connected according to the optical path lengths of the optical fibers FM1 to FMn, they have two or more optical path lengths corresponding to each.
  • a plurality of second fixed length optical fibers 5c may be arranged.
  • the above-described connection terminal (not shown) is arranged on the outer surface of the reflected light measuring device 1, and the second fixed length optical fiber 5c is changed during measurement corresponding to the optical path length of the optical fibers FM1 to FMn. Also good.
  • the first fixed length optical fiber 5b is similarly arranged on the outer surface of the reflected light measuring device 1 so that the first fixed length optical fiber 5b can be appropriately replaced in accordance with the change of the inspection object and the connection portion 7. It may be.
  • the other configuration of the reflected light measurement device 1 is the same as that of the third embodiment, and thus the description thereof is omitted.
  • the fourth embodiment configured as described above, almost the same procedure as the flowchart of FIG. 11 shown as the method for detecting the position of the defective optical connector according to the third embodiment is adopted as the method for detecting the position of the defective position. Can do.
  • the method of detecting the position of the defective part in the fourth embodiment is different from the third embodiment in that after the inspection of the measured connector C4 at one end of the optical fibers FM1 to FMn is completed, the measured connector C5 at the other end is inspected. It is.
  • the optical switch 5a of the optical path length switching unit 5 is switched in advance so that the first fixed-length optical fiber 5b is selected, and the flowchart of FIG. Perform the indicated detection method.
  • the optical switch 5a of the optical path length switching unit 5 is switched in advance so that the second fixed length optical fiber 5c is selected, and then the flowchart shown in FIG. The illustrated detection method is executed.
  • the positions of the defective portions D41 to D4n and D51 to D5n of the connectors C4 and C5 can be detected from the beat signal e generated by the interference light between the measurement laser beam L1 ′ and the reference laser beam L2 ′. .
  • the reference optical path length cannot be matched with the measurement optical path length within the variable range of the reference mirror 4.
  • the provision of the optical path length switching unit 5 makes it possible to make the reference optical path length substantially coincide with the measured optical path length.
  • the optical path length adjusting unit 10 eliminates the optical path length variation of several mm to several cm of the switching optical paths 9b1 to 9bn of the optical path switching unit 9, the measurement optical path length in the reflected light measuring device 1 can be changed to any switching path. Even if the optical paths 9b1 to 9bn are selected, they are constant.
  • the reference mirror 4 is moved within a range of about several tens of millimeters that is the optical path length of the connectors to be measured C4 and C5, which are inspection target parts, and the reference optical path length is finely adjusted, the measurement optical path length is completely obtained. Can be matched.
  • the reflected light measurement device 1 includes the adjusting unit that matches the reference optical path length and the measurement optical path length. Therefore, once the optical fiber cable FC is connected to the connection unit 7, In particular, the connectors under test C4 and C5 attached to both ends of the optical fiber cable FC can be quickly inspected for disconnection by a series of operations without changing the connection state.
