ES2199267T3

ES2199267T3 - Aparato de otdr.

Info

Publication number: ES2199267T3
Application number: ES96115368T
Authority: ES
Inventors: Masakazu c/o Sumitomo Elec. Ind. Ltd. Shigehara; Akira C/O Sumitomo Elec. Ind. Ltd. Inoue
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 1995-11-01
Filing date: 1996-09-25
Publication date: 2004-02-16
Anticipated expiration: 2016-09-25
Also published as: CN1088274C; EP0772265B1; CA2186545A1; US5771250A; JPH09184788A; JP3534550B2; EP1104055A2; AU707568B2; KR100419825B1; DE69628624T2; EP1104055A3; DE69628624D1; EP0772265A1; CN1172254A; KR970028648A; AU6587196A

Abstract

EL APARATO DE FUENTE DE LUZ LASER DE IMPULSO EN EL APARATO OTDR DE LA PRESENTE INVENCION COMPRENDE UN GUIAONDA OPTICO QUE RECIBE Y GUIA LA LUZ EMITIDA DESDE LA PRIMERA CARA TERMINAL EMISORA DE LUZ, EN DONDE EL GUIAONDA OPTICO COMPRENDE UN AREA REFLECTORA QUE REFLEJA SELECTIVAMENTE UNA PARTE DE LA LUZ EMITIDA DESDE UNA CARA TERMINAL EMISORA DE LUZ DE UN DISPOSITIVO EMISOR DE LUZ SEMICONDUCTOR, UN NUCLEO DE AREA REFLACTORA COMPRENDE UNA PRIMERA REJILLA DE DIFRACCION QUE ESTA DISPUESTA EN UN PRIMER AREA Y CUYO INDICE DE REFRACCION CAMBIA PERIODICAMENTE A LO LARGO DE UNA DIRECCION DEL EJE OPTICO, LA PRIMERA REJILLA DE DIFRACCION REFLEJA SELECTIVAMENTE, LA LUZ EMITIDA DESDE LA CARA TERMINAL EMISORA DE LUZ DEL DISPOSITIVO EMISOR DE LUZ SEMICONDUCTOR, UNA PARTE DE LA LUZ DENTRO DE UNA PRIMERA GAMA DE LONGITUDES DE ONDA. Y LA REJILLA DE DIFRACCION ES UNO DE LOS DISPOSITIVOS QUE CONSTITUYEN UN RESONADOR LASER.

Description

Aparato de OTDR.

Antecedentes del invento Campo del invento

El presente invento se refiere a un aparato de
OTDR (Reflectometría Optica en Base de Tiempo) para detectar la luz de retrodifusión de una fibra óptica a ser medida y, sobre la base de la característica de tiempo de su intensidad, medir una característica en cada punto de la fibra óptica en una longitud de onda particular de la luz, usando un aparato de manantial de luz de láser.

Técnica anterior asociada

Convencionalmente, las pruebas de OTDR han sido muy usadas para medir las pérdidas de las fibras ópticas, y similares. En las pruebas de OTDR, por medio de un acoplador óptico o similar, se hace que luz de impulsos procedente de un manantial de luz incida sobre un extremo de una fibra a ser medida; se detecta la luz de retrodifusión generada en cada punto de la fibra; y se recogen los datos de las señales eléctricas resultantes de modo que se miden las características de pérdida y similares en cada punto de la fibra.

Como manantial de luz para tal prueba de OTDR se ha usado en general un láser semiconductor cuyo modo longitudinal es de multimodo. Sin embargo, puesto que tal láser semiconductor multi-longitudinal tiene una amplia oscilación de la anchura de la longitud de onda, que excede de 20 nm, no ha sido adecuado para medir características de fibras ópticas con respecto a luz que tiene una longitud de onda específica.

Por otra parte, como una prueba de OTDR que es adecuada para medir las características de las fibras ópticas con respecto a la luz que tiene una longitud de onda específica, se ha propuesto un aparato en el cual se usa un manantial de luz tal como un láser de fibra óptica que tiene una alta coherencia de tiempo. Por ejemplo, en la Patente Japonesa Dejada Abierta para Pública Inspección Nº 6-13688 se ha expuesto un aparato de OTDR que usa un láser de fibra óptica como un manantial de luz.

Cuando la luz procedente del manantial de luz tiene una alta coherencia de tiempo, se crea un "Ruido de Atenuación" ("Fading Noise"). El "Ruido de Atenuación" será familiar para quienes sean expertos en la técnica.

En la publicación del Instituto de Ingenieros y Electrónicos de los EE.UU. titulada "IEEE PGPTONICS TECHNOLOGY LETTERS" vol. 5, Nº 1, de 1 de enero de 1993, págs. 28-31, se describe un aparato de fuente de láser que comprende un dispositivo emisor de luz semiconductor a ser excitado por una corriente de modo que se efectúen una emisión espontánea y una emisión estimulada, unos medios de reflexión dispuestos en una posición opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor por medio de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, y reflejando dichos medios de reflexión la luz generada por dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, de modo que se haga que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, y una guía de ondas óptica para recibir y guiar a la luz emitida desde dicha primera cara extrema de emisión de luz, comprendiendo dicha guía de ondas óptica un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, comprendiendo un núcleo de dicha área de reflexión una primera rejilla de difracción (Reflector de Bragg con modulación del período (Chirped)) dispuesta en una primera área, cambiando periódicamente el índice de refracción de dicha primera rejilla de difracción a lo largo de la dirección de un eje óptico, y reflejando selectivamente dicha primera rejilla de difracción, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un primer margen de longitudes de onda.

En la publicación titulada "LASER FOCUS WORLD" vol. 29, Nº 1, de 1 de enero de 1993, págs. 20,22, se describe un aparato de manantial de luz de láser que comprende un dispositivo emisor de luz semiconductor a ser excitado por una corriente de modo que se efectúen una emisión espontánea y una emisión estimulada, unos medios de reflexión dispuestos en una posición opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor por medio de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, y reflejando dichos medios de reflexión la luz generada por dicho dispositivo emisor de luz semiconductor de modo que se hace que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor; y una guía de ondas óptica para recibir y guiar a la luz emitida desde dicha primera cara extrema de emisión de luz, comprendiendo dicha guía de ondas óptica un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, comprendiendo un núcleo de dicha área de reflexión una primera rejilla de difracción (rejilla de Bragg) dispuesta en una primera área, cambiando periódicamente el índice de refracción de dicha primera rejilla de difracción a lo largo de la dirección de un eje óptico, y reflejando selectivamente dicha primera rejilla de difracción, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un primer margen de longitudes de onda.

En la publicación titulada "ELECTRONICS LETTERS", vol. 27, Nº 13, de 20 de junio de 1991, págs. 1115-1116, se describe un aparato de manantial de luz de láser que comprende un dispositivo emisor de luz semiconductor a ser excitado por una corriente de modo que se efectúen una emisión espontánea y una emisión estimulada; unos medios de reflexión dispuestos en una posición opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor por medio de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, y reflejando dichos medios de reflexión la luz generada por dicho dispositivo emisor de luz semiconductor de modo que se hace que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor; y una guía de ondas óptica para recibir y guiar a la luz emitida desde dicha primera cara extrema de emisión de luz, comprendiendo dicha guía de ondas óptica un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, comprendiendo un núcleo de dicha área de reflexión una primera rejilla de difracción dispuesta en una primera área, cambiando periódicamente el índice de refracción de dicha primera rejilla de difracción a lo largo de la dirección de un eje óptico, y reflejando selectivamente dicha primera rejilla de difracción, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un primer margen de longitudes de onda.

En el documento EP-A-0 453 816 se presenta un aparato de OTDR que comprende un aparato de manantial de luz de láser, con la adición de un dispositivo para establecimiento de un camino óptico para recibir, desde un primer terminal, la luz emitida desde dicho aparato de manantial de luz de láser y enviar, desde un segundo terminal, la luz así recibida hacia una fibra óptica a ser medida, y recibir también, desde el segundo terminal, la luz de retorno así recibida, y una sección de medición óptica para medir la intensidad de la salida de luz desde el tercer terminal de dicho dispositivo para establecer un camino óptico.

Sumario del invento

Un objeto del presente invento es proporcionar un aparato de OTDR que haga posible efectuar una medición exacta.

De acuerdo con el presente invento, este objeto se consigue proporcionando un aparato de OTDR de acuerdo con la Reivindicación 1.

En las Reivindicaciones subordinadas se especifican mejoras en el mismo.

Más concretamente, un aparato de manantial de luz de láser puede comprender: (a) un dispositivo emisor de luz semiconductor que es excitado por una corriente para efectuar una emisión espontánea y una emisión estimulada; (b) unos medios de reflexión que están dispuestos en una posición opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor por medio del dispositivo emisor de luz semiconductor, y que refleja la luz generada por el dispositivo emisor de luz semiconductor de modo que hace que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través del dispositivo emisor de luz semiconductor; y (c) una guía de ondas óptica que recibe y guía a la luz emitida desde la primera cara extrema de emisor de luz semiconductor, en que la guía de ondas óptica comprende un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, un núcleo del área de reflexión comprende una primera rejilla de difracción que está dispuesta en una primera área y cuyo índice de refracción cambia periódicamente a lo largo de la dirección de un eje óptico, y la primera rejilla de difracción refleja selectivamente, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un primer margen de longitudes de onda; en el cual los medios de reflexión, el dispositivo emisor de luz semiconductor, y la rejilla de difracción, constituyen un resonador láser.

Aquí, los medios de reflexión pueden estar constituidos por ya sea (i) una cara extrema procesada por reflexión del dispositivo emisor de luz semiconductor opuesta a la primera cara extrema de emisión de luz, o ya sea (ii) un reflector que refleje la luz emitida desde una segunda cara extrema de emisión de luz del dispositivo semiconductor.

Cuando se suministra una corriente de bombeo al dispositivo emisor de luz semiconductor en el aparato de manantial de luz de láser del presente invento, se genera luz emitida espontáneamente y luz emitida por estimulación, de modo que desde la superficie de emisión de luz del mismo se emite luz que tiene una anchura de longitud de onda relativamente grande. Cuando la luz así emitida entra en la guía de ondas óptica y llega a la rejilla de difracción formada en su núcleo, solamente se refleja con ello, con una reflectancia suficiente, un componente de la luz que tiene una anchura de la longitud de onda cuyo centro es la longitud de onda de reflexión (longitud de onda de Bragg) de esa rejilla de difracción y que es de menor anchura que la de la longitud de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor. La luz reflejada entra en el dispositivo emisor de luz semiconductor desde la superficie de emisión de luz y, aunque origina una emisión estimulada, llega a los medios de reflexión donde se refleja de modo que avanza en la dirección opuesta. Por consiguiente, la luz reflejada avanza a través del dispositivo de emisión de luz, al tiempo que origina una emisión estimulada, y luego es emitida desde la superficie de emisión de luz. La luz así emitida es reflejada de nuevo por la rejilla de difracción. Al repetirse el anterior fenómeno, la luz es amplificada de modo que finalmente efectúa una oscilación de láser. En consecuencia, en el dispositivo emisor de luz semiconductor solamente se amplifica la longitud de onda de la luz que se desplaza yendo y viniendo, de manera que la luz de otra longitud de onda tiene un nivel de emisión muy bajo, capacitando con ello la oscilación de láser solamente en una pequeña anchura de la longitud de onda. La luz de láser así obtenida es emitida desde la guía de ondas óptica.

Por consiguiente, puesto que el aparato de manantial de luz de láser del presente invento hace uso de la rejilla de difracción formada en el núcleo de la guía de ondas óptica y de los medios de reflexión para efectuar la oscilación de láser, da salida a una luz de láser de una pequeña anchura de la longitud de onda correspondiente a la anchura del espectro de reflexión de la rejilla de difracción.

El aparato de manantial de luz de láser antes mencionado está constituido por el dispositivo emisor de luz semiconductor, los medios de reflexión, y la guía de ondas óptica, con lo que el número de partes del mismo es notablemente menor que el de un manantial de luz que haga uso de un láser de fibra óptica. En consecuencia, en el aparato de manantial de luz de láser del presente invento, el diseño de los sistemas ópticos y la disposición de las partes ópticas son fáciles; con lo que el aparato puede ser de fácil fabricación, al tiempo que se consigue sin esfuerzo de un tamaño más pequeño.

El aparato de manantial de luz de láser del presente invento puede comprender además unos medios de cambio de período (también denominados aquí en lo que sigue como unos "medios de ajuste de la longitud de onda de reflexión"), los cuales cambian el período de cambio del índice de refracción de la rejilla a lo largo de la dirección del eje óptico en la primera rejilla de difracción.

Los medios de cambio del período pueden ser o bien (i) unos medios de aplicación de esfuerzo (por ejemplo que correspondan a fuerza de tracción) que apliquen un esfuerzo a una parte de la guía de ondas óptica que incluya la primera rejilla de difracción a lo largo de la dirección del eje óptico, o bien (ii) unos medios de ajuste de la temperatura que cambien la temperatura en la parte de la guía de ondas óptica que incluye la primera rejilla de difracción.

Cuando el aparato de manantial de luz de láser del presente invento tiene unos medios de aplicación de esfuerzo, al ser aplicado un esfuerzo a la parte de la guía de ondas óptica que incluye la rejilla de difracción, el período de la rejilla de difracción o similar cambia y, en respuesta a ello, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción cambia también. Ajustando el esfuerzo aplicado por los medios de aplicación de esfuerzo, se regula la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Puesto que la longitud de onda de salida del aparato de manantial de luz de láser cambia en respuesta a la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción, la longitud de onda de la luz de láser se regula cuando se ajusta el esfuerzo aplicado por los medios de aplicación de esfuerzo.

Cuando el aparato de manantial de luz de láser del presente invento tiene unos medios de ajuste de la temperatura, al cambiar la temperatura alrededor de la parte de la guía de ondas óptica que incluye la rejilla de difracción, esa parte se expande o se contrae. Como resultado, cambia el período, o similar, de la rejilla de difracción y, en respuesta a ello, cambia también la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Cuando se controlan los medios de ajuste de la temperatura de modo que se ajusta la temperatura alrededor de la parte que incluye la rejilla de difracción, se regula la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Puesto que la longitud de onda de salida del aparato de manantial de luz de láser cambia en respuesta a la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción, cuando se controlan los medios de ajuste de la temperatura se regula la longitud de onda de la luz de láser.

Además, los medios de cambio del período pueden cambiar el período de la rejilla con el tiempo.

Puesto que el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción es cambiado con el tiempo por los medios de cambio del período, el margen de longitudes de onda de la salida de luz de láser desde el aparato de manantial de luz de láser cambia también con el tiempo, en respuesta a ello. Normalmente, en una medición efectuada con un aparato de ODTR, se obtienen los datos promediando en el tiempo. En consecuencia, incluso cuando la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción sea pequeña, se disminuye lo suficiente la coherencia de tiempo.

Preferiblemente, los medios de cambio del período cambian la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o más. Cuando se habla aquí de "cambio de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o más", se está haciendo referencia a un caso en el que el margen de longitudes de onda de reflexión se cambia de tal modo que, en un gráfico característico de reflexión de la rejilla de difracción, en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, cuando una intersección entre una línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que esté a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción se determine por tiempo, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual la longitud de onda se hace mínima y el punto en el cual la longitud de onda se hace máxima pasa a ser de aproximadamente 1 nm o mayor.

Cuando la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción se cambia con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o mayor, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se agranda también con seguridad hasta un grado en el cual se disminuye lo suficiente la coherencia de tiempo de la luz de láser.

También, preferiblemente, los medios de cambio del período cambian la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos. Cuando se habla aquí de "cambio de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos", se está haciendo referencia a un caso en el que se cambia el margen de longitudes de onda de reflexión de tal modo que, en un gráfico característico de la reflexión de la rejilla de difracción en el cual los ejes horizontal y vertical indican respectivamente longitud de onda y reflectancia, cuando una intersección entre una línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que esté a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción se determina por tiempo, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda, pasa a ser de aproximadamente 20 nm o menos.

En este caso, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se hace menor que la que se produce en el manantial de luz de láser semiconductor de modo multi-longitudinal usual.

Además, preferiblemente, el cambio en la longitud de onda de reflexión es de al menos 2 nm, pero no mayor que 10 nm.

El aparato de manantial de luz de láser del presente invento puede comprender además unos medios de excitación de corriente que suministren, al dispositivo emisor de luz semiconductor, una corriente de estabilización que tenga un nivel no inferior a un nivel de corriente umbral para oscilación del oscilador de láser y una corriente de impulsos requerida para generar la luz de láser por impulsos.

Aquí, los medios de excitación de corriente pueden comprender (i) una primera fuente de corriente para suministrar la corriente de estabilización; (ii) una segunda fuente de corriente para suministrar la corriente de impulsos; y (iii) una sumadora de corrientes para sumar la corriente de estabilización con la corriente de impulsos.

Al funcionar los medios de excitación de corriente, la operación de oscilación del láser del aparato de manantial de luz de láser se estabiliza mediante la corriente de estabilización, antes de que los medios de excitación de corriente suministren la corriente de impulsos para emitir la luz de láser de impulsos. En consecuencia, inmediatamente después de que haya sido suministrada la corriente de impulsos, el aparato de manantial de luz de láser emite luz de láser de impulsos de un margen de longitudes de onda estrecho.

También los medios de excitación de corriente pueden o bien (i) suministrar siempre una corriente de estabilización que tenga un nivel no inferior al de la corriente umbral por un tiempo durante el cual se suministra la corriente de impulsos, o bien (ii) suministrar la corriente de estabilización a lo largo de un período de tiempo predeterminado, antes de que sea suministrada la corriente de impulsos.

En uno u otro caso, de (i) o de (ii), la operación de excitación del láser del aparato de manantial de luz de láser se estabiliza mediante la corriente de estabilización antes de que los medios de excitación de corriente suministren la corriente de impulsos para emitir la luz de láser de impulsos. En consecuencia, inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos el aparato de manantial de luz de láser emite luz de láser de impulsos de un margen de longitudes de onda estrecho.

En el caso de (ii) el período de tiempo para determinar o para suministrar la corriente de excitación es preferiblemente un tiempo durante el cual la luz se desplaza yendo y viniendo a través del resonador láser de una vez a 200 veces.

Durante el período de tiempo en el que la luz de láser se desplaza a través del resonador láser, yendo y viniendo entre cualquiera de una vez a 200 veces, la emisión estimulada de la luz de láser se estabiliza de modo que la luz de láser de impulsos con un estrecho margen de longitudes de onda es emitida inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos.

También, el nivel de la corriente de impulsos es preferiblemente al menos diez veces el nivel de la corriente de estabilización.

En este caso, la intensidad óptica del componente de luz generada como la corriente de estabilización que se suministra se hace menor que la luz de láser de impulsos originalmente requerida, con lo que la luz de láser es emitida con una pequeña relación de S/N.

Preferiblemente, en el aparato de manantial de luz de láser la anchura del primer margen de longitudes de onda de la luz reflejada por la primera rejilla de difracción formada en la guía de ondas óptica es de

\hbox{1 nm}

o mayor.

Cuando se habla aquí de "guía de ondas óptica" se está haciendo referencia a un circuito o una línea en que la diferencia entre los índices de refracción de un núcleo y un revestimiento se utiliza para limitar la luz a un área predeterminada y transmitir a su través la luz así confinada, e incluye la fibra óptica, la guía de ondas de película delgada, y similares. También, con la expresión "anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción", se hace aquí referencia a la anchura de la longitud de onda, es un gráfico de las características de reflexión de la rejilla de difracción en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, entre las intersecciones de una línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que esté a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción.

De la luz emitida desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, un componente de la luz que se refleja repetidamente entre los medios de reflexión y la rejilla de difracción dispuesta en la guía de ondas óptica es sometida a oscilación de láser, de modo que tenga salida del aparato de manantial de luz de láser como luz de láser. Como esta luz de láser tiene una anchura de la longitud de onda correspondiente a la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción; cuando esta última es de aproximadamente 1 nm o mayor, la primera se agranda hasta un grado en el que se disminuye lo suficiente la coherencia de tiempo de la luz de láser. Cuando se habla aquí de "anchura de la longitud de onda de la luz de láser", se está haciendo referencia a la anchura de la longitud de onda, en un gráfico de características de la luz de láser en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y potencia óptica, entre las intersecciones de una línea trazada paralela al eje de la longitud de onda por un punto que está más bajo que el de la potencia máxima de la luz de láser en 20 dB y el espectro de potencia de la luz de láser.

Más preferiblemente, la anchura del primer margen de longitudes de onda es de al menos 1 nm, pero no mayor que 20 nm.

En este caso, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se hace menor que la alcanzada cuando se usa el manantial de luz de láser semiconductor de modo multi-longitudinal.

Más preferiblemente, la anchura del primer margen de longitudes de onda es de al menos 2 nm, pero no mayor que 10 nm.

En el aparato de manantial de luz de láser del presente invento, la primera rejilla de difracción puede estar constituida por una primera rejilla con modulación del período ("chirped"), en la cual el período de la rejilla cambia monótonamente a lo largo de la dirección del eje óptico.

La primera rejilla con modulación del período tiene valores diferentes de la longitud de onda de reflexión, de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico, presentando por consiguiente una anchura de la longitud de onda de reflexión correspondiente a la anchura de tal cambio en la longitud de onda de reflexión, es decir, a la diferencia entre los valores mínimo y máximo de la longitud de onda de reflexión. Ajustando el período de la rejilla o la anchura de cambio en el índice de refracción mínimo, se puede obtener fácilmente una rejilla con modulación del período que tenga una anchura de la longitud de onda de reflexión deseada, y la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se determina en respuesta a esa anchura de la longitud de onda de reflexión.

Preferiblemente, se dispone la primera rejilla con modulación del período de tal modo que el período de la rejilla de la misma en el lado del dispositivo emisor de luz semiconductor se hace más corto que el del lado opuesto.

