JPS5831860B2

JPS5831860B2 - 光ファイバ遮断波長測定装置

Info

Publication number: JPS5831860B2
Application number: JP6102477A
Authority: JP
Inventors: 潤一左貝
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1977-05-27
Filing date: 1977-05-27
Publication date: 1983-07-08
Also published as: JPS53146652A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は光伝送システムにおける誘電体光線路の単一モ
ード動作条件の検出装置に係り、特にコア径が微小な誘
電体光線路の構造を測定する場合好適な光フアイバ遮断
波長測定装置に関するものである。

従来、誘電体光線路の単一モード動作条件を調べる方法
としては、（１）光線路を輪切り状にし、研磨した薄片
を透過型干渉光学顕微鏡で観察し、その干渉縞から光線
路断面の屈折率分布を求め、その分布形から計算で求め
る方法、（ｉｉ）光線路の光軸に対し垂直に切断された
面に光を垂直入射させ、その端面からの反射光の強度分
布を、入射点を移動させることにより測定し、光線路断
面の屈折率分布を求め、前記（［）と同じくその分布形
から計算で求める方法など何らかの方法で光線路断面の
屈折率分布を求めた後、分布形から計算で求める方法と
、Ｇ１１）光線路の一端から光を入射させ、他端におけ
る近視野像または遠視野像を観察し、光源の波長を変え
てモードによる像の違いを利用して、その像が変化する
波長から求める方法などがある。

しかしながら、これらの方法はいずれも破壊測定であり
、非破壊のまま構造を測定し、他の測定との対応をつけ
る際には使用できないという欠点があった。

本発明は以上の点に鑑み、このような問題を解決すると
共にかかる欠点を除去すべくなされたもので、その目的
は光線路を切断することなく、非破壊で光軸方向に連続
的に高精度な光線路の構造パラメータ測定を行うことが
できる光フアイバ遮断波長測定装置を提供することにあ
る。

このような目的を達成するために、本発明は、誘電体光
線路の構造測定において、波長可変光源を用い、光線路
からの散乱光強度の角度分布と光線路を伝搬するモード
の偏光状態を対応づけることにより、散乱光の偏光度の
波長に対する変化点からＴＥｏｌ、ＴＭｏｌ、ＨＥ２□
各モードの第１高次モード群の遮断波長（単一モード条
件）を非破壊で精度よく測定するようにしたもので、以
下、図面に基づき本発明の実施例を詳細に説明する。

第１図は本発明による光フアイバ遮断波長測定装置の一
実施例を示すブロック図である。

図において、１は波長可変光源、２は波長可変光源１か
ら出た光ビーム、３は光ビーム２を直線偏光とする偏光
子、４は偏光子３からの偏光ビーム、５は偏光ビーム４
を集光するレンズで、これらは波長可変光源からの光を
直線偏光させて被測定光線路（以下、光線路と略称する
）７に入射せしめる入封部を構成している。

６は光線路７に励起されたクラッドモードなど不要モー
ドを除去するための不要モード除去容器で、この不要モ
ード除去容器６内には光線路７の屈折率より高い液体を
充たしてあり、この液体としては例えば２゛リセリン、
セダン油などが用いられる。

８は支持パイプで、この支持パイプ８は測定の際、光線
路７の光軸が動かないように光検出器９の両側で支持し
、この支持パイプ８と光検出器９は一体となって光線路
上の任意の位置で散乱光強度が測定できるように構成さ
れている。

１０はマツチング液容器で、このマツチング液容器１０
は光線路７からの出射光が端部で反射して測定に誤差が
生ずるのを防止するためのもので、前記不要モード除去
容器６と同じく光線路７の屈折率より高い液体を充たし
である。

１１は入射光と散乱光の同期をとるチョッパーで、光ビ
ーム２の光路中に設けられている。

１２はチョッパー１１の出力と光検出器９の出力を入力
とするロックイン増幅器、１３は光強度の角度分布から
光線路７を伝搬する光の偏光状態を求める演算処理部、
１４は演算処理部１３で求められた偏光状態と波長可変
光源１の波長の対応関係を表示する部分を構成する表示
部である。