  • light that is composed of a plurality of optical fibers can be obtained by sequentially switching the optical fibers connected by the optical path switching unit without providing a large-scale optical path length adjustment mechanism for the reference laser light in the reflected light measurement device.
  • the disconnection state of the optical connector to which the fiber cable is connected can be inspected continuously and efficiently in a short time.

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Abstract

両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供する。 反射光測定装置1は、レーザー光源2と、測定レーザー光Lを透過する測定レーザー光L1と反射する参照レーザー光L2とに分岐するビームスプリッタ3と、参照レーザー光L2の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラー4と、この参照ミラー4とビームスプリッタ3との間に配置され、参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5と、接続部7に接続した被測定コネクタC1及びC2内の断線等の不良個所D1及びD2において反射した測定レーザー光L1'及び参照ミラー4で反射した参照レーザー光L2'を、ビームスプリッタ3を介して受光する光測定器6とから構成されている。

Description

反射光測定装置
 本発明は、光ファイバ等の透光性素材から成る被測定材の亀裂、断線等の不良個所を特定すると共に、不良個所で発生する反射光を測定して、不良状態を数値化できる反射光測定装置に関するものである。
 光ファイバは主材料にガラスを用いているために、断線や亀裂が生じ易いという問題点がある。特に、光コネクタ内への加工時に、光ファイバに応力が加わり、光コネクタ内で断線が発生することが度々ある。
 そして、この光コネクタ内での断線発生直後の状態では、断線個所の光ファイバ同士が密着しているため、光量は殆ど変化することなく光ファイバ内を伝達される。また、光ファイバの断線面に筋状の凹凸がなく鏡面状であって、断線面が斜面状の場合には反射光が極めて微弱となる。このような断線個所による反射光が殆どない断線、所謂隠れ断線の場合には、使用開始当初に問題が発生することは殆どない。
 しかし、この隠れ断線は長時間経過すると、光コネクタに用いている接着剤の温度変化に伴う膨張収縮の繰り返しや、光コネクタに加わる振動等により、隠れ断線している部分の光ファイバ同士が徐々に離間し、光ファイバの伝達性能を劣化させ、通信障害等を引き起こす虞れがある。
 そこで、光ファイバの光コネクタへの組付直後には、断線個所で発生する光反射を利用した断線検査が行われている。特許文献1には、光干渉方式を用いて、光ファイバ全長における欠陥の位置と大きさとを測定する光ファイバ測定装置が記載されている。
日本国特開平7-83790号公報
 光コネクタに光ファイバを組込んで販売する光ファイバケーブルのメーカーは、例えば特許文献1の測定装置等を用いて、製品ごとに断線の状態を検査してから、良品のみを出荷している。そして、出荷後に隠れ断線が発見された場合には、メーカー側では出荷の際に断線に伴う反射光を、どの程度のレベルまで検査していたかについて、証明できることが好ましい。
 しかし、上述の特許文献1に記載の測定装置では、光ファイバの反射光の強弱に基づいて、大まかな断線状態を測定することはできるが、隠れ断線のような微弱な反射光しか得られない場合には、断線個所における反射光を数値で提示するほどに精度の良い測定を行うことができない。従って、どの程度の反射光レベルまで測定装置の出荷時に検査したかについて、ユーザー側に説明できないという問題がある。
 また、光ファイバケーブルの光コネクタ内の断線検査は、光コネクタを測定装置に接続して行うが、光ファイバケーブルは両端に光コネクタを備えている。このため、断線検査を行う際は一方の光コネクタを検査した後に、この一方の光コネクタを取り外し、他方の光コネクタを接続して、他方の光コネクタを検査する必要があり、測定作業が煩雑で手間を要していた。
 更には、光ファイバケーブルは、一般的に数本から4,000本程度の芯線を有する光ファイバ束から構成されており、光ファイバケーブルに接続される光コネクタも、例えばMPO(Multi-fiber Push-On)コネクタのように、光ファイバの芯線の本数分を同時に接続可能な構成となっている。このような複数本の光ファイバが接続された光コネクタの断線検査を行う場合には、測定装置と光コネクタを接続する作業を、光ファイバの本数分だけの回数を繰り返して行う必要がある。
 測定装置の光コネクタ接続部に、例えば光スイッチのような光路切換手段を設けて、光コネクタとの接続を順次に切換えて、光ファイバの本数分の検査を行う方法もある。しかし、市販品である光スイッチは、各チャネルの光路長が個々に異なるため、光路を切換える度に測定装置内の参照光の光路長を調整して、光干渉を発生させなければならない。そして、光スイッチのチャネル毎の光路長の差が例えば数cmある場合には、測定装置に光路長調整機構を設ける必要がある。
 このように、複数本の光ファイバで構成される光ファイバケーブルが接続された光コネクタの断線検査では、測定装置と光コネクタとの煩雑な接続作業に多大な手間と時間を要する。
 そこで、光ファイバのメーカー側では、断線状態における測定装置の出射光に対して、どの程度のレベルまでの反射光を検査したのかを数値化して求め、計測可能な所定の反射率まで試験をしたという品質を保証し得る検査装置が望まれている。特に、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタ、更には複数本の光ファイバに取り付けられた複数個の光コネクタに対して、短時間かつ単純な作業で反射率を測定できる検査装置が要求されている。
 本発明の第1の目的は、光コネクタ内の微小な亀裂や断線等の不良個所の発生位置を求め、信頼性が高い反射光の数値化を行うと共に、両端の光コネクタ及び複数の光ファイバに対して断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供することにある。
 本発明の第2の目的は、複数本の光ファイバで構成される光ファイバケーブルの接続された光コネクタに対して、断線検査を効率的に行うことが可能な反射光測定装置を提供することにある。
 本発明に係る反射光測定装置は、レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切り換える切換部が配置されている、又は前記ビームスプリッタと前記接続部との間に、前記測定レーザー光の光路を切換える光路切換部と、該光路切換部と接続され、該光路切換部の光路長を調整する光路長調整部とが配置されていることを特徴とする。
 この反射光測定装置によれば、反射光が極めて微弱な光コネクタ内の断線や亀裂等の不良個所について、その位置を検出すると共に、出射光に対してどの程度のレベルまで反射光を検査したかを数値化して出力することができる。