Cuando la primera rejilla con modulación del período esté así dispuesta, se impide que se produzca tal fenómeno de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de la primera rejilla con modulación del período sea irradiada hacia fuera desde la misma antes de ser reflejada, de modo que se puede obtener como salida una luz de láser de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

La primera rejilla con modulación del período puede disponerse de tal modo que la reflectancia en la primera rejilla con modulación del período aumente monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

En este caso, puesto que la primera rejilla con modulación del período tiene valores de la longitud de onda de reflectancia diferentes, de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico de la guía de ondas óptica, la luz incluida en el margen de longitudes de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor se refleja en diferentes posiciones de acuerdo con la longitud de onda de la misma. La luz reflejada en una parte de la rejilla con modulación del período más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor (es decir, de la parte en donde la longitud del camino óptico desde el dispositivo emisor de luz semiconductor es más larga) tiene una potencia óptica más atenuada. No obstante, en el caso de que la anchura del impulso sea relativamente grande, cuando se hace la reflectancia mayor en una parte más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor como en el caso de la rejilla con modulación del período antes mencionada, la potencia óptica puede hacerse sustancialmente uniforme, con independencia de la parte en la que se refleje la luz. Por consiguiente, se puede dar de salida luz de láser que tiene una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

Cuando el período de la rejilla aumenta monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, la primera rejilla con modulación del período puede disponerse de tal modo que la reflectancia en la primera rejilla con modulación del período disminuya monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

Cuando se acorta la anchura del impulso, se tiene un caso en el que un efecto de que la energía de la inyección puede hacerse más pequeña en el lado de la longitud de onda larga sobrepasa la influencia de la longitud del resonador. En tal caso, cuando se hace que la reflectancia disminuya al ser más larga la longitud del resonador, se puede tener de salida luz de láser con una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

En el aparato de manantial de luz de láser del presente invento, el área de reflexión puede comprender además una segunda rejilla de difracción que está formada en una segunda área del núcleo y cuyo índice de refracción cambia periódicamente a lo largo de la dirección del eje óptico, es decir, que el área de reflexión puede comprender una pluralidad de rejillas de difracción, de tal modo que el área de reflexión puede reflejar selectivamente, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz que está dentro de un segundo margen de longitudes de onda.

En este caso, de la luz emitida desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, los componentes de la luz que son reflejados repetidamente entre los medios de reflexión y el área de reflexión que comprende la antes mencionada pluralidad de rejillas de difracción son sometidos a oscilación de láser, de modo que tienen salida desde el aparato de manantial de luz de láser como luz de láser. Incluso en el caso de que cada rejilla de difracción que constituye el área de reflexión tenga una anchura de la longitud de onda de reflexión pequeña, y cada uno de los componentes de la luz reflejados por las respectivas rejillas de difracción y sometidos a la oscilación de láser tenga una coherencia de tiempo alta, estos componentes de luz de láser tienen salida como superpuestos unos a otros, produciendo con ello una coherencia de tiempo suficientemente baja en la luz de láser de salida.

Preferiblemente, estas rejillas de difracción están dispuestas de tal modo que la luz procedente del dispositivo emisor de luz semiconductor entra sucesivamente en las rejillas de difracción desde la rejilla de difracción que tiene la longitud de onda de reflexión más corta. Cuando cada rejilla de difracción es una rejilla con modulación del período, los valores de la longitud de onda de reflexión de las respectivas rejillas son comparados entre sí en cada parte, y luego el que tiene el número mayor de longitudes de onda de reflexión más cortas se adopta como "rejilla de difracción que tiene una longitud de onda de reflexión más corta".

Cuando las rejillas de difracción están así dispuestas, se impide que tenga lugar un fenómeno tal como el de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de las rejillas de difracción sea irradiada hacia fuera desde las mismas antes de ser reflejada, con lo que se puede tener de salida luz de láser de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda, de salida desde el aparato de manantial de luz de láser.

Preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitudes de onda es de 1 nm o mayor.

Cuando se habla aquí de "longitudes de onda de reflexión del área de reflexión". se está haciendo referencia a, en un gráfico de características de reflexión del área de reflexión en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, entre las intersecciones entre una línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima del área de reflexión y el espectro de reflexión del área de reflexión, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual la longitud de onda se hace mínima y el punto en el cual la longitud de onda se hace máxima.

Cuando el área de reflexión tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 1 nm o mayor, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser es también aumentada con seguridad hasta un grado en el que la coherencia de tiempo de la luz de láser es disminuida lo suficiente.

Más preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitudes de onda es de al menos 1 nm, pero no de más de 20 nm.

Aquí, la expresión "anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión" se define como se ha indicado en lo que antecede.

En este caso, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se hace menor que la conseguida cuando se usa el manantial de luz de láser semiconductor en el modo multi-longitudinal.

Más preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitudes de onda es de al menos 2 nm pero no de más de 10 nm.

La segunda rejilla de difracción puede estar constituida por una segunda rejilla con modulación del período en la cual el período de la rejilla cambia monótonamente a lo largo de la dirección del eje óptico.

La longitud de onda de reflexión de la segunda rejilla con modulación del período es diferente de las de las otras rejillas de difracción. Aquí, en la expresión "la longitud de onda de reflexión es diferente" se abarcan todos los casos, excepto el caso en el que los valores de la longitud de onda de reflexión entre las rejillas de difracción que se estén comparando entre sí coincidan totalmente entre sí en cada parte.

La segunda rejilla con modulación del período tiene valores de la longitud de onda de reflexión diferentes de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico, presentando por ello una anchura de la longitud de onda de reflexión correspondiente a la anchura de tal cambio en la longitud de onda de reflexión, es decir, a la diferencia entre los valores mínimo y máximo de la longitud de onda de reflexión. Si se ajusta el período de la rejilla o la anchura de cambio en el índice de refracción mínimo, se puede obtener fácilmente una rejilla con modulación del período que tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión deseada, y la anchura de la longitud de onda de la luz de láser se determina en respuesta a esa anchura de la longitud de onda de reflexión. En consecuencia, se puede fabricar fácilmente el aparato de modo que produzca de salida una luz de láser de una anchura de la longitud de onda deseada.

Preferiblemente, la segunda rejilla con modulación del período está dispuesta de tal modo que el período de la rejilla de la misma en el lado del dispositivo emisor de luz semiconductor se hace más corto que en el lado opuesto.

Cuando la segunda rejilla con modulación del período está así dispuesta, se impide que se produzca un fenómeno tal como el de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de la segunda rejilla con modulación del período sea irradiada hacia fuera desde la misma, con lo que se puede tener de salida luz de láser de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

La segunda rejilla con modulación del período puede disponerse de tal modo que la reflectancia en la segunda rejilla con modulación del período aumente monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

En este caso, puesto que la segunda rejilla con modulación del período tiene diferentes valores de la longitud de onda de reflectancia de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico de la guía de ondas óptica, la luz incluida en el margen de longitudes de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor se refleja en las diferentes posiciones de acuerdo con la longitud de onda de la misma. La luz reflejada en una parte de la rejilla con modulación del período más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor (es decir, en una parte en donde la longitud del camino óptico desde el dispositivo emisor de luz semiconductor sea más larga), tiene una potencia óptica más atenuada. No obstante, cuando se hace mayor la reflectancia en una parte más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor, como en el caso de la rejilla con modulación del período antes mencionada, la potencia óptica de la luz reflejada puede hacerse sustancialmente uniforme, con independencia de la parte en la cual se refleje la luz.

Cuando el período de la segunda rejilla aumenta monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, se puede disponer la segunda rejilla con modulación del período de tal modo que la reflectancia en la segunda rejilla con modulación del período disminuya monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

Cuando se acorta la anchura del impulso, se está en un caso en el que un efecto de que la energía de la inyección pueda hacerse más pequeña en el lado de la longitud de onda larga sobrepasa la influencia de la longitud del resonador. En tal caso, cuando se hace que la reflectancia disminuya al hacerse más larga la longitud del resonador, se puede tener de salida luz de láser de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

El aparato de manantial de luz de láser de impulsos, que comprende las rejillas de difracción primera y segunda, puede estar constituido ya sea (i) de tal modo que no exista área común alguna entre las áreas primera y segunda, o ya sea (ii) de tal modo que las áreas primera y segunda tengan un área común.

El aparato de OTDR del presente invento comprende: (a) un manantial de luz de láser (también denominado aquí en lo que sigue como un "manantial de luz de inspección"), que comprende un dispositivo emisor de luz semiconductor que es excitado por una corriente para efectuar una emisión espontánea y una emisión estimulada; unos medios de reflexión que están dispuestos en una posición opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor por medio del dispositivo emisor de luz semiconductor, y que reflejan la luz generada por el dispositivo emisor de luz semiconductor de modo que hace que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través del dispositivo emisor de luz semiconductor; y una guía de ondas óptica que recibe y guía a la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz, en donde la guía de ondas óptica comprende un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, un núcleo del área de reflexión comprende una primera rejilla de difracción que está dispuesta en una primera área y cuyo índice de refracción cambia periódicamente a lo largo de una dirección del eje óptico, y la primera rejilla de difracción refleja selectivamente, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un primer margen de longitudes de onda; en el cual los medios de reflexión, el dispositivo emisor de luz semiconductor, y la rejilla de difracción constituyen un resonador láser; (b) un dispositivo para establecer un camino óptico que recibe, desde un primer terminal, la luz emitida desde el manantial de luz de láser y envía, desde un segundo terminal, la luz así recibida hacia una fibra óptica a ser medida, y también recibe desde el segundo terminal luz de retorno desde la fibra óptica y envía, desde un tercer terminal, la luz de retorno así recibida; y (c) una sección de medición óptica que mide una distribución de la intensidad de las longitudes de onda en la salida de luz desde el tercer terminal del dispositivo de establecimiento del camino óptico. El manantial de luz de láser se usa como un manantial de luz de inspección.

Aquí, el dispositivo para establecer el camino óptico puede estar constituido por ya sea (i) un acoplador óptico, o ya sea (ii) un acoplador direccional óptico.

También, los medios de reflexión pueden estar constituidos por ya sea (i) una cara extrema procesada por reflexión del dispositivo emisor de luz semiconductor opuesta a la primera cara extrema de emisión de luz, o ya sea (ii) un reflector que refleje la luz emitida desde una segunda cara extrema de emisión de luz del dispositivo semiconductor.

Cuando se suministra una corriente de bombeo al dispositivo emisor de luz semiconductor en el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento, se genera luz emitida espontáneamente y luz emitida por estimulación, con lo que desde la superficie de emisión de luz del mismo se emite luz que tiene una anchura de la longitud de onda relativamente grande. Cuando la luz así emitida entra en la guía de ondas óptica y alcanza la rejilla de difracción formada en su núcleo, solamente es reflejada por ella, con una reflectancia suficiente, una componente de la luz que tiene una anchura de la longitud de onda cuyo centro es la longitud de onda de reflexión (longitud de onda de Bragg) de esa rejilla de difracción y que es más estrecha que la anchura de la longitud de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor. La luz reflejada entra en el dispositivo emisor de luz semiconductor desde la superficie de emisión de luz y, al tiempo que origina una emisión estimulada, llega a la superficie de reflexión de la luz, donde es reflejada de modo que avanza en la dirección opuesta. La luz así reflejada avanza a través del dispositivo de emisión de luz, al tiempo que origina una emisión estimulada, y luego es emitida desde la superficie de emisión de luz. La luz así emitida es reflejada de nuevo por la rejilla de difracción. Al repetirse el anterior fenómeno, la luz es amplificada, de modo que finalmente efectúa oscilación de láser. En consecuencia, en el dispositivo emisor de luz semiconductor solamente se amplifica la longitud de onda de la luz que se desplaza yendo y viniendo, de modo que la luz de otra longitud de onda tiene un nivel de emisión muy bajo, haciendo con ello posible una oscilación de láser solamente para una anchura de la longitud de onda pequeña. La luz de láser así obtenida es emitida desde la guía de ondas óptica. Esta luz de láser es la salida de luz de inspección desde el manantial de luz de inspección.

Por consiguiente, puesto que el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento hace uso de la rejilla de difracción formada en el núcleo de la guía de ondas óptica y de los medios de reflexión para efectuar la oscilación de láser, da salida a luz de láser de una pequeña anchura de la longitud de onda, correspondiente a la anchura del espectro de reflexión de la rejilla de difracción. Puesto que esta luz de láser de una anchura pequeña de la longitud de onda se usa como la luz de inspección, el aparato de OTDR del presente invento puede medir, preferiblemente, características de una fibra óptica para una longitud de onda específica.

El manantial de luz de inspección antes mencionado está constituido por el dispositivo emisor de luz semiconductor, los medios de reflexión, y la guía de ondas óptica, con lo que el número de partes del mismo es notablemente más pequeño que el del aparato de OTDR usual, en el que se emplea un láser de fibra óptica como su manantial de luz. En consecuencia, en el aparato de OTDR del presente invento, el diseño de los sistemas ópticos y la disposición de las partes ópticas son fáciles. con lo que el aparato es de fácil fabricación, al tiempo que se consigue sin esfuerzo de un tamaño más pequeño.

El aparato de OTDR del presente invento puede comprender, además, un filtro de paso de banda en un camino óptico entre el manantial de luz de láser, el cual es el manantial de luz de inspección, y la fibra óptica a ser medida.

En el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento, uno de los espejos enfrentados está constituido por una rejilla de difracción formada en la guía de ondas óptica de modo que se hace pequeña la anchura de la longitud de onda de la luz de láser hecha oscilar. No obstante, cuando se hace grande la longitud del resonador, debido a su relación con la anchura del impulso, el número de luces que van y vienen a través del resonador disminuye. En consecuencia, aunque con una potencia baja, no se puede impedir que la longitud de onda de la oscilación se expanda. Cuando se efectúa la prueba de OTDR, hay casos en los que, a fin de evitar que se produzcan interferencias con una banda de transmisión de la señal, se desea que tal extensión de la longitud de onda de la oscilación sea reducida en una cantidad que esté más allá de la capacidad de la rejilla de difracción.

En tales casos, cuando se proporciona además un filtro de paso de banda en un camino óptico entre el manantial de luz de láser, el cual es el manantial de luz de inspección, y la fibra óptica a ser medida, se puede cortar la luz fuera del margen de longitudes de onda necesario para el aparato de OTDR, de modo que se puede obtener una característica de salida preferible.

El aparato de OTDR del presente invento puede comprender además unos medios de cambio del período, los cuales cambian el período de la rejilla de cambio del índice de refracción a lo largo de la dirección del eje óptico en la primera rejilla de difracción.

Los medios de cambio del período pueden ser, o bien (i) unos medios de aplicación de esfuerzo (por ejemplo, correspondientes a una fuerza de tracción) que apliquen un esfuerzo a una parte de la guía de ondas óptica que incluya la primera rejilla de difracción a lo largo de la dirección del eje óptico, o bien (ii) unos medios de ajuste de la temperatura que cambien la temperatura en la parte de la guía de ondas óptica que incluye la primera rejilla de difracción.

Cuando el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento tenga unos medios de aplicación de esfuerzo, al ser aplicado un esfuerzo a la parte de la guía de ondas óptica que incluya la rejilla de difracción, se cambia el período de la rejilla de difracción o similar y, en respuesta a ello, cambia la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Al ser ajustado el esfuerzo aplicado por los medios de aplicación de esfuerzo, se regula la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Puesto que la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección cambia en respuesta a la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción, se regula la longitud de onda de la luz de inspección cuando se ajusta el esfuerzo aplicado por los medios de aplicación de esfuerzo.

Cuando el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento tiene unos medios de ajuste de la temperatura, al ser cambiada la temperatura alrededor de la parte de la guía de ondas óptica que incluye la rejilla de difracción, esa parte se expande o se contrae. Como resultado, cambia el período, o similar, de la rejilla de difracción y, en respuesta a ello, cambia la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Cuando se controlan los medios de ajuste de la temperatura de modo que se ajuste la temperatura alrededor de la parte que incluye la rejilla de difracción, se regula la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción. Puesto que la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección cambia en respuesta a la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción, se regula la longitud de onda de la luz de inspección cuando se controlan los medios de ajuste de la temperatura.

De la luz emitida desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, un componente de la luz que se refleja repetidamente en la superficie de reflexión de la luz del dispositivo emisor de luz semiconductor y la rejilla de difracción dispuesta en la guía de ondas óptica está sometido a oscilación de láser de modo que tenga salida desde el manantial de luz de inspección como luz de inspección. Al ser hecho cambiar con el tiempo el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción por los medios de cambio del período, cambia también con el tiempo, en respuesta a ello, el margen de la longitud de onda de la salida de la luz de inspección desde el manantial de luz de inspección. Normalmente, en la medición efectuada por un aparato de OTDR, los datos se obtienen promediando en el tiempo. Por consiguiente, incluso cuando la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción sea pequeña, es posible obtener datos equivalentes a los obtenidos con la luz de inspección que tiene una anchura de la longitud de onda que es lo suficientemente grande como para disminuir lo suficiente la coherencia de tiempo. Cuando se usa tal luz de inspección, se puede efectuar una prueba de OTDR con supresión del ruido de atenuación.

Preferiblemente, los medios de cambio del período cambian la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o más. Cuando se habla aquí de "cambiar la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o más", se está haciendo referencia a un caso en el que se cambia el margen de longitudes de onda de reflexión de tal modo que, en un gráfico de características de reflexión de la rejilla de difracción en el cual los ejes horizontal y vertical indiquen, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, cuando se determina por tiempo una intersección entre una línea trazada paralela al eje de longitud de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda se hace de aproximadamente 1 nm o más.

Cuando se cambia con el tiempo la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 1 nm o más, también se agranda con seguridad la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección hasta un grado para el que se disminuye suficientemente la coherencia de tiempo de la luz de láser. Al usar tal luz de inspección con una baja coherencia de tiempo, se puede efectuar con seguridad una prueba de OTDR con supresión del ruido de atenuación.

También, preferiblemente, los medios de cambio del período cambian la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos. Cuando se habla aquí de "cambiar la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción con el tiempo en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos", se está haciendo referencia a un caso en el que se cambia el margen de la longitud de onda de reflexión de tal modo que, en un gráfico de características de reflexión de la rejilla de difracción, en el cual los ejes horizontal y vertical indiquen, respectivamente, la longitud de onda y la reflectancia, cuando se determina por tiempo una intersección entre una línea trazada paralela al eje de longitud de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda se hace de aproximadamente 20 nm o menos.

En este caso, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección se hace más estrecha que la del caso en el que se use como manantial de luz de inspección el manantial de luz de láser semiconductor en el modo multi-longitudinal, con lo que se puede medir una característica de una fibra óptica para una longitud de onda específica de un modo más preferible al empleado para medir usualmente.

El manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR del presente invento puede comprender además unos medios de excitación de la corriente que suministran, al dispositivo emisor de luz semiconductor, una corriente de estabilización que tiene un nivel no inferior a un nivel de corriente umbral para oscilación del oscilador de láser y una corriente de impulsos requerida para generar la luz de láser de impulsos.

Aquí, los medios de excitación de corriente pueden comprender (i) una primera fuente de corriente para suministrar la corriente de estabilización; (ii) una segunda fuente de corriente para suministrar una corriente de impulsos; y (iii) una sumadora de corrientes para sumar juntas la corriente de estabilización y la corriente de impulsos.

La operación de oscilación de láser del manantial de luz de inspección se estabiliza mediante la corriente de estabilización antes de que los medios de excitación de corriente suministren la corriente de impulsos para emitir la luz de láser de impulsos. En consecuencia, inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos, el manantial de luz de inspección emite luz de láser de impulsos (luz de inspección o luz de marca de referencia) con un margen de longitud de onda estrecho. Por lo tanto, se pueden medir las muestras con una alta precisión.

También, los medios de excitación de corriente pueden o bien (i) suministrar siempre una corriente de estabilización que tenga un nivel no inferior al de la corriente umbral, al menos excepto durante un tiempo en el cual se suministre la corriente de impulsos, o bien (ii) suministrar la corriente de estabilización durante un período de tiempo predeterminado antes de que sea suministrada la corriente de impulsos.

En uno u otro caso de (i) y (ii), la operación de oscilación de láser del manantial de luz de inspección es estabilizada por la corriente de estabilización antes de que los medios de excitación de corriente suministren la corriente de impulsos para emitir la luz de láser de impulsos. En consecuencia, inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos, el manantial de luz de inspección emite luz de láser de impulsos con un margen de longitud de onda estrecho. Por lo tanto, se pueden medir muestras con una alta precisión.

En este caso, el período de tiempo predeterminado para suministrar la corriente de estabilización es, preferiblemente, un tiempo durante el cual la luz se desplaza yendo y viniendo a través del resonador láser, de una a 200 veces.

Durante el período de tiempo en el cual la luz de láser se desplaza yendo y viniendo a través del resonador láser un número cualquiera de veces, entre una y 200 veces, la emisión estimulada de la luz de láser se estabiliza de modo que la luz de láser de impulsos con un margen de longitud de onda estrecho es emitida inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos, Por lo tanto, se pueden medir muestras con una alta precisión.

También, el nivel de la corriente de pico de la corriente de impulsos es, preferiblemente, al menos 10 veces más alto que el nivel de la corriente de estabilización.

Si se hace la intensidad óptica del componente de luz generado al suministrar la corriente de estabilización más baja que la de la luz de láser de impulsos originalmente requerida, se puede emitir luz de láser con una pequeña relación S/N; y cuando se emite luz de láser de impulsos de un margen de longitud de onda estrecho inmediatamente después de suministrar la corriente de impulsos, se pueden medir las muestras con una alta precisión.

Preferiblemente, en el aparato de OTDR que suministra la corriente de estabilización, la sección de medición óptica comprende además un filtro de paso alto que elimina una componente de baja frecuencia en la intensidad óptica de entrada.