第２図は第１図の動作説明図で、誘電体光線路の低次モ
ードの偏光状態の概略を示し、ａはＨＥ１□モードを示
したものであり、ｂはＴＥｏ１モード、ＣはＴＭｏ１モ
ード、ｄはＨＥ２□モードの第１高次モード群を示した
ものである。

つぎに第１図に示す実施例の動作を第２図を参照して説
明する。

まず、波長可変光源１から出た光ビーム２を偏光子３に
通し、偏光子３からの出射光を直線偏光となし、この偏
光ビーム４をレンズ５で絞り、光線路７に入射させる。

このとき、光検出器９の受光部を光線路７の光軸に垂直
な方向で光線路の光軸に向け、光線路７からの散乱光強
度Ｐ（θ）を測定する。

なお、この光検出器９の表面には、角度成分を出すため
に矩形状スリットが設けられている。

そして、この光検出器９を光線路７の光軸に垂直な面内
で、受光部は常に光線路７の光軸を向くようにして回転
させる。

ここで、この光検出器９のある基準位置からの回転角を
θとする。

一方、チョッパー１１は散乱光が微弱であるため入射光
と散乱光の同期をとり、精度よく測定するために光ビー
ム２の光路中で断続しており、ここで同時にロックイン
増幅器１２への参照信号をとっている。

また、光検出器９の光信号もロックイン増幅器１２に入
れ、同期整流した後、電気信号を増幅し、その出力は、
散乱光強度Ｐ（θ）に対応する。

そして、光検出器９の回転角θとこの散乱光強度Ｐ（／
７）の関係を演算処理部１３に入れ、散乱光強度の角度
分布から光線路７内を伝搬する光の偏光状態を求める。

ところで、誘電体光線路を伝搬するモードは、光線路の
構造や伝搬波長で異なっている。

しかして、基本モードであるＨＥ１□モードは遮断がな
く、いかなる波長であっても伝搬し、その電界の偏光状
態は第一２図ａに示すように直線偏向している。

一方、第１高次モード群を形成するＴＥｏｌ、ＴＭｏｌ
。

ＨＭ２．の各モードは遮断があり、ある一定波長以上の
光は伝搬せず、その電界成分は第２図す、ｃ。

ｄに示すように、いずれも軸対称である。

そのため、これらの第１高次モード群を構成する各モー
ドが光線路７を伝搬するとき、光線路外での散乱光強度
に内部の偏光状態が反映される。

ここで、第２図ａに示す基本モードであるＨＥ１□モー
ドの場合にはｐ（＠ｏｃｃｏｓ２（θ十θ。

）となり、また第２図す、ｃ、ｄに示すＴＥｏｌ、ＴＭ
ｏｌ、ＨＥ２□モードの第１高次モード群の場合にはＰ
（／ｌｌ’ｌ一定数となる。

ただし、θ０は光検出器９の回転角θの基準位置の取り
方により変わる定数である。

したがって、モードの場合１となり、ＴＥｏｌ、ＴＭｏ
ｌ、ＨＥ２□各モードの第１高次モード群の場合Ｏとな
る。

ただし、Ｉｗ、、Ｉ勉７７、は散乱強度がそれぞれ最大
値、最小値のときの値である。

また、基準モードであるＨＥ１□モードとＴＥｏｌ、Ｔ
Ｍｏｌ、ＨＥ２□各モードの第１高次モード群が同時に
伝搬したときは、偏光度Ｐｄはその励起状態に依存し、
Ｏと１との間の値をとる。

しかして、光線路７からの散乱光の偏光度がこのような
状況にあるから、演算処理部１３で散乱光の角度分布か
らピーク位置検出等をした後、偏光度Ｐｄを算出し、Ｘ
−Ｙ記録計のＹ座標などの表示部１４に表示する。