 また、光ファイバの両端に取り付けられた光コネクタを、反射光測定装置への光ファイバの接続状態を変更することなく、連続して検査することが可能である。同様に、MPOコネクタ等の複数の光ファイバを配置した光コネクタやコンタクトレンズ等の透光性素材に対しても、並列に配置した測定レーザー光の光路を用いて連続して検査することが可能である。
 また、光路切換部及び光路長調整部を用いることで、各チャネルの光路長は同一となり、光路切換部によって反射光測定装置に接続される光ファイバを順次に切換えることで、断線検査を効率的に行うことができる。
実施例1の反射光測定装置の構成図である。 断線不良検出方法を示すフローチャート図である。 不良個所の距離と干渉光の反射レベルとの関係のグラフ図である。 実施例2の反射光測定装置の構成図である。 光測定器を用いて基準となる光減衰器の特性データを得るための構成図である。 光減衰器の特性データのグラフ図である。 基準設定処理を行う場合の構成図である。 校正線を得るための構成図である。 反射光測定装置で使用する校正線のグラフ図である。 実施例3の反射光測定装置の構成図である。 断線不良検出方法のフローチャート図である。 光路切換部の光路長ばらつきを検出する際の構成図である。 実施例4の反射光測定装置の構成図である。
 本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
 図1は実施例1の反射光測定装置1の構成図であり、この反射光測定装置1には接続部を介して、光ファイバケーブルFCの一端の被測定コネクタC1が接続され、光ファイバケーブルFCの他端には被測定コネクタC2が接続されている。この反射光測定装置1による被測定コネクタC1、C2に対する断線等の不良個所の検査は、マイケルソン干渉計の原理を基本としている。
 反射光測定装置1は図1に示すようにレーザー光源2と、ビームスプリッタ3と、参照ミラー4と、光路長切換部5と、光測定器6と、接続部7とから構成されている。
 レーザー光源2は低干渉光であるレーザー光Lを出射し、ビームスプリッタ3はレーザー光Lを透過する測定レーザー光L1と反射する参照レーザー光L2とに光量を等分に分岐する。また、レーザー光の温度特性に対する安定性を維持するために、レーザー光源2はペルチェ素子等による温度制御が行われている。
 参照ミラー4は、参照レーザー光L2の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する。光路長切換部5は参照ミラー4とビームスプリッタ3との間に配置され、参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える。
 光測定器6は、被測定コネクタC1及びC2内の断線等の不良個所D1及びD2において反射した測定レーザー光L1’及び参照ミラー4で反射した参照レーザー光L2’を、ビームスプリッタ3を介して受光する。接続部7は、ビームスプリッタ3を透過した測定レーザー光L1の光路上に配置されている。
 なお、反射光測定装置1には図示しない演算制御部が接続されており、この演算制御部は前記各部材の動作等を制御し、また光測定器6の測定値等を演算し、不良個所の位置とその程度を数値化して出力している。特に、演算制御部は後述する校正線を記憶し、光測定器6による測定値からこの校正線を基に反射率を算出する機能を有している。
 レーザー光源2から出射された測定レーザー光Lは、ビームスプリッタ3において分岐され、ビームスプリッタ3を透過して直進した測定レーザー光L1は被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2に送光される。ビームスプリッタ3から被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2に至る光路は光ファイバとされ、この光ファイバの端部に設けた接続部7を介して被測定コネクタC1、C2が接続されている。
 また、測定レーザー光Lの一部は、ビームスプリッタ3で反射されて参照レーザー光L2となり、光路長切換部5に送光される。この光路長切換部5は、両端に光スイッチ5aを備え、これらの光スイッチ5aの図示しない接続端子に、予め所定の光路長とした複数の固定長光ファイバが配置されている。
 これらの固定長光ファイバは、光ファイバケーブルFCの一端の光コネクタである被測定コネクタC1用の光路長を有する第1の固定長光ファイバ5bと、他端の光コネクタである被測定コネクタC2用の光路長を有する第2の固定長光ファイバ5cから成り、並列に光スイッチ5aに接続されている。
 光ファイバケーブルFCの長さに応じて2本以上の第2の固定長光ファイバ5cを配置してもよく、前述の接続端子を反射光測定装置1の外表面に配置し、第1の固定長光ファイバ5b、第2の固定長光ファイバ5cを光ファイバケーブルFCの長さに応じて、適宜に交換可能にするようにしてもよい。
 また、図1の構成図においては、一対の光スイッチ5aを配置しているが、ビームスプリッタ3寄りの1つの光スイッチ5aのみを配置するようにしてもよい。このような場合は、参照ミラー4までの第1の固定長光ファイバ5bを含む光路及び第2の固定長光ファイバ5cを含む光路を2本並列にして配置し、それぞれの光路に対して、後述する光路長可変機構により光路長を変更することが可能である。
 光スイッチ5aをスイッチング動作させることにより、参照レーザー光L2は、第1の固定長光ファイバ5b又は第2の固定長光ファイバ5cを透過して所定の光路長となる。このとき、第1の固定長光ファイバ5bの光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。
 一方、第2の固定長光ファイバ5cの光路長は、第1の固定長光ファイバ5bの光路長に検査対象の光ファイバケーブルFCの光路長を加えたものとほぼ等しく設定されている。このように、ビームスプリッタ3により分岐された参照レーザー光L2は、光路長切換部5を経て参照ミラー4に送光されることになる。参照ミラー4は、参照レーザー光L2の光軸に沿って任意の位置に移動が可能な光路長可変機構を備えており、参照レーザー光L2の光路長に微調整が加えられる。
 なお、この参照ミラー4の光路長可変機構は、回転リフレクタを用いることもできる。この回転リフレクタは計測長である20mmの可変範囲を確保するために、半径20mm、回転速度を1.1回転/秒程度の機構が採用されている。
 また、被測定コネクタC1又はC2内に断線等の不良個所があると、不良個所D1又はD2において反射した測定レーザー光L1’は、ビームスプリッタ3で反射され光測定器6に送光される。
 一方、参照レーザー光L2は、光スイッチ5aによって第1の固定長光ファイバ5b又は第2の固定長光ファイバ5cを選択的に切換えて送光され、参照ミラー4で反射されて参照レーザー光L2’となり、再び光スイッチ5aによって第1の固定長光ファイバ5b又は第2の固定長光ファイバ5cを選択的に切換えて送光され、ビームスプリッタ3を透過して光測定器6に送光される。
 なお、各光路には光ファイバが用いられ、ビームスプリッタ3の代りにファイバカプラを用いて測定レーザー光Lを直進、分岐させることもできる。また、実際の干渉計の光路にはレンズ光学系が用いられ、更に偏光ビームスプリッタ、1/4波長板が使用されることもあるが、これらは公知の手段であるので、その説明は省略する。
 レーザー光源2からは、例えば波長1310mmの低干渉レーザー光が出射され、被測定コネクタC1、C2内の光ファイバ近傍の不良測定範囲は例えば0~20mmであり、測定分解長は例えば1.25μmとされている。このため、参照レーザー光L2の光路長可変機構の可変範囲も20mm相当とされている。なお、光路長可変範囲は、被測定コネクタC1、C2が持つ光路長と同程度とされ、コネクタのサイズに応じて変更されるべきものであり、20mmに限定されるものではない。