En este caso, el componente de corriente continua en la luz reflejada, resultante del hecho de que la luz de marca de referencia contiene un componente de la luz generado al suministrar la corriente de estabilización, es eliminado. En consecuencia, se obtiene sustancialmente la información acerca de la luz reflejada mientras que únicamente se usa la luz de láser de impulsos como luz de inspección. Por lo tanto, se pueden medir las muestras con una alta precisión.

Preferiblemente, en el aparato de OTDR del presente invento, la anchura del primer margen de longitud de onda de la luz reflejada por la primera rejilla de difracción formada en la guía de ondas óptica es de

\hbox{1 nm}

o más.

De la luz emitida desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, un componente de la luz que se refleja repetidamente entre los medios de reflexión y la rejilla de difracción dispuesta en la guía de ondas óptica está sometido a oscilación de láser, de modo que se le da salida desde el manantial de luz de inspección como luz de inspección. Como esta luz de inspección tiene una anchura de la longitud de onda correspondiente a la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción; cuando esta última es de aproximadamente 1 nm o más, la primera se agranda hasta un grado para el que la coherencia de tiempo de la luz de láser disminuye suficientemente. Cuando se habla aquí de "anchura de la longitud de onda de la luz de láser", se está haciendo referencia a la anchura de la longitud de onda, en un gráfico de características de la luz de inspección en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y potencia óptica, entre las intersecciones de una línea trazada paralela al eje de longitud de onda por un punto que est á más bajo que la potencia máxima de la luz de inspección en 20 dB, y el espectro de potencia de la luz de inspección. Cuando se usa tal luz de inspección con una baja coherencia de tiempo, se pueden efectuar pruebas de OTDR con supresión del ruido de atenuación.

Más preferiblemente, la anchura del primer margen de longitud de onda es de al menos 1 nm, pero de no más de 20 nm.

En este caso, puesto que la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección se hace más pequeña que la conseguida cuando se usa como luz de láser de inspección el manantial de luz de láser semiconductor en el modo multi-longitudinal, se puede medir una característica de una fibra óptica para una longitud de onda específica de un modo más preferible que el que se emplea cuando se mide usualmente.

Más preferiblemente, la anchura del primer margen de la longitud de onda es de al menos 2 nm, pero no de más de 10 nm.

En el aparato de OTDR del presente invento, la primera rejilla de difracción puede estar constituida por una primera rejilla con modulación del período en la cual el período de la rejilla cambia monótonamente a lo largo de la dirección del eje óptico.

La primera rejilla con modulación del período tiene diferentes valores de la longitud de onda de reflexión de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico, presentando por ello una anchura de la longitud de onda de reflexión a la anchura de tal cambio en la longitud de onda de reflexión, es decir, a la diferencia entre los valores mínimo y máximo de la longitud de onda de reflexión. Si se ajuste el período de la rejilla o la anchura del cambio en el índice de refracción mínimo, se puede obtener fácilmente una rejilla con modulación del período que tenga una anchura de la longitud de onda de reflexión deseada, y se determina la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección en respuesta a esa anchura de la longitud de onda de reflexión. En consecuencia, el aparato de OTDR que comprende un manantial de luz de inspección con una rejilla con modulación del período puede fabricarse fácilmente, de modo que se tenga de salida luz de inspección de una anchura de la longitud de onda deseada.

Preferiblemente, la primera rejilla con modulación del período está dispuesta de tal modo que el período de la rejilla de la misma en el lado del dispositivo emisor de luz semiconductor se hace más corta que la del lado opuesto.

Cuando la primera rejilla con modulación del período esté así dispuesta, se impide que se produzca un fenómenos tal como el de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de la primera rejilla con modulación del período sea irradiada hacia fuera desde la misma antes de ser reflejada, con lo que tiene salida del manantial de luz de inspección luz de inspección de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitud de onda de reflexión. Se pueden por lo tanto efectuar pruebas de OTDR de un modo más preferible.

La primera rejilla con modulación del período puede estar dispuesta de tal modo que la reflectancia en la primera rejilla con modulación del período aumente monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

En este caso, puesto que la primera rejilla con modulación del período tiene diferentes valores de la longitud de onda de reflectancia de acuerdo con las respectivas posiciones a lo largo del eje óptico de la guía de ondas óptica, la luz incluida en el margen de longitudes de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor es reflejada en las diferentes posiciones de acuerdo con la longitud de onda de la misma. La luz reflejada como una parte de la rejilla con modulación del período más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor (es decir, de una parte donde la longitud del camino óptico desde el dispositivo emisor de luz semiconductor sea más larga) tiene una potencia óptica más atenuada. No obstante, en el caso de que la anchura del impulso sea relativamente grande, cuando se hace la reflectancia mayor en una parte más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor, como en el caso de la rejilla con modulación del período antes mencionada, se puede hacer la potencia óptica sustancialmente uniforme con independencia de la parte en la cual sea reflejada la luz. Por consiguiente, se puede tener de salida desde el manantial de luz de inspección luz de inspección que tenga una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitud de onda, en el aparato de OTDR que comprende la rejilla con modulación del período antes mencionada, con lo que se pueden efectuar de un modo más preferible las pruebas de OTDR.

Cuando el período de la rejilla aumenta monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, la primera rejilla con modulación del período puede estar dispuesta de tal modo que la reflectancia en la primera rejilla con modulación del período disminuya monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

Cuando se acorta la anchura del impulso, se está en un caso en el que un efecto de que la energía de inyección puede hacerse más pequeña en el lado de la longitud de onda larga sobrepasa a la influencia de la longitud del resonador. En tal caso, cuando se hace que la reflectancia disminuya al ser más larga la longitud del resonador, se puede tener de salida luz de inspección con una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión. Como resultado, se pueden efectuar pruebas de OTDR preferibles.

En el aparato de OTDR del presente invento, el área de reflexión puede comprender además una segunda rejilla de difracción que esté formada en una segunda área del núcleo y cuyo índice de refracción cambie periódicamente a lo largo de la dirección del eje óptico, es decir, que el área de reflexión puede comprender una pluralidad de rejillas de difracción, tal que el área de reflexión puede reflejar selectivamente, de la luz emitida desde la primera cara extrema de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor, una parte de la luz dentro de un segundo margen de longitudes de onda.

En este caso, de la luz emitida desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, los componentes de la luz que son reflejados repetidamente entre el dispositivo de los medios de reflexión y el área de reflexión que comprende la antes mencionada pluralidad de rejillas de difracción, son sometidos a oscilación de láser, de modo que tengan salida desde el aparato de manantial de luz de láser como luz de inspección. Incluso en el caso de que cada rejilla de difracción que constituye el área de reflexión tenga una anchura de la longitud de onda de reflexión estrecha, y cada uno de los componentes de la luz reflejados por las respectivas rejillas de difracción y sometidos a oscilación de láser tenga una alta coherencia de tiempo, estos componentes de la luz de láser son dados de salida como superpuestos unos a otros, proporcionando con ello una coherencia de tiempo lo suficientemente baja en la luz de inspección de salida. En consecuencia, en el aparato de OTDR del presente invento se pueden efectuare las pruebas de OTDR con supresión del ruido de atenuación.

Preferiblemente, estas rejillas de difracción están dispuestas de tal modo que la luz procedente del dispositivo emisor de luz semiconductor entra sucesivamente en las rejillas de difracción desde la rejilla de difracción que tiene una longitud de onda de reflexión más corta. Cuando cada rejilla de difracción sea una rejilla con modulación del período, los valores de la longitud de onda de reflexión de las respectivas rejillas son comparados entre sí en cada parte de la misma, y entonces el que tenga un mayor número de valores de longitud de onda de reflexión más corta se adopta como "rejilla de difracción que tiene una longitud de onda de reflexión más corta".

Cuando las rejillas de difracción estén así dispuestas, se impide que se produzca un fenómeno tal como el de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de las rejillas de difracción sea irradiada hacia fuera desde la misma antes de ser reflejada, de modo que se puede obtener de salida del manantial de luz de inspección luz de inspección con una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda. En consecuencia, se pueden efectuar pruebas de OTDR de un modo más preferible.

Preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitudes de onda es de 1 nm o más.

Cuando se habla aquí de "longitud de onda de reflexión del área de reflexión", se está haciendo referencia a, en un gráfico de características de la reflexión del área de reflexión en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, entre intersecciones entre una línea trazada paralela al eje de longitud de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima del área de reflexión y el espectro de reflexión del área de reflexión, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda.

Cuando el área de reflexión tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 1 nm o más, se agranda también con seguridad la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección hasta un grado para el que la coherencia de tiempo de la luz de inspección disminuye lo suficiente. Cuando se usa tal luz de inspección de una baja coherencia de tiempo, se pueden efectuar con seguridad pruebas de OTDR con supresión del ruido de atenuación.

Más preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitud de onda es de al menos 1 nm, pero de no más de 20 nm.

Se define aquí la "anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión" como se ha indicado en lo que antecede.

En este caso, puesto que la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección se hace menor que la conseguida cuando se usa como manantial de luz de inspección el manantial de luz de láser semiconductor en el modo multi-longitudinal, se puede medir una característica de una fibra óptica para una longitud de onda específica de un modo más preferible que el que se emplea cuando se mide usualmente.

Más preferiblemente, la anchura del segundo margen de longitud de onda es de al menos 2 nm, pero de no más de 10 nm.

La segunda rejilla de difracción puede estar constituida por una segunda rejilla con modulación del período en la cual el período de la rejilla cambie monótonamente a lo largo de la dirección del eje óptico.

La segunda rejilla con modulación del período y las demás rejillas de difracción tienen longitudes de onda de reflexión diferentes entre sí. En la expresión "rejillas de difracción que tienen diferentes longitudes de onda de reflexión" se abarcan aquí todos los casos, excepto el caso en el que los valores de la longitud de onda de reflexión entre las diferentes rejillas que estén siendo comparadas entre sí coincidan totalmente entre sí en cada parte de las mismas.

La segunda rejilla con modulación del período tiene valores diferentes de la longitud de onda de reflexión de acuerdo con las respectivas posiciones en la misma a lo largo del eje óptico, presentando por ello una anchura de la longitud de onda de reflexión correspondiente a la anchura de tal cambio en la longitud de onda de reflexión, es decir, a la diferencia entre los valores mínimo y máximo de la longitud de onda de reflexión. Cuando se ajusta el período de la rejilla o la anchura del cambio en el índice de refracción mínimo, se puede obtener fácilmente una rejilla con modulación del período que tenga una anchura deseada de la longitud de onda de reflexión, y se determina la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección en respuesta a esa anchura de la longitud de onda de reflexión. En consecuencia, el aparato de OTDR que comprende una rejilla con modulación del período puede fabricarse fácilmente de modo que se tenga de salida luz de inspección de una anchura deseada de la longitud de onda.

Preferiblemente, la segunda rejilla con modulación del período está dispuesta de tal modo que el período de rejilla de la misma en el lado del dispositivo emisor de luz semiconductor se hace más corta que en el lado opuesto.

Cuando la segunda rejilla con modulación del período está así dispuesta, se impide que se produzca un fenómeno tal como el de que la luz que debiera ser reflejada por cada parte de la segunda rejilla con modulación del período sea irradiada hacia fuera desde la misma antes de ser reflejada, con lo que se puede tener de salida luz de inspección de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión. En consecuencia, se pueden efectuar las pruebas de OTDR de un modo más preferible.

La segunda rejilla con modulación del período puede estar dispuesta de tal modo que la reflectancia en la segunda rejilla con modulación del período aumente monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

Puesto que la segunda rejilla con modulación del período tiene diferentes valores de la longitud de onda de reflectancia de acuerdo con las respectivas posiciones a lo largo del eje óptico de la guía de ondas óptica, la luz incluida en el margen de longitudes de onda de salida del dispositivo emisor de luz semiconductor es reflejada en las diferentes posiciones de acuerdo con la longitud de onda de la misma. La luz reflejada en una parte de la rejilla con modulación del período más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor (es decir, en una parte donde la longitud del camino óptico desde el dispositivo emisor de luz semiconductor sea más larga) tiene una potencia óptica más atenuada. No obstante, cuando se hace la reflectancia mayor en una parte más alejada del dispositivo emisor de luz semiconductor, como en el caso de la rejilla con modulación del período antes mencionado, se puede hacer la potencia óptica de la luz reflejada sustancialmente uniforme, con independencia de la parte en la que sea reflejada la luz. En consecuencia, en el aparato de OTDR que comprende la rejilla con modulación del período antes mencionada, se puede tener de salida desde el manantial de luz de inspección luz de inspección que tenga una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión, con lo que se pueden efectuar las pruebas de OTDR de un modo más preferible.

Cuando el período de la segunda rejilla de difracción aumenta monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, la segunda rejilla con modulación del período puede estar dispuesta de tal modo que la reflectancia en la segunda rejilla con modulación del período disminuya monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor.

Cuando se acorta la anchura del impulso, se está en un caso en el que un efecto de que la energía de inyección pueda hacerse más pequeña en el lado de la longitud de onda larga sobrepasa la influencia de la longitud del resonador. En tal caso, cuando se hace que la reflectancia disminuya a medida que se hace más larga la longitud del resonador, se puede tener de salida luz de inspección de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

El aparato de OTDR en el cual el área de reflexión de la guía de ondas óptica comprende las rejillas de difracción primera y segunda puede estar constituido ya sea (i) de tal modo que no exista área común alguna entre las áreas primera y segunda, o ya sea (ii) de tal modo que las áreas primera y segunda tengan un área común.

El sistema de inspección de la línea de comunicación óptica del presente invento es un sistema de inspección de línea de comunicación óptica para inspeccionar el estado de la transmisión de una línea de comunicación óptica que está transmitiendo luz de señal, y comprende (a) una sección de emisión de luz para dar salida a luz de inspección de una longitud de onda en un primer margen de longitudes de onda; (b) una sección de establecimiento del camino óptico dispuesta en un camino óptico de la línea de comunicación óptica, cuya sección de establecimiento del camino óptico recibe la salida de luz de inspección desde la sección de emisión de luz e introduce la luz de inspección así recibida en la línea de comunicación óptica, y recibe también luz de retorno derivada de la entrada de luz de inspección procedente de la línea de comunicación óptica y da salida a la luz de retorno así recibida a un camino diferente de la línea de comunicación óptica; (c) unos medios de reflexión del tipo de guía de ondas dispuestos en una parte de terminación de la línea de comunicación óptica, cuyos medios de reflexión reflejan la luz con una longitud de onda en un segundo margen de longitudes de onda que incluye el primer margen de longitudes de onda y que comprende una primera rejilla de difracción en la cual al menos el índice de refracción de un núcleo de la misma cambia periódicamente a lo largo de una dirección del eje óptico; y (d) una sección de procesado en la cual se mide una distribución de longitudes de onda de la intensidad en la salida de luz de retorno desde la sección de establecimiento del camino óptico y, sobre la base de un resultado de la medición, se determina el estado de transmisión de la línea de comunicación óptica.

Aquí, la anchura del primer margen de longitudes de onda es, preferiblemente, de 20 nm o menos y, más preferiblemente, de 5 nm o menos.

En el sistema de inspección de línea de comunicación óptica del presente invento, puesto que los medios de reflexión del tipo de guía de ondas comprenden una rejilla de difracción del tipo de guía de ondas, y la luz de inspección dentro de un margen de longitudes de onda incluido en la longitud de onda de reflexión de los medios de reflexión del tipo de guía de ondas se usa para inspeccionar la línea de comunicación óptica, la línea de comunicación óptica puede ser inspeccionada mientras está suprimida la influencia sobre las comunicaciones ópticas.

Cuando la sección de emisión de luz da salida a luz de inspección de una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm, o menos, y se usa esta luz de inspección para inspeccionar una línea de comunicación óptica, la anchura de la longitud de onda de reflexión de los medios de reflexión del tipo de guía de ondas puede ser suficientemente estrechada. En consecuencia, se disminuyen las pérdidas por transmisión de la luz de señal originada por la desadaptación de modo y por la absorción del grupo OH, de modo que se puede inspeccionar la línea de comunicación óptica mientras se ha suprimido suficientemente la influencia sobre las comunicaciones ópticas.

En particular, cuando la anchura de la longitud de onda de la salida de luz de inspección desde la sección de emisión de luz es de aproximadamente 5 nm o menos, el número de rejillas de difracción del tipo de guía de ondas puede hacerse muy pequeño, de modo que la influencia de la inspección de la línea de comunicación óptica sobre las comunicaciones ópticas puede hacerse muy pequeña.

Como aparato de manantial de luz adoptado en la sección de emisión de luz se puede usar convenientemente ya sea (i) un aparato de manantial de luz de láser de acuerdo con el presente invento, o ya sea (ii) un láser semiconductor del tipo de realimentación distribuida.

El sistema de inspección de la línea de comunicación óptica del presente invento puede comprender además un filtro de paso de banda en un camino óptico entre la sección de emisión de luz y la línea de comunicación óptica.

El manantial de luz de la sección de emisión de luz tiene una anchura de la longitud de onda pequeña. No obstante, hay casos en los que, debido a la relación con la anchura del impulso generado, aunque con una baja potencia, no se puede impedir que se expanda una oscilación de la longitud de onda. Cuando se efectúa la inspección, a fin de evitar que se produzcan interferencias con una banda de transmisión de la señal, se desea que tal extensión de la oscilación de la longitud de onda sea reducida en una cantidad que está más allá de la capacidad de la rejilla de difracción.

En tal caso, cuando se proporciona además un filtro de paso de banda en un camino óptico entre la sección de emisión de luz y la línea de comunicación óptica a ser medida, se puede cortar la luz fuera del margen de longitudes de onda necesaria para la inspección, con lo que se puede suprimir con seguridad la influencia sobre las comunicaciones ópticas.

Se comprenderá mejor el presente invento a la vista de la descripción detallada que se hace aquí en lo que sigue y de los dibujos que se acompañan, los cuales se han incluido únicamente a modo de ilustración y no deben ser considerados como limitadores del presente invento.

Un mayor alcance de la aplicabilidad del presente invento resultará evidente de la descripción detallada que se hace aquí en lo que sigue. No obstante, ha de quedar entendido que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aún cuando indiquen realizaciones preferidas del invento, se dan únicamente a modo de ilustración, ya que a la vista de esta descripción detallada resultarán evidentes para quienes sean expertos en la técnica varios cambios y modificaciones que estén comprendidos dentro del alcance del invento, tal como queda definido por las Reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 1;

La Fig. 2 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de longitudes de onda de la luz emitida desde un láser semiconductor 10;

La Fig. 3 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de reflexión de una rejilla de difracción 35;

La Fig. 4 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de oscilación de un manantial de luz de inspección 100;

La Fig. 5 es una vista de configuración en la que se ha ilustrado una parte principal de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 2;

La Fig. 6 es una vista de configuración en la que se ha ilustrado una parte principal de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 3;

La Fig. 7 es una vista explicativa en la que se ha ilustrado una configuración esquemática de un primer ejemplo de un manantial de luz de láser de impulsos en un aparato de OTDR de acuerdo con la

\hbox{Realización 4;}

Las Figs. 8 a 11 son vistas explicativas para explicar el funcionamiento y el principio en que se basa el manantial de luz de láser de impulsos en el primer ejemplo;

Las Figs. 12 a 15 son vistas explicativas para explicar el funcionamiento y el principio en que se basa un segundo ejemplo del manantial de luz de láser de impulsos en el aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 4;

La Fig. 16 es una vista explicativa en la que se ha ilustrado una configuración esquemática de un modo de realizar el aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 4;

La Fig. 17 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 5;

La Fig. 18 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de reflexión de la rejilla de difracción 35;

La Fig. 19 es un gráfico de las características de la salida de luz de inspección desde un manantial de luz de inspección 1a;

La Fig. 20 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 6;

La Fig. 21 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de reflexión de un área de reflexión 38;

La Fig. 22 es un gráfico de las características de la salida de luz de inspección desde un manantial de luz de inspección 1b;

La Fig. 23 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 7;

La Fig. 24 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR de acuerdo con la Realización 8;

La Fig. 25 es un gráfico en el que se ha ilustrado un cambio en una característica de reflexión de una rejilla de difracción 36;

La Fig. 26 es un gráfico en el que se ha ilustrado un cambio en una característica de la salida de luz de inspección desde un manantial de luz de

\hbox{inspección
1d;}

Las Figs. 27 y 28 son vistas de configuración en las que se han ilustrado, respectivamente, ejemplos modificados de la Realización 1;

La Fig. 29 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración general de un sistema de inspección de línea de comunicación óptica de acuerdo con el presente invento;

La Fig. 30 es una vista en la que se ha ilustrado esquemáticamente un espectro de reflexión de un filtro óptico y un espectro de longitudes de onda de la luz de inspección;

La Fig. 31 es una primera vista de configuración de una sección de emisión de luz 310;

La Fig. 32 es una segunda vista de configuración de la sección de emisión de luz 310;

La Fig. 33 es una tercera vista de configuración de la sección de emisión de luz 310; y

La Fig. 34 es una cuarta vista de configuración de la sección de emisión de luz 310.

Descripción de las realizaciones preferidas

En lo que sigue, se explicarán en detalle realizaciones del presente invento con referencia a los dibujos que se acompañan. En la explicación de los dibujos, a los elementos que son idénticos entre sí se los ha designado con marcas idénticas entre sí, sin que se repitan las explicaciones de los mismos que se solapen. También, los tamaños y las relaciones en los dibujos no siempre coinciden con los explicados.

Realización 1

La Fig. 1 es una vista esquemática en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR 100 en esta realización. Este aparato de OTDR 100 está constituido por un manantial de luz de inspección 110, un acoplador óptico 40, y una sección de medición 50.