そして、波長可変光源１の波長λを変化させて、偏光度
Ｐｄが変化する波長から測定点の遮断波長を求める。

ここで、通常、光線路の使用波長域は、予め想定しで製
造されているから、例えば０．８５μｍ帯の光線路の場
合、波長可変光源１としてはＮ２レーザ励起の色素レー
ザが使用でき、また光検出器９としては５ｉ−ＰＩＮダ
イオードが使用できる。

かくして、光線路を切断することなく、非破壊で光軸方
向に連続的に高精度な光線路の構造パラメータ測定を行
うことができる。

第３図は本発明の他の実施例の要部を抽出して示した構
成図で、散乱光強度測定に係わる部分の別の実施例を示
すものである。

図において、７は光線路、９ａ、９ｂは第１および第２
の光検出器、１５ａ、１５ｂは矩形状のスリットである
。

そして、この２つの光検出器９ａ、９ｂは光線路７の
光軸に垂直な面内で、光線路７の光軸に対し直角をなす
ように配置されている。

このように構成された装置において、単一モード条件時
には前述したように、Ｐθｏｃｃｏｓ２（θ＋θ。

）で９０度毎に最大値と最小値が存在しているから、第
１および第２の２つの光検出器９ａ、９ｂを光軸のま
わりに回転させ、光検出器からの出力が最大値と最小値
をとる位置で、光軸に垂直な面内での光検出器の位置を
固定する。

そして、光線路７または第１および第２の光検出器９ａ
、９ｂを相対的に移動させて、長さ方向の情報をとると
、さらに測定時間が短縮される。

このとき、２つの光検出器を用いるので、予め感度を較
正しておく必要がある。

以上説明したように、本発明は誘電体光線路の構造測定
において、波長可変光源を用い、光線路からの散乱光強
度の角度分布と光線路を伝搬するモードの偏光状態を対
応づけることにより、散乱光の偏光度の波長に対する変
化点からＴＥｏｌ。

ＴＭｏ□、ＨＥ２１各モードの第１高次モード群の遮断
波長を測定するようにしたので、光線路を切断すること
なく、非破壊で光軸方向に連続的に高精度な光線路の構
造パラメータ測定を行うことができる利点がある。

また、非破壊のまま誘電体光線路の構造を測定し、他の
測定との対応をつける際に使用することができるという
点においても極めて有効である。

このように本発明によれば、従来のこの種の装置に比し
て多大の効果があり、光伝送システムにおける誘電体光
線路の単一モード動作条件を検出する光フアイバ遮断波
長測定装置としては独自のものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による光フアイバ遮断波長測定装置の一
実施例を示すブロック図、第２図は第１図の動作説明図
、第３図は本発明の他の実施例の要部を抽出して示した
構成図である。１・・・・・・波長可変光源、２・・・・・・光ビーム
、３・・・・・・偏光子、４・・・・・・偏光ビーム、
５・・・・・・レンズ、６・・・・・・不要モード除去
容器、７・・・・・・光線路、８・・・・・・支持パイ
プ、９，９ａ、９ｂ・・・・・・光検出器、１０・・・
・・・マッチンク液容器、１１・・・・・・チョッパー
、１２・・・・・・ロックイン増幅器、１３・・・・・
・演算処理部、１４・・・・・・表示部、１５ａ、１５
ｂ・・・・・矩形状スリット。

Claims

【特許請求の範囲】

１散乱光の偏光度の波長に対する変化点から、光ファ
イバの第１高次モード群の遮断波長を測定する光フアイ
バ遮断波長測定装置であって、波長可変光源からの光を
直線偏光させて被測定光線路に入射せしめる入射部と、
前記被測定光線路の任意の点で該光線路の光軸に垂直な
面内で散乱光強度の角度分布を測定する手段と、前記散
乱光強度の角度分布から被測定光線路を伝搬する光の偏
光状態を求める演算処理部と、この演算処理部で求めら
れた偏光状態と前記波長可変光源の波長の対応関係を表
示する部分とからなることを特徴とする光フアイバ遮断
波長測定装置。