 次に、反射光測定装置1による光コネクタ不良個所の位置の検出方法を、図2のフローチャート図により説明する。まず、ステップS101では、コネクタ形状をした接続部7に、不良検査を行うべき光ファイバケーブルFCの一端の光コネクタである被測定コネクタC1を接続する。光スイッチ5aのスイッチング制御によって、参照レーザー光L2の光路として第1の固定長光ファイバ5bを選択した状態とする。第1の固定長光ファイバ5bを選択することによって、参照レーザー光L2の光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しい状態となる。
 続いて、ステップS102では、レーザー光源2から測定レーザー光Lを出射し、ビームスプリッタ3によって、被測定コネクタC1への測定レーザー光L1と、参照ミラー4側への参照レーザー光L2とに分岐させる。
 ステップS103では、参照レーザー光L2による参照光路長を、参照ミラー4を光軸に沿って可変範囲内で移動させる。光路長の調整範囲は、接続部7から被測定コネクタC1までの光学的な距離に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー4の移動により、測定レーザー光L1による被測定コネクタC1内の不良個所D1までの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致したときに、図3に示すように光測定器6において受光する干渉光によるピーク状のビート信号eが得られる。
 ステップS104では、光測定器6で上述のようなピーク状のビート信号eが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタC1内に不良個所D1が存在しなければ、測定レーザー光L1が反射されて光測定器6に戻って来ることはなく、光ファイバケーブルFCを透過することになる。ビート信号eが検出されなければ、被測定コネクタC1は正常と判定し、ステップS105に移行して参照ミラー4の移動を停止する。
 ステップS106では、光スイッチ5aによって選択する光路を、第1の固定長光ファイバ5bから第2の固定長光ファイバ5cに切換える。第2の固定長光ファイバ5cを選択することによって、参照レーザー光L2の光路長は、測定レーザー光L1の被測定コネクタC2までの光路長とほぼ等しい状態となる。
 ステップS107で再び参照レーザー光L2による参照光路長を、参照ミラー4を光軸に沿って移動させることにより微調整する。光路長の調整範囲は、被測定コネクタC2の光路長に相当する程度である。この参照光学系の参照ミラー4の位置の移動により、測定レーザー光L1による被測定コネクタC2内の不良個所D2までの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致したときに、光測定器6において受光する干渉光によるピーク状のビート信号eが得られる。
 ステップS108では、光測定器6で上述のようなピーク状のビート信号eが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタC2内に不良個所D2が存在しなければ、測定レーザー光L1が反射されて光測定器6に戻って来ることはなく、被測定コネクタC2から外部に出ていくことになる。ビート信号eが検出されなければ、被測定コネクタC2は異常なしと判定し、ステップS109に移行して参照ミラー4の移動を停止する。そして、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2は共に正常で、良品であると判定して検査を終了する。
 一方、ステップS104でピーク状のビート信号eが検出された場合には、被測定コネクタC1内には不良個所D1による断線不良ありと判定する。図3は被測定コネクタC1内の不良個所D1の距離と、測定光学系である測定レーザー光L1’と、参照光学系である参照レーザー光L2’との干渉光の反射レベルとを表したグラフ図である。例えば、被測定コネクタC1内の10mmの位置に断線等の不良が発生し、参照光学系の該当光路長に上述のビート信号eが現れた状態を示している。
 このピーク状のビート信号eの大きさ、つまり反射レベルの大きさは、不良のない位置の反射レベルよりも際立って大きいために、ビート信号eが得られたときに、被測定コネクタC1内に断線等の不良が生じていると容易に判定することができると共に、上述のように不良個所を特定することが可能である。
 なお、この測定は高感度な干渉法によるため、被測定コネクタC1内の微弱な反射光しか得られない隠れ断線であっても、ビート信号eの反射レベルは際立って大きくなり、この反射レベルとしてαdBを得ることができる。ステップS110に移行して参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC1は不良品であると判定して検査を終了する。
 また、ステップS108でピーク状のビート信号eが検出された場合には、被測定コネクタC2内には不良個所D2による断線不良ありと判定する。検出されるビート信号eは、被測定コネクタC1内における不良個所D1の場合と同様であるため、その説明を省略する。ステップS110に移行して参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC2は不良品であると判定して検査を終了する。
 以上に述べたように、実施例1の反射光測定装置1では、一旦検査対象の光ファイバケーブルFCを接続すれば、特に接続状態を変更することなく、光ファイバケーブルFCの両端に取り付けられている被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2を、一連の操作で検査することができる。
 図4は実施例2の反射光測定装置1の構成であり、検査対象の光ファイバは複数本から構成されている。MPOコネクタである被測定コネクタC1に接続可能なコネクタ形状をした接続部7と、ビームスプリッタ3との間に光路部切換手段8が配置されている。光路部切換手段8は光スイッチを有し、光路部切換手段8と接続部7との間にMPOコネクタ内に束ねられたファイバ数と同数の光路部が配置され、光路部切換手段8の光スイッチのスイッチング制御によって、これらの光路部を切換えることが可能である。
 接続部7と接続する検査対象である光ファイバケーブルFCには、n本の光ファイバFM1~FMnが束ねられている。例えば、典型的な本数である24本の光ファイバが束ねられている。光ファイバケーブルFCの一端には、n本分の光ファイバFM1~FMnを束ねたMPOコネクタである被測定コネクタC1が取り付けられ、他端には通常の被測定コネクタC21~C2nが取り付けられている。
 そして、実施例1と同様の光路長切換部5の第1の固定長光ファイバ5bの光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しくなるように設定されている。一方、第2の固定長光ファイバ5cの光路長は、光ファイバFM1~FMnの光路長が一定の場合には、その光路長に第1の固定長光ファイバ5bの光路長を加えた値にほぼ等しく設定されている。
 光ファイバFM1~FMnの光路長が2通り以上ある場合には、予め第2の固定長光ファイバ5cもそれに対応して2通り以上のものを用意しておき、光スイッチ5aで選択可能なように接続しておく。或いは、第2の固定長光ファイバ5cを、光ファイバFM1~FMnの光路長に対応して、測定中に付け換えてもよい。反射光測定装置1のその他の構成については、実施例1と同様の構成とされるので、その説明を省略する。
 このように構成した実施例2では、実施例1による光コネクタ不良個所の位置の検出方法として示した図2のフローチャート図と同様の手順を、不良個所の位置の検出方法として採用することができる。
 即ち、光路部切換手段8によって接続される光ファイバFM1~FMnを順次に切換えながら、図2に示すフローチャート図と同一の手順をn回繰り返すことによって、MPOコネクタである被測定コネクタC1内の光ファイバFM1~FMnに対応する不良個所D11~D1nと、被測定コネクタC21~C2nに対応する不良個所D21~D2nを一連の操作で検出することが可能である。
 従って、光ファイバFM1~FMnのn本に分岐した他端側の被測定コネクタC21~C2nを、個別に反射光測定装置1に取り付ける必要がなくなるため、検査作業は大幅に削減される。