El manantial de luz de inspección 110 oscila en una forma de impulsos para emitir luz de láser. Está constituido por un láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot, una lente 20, y una fibra óptica 30. Está formado como está conectada ópticamente la fibra óptica 30, por medio de la lente 20, al láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot que se ha empleado, como es lo usual, como manantial de luz de inspección de un aparato de OTDR. Este manantial de luz de inspección 110 es similar al descrito en una comunicación de D. M. Bird, y otros, (Electron. Lett., Vol. 30, Nº 13, págs. 1115-1116, 1994).

El láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot es un dispositivo de emisión de luz semiconductor constituido por una hetero-estructura de InGaAsP/InP. Cuando circula a su través una corriente operante, es excitado de modo que da salida a luz de impulsos en la banda de 1,550 nm. En ambos lados de la hetero-estructura, están dispuestas, respectivamente, una superficie 11 de reflexión de la luz y una superficie 12 de emisión de luz. Estas superficies están opuestas entre sí, formando con ello un resonador láser de Fabry-Perot. La superficie 11 de reflexión de la luz tiene una alta reflectancia (aproximadamente del 80% en esta realización), mientras que la superficie de emisión de luz 12 tiene una baja reflectancia (de aproximadamente el 5% en esta realización). Como en el caso de la mayor parte de los dispositivos del tipo de Fabry-Perot, el láser semiconductor 19 es un láser del modo multi-longitudinal, y presenta un espectro de oscilación en el cual la salida aumenta en respuesta a las longitudes de onda en los respectivos modos.

La lente 20 hace converger la luz emitida desde el láser semiconductor 10, de modo que hace que la misma incida sobre la fibra óptica 30, acoplando con ello el láser semiconductor 10 a la fibra óptica 30, en términos de potencia óptica. Como lente 20 se puede emplear una lente de acoplamiento óptico ordinaria, tal como la usada en las comunicaciones ópticas.

Aquí, se puede procesar una extremidad de la fibra óptica 30 por fusión o por aguzado para que tenga una función de lente, eliminándose con ello la lente 20 que está dispuesta entre el láser semiconductor 10 y la fibra óptica 30.

La fibra óptica 30 comprende una fibra óptica de un solo modo ordinaria y una rejilla de difracción 35 formada en una parte de su núcleo. El índice de refracción de esta rejilla de difracción 35, la cual es un área del núcleo, cambia periódicamente entre el mínimo índice de refracción y el máximo índice de refracción, de acuerdo con las posiciones a lo largo de su eje óptico. El período de este cambio en el índice de refracción corresponde al período de la rejilla de difracción.

Es sabido, en general, que cuando se usa la técnica de "interferencia de dos ondas de luz" para generar una franja de interferencia de rayos ultravioleta, y se irradia una fibra óptica que tenga un núcleo cargado con GeO_{2} con la franja de interferencia sí generada, se puede formar la rejilla de difracción 35. Este método de fabricación se ha descrito en la Publicación Japonesa de la Traducción de la Solicitud Internacional Nº 62-500052. En este método, puesto que el índice de refracción efectivo del núcleo aumenta de acuerdo con la distribución de la intensidad óptica de la franja de interferencia, se forma un área donde el índice de refracción fluctúa entre el índice de refracción efectivo original del núcleo y el índice de refracción efectivo aumentado. Esta área es la rejilla de

\hbox{difracción 35.}

La rejilla de difracción 35 refleja la luz sobre una anchura de longitud de onda pequeña, cuyo centro es una longitud de onda de reflexión predeterminada \lambda_{R}. Esta longitud de onda de reflexión \lambda_{R} se expresa como:

\lambda_{R} = 2 . n . \Lambda(1)

donde n es el índice de refracción efectivo de la rejilla de difracción 35 y \Lambda es el período de la rejilla de difracción 35.

El acoplador óptico 40 es una clase de acoplador direccional óptico que tiene cuatro terminales, es decir, los terminales primero a tercero 41 a 43 y un terminal de resistencia 44. El primer terminal 41 está conectado a la fibra óptica 30 de tal modo que la luz de inspección procedente del manantial de luz de inspección 100 incide sobre el acoplador óptico 40. Al segundo terminal 42 está conectada una fibra óptica 60 a ser medida.

La luz de inspección que incide sobre el acoplador óptico 40 es dividida en dos componentes de la luz. Se hace que uno de los componentes de la luz dividida incida sobre la fibra óptica 40 a ser medida. De la luz de inspección que incide, se hace que la luz de retrodifusión que se ha hecho avanzar en la dirección opuesta, debido a la difusión de Rayleigh en cada punto de la fibra óptica 60, incida sobre el acoplador óptico 40 y luego se divide en dos. Se hace que uno de los componentes de la luz así dividida incida sobre la sección de medición 50.

Como en el caso del aparato de OTDR usual, se puede usar un acoplador direccional óptico, tal como un circulador óptico, en lugar del acoplador óptico 40.

La sección de medición 50, la cual mide la luz de retrodifusión de la fibra óptica 60 a ser medida, está conectada al tercer terminal 43 del acoplador óptico 40. La sección de medición 50, que es similar a la usada en los aparatos de OTDR ordinarios, comprende un fotodetector que detecta la luz de retrodifusión y convierte la luz así detectada en una señal eléctrica; un amplificador para amplificar la salida de señal eléctrica desde el fotodetector; una sección de procesado de la señal que hace la conversión de A/D (Analógico/Digital) de la salida de la señal desde el amplificador y somete a demás a la señal así convertida a un proceso de promediado, o similar; un dispositivo de CRT (Tubo de Rayos Catódicos) conectado a la sección de procesado de la señal; y similares. Sobre la base de la señal de salida de la sección de procesado de la señal, el dispositivo de CRT presenta la potencia de la luz de difusión de la fibra óptica 60 con respecto a la distancia desde un punto de referencia predeterminado al punto de medición en la fibra óptica 60. Al observar la horma de onda así presentada, se puede determinar la pérdida entre dos puntos arbitrarios en la fibra óptica.

El manantial de luz de inspección 110 da salida a luz de impulsos de láser que tiene una anchura de la longitud de onda más pequeña que la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10. En lo que sigue se explicará el principio en que esto se basa.

Cuando circula una corriente operante a través del láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot, se genera luz emitida espontáneamente. Al ser reflejada repetidamente esta luz entre la superficie 11 de reflexión de la luz y la superficie 12 de emisión de luz mientras se origina una emisión estimulada, la luz es amplificada, de modo que finalmente genera la oscilación de láser. De esta manera, la luz reflejada por la superficie de emisión de luz 12 contribuye a la oscilación de láser del láser semiconductor 10.

No obstante, puesto que la reflectancia de la superficie de emisión de luz 12 es de tan solo un 5%, la mayor parte de la luz emitida espontáneamente y de la luz emitida por estimulación puede pasar a través de la superficie de emisión de luz 12. La Fig. 2 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de longitudes de onda de la luz emitida desde la superficie de emisión de luz 12. La luz emitida tiene un margen de longitudes de onda de aproximadamente 1540 nm a aproximadamente 1560 nm, con una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm.

La luz emitida a través de la superficie de emisión de luz 12 pasa a través de la lente 20 y se hace luego que incida sobre la fibra óptica 30, alcanzando con ello la rejilla de difracción 35. La Fig. 3 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de reflexión de la rejilla de difracción 35. Como se ha indicado en la Fig. 3, la longitud de onda \lambda_{R} de reflexión de la rejilla de difracción 35 es de aproximadamente 1553,3 nm, y se presenta una reflectancia relativamente alta en una anchura de la longitud de onda pequeña, cuyo centro es esa longitud de onda. Aquí, la reflectancia con respecto a la longitud de onda de reflexión es de aproximadamente el 47%.

La luz reflejada por la rejilla de difracción 35 se hace que incida, por medio de la lente 20, sobre el láser semiconductor 10 desde la superficie de emisión de luz 12, y llega a la superficie de reflexión de la luz 11 al tiempo que origina una emisión estimulada. La luz reflejada por la superficie de reflexión de la luz 11 avanza, al tiempo que origina emisión estimulada, de modo que es emitida desde la superficie de emisión de luz 12 y que luego incide de nuevo sobre la fibra óptica 30. Esta luz que incide llega a la rejilla de difracción 35, donde es reflejada de nuevo. Así, al repetirse la reflexión entre la rejilla de difracción 35 y la superficie de reflexión de la luz 11, la luz es amplificada, de modo que finalmente genera oscilación de láser. Por consiguiente, es emitida luz de láser desde la cara extrema de la fibra óptica 30 que da frente al acoplador óptico 40. La luz de láser así emitida es la salida de luz de láser de inspección desde el manantial de luz de inspección 110.

La luz que genera oscilación de láser entre la rejilla de difracción 35 y la superficie de reflexión de la luz 11 está limitada a la luz que tiene una longitud de onda que es reflejada por la rejilla de difracción 35 con una reflectancia relativamente alta. Aunque la luz que pasa a través de la superficie de emisión de luz 12 para entrar en la fibra óptica 30 se extiende sobre el margen de longitudes de onda de aproximadamente 1540 nm a aproximadamente 1560 nm, como se ha ilustrado en la Fig. 2, la rejilla de difracción 35 refleja con suficiente reflectancia solamente la luz que se extiende sobre una anchura de longitud de onda de aproximadamente 0,3 nm, cuyo centro está a aproximadamente 1553,3 nm, como se ha ilustrado en la Fig. 3. En consecuencia, luz de una anchura de la longitud de onda más pequeña que la obtenida cuando se usa el láser semiconductor 10 solo, produce oscilación de láser. Puesto que la reflectancia de la rejilla de difracción 35 con respecto a la longitud de onda de reflexión es suficientemente más alta que la reflectancia de la superficie de reflexión de la luz 11, la salida de la luz de láser debida a la oscilación de láser entre la rejilla de difracción 35 y la superficie de reflexión de la luz 11 se hace lo suficientemente más alta que la generada por el láser semiconductor 10. Como resultado, la salida de luz de láser desde el manantial de luz de inspección 110 tiene una anchura de la longitud de onda más pequeña que la de la salida de luz de láser desde el láser semiconductor 10.

La Fig. 4 es un gráfico en el que se ha ilustrado un espectro de oscilación del manantial de luz de inspección 110. Como se ha indicado mediante este gráfico, el manantial de luz de inspección 110 efectúa una oscilación de láser en el modo uni-longitudinal. De la luz reflejada por la rejilla de difracción 35, solamente los componentes de la luz que presentan una reflectancia relativamente alta satisfacen la condición de oscilación. En consecuencia, la anchura de la longitud de onda (semianchura) del espectro de oscilación es de aproximadamente 0,1 nm, que es más estrecha que la anchura de la línea del espectro de reflexión de la rejilla de difracción 35.

Aquí, cuando la anchura de la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección 110 es de 2 nm o menos, se pueden medir, preferiblemente, las características de una fibra óptica para una longitud de onda específica. La anchura de la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección 110 puede ser ajustada cuando se establece apropiadamente la anchura de la línea del espectro de reflexión de la rejilla de difracción 35.

El manantial de luz de inspección 110 de esta realización utiliza, tal como es, un láser semiconductor que ha sido empleado usualmente como manantial de luz de inspección, al tiempo que añade la lente 20 y la fibra óptica 30 al mismo. En consecuencia, mientras tiene lugar oscilación de láser entre la rejilla de difracción 35 y la superficie de reflexión de la luz 11, también tiene lugar oscilación de láser en el láser semiconductor 10 entre la superficie de reflexión de la luz 11 y la superficie de emisión de luz 12. No obstante, puesto que se puede obtener luz de láser de una anchura de la longitud de onda pequeña cuando se genera la oscilación de láser entre la rejilla de difracción 35 y la superficie de reflexión de la luz 11, no siempre es necesaria en la práctica la oscilación de láser en el láser semiconductor 10. En consecuencia, se puede hacer la reflectancia de la superficie de emisión de luz 12 más baja que la que tiene en esta realización, sin que sea cambiada la reflectancia de la superficie de reflexión de la luz 11. Puesto que de esta manera se aumenta la potencia de la luz emitida desde la superficie de emisión de luz 12, se puede hacer la reflectancia de la rejilla de difracción 35 más baja que la que tiene en esta realización.

Puesto que el aparato de OTDR 100 de esta realización comprende el manantial de luz de inspección 110 antes mencionado y usa por consiguiente luz de láser de una anchura de la longitud de onda suficientemente pequeña como luz de inspección, se pueden medir, preferiblemente, las características de la fibra óptica 60 a ser medida para una longitud de onda específica.

También, el manantial de luz de inspección 110 tiene una sola configuración constituida por el láser semiconductor 10, la fibra óptica 30, y la lente 20, para acoplar ópticamente a éstos juntos. Así, el número de partes en el aparato de OTDR 100 es notablemente menor que en el aparato de OTDR usual, en el que se emplea un láser de fibra óptica como su manantial de luz. En consecuencia, el aparato de OTDR 100 de esta realización es ventajoso, por cuanto hace fáciles el diseño de los sistemas ópticos y la disposición de las partes ópticas en el mismo, y porque se puede fabricar el aparato, sin esfuerzo, de un tamaño más pequeño. El menor número de partes y la fabricación sin esfuerzo conducen a un bajo coste de fabricación. En consecuencia, el aparato de OTDR de esta realización es también adecuado para la producción en serie.

Realización 2

El aparato de OTDR de esta realización difiere del de la Realización 1 en que el mismo comprende un manantial de luz de inspección el cual, además de los constituyentes del manantial de luz de inspección 110 de la Realización 1, comprende también un dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo para aplicar un esfuerzo a la fibra óptica 30.

La Fig. 5 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración del dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo. El dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo comprende brazos 71 y 72 para sujetar la fibra óptica 30, respectivamente, en dos puntos entre los cuales está retenida la rejilla de difracción 35, y un dispositivo piezoeléctrico 73 al cual están unidos los brazos 71 y 72. Al dispositivo piezoeléctrico 73, está conectada una fuente de voltaje variable, no representada. El dispositivo piezoeléctrico 73 se expande o se contrae al ser aplicado al mismo un voltaje de excitación desde la fuente de voltaje variable. La dirección de la expansión o de la contracción es sustancialmente paralela a la dirección del eje óptico de la fibra

\hbox{óptica
30.}

Cuando el dispositivo piezoeléctrico 73 se expande o se contrae, se aplica un esfuerzo (tensión o presión) por medio de los brazos 71 y 72, a la fibra óptica 30 en la dirección del eje óptico. Por consiguiente, cambia el período de la rejilla de difracción 35 ó el índice de refracción efectivo del núcleo. Puesto que la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 depende del período de la rejilla de difracción 35 y del índice de refracción efectivo del núcleo, como se ha indicado mediante la expresión (1) antes mencionada, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 cambia también en respuesta a sus cambios. Cuando cambia la longitud de onda de reflexión, cambia también la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección. En consecuencia, cuando se ajuste la magnitud o la polaridad del voltaje de excitación para el dispositivo piezoeléctrico 73 de modo que se controle la expansión y la contracción del dispositivo piezoeléctrico 73, se puede conmutar arbitrariamente la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección. En esta realización, se puede realizar un cambio de longitud de onda de salida de 10 nm/kg.

Así, puesto que el aparato de OTDR de esta realización comprende un manantial de luz de inspección de una longitud de onda variable, el mismo puede seleccionar una longitud de onda de un margen de longitudes de onda variable predeterminado, de modo que se midan las características de la fibra óptica a ser medidas para esa longitud de onda. Aunque este manantial de luz de inspección une el dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo a la fibra óptica 30 del manantial de luz de inspección 110, en la Realización 1, no se añade al mismo ninguna parte óptica nueva. En consecuencia, como en el caso de la Realización 1, el aparato de OTDR de esta realización es también ventajoso por cuanto hace fáciles el diseño de los sistemas ópticos y la disposición de las partes ópticas en el mismo, y porque se puede fabricar el aparato sin esfuerzo. Además, e incluso aunque se añade al mismo el dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo, el número de partes sigue siendo pequeño, y el dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo es un dispositivo pequeño, en el que se utiliza un dispositivo piezoeléctrico. Por lo tanto, el aparato de OTDR, en su totalidad, puede obtenerse de un tamaño lo suficientemente pequeño.

Realización 3

En el aparato de OTDR de esta realización, la configuración del manantial de luz de inspección difiere también de la manantial de luz de inspección 110 de la Realización 1. A saber, el manantial de luz de inspección en el aparato de OTDR de esta realización comprende también, además de los constituyentes del manantial de luz de inspección 110 de la Realización 1, un baño de ajuste de la temperatura en el que se almacena la parte de la fibra óptica 30 que incluye la rejilla de difracción 35. Este baño de ajuste de la temperatura cambia arbitrariamente la temperatura en el mismo, dentro de un margen de temperaturas predeterminado.

También, en esta realización, como se ha ilustrado en la Fig. 6, la fibra óptica 30 está enterrada en una estría 91 de forma de V de una placa estacionaria 90. A la parte de la fibra óptica 30 que incluye la rejilla de difracción 35 está unida una placa metálica (placa de aluminio) 80. Esta placa de aluminio 80 está ligada por medio de un adhesivo a la fibra óptica 30 en dos posiciones, entre las cuales está retenida la rejilla de difracción 35.

Cuando se cambia la temperatura dentro del baño de ajuste de la temperatura, se aplica un esfuerzo a la fibra óptica 30 en respuesta a la diferencia entre el coeficiente de dilatación térmica de la placa de aluminio 80 y el de la fibra óptica 30. Por consiguiente, la parte de la fibra óptica 30 que incluye la rejilla de difracción 35 se expande o se contrae a lo largo de la dirección del eje óptico, con lo que cambia el período de la rejilla de difracción 35 para desplazar la longitud de onda de reflexión. En consecuencia, cuando se regula la temperatura dentro del baño de ajuste de la temperatura, se puede conmutar arbitrariamente la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección. En esta realización, se puede realizar un cambio de la longitud de onda de salida de 0,05 nm/ºC.

Aquí, puesto que la propia fibra óptica 30 se expande o se contrae cuando cambia la temperatura dentro del baño de ajuste de la temperatura, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 puede cambiar incluso cuando no se haya proporcionado la placa de aluminio 80. Sin embargo, cuando se haya proporcionado la placa de aluminio 80, el cambio en la longitud de onda de reflexión con respecto al cambio en la temperatura aumenta, de modo que la longitud de onda de salida del manantial de luz de inspección puede ser conmutada ventajosamente dentro de un margen de longitudes de onda más amplio. Cuando se proporciona la placa de aluminio 80 se consigue además una mayor capacidad de control.

Puesto que el aparato de OTDR en esta realización comprende también un manantial de luz de inspección de longitud de onda variable, como en el caso del aparato de OTDR de la Realización 2, el mismo puede seleccionar una longitud de onda de entre un margen de longitudes de onda variable predeterminado, de modo que se midan las características de la fibra óptica a ser medida para esa longitud de onda. Además, este manantial de luz de inspección no añade nuevas partes ópticas a la configuración de la luz de inspección en la Realización 1 y, en consecuencia, es ventajoso por cuanto hace fáciles el diseño de los sistemas ópticos y la disposición de las partes ópticas en el mismo, y porque se puede fabricar el aparato sin esfuerzo.

Realización 4

En primer lugar, se explicará un manantial de luz de láser de impulsos usado en el aparato de OTDR de esta realización.

Con referencia a las Figs. 7 a 11, se explicará un primer ejemplo del manantial de luz de láser de impulsos. Inicialmente, con referencia a la Fig. 7, se ha previsto en el aparato un dispositivo emisor de luz semiconductor (láser del tipo de Fabry-Perot) 200 que comprende un medio de láser 202 hecho de un semiconductor que tiene una hetero-estructura de InGaAsP/InP, por ejemplo, y superficies de reflexión de la luz 204 y 206 que están opuestas entre sí y dispuestas, respectivamente, en ambos extremos del medio de láser 202. Una superficie de reflexión de la luz 204 tiene una alta reflectancia, de aproximadamente el 80%, por ejemplo, mientras que la otra superficie de reflexión de la luz 206 tiene una baja reflectancia, de aproximadamente el 5%, por ejemplo, de tal modo que la luz de láser emitida por estimulación del medio de láser 202 pasa a través y sale de la superficie de reflexión de la luz 206.

Una lente condensadora 208 está dispuesta de modo que está enfrentada a la superficie de reflexión de la luz 206. Dispuesta para enfrentarse a la lente condensadora 208 desde detrás hay una cara extrema de un núcleo en una fibra óptica 210, en la cual está formada una rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica, que se explicará más adelante. Aquí, tanto la posición desde la cual sale la luz de láser como la cara extrema del núcleo en la fibra óptica 210 están dispuestas de modo que coinciden con el eje óptico de la lente condensadora 208.

Como se ha ilustrado en un corte longitudinal representado como ampliado en la Fig. 7, la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica tiene una configuración tal que, al ser irradiada con rayos ultravioleta o similares una parte de un núcleo 214 dispuesto en un revestimiento 216 de la fibra óptica 212 a lo largo de la guía de ondas óptica de la misma, se forman una pluralidad de partes de cambio del índice de refracción (representadas como partes con relleno de punteado) que tienen un índice de refracción n_{2} que es diferente al índice de refracción original n_{1} del núcleo 212 (n_{2} < n_{1} en esta realización). Es decir, que tiene una denominada distribución del cambio del índice de refracción en la cual las partes de índice de refracción n_{1} y n_{2} alternan periódicamente con un paso predeterminado \Delta a lo largo de la dirección de la guía de ondas óptica, y presenta una selectividad de la longitud de onda para reflejar selectivamente, de la luz transmitida a través de esa distribución de cambio del índice de refracción, luz de longitud de onda con \lambda = 2n_{1}\Delta. Es decir, que cuando se introduce luz incidente en el núcleo 212 desde un extremo (de lado frente a la lente condensadora 208), la luz que tiene la longitud de onda \lambda retorna hacia la lente condensadora 208 como luz reflejada, debido a la selectividad de la longitud de onda de la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica, mientras que la luz de la que está excluida la longitud de onda \lambda es dada de salida al otro extremo como luz que sale. Aquí, la transmitancia de la luz de la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica está establecida en aproximadamente el 47%.