 また、実施例2の反射光測定装置1は参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5が配置されているが、光路長切換部5を設けない構成にしてもよい。この場合には、測定対象は一端側のみとなり、接続部7に接続する被測定コネクタC1内の光ファイバFM1~FMnに対応する不良個所D11~D1nを診断することができる。
 また、実施例2の反射光測定装置1の測定対象は、被測定コネクタ内の光フィイバを例示して説明しているが、被測定コネクタ内の光フィイバ以外にも、ガラス板やコンタクトレンズ等の透光性素材から成る被測定材の不良個所を診断することもできる。このような場合は、被測定コネクタC21~C2nの先端にコリメータを取り付け、各被測定コネクタC21~C2nの参照レーザー光L2’の光路長がコリメータ先に配置した被測定材を含むように、参照ミラー4の光路長可変機構を調整することで、透光性素材の不良個所を診断することも可能となる。
 実施例1及び2で説明したように、この干渉法による不良位置検出によって透光性素材から成る被測定材の不良個所が発見されない場合には、被測定コネクタC内には不良がないと判断できるが、不良個所が検出された場合には、更にその不良の程度を検査する必要がある。この場合に、光測定器6で得られた被測定コネクタCの不良個所からの反射光である測定レーザー光L1’の大きさ、つまり反射レベルαdBを測定することにより、被測定コネクタC内の断線等の不良の状態を或る程度は推測することができる。
 しかし、反射レベルαdBの大きさから、被測定コネクタCの断線等の不良の程度を正確に数値化することはできない。つまり、不良の程度が同じであっても、光測定器6で得られたビート信号eの大きさは、光測定器6や使用する増幅回路等の個々の特性に大きく影響され、反射光測定装置1ごとに異なるためである。
 そこで、反射光測定装置1において、被測定コネクタC内の断線等の不良に対する反射率を、普遍的に数値化するために、反射光測定装置1の光測定器6の受光特性を、基準となる光学機器や光学系を用いて校正する。そして、その校正線を反射光測定装置1ごとに演算制御部に記憶させて、実際の反射光測定装置1による検査に際しては、光測定器6の出力に基づいて校正する必要がある。
 この校正処理については、幾つかの方法が考えられるが、次の説明は1つの方法である。反射光測定装置1の校正処理には、先ず基準となる別個の光減衰器を用いて、光減衰器の設定値と測定した減衰量との直線性を評価する。
 この評価処理は、図5の構成図に示すように、反射光測定装置1に使用されているものと同等品のレーザー光源2と、市販のパワーメータである基準光測定器PDとの間に、光減衰器Gを配置して行う。基準光測定器PDについては、その性能上、或る程度の大きな光量については正確に測定できるが、-50dB以下の極めて微弱な光量を測定することはできない。
 最初に、光減衰器Gの減衰率を0dBに設定して、測定レーザー光L1を基準光測定器PDに入射させて光量r0を測定し、この光量r0を0dBとし、ゼロ基準点とする。そして、光減衰器Gの設定値を変えて減衰率を変化させながら光量rを測定する。
 このようにして、基準となるべき光減衰器Gに対して、基準となる基準光測定器PD及び反射光測定装置1と同等品のレーザー光源2を用いて、光減衰器Gの設定値と減衰量の関係の特性データを得る。
 図6は、上述のようにして求めたX軸の光減衰器Gの設定値と、Y軸の基準光測定器PDの測定値との関係を示すグラフ図であり、直線性を有する特性データを持つ光減衰器Gを用いて、次の反射光量の基準設定処理を行うことになる。
 光減衰器Gを図7に示すように、校正用反射測定装置Sと校正用被測定コネクタC’との間に配置して、反射光量の基準設定処理を行う。この校正用被測定コネクタC’は、不良個所のないものを使用し、校正用被測定コネクタC’の背後には全反射を行う反射ミラーMを配置する。
 校正用反射測定装置Sは、図示しないレーザー光源と基準光測定器とを内在するものであり、測定レーザー光L1の光量に対する受光した測定レーザー光L1’の光量から、反射率を示す測定値を計測することができる。
 測定レーザー光L1を、光減衰器G及び校正用被測定コネクタC’を通過させて、反射ミラーMを全反射する測定レーザー光L1”を経て、基準反射光として測定レーザー光L1’を造り出す。
 なお、光減衰器Gの設定値は、図5においては一方方向であるのに対して、図7においては往復方向であるため、dB表記で2倍の減衰率となるが、分かり易くするために、光減衰器Gの最初の測定レーザー光L1と最後の測定レーザー光L1’の比率で減衰率を定義し、設定値として表現することにする。
 反射光量の基準設定処理においては、校正用反射測定装置Sに受光される光量が、典型的な光ファイバの切断面と空気との反射率である-14.7dBになるように、光減衰器Gの設定値を調整する。そして、このときの光減衰器Gの設定値を、基準反射光量値-14.7dBが得られる設定値gとして記憶する。
 つまり、校正用被測定コネクタC’や反射ミラーMなどの測定光学系の損失により、光減衰器Gの設定値gを-14.7dBよりも高い値、例えばg=-13.7dBに設定したとき、校正用反射測定装置Sで受光する反射光量が-14.7dBと計測されるので、この-13.7dBの設定値gを保持することになる。なお、光減衰器Gの設定値gと実際の反射光量の減衰率の差異は、測定光学系の損失に起因するため、測定レーザー光L1の光量が変化しても、常に一定値となることが分かっている。
 このようにして、測定レーザー光L1に対する測定レーザー光L1’が-14.7dBとなるように反射光量の基準設定を行った光減衰器G、校正用被測定コネクタC’及び反射ミラーMを用いて、反射光測定装置1の光測定器6の受光特性の校正を行う。
 光減衰器G、校正用被測定コネクタC’及び反射ミラーMを、図8に示すように光路長切換部5を第1の固定長光ファイバ5bとした反射光測定装置1に接続して、個々の反射光測定装置1ごとに校正データを得る。校正を行う際には、測定レーザー光L1による反射ミラーMまでの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致する状態にしておく。
 この状態で基準設定された-14.7dBの測定レーザー光L1’の反射光量を含む干渉光を、光測定器6で受光したときに得られた電圧値を用いて、校正線である仮想線Pを作成する。図9は横軸が基準となる反射光量の減衰率を示し、縦軸は光測定器6で受光した光量の電圧vを表している。
 図8の構成図において、基準設定された-14.7dBの反射光量を含む干渉光を、光測定器6で受光したときに得られた電圧V1とし、この電圧V1を基準点β1として図9に示すグラフ上にプロットする。なお、図中の基準点β1の横軸の-14.7dBの()内は、減衰率に対応する光減衰器Gの設定値を表している。
 そして、電圧V1から反射光量の減衰率が-10dBに相当する光測定器6の電圧V0を算出し、この電圧V0を縦軸の-10dBとする。この減衰率-10dB、電圧V0の交点を起点β0とし、起点β0及び基準点β1を通過するように仮想線Pを引く。このようにして得られた仮想線Pを演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置1の光測定器6で得られた出力電圧に対して、仮想線P上の反射光量の減衰率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
 また、仮想線Pは上述のように基準点β1の1点のみから起点β0を算出し線状化しているが、図5に示す光減衰器Gの設定値を変更して、反射光量の減衰率を-10dBに調整し、そのときの電圧V2を測定し、減衰率-10dB、電圧V2の交点を測定起点β2とする。このように、2点以上の測定点を求め、測定起点β2及び基準点β1を通過するように仮想線P’を引くようにしてもよい。仮想線P’は測定起点β2にも測定値を用いているため、仮想線Pよりも精度を高くすることが可能である。
 このようにして、得られた仮想線P’を演算制御部に記憶しておけば、反射光測定装置1の光測定器6で得られた干渉光に対応する出力電圧に対して、より精度の高い反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
 更に、仮想線P’の傾きaと仮想線Pの傾きとに、ずれが生ずる可能性があるので、この傾きaの逆数1/aを仮想線P’に乗じて、仮想線Pに校正するようにしてもよい。
 以上の説明では、反射光測定装置1に例えば1つの増幅回路を配置したものとして説明しているが、実際には反射率が微小になると、反射光測定装置1には、より多くの例えば4つの増幅回路を直列に接続し、これらを切換えながら使用する。
 例えば、1個のみの増幅回路で-10~-40dB、2個を連結した増幅回路で-30~-60dB、3個を連結した増幅回路で-50~-80dB、4個を連結した増幅回路で-70~-100dB等の利得範囲を自動的に切換えながら測定する。このように、複数の増幅回路を使用する場合には、1個のみの増幅回路で設定した仮想線Pに対して、複数個の増幅回路ごとに個々の電気特性に基づく校正線を得る必要がある。
 校正方法は、先ず2個の増幅回路の連結に切換える場合には、減衰率-30dBになるように光減衰器Gの設定値gを設定して、減衰率が-60dBまで適宜に変更しながら光測定器6の電圧vを記録する。このようにして、複数の記録点をグラフ内に表すことができる。
 そして、記録点ごとに仮想線Pとの差であるγ1dB、γ2dB、・・として記録し、平均差分値γdBを算出する。そして、例えば平均差分値γdBが+1dBとなった場合には、補正データとして仮想線Pよりも1dBずれた校正線Qを得ることができる。
 つまり、図1に示す測定状態において、増幅回路が2個の場合には、図9に示す校正線Qに沿った出力が得られ、3個の増幅回路の連結時、4個の増設回路の連結時と繰り返して、平均差分値γdBを算出処理し、それぞれの校正線Qを求める。そして、演算制御部には仮想線Pと、1又は複数の校正線Qを記憶することになる。なお、校正線Qに代えて、仮想線Pに対する平均差分値γdBを記憶するようにしてもよい。
 このようにして、演算制御部では測定された電圧vに対応する仮想線P又は校正線Qから反射光量の反射率、つまり反射レベルを出力することが可能となる。
 このように本実施例では、反射光測定装置1の演算制御部に予め仮想線P及び校正線Qを記憶させておいて、図1に示すように被測定コネクタC1及び被測定コネクタC2を接続し、前述のように参照光学系の参照光路長を変化させながら、被測定コネクタC1内及び被測定コネクタC2内の断線等の不良個所を探索する。
 断線等の不良個所が発見されなければ良品とみなされ、もし不良個所が検出された場合には、光測定器6で測定した干渉光の出力電圧に対して、仮想線P又は校正線Qに基づいて反射光量の反射率を読み取ることで、不良個所における測定レーザー光L1に対する反射率を数値化して出力することができる。
 更には、どの程度の不良状態の反射率まで検査したのかをユーザーに対して保証することができ、例えば販売するコネクタに対し反射光測定装置1の限界測定値である例えば-80dBまでの断線等の不良状態については、発見されなかったことをメーカーとして保証できることになる。
 図10は実施例3の反射光測定装置1の構成図であり、この反射光測定装置1には接続部7を介して、光ファイバケーブルFCを備えた被測定コネクタC3が接続されている。反射光測定装置1はレーザー光源2と、ビームスプリッタ3と、参照ミラー4と、光測定器6と、接続部7と、光路切換部9と、光路長調整部10とから構成されている。
 ビームスプリッタ3を透過した測定レーザー光L1の光路上に接続部7が配置され、ビームスプリッタ3と接続部7との間に光路切換部9と光路長調整部10とが順次に配置されている。
 光ファイバケーブルFCは例えば数本から4,000本程度の光ファイバFM1~FMnの束とされ、被測定コネクタC3は例えばMPOコネクタのように、光ファイバFM1~FMnを同時に接続可能な形態とされている。また、このような被測定コネクタC3は、接続部7に接続可能とされている。
 光路切換部9は例えば市販の光スイッチであって、スイッチング処理を行う光スイッチ部9aと、この光スイッチ部9aと接続可能な切換光路9b1~9bnとを備えている。切換光路9b1~9bnは光ファイバケーブルFCの各光ファイバFM1~FMnと対応しており、同数が配置されている。
 光スイッチ部9aは図示しない演算制御部からの切換指令に基づくスイッチング制御によって、測定レーザー光L1及びL1’の光路を、切換光路9b1~9bnの何れか1つに切換えることが可能である。切換光路9b1~9bnの光路長のばらつきは、例えば数mm~数cmとされる。
 また、断線検査を行う際には、光スイッチ部9aに対して測定レーザー光L1が入射するように光路切換部9を配置しているが、後述する光路長調整部10の光路長を構成する際には、光路切換部9は左右逆とする切換光路9b1~9bnに対して測定レーザー光L1が入射するように変更する。つまり、測定レーザー光L1に対して、入出射を逆にするように取り付けが可能とされている。
 切換光路9b1~9bnに対して、測定レーザー光L1を入射するように取り付けた際の光路切換部9の切換光路9b1~9bn側の光軸調整には、光路切換部9を光軸と直交する方向に移動可能とする摺動手段を設けて、容易に各切換光路9b1~9bnと光軸を合致できるようにしてもよい。或いは、ビームスプリッタ3から光路切換部9に至る光路を光ファイバで構成し、この光ファイバ端部に設けた光コネクタで光路切換部9と接続してもよい。
 光路長調整部10は、接続部7を介して被測定コネクタC3に接続された光ファイバFM1~FMnと光路切換部9の切換光路9b1~9bnとの間を、それぞれ1対1に接続する調整光路10a1~10anを有している。調整光路10a1~10anは、切換光路9b1~9bnの光路長のばらつきを排除し、光路切換部9と光路長調整部10の合計光路長9b1+10a1~9bn+10anを等長にするように調整されている。
 レーザー光源2から出射されたレーザー光Lは、ビームスプリッタ3において分岐され、ビームスプリッタ3を透過して直進した測定レーザー光L1は、光路切換部9、光路長調整部10、接続部7を介して被測定コネクタC3に送光される。ビームスプリッタ3から光路切換部9に至る光路は例えば光ファイバとされ、この光ファイバの端部に光路切換部9の光スイッチ部9aが接続されている。測定レーザー光L1は、光路切換部9の光スイッチ部9aによって、切換光路9b1~9bnのうちの1つに選択的に接続して送光され、更に光路長調整部10の対応する調整光路10a1~10anを通って、接続部7を介して被測定コネクタC3に到達する。
 被測定コネクタC3内に断線等の不良個所があると、不良個所D31~D3nで反射した測定レーザー光L1’は、接続部7、光路長調整部10、光路切換部9を通って、ビームスプリッタ3で反射され光測定器6に受光される。
 一方、レーザー光Lの一部は、ビームスプリッタ3で反射されて参照レーザー光L2となり、参照ミラー4に送光される。参照ミラー4は参照レーザー光L2の光軸に沿って任意の位置に移動が可能な光路長可変機構を備えており、参照レーザー光L2の光路長に微調整が加えられる。参照レーザー光L2は、参照ミラー4で反射されて参照レーザー光L2’となり、ビームスプリッタ3を透過して光測定器6に受光される。
 次に、反射光測定装置1による光コネクタ不良個所の位置の検出方法を、図11のフローチャート図により説明する。まず、ステップS201では、コネクタ形状をした接続部7に、不良検査を行うべき光ファイバケーブルFCの一端の光コネクタである被測定コネクタC3を接続する。光路切換部9の光スイッチ部9aのスイッチング制御によって、測定レーザー光L1の光路として切換光路9b1を選択した状態とする。切換光路9b1を選択することによって、測定レーザー光L1の光路は、調整光路10a1、接続部7を介して被測定コネクタC3の不良個所D31、光ファイバFM1となる。
 続いて、ステップS202では、レーザー光源2からレーザー光Lを出射し、ビームスプリッタ3によって、レーザー光Lを被測定コネクタC3への測定レーザー光L1と、参照ミラー4側への参照レーザー光L2とに分岐する。