En el otro extremo de la fibra óptica 212 está dispuesto un conectador óptico 218 para conectar la primera a otras fibras ópticas o similares.

También se han previsto una sección de excitación 220 para suministrar una corriente de excitación (energía eléctrica) I para excitar el medio de láser 207, y un circuito de control de temporización 222 para controlar la temporización de la salida de esa corriente de excitación I. La sección de excitación 220 comprende un circuito 224 de generación de energía eléctrica de estabilización para dar salida a una corriente de estabilización (energía eléctrica) I_{s} para estabilizar la oscilación de láser que se explicará más adelante, o similar, y un circuito 226 de generación de energía de impulsos para dar salida a una corriente de impulsos (energía eléctrica) I_{p}, mientras se controlan las respectivas temporizaciones de salida de las corrientes I_{s} e I_{p} en estos circuitos 224 y 226, mediante el circuito 222 de control de la temporización.

Se ha previsto además en la sección de excitación 220 un circuito de adición de corrientes 228 que suma las corrientes I_{s} e I_{p} juntas, de modo que se suministre la corriente de excitación I (= I_{s} + I_{p}) al medio de láser 202.

En lo que sigue, se explicará el funcionamiento del aparato de láser de impulsos así configurado, con referencia a las Figs. 7 a 11.

El circuito 224 de generación de energía eléctrica de estabilización en la sección de excitación 220 da salida continuamente a un cierto nivel constante de la corriente de estabilización I_{s} bajo el control del circuito de control de la temporización 222, como se ha ilustrado en la Fig. 8, mientras que el circuito 226 de generación de energía eléctrica de impulsos da salida a la corriente de impulsos I_{p} que tiene una forma de los impulsos tal como la ilustrada en la Fig. 9, de acuerdo con una señal de control de una temporización predeterminada desde el circuito 222 de control de la temporización.

Durante un período que no es designado por la señal de control procedente del circuito 222 de control de la temporización, la corriente de impulsos I_{p} es de 0 Amperios; mientras que, para el tiempo indicado por la señal de control antes mencionada, se establece en un nivel de corriente I_{m} que es suficiente para excitar el medio de láser 202. La corriente de estabilización I_{s} se establece en un nivel constante de aproximadamente 1/10 del nivel I_{m} de la corriente, es decir, en I_{m}/10. Además, se establece la corriente de estabilización I_{s} en un nivel que está en un nivel de la corriente umbral necesario para que el dispositivo emisor de luz semiconductor 200 genere oscilación de láser, o más alto. Al ser sumadas juntas estas corrientes I_{s} e I_{p} en el circuito de adición de corrientes 228, se suministra la corriente de excitación I (= I_{s} + I_{p}), tal como la ilustrada en la Fig. 10, al medio de láser 202.

Durante el período en el cual la corriente de excitación I corresponde a la corriente de estabilización I_{s} (= I_{m}/10), la luz excitada por esta corriente I_{s} en el medio de láser 202 es introducida en el núcleo 214 de la fibra óptica 210 por medio de la superficie de reflexión de la luz 206 y de la lente condensadora 208, y una parte de la luz de la longitud de onda de reflexión (longitud de onda de Bragg) \lambda establecida en la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica es además reflejada de modo que se haga que incida de nuevo sobre el medio de láser 202, por medio de la lente condensadora 208 y de la superficie de reflexión de la luz 206, contribuyendo con ello a la emisión estimulada resultante de un fenómeno de interferencia originado por las superficies de reflexión de la luz 204 y 206. Además, la luz así emitida por estimulación es introducida en el núcleo 214 de la fibra óptica 210 por medio de la superficie de reflexión de la luz 206 y de la lente condensadora 208, y una parte de la luz de la longitud de onda de reflexión (longitud de onda de Bragg) \lambda establecida en la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica, es además reflejada de modo que se haga que incida de nuevo sobre el medio de láser 202 por medio de la lente condensadora 208 y de la superficie de reflexión 206, contribuyendo por consiguiente a la antes mencionada emisión estimulada. En consecuencia, al ser generado continuamente el anterior fenómeno de emisión estimulada, el láser del tipo de Fabry-Perot emite luz de láser que tiene una longitud de onda igual a la longitud de onda de reflexión \lambda establecida en la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica. Aquí, puesto que la corriente de excitación I durante este período corresponde a la corriente de estabilización I_{s} (= I_{m}/10), la intensidad óptica de la luz de láser emitida durante este período se hace menor que la intensidad deseada de la luz de láser de impulsos. Concretamente, puesto que está establecida la relación de I_{s} = I_{m}/10, la primera se hace menor que la última en 10 dB.

A continuación, durante el tiempo en el que se genera la corriente de impulsos I_{p} en la corriente de excitación I, como la corriente de excitación I aumenta rápidamente, se emite luz de láser de impulsos que tiene una forma de los impulsos de una alta intensidad óptica, desde el dispositivo emisor de luz semiconductor 200 y, por medio de la lente condensadora 208 y de la fibra óptica 210, así como del conectador óptico 218, es dada de salida como la luz que sale.

En la Fig. 11 se ha ilustrado esquemáticamente un resultado de la medición, en el cual el cambio en la distribución del espectro de la salida de luz de la luz que sale desde el conectador óptico 218 es medida realmente en el tiempo, con su eje Z que indica la intensidad óptica. A partir de este gráfico, se ha confirmado que durante el período en el cual el láser de la corriente de excitación se convierte en la corriente de estabilización I_{s} (= I_{m}/10) se genera luz de láser de la longitud de onda \lambda de una baja intensidad óptica, mientras que durante el tiempo en el que se suministra la corriente de impulsos I_{p} se genera luz de láser de forma de impulsos de la longitud de onda \lambda de una alta intensidad óptica. En la práctica, se podría conseguir luz de láser de un margen de longitudes de onda con una semianchura de aproximadamente 0,3 nm, cuyo centro sea la longitud de onda \lambda.

Además, es necesario que el intervalo entre suministros adyacentes de la corriente de impulsos I_{p} (es decir, el período durante el cual solamente se suministra la corriente de estabilización I_{s}) sea establecido en un período durante el cual la luz emitida desde el medio de láser 202 es reflejada por la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica y luego retorna para contribuir a la emisión estimulada (período para un recorrido de ir y venir) o más largo. De acuerdo con el resultado de la medición real, cuando se suministró la corriente de impulsos I_{p} en el tiempo después de que la corriente de estabilización I_{s} fuese suministrada continuamente durante el período para aproximadamente 200 recorridos de ir y venir, se podía dar salida a luz de láser de impulsos muy estable con un estrecho margen de longitudes de onda.

Así, en el manantial de luz de láser de impulsos del primer ejemplo, antes de que sea generada la luz de láser de impulsos de un estrecho margen de longitudes de onda originalmente requerida, se suministra la corriente de estabilización I_{s} al dispositivo emisor de luz semiconductor 200, de modo que se efectúe de antemano la oscilación de láser. En consecuencia, en el tiempo que se suministra la corriente de impulsos I_{p} se obtiene luz de láser de impulsos con un estrecho margen de longitudes de onda deseado. Por lo tanto, se puede proporcionar un aparato de láser de impulsos cuya respuesta es mucho mejor y cuya estabilidad relativa al estrecho margen de longitudes de onda es mucho más preferible, si se compara con los de la técnica anterior. Es decir que, en la técnica anterior, inmediatamente después de suministrada la corriente de impulsos al aparato de láser de impulsos, se genera luz que tiene un ancho margen de longitudes de onda, lo que hace que sea difícil conseguir luz de láser de impulsos con un estrecho margen de longitudes de onda deseado. El manantial de luz de láser de impulsos de este ejemplo, por contraste, presenta un excelente efecto de que se puede obtener luz de láser de impulsos con un estrecho margen de longitudes de onda estable inmediatamente después de suministrada al mismo la corriente de impulsos.

Durante el período en el cual solamente se suministra al medio de base 202 la corriente de estabilización I_{s}, se tiene también de salida luz de láser, la cual puede llegar a ser un componente de luz de ruido. No obstante, la intensidad óptica de este componente de luz de ruido puede hacerse más pequeña que la de la luz de láser de impulsos deseada, cuando se establece la corriente de estabilización I_{s} en un nivel más bajo que el de la corriente de impulsos I_{p}, como se ha mencionado en lo que antecede. En consecuencia, ello no representa un problema sustancial cuando se aplica el manantial de láser de impulsos a campos de varios instrumentos ópticos, a comunicaciones ópticas, y similares.

Aquí, en la sección de excitación 220 del manantial de luz de láser de impulsos en el primer ejemplo, el circuito 224 de generación de energía eléctrica de estabilización y el circuito 226 de generación de energía eléctrica de impulsos se han previsto independientemente el uno del otro, de modo que producen, respectivamente, de salida la corriente de estabilización I_{s} y la corriente de impulsos I_{p}, las cuales se suman luego juntas en término de corriente, de modo que se genera la señal de excitación I. Sin quedar limitado a tal configuración, el presente invento puede ser configurado de modo que tenga una sección de excitación que dé salida directamente a la corriente de excitación I que tenga una forma de onda ilustrada en la Fig. 10, por ejemplo.

En lo que sigue, se explicará el segundo ejemplo del manantial de luz de láser de impulsos usado en el aparato de OTDR de esta realización, con referencia a las Figs. 12 a 15. Aquí, puesto que la configuración de este aparato es básicamente la misma que la del manantial de láser de impulsos ilustrado en la Fig. 7, solamente se explicarán en detalle sus diferencias, sin repetir las explicaciones de ambos que se solapen.

El circuito 224 de generación de energía eléctrica de estabilización de la Fig. 7 da salida a la corriente de estabilización I_{s} una forma rectangular, como se ha ilustrado en la Fig. 12, de acuerdo con una señal de control procedente del circuito de control de temporización 222. Además, el circuito 226 de generación de energía eléctrica de impulsos da salida a la corriente de impulsos I_{p} que tiene una forma de impulsos como la ilustrada en la Fig. 13, de acuerdo con una salida de señal de control procedente del circuito de control de temporización 222. Aquí, el control de temporización se lleva a cabo de tal modo que la anchura de tiempo (período de generación) de cada bloque rectangular de la corriente de estabilización I_{s} es más larga que la de la corriente de impulsos I_{p}, y que la corriente de estabilización I_{s} es dada de salida sincrónicamente en un tiempo que es anterior, en una duración predeterminada, al tiempo en el cual se da de salida la corriente de impulsos I_{p}.

En consecuencia, la corriente de excitación

\hbox{I (= I _{s}  + I _{p} )}

suministrada al medio de láser 202 en la Fig. 7, cambia en forma escalonada, como se ha ilustrado en la Fig. 14. Aquí, durante un período no designado por la señal de control procedente del circuito de control de temporización 222, la corriente de impulsos I_{p} es de 0 Amperios, mientras que, en el tiempo indicado por la señal de control antes mencionada, es establecida en un nivel de corriente I_{m} que es suficiente para excitar al medio de láser 202. La corriente de estabilización I_{s} se establece en un nivel constante de aproximadamente 1/10 del nivel de la corriente I_{m}, es decir, en I_{m}/10. Además, se establece la corriente de estabilización I_{s} en un nivel que es el nivel de corriente umbral necesaria para que el dispositivo emisor de luz semiconductor 200 genere oscilación de láser, o más alto.

Cuando se suministra la corriente de excitación I que tiene una forma de onda representada en la Fig. 14 al dispositivo emisor de luz semiconductor 200 de la Fig. 7, se tiene de salida luz de láser de una longitud de onda \lambda establecida en la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica, aunque con una baja intensidad óptica, durante el tiempo en el cual se suministra la corriente de estabilización I_{s} sola; mientras que se da de salida luz de láser de impulsos que tiene una alta intensidad óptica y un estrecho margen de longitudes de onda con una longitud de onda central de \lambda cuando se suministra la corriente de excitación I en la cual se han sumado juntas la corriente de impulsos I_{p} y la corriente de estabilización I_{s}.

En la Fig. 15 se ha ilustrado esquemáticamente un resultado de la medición en la cual se mide realmente el cambio en la distribución del espectro de la salida de la luz que sale desde el conectador óptico 218 en el tiempo, indicándose en su eje Z la intensidad óptica. De este gráfico, se ha confirmado que aunque se genera luz de un amplio margen de longitudes de onda durante un corto período de tiempo inmediatamente después de la corriente de excitación I aumente desde 0 Amperios a I_{m}/10 (es decir, inmediatamente después de que la corriente de estabilización I_{s} aumente de 0 Amperios a I_{m}/10); se genera luz de láser de una longitud de onda \lambda con una baja intensidad óptica, después de que haya pasado ese período, y se genera luz de láser de forma de impulsos de la longitud de onda \lambda con una alta intensidad óptica en el tiempo en el que se suministra la corriente de impulsos I_{p}. En la práctica, se podría conseguir luz de láser de un margen de longitudes de onda que tuviese una semianchura de aproximadamente 0,3 mm, cuyo centro sea la longitud de onda \lambda.

Además, es necesario que el intervalo entre suministros adyacentes de la corriente de impulsos I_{p} (es decir, el período durante el cual solamente se suministra la corriente de estabilización I_{s}) sea establecido en un período durante el cual la luz emitida desde el medio de láser 202 sea reflejada por la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica y luego retorne para contribuir a la emisión estimulada (período para un recorrido de ir y venir) o más largo. Se ha confirmado mediante examen que, cuando se suministra la corriente de impulsos I_{p} durante el tiempo después de que haya sido suministrada continuamente la corriente de estabilización I_{s} a lo largo del período de aproximadamente 200 recorridos de ir y venir, se puede tener de salida luz de láser de impulsos muy estable de un estrecho margen de longitudes de onda.

Así, de acuerdo con el manantial de luz de láser de impulsos del segundo ejemplo, aunque se genere ligeramente luz que tenga un amplio margen de longitudes de onda, se puede proporcionar un manantial de luz de láser de impulsos cuya respuesta sea mucho mejor y cuya estabilidad relativa al estrecho margen de longitudes de onda es mucho más preferible, si se compara con los de la técnica anterior.

Durante el período en el cual solamente se suministra la corriente de estabilización I_{s} al medio de láser 202, se tiene también de salida luz de láser, la cual puede llegar a ser un componente de luz de ruido. No obstante, se puede hacer la intensidad óptica de este componente de luz de ruido más baja que la de la luz de láser de impulsos deseada, cuando se establece la corriente de estabilización I_{s} en un nivel más bajo que el de la corriente de impulsos I_{p}, como se ha mencionado en lo que antecede. En consecuencia, no representa un problema sustancial el que se aplique el manantial de láser de impulsos a campos de varios instrumentos ópticos, a comunicaciones ópticas, y similares.

Aquí, en la sección de excitación 220 del manantial de luz de láser de impulsos en el segundo ejemplo, el circuito 224 de generación de energía eléctrica de estabilización y el circuito 226 de generación de energía eléctrica de impulsos se han proporcionado independientemente cada uno del otro, de modo que produzcan respectivamente de salida la corriente de estabilización I_{s} y la corriente de impulsos I_{p}, las cuales se suman luego juntas en términos de corriente de modo que se genere la señal de excitación I. Sin embargo, sin quedar limitados a tal configuración, se puede configurar el presente invento de modo que tenga una sección de excitación que dé salida directamente a la corriente de excitación I que tenga la forma de onda ilustrada en la Fig. 14, por ejemplo.

En lo que sigue, se explicará con referencia a la Fig. 16 un modo de realizar el aparato de OTDR en esta realización. En la Fig. 16, las partes que sean idénticas o equivalentes a las de la Fig. 7 se designarán con marcas idénticas en una y otra.

Este aparato de OTDR comprende el dispositivo emisor de luz semiconductor 200 y la sección de excitación 220, ambos representados en la Fig. 7, así como un circuito de control de temporización 230 previsto en un sistema de microordenador o similar. Este circuito de control de temporización 230 da salida a una señal de control para hacer que la sección de excitación 220 suministre la corriente de excitación I que tenga una forma de onda tal como la ilustrada en la Fig. 10 ó 14 al dispositivo emisor de luz semiconductor 200 y dé también salida a una señal para controlar la temporización de la operación del aparato de OTDR en su conjunto.

La lente condensadora 208 está dispuesta de modo que da frente al extremo de emisión de luz del dispositivo emisor de luz semiconductor 200, y el extremo del núcleo de la fibra óptica 210 que tiene la rejilla de difracción 212 del tipo de guía de ondas óptica está dispuesto de modo que da frente a la lente condensadora 208 desde detrás, realizándose con ello el aparato de láser de impulsos ilustrado en la Fig. 7.

Por el extremo de un lado de la fibra óptica 210, está conectado un acoplador de división de la luz bidireccional 234 que conecta ópticamente con otra fibra óptica (designada como "fibra de guiado" aquí en lo que sigue) 232, para guiar la luz de la medición, que se explicará más adelante. Conectado al terminal de la fibra óptica 210 hay un conectador óptico 236, al cual está conectada una línea de transmisión 238 de fibra óptica o similar a ser inspeccionada.

Un extremo de la fibra de guiado 232 termina en un material no reflectante o similar, el cual inhibe la reflexión de la luz, mientras que el otro extremo está conectado a una sección de medición que tiene constituyentes 240 a 252 que se explican en lo que sigue.

A saber, conectado al otro extremo de la fibra de guiado 232 hay un fotodetector 240 que tiene un dispositivo convertidor fotoeléctrico para convertir fotoeléctricamente la luz de medición guiada por medio del acoplador 234 de división de la luz. Conectados además al fotodetector 240 en cascada están un circuito amplificador 242, para amplificar la señal convertida fotoeléctricamente de salida del primero; un circuito acoplado de corriente alterna 244 que tiene un circuito de eliminación de compensación para eliminar las componentes de corriente alterna en la salida de señal desde el circuito amplificador 242, un filtro de eliminación de la banda baja, y similares; un convertidor 246 de A/D para convertir la señal hecha pasar a través del circuito 244 acoplado de corriente alterna en datos digitales; un circuito de integración y promediado 248 para integrar los datos digitales con un período de operación predeterminado, y que calcula el valor medio temporal del mismo; un circuito convertidor logarítmico 250 para convertir logarítmicamente la salida del valor medio temporal desde el circuito de integración y promediado 248; y una sección de presentación 252 para presentar la salida de datos de valor logarítmico desde el circuito convertidor logarítmico 250 en una presentación de CRT (Tubo de Rayos Catódicos) o similar, a través de procesado gráfico de varias clases.

Aquí, la temporización de la conversión de A/D en el convertidor 246 de A/D y el período de operación en el circuito de integración y promediado 248 están controlados por el circuito 230 de control de la temporización. Además, sus temporizaciones están en sincronismo con la temporización para la cual se tiene de salida luz de láser de impulsos de un estrecho margen de longitudes de onda desde el dispositivo emisor de luz semiconductor 200, de acuerdo con la corriente de excitación I.

En lo que sigue se explicará el funcionamiento del aparato de OTDR en esta realización.

Al ser suministrada la corriente de excitación I que tiene tal forma de onda como la ilustrada en la Fig. 10 al dispositivo emisor de luz semiconductor 200, es emitida desde el mismo luz de láser de impulsos que tiene un estrecho margen de longitudes de onda y que es introducida en la línea 238 de transmisión de fibra óptica por medio de la fibra óptica 210, el acoplador de división de la luz 234, y el condensador óptico 236. Es decir, luz de láser de impulsos h\nu_{1} así obtenida, que tiene un estrecho margen de longitudes de onda que se hace una luz de marca de referencia para inspeccionar si hay, o no, anormalidad o similar en la línea de transmisión 238 de fibra óptica.

En la línea de transmisión 238 de fibra óptica, se genera luz de retrodifusión que avanza en la dirección opuesta (hacia el conectador óptico 236), debido a la difusión de Rayleigh y que se convierte en luz de medición h\nu_{2}, la cual es luego guiada a la fibra de guiado 232 por medio del acoplador de división de luz 234.

Después, el fotodetector 240 convierte fotoeléctricamente la luz de medición h\nu_{2} en una señal, la cual es luego amplificada por el circuito amplificador 242. Después de eliminadas de la misma las componentes de corriente alterna innecesarias mediante el circuito acoplado de corriente alterna 244, se suministra esa señal al convertidor de A/D 246 de modo que sea convertida en datos digitales. Además, al integrar el circuito de integración y promediado 248 los datos digitales y calcular el valor medio de los mismos, se extrae una potencia óptica indicadora del grado de anormalidad en la línea de transmisión 238 de fibra óptica, distancia a la posición donde se genera la anormalidad, o similar. Este valor medio es convertido logarítmicamente por el circuito convertidor logarítmico 250, y el valor así convertido es presentado en la sección de presentación 252, indicando con ello el resultado de la inspección de anormalidad en la línea de transmisión 238 de fibra óptica.

Como este aparato de OTDR usa luz de láser de impulsos que tiene un muy estrecho margen de longitudes de onda como luz de marca de referencia h\nu_{1}, de modo que se mida un objeto a ser medido, se puede medir con precisión la distancia al punto donde se produce la anormalidad en el objeto, y se puede efectuar una medición con un alto valor de la relación S/N.

Realización 5

La Fig. 17 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR 100a en esta realización. Este aparato de OTDR 100a comprende un manantial de luz de inspección 1a que oscila de una manera pulsante para emitir luz de láser de inspección para prueba del OTDR. Este manantial de luz de inspección 1a está formado como una fibra óptica 30a que está conectada ópticamente, por medio de la lente 20, al dispositivo emisor de luz semiconductor (láser semiconductor del tipo de Fabry-Perot) 10 que ha sido empleado del modo usual como manantial de luz de inspección para los aparatos de OTDR.

El láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot es un dispositivo emisión de luz semiconductor constituido por una hetero-estructura de InGaAsP/InP. A este láser semiconductor 10 está conectado un circuito de excitación 13. Al suministrar el circuito de excitación 13 una corriente operante que circula a través del láser semiconductor 10, este último es excitado de modo que da salida a luz de láser de impulsos que tiene un margen de longitudes de onda de aproximadamente 20 nm que se extiende sobre el margen de longitudes de onda de aproximadamente 1540 nm a aproximadamente 1560 nm. En ambos lados de la hetero-estructura están dispuestas, respectivamente, la superficie de recepción de la luz 11 y la superficie de emisión de luz 12. Estas superficies son opuestas cada una a la otra sustancialmente en paralelo, formando con ello un resonador láser del tipo de Fabry-Perot. La superficie 11 de reflexión de la luz tiene una alta reflectancia de aproximadamente el 80%, mientras que la superficie 12 de emisión de luz tiene una baja reflectancia de aproximadamente el 5%. Como en el caso de la mayoría de los dispositivos del tipo de Fabry-Perot, el láser semiconductor 10 es un láser del modo multi-longitudinal y produce grandes salidas en respuesta a longitudes de onda en los respectivos modos.

La lente 20 hace converger la luz emitida desde el láser semiconductor 10 de modo que hace que la misma incida sobre la fibra óptica 30a, acoplando con ello el láser semiconductor 10 a la fibra óptica 30a en términos de potencia óptica. Como lente 20 se puede emplear una lente de acoplamiento óptico ordinaria, tal como la usada en las comunicaciones ópticas. Aquí, se puede procesar una extremidad de la fibra óptica 30a mediante fusión o aguzamiento, para que tenga una función de lente, eliminándose con ello la lente 20 que está entre el láser semiconductor 10 y la fibra óptica 30a.

La fibra óptica 30a comprende una parte de fibra óptica de un solo modo ordinaria y una rejilla de difracción 35 formada en una parte predeterminada de su núcleo. Está dispuesta la misma de tal modo que la luz emitida desde el láser semiconductor 10 incide sobre ella por medio de la lente 20. Aunque tanto el núcleo como el revestimiento de la fibra óptica 30a están hechos de cristal de cuarzo (SiO_{2}); el revestimiento se hace de cristal de cuarzo sustancialmente puro, mientras que al cristal de cuarzo que constituye el núcleo se le añade GeO_{2}, que es un material para aumentar su índice de refracción. Como resultado, el núcleo de la fibra óptica 30a tiene un índice de refracción que es más alto que el del revestimiento en aproximadamente un 0,35%.

La rejilla de difracción 35 está dispuesta en una posición en la que la longitud del camino óptico (con respecto a la luz de salida del láser semiconductor 10) desde la superficie 11 de emisión de luz del láser semiconductor 10 al terminal (la parte más alejada del láser semiconductor 10) de la rejilla de difracción 35, es de aproximadamente 70 nm. Esta rejilla de difracción 35 es un área en el núcleo donde el índice de refracción efectivo de la misma cambia periódicamente entre el mínimo índice de refracción y el máximo índice de refracción, de acuerdo con las posiciones a lo largo del eje óptico. En otras palabras, la rejilla de difracción 35 es un área que tiene una distribución del índice de refracción efectivo que cambia repetidamente entre el mínimo índice de refracción y el máximo índice de refracción a lo largo del eje óptico. Aquí, el período de este cambio en el índice de refracción se designa como el período, el paso de rejilla, o similar, de la rejilla de difracción 35.

Como es bien sabido, para formar la rejilla de difracción 35 se puede utilizar el fenómeno que consiste en que cuando se irradia cristal de cuarzo cargado con germanio con rayos ultravioleta, el índice de refracción de la parte así irradiada aumenta en una cantidad correspondiente a la intensidad de los rayos ultravioleta. Es decir, que cuando se proyecta una franja de interferencia de rayos ultravioleta sobre el núcleo cargado con germanio desde la superficie de revestimiento de la fibra óptica, en el área del núcleo irradiada con la franja de interferencia se forma una distribución del índice de refracción efectivo, correspondiente a la distribución de la intensidad óptica de la franja de interferencia. El área que tiene la distribución del índice de refracción efectivo así formada es la rejilla de difracción 35. En este caso, el mínimo índice de refracción de la rejilla de difracción 35 es sustancialmente igual al índice de refracción efectivo original (índice de refracción efectivo antes de la irradiación con rayos ultravioleta) del núcleo.

La rejilla de difracción 35 refleja la luz sobre un margen de longitudes de onda cuyo centro es una longitud de onda de reflexión predeterminada (longitud de onda de Bragg) \lambda_{R}. Esta longitud de onda de reflexión \lambda_{R} se expresa como:

\lambda_{R} = 2 . n . \Lambda(1)

La rejilla de difracción 35 en esta realización es una rejilla de difracción con modulación del período en la cual la longitud de onda de reflexión \lambda_{m} cambia monótonamente de acuerdo con las posiciones a lo largo del eje óptico. Puesto que la longitud de onda de reflexión \lambda_{m} cambia dependiendo tanto del índice de refracción mínimo como del período de la rejilla de difracción, como viene indicado por la anterior expresión (1), en la rejilla con modulación del período antes mencionada quedan abarcadas: (i) las que tienen el índice de refracción mínimo que cambia monótonamente de acuerdo con las posiciones a lo largo del eje óptico; y (ii) las que tienen el período de la rejilla que cambia monótonamente de acuerdo con las posiciones a lo largo del eje óptico. La rejilla de difracción 35 de esta realización pertenece a este último tipo (ii), y tiene un período de la rejilla que se hace mayor en la posición más alejada del láser semiconductor 10 a lo largo del eje óptico de la fibra óptica 30a. El índice de refracción mínimo de la rejilla de difracción 35 es sustancialmente uniforme a lo largo del eje óptico, mientras que la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 es más larga en la posición más alejada del láser semiconductor 10 a lo largo del eje óptico de la fibra óptica 30a, en respuesta al cambio en el período de la rejilla.

La Fig. 18 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de reflexión de la rejilla de difracción 35 en esta realización. Los ejes vertical y horizontal en este gráfico indican, respectivamente, reflectancia y longitud de onda. El pico representado en este gráfico es un espectro de reflexión de la rejilla de difracción 35. Este gráfico se ha obtenido al determinar un espectro de potencia de la luz reflejada por la rejilla de difracción 35 y además el eje vertical del espectro así determinado se ha convertido en la relación de la cantidad de luz reflejada a la cantidad de luz incidente, es decir, en la reflectancia. Como se ha indicado en la Fig. 18, la reflectancia máxima de la rejilla de difracción 35 es de aproximadamente el 40% con respecto a la longitud de onda de reflexión de 1550 nm, mientras que la rejilla de difracción 35 tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 2 nm. Aquí, cuando se habla de "anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35" se está haciendo referencia a la anchura de la longitud de onda entre las intersecciones de la línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción 35 y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción 35, como se ha ilustrado en la Fig. 28.

Como se ha ilustrado en la Fig. 17, el acoplador óptico 40 está conectado al manantial de luz de inspección 1a. El acoplador óptico 40 es una clase de acoplador direccional óptico que tiene cuatro terminales, es decir, los terminales primero a tercero 41 a 43 y el terminal de no reflexión 44. El primer terminal 41 está conectado a la fibra óptica 30a de tal modo que la luz de inspección procedente del manantial de luz de inspección 1a incide sobre el acoplador óptico 40. Al segundo terminal 42 está conectada la fibra óptica 60 a ser medida. En consecuencia, cuando incide sobre el acoplador óptico 40, la luz de inspección procedente del manantial de luz de inspección 1a se divide en dos, y se hace que uno de los componentes de la luz dividida incida sobre la fibra óptica 60 a ser medida.

Al tercer terminal 43 está conectada la sección de medición 50 por medio de una fibra óptica 31. En consecuencia, de la luz de inspección que incide sobre la fibra óptica 60 a ser medida, se hace que la luz de retrodifusión que ha sido hecha avanzar en la dirección opuesta, debido a la difusión de Rayleigh en cada punto de la fibra óptica 60, incida sobre el acoplador óptico 40 y se divida en dos, y se hace que uno de los componentes de la luz así dividida incida sobre la sección de medición 50.

Como en el caso del aparato de OTDR usual, se puede emplear un acoplador direccional óptico, tal como un circulador óptico, en lugar del acoplador óptico 40, en el aparato de OTDR de esta realización.

La sección de medición 50 mide la luz de retrodifusión de la fibra óptica 60 a ser medida. La sección de medición 50, que es similar a la usada en los aparatos de OTDR ordinarios, comprende un fotodetector que detecta la luz de retrodifusión de la fibra óptica 60 y convierte la luz así detectada en una señal eléctrica; un amplificador para amplificar la salida de señal eléctrica desde el fotodetector; una sección de procesado de la señal que convierte la salida de la señal desde el amplificador de analógica a digital y somete además a la señal así convertida a un proceso de integración y promediado, de conversión logarítmica, o similar; un dispositivo de presentación conectado a la sección de procesado de la señal; y similares. Aquí, la conversión de A/D o la integración y el promediado efectuados por la sección de procesado de la señal se efectúan mientras se controla la temporización de la emisión de luz del láser semiconductor 10 por medio del circuito de excitación 13. Sobre la base de la señal de salida de la sección de procesado de la señal, el dispositivo de presentación presenta la potencia de la luz de difusión de la fibra óptica 60 con respecto a la distancia desde un punto de referencia predeterminado al punto de medición en la fibra óptica 60. Observando la forma de onda así presentada, se puede determinar la pérdida entre dos puntos arbitrarios en la fibra óptica 60. También, sobre la base del valor de la pérdida así determinado, se pueden identificar los puntos empalmados por fusión en la fibra óptica 60, por ejemplo.

En lo que sigue, se explicará el principio de la emisión de luz en el manantial de luz de inspección. Cuando el circuito de energía excitación 13 suministra una corriente operante que circula a través del láser semiconductor 10 del tipo de Fabry-Perot, se genera luz emitida espontáneamente dentro de la hetero-estructura en el láser semiconductor 10. Al ser repetidamente reflejada entre la superficie 11 de reflexión de la luz y la superficie 12 de emisión de luz mientras origina emisión estimulada, la luz es amplificada de modo que finalmente genera oscilación de láser. De esta manera, la luz reflejada por la superficie 12 de emisión de luz contribuye a la oscilación de láser del láser semiconductor 10.

No obstante, puesto que la reflectancia de la superficie 12 de emisión de luz es de tan solo el 5%, la mayor parte de la luz emitida espontáneamente y de la luz emitida por estimulación puede pasar a través de la superficie 12 de emisión de luz. Al tiempo que es hecha converger por la lente 20, se hace que la luz transmitida a través de la superficie 12 de emisión de luz incida sobre la fibra óptica 30a y que llegue a la rejilla de difracción 35. Como se ha indicado en la Fig. 18, la rejilla de difracción 35 refleja la luz sobre una anchura de longitud de onda de reflexión de aproximadamente 2 nm, cuyo centro es la anchura de longitud de onda de reflexión \lambda_{m}. La luz reflejada por la rejilla de difracción 35 pasa a través de la lente 20 y se hace luego que incida, por medio de la lente 20, sobre el láser semiconductor 10, desde la superficie 12 de emisión de luz, y que llegue a la superficie 11 de reflexión de la luz al tiempo que origina emisión estimulada. La luz reflejada por la superficie 11 de reflexión de la luz avanza, al tiempo que origina emisión estimulada, de modo que sea emitida desde la superficie 12 de emisión de luz y sea luego hecha incidir de nuevo sobre la fibra óptica 30a. Esta luz incidente llega a la rejilla de difracción 35, donde es reflejada de nuevo. Así, al repetirse la reflexión entre la rejilla de difracción 35 y la superficie 11 de emisión de luz, la luz es amplificada, de modo que finalmente genera oscilación de láser. La luz de láser así generada pasa a través de la rejilla de difracción 35 y es emitida desde la cara extrema de la fibra óptica 30a que da frente al acoplador óptico 40. La luz de láser así emitida es luz de láser de inspección de salida desde el manantial de luz de inspección 1a.

La Fig. 19 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de la salida de luz de inspección desde el manantial de luz de inspección 1a. Los ejes vertical y horizontal en este gráfico indican, respectivamente, potencia de la luz de inspección y longitud de onda. Además, el pico ilustrado en este gráfico es un espectro de potencia de la luz de inspección. La luz que genera la oscilación de láser entre la rejilla de difracción 35 y la superficie 11 de reflexión de la luz está sustancialmente restringida a, de la luz emitida desde el láser semiconductor 10, el componente de la luz incluido en el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35. En esta realización, puesto que la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 es de aproximadamente 2 nm, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es también de aproximadamente 2 nm. Cuando se habla aquí de "anchura de la longitud de onda de la luz de inspección", se está haciendo referencia a la anchura de la longitud de onda entre las intersecciones de la línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto donde la potencia es menor que la potencia máxima de la luz de inspección en 20 dB, y el espectro de potencia de la luz de inspección, como se ha ilustrado en la Fig. 19.

Cuando la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección usada para una prueba de OTDR sea demasiado pequeña, la coherencia de tiempo de la luz de inspección se hace tan alta que aumenta el ruido específico, tal como el ruido de atenuación, haciendo con ello que sea difícil efectuar la prueba de OTDR con una alta precisión. De acuerdo con los experimentos efectuados por los inventores, el nivel de ruido en las pruebas de OTDR llega a hacerse de 0,15 dB o más bajo cuando la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es de aproximadamente 1 nm o mayor. Puesto que la pérdida en un punto en el cual el conectador óptico esté conectado a la fibra óptica es de aproximadamente 0,20 dB, cuando el nivel de ruido sea de 0,15 dB o más bajo, el punto de conexión del conectador óptico y un ruido pueden diferenciarse el uno del otro, de modo que se identifique el punto de conexión del conectador óptico. En consecuencia, se considera este nivel como el práctico para los aparatos de OTDR.

Como se ha explicado en lo que antecede, en el aparato de OTDR de esta realización, puesto que la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 es mayor que 1 nm, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es también mayor que 1 nm. Como con ello se disminuye lo suficiente la coherencia de tiempo de la luz de inspección, se pueden efectuar pruebas de OTDR de una alta precisión al tiempo que se suprime lo suficiente el ruido de atenuación. Realmente, cuando los inventores efectuaron una prueba de OTDR usando para ello el aparato 100a de OTDR de esta realización, el nivel de ruido fue de aproximadamente 0,05 dB, y se obtuvieron resultados preferibles.

Además, en el aparato de OTDR 100a de esta realización, puesto que la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 es menor que 20 nm, la cual es la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es también menor que la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10. En consecuencia, en el aparato de OTDR 100a de esta realización, se pueden medir preferiblemente las características de la fibra óptica 60 a ser medida para una característica específica.

Además, puesto que la rejilla de difracción 35 en el aparato de OTDR 100a de esta realización es una rejilla con modulación del período, tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión correspondiente a la anchura del cambio en el período de la rejilla. En consecuencia, la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35 puede ajustarse fácilmente cuando se fabrica la misma. La anchura de la longitud de onda de la salida de luz de inspección desde el manantial de luz de inspección 1a viene determinada de acuerdo con la anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 35. En consecuencia, se puede hacer fácilmente que el aparato 100a de esta realización dé salida a luz de inspección que tenga una anchura deseada de la longitud de onda.

Además, en el aparato de OTDR 100a de esta realización, la rejilla de difracción 35 está dispuesta de tal modo que una parte de la misma en el lado de longitud de onda de reflexión corta, es decir, en la parte de un período de rejilla más pequeño, esté dirigida hacia el láser semiconductor 10. En consecuencia, la luz procedente del láser semiconductor 10 avanza desde la parte de la rejilla de difracción 35 en el lado de la longitud de onda de reflexión corta hacia el lado de la longitud de onda de reflexión larga. Esta disposición se efectúa teniendo a la vista el siguiente fenómeno. Como se ha expuesto en una comunicación de K.O. Hill y otros, titulada "Application of Phase Masks to the Photolitographic Fabrication of Bragg Gratings in Conventional Fiber/Planar Waveguides with Enhanced Photosensitivity" ("Aplicación de Máscaras de Fase a la Fabricación Fotolitográfica de Rejillas de Bragg en Guías de Onda de Fibra/Planas Usuales de Fotosensibilidad Aumentada" OFC PD, 15-1, 1993), la rejilla de difracción tiene una característica de emisión hacia fuera, en cada parte de la misma, de luz que tiene una longitud de onda más corta que la longitud de onda de reflexión en esa parte. En consecuencia, cuando la rejilla de difracción 35, la cual es una rejilla con modulación del período, está dispuesta de tal modo que la parte de la misma que está en el lado de la longitud de onda de reflexión larga es dirigida hacia el semiconductor 10, la luz que debiera ser reflejada en la parte del lado de longitud de onda de reflexión corta es emitida parcialmente hacia fuera durante el tiempo en el que pasa a través del lado de longitud de onda de reflexión larga, de modo que, en la luz reflejada por la rejilla de difracción 35, el componente en el lado de longitud de onda corta se hace menor que el del lado de longitud de onda longitudinal. Como resultado, en el espectro de potencia de la luz de inspección, la potencia en el lado de la longitud de onda corta se hace menor que en el lado de la longitud de onda larga, con lo que la luz de inspección no tiene una potencia uniforme en todo el margen de longitudes de onda de la misma.

En el aparato de OTDR 100a de esta realización, puesto que la rejilla de difracción 35 está dispuesta de tal modo que la parte en el lado de la longitud de onda de reflexión corta está dirigida hacia el láser semiconductor 10, se puede evitar que se produzca tal fenómeno de que la luz que debiera ser reflejada en cada parte de la rejilla de difracción sea emitida hacia fuera antes de ser reflejada. Como resultado, la luz de inspección tiene una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda. En consecuencia, el aparato de OTDR 100a de esta realización puede efectuar, de un modo bastante preferible, las pruebas de OTDR de la fibra óptica 60 a ser medida.

Cuando la longitud de onda de la luz reflejada por la rejilla de difracción 35 tiene una anchura significativa, es preferible que el lado de reflexión de la longitud de onda larga está dispuesto más alejado del láser semiconductor 10 que el lado de reflexión de la longitud de onda corta, y que la distribución de longitudes de onda de la reflectancia en la rejilla de difracción 35 sea establecida como se explica en lo que sigue.

Cuando la anchura del impulso de la luz de inspección sea relativamente larga, la rejilla de difracción 35 se dispone preferiblemente de tal modo que la reflectancia de la rejilla de difracción aumente monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor 10.

La luz de la longitud de onda reflejada en una posición de la rejilla de difracción 35 más alejada del láser semiconductor 10 tiene una longitud de resonador más larga, teniendo por lo tanto una potencia óptica más atenuada. En consecuencia, cuando se dispone la rejilla de difracción de tal modo que la reflectancia de la misma aumente monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor, se puede hacer la potencia de la luz reflejada sustancialmente uniforme, con independencia del punto de reflexión. Por lo tanto, se puede usar luz de inspección que tenga una potencia sustancialmente uniforme en toda el área de la longitud de onda de reflexión, con lo que se pueden efectuar, preferiblemente, pruebas de OTDR.

Cuando, por el contrario, la anchura del impulso de la luz de inspección sea corta, se dispone la rejilla de difracción 35 preferiblemente de tal modo que la reflectancia de la rejilla de difracción disminuya monótonamente a lo largo de la dirección moviéndose hacia fuera desde el dispositivo emisor de luz semiconductor 10.

Cuando se acorta la anchura del impulso, se está en un caso en el que el efecto de que la energía de inyección puede hacerse más pequeña en el lado de la longitud de onda larga sobrepasa a la influencia de la longitud del resonador. En tal caso, cuando se hace que la reflectancia disminuya a medida que se hace mayor la longitud del resonador, se puede tener de salida luz de inspección de una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda de reflexión.

Realización 6

La Fig. 20 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR 100b en esta realización. El aparato de OTDR 100b de esta realización difiere del de la realización 1 en la configuración de una fibra óptica 30b conectada ópticamente al láser semiconductor 10 en un manantial de luz de inspección 1b. Es decir, que en esta realización se han previsto dos rejillas de difracción 36 y 37 en un núcleo de la fibra óptica 30b.

La rejilla de difracción 37 está dispuesta en una posición en la que la longitud del camino óptico (con respecto a la luz de salida del láser semiconductor 10) desde la superficie 11 de reflexión de la luz del láser semiconductor 10 al terminal (parte más alejada del láser semiconductor 10) de la rejilla de difracción 37 es de aproximadamente 70 mm. La rejilla de difracción 36 está dispuesta en una posición que está más próxima al láser semiconductor 10 que lo está la rejilla de difracción 37.

Cada una de las rejillas de difracción 36 y 37 es una rejilla de difracción de un paso constante, en la cual se mantiene un período de la rejilla predeterminado a lo largo del eje óptico. La rejilla de difracción 36 tiene un período menor que el de la rejilla de difracción 37, mientras que los índices de refracción mínimos son casi iguales el uno al otro. Por consiguiente, la rejilla de difracción 36 tiene una longitud de onda de reflexión menor que la de la rejilla de difracción 37. Concretamente, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 es de aproximadamente 1550 nm, mientras que la de la rejilla de difracción 37 es de aproximadamente 1554 nm. La anchura de la longitud de onda de reflexión de cada rejilla de difracción es de aproximadamente 1 nm. Aquí se define la "anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción" tal como se explicó para la Realización 5.