 ステップS203では、参照ミラー4を光軸に沿って可変範囲内で移動させて、参照レーザー光L2による参照光路長を調整する。光路長の調整範囲は、接続部7から被測定コネクタC3までの光学的な距離に相当する程度である。この参照ミラー4の移動により、測定レーザー光L1による被測定コネクタC3内の不良個所D31までの測定光路長と、参照レーザー光L2による参照ミラー4までの参照光路長とが一致したときに、実施例1の図3に示すように光測定器6において受光する干渉光によるピーク状のビート信号eが得られる。
 ステップS204では、光測定器6でビート信号eが受光されたかどうかを判定する。被測定コネクタC3内に不良個所D31が存在しなければ、測定レーザー光L1が反射されて光測定器6に戻って来ることはなく、光ファイバFM1を透過することになる。ピーク状のビート信号eが検出されなければ、ステップS205に移行して参照ミラー4の移動を停止する。
 ステップS206では、光スイッチ部9aによって選択する次の切換光路があるかどうかを判断し、次の切換光路がない場合にはステップS207に移行し、光ファイバケーブルFCを構成する全ての光ファイバFM1~FMnの測定を完了する。検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC1は正常で、良品であると判定して検査を終了する。
 ステップS206で光スイッチ部9aによって選択する次の切換光路がある場合には、ステップS208に移行して次の切換光路を選択する。即ち、現在選択されているのが切換光路9b1であれば切換光路9b2に切換える。切換光路9b2を選択することによって、測定レーザー光L1の光路は、調整光路11a2、接続部7を介して被測定コネクタC3の不良個所D32、光ファイバFM2となる。そして、ステップS203に戻って、上述した干渉光の検出処理を、光ファイバケーブルFCを構成する光ファイバFM1~FMnの本数分だけ繰り返し実行する。
 一方、ステップS204でビート信号eが検出された場合には、被測定コネクタC3内には不良個所D31による断線不良ありと判定する。そして、ステップS209に移行して参照ミラー4の移動を停止し、検査対象の光ファイバケーブルFCに取り付けられている被測定コネクタC3は不良品であると判定して検査を終了する。
 次に、予め光路切換部9の切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきを排除し、光路切換部9と光路長調整部10との合計光路長9b1+10a1~9bn+10anが同一になるように、光路長調整部10を構成する手順を示す。図12は切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきを検出する際の構成図であり、上述のビート信号eの検出処理を応用して切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきを検出する。検出した切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきを利用して、光路切換部9と光路長調整部10との合計光路長9b1+10a1~9bn+10anが同一になるように、光路長調整部10の調整光路10a1~10anを構成する。
 光路切換部9は、図10に示す光路切換部9の光スイッチ部9a側が、ビームスプリッタ3に対向した光軸上にある状態から、光路切換部9の切換光路9b1~9bn側が、ビームスプリッタ3に対向した光軸上にある状態に取付方向を変更している。
 そして、光スイッチ部9aが切換光路9b1以外を選択した状態としてから、測定レーザー光L1を切換光路9b1に入射させると、切換光路9b1の先端で空気との屈折率の差から一部の測定レーザー光L1が測定レーザー光L1’として反射し、光測定器6で受光される。このとき、参照ミラー4を移動して、参照レーザー光L2の光路長を測定レーザー光L1と合致させることによって、干渉光によるビート信号eが得られる。このときの参照ミラー4の位置を演算制御部に記憶しておく。以上の手順を切換光路9b1~9bnについて、n回繰り返して実行する。
 このようにして、記憶された光路切換部9の切換光路9b1~9bnに対する参照ミラー4の位置のばらつきは、切換光路9b1~9bnの光路長のばらつきに相当するので、この光路長のばらつきを補正するように、光路長調整部10の調整光路10a1~10anを光路長調整部材で構成する。つまり、光路切換部9の切換光路9b1~9bnと光路長調整部10の調整光路10a1~10anとの合計光路長9b1+10a1~9bn+10anが同一になるように、光路長調整部10を光路長調整部材で構成する。なお、調整光路10a1~10anを構成する光路長調整部材には、光ファイバやミラー等の既存の適宜の光学部材を用いることができる。
 このようにして、光路長調整部10の調整光路10a1~10anと、これらと接続する光路切換部9の切換光路9b1~9bnとの合計光路長が同一になるように構成すれば、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長は、どの切換光路9b1~9bnを通っても一定となる。従って、参照レーザー光L2の光路長を、参照ミラー4を移動させて被測定コネクタC3の光路長程度だけ調整すれば、被測定コネクタC3内の不良個所D31~D3nの全てに対して、断線等の不良が発生した位置に対応した干渉光を得ることが可能となる。
 なお、切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきが数cm以上に及ぶ場合には、図12に示す参照ミラー4の光路長可変機構として、例えばリトロリフレクタのように複数のミラーを配置して、数10cmの光路長を調整可能とし、切換光路9b1~9bnの光路長ばらつきを測定すればよい。
 上述のように、実施例3の反射光測定装置1では、光路長調整部10によって光路切換部9の光路長ばらつきを排除しているので、参照ミラー4を被測定コネクタC3の光学的な距離に相当する程度しか移動させる必要がなく、光ファイバケーブルFCを構成する光ファイバが数1000本と多い場合でも、迅速かつ確実に反射光を測定して、断線検査を完了することができる。
 なお、光コネクタの検査を一例として説明したが、検査対象は光コネクタに限定されるものではない。光ファイバ自体の断線不良や多くの光学素子の不良検査にも使用できることは云うまでもない。
 図13は実施例4の反射光測定装置1の構成図であり、光ファイバケーブルFCの両端に取り付けられている光コネクタを検査対象としている。
 検査対象の光ファイバケーブルFCの両端には、MPOコネクタのような光ファイバFM1~FMnを同時に接続する形態の被測定コネクタC4及びC5が取り付けられている。光ファイバFM1~FMnの光路長は一定とされる。
 そして、ビームスプリッタ3と参照ミラー4との間には、参照レーザー光L2の光路長を複数の固定長に切換える光路長切換部5が配置されている。光路長切換部5は、両端に光スイッチ5aを備え、これらの光スイッチ5aの図示しない接続端子には、予め所定の光路長とした複数の固定長光ファイバ5b、5cが接続されている。これらの固定長光ファイバ5b、5cは、光ファイバケーブルFCの一端の被測定コネクタC4用の光路長を有する第1の固定長光ファイバ5bと、他端の被測定コネクタC5用の光路長を有する第2の固定長光ファイバ5cとから成り、並列に光スイッチ5aの間に接続されている。
 即ち、第1の固定長光ファイバ5bの光路長は、測定レーザー光L1の接続部7までの光路長とほぼ等しくなるように設定され、第2の固定長光ファイバ5cの光路長は、光ファイバFM1~FMnの光路長に、第1の固定長光ファイバ5bの光路長を加えた値にほぼ等しく設定されている。
 また、被測定コネクタC5が一体式でなく、光ファイバFM1~FMnの光路長に応じて、個々に被測定コネクタが接続している場合には、それぞれに対応した2通り以上の光路長を有する複数本の第2の固定長光ファイバ5cを配置してもよい。或いは、前述の図示しない接続端子を反射光測定装置1の外表面に配置し、第2の固定長光ファイバ5cを、光ファイバFM1~FMnの光路長に対応して、測定中に付け換えてもよい。なお、第1の固定長光ファイバ5bについても、同様に接続端子を反射光測定装置1の外表面に配置し、検査対象や接続部7の変更に対応して、適宜に交換可能にするようにしてもよい。