El área compuesta de las rejillas de difracción 36 y 37 puede considerarse como una sola área de reflexión 38 que refleja la luz sobre un margen de longitudes de onda predeterminado. La Fig. 21 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de reflexión de esa área de reflexión, donde se presenta un espectro de reflexión hecho de dos picos correspondientes a las respectivas rejillas de difracción. La anchura de la longitud de onda de reflexión de esta área de reflexión 38 es de aproximadamente 5 nm. Cuando se hable aquí de "anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión 38", se está haciendo referencia a, entre las intersecciones entre la línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima del área de reflexión 38 y el espectro de reflexión del área de reflexión 38, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda y el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda, como se ha ilustrado en la Fig. 21.

En esta realización, de la luz emitida desde el láser semiconductor 10, el componente de la luz reflejada repetidamente entre la superficie 11 de reflexión de la luz del láser semiconductor 10 y el área de reflexión 38 es sometido a oscilación de láser y luego dado de salida del manantial de luz de inspección 1b como luz de inspección. La Fig. 22 es un gráfico en el que se ha ilustrado una característica de esta luz de inspección. En esta realización, puesto que el área de reflexión 38 compuesta de las rejillas de difracción 36 y 37 tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 5 nm, la luz de inspección tiene también una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 5 nm. Cuando se habla aquí de "anchura de la longitud de onda de reflexión de la luz de inspección", se está haciendo referencia a la anchura de la longitud de onda entre las intersecciones de la línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto en donde la potencia es más baja que la potencia máxima de la luz de inspección en 20 dB y el espectro de potencia de la luz de inspección, como se ha ilustrado en la Fig. 22.

Así, en el aparato de OTDR 100b de esta realización, puesto que el área de reflexión 38 compuesta de dos rejillas de difracción 36 y 37 que tienen longitudes de onda de reflexión diferentes entre sí está dispuesta en la fibra óptica 30b, incluso cuando cada rejilla de difracción tenga una anchura de la longitud de onda de reflexión pequeña, y cada uno de los componentes de la luz reflejados por las respectivas rejillas de difracción y sometidos a oscilación de láser tenga una alta coherencia de tiempo, estos componentes de la luz son dados de salida desde el manantial de luz de inspección 1b como superpuestos el uno al otro, proporcionando con ello una coherencia de tiempo lo suficientemente baja en la luz de inspección. En particular, en esta realización, puesto que el área de reflexión 38 tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de 1 nm o mayor, la anchura de la luz de inspección se hace también mayor que 1 nm. En consecuencia, se puede disminuir con seguridad la coherencia de tiempo de la luz de inspección. Por lo tanto, se pueden efectuar con seguridad las pruebas de OTDR con una alta precisión, al tiempo que se suprime lo suficiente el ruido de atenuación. Realmente, cuando los inventores efectuaron una prueba de OTDR usando para ello el aparato de OTDR 100b de esta realización, el nivel de ruido fue de aproximadamente 0,05 dB, y se obtuvieron resultados preferibles.

También, en el aparato de OTDR 100b de esta realización, puesto que la anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión 38 prevista en la fibra óptica 30b es de menos de 20 nm, la cual es la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es también menor que la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10. En consecuencia, en el aparato de OTDR 100b de esta realización, se pueden medir, preferiblemente, las características de la fibra óptica 60 a ser medida para una característica específica.

Además, en el aparato de OTDR 100b de esta realización, puesto que, de las rejillas de difracción 36 y 37 que constituyen el área de reflexión 38, la rejilla de difracción 36 que tiene una longitud de onda de reflexión más corta está dispuesta más próxima al láser semiconductor 10, se tiene que la luz procedente del láser semiconductor 10 entra sucesivamente en las rejillas de difracción desde la rejilla de difracción 36 que tiene una longitud de onda de reflexión más corta. Como se ha indicado anteriormente en la explicación de la Realización 5, una rejilla de difracción tiene una característica de emisión hacia fuera, en cada parte de la misma, de luz que tiene una longitud de onda más corta que la longitud de onda de reflexión en esa parte. No obstante, cuando las rejillas de difracción 36 y 37 están dispuestas como en el caso de esta realización, se puede suprimir el fenómeno tal como el de que la luz que debiera ser reflejada en las rejillas de difracción sea emitida hacia fuera antes de ser reflejada. Como resultado, la luz de inspección tiene una potencia sustancialmente uniforme en todo el margen de longitudes de onda. En consecuencia, el aparato de OTDR 100b de esta realización puede efectuar de un modo bastante preferible pruebas de OTDR de la fibra óptica 60 a ser medida.

Realización 7

La Fig. 23 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR 100c en esta realización. El aparato de OTDR de esta realización difiere del de la Realización 6 en la configuración de un área de reflexión 39 prevista en una fibra óptica 30c conectada ópticamente al láser semiconductor 10 en un manantial de luz de inspección 1c. Esta área de reflexión 39 que está formada como la misma área del núcleo cargado con germanio en una fibra óptica de un solo modo del tipo de cuarzo, es irradiada sucesivamente con franjas de interferencia de ultravioleta que tienen períodos diferentes entre sí. Los períodos de las respectivas franjas de interferencia se ajustan de modo que formen rejillas de difracción de paso constante que tengan longitudes de onda de reflexión de 1550 nm y 1554 nm, respectivamente. En consecuencia, en el área de reflexión 39 hay dispuestas una rejilla de difracción de paso constante que tiene una longitud de onda de reflexión de 1550 nm y una rejilla de difracción de paso constante que tiene una longitud de onda de reflexión de 1554 nm, en una parte de la fibra óptica, como superpuestas la una a la otra.

Esta área de reflexión 39 presenta un espectro de reflexión tal como el obtenido cuando el espectro de reflexión de la rejilla de difracción que tiene una longitud de onda de reflexión de 1550 nm y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción que tiene una longitud de onda de reflexión de 1554 nm están superpuestos el uno al otro. El espectro de reflexión así formado es sustancialmente el mismo (Fig. 21) que el del área de reflexión 38 en el aparato de OTDR de la Realización 6, y la anchura de la longitud de onda de reflexión del mismo es de aproximadamente 5 nm. En consecuencia, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección de salida del manantial de luz de inspección 1c se hace también de aproximadamente

\hbox{5
nm.}

En esta realización, de la luz emitida desde el láser semiconductor 10, el componente de la luz que se refleja repetidamente entre la superficie 11 de reflexión de la luz del láser semiconductor 10 y el área de reflexión 39 es sometido a oscilación de láser y es luego dado de salida desde el manantial de luz de inspección 1c como luz de inspección. Esta luz de inspección tiene una característica sustancialmente idéntica a la de la luz de inspección de la Realización 6 ilustrada en la Fig. 22, y tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente 5 nm, correspondiente a la anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión 39.

Así, puesto que el aparato de OTDR 100c de esta realización tiene el área de reflexión 39 compuesta de dos rejillas de difracción que tienen longitudes de onda de reflexión diferentes la una de la otra, proporcionadas en la misma parte de la fibra óptica 30c, incluso cuando cada rejilla de difracción de las que constituyen el área de reflexión tenga una pequeña anchura de la longitud de onda de reflexión, y cada uno de los componentes de la luz reflejados por las respectivas rejillas de difracción y sometidos a oscilación de láser tenga una alta coherencia de tiempo, estos componentes de la luz son dados de salida desde el manantial de luz de inspección 1c como superpuestos el uno al otro, produciendo con ello una coherencia de tiempo lo suficientemente baja en la luz de inspección. En particular, en esta realización, puesto que el área de reflexión 39 tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión de 1 nm o mayor, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección se hace mayor que 1 nm. En consecuencia, se puede disminuir con seguridad y suficientemente la coherencia de tiempo de la luz de inspección. Por lo tanto, se pueden efectuar con seguridad pruebas de OTDR de una alta precisión al tiempo que se suprime lo suficiente el ruido de atenuación. Realmente, cuando los inventores efectuaron una prueba de OTDR usando para ello el aparato de OTDR 100c de esta realización, el nivel de ruido fue de aproximadamente 0,05 dB, y se obtuvieron resultados preferibles.

También, en el aparato de OTDR 100c de esta realización, puesto que la anchura de la longitud de onda de reflexión del área de reflexión 39 prevista en la fibra óptica 30c es más estrecha que 20 nm, la cual es la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es también más estrecha que la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10. En consecuencia, en el aparato de OTDR 100c de esta realización, se pueden medir preferiblemente características de la fibra óptica 60 a ser medida para una característica específica.

Realización 8

La Fig. 24 es una vista en la que se ha ilustrado una configuración de un aparato de OTDR 100d en esta realización. El aparato de OTDR 100d de esta realización difiere del de la realización antes mencionada en la configuración de un manantial de luz de inspección 1d. Es decir, que en el manantial de luz de inspección 1d la rejilla de difracción 36 está formada en una fibra óptica 30d conectada ópticamente al láser semiconductor 10, mientras que además un dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo está unido a una parte que incluye la rejilla de difracción 36.

La rejilla de difracción 36 es una rejilla de difracción de paso constante que mantiene un paso de rejilla predeterminado a lo largo del eje óptico. La longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 es de aproximadamente 1550 nm, con una anchura de la longitud de onda de reflexión de aproximadamente

\hbox{1 nm.}

El dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo comprende los brazos 71 y 72 que sujetan a la fibra óptica 30d, respectivamente en dos puntos entre los cuales está retenida la rejilla de difracción 36, y un dispositivo piezoeléctrico 73 que tiene ambos extremos unidos, respectivamente a los brazos 71 y 72. Conectada al dispositivo piezoeléctrico 73 hay una fuente de voltaje variable no representada, desde la cual se aplica un voltaje de excitación al dispositivo piezoeléctrico 73, de modo que se haga que este último se dilate o se contraiga. Aquí, las direcciones de dilatación y de contracción son sustancialmente paralelas a la dirección del eje óptico de la fibra óptica 30d.

Cuando el dispositivo piezoeléctrico 73 se dilata o se contrae, se aplica un esfuerzo (tensión o presión) a la fibra óptica 30d a lo largo de la dirección del eje óptico, por medio de los brazos 71 y 72. Como resultado, cambia el período o el índice de refracción mínimo de la rejilla de difracción 36. Como se ha indicado mediante la anterior expresión (1), la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 depende del período y del índice de refracción mínimo de la rejilla de difracción 36. En consecuencia, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción cambia en respuesta al cambio en el período y en el índice de refracción mínimo de la misma. De acuerdo con experimentos efectuados por los inventores, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 puede aumentarse en aproximadamente 1 nm cuando se aplica a la misma una tensión de 100 g.

En esta realización, de la luz emitida desde el láser semiconductor 10, el componente de la luz reflejado repetidamente entre la superficie 11 de reflexión de la luz del láser semiconductor 10 y la rejilla de difracción 36 es sometido a oscilación de láser y luego dado de salida desde el manantial de luz de inspección 1d como luz de inspección. Puesto que el margen de longitudes de onda de la luz de inspección se determina de acuerdo con el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36, el margen de longitudes de onda de la luz de inspección cambia cuando se cambia la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36. En consecuencia, cuando se ajusta el voltaje de excitación del dispositivo piezoeléctrico 73 de modo que se controlen la dilatación y la contracción del dispositivo piezoeléctrico 73, se puede regular arbitrariamente el margen de longitudes de onda de la luz de inspección.

Realmente, como se ha ilustrado en el gráfico de características de reflexión de la Fig. 25, cuando el aparato 70 de aplicación de esfuerzo desplaza la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 en aproximadamente 4 nm, desplazando con ello el margen de longitudes de onda de reflexión en una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm; la potencia máxima de la luz de inspección se desplaza también en aproximadamente 4 nm, como se ha ilustrado en el gráfico de características de la luz de inspección de la Fig. 26. En consecuencia, cuando se cambia periódicamente el nivel del voltaje de excitación, de modo que se cambie periódicamente el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 con el tiempo, con una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm, cambia periódicamente también el margen de longitudes de onda de la luz de inspección con una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm. En este caso, el manantial de luz de inspección 1d es equivalente a un manantial de luz que tenga una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm. Cuando se habla aquí de "cambiar el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 con el tiempo, con una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm", se está haciendo referencia a un caso en el que se cambia el margen de longitudes de onda de reflexión con el tiempo de tal modo que, en un gráfico de características de reflexión de la rejilla de difracción 36, cuando se determina por tiempo una intersección entre una línea trazada paralela al eje de la longitud de onda por un punto que esté a 1/10 de la reflectancia máxima de la rejilla de difracción 36 y el espectro de reflexión de la rejilla de difracción 36, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda, se hace de aproximadamente 5 mm. También, cuando se habla de "el margen de longitudes de onda de la luz de inspección cambia periódicamente en el tiempo con una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm", se está haciendo referencia a un caso en el que el margen de la longitud de onda cambia en el tiempo, de tal modo que, en un gráfico de características de la luz de inspección, cuando una intersección entre una línea trazada paralela al eje de la longitud de onda por un punto donde la potencia sea más baja que la potencia máxima de la luz de inspección en 20 dB, y el espectro de potencia de la luz de inspección se determine por el tiempo, la anchura de la longitud de onda entre el punto en el cual se hace mínima la longitud de onda y el punto en el cual se hace máxima la longitud de onda se hace de aproximadamente 5 nm.

Así, en el aparato de OTDR 100d de esta realización, al ser cambiado en el tiempo el margen de longitudes de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 mediante el aparato 70 de aplicación de esfuerzo, se puede cambiar en el tiempo el margen de longitudes de onda de la luz de inspección, de modo que se puede obtener luz de inspección que tenga una anchura de la longitud de onda sustancialmente amplia y coherencia de tiempo lo suficientemente baja. En consecuencia, en el aparato de OTDR 100d de esta realización, se pueden efectuar con seguridad pruebas de OTDR con una alta precisión, al tiempo que se suprime suficientemente el ruido de atenuación. Realmente, cuando los inventores efectuaron una prueba de OTDR usando para ello el aparato de OTDR 100d de esta realización, el nivel de ruido fue de aproximadamente 0,05 dB, y se obtuvieron resultados preferibles.

También, en el aparato de OTDR 100d de esta realización, puesto que la sustancial anchura de la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 es menor que 20 nm, la cual es la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 1a0, la anchura sustancial de la longitud de onda de la luz de inspección es también menor que la anchura de la longitud de onda de salida del láser semiconductor 10. En consecuencia, en el aparato de OTDR 100d de esta realización, se pueden medir, preferiblemente, características de la fibra óptica 60 a ser medida, para una característica específica.

Aunque se usa el dispositivo 70 de aplicación de esfuerzo para aplicar un esfuerzo a la rejilla de difracción 36 de modo que se cambie el margen de longitudes de onda de reflexión de esta última en esta realización, la parte de la fibra óptica 30d que incluye la rejilla de difracción 36 puede acomodarse en cambio en un baño de ajuste de la temperatura, y se puede cambiar la temperatura dentro del baño. Cuando cambia la temperatura alrededor de la rejilla de difracción 36, la rejilla de difracción 36 se dilata o se contrae a lo largo de la dirección del eje óptico, cambiando con ello la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36. En consecuencia, cuando se regula la temperatura dentro del baño de ajuste de la temperatura, se puede ajustar el margen de longitudes de onda de la luz de inspección. En este caso cuando un miembro (por ejemplo, una placa hecha de un metal tal como de aluminio) que tenga un coeficiente de dilatación térmica al de la fibra óptica 30d, está unido a la parte de la fibra óptica 30d que incluye la rejilla de difracción 36, el cambio en la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción debido al cambio de temperatura preferiblemente aumenta. De acuerdo con experimentos efectuados por los inventores, cuando la placa de aluminio está unida a aquél, la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción 36 puede aumentarse en 2 nm al ser elevada la temperatura 10ºC dentro del baño de ajuste de la temperatura.

Las Figs. 27 y 28 son vistas de configuración en las que se han ilustrado, respectivamente, ejemplos modificados del aparato de OTDR de acuerdo con la antes mencionada Realización 1. En la Fig. 27 se ha ilustrado un aparato de OTDR en el cual hay un aislador óptico 91 y un filtro de paso de banda del tipo de transmisión 92 insertados entre el manantial de luz de inspección 110 y el acoplador óptico 40. En la Fig. 28 se ha ilustrado un aparato de OTDR en el cual se ha adoptado un circulador óptico 30a, y se ha insertado un filtro de paso de banda del tipo de reflexión 93 entre el manantial de luz de inspección 110 y la fibra óptica 60 a ser medida.

En las realizaciones en las que uno de los espejos enfrentados del manantial de luz de inspección 110 está constituido por la rejilla de difracción 35 formada en la guía de ondas óptica 30, la anchura de la longitud de onda de la luz de láser hecha oscilar se hace más estrecha. No obstante, cuando se hace grande la longitud del resonador, debido a su relación con la anchura del impulso, disminuye el número de idas y vueltas de la luz a través del resonador. En consecuencia, aunque con una baja potencia, no se puede evitar que se expanda la longitud de onda de la oscilación. Cuando se efectúa una prueba de OTDR, hay casos en los que, con objeto de evitar que se produzcan interferencias con una banda de transmisión de la señal, se desea que tal extensión de la longitud de onda de la oscilación sea reducida en una cantidad que está más allá de la capacidad de la rejilla de difracción.

En tales casos, cuando se haya previsto además un filtro de paso de banda en un camino óptico entre el manantial de luz de inspección 110 y la fibra óptica 60 a ser medida, se puede cortar la luz fuera del margen de longitudes de onda necesario para el aparato de OTDR, con lo que se puede obtener una característica de salida preferible. Como resultado, se puede suprimir con seguridad la influencia sobre las comunicaciones ópticas.

Realización de un sistema de inspección de una línea de comunicación óptica

La Fig. 29 es una vista general de configuración en la que se ha ilustrado un sistema de inspección de línea de comunicación óptica de esta realización. En primer lugar, se explicará una configuración básica de una red de comunicaciones óptica a la cual se aplica el sistema de inspección de esta realización. Una, o una pluralidad, de líneas de comunicaciones ópticas 303 (representadas por tres líneas de comunicaciones ópticas en la Fig. 29) conectadas a un aparato de transmisión 302, que está instalado en una estación para una red de comunicaciones de abonados o similar, están empaquetadas como un cable de fibra óptica 304 y se extienden hasta las casas 305 de los abonados. En consecuencia, el aparato de transmisión 302 y la casa de cada abonado 305 están conectados entre sí por la línea de comunicación óptica 303. La salida de luz de comunicación desde el aparato de transmisión 302 se propaga a través de la línea de comunicación óptica 303 y es recibida por un terminal instalado en la casa 305 del abonado. En la red de comunicaciones ópticas de esta realización, se usa luz de señal que tiene una longitud de onda de aproximadamente 1300 nm.

En lo que sigue, se explicará la configuración del sistema de inspección en esta realización. Este sistema de inspección está constituido por un aparato de OTDR 300; un conmutador óptico 340 conectado, por medio de una fibra óptica 322, a luz de inspección procedente del aparato de OTDR 300; un acoplador óptico 350 dispuesto en la parte extrema de la línea de comunicación óptica 303 en el lado 302 del aparato de transmisión; y un filtro óptico 360 dispuesto en la parte de terminal (parte extrema del lado del abonado 305) de cada línea de comunicación óptica 303.

El aparato de OTDR 300 está constituido por una sección de emisión de luz 310, un acoplador óptico 320 conectado a la sección 310 de emisión de luz por medio de una fibra óptica 323; y una sección de inspección 330 conectada al acoplador óptico 320 por medio de la fibra óptica 323.

La sección 310 de emisión de luz oscila de una manera pulsante para emitir luz de láser que es luz de inspección. La semianchura del espectro de longitudes de onda de esta luz de inspección, es decir, la anchura de la longitud de onda, es de aproximadamente 20 nm. La longitud de onda central (la longitud de onda en el centro de la semianchura) es de aproximadamente 1550 nm, la cual es diferente a la longitud de onda de la luz de señal.

El acoplador óptico 320 hace que la luz de inspección, la cual incide sobre el mismo por medio de la fibra óptica 321, incida sobre el conmutador óptico 340 por medio de la fibra óptica 322; al tiempo que hace que la luz de inspección hecha retornar, la cual ha sido reflejada o difundida por cada parte de la línea de comunicación óptica 303 y el filtro óptico 360, incida sobre la sección de inspección 330 por medio de la fibra óptica 323.

La sección de inspección 330 detecta la luz de inspección así hecha retornar, de modo que inspecciona el estado de la línea de comunicación óptica 303. Esta sección de inspección 330, que es similar a la usada en los aparatos de OTDR ordinarios, comprende un fotodetector para detectar la luz de inspección y convertir la luz de inspección así detectada en una señal eléctrica, un amplificador para amplificar la salida de señal eléctrica desde el fotodetector, un procesador de la señal para conversión de A/D de la salida de señal desde el amplificador y someter la señal así convertida a un proceso de promediado o similar; un dispositivo de CRT (Tubo de Rayos Catódicos) conectado al procesador de la señal; y similares.

El conmutador óptico 340 conecta ópticamente el acoplador óptico 320 dentro del aparato de OTDR 300 con uno de los acoplador ópticos 350 en la línea de comunicación óptica 303 entre sí, por medio de una fibra óptica 341 de modo conmutable. Al hacerse que la luz de inspección procedente del aparato de OTDR 300 incida en la línea de comunicación óptica 303 que incluye el acoplador óptico 350 conectado, se puede seleccionar la línea de comunicación óptica 303 a ser inspeccionada, al ser hecho funcionar el conmutador óptico 340.

El acoplador óptico 350 hace que la luz de inspección incida en la línea de comunicación óptica 303 de modo que se propague hacia la casa 305 del abonado; al tiempo que hace que la luz de inspección hecha retornar, la cual ha sido reflejada o difundida por cada parte de la línea de comunicación óptica 303 y el filtro óptico 360, incida en el conmutador óptico 340.

Aquí, como puede verse de lo expuesto en lo que antecede, el acoplador óptico 320, el conmutador óptico 340 y el acoplador óptico 350, en conjunto, funcionan para hacer que la luz de inspección incida en la línea de comunicación óptica 303, al tiempo que hacen que la luz reflejada y la luz de retrodifusión procedente de la línea de comunicación óptica 303 incidan en la sección de inspección 330. Es decir, que el acoplador óptico 320, el conmutador óptico 340, y el acoplador óptico 350, constituyen una sección óptica funcional que presenta tales funciones.