 反射光測定装置1のその他の構成については、実施例3と同一構成なであるので、その説明は省略する。このように構成された実施例4では、実施例3による光コネクタ不良個所の位置の検出方法として示した図11のフローチャート図とほぼ同一の手順を、不良個所の位置の検出方法として採用することができる。実施例4の不良個所の位置の検出方法が、実施例3と異なる点は、光ファイバFM1~FMnの一端の被測定コネクタC4の検査完了後に、他端の被測定コネクタC5の検査を行うことである。
 先ず、被測定コネクタC4を検査するときには、予め光路長切換部5の光スイッチ5aをスイッチング動作させることにより、第1の固定長光ファイバ5bを選択した状態にしてから、図11のフローチャート図に示した検出方法を実行する。次に、被測定コネクタC5を検査するときには、予め光路長切換部5の光スイッチ5aをスイッチング動作させることにより、第2の固定長光ファイバ5cを選択した状態にしてから、図11に示すフローチャート図による検出方法を実行する。
 このようにして、測定レーザー光L1’と参照レーザー光L2’との干渉光によるビート信号eから、被測定コネクタC4及びC5の不良個所D41~D4n及びD51~D5nの位置を検出することができる。
 光ファイバケーブルFCは通常数m以上と光路長が長いため、参照ミラー4の可変範囲内では、参照光路長を測定光路長に一致させることができない。しかし、光路長切換部5を設けることによって、参照光路長を略測定光路長に一致させることができるようになる。また、光路長調整部10が、光路切換部9の切換光路9b1~9bnの光路長ばらつき数mm~数cmを排除しているので、反射光測定装置1内の測定光路長は、何れの切換光路9b1~9bnを選択しても一定となる。
 従って、検査対象部位である被測定コネクタC4及びC5自体の光路長である数10mm程度の範囲内で参照ミラー4を移動させて、参照光路長の微調整を行えば、測定光路長に完全に一致させることができる。
 このように、実施例4の反射光測定装置1には、参照光路長と測定光路長を一致させる調整手段が備わっているので、一旦光ファイバケーブルFCを接続部7に接続してしまえば、特に接続状態を変更することなく、光ファイバケーブルFCの両端に取り付けられている被測定コネクタC4及びC5を、一連の操作で迅速に断線検査することができる。
 このように、反射光測定装置に大掛かりな参照レーザー光の光路長調整機構を設けることなく、光路切換部によって接続される光ファイバを順次に切換えることによって、複数本の光ファイバで構成される光ファイバケーブルの接続された光コネクタの断線状態を、連続的かつ効率的に短時間で検査することが可能である。
 1 反射光測定装置
 2 レーザー光源
 3 ビームスプリッタ
 4 参照ミラー
 5 光路長切換部
 5a 光スイッチ
 5b 第1の固定長光ファイバ
 5c 第2の固定長光ファイバ
 6 光測定器
 7 接続部
 9 光路切換部
 9a 光スイッチ部
 9b1~9bn 切換光路
 10 光路長調整部
 10a1~10an 調整光路
 C1、C2、C11、C21、C1n、C2n、C3、C4、C5 被測定コネクタ
 FC 光ファイバケーブル
 FM 光ファイバ
 PD 基準光測定器
 G 光減衰器
 S 校正用反射測定装置
 M 反射ミラー

Claims (12)

  1.  レーザー光を出射するレーザー光源と、前記レーザー光を透過する測定レーザー光及び反射する参照レーザー光に分岐するビームスプリッタと、前記ビームスプリッタを透過した前記測定レーザー光の光路上に配置した接続部と、前記参照レーザー光の光路長を調整可能な光路長可変機構を有する参照ミラーと、透光性素材から成る被測定材の不良個所において反射した前記測定レーザー光及び前記参照ミラーで反射した前記参照レーザー光とを前記ビームスプリッタを介して受光する光測定器とを備え、
     該光測定器で受光する前記参照レーザー光及び前記測定レーザー光による干渉光に基づいて、前記不良個所を検出する反射光測定装置において、
     前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切り換える切換部が配置されている、又は前記ビームスプリッタと前記接続部との間に、前記測定レーザー光の光路を切換える光路切換部と、該光路切換部と接続され、該光路切換部の光路長を調整する光路長調整部とが配置されていることを特徴とする反射光測定装置。
  2.  前記切換部は、光ファイバの一端の被測定コネクタ用の光路長を有する第1の固定長光ファイバと、前記光ファイバの他端の被測定コネクタ用の光路長を有する第2の固定長光ファイバとを切換える光路長切換部であることを特徴とする請求項1に記載の反射光測定装置。
  3.  前記光路長切換部は光スイッチを備え、該光スイッチのスイッチング制御によって、第1の固定長光ファイバ又は第2の固定長光ファイバを切換えることを特徴とする請求項2に記載の反射光測定装置。
  4.  前記被測定材は、被測定コネクタ内の光ファイバであり、前記被測定コネクタを前記接続部に接続することを特徴とする請求項1~3の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  5.  前記光路切換部は、前記測定レーザー光に対して、入出射を逆にするように取り付けが可能であることを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  6.  前記光路切換部は、スイッチング処理を行う光スイッチ部と、該光スイッチ部と接続可能な複数の切換光路を備えており、
     前記光路長調整部は前記切換光路に対して1対1に接続する調整光路を備えており、
     前記切換光路と前記調整光路との合計光路長が、それぞれ同一であることを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  7.  前記被測定材は、被測定コネクタ内の複数の光ファイバであり、前記被測定コネクタを前記接続部に接続することを特徴とする請求項1~6の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  8.  前記ビームスプリッタと前記参照ミラーとの間に、前記参照レーザー光の光路を切換える光路長切換部が配置されていることを特徴とする請求項1~7の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  9.  前記光路長切換部は、前記被測定材の一端側の光路長を有する第1の固定長光ファイバと、前記被測定材の他端側の光路長を有する第2の固定長光ファイバとを切換えることを特徴とする請求項8に記載の反射光測定装置。
  10.  入射光を所定の減衰率で減衰させた前記測定レーザー光と、前記参照レーザー光とによる干渉光の前記光測定器での測定値、及び前記所定の減衰率を基準点とした仮想線を記憶し、前記不良個所において反射した測定レーザー光及び前記参照レーザー光による干渉光に基づいて、前記被測定コネクタ内の前記不良個所を検出した場合は、前記仮想線に基づいて前記干渉光に対応する減衰率に相当する反射率を、算出して数値化する演算制御部を接続していることを特徴とする請求項1~9の何れか1項に記載の反射光測定装置。
  11.  前記光減衰率を変動させて減衰した前記測定レーザー光と、前記参照レーザー光とによる干渉光の前記光測定器での測定値、及び前記減衰率を測定点とし、前記仮想線は前記基準点を含む2点以上の前記測定点を通過する線であることを特徴とする請求項10に記載の反射光測定装置。
  12.  前記演算制御部は、複数の増幅回路を直列に接続して使用する場合には、複数の増幅回路数に応じて、前記光減衰器の減衰率を変動させながら得られた前記光測定器の測定値に対して、前記仮想線からの平均差分値に基づく校正線を記憶し、
    前記光測定器の測定値の大きさに対して、前記増幅回路の数に応じた前記仮想線又は前記校正線から得られる前記反射率を、算出して数値化することを特徴とする請求項10又は11に記載の反射光測定装置。
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