El filtro óptico 360 tiene la función de reflejar la luz en un margen de longitudes de onda predeterminado, de modo que se corte la luz de inspección inmediatamente frente a la casa 305 del abonado, evitándose con ello que la luz de inspección se convierta en ruido en las comunicaciones ópticas. La sección de inspección 330 reconoce el terminal de la línea de comunicación óptica 303 al detectar la luz reflejada por el filtro óptico 360. Aquí, a fin de presentar totalmente la función de corte de la luz de inspección, el filtro óptico 306 tiene, preferiblemente, una anchura de la longitud de onda de reflexión mayor que la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección.

La Fig. 30 es un gráfico en el que se ha ilustrado esquemáticamente un espectro de reflexión del filtro óptico 360 y un espectro de la longitud de onda de la luz de inspección. Como se ha indicado mediante ese gráfico, el filtro óptico 360 tiene, preferiblemente, una achura de la longitud de onda de reflexión (semianchura del espectro de reflexión) mayor que la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección.

El filtro óptico 360 de esta realización está constituido por una pluralidad de rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica dispuestas en la línea de comunicación óptica 303. Una rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica es un área de un núcleo de una guía de ondas óptica donde el índice de refracción efectivo del núcleo cambia periódicamente entre el índice de refracción mínimo y el índice de refracción máximo a lo largo del eje óptico. Esta rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica refleja la luz que tiene una anchura de la longitud de onda relativamente estrecha, cuyo centro es una longitud de onda de reflexión predeterminada (longitud de onda de Bragg). Es sabido, en general, que la rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica puede ser fabricada como una guía de ondas óptica que es irradiada con franjas de interferencia de rayos ultravioleta, por ejemplo. Tal método de fabricación se ha descrito también en la Publicación Japonesa de la Traducción de la Solicitud Internacional Nº 62-500052.

Aunque cada una de la pluralidad de rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica que constituyen el filtro óptico 360 tiene un solo período, los períodos difieren ligeramente entre sí, entre las respectivas rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica. Así, cuando una pluralidad de rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica que tienen respectivamente períodos ligeramente diferentes entre sí están dispuestas en serie en la línea de comunicación óptica 303, de modo que constituyen el filtro óptico 360, el filtro óptico 360 presenta un espectro de reflexión con una anchura grande la longitud de onda en la cual los espectros de reflexión de las respectivas rejillas de difracción se solapan entre sí parcialmente. A medida que se hace mayor el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica, se hace mayor la anchura de la longitud de onda de reflexión. Un filtro óptico que tiene tal configuración se ha descrito en una comunicación de R. Kashyap y otros, titulada "Nobel Method of Producing Old Fibre Photoinduced Chirped Gratings" ("Nuevo Método para Producir Rejillas con Modulación del Período Fotoinducidas Totalmente de Fibra") (Electronics Letters, 9 de junio de 1994, Vol. 30, Nº 12).

Con objeto de asegurar una función preferible como filtro óptico, es más preferible una reflectancia más alta en la rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica. En consecuencia, se expone una guía de ondas óptica a una atmósfera de hidrógeno y luego se irradia con una franja de interferencia de ultravioleta, de modo que se forme una rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica usada en esta realización. De acuerdo con este método, se puede obtener una rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica que tiene una alta reflectancia, con lo que se puede hacer también que sea alta la reflectancia del filtro óptico 360. No obstante, puesto que los grupos OH generados al tener lugar la irradiación con ultravioleta pueden absorber luz de la señal, aumentando con ello las pérdidas de transmisión, el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica que constituyen el filtro óptico 360 es, preferiblemente, lo más pequeño que sea posible.

Puesto que la línea de comunicación óptica 303 incluye una fibra óptica que es una guía de ondas óptica, el filtro óptico 360 puede estar formado directamente en la línea de comunicación óptica 303. También, una fibra óptica o guía de ondas de película delgada en la cual haya sido formado de antemano el filtro óptico 360, puede ser conectada a la línea de comunicación óptica 303 de modo que se proporcione el filtro

\hbox{óptico
360.}

En lo que sigue, se explicará un método para inspeccionar una línea de comunicación óptica mediante el uso del sistema de inspección de acuerdo con esta realización. La salida de la luz de inspección desde la sección 310 de emisión de luz se propaga a través de la fibra óptica 321 de modo que incida sobre el acoplador óptico 320, donde luego se divide en dos. Mientras que uno de los componentes de la luz de inspección así dividida llega al terminal de resistencia del acoplador óptico 320, el otro se propaga a través de la fibra óptica 322, de modo que incida en el conmutador óptico 340. Se hace que esta parte de la luz de inspección incida, por medio de la fibra óptica 341 y del acoplador óptico 350, en la línea de comunicación óptica 303 a ser medida, y que luego avance a través de la línea de comunicación óptica 303 para llegar al filtro óptico 360.

Debido a la reflexión de Fresnel en una posición de defecto (por ejemplo, una posición desconectada), o a la difusión de Rayleigh en cada punto de la línea de comunicación óptica 303, una parte de la luz de inspección retorna en la dirección opuesta a la dirección de avance. Cada una de la luz reflejada y de la luz de retrodifusión así hecha retornar es dividida en dos por el acoplador óptico 350, y se hace que uno de los componentes de la luz así dividida incida sobre el conmutador óptico 340. Después, la luz reflejada y la luz de retrodifusión procedentes de la línea de comunicación óptica 303 se propagan a través de la fibra óptica 322, de modo que sea dividida en dos por el acoplador óptico 320, y uno de los componentes de la luz así dividida se propaga a través de la fibra óptica 323 de modo que incida sobre la sección de inspección 330.

La sección de inspección 330 detecta la luz reflejada y la luz de retrodifusión procedentes de la línea de comunicación óptica 303 y del filtro óptico 360, y las somete a un procesado de señal, con lo que la potencia de la luz reflejada o de la luz de retrodifusión de la línea de comunicación óptica 303 es presentada en el dispositivo de CRT con respecto a la distancia desde un punto de referencia predeterminado al punto de medición. Al ser observada la forma de onda así presentada, se pueden determinar la posición de defecto en la línea de comunicación óptica 303, así como la pérdida entre dos puntos arbitrarios en la fibra óptica 323. De esta manera, se efectúa la inspección de la línea de comunicación óptica 303.

En el sistema de inspección de la línea de comunicación óptica de eta realización, puesto que la sección 310 de emisión de luz da salida a luz que tiene un margen de longitudes de onda tan estrecho como de 20 nm o menos, la anchura de la longitud de onda de reflexión del filtro óptico 360 puede ser también estrechada en respuesta a ello. En consecuencia, se puede hacer pequeño el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica que constituyen el filtro óptico 360. En particular, cuando la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección es de aproximadamente 5 nm o menos, se puede hacer el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica muy pequeño, de modo que el filtro óptico 360 puede estar constituido por una sola rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica.

Cuando se hace pequeño el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica, se puede reducir también el número de los grupos OH antes mencionados, con lo que se puede suprimir la pérdida en la transmisión de la luz de señal. También, en el caso de que sea pequeño el número de las rejillas de difracción del tipo de guía de ondas óptica, se puede reducir la desadaptación de modo que tenga lugar durante el tiempo en el que la señal pasa a través de las rejillas de difracción. En consecuencia, se puede suprimir también a este respecto la pérdida de transmisión. Por consiguiente, de acuerdo con el método de inspección de línea de comunicación óptica de esta realización, se puede efectuar la inspección de líneas de comunicaciones ópticas al tiempo que se ha suprimido lo suficiente la influencia sobre las comunicaciones ópticas.

En cuanto a la sección 10 de emisión de luz, pueden adoptarse para ella una diversidad de configuraciones. Las Figs. 31 a 34 son vistas esquemáticas en las que se han ilustrado ejemplos de configuraciones 310a a 310d de la sección 310 de emisión de luz. En lo que sigue, se explicarán estos ejemplos con referencia a sus dibujos correspondientes.

En primer lugar, la sección 310a de emisión de luz de la Fig. 31 está constituida por un láser semiconductor del tipo de Fabry-Perot 370, lentes 371 y 374, un aislador 372, y un filtro óptico 373. Aquí, el filtro óptico 373 es en este ejemplo un filtro de película multicapa de dieléctrico.

El láser semiconductor 370 del tipo de Fabry-Perot tiene una anchura de la longitud de onda de la oscilación de aproximadamente 30 nm. La lente 371 convierte la salida de luz de láser desde el láser semiconductor 370 en un haz paralelo, y hace que este haz incida sobre el aislador 372. El aislador 372 tiene una dirección hacia adelante, hacia la dirección de la flecha en el dibujo, mientras que el corte de la luz avanza en la dirección opuesta. Se hace que la luz de láser transmitida a través del aislador 372 incida sobre el filtro óptico 373.

El filtro óptico 373 limita la anchura de la longitud de onda de la luz de láser procedente del láser semiconductor 370 de tal modo que, de la luz incluida en el margen de longitudes de onda de oscilación del láser semiconductor 370, pasa a su través un componente de la luz que tiene una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos, cuyo centro es una longitud de onda predeterminada. Aunque una parte de la luz de láser procedente del láser semiconductor 370 puede ser reflejada por el filtro óptico 373, tal luz reflejada es cortada por el aislador 372. Análogamente, la luz reflejada y la luz difusa procedentes de la línea de comunicación óptica son cortadas. En consecuencia, se impide que la luz incida sobre el resonador del láser semiconductor 370 y perturbe un estado de oscilación estable.

Se hace que la luz de láser transmitida a través del filtro óptico 373 incida sobre la lente 374. Al tiempo que hace converger al haz paralelo de luz de láser, la lente 374 hace que la luz de láser incida en la fibra óptica 321. La luz de láser emitida desde la lente 374 es de salida de luz de inspección desde la sección 310a de emisión de luz. Como se ha mencionado en lo que antecede, cuando la luz de láser procedente del láser semiconductor 370 pasa a través del filtro óptico 373, se obtiene luz de inspección que tiene un margen de longitudes de onda de aproximadamente 20 nm.

A continuación, la sección 310b de emisión de luz de la Fig. 32 está constituida por el láser semiconductor 370 del tipo de Fabry-Perot, una lente 375, las fibras ópticas 376 y 378, y un circulador óptico 377. Al circulador óptico 377 están conectadas las fibras ópticas 376 y 378, así como la fibra óptica 321. En una parte de un núcleo de la fibra óptica 378, hay dispuesta una rejilla de difracción 379 del tipo de guía de ondas óptica.

Como en el caso de la sección 310a de emisión de luz de la Fig. 31, el láser semiconductor 370 tiene una anchura de la longitud de onda de la oscilación de aproximadamente 30 nm. La lente 375 hace converger la salida de luz de láser desde el láser semiconductor 370 y hace que la luz así hecha converger incida en la fibra óptica 376, conectando con ello el láser semiconductor 370 con la fibra óptica 376 en términos de potencia óptica. La luz de láser que incide en la fibra óptica 376 entra en el circulador óptico 377 y es luego emitida a la fibra óptica 378. Esta luz de láser avanza a través de la fibra óptica 378 y llega a la rejilla de difracción 379 del tipo de guía de ondas óptica. La rejilla de difracción 379 del tipo de guía de ondas óptica refleja, de la luz incluida en el margen de longitudes de onda de la oscilación del láser semiconductor 370, un componente de la luz que tiene una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm, o menos. Se hace que esta luz de reflexión incida en el circulador óptico 377 y sea luego emitida a la fibra óptica 321. La luz que incide en la fibra óptica 321 por medio del circulador óptico 377 es luz de inspección de la sección 310b de emisión de luz.

Así, puesto que la sección 310b de emisión de luz usa la luz reflejada por la rejilla de difracción 379 del tipo de guía de ondas óptica como luz de inspección, cuando la longitud de onda de reflexión de la rejilla de difracción es de aproximadamente 20 nm o menos, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección se hace también de aproximadamente 20 nm o menos. Puesto que es fácil preparar la rejilla de difracción del tipo de guía de ondas óptica que tiene una anchura de la longitud de onda estrecha, se puede producir fácilmente luz de una anchura de la longitud de onda de 5 nm o menos, de acuerdo con la sección 310b de emisión de luz.

Aquí puede usarse como fibra óptica 376 una fibra óptica cuya extremidad haya sido procesada por fusión o por aguzado para que tenga una función de lente, eliminándose con ello la lente 375 que está entre el láser semiconductor 370 y la fibra óptica 376.

A continuación, la sección 310c de emisión de luz de la Fig. 33 está constituida por un láser semiconductor 380 del tipo de realimentación de la distribución (DFB), las lentes 371 y 374, y el aislador 372. La salida de luz de láser desde el láser semiconductor 380 del tipo de realimentación de la distribución es convertida en un haz paralelo por la lente 371, y se hace luego que incida en el aislador 372. El aislador 372 tiene una dirección hacia adelante, hacia la dirección de la flecha en el dibujo, al tiempo que corta la luz que avanza en la dirección opuesta. En consecuencia, se impide que la luz reflejada o la luz de retrodifusión procedentes de la línea de comunicación óptica 303 incidan sobre el resonador del láser semiconductor 380 y perturbe un estado de oscilación estable. La luz transmitida a través del aislador 372 incide en la lente 374 y luego, al tiempo que es hecha converger, entra en la fibra óptica 321. La luz de láser emitida desde la lente 374 es la luz de inspección de salida de la sección 310 de emisión de luz.

La anchura de la longitud de onda de la salida de luz de inspección desde la sección 310c de emisión de luz es igual a la anchura de la longitud de onda de la oscilación del láser semiconductor 380 del tipo de realimentación de la distribución. El láser semiconductor 380 del tipo de realimentación de la distribución tiene una intensa selectividad en el modo longitudinal y una muy estrecha anchura de la longitud de onda de la oscilación. Por lo tanto, de acuerdo con la sección 310c de emisión de luz, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección de salida puede establecerse fácilmente en aproximadamente 20 nm o menos, y se puede producir fácilmente luz de inspección que tenga una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 5 nm o menos.

Finalmente, la sección 310d de emisión de luz de la Fig. 34 está constituida por un láser semiconductor 388 del tipo de Fabry-Perot, la lente 375, y una fibra óptica 384. En un núcleo de la fibra óptica 384, está formada una rejilla de difracción 385 del tipo de guía de ondas óptica. Además, a la fibra óptica 384 está conectada la fibra óptica 321.

Esta sección 310d de emisión de luz es similar a la descrita en la comunicación de D. M. Bird y otros (Electron. Lett., Vol. 30, Nº 13, págs. 1115-1116, 1994). Esta sección 310d de emisión de luz puede considerarse como una clase de láser semiconductor del tipo reflector de Bragg de la distribución (DBR).

El láser semiconductor 388 del tipo de Fabry-Perot tiene una superficie 386 de reflexión de la luz de una alta reflectancia, y una superficie 387 de emisión de luz de una baja reflectancia, respectivamente, en ambos extremos del mismo, con lo que desde la superficie 387 de emisión de luz es emitida luz que tiene una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 30 nm. La lente 375 hace converger la luz de láser de salida del láser semiconductor 380 y hace que la luz así hecha converger incida en la fibra óptica 384, conectando con ello el láser semiconductor 388 a la fibra óptica 384 en términos de potencia óptica. La luz que avanza a través de la fibra óptica 384 llega a la rejilla de difracción 385. La rejilla de difracción 385 refleja, de la luz incluida en la anchura de la longitud de onda de la oscilación del láser semiconductor 388, solamente el componente de la luz que tiene una anchura de la longitud de onda de aproximadamente 20 nm o menos, cuyo centro es una longitud de onda predeterminada. Se hace que la luz así reflejada incida en el láser semiconductor 388 por medio de la lente 375. La luz incidente avanza a través del láser semiconductor 388, al tiempo que produce emisión estimulada, y llega a la superficie 386 de reflexión de la luz, donde es entonces reflejada. La luz así reflejada avanza a través del semiconductor 388, al tiempo que produce emisión estimulada, y es emitida desde la superficie 387 de emisión de luz de modo que sea reflejada de nuevo por la rejilla de difracción 385. Así, la luz es amplificada a medida que se repite la reflexión entre la rejilla de difracción 385 y la superficie 386 de reflexión de la luz, produciendo por ello finalmente oscilación de láser. Esta es salida de luz de inspección desde la sección 310d de emisión de luz. Esta luz de inspección es transmitida a través de la rejilla de difracción 385 y es hecha incidir en la fibra óptica 321.

La luz que origina oscilación de láser entre la rejilla de difracción 385 y la superficie 386 de reflexión de la luz está limitada a luz de una longitud de onda que es reflejada con una reflectancia relativamente alta por la rejilla de difracción 385. En consecuencia, cuando se usa la rejilla de difracción 385 que tiene una anchura apropiada de la longitud de onda de reflexión, la anchura de la longitud de onda de la luz de inspección de salida desde la sección 310d de emisión de luz se hace de aproximadamente 20 nm o menos. Puesto que la rejilla de difracción 385 que tiene una anchura de la longitud de onda de reflexión estrecha puede fabricarse fácilmente, se puede obtener fácilmente luz de inspección que tenga una anchura de la longitud de onda de 5 nm o menos, de acuerdo con la sección 310d de emisión de luz.

Aquí, puesto que la sección 310d de emisión de luz da salida a luz de láser de inspección de acuerdo con la oscilación de láser entre la rejilla de difracción 385 y la superficie 386 de reflexión de la luz, no siempre es necesario que la sección 310d de emisión de luz efectúe oscilación de láser en el láser semiconductor 388.

Del invento así descrito, será evidente que se puede variar el invento de muchas formas sin rebasar el alcance del invento, tal como queda definido en las Reivindicaciones que siguen.

Se hace aquí referencia a la Solicitud Japonesa básica Nº 285068/1995 presentada con fecha 1 de noviembre de 1995, a la Nº 248255/1996 presentada con fecha 19 de septiembre de 1996, a la Nº 068390/1995 presentada con fecha 27 de marzo de 1995, a la Nº 069554/1995 presentada con fecha 28 de marzo de 1995, y a la Nº 182867/1995 presentada con fecha 19 de julio de 1995.

Claims

1. Un aparato de OTDR que comprende un aparato de manantial de luz de láser que comprende

un dispositivo emisor de luz semiconductor

\hbox{(10; 202)}

a ser excitado por una corriente de modo que efectúe una emisión espontánea y una emisión estimulada;

medios de reflexión (11; 204) dispuestos en una posición de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor opuesta a una primera cara extrema de emisión de luz (12; 206) de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor por medio de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, reflejando dichos medios de reflexión la luz generada por dicho dispositivo emisor de luz semiconductor de modo que hace que la luz así reflejada se desplace de nuevo a través de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor; y

una guía de ondas óptica (30; 30a; 30b; 30c; 210) para recibir y guiar a la luz emitida por dicha primera cara extrema de emisión de luz, comprendiendo dicha guía de ondas óptica un área de reflexión que refleja selectivamente una parte de la luz emitida desde dicha primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, un núcleo de dicha área de reflexión que comprende una primera rejilla de difracción (35; 36; 39; 212) dispuesta en una primera área, cambiando periódicamente el índice de refracción de dicha primera rejilla de difracción a lo largo de una dirección del eje óptico, y reflejando dicha primera rejilla de difracción selectivamente, dentro de un primer margen de longitudes de onda que tiene una anchura de al menos 1 nm pero de no más de 20 nm, una parte de la luz emitida desde dicha primera cara extrema de emisión de luz de dicho dispositivo emisor de luz semiconductor, en que dicha primera anchura del margen de longitudes de onda se define como la anchura de la longitud de onda, en un gráfico de características de reflexión de dicha primera rejilla de difracción en el cual los ejes horizontal y vertical indican, respectivamente, longitud de onda y reflectancia, entre las intersecciones de una línea trazada paralela al eje de longitudes de onda por un punto que está a 1/10 de la reflectancia máxima de dicha primera rejilla de difracción y el espectro de reflexión de dicha primera rejilla de difracción;

constituyendo dichos medios de reflexión, dicho dispositivo emisor de luz semiconductor y dicha rejilla de difracción, un resonador láser; y

comprendiendo además dicho aparato de OTDR

un dispositivo para establecer el camino óptico para recibir, desde un primer terminal, la luz emitida desde dicho aparato de manantial de luz de láser y enviar, desde un segundo terminal, la luz así recibida, hacia una fibra óptica a ser medida y a recibir también, desde el segundo terminal, luz de retorno procedente de la fibra óptica y enviar, desde un tercer terminal, la luz de retorno así recibida; y

una sección de medición óptica para medir la intensidad de la salida de luz desde el tercer terminal de dicho dispositivo para establecer el camino óptico.

2. Un aparato de acuerdo con la Reivindicación 1, en el que dicho primer margen de longitudes de onda tiene una anchura de al menos 2 nm, pero de no más de 10 nm.

3. Un aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha primera rejilla de difracción tiene el período de la rejilla que cambia monótonamente a lo largo de dicha dirección del eje óptico.

4. Un aparato de acuerdo con la Reivindicación 3, en el que el período de la rejilla de dicha primera rejilla de difracción en el lado del dispositivo emisor de luz semiconductor es más corto que en el lado opuesto.

5. Un aparato de acuerdo con la Reivindicación 3 ó 4, en el que dicha primera rejilla de difracción tiene una reflectancia que aumenta monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde dicho dispositivo emisor de luz semiconductor.

6. Un aparato de acuerdo con la Reivindicación 3 ó 4, en el que dicha primera rejilla de difracción tiene una reflectancia que disminuye monótonamente a lo largo de una dirección moviéndose hacia fuera desde dicho dispositivo emisor de luz semiconductor.